電氣自動化技術在工業中的應用
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摘 要：電氣自動化技術在生產實踐中應用廣泛。因此，熟悉和掌握普通電氣控制電路的工作原理和常見故障的處理方法十分重要。本文具體分析了傳統電氣自動化控制技術，闡述了可編程PLC控制系統的特點及應用，以期提供借鑒。
關鍵詞：電氣控制;繼電器;PLC
中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）07-0035-02
Absrtact： Electrical automation technology is widely used in production practice. It is very important to be familiar with and master the working principle of general electrical control circuits and the handling methods of common faults. This paper analysed the traditional electric automation control technology， and expounded the characteristics and application of programmable PLC control system. The author hope this study can provide reference for relevant scholars.
Keywords： electrical control;electrical relay;PLC
電氣自動化技術主要涵蓋了電氣技術、電氣設備技術以及電力自動化技術等。近年來，電氣自動化技術在我國各個領域得到了廣泛應用，是一種具備設計、安裝、調試、維護及改造等功能的自動化控制技術。
1 電氣自動化技術在工業應用中的特點
1.1 電氣自動化技術在發電中的特點
1.1.1 保證效率。電力關系著我國社會的現代化生產。由于技術條件限制，發電廠生產效率低，每年發電廠生產的電能損耗占到15%～30%。應用電氣自動化技術可有效提升電力生產效率，滿足社會各界對電能的需求。
1.1.2 人機操控。電氣自動化實行一體化操作，發電廠能進行人機操控。各種自動化模式應用中，電子、信息及計算機等先進技術在電力企業生產中發揮了重大作用，提升了電能產量，創造了生產效益。
1.2 電氣自動化的變頻調速在工業應用中的特點
變頻器通常被應用于交流電動機（異步電動機或同步電動機）轉速調節中，是交流電動機最有效的調速設備。變頻器不僅調速性能和節能效果較好，而且在企業技術改造與產品創新上發揮著重要作用。
礦井提升機電控系統中，變頻調速技術對減速段進行超速保護。提升機運氣的過程中，減速段的正常與否直接關系提升機最終能否安全停車。為減少提升事故的發生，必須重視對減速段的超速保護[1]。提升容器運行過程中，PLC對其運行速度連續采樣，對比內部給定速度，若超過10%以上，PLC控制系統將自動報警，并立即進入安全制動狀態，以確保提升機在減速段的運行速度符合要求。
1.3 電氣自動化技術在工業中的節能特點
1.3.1 降低電能傳輸損耗。電路線路存在一定電阻，電流通過線路的過程中將出現有功功率損耗。因此，應從消耗機理出發，針對性地作出設計與處理。由于線路中電流不能被改變，需最大限度降低線路電阻，從而真正發揮節能效果。
1.3.2 無功補償。電氣自動化系統中，無功功率在供配電設備中占據較大容量，增加了線路損害，降低了電網電壓，影響了電能質量，限制了電網的經濟運行。為達到無功就地平衡目標，需有效降低損耗，采取相應的無功補償設備，以提升社會效益和經濟效益。
1.3.3 發揮有源濾波器作用。為防止和電網聯結電氣設備出現誤動作，應避免出現諧波，充分應用有源濾波器。分析誤動作的產生原因可知，電氣設備增多形成大量諧波，諧波電流在電網阻抗中形成電壓和基波電壓重疊，最終導致電壓發生畸變，使電氣設備出現誤動作。
2 PLC在工業生產中的應用
2.1 PLC的應用
2.1.1 順序控制。這是PLC最早和最廣泛的應用。
2.1.2 開關量控制。這是通過PLC的基本邏輯運算進行定時和計數等操作，從而實現邏輯控制。它可取代傳統的繼電器控制，廣泛應用于多機控制、單機控制及生產自動線控制，如機床、注塑機、印刷機械、裝配線、電鍍線及電梯等的控制。
2.1.3 運動控制。PLC在圓周運動、直線運動等控制中應用較多，根據控制機構配置。早期通常使用切換I/O模塊連接位置傳感器和制動器，現階段一般選擇專用運動控制模塊作為控制機構的配置。現在，國內外PLC制造商生產的產品均具備運動控制功能，在各種機器、機床、機器人及電梯等場合發揮重要作用。
2.1.4 過程控制。過程控制是指模擬量的閉環控制，如壓力、溫度及流量等。PLC可編出多種控制算法程序，實現閉環控制。PID調節廣泛應用于閉環控制系統中，通常運行專門的PID子程序進行相關處理，而PLC具備PID模塊?？梢?，在熱處理、化工、冶金及鍋爐控制等工業中，過程控制發揮著重要作用。
2.1.5 數據處理?，F代PLC具備數學運算功能，如矩陣運算、邏輯運算及函數運算等。數據傳輸、查表、數據轉換及排序與位操作等，能對數據進行采集、分析及處理。與存儲器內的參考值對比，能順利執行某些控制操作[2]，還能借助通信功能向其他智能設備傳輸數據。
2.1.6 通信及聯網。PLC通信包括兩個方面：PLC之間的通信和PLC與其他智能設備的通信。當前計算機控制發展迅速，工廠自動化網絡面臨良好發展機遇。為實現通信需求，新生產的PLC都具備通信接口。
2.2 PLC的特點
PLC是一種數值操作運算的電子裝置，是工業環境下的產物。PLC通過編制程序的存儲器，存儲執行操作的指令。通過數字式或者模擬式的輸出與輸入，控制機械生產;通過合理設計PLC和外圍設備，更好地與工業控制系統集成，擴展功能。
2.2.1 較強的抗干擾能力。PLC運用現代大規模集成電路技術，生產工藝嚴格，且內部電路使用了先進的抗干擾技術，具備較高的可靠性。例如，三菱公司生產的F系列PLC平均故障間隔300 000h以上，部分采取冗余CPU的PLC平均故障間隔更長。從PLC的機外電路來看，使用PLC構成控制系統，和同規模的繼電器接觸器系統相比，電氣布線和開關接點已減少到1/100～1/1 000。同時，PLC具備硬件故障自檢功能，可及時發出報警信息。
2.2.2 設置完善，適用性強。隨著PLC的快速發展，形成了不同尺寸的產品，這些產品被廣泛應用于各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外，現代PLC具備完善的數據計算能力，可應用于各種數字控制領域。近年來，PLC的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了CNC、位置控制及溫度控制等各種工業控制中。
2.2.3 易學易用。PLC作為傳統的工業控制計算機，是面向工礦企業的工業控制設備。PLC界面簡單易用，編程語言也被廣大工程師認可。繼電器電路圖與梯形圖語言圖形符號表達式相近，便于不熟悉電子電路的人員和不了解計算機原理與匯編語言的人員通過使用計算機進行工業控制。
2.2.4 易于維護和改造。PLC系統構造小巧，易于維護和改造。不同于傳統的接線邏輯，PLC的采用存儲邏輯，減少了外部接線，縮短了施工時間，更便于維護。此外，PLC可通過更改同一設備上的程序更改生產過程。
3 結語
實現現代工業自動化進程中，電氣自動化技術起到了重要作用。隨著社會經濟的發展，電氣自動化技術發展迅速，將廣泛應用于生產實踐。
參考文獻：
[1]黃宇輝.電氣控制技術在工業生產中的應用[J].中國新技術新產品，2018（2）：10-11.
[2]吳學讓.電氣控制技術在工業生產中的應用[J].科技經濟導刊，2017（17）：103.
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