试论机械电气自动化控制:试论供水设备机械电气自动化控制技术

摘 要：本文对供水设备机械电气自动化控制技术的功能和优点进行了简要的介绍，并对供水设备机械电气化自动控制技术的设计理念进行了概述。通过积极应用机械电气自动化控制技术，能够有效的提高供水设备的运行效率，节约人力资源方面的投入，对供水质量的提高有着重要的推动作用。随着自动化控制技术的不断发展与成熟，在供水设备中应用机械自动化控制技术将会对供水事业带来更多的积极作用。

关键词：供水设备;控制技术;电气自动化

供水事业的稳定发展关系着人民群众的正常生产和生活，也关系着经济的正常发展和社会的稳定。在供水事业中积极运用电气自动化控制技术，不仅可以降低人力成本，提高工作效率，还可以减少供水工作中的人为错误，保障供水质量。

1 供水设备机械电气自动化控制技术的功能和优点

与传统的供水设备相比，电气自动化控制技术能够有效的提高供水工作的效率，促进供水企业的健康发展，其具有以下几个方面的功能和优点。

1.1 具有良好的自身保护功能

在电气自动化控制系统中具有较少的控制独享数量，能够在短时间内进行数据的搜集和分析，并且具有自动保护装置，这也使电气自动化控制系统能够搜集到详实、的数据。在供水设备中应用该项技术，能够避免工作内容、设备所处环境对数据性造成的影响，避免供水工作受到各种因素的影响，将各种负面作用降低到最小。通过电气自动化控制系统中的自动保护装置，能够针对各种问题进行及时响应，从而对供水设备进行有力的保护[1]。

1.2 工作效率高

电气自动化控制系统主要是靠各个相应的程序来控制整个工作过程，并且及时记录涉及的各种数据，该系统可以以供水设备所处的位置改变为依据，及时地更新操作代码，从而保障工作指令的，及时向供水设备传递工作指令。与人工操作相比，自动化控制系统能够进一步减少人为失误，提高供水工作的效率，并且及时向相关位置传递操作指令，减少传递过程中的延误。

1.3 具有良好的环境适应性

供水设备机械电气自动化控制技术能够有效地提高供水设备的环境适应能力。由于供水设备所处的工作环境较差，如果要使用人工操作的方式，则需要职工长期处于恶劣的环境中进行工作，不仅对职工的人身健康造成了恶劣的影响，而且也会影响操作的及时性和性，有一些供水设备所处的环境过于恶劣，职工甚至难以深入。此时就可以使用电气自动化控制技术，通过自动化技术来对供水设备进行远程操控，避免职工在恶劣的工作环境中工作，同时提高供水工作的质量，进一步降低人为误差，使供水事业的发展更加稳定[2]。

1.4 具有更快的远程传播速度

在供水设备中使用电气自动化控制技术，能够对系统进行的控制，及时地传输信息。与人工操作相比，该系统具有更快的远程传播速度，能够通过远程监控的方式对各种数据信息进行监控和传播，使用远程监控设备来进行信号输出。这样可以减少职工对供水设备的近距离操作，从而实现远程控制监控对象。

2 供水设备机械电气自动化控制技术的设计概述

2.1 积极应用集中监测理念

所谓的集中监测理念也就是通过处理器来有效的控制供水设备，其优势在于能够对整个运行过程进行有效的维护，操作较为便利，能够充分地完成供水设备的运行工作。如果供水设备出现故障，还能够进行便利的维修，从而保障了供水设备运行的稳定性。但是集中监测理念的运用也存在一些不足，尽管通过独立处理器能够使工作程序大幅度简化，然而也造成了处理工作过于集中，从而拖慢了处理的速度。特别是当控制任务越来越多时，成本也会越来越高。因此集中监测理念只适合在短距离的监控中使用，随着距离的拉长，电缆成本和供水质量都将受到很大的影响，操作失误也会越来越多。因此，当前只在简单的防护设备中应用集中监测理念。

2.2 集中应用远程监控理念

远程监控理念也就是对供水设备进行远程监控，并进行远程信号的输入和输出，远程监控理念的优点在于布设电缆时可以依照距离的远近来进行合理的安排，从而使电缆的用量得到了降低，供水费用也得到了减少。远程监控理念使用的材料比较简单，并能够收集和分析信息，对供水设备进行有效的远程监控。但是远程监控理念也存在一些问题，具体表现为无法对该项技术的特征进行充足的反应。如果需要进行远程监控，就必须进行远程输送和处理，这也带来了比较繁重的数据传输任务，数据传输的速度也会受到影响。远程监控过程中还存在着一定的数据流失[3]。

2.3 积极利用现场总线监控理念

现场总线监控理念主要是对工作现场进行总体监控，在处理器中集中所有的自动化控制功能，从而保障供水设备能够正常运行，收集和处理所有的数据。现场总线结构理念的优点在于能够对供水设备的运行全过程进行有效的监控，监控的性也得到了有效的保障，对供水设备的监控效率较高，监控数据的整理和传输过程中的错误率得到了降低。然而现场总线监控理念属于现场总线监控，如果管理不善，可能会造成控制功能的混乱，难以对监控信号进行地收集和传输，从而影响了供水工作的顺利进行。

在供水设备机械电气自动化控制技术中，应该综合应用以上三种理念，从而以数据、距离、信号方面的要求为基础，来选择合适的理念和技术，并对其进行完善，使供水工作的需求得到充分的满足，不断提高电气自动化控制技术。总体而言，电气自动化控制技术与信息技术的结合，能够有效地提高供水设备的工作效率。结合信息技术能够有效的提高监控的效率，并对供水设施的运行情况进行在线监控，由员工在操作室中通过视频的方式进行监控，有效地提高了该技术的通讯功能，从而更好地发挥供水设备的作用，推动供水设备机械电气自动化控制技术的进步。

3 结语

自动化控制技术能够有效地提高供水设备的运行稳定性，监控供水设备的运行情况，有效的降低人力资源成本，提高供水工作的效率，促进供水企业的健康发展。因此应该在供水设备中积极引进自动化控制技术。

试论机械电气自动化控制:试论人工智能技术在供水设备机械电气自动化控制中的应用

摘 要：作为社会发展过程中的一门新兴学科，人工智能在各个领域都得到了广泛的应用。人工智能是计算机技术发展到一定程度的产物，在供水设备机械电气自动化控制中应用人工智能技术，能够有效的提高供水设备的运行效率。本文简要介绍了人工智能技术以及人工智能控制器的主要优势，并对人工智能技术在供水设备机械电气自动化控制中的具体应用进行了举例说明。

关键词：人工智能技术;供水设备;电气自动化控制技术

人工智能技术在各行各业中的应用越来越普遍，极大地推动了生产效率的提高。作为一门边缘学科，人工智能技术属于自然学科和社会学科的交叉，涉及到的学科里面包括不定性论、控制论、计算机科学、心理学、数学、认知科学等等。在供水设备机械电气自动化控制中应用人工智能技术，能够有效地节约人力资源成本，提高供水设备的运行效率，减少供水设备的运行故障，推动供水企业的健康稳定发展。

1 人工智能技术

人工智能技术主要是对新设备、新技术和新理论进行拓展、研究和开发而形成的一种新兴技术。计算机发展的过程中，人工智能是一个重要的发展方向和组成部分，在该领域产生了各种应用设备，例如图像识别系统、语言识别系统、机器人等等。总体而言，人工智能技术是多个领域和技术的结合，可以使机械设备完成与人类智能相似的功能，从而达到提高生产效率的目的，减少人力资源方面的投入[1]。

2 在供水设备机械电气自动化控制中应用人工智能控制器

不同类别的人工智能控制器需要不同的研究手段，例如遗传算法、模糊神经或者神经算法等等，本文将人工智能控制器作为非线性函数近似器进行研究，从而对人工智能进行开发和研究。与普通的函数估计其相比，人工智能非线性函数计时器具有非常明显的优势，其在供水设备机械电气自动化控制中的应用也能够取得良好的效果。首先，如果使用普通的函数估计器，研究的过程中会遇到一些不确定性因素，对供水设备的稳定性造成影响。而使用非线性函数近似解，则无需将研究对象的模型建立起来，能够对个别对象进行便利的研究，从而推动了电气自动化控制系统在供水设备中的应用。其次，为了达到一定的目的，研究者可以对供水机械设备的性能进行调整，从而有效地提高供水设备的适应性。第三，与控制器或者普通函数估计其相比，人工智能非线性函数近似器在调节数据方面更加便利，能够对供水设备的数据进行便利的调节。第四，在设计供水设备机械电气自动化控制系统的过程中，设计者只需获取供水设备中的数据，就能够应用人工智能技术对其进行设计。在设计供水设备机械电气自动化控制系统时，只需根据其所响应的数据和语言，就可以完成全部的设计，极大地简化了设计过程[2]。

在反模糊化和模糊化的过程中，使用隶属函数、规则库、自适应性模糊神经控制器能够进行自动实时确定。

3 人工智能技术在供水设备机械电气自动化控制中的具体应用

本文以恒压供水中的AI 人工智能调节器为例，对人工智能技术在供水设备机械电气自动化控制中的具体应用进行了简要的介绍。

3.1 工作原理 该系统包括压力变送器、阀门、水泵、控制接触器组、AB-PLC-1756系统、AB软启动设备、AI- 808 人工智能调节器几个组成部分。由于水泵具有较大的功率，380V的低压电机5台供水，分别为2台355KW，2台220KW，1台160KW。

出水总管的压力可以由压力传感器进行检测，由变送器向AI- 808 仪表进行传送，通过比较设定值，将误差的变化率和压力误差得出来。使用AB软启动设备进行降压启动，使用AB-PLC-1756系统进行机组开、停控制，及检测各仪表，利用上位机组态软件RSVIEW32对全厂生产设备进行监控，通过各监测设备在上位机人员控制调节供水压力。AB软启动设备具有软启动功能，起动加速时间不超过30秒，并具有自行调节功能。在进行起动斜坡加速时，电机压力会不断上升，当电动机的压力已经到达额定的转速状态时，软启动器的控制器就会对其进行监测，并自动将输出电压切换为全电压。如果在30秒之内电动机就已经到达了额定转速，则可以进一步缩短启动加速的时间。

3.2 控制算法 供水系统的对象还有时变成非线性环节，一些参数会出现未知式的缓慢变化，如果要达到理想的控制效果，单独使用PID 控制是不行的。因此使用改进PID和AI人工智能调节器进行模糊控制，形成双模控制算法[3]。

3.3 AI-808人工智能工业调节器 AI- 808人工智能工业调节器具有参数自整定功能、模糊逻辑 PID调节的先进控制算法，能够通过模糊算法来避免PID的饱和积分。如果误差减小，则可以对PID算法进行改进，对被控对象的特征进行自动学习和记忆，从而优化控制效果。这样一来，即使对复杂的对象也能够进行良好的控制，具有参数确定简单、精度高、无超调的优点。

3.4 可编程控制器 可编程控制器的输出是继电器类型，主要使用Micrologix系列。水泵的逻辑功能主要由PLC来完成，无需设置模拟量的输入输出模块，有力地节省了造价投资。使用AI- 808人工智能仪表来进行系统的压力闭环控制。

3.5 控制台 手动和自动两种操作模式在控制台的设计中都有所兼顾，通过手动操作来单独开启或停止每一台水泵和阀门，并通过多圈电位器来对变频器的频率进行手动调节。如果处于自动模式之下，则可以通过开关来将需要投入运行的水泵选择出来。如果某台水泵需要维修，则可以令其自动退出运行行列，不会对系统正常运行造成影响。

4 结语

本文对人工智能技术在工程设备机械电气自动化控制中的具体应用进行了简要的分析，人工智能技术得到了迅速的发展，在各行各业中都得到了广泛的应用。应用人工智能技术的恒压供水系统，在民用供水系统和工业供水系统中都已经得到了应用，并取得了良好的应用效果，已经成为了供水设备机械电气化自动控制发展中的一个重要发展方向。

试论机械电气自动化控制:基于PLC技术的机械电气自动化控制装置设计

[摘 要]PLC技术应用到机械电气控制装置设计中是一大突破，可实现对机械电气装置的自动控制，通过PLC技术对机械设计中的变量数据进行编程，可以解决常规数控编程方法中无法解决的问题，完善数控机床设计功能，提高工作效率。

[关键词]PLC技术；自动化；机械；电气控制

PLC即可编程序控制器，在各种生产机械自动控制中，发挥重要的作用。PLC技术在机械电气控制装置设计中的应用，将会减轻施工人员的劳动力，提高生产效率的同时也保障了系统运行的稳定和安全性。

一、项目设计

设计基于PLC的机械电气控制装置，以完成机械电气控制装置处理功能，提取出合格的机械电气控制装置产品，满足实际中的工艺要求。利用PLC技术，实现对普通机床电气控制装置的改造。基于CK9930的PLC控制程序，开发电气自动控制电路，完成以PLC控制程序代替原继电器--接触器控制的电气控制装置，在保留原有控制功能基础上，以提高机床的性能，完善控制系统，增加电气控制装置的自动换刀、定时润滑功能，PLC技术在机械电气控制中，发挥重要的作用。

二、设计PLC程序

在PLC的编程中，应用指令表（IL）、结构文本（ST）、顺序功能图（SFC），控制程序流程图。对PLC程序进行模块化设计，采用模块化设计思想，对控制系统功能进行模块划分，可以将不同功能程序放在不同模块中进行设计，在PLC程序中划分出公用程序模块、主轴模块、坐标轴控制模块等，完成零部件库的建立，文字标注功能，机械图的输出，设计电气控制装置。如在机械手控制中，其程序设计如下图1中所示：

图1 程序设计图

PLC技术的机械电气控制装置设计中，先判断是否有货，若有货则由机械手取货，当取货后，进行盘反位、手降、手转动、把货等操作，之后使系统复位。

PLC技术应用到床体程序中，可以使机械自动运行，使PLC控制运行方式更加灵活，方便工作人员的操作需求。在对机械零件的PLC编程中，用户宏程序可以提高零件表面的光洁度，并且从程序中可以看出，还可以有效提高工件表面的加工质量，提高数控加工的总体效率。

三、功能设计

PLC技术下机械电气自动控制中，采用可编程的集中逻辑编辑器和上位机的方式实现自动控制和监控，通过打印机、上位机显示等方式，指挥系统的运行和操作；实现数据采集功能，可以对数据进行检测和处理；同时还要具备超限警报功能、屏幕的显示功能、数据的存储和记录以及统计报表等功能。实现对电气控制装置的常规调节控制和特殊调节控制，以降低系统发生故障的几率，完善PLC技术下电气装置的自我诊断和安全联保的功能。为确保用户可以通过总线通信口实时发送 ASCII 命令，并且再由 DMC-1842 控制器执行。在该系统的管理软件设计中，是基于Windows 操作平台上，应用VC++软件，并结合 DMC Win32 Galil Windows API 函数进行开发，确保系统可以具有视频显示、测量方式选择以及异常报警的功能，实现系统软件开发的透明性。机械电气控制系统的软件结构如图2中所示。

四、模块设计

PLC 在自动控制装置设计中，在输入输出分配I/O模块中，设计PLC控制中可以将同类型输入、输出点集中在一起，对其进行连续分配。在公用程序模块设计中，对于回原点程序，需要在正式进行数控加工前，使刀架先回零；主轴控制程序中，采用PLC内部的时间继电器实行延时控制，应该确保主轴正、反转有逻辑互锁关系，可以表面当免控制功能切换时发生故障。在坐标轴控制设计中，对于超程、驱动故障以及坐标轴正常停止等，进行的控制；同时还应该包括报警处理程序，确保在PLC 控制下的机械电气控制装饰可以对事故、故障发出报警信号；还需要在模块设计中，设计定时润滑控制程序，这样可以便于对机床润滑系统进行润滑；还应该加入自动换刀控制程序，使数控机床可以更加、快速地换刀操作，提高换刀效率与定位精度，满足多工序加工需要。同时，PLC应用程序设计中，为防止系统发生误动作，应该设计初始化程序，可以将计数器进行清零、对输出量进行复位动作，以提升PLC在电器控制装置设计中的精度。

结语

PLC技术下的机械自动化电气控制装置系统不仅提高生产效率，还大大促进机械生产的自动化进程。此外，PLC技术具有通信功能，因此采用PLC对机床进行改造后，可使机床可以与其它智能的设备联网通信，可根据需要联入工厂自动化网络中，对于进一步技术改造升级，提高机械自动化水平具有特殊意义。