电气工程多模块智能化控制技术研究

祖明朗

（渤海大学附属高级中学，辽宁锦州，121000）

0 引言

随着我国现代化水平的不断发展，电气工程行业也在不断进步，各种先进的科学技术都在电气工程行业中得到普遍应用。如远程技术、多模块智能控制技术等等。PLC技术是一种将计算机技术作为基础，能够进行编程的控制器，是智能化控制技术中的一种，相比于传统的控制器，PLC控制器具有模块化结构，其可靠性更高、编程方便、更容易安装、扩充等，在电气工程中的应用更广泛，同时也有利于提高电气工程的水平[1]。

1 电气工程多模块智能化控制技术的优势

当前现代化技术飞速发展，数字化、网络化和信息化逐渐走进人们的生活[2]。“电气工程多模块智能化控制”：是指由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的电器方面的智能化应用。其中包括PLC技术、单片机技术等等。

在电气工程中，多数采用的是人工操作，随着人工操作次数的逐渐增加，错误率也在逐渐的增加，会间接的导致多种问题的发生，从而导致故障的出现。PLC技术最突出的特点就是灵活性强，能够有效提升数据处理的速度与精度。将其运用到电气工程中，能够根据变化来进行及时的调整，加强对工程细节的监控，保证控制器可以稳定的运行[3]。如：智能交通指挥灯采用PLC检测传感器，实时根据十字路口的车流情况，调整控制信号灯按照特定的规律进行变化，保障车辆的顺利通行。

■1.1 PLC技术的工作原理

PLC技术的工作有三步，第一步是输入采样阶段；第二步是执行用户的程序阶段；第三步是输出刷新阶段。在应用PLC技术时，需要将PLC扫描过的信息存储到相应的单元中，防止操作对数据的影响[4]。在执行的过程中，需要从上至下扫描，并且对其逻辑进行预算，刷新存在的数据状态。确定相关的指令，对所有数据进行刷新，将处理完毕的选择需要的设备信息进行存储。

■1.2 PLC技术的应用实例

在我校的物理实验室中，物理模拟实验的装置是对地质体模型的应力加载，以达到模拟的目的。而实验装置的控制系统，更多的是对各个单元的加载电机进行控制。本文将PLC控制器作为主控制器进行设计。

1.2.1 总体设计方案

模拟实验装置的中枢是控制系统，每个单元相对独立，电气系统的结构多采用“集中管理，分散控制”[5]。

图1 分散控制、集中管理示意图

从图1中可以看出，本设计底层每个PLC单元的功能是相对独立的，控制其对应的功能，主控PLC是系统的中枢，需要对底层的信息做交换处理、协调其控制工作，同时还需要将上位工控机和底层单元PLC间的信息进行交换。使用该方案，系统的总体架构更清晰，每个单元独立存在，方便后期的维护，其中某个单元出现故障时，其他单元不受影响，能够保证正常使用[6]。

1.2.2 主控单元控制系统设计

为使用户能够更加方便的操作使用，设置一个可以移动的平台，在内部放置步进电机驱动器、主控PLC等，其控制原理的结构框图如图2所示。

用PLC控制信号的采集、处理等工作。PLC控制软件采用两套定位系统，一套是用户不可见的绝对坐标，另一种是相对坐标系统。这两套系统的使用能够提高其可靠性。同时便于实验设计。

■1.3 单片机技术

单片机技术是一种将多芯片整体整合的设计方法，将各种功能模块集成，由硬件描述语言对每一种功能进行程序设计[7]。

随着科技的不断发展，多媒体教学设备被广泛应用到现代教学中。教室智能电动窗帘的设计能够解决传统手动控制窗帘带来的影响。

图2 系统主控 PLC控制框图

多功能窗的智能控制系统，是将步进电机、多种传感器与单片机相结合的控制系统[8]。它主要运用了不同的传感检测电路，对室内外的温度、湿度等信号进行实时检测，并且将检测信号发送给单片机，单片机根据接受的信号，做出不同的控制指令，对进电机进行控制，从而实现窗户的报警、自动开、关等多项功能。不仅如此，该系统能够对开关窗的手动进行与自动进行随时切换。图3为多功能窗的智能控制系统硬件框图。

图3 系统硬件框图

单片机属于工程项目的核心部分，若将工程项目比喻成计算机，则单片机就是CPU（处理器），其不但可以简化生产设计模型。还能够实现电气生产设计的自动化控制，取代了人工操作。

2 电气工程多模块智能化控制技术的发展方向

对电气工程多模块智能化控制技术必须以电气工程的实际需求为基础进行研究，这样有助于提升多模块智能化控制技术的实际应用性；加大多模块智能化控制技术创新的资金支持，只有足够的资金才可以进行全方面的研究，为电气工程多模块智能化控制的实现添砖加瓦，加深多模块智能化控制技术在电气工程中的应用，促进电气工程的创新发展[9]。

在自动化控制中控制环节比较多，大多数采用神经网络来进行控制，神经网络可以反复的进行运算和学习，其子系统可以调节运算与学习的速度，并且可以根据具体情况调节各项参数。多模块智能化控制技术在信号处理也有着至关重要的作用，传统的电气工程主要采用控制器来实现信号处理，多模块智能化控制技术的应用，其中包含的控制设备可以取代传统的大部分控制器，并且可以与其它控制器进行相互合作，通过这种工作方式，实现自动化控制[10]。当电气工程施工的过程中出现突发问题，多模块智能化控制技术会自动报警，并及时制定解决方案，保障电气工程的安全与质量。其可以根据实际情况的变化进行相应的调整。

电气工程中多模块智能化控制技术的应用，使得系统更加的统一化，能够更好地满足人们的需求，对其创新能力进行不断的强化。通过图像与图形对信息处理进行可视化分析，不再局限于语言和文字。该技术能够有效地降低生产的成本，从而提高工作效率。

3 结束语

本文主要对电气工程多模块智能化控制技术进行研究，文章以PLC、单片机技术为例，介绍多模块智能化控制技术的优势，通过分析其在具体实例中的应用，总结其特点。在智能化技术飞速发展的今天，将多模块智能化控制技术应用在电气工程中，更好的促进电气工程行业的发展。多模块智能化控制技术在电气工程中还有很大的应用潜力，如何实现利用多模块智能化控制技术实现电气工程全面化的控制所有对象还需要人们进行不断的研究。