對電氣與儀表設(shè)備系統(tǒng)控制的探討核心思路分析

王沖

摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，科技水平較之前相比有了很大的提高，相應(yīng)的極大的提升了電氣設(shè)備的自動化水平，高度集成化方向越發(fā)明顯。然而，現(xiàn)階段所使用的電氣設(shè)備中不可避免的會出現(xiàn)的各種問題，這必然會對企業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生嚴重的阻礙，如控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定與老化等。為此，強化研究電氣與儀表設(shè)備系統(tǒng)控制迫在眉睫。

關(guān)鍵詞：電氣與儀表設(shè)備;系統(tǒng)控制;核心思路

引言

目前，部分企業(yè)的電氣儀表設(shè)備系統(tǒng)都相對落伍，技術(shù)較為單一，科技化程度低，控制技術(shù)也無法與國際領(lǐng)先水平相比，智能化系統(tǒng)控制更是無法想象。由于科技的高速推進，電氣自動化技術(shù)同樣走上了創(chuàng)新的快車道，計算機智能化技術(shù)的革新，也加速了電氣自動化技術(shù)的更好發(fā)展，當可監(jiān)控的PLC（即可編程邏輯控制器）取代電氣系統(tǒng)之后，自動化控制也開始向集成化與智能化方向發(fā)展，并在應(yīng)用領(lǐng)域不斷推廣與創(chuàng)新。引進與推廣先進技術(shù)，不僅使操作更為便捷，還促使儀表的精細化管理水平上了一個臺階。

1電氣與儀表自動化控制系統(tǒng)的功能概述

①智能監(jiān)控，電氣自動化控制系統(tǒng)可以對周邊的生產(chǎn)生活環(huán)境進行監(jiān)測，采集環(huán)境信息。監(jiān)測一般通過相應(yīng)的傳感器來進行，傳感器的類型主要有煤器傳感器，溫度傳感器，煙霧傳感器等多種類型，傳感器得到的信息通過由紅外收發(fā)模塊（主要由信號源及紅外收發(fā)裝置結(jié)合組成）進行傳輸，這種收發(fā)系統(tǒng)的信號源一般由紅外線發(fā)光二極管構(gòu)成，其接收裝置常用的是光敏三極管。在工作情況下，紅外發(fā)射管會不斷的發(fā)出紅外光，然后紅外接收管接收到這些光線之后，將所得信號輸出到單片機上。哪有紅外線發(fā)射被警戒線遮擋時，紅外線接收管，不給單片機輸出信號，此時單片機會產(chǎn)生中斷，發(fā)出報警信號到相應(yīng)基站。通過這樣的一種方式，可以在無人的情況下對所處環(huán)境進行監(jiān)測，實現(xiàn)智能控制。②自動控制與保護功能，高壓和大電流開關(guān)設(shè)備的體積很大，主要的功能是對系統(tǒng)進行控制進而實現(xiàn)分、合閘。當設(shè)備在運行的過程中出現(xiàn)了問題，只有安裝一套完整的自動化操作設(shè)備，才能夠?qū)╇娤到y(tǒng)進行調(diào)控。眾所周知，自動化儀表工程是一項涉及面極廣、質(zhì)量要求極高的綜合性工程。具體就是指利用先進的計算機自動化技術(shù)、信息信號處理技術(shù)、現(xiàn)代電子通信技術(shù)，將包括測量儀、信號系統(tǒng)、繼電保護、自動裝置等在內(nèi)的儀表設(shè)備經(jīng)過功能的優(yōu)化組合，以實現(xiàn)對主動監(jiān)控、自動測量、自動控制、微機保護和調(diào)度通信等綜合性的自動化控制。

2對電氣與儀表設(shè)備系統(tǒng)控制的探討

2.1保護和自動控制功能

在電氣設(shè)備的工作中，由于高壓以及大電流的開關(guān)體積較為巨大，它較好地承擔了控制系統(tǒng)的分閘以及合閘的任務(wù)，如果在運行中，一旦某些電氣設(shè)備出現(xiàn)故障，那么需要一整套科學的自動化服務(wù)加以控制，從而有效地調(diào)控供電系統(tǒng)，達到避免事故發(fā)生的目的，此外由于儀表的自動化系統(tǒng)中，涉及領(lǐng)域十分廣泛，不僅質(zhì)量要求比較高，而且在綜合性的工程出現(xiàn)了工作系統(tǒng)較為復雜的情況，因此需要通過一定的方式處理電氣中的各項功能，根據(jù)當前先進的自動化技術(shù)，如信號處理、電子通信等技術(shù)，可以將信號系統(tǒng)、測量儀器、自動裝置以及繼電保護進行整合，提高對電氣儀表的監(jiān)測、控制能力。

2.2測量的功能

在電氣的設(shè)備中，有許多不同的指示燈、信號燈，這些信息在設(shè)備運行中，如果是正常運行的情況，那么它們就不會發(fā)出警報信息，工作人員需要對設(shè)備工作的狀態(tài)進行有效探析，就需要通過與此相關(guān)的儀表進行參數(shù)的測量，這其中所涉及到的三項構(gòu)成設(shè)備有：電流、頻率以及電壓，它們能夠發(fā)揮出主要的作用，從而使得操作中的組件能夠和儀表的設(shè)備之間進行有效地銜接，從而為人工操作提供了更為便利的方式，為自動化控制奠定基礎(chǔ)。

2.3通訊模塊

在石油電氣控制系統(tǒng)中，通訊模塊主要的功能是對數(shù)據(jù)的采集，然后將這些有效的數(shù)據(jù)存入對應(yīng)的存儲器中，再經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將其傳至上位機的系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)通訊就是其中十分通用的一項技術(shù)，正如廣泛應(yīng)用中的IP 協(xié)議，它能夠有效地連接互聯(lián)網(wǎng)以及局域網(wǎng)，從而降低了對設(shè)備資源的依賴性，同時，這可以充分地保障相關(guān)信息傳輸?shù)木_性以及穩(wěn)定性，通訊模塊中所使用的光纖在信息傳輸?shù)闹幸装l(fā)生錯誤，或者是在外界影響與干擾下而降低信息接收的精確度，而使用局域網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)的信息基礎(chǔ)作為通信的模塊，可以有效地提升信息傳遞的效率? ，同時還可以通過在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，實現(xiàn)信息共享的目標，進而優(yōu)化石油電氣信息的傳遞途徑。

2.4 PLC功能

電氣儀表設(shè)備通常屬于氣體絕緣的全封閉組合電器類型，簡稱GIS。在GIS保持運行的過程中，PLC監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)IS的運行程序進行優(yōu)化，分析GIS運行的各項數(shù)據(jù)，提高其運行效率，避免運行過程中可能出現(xiàn)的各項風險。PLC監(jiān)控系統(tǒng)的控制中樞又被稱為PLCCPU，具有自我判斷的功能，能夠在子系統(tǒng)發(fā)生故障時及時發(fā)現(xiàn)，向技術(shù)人員發(fā)出提示。PLC監(jiān)控系統(tǒng)能夠大大減少控制系統(tǒng)硬接點和故障點的數(shù)量，提高了控制系統(tǒng)的運行效率和運行性價比，降低了系統(tǒng)的維修成本。PLC監(jiān)控系統(tǒng)的主站通過控制器模塊接入到工廠的內(nèi)網(wǎng)當中，借助工廠內(nèi)網(wǎng)的總線接受信息和傳遞信息。而調(diào)度中心的接口和控制程序又能夠與以太網(wǎng)進行連接，在接口與總控主機之間建立信息的傳遞通道，進行信息交流與溝通。

3設(shè)計思想和工作過程

3.1設(shè)計思想

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處理器進行處理，所以處理的過程比較慢，而且信息量大，同時電氣設(shè)備在監(jiān)控的作用下，會使系統(tǒng)的可靠性降低，但是隨著CAN總線技術(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組態(tài)更加的靈活自如，降低系統(tǒng)發(fā)生故障的可能。②遠程監(jiān)控，遠程監(jiān)控主要是通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立，最主要的影響因素就是在強噪聲干擾信號環(huán)境下的振動節(jié)點，因為振動節(jié)點的設(shè)計是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基礎(chǔ)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種具有計算機通信能力的微型傳感器節(jié)點通過自由組織形成的無線網(wǎng)絡(luò)。在傳感器節(jié)點之間的作用下，實現(xiàn)了對周邊信息以及監(jiān)測對象的動態(tài)檢查，能夠?qū)崿F(xiàn)對周邊設(shè)備的狀態(tài)感知以及故障診斷、預(yù)知維修等功能，保證了電氣設(shè)備的安全運行。

3.2工作過程

①調(diào)度端系統(tǒng)。自動化電氣設(shè)備在實際運行過程中會首先接收計算機發(fā)送的消息，在前置機的處理下能夠?qū)⑾⒋鎯Φ较到y(tǒng)服務(wù)器中，以此可以更加完整的將信息保存下來，之后在工作站中進行信息的傳輸操作，最后采用WEB服務(wù)器系統(tǒng)資源在局域網(wǎng)中實現(xiàn)對自動化電氣設(shè)備系統(tǒng)信息的傳輸。②RTU。在多個設(shè)備上可以采集變電所的遙測量，如AD轉(zhuǎn)換器和遙測采集板等，在此基礎(chǔ)上可以向遙測主機單元發(fā)送相關(guān)的信息。借助遙信采集板可以實現(xiàn)對遙信量的采集，將高速串行總線RS485安裝在兩個主機控制單元上，可以向CPU單元傳輸全部的信息量，信息經(jīng)處理后向功能計算機發(fā)送，最后將數(shù)據(jù)在RI45端口向調(diào)度端傳輸。

結(jié)語

現(xiàn)如今，站在某種角度上電氣和儀表自動化系統(tǒng)可以極大的提高生產(chǎn)效率，但是實際運行中會不可避免的出現(xiàn)各種問題，為保證系統(tǒng)能夠更加穩(wěn)定的運行，需要在控制系統(tǒng)上實現(xiàn)對自我診斷與維護功能的強化。同時，在今后的研究中需在各個行業(yè)中致力于電氣自動化控制系統(tǒng)的擴展，從而可以保證機械生產(chǎn)的高質(zhì)量與高標準。

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