電氣自動化儀表與自動化控制

張玉強

（深圳市齊泰自動化設(shè)備有限公司，廣東深圳 518000）

1 電氣自動化儀表與自動化控制技術(shù)的內(nèi)容

1.1 自動化控制技術(shù)原理

電氣自動化設(shè)備主要由特殊的探測器檢測，它會把數(shù)據(jù)存儲在儀器中，并通過電腦來分析和處理數(shù)據(jù)信息。在對預(yù)定義的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較后，當(dāng)確定數(shù)據(jù)超出指定范圍時會向工作人員發(fā)出警報，員工可以根據(jù)設(shè)備提供的信息及時迅速糾正錯誤。這意味著通過電氣自動化儀器可以提高數(shù)據(jù)采集、處理和分析的準(zhǔn)確性，從而增強監(jiān)督管理的整體效率。

1.2 電氣自動化儀表主要功能

電氣自動化儀表的功能多種多樣。通過使用自動化技術(shù)，電氣儀表可以有效地整理收集到的數(shù)據(jù)，保證信息的可靠性，減少人為因素造成的誤差。此外，電氣自動化儀表的功能在智能檢測和監(jiān)測活動中也發(fā)揮了主要作用。在工業(yè)中使用電氣自動化儀表可以有效提高生產(chǎn)質(zhì)量。通過電氣自動化儀器的智能監(jiān)控，可以降低成本支出。電氣自動化儀器的自動測量和保護(hù)功能也非常重要，減少了故障，提高了設(shè)備的使用效率。

2 電氣自動化儀表種類

2.1 檢測儀表

檢測儀表一般包括感應(yīng)器、變送器等。其中差壓變送器就是利用自身的測量設(shè)備檢查被測項目，將所獲取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)信息，在信號變換范圍中的目標(biāo)值處也取標(biāo)信息。同時考慮到被測量項目的差異，一般還可將檢測儀表按測量項目進(jìn)行細(xì)分，比較常見的有檢測流量的、測量水溫的，以及測量氣壓和水溫的變送器。

2.2 調(diào)節(jié)儀表

調(diào)整儀表主要是對一些參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，多應(yīng)用于閉環(huán)控制的系統(tǒng)中。按調(diào)節(jié)功能，一般可以分成比例分?jǐn)?shù)類型的調(diào)節(jié)器、微類型的調(diào)節(jié)器和比例積分微類型的調(diào)節(jié)器等。

2.3 顯示儀表

顯示儀表主要是記錄和說明被測目標(biāo)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)，并且在生產(chǎn)線和生產(chǎn)裝置出現(xiàn)異常時能夠及時產(chǎn)生相應(yīng)表示，使在場職工和人員能夠?qū)Ξa(chǎn)生的異常情況做出診斷或進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，按表示方法一般可以分為數(shù)值式的指導(dǎo)儀表、圖形的指導(dǎo)儀表、類比式的指導(dǎo)儀表。

2.4 執(zhí)行器

執(zhí)行器作為工業(yè)生產(chǎn)終端控制中的重要組成部分，多應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)電氣自動化控制系統(tǒng)中，并具有運行管理與調(diào)度的功用。在工業(yè)生產(chǎn)工藝管理中，調(diào)節(jié)閥使用最為普遍，它可以通過接收到的控制信息調(diào)節(jié)管路口徑，以便實現(xiàn)管路流量調(diào)節(jié)。

3 自動化運行技術(shù)

3.1 智能技術(shù)

智能技術(shù)的使用，往往可以針對控制系統(tǒng)失效等問題進(jìn)行及時處理，以及對故障因素做出正確分類，進(jìn)而產(chǎn)生故障告警，從而提出更有針對性的故障解決辦法，實現(xiàn)了生產(chǎn)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高。另外，也因為該技術(shù)具有較強的靈敏性，因此可以更有效地發(fā)現(xiàn)問題并解決，從而保證了控制系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性。具體過程如圖1所示。

圖1 控制系統(tǒng)的運行過程

3.2 仿真技術(shù)

仿真技術(shù)的普及使用，可以在系統(tǒng)中建立起更加完備的防護(hù)系統(tǒng)，進(jìn)而保證了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，也有利于自動化管理工作的順利開展。一般來說，通過計算機(jī)仿真技術(shù)可以對系統(tǒng)運營狀態(tài)做出科學(xué)、合理的數(shù)據(jù)分析、評價結(jié)果，并在此基礎(chǔ)之上進(jìn)一步推動系統(tǒng)維護(hù)方法的建立，從而促進(jìn)了各種問題的解決。也因此，計算機(jī)仿真技術(shù)在實際使用的過程中，也可以依據(jù)全面的數(shù)據(jù)分析以及評價結(jié)果，從而達(dá)到了對整個系統(tǒng)工作狀態(tài)情況的正確認(rèn)識和把握，進(jìn)一步推動了系統(tǒng)自動化作業(yè)的合理進(jìn)行。

3.3 多項集成技術(shù)

集成技術(shù)在使用的過程中提高了對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的利用，并在系統(tǒng)的工作流程中發(fā)揮了各種功能。一般來說，該技術(shù)的使用通常較為復(fù)雜。當(dāng)多項集成技術(shù)在信息系統(tǒng)建設(shè)中廣泛使用時，通常還可以更進(jìn)一步強化系統(tǒng)對使用者要求的適應(yīng)，以及加強對各種數(shù)據(jù)的采集、管理、分析，從而提高了系統(tǒng)運作速度和自動化效能的水平提高

其中，作為生產(chǎn)的重點人員，他們在進(jìn)行產(chǎn)品的處理過程中，經(jīng)常遇到比較繁瑣的財務(wù)、生產(chǎn)和營銷管理。為實現(xiàn)這項工作的進(jìn)一步深入，技術(shù)人員們通過高新技術(shù)手段促進(jìn)了ERP 系統(tǒng)的建立與完善。但實際上，通過ERP 系統(tǒng)的建立和完善，也促進(jìn)了各種業(yè)務(wù)的有效集成，并促進(jìn)了公司內(nèi)部各種數(shù)據(jù)的資源共享。

4 電氣自動化儀表的功能

4.1 智能監(jiān)控

自動化儀表能夠?qū)﹄姎庀到y(tǒng)、電氣設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控，在監(jiān)控期間，實時收集監(jiān)控到的信息，儀表內(nèi)部會有一個傳感器，通過傳感器來進(jìn)行感應(yīng)。電氣設(shè)備運行期間，會因為內(nèi)部溫度過高，引發(fā)安全事故，傳感器間能夠感知設(shè)備的運行狀態(tài)，還能檢測周圍的溫度，如果發(fā)生火災(zāi)，能夠檢測煙霧的濃度，并將檢測到的信息傳送到平臺上。傳感器內(nèi)含有紅外線裝置，紅外線與信號源連接，能夠?qū)崿F(xiàn)信息實時傳輸。在傳輸期間，如果出現(xiàn)傳輸中斷，工作人員要首先檢查紅外線裝置，查看裝置是否被其他設(shè)備遮擋，如果紅外線裝置前有其他設(shè)備，會影響信息傳輸?shù)乃俣纫约靶?。這種裝置能夠?qū)崟r將信息傳送給工作人員，工作人員不需要到現(xiàn)場，就能進(jìn)行監(jiān)控，極大減輕了工作人員的工作壓力。

4.2 自動保護(hù)、控制

電氣系統(tǒng)中，會存在較多的開關(guān)裝置，這些開關(guān)裝置的體積比較大，主要是因為系統(tǒng)內(nèi)部的電壓量和電流量較大，因此，需要選擇體積較大的開關(guān)，將開關(guān)當(dāng)作閘門，完成分閘合閘。實際工作中，如果電氣設(shè)備運行效率較低，工作人員要及時查看，并對電氣設(shè)備進(jìn)行完善，可以采用電氣自動化儀表，監(jiān)管電氣設(shè)備的運行過程，通過儀表對設(shè)備進(jìn)行控制，完善供電系統(tǒng)的功能，以免出現(xiàn)安全隱患，影響供電的質(zhì)量。電氣系統(tǒng)中，使用最多的就是電氣自動化儀表，儀表具有一定的復(fù)雜性，因此，在使用時，要做好質(zhì)量把控工作，掌握設(shè)備的各項功能，明確設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將設(shè)備信息輸入到系統(tǒng)當(dāng)中。在運行期間，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，儀表能夠自動進(jìn)行保護(hù)，電氣自動儀表具有信息處理功能，能夠?qū)⑾到y(tǒng)內(nèi)的信息進(jìn)行整合，強化儀表的自動控制能力，還能增強儀表的保護(hù)能力，提升設(shè)備、系統(tǒng)的安全性。

4.3 數(shù)據(jù)測量

電力企業(yè)生產(chǎn)過程中，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，在檢測期間，工作人員主要是通過指示燈或者信號燈進(jìn)行檢查，這會影響檢查的結(jié)果。信號燈和指示燈在運行期間，會因為其他因素的影響，出現(xiàn)故障，導(dǎo)致檢測結(jié)果不準(zhǔn)確，由于信號燈和指示燈存在問題，工作人員無法從中了解儀表的運行狀態(tài)，無法掌握電氣系統(tǒng)、設(shè)備的運行質(zhì)量。為了更好地了解設(shè)備、系統(tǒng)的運行狀態(tài)，在選擇儀表時，要注意儀表的電流以及電壓量，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的數(shù)量選擇適合的電氣自動化儀表，確保所選儀表能夠符合系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的需求，方便工作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)測量。

5 電氣自動化控制

5.1 中央控制系統(tǒng)

電氣自動控制系統(tǒng)內(nèi)會有一個控制裝置，控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)，現(xiàn)在，我國科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，計算機(jī)設(shè)備的功能得到完善，可以連接多臺設(shè)備，工作人員只需要操作主機(jī)，就能控制其他設(shè)備。為了保障設(shè)備控制的效率以及質(zhì)量，可以采用中央控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備控制，這類系統(tǒng)能夠提升控制的精準(zhǔn)度，在控制期間，不會出現(xiàn)失誤的情況，并且這類系統(tǒng)內(nèi)部具有傳感裝置，在控制期間，如果內(nèi)部設(shè)備出現(xiàn)故障，系統(tǒng)能夠及時示警，并及時應(yīng)對，減少設(shè)備的損壞程度。

5.2 通訊模塊

電氣設(shè)備中通信模塊的主要工作是收集信息，將其存儲在儀器中，并通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。該系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為核心，IP 協(xié)議可以提供互聯(lián)網(wǎng)和本地網(wǎng)絡(luò)之間的連接，充分提高設(shè)備性能，確保信息傳遞精度。通信模塊應(yīng)充分保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。傳統(tǒng)的傳輸方式會出現(xiàn)失誤，容易受外在環(huán)境的影響，導(dǎo)致信息傳輸效率低下?；诰W(wǎng)絡(luò)技術(shù)的信息傳輸可以有效地提高傳輸效率，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，從而實現(xiàn)信息共享功能。

5.3 PLC控制模塊

PLC 模塊是電氣設(shè)備中最重要的組件。因為電磁輻射，所以需要每個組件都有一定的獨立屏蔽功能。因此，在模塊組件的生產(chǎn)過程中，為了保證其質(zhì)量，為每個環(huán)節(jié)制定了相應(yīng)的質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)，以確保其質(zhì)量和性能。此外，由于模塊尺寸小和重量輕，控制系統(tǒng)安裝快捷，操作運行簡單易懂。在這些優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，可以極大地滿足市場生產(chǎn)需要的標(biāo)準(zhǔn)。因此，建立PLC控制系統(tǒng)需要更少的時間，產(chǎn)品升級更加方便。并且其操作界面也非常人性化，可以從顯示面板中看到下一個操作的索引。它對用戶的操作能力要求不高，有助于更廣泛的傳播。其具體操作如圖2所示。

圖2 使用PLC技術(shù)的電氣工程系統(tǒng)

5.4 通訊方面

現(xiàn)在，我國已經(jīng)進(jìn)入智能化、網(wǎng)絡(luò)化時代，工作人員可以將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融入電氣自動控制當(dāng)中，在內(nèi)部建立一個局域網(wǎng)，工作人員在局域網(wǎng)內(nèi)，能夠進(jìn)行信息、數(shù)據(jù)傳輸，在傳輸之前，要明確傳輸?shù)奈恢?，以免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。工作人員還能利用網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行實時通訊，及時了解系統(tǒng)內(nèi)的情況，在此基礎(chǔ)上，做好電氣自動控制工作。

6 電氣自動化儀表與自動化控制

6.1 數(shù)據(jù)自動化整合

電氣自動化儀表中具有自動化控制系統(tǒng)，通過這種系統(tǒng)可以將所得到的有關(guān)數(shù)據(jù)信息加以自動分類和整理，因此可以很大限度地保證數(shù)據(jù)信息的真實性，使機(jī)械工程師能夠更加精確地了解儀器工作狀態(tài)，進(jìn)而也盡可能地減少了通過人工處理數(shù)據(jù)信息而造成的錯誤。由于電氣智能化儀表的廣泛運用，使工人的工作勞務(wù)力度減少，而且數(shù)據(jù)的精確度也有所提高，從而改變了工作模式，提高了效率。

6.2 調(diào)節(jié)器智能化

由于世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，關(guān)于新技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)工作也在不斷深入，而新科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平也取得了相當(dāng)迅速地成長，把新科學(xué)技術(shù)運用于城市電氣管理中也成為了一個趨勢。調(diào)節(jié)器對于整個電氣領(lǐng)域來說其功能也是十分重要的，主要體現(xiàn)在對于儀器的智能化管理領(lǐng)域中，其所體現(xiàn)起來的實際作用也是很大的。而現(xiàn)如今，通過不斷地對調(diào)節(jié)器系統(tǒng)進(jìn)行完善與革新，它的功能也已十分的完備與齊全，通過對調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的創(chuàng)新與改善就可以達(dá)到儀器管理的高度智能和自動化。

6.3 傳感技術(shù)更加完善

現(xiàn)在應(yīng)用到電網(wǎng)上的所有設(shè)備結(jié)構(gòu)上也都越來越精細(xì)，而所有電氣儀表在結(jié)構(gòu)上也都越來越準(zhǔn)確，所具有的性能也都越來越強。因為各個公司的規(guī)模以及公司的特點有所不同，因此對于電力要求方面也存在著相當(dāng)大的差別。所以在針對公司進(jìn)行儀器設(shè)計之前，要根據(jù)公司的具體經(jīng)營狀況及供電要求來進(jìn)行細(xì)致的分析，按照公司的實際供電要求來選擇儀器的型號，只有如此才可以滿足公司的供電需求，確保公司內(nèi)的電氣系統(tǒng)安全可靠。

7 結(jié)束語

在現(xiàn)代電氣設(shè)備應(yīng)用的實踐中仍然面臨著幾個問題，如使用期限延長則會產(chǎn)生不同程度的老化，可能會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)問題，也不利于提升公司電氣設(shè)備智能化的程度，也會影響到公司未來的發(fā)展前景。通過進(jìn)行相應(yīng)的研發(fā)工作，可以更加優(yōu)化制造業(yè)電氣智能化設(shè)備，提升其制造效率和產(chǎn)品質(zhì)量。