電氣工程中電氣自動化融合技術(shù)的應(yīng)用探討

新鄉(xiāng)廣播電視大學(xué) 馬曉燕

電氣工程在科技發(fā)展中具有特殊地位，是技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)航性產(chǎn)業(yè)。電氣自動化即在電氣生產(chǎn)發(fā)展中融合自動化技術(shù)手段，以科技釋放人力，提高生產(chǎn)效率。本文分析了應(yīng)用電氣自動化融合技術(shù)的重要作用，分析常見相關(guān)技術(shù)，并對具體技術(shù)應(yīng)用進行闡述。

電氣自動化技術(shù)是對傳統(tǒng)電氣技術(shù)的革新，以自動化技術(shù)為依托可實現(xiàn)電氣自動化管理。電氣自動化在全行業(yè)發(fā)展中得到廣泛應(yīng)用，推動經(jīng)濟發(fā)展。電氣自動化技術(shù)并非單一的技術(shù)類型，而是涵蓋多個技術(shù)分支，在其發(fā)展和應(yīng)用中，計算機網(wǎng)絡(luò)、電子技術(shù)以及虛擬仿真技術(shù)都是重要的參與部分。電氣自動化是系統(tǒng)化的先進技術(shù)應(yīng)用，其直接應(yīng)用預(yù)期是提升系統(tǒng)性能，提高生產(chǎn)效率。

1 技術(shù)應(yīng)用必要性

現(xiàn)有電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)基本成熟，融合多元化技術(shù)，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。在交通運輸、建筑工程、電力生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域，該技術(shù)均發(fā)揮重要作用。聯(lián)合應(yīng)用相關(guān)技術(shù)完善電氣自動化系統(tǒng)，可提升無人化設(shè)備運行質(zhì)量，增強系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析和故障排查、生產(chǎn)效率改善等性能。進行該類技術(shù)應(yīng)用，可促進生產(chǎn)信息的及時采集和全面分析，提高系統(tǒng)信息處理能力，為未來系統(tǒng)優(yōu)化提供更可靠的一線數(shù)據(jù)，實現(xiàn)系統(tǒng)循環(huán)優(yōu)化。應(yīng)用此種技術(shù)還可促進系統(tǒng)智能監(jiān)控和預(yù)見性管理，提升系統(tǒng)反應(yīng)速度，促進精準(zhǔn)預(yù)警和報警。通過數(shù)據(jù)采集進行模擬數(shù)據(jù)分析，結(jié)合BIM系統(tǒng)等先進科技手段，可實現(xiàn)虛擬仿真設(shè)備運行測試，針對性完善系統(tǒng)，預(yù)處理系統(tǒng)故障，保證自動化系統(tǒng)平穩(wěn)運行，降低運行風(fēng)險。通過技術(shù)融合應(yīng)用也可對系統(tǒng)操作過程進行科學(xué)簡化，提升操作可行性，顯著改善自動控制效率。通過系統(tǒng)模擬運行也可進行故障錄波，捕捉波形順序，促進自動識別系統(tǒng)精準(zhǔn)識別故障波形。

2 常見電氣自動化融合技術(shù)和應(yīng)用

2.1 PLC技術(shù)

PLC技術(shù)是自動化控制系統(tǒng)中常用技術(shù)，應(yīng)用此種技術(shù)，可根據(jù)實際控制需要編寫邏輯控制程序，實現(xiàn)自動化邏輯控制。應(yīng)用PLC技術(shù)可進行順序控制、閉環(huán)控制以及開關(guān)量控制。采用PLC順序控制，可解決自動化控制過程中系統(tǒng)耗能較高問題。常規(guī)情況下，自動化控制需要長期高能耗，能耗問題導(dǎo)致電氣設(shè)備運行狀態(tài)難以維持穩(wěn)定，在工廠生產(chǎn)時設(shè)備性能異常和生產(chǎn)中斷的情況較易發(fā)生。PLC技術(shù)可降低系統(tǒng)耗能，促進綠色生產(chǎn)，同時緩解電氣設(shè)備生產(chǎn)過程中運行負荷，促進設(shè)備常規(guī)運行。采用PLC順序控制還可優(yōu)化繼電器性能，增強控制效率，優(yōu)化電氣系統(tǒng)運行狀態(tài)。

應(yīng)用PLC技術(shù)進行閉環(huán)控制時，構(gòu)建更加完善的反饋控制系統(tǒng)，通過信號輸出和反饋，形成系統(tǒng)閉合回路。在系統(tǒng)應(yīng)用中，通過PLC系統(tǒng)的邏輯監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，排除故障隱患，設(shè)備運行中系統(tǒng)自動啟動補償方案，縮短設(shè)備故障時間，保證長期生產(chǎn)運行，減少停產(chǎn)損失。該控制系統(tǒng)應(yīng)用PLC技術(shù)時通常從電液操作、電子控制以及轉(zhuǎn)速測量等方面進行單元控制，每個單元具有不同的職能，協(xié)同作用于電氣設(shè)備，科學(xué)控制設(shè)備，使設(shè)備運行維持合理狀態(tài)。

2.2 集成化技術(shù)

在電氣自動化發(fā)展前景中，集成化技術(shù)是重要項目之一，該技術(shù)模擬人工管理模式，是具有廣闊發(fā)展空間的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)。在應(yīng)用該技術(shù)時，必須綜合生產(chǎn)全周期中的多維度因素，全方位分析管理要素，集成多元化因素，整合管理活動，使上述要素成為可以通過技術(shù)手段集中控制的管理系統(tǒng)。在此過程中，信息技術(shù)應(yīng)用遵循工業(yè)理論，基于理論基礎(chǔ)開展自動化管理活動。集成技術(shù)模式的電氣自動化與企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營具有相似之處，通過技術(shù)化融合管理經(jīng)營過程和生產(chǎn)過程，大幅度提高企業(yè)生產(chǎn)效率。在應(yīng)用周期中，必須保證設(shè)備性能優(yōu)越，應(yīng)用技術(shù)先進。應(yīng)用該技術(shù)時，技術(shù)人員應(yīng)深入調(diào)研，全面搜集信息，加強數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，積極開展后期設(shè)備優(yōu)化。在集成技術(shù)融合電氣自動化過程中，數(shù)據(jù)支持直接影響系統(tǒng)運行質(zhì)量。

2.3 自動檢測技術(shù)

在電氣自動化應(yīng)用中，自動檢測是實現(xiàn)設(shè)備運行動態(tài)監(jiān)控的基礎(chǔ)。電氣機床和相關(guān)電氣硬件通常需要融合自動檢測，完善設(shè)備自動化管理。通過自動檢測，可節(jié)省人力巡檢和計算工作，節(jié)約人力資源。自動檢測利用科學(xué)算法和數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，無需人工核準(zhǔn)設(shè)備運行參數(shù)，對人力物力消耗較低。該技術(shù)應(yīng)用后實現(xiàn)無人監(jiān)管運行，全面執(zhí)行機械作業(yè)模式，電氣制造效率顯著提升，可操作性較強。該技術(shù)應(yīng)用時，應(yīng)先調(diào)節(jié)系統(tǒng)信號，保證系統(tǒng)運行正常，通過電氣設(shè)備應(yīng)用促進信號穩(wěn)定，科學(xué)調(diào)整電氣參數(shù)。信號控制完成后，分析處理數(shù)據(jù)，通過掃描產(chǎn)品零部件收集產(chǎn)品信息，進行數(shù)據(jù)參數(shù)處理，計算孔位、數(shù)值等。采集信息后，數(shù)據(jù)抵達傳感器，傳感器深層處理數(shù)據(jù)，輸出自動檢測報告，通過多重檢驗，形成最終檢測結(jié)果。

2.4 設(shè)備啟?？刂?/h3>

在自動化啟?？刂浦?，是應(yīng)用自動化管理系統(tǒng)，采用編程存儲器進行設(shè)備管理，而非使用傳統(tǒng)繼電器。編程存儲器等自動控制設(shè)備可顯著提升控制效率。在電氣系統(tǒng)運行中，環(huán)境因素是影響設(shè)備啟停系統(tǒng)的常見因素，環(huán)境溫濕度變化和相關(guān)因素變化導(dǎo)致開關(guān)量受到影響，極易影響運行效率。而融合自動控制通信技術(shù)的繼電器有效消除環(huán)境因素影響，提高設(shè)備穩(wěn)定性。通過此種自動化控制，顯著提升了系統(tǒng)運行精準(zhǔn)度，對開關(guān)量控制系統(tǒng)進行簡化。在實際應(yīng)用該控制設(shè)備進行電動機設(shè)備操作時，在控制系統(tǒng)兩端設(shè)置開關(guān)量，按鈕狀態(tài)分為接通或斷開兩種形式，利用按鈕自動化控制啟停動作。當(dāng)按鈕為接通狀態(tài)時，系統(tǒng)中光耦合器內(nèi)光點三極管對應(yīng)輸入點I0.0，在接通時處于導(dǎo)通狀態(tài)，改變輸入寄存器后，輸入點I0.0也轉(zhuǎn)變?yōu)?，該輸入點顯示開關(guān)量信號數(shù)據(jù)。接通按鈕時，根據(jù)自動化控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系，I0.0賦值為1，而當(dāng)進入關(guān)閉狀態(tài)時，該邏輯關(guān)系致使I0.0賦值為0，從而實現(xiàn)二級控制。自動化開關(guān)控制中，要求繼電器Q0.0=1時系統(tǒng)可通電，同時繼電器與接觸器處于關(guān)閉狀態(tài)。通過設(shè)備運行系統(tǒng)通電控制可控制開關(guān)量，進而實現(xiàn)自動化運行管理。常規(guī)系統(tǒng)中，電磁接觸器是系統(tǒng)控制的主要部件，該部件雖然具有良好的運行效率，但缺少完善的觸電防御機制，使用時具有較高風(fēng)險，系統(tǒng)較易發(fā)生故障。不僅如此，電磁繼電器所用接線較復(fù)雜，安裝難度較高，在系統(tǒng)運行中一旦需要檢修也會造成較大工作量，增加維修成本。完善自動化技術(shù)后，融合PLC等技術(shù)，通過虛擬繼電器實現(xiàn)傳統(tǒng)繼電器應(yīng)有功能，與此同時反應(yīng)速度更快，可精準(zhǔn)反饋返回量信息，實效性更強。通過PLC啟?？刂?，采用啟停模式輸出點作為開關(guān)觸點，提高設(shè)備運行啟停自動化控制水平。系統(tǒng)運行中可啟停控制多條線路。

2.5 步進控制

自動化控制設(shè)備時，系統(tǒng)經(jīng)常同時開展若干控制操作，上述動作彼此獨立，但最終實現(xiàn)整體控制效果。在此過程中，必須按照次序執(zhí)行相關(guān)動作，此種自動化控制系統(tǒng)通常被稱為步進控制系統(tǒng)，即順序控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)運行中，必須分析系統(tǒng)運行整體變化，階段性分解運行過程，設(shè)置預(yù)期運行順序，并限定運行時間，從而保證內(nèi)部環(huán)境、輸入條件不同時動作精準(zhǔn)執(zhí)行。步進控制過程中，必須以順序功能流程為基礎(chǔ)，設(shè)置每一步動作，為動作步驟規(guī)定推進前提，達到條件要求后執(zhí)行上步動作和下步動作銜接。自動化控制中經(jīng)常使用步進控制，應(yīng)用此種自動化控制技術(shù)檢修時難度較小，可隨時觀察系統(tǒng)運行狀態(tài)。通過步進控制，顯著釋放人力，生產(chǎn)過程中耗損明顯降低。例如，在火力發(fā)電自動化控制中，利用步進控制，可精準(zhǔn)控制設(shè)備運行順序，通過輸入量控制，促進高質(zhì)量燃燒能源材料，減少廢棄物排放造成的環(huán)境污染，同時也實現(xiàn)綠色生產(chǎn)節(jié)能降耗要求。通過自動化控制可降低人員值守需求，減少人力投入，有效釋放人力。此外，自動化控制系統(tǒng)是以程序運行為依據(jù)，減少人為因素影響，有效提高精度，顯著降低因為人員疲累或技術(shù)水平不足造成的設(shè)備運行管理錯誤，以標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)管理取代人工管理，可靠性更強。

結(jié)論：綜上所述，電氣自動化發(fā)展促進電氣工程高質(zhì)量發(fā)展，提高產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)安全性，對電氣工程企業(yè)發(fā)展具有積極意義。自動化技術(shù)應(yīng)用可提升工業(yè)發(fā)展水平，促進行業(yè)生產(chǎn)增效。在自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用中，應(yīng)持續(xù)進行技術(shù)創(chuàng)新，加強開放化技術(shù)應(yīng)用和系統(tǒng)化技術(shù)發(fā)展，落實和完善自動化管理。