電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性分析

姚旭明

摘要：現(xiàn)代科技的發(fā)展促進(jìn)了各行業(yè)的進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)是其中的佼佼者，其運(yùn)用也越來(lái)越廣泛，對(duì)于電氣工程的發(fā)展起著重要的作用。它的有效應(yīng)用，加快了電氣工程自動(dòng)化控制的進(jìn)程，在運(yùn)行效率方面更是遠(yuǎn)超以往，而人工和設(shè)備維護(hù)的成本卻降低了很多。關(guān)于電氣自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要相關(guān)的工作人員熟練掌握它的理論知識(shí)、技術(shù)特點(diǎn)等，并且借助于現(xiàn)代電子信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新。電力工業(yè)和自動(dòng)化技術(shù)之間相互依存、相互促進(jìn)，電力工業(yè)因?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)得以快速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)因?yàn)樵陔娏I(yè)的中的應(yīng)用而不斷完善。電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)人們的日常生活、社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)家發(fā)展都作出了貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化控制設(shè)備

引言

電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用了智能化技術(shù)，并且將其作為基礎(chǔ)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制能力，并且還能夠?qū)Ω鞣N數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，將有助于解決相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題，在系統(tǒng)中使用電氣自動(dòng)化控制時(shí)基本上都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。如今，化工機(jī)械設(shè)備的工作環(huán)境較為復(fù)雜，并且會(huì)存在比較大的安全隱患，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，如果還是用傳統(tǒng)的方式對(duì)化工機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制，不僅耗時(shí)，而且還會(huì)存在較大誤差和勞動(dòng)力增大的缺陷，并且這種方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前人類的生產(chǎn)需求。于是文章將化工機(jī)械設(shè)備和電氣自動(dòng)化控制進(jìn)行有效結(jié)合，從而使得電氣自動(dòng)化控制能夠在化工機(jī)械設(shè)備中發(fā)揮重要作用，提高設(shè)備的生產(chǎn)效率和質(zhì)量;并且將兩者進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，還有助于電氣自動(dòng)化控制的深入發(fā)展，其性能和穩(wěn)定性將會(huì)變得更加強(qiáng)大。

1我國(guó)在電氣自動(dòng)化方面存在的不足

1.1能源消耗過(guò)高

國(guó)家對(duì)工業(yè)生產(chǎn)越來(lái)越重視，而電氣自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用，是一項(xiàng)不可或缺的技術(shù)。隨著現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的飛速進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)追求更高的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，因此對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)提出了更高的要求，日益追求智能化、自動(dòng)化的生產(chǎn)方式。高質(zhì)量、高效率的成果背后是要付出代價(jià)的。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，能源消耗是不可避免的，比如天然氣、煤炭、焦炭;生產(chǎn)染料、塑料、輕紡產(chǎn)品所消耗的原料油等。同時(shí)，能源消耗所帶來(lái)的問(wèn)題也是不容小視的，一方面嚴(yán)重污染社會(huì)環(huán)境，與我們國(guó)家一直提倡的可持續(xù)發(fā)展相違背;另一方面，過(guò)多的能源消耗加重了國(guó)家負(fù)擔(dān)，能源不是無(wú)窮無(wú)盡的，如果一直無(wú)限制的使用下去，能源遲早會(huì)枯竭，不僅僅會(huì)阻礙工業(yè)的發(fā)展，還會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的停滯。

1.2部分質(zhì)量未達(dá)標(biāo)

隨著電氣自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，給人們帶來(lái)福利的同時(shí)，也存在著一些安全隱患，這些安全隱患通常和工程質(zhì)量未達(dá)標(biāo)相關(guān)。電氣工程的質(zhì)量不僅僅決定著產(chǎn)品的使用壽命，更和廣大群眾的安全息息相關(guān)。在現(xiàn)實(shí)生活中，施工時(shí)的安全問(wèn)題并沒(méi)有引起大家足夠的重視。這主要體現(xiàn)在：相關(guān)工作人員的安全意識(shí)較差，對(duì)工程不夠重視，他們往往只是關(guān)注工程的表象，并沒(méi)有把規(guī)范、規(guī)則落實(shí)到位。這樣一來(lái)，很難保證電氣自動(dòng)化相關(guān)工程的工程壽命以及他們自身的安全。質(zhì)量保證是任何一項(xiàng)工程可以進(jìn)一步進(jìn)行下去的基石，如果電氣工程的質(zhì)量未達(dá)到保證，對(duì)工程造成的危害也是無(wú)法估計(jì)的。

1.3未形成系統(tǒng)內(nèi)部統(tǒng)一構(gòu)架

在實(shí)行許多工程項(xiàng)目之前首先要形成一個(gè)完整的系統(tǒng)構(gòu)架，將系統(tǒng)內(nèi)部緊密連接起來(lái)才能保證省時(shí)省力又高產(chǎn)。同樣地，電氣自動(dòng)化技術(shù)也是將穩(wěn)定且高效作為發(fā)展目標(biāo)。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，不少電氣自動(dòng)化系統(tǒng)沒(méi)有形成統(tǒng)一構(gòu)架，還有的雖然形成了系統(tǒng)內(nèi)部的構(gòu)架，但是卻不完整、不統(tǒng)一，各個(gè)部分的聯(lián)系并不緊密，從而阻礙電氣自動(dòng)化的發(fā)展。整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)兼容，信息沒(méi)有辦法共享，各個(gè)環(huán)節(jié)聯(lián)系不緊密，無(wú)法保障最后的成功。這樣一來(lái)，就會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成影響，阻礙許多企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和提升[1]。

2電氣自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前，我們已經(jīng)解決了不能精確地控制運(yùn)動(dòng)中的受控對(duì)象的問(wèn)題。目前，工程師已經(jīng)在自動(dòng)化領(lǐng)域成功開發(fā)了智能控制程序，這使得電氣系統(tǒng)自動(dòng)化的計(jì)算和分析能力不斷提高。另外，相關(guān)從業(yè)人員職業(yè)素質(zhì)的提升，可以提升有關(guān)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率，使得其在更多的行業(yè)中得到運(yùn)用。

2.2有利于增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行中的管理效果

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的作用下，可采用編制程序、實(shí)時(shí)控制的方式，嚴(yán)格把控建筑設(shè)備運(yùn)行過(guò)程，處理其中可能存在的質(zhì)量隱患，增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行中的管理效果，為現(xiàn)代建筑的長(zhǎng)效發(fā)展提供專業(yè)支持。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中具有較好的控制效果，可使設(shè)備處于可控狀態(tài)，避免其工作性能、應(yīng)用質(zhì)量等受到不利影響。

2.3可降低設(shè)備管理成本

通過(guò)分析電氣自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)建、應(yīng)用等，可對(duì)設(shè)備進(jìn)行智能化控制，滿足管理成本經(jīng)濟(jì)性要求，增加現(xiàn)代建筑建設(shè)與發(fā)展中的投資效益。當(dāng)設(shè)備管理成本降低后，可為建筑建設(shè)事業(yè)發(fā)展的資金充分利用提供參考信息，充分發(fā)揮電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際作用，增強(qiáng)設(shè)備科學(xué)管理效果。

2.4有效延長(zhǎng)設(shè)備的使用年限

在建筑實(shí)踐中，通過(guò)對(duì)設(shè)備自動(dòng)化操作的思考，可避免人為因素的影響，使建筑設(shè)備應(yīng)用更具安全性。應(yīng)充分發(fā)揮電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的作用，不斷優(yōu)化控制方式，增強(qiáng)保護(hù)效果，逐漸延長(zhǎng)設(shè)備使用年限，為現(xiàn)代建筑建設(shè)及發(fā)展帶來(lái)更多的促進(jìn)作用，滿足相應(yīng)的發(fā)展要求。在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)支持下，在建筑設(shè)備運(yùn)行中，可合理設(shè)置相關(guān)參數(shù)，提高建筑室內(nèi)環(huán)境的舒適度。

2.5電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的弊端

首先，電氣自動(dòng)化對(duì)環(huán)境的要求比較高，使用銅芯絕緣導(dǎo)體連接是基本要求，并且在其中不能看到有雙線電線的使用。其次，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)雖然使操作過(guò)程變得更加簡(jiǎn)單，但是無(wú)法控制對(duì)象以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作[2]。

3電氣自動(dòng)化控制的類型

3.1遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)

遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)就是能夠遠(yuǎn)距離的進(jìn)行監(jiān)控，它屬于電氣自動(dòng)化控制的內(nèi)在需求，因?yàn)殡姎庠O(shè)備的數(shù)量較多，并且很多設(shè)備處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，通過(guò)使用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)能夠有效對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行管理;遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)需要將監(jiān)控方和被監(jiān)控方通過(guò)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，然后實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控作用，而且監(jiān)控方可以通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)被檢控方的計(jì)算機(jī)進(jìn)行操控管理。使用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)比較多，比如成本低、效率高、靈活方便等。

3.2統(tǒng)一監(jiān)控技術(shù)

這種類型的自動(dòng)化控制技術(shù)比較使用于安全要求比較低，因?yàn)槠渲饕饔迷谟趯?shí)現(xiàn)自我檢修功能，具有比較簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。統(tǒng)一監(jiān)控技術(shù)是將所有的功能全部集中到一個(gè)中央處理器中，所以對(duì)信息進(jìn)行處理時(shí)的速度會(huì)比較快，然而這種類型的技術(shù)也存在一個(gè)比較大的缺陷在于監(jiān)控的目標(biāo)會(huì)比較小。

3.3現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控技術(shù)具備遠(yuǎn)程監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)，而且其針對(duì)性比較強(qiáng)，所以該類型的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)較多，是對(duì)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的一種完善。在化工機(jī)械設(shè)備中使用該技術(shù)能夠使得電氣設(shè)備高效率工作[3]。

4電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中硬件系統(tǒng)配置非常重要，設(shè)計(jì)好硬件模塊才能確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計(jì)遵循優(yōu)化輸入輸出電路要素。系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境惡劣，要求具有較強(qiáng)抗干擾能力，系統(tǒng)響應(yīng)失靈原因是芯片受到脈沖干擾。系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)是增強(qiáng)芯片防干擾能力?？垢蓴_是系統(tǒng)硬件模塊優(yōu)化的重要問(wèn)題，干擾引起動(dòng)作響應(yīng)失靈主要因素是電磁脈沖對(duì)芯片干擾，應(yīng)用隔離變壓器裝置控制干擾因素，采用1：1超隔離變壓器;將PLC系統(tǒng)置于金屬質(zhì)地工作柜，防止對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾;應(yīng)用改造系統(tǒng)布線方案，模擬信號(hào)傳輸線采用雙絞線屏蔽電纜。防止電磁脈沖等對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾;應(yīng)用改造系統(tǒng)布線方案，如弱電信號(hào)線實(shí)施分開走線，模擬信號(hào)傳輸線采用雙絞線屏蔽電纜。系統(tǒng)硬件模塊輸入電路優(yōu)化，應(yīng)考慮 PLC 供電電源對(duì)應(yīng)電壓取值范圍，多數(shù)企業(yè)將系統(tǒng) PLC端供電電壓取值為 85-240V，由于大部分管理現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜，需要在供電線路安裝電源凈化設(shè)備。常見設(shè)備包括隔離變壓器等。應(yīng)用濾波器電源凈化設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)模硬件模塊設(shè)計(jì)，要確保 PLC 輸入電源保持為恒定值 24V 直流電。為避免出現(xiàn)過(guò)載，要確保保險(xiǎn)絲質(zhì)量合格。在系統(tǒng)硬件模塊輸出電路優(yōu)化時(shí)，標(biāo)志等相關(guān)設(shè)備裝置輸出作業(yè)由晶體管完成，使裝置適應(yīng)于系統(tǒng)高頻性動(dòng)作。如煤礦生產(chǎn)中水泵機(jī)房運(yùn)用系統(tǒng)，正常運(yùn)行中系統(tǒng)輸出頻率 <6 次 /min，可利用繼電器完成輸出作業(yè)，保障輸出電路具有較強(qiáng)抗干擾性能，簡(jiǎn)化電路構(gòu)成。應(yīng)注意系統(tǒng)硬件模塊輸出為感性負(fù)載，系統(tǒng)斷電時(shí)輸電路產(chǎn)生浪涌電流。在系統(tǒng)硬件模塊輸出電路設(shè)計(jì)中遵循防止芯片損壞思路，將二極管續(xù)接于輸出電路盤，對(duì)系統(tǒng)芯片產(chǎn)生可靠保護(hù)。系統(tǒng)輸出頻率為 7-10 次 /min，使用繼電器輸出，對(duì)水泵房開合動(dòng)作靈活控制。系統(tǒng)軟件模塊程序設(shè)計(jì)中，要優(yōu)化 I/O 接口分配。需結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)，集中編制電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)I/O 信號(hào)，提高自動(dòng)化控制系統(tǒng)維修效率。要集中編制自動(dòng)化系統(tǒng)計(jì)數(shù)器等，詳細(xì)列示I/O分配表分配情況。為改善電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行效率，應(yīng)優(yōu)化PLC程序，如減少存占量等。

5提高化工機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化控制的可靠性措施

5.1制定統(tǒng)一的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

如今，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)之間存在的區(qū)別比較大，每個(gè)企業(yè)中的需求不一致，于是就會(huì)阻礙企業(yè)和企業(yè)之間的技術(shù)共享。而且在我國(guó)電氣自動(dòng)化控制的參與度和透明度比較缺乏，加之沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)阻礙化工機(jī)械設(shè)備中電氣自動(dòng)化控制的穩(wěn)定運(yùn)行。為了解決這個(gè)問(wèn)題，則需要重點(diǎn)加強(qiáng)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，可以多多舉辦相關(guān)的技術(shù)合作交流，從而制定出統(tǒng)一的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

5.2設(shè)計(jì)電氣控制設(shè)備安裝方案

化工機(jī)械設(shè)備在設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備時(shí)，首先需要保證該設(shè)備的可靠性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要結(jié)合相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析，還需要考慮到化工機(jī)械設(shè)備的具體使用環(huán)境和需求，從而設(shè)計(jì)出更加合適的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備。設(shè)計(jì)中包含的內(nèi)容較多，影響設(shè)備可靠性的因素也比較多，所以其安裝方案需要全面設(shè)計(jì)。另外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要使用價(jià)值工程的概念對(duì)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)和設(shè)計(jì)，從而保證該設(shè)備具有經(jīng)濟(jì)合理的特點(diǎn)。所以提高自動(dòng)化控制技術(shù)需要重視其安裝方案的設(shè)計(jì)。

5.3不斷優(yōu)化配電設(shè)計(jì)

電力是自動(dòng)化電氣系統(tǒng)中為重要的組成部分，在配電過(guò)程中應(yīng)優(yōu)先考慮電力系統(tǒng)優(yōu)化、適用等原則要求。（1）嚴(yán)格按照用電設(shè)備負(fù)荷容量的可靠性要求，從可行性、成本經(jīng)濟(jì)性等方面入手，優(yōu)化建筑實(shí)踐中的配電設(shè)計(jì)，并獲取完善的設(shè)計(jì)方案，滿足電能高效輸送要求，不斷提升設(shè)備電氣自動(dòng)化系統(tǒng)節(jié)能控制水平。（2）配電設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)后，可提高電力系統(tǒng)操控靈活性，可增強(qiáng)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)性能的可靠性，提升節(jié)能控制的效率，逐漸提升其科學(xué)控制水平，避免影響電力資源利用效率。

5.4綜合自動(dòng)化技術(shù)

綜合自動(dòng)化技術(shù)的主要作用是對(duì)電力系統(tǒng)保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行探查。隨著電氣工程的進(jìn)一步發(fā)展，電氣工程的技術(shù)含量也在不斷提升。為了確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在電氣工程建設(shè)過(guò)程中，電氣工程企業(yè)通常會(huì)選擇多種方式保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。為了確保電氣系統(tǒng)保護(hù)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，電氣企業(yè)需要合理有效的利用綜合自動(dòng)化技術(shù)，使得電力系統(tǒng)的安全性得到提升[4]。

5.5選擇合適工具

目前電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)所使用的編程工具有三種方式，第一種方式為手持編程器，這種編程方式只可以使用一些產(chǎn)品商家規(guī)定的語(yǔ)句表進(jìn)行編程，其效果是比較低的，并且也只適合在一些小型的PLC上使用。第二種方式為圖形編程器，一般自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用使用的是梯形圖編程，具有很好的直觀性，并且應(yīng)用范圍相比于手持編程器要廣很多。最后一種為計(jì)算機(jī)加PLC模式，這種模式的應(yīng)用效率是最高的，但是其開發(fā)的價(jià)格是比較高的，并且調(diào)試過(guò)程也比較長(zhǎng)，一般的應(yīng)用都在大型或者是超大型的煤礦中。本質(zhì)上編程工具的應(yīng)用對(duì)于煤礦的電氣自動(dòng)化控制具有非常重要的意義，但是在具體的應(yīng)用中應(yīng)該根據(jù)的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

5.6加強(qiáng)質(zhì)量管理，完善監(jiān)督體系

針對(duì)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)問(wèn)題，可以從以下三個(gè)方面入手：第一，加強(qiáng)對(duì)工作人員的培訓(xùn)。一方面提升他們的專業(yè)技能，使其更深入地掌握專業(yè)知識(shí)。強(qiáng)化他們的專業(yè)水平，增強(qiáng)綜合素質(zhì)，增強(qiáng)責(zé)任意識(shí)，提高對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的重視程度。同時(shí)可以引入高水平人才，保證生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)的質(zhì)量。第二，強(qiáng)化、完善監(jiān)督體系。頻繁出現(xiàn)的質(zhì)量未達(dá)標(biāo)問(wèn)題與監(jiān)管人員把關(guān)不嚴(yán)格脫不了關(guān)系，因此需要整頓監(jiān)督體系。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在目前技術(shù)和社會(huì)快速發(fā)展的背景下，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛，并且應(yīng)用也會(huì)得到普及，而且控制系統(tǒng)的先進(jìn)性也會(huì)不斷地提高，這會(huì)直接促進(jìn)作業(yè)效率，還會(huì)強(qiáng)化生產(chǎn)的安全性。當(dāng)然，在具體的應(yīng)用中自動(dòng)化控制系統(tǒng)需要根據(jù)實(shí)際進(jìn)行一些變革，這樣才可以使得控制系統(tǒng)的適配性增強(qiáng)，提高的開采效率。同時(shí)，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要?jiǎng)?chuàng)新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的方案根本就不是因新技術(shù)的融合和新場(chǎng)景的應(yīng)用，所以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，這可以提高自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用效能。此外，整個(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)是一個(gè)有序的系統(tǒng)性工程，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中要進(jìn)行不斷的試錯(cuò)，通過(guò)不斷的試錯(cuò)才可以完善系統(tǒng)[5]。

參考文獻(xiàn)：

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