电气设备的自动控制设计分析

李文龙(兰州新区石化产业投资集团有限公司，甘肃 兰州 730300)

1 电气设备自动化控制系统结构功能

检测器、控制器、执行器以及控制对象是自动化控制系统当中的几个重要组成部分。其中，检测器主要是用于获得所需要的外部信息，例如借助光电传感器获取相对位置等；控制器的主要作用是进行决策和控制，结合所获得的各种数据信息反馈情况，进行运算并得到相应结果，以此进行电气设备的自动控制；执行器的功能是执行控制器所下达的指令，例如传送操作等；控制对象就是指被控制的对象，例如所需要传送的物体等。

在信息化时代背景之下，当前自动化、智能化已然成为工业生产、加工等行业的主要发展方向，借助自动化控制技术实现对于电气设备的控制管理，不仅能够进一步提升设备控制的精准性、高效性以及可靠性，而且还能够进一步保障生产加工过程中的安全性，有效提高了我国电气设备控制水平[1]。

2 电气设备自动控制设计思路

2.1 评估控制任务

在进行电气设备自动控制设计之前，想要确保系统设计的科学性、合理性以及有效性，就需要先结合实际情况和需求对控制任务进行评估分析。一方面，需要充分了解电气设备的实际运行状态和相关条件等，并结合电气设备的控制需求，确定好PLC的运行方式以及相应型号，确保自动控制系统设计的有效性以及针对性。另一方面，在对控制任务进行评估时，还需要重视对于PLC的设计分析，结合实际情况确定好所需要的PLC的规模以及相关处理速度需求，明确系统设计的难易情况，确保系统的设计能够满足电气设备自动控制要求，充分发挥PLC的作用，保障自动控制系统的整体运行效率。

2.2 选择PLC型号

PLC型号的选择是电气设备自动控制设计的重要环节，关乎着自动控制系统的应用效果和电气设备运行的可靠性，因此加强对于PLC型号选择的重视是十分有必要的。在确定PLC型号的过程中，第一，要以电气设备的稳定运行为前提基础，充分结合电气设备运行过程中的实际参数，合理的选择能够与之相对应的PLC；第二，为确保PLC选择的科学性，还需要综合考虑PLC的厂商，实际控制系统的使用需求，以及相应的设计习惯等，尽最大程度上保障所选PLC厂家的可靠性；第三，选择PLC型号的过程中，需要着重注意输入、输出点数的确定，结合相应参数的统计结果，以及电气设备的实际情况和特点，合理进行相关参数的调控；第四，为保障自动控制系统运行的有效性，在选择PLC型号时，还需要对其存储量进行分析和评估，确保PLC的存储量大于程序容量。

2.3 进行系统设计

在完成上述两个步骤之后，就需要进行自动控制系统的设计，为保障电气设备控制和运行过程中的可靠性、安全性以及稳定性，需要在进行系统设计的过程中，始终坚持安全、完整的原则，确保控制系统的设计符合相关规定。电气设备自动控制系统的功能设计包括控制部分、电路部分以及抗干扰等多个方面，在实际进行系统设计的过程中需要结合各个部分的实际功能和设备控制需求合理进行程序编写和功能设计，确保自动控制系统的作用能够在电气设备控制中得到有效发挥。

2.4 调试控制系统

控制系统的调试是整个电气设备自动控制系统设计的收尾部分，对于保障系统功能，确保设备稳定运行有着十分重要的意义。在自动控制系统设计完成之后，需要结合实际电气设备的运行控制需求，对其进行规范测试，通过联机、模拟等多种专业手段，进行系统功能的测试和调试工作，检验系统设计是否符合电气设备自动控制要求，确保在自动控制系统的操作之下，电气设备能够稳定、可靠的运行。一方面，可通过模拟信号的形式，将开关与自动控制系统相连，然后借助模拟信号，实现对自动控制系统的评估，同时观察系统运行情况，进行联机调试；另一方面，可以借助编程器，采取分段、分级调试方式，该方法能够及时有效地发现自动控制系统当中的问题，有助于及时进行系统的调整，进一步保障自动控制系统以及电气设备运行的可靠性和稳定性[2]。

3 电气设备自动控制系统功能设计

3.1 PLC的运用

在进行PLC系统开发的过程中，首先需要对控制任务进行评估，然后以此确定PLC系统的规格，最后确定I/O模块点数。整个PLC控制系统的开发流程如图1所示。PLC中包括电源、电路、中央处理器以及存储器几个部分，其中，电源部分主要包括系统电源、掉电保护电源以及备用电源几个部分组成，以此确保电源的有效供应，保障系统运行的稳定性和可靠性。中央处理器即CPU，主要负责系统的运算和逻辑功能，是自动控制系统运行的重要部分。接口电路则是由外围以及现场设备共同组成，系统运行过程中，输入、输出信号就是通过相应电路实现电平转化的，进而实现对于电气设备的控制。PLC的应用在电气设备自动控制系统设计中有着十分重要的作用，不仅能够实现对于开关量的控制，同时还能够进行数据的处理和计数控制。一方面，在进行开关量控制的过程中，PLC不仅能够对开关按钮进行操控，而且在对现场的控制信号进行检测分析之后，还需要对后续电气设备的运行进行灵活控制，保障设备的良好运行；另一方面，在进行数据处理和分析过程中，PLC的有效应用能够对数据进行高效处理，并且支持多种运算方式，与此同时，PLC还能够有效保障系统的灵活性，确保计数工作准确高效的执行。

图1 PLC控制系统的开发流程示意图

3.2 开关量控制

开关量的控制是电气设备自动控制系统设计过程中的重点内容，也是发挥PLC技术功能和作用的关键环节，对于保障电气设备控制系统的可靠性以及有效性而言是十分重要的。在应用PLC技术进行电气设备自动控制设计的过程中，需要改变传统电气控制理念，积极发挥PLC的逻辑以及顺序控制功能，确保开关量控制技术能够得到充分发挥。在实际进行自动控制系统设计的过程中，开关量的控制设计能够有效实现对于相关设施的维护，有助于后续对故障问题及时进行处理和解决，保障开关量控制的质量和效率。开关量控制设计不仅能够实现对于单个电气设备的控制和管理，还能够对电气设备进行流水、批量控制，与传统电气设备控制措施相比，有效降低了企

业在人力、物力以及时间等方面的成本投入，在提高了电气设备控制质量效率的同时，还降低了设备运行成本。

3.3 控制过程参数调整

在电气设备自动控制系统实际运行的过程中，为保障设备控制的可靠性以及精准性，需要加强对于设备控制过程的关注和重视。在进行电气设备自动控制的过程中，难免会涉及连续控制和离散控制，此时就需要借助PLC技术加强对于控制过程相关参数的监控，并将模拟量与以往的数据信息进行对比分析，同时结合电气设备控制需求，对相关参数进行调整，确保自动控制的有效性，保障电气设备运行的稳定性。例如，连续变化的温度、电流电压、脉冲量以及各种运动过程的效率等，通过对相关数据参数的监控和调整，进一步提升电气设备自动化控制的精确程度，保障系统运行的可靠性。

3.4 抗干扰设计

在进行电气设备自动控制设计的过程中，科学合理的应用PLC技术，能够有效提高整个自动控制系统的抗干扰能力。自动控制系统的抗干扰设计主要包括以下几个方面：第一，电源抗干扰设计，电源模块是自动控制系统中的重要部分，直接影响着控制系统的运行情况，而电源变压装置则是电源部分的重要结构，为进一步保障电源供应的稳定性，需要保障变压装置具备一定的抗干扰能力，因此，在实际进行自动控制系统设计的过程中，需要选用具有一定隔离作用的变压设备，并且要求变压装置的容量参数需大于额定参数的1.2倍。此外在进行电源模块设计时，若条件允许，可适当加设滤波设备，以此减少信号干扰。第二，输入输出信号的抗干扰设计，输入、输出信号的稳定与否直接决定着系统运行的可靠性，在进行抗干扰设计的过程中，需要使用绝缘I/O组件，输入信号的干扰主要是由线路差模引起的，需要使用滤波器进行处理，输出信号的抗干扰设计则需要结合开关量以及实际负载情况合理进行优化和处理。第三，外部配线抗干扰，在自动控制系统实际运行的过程中，由于互感情况以及分布电容的存在，会导致外部线路之间出现干扰信号，在实际进行系统设计的过程中，需要为交流和直流的输入以及输出配置电缆线路，同时还需要在相应线路或者电路当中设置屏蔽模块，以此降低干扰[3]。

4 结语

综上所述，在进行电气设备自动控制设计的过程中，首先需要对控制任务进行评估，其次结合实际情况选择PLC型号，然后进行系统的设计，最后对设计完成的系统进行调试和控制，电气设备自动控制系统的功能包括开关量的控制、过程控制以及信号抗干扰设计等多个部分。相信随着对电气设备自动控制的不断深入研究，我国电气设备的控制水平和技术都将会得到进一步提升。