電氣自動化控制系統改造技術研究

戰蔭華

（大慶石化工程有限公司，黑龍江 大慶 163714）

電氣自動化控制系統改造實現了工業生產流程的優化，更利于實現低耗與高效等生產目標。本文主要對電氣自動化控制系統改造技術展開闡述，分析電氣自動化控制系統改造目標，研究先進技術在電氣自動化控制系統中的改進應用，希望對我國工業電氣自動化發展起到積極推動作用。

1 電氣自動化控制系統改造方向

1.1 工業生產對系統的技術要求

工業生產的成本高與產品質量要求高，為提高電氣設備生產的自動化與連續性水平，滿足速度與精確度等產品生產要求，自動化控制系統應當滿足以下幾項技術要求：一是可采取磁場可逆等方式，實現低速運行。二是由以往的電氣自動化控制系統狀態，逐步向雙閉環調速系統方向過渡，實現CBP 通訊板在通信網絡中的高效運用。三是機組控制指標應當滿足工業生產對控制系統的技術要求。四是優化網絡設置，實現材料數量與成本等方面的節約。五是優化控制儀表的性能與功用，確保其具備緊急處理系統與自動報警系統，同時可以實時自我調整。

1.2 改造要求

現代化工業發展迅猛，對鋼板軋制的生產流程提出了高精度與快速度等技術要求，為確保產品質量，提高生產效率，加大電氣自動化控制系統的優化力度顯得尤為重要。但實際上，我國工業電氣自動化技術運用與改造進程相對滯后，仍有較大的發展完善空間。當下的工業電氣自動化技術發展不僅需要滿足環保與低耗等要求，還需注重系統功用與經濟價值等高效益要求的實現。工藝流程控制與維修檢查工作，與自動化控制系統的改造同樣重要。改造技術涉及以下幾點：一是切實發揮DCS 的監控作用，通過電纜連接集控室DCS 用于集中監控電氣系統運行，實現對各饋線的及時反饋。其中控制網絡傳輸中電纜應用數量顯得尤為重要，以實現資源優化與高效利用。二是實現遠程傳輸，在收集分析工藝數據的同時，利用光纖連接DCS 控制器與采集柜等裝置，實現信號遠程傳輸。三是實現對工藝流程的智能化監測，對系統的自動化檢測與上報、自我調整修復。日常維護與監測工作同樣重要，以延長設備使用壽命。四是實現PLC 技術在各生產環節的高效運用，通過可編程邏輯控制實現生產流程自動化與智能化，提高生產效率與質量。五是實現自動化元件的高效運用，包括傳感器等，及時收集與傳輸生產相關數據，最終提高控制自動化水平。

1.3 改造注意事項

工業電氣自動化設備是機械化與智能化的結合體，利于工業效率與質量的提升。工業電氣自動化發展中的注意事項體現在以下幾方面：一是明確掌握生產中運用的數學模式，針對于張力與摩擦力、偏差等數學計算問題，還需加強生產實踐經驗總結，合理制定控制模型，實現各指標數據計算問題的處理與糾正，逐步提高計算精度。尤其是軋制工藝技術的運用，仍處于摸索性前進階段，生產尺寸誤差等問題不能避免，應當結合實際設定參數優化理論模型，盡可能的減少試軋次數。二是優化變換系統與檢測儀表的性能功用。現代工業對生產速度與精度等提出了更高要求，應當加大檢測儀表功用性能的優化力度，滿足軋機線上與動態檢測殘余應力等要求的同時，提高生產進度與效益。三是提高計算機檢修便利性與可靠性等性能，實現電氣自動化控制控制系統的高效配置。計算機技術發展迅猛，帶動了計算機控制系統優化進程，唯有加大管理機制完善力度，才能實現控制機與管理機的高效結合，最終實現分級集成控制系統的優化。四是綜合工藝流程與機電設備等條件要素，實現控制系統最優控制，確保生產高效性與安全可靠性。最優控制過程與操作復雜繁瑣，不能忽視各種不確定性因素的影響，尤其是各種主觀與客觀因素的無法量化問題，應當加強改善與深入研究，提高技術人員的技術水平和應急處理能力，確保生產效率與質量。

1.4 改造目標

主要體現在兩個方面：一是簡化軟件結構。軟件是對作業設備的操作，是控制系統重要組成部分，直接關乎工藝流程優化與工藝控制成效。優化軟件結構能夠強化控制系統性能，以此帶動技術工藝優化。軟件結構優化運用了模塊化設計理念，各模塊控制的功能不同。除此之外，應當著重考慮到各種加工方式的有機結合。圍繞生產目標與實際操作等要素，科學劃分軟件結構各單元，加大各模塊控制程序的優化力度，以盡快實現軟件優化等目的。二是提高系統控制成效，優化軟件程序的同時，促使程序核心作用得以充分發揮，以提高系統控制成效。軟件程序優化的前提是系統良好運行，系統運行能力不能出現退步等不良情況，要求程序設計優化以各指令合理可行為重要前提；在其基礎上，加大軟件設計方式研究力度，以提升系統控制有效性。

2 改造技術在電氣自動化控制系統的運用

2.1 兩級自動化控制

現代技術優化了計算機控制系統，其中以兩級自動化控制系統的作用優勢最為明顯。系統狀態與工藝控制等數據信息，通過I/O 網與傳動網等連接的多級通訊網實現信息交換，最終實現控制系統的分散控制與并行運算等作用最大程度發揮。

2.2 人機界面控制

基于監控組態軟件的人機交互界面，能夠合理的實現連軋設備控制，尤其是上位機控制系統的開發，借助了現代通信技術實現人機系統作用最大程度發揮。自動化控制系統各層面的信息交換，依托于PLC 網絡與人機接口，前者為I/O站間的數據信息共享提供了通訊網絡保障，實現向各調速傳動系統傳送PLC 設定控制指令等參數指標，最終在人機界面上顯示傳送的參數與系統狀態。

2.3 速度級聯控制

運用基于PLC 的CPU 自身運算快速與短周期運算等浮點運算功能，提高控制系統穩定性與實效性。PLC 編程能夠向控制系統傳輸速度級聯控制相關數據信息，最終提高系統控制成效與穩定性。除速度級聯控制外，微張力控制的應用價值不能忽視。以往基于弱磁調速的軋機組，在弱磁區域的轉矩與點數電流無比例關系，在微張力控制中需要利用轉矩記憶原理實現直流傳動裝置輸出量的有效收集，同時規避了電流記憶法的應用局限性問題。

2.4 仿真觀測

傳統系統的仿真觀測體現在以下幾方面；一是單機仿真觀測。由監控仿真軟件在線仿真檢測各電機運行狀況，同時有修正與調試不合理參數的作用，確保電機處于最佳運行狀態。二是軋機仿真觀測，主要通過網卡途徑實時通訊PLC，從而實現對軋機的仿真觀測。

2.5 電壓與常閉觸點優化

從電壓簡化處理入手分析，在繼電接觸器電路中，直流電路主要采取分開展示方式在交流控制電路中存在。將PLC電路中梯形圖結合在一起，信號燈方式方面，需要將接觸器控制程序與后一步控制器信號燈結合在一起。從優化處理常閉觸點入手分析，PLC 控制繼電器控制中的停止開關等常閉點，改造后各觸點在PLC 控制系統中成為了常開點。通入電源后各輸入點被接通，常開點隨之閉合，雖然各觸點在梯形圖上顯示常開狀態，但是在系統中處于閉合狀態。

2.6 冗余保護

電氣自動化控制系統在實踐中仍有諸多不足，應當加大系統問題分析力度，在強化原有性能與系統完成提升任務的基礎上，實時監測運行參數的變化情況。除此之外，安裝保護裝置，加強對PLC 控制系統的跳繩連鎖功用保護與輸出繼電器連鎖功用保護。利用安全回路內外部串聯機制，實現對安全回路冗余功用的保護。

綜上所述，電氣自動化控制系統改造是系統性工程，不僅需要考慮生產目標與實際操作等方面的問題，還需從自動化技術與設備等多個角度入手統籌規劃，確保系統改造符合工業生產要求。尤其是在技術設備方面，雖然滿足了現階段生產與發展需求，但隨著產品質量與精確度等要求的提高，也應當逐步加大改造力度。企業應當加大人才培養與引進力度，確保自動化控制工作成效與改造進度，最終實現對機械技術與控制系統的實時更新。