浅析电气仪表自动化控制关键技术与发展方向

郝斌山

浙江华业电力工程股份有限公司 浙江 宁波 315800

1 概述电气仪表自动化控制

1.1 电气自动化仪器仪表概念

自动化仪器仪表主要就是在各类生产活动中，依照预先设定好的程序及流程，借助自动化控制技术控制生产工艺、显示生产进度，确保生产工作能够有序开展的仪表设施。

通过使用电气自动化仪器仪表，能够对生产企业各项生产数据及信息进行全面监管，从根本上提高工业生产产品质量。现阶段自动化控制技术的实际应用范围逐步扩大，在进一步提升各类生产资源利用率的同时，还可延长电气设备全寿命运行周期，为企业带来更大经济价值。

1.2 电气自动化仪器仪表种类

随着社会经济与科技技术发展速度不断加快，电气自动化仪表种类增多，实际应用范围进一步扩大，结合电气仪表电气自动化技术运行功能，可以将其划分为不同种类。

从测量参数角度分析，电气自动化仪表可分为温度测量仪表、压力测量仪表、流量测量仪表及位置测量仪表等；

从实现共同角度分析，电气自动化仪表可分为质性类仪表、调节类仪表、计算类仪表、显示类仪表[1]。其中，显示类仪表能够集中显示各类数据及图像，确保实际生产活动中的各类信息数据能够被更好的应用在生产管理工作中。显示仪表还可以加强其他电气设备监管效果，如电气设备出现故障问题，显示类仪表可接触亮光或鸣笛等方式及时预警，避免故障问题进一步演变成重大安全事故，对企业生产经营建设期间的综合效益造成不利影响。

1.3 电气自动化仪器仪表运行原理

现阶段电气仪表与电气仪表自动化控制技术在实际应用过程中，主要涉及收集、处理及应用信息全过程，所收集的信息主要为企业或实际生产期间的具体情况，更为直观的展现出生产过程中存在的各类问题。信息系统在现阶段电气自动化仪器仪表中发挥出的作用更为显著。借助信息系统，可以有效判断、控制企业各个生产流程。信息技术的应用主要体现在满足企业生产需要、设备过程中的目标等方面，通过集中实施数据采集及处理，从根本上提升各类数据资源利用率，对加强电气自动化仪器仪表运行效果意义重大。

1.4 电气自动化仪器仪表运行特征

现有电气自动化仪器仪表在运行期间的特征主要体现在信息存储永久性、数据处理高效性两方面。在电气自动化仪表运行时，运行期间的数据将长久保留在系统内。普通仪器仪表运行环节极容易受到环境因素影响，在设备自检、校准等方面容易出现较多漏洞[2]。而配合使用以先进微处理技术为主的仪器仪表，能够进一步提升设备检验全面性及精准度，借助数据优化、检索与编程等功能，从根本上提高数据处理效率，保障各类生产环节的可控性。

2 自动化控制技术在电气仪表中的应用重要作用

2.1 提升各资源利用率

2.2 增强生产效率

通过自动化控制技术大面积应用在电气仪表中，还可以从根本上提高工业生产效率，确保生产内部设备运行故障问题能够得到及时发现与解决。同时，运用自动化管控技术，还可以将各类仪表设备运行技术参数输送到计算机系统内部，运用自动化管控设备，对工业生产全过程进行结果。由于工作人员可以直接利用计算机设备输送指令，节省了较多不必要工作衔接，使工业生产工作效率能够得到根本上提升。

2.3 提升系统可操作性能

在生产运行期间配合使用先进的自动化控制还能够从根本上提高系统的可操作性能。具体而言，自动化控制技术的逻辑性较强，操作较为便捷。借助自动化控制技术可以模拟电气仪表中的数据信号，诊断系统运行期间的错误信息，最大限度降低电气仪表自动化控制系统系统运行失误问题发生几率。在自动化控制技术应用期间，输入指令就可以使电气仪表自动化控制系统系统按照既有程序完成自动操作，切实保障了电气仪表自动化控制系统技术应用效果，为实现工业高质高效生产奠定了坚实技术基础。

通过设立生产信息化管理系统，能够将系统获得的数据作为生产工程重大事项决策制定依据，综合评估生产工程阶段性成本效益，保障生产环节科学高效开展。

3 电气仪表自动化控制关键技术种类

3.1 自动化监控技术

智能化监控是电气仪表自动化重要功能，在实际应用期间需要借助智能监控设备，对电气仪表运行环境展开实时监测与记录，并将此些记录信息进行汇总。信息监测与输送应当由红外传感器实现。在电气仪表具体运行过程中，借助发射管道向外部传送红外线信号，信号被接收管道接收后会传输给单片机，从而实现电气仪表自动化目标。

现阶段电气自动化控制技术诞生出了远程控制技术、集成控制技术、现场总线控制技术三种方式。其中，远程控制技术是现阶段电气仪表检测测控中的重要组成部分，可帮助工作人员远程监控仪表系统，主要被应用在远距离通信环节。

3.2 数据整合及测量技术

为确保电气仪表能够实现高质高效运行目标，还是要加强监控数据车辆管控力度，分析设备在实际运转中的具体情况，掌握设备实际运行状态，在企业工作中使用仪器仪表，可为企业生产经营建设提供自动一体化控制服务，极大限度缩短信息传输时间。

4 电气仪表自动化控制技术应用方向

4.1 在设备状态管控中的应用

通过在电气仪表中安装自动化系统，可以对设备运行状态进行全程化管控。如发现设备内存在异常状态，管控系统可以将数据分析结果直接反馈给监控系统中，确保电气仪表生产内部运行正常区域能够与故障设备快速分割，保障电气仪表生产能够始终处于正常高效的运行状态。

研发并应用生产模拟仿真软件、GPS技术、可编程逻辑控制系统，对生产设备实际运行情况展开全面监测，及时发现存在于设备运行过程中的泄露风险问题，并由此对出现故障问题的设备展开专项运维本。

百里香瞟了眼俗不可耐、丑陋无比的川矢，心想，你们这些日本鬼子侵我中华，杀我同胞，奸淫抢掠，禽兽不如，也配拜我为师？他冷冷一笑，说：“我一个做香肠的，不懂什么文化，也不想当什么大师！要吃香肠明天来，我要打烊收摊子了！”

4.2 在设备参数调整中的应用

配合使用功能完善的自动化化管控计算机设备，能够对电气仪表生产内部及外部运行数据进行全面收集，以便能够切实反馈出电气仪表生产内部各机组运行状态，对机组内部数据参数进行进一步控制。结合电气仪表生产实际要求，设置自动化设备的开启关闭环节。确保电气仪表生产设施能够依据设计好的技术参数，及时调节频率与电压。

自动化技术也进一步增强了电气仪表电气自动化中的程序化水平，借助自动化化系统将电气仪表生产流程、实际操作方式及自动化技术等内容输入到电气自动化计算机系统内，切实增强系统及设备流程管控水平，使电气仪表设备始终处于长效平稳的运行状态。

5 电气仪表自动化控制技术应用要点

5.1 数据传输与采集

在电气仪表自动化控制实施过程中，生产期间的各项参数数值也可作为电气仪表管控重要依据，因此为从根本上提升电气仪表监管力度，还是要做好数据采集与传输工作，因光纤信号传输稳定性更为显著、传输效率高，将光纤作为传统传输介质的代替已然成为电气仪表自动化重要发展趋势。光纤可从根本上提高电气仪表电气自动化设备的智能化水平，使电气仪表生产期间的数据利用率进一步增长。为保障数据传输效果，加强自动化设备运营水平还需要借助高级智能终端及间隔层开展数据采集工作，着重关注程序接口标准化及软硬件产品中的数据交换，确保电气仪表自动化生产期间的数据传输水平稳定提升。

5.2 开关逻辑控制

将电气自动化技术应用在电气仪表改造过程中，需要首先注重开关逻辑控制的改造工作。配合使用可编程逻辑控制装置，对电气仪表内电气设备运行状态及运行技术参数进行专项管控。着重关注发电机机组、电磁控制装置的自动化改造，通过优化自动监管系统功能，使设备运行状态能够被直观展现出来，将存在于系统运行过程中的各类风险问题控制在源头。

5.3 通用网络结构体系

为确保经过自动化改造后的电气仪表能够实现高效可靠运行目标，应当建立起具备较高适用性的通用网络结构。要求工作人员对电气自动化设备运行参数进行实时监管，使存在于电气设备中的故障问题能够被及时发现和解决。在建立通用网络结构体系期间，还需要配合办公自动化改造工作，增强工作人员工作效率，提升并网光伏发电站生产经营全过程的管控水平及信息数据利用率。

6 电气仪表自动化控制系统设计

6.1 电气仪表自动化控制数据库

数据库是电气仪表自动化控制系统的重要组成部分，数据库运行水平可直接影响到系统运行效果。现有数据库主要采用 SQL，实际查询效果良好，反应速度较快。数据库结构设计需要遵照仪器仪表运程具体要求，确保数据库能够全面覆盖监测分项。要求数据库内各表应采用字段连接手段，存储各类监测方式下的监测数据。满足工程信息、用户客户、系统设置、预警值设置等要求。

数据入库功能实现时，可使用C语言编写识别文本文件程序，将各类文件格式添加到数据库内，要求数据格式应当保持统一；数据编辑期间需要创建出适宜的数据集，将数据库连接返回数据集，实现数据的添加、更改、更新功能；数据分析工作需要配合使用图形图像技术手段以及相应的数据算法，如递归算法、顶点连接顺序算法，设置系统监测值与变化值。如发现监测数据超过预警之后，应当及时向工作人员发出预警。

6.2 电气仪表自动化控制人机联动

为充分发挥出自动化控制技术在电气仪表生产运行期间的积极作用，还需要将当前研究重点放置在研发人机互动装置中。要求相关工作人员能够通过操作计算机系统，对实际生产现场内部设备的实际运行情况进行全程监控、调节。依照具体数值对设备进行全面更改，切实提升电气仪表自动化控制系统中的人机互动水平。在人机联动过程中，对显示器进行全面升级，确保计算机系统能够全面反映出生产实际运行效果电气自动化控制系统设备运行管理期间还涉及到各类图纸，如机械系统图、电气主接线图、机组实时状态参数模拟图等，因此在实际完善自动化设备人机互动功能过程中，还需要结合此前图纸具体内容，从根本上提升生产管控效果。

6.3 继电保护与DCS控制系统设计

在电气仪表自动化控制保护系统设置工作中，工作人员可以参照零件结构创建独立图纸。信息系统也可以在设计编辑过程中将选定部分插入图纸内，然后将各线条连接在一起。在机电保护设计工作完成后，可借助双向链表改进设计图纸，并将更新组件内的存储信息输入到信息系统中。

DCS控制系统是分布式控制系统，主要由工作站、稳健站以及数据中心组成。输入及输出点主要包括生产线、发电机组、低压电气系统以及公共系统，确保整个生产流程均能够得到全程监管。DCS控制系统内部包括多个控制点，采用一对多形式，生成双向传输信号模式。以发电厂电气自动化控制系统为例，现场总线控制系统借助通讯服务器，与分布式电气自动控制系统在站控层进行对接与运算，从而使设备能够得到全面监管。

7 电气仪表自动化控制技术发展趋势

7.1 虚拟化发展趋势

电气仪表自动化控制系统对保障各领域生产经营建设其间的安全可靠运行的意义重大。现阶段实际生产其间的软硬件设备面临的运行环境更为复杂，电气仪表自动化控制系统运行功能需要始终处于持续不断的优化状态，对设备使用情况进行全面监管。

由于生产环节设备会在长期使用过程中出现老化或损坏情况，仅采用单一的监督管理方式无法切实保障电力设备监管效果，还需要借助虚拟技术，优化电气仪表自动化控制系统功能，扩大电力监管规模，使电网运行状态始终处于全面管控范围之内。

电气仪表自动化控制系统是一种图形化业务系统，内部服务器应当进行统一的虚拟化建设，以从根本上增强系统整体监管水平。具体而言，在电气仪表自动化控制系统中使用一台物理机对多台虚拟机进行虚拟利用。配合使用域服务器、数据库及网页服务器，单独管控电力系统涉及到的各硬件设备，避免设备运行压力持续增高。

7.2 智能化发展趋势

现阶段人工智能技术日渐成熟，电气仪表自动化控制系统也逐步趋向于正规化发展。通过在自动化控制系统内使用功能完善的微处理装置以及数字化操作技术手段，对实现多元信号智能化传送，提高电气仪表自动化、智能化控制效果具有重要意义。

8 总结

总而言之，在电气仪表自动化控制技术应用过程中，为使自动化控制工作能够平稳有序进行，还需要构建起与电气仪表自动化技术应用要求相符合的管控体系。依照电气仪表运行特征与要求，优化电气仪表管控全过程，提升设备运维期间的各项资源利用水平。同时，为充分发挥出电气自动化技术的积极作用，管理部门还应当做好人员培训工作，针对电气仪表自动化改造期间涉及到的新理念与新技术，定期开展技能培训活动，推动电气仪表自动化控制技术高效稳定发展。