基于計算機技術的電氣自動化控制系統設計分析

耿佳佳

【摘 要】工業自動化是目前工業高速發展與計算機技術有機融合的產物，計算機尤其是工業用計算機能夠實現對工業電氣自動化全過程的有效控制，提升企業的智能化水平。基于計算機的工業電氣自動化控制以傳感器作為系統的輸入器件，通過計算機處理后，通過執行機構進行輸出控制，最終完成控制任務，完成工作流程的自動化控制。

【關鍵詞】計算機;工業自動化;智能控制;應用

引言

電氣工程與電氣自動化的發展，為實現自動化管理和生產目標奠定了堅實基礎，尤其是針對大型機組來說，實際運行容易受到諸多因素影響，而將計算機技術融入到電氣工程及電氣自動化當中，就可以通過計算機控制系統對整個機組運行狀況進行監督和控制，一旦出現異常情況，控制系統也能及時發出警報，以便盡快解決。本文聯系電氣工程及電氣自動化系統運用現狀，從電氣故障診斷、電氣控制、優化設計三方面入手，對計算機控制系統在電氣工程及電氣自動化中的實踐應用展開細致分析，同時對計算機控制系統監控方式和具體應用進行探討，以促進社會自動化目標更好實現。

1工業電氣自動化技術特點分析

在工業生產活動之中，工業電氣自動化技術主要憑借以下三個特征獲得了廣泛的應用，分別是廣泛性、高效性和發展性。廣泛性指的是在工業生產水平不斷提升的背景之下，工業電氣自動化技術可以應用于工業生產的大多數環節，并且環境因素對技術應用的影響較小，只需要滿足常溫、低溫以及干燥的環境要求就可以有效應用該技術，而且電氣自動化技術的應用范圍不僅局限于工業領域，在日常生活之中，電氣自動化技術也可以應用于地鐵、城市公交、電梯等設備之中。在科技發展的推動之下，工業電氣自動化技術的應用領域逐漸廣泛，而且結合了現代科技之后，工業電氣自動化技術能夠有效推動工業生產活動的開展，使得工業生產保持高效性，降低企業生產成本，以便企業能夠調動更多資源投入產品研發，提升產品的質量和競爭力，使得企業的產品的生產效率和生產質量都得到有效提升。此外，電氣自動化技術的應用效果是與科技發展狀況聯系在一起的，只要科技不斷發展，則電氣自動化技術就會保持相應的先進性，同時，工業電氣自動化技術的應用效果也會隨之提升，因此，工業電氣自動化技術的發展性就體現在其應用效果會隨著科技發展而提升，這也是大多數工業企業引入工業電氣自動化技術的重要原因之一，而且引入技術之后，進需要對技術應用的設備進行改造升級就能夠提升技術應用效果，也是技術發展性的重要體現。

2計算機技術的電氣自動化控制系統設計分析

2.1在故障診斷中的應用

電氣設備在出現故障時都會存在預兆，不同預兆將會代表不同事故的出現，預兆一般分為非線性預兆及不確定預兆兩種。所以，設備在故障發生之前，需要對預兆進行監測，對故障實際類型進行全面判斷，并對故障進行定位，方便維修，這對設備的正常運行有著非常重要的作用。人工智能技術的有效使用能夠對電氣設備中存在的故障進行有效定位及修復，確保設備的穩定運行及安全性。目前，人工智能技術當中的神經網絡、模糊邏輯及專家系統等在電氣設備故障診斷中的實際使用范圍較為廣泛。例如，電氣系統當中的變壓器為其中最為重要的設備，變壓器能夠正常運行對于電力系統來講有著非常重要的作用，所以，變壓器故障診斷一直為一項研究重點。若使用人工智能技術，則可以對變壓器當中的氣體進行有效分析，掌握變壓器程度及故障類型，所以，發動機及發電機故障斬斷中的人工智能技術實際使用更為廣泛。

2.2系統組成

基于計算機技術的工業電氣自動化是計算機技術、信息技術以及自動化控制技術的融合，是計算機的自動化控制領域的重要應用。計算機控制系統一般具有以下幾個組成部分，首先是計算機控制系統的控制對象，控制對象是工業自動化控制系統中被控制環節或者是最終的操作結果，控制對象一般可以視為控制系統的輸入或者輸出，其控制效果取決于控制系統的特征，控制對象的變化一般可以用數學模型來表征控制前后之間的變化;其次就是執行器，執行機構是控制系統中不可缺少的環節，通過對輸入量的檢測，根據預先的控制要求進行對應的動作，保證系統按照設定的要求工作。執行器目前的執行方式主要有氣、液壓以及電氣執行等不同的方式。最后就是計算機控制系統的各類傳感器，傳感器是計算機工業自動化控制系統的感知設備，傳感器通過對溫度、速度、移位等變量進行檢測，并通過信號形式的轉化將電信號或者電磁信號，傳感器是自動控制進行控制的信息來源，保證系統能夠對外獲取相應的信息。在工業自動化控制系統中，傳感器的精度以及感知信號的動態變化范圍決定好了控制系統的靈敏度以及控制效果。此外，計算機電氣自動化工業控制系統還具有信號調理模塊，對控制系統整個過程中的信號進行調整，保證信號能夠在控制系統的各個環節的輸入輸出的有效范圍之內。

2.3自主分工協作

在制造業的機械化發展中，電氣自動控制技術水平的高低直接影響著該產業的整體生產效率，因此，人們為了深入推進機械化生產，將AI技術逐步應用到了制造業的電氣自動化控制中，賦予了機械設備自主分工協作的能力，減輕了基層勞動人員的工作強度。在此過程中，AI技術所發揮的效用主要體現在機器人功能上的優化，使工作者可以在無需編程的情況下，實現電氣控制的高度自動化，優化了產品制造效率。以西門子公司研發的雙臂機器人為例，工作者借助AI技術可以直接構建出CAD/CAM模型，使機器人可以通過該模型準確認識到生產任務內涵，并完成多樣化產品的組裝和加工，實現了無編程情況下的自主分工協作，提高了制造業機械作業效率。

2.4現場總線監控方式

簡單來說就是根據電氣工程實際規模，對相應規格及數量的傳感裝置進行使用，并將這些傳感器設置到電氣工程運行現場中，以對電氣工程運行各項參數進行收集，針對各項運行參數出現的變化情況，通過傳感器傳輸也能及時了解，并結合設備實際檢測結果，對設備運行監控方案進行科學合理制定，以達到減少故障發生和保障設備運行安全目的。將之與其他監控方式進行比較，現場總線監控方式更加獨立，可以將計算機系統分成不同區域模塊，并對這些模塊實施獨立監控，當某一模塊出現問題時，其他模塊運行也不會受到影響，監控功能在這些模塊中仍然可以實施監控功能，同時現場總線監控方式的針對性比較強，需要聯系電氣工程實際情況及要求進行設立，才能夠取得理想監控效果。

結語

從技術和管理經驗角度來看，企業一方面要加強技術引進，另一方面也需要結合自身的實際情況加強技術的應用，對已經引進的技術進行不斷升級，同時對電氣自動化設備進行改造升級，從而推動技術與設備的有效結合。與此同時，企業在技術應用的過程中，需要對已經應用了該技術的生產環節的生產數據進行實時記錄，同時對出現的故障問題和異常情況進行記錄匯總，不斷收集技術應用的信息，以此積累經驗，提升數據應用效果。

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（作者單位：徐州東方熱電有限公司）