電氣自動化系統在科技館中的實踐運用探究

王杰

摘 ?要：電氣自動化系統是科學技術發展的產物，主要借助計算機技術完成管理及控制工作，將其運用于科技館中，能夠有效提高科技館展品管理效率。文章先是簡述了電氣自動化控制的特點及要求，在明確電氣自動化控制系統主要功能和運用方向的基礎上，分析了科技館中電氣自動化技術的應用類型，從PLC技術、現場總線設計、以太網布局以及Zigbee技術幾方面，提出了電氣自動化系統在科技館中的應用策略，為相關人員提供了理論借鑒與參考，旨在進一步提高自動化控制系統應用水平。

關鍵詞：電氣自動化;科技館;PLC技術

中圖分類號：TM76 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）32-0176-02

Abstract： Electrical automation system is the product of the development of science and technology， mainly with the help of computer technology to complete the management and control work， the application of it in the Science and Technology Museum can effectively improve the efficiency of exhibition management in the Science and Technology Museum. This paper first briefly describes the characteristics and requirements of electrical automation control. On the basis of defining the main functions and application direction of electrical automation control system， this paper analyzes the application types of electrical automation technology in science and technology museum， and puts forward the application strategy of electrical automation system in science and technology museum from the aspects of PLC technology， fieldbus design， Ethernet layout and Zigbee technology， which provides theoretical reference and reference for relevant personnel. The purpose of this paper is to further improve the application level of automatic control system.

Keywords： electrical automation; Science and Technology Museum; PLC technology

前言

隨著科學技術不斷發展，具備計算機技術智能化優勢的電子自動化系統也在各行業中得到廣泛應用，其在科技館展品管理中也發揮著重要使用價值。由于科技館展品數量較多，且展品類型復雜，應用人工管理方法不僅會降低科技館管理效率，還可能出現管理誤差，造成不必要的風險損失和經濟損失。而采用電氣自動化技術，運用電子自動化控制系統進行管理，能夠實現展品信息收集、分類、整理等自動化管理，有效提高科技館管理的準確性和時效性。

1 電氣自動化控制的特點與要求

1.1 特點

電氣自動化系統與熱機設備比較，具有信息采集速度快，準確率較高的應用優勢，對提升機械設備的控制能力具有重要作用。同時，設備安裝較為便利，數據獲取和應用的可靠性程度較高，可適應多種工況條件。此外，由于信號應用方面也具有優勢，使得相關處理工作的抗干擾能力較強，自動化技術應用更加穩定。

基于電氣自動化系統的較強優勢，可將其應用在科技館管理實踐中，通過對原有熱機設備進行升級，提升系統整體的運行服務能力。考慮到目前電氣自動化控制技術應用范圍越來越廣，應明確相關技術要求，并且做好技術分類工作。

1.2 要求

科技館實踐應用中，對自動化控制系統提出了明確要求，相關系統設計應滿足穩定性和安全性。穩定性主要是系統運行過程穩定連續，不得出現故障，突然中止服務，影響科技館正常工作開展。同時，在系統故障發生后，應具備應急管理方案，促使控制系統穩定運行，使得自動化控制技術應用能力獲得顯著提升。

而安全性則主要是對控制數據的加密處理，對科技館相關信息進行加密儲存，電氣自動化系統中，相關設備的操作需要首先獲取控制權限，因此，對系統內部信息數據庫進行訪問，倘若其安全性未能得到保障，將會造成科技館信息資源泄漏，應對相關問題提高重視力度[1]。

2 科技館中電氣自動化技術分類

2.1 PLC

微電子技術、現代信息技術和電力控制方面手段的有效結合，使該項技術在科技館的電氣管控系統中實現有效使用，經過長期的使用已經取得較好的應用成績。具體而言，一方面，使用該技術減少了整個自動化系統占用的空間，且相應的造價也出現下調的趨勢;另一方面，該項技術的有效應用，促使此類控制系統朝著多元化、智能化以及規范化的方向前進。近幾年，此項技術也逐漸融合其他先進技術，提高控制系統的通訊及控制水平。

2.2 現場總線控制技術

此項控制方式的優化改良主要可從兩個角度闡述。其一，有效優化低速的控制作業，確保控制操作能夠穩定開展。其二，強化開發低資金投入量的高速現場控制方式的程度，而此項技術是互聯和低速控制模塊的連接紐帶。該種優化改良方向與分散控制框架相適應。

2.3 以太網控制技術

近幾年，大部分科技館為提高實際的展覽體驗感，滿足布展環節的實際需求，同時采取多條現場控制模塊的情況，而造成此種現象主要是受到兩方面因素的影響。單從技術本身的角度而言，科技館中包含的各類裝置對于通訊功能有不同的標準，且自動化技術面對不同裝置時，對于相連的總線也有一定標準。例如，實施電氣管理期間，通常使用CANBUS總線，對于主機來說，應使用相對通訊效果以及穩定程度更高的總線。近幾年，對于科技館的該項技術實際運用而言，已經在實踐活動中加以改良，由最初僅對信息層面的管控，到如今的裝置以及控制方面的調整，使該項技術成為自動化系統中極為關鍵的技術之一。為實現全面兼容，應對各總線控制執行層加以改良，提高管控的規范化及標準化。該項技術經過長期優化升級，在實際應用中已經和各項總線達到較好的結合效果，構建統一的控制體系。借此減少相關管理者的工作量，提高整體的管控效果，也使科技館中電氣自動化控制系統切實滿足實際需求[2]。

2.4 集散控制技術

該項技術屬于雙向無線通訊領域，其整體具有耗能量較少、速率偏低、資金投入量少、結構簡單等特點。其可以適應距離小、能耗小且對傳輸速率要求相對偏低的裝置使用，能夠切實完成信息傳送及相應具備周期性、階段性以及短期性的信息傳輸。由于該項技術本身的數字化信息傳輸特征，使其在科技館中的多個模塊中都有所應用。近幾年，該項技術對于大部分科技館而言，未能被納入到智能控制系統中，但此類技術在相對規模偏小的科技館中的實際運用，再加上其本身技術也實現進一步優化，切實強化控制系統的穩定程度。相信在不久的將來，該項技術能夠在大規模的場館內得到廣泛應用。

3 電氣自動化系統在科技館的應用策略

3.1 PLC技術應用

近些年來全世界范圍內的計算機技術、微電子技術以及電器自動化控制技術實現了高效融合，在該背景條件下，可編程邏輯控制技術，即PLC技術實現了廣泛應用，而且在實踐過程中得到了長足的發展。其應用具體體現在，可編程邏輯控制技術的控制系統開始逐漸朝著小型化發展，而且其在價格方面正在逐漸降低。同時在大型控制系統上則呈現出更加智能化、多功能以及標準化的特點。現如今，可編程邏輯控制技術已經實現了同模糊控制以及神經元網絡等技術的融合，極大程度上實現了通信與控制能力的優化與增強[3]。

3.2 現場總線設計

除了PLC技術以外，現場總線設計也體現了電氣自動化系統在科技館中的應用，若想在實踐過程中對現場總線控制技術進行改善與發展，則勢必要從兩方面內容入手進行優化。

一方面，便是繼續對低速現場總控制技術進行完善，另一方面，則是加大投入力度，積極開展對于更加低成本的高速現場總線控制技術的開發工作。高速現場總線控制技術大多會用于低速現場總線控制以及連接互聯中，其發展趨勢恰好展現出了系統分散控制結構的實際特點。

3.3 合理布局以太網

現如今，我國部分科技館在展教布展工作進行的過程中，時常會出現多現場總線控制并存的問題，該現象出現的原因主要體現在以下幾方面內容上。

從技術角度來考慮，其出現上述現象的原因是設備種類不同，使得其對于通信能力也有著各不相同的要求，在自動化技術上，各個不同領域有著各不相同的總線要求。例如，通常情況下會私用CANBUS總線進行電氣控制，而采用穩定性更強以及通訊速率更高的控制總線，包括profibus應用于主機的控制系統。近些年來，我國絕大多數的科技館在以太網應用技術方面起步較晚而且發展較慢，僅僅停留在信息層面，但經過多年發展其已經實現了對于設備層以及控制層的逐漸滲透，并成為了網絡控制的重要手段。為了能夠有效達到各協議兼容的目的，應當在原有的基礎上修改現場總線控制應用層的協議，并針對TCP/IP開展相應的規范化管理。新時期我國以太網技術正在逐漸地改進以及完善的過程當中，并實現了同現場總線控制系統的高效融合。除此以外，其逐漸構建起了“一網到底”的控制系統，不僅僅能夠減輕科技館管理人員的壓力，方便其直接開展對于電力生產現場的控制，同時還能實現我國科技館展教布展電氣自動化控制技術整體水平的提升[4]。

3.4 Zigbee技術應用

該技術作為重要的無線通訊技術，其具有著十分突出的優勢，如：“三低”復雜程度較低、功耗相對較低、速率較低，此外，其具有明顯了經濟性、近距離等特點，將其用于不同的電子設備間，保證了數據傳輸效果，經實踐發現，這一技術特別適用于具有一定周期性、間歇性的數據需求，另外，如果數據對反應時間要求相對較低的話，也可以采用該技術。

在當前的多節點場館中應用此技術，滿足了實際需求，其普及率日漸提高，但相對于科技館，經調查后發現，未見應用，但可預見的是，隨著各種小型、中型場館對技術的改進與完善，大型科技館對其應用指日可待，前景十分廣闊。

4 結束語

綜上所述，電氣自動化系統在科技館管理中有著廣泛用途，不僅能夠提高科技館展品管理成效，減輕管理人員的工作壓力，還能優化科技館管理結構，促進科技館經營發展。為了實現科技館高效管理的目的，需要科技館注重電氣自動化技術的應用，加大對電氣自動化技術研發投入，積極構建電氣自動化系統，強化電氣自動化技術在科技館PLC技術、現場總線設計、以太網布局以及Zigbee技術中的運用效果，擴大電氣自動化控制系統的應用范圍，促進科技館管理自動化、智能化方向發展。

參考文獻：

[1]龍仕強.電氣自動化控制系統的應用及發展趨勢探究[J].四川水泥，2019，271（03）：27.

[2]蘇秀瓊.供配電系統中電氣自動化的應用實踐分析與研究[J].技術與市場，2018，025（003）：128，130.

[3]鄒言云.電氣自動化技術在電氣工程中的實踐應用分析[J].新商務周刊，2018，000（020）：297.

[4]鄭麗歐.人工智能技術在電氣自動化控制中的應用探究[J].赤子，2019，000（012）：172.