【设备电气工程自动化与供配电节能控制9400字（论文）】

第第设备电气工程自动化与供配电节能控制TOC\o"1-3"\h\u21350一、绪论 53844（一）研究背景 511784（二）研究意义 69942二、相关理论概述 66281（一）电气自动化的概念 622026（二）电气自动化技术的特点 7125251.强弱电结合 7175402.机电结合 7168103.软硬件结合 729797三、设备电气工程自动化与供配电节能控制应用优势 810207（一）提高节能控制系统的质量 83042（二）延长供配电系统的使用寿命 848四、案例应用 812082（一）案例的基本情况 8306141.地下部分 9293402.地面部分 9183433.电气设备特点 928190（二）节能系统设计要求 10251201.确保控制系统的稳定可靠运行 1018772.确保控制系统的经济性与开放性 1011702（三）节能控制系统设计 11275241.系统设计方案 1116572.冷冻站控制 11171323.空调机组控制 1416174.排风系统 16122465.变配电系统监控 1632347五、结论 1632510参考文献 18一、绪论随着现代社会的不断进步，中国对新能源的需求越来越大。在不可再生资源时代，过度使用资源不利于成本控制和可持续发展。目前，这种紧张关系是由于缺乏资源。它已应用于生活、生产和用电的各个方面。能源短缺影响着企业的生存和发展。许多企业用电不合理，浪费能源严重，这就要求企业遵守高标准的配电和输电标准。电力设备自动化系统是推动能源经济发展的关键。电气设备自动化系统是节能的核心，是实现设备自动化、节能、方便的关键。电力设备自动化系统是由多个子系统组成的复杂系统，具有多种运行模式。当前，世界能源形势日趋严峻，节能降耗已成为世界各国共同关注的问题。电力自动控制系统能有效地降低能耗，节约能源，促进电力系统自动化，节约配电用电，具有重要的研究意义。（一）研究背景电气工程是人类现代革命的代表产品。它改变了传统的生活方式，提高了整个行业的效率，极大地促进了社会的发展。发展设备的操作和维护，通过对设备的手动操作和维护，提高设备的操作和维护效率，将信息技术与计算机控制技术相结合，数字控制技术可以实现设备的日常运行。当设备发生故障时，电气工程自动化技术可以主动检测设备故障并自动切断电源。因此，电气设备自动化技术在工程中的应用是设备故障定位和停机报警的具体体现。目前，我国的电气工程自动化技术主要结合传统的生产工具、信息理论、计算机技术和网络技术，这些技术可以实现电气设备的自动化。虽然自动化技术给各个领域带来了更大的便利，但也存在一些不容忽视的问题。实践表明，该方法具有能耗大、集成度低的优点。随着社会生产力和经济的发展，电力行业的机械设备和自动化程度不断更新。电气工程是当前电力行业的重点，它涵盖的范围很广，主要包括电气、计算机技术、自动化技术等。在电气发展过程中，随着现代技术的现代化，自动化技术的发展趋势越来越明显，机械功能逐渐多样化，电气工程是人类文明进步的产物，它能极大地改变人们的生活方式。在机械设备的运行过程中，许多机械设备发生故障，而工程自动化技术可以通过断电来积极探索相关问题，自动检测相关故障。随着计算机网络技术的不断发展，需要组合机械设备；自动化改革开放以来，我国工业技术发展迅速。全国各地都有很多工厂，尤其是一些工厂，为了跟上时代发展的步伐，为了提高竞争力和价值，有必要大幅增加对能源的需求。根据调查，许多工厂的电力老化。由于能源浪费，大多数工厂倾向于使配电系统老化。增加工厂的日常能源消耗会增加额外的经济消耗，导致运营成本增加，这不利于工厂的可持续发展，中国的大部分能源依赖于煤炭燃烧。煤炭资源有限。燃烧过程中会产生大量有害气体，不利于企业的健康发展。对于人体而言，在工厂的供配电中，节能需要进一步降低运营成本，节约资源，保护环境，保护人类健康。（二）研究意义供配电的节能控制主要是为了减少工厂日常运行中的能源利用和浪费。改革开放以来，中国工业发展迅速，全国各地都建起了许多工厂。近年来，随着经济的发展，大多数工厂都是以能源为基础，为了适应时代的发展，提高竞争力，积极扩大生产规模，对能源的需求越来越大。根据调查结果，研究表明，大多数电力系统配电网的老化和低效造成了严重的能源浪费。一方面，大多数工厂的电力系统消耗超过60%的电能。供配电系统老化，工作效率低下，会增加工厂的日常能耗，从而增加工厂的运营成本，降低成本。其他项目的开发严重威胁到企业的发展和经济效益的提高。另一方面，众所周知，中国的大部分能源是由煤炭提供的。煤炭资源有限。煤炭燃烧过程中会产生大量污染物，其中空气成分对人体健康威胁较大，因此，提高工厂能源利用率不仅会造成不可再生资源的浪费和环境污染，还会危害人体健康。因此，不难看出节能的重点是什么。控制工厂运营成本，节约不可再生资源，对保护环境和人类健康具有积极意义。二、相关理论概述（一）电气自动化的概念电气工程是电气专业的英文全称，通常称为ElectricalEngineering，以便于记忆。众所周知，电子通信技术的发展促进了网络信息时代的到来和发展，为我国的信息化建设做出了巨大贡献。人们的传统生活和工作方式开始发生根本性变化。信息时代的到来使人们的生活更加方便。传统电气工程被认为是与电气和电子系统相关的学科之一。现在，电子工程几乎涵盖了电子和光子的所有研究领域。电气自动化是电气工程自动化，它与各种小型电气开关的设计密切相关。因此，它在航天科技研究中具有广阔的应用前景。相关的，已经开始深入到各个行业，各个地方，各个地方。电力自动化的发展和应用已成为促进国民经济增长和人民生活现代化的重要手段。涵盖于电气自动化技术中的多种技术具有复杂性，整体上的电气自动化技术将网络技术与电子信息技术作为基础，针对具有较高技术含量的技术基础进行电气自动化新系统设计时必须要保证软件和硬件的匹配性，并且针对不同应用领域要进行不同的调整，因而需要设计与技术人员具有较强专业能力。（二）电气自动化技术的特点电气自动化技术是电气信息领域的一门新技术，由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关，它的发展非常迅速，现在也相对比较成熟，它已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工农业生产、国防教育等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。电气自动化技术既包含了传统的电机电器领域同时又涉及到电力电子技术、信息与网络控制技术等新兴领域，因此，它具有强弱电结合、机电结合、软硬件结合等特点。1.强弱电结合随着信息科学技术对经济活动和社会生活的影响越来越大，传统学科的渗透和改革也越来越广泛和深入。电气自动化技术最初与信息技术有关，但它也与信息科学紧密结合。电气自动化技术的关键是利用新型电子设备实现信号的自动采集、处理、存储和传输，或者在信号传输过程中实现数据存储甚至传输。加工过程与电子技术的薄弱环节密切相关。随着计算机技术、微电子技术和信息技术的飞速发展，电子信息技术与控制系统微机控制的结合清楚地表明，强弱结合是电气自动化技术的特点之一，已经得到了广泛的开发和应用。宽阔的2.机电结合电气自动化技术主要用于机械设备的控制和数据采集。在电气自动化技术发展的早期，人们总是使用电子技术来提高机械产品的性能机电产品，这些机器与机电设备的结合不仅可以完成传统机械设备的工作，而且控制和操作更简单，解放了大量人力，有效提高了生产效率。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅速发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础，一些学者甚至提出了“机电一体化”目前，机电产品的不断发展促进了电力自动化行业的发展。3.软硬件结合电气自动化技术往往涉及到先进的控制理论，控制手段往往是通过微型计算机来实现的，因此，在进行系统设计时，与系统相关的硬件、软件都要进行设计，两者缺一不可。三、设备电气工程自动化与供配电节能控制应用优势（一）提高节能控制系统的质量在计算机领域，与计算机技术密切相关的设备自动化技术也在发展中。在当前用于设备电气工程的自动化技术中，过程监视和过程控制必须与计算机技术相结合，并且可以用于设备的灵敏度。与计算机技术的结合可以在一定程度上满足工厂的需求，特别是在工厂供电和配电的节能工作中存在某些问题时，通过使用该技术，可以首次切断相关电源，从而防止问题蔓延，并使维修人员可以更有效地执行维修步骤，减少劳动时间，提高工厂控制工作的质量，并使工厂受益节约能源开展工作，避免浪费电力，有效发挥节能作用。特别是，计算机技术的使用可以跟上时代的发展。（二）延长供配电系统的使用寿命如果工厂的供电和配电控制出现节能问题，可以通过计算机技术中断供电。这样就可以停止电厂供配电系统的节能运行，对电厂供配电系统造成更大的危害。它有效地保证了电厂供配电系统的工作效率，影响了节能元件的使用寿命。同时，通过电子设备的远程报警和自动化技术，有助于维护人员尽快确定故障点，从而解决电力系统的节能问题。电厂的节能控制系统首次在维护期间能够更快地恢复正常工作状态，从而提高电厂和系统的使用寿命。延长分配时间。同时，电气工程自动化技术与信息理论的结合可以大大提高生产效率。信息论又称信息论，是从信息本质和信息传递规律的角度对信息的传递、传递、测量和接收进行深入研究的理论。信息理论不仅渗透到信息产业的各个领域，而且是现代信息技术的基石。在将信息理论引入电子设备自动化技术之前，必须对设备的长期运行进行测试。这项工作更难，也更容易错过，只能手动完成。在介绍信息论的基础上，利用结构化数据库可以计算出大量的数据。以信息论为基础的信息论不仅可以有效地控制故障率，而且在发出控制命令时可以提高设备的工作效率。四、案例应用（一）案例的基本情况由于功能分区的不同，立林企业的电气设备自动化控制系统的设计也有所不同。主要功能分区如下：1.地下部分东部地下部分主要分为停车场、配电房间、空调房间、各种电器包括四个冷水泵和四个冷却水泵，两个直燃式电动机，两个热水泵和两个冷却塔，冷却塔建在屋顶上安装了20集水坑和38个潜水器泵、冷却塔配备合适的设备。西部的地下部分与东部的地下部分大致相同，周围环境也相同。地下车库还安装了14个通风机。由于地下停车场相对集中，所以东西两侧都有独立的XL500控制器。2.地面部分本项目设备电气工程主要包括6栋办公楼：A办公楼长140米，宽约6层。在空调房，每层有38台柜式空调。整栋楼配有6部电梯，机房在顶层。公共照明区域主要由走廊和过道组成。B是长、宽约60米的办公楼，分为六层。空调机房内，每层设有6个空调系统和8频空调系统。整栋楼装有三部电梯，机房位于顶层，位于公共照明区域，主要由走廊和过道组成。C办公楼长140米，宽170米，它被分为六层。空调房内，每层设有36个空调。整栋建筑共有9部电梯，机房位于顶层，公共照明区域主要集中在走廊及其过道。D办公楼长约60米，分为六层。每层空调机房有6台空调机组。整栋建筑共有4部电梯，机房位于顶层，公共照明区域主要由走廊和过道组成。其他两个办公大楼是会议中心和接待中心。会议中心长160米，宽60米，主要用于各种会议。它分为一个大型会议中心(可容纳1000人)和几个中小型会议室。共六层，各有空调房，空调18台，电梯4部，顶楼为机房，公共照明主要由走廊和过道组成。接待中心长136m，宽60m。，它主要处理接待服务以及餐厅和其他服务。它分为4层，每个楼层的空调房间有17台空调。整个电梯共有五部电梯。位于顶层，三个风机安装在屋顶上，公共照明区域主要由走廊和过道组成。3.电气设备特点东、西空调系统的地下室设有制冷站。本工程采用DDC直接数字控制，配备大型控制器对电气设备进行监控。大型控制元件采用xl500控制器，然后开发系统软件，实现节能自动控制。根据冷冻站的现场条件选择MODBUS接口，以监控自动控制系统的电气参数。由于地理位置湿度较高，在实施中央空调方案期间，已采取了一些措施来降低湿度。该项目提出了降低低温和湿度的方法。由于办公面积大，主要办公楼分散。电气自动控制系统在各楼机房设置DDC直接数字控制，并通过小型通信系统与办公楼OA控制中心相连。（二）节能系统设计要求1.确保控制系统的稳定可靠运行企业的工厂自动化控制系统必须具有较高的稳定性和可靠性。在选择控制器时，我们必须选择能够全天连续工作且故障率低的产品。考虑到气候和后续维护，本项目的控制系统和传感器必须小型化、节能和“三个现代化”（防尘、防潮、防震）。在上述情况下，选择、安装和操作应尽可能方便。这种设计必须考虑系统的可移植性，以便将来增加功能。在DDC控制器的现场划分中，应科学地选择现场，以保证系统的稳定性，降低风险，并考虑安装的方便性，使安装成本最小化。电气设备的自动控制系统应具有更先进的性能、更方便的配置、更完善的控制和更方便的用户界面。它应该能够选择相对容易安装、使用和维护的系统，以便最大程度地满足需求，降低未来的劳动力成本。在立林企业的电气控制中，中央工作站是一台计算机，负责中央监视以及整个系统的优化和控制。用于现场控制的DDC控制器应具有兼容性强的网络接口，以促进机电设备的微机联网。2.确保控制系统的经济性与开放性电气自动化控制系统应充分考虑立林企业的实际需求及其未来发展趋势，其经济性应达到同类系统中的最佳水平。应当充分考虑自动控制系统的建设成本，运行后获得的收益以及运行中发生的成本。如今，科学技术发展迅速。如果在目前类似的系统中进一步开发一个系统，它应该是非常开放的。其他硬件、通信和操作系统应符合国际标准，以改进未来系统的功能，使其具有强大的转换和升级能力。通过保证系统的开放性，不仅可以实现不同厂家设备的兼容性，还可以协调不同设备的工作流程和管理。同时，开放系统也有助于提高系统的经济性，提供更多的设备供选择，并根据自身情况自由选择更具成本效益的产品。真实的由于企业节能控制项目多，电气设备多，位置不同，控制系统复杂而深远，企业需要灵活分散的管理和控制，设备管理中心可以实现统一管理。该系统具有一定的先进性和可靠的网络控制功能。（三）节能控制系统设计1.系统设计方案（1）设备节能运行方案立林企业中自动化控制的首要任务是在确保电气设备的便利性的同时，尽可能地节省能源。目前，电力自动化的发展趋势是全局最优控制。该控制方法既能满足工程要求，又能在方便的条件下节约设备的能源。根据室内实际负荷，必须严格控制所需的空气/水容量，以达到节能的目的。本项目采用气候控制、冷风机组控制、空调设备温湿度控制、空调系统使用寿命控制等多种先进节能方法，以节约能源，降低后续运行成本。在能耗方面，照明能耗占空调系统能耗的很大比例。在项目规划中，我们使用照明控制系统来调整公共区域的照明，并提供检测自然光的设备。根据气候条件和实际照明条件进行规划，以更有效地降低能耗。（2）系统节能控制功能为了保证电气自动化系统的可靠性，系统的所有控制点和检测点都通过DDC控制器连接。没有直接输入/输出监控工作站和目标之间的关系，以保证实现的实时控制功能的编程配置DDC控制器，包括DDC控制器可以独立工作的网络，所以这种配置方法确保在项目计划的稳定性，监视点，空调和照明编处理，这不仅提高了系统的稳定性，而且使控制功能的编程和组织变得更加容易。（3）节能闭环控制方案设计在该项目中，需要控制主要设备，例如空调系统，并制定PID控制PID控制的设置图如图3-1所示。图3-1PID闭环控制调节框图2.冷冻站控制（1）冷水系统控制分析制冷系统单元的监控和制冷系统的其他相关设备监控是制冷系统监控的主要内容。在该项目的冷却站中安装了组控制系统。用于设备电气自动化的控制系统可以通过相应的数据接口从冷却站调用相关的运行信息和参数。根据项目的需要，添加了DI/DO点以启动和停止设备，手动模式，自动模式，故障情况以及许多监视和控制功能。图3-2冷冻水系统控制原理图图3-3冷水系统监控流程图实现的监控功能如下:启动过程如下：打开冷却塔风扇-打开冷却塔中的电动截止阀-打开冷却电容器的电动截止阀-打开冷却水泵-打开冷却水中的电动截止阀冷却蒸发器-打开冷却水泵-打开冰箱。关闭过程如下：关闭冷却水箱3分钟后，关闭冷却水泵，关闭冰箱蒸发器电动截止阀，关闭冷凝器电动截止阀，关闭截止阀，关闭冷却塔电扇。实现对设备的最佳控制：温度、总负荷和冷却后总流量=不同冷却水源的总负荷。根据总负荷，控制运行设备，确定运行机组数量，平衡工作负荷和实际需要，根据实际需要计算水箱热负荷的变化。水温波动系统计算公式为x=k×m（t2-t1），其中x为冷负荷，k为常数，m为流量，t1为回水管总温度，t2为水管总温度。根据机组总数，通过控制冷热源实现节能运行。平衡控制：详细记录并保存设备运行情况。在调试过程中，应优先考虑工作时间最短的设备，并尽可能平衡工作时间，以延长设备的使用寿命，提高系统的安全性和稳定性。动态显示制冷站和水泵的运行状态和故障状态，检查各开关和阀门的开启状态。收集和管理各种运行信息和数据传输，包括运行状态、报警信息、启动/停止时间、运行时间和历史数据集中。由于本项目是一种节能用电应用，用电的规律性很强，可根据工作时间、节假日等不同时段对不同设备进行控制，并可在不同时段对设备进行有效运行，节约能源。（2）冷却水泵控制1）泵运行、故障状态、手动和自动状态的控制和监控。2）注意节约泵的运行时间。3）实现历史记录存储。4）电气控制单元用于发送水泵的控制和状态信号。（3）冷却水泵控制1）泵运行、故障状态、手动和自动状态的控制和监控。2）注意节约泵的运行时间。3）实现历史记录存储。4）电气控制单元用于发送水泵的控制和状态信号。（4）压差旁通控制进水/回水主管道上装有压力传感器，用于计算进水和回水之间的压差，分析压差和设定值，然后使用PI方法控制阀以将压差保持在允许范围内为了控制该区域，当关闭冷水系统时，旁通阀完全关闭，如图3-4所示。图3-4压差旁通监控（5）水箱的监控1）监控水箱的充液位位置，液位过低或过高报警。2）数据记录了水箱的当前状态。（6）冷却塔控制1）水泵运行、故障、手动、自动状态的控制和监控。2）根据所需供水温度控制冷却塔的数量，在所需供水温度低于设定值时减少运行次数，在所需供水温度高于设定值时增加运行次数。3）实现对进气阀的监控和自动控制。4）记下运行时间，并根据运行时间执行维护工作和维护提醒。5）保持冷却水供应的温度并提高其运行效率。（7）通讯接口和协议通常，冷却器的控制系统主要分为以下两类：一类是专业控制器，另一类是可编程控制器。专业控制是使用单片机独立开发的。它可以提供工作条件，控制信息和警报条件的传输等，并且可以读出水温，外界温度，设备运行时间等参数，记录多个警报信息并提供更好的界面。许多产品，例如RS232/RS422等。根据不同制造商的产品接口，可以使用不同的通信协议。可编程控制器的功能类似于独立开发的控制器的功能。当设备自动化控制系统与设备相互通信时，设备将执行以下控制：1）自动控制系统利用网络实现对冷却器的远程监控。2）自动控制系统可以了解设备的操作并修改其传输。3）自动控制系统可以监视各种数据，例如环境温度，设备的回水/出水温度。4）当电气自动化控制器与冷水机连接时，不仅可以实现上述监控功能，还可以在项目后期根据实际情况增加参数信息的采集，只需要软件开发显示更多的信息。3.空调机组控制控制功能的实现包括：为了评估回风温度与设定温度之间的差异，采用PID设定阀控制冷热水阀开口区域的温度。随着回风温度的升高，控制阀的开启面积增大，但当回风温度降低时，控制阀的开启面积减小。监测二氧化碳水平并控制新鲜空气阀的开启区域。本实用新型涉及一种自动调节新风阀和回风阀开度的联锁风机水调节阀。当风机停止时，新鲜空气阀和水阀关闭。当风扇打开时，空气阀将延迟打开。执行差压过滤器监视器，提醒用户维修和清洁过滤器。根据编程顺序安排风机的启动和停止，并记录工作时间。中央站可以监控和调整设备的温度。自动和手动监控装置自动记录企业外部温度和湿度，提高自动控制和烘焙控制值，提高能源效率。中心站可以用图表检查各种参数和信息，并以报表的形式输出或打印。图3-5监控原理图图3-6新风机组原理图4.排风系统排风系统的主要监视和控制功能是风机的运行及其开/关控制，记录过载警报以及风机运行时间。中心站可以显示和记录，导出或打印以上参数。5.变配电系统监控本工程采用电力集中监控系统对输变电进行监控，并采用电力集中监控系统与电力自动化系统的集成接口，实现电力系统网络管理。电气自动化系统采用以太网和TCP/IP协议。通过电力监控系统的接口，使用嵌入式软件读写所需数据，用户可以监视和读取变电站和系统设备的运行信息及相关参数。配电自动化及其相应的调整和运行。读取信息时，当发送量超过预定值时，发送提醒并自动执行相应的逻辑。中心站可以显示、导出或打印上述参数。为了最大限度地提高能源效率，我们加强了能源消耗的控制和管理，并增加了自动控制系统中的能源监测和管理。性能监控系统的范围如下：图3-7电量监测系统框架图当主站向集中器下达指令时，集中器会通过适当的分析进行相应的处理，如读取数据、实时监控等。网络载波用于向终端发送指令，收集相关数据，然后发送到设备的电气自动化系统。集中器有一个核心芯片，可以处理和通信数据，接收终端客户，同时发出控制指令。五、结论设备电气工程的自动化技术已在我国许多地区采用，极大地促进了我国经济和科学技术的发展。供配电节能控制工作不仅可以保护企业的利益，而且对环境和人类健康也有一定的影响。经过研究，发现自动化技术在供配电节能工程中的应用，节能控制工程不仅可以提高工作效率，而且可以有效地保证供配电节能系统的性能，必将是一个更好的选择，以此为我国企业供配电节能控制创造发展空间。本文通过对设备电气工程自动化与供配电节能控制研究，首先详细的分析了设备电气工程自动化以及供配电节能控制相关概念，通过概念的分析，建立了对课题研究的基本了解，然后详细的分析了设备电气