電氣工程自動化中儀表測控技術的應用研究

陜西工商職業(yè)學院 王迎軍

引言

隨著我國城市化進程的不斷推進及科學技術的不斷發(fā)展，我國的電力運輸效率得到了顯著提高，電力工程建設成本得到了控制，社會環(huán)境發(fā)生了巨大的變化。作為我國當前經(jīng)濟發(fā)展中的重要組成部分，加強電氣工程的自動化研究對保障我國的電力資源穩(wěn)定輸送有著重要意義，儀表測控技術正是電氣工程自動化中的重要技術手段，強化該技術的應用，對保障這些功能自動化系統(tǒng)的平穩(wěn)運行有著重要作用，下文進行分析。

1 儀表測控技術的組成

作為電氣工程自動化的重要應用場景之一,保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性對于社會的生產(chǎn)生活有著重要意義，廣大電氣工程企業(yè)的相關工程師和技術員必須要動儀表操控技術所涉及的理論知識有明確認識。儀表測控技術主要包括遠程監(jiān)測控制技術、集中監(jiān)測控制技術、現(xiàn)場總線監(jiān)測控制技術[1]，下面分別說明。

1.1 遠程監(jiān)測控制技術

作為儀表監(jiān)測體系中的核心技術之一，遠程監(jiān)測控制技術主要是通過現(xiàn)場的傳感器采集信號，然后再將信號通過數(shù)據(jù)線傳輸給數(shù)據(jù)處理中心，處理中心的工作人員在電腦旁即可觀察儀表系統(tǒng)是否穩(wěn)定，醫(yī)院儀表系統(tǒng)監(jiān)測到現(xiàn)場的工程機械設備出現(xiàn)任何異常，可以立即反饋給工作人員緊急處理。可以看出，該技術解放了相關電氣工作人員的工作壓力，不需要任何維修人員在一線時刻緊盯設備。

1.2 集中監(jiān)測控制技術

集中監(jiān)測控制技術也是儀表監(jiān)測體系的重要組成部分，按技術主要是實現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)中的一些基礎性功能，例如整合計算機處理器、控制器、互聯(lián)網(wǎng)等硬件和軟件設備，具體的實現(xiàn)主要是通過協(xié)同方式來進行操作。一般情況下，集中監(jiān)測控制技術可以較好地兼容不同生產(chǎn)廠家的非同一規(guī)格儀表種類，并且將信號準確無誤地反饋給信息處理中心，更好地保證了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1.3 現(xiàn)場總線監(jiān)測控制技術

隨著我國電氣工程自動化水平的不斷提高，及電力行業(yè)的突飛猛進，現(xiàn)場控制總線測繪技術也逐步被應用到儀表測控系統(tǒng)中，該技術是未來測控技術發(fā)展的重點方向之一，可以實時的監(jiān)控儀表測控設備的運行狀況，及時整合不同監(jiān)測系統(tǒng)到一個信息處理平臺，從而進一步保證整個電氣工程的安全可靠，對于建設集約式地監(jiān)測處理系統(tǒng)有著重要意義。

2 電氣工程自動化儀表測控技術存在的問題

我國的電力相關企業(yè)現(xiàn)階段對于電氣工程自動化所涉及的儀表測控技術研發(fā)力度越來越大，在一定程度上使電氣自動化設備的工作效率越來越理想。但根據(jù)筆者的日常工作來看，由于一些因素的影響，儀表測控技術在工作過程中受到了一定的障礙。分析其原因，主要是相關的工程設備和使用的技術相對較為落后，同時廣大從事研發(fā)的企業(yè)對于儀表測控技術的研究力度也有待進一步提高，下面分別進行分析。

2.1 儀表測控設備與技術均比較陳舊

我國目前的工業(yè)制造水平經(jīng)過了近些年來的不斷發(fā)展，取得了長足的進步，但由于歷史遺留問題，在機械設備的加工生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的加工精度仍然不高，并且封裝水平也相對較低，使得高端的精密儀表設備難以滿足國內的電氣工程相關企業(yè)的使用需求，同時在生產(chǎn)結束以后，從儀表設備投入到工程領域中的使用過程來看，儀表設備的穩(wěn)定性也有待進一步提高[2]。除此之外，我國的一些高校和科研院所研發(fā)的一些先進儀表測控系統(tǒng)，還僅僅停留在實驗室層面，并沒有在工業(yè)領域中大量的生產(chǎn)，造成研發(fā)和工業(yè)應用脫節(jié)，產(chǎn)學研用一體化進程推進緩慢，這大大程度地阻礙了電氣工程自動化領域的進步。面對上述局面，我國的電力部門，例如國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)組織了一大批骨干力量參與其中，但收效甚微。

我國目前的儀表測控技術在產(chǎn)品性能方面的不足，主要體現(xiàn)在如下幾點[3]：

首先，產(chǎn)品的可靠性相對較差。這主要是由于我國的制造工藝，尤其是基礎制造等相關技術積累程度遠遠不足，例如一些密封技術和精密加工技術，以及制造過程中所涉及的焊接技術，仍然沒有得到很好地解決，使得一些高端產(chǎn)品在性能方面與德國、日本同類產(chǎn)品相比可靠性較弱，現(xiàn)有的國產(chǎn)精密儀表測控系統(tǒng)在測量精度上與國外產(chǎn)品相比仍然有著較大的提升空間，在智能化、網(wǎng)絡化方面我國處于初級階段，而國外已有相對比較成熟的測控系統(tǒng)；其次，國內產(chǎn)品的技術儲備十分薄弱。國外的產(chǎn)品更新周期大概在三年左右，技術儲備往往提前十年，很多國外已經(jīng)出行的技術方案在我國仍然處于空白狀態(tài)，而廣大高校和科研院所在跟蹤最新研究的過程處于書面狀態(tài)，很難結合企業(yè)具體地完成產(chǎn)學研轉化。

2.2 未充分重視儀表測控技術的研發(fā)及應用

我國現(xiàn)階段的經(jīng)濟水平和人民的生活水平越來越高，電氣工程自動化技術及相關的產(chǎn)品不僅停留在工廠中，同時也走入了人們的日常生活中，所以相應的儀表測控技術也要配套跟上，這樣才能滿足人們的實際需求。但實際上，一些電氣工程的相關企業(yè)將自身的資金用于自動化工程的施工和設計上，并沒有將資源投入到儀表測控技術的研發(fā)及運用上，尤其是一些企業(yè)的儀表工程技術人員，業(yè)務能力較弱，儀表測控技術的理論薄弱、實踐經(jīng)驗不足，阻礙了儀表測控技術和電力體系的進一步發(fā)展，對于企業(yè)的長期發(fā)展也有著不良的影響。

3 電氣工程自動化中儀表測控技術的應用

電氣工程自動化領域的不斷發(fā)展推動了儀表測控技術的廣泛應用，在具體的使用過程中，分散測控體系儀表測控技術和防干擾技術的應用較為成熟，現(xiàn)說明如下。

3.1 分散測控體系儀表測控技術的應用

分散式測控系統(tǒng)是電氣工程自動化領域中比較常用的系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由一種分布式的形態(tài)構成，一般情況下，該系統(tǒng)可以對不同規(guī)格的儀表在使用過程中的運行狀況進行實時的監(jiān)測和掃描，基于該系統(tǒng)的儀表設備可以在監(jiān)測過程中將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給信息處理中心或中央處理器，然后電腦主機或電氣控制系統(tǒng)在接觸到采集到的信息以后，會進行處理和分析，然后發(fā)出相應的指令，指導執(zhí)行機構發(fā)出具體的動作，進而全過程的管控監(jiān)測儀表設備。中央處理器在接收到數(shù)據(jù)之后會立即回復命令給儀表設備，該系統(tǒng)在命令結束之后會協(xié)調不同測控設備的運行，有效地提高電氣工程自動化的控制水平[4]。可以看出，分散測控體系下的儀表測控技術最重要的作用就是整合不同測控系統(tǒng)統(tǒng)一到一個平臺上。

除了上述優(yōu)點以外，分散式測控系統(tǒng)還可以兼容不同規(guī)格的儀表設備，一旦某一個設備上的儀表在運行過程中出現(xiàn)問題，該系統(tǒng)可以結合儀表運行過程中存儲的各項數(shù)據(jù)快速定位問題的原因，后修復提高設備的維護效率，避免由于儀表設備故障原因帶來的車間停產(chǎn)給企業(yè)帶來的經(jīng)濟損失?？梢钥闯?，在儀表測控設備中應用分散測控系統(tǒng)可以對現(xiàn)有的儀表設備進行智能化和自動化改進，同時也能較好地兼容不同種類的儀表測控用電設備，對儀表設備進行集約化的管理，降低了企業(yè)人力資源的開支，還可以精準傳輸設備在運行過程中產(chǎn)生的信息，防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)的錯誤和紊亂，保證了電氣工程自動化的控制水平維持在較好的狀態(tài)。

分散測控系統(tǒng)在運行的過程中能夠對各類儀表運行信息進行儲存，從而當儀表出現(xiàn)問題時，及時為技術人員提供該部位的記憶參數(shù)以及信息，促進診斷作業(yè)的順利開展?？傮w而言，儀表測控技術在分散測控系統(tǒng)中的運用，能夠促進整個系統(tǒng)結構的優(yōu)化，并實現(xiàn)了各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳遞，避免錯誤信息的產(chǎn)生，實現(xiàn)對電氣工程更為準確地控制。

3.2 儀表測控防干擾技術的運用

在實際的使用過程中，儀表測控技術必然會由于人為因素和環(huán)境因素帶來工作效率和精度上的誤差，從而影響了整個系統(tǒng)在工作過程中的表現(xiàn)。為了解決這些問題，務必在整個儀表測控系統(tǒng)中增加防干擾裝置。一般情況下，儀表防干擾技術主要有屏蔽技術、隔離技術和軟件技術，這幾種技術可以單一使用，也可以組合使用，這幾種技術分別具備不同的功能和特征。首先，屏蔽技術主要是采用保護介質即一種金屬導體來屏蔽儀表工作過程中的各種信號接入線和其他的電子元器件可能產(chǎn)生的影響；隔離技術主要是通過兩個重點區(qū)域的可靠絕緣來實現(xiàn)互不干擾；軟件技術主要是通過系統(tǒng)的軟件優(yōu)化來實現(xiàn)防干擾功能。通常來說，對于常用的防擾技術采用光電耦合來實現(xiàn)系統(tǒng)的獨立運行，避免其他定位信號產(chǎn)生的干擾使儀表設備發(fā)生誤差。

4 結語

我國的電氣工程自動化領域隨著時代的發(fā)展及社會的進步取得了長足的進步，為了使我國的電氣工程領域從粗獷型發(fā)展向精細型發(fā)展轉變必須提高系統(tǒng)的運行效率。在這一背景下加強電氣工程自動化中的儀表測控技術的應用研究就顯得尤為重要。文章分析了電氣工程自動化領域中儀表測控技術所存在的問題及應用現(xiàn)狀，并就儀表測控技術的主要結構以及電氣工程中儀表測控技術的應用進行了論述。筆者認為，隨著相關措施的落實到位以及技術的發(fā)展，我國的電力事業(yè)必將獲得長足的發(fā)展，并由此滿足社會居民的生活、生產(chǎn)需求。