基于嵌入式的遠程電氣控制自動化系統的設計分析

摘 要：隨著現代社會工業化程度的高度發展，以及科學技術的不斷進步，電氣控制自動化技術已經成為了現代工業技術的發展趨勢。基于嵌入式技術基礎上的遠程電氣化自動控制系統的發展，為工業自動化發展帶來了重要的現代化發展途徑。文章主要研究基于嵌入式的遠程電氣控制自動化的系統設計分析。

關鍵詞：嵌入式技術；遠程控制；電氣控制自動化系統

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.114

0 引言

現階段，隨著工業化的高度發展，各種大型的工業企業興起，其生產自動化的落實對遠程電氣化控制技術也投入了更多的要求。而基于嵌入式技術基礎上的遠程自動化電氣控制系統的發展，在極大程度上滿足了現代社會市場中工業自動化發展對遠程控制技術的要求，其已經成為了自動化技術的發展趨勢之一。

1 遠程控制自動化系統的發展現狀

遠程控制是在現代工業自動化高度發展的基礎上形成的一種自動化控制需求。并且，隨著工業自動化程度的不斷提高，人們對遠程控制的需求也變得更加復雜，并表現出了突出的多元化趨勢。在以往的工業自動化生產過程中，在工業自動化之中應用的主要是DCS系統，也就是綜合性控制系統。它是綜合了計算機技術、網絡通訊技術、系統控制技術、多媒體技術等綜合形成的現代化控制系統[1]。這一技術在工業生產過程中的應用，能夠有機的滿足對設備進行精確管理以及控制的需求。并且，這一技術系統在長時間的發展過程中，不斷滿足自動化生產的需求，能夠實現更好的遠程控制效果。

但是，隨著科技的高速發展，現在的電氣自動化系統逐漸變得更加復雜，在功能性方面也表現的更加突出。而在如此的技術發展條件下，繼續應用綜合性控制系統已經不能滿足對自動化系統進行遠程控制的需求。而綜合性控制系統存在的局限性，被基于嵌入式技術基礎之上的遠程控制系統完美的彌補了。這一技術系統的應用，能夠實現真正的現場控制，其通過現代化的智能表，可以實現對海量現場數據的收集以及處理分析，并落實精密、準確的自動化控制。這一系統，能夠非常良好的滿足絕大部分的遠程現場自動化控制需求。總的來說，傳統的綜合性控制系統隨著科技的發展已經遠遠不能滿足工業上進行自動化生產的遠程控制需求。因此，在這樣的實際情況之下，其被基于嵌入式技術基礎上的遠程自動化控制技術系統所取代是一種必然。

2 基于嵌入式技術基礎下的遠程電氣自動化控制系統的設計

2.1 控制系統的結結構設計

基于嵌入式技術基礎上的遠程控制系統主要可以落實為三個主要層次：第一層，信息管理層。要想有機實現對電氣設備的管理控制一體化，就必須要落實遠程的信息管理層構建。對此，通過管理支撐機電運輸設備的有機應用，能夠有效實現電氣設備管理信息化以及生產自動化的有機實現。同時，在實現了管控一體化之后，為了實現管理以及控制的及時性以及關聯性，系統必須要做到實時的現場信息采集以及存儲。并通過管控服務器實現良好的信息集成，進而生成應用于自動化生產的相關信息。此外，系統通過現場監控設備以及監控系統的設置，能夠實現對現場的全方位智慧監控。第二層，網絡層，其作用就是對不同的數據以及網絡協議進行接入。對此，主要使用工業以太網結構以及光纖作為遠程控制系統的網絡層主體。在這一基礎上，就可以實現對數據的遠程迅速傳輸。第三層，設備層，其作用就是實現被控制設備與控制系統的無障礙連接。來實現對電氣自動化設備的遠程控制。

2.2 軟件設計

在對控制系統進行設計的過程中，主要應用CLinux嵌入式操作系統，以此實現對多種控制任務的高效有序處理。如此，用戶在進行設備操作的過程中，就可以應用CLinux系統進行任務函數的調度，以此在準備好的控制任務之中進行任務最高級的優先選取，進而達到對控制任務進行切換的效果。按照任務分配原則，主要可以將軟件的任務類型劃分為以下幾類：首先：監測基本功能，也就是實現對數據的收集、處理、測算、輸出[2]。這一任務是基礎性的任務內容，是實現其它任務的基礎。其次，保護功能，也就是對最高級人物的報警處理，提示應該盡快對指定的任務進行處理。再次，人機交互，也就是顯示器以及鍵盤的相應，這一任務是最低優先級的任務類型，并且，這一任務類型需要從在兩個不同的進程之中進行實現，也就是數據的采集以及網絡服務。通過對這幾種任務類型的區分設計，就能夠實現良好的人機交互式效果。在這一基礎之上，就能夠有效對用戶設置的控制指令進行迅速的網絡傳輸，并實現良好的控制效果。

2.3 遠程控制系統的實現

在以太網基礎上的遠程控制系統在系統結構的構成方面表現的尤其精密，其每一個控制節點都必須要通過數字設備實現。對此，要想實現相應的控制方案，只是需要對控制的結構功能區以及相應的功能區條進行明確，再將其進行功能模塊的分配，就能夠實現有機的分散控制。此外，用PLC作輔助車間的控制系統。而對于PLC型號的選取，一方面要遵循控制現場的通訊協議，另一方，需要滿足信息交換擇優原則。在這一基礎上，必須要實現設備與設備之間的有機關聯，以此保證在進行遠程控制操作過程中設備整體的正確性。因此，也可以說控制系統就是一個龐大的技術整體。

3 結束語

綜上所述，隨著現代工業電氣自動化技術的發展，人們對遠程控制提出了更高的要求。而基于嵌入式技術基礎上的遠程控制系統設計，能夠有效的滿足這一控制需求，其對于現代遠程控制理論的發展以及控制實踐的落實都具有非常重要的積極意義。

參考文獻：

[1]李昕.電氣自動化畢業論文基于PLC自動門控制系統的設計——基于嵌入式技術的角度分析[J].現代技術，2015，45（10）：152-153.

[2]陳德強，葉雄杰.電氣工程與自動化專業課程設計論文-直流電動機開環調速系統仿真[J].科技文化（學術版），2016，15（03）：199-201.

作者簡介：劉建忠（1990-），男，山東德州人，本科，初級實驗師，研究方向：自動化。