電氣工程多模塊智能化控制技術(shù)分析

朱義杰

摘要：伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣工程的控制系統(tǒng)不斷更新和推廣。多模塊智能化控制技術(shù)作為一種新型技術(shù)，可提高電力工程運(yùn)行的穩(wěn)定性，有效檢測(cè)電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，自動(dòng)化的診斷和調(diào)整設(shè)備故障，促使電氣工程安全運(yùn)行。本文首先分析了多模塊智能化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和原理，然后結(jié)合實(shí)際案例，探討了該技術(shù)的應(yīng)用可靠性，最后研究了未來(lái)的發(fā)展方向，供相關(guān)人員學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：電氣工程;多模塊;智能化控制技術(shù)

隨著現(xiàn)代化水平的提高，電氣工程行業(yè)獲得前所未有的發(fā)展，各種新型、先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，也在該行業(yè)廣泛應(yīng)用，比如多模塊智能化控制技術(shù)、遠(yuǎn)程技術(shù)。PCL技術(shù)是智能化控制技術(shù)中的常見(jiàn)技術(shù)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，相較于以往的控制器，其具有編程方便、可靠性高、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，在提高電氣工程水平上具有重要作用。下面，筆者基于工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電氣工程的多模塊智能化控制技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要探討。

1、電氣工程多模塊智能化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和原理

1.1優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前，現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展快速，網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化逐漸進(jìn)入人們視野。多模塊智能化控制技術(shù)，是一種由行業(yè)技術(shù)、通信技術(shù)、智能控制技術(shù)等技術(shù)匯集成的先進(jìn)技術(shù)，包括單片機(jī)技術(shù)、PLC技術(shù)等。在電氣工程的日常工作中，多使用人工操作的模式。但是，隨著人工操作次數(shù)的增加，錯(cuò)誤率也隨之增加，導(dǎo)致各種問(wèn)題頻發(fā)，降低工作質(zhì)量[1]。作為多模塊智能化控制技術(shù)中的一種，PCL技術(shù)是繼電接觸控制技術(shù)、微機(jī)技術(shù)的產(chǎn)物，突出特點(diǎn)是靈活性強(qiáng)、可靠性高、功耗少，可提高數(shù)據(jù)信息的處理精度和速度，將其用于電氣工程中，不但能結(jié)合實(shí)際變化隨時(shí)調(diào)整，還能通過(guò)對(duì)工作細(xì)節(jié)的管控，確保電氣工程穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。例如，將PLC檢測(cè)傳感器用于智能交通智慧燈中，能夠根據(jù)路口的車流現(xiàn)狀，動(dòng)態(tài)調(diào)整信號(hào)燈的變化規(guī)律，確保車輛正常通行。

1.2原理

分析得知，PLC技術(shù)的工作包括這樣三步：輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出數(shù)據(jù)。應(yīng)用PLC技術(shù)時(shí)，需要將掃描到的數(shù)據(jù)信息，存儲(chǔ)于相對(duì)應(yīng)的單元，預(yù)防其他操作影響數(shù)據(jù)的真實(shí)性、完整性。實(shí)際執(zhí)行中，需要按照從上到下的順序掃描，并預(yù)算其邏輯性，刷新數(shù)據(jù)狀態(tài)。待相關(guān)指令明確后，刷新全部的數(shù)據(jù)，最后將處理完成的數(shù)據(jù)，放于相關(guān)設(shè)備儲(chǔ)存。此過(guò)程中，處理器按照I/O印象區(qū)所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)、狀態(tài)，對(duì)輸出鎖芯存電路進(jìn)行刷新，再經(jīng)由輸出電路驅(qū)動(dòng)外設(shè)[2]。電力線是不穩(wěn)定的強(qiáng)衰減、高噪聲通道，要想實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的可靠性，必須采用合適措施解決低壓配電網(wǎng)的相關(guān)因素，比如：電磁兼容性、阻抗波動(dòng)、噪聲等。

2、電氣工程多模塊智能化控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1應(yīng)用案例

某學(xué)校有10棟學(xué)生公寓樓，每棟樓6層，每層50個(gè)宿舍。每個(gè)宿舍的進(jìn)線回路都配置了電能表，空調(diào)回路進(jìn)行預(yù)付費(fèi)電能管理，配置了單獨(dú)的電能表。在宿舍樓設(shè)置了查詢操作站，方便學(xué)生查詢可用電量或充值記錄，當(dāng)剩余電量不足時(shí)，通過(guò)短信的形式通知學(xué)生。傳輸網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)具體的需求，選擇可靠、穩(wěn)定的光纖專網(wǎng)，或校園的局域網(wǎng)。設(shè)備層的電能表是RS-485總線，每條總線連接25塊儀表，每棟宿舍樓設(shè)置一個(gè)采集箱，預(yù)付費(fèi)電表所串接的RS-485總線，引入采集箱內(nèi)和智能化的通信前置機(jī)相連。學(xué)生宿舍樓的控制系統(tǒng)，更多的是控制各單元的加載電機(jī)。本文以PLC控制器為主，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2總體設(shè)計(jì)方案

在宿舍樓的供配電裝置中，中樞是控制系統(tǒng)，每個(gè)單元相互獨(dú)立，使用分散控制、集中管控的模式。分析發(fā)現(xiàn)，每個(gè)PLC單元的功能獨(dú)立，分別控制所對(duì)應(yīng)的功能，系統(tǒng)中樞為主控PLC，對(duì)底層信息進(jìn)行協(xié)調(diào)、交換和控制。同時(shí)，還要交換底層單元、上位工控機(jī)間的信息。該方案使用過(guò)程中，系統(tǒng)架構(gòu)較為清晰，加之各單元相對(duì)獨(dú)立，使得后期的維護(hù)過(guò)于簡(jiǎn)單，即便某個(gè)單元在運(yùn)行期間出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響其它的單元，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率[3]。

2.3主控單元控制系統(tǒng)

為了方便用戶更好、更熟練的操作使用，可設(shè)置移動(dòng)式的平臺(tái)，在內(nèi)部安裝主控PLC、驅(qū)動(dòng)器等。用PLC控制信號(hào)的處理、采集工作，PLC控制軟件使用多套定位軟件，一套為相對(duì)坐標(biāo)軟件，另一套為用戶無(wú)法見(jiàn)的坐標(biāo)，在方便實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，提高可靠性上，發(fā)揮著重要作用。

2.4單片機(jī)技術(shù)

單片機(jī)是一種整合多種芯片的方法，通過(guò)對(duì)多種功能模塊的整合和集成，用硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)每種功能。近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多媒體設(shè)備被廣泛用于課堂教學(xué)中。例如，在教室引入智能電動(dòng)窗簾，能夠解決手動(dòng)操作帶來(lái)的不良影響。多功能窗的控制系統(tǒng)，是集傳感器、步進(jìn)電機(jī)等技術(shù)于一體的控制系統(tǒng)，使用各種傳感器對(duì)電路進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)時(shí)檢測(cè)室內(nèi)外的濕度、溫度，將所得信號(hào)上傳單片機(jī)。待單片機(jī)接受到信號(hào)后，及時(shí)做出控制指令，并采用有效措施控制進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)、報(bào)警等功能。另一方面，多功能窗控制系統(tǒng)的使用，還能隨時(shí)切換開(kāi)關(guān)窗的自動(dòng)、手動(dòng)狀態(tài)。對(duì)于電氣工程而言，單片機(jī)是非常重要的組成。如果將電氣工程比喻為計(jì)算機(jī)，那么單片機(jī)就是處理器，不僅能簡(jiǎn)化生產(chǎn)、工作流程，還能取代人工操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的目標(biāo)[4]。

3、電氣工程多模塊智能化控制技術(shù)的發(fā)展方向

第一，對(duì)于多模塊智能化控制技術(shù)的研究，可基于電氣工程的具體需求，便于提高該技術(shù)的應(yīng)用效果;在技術(shù)創(chuàng)新過(guò)程中，適當(dāng)加大資金的扶持力度，只有具有足夠的資金，才能進(jìn)行全方位的研究，為電氣工程智能化的控制貢獻(xiàn)力量。采用合理、有效的手段，研發(fā)多模塊智能化控制技術(shù)，并用于電氣工程中，從而提高工作質(zhì)量，推動(dòng)電氣工程發(fā)展。

第二，由于自動(dòng)化控制環(huán)節(jié)繁瑣，多使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，能夠反復(fù)的學(xué)習(xí)和運(yùn)算，實(shí)時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)速度和運(yùn)算速率，結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于信號(hào)處理而言，多模塊智能化控制技術(shù)作用顯著[5]。在電氣工程以往的工作中，多借助控制器處理信號(hào)，而智能化控制技術(shù)的引入，不但取代了傳統(tǒng)的控制器，還能和其他控制器的相互合作，達(dá)到自動(dòng)化的控制效果。另一方面，若電氣工程施工中出現(xiàn)問(wèn)題，智能化控制技術(shù)會(huì)發(fā)出警報(bào)，并及時(shí)制定解決措施，保障電氣工程安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

第三，多模塊智能化控制技術(shù)的應(yīng)用，使得系統(tǒng)越來(lái)越統(tǒng)一，可滿足人們各方面的需求，增強(qiáng)創(chuàng)新能力。通過(guò)圖形、圖像等方式，可視化分析信息的處理，不再局限于傳統(tǒng)的文字和語(yǔ)言。由此可見(jiàn)，多模塊智能化控制技術(shù)可減少生產(chǎn)成本，提高工作質(zhì)量。

4、小結(jié)

本文基于單片機(jī)、PLC技術(shù)，以某學(xué)校的學(xué)生宿舍為例，介紹了多模塊智能化控制技術(shù)的作用和原理，總結(jié)了它的特點(diǎn)和應(yīng)用效果。在智能化高速發(fā)展的現(xiàn)階段，將多模塊智能化控制技術(shù)引入電氣工程，能夠提高工作效果，推動(dòng)電氣工程行業(yè)發(fā)展。上述分析得知，多模塊智能化控制技術(shù)尚有很大的發(fā)展?jié)摿?，如何將其更好的用于電氣工程中，還需要相關(guān)人員的不斷探索。

參考文獻(xiàn)：

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