一、電氣自動化在油田企業(yè)中的運用

油田企業(yè)是我國企業(yè)發(fā)展的核心力量，對于我國的經(jīng)濟發(fā)展有著極為重要的促進作用，企業(yè)的生產(chǎn)、管理、技術(shù)等方面的發(fā)展都走在其他企業(yè)發(fā)展的前列。電氣自動化在油田企業(yè)中的運用，在很大程度上代表了我國在自動化技術(shù)方面的發(fā)展成效，具有重要的研究意義。

1.油田自動化領(lǐng)域得到普及

(1)平臺的開放式發(fā)展隨著電氣自動化在油田企業(yè)中的應(yīng)用，自動化領(lǐng)域得到了普及，統(tǒng)一開放的平臺對于系統(tǒng)的設(shè)計和使用發(fā)揮著越來越重要的作用。IEC61131是一個國際公認的標準，由于其程序管理方便、使用效率較高、可以極大縮短編程的周期，得到了廣泛的應(yīng)用。此外，IEC61131不僅規(guī)定了語法和語義，而且還使產(chǎn)品的編程接口實現(xiàn)了標準化，成為了電氣化系統(tǒng)合格的關(guān)鍵影響因素之一從而使得不同程序之間的通訊問題也可以得到及時、有效的解決。由此可見，IEC61131標準使得A編程接口標準化的接口將會成為電氣自動化未來發(fā)展的主要趨勢。

(2)Windows成為實際上的工業(yè)控制標準平臺隨著計算機在各個行業(yè)的廣泛應(yīng)用，Windows由于其自身操作系統(tǒng)平臺使用容易、簡單、便于維護的優(yōu)點，正發(fā)展成為實際上的工業(yè)控制標準平臺。靈活、易于集成是PC控制系統(tǒng)中的兩大優(yōu)點，隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，這兩大優(yōu)點被充分的應(yīng)用到了各行各業(yè)的發(fā)展中，并極大的促進了各行各業(yè)的發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，PC控制系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)同時在商業(yè)和企業(yè)管理中得到了廣泛的應(yīng)用，此外，先進的人機界面技術(shù)也在油田自動化領(lǐng)域得到了普及，隨著各種網(wǎng)絡(luò)科學(xué)技術(shù)在油田企業(yè)發(fā)展過程中的應(yīng)用，Windows已經(jīng)成為了重要的工業(yè)信息控制的標準平臺。

(3)信息技術(shù)對電氣自動化的滲透信息化技術(shù)對電氣自動化的滲透主要來自于兩個方面，一方面是從管理層上的縱向滲透，油田企業(yè)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)要對其當前生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進行實時存取，油田企業(yè)的管理層可以通過利用標準化的瀏覽器存取企業(yè)的人事、財務(wù)的數(shù)據(jù)信息管理，同時還可以對當前的生產(chǎn)過程中的動態(tài)畫面進行有效的監(jiān)督和控制，從而達到在第一時間內(nèi)了解企業(yè)最全面、最準確的生產(chǎn)信息，以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的動態(tài)控制，保證企業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。另一個方面是信息技術(shù)向電氣自動化設(shè)備、系統(tǒng)的橫向擴展，隨著微電子和微處理器技術(shù)的廣泛應(yīng)用，原本定義明確的設(shè)備之間的界限變得模糊起來，相對應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)、組態(tài)環(huán)境、通訊能力變得重要起來，其包含的范圍也越來越寬泛，不僅有傳感器和執(zhí)行器，同時還包含有控制器和儀表等先進的科學(xué)儀器。

一、前言

柱塞式塑料注射成型機在日常使用過程中發(fā)現(xiàn)柱塞式塑料注射成型機的電氣控制系統(tǒng)的控制速度低，可靠性差，維護工作量大，故障多且不易查找，嚴重影響生產(chǎn)，所以對柱塞式塑料注射成型機電氣控制系統(tǒng)的改造已經(jīng)成為必然。

二、柱塞式塑料注射成型機的工作原理

柱塞式塑料注射成型機用于熱塑性塑料（聚苯乙烯、聚乙烯等）的成型加工，將原料通過加料調(diào)節(jié)器定量地加入料筒中，料筒外面加包有電加熱圈，當注射柱塞向前移動時，使加入的塑料在被推擠向前的過程中逐漸加熱、塑化，壓實而積聚在料筒前端，柱塞繼續(xù)前進，于是塑化的塑料在高壓下經(jīng)噴嘴注入冷的模具內(nèi)，經(jīng)保壓后柱塞退回，塑化的原料中冷模具內(nèi)很快凝固成型為制品。

三、電氣控制系統(tǒng)存在的問題

柱塞式塑料注射成型機的電氣控制系統(tǒng)由交流接觸器、中間繼電器、時間繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電邏輯控制系統(tǒng)，且采用固定接線的方式來完成控制功能。這樣對生產(chǎn)工藝工程變更的適應(yīng)性差。當生產(chǎn)工藝需要改變時，只能更改電氣控制箱內(nèi)各繼電器，并且需要重新布線。而且現(xiàn)有控制系統(tǒng)的控制速度低，可靠性差，觸點多，故障點多，維護工作量大。

摘要：隨著現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)技術(shù)日益進步，電氣自動化控制系統(tǒng)引入其中，它不僅能有效提升煤礦生產(chǎn)效率及其管理能力，也可以減少煤礦開采成本。文中以煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)為依據(jù)，全面介紹系統(tǒng)軟件、硬件模塊創(chuàng)新設(shè)計情況，以期為煤礦生產(chǎn)提供一定指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：煤礦；電氣自動化控制系統(tǒng)；硬件模塊；軟件模塊

1引言

PLC技術(shù)在電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，可以將復(fù)雜的操作簡單化，不僅可以有效提高電氣自動化控制系統(tǒng)運作的可靠性和穩(wěn)定性，也能提高工作效率，降低生產(chǎn)成本，提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。而針對煤礦生產(chǎn)設(shè)計電氣自動化控制系統(tǒng)，能有效克服煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境惡劣這一困境，確保在多種工作狀況下電氣設(shè)備穩(wěn)定運行，防止電磁等環(huán)境因素對電氣系統(tǒng)帶來的干擾，提升煤礦生產(chǎn)效率。

2煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1設(shè)計輸入電路。由于電氣設(shè)備應(yīng)用環(huán)境相對惡劣，因此，煤礦中電氣自動化控制系統(tǒng)與之對應(yīng)的供電線路需要安裝具有凈化電源功能的設(shè)備。在當前技術(shù)條件下，常使用的電源凈化設(shè)備包含：隔離變壓器、濾波器這兩種，這兩種電源凈化設(shè)備在具體使用中要確保電源輸入電壓恒定為24V，且均為直流電。在調(diào)整自身負載時，電源容量也是重點關(guān)注的因素。2.2抗干擾設(shè)計。在煤礦實際生產(chǎn)中，工作面多數(shù)不利因素均會影響整個電氣自動化控制系統(tǒng)正常的運行。對系統(tǒng)展開抗干擾設(shè)計，成為有效解決這個問題最基本的方式。使用以下方式提升系統(tǒng)的抗干擾能力，一方面，借助電磁屏蔽效應(yīng)，把工作面內(nèi)的靜電、電磁等干擾信號依托金屬殼屏蔽，有效降低電氣設(shè)備產(chǎn)生的干擾。另一方面，使用專業(yè)的屏蔽設(shè)備，如今，煤礦企業(yè)主要使用隔離變壓器，依托中性點經(jīng)電容接地提升所設(shè)計系統(tǒng)的抗干擾能力。2.3設(shè)計輸出電路。對輸出電路展開創(chuàng)新設(shè)計時，需要綜合考慮煤炭實際生產(chǎn)中的基本需要，針對各項指標及其調(diào)速裝置，使用晶體管展開輸出調(diào)節(jié)，提升系統(tǒng)運行速度。對煤礦系統(tǒng)的水泵機房而言，在電氣自動化控制系統(tǒng)中，PLC輸出頻率設(shè)定為6次/min，輸出操作時選取繼電器輸出，如此一來，能有效增強系統(tǒng)抗干擾及其負載能力。

摘要：數(shù)控機床現(xiàn)已成為現(xiàn)代自動化、電氣一體化生產(chǎn)發(fā)展的主力設(shè)備，如今也大量且廣泛應(yīng)用于機械制造加工業(yè)中，數(shù)控機床中的電氣設(shè)備及其線路扮演著十分重要的角色，直接決定了數(shù)控機床的性能及運行穩(wěn)定性，還影響了數(shù)控機床的操控、設(shè)備功能及安全性能。所以，數(shù)控機床操作人員務(wù)必加強對數(shù)控機床電氣設(shè)備及其線路的故障診斷及維修技術(shù)的分析與探究，全面深化對數(shù)控機床電器故障診斷及維修的能力，促進數(shù)控機床在機械制造加工業(yè)中的穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；電氣故障；診斷；維修技術(shù)

數(shù)控機床的出現(xiàn)成功實現(xiàn)將機器、電氣設(shè)備、液體進行功能的集成，屬于機械制造加工業(yè)的高精尖生產(chǎn)設(shè)備，不僅運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性與安全性有所保障，還能提高加工精度且降低人工成本的投入，數(shù)控機床是否廣泛投入應(yīng)用已成為當前機械制造加工業(yè)自動化、電氣一體化程度的評價標準。數(shù)控機床的實際運行中任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障且無法得到及時的解決，都將會對機械制造加工生產(chǎn)造成影響，降低生產(chǎn)質(zhì)量與效率，損害操作人員的安全與企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1數(shù)控機床的組成及其主要電氣設(shè)備

1.1數(shù)控機床的基本組成。數(shù)控機床的基本組成有加工程序載體、數(shù)控裝置系統(tǒng)、伺服驅(qū)動裝置、機床主體、電氣系統(tǒng)設(shè)備及其管線與其它輔助裝置。以下是對各主要組成部分的結(jié)構(gòu)與工作原理的簡要概述說明。1.1.1加工程序載體。數(shù)控機床在設(shè)定好進行工作時，正常情況下是不需要人工第二次介入的，完全由數(shù)控機床的加工程序電腦進行操控，要求工作人員在前期做好加工件的數(shù)控機床編程工作。比如機械加工制造中的零部件加工，前期設(shè)計編程程序就要包括刀具的使用、潤滑液與抗磨液壓油、切削油的使用、加工部件的相對運動軌跡、刀頭刀具、油泵等加工設(shè)備的各項數(shù)據(jù)參數(shù)等，將這些加工程序進行編程工作使其轉(zhuǎn)化為數(shù)控機床的程序載體可接受的格式代碼，最后輸入數(shù)控機床的程序電腦中，執(zhí)行工作命令。1.1.2數(shù)控裝置。數(shù)控裝置是數(shù)控機床運行工作最重要的部件，現(xiàn)今的數(shù)控裝置大部分為CNC（即ComputerNumericalControl）技術(shù)。它主要通過多個微型處理器的共同處理工作，將數(shù)控裝置及其功能以程序化軟件的形式呈現(xiàn)，所以也叫作軟件數(shù)控。CNC系統(tǒng)在數(shù)控機床的應(yīng)用中準確地來說是一種位置控制系統(tǒng)，它可以根據(jù)加工部件的設(shè)計程序進行有效地補充理想的運動軌跡，隨后輸出指令至數(shù)控機床加工設(shè)備進行加工。所以說，數(shù)控機床的數(shù)控裝置大概可以分成輸入、處理、分析和輸出這幾個部分，所有工作處理過程必須經(jīng)由計算機系統(tǒng)以及數(shù)控程序軟件進行分析與處理，最終實現(xiàn)數(shù)控機床的運轉(zhuǎn)[1]。數(shù)控裝置的輸入通常有鍵盤編程程序直接輸入、CAD系統(tǒng)直接導(dǎo)入和外接計算機直接數(shù)控輸入等。信息處理則是通過數(shù)控機床的輸入裝置將需要進行加工的零部件的程序及各項數(shù)據(jù)傳入CNC系統(tǒng)中，經(jīng)CNC系統(tǒng)編譯成數(shù)控機床所能識別的格式代碼程序信息，再經(jīng)過逐步儲存、分析與運行處理后，由輸出裝置輸出指令到伺服系統(tǒng)和主運動控制系統(tǒng)。數(shù)控機床的輸出裝置與伺服機構(gòu)相連接，依據(jù)數(shù)控裝置的指令接受運算系統(tǒng)的輸出信息，并將其轉(zhuǎn)送到各個數(shù)據(jù)對應(yīng)的伺服控制系統(tǒng)，進行伺服系統(tǒng)的驅(qū)動進而實現(xiàn)數(shù)控機床的運轉(zhuǎn)。1.1.3伺服與測量反饋系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)作為數(shù)控機床的重要運行操控系統(tǒng)，數(shù)控機床主要的進給伺服控制與主軸伺服控制都由它來完成。伺服系統(tǒng)可以接受由數(shù)控機床數(shù)控裝置輸出的指令程序信息，將其功率放大并進行分析處理后，轉(zhuǎn)變成數(shù)控機床各加工部件的位移指令信息。伺服系統(tǒng)作為數(shù)控機床最后一道工序，它的運轉(zhuǎn)性能將直接決定數(shù)控機床的加工質(zhì)量、加工精度與速度等性能指標，所以，數(shù)控機床的伺服驅(qū)動裝置必須具有強大的接受、分析與處理的性能，精準而明確地進行指令信息的讀取與處理并驅(qū)動伺服系統(tǒng)，加強數(shù)控機床的運行穩(wěn)定性。數(shù)控機床中的測量反饋系統(tǒng)還會把數(shù)控機床運行過程中各加工部件的實際位移進行檢測并換算成坐標，通過反饋系統(tǒng)反饋回數(shù)控機床數(shù)控裝置中與設(shè)計編程程序值進行對比，并實時向伺服系統(tǒng)輸出設(shè)計程序中的理想運動軌跡與位移量指令。1.1.4數(shù)控機床主體結(jié)構(gòu)。數(shù)控機床的主體結(jié)構(gòu)主要由床身、支撐底座、支撐立柱、橫梁、滑座、工作臺、主軸箱、進給系統(tǒng)、刀架等機械自動化部件組成。這些的組成將實現(xiàn)數(shù)控機床自動化控制完成各項機械制造加工零部件的過程。數(shù)控機床的主體結(jié)構(gòu)通常采用高強度、防震功能好以及耐高溫性能好的鋼材，能有效提升數(shù)控機床主體結(jié)構(gòu)的靜剛度，還能通過主體結(jié)構(gòu)加強阻尼設(shè)定與結(jié)構(gòu)件強度、提升固有頻率等辦法來提升數(shù)控機床主體結(jié)構(gòu)的強度與防震性能，能讓數(shù)控機床在更穩(wěn)定的工況下進行自動化切削工作。優(yōu)化數(shù)控機床主體結(jié)構(gòu)件的布局、增加數(shù)控機床散熱性能以達到數(shù)控機床主體結(jié)構(gòu)耐高溫性能的提升，可以有效防止高溫對數(shù)控機床運行帶來的影響。1.1.5數(shù)控機床輔助裝置。輔助裝置是幫助數(shù)控機床在正常運轉(zhuǎn)工況下維持性能以及保持最大化性能輸出的系統(tǒng)，比較常見的有：氣動刀具更換系統(tǒng)、液壓升降系統(tǒng)、切削油泵、噴油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、排液與排屑系統(tǒng)、移動工作臺、防護及照明裝置等，輔助裝置的配備能為數(shù)控機床的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性提供保障，確保數(shù)控機床在自動化控制長時間運轉(zhuǎn)加工情況下故障出現(xiàn)頻率減少。1.2主要電氣設(shè)備。1.2.1空氣開關(guān)?？諝忾_關(guān)又叫做空氣斷路器，是電路斷路器的一種，可以在電路內(nèi)電流超過額定工作電流時自動斷開裝置以防止危險事故的發(fā)生?？諝忾_關(guān)的使用是數(shù)控機床低壓配電系統(tǒng)和電力拖動系統(tǒng)中必不可少的措施，不僅可以實現(xiàn)電流的控制還可以實現(xiàn)保護電路的功能，如完成接觸或是斷開電路、避免電路或是數(shù)控機床電氣設(shè)備出現(xiàn)短路現(xiàn)象、電路系統(tǒng)過載或是啟動電動機等功能。1.2.2電動機斷路器。電動機斷路器接入數(shù)控機床的電路系統(tǒng)后，可以讓其自行運轉(zhuǎn)并且手動通過按鈕或是旋鈕進行控制開關(guān)，連接電路接觸器工作時可以實現(xiàn)遠程控制電動機電路。電動機的電路保護繼承了熱繼電器與電磁設(shè)備斷路器，并將所有的帶電元件進行了保護措施，防止人手直接觸碰。本身具有的欠壓脫扣模塊可以保證電動機斷路器在欠壓條件下斷開，分勵脫扣模塊可以實現(xiàn)遠程操控斷路器斷開與連接。1.2.3熔斷器。熔斷器也是一種保護電路的裝置，在電路通過超過額定工作電流值時，可以通過自身產(chǎn)熱對內(nèi)部熔體進行熔斷，使得電路在此斷開實現(xiàn)保護電路。熔斷器當前已被廣泛應(yīng)用于高、低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)或是數(shù)控機床控制電氣設(shè)備中，是最為普遍且成本較低的短路與電路過載保護器。熔斷器具有反時延的特性，當電路內(nèi)過載電路較小時，熔斷器內(nèi)熔體的熔斷時間較長，過載電路較大時熔體熔斷時間隨機縮短，所以熔斷器在超出額定工作電流較小時或是快速恢復(fù)正常電流時并不會進行熔體熔斷，達到保護電路的目的同時節(jié)省了電路維護成本。1.2.4接觸器。數(shù)控機床及其相關(guān)電氣設(shè)備中的接觸器有直流接觸器和交流接觸器，不僅應(yīng)用于電力系統(tǒng)、配電系統(tǒng)還在數(shù)控機床用電中廣泛運用。它可以通過電流經(jīng)過內(nèi)部線圈產(chǎn)生電磁場，使得接觸觸頭閉合以控制電路負載。許多接觸器由于其可以頻繁與大電流相接并進行電路控制這一特性，被廣泛使用于數(shù)控機床電氣設(shè)備，它不僅可以完成自身電路的切斷與接通、保護電路，還可以實現(xiàn)低電壓釋放保護。接觸器的控制容量大、涵蓋范圍廣，所以較為適用于頻繁開閉操作或是遠距離控制電路設(shè)備，逐漸成為了電氣設(shè)備及自動化控制系統(tǒng)的重要電氣元件。

2常見的數(shù)控機床電氣設(shè)備故障

摘要：近幾十年來，我國的經(jīng)濟在迅速增長，特別是工業(yè)的興起帶來的出口利潤增加，對我國國民經(jīng)濟的增長起到了明顯的促進作用。然而工業(yè)的興起的同時，隨著我國社會老齡化的逐步惡化，青壯年比率在人口占比中逐漸走低，勞動力的價格也在不斷提高。為了解決工業(yè)所需的巨大勞動力與勞動力資源有限的矛盾，電氣工程及自動化應(yīng)運而生。本文從電氣工程及自動化的起源和發(fā)展著手，剖析了電氣工程及自動化的發(fā)展意義，分析了電氣工程及自動化在發(fā)展中遇到的難題，并針對這些發(fā)展困難提出相應(yīng)的有效措施，希望能夠?qū)ξ覈姎夤こ碳白詣踊陌l(fā)展盡一點綿薄之力，讓我國電氣工程及自動化的發(fā)展能夠跨入一個新篇章。

關(guān)鍵詞：電氣工程；自動化；意義；發(fā)展難題；解決措施

1電氣工程及自動化的發(fā)展過程

電氣工程及其自動化作為我國近代工業(yè)發(fā)展的促進劑，是伴隨著我國工業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展的。在改革開放以后，中國大力發(fā)展工業(yè)，以求獲得快速的經(jīng)濟發(fā)展，提高國民的生活水平，在不斷發(fā)展前進的過程中，電氣工程及其自動化經(jīng)歷過三個主要的發(fā)展階段，其內(nèi)容如下：（1）第一階段：隨著機械工程和物理學(xué)的發(fā)展，科學(xué)工作者便考慮到將二者結(jié)合起來，尋求一種能夠為電器制造也服務(wù)的科學(xué)，于是便誕生了電氣工程。（2）第二階段：隨著微波和無線通訊技術(shù)的興起和發(fā)展，科學(xué)工作者又將這一學(xué)科的優(yōu)勢有機結(jié)合到電氣工程上面，通過微波和無線通訊技術(shù)對機械的控制，來使機器完成生產(chǎn)工作并滿足生產(chǎn)要求，這便將電氣工程及其自動化帶進了機電一體化的時代。（3）第三階段：隨著計算機和信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，它的優(yōu)勢也被利用到電氣工程及其自動化中來，于是便出現(xiàn)了通過計算機編程并遠程控制機器完成生產(chǎn)工作的新一代機電一體化工業(yè)生產(chǎn)流程。

2電氣工程及自動化的發(fā)展意義

電氣工程及其自動化的發(fā)展過程是一個不斷吸納并融合全球最新科技的過程，電氣工程及其自動化的可以應(yīng)用到各行各業(yè)，無論是一個斷路器的設(shè)計，還是整架航空航天器的研究，都少不了電氣工程及其自動化的身影。電氣工程及其自動化的發(fā)展，使得機械制造業(yè)的生產(chǎn)車間空間得到節(jié)省，也減少了車間內(nèi)人力物力的配置，很多機械產(chǎn)品的加工不再需要工人來動用原始的手工勞動，而可以通過電腦終端的直接控制，這樣，一個會控制電腦終端程序的工人便抵得上好幾個人力工，實現(xiàn)了人力資源的有效節(jié)約。機電一體化的運用更是可以使生產(chǎn)車間完成流水線的全部生產(chǎn)任務(wù)，包括生產(chǎn)零件，組裝，包裝，流動，檢測等整個制造流程，極大地提高了生產(chǎn)效率。

摘要：在PLC技術(shù)基本概述的基礎(chǔ)上，分析PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中應(yīng)用的意義。從信息數(shù)據(jù)控制、順序控制、閉環(huán)控制以及開關(guān)系統(tǒng)控制4個方面入手，研究PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的具體應(yīng)用，旨為相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員提供有效的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；電氣工程；自動化控制

PLC技術(shù)作為一種可編程控制技術(shù)，具有安全性高、編程簡單以及維修快捷等優(yōu)勢，且在簡化程序編寫流程、減小程序控制成本、提高企業(yè)運行效率以及實現(xiàn)電氣工程智能化控制等方面具有重要的應(yīng)用價值。因此，如何科學(xué)應(yīng)用PLC技術(shù)是相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員在進行電氣工程自動化控制過程中必須思考和解決的問題。

1PLC技術(shù)的基本概述

具體運用PLC技術(shù)時主要借助數(shù)字技術(shù)即利用信息數(shù)據(jù)存儲器實現(xiàn)編程的自由性，并在電子系統(tǒng)的應(yīng)用背景下自動化控制信息數(shù)據(jù)存儲器，以確保相關(guān)存儲設(shè)備能夠根據(jù)操作指令進行智能化運轉(zhuǎn)[1]。PLC技術(shù)的運轉(zhuǎn)流程，如圖1所示。由圖1可知，PLC技術(shù)具有可靠性高和操作性強等特征，通過運行相關(guān)程序，從控制設(shè)備開關(guān)和設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)兩個方面入手，自動化控制相關(guān)存儲設(shè)備。在PLC技術(shù)的應(yīng)用背景下，自由運轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要由中央處理器CPU、電源裝置、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備構(gòu)成。這些組成部分中任何一個出現(xiàn)問題，都將直接影響PLC技術(shù)的應(yīng)用效果。此外，任何一個組成部分都必須依附于整個運轉(zhuǎn)系統(tǒng)才能正常運行。

2PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的應(yīng)用

第一篇

隨著科技的發(fā)展、人民生活水平的提高，各種各樣的電器開始走進千家萬戶，人們?nèi)粘５膶W(xué)習(xí)、生產(chǎn)與生活也已離不開電氣工程。但就我國目前的電氣工程發(fā)展現(xiàn)狀而言，傳統(tǒng)的電氣自動化應(yīng)用效率偏低，已經(jīng)不能滿足電氣市場的發(fā)展需求，為此我們必須重視電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用研究。

1電氣自動化技術(shù)的理論基礎(chǔ)

電氣自動化技術(shù)作為一門綜合性較強的學(xué)科，它的理論基礎(chǔ)涉及很多學(xué)科，如控制學(xué)、語言學(xué)、信息學(xué)等。為了使電氣自動化技術(shù)的實際操作性更強，人們一般借助計算機技術(shù)來開展一些電氣自動化技術(shù)的可操作性實驗，在現(xiàn)代計算機技術(shù)中電氣自動化技術(shù)已經(jīng)單獨發(fā)展成為一種高端技術(shù)。與此同時，人們在電氣工程中應(yīng)用的電氣自動化控制技術(shù)也越來越多，在電氣工程中應(yīng)用自動化技術(shù)后，不但可以使各個電氣元件的工作效率得到大幅提升，還可以大幅降低電氣工程的整體運作成本，不斷減輕相關(guān)控制人員的工作強度，促進電氣工程的高產(chǎn)、高效。

2電氣自動化技術(shù)的特點

2.1技術(shù)涵蓋面廣

摘要：電氣自動化控制系統(tǒng)是目前煤礦實際生產(chǎn)、操作、監(jiān)控過程中主要采取的控制之一。煤炭企業(yè)生產(chǎn)的高效、穩(wěn)定都和電氣自動化控制系統(tǒng)有著直接的關(guān)系，電氣自動化控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)在其中起到了十分重要的作用，電氣自動化控制系統(tǒng)同時還能有效的保障煤炭企業(yè)生產(chǎn)安全、穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：煤炭企業(yè);電氣自動化控制系統(tǒng);關(guān)鍵技術(shù)

煤炭企業(yè)生產(chǎn)操作過程中，電氣自動化控制在其中的每一個環(huán)節(jié)都有著至關(guān)重要的作用，想要對煤炭電氣自動化控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進行創(chuàng)新，就要對電氣自動化控制方法進行升級，科學(xué)合理的控制和規(guī)劃處理煤炭企業(yè)生產(chǎn)過程中的每一個環(huán)節(jié)的效率化問題。

1煤礦電氣自動化控制過程中對軟件的優(yōu)化過程

煤炭企業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用電氣自動化控制系統(tǒng)的首要要值得關(guān)注的就是生產(chǎn)流程的整體監(jiān)測和監(jiān)控，保障在生產(chǎn)中的每一個環(huán)節(jié)都不會出現(xiàn)供電風(fēng)險問題，造成效率的下降，我們需要嚴格的監(jiān)控和檢測供電系統(tǒng)的經(jīng)濟運行方面，針對不同模塊的電能采取不同的施工技術(shù)和措施進行細致處理，避免出現(xiàn)電力大量浪費的現(xiàn)象。煤炭機械在運行的過程中通過電氣自動化控制系統(tǒng)能夠得到有效的監(jiān)測，能夠及時的發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中存在的安全隱患，了解和掌握煤炭機械設(shè)備運行狀況。優(yōu)化的過程主要分為三個步驟，分別為硬件優(yōu)化、軟件優(yōu)化、設(shè)備選型優(yōu)化。軟件優(yōu)化和硬件優(yōu)化是煤炭電氣自動化控制中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，軟件優(yōu)化主要針對煤炭機械設(shè)備中的一些操作系統(tǒng)，將PLC技術(shù)引進煤炭電氣自動化控制系統(tǒng)中，提高軟件優(yōu)化過程，同時也對軟件的優(yōu)化提出了更加嚴峻的困難和挑戰(zhàn)。軟件優(yōu)化又分為兩種，一種為結(jié)構(gòu)優(yōu)化、一種為程序優(yōu)化。1.1軟件結(jié)構(gòu)優(yōu)化。煤炭電氣自動化控制系統(tǒng)中軟件結(jié)構(gòu)是其框架的主要結(jié)構(gòu)，在對煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)潤健結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，一定要考慮到煤礦實際的生產(chǎn)需求，根據(jù)煤礦企業(yè)的實際生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計軟件結(jié)構(gòu)。模塊設(shè)計時軟件結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的重要環(huán)節(jié)，軟件結(jié)構(gòu)的功能主要通過模塊設(shè)計的拓寬來實現(xiàn)，在煤礦實際的生產(chǎn)過程中，根據(jù)實際情況的變化軟件能夠進行隨時的優(yōu)化，滿足不同情況下的煤礦生產(chǎn)需求。軟件結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程主要分為以下幾種類型：（1）煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)根據(jù)煤礦的實際開采情況不同分為不同功能性的模塊，在每個不同的功能性模塊中設(shè)置不同的目標，模塊進行改進時一定要注意其結(jié)構(gòu)的標準，模塊在進行設(shè)計時一定要多設(shè)置子任務(wù)結(jié)構(gòu)模塊，保障軟件的多樣性和適用性。（2）煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的主要作用在于調(diào)整運行結(jié)構(gòu)，保障軟件結(jié)構(gòu)完整的基礎(chǔ)上再進行優(yōu)化處理，這樣就能避免軟件結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不必要的漏洞。（3）軟件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化一定要充分考慮到已給出的任務(wù)和條件，保障軟件和煤礦作業(yè)的同步性。1.2軟件程序優(yōu)化。軟件程序優(yōu)化主要包含自動化控制過程中的所有系統(tǒng)程序。軟件程序優(yōu)化的過程中要充分的考慮到設(shè)備的更新?lián)Q代問題，將新標準和工藝引入到系統(tǒng)中，尤其是其中I/O的重新分派，I/O的編制一定要符合生產(chǎn)工藝要求，優(yōu)化軟件程序的過程中，I/O的優(yōu)化程度和軟件程序運行的效率有著直接的影響，想要保障煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的運行安全，就要避免程序中出現(xiàn)重復(fù)的序列，同時進行軟件程序優(yōu)化的時候還要充分考慮與PLC的有機結(jié)合。

2煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計的創(chuàng)新與優(yōu)化

1常見數(shù)控機床故障與維修

數(shù)控機床電氣設(shè)備在運行過程中非常容易出現(xiàn)故障，影響其正常運行。常見的數(shù)控機床故障分為3種，分別是硬件故障、軟件故障和干擾故障。1.1硬件故障。硬件故障指的是電氣設(shè)備中的驅(qū)動模塊、電源模塊、控制板、繼電器、限位等電器元器件及控制面板上的按鍵和電氣線路，設(shè)備在運行時出現(xiàn)故障后進而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)停機（圖1~圖2）。根據(jù)設(shè)備數(shù)控機床電氣設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)的故障，逐一對電氣部件進行檢查。設(shè)備出現(xiàn)一般的硬件故障，通常進行復(fù)位、斷電重新啟動設(shè)備就能夠處理。對于出現(xiàn)某部位的硬件報警，如驅(qū)動模塊、電源模塊、限位等問題，需要對各個硬件進行查找問題，根據(jù)查找和檢查情況進行維修和更換。更換完成后進行試機，直至設(shè)備故障取消恢復(fù)使用。1.2軟件故障。軟件故障與硬件故障恰恰相反，軟件故障主要是設(shè)備參數(shù)、PLC程序、系統(tǒng)程序故障（圖3），如在運行中經(jīng)常出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置不正確以及零件加工程序錯誤、系統(tǒng)程序丟失及PLC程序不執(zhí)行等。其中較為嚴重的故障是控制系統(tǒng)的軟件破損或丟失，進而導(dǎo)致電氣設(shè)備運行混亂。針對系統(tǒng)軟件及程序需要進行提前備份，在出現(xiàn)破損和丟失后可以進行程序覆蓋恢復(fù)。系統(tǒng)程序上傳完成后需校對和驗證，也可在程序和參數(shù)程序內(nèi)對參數(shù)進行修正和更改，進而排除故障。在此情況下，需要提醒技術(shù)和維修人員在設(shè)備安裝調(diào)試完成后，必須對設(shè)備系統(tǒng)程序、PLC程序等進行備份，防止出現(xiàn)無備份的現(xiàn)象。1.3干擾故障。干擾故障在數(shù)控機床電氣設(shè)備中發(fā)生情況較多，其主要原因是由于機床設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)信號中斷及檢測不到信號，設(shè)備系統(tǒng)信號傳輸、信號接收的電源地線配置出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，進而導(dǎo)致機床在運行過程中出現(xiàn)干擾故障。特別是信號傳輸和信號接收器的電壓電流在不穩(wěn)定的情況下，導(dǎo)致出現(xiàn)信號中斷等現(xiàn)象。另外就是外部干擾，設(shè)備自身的振動和定位精度不夠也會造成干擾。干擾問題是有多種因素造成的，應(yīng)針對所出現(xiàn)的問題進行查找，如果是設(shè)備本身的原因，在查找和確定問題后進行修復(fù)。對于外部干擾，可以加強設(shè)備信號的屏蔽，檢查屏蔽是否牢靠，防止造成干擾。

2數(shù)控機床電氣設(shè)備在運行中的注意事項

2.1保障機床使用性能和使用壽命。在數(shù)控機床電氣設(shè)備運行過程中，操作人員應(yīng)盡可能避免數(shù)控機床受到陽光直射，或是其他熱輻射。因此，在數(shù)控機床的存放過程中，存放人員必須嚴格控制地面的濕度以及潔凈度，進而保證數(shù)控機床在存放過程中不會受到潮濕、雜質(zhì)等影響，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)破損及故障。2.2保障電源供應(yīng)。數(shù)控機床電氣設(shè)備在日常運行生產(chǎn)過程中，供電必須使用專用線路，或利用穩(wěn)壓裝置穩(wěn)定電源。數(shù)控機床電氣設(shè)備在運行過程中必須保證電源的穩(wěn)定供應(yīng)，其主要原因在于：通過穩(wěn)定電源能夠最大限度減少低質(zhì)量供電對數(shù)控機床電氣設(shè)備運行所造成的負面影響，并有效控制電源振動幅度瞬間變化對設(shè)備的影響。2.3完善規(guī)章制度。企業(yè)在使用數(shù)控機床電氣設(shè)備過程中，無論是使用、還是管理，均需要嚴格按照相關(guān)情況及規(guī)定進行。根據(jù)企業(yè)自身實際情況和國家管理規(guī)定制定相應(yīng)的規(guī)章制度，對設(shè)備管理要有明確和針對性的規(guī)章制度。例如：設(shè)備的保養(yǎng)規(guī)范、大項修、精度普查、潤滑制度等，設(shè)備點檢要求、清掃周期。在制定好相關(guān)的規(guī)章制度后，還應(yīng)當嚴格按照規(guī)章制度執(zhí)行，進而保證數(shù)控機床電氣設(shè)備運行的規(guī)范性。

3數(shù)控機床電氣設(shè)備的維護與保養(yǎng)

數(shù)控機床電氣設(shè)備在使用過程中，正確的維護與保養(yǎng)是確保數(shù)控機床電氣設(shè)備正常運行的關(guān)鍵。3.1數(shù)控機床電氣系統(tǒng)的維護。（1）在數(shù)控機床電氣設(shè)備的維護保養(yǎng)過程中，設(shè)備技術(shù)人員、維修人員、操作人員應(yīng)當嚴格按照相關(guān)的維護保養(yǎng)規(guī)定制度進行。針對設(shè)備操作人員對設(shè)備的日常保養(yǎng)進行專業(yè)的培訓(xùn)，提高設(shè)備操作人員的技能水平。另外，設(shè)備技術(shù)人員和維修人員對設(shè)備系統(tǒng)維護保養(yǎng)時，根據(jù)保養(yǎng)過程中設(shè)備上的各部件進行分析，對于保養(yǎng)后狀態(tài)不能改觀的部件進行分析是否更換。對技術(shù)人員和維修人員的專業(yè)技能和專業(yè)素養(yǎng)系統(tǒng)性的培訓(xùn)和提高，同樣也是影響數(shù)控機床電器設(shè)備運行的關(guān)鍵。這樣可以提高設(shè)備維護的周期，有效降低設(shè)備的故障率。（2）通常情況下，數(shù)控機床本身均會存有部分灰塵、金屬粉末以及生產(chǎn)加工的鐵屑和油污。一旦產(chǎn)生的灰塵和粉末落入數(shù)控機電設(shè)備內(nèi)部，將會損壞設(shè)備內(nèi)的電子元件以及電路板。尤其是天氣比較熱時，機床部分電器元件溫度過高，未能及時降溫時會導(dǎo)致?lián)p壞和系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重損壞，造成設(shè)備停止工作，影響生產(chǎn)。應(yīng)該特別注意，在高溫季節(jié)嚴禁采用打開數(shù)控機床控制柜的方法降低設(shè)備溫度，這樣極易導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重損壞。（3）為了有效避免數(shù)控機電系統(tǒng)過熱，在日常工作中，應(yīng)不斷加強數(shù)控柜上的冷卻風(fēng)扇的檢查力度。另外，定期檢查冷卻風(fēng)扇和進風(fēng)過濾器的情況，制定檢查及更換過濾棉的周期，防止堵塞，一旦發(fā)現(xiàn)堵塞和損壞，應(yīng)當立即對其進行清理及更換，避免造成更加嚴重的事故。（4）最后，應(yīng)不斷加強對備用電路板的維護工作。盡管是備用部件，但如果長時間不使用，其工作性能將會大大降低。因此，應(yīng)當定期將備用電路板安裝到數(shù)控機床設(shè)備中運行，進而避免其電路板的損壞。3.2提高機械部件的維護和保養(yǎng)。（1）主要傳動部位的維護和保養(yǎng)。對于主傳動部位的維護和保養(yǎng)，其主要目的在于避免數(shù)控機床設(shè)備在運行過程中由于保養(yǎng)潤滑不到位，造成缺油生銹和磨損損壞。另外，應(yīng)當制定對主軸潤滑、自動潤滑裝置的潤滑穩(wěn)定進行檢查，如果出現(xiàn)高溫情況及時查找原因，使其潤滑狀態(tài)正常，避免造成設(shè)備使用影響。在維護保養(yǎng)中應(yīng)當對其認真檢查，需要進行調(diào)整的要按照要求調(diào)整。最后對所有機械部件做好保養(yǎng)和維護記錄工作，便于后期檢查和查閱。（2）機床精度維護和保養(yǎng)。為了不斷提高機床精度維護和保養(yǎng)，相關(guān)技術(shù)人員制定檢查周期，根據(jù)檢查周期對機床精度進行檢查與校正，并嚴格按照精度校正進行系統(tǒng)參數(shù)補償。

伴隨社會的生產(chǎn)力發(fā)展與進步，現(xiàn)階段很多煤礦企業(yè)開始進行自動化生產(chǎn)，和傳統(tǒng)人工比起來，應(yīng)用自動化技術(shù)能提升企業(yè)生產(chǎn)效率，確保煤礦開采效率。在國內(nèi)煤礦生產(chǎn)企業(yè)中，電氣的自動控制屬于重要部分，且每次技術(shù)革新均會影響到煤礦企業(yè)發(fā)展，特別在應(yīng)用智能技術(shù)以后，大幅度提高了自動化水平及程度，使得系統(tǒng)的設(shè)備運行更高效與流暢，繼而降低了運營成本。

1在煤礦電氣工程中應(yīng)用智能化技術(shù)的優(yōu)勢

1.1智能化系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)一致性比較高。在煤礦電氣工程中數(shù)據(jù)處理時，無需通過人工輸入，可獲得較高效率，能符合自動化的控制要求。1.2對于煤礦電氣控制比較方便。智能化技術(shù)主要是經(jīng)響應(yīng)時間、魯棒性與時間等有效調(diào)控煤礦電氣系統(tǒng)，與傳統(tǒng)控制器相比，智能化的控制技術(shù)比較穩(wěn)定，與煤礦實際工作相符。此外，智能化的控制系統(tǒng)調(diào)整煤礦的電氣設(shè)備時，主要是經(jīng)數(shù)據(jù)變化進行自動化的調(diào)節(jié)，可降低技術(shù)人員工作強度，且在條件允許時能進行遠距離自動調(diào)節(jié)。1.3無需構(gòu)建專門控制的模型。在應(yīng)用傳統(tǒng)控制器控制技術(shù)時，需按照控制對象構(gòu)建復(fù)雜動態(tài)的方程。但在采取動態(tài)方程進行模擬設(shè)計時，無法估計與不確定性客觀因素比較多，部分參數(shù)的變化情況無法掌握，就會導(dǎo)致控制模型精準度不夠，導(dǎo)致煤礦自動化的控制工作效率受到影響。但在煤礦電氣工程中應(yīng)用自動化的技術(shù)可處理上述問題，且無需構(gòu)建復(fù)雜動態(tài)方程，可有效規(guī)避不確定性因素對于精度控制影響[1]。

2煤礦電氣工程自動化中智能化技術(shù)的有效性

煤礦電氣工程中智能化技術(shù)優(yōu)勢見圖1。2.1不需要人工的作業(yè)。在智能化的技術(shù)應(yīng)用以后，大量解放了人工，與傳統(tǒng)電氣工程的控制相比，智能化自動控制的技術(shù)能實施自我調(diào)節(jié)，達到無人控制的效果。從現(xiàn)代化煤礦電氣工程來看，其工作效率比較高，尤其應(yīng)用智能技術(shù)可節(jié)省人力資源，同時還可降低人力資源成本，提高煤礦企業(yè)效益[2]。2.2對控制的程序進行簡化。若將智能技術(shù)應(yīng)用在煤礦電氣工程的自動控制中，可大幅度提高自動化控制高效性與及時性，究其原因，煤礦電氣工程的自動控制能應(yīng)用智能手段控制與調(diào)節(jié)控制對象，對相關(guān)控制的程序進行簡化，與既有控制程序相比，應(yīng)能智能技術(shù)能按照電氣工程的實際反映進行調(diào)整，以提高控制簡便性。2.3提高控制準確性。在智能技術(shù)實踐應(yīng)用中，主要優(yōu)勢為提高煤礦電氣工程的自動控制精確度，與既有控制的模式相比，控制效果較為理想。究其原因，在既有煤礦電氣工程的控制過程中，經(jīng)常是經(jīng)控制模型實施控制，這種傳統(tǒng)模型有較大復(fù)雜性與難度，無法保證所建控制模型系統(tǒng)合理性與準確性。但在煤礦電氣工程的自動控制中應(yīng)用智能技術(shù)，無需建立模型，能直接操作與控制對象，可大幅度降低控制實物問題，繼而提高煤礦電氣工程的控制準確性[3]。

3煤礦電氣工程自動化中應(yīng)用的智能化技術(shù)細分