工業電氣自動化控制技術的應用研究

郭鵬偉

（山西省安裝集團股份有限公司，山西太原 030032）

1 電氣自動化概述

電氣自動化在現代工業生產中發揮著重要作用，應用范圍廣泛，涉及各個行業。基于信息技術、儀器儀表和控制理論，電氣自動化可以有效地控制和優化整個工業生產過程，從而提高生產效率和經濟效益。同時，通過積極利用信息技術，可以確保工業自動化問題得到有效解決。電氣自動化的特點包括自動化水平、智能化水平、高精度和高可靠性。工業自動化主要是指沒有人參與的工業控制和生產的自動化。它可以自動調整各種工業參數和技術指標，自動化程度相對較高。工業自動化系統具有相對較高的智能化水平和多種自診斷功能，因此故障概率較低。隨著工業產品精度的不斷提高，工業自動化的精度也將不斷提高。利用計算機的動態協調能力，可以有效提高存儲和記錄的效率，確保各種工業生產設備的安全運行。如果設備在特定操作階段發生故障，相關人員可以立即采取行動。因此，電氣自動化已成為現代工業生產中不可或缺的一部分，其應用范圍將不斷擴大。電氣自動化在制造業、能源、交通、醫療等領域的應用。未來，隨著技術的不斷發展和進步，電氣自動化的應用將更加廣泛，給人類帶來更多的便利和福利[1]。

2 工業電氣自動化控制的應用特點

工業電氣自動化控制是一種新型控制技術，它將多種工業生產設備聯系在一起，能夠提高現代工業生產力。通過使用工業電氣自動化控制系統，工業生產線的運行效率和質量都能夠得到提高。工業電氣自動化控制的應用特點主要體現在技術依賴性和規范性與標準性上。這種控制技術需要高度的技術支持，因此在實際應用中，需要完善的技術保障和規范性與標準性的要求。為了充分發揮工業電氣自動化控制的應用功能，需要采取科學合理的應用方式和應用策略。首先，需要根據不同的生產環境和需求，選擇適合的控制系統。其次，需要合理規劃和設計控制系統的結構和功能，確保其能夠滿足生產需求。最后，需要進行系統的測試和調試，確保其穩定可靠地運行[2]。工業機器人的主要組成框圖如圖1 所示。

圖1 工業機器人的主要組成框圖

3 工業電氣自動化控制技術的主要方式

3.1 遠程控制

遠程控制技術是指通過計算機技術和網絡技術對設備和機器進行遠程控制的一種方法。該技術廣泛應用于小型電氣自動化系統中，以實現對工業設備和儀表的有效控制。通過遠程控制主控制臺，可以對工業設備進行遠程控制，從而實現對生產的有效管理。遠程控制技術有許多優點。首先，它可以節省材料，具有高可靠性，并且安裝成本低。其次，它可以將靈活的控制組合與實際工業生產需求相結合。最重要的是，它可以提高控制的及時性和有效性，從而提高生產效率和質量。對于小型電氣自動化系統，遠程控制技術得到了廣泛應用。在生產過程中，各種設備和機器都可以通過遠程控制臺進行遠程控制。該技術可以幫助企業實現生產自動化，提高生產效率和質量，降低生產成本[3]。

3.2 集中控制

電氣自動化控制系統的設計和維護是現代工業生產中的重要環節，其中集中控制是一種常見的控制方法。該方法將控制信號集中到控制室或控制中心進行處理，通過硬接線實現斷路器聯鎖和隔離開關操作閉鎖的控制。盡管這種方法可以在一定程度上提高控制效率和可靠性，但也存在一些問題。首先，集中控制方法會增加處理器的負擔，導致系統處理速度下降，也會增加成本。其次，隔離開關的接線一般為二次接線，具有較強的復雜性特征，增加了系統維護的難度。在維護和維修中，集中控制方法經常遇到輔助觸點不準確、線路檢查不方便等問題，影響了自動化控制和操作的效率。因此，在應用集中控制方法時，有必要根據工業生產要求進行合理的設計和應用，以解決存在的問題和不足。例如，在設計中，應充分考慮處理器的性能和負載能力，合理安排控制信號的傳輸和處理。同時，還應注意隔離開關的接線問題，并應采取適當的接線方法，以簡化維護操作。在維修過程中，還必須嚴格遵守規范，以確保輔助觸點的準確性和維修效率[4]。

4 PLC 技術在工業電氣自動化控制中的應用路徑

4.1 閉環控制中的應用

隨著現代化制造技術的不斷提高，數控系統已經成為現代工廠中不可或缺的一部分。數控系統中閉環控制是其中的重要組成部分，而PLC 技術在其中的應用能夠有效保障指令的穩定傳輸和轉換數字量向閉環模型模擬量。PLC 技術還可以對不同設備的溫度變化狀態進行動態掌控，并將其轉化為電壓信號，以便操作人員直觀化觀察。在信號轉換過程中，PLC 技術可以有效轉化電壓模擬量和電流模擬量，并進行深入分析，實現相關電流和電壓值的有效性處理。通過對PLC 技術的優化應用，可以進一步強化機器啟動系統和現場手動操作系統的控制效果。PLC 技術可以訪問動力機，精準評估待執行指令的可操作性，確保操作指令的執行符合電氣自動化控制的實際情況。總之，PLC 技術在數控系統中的應用可以帶來諸多好處，包括穩定的指令傳輸、動態溫度控制、電壓信號轉換和深入分析等。在現代制造業中，PLC 技術已經成為必不可少的一部分，它的應用也會隨著技術的不斷發展而不斷完善。PLC技術在閉環控制中的應用示意圖如圖2 所示。

圖2 PLC 技術在閉環控制中的應用示意圖

4.2 現場總線控制方式

隨著工業自動化的不斷發展，工業以太網應用研究正變得日益深入。現場總線控制方式也越來越普遍，成為工業自動化的主流控制方式之一。為了更好地適應市場需求，電氣自動化系統需要重新設計，并根據實際情況進行設計。現場總線控制方式與監控系統的連接，表現出了智能安裝的特點。這種方式可以實現設備的自動監測和自動控制，從而提高了工業生產的效率和質量。同時，它也為電能使用量的減少、生產設備安裝與維護費用的節約、工業生產成本的降低提供了保證。工業以太網應用研究的深入，為現場總線控制方式的應用提供了更多的可能性。現場總線控制方式是一種新型的控制方式，可以將所有的控制信號集中在一起進行傳輸，從而提高了傳輸效率和控制精度。同時，它還可以實現對工業生產過程的實時監控和控制，從而提高了生產效率和質量。為了更好地適應市場需求，電氣自動化系統需要重新設計。重新設計后，它可以更好地適應現場總線控制方式的應用，從而提高了工業生產的效率和質量[5]。同時，它還可以實現對工業生產過程的實時監控和控制，從而提高了生產效率和質量。現場總線系統示意圖如圖3 所示。

圖3 現場總線系統示意圖

4.3 在水處理中的具體運用

隨著科學技術的不斷進步，PLC 技術在水處理系統中得到了廣泛應用。PLC 技術是指可編程邏輯控制器，利用計算機技術實現對系統的控制和管理。PLC 技術的運用可以取得良好的水處理控制效果。水處理系統具有獨立的管理與操作，具備數據采集和順序控制功能。通過編程控制，可以實施對系統內部設備的保護與鎖定。技術人員可以通過上位機屏幕顯示的數據對系統運行參數進行控制，如水位、水質等參數的監測和控制。此外，系統還能夠發出聲音報警信號，提示運行參數變化、警告閥值超出和運行故障等情況。這使得技術人員可以及時發現并處理問題，防止系統出現嚴重故障。在操作方面，技術人員可以通過選擇自動模式、組模式和遠程手動控制模式來操作系統。這樣可以根據實際情況進行靈活控制，提高工作效率。最后，技術人員還可以通過打印操作數據和報警數據來了解水箱內部的實際狀況。這使得系統的維護更加精準和高效，確保水處理系統的正常運行。

4.4 選用適當的自動化控制設備

工業自動化電氣控制技術在現代工業中發揮著重要作用，為了保證其有序應用，必須做好基礎工作。在選擇自動化控制技術設備時，需要考慮3 種類型：控制處理設備、信息采集和傳輸設備以及生產操作設備。首先，合理選擇控制和處理設備非常重要。這些設備是電氣自動化系統的核心，必須能夠有效地調整系統，以確保整個系統的高效穩定運行。其次，信息收集和傳輸設備的設置也至關重要。這些設備可以實現對電氣自動化系統的全面、實時監控和管理。從而才能及時發現問題并采取措施加以解決，確保生產的連續性和穩定性。最后，科學選擇生產設備也是至關重要的。這些設備必須能夠適應電氣工程的各種現場環境，并有效應對危險情況。從而才能提高遠程控制的準確性，提高電氣自動化控制技術的合理性。自動化控制操作儀示意圖如圖4 所示。

圖4 自動化控制操作儀示意圖

4.5 數控系統中的應用

PLC 技術與數控管理技術的聯合應用在工業生產中已經得到廣泛應用，這種技術的應用能夠節約人力、物力資源，降低工業生產成本。特別是在電氣自動化數控系統中，PLC 技術的有效應用可以拓展電氣控制范圍，優化布置電氣設備、保障指令操作準確性、實現數據信息可靠性傳輸和實時監測數控機床的運行情況。通過PLC 技術在數控機床中的應用，可以雙向傳遞信息和數據，為數控機床創建安全可靠的運行環境，增加企業生產效益。PLC 技術的應用不僅可以提高生產效率，還可以降低生產成本，提高產品質量，增強企業的核心競爭力。在實際應用中，為了優化網絡控制工作、科學安排控制順序、持續提升控制效果和降低電氣設備運行中的能源消耗，需要推動整體數控系統的自動化控制水平。通過持續優化電氣自動化數控系統的應用，可以實現生產過程的高效自動化控制，提高生產效率和產品質量，為企業提供強有力的支持和保障。

4.6 提高電氣自動化水平

隨著工業電氣工程的不斷發展和進步，我們對其運行維護質量的要求也越來越高。為了降低故障發生的概率，我們需要選擇合適的抗干擾措施，優化傳輸信號屏蔽和設備接地信號。這些措施能夠有效地提高工業電氣工程的運行維護質量，確保其長期穩定運行。同時，在選擇設備方面，需要分析工業電氣工程的運行環境，選擇能夠適應現場環境、運行性能相對穩定的設備。這樣能夠有效地減少設備故障的發生，提高工業電氣工程的可靠性和穩定性。電氣自動化系統的應用也成為工業電氣工程中的重要組成部分。其具有記錄和分析電機運轉情況的功能，能夠準確判斷電機的運行狀態，并向技術人員發出報警信號。這樣能夠幫助技術人員及時發現并處理電機故障，提高工業電氣工程的運行效率和穩定性[6]。

5 結語

綜上所述，工業電氣自動化控制在中國應用前景廣闊，但需要科學選擇應用方式，合理應用數字化技術，提高自動化水平和選擇合理的自動化控制設備，加強節能意識和工程質量過程控制，統一集成電力系統，加強技術人才的培養教育。只有這樣，才能更好地實現工業生產的現代化和高效化。