电气工程自动化仪表测控技术研究

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摘要：我国电气工程自动化技术在机械行业发挥的作用越来越大，促进了电气工程的进一步发展。因此，必须进一步对仪表测控技术中的远程监控技术集中、测量控制技术和现场总线等技术进行研究，提升测控仪表的测量精度。

关键词：电气工程；自动化；仪表策控制技术

在电气工程自动化中合理应用仪表测控技术，可以提升电力系统运行的效率，改善电力系统运行的质量和稳定性。因此，完善仪表测控技术使其主要结构更加合理，强化仪表测控技术在电气工程自动化中的应用，对整个电力行业的发展具有十分重要的意义。

1电气工程自动化中的仪表测控技术应用意义

在概念设计过程中构思出新的元件，并开发基本配置。由于自动化技术在执行所必需的各种功能时使用多达40到50个传感器，因此电气工程自动化设计者必须了解可用于各种测量的仪器，以及其如何操作，如何与其他仪器连接系统的各个部分。新传感器的发明使迫设计人员必须跟上发展节奏，改善电气工程的设计和操作。

2电气工程自动化仪表测控技术的现状

现阶段，尽管我国经济水平实现了大幅的提升，人们的物质生活水平也越来越高，大量的电气化设备融入了人们的日常生活中。然而，我国的电力设备却存在着不足之处，电力设备的规模在扩大，为了满足人们对电力的需求，电力公司投入了很多资金应用在电气工程自动化的设计中，仍不能满足快速发展社会条件下人们对电力资源的需求。

3电气工程自动化中的仪表测控技术探究

（1）远程监测控制技术。远程监控技术用于计算设备收集信息以评估其运行状况，并在不中断的工作的情况下，远程执行各种IT管理服务工作。远程监测控制技术可帮助电厂检测和修复可能导致停机或引起安全风险的问题，为电厂提供了实现最高水平的响应和维护所需的信息和功能，这样可以确保网络和工作站始终以最高性能运行。远程监测控制技术对于主动监视网络、计算机和软件至关重要，其使用技术工具来跟踪和收集有关的应用程序和硬件的信息。电厂甚至可以监视路由器、交换机和某些IoT设备。在大多数情况下，电厂可以远程解决问题。使用远程监测控制技术是因为它是一种高效的故障解决方案，可实现流程自动化，为其提供用于远程控制会话的单一监视和报告来源。远程监测控制技术的扩展审核还包括远程会话的视频记录，因此如果需要此信息，电厂可以监视虚拟计算解决方案，例如VMware和Hyper-V基础架构。远程监测控制技术可以确保电气工程自动化中的工作站和服务器都连接起来，并向操作系统发送更新的数据。在工作站和服务器上，一旦发现漏洞可以及时的修补所有的漏洞，利用软件寻找安全漏洞，借助编写代码的形式，有效地防止各类信息的泄露。在仪表自控技术应用环节中，要结合远程监控系统，更好的了解设备的运行情况。通过远程监控技术实现实时的模拟监控，在应用模拟传感器技术的同时，使监控有更好地环境条件。通过离散传感器的应用，可以有效地收集数据实行模拟监控，模拟传感器可以为仪表测控提供精确的数据读取服务。在服务器应用环节中采用多种报警方式，在内部监视系统中实现多功能性。远程监视系统应用环节中具有简洁的界面，在仪表监测环节中可使用友好的界面进行操作，提升了监控的效率。通过备份数据传输，不仅仅可以借助网络生成报警报告，如果传输的数据出现任何问题，还可以通过远程站点监控，实现可预见性。在网络中由于某种原因出现停机的问题，也可以借助远程监控的方式，完成数据的备份和传递，将备份的报告直接传输到计算机中。在远程监控系统应用环节中，硬件非常可靠，发生故障的概率比较低，选择远程测控单元。在电气自动化中的仪表测控技术应用环节中，可以对所有站点的重要事态进行监控，网络管理就变得更加容易。远程监控技术的覆盖范围非常的广泛，在仪表测控中发挥的作用非常大，在远程监控技术应用环节中可以有效地提升监控的效果，减少人员的使用，发挥测控的潜力，延长仪表测控设备的使用年限，有效地防止意外停机问题的发生。远程监控技术的安装也非常的方便，在网络维护的基础上，与固定拓扑的有线网络相比，无线网络为远程监控技术提供了便利，使得仪表测控具有高度的灵活性。使用无线技术可以轻松混合和匹配，来自不同供应商的设备提升了仪表测控的兼容性。在远程测控技术应用时，添加传感器可以提升机器的整体功能，通过连续的监控，为仪表测控提供更加精确的数据，传感器收集的数据要比其他的方式更快捷、更准确，有效的诊断各类设备潜在的问题。（2）集中监测控制技术。集中监测控制技术也是仪表测控技术的重要构成部分，采用数据远程评估，通过监测员评审员和内在团队的信息评估，采用集中监视的方式可以对电气工程自动化中的设备进行多功能的监视。随着电子获取技术的改善，监视研究的数据可以通过集中或远程的方式跟踪，有效地发现设备在运行中的风险。监管机构也鼓励在此情况下通过集中监控的方式对电气工程自动化中的各类设备进行有效的监督，通过有效的计划和流程重组，提升仪表测控技术的精确性。传统的每四到八周进行一次监视的方式不能带来更加精确的数据，因此，有必要开发一种更加稳定的方法，提升监控的效果。考虑到当今可用的监控方法，采用合理的流程和适当的资源技术，集中式的监控就可以提供高效的监控解决方案，采用合理的技术和统计式的监控模式。集中监控技术可以帮助电力企业识别风险，集中的识别错误频率较高的设备，通过协议偏差或者数据异常的站点分析，可以提升仪表测控的精确性，有助于识别曲项分布和异常值，从而尽早地发现可能出现故障的设备。使用合理的技术和适当的计划定制，集中监控技术为仪表测量提供了一个智能化的解决方案。随着电气工程自动化设备管理成本的增加，采用集中控制技术可以有效地节省成本，也能提升仪表测控技术的精确性和效率。集中监视实施中涉及的关键步骤如下：识别和定义关键风险及其阈值；制定全面的监控计划和相关文档；使用正确的技术持续监控风险或问题；纠正措施计划，管理已识别的风险，有效地进行集中监视；制定周密的、全面的监视计划。（3）现场总线监测控制技术。在过程自动化方面，现场总线系统可确保最佳水平的可靠性和可用性。对于日常运行中出现的典型故障情况，开发了新一代能够执行诊断的组件。这些组件允许无缝、透明的现场总线基础架构就位，而无需进行额外的工程工作。有必要连续监视控制柜和周围环境，以确保最大的系统可用性。但是，在采用现场总线技术的过程控制系统中，只有总线连接和电源位于控制室机柜中。如今，创新型网关首次具有数字输入功能，这些数字输入还可以用作脉冲计数器或用于测量频率，也可以连接模拟传感器。系统中集成了空气湿度传感器和两个用于控制空调单元的功率继电器，这些组件可以灵活地用于监视控制柜和周围区域。除了通过以太网和现场总线诊断服务器进行集成外，新的ADG还提供了通过基金会现场总线H1进行集成的选项。在这种情况下，网关充当FF-H1节点，并使用单个现场总线地址通信多达16个诊断模块和64个网段的数据。用户可以在通过设备描述（DD）或FDT/DTM进行集成之间进行选择。除了符合状态消息外，包括专家系统报告在内的详细信息也可以直接显示在系统上。还可以通过FF-H1检索调试向导，该向导提供了一种用于检查所有分段测量和参数的自动化过程的功能。同时，以太网可以用于示波器或用于大量数据的历史测量。该软件无需特定的配置任务即可自动搜索并找到以太网连接，其具有以下的优势：①改进的系统操作。数字现场总线技术允许将每个设备的多个变量引入控制系统、以进行远程诊断、趋势分析、过程优化研究、报告生成、预测性维护、远程配置和资产管理。数字通信的无干扰特性提高了测量的准确性，并提高了控制能力。②降低了系统故障的风险并提高了操作可靠性。基于微处理器的数字现场总线设备的自检和通信功能有助于减少停机时间并提高电厂安全性。在发现异常情况或需要预防性维护时，会通知电厂运营和维护人员，使他们能够快速安全地采取纠正措施。③增强电厂绩效和资产管理。数字现场总线技术使资产管理功能，例如诊断、校准、标识和其他维护管理操作能够实时“挖掘”来自现场设备的大量信息。用户可以进行主动维护，从而可以将资源分配到需要的地方。④增加了灵活性和可操作性。由于数字现场总线技术具有开放式协议，因此可以轻松集成电厂中来自不同供应商的不同子系统，并且无需定制编程即可访问信息。当控制技术仍然不可用时，在安装后立即检查物理层通常是有用的或合乎需要的。为了进行这些检查，使用了一种特殊形式的通过以太网的FF-H1通信。驱动程序使使用笔记本电脑直接在网关上建立FF-H1通信成为可能。一旦建立了此通讯，就可以检查网段质量以及与所有连接设备的通讯状况，然后可以通过FF-H1在控制技术中采用所有设置。对于在调试过程中生成的报告，提供了导入/导出功能。现场总线监测控制技术具有新的智能诊断功能，例如高级短路保护、具有自我监控功能的雷电保护。减少硬件和相关成本，尽管所需的端接器、连接器和功率调节器可在一定程度上抵消节省的费用：①由于数字现场总线技术允许多个设备使用一条线对，因此需要更少的电线、导线管、电缆桥架和控制柜。②在数字现场总线技术中用于实现控制策略的标准功能块减少了所需的系统硬件数量，包括输入/输出转换器、电源和机柜。③具有紧密耦合安装的多变量数字现场总线变送器消除了对温度变送器的需求。④由于所需的I/O卡数量减少，控制室设备上的电力负载和控制柜的尺寸减小了。⑤减少的硬件简化了启动和参数化操作，并减少了安装、调试时间和建造成本。（4）分散测控体系仪表测控技术。分散测控体系仪表测控技术是一种用于过程或电厂的计算机控制系统，通常具有许多控制回路，在这些控制回路中，自治控制器分布在整个系统中，但是没有中央操作员监督控制。分散测控体系仪表测控技术由多个处理器和数据字段（DF）即通信总线组成，该数据总线在处理器之间提供消息通信。在电气自动化中的分散测控体系仪表测控技术应用中，处理器具有一个自治控制处理器（ACP）和应用程序（AP），其实际上执行监视和控制电厂的任务。ACP是一种用于处理器内AP的中间件，提供连接到DF的功能即其他ACP，其中是多对多组件之间通信的模型。在此模型中，组件可以指定为产生数据的者，可以同时指定为需要数据作为输入的数据。AP之间的消息由交易代码（TCD）和数据组成。TCD是DF上的唯一标识符，因此可以在逻辑上定义AP之间的通信。ADS的好处包括易于升级和扩展现有系统，可以安装和激活新的AP无需对现有系统进行任何修改。因为通信体系结构可以通过在消息中添加数据类型标志，在实际情况下进行测试，测试新的AP以替换现有的AP的场景涉及三个步骤：步骤1：测试AP根据TCD与正在处理在线任务的APj接收相同的数据。步骤2：测试AP根据接收到的数据创建临时数据，并将其到带有测试标志的数据字段中。步骤3：在线AP接收临时数据，对其进行处理并结果，最终由日志记录程序接收。通常需要在不同资源上多次执行AP以确保可靠性，基于TCD机制，这很容易实现。这种情况包括两个步骤：步骤1：APj和APj’订阅相同的数据并处理后的结果。步骤2：的结果由APk检查两个AP的结果的符合程度，然后进入下一个处理步骤。①空间扩展。如果系统更大，就可靠性和响应性而言，其将具有异构子系统。引入了数据字段中的多播组以应对大规模的异构属性，这些属性在逻辑上将所有数据字段分段。此外，网关被引入到连接大型系统数据字段的多播组中，其中网关根据某些过滤消息除了连接数据字段以外的策略，网关的这种分段和过滤避免了可能由通信体系结构引起的消息泛滥。②时间扩展。原始ADS中的数据字段通过网络在处理器之间传播消息，在传播这些消息后，将其擦除以保持通信量。但是，在将新应用程序安装到实际环境中之前，通常需要一些历史数据来测试，而原始ADS却不提供这些服务。用于AP的扩展名安装了具有存储功能的组件，该功能使历史数据可以保留在数据字段中，此机制是通过使用消息中间件定期历史数据目录来实现的。（5）仪表测控防干扰技术的应用。仪表测控技术在实际的应用环节中会受到不同因素的影响，对测控的精度和效率造成直接的影响，对仪表测控的实用性产生干扰。在外界环境的影响下，仪表测控技术的应用会存在很大的干扰。在环境较暗的控制室中，会导致错误的数据。在混乱的状态指示下，也会出现一些不良的后果，由于错误指示，面板的功能不能充分的发挥。采用仪表测控防干扰技术可以有效地抵御外界的不良环境，提升测控的精度。

4结语

我国电气工程自动化仪表监测技术还需要进一步的改善才能跟上时代的步伐，使其应用在具体的行业，为我国社会发展作出贡献。电力部门也应该充分认识到仪表监测技术的意义，不断改进对仪表监测技术的研发。

参考文献：

[1]杨春.探讨电气工程自动化的仪表测控技术[J].科技经济导刊,2018,26(21):54,56.

[2]胡瑞.探讨电气工程自动化中的仪表测控技术[J].科技视界,2018(07):134-135.

[3]徐薇.探讨电气工程自动化中的仪表测控技术[J].科技资讯,2017,15(16):33-34.

作者：齐博 单位：山西工程技术学院