電氣工程多模塊智能化控制技術研究

祖明朗

（渤海大學附屬高級中學，遼寧錦州，121000）

0 引言

隨著我國現代化水平的不斷發展，電氣工程行業也在不斷進步，各種先進的科學技術都在電氣工程行業中得到普遍應用。如遠程技術、多模塊智能控制技術等等。PLC技術是一種將計算機技術作為基礎，能夠進行編程的控制器，是智能化控制技術中的一種，相比于傳統的控制器，PLC控制器具有模塊化結構，其可靠性更高、編程方便、更容易安裝、擴充等，在電氣工程中的應用更廣泛，同時也有利于提高電氣工程的水平[1]。

1 電氣工程多模塊智能化控制技術的優勢

當前現代化技術飛速發展，數字化、網絡化和信息化逐漸走進人們的生活[2]。“電氣工程多模塊智能化控制”：是指由現代通信與信息技術、計算機網絡技術、行業技術、智能控制技術匯集而成的電器方面的智能化應用。其中包括PLC技術、單片機技術等等。

在電氣工程中，多數采用的是人工操作，隨著人工操作次數的逐漸增加，錯誤率也在逐漸的增加，會間接的導致多種問題的發生，從而導致故障的出現。PLC技術最突出的特點就是靈活性強，能夠有效提升數據處理的速度與精度。將其運用到電氣工程中，能夠根據變化來進行及時的調整，加強對工程細節的監控，保證控制器可以穩定的運行[3]。如：智能交通指揮燈采用PLC檢測傳感器，實時根據十字路口的車流情況，調整控制信號燈按照特定的規律進行變化，保障車輛的順利通行。

■1.1 PLC技術的工作原理

PLC技術的工作有三步，第一步是輸入采樣階段；第二步是執行用戶的程序階段；第三步是輸出刷新階段。在應用PLC技術時，需要將PLC掃描過的信息存儲到相應的單元中，防止操作對數據的影響[4]。在執行的過程中，需要從上至下掃描，并且對其邏輯進行預算，刷新存在的數據狀態。確定相關的指令，對所有數據進行刷新，將處理完畢的選擇需要的設備信息進行存儲。

■1.2 PLC技術的應用實例

在我校的物理實驗室中，物理模擬實驗的裝置是對地質體模型的應力加載，以達到模擬的目的。而實驗裝置的控制系統，更多的是對各個單元的加載電機進行控制。本文將PLC控制器作為主控制器進行設計。

1.2.1 總體設計方案

模擬實驗裝置的中樞是控制系統，每個單元相對獨立，電氣系統的結構多采用“集中管理，分散控制”[5]。

圖1 分散控制、集中管理示意圖

從圖1中可以看出，本設計底層每個PLC單元的功能是相對獨立的，控制其對應的功能，主控PLC是系統的中樞，需要對底層的信息做交換處理、協調其控制工作，同時還需要將上位工控機和底層單元PLC間的信息進行交換。使用該方案，系統的總體架構更清晰，每個單元獨立存在，方便后期的維護，其中某個單元出現故障時，其他單元不受影響，能夠保證正常使用[6]。

1.2.2 主控單元控制系統設計

為使用戶能夠更加方便的操作使用，設置一個可以移動的平臺，在內部放置步進電機驅動器、主控PLC等，其控制原理的結構框圖如圖2所示。

用PLC控制信號的采集、處理等工作。PLC控制軟件采用兩套定位系統，一套是用戶不可見的絕對坐標，另一種是相對坐標系統。這兩套系統的使用能夠提高其可靠性。同時便于實驗設計。

■1.3 單片機技術

單片機技術是一種將多芯片整體整合的設計方法，將各種功能模塊集成，由硬件描述語言對每一種功能進行程序設計[7]。

隨著科技的不斷發展，多媒體教學設備被廣泛應用到現代教學中。教室智能電動窗簾的設計能夠解決傳統手動控制窗簾帶來的影響。

圖2 系統主控 PLC控制框圖

多功能窗的智能控制系統，是將步進電機、多種傳感器與單片機相結合的控制系統[8]。它主要運用了不同的傳感檢測電路，對室內外的溫度、濕度等信號進行實時檢測，并且將檢測信號發送給單片機，單片機根據接受的信號，做出不同的控制指令，對進電機進行控制，從而實現窗戶的報警、自動開、關等多項功能。不僅如此，該系統能夠對開關窗的手動進行與自動進行隨時切換。圖3為多功能窗的智能控制系統硬件框圖。

圖3 系統硬件框圖

單片機屬于工程項目的核心部分，若將工程項目比喻成計算機，則單片機就是CPU（處理器），其不但可以簡化生產設計模型。還能夠實現電氣生產設計的自動化控制，取代了人工操作。

2 電氣工程多模塊智能化控制技術的發展方向

對電氣工程多模塊智能化控制技術必須以電氣工程的實際需求為基礎進行研究，這樣有助于提升多模塊智能化控制技術的實際應用性；加大多模塊智能化控制技術創新的資金支持，只有足夠的資金才可以進行全方面的研究，為電氣工程多模塊智能化控制的實現添磚加瓦，加深多模塊智能化控制技術在電氣工程中的應用，促進電氣工程的創新發展[9]。

在自動化控制中控制環節比較多，大多數采用神經網絡來進行控制，神經網絡可以反復的進行運算和學習，其子系統可以調節運算與學習的速度，并且可以根據具體情況調節各項參數。多模塊智能化控制技術在信號處理也有著至關重要的作用，傳統的電氣工程主要采用控制器來實現信號處理，多模塊智能化控制技術的應用，其中包含的控制設備可以取代傳統的大部分控制器，并且可以與其它控制器進行相互合作，通過這種工作方式，實現自動化控制[10]。當電氣工程施工的過程中出現突發問題，多模塊智能化控制技術會自動報警，并及時制定解決方案，保障電氣工程的安全與質量。其可以根據實際情況的變化進行相應的調整。

電氣工程中多模塊智能化控制技術的應用，使得系統更加的統一化，能夠更好地滿足人們的需求，對其創新能力進行不斷的強化。通過圖像與圖形對信息處理進行可視化分析，不再局限于語言和文字。該技術能夠有效地降低生產的成本，從而提高工作效率。

3 結束語

本文主要對電氣工程多模塊智能化控制技術進行研究，文章以PLC、單片機技術為例，介紹多模塊智能化控制技術的優勢，通過分析其在具體實例中的應用，總結其特點。在智能化技術飛速發展的今天，將多模塊智能化控制技術應用在電氣工程中，更好的促進電氣工程行業的發展。多模塊智能化控制技術在電氣工程中還有很大的應用潛力，如何實現利用多模塊智能化控制技術實現電氣工程全面化的控制所有對象還需要人們進行不斷的研究。