电气自动化仪表与自动化控制技术分析

申纪光 王龙飞

摘要：由于电气自动化仪表的功能复杂化与程序化，仪表在使用过程中产生了更多的问题，本文首先对电气仪表自动化控制功能进了阐述，然后对电气仪表设各的系统控制进行了探究与具体的讨论。

关键词：电气仪表；自动化水平；控制系统；控制功能；技术

近年来，由于计算机智能化技术的快速发展，电气仪表自动化技术也有了一定程度的进步，加速了自动化控制技术的发展，PLC（编程逻辑控制器）的发展与兴起很快的代替了传统的电气系统，为自动化控制的智能化发展奠定了基础，其操作系统更加便捷，推动了电气自动化仪表的精细化发展，引领着机械应用领域的不断改革与创新，电气自动化控制系统的逐步完善将为我国高质量、高标准的机械产业发展奠定良好的发展基础。

一、电气与仪表自动化控制系统的功能概述

（一）智能监控

电气自动化控制系统先进性不仅体现在企业的生产过程中，更多程度上为人类生活也提供了极大的便捷。电气自动化控制系统能为生活环境提供监测的功能，承担对外界环境信息的采集的任务。传感器是电气自动化控制系统中很关键的信息采集仪表，有煤器、温度、烟雾等多种类型，主要的原理是通过由红外线发光二极管组成红外的收发程序进行信号的识别与处理，完成信息采集工作。当传感器处于工作状态时，红外线发光二极管就会将红外线发射出去，最后将接收到的信息记录在单片机上。如果发射的红外线在传播过程中因为外界介质被拦截或者阻碍，单片机传输信息的过程就会被迫中断，这个中断的信号就会很快传到相应基站向有关管理人员进行报警。这种智能监控模式实现了对电气自动化仪表无人监控，有效的减少了仪表监控的人力资源。

（二）自动控制与保护功能

一般的电气自动化仪表高压设备体积较为庞大，能实现控制系统的“合闻”与“分闻”。当电气自动化仪表在出现任何故障的时候，采用安装自动化操作设备的方式有利于有效的调配供电系统，实现对仪表的自动化控制。自动化仪表工程较多复杂与繁琐，对技术水平的要求较高，从技术上而言就是对各种自动化信息、计算机技术以及电子通信技术融合，通过各种类型的终端仪表与装置进行信息功能的表达，是一项在世界上较为先进集主动监控测量、控制调度为一体的综合性自动化控制。

（三）测量功能

电气仪表自动化设备中的各种信号都只能简单的表明其运行状态，必须要通过相关的设备才能对仪表的具体工作状态进行获悉，仪表的状态测量指标通常有电压、电流和频率三项，操作的实现也逐渐被电脑控制系统掌控，开辟了微机自动化控制道路。

二、电气自动化控制系统的模块组成

电气自动化控制系统分为PLC控制模块，通信模块以及中央控制模三大模块：

（一）PLC控制模块

PLC控制模块中所有电器元件都具有独立的屏蔽系统，该系统对于每个电气元件的选择也特别严格，必须使用合格的电气元件产品，要求电气元件对电磁辐射有较高的屏蔽能力。在PLC控制模版的每个生产环节上也有相应的生产制度进行元件质量的控制，严格的控制有利于提高元件的使用性能，为PLC控制模块系统提供更高的性能。

（二）通讯模块

通讯模块主要是将仪表收集到的信息与资源进行存储，并上传到计算机网络系统中，该模块主要涉及的是计算机通用技术，利用TCP/IP协议与互联网功能实现资源动物有效利用，保证资源的有效传输，提高息传输的精确性与稳定性，降低了对设备资源的使用。近年来，光纤技术更多的应用与自动化仪表的通讯模块中，有效的降低了外界因素对通信模块的干扰，并减少了信息传输过程中的误码率。局域网的利用对该模块提供了基础通信技术，保证了信息的实时传递，实现了资源的共享，优化了资源的传播途径，提高了信息传递的科学性与准确性。

（三）中央控制系统

中央控制系统的控制是通过微机的多种功能进行实现的，微型计算机的飞速发展使其功能与特性都得到了完善，目前的微机具有大量的通讯借接口，可以与多个设备进行连接，有效的完成所分配的任务。电气自动化中央控制系统利用计算机精度高，速度快的特点有效的提高了资源利用效率与数据的处理效率。由于中央控制系统内置程序的自身特点，该系统能实现运行的实时监控与报警，为及时的人工预案提供了充分的准备时间。

三、电气自动化控制系统的设计理念及工作步骤

（一）设计理念

1.集中监控的方式

集中监控的过程信息量大，运行缓慢，将系统的所有处理功能都集于同种处理器之中，没有保证系统较高的安稳性。CAIN总线技术的应用为集中监控提供了技术保证，节省了材料使用，提高了网络组态的灵活性，有效减少了发生故障的几率。

2.远程监控

远程监控是利用无线传感器网对电气设备运行进行监控，消除了监控的距离障碍，实现了对监测对象的动态检查与故障诊断，有效确保了电气设备的安全。

（二）电气自动化控制系统的工作过程

1.调度端系统的工作过程

当自动化电气设备经过前置机处理后，将信息储存下来，然后再通过中转站将信息上传到局域网，实现信息共享。

2.RTU的工作流程

通过遥测采集板、AID转换器等设备进行遥测量，然后将信息传送到控制单元。经过中央系统处理，完成信息与对应计算机的结合，再通过调度端进行综合处理。

為确保仪表监控工作的顺利进行，相关技术工作人员在作业过程中要正确的利用防干扰技术。一般情况下，此技术在推广应用的进程中被划分为三种：一种是屏蔽技术，一种是软件技术，另一种是隔离技术。要想让隔离技术的作用完美体现，技术工作人员在现实的实践进程中要确保2方面作业的正常进行，依次是：正确配线，还有安全绝缘。例如：在电缆布置进程中把电源线和讯号线实施分层布置；低压线和高压线也实施分层摆布。屏蔽技术在应用的进程中，要正确的运用金属导体，进而在此及基础上把不同屏蔽零件、电路、讯号线以及组合件等设施开展合理的覆盖，从而有效避免了外界带来的干扰。例如：利用带屏蔽层的讯号线、编码器电缆、变频电缆，还有一部分负责专门通信的总线电缆（Profibus-DP）等等。不难发现，此技术在推广应用的进程中能全面限制电流性噪音的接合，进而基于此促进屏蔽效果的体现。与此同时，软件抗干扰技术的准确性应用，还可以在最大化限度内完成针对掌控软件的随时把控。例如：利用程序鉴别淘汰无用数据信息、取数据叠加平均等策略。

四、结语

电气自动化技术成功引入计算机信息技术，达成了电气自动化仪表的自动化掌控，推动了电气行业的迅速发展，然而在实际的生产运营过程中，依然存在着诸多的不足以及漏洞，而且相关的技术人员还一定要引起注意，打破以往的技术形式，并研究出切实可行的策略，以此来提高企业的整体竞争力，并推动企业能够迅速的发展，紧随时代的发展步伐。

参考文献：

[1]岳巨忠.电气自动化仪表与自动化控制技术分析[J].商品与质量12017（41）.