电气自动化技术在翅片机中的应用与分析

2018-05-30中国航发南方工模具分公司

电子世界 2018年9期

中国航发南方工模具分公司史昆

引言

随着科技的快速发展，电气自动化技术的应用越来越普遍。在企业的机械化生产过程中，提高生产效率是最主要的目的之一。传统机械生产中，由于器械机能不健全，以及使用的技术不足以支撑生产所需，不仅人力物力耗损程度较高，同时还会对资金造成严重浪费。电气自动化技术的引入，大大提高了企业机械生产效率，尤其在翅片机中的应用，极大促进了我国工业企业的发展。

1.电气自动化技术概述

电气自动化技术采用的是自动控制系统，不需要借助任何人为操作或管理，直接通过自动控制系统，进行机械设备的自动化操作，并逐一完成信息检测、分析处理等多项工作内容。其中，通过自动控制系统的传感器，可以接收相关的信息与指令，并将其传送出去。如图1-1、1-2所示，在输入信息或指令后，传感器先对信息进行检测，其中信息包含指令信息、外界变化信息以及被控对象的状态信息，通过检测后再将其转变为电信号，并通过系统传输至控制装置处。在自动控制系统中，还需要通过控制装置，将输出信号与输入信号相比较，得出二者之间存在的差异，并向操作执行机构发送控制信号。当前我国对于计算机技术运行人才的需求量逐渐增大，电气自动化技术需要得到进一步应用与开发，才能更好满足企业机械化生产的需求。

图1-1

图1-2

2.电气自动化控制系统常用的器件及设备

2.1 按钮、转换开关

通常在电气自动化控制系统中，具备按钮、转换开关设备。

按钮主要用于开启或关闭设备，配备常开触点与常闭触点两种。急停蘑菇按钮的动作方式是用手压下时触点动作，然后自锁，一般用于事故紧急停车，能有效保证机械操作中的一定安全性。

转换开关主要为了控制电源，同时能对控制功能进行转换，分为多个档键。转换开关上有多个常开触点和常闭触点，当转动转换开关到不同位置时，就有不同的触点发生断开和吸合动作，利用这些触点的开闭来完成电气功能的转换。

2.2 电压表、电流表

电压表一般并联在被测线路中，用于测量和指示线路电压值，分为数字子式和指针式，因使用范围不同有不同的电压等级，有直流和交流之分。

电流表一般串联于被测线路中，用于测量和指示线路中流过的电流大小，分为数字式和指针式，被测线路电流分为测量交流和测量直流两种。

2.3 熔断器、断路器、传感器

当电流大于熔断器标称电流的一定比例时，熔断器内的熔断材料发热，经过一定时间后熔断，以保护线路，避免发生较大范围的损害，熔断器可以用作仪器仪表及线路装置的过载保护和短路保护。多数熔断器为不可恢复性产品。

断路器主要提供可以恢复的短路保护，当线路或电气装置发生瞬间短路或瞬间大电流时，断路器自动跳闸断开，以保护线路和电气装置，排除故障后可以人工重新合上，断路器可以反复使用。

自动控制系统中的传感器，主要为了检测各种不同外来信号，并将检测过后的信号通过内部系统，转换成为电信号输出。

2.4 中间继电器、热继电器

中间继电器的原理同交流接触器一样，其主要作用是控制中间线路或其他小功率电器装置的通断，中间继电器的触点无主辅之分，数量也有多有少，如一开一闭，四开四闭等。

热继电器由热感元件、动作电流设定钮和辅助触点等组成。其中辅助触点用于使交流接触器断电或接通故障信号灯，可有效保护电器或电线的安全性，确保机械正常运行。

2.5 电动机、指示灯

电动机是电气自动化领域最常见的动作执行装置，接入合适的电源后电动机将产生旋转运动。电动机分为直流电动机与交流电动机，也有同步电动机与异步电动机之分，目前已经开发出多种电动机类型，并且投入多种电气控制场中进行操作。

指示灯通电后发光，断电后熄灭，多用于指示电源的通断、设备的启停状态以及各种故障等场合。

2.6 伺服控制器、可编程控制器

系统中的伺服控制器，主要用于控制伺服电机，可通过位置、速度与力矩来进行控制，尤其适用于高精度的定位系统。

作为控制系统中的重要设备，可编程控制器内部的储存器对于系统的指令信息，可进行有序的运算、计数等，最后可以以一种数字化形式输入与输出，对机械生产进行控制操作。可编程控制器的研发减少了编程人员的工作程序，促使编程工作更加便捷迅速，同时不易出差错。

3.电气自动化技术在翅片机中的应用与分析

3.1 翅片机简述

翅片机是一种为汽车、空调、发电机组及动力变压器内的散热器百叶窗波浪带滚轧成形的专用自动化加工设备。

3.2 电气自动化技术应用在翅片机中的必要性

传统机械化技术的应用程度不高，采用电气自动化技术能在同等时间内，生产出更多的高质产品，为企业带来更多经济效益。自动化翅片机具备高精度的导向、进给与检测系统，自动化操作更便于管理人员的产品跟进，在产品制定过程中，能制定出更符合客户要求的产品，提高客户的产品体验度。

3.3 自动化翅片机的技术应用与分析

自动化翅片机技术的应用更加普遍，目前设置有手动调整和自动控制两种工作方式。

手动调整时，可分别单独启动各个工作环节，并分别设有进带点动和出带点动以及料盘的手动控制等操作。

自动控制时，操作者只需要在人机界面中输入所需要的参数，翅片机便能自动运行，高效快捷的生产出高质量的翅片产品。

为了使翅片机能够在各种速度下稳定的运行，该翅片机采用了变频器来控制电机的运转。电气柜内的电子器件在选择跟安装时，选用了带有金属外壳的产品，以屏蔽变频器对电子器件的干扰；同时将所有的元器件均可靠接地，除此之外，部分电气元件之间的连线选用了屏蔽控制电缆，且将屏蔽层良好接地，可以有效地防止电磁波干扰。

该翅片机采用了伺服系统来控制电机的精准运行。伺服进给系统的优点是：调速范围宽，定位精度高，有足够的传动刚性和高的速度稳定性，快速响应、无超调、低速大转矩，过载能力强且可靠性高，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰能力。

该翅片机采用了可编程控制器来进行数据的运算与处理。可编程控制器充分利用了微处理器的优点，它可靠性高，抗干扰能力强。通过合理的程序设计，翅片机可以非常人性化的实现自动化生产。

3.4 翅片机电气自动化系统保护技术

为了多方面保护人机安全，在翅片机技术中应用了多种电路保护系统：

（1）短路保护

短路是机械生产中经常遇见的机械问题，当电器或电线发生短路时，电流将增大至十几倍，最终因电流量超负荷而损害电器设备。电器短路时严重者甚至会引发严重的火灾，对企业以及人员安全都会带来严重的安全隐患。因此，在翅片机电气自动化系统中，通常会设置电器短路保护装置，以保护系统的安全。

（2）失电压保护

翅片机电气自动化系统中，设置有失电压保护装置，用于保护电动机以及电源电压的安全。有时因为人为操作误差，在工作结束后忘记关闭电源或电压，导致在新一轮工作开始时开启电源，造成电动机的自动启动而损伤机械本身，甚至会对操作人员造成一定的身体危害。通常系统中安装的失电压保护装置，主要采用接触器来控制装置，若源电压不存在时，接触器会直接切断电源，以保护电动机。

（3）超速保护

系统采用了变频器及伺服控制装置，可以有效地对超速及运转异常及时作出判断，避免超速等危险事故的发生。

（4）突发状况紧急保护

系统采用了蘑菇头按钮来控制安全电路，如遇突发状况，可以及时切断电路，保护人身及设备安全。