电气工程和电气自动化的计算机控制系统分析和研究

陈娟

国网湖北省电力有限公司仙桃市供电公司 湖北仙桃 433000

摘要：近年来我国科技水平快速提升，计算机及其相关技术的应用领域日益广泛，应用于电气工程及其自动化中，实现了电气工程的自动化控制。本文对此进行系统性的分析，旨在促进电气工程及其自动化技术的发展。

关键词：电气工程；自动化；计算机；控制

随着计算机技术在不同工程领域的完美应用，企业为了提升自身的技术水平，创造更多的利润，必然会推进电气工程和计算机技术的协调发展。企业为了在生产过程中能够实时监控相关对象，选择使用电气和电气自动化计算机控制系统。这种自动控制方案的优势是:消除了传统的人工监测，降低了监测成本，提高了监测质量。

1电气工程中计算机控制系统的组成

1.1受控对象

受控对象:整个自动控制系统控制的部分或输出过程。受控对象只是过程中影响对象的输入输出参数的一个因素，它通常表现为一个由相关参数随着时间变化的规律性表示数学模型。

1.2执行器

执行器是自动控制系统的重要组成部分之一，控制器输出的控制信号被执行器所接收，并在一定程度上改变受控介质的尺寸。这样，可以将控制变量保持在规定的规格值或规格值变动范围内。同时，生产过程可以继续满足控制器的要求，取得良好的效果。按照功率模式，可将执行器分为三类:电动执行器、气动执行器和液化执行器。

1.3传感器

这是自动系统中的检测设备。它可以将需要测量和感知的信息转换为电信号和控制者需要定期更改的其他形式的输出信息。在一定程度上满足了信息传输、处理和控制的需求，这使控制者在生产过程中可以发现和获取更多的信息。为了确保更好的产品质量和需求，传感器有着越来越高的标准:高性能、稳定性、电压控制在一定范围和可控制。

1.4数字调节器

封闭的控制器，采用数字技术和微型电子技术来实现，数字调节器也是计算机技术的重要组成部分。其内部数字电路将根据相关规定输出信号，从而以闭环方式控制整个生产过程。

2电气工程中计算机控制系统应用现状

在中国，完成基础工业化后的人口老龄化导致年轻的体力劳动者日益减少，为了保持产品生产量，与电气工程和计算机自动化系统相比，传统的控制模式生产力低下，大多数制造商已经开始采用新的控制方法。从长远来看，新的控制系统提高了生产效率，传统的控制模式已不能满足现代企业实现大规模工业化生产的巨大需求。目前，各个行业都在引入计算机控制系统，来使得生产效率增长，还能保障产品质量。系统的安全稳定是系统的高效率的保障，对开放式的系统来说，可以单一化，也可以通过使用外部组件附加功能。在分布式控制系统中，系统在任何单一模块中都可以独立运行，系统运行的风险可以降低，无论在哪个模块出现问题，都不会影响整个系统的功能。

3计算机控制系统在电气工程中的具体应用

3.1电气故障诊断

在实际生产中，电气设备经常会遇到各种故障，因为它们往往需要超时工作，有可能造成电气设备功能紊乱，其余设备的运行也会一定程度受到影响，生产企业会产生一些不必要的损失。尽管大多数电气设备的故障都会在出现之前出现一些异常迹象来提醒人们，但是仅依靠人工检查很难及时地检测出这些异常情况，从而错过了预防故障的好时机。该控制系统替代了人工来检测电气设备的运行情况，可以及时发现电气设备运行中产生的异常，能及时防止故障发生，电气设备的故障率因此骤降。此外，即使对于发生故障的设备，系统也可以准确，快速地找出故障原因，并迅速提供合理的解决方案，让企业迅速复工复产，减少不必要的损失。

3.2电气控制

为了实现高效独立的电气作业模式，可以通过远程电气作业的方式减少人工控制工作量，与此同时，出于经济性的考虑，选择了电气工程和电气自动化计算机控制系统。电气工程中各种资源该系统可以多快好省地进行合理的分配，使得项目的成本降低。计算机控制系统在电气工程和电气自动化中的应用主要是:神经网络控制、模糊控制和专家系统控制。

3.3优化设计

和该系统息息相关的还有设计，专业的设计是系统平稳运行的基础，电气工程和电气自动化计算机控制系统中的电气设备才能正常运行。设计优化的质量直接影响电力设备的运行质量，自动化系统的整合减少了不标准设计的发生，电气设备的实际运行中也减少了运行故障的概率，同时，电气工程产品也在向科学化、质量化的方向发展，在电气工程和电气自动化计算机控制系统中，经过优化的设计可以显著提高系统的控制效率和质量。

4计算机控制系统的主要监控方法

4.1远程监控

远程监控方法:通过计算机技术和通信工具的结合使用，实现了对设备所有过程的远程监控。成本低和结果可靠是其主要优点，是现阶段最广泛采用的监控方案，但在现实中，远程监控的监控功能是结合实际对应的驱动装置对电气设备的运行进行监控，这样不仅可以对用电设备进行有效的管理，还可以对测量范围内的设备运行进行监督并且收集数据，可以保证电气设备的安全、稳定和可靠运行，而且整个远程监控模式的投资相对较少、可靠性高，可以降低企业运营成本。

4.2高度集中监控

高度集中的监控方法采用集成的方式，有效地集中了相关的模块和功能，并使用计算机控制系统在实时监控范围内控制设备。高度集中的监控方式能够实现电气和电气自动化控制系统的功能设计，保证计算机控制系统的稳定性，有利于系统的运行和维护。由于电气工程和电气自动化系统处于高度集中的监视模式，因此系统功能的集中优化也将导致服务器太忙，这会对监视效率和质量产生负面影响。特别是在电气工程规模不断扩大的背景下，需要监视的信息量急剧增加，对控制系统的性能需要很高的要求。当越来越多的功能模块集成到一个处理器中时，系统冗余将严重威胁信息处理效率和监视系统的质量。因此，应考虑实际情况来应用高度集中的监控方法。

4.3现场总线监控

在现场总线监控方法中，首先根据设备的大小选择适当的传感器，将传感器应用到施工现场，了解施工过程中相关的参数变化，从而根据实际情况制定有效的控制方案。根据监测结果，实现对风险和隐患的预防和控制。详细来说，对不同规格电气工程现场，使用的传感器装置也要对应规格和数量，因为传感器安装在工程现场，通过传感器可以快速掌握各运行变量的变化情况，并根据设备实际测试结果，科学合理地提出运行监控方案，使得故障减少，确保设备安全稳定运行。与其他监视方法相比，现场总线监视方法更加独立，计算机系统可以分为不同的区域模块，可以独立监视。若是个别模块损坏，不会影响其他完好无损模块的正常运行。监视功能仍可以在这些模块中实现。同时，现场总线监视方法比较有针对性。想取得比较理想的试验结果，设置的时候一定要考虑现场的状况并满足现场的要求。

5结语

综上所述，我国科技水平不断提升，电气工程及电气自动化的计算机控制系统已经在人们的生产生活中得到广泛应用，促进了社会生产力的提升。为更好的发挥计算机控制系统的重要作用，应加大对相关技术的研发力度，依托各种先进的技术，使计算机控制系统在电气故障诊断、电力控制、优化设计等环节中得到更好应用，推动社会经济发展。

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