電氣自動(dòng)化技術(shù)在翅片機(jī)中的應(yīng)用與分析

中國(guó)航發(fā)南方工模具分公司 史 昆

引言

隨著科技的快速發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越普遍。在企業(yè)的機(jī)械化生產(chǎn)過(guò)程中，提高生產(chǎn)效率是最主要的目的之一。傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)中，由于器械機(jī)能不健全，以及使用的技術(shù)不足以支撐生產(chǎn)所需，不僅人力物力耗損程度較高，同時(shí)還會(huì)對(duì)資金造成嚴(yán)重浪費(fèi)。電氣自動(dòng)化技術(shù)的引入，大大提高了企業(yè)機(jī)械生產(chǎn)效率，尤其在翅片機(jī)中的應(yīng)用，極大促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)企業(yè)的發(fā)展。

1.電氣自動(dòng)化技術(shù)概述

電氣自動(dòng)化技術(shù)采用的是自動(dòng)控制系統(tǒng)，不需要借助任何人為操作或管理，直接通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)，進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化操作，并逐一完成信息檢測(cè)、分析處理等多項(xiàng)工作內(nèi)容。其中，通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)的傳感器，可以接收相關(guān)的信息與指令，并將其傳送出去。如圖1-1、1-2所示，在輸入信息或指令后，傳感器先對(duì)信息進(jìn)行檢測(cè)，其中信息包含指令信息、外界變化信息以及被控對(duì)象的狀態(tài)信息，通過(guò)檢測(cè)后再將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并通過(guò)系統(tǒng)傳輸至控制裝置處。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，還需要通過(guò)控制裝置，將輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相比較，得出二者之間存在的差異，并向操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送控制信號(hào)。當(dāng)前我國(guó)對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)行人才的需求量逐漸增大，電氣自動(dòng)化技術(shù)需要得到進(jìn)一步應(yīng)用與開(kāi)發(fā)，才能更好滿足企業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的需求。

圖1-1

圖1-2

2.電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)常用的器件及設(shè)備

2.1 按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)

通常在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，具備按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)設(shè)備。

按鈕主要用于開(kāi)啟或關(guān)閉設(shè)備，配備常開(kāi)觸點(diǎn)與常閉觸點(diǎn)兩種。急停蘑菇按鈕的動(dòng)作方式是用手壓下時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作，然后自鎖，一般用于事故緊急停車(chē)，能有效保證機(jī)械操作中的一定安全性。

轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)主要為了控制電源，同時(shí)能對(duì)控制功能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，分為多個(gè)檔鍵。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上有多個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)到不同位置時(shí)，就有不同的觸點(diǎn)發(fā)生斷開(kāi)和吸合動(dòng)作，利用這些觸點(diǎn)的開(kāi)閉來(lái)完成電氣功能的轉(zhuǎn)換。

2.2 電壓表、電流表

電壓表一般并聯(lián)在被測(cè)線路中，用于測(cè)量和指示線路電壓值，分為數(shù)字子式和指針式，因使用范圍不同有不同的電壓等級(jí)，有直流和交流之分。

電流表一般串聯(lián)于被測(cè)線路中，用于測(cè)量和指示線路中流過(guò)的電流大小，分為數(shù)字式和指針式，被測(cè)線路電流分為測(cè)量交流和測(cè)量直流兩種。

2.3 熔斷器、斷路器、傳感器

當(dāng)電流大于熔斷器標(biāo)稱電流的一定比例時(shí)，熔斷器內(nèi)的熔斷材料發(fā)熱，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后熔斷，以保護(hù)線路，避免發(fā)生較大范圍的損害，熔斷器可以用作儀器儀表及線路裝置的過(guò)載保護(hù)和短路保護(hù)。多數(shù)熔斷器為不可恢復(fù)性產(chǎn)品。

斷路器主要提供可以恢復(fù)的短路保護(hù)，當(dāng)線路或電氣裝置發(fā)生瞬間短路或瞬間大電流時(shí)，斷路器自動(dòng)跳閘斷開(kāi)，以保護(hù)線路和電氣裝置，排除故障后可以人工重新合上，斷路器可以反復(fù)使用。

自動(dòng)控制系統(tǒng)中的傳感器，主要為了檢測(cè)各種不同外來(lái)信號(hào)，并將檢測(cè)過(guò)后的信號(hào)通過(guò)內(nèi)部系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)輸出。

2.4 中間繼電器、熱繼電器

中間繼電器的原理同交流接觸器一樣，其主要作用是控制中間線路或其他小功率電器裝置的通斷，中間繼電器的觸點(diǎn)無(wú)主輔之分，數(shù)量也有多有少，如一開(kāi)一閉，四開(kāi)四閉等。

熱繼電器由熱感元件、動(dòng)作電流設(shè)定鈕和輔助觸點(diǎn)等組成。其中輔助觸點(diǎn)用于使交流接觸器斷電或接通故障信號(hào)燈，可有效保護(hù)電器或電線的安全性，確保機(jī)械正常運(yùn)行。

2.5 電動(dòng)機(jī)、指示燈

電動(dòng)機(jī)是電氣自動(dòng)化領(lǐng)域最常見(jiàn)的動(dòng)作執(zhí)行裝置，接入合適的電源后電動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)分為直流電動(dòng)機(jī)與交流電動(dòng)機(jī)，也有同步電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)之分，目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種電動(dòng)機(jī)類(lèi)型，并且投入多種電氣控制場(chǎng)中進(jìn)行操作。

指示燈通電后發(fā)光，斷電后熄滅，多用于指示電源的通斷、設(shè)備的啟停狀態(tài)以及各種故障等場(chǎng)合。

2.6 伺服控制器、可編程控制器

系統(tǒng)中的伺服控制器，主要用于控制伺服電機(jī)，可通過(guò)位置、速度與力矩來(lái)進(jìn)行控制，尤其適用于高精度的定位系統(tǒng)。

作為控制系統(tǒng)中的重要設(shè)備，可編程控制器內(nèi)部的儲(chǔ)存器對(duì)于系統(tǒng)的指令信息，可進(jìn)行有序的運(yùn)算、計(jì)數(shù)等，最后可以以一種數(shù)字化形式輸入與輸出，對(duì)機(jī)械生產(chǎn)進(jìn)行控制操作?？删幊炭刂破鞯难邪l(fā)減少了編程人員的工作程序，促使編程工作更加便捷迅速，同時(shí)不易出差錯(cuò)。

3.電氣自動(dòng)化技術(shù)在翅片機(jī)中的應(yīng)用與分析

3.1 翅片機(jī)簡(jiǎn)述

翅片機(jī)是一種為汽車(chē)、空調(diào)、發(fā)電機(jī)組及動(dòng)力變壓器內(nèi)的散熱器百葉窗波浪帶滾軋成形的專用自動(dòng)化加工設(shè)備。

3.2 電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在翅片機(jī)中的必要性

傳統(tǒng)機(jī)械化技術(shù)的應(yīng)用程度不高，采用電氣自動(dòng)化技術(shù)能在同等時(shí)間內(nèi)，生產(chǎn)出更多的高質(zhì)產(chǎn)品，為企業(yè)帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)化翅片機(jī)具備高精度的導(dǎo)向、進(jìn)給與檢測(cè)系統(tǒng)，自動(dòng)化操作更便于管理人員的產(chǎn)品跟進(jìn)，在產(chǎn)品制定過(guò)程中，能制定出更符合客戶要求的產(chǎn)品，提高客戶的產(chǎn)品體驗(yàn)度。

3.3 自動(dòng)化翅片機(jī)的技術(shù)應(yīng)用與分析

自動(dòng)化翅片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用更加普遍，目前設(shè)置有手動(dòng)調(diào)整和自動(dòng)控制兩種工作方式。

手動(dòng)調(diào)整時(shí)，可分別單獨(dú)啟動(dòng)各個(gè)工作環(huán)節(jié)，并分別設(shè)有進(jìn)帶點(diǎn)動(dòng)和出帶點(diǎn)動(dòng)以及料盤(pán)的手動(dòng)控制等操作。

自動(dòng)控制時(shí)，操作者只需要在人機(jī)界面中輸入所需要的參數(shù)，翅片機(jī)便能自動(dòng)運(yùn)行，高效快捷的生產(chǎn)出高質(zhì)量的翅片產(chǎn)品。

為了使翅片機(jī)能夠在各種速度下穩(wěn)定的運(yùn)行，該翅片機(jī)采用了變頻器來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。電氣柜內(nèi)的電子器件在選擇跟安裝時(shí)，選用了帶有金屬外殼的產(chǎn)品，以屏蔽變頻器對(duì)電子器件的干擾；同時(shí)將所有的元器件均可靠接地，除此之外，部分電氣元件之間的連線選用了屏蔽控制電纜，且將屏蔽層良好接地，可以有效地防止電磁波干擾。

該翅片機(jī)采用了伺服系統(tǒng)來(lái)控制電機(jī)的精準(zhǔn)運(yùn)行。伺服進(jìn)給系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：調(diào)速范圍寬，定位精度高，有足夠的傳動(dòng)剛性和高的速度穩(wěn)定性，快速響應(yīng)、無(wú)超調(diào)、低速大轉(zhuǎn)矩，過(guò)載能力強(qiáng)且可靠性高，具有較強(qiáng)的溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境適應(yīng)能力和很強(qiáng)的抗干擾能力。

該翅片機(jī)采用了可編程控制器來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算與處理。可編程控制器充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，它可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。通過(guò)合理的程序設(shè)計(jì)，翅片機(jī)可以非常人性化的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

3.4 翅片機(jī)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)

為了多方面保護(hù)人機(jī)安全，在翅片機(jī)技術(shù)中應(yīng)用了多種電路保護(hù)系統(tǒng)：

（1）短路保護(hù)

短路是機(jī)械生產(chǎn)中經(jīng)常遇見(jiàn)的機(jī)械問(wèn)題，當(dāng)電器或電線發(fā)生短路時(shí)，電流將增大至十幾倍，最終因電流量超負(fù)荷而損害電器設(shè)備。電器短路時(shí)嚴(yán)重者甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的火災(zāi)，對(duì)企業(yè)以及人員安全都會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。因此，在翅片機(jī)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，通常會(huì)設(shè)置電器短路保護(hù)裝置，以保護(hù)系統(tǒng)的安全。

（2）失電壓保護(hù)

翅片機(jī)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，設(shè)置有失電壓保護(hù)裝置，用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)以及電源電壓的安全。有時(shí)因?yàn)槿藶椴僮髡`差，在工作結(jié)束后忘記關(guān)閉電源或電壓，導(dǎo)致在新一輪工作開(kāi)始時(shí)開(kāi)啟電源，造成電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)啟動(dòng)而損傷機(jī)械本身，甚至?xí)?duì)操作人員造成一定的身體危害。通常系統(tǒng)中安裝的失電壓保護(hù)裝置，主要采用接觸器來(lái)控制裝置，若源電壓不存在時(shí)，接觸器會(huì)直接切斷電源，以保護(hù)電動(dòng)機(jī)。

（3）超速保護(hù)

系統(tǒng)采用了變頻器及伺服控制裝置，可以有效地對(duì)超速及運(yùn)轉(zhuǎn)異常及時(shí)作出判斷，避免超速等危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

（4）突發(fā)狀況緊急保護(hù)

系統(tǒng)采用了蘑菇頭按鈕來(lái)控制安全電路，如遇突發(fā)狀況，可以及時(shí)切斷電路，保護(hù)人身及設(shè)備安全。

4.結(jié)束語(yǔ)

電氣自動(dòng)化技術(shù)在翅片機(jī)中的應(yīng)用，不僅提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)更加便于生產(chǎn)管理。隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，翅片機(jī)的電氣自動(dòng)化技術(shù)勢(shì)必也需要日益更新，向著更高的方向進(jìn)一步發(fā)展，為企業(yè)提供更加便捷的生產(chǎn)方式。

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