趙云鵬

（大慶油田自動化儀表有限公司，黑龍江 大慶 163000）

很多工業(yè)領域都離不開電氣自動化技術，隨著科學技術的不斷進步，不斷地向著信息化和智能化方向發(fā)展，很多自動化技術都與計算機技術、軟件技術有著密切的關系。工業(yè)自動化技術提高了企業(yè)的生產效率，推進了企業(yè)管理方式的創(chuàng)新，隨著新技術的不斷應用，也促進了自動化技術的更新。

1 電氣儀器儀表技術

（1）系統(tǒng)集成技術。作為工業(yè)自動化關鍵技術之一的系統(tǒng)集成技術，重點對數據通訊模塊單元、物理層的電氣元器件的配置和系統(tǒng)分析等方面進行設計，可以更便捷地對每個生產環(huán)節(jié)進行監(jiān)測。與此同時，該技術多是針對規(guī)模較大的生產進行系統(tǒng)設計，可以促進生產效率的提升，控制好企業(yè)生產成本，促進企業(yè)的經濟效益提升。

（2）傳感技術。對控制對象的運行數據進行實時監(jiān)測和信號傳送是傳感技術需要解決的問題，所以該技術多應用于工業(yè)控制系統(tǒng)的信號監(jiān)測和控制，可以給主控制系統(tǒng)提供判斷和分析的數據，是實現工業(yè)自動化必不可少的重要技術之一。

（3）智能技術。該技術也可稱作為智能控制技術，在儀器儀表方面得到了大范圍的應用，可以提高測量控制系統(tǒng)工作效率，實現與信息技術的有效結合，在具體運用該技術時應該對企業(yè)的生產要求進行全面的考慮，從而優(yōu)選出更加適宜的智能設施和控制方法。

（4）人機界面技術。工業(yè)自動化技術的應用需要加強對人機界面設計和研究，應該根據控制對象和使用環(huán)境具體情況，選擇適應性的硬件。同時，根據控制系統(tǒng)對于控制的要求，設計好操作界面和上位機控制程序，做好生產運行數據的處理和分析，根據需要對數據進行存儲和傳送。對人機界面功能進行完善，操作人員使用起來才會更加便利，有利于對系統(tǒng)控制對象的調整和控制。人機界面?zhèn)鞒隹刂浦噶詈?，通過信號傳輸通道對執(zhí)行機構進行操控，從而達到生產的要求。還應該做好人機界面的后期維護和升級，對歷史數據進行備份。

2 工業(yè)電氣自動化儀器儀表控制系統(tǒng)的組成

（1）PLC 控制模塊。工業(yè)電氣自動化控制系統(tǒng)由多個部件組成，PLC 是重要的控制模塊，是整套控制系統(tǒng)的下位機，連接傳感器、執(zhí)行機構和人機界面系統(tǒng)，如果此控制模塊出現問題，控制系統(tǒng)會面臨癱瘓的風險。做好控制信號的屏蔽，避免由于受到電磁信號的影響出現信號失真的問題，執(zhí)行機構便不會按著設計好程序進行動作，嚴重情況下還會引發(fā)事故。必須保證每個所選的傳感器和執(zhí)行機構的質量，安裝前應該進行質量檢查，關鍵件可以送到檢測機構再次驗證質量。在PLC 模塊正常運行時，還應該加強對電氣元件的檢查，保證電氣元件可以正常運行，如果出現故障及時進行維修和更換。

（2）通訊模塊。工業(yè)電氣自動化儀器儀表離不開運行信號和采集數據的傳送，通訊功能模塊承擔著整個控制系統(tǒng)的信息傳送和接收任務。通訊模塊與傳感器、人機界面設備間的信號傳送多采用串口、CAN 口或以太網口進行數據交互，在系統(tǒng)設計時，必須保證相互間通訊協(xié)議的一致性，避免后數據交互時產生困難。當前，工業(yè)控制多采用以太網通信端口進行數據通訊，采用TCP/IP 通信協(xié)議，在企業(yè)內部組建局域網絡，避免通信模塊占用過多的資源和設備，還可以保證數據傳輸信號的穩(wěn)定性和精準性，實現全天候的信號傳輸，還可以利用光纖進行數據通信，可以有效地減少數據傳輸過程中的出現錯誤的可能性，防止外界對信號產生的干擾。

（3）中央控制模塊。中央控制單元多采用微機技術，由于計算機可以集中多個控制端口，可以和多種設備進行連接，從而實現不同的控制任務，可以根據控制工藝的要求，選擇數據處理精度和運行速度滿足應用情況的高性能計算機，可以有效地提高控制系統(tǒng)的運行效率，方便工作人員進行操作。計算機的監(jiān)控界面可以采用組態(tài)軟件、VB 或VC 語言進行編寫，采用與下位機PLC 相同的通訊協(xié)議，并開發(fā)滿足控制系統(tǒng)要求的應用程序，從而實現與PLC 之間的數據交互，可以分擔通信網絡的負載，各種設備的運行情況可以在人機界面中實時的顯示出來，工作人員可以根據控制要求，在人機界面上設置工藝參數，從而實現對整個控制系統(tǒng)的集中控制。

3 工業(yè)自動化系統(tǒng)分析設計理念及工作流程

（1）控制系統(tǒng)的分析設計思想。針對工業(yè)自動化集中控制來說，應該把控制系統(tǒng)中的所有功能和作用都進行匯總，讓它都集中到同一個處理器進行控制和操作，工作人員可以方便的進行管理和操作，控制的對象和采集的數據比較多，而且需要對重要信息資料進地存儲和保護，控制系統(tǒng)會存在運行速度變慢的現象。同時受到多種因素的影響，控制系統(tǒng)的可靠性很難得到有效保證。隨著互聯網信息技術、微處理器的性能的不斷進步，有效地保證了控制系統(tǒng)的性能要求，把傳感器采集到數據信號、執(zhí)行機構的控制信號都可以采用通信電纜共同傳輸，組網的性能得到了大幅提升，控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性得到了保證，極大地減小了系統(tǒng)出現故障的可能性。可以利用無線傳感器技術組建遠程監(jiān)測控制系統(tǒng)，由于多種設備的運行會產生電磁干擾問題，所以在進行設計無線控制系統(tǒng)時，應該注重對于關鍵控制節(jié)點的詳細設計，從而保證無線控制系統(tǒng)性能可以滿足設計要求。

（2）對控制系統(tǒng)實際運行的分析。計算機輸出控制數據信息時，通訊管理模塊進行數據處理后傳送于通信網絡當中，執(zhí)行設備便會接收該控制信號。前置設備進行數據處理之后，可以把數據保存到相應的存儲設備當中，在WEB 服務器控制下，可以把數據信息發(fā)送到局域網絡當中，工作人員就可以實現數據信息的共享。而對于RTU 遠程信號單元來說，遙測采集信號板會對每個設備的運行信號實現采集，之后會利用模數轉換設備進行信號轉換，從而發(fā)送到中央控制單元當中，把處理通過處理及時顯示到人機界面當中，可以為工作人員進行控制決策提供數據支持。

4 提高工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)性能的措施

（1）實現智能控制和信息技術的結合。智能控制則取代了人為操作程序，不需要太多的工作人員，企業(yè)管理效率和生產效率會進一步提升，自動化儀器儀表技術實現設備運行信號的采集，經過通信網絡傳送到智能控制設備進行數據存儲、分析和處理。該種控制環(huán)節(jié)都可以通過智能控制器來完成，實現了傳感技術、微電子等技術的融合，可以集中到智能化儀表當中。在將來發(fā)展趨勢將把智能化控制和信息化控制實現進一步的隔合，把PLC 控制、集中控制的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。

（2）應該加大科技研發(fā)資金投入力度，重視技術創(chuàng)新。創(chuàng)新，是一個國家和民族得到不斷壯大和發(fā)展的必然條件。創(chuàng)新需要一批高素質的專業(yè)技術人才，利用先進的科研設備不斷研發(fā)新的技術。在人才培養(yǎng)和先進科研設備都需要投入大量的資金，企業(yè)在預算時應該列出該部分的費用，保證研發(fā)工作可以正常開展，工業(yè)自動化儀器儀表控制技術具備的科技含量較高，很多新型的傳感器、控制器等的研制需要充足的資金給予支持，科研資金的中斷必然對研發(fā)工作產生影響，因此，應該加大對科研資金的投入。

（3）加強工業(yè)自動化系統(tǒng)開發(fā)平臺建設。工業(yè)自動化儀器儀表技術的開發(fā)需要應用統(tǒng)一的開發(fā)平臺，對于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的設計有著重要的意義。采用開發(fā)平臺可以開發(fā)出滿足工控要求的系統(tǒng)，對于系統(tǒng)的測試和聯調都起到一定的促進效果，有效減少控制設備的損耗率，發(fā)揮出控制設備的應用效能，滿足企業(yè)對于工業(yè)控制的實際需求，根據控制系統(tǒng)的特點和客戶的具體要求，采取統(tǒng)一的方式把控制程序下載到PLC 控制器、嵌入式Windows CE 等軟件平臺中。

（4）自動控制系統(tǒng)采用標準的通信接口。工業(yè)自動化系統(tǒng)得到成功運行的關鍵還在于具有標準化的通信接口，可以有效地節(jié)省通訊信號轉換時間和控制成本，可以與辦公自動化系統(tǒng)中實現數據信息共享，方便的和企業(yè)的ERP 系統(tǒng)、MES 系統(tǒng)進行數據交互。PLC 控制器可以與計算機中的應用軟件實現信息傳輸，與辦公環(huán)境共同采用標準的接口和通信協(xié)議，保證不同系統(tǒng)間的有效數據連接，是將來工業(yè)電氣自動化的發(fā)展方向。

5 結語

當前，信息技術快速發(fā)展進步，工業(yè)電氣自動化儀器儀表技術應該緊跟時代發(fā)展的步伐，不斷對技術進行創(chuàng)新實踐，把新技術應用于工業(yè)領域當中，對于提高我國科學技術整體水平，促進經濟轉型升級，提高自主創(chuàng)新能力都具有十分重要的意義。新控制技術的不斷應用，必將有效地提高生產效率，減輕工作人員的勞動強度，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經濟效益。