（南水北调中线建管局易县管理处 100038）
摘要：随着社会经济的不断发展，科学技术日新月异，电气自动化设备的管理面临着新的挑战。电气自动化设备管理是信息技术、网络技术和管理技术的融合，信息化、智能化管理逐渐成为电气自动化管理的发展方向。本文主要对电气自动化设备管理系统在设计过程中的措施进行探讨，以此提高管理效率。
关键词：电气自动化；设备管理；系统设计
本文采用Profibus-DP标准，它是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场中控技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，为实现工厂综合自动化和现场工艺设备智能化提供了可行的解决方案。
一、设备控制与管理
工艺设备主要分类为：一是只需要起停控制的设备，包括皮带运输机、除尘器和搅拌电机等。保证正常顺序开停车以及故障，或非正常状况下的连锁停是其车控制目的。二是需要调速的设备，包括风机类、泵类和给料机等设备。参与到流量、液位和压力等的闭环控制中来保持运行工况的稳定性是其控制目的。三是自成系统的设备，比如球磨机、破碎机和陶瓷过滤机等。这类设备信息主要是用于监测或加入少量的控制且相对较为独立。对于前两类设备来说与之相连的直接控制设备，是软起动器、变频器和电机保护器等控制器。这些控制器通过DP中控发出的指令，接收PLC同时又将设备运行或故障信息反馈给PLC，并显示这些状态在上位机监控画面。上位机画面包括设备控制界面、趋势曲线、运行状态信息等的信息，并对数据库信息进行统计分析和处理要，还可以得到生产设备的台时、历史曲线、整机效率计算和电量水量统计等，实现设备管理及过程数据可视化。总之，设备控制顺序是：上位机—PLC—控制器—现场设备。
二、控制器与现场设备
对现场设备的电气控制分为两种方式，即：现地和中控。当现地控制设备起停时，主要依赖于动力站的软起动器、变频器和电机保护器等控制器；在远程控制时，通过接收安装在设备近旁的现地控制箱上的起停按钮或频率给定装置。控制器通过DP中控接收的上位机画面发给PLC的指令是设备起停的保障。这两种无论哪种控制方式，控制器中存放的设备运行或故障状态PLC都可以通过DP中控读取。要使设备保持平稳的状态，现地和中控切换过程中除了软起、电机保护器等正在以某个频率运行不能因转换而停车或启动外，还要维持运行频率在切换时不变，即无扰切换。在没有采用FCS之前的无扰切换电路设计，设备运行的不断电主要通过远程切换继电器与主回路接触器通断的时间差来保证的，主回路接触器线圈失电和触点断开的时间要比切换继电器线圈得电和触点闭合的时间大。FCS系统从电路及程序上考虑了切换的顺畅，以变频回路为例：中控／现地切换开关对现地启动继电器的动作不影响，通过中控／现地停止继电器，以及变频器运行输出继电器来保持变频器的启动信号维持切换之前的状态，配合以智能控制器可以保持变频器切换前后频率不变，此控制器可显示变频器的频率反馈值MV和频率给定值SV。无论中控还是现地则MV都对应于变频器的实际频率反馈值。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现地时SV则不同，控制器给变频器的频率设定值由SV显示；中控时，SV与此时PLC通过中控设置给变频器的频率给定值基本一致，并且显示的是MV通过控制器自身变送输出的值。PLC在现地切换到中控的瞬间，将频率实时数据传输给变频器作为频率给定信号是通过中控；利用控制器自身的无扰切换功能在中控切换到现地的瞬间控制，控制器接收转换信号后，将显示的SV的值输出给变频器，瞬间作为给定频率，双方向的可靠的无扰切换得以实现。另外，在考虑切换电路负载大小的前提下，确保触头容量大于电路电流，则只利用继电器也可以实现勿扰切换。
三、PLC与控制器
控制器主要包括软起动器、变频器和电机保护器等。设置控制器参数是为实现中控控制。除了基本的频率、电压、电流、功率因数和中控地址等设置外，还需要设置变频器的起停模式、控制信号源、加减速时间和频率源等，软起动器的起停模式、限流倍数、保护类别、升降压时间和输入输出功能等，电机保护器的控制模式和保护参数等。通过控制器本身的键盘完成初始设置。进行设置和修改也可以由PLC通过DP中控对控制器参数，并进行连续监测与控制针对控制器的特性。PLC中设置统一的电机控制变量就是对不同控制方式的电机进行统一管理，其包括电机控制类型、控制字、状态字、频率设定、频率反馈、电机电流、故障代码和电机功率。在电机控制类型中，显示变频器控制、电机保护器控制、软起动器控制和普通电机控制等信息。控制字中包括：起停电机和故障复位。状态字包括：运行/停止、故障和急停、中控/现地、合闸/分闸等信息。变频器对应频率设定和频率反馈，所有中控控制设备对应电机电流、功率和故障代码。故障代码可以对现场装置进行远方诊断是FCS较DCS优势之处，PLC通过中控读取故障代码后快速判断故障原因并进行故障报警、排查。
四、上位机与PLC
采用DAServer作为接口进行上位机与PLC的通讯，DAServer根据设定时间来读写需要与PLC交互的数据，比如1000ms。数据信息的读写以事件形式进行，对应到特定位需要上位机进行解码及编码，在上位机画面显示PLC的控制状态，需要特别关注的参数也可显示在画面中。
五、上位机与服务器
通过上位机与PLC之间的通讯，可以获得设备运行的实时数据，达成生产的历史数据或关键的性能指标。与生产密切相关的设备数据存储到服务器是各PLC设备向中控传输的，上位机通过跟踪生产信息来对信息进行分析计算和处理。利用ActiveFactory分析报表工具读取服务器的历史数据得到生产设备的历史曲线、台时、整机效率、耗电量等信息。管理人员通过数据报表及设备管理报表生成工具，对数据及信息进行分析，进而采取行动优化生产过程，提高生产绩效。
结语
随着电气自动化的深化，要想使设备的使用率得以有效提高就要加大设备的管理力度。由于系统管理和系统设计和管理水平不协调、或者系统管理的智能化水平低下，在电气自动化设备的管理系统设计过程中对电气自动化设备的运行效率造成了负面影响。而C/S体系结构的出现实现了设备管理的智能化信息化和网络化，提高了设备管理的效率。
参考文献：
[1]尹恒阳.论电气自动化设备管理系统的设计[J].山西财经大学学报，2013.
[2]李安平.电气自动化控制技术的研究[J].电子世界，2014，16：135-136.
作者简介：
高森（1980.11-），男，河北石家庄人，华北水利水电学院，工程师，单位：南水北调中线建管局易县管理处。
论文作者:高森
论文发表刊物:《电力设备》2015年3期供稿
论文发表时间:2015/11/2
标签：设备论文; 现地论文; 中控论文; 控制器论文; 变频器论文; 频率论文; 上位论文; 《电力设备》2015年3期供稿论文;