基于计算机技术的电气自动化控制系统设计分析

耿佳佳

【摘 要】工业自动化是目前工业高速发展与计算机技术有机融合的产物，计算机尤其是工业用计算机能够实现对工业电气自动化全过程的有效控制，提升企业的智能化水平。基于计算机的工业电气自动化控制以传感器作为系统的输入器件，通过计算机处理后，通过执行机构进行输出控制，最终完成控制任务，完成工作流程的自动化控制。

【关键词】计算机;工业自动化;智能控制;应用

引言

电气工程与电气自动化的发展，为实现自动化管理和生产目标奠定了坚实基础，尤其是针对大型机组来说，实际运行容易受到诸多因素影响，而将计算机技术融入到电气工程及电气自动化当中，就可以通过计算机控制系统对整个机组运行状况进行监督和控制，一旦出现异常情况，控制系统也能及时发出警报，以便尽快解决。本文联系电气工程及电气自动化系统运用现状，从电气故障诊断、电气控制、优化设计三方面入手，对计算机控制系统在电气工程及电气自动化中的实践应用展开细致分析，同时对计算机控制系统监控方式和具体应用进行探讨，以促进社会自动化目标更好实现。

1工业电气自动化技术特点分析

在工业生产活动之中，工业电气自动化技术主要凭借以下三个特征获得了广泛的应用，分别是广泛性、高效性和发展性。广泛性指的是在工业生产水平不断提升的背景之下，工业电气自动化技术可以應用于工业生产的大多数环节，并且环境因素对技术应用的影响较小，只需要满足常温、低温以及干燥的环境要求就可以有效应用该技术，而且电气自动化技术的应用范围不仅局限于工业领域，在日常生活之中，电气自动化技术也可以应用于地铁、城市公交、电梯等设备之中。在科技发展的推动之下，工业电气自动化技术的应用领域逐渐广泛，而且结合了现代科技之后，工业电气自动化技术能够有效推动工业生产活动的开展，使得工业生产保持高效性，降低企业生产成本，以便企业能够调动更多资源投入产品研发，提升产品的质量和竞争力，使得企业的产品的生产效率和生产质量都得到有效提升。此外，电气自动化技术的应用效果是与科技发展状况联系在一起的，只要科技不断发展，则电气自动化技术就会保持相应的先进性，同时，工业电气自动化技术的应用效果也会随之提升，因此，工业电气自动化技术的发展性就体现在其应用效果会随着科技发展而提升，这也是大多数工业企业引入工业电气自动化技术的重要原因之一，而且引入技术之后，进需要对技术应用的设备进行改造升级就能够提升技术应用效果，也是技术发展性的重要体现。

2计算机技术的电气自动化控制系统设计分析

2.1在故障诊断中的应用

电气设备在出现故障时都会存在预兆，不同预兆将会代表不同事故的出现，预兆一般分为非线性预兆及不确定预兆两种。所以，设备在故障发生之前，需要对预兆进行监测，对故障实际类型进行全面判断，并对故障进行定位，方便维修，这对设备的正常运行有着非常重要的作用。人工智能技术的有效使用能够对电气设备中存在的故障进行有效定位及修复，确保设备的稳定运行及安全性。目前，人工智能技术当中的神经网络、模糊逻辑及专家系统等在电气设备故障诊断中的实际使用范围较为广泛。例如，电气系统当中的变压器为其中最为重要的设备，变压器能够正常运行对于电力系统来讲有着非常重要的作用，所以，变压器故障诊断一直为一项研究重点。若使用人工智能技术，则可以对变压器当中的气体进行有效分析，掌握变压器程度及故障类型，所以，发动机及发电机故障斩断中的人工智能技术实际使用更为广泛。

2.2系统组成

基于计算机技术的工业电气自动化是计算机技术、信息技术以及自动化控制技术的融合，是计算机的自动化控制领域的重要应用。计算机控制系统一般具有以下几个组成部分，首先是计算机控制系统的控制对象，控制对象是工业自动化控制系统中被控制环节或者是最终的操作结果，控制对象一般可以视为控制系统的输入或者输出，其控制效果取决于控制系统的特征，控制对象的变化一般可以用数学模型来表征控制前后之间的变化;其次就是执行器，执行机构是控制系统中不可缺少的环节，通过对输入量的检测，根据预先的控制要求进行对应的动作，保证系统按照设定的要求工作。执行器目前的执行方式主要有气、液压以及电气执行等不同的方式。最后就是计算机控制系统的各类传感器，传感器是计算机工业自动化控制系统的感知设备，传感器通过对温度、速度、移位等变量进行检测，并通过信号形式的转化将电信号或者电磁信号，传感器是自动控制进行控制的信息来源，保证系统能够对外获取相应的信息。在工业自动化控制系统中，传感器的精度以及感知信号的动态变化范围决定好了控制系统的灵敏度以及控制效果。此外，计算机电气自动化工业控制系统还具有信号调理模块，对控制系统整个过程中的信号进行调整，保证信号能够在控制系统的各个环节的输入输出的有效范围之内。

2.3自主分工协作

在制造业的机械化发展中，电气自动控制技术水平的高低直接影响着该产业的整体生产效率，因此，人们为了深入推进机械化生产，将AI技术逐步应用到了制造业的电气自动化控制中，赋予了机械设备自主分工协作的能力，减轻了基层劳动人员的工作强度。在此过程中，AI技术所发挥的效用主要体现在机器人功能上的优化，使工作者可以在无需编程的情况下，实现电气控制的高度自动化，优化了产品制造效率。以西门子公司研发的双臂机器人为例，工作者借助AI技术可以直接构建出CAD/CAM模型，使机器人可以通过该模型准确认识到生产任务内涵，并完成多样化产品的组装和加工，实现了无编程情况下的自主分工协作，提高了制造业机械作业效率。

2.4现场总线监控方式

简单来说就是根据电气工程实际规模，对相应规格及数量的传感装置进行使用，并将这些传感器设置到电气工程运行现场中，以对电气工程运行各项参数进行收集，针对各项运行参数出现的变化情况，通过传感器传输也能及时了解，并结合设备实际检测结果，对设备运行监控方案进行科学合理制定，以达到减少故障发生和保障设备运行安全目的。将之与其他监控方式进行比较，现场总线监控方式更加独立，可以将计算机系统分成不同区域模块，并对这些模块实施独立监控，当某一模块出现问题时，其他模块运行也不会受到影响，监控功能在这些模块中仍然可以实施监控功能，同时现场总线监控方式的针对性比较强，需要联系电气工程实际情况及要求进行设立，才能够取得理想监控效果。

结语

从技术和管理经验角度来看，企业一方面要加强技术引进，另一方面也需要结合自身的实际情况加强技术的应用，对已经引进的技术进行不断升级，同时对电气自动化设备进行改造升级，从而推动技术与设备的有效结合。与此同时，企业在技术应用的过程中，需要对已经应用了该技术的生产环节的生产数据进行实时记录，同时对出现的故障问题和异常情况进行记录汇总，不断收集技术应用的信息，以此积累经验，提升数据应用效果。

参考文献：

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（作者单位：徐州东方热电有限公司）