淺析網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電氣工程及其自動化中的應(yīng)用

◆郭秀平

淺析網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電氣工程及其自動化中的應(yīng)用

◆郭秀平

（邢臺技師學(xué)院 河北 054000）

隨著電氣技術(shù)的不斷發(fā)展，其運行效率、控制效果依舊存在著很多不足，影響著電氣工程項目的進展和質(zhì)量。而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，其開放性、精確性的特點，應(yīng)用在電氣自動化控制中，有效優(yōu)化了電氣工程的自動化程序，提高了控制效率，保證了控制效果。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，需要做好數(shù)據(jù)信息分析、做好控制對象分析，這樣才能根據(jù)不同的數(shù)據(jù)信息、不同的控制對象做好靈活的處理。本文以此為背景，對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電氣工程及其自動化中的應(yīng)用展開研究，供相關(guān)讀者參考。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；硬件與軟件；電氣工程及其自動化應(yīng)用

目前電氣工程及其自動化控制中，控制模式比較簡單，無法滿足復(fù)雜工程作業(yè)的需求，并且控制的準確性還有待提高，這種現(xiàn)象不僅降低了機器的使用效率，還加重了機器的工作負擔(dān)。而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，其無須通過控制模型的方式來對機器進行控制、預(yù)估，并且具備遠程監(jiān)控、無人監(jiān)控等功能，從而有效地提高了機器的工作效率，保證了控制效果。因此本文對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電氣工程及其自動化中應(yīng)用的研究具有非?，F(xiàn)實的指導(dǎo)意義。

1 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于電氣工程及其自動化的表現(xiàn)

在電氣工程及其自動化中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以有效地提高機器自動化的控制效率，如通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對變電站進行監(jiān)控，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群托省Ｆ渚唧w的表現(xiàn)如下：

（1）提高電氣相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計能力和水平

電氣產(chǎn)品涉及到的學(xué)科比較多，因此需要非常高的技術(shù)來做保障。傳統(tǒng)的電氣產(chǎn)品，都是通過經(jīng)驗的方式來進行設(shè)計的，沒有科學(xué)依據(jù)，也缺乏理論知識做支撐，因此運行中還存在著很多不足。再加上人力、物力、以及財力的匱乏，更是影響著電氣產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量。而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，其保證了設(shè)計的準確性，提高了工作控制效率，而且設(shè)計出來的電氣產(chǎn)品又具有較高的實用價值。

（2）有效檢測電氣機器的故障

電氣機器設(shè)計得都比較復(fù)雜，一旦出現(xiàn)問題，檢修會需要花費大量的時間，不僅檢修效率低，而且檢修質(zhì)量也無法保證。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，這當個檢測過程都是采用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如故障診斷專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來進行檢測，有效地提高了檢測效率，以及維修的精準度。故障診斷專家系統(tǒng)主要是通過模擬多個專家分析問題的過程來對檢測到的故障進行分析和處理，從而提高了故障判斷的準確率以及處理效果。

（3）減輕電氣工程系統(tǒng)工作的繁復(fù)性

電氣工程及其自動化系統(tǒng)非常復(fù)雜，有海量的數(shù)據(jù)信息需要進行處理，傳統(tǒng)的處理模式已經(jīng)無法滿足大量數(shù)據(jù)變化的需求，因此在實際的應(yīng)用中，難免會出現(xiàn)一些錯誤，而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以有效地避免這些問題。如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)代替了人工操作，避免了人工操作的失誤、漏洞等，從而提高了操作效率，對于電氣工程及其自動化的發(fā)展都具有一定的意義。

2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電氣工程及其自動化中的應(yīng)用

在電氣工程及其自動化中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，需要結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)以及其他的技術(shù)來建立相應(yīng)的系統(tǒng)，編寫程序代碼來提高電氣工程及其自動化的運行效率。

2.1 總體設(shè)計方案

總體方案就是建設(shè)電氣工程自動化操作系統(tǒng)，設(shè)置操作模式、數(shù)據(jù)，并且在系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)建多個模塊，再將自動化的各個環(huán)節(jié)都加入到這些模塊中，便于操作和控制。工作人員需要登錄該系統(tǒng)，連接網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器，就可以通過控制模塊的方式來對電氣工程發(fā)出操作指令。

2.2 硬件與軟件設(shè)計

（1）硬件設(shè)計

硬件主要包括兩個部分，即計算機硬件和測控功能的硬件。計算機硬件可以是臺式的計算機、工控計算機，其主要是用通信協(xié)議連接設(shè)備，來連接一些其他的設(shè)備，如計算機遠程觀測設(shè)備，這樣可以及時地處理一些問題。并且可以預(yù)先就一些指令進行編程確定，這樣就可以實現(xiàn)設(shè)備的自動操作。

測控功能的硬件，主要是指輸入數(shù)據(jù)的接口，該接口接受或檢測到指令信號后將指令信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號進行傳輸。并且在硬件內(nèi)會設(shè)置數(shù)據(jù)采集卡，將采集卡插入到PCI的槽內(nèi)，這樣系統(tǒng)就會自動地讀取采集卡的數(shù)據(jù)信息，建立A/D連接，既保證了數(shù)據(jù)的準確度，又保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。此外，這兩個硬件主要是連接控制模塊和使用儀器的，在兩者之間建立一個虛擬的操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)跟總線相連接，一個是高速計算機總線、一個是CAN總線，計算機總線保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，CAN總線通過局域網(wǎng)連接總線，為系統(tǒng)的運行打好了硬件基礎(chǔ)。

（2）軟件設(shè)計

主要是通過編程的方式來進行軟件設(shè)計?？梢赃x擇LAVIEW 來進行設(shè)計，其可以實現(xiàn)多個硬件控制功能，還能讓工作人員及時地掌握各個環(huán)節(jié)設(shè)備的運行狀況。

首先是模塊設(shè)計。利用多個編程思想，結(jié)合電氣工程各個環(huán)節(jié)的內(nèi)容將其基本情況進行拆分，拆分成多個數(shù)據(jù)，以模塊的形式呈現(xiàn)出來。如果一個數(shù)據(jù)比較復(fù)雜，無法用一個模塊來表達，還可以設(shè)計子模塊，將數(shù)據(jù)進行分層，采用逐層控制操作的方式來實現(xiàn)電氣工程的自動化。也就說是通過人工操作的方式來進行控制，通過軟件來自動檢測設(shè)備運行效率、控制效果以及機械故障等。

其次軟件設(shè)計中，采用CAD技術(shù)來繪制工程圖形，如直線、曲線、矩形等，將繪制完的圖片放在系統(tǒng)內(nèi)，來完善系統(tǒng)的內(nèi)部功能。

此外，軟件的內(nèi)部程序主要有主程序、中斷程序、以及故障處理程序，這些程序都是通過編程的方式來進行設(shè)置的。其中主程序、中斷程序用來進行全面的檢查以及初始化的操作，其會自動地檢查開關(guān)的變化，也會對軟件和硬件的運行進行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題，會及時地發(fā)出終端請求，微機會及時進行響應(yīng)并處理。

（3）各個系統(tǒng)設(shè)計

微機保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是對每臺設(shè)備實施不同的保護。其通過微處理器、并串接口等，將收集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱鎯ζ鲀?nèi)進行分析，根據(jù)分析結(jié)果來實施保護功能。其保護的主要是單片機，在具體實踐中會接入外部設(shè)備，如存儲器通訊設(shè)備，來實施保護功能。

模擬采集系統(tǒng)的設(shè)計。各個設(shè)備采用A/D的連接方式，將預(yù)先處理的一些模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過電子開關(guān)來實現(xiàn)信號的傳輸。當微機傳輸信號時，MPX會自動選擇通道，用開關(guān)來打通這些通道，實現(xiàn)信號的傳輸。

開關(guān)量輸出系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是借助系統(tǒng)的電回路來打開輸出回路，以此來接收信號。為了避免干擾，在輸入運行中、輸出運行中都會使用電耦合設(shè)備，以此來保證信號傳輸質(zhì)量。

監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的控制功能和區(qū)域監(jiān)控進行連接，以此來實現(xiàn)對各個環(huán)節(jié)的監(jiān)控。該系統(tǒng)主要有主控中心、前端、網(wǎng)絡(luò)以及區(qū)域內(nèi)監(jiān)控組成，其中前端就是在各個空間內(nèi)安裝監(jiān)控裝置，將這些裝置和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器連接，在系統(tǒng)上根據(jù)圖像、聲音來對監(jiān)控進行調(diào)整，如調(diào)整焦距、光圈等。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器跟遠程監(jiān)控中心相連接，以此來對監(jiān)控的信息進行存儲、分析以及控制，一旦發(fā)生任何問題，會及時地進行處理。

3 結(jié)束語

綜上所述，電氣工程及其自動化應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢，為電氣工程自動化系統(tǒng)的設(shè)計帶來了設(shè)計思路。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對電氣工程自動化系統(tǒng)進行硬件、軟件以及各個系統(tǒng)的設(shè)計，可以有效地提高電氣工程的自動化操作效率以及控制的準確性。同時網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具備遠程監(jiān)控、無人監(jiān)控等功能，保證了電氣機器設(shè)備的穩(wěn)定性。此外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開放性的特點，還會使得網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電氣工程及其自動化應(yīng)用中的無限可能性，相信未來隨著我國人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣工程以及我國其他行業(yè)都會越來越網(wǎng)絡(luò)智能化，共同推動我國工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。

[1]袁友泰.電氣工程及其自動化中存在的問題及解決對策[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（12）：138.

[2]郭振興.淺談電氣工程及其自動化技術(shù)在水廠生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].科技視界，2019（18）：191-192.

[3]彭澤林，彭玉.智能化技術(shù)在電氣工程及其自動化中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機，2019，50（08）：175.

[4]張朋飛，陳柳寧.電氣工程及其自動化技術(shù)下的電力系統(tǒng)自動化發(fā)展分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2019（04）：2.

[5]呂華燦.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電氣工程及其自動化中的應(yīng)用分析[J].中國設(shè)備工程，2018（06）：203-204.

[6]李如松.淺談自動化電氣工程應(yīng)用方法分析[J]. 城市建設(shè)理論研究：電子版，2016（6）.