电气工程及其自动化的智能化技术应用吕芝伟

电气工程及其自动化的智能化技术应用吕芝伟

吕芝伟

吕芝伟

中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽省合肥市230088

摘要：“电气控制”是一门实践性较强专业课，它在生产过程、科学研究及其他各个领域被广泛应用。主要内容是以电动机或其他执行电器为控制对象介绍继电接触器控制系统工作原理、典型机械的电气控制线路以及电气控制系统的设计方法。当前PLC控制系统应用十分普遍，已经成为实现工业自动化的主要手段，是教学重点。但是，继电接触器控制仍是机械设备最常用的控制方式，而且PLC是计算机技术与继电接触器控制技术相结合的产物，因此继电接触器控制是学习的基础。本文对电气工程及其自动化的智能化技术应用进行了详细的探讨分析。

关键词：电气工程；自动化；智能化技术；应用

1、电气工程及其自动化发展现状

随着计算机、通信、自动控制、微电子等技术的发展，大量智能控制芯片和智能传感器的不断出现，以及在传感器、通信和计算机领域所取得的巨大成就使人们对系统综合性能尤其是安全性能提出了越来越高的要求：希望能对系统设备的工作状况进行实时监测和控制，并在此基础上实现设备的智能维护。对企业自动化设备而言，对其工作状况进行远程监测和控制，不仅可方便设备管理者随时了解设备工作状态，设备出现异常时主动报警，便于及时维修，还可拓宽设备服务范围，提高工作性能，延长使用寿命。这一目标的实现对控制网络在开放性、互连性、分散性等方面提出了更高要求。

2、电气控制技术的发展概况

电气控制技术是随着科学技术的不断发展生产工艺不断提出新的要求而迅速发展的。在控制方法上主要是从手动控制到自动控制;在控制功能上是从简单到复杂;在操作上由笨重到轻松;在控制原理上由单一的有触点硬接线继电器控制系统向以微处理器为中心的软件控制系统。

传统的继电器控制变为电子计算机控制，再到顺序控制器，发展到现在的PLC,CIMS,DCS,现场总线控制系统等多项高技术,形成了从产品设计与制造和生产管理的智能化生产的完整体系,将自动制造技术推进到更高的水平。

3、自动化的作用

3.1自动化在工业化进程中的作用和地位

工业化的标志是“现代工业”在国民经济中占主要地位。“现代工业”本身是一个发展的概念，世界范围的工业化进程大致可分为顺序发展的三个阶段：机械化、电气化、自动化，自动化是新型工业化的最重要标志。

3.2自动化在信息化进程中的作用和地位

对工业，尤其是制造业来说，如仅从信息技术发展与应用的角度，到目前为止，“信息化”发展也可分为三个阶段顺序为：计算机化（或称为数字化）、网络化、系统化（或称为集成化）。

4、电气工程及其自动化的智能化技术应用

4.1常用电磁式低压电器

电器是一种能根据外界信号,自动或手动接通和断开电路，从而断续或连续地改变电路参数或状态，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节用的电气元件或设备

4.2接触器结构和工作原理

线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振动，需加短路环。

4.3接触器的使用选择原则

根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。

4.4接触器的选用

（1）接触器的类型选择：根据接触器所控制负载的轻重和负载电流的类型。

（2）额定电压的选择：接触器的额定电压不小于负载回路的电压。

（3）额定电流的选择：一般接触器的额定电流不小于被控回路的额定电流。

（4）吸引线圈的额定电压：吸引线圈的额定电压与所接控制电路的电压相一致。

4.5电压继电器

4.5.1返回系数的调节

调节释放弹簧的松紧程度：释放弹簧调的越紧，返回系数K越大。（X1,X2同时增大）改变非磁性垫片的厚度：非磁性垫片越厚，X1增大，使返回系数K增大；反之X1减小，K也减小，而X2不变。改变初始气隙的大小：初始气隙越大，则吸合电流越大，即X2越大。而释放时X1不变，引起返回系数K值减小；反之X2减小，k增大。

4.5.2继电器-中间断电器

中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。

4.6继电器与接触器的异同

接通或分断电路是继电器的基本功能，就这一点来说，它与接触器相同，但它们之间又有许多不同之处：继电器可以对各种物理量做出反应，而接触器只有在一定电压信号下动作。继电器是用来切换小电流电路的，而接触器是用来控制大电流电路的，因此继电器无灭弧装置。接触器则有灭弧装置。继电器的控制触点数量较多。继电器除用于电路控制、信号转换外，还广泛用于各电量与非电量的保护上。

5、控制与自动化技术的应用范畴

控制与自动化是不断发展的高、新科学技术，对人类生产、生活和科学研究有着非常重要的影响。控制与自动化技术发展至今，可以说是已从“人类手脚的延伸”扩展到“人类大脑的延伸”。控制与自动化技术时时在为人类“谋”福利，可谓无所不在、无处没有。

从广度来看，涉及第二产业——工业自动化、第一产业——农业自动化、第三产业——服务自动化（如办公自动化、楼宇自动化、商务自动化、交通自动化等等）；涉及的系统可有人造系统（如机器系统、交通系统、电力系统、军事系统）和自然系统（如生命系统、生态系统）；涉及的过程有生产过程、管理过程、决策过程等等。

5.1机械制造自动化

5.1.1数控技术和数控系统

在产品加工中，对于多品种、加工批量小、零件形状复杂、精度要求高的零件的加工，必须采用一种灵活、通用、高精度、高效率的自动化生产技术——数字控制（简称数控）技术。

5.1.2柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem）

柔性制造系统（简称FMS）是在计算机直接数控(DNC)基础上发展起来的一种高度自动化加工形式。它是由统一的控制系统和输送系统连接起来的一组加工设备，包括数控机床、材料和工具自动运输设备、产品零件自动传输设备、自动检测和试验设备等，不仅能进行自动化生产，而且还能在—定范围内完成不同工件的加工任务。

5.1.3计算机集成制造系统(CIMS)（ComputerIntegratedManufacturingSystem）

计算机集成制造系统是在自动化技术、计算机技术及制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造工厂全部生产活动（设计、制造及经营管理，包括市场调研、生产决策、生产计划、生产管理、产品开发、产品设计、加工制造以及销售经营等）与整个生产过程有关的物料流与信息流实现高度统一的综合化管理，构成一个优化的完整的生产系统。

5.2过程工业自动化

在连续型工业中，主要对系统的温度，压力、流量、液位（料位）、成分和物性等六大参数进行控制的工业，称为过程工业。随着微处理器和工业计算机技术的发展，基于计算机技术的过程控制系统目前被广泛采用。近年来迅速发展起来的现场总线网络控制系统(FCS)，更是控制技术和计算机技术高度结合的产物。

5.3电力系统自动化

5.3.1安全供电离不开自动化

对于单个的火力发电系统，为了保障发电机的安全，需要采用自动装置进行过电压保护、过电流保护、接地保护、功率反向保护或差动保护。对汽温、汽压、真空度、水位、炉膛压力、燃烧情况以及汽轮发电机的电流、电压、轴承温度等等参数需要进行检测和监控。由不同规模、不同性质的电力系统形成复杂的联网已经成为电力系统发展的必然趋势。

5.3.2经济运营需要自动化

经济运营对于火力发电厂，不但要考虑每个电厂的煤耗量，更要考虑电厂的煤耗微增率（即增加单位负荷所需的煤耗量）。不同电厂在输电过程中的不同线路损耗。电力系统形成复杂的联网时，需要依靠自动化和计算机来实现最优经济运营。

6、结束语

自动控制系统则是指能够实现“自动化”任务的设备，它是人造系统，而且是工程技术领域的人造系统。自动控制系统通常由控制部分和控制对象组成。

参考文献：

[1]浅析智能化技术在电气工程自动化中的应用[J].刘建廷.科技致富向导.2014(12)

[2]刍议智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].邓家燚,彭恋涵.科技创新与应用.2014(10)

[3]电气工程自动化控制中智能化技术的应用[J].和合霞.科技致富向导.2013(29)

[4]浅析智能化技术在绿色建筑中的应用[J].原甲,龚敏,王云星.智能建筑与城市信息.2013(09)