工业电气控制这个技术体系, 是利用了电气设备还有控制系统, 来对工业生产的全过程进行自动化的调节, 同时还负责监测以及管理。
它能够借助于传感器, 去采集现场的那些物理量, 然后把这些数据交给控制器进行运算和处理,处理完之后再去驱动执行机构施甸县城市供水服务中心, 去完成那些事先设定好的动作, 这样就实现了对温度、压力、速度、流量等工艺参数非常精准的控制。
用简单的一句话来概括的话, 工业电气控制就是让机器变得听话, 让生产线能够自己跑起来的一种最底层核心的自动化技术。。
核心组成
通常来讲, 一个完整无缺的工业电气控制系统这一整体架构, 是往往需要包含有下面这些具体组成部分模块在内的。
传感器与检测元件的作用是去采集温度, 还有压力, 以及位移和电流这些物理量, 然后把它们转换成4-20mA或者0-10V这样标准的电信号, 所以它们也被称为系统的“眼睛”。
控制器这个东西, 它里面通常会有PLC还有DCS这些设备, 也有可能是运动控制卡或者是嵌入式单片机这些东西混在一起。它们的主要任务, 就是去干活儿, 比如干逻辑判断这种事儿, 或者是做一下算法的运算工作, 反正它就是整个系统的“大脑”。
在执行机构这一部分的范畴内, 包括伺服电机、步进电机、电磁阀、变频器、气缸等在内的这些设备发挥作用。它们的核心任务, 就是要把电信号给转化成为具体的机械动作出来, 或者是实现能量的输出这样的结果存在。可以说, 它们在整个系统运作过程当中, 是承担“手脚”这一关键角色的重要单元组成部分。
人机界面（HMI）与上位机可以提供多种操作功能, 比如让用户进行参数设置, 用来监控数据的变化曲线, 以及在出现异常情况时发出报警提示等等。
该供电与保护模块负责给系统进行稳定供电的工作。并且, 系统在遇到过载、短路以及欠压等异常工况的时候, 这个模块会触发跳闸动作, 或者启动降级保护功能。
工作原理
其基本闭环的流程是这样的, 首先传感器的作用是实时采集被控对象的那些参数, 然后信号要经过A/D转换送入控制器里面去。接着控制器会把实际值和设定值进行比较, 并且按照PID或者自整定的算法来计算偏差。
之后控制器会输出控制信号, 执行机构根据这个信号来调整工艺量。这时候传感器会再次进行采样, 这样就形成了闭环。常规的PLC扫描周期在1到10毫秒之间, 而高速运动控制的响应速度可以达到微秒级, 这样就确保了系统响应的快速和稳定。
主要应用领域
离散制造涵盖汽车焊装、半导体封装、3C组装、印刷包装, 依赖PLC与多轴伺服实现毫米级定位。
流程工业, 这个范围里面包含了石化行业、制药行业、电力行业和水泥行业等部分领域情况, 在具体的应用当中, 是采用 DCS 系统工具, 来对连续的作业过程里面的温度参数、压力参数以及流量参数这三个方面内容, 实现了长期的稳定性和控制性的管理状态。
能源与交通这个领域包含的内容很多, 比如说风力发电里的变桨控制和偏航系统, 再比如说新能源电池的生产线制造, 还有地铁以及高铁所使用的信号联锁技术等等。
商业与基础设施: 这包括楼宇里用的暖通空调, 还有数据中心里的配电情况, 像是UPS和SVG, 再加上电梯的群控。
与工业自动化的关系
工业电气控制, 它是工业自动化金字塔的最底层, 也是最核心的层级。如果没有可靠的电气控制, 上层的MES系统、ERP系统, 还有数字孪生技术, 都没有办法落实到位。当下的工业互联网技术、边缘计算技术以及AI算法, 正在加速进入到电气控制的环节里去。
这种发展趋势, 在推动着电气控制从传统的单机闭环控制模式, 向着网络协同加预测控制的模式进行演进。由此带来的结果就是,其实时性水平和智能化水平工业电气控制是什么, 都在不断地得到提升。
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