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摘要：PLC电气自动化控制系统的应用在降低企业成本、提升生产效率、提高对设备控制的精准度方面发挥了巨大作用，而在该系统的创建过程中，设计工作是一项重要内容，从而使得对该方面的研究具有必要性。本文介绍了电气自动化控制系统的组成模块、对其进行设计的基本要求与设计要求，分析了电气自动化控制系统的主要设计思想，并指出了一些在该设计过程中应注意的问题。
关键词：电气自动化；设计思想；控制系统
1 电气自动化控制系统及其设计的相关概述
1.1 电气自动化控制系统的组成模块
简单来说，电气自动化控制系统是指以计算机技术为建立基础、以实现对电力设备的管理控制为目的的系统，其组成模块包括：增强电气元件性能、提高操作便捷度的PL C控制模块；对系统进行欠压过压保护的信号采集与调理模块；对电气设备实时运行状态进行监控的传感器模块；对数据信息进行整合和处理的中央控制系统。
1.2 其设计需满足的基本要求
对电气自动化控制系统的设计应满足两个基本要求：第一，应采用分布式设计方式，分布式开放结构可以使各组成模块具备相对独立性，从而使得监测、控制等工作不会相互影响，进而保证系统运行的效率；第二，需具备兼容性与可扩展性，保证系统的兼容性是为了使系统相关配置具有高度灵活性，从而更好地服务于企业等用户的个性化需求，而保证系统的可扩展性则是适应用户在扩充系统规模和功能方面需求的必然要求。
1.3 电气自动化控制系统的设计要点
概括来说，电气自动化控制系统主要有以下几个设计要点：首先，应进行可靠性设计，这一设计能够进一步保障变频技术、微电子技术等电气自动化控制技术的安全性，从而减少损失发生的可能性；其次，需进行节能化设计，从而适应当前发展绿色低碳经济的趋势；最后，需进行智能化设计，这对设置自动化参数、运用相关操作系统激活组成模块提出了要求。
2 电气自动化控制系统的设计思想
2.1 现场总线监控
现场总线是在现场设备与系统间建立连接的数据通信网络，基于现场总线技术的监控方式使系统设计的开放性、实用性、安全性增强，同时也能对各模块的运行进行有效隔离、减少为保证系统可靠性所需投入的隔离设施的数量，从而降低了监控成本与后续维护成本。这一监控方式体现了数字通信技术在自动化领域的应用，具有较好的科学性和创新性，将成为对电气自动化控制系统进行监控的主流方式。
2.2 集中监控
该设计思想侧重于对系统运行所涉及设备的全面监控。其优点在于该方式下对系统运行进行维护的便捷度较高、设计工作难度较低、对系统防控站的要求也有所降低，从而增强了监控工作的可操作性。但同时，这种监控方式大幅增加了处理器的工作量，使其对数据进行处理的速度受到影响。
2.3 同步开断
该设计思想着眼于对电路开合的实时准确控制，从理论意义上来说，该技术能有效限制由开关操作引起的瞬态过电压，从而大幅降低由操作过电压所决定的电力设备绝缘强度，进而降低变压器成本、增强电力自动化控制系统的经济性。
2.4 远程监控
该设计思想的本质是技术监控，其优点在于能实现对材料的有效解决、降低能耗、减少安装设置所花费的作用、具有较好的可扩展性。但同时，由于LON WORKS总线及CAN等监控方式下，现场总线的通讯速度难以高效应对较大的电气通讯量，因而在实际使用上，远程监控并未广泛应用于电气自动化控制系统，而往往成为对较小系统的监控。
3 在电气自动化控制系统设计过程中应注意的问题
3.1 应选用、设计合适的电子元件
电子元件是电气自动化装置的重要组成部分，能否设计、选用合适的电子元件对整个系统的性能具有较大影响，因而在设计过程中，需注意电子元件与系统的匹配度，此外还需检测电子元件的持久性和耐用性，从而有力保证电气自动化控制系统的正常运转、降低生产成本。
3.2 需对散热防护工作给予一定重视
较好的散热防护工作在保障软件发挥功能、预防系统瘫痪等方面具有积极意义，因而在设计过程中，应注意对这一环节的规划，从而实现对电气设备的有效防护、减少安全隐患、增加经济效益，具体技术路线见图1。
4 基于单片机的半导体制冷智能控制系统
4.1 单片机
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单片机简单点说就是芯片，具有集成电路的芯片，将中央处理器CPU、A/D转换器、只读存储器ROM、模拟多路转换器、定时器/ 计数器等功能，利用集成电路技术把这些功能集成到微小的硅片上，从而构成一个微型计算机系统。根据具体的控制系统情况，选择适当类型的单片机，一般采用STC12C5A16S2作为核心芯片，使用TEC1-12706半导体制冷片作为核心加热制冷与案件，采用DS18B20温度传感器采集温度，通过上位机和单片机通讯，上位机可以显示实时温度值，并且可以进行温度设置，半导体制冷片控制部分采用H 桥驱动控制电路进行电压翻H桥的导通和截止采用三极管开关电路进行控制，从而达到加热和制冷的自动控制目的。
4.2 半导体制冷片
半导体制冷片选用TEC12706，TEC即半导体制冷器，它的工作原理是基于珀尔贴效应，即当电流以不同方向通过双金属片所构成H 桥的结构时能对与其接触的物体制冷或加热。其工作原理图如图1 所示。半导体制冷设备的优点如下：（1）半导体制冷器的规格尺寸非常小，最小的制冷器可以到达1cm；（2）半导体制冷设备重量也非常轻，微型制冷器的重量往往只有几克或几十克。（3）机械传动少甚至没有，环保性能好，工作过程中无噪音，无液、气工作介质，不存在污染环境，（4）制冷参数稳定，不受空间方向以及重力影响，即使机在械过载的条件下，也能够正常地工作；（5）调节方便，电路电流控制制冷效果，通过调节工作电流的大小来调节制冷速率；通过切换电流方向，来快速完成制冷、制热工作状态的转换；（6）作用速度快，使用寿命长，且易于控制。
4.3 数字温度传感器
数字温度传感器就是能把检测设备采集到的温度通过相应的转换设备将温度信号转换为数字信号并通过数字现实屏幕现实出来。数字温度传感器的组成部件有温、湿度敏感元件，信号转换计算机、PLC、智能仪表、LED数字显示器等等。起初，数字温度传感器处于关闭状态，当供电之后，数字温度传感器进入连续转换温度模式或者单一转换模式，用户根据自己的需要选择相应的工作模式，在连续转换模式下，数字温度传感器可以连续转换温度并将结果存于温度寄存器中，读温度寄存器中的内容不影响其温度转换；在单一转换模式，数字温度传感器执行一次温度转换，结果存于温度寄存器中，然后回到关闭模式，这种转换模式适用于对温度敏感的应用场合。在实际应用中，数字温度传感器有多种分辨率可供选择：8位、9位、10、位11位或12位，五种分辨率分别对应温度分辨率分别为1.0℃、0.5℃、0.25℃、0.125℃或0.0625℃，温度转换结果的默认分辨率9位。
5 结语
本文主要研究基于单片机的半导体制冷智能控制系统，分析了基于单片机的半导体制冷智能控制系统的结构和工作原理，重点分析了半导体制冷设备的工作原理电气自动化控制系统在提高电力行业生产效率、降低生产成本等方面发挥了巨大作用，在该系统的构建中，设计是一项具有关键意义的内容，在设计过程中，应遵循科学适用的设计思想，并充分考虑各方面因素的影响，从而保障整个系统的正常运行，使其在生产中发挥应有作用。
参考文献：
[1]潘鹏鹏，方伟，韦星.电气自动化控制系统的设计和应用.电子制作，2016，02.
[2]刘超.电气自动化控制系统之设计思路探析.神州，2013，06.
[3]李恩章.基于单片机的半导体制冷智能控制.华北电力大学，2015.
论文作者:安太波
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/17
标签：控制系统论文; 电气自动化论文; 系统论文; 半导体论文; 温度论文; 数字论文; 工作论文; 《基层建设》2017年第18期论文;