論工廠電氣自動(dòng)化應(yīng)用發(fā)展策略

徐濤

摘 要：隨著社會(huì)生產(chǎn)力水平的不斷提高，電氣自動(dòng)化漸漸成為了工業(yè)現(xiàn)代化的主要標(biāo)志之一。它可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中有關(guān)操作和控制的自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率，但我國的電氣自動(dòng)化存在諸多問題，其水平還尚有提升空間。本文圍繞電氣自動(dòng)化控制在工廠中的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行了探討，旨在促使電氣自動(dòng)化水平的進(jìn)一步提升。

關(guān)鍵詞：工廠；電氣自動(dòng)化；發(fā)展策略

一、電氣自動(dòng)化控制在工廠的應(yīng)用特點(diǎn)

電動(dòng)機(jī)是電氣自動(dòng)化的關(guān)鍵傳輸動(dòng)力，電氣自動(dòng)化以電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳輸為依托，從而促使生產(chǎn)效率的提高。作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展歷程中不可或缺的內(nèi)容，主要特點(diǎn)包括：

1.信息化。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，逐漸呈現(xiàn)出信息化特點(diǎn)。當(dāng)前，信息技術(shù)在我國電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中不斷滲透。一方面表現(xiàn)在微電子技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制設(shè)備和系統(tǒng)中的滲透，通訊功能得以強(qiáng)化；另一方面表現(xiàn)在工廠業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)信息技術(shù)的滲透，保持了財(cái)務(wù)管理等的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2. 簡易化。基于Wondows下人機(jī)界面的發(fā)展，簡化了系統(tǒng)和設(shè)備的維護(hù)和檢修，使得運(yùn)維人員工作量得以減少。

3. 分布控制化。充分利用了PLC、串行現(xiàn)場和電纜、中央控制室，使其與智能儀表、變頻器、馬達(dá)啟動(dòng)器、計(jì)算機(jī)等設(shè)備進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)了分布控制，強(qiáng)化了輸出輸入模塊現(xiàn)場檢查、執(zhí)行等作用的發(fā)揮。

二、電氣自動(dòng)化控制應(yīng)用于工廠現(xiàn)狀概述

鑒于電氣自動(dòng)化控制設(shè)備和系統(tǒng)本身的特點(diǎn)以及其功能的發(fā)揮，工廠引入電氣自動(dòng)化控制已然成為趨勢。但不可否認(rèn)的是，電氣自動(dòng)化控制水平較之于其他發(fā)達(dá)國家，還存在一定的差距，主要問題如下。

1. 控制系統(tǒng)方面的問題 。姑且就發(fā)電廠而言，大部分現(xiàn)行的現(xiàn)場升壓站中使用的隔離開關(guān)，其操作依舊沿用的是原始的按鈕操作，當(dāng)按鈕操作處于長期運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，接觸點(diǎn)失靈的現(xiàn)象常有發(fā)生，進(jìn)而造成了整個(gè)操作環(huán)節(jié)的叫停。再加上當(dāng)前市場上充斥的按鈕廠家繁多，其產(chǎn)品質(zhì)量水平良莠不齊，備品備件按鈕的更用壽命縮短形勢嚴(yán)峻，尤其是在面臨按鈕更換頻率較高時(shí)，更是增加了發(fā)電廠的使用風(fēng)險(xiǎn)和成本。

2.監(jiān)控系統(tǒng)方面的問題。傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)具有局限性，在故障報(bào)告（針對的是工廠內(nèi)的電氣設(shè)備）以及微機(jī)繼電保護(hù)裝置信息環(huán)節(jié)時(shí)，監(jiān)控不到位或無法監(jiān)控，使運(yùn)行操作人員對設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)等失去直接性查看，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行狀況的無法掌握性。

三、電氣自動(dòng)化控制應(yīng)用于工廠的發(fā)展策略

綜上所述，當(dāng)前我國工廠引入的電氣自動(dòng)化控制還面臨控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)方面的問題，這對電氣自動(dòng)化控制效用的發(fā)揮是極為關(guān)鍵的利壞因素。只有找到解決策略，方能促使電氣自動(dòng)化控制水平的提升，并更好地服務(wù)于工廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)，可從以下幾點(diǎn)著手。

1. 搭建科學(xué)性的網(wǎng)絡(luò)體系。從工廠電氣化控制設(shè)備和系統(tǒng)角度出發(fā)，網(wǎng)絡(luò)體系的合理性和科學(xué)性，對現(xiàn)場設(shè)備作用的發(fā)揮可以起到輔助和推動(dòng)作用，從而確保管理企業(yè)體系和計(jì)算機(jī)監(jiān)控體系之間數(shù)據(jù)傳遞和交換的快速化。與此同時(shí)，還可以對現(xiàn)場設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在一定程度上提高了工廠管理綜合效能。工廠在選用通信網(wǎng)絡(luò)主線時(shí)，應(yīng)保持與原件級通訊和傳輸過程的暢通性，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和編輯等工作，使工作人員擺脫繁重的傳統(tǒng)手工勞動(dòng)。

2.確保統(tǒng)一應(yīng)用平臺的開發(fā)和利用。具有統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化和開放化的控制平臺，是關(guān)系到工廠電氣自動(dòng)化空能否達(dá)到預(yù)期效果的至關(guān)重要的因素。它能夠給予各項(xiàng)應(yīng)用及其操作（電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)）以支持，還可以在電氣化控制系統(tǒng)費(fèi)用降低、應(yīng)用效率水平和服務(wù)效能水平的提高上起到舉足輕重的作用。誠然，要以工廠的實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn)，編制出相應(yīng)的運(yùn)行代碼，并在硬件可編程邏輯控制器中將相應(yīng)的運(yùn)行代碼進(jìn)行下載，從而達(dá)到計(jì)算機(jī)綜合技術(shù)對不同用戶需求實(shí)現(xiàn)的最大化目的。

3. 建立健全和完善標(biāo)準(zhǔn)化程序結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)化程序結(jié)構(gòu)的建立健全和完善，可以促使程序接口與服務(wù)器的高效對接，從而為工廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)逐漸趨于完善提供前提條件和基礎(chǔ)，故而，標(biāo)準(zhǔn)化程序結(jié)構(gòu)的建立健全和完善，要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。實(shí)現(xiàn)工廠的ERP系統(tǒng)和MES實(shí)踐系統(tǒng)時(shí)，可采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的完美結(jié)合，達(dá)到工廠實(shí)際存在問題良好解決效果。還要保證不同程序之間通信有無，進(jìn)而達(dá)到工廠生產(chǎn)生產(chǎn)成本和系統(tǒng)運(yùn)行成本的雙向降低目的。此外，標(biāo)準(zhǔn)化程序結(jié)構(gòu)的建立健全和完善，在實(shí)現(xiàn)信息傳遞環(huán)節(jié)以及信息共享環(huán)節(jié)的流程簡化方面作用的發(fā)揮也是不容小覷的。

四、電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用

隨著電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展。電氣自動(dòng)化控制的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣闊，包括電氣自動(dòng)化控制用于電氣產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)、故障預(yù)測及診斷、控制與保護(hù)等。

1.優(yōu)化設(shè)計(jì)。電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，集中了理論學(xué)科知識和經(jīng)驗(yàn)知識兩方面的內(nèi)容。在傳統(tǒng)的電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，主要采用的方法是設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合大量的實(shí)驗(yàn)手段驗(yàn)證，缺乏足夠的技術(shù)支持，工作量龐大，效率低下，難以得到合理最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，加上人工智能技術(shù)的運(yùn)用，電器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)從手工逐漸轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，極大地減少了產(chǎn)品從構(gòu)思到設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的時(shí)間，設(shè)計(jì)越來越優(yōu)質(zhì)化、高效化、智能化。遺傳算法和專家系統(tǒng)是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)用于優(yōu)化設(shè)計(jì)的兩種主要的方法。遺傳算法的特點(diǎn)是直接對結(jié)構(gòu)對象進(jìn)行操作，具有內(nèi)在的隱并行性和更好的全局尋優(yōu)能力；能自動(dòng)獲取和指導(dǎo)優(yōu)化的搜索空間，自適應(yīng)地調(diào)整搜索方向，不需要確定的規(guī)則。遺傳算法的這些性質(zhì)非常適合于產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此廣泛應(yīng)用于電氣產(chǎn)品的人工智能優(yōu)化設(shè)計(jì)。專家系統(tǒng)應(yīng)用人工智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，根據(jù)某領(lǐng)域一個(gè)或多個(gè)專家提供的知識和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程 。

2.故障診斷。電氣設(shè)備的故障具有非線性、不確定性和復(fù)雜性等特點(diǎn)，采用傳統(tǒng)的方法診斷效率低、準(zhǔn)確率不高。電氣自動(dòng)化控制方法的引進(jìn)大大提高了故障診斷的準(zhǔn)確率。模糊邏輯、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是電氣智能化技術(shù)用于故障診斷的方法。例如電氣自動(dòng)化控制故障診斷技術(shù)運(yùn)用于發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)進(jìn)行的故障診斷時(shí)，將模糊理論與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，不僅保留了故障診斷知識的模糊性，還結(jié)合了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，共同實(shí)現(xiàn)對電機(jī)故障的診斷，大大提高了故障診斷的準(zhǔn)確率。

3.智能控制。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是目前的主流技術(shù)，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但未來的發(fā)展方向是電氣智能化控制。智能化控制方法主要是專家系統(tǒng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。目前主要應(yīng)用于以下方面：對所有開關(guān)量、模擬量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與處理；對各主要設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)智能監(jiān)視；通過鍵盤或鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制；記錄故障并進(jìn)行在線分析。