電氣與儀表自動化控制系統(tǒng)研

楊茜

【摘要】隨著我國科技和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，自動化控制技術(shù)水平越來越高，并且逐漸應(yīng)用在了電氣和儀表設(shè)備上，使電氣儀表設(shè)備逐漸向著集成化的方向發(fā)展，使用效率得到了很大的提升，但是我國在自動化控制領(lǐng)域研究的時間還比較短，導(dǎo)致電氣和儀表設(shè)備在進(jìn)行自動化控制時難免出現(xiàn)一些問題，我國現(xiàn)在正在使用的電氣和儀表自動化設(shè)備中存在著系統(tǒng)老化和控制不穩(wěn)定的問題，使自動化控制的發(fā)展受到了阻礙。針對自動化控制的功能，對電氣與儀表的自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞： 電氣儀表；自動化；控制系統(tǒng)

我國有很多企業(yè)的電氣儀表控制系統(tǒng)都比較老舊，不能滿足實(shí)際工作時的需求。然而，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化技術(shù)逐漸應(yīng)用到電氣儀表的控制系統(tǒng)當(dāng)中，使企業(yè)的生產(chǎn)更加智能化，節(jié)約了人力資源，使生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度得到了顯著的提升，給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣儀表系統(tǒng)中，自動化控制逐漸向著集成化的方向發(fā)展，使電氣與儀表的管理更加精細(xì)化。

一、電氣與儀表自動化控制系統(tǒng)的功能

（一）智能監(jiān)控

自動化控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電氣和儀表周邊運(yùn)行環(huán)境智能監(jiān)控的功能，它可以對設(shè)備的周邊的環(huán)境信息進(jìn)行自動采集，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)控。自動化控制的智能監(jiān)控功能需要利用傳感器來完成監(jiān)控工作，傳感器通過專門的收發(fā)模塊對采集到的信息進(jìn)行傳輸，傳感器主要由發(fā)射端與接受端組成，在信號的傳遞過程中，如果工作環(huán)境產(chǎn)生了異常，接受端的信號便會被接收，使單片機(jī)或智能芯片的工作中斷，實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控的效果。

（二）數(shù)據(jù)測量和整合功能

企業(yè)在生產(chǎn)某種部件或者是進(jìn)行工業(yè)建設(shè)時都需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的測量。測量設(shè)備上的信號顯示只能反映出設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，不能對實(shí)際的數(shù)據(jù)做出反饋，所以需要利用自動化控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和測量，自動化控制系統(tǒng)可以反映出測量物的具體參數(shù)數(shù)據(jù)，而且所有的測量整合步驟全部可以在電腦上完成，方便測量人員及時對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，可以為生產(chǎn)管理決策提供必要的數(shù)據(jù)支持。

（三）自動化控制系統(tǒng)的保護(hù)功能

企業(yè)對電氣和儀表的保護(hù)非常重要，普通的電氣設(shè)備的儀表設(shè)備在控制時需要通過人工操作開關(guān)來進(jìn)行，但是往往一般設(shè)備的開關(guān)電壓和體積都比較大，人工操作往往會因?yàn)椴患皶r而導(dǎo)致設(shè)備損壞。自動化控制系統(tǒng)中的保護(hù)功能可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和各種自動裝置完成對控制系統(tǒng)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)的功能，有危害設(shè)備安全的情況發(fā)生時，自動化控制系統(tǒng)會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的異常，對電壓開關(guān)等進(jìn)行自動切斷并發(fā)出警報(bào)，保護(hù)系統(tǒng)的安全。

二、我國電氣自動化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

（一）信息集成化控制系統(tǒng)

自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用的信息技術(shù)越來越多，呈現(xiàn)出橫向發(fā)展的狀態(tài)，各種微電子技術(shù)的應(yīng)用使自動化控制系統(tǒng)的界面變的模糊。系統(tǒng)內(nèi)的軟件結(jié)構(gòu)和通訊系統(tǒng)對于自動化控制越來越重要，自動化控制系統(tǒng)的管理人員要加強(qiáng)對自動化技術(shù)的學(xué)習(xí)，保證自動化控制系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)控作用的有效實(shí)施，使生產(chǎn)資料能夠更明顯的體現(xiàn)出來。

三、電氣自動化控制系統(tǒng)的組成模塊

（一）控制模塊

該模塊是控制系統(tǒng)中最重要的一個模塊，主要由PLC可編程控制器來實(shí)現(xiàn)，控制器的元件選擇非常重要，需要具有獨(dú)立的屏蔽功能，避免在進(jìn)行自動控制時會受到電磁干擾，PLC可編程控制器的體積小，而且可以讀取外部數(shù)據(jù)，方便對控制程序進(jìn)行更改，使用要求比較低，能夠適應(yīng)大多數(shù)環(huán)境的使用。在選擇PLC控制模塊時一定要對PLC的實(shí)際性能進(jìn)行檢驗(yàn)，保證模塊的合格性。

（二）通訊模塊

該模塊的功能是將采集到的數(shù)據(jù)信息集中存儲，并利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行傳輸，現(xiàn)在我國應(yīng)用的電氣自動化控制系統(tǒng)中的通信協(xié)議大多是TCP/IP協(xié)議，利用局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，確保數(shù)據(jù)傳輸在中途不會受到網(wǎng)絡(luò)阻礙。光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信模塊的數(shù)據(jù)傳輸可以加快傳輸?shù)乃俣龋档蛿?shù)據(jù)錯誤的發(fā)生，而且利用網(wǎng)絡(luò)光纖支持通信模塊可以讓數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上共享，即使到了其他的地方，也能夠讀取和利用信息數(shù)據(jù)。

（三）中央控制系統(tǒng)

中央控制系統(tǒng)的所有功能全部由連接在控制系統(tǒng)上的電腦來操作，與傳統(tǒng)的人工操作方式對比，計(jì)算機(jī)的操作能夠確保自動化控制系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)確性，而且計(jì)算機(jī)也能夠?qū)鬏敂?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理，對操作系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，避免人工操作的延時，減少了生產(chǎn)過程中的人力資源，使企業(yè)的生產(chǎn)成本降低了。

四、電氣與儀表自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和工作過程

（一）設(shè)計(jì)思想

在電氣自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以節(jié)省電纜的使用量，降低安裝費(fèi)用，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，使所有的組件設(shè)備都能夠靈活的運(yùn)轉(zhuǎn)。遠(yuǎn)程監(jiān)控主要依靠網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的傳感器，保證傳感器的獨(dú)立性，避免電磁信號和強(qiáng)噪環(huán)境干擾到傳感器的振動節(jié)點(diǎn)，利用無線傳感器形成獨(dú)立的無線信號傳輸網(wǎng)絡(luò)，保證監(jiān)控信號可以順利的通過振動節(jié)點(diǎn)，使監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)得到實(shí)時傳輸。

（二）工作過程

在進(jìn)行生產(chǎn)操作時，電氣自動化設(shè)備接收到計(jì)算機(jī)傳輸?shù)墓ぷ餍盘枺缓蟀凑沾鎯υO(shè)備中存儲的程序進(jìn)行自動操作，計(jì)算機(jī)可以對每個不同的自動化操作系統(tǒng)傳遞相對應(yīng)的操作信號。信號在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸方便了監(jiān)控人員對設(shè)備的監(jiān)控。

RTU是指遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)，它可以對信號和設(shè)備實(shí)現(xiàn)監(jiān)測和控制，也是自動化控制系統(tǒng)的核心模塊。在工作時可以通過遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場信息的采集，最終通過AID轉(zhuǎn)換器把相關(guān)的控制信息傳輸?shù)娇刂颇K，中央控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合處理，最終實(shí)現(xiàn)自動化的操作。

結(jié)束語：

電氣與儀表自動化控制系統(tǒng)可以有效的提高生產(chǎn)效率，但是我國的自動化操作系統(tǒng)中還存在著一定的問題，需要不斷的對其完善和改進(jìn)，并推出對于各個工業(yè)領(lǐng)域具有針對性的自動化操作系統(tǒng)，加強(qiáng)自動化操作系統(tǒng)的自我診斷能力，使操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到有效的提高，使我國的工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量得到有效的提升。

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