电气自动化系统在科技馆中的实践运用探究

王杰

摘  要：电气自动化系统是科学技术发展的产物，主要借助计算机技术完成管理及控制工作，将其运用于科技馆中，能够有效提高科技馆展品管理效率。文章先是简述了电气自动化控制的特点及要求，在明确电气自动化控制系统主要功能和运用方向的基础上，分析了科技馆中电气自动化技术的应用类型，从PLC技术、现场总线设计、以太网布局以及Zigbee技术几方面，提出了电气自动化系统在科技馆中的应用策略，为相关人员提供了理论借鉴与参考，旨在进一步提高自动化控制系统应用水平。

关键词：电气自动化;科技馆;PLC技术

中图分类号：TM76         文献标志码：A         文章编号：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

隨着科学技术不断发展，具备计算机技术智能化优势的电子自动化系统也在各行业中得到广泛应用，其在科技馆展品管理中也发挥着重要使用价值。由于科技馆展品数量较多，且展品类型复杂，应用人工管理方法不仅会降低科技馆管理效率，还可能出现管理误差，造成不必要的风险损失和经济损失。而采用电气自动化技术，运用电子自动化控制系统进行管理，能够实现展品信息收集、分类、整理等自动化管理，有效提高科技馆管理的准确性和时效性。

1 电气自动化控制的特点与要求

1.1 特点

电气自动化系统与热机设备比较，具有信息采集速度快，准确率较高的应用优势，对提升机械设备的控制能力具有重要作用。同时，设备安装较为便利，数据获取和应用的可靠性程度较高，可适应多种工况条件。此外，由于信号应用方面也具有优势，使得相关处理工作的抗干扰能力较强，自动化技术应用更加稳定。

基于电气自动化系统的较强优势，可将其应用在科技馆管理实践中，通过对原有热机设备进行升级，提升系统整体的运行服务能力。考虑到目前电气自动化控制技术应用范围越来越广，应明确相关技术要求，并且做好技术分类工作。

1.2 要求

科技馆实践应用中，对自动化控制系统提出了明确要求，相关系统设计应满足稳定性和安全性。稳定性主要是系统运行过程稳定连续，不得出现故障，突然中止服务，影响科技馆正常工作开展。同时，在系统故障发生后，应具备应急管理方案，促使控制系统稳定运行，使得自动化控制技术应用能力获得显著提升。

而安全性则主要是对控制数据的加密处理，对科技馆相关信息进行加密储存，电气自动化系统中，相关设备的操作需要首先获取控制权限，因此，对系统内部信息数据库进行访问，倘若其安全性未能得到保障，将会造成科技馆信息资源泄漏，应对相关问题提高重视力度[1]。

2 科技馆中电气自动化技术分类

2.1 PLC

微电子技术、现代信息技术和电力控制方面手段的有效结合，使该项技术在科技馆的电气管控系统中实现有效使用，经过长期的使用已经取得较好的应用成绩。具体而言，一方面，使用该技术减少了整个自动化系统占用的空间，且相应的造价也出现下调的趋势;另一方面，该项技术的有效应用，促使此类控制系统朝着多元化、智能化以及规范化的方向前进。近几年，此项技术也逐渐融合其他先进技术，提高控制系统的通讯及控制水平。

2.2 现场总线控制技术

此项控制方式的优化改良主要可从两个角度阐述。其一，有效优化低速的控制作业，确保控制操作能够稳定开展。其二，强化开发低资金投入量的高速现场控制方式的程度，而此项技术是互联和低速控制模块的连接纽带。该种优化改良方向与分散控制框架相适应。

2.3 以太网控制技术

近几年，大部分科技馆为提高实际的展览体验感，满足布展环节的实际需求，同时采取多条现场控制模块的情况，而造成此种现象主要是受到两方面因素的影响。单从技术本身的角度而言，科技馆中包含的各类装置对于通讯功能有不同的标准，且自动化技术面对不同装置时，对于相连的总线也有一定标准。例如，实施电气管理期间，通常使用CANBUS总线，对于主机来说，应使用相对通讯效果以及稳定程度更高的总线。近几年，对于科技馆的该项技术实际运用而言，已经在实践活动中加以改良，由最初仅对信息层面的管控，到如今的装置以及控制方面的调整，使该项技术成为自动化系统中极为关键的技术之一。为实现全面兼容，应对各总线控制执行层加以改良，提高管控的规范化及标准化。该项技术经过长期优化升级，在实际应用中已经和各项总线达到较好的结合效果，构建统一的控制体系。借此减少相关管理者的工作量，提高整体的管控效果，也使科技馆中电气自动化控制系统切实满足实际需求[2]。

2.4 集散控制技术

该项技术属于双向无线通讯领域，其整体具有耗能量较少、速率偏低、资金投入量少、结构简单等特点。其可以适应距离小、能耗小且对传输速率要求相对偏低的装置使用，能够切实完成信息传送及相应具备周期性、阶段性以及短期性的信息传输。由于该项技术本身的数字化信息传输特征，使其在科技馆中的多个模块中都有所应用。近几年，该项技术对于大部分科技馆而言，未能被纳入到智能控制系统中，但此类技术在相对规模偏小的科技馆中的实际运用，再加上其本身技术也实现进一步优化，切实强化控制系统的稳定程度。相信在不久的将来，该项技术能够在大规模的场馆内得到广泛应用。

3 电气自动化系统在科技馆的应用策略

3.1 PLC技术应用

近些年来全世界范围内的计算机技术、微电子技术以及电器自动化控制技术实现了高效融合，在该背景条件下，可编程逻辑控制技术，即PLC技术实现了广泛应用，而且在实践过程中得到了长足的发展。其应用具体体现在，可编程逻辑控制技术的控制系统开始逐渐朝着小型化发展，而且其在价格方面正在逐渐降低。同时在大型控制系统上则呈现出更加智能化、多功能以及标准化的特点。现如今，可编程逻辑控制技术已经实现了同模糊控制以及神经元网络等技术的融合，极大程度上实现了通信与控制能力的优化与增强[3]。

3.2 现场总线设计

除了PLC技术以外，现场总线设计也体现了电气自动化系统在科技馆中的应用，若想在实践过程中对现场总线控制技术进行改善与发展，则势必要从两方面内容入手进行优化。

一方面，便是继续对低速现场总控制技术进行完善，另一方面，则是加大投入力度，积极开展对于更加低成本的高速现场总线控制技术的开发工作。高速现场总线控制技术大多会用于低速现场总线控制以及连接互联中，其发展趋势恰好展现出了系统分散控制结构的实际特点。

3.3 合理布局以太网

现如今，我国部分科技馆在展教布展工作进行的过程中，时常会出现多现场总线控制并存的问题，该现象出现的原因主要体现在以下几方面内容上。

从技术角度来考虑，其出现上述现象的原因是设备种类不同，使得其对于通信能力也有着各不相同的要求，在自动化技术上，各个不同领域有着各不相同的总线要求。例如，通常情况下会私用CANBUS总线进行电气控制，而采用稳定性更强以及通讯速率更高的控制总线，包括profibus应用于主机的控制系统。近些年来，我国绝大多数的科技馆在以太网应用技术方面起步较晚而且发展较慢，仅仅停留在信息层面，但经过多年发展其已经实现了对于设备层以及控制层的逐渐渗透，并成为了网络控制的重要手段。为了能够有效达到各协议兼容的目的，应当在原有的基础上修改现场总线控制应用层的协议，并针对TCP/IP开展相应的规范化管理。新时期我国以太网技术正在逐渐地改进以及完善的过程当中，并实现了同现场总线控制系统的高效融合。除此以外，其逐渐构建起了“一网到底”的控制系统，不仅仅能够减轻科技馆管理人员的压力，方便其直接开展对于电力生产现场的控制，同时还能实现我国科技馆展教布展电气自动化控制技术整体水平的提升[4]。

3.4 Zigbee技術应用

该技术作为重要的无线通讯技术，其具有着十分突出的优势，如：“三低”复杂程度较低、功耗相对较低、速率较低，此外，其具有明显了经济性、近距离等特点，将其用于不同的电子设备间，保证了数据传输效果，经实践发现，这一技术特别适用于具有一定周期性、间歇性的数据需求，另外，如果数据对反应时间要求相对较低的话，也可以采用该技术。

在当前的多节点场馆中应用此技术，满足了实际需求，其普及率日渐提高，但相对于科技馆，经调查后发现，未见应用，但可预见的是，随着各种小型、中型场馆对技术的改进与完善，大型科技馆对其应用指日可待，前景十分广阔。

4 结束语

综上所述，电气自动化系统在科技馆管理中有着广泛用途，不仅能够提高科技馆展品管理成效，减轻管理人员的工作压力，还能优化科技馆管理结构，促进科技馆经营发展。为了实现科技馆高效管理的目的，需要科技馆注重电气自动化技术的应用，加大对电气自动化技术研发投入，积极构建电气自动化系统，强化电气自动化技术在科技馆PLC技术、现场总线设计、以太网布局以及Zigbee技术中的运用效果，扩大电气自动化控制系统的应用范围，促进科技馆管理自动化、智能化方向发展。

参考文献：

[1]龙仕强.电气自动化控制系统的应用及发展趋势探究[J].四川水泥，2019，271（03）：27.

[2]苏秀琼.供配电系统中电气自动化的应用实践分析与研究[J].技术与市场，2018，025（003）：128，130.

[3]邹言云.电气自动化技术在电气工程中的实践应用分析[J].新商务周刊，2018，000（020）：297.

[4]郑丽欧.人工智能技术在电气自动化控制中的应用探究[J].赤子，2019，000（012）：172.