电气控制技术在工业生产中的应用

1 电气控制技术的产生与发展

电气控制技术方面的应用，主要是通过利用电力发展。电气技术开始沿着能量利用的信息传播和发展的两个方向。现代的电气控制技术就是主要控制大电流弱点的特点，并结合强和弱点。电气控制技术主要是随着科学技术的不断发展，生产工艺也逐渐的出现新的要求，主要是从手动控制到自动控制，从简单的控制设备到复杂的控制设备，系统以计算机作为存储控制系统从接触的硬连接控制中心。现代电气控制技术的应用，从过程控制对象的视角，大体可以分为两大部类:一类是以化学反应或热量流程为主要生产方式、以自动化仪表与装置为检测和执行机构的电气仪表过程控制;另一类是以机械运动为主要生产方式、以电动机为执行机构的电气传动控制。随着计算机技术的普及和应用，这两类生产过程的电气控制已经走在一起了。

电气传动控制制动，知识用电气早期控制电机的正反转和速度。随着技术和工艺的进步，诞生了旋转变流机组供电的直流调速系统(Waed-Leonard系统)。到上世纪五十年代，机组供电直流调速系统的控制技术得到了质的发展。同时，控制技术也有体积大，效率较低，成本较高，维修装置供电的直流调速系统的成本较高。为解决这一问题，又出现了离子传动控制系统，这个系统是用水银整流器和闸流管等精致变流装置来代替旋转变流机组的。到20世纪60年代，可控的大功率半导体器件晶闸管被发明，它的问世在性能和可靠性上远远超过离子传动控制系统，后者就被淘汰了。

20世纪70年代，国际上出现了“全空式”电力电子器件，实现了开合关的全控制。段脉冲调制型(PWM)通过改变脉冲电压宽度改变输出的平均电压互感器装置，从而调节电动机的转速，设备的体积较小，性能比较优良。从电器开关到连续调压，再到电子开关，电气传动控制的历史在螺旋式地前进。在1968年，美国通用汽车(GM)公司率先提出了研制新型工业控制器的设想。一年后，由美国数据设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程控制器，即是早期的工业电脑(PLC)。在计算机技术的发展及微电子技术的带动下，使PLC在处理速度和控制功能上有较大的提高，不只是可以对开关量的逻辑进行控制，也可以对模拟量进行控制，具有数据的处理及数据通信的功能，使新型的工业自动控制标准装置得到逐步的发展。

20世纪80年代，交流传统装置技术得到了普遍的推广和应用，于此同时，工业控制计算机的应用，使得电气控制技术的发展步入了一个新的阶段。工业控制机用于电气控制技术，也经历了由常规调节器的直接数字控制(DDC)，然后向自动化，然后分层分布式控制系统，实现了以微型计算机和PC为基础的直接数字控制。最近几年，随着电力电子技术、检测传感技术、机械制造技术的发展，PLC在通信能力以及控制领域等方面都不断有新的突破，对电气控制，仪器控制，计算机控制的集成和网络的发展。

通过电气控制技术的发展和演变可以看出，电气控制技术历史很短，但发展很快，电气控制技术已成为我国现代化生产中提高生产力的主要技术。

2 电气控制技术的应用现状

由于计算机技术和电力电子技术的融入，现代电气控制技术具有精准、简单、可靠、安全、节能都优点，使得电气控制技术被广泛应用于各个领域，几乎大部分与电相关的产品都必须用到电气控制技术。电气控制技术的应用领域众多，笔者在此选取几个行业具体说明电气控制技术在实际工业生产中的应用情况。

2.1 电气控制技术在炼钢行业中的应用

高炉鼓风机因其比较可靠的生产系统和稳定的生产能力，成为炼钢行业的一种新型的设备。高炉鼓风机可以提取高含量的铁水，增加钢水的提取量，但是也有其自身弱点:高炉鼓风机一旦出现问题，维修时间和维修成本都非常高，企业的经济效益受损。为了可以控制这一问题的发生，高炉鼓风机跳闸压力低，两个变换控制电源和电气控制的高炉鼓风机的瞬时短点的技术，可以有效的提高工作的效率，使其可以稳定可靠的生产，促进了钢铁生产技术的提高和钢铁行业的发展。

2.2 电气控制技术在电力行业中的应用

这是需要考虑的大型火电机组电气控制的电子控制单元的安全，一个统一的协调控制，锅炉。电气控制实现计算机的自动控制，有两种途径:(1)类似于变电站的综合自动化系统:综合自动化系统是纯电气的欧诺个和控制系统，通过系统线与各监控子站及有通讯接口的继电保护、自动装置等设备联成一体，可大大节省设备间的硬接线，操作方式针对电气操作的特点设计，运行安全、方便;(2)分布式控制系统的机、炉:分布式控制系统广泛的应用于汽轮机的分布式控制系统(DCS)，锅炉的控制具有层次，分布式的结构。

2.3 电气控制技术在环保行业中的应用

利用环保工程减轻环境污染是国家防止污染的手段之一，其中脱硫工程就是最典型的工程之一。脱硫项目，可以减少二氧化硫的排放量，防止酸雨的形成。为了可以减少环境的污染，排放烟气前要对此进行煤脱硫，电气控制技术来控制风机和水泵的操作，大大的提高了工作的效率保证机器的安全运行。只有通过计算机工具需要的工作人员，自动控制的电气控制系统可以完成脱硫过程，操作比较简单，效率也较高。

3 电气控制技术的发展趋势

尽管电气控制技术已经得到了快速地发展和广泛的应用，但从总体上来看，我国的电气控制装置的水平仍然落后于国际先进水平，特别是在较大规模集成电路、新的电力电子器件的生产和研发的水平，并且需要我们对此进行探索和创新。未来，电气控制技术的发展将呈现以下趋势。

3.1 智能化

随着科技的发展，在蓄电保护领域的应用研究也逐渐开始，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用。神经网络是一种非线性映射的方法，很多困难或是比较复杂的非线性的方程求解困难的问题，要用神经网络的方法来解决。在存储保护领域的人工智能技术的未来将有一定的作用，难以有传统的方法解决问题。

3.2 网络化

随着网络信息技术的发展，电器控制装置要求具有更强的数据通信功能和可靠的安全系统。要实现和满足这一要求，电气保护装置的网络化是必然趋势。要向对系统运行方式和故障状态的适应进行保护，就要获得更多的系统运行和故障信息，只有实现保护的计算机网络化，才能做到这一点。网络保护装置的原理可以分散在不同传统的集中式母线保护装置，并将其显示在不同的电路保护屏，以实现保护装置。

3.3 公开化

电气控制技术公开化是未来推动技术进步的一个趋势。科技的进步能提高生产力的发展，科技的发展最终还是以为人类服务为目标的。随着网络的传播，未来的电气控制技术是公开和透明的，大家能够在借鉴和学习同行的基础上，对电气控制技术进行创新和研发，让电气控制不断完善和发展。电气控制技术的出现和发展，使得社会生产力极大提高，使得人们的生活更加便利。但我们也应当看到电气控制技术在实际应用中还存在很多问题和技术难点，我们必须不断研究和创新电气控制理论和技术，让这一技术更广更高地服务于人类社会。

[1]陈伯时.电气控制技术及其发展展望[J].电气传动，1987(01).

[2]郭云开.简述电气控制技术应用现状及其发展趋势[J].科技资讯，2012(18).

[3]徐雷.电气控制技术应用现状及其发展趋势研究[J].中国新技术新产品，2013(04).

[4]伍金浩，曾庆乐.电气控制与PLC应用技术[M].北京:电子工业出版社，2009.