電氣控制技術在工業(yè)中的應用研究

王 鎖

(內蒙古安易達應急管理技術有限公司,內蒙古 通遼 029100)

引言

現階段電氣自動化控制技術已是工業(yè)領域相關技術研究的主攻方向,如何提升電氣自動化控制的實際水平,對于整個工業(yè)領域的產品品質、生產效率、最終經濟指標等均有發(fā)揮正面的效果。本文針對電氣控制領域的相關技術的基本原理、分類和實際應用進行分析及研究,期望借此為工業(yè)領域的發(fā)展特別是工業(yè)4.0 的持續(xù)發(fā)展帶來一定的參考意義。

1 電氣控制技術概述

伴隨著國民經濟及相關科技的飛速發(fā)展進步,電氣控制技術領域也取得了巨大的飛躍,伴隨著自動化相關技術、信息數據科技、微機和網絡的大規(guī)模結合使用,電氣控制技術的模式也逐漸由常規(guī)的人工手動作業(yè)升級到電子化信息化的作業(yè)方法,大幅度提高了工業(yè)設備生產效率,增加了相關裝置工作的穩(wěn)定性及安全性,進而提高了綜合生產效率。常規(guī)的控制模式是借助繼電裝置及接觸裝置等一同動作來實現的,盡管成本相對較低、使用方便,但是對于相關信息的反應效率過低,無法滿足自動化工業(yè)系統(tǒng)控制的需要。電氣控制技術廣泛投入,就能解決上述不足,借助 PLC 控制技術及機電一體化相關手段的實際應用,大大改進工業(yè)設備的工作質量,減少不良條件的制約,借此優(yōu)化生產條件,爭取到最大幅度的經濟收益。

現代工廠的諸多相關設備中均會出現電氣控制技術,例如基于微機系統(tǒng)搭建的分布式控制系統(tǒng)可以為相關企業(yè)的所有設備進行大規(guī)模集中式的操作管理和控制。一些企業(yè)向外引進了以計算機為核心的聯(lián)網監(jiān)控技術,通過對于電腦網絡的大范圍使用,可以對整個車間實施智能化監(jiān)控,對于監(jiān)控圖像裝置及數據管理體系實施合理結合,達到遠程操作和管理的目的。可以大量縮減企業(yè)用工成本。

2 電氣控制技術的實際使用功效

電氣控制系統(tǒng)的主要能力表現在于可達到對于工業(yè)生產系統(tǒng)進行即時監(jiān)控、錯誤動作保護、檢測及自動化控制的相關功能和目的。即時監(jiān)控系統(tǒng)能實現針對機械加工相關設備各類線路和設備工作狀態(tài)的檢測及操控,借助各項信號信息的數據判定系統(tǒng)是否有短路、斷路或者各類故障等情況,假如出現上述問題,第一時間預警且將信息傳遞給相關技術人員進行進一步的處理,提升工業(yè)設備的總體維護效率,最大限度地降低相關設備運行風險。錯誤動作保模塊可結合監(jiān)控系統(tǒng)對于系統(tǒng)出現的問題進行控制及進一步處理,故障出現后,馬上啟動相關保護措施,中斷和系統(tǒng)中其他裝置或者線路的連接,降低其對于其他裝置的不利影響,增強系統(tǒng)的安全性及穩(wěn)定性。檢測功能的重心是針對各種裝置的相關參數實施合理把控,達到電壓、功率及電流的控制及調整,最大限度地規(guī)避因為荷載變化過大或者參數不精確產生的相關問題,確保生產的穩(wěn)定性。自動化控制系統(tǒng)即為工業(yè)設備自動化調節(jié)和操控的相關功能,同時也是電氣控制技術的關鍵環(huán)節(jié)。借助PLC 控制技術,結合機電一體化相關體系,針對相關設備進行監(jiān)控、問題識別及分析、上報及恢復等操作,達到整個生產過程的全程管控的效果。

圖1 電氣自動化控制

3 工業(yè)生產中常見的電氣控制技術

3.1 PLC 相關技術的實際應用

所謂的PLC 是指可編程的邏輯控制器,廣泛使用工業(yè) PLC 和適當的配套裝置,能夠實現對于相關企業(yè)的整個生產線實施邏輯化操控的目的,具有穩(wěn)定性高,配置非常靈活多變,抵抗環(huán)境干擾的能力較強的優(yōu)良特性。隨著互聯(lián)網相關科技持續(xù)發(fā)展及進步,PLC 控制單元將愈來愈向網絡化方向發(fā)展。在各個PLC 控制單元間、上位機和PLC 控制單元間,聯(lián)網做到互聯(lián)互通逐漸向深入發(fā)展進步。在此種應用背景下,依據統(tǒng)一的通用行業(yè)標準,使得相關網絡實現集團化控制及遠距離集散式控制的最終效果,還可以在不同的企業(yè)間搭建相應的控制體系,此類技術將會在工業(yè)生產的控制過程中得到非常廣泛的應用[1]。

3.2 低壓電氣控制相關技術的應用

低壓電氣控制相關技術指的是使用直流式變電裝置或者交流式的相關供電裝置,針對電氣設備實施控制,實現相關目的一類技術。其基本原理是：將設備和電源進行連接,依靠外部電能驅動電機的運轉,當電機正常工作以后,內部的頻率將會發(fā)生相應的變化,進而促使相關電氣系統(tǒng)的運行狀態(tài)達到良好。隨后在相關的輔助裝置的操控之下,將有用功的進行合理轉化,驅動生產環(huán)節(jié)中各類設備按照相應的順序平穩(wěn)運行。低壓控制技術需要確保電源供應電能的穩(wěn)定供應,假如電流或者電壓狀態(tài)不夠穩(wěn)定,其內部裝置的運行將會受到不利影響,無法保證生產過程的安全性及穩(wěn)定性。

圖2 PLC 控制器

3.3 繼電器相關裝置的應用

繼電器相關裝置是一類基于低壓控制相關技術上進行各類優(yōu)化得到的設備,其保留了低壓控制相關技術中外加輸入電能的輸送模式及優(yōu)點,調整對與相關裝置的電流使用效率、信息清晰度和穩(wěn)定性的把控。繼電器相關裝置在現階段是工業(yè)生產過程中發(fā)揮著優(yōu)良的保護作用的一類裝置,其適應性好,能夠保證相關生產目標迅速達成。

圖3 繼電器

3.4 變頻調速相關技術的實際應用情況

工業(yè)企業(yè)的實際生產過程之中,通常以交流型的電機為主,在此種背景之下,如果可以在相關的生產過程中加入變頻調速的相關技術,就可以在確保工業(yè)生產的效率和產品品質穩(wěn)定的前提下最大限度地降低能耗損失。與此同時,經過針對閉環(huán)相關技術的科學使用,還可以對于工業(yè)產品的最終成品的品質進行嚴格的把控,依據現場實際狀況對于生產線上的相關設備及物料實施精確調控。通過實際應用可知,在生產過程中加入變頻調速相關技術之后,可以降低至少18%以上的電能消耗,節(jié)能作用非常明顯。

4 電氣控制相關技術在生產領域中的實際應用簡述

4.1 在訂單系統(tǒng)包裝自動化過程中的實際應用情況

現階段國內普遍使用的手動訂單包裝模式對比,自動化的訂單包裝模式主要有節(jié)省材料和人工成本、提升工作效率和包裝質量。伴隨著相關企業(yè)的物流系統(tǒng)的進步,訂單的包裝過程必將向著自動化和智慧化發(fā)展。企業(yè)物流系統(tǒng)需要搭建自動化訂單包裝系統(tǒng),才可以最大程度地發(fā)揮其價值。自動化包裝模式能夠幫助相關的物流企業(yè)提高相關的勞動效率,保證商品流通的時效性；自動化包裝模式能夠最大限度地保證包裝的品質,對運輸中的產品起到最大限度的保護作用,保證商品完好無損地到達客戶處；自動化包裝模式還能夠實現多元化優(yōu)化成本的目標實現節(jié)約包裝場地等方面的成本節(jié)約[2]。

4.2 工業(yè)生產過程中程序分析過程中的實際應用簡述

工業(yè)生產過程中的程序分析過程中的電氣控制相關技術的實際應用,主要指的是依據對于PLC 相關技術的合理應用,對實際工業(yè)生產的流程機芯合理設計和把控的過程,嚴格管理及分析相關電路的結構,保證工業(yè)生產過程的順利推進。PLC 相關技術的使用配合互聯(lián)網相關數據傳輸控制技術,對于程序進行合理的處理及監(jiān)控工作,進而改善企業(yè)生產效率,降低事故的產生的風險,增加綜合效益。PLC 相關技術在實際生產過程中的程序分析過程中的實際應用,還能夠針對電能傳輸的過程進行科學把控,對電流脈沖參數的改變實施準確評估及控制,進而減少脈沖波動對于程序系統(tǒng)潛在的不利影響[3]。

5 工業(yè)4.0 對企業(yè)電氣自動化控制的實際意義和價值

所謂的工業(yè)4.0,最初是由德國首先提出,指的是依靠CPS 相關系統(tǒng)保證加工過程的全部流程均能達到參數化和智能化,進而使最終產品的生產過程實現快速有效。若想由本質上達到工業(yè)4.0 的相關要求,需要配置相應的裝置,現階段國內互聯(lián)網技術快速發(fā)展和進步,能夠彌補在網絡設施層面上存在的不足,促進相關硬件裝置滿足現有網絡方面的要求。為企業(yè)到達工業(yè)4.0 的相關目標提供有力的支持,保證電氣自動化相關控制技術可以在相關企業(yè)生產過程中取得良好使用和推廣[4]。

對于企業(yè)的電氣自動化相關控制技術的發(fā)展來講,工業(yè) 4.0 具有重要的指導意義和價值,將相關產品的生產過程的精確管控及作業(yè)進度進行合理的控制,即為生產規(guī)劃過程中對于生產的時間節(jié)點和完工的時間節(jié)點實施精準排序,最后完成對于生產過程和能源消耗的科學把控。達到智能工廠的相關要求,相關企業(yè)在持續(xù)的升級改造過程中,根據產品為核心針對相關設備合理調配,大幅度提升相關設備的效率和安全性[5]。

圖4 工業(yè)4.0

6 結束語

電氣控制相關技術在工業(yè)領域中發(fā)揮著重要的推動作用,是提升工業(yè)產品品質的重要因素,也是增加相關企業(yè)綜合經濟效益的重要手段。隨著時代的持續(xù)進步和行業(yè)需要的升級,在企業(yè)中實施自動化和智能化升級改造是一種市場的必然要求,例如借助對集散型控制、PLC和變頻調速等等電氣自動化相關技術的綜合使用,既能能降低企業(yè)的綜合生產成本,使得企業(yè)的運行過程實現節(jié)能環(huán)保的目的,還可以促進企業(yè)本身的進一步發(fā)展,發(fā)揮其在整個市場中的相關競爭優(yōu)勢,保證相關單位的可持續(xù)性發(fā)展。伴隨著工業(yè) 4.0 在各個領域中的應用和互聯(lián)網技術的持續(xù)發(fā)展,各個領域都將進入工業(yè)變革的時期。在這樣的時代背景下,企業(yè)需要緊跟技術發(fā)展潮流,保持核心競爭能力,進而達到長遠發(fā)展的目的。