芻議電氣設(shè)備的控制系統(tǒng)

趙金龍

（貴州省盤江煤電集團有限公司火鋪矸石發(fā)電廠，貴州 六盤水 553539）

1 電氣傳動系統(tǒng)

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

1.2 生產(chǎn)過程自動控制部分是生產(chǎn)過程自動化的核心，也是間接控制、指揮動力電器及系統(tǒng)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(chǎn)機械的聯(lián)接及傳動環(huán)節(jié)，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(shè)備構(gòu)成電器控制系統(tǒng)。電器控制系統(tǒng)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(tǒng)是一種能根據(jù)外界的信號和要求，手動或自動地接通、斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實現(xiàn)電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、交換和調(diào)節(jié)用的一種電氣控制成套設(shè)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(guān)"。因此，"開"和"關(guān)"，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(jù)生產(chǎn)過程的工藝要求，由這些電器組成的，能滿足生產(chǎn)過程工藝要求的控制系統(tǒng)稱電器控制系統(tǒng)。早期，因其主要由開關(guān)電器、繼電器、接觸器等組成，故稱繼電器一接觸器控制系統(tǒng)，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(tǒng)。

電器控制系統(tǒng)是電氣傳動控制系統(tǒng)的核心。現(xiàn)代化的機電設(shè)備、生產(chǎn)線、生產(chǎn)車間甚至整個工廠都實現(xiàn)了生產(chǎn)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(yè)計算機等設(shè)備按一定的邏輯規(guī)律組成控制系統(tǒng)，對生產(chǎn)過程進行自動控制。所謂工業(yè)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(tǒng)使被控制對象或生產(chǎn)過程自動地按照預先設(shè)置的規(guī)律和動作進行工作。自動控制所用的技術(shù)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(tǒng)

2.1 按輸入、輸出信號的狀態(tài)特征分類。

(1)以開關(guān)狀態(tài)變化為特征的開關(guān)量，其控制系統(tǒng)稱為開關(guān)量自動控制系統(tǒng)或斷續(xù)控制系統(tǒng)(電器控制范疇)。開關(guān)量控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)是基于邏輯控制原理。其理論核心是邏輯代數(shù)。按控制原理，開關(guān)量控制技術(shù)也就是邏輯控制技術(shù)，是本書涉及的主要的內(nèi)容。

(2)以連續(xù)狀態(tài)變化為特征的連續(xù)量，其控制系統(tǒng)稱為連續(xù)控制系統(tǒng)，可以是開環(huán)控制也可以是閉環(huán)控制。連續(xù)量控制技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場多是模擬量控制，目前典型的控制技術(shù)是基于模糊控制的PID控制技術(shù)，已有眾多的系統(tǒng)采用智能化控制和計算機控制技術(shù)。在工業(yè)現(xiàn)場，開關(guān)量控制和模擬量控制通常是聯(lián)系在一起的，就電器控制而言，是通過接線構(gòu)成一套裝置。

2.2 按電器開關(guān)元件分類。

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

(2)無觸點邏輯元件系統(tǒng)，由半導體分立元件和集成電路組成的邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)。由工業(yè)上常用的HTL、CMOS、PMOS等邏輯數(shù)字集成電路邏輯門組成的系統(tǒng)，它不能獨立構(gòu)成開關(guān)量自動控制系統(tǒng)，而常常出現(xiàn)在順序控制的邏輯運算和控制部分。這一類現(xiàn)已有新型元件或系統(tǒng)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(tǒng)等。

2.3 按控制程序特征分類。

(1)固定程序控制系統(tǒng)這種系統(tǒng)是通過硬結(jié)線方式構(gòu)成繼電邏輯控制電路，從而實現(xiàn)控制系統(tǒng)的所需功能。這種系統(tǒng)的工藝過程的控制邏輯是固定不變的。根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)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(tài)只取決于當時各輸入信號取值狀態(tài)的邏輯電路稱為組合電路。電路的工作狀態(tài)是指電路中各被控電器的取值狀態(tài)。電路的工作狀態(tài)不僅取決于電路當時輸入信號的狀態(tài)，而且還與電路原先的工作狀態(tài)有關(guān)，這樣的邏輯電路稱為時序電路。時序電路原先的工作狀態(tài)又與電路過去接受輸入信號的順序有關(guān)，因此它是一種順序控制模式。

(2)可變程序控制系統(tǒng)這種系統(tǒng)中的工藝過程很容易根據(jù)工藝要求更改。在工業(yè)電氣自動控制技術(shù)中，根據(jù)工藝要求按照預先規(guī)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(zhuǎn)換所具有的次序。一般開關(guān)量自動控制系統(tǒng)都具有順序控制的特征，但各類開關(guān)量控制系統(tǒng)并不都稱順序控制。順序控制一般是指用于順序控制生產(chǎn)過程的，具有確定的動作程序，并且可根據(jù)需要設(shè)定和更改程序內(nèi)容的自動控制裝置。早期實現(xiàn)順序控制的電器稱為順序控制器，其特征是可以根據(jù)不同的工藝要求改變控制程序。在現(xiàn)代自動控制系統(tǒng)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(tǒng)等來完成。

電氣控制技術(shù)是隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的提高和發(fā)展不斷提出新的要求而迅速發(fā)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(tǒng)轉(zhuǎn)向以微處理器或微計算機為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動控制系統(tǒng)。隨著新的控制理論和新型電器及電子器件的出現(xiàn)，不斷地推動著電氣控制技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展。正向著集成化、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。隨著生產(chǎn)機械功能需求增多、自動化程度的提高，其機械傳動系統(tǒng)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(chǎn)過程參數(shù)也要求自動調(diào)整(例如溫度、壓力、流量、時間、速度、轉(zhuǎn)矩、功率等的自動調(diào)整)。這就促使電氣自動控制技術(shù)必須迅速向前發(fā)展，以適應新的要求。由于微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等新技術(shù)被引入應用到電氣控制系統(tǒng)，智能型電氣控制模式應運而生。如，低壓配電系統(tǒng)具有了四遙功能，采用PLC技術(shù)、CRT技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對電氣控制裝置的集中控制與操作，實現(xiàn)了把強電控制與弱電控制相結(jié)合，構(gòu)成由計算機進行智能化管理，來實現(xiàn)集中數(shù)據(jù)處理、集中監(jiān)控、集中分析及集中調(diào)度的電氣控制和低壓配電系統(tǒng)。

結(jié)束語：隨著現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、智能化技術(shù)、通信技術(shù)、可靠性技術(shù)、測試技術(shù)、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)代化的技術(shù)進步，計算機網(wǎng)絡(luò)已滲透到各行各業(yè)乃至家庭，給低壓電器產(chǎn)品的發(fā)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(shù)成為智能化電器，使得電器元件本身也朝著新的領(lǐng)域發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出新型產(chǎn)品，有些甚至完全改變了傳統(tǒng)電器的觀念，從傳統(tǒng)的現(xiàn)場開關(guān)量、模擬量信號控制方式，轉(zhuǎn)為現(xiàn)場級的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)方式，即生產(chǎn)過程現(xiàn)場級的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)方式。這就促使電氣控制技術(shù)也產(chǎn)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(shè)備PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計與應用.淮安信息職業(yè)技術(shù)學院，江蘇淮安.[期刊]金陵科技學院學報，2006-09-30.