電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)裝置創(chuàng)新設(shè)計(jì)與應(yīng)用

劉艷 胡文彬

摘?要：電氣自動(dòng)化是現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，而檢測(cè)裝置則是電氣自動(dòng)化設(shè)備的核心關(guān)鍵。隨著現(xiàn)代化技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，電子信息也得到了廣闊的發(fā)展空間，為人們的生活生產(chǎn)提供了一定的便利性，因此其檢測(cè)裝置在電氣自動(dòng)化設(shè)備也引起了業(yè)內(nèi)人士的高度重視。立足于此背景，本文針對(duì)于電子自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)裝置創(chuàng)新設(shè)計(jì)與應(yīng)用展開分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化設(shè)備;檢測(cè)裝置;創(chuàng)新設(shè)計(jì);應(yīng)用

在我國(guó)電氣領(lǐng)域，電氣工程和自動(dòng)化還屬于新型的技術(shù)，但是卻為人們的日常生活和工作提供了很大的便利性，因此其取得的發(fā)展成果還是非常可觀的。而電氣自動(dòng)化檢測(cè)裝置設(shè)備則是整個(gè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的核心和關(guān)鍵，同時(shí)也是保證自動(dòng)化系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行的必要組成部分。為了考慮能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)化和提高，則務(wù)必要對(duì)其設(shè)備檢測(cè)裝置進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，并且使其能夠在今后的電氣領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。基于此，本文針對(duì)于電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)裝置的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)與應(yīng)用展開了有效分析。

1 電氣自動(dòng)化的重要性

電氣自動(dòng)化的發(fā)展是我國(guó)現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)不斷深入的核心標(biāo)志。且目前隨著自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)等一些高科技技術(shù)在電氣檢測(cè)設(shè)備中逐漸應(yīng)用，電氣檢測(cè)設(shè)備也不斷朝著精細(xì)化、科技化的方向邁進(jìn)。再加之電氣自動(dòng)化在其他領(lǐng)域應(yīng)用有著一定的普遍性和應(yīng)用性，其在現(xiàn)代高科技技術(shù)的發(fā)展中也占據(jù)著至關(guān)重要的位置。除此之外，它還是我國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化不斷深入和創(chuàng)新的重要推動(dòng)工具。因此，只有先實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，才能夠朝著高科技化不斷邁進(jìn)。

2 電氣自動(dòng)化設(shè)備傳統(tǒng)檢測(cè)的狀況與其問題

現(xiàn)階段，許多廠家均應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)方案以對(duì)初次安裝隧道爐內(nèi)部的加熱溫度是否均勻進(jìn)行檢測(cè)。這就是應(yīng)用導(dǎo)熱板配合銅線、分析儀間相結(jié)合的方法，以對(duì)隧道爐內(nèi)部的加熱溫度是否均勻進(jìn)行檢測(cè)，其各項(xiàng)操作十分復(fù)雜，同時(shí)，銅線在隧道爐的內(nèi)部較易被纏繞在一起，還時(shí)常會(huì)由于銅線斷裂而使得檢測(cè)在中途停止，進(jìn)而對(duì)最終的檢測(cè)結(jié)果帶來影響;同時(shí)，其只可以對(duì)隧道爐內(nèi)部?jī)蓚€(gè)加熱面的其中一個(gè)面進(jìn)行檢測(cè)，這就會(huì)使得檢測(cè)的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，無法保證后期有序地實(shí)施各項(xiàng)生產(chǎn)作業(yè)。對(duì)此，亟須實(shí)施創(chuàng)新與革新，以設(shè)計(jì)出電氣自動(dòng)化設(shè)備的檢測(cè)裝置，促進(jìn)檢測(cè)方法得到優(yōu)化。

3 電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性現(xiàn)狀

在電氣自動(dòng)化的過程中，控制設(shè)備的可靠性指標(biāo)較低出現(xiàn)的原因大多都是因?yàn)楸豢刂圃O(shè)備使用不當(dāng)、控制設(shè)備維護(hù)不當(dāng)及工作環(huán)境等許多因素所影響。現(xiàn)階段，在電氣工業(yè)中，自動(dòng)化控制設(shè)備周圍工作環(huán)境中所具有的影響因素也是各種各樣，比如，電磁干擾方面的因素、氣候方面的因素和機(jī)械作用力方面的因素等，尤其是在電氣的自動(dòng)化過程中，因?yàn)榭刂圃O(shè)備的外部與所在區(qū)域的內(nèi)部均具有大量的電磁波干擾，這就使得控制設(shè)備的外部與其余控制設(shè)備的內(nèi)部會(huì)受到大量電磁波的影響與干擾。而因?yàn)榭刂圃O(shè)備內(nèi)部受到了電磁波的干擾，又會(huì)使得控制設(shè)備在正常工作時(shí)輸出噪音，最終，導(dǎo)致控制設(shè)備不夠穩(wěn)定，甚至是極有可能會(huì)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)部分無法預(yù)知的危險(xiǎn)。氣候方面的影響因素主要包括了氣壓變化方面的因素、溫度變化方面的因素、大氣污染方面的因素、濕度變化方面的因素等，這類因素對(duì)電控設(shè)備的可靠性也會(huì)帶來許多影響，不但會(huì)直接使得設(shè)備的溫度較高，設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)受到損壞，加上電氣自動(dòng)化性能有所降低、設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)較為遲緩等，同時(shí)，最為嚴(yán)重的還會(huì)直接造成部分電氣控制設(shè)備內(nèi)部無法正常的工作與運(yùn)轉(zhuǎn)，最終，極有可能危害到人員的人身安全、企業(yè)的資金安全等。

4 電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)裝置的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)備選型方面的設(shè)計(jì)創(chuàng)新

（1）選擇編程工具。根據(jù)電氣自動(dòng)化本身適用的系統(tǒng)來進(jìn)行科學(xué)編程，所選擇的編程工具要保證系統(tǒng)編程能夠科學(xué)統(tǒng)一，針對(duì)于中小規(guī)模的電氣自動(dòng)化設(shè)備編程來講，可以選擇梯形編程模式，其應(yīng)用范圍具有一定的普遍性和廣泛性。而針對(duì)于大型電氣自動(dòng)化設(shè)備而言，一般是使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程，但是這種編程方式雖然具有高速度、高效率，但是其投入的成本也很大，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)，因?yàn)榄h(huán)境因素制約也帶來諸多不利因素。

（2）分析系統(tǒng)規(guī)模。通過對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)自身規(guī)模進(jìn)行深入分析，在對(duì)工作面所選擇的設(shè)備進(jìn)行綜合選擇。同時(shí)，針對(duì)于其系統(tǒng)檢測(cè)裝置要進(jìn)行深入優(yōu)化，結(jié)合具體情況具體分析，將可能會(huì)出現(xiàn)的一些影響因素即使扼殺在萌芽狀態(tài)。

4.2 軟件方面的設(shè)計(jì)創(chuàng)新

（1）軟件結(jié)構(gòu)。在電氣自動(dòng)化檢測(cè)裝置系統(tǒng)中，其軟件設(shè)計(jì)的主要組成部分是為基本程序和模塊化設(shè)計(jì)。可以結(jié)合電氣自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)際工作情況，將電氣自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)隨機(jī)分成若干子任務(wù)模塊，在分類進(jìn)行編制和調(diào)整，最后在進(jìn)行隨機(jī)整合和重組，從而有利于軟件結(jié)構(gòu)程序能夠和不同電氣自動(dòng)化生產(chǎn)情況相適合。

（2）程序設(shè)計(jì)過程。結(jié)合電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)裝置的具體需求，來集中編制I/O信號(hào)，并且統(tǒng)一管理不同類型的程序定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等設(shè)備，對(duì)I/O分配情況和內(nèi)部繼電器標(biāo)準(zhǔn)陪標(biāo)要科學(xué)羅列，從而有效地提高電氣系統(tǒng)的維護(hù)效率，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)裝置創(chuàng)新設(shè)計(jì)的進(jìn)一步優(yōu)化。

4.3 硬件方面的設(shè)計(jì)創(chuàng)新

（1）輸入電路。因?yàn)殡姎庾詣?dòng)化的工作環(huán)境較為復(fù)雜，在一些特點(diǎn)的情況下其供電系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，因此要在輸入電路部分來實(shí)現(xiàn)電源凈化系統(tǒng)的安置，從而使系統(tǒng)在運(yùn)行過程中具有一定的穩(wěn)定性和安全性，防止因?yàn)樽詣?dòng)化系統(tǒng)的不穩(wěn)定帶來的嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。

（2）抗干擾設(shè)計(jì)。在電氣自動(dòng)化設(shè)備工作過程中，眾多不可控因素都會(huì)阻礙電氣自動(dòng)化檢測(cè)裝置的運(yùn)行。基于此，可以采取以下幾種方式來進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)：第一，應(yīng)用電磁屏蔽原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁、靜電的有效屏蔽，從而避免電氣設(shè)備的干擾。第二，可以選擇專業(yè)屏蔽設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)抗干擾。第三，將電氣檢測(cè)裝置的動(dòng)力線路和弱點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行合理布置，避免因?yàn)殡p線交叉而干擾電氣設(shè)備。

5 電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)裝置的應(yīng)用分析

5.1 電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)裝置的一般應(yīng)用

在對(duì)原材料進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)用到電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)裝置，其可以通過超聲和渦流的方式對(duì)整體原材料進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)可以結(jié)合檢測(cè)對(duì)象的實(shí)際特點(diǎn)來進(jìn)行。在航空航天中的復(fù)合材料、焊接技術(shù)逐漸應(yīng)用原材料自動(dòng)化檢測(cè)，也逐漸帶動(dòng)著超聲自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)。這種技術(shù)的普及和應(yīng)用也是屬于檢測(cè)自動(dòng)化的新型技術(shù)，且能夠更為方便對(duì)材料的微結(jié)構(gòu)及存在的不足之處進(jìn)行有效評(píng)估。目前，電氣自動(dòng)化檢測(cè)鑄件、電氣自動(dòng)化超色掃描、電氣自動(dòng)化掃描焊縫等等過程都在實(shí)際生產(chǎn)中被逐漸落實(shí)和加大應(yīng)用力度。例如，重要管道、服役設(shè)備及特種設(shè)備等等。

5.2 電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)裝置的典型應(yīng)用

針對(duì)于一部分像航空航天等等要求較高材料精密度的特別區(qū)域，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)如果使用一些傳統(tǒng)方式來檢測(cè)其復(fù)合材料，不僅僅造成人力、時(shí)間的消耗大，而且也會(huì)嚴(yán)重的影響生產(chǎn)工期。并且因?yàn)閺?fù)合材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及承力結(jié)構(gòu)也有著復(fù)雜的要求，也為檢測(cè)工作增加了一定的難度。而且隨著人們生活質(zhì)量的提升，人們對(duì)復(fù)合材料的性能及質(zhì)量都提出了更為嚴(yán)格的要求，在這樣的情況下，自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)裝置及自動(dòng)化技術(shù)是彌足珍貴的。檢測(cè)的具體流程應(yīng)為：首先，將超聲換能器安裝在多軸掃描機(jī)構(gòu)上，要保證多軸掃描機(jī)構(gòu)呈現(xiàn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)。其次，在安裝之后要進(jìn)行掃描工作，可以應(yīng)用兩個(gè)探頭來完成掃描工作。最后，可以以入射聲波的衰減情況來實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的自動(dòng)化檢測(cè)。除此之外，還可以將超聲波檢測(cè)設(shè)備和自動(dòng)掃描技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而互相作用，實(shí)現(xiàn)雙向效應(yīng)。這樣一方面能夠?qū)εR近工作型面進(jìn)行同步控制。同時(shí)，也能夠有效評(píng)估入射超聲波，并且及時(shí)反映復(fù)合材料的不足之處。

5.3 電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)裝置在電力企業(yè)中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)裝置在電力企業(yè)的用途廣泛，例如檢測(cè)電網(wǎng)諧波電流、通過應(yīng)用高精度寬頻帶電流傳感器來檢測(cè)容性設(shè)備泄漏電流的電壓、運(yùn)行電壓及過電壓。

（1）過電壓檢測(cè)。針對(duì)于多次現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)實(shí)踐經(jīng)歷表明，系統(tǒng)中的過電壓是造成電網(wǎng)中產(chǎn)生的大部分絕緣事故。過電壓的波形及特征參數(shù)對(duì)電網(wǎng)事故的誘因及電網(wǎng)絕緣配合的調(diào)換起到至關(guān)重要的參考作用。而電壓在進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)時(shí)其關(guān)鍵是能夠有效的獲得電壓信號(hào)。外部電壓傳感器與榮性設(shè)備串聯(lián)構(gòu)成分壓器所獲取電壓信號(hào)的方式、檢測(cè)沖擊電壓的電容電流法，都有著很大的不足之處。最適合的方式是及時(shí)調(diào)整和改進(jìn)電容型設(shè)備對(duì)地泄漏電流的作用，從而使其重構(gòu)為母線電壓波，從而更好地滿足高電壓等級(jí)電網(wǎng)的寬頻帶電壓的檢測(cè)。

（2）電網(wǎng)諧波電流檢測(cè)。現(xiàn)階段，電網(wǎng)中的整流器、電弧爐、變頻調(diào)速裝置等等各種電子設(shè)備都在日益增加，而這些電子設(shè)備具有一定的非線性、沖擊性以及不平衡性等等特征，其特征都會(huì)嚴(yán)重影響到電網(wǎng)企業(yè)的供電質(zhì)量。因?yàn)橹C波污染已經(jīng)逐漸成為電力系統(tǒng)的公害，因此在電力系統(tǒng)的日常運(yùn)作中要加強(qiáng)對(duì)其的檢測(cè)力度，從而保證供電系統(tǒng)中諧波含量以及波形的畸變率能夠滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。在電網(wǎng)諧波電流檢測(cè)的方式中，可以使用帶通濾波器來實(shí)行基波分量法，但是近年來其技術(shù)很少被設(shè)計(jì)。也可以利用鑒相原理的瞬時(shí)諧波電流檢測(cè)法、或者是乘法器及低通濾波器等等。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)裝置在我國(guó)各個(gè)行業(yè)都有所涉及和應(yīng)用，對(duì)我國(guó)現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)進(jìn)程的深入都有著良好的促進(jìn)作用。而對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)裝置創(chuàng)新設(shè)計(jì)和應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)其電氣自動(dòng)化技術(shù)向新領(lǐng)域滲透的可行性。因此需要相關(guān)部門以及技術(shù)人員要采取高度的重視，可以不斷拓展其資金的引入渠道、加大人才的培養(yǎng)力度、完善電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)體系等多個(gè)方面，來實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備的創(chuàng)新和設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化，也有效促進(jìn)電氣自動(dòng)化的可持續(xù)健康發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷提高，為國(guó)家電氣領(lǐng)域發(fā)展持續(xù)做出貢獻(xiàn)。

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作者簡(jiǎn)介：劉艷（1983—?），女，河北唐山人，本科，從事電氣自動(dòng)化教學(xué)和研究，有豐富的專業(yè)理論和實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。