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关于我国电气自动控制系统应用与展望

作者：段雪红日期：2013-12-14 09:25 来源：《电子制作》

中电投宁夏青铜峡能源铝业股份有限公司质量检测中心 751603

【文章摘要】
随着科学技术的不断发展，大部分科研人员和进行实际操作的技术人员对自动控制知识要有一定的了解和掌握，因为自动控制技术有以下几方面的优点：一、大幅度提高劳动生产率；二、保证良好的产品质量；三、降低原料浪费；四，减少人们的体力劳动量。本文就电气自动化控制系统发展现状及其应用进行了简要的分析与阐述。
　　
【关键词】
电气自动化；控制系统；前景
　　　
系统，即工程师用来深入领悟并控制自然环境的一种无形过程。只有正确地理解系统，才能够更有效的掌控系统，使控制工程对各类生产活动过程进行有目的的控制，促进人类社会进步。
1 自动控制简述
自动控制技术伴随着人类社会发展而不断进步的。生活中自动控制技术无处不在，例如热水壶的报警器，当水壶里面的水温达到沸点时，报警器就发出声响，并自动打开安全孔，这就是一种简单的自动控制技术。我们人体本身的温度调节系统也是自动控制的过程，当感觉到寒冷的时候，毛孔会缩小，身上起鸡皮疙瘩，肾上腺素加快分泌；当感觉热的时候，毛孔就会扩张，汗腺活动加快，这样就能维持体温相对恒定。
2 闭环控制系统和开环控制系统
2.1 闭环控制系统
闭环控制系统，即反馈控制系统，其工作原理如下：将系统输出的误差信号（反馈和输入信号的差值）直接输入到相关软件中，使系统自行调整系统误差，以接近或达到最后满意的输出结果，简单来讲，其作用是减小系统误差。闭环系统有着广泛的应用范围，例如：热水器、高压锅的安全阀门，导弹制导，温度调节器，机器人技术等。
2.2 开环控制系统
开环控制系统的控制过程不受系统输出量的影响，不需要对误差信号进行深入考虑。在日常生活中，自来水厂的净化系统就是一个常见的例子，水的储存、沉降、凝聚、过滤、消毒、除臭等过程，按设定好的程序进行，不需要对净化后的自来水进行及时的质量检测，最后自来水就通过一定的管道送入千家万户，供人们使用。换句话说，开环控制系统就是按照设计好的程序，依次输入相对应的控制信号。目前所有的此系统，都有严格的校核标准和方法，系统中每一个工作状态都对应一个控制程序（信号），在此系统的实际运用过程中，执行前需要对每个步骤进行严格的校核、校准，确保在输入的信号不发生变化时，系统能够按照既定的程序高效准确的完成任务（当校核有变化时，系统就不能按照原来的程序完成相应的任务了）。
3 自动控制系统举例
3.1 电解氧化铝的控制系统
随着技术的不断发展和进步，已经可以对电解过程进行智能控制，这样可以及时应对电解槽的异常情况，以保证电解槽的平稳运行，其控制过程如下：电解槽接受操控机由中继箱传送过来的命令，对下料量、下料时间、槽压、系列电流等等进行自动控制。当电解槽中的电解质浓度偏高时，控制系统就会发出相应的信号，进而控制氟化盐（氟化铝）的下料量；当电解槽槽压异常时系统自动进行判断是否效应或出铝等情况。控制系统在冶金行业的应用大大降低了工人的劳动强度，也减少了电解过程中有害物质对人体的危害。
3.2 汽轮发电机控制系统
发电厂的生产过程相当复杂，而且各个项目的管理很难控制，随着计算机技术的不断发展和进步，其可以为发电厂实现的动化管理提供帮助，这样也能促进企业的发展，提高自身的竞争力。系统的控制过程如下：用实际的工具对发电过程中的温度、氧气含量、发电量等进行实际测量，然后将实测值与系统中设定的值进行比较，发出控制信息，使整个生产过程能自行控制空气阀门、温度、加水量等，这样就可以达到自动化控制发电过程的目的，节约成本，提高效益，整个过程由计算机系统控制。
3.3 控制工程实践
在现代生活中，自动化技术随处可见，应用范围十分广泛。早在生产汽车的年代，自动化技术就有应用了，在汽车生产车间可以形成高效的自动化生产线，整个生产线不需要工人存在，只需要保证计算机的稳定运行，汽车引擎等一些零部件都可以在自动化生产线上进行快速高效的生产，当然自动化技术也可以应用于车身等较大部件的生产中。一般来讲，自动化技术主要运用于那些生产过程复杂，所需人工量较大的一些人工操作工作中，在实际的运用过程中，自动化技术就是通过一定的程序，对需要操作的过程和对象进行有效的控制，并通过反馈信号自行调整，以达到合理、高效的生产过程，而且可以减少人工量，提高生产率。近年来，反馈控制的应用越来越广泛，这也促进了其不断进步和完善，例如：自动化库存、自动化饲料保鲜室、自动耕田机等。另外，控制系统在医学和生物方面也有较广泛的应用，例如：温度调节系统、神经系统、心血管系统等，这样也推动了医学的发展。就近年来的发展趋势，控制系统在工业生产过程和实验室中的应用最为广泛和成熟，例如在实验室中，有好多较为复杂的工作，操作人员不容易进行准确操作，这就需要机器人来操作，也保证了顺利完成，自动化技术也越来越成为一个国家实现工业化的主旋律。
4 控制系统前景
自主性、柔性是控制系统发展的方向，使系统能够准确的达到所要求的目标，机器人，是现代科技的产物，通过多年的研发，已经具备很好的自主性，可以在设定好的程序下工作，不需要人为操作，但是芯片和传感技术发展与机器人发展没有实现同步，导致机器人在不同的环境中柔性不足，不能更好的根据环境因素变化作出相应的调整。在不久将来，随着传感技术不断发展，机器人也能够具有更强的适应能力，应对各种变化，完成更为复杂的任务，而且在人工智能、计算机视觉等技术的研究不断深入的情况下，机器人系统将会变得更加经济合理。此外，随着高级编程语言的开发，机器人的发展将更进一步，一般应用的控制系统将会朝着增强自主运行，减少人为干扰的方向发展，计算机数据库的不断完善也将有效提高工作效率。总的来说，随着控制系统的不断发展和完善，对人类社会的发展也会做出更大贡献。
【参考文献】
[1] 徐鹏. 电气自动化控制方式的研究[J]. 科技广场，2009(7).
[2] 刘海龙. 浅谈电气自动化的现状与发展方向[J]. 黑龙江科技信息， 2010(06).