對(duì)電氣與儀表設(shè)備系統(tǒng)控制的探討核心思路分析

王沖

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，科技水平較之前相比有了很大的提高，相應(yīng)的極大的提升了電氣設(shè)備的自動(dòng)化水平，高度集成化方向越發(fā)明顯。然而，現(xiàn)階段所使用的電氣設(shè)備中不可避免的會(huì)出現(xiàn)的各種問(wèn)題，這必然會(huì)對(duì)企業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重的阻礙，如控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定與老化等。為此，強(qiáng)化研究電氣與儀表設(shè)備系統(tǒng)控制迫在眉睫。

關(guān)鍵詞：電氣與儀表設(shè)備;系統(tǒng)控制;核心思路

引言

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智能監(jiān)控，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以對(duì)周邊的生產(chǎn)生活環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采集環(huán)境信息。監(jiān)測(cè)一般通過(guò)相應(yīng)的傳感器來(lái)進(jìn)行，傳感器的類(lèi)型主要有煤器傳感器，溫度傳感器，煙霧傳感器等多種類(lèi)型，傳感器得到的信息通過(guò)由紅外收發(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，這種收發(fā)系統(tǒng)的信號(hào)源一般由紅外線發(fā)光二極管構(gòu)成，其接收裝置常用的是光敏三極管。在工作情況下，紅外發(fā)射管會(huì)不斷的發(fā)出紅外光，然后紅外接收管接收到這些光線之后，將所得信號(hào)輸出到單片機(jī)上。哪有紅外線發(fā)射被警戒線遮擋時(shí)，紅外線接收管，不給單片機(jī)輸出信號(hào)，此時(shí)單片機(jī)會(huì)產(chǎn)生中斷，發(fā)出報(bào)警信號(hào)到相應(yīng)基站。通過(guò)這樣的一種方式，可以在無(wú)人的情況下對(duì)所處環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)智能控制。②自動(dòng)控制與保護(hù)功能，高壓和大電流開(kāi)關(guān)設(shè)備的體積很大，主要的功能是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分、合閘。當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)了問(wèn)題，只有安裝一套完整的自動(dòng)化操作設(shè)備，才能夠?qū)╇娤到y(tǒng)進(jìn)行調(diào)控。眾所周知，自動(dòng)化儀表工程是一項(xiàng)涉及面極廣、質(zhì)量要求極高的綜合性工程。具體就是指利用先進(jìn)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)，將包括測(cè)量?jī)x、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置等在內(nèi)的儀表設(shè)備經(jīng)過(guò)功能的優(yōu)化組合，以實(shí)現(xiàn)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)和調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化控制。

2對(duì)電氣與儀表設(shè)備系統(tǒng)控制的探討

2.1保護(hù)和自動(dòng)控制功能

在電氣設(shè)備的工作中，由于高壓以及大電流的開(kāi)關(guān)體積較為巨大，它較好地承擔(dān)了控制系統(tǒng)的分閘以及合閘的任務(wù)，如果在運(yùn)行中，一旦某些電氣設(shè)備出現(xiàn)故障，那么需要一整套科學(xué)的自動(dòng)化服務(wù)加以控制，從而有效地調(diào)控供電系統(tǒng)，達(dá)到避免事故發(fā)生的目的，此外由于儀表的自動(dòng)化系統(tǒng)中，涉及領(lǐng)域十分廣泛，不僅質(zhì)量要求比較高，而且在綜合性的工程出現(xiàn)了工作系統(tǒng)較為復(fù)雜的情況，因此需要通過(guò)一定的方式處理電氣中的各項(xiàng)功能，根據(jù)當(dāng)前先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，如信號(hào)處理、電子通信等技術(shù)，可以將信號(hào)系統(tǒng)、測(cè)量?jī)x器、自動(dòng)裝置以及繼電保護(hù)進(jìn)行整合，提高對(duì)電氣儀表的監(jiān)測(cè)、控制能力。

2.2測(cè)量的功能

在電氣的設(shè)備中，有許多不同的指示燈、信號(hào)燈，這些信息在設(shè)備運(yùn)行中，如果是正常運(yùn)行的情況，那么它們就不會(huì)發(fā)出警報(bào)信息，工作人員需要對(duì)設(shè)備工作的狀態(tài)進(jìn)行有效探析，就需要通過(guò)與此相關(guān)的儀表進(jìn)行參數(shù)的測(cè)量，這其中所涉及到的三項(xiàng)構(gòu)成設(shè)備有：電流、頻率以及電壓，它們能夠發(fā)揮出主要的作用，從而使得操作中的組件能夠和儀表的設(shè)備之間進(jìn)行有效地銜接，從而為人工操作提供了更為便利的方式，為自動(dòng)化控制奠定基礎(chǔ)。

2.3通訊模塊

在石油電氣控制系統(tǒng)中，通訊模塊主要的功能是對(duì)數(shù)據(jù)的采集，然后將這些有效的數(shù)據(jù)存入對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器中，再經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將其傳至上位機(jī)的系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)通訊就是其中十分通用的一項(xiàng)技術(shù)，正如廣泛應(yīng)用中的IP 協(xié)議，它能夠有效地連接互聯(lián)網(wǎng)以及局域網(wǎng)，從而降低了對(duì)設(shè)備資源的依賴性，同時(shí)，這可以充分地保障相關(guān)信息傳輸?shù)木_性以及穩(wěn)定性，通訊模塊中所使用的光纖在信息傳輸?shù)闹幸装l(fā)生錯(cuò)誤，或者是在外界影響與干擾下而降低信息接收的精確度，而使用局域網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)的信息基礎(chǔ)作為通信的模塊，可以有效地提升信息傳遞的效率? ，同時(shí)還可以通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)信息共享的目標(biāo)，進(jìn)而優(yōu)化石油電氣信息的傳遞途徑。

2.4 PLC功能

電氣儀表設(shè)備通常屬于氣體絕緣的全封閉組合電器類(lèi)型，簡(jiǎn)稱(chēng)GIS。在GIS保持運(yùn)行的過(guò)程中，PLC監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)IS的運(yùn)行程序進(jìn)行優(yōu)化，分析GIS運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，提高其運(yùn)行效率，避免運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)。PLC監(jiān)控系統(tǒng)的控制中樞又被稱(chēng)為PLCCPU，具有自我判斷的功能，能夠在子系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)，向技術(shù)人員發(fā)出提示。PLC監(jiān)控系統(tǒng)能夠大大減少控制系統(tǒng)硬接點(diǎn)和故障點(diǎn)的數(shù)量，提高了控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率和運(yùn)行性價(jià)比，降低了系統(tǒng)的維修成本。PLC監(jiān)控系統(tǒng)的主站通過(guò)控制器模塊接入到工廠的內(nèi)網(wǎng)當(dāng)中，借助工廠內(nèi)網(wǎng)的總線接受信息和傳遞信息。而調(diào)度中心的接口和控制程序又能夠與以太網(wǎng)進(jìn)行連接，在接口與總控主機(jī)之間建立信息的傳遞通道，進(jìn)行信息交流與溝通。

3設(shè)計(jì)思想和工作過(guò)程

3.1設(shè)計(jì)思想

①集中監(jiān)控方式，集中監(jiān)控的主要目的就是將系統(tǒng)的功能全部匯總到一個(gè)處理器進(jìn)行處理，所以處理的過(guò)程比較慢，而且信息量大，同時(shí)電氣設(shè)備在監(jiān)控的作用下，會(huì)使系統(tǒng)的可靠性降低，但是隨著CAN總線技術(shù)的應(yīng)用，智能電氣設(shè)備有了較快的發(fā)展，不僅可以節(jié)約電纜等材料，而且在網(wǎng)絡(luò)的連接下可以使整個(gè)組態(tài)更加的靈活自如，降低系統(tǒng)發(fā)生故障的可能。②遠(yuǎn)程監(jiān)控，遠(yuǎn)程監(jiān)控主要是通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立，最主要的影響因素就是在強(qiáng)噪聲干擾信號(hào)環(huán)境下的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)，因?yàn)檎駝?dòng)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基礎(chǔ)。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)通過(guò)自由組織形成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。在傳感器節(jié)點(diǎn)之間的作用下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)周邊信息以及監(jiān)測(cè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)檢查，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)周邊設(shè)備的狀態(tài)感知以及故障診斷、預(yù)知維修等功能，保證了電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。

3.2工作過(guò)程

①調(diào)度端系統(tǒng)。自動(dòng)化電氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中會(huì)首先接收計(jì)算機(jī)發(fā)送的消息，在前置機(jī)的處理下能夠?qū)⑾⒋鎯?chǔ)到系統(tǒng)服務(wù)器中，以此可以更加完整的將信息保存下來(lái)，之后在工作站中進(jìn)行信息的傳輸操作，最后采用WEB服務(wù)器系統(tǒng)資源在局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化電氣設(shè)備系統(tǒng)信息的傳輸。②RTU。在多個(gè)設(shè)備上可以采集變電所的遙測(cè)量，如AD轉(zhuǎn)換器和遙測(cè)采集板等，在此基礎(chǔ)上可以向遙測(cè)主機(jī)單元發(fā)送相關(guān)的信息。借助遙信采集板可以實(shí)現(xiàn)對(duì)遙信量的采集，將高速串行總線RS485安裝在兩個(gè)主機(jī)控制單元上，可以向CPU單元傳輸全部的信息量，信息經(jīng)處理后向功能計(jì)算機(jī)發(fā)送，最后將數(shù)據(jù)在RI45端口向調(diào)度端傳輸。

結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)如今，站在某種角度上電氣和儀表自動(dòng)化系統(tǒng)可以極大的提高生產(chǎn)效率，但是實(shí)際運(yùn)行中會(huì)不可避免的出現(xiàn)各種問(wèn)題，為保證系統(tǒng)能夠更加穩(wěn)定的運(yùn)行，需要在控制系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)對(duì)自我診斷與維護(hù)功能的強(qiáng)化。同時(shí)，在今后的研究中需在各個(gè)行業(yè)中致力于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的擴(kuò)展，從而可以保證機(jī)械生產(chǎn)的高質(zhì)量與高標(biāo)準(zhǔn)。

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