继电器在自动化工程中应用策略分析

继电器在自动化工程中应用策略分析

郑旭斌 ,彭南宁

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摘要：继电器保护系统主要按照循环电压原理设置而成，可保证双绕组及三绕组变压器在绕组温度内部或线上的短路故障和单向匝间短路故障。本文主要对继电器在自动化工程中应用策略进行分析。本文主要对继电器在自动化工程中应用策略进行分析。

关键词：继电器；自动化工程；应用

引言

PLC技术是具有自主编程控制功能的设备，该技术通过使用内部大量的编程元件，帮助用户自主实现需要的功能，控制功能完备、强大，准确性高，能利用通信联网，实现在对控制设备的集中化管理同时，针对不同设备进行分散控制，控制效果好。

1 PLC技术特点

PLC主要技术特点是：第一，维护保养简单，便于更换。PLC系统具有自我诊断功能，能自行发现和处理故障，系统因为故障导致的运行不稳定情况发生率低。在发生故障时，PLC系统能自动提供故障相关信息、产生原因分析，便于人员及时应对处理。一旦发生故障时，PLC采用模块式整体更换，维护效率高、时间短。第二，抗干扰能力好，可靠性高。相比传统继电器组成的传统控制系统，PCL技术不需要复杂的硬件元件就能实现系统运行，不存在因为设备元件数量多，经常出现触电接触不良、控制运行不稳定的情况，有效地保证了系统的持续稳定运行，降低了事故发生率，通过一些先进的抗干扰措施有效地促进了PLC内部软件和硬件的稳定运行，保证了系统始终处于安全可靠、抗干扰运行状态。第三，简单化编程，使用性好。PLC技术的编程不需要复杂的专业计算机知识就能进行，编程开发周期短，用户使用方便，上手操作快，整个设计、安装和调试的时间较短，有效地降低了现场技术应用的难度和工作量。PLC技术的硬件是封装处理，无需拆动硬件就可以实现对控制方案的修改调整，在线程序修改有效提高了自动控制效果。第四，硬件配置丰富，适应性强。PLC技术实行模块化硬件装置配置，功能丰富完备，系统配置不同，组成的PLC系统的功能也各不相同。用户要实现不同工艺条件下的系统应用，只需要修改配置就能实现，适应性较强。

2继电器在自动化工程中应用策略

2.1顺序控制

在电气自动化控制系统中引入PLC技术，通过顺序控制的应用，能够使精准联锁控制得以实现，从而使生产运行的可靠性和安全性得到显著的提升。另外，PLC技术能够强化继电器硬件逻辑电路的顺序，让电气自动化控制能够按照顺序来进行运转，以此来实现电气自动化控制系统的灵活性得到显著提升的目的。例如：在火力发电厂中，合理使用PLC技术能够清理生产中产生的炉渣和飞灰。在清理过程中，应用PLC技术，让顺序控制器得到合理的使用。对于这种现象，自动化控制器需要充分发挥作用，才能保证生产效能，促进企业的发展。在自动化控制中，为了让顺序控制器充分发挥出实际效能，首先要做的就是对自动化控制系统的设计和优化工作，一般情况下将自动化控制系统划分成3个部分，分别是现场传感、主站层以及远程控制。这3个方面在整个系统的控制作用具有重要作用，PLC技术的应用将成为发挥顺序控制器效能的必要条件。             

2.2　继电器优化协调的进化算法

最优化方法分为传统优化方法和启发式优化方法两大类。传统优化方法大多利用目标函数的梯度（或导数）信息实现单可行解的惯序、确定性搜索；启发式优化方法以仿生算法为主,通过启发式搜索策略实现多可行解的并行、随机优化。启发式搜索算法不要求目标函数连续、可微等信息,具有较好的全局寻优能力。在众多启发式优化方法中,差分进化算法是一种基于群体差异的启发式随机搜索算法,是R.Store和K.Price为求解Chebyshev多项式而提出的,具有原理简单、受控参数少、鲁棒性强等优点。进化算法受到物种自然进化的启发,已成功应用于电力系统、机械工程、通信和模式识别等多个领域。

2.3热电耦合下的继电器温升特性

继电器的散热主要来源于两个部分，一部分来自于线圈电阻的热量，另一部分来自于动静触点接触电阻流过电流而产生的热量。在继电器相对密闭的环境中如果内部温升过高，带来簧片变形和底座结构破坏等影响和危害，极有可能导致继电器失效。通过建立继电器耦合模型并比较不同线圈电压条件下的平均温升，得到对应的温度云图；通过建立数学模型，对继电器接触系统进行机—电—热耦合仿真，有助于继电器的优化设计；通过建立继电器有限元模型，分析其静态特性并将结果应用于动态仿真。继电器的线圈散热主要有两个方向，一是通过线圈本体向轭铁、衔铁传递热能，二是通过线圈向周围环境和空气传递热量，即主要有对流和传导两种形式。衔铁的热量主要来自于轭铁传递的热量，所以线圈的散热主要是经过轭铁、衔铁、线圈引脚传递热量，再传递到底座，最终将热量传递至空气当中，周围环境温度受此影响略微升高。继电器的触点负载回路散热主要是通过簧片引脚、底座以及塑料推块传递热量，也是以对流和传导的形式为主。因此，线圈散热和触点负载回路散热相互作用和影响，由此形成继电器整体温度场分布。

2.4密封继电器激光封边新工艺

气密式密封继电器(以下简称继电器)自从国外引进我国后，行业内在成品封边工序中，普遍采取上世纪70年代研发的真空电子束焊这一传统工艺，即利用真空中的高度集中电子流轰击金属焊件的连接处使之熔合的一种焊法，但该工艺存在不少弊端，列述如下:(1)电子束焊封边过程在真空密闭腔体内进行，散热条件相对较差，由于电子束瞬间热量可达800℃～900℃，即使继电器底座上专门设计有隔热槽。封边时又套有散热保护块，部分继电器玻璃绝缘子距离底座边缘较近时，该处玻璃绝缘子封焊过程中仍会受损，导致成品继电器密封性下降，需特殊处理才可勉强交货。(2)封焊过程产生的金属蒸汽沉积在底板和罩壳表面，影响继电器外观，整体电镀前需额外增加刷光工序。(3)当熔封磁保持继电器时，继电器内部的磁钢会导致电子束发生轻微偏移，继而影响封边质量。(4)电子束焊机在焊接时两条垂直轨迹的交点只能覆盖Ｒ＜0．5mm尺寸的圆角，当继电器圆角Ｒ＞0．5mm时，继电器熔封后易出现棱角漏气，废品率高。(5)电子枪必须在真空状态下才能激发电子束，设备每轮班封边前需要对腔体抽真空(视腔体大小及密闭程度在2至3分钟之间)，辅助时间限制了生产效率及班产。随着科技日新月异的发展，激光焊接这一高新技术的应用越来越广泛，由于其功率密度高、热影响区极小，焊接时传入壳体的热量极少，可避免热损伤;同时，激光焊接不需要真空环境，在焊接时可加惰性气保护焊接面，焊缝质量及外观质量更高，封焊轨迹不受限制，采用编程运行即可，质量效率均可大幅度提高。

结语

总之，电气工程及其自动化作为一项综合性技术体系，其包含与电力技术、自动化技术、智能技术、电磁传感技术等相关联的综合体系。伴随着社会行业的高速发展，电气工程及其自动化技术在行业中呈现出纵向延伸的态势。

参考文献

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