電氣工程和電氣自動化的計算機控制系統(tǒng)分析和研究

劉俊辰

摘??要：新世紀(jì)到來之后，由于中國的科研水平不斷向更高峰邁進，使得中國的計算機水平也在快速發(fā)展。21世紀(jì)也是智能化技術(shù)發(fā)展的世紀(jì)，在電氣和電氣自動化方面，兩者可以結(jié)合起來，組成一個較為完整的計算機控制系統(tǒng)。電氣工程和電氣自動化的計算機控制系統(tǒng)對人們的生活和工作都非常有幫助，基于此本文對電氣工程和電氣自動化的計算機控制系統(tǒng)進行了分析和研究。

關(guān)鍵詞：計算機技術(shù);計算機控制系統(tǒng);電氣工程;電氣自動化

隨著計算機技術(shù)在不同工程領(lǐng)域的完美應(yīng)用，企業(yè)為了提升自身的技術(shù)水平還有創(chuàng)造更多的利潤，必然會推進電氣工程和計算機技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展。企業(yè)為了在生產(chǎn)過程中能夠?qū)崟r監(jiān)控相關(guān)對象，選擇使用電氣和電氣自動化計算機控制系統(tǒng)。這種自動控制方案的優(yōu)勢是：消除了傳統(tǒng)的人工監(jiān)測，降低了監(jiān)測成本，提高了監(jiān)測質(zhì)量。

1?發(fā)展歷程：電氣工程與電氣自動化

在現(xiàn)代社會的發(fā)展中，電氣和自動控制技術(shù)可以為企業(yè)的高層政策立案者收集施工參數(shù)，打開便捷路線和充當(dāng)信息參數(shù)傳送媒介，大大減少信息傳送過程中所需的時間，提高了效率和企業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性，為企業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造更多的收入。隨著計算機通信技術(shù)水平的不斷優(yōu)化，電控和自動控制領(lǐng)域的計算機控制機制不僅可以實現(xiàn)信息的交互通信，而且可以即時反饋和響應(yīng)信息的傳輸，可以提高電氣工程質(zhì)量和運行效率的提高，確保了控制系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)在微機控制機構(gòu)中安全運行。

2?計算機控制系統(tǒng)的組成

2.1?受控對象

受控對象：整個自動控制系統(tǒng)控制的部分或輸出過程。受控對象只是過程中影響對象的輸入輸出參數(shù)的一個因素，它通常表現(xiàn)為一個由相關(guān)參數(shù)隨著時間變化的規(guī)律性表示數(shù)學(xué)模型。

2.2?執(zhí)行器

執(zhí)行器是自動控制系統(tǒng)的重要組成部分之一，控制器輸出的控制信號被執(zhí)行器所接收，并在一定程度上改變受控介質(zhì)的尺寸。這樣，可以將控制變量保持在規(guī)定的規(guī)格值或規(guī)格值變動范圍內(nèi)。同時，生產(chǎn)過程可以繼續(xù)滿足控制器的要求，取得良好的效果。按照功率模式，可將執(zhí)行器分為三類：電動執(zhí)行器、氣動執(zhí)行器和液化執(zhí)行器。

2.3?傳感器

這是自動系統(tǒng)中的檢測設(shè)備。它可以將需要測量和感知的信息轉(zhuǎn)換為電信號和控制者需要定期更改的其他形式的輸出信息。在一定程度上滿足了信息傳輸、處理和控制的需求，這使控制者在生產(chǎn)過程中可以發(fā)現(xiàn)和獲取更多的信息。為了確保更好的產(chǎn)品質(zhì)量和需求，傳感器有著越來越高的標(biāo)準(zhǔn)：高性能、穩(wěn)定性、電壓控制在一定范圍和可控制。

2.4?數(shù)字調(diào)節(jié)器

封閉的控制器，采用數(shù)字技術(shù)和微型電子技術(shù)來實現(xiàn)，數(shù)字調(diào)節(jié)器也是計算機技術(shù)的重要組成部分。其內(nèi)部數(shù)字電路將根據(jù)相關(guān)規(guī)定輸出信號，從而以閉環(huán)方式控制整個生產(chǎn)過程。

3?應(yīng)用現(xiàn)狀：電氣工程和電氣自動化的計算機控制系統(tǒng)

在中國，完成基礎(chǔ)工業(yè)化后的人口老齡化導(dǎo)致年輕的體力勞動者日益減少，為了保持產(chǎn)品生產(chǎn)量，與電氣工程和計算機自動化系統(tǒng)相比，傳統(tǒng)的控制模式生產(chǎn)力低下，大多數(shù)制造商已經(jīng)開始采用新的控制方法。從長遠來看，新的控制系統(tǒng)提高了生產(chǎn)效率，傳統(tǒng)的控制模式已不能滿足現(xiàn)代企業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的巨大需求。目前，各個行業(yè)都在引入計算機控制系統(tǒng)，來使得生產(chǎn)效率增長，還能保障產(chǎn)品質(zhì)量。系統(tǒng)的安全穩(wěn)定是系統(tǒng)的高效率的保障，對開放式的系統(tǒng)來說，可以單一化，也可以通過使用外部組件附加功能。在分布式控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)在任何單一模塊中都可以獨立運行，系統(tǒng)運行的風(fēng)險可以降低，無論在哪個模塊出現(xiàn)問題，都不會影響整個系統(tǒng)的功能。

4?具體應(yīng)用：電氣工程和電氣自動化的計算機控制系統(tǒng)

4.1?電氣故障診斷

在實際生產(chǎn)中，電氣設(shè)備經(jīng)常會遇到各種故障，因為它們往往需要超時工作，有可能造成電氣設(shè)備功能紊亂，其余設(shè)備的運行也會一定程度受到影響，生產(chǎn)企業(yè)會產(chǎn)生一些不必要的損失。盡管大多數(shù)電氣設(shè)備的故障都會在出現(xiàn)之前出現(xiàn)一些異常跡象來提醒人們，但是僅依靠人工檢查很難及時地檢測出這些異常情況，從而錯過了預(yù)防故障的好時機。該控制系統(tǒng)替代了人工來檢測電氣設(shè)備的運行情況，可以及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備運行中的產(chǎn)生的異常，能及時防止故障發(fā)生，電氣設(shè)備的故障率因此驟降。此外，即使對于發(fā)生故障的設(shè)備，系統(tǒng)也可以準(zhǔn)確，快速地找出故障原因，并迅速提供合理的解決方案，可以讓企業(yè)迅速復(fù)工復(fù)產(chǎn)，減少不必要的損失。

4.2?電氣控制

為了實現(xiàn)高效獨立的電氣作業(yè)模式，可以通過遠程電氣作業(yè)的方式減少人工控制工作量，與此同時，出于經(jīng)濟性的考慮，選擇了電氣工程和電氣自動化計算機控制系統(tǒng)。電氣工程中各種資源該系統(tǒng)可以多快好省的進行合理的分配，使得項目的成本降低。計算機控制系統(tǒng)在電氣工程和電氣自動化中的應(yīng)用主要是：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制和專家系統(tǒng)控制。

4.3優(yōu)化設(shè)計

和該系統(tǒng)息息相關(guān)的還有設(shè)計，專業(yè)的設(shè)計是系統(tǒng)平穩(wěn)運行的基礎(chǔ)，電氣工程和電氣自動化計算機控制系統(tǒng)中的電氣設(shè)備才能正常運行。設(shè)計優(yōu)化的質(zhì)量直接影響電力設(shè)備的運行質(zhì)量，自動化系統(tǒng)的整合減少了不標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的發(fā)生，電氣設(shè)備的實際運行中也減少了運行故障的概率，同時，電氣工程產(chǎn)品也在向科學(xué)化、質(zhì)量化的方向發(fā)展，在電氣工程和電氣自動化計算機控制系統(tǒng)中，經(jīng)過優(yōu)化的設(shè)計可以顯著提高系統(tǒng)的控制效率和質(zhì)量。

5?電氣工程和電氣自動化的計算機控制系統(tǒng)的主要監(jiān)控方法

5.1?遠程監(jiān)控

遠程監(jiān)控方法：通過計算機技術(shù)和通信工具的結(jié)合使用，實現(xiàn)了對設(shè)備所有過程的遠程監(jiān)控。成本低和結(jié)果可靠是其主要優(yōu)點，是現(xiàn)階段最廣泛采用的監(jiān)控方案，但在現(xiàn)實中，遠程監(jiān)控的監(jiān)控功能是結(jié)合實際對應(yīng)的驅(qū)動裝置對電氣設(shè)備的運行進行監(jiān)控，這樣不僅可以對用電設(shè)備進行有效的管理，還可以對測量范圍內(nèi)的設(shè)備運行進行監(jiān)督并且收集數(shù)據(jù)，可以保證電氣設(shè)備的安全、穩(wěn)定和可靠運行，而且整個遠程監(jiān)控模式的投資相對較少、可靠性高，可以降低企業(yè)運營成本。