基于計算機技術的電氣自動化控制系統設計分析

黃東

摘 要：現階段，隨著我國工業化的不斷發展，對于電氣控制系統的自動化水平要求越來越高，基于計算機技術的電氣自動化控制系統逐漸得到了廣泛的應用，相較于傳統的電氣控制模式，其控制精度以及可靠性更高，操作也更加便捷。本文對電氣自動化系統進行簡要闡述，并具體研究基于計算機技術的電氣自動化控制系統的設計。

關鍵詞：計算機技術;電氣自動化;系統設計

當前，隨著科學技術的發展進步，機械化生產模式已經代替了人工模式，計算機自動化控制代替人工操作，使得工業生產效率顯著提升。同時隨著計算機網絡技術的發展進步，也開始應用于電氣自動化控制領域，通過網絡連接，可以實現對整個系統的控制，并且網絡組態較為靈活，整體可靠性高，可以有效實現自動控制、保護、監控以及測量等功能。

1.電氣自動化控制系統概述

電氣自動化控制系統指的是由多個電氣元件構成，主要是用于對目標對象的控制，進而實現控制目標穩定、安全、可靠運行的控制系統。電氣自動化控制系統主要有四大功能，分別是自動控制、保護、測量以及監控，其中自動化控制功能是系統的核心功能，主要是實現對一些大體積設備的自動控制[1];保護功能主要是在電氣設備運行過程中出現故障時，檢測故障信號，并自動對設備或者線路進行調整，以達到保護的目的;測量功能主要是對電氣設備的運行狀態進行定量分析，通過各種測量設備，得出電氣設備運行過程中的各項參數，如功率、電流、電壓等等;監控功能主要是監控電氣設備的運行狀態，利用燈光或者音響反映設備是否帶電運行。

2.電氣自動化控制系統設計基本思路

從目前電氣自動化控制系統設計的基本思路來看，大致可以分為三種類型，分別是集中監控、遠程監控以及現場總線監控。

2.1集中監控

這種控制方式的優勢在于系統設計比較簡單，后續運行維護比較方面，但是由于其將系統諸多功能集中于同一處理器處理，因此處理器的負擔較重，對于處理速度有一定的影響[2]。由于電氣設備全部進入監控，伴隨著監控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降、電纜數量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統的可靠性，并且后續維護工作量也大幅增加，需要投入更多的人力物力。

2.2遠程監控

這種控制方式的優勢在可以節約材料、降低安裝費用，同時系統組態比較靈活、可靠性較高，但是同時也存在一定的弊端，即不適用于大范圍的電氣自動化控制，僅能實現小范圍的監控，這就導致遠程監控這種模式在實際當中應用范圍相對有限。

2.3現場總線監控

這種控制方式是在計算機網絡技術的基礎發展而言，相較于前兩者其更具針對性，適用范圍也更廣，其不僅具有遠程監控的優勢，同時還是實現與監控系統通過通信線連接，可以節省大量控制電纜，節約很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對獨立，裝置之間僅通過網絡連接，網絡組態靈活，使整個系統的可靠性顯著提升。系統在運行過程中，如果某一裝置發生故障，所產生的不良影響相對有限，僅會影響系統部分功能，而不會導致系統癱瘓，因此，現場總線監控方式將是今后計算機監控系統的主流發展方向。

3.基于計算機技術的電氣自動化控制系統設計

3.1監控系統設計

監控系統主要有兩種模式，即分布式與集中式，其中分布式監控系統可以使控制中心的負擔降低，減小信息傳輸量，穩定性相對較好，此外，在系統運行過程中，若部分功能發生故障，不會影響系統其它功能，實用性較好。而集中式監控系統一般由同一臺計算機執行監控任務，控制中心的負擔較大，信息的傳輸量以及傳輸效率較低，并且系統穩定性不佳，因此，目前已經較少使用。

3.2網絡通信系統設計

基于計算機的電氣自動化控制系統必須要具備網絡通信系統，這可以有效提升系統整體運行的穩定性以及安全性。網絡通信系統要求要具備較強的數據傳輸功能，同時穩定性與集成性要高，確保各子系統間可以實現快速通信以及信息交換[3]。網絡通信系統主要有無線和有限通信兩種模式，在設計上如何選擇要視用戶的需求而定，一般而言，有線通信方式主要是利用專線實現連接，成本投入較低，比較便捷，多用于對實時性要求不高的終端。無線通信主要是通過電臺實現信息的快速傳輸，其在傳輸效率上優勢明顯，但是成本較高，多用于對實時性要求比較好的終端。

3.3自動化系統設計

自動化系統是電氣自動化控制系統的核心，其涵蓋了監控系統、工具軟件、操作系統以及應用軟件等，可以實現對系統資源的統一管理。操作系統要求必須要穩定性良好，具備人性化的人機互動界面，同時系統要具備通用性、可移植性以及開放性，可以適配Windows NT操作軟件[4]。監控系統在設計上要能實現自動化監控，同時還要完成信息采集、數據管理、數據分析等工作，需要配備相應的處理軟件以及應用軟件。工具軟件主要有FIX開發、3D圖形以及PLC編程等，可以完成控制程序編譯，從而是系統功能契合用戶的需求，用戶可以直接利用計算機對電氣設備實現控制自動化控制。

結語

綜上所述，基于計算機的電氣自動化控制系統是計算機網絡技術發展進步的產物，計算機網絡技術在電氣自動化控制系統中的應用，可以進一步提升系統自動化程度，并逐步使電氣自動化控制系統向信息化、智能化方向發展，系統的控制精度以及運行效率可以得到進一步提升。

參考文獻

[1]王曉鋒.論述電氣自動化控制系統設計中計算機技術的應用[J].建筑工程技術與設計， 2016， 000（005）：1603-1603.

[2]李麗坤.計算機技術應用下的電氣自動化控制系統設計分析Design and analysis of electric automation control system under application of computer technology[J].自動化與儀器儀表， 2018， 000（012）：94-97.

[3]趙杰清， 師曉萌.基于計算機技術應用下的電氣自動化控制系統設計分析[J].絲路視野， 2017， 000（028）：76-76.

[4]宋來.基于計算機和人工智能技術的礦山電氣自動化控制系統設計與實現[J].中國金屬通報， 2016（11）：80-81.