電氣自動化儀表與自動化控制技術分析

陳林峰

（重慶航天職業技術學院，重慶 400021）

1 電氣自動化儀表及自動化控制技術

一般電氣自動化儀表以及自動化技術的應用主要是為了解決3個問題：第一，對信息進行收集；第二，對信息進行處理；第三，對信息進行應用。通過對相關信息的全面收集，可以將企業運行過程中的各種信息整合起來，為企業的良好運行提供足夠的數據參考。因此，電氣儀表制造商應該加強電氣儀表安全性的研究。在整個控制系統中，信息處理這一環節至關重要，它可以對企業運行過程中的所有信息進行整合與處理，保障信息的真實性與準確性，為信息的應用奠定堅實基礎[1]。通過信息的應用，電氣自動化儀表以及自動化控制技術可以為企業的運行提供實時維護與診斷的基本信息，并對生產中的工作信息進行實時的采集與處理，保障每一個生產環節實現順利銜接，這對于企業生產效率和經濟效益的提升都十分有利。

2 電氣自動化控制系統基本的模塊組成分析

2.1 PLC控制模塊

PLC控制模塊對電氣元件的質量要求比較高。為了進一步避免電磁輻射干擾到電氣元件的使用效果，在每一個電氣元件之中，都應該設置一個獨立完整的屏蔽系統。所以在實際的生產之中，需要對每一個環節的質量加以有效保障，對每一個電氣元件都進行嚴格控制，保障元件質量。將這種高質量的PLC系統應用到企業生產中，將會進一步提升工業生產的效率。因為PLC模塊有著很小的體積、很輕的質量，安裝步驟也十分簡單，并且更加便于操作，所以在PLC控制系統的實際構建過程中，也不會耗費太多的時間[2]。同時，系統的界面也更加有利于觀察，操作人員只需要根據提示就可以進行下一步的操作。

2.2 通信模塊

通信模塊主要的功能就是將數據采集其所收集到的數據傳輸到儲存器之中，然后借助于網絡將其傳遞給上位機系統。隨著科學技術的發展，光纖技術也開始被應用到通信系統中，進而使得信號誤差的概率得以顯著降低。在通信模塊系統中，通過局域網以及互聯網的應用，可以讓信息實現有效的傳輸與共享，進而讓企業人力資源得到合理管理。

2.3 中央系統控制模塊

在電氣自動化系統中，中央系統控制借助于微機實現。在計算機技術的高速發展中，微機計算機的功能和接口數量都不斷增加，可以連接多個設備，將系統分配的任務順利完成。相比較傳統的人工操作，在對電氣自動化系統進行控制的過程中，微機計算機有著更高的精度和更快的速度。通過中央控制系統的應用，電氣自動化系統的運行效率也實現了明顯的提升。中央控制系統不僅可以實時采集和處理傳感器中的數據，而且可以根據內置的程序來制定出最佳的解決方案，可以對測量的數據實現24 h的全程監控，并具備實時報警的功能。如果設備在運行的過程中有故障出現，中央控制系統就會立刻發出報警，并立即將應急預案啟動，避免人為因素所造成的處理延遲情況發生。

3 電氣自動化儀表的種類

在工業生產中，所應用的電氣自動化儀表有很多種，如表1所示，不同的自動化儀表也有著不同的功能。

表1 電氣自動化儀表及其功能

3.1 檢測儀表

檢測儀表主要包括傳感器儀表、變送器儀表、帶有顯示裝置或者檢測裝置的儀表等。變送器可以通過檢測裝置對被測變量進行檢測，然后將其轉換成一個標準信號，這個標準信號就是信號變化范圍上下限的標準取值。由于檢測對象的差異，我們可以將檢測儀表或變送器劃分成對流量進行檢測的儀表、對溫度進行檢測的儀表、壓力類的變送器以及溫度類的變送器等。

3.2 調節儀表

調節儀表就是控制儀表，也被稱為調節器。這種儀表可以應用到閉環控制的環境中。如果按照不同的控制作用對調節儀表進行劃分，可以將其分為比例積分類的調節器、微分類的調節器以及比例積分微分類的調節器等。

3.3 顯示儀表

顯示儀表可以對被測的參數進行顯示與記錄，也可以對生產中出現的異常狀態進行高報或低報，以提醒操作人員對生產過程隨時進行判斷與監督。如果按照顯示的方式對顯示儀表的種類進行劃分，則可以將其分為3類，即數字式的顯示儀表、圖形式的顯示儀表、模擬式的顯示儀表。

3.4 執行器

在終端控制中，執行器是一個重要的元件。在工業電氣自動化控制系統中，執行器主要包括執行機制以及調節機制兩個部分。在工藝控制中應用最多的是調節閥，它可以依照上位機給出的控制信號對管道的口徑進行調整，進而實現對管道之內流量的控制。

3.5 計算儀表

計算儀表可以對輸入其中的一種變量或者是多種變量進行數學運算，并根據輸入的變量以及輸出的變量來劃分其運算的關系。如果按照計算的方法對計算儀表進行分類，則可以將其分成乘法器類計算儀表、加法器類計算儀表以及開方器類計算儀表等。

3.6 信號轉換器

信號轉換器也就是人們常說的轉換器，例如，電-氣轉換器可以將電信號轉換成標準的氣信號，而氣-電轉換器則可以將氣信號轉換成標準的電信號。

3.7 設定值發生器

設定值發生器就是給定單元，它可以為調節類的儀表提供一個以時間變量或其他變量為函數的信號，對被控制的預設值進行設定。如果這個設定值可以隨著時間進行有規律的變化，就表明這個設定值可以用時間程序來進行控制。

4 電氣自動化儀表的自動化控制功能

4.1 全方位的智能化監控

在當今的企業生產監測中，大多應用的是煙霧、溫度等的傳感器，通過紅外線發光二極管所組成的信號源，光敏三極管所組成的接收裝置，借助于紅外線收發模塊對信息進行收集以及傳輸。在傳感器正常運行的情況下，紅外線發射管就會持續進行紅外光的發射，接收裝置也會持續對信號進行接收，然后將信號傳送給單片機。在這一過程中，信號被遮掩等的現象可以得到有效避免，進而實現立體化、全方位的智能監控。

4.2 儀器的自動化控制

在實際的工業生產中，通常會應用到一些具有龐大體積的電壓開關和電流開關設備。通過這些設備，可以實現對系統分閘或合閘的控制。如果這些開關設備出現了問題，將會對工業生產造成極大的不利影響。所以，將電氣自動化控制系統應用到這些開關設備的控制中，就可以實現對儀器的自動化控制。

4.3 測量功能的分析

電氣自動化儀表的一個基本功能就是表明設備運行的狀態，如果信號發生改變，則說明設備的運行已經出現了不良狀況，此時，維修人員就可以及時對設備進行維修。同時，在應用的過程中，技術人員也可以根據電氣自動化儀表的檢測數據對各個線路的參數進行判斷，讓自動化控制技術的前期準備工作得以順利實現。

5 結 論

在現代的工業生產中，電氣自動化儀表以及自動化控制技術的應用，不僅可以有效提升工業生產的效率與質量，保障機械設備的正常運行，避免機械設備運轉失靈對生產的不利影響，保障工業生產的安全性，而且可以進一步減少操作人員的工作強度，降低人力資源成本。這對于當今工業生產的發展以及社會經濟的提升都有著十分積極的促進作用。