分散控制系统常规维护研究论文

过程控制是工业自动化的重要分支。几十年来，工业过程控制取得了惊人的发展，无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产品质量以及节省能源等均起着十分重要的作用。在现代工业控制中, 过程控制技术是一历史较为久远的分支。在本世纪30 年代就已有应用。过程控制技术发展至今天, 在控制方式上经历了从人工控制到自动控制两个发展时期。在自动控制时期内，过程控制系统又经历了三个发展阶段, 它们是：分散控制阶段, 集中控制阶段和集散控制阶段。从过程控制采用的理论与技术手段来看，可以粗略地把它划为三个阶段：开始到70 年代为第一阶段，70 年代至90 年代初为第二阶段，90 年代初为第三阶段开始。其中70 年代既是古典控制应用发展的鼎盛时期，又是现代控制应用发展的初期，90 年代初既是现代控制应用发展的繁荣时期，又是高级控制发展的初期。第一阶段是初级阶段，包括人工控制，以古典控制理论为主要基础，采用常规气动、液动和电动仪表，对生产过程中的温度、流量、压力和液位进行控制，在诸多控制系统中，以单回路结构、PID 策略为主，同时针对不同的对象与要求，创造了一些专门的控制系统，如：使物料按比例配制的比值控制，克服大滞后的Smith 预估器，克服干扰的前馈控制和串级控制等等，这阶段的主要任务是稳定系统，实现定值控制。这与当时生产水平是相适应的。第二阶段是发展阶段，以现代控制理论为主要基础，以微型计算机和高档仪表为工具，对较复杂的工业过程进行控制。这阶段的建模理论、在线辨识和实时控制已突破前期的形式，继而涌现了大量的先进控制系统和高级控制策略，如克服对象特性时变和环境干扰等不确定影响的自适应控制，消除因模型失配而产生不良影响的预测控制等。这阶段的主要任务是克服干扰和模型变化，满足复杂的工艺要求，提高控制质量。1975 年，世界上第一台分散控制系统在美国Honeywell 公司问世，从而揭开了过程控制崭新的一页。分散控制系统也叫集散控制系统，它综合了计算机技术、控制技术、通信技术和显示技术，采用多层分级的结构形式,按总体分散、管理集中的原则，完成对工业过程的操作、监视、控制。由于采用了分散的结构和冗余等技术，使系统的可靠性极高，再加上硬件方面的开放式框架和软件方面的模块化形式，使得它组态、扩展极为方便，还有众多的控制算法(几十至上百种) 、较好的人—机界面和故障检测报告功能。经过20 多年的发展，它已日臻完善，在众多的控制系统中，显示出出类拔萃的风范，因此，可以毫不夸张地说，分散控制系统是过程控制发展史上的一个里程碑。第三阶段是高级阶段，目前正在来到。目前，过程控制正朝高级阶段走来，不论是从过程控制的历史和现状看，还是从过程控制发展的必要性、可能性来看，过程控制是朝综合化、智能化方向发展，即计算机集成制造系统(CIMS)：以智能控制理论为基础，以计算机及网络为主要手段，对企业的经营、计划、调度、管理和控制全面综合，实现从原料进库到产品出厂的自动化、整个生产系统信息管理的最优化。它表现的最大特征是仿人脑功能，这一点在某种程度上是回复到初级阶段的人工控制，但更多的是在人工控制基础上的进步与飞跃，从哲学的角度来说，是“螺旋式上升”。

目前,随着经济的快速发展,电力自动化在我国电力部门的应用也越来越广泛。下面是我为大家整理的电力自动化研究 毕业 论文，供大家参考。

摘要：电话振铃遥控技术的振铃遥控由提取来电显示号码、号码过滤器和振铃电压等模块组成，将具有相应权限的固定电话或移动电话设置在远端电话控制模块中，以保证电话号码具有相应的“身份证”。

关键词：电力自动化;通信技术

1在电力自动化中应用的优势

①通过在电力自动化系统中应用现代电力通信技术，能对电气自动化系统和电气设备的运行状况进行实时监控，当检测出故障后，能及时、准确地采取 措施 处理，迅速将故障排除，以保证电力自动化系统和电气设备的准确性、稳定性和安全性，尤其是现代电话通信技术具有的远程遥控、维护和诊断等手段，可有效推进电力自动化进程。②与常规的遥控方式相比，不需要设置专门的传输通道和线路，能利用用户电话交换网络、无线移动电话网络和有线固定电话网络等具有的便利性，以及电话通信网络不受遥控距离限制的条件，进行全天候、跨省市甚至是跨国的传送和控制。③利用移动手机、办公电话和住宅电话等，可对电力自动化系统和电气设备进行远程诊断，对于实现使用简单、安全可靠、造价低和降低维护费用具有非常重要的作用。

2在电力自动化中的应用分析

2.1移动手机短信通信技术的应用分析

随着现代通信技术的快速发展，航天技术和电话通信技术的结合，移动手机通信技术得到了快速发展和广泛应用。手机短信遥控电路技术是移动手机通信技术在电力自动化中的典型应用。以往，移动手机通过短信控制太空中的卫星和读取卫星上的传输数据，而装上蓝牙系统后，可采用无线方式接收和发射信号，且可有效控制卫星对电力自动化进行监控。其原理为：手机短信遥控电路技术集合了过滤器、短信内容提取和来电显示等模块，在移动电话控制模块内输入具有相应权限的手机号码，并编制遥控指令的短信内容后，仅具有相应资格的手机号码和正确的短信内容，才能接收短信，从而实现对电力自动化的遥控，否则，无法驱动遥控对象，将拒绝执行短信遥控命令。

2.2DTMF拨号遥控技术的应用分析

DTMF信号是一种稳定性、可靠性相对较高的实用通信技术，最早应用在程控电话交换系统中。DTMF信号包括以下2种：①高音组。包括1633Hz、1477Hz、1336Hz和1209Hz。②低音组。包括941Hz、852Hz、770Hz和697Hz。共8种频率信号，DTMF拨号遥控技术选用8选2的方式，分别在高音组和低音组中选择1个信号组成复合信号，进而形成16组特定编码的遥控信号系统。DTMF拨号遥控技术在电力自动化中的应用原理为：在远端电话控制模块中设置具有遥控权限的电话，并保证电话号码具有相应的身份遥控功能;当拨号验证通过时，通信系统能提供相应的提示，并进行相应的DTMF编码拨号，驱动相应的遥控对象动作;对于没有相应权限的电话，则不予以接听和拨号。DTMF拨号遥控指令编码方案主要包括9种：①第一路开关。遥控开启拨号编码为1*，遥控关闭拨号编码为1#。②第二路开关。遥控开启拨号编码为2*，遥控关闭拨号编码为2#。③第三路开关。遥控开启拨号编码为3*，遥控关闭拨号编码为3#。④第四路开关。遥控开启拨号编码为4*，遥控关闭拨号编码为4#。⑤第五路开关。遥控开启拨号编码为5*，遥控关闭拨号编码为5#。⑥第六路开关。遥控开启拨号编码为6*，遥控关闭拨号编码为6#。⑦第七路开关。遥控开启拨号编码为7*，遥控关闭拨号编码为7#。⑧第八路开关。遥控开启拨号编码为8*，遥控关闭拨号编码为8#。⑨第1～8路开关。遥控开启拨号编码为9*，遥控关闭拨号编码为9#。

2.3电话振铃遥控技术的应用分析

电话振铃遥控技术的振铃遥控由提取来电显示号码、号码过滤器和振铃电压等模块组成，将具有相应权限的固定电话或移动电话设置在远端电话控制模块中，以保证电话号码具有相应的“身份证”。电话振铃遥控技术的远端控制模块仅接收具有相应权限电话的振铃信号，并驱动相应的遥控电路，进而根据相应的状态信息回传给远端电话，振铃遥控信号的回传。此外，还需要采用不同的传感器连接，比如采用单片机电路，电路接口用下沿触发，触发电平自高而下，从5V至0V。对于没有权限的电话，则不予以接收振铃信号，进而也无法驱动遥控电路。

3结束语

总而言之，电力自动化系统必须紧随通信技术、计算机技术和其他IT技术的发展趋势。将现代电话通信技术应用在电力自动化系统中，能利用现代电话通信技术全面监控整个电力自动化系统，及时、准确地发现电力自动化系统中存在的故障，并迅速采取有针对性的措施解决，从而降低电力自动化系统故障处理的维护费用，降低维护人员的劳动强度，能获得较大的经济效益和社会效益。

摘要：电力自动化系统是目前在电子技术领域中应用先进技术最多的一个领域，电子信息技术与计算机技术的结合应用都会被很快的应用到电力系统当中去，这就意味着电子信息技术的发展，直接影响着电子系统自动化的发展。

关键词：信息技术;电力自动化系统

1电力自动化系统的概念

发电、运输电、变电、配电和用电组成了一个完成的电力系统。电力系统的一次设备通常是发电机、变压器、输电线路以及开关。为了使这些一次设备可以在工作期间稳定、安全的进行，也为了保证电力系统可以保证一定的经济效益，就需要对这些一次设备进行在线监控，调度控制已经保护措施。在电力系统中，保护装置、测控装置以及一些有关通讯的设备还有各级电网控制中心的计算机系统、变电站以及发电厂的计算机控制系统都统称为电力系统中的二次设备。这些二次设备基本囊括了整个电力系统自动化的主要内容。

2电子信息技术在电力自动化系统中的应用

在电力自动化系统中所运用到电子信息技术主要是电网调度自动化、变电站自动化、配网自动化这个三个大的方面。在这个三个大方面中最为重要的就是电网调度自动化的建设，计算机的网络控制中心以及服务器工作站是电网调度自动化的中心组成部分。

2.1发电厂自动化

目前我国的发电厂综合自动化系统中最常用的就是分散控制系统，同时分散控制系统也是较为普遍运用的一个系统，在开关柜中就可以直接安装分散控制系统的保护和测控装置，这两个装置与通过现场的总线连接起来之后再与后台通过通信管理机相连。分散控制系统一定要用多台计算机将这些回路分散控制起来，将各个控制站的部分参数通过通信方式与其他的控制CRT装置相连。当发电厂运用分散控制系统之后，发电厂得到了飞速的发展与变化，尤其是在计算机的硬件方面、软件方面以及通信技术方面都得到了分散控制系统的技术支持，从而使原本发电厂内部各自独立的控制功能经过分散与集中处理，都汇聚成了一个相互管理的整体。

2.2电网调度自动化

整个电力系统实现自动化的一个核心结构就是电网调度自动化。电网调度自动化电网调度自动化主要由电网调度中心的主计算机、网络服务器、打印机、调度范围内的发电厂、工作站以及变电站的设备组成。电网调度自动化系统可以很好的进行电能的分配，同时也是电网调度安全的一个有效的保障。它最主要的作用就是采集在监控过程中，电力生产过程中的实时数据，同时分析出电网运行所需的安全数据，估算电力系统的运行状态，将省级的发电系统控制起来以便使其满足人们的需求，保障电网能够正常的供电。在电力供送过程中还要保证电网工作的工作成本，尽可能的节省开支，在电网运行正常的情况下推迟投资周期，这样就可以确保电网在运用过程的经济收益。

2.3变电站自动化

为了提高变电站的监控功能与实现变电站的高效运行，同时节省人力操作时人工监控以及电话的步骤，从而出现了变电站的自动化。变电站中普遍使用计算机技术主要起源于当初使用的计算机智能设备。这个智能设备不但能对难以测量的信息进行分析与测量，还可以将其实现数字化，同时还可以通过计算机与计算机之间的存储功能时间数据的记录。变电站自动化主要的功能就是对继电实行保护措施以及对第二次设备进行重组以及优化。变电站自动化从一些特殊意义上来讲取代了变电站的二次设备，是电网调度自动化一个不可或缺的环节，同时也是电力生产的重要环节。

3电子信息技术在电力自动化系统中的发展前景

3.1电子信息设备与电力自动化设备的兼容问题

目前社会关注的问题就是电子信息设备与电子自动化设备的兼容问题。在电力系统中，微机型产品的使用越来越广泛，已经逐渐成为电力系统自动化产品的主流方向。但是由于电力系统非常复杂，电磁环境也非常不好，所以在电力系统中应用的微机型产品很容易就会受到这些影响，从而产生误动、拒动的情况。若是发生丢失或者 死机 的情况则会给电力系统造成非常大的经济损失。

3.2电子高新技术在电力系统自动化的应用

红外成像技术与视频技术、图像信息技术在电力系统中得到了广泛的应用。目前图像信息技术在电力系统自动化中的应用越来越重要，同时对于分析和理解的技术能力的要求也越来越高，所以一些场合就必须借用电子视觉技术来替代人工的计算来进行图像理解。在电力自动化系统可以确保安全性的前提下，可以将电子视觉技术应用到图像信息的处理与分析中，可以将电力系统的图像信息进行智能化处理。另外专家系统、模糊技术等应用在电力自动化系统中也得到了应用。

4结语

电力自动化系统是目前在电子技术领域中应用先进技术最多的一个领域，电子信息技术与计算机技术的结合应用都会被很快的应用到电力系统当中去，这就意味着电子信息技术的发展，直接影响着电子系统自动化的发展。

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集散控制系统在工业控制领域的应用摘 要：本文通过对集散控制系统近三十年发展历程的回顾，阐明其卓越的技术特点，并介绍了其未来发展方向。关键词：集散控制系统 数据通讯技术 基本调节器 计算机集成制造技术（CIMS）0 前言集散型控制系统(Total Distributed Control Systems以下称作DCS) 也称为分布式计算机控制系统(Distributed Computer Control Systems)，它是以微处理机为核心，采用数据通讯技术和图形显示技术的新型计算机控制系统。该系统能够完成直接数字控制、顺序控制、批量控制、数据采集与处理、多变量解耦控制以及最优控制等功能，在先进的集散型控制系统中，还包含有生产的指挥、调度和管理功能。 1 集散型控制系统的产生由常规的模拟式调节仪表构成的过程控制系统，成本低、可靠性高，容易维护和操作。但是随着生产的发展，模拟式仪表的局限性越来越明显，如模拟仪表难于实现多变量解耦控制以及其它复杂的控制规律；控制精度不高；生产规模的扩大和工艺的日益复杂，仪表控制系统越来越多，控制室的仪表屏越来越大，难于实现集中的操作和显示；各个系统之间难于实现通信联系；当生产工艺要求变更时，往往需要变更调节仪表。而计算机控制系统就可以克服模拟调节仪表的上述缺陷，计算机控制系统可实现复杂的控制规律；各分系统之间可以实现通信，能集中操作和显示，控制精度比较高。在计算机集中控制中，一台计算机控制几十个乃至几百个回路，一旦计算机发生故障，将会影响整个系统的工作，系统的可靠性比较低。当然，为了提高系统的可靠性，可采用双机运行方式，但是成本就会提高。70年代工业的发展使生产过程更加复杂，规模更加扩大，其中石油化学工业尤为突出。生产规模的扩大和复杂，使事故不断出现，而集中控制，出现事故时会中断生产，因此生产的发展迫切要求高可靠性的计算机控制系统。在总结模拟调节仪表和计算机集中控制的优缺点的基础上，发展、形成了集散型控制系统。集散型控制系统以多台微机处理机分散在生产现场，进行过程的测量和控制，实现了功能和地理上的分散，避免了测量、控制高度集中带来的危险性和常规仪表控制功能单一的局限性；数据通信技术和CRT显示技术以及其他外部设备的应用，能够方便的集中操作、显示和报警，克服了常规仪表控制过于分散和人-机联系困难的特点。70年代微电子技术和计算机技术的重大突破，为集散控制系统提供了体积小、功能强、可靠性高、价格低廉的微处理机和各类半导体芯片，为发展集散型控制系统奠定了物质基础。集散型控制系统可以看作是计算机(Computer)技术、通信(Communication)技术、图形显示技术和控制(Control)技术的结合。2 国外集散型控制系统的发展状况70年代初，美国、日本和欧洲等各国开始研制集散型控制系统。1975年美国、日本先后研制成TDC－2000、TOSDIC、CENTUM、UNITROLS、MICREX等系统。按技术特征其发展可划分为三个阶段：a. 70年代末期-初创期比较著名的有美国Honeywell 公司的TDC－2000；Foxboro公司的Spectrum、Bailey公司的NetWork-90；日本YOKOGAWA公司的 Centum；TOSHIBA公司的TOSDIC；德国Siemens公司的Teleperm M；Hartman&Braum公司的CONTRONIC P等。这一时期的产品，在技术上有明显的局限性，微处理器多采用8位CPU。b. 80年代初中期-发展期80年代随着微处理器运算能力的增强，超大规模集成电路集成度的提高和成本的不断下降，过程控制的发展出现新的面貌，使过去难以想象的功能付诸实现。集散控制系统的第二代产品在原来的基础上，可靠性进一步提高，功能进一步扩展，出现了多功能过程控制站、增强型操作站、增加了光纤通讯技术。代表产品有美国 Honeywell公司的TDC－3000；Leads&Northrup公司的MAX－1；TAYLOR公司的MOD300；Westing House公司的WDPF；日本YOKOGAWA公司的Centum A、B、C等。这一代产品的特点是采用16位CPU，标准化和模块化设计，扩充灵活，功能完善，用户界面友好。c. 80年代末期－成熟期集散控制系统第三代产品，把过程控制、监督控制、管理调度有机地结合起来，加强了断续控制功能，采用专家系统、MAP通信标准。其代表产品有美国 Honeywell公司的TDC-3000/LCN；Foxboro公司的I/A Series；Bailey公司的INFI-90；WestingHouse公司的WDPF－Ⅱ\Ⅲ；日本YOKOGAWA公司的Centum－XL等。这一代产品的特点是采用32位CPU和专用集成电路，使控制功能更强、体积更小、可靠性更高，其通信系统实现了开放式通信。3 集散型控制系统在中国的应用集散型控制系统（DCS）作为新一代的工业自动化过程控制和管理设备，至今虽然只有二十多年的历史，但已在石化、冶金、电力等工业领域得到了广泛的应用。我国在八十年代初期开始引进集散控制设备，从此开始了集散型控制系统在我国工业控制领域的应用。石油化工行业新建的大中型石化设备均采用集散控制系统（DCS），石化企业的第一套DCS是1982年上海高桥石化公司炼油厂引进的美国Foxboro公司的Spectrum系统，用于常减压装置生产控制。在冶金行业，集散控制系统（DCS）的应用集中在宝钢这样的新建企业和首钢、鞍钢、武钢、重钢、马钢等扩建的分厂。冶金系统的第一套集散控制系统是首钢公司购进的美国Bailey公司的Network-90系统，用于其烧结厂自动控制系统。电力系统的第一套集散控制系统（DCS）是1985年辽宁朝阳电厂采用的瑞士BBC公司的Procontrol－P系统，用于改造200MW机组的顺序控制系统和燃烧器管理系统。目前集散系统（DCS）在火电厂的应用泛围主要包括：模拟量控制、数据采集和处理、锅炉炉膛安全监控、顺序控制、汽轮机数字电液控制等五方面。 与此同时，在八十年代末期至九十年代初期，国家组织了精悍的科研力量联合攻关，相继研制出我国自己的集散型控制系统。这一时期涌现出的代表产品有DJK－7500（重庆自动化所），HS-DCS-1000（电子部六所）、STAR－2000（阿继电器股份有限公司）、DCS-100（清华大学自动化系）、DJK－2000（上海自动化所）、友力－2000（石化总公司、航天部二院）等。阿继电器股份有限公司研制的STAR-2000集散控制系统，1989年自第一套应用系统（电站锅炉灭火保护MHB－Ⅲ/B）在河南新乡电厂投运以来，相继在哈尔滨第三发电厂200MW机组的模拟调节系统、石家庄阳逻300MW机组的灭火保护系统等数十个电厂的生产过程控制中得到应用。在此基础上，其第二代产品Star－3000近年来在工业领域得到了更广泛的应用，在技术上更是得到了长足发展。4 集散型控制系统今后的发展方向集散型控制系统的发展方向是基本调节器向少回路或单回路方向发展；基本调节器除了PID和其他算法外，还将逐步采用更为有效的新的算法，使之具有新的功能（如增益自适应功能）；采用光导纤维代替高速数据通道，并统一通讯规程；力求灵活地运用现代控制理论，以得到更为通用的控制算法。5 结语集散型控制系统(DCS)的实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和现场前端分散控制相统一的新型控制技术。它的出现是工业控制的一个里程碑。工业过程控制的发展逐步从单机监控、直接数字控制发展到集散控制，也必将由集散控制进展到拥有更广阔应用前景的计算机集成制造，近几年的计算机集成制造(CIMS)技术的成就足以证明这一点。【参考资料】[1] 张新薇等.集散系统手册.机械工业出版社，1991年[2] 谢柏曾.发电厂自动控制系统的发展和选型.华北电力技术.1992年10月[3] 王常力 罗安.集散型控制系统选型与应用.北京清华大学出版社.1996年[4] 任德祥.过程自动化技术的新发展.电气时代.2003年3月