工厂中电气自动化控制技术的应用

工厂中电气自动化控制技术的应用

张伟

张伟(冀中能源井陉矿业集团河北050100)

摘要：在我国社会不断发展和进步的大背景下,工业企业的发展速度和趋势也在大幅度的提高和创新,电气自动化的控制技术已经得到了不断的应用和普及,电气自动化控制技术在工厂中的地位更是显得越来越重要,已经成为了工厂生产和发展重要技术之一。

关键词：工厂、电气自动化控制、应用

前言电气自动化是一门以电气系统的运行、控制、研发为对象的实践应用性学科。人类社会发展到当代，解放人类的双手，最大程度实现机械运行与控制的自动化。不断创新，推动电气设备自动化的进一步深化发展，提高其系统运行使其向智能化方向发展智，强化电气自动化系统工作的安全性、稳定性，有利于企业生产效率的提升以及市场竞争力的增强。

一、电气自动化发展历程电气自动化技术是与电子和信息技术紧密结合在一起的一门电气工程应用技术学科，在信息网络、电子技术、智能控制的推动下，电气自动化经历了从无到有、从发展到成熟的过程。

在上个世纪五十年代，第一次提出“自动化”概念，电力、电机等产品的出现催生了电气自动化，而继电器和接触器的发明和广泛应用使得机器能够根据人的意志和设定来完成事先安排好的判断及逻辑功能，推动了电气自动化的发展变革；在上个世纪六十年代，现代控制理论的提出和计算机的应用推进了自动控制和信息处理的结合进程，自动化进入综合自动化阶段，可以实现生产过程控制与管理的有效优化，电气自动化得到了质的飞跃；在上个世纪七十年代，随着通讯、IT、微电子等技术的快速发展，自动化对象逐渐延伸为大型复杂的系统，出现许多问题难以借助现代控制理论予以解决，通过研究这些问题使自动化理论和手段实现了革新，产生了综合利用系统工程、计算机、人工智能、通信技术等高新技术，应用于复杂系统的高级自动化系统，促进了电气自动化的快速发展；从上个世纪八十年代开始，电气自动化得到快速发展，目前已经较为成熟，电气自动化已是高新技术的重要组成部分，在工业、医学、国防、农业等领域得到了广泛的应用，极大地促进了人工智能、航空航天、交通、制造技术等诸多领域技术的发展，对国民经济的发展起到了重要的作用。

二、电气自动化控制技术应用遇到的问题电气自动化控制技术尽管早就开始在工厂中应用，而且大部分的设备都实现统一标准，但是电气自动化技术的应用也受到一些因素的影响，一方面是不可避免的外界因素和管理因素，一方面是设备在发展中留下的问题。

（一）设备运行环境工业生产是人类进步的最完美体现，是现代文明的基础，工业生产涉及到人类接触的各个行业，而不同行业对设备的运行要求不同，提供的环境也不同，这就给电气设备的运行带来了隐患，尤其是一些设备需要非常恶劣的环境下运行，造成设备的控制能力下降。主要的因素包括气候、机械力、电磁干扰等。机械力因素主要是指电气自动化控制设备在不同运载工具中可能会受到的各种机械作用力，例如，冲击、震荡以及离心加速力等，这些机械作用会严重影响和损坏电气自动化控制设备的元器件，或者改变其参数，或者致使其严重变形和断裂，或者造成设备金属件出现疲劳破坏；电磁干扰主要是指复杂电磁环境下电气设备可能会出现通讯故障，尽管电磁干扰看不见，但是往往使整个控制系统瘫痪，电气自动化控制设备的工作充斥着各种电磁波，这些电磁波会增大设备的输出噪声，造成其工作失稳，甚至对设备安全产生影响；气候因素就是通常指的温度、湿度、风霜雨雪以及气压和污染等，这些因素往往造成电器设备结构的损坏，或者造成设备过快损耗，经常会使电气设备失灵。

（二）电气设备自身的质量问题和缺陷电气自动化要靠电气设备来实现，由于目前市场有众多的品牌和厂家，而他们提供的产品质量不一，一些生产工厂没有完整的管理体系，规模比较小，设备器件的质量的不到保证。另一方面，电气设备行业竞争日趋激烈，厂家在价格方面一跌再跌，其产品的质量也相应受到影响。而且，一些特殊的电气设备由于遗留问题或者目前技术的限制，存在很大的不足的问题，这也是不可避免的。除此以外，电气设备最终还是需要人来操作，所以认为的操作和养护对设备的正常运行和寿命有着重要影响，从很多事故来看，往往都是操作不当和保养不到位。

三、电气自动化控制技术的应用（1）电气产品的设计。电器产品的设计是一项复杂的工作，设计者不仅要熟悉产品使用的环境和最需要解决的问题，还需要产品设计的控制理论，可以说是一项经验与技术的结合工种，因此传统的设计方法主要是依靠经验，工作量大而且在新的环境中使用还经常出问题。现代化的产品设计除了要求设计者扎实的理论基础以外，还需要掌握现代化的设计工具，尤其是计算机辅助系统，因此现代化的设计强调的是控制理论与现代工具的结合。而且现在遗传算法和专家系统的出现更使得产品设计简单和高效。

（2）故障诊断。电气设备的故障具有非线性、不确定性和复杂性等特点，采用传统的方法诊断效率低、准确率不高。电气自动化控制方法的引进大大提高了故障诊断的准确率。模糊逻辑、专家系统、神经网络是电气智能化技术用于故障诊断的方法。例如电气自动化控制故障诊断技术运用于发电机及电动机进行的故障诊断时，将模糊理论与神经网络相结合，不仅保留了故障诊断知识的模糊性，还结合了神经网络学习能力强的优点，共同实现对电机故障的诊断，大大提高了故障诊断的准确率。

（3）智能控制。电气自动化控制技术是目前的主流技术，已经得到了广泛的应用，但未来的发展方向是电气智能化控制。智能化控制方法主要是专家系统控制、模糊控制、神经网络控制。目前主要应用于以下方面：对所有开关量、模拟量的实时数据进行采集与处理；对各主要设备和系统的运行状态进行实时智能监视；通过键盘或鼠标实现对系统的控制；记录故障并进行在线分析。

四、结束语作为现代先进科学的核心技术和工业现代化的重要标志，电气自动化使产品的控制、操作及监视，可以在无人（或少人）直接参与的条件下，根据预定的计划或程序自动地进行的技术。电气自动化控制可以显著提高工作的可靠性、运劳动生产率、行的经济性、改善劳动条件等，使人们告别了繁重的体力劳动、部分脑力劳动，避免在恶劣、危险的环境中工作，同样也能够增强人类认识世界、改造世界的能力。

参考文献：［1］王冬梅：《电气自动化控制技术研究》，《机电信息》，2012年03期［2］叶干洲：《人工智能技术在电气自动化控制中的应用》，《科技资讯》，2010年15期［3］王洪钟：《人工智能技术在电气自动化控制中的应用探讨》，《科技创新导报》，2012年25期［4］蔡晓鹏：《探究电气自动化设备智能性》，《科技与企业》，2012年18期