电气自动化控制系统改造技术研究

战荫华

（大庆石化工程有限公司，黑龙江 大庆 163714）

电气自动化控制系统改造实现了工业生产流程的优化，更利于实现低耗与高效等生产目标。本文主要对电气自动化控制系统改造技术展开阐述，分析电气自动化控制系统改造目标，研究先进技术在电气自动化控制系统中的改进应用，希望对我国工业电气自动化发展起到积极推动作用。

1 电气自动化控制系统改造方向

1.1 工业生产对系统的技术要求

工业生产的成本高与产品质量要求高，为提高电气设备生产的自动化与连续性水平，满足速度与精确度等产品生产要求，自动化控制系统应当满足以下几项技术要求：一是可采取磁场可逆等方式，实现低速运行。二是由以往的电气自动化控制系统状态，逐步向双闭环调速系统方向过渡，实现CBP 通讯板在通信网络中的高效运用。三是机组控制指标应当满足工业生产对控制系统的技术要求。四是优化网络设置，实现材料数量与成本等方面的节约。五是优化控制仪表的性能与功用，确保其具备紧急处理系统与自动报警系统，同时可以实时自我调整。

1.2 改造要求

现代化工业发展迅猛，对钢板轧制的生产流程提出了高精度与快速度等技术要求，为确保产品质量，提高生产效率，加大电气自动化控制系统的优化力度显得尤为重要。但实际上，我国工业电气自动化技术运用与改造进程相对滞后，仍有较大的发展完善空间。当下的工业电气自动化技术发展不仅需要满足环保与低耗等要求，还需注重系统功用与经济价值等高效益要求的实现。工艺流程控制与维修检查工作，与自动化控制系统的改造同样重要。改造技术涉及以下几点：一是切实发挥DCS 的监控作用，通过电缆连接集控室DCS 用于集中监控电气系统运行，实现对各馈线的及时反馈。其中控制网络传输中电缆应用数量显得尤为重要，以实现资源优化与高效利用。二是实现远程传输，在收集分析工艺数据的同时，利用光纤连接DCS 控制器与采集柜等装置，实现信号远程传输。三是实现对工艺流程的智能化监测，对系统的自动化检测与上报、自我调整修复。日常维护与监测工作同样重要，以延长设备使用寿命。四是实现PLC 技术在各生产环节的高效运用，通过可编程逻辑控制实现生产流程自动化与智能化，提高生产效率与质量。五是实现自动化元件的高效运用，包括传感器等，及时收集与传输生产相关数据，最终提高控制自动化水平。

1.3 改造注意事项

工业电气自动化设备是机械化与智能化的结合体，利于工业效率与质量的提升。工业电气自动化发展中的注意事项体现在以下几方面：一是明确掌握生产中运用的数学模式，针对于张力与摩擦力、偏差等数学计算问题，还需加强生产实践经验总结，合理制定控制模型，实现各指标数据计算问题的处理与纠正，逐步提高计算精度。尤其是轧制工艺技术的运用，仍处于摸索性前进阶段，生产尺寸误差等问题不能避免，应当结合实际设定参数优化理论模型，尽可能的减少试轧次数。二是优化变换系统与检测仪表的性能功用。现代工业对生产速度与精度等提出了更高要求，应当加大检测仪表功用性能的优化力度，满足轧机线上与动态检测残余应力等要求的同时，提高生产进度与效益。三是提高计算机检修便利性与可靠性等性能，实现电气自动化控制控制系统的高效配置。计算机技术发展迅猛，带动了计算机控制系统优化进程，唯有加大管理机制完善力度，才能实现控制机与管理机的高效结合，最终实现分级集成控制系统的优化。四是综合工艺流程与机电设备等条件要素，实现控制系统最优控制，确保生产高效性与安全可靠性。最优控制过程与操作复杂繁琐，不能忽视各种不确定性因素的影响，尤其是各种主观与客观因素的无法量化问题，应当加强改善与深入研究，提高技术人员的技术水平和应急处理能力，确保生产效率与质量。

1.4 改造目标

主要体现在两个方面：一是简化软件结构。软件是对作业设备的操作，是控制系统重要组成部分，直接关乎工艺流程优化与工艺控制成效。优化软件结构能够强化控制系统性能，以此带动技术工艺优化。软件结构优化运用了模块化设计理念，各模块控制的功能不同。除此之外，应当着重考虑到各种加工方式的有机结合。围绕生产目标与实际操作等要素，科学划分软件结构各单元，加大各模块控制程序的优化力度，以尽快实现软件优化等目的。二是提高系统控制成效，优化软件程序的同时，促使程序核心作用得以充分发挥，以提高系统控制成效。软件程序优化的前提是系统良好运行，系统运行能力不能出现退步等不良情况，要求程序设计优化以各指令合理可行为重要前提；在其基础上，加大软件设计方式研究力度，以提升系统控制有效性。

2 改造技术在电气自动化控制系统的运用

2.1 两级自动化控制

现代技术优化了计算机控制系统，其中以两级自动化控制系统的作用优势最为明显。系统状态与工艺控制等数据信息，通过I/O 网与传动网等连接的多级通讯网实现信息交换，最终实现控制系统的分散控制与并行运算等作用最大程度发挥。

2.2 人机界面控制

基于监控组态软件的人机交互界面，能够合理的实现连轧设备控制，尤其是上位机控制系统的开发，借助了现代通信技术实现人机系统作用最大程度发挥。自动化控制系统各层面的信息交换，依托于PLC 网络与人机接口，前者为I/O站间的数据信息共享提供了通讯网络保障，实现向各调速传动系统传送PLC 设定控制指令等参数指标，最终在人机界面上显示传送的参数与系统状态。

2.3 速度级联控制

运用基于PLC 的CPU 自身运算快速与短周期运算等浮点运算功能，提高控制系统稳定性与实效性。PLC 编程能够向控制系统传输速度级联控制相关数据信息，最终提高系统控制成效与稳定性。除速度级联控制外，微张力控制的应用价值不能忽视。以往基于弱磁调速的轧机组，在弱磁区域的转矩与点数电流无比例关系，在微张力控制中需要利用转矩记忆原理实现直流传动装置输出量的有效收集，同时规避了电流记忆法的应用局限性问题。

2.4 仿真观测

传统系统的仿真观测体现在以下几方面；一是单机仿真观测。由监控仿真软件在线仿真检测各电机运行状况，同时有修正与调试不合理参数的作用，确保电机处于最佳运行状态。二是轧机仿真观测，主要通过网卡途径实时通讯PLC，从而实现对轧机的仿真观测。

2.5 电压与常闭触点优化

从电压简化处理入手分析，在继电接触器电路中，直流电路主要采取分开展示方式在交流控制电路中存在。将PLC电路中梯形图结合在一起，信号灯方式方面，需要将接触器控制程序与后一步控制器信号灯结合在一起。从优化处理常闭触点入手分析，PLC 控制继电器控制中的停止开关等常闭点，改造后各触点在PLC 控制系统中成为了常开点。通入电源后各输入点被接通，常开点随之闭合，虽然各触点在梯形图上显示常开状态，但是在系统中处于闭合状态。

2.6 冗余保护

电气自动化控制系统在实践中仍有诸多不足，应当加大系统问题分析力度，在强化原有性能与系统完成提升任务的基础上，实时监测运行参数的变化情况。除此之外，安装保护装置，加强对PLC 控制系统的跳绳连锁功用保护与输出继电器连锁功用保护。利用安全回路内外部串联机制，实现对安全回路冗余功用的保护。

综上所述，电气自动化控制系统改造是系统性工程，不仅需要考虑生产目标与实际操作等方面的问题，还需从自动化技术与设备等多个角度入手统筹规划，确保系统改造符合工业生产要求。尤其是在技术设备方面，虽然满足了现阶段生产与发展需求，但随着产品质量与精确度等要求的提高，也应当逐步加大改造力度。企业应当加大人才培养与引进力度，确保自动化控制工作成效与改造进度，最终实现对机械技术与控制系统的实时更新。