随着计算机技术发展和工业技术水平的快速提高,使越来越多的企业在生产作业中应用自动化控制系统,使自动化控制系统不断渗透到各个行业领域中。对自动化控制系统进行高效的应用,能够使企业生产效率大幅提高,并极大改善生产控制精度,进而使企业的生产任务得以高质量、高效率的完成,因此,对电气工程与自动化控制系统进行不断的设计完善与优化,能够使我国现代工业发展迈入一个新的阶梯。
1 电气自动化的概念
近年来,我国经济水平不断提高,现代工业发展日益迅猛,电气工程与自动化控制系统也被应用于各个领域的生产工作中,使企业生产效率得以提升的同时,在控制精度上也能得到极大改善,从而对当前社会的工业发展起到至关重要的推动作用,并使企业的生产任务得以快速完成。自动化控制系统作为一种新兴的技术产物,是由多个设备或者系统有机组合而成的,其中有起到接收信息作用的信号接收系统,进一步对信息进行处理的信号处理系统以及信号被接收处理过后进行相应转换的信号传输系统,也有对状态进行监测的管理系统以及对相应信号指令进行响应的执行系统,从而实现整个系统稳定运行。
电气自动化技术的特点
电气自动化技术能简化产品的生产过程,提高产品的质量。电气自动化的核心理念是通过优化人与人、人与设备之间的联系,将复杂的操作简单化,通过电气自动化系统和电子设备的协作来实现远程生产和操作。电气自动化操作系统主要存在下列几个特点:(1)设备信号处理系统将收集到的信号处理成智能设备可识别的数据语言。(2)通过信号传输系统将电气设备信号和相关设备进行联通,以实现彼此间的远程控制。(3)通过控制信号的传输,可将设备实时的运行情况反馈给控制主机,并利用系统的自动分析能力提高电气工程的生产效率。
2电气工程与自动化控制系统的主要类型
2.1 集中式控制系统
集中式控制系统是在同一个处理器中对系统所具备的各功能进行集成,具有很明显的优势与缺点。其优势是系统的运维方便,而且在系统设计与操作上较为便捷。集中式控制系统的缺点主要表现在处理器在同时进行处理多个任务时效率较慢,原因是仅采用一个处理器同时对大量任务进行处理,会加大处理器的工作量,因此降低处理器的处理速度 。另外,在同一处理器上集成各个功能,能够在一定程度上节约主机空间,不过却需要铺设大量的电线,使成本增加,并且有可能会使系统的可靠性受到影响。另外监控对象数量的增加,也一样会加大处理器的运算负荷,从而让工作效率进一步降低。
2.2分散控制系统
分散控制就是将整个电气自动化系统进行分级管控,在进行分级以后,能够让整个电气系统的各级区域得到有效控制,确保出现故障时系统的稳定性,避免出现一个子系统故障而影响整个系统的情况。并且分散控制能够对整个系统的信息数据进行有效控制协调,合理分配设备的数量,进一步优化系统的工作程序,提高可靠性。
系统主要包括以下几个部分:
1 )管理系统:这是整个系统的核心部分,主要作用是对分散系统进行监测与维护,及时发现系统存在的问题,并制定科学合理的解决方案,确保系统的稳定运转。
2 )操作系统:这是整个系统的连接部分,主要作用是接收管理系统传递的指令,包括操作指令、生产指令等各项指令,再将这些指令继续下发。
3 )过级系统:这是整个系统的基础部分,主要作用是接收上级部门传递的信息,然后对所接收信息进行加工分析,以达到对分散控制系统的监测目的。
3电气自动化系统的控制方式
电气自动化控制系统就是在无人参与的条件下,系统能保持预设的动作稳定执行。根据控制原理主要分为开环控制和闭环控制。开环控制是一种没有反馈信息的控制系统。即电气自动化控制系统开启后,沿着预先设定的指令运行。系统运行过程中,操作者不能根据运行情况对预设定的指令进行调整,也不能下达新的指令。只有等系统运行结束后,才可以对下一次的系统运行设定相关指令。所以在开环控制的自动化系统中,操作者预设的指令准确无误时,系统才能达到预期的运行效果,若设定的指令出错,往往会造成重大损失。闭环控制与开环控制恰恰相反,闭环控制不仅能根据系统的运行状态给予信息反馈,还能根据系统运行情况进行及时的调整和修正。相对于开环控制,闭环控制的方法更灵活,稳定性更高 。
4电气自动化控制系统的具体应用
随着电气自动化的发展,制造业、农业、交通等许多领域都广泛应用了自动化控制系统。
自动化控制系统在农业的应用随着农业现代化的大力发展,不仅劳动理念不断进步,而且劳动工具也不断革新。农业的耕种管收各个阶段都有涉及电气自动化的应用。
1)自动灌溉系统。预先铺设灌溉系统管路和电线路,每个分支处设置电磁阀和流量监测装置。将湿度传感器放置在土下,检测土壤湿度信息传输给控制室,通过摄像头监测作物的茎叶果实直径和颜色变化,在控制中心系统分析判断是否需要灌溉,以及灌溉量多大。让种植变的科学有效,减少人力物力成本。
2)无人化农机具。全无人收割机利用卫星定位技术和自动化控制技术,将车辆的各个控制单元有效连接通讯,可以实现车辆的所有驾驶和操控功能。可以实现农机具路径自动规划和障碍物检测避让,农机具自动控制如刹车、变速、转向、收割和卸粮等,检测到储粮仓满时,自动停止,检测运粮车位置,自动卸粮。大大解决了农业人力不足以及效率低下问题。
4.2电气自动化控制系统在制造业中的应用
通过电气自动化技术在生产线中的应用,能避免在操作过程中出现人员疏忽而造成的失误,以提高产线工作的安全性和稳定性。通过电气自动化技术中的实时监测,也能及时应对产线在运行过程中出现的部分故障和安全隐患,而且针对常见故障,系统在进行反馈预警的同时,还能进行简单处理,进一步提高故障处理的效率。
4.3列车自动化控制系统
由于目前列车行驶密度大,依靠人来控制列车已渐渐不能满足运行安全要求,所以列车自动控制系统(ATC)的应用越来越普遍。通过对列车间距、列车速度的地面监控采集信息,发送到控制中心,然后控制列车的行驶,再根据整条线路的车辆运行情况统一调度。 达到更高效的线路运行效率,更大的乘客及货物运输量。
4.5自动化分拣系统
自动分拣系统通过计算机控制机械手或者AGV,用视觉或者磁钉信息对仓库和港口货物进行位置识别,能够连续大批量分拣货物,并将货物分类存储或者配送。,不受气候、时间、人的体力等限制,大幅度提升企业的产能。
结束语
综上所述,对电气工程与自动化控制系统进行高效的应用,能够使企业生产效率大幅提高,并极大改善生产控制精度,进而使企业的生产任务得以更加高质量、高效率的完成,因此不断发展和优化电气工程及自动化控制系统,能够使我国现代工业发展迈入一个新的阶梯,使我国国民经济的发展变得更加繁荣。
参考文献
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[] 顾乡情. 电气工程及其电气自动化控制系统应用研究[J],《当代电力文化》,2020年第22期