電氣自動化儀表與自動化控制技術分析

穆占杰　劉慶偉　王釗

摘 要：現代電廠需要對社會中各個主體需要的電能進行供給，在供給電能的時候，需要應用具有自動運行基本特點的新型電氣儀表，在應用這種儀表的同時，還需要將自動化的控制技術來操作各類電氣儀表以及氣態的電力設備，這種操作方式比電廠的原有的設備管控方式更為優越，隨著電氣設備與電氣儀表也具備了復雜的運行體系，人工管控工作的各種缺陷也展露出來，自動控制技術可以幫助電廠工作者解決各種儀表管理困難。

關鍵詞：電氣自動化儀表；自動化控制技術；技術分析

各類電廠在當前的社會環境之中都擁有極好的發展狀態，主要是因為各個行業對于電能的需求量因行業發展需求而變得更大，而為了對電廠運行工作進行管控，工作人員會發揮出電氣儀表的作用，基于儀表的應用問題，自動化儀表被逐漸引入到電廠之中，在開展儀表管理工作時，工作人員不能在沿用原來的儀表管控方法，而是需要對自動化管控技術大加運用，以便于實現全面把控電廠運行體系的工作目的。

1 自動化控制系統主要構成

1.1 通訊模塊

通訊模塊主要是將儀表收集到的信息與資源進行存儲，并上傳到計算機網絡系統中，該模塊主要涉及的是計算機通用技術，利用TCP/IP協議與互聯網功能實現資源動物有效利用，保證資源的有效傳輸，提高息傳輸的精確性與穩定性，降低了對設備資源的使用。近年來，光纖技術更多的應用與自動化儀表的通訊模塊中，有效的降低了外界因素對通信模塊的干擾，并減少了信息傳輸過程中的誤碼率。局域網的利用對該模塊提供了基礎通信技術，保證了信息的實時傳遞，實現了資源的共享，優化了資源的傳播途徑，提高了信息傳遞的科學性與準確性。

1.2 PLC模塊

PLC控制模塊中所有電器元件都具有獨立的屏蔽系統，該系統對于每個電氣元件的選擇也特別嚴格，必須使用合格的電氣元件產品，要求電氣元件對電磁輻射有較高的屏蔽能力。在PLC控制模版的每個生產環節上也有相應的生產制度進行元件質量的控制，嚴格的控制有利于提高元件的使用性能。

PLC控制模塊具有體積小、質量輕的特點，安裝過程比較簡便，因此控制系統建立耗時短，其操作功能與模式也較為簡便。操作界面上比較人性化，顯示面板比較流暢、清晰，對下一步操作的提示與說明特別詳細。

1.3 中央模塊

中央控制系統的控制是通過微機的多種功能進行實現的，微型計算機的飛速發展使其功能與特性都得到了完善，目前的微機具有大量的通訊借接口，可以與多個設備進行連接，有效的完成所分配的任務。電氣自動化中央控制系統利用計算機精度高，速度快的特點有效的提高了資源利用效率與數據的處理效率。由于中央控制系統內置程序的自身特點，該系統能實現運行的實時監控與報警。

2 自動控制儀表技術的主要系統功能

應用了全新的電氣儀表以及控制技術之后，電廠中的工作者的工作壓力被緩解，具有自動化運轉功能的電氣儀表可以將各類電氣生產情況直觀地表現出來，而自動化控制技術在控制儀表這一個工作方面具有一些相對比較優越的使用功能：

2.1 自動保護與控制功能

自動控制系統能夠保護電氣儀表，使電氣儀表免受外部環境的損傷，現代電廠應用的電氣儀表雖然極為先進，但是其體積仍舊比較大，儀表故障問題形成后，電廠的控制系統可以在其他運行狀態良好的設備的輔助之下對供電系統加以調配，確保在儀表的故障狀態之下，管控系統仍舊可以發揮出作用。自動化儀表雖然具有諸多先進之處，但是其對應用主體的技術性水平要求極高，電廠工作人員需要將電子通信技術、計算機技術與其他自動化數據加以融合，在有表達信息功能的工作需要的時候，可以順利完成工作任務。在保護儀表與控制儀表的工作需求之下，電廠逐漸構建出了一體化的儀表控制系統。

2.2 智能性監控功能

智能監控功能是該控制系統極具獨特性的優勢之一，傳感器裝置是電廠常用的電氣儀表之一，其能夠對溫度信息進行才及，該儀表在獲取外部的溫度信息時，需要應用紅外線技術，在識別信息的基礎上還需要處理信息，確保收集信息這項工作的完整性。當傳感器運行時，設備之中的二級管會直接將紅外線發射到外部，在接受到有效信息之后，直接在單片機裝置上記錄信息。然后紅外線又比較容易受到影響，尤其是外部有介質阻攔紅外線時，單片機是無法繼續完成傳遞信息的工作任務的，在信號中斷這一情況出現后，系統能夠迅速給出預警提醒，及時沒有工作人員負責監管工作，傳感器等儀表也能順利運行。

2.3 測量功能

在對電氣儀表進行觀測時，工作人員必須要對儀表的頻率、電流以及電壓進行測定，然而工作人員無法直接了解到儀表的運轉狀態，其能夠發射出的信號也無法直接體現出其應用故障的具體情況，如果沒有其他輔助型設備或者技術，儀表故障很難被快速處理掉，而在應用自動控制儀表的技術時，可以借用電腦來對電氣儀表展開全方位地測評工作，無論是觀測電氣儀表還是操作儀表均可以借助電腦來實現。儀表的測定工作也變得更為便捷。

3 自動化控制系統的設計工作分析

3.1 主要設計理念

集中監控的方式：集中監控的過程信息量大，運行緩慢，將系統的所有處理功能都集于同種處理器之中，沒有保證系統較高的安穩性。CAN總線技術的應用為集中監控提供了技術保證，節省了材料使用，提高了網絡組態的靈活性，有效減少了發生故障的幾率。

遠程監控：遠程監控是利用無線傳感器網對電氣設備運行進行監控，消除了監控的距離障礙，實現了對監測對象的動態檢查與故障診斷，有效確保了電氣設備的安全。

3.2 工作過程

調度端系統的工作過程：當自動化電氣設備經過前置機處理后，將信息儲存下來，然后再通過中轉站將信息上傳到局域網，實現信息共享。

RTU的工作流程：通過遙測采集板、AID轉換器等設備進行遙測量，然后將信息傳送到控制單元。經過中央系統處理，完成信息與對應計算機的結合，再通過調度端進行綜合處理。

4 結束語

本文對電廠的部分工作情況進行了解析，重點解析對象是電廠中的全新自動化電氣儀表與同樣具有自動化優勢的控制技術。電廠的工作狀態關系著社會供電工作是否能夠順利完成，因此很多電廠都對內部電能生產系統進行了技術革新，引入各類新型管控技術與電氣設備，電氣儀表對于電廠的多項生產工作均存在著影響，而在與應用了全新的電氣控制技術之后，長期存在于電廠之中電氣管控問題迎刃而解，對于本文研究的電氣控制技術與電氣儀表，技術人員還能夠從智能化水平提升方法對其加以改進。

參考文獻

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