王良

摘 要：隨著自動控制理論的發(fā)展，現(xiàn)代電氣工程中的自動化技術(shù)越來越普及。從傳統(tǒng)的經(jīng)典控制理論到當(dāng)前的現(xiàn)代控制理論，自動控制理論技術(shù)向著復(fù)雜化、精準(zhǔn)化的方向發(fā)展。為保障自動化技術(shù)能夠在實際的電氣工程中穩(wěn)定運行，需要在實際運行前對電氣自動化中的相關(guān)運行過程進行預(yù)先模擬仿真，或者為方便監(jiān)控電氣設(shè)備實際的運行狀況，需要對相關(guān)電氣運行過程進行模擬仿真，以便實時掌握電氣設(shè)備運行信息。因此，模擬仿真技術(shù)在現(xiàn)代電氣自動化的應(yīng)用中占據(jù)著重要的地位。

關(guān)鍵詞：自動控制理論 模擬仿真技術(shù) 電氣工程 實時監(jiān)控

中圖分類號：TP13-4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（a）-00-01

社會的進步科技的發(fā)展帶動了自動化技術(shù)逐漸取代手工技術(shù)，當(dāng)前工業(yè)社會生產(chǎn)活動中自動化技術(shù)已經(jīng)大規(guī)模普及推廣開來，而且自動化程度不斷加深。隨之自動控制理論隨著數(shù)學(xué)、計算機等多學(xué)科的發(fā)展也取得很大的進步，并逐漸由傳統(tǒng)的經(jīng)典控制理論向現(xiàn)代控制理論發(fā)展，現(xiàn)代控制理論在精準(zhǔn)度和過程控制方面的優(yōu)勢也使得電氣自動化技術(shù)其過程更加復(fù)雜化，在自動化產(chǎn)品設(shè)計進入實際工程前要進行一系列的模擬仿真，以確保能夠世紀工程需要。

1 電氣自動化和仿真技術(shù)

1.1 電氣自動化的發(fā)展和特點

電氣自動化作為電氣信息方向的一門新學(xué)科，因為和人們生產(chǎn)生活密切相關(guān)而迅速發(fā)展。經(jīng)過長時期的發(fā)展，如今電氣自動化已經(jīng)作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要部分而發(fā)展較為成熟。電氣自動化從一個電氣開關(guān)開始到整個電氣系統(tǒng)的控制部分都有其分布組成。它包括了對開關(guān)信號進行控制，對工程目的進行分析，對系統(tǒng)中各設(shè)備進行信息交流，對系統(tǒng)中反饋的信息做匯總并按人們預(yù)期設(shè)定的程序步驟進行智能化的邏輯分析并準(zhǔn)確快速做出動作反映，已達到脫離人工而能自動運行的目的。如今，電氣自動化技術(shù)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事和交通運輸中。在電氣自動化中，控制理論是其重要的基礎(chǔ)內(nèi)容。自20世紀四五十年代開始，控制理論一直在不斷的發(fā)展。經(jīng)典控制理論的出現(xiàn)標(biāo)志著控制理論的形成，自動化技術(shù)開始得以普及推廣。之后隨著各種自然學(xué)科和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，在20世紀五六十年代依托于數(shù)列和計算機技術(shù)的狀態(tài)空間法的出現(xiàn)標(biāo)志著現(xiàn)代控制理論的形成。經(jīng)典控制理論計算簡單便于分析，能夠很好的解決單變量定常系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用。而隨著工業(yè)進程的發(fā)展，人們對自動化程度提出了更高的要求，工業(yè)中有關(guān)多變量事變系統(tǒng)的分析設(shè)計已經(jīng)不能再用經(jīng)典控制理論，現(xiàn)代控制理論的出現(xiàn)解決了這個問題，使得電氣自動化技術(shù)向著系統(tǒng)更加復(fù)雜，控制更加精準(zhǔn)的方向發(fā)展。

1.2 自動化中的仿真技術(shù)

隨著工業(yè)進程的加快，工業(yè)工廠、交通管理、軍事國防在進行自動化程度加深的同時也要求對控制過程進行實時監(jiān)控或著遠程監(jiān)控。仿真技術(shù)是自動化控制過程中不可分割的一部分。它通過力控軟件將可編程邏輯控制器（PLC）中采集的現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)反映到人際交換界面上來，并用仿真模擬圖像對生產(chǎn)過程進行監(jiān)控。模擬仿真技術(shù)也可以在自動化設(shè)備投入運行前進行預(yù)先模擬運行，以便檢查自動控制程序是否穩(wěn)定，是否滿足實際生產(chǎn)需要。

2 仿真技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用

2.1 仿真技術(shù)在自動化鋼鐵廠中的應(yīng)用

在大型鋼鐵廠中，從鐵礦向高爐送料開始一直到鋼鐵成型，其過程大多是脫離人工的自動完成，這主要有現(xiàn)場的各種傳感器（溫度傳感器、壓力傳感器、紅外傳感器、噪聲傳感器等），控制室的大型工控機（可編程邏輯器PLC），各種配套的邏輯開關(guān)，相關(guān)的變頻器，變壓器等電氣設(shè)備組成。PLC作為整個自動化的核心部分，對整個自動化過程進行邏輯分析和控制，邏輯開關(guān)通過通斷作為相應(yīng)PLC控制動作的執(zhí)行者，現(xiàn)場的各種傳感器和行程開關(guān)作為信息來源，將現(xiàn)場的各種實時數(shù)據(jù)信息傳輸給PLC，相關(guān)電氣設(shè)備作為運行的支持。在中央控制室中，通過人機交換界面可以將PLC中匯總的各種實時數(shù)據(jù)反饋到顯示屏上，通過這些配套的力控軟件可以以圖像的形式對鋼鐵廠的各個生產(chǎn)車間和每個生產(chǎn)過程進程數(shù)據(jù)進行仿真，并可以在顯示屏幕上直接對各個生產(chǎn)過程進行手動控制操作。也可將其上傳至網(wǎng)絡(luò)進行遠程協(xié)助操作和監(jiān)控。

2.2 仿真技術(shù)在大型汽車組裝廠的應(yīng)用

在大型汽車生產(chǎn)廠，各種零部件的組裝是汽車生產(chǎn)廠商所進行的主要活動，一輛車往往需要上萬個零部件，而不同的車型需要不同的零部件，即便是同一輛車型的不同配置也需要不同的零部件，如何在最短的時間內(nèi)組裝出最多的車而且正確無誤一直生產(chǎn)廠商所關(guān)注的問題。電氣自動化技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了這項問題，并大大提高了汽車的組裝速度。在汽車總裝車間，各種細小繁多的零件需要按不同的車型組裝到一起，由于汽車廠商往往是根據(jù)客戶的訂單需求，同一批次的車型中往往是不同的配置同時進行，這就使現(xiàn)場的操作工單靠腦力無法按時保質(zhì)保量的完成任務(wù)。通過自動控制技術(shù)和仿真技術(shù)可以有效的解決這個問題。在將汽車組裝進行幾個部分的分割之后，在各個部分上安裝可編程控制器（PLC）作為自動控制器，并安裝顯示屏作為仿真顯示器，將各部分的PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)連接在CCR（中央控制室）的服務(wù)器上，通過IPMS系統(tǒng)通過前端的仿真控制端將各種車型數(shù)據(jù)導(dǎo)入服務(wù)器中，服務(wù)器再降不同的配置信息分配到相應(yīng)的現(xiàn)場PLC中，PLC可以根據(jù)不同車型的配置信息將所需的零部件現(xiàn)實到屏幕上，或者制作零部件架并在加上安裝撥碼燈，使PLC直接控制對應(yīng)零件撥碼燈的亮滅，這樣可以是操作工很快捷準(zhǔn)確的選取各種零部件，減少了工作強度，增加工作效率。

3 結(jié)語

電氣工程及其自動化的發(fā)展使得我國各行業(yè)的自動化進程不斷加快，仿真技術(shù)作為自動化控制系統(tǒng)中的組成部分，能夠很形象的反映出設(shè)備實時運行的情況，方便監(jiān)控與管理。目前可編程控制器（PLC）作為行業(yè)經(jīng)常采用的生產(chǎn)控制設(shè)備，與之相應(yīng)的力控軟件能夠很好的模擬仿真系統(tǒng)的運行狀況，他們已經(jīng)被越來越廣泛運用到社會的各行各業(yè)。

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