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浅谈发电厂电气自动化系统监控技术发展趋势摘要]文章分析发电厂用电系统的特点，探讨用电电气自动化的技术现状和组态模式，归纳其中的关键技术，最后对技术发展作展望。
[关键词]发电厂；电气自动化；监控技术；发展趋势一、厂用电系统的特点在布置方式和数量上，厂用电设备分散安装于各配电室和电动机控制中心，元件数量众多，运行管理信息量大，检修维护工作复杂。与热工系统相比较，电气设备操作频率低，有的系统或设备运行正常时，几个月或更长时间才操作一次；电气设备保护自动装置要求可靠性高，动作速度快，比如保护动作速度要求在40ms以内完成。
在电气设备本身构造上，其具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点。在控制方式上，厂用电系统的主要设备监控需要接入DCS系统，但在两台机组共用一台起/备变的情况时，由于一台机组的检修不能影响另一台机组的正常运行，因此需要考虑两台机组DCS电气控制的模式，确保对其控制权的唯一性。
总结以上特点，在构建ECS时，其系统结构、与DCS的联网方式是确保系统高可靠性的关键。既要实现正常起停和运行操作外，又要实现实时显示异常运行和事故状态下的各种数据和状态，并提供相应的操作指导和应急处理措施，保证电气系统在最安全合理的工况下工作。
二、集中模式（一）原理集中模式也就是传统的硬接线方式，将强电信号转变为弱电信号，采用空接点方式和4~20mA标准直流信号，通过电缆硬接线将电气模拟量和开关量信号一对一接至DCS的I/O模件柜，进入DCS进行组态，实现对电气设备的监控。这种模式又分为直接I/O接入方式和远程I/O接入方式两种，前者是将电缆接至电子间集中组屏，后者是在数据较集中且离主控室较远的电气设备现场设立远程I/O采集柜，然后通过通信方式与DCS控制主机相连，两者具有相同的实现技术，本质上没有区别。
（二）优点电气量的采集集中组屏，便于管理，设备运行环境好；硬接线方式成熟，响应速度快。（三）缺点1.电缆数量大，电缆安装工程量大，长距离电缆引进的干扰也可能影响DCS的可靠性。
2.DCS系统按“点”收费，不仅投资大，而且只有重要的电气量才能进入DCS，系统监测的电气信息不完整。3.所有信息量均要集中汇总至DCS系统，风险集中，影响系统可靠性。
4.由于DCS调试一般是最后进行，采用集中模式通常难以满足倒送厂用电的要求。5.没有独立的电气监控主站系统，无法完成较复杂的电气运行管理工作（如防误、事故追忆、继电保护运行与故障信息自动化管理、录波分析等高级应用功能），不能实现电气的“综合自动化”。
三、分层分布式模式（一）原理分层分布式模式从逻辑上将ECS划分为三层，即站级监控层、通信层和间隔层（间隔单元）。间隔层由终端保护测控单元组成，利用面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计，将测控单元和保护单元就地分布安装在各个开关柜或其他一次设备附近。
网络层由通信管理机、光纤或电缆网络构成，利用现场总线技术，实现数据汇总、规约转换、转送数据和传控制命令的功能。站级监控层通过通信网络，对间隔层进行管理和交换信息。
（二）优点1.间隔层测控终端就地安装，减少占用面积，各装置功能独立，组态灵活，可靠性高。2.模拟量采用交流采样，节省二次电缆，降低了成本，抗干扰能力增强，系统采集的数据精度大大提高。
3.系统采集的数据量提高，监控信息完整，能实现在远方对保护定值的修改及信号复归，运行维护方便。4.分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块（部件）正常运行。
5.设置独立的电气监控主站，便于分步调试和投运，满足倒送电的要求。同时有利于厂用电系统的运行、维护和检修。
（三）关键技术1.间隔层终端测控保护单元。分层分布式系统的最大特点就是以间隔层一次设备为单位，现场配置测控保护单元。
该单元是保障厂用电系统安全、稳定运行最重要、最有效的技术手段，对其可靠性、灵敏性、速动性和选择性都有很高的要求，因此不宜由DCS来实现保护功能，而应该采用专用保护装置来实现。厂用电系统保护主要有线路、厂用变、电动机综合保护测控装置等，实现微机化保护、实时数据采集、远方及就地控制以及记录故障数据等功能。
2.通信网络。ECS系统安装工作于高电压、大电场的环境，工作环境恶劣、电磁干扰大，因而通信网络是ECS系统的关键组成部分，通信网络的性能直接影响着自动化监控系统的整体性能。
目前较为流行的采用电缆现场总线网络方式，光纤通信亦开始被用户逐步接受。通信管理层是间隔层和站控层之间的桥梁，方案中一般采用双冗余的设计思想，按照通信管理机双机热备用或双通道备用原则配置，当数据通信网络中出现问题时，系统能自动切换至冗余装置或通道，以提高系统可靠性。
3.监控主站。监控主站安置在站级监控层，实现厂用电电气系统监控和管理，主站配置的设备和规模需要根据发电机机组的容量和运行管理要求进行设计，即可以配置成单机、双机或多机系统，标准的设备主要有数据库服务器、应用和Web服务器、操作员站、工程师站，以及其他网络设备。
2.电气自动化专业毕业论文题目
原发布者：nywiobjim
电气工程及其自动化专业毕业论文参考题目1.无刷双馈电机的功率因数控制2.基于Matlab的无刷双馈电机建模与仿真3.复合励磁同步发电机励磁控制系统4.新型混合型有源电力滤波器的研究5.TCR型SVC控制系统6.某电厂卸船机供电系统滤波器设计7.复合励磁稀土永磁同步发电机的研究8.稀土永磁直流无刷电机设计研究9.盘式永磁同步发电机在风力发电中的开发与应用10.基于DSP的交流不间断电源的研究11.基于DSP的无刷直流电机控制系统研究12.基于DSP的异步电动机直接转矩控制系统的研究13.平衡变压器的优化设计14.某型号电力变压器的电磁场分析15.基于DSP的有源电力滤波器的设计16.基于DSP的混合电力滤波器的设计17.低噪声电机设计18.永磁同步电动机数字化调速系统的研究19.并联混合型有源电力滤波器的设计20.超高压远距离输电线路的无功补偿21.配电网高压无功调节装置的设计与优化22.磁阀式可控电抗器的设计23.变频空调系统的电气设计24.三相感应电动机调速系统的建模与仿真25.复合励磁多相同步调速电动机的研究与设计26.变压器型可控电抗器的设计27.静止无功补偿器的模型与分析28.交流异步电力测功机系统的仿真分析29.直驱型风力发电系统中机侧变流器的设计与仿真30.直驱型风力发系统电网侧变流器的设计与仿真31.调磁路式可控电抗器的仿真32.调电路式可控电抗器的设计与仿真33.变速恒频双馈风力发电系统的设计与仿真34.大型风力发电机组变桨控制器的一种新型直流电源系
3.电气自动化方面的论文
电气工程及其自动化的触角伸向各行各业，小到一个开关的设计，大到宇航飞机的研究，都有它的身影。
本专业生能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的工作，是宽口径“复合型”高级工程技术人才。该领域对高水平人才的需求很大。
据估计，随着国外大企业的进入，在这一专业领域将出现很大缺口，那时很可能出现人才供不应求的现象。 电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科，但由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关，发展非常迅速，现在也相对比较成熟。
已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用 控制理论和电力网理论是电气工程及自动化专业的基础，电力电子技术、计算机技术则为其主要技术手段，同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理与决策等研究领域。该专业还有一些特点，就是强弱电结合、电工电子技术相结合、软件与硬件相结合，具有交叉学科的性质，电力、电子、控制、计算机多学科综合，使毕业生具有较强的适应能力，是“宽口径”专业。
电气工程及其自动化专业对广大考生有很强的吸引力，属于热门专业，高考录取分数线往往要比其他专业方向高许多，造成这一情况的主要原因有：①就业容易，工作环境好，收入高；②名称好听，专业内容对学生有吸引力； 社会宣传和舆论导向对其有利。该专业方向有着非常好的发展前景，研究成果较容易向现实产品转换，而且效益相当可观。
他创造性的研究思路吸引着众多考生，这里的确是展示他们才能的好地方。但是鉴于国内现在的形式，考生在报考该专业的时候应该注意以下两点： （1）充分考虑自己的兴趣。
也许自己本来并不对该方向感兴趣，但是许多人都说好，于是自己就“感兴趣”了。这对以后的发展是很不利的，毕竟兴趣是最好的老师。
（2）衡量自己的综合素质。电气工程及自动化专业需要具有扎实的数学、物理基础，较强的外语综合能力，为今后能够掌握并且灵活运用专业知识做准备。
该专业方向的人才需求虽然大，但可供选择的人也很多，如果没有非常强的综合素质，很难在众人之中脱颖而出，取得突出成绩。也许这对许多胸怀远大志向的考生来说是不能接受的。
当然，这里所说的两点是否可行也和学生个人的追求有关，如果一个人追求仅限于一份较好的工作，该专业的确是一个不错的选择。但是，如果想在科技创新方面做出突破性的贡献还是要建立在个人实力以及刻苦努力的基础上，馅饼是决不会无缘无故从天上掉下来的。
由于本专业研究范围广，应用前景好，毕业生的专业素养相对较高，因此就业形势非常好。我国现在非常需要该专业方向的人才，小到一个家庭，大到整个社会，都离不开这些专业人才的工作。
通常情况下，学生毕业后可以选择国有的质量技术监督部门、研究所、工矿企业等；也可以是一些外资、私营企业，待遇当然是相当可观的。如果学生能力足够强，又在学习期间积累了比较好的研究成果，完全可以自己创业，闯出一片属于自己的天空。
需要指出的是，由于国外在该专业方向的研究要领先于我们，因此如果想要有进一步的发展，确立自己在国内该方向的领先地位，出国深造是一个不错的选择。 本专业产生于70年代，首先在英国的牛津大学，首次实现的是直流电的控制方式，那时候执行元件的驱动电压是直流的，控制电压也是直流的，自动化系统的工作方式是很简单、粗糙的，精度也很低。
但直流的控制方式由于其历史的久远而被人们所熟知，自然而然的人们想到了用直流电去控制交流执行元件。随着晶体管、大功率晶体管、场效应管等大功率的电子器件的出现和成熟、以及建立在场的理论上、以现代数学、矩阵代数为理论依据的弱电强电控制系统更使电子技术与自动化达到新的历史高度。
至此，本专业得到了广泛的发展，日本、美国、英国及其他国家的大学也纷纷设立了本专业，在这一时期的成果也并不少，诸如完成数控机床，车间厂房自动控制的工作已经是新的课题。电子技术与自动化、计算机的有机结合，赋予电子工程及自动化专业以全新的内涵。
无人操纵，系统简化，格局合理，即插即用型的产品成为新宠。 建国初期（1949—1966）我国许多大学设立了本专业，主要实践性教学环节包括电路与电子技术实验、电子工艺实习、金工实习课程设计、生产实习、毕业设计，并为国家培养了许多的这方面人才。
他们已成为本行业的专家学者，分布在我国许多省、市，成为骨干力量。 “文革”期间，由于受政治的影响，全国的高等院校相继停止招生，本专业受到了很大的影响，先是老师被批斗，后来学校根本办不下去了，只能停止招生。
但是，即便如此，许多老师并没有停止研究。他们知道电子工程及自动化对我国的现代化建设起重要的作用，因而，在这一时期，并没有放弃对专业的研究和探索。
改革开放以后，在党中央的正确领导下，大学恢复了招生，本专业也发展起来，许多大学设立了本专业，并陆续招。
4.求电气自动化专业毕业论文题目和内容
电气自动化在智能建筑中的应用 摘要] [关键词] 随着我国国民经济的迅猛发展，高档智能化建筑已成为当今建筑的主流。
文章就电气自动化在智能建筑中的应用谈一下自己的观点。电气自动化智能建筑接地 一、TN-S系统 二、TN-C-S系统 三、交流工作接地 四、安全保护接地 五、屏蔽接地与防静电接地 六、直流接地 七、防雷接地 八、结束语 TN-S系统是把中性线N和保护接地线 PE严格分开的低压配电系统，是一个三相四 线加PE线的接地系统。
中性线N与保护接地线 PE除在变压器中性点共同接地外，两线不再 有任何的电气连接。系统正常运行时，中性 线N带电，而PE线不带电。
该接地系统具备安 全可靠的基准电位，PE线不允许断线，对地 没有电压，故设备金属外壳接在PE线上安 全、可靠。因此，TN-S系统可作为智能建筑 的电气接线系统。
在智能建筑里，单相用电 设备较多，单相负荷比重较大，三相负荷通 常是不平衡的，因此在中性线N中带有随机电 流。另外，由于大量采用荧光灯照明，其所 产生的三次谐波叠加在N线上，加大了N线上 的电流量，如果将N线接到设备外壳上，会造 成电击或火灾事故；如果在TN-S系统中将 N线与PE线连在一起再接到设备外壳上，那么 危险更大，凡是接到PE线上的设备，外壳均 带电；会增加电击事故的范围；如果将N线、PE线、直流接地线均接在一起除会发生上述 的危险外，电子设备将会受到干扰而无法工 作。
因此智能建筑应设置电子设备的直流接 地，交流工作接地，安全保护接地及普通建 筑也应具备的防雷保护接地。此外，由于智 能建筑内多设有具有防静电要求的程控交换 机房、计算机房、消防及火灾报警监控室以 及大量易受电磁波干扰的精密电子仪器设 备，所以在智能楼宇的设计和施工中，还应 考虑防静电接地和屏蔽接地的要求。
TN-C-S系统由两个接地系统组成，第 一部分是TN-C系统，第二部分是TN-S系 统，分界面在N线与PE线的连接点。该系统一 般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场 所，进户之前采用TN-C系统，进户处做重复 接地，进户后变成TN-S系统。
TN-S接地系 统明显提高了人及物的安全性。同时只要我 们采取接地引线，各自都从接地体一点引 出，及选择正确的接地电阻值使电子设备共 同获得一个等电位基准点等措施，因此TN- C-S系统可以作为智能型建筑物的一种接地 系统。
工作接地主要指的是变压器中性点或中 性线（N线）接地。N线必须用铜芯绝缘线。
在配电中存在辅助等电位接线端子，等电位 接线端子一般均在箱柜内。必须注意，该接 线端子不能外露；不能与其它接地系统，如 直流接地，屏蔽接地，防静电接地等混接；也不能与PE线连接。
在高压系统里，采用中 性点接地方式可使接地继电保护准确动作并 消除单相电弧接地过电压。中性点接地可以 防止零序电压偏移，保持三相电压基本平 衡，这对于低压系统很有意义，可以方便使 用单相电源。
安全保护接地就是将电气设备不带电的 金属部分与接地体之间作良好的金属连接。即将大楼内的用电设备以及设备附近的一些 金属构件，用PE线连接起来，但严禁将PE线 与N线连接。
在现代建筑内，要求安全保护接地的设 备非常多，有强电设备，弱电设备，以及一 些非带电导电设备与构件，均必须采取安全 保护接地措施。当没有做安全保护接地的电 气设备的绝缘损坏时，其外壳有可能带电。
如果人体触及此电气设备的外壳就可能被电 击伤或造成生命危险。我们知道：在一个并 联电路中，通过每条支路的电流值与电阻的 大小成反比，即，接地电阻越小，流经人体 的电流越小，通常人体电阻要比接地电阻大 数百倍，经过人体的电流也比流过接地体的 电流小数百倍。
当接地电阻极小时，流过人 体的电流几乎等于零。实际上，由于接地电 阻很小，接地短路电流流过时所产生的压降 很小，所以设备外壳对大地的电压是不高 的。
人站在大地上去碰触设备的外壳时，人 体所承受的电压很低，不会有危险。加装保 护接地装置并且降低它的接地电阻，不仅是 保障智能建筑电气系统安全，有效运行的有 效措施，也是保障非智能建筑内设备及人身 安全的必要手段。
在现代建筑中，屏蔽及其正确接地是防 止电磁干扰的最佳保护方法。可将设备外壳 与PE线连接；导线的屏蔽接地要求屏蔽管路 两端与PE线可靠连接；室内屏蔽也应多点与 PE线可靠连接。
防静电干扰也很重要。在洁 净、干燥的房间内，人的走步、移动设备，各自磨擦均会产生大量静电。
例如在相对湿 度10~20%的环境中人的走步可以积聚3.5万 伏的静电电压，如果没有良好的接地，不仅 仅会产生对电子设备的干扰，甚至会将设备 芯片击坏。将带静电物体或有可能产生静电 的物体（非绝缘体）通过导静电体与大地构 成电气回路的接地叫防静电接地。
防静电接 地要求在洁静干燥环境中，所有设备外壳及 室内（包括地坪）设施必须均与PE线多点可 靠连接。智能建筑的接地装置的接地电阻越 小越好，独立的防雷保护接地电阻应≤10 Ω；独立的安全保护接地电阻应≤4Ω；独立 的交流工作接地电阻应≤4Ω；独立的直流工 作接地电阻应≤4Ω；防静电接地电阻一般要 求≤100Ω。
在一幢智能化楼宇内。
5.自动化专业相关论文6000字
浅谈超高压变电站的自动化发展摘要：在变电站自动化领域中，智能化电气的发展，特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现，变电站自动化技术即将进入数字化新阶段。
本文论述了超高压变电站自动化系统的特征、结构及功能划分，并探讨了超高压变电站自动化系统的体系结构、总线结构、系统安全和通信方式等相关技术发展的新动向，以及发展超高压变电站自动化系统应采取的策略。关扭词：超高压变电站自动化数字化智能化模式策略1前言电力工业是国民经济的基础和命脉，我国对电力工业的发展一直非常重视。
以330KV巧ooKV为主网架的大区电网己经形成，全国联网的序幕已经拉开，更高电压等级的输电线路正在紧张地规划和前期准备。我国电力建设已经进入一个全新的建设和发展阶段。
同时，变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到一定的水平，在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班，而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术，从而大大提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可能性，降低了变电站建设的总造价，这己经成为不争的事实。然而，技术的发展是没有止境的，随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对己有的变电站自动化技术产生深刻的影响，全数字化的变电站自动化系统即将出现。
在这些电力建设工程中，超高电压等级（220KV及以上）变电站自动化系统占有重要的地位。有关部门对此也极为重视，结合实施过程中的经验体会和有关技术的最新发展，专门对超高压变电站自动化系统的体系结构、总线结构、系统安全和通信方式等相关技术发展的新动向，以及发展超高压变电站自动化系统应采取的策略进行了探讨。
2超高压变电站自动化系统的特点2.1智能化的一次设备一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
2.2网络化的二次设备变电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现常规功能装置重复的FO现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源其享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。2.3自动化的运行管理系统变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、分流交换自动化；变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出变电站设备检修报告，即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。
3超高压变电站自动化系统的结构在变电站自动化领域中，智能化电气的发展，特别是智能开关、光电式互感器机电一体化设备的出现，变电站自动化技术进入了数字化的新阶段。在中低压变电站将保护、监控装置小型化、紧凑化，完整地安装在开关柜上，实现了变电站机电一体化设计；而在高压和超高压变电站中，则将保护装置、测控装置、故障录波及其他自动装置的FO单元，如户JD变换、光隔离器件、控制操作回路等割列出来作为智能化一次设备的一部分。
反言之，智能化一次设备的数字化传感器、数字化控制回路代替了常规继电保护装置、测控等装置的UO部分。因此，超高压变电站自动化系统数字化的结构在物理上可分为两类，即智能化的一次设备和网络化的二次设备；在逻辑结构上可分为三个层次，这三个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“站控层，，。
3.1过程层过程层是一次设备与二次设备的结合面，或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能分三类：3.Ll电力运行实时的电气t检侧与传统的功能一样，主要是电流、电压、相位以及谐波分量的检测，其他电气量如有功、无功、电能量可通过间隔层的设备运算得出。
与常规方式相比所不同的是传统的电磁式电流互感器、电压互感器被光电电流互感器、光电电压互感器取代；采集传统模拟量被直接采集数字量所取代，这样做的优点是抗干扰性能强，绝缘和抗饱和特性好，开关装置实现了小型化、紧凑化。3.LZ运行设备的状态参数检侧变电站需要进行状态参数检测的设备主要有变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器以及直流电源系统。
在线检测的内容主要有温度、压力、密度、绝缘、机械特性以及工作状态等数据。3.1.3操作控制执行与驭动操作控制的执行与驱动包括变压器分接头调节控制，电容、电抗器投切控制，断路器、刀闸合分控制，直流电源充放电控制。
过程层的控制执行与驱动大部分是被动。
6.怎么写电气自动化的论文
基于PLC的数控机床电气控制简析摘要：对数控机床电气控制系统的控制方式、系统功能、主要实现部件，进行了选择和分析，然后给出一个完整的基于PLC的数控机床电气控制系统工作原理方案。
关键词：PLC；数控机床；电气控制目前数控机床相关技术的发展，不仅要对各机床各个坐标轴的位置进行连续控制外，而且需要对机床主轴停止、转向和进给运动的启动和停止、刀库及换刀机械手控制、切削液开关、夹具定位等动作，进行特性次序控制。特定次序的控制信息，由输入/输出控制，如控制开关、行程开关、压力开关、温度开关等输入元件，继电器、接触器和电磁阀等输出元件控制，同时还包括主轴驱动和进给伺服驱动的使能控制和机床报警处理等[1~5]。
随着可编程序控制器（PLC）技术的发展，上述综合功能是可以由数控机床中的可编程序控制器来完成的[1~2]。它是由输入部分，逻辑部分和输出部分组成，输入部分收集并保存被控制部分实际运行的数据，逻辑部分处理输入部分所取得的信息，并判断哪些功能需做出输出反应。
输出部分提供正在被控制的许多装置中，哪几个设备需要实时操作处理。笔者基于PLC控制来分析对一类数控机床的电气控制设计，主要包括对控制方式的选择和分析；对电气控制系统中的主要实现部件进行分析和选用，以及提出完整的基于PLC的数控机床电气控制系统工作原理方案。
1基于P LC的数控机床电气控制方式的选择数控机床电气控制方式优劣，决定了控制系统的成败[3,5]。本文所提及的系统，要控制机床实现高速高精度的加工，所以系统的性能至关重要：首先要根据预定要求和被控对象的特征、控制精度、系统运行速度等限制进行了综合考虑，同时，充分考虑系统的性能价格比等因素，确定X、Y轴采用PC机+运动控制器+电机+光栅尺的方式进行闭环控制。
采用此种方式，PC机发挥了强大的文件处理功能、人机交互功能以及高速的数据处理功能，运动控制器则体现了高可靠性、高速性、高精度等优点，光栅尺则为系统提供了高达1μm的精度的位置信息。同时，运动控制器可以接入机床的各种传感器，并及时做出处理，提高了整个系统的可靠性和稳定性。
运动控制卡只能接入少数几根轴，而运动控制器可以大量扩展轴的数目，为系统以后的升级带来便利。运动控制器同时还可以通过一个标准接口接入一个PLC系统，即运动控制器同时可以执行PLC功能。
2数控机床的功能分析本文分析的数控机床，是一拖四的机床，有X、Y轴和四个Z轴上的伺服电机，来进行工作台定位；X、Y、Z轴可以联动，四个Z轴可以同时运动，也可以分开运动。为了提高加工精度，工作台的X、Y轴运动，利用光栅尺实现全闭环控制，对工作台进行精确定位。
通过外扩模拟量I/O点对高速变频器进行控制，实现四个主轴电机可以进行启停分开控制，转速同步控制。X、Y轴进行两侧硬限位和软限位双重保护，对Z轴下侧进行软硬限位。
主轴转速高达16万r/min，实现较高的加工效率，并配备专用的冷却水泵对电机进行冷却，同时实时检测电机温度，提供温度保护。为每根主轴安装机械手和刀库，实现自动换刀和手动换刀可选择。
为了提高加工质量，机械手换刀后，进行刀具深度和位置检测。加工过程中，实时检测刀具磨损以及断刀情况，出现刀具失效，可以自动通过机械手换刀或者提示操作者手动换刀。
为了稳定加工，系统具有高速的上下位机通讯功能，上位机可以随时对下位机进行控制，下位机也把各种信息传到上位机。3电气控制系统组成控制系统由PC机（工控机），SIMOTION，电源模块，电机模块，电机，光栅尺，SMC30（传感器模块），分布式1/0ET200M（包括数字量模块和模拟量模块），机械手，主轴变频器，高速主轴以及多个传感器以及限位开关组成。
具体的分析及其选用如下：3.1上位机上位机是一台PC机（工控机），主要负责从加工文件中读取需要数控机床加工流程（以钻孔为例）的钻孔的孔位和孔径信息，以及为用户提供友好的界面设定加工参数，最后通过TCP/IP协议，把这些数据传到运动控制器。3.2 S IMOTION运动控制器SIMOTION D是整个控制系统地核心，所以SIMOTION D的运行速度和可靠性，会对整个系统产生决定性影响。
本系统选择的SIMOTIOND内部结构，是由西门子PLC5300和西门子的运动控制CPU组合而成，所以继承了PLC工业运用上的高可靠性优点，同时也继承了运动控制系统对运动控制的灵活性。SIMOTION是一个全新的西门子运动控制，它是世界上第一款针对生产机械而设计的控制系统。
SIMOTION的目的是为实现各种运动控制任务提供一种简单、灵活的控制系统。为了确保成为最佳的控制方案，SIMOTION的功能得到了很大程度的扩展。
SIMOTION主要有三大功能：（1）运动控制；（2）逻辑控制，例如，对输入信号的逻辑门处理，以及对输出信号的分析与赋值；（3）工艺控制，例如压力控制、温度控制等。目前SIMOTION面向的行业，主要是运动复杂、速度及精度的要求较高的制造机械、包装机械，橡塑机械，锻压机械，纺。
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