电气控制技术项目教程
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绪论

1.电气控制技术及其发展历程

科学技术日新月异促使着电气控制技术的更新和发展,也为新工艺的出现提供了技术支持,特别是互联网的应用也有效推动了电气控制技术的发展。只有在深入了解电气控制技术相关原理的基础上,才能促进电气控制技术为企业的发展提供更好的服务,为社会经济的提升和良性发展提供强大的动力。

(1)电气控制技术简介

电气控制技术主要涉及自动控制,是指在没有人直接参与或者仅有少数过程或步骤人为参与的条件下,使被控制对象或生产过程自动地按人们所期望的预定规律进行工作,是实现工业生产自动化的重要技术手段。如今电气自动控制技术日益成熟,很大程度上解放了劳动力。

(2)电气控制技术的发展阶段

传统的电气控制技术是以电作为基础,以实现信息的传递作为目标。但是,随着科学技术发展,产品更新周期的缩短,生产工艺的要求也越来越高,促使电气控制技术从手动向自动化转变。与此同时,计算机网络技术的应用加快了电气智能化技术的发展,尤其是在信息自动化处理等方面,依然保持着蓬勃的发展势头。从电气控制技术的发展历史来看,其主要经历了以下三个不同的时期。

1)从手动操作发展到自动化操作。从电气控制手动发展到自动化的过程,是电气控制技术发展的初始阶段。电气控制从诞生开始经历了手动、半自动化和自动化的过程,而且每个过程的转变,都伴随着社会经济和科学技术的发展。在这一时期,电气控制技术的发展主要表现为控制手段和设备的自动化,并且这种改变给社会带来的变革是深刻的,不仅最大限度地释放了劳动力,而且还对人力资源的配置进行了不断优化。

2)从简单化发展到智能化。在电气控制技术的简单化阶段,要实现自动化仍然需要依靠外在人力实施辅助作用,所以,不可避免出现失误。为了减少失误次数,电气控制技术智能化是趋势,它在纠错能力和降错水平上具有更大优势,从而使运行系统更加可靠、稳定。

3)从逻辑化发展到网络化。如今,虽然电气控制技术的发展已经实现了智能化,但是经济的发展和科技的进步,对电气控制技术的发展提出了更高的要求——不断创新。目前,电气控制技术仍处于逻辑化发展阶段,在朝着网络化方向的发展中,不仅要优化信息处理模式,还要不断更新控制系统,不断缩小控制设备的体积,简化操作系统。

现代化的电气控制技术综合应用了计算机技术、微电子技术、检测技术、自动控制技术、智能技术、通信技术和网络技术等先进的技术成果。

(3)电气控制技术的主要功能

从大方向来说,电气控制技术主要有以下4个方面的功能。

1)监视功能。电气控制技术可以分析信号状况,如果电路或者设备发生漏电或非预期性带电,系统将及时发出警报信号,避免发生危险。除此之外,还可以通过自身系统分析功能对运行过程进行监视,当设备运行不正常时,发出警告,并且可以进行故障自检。由于现在的自动控制系统多趋于一体化,人为的监视与检修比较困难。

2)保护功能。电气控制技术涉及生活和生产的方方面面,除了大量应用于低压场所,更多应用于高压场所,存在危险性,所需安全系数更高。在高压设备的运行过程中,当通过大电流时,极易出现各种故障,电气控制系统可以及时诊断出这些故障并采取相应的保护和处理措施。

3)定量判断功能。工业中的各种设备以控制柜(箱)的形式存放,由面板上的各种指示按钮和指示灯来进行控制和状态判断,比如正常运行状态时显示绿色,故障时显示黄色,报警时显示红色。通过这样的指示只能知道大体的状况,无法进行故障检修。运用电气控制技术就可以定量检测到每个元器件的功率等信息,方便故障检修。

4)自动控制功能。因为电气控制技术的主体是自动控制技术,初期实现控制功能需要人为地参与,随着相关技术的发展以及计算机的大量应用,现在能够实现大范围控制的自动化,甚至可以实现自动故障判断和检修。

(4)电气控制技术的应用范围

电气控制技术在社会中的应用很广泛,包括工业、农业、商业等,以及个人的日常生活和工作学习中。在农业中通过引入自动控制机械实现机器的劳作,如小麦收割机、胡萝卜收割机、玉米收割机、自动播种机等都是自动控制技术的应用。在工业中主要是各大型生产机床,各种冶炼、干燥等生产设备,工地、大型工厂的重物起吊装置,工厂的高炉鼓风机等。在环保工程项目中,还有燃料脱硫机等。在商业领域,大型超市和商场的空调自动控制系统、电梯自动控制系统等都是电气自动控制技术的应用。

2.电气控制技术的应用现状及展望

(1)电气控制技术的应用现状

采用一定的科学技术手段,将电和气两个方面进行综合的技术就是电气控制技术。电气控制技术的研究对象主要是各种不同的电动机,通过一定的科学方法使得生产过程实现自动化。科学技术的进步,为电气控制技术的发展提供了动力,如今电气控制技术已经实现了自动化、智能化和信息化。但与国外的电气控制技术相比,我国电气自动化技术发展水平有待提升,特别是在电气智能技术方面,因此需要学习国外先进技术,同时自身不断进行创新。

我国供电部门素有“重发、轻配、不管用”的传统,对用户的用电安全重视不够。而西方建筑电气设计原则是按国际电工标准执行,以人为本,人身安全放在第一位;其次是用电功能,旨在“用好电”,强调正常发挥电气设备的功能。因此电气控制的用电安全需要重视再重视,重在预防!

广大电气工作者需要不断提高技术水平,学好国际电工标准,尤其是提高外文水平,找机会要多看原文,才能便捷了解国外相关先进技术,通过学习和运用来提高我国整体电气水平。

(2)电气控制技术的发展趋势

1)深入信息化。长期以来对电气控制技术的不断改革和创新,使得电气控制技术的发展越来越迅速,在社会各个领域内的应用也越来越普遍,尤其是在一些制造型企业和工厂生产流水线或者操作车间,电气控制技术的应用起到了至关重要的作用。但是,未来发展还面临着两个方面的问题:首先,如何建立和健全行之有效的控制系统;其次,提高运行和信息传输效率是否有更加先进的技术供支持。要解决以上问题,就必须实现电气控制技术的深入信息化。

2)科技环保化。电气控制技术是众多技术的集合,其中包含了各种不同的技术类别,而且理论范围涵盖非常广泛。科学技术是第一生产力,要想促进电气控制技术的快速发展,如果缺少科学技术的支持,那么势必会困难重重。再者,既然是创新电气控制技术,就应该对创新后的电气控制技术的安全性加以重点考虑。如果安全系数不够,那么即使采用了也不利于长远的发展。最后,在创新的过程中,不能破坏自然环境,时刻注重和谐发展,以实现电气控制技术的环保化。

3)卫星技术化。电气控制技术是一种现代化技术,其中包含的科学理论非常丰富。所以,要想实现电气控制技术的改革创新和快速发展,就必须对电气控制技术中的核心部分进行深入研究。电气控制技术的核心,就是电气自动化控制系统。经过长期的发展,这一核心技术理论已经逐渐实现了手动化、自动化、简单化、智能化、深入信息化的发展。未来势必会和卫星技术产生联系。一旦实现卫星技术化,那么电气控制技术也必将迎来发展的最高峰,到时电气控制技术所发挥的作用必将更大,影响更加深远。

4)形式开放化。随着科学技术的不断发展,组成电气控制系统的硬件设备和软件系统都在不断的创新升级中,一般情况下,电气控制系统的硬件往往关乎整个系统运行的效率,而软件系统则关系到系统的稳定性。目前,电气控制系统给相关的企业或者工厂的生产和制造过程提供了多个系统平台以供选择。但是,随着技术的更新升级、生产周期缩短,促使电气控制技术在各个领域内的应用更加广泛。虽然当前电气控制技术为企业或工厂的生产提供了不少解决方案,但是只有对电气控制技术的可靠性和稳定性加以不断提高,才会迎来发展的春天。

总之,电气控制技术的出现,是人类技术不断进步的体现。虽然电气控制技术所包含的理论内容比较广泛,包括电气原理、自动化系统、网络技术等,随着科学技术的发展,电气控制技术也必将朝着使用越来越简单的方向发展。未来,电气控制技术会更好地为人类服务,不断促进社会和经济的健康、稳定发展。

电气控制技术的领军人物——王厚余

他是著名工业与民用建筑电气技术专家,国际电工委员会IEC/TCC4中国归口委员会及全国建筑物电气装置标准化技术委员会顾问。致力于低压电气装置国际电工标准的宣传和推广工作,为提高我国建筑物电气装置技术水平做出了卓越贡献。曾参加我国“一五”期间156项工程中大型航空工厂等的设计和国外大型工程的设计,多次代表我国出席国际电工会议。撰写了有关建筑电气文章两百余篇,其中《对电气火灾主要隐患的分析和对策建议》一文被收录进中国《2000年减轻自然灾害白皮书》。曾参与编制了《供配电系统设计规范》、《低压配电设计规范》、《飞机库设计防火规范》等国家标准并编写了《工业与民用配电设计手册》。层层褪去这些所谓的荣誉光环,最闪耀的还是王厚余先生老一辈电气人的精神。