自动化电气自动化仪表与自动化控制

自动化电气自动化仪表与自动化控制

邱宇轩刘东张彪

华自科技股份有限公司   湖南省 长沙市 410000

摘要：近些年来，我国经济的不断发展，各行各业都焕发了蓬勃的生命力，彰显出社会主义市场经济活力的同时，也加剧了行业内部、企业之间的竞争，要想在经济大潮中生存和发展，就必须不断提高生产效率，用高质量的产品为企业赢得一席之地。借助行业仪表自动化管控技术的科学实施，并通过计算机等对电力生产工序程序做好自动化管控，不但可以降低技术人员的工作强度与压力，并减少人工成本，还可以极大的增强电力的生产效率与质量。基于此，本文主要对电气自动化控制系统展开分析，希望通过本文的分析研究给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：电力行业；自动化仪表；自动化控制

1. 电气自动化控制系统
   1.1通讯模块
       在工业电气自动化仪表当中，工作信号与所收集到的数据不可或缺，而通信功能模块作为整个控制系统中信息传递和接收的关键要点。通讯模块和传感装置、人机界面通常情况需要借助串口、CAN口或以太网口做好数据交互，所以，在设计系统期间，务必得爆汁通信协议统一，避免在数据交互期间发生状况。现阶段，工业控制通常应用的是以太网通信端口做好数据通讯，并借助 TCP/IP通信协议，在企业中搭建局域网络，防止通信模块占用大量的资源与设备，还可以确保数据传输的信号更加稳定准确，达到全天候信号传输的目的，还能够借助光纤做好数据通信，从而合理减少数据传输期间发生错误的几率，避免外界影响信号。而RS-232接口与美国电子工业联盟 (EIA）所建立的串行数据通信的接口标准，被频繁应用到计算机串行接口外设连接当中，实现对电缆和机械、电气特性、信号功能以及传送过程的关联。而在通信距离几十米至上千米时，通常会应用RS-485串行总线，RS-485可以平衡发送与差分接收，所以能够抑制共模干扰，再加上总线收发装置的灵敏度较高，可以检测到200mV以下的电压，所以能够在千米以外得到传输信号的恢复。通讯协议支持传统的RS-232、RS-485和以太网设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在使用Modbus协议，主要应用到大部分工业设备中作为通讯标准。

1.2 PLC控制模块

PLC标准化编程的程序框架作为统一的编程结构与标准之一，主要目的为提供通用的程序架构，让编程人员可以更加高效的进行开发、维护与修改 PLC程序，该类框架一般涵盖了统一的命名标准、模块化的程序结构、错误处理机制与其他编程规约。工业电气自动化控制系统的构成涵盖了多个部件，可编程席控制器(PLC) 作为十分重要的控制模块，合理连接了传感器、执行机构和人机界面系统，只要该控制模块出现故障，整个控制系统就会出现瘫痪风险。所以需要合理屏蔽信号，避免由于电磁信号干扰而导致信号畸变，也让执行机构无法根据设计流程开展，甚至出现事故。还应保障每个被选择的传感器与驱动器质量，在安装前要进行品质把控，并将重要零件送到检验部门重新检验。在 PLC模块正常运行期间，需持续强化对电气元件的检查，维持电气元件工作顺利开展，一旦发生故障应及时维修与更换。 PLC技术操作便利，其PLC设备在工作状态中以输出电压115V输出电流在2A之上，技术人员能够借助计算机控制PLC模块，进而顺利驱动阀体、接触器运行，防止操作麻烦，同时，合理应用PLC技术进行操作电气自动化的仪器仪表，使得操作工作进一步科学合理的简化，避免了因复杂操作而产生的问题。

1.3中央控制模块
     大多数的中央控制单元都是采用了微机技术，因为计算机能够集中多个控制端口，并且能够与各种设备相连接，因此能够完成各种不同的控制任务，可以使用组态软件、VB或VC语言来编写计算机的监控界面，使用与下位机,PLC同样的通讯协议，并开发出符合控制系统要求的应用程序，从而可以实现与 PLC之间的数据交互，这样就可以分担通信网络的负荷，可以在人机界面中实时地显示出各种设备的运行情况，工作人员可以按照控制要求，在人机界面上对工艺参数进行设置，从而达到对整个控制系统的集中控制目的。模块的控制功能可以通过微型计算机的各种功能来实现。此外，近年来微型计算机发展迅速，功能强大，性能稳定，随着访问端口数量的增加，设备在实际使用时必须连接良好，以便于各种任务的操作和分配，并提高工作效率。此外，该模块还具有监控和报警功能，在发生不可预见的情况时，可以节省更多的时间来管理问题。

2.电气自动化仪表与自动化控制技术的应用

2.1控制与保护

合闸与分闸在电气系统中是高压开关的一项重要的功能，当电气系统出现故障之后，能够及时地监测到相关的情况，在最短时间内切断电源，将电气危险的波及范围控制到最小。在电气仪表设备中应用自动化技术是一项巨大的工程，具有一定的复杂性，需要有机地将各种先进的科学技术进行融合，如通信技术、信息处理技术以及测流量技术等，在这些先进技术的支持下，电气仪表的功能将会逐步趋于完整，之后要对资源进行相关的整合工作，进而实现电气仪表功能指标上的优化，保证实现良好的系统控制效果。

2.2智能化监控

智能化监控是仪表最具代表性的功能之一，通过该技术可以对信息进行实时监控，并及时记录和上传，从而完成信息的收集与汇总工作。通常来说，在红外线传感器的帮助下，智能监控设备的信息检测与传输功能可以实现。在开启电气仪表时，红外线检测信号可以从传感器的发射管中发出，当信号抵达接收端后，由接收端将信号发送至单片机，从而完成智能化监控任务。在传递信号过程中，如果信号的传输被遮蔽物阻挡，则单片机由于无法完成信号接收，则会立即停止工作，并向管理基站发送报警信号，相关人员可根据基站信号完成相关问题的核查与处理工作。利用智能化监控技术，不仅可提升自动化仪表的控制质量，也可降低操控人员的工作负荷，减少人力资源成本支出。

2.3测量功能

测量功能与控制、保护、监控功能一样，都是电气仪表自动化控制系统中具备的一项重要的功能。电气设备中所显示的信号灯和指示灯，都只能表示出电气系统运行过程中的状态，而对于电气设备运行初期的状态并不能够显示，需要对电气仪表中的各项参数来对电气仪表设备的运行情况进行判断。相关操作人员在电器设备运行的前期，可以提前测量电气仪表设备的一系列参数，从P、I、U三个层面进行测量。目前在仪表测量中并不需要采用人工的方式，而是要采用先进的技术来进行，这样既能够显著地提高仪表测量的工作效率，还能够保证测量的精确程度，从而使得电气设备能够保持安全稳定的运行。

2.5自动化控制系统能耗管理与优化

自动化控制系统在整个自动化技术的运用过程中扮演着非常重要的角色，在系统的研发方面，相关设计人员要对整个系统特别是数据采集方面进行精心设计，同时，还需要在参数调节以及指令发出等环节进行专业且全面的分析工作。为了保证系统在运行过程中能够有足够的参考环境，需要将所有的模型以及相关参数上传到该系统中，最大程度上减少编程控制对系统的影响，进而可以节省在该方面的人力资源的投入。处理方式的智能化是自动化控制系统的一项重要特征，意味着系统能够在第一时间发现问题，并通过相关的方法对其进行处理，从而大大提高生产问题的处理效率，从而减少甚至杜绝安全隐患问题以及质量问题的出现。对能耗进行合理管控和优化作为电力行业仪表自动化设备技术改造期间的关键步骤，借助相应的管理形式，创建类似单位产量能耗、能源利用率等更科学的能耗指标，从而应用到能耗管理与优化过程中，科学地创建目标值，能够促进各项优化措施的开展以及效果评估，减少能源耗费量，达到生产环节的可持续进步。除此之外，增强对员工的技术水平培训，提升人员对能耗的管理与节约观念，掌握能耗管理的关键意义，以及完善能耗监测与调节的技术方法。不但能够减少生产成本，增强竞争力，还可以降低给环境造成的影响，达到可持续发展的目的。

结束语

综上所述，由于我国行业持续进步，进一步扩大了生产效率与相应的规模，并在某种程度上合理应用自动化技术，主要涵盖了行业自动化设备以及自动化技术，从而更好的促进整个行业生产期间达到自动化知识管理的目的，自动化管理作为一项十分全面的技术学科，合理应用自动化设备控制装置的学科，其计算机科学理论对工程的学科提供服务作为重点研究目标。所以，该项工作重点参照了行业自动化以及自动化技术的特征，并针对行业自动化器械装置的应用以及自动化管理技术展开了进一步分析与研究。

参考文献：

[1]樊丽君.智能自动化仪器仪表在工业领域的应用与发展，2020(5):109-111.

[2]王丽娟,黄燕峰,王少鹏,薛东晓.浅析行业自动化仪表与自动化控制技术[J].数字技术与应用,2022,40(04):23-25.

[3]李阳,电气自动化仪器仪表控制技术研究[J].智能城市,2019,5(14):147-148.