如何创新电气自动化控制系统
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摘 要： 伴随着经济的飞速发展和科学技术的不断提高，电气自动化技术得到了更为广泛的运用，电气自动化控制系统的创新也成为一个重要的课题。分析铝塑组合式瓶盖电气自动化控制系统的功能，阐述电气自动化控制系统的设计思路，并讨论电气自动化控制系统的发展。
关键词： 电气自动化；控制系统；设计思想；创新
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0210194－01
随着科技的发展、社会的进步，电气自动化控制系统已经成为一门自动化领域内的分支技术，其内容在不断成熟和完善，在生产和生活中应用越来越广泛。电气设备保护自动装置要求可靠性高，动作速度快，同时对抗干扰要求较高。电气智能化水平不断提高，对仪器设备能够精准的控制，实现了大容量信息数据的传输，也可以依托在不断发展的通讯技术上。由于具有灵活性以及很高的集成性，基于PC的控制系统在工业自动化领域，越来越广泛的被应用。利用先进的自动化控制技术、电子技术、微机技术、计算机网络技术相结合，对其进行以微机监控和自动发电控制系统为基础的综合自动化改造，实现对水电站发电机组的自动起、停机及自动发电控制、同期并网，完成机组和线路的各种电气量的实时监测和控制以及对上级调度的信息传输。保证工厂安全、可靠、经济运行，提高工厂综合经济效益。下面就谈谈自己的肤浅看法。
1 当前电气自动化系统的功能
根据“先进、实用、经济”为系统组态总体原则，最终实现技术先进、设备性能安全可靠、配置合理、经济的目的，遵照电气控制的特点和单元机组的运行方式，将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制全部纳入ECS监控模式下。为了确保工业设备和人身安全、满足系统实时性、开放性、互换性、可用性、易操作性、易维护性的要求，达到自动化程度高的现代化生产管理模式。如：超声波塑胶焊接机的工作原理，当超声波作用于热塑性的塑料接触面时通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续，有些许保压时间，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料本体强度。应用于防伪瓶盖，化妆品瓶盖等。利用现代计算机技术通讯方式传输自动装置信息，通过DCS进行事故追忆。但还存在一定的问题：通信能力比较弱、可靠性不高，对DCS下发的控制命令无法快速响应，不能满足DCS对参与顺序控制的电气量迸行快速数据采集的要求。
2 创新电气自动化控制系统的设计
2.1 计算机监控系统
工厂以计算机监控系统为基础。工业设备的运行监视和控制在中控室的操作员工作站上进行，同时也可在各LCU上通过触摸屏和开关按钮实现对其所控设备运行的监视和控制。机组单元及开关站/公用单元通过光纤网络与全厂计算机监控系统连接并接受其监控，同时在这些系统的现地控制柜上设有控制开关以及操作按钮，可以实现设备的现地监控。一种冲床单机自动化冲瓶盖新型操作机，属于实用新型机械。该机解决冲瓶盖生产中，人工用眼睛配合双手在上下冲之间瞄准冲瓶盖，不能理想描准，时而冲出缺块圆，时而圆与圆之间留出过大间格，浪费了材料。又容易产生人伤事故。计算机监控系统按“无人值班”（少人值守）运行方式设计。触摸屏与PLC之间采用标准、开放、快速的现场总线技术（MPI），通讯速率最大可达12Mbps，保证PLC与触摸屏、现地单元与上位机之间数据交换的安全性。硬件、软件采用模块化、结构化的设计，以便于硬件设备的扩充，又可适应功能的增加和系统规模的扩展。
2.2 数字化电气信息量监控
厂用电保护装置和MCC、PC控制装置已能满足保护、测控和高速通信一体化的要求，按照监控系统的硬件配置，现场总线将厂用电气系统组成局域网，组成专用的ECS，实现数字化电气信息量监控的目标，为DCS提供高速实时的数字化通信接口。DCS以通信软报文的方式对参与顺序控制的电气量的采集和控制，不用二次电缆硬接线，简化了设计和施工量，节省了大量的经济成本。实时性好，抗干扰能力强，适应电站的现场环境。人机接口功能强，操作控制简洁、方便、灵活。在保证系统的实时性和可靠性等技术指标的同时，系统应具有可维护性好，保证较小的MTTR指标。
2.3 系统的数据采集
工业自动发电控制系统和微机监控实时在线采集，电机组主轴各关键处的摆度、各个轴承和机架的振动、蜗壳和尾水管的压力、轴承温度、接力器行程、发电机组功率、空气隙的动态变化、发电机绝缘状况、水轮机流量、空化噪声以及超声波等参数，进行必要的预处理和转化，存入系统实时数据库中。如：超声波非标塑胶瓶盖铆合焊接机焊接，利用超声波塑料酒瓶盖铆合焊接机电动升降，模具水平可调式设计，调模快速、便捷。按照被测值性质的不同可分为开关量、脉冲量、模拟量和计算量等，对模拟量处理有断线检测、数字滤波、数据合理性判断、标度换算、越复限报警等。超声波多头塑料瓶盖焊接机采用三头式设计和底模转盘式结构，提高了瓶盖焊接效率。超声波PP塑料瓶盖外壳铆合机采用日本技术压电陶瓷换能器，输出强劲稳定；超声波塑料化妆品瓶盖铆合机圆立柱机身防后仰加同轴直压式设计，压力施加均衡，提高焊接精密度，实现了系统的数据采集。
2.4 全开放式现场总线控制系统监控方式
全开放式现场总线控制系统采用智能I/O模件作为仪表上网的桥梁，同时节省成本，使用现场总线网络适应分布式、开放式的发展趋势，开放性无疑是新一代控制系统的重要特征。使用开放式的控制器硬件及开放式的组态软件代替DCS中专用的控制器，数据连接能力和硬、软件可移植性的组合，保留DCS的冗余技术及组态技术等优点，以太网和OPC是数据连接能力的例子，PC是开放的硬、软件平台的例子。开放基于标准，标准驱动开放性。例如：超声波饮料瓶盖自动铆合焊接机全新机型、整机一体，加强稳固机构工学、脉冲式线路设计，提供换能器能量稳定输出。现场总线具有的数字化、开放性、分散性、互操作性与互换性及对现场环境的适应性决定了它的一系列优点，相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了，软件的重要性在不断提高。也决定了现场总线监控方式是今后计算机监控瓶盖包装系统发展的方向。
3 控制技术发展潮流――有线与无线的融合
控制信息的传输是实现自动化系统控制的关键，建设数字化、信息化工厂、实现“一网到底”的控制技术，需要建立一个通畅可靠的信息传输渠道，有线系统往往需要较大的投资，无线系统是一个很好的选择。铝塑组合式防伪瓶盖，是瓶盖市场上最新技术的一组产品，防伪功能强，效果明显。随着无线技术的逐渐成熟应用，有线与无线的融合正成为工业自动
化控制技术发展的潮流。新型铝塑组合式瓶盖设计简洁明快，具有较高的实用性价值，顶部可以文字和图案能够凸起，并可增加控制流量的塑料内塞。可见，工业自动化仪表的数字化、网络化，能够将模拟技术转化为数字技术，并且数字技术中的技术含量更高，数字化互感器和光纤的应用，在市场中占有更大的比例，具有良好的平衡性，明确的定位性，市场发展前景良好。
总之，工业智能化电气设备有了较快的发展，并且普遍应用于工厂综合自动化系统中，工业电气控制系统采用智能化前端设备现场总线的监控方式已成为今后工厂电气监控系统的发展方向。大大提高设备安全运行的可靠性，减轻劳动强度，达到减人增效的直接经济效益。由于现场总线简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点，自动化系统的网络化是发展的大趋势，现场总线技术受计算机网络技术的影响是十分深刻的，有待我们在今后各工程设计中不断创新实践、总结并将之升华。
参考文献：
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[2]石磊、李国栋，电气自动化控制系统及设计[J].黑龙江科技信息，2011（20）：75.
[3]卢明阳，浅谈电气自动化控制系统的设计[J].科技促进发展（应用版），2011（02）：259.