符合電氣工程實(shí)際的自動控制系統(tǒng)構(gòu)建論文
[ 摘要 ] 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展進(jìn)步，對電器自動化控制的要求越來越高，而實(shí)現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)構(gòu)建的方式又比較多樣。因此，需要結(jié)合實(shí)際情況選擇合理的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)建。針對系統(tǒng)的具體應(yīng)用作出了簡單的分析闡述，在此基礎(chǔ)上就控制系統(tǒng)的組成和功能作出了論述，最后提出了實(shí)現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)的一些措施方法。
[ 關(guān)鍵詞 ] 電氣自動化；控制系統(tǒng)；應(yīng)用；現(xiàn)場總線；遠(yuǎn)程監(jiān)控。
電氣工程的進(jìn)步發(fā)展使得其在規(guī)模、復(fù)雜程度等方面都有了很大的提升，這就對控制提出了更高的要求。因?yàn)殡姎夤こ桃?guī)模的擴(kuò)大，不僅增加了安全事故出現(xiàn)的幾率，也擴(kuò)大了其出現(xiàn)范圍，更提高了故障診斷和處理的難度。若是不能實(shí)現(xiàn)自動化控制，那么就可能引發(fā)一些意外問題。對此，就需要對自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，通過合理的方法構(gòu)建符合電氣工程實(shí)際的控制系統(tǒng)，滿足生產(chǎn)需求。
1 應(yīng)用分析。
對于電氣工程自動化控制系統(tǒng)而言，其運(yùn)用范圍是比較廣泛的。目前，在電力系統(tǒng)、建筑工程、工業(yè)生產(chǎn)等諸多方面都有所運(yùn)用，大大促進(jìn)了這些行業(yè)的進(jìn)步發(fā)展。比如，在電力系統(tǒng)中，自動化系統(tǒng)可以及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中出現(xiàn)的故障異常，針對可以處理的問題可以實(shí)現(xiàn)自動處理，針對不能處理的問題可以及時發(fā)出警報(bào)，并且進(jìn)行斷電。對于工業(yè)生產(chǎn)，就可以根據(jù)對生產(chǎn)環(huán)境條件的監(jiān)測，對生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動化控制，大大提升了生產(chǎn)效率。
2 組成與功能。
2.1 系統(tǒng)組成。
對于電子自動化控制系統(tǒng)而言，其系統(tǒng)組成一般如圖 1 所示，分為了六個部分。電源供電這一回路的主要作用就是為系統(tǒng)提供電源，使其能夠保持正常運(yùn)行。保護(hù)回路是對線路和設(shè)備在緊急情況下實(shí)現(xiàn)保護(hù)，其一般由繼電器、穩(wěn)壓元件、熔斷器等部分組成。信號回路的主要功能是將相關(guān)的信號予以轉(zhuǎn)化傳輸，將其傳遞到對應(yīng)的設(shè)備部件上，從而對線路、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)作出分析判斷，以此為依據(jù)決定是否要對控制系統(tǒng)進(jìn)行控制操作。自動與手段回路的主要作用就是實(shí)現(xiàn)自動化控制與手動化控制的切換，這是因?yàn)樽詣踊刂齐m然反應(yīng)迅速、控制靈敏，但是在某些特殊情況下并不能像人一樣作出大膽的判斷。因此，在某些時候還是需要進(jìn)行手動控制。停車控制回路的主要作用就是實(shí)現(xiàn)制動、倒拉反轉(zhuǎn)制動等操作，這可以滿足生產(chǎn)環(huán)節(jié)的諸多不同需求。自鎖閉鎖回路的主要作用可以分為閉鎖和自鎖兩個方面，閉鎖就是保證線路和設(shè)備在正常狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，而自鎖是保證設(shè)備維持在正常狀態(tài)。
2.2 功能分析。
電氣自動化控制系統(tǒng)的運(yùn)用是非常廣泛的，在不同的生產(chǎn)活動中，其能夠發(fā)揮出來的實(shí)際控制作用也是存在差異的。但是，根據(jù)在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)，雖然在細(xì)節(jié)處有所不同，但是主要功能基本一致。
自動控制。對于自動化控制系統(tǒng)而言，其最為基本也是最為主要的功能，就是實(shí)現(xiàn)對線路、設(shè)備的自動控制，省去人力在這一環(huán)節(jié)中的占用。比如在工業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)了皮帶打滑的情況，那么控制系統(tǒng)就可以及時停止設(shè)備運(yùn)行，并發(fā)出警報(bào)，由工作人員對皮帶進(jìn)行處理之后再恢復(fù)生產(chǎn)。
保護(hù)功能。在生產(chǎn)過程中，線路、設(shè)備難免會遭遇一些意外情況而產(chǎn)生安全事故，比如在電力系統(tǒng)中出現(xiàn)雷擊、在工業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)漏電、失壓等等情況時，系統(tǒng)就可以自動對相關(guān)線路或是設(shè)備進(jìn)行切斷或是停止運(yùn)行，將其從整個流程中隔離，這樣既可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備、線路的保護(hù)，也能避免安全問題進(jìn)一步擴(kuò)大。
測量監(jiān)視。自動化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制保護(hù)的基礎(chǔ)就是對生產(chǎn)流程的測量監(jiān)視，即通過一定的傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置等對各種信息進(jìn)行自動化采集，并且匯總到系統(tǒng)中進(jìn)行判斷分析，得出結(jié)論。如壓力、溫度、濕度、振動等都是自動化控制系統(tǒng)所需測量的數(shù)據(jù)。
3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
要實(shí)現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，就需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的方法展開系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建。具體而言，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)建的方法主要有以下幾種。
3.1 現(xiàn)場總線。
現(xiàn)場總線是一類工業(yè)數(shù)據(jù)總線技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場各類儀表儀器、控制器、執(zhí)行單元之間的數(shù)字通信、信息傳遞以及控制，因此，利用該技術(shù)進(jìn)行自動化控制系統(tǒng)的構(gòu)建是非常實(shí)用且高效的。在實(shí)際生產(chǎn)中，最為常用的總線技術(shù)就是 CAN 總線技術(shù)，其通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備、線路的全面控制。在實(shí)際應(yīng)用中，需要設(shè)立一個監(jiān)控總站，然后通過控制線連接到不同的監(jiān)控分站，各個分站分管不同的控制功能，如圖2 所示，1號站就是負(fù)責(zé)報(bào)警信號，2號站就是負(fù)責(zé)PLC信號，3號站就是負(fù)責(zé)儀器信號。各個分站將信息采集起來傳遞給總站，再通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理，就可以得出具體的結(jié)論，從而下達(dá)控制命令。
3.2 集中監(jiān)控與分散控制。
集中監(jiān)控就是可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的統(tǒng)一監(jiān)控，將數(shù)據(jù)集中到一處，其在效率上很高。但是存在一個缺點(diǎn)，就是所有數(shù)據(jù)都被匯總到一個處理器之中，如此就造成處理器需要處理大量的數(shù)據(jù)，進(jìn)而導(dǎo)致處理效率不高，而且容易出現(xiàn)故障，這就導(dǎo)致系統(tǒng)控制功能的實(shí)現(xiàn)達(dá)不到預(yù)期的高效目標(biāo)。所以在集中控制的基礎(chǔ)上產(chǎn)生分散控制，該技術(shù)就是對現(xiàn)場線路、設(shè)備實(shí)現(xiàn)分別控制，通過若干子控制系統(tǒng)對現(xiàn)場設(shè)備實(shí)現(xiàn)分別控制在，這樣各個子系統(tǒng)之間獨(dú)立運(yùn)行，互不干擾，提高了控制的效率。
3.3 遠(yuǎn)程控制。
在電氣自動化控制發(fā)展過程中，遠(yuǎn)程控制也逐漸產(chǎn)生，該種技術(shù)主要是針對某些人力難以達(dá)到的地方進(jìn)行控制。比如電網(wǎng)線路控制上，就可以使用這種控制方式。遠(yuǎn)程控制方式的原理就是通過遠(yuǎn)程監(jiān)視設(shè)備采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)回傳到處理中心之后經(jīng)過判斷分析，再將命令傳達(dá)給控制器，實(shí)現(xiàn)控制動作。
自動化控制是電氣工程的必然趨勢，目前已經(jīng)有許多方法可以實(shí)現(xiàn)這一目的。在對控制系統(tǒng)的組成以及功能予以明確的基礎(chǔ)上，要明確各種方法的原理以及區(qū)別差異，保證在實(shí)際工作中能夠選擇最為合理的方式構(gòu)建自動化控制系統(tǒng)。
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