導(dǎo)語：電氣工程自動(dòng)化儀表測控技術(shù)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：我國電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械行業(yè)發(fā)揮的作用越來越大，促進(jìn)了電氣工程的進(jìn)一步發(fā)展。因此，必須進(jìn)一步對儀表測控技術(shù)中的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)集中、測量控制技術(shù)和現(xiàn)場總線等技術(shù)進(jìn)行研究，提升測控儀表的測量精度。

關(guān)鍵詞：電氣工程；自動(dòng)化；儀表策控制技術(shù)

在電氣工程自動(dòng)化中合理應(yīng)用儀表測控技術(shù)，可以提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率，改善電力系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量和穩(wěn)定性。因此，完善儀表測控技術(shù)使其主要結(jié)構(gòu)更加合理，強(qiáng)化儀表測控技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用，對整個(gè)電力行業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。

1電氣工程自動(dòng)化中的儀表測控技術(shù)應(yīng)用意義

在概念設(shè)計(jì)過程中構(gòu)思出新的元件，并開發(fā)基本配置。由于自動(dòng)化技術(shù)在執(zhí)行所必需的各種功能時(shí)使用多達(dá)40到50個(gè)傳感器，因此電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)者必須了解可用于各種測量的儀器，以及其如何操作，如何與其他儀器連接系統(tǒng)的各個(gè)部分。新傳感器的發(fā)明使迫設(shè)計(jì)人員必須跟上發(fā)展節(jié)奏，改善電氣工程的設(shè)計(jì)和操作。

2電氣工程自動(dòng)化儀表測控技術(shù)的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，盡管我國經(jīng)濟(jì)水平實(shí)現(xiàn)了大幅的提升，人們的物質(zhì)生活水平也越來越高，大量的電氣化設(shè)備融入了人們的日常生活中。然而，我國的電力設(shè)備卻存在著不足之處，電力設(shè)備的規(guī)模在擴(kuò)大，為了滿足人們對電力的需求，電力公司投入了很多資金應(yīng)用在電氣工程自動(dòng)化的設(shè)計(jì)中，仍不能滿足快速發(fā)展社會(huì)條件下人們對電力資源的需求。

3電氣工程自動(dòng)化中的儀表測控技術(shù)探究

（1）遠(yuǎn)程監(jiān)測控制技術(shù)。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)用于計(jì)算設(shè)備收集信息以評估其運(yùn)行狀況，并在不中斷的工作的情況下，遠(yuǎn)程執(zhí)行各種IT管理服務(wù)工作。遠(yuǎn)程監(jiān)測控制技術(shù)可幫助電廠檢測和修復(fù)可能導(dǎo)致停機(jī)或引起安全風(fēng)險(xiǎn)的問題，為電廠提供了實(shí)現(xiàn)最高水平的響應(yīng)和維護(hù)所需的信息和功能，這樣可以確保網(wǎng)絡(luò)和工作站始終以最高性能運(yùn)行。遠(yuǎn)程監(jiān)測控制技術(shù)對于主動(dòng)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)和軟件至關(guān)重要，其使用技術(shù)工具來跟蹤和收集有關(guān)的應(yīng)用程序和硬件的信息。電廠甚至可以監(jiān)視路由器、交換機(jī)和某些IoT設(shè)備。在大多數(shù)情況下，電廠可以遠(yuǎn)程解決問題。使用遠(yuǎn)程監(jiān)測控制技術(shù)是因?yàn)樗且环N高效的故障解決方案，可實(shí)現(xiàn)流程自動(dòng)化，為其提供用于遠(yuǎn)程控制會(huì)話的單一監(jiān)視和報(bào)告來源。遠(yuǎn)程監(jiān)測控制技術(shù)的擴(kuò)展審核還包括遠(yuǎn)程會(huì)話的視頻記錄，因此如果需要此信息，電廠可以監(jiān)視虛擬計(jì)算解決方案，例如VMware和Hyper-V基礎(chǔ)架構(gòu)。遠(yuǎn)程監(jiān)測控制技術(shù)可以確保電氣工程自動(dòng)化中的工作站和服務(wù)器都連接起來，并向操作系統(tǒng)發(fā)送更新的數(shù)據(jù)。在工作站和服務(wù)器上，一旦發(fā)現(xiàn)漏洞可以及時(shí)的修補(bǔ)所有的漏洞，利用軟件尋找安全漏洞，借助編寫代碼的形式，有效地防止各類信息的泄露。在儀表自控技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)中，要結(jié)合遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，更好的了解設(shè)備的運(yùn)行情況。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的模擬監(jiān)控，在應(yīng)用模擬傳感器技術(shù)的同時(shí)，使監(jiān)控有更好地環(huán)境條件。通過離散傳感器的應(yīng)用，可以有效地收集數(shù)據(jù)實(shí)行模擬監(jiān)控，模擬傳感器可以為儀表測控提供精確的數(shù)據(jù)讀取服務(wù)。在服務(wù)器應(yīng)用環(huán)節(jié)中采用多種報(bào)警方式，在內(nèi)部監(jiān)視系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)多功能性。遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)節(jié)中具有簡潔的界面，在儀表監(jiān)測環(huán)節(jié)中可使用友好的界面進(jìn)行操作，提升了監(jiān)控的效率。通過備份數(shù)據(jù)傳輸，不僅僅可以借助網(wǎng)絡(luò)生成報(bào)警報(bào)告，如果傳輸?shù)臄?shù)據(jù)出現(xiàn)任何問題，還可以通過遠(yuǎn)程站點(diǎn)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)可預(yù)見性。在網(wǎng)絡(luò)中由于某種原因出現(xiàn)停機(jī)的問題，也可以借助遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式，完成數(shù)據(jù)的備份和傳遞，將備份的報(bào)告直接傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中。在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)節(jié)中，硬件非?？煽?，發(fā)生故障的概率比較低，選擇遠(yuǎn)程測控單元。在電氣自動(dòng)化中的儀表測控技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)中，可以對所有站點(diǎn)的重要事態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)管理就變得更加容易。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的覆蓋范圍非常的廣泛，在儀表測控中發(fā)揮的作用非常大，在遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)中可以有效地提升監(jiān)控的效果，減少人員的使用，發(fā)揮測控的潛力，延長儀表測控設(shè)備的使用年限，有效地防止意外停機(jī)問題的發(fā)生。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的安裝也非常的方便，在網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的基礎(chǔ)上，與固定拓?fù)涞挠芯€網(wǎng)絡(luò)相比，無線網(wǎng)絡(luò)為遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)提供了便利，使得儀表測控具有高度的靈活性。使用無線技術(shù)可以輕松混合和匹配，來自不同供應(yīng)商的設(shè)備提升了儀表測控的兼容性。在遠(yuǎn)程測控技術(shù)應(yīng)用時(shí)，添加傳感器可以提升機(jī)器的整體功能，通過連續(xù)的監(jiān)控，為儀表測控提供更加精確的數(shù)據(jù)，傳感器收集的數(shù)據(jù)要比其他的方式更快捷、更準(zhǔn)確，有效的診斷各類設(shè)備潛在的問題。（2）集中監(jiān)測控制技術(shù)。集中監(jiān)測控制技術(shù)也是儀表測控技術(shù)的重要構(gòu)成部分，采用數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程評估，通過監(jiān)測員評審員和內(nèi)在團(tuán)隊(duì)的信息評估，采用集中監(jiān)視的方式可以對電氣工程自動(dòng)化中的設(shè)備進(jìn)行多功能的監(jiān)視。隨著電子獲取技術(shù)的改善，監(jiān)視研究的數(shù)據(jù)可以通過集中或遠(yuǎn)程的方式跟蹤，有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)。監(jiān)管機(jī)構(gòu)也鼓勵(lì)在此情況下通過集中監(jiān)控的方式對電氣工程自動(dòng)化中的各類設(shè)備進(jìn)行有效的監(jiān)督，通過有效的計(jì)劃和流程重組，提升儀表測控技術(shù)的精確性。傳統(tǒng)的每四到八周進(jìn)行一次監(jiān)視的方式不能帶來更加精確的數(shù)據(jù)，因此，有必要開發(fā)一種更加穩(wěn)定的方法，提升監(jiān)控的效果?？紤]到當(dāng)今可用的監(jiān)控方法，采用合理的流程和適當(dāng)?shù)馁Y源技術(shù)，集中式的監(jiān)控就可以提供高效的監(jiān)控解決方案，采用合理的技術(shù)和統(tǒng)計(jì)式的監(jiān)控模式。集中監(jiān)控技術(shù)可以幫助電力企業(yè)識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，集中的識(shí)別錯(cuò)誤頻率較高的設(shè)備，通過協(xié)議偏差或者數(shù)據(jù)異常的站點(diǎn)分析，可以提升儀表測控的精確性，有助于識(shí)別曲項(xiàng)分布和異常值，從而盡早地發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)故障的設(shè)備。使用合理的技術(shù)和適當(dāng)?shù)挠?jì)劃定制，集中監(jiān)控技術(shù)為儀表測量提供了一個(gè)智能化的解決方案。隨著電氣工程自動(dòng)化設(shè)備管理成本的增加，采用集中控制技術(shù)可以有效地節(jié)省成本，也能提升儀表測控技術(shù)的精確性和效率。集中監(jiān)視實(shí)施中涉及的關(guān)鍵步驟如下：識(shí)別和定義關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)及其閾值；制定全面的監(jiān)控計(jì)劃和相關(guān)文檔；使用正確的技術(shù)持續(xù)監(jiān)控風(fēng)險(xiǎn)或問題；糾正措施計(jì)劃，管理已識(shí)別的風(fēng)險(xiǎn)，有效地進(jìn)行集中監(jiān)視；制定周密的、全面的監(jiān)視計(jì)劃。（3）現(xiàn)場總線監(jiān)測控制技術(shù)。在過程自動(dòng)化方面，現(xiàn)場總線系統(tǒng)可確保最佳水平的可靠性和可用性。對于日常運(yùn)行中出現(xiàn)的典型故障情況，開發(fā)了新一代能夠執(zhí)行診斷的組件。這些組件允許無縫、透明的現(xiàn)場總線基礎(chǔ)架構(gòu)就位，而無需進(jìn)行額外的工程工作。有必要連續(xù)監(jiān)視控制柜和周圍環(huán)境，以確保最大的系統(tǒng)可用性。但是，在采用現(xiàn)場總線技術(shù)的過程控制系統(tǒng)中，只有總線連接和電源位于控制室機(jī)柜中。如今，創(chuàng)新型網(wǎng)關(guān)首次具有數(shù)字輸入功能，這些數(shù)字輸入還可以用作脈沖計(jì)數(shù)器或用于測量頻率，也可以連接模擬傳感器。系統(tǒng)中集成了空氣濕度傳感器和兩個(gè)用于控制空調(diào)單元的功率繼電器，這些組件可以靈活地用于監(jiān)視控制柜和周圍區(qū)域。除了通過以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線診斷服務(wù)器進(jìn)行集成外，新的ADG還提供了通過基金會(huì)現(xiàn)場總線H1進(jìn)行集成的選項(xiàng)。在這種情況下，網(wǎng)關(guān)充當(dāng)FF-H1節(jié)點(diǎn)，并使用單個(gè)現(xiàn)場總線地址通信多達(dá)16個(gè)診斷模塊和64個(gè)網(wǎng)段的數(shù)據(jù)。用戶可以在通過設(shè)備描述（DD）或FDT/DTM進(jìn)行集成之間進(jìn)行選擇。除了符合狀態(tài)消息外，包括專家系統(tǒng)報(bào)告在內(nèi)的詳細(xì)信息也可以直接顯示在系統(tǒng)上。還可以通過FF-H1檢索調(diào)試向?qū)?，該向?qū)峁┝艘环N用于檢查所有分段測量和參數(shù)的自動(dòng)化過程的功能。同時(shí)，以太網(wǎng)可以用于示波器或用于大量數(shù)據(jù)的歷史測量。該軟件無需特定的配置任務(wù)即可自動(dòng)搜索并找到以太網(wǎng)連接，其具有以下的優(yōu)勢：①改進(jìn)的系統(tǒng)操作。數(shù)字現(xiàn)場總線技術(shù)允許將每個(gè)設(shè)備的多個(gè)變量引入控制系統(tǒng)、以進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷、趨勢分析、過程優(yōu)化研究、報(bào)告生成、預(yù)測性維護(hù)、遠(yuǎn)程配置和資產(chǎn)管理。數(shù)字通信的無干擾特性提高了測量的準(zhǔn)確性，并提高了控制能力。②降低了系統(tǒng)故障的風(fēng)險(xiǎn)并提高了操作可靠性?；谖⑻幚砥鞯臄?shù)字現(xiàn)場總線設(shè)備的自檢和通信功能有助于減少停機(jī)時(shí)間并提高電廠安全性。在發(fā)現(xiàn)異常情況或需要預(yù)防性維護(hù)時(shí)，會(huì)通知電廠運(yùn)營和維護(hù)人員，使他們能夠快速安全地采取糾正措施。③增強(qiáng)電廠績效和資產(chǎn)管理。數(shù)字現(xiàn)場總線技術(shù)使資產(chǎn)管理功能，例如診斷、校準(zhǔn)、標(biāo)識(shí)和其他維護(hù)管理操作能夠?qū)崟r(shí)“挖掘”來自現(xiàn)場設(shè)備的大量信息。用戶可以進(jìn)行主動(dòng)維護(hù)，從而可以將資源分配到需要的地方。④增加了靈活性和可操作性。由于數(shù)字現(xiàn)場總線技術(shù)具有開放式協(xié)議，因此可以輕松集成電廠中來自不同供應(yīng)商的不同子系統(tǒng)，并且無需定制編程即可訪問信息。當(dāng)控制技術(shù)仍然不可用時(shí)，在安裝后立即檢查物理層通常是有用的或合乎需要的。為了進(jìn)行這些檢查，使用了一種特殊形式的通過以太網(wǎng)的FF-H1通信。驅(qū)動(dòng)程序使使用筆記本電腦直接在網(wǎng)關(guān)上建立FF-H1通信成為可能。一旦建立了此通訊，就可以檢查網(wǎng)段質(zhì)量以及與所有連接設(shè)備的通訊狀況，然后可以通過FF-H1在控制技術(shù)中采用所有設(shè)置。對于在調(diào)試過程中生成的報(bào)告，提供了導(dǎo)入/導(dǎo)出功能?，F(xiàn)場總線監(jiān)測控制技術(shù)具有新的智能診斷功能，例如高級(jí)短路保護(hù)、具有自我監(jiān)控功能的雷電保護(hù)。減少硬件和相關(guān)成本，盡管所需的端接器、連接器和功率調(diào)節(jié)器可在一定程度上抵消節(jié)省的費(fèi)用：①由于數(shù)字現(xiàn)場總線技術(shù)允許多個(gè)設(shè)備使用一條線對，因此需要更少的電線、導(dǎo)線管、電纜橋架和控制柜。②在數(shù)字現(xiàn)場總線技術(shù)中用于實(shí)現(xiàn)控制策略的標(biāo)準(zhǔn)功能塊減少了所需的系統(tǒng)硬件數(shù)量，包括輸入/輸出轉(zhuǎn)換器、電源和機(jī)柜。③具有緊密耦合安裝的多變量數(shù)字現(xiàn)場總線變送器消除了對溫度變送器的需求。④由于所需的I/O卡數(shù)量減少，控制室設(shè)備上的電力負(fù)載和控制柜的尺寸減小了。⑤減少的硬件簡化了啟動(dòng)和參數(shù)化操作，并減少了安裝、調(diào)試時(shí)間和建造成本。（4）分散測控體系儀表測控技術(shù)。分散測控體系儀表測控技術(shù)是一種用于過程或電廠的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，通常具有許多控制回路，在這些控制回路中，自治控制器分布在整個(gè)系統(tǒng)中，但是沒有中央操作員監(jiān)督控制。分散測控體系儀表測控技術(shù)由多個(gè)處理器和數(shù)據(jù)字段（DF）即通信總線組成，該數(shù)據(jù)總線在處理器之間提供消息通信。在電氣自動(dòng)化中的分散測控體系儀表測控技術(shù)應(yīng)用中，處理器具有一個(gè)自治控制處理器（ACP）和應(yīng)用程序（AP），其實(shí)際上執(zhí)行監(jiān)視和控制電廠的任務(wù)。ACP是一種用于處理器內(nèi)AP的中間件，提供連接到DF的功能即其他ACP，其中是多對多組件之間通信的模型。在此模型中，組件可以指定為產(chǎn)生數(shù)據(jù)的者，可以同時(shí)指定為需要數(shù)據(jù)作為輸入的數(shù)據(jù)。AP之間的消息由交易代碼（TCD）和數(shù)據(jù)組成。TCD是DF上的唯一標(biāo)識(shí)符，因此可以在邏輯上定義AP之間的通信。ADS的好處包括易于升級(jí)和擴(kuò)展現(xiàn)有系統(tǒng)，可以安裝和激活新的AP無需對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行任何修改。因?yàn)橥ㄐ朋w系結(jié)構(gòu)可以通過在消息中添加數(shù)據(jù)類型標(biāo)志，在實(shí)際情況下進(jìn)行測試，測試新的AP以替換現(xiàn)有的AP的場景涉及三個(gè)步驟：步驟1：測試AP根據(jù)TCD與正在處理在線任務(wù)的APj接收相同的數(shù)據(jù)。步驟2：測試AP根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)創(chuàng)建臨時(shí)數(shù)據(jù)，并將其到帶有測試標(biāo)志的數(shù)據(jù)字段中。步驟3：在線AP接收臨時(shí)數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行處理并結(jié)果，最終由日志記錄程序接收。通常需要在不同資源上多次執(zhí)行AP以確?？煽啃?，基于TCD機(jī)制，這很容易實(shí)現(xiàn)。這種情況包括兩個(gè)步驟：步驟1：APj和APj’訂閱相同的數(shù)據(jù)并處理后的結(jié)果。步驟2：的結(jié)果由APk檢查兩個(gè)AP的結(jié)果的符合程度，然后進(jìn)入下一個(gè)處理步驟。①空間擴(kuò)展。如果系統(tǒng)更大，就可靠性和響應(yīng)性而言，其將具有異構(gòu)子系統(tǒng)。引入了數(shù)據(jù)字段中的多播組以應(yīng)對大規(guī)模的異構(gòu)屬性，這些屬性在邏輯上將所有數(shù)據(jù)字段分段。此外，網(wǎng)關(guān)被引入到連接大型系統(tǒng)數(shù)據(jù)字段的多播組中，其中網(wǎng)關(guān)根據(jù)某些過濾消息除了連接數(shù)據(jù)字段以外的策略，網(wǎng)關(guān)的這種分段和過濾避免了可能由通信體系結(jié)構(gòu)引起的消息泛濫。②時(shí)間擴(kuò)展。原始ADS中的數(shù)據(jù)字段通過網(wǎng)絡(luò)在處理器之間傳播消息，在傳播這些消息后，將其擦除以保持通信量。但是，在將新應(yīng)用程序安裝到實(shí)際環(huán)境中之前，通常需要一些歷史數(shù)據(jù)來測試，而原始ADS卻不提供這些服務(wù)。用于AP的擴(kuò)展名安裝了具有存儲(chǔ)功能的組件，該功能使歷史數(shù)據(jù)可以保留在數(shù)據(jù)字段中，此機(jī)制是通過使用消息中間件定期歷史數(shù)據(jù)目錄來實(shí)現(xiàn)的。（5）儀表測控防干擾技術(shù)的應(yīng)用。儀表測控技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用環(huán)節(jié)中會(huì)受到不同因素的影響，對測控的精度和效率造成直接的影響，對儀表測控的實(shí)用性產(chǎn)生干擾。在外界環(huán)境的影響下，儀表測控技術(shù)的應(yīng)用會(huì)存在很大的干擾。在環(huán)境較暗的控制室中，會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。在混亂的狀態(tài)指示下，也會(huì)出現(xiàn)一些不良的后果，由于錯(cuò)誤指示，面板的功能不能充分的發(fā)揮。采用儀表測控防干擾技術(shù)可以有效地抵御外界的不良環(huán)境，提升測控的精度。

4結(jié)語

我國電氣工程自動(dòng)化儀表監(jiān)測技術(shù)還需要進(jìn)一步的改善才能跟上時(shí)代的步伐，使其應(yīng)用在具體的行業(yè)，為我國社會(huì)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。電力部門也應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到儀表監(jiān)測技術(shù)的意義，不斷改進(jìn)對儀表監(jiān)測技術(shù)的研發(fā)。

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作者：齊博 單位：山西工程技術(shù)學(xué)院