工厂电气自动化系统的设计及应用

工厂电气自动化系统的设计及应用

沈阳新松机器人自动化股份有限公司辽宁沈阳110169

摘要:近年来,我国的工厂建设发展迅速,在工厂中,电气自动化技术也得到了广泛的应用。近年来,我国加大力度建设现代化城市,建设现代化城市不仅仅是城市基础设施现代化,还要求设备现代化。在国家大力支持下,我国电气自动化水平虽然得到了明显的进步,但是仍然处于技术不成熟阶段,技术依旧是从国外引进,与发达国家的水平相差悬殊。现今,我国的电气现代化发展仍然处于吸收消化引进技术的阶段。

关键词:电气自动化;特点;设计应用

引言

智能控制、信息网络、电子技术的飞速发展与电子和信息技术紧密结合,促使计算机技术成为了工业控制的标准平台。自从可编程控制器(PLC)及PC控制软件的标准化后,电气自动化在工业领域更受到了高度重视。如今,电气自动化技术已经成为高新技术产业的重要组成部分。

1电气自动化在工厂中的应用特点

第一,信息化特点。应用过程中,通过对信息技术的应用,可以实现对工厂的实时监控,提升信息传递效率。第二,具有分布控制化特点。应用过程中,它利用PLC和中央控制室的功能,强化了现场执行和检查的作用。第三,具有简易化特点。应用过程中,它降低了维护成本,提升了检修和维护效率,有效提升了自动化水平。

2电气自动化系统的设计要素

2.1控制系统

(1)总线控制。现今自动化技术已经在各大流水线工厂以及计算机装置上得到广泛的应用,并且掌握熟练这一技术的人才较多,在安装配置这一技术时经验丰富,可以减少不必要的时间和出现的问题。并且自动化技术的系统是一级一级分化的,功能上相对独立,各个系统可随意的结合使用,而且还不会使得系统混乱,使得整个系统都极有很强的可靠性,如图一。(2)集中控制。建立集中的控制系统有利于整个系统的管理和维护。对系统进行监督和控制能够及时的发现系统出现的问题,使其得到及时的解决。它的系统较为简单,方便人们进行控制。但是唯一的缺陷是,集中控制系统就是将整个系统的功能聚集到一处管理监控,这样就会使的处理器任务过于繁重,导致处理器会出现故障,影响整个系统的办事效率。(3)远程控制。远程的控制可以减少一些环境的干扰和地点的约束,并且能够减少大量的资金和电缆的投入,既节省了物力又节省了人力。

图一电厂自动化系统的组成

2.2输入输出(I/O)通道与接口

信息通常有三类:数据信息(数字量、模拟量、开关量、脉冲量)状态信息、控制信息。I/O接口是指CPU与外部设备之间交换信息的连接电路。I/O接口分为总线接口和通信接口两类。总线是CPU、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道,主机的各个部件通过总线相连接,外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接,从而形成了计算机硬件系统。在计算机系统中,各个部件之间传送信息的公共通路叫总线,微型计算机是以总线结构来连接各个功能部件的。总线接口是连接在总线上的设备与总线的连接电路。

2.3变送器和执行机构

变送器按输出信号类型可分为电流输出型和电压输出型两种,如图二。根据所使用的能源不同,变送器分为气动变送器和电动变送器两种。常用的变送器有温度变送器、压力变送器、液位变送器、压差变送器、流量变送器、各种电量变送器等。变送器的选型通常根据安装条件、环境条件、仪表性能、经济性和应用介质等方面考虑。实际运用中分为直接测量和间接测量;其用途有过程测量、过程控制和装置联锁。执行机构是一种能提供直线或旋转运动的驱动装置,它利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下工作,一般使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。是控制系统中必不可少的组成部分,它的作用是接受控制主机发出的控制信号,并把它转换成调整机构的动作,使生产过程按预先规定的要求正常运行。

图二变频电量变送器框图

2.4软件方案设计

(1)系统数据类型和数据结构的规划明确各接口参数的数据类型和数据机构,保证系统各个模块之间能进行各种信息的传递。(2)系统资源的分配系统资源中的ROM、RAM、定时器/计算器、中断源、I/O地址等需提前分配好,其中RAM资源的规划分配将作为后阶段编程的重要依据。(3)实时控制程序的设计实时控制软件的设计一般包含以下程序:①数据采集及数据处理程序(数字滤波程序、线性化处理和非线性补偿、标度变换程序、越限报警程序等);②控制算法程序(数字PID控制算法、达林算法、Smith补偿控制算法、串级控制算法、前馈控制算法、模糊控制算法、最优控制算法等);③控制量输出程序,控制量输出程序实现对控制量的处理(上下限和变化率处理)、控制量的变换及输出,驱动执行机构或各种电气开关;④实时时钟和中断处理程序;⑤数据管理程序(这部分程序用于生产管理,主要包括画面显示、变化趋势分析、报警记录、统计报表打印输出等);⑥数据通信程序(数据通信程序主要完成计算机与计算机之间、计算机与智能设备之间的信息传递和交换。这个功能主要在控制系统中实现)。

3电气自动化控制系统的应用

3.1对先进控制的技术进行应用

在数控机床自动化生产线的生产中,通过一些辨别技术的使用,可以明确变量之间所存在的关系,然后通过运用计算机技术建立出一个动态的、形象的模型,通过观察研究,从而获得控制和约束输入变量之间所存在的关系。在对数据进行采集整理时,很容易受到环境的干扰。所以我们在应用这一技术时,在收集数据时要对数据进行过滤和筛选,保留它们的可靠性和有效性,最后经过反复的研究对比,最后得到一个真实有效的结果。这一技术不仅保留了传统的应用过程,它还包含了智能控制系统、模糊系统和神经网络等内容,它能有有效的监视全局,第一时间发现故障,传播信息,使得工人能够及时的解决这些问题。

3.2对现场总线的技术进行应用

在数控机床加工生产线中现场总线技术得以应用。运用这一技术可以有效的节省后期的投入,节省生产成本。它的结构简单,一条线就可以连接很多个设备和仪表,并对它们进行控制。还能减少工人的工作强度,简化工作的流程。

4电气自动化在工厂的发展趋势

现今,各个企业都有自动化的身影,不仅是大中小企业有自动化的身影,我们的日常生活中它们的随处可见。小到电器开关,达到宇宙飞船都离不开电气自动化技术的使用。电气自动化技术的使用十分的广泛,现代生活离不开它的使用。它的使用不仅能节约有限资源,还能推动现代化工业的发展,对社会的发展非常有益处。它的使用能够有效的提升企业的经济效益和社会效益,为企业带来良好的声誉。还能缩短我们与发达国家现代化技术的差距,增强我国在国际市场上的竞争能力,推动我国经济的发展。

结语

现今,我国的企业之间的竞争越发的激励,为了使企业有更好的发展,越来越多的企业开始运用自动化技术,不管是食品企业还是液化企业,都能看见自动化技术的身影。现今我国的电气自动化技术仍处于学习阶段,为了使我们的电气自动化技术更加的成熟,我们不仅要加大对人才的培养力度,还要提升自我创新的能力。不能只是一味的学习他国的电气自动化技术,我们也应该有自己独到的电气自动化技术,可以与其他国家匹敌,增加自己的竞争力。

参考文献

[1]唐杰,牟佳媛.电气工程中自动化技术的运用[J].科技创新与应用,2013.

[2]梁苏友.论电气工程与自动化控制[J].科技向导,2011.

标签:;  ;  ;  

工厂电气自动化系统的设计及应用
下载Doc文档

猜你喜欢