遠動控制技術在自動化控制中的應用

侯迎春

（北新集團建材股份有限公司，北京 100096）

為了有效提高自動化控制系統的運行效率，可以將遠動控制技術應用在自動化系統中，能夠實現對自動化控制系統的實時監視與控制，采集系統運行過程中產生的數據，通過對這些數據進行分析來判斷系統的運行狀態，并對系統進行相應地調整。因此，我們有必要對遠動控制技術在自動化控制中的應用進行分析。

1 概念與工作原理

1.1 遠動控制技術的概念

遠動控制技術能夠實現對自動化控制系統的監視與控制。通過對自動化控制系統的調度，可以采集到運行終端的數據與參數，再根據這些數據來分析自動化控制系統的實際運行狀態，通過準確地判斷，向運行終端發出相應指令，對系統進行有效地調整與控制。所以，遠動控制技術在自動化控制系統中發揮著信息樞紐的作用，并以此為基礎，進行良好地調節與溝通。遠動控制技術的實現主要由集中監視模塊與集中控制模塊來完成，其中集中監視模塊的主要功能是對自動化控制系統進行監視，通過監視獲得系統的運行狀態，對故障進行及時處理，有效提高系統運行的穩定性；集中控制模塊的主要功能則是通過人機交互的方式對自動化控制系統進行遙控，提高系統的智能化程度。

1.2 遠動控制技術的工作原理

遠動控制技術的主要功能包括對自動化控制系統進行遠程控制、測量以及調節。通過遠動控制技術，能夠實現對自動化控制系統的遙測、遙信、遙控以及遙調。遙測與遙信就是對系統運行參數等數據進行采集，并將這些數據傳輸到調度中心，為系統控制提供重要的決策依據。而遙控與遙調則是調度中心向自動化控制系統發出相關指令，修改相關設備的運行參數。遠動控制技術在自動化控制中的功能主要是通過應用信道編碼技術、數據采集技術以及通信傳輸技術來實現。

2 遠動控制系統的功能設計

遠動控制系統的功能主要包括遙測、遙信、遙控以及遙調，只有實現這些功能，才能實現對自動化控制系統的遠動控制。

2.1 遙測與遙信功能的設計

遙測功能就是應用通信技術對變量的測量值進行傳輸，也叫做遠程測量。而遙信功能則是應用通信技術進行設備運行狀態的監視，也叫做遠程信號。以上2個功能是自動化控制系統中遠動控制技術的關鍵功能，均在系統中發揮遠程測量與監視作用，有利于及時掌握自動化設備的運行狀態，為遠動控制提供必要的技術數據，并為自動化控制提供有利條件。

2.2 遙控與遙調功能的設計

遙控功能就是應用通信技術向自動化設備發出改變運行狀態的指令，也叫做遠程命令。在調度中心對自動化設備的運行狀態進行遙測與遙信后，如果需要對運行狀態進行調整，就會向設備發出遙控指令，設備在接收到指令后立即更改相關參數，保證設備正常運行。而遙調功能則能夠對自動化設備進行直接抑制，例如合閘、分閘等操作。

2.3 診斷與維護功能的設計

在自動化控制系統中，遠動控制技術能夠在設備運行故障的維修與維護工作中發揮關鍵作用。在自動化設備出現故障時，調度中心可通過遙測與遙信的方式對故障進行檢測，根據故障信息做出相應的判斷，并將這些信息傳送回調度中心，調度中心在收到信息后進行故障定位，并對故障區域進行隔離，通過遙控命令關閉故障設備。

3 遠動控制技術在自動化控制中的應用

3.1 數據采集技術在自動化控制中的應用

在遠動控制技術中，數據采集技術主要通過變送器技術與a/d轉換技術來實現。在實際的應用中，主要采用5v以下的TLT電平信號，但是，自動化控制系統中的設備運行需要更高的電壓與功率。所以，必須通過變送器技術對設備參數進行轉換，對數據在遠程控制設備間進行及時地分析與處理，也就是將設備的電壓與電流轉換為有效的TLT電平信號。同時，還要應用a/d轉換技術將模擬信號轉換為數字信號，以便對遙信信號進行編碼與采集。在對遙信量進行傳輸的過程中，可以使用光電隔離設備進行采集，需要在遙信數據中加入二進制編碼，并應用多路數字開關，確保接口電路能夠接收到相關的數據信息。自動化控制系統在接受到電壓與電流信號后，需要進行濾波放大，去除其中的高次諧波，以取得數據信號，保證其與信號源同步，同樣與信號采集同步，最后，應用a/d轉換技術將這些模擬信號轉換為數字信號，實現數據的采集。通過遙信功能采集到的信號中包含著不同設備的運行狀態，例如，斷路器或隔離刀閘的位置、電流模擬量、開關狀態、節點電壓以及繼電保護狀態等。在通過遙信采集數據信息的過程中，與交流采樣相比，直流采樣的穩定性較差、具有更高的誤差，并且采樣耗費的時間更長，所以，一般情況下采用交流采樣的方式進行遙測數據的采集。

3.2 通信傳輸技術在自動化控制中的應用

在目前的通信傳輸技術中，主要包括調制與解調2種關鍵技術。在自動化控制系統中，通信傳輸主要通過線纜的方式來完成，并采用微波、光纜、衛星以及載波等方式進行輔助。控制中心需要對信息進行統籌化技術處理，采用的處理方式一般為通過通信資源建立專用通信網絡。傳輸過程中，使用的載波信號為經過信號發射端編碼后產生的基帶信號，而另一種信號則是線路中的高頻諧波信號，可以將載波信號轉換為模擬信號，在形成模擬信號后，通過電壓與電流等方式進行傳輸，在信號傳輸到接收端后，需要通過解調技術對模擬信號進行還原，轉換為數字信號。從自動化控制方面來看，就是通過調制與解調技術來吸納數據通信。在目前的發展過程中，光纖傳輸技術的可靠性不斷提高，相關設備的價格也在不斷降低，更多的光線傳輸網絡建立起來，這種通信傳輸網絡在未來將成為自動控制系統通信傳輸的關鍵環節。

3.3 信道編碼技術在自動化控制中的應用

在信息傳輸過程中，通信信道是主要的傳輸載體，遠動控制的相關信息需要通過通信信道傳輸到控制中心，再進行分析與處理。在傳輸過程中，必須做好信道的編碼與譯碼，有效提高信號的抗干擾能力。信號的編碼與譯碼操作就是對數據信息進行編寫、翻譯以及傳輸，充分利用信道編碼技術能夠保證通過遙信采集到的數據不會受到干擾。自動化控制系統中在進行編碼與譯碼時需要采用線性分組碼，有利于提高信號的抗干擾性，并且需要根據信息進行及時的技術控制，防止出現誤差。在對信號進行檢驗時，常用的檢驗方式主要有循環檢錯法、檢錯重發法以及反饋重發法等，線性分組碼一般采用循環檢錯法，能夠去除全零碼，在發生移動的情況下，循環碼字碼元始終為一個碼字。

4 自動化控制系統的發展前景

4.1 積極應用神經網絡控制技術

神經網絡具有非線性特點以及并行處理能力，并且具有組織自學習的能力，因此受到了人們的廣泛關注。神經網絡主要由大量的簡單神經元連接在一起而形成，其連接權值上包含了大量的信息，并按照一定的學習算法對權值進行調節，使神經網絡從m維空間到n維空間呈復雜的非線性映射。

目前，對神經網絡的研究主要包括對神經網絡模型的研究，網絡結構的研究以及神經網絡的硬件實現等。

4.2 合理應用模糊邏輯控制技術

模糊控制方法能夠使控制更加容易，實踐證明其具有較大的優越性。模糊控制理論可以廣泛應用在各類電器中，包括電風扇、電熱爐等。其中電熱爐通常利用恒溫器來區分溫度檔位，為使用者提供不同的選擇。實現模糊控制的方法十分簡單，只需要輸入溫度與溫度變化2個語言變量，而每個語言的論域用5組語言變量互相跨接來描述。

4.3 大力發展專家系統控制技術

在自動化控制系統中，專家系統控制技術具有廣泛的應用空間，能夠識別自動化控制系統的警告狀態或緊急狀態，并對其進行緊急處理，使系統恢復正常運行，同時可以實現電壓無功控制，故障點隔離，靜態與動態安全分析以及先進的人機接口等。但是，專家系統控制仍然存在一定的局限性，例如不能對專家的創造性進行模仿。

5 結語

總之，在目前的自動化控制系統中，遠動控制技術的應用范圍較廣，能夠實現遙測、遙信、遙控、遙調等操作，能夠有效提高自動化控制系統的安全性與穩定性。隨著計算機技術與網絡通信技術的不斷發展，自動化控制系統的綜合化水平會不斷提高，在生產過程中發揮更加重要的作用。

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