冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

王鳳舞

（甘肅省定西市臨洮農(nóng)業(yè)學(xué)校，甘肅 定西 730500）

冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)的控制質(zhì)量以及控制效率能夠直接影響冶煉廠的發(fā)電成本以及發(fā)電效率，考慮到冶煉廠需要為多個(gè)行業(yè)提供電力支撐，冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)工作量大，必然需要結(jié)合更加先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。電氣自動(dòng)化技術(shù)作為當(dāng)今電氣行業(yè)中最重要的研究內(nèi)容，可以應(yīng)用在各類電氣設(shè)備、電氣控制及自動(dòng)化系統(tǒng)的安裝、設(shè)計(jì)、調(diào)試、維護(hù)中，并能夠取得良好的效果。

因此，本文將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，致力于促進(jìn)我國冶煉行業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展[1]。電氣自動(dòng)化技術(shù)在冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)的應(yīng)用中發(fā)揮著舉足輕重的作用，基于電氣自動(dòng)化技術(shù)可以改變傳統(tǒng)冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制要素。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整合控制數(shù)據(jù)的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效，提高冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化的控制精度。對(duì)冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制的總體表現(xiàn)為有著實(shí)時(shí)控制冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)與控制平臺(tái)的能力，針對(duì)影響冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)化控制[2]。因此，本文提出基于電氣自動(dòng)化技術(shù)的冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

1 基于電氣自動(dòng)化技術(shù)的冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 硬件設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的膠帶設(shè)備是保證冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，主要用于傳輸電力數(shù)據(jù)，在發(fā)電機(jī)與耦合裝置的驅(qū)動(dòng)下，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用為其增加了智能化調(diào)頻功能。在確保冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，為了避免空載對(duì)電力資源的浪費(fèi)，以此通過控制網(wǎng)絡(luò)，將電氣自動(dòng)化技術(shù)下的調(diào)頻通信模塊引入到冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)中，不僅可將電力數(shù)據(jù)傳遞至前端顯示區(qū)域，進(jìn)而可確定電氣運(yùn)行中輸出的直流電流電壓，調(diào)整本地傳輸裝置。此外，在膠帶設(shè)備中添加電氣自動(dòng)化技術(shù)的PLC通信功能，獲取通訊路徑，將遠(yuǎn)程CBN常規(guī)化模塊引入膠帶設(shè)備中，讀取標(biāo)簽信息，創(chuàng)建接收指令，編輯接收周期，提高識(shí)別電力數(shù)據(jù)的安全性[3]。電力數(shù)據(jù)傳輸端斷流為5～15mA，調(diào)整變頻參數(shù)，輸入電氣自動(dòng)化運(yùn)輸精度值，在線校準(zhǔn)電氣數(shù)據(jù)。區(qū)別動(dòng)態(tài)調(diào)速與靜態(tài)調(diào)速，定期數(shù)據(jù)傳輸過程中的電流為40A～70A，若傳輸電流在控制范圍內(nèi)，保持當(dāng)下傳遞速率，若超出控制范圍持續(xù)超過2min以上，表示基帶磨損較為嚴(yán)重，此時(shí)應(yīng)加大對(duì)運(yùn)輸速度，不斷調(diào)整運(yùn)輸速度確保電氣的穩(wěn)定運(yùn)行。

本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)涉及到的硬件部分主要針對(duì)膠帶設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，共設(shè)計(jì)5臺(tái)膠帶設(shè)備，要求每一臺(tái)膠帶設(shè)備都必須通過RIS002串口與無線數(shù)傳電臺(tái)連接。每一臺(tái)膠帶設(shè)備的唯一地址值為001-006，保證膠帶設(shè)備處于正常工作狀態(tài)，且與中心控制端的距離為5m～30m不等，以每5m為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，依次遞加。通過設(shè)置膠帶設(shè)備天線，確保互相通信的兩臺(tái)膠帶設(shè)備發(fā)送頻異和接收頻率完全一致，進(jìn)而提高對(duì)電力數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?qiáng)度以及準(zhǔn)確率[3]。

1.2 軟件設(shè)計(jì)

1.2.1 電力運(yùn)行信息傳輸

在電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用背景下，其方案為根據(jù)傳輸?shù)刂?，?duì)預(yù)先采集的狀態(tài)字節(jié)、數(shù)據(jù)字節(jié)以及數(shù)據(jù)長度進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本文運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的可編程性，采取增量式的“接力傳輸”和“接力中斷”定義一種MAC增強(qiáng)機(jī)制，MAC幀由源端被“接力”傳輸至目的端；對(duì)不同優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)，產(chǎn)生不同次數(shù)的“接力中斷”，為設(shè)計(jì)冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)提供多信道協(xié)作功能，避免單信道機(jī)制運(yùn)行過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)的穩(wěn)定度[5]。電氣信息的傳輸與處理是一個(gè)雙向傳輸?shù)牧鞒蹋梢酝ㄟ^檢查數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢，判斷數(shù)據(jù)傳輸是否實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)意味著能夠確保冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制功能的實(shí)現(xiàn)[4]。利用電氣自動(dòng)化技術(shù)，使采集數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)傳輸掛鉤，對(duì)控制到的冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化情況進(jìn)行對(duì)應(yīng)的處理。

1.2.2 電力運(yùn)行數(shù)據(jù)同步模塊

在完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)上，利用電氣自動(dòng)化技術(shù)的自動(dòng)化控制功能進(jìn)行PLC程序編寫，在編程完畢后使用仿真器進(jìn)行模擬運(yùn)行[5]。

當(dāng)冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)工作方式在連續(xù)或單周期時(shí)，表示手動(dòng)/自動(dòng)(連續(xù)或單周期)工作方式。在不占用CPU資源情況下，通過電氣自動(dòng)化技術(shù)并行控制冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)，保障電力系統(tǒng)能夠平穩(wěn)運(yùn)行。

運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以利用計(jì)算機(jī)來對(duì)冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及故障的出現(xiàn)進(jìn)行有效的監(jiān)督和判斷，一旦提前發(fā)現(xiàn)冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)潛在的風(fēng)險(xiǎn)，就立刻采取相應(yīng)的措施。

在完成PLC程序編寫的基礎(chǔ)上，需要設(shè)計(jì)冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步模塊。

首先，根據(jù)sendcomputerstr向需要發(fā)送信息的計(jì)算機(jī)發(fā)送操作信息；再對(duì)sendcomputerstr對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)的相應(yīng)位清零，當(dāng)所有計(jì)算機(jī)發(fā)送完畢時(shí)，通過該字段與新功能字段，得到需要發(fā)送的所有計(jì)算機(jī)信息，存在sendcomputerstr中；最后，把sendcomputerstr寫入異步表發(fā)送計(jì)算機(jī)字段中，實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)的同步發(fā)送。在該模塊的實(shí)現(xiàn)中，采用網(wǎng)絡(luò)發(fā)送接收的方式，來傳遞修改信息。由于修改的信息要保證一次性傳輸正確，不能丟失，在數(shù)據(jù)同步程序設(shè)計(jì)中，采用電氣自動(dòng)化技術(shù)的通訊協(xié)議，Delphi有封裝好的TCP控件，直接調(diào)用UTCPDP控件能為電力系統(tǒng)開發(fā)節(jié)省很多時(shí)間。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

根據(jù)上述基于電氣自動(dòng)化技術(shù)的冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為測(cè)試兩種電力系統(tǒng)的勵(lì)磁電壓。

電力系統(tǒng)只要有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子要有一定的剩磁，利用這一剩磁在諧波繞組中感應(yīng)出三次諧波電勢(shì)，整流后供給勵(lì)磁繞組增強(qiáng)主極磁場，根據(jù)受到擾動(dòng)時(shí)電力系統(tǒng)能否恢復(fù)到初始運(yùn)行狀態(tài)，從而判定電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性能。分別使用傳統(tǒng)電力系統(tǒng)以及本文設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，設(shè)置傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)對(duì)照組，以5000h為一次時(shí)間節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行6次實(shí)驗(yàn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟，采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將兩種電力系統(tǒng)下的勵(lì)磁電壓進(jìn)行對(duì)比，勵(lì)磁電壓對(duì)比結(jié)果，如下圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖

通過圖1可得出如下的結(jié)論：本文設(shè)計(jì)的電力系統(tǒng)勵(lì)磁電壓在受到擾動(dòng)時(shí)能快速穩(wěn)定的恢復(fù)到初始運(yùn)行狀態(tài)，而對(duì)照組則一直處于波動(dòng)狀態(tài)，證明設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行性能穩(wěn)定。

因此，本文設(shè)計(jì)的電力系統(tǒng)可以滿足冶煉廠運(yùn)行電力自動(dòng)化控制的要求。

3 結(jié)束語

通過研究冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，致力于共同探索電力行業(yè)與智能技術(shù)融合，加快推動(dòng)電力行業(yè)與智能技術(shù)的融合發(fā)展。電氣自動(dòng)化技術(shù)是針對(duì)冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制的最實(shí)用和最可靠的應(yīng)用。電氣自動(dòng)化控制的安全對(duì)于冶煉廠的穩(wěn)定運(yùn)行十分重要，針對(duì)基于電氣自動(dòng)化技術(shù)的研究可以大幅度提高冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制的控制精度，完成傳統(tǒng)電力系統(tǒng)所不能完成的任務(wù)?；陔姎庾詣?dòng)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制的核心技術(shù)，為冶煉廠運(yùn)行電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制提供指導(dǎo)意義。