探究工业电气控制的联合控制

袁文婷 李艳钰

济源职业技术学院，河南济源，459000

【摘要】工业电气控制技术在工业生产与日常生活中应用十分广泛，对促进工业发展与满足人们生活需求有着积极的促进作用。而当前工业电气控制系统一般使用的是继电器控制、DCS自动控制以及PLC控制器控制相结合的设计方案，即联合控制的方法，在很大程度上优化了设备的性能，同时降低了生产成本，有利于生产企业经济效益的提高。本文在对电气控制系统与联合控制加以概述的基础上，分析了电气控制技术的发展历程，并探讨了联合控制的实际应用。

【关键词】电气控制；控制系统；联合控制；发展历程

在电气设备运行的过程中，不可避免会出现一系列的故障，因此需要优良的电气控制系统对设备加以控制切断电源，并对故障产生的原因部分进行分析与监视，以避免引发安全事故。因此，电气控制系统应用的目的主要是为了保证设备运行的安全性与稳定性，减少安全隐患。而对传统的电气控制系统加以优化，是提升设备性能的重要途径。

一、电气控制技术发展历程简述

电气控制技术是与工业发展进程紧密相关的。在电气设备出现的早期，电气控制系统最早是利用手动控制的，其设备简单，但是操作却需要耗费大量的人工劳动，且性能较差。而随着社会生产的进一步发展，电气控制技术也得到了极大的改善，尤其是在计算机技术飞速发展的当下，在融合了现代计算机技术之后，电气控制系统已经由原来的继电器控制系统，发展到了当前的以应用软件为核心的自动化控制系统。实现了计算机技术、电子技术、自控技术的融合，在很大程度上提升了电气控制系统的性能，是科技发展的重要成果。

自20世纪30年代起，自动化的机械设备在零件加工行业开始应用，实现了自动生产，提高了劳动生产率。而自动化生产的应用，最核心的就是对原有的控制系统作出改变，使之能够满足新兴生产方式的需要，这一时期继电器控制系统开始崭露头角。继电器控制系统中包括了继电器、接触器以及相关的按钮与开关，构成简单，易操作。但是这一系统存在着很大的缺陷性，即控制单一。一旦生产要求发生了变化，就要求将控制系统重新配线，再加上控制具有断续性，很难保证连续性的生产活动，因此缺乏灵活性。

而到了60年代，美国率先完成了电气控制系统的更新换代，在结合了继电器控制系统操作简单、经济性强等优势的基础上，将编程方法以及程序输入方式作了简化，并利用了微处理器，设计出来可编程控制系统。这一系统在研发成功之后，得到了广泛的关注，被多国的企业引进并创新，使得系统更新得到了飞速的发展，其功能也得以不断的优化，具备了数字运算、网络通信、信息處理的特点，在当下依然适用。尽管可编程控制系統具备了很多优点，能够对数字量与模拟量进行控制，但是其最初的研发是在继电器控制系统的基础上进行的，具有内在的联系性。与此同时，部分对电气控制技术要求不高的设备中依然采用了继电器控制系统，因此可编程控制系统的应用与继电器控制系统存在着冲突。

从70年代至今，在计算机技术的推动下，电气控制系统在核心技术的应用方面有了根本性的变化，基于现代计算机技术出现了DDC系统、CIMS系统、DCS系统等新兴的控制系统，对电气控制领域起到了极大的推动作用。

二、关于电气控制系统及联合控制的概述

（一）电气控制系统

1.电气控制是电气设备系统的重要组成。传统的电气控制主要是继电器控制，而随着现代信息技术的不断发展，计算机控制、模拟电路控制与数字电路控制也逐渐被推广与应用，成为了当前电气设备中控制系统的主流。

继电器控制系统。这一控制系统的核心是继电器，主要是以继电器为系统中心而构建其逻辑控制的网络体系。在继电器控制系统中，由于元件本身存在着缺陷性，与现代化的控制系统相比性能不够完善，因此其作为单一的控制系统已经不常见。

2.模拟电路控制与数字电路控制。这两类控制系统主要是以集成化电子线路为基本构造的电子系统，能够对设备起到一个安全保护的作用。尽管这一控制系统的构造较为复杂，但是其运行速度是最快的，即使到了今天也仍然适用。

3.计算机控制系统。这一控制系统的核心是计算机，是以计算机为系统中心构建起来的网络体系。在系统的外围，其硬件往往是电子线路，因此与电子线路控制系统有着联系性。但是相比之下，计算机控制更加富有柔性，能够使系统在在不同应用软件的控制下，完成不同的指令动作。随着计算机技术的不断进步，计算机控制系统得到了飞速的发展，出现了PLC控制系统、单片机控制系统、DCS控制系统等，前景广阔。

基于系统中有误继电器的应用，能够将电气控制系统分为触点控制与无触点控制这两类。由于近年来人们生活水平的提高，使得大功率电气设备的应用越来越广泛，导致有触点控制系统正初步被取消，而无触点控制系统的使用范围更大。

（二）联合控制

联合控制主要是指在同一个电气设备的控制系统中，将继电器控制系统、可编程控制器以及集散控制系统结合应用。联合控制集合了这三种控制系统的优点，使得单一电气控制系统的性能得到了优化。联合控制系统中，继电器充当的是通断主电源的作用，可编程控制器是保证线路自动化控制的关键，通过远程控制的方式对设备进行测量、参数修改、设备互约等。可以简单认为，继电器是联合控制的基本元件，而可编程控制器与计算控制系统则是联合控制的管理中心。

三、联合控制系统的实际应用

对于电气控制系统的选择，应当从设备的具体情况来加以考虑，需要依据设备本身的运行方式、作用、生产工艺的因素，这样才能够满足生产的需要。本文主要以某地区供热站为例，分析了联合控制系统的实际应用。

该供热站的控制系统主要由水泵控制系统、输煤控制系统以及风机控制系统这三部分组成。其中输煤系统构成最为复杂，包括了斗式提升机、振动筛、卸料机等主要设备。其生产过程也较为复杂，为了优化系统的安全性与稳定性，就避免因为停机、跑料而导致的经济损失，应当对其控制系统作出优化。输煤系统的运行应当按照以下的启动顺序与停机顺序来进行：

启动顺序：

电子秤→3#皮运机→2#皮运机→破碎机→振动筛→1#皮运机→电动给料机

停机顺序：

电动给料机→1#皮运机→振动筛→破碎机→2#皮运机→3#皮运机→电子秤

通过分析以上的运行顺序，如果在控制系统中单纯采取继电器控制系统的话，尽管成本较低且系统构造简单，但是可能会导致跑料现象，从而威胁到现场工作人员的人身安全，因此其可靠性不足。且在整个输煤系统中，控制系统需要控制的设备数量较多，且不同的设备之间有着联锁性。如果继电接点设置多，就会导致故障出现的几率增大。与此同时，继电接触控制系统需要占用较大的空间，会占据大量的建筑空间，因此不可行。

结束语：

随着工业电气控制技术的不断发展，联合控制系统在当下具有相当大的优势，有利于生产活动的有序开展。联合控制系统包括了继电器控制系统、可编程控制系统以及计算控制系统这三个关键的系统，但是在实际生产中不需要将三者都应用到。而是要从生产实际出发，同时要结合不同控制技术的特点与优势，选择符合生产需要的控制系统。这样才能适应企业生产的现场需要，实现技术性与经济性的统一，并优化设备性能，使之能够安全、稳定运行。

参考文献：

[1]龚肖新，李明.电气液联合控制压合装配机的研制[J].液压与气动，2011，07：44-46.

[2]郑原.浅谈工业电气控制之联合控制[J].中华建设，2011，08：96-97.

作者简介：袁文婷，1987年12月，女，回族，河南济源人，硕士研究生，助教，研究方向：电气自动化。