工業(yè)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用研究

郭鵬偉

（山西省安裝集團(tuán)股份有限公司，山西太原 030032）

1 電氣自動(dòng)化概述

電氣自動(dòng)化在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，應(yīng)用范圍廣泛，涉及各個(gè)行業(yè)。基于信息技術(shù)、儀器儀表和控制理論，電氣自動(dòng)化可以有效地控制和優(yōu)化整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過程，從而提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，通過積極利用信息技術(shù)，可以確保工業(yè)自動(dòng)化問題得到有效解決。電氣自動(dòng)化的特點(diǎn)包括自動(dòng)化水平、智能化水平、高精度和高可靠性。工業(yè)自動(dòng)化主要是指沒有人參與的工業(yè)控制和生產(chǎn)的自動(dòng)化。它可以自動(dòng)調(diào)整各種工業(yè)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)，自動(dòng)化程度相對(duì)較高。工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)具有相對(duì)較高的智能化水平和多種自診斷功能，因此故障概率較低。隨著工業(yè)產(chǎn)品精度的不斷提高，工業(yè)自動(dòng)化的精度也將不斷提高。利用計(jì)算機(jī)的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)能力，可以有效提高存儲(chǔ)和記錄的效率，確保各種工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的安全運(yùn)行。如果設(shè)備在特定操作階段發(fā)生故障，相關(guān)人員可以立即采取行動(dòng)。因此，電氣自動(dòng)化已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一部分，其應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大。電氣自動(dòng)化在制造業(yè)、能源、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用。未來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，電氣自動(dòng)化的應(yīng)用將更加廣泛，給人類帶來更多的便利和福利[1]。

2 工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的應(yīng)用特點(diǎn)

工業(yè)電氣自動(dòng)化控制是一種新型控制技術(shù)，它將多種工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)系在一起，能夠提高現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)力。通過使用工業(yè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，工業(yè)生產(chǎn)線的運(yùn)行效率和質(zhì)量都能夠得到提高。工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的應(yīng)用特點(diǎn)主要體現(xiàn)在技術(shù)依賴性和規(guī)范性與標(biāo)準(zhǔn)性上。這種控制技術(shù)需要高度的技術(shù)支持，因此在實(shí)際應(yīng)用中，需要完善的技術(shù)保障和規(guī)范性與標(biāo)準(zhǔn)性的要求。為了充分發(fā)揮工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的應(yīng)用功能，需要采取科學(xué)合理的應(yīng)用方式和應(yīng)用策略。首先，需要根據(jù)不同的生產(chǎn)環(huán)境和需求，選擇適合的控制系統(tǒng)。其次，需要合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，確保其能夠滿足生產(chǎn)需求。最后，需要進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試和調(diào)試，確保其穩(wěn)定可靠地運(yùn)行[2]。工業(yè)機(jī)器人的主要組成框圖如圖1 所示。

圖1 工業(yè)機(jī)器人的主要組成框圖

3 工業(yè)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的主要方式

3.1 遠(yuǎn)程控制

遠(yuǎn)程控制技術(shù)是指通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)設(shè)備和機(jī)器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的一種方法。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于小型電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)設(shè)備和儀表的有效控制。通過遠(yuǎn)程控制主控制臺(tái)，可以對(duì)工業(yè)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的有效管理。遠(yuǎn)程控制技術(shù)有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，它可以節(jié)省材料，具有高可靠性，并且安裝成本低。其次，它可以將靈活的控制組合與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)需求相結(jié)合。最重要的是，它可以提高控制的及時(shí)性和有效性，從而提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。對(duì)于小型電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，遠(yuǎn)程控制技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。在生產(chǎn)過程中，各種設(shè)備和機(jī)器都可以通過遠(yuǎn)程控制臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。該技術(shù)可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本[3]。

3.2 集中控制

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和維護(hù)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，其中集中控制是一種常見的控制方法。該方法將控制信號(hào)集中到控制室或控制中心進(jìn)行處理，通過硬接線實(shí)現(xiàn)斷路器聯(lián)鎖和隔離開關(guān)操作閉鎖的控制。盡管這種方法可以在一定程度上提高控制效率和可靠性，但也存在一些問題。首先，集中控制方法會(huì)增加處理器的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致系統(tǒng)處理速度下降，也會(huì)增加成本。其次，隔離開關(guān)的接線一般為二次接線，具有較強(qiáng)的復(fù)雜性特征，增加了系統(tǒng)維護(hù)的難度。在維護(hù)和維修中，集中控制方法經(jīng)常遇到輔助觸點(diǎn)不準(zhǔn)確、線路檢查不方便等問題，影響了自動(dòng)化控制和操作的效率。因此，在應(yīng)用集中控制方法時(shí)，有必要根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)要求進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，以解決存在的問題和不足。例如，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮處理器的性能和負(fù)載能力，合理安排控制信號(hào)的傳輸和處理。同時(shí)，還應(yīng)注意隔離開關(guān)的接線問題，并應(yīng)采取適當(dāng)?shù)慕泳€方法，以簡(jiǎn)化維護(hù)操作。在維修過程中，還必須嚴(yán)格遵守規(guī)范，以確保輔助觸點(diǎn)的準(zhǔn)確性和維修效率[4]。

4 PLC 技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用路徑

4.1 閉環(huán)控制中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代化制造技術(shù)的不斷提高，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代工廠中不可或缺的一部分。數(shù)控系統(tǒng)中閉環(huán)控制是其中的重要組成部分，而PLC 技術(shù)在其中的應(yīng)用能夠有效保障指令的穩(wěn)定傳輸和轉(zhuǎn)換數(shù)字量向閉環(huán)模型模擬量。PLC 技術(shù)還可以對(duì)不同設(shè)備的溫度變化狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)掌控，并將其轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，以便操作人員直觀化觀察。在信號(hào)轉(zhuǎn)換過程中，PLC 技術(shù)可以有效轉(zhuǎn)化電壓模擬量和電流模擬量，并進(jìn)行深入分析，實(shí)現(xiàn)相關(guān)電流和電壓值的有效性處理。通過對(duì)PLC 技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用，可以進(jìn)一步強(qiáng)化機(jī)器啟動(dòng)系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作系統(tǒng)的控制效果。PLC 技術(shù)可以訪問動(dòng)力機(jī)，精準(zhǔn)評(píng)估待執(zhí)行指令的可操作性，確保操作指令的執(zhí)行符合電氣自動(dòng)化控制的實(shí)際情況?？傊?，PLC 技術(shù)在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用可以帶來諸多好處，包括穩(wěn)定的指令傳輸、動(dòng)態(tài)溫度控制、電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換和深入分析等。在現(xiàn)代制造業(yè)中，PLC 技術(shù)已經(jīng)成為必不可少的一部分，它的應(yīng)用也會(huì)隨著技術(shù)的不斷發(fā)展而不斷完善。PLC技術(shù)在閉環(huán)控制中的應(yīng)用示意圖如圖2 所示。

圖2 PLC 技術(shù)在閉環(huán)控制中的應(yīng)用示意圖

4.2 現(xiàn)場(chǎng)總線控制方式

隨著工業(yè)自動(dòng)化的不斷發(fā)展，工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用研究正變得日益深入。現(xiàn)場(chǎng)總線控制方式也越來越普遍，成為工業(yè)自動(dòng)化的主流控制方式之一。為了更好地適應(yīng)市場(chǎng)需求，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)需要重新設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制方式與監(jiān)控系統(tǒng)的連接，表現(xiàn)出了智能安裝的特點(diǎn)。這種方式可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制，從而提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。同時(shí)，它也為電能使用量的減少、生產(chǎn)設(shè)備安裝與維護(hù)費(fèi)用的節(jié)約、工業(yè)生產(chǎn)成本的降低提供了保證。工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用研究的深入，為現(xiàn)場(chǎng)總線控制方式的應(yīng)用提供了更多的可能性?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制方式是一種新型的控制方式，可以將所有的控制信號(hào)集中在一起進(jìn)行傳輸，從而提高了傳輸效率和控制精度。同時(shí)，它還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，從而提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。為了更好地適應(yīng)市場(chǎng)需求，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)需要重新設(shè)計(jì)。重新設(shè)計(jì)后，它可以更好地適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制方式的應(yīng)用，從而提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量[5]。同時(shí)，它還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，從而提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量?，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)示意圖如圖3 所示。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)示意圖

4.3 在水處理中的具體運(yùn)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC 技術(shù)在水處理系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。PLC 技術(shù)是指可編程邏輯控制器，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制和管理。PLC 技術(shù)的運(yùn)用可以取得良好的水處理控制效果。水處理系統(tǒng)具有獨(dú)立的管理與操作，具備數(shù)據(jù)采集和順序控制功能。通過編程控制，可以實(shí)施對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備的保護(hù)與鎖定。技術(shù)人員可以通過上位機(jī)屏幕顯示的數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行控制，如水位、水質(zhì)等參數(shù)的監(jiān)測(cè)和控制。此外，系統(tǒng)還能夠發(fā)出聲音報(bào)警信號(hào)，提示運(yùn)行參數(shù)變化、警告閥值超出和運(yùn)行故障等情況。這使得技術(shù)人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問題，防止系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障。在操作方面，技術(shù)人員可以通過選擇自動(dòng)模式、組模式和遠(yuǎn)程手動(dòng)控制模式來操作系統(tǒng)。這樣可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活控制，提高工作效率。最后，技術(shù)人員還可以通過打印操作數(shù)據(jù)和報(bào)警數(shù)據(jù)來了解水箱內(nèi)部的實(shí)際狀況。這使得系統(tǒng)的維護(hù)更加精準(zhǔn)和高效，確保水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4.4 選用適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)化控制設(shè)備

工業(yè)自動(dòng)化電氣控制技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮著重要作用，為了保證其有序應(yīng)用，必須做好基礎(chǔ)工作。在選擇自動(dòng)化控制技術(shù)設(shè)備時(shí)，需要考慮3 種類型：控制處理設(shè)備、信息采集和傳輸設(shè)備以及生產(chǎn)操作設(shè)備。首先，合理選擇控制和處理設(shè)備非常重要。這些設(shè)備是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，必須能夠有效地調(diào)整系統(tǒng)，以確保整個(gè)系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。其次，信息收集和傳輸設(shè)備的設(shè)置也至關(guān)重要。這些設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的全面、實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。從而才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取措施加以解決，確保生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。最后，科學(xué)選擇生產(chǎn)設(shè)備也是至關(guān)重要的。這些設(shè)備必須能夠適應(yīng)電氣工程的各種現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，并有效應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)情況。從而才能提高遠(yuǎn)程控制的準(zhǔn)確性，提高電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的合理性。自動(dòng)化控制操作儀示意圖如圖4 所示。

圖4 自動(dòng)化控制操作儀示意圖

4.5 數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC 技術(shù)與數(shù)控管理技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，這種技術(shù)的應(yīng)用能夠節(jié)約人力、物力資源，降低工業(yè)生產(chǎn)成本。特別是在電氣自動(dòng)化數(shù)控系統(tǒng)中，PLC 技術(shù)的有效應(yīng)用可以拓展電氣控制范圍，優(yōu)化布置電氣設(shè)備、保障指令操作準(zhǔn)確性、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息可靠性傳輸和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行情況。通過PLC 技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用，可以雙向傳遞信息和數(shù)據(jù)，為數(shù)控機(jī)床創(chuàng)建安全可靠的運(yùn)行環(huán)境，增加企業(yè)生產(chǎn)效益。PLC 技術(shù)的應(yīng)用不僅可以提高生產(chǎn)效率，還可以降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。在實(shí)際應(yīng)用中，為了優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)控制工作、科學(xué)安排控制順序、持續(xù)提升控制效果和降低電氣設(shè)備運(yùn)行中的能源消耗，需要推動(dòng)整體數(shù)控系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平。通過持續(xù)優(yōu)化電氣自動(dòng)化數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的高效自動(dòng)化控制，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)提供強(qiáng)有力的支持和保障。

4.6 提高電氣自動(dòng)化水平

隨著工業(yè)電氣工程的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我們對(duì)其運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量的要求也越來越高。為了降低故障發(fā)生的概率，我們需要選擇合適的抗干擾措施，優(yōu)化傳輸信號(hào)屏蔽和設(shè)備接地信號(hào)。這些措施能夠有效地提高工業(yè)電氣工程的運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量，確保其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，在選擇設(shè)備方面，需要分析工業(yè)電氣工程的運(yùn)行環(huán)境，選擇能夠適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、運(yùn)行性能相對(duì)穩(wěn)定的設(shè)備。這樣能夠有效地減少設(shè)備故障的發(fā)生，提高工業(yè)電氣工程的可靠性和穩(wěn)定性。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用也成為工業(yè)電氣工程中的重要組成部分。其具有記錄和分析電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況的功能，能夠準(zhǔn)確判斷電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并向技術(shù)人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)。這樣能夠幫助技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理電機(jī)故障，提高工業(yè)電氣工程的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，工業(yè)電氣自動(dòng)化控制在中國(guó)應(yīng)用前景廣闊，但需要科學(xué)選擇應(yīng)用方式，合理應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，提高自動(dòng)化水平和選擇合理的自動(dòng)化控制設(shè)備，加強(qiáng)節(jié)能意識(shí)和工程質(zhì)量過程控制，統(tǒng)一集成電力系統(tǒng)，加強(qiáng)技術(shù)人才的培養(yǎng)教育。只有這樣，才能更好地實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化和高效化。