電氣自動(dòng)化儀器儀表控制技術(shù)研究

鄭元彬

摘要：工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表是集合了多種技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行工作的一種方式，信息技術(shù)、電子技術(shù)、電力技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)及微電子技術(shù)等技術(shù)，它們的應(yīng)用有力地推動(dòng)了工業(yè)體系發(fā)展的進(jìn)程。在企業(yè)的生產(chǎn)方面，工業(yè)電氣自動(dòng)化提高了工作的效率，也促使我國工業(yè)化體系發(fā)展得更加迅速，智能化的發(fā)展則更加迅速，所以發(fā)展和探索這方面的技術(shù)，有利于我國經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展?；诖?，本文主要探討了電氣自動(dòng)化儀器儀表控制技術(shù)。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;儀器儀表;控制技術(shù)

中圖分類號(hào)：TH86?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

當(dāng)前，信息技術(shù)快速發(fā)展進(jìn)步，工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表技術(shù)應(yīng)該緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，不斷對(duì)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐，把新技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，對(duì)于提高我國科學(xué)技術(shù)整體水平，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提高自主創(chuàng)新能力都具有十分重要的意義。新控制技術(shù)的不斷應(yīng)用，必將有效地提高生產(chǎn)效率，減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

1電氣自動(dòng)化儀器儀表控制系統(tǒng)的組成

1.1PLC 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。

1.2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[1]。

1.3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。

2電氣自動(dòng)化儀器儀表控制技術(shù)

2.1 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（programmable controller）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[2]。

2.2 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。

2.3 人機(jī)界面交互技術(shù)

人機(jī)界面（Human Machine Interaction）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]。

2.4 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。

3電氣自動(dòng)化儀器儀表控制的發(fā)展方向

3.1 智能現(xiàn)場監(jiān)測

工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的檢測與數(shù)據(jù)分析是電氣自動(dòng)化儀表的核心工作，目前還有很多工作尚未完成。例如，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中重要的監(jiān)控儀表有溫度傳感器和煙霧傳感器，在傳感器的使用過程中必須事先對(duì)環(huán)境進(jìn)行分析和操作，并在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境中使用，才能提高傳感器的精度和控制能力。在信息采集技術(shù)的發(fā)展中，傳感器與終端微控制器相連，數(shù)據(jù)的處理工作和數(shù)據(jù)共享工作都能夠得以實(shí)施。所構(gòu)成的智能化一體的操作現(xiàn)場在控制程度、精準(zhǔn)度、數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性方面都更勝一籌[4]。

3.2 自動(dòng)化保護(hù)程序

電氣自動(dòng)化儀表儀器控制策略的選擇在于保障工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)過程安全與穩(wěn)定，進(jìn)行過程優(yōu)化和效率的提升。在以往方案設(shè)計(jì)中，僅僅通過數(shù)據(jù)分析以及現(xiàn)場環(huán)境的識(shí)別和估算，無法對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行合理判斷、及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)的模式。因此生產(chǎn)過程中所出現(xiàn)的安全隱患問題，控制系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)行一個(gè)預(yù)先的識(shí)別和報(bào)警工作，引導(dǎo)工作人員提前進(jìn)行處理，避免更大的危險(xiǎn)事故的產(chǎn)生，效率上還有待提高。電氣自動(dòng)化儀表儀器未來的發(fā)展趨勢是在風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測和自動(dòng)化保護(hù)方向上進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展，工程中常見的電壓、電流等問題，將被納入風(fēng)險(xiǎn)控制體系，自動(dòng)地進(jìn)行開閘、合閘等工作，保護(hù)電路的安全以及整個(gè)生產(chǎn)過程的安全，更好地發(fā)揮電氣自動(dòng)化儀表儀器的作用，為工業(yè)體系發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量[5]。

結(jié)束語

在我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)程中，工業(yè)占據(jù)著重要的方面，而且它還可以促進(jìn)一個(gè)國家綜合國力的提升。而隨著各項(xiàng)技術(shù)水平的提升，如何把握現(xiàn)代化技術(shù)的特色，以及信息化技術(shù)的特征，已經(jīng)成為了促使工作效率提升的重要途徑。近年來，在電氣設(shè)備不斷更新與完善的過程中，電氣自動(dòng)化儀表控制技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的提升和引進(jìn)，也促進(jìn)了儀器儀表設(shè)計(jì)思路和技術(shù)的改良和完善。同時(shí)這樣的綜合技術(shù)的完善和提升，也使得電氣自動(dòng)化儀器儀表系統(tǒng)能夠向著更加科學(xué)化和合理化的方向邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]?楊男.淺析PLC 在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的意義及具體應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018，26（23）：53.

[2]?杜志輝.淺談電氣自動(dòng)化儀器儀表在啤酒生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2017（09）：153+155.

[3]?劉慶華，李紅利.試論工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表的控制[J].電子制作，2017（18）：22.

[4]?劉景勝.工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表控制的分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（16）：158.

[5]?付連江.工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表控制的相關(guān)分析[J].石化技術(shù)，2017，24（06）：200+252.

（作者身份證號(hào)碼：37091119780513641X）