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石化企业电气自动化仪器仪表控制研究

发表时间：2021/7/2 来源：《中国电力企业管理》2021年3月作者：孙建峰

[导读] 本文对工业电气自动化仪器仪表控制问题的研究，注重对这一技术的实际应用进行探讨，并且对这一技术的特征以及发展趋势进行了相关阐述，提升技术水平，更好地促进工业化的发展和进步。

山东东营中国石化胜利油田分公司石油化工总厂电气运行部孙建峰 257000

摘要：本文对工业电气自动化仪器仪表控制问题的研究，注重对这一技术的实际应用进行探讨，并且对这一技术的特征以及发展趋势进行了相关阐述，提升技术水平，更好地促进工业化的发展和进步。
关键词：石化企业；电气自动化；仪器仪表；控制
        很多工业领域都离不开电气自动化技术，随着科学技术的不断进步，不断地向着信息化和智能化方向发展，很多自动化技术都与计算机技术、软件技术有着密切的关系。工业自动化技术提高了企业的生产效率，推进了企业管理方式的创新，随着新技术的不断应用，也促进了自动化技术的更新。
        1、工业电气自动化仪器仪表控制系统的组成
        （1）PLC控制模块。工业电气自动化控制系统由多个部件组成，PLC是重要的控制模块，是整套控制系统的下位机，连接传感器、执行机构和人机界面系统，如果此控制模块出现问题，控制系统会面临瘫痪的风险。做好控制信号的屏蔽，避免由于受到电磁信号的影响出现信号失真的问题，执行机构便不会按着设计好程序进行动作，严重情况下还会引发事故。必须保证每个所选的传感器和执行机构的质量，安装前应该进行质量检查，关键件可以送到检测机构再次验证质量。在PLC模块正常运行时，还应该加强对电气元件的检查，保证电气元件可以正常运行，如果出现故障及时进行维修和更换。
        （2）通讯模块。工业电气自动化仪器仪表离不开运行信号和采集数据的传送，通讯功能模块承担着整个控制系统的信息传送和接收任务。通讯模块与传感器、人机界面设备间的信号传送多采用串口、CAN口或以太网口进行数据交互，在系统设计时，必须保证相互间通讯协议的一致性，避免后数据交互时产生困难。当前，工业控制多采用以太网通信端口进行数据通讯，采用TCP/IP通信协议，在企业内部组建局域网络，避免通信模块占用过多的资源和设备，还可以保证数据传输信号的稳定性和精准性，实现全天候的信号传输，还可以利用光纤进行数据通信，可以有效地减少数据传输过程中的出现错误的可能性，防止外界对信号产生的干扰。
        （3）中央控制模块。中央控制单元多采用微机技术，由于计算机可以集中多个控制端口，可以和多种设备进行连接，从而实现不同的控制任务，可以根据控制工艺的要求，选择数据处理精度和运行速度满足应用情况的高性能计算机，可以有效地提高控制系统的运行效率，方便工作人员进行操作。计算机的监控界面可以采用组态软件、VB或VC语言进行编写，采用与下位机PLC相同的通讯协议，并开发满足控制系统要求的应用程序，从而实现与PLC之间的数据交互，可以分担通信网络的负载，各种设备的运行情况可以在人机界面中实时的显示出来，工作人员可以根据控制要求，在人机界面上设置工艺参数，从而实现对整个控制系统的集中控制。
        2、工业自动化系统分析设计理念及工作流程
        （1）控制系统的分析设计思想。针对工业自动化集中控制来说，应该把控制系统中的所有功能和作用都进行汇总，让它都集中到同一个处理器进行控制和操作，工作人员可以方便的进行管理和操作，控制的对象和采集的数据比较多，而且需要对重要信息资料进地存储和保护，控制系统会存在运行速度变慢的现象。同时受到多种因素的影响，控制系统的可靠性很难得到有效保证。随着互联网信息技术、微处理器的性能的不断进步，有效地保证了控制系统的性能要求，把传感器采集到数据信号、执行机构的控制信号都可以采用通信电缆共同传输，组网的性能得到了大幅提升，控制系统的稳定性和可靠性得到了保证，极大地减小了系统出现故障的可能性。

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可以利用无线传感器技术组建远程监测控制系统，由于多种设备的运行会产生电磁干扰问题，所以在进行设计无线控制系统时，应该注重对于关键控制节点的详细设计，从而保证无线控制系统性能可以满足设计要求。
        （2）对控制系统实际运行的分析。计算机输出控制数据信息时，通讯管理模块进行数据处理后传送于通信网络当中，执行设备便会接收该控制信号。前置设备进行数据处理之后，可以把数据保存到相应的存储设备当中，在WEB服务器控制下，可以把数据信息发送到局域网络当中，工作人员就可以实现数据信息的共享。而对于RTU远程信号单元来说，遥测采集信号板会对每个设备的运行信号实现采集，之后会利用模数转换设备进行信号转换，从而发送到中央控制单元当中，把处理通过处理及时显示到人机界面当中，可以为工作人员进行控制决策提供数据支持。
        3、提高工业电气自动化系统性能的措施
        （1）实现智能控制和信息技术的结合。智能控制则取代了人为操作程序，不需要太多的工作人员，企业管理效率和生产效率会进一步提升，自动化仪器仪表技术实现设备运行信号的采集，经过通信网络传送到智能控制设备进行数据存储、分析和处理。该种控制环节都可以通过智能控制器来完成，实现了传感技术、微电子等技术的融合，可以集中到智能化仪表当中。在将来发展趋势将把智能化控制和信息化控制实现进一步的隔合，把PLC控制、集中控制的优势充分发挥出来。
        （2）应该加大科技研发资金投入力度，重视技术创新。创新，是一个国家和民族得到不断壮大和发展的必然条件。创新需要一批高素质的专业技术人才，利用先进的科研设备不断研发新的技术。在人才培养和先进科研设备都需要投入大量的资金，企业在预算时应该列出该部分的费用，保证研发工作可以正常开展，工业自动化仪器仪表控制技术具备的科技含量较高，很多新型的传感器、控制器等的研制需要充足的资金给予支持，科研资金的中断必然对研发工作产生影响，因此，应该加大对科研资金的投入。
        （3）加强工业自动化系统开发平台建设。工业自动化仪器仪表技术的开发需要应用统一的开发平台，对于工业自动化控制系统的设计有着重要的意义。采用开发平台可以开发出满足工控要求的系统，对于系统的测试和联调都起到一定的促进效果，有效减少控制设备的损耗率，发挥出控制设备的应用效能，满足企业对于工业控制的实际需求，根据控制系统的特点和客户的具体要求，采取统一的方式把控制程序下载到PLC控制器、嵌入式WindowsCE等软件平台中。
        （4）自动控制系统采用标准的通信接口。工业自动化系统得到成功运行的关键还在于具有标准化的通信接口，可以有效地节省通讯信号转换时间和控制成本，可以与办公自动化系统中实现数据信息共享，方便的和企业的ERP系统、MES系统进行数据交互。PLC控制器可以与计算机中的应用软件实现信息传输，与办公环境共同采用标准的接口和通信协议，保证不同系统间的有效数据连接，是将来工业电气自动化的发展方向。
        结语
        当前，信息技术快速发展进步，工业电气自动化仪器仪表技术应该紧跟时代发展的步伐，不断对技术进行创新实践，把新技术应用于工业领域当中，对于提高我国科学技术整体水平，促进经济转型升级，提高自主创新能力都具有十分重要的意义。新控制技术的不断应用，必将有效地提高生产效率，减轻工作人员的劳动强度，为企业创造更多的经济效益。
参考文献
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