陳明艷

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)尤其是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，電氣設(shè)備的自動(dòng)化水平越來(lái)越高，設(shè)備上集成的各種功能設(shè)施也越來(lái)越多，并且自動(dòng)化和集成化程度越來(lái)越高，但目前在使用電器設(shè)備時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，諸如系統(tǒng)老化、控制系統(tǒng)不穩(wěn)定等，不但影響了設(shè)備自動(dòng)化水平的提高，也阻礙了企業(yè)的發(fā)展。文章在分析電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制功能的基礎(chǔ)上，對(duì)電氣儀表設(shè)備的系統(tǒng)控制進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：電氣儀表；控制系統(tǒng)；自動(dòng)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）11-0021-01

目前，部分企業(yè)的電氣儀表設(shè)備系統(tǒng)都相對(duì)落伍，技術(shù)較為單一，科技化程度低，控制技術(shù)也無(wú)法與國(guó)際領(lǐng)先水平相比，智能化系統(tǒng)控制更是無(wú)法想象。由于科技的高速推進(jìn)，電氣自動(dòng)化技術(shù)同樣走上了創(chuàng)新的快車(chē)道，計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)的革新，也加速了電氣自動(dòng)化技術(shù)的更好發(fā)展，當(dāng)可監(jiān)控的PLC（即可編程邏輯控制器）取代電氣系統(tǒng)之后，自動(dòng)化控制也開(kāi)始向集成化與智能化方向發(fā)展，并在應(yīng)用領(lǐng)域不斷推廣與創(chuàng)新。引進(jìn)與推廣先進(jìn)技術(shù)，不僅使操作更為便捷，還促使儀表的精細(xì)化管理水平上了一個(gè)臺(tái)階。

1 電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能概述

1.1 智能監(jiān)控

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)還能夠?qū)Ω浇纳a(chǎn)和生活環(huán)境提供監(jiān)測(cè)，并完成環(huán)境信息的采集。通常我們會(huì)使用相應(yīng)的傳感器來(lái)開(kāi)展監(jiān)測(cè)，其類(lèi)型主要分為煤器，溫度和煙霧等多種類(lèi)型的傳感器，它們將收集來(lái)的信息通過(guò)紅外收發(fā)模塊（主要由信號(hào)源及紅外收發(fā)裝置結(jié)合組成）進(jìn)行傳輸，此類(lèi)收發(fā)系統(tǒng)的信號(hào)源通常是由紅外線發(fā)光二極管組成，其接著裝置使用的是光敏三極管。當(dāng)其處于工作狀態(tài)時(shí)，紅外發(fā)射管會(huì)不停發(fā)射紅外光，再由紅外接收管接收后，將所得信號(hào)輸至單片機(jī)上。假如紅外線發(fā)射管被警戒線遮擋時(shí)，紅外線接收管不會(huì)向單片機(jī)輸出信號(hào)，這時(shí)單片機(jī)會(huì)出現(xiàn)中斷，將報(bào)警信號(hào)發(fā)到相應(yīng)基站。通過(guò)這種方式，就能做到在無(wú)人值守情況下對(duì)所處環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)智能控制。

1.2 自動(dòng)控制與保護(hù)功能

高壓與大電流開(kāi)關(guān)設(shè)備體積龐大，主要功能就是對(duì)控制系統(tǒng)并做到合閘與分閘。當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，必須安裝一套完整的自動(dòng)化操作設(shè)備，才能做到對(duì)供電系統(tǒng)的調(diào)控。

自動(dòng)化儀表工程是一項(xiàng)涉及面廣、質(zhì)量要求高的綜合性工程。具體來(lái)說(shuō)就是使用世界領(lǐng)先水平的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)、信息信號(hào)處理技術(shù)、現(xiàn)代電子通信技術(shù)，把測(cè)量?jī)x、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置等一系列儀表設(shè)備的功能進(jìn)行整合，使其真正做到對(duì)主動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)控制、微機(jī)保護(hù)及調(diào)度通信的綜合性自動(dòng)化控制。

1.3 測(cè)量功能

設(shè)備中指示燈或音響的信號(hào)只能表明設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，假如想要準(zhǔn)確獲悉設(shè)備的工作狀態(tài)，必須通過(guò)相關(guān)的設(shè)備儀表對(duì)線路參數(shù)作出測(cè)量，需要測(cè)量的有電壓、電流和頻率三項(xiàng)構(gòu)成。在操作組件與儀表等設(shè)備中，人工操作正逐漸被電腦控制系統(tǒng)所取代，這也為微機(jī)自動(dòng)化控制打下了良好的基礎(chǔ)。

2 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的模塊組成

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)分為三大模塊：PLC控制模塊，通信模塊，和中央控制模塊三部分組成，下面分別介紹這三種系統(tǒng)。

2.1 PLC控制模塊

PLC控制模塊在對(duì)于電氣元件選擇的要求很高，每個(gè)電器元件都擁有獨(dú)立的屏蔽系統(tǒng)，有效防止了電磁輻射作用元件的干擾，在每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)上都必須遵守相應(yīng)的生產(chǎn)制度，對(duì)每一個(gè)原件都必須嚴(yán)格檢查，必須使用合格的產(chǎn)品，這種嚴(yán)苛的生產(chǎn)與檢查制度提高了原件的使用性能，在實(shí)際使用中，運(yùn)用PLC控制模塊能夠獲得更為穩(wěn)定的生產(chǎn)性能。PLC控制模塊具有體積小，質(zhì)量輕，安裝容易，操作簡(jiǎn)便這四大優(yōu)勢(shì)。因此在PLC的控制系統(tǒng)建立時(shí)，耗時(shí)短，操作便捷，產(chǎn)品升級(jí)更為方便。同時(shí)其操作界面也秉承了人性化理念，從顯示面板上就能看到對(duì)下一步操作的提示，對(duì)使用者操作能力的要求不高，為其更為廣泛的推廣提供了便利。

2.2 通訊模塊

通訊模塊的功能就是將數(shù)據(jù)采集儀器所收集的各類(lèi)數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至上位機(jī)系統(tǒng)。這種通訊系統(tǒng)通常所用的是通信網(wǎng)絡(luò)中的通用技術(shù)，就如同目前被廣泛應(yīng)用的TCP/IP協(xié)議，運(yùn)用現(xiàn)有的局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)功能，能夠大大降低對(duì)設(shè)備資源的使用，同時(shí)也能保障信息傳輸?shù)木_與穩(wěn)定和通信信號(hào)的暢通，假如通訊模塊使用光纖進(jìn)行通信，可以將傳輸中的誤碼率和外界因素對(duì)通信模塊的干擾進(jìn)一步降低。使用局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)作為基礎(chǔ)技術(shù)的通信模塊系統(tǒng)，不僅可以做到信息的實(shí)時(shí)傳遞，還能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在其他設(shè)備上做到信息共享，優(yōu)化信息傳遞途徑，使人力資源更為有效、科學(xué)地使用。

2.3 中央控制系統(tǒng)

中央控制系統(tǒng)是由安裝于系統(tǒng)當(dāng)中的微機(jī)來(lái)控制的，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)擁有多種功能與大量接口，可以與多個(gè)設(shè)備進(jìn)行連接，完成系統(tǒng)所分配任務(wù)。和人工操作對(duì)比，在控制電氣自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，微型計(jì)算機(jī)有精度高，速度快的特點(diǎn)，用中央控制系統(tǒng)操作時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)行效率有明顯提高。中央控制系統(tǒng)不僅能對(duì)傳感器所采集數(shù)據(jù)做出實(shí)時(shí)處理，還能依據(jù)其內(nèi)置程序，找到對(duì)應(yīng)的解決方案，并做到實(shí)時(shí)報(bào)警，以及24 h監(jiān)控所測(cè)數(shù)據(jù)，假如設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)報(bào)警，并啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案處理，防止人為操作造成的延遲。

3 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念及工作步驟

3.1 設(shè)計(jì)理念

3.1.1 集中監(jiān)控的方式

集中監(jiān)控的目的是將系統(tǒng)功能集中到一個(gè)處理器去處理，過(guò)程較為緩慢，信息量大，在監(jiān)控的作用下，電氣設(shè)備系統(tǒng)的可靠性會(huì)下降，但由于CAN總線技術(shù)的應(yīng)用，智能電氣設(shè)備開(kāi)始有較為快速的發(fā)展，不但降低了電纜等材料的使用，還可以在網(wǎng)絡(luò)連接下使整個(gè)組態(tài)更為靈活，降低了系統(tǒng)故障的發(fā)生率。

3.1.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控

遠(yuǎn)程監(jiān)控是通過(guò)建立無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種具有計(jì)算機(jī)通信能力的微型傳感器節(jié)點(diǎn)，經(jīng)自由組織而成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。在傳感器節(jié)點(diǎn)間的作用下，做到了對(duì)周邊信息與監(jiān)測(cè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)檢查，能夠做到對(duì)周邊設(shè)備的狀態(tài)感知、故障診斷及預(yù)知維修等功能，確保了電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)的安全。

3.2 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作過(guò)程

3.2.1 調(diào)度端系統(tǒng)的工作過(guò)程

當(dāng)自動(dòng)化電氣設(shè)備系統(tǒng)接受計(jì)算機(jī)所發(fā)送的信息后，經(jīng)過(guò)前置機(jī)處理，儲(chǔ)存至相應(yīng)的儲(chǔ)存設(shè)備中，將信息完整保存，之后服務(wù)器再把相關(guān)信息傳送至相應(yīng)工作站中，最后經(jīng)WEP服務(wù)器將系統(tǒng)信息傳送到局域網(wǎng)，以供共享信息的需要。

3.2.2 RTU的工作流程

運(yùn)用遙測(cè)采集板，AID轉(zhuǎn)換器等設(shè)備，采集變電所的遙測(cè)量，通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)信息發(fā)送至控制單元。在中央控制系統(tǒng)完成處理后，將信息發(fā)送至與之相對(duì)應(yīng)的功能計(jì)算機(jī)，最后將其發(fā)送到調(diào)度端，作綜合處理。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，盡管電氣儀表自動(dòng)化系統(tǒng)有了不小的進(jìn)步，并且應(yīng)用此系統(tǒng)之后，能使生產(chǎn)效率有明顯提高。不過(guò)因?yàn)榇讼到y(tǒng)還不太成熟，在實(shí)際運(yùn)用中仍有一些問(wèn)題，比如怎樣在控制系統(tǒng)上升級(jí)其自我診斷的能力，加強(qiáng)自我維護(hù)功能，運(yùn)行穩(wěn)定性的提高，都需要在未來(lái)研究中的去重點(diǎn)解決。雖然電氣儀表自動(dòng)化系統(tǒng)依然有這樣那樣的問(wèn)題，但它在應(yīng)用領(lǐng)域中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，肯定會(huì)更為廣泛的應(yīng)用在今后的各個(gè)行業(yè)中。所以，在未來(lái)研究中，要針對(duì)每個(gè)行業(yè)的特點(diǎn)，有針對(duì)性地開(kāi)發(fā)出與之對(duì)應(yīng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，讓機(jī)械生產(chǎn)加工更精確、規(guī)范與穩(wěn)定，讓我國(guó)的機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)向高精度、高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的道路邁進(jìn)。

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