電氣自動化在工業(yè)機(jī)械控制中的應(yīng)用研究獲獎科研報(bào)告

電氣自動化在工業(yè)機(jī)械控制中的應(yīng)用研究獲獎科研報(bào)告【摘

要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生產(chǎn)效率實(shí)現(xiàn)了飛速提升，而信息技術(shù)的進(jìn)步也會帶動自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)通訊和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度融合，在改善工業(yè)機(jī)械控制方面發(fā)揮非常重要的作用。電氣自動化實(shí)際上也是工業(yè)機(jī)械在未來發(fā)展中的主要趨勢，因此，相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)該加強(qiáng)對理論知識的學(xué)習(xí)，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(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】電氣自動化;工業(yè)機(jī)械控制;應(yīng)用探討

引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)械加工工藝中，自動化控制技術(shù)應(yīng)用日益廣泛，其有效節(jié)省了企業(yè)人力勞動成本投入，一定程度上還有效提升了機(jī)械產(chǎn)品加工質(zhì)量，為機(jī)械加工制造企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

1電氣自動化在工業(yè)機(jī)械控制中的必要性

以往傳統(tǒng)的生產(chǎn)工作任務(wù)繁重，且大多依靠人力完成，不僅占用了大量的生產(chǎn)資源，浪費(fèi)了許多人力物力，而且還降低了企業(yè)生產(chǎn)的效率，不利于生產(chǎn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。除此之外，傳統(tǒng)的機(jī)械自動化作業(yè)的機(jī)械安全性不足，出現(xiàn)設(shè)備故障時主要依靠經(jīng)驗(yàn)來解決問題，容易出現(xiàn)人力物力的損失，并且相關(guān)安全維修人員專業(yè)化程度不夠高，對問題沒有針對性，大大提高了施工及維修的成本，為生產(chǎn)企業(yè)增添了不必要的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，影響了生產(chǎn)水平的進(jìn)一步提升，導(dǎo)致惡性循環(huán)。因此，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時安全性能應(yīng)有相應(yīng)的保障，而且由于操作老式機(jī)械生產(chǎn)工作人員的素質(zhì)水平參差不齊，生產(chǎn)時容易出現(xiàn)各種問題，不僅對機(jī)械生產(chǎn)人員造成人身傷害，導(dǎo)致不可逆的損失。并且會生產(chǎn)出安全性較低的器械設(shè)備，很多設(shè)備操作人員不具備專業(yè)的維修知識，不能滿足經(jīng)濟(jì)社會日益增長的需求，更不利于機(jī)械安全控制設(shè)計(jì)制造及其自動化技術(shù)水平的升級。現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)制造出的自動化機(jī)械，能夠很好的彌補(bǔ)自動化機(jī)械中存在的問題。機(jī)械自動化技術(shù)解放了部分可替代勞動力，提升了其安全性能。機(jī)械自動化技術(shù)科技含量的提升也促進(jìn)著相關(guān)生產(chǎn)人員專業(yè)水平的提升，一定程度上推動了可用機(jī)械安全性管控的完善與發(fā)展，進(jìn)一步促進(jìn)安全管控專業(yè)人才的發(fā)展。所以，機(jī)械制造向著有序的在安全管控之下的生產(chǎn)，從而進(jìn)一步促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展是很有必要的。

2電氣自動化的原理

2.1控制方式對科學(xué)技術(shù)的依賴

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，科學(xué)技術(shù)越來越成為世界各國綜合國力競爭的關(guān)鍵因素，因此，電氣自動化的水平跟科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平密不可分。科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步會加快電氣自動化控制的水平，即提高工業(yè)機(jī)械控制的電氣自動化水平。不同時期的科技水平都不盡相同，因此對機(jī)械自動化控制的方式也是不同的。但是無論是什么時期的工業(yè)機(jī)械控制，都能體現(xiàn)出控制方式對科學(xué)技術(shù)的依賴。

2.2與計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的對接

目前為止的工業(yè)機(jī)械的電氣自動化控制與計(jì)算機(jī)相結(jié)合已經(jīng)非常的普遍，近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和信息化水平的不斷提高，電氣自動化和計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。要想不斷的實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)械自動化的生產(chǎn)，需要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的完美對接。在工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的過程中，應(yīng)將信息技術(shù)、自動化技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)結(jié)合起來，才能更好的提高企業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，從而提高企業(yè)電氣自動化的水平，促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提升，提高企業(yè)的核心競爭力，從而促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3電氣自動化工程控制系統(tǒng)種類

3.1分布式控制系統(tǒng)

分布式控制系統(tǒng)主要是在現(xiàn)代系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)上根據(jù)我國社會發(fā)展的現(xiàn)狀對其進(jìn)行綜合性分析和處理，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)前我國電氣自動化技術(shù)領(lǐng)域的長期發(fā)展。近幾年隨著我國信息技術(shù)的逐漸發(fā)展，現(xiàn)代電氣自動化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展中分布式控制系統(tǒng)在整個電氣自動化工程控制系統(tǒng)中占有重要的位置。通過從不同的角度對其進(jìn)行綜合性分析能夠發(fā)現(xiàn)，我國電氣自動化工程控制系統(tǒng)中分布式控制系統(tǒng)的理論分析具有可靠性和實(shí)時性的特征。這兩個特征的產(chǎn)生，充分地展示出我國電氣自動工程控制系統(tǒng)的應(yīng)用作用。

3.2信息集成化

信息集成化理論指的是電氣自動化工程控制系統(tǒng)在具體的實(shí)踐應(yīng)用中必須依靠信息集成化離亂實(shí)現(xiàn)電氣自動化控制。近幾年，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和成熟，信息集成化理論在各個領(lǐng)域中均發(fā)揮著重要的作用。在基于電氣自動化工程控制系統(tǒng)實(shí)施期間需要對集中管理相關(guān)信息，以更好的實(shí)現(xiàn)集成化管理的效果。由此看來，現(xiàn)階段，國內(nèi)的電氣自動化工程控制系統(tǒng)使用信息集成理論讓現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、現(xiàn)代智能化生活起居更加趨于系統(tǒng)化。

3.3集中監(jiān)控控制系統(tǒng)

集中監(jiān)控控制系統(tǒng)理論主要是指在電氣自動工程系統(tǒng)控制中對其信息內(nèi)容等進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時地對信息進(jìn)行收集，從而實(shí)現(xiàn)對其整個系統(tǒng)的調(diào)控和管理。電氣自動化工程控制系統(tǒng)的監(jiān)控方式應(yīng)用中主要呈現(xiàn)在其監(jiān)控處理器中。監(jiān)控人員對整個系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控處理，實(shí)現(xiàn)主機(jī)空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，及時地在各個通路信息中傳遞信息功能，是實(shí)現(xiàn)高端信息技術(shù)手段的一種方式。通過應(yīng)用集中監(jiān)控控制系統(tǒng)理論能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)前我國社會發(fā)展的趨勢，從而針對性地完善我國電氣工程控制系統(tǒng)。

4電氣自動化在工業(yè)機(jī)械控制中的應(yīng)用優(yōu)勢

4.1適用性強(qiáng)

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(shí)現(xiàn)對設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，基于此這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大。電氣系統(tǒng)最開始應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)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(yùn)算和計(jì)算機(jī)技術(shù)具備的極強(qiáng)帶負(fù)荷功能優(yōu)勢，可以直接驅(qū)動接觸器實(shí)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(jìn)行調(diào)整解決。

4.2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(dāng)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(yīng)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(jī)械設(shè)備的控制工作。操作人員在工作室中便可以對PLC進(jìn)行調(diào)整，既節(jié)省時間，也提高了工作效率。

5電氣自動化在工業(yè)機(jī)械控制中的具體應(yīng)用

5.1集成化應(yīng)用

集成制造控制系統(tǒng)，主要指計(jì)算機(jī)綜合制造系統(tǒng)。該技術(shù)出現(xiàn)前，在計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助下，機(jī)械制造生產(chǎn)周期已經(jīng)開始進(jìn)行制造設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、測試及質(zhì)量控制等加工工序。在每一項(xiàng)工作上，盡管該獨(dú)立的輔助技術(shù)發(fā)揮了一定的生產(chǎn)成本優(yōu)化作用，但因相互之間獨(dú)立存在，因而短時間內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本降低、生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益提高的最終目標(biāo)。計(jì)算機(jī)綜合制造技術(shù)的發(fā)展，將原有單向獨(dú)立技術(shù)整合起來，統(tǒng)一構(gòu)建信息數(shù)據(jù)分享與模型平臺，有機(jī)協(xié)調(diào)各單項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的前提下，有效提高了機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)效率。在此過程中，計(jì)算機(jī)、傳感器、自動化與管理理論等充分發(fā)揮了其作用，以此全面控制整個機(jī)械加工生產(chǎn)過程，這已成為提高勞動生產(chǎn)率的重要途徑。

5.2虛擬化技術(shù)

通過有效結(jié)合先進(jìn)的控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)，繼而產(chǎn)生一種新型技術(shù)，即虛擬技術(shù)。在設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝過程中，通過對虛擬化技術(shù)進(jìn)行充分利用，能夠?qū)C(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程進(jìn)行高效仿真。在加工制造機(jī)械產(chǎn)品過程中，通過對虛擬化技術(shù)進(jìn)行有效運(yùn)用，能夠有效仿真整個過程，進(jìn)而能夠?qū)C(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和加工質(zhì)量進(jìn)行有效提高。例如，在機(jī)械加工工藝程序中，通過有效運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和信息控制技術(shù)，能夠?qū)C(jī)械產(chǎn)品加工制造過程進(jìn)行有效仿真，能夠?qū)C(jī)械產(chǎn)品加工過程中出現(xiàn)的設(shè)計(jì)問題精準(zhǔn)找出來，同時能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效改進(jìn)。

5.3柔性化應(yīng)用

柔性化則指的是主體可以根據(jù)外界作用力的差異對自身進(jìn)行調(diào)整。機(jī)械制造業(yè)主要從事各種動力機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、化工機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、冶金礦山機(jī)械、機(jī)床、儀表、儀器以及其他機(jī)械設(shè)備等等方面的生產(chǎn)，能夠?yàn)閲窠?jīng)濟(jì)的發(fā)展提供各方面技術(shù)裝備與支持。尤其是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)，各個領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品的個性化需求更加突出，意味著在機(jī)械加工過程中需要對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)屬性以及類型進(jìn)行及時、有效的調(diào)整，而柔性化的應(yīng)用則可以滿足各方面的需求。機(jī)械加工自動化柔性化應(yīng)用能夠在優(yōu)化人際交互界面的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步保障基本生產(chǎn)的柔性，而且可以將計(jì)算機(jī)管理工作的效益發(fā)揮到最大化。目前，敏捷加工與制造是柔性化應(yīng)用方面最突出的表現(xiàn)，也將是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的主要領(lǐng)域。以敏捷制造為主體的柔性化應(yīng)用主要有這些優(yōu)勢：第一，可以最大限度降低生產(chǎn)過程中的浪費(fèi)，并且縮短個性化加工的時間，從而提升加工效率以及保障產(chǎn)品質(zhì)量;第二，能夠提升對市場需求的應(yīng)變能力，更好地的迎合各種機(jī)械加工的需求，生產(chǎn)多樣化機(jī)械產(chǎn)品。

5.4智能化應(yīng)用

電氣自動化技術(shù)在一定程度上推動了智能化系統(tǒng)管理水平的提高，繼而促使制作加工工具變得更加系統(tǒng)化、集成化。在智能化模式下，相關(guān)的工作人員應(yīng)當(dāng)對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位的分析，才能確保得到的數(shù)據(jù)和結(jié)果變得更加精準(zhǔn)?？偠灾悄芑某霈F(xiàn)使得各種高難度的制造加工過程精準(zhǔn)加工成為現(xiàn)實(shí)。另外，此種方式還能夠最大限度的避免外界各種不利因素的干擾，使智能化設(shè)備在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮出更大的價值。

6自動化技術(shù)的發(fā)展前景

近年來隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國內(nèi)市場上的競爭越來越激烈，尤其是制造業(yè)在市場上的競爭十分的激烈，各個機(jī)械生產(chǎn)的企業(yè)為了在競爭日益激烈的商場中脫穎而出，就不僅要在降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量的同時，還要不斷的提高企業(yè)的科學(xué)技術(shù)水平，以提升企業(yè)自身的生產(chǎn)設(shè)備的水平，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中不斷的提高生產(chǎn)的自動化水平，以更好的提高企業(yè)自身的生產(chǎn)技術(shù)的水平，在最大程度上提高企業(yè)的核心競