侯迎春

（北新集團(tuán)建材股份有限公司，北京 100096）

為了有效提高自動化控制系統(tǒng)的運行效率，可以將遠(yuǎn)動控制技術(shù)應(yīng)用在自動化系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對自動化控制系統(tǒng)的實時監(jiān)視與控制，采集系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，通過對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來判斷系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并對系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整。因此，我們有必要對遠(yuǎn)動控制技術(shù)在自動化控制中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 概念與工作原理

1.1 遠(yuǎn)動控制技術(shù)的概念

遠(yuǎn)動控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對自動化控制系統(tǒng)的監(jiān)視與控制。通過對自動化控制系統(tǒng)的調(diào)度，可以采集到運行終端的數(shù)據(jù)與參數(shù)，再根據(jù)這些數(shù)據(jù)來分析自動化控制系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)，通過準(zhǔn)確地判斷，向運行終端發(fā)出相應(yīng)指令，對系統(tǒng)進(jìn)行有效地調(diào)整與控制。所以，遠(yuǎn)動控制技術(shù)在自動化控制系統(tǒng)中發(fā)揮著信息樞紐的作用，并以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行良好地調(diào)節(jié)與溝通。遠(yuǎn)動控制技術(shù)的實現(xiàn)主要由集中監(jiān)視模塊與集中控制模塊來完成，其中集中監(jiān)視模塊的主要功能是對自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，通過監(jiān)視獲得系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對故障進(jìn)行及時處理，有效提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；集中控制模塊的主要功能則是通過人機(jī)交互的方式對自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行遙控，提高系統(tǒng)的智能化程度。

1.2 遠(yuǎn)動控制技術(shù)的工作原理

遠(yuǎn)動控制技術(shù)的主要功能包括對自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、測量以及調(diào)節(jié)。通過遠(yuǎn)動控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對自動化控制系統(tǒng)的遙測、遙信、遙控以及遙調(diào)。遙測與遙信就是對系統(tǒng)運行參數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸{(diào)度中心，為系統(tǒng)控制提供重要的決策依據(jù)。而遙控與遙調(diào)則是調(diào)度中心向自動化控制系統(tǒng)發(fā)出相關(guān)指令，修改相關(guān)設(shè)備的運行參數(shù)。遠(yuǎn)動控制技術(shù)在自動化控制中的功能主要是通過應(yīng)用信道編碼技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)以及通信傳輸技術(shù)來實現(xiàn)。

2 遠(yuǎn)動控制系統(tǒng)的功能設(shè)計

遠(yuǎn)動控制系統(tǒng)的功能主要包括遙測、遙信、遙控以及遙調(diào)，只有實現(xiàn)這些功能，才能實現(xiàn)對自動化控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)動控制。

2.1 遙測與遙信功能的設(shè)計

遙測功能就是應(yīng)用通信技術(shù)對變量的測量值進(jìn)行傳輸，也叫做遠(yuǎn)程測量。而遙信功能則是應(yīng)用通信技術(shù)進(jìn)行設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)視，也叫做遠(yuǎn)程信號。以上2個功能是自動化控制系統(tǒng)中遠(yuǎn)動控制技術(shù)的關(guān)鍵功能，均在系統(tǒng)中發(fā)揮遠(yuǎn)程測量與監(jiān)視作用，有利于及時掌握自動化設(shè)備的運行狀態(tài)，為遠(yuǎn)動控制提供必要的技術(shù)數(shù)據(jù)，并為自動化控制提供有利條件。

2.2 遙控與遙調(diào)功能的設(shè)計

遙控功能就是應(yīng)用通信技術(shù)向自動化設(shè)備發(fā)出改變運行狀態(tài)的指令，也叫做遠(yuǎn)程命令。在調(diào)度中心對自動化設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行遙測與遙信后，如果需要對運行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，就會向設(shè)備發(fā)出遙控指令，設(shè)備在接收到指令后立即更改相關(guān)參數(shù)，保證設(shè)備正常運行。而遙調(diào)功能則能夠?qū)ψ詣踊O(shè)備進(jìn)行直接抑制，例如合閘、分閘等操作。

2.3 診斷與維護(hù)功能的設(shè)計

在自動化控制系統(tǒng)中，遠(yuǎn)動控制技術(shù)能夠在設(shè)備運行故障的維修與維護(hù)工作中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在自動化設(shè)備出現(xiàn)故障時，調(diào)度中心可通過遙測與遙信的方式對故障進(jìn)行檢測，根據(jù)故障信息做出相應(yīng)的判斷，并將這些信息傳送回調(diào)度中心，調(diào)度中心在收到信息后進(jìn)行故障定位，并對故障區(qū)域進(jìn)行隔離，通過遙控命令關(guān)閉故障設(shè)備。

3 遠(yuǎn)動控制技術(shù)在自動化控制中的應(yīng)用

3.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)在自動化控制中的應(yīng)用

在遠(yuǎn)動控制技術(shù)中，數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要通過變送器技術(shù)與a/d轉(zhuǎn)換技術(shù)來實現(xiàn)。在實際的應(yīng)用中，主要采用5v以下的TLT電平信號，但是，自動化控制系統(tǒng)中的設(shè)備運行需要更高的電壓與功率。所以，必須通過變送器技術(shù)對設(shè)備參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對數(shù)據(jù)在遠(yuǎn)程控制設(shè)備間進(jìn)行及時地分析與處理，也就是將設(shè)備的電壓與電流轉(zhuǎn)換為有效的TLT電平信號。同時，還要應(yīng)用a/d轉(zhuǎn)換技術(shù)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便對遙信信號進(jìn)行編碼與采集。在對遙信量進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中，可以使用光電隔離設(shè)備進(jìn)行采集，需要在遙信數(shù)據(jù)中加入二進(jìn)制編碼，并應(yīng)用多路數(shù)字開關(guān)，確保接口電路能夠接收到相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。自動化控制系統(tǒng)在接受到電壓與電流信號后，需要進(jìn)行濾波放大，去除其中的高次諧波，以取得數(shù)據(jù)信號，保證其與信號源同步，同樣與信號采集同步，最后，應(yīng)用a/d轉(zhuǎn)換技術(shù)將這些模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。通過遙信功能采集到的信號中包含著不同設(shè)備的運行狀態(tài)，例如，斷路器或隔離刀閘的位置、電流模擬量、開關(guān)狀態(tài)、節(jié)點電壓以及繼電保護(hù)狀態(tài)等。在通過遙信采集數(shù)據(jù)信息的過程中，與交流采樣相比，直流采樣的穩(wěn)定性較差、具有更高的誤差，并且采樣耗費的時間更長，所以，一般情況下采用交流采樣的方式進(jìn)行遙測數(shù)據(jù)的采集。

3.2 通信傳輸技術(shù)在自動化控制中的應(yīng)用

在目前的通信傳輸技術(shù)中，主要包括調(diào)制與解調(diào)2種關(guān)鍵技術(shù)。在自動化控制系統(tǒng)中，通信傳輸主要通過線纜的方式來完成，并采用微波、光纜、衛(wèi)星以及載波等方式進(jìn)行輔助?？刂浦行男枰獙π畔⑦M(jìn)行統(tǒng)籌化技術(shù)處理，采用的處理方式一般為通過通信資源建立專用通信網(wǎng)絡(luò)。傳輸過程中，使用的載波信號為經(jīng)過信號發(fā)射端編碼后產(chǎn)生的基帶信號，而另一種信號則是線路中的高頻諧波信號，可以將載波信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，在形成模擬信號后，通過電壓與電流等方式進(jìn)行傳輸，在信號傳輸?shù)浇邮斩撕?，需要通過解調(diào)技術(shù)對模擬信號進(jìn)行還原，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。從自動化控制方面來看，就是通過調(diào)制與解調(diào)技術(shù)來吸納數(shù)據(jù)通信。在目前的發(fā)展過程中，光纖傳輸技術(shù)的可靠性不斷提高，相關(guān)設(shè)備的價格也在不斷降低，更多的光線傳輸網(wǎng)絡(luò)建立起來，這種通信傳輸網(wǎng)絡(luò)在未來將成為自動控制系統(tǒng)通信傳輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.3 信道編碼技術(shù)在自動化控制中的應(yīng)用

在信息傳輸過程中，通信信道是主要的傳輸載體，遠(yuǎn)動控制的相關(guān)信息需要通過通信信道傳輸?shù)娇刂浦行?，再進(jìn)行分析與處理。在傳輸過程中，必須做好信道的編碼與譯碼，有效提高信號的抗干擾能力。信號的編碼與譯碼操作就是對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行編寫、翻譯以及傳輸，充分利用信道編碼技術(shù)能夠保證通過遙信采集到的數(shù)據(jù)不會受到干擾。自動化控制系統(tǒng)中在進(jìn)行編碼與譯碼時需要采用線性分組碼，有利于提高信號的抗干擾性，并且需要根據(jù)信息進(jìn)行及時的技術(shù)控制，防止出現(xiàn)誤差。在對信號進(jìn)行檢驗時，常用的檢驗方式主要有循環(huán)檢錯法、檢錯重發(fā)法以及反饋重發(fā)法等，線性分組碼一般采用循環(huán)檢錯法，能夠去除全零碼，在發(fā)生移動的情況下，循環(huán)碼字碼元始終為一個碼字。

4 自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展前景

4.1 積極應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有非線性特點以及并行處理能力，并且具有組織自學(xué)習(xí)的能力，因此受到了人們的廣泛關(guān)注。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要由大量的簡單神經(jīng)元連接在一起而形成，其連接權(quán)值上包含了大量的信息，并按照一定的學(xué)習(xí)算法對權(quán)值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從m維空間到n維空間呈復(fù)雜的非線性映射。

目前，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究主要包括對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的研究，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬件實現(xiàn)等。

4.2 合理應(yīng)用模糊邏輯控制技術(shù)

模糊控制方法能夠使控制更加容易，實踐證明其具有較大的優(yōu)越性。模糊控制理論可以廣泛應(yīng)用在各類電器中，包括電風(fēng)扇、電熱爐等。其中電熱爐通常利用恒溫器來區(qū)分溫度檔位，為使用者提供不同的選擇。實現(xiàn)模糊控制的方法十分簡單，只需要輸入溫度與溫度變化2個語言變量，而每個語言的論域用5組語言變量互相跨接來描述。

4.3 大力發(fā)展專家系統(tǒng)控制技術(shù)

在自動化控制系統(tǒng)中，專家系統(tǒng)控制技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用空間，能夠識別自動化控制系統(tǒng)的警告狀態(tài)或緊急狀態(tài)，并對其進(jìn)行緊急處理，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運行，同時可以實現(xiàn)電壓無功控制，故障點隔離，靜態(tài)與動態(tài)安全分析以及先進(jìn)的人機(jī)接口等。但是，專家系統(tǒng)控制仍然存在一定的局限性，例如不能對專家的創(chuàng)造性進(jìn)行模仿。

5 結(jié)語

總之，在目前的自動化控制系統(tǒng)中，遠(yuǎn)動控制技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，能夠?qū)崿F(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)等操作，能夠有效提高自動化控制系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。隨著計算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化控制系統(tǒng)的綜合化水平會不斷提高，在生產(chǎn)過程中發(fā)揮更加重要的作用。

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