電氣自動化儀表與自動化控制技術(shù)

李曉暉

（江西心連心化學工業(yè)有限公司，江西 九江 332000）

自動化儀器儀表和自動化技術(shù)的不斷發(fā)展可以為我國的社會經(jīng)濟擴張做出很大貢獻。自動化儀表和控制技術(shù)應(yīng)從管理角度出發(fā)建立健全且科學合理的管理制度和監(jiān)管體系。對于員工來說，自動化儀表和自動化控制技術(shù)具有極高的專業(yè)性和技術(shù)性，所以相關(guān)的技術(shù)人員還需要具有專業(yè)的技術(shù)能力，對自動化與儀表與自動化控制技術(shù)的工作原理了然于心，并且當儀表發(fā)生不同類型的故障時，都能進行準確的分析和判斷，同時及時制定和采取行之有效的技術(shù)措施進行處理。

1 電氣自動化儀表與自動化控制技術(shù)

自動化控制系統(tǒng)當中計算機主要實現(xiàn)新的搜集以及處理，并且把處理過的系統(tǒng)信息，融入到對應(yīng)的工作流程當中，這是電氣自動化儀表與自動化控制技術(shù)系統(tǒng)的整個工作流程。

該項技術(shù)的應(yīng)用，不但能夠減少工作當中的繁瑣流程，降低系統(tǒng)操作的復(fù)雜程度，而且自動化控制系統(tǒng)在對搜集到的信息進行處理過程當中，還可以對工作的環(huán)節(jié)和流程是否有阻斷性的生產(chǎn)問題進行判定，而且判定的結(jié)果也會實時的進行反饋，這樣可以方便相關(guān)的操作人員。對于工作流程的問題和情況實時掌握，并且可以及時發(fā)現(xiàn)問題并給以有效處理，最大限度地避免擴大系統(tǒng)故障，保證生產(chǎn)效率。除此之外，其可以把各種類型的系統(tǒng)系信息進行有效的歸類和整合，這樣可以便于相關(guān)的操作人員對數(shù)據(jù)的查找，也為后期生產(chǎn)計劃的制定提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

2 電氣自動化控制技術(shù)的特點

（1）自身具有一定的保護效果。其自我保護功能，一旦電氣設(shè)備出現(xiàn)任何故障，影響正常運轉(zhuǎn)，通過一定的保護作用，保證電氣設(shè)備正常運行。如電氣設(shè)備受到不明原因下受電壓波動干擾時，電氣自動化控制技術(shù)會自動識別，并且調(diào)低電氣設(shè)備電壓，保證其所有零部件以及結(jié)構(gòu)的正常運行，保證自動化控制質(zhì)量。

（2）監(jiān)督作用。電氣工程制造過程中，人們從視覺上難以確定控制中是否有電，也難以分析電氣設(shè)備的電壓是否正常，所以想要解決這類問題，就必須建立統(tǒng)一的故障識別信號標志，如利用故障指示燈管控電氣自動化裝置，對其運行狀況給以實時把控，縮減其故障發(fā)生概率。

（3）自動控制。自動控制功能主要用于此類換流設(shè)備和壓力開關(guān)當中。一般采用分散管理的方法實現(xiàn)調(diào)節(jié)作用，特別是電氣設(shè)備出現(xiàn)停電等故障的情況下，要成功完成這一過程，需要設(shè)置電子設(shè)備的自動控制和電源控制，管理所有電氣設(shè)備，最終確保電源工作正常。

3 電氣自動化控制系統(tǒng)模塊

3.1 PLC控制模塊分析

對于PLC控制模塊而言，在選擇電氣原件時也有特別高的要求。因為每個電氣原件都有自己獨立的的屏蔽體系，來防止電磁輻射對其產(chǎn)生不良干擾，在實際生產(chǎn)中必須遵守生產(chǎn)程序，以確保每個生產(chǎn)鏈正常運行。在制造過程中，應(yīng)仔細檢查零部件，以確保其質(zhì)量符合要求，對生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)的這種嚴格的要求可以在一定程度上提高利用率。自動化系統(tǒng)在生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，也使電氣自動化模塊技術(shù)越來越成熟，各方面性能也越來越穩(wěn)定。由于PLC控制模塊體積和質(zhì)量都很小，所以操作和安裝起來也非常方便，這是其最大的優(yōu)勢。若應(yīng)用于整個系統(tǒng)，即可以節(jié)省調(diào)試和安裝的時間，也方便系統(tǒng)后期升級和更新。

3.2 通訊模塊的分析

在企業(yè)內(nèi)部所使用的電氣控制系統(tǒng)可以收集相關(guān)的數(shù)據(jù)，并將其存儲在相應(yīng)的存儲器中，最后再上傳到計算機系統(tǒng)。在此類系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)通訊地址非常普遍，因此本地網(wǎng)絡(luò)和局域網(wǎng)可以相互連接，從而減少對主要資源設(shè)備的依賴，就像普通IP協(xié)議那樣，可以保障信息傳輸更準確、更穩(wěn)定。在通訊模塊中，使用光纖傳輸?shù)男畔⑻貏e容易被外界干擾，所以信息傳輸錯誤率較高。但如果將通訊模塊建立在互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)上時，不僅可以提高傳播效率，還可以優(yōu)化傳輸方式并且實現(xiàn)資源共享。

3.3 DCS控制系統(tǒng)

DCS控制系統(tǒng)由四個區(qū)域組成，分別是:實時監(jiān)控、自動控制、防盜開關(guān)、歷史記錄。實時監(jiān)控是DCS的管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對實際生產(chǎn)過程進行實時地記錄，就像實時捕獲和傳輸數(shù)據(jù)一樣，捕獲的數(shù)據(jù)是什么形態(tài)，輸出的數(shù)據(jù)依舊保持該種形態(tài)，并在過程中根據(jù)收集的數(shù)據(jù)及時進行分析和處理，從而通過計算機顯示屏將實際生產(chǎn)情況反映和展示出來，實時監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)嶋H生產(chǎn)情況進行合理的控制，從而保證生產(chǎn)過程的安全性。自動控制系統(tǒng)則是對實際生產(chǎn)過程中的一些PID參數(shù)及時進行調(diào)整，通過添加地DCS控制技術(shù)，可以使整個生產(chǎn)過程更加精準化。警報功能是指當實時監(jiān)測到生產(chǎn)過程中有突發(fā)狀況或異常時便及時報警，該控制系統(tǒng)的實現(xiàn)需要專業(yè)的技術(shù)人員預(yù)先設(shè)定好警報系統(tǒng)的警報值，這樣在DCS控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)類似故障就會進行報警，使相關(guān)負責人能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理問題。

3.4 DCS系統(tǒng)軟件配置

DCS控制系統(tǒng)的軟件配置主要包括系統(tǒng)軟件、應(yīng)用程序軟件和網(wǎng)絡(luò)安全軟件。系統(tǒng)軟件配置要求系統(tǒng)配備最新的操作系統(tǒng)和工具軟件，并要求工程師具備通用操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。配置應(yīng)用程序軟件要求所有使用接口的軟件包具有實時趨勢、報警歷史記錄、歷史趨勢、日志記錄等，以及各種系統(tǒng)配置、工具模擬操作、進程屏幕操作等。配置安全軟件需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，在網(wǎng)絡(luò)出口處安裝VPN系統(tǒng)，防止盜竊或篡改數(shù)據(jù)，遏制網(wǎng)絡(luò)的非法訪問，阻止大多數(shù)非法應(yīng)用程序并防止兩到四次網(wǎng)絡(luò)攻擊，以及防止對系統(tǒng)安全漏洞的攻擊。

4 電氣自動化儀表與自動化控制技術(shù)分析

4.1 人機界面操作技術(shù)

人機的接口操縱技術(shù)高度依賴于電子儀器的控制，通過應(yīng)用于電子儀器來實現(xiàn)電子儀器的有效控制，從而促進工業(yè)企業(yè)的未來發(fā)展。傳統(tǒng)的用戶界面操作方法存在問題，無法實現(xiàn)電氣測量儀器的有效控制。因此，傳統(tǒng)的用戶界面操作程序仍需更新和完善。工業(yè)電氣設(shè)備制造過程中，需要合理選擇與操作相關(guān)的技術(shù)，以實現(xiàn)電氣儀表與操作人員之間的完美互補，提高操作效率，從而提高設(shè)備的生產(chǎn)率和質(zhì)量。操作人員應(yīng)在實際操作過程中使用實際操作程序，盡量避免復(fù)雜的操作，因為復(fù)雜的操作不僅對相關(guān)技術(shù)人員來說加大了工作難度，而且影響到工作的效率和質(zhì)量。因此，重要的是更新和優(yōu)化傳統(tǒng)的用戶界面操作技術(shù)，以優(yōu)化相關(guān)程序，從而提高員工的工作效率和質(zhì)量。

4.2 變電站自動化

隨著科技的進步和社會的發(fā)展，智能化變電站漸漸進入人們的視野，并被得到廣泛的推廣。為了建立更加現(xiàn)實的操作控制結(jié)構(gòu)，必須應(yīng)用電氣自動化技術(shù)，而不是傳統(tǒng)的手動監(jiān)控和操作模式，以創(chuàng)建更智能的信息圖和錯誤處理平臺。在電廠自動化系統(tǒng)內(nèi)，電子控制實現(xiàn)了站內(nèi)相關(guān)電氣設(shè)備的實時管理，從而開發(fā)了整體監(jiān)控系統(tǒng)和實時控制系統(tǒng)。電廠自動化系統(tǒng)內(nèi)電磁自動化技術(shù)的應(yīng)用有下述幾方面的優(yōu)勢，變電站自動化體系能夠達到全設(shè)備流程微機化的標準。隨著生產(chǎn)水平需求的越來越高，之前所采取的電磁式的設(shè)備生產(chǎn)力已逐漸不能滿足要求。所以變電站自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，不但能夠提高整套設(shè)備的實際應(yīng)用效果，還能提高整體生產(chǎn)的水平和質(zhì)量。

其次，通過集成化和網(wǎng)絡(luò)化等技術(shù)的結(jié)合和應(yīng)用使數(shù)字化運行平臺能夠不斷得到改善和優(yōu)化，以往所采用的信號電纜，可以由最新的計算機電纜或光纖等相關(guān)設(shè)備來替代，這樣可以使整體電力信號更加穩(wěn)定。第三，變電站自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)整個管理過程當中數(shù)據(jù)的實時記錄和統(tǒng)計，并且只需要一個顯示器或播放屏幕，就能直接將實時動態(tài)的運行數(shù)據(jù)和技術(shù)等方面的相關(guān)參數(shù)進行展示，這樣可以使相關(guān)工作人員對于生產(chǎn)和管理過程中的情況一目了然，也對后期的管理和相關(guān)措施的制定提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和便利性。

4.3 智能化監(jiān)控技術(shù)

智能化的監(jiān)控技術(shù)在所有儀表當中都是功能性最強的一部分，該技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崟r監(jiān)控、記錄和上傳信息，方便信息的及時收集和匯總。一般來說，智能監(jiān)控設(shè)備使用紅外傳感器技術(shù)來檢測和傳送信息，打開電動儀器時，紅外信號可以從傳感器發(fā)送線路輸出，當信號到達接收端時，由接收端發(fā)送到單臺計算機進行智能監(jiān)控。當信號傳輸過程中被復(fù)蓋板阻塞時，由于信號接收無法完成，單個設(shè)備的操作將立即停止，并向管理站發(fā)送警告信號，使有關(guān)人員能夠根據(jù)基站的信號來檢查和處理問題。智能監(jiān)控技術(shù)不僅提高了自動化儀器的控制質(zhì)量，還有效擺脫了該工作對傳統(tǒng)機械設(shè)備和人員的依賴性，減輕了機械人員的工作量，降低了人力成本。

4.4 傳感技術(shù)

當今電網(wǎng)中使用的電氣設(shè)備的不同要求越來越高，各種儀器結(jié)構(gòu)和功能都不同。由于公司的規(guī)模和類型，電力需求可能有很大差異。在為企業(yè)設(shè)計測量儀器之前，工程師應(yīng)進行詳細的過程分析，將企業(yè)的具體發(fā)展與電力需求聯(lián)系起來，以便根據(jù)企業(yè)的實際電力需求來定義測量結(jié)果。只有這樣，公司內(nèi)部的電氣系統(tǒng)才能安全。

4.5 系統(tǒng)集成技術(shù)

系統(tǒng)集成就是把計算機相關(guān)的硬件軟件和網(wǎng)上通訊技術(shù)相結(jié)合，共同組建成一個信息系統(tǒng)以解決不同的需求，整個工作包括前期的設(shè)計策劃、中期的開發(fā)調(diào)試和后期的保障服務(wù)。系統(tǒng)集成綜合商務(wù)、技術(shù)和管理，是一項龐大的信息工程。系統(tǒng)集成最核心的就是技術(shù)，商務(wù)和管理系統(tǒng)可以為其穩(wěn)定運行提供保障和服務(wù)。當今時代，大多數(shù)自動化電氣設(shè)備都需要進行需求分析、電信設(shè)備以及應(yīng)用這三項功能。這三項功能廣泛應(yīng)用于電氣和電子設(shè)備自動化工業(yè)機器，對控制面板產(chǎn)生了積極影響，對工業(yè)系統(tǒng)的檢測和自動化水平產(chǎn)生了積極影響。

4.6 數(shù)據(jù)的測量與整合

若想提高自動化控制系統(tǒng)和電氣自動化儀表的運行質(zhì)量，不僅需要收集大量的信息和數(shù)據(jù)，而且還要對收集的信息進行精準的分析和分類，把所有采集到的信息進行統(tǒng)籌整合，這樣可以使整個控制系統(tǒng)的實時工作狀態(tài)及時呈現(xiàn)出來，保證控制系統(tǒng)的每個工作環(huán)節(jié)都滿足生產(chǎn)所提出的要求。

另外還可以在企業(yè)生產(chǎn)過程當中添加電器儀表裝置，通過規(guī)范生產(chǎn)流程，來提高實際生產(chǎn)的質(zhì)量和精度。監(jiān)視器使技術(shù)人員能夠捕獲每個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，將相關(guān)控制信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，技術(shù)人員可以使用該數(shù)據(jù)庫來檢查和查詢控制所需的信息，自定義控制，并滿足各種任務(wù)的控制要求。

5 結(jié)語

總之，為了更好的促進我國電氣自動化儀表控制水平，需重視相關(guān)技術(shù)的研究，增強控制系統(tǒng)自動化精度，提升自動化應(yīng)用范圍，從而更好的促進我國工業(yè)發(fā)展。