郝斌山

浙江華業(yè)電力工程股份有限公司 浙江 寧波 315800

1 概述電氣儀表自動化控制

1.1 電氣自動化儀器儀表概念

自動化儀器儀表主要就是在各類生產(chǎn)活動中，依照預(yù)先設(shè)定好的程序及流程，借助自動化控制技術(shù)控制生產(chǎn)工藝、顯示生產(chǎn)進(jìn)度，確保生產(chǎn)工作能夠有序開展的儀表設(shè)施。

通過使用電氣自動化儀器儀表，能夠?qū)ιa(chǎn)企業(yè)各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)及信息進(jìn)行全面監(jiān)管，從根本上提高工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)階段自動化控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，在進(jìn)一步提升各類生產(chǎn)資源利用率的同時，還可延長電氣設(shè)備全壽命運(yùn)行周期，為企業(yè)帶來更大經(jīng)濟(jì)價值。

1.2 電氣自動化儀器儀表種類

隨著社會經(jīng)濟(jì)與科技技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，電氣自動化儀表種類增多，實(shí)際應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，結(jié)合電氣儀表電氣自動化技術(shù)運(yùn)行功能，可以將其劃分為不同種類。

從測量參數(shù)角度分析，電氣自動化儀表可分為溫度測量儀表、壓力測量儀表、流量測量儀表及位置測量儀表等；

從實(shí)現(xiàn)共同角度分析，電氣自動化儀表可分為質(zhì)性類儀表、調(diào)節(jié)類儀表、計算類儀表、顯示類儀表[1]。其中，顯示類儀表能夠集中顯示各類數(shù)據(jù)及圖像，確保實(shí)際生產(chǎn)活動中的各類信息數(shù)據(jù)能夠被更好的應(yīng)用在生產(chǎn)管理工作中。顯示儀表還可以加強(qiáng)其他電氣設(shè)備監(jiān)管效果，如電氣設(shè)備出現(xiàn)故障問題，顯示類儀表可接觸亮光或鳴笛等方式及時預(yù)警，避免故障問題進(jìn)一步演變成重大安全事故，對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營建設(shè)期間的綜合效益造成不利影響。

1.3 電氣自動化儀器儀表運(yùn)行原理

現(xiàn)階段電氣儀表與電氣儀表自動化控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，主要涉及收集、處理及應(yīng)用信息全過程，所收集的信息主要為企業(yè)或?qū)嶋H生產(chǎn)期間的具體情況，更為直觀的展現(xiàn)出生產(chǎn)過程中存在的各類問題。信息系統(tǒng)在現(xiàn)階段電氣自動化儀器儀表中發(fā)揮出的作用更為顯著。借助信息系統(tǒng)，可以有效判斷、控制企業(yè)各個生產(chǎn)流程。信息技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在滿足企業(yè)生產(chǎn)需要、設(shè)備過程中的目標(biāo)等方面，通過集中實(shí)施數(shù)據(jù)采集及處理，從根本上提升各類數(shù)據(jù)資源利用率，對加強(qiáng)電氣自動化儀器儀表運(yùn)行效果意義重大。

1.4 電氣自動化儀器儀表運(yùn)行特征

現(xiàn)有電氣自動化儀器儀表在運(yùn)行期間的特征主要體現(xiàn)在信息存儲永久性、數(shù)據(jù)處理高效性兩方面。在電氣自動化儀表運(yùn)行時，運(yùn)行期間的數(shù)據(jù)將長久保留在系統(tǒng)內(nèi)。普通儀器儀表運(yùn)行環(huán)節(jié)極容易受到環(huán)境因素影響，在設(shè)備自檢、校準(zhǔn)等方面容易出現(xiàn)較多漏洞[2]。而配合使用以先進(jìn)微處理技術(shù)為主的儀器儀表，能夠進(jìn)一步提升設(shè)備檢驗(yàn)全面性及精準(zhǔn)度，借助數(shù)據(jù)優(yōu)化、檢索與編程等功能，從根本上提高數(shù)據(jù)處理效率，保障各類生產(chǎn)環(huán)節(jié)的可控性。

2 自動化控制技術(shù)在電氣儀表中的應(yīng)用重要作用

2.1 提升各資源利用率

2.2 增強(qiáng)生產(chǎn)效率

通過自動化控制技術(shù)大面積應(yīng)用在電氣儀表中，還可以從根本上提高工業(yè)生產(chǎn)效率，確保生產(chǎn)內(nèi)部設(shè)備運(yùn)行故障問題能夠得到及時發(fā)現(xiàn)與解決。同時，運(yùn)用自動化管控技術(shù)，還可以將各類儀表設(shè)備運(yùn)行技術(shù)參數(shù)輸送到計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部，運(yùn)用自動化管控設(shè)備，對工業(yè)生產(chǎn)全過程進(jìn)行結(jié)果。由于工作人員可以直接利用計算機(jī)設(shè)備輸送指令，節(jié)省了較多不必要工作銜接，使工業(yè)生產(chǎn)工作效率能夠得到根本上提升。

2.3 提升系統(tǒng)可操作性能

在生產(chǎn)運(yùn)行期間配合使用先進(jìn)的自動化控制還能夠從根本上提高系統(tǒng)的可操作性能。具體而言，自動化控制技術(shù)的邏輯性較強(qiáng)，操作較為便捷。借助自動化控制技術(shù)可以模擬電氣儀表中的數(shù)據(jù)信號，診斷系統(tǒng)運(yùn)行期間的錯誤信息，最大限度降低電氣儀表自動化控制系統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)行失誤問題發(fā)生幾率。在自動化控制技術(shù)應(yīng)用期間，輸入指令就可以使電氣儀表自動化控制系統(tǒng)系統(tǒng)按照既有程序完成自動操作，切實(shí)保障了電氣儀表自動化控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用效果，為實(shí)現(xiàn)工業(yè)高質(zhì)高效生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)。

通過設(shè)立生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，能夠?qū)⑾到y(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)工程重大事項(xiàng)決策制定依據(jù)，綜合評估生產(chǎn)工程階段性成本效益，保障生產(chǎn)環(huán)節(jié)科學(xué)高效開展。

3 電氣儀表自動化控制關(guān)鍵技術(shù)種類

3.1 自動化監(jiān)控技術(shù)

智能化監(jiān)控是電氣儀表自動化重要功能，在實(shí)際應(yīng)用期間需要借助智能監(jiān)控設(shè)備，對電氣儀表運(yùn)行環(huán)境展開實(shí)時監(jiān)測與記錄，并將此些記錄信息進(jìn)行匯總。信息監(jiān)測與輸送應(yīng)當(dāng)由紅外傳感器實(shí)現(xiàn)。在電氣儀表具體運(yùn)行過程中，借助發(fā)射管道向外部傳送紅外線信號，信號被接收管道接收后會傳輸給單片機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)電氣儀表自動化目標(biāo)。

現(xiàn)階段電氣自動化控制技術(shù)誕生出了遠(yuǎn)程控制技術(shù)、集成控制技術(shù)、現(xiàn)場總線控制技術(shù)三種方式。其中，遠(yuǎn)程控制技術(shù)是現(xiàn)階段電氣儀表檢測測控中的重要組成部分，可幫助工作人員遠(yuǎn)程監(jiān)控儀表系統(tǒng)，主要被應(yīng)用在遠(yuǎn)距離通信環(huán)節(jié)。

3.2 數(shù)據(jù)整合及測量技術(shù)

為確保電氣儀表能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)高效運(yùn)行目標(biāo)，還是要加強(qiáng)監(jiān)控數(shù)據(jù)車輛管控力度，分析設(shè)備在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中的具體情況，掌握設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，在企業(yè)工作中使用儀器儀表，可為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營建設(shè)提供自動一體化控制服務(wù)，極大限度縮短信息傳輸時間。

4 電氣儀表自動化控制技術(shù)應(yīng)用方向

4.1 在設(shè)備狀態(tài)管控中的應(yīng)用

通過在電氣儀表中安裝自動化系統(tǒng)，可以對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全程化管控。如發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)存在異常狀態(tài)，管控系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)分析結(jié)果直接反饋給監(jiān)控系統(tǒng)中，確保電氣儀表生產(chǎn)內(nèi)部運(yùn)行正常區(qū)域能夠與故障設(shè)備快速分割，保障電氣儀表生產(chǎn)能夠始終處于正常高效的運(yùn)行狀態(tài)。

研發(fā)并應(yīng)用生產(chǎn)模擬仿真軟件、GPS技術(shù)、可編程邏輯控制系統(tǒng)，對生產(chǎn)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況展開全面監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)存在于設(shè)備運(yùn)行過程中的泄露風(fēng)險問題，并由此對出現(xiàn)故障問題的設(shè)備展開專項(xiàng)運(yùn)維本。

百里香瞟了眼俗不可耐、丑陋無比的川矢，心想，你們這些日本鬼子侵我中華，殺我同胞，奸淫搶掠，禽獸不如，也配拜我為師？他冷冷一笑，說：“我一個做香腸的，不懂什么文化，也不想當(dāng)什么大師！要吃香腸明天來，我要打烊收攤子了！”

4.2 在設(shè)備參數(shù)調(diào)整中的應(yīng)用

配合使用功能完善的自動化化管控計算機(jī)設(shè)備，能夠?qū)﹄姎鈨x表生產(chǎn)內(nèi)部及外部運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行全面收集，以便能夠切實(shí)反饋出電氣儀表生產(chǎn)內(nèi)部各機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，對機(jī)組內(nèi)部數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步控制。結(jié)合電氣儀表生產(chǎn)實(shí)際要求，設(shè)置自動化設(shè)備的開啟關(guān)閉環(huán)節(jié)。確保電氣儀表生產(chǎn)設(shè)施能夠依據(jù)設(shè)計好的技術(shù)參數(shù)，及時調(diào)節(jié)頻率與電壓。

自動化技術(shù)也進(jìn)一步增強(qiáng)了電氣儀表電氣自動化中的程序化水平，借助自動化化系統(tǒng)將電氣儀表生產(chǎn)流程、實(shí)際操作方式及自動化技術(shù)等內(nèi)容輸入到電氣自動化計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，切實(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)及設(shè)備流程管控水平，使電氣儀表設(shè)備始終處于長效平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)。

5 電氣儀表自動化控制技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

5.1 數(shù)據(jù)傳輸與采集

在電氣儀表自動化控制實(shí)施過程中，生產(chǎn)期間的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)值也可作為電氣儀表管控重要依據(jù)，因此為從根本上提升電氣儀表監(jiān)管力度，還是要做好數(shù)據(jù)采集與傳輸工作，因光纖信號傳輸穩(wěn)定性更為顯著、傳輸效率高，將光纖作為傳統(tǒng)傳輸介質(zhì)的代替已然成為電氣儀表自動化重要發(fā)展趨勢。光纖可從根本上提高電氣儀表電氣自動化設(shè)備的智能化水平，使電氣儀表生產(chǎn)期間的數(shù)據(jù)利用率進(jìn)一步增長。為保障數(shù)據(jù)傳輸效果，加強(qiáng)自動化設(shè)備運(yùn)營水平還需要借助高級智能終端及間隔層開展數(shù)據(jù)采集工作，著重關(guān)注程序接口標(biāo)準(zhǔn)化及軟硬件產(chǎn)品中的數(shù)據(jù)交換，確保電氣儀表自動化生產(chǎn)期間的數(shù)據(jù)傳輸水平穩(wěn)定提升。

5.2 開關(guān)邏輯控制

將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用在電氣儀表改造過程中，需要首先注重開關(guān)邏輯控制的改造工作。配合使用可編程邏輯控制裝置，對電氣儀表內(nèi)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行技術(shù)參數(shù)進(jìn)行專項(xiàng)管控。著重關(guān)注發(fā)電機(jī)機(jī)組、電磁控制裝置的自動化改造，通過優(yōu)化自動監(jiān)管系統(tǒng)功能，使設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)能夠被直觀展現(xiàn)出來，將存在于系統(tǒng)運(yùn)行過程中的各類風(fēng)險問題控制在源頭。

5.3 通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系

為確保經(jīng)過自動化改造后的電氣儀表能夠?qū)崿F(xiàn)高效可靠運(yùn)行目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)建立起具備較高適用性的通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。要求工作人員對電氣自動化設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)管，使存在于電氣設(shè)備中的故障問題能夠被及時發(fā)現(xiàn)和解決。在建立通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系期間，還需要配合辦公自動化改造工作，增強(qiáng)工作人員工作效率，提升并網(wǎng)光伏發(fā)電站生產(chǎn)經(jīng)營全過程的管控水平及信息數(shù)據(jù)利用率。

6 電氣儀表自動化控制系統(tǒng)設(shè)計

6.1 電氣儀表自動化控制數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫是電氣儀表自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分，數(shù)據(jù)庫運(yùn)行水平可直接影響到系統(tǒng)運(yùn)行效果?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)庫主要采用 SQL，實(shí)際查詢效果良好，反應(yīng)速度較快。數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計需要遵照儀器儀表運(yùn)程具體要求，確保數(shù)據(jù)庫能夠全面覆蓋監(jiān)測分項(xiàng)。要求數(shù)據(jù)庫內(nèi)各表應(yīng)采用字段連接手段，存儲各類監(jiān)測方式下的監(jiān)測數(shù)據(jù)。滿足工程信息、用戶客戶、系統(tǒng)設(shè)置、預(yù)警值設(shè)置等要求。

數(shù)據(jù)入庫功能實(shí)現(xiàn)時，可使用C語言編寫識別文本文件程序，將各類文件格式添加到數(shù)據(jù)庫內(nèi)，要求數(shù)據(jù)格式應(yīng)當(dāng)保持統(tǒng)一；數(shù)據(jù)編輯期間需要創(chuàng)建出適宜的數(shù)據(jù)集，將數(shù)據(jù)庫連接返回數(shù)據(jù)集，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的添加、更改、更新功能；數(shù)據(jù)分析工作需要配合使用圖形圖像技術(shù)手段以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)算法，如遞歸算法、頂點(diǎn)連接順序算法，設(shè)置系統(tǒng)監(jiān)測值與變化值。如發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過預(yù)警之后，應(yīng)當(dāng)及時向工作人員發(fā)出預(yù)警。

6.2 電氣儀表自動化控制人機(jī)聯(lián)動

為充分發(fā)揮出自動化控制技術(shù)在電氣儀表生產(chǎn)運(yùn)行期間的積極作用，還需要將當(dāng)前研究重點(diǎn)放置在研發(fā)人機(jī)互動裝置中。要求相關(guān)工作人員能夠通過操作計算機(jī)系統(tǒng)，對實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場內(nèi)部設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行全程監(jiān)控、調(diào)節(jié)。依照具體數(shù)值對設(shè)備進(jìn)行全面更改，切實(shí)提升電氣儀表自動化控制系統(tǒng)中的人機(jī)互動水平。在人機(jī)聯(lián)動過程中，對顯示器進(jìn)行全面升級，確保計算機(jī)系統(tǒng)能夠全面反映出生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行效果電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行管理期間還涉及到各類圖紙，如機(jī)械系統(tǒng)圖、電氣主接線圖、機(jī)組實(shí)時狀態(tài)參數(shù)模擬圖等，因此在實(shí)際完善自動化設(shè)備人機(jī)互動功能過程中，還需要結(jié)合此前圖紙具體內(nèi)容，從根本上提升生產(chǎn)管控效果。

6.3 繼電保護(hù)與DCS控制系統(tǒng)設(shè)計

在電氣儀表自動化控制保護(hù)系統(tǒng)設(shè)置工作中，工作人員可以參照零件結(jié)構(gòu)創(chuàng)建獨(dú)立圖紙。信息系統(tǒng)也可以在設(shè)計編輯過程中將選定部分插入圖紙內(nèi)，然后將各線條連接在一起。在機(jī)電保護(hù)設(shè)計工作完成后，可借助雙向鏈表改進(jìn)設(shè)計圖紙，并將更新組件內(nèi)的存儲信息輸入到信息系統(tǒng)中。

DCS控制系統(tǒng)是分布式控制系統(tǒng)，主要由工作站、穩(wěn)健站以及數(shù)據(jù)中心組成。輸入及輸出點(diǎn)主要包括生產(chǎn)線、發(fā)電機(jī)組、低壓電氣系統(tǒng)以及公共系統(tǒng)，確保整個生產(chǎn)流程均能夠得到全程監(jiān)管。DCS控制系統(tǒng)內(nèi)部包括多個控制點(diǎn)，采用一對多形式，生成雙向傳輸信號模式。以發(fā)電廠電氣自動化控制系統(tǒng)為例，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)借助通訊服務(wù)器，與分布式電氣自動控制系統(tǒng)在站控層進(jìn)行對接與運(yùn)算，從而使設(shè)備能夠得到全面監(jiān)管。

7 電氣儀表自動化控制技術(shù)發(fā)展趨勢

7.1 虛擬化發(fā)展趨勢

電氣儀表自動化控制系統(tǒng)對保障各領(lǐng)域生產(chǎn)經(jīng)營建設(shè)其間的安全可靠運(yùn)行的意義重大?，F(xiàn)階段實(shí)際生產(chǎn)其間的軟硬件設(shè)備面臨的運(yùn)行環(huán)境更為復(fù)雜，電氣儀表自動化控制系統(tǒng)運(yùn)行功能需要始終處于持續(xù)不斷的優(yōu)化狀態(tài)，對設(shè)備使用情況進(jìn)行全面監(jiān)管。

由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)設(shè)備會在長期使用過程中出現(xiàn)老化或損壞情況，僅采用單一的監(jiān)督管理方式無法切實(shí)保障電力設(shè)備監(jiān)管效果，還需要借助虛擬技術(shù)，優(yōu)化電氣儀表自動化控制系統(tǒng)功能，擴(kuò)大電力監(jiān)管規(guī)模，使電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)始終處于全面管控范圍之內(nèi)。

電氣儀表自動化控制系統(tǒng)是一種圖形化業(yè)務(wù)系統(tǒng)，內(nèi)部服務(wù)器應(yīng)當(dāng)進(jìn)行統(tǒng)一的虛擬化建設(shè)，以從根本上增強(qiáng)系統(tǒng)整體監(jiān)管水平。具體而言，在電氣儀表自動化控制系統(tǒng)中使用一臺物理機(jī)對多臺虛擬機(jī)進(jìn)行虛擬利用。配合使用域服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)頁服務(wù)器，單獨(dú)管控電力系統(tǒng)涉及到的各硬件設(shè)備，避免設(shè)備運(yùn)行壓力持續(xù)增高。

7.2 智能化發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段人工智能技術(shù)日漸成熟，電氣儀表自動化控制系統(tǒng)也逐步趨向于正規(guī)化發(fā)展。通過在自動化控制系統(tǒng)內(nèi)使用功能完善的微處理裝置以及數(shù)字化操作技術(shù)手段，對實(shí)現(xiàn)多元信號智能化傳送，提高電氣儀表自動化、智能化控制效果具有重要意義。

8 總結(jié)

總而言之，在電氣儀表自動化控制技術(shù)應(yīng)用過程中，為使自動化控制工作能夠平穩(wěn)有序進(jìn)行，還需要構(gòu)建起與電氣儀表自動化技術(shù)應(yīng)用要求相符合的管控體系。依照電氣儀表運(yùn)行特征與要求，優(yōu)化電氣儀表管控全過程，提升設(shè)備運(yùn)維期間的各項(xiàng)資源利用水平。同時，為充分發(fā)揮出電氣自動化技術(shù)的積極作用，管理部門還應(yīng)當(dāng)做好人員培訓(xùn)工作，針對電氣儀表自動化改造期間涉及到的新理念與新技術(shù)，定期開展技能培訓(xùn)活動，推動電氣儀表自動化控制技術(shù)高效穩(wěn)定發(fā)展。