計算機技術(shù)應(yīng)用下的電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計研究

孟麗

摘要：在新時期的社會環(huán)境下，計算機逐漸成為重要的科技產(chǎn)物，是驅(qū)動整個社會實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的重要載體。在這一技術(shù)支持下，電氣自動化獲得顯著發(fā)展趨勢，有關(guān)單位需要基于這一目標(biāo)做好控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計工作，從而全面提高電氣水平。文章主要分析電氣自動化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)含義，了解控制系統(tǒng)的設(shè)計特點與有效思路，探索有效的設(shè)計舉措，從而為接下來的電氣自動化改革與發(fā)展提供依據(jù)，進一步完善控制系統(tǒng)的內(nèi)部功能。

關(guān)鍵詞：計算機技術(shù)；電氣自動化；控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）13-0099-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

0 引言

在當(dāng)前的電氣行業(yè)領(lǐng)域，自動化是比較典型的發(fā)展趨勢，給控制系統(tǒng)的設(shè)計工作帶來了全新的要求。有關(guān)單位需正確看待信息化的社會發(fā)展趨勢，發(fā)揮計算機這一載體所具有的驅(qū)動價值，不斷革新控制系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新設(shè)計功能模塊，以保證最終所形成的控制系統(tǒng)更具有創(chuàng)新性，凸顯整體服務(wù)功能，促進電氣行業(yè)在自動化道路上實現(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展。

1 電氣自動化控制系統(tǒng)概述

電氣自動化是當(dāng)前比較典型的系統(tǒng)形式，在一定程度上依賴計算機這一載體，對整個電氣系統(tǒng)的運行環(huán)境進行智能監(jiān)控，有效發(fā)揮自動調(diào)節(jié)與控制功能，保證電氣系統(tǒng)運行正常，提高電氣環(huán)境安全水平，有效規(guī)避不良的風(fēng)險隱患。一般在發(fā)展電氣自動化控制系統(tǒng)時，有關(guān)人員需基于對整個電氣行業(yè)的調(diào)研與了解，確定接下來的設(shè)計轉(zhuǎn)型方向。根據(jù)所獲得的系統(tǒng)參數(shù)，發(fā)揮計算設(shè)計載體作用，對重要信息進行搜集、整理與分析[1]。從而完善內(nèi)部的信息處理結(jié)構(gòu)，優(yōu)化功能設(shè)置，保證電氣信息存儲環(huán)境更安全，并為后續(xù)有效構(gòu)建控制系統(tǒng)，實現(xiàn)穩(wěn)定運行提供良好保障。

通過了解，可以發(fā)現(xiàn)在當(dāng)前的電氣行業(yè)中，關(guān)于自動化技術(shù)發(fā)展日漸成熟，并為控制系統(tǒng)設(shè)計與建設(shè)提供了良好的方向指南。有關(guān)單位對控制系統(tǒng)設(shè)計十分重視，并在有效開發(fā)自動化技術(shù)的過程中對系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)置，從而保證最終所形成的系統(tǒng)體系在模塊設(shè)置上更規(guī)范，在拓展整體功能覆蓋范圍的基礎(chǔ)上提升整體的服務(wù)水平?？傮w來講，在國內(nèi)的電氣行業(yè)中，自動化控制系統(tǒng)具有良好的發(fā)展趨勢，通過人機交互系統(tǒng)構(gòu)建來彰顯控制系統(tǒng)本身的智能化特征，也能夠切實維護電氣系統(tǒng)環(huán)境的安全，有效保障數(shù)據(jù)安全，這對于驅(qū)動電氣行業(yè)實現(xiàn)智能控制和穩(wěn)定運行具有重要意義。因此，在接下來的電氣發(fā)展領(lǐng)域，有關(guān)單位需基于自動化視角分析控制系統(tǒng)的有效設(shè)計思路和舉措，從而保證最終所形成的電氣系統(tǒng)更符合現(xiàn)代的電氣行業(yè)發(fā)展要求。

2 電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計特點與思路分析

縱觀當(dāng)前的電氣自動化控制系統(tǒng)，可以發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)系統(tǒng)模式相比所呈現(xiàn)的特征比較突出[2]。在計算機等多種先進載體支撐下，能夠精準(zhǔn)獲得數(shù)據(jù)信息，以此為基準(zhǔn)對相關(guān)的電氣參數(shù)信息進行分析，從而及時甄別系統(tǒng)中存在的不良風(fēng)險，并在樹立良好預(yù)防意識后制定出更規(guī)范的防控舉措。

其次，受到計算機編程程序影響，電氣系統(tǒng)在自動化控制方面具有較強的控制功能優(yōu)勢，能夠通過程序設(shè)計與監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)在整個系統(tǒng)運行中可能出現(xiàn)的故障。

同時，控制系統(tǒng)本身表現(xiàn)出較強的靈敏性，能夠通過參數(shù)感應(yīng)和數(shù)據(jù)分析及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的偏差風(fēng)險，然后組織有關(guān)人員就相關(guān)的防護處理舉措加以實踐。

此外，該系統(tǒng)在實際運行期間具有較強的便捷性，方便技術(shù)人員規(guī)范操作，切實提高整體系統(tǒng)的控制處理效能，降低在此方面的成本投入。最重要的是，有效應(yīng)用這一系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的電氣系統(tǒng)監(jiān)控成本有效控制，實現(xiàn)集中處理，綜合管控，從而滿足當(dāng)下企業(yè)與個體對電氣系統(tǒng)控制所提出的新要求。

所以面對該系統(tǒng)所呈現(xiàn)的特點，在接下來的控制系統(tǒng)設(shè)計中，有關(guān)人員需要積極革新設(shè)計思路，要切實關(guān)注計算機載體所具有的驅(qū)動租用，構(gòu)建完善性的控制體系，保證電氣系統(tǒng)在安全、穩(wěn)定的環(huán)境下實現(xiàn)高品質(zhì)運行。

3 計算機技術(shù)應(yīng)用下的電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計

1） 集中監(jiān)控設(shè)計

在系統(tǒng)設(shè)計階段，有關(guān)單位需全面了解當(dāng)前的自動化發(fā)展形勢，發(fā)揮計算機的優(yōu)勢，實現(xiàn)集中監(jiān)控體系有效設(shè)計。以保證所構(gòu)建的控制體系更具有綜合性，并顯著提高整體的控制覆蓋范圍[3]。首先，需要對電氣系統(tǒng)環(huán)境中所包含的各項數(shù)據(jù)資源進行有效整理，選擇一個處理器，為接下來的集中處理系統(tǒng)建設(shè)奠定基礎(chǔ)，支撐電氣系統(tǒng)在運行期間實現(xiàn)自動化監(jiān)測與管理。

其次，要發(fā)揮檢測技術(shù)的優(yōu)勢，針對整個電氣系統(tǒng)運行過程進行全方位監(jiān)測，以便可以發(fā)現(xiàn)故障問題，并將有關(guān)的故障信號與數(shù)據(jù)信息有效傳輸給技術(shù)人員，方便其在精準(zhǔn)定位具體故障位置后，有效展開檢修處理。同時，也可以基于集中設(shè)計支撐改善目前電氣系統(tǒng)所存在的運行效率緩慢問題，在提高整體時效的基礎(chǔ)上支撐系統(tǒng)內(nèi)部各項設(shè)備穩(wěn)定運行。

此外，發(fā)揮智能機器人手臂的作用，針對高空或者復(fù)雜性的電氣系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計和建設(shè)，切實保障作業(yè)人員人身安全。更要有效借助計算機在數(shù)據(jù)兼容處理方面的優(yōu)勢，在選擇軟接口時，需要遵循型號相同的原則，從而保證所獲得的數(shù)據(jù)傳輸效果更符合自動控制系統(tǒng)設(shè)計要求，也能夠為后期系統(tǒng)控制與管理提供豐富的數(shù)據(jù)參考。

2） 現(xiàn)場總線監(jiān)控

現(xiàn)場總線監(jiān)控也是控制系統(tǒng)設(shè)計中的重要組成要素，對于支撐電氣實現(xiàn)自動化發(fā)展具有重要意義。因此，在針對該模塊展開設(shè)計工作期間，有關(guān)人員需深入分析計算機發(fā)展趨勢，了解目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展給控制系統(tǒng)設(shè)計所帶來的全新機遇，有效轉(zhuǎn)變設(shè)計理念，遵循現(xiàn)代化發(fā)展原則，將當(dāng)前社會環(huán)境中所衍生出的先進技術(shù)載體與系統(tǒng)設(shè)計相結(jié)合，在科技助力下賦能各項設(shè)計工作規(guī)范開展。借助計算機構(gòu)建智能監(jiān)控體系，對現(xiàn)場總線環(huán)境進行全方位的監(jiān)測，從而及時甄別在這一環(huán)節(jié)中存在的故障風(fēng)險，并根據(jù)所反映的數(shù)據(jù)參數(shù)分析出現(xiàn)故障的具體誘因，在精準(zhǔn)定位故障發(fā)生的位置后，引領(lǐng)設(shè)計人員動態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)部各項設(shè)備的參數(shù)。有關(guān)人員在圍繞現(xiàn)場總線監(jiān)控進行設(shè)計時，需明確掌握其所具有的特點，立足于開放性、互用性、功能自治性、環(huán)境適應(yīng)性、高度分散性的原則，就設(shè)計的思路加以梳理，積極革新設(shè)計方案。從而保證控制系統(tǒng)在實際運行期間，若某一區(qū)域出現(xiàn)故障問題，不會影響其他區(qū)域的性能，降低在系統(tǒng)維護方面的損失。在展開設(shè)計期間，需要發(fā)揮該模塊所具有的聯(lián)網(wǎng)功能，在互聯(lián)網(wǎng)支撐下，就操作站、服務(wù)器、現(xiàn)場總線與現(xiàn)場設(shè)備進行科學(xué)布局，構(gòu)建多功能、穩(wěn)定性的控制器。

3） 分布式控制設(shè)計

為有效適應(yīng)自動化趨勢，有關(guān)單位需利用好計算機，針對分布式控制系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計。首先，需明確中央處理器所具備的核心地位，分析該控制系統(tǒng)中所包含的設(shè)備類型[4]。從變頻器、低壓斷路器等要素展開分析，了解不同設(shè)備所包含的功能，以及在整個系統(tǒng)中所具有的地位。之后，要基于該控制系統(tǒng)有效構(gòu)建數(shù)據(jù)信息傳輸和共享中心，從而實現(xiàn)對整個電氣系統(tǒng)的全面監(jiān)測，將所反饋的數(shù)據(jù)信息借助平臺傳輸給技術(shù)人員，為接下來進一步地開展系統(tǒng)級檢測與維修提供數(shù)據(jù)參考。也能夠在數(shù)據(jù)平臺支撐下實現(xiàn)信息有效分類，提高系統(tǒng)控制綜合效能。相較于傳統(tǒng)的系統(tǒng)模式，該體系能夠有效聯(lián)系控制、通訊、監(jiān)測、管理，具有較強的一體化和綜合性特征，實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的智能監(jiān)測。在展開設(shè)計的過程中，有關(guān)人員需遵循分布式設(shè)計與其他技術(shù)相結(jié)合的原則，保證最終所形成的控制體系具有較強的適應(yīng)性，提高整體的控制水平。將其與以太網(wǎng)技術(shù)結(jié)合十分必要，借助TCP或者IP協(xié)議優(yōu)化設(shè)計，確保數(shù)據(jù)傳輸過程更穩(wěn)定。其次，在設(shè)計的過程中，還需要將該技術(shù)與PLC技術(shù)建立起有效的聯(lián)系，保證最終所形成的控制系統(tǒng)在可視化功能以及數(shù)據(jù)傳輸方面效果更為突出，根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)判定目前在系統(tǒng)運行中的故障隱患。

同時，設(shè)計人員還需要全面了解先進算法優(yōu)勢，將其融入分布式系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)中，利用好神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊控制算法的功能，就控制系統(tǒng)設(shè)計方案加以優(yōu)化。做好網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計，從接口方法等方面加以優(yōu)化，從而保證最終所獲得的分布式系統(tǒng)在整體控制功能上更突出，切實維護整個電氣系統(tǒng)運行環(huán)境的穩(wěn)定，保障電氣運行環(huán)境的安全。

此外，在具體開展設(shè)計的過程中，有關(guān)人員需要了解分布式系統(tǒng)的控制功能建設(shè)要求，做好冗余設(shè)計工作。從網(wǎng)絡(luò)層面著手做好冗余規(guī)范設(shè)計，發(fā)揮星形網(wǎng)絡(luò)的冗余作用，加強網(wǎng)絡(luò)切換管理?；蛘邍@環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，就具體的冗余結(jié)構(gòu)進行規(guī)范，保證控制系統(tǒng)在良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下正常運行。之后從主控單元、后臺控制層面著手做好冗余規(guī)范設(shè)計工作，增強間隔層與主控單元之間的關(guān)聯(lián)，做好銜接設(shè)計工作。

4） 遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計

面對電氣自動化發(fā)展趨勢，有關(guān)人員需基于計算機技術(shù)有效支撐，做好遠(yuǎn)程監(jiān)控規(guī)范設(shè)計。充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的支撐功能，拓展監(jiān)控的覆蓋范圍，打破傳統(tǒng)監(jiān)控模式在時空等方面的局限，保證最終所呈現(xiàn)的控制處理效果更佳。首先，需要針對監(jiān)控、通訊模塊進行優(yōu)化處理，分析目前電氣系統(tǒng)在自動化控制方面所提出的系統(tǒng)構(gòu)建要求，本著豐富控制功能模塊，提高控制實踐效能的原則，加強計算機和互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，構(gòu)建多功能的控制體系。從而為有關(guān)人員便捷性、高效性地開展系統(tǒng)智能控制提供載體支持。設(shè)計人員可以有效發(fā)揮線路監(jiān)控儀的作用，對整個電氣系統(tǒng)內(nèi)部的線路情況進行全面監(jiān)測，并發(fā)揮大數(shù)據(jù)的功能構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，及時更新數(shù)據(jù)信息，借助計算機進行統(tǒng)計分析，從而判定系統(tǒng)內(nèi)部線路安全情況，基于對控制系統(tǒng)設(shè)計要求的了解，對接下來的監(jiān)控方案加以優(yōu)化。

同時，還需要在設(shè)計過程中有效的遠(yuǎn)程圖像采集終端，從而在遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計中，實現(xiàn)對控制系統(tǒng)內(nèi)部運行情況的圖像獲取，然后借助現(xiàn)代平臺有效傳輸，方便在后續(xù)在展開系統(tǒng)控制與管理的過程中，基于所獲得的圖像信息進行有效分析，判斷目前所存在的故障問題，并制定出更科學(xué)而有效的管理路徑。在該設(shè)計方面，有關(guān)人員需要對其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)組成加以明確，通常需要設(shè)置外圍電路、CDMA、單片機，構(gòu)建完善性的圖像獲取體系。之后，將圖像信息借助通訊平臺有效傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，方便管理人員通過對圖像信息識別、分析，了解目前系統(tǒng)中所存在的典型故障。

5） 電氣負(fù)荷自動化

在設(shè)計控制系統(tǒng)時，有關(guān)人員需要切實把握整個電氣行業(yè)的自動化發(fā)展趨勢，堅持從電氣負(fù)荷的角度著手做好自動化設(shè)計。在整個過程中，需規(guī)范應(yīng)用計算機技術(shù)，對目前系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能加以優(yōu)化[5]。首先，設(shè)計人員需要對負(fù)荷控制系統(tǒng)的任務(wù)加以了解，對各項系統(tǒng)參數(shù)進行智能監(jiān)測，做好檔案查詢和數(shù)據(jù)記錄。之后，了解具體的設(shè)備組成要素，基于計算機網(wǎng)絡(luò)、負(fù)荷控制主機、無線電臺、電源完善內(nèi)部結(jié)構(gòu)，就各個部件之間的關(guān)聯(lián)加以明確，從而保證最終所形成的系統(tǒng)設(shè)計方案在布局方面更規(guī)范，提高內(nèi)部結(jié)構(gòu)的合理性。

同時，還需要針對無線收發(fā)機進行規(guī)范設(shè)置，凸顯控制系統(tǒng)本身的通信功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與信號信息的有效傳輸。借助計算機技術(shù)對整個信號發(fā)射與接收過程進行全面監(jiān)測，通過通訊平臺傳輸給管理層，方便在后續(xù)的控制系統(tǒng)管理中，根據(jù)實際情況對管理方案作出改進。

此外，設(shè)計人員還需要圍繞閉環(huán)控制進行優(yōu)化設(shè)計，發(fā)揮功率閉環(huán)控制的功能，對控制處理方案進行優(yōu)化設(shè)計，從而保證控制系統(tǒng)在實際運行期間，保證功率在安全范圍內(nèi)。

6） 電氣自動化通訊系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)計人員需切實了解計算機技術(shù)背景下電氣控制系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢，秉承著促進系統(tǒng)整體實現(xiàn)自動化發(fā)展的原則，從通訊這一功能模塊著手就具體的設(shè)計思路加以優(yōu)化，全面提高整體的設(shè)計舉措。首先，需明確了解目前通訊系統(tǒng)設(shè)計的主要類型，一般情況下，可以按照有線和無線對應(yīng)具體的設(shè)計方案加以優(yōu)化。在實際展開設(shè)計時，需結(jié)合具體情況選擇適合的通訊類型。以有線通訊為例，其所呈現(xiàn)的經(jīng)濟特征比較顯著，能夠有效控制電氣系統(tǒng)在通訊方面的成本投入，在具體操作上也具有較強的便捷性，但是在實時性方面所呈現(xiàn)的效果不太理想。而在無線通訊方面，其傳輸效能比較突出，但是因為對配電終端具有較高要求，所以需要較高的成本投入。

同時，在構(gòu)建通訊系統(tǒng)時，需發(fā)揮大數(shù)據(jù)載體功能，構(gòu)建共享服務(wù)中心，增強各主體的聯(lián)系，保證后期控制系統(tǒng)在實際運行期間，實現(xiàn)通訊信息智能傳輸與有效共享。

3 結(jié)論

綜上所述，在當(dāng)下的電氣行業(yè)領(lǐng)域，有關(guān)單位需樹立自動化發(fā)展理念，探索控制系統(tǒng)的設(shè)計思路，發(fā)揮多種技術(shù)作用構(gòu)建更新穎的控制體系，從而實現(xiàn)對整個電氣運行環(huán)境的智能監(jiān)測，以便可以及時發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)運行期間的不良風(fēng)險，保證電氣環(huán)境安全。

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