電氣工程及其自動化

劉成

摘 要：隨著全球信息化、智能化時代的到來，我國也追隨著科技與時代發展的大潮，大步跨前的邁向時代的前沿，而信息技術化的發展與延伸已經深深推動電氣工程自動化的應用領域與實用范圍，大大加快了社會工業，科技行業的發展。

關鍵詞：智能化 電氣 電控技術

中圖分類號：TM7-4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0077-01

我國電氣工程的發展最早可以追溯到20世紀初，最早的電機?？剖悄涎蟠髮W堂所設，之后電氣工程的發展如春筍般的席卷整個華夏大地，像同濟大學、浙江大學、清華大學等等一些高等院校先后都設立機電專科專業，1977年高考制度恢復以后大部分學校將“機電工程系”改為“電氣工程系”1988年，我國高校專業名稱大規模調整后，電子信息類專業和電氣工程類專業相應合并為“電氣信息類”。

20世紀90年代伴隨著信息化時代的到來，智能化、微型化、集中化系統的研發與應用為電氣工程及自動化注入了新的血液，該文從電氣自動化發展歷史出發，著重講解其在當代應用領域中的一隅，希望能為廣大涉及此專業領域的高級知識實用型人才提供一定的參考。

1 電氣自動化的應用領域

電氣自動化的應用領域是相當廣泛的，小到一個開關的設計，大到航天器的研發，筆者就電氣自動化在建筑領域和小集成電路器作以簡單的應用介紹。

1.1 建筑領域

隨著科學的進步和時代的發展，智能化建筑成為了當今時代發展的主力軍，而高端智能化建筑無疑已經成為主力軍當中的先鋒隊伍。利用建筑設備的自動化控制系統進行技術和成本控制，通過合理利用設備，整合資源，達到資源共享，節省成本的目的。因為智能化建筑中承載的電子設備和布線系統耐壓等級低，防干擾要求高，所以相對其他建筑容易受到雷擊，因此智能建筑應該設計為一級防雷建筑物，并由此組成具有多層屏蔽雷擊的籠形體系。這只是電氣自動化在建筑領域一個極其微小的應用層面，像建筑內部監控系統的建立、通信光纖的終端等等，都是其在建筑領域的實際運用。

1.2 小型集成電氣化的應用

小型集成電氣化的產品隨處可見，如家里常用的冰箱，電視，空調，等等，都有電氣化的身影，筆者就家用空調作以簡要剖析。

（1）設計方面既可以設計成單個控制系統，也可以設計成以計算機終端控制管理的系統。

（2）在溫控方面，一般采用采用DDC控制凈化空調系統。即將回風管溫度傳感器所檢測的溫度傳送到DX一9100，與計算機儲存原始點比對，通過一系列的高數運算得出結果，并且輸出相對應電壓信號或電流信號，從而控制調節閥是是升溫還是降溫，把溫度控制在某一攝氏度范圍內，以便達到實際需求。

（3）濕控制方面，根據裝設在通風管內的濕度傳感器所檢測的濕度，把濕度信息通過數字化終端轉變為電壓信號傳遞到濕度控制器上，再由計算機與設定好的濕度比較計算，通過輸出信號控制蒸汽電動調節閥，保證環境濕度正?！，F在很多設備都采用這樣的原理，通過對某事物的信號捕捉，利用信號間的相互轉換，實現與原始設定數據的對比，并且通過電腦終端的運算，最終達到改變數據，控制硬件運行的目的。這是現在諸多小型集成電氣化設備的設計。

2 電氣化的設計

2.1 設計原則

根據具體情況，盡量滿足工藝和生產機械對電氣控制的要求，設計方面力求簡單、妥善處好理機械與電氣的融合；、合理地選用電器元件、如電容件、最大電壓件、斷電開關、傳感器等；、考慮使用時的安全性能；、制造美觀、使用維護方便。筆者概括為，在滿足使用功能的前提下，力求設計上的完美，并且成本低且有一定的工藝性。這也是在當今時代發展的前提下，多數應用產品必然的發展趨勢。

2.2 設計思路

電氣化因時因地存在著一些較大設計方面的差異，筆者就現在一些變電中轉站監控系統作以下三點分析。

（1）首先集中監控方式。如今一些變電站，采用集中監控方式，此方式優點是運行維護方便、控制站的防護要求也不高、系統設計也相對較為簡單。但任何事物的利弊都是共存的，由于這種傳統方式是將系統的各個功能集中到一個處理器進行處理，所以對處理器的要求甚為高，當然處理器的任務也相當繁重，直接影響處理器的運行速度。并且由于電氣設備全部集中監控，會導致主機冗余的下降、電纜光纖數量大增，成本巨大，尤其是長距離電纜所引發的干擾必然會影響系統的使用壽命。與此同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯鎖一般采用硬接線，由于輔助接點經常不到位，造成設備無法正常操作。一旦導致這種情況的發生，那后期的維護是相當的冗繁，尤其是二次接線相對復雜，查找線路問題更是不方便，在無形中增加了維護量投入的同時，還存在硬件設備和線路電壓在運轉和輸動過程中由于接線復雜而造成失誤和危險。

（2）遠程監控。遠程監控方式優點是節約電纜、節省安裝成本、節約材料、可靠性高和組合較為靈活。缺點是通訊速度慢，而一般電廠電氣部分的通訊量又比較巨大，所以這種方式一般適用于小型系統的監控，如若在全廠或較大范圍內的的電氣自動化系統的構建中卻不適用。所以這種遠程監控系統的運用有較大的局限性。

（3）現場總線監控。對于目前現場總線等計算機網絡技術已經普遍應用于變電站綜合自動化系統當中，呈現智能化、集中化的趨勢，而且已經擁有了豐富的實踐運行經驗，智能化電氣設備也有了較快的發展，這些都為網絡控制系統應用于發電廠電氣系統奠定了堅實的技術基礎。而現場總線監控方式的推廣與使用使系統設計更加具有針對性，對于不同的間隔可以選擇不同的功能應用，也可以因此而進行重點設計。此種監控方式除了具有遠程監控方式的優點外，同時還減少了端子柜、隔離設備、模擬量變送器等小型終端硬件的投入等，加之智能設備拆裝方便，可就地安裝，與監控系統通過通信線連接，在節省了大量連接電纜的同時，也節約了很多成本和安裝維護時的人工投入量，自然也是成本低，實用強，簡單，方便。除此之外，由于各個裝置的功能性相對獨立，且靈活多變，使整個系統具有更高的安全性能，不會導致整個系統的癱瘓。因此現場總線監控方式是今后發電廠計算機監控系統的一個重要的發展方向。

參考文獻

[1] 劉寶，李寶國.淺談電力系統電壓穩定性[J].太原科技，2009（4）.endprint