禹宏雷 薛成群 韓旭

摘 要：隨著科學技術尤其是計算機和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，電氣設備的自動化水平越來越高，其設備上集成的各種功能設施越來越多，電氣設備正在自動化以及集成化的道路上越走越遠，越走越快，電氣設備的使用效率也越來越高。但與電氣自動化水平發(fā)展相反的是，目前正在使用中的電器設備，依然存在著系統(tǒng)老化和控制系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況，這種情況不但嚴重也阻礙了企業(yè)的發(fā)展，也影響了電氣設備的自動化水平發(fā)展。文章在電氣設備的自動化控制功能上，對電氣儀表設備的系統(tǒng)控制進行了探究。

關鍵詞：電氣儀表；控制系統(tǒng)；自動化

前言

目前，在一些企業(yè)中的電氣儀表設備系統(tǒng)都比較陳舊，技術又比較單一，科技水平低，控制技術落后，無法實行智能化的系統(tǒng)控制。隨著科技的不斷進步，電氣自動化的技術也在不斷的進行創(chuàng)新，計算機智能化技術的發(fā)展，同樣推動了電氣自動化技術的向前發(fā)展，電氣系統(tǒng)改為可以監(jiān)控的PLC（即可編程邏輯控制器）后，引起的自動化控制逐漸向集成化，以智能化方向發(fā)展，而且在應用的領域，不斷的推廣，發(fā)展創(chuàng)新。先進技術的引進和推廣，不但提升了操作的便捷性，而且提升了儀表的精細化管理水平。

1 電氣與儀表自動化控制系統(tǒng)的功能概述

1.1 智能監(jiān)控

電氣自動化控制系統(tǒng)可以對周邊的生產(chǎn)生活環(huán)境進行監(jiān)測，采集環(huán)境信息。監(jiān)測一般通過相應的傳感器來進行，傳感器的類型主要有煤器傳感器，溫度傳感器，煙霧傳感器等多種類型，傳感器得到的信息通過由紅外收發(fā)模塊（主要由信號源及紅外收發(fā)裝置結(jié)合組成）進行傳輸，這種收發(fā)系統(tǒng)的信號源一般由紅外線發(fā)光二極管構(gòu)成，其接著裝置常用的是光敏三極管。在工作情況下，紅外發(fā)射管會不斷的發(fā)出紅外光，然后紅外接收管接收到這些光線之后，將所得信號輸出到單片機上。哪有紅外線發(fā)射管局接手管組成的警戒線被遮擋時，紅外線接收管，不給單片機輸出信號，此時單片機會產(chǎn)生中斷，發(fā)出報警信號到相應基站。通過這樣的一種方式，可以在無人的情況下對所處環(huán)境進行監(jiān)測，實現(xiàn)智能控制。

1.2 自動控制與保護功能

高壓和大電流開關設備的體積很大，主要的功能是對系統(tǒng)進行控制進而實現(xiàn)分、合閘。當設備在運行的過程中出現(xiàn)了問題，只有安裝一套完整的屯子自動化操作設備，才能夠?qū)╇娤到y(tǒng)進行調(diào)控。

眾所周知，自動化儀表工程是一項涉及面極廣、質(zhì)量要求極高的綜合性工程。具體就是指利用先進的計算機自動化技術、信息信號處理技術、現(xiàn)代電子通信技術，將包括測量儀、信號系統(tǒng)、繼電保護、自動裝置等在內(nèi)的儀表設備經(jīng)過功能的優(yōu)化組合，以實現(xiàn)對主動監(jiān)控、自動測量、自動控制、微機保護和調(diào)度通信等綜合性的自動化控制。

1.3 測量功能

設備中的指示燈或者音響的信號只能夠簡單的表征設備的運行狀態(tài)，如果要精準的了解設備的工作情況，就需要設備儀表對線路進行參數(shù)的測量，包括電壓、電流以及頻率等。在操作的組件與儀表等設備之中都能夠通過電腦控制系統(tǒng)所取代，這就實現(xiàn)了微機自動化控制的基礎。

2 電氣自動化控制系統(tǒng)的模塊組成

電氣自動化控制系統(tǒng)主要由PLC控制模塊，通信模塊，和中央控制模塊組成，下面分別介紹這三種系統(tǒng)。

2.1 PLC控制模塊

PLC控制模塊在電氣元件的選擇上是非常嚴格的，每一件電器元件都具有獨立的屏蔽系統(tǒng)，避免了電磁輻射作用的元件的干擾，在每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)上都需要遵守相應的生產(chǎn)制度，對每一個原價都必須進行檢查，只有合格的產(chǎn)品才會得到應用，這種嚴格的生產(chǎn)和檢查制度提升了原價的使用性能，在實際應用中，使用PLC控制模塊可以得到更穩(wěn)定的生產(chǎn)性能。PLC控制模塊體積小，質(zhì)量輕，安裝容易，操作簡便，所以在PLC的控制系統(tǒng)建立時，消耗時間短，操作便捷，產(chǎn)品的更改和升級更為容易。PLC的操作界面非常人性化，在顯示面板上可以直接看到顯示的內(nèi)容，對使用者的操作能力要求比較低，更適于推廣。

2.2 通訊模塊

通訊模塊的主要功能是將數(shù)據(jù)采集儀器收集到的各種數(shù)據(jù)存放于存儲器中，并通過網(wǎng)絡傳輸?shù)缴衔粰C系統(tǒng)。這種通訊系統(tǒng)一般使用通信網(wǎng)絡中的通用技術，像現(xiàn)在廣泛使用的TCP/IP協(xié)議，利用現(xiàn)有的局域網(wǎng)或者是互聯(lián)網(wǎng)功能，可以減少很多設備資源的使用，同時可以保證信息傳輸中的精確性及穩(wěn)定性，保障通信信號的實時暢通，如果通訊模塊采用光纖進行通信，可以更好的降低傳輸中的誤碼率，降低外界因素對通信模塊的干擾。使用局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)作為基礎技術的通信模塊系統(tǒng)，不但可以實現(xiàn)實時的信息傳遞，還可以利用網(wǎng)絡在其他設備上實現(xiàn)信息共享，優(yōu)化信息傳遞途徑，同時實現(xiàn)人力資源的有效利用。

2.3 中央控制系統(tǒng)

中央控制系統(tǒng)是由安裝在系統(tǒng)中的微型計算機來實現(xiàn)控制，隨著現(xiàn)代計算機技術的不斷發(fā)展，微型的計算機具有多種功能和相應的特點，具備數(shù)量眾多的接口，可以連接眾多的設備，完成系統(tǒng)所分配的各種任務。與人工操作相比，在對電氣自動化系統(tǒng)進行控制時，微型計算機具有精度高，速度快的特點，在使用中央控制系統(tǒng)進行操控時，能顯著提高系統(tǒng)的運行效率，到操作的精確性和穩(wěn)定性。中央控制系統(tǒng)不但可以對傳感器所采集的數(shù)據(jù)進行實時處理，并根據(jù)內(nèi)置的程序，找出相應的解決方式，還可以實現(xiàn)實時報警功能，不間斷地對所測數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)設備運行中的異常情況，可以及時的報警并啟動相應的預案進行處理，避免了人為操作時的延遲。

3 電氣自動化控制系統(tǒng)的設計思想及工作過程

3.1 設計思想

3.1.1 集中監(jiān)控方式

集中監(jiān)控的主要目的就是將系統(tǒng)的功能全部匯總到一個處理器進行處理，所以處理的過程比較慢，而且信息量大，同時電氣設備在監(jiān)控的作用下，會使系統(tǒng)的可靠性降低，但是隨著CAN總線技術以及臺網(wǎng)等技術的應用，智能電氣設備有了較快的發(fā)展，不僅可以節(jié)約電纜等材料，而且在網(wǎng)絡的連接下可以使整個組態(tài)更加的靈活自如，降低系統(tǒng)發(fā)生故障的可能。

3.1.2 遠程監(jiān)控

遠程監(jiān)控主要是通過無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)的建立，最主要的影響因素就是在強噪聲干擾信號環(huán)境下的振動節(jié)點，因為振動節(jié)點的設計是無線傳感器網(wǎng)絡建設的基礎。無線傳感器網(wǎng)絡技術是一種具有計算機通信能力的微型傳感器節(jié)點通過自由組織形成的無線網(wǎng)絡。在傳感器節(jié)點之間的作用下，實現(xiàn)了對周邊信息以及監(jiān)測對象的動態(tài)檢查，能夠?qū)崿F(xiàn)對周邊設備的狀態(tài)感知以及故障診斷、預知維修等功能，保證了電氣設備的安全運行。

3.2 電氣自動化控制系統(tǒng)的工作過程

3.2.1 調(diào)度端系統(tǒng)的工作過程

在計算機發(fā)送的信息被自動化電氣設備系統(tǒng)接收后，通過前置機的處理，儲存到相應的儲存設備中，將信息完整地保存下來，然后服務器將相關的信息傳輸?shù)綄墓ぷ髡井斨?，最后?jīng)過WEP服務器將系統(tǒng)的信息傳輸?shù)骄钟蚓W(wǎng)，便需要的人共享信息。

3.2.2 RTU的工作流程

可以通過控制遠程的遙測采集板，AID轉(zhuǎn)換器等設備，對變電所的遙測量進行采集，通過信息網(wǎng)絡將相關信息發(fā)送到控制單元上。經(jīng)中央控制系統(tǒng)處理后，將信息發(fā)送到相關的功能計算機，最后將處理其發(fā)送到調(diào)度端，進行綜合處理。

綜上所述，雖然電氣儀表自動化系統(tǒng)在近些年取得了很大的發(fā)展，應用這一系統(tǒng)，可以在一定程度上提高生產(chǎn)效率，但因為這一系統(tǒng)尚不成熟，在實際的應用中還存在著一些問題，解決這些問題，其是如何在控制系統(tǒng)上加強自我診斷能力，具有自我維護的功能，提高運行的穩(wěn)定性，需要在以后研究中的重點解決。雖然電氣儀表自動化系統(tǒng)存在著這樣那樣的問題，其在應用領域中的優(yōu)點非常的突出，在今后的各行各業(yè)中必然得到更廣泛的應用，在研究中，用不斷的適應這個趨勢，針對不同行業(yè)的使用特點，有針對性地開發(fā)相應的電氣自動化控制系統(tǒng)，使相應的機械生產(chǎn)加工更精確，更規(guī)范，穩(wěn)定，使我國的機械加工產(chǎn)業(yè)走向高精度，高質(zhì)量，高標準的健康發(fā)展之路。

參考文獻

[1]華樹超，孫娜.基于電氣工程自動化的智能化技術應用分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2012.