電氣自動化儀器儀表控制技術探討

時夕然

（新疆石河子職業(yè)技術學院，新疆 石河子 832000）

1 電氣自動化儀器儀表概述

電氣自動化儀器儀表是指在工業(yè)電氣運行時，對系列參數(shù)進行檢查、顯示、控制以及記錄工作的儀器儀表，且上述所有工作都可在無人工干預下自動進行。電氣自動化儀器儀表主要由如下三部分構成：應用傳感器，負責采集數(shù)據(jù)；智能數(shù)據(jù)處理設備，負責數(shù)據(jù)處理及錯誤數(shù)據(jù)辨別；數(shù)據(jù)顯示設備，將相關數(shù)據(jù)進行展示，以便設備管理人員進行參考。在生產(chǎn)中應用自動化儀器儀表可以進行有效的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和信息檢測，從而提升企業(yè)整體的生產(chǎn)效率，而且能對成品質(zhì)量做出保證，促進企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)成本合理及有效控制，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟價值。電氣自動化是工業(yè)科技化未來的發(fā)展方向，由于其發(fā)展空間極為廣闊，因此研究人員日益增多，更加簡便的儀器儀表指日可待[1]。

2 電器自動化儀器儀表的分類及主要使用的儀器儀表

電氣自動化儀器儀表的種類較多，根據(jù)不同的角度以及側重點可以相應地劃分為多個種類：以生產(chǎn)過程中測量參數(shù)的類型為基礎進行劃分，主要分為溫度測量儀器列表，流量測量儀器儀表和壓力測量儀器儀表等；從可實現(xiàn)的功能不同可以劃分為執(zhí)行類儀器儀表、可調(diào)節(jié)類儀器儀表、計算類儀器儀表以及顯示類儀器儀表。

在這些儀器儀表中應用最為廣泛的是顯示類儀器儀表，因為該類儀器儀表可以顯示數(shù)據(jù)圖像及進行圖像模擬顯示，同時對生產(chǎn)中所涉及到的信息、數(shù)據(jù)進行跟蹤記錄和動態(tài)處理。如果在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了如磁場干擾等的突發(fā)情況，該類儀器可以通過亮燈或者鳴笛進行報警提示，促進相關檢修人員及時采取相應的維修手段，減少經(jīng)濟損失。

3 電氣自動化儀器儀表的優(yōu)勢分析

3.1 儲存優(yōu)勢

非自動化儀表可使用特定組合邏輯簡單記錄電路在特定時期內(nèi)的運行狀態(tài)，但同時弊端也十分明顯：如果有不同狀態(tài)出現(xiàn)，會導致之前保留的儲存內(nèi)容被自動覆蓋。非自動化儀表的儲存記憶時間較短且記錄內(nèi)容偏少，盡管有著使用簡便、推廣范圍大的優(yōu)勢，但跟不上工業(yè)進步的形式，在未來會被淘汰。而運用自動化的新技術之后，儀器儀表的工作方式與狀態(tài)記錄模式有了較大轉變，可以自主選擇區(qū)域式記錄模式。這種儀器既能長時間記錄電路的整體運行狀態(tài)并進行合理儲存，還能基于實際情況隨時更新儲存內(nèi)容，有效提升實際工作效率。

3.2 拓展性計算機優(yōu)勢

拓展性與新技術的研發(fā)及運用緊密相連，拓展性計算機優(yōu)勢就是利用工業(yè)廠房內(nèi)處于運行狀態(tài)的計算機，協(xié)助電氣設備組織復雜的運算活動。同時，由于軟件水平提升從而促進新技術的出現(xiàn)，也能確保組合邏輯電路的實際運行水準獲得有效提高，如將接口芯片運用至控制電路，其自身位控特征會簡化編程。此外，隨著數(shù)據(jù)信息的日益進化，編程方式會日益簡單化和大眾化，儀器的操作模式也會更加簡單和符合工作人員的使用習慣，新興電路模式取代原有陳舊組合邏輯電路，確保設備實現(xiàn)高精準運轉，實現(xiàn)優(yōu)化設備運行的目的的同時讓儀器儀表構造與電路逐步進化和簡化。

3.3 節(jié)能設計優(yōu)勢

在節(jié)能設計要求的堅持下，要以降低儀器的損耗為目標，以求達到節(jié)能環(huán)保的目的，因此在進行儀器儀表的制造前要確保設計能減少損耗，使設備的效率提高。在實際的生產(chǎn)應用中要優(yōu)先選擇節(jié)能環(huán)保的儀器，力求在系統(tǒng)安全運行的前提下能盡量減少線路損耗，降低運行成本，從而使生產(chǎn)活動利益最大化，制造和使用器材的經(jīng)濟價值提高。同時，因為采用了先進的節(jié)能設計，使電氣設備的整體負荷得到降低，電路利用率提高，經(jīng)濟效益也得到提升。

4 電氣自動化儀器儀表控制方法

4.1 系統(tǒng)集成技術

系統(tǒng)集成技術屬于儀器儀表控制中的關鍵性工作方法。就現(xiàn)有控制技術來說，選擇及運用系統(tǒng)集成技術，可有效組織自動化控制相關工序，對自動化儀器儀表有序、合理以及穩(wěn)步展開工作提供較大幫助。就系統(tǒng)集成技術控制而言，多數(shù)時候必須從工業(yè)語言設計、生產(chǎn)功能設計以及通信模塊等方面入手，逐步細化各技術總體控制工序，有效滿足系統(tǒng)控制的實際需求。在當前的工業(yè)自動化生產(chǎn)中，有關人員將系統(tǒng)集成技術運用至大型的工業(yè)自動化生產(chǎn)及控制中，對于儀器儀表的使用進行了一定程度的優(yōu)化。

4.2 傳感技術控制

傳感技術屬于儀器儀表控制中的另一種關鍵性控制方法。大多數(shù)儀器儀表選擇傳感控制時，其程序及核心芯片采用的是PLC控制。PLC控制是一種可進行編程的邏輯控制器，能夠對硬件設施進行現(xiàn)場控制，并且有著通用性較高、指令系統(tǒng)簡單的優(yōu)越性，對于儀器儀表的精密度能夠進行大幅度提升。

4.3 智能化控制

智能控制正在高速發(fā)展中，可以實現(xiàn)異常報警、過程保護及性能計算等功能，是目前及未來的儀器儀表運行組中的重要組成部分。相關人員必須以智能化設備實際控制需求為基礎，逐步優(yōu)化與改革智能化控制的整體流程，細化各項內(nèi)容，進而有效提升儀器儀表的整體操控效率，使各項控制內(nèi)容趨于完善化和系統(tǒng)化。

智能化控制可以應用在電氣工程中的保護系統(tǒng)與自動控制系統(tǒng)中，可以防止不可控事件發(fā)生。例如，在系統(tǒng)操作時，可以將GPS定位技術應用在系統(tǒng)中，讓整個電氣工程中的線路設備以及配件等都有著精準的定位，同時配合使用傳感技術將儀器儀表的實時運行狀態(tài)傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)中，進行實時監(jiān)控與處理。

4.4 現(xiàn)場總線技術

現(xiàn)場總線技術可以在線分析儀器儀表，使變送器和執(zhí)行器等電氣相關的儀器儀表控制簡化。同時，現(xiàn)場總線技術還能夠應用到工業(yè)儀器儀表的控制系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)系統(tǒng)的高度分散控制，現(xiàn)場的適應性較好；還能夠在完成自動控制基本功能的同時進行自診斷，即隨時診斷設備的運行狀態(tài)。利用現(xiàn)場總線技術時，出自不同廠家的的設備也可以進行交換互用，從而減少設備的備用量，甚至在未來的軟件開發(fā)技術支持下可以和計算機網(wǎng)絡技術進行融合，互相兼容[2]。

5 電氣自動化儀器儀表的控制要點分析

5.1 重視技術人員能力

隨著社會的發(fā)展，電器自動化儀器儀表的應用越來越普遍也越來越受歡迎，但是由于前期技術人員的重視程度不夠，導致目前大多數(shù)一線人員對于儀器了解不夠充分，對于先進的儀器不能進行合理的使用。為了改變這種情況，首先要轉變態(tài)度，重視對于儀器使用人員的技術培養(yǎng)，即企業(yè)要確保相關人員能夠得到相應的培訓、提升，確保人員操作不會出現(xiàn)無知造成的錯誤。

5.2 技術運用問題

筆者通過調(diào)查得知，目前自動化儀器儀表在我國工業(yè)領域的運用主要依靠嵌入技術。所謂嵌入技術，一般指在工業(yè)自動化系統(tǒng)中的模式之一——嵌入式系統(tǒng)中的應用。嵌入式系統(tǒng)的軟件采用固態(tài)化儲存，在編寫相關程序時要保證軟件代碼的高質(zhì)量及可靠性。嵌入的使用還意味著有關部門及人員在設計此項技術時，必須突顯出全面化特征，并且要有效、合理以及科學地處理工業(yè)生產(chǎn)中的各類問題與現(xiàn)象[3]。

5.3 改進儀器儀表結構和性能

可以將智能算法引入到儀器儀表中（如遺傳算法），可以有效提升儀器儀表的實際工作效率。利用微處理器與微控制器可將多個獨立儀器儀表結合起來，選擇合理的連接方式進行總體控制，達到提高儀器儀表工作效率的目的。

5.4 加強對自動化儀器的相應管理

要加強對電氣自動化儀器儀表的控制管理需要從源頭做起。首先，在儀器儀表的購買時就應當確保購買的儀器儀表符合國家相應的規(guī)范標準，并且在挑選質(zhì)量和功能時應當符合企業(yè)的實際生產(chǎn)需求。其次，嚴格管控儀器儀表的安裝過程，并定期檢查其運行過程，檢查內(nèi)容包括儀器儀表的運行狀況、對突發(fā)情況的處理能力以及儀器儀表的運行年限等，避免儀器儀表使用超出年限，防止產(chǎn)生安全隱患，為企業(yè)帶來不可避免的損失。最后，應當及時更新系統(tǒng)的網(wǎng)絡維護，避免由更新不及時造成的營業(yè)損失。

6 結 論

在新技術的作用與推動之下，自動化技術已在儀器儀表控制中獲得了廣泛運用。文章介紹了電氣自動化儀器儀表的優(yōu)勢、闡述了電氣自動化儀器儀表的控制方法及控制要點，以供參考。