試論電氣自動化現(xiàn)狀與對策

陳吉衛(wèi)

摘 要：新時期經(jīng)濟(jì)時間的走向快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在突飛猛進(jìn)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域發(fā)展快慢的其中之一的標(biāo)志就是電氣自動化。電氣自動化的發(fā)展不僅提高生產(chǎn)效率，減少勞動力的數(shù)量，更大的是在保證生產(chǎn)效率高效的前提之下，增加生產(chǎn)效益，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電氣；自動化；問題；發(fā)展

1 電氣自動化的發(fā)展史

（1）全空型的電力電子開關(guān)。晶閘管的出現(xiàn)，標(biāo)志著運(yùn)動控制的開始。雖然它是第一代電子電力器件，但仍被沿用至今。隨后交流變頻技術(shù)出現(xiàn)后相繼有出現(xiàn)了全控制式器件如GTR等。這是電力電子器件的第二代；接下來是IGBT和MGT這一類復(fù)合型電力電子器件可以稱為第三代器件。最后是功率集成電路，PIC即第四代電力電子器件。

（2）低頻發(fā)展到高頻的電路。由于電力電子器件的發(fā)展，從而引發(fā)變換器電路的換代，但當(dāng)用于普通晶閘管的時候，直流傳動的變換器主要是整流相互控制，交流變頻傳動則是交—直—交變頻器。當(dāng)電力電子器件轉(zhuǎn)換發(fā)展到第二代的時候，PWM變換器采用的相應(yīng)也就多了。因?yàn)樵诓捎昧薖WM變換器之后，不僅提高了功效，而且還能夠減少高次諧波對電網(wǎng)的影響，甚至還能合理解決電動機(jī)在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動問題。但在其發(fā)展過程中，PWM也存在著不少的缺陷，所以也就有了低頻向高頻發(fā)展的電路。

（3）交流調(diào)速控制理論。交流電機(jī)磁場定向遠(yuǎn)離是由德國學(xué)者所提出來的，它的提出必然會是以后發(fā)展的一大基石。然而就在1985年德國魯?shù)麓髮W(xué)的一些教授又提出了直接轉(zhuǎn)矩控制的思想，緊接著又將它推放到了弱磁調(diào)速的范圍之內(nèi)。他的這一控制思想不但新穎，而且控制結(jié)構(gòu)簡單眀了，信號處理的物理概念也很明確，可以說它是一種高靜動態(tài)性能的新型交流調(diào)速方法。

（4）通用變頻器的投入使用。在經(jīng)歷了第一代普通功能型U/F控制型、第二代高功能型U/F型和第三代高動態(tài)性能適量控制型的變頻器之后。通用變頻器也正式投入使用了。

（5）單片機(jī)的發(fā)展。由于原來占主導(dǎo)地位的MCS-51的8位機(jī)的功能較簡單，指令集也短小，因此它必然就被適合大批量生產(chǎn)的PIC系列單片機(jī)所替代，PIC單片機(jī)不但可靠性高，保密性也很高。因此它也不斷被發(fā)展。

2 新時期電氣自動化面臨的問題

（1）十二五”期間，中國提出以節(jié)能減排為核心，重點(diǎn)解決提高能源利用率、發(fā)展可再生能源、提高環(huán)境質(zhì)量，大幅度降低能源消耗強(qiáng)度和二氧化碳排放強(qiáng)度的約束性指標(biāo)。在戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)中，以節(jié)能環(huán)保為首，重點(diǎn)開發(fā)推廣高效節(jié)能技術(shù)裝備及產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)突破，帶動能效整體水平的提高。想要實(shí)現(xiàn)這一艱巨任務(wù)，一方面需要努力挖掘各種新資源；另一方面實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的基本要求就是大幅度的降低資源消耗。

（2）經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐步全球化，外資企業(yè)和合資企業(yè)不斷進(jìn)入我國，這些企業(yè)起點(diǎn)高，技術(shù)新，有大量的設(shè)備需要用到電氣自動化控制方面知識；與此同時，我國很多大中型企業(yè)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量以加大競爭力，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新改造，也引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，機(jī)電一體化的設(shè)備越來越多，PLC控制技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、變頻技術(shù)、計算機(jī)集散控制技術(shù)（DCS）、微電子技術(shù)等新知識在各行各業(yè)中特別是在工業(yè)崗位中用得越來越多，以滿足和適應(yīng)不斷增長新技術(shù)的需要。

3 電氣和自動化在工程應(yīng)用中的融合

（1）用電設(shè)備就地控制設(shè)備中存在現(xiàn)場總線技術(shù)和PLC控制器，且高低壓變配電系統(tǒng)的設(shè)備中也存在嵌入式的控制設(shè)備，所以在系統(tǒng)中將電氣和自動化技術(shù)相互融合，實(shí)現(xiàn)自動化和電氣化工程的一體化。其具體表現(xiàn)在：①系統(tǒng)設(shè)計中用電設(shè)備的一次電氣設(shè)計和高低壓變配電系統(tǒng)的設(shè)計可以根據(jù)工藝控制和用電設(shè)備的要求進(jìn)行，滿足設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。②系統(tǒng)中制流程框圖的設(shè)計主要受工藝的影響和約束，其中包括執(zhí)行器、操作管理站和儀表等。③配電系統(tǒng)末端的就地控制流程框圖需要根據(jù)自動控制和工藝控制的要求進(jìn)行設(shè)計。④在系統(tǒng)設(shè)計中變配電系統(tǒng)的保護(hù)、控制和二次計量等的自動控制流程框圖需要根據(jù)供電方的用電設(shè)備要求特點(diǎn)以及供電方的條件和要求等。⑤通過組態(tài)軟件來體現(xiàn)自動化和電氣控制流程圖中的控制功能，主要包括電氣功能和自動化功能的控制，同時可以利用組態(tài)編程來實(shí)現(xiàn)離線和在線的狀況控制，統(tǒng)一軟件的接口標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。⑥上述工作完成之后，就需要按照系統(tǒng)設(shè)計方案進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)跟現(xiàn)場設(shè)備的安裝，同時進(jìn)行電纜敷設(shè)的設(shè)計等工作。⑦最后是各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和系統(tǒng)軟件的安裝和調(diào)試，檢測其功能的有效性。傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計需要考慮二次信號和計量的影響，同時要注意到自動化系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備之間的互聯(lián)條件，在電氣和自動化控制系統(tǒng)融合的設(shè)計中只需要考慮工藝的控制情況和用電設(shè)備的要求，注重高低壓變配電系統(tǒng)的影響，同時進(jìn)行用電設(shè)備就地控制裝置的一次電氣設(shè)計跟儀表系統(tǒng)的設(shè)計等內(nèi)容。最后對電纜敷設(shè)、設(shè)備的安裝和調(diào)試、優(yōu)化安裝和調(diào)試方案。

（2）現(xiàn)代的工業(yè)發(fā)展是離不開電氣自動化的，為了節(jié)約有效的能源和資源，降低工業(yè)生產(chǎn)的成本，促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，必然需要電氣和自動化的完美結(jié)合，只有發(fā)揮二者結(jié)合的優(yōu)勢，才能更更快的提高工作效率，為社會創(chuàng)造更多的價值。有效的開展電氣傳動自動化技術(shù)，提高了我國電氣自動化的水平，規(guī)范了我國電氣傳動自動化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的規(guī)范化生產(chǎn)，不僅提高了生產(chǎn)效率，同時也提高了生產(chǎn)質(zhì)量，降低了工作勞動力，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

4 結(jié) 語

時代跟著世界發(fā)展的腳步不斷更新?lián)Q代，日新月異地更新中科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，電氣自動化的發(fā)展要與工業(yè)生產(chǎn)的日漸成熟和進(jìn)步同步。所以，在進(jìn)行電氣和自動化技術(shù)設(shè)計時必須要做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，電氣自動一體化等。有效地開展電氣傳動自動化技術(shù)，提高了電氣自動化的應(yīng)用水平，規(guī)范了電氣傳動自動化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提高了生產(chǎn)質(zhì)量和效率。以最少的時間創(chuàng)造出最大的財富，真正做到了技術(shù)與行業(yè)的完美結(jié)合，未來電氣自動化還會繼續(xù)發(fā)展，在不斷創(chuàng)新與發(fā)展中，我們會看到更多更好的實(shí)際應(yīng)用，為我們的生活帶來更多的驚喜。

參考文獻(xiàn)

[1]孫志楠.傳統(tǒng)電氣與自動化技術(shù)的設(shè)計思想與融合淺談[J].2013.

[2]林勇堅.電氣自動化技術(shù)國家骨干專業(yè)建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].2012.

[4]王詩頌.電氣自動化技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案的開發(fā)與實(shí)踐[C].2008.

[5]楊冬寧.淺談電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計思想和組成[J].2013.