工業(yè)電氣自動化控制中變頻調速技術的整合應用分析

南寶能

摘要：針對工業(yè)電氣自動化控制過程中變頻調速技術的應用，首先分析其技術的重要作用，明確其對于工業(yè)發(fā)展的重要意義，其次闡述變頻調速技術的特點，為其實際應用奠定基礎，最后從三個方面闡述工業(yè)電氣自動化控制過程和變頻調速技術的整合應用，以此推動我國工業(yè)發(fā)展。

關鍵詞：工業(yè)電氣;自動化控制;自動化控制技術;變頻調速技術

1變頻調速技術原理

變頻技術相對比較復雜，依托磁極對數(shù)、電機轉速、電源等各設備間的關系，對其進行定義。處于工作狀態(tài)下的電動機，依托程序編寫，對其轉速、電源等各指標進行控制，使工作頻率發(fā)生改變，科學控制電機轉速。其中，變頻調速技術主要構成元素有自適應電機模型、脈沖優(yōu)化選擇器、比較器。其中，自適應電機模型作用在于控制電動機工作電壓、電流等，通過這種方式，對電機工作性質加以識別，對電機轉速進行控制。脈沖優(yōu)化選擇器則是在電機工作范圍已知時，把相關工作信號確定下來，并在工作狀態(tài)下，適當緩沖脈沖信號，確保各功能模塊保持正常工作。比較器模型則把轉矩與磁通功能數(shù)值和常規(guī)工作狀態(tài)進行比較。通常情況下，單次比較頻率以 20s 為宜，依據(jù)結果，對調節(jié)器輸出、磁場轉變等相關情況進行準確判斷，確保電氣設備達到良好的變頻調速效果。

2運用變頻調控技術的重要性分析

（1）推動自動化控制技術的不斷發(fā)展。變頻調速技術是目前電氣自動化控制領域應用最為廣泛的一種先進技術，可以有效提升自動化技術水平。現(xiàn)如今我國技術的研發(fā)與應用越來越深入，變頻調速技術的性能得到完善[1]。鑒于此，變頻調速技術在工業(yè)領域得到廣泛應用，不僅能夠支持工業(yè)生產，同時還推動了自動化控制技術發(fā)展。（2）促進變頻調控技術的推廣應用。變頻調控技術是以 V/F、直接轉矩控制（DTC）等為基礎的自動化控制技術，在我國工業(yè)領域得到廣泛應用。因為該技術在工業(yè)機器人、加工、傳輸?shù)确矫嬗蟹浅：玫膽眯Ч?，可以顯著提升設備運行效率，所以得到工作人員的青睞，成為目前我國工業(yè)領域最為常用的技術之一，對于今后變頻調控技術的推廣與應用有重要意義。

3工業(yè)電氣自動化控制中變頻調速技術的整合應用

3.1 礦井指示器保護中的應用

礦井下的電氣提升設備在正常情況下，為確保工作狀態(tài)的穩(wěn)定需要采用多重保護機制。電氣提升設備的深度指示器功能對于系統(tǒng)的正常工作至關重要，在電氣提升設備運行過程中，一旦發(fā)生功能失效的情況，會直接影響整個設備系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，致使設備無法正常工作。而變頻調速設備可以對深度指示器起到檢測的作用，相關操作人員首先將電機開啟到工作狀態(tài)中，與此同時，做好周期內編碼脈沖的疊加處理工作，然后記錄并比較編碼器與比較器的脈沖數(shù)值，最后根據(jù)比較結果來判斷整個電氣提升設備是否處在正常運行的工作狀態(tài)中，如果前后數(shù)據(jù)沒有發(fā)生改變，那么深度指示器就存在出現(xiàn)異常的情況，從而導致為設備留下隱患的可能。

3.2等速區(qū)間的超速控制保護

電機拉動設備一般情況下是在等速區(qū)間運行，且被工業(yè)電氣企業(yè)廣泛應用。變頻調速技術的使用則可以有效地對設備系統(tǒng)的異常情況包括過載和超速等現(xiàn)象進行預警通報。作為提升設備運行速度的監(jiān)控依據(jù)，其正常工作速率應當確保不高于系統(tǒng)運行既定速率的百分之十五，如果速率顯示超過既定速率，那么變頻調速系統(tǒng)的運行速度會直線緩慢，并且隔開設備的安全回路架構，與此同時，采用緊急制動設備，以此來達到減少系統(tǒng)設備運行速度、進行預警控制的目的。工業(yè)電氣企業(yè)相關操作人員為了有效的控制系統(tǒng)設備運行時區(qū)間的超速或者過載行為，應在注意控制電機拉動設備運行過程中時刻注意速率的大小，為此，可將調速控制保護分成兩個步驟，首先，速度不能超過設備既定速率的 10%; 其次，在電機拉動設備正常運行的情況下，確保系統(tǒng)整體工作處于正常狀態(tài)，保持系統(tǒng)穩(wěn)定性。

3.3減速區(qū)段低速控制保護

在變頻調速技術應用過程中，減速區(qū)間控制也非常關鍵，能夠使設備穩(wěn)定控制得到明顯提升。倘若系統(tǒng)減速至設備限定位置，需要立刻采取相關控制保護措施。同步使用變頻設備和 PLC 設備，將二者結合起來，對速度實施監(jiān)控，完成取樣工作。還要多次核對數(shù)據(jù)值、安全設定值這兩項指標，確保在減速區(qū)段系統(tǒng)不會出現(xiàn)問題、漏洞[2]。倘若速度超出這個范圍，向系統(tǒng)中心發(fā)出安全警告，繼而對設備運行過程進行實時控制，確保達到良好的系統(tǒng)減速控制調節(jié)效果。

3.4變頻器節(jié)能應用

工業(yè)生產最為核心的目標在于實現(xiàn)經(jīng)濟與社會利益最大化，通過工業(yè)自動化生產為社會發(fā)展提供源源不斷的動力。然而，工業(yè)生產期間經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，限制工業(yè)生產目標的實現(xiàn)。其中最為嚴峻的問題，便是生產期間投入高、收入低。鑒于此，為了減少工業(yè)生產期間花費的成本與能源，通過電氣自動化控制實現(xiàn)節(jié)能減排的目標，必須要應用變頻調速技術。一般來說，變頻器是可以保證生產車間的高效運行、安全生產，使用變頻調速技術，可以最大程度提高變頻器、電機的運行穩(wěn)定性。除此之外，變頻器、電動機運行期間所承受的電壓負荷比較高，若為了保證變頻器變頻調速始終處于正常的范圍內，發(fā)揮出其最大的效用，要利用變頻調速技術合理分析電路配置，獲得最佳的電動機運行效果。另外，電氣自動化控制當中所涉及到的功能、系統(tǒng)編程必須要保持一致，只有如此才能夠真正提升工業(yè)電氣自動化控制效率以及質量。

3.5深度指示器保護失效

工業(yè)電氣自動化控制的有關設備是生產效率與有效性的重要前提，只有保證設備性能，才能夠實現(xiàn)有效運行。為此，有關人員需要加強對工業(yè)設備保護的重視，定期做好設備的維護工作。一般在工業(yè)電氣自動化控制設備設施保護期間，首先要整理、分析設備運行時的諸多參數(shù)，保證其合理設置。對于工業(yè)電氣生產設備，深度指示器是其中應用比較常見的設備，若深度指示器在運行期間出現(xiàn)故障，便會對其他保護裝置的正常運行造成影響，限制其保護作用的發(fā)揮。

為了將這一問題及時解決，需要從深度指示器開發(fā)、設計兩個環(huán)節(jié)入手，增設失效保護裝置，如此一來便可以確保深度指示器有效運行。那么在安裝失效保護裝置的過程中，便會運用到變頻調速技術，當電機處于正常運行狀態(tài)下，采集編碼器獲得的所有脈沖數(shù)信號，并且將其整理。分析數(shù)據(jù)之后，如果沒有發(fā)現(xiàn)任何變化，證明深度指示器運行狀態(tài)不正常，對于保護效力的發(fā)揮非常不利。若確定深度指示器不能繼續(xù)發(fā)揮保護效用，工作人員便要對與之有關的設備進行檢查，確定其是否已經(jīng)進入到爬行區(qū)當中。如果確定處于爬行區(qū)，這時深度指示器會傳遞信號，隨后做好后續(xù)的一些處理;若確定其沒有進入爬行區(qū)，這時相關設備會緊急制動，并發(fā)出預警，及時通知相關人員進行處理。

結束語

綜上所述，工業(yè)電氣是推動我國經(jīng)濟發(fā)展的重要組成因素，它能提高工業(yè)電氣企業(yè)生產工作效率的同時，還能減少企業(yè)成本。自動化控制中的變頻調速技術不僅能幫助企業(yè)在進行工業(yè)生產相關工作時提高安全高效性，確保操作穩(wěn)定性，還可以降低能耗與污染，節(jié)省人力物力財力等各方面的成本，從一定程度上承擔工業(yè)電氣行業(yè)企業(yè)需要承擔的社會責任。工業(yè)電氣使用的電動機在進行工業(yè)生產的過程中，由于正反向工作頻繁地、長時間地切換，極易導致電動機處在超負荷狀態(tài)中。而變頻調速技術可確保工業(yè)電氣電動機系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。因此，自動化控制中變頻調速技術對于工業(yè)電氣發(fā)展具有重大意義。

參考文獻

[1]付連江.變頻調速技術在工業(yè)電氣自動化控制中的運用探究[J].化工管理，2017（05）：87.

[2]李仕菊.變頻調速技術在工業(yè)電氣自動化控制中的運用探究[J].科技創(chuàng)新與應用，2017（04）：144.