关于计算机配置影响工业电气自动化进程的应用研究

芦琦

摘要：中国经济的发展带来巨大的资本，工业电气自动化已成为必然，计算机的在电气自动化系统中作为上位机其性能的高低决定了电气自动化系统效率的高低。显卡、内存在计算机硬件系统中的作用不亚于CPU与内存。CAD电子制图，电路板雕刻系统，PLC监控模拟系统，组态王等软件在对CPU、内存要求的基础上，也逐渐提升了对显卡的要求。本文主要根据计算机显卡、存储性能对工业电气自动化进程的影响进行分析，通并给出合理选型提出建议。

关键词：计算机配置;电气自动化;显卡;存储

一、计算机配置在工业电气自动化数据处理的重要性

以往大部分电气工程师认为计算机作为上位机对数据的处理主要依靠CPU的性能，而显卡则仅仅起到了显示屏幕的基础作用。这种理解不是完全正确的，首先，显卡的作用的确时作为显示的中介;其次，显卡还起到了在CPU运算不足或占用过高的情况下进行辅助运算。在几年前比特币发掘俗称“挖矿”中，显卡承担了大量的运算功能。因此，显卡的作用不应该被忽视。

存储环节同样也是被人忽略的方面，以往电气工程师认为选择西部数据的黑盘是上位机的最佳选择，然而随着SSD固态硬盘的出现，在部分情况下固态硬盘对计算机整体性能提升较为明显。以至于可以更迅捷的完成数据存储、数据处理。

更好的选型显卡、存储可以提升工业电气自动化系统的性能，在任务处理，工作体验上带来极大提升。

二、计算机各配件配置在工业电气自动化控制中的影响

1.显卡

上文提到显卡目前在计算机系统中逐渐分担了CPU的计算任务，针对于主要进行系统采集数据处理等系统而言，可以说是减轻了CPU的工作负担，加快了对数据的处理。以西门子张力控制系统来说，该系统由西门子S7-300与伺服驱动器、伺服电机组成，在对S7-300模拟量端口采集的张力数据进行存储后，计算机建立张力模型对采集数据实时比对，利用模型预算出下一时刻张力大小。此时，在CPU性能满足的情况下可以完成预期任务;若此时CPU采用I3-3代以前的CPU那么在进行对数据比对、分析、预测时会出现明显的卡顿，造成数据未及时预测，张力过大导致传送带绷断。此时，只需要添加一款非专业及的独立显卡GTX-750会发现系统对于数据的处理速度加快，计算机整体性能明显改变。

那么显卡中哪些参数决定了显卡性能那，由于篇幅原因本文只对相对重要的性能进行分析：

（1）显卡主类型：目前应用在工控的计算机中显卡分为独立显卡与集成显卡，集成显卡集成在CPU内部，主要作用是在未存在独立显卡时满足计算机系统硬件条件，保证计算机系统正常点亮运行;独立显卡是单独与主板显卡接口连接的可分离部件。目前，INTEL系列CPU自带核显性能较差，AMD锐龙系列的CPU所带集成显卡性能略高于7-8年前游戏独显性能。以AMD锐龙2400g为例，其核心显卡性能相当于2014年上市的GTX750这款游戏显卡的性能;

因此，在计算机系统中选用独立显卡在一般情况下性能会有大幅度提升。

（2）顯卡系列：选定显卡主类型后需要完成对显卡专业功能进行选择。独立显卡分为游戏显卡与专业显卡;游戏显卡与专业显卡在硬件上并无太大差异，同年代发售的游戏显卡与专业显卡硬件核心芯片组一致，区别在于运行时的驱动程序。对于数据采集、数据分析而言两类显卡均可以起到辅助运算作用;对于画面处理、CAD制图时专业显卡性能表现最佳，游戏显卡性能也可基本满足大众自动化软件，性能远高于集成显卡。以组态王软件为例，该计算机系统采用I7-7700+8G内存，对于仿真的监控画面而言，采用游戏显卡GTX750与专业显卡Quadro P2000在运行监控画面时表现相近。然而在CAD软件设计电路板形成3D立体图像时，GTX750明显出现卡顿现象，而Quadro P2000表现依旧流畅。因此，对于应用组态王进行数据模拟仿真类软件可以选择中低端游戏显卡，对于专业级绘制电路板CAD类的软件可以选择专业显卡进行配合。

（3）显卡性能选择：显卡的系列分类本文由于篇幅问题不在做详细叙述，针对目前价格较为合理的7-8年前NVDIA游戏机显卡进行叙述。根据上文分析，这里希望读者可以摒弃游戏显卡只能用于娱乐游戏这一观点，在合理的情况下使用游戏显卡依旧可以提升计算机在对数据分析处理方面的性能。显卡的性能级别细分，本文建议读者查阅当年相应的显卡天梯图，对于显卡的性能可以完成大致定位。

综上所述，显卡的选型是否合理对上位机的性能起着极大的影响，这也就是为什么很多企业在购置视觉定位系统或连接上位机后，发现无法及时处理数据、无法实现实时监控的原因。以组态王监控西门子S7-300配合摄像头、伺服驱动器组成定位系统为例，部分企业所搭配的上位机均是不含独立显卡的计算机。在进行相关任务时，在摄像头以及伺服驱动器上传大量数据后，由于CPU占用过大处理数据，显卡无法及时分担相应的运算任务势必造成计算结果延迟一定程度的影响了工业电气自动化系统运作效率。

2.存储

存储主要针对上位机而言，本文不考虑服务器存储问题。SSD固态硬盘读取速度快于机械硬盘，特别是将系统以及应用软件存储在固态中极大程度提升了系统运算速度，软件反应时间。以PID调控采集为例，使用机械硬盘存储数据时，数据速度刷新过快会导致系统卡顿;而使用固态作为数据采集存储时系统卡顿程度明显得到提升。存储的合理选择依旧是影响工业电气自动化效率的因素。

3.电源

电源的选择在本文需要赘述，由于显卡以及CPU所消耗的功率较大，在电源功率不足的情况下，一旦进行相应的数据处理、组态模拟任务时会导致系统崩溃，计算机系统作为上位机在工业电气自动控制系统中需要的不只是性能，同时也需要具备稳定性。因此选择合适功率的电源极大程度上提高了系统的稳定性。合理选择计算机配置才能保证所构建的工业电气自动化系统正常运行，保证数据处理，实时监控高效而安全的进行。

参考文献：

[1]试论数字技术在工业电气自动化中的运用及其创新[J]. 彭晓强.科技与企业. 2015（01）