基于工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用電子技術(shù)的可行性探究

謝小寶

關(guān)鍵詞： 工業(yè)控制 電子技術(shù) 可行性 自動(dòng)化

中圖分類號(hào)： U448.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1672-3791（2023）15-0085-04

隨著我國(guó)工業(yè)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化、智能化、信息化技術(shù)也在持續(xù)革新。電子技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)控制步驟精細(xì)化，有助于提高工業(yè)控制的效率，并促進(jìn)工業(yè)控制技術(shù)向智能化發(fā)展。當(dāng)前，在工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展中，存在專業(yè)技術(shù)人員欠缺、科學(xué)合理的監(jiān)督管理體系缺乏、相關(guān)技術(shù)研究經(jīng)費(fèi)匱乏等問(wèn)題，導(dǎo)致電子技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)無(wú)法彰顯。本文針對(duì)這些問(wèn)題，從多個(gè)角度進(jìn)行了分析，希望為工業(yè)控制領(lǐng)域的更好發(fā)展提供助益。

1 工業(yè)控制領(lǐng)域中電子技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

1.1 專業(yè)技術(shù)人員欠缺

工業(yè)控制領(lǐng)域電子技術(shù)專業(yè)人才較為緊缺，主要原因是于電子控制技術(shù)較為復(fù)雜，難度較高。當(dāng)前，工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域?qū)﹄娮蛹夹g(shù)高素質(zhì)人才的能力要求越來(lái)越高，只有專業(yè)技術(shù)扎實(shí)、綜合素質(zhì)高的人才才符合企業(yè)與社會(huì)的發(fā)展需求。然而，當(dāng)前電子技術(shù)人員的素養(yǎng)呈現(xiàn)單一化現(xiàn)象，僅關(guān)注和了解自身的專業(yè)技術(shù)，對(duì)其他專業(yè)技術(shù)掌握不全面，缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)，對(duì)各個(gè)控制技術(shù)的流程和規(guī)范的分析、掌握不夠深入。綜上所述，專業(yè)人才的匱乏會(huì)對(duì)電子技術(shù)的應(yīng)用造成不利影響，進(jìn)而不利于各項(xiàng)控制技術(shù)工作的開(kāi)展。因此，電子技術(shù)應(yīng)用人才培養(yǎng)是目前工業(yè)控制領(lǐng)域中亟待解決的問(wèn)題。

1.2 科學(xué)合理監(jiān)督管理體系缺乏

受多方面因素的影響，電子技術(shù)的應(yīng)用中缺乏科學(xué)合理監(jiān)督管理體系，導(dǎo)致在工業(yè)領(lǐng)域控制中出現(xiàn)較多的不合理現(xiàn)象，進(jìn)而影響工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步[1]。因此，在未來(lái)工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)展中，應(yīng)注重建設(shè)電子技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)化管理體系，為后續(xù)工業(yè)控制領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用提供助益。

1.3 相關(guān)技術(shù)研究經(jīng)費(fèi)匱乏

工業(yè)控制領(lǐng)域中，電子技術(shù)的調(diào)試和研究需要投入大量的人力、物力和財(cái)力，以促進(jìn)技術(shù)控制的不斷進(jìn)步。然而，很多工業(yè)企業(yè)在電子技術(shù)研究方面的經(jīng)費(fèi)比較匱乏，導(dǎo)致相關(guān)的技術(shù)研究工作受到限制，難以滿足相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展需求。此外，由于技術(shù)研究經(jīng)費(fèi)匱乏，一些工業(yè)企業(yè)技術(shù)研究中心對(duì)電子技術(shù)應(yīng)用研究的投入精力和關(guān)注度不高，導(dǎo)致相應(yīng)的控制技術(shù)發(fā)展受到限制，未能滿足工業(yè)控制領(lǐng)域的需要。

綜上所述，在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)展中，整個(gè)行業(yè)都應(yīng)當(dāng)重視人才培養(yǎng)，建設(shè)科學(xué)合理的監(jiān)管體系，增加技術(shù)研究經(jīng)費(fèi)，以確保技術(shù)、人才和經(jīng)費(fèi)都能夠滿足行業(yè)發(fā)展的需求。

2 工業(yè)控制領(lǐng)域背景以及電子技術(shù)應(yīng)用必要性分析

2.1 背景分析

綜合我國(guó)工業(yè)控制電子技術(shù)應(yīng)用情況，可以看出：改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)工業(yè)技術(shù)控制領(lǐng)域中對(duì)電子技術(shù)的應(yīng)用取得了顯著發(fā)展。通過(guò)技術(shù)研發(fā)、借鑒各國(guó)的先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)工業(yè)控制領(lǐng)域中電子技術(shù)應(yīng)用得到了有力的技術(shù)支持[2]。

電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，推動(dòng)著我國(guó)工業(yè)發(fā)展進(jìn)入高速發(fā)展階段。在工業(yè)控制領(lǐng)域中，自動(dòng)化、智能化和現(xiàn)代化信息等電子技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用取得了極大的進(jìn)展，使得工業(yè)生產(chǎn)的安全性、高效性和智能性特征得到了顯著提升。這些技術(shù)的應(yīng)用為工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使我國(guó)工業(yè)控制領(lǐng)域在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力得到了明顯增強(qiáng)。

2.2 電子技術(shù)應(yīng)用必要性分析

電子技術(shù)的應(yīng)用能夠提升工業(yè)設(shè)備精密程度，提高工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制技術(shù)，減少人力、物力及工業(yè)資源的浪費(fèi)，提高工業(yè)生產(chǎn)的效率[3]。在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)展的改革進(jìn)程中，電子技術(shù)應(yīng)用得到了極大的發(fā)展和進(jìn)步，部分企業(yè)為快速占據(jù)工業(yè)控制領(lǐng)域主導(dǎo)地位，對(duì)電子技術(shù)的控制應(yīng)用過(guò)于單一化，導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)各種故障。

一方面，電子技術(shù)有著廣泛性、個(gè)性化、調(diào)試技術(shù)難度高等特征；另一方面，現(xiàn)階段，工業(yè)電子技術(shù)控制領(lǐng)域在實(shí)際的發(fā)展中存在信息安全等各種新的問(wèn)題，限制了工業(yè)電子技術(shù)控制領(lǐng)域的發(fā)展。為解決這些問(wèn)題，更好地推動(dòng)工業(yè)控制領(lǐng)域電子技術(shù)發(fā)展，企業(yè)應(yīng)當(dāng)引進(jìn)電子技術(shù)控制模塊，為工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、集成化、自動(dòng)化、智能化發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

現(xiàn)階段，工業(yè)控制領(lǐng)域電子技術(shù)已逐步成為工業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志之一，廣泛應(yīng)用在自動(dòng)化控制技術(shù)、工業(yè)制造技術(shù)、智能化制造控制技術(shù)中，例如：永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用，其主要控制技術(shù)就是采用永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的電子逆變器，完成直流到交流的轉(zhuǎn)換，具體見(jiàn)圖1。

其工作控制過(guò)程是：無(wú)刷直流電機(jī)啟動(dòng)→根據(jù)轉(zhuǎn)子位置傳感器的輸出信號(hào)確定轉(zhuǎn)子位置→通過(guò)電子換相線路對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電樞繞組依次饋電→在定子上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)→驅(qū)動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)控制電路控制6 個(gè)晶閘管VT1～VT6，6 個(gè)晶閘管作為開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)順序，對(duì)電機(jī)線圈的通電順序調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的換相操作，使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。

3 工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用電子技術(shù)的可行性探究

3.1 提高工業(yè)生產(chǎn)實(shí)效

工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用電子技術(shù)能夠提高生產(chǎn)效率，推動(dòng)企業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。傳統(tǒng)工業(yè)控制領(lǐng)域生產(chǎn)主要依靠人工、傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)為主，工作效率較低；在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，維修難度大，阻礙了工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)工作的進(jìn)一步發(fā)展。電子技術(shù)的應(yīng)用出現(xiàn)，使工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)效率大幅度提升，在實(shí)際的應(yīng)用中能夠利用智能控制機(jī)器人代替人力操作，有效提高工作效率和生產(chǎn)質(zhì)量[4]。例如：與傳統(tǒng)的交流調(diào)壓電路相比，用晶閘管組成的交流調(diào)壓電路可以準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)輸出相應(yīng)的電壓有效值。一方面，廣泛應(yīng)用于工業(yè)電爐溫度控制、燈光調(diào)節(jié)、異步電動(dòng)機(jī)減壓軟起動(dòng)和調(diào)壓調(diào)速等；另一方面，可以用作調(diào)節(jié)變壓器一次輸入電壓和二次側(cè)的直流低電壓、大電流或高壓、小電流負(fù)載，一般情況下，負(fù)載功率控制在不超過(guò)500 kW。具體如圖2 所示。

使用這種方法，與傳統(tǒng)交流調(diào)壓電路相比，變壓器二次側(cè)的整流裝置避免使用大容量晶閘管，只需用整流二極管即可，有利于電路增大二次電流或電壓。用晶閘管在一次側(cè)調(diào)壓，不僅省去了效率低下的調(diào)壓變壓器，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高。所以，不但能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，確保工作質(zhì)量，還能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，有助于提高生產(chǎn)效率。

3.2 提高工業(yè)控制領(lǐng)域精度

在工業(yè)控制領(lǐng)域生產(chǎn)中，產(chǎn)品加工精度與質(zhì)量呈現(xiàn)出正比例關(guān)系，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)成本都受這一因素的制約和影響。因此，企業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)關(guān)注產(chǎn)品加工精度和質(zhì)量。當(dāng)前，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中受到多種因素的影響，部分產(chǎn)品在生產(chǎn)中存在精度誤差，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量低，甚至產(chǎn)品報(bào)廢，造成企業(yè)庫(kù)存堆積，形成較大的資源浪費(fèi)，不利于企業(yè)的健康發(fā)展[5]。針對(duì)此問(wèn)題，在工業(yè)控制領(lǐng)域中，要注重電子技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，規(guī)避以往工業(yè)生產(chǎn)中存在的各種誤差，提高工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和加工精度。另外，可利用智能化、自動(dòng)化機(jī)械控制，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，進(jìn)一步提升加工精度。例如：開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的凸極有很多組合方式，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的定子凸極數(shù)量為偶數(shù)，轉(zhuǎn)子凸極也為偶數(shù)，一般轉(zhuǎn)子比定子少2 個(gè)，共同組成不同極數(shù)的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。其基本結(jié)構(gòu)如表1 所示。

由表1 數(shù)據(jù)可知，相數(shù)越多，其步進(jìn)角的控制角越小，控制精度越高。結(jié)合當(dāng)前工業(yè)控制領(lǐng)域技術(shù)對(duì)于產(chǎn)品精度質(zhì)量分析，很多設(shè)備與產(chǎn)品的相關(guān)精度已經(jīng)達(dá)到了納米級(jí)別，能夠滿足當(dāng)前高標(biāo)準(zhǔn)、高要求的發(fā)展需要。因此，在實(shí)際的發(fā)展中，企業(yè)要關(guān)注和重視電子技術(shù)的應(yīng)用，凸顯其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，由此助推工業(yè)生產(chǎn)更好地發(fā)展和進(jìn)步[6]。

3.3 有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本

工業(yè)控制領(lǐng)域中電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，有利于企業(yè)的成本控制。成本控制是企業(yè)發(fā)展中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，電子技術(shù)控制的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的高效率運(yùn)行，并有效控制成本，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)、健康發(fā)展的關(guān)鍵舉措。因此，在企業(yè)的發(fā)展中，管理者要對(duì)企業(yè)成本進(jìn)行分析、控制，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)工業(yè)企業(yè)的后續(xù)發(fā)展。

在工業(yè)控制領(lǐng)域中引入電子技術(shù)，能使設(shè)備故障率降低，有效控制設(shè)備維護(hù)成本與生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)的工業(yè)控制技術(shù)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，要依靠技術(shù)人員對(duì)設(shè)備故障逐一排查、維修，排除故障和維修時(shí)間長(zhǎng)。在維護(hù)和維修中，受到技術(shù)人員主觀因素影響，容易產(chǎn)生誤操作，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的使用壽命縮短，或在運(yùn)行中容易出現(xiàn)問(wèn)題。因此，在設(shè)備的維護(hù)過(guò)程中，企業(yè)要投入大量的人力、物力、資金等，增加了企業(yè)成本[7]。引入和應(yīng)用電子技術(shù)能夠解決上述問(wèn)題。一方面，多數(shù)電子技術(shù)控制僅需在設(shè)備內(nèi)中輸入相應(yīng)的程序，就可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，能夠避免誤操作的產(chǎn)生；另一方面，工業(yè)自動(dòng)化控制能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的問(wèn)題，并進(jìn)行有針對(duì)性的管理和維護(hù)，避免加劇設(shè)備故障。設(shè)備運(yùn)行中，能夠進(jìn)行全面、細(xì)致、有針對(duì)性的維護(hù)，有助于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

汽車(chē)輔助蓄電池充電器就是其中一種電子技術(shù)控制設(shè)備，如圖3 所示。輔助蓄電池充電器將高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)與嵌入式微機(jī)控制技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，運(yùn)用智能動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)，能自動(dòng)根據(jù)輔助蓄電池電壓的不同狀況，采用恒流快充、涓流浮充、充滿時(shí)自動(dòng)停充等方式，有效延長(zhǎng)輔助蓄電池的使用壽命。

3.4 噪聲低與高可靠性

工業(yè)生產(chǎn)控制過(guò)程中，機(jī)器設(shè)備工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪音，對(duì)周?chē)h(huán)境與生產(chǎn)中工作人員的安全產(chǎn)生不良影響[8]。為消除這一現(xiàn)象，在控制技術(shù)中引入電子技術(shù)控制，能夠減少系統(tǒng)中的噪聲影響。例如：利用單片機(jī)技術(shù)來(lái)改造電源與地線。安置的集成電路外殼采用對(duì)稱引腳的方式，而系統(tǒng)中應(yīng)用了低噪聲布線技術(shù)以及驅(qū)動(dòng)技術(shù)。將地線和電源引腳分別設(shè)置在兩條相鄰的引腳上，就能夠減少噪聲污染。一方面，相關(guān)工作人員在單片機(jī)的設(shè)計(jì)中采用了EFT 技術(shù)，在此過(guò)程中能夠消除毛刺信號(hào)，使系統(tǒng)中的時(shí)鐘信號(hào)能夠保持正常工作，對(duì)提升單片機(jī)的可靠性起到了非常積極的作用；另一方面，在電子設(shè)備的改造設(shè)計(jì)中采用智能技術(shù)，引入各種算法對(duì)相應(yīng)的系統(tǒng)程序進(jìn)行檢驗(yàn)，減少了工作誤差。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在工業(yè)控制領(lǐng)域中注重電子技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)保障，促進(jìn)工業(yè)技術(shù)向自動(dòng)化、智能化、信息化控制技術(shù)發(fā)展。在實(shí)際的應(yīng)用中，該技術(shù)的應(yīng)用受到諸多因素的影響，技術(shù)人員、研究者應(yīng)重點(diǎn)掌握該技術(shù)的創(chuàng)新與實(shí)際應(yīng)用，以此推動(dòng)工業(yè)控制領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更好的發(fā)展。