蘆琦

摘要：中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來巨大的資本，工業(yè)電氣自動(dòng)化已成為必然，計(jì)算機(jī)的在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中作為上位機(jī)其性能的高低決定了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)效率的高低。顯卡、內(nèi)存在計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的作用不亞于CPU與內(nèi)存。CAD電子制圖，電路板雕刻系統(tǒng)，PLC監(jiān)控模擬系統(tǒng)，組態(tài)王等軟件在對(duì)CPU、內(nèi)存要求的基礎(chǔ)上，也逐漸提升了對(duì)顯卡的要求。本文主要根據(jù)計(jì)算機(jī)顯卡、存儲(chǔ)性能對(duì)工業(yè)電氣自動(dòng)化進(jìn)程的影響進(jìn)行分析，通并給出合理選型提出建議。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)配置;電氣自動(dòng)化;顯卡;存儲(chǔ)

一、計(jì)算機(jī)配置在工業(yè)電氣自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理的重要性

以往大部分電氣工程師認(rèn)為計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的處理主要依靠CPU的性能，而顯卡則僅僅起到了顯示屏幕的基礎(chǔ)作用。這種理解不是完全正確的，首先，顯卡的作用的確時(shí)作為顯示的中介;其次，顯卡還起到了在CPU運(yùn)算不足或占用過高的情況下進(jìn)行輔助運(yùn)算。在幾年前比特幣發(fā)掘俗稱“挖礦”中，顯卡承擔(dān)了大量的運(yùn)算功能。因此，顯卡的作用不應(yīng)該被忽視。

存儲(chǔ)環(huán)節(jié)同樣也是被人忽略的方面，以往電氣工程師認(rèn)為選擇西部數(shù)據(jù)的黑盤是上位機(jī)的最佳選擇，然而隨著SSD固態(tài)硬盤的出現(xiàn)，在部分情況下固態(tài)硬盤對(duì)計(jì)算機(jī)整體性能提升較為明顯。以至于可以更迅捷的完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理。

更好的選型顯卡、存儲(chǔ)可以提升工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的性能，在任務(wù)處理，工作體驗(yàn)上帶來極大提升。

二、計(jì)算機(jī)各配件配置在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的影響

1.顯卡

上文提到顯卡目前在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中逐漸分擔(dān)了CPU的計(jì)算任務(wù)，針對(duì)于主要進(jìn)行系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)處理等系統(tǒng)而言，可以說是減輕了CPU的工作負(fù)擔(dān)，加快了對(duì)數(shù)據(jù)的處理。以西門子張力控制系統(tǒng)來說，該系統(tǒng)由西門子S7-300與伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)組成，在對(duì)S7-300模擬量端口采集的張力數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)后，計(jì)算機(jī)建立張力模型對(duì)采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)比對(duì)，利用模型預(yù)算出下一時(shí)刻張力大小。此時(shí)，在CPU性能滿足的情況下可以完成預(yù)期任務(wù);若此時(shí)CPU采用I3-3代以前的CPU那么在進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)比對(duì)、分析、預(yù)測(cè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯的卡頓，造成數(shù)據(jù)未及時(shí)預(yù)測(cè)，張力過大導(dǎo)致傳送帶繃斷。此時(shí)，只需要添加一款非專業(yè)及的獨(dú)立顯卡GTX-750會(huì)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)的處理速度加快，計(jì)算機(jī)整體性能明顯改變。

那么顯卡中哪些參數(shù)決定了顯卡性能那，由于篇幅原因本文只對(duì)相對(duì)重要的性能進(jìn)行分析：

（1）顯卡主類型：目前應(yīng)用在工控的計(jì)算機(jī)中顯卡分為獨(dú)立顯卡與集成顯卡，集成顯卡集成在CPU內(nèi)部，主要作用是在未存在獨(dú)立顯卡時(shí)滿足計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件條件，保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常點(diǎn)亮運(yùn)行;獨(dú)立顯卡是單獨(dú)與主板顯卡接口連接的可分離部件。目前，INTEL系列CPU自帶核顯性能較差，AMD銳龍系列的CPU所帶集成顯卡性能略高于7-8年前游戲獨(dú)顯性能。以AMD銳龍2400g為例，其核心顯卡性能相當(dāng)于2014年上市的GTX750這款游戲顯卡的性能;

因此，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中選用獨(dú)立顯卡在一般情況下性能會(huì)有大幅度提升。

（2）顯卡系列：選定顯卡主類型后需要完成對(duì)顯卡專業(yè)功能進(jìn)行選擇。獨(dú)立顯卡分為游戲顯卡與專業(yè)顯卡;游戲顯卡與專業(yè)顯卡在硬件上并無太大差異，同年代發(fā)售的游戲顯卡與專業(yè)顯卡硬件核心芯片組一致，區(qū)別在于運(yùn)行時(shí)的驅(qū)動(dòng)程序。對(duì)于數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析而言兩類顯卡均可以起到輔助運(yùn)算作用;對(duì)于畫面處理、CAD制圖時(shí)專業(yè)顯卡性能表現(xiàn)最佳，游戲顯卡性能也可基本滿足大眾自動(dòng)化軟件，性能遠(yuǎn)高于集成顯卡。以組態(tài)王軟件為例，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用I7-7700+8G內(nèi)存，對(duì)于仿真的監(jiān)控畫面而言，采用游戲顯卡GTX750與專業(yè)顯卡Quadro P2000在運(yùn)行監(jiān)控畫面時(shí)表現(xiàn)相近。然而在CAD軟件設(shè)計(jì)電路板形成3D立體圖像時(shí)，GTX750明顯出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，而Quadro P2000表現(xiàn)依舊流暢。因此，對(duì)于應(yīng)用組態(tài)王進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬仿真類軟件可以選擇中低端游戲顯卡，對(duì)于專業(yè)級(jí)繪制電路板CAD類的軟件可以選擇專業(yè)顯卡進(jìn)行配合。

（3）顯卡性能選擇：顯卡的系列分類本文由于篇幅問題不在做詳細(xì)敘述，針對(duì)目前價(jià)格較為合理的7-8年前NVDIA游戲機(jī)顯卡進(jìn)行敘述。根據(jù)上文分析，這里希望讀者可以摒棄游戲顯卡只能用于娛樂游戲這一觀點(diǎn)，在合理的情況下使用游戲顯卡依舊可以提升計(jì)算機(jī)在對(duì)數(shù)據(jù)分析處理方面的性能。顯卡的性能級(jí)別細(xì)分，本文建議讀者查閱當(dāng)年相應(yīng)的顯卡天梯圖，對(duì)于顯卡的性能可以完成大致定位。

綜上所述，顯卡的選型是否合理對(duì)上位機(jī)的性能起著極大的影響，這也就是為什么很多企業(yè)在購置視覺定位系統(tǒng)或連接上位機(jī)后，發(fā)現(xiàn)無法及時(shí)處理數(shù)據(jù)、無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的原因。以組態(tài)王監(jiān)控西門子S7-300配合攝像頭、伺服驅(qū)動(dòng)器組成定位系統(tǒng)為例，部分企業(yè)所搭配的上位機(jī)均是不含獨(dú)立顯卡的計(jì)算機(jī)。在進(jìn)行相關(guān)任務(wù)時(shí)，在攝像頭以及伺服驅(qū)動(dòng)器上傳大量數(shù)據(jù)后，由于CPU占用過大處理數(shù)據(jù)，顯卡無法及時(shí)分擔(dān)相應(yīng)的運(yùn)算任務(wù)勢(shì)必造成計(jì)算結(jié)果延遲一定程度的影響了工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)作效率。

2.存儲(chǔ)

存儲(chǔ)主要針對(duì)上位機(jī)而言，本文不考慮服務(wù)器存儲(chǔ)問題。SSD固態(tài)硬盤讀取速度快于機(jī)械硬盤，特別是將系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件存儲(chǔ)在固態(tài)中極大程度提升了系統(tǒng)運(yùn)算速度，軟件反應(yīng)時(shí)間。以PID調(diào)控采集為例，使用機(jī)械硬盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)速度刷新過快會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)卡頓;而使用固態(tài)作為數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)時(shí)系統(tǒng)卡頓程度明顯得到提升。存儲(chǔ)的合理選擇依舊是影響工業(yè)電氣自動(dòng)化效率的因素。

3.電源

電源的選擇在本文需要贅述，由于顯卡以及CPU所消耗的功率較大，在電源功率不足的情況下，一旦進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理、組態(tài)模擬任務(wù)時(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為上位機(jī)在工業(yè)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中需要的不只是性能，同時(shí)也需要具備穩(wěn)定性。因此選擇合適功率的電源極大程度上提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。合理選擇計(jì)算機(jī)配置才能保證所構(gòu)建的工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行，保證數(shù)據(jù)處理，實(shí)時(shí)監(jiān)控高效而安全的進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]試論數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用及其創(chuàng)新[J]. 彭曉強(qiáng).科技與企業(yè). 2015（01）