陜西工商職業(yè)學(xué)院 王迎軍

引言

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的電力運(yùn)輸效率得到了顯著提高，電力工程建設(shè)成本得到了控制，社會(huì)環(huán)境發(fā)生了巨大的變化。作為我國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要組成部分，加強(qiáng)電氣工程的自動(dòng)化研究對(duì)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(shù)正是電氣工程自動(dòng)化中的重要技術(shù)手段，強(qiáng)化該技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)保障這些功能自動(dòng)化系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行有著重要作用，下文進(jìn)行分析。

1 儀表測控技術(shù)的組成

作為電氣工程自動(dòng)化的重要應(yīng)用場景之一,保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性對(duì)于社會(huì)的生產(chǎn)生活有著重要意義，廣大電氣工程企業(yè)的相關(guān)工程師和技術(shù)員必須要?jiǎng)觾x表操控技術(shù)所涉及的理論知識(shí)有明確認(rèn)識(shí)。儀表測控技術(shù)主要包括遠(yuǎn)程監(jiān)測控制技術(shù)、集中監(jiān)測控制技術(shù)、現(xiàn)場總線監(jiān)測控制技術(shù)[1]，下面分別說明。

1.1 遠(yuǎn)程監(jiān)測控制技術(shù)

作為儀表監(jiān)測體系中的核心技術(shù)之一，遠(yuǎn)程監(jiān)測控制技術(shù)主要是通過現(xiàn)場的傳感器采集信號(hào)，然后再將信號(hào)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(jī)械設(shè)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(shù)解放了相關(guān)電氣工作人員的工作壓力，不需要任何維修人員在一線時(shí)刻緊盯設(shè)備。

1.2 集中監(jiān)測控制技術(shù)

集中監(jiān)測控制技術(shù)也是儀表監(jiān)測體系的重要組成部分，按技術(shù)主要是實(shí)現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)中的一些基礎(chǔ)性功能，例如整合計(jì)算機(jī)處理器、控制器、互聯(lián)網(wǎng)等硬件和軟件設(shè)備，具體的實(shí)現(xiàn)主要是通過協(xié)同方式來進(jìn)行操作。一般情況下，集中監(jiān)測控制技術(shù)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(hào)準(zhǔn)確無誤地反饋給信息處理中心，更好地保證了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3 現(xiàn)場總線監(jiān)測控制技術(shù)

隨著我國電氣工程自動(dòng)化水平的不斷提高，及電力行業(yè)的突飛猛進(jìn)，現(xiàn)場控制總線測繪技術(shù)也逐步被應(yīng)用到儀表測控系統(tǒng)中，該技術(shù)是未來測控技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)方向之一，可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控儀表測控設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時(shí)整合不同監(jiān)測系統(tǒng)到一個(gè)信息處理平臺(tái)，從而進(jìn)一步保證整個(gè)電氣工程的安全可靠，對(duì)于建設(shè)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(dòng)化儀表測控技術(shù)存在的問題

我國的電力相關(guān)企業(yè)現(xiàn)階段對(duì)于電氣工程自動(dòng)化所涉及的儀表測控技術(shù)研發(fā)力度越來越大，在一定程度上使電氣自動(dòng)化設(shè)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(shù)在工作過程中受到了一定的障礙。分析其原因，主要是相關(guān)的工程設(shè)備和使用的技術(shù)相對(duì)較為落后，同時(shí)廣大從事研發(fā)的企業(yè)對(duì)于儀表測控技術(shù)的研究力度也有待進(jìn)一步提高，下面分別進(jìn)行分析。

2.1 儀表測控設(shè)備與技術(shù)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(jìn)步，但由于歷史遺留問題，在機(jī)械設(shè)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(duì)較低，使得高端的精密儀表設(shè)備難以滿足國內(nèi)的電氣工程相關(guān)企業(yè)的使用需求，同時(shí)在生產(chǎn)結(jié)束以后，從儀表設(shè)備投入到工程領(lǐng)域中的使用過程來看，儀表設(shè)備的穩(wěn)定性也有待進(jìn)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(jìn)儀表測控系統(tǒng)，還僅僅停留在實(shí)驗(yàn)室層面，并沒有在工業(yè)領(lǐng)域中大量的生產(chǎn)，造成研發(fā)和工業(yè)應(yīng)用脫節(jié)，產(chǎn)學(xué)研用一體化進(jìn)程推進(jìn)緩慢，這大大程度地阻礙了電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域的進(jìn)步。面對(duì)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(shù)在產(chǎn)品性能方面的不足，主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)[3]：

首先，產(chǎn)品的可靠性相對(duì)較差。這主要是由于我國的制造工藝，尤其是基礎(chǔ)制造等相關(guān)技術(shù)積累程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，例如一些密封技術(shù)和精密加工技術(shù)，以及制造過程中所涉及的焊接技術(shù)，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(luò)化方面我國處于初級(jí)階段，而國外已有相對(duì)比較成熟的測控系統(tǒng)；其次，國內(nèi)產(chǎn)品的技術(shù)儲(chǔ)備十分薄弱。國外的產(chǎn)品更新周期大概在三年左右，技術(shù)儲(chǔ)備往往提前十年，很多國外已經(jīng)出行的技術(shù)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(jié)合企業(yè)具體地完成產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化。

2.2 未充分重視儀表測控技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用

我國現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)水平和人民的生活水平越來越高，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)及相關(guān)的產(chǎn)品不僅停留在工廠中，同時(shí)也走入了人們的日常生活中，所以相應(yīng)的儀表測控技術(shù)也要配套跟上，這樣才能滿足人們的實(shí)際需求。但實(shí)際上，一些電氣工程的相關(guān)企業(yè)將自身的資金用于自動(dòng)化工程的施工和設(shè)計(jì)上，并沒有將資源投入到儀表測控技術(shù)的研發(fā)及運(yùn)用上，尤其是一些企業(yè)的儀表工程技術(shù)人員，業(yè)務(wù)能力較弱，儀表測控技術(shù)的理論薄弱、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，阻礙了儀表測控技術(shù)和電力體系的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)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(dòng)化中儀表測控技術(shù)的應(yīng)用

電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域的不斷發(fā)展推動(dòng)了儀表測控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在具體的使用過程中，分散測控體系儀表測控技術(shù)和防干擾技術(shù)的應(yīng)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(shù)的應(yīng)用

分散式測控系統(tǒng)是電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)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(gòu)成，一般情況下，該系統(tǒng)可以對(duì)不同規(guī)格的儀表在使用過程中的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測和掃描，基于該系統(tǒng)的儀表設(shè)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(jī)或電氣控制系統(tǒng)在接觸到采集到的信息以后，會(huì)進(jìn)行處理和分析，然后發(fā)出相應(yīng)的指令，指導(dǎo)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出具體的動(dòng)作，進(jìn)而全過程的管控監(jiān)測儀表設(shè)備。中央處理器在接收到數(shù)據(jù)之后會(huì)立即回復(fù)命令給儀表設(shè)備，該系統(tǒng)在命令結(jié)束之后會(huì)協(xié)調(diào)不同測控設(shè)備的運(yùn)行，有效地提高電氣工程自動(dòng)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(shù)最重要的作用就是整合不同測控系統(tǒng)統(tǒng)一到一個(gè)平臺(tái)上。

除了上述優(yōu)點(diǎn)以外，分散式測控系統(tǒng)還可以兼容不同規(guī)格的儀表設(shè)備，一旦某一個(gè)設(shè)備上的儀表在運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題，該系統(tǒng)可以結(jié)合儀表運(yùn)行過程中存儲(chǔ)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)快速定位問題的原因，后修復(fù)提高設(shè)備的維護(hù)效率，避免由于儀表設(shè)備故障原因帶來的車間停產(chǎn)給企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)損失?？梢钥闯觯趦x表測控設(shè)備中應(yīng)用分散測控系統(tǒng)可以對(duì)現(xiàn)有的儀表設(shè)備進(jìn)行智能化和自動(dòng)化改進(jìn)，同時(shí)也能較好地兼容不同種類的儀表測控用電設(shè)備，對(duì)儀表設(shè)備進(jìn)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(zhǔn)傳輸設(shè)備在運(yùn)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(cuò)誤和紊亂，保證了電氣工程自動(dòng)化的控制水平維持在較好的狀態(tài)。

分散測控系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中能夠?qū)Ω黝悆x表運(yùn)行信息進(jìn)行儲(chǔ)存，從而當(dāng)儀表出現(xiàn)問題時(shí)，及時(shí)為技術(shù)人員提供該部位的記憶參數(shù)以及信息，促進(jìn)診斷作業(yè)的順利開展?？傮w而言，儀表測控技術(shù)在分散測控系統(tǒng)中的運(yùn)用，能夠促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，并實(shí)現(xiàn)了各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳遞，避免錯(cuò)誤信息的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程更為準(zhǔn)確地控制。

3.2 儀表測控防干擾技術(shù)的運(yùn)用

在實(shí)際的使用過程中，儀表測控技術(shù)必然會(huì)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(gè)系統(tǒng)在工作過程中的表現(xiàn)。為了解決這些問題，務(wù)必在整個(gè)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(shù)主要有屏蔽技術(shù)、隔離技術(shù)和軟件技術(shù)，這幾種技術(shù)可以單一使用，也可以組合使用，這幾種技術(shù)分別具備不同的功能和特征。首先，屏蔽技術(shù)主要是采用保護(hù)介質(zhì)即一種金屬導(dǎo)體來屏蔽儀表工作過程中的各種信號(hào)接入線和其他的電子元器件可能產(chǎn)生的影響；隔離技術(shù)主要是通過兩個(gè)重點(diǎn)區(qū)域的可靠絕緣來實(shí)現(xiàn)互不干擾；軟件技術(shù)主要是通過系統(tǒng)的軟件優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)防干擾功能。通常來說，對(duì)于常用的防擾技術(shù)采用光電耦合來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)行，避免其他定位信號(hào)產(chǎn)生的干擾使儀表設(shè)備發(fā)生誤差。

4 結(jié)語

我國的電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域隨著時(shí)代的發(fā)展及社會(huì)的進(jìn)步取得了長足的進(jìn)步，為了使我國的電氣工程領(lǐng)域從粗獷型發(fā)展向精細(xì)型發(fā)展轉(zhuǎn)變必須提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在這一背景下加強(qiáng)電氣工程自動(dòng)化中的儀表測控技術(shù)的應(yīng)用研究就顯得尤為重要。文章分析了電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域中儀表測控技術(shù)所存在的問題及應(yīng)用現(xiàn)狀，并就儀表測控技術(shù)的主要結(jié)構(gòu)以及電氣工程中儀表測控技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了論述。筆者認(rèn)為，隨著相關(guān)措施的落實(shí)到位以及技術(shù)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(huì)居民的生活、生產(chǎn)需求。