工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表控制研究

徐軒

摘要：電氣自動(dòng)化是現(xiàn)代化工業(yè)的主要趨勢(shì)，尤其是儀器儀表方面，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)工業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)?，F(xiàn)階段，自動(dòng)化儀表領(lǐng)域常用的技術(shù)包括傳感技術(shù)和智能技術(shù)等。需完善相關(guān)技術(shù)和理論體系，加強(qiáng)相關(guān)領(lǐng)域人才的培養(yǎng)，為工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：工業(yè);電氣自動(dòng)化;儀器儀表控制

一、工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表控制系統(tǒng)的組成

1、PLC控制模塊。工業(yè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)由多個(gè)部件組成，PLC是重要的控制模塊，是整套控制系統(tǒng)的下位機(jī)，連接傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和人機(jī)界面系統(tǒng)，如果此控制模塊出現(xiàn)問題，控制系統(tǒng)會(huì)面臨癱瘓的風(fēng)險(xiǎn)。做好控制信號(hào)的屏蔽，避免由于受到電磁信號(hào)的影響出現(xiàn)信號(hào)失真的問題，執(zhí)行機(jī)構(gòu)便不會(huì)按著設(shè)計(jì)好程序進(jìn)行動(dòng)作，嚴(yán)重情況下還會(huì)引發(fā)事故。必須保證每個(gè)所選的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的質(zhì)量，安裝前應(yīng)該進(jìn)行質(zhì)量檢查，關(guān)鍵件可以送到檢測(cè)機(jī)構(gòu)再次驗(yàn)證質(zhì)量。在PLC模塊正常運(yùn)行時(shí)，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)電氣元件的檢查，保證電氣元件可以正常運(yùn)行，如果出現(xiàn)故障及時(shí)進(jìn)行維修和更換。

2、通訊模塊。工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表離不開運(yùn)行信號(hào)和采集數(shù)據(jù)的傳送，通訊功能模塊承擔(dān)著整個(gè)控制系統(tǒng)的信息傳送和接收任務(wù)。通訊模塊與傳感器、人機(jī)界面設(shè)備間的信號(hào)傳送多采用串口、CAN口或以太網(wǎng)口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證相互間通訊協(xié)議的一致性，避免后數(shù)據(jù)交互時(shí)產(chǎn)生困難。當(dāng)前，工業(yè)控制多采用以太網(wǎng)通信端口進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，采用TCP/IP通信協(xié)議，在企業(yè)內(nèi)部組建局域網(wǎng)絡(luò)，避免通信模塊占用過多的資源和設(shè)備，還可以保證數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性，實(shí)現(xiàn)全天候的信號(hào)傳輸，還可以利用光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，可以有效地減少數(shù)據(jù)傳輸過程中的出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性，防止外界對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的干擾。

3、中央控制模塊。中央控制單元多采用微機(jī)技術(shù)，由于計(jì)算機(jī)可以集中多個(gè)控制端口，可以和多種設(shè)備進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)不同的控制任務(wù)，可以根據(jù)控制工藝的要求，選擇數(shù)據(jù)處理精度和運(yùn)行速度滿足應(yīng)用情況的高性能計(jì)算機(jī)，可以有效地提高控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，方便工作人員進(jìn)行操作。計(jì)算機(jī)的監(jiān)控界面可以采用組態(tài)軟件、VB或VC語言進(jìn)行編寫，采用與下位機(jī)PLC相同的通訊協(xié)議，并開發(fā)滿足控制系統(tǒng)要求的應(yīng)用程序，從而實(shí)現(xiàn)與PLC之間的數(shù)據(jù)交互，可以分擔(dān)通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，各種設(shè)備的運(yùn)行情況可以在人機(jī)界面中實(shí)時(shí)的顯示出來，工作人員可以根據(jù)控制要求，在人機(jī)界面上設(shè)置工藝參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的集中控制。

二、工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表控制技術(shù)

1、系統(tǒng)集成技術(shù)。系統(tǒng)集成實(shí)際上是將很多模塊集成在一起，其主要目的是為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的有效控制。實(shí)際上系統(tǒng)集成技術(shù)包括了：需求分析、物理層配置、應(yīng)用層配置等復(fù)雜的部分，采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，將參數(shù)的測(cè)量、變送等單元相互聯(lián)系，集合為一個(gè)整體，從而實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制。系統(tǒng)集成技術(shù)的應(yīng)用能夠有效地提高大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的效率，在一定程度上降低了生產(chǎn)的成本，真正能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來可觀的利益。

2、人機(jī)界面交互技術(shù)。人機(jī)界面（HumanMachineInteraction）實(shí)際上是能夠方便工作人員更清晰地了解工業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程。因此，這項(xiàng)技術(shù)也是非常重要的。人機(jī)界面交互能夠讓工作人員對(duì)儀器儀表進(jìn)行全方位的控制，并且能夠根據(jù)工業(yè)的流程采取實(shí)際的操控或人為干預(yù)。工作人員僅需要在屏幕上觸動(dòng)自己的手指，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整套工業(yè)儀器儀表的操作和控制，從而能夠更加實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

3、人工智能技術(shù)。人工智能技術(shù)也是在工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表應(yīng)用過程中的主要技術(shù)。其主要是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制。人工智能是近幾年來我國(guó)新興的智能概念，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，人工智能可以模擬人的大腦和思維對(duì)工業(yè)上的設(shè)備進(jìn)行有效的控制。在儀器儀表的應(yīng)用過程中能夠?qū)崿F(xiàn)信息交互，更好地將信息技術(shù)和工業(yè)儀器儀表進(jìn)行有效融合。

4、傳感技術(shù)。傳感技術(shù)主要應(yīng)用的設(shè)備是傳感器和可編程技術(shù)，通過可編程控制器（programmablecontroller）將工作命令與傳感器系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，把邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)化為軟件程序設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)傳感器的邏輯運(yùn)算、順序控制、數(shù)字模擬輸出等功能。通過傳感器控制技術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備的運(yùn)行溫度、直流電壓、交流電壓、運(yùn)行負(fù)荷等狀態(tài)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。自動(dòng)化儀器儀表在獲取相關(guān)信息時(shí)主要應(yīng)用的設(shè)備就是傳感器，傳感器的功能也決定了儀器儀表獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的品質(zhì)。因此，傳感技術(shù)成為我國(guó)工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表控制技術(shù)中的常用技術(shù)之一。

三、工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表控制要點(diǎn)

1、強(qiáng)化電氣自動(dòng)化的技術(shù)應(yīng)用。為成功在儀器儀表領(lǐng)域應(yīng)用電氣自動(dòng)化，需不斷強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和嵌入式技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。電氣自動(dòng)化的相關(guān)系統(tǒng)中，要對(duì)系統(tǒng)功能展開量化處理，并促進(jìn)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)保持功能上的科學(xué)合理，以提升實(shí)際生產(chǎn)效率。此外，結(jié)合芯片設(shè)計(jì)，完善網(wǎng)絡(luò)連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化中信息數(shù)據(jù)的有效接收和傳輸。

2、實(shí)現(xiàn)理論體系的完善。各類儀器儀表對(duì)工業(yè)生產(chǎn)是至關(guān)重要的。電氣自動(dòng)化儀器儀表的合理應(yīng)用，可順利實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化控制，需高水平計(jì)算機(jī)技術(shù)的強(qiáng)力支持。相關(guān)企業(yè)需不斷完善理論體系，以促進(jìn)相關(guān)先進(jìn)技術(shù)的規(guī)范順利應(yīng)用，從而使電氣自動(dòng)化的實(shí)際生產(chǎn)更具備高效性。完善理論體系需加強(qiáng)對(duì)電氣自動(dòng)化的研究，以提升理論的完善度。

3、促進(jìn)工作人員素質(zhì)的進(jìn)一步提升。雖然電氣自動(dòng)化儀器儀表實(shí)現(xiàn)了各類設(shè)備的自動(dòng)化控制和智能化控制，全面提升了生產(chǎn)效率，保證了生產(chǎn)安全性和穩(wěn)定性，但都離不開高技術(shù)人員的操作。電氣自動(dòng)化在很大程度上解放了勞動(dòng)力，但也對(duì)人工操作質(zhì)量提出了更高要求。因此，工作人員需不斷提升自身技術(shù)水平和綜合素養(yǎng)，以適應(yīng)新時(shí)期設(shè)備操作的要求。各類儀器儀表工作人員需了解電氣自動(dòng)化儀器儀表控制的原理，全面熟悉各類電氣自動(dòng)化設(shè)備。此外，相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)要不斷加強(qiáng)對(duì)員工的技術(shù)培訓(xùn)，不斷提升工作人員檢測(cè)技能和操控能力?，F(xiàn)階段，需不斷更新各類技術(shù)，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研的全面融合，借助高等教育培養(yǎng)高素質(zhì)人才，以促進(jìn)電氣自動(dòng)化儀器儀表的實(shí)際應(yīng)用。

四、電氣自動(dòng)化儀器儀表控制發(fā)展的未來展往

1、自動(dòng)化保護(hù)程序。電氣自動(dòng)化儀器儀表控制策略的選用就是為了更好的確保工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的安全穩(wěn)定性。在先前的控制方案運(yùn)用之中，終端控制策略可以進(jìn)一步的針對(duì)信息實(shí)施采集與分析，從而達(dá)到針對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的識(shí)別與預(yù)估，但是現(xiàn)實(shí)中卻很難促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)方式與生產(chǎn)模式來進(jìn)行轉(zhuǎn)變。

2、智能現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。電氣自動(dòng)化控制策略的關(guān)鍵就在于要針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境實(shí)施監(jiān)測(cè)分析，在先前工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域之中，為了針對(duì)生產(chǎn)環(huán)境實(shí)施監(jiān)測(cè)，通常電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要選擇的是煙霧傳感器、溫度傳感器等，那么在具體運(yùn)用的過程之中，要通過借助所控制環(huán)境與傳感器設(shè)備運(yùn)行的準(zhǔn)確度，來加大控制力度但是在后期信息采集技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程之中，先前較為傳統(tǒng)的傳感器種類要和終端單片機(jī)銜接在一起，以此來達(dá)到各項(xiàng)數(shù)據(jù)之間的共享。

結(jié) 論

電氣自動(dòng)化儀器儀表是集合電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)及信息技術(shù)等實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的升級(jí)，是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要方向。電氣自動(dòng)化儀器儀表的合理應(yīng)用，可提升實(shí)際生產(chǎn)效率，促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]羅倩，劉云龍.淺析對(duì)電氣自動(dòng)化儀表管理與維護(hù)的探討[J].電子元器件與信息技術(shù)，2018，2（05）：20-23.