电气及仪表自动化控制系统分析

电气及仪表自动化控制系统分析

严占华  高智   张浩

神木富油能源科技有限公司  陕西神木  719319

摘要：电气仪表自动化控制系统是一个将信息网络技术、微电子、自动控制技术等一系列高新技术结合在一起的综合系统，在电力生产中有着十分广泛的应用前景。自动控制技术是自动装置能否正常工作的关键。将计算机、网络、资讯科技与信息科技相结合，能使传统的生产方式发生根本转变，使电气工业的人力得以解放，进而达到高产量、降低成本、增加经济效益的目的。为此，对电气仪表的自动控制系统进行了深入的研究。

关键词：电气；仪表自动化；控制系统；分析

近年来，在自动化技术的推动下，电气行业得到了空前的发展。但是，同时，也有部分企业对电气仪表的系统控制能力的设计还不够完善。常规的电气仪表装置由于程序功能单一，已不能满足现代自动控制的需要。因此，人们只有利用可编程控制器来代替传统的控制方式，才能最大限度地提高国内电气仪表的精细化控制水平，让我国的电气行业可以因此而得到更为强大的技术支撑。

一、电气仪表自动化控制技术的概述

电气仪表自动化控制技术是一门集计算机、电子信息、自动控制等为一体的技术。通过对人工监测结果的分析，可以有效地降低人工监测结果的风险性和复杂性，从而大大地改善了生产过程中的安全、高效性，并节约了对人力资源的投入。另外，在新技术的帮助下，还可以对数据进行智能化的记录，从而极大地增强了企业的安全。电气仪表自动化控制使用的是一种具有专项性的探测器，这些物质通过自动的、智能化的仪器进行检测，并经过科学的加工和分析。如果一个值被探测到超出了一个合理的范围，其就会自动报警。比如，对诸如湿度、温度、光强等工业指数进行处理，就能在很大程度上确保整个信息采集、记录和处理过程的精确性，进而提高整体监管、控制的效率。

二、浅析电气与仪表自动化控制系统的功能

（一）控制与保护功能

合、分闸系统是电气系统中不容忽视的一部分，也是高压开关的一项重要功能。而这种开关，最大的用处就是当整个电气系统发生故障时，该开关可以自动关闭电源，从而最大程度的控制危险状况。在这种自动化的今天，电气仪表的设计工作变得更加复杂。设计者只有借助各种智能化的技术，并对现有的资源进行充分的整合，才能最大限度地对电气仪表的各种功能指标进行优化。在这其中，信号处理和通讯技术起到了至关重要的作用。在这一系列技术的促进下，国内电气仪表的功能不断向更好的方向发展，其控制与保护功能也得到了空前的提高。

（二）智能控制功能

电气仪表自动化系统除传统的保护功能外，还可以在工作过程中实现智能控制。这套系统的智能化程度很高，很大程度上得益于其传感器。该装置可以感应到周围环境中的烟尘、温度等情况，一旦发现异常，就会立即将相应的信息发送给中央系统，从而达到智能监控的目的。

（三）测量功能

在实际应用中，对电气装备的测量功能也起到了很大的作用。传统的电气装置仅靠对仪表所显示的各项参数进行记录、观测来进行工作，才能对整个设备的运行状况作出判断。不过现在的自动化检测系统，已经不需要这种人工检测了。有关人员只需定时查看监测数据，即可掌握仪表的工作状况。与人工测量相比，采用现代化的测量方法所得到的一组数据具有更高的精度，能够更好的保障现代电气系统的安全稳定运行。

三、浅析电气自动化控制系统的组成模块

（一）中央控制系统

微型是控制这种中央控制系统的基础，随着现代技术的发展，人们通常会将信息技术应用到这种中央控制系统中，以提高整个电气系统的控制性能。随着计算机技术的不断发展，与主控系统相联接的种类也越来越多，电气系统在工作状态下能够得到来自多个系统的强有力的支撑。有别于传统的人工操作，在计算机辅助下，可以达到一箭双雕的效果。首先，可使整个仪表控制系统的效能得到最大程度的提高；其次，还可以大大提高系统的控制精度。这样，就可以更好地保证整个电气仪表系统在运行过程中的稳定性。此外，利用计算机对整个系统进行控制，反应能力强，一旦出现安全隐患，就能及时将相关信息传递给中央控制系统，以规避风险。

（二）PLC模块

PLC模块通常需要非常成熟的技术才能使用，尤其是在元件的选择上，必须要提高元件的选择标准，才能满足元件运行的要求。同时，这个元件在运转的时候，也必须要给每一个元件都安装上独立的保护装置，以保证这个元件的正常运转。另外，为保证元件所具有的性能，还应采取措施，减少元件所受EMI的影响。例如在元件的制造过程中，使用最新的参数要求进行控制，或者是在完成后，加强部件的质量检测力度等等。只有通过上述措施，对零部件的质量进行了严格的检查，才能最大限度地确保其在运转的过程中不出问题。最后，与其他技术相比，由各种先进的元件组成的PLC模块还有一个非常明显的优势，即占地面积较小，安装难度较低。如此一来，不但可以为技术人员带来很大的方便，还可以为电气工业的长远发展提供一定的技术支持。

（三）通讯模块

通讯模块以数据采集、长期储存和高效管理为主要目的。在对这些信息进行了有效的处理之后，通讯模块又将这些信息传送给了系统，从而为整个电气系统的控制工作提供了一个实时的依据。通讯模块采用了与TCP相似的先进通信技术。利用网络平台，可将正在运行的电气系统的全部信息以最快的速度传送至该平台，以便于调度人员查询。此外，通讯模块还可以使用光纤技术，将错误的数据在最短的时间内传送给测量仪器。在此基础上，建立了运行时的资源共享机制，提高了电气系统的整体运行效率。

四、电气仪表自动化控制技术应用

第一，传感技术应用。作为信息技术三大支柱之一的传感技术，对企业的生产过程具有很强的监控功能，同时也是中国信息化程度的一个重要标志。为使生产设备能够更好地进行自动化操作，从而更好地提升企业生产系统中的仪器控制能力，对生产设备中的相关信息进行实时获取是非常必要的。第二，系统集成化技术应用。当前，很多自动化电气装置都有四大职能：需求分析、通讯、物理层配置、以及应用层的战略实施。在仪表与装备领域，这些综合的系统技术起着举足轻重的作用。测量系统特性和控制效果对系统集成技术对生产系统产生的积极影响有直接影关系，也直接决定了生产系统中仪表自动化的水平。第三，智能化技术的应用。智能化技术主要是运用计算机技术来实现对电气设备的智能控制，对测量控制系统中的仪表进行优化，从而获得最佳的仪表控制效果。当前，信息化和智能技术的结合已成为工业发展的潮流[1]。

五、浅析电气与仪表的自动化发展方向

（一）调节器的智能化水平越来越高

随着现代科技的快速发展，对电气仪表的设计提出了更高的要求。从总体上看，目前各种电气装备总体上都有向小型化发展的倾向，在此过程中，调控者起着不可忽略的作用。调节器的智能化既可以有效地实现电气仪表的自动控制功能，同时也可以使电气仪表更加小型化和智能化。而在近几年的发展中，这种电气仪表的调整器也加入了计算的功能，这一功能的加入，将会极大地提升电气设备的发展水准[2]。

（二）传感器的技术水平日趋完善

在结构方面，电气仪表向精细化方向发展。而作为这种仪表最主要的组成部件的传感器，在精密调整功能上也有了很大的提高。然而，因为不同的企业对电气应用的具体要求有很大的不同，所以，在进行仪表的设计时，有关技术人员应该对企业的电气工程的需求范围有一个全面的认识，然后根据这些来进行电气仪表和传感器的设计。从而使电气资源得到最大限度的利用，为各企业的生产经营提供强有力的技术支撑[3]。

结语

近年来，我国电气工程取得了空前的发展，而这在很大程度上取决于电气仪表自动化控制系统的技术水平。而在电气仪表技术的发展中，除了现代化的自动化控制技术为其提供支撑外，通信技术和传感技术的有效运用，也对该系统的发展起到了很大的作用。本文对电气仪表自动化控制系统的发展过程中所运用到的一系列技术和主要功能进行分析，以期对提高我国电气工程的整体发展水平起到积极的作用，同时也期望相关的技术人员可以从这些技术中获得一些有用的东西，并将其应用到对电气工程自动化控制水平的优化中。

参考文献

[1]刘凯.电气及仪表自动化控制系统分析[J].中国科技投资,2020(3):118-119.

[2]赵云鹏.工业电气自动化仪器仪表控制探讨[J].中国设备工程,2019(15):204-206.

[3]王东旭,段燕燕.工业电气自动化仪器仪表控制研究[J].建筑工程技术与设计,2019(34):2952.