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浅谈电气设备自动控制系统张建

发表时间：2020/9/3 来源：《基层建设》2020年第13期作者：张建

[导读] 摘要：在科学技术不断的发展下，自动化控制技术逐渐得到了广泛的应用。

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        摘要：在科学技术不断的发展下，自动化控制技术逐渐得到了广泛的应用。而电气设备的自动化系统主要是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操作受控对象，使得被控量等于给定值或给定信号变化规律去变化的过程。下面就结合作者的实际工作经验，对电气设备的自动控制系统进行简要的阐述，以供参考借鉴。
        关键词：电气设备；自动控制；系统
        随着科技的不断进步，自动化技术的控制程序发展也越来越符合各项社会工业的要求，尤其是在电气行业设备的自动控制运用。在工业化生产建设中，自动化控制系统在其中都表现出极其重要的作用，按保持信号和脉冲信号两种类别，给出了电气设备的基本控制程序结构，并从实际应用经验及工程实例中，分析探讨电气设备的自控设计，最后对PLC控制系统进行探讨。
        1 电气设备自动化控制系统的概念
        电气自动控制就是为了达到特定的控制目的，在没有人直接参与的情况下，使用检测仪表和其他的控制设备装置对机器或者某一过程进行控制。一个电气自动控制系统可以分为控制器和控制对象这两部分，其中控制器是指控制机器或者过程的整套自动化的设备和仪表；控制对象则是指被控制的机器设备或过程。在控制过程中需要各种相关的数据参数作为控制用的参考数据，或者叫做被控参数。控制器和控制对象之间具有对应的变化规律，可称为系统的输入和系统的输出。
        2 电气自动控制系统的功能
        2.1 自动控制功能
        当设备出现故障时，需要电气自动化控制系统自动切断电路，来保证整个系统的安全。这也是自动控制系统成为电气操作设备中必要设备的重要原因。电气自动化控制系统中的控制回路能够保证线路安全稳定的运行，实现控制功能。
        2.2 保护功能
        电气设备在运行过程中会时常发生不可预知的故障，电压或电流以及功率等会超过设备与线路允许工作的范围与限度，这就需要一套能够检测这些故障信号并对设备和线路进行自动处理的保护设备。
        2.3 监控功能
        当前的电气自动控制系统都配备了相应的监控功能。这是由于控制系统中的自变量是电，而电是不能被肉眼所看见的，从外表看一台机器设备，是不能够判断它是否带电。所以这就需要借助各种功能的传感器的，设置各种视听信号，利用传感器进行转化，从而监控整个系统的变化。在自动控制系统检测到异常状况时，会自动发出报警信号，对工作人员进行提醒，实现系统的人机一体化。其中监控方式又可以分为集中监控方式、现场总线监控方式和远程监控方式。首先，集中监控方式方便运行维护，并且对控制站的防护要求较低，系统设计也相对简单，但集中式的处理器的任务较为繁重，处理速度也因此较慢。而且电缆数量的增加、长距离的电缆也会引入的较多的干扰，也会影响系统的可靠性。需要二次接线，但是二次接线复杂，查线不方便，很大程度上增加了系统维护的工作量。对于远程监控方式说来，它适合于小型系统的监控，不适合全厂的系统构建，因为它的通讯速度较低。但它也具有一定的优点：节省材料和安装费用、可靠性高，并且组态灵活。现场总线监控方式加强了系统的针对性，它不仅具有远程监控方式的所有优点，还可以减少大量的隔离设备。它通过通信线进行连接，节省大量电缆，从而大大降低了建设和维护成本。
        2.4 测量功能
        电气自动控制系统能够测定线路的各种参数，在人类自身能够接收到的视听信号只能定性地表征设备的工作状态，要进行对设备的电压、电流、功率等详细参数的测定，还是需要使用具体的电气设备。电气自动控制系统本身具有自动测量这些数据的功能，这就给设备的控制带来了很大的便利。

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        2.5 智能化功能
        电气自动控制设备智能化模式成为了企业发展的新方向。目前，对于以太网在自动化系统中的应用，已经积累了丰富的经验，智能化的电气设备也有了很快的发展。由于智能化技术具有良好的安全性、稳定性和可靠性，就使其能完全摆脱人工操作，只通过计算机即可达到良好的控制效果。
        2.6 信息集成化
        电气自动化控制系统中信息技术不但体现在信息技术在电气自动化设施、系统与机器中进行横向的拓展，还体现在管理层面上纵深方向的延伸。因为微电子处理器技术的扩大化使用，很多原来概念清晰的界面设备现在变得模糊不清。同时，与之相对应的通讯能力、结构软件的运用、统一都因为环境的变化变得更加被重视。管理层面上纵深方向的延伸是指现今企业人力资源部门不但能够有效的监控正处于生产过程中的动态形式画面，还可以使用特定的浏览器对企业中的财务核算、人力资源等数据信息进行及时的存取。这就可以是企业及时掌握生产线上的情况，当发生意外情况时及时采取措施。
        3 电气自动化工程控制系统的发展趋势分析
        3.1 电气自动化工程控制系统的创新技术
        自改革开放以来，我国各方面环境越来越开放，在这种环境下，电气自动化只有不断创新，以提高引入、消化、吸收再创新的能力。加大自主知识产权的产品研究是很有必要的，同时不断追求发展产品自身的技术创新，让电气自动化工程朝着国际先进水平发展。电气自动化工程控制系统创新主体应以企业为主导，政府适当的提供一些资金和技术的自持，同时还可以提供优厚的政策环境，支持企业电气自动化自主创新，这也能促进国家经济发展。
        3.2 电气自动化工程系统的统一化
        统一电气自动化工程系统有很多优越性，具体来说表现在能够实现电气自动化产品的测试与运行、周期性设计、维护与运行、开机与调试等等，这些好处所带来的直接影响就是能缩短设计到完工所需要的时间和资金。除了上述优点之外，还可以把开发系统彻底从运行系统中独立出来，从而满足客户的需求。电气自动化工程控制系统成功的将电气自动化系统通用化了。那么，在运行过程中，电气自动化网络构成必须得保证企业工程的管理体系的通讯数据、计算机的监管体系、现场的设施政策运行，确保数据通畅。
        3.3 电气自动化工程控制系统的标准化接口
        这些年来，由于微软公司的技术的标准化，带来了很多好处，其中一个就是缩短了电气自动化工程的时间，同时还减少了成本，促成了电气子自动化系统和办公室系统资源数据的共享交换。电气自动化系统是十分重要的，因此在企业通相关的系统进行连接时，必须使用Windows XP系统。在办公室自动化控制和管理系统使用的是IP系统，两者间的连接中介是PC系统。这样就实现了电气自动化工程控制系统的标准化接口，为厂家之间进行数据交换提供了条件。
        3.4 电气自动化产品和工程的生产将更安全
        现今，电气自动化企业十分重视安全防范技术的发展，为的就是提高产品的安全度，减少安全事故。现阶段电气自动化企业不是特别注意安全系统的控制，因此，将来电气自动化系统的亮点就在与电气自动化产品的系统安全。做好安全防控措施首先应从硬件设备延伸到软件设备，从安全级别需求高的领域逐步延伸到危险级别相对较低的领域，对电气自动化产品和工程的生产安全进行全面的研究与防范。
        结语
        通过以上分析，可进一步总结出电气设备常用控制程序结构的适用场合，图1a一般运用于单独由自控系统控制的场合，图3c运用于远程就地均可操作的场合，同时，图3c中控制信号若为保持型（控制效果同图1d），并设置复位按钮，可以运用在大型电气设备或安全等级要求较高的场合。PLC自动控制技术对于电气设备自动控制系统来说可以简化继电器逻辑，这样不仅可以使整个电气设备自动控制系统得到简化，还能进一步提高电气设备自动控制系统运行中的功能性、稳定性、可靠性以及安全性。
        参考文献：
        [1]解怀仁等．石油化工仪表控制系统选用手册[M]．北京：化学工业出版社，2018.