淺析電氣儀表自動化控制關鍵技術與發展方向

郝斌山

浙江華業電力工程股份有限公司 浙江 寧波 315800

1 概述電氣儀表自動化控制

1.1 電氣自動化儀器儀表概念

自動化儀器儀表主要就是在各類生產活動中，依照預先設定好的程序及流程，借助自動化控制技術控制生產工藝、顯示生產進度，確保生產工作能夠有序開展的儀表設施。

通過使用電氣自動化儀器儀表，能夠對生產企業各項生產數據及信息進行全面監管，從根本上提高工業生產產品質量?，F階段自動化控制技術的實際應用范圍逐步擴大，在進一步提升各類生產資源利用率的同時，還可延長電氣設備全壽命運行周期，為企業帶來更大經濟價值。

1.2 電氣自動化儀器儀表種類

隨著社會經濟與科技技術發展速度不斷加快，電氣自動化儀表種類增多，實際應用范圍進一步擴大，結合電氣儀表電氣自動化技術運行功能，可以將其劃分為不同種類。

從測量參數角度分析，電氣自動化儀表可分為溫度測量儀表、壓力測量儀表、流量測量儀表及位置測量儀表等；

從實現共同角度分析，電氣自動化儀表可分為質性類儀表、調節類儀表、計算類儀表、顯示類儀表[1]。其中，顯示類儀表能夠集中顯示各類數據及圖像，確保實際生產活動中的各類信息數據能夠被更好的應用在生產管理工作中。顯示儀表還可以加強其他電氣設備監管效果，如電氣設備出現故障問題，顯示類儀表可接觸亮光或鳴笛等方式及時預警，避免故障問題進一步演變成重大安全事故，對企業生產經營建設期間的綜合效益造成不利影響。

1.3 電氣自動化儀器儀表運行原理

現階段電氣儀表與電氣儀表自動化控制技術在實際應用過程中，主要涉及收集、處理及應用信息全過程，所收集的信息主要為企業或實際生產期間的具體情況，更為直觀的展現出生產過程中存在的各類問題。信息系統在現階段電氣自動化儀器儀表中發揮出的作用更為顯著。借助信息系統，可以有效判斷、控制企業各個生產流程。信息技術的應用主要體現在滿足企業生產需要、設備過程中的目標等方面，通過集中實施數據采集及處理，從根本上提升各類數據資源利用率，對加強電氣自動化儀器儀表運行效果意義重大。

1.4 電氣自動化儀器儀表運行特征

現有電氣自動化儀器儀表在運行期間的特征主要體現在信息存儲永久性、數據處理高效性兩方面。在電氣自動化儀表運行時，運行期間的數據將長久保留在系統內。普通儀器儀表運行環節極容易受到環境因素影響，在設備自檢、校準等方面容易出現較多漏洞[2]。而配合使用以先進微處理技術為主的儀器儀表，能夠進一步提升設備檢驗全面性及精準度，借助數據優化、檢索與編程等功能，從根本上提高數據處理效率，保障各類生產環節的可控性。

2 自動化控制技術在電氣儀表中的應用重要作用

2.1 提升各資源利用率

2.2 增強生產效率

通過自動化控制技術大面積應用在電氣儀表中，還可以從根本上提高工業生產效率，確保生產內部設備運行故障問題能夠得到及時發現與解決。同時，運用自動化管控技術，還可以將各類儀表設備運行技術參數輸送到計算機系統內部，運用自動化管控設備，對工業生產全過程進行結果。由于工作人員可以直接利用計算機設備輸送指令，節省了較多不必要工作銜接，使工業生產工作效率能夠得到根本上提升。

2.3 提升系統可操作性能

在生產運行期間配合使用先進的自動化控制還能夠從根本上提高系統的可操作性能。具體而言，自動化控制技術的邏輯性較強，操作較為便捷。借助自動化控制技術可以模擬電氣儀表中的數據信號，診斷系統運行期間的錯誤信息，最大限度降低電氣儀表自動化控制系統系統運行失誤問題發生幾率。在自動化控制技術應用期間，輸入指令就可以使電氣儀表自動化控制系統系統按照既有程序完成自動操作，切實保障了電氣儀表自動化控制系統技術應用效果，為實現工業高質高效生產奠定了堅實技術基礎。

通過設立生產信息化管理系統，能夠將系統獲得的數據作為生產工程重大事項決策制定依據，綜合評估生產工程階段性成本效益，保障生產環節科學高效開展。

3 電氣儀表自動化控制關鍵技術種類

3.1 自動化監控技術

智能化監控是電氣儀表自動化重要功能，在實際應用期間需要借助智能監控設備，對電氣儀表運行環境展開實時監測與記錄，并將此些記錄信息進行匯總。信息監測與輸送應當由紅外傳感器實現。在電氣儀表具體運行過程中，借助發射管道向外部傳送紅外線信號，信號被接收管道接收后會傳輸給單片機，從而實現電氣儀表自動化目標。

現階段電氣自動化控制技術誕生出了遠程控制技術、集成控制技術、現場總線控制技術三種方式。其中，遠程控制技術是現階段電氣儀表檢測測控中的重要組成部分，可幫助工作人員遠程監控儀表系統，主要被應用在遠距離通信環節。

3.2 數據整合及測量技術

為確保電氣儀表能夠實現高質高效運行目標，還是要加強監控數據車輛管控力度，分析設備在實際運轉中的具體情況，掌握設備實際運行狀態，在企業工作中使用儀器儀表，可為企業生產經營建設提供自動一體化控制服務，極大限度縮短信息傳輸時間。

4 電氣儀表自動化控制技術應用方向

4.1 在設備狀態管控中的應用

通過在電氣儀表中安裝自動化系統，可以對設備運行狀態進行全程化管控。如發現設備內存在異常狀態，管控系統可以將數據分析結果直接反饋給監控系統中，確保電氣儀表生產內部運行正常區域能夠與故障設備快速分割，保障電氣儀表生產能夠始終處于正常高效的運行狀態。

研發并應用生產模擬仿真軟件、GPS技術、可編程邏輯控制系統，對生產設備實際運行情況展開全面監測，及時發現存在于設備運行過程中的泄露風險問題，并由此對出現故障問題的設備展開專項運維本。

百里香瞟了眼俗不可耐、丑陋無比的川矢，心想，你們這些日本鬼子侵我中華，殺我同胞，奸淫搶掠，禽獸不如，也配拜我為師？他冷冷一笑，說：“我一個做香腸的，不懂什么文化，也不想當什么大師！要吃香腸明天來，我要打烊收攤子了！”

4.2 在設備參數調整中的應用

配合使用功能完善的自動化化管控計算機設備，能夠對電氣儀表生產內部及外部運行數據進行全面收集，以便能夠切實反饋出電氣儀表生產內部各機組運行狀態，對機組內部數據參數進行進一步控制。結合電氣儀表生產實際要求，設置自動化設備的開啟關閉環節。確保電氣儀表生產設施能夠依據設計好的技術參數，及時調節頻率與電壓。

自動化技術也進一步增強了電氣儀表電氣自動化中的程序化水平，借助自動化化系統將電氣儀表生產流程、實際操作方式及自動化技術等內容輸入到電氣自動化計算機系統內，切實增強系統及設備流程管控水平，使電氣儀表設備始終處于長效平穩的運行狀態。

5 電氣儀表自動化控制技術應用要點

5.1 數據傳輸與采集

在電氣儀表自動化控制實施過程中，生產期間的各項參數數值也可作為電氣儀表管控重要依據，因此為從根本上提升電氣儀表監管力度，還是要做好數據采集與傳輸工作，因光纖信號傳輸穩定性更為顯著、傳輸效率高，將光纖作為傳統傳輸介質的代替已然成為電氣儀表自動化重要發展趨勢。光纖可從根本上提高電氣儀表電氣自動化設備的智能化水平，使電氣儀表生產期間的數據利用率進一步增長。為保障數據傳輸效果，加強自動化設備運營水平還需要借助高級智能終端及間隔層開展數據采集工作，著重關注程序接口標準化及軟硬件產品中的數據交換，確保電氣儀表自動化生產期間的數據傳輸水平穩定提升。

5.2 開關邏輯控制

將電氣自動化技術應用在電氣儀表改造過程中，需要首先注重開關邏輯控制的改造工作。配合使用可編程邏輯控制裝置，對電氣儀表內電氣設備運行狀態及運行技術參數進行專項管控。著重關注發電機機組、電磁控制裝置的自動化改造，通過優化自動監管系統功能，使設備運行狀態能夠被直觀展現出來，將存在于系統運行過程中的各類風險問題控制在源頭。

5.3 通用網絡結構體系

為確保經過自動化改造后的電氣儀表能夠實現高效可靠運行目標，應當建立起具備較高適用性的通用網絡結構。要求工作人員對電氣自動化設備運行參數進行實時監管，使存在于電氣設備中的故障問題能夠被及時發現和解決。在建立通用網絡結構體系期間，還需要配合辦公自動化改造工作，增強工作人員工作效率，提升并網光伏發電站生產經營全過程的管控水平及信息數據利用率。

6 電氣儀表自動化控制系統設計

6.1 電氣儀表自動化控制數據庫

數據庫是電氣儀表自動化控制系統的重要組成部分，數據庫運行水平可直接影響到系統運行效果?，F有數據庫主要采用 SQL，實際查詢效果良好，反應速度較快。數據庫結構設計需要遵照儀器儀表運程具體要求，確保數據庫能夠全面覆蓋監測分項。要求數據庫內各表應采用字段連接手段，存儲各類監測方式下的監測數據。滿足工程信息、用戶客戶、系統設置、預警值設置等要求。

數據入庫功能實現時，可使用C語言編寫識別文本文件程序，將各類文件格式添加到數據庫內，要求數據格式應當保持統一；數據編輯期間需要創建出適宜的數據集，將數據庫連接返回數據集，實現數據的添加、更改、更新功能；數據分析工作需要配合使用圖形圖像技術手段以及相應的數據算法，如遞歸算法、頂點連接順序算法，設置系統監測值與變化值。如發現監測數據超過預警之后，應當及時向工作人員發出預警。

6.2 電氣儀表自動化控制人機聯動

為充分發揮出自動化控制技術在電氣儀表生產運行期間的積極作用，還需要將當前研究重點放置在研發人機互動裝置中。要求相關工作人員能夠通過操作計算機系統，對實際生產現場內部設備的實際運行情況進行全程監控、調節。依照具體數值對設備進行全面更改，切實提升電氣儀表自動化控制系統中的人機互動水平。在人機聯動過程中，對顯示器進行全面升級，確保計算機系統能夠全面反映出生產實際運行效果電氣自動化控制系統設備運行管理期間還涉及到各類圖紙，如機械系統圖、電氣主接線圖、機組實時狀態參數模擬圖等，因此在實際完善自動化設備人機互動功能過程中，還需要結合此前圖紙具體內容，從根本上提升生產管控效果。

6.3 繼電保護與DCS控制系統設計

在電氣儀表自動化控制保護系統設置工作中，工作人員可以參照零件結構創建獨立圖紙。信息系統也可以在設計編輯過程中將選定部分插入圖紙內，然后將各線條連接在一起。在機電保護設計工作完成后，可借助雙向鏈表改進設計圖紙，并將更新組件內的存儲信息輸入到信息系統中。

DCS控制系統是分布式控制系統，主要由工作站、穩健站以及數據中心組成。輸入及輸出點主要包括生產線、發電機組、低壓電氣系統以及公共系統，確保整個生產流程均能夠得到全程監管。DCS控制系統內部包括多個控制點，采用一對多形式，生成雙向傳輸信號模式。以發電廠電氣自動化控制系統為例，現場總線控制系統借助通訊服務器，與分布式電氣自動控制系統在站控層進行對接與運算，從而使設備能夠得到全面監管。

7 電氣儀表自動化控制技術發展趨勢

7.1 虛擬化發展趨勢

電氣儀表自動化控制系統對保障各領域生產經營建設其間的安全可靠運行的意義重大?，F階段實際生產其間的軟硬件設備面臨的運行環境更為復雜，電氣儀表自動化控制系統運行功能需要始終處于持續不斷的優化狀態，對設備使用情況進行全面監管。

由于生產環節設備會在長期使用過程中出現老化或損壞情況，僅采用單一的監督管理方式無法切實保障電力設備監管效果，還需要借助虛擬技術，優化電氣儀表自動化控制系統功能，擴大電力監管規模，使電網運行狀態始終處于全面管控范圍之內。

電氣儀表自動化控制系統是一種圖形化業務系統，內部服務器應當進行統一的虛擬化建設，以從根本上增強系統整體監管水平。具體而言，在電氣儀表自動化控制系統中使用一臺物理機對多臺虛擬機進行虛擬利用。配合使用域服務器、數據庫及網頁服務器，單獨管控電力系統涉及到的各硬件設備，避免設備運行壓力持續增高。

7.2 智能化發展趨勢

現階段人工智能技術日漸成熟，電氣儀表自動化控制系統也逐步趨向于正規化發展。通過在自動化控制系統內使用功能完善的微處理裝置以及數字化操作技術手段，對實現多元信號智能化傳送，提高電氣儀表自動化、智能化控制效果具有重要意義。

8 總結

總而言之，在電氣儀表自動化控制技術應用過程中，為使自動化控制工作能夠平穩有序進行，還需要構建起與電氣儀表自動化技術應用要求相符合的管控體系。依照電氣儀表運行特征與要求，優化電氣儀表管控全過程，提升設備運維期間的各項資源利用水平。同時，為充分發揮出電氣自動化技術的積極作用，管理部門還應當做好人員培訓工作，針對電氣儀表自動化改造期間涉及到的新理念與新技術，定期開展技能培訓活動，推動電氣儀表自動化控制技術高效穩定發展。