网络技术下的电气工程自动化应用

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摘要：本文介绍了网络技术的优势，从总设计方案、硬件与软件设计、各子系统设计的角度分析了网络技术的具体应用，并阐明了系统的应用。

关键词：网络技术；电气工程；自动化；微机；保护系统

电气工程与自动化，已经基于多个技术初步得以实现，构建了多个自动操作系统。从笔者的角度分析，使用多个技术建立系统，并融合其它技术，搭建平台，用平台来实现自动化处理与操作，即优化硬件与软件的设计，利用系统向平台命令。

1网络技术的优势

网络技术的运用，可改变电气工程原有的控制思路，实现网络的智能控制。使用智能化的控制方案，提高电气工程管理的效率，使控制更加精密，同时，它也会使管理与控制更加便利，即减少了人员的使用，用系统实时监测电力的输送，做到管理的高效化与实时性，充分体现它的优越性。另外，其管理方式也趋于统一，对所有环节与设备都可以做到实时监控。

2网络技术的应用

网络技术在其中的具体应用，不仅局限于现有的技术，也会适当融和其它技术等，建立系统，设置平台，编写程序代码，用系统的模块来检测电气工程的运行，实现控制器的自动化操作。

2.1总设计方案

使用者登录系统后，连接系统使用的服务器，随后连接网络。根据预先设定的电气工程操作模式与数据，控制其运行，同时，在系统内构建多个模块，把自动化的各环节分别加入到模块内，通过控制模块来控制电气工程的自动化操作，并及时发出预警，以保证电力输送的安全。

2.2硬件与软件设计

（1）硬件设计。其中包括2部分，一是计算机硬件，二是具有测控功能的硬件，前者可选择的设备是不同类型的计算机，比如台式、工控机等，后者是数据输入的接口，检测到电气工程操作的各个信号，把信号放大，调整格式后变成数字信号，另外每个接口的连接也需要线路，这些线路有不同的名称，同时，为顺利采集数据，也会在硬件内加入数据采集卡。其硬件要求如下：数据采集卡是数据采集、传输的方式之一，把采集卡插到PCI插槽内以后，系统自动采集读取卡内的数据，建立A/D连接，后用外部的数据储备器。用该方式收集数据，可保证数据传输的稳定，也符合数据精度的要求；连接线路，其有多条重要的连接线路，其中GPIB总线与串口总线的连接，是影响工程检测与控制的重要环节，前者是用通信协议连接设备，把数个设备连接，用计算机远程观测设备的使用，出现问题后，可及时进行处理，而它也可以预先编程，系统已经确定的程序，控制设备操作，实现设备的自动操作。后者，是在使用仪器与控制模块之间连接，建立系统的虚拟操作。除这2个总线外，另外2种总线的连接也会影响到系统的运行效率。一是VXI为高速计算机总线，它具有开放的特点，数据传输的过程高效、稳定，满足了系统模块设计灵活化的要求，特别是数据的高频传输中，可充分体现出它的优势。二是对于CAN现场总线，是通过串行局域网连接总线，使用协议与多个控制器。由此，可完成系统的硬件设计，待所有硬件安装到位后，可为系统的运行打好硬件基础。（2）软件设计。它是用工具设置一个开发平台，为软件的使用提供平台，这个平台上，可开发出图形化的设计，选择LaVIEW软件，选择编程语言后，创建了开发环境。这个环境下，可实现多个硬件的功能，控制系统内各环节的通讯，借此，是借由软件各方面的设计，明确管理内容的优化，根据每台设备使用的特点与要求，及时了解其运行的基本特征，得到数据后，用系统的分析功能逐一进行分析。软件中模块的设计，是借用多个编程思想，把各工程进行的基本情况录入到系统内，细化分析，拆分成多个数据后，放到具有实践功能的模块内，而若是较为复杂的模块，可在模块内分级，建立子模块，把程序逐级分层，逐层的实现自动化操作。对此，模块的具体设计，是以自动化为前提，加入智能技术，在实践的基础上，智能诊断机械故障，并用人工智能技术来控制。另外，在软件设计中也会使用CAD技术。该技术是计算机辅助技术，经过长期的更新后，内部功能更加完善。它在电气工程与自动化的使用，是用CAD技术精确绘制工程图形，进行图形的绘制。其方式是：打开软件后，选择菜单的新建文件，选定的格式是dwg，用limits限定绘图区域后，使用各绘图工具进行绘制，包括“矩形”“直线”“曲线”，绘制后把图片放到系统内，如果后期需更改图形，可使用多个快捷命令，根据数据来提高绘图与修改的效率。

2.3各子系统的设计

微机保护系统：这个系统的设置是用线路连接，设置保护功能，对每台设备给出不同的保护措施。其使用的零件有微处理器、并串接口等，内部子系统是模拟量采集与开关输入。主系统的设计，是把收集到的数据放到存储器内，分析后确定是否运行继电保护功能，而其保护的设备是单片机，所以其使用中会接入外部设备，运行中，处理器会借助各接线与外部的存储器通讯，确定保护功能后，向外扩展。模拟采集的设计，是通过设备间的A/D连接，把预先处理的模拟量变成数字量，同时，多路转换是用电子开关，在每个通道内设置二进制地址，微机把信号输出后，MPX自动选择某个通道，用开关来打通通道。开关量输出系统，是借由系统内的电回路，打开输出回路，接收信号，而为避免其他因素干扰，输入、输出的运行中也会使用电耦合设备。上述是硬件的使用。软件的内部程序有主程序、中断程序、故障处理程序，这些程序的操作，是用软件中的程序语言来编写程序，其中主程序与中断程序的设计是：主程序的操作有初始化、全面检查等，即进行编程的初始化操作，读取内部开关的状态，放到储存单元内，以为自动检查判断开关量是否变化，并让运行的软件、硬件自检。中断程序是处理不同参数中，若需要及时处理，可在任一时间发出终端的请求，微机快速响应并处理，操作中的中断方式是采样期间中断、串行口的中断。监控系统：监控系统的设计，是运用系统的控制功能，与区域监控连接，从自动化的操作中，以及系统建设的阶段性来进行设计。整个系统的构成是主控中心、区域内的监控、前端与网络。其前端设计是在工程所在的空间内，安装监控服务装置，这些装置与网络服务器连接，由此提出的要求是：依照规范设置处理功能，整理图像与声音，根据突发情况，调整摄像头的光圈、焦距，一旦发现异常，进行实时录像。路线是从网络服务器连接到远程监控中心，根据图像的显示，控制、管理并存储，存储设备是足够容量的硬盘与外部设备。系统服务器是整体操作的平台，负责的工作是接收并存储视频信息，进行分析与统计，查询信号，同时也会使用管理功能，管理人员的进入与设备处理。

3系统应用

产品设计：电气工程会衍生出多个电气产品，而电气产品的设计是一项复杂的操作。该系统设计后，技术人员可根据各设备之间的连接，以及模块控制的程序，整理数据与信息，随后运用系统内的CAD技术，完成方案的设计。如此，可使用各项理论，解决实际操作中稳定性不足的问题，降低设计难度。专家系统与遗传算法：整个大系统可分成多个小系统，例如专家系统等。专家系统在使用时与遗传算法配合，使用不同算法，模拟多个专家分析问题的过程，待遇到问题后，用这一方式决策。虽然这项技术已经在具体实践中使用，但还需进一步完善，扩大发展空间。智能判断故障：因为电气设备处于多个环境中，在自动化的操作中，可能因为其他因素影响，出现故障，模块的运行停止。此时，系统可及时监测到故障，即依照系统内的判断标准，快速判断，简化了判定的程度，随后，系统远程控制设备，停止其运行，并更改电流输送的渠道。如以发电机的故障为例，系统会使用神经理论，同时使用模糊理论，由此，它既有模糊性的判断，也有神经网络的优势，提高了故障判断的准确率。人工网络的智能控制：这是未来必然的发展方向。目前电器工业也已经在操作、管理中使用人工智能，用它控制后，可及时分析并处理故障，收集数据，控制各部分的运行状态。虽然这项技术在实际应用中具有优势，体现出网络技术的价值，使电气工程的操作更加便捷，提高了系统运行的效率，但它仍需要随着技术的发展而不断完善，扩大发展空间。

4结语

网络技术与电气工程、自动化的融合，是借由网络技术的优势，融合其它技术的特点，优化设计，提出系统设计的总思路，以及多个子系统的设计，经过实际应用后，取得了良好的效果。即借由网络技术，可优化电气工程的自动化操作，提高设备管理的效率，优化电气工程的运行。 

参考文献：

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[2]卓弘键.试论CAD技术应用于电气工程及其自动化中的具体体现及影响[J].科技与创新,2014，(19):41，43.

[3]郝睿.试论CAD在电气工程及其自动化中的应用[J].电子技术与软件工程,2014，(14):244.

作者:吕华灿 单位:中南大学信息科学与工程学院