電氣設(shè)備的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)分析

謝東陽(yáng)

（河南平高電氣股份有限公司，河南 平頂山 467000）

引言

時(shí)代在飛速前進(jìn)，所有的科技也在不斷完善，自動(dòng)化控制技術(shù)也日趨成熟，跟工業(yè)發(fā)展的需要符合度也在不斷提高。電氣設(shè)備在自動(dòng)控制中融入較為先進(jìn)的電子信息技術(shù)，讓自動(dòng)控制技術(shù)可以得到廣泛的使用，讓控制系統(tǒng)可以日趨簡(jiǎn)單化。在電氣設(shè)備這一塊選擇自動(dòng)控制技術(shù)，也就表明自動(dòng)控制技術(shù)行業(yè)的發(fā)展走向。在絕大多數(shù)條件之下，PLC等一些高科技自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠發(fā)揮傳統(tǒng)控制設(shè)備的作用，進(jìn)而將其取代，讓電氣設(shè)備的易操作性、功能性、可靠性得以達(dá)到[1]。

1 電氣設(shè)備自動(dòng)控制設(shè)計(jì)分析

1.1 控制任務(wù)評(píng)估

在對(duì)電氣設(shè)備自動(dòng)控制進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，若要將PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、功能完全發(fā)揮出來(lái)，第一步就是對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行評(píng)估。需跟電氣設(shè)備的具體情況充分結(jié)合，通過(guò)相應(yīng)的PLC型號(hào)、運(yùn)行方式，進(jìn)而充分、平穩(wěn)地將電器設(shè)備控制系統(tǒng)的作用發(fā)揮出來(lái)。在進(jìn)行控制任務(wù)的評(píng)估時(shí)，要對(duì)PLC的處理速度、設(shè)計(jì)難易情況、規(guī)模等方面進(jìn)行詳細(xì)地分析，使其可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)所以具備的標(biāo)準(zhǔn)，以總體角度為準(zhǔn)，對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行評(píng)估，讓PLC應(yīng)用效率得到充分提高[2-5]。

1.2 確定PLC型號(hào)

參考電氣設(shè)備的穩(wěn)定性，使用合理的PLC型號(hào)，以電氣設(shè)備真實(shí)的運(yùn)行參考為依據(jù)，選擇與此相應(yīng)的PLC型號(hào)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)匹配。與此同時(shí)，要對(duì)不同的因素進(jìn)行統(tǒng)籌分析，比如客戶(hù)需要、設(shè)計(jì)習(xí)慣、PLC廠(chǎng)商和設(shè)備配套等，所選擇的廠(chǎng)商需要具有一定的可靠性同時(shí)PLC的穩(wěn)定性也要有所保證。輸出/輸入點(diǎn)數(shù)屬于PLC核心參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，需要有充分的空域，在輸出、輸入點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行估算時(shí)，需基于統(tǒng)計(jì)得到輸出/輸入點(diǎn)，跟電氣設(shè)備特征等一些實(shí)情相結(jié)合，對(duì)其進(jìn)行有效的調(diào)控。確定PLC型號(hào)需對(duì)存儲(chǔ)量進(jìn)行相關(guān)的分析的，存儲(chǔ)量需要大于程序容量，因?yàn)椴糠诌\(yùn)用程序未曾編制，因此要提前進(jìn)行評(píng)估。

1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在電器設(shè)備自動(dòng)控制過(guò)程中，自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一種關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，一定要嚴(yán)格遵守安全、完整的標(biāo)準(zhǔn)，讓設(shè)計(jì)出來(lái)的電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)可以跟生產(chǎn)功率相關(guān)規(guī)定相符合。自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作環(huán)節(jié)較多，主要有設(shè)計(jì)的電路、抗干擾、控制器等，應(yīng)有一份合理的軟件程序，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的系統(tǒng)基礎(chǔ)框架，進(jìn)而推動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)工作的完成[6]。

1.4 系統(tǒng)調(diào)試

在電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作結(jié)束后，需開(kāi)展系統(tǒng)調(diào)式。相關(guān)的技術(shù)人員需對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)展針對(duì)性、規(guī)范化、專(zhuān)業(yè)的測(cè)試，比如模擬調(diào)試、聯(lián)機(jī)測(cè)試等，要檢查設(shè)計(jì)系統(tǒng)是不是跟控制目標(biāo)相符合，讓PLC技術(shù)可以將其作用充分發(fā)揮出來(lái)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)的平穩(wěn)開(kāi)展。所以，技術(shù)員要具備專(zhuān)業(yè)、出色的工藝操作水平，在自動(dòng)控制系統(tǒng)之中接進(jìn)開(kāi)關(guān)，將模擬系統(tǒng)開(kāi)啟，進(jìn)而評(píng)價(jià)自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)二極管的具體運(yùn)行情況進(jìn)行觀(guān)察，讓聯(lián)機(jī)調(diào)試工作得以成功結(jié)束。與此同時(shí)，能將編程器的功能完全發(fā)揮出來(lái)，開(kāi)展分級(jí)（分段）的調(diào)試工作，對(duì)調(diào)試的方法以及策略有所掌握，可以快速將系統(tǒng)中出現(xiàn)的問(wèn)題找出來(lái)，并將其處理好。

2 電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

2.1 PLC功能運(yùn)用

PLC為電源、存儲(chǔ)器、接口電路、CPU為其主要結(jié)構(gòu)，至于電源又是由系統(tǒng)電源、備用電源、掉電保護(hù)電源一起構(gòu)成的。就自動(dòng)控制系統(tǒng)而言，CPU屬于一個(gè)必不可少的存儲(chǔ)部件，具備運(yùn)算、邏輯的功能，可以發(fā)揮出協(xié)調(diào)的功能，讓自動(dòng)控制系統(tǒng)可以有效地工作。借口電路是由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、外圍設(shè)備一起構(gòu)成，能通過(guò)輸出電路、輸入電路，進(jìn)而讓輸入、輸出信號(hào)可以進(jìn)行電平轉(zhuǎn)化，讓現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)施開(kāi)展驅(qū)動(dòng)，讓信號(hào)監(jiān)控、系統(tǒng)存放等一些工作可以有效的進(jìn)行。在對(duì)電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，PLC的作用極其關(guān)鍵。比如對(duì)數(shù)據(jù)的處理、技數(shù)控制、開(kāi)關(guān)量的控制等。在開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制時(shí)，可以對(duì)按鈕進(jìn)行操控，將限位開(kāi)關(guān)打開(kāi)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制信號(hào)開(kāi)展相關(guān)檢查，隨后對(duì)設(shè)備機(jī)械的工作流程進(jìn)行合理的控制；在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，可以將移位寄存器的工作完全發(fā)出來(lái)，有利于數(shù)據(jù)的處理，可以進(jìn)行乘法、開(kāi)方、加減等不同運(yùn)算，讓移位、傳遞工作可以完成；在計(jì)數(shù)的過(guò)程中，可以通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)的PLC設(shè)置計(jì)時(shí)，其時(shí)效性、靈活性都非常顯著。在科學(xué)性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)保障條件下，可以讓計(jì)數(shù)工作快速結(jié)束。自動(dòng)控制系統(tǒng)計(jì)算器主要有兩種：可逆性計(jì)數(shù)器、高速計(jì)數(shù)器。

2.2 開(kāi)關(guān)量控制

若要將PLC技術(shù)的作用在電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)中完全發(fā)揮出來(lái)，就要進(jìn)行開(kāi)關(guān)量控制，讓電氣設(shè)備控制功能可以在PLC的推動(dòng)下完成，實(shí)現(xiàn)有效、精準(zhǔn)、科學(xué)，對(duì)運(yùn)行過(guò)程、系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行有效的控制。基于對(duì)開(kāi)關(guān)量控制技術(shù)的深入認(rèn)識(shí)，通過(guò)PLC讓自動(dòng)系統(tǒng)控制功能得到完成，要將過(guò)去的電力設(shè)備放棄，讓PLC的順序控制、邏輯控制功能可以實(shí)現(xiàn)。就電器設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)部而言，選擇開(kāi)關(guān)量控制的過(guò)程中，可以讓設(shè)備故障得到更好的維護(hù)，可以讓相關(guān)人員更好地進(jìn)行工作，讓開(kāi)關(guān)量的效率得到提高[4]。系統(tǒng)選擇開(kāi)關(guān)量控制方法，能讓企業(yè)成本得到控制，讓人力資源、物力資源的投入得到有效的減少，可以讓自動(dòng)化單臺(tái)設(shè)施得到更好的控制，與此同時(shí)，也可以利用流水線(xiàn)的模式對(duì)電氣設(shè)施進(jìn)行控制。此方法有效簡(jiǎn)化了過(guò)去使用的控制系統(tǒng)，同時(shí)還讓員工的業(yè)務(wù)水平得以增強(qiáng)，讓系統(tǒng)的操控體驗(yàn)得以提升，有利于員工的工作。

2.3 過(guò)程控制

就自動(dòng)控制系統(tǒng)而言，過(guò)程控制占有重要地位，系統(tǒng)在工作的過(guò)程中，需重視PLC控制設(shè)備的整個(gè)流程，對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制工作也要落到實(shí)處，讓電氣設(shè)施在進(jìn)行控制時(shí)可以讓PLC的作用得到充分的展現(xiàn)。就自動(dòng)控制系統(tǒng)的內(nèi)部而言，跟離散以及連續(xù)兩個(gè)過(guò)程的控制有關(guān)的工作，一定要以PLC為其依托，對(duì)相對(duì)應(yīng)的控制量有全面的觀(guān)察，比如不斷變化的電壓、溫度、電流等，將過(guò)去的數(shù)據(jù)信息跟模擬量進(jìn)行比較分析，以使用人員的具體需求為依據(jù)，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行有效的調(diào)整，讓電氣設(shè)備得以保證正常工作。在系統(tǒng)開(kāi)展工作時(shí)，在選擇PLC技術(shù)使用的過(guò)程中，一定要隨時(shí)控制住有關(guān)的數(shù)據(jù)，比如直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、脈沖量等，讓機(jī)械的工作效率得以有效提升，讓系統(tǒng)控制可以更精準(zhǔn)的進(jìn)行工作。進(jìn)而讓管理人員更全面、有效地掌握系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的具體情況。

2.4 模擬量控制

由于電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)功的正常工作以及完成都需要PLC技術(shù)的參與，特別是在使用控制技術(shù)的過(guò)程中，能利用儀表監(jiān)控的作用，讓系統(tǒng)可以做到精準(zhǔn)化、靈敏化的管理控制。也能在自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行升降溫的時(shí)使用自動(dòng)化控制的形式，讓電氣設(shè)備得到更好的管控。在檢測(cè)并得出自動(dòng)控制系統(tǒng)中存在的故障之后，可以信號(hào)、中間記憶單元件兩者間在邏輯方面的關(guān)系得以明確，若是電氣設(shè)施發(fā)生故障，此關(guān)系會(huì)被影響，能以此為依據(jù)進(jìn)行診斷，以此對(duì)問(wèn)題實(shí)施全面的分析，讓系統(tǒng)可以更好的工作。管理者在接受到系統(tǒng)發(fā)出的警報(bào)后，要立即進(jìn)行相關(guān)的處理，讓電氣設(shè)施可以更好的運(yùn)作。圖1為電氣設(shè)備自動(dòng)化控制流程的詳細(xì)圖解。

2.5 信號(hào)抗干擾

在自動(dòng)控制系統(tǒng)是融入PLC技術(shù)，有利于輸入信號(hào)的電平轉(zhuǎn)化，其抗干擾性顯著。能選擇輸入模塊在進(jìn)行抗干擾的設(shè)計(jì)工作，在將模塊濾波加入到輸入信號(hào)中，可以減小外界因素造成的不利影響，能讓輸入信號(hào)水平得以增強(qiáng)。為了避免信號(hào)干擾，讓自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制器跟地面相接，不然輸出信號(hào)、輸入信號(hào)都會(huì)發(fā)生信號(hào)干擾的情況，還會(huì)對(duì)新路信號(hào)產(chǎn)生感應(yīng)，對(duì)信號(hào)抗干擾的優(yōu)勢(shì)、功能進(jìn)行全面的運(yùn)用，可以保證系統(tǒng)中硬件系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行，有利于避免干擾問(wèn)題。在設(shè)計(jì)信號(hào)抗干擾工作過(guò)程中，同樣要對(duì)配線(xiàn)抗干擾技術(shù)有充分的運(yùn)用，進(jìn)而將系統(tǒng)抗干擾作用增強(qiáng)。配線(xiàn)之間會(huì)發(fā)生互感電容，因此應(yīng)對(duì)輸出/輸入信號(hào)對(duì)電纜造成的影響有所研究，讓電纜得到更好的保護(hù)，通過(guò)中間繼電器開(kāi)展信號(hào)的轉(zhuǎn)換，讓干擾得以從根上解決，對(duì)接地線(xiàn)、電源線(xiàn)進(jìn)行合理地劃分，讓信號(hào)線(xiàn)、動(dòng)力線(xiàn)可以獨(dú)立地運(yùn)行，讓引發(fā)干擾問(wèn)題的原因得到減少，避免外部配線(xiàn)出現(xiàn)負(fù)面影響。

3 電氣設(shè)備自動(dòng)控制設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)

由于自動(dòng)化控制技術(shù)的飛速進(jìn)步，自動(dòng)控制也日趨完善，所以電氣設(shè)備也得到更好的發(fā)展。電子信息的進(jìn)步，人們對(duì)于電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的關(guān)注度也在隨之提高，并在真正的電氣設(shè)備中有所運(yùn)用，讓電氣設(shè)備能將自身自動(dòng)化效能發(fā)揮出來(lái)，讓所有領(lǐng)域以及行業(yè)的發(fā)展需要得到滿(mǎn)足。能從以下兩方面預(yù)測(cè)電氣自動(dòng)控制技術(shù)未來(lái)的發(fā)展情況。

3.1 集成性

由于自動(dòng)控制技術(shù)的飛速進(jìn)步，技術(shù)間比較影響進(jìn)而產(chǎn)生新技術(shù)，以及技術(shù)協(xié)作通過(guò)相關(guān)的平臺(tái)，讓自動(dòng)控制設(shè)計(jì)功能可以得到豐富的發(fā)展。除此之外，電氣設(shè)備集成程度同樣在完善，事實(shí)上相應(yīng)的操作經(jīng)驗(yàn)得到長(zhǎng)期的積累，推動(dòng)了自動(dòng)控制設(shè)計(jì)框架更好、更穩(wěn)定的發(fā)展。這兩點(diǎn)導(dǎo)致其研發(fā)經(jīng)費(fèi)越來(lái)越多，也就讓設(shè)計(jì)的集成性更好顯著。

3.2 專(zhuān)業(yè)性

電氣設(shè)備自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)會(huì)以特定的領(lǐng)域?yàn)橹鳎a(chǎn)生有針對(duì)的設(shè)計(jì)格局，同時(shí)創(chuàng)建出相關(guān)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，讓每一個(gè)設(shè)計(jì)需要都可以被滿(mǎn)足，相關(guān)人員在運(yùn)用系統(tǒng)時(shí)對(duì)其專(zhuān)業(yè)性有一定的要求，如此才可以讓設(shè)計(jì)工作得以成功結(jié)束，最后讓自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)可以有效、專(zhuān)業(yè)的發(fā)展以及不斷進(jìn)步。

4 結(jié)語(yǔ)

電氣技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，其成果驚人，在一定程度上讓傳統(tǒng)的設(shè)備工作流程得到簡(jiǎn)化，讓設(shè)備的不穩(wěn)定得到優(yōu)化，可以更精確的進(jìn)行控制。電氣設(shè)備的自動(dòng)控制技術(shù)可以在不同行業(yè)運(yùn)用，使其工作效率得以提升，使工作系統(tǒng)得以?xún)?yōu)化。不過(guò)，在未來(lái)的發(fā)展中要求會(huì)越來(lái)越高，電氣技術(shù)的弊端也越來(lái)越明顯，因此人們要繼續(xù)優(yōu)化設(shè)備，進(jìn)而通過(guò)最低廉的成本得到最大化的工作效率。