電氣自動化設(shè)備檢測裝置創(chuàng)新設(shè)計與應(yīng)用

劉艷 胡文彬

摘?要：電氣自動化是現(xiàn)代化科學技術(shù)的重要組成部分，而檢測裝置則是電氣自動化設(shè)備的核心關(guān)鍵。隨著現(xiàn)代化技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，電子信息也得到了廣闊的發(fā)展空間，為人們的生活生產(chǎn)提供了一定的便利性，因此其檢測裝置在電氣自動化設(shè)備也引起了業(yè)內(nèi)人士的高度重視。立足于此背景，本文針對于電子自動化設(shè)備檢測裝置創(chuàng)新設(shè)計與應(yīng)用展開分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：電氣自動化設(shè)備;檢測裝置;創(chuàng)新設(shè)計;應(yīng)用

在我國電氣領(lǐng)域，電氣工程和自動化還屬于新型的技術(shù)，但是卻為人們的日常生活和工作提供了很大的便利性，因此其取得的發(fā)展成果還是非?？捎^的。而電氣自動化檢測裝置設(shè)備則是整個電氣自動化技術(shù)的核心和關(guān)鍵，同時也是保證自動化系統(tǒng)能夠安全運行的必要組成部分。為了考慮能夠進一步實現(xiàn)電氣自動化技術(shù)的優(yōu)化和提高，則務(wù)必要對其設(shè)備檢測裝置進行創(chuàng)新性設(shè)計，并且使其能夠在今后的電氣領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用?；诖耍疚尼槍τ陔姎庾詣踊O(shè)備檢測裝置的創(chuàng)新性設(shè)計與應(yīng)用展開了有效分析。

1 電氣自動化的重要性

電氣自動化的發(fā)展是我國現(xiàn)代化科學技術(shù)不斷深入的核心標志。且目前隨著自動控制技術(shù)、計算機等一些高科技技術(shù)在電氣檢測設(shè)備中逐漸應(yīng)用，電氣檢測設(shè)備也不斷朝著精細化、科技化的方向邁進。再加之電氣自動化在其他領(lǐng)域應(yīng)用有著一定的普遍性和應(yīng)用性，其在現(xiàn)代高科技技術(shù)的發(fā)展中也占據(jù)著至關(guān)重要的位置。除此之外，它還是我國實現(xiàn)工業(yè)化不斷深入和創(chuàng)新的重要推動工具。因此，只有先實現(xiàn)自動化，才能夠朝著高科技化不斷邁進。

2 電氣自動化設(shè)備傳統(tǒng)檢測的狀況與其問題

現(xiàn)階段，許多廠家均應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)方案以對初次安裝隧道爐內(nèi)部的加熱溫度是否均勻進行檢測。這就是應(yīng)用導(dǎo)熱板配合銅線、分析儀間相結(jié)合的方法，以對隧道爐內(nèi)部的加熱溫度是否均勻進行檢測，其各項操作十分復(fù)雜，同時，銅線在隧道爐的內(nèi)部較易被纏繞在一起，還時常會由于銅線斷裂而使得檢測在中途停止，進而對最終的檢測結(jié)果帶來影響;同時，其只可以對隧道爐內(nèi)部兩個加熱面的其中一個面進行檢測，這就會使得檢測的數(shù)據(jù)不夠準確，無法保證后期有序地實施各項生產(chǎn)作業(yè)。對此，亟須實施創(chuàng)新與革新，以設(shè)計出電氣自動化設(shè)備的檢測裝置，促進檢測方法得到優(yōu)化。

3 電氣自動化控制設(shè)備的可靠性現(xiàn)狀

在電氣自動化的過程中，控制設(shè)備的可靠性指標較低出現(xiàn)的原因大多都是因為被控制設(shè)備使用不當、控制設(shè)備維護不當及工作環(huán)境等許多因素所影響?，F(xiàn)階段，在電氣工業(yè)中，自動化控制設(shè)備周圍工作環(huán)境中所具有的影響因素也是各種各樣，比如，電磁干擾方面的因素、氣候方面的因素和機械作用力方面的因素等，尤其是在電氣的自動化過程中，因為控制設(shè)備的外部與所在區(qū)域的內(nèi)部均具有大量的電磁波干擾，這就使得控制設(shè)備的外部與其余控制設(shè)備的內(nèi)部會受到大量電磁波的影響與干擾。而因為控制設(shè)備內(nèi)部受到了電磁波的干擾，又會使得控制設(shè)備在正常工作時輸出噪音，最終，導(dǎo)致控制設(shè)備不夠穩(wěn)定，甚至是極有可能會在正常運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)部分無法預(yù)知的危險。氣候方面的影響因素主要包括了氣壓變化方面的因素、溫度變化方面的因素、大氣污染方面的因素、濕度變化方面的因素等，這類因素對電控設(shè)備的可靠性也會帶來許多影響，不但會直接使得設(shè)備的溫度較高，設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)受到損壞，加上電氣自動化性能有所降低、設(shè)備的運轉(zhuǎn)較為遲緩等，同時，最為嚴重的還會直接造成部分電氣控制設(shè)備內(nèi)部無法正常的工作與運轉(zhuǎn)，最終，極有可能危害到人員的人身安全、企業(yè)的資金安全等。

4 電氣自動化設(shè)備檢測裝置的創(chuàng)新性設(shè)計

4.1 設(shè)備選型方面的設(shè)計創(chuàng)新

（1）選擇編程工具。根據(jù)電氣自動化本身適用的系統(tǒng)來進行科學編程，所選擇的編程工具要保證系統(tǒng)編程能夠科學統(tǒng)一，針對于中小規(guī)模的電氣自動化設(shè)備編程來講，可以選擇梯形編程模式，其應(yīng)用范圍具有一定的普遍性和廣泛性。而針對于大型電氣自動化設(shè)備而言，一般是使用計算機進行編程，但是這種編程方式雖然具有高速度、高效率，但是其投入的成本也很大，在進行現(xiàn)場調(diào)試時，因為環(huán)境因素制約也帶來諸多不利因素。

（2）分析系統(tǒng)規(guī)模。通過對自動化系統(tǒng)自身規(guī)模進行深入分析，在對工作面所選擇的設(shè)備進行綜合選擇。同時，針對于其系統(tǒng)檢測裝置要進行深入優(yōu)化，結(jié)合具體情況具體分析，將可能會出現(xiàn)的一些影響因素即使扼殺在萌芽狀態(tài)。

4.2 軟件方面的設(shè)計創(chuàng)新

（1）軟件結(jié)構(gòu)。在電氣自動化檢測裝置系統(tǒng)中，其軟件設(shè)計的主要組成部分是為基本程序和模塊化設(shè)計。可以結(jié)合電氣自動化設(shè)備的實際工作情況，將電氣自動化檢測系統(tǒng)隨機分成若干子任務(wù)模塊，在分類進行編制和調(diào)整，最后在進行隨機整合和重組，從而有利于軟件結(jié)構(gòu)程序能夠和不同電氣自動化生產(chǎn)情況相適合。

（2）程序設(shè)計過程。結(jié)合電氣自動化設(shè)備檢測裝置的具體需求，來集中編制I/O信號，并且統(tǒng)一管理不同類型的程序定時器、計數(shù)器等設(shè)備，對I/O分配情況和內(nèi)部繼電器標準陪標要科學羅列，從而有效地提高電氣系統(tǒng)的維護效率，實現(xiàn)電氣自動化設(shè)備檢測裝置創(chuàng)新設(shè)計的進一步優(yōu)化。

4.3 硬件方面的設(shè)計創(chuàng)新

（1）輸入電路。因為電氣自動化的工作環(huán)境較為復(fù)雜，在一些特點的情況下其供電系統(tǒng)會出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，因此要在輸入電路部分來實現(xiàn)電源凈化系統(tǒng)的安置，從而使系統(tǒng)在運行過程中具有一定的穩(wěn)定性和安全性，防止因為自動化系統(tǒng)的不穩(wěn)定帶來的嚴重經(jīng)濟損失。

（2）抗干擾設(shè)計。在電氣自動化設(shè)備工作過程中，眾多不可控因素都會阻礙電氣自動化檢測裝置的運行。基于此，可以采取以下幾種方式來進行抗干擾設(shè)計：第一，應(yīng)用電磁屏蔽原理，實現(xiàn)對電磁、靜電的有效屏蔽，從而避免電氣設(shè)備的干擾。第二，可以選擇專業(yè)屏蔽設(shè)備，來實現(xiàn)抗干擾。第三，將電氣檢測裝置的動力線路和弱點信號進行合理布置，避免因為雙線交叉而干擾電氣設(shè)備。

5 電氣自動化設(shè)備檢測裝置的應(yīng)用分析

5.1 電氣自動化設(shè)備檢測裝置的一般應(yīng)用

在對原材料進行檢測時，應(yīng)用到電氣自動化設(shè)備檢測裝置，其可以通過超聲和渦流的方式對整體原材料進行系統(tǒng)檢測，在進行檢測時可以結(jié)合檢測對象的實際特點來進行。在航空航天中的復(fù)合材料、焊接技術(shù)逐漸應(yīng)用原材料自動化檢測，也逐漸帶動著超聲自動化檢測技術(shù)。這種技術(shù)的普及和應(yīng)用也是屬于檢測自動化的新型技術(shù)，且能夠更為方便對材料的微結(jié)構(gòu)及存在的不足之處進行有效評估。目前，電氣自動化檢測鑄件、電氣自動化超色掃描、電氣自動化掃描焊縫等等過程都在實際生產(chǎn)中被逐漸落實和加大應(yīng)用力度。例如，重要管道、服役設(shè)備及特種設(shè)備等等。

5.2 電氣自動化設(shè)備檢測裝置的典型應(yīng)用

針對于一部分像航空航天等等要求較高材料精密度的特別區(qū)域，在進行檢測時如果使用一些傳統(tǒng)方式來檢測其復(fù)合材料，不僅僅造成人力、時間的消耗大，而且也會嚴重的影響生產(chǎn)工期。并且因為復(fù)合材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及承力結(jié)構(gòu)也有著復(fù)雜的要求，也為檢測工作增加了一定的難度。而且隨著人們生活質(zhì)量的提升，人們對復(fù)合材料的性能及質(zhì)量都提出了更為嚴格的要求，在這樣的情況下，自動化設(shè)備檢測裝置及自動化技術(shù)是彌足珍貴的。檢測的具體流程應(yīng)為：首先，將超聲換能器安裝在多軸掃描機構(gòu)上，要保證多軸掃描機構(gòu)呈現(xiàn)對稱結(jié)構(gòu)。其次，在安裝之后要進行掃描工作，可以應(yīng)用兩個探頭來完成掃描工作。最后，可以以入射聲波的衰減情況來實現(xiàn)對材料的自動化檢測。除此之外，還可以將超聲波檢測設(shè)備和自動掃描技術(shù)進行有機結(jié)合，從而互相作用，實現(xiàn)雙向效應(yīng)。這樣一方面能夠?qū)εR近工作型面進行同步控制。同時，也能夠有效評估入射超聲波，并且及時反映復(fù)合材料的不足之處。

5.3 電氣自動化設(shè)備檢測裝置在電力企業(yè)中的應(yīng)用

電氣自動化設(shè)備檢測裝置在電力企業(yè)的用途廣泛，例如檢測電網(wǎng)諧波電流、通過應(yīng)用高精度寬頻帶電流傳感器來檢測容性設(shè)備泄漏電流的電壓、運行電壓及過電壓。

（1）過電壓檢測。針對于多次現(xiàn)場運營實踐經(jīng)歷表明，系統(tǒng)中的過電壓是造成電網(wǎng)中產(chǎn)生的大部分絕緣事故。過電壓的波形及特征參數(shù)對電網(wǎng)事故的誘因及電網(wǎng)絕緣配合的調(diào)換起到至關(guān)重要的參考作用。而電壓在進行精準檢測時其關(guān)鍵是能夠有效的獲得電壓信號。外部電壓傳感器與榮性設(shè)備串聯(lián)構(gòu)成分壓器所獲取電壓信號的方式、檢測沖擊電壓的電容電流法，都有著很大的不足之處。最適合的方式是及時調(diào)整和改進電容型設(shè)備對地泄漏電流的作用，從而使其重構(gòu)為母線電壓波，從而更好地滿足高電壓等級電網(wǎng)的寬頻帶電壓的檢測。

（2）電網(wǎng)諧波電流檢測。現(xiàn)階段，電網(wǎng)中的整流器、電弧爐、變頻調(diào)速裝置等等各種電子設(shè)備都在日益增加，而這些電子設(shè)備具有一定的非線性、沖擊性以及不平衡性等等特征，其特征都會嚴重影響到電網(wǎng)企業(yè)的供電質(zhì)量。因為諧波污染已經(jīng)逐漸成為電力系統(tǒng)的公害，因此在電力系統(tǒng)的日常運作中要加強對其的檢測力度，從而保證供電系統(tǒng)中諧波含量以及波形的畸變率能夠滿足國際標準。在電網(wǎng)諧波電流檢測的方式中，可以使用帶通濾波器來實行基波分量法，但是近年來其技術(shù)很少被設(shè)計。也可以利用鑒相原理的瞬時諧波電流檢測法、或者是乘法器及低通濾波器等等。

6 結(jié)語

綜上所述，電氣自動化設(shè)備檢測裝置在我國各個行業(yè)都有所涉及和應(yīng)用，對我國現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)進程的深入都有著良好的促進作用。而對電氣自動化設(shè)備檢測裝置創(chuàng)新設(shè)計和應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)其電氣自動化技術(shù)向新領(lǐng)域滲透的可行性。因此需要相關(guān)部門以及技術(shù)人員要采取高度的重視，可以不斷拓展其資金的引入渠道、加大人才的培養(yǎng)力度、完善電氣自動化設(shè)計體系等多個方面，來實現(xiàn)電氣自動化檢測設(shè)備的創(chuàng)新和設(shè)計進一步優(yōu)化，也有效促進電氣自動化的可持續(xù)健康發(fā)展，推動我國電氣自動化技術(shù)的不斷提高，為國家電氣領(lǐng)域發(fā)展持續(xù)做出貢獻。

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作者簡介：劉艷（1983—?），女，河北唐山人，本科，從事電氣自動化教學和研究，有豐富的專業(yè)理論和實踐教學經(jīng)驗。