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試論機械電氣自動化控制:試論供水設備機械電氣自動化控制技術

摘 要：本文對供水設備機械電氣自動化控制技術的功能和優點進行了簡要的介紹，并對供水設備機械電氣化自動控制技術的設計理念進行了概述。通過積極應用機械電氣自動化控制技術，能夠有效的提高供水設備的運行效率，節約人力資源方面的投入，對供水質量的提高有著重要的推動作用。隨著自動化控制技術的不斷發展與成熟，在供水設備中應用機械自動化控制技術將會對供水事業帶來更多的積極作用。

關鍵詞：供水設備;控制技術;電氣自動化

供水事業的穩定發展關系著人民群眾的正常生產和生活，也關系著經濟的正常發展和社會的穩定。在供水事業中積極運用電氣自動化控制技術，不僅可以降低人力成本，提高工作效率，還可以減少供水工作中的人為錯誤，保障供水質量。

1 供水設備機械電氣自動化控制技術的功能和優點

與傳統的供水設備相比，電氣自動化控制技術能夠有效的提高供水工作的效率，促進供水企業的健康發展，其具有以下幾個方面的功能和優點。

1.1 具有良好的自身保護功能

在電氣自動化控制系統中具有較少的控制獨享數量，能夠在短時間內進行數據的搜集和分析，并且具有自動保護裝置，這也使電氣自動化控制系統能夠搜集到詳實、的數據。在供水設備中應用該項技術，能夠避免工作內容、設備所處環境對數據性造成的影響，避免供水工作受到各種因素的影響，將各種負面作用降低到最小。通過電氣自動化控制系統中的自動保護裝置，能夠針對各種問題進行及時響應，從而對供水設備進行有力的保護[1]。

1.2 工作效率高

電氣自動化控制系統主要是靠各個相應的程序來控制整個工作過程，并且及時記錄涉及的各種數據，該系統可以以供水設備所處的位置改變為依據，及時地更新操作代碼，從而保障工作指令的，及時向供水設備傳遞工作指令。與人工操作相比，自動化控制系統能夠進一步減少人為失誤，提高供水工作的效率，并且及時向相關位置傳遞操作指令，減少傳遞過程中的延誤。

1.3 具有良好的環境適應性

供水設備機械電氣自動化控制技術能夠有效地提高供水設備的環境適應能力。由于供水設備所處的工作環境較差，如果要使用人工操作的方式，則需要職工長期處于惡劣的環境中進行工作，不僅對職工的人身健康造成了惡劣的影響，而且也會影響操作的及時性和性，有一些供水設備所處的環境過于惡劣，職工甚至難以深入。此時就可以使用電氣自動化控制技術，通過自動化技術來對供水設備進行遠程操控，避免職工在惡劣的工作環境中工作，同時提高供水工作的質量，進一步降低人為誤差，使供水事業的發展更加穩定[2]。

1.4 具有更快的遠程傳播速度

在供水設備中使用電氣自動化控制技術，能夠對系統進行的控制，及時地傳輸信息。與人工操作相比，該系統具有更快的遠程傳播速度，能夠通過遠程監控的方式對各種數據信息進行監控和傳播，使用遠程監控設備來進行信號輸出。這樣可以減少職工對供水設備的近距離操作，從而實現遠程控制監控對象。

2 供水設備機械電氣自動化控制技術的設計概述

2.1 積極應用集中監測理念

所謂的集中監測理念也就是通過處理器來有效的控制供水設備，其優勢在于能夠對整個運行過程進行有效的維護，操作較為便利，能夠充分地完成供水設備的運行工作。如果供水設備出現故障，還能夠進行便利的維修，從而保障了供水設備運行的穩定性。但是集中監測理念的運用也存在一些不足，盡管通過獨立處理器能夠使工作程序大幅度簡化，然而也造成了處理工作過于集中，從而拖慢了處理的速度。特別是當控制任務越來越多時，成本也會越來越高。因此集中監測理念只適合在短距離的監控中使用，隨著距離的拉長，電纜成本和供水質量都將受到很大的影響，操作失誤也會越來越多。因此，當前只在簡單的防護設備中應用集中監測理念。

2.2 集中應用遠程監控理念

遠程監控理念也就是對供水設備進行遠程監控，并進行遠程信號的輸入和輸出，遠程監控理念的優點在于布設電纜時可以依照距離的遠近來進行合理的安排，從而使電纜的用量得到了降低，供水費用也得到了減少。遠程監控理念使用的材料比較簡單，并能夠收集和分析信息，對供水設備進行有效的遠程監控。但是遠程監控理念也存在一些問題，具體表現為無法對該項技術的特征進行充足的反應。如果需要進行遠程監控，就必須進行遠程輸送和處理，這也帶來了比較繁重的數據傳輸任務，數據傳輸的速度也會受到影響。遠程監控過程中還存在著一定的數據流失[3]。

2.3 積極利用現場總線監控理念

現場總線監控理念主要是對工作現場進行總體監控，在處理器中集中所有的自動化控制功能，從而保障供水設備能夠正常運行，收集和處理所有的數據。現場總線結構理念的優點在于能夠對供水設備的運行全過程進行有效的監控，監控的性也得到了有效的保障，對供水設備的監控效率較高，監控數據的整理和傳輸過程中的錯誤率得到了降低。然而現場總線監控理念屬于現場總線監控，如果管理不善，可能會造成控制功能的混亂，難以對監控信號進行地收集和傳輸，從而影響了供水工作的順利進行。

在供水設備機械電氣自動化控制技術中，應該綜合應用以上三種理念，從而以數據、距離、信號方面的要求為基礎，來選擇合適的理念和技術，并對其進行完善，使供水工作的需求得到充分的滿足，不斷提高電氣自動化控制技術。總體而言，電氣自動化控制技術與信息技術的結合，能夠有效地提高供水設備的工作效率。結合信息技術能夠有效的提高監控的效率，并對供水設施的運行情況進行在線監控，由員工在操作室中通過視頻的方式進行監控，有效地提高了該技術的通訊功能，從而更好地發揮供水設備的作用，推動供水設備機械電氣自動化控制技術的進步。

3 結語

自動化控制技術能夠有效地提高供水設備的運行穩定性，監控供水設備的運行情況，有效的降低人力資源成本，提高供水工作的效率，促進供水企業的健康發展。因此應該在供水設備中積極引進自動化控制技術。

試論機械電氣自動化控制:試論人工智能技術在供水設備機械電氣自動化控制中的應用

摘 要：作為社會發展過程中的一門新興學科，人工智能在各個領域都得到了廣泛的應用。人工智能是計算機技術發展到一定程度的產物，在供水設備機械電氣自動化控制中應用人工智能技術，能夠有效的提高供水設備的運行效率。本文簡要介紹了人工智能技術以及人工智能控制器的主要優勢，并對人工智能技術在供水設備機械電氣自動化控制中的具體應用進行了舉例說明。

關鍵詞：人工智能技術;供水設備;電氣自動化控制技術

人工智能技術在各行各業中的應用越來越普遍，極大地推動了生產效率的提高。作為一門邊緣學科，人工智能技術屬于自然學科和社會學科的交叉，涉及到的學科里面包括不定性論、控制論、計算機科學、心理學、數學、認知科學等等。在供水設備機械電氣自動化控制中應用人工智能技術，能夠有效地節約人力資源成本，提高供水設備的運行效率，減少供水設備的運行故障，推動供水企業的健康穩定發展。

1 人工智能技術

人工智能技術主要是對新設備、新技術和新理論進行拓展、研究和開發而形成的一種新興技術。計算機發展的過程中，人工智能是一個重要的發展方向和組成部分，在該領域產生了各種應用設備，例如圖像識別系統、語言識別系統、機器人等等。總體而言，人工智能技術是多個領域和技術的結合，可以使機械設備完成與人類智能相似的功能，從而達到提高生產效率的目的，減少人力資源方面的投入[1]。

2 在供水設備機械電氣自動化控制中應用人工智能控制器

不同類別的人工智能控制器需要不同的研究手段，例如遺傳算法、模糊神經或者神經算法等等，本文將人工智能控制器作為非線性函數近似器進行研究，從而對人工智能進行開發和研究。與普通的函數估計其相比，人工智能非線性函數計時器具有非常明顯的優勢，其在供水設備機械電氣自動化控制中的應用也能夠取得良好的效果。首先，如果使用普通的函數估計器，研究的過程中會遇到一些不確定性因素，對供水設備的穩定性造成影響。而使用非線性函數近似解，則無需將研究對象的模型建立起來，能夠對個別對象進行便利的研究，從而推動了電氣自動化控制系統在供水設備中的應用。其次，為了達到一定的目的，研究者可以對供水機械設備的性能進行調整，從而有效地提高供水設備的適應性。第三，與控制器或者普通函數估計其相比，人工智能非線性函數近似器在調節數據方面更加便利，能夠對供水設備的數據進行便利的調節。第四，在設計供水設備機械電氣自動化控制系統的過程中，設計者只需獲取供水設備中的數據，就能夠應用人工智能技術對其進行設計。在設計供水設備機械電氣自動化控制系統時，只需根據其所響應的數據和語言，就可以完成全部的設計，極大地簡化了設計過程[2]。

在反模糊化和模糊化的過程中，使用隸屬函數、規則庫、自適應性模糊神經控制器能夠進行自動實時確定。

3 人工智能技術在供水設備機械電氣自動化控制中的具體應用

本文以恒壓供水中的AI 人工智能調節器為例，對人工智能技術在供水設備機械電氣自動化控制中的具體應用進行了簡要的介紹。

3.1 工作原理 該系統包括壓力變送器、閥門、水泵、控制接觸器組、AB-PLC-1756系統、AB軟啟動設備、AI- 808 人工智能調節器幾個組成部分。由于水泵具有較大的功率，380V的低壓電機5臺供水，分別為2臺355KW，2臺220KW，1臺160KW。

出水總管的壓力可以由壓力傳感器進行檢測，由變送器向AI- 808 儀表進行傳送，通過比較設定值，將誤差的變化率和壓力誤差得出來。使用AB軟啟動設備進行降壓啟動，使用AB-PLC-1756系統進行機組開、停控制，及檢測各儀表，利用上位機組態軟件RSVIEW32對全廠生產設備進行監控，通過各監測設備在上位機人員控制調節供水壓力。AB軟啟動設備具有軟啟動功能，起動加速時間不超過30秒，并具有自行調節功能。在進行起動斜坡加速時，電機壓力會不斷上升，當電動機的壓力已經到達額定的轉速狀態時，軟啟動器的控制器就會對其進行監測，并自動將輸出電壓切換為全電壓。如果在30秒之內電動機就已經到達了額定轉速，則可以進一步縮短啟動加速的時間。

3.2 控制算法 供水系統的對象還有時變成非線性環節，一些參數會出現未知式的緩慢變化，如果要達到理想的控制效果，單獨使用PID 控制是不行的。因此使用改進PID和AI人工智能調節器進行模糊控制，形成雙模控制算法[3]。

3.3 AI-808人工智能工業調節器 AI- 808人工智能工業調節器具有參數自整定功能、模糊邏輯 PID調節的先進控制算法，能夠通過模糊算法來避免PID的飽和積分。如果誤差減小，則可以對PID算法進行改進，對被控對象的特征進行自動學習和記憶，從而優化控制效果。這樣一來，即使對復雜的對象也能夠進行良好的控制，具有參數確定簡單、精度高、無超調的優點。

3.4 可編程控制器 可編程控制器的輸出是繼電器類型，主要使用Micrologix系列。水泵的邏輯功能主要由PLC來完成，無需設置模擬量的輸入輸出模塊，有力地節省了造價投資。使用AI- 808人工智能儀表來進行系統的壓力閉環控制。

3.5 控制臺 手動和自動兩種操作模式在控制臺的設計中都有所兼顧，通過手動操作來單獨開啟或停止每一臺水泵和閥門，并通過多圈電位器來對變頻器的頻率進行手動調節。如果處于自動模式之下，則可以通過開關來將需要投入運行的水泵選擇出來。如果某臺水泵需要維修，則可以令其自動退出運行行列，不會對系統正常運行造成影響。

4 結語

本文對人工智能技術在工程設備機械電氣自動化控制中的具體應用進行了簡要的分析，人工智能技術得到了迅速的發展，在各行各業中都得到了廣泛的應用。應用人工智能技術的恒壓供水系統，在民用供水系統和工業供水系統中都已經得到了應用，并取得了良好的應用效果，已經成為了供水設備機械電氣化自動控制發展中的一個重要發展方向。

試論機械電氣自動化控制:基于PLC技術的機械電氣自動化控制裝置設計

[摘 要]PLC技術應用到機械電氣控制裝置設計中是一大突破，可實現對機械電氣裝置的自動控制，通過PLC技術對機械設計中的變量數據進行編程，可以解決常規數控編程方法中無法解決的問題，完善數控機床設計功能，提高工作效率。

[關鍵詞]PLC技術；自動化；機械；電氣控制

PLC即可編程序控制器，在各種生產機械自動控制中，發揮重要的作用。PLC技術在機械電氣控制裝置設計中的應用，將會減輕施工人員的勞動力，提高生產效率的同時也保障了系統運行的穩定和安全性。

一、項目設計

設計基于PLC的機械電氣控制裝置，以完成機械電氣控制裝置處理功能，提取出合格的機械電氣控制裝置產品，滿足實際中的工藝要求。利用PLC技術，實現對普通機床電氣控制裝置的改造。基于CK9930的PLC控制程序，開發電氣自動控制電路，完成以PLC控制程序代替原繼電器--接觸器控制的電氣控制裝置，在保留原有控制功能基礎上，以提高機床的性能，完善控制系統，增加電氣控制裝置的自動換刀、定時潤滑功能，PLC技術在機械電氣控制中，發揮重要的作用。

二、設計PLC程序

在PLC的編程中，應用指令表（IL）、結構文本（ST）、順序功能圖（SFC），控制程序流程圖。對PLC程序進行模塊化設計，采用模塊化設計思想，對控制系統功能進行模塊劃分，可以將不同功能程序放在不同模塊中進行設計，在PLC程序中劃分出公用程序模塊、主軸模塊、坐標軸控制模塊等，完成零部件庫的建立，文字標注功能，機械圖的輸出，設計電氣控制裝置。如在機械手控制中，其程序設計如下圖1中所示：

圖1 程序設計圖

PLC技術的機械電氣控制裝置設計中，先判斷是否有貨，若有貨則由機械手取貨，當取貨后，進行盤反位、手降、手轉動、把貨等操作，之后使系統復位。

PLC技術應用到床體程序中，可以使機械自動運行，使PLC控制運行方式更加靈活，方便工作人員的操作需求。在對機械零件的PLC編程中，用戶宏程序可以提高零件表面的光潔度，并且從程序中可以看出，還可以有效提高工件表面的加工質量，提高數控加工的總體效率。

三、功能設計

PLC技術下機械電氣自動控制中，采用可編程的集中邏輯編輯器和上位機的方式實現自動控制和監控，通過打印機、上位機顯示等方式，指揮系統的運行和操作；實現數據采集功能，可以對數據進行檢測和處理；同時還要具備超限警報功能、屏幕的顯示功能、數據的存儲和記錄以及統計報表等功能。實現對電氣控制裝置的常規調節控制和特殊調節控制，以降低系統發生故障的幾率，完善PLC技術下電氣裝置的自我診斷和安全聯保的功能。為確保用戶可以通過總線通信口實時發送 ASCII 命令，并且再由 DMC-1842 控制器執行。在該系統的管理軟件設計中，是基于Windows 操作平臺上，應用VC++軟件，并結合 DMC Win32 Galil Windows API 函數進行開發，確保系統可以具有視頻顯示、測量方式選擇以及異常報警的功能，實現系統軟件開發的透明性。機械電氣控制系統的軟件結構如圖2中所示。

四、模塊設計

PLC 在自動控制裝置設計中，在輸入輸出分配I/O模塊中，設計PLC控制中可以將同類型輸入、輸出點集中在一起，對其進行連續分配。在公用程序模塊設計中，對于回原點程序，需要在正式進行數控加工前，使刀架先回零；主軸控制程序中，采用PLC內部的時間繼電器實行延時控制，應該確保主軸正、反轉有邏輯互鎖關系，可以表面當免控制功能切換時發生故障。在坐標軸控制設計中，對于超程、驅動故障以及坐標軸正常停止等，進行的控制；同時還應該包括報警處理程序，確保在PLC 控制下的機械電氣控制裝飾可以對事故、故障發出報警信號；還需要在模塊設計中，設計定時潤滑控制程序，這樣可以便于對機床潤滑系統進行潤滑；還應該加入自動換刀控制程序，使數控機床可以更加、快速地換刀操作，提高換刀效率與定位精度，滿足多工序加工需要。同時，PLC應用程序設計中，為防止系統發生誤動作，應該設計初始化程序，可以將計數器進行清零、對輸出量進行復位動作，以提升PLC在電器控制裝置設計中的精度。

結語

PLC技術下的機械自動化電氣控制裝置系統不僅提高生產效率，還大大促進機械生產的自動化進程。此外，PLC技術具有通信功能，因此采用PLC對機床進行改造后，可使機床可以與其它智能的設備聯網通信，可根據需要聯入工廠自動化網絡中，對于進一步技術改造升級，提高機械自動化水平具有特殊意義。