主頁 > 新聞動態(tài) > 電氣自動化在工業(yè)機械控制中的應用探討 2021-10-19

電氣自動化在工業(yè)機械控制中的應用探討

工業(yè)機械作為一種高精密設備，廣泛地應用在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，其發(fā)展水平對于整個行業(yè)的發(fā)展具有積極的促進作用。從現(xiàn)階段的應用情況來看，雖然我國工業(yè)機械設備已經(jīng)取得較大發(fā)展，但是同一些發(fā)達國家相比，我國的工業(yè)技術(shù)水平仍然比較落后。另一方面，該行業(yè)從業(yè)工作人員專業(yè)水平參差不齊，在技術(shù)應用過程中，存在著一定差異。因此，本文從電氣自動化基本原理出發(fā)，闡述了該技術(shù)的應用優(yōu)勢以及應用前景，希望能夠促進相關企業(yè)的長遠發(fā)展。
一、工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓平臺,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓裝置,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓設備的基本原理
技術(shù)創(chuàng)新性對于電氣控制領域的發(fā)展具有深刻的影響，可以從根本上去改變設備的控制模式。從當前的應用情況來看，將計算機軟件技術(shù)和信息技術(shù)巧妙地結(jié)合在一起，能使兩者的應用功能變得更加強大，同時也提升了運行的安全性與穩(wěn)定性。在今后的工業(yè)機械控制系統(tǒng)中，可以將信息、管理和制造技術(shù)相結(jié)合，使連續(xù)化的工業(yè)生產(chǎn)工作能更快、更好地完成。
自動化技術(shù)的發(fā)展同制造工藝、電氣理論密不可分。從過去的制作技術(shù)來看，繼電器在機械生產(chǎn)中具有非常重要的作用，它具有操作簡單、成本低廉的優(yōu)點，但無法實現(xiàn)自動化與信息化相結(jié)合的操作也使其應用存在著一定的局限性。隨著自動化技術(shù)的出現(xiàn)，可以將一些機械設備相互結(jié)合，使機械設備具備極強的抗干擾能力，也能實現(xiàn)一些自我診斷與修復的功能。
二、工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓平臺,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓裝置,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓設備在工業(yè)機械控制中的應用優(yōu)勢
1.適用性強
在現(xiàn)代化工業(yè)中，生產(chǎn)經(jīng)營一般都構(gòu)建在電氣系統(tǒng)之上，通過電氣控制系統(tǒng)實現(xiàn)對設備的穩(wěn)定運行，基于此這項技術(shù)的應用范圍在不斷擴大。電氣系統(tǒng)最開始應用在家庭供電中，后來逐漸地延伸到能源企業(yè)、鋼鐵企業(yè)等重工業(yè)中。自動化技術(shù)具備模塊化與標準化的優(yōu)勢，還可以配備齊全的硬件以供選擇，用戶可以根據(jù)實際情況進行相應選擇和制造，然后組成不同種類、不同規(guī)模的系統(tǒng)。以PLC為例，利用數(shù)字運算和計算機技術(shù)具備的極強帶負荷功能優(yōu)勢，可以直接驅(qū)動接觸器實現(xiàn)控制功能。PLC還可以代替一些軟件，減少控制柜中的安裝時間，在完成系統(tǒng)的安全檢測與接線排查后，如果在現(xiàn)場統(tǒng)調(diào)中發(fā)現(xiàn)問題，可以及時進行調(diào)整解決。
2.性價比高
在過去的繼電器控制系統(tǒng)中，會使用多種中間、時間繼電器，當出現(xiàn)接觸不良的情況時，極其容易出現(xiàn)故障。在這種情況下，利用PLC便可以替代傳統(tǒng)的繼電器，輸入相應的參數(shù)后，便可以降低故障發(fā)生幾率。同時，在一臺小型的PLC中包含許多編程軟件，技術(shù)人員可以充分利用這些軟件，做好機械設備的控制工作。操作人員在工作室中便可以對PLC進行調(diào)整，既節(jié)省時間，也提高了工作效率。
三、工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓平臺,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓裝置,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓設備在工業(yè)機械控制中的具體應用
1.智能化應用
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，科學技術(shù)也產(chǎn)生相應的提升轉(zhuǎn)變，這種情況下，大眾對于機械產(chǎn)品也提出更加嚴格的要求，對機械產(chǎn)品進行智能化改造，成為時代發(fā)展一種必然趨勢。在不斷探索的過程中，智能化科技已經(jīng)成為二十一世紀的一項重點技術(shù)，尤其是在工業(yè)發(fā)展中，要充分借助智能技術(shù)的優(yōu)勢，以提高機械設備的自動化運行水平。在改革過程中，將傳統(tǒng)機械制作同智能化有效地銜接起來，替代人工負責的部分，讓系統(tǒng)借助自身的智能功能對制造系統(tǒng)的運行情況進行相應監(jiān)測，對一些錯誤問題，或是非正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)進行分析，根據(jù)記載的問題采取相應的預防性措施。
例如，在對紅木工藝產(chǎn)品進行重新設計與改造的同時，就可以充分借助一些計算機輔助設計技術(shù)開發(fā)出多款產(chǎn)品，以此來實現(xiàn)產(chǎn)品設計的自動建模，推動紅木加工行業(yè)的智能化發(fā)展。傳統(tǒng)的紅木制作一般都是采用人工化的手工制造，該行業(yè)發(fā)展到當下，應該在生產(chǎn)上采用一些智能化加工設備，將綜合機械概念作為核心點，提出以紅木機械機器人為中心、以快速加工和并行工程為輔助的智能化工藝操作，并對整個紅木材料進行系統(tǒng)性改進，真正地將木工機械推向到一個全新的時代。
2.集成化應用
集成化在實際應用中可以看作一種具體的生產(chǎn)方式，其要求具備一定的應用技能，電氣自動化在工業(yè)機械生產(chǎn)中也具備一定的集成作用，一般是針對多種生產(chǎn)內(nèi)容所決定的，這樣便可將整個生產(chǎn)工作結(jié)合在一起。同時，可以利用計算機技術(shù)對一些具體的局域功能進行相應調(diào)整，然后將其細化到每個具體的系統(tǒng)中。集成化系統(tǒng)的應用，不僅可以確保整個產(chǎn)業(yè)分工更加合理化，還能更快地完成相應的機械制作流程，確保產(chǎn)品具有更高的質(zhì)量。
例如，在包裝機械的控制中，經(jīng)常會應用到一些集成技術(shù)，由于該行業(yè)所涉及的物品范圍廣、種類多，需要和不同廠商的PLC接口對接，所以在使用過程中難免會遇到兼容匹配等問題。企業(yè)所要考慮的則是如何通過自動化控制技術(shù)，將通信與信息等結(jié)合在一起。在這種情況下，工業(yè)設備就會選擇系統(tǒng)集成技術(shù)，將各個分離的設備緊密聯(lián)合，這樣便可以有效地解決系統(tǒng)之間連接復雜的問題。工業(yè)機械中的自動化集成技術(shù)在未來將會有非常廣闊的發(fā)展空間，集成化系統(tǒng)會更好地輔助工業(yè)自動化的發(fā)展，促進制作行業(yè)、包裝行業(yè)的縱向發(fā)展。在提高設備運行效率和安全性能的同時，使企業(yè)發(fā)展目標更為長遠。
3.虛擬化應用
虛擬技術(shù)一般以仿真和系統(tǒng)建模為基礎，通過多學科來構(gòu)建一個綜合性較強的系統(tǒng)技術(shù)，其中包含現(xiàn)代制造工業(yè)、人工智能和多媒體技術(shù)等。根據(jù)其中的仿真技術(shù)，結(jié)合相關的信息，對機械制造進行仿真模擬，這樣便可以解決一些實際生產(chǎn)中可能遇到的問題。從理論角度來看，實現(xiàn)PLC虛擬化的最大目的就是保障廠家和用戶的相關利益，并且通過信息系統(tǒng)的相關案例，滿足廠家解決實際問題的基本需求。此外，在PLC硬件重構(gòu)中，同樣也以軟件定義為基本核心，將PLC中的邏輯運算和平面分離，實現(xiàn)通用的邏輯運算。
例如在煙草機械的研發(fā)中，為了促進煙機工業(yè)的技術(shù)性創(chuàng)新，就應該充分利用電氣自動化技術(shù)，整合公司技術(shù)研發(fā)資源，這樣才能實現(xiàn)集團公司產(chǎn)品的高效統(tǒng)一與集中管理。尤其是在設計文件的轉(zhuǎn)換中，為確保設計文件的可視化，除了設計師以外，其他人也可以通過可視化參與到設計中，真正的實現(xiàn)多部門相互配合，提高大型配合模型的工作效率。在這種虛擬化的管理程序中，運行的操作系統(tǒng)不會損壞或者影響其他操作系統(tǒng)，并且在操作系統(tǒng)不經(jīng)過任何修改的情況下，也可以應用到虛擬化管理過程中。
4.無人化應用
隨著電氣自動化與人工智能在工業(yè)機械中的應用，無人化理念也開始被更多的企業(yè)所接受。從相關調(diào)查中便可以發(fā)現(xiàn)，2018年全球工業(yè)機器人的銷售量高達二十四萬臺，同比增長了8％。但從我國的實際應用情況來看，工業(yè)機器人使用量遠低于全球平均水平，雖然我國自主品牌取得了較大發(fā)展，但是同發(fā)達國家相比，仍舊存在著一定差距。工業(yè)機器人所涉及到的范圍較廣，要將其進行系統(tǒng)化歸納，就需要做到機械和微電子的相互結(jié)合。從實際應用情況來看，機器人技術(shù)勢必會給工業(yè)發(fā)展帶來一定的促進作用。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提出了“中國制造2025”，這實際上也是工業(yè)4.0制造的一個突破口。物聯(lián)網(wǎng)則是通過各種信息傳感器設備，將監(jiān)控、連接物體所需要的各種信息相結(jié)合，實現(xiàn)物品和網(wǎng)絡之間的有效銜接，在thingstothings的通信方式中，確保設備、人和系統(tǒng)之間的智能化連接。在離散性制造企業(yè)中，數(shù)控加工中心、智能機器人就可以對所有的柔性化制造單元進行自動化排除，真正達到無人值守的狀態(tài)。
四、工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓平臺,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓裝置,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓設備參數(shù)要求

一）、工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓平臺,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓裝置,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓設備概述
該考核實訓平臺主要由實訓桌、網(wǎng)孔板、實訓元器件組成。學生根據(jù)實訓線路進行元器件的合理布局，安裝、接線全部由學生自行完成，接近工業(yè)現(xiàn)場。能完成機床線路，電機控制線路，照明配電的模擬操作、安裝調(diào)試的綜合實訓，訓練學生動手能力和實操技能。實訓項目可自行確定，根據(jù)所選的項目選擇相應的元器件。
二）、工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓平臺,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓裝置,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓設備技術(shù)指標：
1.輸入電壓：三相四線（或三相五線）～380V±10% 50Hz
2.工作環(huán)境：溫度-10～＋40℃ 相對濕度＜85%（25℃）海拔＜4000m
3.裝置容量：＜1.5KVA
4.重   量：約100Kg
5.外形尺寸：1480×700×1300mm
6.漏電保護動作電流：≤30mA；漏電保護動作時間：≤0.1s。
三）、工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓平臺,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓裝置,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓設備的基本配置及功能
（一）電源控制箱
主控屏為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板。整個實訓室配備一臺教師總控制系統(tǒng)，可以分控每一個學生臺。
（二）主控功能板配備資源
1、主控功能板
(1) 三相四線電源輸入，經(jīng)漏電保護器后，經(jīng)過總開關,由接觸器通過起、停按鈕進行操作；
(2) 設有450V指針式交流電壓表三只，指示電源輸入的三相電壓；
(3) 低壓交流電壓3－24V分七檔可調(diào)，最大輸出電流1.5A，電流表指示。
(4) 雙路穩(wěn)壓電源，二路輸出電壓均為0～30V，由電位器連續(xù)調(diào)節(jié)，輸出最大電流為1.5A，每路電源輸出有0.5級數(shù)字電流表、電壓表指示。電壓穩(wěn)定度<10－2，負載穩(wěn)定度<10－2，紋波電壓:<5mV。
2、恒流源：0-200mA連續(xù)可調(diào)，數(shù)字表顯示，開路保護。
3、全功能DDS函數(shù)信號源
A.高頻率分辨率：0.01Hz B.高頻率精確度：±20ppm C.低失真度：<1%D.方波占空比1%~99%精確可調(diào)   E.三角波調(diào)占空比后可輸出兩種鋸齒波F.可變直流電平控制   G.外部頻率測量 H..預設頻率存儲、調(diào)入功能 I. 輸出衰減，由兩個"衰減"按鍵選擇。
技術(shù)指標：
A.主輸出波形正弦波、方波、三角波、鋸齒波四種波形B.最大輸出幅度 10VppC.輸出阻抗 50Ω±10%
D.直流偏置 ±5V（空載）E.占空比范圍 1%-99%（方波）F.輸出頻率范圍： 0.01Hz-2MHz
4、外測量功能：
頻率范圍：1Hz-60MHz 開關（內(nèi)測/外測）轉(zhuǎn)換。信號幅度：0.5Vpp-20Vpp 外計數(shù)范圍：0-4294967296
存儲和調(diào)入：具有10組參數(shù)存儲與調(diào)出的功能。
5、功率、功率因數(shù)表：由微電腦、高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片和全數(shù)顯電路構(gòu)成。通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。為了提高測量范圍和測試精度，在硬、軟件上均分八檔區(qū)域，自動判斷、自動換檔。功率測量精度1.0級，電壓、電流量程分別為450V、5A，測量功率因數(shù)時還能自動判斷負載性質(zhì)（感性顯示"L"，容性顯示"C"，純電阻不顯示），可儲存15組數(shù)據(jù)，供隨時查閱。
（三）實訓臺
要求整體采用歐標工業(yè)鋁型材框架，經(jīng)過數(shù)控機械精加工成型，外表面靜電氧化處理，實訓臺連接件采用歐標標準連接件組合，完全貼合設計，外形時尚美觀，經(jīng)久耐用。實訓臺配元件儲存柜，儲存柜底部采用帶剎車的萬向輪，移動和固定兩相宜。
實訓操作面要求：采用型材框架，內(nèi)置實訓模塊安裝平臺，連接實訓臺與電源控制屏，與實訓臺形成36度斜面，可根據(jù)實訓要求，開合及提升，采用升降支撐柱，精準控制開啟角度。
操作面下方中部配置2個元件工具抽屜，采用靜音三節(jié)滑軌，下部配有雙開門存儲柜，優(yōu)質(zhì)鋼板制作。
網(wǎng)孔板掛件：2塊每塊尺寸700X620mm采用鈑金沖壓而成，噴塑烤漆，掛放實訓操作面上。
四）、工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓平臺,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓裝置,工業(yè)電氣自動化及電工技能考核實訓設備需完成的實訓項目
1)與、或、非邏輯功能實訓
2)定時器功能實訓
3)計數(shù)器功能實訓
4)傳送指令功能實訓
5)數(shù)據(jù)移位指令功能實訓
6)算術(shù)運算指令功能實訓
7)電機控制實訓
8) 搶答器控制
9)音樂噴泉控制
10)裝配流水線控制
11)交通信號燈控制
12）自動供水控制
13）天塔之光控制
14)自動送料裝車/四節(jié)傳送帶控制
15)多種液體混合裝置控制
16)自動售貨機控制
17)自控軋鋼機控制
18)郵件分揀機控制
19)四層電梯控制
20）機械手控制
21）自控成型機控制
22）加工中心控制
23）PLC認知實訓
24)PLC控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移、分支功能實訓
25)PLC控制數(shù)據(jù)處理指令功能實訓
26)PLC控制微分、位操作功能實訓
27)PLC控制藝術(shù)彩燈造型的PLC
28)PLC控制三相鼠籠式異步電動機點動控制和自鎖控制
29)PLC控制三相鼠籠式異步電動機聯(lián)動正反轉(zhuǎn)控制
30)PLC控制三相鼠籠式異步電動機自動往復控制
31)PLC控制三相鼠籠式異步電動機Y/△轉(zhuǎn)換起動控制
32)PLC控制三相異步電動機串電阻降壓起動控制
33)PLC控制三相異步電動機能耗制動控制
34)三相異步電動機直接起動、停車的控制電路連接；
35)接觸器聯(lián)鎖的三相交流異步電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路的連接；
36)按鈕聯(lián)鎖的三相交流異步電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路的連接；
37)按鈕、接觸器聯(lián)鎖的三相交流異步電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路的連接；
38)萬能轉(zhuǎn)換開關控制三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)；
39)三相交流異步電動機Y-△（手動切換）啟動控制電路的連接；
40)三相交流異步電動機Y-△（時間繼電器切換）啟動控制電路的連接；
41)定子繞組串聯(lián)電阻啟動控制電路的連接；
42)三相交流異步電動機能耗制動控制電路的連接；
43)三相交流異步電動機反接制動控制電路的連接；
44)多臺（3臺及以下）電動機的順序控制電路的連接
45)電動機的往返行程控制電路的連接；
46)三相交流異步電動機既能點動，又能連續(xù)轉(zhuǎn)動的控制電路連接；
47)兩地控制電路的連接；
48)按鈕切換的雙速電動機調(diào)速控制電路的連接；
49)時間繼電器切換的雙速電動機調(diào)速控制電路的連接；
50)離心開關配合的反接制動控制電路的連接；
51)變頻器面板功能參數(shù)設置和操作實訓；
52)變頻器對電機點動控制、啟�？刂�；
53)電機轉(zhuǎn)速多段控制；
54)工頻、變頻切換控制；
55)基于模擬量控制的電機開環(huán)調(diào)速；
56)基于面板操作的電機開環(huán)調(diào)速；
57)變頻器的保護和報警功能實訓；
58)基于PLC的變頻器開環(huán)調(diào)速；
59)觸摸屏的參數(shù)設置；
60)觸摸屏的編程；
61)觸摸屏、PLC、變頻器的綜合實訓；
五、結(jié)束語
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，生產(chǎn)效率實現(xiàn)了飛速提升，而信息技術(shù)的進步也會帶動自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展，實現(xiàn)通訊和計算機技術(shù)的高度融合，在改善工業(yè)機械控制方面發(fā)揮非常重要的作用。電氣自動化實際上也是工業(yè)機械在未來發(fā)展中的主要趨勢，因此，相關從業(yè)人員應該加強對理論知識的學習，積極探索自動化技術(shù)和工業(yè)相互融合的模式，提高工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟效益。

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