论工厂电气自动化应用发展策略
2014-09-10徐涛
徐涛
摘 要:随着社会生产力水平的不断提高,电气自动化渐渐成为了工业现代化的主要标志之一。它可以实现产品生产过程中有关操作和控制的自动化,提高生产效率,但我国的电气自动化存在诸多问题,其水平还尚有提升空间。本文围绕电气自动化控制在工厂中的应用和发展进行了探讨,旨在促使电气自动化水平的进一步提升。
关键词:工厂;电气自动化;发展策略
一、电气自动化控制在工厂的应用特点
电动机是电气自动化的关键传输动力,电气自动化以电动机的动力传输为依托,从而促使生产效率的提高。作为现代工业发展历程中不可或缺的内容,主要特点包括:
1.信息化。电气自动化控制技术随着工业现代化的发展,逐渐呈现出信息化特点。当前,信息技术在我国电气自动化控制技术中不断渗透。一方面表现在微电子技术在电气自动化控制设备和系统中的渗透,通讯功能得以强化;另一方面表現在工厂业务数据处理环节信息技术的渗透,保持了财务管理等的实时监控。
2. 简易化。基于Wondows下人机界面的发展,简化了系统和设备的维护和检修,使得运维人员工作量得以减少。
3. 分布控制化。充分利用了PLC、串行现场和电缆、中央控制室,使其与智能仪表、变频器、马达启动器、计算机等设备进行连接,实现了分布控制,强化了输出输入模块现场检查、执行等作用的发挥。
二、电气自动化控制应用于工厂现状概述
鉴于电气自动化控制设备和系统本身的特点以及其功能的发挥,工厂引入电气自动化控制已然成为趋势。但不可否认的是,电气自动化控制水平较之于其他发达国家,还存在一定的差距,主要问题如下。
1. 控制系统方面的问题 。姑且就发电厂而言,大部分现行的现场升压站中使用的隔离开关,其操作依旧沿用的是原始的按钮操作,当按钮操作处于长期运行状态下时,接触点失灵的现象常有发生,进而造成了整个操作环节的叫停。再加上当前市场上充斥的按钮厂家繁多,其产品质量水平良莠不齐,备品备件按钮的更用寿命缩短形势严峻,尤其是在面临按钮更换频率较高时,更是增加了发电厂的使用风险和成本。
2.监控系统方面的问题。传统的监控系统具有局限性,在故障报告(针对的是工厂内的电气设备)以及微机继电保护装置信息环节时,监控不到位或无法监控,使运行操作人员对设备运行数据等失去直接性查看,导致设备运行状况的无法掌握性。
三、电气自动化控制应用于工厂的发展策略
综上所述,当前我国工厂引入的电气自动化控制还面临控制系统和监控系统方面的问题,这对电气自动化控制效用的发挥是极为关键的利坏因素。只有找到解决策略,方能促使电气自动化控制水平的提升,并更好地服务于工厂生产环节,可从以下几点着手。
1. 搭建科学性的网络体系。从工厂电气化控制设备和系统角度出发,网络体系的合理性和科学性,对现场设备作用的发挥可以起到辅助和推动作用,从而确保管理企业体系和计算机监控体系之间数据传递和交换的快速化。与此同时,还可以对现场设备和系统的运行状况进行实时监控,在一定程度上提高了工厂管理综合效能。工厂在选用通信网络主线时,应保持与原件级通讯和传输过程的畅通性,并实现数据处理和编辑等工作,使工作人员摆脱繁重的传统手工劳动。
2.确保统一应用平台的开发和利用。具有统一化、标准化和开放化的控制平台,是关系到工厂电气自动化空能否达到预期效果的至关重要的因素。它能够给予各项应用及其操作(电气自动化控制系统)以支持,还可以在电气化控制系统费用降低、应用效率水平和服务效能水平的提高上起到举足轻重的作用。诚然,要以工厂的实际情况为出发点,编制出相应的运行代码,并在硬件可编程逻辑控制器中将相应的运行代码进行下载,从而达到计算机综合技术对不同用户需求实现的最大化目的。
3. 建立健全和完善标准化程序结构。标准化程序结构的建立健全和完善,可以促使程序接口与服务器的高效对接,从而为工厂电气自动化控制系统逐渐趋于完善提供前提条件和基础,故而,标准化程序结构的建立健全和完善,要严格按照相关规章制度和标准进行。实现工厂的ERP系统和MES实践系统时,可采用先进的计算机技术和自动化技术的完美结合,达到工厂实际存在问题良好解决效果。还要保证不同程序之间通信有无,进而达到工厂生产生产成本和系统运行成本的双向降低目的。此外,标准化程序结构的建立健全和完善,在实现信息传递环节以及信息共享环节的流程简化方面作用的发挥也是不容小觑的。
四、电气自动化控制技术的应用
随着电气自动化控制技术的发展。电气自动化控制的应用领域也越来越广阔,包括电气自动化控制用于电气产品优化设计、故障预测及诊断、控制与保护等。
1.优化设计。电气产品的优化设计是一项复杂的工作,集中了理论学科知识和经验知识两方面的内容。在传统的电气产品设计中,主要采用的方法是设计经验结合大量的实验手段验证,缺乏足够的技术支持,工作量庞大,效率低下,难以得到合理最优的设计方案。随着计算机技术的突飞猛进,加上人工智能技术的运用,电器产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计,极大地减少了产品从构思到设计到生产的时间,设计越来越优质化、高效化、智能化。遗传算法和专家系统是电气自动化控制技术用于优化设计的两种主要的方法。遗传算法的特点是直接对结构对象进行操作,具有内在的隐并行性和更好的全局寻优能力;能自动获取和指导优化的搜索空间,自适应地调整搜索方向,不需要确定的规则。遗传算法的这些性质非常适合于产品优化设计,因此广泛应用于电气产品的人工智能优化设计。专家系统应用人工智能技术和计算机技术,根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验,进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程 。
2.故障诊断。电气设备的故障具有非线性、不确定性和复杂性等特点,采用传统的方法诊断效率低、准确率不高。电气自动化控制方法的引进大大提高了故障诊断的准确率。模糊逻辑、专家系统、神经网络是电气智能化技术用于故障诊断的方法。例如电气自动化控制故障诊断技术运用于发电机及电动机进行的故障诊断时,将模糊理论与神经网络相结合,不仅保留了故障诊断知识的模糊性,还结合了神经网络学习能力强的优点,共同实现对电机故障的诊断,大大提高了故障诊断的准确率。
3.智能控制。电气自动化控制技术是目前的主流技术,已经得到了广泛的应用,但未来的发展方向是电气智能化控制。智能化控制方法主要是专家系统控制、模糊控制、神经网络控制。目前主要应用于以下方面:对所有开关量、模拟量的实时数据进行采集与处理;对各主要设备和系统的运行状态进行实时智能监视;通过键盘或鼠标实现对系统的控制;记录故障并进行在线分析。