工业电气控制（精选12篇）
工业电气控制 篇1
目前, 工业电气控制系统中大多采用的是常规继电接触器控制、PLC控制器控制、DCS自动控制及三种控制相结合的控制系统方案。电气控制系统设计是否合理, 直接关系到生产设备整体控制方案优劣、投资高低、运行是否可靠、节能。因此生产设备电气控制方案的选择至关重要。
一、电气控制系统简介
电气控制可分为传统的继电器控制、模拟电路控制、数字电路控制和计算机控制等几种。目前, 以计算机控制为主的电气控制系统已成为控制系统的主流。
继电器控制是由继电器构成逻辑控制网络的控制系统, 由于元件的局限性, 它一般只能用于简单的控制系统。
模拟电子线路控制和数字电子线路控制, 是用电子线路进行工作过程控制的电子系统。在计算机和大规模集成电路技术出现以前, 它是复杂控制系统的主要方式。目前, 它是执行速度最快的控制方式。
计算机控制系统是用计算机作为控制核心组成的控制系统, 其外围硬件常为电子线路。计算机控制与电子线路控制的主要区别是它具有柔性, 即完全相同的系统硬件, 在不同的软件控制下会执行完全不同的控制功能。近年来, 由于计算机技术的发展, 各种新的控制技术层出不穷, 如可编程控制器 (PLC) 、单片机控制技术 (PC) 、集散控制技术 (DCS) 等。
电气控制系统按其系统内部有无继电器, 可将其分为有触点控制系统和无触点控制系统。各种大功率电子器件的出现, 使无触点系统正逐步取代有触点控制系统。
为了适应企业生产现场需要, 提高系统的可靠性, 就必须利用各种控制技术的特点, 结合具体情况, 将各种控制技术巧妙地结合起来, 组成简单实用的联合控制系统。
二、电气控制技术的发展概况
随着科技的不断发展及生产工艺的不断改进, 电气控制技术也得到迅速的发展。从最早的手动控制发展到自动控制, 从简单的控制设备发展到复杂的控制系统, 从有触头的硬接线继电器系统发展到以计算机为中心的软件控制系统。现代电气控制技术综合应用了计算机、自动控制、电子技术、精密测量等许多先进的科技成果。
从20世纪30年代开始, 机械加工企业为了提高生产效率, 采用机械化流水作业的生产方式, 对不同类型的零件分别组成自动生产线。随着产品的更新换代, 生产线承担的加工对象也随之改变, 这就需要改变控制程序, 使生产线的机械设备按新的工艺过程运行。而最初出现的继电接触式控制系统主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成, 这种控制具有使用的单一性, 即一台控制装置是针对某一固定程序的设备而设计, 当生产要求有所变化进而要求程序有所更改时, 就需重新配线。并且这种输入方式也只有通和断两种状态, 控制只能是断续的, 不能反应连续信号的变化, 故又称为断续控制系统。由于采用固定接线方式, 继电接触器控制系统存在灵活性差、触头易损坏、可靠性差、难以适应频繁操作的缺点。但这种系统具有结构简单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强等优点, 至今仍是机床和其他许多机械设备广泛采用的基本电气控制形式。
20世纪60年代初, 为了解决上述问题, 研制出了一种能够根据生产需要, 方便地改变控制程序的顺序控制器来代替继电接触器控制系统, 它是通过组合逻辑元件的插接式编程来实现继电接触器控制线路的控制装置, 能满足程序经常改变的控制要求, 这使控制系统具有较大的灵活性和通用性。但由于仍采用硬件手段实现, 使得装置体积大, 功能也受到一定限制, 未能获得广泛应用。
1968年美国最大的汽车制造商——通用汽车 (GM) 公司, 为适应汽车型号不断更新, 提出了把计算机的完备功能以及灵活性、通用性好等优点和继电接触器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优势结合起来, 做成一种能适应工业环境的通用控制装置的设想, 并把编程方法和程序输入方式加以简化, 使得不熟悉计算机的人员也能很快掌握它的使用技术。根据这一设想, 美国数字设备公司 (DEC) 于1969年率先研制出第一台用软件手段来实现各种控制功能、以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程序控制器 (PLC) , 在通用汽车公司的自动装配线上试用获得成功。从此以后, 许多国家的著名厂商竟相研制, 各自形成系列, 而且品种更新很快, 功能不断增强, 从最初的逻辑控制为主发展到能进行模拟量控制, 同时具有数字运算、数据处理和联网通信等功能。目前, 可编程序控制器已成为一种标准化通用设备, 广泛应用于电气自动控制中。
虽然可编程序控制器的功能极为强大, 既可实现开关量 (数字量) 的控制, 也能实现连续量 (模拟量) 的控制, 但它最初是为了在数字量控制中取代继电接触器控制系统而产生的, 设计思想源自继电器和接触器, 两者有许多相同和相似之处。
另一方面, 许多控制要求不太复杂的场合仍在使用继电接触器。如电动机拖动中, 主电路的通断仍由接触器来完成。另外, 机床、电力设备和工业配电设备仍以继电接触器等为主。继电接触控制与PLC控制各有特点, 并不因为PLC的高性能而完全取代继电接触器等传统器件。可以预见, 在今后相当长时间内, PLC与继电接触器等传统器件仍将会是电气自动控制装置的主要元器件。
自20世纪70年代以来, 随着计算机、通讯、控制等技术的不断发展和完善, 电气控制相继出现了直接数字控制 (D D C) 系统、柔性制造系统 (FMC) 、计算机集成制造系统 (CIMS) 、综合运用计算机辅助设计 (CAD) 、计算机辅助制造 (CAM) 、智能机器人、集散控制系统 (DCS) 、现场总线控制系统等多项新技术, 形成了从产品设计、制造到生产管理的智能化生产的完整体系, 将自动控制技术推进到了更高的水平。
三、工业电气控制之联合控制
联合控制是指在同一生产设备中同时采用常规继电接触器控制、PLC控制和DCS控制经合理组合后得到的各项指标最优的控制方案。
生产企业的电气设备控制系统中有单独采用常规继电接触器控制、PLC控制和DCS控制系统, 也有三者相结合的控制系统。如在同一设备控制系统中, 继电接触器往往作为主电源通断、PLC和DCS反馈信号输入以及信号指示器件的开关等;PLC作为整个生产线自动循环的控制中心;DCS系统可统一协调完成对各生产设备远控测量、远控修改控制参数、各设备互约控制。由此可见, 常规的继电接触器是PLC控制器的现场元件, PLC是DCS系统的一线管理系统。
目前, 联合控制已成为工业生产的主要控制方式, 虽然现场总线控制系统较前三者控制更为先进, 但它是依赖于前三者而存在的, 因生产方式和生产现场实际在短时间内难以全面推广应用。联合控制系统在今后的一段时期内因其控制稳定、经济等因素而占主导地位。
四、联合控制的现场应用
控制系统方案的选择应根据设备的运行方式、重要性以及生产工艺的要求等因素确定。现以某城区供热站为例, 简要说明。根据该供热站的生产需要和工艺要求, 其水泵、风机和输煤控制系统需实现现场和远程控制。从经济、可靠、安全考虑, 水泵、风机控制根据其电机功率大小、起动时是否对电网产生冲击、影响电网质量等因素选择继电接触器组合起动控制或软启动控制, 如需调速则可考虑选用变频器控制。
输煤系统由斗式提升机、破碎机、皮运机、振动筛、给料机、卸料器等主设备, 电子称、除铁器、除尘器等附属设备组成。为保证系统可靠, 防止设备空转和避免因操作失误引起停机、跑料和人身安全事故, 主设备起停要求按以下顺序操作, 要求启停过程中前一设备联锁控制后一台设备。
启动顺序:
电子称→3#皮运机→2#皮运机→破碎机→振动筛→1#皮运机→电动给料机
停机顺序:
电动给料机→1#皮运机→振动筛→破碎机→2#皮运机→3#皮运机→电子称
根据以上要求, 如全部选用继电接触器控制, 成本较低, 但可靠性难以保证。
因控制设备多, 设备间存在联锁关系, 继电接点多, 故障率相应增加;继电接触器占用空间, 同时增加了箱柜台数和建筑空间。此时选用一台PLC控制器来完成以上控制任务比较合理。
为统一管理, 集中监视各生产设备现状, 实现远程操作, 更改程序, 修改参数等, 在供热站中心区域便于生产调度的位置设置一套DCS集散控制系统, 集中管理控制生产。
五、总结
综上所述, 工业电气控制设计应根据用电设备和现场生产情况, 利用各种控制技术的特点, 将各种控制技术巧妙地结合起来, 组成简单实用的, 能适应企业生产现场需要的联合控制系统。达到控制方案经济合理、安全可靠, 减少维护的目的。
工业电气控制 篇2
关键词：智能化控制;工程电气;自动化控制;应对策略
为了可以达到人工智能化技术和电脑信息技术的完美结合，因为智能化操控技术本身是属于一种最先进的高科技化程序控制技术，尽管其出现及应用的时间期限还是比较短，然而人们对其的关注程度是极其高的，而且将其进行了大规模的普及，具备极其看好发展空间。电气装置控制领域和信息采集、信息处置与整合、电气装置自动化操控以及电气设备运行等诸多方面具备着极为紧密的关联性，在实施电力工业装置自动化控制环节中，依托智能化操控技术可以显著增强实控成效，消除操作缺陷，给电气工程行业健康发展创造有利条件。
1电气装置自动化控制关联因素分析
1.1现代信息技术的利用
信息技术，具体来说即涵盖了电脑程序化控制技术、网络化信息传播技术以及高速宽带的电脑网络应用技术，其根本上即是指人们运用当今高科技型的信息整合技术来展开信息处置和利用过程，并实施信号传感过程、存储过程以及现实利用工作等等。应用高科技信息技术可以增强信息收集、信息处置以及信息传送等有效工作过程。当今微型电子元件、光感应电子元件以及分子型电子元件等多类高科技产品已经广泛运用到当今社会的经济发展过程中，有助于增强信息技术应用的价值性。当今信息技术的快速发展促使了电气工程自动化的.迅猛推进。
1.2固体型电子工程学
当代信息技术迅猛提升促使分析诊断及鉴别技术对于电气工程的自动化水平提升具有极为重要的促进作用。这里所言固体型电子工程学，具体来说即是指全面整合三极管电子放大效能并且广泛的进行集成电子电路的深入研究，依托物理知识体系及电气工程自动化的融合式发展依然是电气工程自动化不断获得推进的基础条件，而且其尚能够完整地运用到电子工程学系统以及微机程序化控制机构当中[1]。
2职能化操控技术运用特点分析
2.1具备极强的统一性
职能型操控工艺的统一性比较强，尤其是在信息参数的处置过程中，及时完整的输入相关数据可以充分满足电气工程自动化操控技术发展的需求。因为控制目标及获取成效上表现出很大的差别性，然而其中一部分操控目标在具体工作环节中并未对智能型控制装置做出较严格的要求，其具体的操控品质也比较优异，现场操控人员在具体的控制环节中，必须高度关注具体的设计环节工作，不可放松具体控制标准。
2.2增强调控操作的便捷性
工业电气控制 篇3
关键词：工业电气自动化；变频调速；应用
中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）27-0060-01
德国学者Blaschke于20世纪70年代提出矢量控制理论，这一理论的提出使交流电动机实现了解耦，并能够进行矢量的变换，促进交流调速动、静态性能达到直流调速的水平。80年代，德国学者Depenbrock接着提出直接转矩控制原理，从而减少了在矢量的控制较为繁琐的坐标的控制的变换。这种方法是电压型逆变器的工作过程中，控制住转子磁链和定子磁链间的夹角，完成对电动机转矩的直接控制。该种控制方法比较简单且易于操作，而且对电动机模型的参数没有太大的要求。变频调速技术的应用，使控制的效果好于直流调速，而且变频调速的可靠性也在不断的提高，实用性较强，其在工业电气自动化中有着广泛的应用，是科学技术发展的必然结果。
1 变频器的节能原理及常用功能
1.1 变频器的节能原理
①变频调速节能。根据水泵工作的原理，流量和转速的一次方是成正比的，功率和转速的立方成正比，扬程与转速的平方成正比，即水泵的效率保持一定，当调节流量下降，转速也成比例下降，此时功率成立方关系降低。
②功率因数补偿功能。无功功率容易导致设备发热和增加线损，功率因数降低会使有功功率降低，导致大量电能消耗，降低了设备的使用效率，浪费严重。装置变频调速器能够提高功率因数，减少无功损耗。
③软启动节能。电机一般为Y/D启动或直接启动，其中启动电流相当于额定电流的4～7倍，这既需要较高的电容量，也容易影响电机使用寿命。变频器能够利用软启动的方式使启动电流极大降低，降低了电容量的要求，减轻了对电网的冲击，延长设备寿命。
1.2 变频器的常用功能
①过载保护功能。该功能能够有效保护电动机使其不易被烧坏。电机在低额运行的时候其较差的散热性导致电机发热严重，温度升高超过额定值。变频器具有电子热保护的功能，其中在不同运行的频率下有着相应的保护曲线，运行频率越低，连续运行的时间就越短，对电动机进行有效保护。
②升速功能。变频器的升速其实就是从一种稳定的状态到另一种稳定的状态，一般情况下，在保证电流低于额定电流的情况下，尽量降低升速时间。其中常见的升速方式有：S形方式、半S形方式、频率和时间呈线性关系。当然需要根据具体的情况选择合适的升速方式。
2 变频调速技术在电气自动化控制中的应用
2.1 变频调速技术特征
在工业生产领域应用变频调速的技术能够满足企业生产的需要，变频调速技术经过长时间的研发和实践而形成，具有显著的特征，影响着工业领域成长和发展。变频调速器中所使用的全部Cyclonell器件运用的都是300 mm晶圆，并且采用低K工艺和TSM90 nm技术而制造，从而加快了制造速度，提高生产效率，并且节约了成本，降低了生产造价。这种技术在设计时使用的的是最小化硅区，在具有复杂性的数字系统中，一个芯片就可以了，所花费的成本仅仅相当于一个专用的集成电路成本。这样既降低了成本，还可以达到使用的要求。高性能的通用变频器的主要目的就是满足不同工程的需求，其硬件结构通常包括带能量回馈单元变频器、公共直流母线式变频器、独立式变频器。特别是独立式变频器应用较为广泛，它能够逆变单元和整流单元共同放在同一个机壳里，并且效果十分不错。
2.2 变频调速技术的应用
变频调速技术最早出现于20世纪80年代，是随着科学技术的发展而产生的，该技术的出现使工业生产进入全新的时期，为人类生产力的提高起到了巨大的推动作用。
变频调速技术主要由以下几个部件组成，其中每个部件都发挥着各自的功能并有着重要的作用。
①自适应电动机模型单元。这个单元是重要的组成部件，在具体的应用中，它主要的作用是对输入电动机的电流和电压进行检测，从而来识别电动机的基本参数。根据这种电动机的模型来说，它有着十分重要的作用，而且是进行转矩直接控制的关键单元。变频调速技术在工业中应用的时候，一般情况下当转速控制精度大于0.5%的时候，可以运用闭环转速来反馈，最后达到应用的要求。
②转矩和磁通比较器。两种比较器就是将参考值和反馈值分别对比，每20 ms进行一次比较。在对比完成之后，利用滞换调节器的功能来输出磁场状态或者转矩，然后就能够及时的掌握磁场状态和转矩状态，从而为采取针对性的措施提供重要依据。
③脉冲优化选择器。一般情况下选择CyclonellEP2C5Q208
C8芯片来对信息进行处理，完成选择之后，需要设计OFDM信号源，同时还要编写由5个模块所组成的电路，每个模块具有不同的功能，其中包括D/A功能、缓冲模块、插入循环前缀、FFT、星座映射。可以使用OFDM信号源仿真验证的方式对这些模块的功能进行验证。接下来的工作就是完成OFDM信号源的设计，工作内容为FPGA硬件验证和软件仿真验证。一定要认识到电解电容器的容量本身具有强烈的离散性，这种特性的存在很可能会造成他们承受着不相等的电压状况，从而对整个系统造成不利的影响，这时就需要采取一定的措施对这种状况进行必要的改进和优化，最后将离散性可能造成的不利影响消除。常用处理方法：在电容旁各并联一个相等阻值的均压电阻。此外，为了保护整流电路的安全以防止被烧毁，可以在电路中增加抑制浪涌电流的方法。
3 确保变频器正常运行的预防措施
变频器的不正确使用容易使变频器发生故障或影响使用效果，为了确保变频器的正常发挥功能需要掌握科学的预防措施。
针对外部电磁感应的干扰，可以采取缩短控制回路配线的距离，并与主线分离。变频器应该按照规定来接端子，不可以同动力接地、电焊混用。安装噪声过滤器，以防止干扰；针对环境问题，按照要求安装空调或采取一些避免阳光直射，对某些振动冲击大的情况，可以应用橡胶等减震方法，此外还要定期的检查变频器的冷却风扇及空气过滤器；最后，一定要特别注意选择正规厂家的变频器产品，规范对变频器的日常保养，由专人对变频器的日常使用和维修负责，加强对变频器设备的操作和管理人员的培训，对维修人员的专业节能深入或系统的培训，确保变频设备正常运行。
4 结 语
目前有很多生产领域都装置了变频调速器，有效地满足了生产中降低能耗的要求，在保证生产安全和产品质量的前提下，其为企业带来了良好的經济效益。调速器的设计应该根据实际要求将调速器的作用和功能不断地创新和完善，为工业电气自动化提供具有优秀节能价值的高质量变频调速器，既起到了节能作用，又达到了改善工艺条件的要求。
参考文献：
[1] 张丽峰.变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的运行[J].科技风，2013，（21）.
[2] 黄仁勇.浅谈变频调速技术在电气自动化控制中的应用[J].电源技术应用，2013，（2）.
[3] 韩齐丽，王娜，董琳.变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用[J].中国机械，2013，（32）.
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[5] 翟昱明.变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用探究[J].信息系统工程，2014，（20）.
电气自动化控制工业应用发展探究 篇4
如今, 以自动化思想为前提的可编程的逻辑控制设备的类型不断的变多, 而且产量也得到了提升, 其类型存在一定的差异性, 所以它的使用措施和编程用语也是不一样的。当前世界相关组织对相关的标准进行了一定的规范, 确保它实现发展, 而且受到行业的普遍认可, 切实的精简了电气程序管控, 而且提升了效率, 确保编程的时间被缩减了。如今, 微软平台技术逐步发展成为标准化的工控平台其相关规范计算机系统、编程语言与网络控制技术实现了在各类企业实践管理与商业发展中的广泛应用。
2 关于其优势特点
对于电气体系的使用安排来讲, 单独的把用电装置设置在控制电动机部门与配电室, 因为体系有非常多的配件, 所以其要担负很多的信息处理活动, 而且维护活动很是繁琐, 有着较多的困难。比对热工体系来讲, 电气类的装置在操控时期的频率不是很高, 在体系正常活动时期, 能历经非常久的间隔, 进而才开展一次操作。而且装置对于体系的规定也很严苛, 它的活动速率非常快, 通常一秒钟能够达到四十米。通过分析构造层次的知识得知, 设备具有活动相对繁琐, 逻辑较为简单等的特点。而且, 它的主体监控模式的落实要靠着科学引入工艺来实现。如果两个体系一起活动的话, 当对其中的一个进行检修的话, 严禁干扰到另外的活动。所以, 要积极的分析同步运作设备的分布控制电气模式, 保证体系的活动稳定, 保证安全性有序。结合体系的相关特点, 在设置控制体系的时候, 要确保其布局合理, 要选取优秀的布局措施来确保体系的安全性优秀, 确保其运行稳定, 还要保证操控时期的信息精准真实, 综合稳定。除此之外, 还要设置应急体系, 保证体系的运行稳定连续。
3 设计电气工程科学实践原则
3.1 做好设计工作, 有效的发挥出电能的优势
体系的顺畅运作, 不应该脱离设计而存在, 还要充分的分析适应性, 为体系的运行创造一个非常优秀的氛围。而且, 还要合乎相关的电力规定和供应要素, 保证体系具有有效的管控模式, 而且确保能够有效的体现出优质活动的效益, 保证合理的使用电能, 获取节能的意义。该项规划活动要确保它有着足够的绝缘间距, 要有着非常好的负载能力以及热稳性等特点, 要创造一种配电和供电有序发展的服务氛围。而且要引入防雷装置, 防止问题出现, 切实的提升体系的运行效益。
3.2 提升运行的下落, 降低耗损
在开展设计工作的时候, 首先要分析的是所有的工业活动对于该体系的规定, 开展综合化的规划, 保证运作有序。而且, 还要关注成本投入内容, 降低电能的耗损。要积极的选取节能装置, 保证负荷标准的科学均衡, 令系统线路服务运行的能量耗损有效降低, 进而合理控制运维成本费用投入, 令电力设备综合实践利用效率有效提升。在符合相应工业建设标准及安全需求的基础上, 实践设计中还应合理进行电能负荷的调配, 优化核准设计控制参数。假如遇到独特的用电体系运作模式的话, 要优先选取节能方法, 确保负载率增加, 并强化利用设备能效, 令有限的电能实现合理的节约与价值化应用。
4 电气自动化控制工业应用发展策略
4.1 开发统一应用系统平台
统一、标准化、开放、健康的应用平台对于电气自动化控制体系的服务应用及规划设计发挥着至关重要的影响作用。有序的平台能够完善控制项目, 能够提供相关的技术支持, 而且能为体系的所有的实践工作带来一定的辅助意义。能够降低体系的应用以及其他的一些资金使用, 还能够显著的提升设备的使用性, 以及服务的效能等。开放、统一、规范的体系平台还可令个性化的用户需求全面得到满足, 令独立的运行系统创建目标得以实现。实践中, 依据工业项目工程运行实际需求、现实状况、客户目标进行代码的运行, 下载相应可用代码至硬件可编程逻辑控制器之中, 可借助优质的计算机综合技术实现, 令其基于计算机操作系统NT模式软件或CE核心系统满足目标化操作。
4.2 积极有序的设置网架体系模式
网络体系的科学架构搭建, 可有效推进电气自动化控制工业系统的规范化、现代化、健康化发展。就完整、优质的电气自动化体系自身来讲, 合理的搭建网络架构极为重要, 可有效令网络体系发挥对现场系统设备的良好辅助, 令各类管理企业体系、计算机监控体系的传递信息、交叉数据更加有序高效、畅通快速。同时, 企业管理决策层还可借助网络体系、优质架构, 相关网络控制技术进行现场系统设备服务操作的实时监控, 提升综合运行管理效能。当前, 人类社会已全面步入网络化、信息化时代, 因此不管选择何类主体通信网络主线, 其应用的架构网络均应实现由自动化操作办公管理至控制级再到原件级的畅通、良好传输通讯与沟通。网络架构体系中还应进行必要的数据处理编辑工作, 营造安全系统防护管理环境, 因此应基于集成化控制建设目标, 有效搭建健全完善的网络体系架构, 进而真正营造自动化的电气工业控制体系, 确保其实现全方位的运作意义。
4.3 促进程序结构的统一标准性
综合有序的自动化控制体系, 不能够脱离有序的程序接口。在具体的工作之中, 要切实的结合电脑科技和有关的标准内容, 带动电子自动化体系的有序发展和进步。此时不但能够降低活动总量, 降低运作用时, 还能够节省相关的资金, 同时还令自动化工业运行服务系统之中的各类共享服务、信息交流与数据传输畅通高效、简化便利。在同相关企业ERP体系、MES实践系统进行有效对接时, 则可利用优质的计算机平台与自动化技术确保各类现实问题的科学处理与完善解决, 并令办公环境更加优质完善、统一标准。最后, 以电脑体系为前提的平台系统及电气自动化管理中创建标准化的程序结构, 合理的应对了程序类型不一样的通讯问题, 所以要把它当成是电气自动化控制工业系统未来科学发展应用的主体结构模式。
5 结束语
总的来讲, 该自动化体系汇聚了电脑和数字以及网络等的科技内容, 确保了灵便高效的活动特点。结合当前的发展态势, 要切实的按照科学创新思想, 积极的分析体系的优势特点, 开展优化设计工作, 设置科学原则, 完善科学方法, 进而带动体系在工业行业之中有序发展。
参考文献
[1]王李杨.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].价值工程, 2011 (6) .[1]王李杨.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].价值工程, 2011 (6) .
工业电气自动化系统讨论 篇5
文中基于工业电气自动化的特点和设计原则和电气自动化的特点，探讨了工业电气自动化的发展的趋势和工业电气自动化系统的发展策略。使工业电气自动化在实际应用，得到继续创新和发展，为我国电气自动化事业的跨越式发展作出贡献。
摘 要：工业自动化是现代先进工业科学的核心技术,是工业现代化的物质基石,是工业现代化的重要标志。
关键词：工业电气自动化;特点;趋势;发展策略
引言：工业电气自动化又称电气工程及其自动化，其发展趋势是朝着工业电气自动化信息化和开放化的方向快速发展。一般情况下，工业自动化与计算机的信息技术以及软件的应用有着密切的相关联系。随着经济及信息技术的不断发展，促进了企业管理方面的改革，从而也促进了工业电气自动化的不断发展。因为工业电气化专业涉及的范围广，专业的适用性强，从20世纪中期一直到现在，发展趋势仍然不减。
1.工业电气自动化的特点和设计原则
1.1工业电气自动化的特点
工业电气设备分别安装在各配电室以及电机的控制中心部位，这是就系统的总体安排方面来说的。一般情况下，工业电气设备系统配件数量相对较多的，其执行信息的处理量就会比较大，若工业电气设备系统的配件一旦受到损坏，维修工作就会变得更加复杂。通常我们都想让关键的设备维持在一种比较正常的操作运行状态下，但如果使用其他热工系统的话，就会造成这种不良后果：下次操作运行可能需要花很长的时间才能够达到正常的水平。而如果使用工业电气自动化系统设备，它的前提条件就是必须保证相关的配置达到正常水平的速率，来保护工业电气的相关设备操作行为可以在最短的时间里被实施或完成。
1.2工业电气自动化的设计原则
1.2.1优化供配电设计，促进电能合理利用
例如，在设计一个发电站电气系统时，设计的适应性就是首先需要考虑的一个因素，在为发电站工程需要提供必要动力的前提下，需建立一个良好的周围发电环境，满足各项建设的基本要求，最大化地发挥电气化设备的作用。另外，设备的安全运行也是设计过程中考虑的关键。要保证电气线路设计的安全性与稳定性，保证供电设备运行的安全强度。
1.2.2要不断提高设备的运行效率，减少电能的直接或间接损耗
在电气系统设计过程中，在满足建筑对运行系统要求和安全运行的前提下，设计过程要尽力减少成本，最大程度地降低和减少各种消耗。优先选用节能设备，减少线路损耗，降低运行和维护费用，提高电力设备的利用率。
1.2.3电气工程设计合理地调整负荷，提高设备的利用率
在确保安全和满足建筑物对设备使用性能要求的前提下，进行电气工程设计时需要提高电能的质量，对负荷电力进行合理的调整，优先选取比较合理的设计方案。在系统运行的各个时期，要选择最佳的节能设备与最合理的节能措施，只有这样才能提高设备的负荷能力和设备的利用效率。
2.工业电气自动化发展的趋势
工业电气自动化的利用可以改变现代工业的发展，使有效资源的利用率得以提高，从而降低生产成本费用。由此可以得出，工业自动化的发展可带来更好的社会、经济效益。大力发展工业电气自动化技术，不仅可以提高我国工业技术的发展水平，缩小与西方发达国家工业自动化生产技术方面的差距，而且可以通过实现自主研发，对国民经济的发展起着十分重要的作用。工业电气自动化的发展，主要是结合现代高科技革命的计算机应用网络技术，使工业电气自动化在计算机网络的操作之下，实现各个运行部分的紧密配合，实现操作的一体化。这样的一体化技术，可以使机器操作变得更加流畅，是工业电气自动化发展的重要方面。
工业电气自动化的开放化就是要将系统与外界建立联系，实现电气自动化的各方的网络连接，提高信息处理能力;分布式的结构可以保证在网络中建立起独立的网络，以实现把安全危险分散，促进电气自动化系统的正常运行;而信息化就是实现设备与网络技术相结合，实现网络自动化和管控一体化。如今，我们已经到了开创电气自动化的新时代，关于实现自主研发，是我们未来发展的目标。
我国进入WTO以后，面对的市场竞争更加激烈，为了从价格上赢得优势，我们必须吸取高科技先进的经验和技术，为实现自主研发提供条件。同时，将科学发展观作为前进的基础和指导思想，根据每个地区部门的实际情况，以人为本，及时发现问题，总结先进的经验，改变传统的发展观念，寻找一条合适的发展道路。
3.工业电气自动化系统的发展策略
3.1工业电气自动化系统的开发平台
工业电气自动化系统的发展首先要采用统一的系统开发平台，这个相对统一的开放平台对于电气自动化系统的设计意义重大。利用该平台可以实现自动化运作的模式，在实施和测试等每一个环节的运行中都起到积极的作用。利用该平台设计的自动化系统，可以最大程度地降低设备的损耗率，提高设备的使用效率。该平台还应满足客户的另一个重要需求，即开发平台的独立于最终的运行平台。根据运行项目的特点和最终用户的`需求决定将统一的运行代码下载到硬件PLC、基于Windows NT的软件PLC、嵌入式NT系统还是基于Windows CE的控制系统中，在这方面，基于PC的自动化产品满足了以上要求。
3.2工业电气自动化系统与网络建设
网络建设对于工业电气自动化系统的发展也有一定的促进作用，对于电气自动化系统而言，网络构建至关重要。整个网络的结构既要保证现场控制设备以及企业管理系统的信息交流的畅通无阻，还要与计算机的监控系统紧密配合。企业管理层可以利用计算机网络对现场所运行的设备进行监督和控制。在进行系统网络规划时，无论选择与现场设备通讯的现场总线还是与上级计算机或办公系统通讯的以太网，所选择的网络产品必须能够保证从办公自动化环境到控制级直至元件级的整个系统范围内的通讯。而且，在整个网络中贯穿着集成的网络配置和编程、集成的数据管理以及集成的通讯等功能，即所谓的全集成自动化技术。
3.3工业电气自动化系统与标准化的程序接口
简论工业电气自动化系统 篇6
【关键词】 工业电气 自动化 自动化系统
1.工业电气自动化的发展现状
平台开放式发展
OPC（OLEforProcessControI）技术的出现，IEC61l3l的颁布，以及Microsoft的Windows平台的广泛应用，使得未来的电气技术的结合，计算机日益发挥着不可替代的作用。
1.1 IEC6113l标准使得编程接口标准化
目前，世界上有200多家PLC厂商，近400种PLC产品，不同产品的编程语言和表达方式各不相同，IEC61131使得各控制系统厂商的产品的编程接口标准化。IEC6113l同时定义了它们的语法和语义。这就意味着不会有其他的非标准的方言。IEC6113l已成为了一个国际化的标准，正被各大控制系统厂商广泛采纳。结构化的编程方式使得程序更易管理，也提高了代码的使用效率，缩短了程序编程的周期。
1.2Windows正成为事实上的工控标准平台
微软的技术如WindowsNT、Wind0WSCE和IntemetExplore已经正在成为工业控制的标准平台、语言和规范。PC和网络技术已经在商业和企业管理中得到普及。在工业自动化领域，基于PC的人机界面已经成为主流，基于PC的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的用户所采纳。在控制层采用Windows作为操作系统平台的好处就是其易于使用和维护以及与办公平台简单的集成。
2.现场总线和分布式控制系统的应用
现场总线（Profibus、FF、Interbus等）是一种串行的连接智能设备和自动化系统的数字式、双向传输的分支结构的通讯总线。它通过一根串行电缆将位于中央控制室内的工业计算机、监视／控制软件和PLC的CPU与位于现场的远程I/O站、变频器、智能仪表、马达启动器、低压断路器等连接起来，并将这些现场设备的大量信息采集到中央控制器上来。分布式控制意味着PLC、I/O模块和现场设备通过总线连接起来，将输入输出模块转换成现场检测器和执行器。
3.技术与电气工业自动化
PC、客户机/服务器体系结构、以太网和Intemet技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融合，电子商务的普及将加速着这一过程。信息技术对工业世界的渗透来自于两个独立的方向：一方面是从管理层纵向的渗透。企业的业务数据处理系统要对当前生产过程的数据进行实时的存取；另一方面，信息技术横向扩展到自动化的设备、机器和系统中。信息技术已渗透到产品所有的层面，不仅包括传感器和执行器，而且包括控制器和仪表。Intemet/Intranet技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据，也可以对当前生产过程的动态画面进行监控，在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用，将对未来的自动化产品，如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。信息技术革命的原动力是微电子和微处理器的发展。随着微电子和微处理器技术应用的增加，原本定义明确的设备界线，如PLC、控制设备和控制系统变的模糊了。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。
4.自动化系统的发展策略
4.1采用统一的系统开发平台
统一的系统开发平台应当可以支持一个自动化项目周期中的设计、实施和测试、调试和开机、运行及维护等各个阶段和环节。这样可以大大降低从设计到完成的时间和费用。统一的系统开发平台还应满足用户另一个重要需求即开发平台独立于最终的运行平台。根据项目的特点和最终用户的需求决定将统一的运行代码下载到硬件PLC、基于WindowsNT的软件PLC、嵌入式NT系统还是基于WindowsCE的控制系统中。在这方面，基于PC的自动化产品满足了以上要求。
4.2通用的网络结构
通用的网络结构对于一个成功的自矾化系统来说非常重要。整个企业的网络结构应保证现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻。企业管理层可通过lntemet/Intranet对现场设备进行实时监督。在进行系统网络规划时，无论选择与现场设备通讯的现场总线还是与上级计算机或办公系统通讯的以太网，所选择的网络产品必须能够保证从办公自动化环境到控制级直至元件级的整個系统范围内的通讯。而且，在整个网络中贯穿着集成的网络配置和编程、集成的数据管理以及集成的通讯等功能，即所谓的全集成自动化技术。
4.3标准化的程序接口
成功的自动化系统的另一个重要因素在于标准化的程序接口。基于Microsoft的标准和技术，如Windows2000、OPC、ActiveX和WindowsCE，减少了工程时间和费用，方便了自动化系统和办公系统的数据交换与共享。在与企业的MES系统、ERP系统连接时，基于Pc平台的自动化解决方案意义非同寻常。使用Windows2000作为操作系统，使用TCP/IP作为办公环境的通讯标准，PC可以在自动控制和管理平台之间建立一种最好的接口。标准化的程序接口还保证了不同厂家的软硬件产品的数据交换，不需担心它们之间的通讯问题。
4.4工业自动化的发展趋势
工业自动化的发展趋势应该是分布式、开放化和信息化。分布式的结构是一种能确保网络中每个智能的模块能够独立的工作的网络，达到系统危险分散的概念；开放化则是系统结构具有与外界的借口，实现系统与外界网络的连接；信息化则是使系统信息能够进行综合处理能力与网络技术结合实现网络自动化和管控一体化。
5.我们应以“科学发展观”的位置，高度看符“工业自动化”
企业若想开创起工业自动化的新局面，就必须围绕我国发改委和国家科技等部们的产业化指南目标，方可做到“纲举目张”，不仅如此，还要紧紧抓住将要到来的大型国际活动的机遇，如2010年的“上海世博会”之类的大型国际活动，这里面都蕴藏着巨大的“工业自动化”商机。另外，我们在开创工业自动化新局面的时候，还需牢牢把握住从“中国制造”向“中国创造”的道路转变。在保持产品价格竞争力的同时，我们中国的企业还需要在原有的基础上，继续寻找一条更为健康，更适合自己的发展道路。因为工业自动化企业，惟有不停地吸收着高技术的新营养。方可为开创工业自动化的新局面添加全新的动力。所以，我们要全面地把握好“科学发展观”的精神和内涵，结合起本部门、地区和行业的客观实际，按照“以人为本、全面协调可持续发展的要求”，严谨态度，端正目标，仔细找出差距，并总结出经验和教训，从而来转变原始的发展观念，调整原始的发展路线，切实将行动和思想统一到“科学发展观”的要求上来，把“科学发展观”贯彻到改革开放和我国“工业自动化”进一步实现现代化、国际化和全球化的过程上来。
参考文献：
[1]贤阳.应用技术的发展是工业电气自动化系统的关键-自动化博览，2008（1）.
[2]罗玲，战京涛、我国工业电气节能产品现状与营销对策、北京化工大学学报：（社会科学版），2008（2）.
电气自动化控制工业应用发展研究 篇7
随着社会经济和科学技术的不断发展, 促进了工业电气自动化的发展, 而工业电气自动化技术也逐渐广泛应用到工业各项生产活动中, 提高了工业生产的效率和质量。因此, 不断提高工业电气自动化控制应用水平极为重要, 不但为我国工业生产创造更多的经济效益, 还能有效的增强我国国民经济。
1 电气自动化控制工业应用发展现状
(1) 电气自动化控制工业中发展现状。科学技术的创新推动了电气自动化技术在工业中的应用发展, 各种类型的自动化机械设备正逐渐取代人工操作, 有效的节约了经济成本, 提高了工业生产的效率, 增加了企业经济效益。加上信息技术的发展促进了工业电气自动化的发展, 推动了电气自动化技术的广泛应用。另外大规模的集成电路的发展为工业生产中应用电气自动化技术提供了基础设施设备, 并对其产生重要影响。Windows平台、EC61131的颁布、OPC技术的产生都为工业电气自动化的发展发挥了巨大的推动作用。目前, 电气自动化控制在工业中处于迅速发展阶段[1]。
(2) 电气自动化控制工业具体应用。随着时代的发展, 工业电气自动化推动了现代工业的发展。提升了我国电气自动化技术的水平, 增强了我国工业实力。国家标准EC61131的颁布为PLC设计厂商提供了可编程控制器的参考, 为工业电气自动化技术的应用增添了新的活力。可以实现现场总线控制系统与智能设备、自动化系统的连接, 以此解决各个系统之间信息传递存在的问题。对工业生产具有重要影响。例如, 数字化、开放性、互用性、智能化的电气自动化发展方向, 逐渐在工业生产中实现, 在对其系统结构设置时也广泛应用到生产活动的各个层面中[2]。
设备与化工厂之间的信息交流在现场总线控制系统建立的基础上逐渐加强, 为他们之间的信息交流提供了便利, 现场总线控制系统还可以根据具体的工业生产活动内容设定, 针对不同的生产工作需求, 建立不同的信息交流平台。
2 电气自动化控制工业应用发展策略
(1) 统一电气自动化控制系统标准。电气自动化工业控制体系的健全和完善, 与拥有有效对接服务的标准化系统程序接口是分不开的, 在电气自动化实际应用过程中, 可以依据相关技术标准规范、计算机现代化科学技术等, 推动电气自动化工业控制体系的健康发展和科学运行, 不仅能够节约工业生产成本、降低电气自动化运行的时间、减少工业生产过程中相关工作人员的工作量, 还能够简化电气自动化在工业运行中的程序, 实现生产各部门之间数据传输、信息交流、信息共享的畅通。例如在有效对接相同企业的EMS实践系统、ERP体系的过程中, 可以通过自动化技术与计算机平台科学处理生产活动中的各类问题, 统一办公环境的操作标准, 另外在统一电气自动化控制系统标准还能够推动创建自动化管理的标准化程序的进程, 解决不同程序结构之间的信息传输问题, 因此, 可以将其作为电气自动化控制工业的未来发展应用主体结构类型[3]。
(2) 架构科学的网络体系。架构科学的网络体系, 有利于推动电气自动化控制工业的健康化、现代化、规范化发展, 发挥积极的辅助作用实现现场系统设备的良好运行, 促进计算机监控体系与企业管理体系之间交叉数据、信息的高效传递。同时企业管理层还可以借用网络控制技术实现对现场系统设备操作情况的实时监控, 提高企业管理效能。而且随着计算机网络技术的发展, 在电气自动化控制网络体系中还要建立数据处理编辑平台, 营造工业生产管理安全防护系统环境, 因此, 建立科学的网络体系, 完善电气自动化控制工业体系, 发挥电气自动化的综合运行效益[4]。
(3) 完善电气自动化系统工业应用平台。完善电气自动化系统工业应用平台则需建立健康、开发、标准化、统一的应用平台, 对电气自动化控制体系的规范化设计、服务应用具有重要作用和影响。良好的电气自动化系统工业应用平台能够为电气自动化控制工业项目的应用、操作提供支撑保障, 并发挥积极的辅助作用在系统运行的各项工作环节中, 有效的缓解工业生产中电气自动化设备的实践、应用所消耗的经济成本, 同时还可以提升电气设备的服务效能和综合应用率, 满足用户的个性化需求, 实现独特的运行系统目标。在实际应用中, 可以根据工业项目工程的客户目标、现实状况、实际需求等运行代码, 借助计算机系统中CE核心系统、操作系统中的NT模式软件实现目标化操作[5]。
3 结论
综上所述, 通过对电气自动化控制工业应用发展研究, 从中可以了解到电气自动化的在我国目前发展尤为迅速, 在工业领域应用电气自动化控制技术也成为时代发展的必然趋势, 将电气自动化与工业生产各项环节有效结合不但有利于提高工业生产的效率, 降低生产成本, 还能够促进我国经济效益的增长。
参考文献
[1]招达明.工业电气自动化的应用与发展[J].煤炭技术, 2012 (03) :72-73.
[2]马建华.数字技术在工业电气自动化中的应用与创新[J].制造业自动化, 2012 (06) :142-144.
[3]罗武.浅谈电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].门窗, 2013 (07) :332+334.
[4]何建伟.电气自动化控制在工厂的应用和发展策略探析[J].机电信息, 2013 (27) :103-104.
工业电气控制 篇8
关键词：工业电气,自动化,仪器仪表,控制
引言
现代工业发展到今天,最为显著的特征就是大力推广使用自动化仪器仪表,并且伴随着科学技术的不断发达,越来越多的工厂和企业选择使用自动化仪器仪表完成工业生产,从而有效解决生产效率低下的问题,帮助企业和工厂节省了大量的资金成本,但是在使用过程中还需要加强对控制工业电气自动化仪器仪表的重视。
1.工业电气自动化仪器仪表的概述
工业电气自动化仪器仪表,指的就是在工业电气当中,帮助生产企业了解生产过程、完成生产加工任务、显示生产进度特别是对生产过程中所产生的各种信息数据进行检测和控制,从而使得企业能够顺利完成工业生产的产品,工业电气自动化仪器仪表能够有效提高生产企业的工作效率,保障产品质量,节约大量劳动力,为生产企业创造更大的经济价值,因此我国越来越多的企业选择使用自动化的仪器仪表完成加工生产。
2.工业电气自动化仪器仪表的种类
工业电气自动化仪器仪表的种类繁多,并且根据不同的划分方式有不同的类型,如果按照需要在生产过程中测量参数的类型进行划分,那么自动化仪器仪表可以被划分为测量温度的仪表、测量压力的仪表、测量流量的仪表和测量物理位的仪表,而基于仪表功能角度又可以将其划分为显示类仪表、执行器仪表、计算类仪表和调节类仪表,比如说在显示类仪表中主要以数字显示、图形显示和模拟显示为主,通常是用来显示记录在工业生产中所产生的各类信息数据,而一旦在生产过程中发现磁场情况时,显示类仪表会自动出发警报功能,以亮灯或是鸣笛的形式像工作人员发出警告,提醒其尽快进行细致检查,从而及时进行调试和维修,避免给生产企业带来巨大的经济损失。
3.工业电气自动化仪器仪表的控制
3.1加强对控制自动化仪器仪表的重视
目前我国虽然在工业生产当中使用自动化仪器仪表比较广泛,但是无论是生产企业还是加工工厂都将注意力全部集中在仪器仪表的使用上,而对仪器仪表的控制管理上缺乏应有的重视,特别是企业将大部分的资金都投放在购买和安装仪器仪表上,而在漫长的使用过程当中仪器仪表难免出现各种各样的故障,同样需要一定的资金进行维修和管理,因此各大生产企业和加工工厂需要为移动化仪器仪表的管控投入一定的资金和人力,保障仪器仪表能够更好地服务于生产加工。
3.2提升相关工作人员的综合素质
加强工业电气自动化仪器仪表的控制还需要从人员方面除着手改善,企业或是工厂需要委派对仪器仪表的工作原理熟稔,并且具有一定维修养护能力的专业人员对其进行管控,在生产加工之前需要对所有的自动化仪器仪表进行细致的检查,确保其状态良好,并且在工作结束之后将仪器仪表的显示数据或运行状态按照型号和种类专门记录在案,与此同时工作人员还需要经常参加自动化仪器仪表的新品发布会,了解最新的前沿技术,将其运用到实际生产过程中提高生产效率,或是参加自动化仪器仪表的专业知识讲座,深入学习维修养护知识,并且定期对企业或工厂内的自动化仪器仪表进行检查,一旦发现存在故障的仪器仪表及时进行维修和更换,同时将故障情况和维修措施进行专门记录,方便日后的总结和反思,不断优化自动化仪器仪表的工作效率,延长其使用寿命。
3.3对自动化仪器仪表进行严格管理
企业或工厂需要在现有基础上加强对自动化仪器仪表的管控工作,首先在购买仪器仪表时需要购买符合国家规范标准的高质量仪器仪表,这样的自动化仪器仪表不仅有保障,特别是数据显示和计算更加具有准确性,在安装自动化仪器仪表时需要由专人严格按照规范流程进行安装,确保仪器仪表安装到位,其次定期对企业和工厂内的自动化仪器仪表数量和运行状况进行盘点检查,特别是对于某些年老失修的自动化仪器仪表需要进行及时更新换代,保障其真实性和可靠性,更换的数量和型号同样需要进行专门记录。另外,网络技术也是工业电气自动化仪器仪表能够完成信息显示和完成加工生产任务的重要保障,因此除了需要对实体的仪器仪表进行严格管控之外还需要对网络进行实时维护和更新,进而全方面的落实工业电气自动化仪器仪表的控制工作。
4.结论
总而言之,我国的工业生产在自动化仪器仪表的帮助下实现了新的发展,自动化的仪器仪表帮助生产企业提高了生产质量和生产效率,也为企业发展提供了重要的技术保障,因此在现有基础上,还应该落实工业电气自动化仪器仪表的控制工作,不断发展和完善工业电气自动化,促进我国实现新的进步。
参考文献
[1]包山先.关于工业电气自动化仪器仪表控制的分析[J].通讯世界,2016,01:198-199.
[2]谢大荣.工业电气自动化仪器仪表控制的分析[J].科技创新与应用,2015,14:102.
工业电气控制 篇9
科学技术进步日新月异, 技术交流日渐频繁, 为降低生产成本和提高国际竞争力, 我国不断引进和自主开发了大量自动化控制技术, 并付诸于实践。近年来, 特别是一些民营企业, 经过初期的资本积累, 更加注重将资金投入到研发新技术、新装备、新工艺上, 在冶金工业领域, 给民营企业带来了旺盛的生机和活力, 给国有大中型冶金工业企业带来了不可避免的竞争和挑战。他们主要采取引进部分先进技术, 经过适当的硬件和软件的改造升级, 实现了适合自身发展的电气自动化设备的功能提升和技术创新。主要表现在以下两个方面。
1.1 更加注重改善和提升DCS系统集成工作能力
DCS系统:Distributed Control System, 即分散控制系统。国内一般习惯称之为集散控制系统。它主要集成了计算机 (Computer) 、显示 (CRT) 、通讯 (Communication) 、和控制 (Control) “4C”技术, 主要是以通信网络为纽带, 由过程控制级和监控级组成的多级计算机运算、处理系统。DCS系统的综合可利用率可达99.8%;系统平均无故障时长超过8万小时, 广泛应用于火电、热电、核电、化工、冶金、建材等领域, 并实现了全程自动监控。20世纪的我国冶金自动化控制技术装备和水平, 注重在“点”上寻求突破, 而进入21世纪, 则注重在“面”上寻求发展和进步, 逐渐覆盖全国。其优点是智能化的自动、自主化进程控制, 且整个系统的核心技术集成化程度较高, 能够广泛地应用于工业生产实践。目前, 其正在进行冶金工艺最新智能流程的研发, 成功实现了点到面的转变, 因此能从根本上提高冶金工业控制系统的自动化程度和工作效能。
1.2 冶金工程自动化系统控制软件技术的应用与创新有较大提升
20世纪80年代以前, 受科研资金、研发投入、市场规模和体制机制的影响, 我国主要是从国外引进冶金工程自动化系统控制软件, 到后期, 逐渐意识到自主研发的重要性和适用性, 所以加大了人、财、物的主动投入, 实现了较大的历史性转变。在生存中求发展的历史阶段下, 我国在二级自动化监控软件, 三级MES自动化控制软件以及国有大中型企业领军的能源管理控制系统等领域有了长足的进步和提升, 进而逐渐取代进口软件, 在应用水平、管控质量、运行效率等方面都优于国外进口自动化系统控制软件。近年来, 更加注重向技术要效益理念的培育, 兴起了自主研发的冶金工业工程自动化控制平台技术类软件, 在工业生产中得到了较为广泛的采用和实践, 新一代冶金工业工程自动化系统控制软件平台的应用, 使得冶金工业自动化管控效率和水平达到了国际领先地位, 同时也创造出可观的经济效益。
2 钢铁工业的节能环保与冶金工程自动化控制技术
2.1 基于钢铁工业节能环保的冶金工业自动化控制技术的应用
早期的冶金工业自动化控制技术的应用主要局限在装备性能、产品质量, 以及生产成本、运行效率、过程灵活控制、废气废渣废水的工程排放等方面, 随着工业技术的进步和自动化控制软件的研发, 基于更加节能环保与钢铁产品制造流程优化的设计, 成为了钢铁工业生产、设计、研发的主导趋势。因此要对钢铁工业生产的流程结构、功能以及效率进行进一步优化和改善, 必然要加强对钢铁制造整体流程的研究和投入。在此基础上, 加大计算机模拟仿真技术研究, 引入绿色环保、节能降耗等理念, 实现了生产效率的最大化、生产能耗的最小化、对环境影响的最低化。
2.2 自动化控制技术在钢铁生产过程中减少污染物排放的应用
钢铁企业以铁、铬、锰三种金属元素为主要原料, 经过冶炼及压延等工序, 以及以高品位金属矿石 (或精矿) 为原料, 经过高炉、转炉、电炉等流程生产生铁、钢材产品, 产生了大量的废气、废液、废渣。主要污染排放物为工业烟尘颗粒 (主要为金属氧化物) 、二氧化硫 (SO2) 、氮氧化物 (NOX) 等。自动化控制技术在钢铁生产过程中减少污染物排放的应用较为普遍。这个应用过程主要为防止不合格产品的产生和资源的浪费, 主要通过建立广义模型、优化和完善控制技术过程, 研发出对钢铁工业各环节产品实行实时监测、评估与控制的新型自动化控制技术, 从而实现全程自动化控制, 减少污染物排放。同时, 研发出对生产设备实施全过程实时诊断的新型自动化控制技术, 使设备运转高效、误差率较低, 工业产品质量得到有效保障。
2.3 自动化控制技术在钢铁冶炼清洁高效生产中的应用
金属冶炼过程伴随着大量污染物排放, 为了建设环境友好型社会, 控制污染物排放, 研发一整套控制或降低污染物排放的自动化控制系统势在必行。例如, 基于在线分析检测监控技术对污染物的产出实施动态实时监控、作用于废水处理的大功率电气高压转动自动化控制技术、利用谐波检测仪控制技术改善电能输出质量等, 实现了钢铁工业生产的清洁、高效。
2.4 自动化控制技术在钢铁冶炼废物循环利用中的应用
钢铁冶炼过程中会产生大量煤气、钢渣等固体废物, 因而研发出使煤气、钢渣的合理运用自动化控制技术可实现对固体废弃物的循环利用。高温冶炼中的高炉、转炉等设备也会产生大量废物, 因此, 自动化控制技术的研发和应用有助于对废物的循环利用。
3 冶金工业自动化控制技术的未来发展方向
3.1 提高冶金自动化控制技术核心科技的原创性
科学是技术之源, 是技术产业之源, 技术创新以科学理论的研发为基础, 而产业创新主要以技术创新为基础。我国建国以来, 在冶金工业科技研究领域取得了许多历史性进步, 有的已经步入国际领先水平, 但是由于底子薄、起步晚、科技人才相对缺乏、科研资金投入跟不上等因素, 与欧美、日本等国家在总体技术实力上还无法抗衡。但是科研人员要取人所长补己所短, 发挥自身优势, 自主研发一套先进的冶金工业自动化控制技术体系, 软硬件配套衔接, 产学研相结合, 改善操控系统, 提高生产工艺技术水平, 走自主发展的道路。首都钢铁集团创造的数字化炼钢模式带了个好头, 其在原有冶金流程的基础上, 对生产进程进行改善, 将智能仿真技术运用在控制系统运算比对上, 通过仿真模拟计算, 调整出最佳控制效果。
3.2 提高整套控制系统的实时性和可靠性
该技术的实时性和可靠性是它的最大优势, 要通过采集最新数据, 对各项数据进行综合分析并进行科学处理, 实现实时、可靠、高效。对钢铁工业来说, 如果只生产生铁、粗钢等低端产品, 则对实时性要求偏低, 如果要生产镀锌板、彩涂板、焊管、五氧化二钒、钒氮合金、钒铁合金等精细、特种、高端钢铁产品, 则必须提高整个系统的运算速度、实现实时诊断、实时布控、实时处理的能力, 便于及时发现问题, 及时调整参数配比, 及时改善生产工艺。
3.3 要实现数据挖掘和运用
通过改善整套控制平台系统的运行质量和水平, 生产优质钢铁终端产品, 是提高钢铁企业和冶金行业竞争力的关键。钢铁生产过程实现自动化控制, 注重对实时数据参数进行收集、整理、分析, 对数字模型经过全过程优化, 进而达到对生产各环节的自动控制和精细化管理。在当今的冶金工程技术研发中, 数据的挖掘和运用越来越普遍和完善, 数字模型和控制算法的广泛引入和采用会给整个钢铁工业自动化控制系统带来更加广阔的发展空间, 为钢铁企业和冶金工业的发展带来强大动力。
摘要：本文主要阐述了冶金工业自动化控制技术的创新与发展以及钢铁工业的节能环保与冶金工程自动化控制技术, 同时提出了冶金工业自动化控制技术的未来发展方向。
关键词：电气自动化,自动化控制技术,应用
参考文献
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工业电气控制 篇10
1 变频器的性能与节能作用
目前, 变频器主要是应用在交流电动机 (异步电动机、同步电动机) 的转速的调节方面, 是目前为止公认的最有前途的交流电动机调速的方案。变频器在具有优秀的调速性能外, 还具有显著的节能作用。在中国是在20世纪80年代所引进的, 随之在我国节能的应用方面, 变频器成为了很重要的节能自动化设备, 得到了迅速的发展与大范围的应用, 如:在电力行业、建材行业、石油行业、造纸行业、食品饮料行业等;在公共的设施中, 例如:中央空调调节器、供水设备、电梯设备等设施中都应用到了变频器。
变频器在生产之初是在对速度进行调控方面来发挥作用的, 我国目前将这种调节速度的功能应用在节能的功能上, 并且取得了一些成效。我国能源消耗的非常厉害, 在国家每一年的电力消耗中, 有60%~70%是动力电, 在总容量5.8亿的电动机中, 变频控制的电动机设备只有2000万千瓦, 所以, 我国提倡节能降耗的同时也非常注重发展变频调速技术的发展。变频调速技术使电动机在节能的转速形式下运行, 并且在一定程度上对电动机的转速控制精度进行提高。在实际中的具体应用如下:在风机水泵中, 依据流体力学的原理, 轴功率与转速三次方形成正比, 当设备所需要的风量减少时候, 风机的转速自然就降低了, 设备的功率也在同一时刻按照转速的三次方逐渐下降。可见精确调速在节电方面的效果非常好。所以, 采用变频调速, 可以有效提高电动机运行的工作效率, 具有高节能潜力。
2 变频调速在工业电气自动化控制中的运行
电气设备的负载程度决定了变频调速的节能效果。本文以矿井提升机为例子, 在矿井提升机的电控系统中拥有着多种保护, 如:过卷、松绳、超速、低速, 对这些都在时刻的进行着保护, 在提升机运行的过程中, 这些保护会对提升机的安全进行着监视, 当提升机运行中不正常的情况发生时, 就会立刻发出警报的信号并且实施紧急的制动措施, 以确保提升机运作的安全。
2.1 深度指示器的保护失效
矿井提升机在运作的过程中其包含的多重保护是以提升机的运作行程作为主要依据的, 深度指示器起着至关重要的作用, 一旦它失效会导致多种保护随之失效, 所以, 对深度指示器在设计的时候, 一定要设计失效保护。具体的操作如下:启动电动机后, 把在采样周期内的各个编码器所发送的脉冲数进行累加, 对比采样前与采样后的数值, 如果数值没有发生变化, 那么, 深度指示器已经是失效状态。在深度指示器出现失效的情况下, 首先要去判断提升容器是否已经进入到了爬行区, 如果爬行区中提升容器没有进入, 就需要将声光报警的信号发送出去, 直到司机接受到提醒的信号;如果提升容器已经进入到了爬行区中, 就需要采取安全制动措施, 并同时发出声光的报警信号。
2.2 等速段超速进行保护
等速段超速度保护在提升的系统中是速度检测机构对提升机速度进行测量的依据, 当提升机的速度超出额定15%的速度时, 继电器的动作慢于安全回路的速度, 则会将安全回路断开, 并实施紧急的制动措施。由于在等速段内提升机有着较高的运行速度, 在进行紧急制动实施时, 会产生冲击危害, 所以等速段保护在设定的时候, 应该分两个阶段:当速度超过额定运作速度的10%, 系统需要发出声光报警信号, 提醒司机实施制动措施;当速递恢复正常运作速递时, 系统自动解除报警讯号, 恢复正常工作。这样的保护设定, 可以将紧急制动造成的伤害降到最低。
2.3 减速段超速进行保护
减速段在提升机整体的运行过程中是最重要的阶段, 同时, 在减速点之后也是提升机事故的多发点。从减速点开始就是提升机能否安全的到达所指定的停车位置的关键时期, 按照规定在减速点进行减速是极其重要的。PLC将对提升容器的运行速度不断的进行采样, 并将所采集的速度同规定的速度进行差值对比, 一旦采集的速度超过规定的速度, PCC控制系统就会自动的发出警报, 并对提升机实施安全制动措施。
以上是矿井提升机系统中变频调速的应用, 我们可以见到变频调速在提升机中的应用是很广泛的, 提升机每一部分的设备操作变频调速都发挥了一定的作用, 对矿井提升机的安全性与可靠性起到了基本保障的作用。在这里, 笔者只是用矿井提升机来举例说明变频调速在工业电气自动化控制中是什么样的运行路线与思路, 以致于让大家能够对变频调速在实际的工业电气自动化控制中有详细的了解, 而不再是理论上的了解。
3结论
变频调速就像是每个厂家设备的改造与产品的生产都会需要的新产品、新技术, 有了变频调速就可以改造系统进一步节能降耗。在今后的变频器设计上还需要对其不断的完善与优化, 更好的提升它本身的性能, 来发挥着显著的节能效果, 并达到改善工艺条件的目的。
摘要：由于电力传动在特性上趋于复杂, 电动机不断正反方向的运行, 使电动机长期处于负荷运转, 导致电动机在电动、制动状态中不断转换。随着交流电动机变频技术的日益完善, 变频调速器被广泛应用于交流异步的电动机调速中, 并已经发展成为电动机调速节能的主要技术, 它的安全性与可靠性被普遍关注。本文以矿井提升机为例, 探讨变频调速在工业电气自动化控制中的运行思路。
关键词：变频调速,节能,电气自动化
参考文献
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[2]华爱琴.变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的运行[J].电子制作, 2013.
工业电气控制 篇11
【关键词】现代水泥工业；耗能；节能措施；电气设计；供配电系统
结合目前水泥工业整体的发展现状，能够发现其中的能源消耗大、产业结构不合理等方面的问题存在，影响了企业整体的发展。同时，随着低碳理念的突出，资源节约型、环境友好型社会建设步伐的加快，需要水泥工业采取必要的节能措施适应时代的发展要求，提高自身的综合竞争力。做好现代水泥工业电气设计的相关工作，对于产业节能效果的发挥起着重要的保障作用。
一、当前形势下我国水泥工业整体的发展现状
随着房地产产业规模的扩大，建筑企业对于水泥的需求量也在不断地增加。在此形势下，水泥工业生产效率的高低，产业结构的合理性，直接影响着整体的经营效益。同时，为了达到生产工艺水平的提升，关键技术的突破创新的目的。我国的水泥工业在新型干法水泥方面投入了大量的资金，调整了自身不合理的发展方向。但是，总体的生产能力及生产技术使用过程中的缺陷，不仅加大了能源的消耗量，也为我国的环境带来了许多不利的影响。因此，为了保证我国水泥工业更好的发展，需要及时地调整水泥工业的产业结构，提高能源的利用率，最大限度地减少水泥工业生产带来的不良影响。
二、现代水泥工业电气设计中的节能措施
（一）控制变压器降耗的有效措施
现代水泥工业电气设计中变压器的损耗影响着相关设备的节能效率。变压器的损耗主要包括：（1）原线圈及副线圈使用过程中的漏磁损耗；（2）原线圈与副线圈的铜损耗。（3）线圈缠绕的内部铁芯涡流现象严重。当铁芯的涡流现象较为严时，将会缩短铁芯的使用寿命，加快了能源消耗的速度。原线圈及副线圈的铜损耗将会影响电流的传递效率，导致相关设备无法达到正常的工作狀态，影响了企业整体的生产效率。而当原线圈与副线圈使用过程中的漏磁损耗问题突出时，加快了线圈磨损的速度，影响设备的正常运行。为了有效地避免这些现象的出现，达到变压器使用过程中降耗的最终目的，需要采取必要的措施。主要有：（1）选用节能型的变压器，及时地更换存在问题的组成部件；（2）细化工作流程，扩大变压器的应用范围；（3）采取可靠的技术手段降低冷轧矽钢片的能耗，提高设备的安全性能。
（二）调整供配电系统功率因数的有效措施
水泥工业电气设计中供配电系统的功率因数对于导电线路损耗较为明显。这与供配电系统中光解析仪的灵敏度有关。当设备的感应时间较长时，将会加大无用功的功率，影响了整个系统电流信息的传递效率，加大了设备的能源消耗。为了达到节能的目的，需要采取科学的方法避免这些现象的出现。主要的方法有：（1）电气设计中应该结合设备实际的使用状况，适当地加大功率因数。当使用功率因数较大的产品时，设备内部的限流器就会发挥一定的作用，将系统中流过的电流量控制在一定的范围内，降低了无用功的能源消耗；（2）选用不做功的静电容器。目前市场上存在着不做功的静电容器，它在实际的应用中不但加大了设备的功率因数，也对总体不做功电流达到了有效控制的目的，避免了设备使用过程中能源消耗过大现象的出现。
（三）低耗能电动机的设计
现代水泥工业内部的供配电系统运行过程中能否达到节能的目的，与其中电动机的能源消耗量有着密切的关系。因此，电气设计中需要严格地控制电动机的耗能量。结合电动机整体的结构特点，通过采取降低电动机空载或者轻载的措施，增加静电容器，能够对电动机低耗能、高效率的工作产生积极的作用。实现这些目标，需要有效地控制电动设备。设计思想实现的主要原理是：利用设备运行中频率的变化作用控制电动设备的转速，保证设备在负载的状态下也能正常的工作。这样设备整体的工作性能就会逐级地提高，能源的消耗量将会控制在合理的范围内，最终达到节能的效果。
（四）明确照明系统的节能设计思路
水泥生产企业对于照明系统的设计也有一定的要求，需要设计人员在具体的设计过程中明确节能设计思路，充分发挥照明灯具使用过程中的节能效果。在水泥厂内部的生产区域，根据工人的实际要求，设计新型高效的节能装置。利用气体光源的优势，减少灯具的电能消耗量。为了保证节能效果，也需要提高自然光源的利用率，这主要强调的是设计过程中采光的合理性。利用可靠的技术手段，扩大自然光的照射范围，能够降低工厂内部的能源消耗率。同时，针对水泥企业不同的生产区域，构建智能化的供电系统，最大限度地提高电能的使用效率，减少企业的成本支出。
（五）设计过程中突出供配电系统的节能优势
为了从根本上降低水泥工业生产过程中的能源消耗，电气设计中应该突出供配电系统的节能优势。实现这样的目标，需要保证内部组成部件之间的配合效果。根据水泥工业内部不同生产区域工作负荷的情况后，设计过程中合理选择变压器的数量，对变压器安放的位置进行必要地确定。同时，由于变压器在使用的过程中可能存在着各种不利的影响因素，需要对供电系统的线路布局进行科学的规划，保证线路布局的合理性。由于不同季节设备内部的负荷变化较大，需要采取合理的措施及时地切换变压器，保证变压器高效率的工作状态。通过采取这些有效的措施，能够从根本上保证水泥工业正常生产中能源的消耗量控制在合理的范围内，提高设备的运行效率。
结束语
现代水泥工业的快速发展，为我国社会的整体进步产生了积极的影响。水泥工业在实际的生产过程中，产业结构的不合理，能源消耗较大等一系列问题的存在，影响了企业的生产效率。因此，电气设计过程中需要采取相关的措施，保证水泥工业生产过程中的节能效果，提高水泥企业整体的市场竞争力。
参考文献
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工业电气控制 篇12
1 PLC在工厂的的应用及应注意的问题
1.1 PLC在工厂的的应用
作为电气控制的主流应用, 西门子可编程序控制器 (PLC) 的应用主要表现在四个方面。首先是在数据处理中的应用, 由于PLC在应用过程中具有多项功能, 可以实现数据的传输和处理以及运算等诸多操作, 先将模块采集的信息输入到系统中, 通过软件进行分析处理, 可以实现大型化的控制, 这种功能在食品工业和冶金工业领域的应用较为广泛。其次是在工厂运行闭环过程中的控制, 这一应用主要是对一些持续变化的模拟量进行控制, 例如流量的变化、温度的变化、压力以及液位变化等, 通过数字量和模拟量的转换外加CPU对模拟量的处理来控制闭环。紧接着是在通信联网中的应用, 西门子PLC中具有特定的通信模块, 可以实现联网对接, 与数控设备以及计算机的连接可以实现远程监控。最后是在开关量逻辑控制中的应用, 这一控制环节可以实现顺序和数字量的双重控制。
1.2 PLC应用中应该注意的问题
PLC在工业控制应用的过程中应该对工作环境问题进行调整, 为电气自动化的安全奠定基础。首先应该对工作环境中的温度进行控制, 通常情况下, PLC的环境温度应该保持在0~50℃, 在安装控制器时候不能在下面放置发热量较大的元件, 此外, 还应该保持四周的通风空间和散热空间足够大。为了使PLC的绝缘性能得到保障, 工业环境中空气中的相对湿度要小于85%。还要采用必要的措施减少空气中的粉尘以及腐蚀性气体, 避免出现气体爆炸的现象。PLC虽然对电源干扰具有一定的抵抗能力, 但是在纹波影响的情况下, PLC仍然会接收到一些错误的信号, 所以在电源干扰相对严重的环境中应该安装一台具有屏蔽作用的隔离变压器, 从而可以适当的减少设备与地之间的干扰, 保证电气运行过程中的安全性。
2 PLC系统中的干扰源介绍及抗干扰措施
2.1 PLC系统中的干扰源介绍
PLC系统中的干扰源较多的来源于电压甚至是电流变化较为剧烈的部位, 主要是因为电流在变化的情况下产生磁场, 设备就会受到电磁辐射的影响, 电磁波对其干扰较为强烈。除此之外, PLC系统中的干扰源还来自于强电干扰和接地系统的干扰, 还有系统内部的干扰以及变频器的干扰。
首先是强电干扰, 电网有着颇为广泛的覆盖范围, 在受到空间电磁干扰的情况下能够感应线路上的电压。在电网内部变化的影响下一些大型的电力设备会开始慢慢的启动甚至是停止运行。接地系统对PLC的干扰也是较为严重的, 接地系统正确时可以对电磁干扰起到抑制作用, 也能够对设备向外发出的干扰进行抑制, 与此相反, 错误的接地会引来严重的干扰信号, 会导致PLC系统难以正常进行工作。
其次, 系统内部的干扰也是不能忽略的, 系统内部干扰来源于内部元器件以及电路间的电磁辐射, 逻辑电路之间会出现相互辐射进而影响到模拟电路, 或许是元器件之间的匹配不够完整就会影响到系统内部运行。
最后是变频器的干扰, 变频器对工业控制的干扰主要分为两个部分, 一个是变频器在启动过程中产生的电磁波会对电网的传导形成干扰, 另一个是变频器在输出电磁时会出现辐射干扰, 从而使得周边的设备难以正常进行工作。
2.2 应该采用的抗干扰措施
电源干扰是电气自动化控制中需要重点注意的问题, 为了有效抑制电源对工业控制产生的干扰, 应该安装一台隔离变压器, 可以适当的减少设备与接地之间的干扰。
对PLC的输入接线和输出接线进行控制是减少干扰的第二种措施, 输入接线的长度要适当。如果环境干扰相对较小而电压没有较大的下降, 输入的接线可以稍微长点。此外, 输入线和输出线不能使用同一根电缆, 两根线要分开。输入接线连接到输入端时, 要采用常开触点的形式进行连接, 保证编制的电器图与原来的一致。
完善接地系统是减少干扰的第三种措施, 混乱的接地系统往往会对PLC造成干扰, 从而影响到整个系统的正常运行。为了保证电源接地安全, 需要找出安全接地线, 一般将电源线接地和柜体连线接地视为安全接地。为了能够使屏蔽接地好的发挥作用, 需要保证信号线有唯一的参考地进行参考, 这样以来, 电流就能够在适当的电路中流动, 确保系统正常运行。
3 结束语
PLC控制系统是一个相对复杂的系统, 对于抗干扰设计应该考虑多方面的影响因素, 进而合理的抑制干扰源, 才能保证系统安全及其正常运行。
摘要：随着计算机技术以及通信技术的快速发展, 计算机控制技术在工业的不同领域中被广泛应用。为了能够对工业发展进行有效的管理, 适当的减轻工作强度, 提高工作效率, 对生产线的自动控制技术提出了更高的要求, 自动控制技术需要具有较强的灵活性和可靠性, 西门子可编程序控制器就是适应了这一要求而出现的。这一程序在电气自动化方面应用较为广泛, 但是还存在一些安全干扰问题, 本文就从电气自动化安全角度对西门子工业控制的PLC进行研究。
关键词：电气,自动化,西门子,PLC,应用,干扰
参考文献
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