符合電氣工程實(shí)際的自動(dòng)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(duì)電器自動(dòng)化控制的要求越來(lái)越高，而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(duì)系統(tǒng)的具體應(yīng)用作出了簡(jiǎn)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(dòng)化控制系統(tǒng)的一些措施方法。

　　[ 關(guān)鍵詞 ] 電氣自動(dòng)化；控制系統(tǒng)；應(yīng)用；現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(dòng)化控制，那么就可能引發(fā)一些意外問(wèn)題。對(duì)此，就需要對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，通過(guò)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(duì)于電氣工程自動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中出現(xiàn)的故障異常，針對(duì)可以處理的問(wèn)題可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理，針對(duì)不能處理的問(wèn)題可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并且進(jìn)行斷電。對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)，就可以根據(jù)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境條件的監(jiān)測(cè)，對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(duì)于電子自動(dòng)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(gè)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(duì)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(hào)回路的主要功能是將相關(guān)的信號(hào)予以轉(zhuǎn)化傳輸，將其傳遞到對(duì)應(yīng)的設(shè)備部件上，從而對(duì)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(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制操作。自動(dòng)與手段回路的主要作用就是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制與手動(dòng)化控制的切換，這是因?yàn)樽詣?dòng)化控制雖然反應(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(shí)候還是需要進(jìn)行手動(dòng)控制。停車控制回路的主要作用就是實(shí)現(xiàn)制動(dòng)、倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)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(gè)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(dòng)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(dòng)中，其能夠發(fā)揮出來(lái)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(dòng)控制。對(duì)于自動(dòng)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(duì)線路、設(shè)備的自動(dòng)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(shí)停止設(shè)備運(yùn)行，并發(fā)出警報(bào)，由工作人員對(duì)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(guò)程中，線路、設(shè)備難免會(huì)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(shí)，系統(tǒng)就可以自動(dòng)對(duì)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(gè)流程中隔離，這樣既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備、線路的保護(hù)，也能避免安全問(wèn)題進(jìn)一步擴(kuò)大。

　　測(cè)量監(jiān)視。自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制保護(hù)的基礎(chǔ)就是對(duì)生產(chǎn)流程的測(cè)量監(jiān)視，即通過(guò)一定的傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置等對(duì)各種信息進(jìn)行自動(dòng)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(dòng)等都是自動(dòng)化控制系統(tǒng)所需測(cè)量的數(shù)據(jù)。

　　3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

　　要實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)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(chǎng)總線。

　　現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(dòng)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(guò)控制器局域網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(gè)監(jiān)控總站，然后通過(guò)控制線連接到不同的監(jiān)控分站，各個(gè)分站分管不同的控制功能，如圖2 所示，1號(hào)站就是負(fù)責(zé)報(bào)警信號(hào)，2號(hào)站就是負(fù)責(zé)PLC信號(hào)，3號(hào)站就是負(fù)責(zé)儀器信號(hào)。各個(gè)分站將信息采集起來(lái)傳遞給總站，再通過(guò)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(duì)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(gè)缺點(diǎn)，就是所有數(shù)據(jù)都被匯總到一個(gè)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)線路、設(shè)備實(shí)現(xiàn)分別控制，通過(guò)若干子控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)分別控制在，這樣各個(gè)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(dòng)化控制發(fā)展過(guò)程中，遠(yuǎn)程控制也逐漸產(chǎn)生，該種技術(shù)主要是針對(duì)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(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)視設(shè)備采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)回傳到處理中心之后經(jīng)過(guò)判斷分析，再將命令傳達(dá)給控制器，實(shí)現(xiàn)控制動(dòng)作。

　　自動(dòng)化控制是電氣工程的必然趨勢(shì)，目前已經(jīng)有許多方法可以實(shí)現(xiàn)這一目的。在對(duì)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(dòng)化控制系統(tǒng)。

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