芻議電氣設備的控制系統

趙金龍

（貴州省盤江煤電集團有限公司火鋪矸石發電廠，貴州 六盤水 553539）

1 電氣傳動系統

1.1 動力部分是整個系統的電源供給環節，是整個系統的主干，是電能轉換為其他能量的通道部件，包括動力電源開關、電器控制部件、電動機等。

1.2 生產過程自動控制部分是生產過程自動化的核心，也是間接控制、指揮動力電器及系統工作的部件。包括繼電邏輯控制電器及各種控制儀表、智能儀器儀表等。

1.3 傳動裝置是生產機械的聯接及傳動環節，位于電動機與工作機械之間。如減速箱、皮帶、連軸器等。

通常由動力電器和過程自動控制設備構成電器控制系統。電器控制系統中常用的控制電器主要是低壓電器元件、電工儀表及控制儀表等。電器控制系統是一種能根據外界的信號和要求，手動或自動地接通、斷開電路，斷續或連續地改變電路參數，以實現電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、交換和調節用的一種電氣控制成套設備。電器的控制作用就是"自動"或"手動"接通或者斷開電路，"通"也稱"開"，"斷"也稱"關"。因此，"開"和"關"，對應于邏輯?1'或?0'。是電器最基本、最典型的功能。由此定義：根據生產過程的工藝要求，由這些電器組成的，能滿足生產過程工藝要求的控制系統稱電器控制系統。早期，因其主要由開關電器、繼電器、接觸器等組成，故稱繼電器一接觸器控制系統，至今一直沿用這一說法。又因為它是一種邏輯控制，所以又稱它是一種繼電邏輯控制系統。

電器控制系統是電氣傳動控制系統的核心。現代化的機電設備、生產線、生產車間甚至整個工廠都實現了生產過程控制自動化。它由各種電動機、電器元件、電子器件或裝置、檢測器件以及各種儀器儀表、工業計算機等設備按一定的邏輯規律組成控制系統，對生產過程進行自動控制。所謂工業上的自動控制是指在無人直接參與的情況下，利用控制系統使被控制對象或生產過程自動地按照預先設置的規律和動作進行工作。自動控制所用的技術手段是多種多樣的，電氣控制自動化是應用最為普遍的方法，也是最基本的方法，在諸方法中起鏈接作用。

2 電氣傳動控制系統

2.1 按輸入、輸出信號的狀態特征分類。

(1)以開關狀態變化為特征的開關量，其控制系統稱為開關量自動控制系統或斷續控制系統(電器控制范疇)。開關量控制系統的理論基礎是基于邏輯控制原理。其理論核心是邏輯代數。按控制原理，開關量控制技術也就是邏輯控制技術，是本書涉及的主要的內容。

(2)以連續狀態變化為特征的連續量，其控制系統稱為連續控制系統，可以是開環控制也可以是閉環控制。連續量控制技術在工業現場多是模擬量控制，目前典型的控制技術是基于模糊控制的PID控制技術，已有眾多的系統采用智能化控制和計算機控制技術。在工業現場，開關量控制和模擬量控制通常是聯系在一起的，就電器控制而言，是通過接線構成一套裝置。

2.2 按電器開關元件分類。

(1)有觸點邏輯元件系統，如繼電器一接觸器自動控制系統，或稱繼電邏輯控制系統，屬上述開關量控制系統。

(2)無觸點邏輯元件系統，由半導體分立元件和集成電路組成的邏輯電路構成的控制系統。由工業上常用的HTL、CMOS、PMOS等邏輯數字集成電路邏輯門組成的系統，它不能獨立構成開關量自動控制系統，而常常出現在順序控制的邏輯運算和控制部分。這一類現已有新型元件或系統取代，如智能電器、智能儀表、可編程序控制器(PLC)或計算機控制系統等。

2.3 按控制程序特征分類。

(1)固定程序控制系統這種系統是通過硬結線方式構成繼電邏輯控制電路，從而實現控制系統的所需功能。這種系統的工藝過程的控制邏輯是固定不變的。根據現場生產工藝的要求，繼電邏輯控制電路又分為組合電路和時序電路兩大類。電路的工作狀態只取決于當時各輸入信號取值狀態的邏輯電路稱為組合電路。電路的工作狀態是指電路中各被控電器的取值狀態。電路的工作狀態不僅取決于電路當時輸入信號的狀態，而且還與電路原先的工作狀態有關，這樣的邏輯電路稱為時序電路。時序電路原先的工作狀態又與電路過去接受輸入信號的順序有關，因此它是一種順序控制模式。

(2)可變程序控制系統這種系統中的工藝過程很容易根據工藝要求更改。在工業電氣自動控制技術中，根據工藝要求按照預先規定的程序和條件，對控制過程各階段的控制順序，順序地進行自動控制的方式稱順序控制。所謂順序，就是在工藝控制過程中由邏輯功能所決定的信息傳遞與轉換所具有的次序。一般開關量自動控制系統都具有順序控制的特征，但各類開關量控制系統并不都稱順序控制。順序控制一般是指用于順序控制生產過程的，具有確定的動作程序，并且可根據需要設定和更改程序內容的自動控制裝置。早期實現順序控制的電器稱為順序控制器，其特征是可以根據不同的工藝要求改變控制程序。在現代自動控制系統中，上述功能可由各種智能儀器儀表、可編程序控制器、變頻器或計算機控制系統等來完成。

電氣控制技術是隨著科學技術的不斷發展、生產工藝的提高和發展不斷提出新的要求而迅速發展的。在控制方法上，主要從手動控制到自動控制；在控制功能上，是從簡單控制到智能化控制；在操作上由笨重到信息化處理；從控制原理上，由單一的有觸點硬接線繼電器邏輯控制系統轉向以微處理器或微計算機為中心的網絡化自動控制系統。隨著新的控制理論和新型電器及電子器件的出現，不斷地推動著電氣控制技術的繼續發展。正向著集成化、智能化、信息化、網絡化方向發展。隨著生產機械功能需求增多、自動化程度的提高，其機械傳動系統也就越來越復雜，其電氣控制線路進一步復雜化。此外，各種生產過程參數也要求自動調整(例如溫度、壓力、流量、時間、速度、轉矩、功率等的自動調整)。這就促使電氣自動控制技術必須迅速向前發展，以適應新的要求。由于微電子技術、電力電子技術、自動控制技術、計算機控制技術以及網絡通信技術等新技術被引入應用到電氣控制系統，智能型電氣控制模式應運而生。如，低壓配電系統具有了四遙功能，采用PLC技術、CRT技術、通信技術和網絡技術對電氣控制裝置的集中控制與操作，實現了把強電控制與弱電控制相結合，構成由計算機進行智能化管理，來實現集中數據處理、集中監控、集中分析及集中調度的電氣控制和低壓配電系統。

結束語：隨著現代設計技術、微電子技術、自動控制技術、智能化技術、通信技術、可靠性技術、測試技術、計算機技術和網絡技術的迅速發展，工業現代化的技術進步，計算機網絡已滲透到各行各業乃至家庭，給低壓電器產品的發展注入了新的活力，一些電器元件被電子化、集成化，一些電器元件采用了新技術成為智能化電器，使得電器元件本身也朝著新的領域發展，不斷涌現出新型產品，有些甚至完全改變了傳統電器的觀念，從傳統的現場開關量、模擬量信號控制方式，轉為現場級的數字化網絡方式，即生產過程現場級的數字化網絡方式。這就促使電氣控制技術也產生了巨大的變革和飛躍，帶來了劃時代的進步

[1]姜仲秋.電氣設備PLC控制系統的設計與應用.淮安信息職業技術學院，江蘇淮安.[期刊]金陵科技學院學報，2006-09-30.