淺談電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)

【摘 要】國(guó)家經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展使得電氣工程得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，尤其是電氣設(shè)備和相應(yīng)的儀表都得到了發(fā)展。從電氣工程的運(yùn)行上來(lái)看，其自動(dòng)化的水平逐漸增強(qiáng)，不斷朝著集成化的方向發(fā)展。但是在實(shí)際的工作中，電氣設(shè)備還存在著明顯的質(zhì)量問(wèn)題，出現(xiàn)電力系統(tǒng)控制的不穩(wěn)定狀態(tài)，不僅對(duì)電氣工程的施工單位產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，同時(shí)也阻礙了電氣設(shè)備自動(dòng)化的進(jìn)步。因此，對(duì)于電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)，其控制功能需要不斷增強(qiáng)。本文就對(duì)電氣與儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，希望能夠給相關(guān)的工作人員提供借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】電氣儀表；控制系統(tǒng)；自動(dòng)化

從目前我國(guó)電氣工程的運(yùn)行中來(lái)看，電氣設(shè)備或者是相應(yīng)的儀器等都呈現(xiàn)出較為陳舊的特點(diǎn)，而且其技術(shù)水平和科技水平都需要進(jìn)一步完善，這種發(fā)展?fàn)顟B(tài)無(wú)法達(dá)到自動(dòng)化和智能化的水平。但是在科技發(fā)展迅速的今天，電氣自動(dòng)化技術(shù)也在不斷向前發(fā)展，電氣儀表的自動(dòng)化更多地體現(xiàn)出便捷性和可操作性。而且，先進(jìn)的技術(shù)和手段得到了廣泛的應(yīng)用，不僅提高了電氣儀表工作的準(zhǔn)確性，同時(shí)也提高了管理水平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電氣與儀表自動(dòng)化控制。

1.電氣儀表自動(dòng)化的控制系統(tǒng)的功能概述

1.1智能監(jiān)控

在電氣工程運(yùn)行的過(guò)程中，采用智能監(jiān)控設(shè)備可以對(duì)周邊的環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)督，通過(guò)對(duì)環(huán)境和溫度等信息的采集，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行控制。監(jiān)測(cè)工作需要通過(guò)相應(yīng)的傳感器來(lái)進(jìn)行。其中傳感器的類型有很多，煤氣傳感器、溫度傳感器是較為常見(jiàn)的。傳感器所得到的信息都是通過(guò)紅外收發(fā)模塊來(lái)感應(yīng)，其中信號(hào)源由紅外發(fā)光二極管構(gòu)成。工作原理主要是，二極管在受到不同氣候條件的刺激之后，會(huì)發(fā)出紅外光，當(dāng)接收管接收紅外光信號(hào)之后將信號(hào)信息傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中。在條件異常的情況下，單片機(jī)會(huì)出現(xiàn)中斷現(xiàn)象。此時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一種環(huán)境信號(hào)檢測(cè)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)智能控制目的。

1.2自動(dòng)控制與保護(hù)功能

系統(tǒng)要想實(shí)行自動(dòng)控制，主要通過(guò)開(kāi)關(guān)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是高壓或者是大電流的開(kāi)關(guān)提及相對(duì)較大，很容易出現(xiàn)操作的問(wèn)題。一旦設(shè)備的自動(dòng)化操作出現(xiàn)了問(wèn)題，就會(huì)影響到供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此需要安裝相應(yīng)的自動(dòng)糊裝備來(lái)進(jìn)行改善。

自動(dòng)化儀表的安裝和調(diào)試工程系統(tǒng)性較強(qiáng)，而且具有一定的難度，因此，在工作的過(guò)程中需要對(duì)儀表的質(zhì)量加強(qiáng)重視。同時(shí)要考慮到應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)電力儀表和系統(tǒng)的優(yōu)化組合。其最終的目的就是做到主動(dòng)監(jiān)控，推動(dòng)設(shè)備的自動(dòng)化。

1.3測(cè)量功能

自動(dòng)化儀器在運(yùn)行的過(guò)程中，就是為了對(duì)運(yùn)行的狀態(tài)等進(jìn)行有效掌握。通常情況下都是通過(guò)指示燈或者是印象等信號(hào)信息來(lái)進(jìn)行。另外，如果工作人員需要對(duì)設(shè)備的工作狀態(tài)和負(fù)荷量等因素進(jìn)行把握，可以對(duì)線路的參數(shù)等進(jìn)行測(cè)量。將電壓或者是電流的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。將設(shè)備和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制。

2.電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的模塊組成

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)包含的范圍相對(duì)較廣，主要包括PLC控制模塊、通信模塊、中央控制模塊等等。接下來(lái)，筆者就從這三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行具體的分析：

2.1 PLC控制模塊

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，PLC模塊的運(yùn)用是較為常見(jiàn)的，同時(shí)也是非常嚴(yán)格的。而且對(duì)于電氣元件的質(zhì)量需要進(jìn)行嚴(yán)格地控制，要保證其屏蔽系統(tǒng)的正常運(yùn)行。減少電磁輻射的影響。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)少要嚴(yán)格遵守生產(chǎn)制度。做好元器件的件檢查工作，可以增強(qiáng)產(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)科學(xué)合理的檢查制度不僅提升了元件的使用功能，同時(shí)也促進(jìn)了電氣自動(dòng)化的進(jìn)程。從PLC控制模塊自身的特點(diǎn)上看，其體積、質(zhì)量以及安裝程序等都相對(duì)較為容易。而且操作相對(duì)較為簡(jiǎn)便，產(chǎn)品的更改和升級(jí)也容易。電氣自動(dòng)化專業(yè)的初學(xué)者也可以對(duì)PLC控制模塊進(jìn)行掌握，可見(jiàn)這種控制模塊在今后的發(fā)展中更能受到人們的普遍關(guān)注。

2.2通訊模塊

通訊模塊在具體的共組過(guò)程中，就是將有效地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后通過(guò)相應(yīng)的設(shè)備和儀器將其存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)系統(tǒng)。這種通訊系統(tǒng)一般使用通信網(wǎng)絡(luò)中的通用技術(shù)，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(shè)備資源的使用，同時(shí)可以保證信息傳輸中的精確性及穩(wěn)定性，保障通信信號(hào)的實(shí)時(shí)暢通，如果通訊模塊采用光纖進(jìn)行通信，可以更好的降低傳輸中的誤碼率，降低外界因素對(duì)通信模塊的干擾。

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(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，微型的計(jì)算機(jī)具有多種功能和相應(yīng)的特點(diǎn)，具備數(shù)量眾多的接口，可以連接眾多的設(shè)備，完成系統(tǒng)所分配的各種任務(wù)。在對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí)，微型計(jì)算機(jī)具有精度高，速度快的特點(diǎn)，在使用中央控制系統(tǒng)進(jìn)行操控時(shí)，能顯著提高系統(tǒng)的運(yùn)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(duì)傳感器所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，并根據(jù)內(nèi)置的程序，找出相應(yīng)的解決方式，不間斷地對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。

3.電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想及工作過(guò)程

3.1設(shè)計(jì)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(gè)處理器進(jìn)行處理，所以處理的過(guò)程比較慢，而且信息量大，同時(shí)電氣設(shè)備在監(jiān)控的作用下，會(huì)使系統(tǒng)的可靠性降低，但是隨著CAN總線技術(shù)以及臺(tái)網(wǎng)等技術(shù)的應(yīng)用，智能電氣設(shè)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(luò)的連接下可以使整個(gè)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(yuǎn)程監(jiān)控

遠(yuǎn)程監(jiān)控主要是通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立，最主要的影響因素就是在強(qiáng)噪聲干擾信號(hào)環(huán)境下的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)，因?yàn)檎駝?dòng)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基礎(chǔ)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種具有計(jì)算機(jī)通信能力的微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自由組織形成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

3.2電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作過(guò)程

3.2.1調(diào)度端系統(tǒng)的工作過(guò)程

在計(jì)算機(jī)發(fā)送的信息被自動(dòng)化電氣設(shè)備系統(tǒng)接收后，通過(guò)前置機(jī)的處理，儲(chǔ)存到相應(yīng)的儲(chǔ)存設(shè)備中，將信息完整地保存下來(lái)，然后服務(wù)器將相關(guān)的信息傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的工作站當(dāng)中，最后經(jīng)過(guò)WEP服務(wù)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(guò)控制遠(yuǎn)程的遙測(cè)采集板，AID轉(zhuǎn)換器等設(shè)備，對(duì)變電所的遙測(cè)量進(jìn)行采集，通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)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(guān)的功能計(jì)算機(jī)，最后將處理其發(fā)送到調(diào)度端，進(jìn)行綜合處理。

4.總結(jié)

綜上所述，雖然電氣儀表自動(dòng)化系統(tǒng)在近些年取得了很大的發(fā)展，應(yīng)用這一系統(tǒng)，可以在一定程度上提高生產(chǎn)效率，但因?yàn)檫@一系統(tǒng)尚不成熟，在實(shí)際的應(yīng)用中還存在著一些問(wèn)題，解決這些問(wèn)題，其是如何在控制系統(tǒng)上加強(qiáng)自我診斷能力，具有自我維護(hù)的功能，提高運(yùn)行的穩(wěn)定性，需要在以后研究中的重點(diǎn)解決。

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