基于现场总线的电气自动化设备管理系统
自动化考试试题含答案
第一类：填空题一．填空题1．自动化控制系统按被控量的时间特性分为（连续量）和（离散量）。
2．PLC 全称为（可编程序逻辑控制器），DCS全称为( 集散控制系统)。
3．输入输出单元是（PLC）与工业过程控制现场之间的连接部件。
4．PLC的工作方式是（周期扫描方式）。
5. 冗余设计可采用（热备份）或（冷备份）。
6．MPI 接口一般的默认传输速率（187.5 ）kbps,PROFIBUS-DP接口主要用于连接（分布式）I/O,传输速率（12）Mbps.7.（授权）是使用软件的“钥匙”，只用将他安装好，软件才能正常使用。
8. 自动控制系统按照系统按结构分类，有（闭环）控制系统（开环）控制系统（复合）控制系统。
９. 自动控制系统按照闭环数目分类（单回路）控制系统（多回路）控制系统。
10. 自动控制系统的方块图由串联、（并联）、（反馈）三种基本形式组成。
11. 串行数据通信的方向性结构有三种，即( 单工)、（半双工）和（全双工）。
12. 最常用的两种多路复用技术为（频分多路复用）和（时分多路复用），其中，前者是同一时间同时传送多路信号，而后者是将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流分配给多个信号使用。
13. 在TCP/IP层次模型中与OSI参考模型第四层(运输层)相对应的主要协议有（TCP）和（UDP），其中后者提供无连接的不可靠传输服务。
14．局域网使用的三种典型拓朴结构是（总线型）、（环形网）、（星型网）。
15．开放系统互连参考模型OSI中，共分七个层次，其中最下面的三个层次从下到上分别是（物理层）、（数据链路层）、（网络层）。
16、每台PLC至少有一个（CPU ），它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中。
17、PLC的对外功能，主要是通过各种（I/O接口模块）与外界联系的。
18、PLC具有通信联网的功能，它使（PLC与PLC）之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。
火电厂电气自动化控制系统设计
第17期2023年9月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.17September,2023作者简介:杨耿涛(1994 ),男,河北隆尧人,助理工程师,本科;研究方向:火电运行㊂火电厂电气自动化控制系统设计杨耿涛(河北兴泰发电有限责任公司,河北邢台045000)摘要:文章依据火电厂运行需求,提出了一种火电厂电气自动化控制系统设计方案㊂系统以DCS 系统为基础,构建了检测保护层㊁通信管理层与上位机系统3个硬件层面的保护层级,并在单神经网络基础上进行了PID 智能控制模块设计㊂在系统功能实现上,文章提出了数据库系统㊁监控系统和应用PID 控制器的控制策略设计内容,并最终确定了火电厂控制策略的最佳应用流程,从而实现了对火电厂电气设备的智慧化控制管理,满足了系统自动化控制管理要求㊂关键词:火电厂;电气自动化;单神经网络;设计流程中图分类号:TM621;TP39㊀㊀文献标志码:A 0㊀引言㊀㊀目前,我国虽然大力发展绿色电力,但是仍然高度依赖火力发电的发电方式㊂2022年我国火力发电装机量仍然超过了50%,火力发电量占比虽有降低,但是仍然维持在70%以上㊂面对 双碳 目标的提出,火电行业如何推进火电产业转型升级,已经成为整个行业的重点关注话题[1]㊂鉴于此,火电厂采用自动化控制技术提高设备运行效率㊁降低能源消耗,普及与应用电气自动化控制系统已经成为促进火电产业整体良性发展的关键举措㊂1㊀需求分析㊀㊀目前,火电厂的分散控制系统(DSC 系统)主要侧重于汽机锅炉,而忽略了对电气系统的运行监控,且对电气系统运行控制的要求在已有DSC 系统中难以完全得到满足,通过硬接线将电气系统直接与DSC 相连,无法充分发挥出电气系统智能终端装置的测量㊁监控与通信作用,使得基于DSC 系统的电气控制系统自动化水平较低[2]㊂鉴于此,火电厂需要采用分层分布式控制结构进行电气自动化控制系统设计,并采用PID 智能控制器模块实现对电气系统的智能化控制,充分发挥火电厂电气自动化控制系统的优势㊂2㊀火电厂电气自动化控制方案设计2.1㊀总体架构设计㊀㊀本文选用DCS 系统作为系统主站,形成以DCS系统为控制核心的电气自动化控制系统,总体架构如图1所示㊂PLC 与远程输入/输出设备利用远端控制模块实现通信,通过现场总线进行数据交换,PLC 根据远程站对地址设置的要求对远程分站进行地址设置,用于区分从站㊂DCS 系统可直接参与从站数据通信,且不会加剧编程工作量㊂系统中,DCS 系统为总站,远程分站有3个,分别为中间站㊁远程中心站与燃料仓站[3]㊂图1㊀总体架构现场总线为开放全数字化的㊁双向多站的计算机网络,利用该网络将智能终端设备㊁PLC 与现场设备相连,主要采用数字信号的传输模式,不同节点可以共用同一条物理传输介质㊂智能终端设备集成了CPU㊁存储器㊁A /D 转换器与I /O 回路,具体包括中压系统保护测控装置㊁低压系统自动保护装置等,通过智能终端设备进行电气设备运行数据的采集㊁处理与集中控制,将相关信息以数据信号的形式上传至DCS 等控制层,并接受来自控制层的控制指令[4]㊂2.2㊀系统功能层㊀㊀整个系统包括3个功能层,具体如下: (1)监测保护层㊂监测保护层由电气系统保护与自动装置构成,具体包括智能终端设备㊁发变组保护㊁自动励磁装置(AVR)㊁自动同步系统(ASS)等㊂所有保护装置的保护功能具有独立性,通过现场总线将各类设备直接与通信管理层相连,从而实现对这些设备的分散监测与控制㊂(2)通信管理层㊂通信管理层为现场总线,负责接收DCS对监测保护层下达的各项控制指令,以及后台工作站下达的修改定值指令等,并将接收到的指令分发至目标装置㊂同时,通信管理层还需要负责接收不同监测保护装置上传的电气设备运行信息,并反馈至DCS系统与后台工作站㊂通信管理层与DCS系统㊁后台工作站之间的连接采用以太网,通常需要配置通信管理单元,需要提供12个通信接口㊂(3)上位机系统㊂上位机系统包括DCS系统与后台工作站,DCS 系统为核心控制系统,后台工作站主要负责电气设备定值修改㊁管理维护等指令的下达工作㊂2.3㊀基于单神经网络的PID智能控制器模块㊀㊀为了提高系统的智能控制水平,系统在智能终端设备中加入了PID智能控制器模块㊂该模块采用单神经网络的PID智能控制器,有利于提高对电气设备控制的自我学习能力,提升电气设备控制的自适应性,具体结构如图2所示㊂转换器在输入过程中,通过对电气设备运行参数的分析,进一步优化电气设备的被控制过程,改善PID控制水平,以s(r)的设置为例,经过转换器的转换后,直接输出为状态数,其中,Y1(r)与ϕ(r)相同,在此基础上可求解出Y2(r),即ϕ(r)-ϕ(r-1),同理也可以求解出Y3(r)=ϕ(r)-ϕ(r-1)-ϕ(r-2)㊂S 为性能指标,R为神经元比例系数,神经元通过关联检索生成衍生信号H p㊁H i㊁H d,并通过路径优化混合控制策略进行调节,实现对电气设备的自动化控制目标㊂3㊀系统功能实现3.1㊀数据库系统的实现㊀㊀火电厂电气自动化控制系统中的数据库系统通图2㊀PID智能控制器过JdbcOdbc桥接方式实现系统功能,预先将数据库系统与本地Oracle数据库相连,其实现方式为数据源,实现在本地直接对数据库的调用功能㊂完成数据库连接后,系统界面设计中应明确数据库系统功能在火电厂电气自动化控制中的应用方向与管理需求,数据库系统运行管理涉及工作空间㊁台账管理㊁定期工作数据查询和状态管理等多项内容㊂因此,系统界面设计应包含功能定制㊁模型定制㊁角色管理与系统功能设定等内容㊂系统应用时,管理人员可通过导航栏电机相应的功能按钮实现相应的操作指令,如添加工作任务时,可通过数据库系统界面的台账管理㊁电气MIS报表㊁添加记录等模块完成㊂完成系统数据添加后,根据火电厂电气管理工作需要,管理人员可通过选择数据进行修改,但修改功能仅限于部分高等级权限人员,以保证系统数据信息安全㊂数据库系统实现中,管理人员首先需要在数据库建立类模型,类添加属性与字段进行一一对应,通过字段类型确定相应的精度与长度,从而编辑Web中类的属性,包括精度㊁长度㊁种类㊁名称㊁位置㊁项目与人员时间等,从而实现对属性的查看与修改,完成模型构建㊂3.2㊀监控系统的实现㊀㊀(1)电源切换㊂该功能模块可确保火电厂机组的安全运行,可以为机组运行提供备用电源,以保证在异常情况下能够迅速实现电源切换㊂火电厂电气自动化控制中所使用的电母线有工作分支与备用分支两种,工作分支在日常运行状态下接入系统,另外一条线路始终处于备用状态,当出现运行线路异常情况时,监控系统则会立即接入备用电源,从而实现备用线路的稳定供电,保障系统母线供电的稳定性㊂火电厂监控系统运行时有两条供电途径,其中备用电源处于断开状态,运行中两条线路相互备用,通过系统监测开关操作异常情况㊁断路器情况与接线方式进行电源切换操作㊂(2)低压电源切换㊂低压电源系统会根据系统逻辑指令进行自动切换,在低压电源切换中对汽机断路器和合跳闸逻辑指令如表1所示㊂表1㊀汽机断路器合跳闸逻辑指令内容逻辑指令信号名称状态允许合闸条件逻辑断路器分闸位置真断路器远方控制真无断路器控制电源消失非无断路器故障非PC1A段母线PT控制回路断线非PC1A段母线PT直流电源消失非PC1A段母线PT低电压动作非PC1A段母线PT熔断器熔断非侧断路器合闸状态非允许跳闸条件逻辑断路器远方控制真断路器合闸位置真㊀㊀(3)高低压用电控制原理㊂火电厂高低压用电控制均采用远程分合闸控制与就地手动分合闸控制相结合的方式,但高压控制的电气回路转换采用CK转换开关,而低压电气回路转换则采用LK转换开关㊂3.3㊀控制策略设计㊀㊀火电厂电气自动化控制中,设定PID控制器包含3个整定变量H p㊁H i㊁H d,且3个变量均存在5个有效数位㊂之后,将3个参数值抽象化于平面坐标中,并绘制出等间距和等长度的15条垂直x轴的线段,分别为A1,A2,...,A15㊂将所有线段进行九等分,从每条垂直线段上获取相应的10个节点,以此描述线段的数位值㊂此时,平面坐标系中存在15ˑ10个节点,将平面中的节点设定为a(x j,y j,i),其中x j为线段A j 的衡坐标,y j,i为A j上节点i的纵坐标,其数值和节点的纵坐标值相对应㊂在蚁群算法中从坐标原点O出发,其爬行路线可描述为:B={O,a(x1,y1,i),a(x2,y2,i),...,a(x j,y j,i)}在火电厂电气自动化控制中,按照如下流程实现有效控制㊂步骤1:依据参数整定方法(Z-N法),运算PID 参数为H p,s-M㊁H i,s-M㊁H d,s-M㊂步骤2:蚁群种群数目为n,存在15个用于保存途经节点的纵坐标和路径属性信息㊂步骤3:运用混合算法进行参数初始化㊂步骤4:设定变量j的初始值为1,当参数p<p0则计算蚂蚁在线段A j中各个节点转移的概率Q h ji(t),反之,使用赌轮选取方法确定后续节点,并记录数值㊂其计算方法如下:Q h ji(t)=[Ψji(t)]1㊃[ϑji(t)]2ðhɪallowed h[Ψji(t)]1㊃[ϑji(t)]2,iɪallowed h0,elseìîíïïïï式中,allowed h为h下一步可选取的节点; [Ψji(t)]1为描述信息素轨迹强度重要性;[ϑji(t)]2为描述能见度因素的重要性㊂步骤5:当所有蚂蚁走完一个节点后进行局部刷新㊂步骤6:设定j=j+1,若jɤ15,则返回步骤3,反之继续㊂步骤7:根据蚂蚁爬过路径,运算分析此路径所对应的PID参数H h p㊁H h i㊁H h d,通过仿真计算,获取火电厂电气自动控制系统性能指标S h z㊁稳态误差d h和超调量e h,计算其所对应的目标函数㊂步骤8:刷新全部信息素,并自适应调整全体信息发挥系数,刷新方式如下所示:Ψjiѳ(1-∂)㊃Ψji+∂㊃ΔΨji步骤9:运用单点交叉策略实施杂交,衍生出新的个体㊂步骤10:通过基本位变异方法再次计算每个参数值㊂步骤11:若控制策略中全部蚁群没有收敛至相同路径,则需再次将所有蚂蚁放置于起点位置并跳至步骤4㊂反之停止运算,输出最佳路径与相应参数㊂4 结语㊀㊀火电厂电气自动化控制系统的构建仍然以采用DCS系统作为首选,该系统在工业自动化控制方面具有其他控制系统难以比拟的应用优势,在现场总线技术出现以后,DSC系统在火电厂电气自动化控制方面的应用也可以得到进一步发展,以现场总线实现DSC 系统同智能终端设备的连接,可以有效解决基于DSC 系统的电气控制系统自动化水平较低的问题,并通过智能终端设备的优化,可以实现对电气设备的智慧化控制,真正发挥出火电厂电气自动化控制系统的控制作用㊂参考文献[1]刘放.探究大型火电厂电气自动化控制技术[J].电气技术与经济,2023(3):84-87.[2]吴燕峰.智能化技术在电气自动化控制系统开发中的运用研究[J].设备监理,2023(2):1-3,8. [3]田野.大型火电厂电气自动化控制技术研究[J].现代工业经济和信息化,2021(10):135-136,139. [4]乔建平,杨志荣,郭芬.解析火电厂电气自动化与电气工程融合运用[J].中国新技术新产品,2020 (9):43-44.(编辑㊀李春燕)Design of electrical automation control system for thermal power plantsYang GengtaoHebei Xingtai Power Generation Co. Ltd. Xingtai045000 ChinaAbstract This article proposes a design scheme for the electrical automation control system of thermal power plants based on their operational requirements.The system construction is still based on the DCS system with three hardware level protection layers detection protection layer communication management layer and upper computer system.PID intelligent control module design is also carried out on the basis of a single neural network.In terms of system function implementation the design content of control strategies for database systems monitoring systems and application PID controllers was proposed and the optimal application process of control strategies for thermal power plants was ultimately determined thus achieving intelligent control and management of electrical equipment in thermal power plants and meeting the requirements of system automation control management.Key words thermal power plant electrical automation single neural network design process。
基于现场总线的电气自动化设备管理系统分析
２ ． ３ 提高调度员的操作规范和安全 意识
在 电力调度主 网安全运 行中，加强完善现场 以防止操 作错 误外 ， 更 加应该加强调度 员的职业责任 感。一旦调度人员下令或 者调整， 往往后 参 考 文 献 果较为严重 ， 导致大 面积 的 电力系统停 电或停止运作 。为了避免这些现 １ ］ 刘 林涛 ． 浅谈 电力 调度 中安 全运 行控 制分 析 ［ Ｊ 】 ． 科技 创新 导报 ， ２ ０ １ １ 象， 可 以从 以下一些方面采取相 应控制措施： 对交接班制度 进行强化 ， 使 ［ （ ３ ５ ） ． 调度操作命令规范化 ， 调度员对事故的处理能力应该不断加强。 ［ ２ ］ 司徒 友． 电力系统调度 运行存在 的问题与解决方法探 讨【 Ｊ ］ ＿ 广 东科 技 ， ２ ． ４ 减少 系统故障
２ 生产 设备 的监 控和 管理 分析
文 中研究的生产工艺设备主要是三种类型 。 第一类 生产工艺设备只 需要具备有起 停性能 ， 比如在皮带运输 设备、 除尘 设备和搅拌 电机设 备 等方面 ， 设备 中所具有的控制功能是为保证各类 生产机械 的正常开停 工
误 。或者 一些心理素质差的调度员不清 楚电力调度系统 的运行状 况， 没 有加强对电网的监控 ，使突发 的电力事故无法及时得到有效 的处理， 从 而造成无法及时处理或使事故恶化等严重损 失。
２ ． ２ 分 析 和 控 制 调 度 运行
技术人员应 该储备一定 的知识并及 时把握各个动 向。为设备运行及 时记录数据。将技术与科技能力融入到提升 自动化运行计算过程 。减少 其 工 作 强 度 以保 证 整 理 数 据 客 观 有 效 并 且提 升 相应 的 流程 化速 度 。
３ 结 语
２ 电力调 度主 网运行 中的一 些安全 控 制措 施
基于现场总线的电气自动化设备管理系统
０ 引 言
Ｆ Ｓ现场 总线 是连接 控制 设备 与上 层 自动 化控 Ｃ 制设备 之 间的双 向串行链 路 ， 以其结 构 和布线 瓷过 滤 机等 。这类设 备 相对较
为独 立 ， 信 息 主 要 是 用 于 监 测 ， 加 入 少 量 的控 其 或 制 。对 于前 两类 设 备 ， 之 相 连 的直 接 控 制设 备 是 与
变频器 、 起动 器 、 软 马达保 护器 等控 制器 。这些 控制
数字传输准确可靠 、 现场信息丰富等特点 ， 在工厂 自
动化控制 中得 到 越来 越 广 泛 的应 用 。它 的全 数 字
化 、 向传输 、 双 多点 通 讯 ， 步 取代 之 前 在 工业 中广 逐 泛 应用 的 Ｄ Ｓ集 散 控 制 系 统 ¨ ３。Ｆ Ｓ现 场 总 线 Ｃ －Ｊ Ｃ 有 很多 国际标 准 ， 文 采用 的是 其 中 的 Ｐｏ ｂ ｓＤ 本 ｒｆ ｕ ．Ｐ ｉ 标 准 ， 是一种 用 于工 厂 自动化 车 间级 监 控 和现 场 它
器接 收 Ｐ Ｃ通过 Ｄ Ｌ Ｐ总线 发 出 的指 令 ， 时又 将 设 同 备运行 或故 障 信 息 反馈 给 Ｐ Ｃ， 在 上 位 机监 控 画 Ｌ 并 面显示 这些状 态 。上 位机 画 面包 含 有 丰 富 的信 息 ，
包括设备起停操作 界面、 运行状 态信息 、 趋势 曲线 等 ， 过对数 据库 信 息 进 行 统 计分 析 、 理 ， 可 以 通 处 还
ｍ ａ ｇ ｍ ｅ ｏ ｅｅ ｔｉ ａ ｑ ｐ ｅ ｔ ｎａ ｅ ｎｔｔ ｌｃｒｃ ｌｅ ｕｉｍ ｎ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｉ ｌ ｕ ； ｎ ｉ ｕ ｂ ｄ ｓ ｔｈ ｎ ； ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｙｗｏ ｄ ：ｆ ｄ ｂ ｓ ｕ ｄ ｓ ｒ ｅ ｗｉ ｉ ｇ ｅ ｕ ｐ ｎ ｅ ｔ ｃ ｍａ ａ ｅ ｎ
基于工业以太网和现场总线的火电厂电气自动化系统
・
证和现 场考验 ，是较 理想 的 自动化系 统 的测控 网络 。 间隔层 也可根据 用户需求和现场 实际情况采用 工业 以太网 、ＣＡＮ现 场 总线 、ＲＳ ４ ５等作 为通信 网络 。 ．８ 系统 吸收了 ＤＣＳ系统和变 电站 自动化系统 的优 点，具有 以下特 点：
摘 要 ：介 绍 了一 种 基于 工 业 以太 网和 现 场 总线 的 火 电厂 电气 自动化 系 统 描 述 了系统 的 网络结 构以及 Ｅ ＣＳ系 统与 Ｄ ＣＳ的接 口方 式 。 关 键 词 ： 电 厂 电气 自动化 系 统 ；分 布式 控 制 系 统
号的监视和控制 ，但需要大量的电缆和变送器 ，实施的成本比
能。本文介绍 了一种基 于工业 以太 网和现场 总线的 电厂 电气 自
动化系统 。
化底层的数据存取。现场 总线 的介质访 问控制方式可满足工业
控 制 网络 的要求 ，即通信 的实时性 和确定性 ，但 是现场总 线 的通信速 率相对 比较 低 ，不适 合大量 的数据 传输 。
２ ． 工业 以太 网简 介 ２
图 １传 统的 电厂 电气 监控 方案
系统 的设备数 量和 种类 多，信 息量 大 ，物 理位 置分
Ｉ４ 自 化 览２６ １月 ｋ ２ 动 博 ０ ￣２ 刊 ０
PLC控制系统在电气自动化中的应用
创新观察—338—PLC 控制系统在电气自动化中的应用袁仲卿（广东省航运集团有限公司，510100）引言PLC 系统是一种依靠先进的信息技术，通过可编程序的存储来完成各种信息系统的管理和操作的系统。
PLC 控制系统在电气自动化设备运行管理中的使用，可以在一定程度上降低继电器编辑逻辑的复杂性，提高整个电气自动化设备应用的安全性和有效性，降低整个企业设备引进和维护管理的成本。
伴随着电气自动化的不断深化，PLC 控制系统开始广泛应用于电气自动化设备的管理和运行过程，成为电气自动化管理发展的必然。
1 PLC 控制系统基本情况概述1.1原理 PLC 控制系统是一种基于先进科学技术的可编程控制系统。
应用的核心是借助微处理器控制电子设备，提高设备应用的安全性和稳定性。
PLC 控制系统分为六个部分，分别为系统电源、中央处理单元、存储设备、输入输出接口、功能模块、通信设备。
PLC 控制系统的工作流程分为三个部分，包括具体数据采集、用户程序执行、输出刷新。
(1)数据采集。
PLC 控制系统借助于控制结构和外部设施及设备来收集和转换各种数据信息，能够有效满足不同类型接口的数据需求，实现数据信息灵活传输的目标。
(2)执行用户程序。
通过PLC 控制系统的一个输入端与另一个输入线圈进行对比，在输入端与输入线圈配合，能够对用户操作程序进行全面的监督管理。
(3)输出刷新。
PLC 控制系统在i/0端子刷新后对输出电接点进行控制，为达到安全保护设备的目的，能够将设备停止运行，从而实现对设备的有效保护。
1.2优势特点 第一，性价比高，功能齐全。
PLC 控制系统控制器可以利用灵活运用更多的编程元件，因此在使用中可以充分满足不同客户的需求。
第二，可靠性强。
PLC 控制系统具有很强的抗干扰性能，有效避免了以往继电器控制可能造成的安全隐患，提高了整个系统运行的安全性和稳定性。
第三，编程简单，使用方便。
PLC 控制系统的运行依赖于编程语言，具有安装调试简单、具体开发应用过程中工作量小的特点。
ECMS发电厂监控管理系统CSPA系统介绍(售前)
DCS系统的开放性 接口方式及性能要求 通信的可靠性（网络通信机制） 分散安装的终端设备的可靠性（电磁干扰）
2018/11/23
CSPA2000发电厂电气自动化系统
FECS系统关键技术指标
可靠性
就地安装的综保装置………………抗干扰能力 网络结构的可靠性…………………冗余配置要求
稳定性
大量的终端设备和信息量…………后台管理能力 多种终端设备及通信协议…………通信管理 DCS系统网络通信能力……………信息控制 DCS系统实时控制要求……………控制、采样速率 ……………故障切换时间
CSPA2000发电厂电气自动化系统
实时性
2018/11/23
四方公司FECS系统（CSPA200）的技术基础
6
10 8 10 2 1 1
7
80（自检、保护信息、 保护状态） 14 30 59 8 23
CSPA2000发电厂电气自动化系统
装置控制逻辑可编程
CSC200系列保护测控装置（分布式I/O） 技术特点：
2018/11/23
CSPA2000发电厂电气自动化系统
装置特点
专业嵌入式硬件结构设计，全封闭金属外壳，独特的抗干扰设计和先 进的表面贴安装工艺使系统具有很高的可靠性。
采用多CPU并行处理模式，以高性能Freescale通讯微处理器做为主CPU， 以高效率的Renesas微控制器、Neuron通讯处理芯片作为辅助处理器，同 步处理多总线接口的通信数据，配有大容量的程序存储器、数据存储器， 处理速度快、运算能力强。 采用32位MCU，低功耗，免风扇。以高性能的新型RISC(精简指令集)微 处理器为处理核心，处理速度快、运算能力强。
现场总线控制系统的体系结构
现场总线与4-20mA系统的区别？
4-20mA
现场总 线
P.S.
P.S.
– 现场总线设备在总线上并联连接 ，所有设备通过总线 接收、发送数字信号
– 现场总线设备可以向网络上其它设备提供任意多信息 – 总线具有循环冗余检错的(CRC)功能 ，可以保证接收
In tern et
D isplay S tation
Eth e rN e t®
显示工 作站
C o n tro ller4
C o n tr o l
C om puter 1
上位机：监控
C o n tro lN e tTM
C o n tro ller2
I/O
C o n tro ller1
信 息
D e vic e
控制、网关
D e v ic e N e tTM
量
减
少
I/O
O p erato r In t e rfa c e
HM I
S m art S p eed P h o to electric C o n tro ller
S ensor
B ar C ode R eader
条形码识别器
：输入设备
智能速度控制器
现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一， 被誉为自动化领域的计算机局域网。
它作为工业数据通信网络的基础，沟通了生产过 程现场级控制设备之间及其与更高控制管理层之 间的联系。
它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、 新型全分布式控制系统。这项以智能传感、控制、 计算机、数据通信为主要内容的综合技术，已受 到世界范围的关注而成为自动化技术发展的热点， 并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。
带有管理系统的智能M C C
豳２００９ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮ怜ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＭＣＣｗｉｔｈｍａｎ－ａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｉｎｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ０ＭＡＺｈｅｎ－ｑｉ，ＨＯＵＳｈｕ—ｑｉｎｇ（ＳｈａｎｄｏｎｇＣｈｅｎｍｉｎｇＰａｐｅｒＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，５ｈｏｕｇｕａｎ９２６２７００，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）ＭＣＣ开关柜是一种在工业生产中对电动机进行控制、保护的电器成套装置，由主回路一次设备和辅助回路二次设备组成。
近年来，ＭＣＣ开关柜的结构设计，主、辅回路元件的功能、可靠性等方面均取得很大进展，开关柜朝着集成化、小型化，全工况、免维护的方向发展。
特别是当代信息技术、传感技术、计算机数据处理技术在开关柜上的应用，从而产生了一种全新的电气自动化系统一一智能ＭＣＣ开关柜管理系统。
开关柜管理系统可分为高压和低压两种。
生产中用于中、高压配电及中压电机运行监控的电站综合自动化系统属于高压开关柜管理系统；低压ＭＣＣ开关柜管理系统采用智能化的电机保护器与现场总线技术相结合，将传统的通过硬接线方式与ＤＣＳ系统远程Ｉ／０连接进行监控自动化生产的模式改为总线通讯的方式，并对电气设备进行全面有效地监控和维护管理。
ｌ与传统ＭＣＣ的技术比较采用智能电机保护器和总线通讯技术的智能ＭＣＣ开关柜管理系统与传统的通过硬接线方式进行过程自７０中华氓ｔ第３０卷第１０期２００９年５月动化控制的ＭＣＣ／ＤＣＳ系统综合比较，其优势如下：１．１保护功能全面．可靠传统的ＭＣＣ通过热继电器对电机进行保护，主要是过载、缺相和负荷不衡保护，由于热继电器是通过调整双金属热元件的间隙进行保护范围的调整，因此功能单一、灵敏度低、误差大、稳定性差、保护可靠性差。
智能开关柜的核心元件是电子智能式电机保护器。
智能电机控制器是一种基于微处理器为核心的装置，它集控制、监视、保护和通信功能于一身，能满足工业应用领域的各种要求。
基于现场总线的大型火电厂电气自动化技术
实 时 数据 ，完成 厂 级 生 产 过 程 的 监控 和管 理 ，厂 级 故 障诊 断 和 分 取 。ＤＣＳ 对 机 组 的 电 气 部 分 的 监 控 只 能 实 现 最 基 本 的操 作 ，并
析 ，厂级性能计算 、分析和 经济负荷调 度等 ；ＳＩＳ也可 以完成设 且 投 资 重 复 。
发 电厂 电气 设 备 的调 节和 控 制 与 热 工 设 备有 很 大 区别 ，往 往 不 存在 ＰｌＤ控 制等经典控制过程 ，电气控制速度快 ，甚 至运行 人员 无 法 实 时 参 与 ，只能 依 靠 电 气 自动 ＤＣＳ系统 、电气监控 系统 ＥＣＳ及辅助车 间 分 的最 要 组成部分 ，保护信息 ，包括事件 、录波等都是十分重 ＰＬＣ程 控 系统 等 。各 个 系统 完成 不 同 的 功 能 ，ＳＩＳ主 要处 理 全 厂 要 的信 息 ，但 足 这 些 信 息 在 ＤＣＳ的 ｌ／Ｏ 采 集 控 制 中 无 法全 部 获
摘 要 讨论 了采 用现场总线技 术的火电厂 大型机蛆 电气 自动化 系统的 内容和发展 趋势。分析 了现场 总线技术在 火电厂 电气 自动 化 系统 中 的应 用 ，阐 明 了采 用 现 场 总 线 的 通 信 方 案 井 具 有 与 ＤＣＳ通 信 以充 分 交换 信 息 的 ＦＥＣＳ技 术 正 在 成 为 火 电厂 电 气 自动化 技 术的 发 展 趋 势 。 关键 词 ：电 气 自动化 ，现 场 总 线 ，分 布 式控 制 系统 （ＤＣＳ），分 布 式 电 气控 制 系统 （ＦＥＣＳ）
维普资讯
基 于现 场 总 线 的 大 型 火 电 厂 电气 Ａ动 化 技 术
基于现场总线的大型火电厂电气 自动化技术
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ａｕｔｏｍａｔｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｎ Ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｆｉｅｌｄｂｕｓ
CSPA-2000系统介绍
CSPA-2000系统采用全冗余现场总线/工业以太网通讯技术，开发了具有先进功能的现场智能保护测控装置，实现了系统主备服务器的无缝切换（切换时间小于1S），构成分布式电气控制系统（ECMS）并在大型火电工程中得到了成功应用，整体技术处于国内领先、国际先进水平。
CSPA-2000系统于2005年1月通过了由云南省科学技术厅组织的产品鉴定。
荣获北京市科技进步二等奖，于2005年列入北京市火炬计划项目。
CSPA-2000及整套设备在云南宣威六期（2台300MW火电机组大型监控系统）于2003年7月成功投运。
至目前为止成功可靠运行4年，运行良好。
2004年增订云南宣威七期2台300MW机组电气监控系统，2005年增订云南宣威七期脱硫岛工程电气监控系统项目，这两个工程均可靠稳定与DCS系统通讯接口，并满足系统实时性要求。
中国电机工程学会于2007年11月17日在北京组织并主持了“CSPA-2000分布式电气控制系统（V2）”项目技术鉴定。
鉴定委员会经过充分认真地讨论，鉴定结论如下：1．提交鉴定会的资料完整、齐全、正确，符合鉴定评审要求。
2. 该项目采用分布式设计思想，控制器物理位置、控制功能、保护功能、系统功能分散，而显示、操作、记录、管理集中。
具有开放的网络结构，实现信息共享。
提高了系统的可靠性，系统具有良好的可扩展性。
采用现场总线传统硬接线，提高了发电厂信息化水平，节省大量投资。
3．该项目的分散控制单元采用遵循IEC61131-3标准的逻辑编程语言，使用现场总线方式实现了发电厂电气自动化系统的顺控逻辑、备投逻辑、逻辑闭锁、控制权管理、PID调节功能。
此外，分散控制单元作为整个系统信息传输的枢纽，实现了通信录波和平行节点通信功能。
4．该项目采用跨平台的大型SCADA主站系统，实现了对UNIX/Linux/Windows 混合平台的支持，具有最优的性价比；大型SCADA处理系统，主站系统采用多服务器设计和前置机的负荷均衡设计，实现了一主多从服务器和前置数据通讯的负荷均衡设计，实现了多前置、多通道互备。
基于PLC技术的电气设备自动控制系统
基于PLC技术的电气设备自动控制系统摘要：为了给工业自动化提供技术支持，设计了一种基于PLC技术的电气设备自动控制系统。
获取电气设备运行的相关信息，输入到PLC可编程控制器，用于控制电气设备。
这些信息被输入到输出模块，用于控制电气设备和开关阀电路的工作状态。
显示模块为用户提供电气设备的运行信息。
实验结果表明，该系统运行稳定，具有良好的通信性能，能够控制电气设备的温度和压力，实际应用效果较好。
关键词：PLC技术；电气设备；自动控制系统引言可编程逻辑控制器的缩写是PLC。
在PLC控制技术出现之前，计算机技术在自动控制中的应用很少。
但是自从PLC技术的出现，它可以将计算机技术和自动控制技术有机的融合在一起，这两种新技术可以更好的促进相关产业的发展。
后期很多企业很好的更新了PLC控制系统的产品，使得PLC更加先进，在很多工业领域得到应用。
这大大提高了人们对PLC的认识，更多的企业选择使用PLC技术来控制其相关系统，尤其是在电气自动化方面。
1简述PLC技术PLC主要由微处理器存储器等组成。
通过智能设计实现智能控制系统。
PLC 技术可以通过逻辑分析对输入信号进行处理，通过输出形式对其进行控制，使其智能工作。
PLC系统可以执行某些操作，如内部逻辑运算，而传统的控制系统主要用于电气自动化，连接过程繁琐，系统灵活性低。
PLC系统包括电源等相关部件，用户可根据需要适当扩展和补充外部设备的辅助控制。
在PLC控制系统中，电源可以控制系统的关机和启动，并通过输入输出接口有效地发送和接收相应的命令。
CPU在PLC控制系统中起着重要的作用，可以有效地管理用户的流水线指标。
PLC是一种具有多种功能的专用工业控制设备。
PLC硬件主要包括内存，可以满足小型PLC控制系统的需要。
PLC技术的发展逐渐形成了一个比较完整的系统，内存影响着PLC系统的使用效果。
PLC系统运行过程中，数据以采样方式输入系统，必须保证输入脉冲信号宽度，使输入脉冲信号宽度大于随后的采样周期。
浅谈电气工程中电气工程自动化的应用
浅谈电气工程中电气工程自动化的应用摘要：随着我国在科技领域的持续进步，电气自动化技术逐渐走向成熟，并在电气自动化方面取得了显著的进展。
电气自动化是一种将现代科学技术与传统机械相结合而产生的新型技术手段，它主要应用于工业生产当中，并且已经成为工业现代化的标志之一。
在电气工程的领域内，电气自动化技术具有不可忽视的重要性，它不仅有助于减少生产成本，还能提升生产效率，从而在确保电力系统安全稳定运行方面发挥着至关重要的作用。
关键词：电气工程；自动化；优势；应用引言在一个国家的经济增长和民众的日常生活中，电力扮演着不可替代的角色。
在电气领域，电气工程被视为现代产业的核心支柱，它所带来的盈利也是国家税收的关键部分。
因此，推进电气自动化的创新成为了一个不可避免的发展方向。
电气自动化系统能够对各种信息资源实现有效管理，并且可以及时地控制设备运行状态，从而确保整个电力系统安全稳定。
电力自动化控制系统的诞生，对电力产业的向前发展和进步起到了显著的促进效果。
电气自动化能够实现对生产设备的控制，从而有效地保证了整个电力系统运行的安全可靠性。
1电气工程及其自动化技术的简介尽管电气工程在很多年前就已经出现，但与多年前相比，现在它已经变得非常完善了。
电子技术是现代科学技术的重要组成部分，它不仅促进了经济增长，也改变着人们的生活方式。
随着电子产品与互联网的深度整合，的社会正在从一个信息化的时代逐步转向一个以互联网为核心的信息时代。
互联网时代为人类创造出一个崭新的生活环境。
由于互联网的普及，的地球仿佛变成了一个地球村，而在互联网信息时代，与电子产品相关的材料也得到了飞速的发展。
电气工程及其自动化技术作为现代电子信息技术的重要组成部分，其重要性不言而喻，电气工程的现代化建设离不开电气自动化技术的支撑。
电气工程自动化技术的成功实施离不开互联网技术的强力支持。
设备的自动化主要依赖于人工编写的指令，而机械设备则根据这些指令进行全自动操作。
基于现场总线的分布式电气控制系统改造
近年 新 建 的 电厂 多 采用 全 通 信 的 Ｆ Ｃ Ｅ Ｓ模式 ， 即 ＦＣ Ｅ Ｓ与 Ｄ Ｓ的 信 息 交 换 全 部 采 用 通 信 方 式 。 Ｃ Ｄ Ｓ完全放弃 电动 机使 用 ＩＯ 的硬 接线 方 式 ， Ｃ ／ 最大
限度地减 少 了电缆 。该模式是 一种 深层次 的一 体化
ＦＣ Ｅ Ｓ模 式 ， 该 模 式 下 ，Ｅ Ｓ为 Ｄ Ｓ的 子 系 统。 在 ＦＣ Ｃ ＦＣ Ｅ Ｓ通过现 场 总线 实 现 电气 部 分 的信 息采 集 与 控 制 ，Ｃ Ｄ Ｓ以通 信方 式对 Ｆ Ｃ Ｅ Ｓ的 ＩＯ装 置进 行 操作 。 ／ ＦＣ Ｅ Ｓ主站作 为后备 ， Ｄ Ｓ 作员 站故 障时对 电气 在 Ｃ操 部分进行控制 。参 与热工 控制的重要 电动 机的启 、 停 控制采用 Ｄ Ｓ的 ＩＯ模块经 电缆硬接线实现 。 Ｃ ／
能与 采集到 的信息量 都非常有 限。随着 电厂 自动化
技术 的不断发 展 ， 了给厂 用 电 系统 日常 监 控及 维 为
护工作 提供 全 面可靠 的 电气信 息 ， 沙角 Ｃ电厂 对原
系统进行 了基 于 现 场 总线 的分 布 式 电气 控 制 系 统
Ｆ Ｃ Ｆｅ ｂ ｓ ｌ ｔｃＣ ｎｒｌ ｙｔ 改造 。 Ｅ Ｓ（ ｉ ｄ ｕ ｅ ｒ ｏｔ ｓ ｍ） ｌ Ｅ ｃ ｉ ｏＳ ｅ
动 化 水 平 的提 高 。 管 理 习惯 上 看 ， 角 Ｃ电厂 厂 从 沙
第 ８期
卓 薇 ： 于现 场 总线 的分 布式 电气控 制 系统 改造 基
・ ５・ ４
３ ＦＣ Ｅ Ｓ模 式 选 定
３ １ 国 内电厂 常用 的 Ｆ Ｃ ． Ｅ Ｓ模 式
３ １ １ 保 留关 键硬接 线 的 Ｆ Ｃ 模 式 ．． ＥＳ 目前 ， 国内大 多 数 电厂 采用 保 留关 键硬 接 线 的
基于现场总线的电气自动化设备控制与管理分析
＿ 备 理 改 Ｓｅｅｕ ｌｕ ａａ 设 管 与 造￣ ｈ ｉａｉ ｉｏ ｂｇ ｎｙＧｚ
基于现场总线 的电气 自动化设 备控制 与管理分析
陈 成
（ 广州 白云电器 设备股份 有限公司， 广东 广州 ５ ０ ６ ） １４ ０ 摘 要： 详细介绍 和分析 了基 于 Ｆ Ｓ中 Ｐｏ ｂ ｓＤＰ总线 的电气 自动化 设备控制 与管理系 统当 中的设备 、 务器 、 Ｃ ｒｆ ｕ— ｉ 服 上位 机、 Ｌ Ｐ Ｃ以及控制器
这 需要 需要 上位 机 下 达相 应 的指 令 ， 经过 Ｐｏ ｂ ｓＤ 并 ｒｆ ｕ— Ｐ总 线传 达 给现 场 机 则 是 以事件 形式 读取 接 中的数 据 。 些数 据信 息 的读 制管理 Ｌ
马达保 护 器 、 启动 器 以及 变频 器 等统 称 为控 制 器 ， 实现 总 软 在 器 的初 始 设置 不 仅 可 以利 用 控 制 器本 身 自带 的 键盘 来 完 成 设 置 ，
构 等优 点 让现 场 总 线 控制 系 统 （Ｃ ） 工 业领 域 当 中 获得 了广 泛 线控 制之 后 ， Ｆ Ｓ在 控制 器 内部 的各种 控 制参 数 需要进 行重 新 设定 。控制 Ｌ ｒｆ ｕ－ Ｐ总线 来完 成 设置 ， ｉ 同时实 现对 控 在上 层 自动 化 控制 系 统和 控 制设 备之 间起 到连 接作 用 。本 文 中所 也 能够利 用 Ｐ Ｃ通过 Ｐｏ ｂｓＤ 软启动 器 以及变 频 器 的 提 到 的现 场 总 线 控制 系 统 当 中的 Ｐｏ ｂ ｓＤ ｒｆ ｕ－ Ｐ总 线 技 术 是 一种 用 制器 的实时监 测 与动态 控制 。马达 保护 器 、 ｉ 来 实现 现场 设 备 与 自动化 车 间 级监 控 的数 据控 制和 信 息 通信 的 总 控 制参 数设 置 存在 着 诸 多不 同 ， 如 ， 例 马达保 护 器 需要 完成 控 制 设 线技 术 。 用 Ｐｏ ｂｓＤ 利 ｒｆ ｕ— Ｐ总线 技术 能够 实 现现 场设 备和 车 间层 控 置 、 ｉ 保护 设置 以及操作 模式 设置 ； 软启动器 需要完 成输 入 ／ 出功率 输 制 的通 信 网络 和 分散 式数 字 控制 ，进 而 为现 场 设备 的智 能化 尤 其 设置 、 保护 类别 设置 、 限流 倍数 设置 、 升压 ／降压 时 间设置 以及 启停 是工 厂综 合 自动 化提 供技 术 支持 。 模式 设置 等等 ； 频器 则 需要完 成频 率源 设 置、 制信 号源 设 置 、 变 控 加 减 总线 地址 设 在 下文 当 中 ， 笔者 详 细介 绍 和 分析 了基 于 Ｆ Ｓ中 Ｐ ｏ ｂ ｓＤ 速 ／ 速时 间设置 、启停模 式设 置以及其 它基 本设置 （ Ｃ ｒｆ ｕ— Ｐ ｉ 功率 因数设置 、 额定 电压 ／电流设置 、 工作频 率设 置等） 。 总 线 的 电气 自动化 设 备 控 制 与 管理 系 统 当 中 的设 备 、服 务器 、 上 置 、
现场总线在电气监控系统(ECS)中的应用
现场总线在电气监控系统（ECS）中的应用摘要：北京四方公司的CSPA2000电厂电气自动化系统的设计思想是：厂用电系统间隔层设备采用分散式就地安装的集保护、测量、控制、通信于一体的基于微处理器的微机综合智能终端设备，如电动机综合保护测控装置、低压变压器保护测控装置、厂用分支保护测控装置、同期合闸装置、厂用电快切装置等。
用现场总线（或以太网）将这些终端设备的通信接口连接起来，通过通信处理机实现设备的分层管理；通信处理机进而与厂用电监控主站相联，最终由厂用电监控主站（主控单元）连接至DCS系统及电厂MIS系统；同时也可通过通信处理机直送DCS的DPU等设备，以提高测控的可靠性和响应速度。
关键词：现场总线；电气监控系统（ECS）；应用一、系统优点设备就地安装，与DCS间通过数据交换实现连接，可节省大量测量、控制电缆，经济效益显著，宣威电厂2×30MW电厂电气自动化工程应用后直接经济效益约600万元；采用CSPA2000后，系统的电气信息量极大丰富，且交换不受限制，与系统投资基本无关；省略变送器；可实现运行分析、画面显示、报表生成、打印、人机接口、事件记录、报警、事故追忆、防误闭锁等丰富的电气自动化应用功能。
二、分层分布式的电气监控系统CSPA2000通过通信网络（现场总线/网络）将厂用电电气部分的微机保护测控装置组织成一个分层分布式的电气监控系统。
首次将微机保护技术，现场总线技术实际应用到电厂电气自动化，实现了电厂厂用电部分的综合自动化。
CSPA2000率先实现了电厂电气自动化系统和DCS系统紧密集成。
通过CSE通信处理机与DPU以RS232方式互联直接交换数据，通过SDPU（虚拟DPU）以太网方式与DCS系统交换数据，将电气监控系统的功能全面融入DCS系统，并可接受DCS系统的遥控命令，实时性、可靠性达到实用要求，从而实现发电厂的机、炉、电监控一体化。
这种综合的电厂电气自动化技术方案大大发展了DCS系统，同时也全面提高了发电厂运行的自动化程度，将成为该领域技术的发展趋势。
基于PLC的电气自动化控制水处理系统设计
基于PLC的电气自动化控制水处理系统设计摘要：PLC是一种用计算机技术来实现逻辑运算、数据处理和过程控制的自动装置。
它的主要功能是通过程序的方式来完成对输入输出的控制。
在工业生产中，PLC的应用已经相当普遍，在许多领域都得到了广泛的运用。
它的作用是将各种机械设备的运行状态信息（包括工作压力、温度等）存储起来，并进行分析和计算，以确定其是否正常运转。
关键词：PLC控制系统；电气自动化；水处理系统设计引言：PLC技术是一种新型的机电一体化的控制装置，它的应用范围十分广泛，从工业生产的角度来看，PLC的运用可以使工厂的设备达到最优化的状态，从而提高产品质量，降低成本，增加产量，减少浪费，实现节能减排。
一、电气自动化控制水处理系统总体设计PLC是工业控制中最常见的设备，它具有体积小、功能强大、可靠性高的优点，在许多领域都得到了广泛的应用。
在电气自动化控制水处理系统中，水处理系统的主要作用是对原机的启动和停止进行控制，使原机的工作状态保持稳定，并使整个系统运行可靠。
本章将对PLC的组成及各部分的原理和特点做详细地介绍，并分析了其发展趋势，为下文的设计提供理论基础。
本章首先对主站的硬件结构做了简单的说明，然后根据主站的要求，设计出符合实际需求的软硬联调电路，并确定各模块的参数，最后给出具体的流程图。
通过上述的阐述，我们可以了解到，PLC的核心技术就是逻辑门锁，而它的故障率较低，易于维护，所以在工程实践中也被广泛应用。
1.1概述PLC的应用范围非常广，从工业生产的角度来看，PLC的主要作用是对工厂的设备进行控制，使其能够在不同的环境下工作，以实现自动化的操作。
从目前的情况分析，我国的PLC的发展还不是很完善，很多的技术都还没有成熟因此，要想在未来的发展中占据优势地位，就要不断的提高自身的科技水平，使其更加的智能化，从而满足现代化的需求。
随着社会的进步，科学技术的快速的发展，人们的生活质量也有了很大的改善，对产品的要求越来越高，所以为了适应市场的变化，就必须要开发出更多的新的功能，来更好地服务于人类。
现场总线控制系统(FCS)
第一章现场总线控制系统（FCS）第一节概述现场总线控制系统（Fieldbus Control System，FCS）是继基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统（DCS）后的新一代控制系统。
由于它适应了工业控制系统向数字化、分散化、网络化、智能化发展的方向，给自动化系统的最终用户带来更大实惠和更多方便，并促使目前生产的自动化仪表、集散控制系统、可编程控制器（PLC）产品面临体系结构、功能等方面的重大变革，导致工业自动化产品的又一次更新换代，因而现场总线技术被誉为跨世纪的自控新技术。
一、现场总线的发展随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展，信息交换的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次，从工段、车间、工厂、企业乃至世界各地的市场。
信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。
现场总线（Fieldbus）就是顺应这一形势发展起来的新技术。
1、什么是现场总线现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。
它在制造业、流程工业、交通、楼宇等方面的自动化系统中具有广泛的应用前景。
现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自都具有了数字计算和数字通信能力，采用双绞线等作为总线，把多个测量控制仪表连接成的网络系统，并按公开、规X的通信协议，在位于现场的多个微机化测量控制设备之间以及现场仪表与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，形成各种适应实际需要的自动控制系统。
简而言之，它把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，把它们连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任务的网络系统与控制系统。
它给自动化领域带来的变化，正如众多分散的计算机被网络连接在一起，使计算机的功能、作用发生的变化。
基于现场总线技术的优点优势及应用设计方案分析
基于现场总线技术的优点优势及应用设计方案分析1、现场总线系统概述随着控制技术、计算机技术和通信技术的飞速发展，数字化技术正在从工业生产过程的决策层、管理层、监控层和控制层渗透到现场设备，这样就产生了现场总线技术以及由此组成的控制系统—现场总线控制系统（FCS，FieldbusControlSystem）。
自现场总线技术在90年代后期问世以来，它就已经开创了自动化控制技术的新纪元—数字时代。
目前现场总线技术已经在国内化工、石化、冶金、建材、医药等工业过程中开始了成功的应用并取得了显著的效益。
在国内，现场总线在火电厂机组控制方面已有局部使用，但还没有在全厂使用现场总线控制系统的范例。
签与此，我们在某电厂机组重要程度相对较低的锅炉补给水处理、工业废水处理、循环水处理系统（以下简称主厂房外水系统）采用现场总线技术进行控制，作为FCS 应用的尝试与研究。
2 、现场总线技术根据国际电工委员会IEC61158标准的定义：安装在制造或生产过程区域的现场装置与控制自动控制装置之间的数字式、串行、双向、多点通信的数据总线称为现场总线。
由现场总线与现场智能设备组成的控制系统称为现场总线控制系统FCS。
衡量一个控制系统是否为真正的现场总线控制系统FCS有三个关键要点，即：核心、基础和本质。
FCS的核心是总线协议，只有遵循现场总线协议的控制系统，才能称为现场总线控制系统；FCS的基础是数字智能现场仪表，它是FCS的硬件支撑；FCS的本质是信息处理现场化，这是FCS的系统效能体现。
现场总线控制系统是一种全计算机、全数字、双向通信的新型控制系统。
现场设备级的数字化、网络化是电厂信息化管理的基础。
现场总线技术开发的出发点就是要为用户提供开放的、具有可互操作性、可互换性和统一标准的测量和控制产品，以现场总线技术为基础的FCS的优越性概括起来有以下几方面：互操作性、分散性、可靠性、精确性、开放性、经济性、可维护性。
1999年底IECTC65（负责工业测量和控制的第65标准化委员会）通过了8种类型的现场总线作为IEC61158国际标准。
浅析电气自动化技术在电气工程中的作用
浅析电气自动化技术在电气工程中的作用解东（安徽亳州新能源学校，安徽利辛 236700）【摘要】对电气自动化技术在电气工程中的应用价值进行分析，并从实现电气设备自动优化配置、总线控制系统自动化监控以及变电站自动化管理等方面阐述电气自动化技术在电气工程中的作用，以期将电气自动化技术优势作用充分发挥，解决传统电气工程生产与运行所面临的问题，从而为我国电力事业高质量发展提供助力。
关键词：电气工程；电气自动化技术；运行效率中图分类号：TM92 文献标识码：BDOI：10.13596/ki.44-1542/th.2024.02.066Analysis of the Role of Electrical Automation Technologyin Electrical EngineeringXie Dong（Anhui Bozhou New Energy School, Lixin, Anhui 236700, CHN）【Abstract】This article analyzes the application value of electrical automation technology in elec⁃trical engineering, and elaborates on the role of electrical automation technology in electrical engi⁃neering from the aspects of achieving automatic optimization of electrical equipment configuration, bus control system automation monitoring, and substation automation management. The aim is to fully leverage the advantages of electrical automation technology and solve the problems faced by traditional electrical engineering production and operation, Thus providing assistance for the high-quality development of China's power industry.Key words:electrical engineering；electrical automation technology；operating efficiency1引言电气自动化技术是推动电气工程革新发展过程中一项极为重要的技术手段，将该项技术在电气工程中有效应用，有利于提升电气设备运行稳定性和可靠性同时，也能充分满足自动化实时监控电气工程运行状态的要求，降低各种故障问题发生概率，也可以为后期运维工作高效、精准开展提供方便。
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基于现场总线的电气自动化设备管理系统
现场总线（FCS）用于控制设备和上层自动化控制设备之间双向串行链路的连接，因其具有现场信息丰富、数字传输准确以及结构布线简单等优点，广泛地应用于工业生产自动化控制中。
本文就现场总线控制系统（FCS）中Profibus-DP 总线工业中的应用进行了分析，为实现工业生产综合自动化和现场工艺设备智能化创造了有利的条件。
标签：现场总线FCS 电气自动化设备管理系统
1 概述
随着我国电气自动化技术不断发展，在结合计算机技术、电气工程技术以及通信技术的基础上，一种用于工厂自动化车间监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术应运而生，即现场总线控制系统中的Profibus-DP总线技术。
该技术可以严格的控制现场设备和车间层的通信网络，从而实现现场电气设备智能化、自动化的综合管理。
2 现场总线概述以及工艺设备分类
2.1 现场总线FCS现场总线是一种工业数据总线，因其具有系统结构的高度分散性、环境的适应性、现场设备的智能性、网络的开放性以及互可操作性与互用性，在工业生产自动化控制设备管理中得到了广泛的应用，提高了系统的可靠性，节省了维护开销，为用户提供了更加灵活的系统集成主动权。
随着科学技术的不断进步，现场总线使自动化电控设备与系统逐渐步入了信息网络行列，取代了之前在工业中广泛使用的DCS集散控制系统，为其应用开拓了更加广阔的市场空间。
FCS现场总线具有较多的国际标准，Profibus-DP总线技术就是其中一种，这是一种控制与管理自动化车间级监控和现场设备层数据通信的现场总线技术，因其具有高速、低成本等特点在工厂现场总线技术中得到了广泛的应用，为实现工厂综合自动化和现场工艺设备智能化提供了强有力的保证，促进了电气自动化设备系统管理水平的提升。
2.2 工艺设备分类本文所涉及到的工艺设备大致分为三类，一是起停控制设备，比如搅拌电机、皮带运输机等。
该类设备控制的最终目标在于确保开停车的正常顺序，以及非正常状况下的连锁停车。
二是调速控制设备，比如给料机、泵类等设备。
此类设备主要是对流量、压力、液位等进行闭环控制，使设备的运作状态始终保持稳定和安全。
另外一类是自成系统的设备，如破碎机、陶瓷过滤机等。
这一类设备往往用于信息的监测，以及少量的控制。
在前两类设备中，往往需要连接相应的控制器，在PLC通过DP总线发出的指令被这些控制器接收的同时，控制器又将设备运转和出现故障的信息反馈给PLC，这些状态往往在上位机上显示出来。
通过上位机显示的数据信息分析，可以实现工厂电气自动化设备管理控制系统。
3 设备控制与管理
3.1 现场设备与控制器现场设备往往有两种电气控制方式，即就地与总线。
就地控制是动力站控制器接收到起停按钮或者频率给定装置发出的信号后，对现场设备起停进行控制。
总线控制是DP总线接收到上位机传送给PLC的指令后对现场设备的起停进行控制。
在就地与总线切换的过程中，若要保证现场设备运行稳定或者保持原有状态，实现自动化电控设备管理控制系统，就需要保证两者切换时运行频率不变，即无扰切换。
3.2 控制器与PLC 为了更好的实现总线控制，往往需要对控制器的参数进行科学的设置。
除了基本的电流电压、频率、总线地址外，不同的控制器需要设置不同的参数。
比如变频器需要设置起停模式，加速减速时间、信号和频率源等；马达保护器需要设置操行模式、保护设置以及控制设置等。
为了对不同控制方式的设备进行管理，往往需要在PLC中统一设置设备控制变量，如设备控制类型、状态字、频率设定与反馈、故障代码等。
其中设备控制类型是对各控制器控制的信息进行显示；状态字主要指就地/总线、运行过/停止、合闸/分闸等。
故障代码是PLC通过DP获得故障代码后，对现场装置进行远方诊断，及时找出故障原因并进行排除。
3.3 PLC与上位机PLC与上位机的通讯需要按照相应的时间比进行进行读取交互数据。
由于上位机在读取过程中涉及到信息的编码与解码，这就决定了上位机读取DAServer接口的数据主要以事件的形式存在，实现PLC控制字和状态字能更加准确的显示在上位机画面中。
3.4 上位机与服务器在电气自动化设备管理系统中，若想获取设备运行数据的及时性与准确性，可以利用上位机和服务器之间的有效的通讯功能。
在工厂生产过程中，生产相关设备运行数据往往是利用PLC在DP总线的传输功能下，将其传输并储存至服务器，接着上位机通过相关的软件进行信息数据的读取。
因此如果需要生产的关键性指标或者历史数据，就可以从服务器中获得。
如用水量、耗电量、整机效率、历史曲线等，从而实现工厂生产过程数据可视化。
在这样的基础上，相关管理人员可在对数据信息进行采集和分析基础上，制定出优化生产过程的有效措施，并生成设备管理报表，提高生产绩效。
4 总结
本文主要通过就地与总线控制方式的勿扰切换、现场设备数据采集、控制以及设备管理，在电气自动化设备管理系统中，有效降低了生产过程中各操作工序的难度，增强了系统的可维护性。
利用DP总线实现了电气设备智能化管理控制系统，从而提高了产品的可靠性以及工厂生产绩效，促进各企业更好更快更稳地发展。
参考文献：
[1]冯雷雷.关于FCS的电气自动化设备管理系统研究[J].科技资讯，2012，25：
130.
[2]史亮.解析有关FCS的电气自动化设备管理系统[J].电子制作，2013，14：77.
[3]李军.现场总线的电气自动化设备控制与管理[J].民营科技，2011，04：202.。