电气自动化本科论文

时间：2022-10-08 03:53:14 电气自动化毕业论文我要投稿

电气自动化本科论文

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电气自动化本科论文

　　电气自动化本科论文一

　　1新时期工业厂区电气自动化节能设计的重要性

　　资源能源危机已成为当今人类面临的主要问题之一，加之我国是发展中国家，粗放型的经济增长模式一定程度上加重了我国的资源能源危机，进而出现了环境公害事件和温室效应等，形成了对资源的浪费和对环境的污染，想要有效减轻资源等的短缺对我国社会发展造成的严重影响，应当不断改善粗放型的经济增长方式，在生产生活活动中实施有效的节能减排对策，通过一系列的措施减少对资源的浪费，并通过对有限资源的合理高效利用来实现经济的发展与繁荣。我国工业用电占全国用电量的65%~70%，但是运行效率低，比先进国家低20%~30%，如何在其生产发展中推广和引用电气自动化节能设计，实现工业生产与自然资源的和谐发展，已成为了新时期人们关注的焦点，电气自动化节能设计已成为节能降耗的主力军。

　　2企业设备自动化节能设计

　　2.1电机运行中的节能设计

　　电机拖拽系统是电气系统一个较大的电能消耗单元，运行方案的不合理及综合维护不到位等，都会致使其运行低效，造成大量的电能浪费。大量的发热降低电机系统综合使用寿命，基于此，在进行电机运行的节能设计时应当采用高效可靠、节能经济的电气控制方案。

　　（1）对于运行工况偏离高效区的功率大、运行时间较长的用电系统利用变频调速控制方式改变传统的继电器控制方式，进而进行动态调节电源输入端电源频率，利用对电机转速的调控让整个电机拖拽系统的输出与输入达到平衡状态，实现节能降耗。

　　（2）交流电机串级调速实现电机无级平滑调速，低速时机械特性比较硬，特别是晶闸管低同步串级调速系统。以上调速系统一方面使系统参数便于调整，另一方面接近于理想过渡，调整性能好，动态响应快，起动时间短，系统抗干扰能力强，节能效果也很理想，应当推广应用。

　　（3）为达到电机的最佳运转工况，可改变电机的动容量，通过构筑合理群控呼梯节能控制系统，对电机进行合理的调度分配管理，降低其系统能耗，达到节能降耗的目的。

　　2.2水泵、风机的节能设计

　　（1）在满足工艺情况下，尽量降低扬程和流量。

　　（2）使用高效调速装置，如变频器、串级调速、液力耦合器、内反馈调速器、电磁滑差调速器。

　　（3）降低电机的富裕容量，提高电机运行效率，减少无功损耗。

　　（4）改造管路，减少阻力扬程损失，减少水泵、风机的'总扬程和压力。

　　（5）根据用户的实际使用情况，对原有风机进行改造，改变风机的气动性能，使风机在高效区工作。

　　2.3配电线路的节能设计

　　在工业厂区的建设方面，配电线路承载着为设备输送电力重担，用电系统不仅存在因集肤效应而产生的线损，还存在功率因素低下、谐波干扰电能质量等问题。根据电力系统构架和其他特点，充分考虑对现场实际情况实施谐波治理改造，安装节电器、省电霸，对电源优化处理，同时优化用电系统。为了降低线路传输中的电能损耗，减小导线的电阻值极为重要，应当从以下几个方面来进行：

　　（1）导线材质的选用方面，应当选电阻率非常小的材料，这样有利于线路传输中的电能损耗的降低。

　　（2）缩短导线的长度，特别是在布线的时候尽量减少弯路。

　　（3）减小负荷中心与变压器的距离，进而缩短供电距离。

　　（4）选用一些横截面积比较大的导线，增加导线的横截面积，使得线路传输过程中的电能损耗通过降低导线的电阻值而得到有效减少，完成节约电能的目标。

　　2.4空调节能设计

　　空气湿度是造成被控参数变化的主要原因，加之风的大小会改变空气湿度，在进行空调节能设计方面，可设计为变风控制系统，这样可改变风量的大小，却不会改变风的温度。运用时，根据室内人数的变化而变化逆风的转速，使得送入房间的风量不会出现太大的波动，始终控制在参数之内。另外，在变风量的末端采用风机代替风阀的形式，使得风量的需求可及时反馈给风机，实现风转速的调节控制，在不同需求下，根据传感器监控的得出的参数指标，进行风转速的改变，这样就不会出现系统的过载现象，也在一定程度上减少了维护的费用。

　　2.5照明设施的节能设计

　　厂区照明设施的设计方面，应重点考虑到工业生产对光照的需求，如进行光源强度的合理设置，避免工业厂区因太追求照明条件而造成的能源浪费情况。在设计时的灯具选择方面，首先应保证灯具的配光曲线在深、广照方面趋于平衡，使其发挥最佳的照明效果，促进节能；此外，应采用LED灯替代老式的照明装置，LED灯是依靠半导体发光器件将电能直接转化为光能的，剔除了一些中间转化环节，减少了电能损耗，还具有发光的亮度高这一特点，且克服了传统的老式灯具频繁闪烁的问题，达到了节能减排的目的。

　　2.6弱电系统的节能设计

　　电气自动化工业厂区内部布设安保系统对工业企业的发展也有一定的积极意义，诸如入侵报警系统、监控系统以及门禁系统等等，使用这些弱电系统，将其供电线路与其他设备的供电线路区分开来，采用节能效果良好的UPS不间断电源，实现弱电系统的稳定运行，可对工业厂区生产过程进行有效监督和管理，在降低能耗方面也实现了节能减排的效果，从而达到工业厂区生产的良好运行。

　　电气自动化本科论文二

　　1.掘进机自动截割技术

　　掘进机自动截割可通过实时获取截割头空间位置坐标、自动截割导航和截割轨迹实时调整来完成，并利用数控加工技术、运动控制技术和传感器技术来实现。掘进机在巷道中的工作位置分为对心和偏心两种状态，处于后一种状态时掘进机受到不平衡倾覆力矩影响，振动和噪声都很大，故应采用前一种状态。通过合理设置截割断面参数和切割轨迹参数确保截割头按照预设轨迹完成截割。再利用DSP运动控制器实现闭环控制，以提高系统控制精度。例如截割断面尺寸的确定，首先根据理论截割范围，即以回转台为中心的切削球面在巷道横断面上的投影，也就是一个圆形，只要实际截割范围在该圆形内，掘进机都能在改变工作位置情况下完成一个工作循环的截割。将截割参数存于DSP内，就能确定工作路线及工作循环次数。

　　2.掘进机自动纠偏技术

　　掘进机在完成截割落煤、装煤和运煤一个循环，进行下一个自动截割之前要进行自动纠偏操作，使掘进机沿巷道中心线前进。掘进机前行是否满足设计要求，主要通过方向和位置进行判别。判断掘进机方向的元件是三维电子罗盘仪，通过检测掘进机行进方向与地磁正北方向的夹角，即可确定掘进机中性线与巷道设计中心线角度偏差，再利用激光指示仪指向，可控制掘进机沿设计目标前进。判断掘进机中性线与巷道设计中性线位置偏离的执行元件是超声波测距传感器，左面设置2个，右面设置3个。利用超声波回声测距以及精确测量时差就能够测出传感器与目标之间的距离，再通过二轴倾角传感器检测机身与水平面之间的俯仰角以及机身侧倾角控制掘进机沿有利位置前进。利用行走马达、比例电磁阀及PLVC控制单元可调整掘进机行进方向和位置。

　　3.掘进机煤岩识别技术

　　煤层和岩石硬度上的.差别反映在掘进机截割负荷的差异，具体到截割作业，截割煤层与截割岩层时截割电机的电流、旋转油缸压力、升降油缸压力以致速度等参数都会发生改变，依据同一巷道截割不同层面下煤与岩石的参数值，就可以对煤、岩界面进行判别。截割过程中底板、顶板和两帮可依据这个原则进行识别。例如沿底板截割时，如果截割轨迹在底板以上范围遇到的岩石可判断为夹矸，这种情况下可通过控制电磁比例阀降低进给速度继续截割；而在底板以下范围遇到岩石可判断为底板，可不断抬高截割头进行水平截割尝试，直至发现煤层。

　　4.掘进机监控技术

　　掘进作业过程中，通过对施工现场进行实时监控，可及时而准确掌握工作面信息（如孔隙水压力、掘进速度等），再经过计算机模拟，为工作人员作出合理决策创造条件。自动监测一般依靠上位机采集可编程控制器数据，再由组态软件实现监测，其功能包括参数显示、数据存储与处理、屏幕显示等。上位机采用PC机，下位机采用现场从站和PLC控制系统。再利用相关软件实现人机交互、地表沉降量预测等功能。

　　5.掘锚一体化技术

　　传统临时支护施工采用“一掘一支”即掘进与支护分开进行的方法，严重影响综掘效率，而且工人劳动强度大，操作安全系数低。掘锚一体化技术就是在掘进机上配套锚护装置，不退机完成顶帮锚杆（锚索）支护。该装置由顶架、升降油缸、伸缩油缸、分流集油阀、换向阀及管路等组成，利用掘进机自身的液压系统，通过液压阀切换到支护油路完成支护操作。支护完成后，再通过液压阀切换到掘进作业油路。支护操作不干扰掘进作业，切换简捷可靠。

　　6.运输自动化技术

　　一般在掘进工作面工作室对输送机进行集中控制，由控制器对掘进机状态、带式输送机电机开关、除尘风机开关等信号进行联锁控制，利用多功能终端采集输送机机尾跑偏、堆煤、电机电流、温度、速度等数据，根据设定的控制模式，出现故障时控制器自动作出包括急停、扩音电话通知等控制功能，实现运输自动自动化。

　　7.通风监控系统

　　掘进工作面通风安全是煤矿安全生产中的重要环节，为了在地面就能及时准确地了解各工作面的通风状况，并进行实时监控，需要应用自动化控制技术。控制模式有多种，现举一例说明。监控系统分为地面集控中心、智能通风控制子站、终端设备三个层级。地面集控中心作为控制系统的核心，主要负责各工作面通风设备相关监测数据的分析和处理，并实时显示工作面瓦斯浓度分布信息以及通风风量、风速信息。智能通风控制子站由光纤交换机、隔爆光端机、PLC控制器等组成，可以进行数据采集、通信和对通风机进行控制。终端设备用来采集工作面温度、风量、风速、瓦斯浓度以及通风机电压、电流等信息，并根据智能通风控制子站的指令控制通风机开度或电机转速等。

　　8.自动探水、排水技术

　　透水事故是重大恶性事故，危害十分严重。在巷道掘进到断层、裂隙、溶洞时可能发生突然大量涌水现象，所以掘前要对可能突水地段进行探测。探测之后，可以掘进一定距离，然后再进行探测和掘进。这个过程对生产效率影响较大，若能自动测距、自动启停作业，对提高掘进效率和作业安全性是有帮助的。在掘进机上安装激光追踪仪，距掘进机一定距离的支架上安装3D传感器，再在控制柜内设置PLC控制系统。根据设定的探水距离和掘进距离，每掘进到设定距离掘进机自动停止作业，探水并重启掘进程序后才能继续下一轮作业。这个技术可能算不上自动化程度很高的技术。下面这个例子可实现无人值守自动排水，其原理是设计由隔爆型液位控制器、电极、低压防爆开关和水泵组成的排水系统。电极用于探测液位，并始终没于水中。当水位达到液位上限后，液位控制器动作，延时后自动启动水泵抽水。同时设置各种保护动作和紧急情况下手动操作功能，防止排干水后电机继续运转而损坏水泵。

　　9.结语

　　现代微电子技术和计算机技术的发展成果，推动了机电一体化技术与成套设备在煤矿生产中广泛应用，但是综掘落后于综采的不正常局面也亟待改变。近年来，许多煤矿与科研院校为此做出了努力。本文对此进行总结和述评，希望有识之士从中可以获得启发和借鉴。

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