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自动化控制技术范文1
随着现代工业的快速发展,优势较为明显的数控火焰切割技术得到了相当广泛的运用,明显地提升了工业切割的效率。但是,数控火焰切割技术在实际的运用过程中,由于各种各样的原因,容易导致切割件变形,这需要花费时间和精力进行变形复原,有些难以复原的只能直接报废等,造成了人力、物力和财力的大量浪费。因此,我们需要对自动化控制技术的优势进行分析,进而提出相应的通过自动化控制技术解决切割件变相的策略,最终促进切割效率的有效提升。
1 自动化控制技术的优势
1.1 自动化控制技术能够使切割任务处理迅速化
在传统的切割中,需要耗费大量的时间来对切割件的性状进行测量和评估,然后才能够根据实际的情况指定相应的切割方案,采用相应的切割工艺来对切割件进行切割。这样容易导致切割的效率较低,同时还容易因为在切割的过程中处理不当导致切割件在切割过程中容易变形。而通过采用自动化控制技术进行切割,能够实现对切割件性状的自动化识别,然后根据其实际状况选择最符合切割要求的切割工艺、切割流程以及切割顺序等。此外,自动化控制系统中还包含有批量处理设置,能够对性状相同的切割件进行批量切割和批量进行防变形处理。
1.2 自动化控制技术能够更加准确地完成切割任务
在人工控制的切割过程中,对于切割件的判断和测量都存在着一定的误差,同时对切割过程中切割件发生的变形也不能够完全控制,因而容易导致切割件变形。而在采用自动化技术控制的切割中,能够实现对切割件具体数据的精准掌握,然后根据这些数据掌握的情况来精准地确定切割位置、控制切割工艺等,同时,能够对切割过程中的切割件进行实时监控,根据切割件的变化实时开展防变形控制,最终保障切割任务的准确和高效完成。
2 自动化控制技术的内涵
自动化控制技术是指通过对相应的硬件设备进行自动化的控制,从而使硬件设备能够按照命令要求实现相应的动作,完成作业过程的一项技术。自动化技术需要有相应的软件技术的支持,同时也离不开能够准确执行软件命令的硬件设备。自动化控制技术是相对于人工控制技术而言的,在自动化控制技术中,全程没有或者很少有人工参与,自动化控制系统就能够根据参数设置,使控制对象运行工作流程,实现参数控制的结果。自动化控制技术能够大幅解放人力,使人们将精力投入到更加有创造力的活动当中去,同时还能够避免人们在操作过程中受到伤害。因而,自动化控制技术的发展和应用是大势所趋,自动化控制系统能够在更多的领域取代人工控制,需要我们对其予以足够的关注。
3 运用自动化控制技术防止切割变形的策略
3.1 运用自动化控制技术对切割件进行切割控制
运用自动化控制技术对切割件进行控制的流程如下:人工在自动化控制端输入切割件的材料、长宽高、硬度以及制作工艺等/自动化控制系统根据安装的红外线装置自动检测切割件的长宽高以及重量,根据这些条件自主算出密度――根据输入或者计算出来的数据在数据库中进行检索和分析,选择出合适的切割速度、喷嘴型号和切割流程――控制人员对上述内容进行检查,选择是否执行切割,然后系统发出相应的命令(不执行切割返回第二步,重新检索和计算,执行切割继续下一步)――切割设备接收到系统发出的命令之后,自动设定切割速度、适配喷嘴型号,执行切割流程――切割命令执行完毕之后,返回完成信号,自动化控制系统对切割状况进行重新检测,然后测算出合适的冷却环境,制定出冷却环境参数――自动化操作系统自主调整冷却环境,使切割件顺利冷却。这样,就能够根据切割件的状况来实现切割工艺的自动化调整,避免因为材料密度不均匀、受热不均等导致的切割变形状况。
3.2 运用自动化控制技术实现对切割顺序的控制
对顺序进行控制是自动化控制技术的一个重要功能,同时,通过对顺序进行控制也能够有效保障切割件的稳定,避免切割件由于受热不均导致的变形。在利用数控火焰切割技术进行切割件切割时,正确的顺序应该是按照小大,内外,圆方的顺序来进行的,按照这样的顺序能够有效保障在切割的过程中受力、受热以及散热等的均匀,最终保证切割件不会变形。因此,我们需要充分地运用自动化控制中的顺序控制技术来实现对切割顺序的控制。首先,人工将需要切割的参数输入到自动化控制系统当中,系统根据控制人员输入的参数来实现对切割件大小和外形的分析,进而自主排列出切割的先后顺序。其次,控制人员对切割的先后顺序进行确认操作,然后系统按照切割要求进行顺序切割,实现对切割顺序的控制。
3.3 运用自动化控制技术实现对切割工艺的控制
针对不同的材料选择不同的切割工艺有助于防止切割件在切割过程中变形,因此,我们需要运用自动化控制技术来实现对切割工艺的控制。现有的防止数控火焰切割变形的技术有留割技术和搭桥技术等,因此,我们在自动化控制系统中针对这两种技术进行自动化切割程序设计,然后在对切割件进行切割时自主根据不同的切割工艺来进行切割,有效减少切割件的变形。
4 结语
综上所述,在数控火焰切割的过程中,会由于切割件的原因、切割工艺的选择原因以及受热和散热的原因从而导致切割件的变形,导致大量的时间和精力浪费在切割件形状的恢复上面,而有些难以恢复的切割件只能报废等,造成了大量的浪费。因此,我们需要通过自动化控制技术来对数控火焰切割过程进行控制,最终保障数控火焰切割质量的有效提升。
参考文献
[1]吴新哲,边江,银海.提高数控火焰切割质量的途径[J].机械管理开发, 2011(02).
[2]仇礼娟.浅析板坯自动火焰切割系统的控制及应用[J].机电工程技术,2012(03).
作者简介
李彦凯(1987-),男,河北省邯郸市人。大学本科学历。现为冀中能源机械装备集团通方煤矿机械有限公司机械助理工程师。研究方向为数控火焰切割变形控制。
自动化控制技术范文2
【关键词】化工仪表;自动化;控制技术;探析
当前,越来越多的化工生产过程实现了自动化,因为化工行业具有一定的危险性,它具有高腐蚀性、危害性、有毒等特点,因此要尽量的保证工作人员远离生产现场,保证安全,所谓的化工生产自动化,一般就是指在相关的化工生产设备上安装一些能够实现自动化控制的设备,代替员工的手工操作,使生产过程实现一定程度的自动化,这种使用自动化的方法来管理化工生产的方法,成为化工生产的仪表自动化控制。自动化仪表在化工生产过程中,主要是对相关的工艺进行相关的监控、控制处理,必须要保证它的安全性和稳定性。
1 化工生产仪表自动化的目的
1.1 化工生产实现自动化主要有这些意义
(1)可以有效的对生产进度进行控制,并且降低产品的成本,提高产品的质量。在人工操作的时候,由于人本身存在着反应上和体力上的限度,所以很难长时间有效的对设备进行控制,采用自动化技术就可以改善这种情况,实现最优生产。
(2)降低工作人员的劳动强度,有效保护工人的身体健康。化工企业的生产一般情况下环境比较恶劣,甚至还易燃、易爆、有毒,实现了生产的自动化以后,工人就可以远离那些危险的生产现场。
(3)化工生产实现自动化,也能够从根源上去改变现有的劳动方式,促使工人不断学习,适应当代技术发展的需求。
2 化工仪表自动化常见的方法
2.1 多参数预估技术控制手段
多参数预估控制近些年来得到了一定的发展,已经成为了现代控制技术重要的组成部分,它最主要的用途是用于控制塔及反应器的温度,并且能够处理那些难度较大的温度动态响应技术难题。多输入多输出的控制方式具有重要的意义,它能够保证塔的稳定操作,并且可以采用脉冲响应模型为过程内部动态模型。
2.2 模糊控制和神经网络控制
近些年来,模糊控制和神经网络控制技术作为控制理论的重要分支得到了大力的发展,在化工仪表的自动化生产中,模糊控制技术一般用于滞后大、非线性的对象,而神经网络一般用于产品的质量预测,模糊控制与神经网络技术有效的结合以后,就可以有效的对非线性对象进行控制,这种控制方式是常规仪表无法完成的。目前,在一些发达国家,高度重视线分析仪和计算机监控的环保设施自动化技术,有效的对排放物进行成分的检测,发现存在的问题,并采用合理的技术手段进行干预。
3 化工仪表自动化的发展方向
在化工生产中,最早使用自动化仪表是在二十世纪四十年代左右,当时的科技还不是很发达,相关仪表的占地面积大,体积也大,并且测量精度也很低,当发展到六十年代的时候,技术水平有了很大的提高,因此自动化仪表的体积越来越小,测量精度也有了很大的提高,初步使用计算机技术进行数处理,到了七十年代以后,自动化仪表技术有了进一步的提高,各种新产品、新技术和新工艺不断的涌现,功能更加强大的仪表开始出现,计算机技术的不断发展也很好的促进了仪表自动化的发展。目前,我国各种规模的企业根据本身的客观情况,采用不同的仪表自动化方式,进入二十一世纪以后,人工智能技术开始逐渐广泛的应用到了化工仪表自动化中,更加促进了它的发展。
4 化工自动化仪表控制的一些优点介绍
当前,化工自动化控制最显著的特点就是使用了技术先进的微电脑芯片,相关设备的体积大大减小,能够实现一些非常复杂的控制功能,并且具有比较强的抗干扰能力,能够实现相关生产过程的动态控制和信息的反馈,促进自动化仪表控制的发展。最近几年,随着我国的科技水平不断实现突破,化工生产水平有了质的提高,尤其是计算机技术飞速发展以后,化工的自动化生产更是突飞猛进,在数据计算方面,由于先进计算机和相关软件的大量应用,自动化仪表的测量就能很好的使用相关软件进行数据的计算,并且很简洁,自动化仪表的计算精度更高,能够获得比较准确的计算结果,在数据的处理方面也有了很大的提高,以往在测量的时候经常会碰到线性化处理、测量值与工程值转换等这些问题,有了微处理器和相关软件以后,这些问题迎刃而解,大大的降低了相关硬件的工作负担,有丰富了设备的功能,以往的自动化仪表的电路,记忆能力较差,只能记住某一时刻的一些比较简单的状态,当下一个状态来临以后,前一段的信息不能保存,但是引入计算机以后,它的记忆功能变的非常强大,能够实现信息的再现和处理,当前,在自动化仪表中,计算机相关的软件已经得到了非常广泛的应用,它能够替代仪表中大量硬件的逻辑电力,使硬件软化,特别是在电路的控制上,能够实现一些非常复杂的控制策略,大大的简化了硬件结构。在实现仪表自动化控制的时候,还必须要严格的确保仪表的准确性和比较出色的抗干扰能力,由于微处理器在自动化仪表的应用,可以对测量的过程实现重复,最大限度的避免测量误差的出现,也可以对相关误差进行实时的修正,提高设备的检测精度,微处理器的应用使自动化仪表的体积越来越小,测量的精度也越来越高,有效的提高了设备的可靠性。
5 自动化仪表面临的一些问题解析和控制功能的开发
自动化仪表在化工生产中确实存在着很多优点,但是不可避免的也存在一些弊端,在自动化控制过程中产品化的能力不足,模型的通用型以及集成能力也不是很好。因此在实际的生产中,一定要注意提高自动控制的水平,设定好能够控制好产品质量的有效工艺参数。当前,我国的化工仪表的应用一般包括三个步骤:设计、施工和调试,完成这三个步骤的单位往往不能够实现很好的配合,从而不能够很好的实现自动化仪表的控制,在自动化仪表的管理中还要注意采用预防管理的方法,对整个生产过程进行分析,预先设想到可能会发生的问题并且提出解决方法。自动化仪表控制功能的开发应该包括这三个方面:自动化仪表应该能够实现对误差的自动修复,修复测量过程中的误差是一个非常复杂的工作,自动化仪表应该具有这个功能;要大力的提高自动化仪表的测量精度;自动化仪表应该能够实现复杂的控制功能。
6 结论
当前,化工仪表自动化控制技术还处于一个不断发展的阶段,并且应用的越来越广泛,特别是计算机相关技术的高速发展更是极大的促进了自动化技术的发展,化工仪表自动化控制水平会不断的实现技术上的突破,更好的促进化工产品的生产,希望本文能够对相关的工作人员产生一定的指导意义。
参考文献:
[1]宋洁.石油化工仪表中的自动化控制技术分析[J].科技风.2012(6).
自动化控制技术范文3
1.1设备的影响
建筑在应用电气自动化控制技术时,需要通过相应的电气设备来实现,因此,电气设备的质量直接影响着电气自动化控制技术应用的质量。具体说来,设备的影响主要体现在两个方面:一是设备自身的问题,这主要是指设备的质量,当设备的质量比较差时,应用的质量就会受到很大的影响,设备存在的质量问题可能是生产过程中造成的,也可能是设备采购时发生的,不论是哪种可能,都会对电气自动化控制技术的后期使用产生影响;二是环境因素的影响,电气设备在工作的过程中,对周围环境的要求是比较高的,尤其是温度和湿度,当这两者产生的变化比较大时,设备的正常工作就会受到一定的影响,进而影响电气自动化控制技术的应用。
1.2技术的影响
尽管电气自动化控制技术本身就是一种技术,但是具体实施起来还需要用到其他相关的技术,以便于提升应用的质量。当前,科学技术进步的比较快,因此,技术升级的速度也比较快,当技术需要升级时,如果未进行及时的升级,就无法很好的满足建筑电气自动化不断变化的需求,当升级速度落后于需求的变化速度时,此项技术的应用价值就会降低,进而影响技术的应用。另外,在技术应用的过程中还需要进行相应的管理,当管理存在一定的缺陷时,电气自动化控制技术的应用也会受到一定的影响,进而出现质量问题。
1.3人员的影响
电气自动化控制技术的应用需要由人员来实施,因此,人员对其应用质量也有着比较大的影响。对于工作人员,需要具备一定的专业素质,以便于提升电气自动化控制技术应用的质量,但是,当人员的专业素质比较差时,就会降低应用的质量,进而影响到电气自动化控制技术的效果。工作人员的质量在一定程度上取决于监督的强弱,当监督力度比较大时,工作人员的工作质量可以显著的提高,相反,当监督力度比较弱时,工作人员工作的积极性、警觉性等就会降低,进而影响应用的质量。
2建筑电气自动化控制技术的实际应用
2.1建筑电气自动控制功能的实际应用
现代建筑中,电气设备的应用越加广泛,因此相应的设备故障问题出现的也越加频繁。在电力设备出现故障后,可利用建筑电气化控制设备切断电路,防止故障范围扩大,确保整个建筑安全。
2.2建筑电气保护功能的实际应用
建筑电气设备在实际运行过程中,常常会出现一些无法预知的问题,例如:电压、电流或是功率超过设备、线路允许范围。对此,应利用建筑电气自动化控制技术,及时检测到故障信号,从而对设备、线路进行自动处理。
2.3建筑电气监视功能的实际应用
在建筑电气自动化控制技术的整个应用过程中,监视功能十分重要,这主要是因为一个设备是否带电或是断电,肉眼是无法观察到的,只能通过该传感器,设置相应的视听信号,从而实现对整个系统的有效监控。
3建筑电气测控功能的实际应用
建筑电气自动化的一个重要功能即为测量功能与控制功能,其主要具有以下几个系统:安全防范控制系统、综合布线系统、自控给排水系统、消防安全系统以及自动空调机组等等。其中,安全防范控制系统又可以分为以下几个部分:出入口监控系统、对讲系统、闭路电视监控系统以及防盗系统等等;给排水系统则可以分为两个子系统:一是消防;二是生活给排水。值得注意的给水子系统的给水方式主要有以下几种:水泵直接给水、气压给水以及高位水箱给水,对此必须根据实际情况进行选择,确保给水的经济合理性。同时,给水子系统还要做好相应监控工作,确保水泵运行正常,可自动或是手动进行启/停控制;消防控制系统可分为以下几个组成部分:消防联动控制系统、消防专用电话系统、火灾探测器以及火灾自动报警系统等等[3];电力和照明系统主要由以下几个系统组成:应急照明启/停控制、节能控制、电量计量与统计系统等等;空气调节控制系统则可以分为空气加热系统、空气加湿系统以及空气冷却减湿系统等等。
4建筑电气自动化控制技术的发展方向
4.1在建筑电气自动化控制技术中融入网络技术
网络信息技术作为当前较为先进的另一种科学技术也应该使其在建筑电气自动化控制技术中发挥一定的作用,网络技术的合理运用能够在很大程度上提高建筑电气自动化控制技术的更新速率,扩展建筑电气自动化控制技术的应用范围;并且除此之外,在建筑电气自动化控制技术中合理的运用网络技术能够在很大程度上提高建筑电气自动化控制技术的管理水平,促进建筑电气自动化控制技术的快速发展。
4.2加强系统的修复和维护
建筑电气自动化控制技术在实施和具体应用过程中离不开系统的修复和维护过程,并且建筑电气自动化控制技术的维护和修复极为关键,加强对于建筑电气自动化控制技术的维护和修复管理能够提高建筑电气自动化控制技术的运用水平,确保建筑电气自动化控制技术的应用稳定性[4]。
4.3提高系统更新频率
近些年,科学技术的发展速度不容小觑,这也就对电气自动化控制技术的更新速度提出了更高的要求,其必须紧跟建筑发展的趋势,及时满足建筑工程不断增长的功能需求,充分与智能建筑相结合,方可真正实现电气自动化控制技术的有效发展与应用。当前科学技术的发展速度越来越快,电气自动化控制技术的更新也应该紧随科学技术发展的步伐提高自身系统更新的速率,以满足当前人们对于建筑电气自动化控制技术不断提高的要求。
5结语
自动化控制技术范文4
关键词:控制技术;发展方向;设计理念
前言
随着改革开放的深入发展,我国各行业已经进入到全新的发展快车道,特别是高科技、工业化以及信息化时代的到来,使工业生产进入了一个崭新的时代,通过电气自动化控制技术的应用,完全解决了工业生产中的难题,大大提高了生产效率,维护了良好的经济运行,只有全面推行自动化控制,积极探讨电气自动化控制技术创新,才能从根本上保证国家发展战备的实现。
1 电气自动化控制技术发展
电气自动化控制技术有着较为久远的发展历史,起源于20世纪50年代,通过科技的发展,出现了电机电力产品,这时为了满足大规模生产需要,则出现并催生出了电气自动化设施,自动化自此诞生出来。电气自动化有着较复杂的发展历程,也经历了从无到有的选择与放弃,在科技力量的推动下,电气自动化技术也从传统的人工控制、半自动装置向着智能控制、信息网络、电子技术的方向不断飞速发展,当前,自动化技术已经与电子和信息技术紧密结合起来,实现了电气工程的实际技术应用成果转化,发展到当前,已经很成熟了,电气自动化技术已经成为高新技术产业最重要的成员,是其中的重要组成部分。电气自动化的发展与推广应用,从根本上改善了人工智能、交通、医学、航空航天、现代制造技术,通过技术成果的转化,实现了农业、工业、国防等领域的普遍应用。
历史不断向前发展,面对过去,继往开来,电气自动化控制技术发展将是更加曲折与漫长,在不断发展过程中,要吸取不足与教训,取精华弃糟粕,在时代的大潮中,推动技术不断进步与发展,与时俱进,全面适应时代进步,和信息化、网络化融合发展,不断创新经验,吸收高新技术营养,开创电气自动化发展新局面。
2 电气自动化控制技术发展意义
电气自动化控制技术是电气信息领域的一门新兴学科,与社会生产和人们生活密切关联,自动化技术发展非常快,是现代科技发展的前沿技术,发展到今日已经非常成熟,被广泛应用到了工业、农业、国防等不同的领域。电气自动化控制技术发展极大地提高了城市品位,满足了人们日常生产生活需求,自动化技术的推广与应用是社会发展的必要。近年来,随着电气自动化控制技术的推广,在各类工业生产中,已经普遍得到良好的运用,电气自动化技术的操作与运行,是保证企业生产的关键,可以说,自动化控制技术已从根本上解放了生产力,成为企业生产方式中的主要内容。在技术层面,电气自动化控制技术已经成为现代电气自动化企业科学最核心的技术之一,是企业实现现代企业的物质基石,只有全面实现了自动化,才能标志着企业进入了现代化大生产的序列,自动化控制技术把人解放出来,使人从繁重的体力劳动中得到解放,繁重的劳动向机器控制方向转变,同时,自动化技术还能实现精练化、规模化生产,改变传统生产结构,能够完成以往人工无法完成的大量复杂工作,使加工与作业更加可靠,全面实现了经济运行、稳定生产的目的。
3 电气自动化控制技术系统的特点
电气自动化控制技术是现代社会发展的产物,在各种生产劳动中,有效解放了人工劳作,提高了生产效率,保证了产品质量,通过电气自动化控制技术能够极大的满足各种生产需求,完成许多人工无法完成的操作,随着人类对自然的探索,一些工作需要在极端的条件下完成,如果依靠人力是会出现重大伤亡事故的,但通过自动化控制的使用,就能对辐射、红外线、冷冻等高辐射恶劣环境进行作业,如果人类在这样的环境下长期工作,极容易出现健康问题,但是通过自动化控制技术的应用,就能有效解决对人体健康的影响,机器自动化技术的重要作用显露出来,工业自动化为工业带来的便利条件不容小觑。电气自动化控制技术之所以能在众多技术领域中,普遍发展并应用,和其自身的特点是分不开的。电气设备具有要求较高的保护自动装置可靠性和快速反应能力以及较高的抗干扰能力,所以,电气控制系统还具有较多的连锁保护,能够满足有效控制的基本要求。能够对信息进行有效处理,通过控制系统运行能对特定数据信息做出分析,形成有效正确的设备指令,对设备进行精准控制与操作,各类操作指令能够随时快速的到达设备终端,对不同的设备进行识别,设备不同地址代码也不相同,所以,系统发出的指令就非常准确,保证了操作的精细化,通过这种操作,能够从根本上减少失误率,系统操作及时高效,具备交互功能,使交互功能能够和控制中心进行数据信息的连接与及时反馈,保证了系统的高效运行与稳定。所以说,电气自动化控制系统具备控制对象少、信息量少、操作频率低、快速准确的优势特点。
4 电气自动化控制技术系统功能
电气自动化控制技术系统能够完全实现对发电机-变压器组等电气系统断路器的全方位控制,良好的电气自动化控制技术系统要满足如下几方面的功能需求:能够及时有效的对发电机-变压器组出口隔离开关及断路器有效控制和操作;能够实现对发电机-变压器组、励磁变压器、高变保护的科学控制;实现发电机励磁系统起励操作、灭磁操作、增减磁操作、稳定器投退、控制方式切换的功能;能够保证开关自动、手动同期并网需要;全面保证了高压电源监测、操作及切换装置监视、启动、投退等;保证了高压和低压电源监视、操作及自动装置控制;保证了发电机组有有效控制及操作灵活;实现LPS和直流系统监视功能等。
5 电气自动化控制技术系统设计理念
电气自动化控制技术系统的设计,需要符合实际需求,通过集中监控、远程监控、现场总线监控三种方式,保证功能性的全面发挥。由于电气设备通讯量较大,一些系统满足不了全部设备功能需求,只有通过各类对比与筛选,才能优化设计方案,形成科学合理的电气自动化控制系统。
集中监控方式是指,各类功能全部集中到一个处理器中,由处理器对先天性免疫整体功能进行协调与统筹,全面处理各类作业,进一步发挥功能载体作用,这种方式的设计整体效果明显、设计简便、防护作业时对交流电需求低、运行维护非常方便。但是同时也存在一定的劣势和不足,重点表现是在运行过程中,处理器工作量过多,集中完成的任务量较繁重,有时候需要快速处理的问题得不到及时有效解决,形成处理速度较低的延时性,这样,就会使全部电气设备监控功能运行时,主机冗余降低、电缆数量增多、投资增多、长距离电缆干扰受影响,隔离刀闸和断路器连接不到位、查找不方便,这就导致了操作上的失误几率增加;通过远程监控方式进行的设计,优势较为明显,整体组态灵活、节省电缆用安装费用、材料可靠性高。
6 结束语
如今,随着社会和技术的进步与高速发展,高科技产品层出不穷,电气自动化技术也会搭上技术快车道,实现迅猛发展,自动化控制技术发展前景十分明朗,在未来,电气自动化控制技术将会越来越好。
参考文献
自动化控制技术范文5
关键词:工业自动化;控制技术;发展趋势
中图分类号:F407文献标识码: A 文章编号:
引言
工业自动化控制技术可以提高工业生产产量与生产质量,并且确保生产安全,可以说是一种综合性能较高的技术。伴随着社会的不断发展,我国的工业自动化控制技术一贯受到国家政策的支持,逐渐缩小了与国际先进水平的巨大差距,并且与此同时暴露出的问题也越来越多。
一、工业自动化控制技术内涵
随着科学技术的不断进步,工业控制技术也越来越朝着先进趋势迈进,进而使各大工厂中的生产效率明显提高。工业自动化控制从通俗意义上来说,就是在工业生产过程中尽可能的减少消耗人力资源的次数,而充分利用机器等除动物以外的能源或者动力来进行生产,也可以说是一种能够让工业流程不消耗人力,自动生产的一种过程。
作为现代制造业最重要的一种技术,自动化在现代制造业,特别是需要大批生产的制造业中发挥着重要作用。随着第三次科技革命的到来,计算机、微电子、纳米等技术不断更新,自动化技术也在不断发展,各国开始认识到研究工业自动化控制技术的必要性,在这样的背景下使工业自动化控制技术得到了空前绝后的发展。当前工业自动化技术在社会各个领域应用十分广泛,我们经常可以在机械制造、建筑、计算机等行业领域中发现自动化技术的影子。在中国社会随着改革开放的脚步加快,自动化控制技术也渐渐传入大陆被人们所接受,为现代机械生产作出了很大贡献,提高了工业生产产量与生产质量,并且从一定程度上降低了能耗,保证日常的生产安全。
二、工业自动化控制系统的特点
用电设备分别安装在各配电室和电动机控制中心,所要执行的信息处理任务庞大,而维修工作也相对复杂。它与热工系统相比,电气设备操作的频率低,一些系统设备在维持正常运行时,可以经过好几个月甚至更长的时间再操作一次;电气设备所需要的保护装置要求高,动作速度快,一个保护动作通常要在40ms以内完成。电气设备的构造机构本身具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点,而控制方式也主要是厂用电系统,其主要设备监控需要接入DCS系统,如果两台系统一起运行,一台系统的检修不得影响另一台系统的运行,因此,需要考虑两台机组DCs电气控制的模式,保证控制的稳定性。根据电气设备的主要特点我们知道,在构建ECs时,其系统结构、与DCs的联网方式是确保系统高可靠性的关键。除了要保证系统的正常运行,还要确保运行时各种数据处理和信息收集的准确性,同时提出相应的应急措施,确保电气系统可以在最好的状态下运行。
三、我国的自动化控制技术发展现状分析
1、PLC(可编程序控制器)
PLC—可编程序控制器的英文为ProgrammableLogicController,1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求①编程简单,可在现场修改和调试程序;②维护方便,采用插入式模块结构;③可靠性高于继电器控制系统;④体积小于继电器控制装置;⑤数据可直接送入管理计算机;⑥成本可与继电器控制系统竞争;⑦可直接用115V交流电压输入;⑧输出量为115V、2A以上,能直接驱动电磁阀、接触器等;⑨通用性强,易于扩展;⑩用户程序存储器容量至少4kB。
为了实现通用汽车提出的要求,第一台适合其要求的PLC(可编程序控制器)于1969年在美国成功制造出来,自从第一台出现之后,随之,日本、德国、法国也相继开始了PLC的研发,并得到了迅猛的发展,现在主要生产PLC的厂家分别是:德国西门子、AEG,日本的三菱、美国AB,GE法国的TE公司等。
我国的PLC研制、生产和应用也发展很快,尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初,我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的PLC。此后,在传统设备改造和新设备设计中,PLC的应用逐年增多,并取得显着的经济效益,PLC在我国的应用越来越广泛,对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。
目前,我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC,如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司,北京和利时和杭州和利时,浙大中控等。
2、工控PC
由于基于PC的控制器被证明可以像PLC一样,并且作和维护人员接受,所以,一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系统易于安装和使用,有高级的诊断功能,为系统集成商提供了更灵活的选择,从长远角度看,PC控制系统维护成本低。
由于PLC受PC控制的威胁最大,所以PLC供应商对PC的应用感到很不安。
事实上,他们现在也加入到了PC控制“浪潮”中。近年来,工业PC在我国得到了异常迅速的发展。从世界范围来看,工业PC主要包含两种类型:IPC工控机以及它们的变形机,如AT96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高,现有的IPC已经不能完全满足要求,将逐渐退出该领域,取而代之的将是其他工控机,而IPC将占据管理自动化层。国家于2001年设立了“以工业控制计算机为基础的开放式控制系统产业化”工业自动化重大专项,目标就是发展具有自主知识产权的PC-based控制系统,在3-5年内,占领30%(50%的国内市场,并实现产业化。
四、我国的自动化控制技术未来发展方向与策略
工业的自动化控制技术是通过丰富的科学理论基础作为支撑力量,其发展离不开计算机、通讯、建筑、微电子等技术,需要多种科学技术的共同开发,进而实现自身的发展。我国引进工业自动化控制技术与西方国家相比来说时间较晚,缺乏稳固基础与科技支撑力量。企业自动化控制技术在快速发展的道路上时常会遇到瓶颈期,然而又好又快地渡过一段段瓶颈期,是我们即将面临的最大问题。
首先,国家政策的支持。我国在向工业国迈进的路上,政策支持是必不可少的。我国是社会主义市场化经济体制,国家的工业发展战略对于每个领域行业的前景发展有着重要作用。我国工业自动化控制行业的战略规划在当前受到了考验,我们必须将一贯推行的劳动密集型产品转化为技术密集型产品,进而实现技术的创新与改革。
其次,借鉴外国先进经验。我国最早的工业自动化控制技术引进是在上个世纪80年代左右,自身起步时间比国外先进技术要晚的多,我们在将来的发展中一定要借鉴外国先进技术和经验以弥补自身的理论缺陷。
第三,重视市场效应。虽然在今后的发展当中,我们必须要借鉴国外先进的技术和丰富的经验,但是仅仅是毫无意识的模仿和跟随,只会在国际市场中让我国诸多企业自身竞争力越来越弱。我们必须要转变思想理念,拓展自身的市场,打出自己的品牌,试图走自己有特色的一条道路,进而才能够与拥有先进科学技术的西方发达国家相抗衡,争夺属于自己的一片天地。
结束语
工业自动化控制技术的不断发展,可以将人们从繁重的体力和脑力中解救出来,也可以使人们远离不良的工作环境。在另一方面,有助于能源消耗,提高工业生产产量与劳动生产率,增加人类寿命,获得更高的经济效益。所以,我国应该重视工业自动化控制技术这一行业的发展,尽快对相关政策进行调整;而各大企业也要抓住第三次科技革命的机遇,及时调整企业结构,跟上社会发展的脚步,这样才能够真正实现可持续发展。
参考文献
[1]陈军进.工业自动化技术在各个工程领域中的应用[J].硅谷,2010,(5).
自动化控制技术范文6
关键词:150吨;倾动防点头;自动化;控制技术
150t转炉是工业化生产常用设备,为机械制造业、塑料加工业、化工业等提供必要的设备条件。随着工业化水平提升,生产企业对转炉控制性能要求越来越高,重视转炉内部结构改造是技术研发重点。倾动系统是150t转炉不可缺少的组成部分,其在使用阶段常遇到“点头”现象,影响了整个转炉设备运行状态。本文分析了150t转炉倾动系统点头的危害性,提出自动化技术用于防点头控制的有效方法。
一、转炉倾动传统系统简介
1、转炉根据工艺要求,转炉倾动角度在-360-360度。转炉按照正力矩设计,耳轴位置偏向炉口即炉子耳轴下部比上部重,确保当转炉倾动电气控制系统故障或抱闸失灵能够靠炉体自重的正力矩保证炉口返回原位即炉口朝上的位置,避免炉发生倒炉事故。但是在出钢、出渣时,可能会出现负力矩。当炉体处在正力矩状态时,电动机处于电动运行状态;当炉体处于负力矩状态时,电动机处于回馈制动状态。
2、转炉倾动电动机使用变频控制,40t转炉采用1拖4,150t转炉采用4拖4,1台为主3台为从的方式,控制方式采用直接力矩控制。主变频器接受由PLC系统速度指令通过变频器之间的CONTROLNET网络向从变频器发送主变频器的转速、转矩及正反转指令,从变频器以转矩模式工作,接收并主动实现与主变频器的速度、转矩跟踪和转矩分配。
二、倾动电动机及变频器的选用
倾动电机:YZP355M-6 /200KW 4台
倾动变频器:AB PowerFlex 700S 4台
倾动制动器:制动器为ED201/6 共4台
1) 交流电动机
电动机功率应足够大,Pe-ac≥1.2Pe-dc Pe-ac: 交流电动机额定功率 Pe-dc: 直流电动机额定功率;电动机过力矩能力应足够大,Mmax=0.75Mcr≥1.2Mjmax, 应选择Mcr=2.8~3.0Mn的电动机,以避开转速颠覆区。电动机型式:变频,带强迫冷却风机
2) 变频传动装置
应采用矢量变换型并具有低频力矩补偿功能的变频传动装置。变频传动装置应具有电动机励磁预置特殊功能,应具有足够大的过载能力,满足Ivfmax≥2Ide,1min。四象限运行,变频器能工作在正向出力、正向制动、反向出力、反向制动四种工作状态。
变频传动装置制动方式:为适应转炉工作区间内力矩波动大的状况,实现均匀加减速,克服机械设备的扭力振动,进步转炉停车的稳定性,理论上采用回馈制动方式较理想,但考虑到变频装置回馈制动单元长期频繁运行,易发生逆变颠覆,造成系统停机。因此,为保证系统可靠、稳定运行,采用传统的能耗制动方式。
三、倾动系统点头危害性
转炉控制系统中,倾动系统状态取决于速度、转矩控制精度等标准。实际应用发现,交流变频技术存在明显缺陷,如:非线性、低转速等,这些都是引起炉体点头及下滑现象的原因。150t转炉出现点头或下滑,不仅降低了炼钢生产水平,也容易对人员或设备造成潜在的安全风险。
四、点头及下滑现象产生的原因分析
1、机械系统力矩分配发生变化。由于炉体机械部分例如转炉耳轴、悬挂装置部分出现故障,机械力矩分配发生变化,原倾动正常运转时设定的变频参数不能适应变化后的力矩分布,传动控制性能降低。此类故障可以从日常点检及定修中及时发现并且完全处理。
2、炉口粘连钢渣太多太厚或者炉底砖侵蚀严重太薄,都有可能破坏炉体正力矩设计的工艺边界。这一故障出现几率较大,特别是炉体使用周期后期,是造成倾动点头和下滑的主要原因。150t转炉定期检测炉体内部状态,使用炮车及时处理炉口及出钢口粘连钢渣,有效降低了事故的发生。
3、变频装置容量不足。由于转炉炉体动态响应要求高,而且是大惯性力矩重载启动,其传动驱动系统必须选择较大的裕量,即采用大马拉小车。变频器要考虑大两级的系列产品。如果传动装置容量较小,则动态性能无法保证就会出现点头下滑现象。150t转炉使用4台AB POWERFLEX700S 315KW变频器,4台YZP355M-6/200KW电动机完全适用于现用设备正常运转。
4、抱闸控制设计缺陷。倾动制动普遍设计为抱闸控制思路,即当变频器给定频率大于等于5Hz时,抱闸打开。或者,当变频器转矩大于一定值 时,抱闸打开。这种控制方法缺陷在于:启动之初,抱闸还未打开,变频器已经向电动机输出某一方向的转动频率,由于抱闸未打开,电动机及炉体还没有运转,由于堵转状态,电动机电流和转矩上升飞快,1-5毫秒就能达到抱闸打开阀值,在抱闸打开瞬间力矩和电流会忽然消失或大幅降低,电机在较高的给定频率作用下,产生急加速,驱动力矩再减小,抱闸关闭,而变频器频率依然输出给电动机,抱闸后电流和转矩再次快速上升,抱闸打开。如此抱闸断续的快速的开断,造成了倾动的点头、下滑甚至是倒炉事故的发生。采用时间参量与静态力矩预置结合控制抱闸的方式,可以避免上述问题。上一炉倾动动作结束后,保持变频器处于工作状态,只是将传动装置的速度给定设置为零,维持炉体以零速状态保持动态静止,此时,变频器仍然输出一个力矩抵抗炉体的反向力矩,且两者保持动态平衡,也就是动态力矩。当下次传动装置接到运行指令,炉体倾动的起始状态相当于零反抗力矩启动,启动过程相对顺利。同时,控制抱闸运行命令发出300ms后打开,此时传动力矩有了足够的时间建立驱动力矩,保证了炉体的平稳启动。当然,抱闸的延时打开时间要经过多次、仔细的探索。150t转炉使用的变频器AB POWERFLEX700S 具有专利的、FORCETM磁通矢量控制技术,并且具有加速度闭环控制,能确保负载始终处于受控状态。POWERFLEX 700S具有TORQPROVETM力矩校验功能,TORQPROVETM确保倾动停止后机械抱闸可靠地控制负载,当收到运行命令,机械抱闸打开时变频器能够控制负载: TORQPROVETM AND FORCE TECHNOLOGYTM帮助消除人们对V/F标量型、传统矢量型变频器在抱闸时控制的不定因素的担忧,并且可以解决倾动在>90度时的力矩控制的关键问题。
150t转炉4台交流电动机由4套变频器调速装置一拖一驱动,控制系统由一套AB PLC组成倾动本体系统的自动化控制.正常生产台电动机同步运行,主/从控制,同步启动,同步能耗制动。控制指令由操作人员在操作台主令控制器发出。变频器主机可以任意选择,当一台变频器故障时,可将故障变频器切除,任意三台可以继续工作,保证设备安全运行 。变频器为AB PowerFlex 700S 4台,制动器为ED201/6共4台。
结论
为了避免点头现象对转炉运行造成的不良影响,要积极采用自动化控制技术为支撑,建立更加先进的转炉倾动控制平台,为人员操控、设备运行、工艺调整等提供优越的操控环境。■
参考文献
[1]张玉忠.转炉倾动机构扭力杆的有限元分析[J].机械管理开发.2006(03)
[2]高素荷.大型转炉倾动机构扭力杆有限元分析[J].计算机辅助工程.2006(S1)