基于嵌入式的遠程電氣控制自動化系統(tǒng)的設(shè)計分析

摘 要：隨著現(xiàn)代社會工業(yè)化程度的高度發(fā)展，以及科學(xué)技術(shù)的不斷進步，電氣控制自動化技術(shù)已經(jīng)成為了現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢。基于嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)上的遠程電氣化自動控制系統(tǒng)的發(fā)展，為工業(yè)自動化發(fā)展帶來了重要的現(xiàn)代化發(fā)展途徑。文章主要研究基于嵌入式的遠程電氣控制自動化的系統(tǒng)設(shè)計分析。

關(guān)鍵詞：嵌入式技術(shù)；遠程控制；電氣控制自動化系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.114

0 引言

現(xiàn)階段，隨著工業(yè)化的高度發(fā)展，各種大型的工業(yè)企業(yè)興起，其生產(chǎn)自動化的落實對遠程電氣化控制技術(shù)也投入了更多的要求。而基于嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)上的遠程自動化電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展，在極大程度上滿足了現(xiàn)代社會市場中工業(yè)自動化發(fā)展對遠程控制技術(shù)的要求，其已經(jīng)成為了自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。

1 遠程控制自動化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

遠程控制是在現(xiàn)代工業(yè)自動化高度發(fā)展的基礎(chǔ)上形成的一種自動化控制需求。并且，隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，人們對遠程控制的需求也變得更加復(fù)雜，并表現(xiàn)出了突出的多元化趨勢。在以往的工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中，在工業(yè)自動化之中應(yīng)用的主要是DCS系統(tǒng)，也就是綜合性控制系統(tǒng)。它是綜合了計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、多媒體技術(shù)等綜合形成的現(xiàn)代化控制系統(tǒng)[1]。這一技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，能夠有機的滿足對設(shè)備進行精確管理以及控制的需求。并且，這一技術(shù)系統(tǒng)在長時間的發(fā)展過程中，不斷滿足自動化生產(chǎn)的需求，能夠?qū)崿F(xiàn)更好的遠程控制效果。

但是，隨著科技的高速發(fā)展，現(xiàn)在的電氣自動化系統(tǒng)逐漸變得更加復(fù)雜，在功能性方面也表現(xiàn)的更加突出。而在如此的技術(shù)發(fā)展條件下，繼續(xù)應(yīng)用綜合性控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足對自動化系統(tǒng)進行遠程控制的需求。而綜合性控制系統(tǒng)存在的局限性，被基于嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)之上的遠程控制系統(tǒng)完美的彌補了。這一技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)真正的現(xiàn)場控制，其通過現(xiàn)代化的智能表，可以實現(xiàn)對海量現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集以及處理分析，并落實精密、準確的自動化控制。這一系統(tǒng)，能夠非常良好的滿足絕大部分的遠程現(xiàn)場自動化控制需求?？偟膩碚f，傳統(tǒng)的綜合性控制系統(tǒng)隨著科技的發(fā)展已經(jīng)遠遠不能滿足工業(yè)上進行自動化生產(chǎn)的遠程控制需求。因此，在這樣的實際情況之下，其被基于嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)上的遠程自動化控制技術(shù)系統(tǒng)所取代是一種必然。

2 基于嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)下的遠程電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 控制系統(tǒng)的結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計

基于嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)上的遠程控制系統(tǒng)主要可以落實為三個主要層次：第一層，信息管理層。要想有機實現(xiàn)對電氣設(shè)備的管理控制一體化，就必須要落實遠程的信息管理層構(gòu)建。對此，通過管理支撐機電運輸設(shè)備的有機應(yīng)用，能夠有效實現(xiàn)電氣設(shè)備管理信息化以及生產(chǎn)自動化的有機實現(xiàn)。同時，在實現(xiàn)了管控一體化之后，為了實現(xiàn)管理以及控制的及時性以及關(guān)聯(lián)性，系統(tǒng)必須要做到實時的現(xiàn)場信息采集以及存儲。并通過管控服務(wù)器實現(xiàn)良好的信息集成，進而生成應(yīng)用于自動化生產(chǎn)的相關(guān)信息。此外，系統(tǒng)通過現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備以及監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場的全方位智慧監(jiān)控。第二層，網(wǎng)絡(luò)層，其作用就是對不同的數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進行接入。對此，主要使用工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及光纖作為遠程控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層主體。在這一基礎(chǔ)上，就可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的遠程迅速傳輸。第三層，設(shè)備層，其作用就是實現(xiàn)被控制設(shè)備與控制系統(tǒng)的無障礙連接。來實現(xiàn)對電氣自動化設(shè)備的遠程控制。

2.2 軟件設(shè)計

在對控制系統(tǒng)進行設(shè)計的過程中，主要應(yīng)用CLinux嵌入式操作系統(tǒng)，以此實現(xiàn)對多種控制任務(wù)的高效有序處理。如此，用戶在進行設(shè)備操作的過程中，就可以應(yīng)用CLinux系統(tǒng)進行任務(wù)函數(shù)的調(diào)度，以此在準備好的控制任務(wù)之中進行任務(wù)最高級的優(yōu)先選取，進而達到對控制任務(wù)進行切換的效果。按照任務(wù)分配原則，主要可以將軟件的任務(wù)類型劃分為以下幾類：首先：監(jiān)測基本功能，也就是實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的收集、處理、測算、輸出[2]。這一任務(wù)是基礎(chǔ)性的任務(wù)內(nèi)容，是實現(xiàn)其它任務(wù)的基礎(chǔ)。其次，保護功能，也就是對最高級人物的報警處理，提示應(yīng)該盡快對指定的任務(wù)進行處理。再次，人機交互，也就是顯示器以及鍵盤的相應(yīng)，這一任務(wù)是最低優(yōu)先級的任務(wù)類型，并且，這一任務(wù)類型需要從在兩個不同的進程之中進行實現(xiàn)，也就是數(shù)據(jù)的采集以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。通過對這幾種任務(wù)類型的區(qū)分設(shè)計，就能夠?qū)崿F(xiàn)良好的人機交互式效果。在這一基礎(chǔ)之上，就能夠有效對用戶設(shè)置的控制指令進行迅速的網(wǎng)絡(luò)傳輸，并實現(xiàn)良好的控制效果。

2.3 遠程控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

在以太網(wǎng)基礎(chǔ)上的遠程控制系統(tǒng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成方面表現(xiàn)的尤其精密，其每一個控制節(jié)點都必須要通過數(shù)字設(shè)備實現(xiàn)。對此，要想實現(xiàn)相應(yīng)的控制方案，只是需要對控制的結(jié)構(gòu)功能區(qū)以及相應(yīng)的功能區(qū)條進行明確，再將其進行功能模塊的分配，就能夠?qū)崿F(xiàn)有機的分散控制。此外，用PLC作輔助車間的控制系統(tǒng)。而對于PLC型號的選取，一方面要遵循控制現(xiàn)場的通訊協(xié)議，另一方，需要滿足信息交換擇優(yōu)原則。在這一基礎(chǔ)上，必須要實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的有機關(guān)聯(lián)，以此保證在進行遠程控制操作過程中設(shè)備整體的正確性。因此，也可以說控制系統(tǒng)就是一個龐大的技術(shù)整體。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著現(xiàn)代工業(yè)電氣自動化技術(shù)的發(fā)展，人們對遠程控制提出了更高的要求。而基于嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)上的遠程控制系統(tǒng)設(shè)計，能夠有效的滿足這一控制需求，其對于現(xiàn)代遠程控制理論的發(fā)展以及控制實踐的落實都具有非常重要的積極意義。

參考文獻：

[1]李昕.電氣自動化畢業(yè)論文基于PLC自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計——基于嵌入式技術(shù)的角度分析[J].現(xiàn)代技術(shù)，2015，45（10）：152-153.

[2]陳德強，葉雄杰.電氣工程與自動化專業(yè)課程設(shè)計論文-直流電動機開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真[J].科技文化（學(xué)術(shù)版），2016，15（03）：199-201.

作者簡介：劉建忠（1990-），男，山東德州人，本科，初級實驗師，研究方向：自動化。