電氣自動化儀表與自動化控制技術分析

申紀光 王龍飛

摘要：由于電氣自動化儀表的功能復雜化與程序化，儀表在使用過程中產生了更多的問題，本文首先對電氣儀表自動化控制功能進了闡述，然后對電氣儀表設各的系統控制進行了探究與具體的討論。

關鍵詞：電氣儀表；自動化水平；控制系統；控制功能；技術

近年來，由于計算機智能化技術的快速發展，電氣儀表自動化技術也有了一定程度的進步，加速了自動化控制技術的發展，PLC（編程邏輯控制器）的發展與興起很快的代替了傳統的電氣系統，為自動化控制的智能化發展奠定了基礎，其操作系統更加便捷，推動了電氣自動化儀表的精細化發展，引領著機械應用領域的不斷改革與創新，電氣自動化控制系統的逐步完善將為我國高質量、高標準的機械產業發展奠定良好的發展基礎。

一、電氣與儀表自動化控制系統的功能概述

（一）智能監控

電氣自動化控制系統先進性不僅體現在企業的生產過程中，更多程度上為人類生活也提供了極大的便捷。電氣自動化控制系統能為生活環境提供監測的功能，承擔對外界環境信息的采集的任務。傳感器是電氣自動化控制系統中很關鍵的信息采集儀表，有煤器、溫度、煙霧等多種類型，主要的原理是通過由紅外線發光二極管組成紅外的收發程序進行信號的識別與處理，完成信息采集工作。當傳感器處于工作狀態時，紅外線發光二極管就會將紅外線發射出去，最后將接收到的信息記錄在單片機上。如果發射的紅外線在傳播過程中因為外界介質被攔截或者阻礙，單片機傳輸信息的過程就會被迫中斷，這個中斷的信號就會很快傳到相應基站向有關管理人員進行報警。這種智能監控模式實現了對電氣自動化儀表無人監控，有效的減少了儀表監控的人力資源。

（二）自動控制與保護功能

一般的電氣自動化儀表高壓設備體積較為龐大，能實現控制系統的“合聞”與“分聞”。當電氣自動化儀表在出現任何故障的時候，采用安裝自動化操作設備的方式有利于有效的調配供電系統，實現對儀表的自動化控制。自動化儀表工程較多復雜與繁瑣，對技術水平的要求較高，從技術上而言就是對各種自動化信息、計算機技術以及電子通信技術融合，通過各種類型的終端儀表與裝置進行信息功能的表達，是一項在世界上較為先進集主動監控測量、控制調度為一體的綜合性自動化控制。

（三）測量功能

電氣儀表自動化設備中的各種信號都只能簡單的表明其運行狀態，必須要通過相關的設備才能對儀表的具體工作狀態進行獲悉，儀表的狀態測量指標通常有電壓、電流和頻率三項，操作的實現也逐漸被電腦控制系統掌控，開辟了微機自動化控制道路。

二、電氣自動化控制系統的模塊組成

電氣自動化控制系統分為PLC控制模塊，通信模塊以及中央控制模三大模塊：

（一）PLC控制模塊

PLC控制模塊中所有電器元件都具有獨立的屏蔽系統，該系統對于每個電氣元件的選擇也特別嚴格，必須使用合格的電氣元件產品，要求電氣元件對電磁輻射有較高的屏蔽能力。在PLC控制模版的每個生產環節上也有相應的生產制度進行元件質量的控制，嚴格的控制有利于提高元件的使用性能，為PLC控制模塊系統提供更高的性能。

（二）通訊模塊

通訊模塊主要是將儀表收集到的信息與資源進行存儲，并上傳到計算機網絡系統中，該模塊主要涉及的是計算機通用技術，利用TCP/IP協議與互聯網功能實現資源動物有效利用，保證資源的有效傳輸，提高息傳輸的精確性與穩定性，降低了對設備資源的使用。近年來，光纖技術更多的應用與自動化儀表的通訊模塊中，有效的降低了外界因素對通信模塊的干擾，并減少了信息傳輸過程中的誤碼率。局域網的利用對該模塊提供了基礎通信技術，保證了信息的實時傳遞，實現了資源的共享，優化了資源的傳播途徑，提高了信息傳遞的科學性與準確性。

（三）中央控制系統

中央控制系統的控制是通過微機的多種功能進行實現的，微型計算機的飛速發展使其功能與特性都得到了完善，目前的微機具有大量的通訊借接口，可以與多個設備進行連接，有效的完成所分配的任務。電氣自動化中央控制系統利用計算機精度高，速度快的特點有效的提高了資源利用效率與數據的處理效率。由于中央控制系統內置程序的自身特點，該系統能實現運行的實時監控與報警，為及時的人工預案提供了充分的準備時間。

三、電氣自動化控制系統的設計理念及工作步驟

（一）設計理念

1.集中監控的方式

集中監控的過程信息量大，運行緩慢，將系統的所有處理功能都集于同種處理器之中，沒有保證系統較高的安穩性。CAIN總線技術的應用為集中監控提供了技術保證，節省了材料使用，提高了網絡組態的靈活性，有效減少了發生故障的幾率。

2.遠程監控

遠程監控是利用無線傳感器網對電氣設備運行進行監控，消除了監控的距離障礙，實現了對監測對象的動態檢查與故障診斷，有效確保了電氣設備的安全。

（二）電氣自動化控制系統的工作過程

1.調度端系統的工作過程

當自動化電氣設備經過前置機處理后，將信息儲存下來，然后再通過中轉站將信息上傳到局域網，實現信息共享。

2.RTU的工作流程

通過遙測采集板、AID轉換器等設備進行遙測量，然后將信息傳送到控制單元。經過中央系統處理，完成信息與對應計算機的結合，再通過調度端進行綜合處理。

為確保儀表監控工作的順利進行，相關技術工作人員在作業過程中要正確的利用防干擾技術。一般情況下，此技術在推廣應用的進程中被劃分為三種：一種是屏蔽技術，一種是軟件技術，另一種是隔離技術。要想讓隔離技術的作用完美體現，技術工作人員在現實的實踐進程中要確保2方面作業的正常進行，依次是：正確配線，還有安全絕緣。例如：在電纜布置進程中把電源線和訊號線實施分層布置；低壓線和高壓線也實施分層擺布。屏蔽技術在應用的進程中，要正確的運用金屬導體，進而在此及基礎上把不同屏蔽零件、電路、訊號線以及組合件等設施開展合理的覆蓋，從而有效避免了外界帶來的干擾。例如：利用帶屏蔽層的訊號線、編碼器電纜、變頻電纜，還有一部分負責專門通信的總線電纜（Profibus-DP）等等。不難發現，此技術在推廣應用的進程中能全面限制電流性噪音的接合，進而基于此促進屏蔽效果的體現。與此同時，軟件抗干擾技術的準確性應用，還可以在最大化限度內完成針對掌控軟件的隨時把控。例如：利用程序鑒別淘汰無用數據信息、取數據疊加平均等策略。

四、結語

電氣自動化技術成功引入計算機信息技術，達成了電氣自動化儀表的自動化掌控，推動了電氣行業的迅速發展，然而在實際的生產運營過程中，依然存在著諸多的不足以及漏洞，而且相關的技術人員還一定要引起注意，打破以往的技術形式，并研究出切實可行的策略，以此來提高企業的整體競爭力，并推動企業能夠迅速的發展，緊隨時代的發展步伐。

參考文獻：

[1]岳巨忠.電氣自動化儀表與自動化控制技術分析[J].商品與質量12017（41）.