時間：2022-02-06 04:03:53
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電器自動化技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】全自動洗衣機；PLC；編程設計；步進指令；運行功能
Completely automatic washer control circuit PLC automatic control
Luo Jihong
（Hunan commerce professional technology institute，Hunan Changsha 410205）
Abstract：In view of the typical completely automatic washer actual control request，step-by-steps the STL instruction programming method using the Mitsubishi PLC sequential control，in the I/O assignment foundation，carries on the PLC trapezoidal chart programming，and analyzes the explanation to the procedure movement function.After the PLC hands-on simulation debugging，is completely consistent with the actual control request.
Key word：Completely automatic washer；PLC；Programming design；Step-by-steps the instruction；Movement function
1.引言
可編程控制器（PLC）是以計算機技術為核心的通用工業自動化裝置，它將傳統的繼電器控制系統與計算機技術結合在一起，具有高可靠性、靈活通用、易于編程和使用方便等特點，近年來在工業自動控制、機電一體化以及改造傳統產業等方面得到了廣泛的應用，被譽為現代工業生產自動化的三大支柱之首[1]。本論文針對全自動洗衣機的實際控制要求，運用三菱PLC技術中的經驗設計法，在I/O分配的基礎上，將整個全自動洗衣機實際控制系統分解為進水、攪拌、排水和清洗四個部分[2]，進行PLC梯形圖程序設計和程序功能分析。
2.控制要求
全自動洗衣機分為洗滌和清洗兩大工作過程，其工作周期和控制要求相同，故整個控制要求如下：
2.1 接通電源，開進水按鈕，等待到達額定水位，關進水閥門；
2.2 正轉洗3s停機1s反轉洗3s停機1s，反復100次；
2.3 開排水閥門，排水1min；
2.4 繼續開著排水閥門，高速正轉2min；
2.5 關排水閥門，開進水閥門，等待到達額定水位，關進水閥門；
2.6 正轉洗3s停機1s反轉洗3s停機1s，反復100次；
2.7 開排水閥門，排水1min；
2.8 繼續開著排水閥門，高速正轉2min停機。
3.I/O分配
全自動洗衣機的I/O分配，見表1。
4.I/O接線圖
5.狀態轉換圖
6.程序梯形圖
7.程序功能分析
7.1 洗衣機進水
當PLC處于等待狀態S0時，按下進水按鈕X0，計數器C1復位，同時狀態繼電器S20置位，輸出繼電器Y0得電，打開進水電磁閥；當到達額定水位X1時，狀態繼電器S21置位。
7.2 攪拌機正反轉
STL S21閉合后，輸出繼電器Y0失電，關進水電磁閥；同時輸出繼電器Y1得電，攪拌機開始正轉，3s之后，狀態繼電器S22置位，Y1失電攪拌機停止，1s之后，狀態繼電器S23置位，Y2得電攪拌機開始反轉，3s之后，狀態繼電器S24置位，Y2失電攪拌機停止，計數器C0計正反轉1次；當計數器C0未達到100次時，狀態繼電器S21置位，進入下一個攪拌正反轉周期。
7.3 洗衣機排水
當計數器C0達到100次時，狀態繼電器S25置位，輸出繼電器Y3得電，打開排水閥門，1min之后狀態繼電器S26置位，輸出繼電器Y3、Y4得電，打開排水閥門，并啟動高速正轉電動機，2min之后，計數器C1計數1次，排水完畢，洗濟周期結束。
7.4 洗衣機清洗周期
此時計數器C1未達到2次時，狀態繼電器S20置位，輸出繼電器Y0得電，打開進水電磁閥；當到達額定水位X1時，計數器C0復位，同時狀態繼電器S21置位，進入洗衣機清洗周期，完成攪拌機正反轉100次之后，再進行排水，排水完畢，計數器C1達到2次，PLC返回等待狀態S0。
8.結束語
以上全自動洗衣機的PLC程序經過上機模擬調試，與實際控制要求完全一致，方便實用。在程序設計上，本系統還可采用PLC基本指令編程法或經驗設計法。另外，由于論文篇幅原因，沒有繪制本系統的外部接線圖，讀者可對照I/O分配表進行設計（輸入接PLC內部工作電源，輸出接外部負載工作電源）。
參考文獻
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[5]石玉明,張屏.基于PLC的自動洗衣機控制系統[J].機械工程與自動化,2007(3).
[6]王盛.用PLC實現洗衣機的“一鍵式”全自動控制[J].硅谷,2008(11).
關鍵詞：DSP；變壓器；繼電保護；測控裝置
1引言
目前，電力自動化的應用可以分為變電站自動化、調度自動化、配電自動化、電能計量自動化和電力市場等。03年以來，我國的電力供應緊張，根據國家電網的統計，電力自動化行業呈現不斷增長的趨勢。由此，繼電保護產品的需求也急劇增長，而且對于繼電保護產品的性能、新技術的應用等方面也提出了更高的要求。而變壓器是電力系統自動化控制設備中普遍使用的一款電氣設備，變壓器的繼電測控保護對于電力系統的安全可靠運行具有重要意義。
本論文主要借助于新型的DSP處理芯片，對基于DSP的變壓器繼電保護測控裝置進行設計研究，以期從中能夠找到合理可靠的變壓器繼電測控保護裝置應用，并以此和廣大同行分享。
2繼電保護測控裝置總體設計
(1) 繼電保護裝置的功能設計
① 自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統中切除，使故障元件免于繼續遭到破壞，并保證其它無故障元件迅速恢復正常運行。
② 反應電氣元件不正常運行情況，并根據不正常運行情況的種類和電氣元件維護條件，發出信號，由運行人員進行處理或自動地進行調整或將那些繼續運行會引起事故的電氣元件予以切除。反應不正常運行情況的繼電保護裝置允許帶有一定的延時動作。
③ 繼電保護裝置還可以和電力系統中其他自動化裝置配合，在條件允許時，采取預定措施，縮短事故停電時間，盡快恢復供電，從而提高電力系統運行的可靠性。
綜上所述，繼電保護在電力系統中的主要作用是通過預防事故或縮小事故范圍來提高系統運行的可靠性。繼電保護裝置是電力系統中重要的組成部分，是保證電力系統安全和可靠運行的重要技術措施之一。在現代化的電力系統中，如果沒有繼電保護裝置，就無法維持電力系統的正常運行。
(2) 變壓器繼電保護裝置
電力變壓器是電力系統中大量使用的重要電氣設備，它在電力系統的發電、輸電、配電等各個環節廣泛使用。因而其安全運行與否是整個電力系統能否連續穩定工作的關鍵，是電力系統可靠工作的必要條件。
根據變壓器的不正常運行狀態，變壓器一般應裝設以下一些繼電保護裝置[6]：
① 為反應變壓器油箱內部各種故障和油面降低，對于0.8MVA及以上的油浸式變壓器及戶內0.4MVA以上變壓器應裝設瓦斯保護。
② 為反應變壓器繞組和引出線的相間短路及中性點直接接地側繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路，應裝設縱聯差動保護或電流速斷保護；對于6.3MVA及以上并列運行變壓器和10MVA及以上單獨運行變壓器，以及6.3MVA及以上的廠用變壓器，應裝設縱差保護；對于10MVA以下變壓器且過流時限大于0.5s時，應裝設頂流速斷保護；對于2MVA以上變壓器，當電流速斷保護的靈敏系數還不滿足要求時，則宜裝設縱差動保護。
③ 為反應外部相間短路引起的過電流和作為瓦斯、縱差保護（或電流速斷保護）的后備保護，應裝設電流保護。例如。復合電壓起動的過電流保護或負序電流保護，適用于升壓變壓器；過流保護適用于降壓變壓器。
④ 為反應中性點直接接地電網中，外部接地短路的零序電流保護。
⑤ 為反應對稱過負荷的應裝設過負荷保護。
⑥ 為反應變壓器過勵磁的應裝設過勵磁保護。
3基于DSP的變壓器繼電保護測控裝置設計
3.1 測控裝置硬件架構設計
本文從緊湊型和多功能兩方面入手，設計了一款基于新型DSP芯片的測控保護裝置。DSP芯片需要完成電壓、電流等輸入信號的采集和處理，并且根據一定的保護邏輯驅動繼電器動作，另外，還需要處理人機接口任務和通信任務。根據這些任務的不同優先級，DSP芯片還需要分配不同時間片的進程以滿足各項任務合理有序地執行。
硬件設計的總體框架如圖1所示，輸入信號包括電流、電壓、頻率和開關量，而輸出則通過繼電器來實現。其中電流信號包括三相保護電流和一路零序電流，電壓信號包括三相測量電壓和一路輔助電壓。主控制器采集并處理這些信號，分別用于顯示和實現保護邏輯判斷等功能。本裝置的測量數據、設備信息、事件記錄信息、保護定值和保護配置信息等內容都是通過菜單的方式進行顯示，裝置還提供了按鍵用于接線方式、保護功能等基本設置功能的實現。設備提供了基本的串行通信功能，可完成裝置和服務器之間的報文傳輸，實現遙信、遙測、遙調、遙控等功能。同時還提供了GPRS模塊、方便遠距離無線通信功能的實現。
3.2 繼電保護測控裝置抗干擾設計
微機繼電保護裝置是一個電路和結構都非常復雜的裝置，其主要電路部件均采用中大規模和超大規模的集成電路器件，雖然這些器件在其它領域中的大量實踐已表明其損壞率是很低的，但由于繼電保護裝置是在強電磁環境中長期連續工作，并且責任重大，對萬一出現的元器件損壞仍需考慮對策；而且除了起主要作用的數字部件外，還有為數不少的模擬元器件，所以提高元器件可靠性的措施應考慮數字部件和模擬元器件兩個方面。
微機保護裝置特有的工作方式和很強的處理能力為實現自動檢測提供了方便。對裝置中平時工作在“靜態”的部件，如出口驅動電路、出口繼電器等，由于微機保護中這部分的電路比較簡單，制造時容易保證其較高的可靠性，同時還可以利用微機的超強處理功能對其進行定時功能檢查；對裝置中平時工作在“動態”的核心部件，如DSP、MCU、A/D轉換器、Flash、FRAM、CPLD等等，無論電力系統有無故障，這些硬件都處在同樣的工作狀態中，也就是說，總在不停地進行數據采集、傳遞、運算和判斷，因此元器件損壞會及時表現出來；同時，由于有了DSP和MCU這些“智能”部件，可以“主動地”去查找和發現問題，使得微機保護裝置可以具有完善的自動檢測功能。
4結語
關鍵詞：自動化專業；實踐教學體系；構建
0 引言
高等學校自動化專業教學指導分委員會將自動化學科專業分為“研究主導型”本科自動化專業、“工程研究應用型”本科自動化專業、“應用技術主導型”本科自動化專業和“技術技能型”?？谱詣踊瘜I。而“應用技術主導型”本科自動化專業分布在地方非重點院校和新升本院校，相對于理論教學而言，實踐教學是教學過程中最薄弱的環節。實踐教學是整個教學體系中重要的組成部分，是“應用技術主導型”本科自動化專業教育中不可缺少的重要環節。
要改革人才培養模式，提高人才培養質量，增強畢業生的適應能力，教學內容和課程體系的改革是當前高等教育教學改革的重點和難點，通過對課程體系的整體優化來培養出“厚基礎、寬口徑、高素質、強能力”的創新人才，是高校所面臨的一個重大理論和實踐課題。高校要發展，必須以人才培養質量為生命線，而實踐教學環節是影響當前高校人才培養質量的最突出的環節。因此，構建實踐教學體系是高等院校教學基礎建設的重點。實踐教學體系建設的核心內容包括：系統科學的實踐教學模塊構建、內外結合的實踐教學基地建設、實踐教學教師隊伍建設等等。
近年來，我校在切實加強實踐教學體系建設方面進行了積極有益的探索與實踐，效果明顯。本文結合我校自動化專業教學內容和課程體系的整體優化，就實踐教學環節進行了闡述。
1、構建科學合理的實踐教學體系
根據自動化專業的培養目標，對實踐教學環節作精心梳理和研究，使各個實踐環節和相應的理論教學密切銜接。以培養學生實踐能力和創新能力為目標，遵循實踐教學先基礎后應用、四年實踐連成線的原則，加大實踐教學的比例，增加集中實踐周數，構建各個環節優化組合的新體系，實現實踐教學的層次化。實踐教學體系如圖1所示。
1.1入門層。入門層大學物理實驗是學生進入大學后接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端，是對學生進行科學實驗基本訓練的重要基礎，在激發學生的想象力、創造力，培養和提高學生獨立開展科學研究工作素質和能力方面具有重要的奠基作用。電工電子實訓安排在大學一年級結束后，在學生還沒有學習專業技術基礎課電工、電子技術前進行。通過有趣的且貼近生活的“電工電子實訓”項目，如家用電器安裝；簡易電子產品焊接、制作及安裝調試；計算機組裝（DIY）；繼電控制柜裝配等項目，建立對電工、電子元器件、工藝流程、電器設備、電子儀器等的初步認識，激發學生學習電子電路工作原理、設計技巧的熱情，熱愛所學的專業，對后續技術基礎課和專業課學習有很強的促進作用。
1.2基礎層?；A層以獨立設課的教學形式學習電路和電子技術，完成系列電工實驗、電子技術實驗。該層次要求學生理論聯系實際，完成嚴格的電工、電子實驗技能訓練。該層次中增加設計型、綜合型實驗內容的比例，有利于培養學生的分析問題解決問題的能力、創新能力，為后續拓展層的實驗教學打下堅實的理論和實踐基礎。
基礎層的基本要求是：培養學生基本工程素質、基本實驗技能和分析問題解決問題的能力。
1.3拓展層。拓展層是學生試驗和小型設計環節的核心層。學生要完成嚴格的專業課程的實驗技能訓練和設計能力鍛煉。
本層實驗系列主要包括：過程控制系統系列實驗、、計算機應用技術系列實驗。
過程控制系統系列實驗完成《自動檢測與儀表》、《過程控制工程》、《計算機控制技術》、《現場總線》、《自動控制系統》、《工業計算機網絡》和《自動化綜合實訓》等主干課程和教學環節的基本課程實驗和綜合實驗。
控制技術系列實驗完成電機與拖動實驗、電氣控制實驗、電力電子實驗、自動控制原理實驗、交流變頻調速實驗、檢測技術實驗、計算機控制技術實驗等。
計算機應用技術系列實驗完成單片機原理與應用實驗、嵌入式系統實驗、EDA實驗、DSP實驗、微機原理與應用實驗、程序設計實驗等等。
各課程的實驗內容可分為基本型、設計型、綜合型三種類型的實驗，可以有機組合，滿足實驗學時增加和設計型、綜合型實驗比例增加的要求。
本層課程設計系列主要包括電子技術課程設計（小型電子系統、電子產品的設計與制作）、PLC綜合設計、自動化技術綜合實訓、微機控制課程設計、控制系統課程設計、過程控制課程設計等。
拓展層的基本要求是：掌握扎實的專業實驗技能，具有系統分析、設計、應用的能力，特別是綜合運用所學知識的能力和創新能力，強調自主學習、自主實驗。
1.4提高層。提高層是學生綜合運用所學知識進行設計開發、技術應用研究的高層次實踐教學環節。包括開放性設計項目、畢業實習、畢業設計，也包括學生課外科技活動，全國電子設計大賽的培訓、參賽科技制作的實驗研究等。
提高層基本要求：自主設計、設計實驗、自主研究，培養學生的創新精神和創新能力，增強學生的工程設計和綜合應用素質。
2、結語
自動化實踐教學體系的建設是一項復雜的系統工程。隨著自動化專業教學改革的進一步深入，自動化實驗室的建設也在逐步前進。經過幾年來的實踐，培養了學生的實踐能力、實踐技能和創新能力，培養了學生的工程意識和創新精神，全面提高人才培養質量。有一批學生參加全國大學生電子設計競賽活動且獲獎，多位教師指導的畢業論文獲湖北省優秀學士學位論文。電子技術協會獲“全國高校甲等A級優秀社團”、湖北省大學生“優秀社團”榮譽稱號。雖然我們已取得了一些階段性的成果，但和我們制定的建設目標還有不小的差距，仍然需要不斷總結經驗，勇于進行新的探索和實踐，才能圓滿完成自動化實踐教學體系的建設任務。
參考文獻
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關鍵詞：電氣工程設計；安全供電；節能降耗
中圖分類號：TU855文獻標識碼： A 文章編號：
引言：隨著世界能源的大規模使用及其不合理的浪費，能源的短缺越來越引起發達和發展中國家的普遍關注。其中，電力能源的耗費和電力設計也引起了人們的高度重視。人們在追求智能樓宇、博物館建筑、住宅樓和校園建筑的舒適、安逸、安全和人性化的同時，也開始注重電氣自動化工程的節能設計，既要做到合理、達到用戶使用需求，又要兼顧到節能設計。
一、電氣工程設計原則
1、優化供配電設計。促進電能合理利用
在做電氣工程設計時首先考慮的是適用性，就是要能為電氣設備的運行提供必要的動力：為在建筑物內創造良好的人工環境提供必要的能源；應該滿足用電設備對于負荷容量、電能質量與供電可靠性的要求；應能保證電氣設備對于控制方式的要求，從而使電氣設備的使用功能得到充分的發揮。做到供電系統高效、靈活、穩定、易控、多樣、便捷、暢通。其次考慮的是安全性，電氣線路應有足夠的絕緣距離、絕緣強度、負荷能力、熱穩定與動穩定的裕度；確保供電、配電與用電設各的安全運行：有可靠的防雷裝置：防雷擊技術措施；在特殊功能的場合下還應有防靜電、防浪涌的技術措施；按建筑物的重要性與火災潛在危險程度設置相應必要的技術措施。在滿足電氣工程的實用性和安全性的基礎上，利用先進的技術，優化供配電設計。促進電能合理利用。
2、提高設備運行效率。減少電能的直接或間接損耗
在滿足建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下，盡可能減少建設投資，最大限度的減少電能與各種資源的消耗。選用節能設備、均衡負荷、補償無功、減少線路損耗、降低運行與維護費用，提高電源的綜合利用率，提高設備運行效率、減少電能的間接或直接損耗。
3、合理調整負荷，選取合理的設計系數，提高負荷率和設備利用率在滿足建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下，設計時盡可能提高電能質量、合理調整負荷、選取合理的設計系數、在特殊用電的情況下選擇合理的節能措施，提高負荷率和設備利用率節約電能。
二、電氣自動化節能技術
在進行電氣自動化的技能設計時，主要就是希望能夠通過一些可靠的新技術和新思路來保證設備的安全運行和成本的有效控制。在實際的設計與施工過程中，可以從多個角度多個方面來實現，下文中分類簡述之。
1、減少電能傳輸的損耗
電路線路上必然會存在電阻，因此只要有電流通過線路就會產生有功功率能耗，對于這樣一種形式的能量損失，我們就需要根據其能耗的機理來進行設計處理，考慮到線路上的電流是不允許改變的，因此就只能夠在線路的電阻上做文章，也就是說，只要能夠在不影響線路正常運行的狀況下減小線路上的電阻，就能夠有效的起到節能的作用。我們更進一步的來探討，與線路電阻有關的是線路自身的電導、線路截面和線路的長度，相應的節能方式也就可以分為三個大類：一是選用電導率比較小的金屬材質來作為線路的輸電導線；二是盡可能的減少線路的長度，這一點可以通過線路少走彎路、不走回頭路來實現；三是適當的增大導線截面的面積。
2、無功補償
在電氣自動化系統中，無功功率占有供配電設備的很大一部分容量，因此增大了線路的損耗，從而造成電網的電壓下降，從而大幅度影響到電能質量和電網的經濟運行。因此，為了實現無功就地平衡，減少損耗，可以選用恰當的無功補償設備，這樣也能夠有效提高社會和經濟的雙重效益。具體而言，對無功補償設備有以下幾點要求：一是在使用電容器補償時，電容器容量的確定應該根據具體參數，如目標功率因數、配電電壓的容量、負荷等等，通過對這些參數的計算來確定；二是為了達到良好的補償效果，應該采用集調節平滑、跟蹤準確、適應面廣等優點為一體的模糊投切方式，因為以前的補償電容組中電容器的分擔方式、投切開關的方式、按編碼配置的方式、按比例分配的方式等，都不能達到現在我們想要的補償效果；三是最好選擇無功功率作為投切參數物理量，以有效防止投切振蕩、無功倒送等情況的發生。此外，無功補償裝置最好就地安裝，實行就地補償，這樣才能使線路上的無功傳輸減少，達到節能的目的。
3、使用有源濾波器
為了有效避免與電網聯結電氣設備的誤動作，就必須消除諧波，而消除諧波最有效的方法就是使用有源濾波器。誤動作主要是由于電氣設備數量的增加，產生的諧波越來越多，又由于這些諧波電流在電網阻抗上產生的電壓與基波電壓重疊，就會引起電壓的畸變，從而造成電氣設備產生誤動作。概括起來，有源濾波器主要以下特性：具有優異的動態性能；反應快；能使功率范圍更寬大等，能使無功補償達到更好的效果。一般情況下，采用有源濾波器對產生的諧波進行過濾，在電氣設備誤操作之前就能夠將其阻止，使電氣設備的運行更加有效率，從而達到節能的目的。
4、選擇電壓等級
電壓等級的合理配置同樣能夠起到較好的節能效果，一方面是處理好高壓和低壓配電的電壓等級選擇，另一方面就是在進行供電電壓的確定時，需要綜合性的考慮多方面的影響因素來進行，包括用電設備的性質、設計的前景規劃、電網的發展計劃以及供電回路的數量等。
5、供配電系統的設計
通過供配電系統的合理設計來實現節能無疑是最為直接也最為有效的方式之一，具體來說可以從以下三個方面來著手進行：一是盡可能的減少配電的級別，這樣能夠有效的提高供配電系統的穩定性和可靠性；二是要要結合實際的用電狀況來對供配電的狀況進行確定，盡可能的保證變壓器處于負荷的中心位置，這樣就能夠最大程度的降低供電半徑，從而實現電力節能，并且，這樣一種節能方式還能夠一定程度上提高供電的質量。
6、提高自然功率因數
自然功率因數就是在沒有配備無功補償裝置的供配電系統中有功功率與無功功率的比值。用電設備根據其性質可以分為直流、電感和電容三大類，而在實際的應用中通常這三種性質的電器都會同時存在，這時候系統中就會因為感性和容性電器的存在而產生一部分無功功率，我們所需要做的就是通過系統自身超前的無功引入將其抵消掉。從這樣一種狀況中我們就可以看到，提高功率因數的好處就在于能夠在保證負荷有功功率不發生任何變化的情況下降低無功功率來實現線損降低的目的。在實際的設計過程中，實現功率因數降低的方式有兩種：一是直接采用功率因數較高的同步電動機，二是采用電容器來實現補償。
7、照明節能
在電氣自動化的節能設計中，還可以通過照明節能來實現，具體來說同樣是有兩種方式，一種就是直接利用高效光源，傳統的白熾燈雖然簡單便宜，但是其發光的效率比較低；另一種就是充分的利用自然光，這就需要對構筑物的門窗進行擴大，或者是對建筑物或者是構筑物選擇一個較好的朝向。
結束語：
社會還在不斷的發展，電氣系統也隨著社會的發展在不斷的進步，而對于電氣自動化中的節能技術而占也正處于發展階段?，F在的節能技術能夠達到節能的效果，而今后研究的節能技術將會朝著更好的方向發展。而現在要做好電氣自動化的節能設計則應該從導線的選擇到最后安裝的完成都應該做到最好，并且還要讓節能技術在電氣系統中發揮到最好的效果。
參考文獻：
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關鍵詞：畢業設計；行業需求；新模式
作者簡介：高彩霞（1981-），女，江西九江人，河南理工大學電氣工程與自動化學院，講師；陳昊（1979-），男，河南永城人，河南理工大學團委，講師。（河南 焦作 454003）
中圖分類號：G642.477 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0194-02
畢業設計是學生在修完教學計劃規定的全部課程后所必須進行的一種學習、探索、實踐和創新相結合的綜合性實踐教學環節，是對學生綜合運用所學知識解決本專業實際問題能力的考核，也是學習深化與升華的重要過程，旨在培養學生綜合運用所學專業知識和基本技能（設計、繪圖、計算機應用、翻譯、查閱文獻等）獨立分析與解決問題、開展實驗研究、技術經濟分析、撰寫科技論文和技術報告等方面的能力，對學生綜合素質與工程能力的培養具有重要和深遠的意義。[1]
一、結合科研、行業和就業方向合理選題
學生進行畢業設計的基礎性步驟是選題，畢業設計的角度、范圍以及方向在一定程度上是由選題來確定的，適合學生個人情況的選題是確保完成高質量畢業設計的前提和條件。為保證畢業設計選題的質量，河南理工大學電氣工程與自動化學院采取了以下選題措施：
1.構建畢業設計題目數據庫
組織專家從發電廠設計、電機設計、變電站設計、電氣設備故障診斷、控制系統設計等方面建立畢業設計題目庫，可根據使用情況進行更新。
2.結合科研項目，接觸到電氣學科最先進的科技前沿
從指導教師的科研項目中選題，根據科研項目的研究內容和學生的特點與能力，圍繞項目研究內容設計數個子課題，供廣大學生進行自己的畢業設計選題。這種題目對指導教師和學生來說都是一種創新，學生能在很大程度上發揮自己的主觀能動性，對學生的分析能力和創新能力的提高也有很大幫助。電氣學院的科研項目大多來自省部級以上的科研課題與企業委托課題，如綠色能源方面有光伏、風能發電等課題，智能電網方面有變電站綜合自動化、微機保護、智能電器等課題，使學生接觸到最先進的技術和學科前沿。
3.加強與實驗室建設的結合
河南理工大學電氣工程與自動化學院在學生的畢業設計環節尋求到了一種行之有效的方法：學生可通過畢業設計自主開發、組裝實驗儀器設備，自己動手制作實驗儀器，這種做法同時也在一定程度上促進了實驗室建設，達到了一舉兩得的目的。通過廣大學生的畢業設計，河南理工大學電氣工程與自動化學院已成功研制出了一批實驗裝置，主要范圍涉及到：單片機接口實驗箱、電力系統繼電保護裝置、電力電子實驗裝置、自動化儀表、穩壓電源等。
4.結合行業需求
與煤礦電氣自動化、電力行業和電工制造行業的需求密切結合，采用“項目驅動”模式強化質量進行選題，可以在較大范圍內實現真題真做，讓進行畢業設計的學生親身體會在企業現場可能面臨的機遇與挑戰，培養學生的自主創新意識和綜合素質，增強電力企業與畢業生之間的了解和溝通，同時可以幫助學校解決在硬件資源方面欠缺的問題。
5.結合就業方向
由于部分學生在第七學期就已經簽約了工作單位，確定了工作性質，因此這部分學生在進行畢業設計選題時，教師和學生可共同研究，結合簽約企業的情況進行自主命題，選擇與學生畢業后所從事崗位結合比較緊密的設計題目，使其盡早熟悉工作性質，減小在校所學的基本理論同現場實際工作的差距，而且鼓勵學生到簽約單位做畢業設計。學生到簽約單位做畢業設計，既鍛煉了學生的動手能力和創新思維能力，也可以讓學生提前進入未來的工作環境，深受單位的歡迎。這種畢業設計模式可使學生到簽約企業以后馬上調整自己的角色，不僅在一定程度上增加了自己的崗位競爭力，而且提高了本校的聲譽，使畢業生在各用人單位提前發揮優勢，為電氣專業的畢業生就業打下了堅實的基礎，構建了良性的平臺。
二、加強畢業設計過程的規范化管理
1.嚴格審題
河南理工大學電氣工程與自動化學院制定了畢業設計的選題規范，在第七學期開始進行畢業設計的選題工作。首先，指導教師要向學生所在系（室）上交《畢業設計選題申報表》，擬出畢業設計題目、所研究的內容和具體要求，經系（室）專家組同意研究后，匯總提交到學院。學院每年組織專家成立“畢業設計指導委員會”，按照“綜合性、專業性、創新性、實踐性、可行性”原則對各系（室）上報的畢業設計選題進行篩選，對同本專業相關度不強、選題水平低下、涉及內容陳舊的予以刪除；對有多名畢業生合作完成同一課題的情況，給每位學生選取相對獨立的任務?！爱厴I設計指導委員會”根據實際情況進行審批，上報給學校教務部門備案。[2]
2.加強畢業設計日常管理
為加強對畢業設計的日常管理，使畢業設計工作嚴格規范，電氣工程與自動化學院嚴格遵照《河南理工大學本科生畢業論文（設計）管理辦法》等文件的相關規定，制定了本院的相關管理辦法，在實際工作中逐步形成了如圖1所示的“343”質量監控體系，即學校、電氣工程與自動化學院、各系（室）之間相互協調的三級管理體制；四期檢查制分為畢業設計工作前期、畢業設計階段性檢查、畢業設計中期、畢業設計后期；三方評分制是指畢業設計指導教師、畢業設計評閱教師、畢業設計答辯委員會（包括開題報告答辯、階段性檢查答辯、中期檢查答辯、畢業設計答辯）。
“三級管理制”的具體實施步驟：各系（室）負責本系（室）學生畢業設計（論文）的組織管理工作；各學院要按要求成立“畢業設計（論文）工作領導小組”，領導小組成員由各專業骨干教師擔任，全過程、全方位進行監控，做好畢業設計（論文）開題、每個學生指導教師的落實、畢業設計（論文）文本規范程度、畢業答辯情況、認真填寫評語、嚴格進行成績評定等環節的各項工作，嚴把畢業設計（論文）質量關；學校主要對畢業設計（論文）進行宏觀組織管理工作，定期對畢業設計（論文）進行抽查。在系（室）、學院、學校的三級管理體制下，畢業設計（論文）的各個環節環環相扣、層層相連，確保質量過硬。
“四期檢查制”的實施步驟：對畢業設計（論文）進行前期檢查，主要審查指導教師是否具備資格，選題是否符合規范，是否嚴格執行一人一題，畢業設計（論文）題目的類型、難度以及工作量是否符合學校規定的要求，設計的技術路線是否合理可行，畢業設計（論文）任務書編排是否符合學校的要求，首次指導的教師是否熟悉學生選題的內容；階段性檢查以文獻資料的查閱、資料的收集和總體方案的審查為主；中期檢查主要檢查畢業設計（論文）的完成質量是否過硬，工作進度是否符合要求，其中學院檢查要全方位覆蓋所有進行畢業設計（論文）的學生，校級檢查在一定范圍內進行隨機性的抽查；后期檢查主要是檢查畢業設計（論文）是否有資格答辯，評分過程是否合理，答辯過程是否嚴格執行學校的規定，畢業設計（論文）質量是否達到要求。通過三次重點檢查的實施，基本上覆蓋了畢業設計（論文）的重點階段，有效進行了過程控制。
“三方評分制”的主要內容：答辯委員會、評閱教師和指導教師對畢業設計（論文）進行評分。指導教師對自己所帶學生的畢業設計（論文）負責，認真審閱、指出問題，給出解決方案，學生自己進行修改，指導教師再次審查后嚴格按照評分標準給定成績、根據學生情況作出評語，并將相應資料提交到答辯委員會；答辯委員會指定一名或多名評閱教師再次評閱畢業設計（論文），評閱教師要同指導教師相結合，給出公平的評語和評閱成績；答辯委員會在規定的時間內組織答辯工作，綜合學生的開題報告答辯、階段性檢查答辯、中期檢查答辯、畢業設計答辯等情況給出符合實際的各階段的評語和答辯成績，然后計算出總成績。這三部分成績按比例進行評定的方法保證了學生畢業設計（論文）的水平，準確全面地進行了考核。
3.校企聯合指導，實行雙導師制
對在企業進行畢業設計的學生可采用雙指導教師制，即在企業安排一個指導教師，在校內安排一個指導教師。企業的指導教師主要在技術上進行指導，校內的指導教師主要從畢業設計的規程、內容寫作與規范到最后回到學校進行答辯等進行指導與管理。實踐證明，雙導師制效果良好。目前河南理工大學與平頂山煤業集團公司、山西潞安煤業集團、許繼集團、焦作電廠、山西晉城煤業集團等建立了長期穩定的合作關系。
三、結論
結合行業需求和就業方向進行的畢業設計，河南理工大學電氣工程與自動化學院已開展了兩年，并取得了顯著的效果。
1.結合科研項目與實驗室建設的“項目驅動”式畢業設計模式
這種模式使學生接觸到最先進的技術和學科前沿，能充分發揮學生的主觀能動性，更能鍛煉學生的動手能力和科學創新思維能力。
2.校企聯合指導，雙導師制畢業設計模式
一方面，學生能夠在畢業設計過程中直接參與到工作單位的實際課題，有利于培養學生的動手能力和實踐能力，解決了學生眼高手低的問題。另一方面，學生以準員工的身份參加現場的實踐，進行課題研究，真正進行了一次崗前大練兵，有利于增強他們的使命感、責任感和事業心，增強現場工作的能力和對實際崗位的適應性。
3.“三四三”質量監控體系
該監控體系實行了過程與目標并重，以及全程、全面、全員的監控，系統科學，使畢業設計的質量從制度上得到了有效保證。
參考文獻：
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【關鍵詞】：電力系統；自動化系統；防雷；措施；方法；
中圖分類號：F407.61 文獻標識碼：A 文章編號：
一．引言
隨著經濟的發展，科學技術的不斷進步，通訊技術和計算機技術不斷得到提高，電力系統的自動化水平也不斷提高，越來越多的計算機、RTU以及一些其他的自動化設備被應用到電力系統中，我們指導微電子設備的工作電壓只有幾伏，工作電流十分微弱，正是如此其對外界的干擾抵抗十分弱。再加之，由雷電帶來的瞬變磁場十分強，對于微電子器件產生的干擾很大，嚴重的甚至直接損壞微電子設備，給電力系統帶來損失。近幾年，盡管電力企業在不斷的采取措施加強對電力系統的防雷保護，但是雷害事故還是時有發生，所以加強電力系統防雷措施的研究和探討還是十分必要的。
二．對于雷電侵入波產生的過電壓的保護措施
一般而言，電力企業對于雷電侵入波產生的過電壓的保護是通過避雷器以及避雷針來實現的，這兩者相配合的實現了對進線段的有利保護，效果比較好。通過對進線段的保護，可以利用其阻抗限制雷電流幅值，以及利用其電暈衰耗來達到降低雷電波陡度的目的，再在進線段上安裝避雷器，通過避雷器的作用可以使得電流不超過絕緣配合所要求的數值，這樣就可以有效的實現第一道防雷。
三．對于UPS過電壓的保護措施
感應雷或沿電源線進入室內的雷電侵入波會使電源電壓急驟升高，從而導致UPS及后接設備損壞。有些UPS中盡管裝有壓敏電阻，但還是很難保護自己及后接微電子設備。對電源，可靠有效的防雷方法是采用四級保護。每一級用三極氣體放電管，將大的雷電限制到后續保護系統可允許的范圍；第二級用限流模塊；第三級用壓敏電阻；第四級用TVS管，使輸出的箝位電壓達到規定的要求。采用上述四級保護后，UPS或被保護電源一般不會因雷擊而損壞。
四．對于載波機過電壓的保護措施
載波機遇雷擊易損壞的部分通常為電源盤、用戶話路盤及高頻電路盤。高頻電路盤上通常裝有放電管，具有一定的耐雷水平；電源部分可采用上述電源過電壓保護方式；用戶話路盤由于鈴流電壓與通話電壓不一致需要在保護裝置設計上精心考慮，使之在兩種不同電壓下均能有效的地保護用戶話路部分最好的辦法是將保護器件置于載波機內，考慮到實際情況，外置保護模塊應設計考慮得周全一些。為了有較好的防雷效果，我們在防雷時可以使用Modem、程控交換機通信線、用戶話路盤以及信號線來實現四級保護，同時可以安裝自動報警裝置。
五．接地電阻與屏蔽
1.接地。合理的接地設計是整個電力系統防雷措施中的重要組成部分。一般會有構筑物接地、配電系統及強電設備接地、計算機自控系統接地等三種接地方式，因此，科學設計，使得這三種接地方式之間互相配合，有助于大大降低雷擊通過接地網絡對系統的毀壞。以計算機自控系統為例，一般采用系統工作接地、直流工作接地、安全保護接地等幾種接地方式。在防雷措施中，要根據實際情況，將各種接地方式合理的組合，使得接地電阻值最小，取得最佳的效果。防雷接地是為防雷保護需要而設，以降低雷電流通過時的地電位升高，因此良好的接地是防雷中至關重要的一環。接地電阻值越小過電壓值越低。因此，在經濟合理的前提下應盡可能降低接地電阻。 在接地時要盡量的減低電阻，可以通過以下方法：深埋式接地極，如地下較深處的土壤電阻率較低，可用深井式或深埋式接地極；填充電阻率較低的物質或降阻劑。如附近有可以利用的低電阻率物質可以因地制宜，綜合利用；敷設水下接地裝置，如桿塔附近有水源，可以考慮利用這些水源在水底或岸邊布置接地極，可以降低接地電阻，提高泄流能力。
2.屏蔽。為了達到減少雷電電磁干擾的目的，主控樓、通信機房的建筑鋼筋、金屬地板均應相互焊接，形成等電位法拉第寵。設備對屏蔽有較高要求時，機房六面應敷設金屬屏蔽網，將屏蔽網與機房內環行接地母線均勻多點相連。架空電力線由站內終端桿引下后應更換為屏蔽電纜；室外通信電纜應采用屏蔽電纜，屏蔽層兩端要接地；對于既有鎧帶又有屏蔽層的電纜應將鎧帶及屏蔽層同時接地，而在另一端只將屏蔽層接地。電纜進入室內前水平埋地10m以上，埋地深度應大于0.6m；非屏蔽電纜應穿鍍鋅鐵管并水平埋地10m以上，鐵管兩端應良好接地。若在室外入口端將電力線與鐵管間加接壓敏電阻，防雷效果會更好。
六．綜合性防雷措施
1．建立健全科學合理的整體防雷系統
從整個電力系統而言，要做好防雷措施，首先要從整體上做好防雷規劃，從內到外，做到防雷措施的全面覆蓋。整體而言，外部可以安裝避雷針，接閃器等，避免雷電直接打擊輸配電線路或者是相關的線纜配電箱等基礎設施，引起火災或者事故。同時，內部要做好電磁屏蔽、等電位連接、共用接地系統和浪涌吸收保護器等一些子輸配電系統，通過它們可以將引人建筑物內的浪涌電壓和浪涌電流瀉放到大地，并將其鉗位在一定的電壓范圍內，以完善地保護電氣設備。從整體上做好防雷規劃，內外覆蓋，這是采取具體防雷措施之前的基礎性工作。
2．實施多級保護措施，做好配電系統的防雷
電力系統自動化是保證整個電力系統功能正常運轉的關鍵部分，而輸配電系統也是容易遭受到雷電襲擊的部位之一。因此，做好配電系統的防雷措施，是整個防雷系統中的重要環節。雖然目前大多都會在配電系統的進線處安裝避雷器，避雷帶等防雷器件，但是，經過很多次實踐證明，單一的防雷措施或者是防雷器件難以真正保障配電系統的正常運轉，當雷擊降下時候，建筑物的自控設備的電源機盤依然會受到電擊而產生損壞。在對配電系統防雷時候，要據實際情況做好多級防護措施。在具體的工作中我們要加強對地網的改造，我們可以在容易受到雷擊的部位安裝ZGBZ-Ⅱ型載波機過電壓保護器、DGBZ-Ⅱ型電源過電壓保護器、MGB-Ⅰ型Modem過電壓保護器和XGBZ-Ⅱ型信號線過電壓保護器。通過工作實踐證明了其作用是十分有效的。
七．結束語
我們必須要充分的認識到電力系統自動化防雷工作的必要性，但是與此同時我們所研究的防雷措施只是小小的一部分，對于整個電力系統自動化防雷工作而言它不能解決所有的問題，而整個電力系統防雷以及安全是一項復雜艱巨的任務，而且可以肯定的說在今后的工作中我們還將遇到各種各樣的問題和難題，我們在遇到這些問題的時候，必須正確看待，從實際情況出發具體問題具體分析找出適合的解決方法。同時我們在工作的過程中要不斷的積累經驗，不斷的學習探討新的技術措施，不但的將得出的新方法以及新技術運用到實際工作中去，相信防雷工作一定會提到一個更高水平。
參考文獻：
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關鍵詞：數字化；變電站運行；維護策略
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
引言
隨著我國經濟的快速發展，對電力資源需求量越來越大，對電力質量要求越來越高。變電站作為我國供電網絡中的重要環節，擔負著電能轉換及電能重新分配的重要任務。目前，一般多采用傳統變電站，主要采用人工抄表、記錄及操作為主，隨著大容量發電機組的不斷投運，加上大電網及超高壓遠距離輸電網的出現，傳統變電站已經無法滿足發展需要。數字化變電站中自動化技術的應用促使變電站更加適應現代電力系統管理模式的需求，成為變電站重點發展項目。
一、數字化變電站概述
1、數字化變電站的基本結構
變電站體系結構趨向于分層分布式，數字化變電站系統是由過程層（設備層）、間隔層和變電站層（站控層）三層組成，如圖1所示。
過程層直接采集電力系統實時電氣量，檢測母線、斷路器及變壓器等設備的狀況。間隔層包括安全自動裝置、保護裝置、測控裝置、保護裝置、電能計量裝置以及故障錄波器等設備。間隔層能夠實時實現信息數據傳輸，能夠對設備進行一次保護。變電站層主要包括遠動裝置、操作員站、主機和五防工作站等設備。變電站層需要匯總全站實時數據，向調度中心接收或發送數據，在接收命令后執行過程層，實現站內的人機聯系，從而對過程層設備和間隔層設備修改參數、在線維護。
2、數字化變電站的特點及相關技術支撐
2.1 一次設備智能化
采用數字輸出的電子式互感器、智能開關等智能一次設備。電子式互感器不含鐵芯的結構消除了磁飽和，智能高壓電器實現了自動控制、自動檢測自身故障、自動調節與遠方控制中心的通信等，如：智能化組合電器實現了自動控制。一次設備的避雷器將泄漏電流、動作次數、絕緣污穢等信息送往測量單元，還將避雷器對應的電壓互感器的電壓信號送至測量單元。
2.2 二次設備網絡化
通過合并單元采集非常規互感器的輸出信息，然后發送給保護測控設備；一二次設備用光纖傳輸信息；二次設備間用通信網絡交換信息。
2.3 自動化的運行管理系統
變電站運行管理自動化系統應包括電力生產運行數據、狀態記錄統計無紙化；數據信息分層、分流交換自動化；變電站運行發生故障時能及時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見；系統能自動發出變電站設備檢修報告，即常規的變電站設備“定期檢修”改變為“狀態檢修”。
二、數字化變電站的優點
1、實現光纖數字通信
實現間隔層（網絡化的二次設備）和站控層（自動化綜合心理管理系統）的數字化通信，并以數字終端形式代替過程層（智能化的一次設備）。實現二次回路中常規的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規的強電模擬信號和控制電纜被光電數字和光纖代替。常規的控制電纜被光纜代替電磁兼容性得到提高。采用光纖傳輸方式后，變電站一次回路和二次回路實現了有效的隔離，長期以來在變電站因電纜感應，傳導的過流、過壓現象得以消除。從根本上解決抗干擾問題，不怕雷擊、電磁場輻射、串擾，也沒有二次回路兩點接地的可能性。
2、提高了經濟效益
節約了大量的電纜等耗材，具有節能環保、節約社會資源的多重功效。采用光纖數字終端的方式實現了開關的智能化控制，進一步提升了自動化和管理水平，為狀態檢修創造了條件。設備在線監測，將大大提高設備的使用效率，縮短停電時間，帶來良好的經濟效益。
3、規范通信協議
由于數字化變電站以后即將采用的是IEC61850標準，即實現統一接口，統一標準，不同廠家設備可無縫對接。
三、數字化變電站的運營維護策略
目前，吉林某地新投運2座智能數字化變電站，分別為數字化變電站220千伏數字化變電站明月變、海蘭變。
數字化變電站綜合應用光纖設備、智能模塊、網絡通信、在線監測、一體化電源等新技術。全面實現了主系統到輔助系統的智能化，因此智能設備的維護要求、檢測手段、檢測指標、作業流程和方法以及智能系統的應用，都給變電站的運行維護工作帶來了新課題，同時也對運維人員的技能水平和管理能力以及設備和系統的穩定性提出了更高的要求。
1、數字化變電站操作票管理
倒閘操作的管理是變電站運行安全管理工作的核心。智能變電站由于新增了過程層設備智能終端、合并單元、網絡交換機等設備，因此不但應建立完善命名、編號的臺賬，還應備份各種參數設置，以防止由于設置信息丟失而造成的設備異常。此外，由于數字化變電站大量應用軟壓板，因此軟壓板的投退也應納入操作票管理范疇。監控界面上的保護軟壓板應有明確且在本間隔唯一的編號，在后臺機操作前需輸入間隔編號及壓板編號確認操作無誤。監控后臺應具備監視和操作保護裝置保護軟壓板狀態的功能，包括保護功能投入軟壓板(如差動保護軟壓板、距離保護、零序保護等)和保護出口軟壓板(如跳閘出口、重合閘出口等)。
2、數字化變電站倒閘操作管理
倒閘操作安全管理數字化變電站現場倒閘操作可以通過就地操作、遙控操作、順序控制操作來完成。遙控操作、順控操作的設備應滿足有關技術條件。數字化變電站具備一鍵式順控操作的功能，而順控操作也應填寫操作票，并具備操作、監護雙機操作條件，操作項目應保證安全、可靠、正確。順序控制操作前，應確認當前運行方式符合順序控制操作條件。順控操作執行時，監控后臺應以規范的操作票模式顯示順控票，逐步顯示每步操作進程。順序控制操作過程中，如果出現操作中斷，運維人員應立即停止順序控制操作，檢查操作中斷的原因并做好記錄。順序控制操作中斷后，若設備狀態未發生改變，應查明原因并排除故障后繼續順控操作，若無法排除故障，可根據情況轉為常規操作。轉為常規操作應根據調度命令按常規操作要求重新填寫操作票。順控操作結束后，現場運行人員應核對設備最終狀態并檢查無異常信息后完成此次操作。
3、數字化變電站二次壓板運行維護管理
智能化變電站正常運行時，按整定及運行要求投退保護裝置的功能軟壓板、GOOSE數字化變電站軟壓板、SV數字化變電站軟壓板，放上智能終端裝置的跳、合閘出口硬壓板，取下裝置“檢修狀態硬壓板”。保護測控一體化裝置的“遠方切換定值區軟壓板”、“遠方控制數字化變電站GOOSE數字化變電站軟壓板”、“遠方操作軟壓板”正常置“遠方”位置，嚴禁改變狀態。“遠方切換定值區軟壓板”、“遠方控制數字化變電站GOOSE數字化變電站軟壓板”、“遠方操作軟壓板”“檢修狀態硬壓板”只在保護裝置或智能終端裝置就地投退。監控后臺操作保護裝置軟壓板時，應在后臺相應“間隔單元”的壓板分圖界面中核對軟壓板實際狀態，確認后繼續操作。保護裝置“檢修狀態硬壓板”投入后，必須查看保護裝置指示燈情況、液晶面板變位報文或開入變位，確認后繼續操作。智能終端裝置“檢修狀態硬壓板”投入后，必須查看智能終端面板指示燈，確認后繼續操作。合并單元裝置“檢修狀態硬壓板”投入后，必須查看合并單元面板指示燈，確認后繼續操作。正常運行時嚴禁投入智能終端、保護測控等裝置的檢修壓板。除裝置異常處理、事故檢查等特殊情況外，禁止通過投退智能終端的跳、合閘壓板投退保護。
數字化變電站間隔設備檢修時，應退出本間隔所有與運行設備二次回路聯絡的壓板（保護失靈啟動軟壓板，母線保護、主變保護本間隔采樣通道軟壓板等），檢修工作完成后應及時恢復并核對。
4、數字化變電站防止電氣誤操作措施。
為確保操作正確性和可控性,杜絕誤操作的發生，操作票的每一步都必須有嚴格的執行條件；采用二元法判據；采用雙位置遙信；提供執行結果信息在執行過程中必要時可以上送操作主站以便進行人為干預；提供間隔層聯鎖功能；要求電氣開關柜本身具有防誤措施等等，這些措施的采取對于程序化操作的正確執行具有重要的作用。
結束語
當前，傳統變電站的發展存在較大瓶頸。為滿足不斷增長的電力資源需求，通過應用自動化技術，加快數字化變電站的深入發展，提高變電站工作效能，從而提供穩定、高效、高質量的電能，為我國經濟發展做出貢獻。
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論文關鍵詞：電氣控制及PLC；項目教學；教學效果
電氣控制及PLC應用課程是電氣控制及自動化專業的主干課程，其內容與工程應用緊密結合，在工業自動化控制、智能儀器儀表、精密加工、數控機床以及機電一體化技術等領域中得到日益廣泛的應用。本課程是浙江工業大學（我校）電氣工程及自動化教育專業和機械工程及自動化教育的專業必修課。通過本課程的學習，除了讓學生學習電氣控制和可編程控制器應用技術基本知識外，還以提高學生的素質和全面能力為宗旨。具體教學要求是熟悉常用低壓電器的結構、工作原理、特性及應用，掌握繼電接觸器控制系統基本分析和設計能力，掌握典型電氣控制電路的分析和設計方法，掌握可編程控制器的工作原理及結構特點，熟練掌握基本邏輯指令的應用，掌握步進順控指令編程方法及應用，了解PLC網絡及通訊基本知識，繼電接觸器控制系統基本分析能力，特別是掌握典型電氣控制電路的分析能力，重點是S7-224/S7-300可編程序控制器的編程技術、通信模式及調試技巧。
項目教學是以項目實施為主線有效組織理論和實踐知識，師生共同實施并完成一個“項目”為主要學習方式的教學活動，是建立在建構主義和情景學習理論基礎上體現行動導向教育理念的教學方法，將傳授知識為主的傳統教學轉變為以完成項目、職業體驗和解決問題為主的多維互動式的教學模式，在職業教育的專業課程教學中得到越來越廣泛的應用。通過項目實施過程，讓學生學習必要的理論知識及掌握必備的專業技能，突出知識的學習服務于職業能力的建構。
一、電氣控制及PLC應用項目教學模塊
實施項目教學，項目的選取要具有典型性、代表性和全面性，以往的教學選取的項目經?；谛№椖縼斫虒W，僅能說明一個知識點或某個問題，綜合知識無法體現，這樣各知識點之間彼此孤立，章節的聯系比較匱乏，彼此的知識點無法連貫，邏輯關系無法得到梳理，不能對學生的綜合能力進行鍛煉。然而學生畢業后往往面對的是比較綜合的工程項目，而他們的知識結構是孤立的，面對綜合設計一個項目不知道從何處下手，尤其是既需要分析、設計又要安裝調試的復雜的項目無從下手了。學生不能立即投入到生產實踐中，無奈還要從頭學起。
基于以上的問題，在展開項目教學法實施過程中，選取一個比較綜合典型的真實項目——節能環保中水回用水處理廠智能控制系統來進行教學設計。參照教學大綱和緊扣教材內容，根據項目組成設計以下主要教學模塊：（1）項目教學實施前準備工作及模擬招投標介紹；（2）中水回用水廠供配電介紹及用電安全；（3）中水回用水廠的用到的低壓電器設備教學及知識點學習；（4）提升泵房、反沖濾池、加礬加氯、送水泵房儀器儀表的電氣控制原理圖、元器件布置圖及施工圖紙設計；（5）提升泵、鼓風機、反沖泵、送水泵的不同啟動形式設計；（6）S7-200（含7個從站）和S7-300（含2個主站）PLC設計及編程；（7）主站PLC與各從站的Proface-Bus及中控制室的通信實現；（8）主站PLC觸摸屏編程及中控室的主機系統組態；（9）整個中水回用系統與Intenet通信；（10）項目的竣工及驗收—課程總結。隨著自動化生產的發展，該課程涉及到許多新知識、新技術領域。我們以加強實踐教學為突破口，以創新為契機，構建以項目為載體的理論實踐一體化教學模式，符合技術師范本科專業的培養特點和定位，既要具備工程性，又要具備師范性，通過課程和專業訓練使學生成為具有“講師”、“工程師”等知識和能力結構的“雙師型”人才。
二、項目教學設計
1.項目教學設計
（1）選擇合適的配套教材。我們將電氣工程及自動化教育和機械工程及自動化教育的專業崗位對電氣方面的知識和技能需求為目標，以就業單位人才需要為基準，結合技術師范培養標準選擇教材。以現行主流PLC為參考，以必需、實用知識為主，加強學生電氣控制技能的培養，教材的內容包括常用低壓控制電器、電氣控制線路的基本原則和基本環節、可編程控制器基礎、S7-200PLC的系統配置及質量系統、SETP7-Micro/WIN32編程軟件、S7-300和S7-400PLC系統配置與編程及通信及網絡等；被選取的項目與教材結合緊密，涵蓋的知識比較吻合，也是現在自動化行業及大學競賽的主流技術。
（2）項目實施前，先完成模擬投標及中標過程，讓學生明白項目實施過程中必經的流程和步驟，體會真實項目的投標中標和方案實施的過程。標書設計就是按項目模塊來分類，每進行一個模塊就是完成標書方案中的一部分。 （3）項目教學模塊借助組態軟件給出系統結構組態圖，標出了每個模塊應完成的項目任務，根據模塊工作量和知識的多少合理安排課時。每個模塊預先提出問題，讓學生先思考，鼓勵學生發揮與創新，根據學生人數，恰當分組，每組模擬為一個施工團隊，選出隊長，由其對整個組的人員進行協調分工，課前每組先設計一套實施項目模塊的方案，課間展開討論，老師甄別或指出最佳方案及實施方法，課后留給學生擴展的空間。
（4）對要完成的項目教學任務要提出具體要求。如基本的工廠供配電；常用的低壓電器；基本的電氣控制及啟動方式；電氣原理圖、元器件圖、施工圖繪制；PLC編程、通信、組態等。課后要求學生提交項目教學實訓報告，電子圖紙，學生團隊自己評價，教師講評驗收。
（5）師生共要明確項目教學過程中要重點鍛煉和加強的知識點。力求既全面又重點突出，能最大限度的鍛煉技能；對于項目實施過程中可能遇到的難點，要及時為學生重點講解及輔助突破。
（6）每個項目模塊怎么實施，什么時間實施計劃要詳盡、人員分工要明確。幫助學生完成各個項目模塊的實施內容及計劃表，開學二周制定好計劃，同時要及時拓展學生視野，項目團隊制定良好激勵機制和完善的管理制度，立爭協調高效的完成項目任務。
三、項目教學具體實施
（1）在理論教學中，引導學生運用電機拖動及自動控制原理的基礎知識，分析PLC專業課程編程內容，強化閉環控制模型知識的掌握，使學生能在項目實施過程中體會PLC的智能控制思路。
（2）強化實踐教學，以實際的節能環保中水回用水廠電氣設備的基本功能、結構組成及電路工作原理的分析為重點，讓學生學會分析復雜的實際電氣設備的工作原理，具備識讀電路圖、繪制電路圖、設計電路圖的能力。在此基礎上培養學生安裝、調試、維修及維護自動化常用電氣設備的能力。對重點應用知識在實訓室訓練，學生自評，教師嚴格考評，直到達到教學目標為止。
（3）教師將自動化現場實際搜集的智能電氣設備及相關資料補充到課堂中，并從網絡搜索相關智能電氣控制系統新技術，利用組態軟件做成展示項目，利用虛擬現實技術展示工程項目的技術細節，如煤礦絞車提升系統、遠程恒壓供水系統、電廠脫硫智能控制系統等，使學生直觀、方便地學到先進的專業技術知識。
（4）將計算機輔助軟件的使用引入教學中，如Pro/e繪制電氣原理圖，SETP7-Micro/WIN32編程軟件、組態6.53的使用、GP-2500觸摸屏的軟件編程等，使學生既學到知識的理論知識也拓展了知識面，使他們明白現代化的電氣控制系統是很多先進技術協調服務和集成的綜合效果。
四、教學考評方法
（1）設置學生自我評價機制，其包括學生自我評分，也包括組長對每個成員的打分。
（2）設計項目教學驗收表格，細化子項目注意事項的考評。
（3）每人必須對項目調試通過，并撰寫實驗報告。
（4）考評計入平時成績，同時加大該項考核在總成績的比重。
關鍵詞：變電站；綜合自動化；繼電保護；設備選型
Abstract: with the modern power system automation technology development, for all sorts of transformer substation of voltage level, the realization of microcomputer integrated substation automation has become a trend. Combining with the actual, this paper introduces the selection of equipment configuration main principle. By TranSys integrated automation system to eliminate hidden dangers and to change the status quo the, realizing the relay protection, 35 kV substation measurement and monitoring, normal accident record and analysis, switch process operation, the production process control, data storage, processing, the sharing of various kinds of functions, good economic benefit obtained.
Keywords: substation; Integrated automation; The relay protection; Equipment selection
中圖分類號: TM774文獻標識碼：A文章編號：
0引言
近年來，隨著現代化生產的發展，對電力能源的需求越來越大，對電力供應的質量要求也越來越高，加之計算機技術及通信技術等相關學科的高速發展，使變電站綜合自動化系統在變電站中得到了廣泛的應用。傳統的35kV以上電壓等級的變電站的二次回路部分是由繼電保護、當地監控、遠動裝置、故障錄波和測距、直流系統與絕緣監視及通信等各類裝置組成的,由此不可避免地產生各類裝置之間功能相互覆蓋,部件重復配置,耗用大量的連接線和電纜。變電站綜合自動化系統是以計算機技術為基礎，集微機監控、數據采集、微機保護和計算機網絡和現代通信技術集成為一體化的自動化系統，該綜合自動化系統實現了變電站實時數據采集、電氣設備運行監控、防誤操作、電壓自動調節、小電流接地選線、數據遠程通信、保護設備狀態監測、以及繼電保護定值的檢查與修改，是變電站自動化控制方式的發展趨勢。
1 國內外變電站綜合自動化技術發展概況
（1）變電站自動化自20世紀90年代以來一直是我國電力行業中的熱點之一。近10多年來我國變電站自動化技術，無論是從國外引進的，還是國內自行開發研制的系統和設備，在技術和數量上都有顯著的發展。80年代由于微機技術的發展,遠動終端、當地監控、故障錄波等裝置相繼更新換代,實現了微機化。這些微機化的設備雖然功能各異,但其數據采集、輸入輸出回路等硬件結構大體相似,是國內變電站自動化技術的第一階段。90年代初研制出的變電站自動化系統是在變電站控制室內設置計算機系統作為變電站自動化的心臟,另設置一數據采集和控制部件用以采集數據和發出控制命令。此類集中式變電站自動化系統可以認為是國內變電站自動化系統的第二階段。90年代中期,隨著計算機技術、網絡技術及通信技術的飛速發展,同時結合變電站的實際情況,各類分散式變電站自動化系統紛紛研制成功和投入運行。此類分散式變電站自動化系統可視為第三階段。
（2）國外變電站自動化技術的發展是從80年代開始的。以德國西門子公司為例,1985年投運了第一套變電站自動化系統LSAO678,此后陸續在德國及歐洲投運的該型變電站自動化系統達300多套。LSAO678的系統結構有兩類,一類是全分散式的系統,另一類是集中與分散相結合的系統。日本在90年代亦新建和擴建了多座高壓變電站,采用了以計算機監控系統為基礎的運行支援系統。其主要特點是繼電保護裝置下放至開關現場,并設置微機控制終端,采集測量值和開關接點信息,通過光纜傳輸至主控制室的后臺計算機系統,開關及隔離開關操作命令亦由主控制室通過光纜下達至終端執行。主控制室計算機系統采用雙以太網,配置有2臺主計算機和1臺培訓用計算機。美國變電站自動化目前投運的大體有三類。一是以RTU為基礎進行實時數據采集,配置微機作當地功能,并和上級調度中心通信；二是以通用計算機為數據采集設備,不但采集實時數據而且建立歷史數據庫,并通過計算機網(以太網)與遠程工作站聯絡；三是采用MODBUS-PLUS(1Mbit/s),保護監控I/O等部件均通過規約轉換器(gateway)接入該網,并通過RTU 與調度中心聯系,網上標準計算機建立實時、歷史數據庫和提供人機聯系畫面等。
總體看來，國外變電站自動化技術的發展趨勢和國內發展趨勢基本上是一致的,技術差距不大。
2 35kV變電站綜合自動化改造及應用
2.1一次系統概述
2.1.1平面布置及設備分布
該35kV變電站是一座獨立的三層樓。一樓主要由主變壓器室、電容器室組成；二樓主要由6kV開關室組成，三樓主要由35kV高壓開關室和主控制室組成。2.1.2電氣主接線及運行方式
運行方式： 35kV李化線線路供電，35kV李化線10614開關運行，供35kVⅠ、Ⅱ段母線；35kV南化線線路帶電，35kV南化線10612開關熱備用，投入35kV南化線備用自投裝置，35kV分段10610開關運行，保護停用。1#、2#主變分列運行，供6kVⅠ、Ⅱ段母線，6kV分段106。
2.2二次系統配置
2.2.1原二次系統
該35kV變電站運行10多年，由于處于高度污染的惡劣環境，保護單元采用電磁式繼電器的絕緣強度大大降低，每年夏季雷雨季節都要發生因繼電器絕緣不良造成的直流接地故障，而且電磁式繼電器由于接點抖動、簧片疲勞等原因造成誤動、拒動故障時有發生；另外要全天候配備人員對變電站的各種數據抄表、報表、人工監視等，誤差大、占用勞動力多。
2.2.2改造后的二次系統
用微機型二次設備替代了普通二次設備，利用不同的模塊化軟件實現了各種功能。用計算機網絡通信對所有的35kV和6kV電氣設備進行了監測和控制（UPS除外）。與以前的變電站相比，取消了信號裝置和信號屏，將其全部在微機屏幕上顯示和告警，取消了各種常規模擬測量儀表，用高精度的智能儀表測量并遠傳，取消了常規的電氣模擬盤，采用類似DCS控制界面的電氣系統模擬圖，可同步顯示電氣一次設備狀態。在此界面上可以進行模擬倒閘操作，計算機同步監測其正確性。整個系統采用 TranSys綜合自動化系統，結合本變電站特點，功能簡捷方便，靈活易懂。
2.2.3 TranSys綜合自動化系統配置原則
TranSys綜合自動化系統采用單元結構，以帶遠程通信接口的單元式SEL微機保護裝置和PMC監控裝置為核心，采用雙前置機、后臺機的雙機雙網系統結構，采用帶雙遠程通信接口的單元式SEL微機保護裝置和PML監控裝置，接入兩臺前置機，兩臺前置機與后臺機通過公司局域網，用Windows NT操作系統聯網，使用TCP/IP協議與工程師站通訊。
1）保護配置：考慮到電網安全運行的特殊性和對繼電保護的可靠性、靈敏性、選擇性、快速性要求，微機保護裝置的選擇必須做到功能完善、運行獨立、保護裝置動作后，應向上級監控裝置發送報警信號及根據各回路保護的要求選擇了SEL保護裝置，分別接入SEL-2030通訊處理機，與兩臺監控微機通訊。
2）監控裝置：全部選用560PMC單元式智能監控裝置，組成RS-485網與主機通訊。這些監控儀表對現場電壓、電流信號測量準確，精度可達0.25％FS，參數設定方便，即可面板設定，又可從上級主機遠方設定。能自動計算有功、無功、功率因數、電能等電力數據，實現了一表多功能。
3）開關量輸入部分：斷路器、隔離開關、接地刀閘的分合狀態和位置表示了電網的運行方式，是變電站綜合保護必不可少的信息。選用了9600DIT開關量輸入模塊，采集所有現場的開關信號，編碼后送至上位機。
4）系統的通訊連接采用屏蔽雙絞電纜（STP）。STP安裝方便，造價低廉，而且具有完全滿足要求的抗強電磁場干擾的能力。綜合自動化系統整體的可靠性主要取決于微機保護裝置和微機監控裝置本體的可靠性和系統結構的可靠性，PMC監控裝置和SEL微機保護本身具有數據和事件的存儲和記憶功能，不依賴于通信方式，因此與前置機之間的通信連接選用了屏蔽雙絞電纜。
2.2.4設備配置及選型
1）35kV南化線進線和35kV李化線進線保護配置：SEL-351A綜合保護測控裝置，實現過流、速斷、低電壓等保護功能，利用SELogic實現35kV南化線備用自投功能。
2）35kV母聯保護配置：SEL-551微機型電流保護裝置，實現過流、速斷等保護功能。
3）1號、2號主變保護配置：SEL-587微機型變壓器電流差動保護裝置，實現變壓器差動保護，共2臺。
4）1號、2號主變高壓側后備保護配置：SEL-351A復合電壓電流保護，共2臺。主變的輕重瓦斯保護由SEL-351A出口。
5）1號、2號主變低壓側后備保護配置：SEL-351A復合電壓電流保護，共2臺。利用SELogic實現6kV進線備用電源自投。
6）6kV母聯保護配置：SEL-551電流保護，實現過流、速斷等保護功能。
7）6kV電動機保護配置：SEL-351A復合電壓電流保護，共7臺，實現過流、速斷、過負荷、過電壓低電壓等功能。
8）6kV變壓器保護配置：SEL-551電流保護，共16臺，實現過流、速斷、過負荷等功能。為提高通信速度和通信可靠性，以上33套SEL保護共配置3個SEL-2030通信處理器，并通過雙RS-232口同時與兩臺監控主機通信。所用回路監控全部選用560PMC-TRAN（無就地顯示）單元式監控裝置，直接測量U、I、P、Q、kWh、kVarh、COSφ、f等所有三相電量參數，實現56次諧波監視、36周波故障錄波、電量越限監視等高級功能。
9）整個系統在主控室內設置兩臺監控微機。監控微機選用HP工作站（PIV1.7G/256M/40G），配備兩臺高速寬行打印機，打印各種圖形畫面、報表、事故報告、負荷曲線等，配兩臺Powerieading 2KVA/1小時在線式不間斷電源（UPS）。
10）組屏方式：35kV進線及主變的保護和監視裝置共組兩面屏。其它SEL保護裝置與PMC監控裝置全部分散安裝在開關柜上。
2.3二次系統功能
2.3.1保護功能
1）電源進線保護設置：本站兩條進線設置：電流速斷保護、過電流保護、失壓保護、絕緣監視和PT二次回路斷線報警、南化線備用電源自投功能。備自投條件為：主供電源失壓，主供進線電流保護未動作，由進線失壓保護斷開進線斷路器，而備用電源電壓正常，則備用自投裝置動作，經一定時間延時，合上南化線斷路器，保證失壓母線的正常供電。
2）35kV母聯保護設置：電流速斷保護、過電流保護。
3）變壓器保護設置：變壓器差動保護、過電流保護、過負荷保護、輕重瓦斯保護。
4）6kV母聯保護設置：電流速斷保護、過電流保護、備用自投功能。
5）6kV電動機保護：過流保護、速斷保護、過負荷保護、低電壓保護。
6）6kV變壓器保護：過流保護、速斷保護、過負荷、輕重瓦斯保護。
2.3.1數據采集功能
1）每一回路或設備的V,I,P,Q,Cosφ，f,kWh,kVarh、諧波、變壓器溫度等各種實時數據。
2）開關和隔離刀閘狀態、保護信號和接點狀態等各種狀態量。
3）圖形CAD提供實時主接線圖、主要參數趨勢曲線、設備運行狀態等顯示。
2.3.2事故報警和記錄功能
1）1ms順序事件記錄（SOE）。
2）上位機設定V,I,P,Q,Cosφ，f,的限值，越限報警。
3）開關量變位報警。
4）分類記錄報警事件的日期和時間。
5）控制操作記錄、保護動作記錄、系統設置記錄、通信故障記錄。
6）電壓、電流故障錄波（36周波）。
7）56次諧波測量和越限監視。
2.3.3統計分析、報表、打印等
1）提供計算工具，分類整理實時采集和記錄所有電量。
2）小時、日、月、年電量統計。
3）自定義的最大值、最小值、電壓合格率、負荷率統計。
4）自定義報表格式和計算方法。
5）所有畫面打印、報表定時和召喚打印、事件打印。
6）實時數據庫和歷史數據庫保留兩年記錄。
2.3.4定值設定功能
上位機顯示和設定保護定值、保護投入和退出情況。
2.3.5遙測、搖信、遙控、搖調及遠動功能
多級口令、控制五防閉鎖功能，各項操作均有確認信息，經確認方能動作。
2.4系統主要特點
2.4.1雙網結構提高系統可靠性
1）保護和監控裝置分開設置，采用不同的通信網絡，提高系統的可靠性。
2）TranSys系統采用雙微機、雙通信網結構大大提高了系統的可靠性和可用性。從系統結構圖可以看出，每一個保護和監控裝置都通過完全不同的通信網絡與兩臺微機獨立連接，監控微機是雙冗余的，任何一個通路出現故障，或者任何一臺微機出現故障，均不影響系統的可靠運行。由于兩臺微機具有完全相同的功能，完全相同的運行條件，在操作使用中，通過操作員口令設置不同的操作級別體現差別。
2.4.2監控裝置提供了獨特的事故分析記錄功能
監控選用了560PMC，除獨立完成一個回路或設備的所有監控，每個560PMC可記錄36周波的故障錄波，并能連續監視56次諧波。有效防止事故的發生，在事故發生后準確查找事故原因，便于采取有效的預防措施，防止類似事故再次發生。
2.4.3系統的硬件、軟件設備都具有自檢和聯機診斷校驗的能力
軟件有備份，便于工程師安裝啟動，應用程序易于擴充，數據庫存取為用戶程序留有接口并提供二次開發的數據庫資料，便于自行編制的程序加入系統中運行。
2.4.4軟、硬件設備具有良好的容錯能力
當各軟、硬件功能與數據采集處理系統的通訊出錯，以及當運行人員或工程師在操作中發生一般性錯誤時，均不影響系統的正常運行。對意外情況引起的故障，系統具備恢復能力。
3 結語
變電站綜合自動化集微機監控、數據采集及微機保護于一體,取代了變電站的常規儀表、常規操作控制屏及中央信號系統等二次設備,減少了控制室面積,實現變電站實時數據采集、電氣設備運行監控、防誤操作、電壓自動調節、小電流接地選線、數據遠程通信、保護設備狀態監測、以及繼電保護定值的檢查與修改。這次35kV變電站的改造，采用了分層分布式結構和智能保護器，不僅節約了大量的控制電纜，取消了保護屏、信號屏、電磁式繼電器等傳統的設備，消除了設備隱患，降低了誤操作率，提高了變電站的安全經濟運行水平和供電質量；而且實現了無人值班，降低了人工成本；省去了一年一次的繼電保護教驗，節約了費用，與改造前相比，節約直接費用約30萬元，經濟效益十分可觀。
參考文獻
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[關鍵詞]變壓器； 融合診斷； 故障； 多參量
中圖分類號：TM407 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）46-0394-01
研究背景
電力設備是電力系統中最重要、最昂貴的設備之一。在電力系統中擔負著電能傳輸和轉換作用，其安全可靠運行對電力系統、國民經濟起重要作用， 及時發現并準確監測出變壓器早期潛伏性故障具有重要價值。目前，對變壓器故障診斷的研究較多，方法主要包括油色譜分析、繞組阻抗、直流電阻、鐵心電流等傳統方法，以及局部放電、返回電壓、紅外成像、繞組變形測量等非傳統方法。近年來各種智能技術如模糊理論、神經網絡、粗糙集、判決樹、聚類分析等以及多種方法綜合被引入變壓器故障診斷中，取得了比較理想的效果。
多參數電力設備故障診斷技術的必要性
電力變壓器是一個復雜系統，不確定因素及不確定信息充斥其間，目前智能分析方法與具體診斷領域知識的有效結合方而還存在諸多問題。在現場，大多數時候還是依靠專家經驗進行人工診斷。
在變壓器故障診斷中，檢測到的某類數據，往往只反映某個方面的狀態。如繞組變形測試，只是檢查變壓器繞組是否因出口短路或外力而出現變形、位移。同時，每一類特征量對狀態的反映都有其優勢與局限性，如對油色譜分析能提供局部過熱和局部放電的信息，但對水分可能引起的貫穿性絕緣擊穿事故來不及反映，對繞組變形沒有發展到引起過熱或局部放電之前，也不能覺察。并且，大型電力變壓器結構復雜，包含鐵心、繞組、冷卻、測量等多個系統，往往很難通過一項試驗參數就可以診斷出變壓器的故障。因此，故障診斷往往需要綜合油色在譜、電氣試驗、運行工況等參量進行分析。
多參數電力設備故障診斷技術構成
（1）參數融合技術的原理
電氣設備多參量故障診斷技術是利用診斷對象系統的各種部件及狀態信息（即從多個同質或不同質的傳感器獲得各種信息）和已有的各種知識，進行信息的綜合處理，最終獲得關于系統運行狀態和故障狀況的綜合評價。多參量技術充分利用多傳感器的各種信息綜合處理設備故障，對于大型、復雜在線運行的電氣設備的瞬時實時監測、突變過程的信號捕捉、預測、決策乃至報警會比以往的故障診斷提高成倍的精確度和可信度。
信息融合的本質是系統的全面協調優化： 將不同來源、不同時間等，特別是不同層次的信息加以有機結合，尋求一種更為合理的準則來組合信息系統在時間和空間上的冗余和互補信息，以獲得對被評估問題的一致性解釋和全面描述，從而使該系統獲得比它的各個組成部分或其簡單的加和更優越的性能。信息融合技術按照融合處理層次分類，可分為數據層融合、特征層融合和決策層融合3個層次，且還可進一步細分為5 種融合過程： 數據輸入/數據輸出（ DAI/ DAO ），數據輸入/ 特征輸出（ DAI/FEO） ， 特征輸入/ 特征輸出（ FEI/ FEO） ， 特征輸入/決策輸出（ FEI/ DEO） ， 決策輸入/ 決策輸出（ DEI/DEO） 。較全的設備信息融合故障診斷的一般框架見圖1。
（2）參數融合技術的層次結構
按照信息的抽象程度，信息融合主要在三個層次上展開：數據級融合、特征級融合和決策級融合。
（a）數據級融合
數據級融合是直接在采集到的原始數據層上進行的融合，在各種傳感器的原始測量數據未經預處理之前就進行數據的綜合和分析，這是最低層次的融合。這種融合的主要優點是能保持盡可能多的現場數據，提供其它融合層次所不能提供的細微信息。
主要針對目標檢測，濾波、定位、跟蹤等底層數據融合，但局限性也是很明顯的：它要處理的傳感器數據量太大，故處理代價高，處理時間長，實時性差。
多參量故障診斷技術的優劣勢
對于故障診斷中存在的模糊性和不確定性，采用本文所提出的多參量的設備故障診斷技術更適合問題的解決，它解決了模糊診斷準確性的問題，并克服了組合爆炸問題。由于故障與征兆之間存在著不同程度的因果關系，在綜合考慮所有征兆的基礎上來診斷設備可能發生的故障，就可以提高故障診斷的準確性，降低漏判的可能性。這種方法不但消除了在線監測中測量誤差的影響，而且很好的解決了模糊不確定的影響。但是多參量推理方法總是存在模糊規則的難以確定的問題，利用自適應神經網絡雖然可以自學習確定模糊規則和模糊推理，但非線性系統的診斷結果仍然存在不理想的情況。
小結與展望
電力設備多參數故障診斷不僅是設備智能檢修模式的基礎，也符合變電站綜合自動化正在實施的電氣運行模式的需要。無論是常規變電站還是無人值守變電站，在其故障診斷系統中，都需要采用多參數的故障診斷方法以作為輔助決策手段，進而提高診斷能力。采用多參數的電力設備故障診斷技術，這樣變電站綜合自動化才更加完善和更有效，必將推動變電站綜合自動化向前發展，這對提高我國變電站綜合自動化水平具有重要意義。
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引言
不論社會經濟如何飛速，對于電機的控制在人們正常生活和生產中起著重要的作用。一旦缺少了電機的控制，輕則給人民生活帶來極大的不便，重則可能造成嚴重的生產事故及損失，從而對電機控制系統提出了更高的要求，需要滿足及時、準確、安全等特性。如果仍然使用人工方式，勞動強度大，工作效率低，安全性難以保障，由此必須進行自動化控制系統的改造。
目前的單片機廣泛的應用在很多的場合，在以下的民用電子產品、計算機系統、智能儀表、工業控制、網絡與通信的智能接口、軍工領域、辦公自動化等領域有廣泛的應用。本次的電機控制系統設計使用單片機控制電路實現對電機的控制。
本文采用AT89C51單片機作為硬件核心實現對電機進行控制，通過采集電路采集電機的速度信息，并與設定的速度進行比較，產生偏差信號，偏差信號通過PID調節器調節電機轉速，保證電機的恒轉速運行。
AT89C51單片機溫度測控儀采用Atmel公司的AT89C51單片機，采用雙列直插封裝（DIP），有40個引腳。該單片機采用Atmel公司的高密度非易失性存儲技術制造，與美國Intel公司生產的MCS—51系列單片機的指令和引腳設置兼容。其主要特征如下：8位CPU；內置4K字節可重復編程Flash，可重復擦寫1000次；完全靜態操作：0Hz～24Hz，可輸出時鐘信號；三級加密程序存儲器；128B×8的片內數據存儲器（RAM）；32根可編程I/O線；2個16位定時/計數器；中斷系統有6個中斷源，可編為兩個優先級；一個全雙工可編程串行通道；可編程串行UART通道；具有兩種節能模式：閑置模式和掉電模式。
1電機控制系統的硬件設計
對于電機的整流電路在實際的應用過程中已經非常成熟，因此可以參考相關的電機設計資料，在本論文中就不做相應的贅述。
1.1功率驅動模塊
功率驅動模塊是電機控制系統的一個重要組成部分，在本文的電機控制系統中，采用的是IR公司的IRAMS10UP60A，這款集成電路具有硬件電路簡單，并且穩定性和安全性、可靠性高等特點。在這款電路中具有自舉電路和過溫過流保護，這樣能夠保證閉環速度控制系統的功能。
1.2檢測電路
在本篇論文中采用的是無刷直流電機自帶的霍爾元件式的位置傳感器，霍爾元件是一種基于霍爾效應的磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用?；魻栐哂性S多優點，它們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高（可達μm級）。采用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達-55℃～150℃。
通過遮光盤的齒部的遮擋與不遮擋，使霍爾元件產生高、低電平信號，從而提供了電動機的轉子位置信息。當電機轉軸逆時針轉動時，遮光盤的齒部進入霍爾傳感器定子內，此時由于永磁塊的磁力線被齒部所短路，磁力線不穿越霍爾元件，霍爾元件輸出為“1”（高電平）；當齒部離開時，磁力線穿越霍爾元件，霍爾元件輸出為“0”（低電平），這樣，根據這三個霍爾元件的輸出狀態，就可以準確地確定轉子的磁極位置。
1.3電流采樣設計
2電機控制系統軟件設計
3結論
隨著性能高的微處理器的出現，采用高性能的處理器可以簡化系統的設計，同時還能夠提高系統的安全性、可靠性。根據這種方法設計的電機控制系統與傳統的電機控制系統相比較在成本上具有很大的優勢。本文利用ATMEL公司的AT89C51的單片機，設計出了相應的硬件和軟件系統，在系統的軟件設計中，采用了模塊化的設計思想，并給出了相應的設計流程，這種芯片式的電機控制系統設計，簡化了設計的時間，降低了開發成本，能夠很好的實現系統的功能。
參考文獻：
[1]白雷石，楊華.基于DSP的無刷直流電動機控制系統[J].電氣傳動自動化，2012（2）.
【關鍵詞】變頻；PLC；控制；自動；板框
1.生產工藝
液壓儲泥斗在閉合狀態中，關閉翻版，翻版到限位后，壓緊濾板，當壓濾機進入自動保壓狀態后，開啟進料閥并壓榨濾餅，然后清除保壓狀態，松開濾板，翻版打開，進入下一步驟拉板卸料，使泥料進入壓濾機泥斗，當拉板全部完成后，拉板器停機，翻版閉合，開始下一循環。
2.壓濾機控制
壓濾機除儲泥斗不在PLC控制外，其他設備都由PLC控制。本壓濾機運用了由西門子廠家生產的型號分別為6ES7 216-2AD21-0XBX、223-1BH21-0XA0、222-1BF21-0XA0三個規格的CPU主機單元及272-0AA30-0YA0的文本顯示器TD200構成.電源供給由AC220V/DC24V 100W的開關電源供給。其中216-2AD21-0XBX的輸入（I）點分別為暫停按鈕、自動程式、手動程式、自動啟動按鈕、壓緊按鈕、壓榨按鈕、放氣按鈕、進料按鈕、回程按鈕、拉板按鈕、報警復位按鈕、翻版打開按鈕、翻版閉合按鈕（選擇開關和按鈕都在相應的電控箱盤面）、進料壓力表上線（電接點壓力表）、拉板暫停接近開關、回程停止接近開關、拉板停止接近開關、拉板返回接近開關、變頻器故障等；輸出（O）點分別為高壓油泵電機、壓緊電磁閥、回程電磁閥、拉板進電磁閥、拉板退電磁閥、進料電磁閥、壓榨電磁閥、放氣電磁閥、氣動隔膜泵電磁閥、翻版打開控制、翻版閉合控制、卸壓電磁球閥（電控箱內繼電器）、保壓指示燈、拉板指示燈、故障指示燈、自動啟動指示燈（電控箱盤面上）。223-1BH21-0XA0的輸入（I）點分別為翻版打開接近開關、翻版關閉接近開關、油缸壓力表上限、油缸壓力表下限；輸出（O）點分別為進料指示燈、壓榨指示燈、放氣指示燈（電控箱盤面上）、低壓油泵電機（電控箱內繼電器）、報警器等。而222-1BF21-0XA0為備用，待程序升級。
2.1翻板電氣控制
翻板由于面積大，質量重，所以啟動力矩要求較高，為了平滑調節異步電動機的轉速和取得恒轉矩負載，所以翻板電機運用了變頻控制電機正反轉。此處選用了日本三菱型號為FR-E540-1.5KW-CH的變頻器。操作者在電控箱盤面上選擇手動控制，啟動翻版打開或關閉按鈕后，PLC便輸出DC24+給相應的繼電器，繼電器輸出信號給變頻器，變頻器輸出啟動型號為YDS-112-B3，380V的0.75KW低速電機；啟動電機的同時，變頻器輸出一個24V+電壓供給繼電器，而由此繼電器控制經過整流的220V交流電壓，以控制電機抱閘線圈的工作，即得電抱閘開，斷電抱閘關。開關翻板的停止分別由打開、關閉翻版接近開關控制。
2.2濾板電氣控制
濾板分為壓緊濾板和回程濾板。壓緊濾板時，啟動按鈕給PLC一個信號，PLC輸出24V+給一個繼電器和兩個接觸器，繼電器供給220VAC以控制液壓站內的壓緊電磁閥，而接觸器分別控制相對應的液壓電機。由于壓緊時壓力相對要求高，所以高壓油泵電機（型號Y112M-4-B5，380V）和低壓油泵電機（型號Y112M-6-B5，380V）在壓緊時同時啟動。當油缸油壓上升到電接點壓力表的上限值時，電接點壓力表上限接通而信號傳給PLC時停泵，此時進入保壓狀態；當油壓降至電接點壓力表設定的下限值時，下限信號返回PLC，液壓站重新啟動，以保證所需工作壓力在25MPa內。回程濾板時，啟動按鈕給PLC一個信號，PLC先輸出24V+給繼電器，繼電器供給220VAC以控制卸壓電磁球閥，卸壓結束后，PLC輸出24V+給一個繼電器和一個個接觸器，繼電器供給220VAC以控制液壓站內回程電磁閥，接觸器控制低壓油泵電機。當濾板回程到停止接近開關時，液壓站停止工作。
2.3拉板電氣控制
當壓濾機濾板在回程停止限位時，翻版在打開狀態下，電控箱盤面上選擇手動控制，拉板按鈕啟動后，信號傳到PLC，PLC控制繼電器，繼電器帶動液壓站內低壓油泵工作，PLC同時輸出24V+給拉板前進繼電器以控制前進電磁閥，間隔3S（設定值）后輸出24V+給拉板后退繼電器以控制后退電磁閥，在拉板過程中，有一急停拉板接近開關，如機械桿擋住接近開關時，信號返回PLC后，拉板將暫停工作，當拉板拉到最后一板，拉板器碰到返回接近開關，拉板器自動返回到拉板器的停止接近開關位。
2.4壓濾機儲泥斗電氣控制
儲泥斗電控箱內，由一個接觸器控制液壓站電機（Y112M-4-B5，380V），熱件保護電機，四個繼電器對電機啟停和電磁閥的控制。繼電器電壓24VDC，由BK100/22V/24V變壓器供給。當操作人員點動啟動打開泥斗按鈕時，泥斗打開繼電器吸合，控制接觸器和打開電磁閥得電作業，當泥斗打開角度到開限位后，液壓電機和電磁閥停止；啟動關閉泥斗按鈕時，泥斗閉合繼電器吸合并自鎖，控制液壓電機得電作業，當泥斗關閉后并且壓力達到電接點壓力表的上限值時，電機停止，此時進入保壓狀態；當油壓降至電接點壓力表設定的下限值時，下限信號返回繼電器，液壓站重新啟動，以保證所需工作壓力15MPA（設定值）。
3.PLC200硬件的日常維護
為了保證PLC的長期可靠運行，必須對PLC進行定期檢查和維護。檢查包括三個方面。1電源電壓，CPU電源電壓的變化范圍DC型必須保證20.4V至26.4V之間；2環境條件，周圍溫度0―55℃，濕度35%-85%RH，灰塵可相對自由；3緊固性，CPU及I/O擴展單元要固定好，安裝螺絲緊固，連接電纜要插緊，接線端子牢固，外部接線無破損和短接現象。PLC故障分為CPU故障，輸入故障和輸出故障三種，在檢修時要從現象查中查明故障原因，然后找到修復辦法。如個別輸入點不OFF，那么就是內部電路故障，需更換PLC，如DC輸出電壓不正常，便是穩壓電源失效，需更換直流電源。
4.各電氣設備的日常維護
電氣系統的維護，主要是查看空氣開關，接觸器，熱件，繼電器及電機的接線是否牢固，在作業時聲音是否正常，電機負載是否正常，有無發熱不正?，F象等。由于板框壓濾機有時候設備會噴射污水，所以尤其重要是電氣元件的防水和元件進水后的處理。常見故障分別有限位的損壞，翻版變頻報過載故障，繼電器的燒損，電磁閥線圈的燒損等，一般的故障現象在文本顯示器中都有顯示，可以通過顯示的故障現象進行排除和檢查。 [科]
【參考文獻】
