電氣控制技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用研究

王 鎖

(內(nèi)蒙古安易達應(yīng)急管理技術(shù)有限公司,內(nèi)蒙古 通遼 029100)

引言

現(xiàn)階段電氣自動化控制技術(shù)已是工業(yè)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)研究的主攻方向,如何提升電氣自動化控制的實際水平,對于整個工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品品質(zhì)、生產(chǎn)效率、最終經(jīng)濟指標等均有發(fā)揮正面的效果。本文針對電氣控制領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)的基本原理、分類和實際應(yīng)用進行分析及研究,期望借此為工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展特別是工業(yè)4.0 的持續(xù)發(fā)展帶來一定的參考意義。

1 電氣控制技術(shù)概述

伴隨著國民經(jīng)濟及相關(guān)科技的飛速發(fā)展進步,電氣控制技術(shù)領(lǐng)域也取得了巨大的飛躍,伴隨著自動化相關(guān)技術(shù)、信息數(shù)據(jù)科技、微機和網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模結(jié)合使用,電氣控制技術(shù)的模式也逐漸由常規(guī)的人工手動作業(yè)升級到電子化信息化的作業(yè)方法,大幅度提高了工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)效率,增加了相關(guān)裝置工作的穩(wěn)定性及安全性,進而提高了綜合生產(chǎn)效率。常規(guī)的控制模式是借助繼電裝置及接觸裝置等一同動作來實現(xiàn)的,盡管成本相對較低、使用方便,但是對于相關(guān)信息的反應(yīng)效率過低,無法滿足自動化工業(yè)系統(tǒng)控制的需要。電氣控制技術(shù)廣泛投入,就能解決上述不足,借助 PLC 控制技術(shù)及機電一體化相關(guān)手段的實際應(yīng)用,大大改進工業(yè)設(shè)備的工作質(zhì)量,減少不良條件的制約,借此優(yōu)化生產(chǎn)條件,爭取到最大幅度的經(jīng)濟收益。

現(xiàn)代工廠的諸多相關(guān)設(shè)備中均會出現(xiàn)電氣控制技術(shù),例如基于微機系統(tǒng)搭建的分布式控制系統(tǒng)可以為相關(guān)企業(yè)的所有設(shè)備進行大規(guī)模集中式的操作管理和控制。一些企業(yè)向外引進了以計算機為核心的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù),通過對于電腦網(wǎng)絡(luò)的大范圍使用,可以對整個車間實施智能化監(jiān)控,對于監(jiān)控圖像裝置及數(shù)據(jù)管理體系實施合理結(jié)合,達到遠程操作和管理的目的?？梢源罅靠s減企業(yè)用工成本。

2 電氣控制技術(shù)的實際使用功效

電氣控制系統(tǒng)的主要能力表現(xiàn)在于可達到對于工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)進行即時監(jiān)控、錯誤動作保護、檢測及自動化控制的相關(guān)功能和目的。即時監(jiān)控系統(tǒng)能實現(xiàn)針對機械加工相關(guān)設(shè)備各類線路和設(shè)備工作狀態(tài)的檢測及操控,借助各項信號信息的數(shù)據(jù)判定系統(tǒng)是否有短路、斷路或者各類故障等情況,假如出現(xiàn)上述問題,第一時間預(yù)警且將信息傳遞給相關(guān)技術(shù)人員進行進一步的處理,提升工業(yè)設(shè)備的總體維護效率,最大限度地降低相關(guān)設(shè)備運行風險。錯誤動作保模塊可結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)對于系統(tǒng)出現(xiàn)的問題進行控制及進一步處理,故障出現(xiàn)后,馬上啟動相關(guān)保護措施,中斷和系統(tǒng)中其他裝置或者線路的連接,降低其對于其他裝置的不利影響,增強系統(tǒng)的安全性及穩(wěn)定性。檢測功能的重心是針對各種裝置的相關(guān)參數(shù)實施合理把控,達到電壓、功率及電流的控制及調(diào)整,最大限度地規(guī)避因為荷載變化過大或者參數(shù)不精確產(chǎn)生的相關(guān)問題,確保生產(chǎn)的穩(wěn)定性。自動化控制系統(tǒng)即為工業(yè)設(shè)備自動化調(diào)節(jié)和操控的相關(guān)功能,同時也是電氣控制技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。借助PLC 控制技術(shù),結(jié)合機電一體化相關(guān)體系,針對相關(guān)設(shè)備進行監(jiān)控、問題識別及分析、上報及恢復(fù)等操作,達到整個生產(chǎn)過程的全程管控的效果。

圖1 電氣自動化控制

3 工業(yè)生產(chǎn)中常見的電氣控制技術(shù)

3.1 PLC 相關(guān)技術(shù)的實際應(yīng)用

所謂的PLC 是指可編程的邏輯控制器,廣泛使用工業(yè) PLC 和適當?shù)呐涮籽b置,能夠?qū)崿F(xiàn)對于相關(guān)企業(yè)的整個生產(chǎn)線實施邏輯化操控的目的,具有穩(wěn)定性高,配置非常靈活多變,抵抗環(huán)境干擾的能力較強的優(yōu)良特性。隨著互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)科技持續(xù)發(fā)展及進步,PLC 控制單元將愈來愈向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。在各個PLC 控制單元間、上位機和PLC 控制單元間,聯(lián)網(wǎng)做到互聯(lián)互通逐漸向深入發(fā)展進步。在此種應(yīng)用背景下,依據(jù)統(tǒng)一的通用行業(yè)標準,使得相關(guān)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)集團化控制及遠距離集散式控制的最終效果,還可以在不同的企業(yè)間搭建相應(yīng)的控制體系,此類技術(shù)將會在工業(yè)生產(chǎn)的控制過程中得到非常廣泛的應(yīng)用[1]。

3.2 低壓電氣控制相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用

低壓電氣控制相關(guān)技術(shù)指的是使用直流式變電裝置或者交流式的相關(guān)供電裝置,針對電氣設(shè)備實施控制,實現(xiàn)相關(guān)目的一類技術(shù)。其基本原理是：將設(shè)備和電源進行連接,依靠外部電能驅(qū)動電機的運轉(zhuǎn),當電機正常工作以后,內(nèi)部的頻率將會發(fā)生相應(yīng)的變化,進而促使相關(guān)電氣系統(tǒng)的運行狀態(tài)達到良好。隨后在相關(guān)的輔助裝置的操控之下,將有用功的進行合理轉(zhuǎn)化,驅(qū)動生產(chǎn)環(huán)節(jié)中各類設(shè)備按照相應(yīng)的順序平穩(wěn)運行。低壓控制技術(shù)需要確保電源供應(yīng)電能的穩(wěn)定供應(yīng),假如電流或者電壓狀態(tài)不夠穩(wěn)定,其內(nèi)部裝置的運行將會受到不利影響,無法保證生產(chǎn)過程的安全性及穩(wěn)定性。

圖2 PLC 控制器

3.3 繼電器相關(guān)裝置的應(yīng)用

繼電器相關(guān)裝置是一類基于低壓控制相關(guān)技術(shù)上進行各類優(yōu)化得到的設(shè)備,其保留了低壓控制相關(guān)技術(shù)中外加輸入電能的輸送模式及優(yōu)點,調(diào)整對與相關(guān)裝置的電流使用效率、信息清晰度和穩(wěn)定性的把控。繼電器相關(guān)裝置在現(xiàn)階段是工業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮著優(yōu)良的保護作用的一類裝置,其適應(yīng)性好,能夠保證相關(guān)生產(chǎn)目標迅速達成。

圖3 繼電器

3.4 變頻調(diào)速相關(guān)技術(shù)的實際應(yīng)用情況

工業(yè)企業(yè)的實際生產(chǎn)過程之中,通常以交流型的電機為主,在此種背景之下,如果可以在相關(guān)的生產(chǎn)過程中加入變頻調(diào)速的相關(guān)技術(shù),就可以在確保工業(yè)生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定的前提下最大限度地降低能耗損失。與此同時,經(jīng)過針對閉環(huán)相關(guān)技術(shù)的科學(xué)使用,還可以對于工業(yè)產(chǎn)品的最終成品的品質(zhì)進行嚴格的把控,依據(jù)現(xiàn)場實際狀況對于生產(chǎn)線上的相關(guān)設(shè)備及物料實施精確調(diào)控。通過實際應(yīng)用可知,在生產(chǎn)過程中加入變頻調(diào)速相關(guān)技術(shù)之后,可以降低至少18%以上的電能消耗,節(jié)能作用非常明顯。

4 電氣控制相關(guān)技術(shù)在生產(chǎn)領(lǐng)域中的實際應(yīng)用簡述

4.1 在訂單系統(tǒng)包裝自動化過程中的實際應(yīng)用情況

現(xiàn)階段國內(nèi)普遍使用的手動訂單包裝模式對比,自動化的訂單包裝模式主要有節(jié)省材料和人工成本、提升工作效率和包裝質(zhì)量。伴隨著相關(guān)企業(yè)的物流系統(tǒng)的進步,訂單的包裝過程必將向著自動化和智慧化發(fā)展。企業(yè)物流系統(tǒng)需要搭建自動化訂單包裝系統(tǒng),才可以最大程度地發(fā)揮其價值。自動化包裝模式能夠幫助相關(guān)的物流企業(yè)提高相關(guān)的勞動效率,保證商品流通的時效性；自動化包裝模式能夠最大限度地保證包裝的品質(zhì),對運輸中的產(chǎn)品起到最大限度的保護作用,保證商品完好無損地到達客戶處；自動化包裝模式還能夠?qū)崿F(xiàn)多元化優(yōu)化成本的目標實現(xiàn)節(jié)約包裝場地等方面的成本節(jié)約[2]。

4.2 工業(yè)生產(chǎn)過程中程序分析過程中的實際應(yīng)用簡述

工業(yè)生產(chǎn)過程中的程序分析過程中的電氣控制相關(guān)技術(shù)的實際應(yīng)用,主要指的是依據(jù)對于PLC 相關(guān)技術(shù)的合理應(yīng)用,對實際工業(yè)生產(chǎn)的流程機芯合理設(shè)計和把控的過程,嚴格管理及分析相關(guān)電路的結(jié)構(gòu),保證工業(yè)生產(chǎn)過程的順利推進。PLC 相關(guān)技術(shù)的使用配合互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸控制技術(shù),對于程序進行合理的處理及監(jiān)控工作,進而改善企業(yè)生產(chǎn)效率,降低事故的產(chǎn)生的風險,增加綜合效益。PLC 相關(guān)技術(shù)在實際生產(chǎn)過程中的程序分析過程中的實際應(yīng)用,還能夠針對電能傳輸?shù)倪^程進行科學(xué)把控,對電流脈沖參數(shù)的改變實施準確評估及控制,進而減少脈沖波動對于程序系統(tǒng)潛在的不利影響[3]。

5 工業(yè)4.0 對企業(yè)電氣自動化控制的實際意義和價值

所謂的工業(yè)4.0,最初是由德國首先提出,指的是依靠CPS 相關(guān)系統(tǒng)保證加工過程的全部流程均能達到參數(shù)化和智能化,進而使最終產(chǎn)品的生產(chǎn)過程實現(xiàn)快速有效。若想由本質(zhì)上達到工業(yè)4.0 的相關(guān)要求,需要配置相應(yīng)的裝置,現(xiàn)階段國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展和進步,能夠彌補在網(wǎng)絡(luò)設(shè)施層面上存在的不足,促進相關(guān)硬件裝置滿足現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)方面的要求。為企業(yè)到達工業(yè)4.0 的相關(guān)目標提供有力的支持,保證電氣自動化相關(guān)控制技術(shù)可以在相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)過程中取得良好使用和推廣[4]。

對于企業(yè)的電氣自動化相關(guān)控制技術(shù)的發(fā)展來講,工業(yè) 4.0 具有重要的指導(dǎo)意義和價值,將相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程的精確管控及作業(yè)進度進行合理的控制,即為生產(chǎn)規(guī)劃過程中對于生產(chǎn)的時間節(jié)點和完工的時間節(jié)點實施精準排序,最后完成對于生產(chǎn)過程和能源消耗的科學(xué)把控。達到智能工廠的相關(guān)要求,相關(guān)企業(yè)在持續(xù)的升級改造過程中,根據(jù)產(chǎn)品為核心針對相關(guān)設(shè)備合理調(diào)配,大幅度提升相關(guān)設(shè)備的效率和安全性[5]。

圖4 工業(yè)4.0

6 結(jié)束語

電氣控制相關(guān)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的推動作用,是提升工業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)的重要因素,也是增加相關(guān)企業(yè)綜合經(jīng)濟效益的重要手段。隨著時代的持續(xù)進步和行業(yè)需要的升級,在企業(yè)中實施自動化和智能化升級改造是一種市場的必然要求,例如借助對集散型控制、PLC和變頻調(diào)速等等電氣自動化相關(guān)技術(shù)的綜合使用,既能能降低企業(yè)的綜合生產(chǎn)成本,使得企業(yè)的運行過程實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的,還可以促進企業(yè)本身的進一步發(fā)展,發(fā)揮其在整個市場中的相關(guān)競爭優(yōu)勢,保證相關(guān)單位的可持續(xù)性發(fā)展。伴隨著工業(yè) 4.0 在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,各個領(lǐng)域都將進入工業(yè)變革的時期。在這樣的時代背景下,企業(yè)需要緊跟技術(shù)發(fā)展潮流,保持核心競爭能力,進而達到長遠發(fā)展的目的。