基于计算机技术的电气自动化控制系统设计分析

黄东

摘 要：现阶段，随着我国工业化的不断发展，对于电气控制系统的自动化水平要求越来越高，基于计算机技术的电气自动化控制系统逐渐得到了广泛的应用，相较于传统的电气控制模式，其控制精度以及可靠性更高，操作也更加便捷。本文对电气自动化系统进行简要阐述，并具体研究基于计算机技术的电气自动化控制系统的设计。

关键词：计算机技术;电气自动化;系统设计

当前，随着科学技术的发展进步，机械化生产模式已经代替了人工模式，计算机自动化控制代替人工操作，使得工业生产效率显著提升。同时随着计算机网络技术的发展进步，也开始应用于电气自动化控制领域，通过网络连接，可以实现对整个系统的控制，并且网络组态较为灵活，整体可靠性高，可以有效实现自动控制、保护、监控以及测量等功能。

1.电气自动化控制系统概述

电气自动化控制系统指的是由多个电气元件构成，主要是用于对目标对象的控制，进而实现控制目标稳定、安全、可靠运行的控制系统。电气自动化控制系统主要有四大功能，分别是自动控制、保护、测量以及监控，其中自动化控制功能是系统的核心功能，主要是实现对一些大体积设备的自动控制[1];保护功能主要是在电气设备运行过程中出现故障时，检测故障信号，并自动对设备或者线路进行调整，以达到保护的目的;测量功能主要是对电气设备的运行状态进行定量分析，通过各种测量设备，得出电气设备运行过程中的各项参数，如功率、电流、电压等等;监控功能主要是监控电气设备的运行状态，利用灯光或者音响反映设备是否带电运行。

2.电气自动化控制系统设计基本思路

从目前电气自动化控制系统设计的基本思路来看，大致可以分为三种类型，分别是集中监控、远程监控以及现场总线监控。

2.1集中监控

这种控制方式的优势在于系统设计比较简单，后续运行维护比较方面，但是由于其将系统诸多功能集中于同一处理器处理，因此处理器的负担较重，对于处理速度有一定的影响[2]。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性，并且后续维护工作量也大幅增加，需要投入更多的人力物力。

2.2远程监控

这种控制方式的优势在可以节约材料、降低安装费用，同时系统组态比较灵活、可靠性较高，但是同时也存在一定的弊端，即不适用于大范围的电气自动化控制，仅能实现小范围的监控，这就导致远程监控这种模式在实际当中应用范围相对有限。

2.3现场总线监控

这种控制方式是在计算机网络技术的基础发展而言，相较于前两者其更具针对性，适用范围也更广，其不仅具有远程监控的优势，同时还是实现与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性显著提升。系统在运行过程中，如果某一装置发生故障，所产生的不良影响相对有限，仅会影响系统部分功能，而不会导致系统瘫痪，因此，现场总线监控方式将是今后计算机监控系统的主流发展方向。

3.基于计算机技术的电气自动化控制系统设计

3.1监控系统设计

监控系统主要有两种模式，即分布式与集中式，其中分布式监控系统可以使控制中心的负担降低，减小信息传输量，稳定性相对较好，此外，在系统运行过程中，若部分功能发生故障，不会影响系统其它功能，实用性较好。而集中式监控系统一般由同一台计算机执行监控任务，控制中心的负担较大，信息的传输量以及传输效率较低，并且系统稳定性不佳，因此，目前已经较少使用。

3.2网络通信系统设计

基于计算机的电气自动化控制系统必须要具备网络通信系统，这可以有效提升系统整体运行的稳定性以及安全性。网络通信系统要求要具备较强的数据传输功能，同时稳定性与集成性要高，确保各子系统间可以实现快速通信以及信息交换[3]。网络通信系统主要有无线和有限通信两种模式，在设计上如何选择要视用户的需求而定，一般而言，有线通信方式主要是利用专线实现连接，成本投入较低，比较便捷，多用于对实时性要求不高的终端。无线通信主要是通过电台实现信息的快速传输，其在传输效率上优势明显，但是成本较高，多用于对实时性要求比较好的终端。

3.3自动化系统设计

自动化系统是电气自动化控制系统的核心，其涵盖了监控系统、工具软件、操作系统以及应用软件等，可以实现对系统资源的统一管理。操作系统要求必须要稳定性良好，具备人性化的人机互动界面，同时系统要具备通用性、可移植性以及开放性，可以适配Windows NT操作软件[4]。监控系统在设计上要能实现自动化监控，同时还要完成信息采集、数据管理、数据分析等工作，需要配备相应的处理软件以及应用软件。工具软件主要有FIX开发、3D图形以及PLC编程等，可以完成控制程序编译，从而是系统功能契合用户的需求，用户可以直接利用计算机对电气设备实现控制自动化控制。

结语

综上所述，基于计算机的电气自动化控制系统是计算机网络技术发展进步的产物，计算机网络技术在电气自动化控制系统中的应用，可以进一步提升系统自动化程度，并逐步使电气自动化控制系统向信息化、智能化方向发展，系统的控制精度以及运行效率可以得到进一步提升。

参考文献

[1]王晓锋.论述电气自动化控制系统设计中计算机技术的应用[J].建筑工程技术与设计， 2016， 000（005）：1603-1603.

[2]李麗坤.计算机技术应用下的电气自动化控制系统设计分析Design and analysis of electric automation control system under application of computer technology[J].自动化与仪器仪表， 2018， 000（012）：94-97.

[3]赵杰清， 师晓萌.基于计算机技术应用下的电气自动化控制系统设计分析[J].丝路视野， 2017， 000（028）：76-76.

[4]宋来.基于计算机和人工智能技术的矿山电气自动化控制系统设计与实现[J].中国金属通报， 2016（11）：80-81.