探究工業電氣控制的聯合控制

袁文婷 李艷鈺

濟源職業技術學院，河南濟源，459000

【摘要】工業電氣控制技術在工業生產與日常生活中應用十分廣泛，對促進工業發展與滿足人們生活需求有著積極的促進作用。而當前工業電氣控制系統一般使用的是繼電器控制、DCS自動控制以及PLC控制器控制相結合的設計方案，即聯合控制的方法，在很大程度上優化了設備的性能，同時降低了生產成本，有利于生產企業經濟效益的提高。本文在對電氣控制系統與聯合控制加以概述的基礎上，分析了電氣控制技術的發展歷程，并探討了聯合控制的實際應用。

【關鍵詞】電氣控制；控制系統；聯合控制；發展歷程

在電氣設備運行的過程中，不可避免會出現一系列的故障，因此需要優良的電氣控制系統對設備加以控制切斷電源，并對故障產生的原因部分進行分析與監視，以避免引發安全事故。因此，電氣控制系統應用的目的主要是為了保證設備運行的安全性與穩定性，減少安全隱患。而對傳統的電氣控制系統加以優化，是提升設備性能的重要途徑。

一、電氣控制技術發展歷程簡述

電氣控制技術是與工業發展進程緊密相關的。在電氣設備出現的早期，電氣控制系統最早是利用手動控制的，其設備簡單，但是操作卻需要耗費大量的人工勞動，且性能較差。而隨著社會生產的進一步發展，電氣控制技術也得到了極大的改善，尤其是在計算機技術飛速發展的當下，在融合了現代計算機技術之后，電氣控制系統已經由原來的繼電器控制系統，發展到了當前的以應用軟件為核心的自動化控制系統。實現了計算機技術、電子技術、自控技術的融合，在很大程度上提升了電氣控制系統的性能，是科技發展的重要成果。

自20世紀30年代起，自動化的機械設備在零件加工行業開始應用，實現了自動生產，提高了勞動生產率。而自動化生產的應用，最核心的就是對原有的控制系統作出改變，使之能夠滿足新興生產方式的需要，這一時期繼電器控制系統開始嶄露頭角。繼電器控制系統中包括了繼電器、接觸器以及相關的按鈕與開關，構成簡單，易操作。但是這一系統存在著很大的缺陷性，即控制單一。一旦生產要求發生了變化，就要求將控制系統重新配線，再加上控制具有斷續性，很難保證連續性的生產活動，因此缺乏靈活性。

而到了60年代，美國率先完成了電氣控制系統的更新換代，在結合了繼電器控制系統操作簡單、經濟性強等優勢的基礎上，將編程方法以及程序輸入方式作了簡化，并利用了微處理器，設計出來可編程控制系統。這一系統在研發成功之后，得到了廣泛的關注，被多國的企業引進并創新，使得系統更新得到了飛速的發展，其功能也得以不斷的優化，具備了數字運算、網絡通信、信息處理的特點，在當下依然適用。盡管可編程控制系統具備了很多優點，能夠對數字量與模擬量進行控制，但是其最初的研發是在繼電器控制系統的基礎上進行的，具有內在的聯系性。與此同時，部分對電氣控制技術要求不高的設備中依然采用了繼電器控制系統，因此可編程控制系統的應用與繼電器控制系統存在著沖突。

從70年代至今，在計算機技術的推動下，電氣控制系統在核心技術的應用方面有了根本性的變化，基于現代計算機技術出現了DDC系統、CIMS系統、DCS系統等新興的控制系統，對電氣控制領域起到了極大的推動作用。

二、關于電氣控制系統及聯合控制的概述

（一）電氣控制系統

1.電氣控制是電氣設備系統的重要組成。傳統的電氣控制主要是繼電器控制，而隨著現代信息技術的不斷發展，計算機控制、模擬電路控制與數字電路控制也逐漸被推廣與應用，成為了當前電氣設備中控制系統的主流。

繼電器控制系統。這一控制系統的核心是繼電器，主要是以繼電器為系統中心而構建其邏輯控制的網絡體系。在繼電器控制系統中，由于元件本身存在著缺陷性，與現代化的控制系統相比性能不夠完善，因此其作為單一的控制系統已經不常見。

2.模擬電路控制與數字電路控制。這兩類控制系統主要是以集成化電子線路為基本構造的電子系統，能夠對設備起到一個安全保護的作用。盡管這一控制系統的構造較為復雜，但是其運行速度是最快的，即使到了今天也仍然適用。

3.計算機控制系統。這一控制系統的核心是計算機，是以計算機為系統中心構建起來的網絡體系。在系統的外圍，其硬件往往是電子線路，因此與電子線路控制系統有著聯系性。但是相比之下，計算機控制更加富有柔性，能夠使系統在在不同應用軟件的控制下，完成不同的指令動作。隨著計算機技術的不斷進步，計算機控制系統得到了飛速的發展，出現了PLC控制系統、單片機控制系統、DCS控制系統等，前景廣闊。

基于系統中有誤繼電器的應用，能夠將電氣控制系統分為觸點控制與無觸點控制這兩類。由于近年來人們生活水平的提高，使得大功率電氣設備的應用越來越廣泛，導致有觸點控制系統正初步被取消，而無觸點控制系統的使用范圍更大。

（二）聯合控制

聯合控制主要是指在同一個電氣設備的控制系統中，將繼電器控制系統、可編程控制器以及集散控制系統結合應用。聯合控制集合了這三種控制系統的優點，使得單一電氣控制系統的性能得到了優化。聯合控制系統中，繼電器充當的是通斷主電源的作用，可編程控制器是保證線路自動化控制的關鍵，通過遠程控制的方式對設備進行測量、參數修改、設備互約等?？梢院唵握J為，繼電器是聯合控制的基本元件，而可編程控制器與計算控制系統則是聯合控制的管理中心。

三、聯合控制系統的實際應用

對于電氣控制系統的選擇，應當從設備的具體情況來加以考慮，需要依據設備本身的運行方式、作用、生產工藝的因素，這樣才能夠滿足生產的需要。本文主要以某地區供熱站為例，分析了聯合控制系統的實際應用。

該供熱站的控制系統主要由水泵控制系統、輸煤控制系統以及風機控制系統這三部分組成。其中輸煤系統構成最為復雜，包括了斗式提升機、振動篩、卸料機等主要設備。其生產過程也較為復雜，為了優化系統的安全性與穩定性，就避免因為停機、跑料而導致的經濟損失，應當對其控制系統作出優化。輸煤系統的運行應當按照以下的啟動順序與停機順序來進行：

啟動順序：

電子秤→3#皮運機→2#皮運機→破碎機→振動篩→1#皮運機→電動給料機

停機順序：

電動給料機→1#皮運機→振動篩→破碎機→2#皮運機→3#皮運機→電子秤

通過分析以上的運行順序，如果在控制系統中單純采取繼電器控制系統的話，盡管成本較低且系統構造簡單，但是可能會導致跑料現象，從而威脅到現場工作人員的人身安全，因此其可靠性不足。且在整個輸煤系統中，控制系統需要控制的設備數量較多，且不同的設備之間有著聯鎖性。如果繼電接點設置多，就會導致故障出現的幾率增大。與此同時，繼電接觸控制系統需要占用較大的空間，會占據大量的建筑空間，因此不可行。

結束語：

隨著工業電氣控制技術的不斷發展，聯合控制系統在當下具有相當大的優勢，有利于生產活動的有序開展。聯合控制系統包括了繼電器控制系統、可編程控制系統以及計算控制系統這三個關鍵的系統，但是在實際生產中不需要將三者都應用到。而是要從生產實際出發，同時要結合不同控制技術的特點與優勢，選擇符合生產需要的控制系統。這樣才能適應企業生產的現場需要，實現技術性與經濟性的統一，并優化設備性能，使之能夠安全、穩定運行。

參考文獻：

[1]龔肖新，李明.電氣液聯合控制壓合裝配機的研制[J].液壓與氣動，2011，07：44-46.

[2]鄭原.淺談工業電氣控制之聯合控制[J].中華建設，2011，08：96-97.

作者簡介：袁文婷，1987年12月，女，回族，河南濟源人，碩士研究生，助教，研究方向：電氣自動化。