電氣自動化控制在工業生產中的應用與創新

楊魁升

摘要：工業電氣自動化系統是由計算機網絡進行控制的操作系統，有著復雜的操作元件和運行邏輯，能夠在較短的時間內處理大量的數據信息且有著極高的準確性，并且發揮出了十分重要的作用。

關鍵詞：電氣；自動化控制；工業生產；應用

1 電氣自動化控制系統的特點以及功能

1.1 特點

電氣自動化控制系統有著鮮明的特點，因此在社會生產生活中應用得極為廣泛。電氣自動化控制系統相比于其他控制系統更加便捷。使用電氣自動化控制系統對數據進行采集時，對采集對象以及數量等要求比較少，采集的過程比較簡單。電氣自動化控制系統也有一定的廣泛性特點，當前電氣自動化控制系統已經在很多領域中有所應用，電氣自動化的產品也進入到百姓家中，成為人們生活中不可缺少的重要內容。電氣自動化控制系統有著極高的工作效率，使用電氣自動化控制系統能夠轉變傳統的工作形式，避免傳統工業生產中的不足，使得人們的工作壓力得以減少，實現高效率的工作。電氣自動化控制系統將計算機作為核心部分，對設備進行批量的指揮運作，在此過程中如果設備出現問題，使用電氣自動化控制系統能夠智能化的對設備故障進行有效的判斷，并順利排除故障。

1.2 功能

電氣自動化控制系統有著比較齊全的功能，使用電氣自動化控制系統能夠全面地了解和管理LPS系統，保證開關手動與自動同期并網的順利推進。使用電氣自動化控制系統能夠全面管理發電機，使得發電機的操作流程得以簡化。此外，使用電氣自動化控制系統還能夠有效地管理保護發電機中的變壓器組，對高壓啟動、備用變壓器的操作等進行有效的控制管理。

2電氣自動化控制在工業生產中的應用

2.1PLC

PLC控制器起源于二十世紀六十年代的美國汽車制造業。在這之前，美國第一汽車制造公司的汽車制造業中的一般控制、順序控制以及安全聯鎖邏輯控制必須依靠眾多的繼電器、定時器以及專門的閉回路控制器來實現，體積龐大，噪聲嚴重，維護檢修量大，對維修技術要求高。美國通用公司提出了“通用十條”招標指標，通過公開招標設計，于六十年代末，美國數字設備公司研制成功了第一臺PLC控制器，并成功運用于汽車自動裝配線上。當時控制器主要用于順序控制，進行邏輯運算，只具有簡單的邏輯開關功能，比起傳統的繼電器控制方式，已具有易診斷、易修改，安裝方便，節約空間的優點。七十年代初期，PLC引進微處理機技術，使得PLC具有算術運算功能和多信號輸入、輸出功能，并能直接以階梯圖符號來形象程序編寫。在七十年代，各個國家相繼研制出自己的可編程邏輯控制器（PROGRAMMABLELOGICCONTROLLER）。八十年代PLC引進高速通訊網絡功能，同時加入一些輸入/輸出界面，人機界面，函數指令，分析診斷能力等功能。PLC控制器由控制器向著控制系統邁進，由簡單的控制器或控制裝置轉化為PLC控制系統。

如今的PLC功能，早已超出當初的數位邏輯運算的功能PLC服務器軟件運行在最新的WINDOWS操作環境下，通過網絡非常方便的監視和控制整個裝置。本公司從事化工工業裝置的技術轉讓和化工設計，二十多年來，自控專業設計中西門子PLC控制器、PLC控制系統S7-200，S7-300，S7-400H，S7-1200，S7-1500，S7-400F/H等都有使用過，系統的性能和穩定性、可靠性等不斷的提高。S7-400F/H為故障安全型PLC控制系統，符合IEC61508標準，用于在系統發生故障時能夠自動導入安全。當有一組自動化裝置發生故障時，該系統能夠保障安全功能不丟失，可以對人、機械和環境提供更高的安全等級。S7-200一般用作簡單的順序控制器或處理少量的模擬量輸入、輸出信號，又叫小PLC，可以處理幾十乃至上百個I/O點，可以通過上位機遠程操作顯示或就地觸摸屏來操作或顯示，也可以做成帶數字顯示和觸摸按鍵的現場PLC控制器，這在很多動力設備如壓縮機，氨冷凍循環機，電加熱器等上有很好的應用。當然，很多設備使用環境要求防爆，PLC控制器可按需要生產。PLC廠家很多，像歐姆龍，ABB，INTUCH等，本公司都有使用過，各個廠家的產品各有特色。

2.2DCS

DCS由四個部分組成：I/O板、控制器、操作站、通訊網絡。系統硬件：現場控制站主要由電源、PC總線工業控制機、通信控制單元、手動自動顯示操作單元等構成。其功能主要有6種，即：數據采集功能，DDC控制功能，順序控制功能，信號報警功能，打印報表功能，數據通信功能等。其上位監控包括工程師站和操作員站。DCS上位監控系統與工廠管理系統通訊實現整個企業的綜合信息管理，主要包括生產管理和經營管理，主要由管理計算機辦公自動化系統、工廠自動化服務系統組成應用了MIS系統。系統軟件：分布式控制系統的軟件可分為系統軟件、組態軟件、應用軟件。DCS系統特點：（1）高可靠性。由于DCS將系統控制功能分散在各臺計算機上實現，系統結構采用容錯設計，因此某一臺計算機出現的故障，不會導致系統其它功能的喪失；（2）開放性。DCS采用開放式標準化模塊化和系列化設計，系統中各臺計算機采用局域網方式通信實現信息傳輸；（3）靈活性。通過組態軟件根據不同的流程應用對象進行軟硬件組態，即確定測量與控制信號及相互間連接關系，從控制算法庫選擇適用的控制規律，以及從圖形庫調用基本圖形，組成所需的各種監控和報警畫面，從而方便地構成所需的控制系統；（4）易于維護。當某一局部或某個計算機出現故障時，可以在不影響整個系統運行的情況下在線更換迅速排除故障；（5）協調性。各工作站之間通過通信網絡傳送各種數據，整個系統信息共享，協調工作以完成控制系統的總體功能和優化處理；（6）功能齊全。控制算法豐富，集連續控制順序控制和批處理控制于一體，并可方便地加入所需的特殊控制算法。

現代DCS與PLC的區別越來越小。DCS處理連續量、開關量的能力都很強。PLC處理連續量的能力也越來越強，大型PLC系統在結構上也是分布式的。DCS系統也可下掛PLC控制器，在上位系統統一監控管理，二者互相交融。工業設計中選用控制系統是選用PLC和DCS主要看系統的規模，投資額度，現場檢測和被控變量的形式和分布等方面來考慮。一般裝置如果I/O點只有幾百點，模擬量回路少，通常情況下考慮PLC控制系統，當然也有采用DCS控制系統的。如果裝置I/O點數量超過1000，甚至是幾千點，模擬量回路多，或對于全廠大型控制系統、中型裝置控制系統，我們設計一般選用DCS控制系統。如果其中某一個區域開關量控制較多，也可采用DCS系統中下掛一個PLC控制器，當然，不采用PLC控制器DCS也可很好的完成，采用PLC控制器也是為了分散風險，提供系統的安全性和可靠性考慮。DCS系統也可根據現場要求，如果裝置較遠，可以設置部分現場總線或現場機柜間，把部分控制器或全部設置在裝置附近的現場機柜間內。

3結語

工業電氣自動化影響著人們生產生活的各個方面，它的發展也關系到整個社會的經濟與科技的建設，工業電氣自動化系統的應用充分的體現了現代科技的自動性和智能化水平。只有始終堅持以經濟建設為中心，不斷地對電力企業的管理進行改革，并對工業電氣自動化系統進行優化和改進，培養更多的專業性人才，才能讓工業電氣自動化更快更好的發展。

參考文獻：

[1]何道慶.工業電氣自動化控制的應用及展望[J].黑龍江科技信息，2014，34：6.

[2]許崇君.淺談工業電氣自動化控制的應用及展望[J].四川水泥，2015，04：17.endprint