電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)分析與研究

【摘要】如今，電氣設(shè)備正隨著科技水平的發(fā)展而變得更加先進(jìn)與智能，電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，讓電氣設(shè)備的自動(dòng)化工作效率大大提升。本文在簡(jiǎn)述常見(jiàn)的電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)常見(jiàn)功能后，分析了電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要構(gòu)成模塊，對(duì)如何開(kāi)展系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，以期為相關(guān)工作提供參考與啟示。

【關(guān)鍵詞】電氣與儀表；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；分析研究

新時(shí)代下，信息的匯集、交融、處理與應(yīng)用推動(dòng)著科技不斷發(fā)展，各行業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用的電氣自動(dòng)化技術(shù)更有突破性創(chuàng)新，基于PLC等程序的自動(dòng)控制系統(tǒng)的加載，讓電氣自動(dòng)化發(fā)展趨于集成態(tài)與智能化。

一、電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)常見(jiàn)功能

（一）監(jiān)控功能

電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)能對(duì)具體位置與輻射影響范圍內(nèi)的有關(guān)環(huán)境指標(biāo)參數(shù)開(kāi)展實(shí)時(shí)監(jiān)控。借助傳感器，可將監(jiān)控信息及時(shí)以紅外線模式收發(fā)傳輸，發(fā)光二極管持續(xù)發(fā)送紅外光并由接收裝置接收后，及時(shí)將信息轉(zhuǎn)錄單片機(jī)。監(jiān)控信息的傳遞中若有遮擋，則紅外信號(hào)難以被單片機(jī)接收，系統(tǒng)啟動(dòng)相應(yīng)告警程序。

（二）控制功能

不少電氣設(shè)備均配置有體積龐大的高壓開(kāi)關(guān)柜，可對(duì)電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分合閘控制。一旦某一工業(yè)電氣系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)異常，就要啟動(dòng)其中的自動(dòng)化控制設(shè)備，確保該系統(tǒng)繼續(xù)保持合理控制。電氣與儀表自動(dòng)化控制的設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量要求很高，強(qiáng)調(diào)以不斷更新的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等，有效組織各類功能性電氣儀表以完成智能監(jiān)控、自動(dòng)控制、系統(tǒng)保護(hù)等功能。

（三）檢測(cè)功能

電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)上設(shè)置有標(biāo)識(shí)燈及告警信號(hào)，一旦出現(xiàn)簡(jiǎn)易異常，就會(huì)告警并燈閃。而利用電氣自動(dòng)化儀表來(lái)精準(zhǔn)掌握設(shè)備情況時(shí)，需積極開(kāi)展電壓、電流、頻率等參數(shù)檢測(cè)，如數(shù)據(jù)的檢測(cè)。在當(dāng)前的構(gòu)件與儀表等系統(tǒng)之中，都可利用到自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這是電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

二、電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要構(gòu)成模塊

（一）PLC模塊

PLC模塊要從選材起就注重高質(zhì)量，認(rèn)真提高系統(tǒng)的抗電磁干擾能力，確保所有可使用的元件均通過(guò)合格檢測(cè)。PLC模塊相當(dāng)于小型化的集成電路芯片，體積小，質(zhì)量輕，應(yīng)用便捷，系統(tǒng)創(chuàng)建成本低，維護(hù)升級(jí)操作簡(jiǎn)易。PLC控制系統(tǒng)配置更具可視化的人機(jī)交互界面，菜單式操作命令降低了對(duì)操作人員的技術(shù)要求。

（二）通訊模塊

通訊模塊將各種信息合理采集后存于儲(chǔ)存器并完成上位機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送上傳。模塊應(yīng)用大量TCP/IP協(xié)議等通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，降低資源消耗，提高信息發(fā)送準(zhǔn)確安全性。模塊與外部連接啟用光纖通訊后，有效降低誤碼率，效果更高。通訊模塊常會(huì)利用局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)來(lái)完成即時(shí)數(shù)據(jù)傳送與網(wǎng)絡(luò)信息分享，強(qiáng)化不同資源的合理運(yùn)用。

（三）中控模塊

中控模塊指由設(shè)備內(nèi)嵌計(jì)算機(jī)完成控制。在計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代中，集成功能越來(lái)越豐富，接口越來(lái)越多，可控制實(shí)現(xiàn)的工作項(xiàng)目越來(lái)越多。計(jì)算機(jī)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的控制會(huì)比人工操作更準(zhǔn)、更快，明顯增加設(shè)備工作效率。中控模塊可接受傳感器信息對(duì)設(shè)備異常提出告警提醒，并監(jiān)控系統(tǒng)及時(shí)應(yīng)對(duì)告警啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，消除作業(yè)延遲。

三、電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

（一）設(shè)計(jì)思想

第一，加強(qiáng)集中監(jiān)控。目的是在同一系統(tǒng)上匯集設(shè)備功能，因而可能啟動(dòng)的數(shù)據(jù)量增多，程序解析時(shí)間變長(zhǎng)。為強(qiáng)化監(jiān)控強(qiáng)度，電氣與儀表自動(dòng)化的可靠性效果會(huì)出現(xiàn)影響。隨著CAN總線等技術(shù)的應(yīng)用，電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展更添動(dòng)力，既可節(jié)省材料，亦可擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，提升系統(tǒng)靈活性而消除故障率。第二，加強(qiáng)遠(yuǎn)程監(jiān)控。以無(wú)線傳感技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)置并監(jiān)控具有強(qiáng)干擾信號(hào)影響的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用自由組織加強(qiáng)信息通訊，不同節(jié)點(diǎn)交互作用下，系統(tǒng)將完成各類受控對(duì)象的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，分析不同事物當(dāng)前狀態(tài)，檢測(cè)判定故障并即時(shí)維修處理。

（二）工作主要步驟

第一，調(diào)度端工作。電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)在接收設(shè)備終端數(shù)據(jù)信號(hào)后，由前置機(jī)處理后即存至存儲(chǔ)設(shè)備以完整保存數(shù)據(jù)，服務(wù)端發(fā)送數(shù)據(jù)入對(duì)應(yīng)工作站，以服務(wù)器發(fā)送信息至局域網(wǎng)而完成信息共享。

第二，RTU工作。系統(tǒng)直接管理遠(yuǎn)端遙測(cè)采集板及數(shù)模轉(zhuǎn)換器等裝置，實(shí)時(shí)匯集遙測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通路發(fā)送信息至控制單元。在中控模塊處理下，數(shù)據(jù)到達(dá)相應(yīng)計(jì)算機(jī)終端并送至調(diào)度端，從而完成數(shù)據(jù)信息的整體處理。

四、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)用中取得明顯發(fā)展，從未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)看，應(yīng)該加強(qiáng)技術(shù)的改進(jìn)與優(yōu)化，擴(kuò)容功能，提升穩(wěn)定性，如強(qiáng)化故障診斷功能、自動(dòng)維護(hù)功能等。電子與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，還應(yīng)結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)來(lái)調(diào)整相應(yīng)功能，使得工業(yè)運(yùn)行過(guò)程更加標(biāo)準(zhǔn)且高效，如此才能合理推動(dòng)國(guó)內(nèi)自動(dòng)化控制產(chǎn)業(yè)邁向新高度。

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作者簡(jiǎn)介：賴祥貴（1988.02—），男，浙江衢州人，工程師，研究方向：電氣儀表自動(dòng)化設(shè)計(jì)。