摘要:电气控制系统一般称为电气设备二次控制回路,针对直接用于生产、输送和分配电能的一次设备(包扩发电机、变压器,断路器等)进行控制。电气自动化控制系统,在电气控制系统基础上,利用智能技术,实现控制的自主运行与监测,在现代电器领域应用广泛。随着智能技术的不断提升,现代文明会在不久的将来步入自动化时代。
关键词:电气自动化;设计;有效性
1 电气自动化控制系统的发展趋势
第一,信息时代,科学技术不断创新发展,以人工智能和5G通信为代表的新型通信技术引发了信息革命。电气自动化控制系统全面发展势在必行。在不久的将来,人类将享受到更加全面共享的信息技术。
第二,电气自动化控制系统强调安全性,在线路中增加多种安全保障措施,一旦出现故障,会立刻将线路断开,电路中的剩余电流、电压会得到有效处置,会大幅度减少漏电、触电等事故。
第三,正如“人类之光”围棋天才柯洁所说,“阿尔法狗”的运算速率和人类不在一个水平线上,人工智能的发展无法阻挡,基于智能技术的电气自动化控制技术会使传统的重复性人力工作受到巨大冲击,机器人大量投入到市场工作,会引发市场的巨大变革,真正步入智能时代。
2 电气自动化控制系统的应用现状
电气自动化控制系统已经在多个行业广泛应用,大幅度提高了生产效率,系统工作原理是利用计算机等智能设备收集数据并进行分析,起到整体监控作用,实现精确化管理。在实际运用中,管理人员同时监管多台设备保证整体稳定性。具体应用为:
第一,在工业生产中,降低人力资源成本,通过程序编写控制大型机械设备运行,不但增加产量,还能够确保产品质量,同时避免了长时间人工作业后由于身体疲劳引发的生产事故,有效提高企业经济效益。
第二,在农业生产中,通过分析市场近年来的产品价值趋向,合理栽培农作物,在播种、收获时,利用各种新式的自动化机械,降低人工劳动力的参与程度,提升了整体劳动价值。使当前农村社会呈现出勃勃生机,不仅促进农业机械化的快速发展,还带动了地方整体建设,使城乡结合工程进展迅速。
3 电气自动化控制系统的设计流程
3.1 系统设计依据原则
电气自动化控制系统基于电气控制系统,在设计上必须遵守科学原则。设计过程非常复杂,涵盖多个学科分类。系统的核心问题在于自动化控制,最终目的在于提升电气系统自动控制效率、最大程度降低人力、物力成本。主要组成框架为:控制中心、数据收集系统、数据反馈系统、智能识别系统、电气设备、运转信号。运转过程如下:第一,系统控制的实现离不开程序编写,因此控制中心的主要工作是置入预先编写好的程序,通过程序的运行控制整个系统运行。第二,智能识别系统根据系统运转中提前设置的数值红线,在系统出现故障,或外部环境可能引发危机时,将信息传输给数据收集系统和控制中心,数据收集之后进行备案,中心发布下一步操作指令并传输给数据反馈系统。第三,反馈系统接收指令后,控制电气设备进行后续操作。比如智能家居系统中,当电路电压负载过重时,总闸开关会根据事先预定的红线,立刻断开,保护电路连接的设备不受损害。
3.2 系统功能实现的设计数据采集:
传统电气设备采用人工数据控制,当发生故障时,通过人工方式与控制中心取得联系,派遣专人进行维修。基于智能技术下的数据采集系统,将用户终端智能电子设备与控制中心连接,实时传输运转过程中的一切数据,接收后立刻处理,能够极大地提升控制效率。
因此要求电气自动化控制系统中必须设置数据终端收集设备,可以说,数据的及时收集、传递是实现自动化控制功能的基础保障。数据种类包括系统运行时间、故障信息、外部接入信息、用户自主操作信息等。其中后三种都被定义为异常数据,需要控制中心审查,审核过程用时较短,会即时反馈给用户,不会对用户正常使用产生影响。故障信息会立刻上报,尽最快速度为用户处理。
信息输送:
自动化控制系统中的信息输送必须具备双向性。用户终端设备产生并收集一切运行中的信息,将之传输给控制平台,平台根据预先设置的处理方式将处理指令发送给电气设备,并督促设备执行。传输设备包括电缆、光缆以及线路上的其它设备。程序编写时,根据传输距离的远近、故障的大小设计合理的解决方案,确保信息传输过程中的安全性和时效性。在此过程中,数据收集、反馈系统起到主要作用。除此之外,智能识别系统需要对信息进行具体分析,判断收集到的信号是否在预设程序之内,如果是,则立刻“沟通”控制中心,请求处理,如果不是,系统无法自主处理,此时会触发内设预警系统,请求人工介入。信息从产生到传送,再到最后的处理过程都由收集系统记录成档案,方便工作人员查看。
电气自动化控制:
自动化控制的核心在于程序的设计。程序分为不同的模块,每一个模块都有对应的功能。具体组成为:预设数据、传入信号、范围控制模块、传出信号、执行设备、被控制对象、测量模块。工作流程如下:第一,编写程序时,针对各个设备可能出现的故障,设定临界值,临界范围内为正常运转状态,超出则为故障状态。第二,测量模块全时段工作,测定系统中的指定数据。第三,系统出现异常状况时,发出信号并传入范围控制模块,由该模块负责判断信号强度,生成后续操作指令,作为传出信号传输给执行设备。第四,执行设备接收信号之后,对特定对象进行控制,使该对象暂时停止工作并切断电路。第五,被控制对象会自主产生新的数据并继续传输到测量模块,测量模块判定该数据是否恢复正常范围,如果判定“是”,则控制模块恢复被控制对象正常运转,如果判定“不是”,警报系统会实时记录,并转人工处理。以上就是电气自动化控制系统在程序编写上的实现过程。
3.3 通讯功能的设计
通讯系统能够有效保证信息资源传输的精度以及传输速度。信息时代,速度决定一切。目前电气自动化控制系统应用广泛,终端设备接入较多,若想提高通讯质量和效率,常用的方式为无线、有线通讯技术相结合。生活中最常见的有线技术为利用电话线、网线实施通讯。有线技术成本较低但是可靠性较差,一旦线路遭受自然或人为原因被切断,需要沿着线路排查,浪费大量人力物力。在特定的场合,需要安装专线通讯,虽然可靠性极高,有专人负责维护,但是成本较高,并不适合大规模推广。信息时代,无线通讯技术大力发展,具体组成为:进程操作指令、串行口初始化、建立及启动串口监视线程、主线程、信息处理、进程结束。系统正常运行时,主线程开始工作,使串行口初始化,监视线程开始运行,出现通讯信号,主线程会立刻进行信息处理,处理完毕之后,如果没有新的信号,则串口监视线程会关闭。在通讯过程中,通讯主站定时对分站进行询问,分站收到具体数据后根据指令进行处理,然后将反馈信息传回主站,根据此种方式组成电气自动化通讯监控系统。
结语:电气自动化控制是现代电气领域大力发展的技术,具有广阔的应用前景,随着技术的逐步完善和成熟,会给人类生产、生活带来巨大的改变。我国高等院校电气工程自动化等专业近年来招生情况火爆,目的在于为我国培养出更多具备高水平的电气自动化控制人才,使各个领域都能享受到这一先进的技术运用,从而打响名声,提高综合国力。
参考文献:
[1]刘向阳,王丹.基于智能技术的电气自动化控制系统设计与研究[J].电子设计工程,2019,27(16)
[2]刘强.基于电气自动化控制中人工智能技术应用研究[J].电子制作,2019(18)
[3]彭均力.浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].绿色环保建材,2019(12)