淺談我國電氣自動控制系統的應用與展望

張顯倫

（甕福集團，貴州福泉 550501）

淺談我國電氣自動控制系統的應用與展望

張顯倫

（甕福集團，貴州福泉 550501）

伴隨我國科技的日新月異，為數不少的科研人員及技術操作人員均對自動控制常識有了深入的理解和把握，這便為今后電氣自動化的技術進步提供了必要的先決條件。伴隨電氣自動化技術的蓬勃發展，能為人們供應了各類動態系統的有效辦法，極大地增強了產品的性能，削減了生產成本，提升了勞動生產率，同時，也讓人們從機械化的體力勞動中得以解脫。本文首先介紹開閉環控制系統的運用，接著結合電氣自動化控制系統的運用現況，提出該系統的運用前景。

電氣自動化；控制系統；應用；展望；閉環控制

現如今，電氣自動化控制技術伴隨人類社會經濟的發展而持續進步。在現實生活中，自動化控制技術更是隨處可見，例如，熱水壺的自動警報器，當水壺達到沸騰的氣溫時，警報器便隨即釋放出響聲，并自行啟動安全孔，這便是一類簡易化的自動控制技術成果。人類自身的溫度調節系統也同樣是自動控制的過程，當身體接觸到冷環境時，毛孔會收縮，腎上腺素的分泌量增加；當處于熱環境時，毛孔擴張，汗腺運動過頻，以此維持身體溫度的大致恒定。本文通過介紹電氣自動化控制系統的運用情況，展望該控制系統的發展前景。

1 開環自動控制系統及閉環自動控制系統簡介

1.1 開環控制系統

一般情況下，如若開環控制系統的輸入端及輸出端之間不構成反饋回路，則控制時不會受到來自系統輸出量的影響，無需充分顧及到誤差的數據信號。在控制系統中，把輸出量經恰當的檢測設備返回至輸入端，并將其同輸入量加以對比。在該類系統中，從輸出側到輸入側的反饋通路是不具備的，所以，該系統又被稱作“無反饋式控制系統”，通常由被控對象及控制儀器構成，控制儀器具備功率放大的基本功能，相較于閉環控制系統，開環控制系統在組成上相對簡易，響應時所耗費的時長較長，運行投入相對低廉，適用于增強型系統。例如，自來水企業的凈化系統便是較典型的案例，水的存儲、凝聚、消毒、過濾、沉降以及除臭等，均依據事先設置完成的流程有序開展，無需再對凈化完畢的自來水加以質量監控，自來水最終借助于相應的管道輸送給用戶。另外，較為原始的數控機床，其進給系統屬開環控制系統，把指令傳送到計算機控制系統內，牽引步進電機產生移動，出現位移輸出的狀況。事實上，電風扇的轉動速度取決于檔位，無法依據外界環境的氣溫自行調節，也被視為開環控制系統。

1.2 閉環控制系統

閉環控制系統一般是由反饋通路及正向信號通路組合而成，也被稱作反饋式控制系統。作為一類電氣自動化控制系統，該類系統的功率相對較高，使輸出變量的值響應輸入變量值。當數控設備釋放指令脈沖之后，當指令值送到方位對比電路時，假若工作臺絲毫未發生位移，也就是缺乏反饋信號的具體方位，那么指令值便會使驅動電動設備運動，借助于齒輪等傳動配件牽引機床工作臺發生位移。安裝在機床工作臺上部的用于測定方位的配件，當測得工作臺位移量之后，第一時間反饋至數控設備的比較器內，將其同指令信號開展對比，并利用對比后的差值予以控制。假若兩者有相應的差值，經放大后，再使驅動電動設備運動，一直到誤差值減小到零，工作臺方能終止位移。

相較于開環控制系統，閉環控制系統具有顯著的優勢特征，在該系統內，不論是外部干擾或系統內產生不確定改變，只要被控制量同標準相背離，那么便會在第一時間發揮控制作用，直至消除誤差。所以說，閉環控制系統的抗干擾性能較強，對配件特征的改變反應不靈敏，并可不斷地改善系統內的響應特征。“閉環”的內涵在于借助于反饋功能緩解直至消除系統誤差。然而，通過引進反饋回路，系統在一定程度上變得較為繁雜，當選擇增益不合適時，系統的平穩性能便會大打折扣。為有效地提升控制精度，在測量擾動變量時，也會經常性的運用前饋控制，以此補充反饋控制，進而組合成復合型控制系統。在日常生活中，閉環控制系統依然有著廣闊的應用空間，例如自動調節氣溫的空調機，當環境氣溫＞設置氣溫時，空調機的制冷系統會自行啟動，并接著將室內氣溫調節到所設定的值；高壓鍋的安全閥、熱水器、導彈制導、冷凍器材、機器人等技術項目均是閉環控制的反映。

2 電氣自動控制系統的應用實踐現狀

2.1 自動控制技術的工程實踐

自動控制技術在生活中會輕易看到，所運用的范圍相對廣泛。例如，汽車制造時，會依靠較高效的生產線，無需人為操作，僅要確保計算機系統平穩運作即可，汽車引擎等若干配件均能在自動化生產線上開展快捷高效率的生產。另外，自動控制系統依然能運用在車身等大配件的生產制造環節中，通常而言，自動控制技術更多地運用在生產過程相對復雜、人工機械化作業量較大的項目中。在運用時，自動控制技術經固定的流程，對所需操作的對象及過程開展全方位的管理與處置，借助于反饋信號實現自動調節，使每項生產環節更加高效、合理，顯著地減少了人為勞動量，增強了勞動生產率。近些年來，閉環控制系統的運用日趨廣泛，更帶動了自動控制技術的飛躍，例如，在企業倉庫管理中，已廣泛運用自動庫存系統；在養殖業中，廣泛運用自動化飼料儲藏室；在農業生產中，采用自動化耕田機可大幅提升生產效率。在工業技術領域，自動控制系統也被運用到相對繁瑣的科研任務中，凡是技術人員不易精確操作的實驗項目，機器人技術便能派上用場，這在很大意義上成為國家實現新型工業化戰略的重要推動力。

2.2 汽輪發電機控制系統

發電企業的生產過程相對繁瑣，而且每個生產項目均難以精確管控。伴隨以電子計算機為核心的信息技術的跨越式發展，為發電企業推行動態化控制創造了良好平臺，不但能推動企業的快速發展，更能增強自身實力。系統在控制時的操作流程如下：首先運用恰當的儀器設備測量發電全過程的含氧量、發電量和氣溫，接著把剛剛測得的數據同系統所設定的數值加以對比，釋放控制信息，促使整個生產過程可自動地控制氣溫、安全閥及加水量等，便完成發電自動化調節控制的任務。該系統可極大地削減生產成本，增強了經濟效益，避免重復性的人力勞動，發電的整個環節均依靠計算機控制系統來調節。

2.3 雙氧水生產自動控制系統

在雙氧水的生產線上運用自動化控制系統時，工藝人員可依照生產工藝的有效規定，對生產線上參數測量及調節進行若干次的改造及補救，生產線上每一反應階段的壓力、氣溫、液位等參數，在測量上幾乎不具備單一化，相應的測量數值會在同一控制界面上顯現。此外，在雙氧水生產線的每個任務段均有相應的自動控制及報警響應，例如，在氫化、氧化、萃取及后處置等任務段上，自動控制系統均有測量警報功能。整個生產線由超過四十套的控制系統及八十余個報警點位構成，企業雙氧水的生產共分兩條生產線，生產線上的每個任務段均設有工藝操控界面，操作員工可減少界面的來回切換，輕松完成對生產階段的管控。在異常重要的參數進行遠程傳輸時，現場會對此有所顯示，這樣便避免了因單獨的設備監控而給生產帶來的不利影響，最大程度地確保雙氧水生產的全方位安全調節和監控。

2.4 DCS控制系統

DCS控制系統又叫做分散控制系統，該系統基于微處理器，是一類儀表電氣自動化控制系統，其設計時遵循分散控制功能、顯現操作密集、推進綜合協調的基本策略原則。在應用時，DCS控制系統具有可靠性較高的優勢，各子系統均能勝任單獨控制的任務；另外，其系統結構科學，控制功能較分散，對微型機的基本要求也適當下降。

3 我國電氣自動化控制系統的前景展望

電氣自動化控制系統在今后一個時期內將會朝著柔性及自主性的方向邁進，使系統精確及時地抵達目標。伴隨當代自動技術的進步和發展，機器人已擁有較高的自主性，能在事先編寫完成的程序下穩步運行，無需任何人工調節，然而，傳感技術及芯片的發展未能走向并軌，機器人的柔性發展條件缺乏，尚無法完全依照外界環境要素的改變而進行必要的調整。傳感技術的跨越式前進，機器人必定會極大地增強適應外部環境的能力，積極穩妥地處置各類變化，在人工智能技術的輔助下，機器人系統必定能變得日趨合理。

另外，高級程序設計語言的開發和普及，更為機器人技術的發展提供了強大的助推力，通常所運用的自動控制系統也會邁進自主化運行的階段，減少人工干預，提高操作效率，更加拓寬其在日常生產生活中的用途。

4 結語

綜上所述，伴隨電氣自動技術的發展和運用，電氣自動化控制系統必定能在實際運用中不斷改進技術要領，完成對每類機器及工業生產中的全過程控制，為人類社會的發展做貢獻。

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1003-5168(2014)04-0106-02