劉紀(jì)偉，豆 杰

（商丘陽(yáng)光鋁材有限公司，河南 商丘 476000）

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)也取得了很大進(jìn)步，被廣泛應(yīng)用在國(guó)民生產(chǎn)領(lǐng)域的各個(gè)環(huán)節(jié)。由于鋁合金生產(chǎn)行業(yè)涉及到家用鋁材、建筑鋁材和工業(yè)鋁型材，包括模具設(shè)計(jì)及制造、擠壓鋁材、鋁合金壓鑄以及各款鋁合金型材的表面處理（粉末噴涂表面處理、液體噴涂表面處理、各款顏色氧化、拋光、電溶、木紋表面處理、產(chǎn)品組裝、產(chǎn)品深加工）等多個(gè)方面，是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分。隨著近年來鋁合金生產(chǎn)行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和綠色低碳轉(zhuǎn)型步伐的加快，電氣工程及其自動(dòng)化，比如可編程邏輯控制器、智能控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)和Intouch等核心技術(shù)，傳感器以及繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用，能夠?qū)ιa(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)器設(shè)備、電力、溫度及壓力等進(jìn)行自動(dòng)設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)和控制，保證整個(gè)生產(chǎn)過程平穩(wěn)運(yùn)行，可以幫助企業(yè)節(jié)約能源，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，改進(jìn)生產(chǎn)工藝和管理體制，促進(jìn)行業(yè)的健康有序發(fā)展。

1 電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

電氣工程及其自動(dòng)化起源于18世紀(jì)末期，但只是一個(gè)模糊的概念，到19世紀(jì)后期，國(guó)外一些物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了電磁的理論知識(shí)，才使得電氣工程的理論知識(shí)得以完善。在20世紀(jì)中期，戰(zhàn)爭(zhēng)基本結(jié)束，各行各業(yè)都在加緊發(fā)展生產(chǎn)，各種新技術(shù)不斷被引進(jìn)和發(fā)現(xiàn)，至此我國(guó)才逐漸的重視起電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)，只不過當(dāng)時(shí)的條件有限，技術(shù)手段比較簡(jiǎn)單，技術(shù)含量也相對(duì)較低，僅在小型設(shè)備上得到應(yīng)用。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，時(shí)代通訊技術(shù)、微電子以及IT電腦技術(shù)的不斷進(jìn)步發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)也得到了較快發(fā)展，成為了我國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來越重要的作用。特別是現(xiàn)階段電氣自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)技術(shù)、微處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，使得生產(chǎn)變得更加智能和有序化，加快企業(yè)改變生產(chǎn)模式，使其設(shè)備的組裝和更換變得整體化和模塊化、使生產(chǎn)過程規(guī)范化和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化，提高了企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

2 鋁合金行業(yè)應(yīng)用電氣自動(dòng)化的必要性

鋁合金行業(yè)主要生產(chǎn)家用鋁材、建筑鋁材和工業(yè)鋁型材，包括模具設(shè)計(jì)及制造、擠壓鋁材、鋁合金壓鑄等，是高能耗、高成本、粗放型生產(chǎn)方式的行業(yè)。目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)已由高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，全社會(huì)都在大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)。因此，鋁合金企業(yè)必須加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推進(jìn)綠色低碳轉(zhuǎn)型，加大技術(shù)創(chuàng)新力度，推進(jìn)傳統(tǒng)行業(yè)綠色改造和精細(xì)化生產(chǎn)，形成生態(tài)環(huán)境保護(hù)與制造業(yè)增長(zhǎng)相輔相成的發(fā)展格局。電氣自動(dòng)化包括電力電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，電機(jī)電器技術(shù)，信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)等，在鋁合金行業(yè)不斷向“綠色”升級(jí)的過程中，可以幫助企業(yè)節(jié)約能源，降低成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，改進(jìn)生產(chǎn)工藝和管理體制，加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和生態(tài)文明建設(shè)的進(jìn)程，使作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要組成部分和現(xiàn)代生活不可或缺的生產(chǎn)基礎(chǔ)的鋁合金行業(yè)得到可持續(xù)發(fā)展。

3 電氣自動(dòng)化在鋁合金行業(yè)中的應(yīng)用

隨著近年來鋁合金生產(chǎn)行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和綠色低碳轉(zhuǎn)型步伐的加快以及技術(shù)創(chuàng)新和精細(xì)化生產(chǎn)格局的形成，將電氣自動(dòng)化的可編程邏輯控制器、智能控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)和Intouch等核心技術(shù)，傳感器以及繼電保護(hù)裝置應(yīng)用其中，通過對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)器設(shè)備、電力、溫度及壓力等進(jìn)行自動(dòng)設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)和控制，能夠保證整個(gè)生產(chǎn)過程的平穩(wěn)運(yùn)行。

3.1 核心技術(shù)的應(yīng)用

由于鋁合金材料質(zhì)量輕、密度小、熔點(diǎn)低，導(dǎo)電導(dǎo)熱性、抗腐蝕性和可塑性能好以及適用范圍廣、耐久性強(qiáng)、裝飾效果好，具有更好的物理性能和機(jī)械性能，能夠利用熱處理技術(shù)使其組織、形狀發(fā)生變化，做出各種形狀的成品或以熔融金屬充填鑄型的方法，獲得各種規(guī)格形狀的零件毛坯，被應(yīng)用于航空、航天、汽車、機(jī)械制造等重要領(lǐng)域，成為我國(guó)發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代國(guó)防和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要材料。因此，鋁合金企業(yè)引入了大量的自動(dòng)化控制系統(tǒng)與核心技術(shù)，應(yīng)用到大型的機(jī)械設(shè)備以及數(shù)字化設(shè)備方面，既擴(kuò)大了企業(yè)產(chǎn)能，又可以幫助企業(yè)節(jié)約能源，降低成本，還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，使產(chǎn)品更加標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。

表1 核心技術(shù)

3.2 傳感器的應(yīng)用

傳感器是將所感知并接收到的外部信息轉(zhuǎn)換成能夠被系統(tǒng)識(shí)別并執(zhí)行的電信號(hào)裝置，它能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄與控制，是鋁合金工業(yè)自動(dòng)化測(cè)定與控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器。

其中溫度傳感器是對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行感知并將之轉(zhuǎn)換成有效信號(hào)的輸出傳感設(shè)備，比如在鋁合金在軋制、軋輥、鍛件過程中的溫度以及熱處理過程中固溶體的溫度進(jìn)行控制；壓力傳感器是通過識(shí)別壓力的變化使電流或電壓產(chǎn)生相應(yīng)的改變的自動(dòng)控制設(shè)備；流量傳感器是通過感知流體的流量大小，并將之轉(zhuǎn)換為可被系統(tǒng)識(shí)別出相應(yīng)信號(hào)的設(shè)備，比如在鋁合金工業(yè)中鍋爐送風(fēng)管道、蒸汽管道、給水管道內(nèi)的流體速度及流量大小進(jìn)行測(cè)定，出現(xiàn)異常時(shí)起到斷流保護(hù)的作用。

3.3 繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用

繼電保護(hù)是對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障如短路或異常情況進(jìn)行檢測(cè)，從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)，或直接將故障部分隔離、切除的自動(dòng)化技術(shù)，當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件（如發(fā)電機(jī)、線路等）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)向工作人員發(fā)出警告信號(hào)，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令。在鋁合金生產(chǎn)中繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用可以有效地規(guī)避因電力系統(tǒng)故障而引發(fā)的危害。

繼電保護(hù)的工作原理是根據(jù)電力系統(tǒng)中的電力元件或電力系統(tǒng)本身發(fā)生故障時(shí)的電氣量（如電流、電壓、功率、頻率等）變化構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作。首先由取樣單元將被保護(hù)的電力系統(tǒng)運(yùn)行中的參數(shù)轉(zhuǎn)換為下一級(jí)即比較鑒別單元可以接受的信號(hào)，然后比較鑒別單元將上一級(jí)單元發(fā)來的信號(hào)與給定信號(hào)比較，當(dāng)電流信號(hào)達(dá)到給定信號(hào)時(shí)，電流繼電器動(dòng)作發(fā)出信號(hào)通知下一級(jí)處理單元讓保護(hù)裝置啟動(dòng)，接著執(zhí)行單元執(zhí)行處理單元發(fā)來的指令，如發(fā)出警告信號(hào)或者直接跳閘。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)和電氣工程行業(yè)的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)取得了很大進(jìn)步，各類自動(dòng)化設(shè)備及儀表裝置在鋁合金行業(yè)的應(yīng)用，極大的提高了生產(chǎn)效率與質(zhì)量水平，使各生產(chǎn)環(huán)節(jié)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。我們要繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的完善與創(chuàng)新，與先進(jìn)的控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)相融合，推動(dòng)鋁合金行業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)的健康穩(wěn)定發(fā)展。