工业电气自动化控制技术的应用研究

2024-02-02郭鹏伟

建材与装饰 2024年5期

郭鹏伟

（山西省安装集团股份有限公司，山西太原 030032）

1 电气自动化概述

电气自动化在现代工业生产中发挥着重要作用，应用范围广泛，涉及各个行业。基于信息技术、仪器仪表和控制理论，电气自动化可以有效地控制和优化整个工业生产过程，从而提高生产效率和经济效益。同时，通过积极利用信息技术，可以确保工业自动化问题得到有效解决。电气自动化的特点包括自动化水平、智能化水平、高精度和高可靠性。工业自动化主要是指没有人参与的工业控制和生产的自动化。它可以自动调整各种工业参数和技术指标，自动化程度相对较高。工业自动化系统具有相对较高的智能化水平和多种自诊断功能，因此故障概率较低。随着工业产品精度的不断提高，工业自动化的精度也将不断提高。利用计算机的动态协调能力，可以有效提高存储和记录的效率，确保各种工业生产设备的安全运行。如果设备在特定操作阶段发生故障，相关人员可以立即采取行动。因此，电气自动化已成为现代工业生产中不可或缺的一部分，其应用范围将不断扩大。电气自动化在制造业、能源、交通、医疗等领域的应用。未来，随着技术的不断发展和进步，电气自动化的应用将更加广泛，给人类带来更多的便利和福利[1]。

2 工业电气自动化控制的应用特点

工业电气自动化控制是一种新型控制技术，它将多种工业生产设备联系在一起，能够提高现代工业生产力。通过使用工业电气自动化控制系统，工业生产线的运行效率和质量都能够得到提高。工业电气自动化控制的应用特点主要体现在技术依赖性和规范性与标准性上。这种控制技术需要高度的技术支持，因此在实际应用中，需要完善的技术保障和规范性与标准性的要求。为了充分发挥工业电气自动化控制的应用功能，需要采取科学合理的应用方式和应用策略。首先，需要根据不同的生产环境和需求，选择适合的控制系统。其次，需要合理规划和设计控制系统的结构和功能，确保其能够满足生产需求。最后，需要进行系统的测试和调试，确保其稳定可靠地运行[2]。工业机器人的主要组成框图如图1 所示。

图1 工业机器人的主要组成框图

3 工业电气自动化控制技术的主要方式

3.1 远程控制

远程控制技术是指通过计算机技术和网络技术对设备和机器进行远程控制的一种方法。该技术广泛应用于小型电气自动化系统中，以实现对工业设备和仪表的有效控制。通过远程控制主控制台，可以对工业设备进行远程控制，从而实现对生产的有效管理。远程控制技术有许多优点。首先，它可以节省材料，具有高可靠性，并且安装成本低。其次，它可以将灵活的控制组合与实际工业生产需求相结合。最重要的是，它可以提高控制的及时性和有效性，从而提高生产效率和质量。对于小型电气自动化系统，远程控制技术得到了广泛应用。在生产过程中，各种设备和机器都可以通过远程控制台进行远程控制。该技术可以帮助企业实现生产自动化，提高生产效率和质量，降低生产成本[3]。

3.2 集中控制

电气自动化控制系统的设计和维护是现代工业生产中的重要环节，其中集中控制是一种常见的控制方法。该方法将控制信号集中到控制室或控制中心进行处理，通过硬接线实现断路器联锁和隔离开关操作闭锁的控制。尽管这种方法可以在一定程度上提高控制效率和可靠性，但也存在一些问题。首先，集中控制方法会增加处理器的负担，导致系统处理速度下降，也会增加成本。其次，隔离开关的接线一般为二次接线，具有较强的复杂性特征，增加了系统维护的难度。在维护和维修中，集中控制方法经常遇到辅助触点不准确、线路检查不方便等问题，影响了自动化控制和操作的效率。因此，在应用集中控制方法时，有必要根据工业生产要求进行合理的设计和应用，以解决存在的问题和不足。例如，在设计中，应充分考虑处理器的性能和负载能力，合理安排控制信号的传输和处理。同时，还应注意隔离开关的接线问题，并应采取适当的接线方法，以简化维护操作。在维修过程中，还必须严格遵守规范，以确保辅助触点的准确性和维修效率[4]。

4 PLC 技术在工业电气自动化控制中的应用路径

4.1 闭环控制中的应用

随着现代化制造技术的不断提高，数控系统已经成为现代工厂中不可或缺的一部分。数控系统中闭环控制是其中的重要组成部分，而PLC 技术在其中的应用能够有效保障指令的稳定传输和转换数字量向闭环模型模拟量。PLC 技术还可以对不同设备的温度变化状态进行动态掌控，并将其转化为电压信号，以便操作人员直观化观察。在信号转换过程中，PLC 技术可以有效转化电压模拟量和电流模拟量，并进行深入分析，实现相关电流和电压值的有效性处理。通过对PLC 技术的优化应用，可以进一步强化机器启动系统和现场手动操作系统的控制效果。PLC 技术可以访问动力机，精准评估待执行指令的可操作性，确保操作指令的执行符合电气自动化控制的实际情况。总之，PLC 技术在数控系统中的应用可以带来诸多好处，包括稳定的指令传输、动态温度控制、电压信号转换和深入分析等。在现代制造业中，PLC 技术已经成为必不可少的一部分，它的应用也会随着技术的不断发展而不断完善。PLC技术在闭环控制中的应用示意图如图2 所示。

图2 PLC 技术在闭环控制中的应用示意图

4.2 现场总线控制方式

随着工业自动化的不断发展，工业以太网应用研究正变得日益深入。现场总线控制方式也越来越普遍，成为工业自动化的主流控制方式之一。为了更好地适应市场需求，电气自动化系统需要重新设计，并根据实际情况进行设计。现场总线控制方式与监控系统的连接，表现出了智能安装的特点。这种方式可以实现设备的自动监测和自动控制，从而提高了工业生产的效率和质量。同时，它也为电能使用量的减少、生产设备安装与维护费用的节约、工业生产成本的降低提供了保证。工业以太网应用研究的深入，为现场总线控制方式的应用提供了更多的可能性。现场总线控制方式是一种新型的控制方式，可以将所有的控制信号集中在一起进行传输，从而提高了传输效率和控制精度。同时，它还可以实现对工业生产过程的实时监控和控制，从而提高了生产效率和质量。为了更好地适应市场需求，电气自动化系统需要重新设计。重新设计后，它可以更好地适应现场总线控制方式的应用，从而提高了工业生产的效率和质量[5]。同时，它还可以实现对工业生产过程的实时监控和控制，从而提高了生产效率和质量。现场总线系统示意图如图3 所示。

图3 现场总线系统示意图

4.3 在水处理中的具体运用

随着科学技术的不断进步，PLC 技术在水处理系统中得到了广泛应用。PLC 技术是指可编程逻辑控制器，利用计算机技术实现对系统的控制和管理。PLC 技术的运用可以取得良好的水处理控制效果。水处理系统具有独立的管理与操作，具备数据采集和顺序控制功能。通过编程控制，可以实施对系统内部设备的保护与锁定。技术人员可以通过上位机屏幕显示的数据对系统运行参数进行控制，如水位、水质等参数的监测和控制。此外，系统还能够发出声音报警信号，提示运行参数变化、警告阀值超出和运行故障等情况。这使得技术人员可以及时发现并处理问题，防止系统出现严重故障。在操作方面，技术人员可以通过选择自动模式、组模式和远程手动控制模式来操作系统。这样可以根据实际情况进行灵活控制，提高工作效率。最后，技术人员还可以通过打印操作数据和报警数据来了解水箱内部的实际状况。这使得系统的维护更加精准和高效，确保水处理系统的正常运行。

4.4 选用适当的自动化控制设备

工业自动化电气控制技术在现代工业中发挥着重要作用，为了保证其有序应用，必须做好基础工作。在选择自动化控制技术设备时，需要考虑3 种类型：控制处理设备、信息采集和传输设备以及生产操作设备。首先，合理选择控制和处理设备非常重要。这些设备是电气自动化系统的核心，必须能够有效地调整系统，以确保整个系统的高效稳定运行。其次，信息收集和传输设备的设置也至关重要。这些设备可以实现对电气自动化系统的全面、实时监控和管理。从而才能及时发现问题并采取措施加以解决，确保生产的连续性和稳定性。最后，科学选择生产设备也是至关重要的。这些设备必须能够适应电气工程的各种现场环境，并有效应对危险情况。从而才能提高远程控制的准确性，提高电气自动化控制技术的合理性。自动化控制操作仪示意图如图4 所示。

图4 自动化控制操作仪示意图

4.5 数控系统中的应用

PLC 技术与数控管理技术的联合应用在工业生产中已经得到广泛应用，这种技术的应用能够节约人力、物力资源，降低工业生产成本。特别是在电气自动化数控系统中，PLC 技术的有效应用可以拓展电气控制范围，优化布置电气设备、保障指令操作准确性、实现数据信息可靠性传输和实时监测数控机床的运行情况。通过PLC 技术在数控机床中的应用，可以双向传递信息和数据，为数控机床创建安全可靠的运行环境，增加企业生产效益。PLC 技术的应用不仅可以提高生产效率，还可以降低生产成本，提高产品质量，增强企业的核心竞争力。在实际应用中，为了优化网络控制工作、科学安排控制顺序、持续提升控制效果和降低电气设备运行中的能源消耗，需要推动整体数控系统的自动化控制水平。通过持续优化电气自动化数控系统的应用，可以实现生产过程的高效自动化控制，提高生产效率和产品质量，为企业提供强有力的支持和保障。

4.6 提高电气自动化水平

随着工业电气工程的不断发展和进步，我们对其运行维护质量的要求也越来越高。为了降低故障发生的概率，我们需要选择合适的抗干扰措施，优化传输信号屏蔽和设备接地信号。这些措施能够有效地提高工业电气工程的运行维护质量，确保其长期稳定运行。同时，在选择设备方面，需要分析工业电气工程的运行环境，选择能够适应现场环境、运行性能相对稳定的设备。这样能够有效地减少设备故障的发生，提高工业电气工程的可靠性和稳定性。电气自动化系统的应用也成为工业电气工程中的重要组成部分。其具有记录和分析电机运转情况的功能，能够准确判断电机的运行状态，并向技术人员发出报警信号。这样能够帮助技术人员及时发现并处理电机故障，提高工业电气工程的运行效率和稳定性[6]。