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電氣系統設計論文范文1

可逆起動器具有兩個型號相同、電源進線接線相序相反的接觸器（現在常見的為真空接觸器），兩接觸器可分別控制電機正轉和反轉。為防止兩接觸器同時接通而導致短路故障，可逆起動器中兩接觸器之間具有互鎖的電路。可逆接通與分斷及可逆轉換試驗是交替分別測試兩個接觸器的接通與分斷10倍（額定工作電流≤100A）或8倍（額定工作電流＞100A）可逆起動器主回路額定電流的能力。在試驗過程中必須嚴格控制兩接觸器的接通和分斷順序，防止同時接通而發生短路。試驗流程為：根據可逆起動器主回路可逆接通與分斷及可逆轉換試驗需要電流和電壓值及功率因數要求，計算在試驗電路中需要投入的阻抗的大小；通過阻抗調節控制柜投入計算阻抗；主電路送電，調試出所需功率因數及電流；試驗系統主回路接入可逆起動器主電路；采用設計的可編程邏輯控制器控制系統控制可逆接觸器兩接觸器的接通與分斷。

2設計要點

2.1可編程邏輯控制器性能

本次設計采用西門子S7-200CN型可編程邏輯控制器，本機集成8輸入/6輸出共14個數字量輸入/輸出點，可連接2個擴展模塊。6K字節程序和數據存儲空間。4個獨立的30kHz高速計數器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出。1個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協議、MPI通訊協議和自由方式通訊能力。24V直流輸入，24V直流輸出，100～230V交流電源，24V直流輸入繼電器輸出。

2.2PLC外接電路設計

該附加系統外接電路需接入線圈電壓為DC24V的繼電接觸器兩個，起動按鈕一個及停止按鈕一個。其中K1、K2為兩個外加線圈電壓DC24V的繼電接觸器，線圈電路中分別串聯K2、K1常閉觸點實現互鎖功能，防止程序時間間隔設計或操作過程中的誤操作而導致K1、K2同時接通,出現試驗系統主電路短路事故。試驗中，通過控制接觸繼電器K1、K2線圈的通斷電，利用其常開觸點的接通與分斷，控制可逆起動器接觸器線圈的通斷電，實現可逆起動器接觸器的接通與分斷。啟動按鈕給可編程邏輯控制器提供觸發信號，可編程邏輯控制器開始運作。停止按鈕實現中止功能，可隨時中止試驗。

2.3試驗系統與可逆起動器的連接

可逆起動器主電路與控制電路分開。在原接通通斷試驗系統變壓器與阻抗柜（電阻、電感調節控制柜）的基礎上調試試驗所需電壓及電流，接入可逆起動器主電路。試驗系統提供與可逆起動器的斷路器線圈電壓相對應的電源單獨給斷路器線圈供電。KM1、KM2為可逆起動器兩斷路器線圈，分別串聯于接觸繼電器K1、K2常開點，通過控制接觸繼電器K1、K2常開點的交替合分實現可逆起動器兩斷路器線圈的交替接通與分斷。

3試驗操作

電氣系統設計論文范文2

【關鍵字】10KV配電站，電氣系統設計

中圖分類號：F407.6 文獻標識碼：A 文章編號：

一．前言

隨著經濟的發展，各地對電力的需求缺口也越來越大，在這樣的背景下，我國開始大力建設配電站。小型配電站因其建設周期快、成本相對較低，占建設數量的很大一部分，本論文主要所探討10 kV配電站。對配電站電氣系統的設計，主要是結合配電站輸變電的等級要求，對相關電氣系統進行功率設計，保證在安全穩定運行的前提下實現配電站效益的最大化。隨著電力電子技術的飛速發展，以及計算機網絡通信技術的發展，現在配電站越來越傾向于對電氣系統實現遠程監測與控制。本文從10 kV配電站電氣系統的實際開發應用入手，對電氣系統進行開發設計，并探討電氣系統設計過程中的一些問題，以此和廣大同行分享。

二．配電站設備的選擇

1．lOkV開關柜的選擇

本設計10kV開關柜選用“五防”型KYN28A一12型戶內金屬鎧裝中置移開式開關柜，柜中配VD4真空斷路器。進線柜、分段柜額定電流為1250A、額定開斷電流為25kA。饋線柜、配變柜額定電流為630A，額定開斷電流選用20kA，壓變避雷器柜額定電流為630A。進線回路的電流互感器變比600／5A。饋線回路的電流互感器變比400／5A。

2．配變的選擇

在配電站中，變壓器是主要電氣設備之一，擔負著變換網絡電壓進行電力傳輸的重要任務。確定合理的變壓器容量是配電站安全可靠供電和網絡經濟運行的保證。特別是我國當前的能源政策是開發與節約并重，近期以節約為主。因此，以確定保證安全可靠供電為基礎，確定變壓器的經濟容量，提高網絡經濟運行素質將具有明顯經濟意義。根據變壓器的臺數、容量、形式、連接組別等選擇原則，本設計選用兩臺S11一MR一800／10kV油浸式變壓器(帶油枕)，連接組別選用D，ynl1。

過去也有工程選用Y，ynO結線組別的變壓器，其原因主要是不清楚D，ynl1結線的優點。在GB50052—95《供配電系統設計規范》中第6．0．7條規定：“在TN及TT系統接地型式的低壓電網中，宜選用D，ynl1結線組別的三相變壓器作為配電變壓器”。這里“宜選用”的理由，主要基于D，ynl1結線比Y，ynO結線的變壓器具有以下優點：

(一)有利于抑制高次諧波電流。三次及以上高次諧波勵磁電流在原邊接成形條件下，可在原邊形成環流，有利于抑制高次諧波電流，保證供電波形的質量。

(二)有利于單位相接地短路故障的切除。因D，ynl1結線比Y，ynO結線的零序阻抗小得多，使變壓器配電系統的單相短路電流擴大3倍以上，故有利于單相接地短路故障的切除。

(三)能充分利用變壓器的設備能力。Y，ynO結線變壓器要求中性線電流不超過低壓繞組額定電流的25％，見GB50052—95第6．0．8條，嚴重地限制了接用單相負荷的容量，影響了變壓器設備能力的充分利用；而D，ynl1結線變壓器的中性線電流允許達到相電流的75％ 以上，甚至可達到相電流的100％ ，使變壓器的容量得到充分的利用，這對單相負荷容量大的系統是十分必要的。因此在TN及TT系統接地型式的低壓電網中，推薦采用D，ynl1結線組別的配電變壓器。

三．10 kV配電站電氣系統設計

1．配電站電氣一次系統設計

電壓等級為110 kV設置2回進線，而10 kV則設置l6回進線，變壓器采用三角星型接線方式，在進線端采用內橋接線方式，在出線端采用母線分段連接的接線方式。對于電氣一次系統，主要從變電站層和間隔層兩個角度人手設計，實現主接線電氣設計。具體電氣接線設計方案如圖1所示。

圖1 10 kV配電站電氣接線原理示意圖

1O kV配電站電氣系統設計可以由以下幾個層次構成，具體分析如下：

（一）變電站層

變電站層硬件可分為以下幾個部分：

首先是監控終端主機。監控終端主機，也就是所謂的上位機，能夠對來自底層的設備傳感器采集的狀態數據進線處理和分析，主要完成對電網電力數據的采集，以及對電網和主要電氣設備運行過程的實施監測，并將需要保存的運行數據進行顯示、存儲、打印、圖形化分析及超限報警等任務。

其次是工程師站，為每一個配電站網絡節點配備工程師站節點，利用工程師站的節點計算機實現對日常維護工作的統一和協調。

再次是通信管理機。通信管理機的主要功能是實現對網絡中的不同通信終端與主機之間的通信轉換，包括通信規約轉換、通信格式轉換等。簡單的說，通信管理機就是一個遠程通信的調度管理器，將來自不同終端的網絡設備彼此之間的通信，以及與主機之間的通信按照事先設計好的調度權重值進行通信調度和轉換，從而實現整個配電站網絡通信的順利和通暢。

最后是網絡設備及網絡電纜。光纖網絡設備主要是指完成相關數據傳輸傳送的網絡中間件，比如路由器、收發中轉站等。網絡層設備及其網絡電纜的通信可靠性直接影響到配電站運行的穩定可靠。

（二）間隔層

間隔層從硬件角度來實現，主要依賴于最小單片機系統，采用16位的PIC系列單片機作為間隔層的CPU，通過配置片外ROM 和片外RAM，以及必要的輸入通道器件和輸出通道器件，實現由最小單片機系統對各電氣設備之間的隔離和信號傳輸，同時最小單片機系統還承擔著對變壓器、繼電保護器、進線、出線等電氣設備的工作狀態參數的實時監測和保護等功

能。

2．電氣系統設計的要點

（一）分布式母線保護

分布式母線保護對于一次電氣系統而言具有多重保護作用，主要負責保證主接線母線的穩定可靠工作，防止誤跳閘。分布式母線保護主要由隔離保護模塊和中央保護模塊兩個功能模塊構成。間隔保護模塊主要由光電隔離器實現對電信號傳輸鏈路的切斷，從而阻隔了干擾的傳輸，而中央保護模塊主要完成主接線母線負責的各子單元之間的同步協調和跳閘判斷等等。倘若不采用分布式母線保護裝置，一旦斷路器保護裝置失靈，將會有大量的干擾信號被引人到主接線母線中，造成電氣一次系統無法正常穩定可靠工作。

（二）旁路保護

由于10 kV主接線采用雙母線帶旁路母線設計方案，因此需要對旁路進行保護，否則旁路容易因為受到被隔離在雙母線之外的干擾信號的干擾而無法正常工作。在設計保護電路時，主要是通過隔離保護器和自動切換裝置實現對旁路的保護。隔離保護器主要實現對干擾信號的隔離，而自動切換裝置需要實時監測雙母線的工作狀態。一旦雙母線出現故障時，要能夠自動切換到旁路通道進行無縫連接工作，從而有效地保障了整個電氣一次系統的正常溫度可靠工作。

（三）直流電源保護

配電站一次電氣系統中必須要對直流電源進行保護，倘若采用傳統的直流電源濾波器，則會由于濾波需求而引入新的諧波干擾。因此盡量采用直流穩壓開關電源對電氣系統進行直流穩壓供電。這樣能夠在實現供電的同時避免將紋波電流引入到電氣系統中而造成新的干擾。

3．電氣系統抗干擾設計

由于配電站電氣系統中存在大量電氣設備及感性負載，因此在實際運行過程中，不可避免地存在很多高頻或低頻諧波干擾，為了保證電氣系統的穩定可靠運行，就必須對電氣系統進線抗干擾設計。由于電氣系統在設計時分為模擬傳輸通道和數字傳輸通道，因此在具體抗干擾設計時需要根據傳輸物理量的性質分別進線抗干擾設計。

（一）模擬通道抗干擾技術

一是使用隔離放大器實現模擬信號在相鄰電氣設備之間傳輸時的干擾，這是由于隔離放大器內部的隔離器(光電隔離器或者電磁隔離器)能夠切斷信號傳輸鏈路，從而切斷干擾的傳輸路徑，實現了對模擬信號的干擾隔離。

二是從傳感器到傳輸裝置，盡量采用電流型器件，或者盡量將電壓型器件的電壓信號轉換為電流信號進行傳輸，這樣能夠有效地避免由于電壓疊加而帶來的疊加噪聲干擾。

三是在信號傳輸鏈路上加入低通濾波器，實現對高頻噪聲干擾信號的過濾，提高信號的信噪比。

（二）數字通道抗干擾技術

數字通道抗干擾措施主要借助于數字抗干擾集成芯片，對整個配電站電網或者電力系統回路采取干擾補償的方式將高頻尖峰脈沖干擾或者低頻紋波電流干擾濾除，從而獲得穩定可靠的電氣特性。

四．結束語

10KV配電站電氣系統的設計是一個系統工程，應該努力做好這方面的設計，提高配電站的運行效率。

參考文獻：

[1]吳軼強 某高校10KV變配電站的微機繼電保護工程設計與建設南昌大學2007-12-10碩士

[2]寇渭新 10kV配電站計算機監控系統的電氣設計橡塑技術與裝備2005-10-20期刊

電氣系統設計論文范文3

上海交通大學學位論文原創性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名：周燁斐日期：2007年1月25日

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變頻調速協調控制系統設計摘要新型粗紗機在機械結構、系統傳動以及電氣控制方面都有較大的改變，它除去了傳統粗紗機中的上、下錐輪，差速器，龍筋升降傳動部件和成型機構，機械結構變得大為簡化。新型粗紗機采用PLC控制四臺變頻器，分別獨立驅動錠翼、羅拉、筒管和龍筋的電機來實現高效高質紡紗。機械結構的簡化雖然可以在很多方面提高粗紗機的性能和穩定性，但是羅拉、錠翼、筒管、龍筋四個電機的同步控制成了整個控制系統設計的難點，從而粗紗的張力控制也成了最需要解決的問題。如何設計一個全新的控制系統來代替原先機械傳動部分，實現和超越其功能是新型四電機粗紗機設計的關鍵和核心部分。張力控制的好壞決定著新型粗紗機能夠開發成功。針對以上的關鍵和難點，本文從硬件和軟件系統兩方面來闡述解決方案，并且著重對張力控制系統的設計進行詳細的分析。在硬件系統的設計方面，本文首先對整個控制系統的機械結構做了個簡要說明；在電氣系統方案方面，我們選擇了由工控機、PLC、矢量

變頻基礎傳動、光電傳感器組成的系統，其中，工控機為綜合監控系統，人機界面采用WINCC來設置紡織工藝參數，監控整車的運行和故障狀態，它通過MPI網絡協議和PLC進行通訊；PLC是實時控制的核心，獲取粗紗位置光電傳感器的檢測值，并通過PROFIBUS-DP總線和四臺矢量變頻器進行通信，讀取矢量變頻器中各電機的速度，計算出各個電機的理論速度，然后向矢量變頻器發送指令，設置各變頻電機的速度，從而控制電機的運轉。由于變頻器對整個系統的重要性，本文又對變頻器的選擇以及其與PLC的通訊作了一個詳細的描述。在硬件結構搭建完畢的基礎上，本文在對控制對象分析后提出了張力控制方案。張力控制方案主要包括兩方面：一、張力軟測量模型。該模型的主要作用就是取代原先機械錐輪，根據實時的徑向線密度調整卷繞直徑，從而調整四電機的速度，改善其同步性。并且該模型具有自學的功能，使得該模型能夠適應多種不同的機型，從而超越了機械錐輪的功能，有著更加廣泛的應用。二、張力控制算法。該算法建立在軟測量模型的基礎上，通過優化過的閉環控制算法，不斷地調整徑向線密度，并且使其趨于穩定。這兩方面相輔相成，從而使張力控制達到最優化。最后本文對整個軟件系統作了分析，對軟件的主要模塊分開剖析，概述了模塊與模塊之間的關系，并且對最為復雜的幾個模塊進行仔細闡述，使得本系統的設計思路躍然紙上。通過合理的硬件系統，周詳的軟件系統和創新的張力控制方案，新

型四電機粗紗機在測試階段運行良好，為其研發成功奠定了基礎。關鍵詞：同步控制，張力控制，變頻器，軟測量模型

Design of Coordinated Control SystemBased On Frequency ConversionAbstractThe new type of roving machine has undergone a great change in mechanical structure，systematictransmission and electrical control.It eliminated the up and down cone drums，differential device，railsdrive assembly and forming device，which simplified the mechanical architecture a lot.Inthis design，PLC controlled four frequency converters to separately drive four motors tomake flyer，roller，bobbin and rails run in a synchronized way.Thus，the roving machinecould product roving of high quality efficiently.Although simplification of mechanical architecture could enhance the performanceand the stability of the roving machine in many fields，it became difficult to execute asynchronized control over the four motors of roller，flyer，bobbin and rails in the wholedesign，which also made the tension control of rove become the key problem to be solved.The core of the design of the new type of machine is how to invent a brand-new controlsystem to substitute the traditional mechanical parts and to realize or even surpass theoriginal functions.Whether this new type of machine can be developed or not just dependson the performance of the tension control.According to the key problems and the most difficulties，this thesis expatiates on the solutionsfrom two aspects，hardware and software.Moreover，it emphasizes on the control system of the tensioncontrol in details.In the design of hardware，the thesis gives an overall view on its mechanical design.Then，in the

electrical design，we choose industrial computer，PLC，frequency converters，photo-electricitysensors.The industrial computer works HMI，it communicated with PLC via MPI;thePLC is the center of real-time control，it get the signal of roving height fromphoto-electricity sensors，communicates with frequency converter via PROFIBUS-DP，read the speed of four motors from frequency converter，compute the preset speed of fourmotors，then send commands to frequency to control the speed of motors.Due to theimportance of frequency converters in the whole system，the thesis gives a detailedpresentation on how to choose the frequency converters and its communication with PLC.On the basis of hardware system and the analysis of the control objects，the thesisputs forward the scenario of tension control，which consists of two programs.Firstly，it’sthe tension measuring model.The major function of this model is to substitute thetraditional mechanical cone drums to adjust the winding diameter in terms of the real-timeradial density and then accordingly to adjust the speed of the four motors to improve thesynchronization.Besides，this model has the self-teaching ability to adapt to various kindsof machines.It surpassed the mechanical cone drums and therefore has a more extensiveapplication.Secondly，it’s the algorithm of tension control.The algorithm is based on themeasuring model to adjust the radial density to a stable value through the optimizedclosed-loop methods.These two programs supplement each other to achieve theoptimization of the tension control.In the end，the thesis analyzes the whole software system，anatomizes the majorblocks and gives a profile of the relations among the blocks.In addition，it expatiates onthe most complicated blocks carefully to present a clear picture of the design.By our building a reasonable hardware system and a comprehensive software systemand inventing the tension control scenario，this new type of four-motor roving machineoperated well in the testing phases，which has placed a solid foundation of its successfuldevelopment.

電氣系統設計論文范文4

論文關鍵詞：人工智能技術,電氣自動化,自動化控制,策略

智能化技術是技術領域的一種革新，使得各個行業都實現了全面發展。在電氣自動化控制中應用人工智能技術，可以使得電氣設備的系統運行更加簡單智能，對系統可以進行優化處理。與此同時，人工智能技術的應用也為電氣自動化控制提供了技術保障和安全保障，減少了各種電氣設備操作對人員帶來的傷害，在節省人力和物力的基礎上提高了工作質量。在電氣行業的發展過程中，自動化發展就必須要利用人工智能技術。

1 人工智能技術概述

1.1 人工智能技術的定義

人工智能技術指的是借助計算機技術對人腦進行模擬，并且發出類似人類的行為指令，從而對各種操作進行完成的過程。人工技能技術是多個領域的研究結果的融合，比如傳統的數學和計算機，同時還結合了人文學科、自然和社會學科的知識，在很多領域中都有十分廣泛的應用。計算機技術可以實現對人腦的有效模擬，因此使得工作的效率更高，系統的運行更加靈活也更加穩定，能夠增強各種設備的自動化處理水平。

1.2 人工智能技術在電氣自動化應用中的功能

第一，實現數據的采集和處理。人工智能技術在電氣自動化控制中進行應用的時候，可以實現對設備中的一些數據進行采集，根據功能的不斷完善，還能對一些數據進行存儲。

第二，監視運行系統，并及時發出報警。人工智能技術可以對電氣設備在使用過程中出現的一些問題進行有效地監控，而且還能對電氣系統進行有效地模擬，對設備的開關量進行監視，防止出現異常情況，一旦出現了異常情況，要自動啟動報警裝置，同時還能對一些電氣設備進行切斷，從而使得電氣設備處于安全狀態。

第三，對電氣設備的操作進行控制。電氣自動化過程中，人工智能技術的應用，可以使得電氣設備的操作過程變得更加簡單，通過鼠標和鍵盤可以實現對斷路器和電動隔離開關的控制，還可以對勵磁電流進行調整。通過這種技術的應用，就可以極大地減少工作人員的工作量，降低勞動強度。

2 人工智能技術在電氣自動化過程中的應用

2.1 在電氣設備中的應用

電氣設備的設計要符合自動化操作的要求，在進行設計的過程中，也應該要加強對人工智能技術的應用。由于電氣設備的系統比較復雜，包含了很多方面的知識和技能，因此在進行設計的時候，有的系統設計也可以借助人工智能技術來完成，比如可以通過計算機設置一些算法，對電氣設備系統設計中的一些參數進行計算，從而便于電氣設備控制系統的設計，極大程度地提高設備的工作速率與質量。

2.2 在電氣控制工作中的應用

在電氣領域內，對電氣設備進行控制是一個十分重要的部分，自動化設備是當前電氣行業的主要發展方向，在設備的控制上，也要逐漸實現智能化，可以極大程度增強工作效率，縮減資金成本，并且降低從業者的勞動強度。比如人工智能技術中的模糊控制、神經網絡控制、專家系統等，都是比較先進的控制技術，可以實現對各種設備的有效控制，韓劇熱的反思而且控制的效果很好，產生的誤差較小。比如在模糊控制中，較為常用的模糊控制方法有Sugeno與Mamdani兩種技術，后者主要是應用在對設備的速度調節的控制上，模糊控制的方法能夠以一種更高的效率來處理交流傳動控制的相關問題，從而使得電氣設備的工作質量和工作效率有很大的提升。

2.3 在電氣設備的日常操作過程中的應用

電氣行業與民眾的日常生活與工作都存在緊密的關聯，各種電網十分復雜、電氣設備繁多，日常的控制工作也十分繁瑣。傳統的日常操作比較復雜，而且也會增加電氣系統控制的時間，降低控制效率。對此，要積極加強對人工智能技術的應用，在日常工作過程中，可以通過人工智能技術設置一些基本的控制算法，應用在日常系統操作期間，能夠將復雜的操作流程變得簡潔，而且僅僅需要電腦就可以實現對各種操作的控制，最重要的是，通過人工智能技術的深化，還能實現遠程控制，可以將操作界面進行簡化，及時處理并保存相關重要數據，為將來的查找與應用提供方便。在日常操作過程中，對于很多數據都要進行記錄，比如電氣設備的損耗情況、電量等，如果采用人工記錄，則會有巨大的工作量，還容易出錯，但是應用人工智能技術編制相應的表格和數據采集系統，則可以實現對數據的采集和有效保存，降低了工作強度，同時提高了工作效率。

2.4 在故障診斷過程中的應用

在電氣運行過程中，無論是客觀因素還是其他的主觀因素，都會造成電氣設備的故障以及事故，如果對于這些故障沒有及時進行處理，找不到相應的原因，則很有可能造成更嚴重的危害，會有較大的經濟損失。電氣自動化過程中，對設備的使用性能、故障等方面的診斷也要逐漸實現自動化，而人工智能技術的應用，將使得故障診斷過程變得更加簡單。神經網絡、模糊理論及專家系統是人工智能技術在電氣診斷過程中應用的三種方式，這三種方法在故障的診斷以及事故的發生過程中發揮了十分重要的作用。借助智能技術，將神經網路、模糊理論等系統的結合在一起，就能夠處理電氣故障檢測耗費時間長、等待結果時間長等問題，可以對各種故障進行精準的判斷，并且為后續的故障處理提供更多充足的時間和依據。

2.5 在簡化自控流程中的應用

電氣領域的自動化控制是一個十分復雜的過程，對于各個步驟的要求都比較嚴格，一旦某個環節出現了紕漏，則會造成嚴重的后果，引發較大的經濟損失。人工智能技術的應用可以對各種設備使用情況、故障情況等進行分析，進而設計出合理的故障處理方法，盡可能確保電氣自控工作的質量。而且這種技術的應用，還可以實現遠程維修，簡化了過程。

3 結語

綜上所述，人工智能技術在電氣自動化過程中的應用包括多方面內容，比如電氣設備的操作、故障的診斷、自動控制流程的簡化等，都可以借助人工智能技術，使得各個過程變得簡單、快捷，促進電氣設備的自動化水平不斷提升。

【參考文獻】

[1]胡燕來.淺談電氣自動化控制中的人工智能技術[J].建筑·建材·裝飾，2015（03）.

電氣系統設計論文范文5

關鍵詞：電氣系統；機電；優化設計

中圖分類號：U671.91+5 文獻標識碼：A

1 機電一體化集成裝配裝置概述

原有機電一體化集成裝配裝置主要由機械本體、控制系統、工控機測量系統、力傳感器系統、真空系統和氣動系統及工裝等組成。由于工控機測量系統與控制系統是相對獨立的一套系統，本論文將不論述。控制系統采用西門子840D和FM-NC數控系統來控制7個數字軸和2個模擬軸，其中840D系統控制7個數字軸（X、Y、Z、C1、C2、C3、W軸）的運動和處理力傳感器的快速響應及相關實時控制，以及和工控機測量系統間的通訊和協調控制。FM-NC系統控制2個模擬軸(W1、W2軸)的運動，實現調姿機構的運動控制，從而達到對待裝配工件的姿態調整。在上述的9個軸中，X、Y、Z、W、W1和W2軸是直線軸，C1、C2、C3軸是旋轉軸，其中C1軸的旋轉角度范圍為0°～380°。W1、W2軸組成調姿機構，在調姿機構的下端裝有拾取工件的真空吸盤和在移動過程中對工件起保護作用的氣動手爪。W軸作為加載機構的加載軸在所有工件裝配完成后對整個產品進行下壓加載。C2軸作為裝配工位，C3軸作為待裝配工件放置工位裝置的系統構成如圖1所示，其中控制系統為SINUMERIK840D數控系統（CNC）。

2 電氣系統的優化和改進設計

2.1 冗余設計

工作冗余應用在抓取所用的抓具以及吸納裝置，這使得裝置更加穩定，對于裝置以及器具的安全更具效果，如圖2，若想要杜絕抓具產生錯誤操作，例如應當閉合的時候顯示敞開，而本應敞開的時候發生了閉合，而應當將目標吸上的時候不產生效果，以上為誤操作的表現，另外還有精度的掌握，抓合的力度以及方位，時間的準確，為了達到最佳操作效果，采用兩個模塊一個信號的對應模式加入設計。而對氣動抓合也有更好的設計，被作為并聯冗余的，除此，織襪器對于信號輸出系統進行的控制也采用這一方法，不過在繼電器控制電路不適用這一方式，而選用串聯和并聯配合的設計。

在圖2中Gn和Gn+1是兩塊完全一樣的SIEMENSDO模塊，模塊以及信號相互對應，模塊的工作時間同步，因為繼電器是并聯的，都通過同一個輸出點來控制，所以通常兩個繼電器同時有效，但是如果其中一個發生狀況，可利用的輸出信號就會產生，特別針對氣動手抓。根據經驗，只要并聯的兩個模塊當中有一個不在狀態，或者兩個都出了問題，即可收到輸出信號。

2.2 抗干擾設計

機電一體化內容很多，電流充足和電壓很高的裝置以及電壓需求小，電流較低的裝置，也就是通常所說的弱電設備，這二者都是存在的，而通常強電裝置本身的磁力以及聲音會將弱電裝置干擾，弱電裝置不但受到強電裝置的干擾，其也會受到相似信號的干擾。此外，對弱電裝置造成干擾的還有磁力聲音以及供電系統，并且可以將供電干擾當做是元件受到干擾并且運行不穩定的主要方面，可以導致內容處理偏差，影響整個系統的最終效果，因此，在設計中一定要注意抗干擾能力。下面幾種方法的抗干擾能力十分有效，被廣泛使用。

2.2.1 屏蔽技術

屏蔽技術可抑制電磁噪聲沿著空間的傳播，及切斷輻射電磁噪聲的傳輸途徑。在裝置中，除了380V和220V電源電纜之外，其余電纜均使用了帶屏蔽層的電纜，這將本信號的干擾源禁錮起來不會對外形成干擾，并且也阻止了外界的向內干擾。

2.2.2 接地技術

接地技術的應用是電路設計中一個不能缺少的角色。系統以及電路將“地”作為一個重要的參考方面，而其中的各個部分，例如電路和電流等都要經過地面，才能形成可以循環的回路。這一裝置中包含了工地，屏蔽以及保護等連地接線，其中，保護地線是將電氣控制柜柜體、操作臺機殼和裝置本體都可靠接地；地線使用的方法都是并聯和單點的形式，對于干擾的抵抗能力很強，屏蔽接地是將所有的屏蔽電纜的屏蔽層通過接地線可靠地接到同一個接地銅排上，電源變壓器和隔離變壓器的屏蔽層接到保護地線。

2.2.3 濾波技術

濾波器是由電感、電容、電阻或鐵氧體器件構成的頻率選擇性二端口網絡，可以插入傳輸線中，抑制不需要的頻率進行傳播，能較小衰減地通過濾波器的頻率段稱為濾波器的通帶。通過時受到很大衰減的頻率段稱為濾波器的阻帶。為了抑制供電電網系統和裝置周邊環境用電設備所產生的電磁噪聲對控制系統和驅動系統的影響，可以達到排除干擾的電氣系統的方式，例如浪涌吸收器等也是其中一項。

2.3 熱設計

元件生產的原料用一定的溫度適應，如果溫度不適宜可能造成原料的性能出現改變，而制造出的元件的效果也會發生差異，但是只強調溫度還不夠，如果溫度適宜，而太長時間也會引起故障，根據發生故障類型和次數的統計，溫度和使用時間的適當和工作效果聯系十分緊密。

通常，溫度如果不正常，太低溫和過高溫都將引起故障，而高溫尤其是引起故障的原因，數據表明高溫度和故障指數之間有直接關系，其各種性能參數，如耐壓值、漏電流、放大倍數、允許功率等都是溫度的函數。在本裝置中，SINUMERIK840D數控系統、SIMODRIVE611D數字伺服驅動系統、松下模擬伺服驅動系統、可編程邏輯控制器（PLC）以及它們的電源都是模塊化結構。每個模塊內都有大量的電子元器件。

結語

本文總結說明了機電裝置中的連接方式和抵抗干擾之間的關系，通過系統的介紹這些方法的運行過程以及缺陷等，提出合理的優化手段，有助于使用者和設計者參考自身所具有的條件對各個線路裝置進行最優設計，找到元件與效果之間的最好關系，促進使用的合理性。

參考文獻

[1]方建軍，田建君，鄭青春.光機電一體化系統設計[M].北京：化學工業出版社，2003.

電氣系統設計論文范文6

【關鍵詞】建筑；電氣自動化；發展趨勢

引言

建筑電氣自動化發展三十余年，是建筑行業重要組成部分，建筑自動化的發展變化對整個建筑行業都有著深遠的影響，了解電氣自動化首先了解它的起源與演變，然后分析現狀及30年的發展趨勢，只有這樣才能正確發現建筑自動化未來的發展方向。

一、建筑電氣自動化的起源與演變

建筑最初只是一個供人們躲避惡劣自然環境的外殼，隨著技術的不斷發展，建筑的組成部分逐漸增加，從最初的簡單殼子到能夠調節內部溫度和濕度的房體，人們開始注重安有供熱、冷功能的建筑設備，隨即產生了自動控制溫度、濕度的建筑設備自控系統。1973年，驚動中外的“石油危機”不僅讓OPEC禁運石油組織走進人們視野，更讓 人們看到了隨之而來的建筑設備自控系統的升級，從單純的控能到管理自控再到完全自動化，一個世紀的時間里，建筑自動化實現了質的飛躍。隨著社會的發展，計算機技術不斷被應用與建筑領域，電氣自動化實現計算機采集監督控制功能（SCADA）。在SCADA發展一段時間后，DDC作為分布式控制系統開始取代SCADA登上歷史舞臺，至此以計算機為監督控能系統被淘汰。

DDC 出現直接成為建筑電氣自動化系統的核心，因為它不僅改變自控邏輯功能器件，更改變自控系統的結構與布局，將原本集中總線控制形式改變為現場分布式控制，給電氣系統以獨立自主的權利，這個改變有利于現代控制系統的健康發展。事情的發展都存在雙面性，現場總線控制缺點是各廠商生產的設備不能通用，有效替換應用性差，無形中提高了設備維護成本，業主都經歷了增在成本的頭疼階段，隨后在市場和技術雙重因素的制約下，許多現場總線標準或自控網絡退出了這個行業，至今在建筑自動化行業，自控網絡標準基本上只有 BACnet 和 LonWorks 兩種主要標準。至此，從建筑自動化行業內部來看，建筑自動化已走過了混沌無序的發展階段，步入了有序的發展軌道。

二、建筑電氣自動化的現狀與應用技術

通過建筑電氣自動化的發展歷程可知，建筑自動化也是踩在“巨人的肩膀”，很多時候，它以后其他學科的創新發展而發展，取眾家之長，應用諸多新的原理技術豐富自身，最終形成自己的特色內容，如BACnet標準的創建和建筑電氣自動化系統集成及操作技術規范等都是如此。

建筑電氣自動化的早期發展有賴許多自控網絡的應用原理，它們的存在指引并推動建筑電氣自動化的發展創新，但從某種程度上說它們也影響了建筑電氣自動化的深度發展：

首先，建筑電氣自動化系統對環境的檢測監督有著嚴格的管理比對，一旦變化產生隨機產生傳感預警，但在檢測過程中，需在建筑內分布大量測量傳感器、控制執行器，統一集成操作，但是并不像我們想的那么簡單，不同的傳感器、執行器之間網絡自控標準是不同的，這就為互操作提出挑戰。其次，除收到標準的制約外，用戶與業務也面對設備系統供應商的制約，建筑在使用一種網絡設備后，更換與取代成為“老大難”問題。至此統一網絡控制標準成為迫切需求。網絡控制標準統一后不僅可以提高系統集成的互操作性，更能方便業主選擇服務好的供應商合作，有利于市場公平競爭，更有效推動建筑電氣自動化的快速發展。

其次，建筑電氣自動化有屬于自身的特殊性，隨著現場總線網絡控制的應用，人們逐漸發現該控制并不能滿足所有建筑電氣自動化要求，比如，人們對房子的使用并沒有嚴格的周期性與時效性，相反對建筑的房體的使用隨意性很強，這就要求自控系統要更加人性化，而不是死板的滾動變化，至此，現實需求要求總線控制方式做出改變，新的開發勢在必行。ASHRAE（美國采暖、制冷與空調工程師學會）經過 8 年多時間的工作，于 1995 年 6 月正式公布了起源于建筑自動化領域并專用于該領域的 BACnet（BuildingAutomation and Control Network）標準。

有關建筑自動化自控網絡標準化的機構或組織主要有三個：ISO（國際標準組織）、CEN（歐盟標準組織）和 IEC（國際電工委員會）。其中，建筑自動化自控網絡國際標準化的工作主要由 ISO 組織的 205分技術委員會 ISO/TC205――Building environment design（建筑環境設計）負責，具體工作由ISO/TC205/WG3 工作組完成，現已完成了 ISO 16484 標準――Building automation and control systems （BACS， 建筑自動化系統）的大部分工作。

目前在歐洲，建筑自動化自控網絡標準化由歐盟標準組織第 247 分技術委員會 CEN /TC247――Building Automation， Controls and Building Management（建筑自動化與樓宇管理）負責。從根本上看，現場總線網絡操控從歐洲起源，后在美國得到發展應用，CEN不得不兼顧多頭，既考慮歐盟國家的利益又兼顧美國的標準影響作用，于是在建筑電氣自動化系統三層結構上制定多種并存標準體系。在CEN/TC247 標準體系中，管理層有 BACnet 標準，其他二層均有多個現場總線標準。事實上，BACnet 為了滿足 CEN 要求定義了與 KONNEX 標準的接口，另外，BACnet 標準在其物理層和數據鏈路層中也包括了 LonTalk 標準，因而 BACnet 可以直接應用于現場層。其中，KONNEX 標準是Batibus （Batiment Intelligent Bus）， EIB（European Installation Bus）和EHS（European Home System）三個標準的合并版。

IEC 雖然沒有對建筑自動化自控網絡進行標準化工作，但由于歷史原因，早在 1994 年就開始對照明技術自控技術進行了標準化，并制訂了 IEC 60929――DALI（Digital Addressable Lighting Interface）標準，該標準至今已進行了多次修訂。

LonWorks 作為重要建筑電氣自動化技術標準，其地位是不容忽視。LonWorks 技術擁有較好的互操作性，能做到有效控制網絡，它既是 BACnet 國際標準的一個可選擇組成部分，又在技術上獨立于建筑自動化自控領域并且被人廣泛使用。由于受歡迎程度大，被適用范圍廣，該標準不僅是 ANSI（美國國家標準）、EIA（美國電氣工業協會）和 CEN 標準，并最終于 2008 年升級為 ISO 標準（ISO/IEC 14908）。

綜上所述，雖然許多標準還在發展應用中，但無法取代BACnet、 LonWoks 這兩個標準，無論從技術角度還是應用角度。二者長期占據標準中的霸主地位，并且在很長的時間內，建筑電氣自動化的的標準都將以之為主。因此，在建筑自動化行業研究和應用 BACnet 標準和 LonWorks 技術應是建筑自動化研究和應用的熱點。

三、建筑電氣自動化在我國的發展應用

在我國，建筑電氣自動化受時代特色限制，秉持科學發展觀看待建筑電氣自動化是未來的方向，目前我國的建筑行業增值速度快，建筑電氣自動化市場發展速度快，利益驅使更多的供應商看中建筑市場，正因如此，建筑電氣自動化市場兩極分化嚴重，供應商良莠不齊，部分根本不懂技術的工作人員混跡該領域，市場秩序出現混亂現象。

經過多年的發展實踐，終于出現幾批優秀的經得起考驗的建筑電氣自動化系統，這對行業發展起到很好的指引作用，與此同時，我國的技術員技術磨練成熟，逐漸與國際標準縮減差距。目前我國許多電氣自動化系統品牌打入國際市場，雖然在建筑電氣自動化領域的研究呈上升趨勢，但這種上升與行業發展仍然存在差距。

在以開放為時代特征的今天，我國建筑自動化發展的可行方案應是客觀評估現有的技術標準，并掌握、消化和吸收建筑自動化行業中的重大主流技術標準，走自主研制和開發的道路，研究和開發具有自主產權的實用產品和系統。

參考文獻：

[1]楊東林.太原城市土地利用中的問題與對策[期刊論文]-太原大學學報2005，6（1）

[2]張永林.舊房改建中的碳纖維加固施工實踐[期刊論文]-建筑施工2009，31（7）

[3]周萍.關于舊房的改建技術[期刊論文]-沿海企業與科技2008（6）

[4]王見芳.山西省高校教育園區建設項目的SWOT分析[期刊論文]-經濟師2011（5）