淺析電氣自動控制系統的功能

范超

摘 要：當前的科學技術突飛猛進，電氣自動控制系統的應用也變得更加廣泛。電氣自動控制系統的產生不僅能夠節約大量的人力資源成本，更能夠給提高工作效率和增加機器工作精度，為生產力的發展起到了極大的推動作用。本文主要就電氣自動控制系統的功能進行探討，并對電氣自動化的發展現狀進行簡單介紹，之后再對電氣自動化控制系統的發展前景進行展望。

關鍵詞：電氣自動控制；系統功能；研究分析

工程技術通過理解并控制自然而造福于人類，控制系統工程師通過理解和控制環境的一部分，即所謂的系統，為社會提供經濟實用的產品。為了達到對系統的控制目的就要理解系統，但是，控制工程也常常對尚未充分理解的系統實施控制，例如，對化工過程的控制。控制工程最顯著的特點就是對各類機器、工業生產過程及經濟活動過程實施控制，以造福于社會。除了在航空航天、導彈制導、機器人技術等領域中，自動控制系統具有特別重要的作用之外，在現代機器制造業、化工過程、交通管制系統等實用工業自動化和復雜的現代系統中都是不可缺少的組成部分。

1 電氣自動控制系統的概述

1.1 電氣自動控制系統的概念

電氣自動控制就是為了達到特定的控制目的，在沒有人直接參與的情況下，使用檢測儀表和其他的控制設備裝置對機器或者某一過程進行控制。一個電氣自動控制系統可以分為控制器和控制對象這兩部分，其中控制器是指控制機器或者過程的整套自動化的設備和儀表；控制對象則是指被控制的機器設備或過程。在控制過程中需要各種相關的數據參數作為控制用的參考數據，或者叫做被控參數。控制器和控制對象之間具有對應的變化規律，可稱為系統的輸入和系統的輸出。

1.2 電氣自動控制系統的性能要求

對于電氣自動控制系統的性能，大致可以概括為以下兩個方面：一是跟隨輸入，即電氣自動控制系統的輸出參量應該跟隨著系統的輸入參量而變化，比如弧焊機器人末端跟蹤焊縫軌跡的控制系統，就要求控制器的輸出可以做到跟蹤輸入軌跡來變化。但這其中也有一些例外的情況，比如有些控制系統中的輸入參量是不跟隨時間變化的，這就要求輸出參量也不跟隨時間變化。不管輸出參量是否隨這時間變化與否，但它都是符合跟隨輸入的原則的。另一個性能要求就是抗干擾，在進行電氣自動控制過程中，難免會受到外界因素的影響，導致控制系統的輸出參量產生一些偏差。所以為了保證控制系統能夠正確無誤地輸出數據，就要保證其具有一定的抗干擾能力。

1.3 電氣自動控制系統的分類

按照控制系統的結構分類，電氣自動控制系統可分為開環控制系統、閉環控制系統和復合式控制系統；若是按照電氣自動控制系統的任務分類，則可以分成調節系統、隨動控制系統和程序控制系統；按照電氣自動控制系統的數學模型分類，則可以分為線性控制系統和非線性控制系統，其中又包含時變和非時變的系統；按照電氣自動控制系統的信號進行分類，則可以分為連續控制系統和離散控制系統。除此之外，還可以根據系統的變量、規模、系統智能化程度等進行分類。

2 電氣自動控制系統的功能

電氣自動控制系統的標準語言規范是WindowsNT和IE。在電氣自動控制系統的發展領域，由于人機界面能夠靈活地控制并且容易集成，目前為止已經成為了一種主流的發展方向，受到越來越多的用戶青睞。并且，電氣自動控制系統使用的WindowsNT和IE語言使其更加容易維護。隨著自動化生產水平的提升，企業中自動控制系統的作用顯得更加重要，并且正在逐步成為電氣系統良好運行的重要支持因素。從大的方面來說，對于電氣設備，自動控制系統的功能就是實現機械設備和過程的自動化操作，從而降低人工操作的難度，并且大幅度地提高電氣設備的運行效率。這種設備主要有以下功能。

2.1 自動控制功能

當設備出現故障時，需要電氣自動化控制系統自動切斷電路，來保證整個系統的安全。這也是自動控制系統成為電氣操作設備中必要設備的重要原因。電氣自動化控制系統中的控制回路能夠保證線路安全穩定的運行，實現控制功能。

2.2 保護功能

電氣設備在運行過程中會時常發生不可預知的故障，電壓或電流以及功率等會超過設備與線路允許工作的范圍與限度，這就需要一套能夠檢測這些故障信號并對設備和線路進行自動處理的保護設備。

2.3 監控功能

當前的電氣自動控制系統都配備了相應的監控功能。這是由于控制系統中的自變量是電，而電是不能被肉眼所看見的，從外表看一臺機器設備，是不能夠判斷它是否帶電。所以這就需要借助各種功能的傳感器的，設置各種視聽信號，利用傳感器進行轉化，從而監控整個系統的變化。在自動控制系統檢測到異常狀況時，會自動發出報警信號，對工作人員進行提醒，實現系統的人機一體化。其中監控方式又可以分為集中監控方式、現場總線監控方式和遠程監控方式。首先，集中監控方式方便運行維護，并且對控制站的防護要求較低，系統設計也相對簡單，但集中式的處理器的任務較為繁重，處理速度也因此較慢。而且電纜數量的增加、長距離的電纜也會引入的較多的干擾，也會影響系統的可靠性。需要二次接線，但是二次接線復雜，查線不方便，很大程度上增加了系統維護的工作量。

對于遠程監控方式說來，它適合于小型系統的監控，不適合全廠的系統構建，因為它的通訊速度較低。但它也具有一定的優點：節省材料和安裝費用、可靠性高，并且組態靈活。現場總線監控方式加強了系統的針對性，它不僅具有遠程監控方式的所有優點，還可以減少大量的隔離設備。它通過通信線進行連接，節省大量電纜，從而大大降低了建設和維護成本。

2.4 測量功能

電氣自動控制系統能夠測定線路的各種參數，在人類自身能夠接收到的視聽信號只能定性地表征設備的工作狀態，要進行對設備的電壓、電流、功率等詳細參數的測定，還是需要使用具體的電氣設備。電氣自動控制系統本身具有自動測量這些數據的功能，這就給設備的控制帶來了很大的便利。

2.5 智能化功能

電氣自動控制設備智能化模式成為了企業發展的新方向。目前，對于以太網在自動化系統中的應用，已經積累了豐富的經驗，智能化的電氣設備也有了很快的發展。由于智能化技術具有良好的安全性、穩定性和可靠性，就使其能完全擺脫人工操作，只通過計算機即可達到良好的控制效果。

3 電氣自動控制系統的發展趨勢

在當前情況下，軟件的重要性得到了很大程度的提高，電氣自動控制系統正從單一的設備轉向集成的系統。這可以反映在如下方面：市場的需求促使自動化與IT平臺進行融合，尤其是電子商務的普及更將加速這一過程。在自動化領域中，IT技術和多媒體技術擁有相當廣泛的應用前景：管理層不僅可以利用瀏覽器存取財務、人事等數據，也可以實時地對當前生產過程的動態畫面進行監控，這樣就能夠實時、全面、準確地了解詳細的生產信息。可以說虛擬現實技術和視頻處理技術，將直接對未來的自動化產品產生深遠的影響。與此同時，軟件結構、通訊能力、組態環境變得更加重要了。隨著當前計算機技術、以太網和技術的飛速發展，在未來的電氣自動控制系統中，電氣技術的與計算機和Internet結合將會變得越來越緊密，計算機將會在電氣自動控制系統中發揮不可替代的作用。

參考文獻

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