電氣自動化工程控制系統(tǒng)及發(fā)展趨向研究

賈俊軒

摘要：本文探討了電氣自動化工程控制系統(tǒng)，分析了電氣自動化工程控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式，研究了電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：電氣控制系統(tǒng);總線技術(shù);創(chuàng)新設(shè)計(jì)

中圖分類號：TP29? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1007-9416（2018）10-0000-00

技術(shù)的進(jìn)步不斷推動著科學(xué)水平的提高，電氣自動化工程控制系統(tǒng)則是科技不斷進(jìn)步的結(jié)果，工業(yè)領(lǐng)域中引入電氣自動化控制技術(shù)能夠降低勞動力輸入，提高工業(yè)加工效率[1]。對我國而言，電氣自動化工程控制系統(tǒng)與國外還有一定的差距，基于此，如何迅速提高電氣自動化控制水平，提高工業(yè)生產(chǎn)效率已經(jīng)成為我國急需解決的一個問題。

1 電氣自動化工程控制系統(tǒng)

1.1 電氣自動化工程控制系統(tǒng)組成

電氣自動化控制系統(tǒng)主要由電源供電回路、自鎖閉鎖回路、控制回路、自動手動回路、信號回路以及保護(hù)回路六個部分組成[1]。其中電源供電回路主要起到為電氣自動化控制系統(tǒng)提高運(yùn)行所需能源的功能;自鎖閉鎖回路能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖和閉鎖功能，保證整個系統(tǒng)的線路和設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行且處于正常狀態(tài)，防止出現(xiàn)異常時干擾其他功能的正常運(yùn)行;控制回路主要在系統(tǒng)在發(fā)出指令后開啟工作，針對工業(yè)生產(chǎn)中的不同需求及時作出調(diào)整，滿足系統(tǒng)的各種工作狀態(tài);電氣自動化控制系統(tǒng)具有自動控制的功能，控制靈敏，精準(zhǔn)度高，然而，針對于某些特定的情況，僅用系統(tǒng)的判斷能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人，所以針對于某些特定的狀況，手動控制也是必須的，自動與手動回路能夠保證工人在必要的時候可以插手工作，保證系統(tǒng)更加穩(wěn)定高效運(yùn)行;信號回路主要起到傳輸信號和轉(zhuǎn)化信號的功能，信號通過傳輸回路后傳遞到不同的設(shè)備部件，經(jīng)不同的設(shè)備進(jìn)行處理和判斷之后重新返回信號，實(shí)現(xiàn)反饋的功能;保護(hù)回路主要是針對緊急情況及時切斷電路，以保護(hù)線路和設(shè)備，多包括繼電器和熔斷器等元件。

1.2 電氣自動化工程控制系統(tǒng)的應(yīng)用

技術(shù)的不斷進(jìn)步促使了自動化控制系統(tǒng)的成本得到大幅度降低，也擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍。針對不同的工作環(huán)境，電氣自動化工程控制系統(tǒng)所起到的作用也多有不同。然而，其主要起到的功能也大同小異。本文通過分析得出其主要起到自動控制、測量監(jiān)視和保護(hù)的功能[2]。自動控制功能是電氣自動化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能，主要是實(shí)現(xiàn)線路和設(shè)備中的自動控制，減少人力消耗。保護(hù)功能在自動控制系統(tǒng)中起到了十分重要的作用，以工業(yè)運(yùn)輸控制系統(tǒng)為例，如果在控制的過程中出現(xiàn)了皮帶打滑現(xiàn)象，此時控制系統(tǒng)可先將設(shè)備停止運(yùn)行并報(bào)警，促使工作人員及時對故障情況進(jìn)行排查，及時解決問題。除此之外，針對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的自然或非自然的意外，如雷擊、線路短路漏電等現(xiàn)象，系統(tǒng)可自動將故障線路或設(shè)備切斷，使其停止運(yùn)行，防止危險繼續(xù)擴(kuò)大，避免引發(fā)其他安全問題。電氣控制系統(tǒng)具有測量監(jiān)控的功能，在電網(wǎng)環(huán)境中，自動控制系統(tǒng)實(shí)時對各個設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，對各種傳感器測量到的信號及時進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和和分析，并得出結(jié)論，有利于提前預(yù)判問題風(fēng)險，將問題扼殺在搖籃中。

2 電氣自動化工程控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式

2.1 現(xiàn)場總線

現(xiàn)場總線能夠通過工業(yè)控制總線對控制單元，傳輸單元以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制和分析，構(gòu)建完整的控制體系。實(shí)用結(jié)果表明，該方法得到的控制系統(tǒng)實(shí)用而高效。實(shí)際應(yīng)用中需要事先建立監(jiān)控中心，借助控制線對不同的監(jiān)控分站的數(shù)據(jù)進(jìn)行連接，其中不同的分站事先的功能也有所不同，各種功能和數(shù)據(jù)最后都由總線進(jìn)行匯總并進(jìn)行分析，最后將不同的命令輸送至各個分站，實(shí)現(xiàn)控制。

2.2 集中控制與分散控制

電氣自動化控制系統(tǒng)中主要有集中控制和分散控制兩種方式。其中，集中監(jiān)控主要是指將所有的數(shù)據(jù)集中在一起進(jìn)行控制，如此能夠大大提高控制效率，然而這對設(shè)備處理器提出了較高的要求，降低了處理效率，會設(shè)備故障發(fā)生率提高，往往達(dá)不到所預(yù)定的目標(biāo)。因此，分散控制應(yīng)運(yùn)而生。分散控制技術(shù)主要是將整個系統(tǒng)劃分為不同的子系統(tǒng)，利用不同的控制器對子線路進(jìn)行控制，最終集中匯總至總控制器。如此一來，各個子系統(tǒng)之間互不干擾，獨(dú)立運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行速度和穩(wěn)定性都得到大幅度提高[3]。

2.3 遠(yuǎn)程控制

很多情況下人們不能直接到達(dá)或者在現(xiàn)場進(jìn)行控制，例如電網(wǎng)線路的控制。為了解決這個些問題，在電氣自動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式是借助遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，通過采集現(xiàn)場音頻或視頻等數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到處理器，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后再通過控制器對設(shè)備進(jìn)行控制。

3 電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

3.1 標(biāo)準(zhǔn)化

要實(shí)現(xiàn)電氣自動控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化，要從兩方面著手：（1）加大對開發(fā)系統(tǒng)的重視程度，首先要將開發(fā)系統(tǒng)單獨(dú)作為一個環(huán)節(jié)，和生產(chǎn)系統(tǒng)的開發(fā)并行;（2）實(shí)施過程的標(biāo)準(zhǔn)化，主要是在設(shè)計(jì)、研發(fā)、實(shí)施和操作等方面，將實(shí)施和操作等過程標(biāo)準(zhǔn)化。

3.2 運(yùn)行更加安全可靠

電氣自動控制系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定地運(yùn)行不僅取決于系統(tǒng)本身，而且還取決于系統(tǒng)的使用環(huán)境和操作者的操作方式，一旦操作方式不當(dāng)就可能發(fā)生事故，因此安全化是電氣自動控制系統(tǒng)發(fā)展的一個重要趨勢，可以通過逐漸提高系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性、操作的簡便性來提高控制系統(tǒng)自身的安全性。

3.3 更能適應(yīng)市場需求

電氣自動控制系統(tǒng)一方面會對制造部門體制進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以此來促進(jìn)各部門之間的溝通交流，對市場需求進(jìn)行正確地掌握，提高開發(fā)效率;另一個方面就是合理分配生產(chǎn)資源，具體方式例如保護(hù)核心技術(shù)，精密部件由自己加工，將簡單的零部件可以交由其他相關(guān)的制造商進(jìn)行生產(chǎn)，這樣能夠大大增加研發(fā)的時間，并且提高生產(chǎn)的效率。

3.4 系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新

電氣自動控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，雖然現(xiàn)在已經(jīng)很成熟，各種各樣的系統(tǒng)可以滿足不同行業(yè)的需求，但是這一技術(shù)還需要不斷地進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)這個過程需要三個方面的支持：（1）引進(jìn)其他國家的發(fā)達(dá)技術(shù)用于學(xué)習(xí)借鑒，并根據(jù)自身國情創(chuàng)造出屬于自己的關(guān)鍵技術(shù);（2）國家要重視自動化技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要作用，制定相關(guān)的政策，加大支持企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，提高相關(guān)企業(yè)的科研技術(shù)水平;（3）經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展趨勢，抓住并利用好這個機(jī)遇，進(jìn)一步提高自身的科學(xué)技術(shù)水平。

3.5 人才培養(yǎng)更加全面

電氣自動化控制系統(tǒng)技術(shù)的開發(fā)需要專業(yè)性很強(qiáng)的技術(shù)人才來完成，要保證技術(shù)不斷進(jìn)行創(chuàng)新，就需要不斷地補(bǔ)充更多的相關(guān)人才。除此之外，在崗的技術(shù)操作人員也要不斷提高自身的素質(zhì)水平，企業(yè)應(yīng)該加大對員工的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，規(guī)范操作流程，使得相關(guān)的工作人員能夠按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行操作，提高工作的效率和安全性，避免造成不必要的損失。

4 結(jié)語

電氣自動化控制系統(tǒng)在當(dāng)今的生產(chǎn)生活中起到越來越重要的作用，電氣自動化控制系統(tǒng)終究是服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)，能夠推動工業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國應(yīng)緊跟發(fā)展潮流，積極順應(yīng)發(fā)展趨勢，努力開拓，積極進(jìn)取。

參考文獻(xiàn)

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[3] 張明杰. 電氣自動化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].化工管理，2018，（8）：119.

Research on Control System and Development

Trend of Electrical Automation Engineering

JIA Jun-xuan

（Shandong Liaocheng NO.1 Senior High School， Liaocheng Shandong 252000）

Abstract： This paper discusses the electric automation engineering control system， analyses the realization of the electric automation engineering control system， and studies the development trend of the electric automation control system.

Key words： electrical control system; bus technology; innovative design