淺談電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

李永瑞++李永霞

摘 要：電氣自動化技術(shù)覆蓋廣泛、發(fā)展迅速，為工業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的變革。但是其發(fā)展中仍存在許多問題。該文簡要分析了電器自動化技術(shù)的特點、發(fā)展歷程、在我國工業(yè)生產(chǎn)及生活中的應(yīng)用、發(fā)展趨勢和暴露的問題，并在此基礎(chǔ)上提出了一些發(fā)展策略，以幫助實現(xiàn)行業(yè)的繼續(xù)繁榮和可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電器自動化 應(yīng)用現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢 發(fā)展策略

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（a）-0051-02

電氣自動化技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)和日常生活息息相關(guān)，已經(jīng)成為覆蓋面極其廣泛、發(fā)展最為迅速快捷的高科技產(chǎn)業(yè)之一。在各行各業(yè)中，通過自動化設(shè)備、智能儀表、計算機(jī)技術(shù)及其控制等來取代人工操作，可提高控制的準(zhǔn)確性、降低風(fēng)險和危險、降低人力資源成本，提高生產(chǎn)效率。電氣自動化技術(shù)的盛行為工業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的變革，從根本上保障和促進(jìn)了現(xiàn)代工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 電氣自動化的特點及工業(yè)電氣自動化控制技術(shù)的形式

電氣自動化的發(fā)展歷時近兩個世紀(jì)，技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。在各類用電工礦企業(yè)中，電氣自動化技術(shù)主要涉及電力傳動、電機(jī)與電氣的控制。是以控制理論為基礎(chǔ)，以電子技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)為主要技術(shù)，以強(qiáng)弱電相結(jié)合、軟硬件相結(jié)合、機(jī)械與電子相結(jié)合的綜合科學(xué)。不僅能滿足企業(yè)自動化生產(chǎn)需求，還可滿足智能化生產(chǎn)控制。其專業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的通用性，為企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供了安全保障，可方便實現(xiàn)計算機(jī)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)實時安全的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)督，為企業(yè)提供了安全、高效、智能、多元的生產(chǎn)保障。

目前工業(yè)電氣自動化控制技術(shù)形式有分布式控制系統(tǒng)、集中控制型和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。分布式控制系統(tǒng)如DCS系統(tǒng)，實為模擬數(shù)字的混合體，采用傳統(tǒng)儀表，可靠性差，缺乏有機(jī)的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)；集中控制型系統(tǒng)構(gòu)建較為簡單，是將全部功能集中到一個處理器上來運作，運行簡單，避免分散，操作流暢。但處理系統(tǒng)容量有限，系統(tǒng)負(fù)擔(dān)過重，容易陷入癱瘓，而使速度減慢效率降低；現(xiàn)場總線控制方式各個裝置都是獨立的，通過網(wǎng)絡(luò)可進(jìn)行靈活組合，一個發(fā)生障礙不會導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓，系統(tǒng)安全性和可靠性顯著提高。

2 電氣自動化技術(shù)發(fā)展歷程

20世紀(jì)中期，社會各領(lǐng)域就開始了對電氣工程自動化的研究與應(yīng)用，20世紀(jì)70年代電氣自動化對通訊技術(shù)發(fā)展的貢獻(xiàn)意義重大，20世紀(jì)80年代，電氣自動化程度越來越高，并逐步在社會各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。電氣自動化作為物理的一個分支，集成電路制造及三極管技術(shù)推動了其最初發(fā)展；隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及信息技術(shù)的發(fā)展及加入，對電氣自動化起了重要作用，有利于電氣的維護(hù)；隨著IT技術(shù)的引入，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時存取，并實現(xiàn)了儀表、控制器、傳感器等各層面滲透控制；隨著各學(xué)科的融合發(fā)展，許多先進(jìn)技術(shù)在電氣自動化系統(tǒng)中得以應(yīng)用，尤其是各類新型電子設(shè)備產(chǎn)品及專業(yè)研究機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)，為電子自動化技術(shù)的發(fā)展提供了更為良好的條件。

3 我國工業(yè)電氣自動化應(yīng)用現(xiàn)狀

總體而言，我國電氣自動化控制技術(shù)經(jīng)歷幾十年發(fā)展已經(jīng)取得了較好成績。如：（1）在化工行業(yè)中的應(yīng)用。化工行業(yè)屬于連續(xù)性生產(chǎn)的流程行業(yè)，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)相互依存、相互影響，生產(chǎn)過程中要精確迅速地控制及調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，電氣自動化技術(shù)在化工行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)了調(diào)控的及時、穩(wěn)定及安全可靠，保障了產(chǎn)品的質(zhì)量及效率，節(jié)約了原料及能源。（2）在火力發(fā)電中的創(chuàng)新應(yīng)用。火力發(fā)電面臨著資源匱乏、成本高、環(huán)境污染等諸多問題，將電氣自動化創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用到火力發(fā)電中，例如：將計算機(jī)應(yīng)用到加熱工藝中，根據(jù)儀器和編程設(shè)計，進(jìn)行人工工作模擬，從而滿足集散控制對整體單元爐機(jī)組運行參數(shù)的監(jiān)控，提升火力發(fā)電的效率、運行水平及管理水平。總之降低傳統(tǒng)能源發(fā)電成本，是促進(jìn)行業(yè)生產(chǎn)及發(fā)展的必要手段[1]。（3）在礦業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。采礦行業(yè)中生產(chǎn)與安全是兩項重要支撐，電氣自動化技術(shù)在礦業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用主要分為管理系統(tǒng)和自動化生產(chǎn)系統(tǒng)兩大類，管理系統(tǒng)對企業(yè)管理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實現(xiàn)企業(yè)信息化，自動化生產(chǎn)系統(tǒng)保障設(shè)備、機(jī)械、監(jiān)測、維修等生產(chǎn)的自動化運行，兩者相結(jié)合創(chuàng)造了生產(chǎn)穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)效益。（4）在水運船舶工程中的應(yīng)用。水運工程包括港口、船舶、船閘、航道、附屬設(shè)備及建筑物等，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了碼頭及集裝箱的智能化，實現(xiàn)了船舶機(jī)艙自動化、裝卸自動化、航行自動化、船閘自動化等，對水運工程提高工作效率及航運安全性產(chǎn)生了重要作用。（5）在智能化建筑中的應(yīng)用。建筑自動化系統(tǒng)包括配變電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、消防逃生系統(tǒng)等，在建筑中應(yīng)用電氣自動化技術(shù)，不但可以提高建筑智能化水平，還可以保障電氣使用的安全可靠及建筑節(jié)能[2]。

電氣工程自動化發(fā)展中也暴露出一些缺陷和不足，如，整體人員素質(zhì)有待進(jìn)一步提升，團(tuán)隊建設(shè)需要加強(qiáng)；需加快發(fā)展工程系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性及標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)；需進(jìn)一步提升工程質(zhì)量，推進(jìn)節(jié)能降耗理念等[3]。

4 電氣自動化技術(shù)發(fā)展趨勢及策略

4.1 加強(qiáng)人員培訓(xùn)，建設(shè)專業(yè)化高素質(zhì)團(tuán)隊

電氣自動化設(shè)備的安裝和使用需要專業(yè)的人員完成，在設(shè)計階段，安裝人員就應(yīng)進(jìn)行參與，在安裝階段，操作使用人員也應(yīng)進(jìn)行參與，如此一來，才能加強(qiáng)各階段人員對設(shè)備的理解，提高操控水平，準(zhǔn)備判斷及處理突發(fā)問題，提升排除故障能力。故要提升操控人員理論水平及專業(yè)技術(shù)水平，加強(qiáng)電氣自動化工程團(tuán)隊建設(shè)及團(tuán)隊協(xié)作建設(shè)，以此實現(xiàn)對設(shè)備的高效操控并帶動技術(shù)創(chuàng)新。

4.2 加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，加大技術(shù)投入

工業(yè)自動化與信息技術(shù)結(jié)合已經(jīng)是大勢所趨，工業(yè)4.0及3D打印的出現(xiàn)是其充分體現(xiàn)。工業(yè)自動化正朝著信息化、智能化、數(shù)字化、一體化的方向發(fā)展，完全突破了原有的電力傳動及電機(jī)電氣控制的概念[4]。我國工業(yè)自動化發(fā)展必須借鑒國外先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合自身需求及不足，加大投入，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新及新型技術(shù)的研究，形成鮮明特征，緊跟發(fā)展步伐，順勢推動工業(yè)轉(zhuǎn)型。

4.3 建設(shè)通用型網(wǎng)絡(luò)及程序接口標(biāo)準(zhǔn)化

建設(shè)通用型網(wǎng)絡(luò)即是構(gòu)建統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將工業(yè)自動化放在一個統(tǒng)一的體系之下，才能提高效率，節(jié)約資源，暢通無阻地完成數(shù)據(jù)交換、更新與共享，使其科學(xué)有效地工作。例如：在一個企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)包含現(xiàn)場控制、計算機(jī)監(jiān)控、企業(yè)管理系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)通過一個統(tǒng)一的系統(tǒng)進(jìn)行傳輸及監(jiān)管[5]。在數(shù)據(jù)傳輸中也要重視數(shù)據(jù)接口的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，運用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)可極大地降低成本，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。只有保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定、安全、有效、便捷才能實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)良運行。

4.4 提高系統(tǒng)安全性

電氣自動化技術(shù)是生產(chǎn)安全的有利保障，然而在一些裝備和生產(chǎn)中，危險性還較高，安全意識不強(qiáng)，造成了一些安全事故。通過各類安全防范技術(shù)，注重防范措施的提升，建立安全控制系統(tǒng)，減少事故的發(fā)生。

4.5 降低能耗節(jié)約資源

目前企業(yè)自動化程度越高，電氣自動化設(shè)備所消耗電能在企業(yè)能耗中所占比重越大，在節(jié)能減排中電氣自動化能耗問題也應(yīng)引起足夠重視，應(yīng)在新建工程及改造工程中著重推廣節(jié)能設(shè)備及節(jié)能設(shè)計，加強(qiáng)電氣工程管理，減少能源浪費。

5 結(jié)語

在我國社會發(fā)展及經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，電氣工程及自動化技術(shù)為國民生活、生產(chǎn)質(zhì)量的提升做出了突出的貢獻(xiàn)，是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分。隨著現(xiàn)代科學(xué)的突飛猛進(jìn)，電氣設(shè)備品種和類型以及實用領(lǐng)域更加多樣化，未來我國電氣自動化技術(shù)發(fā)展一方面要對現(xiàn)存問題采取行之有效的解決措施；另一方面要不斷推進(jìn)人才建設(shè)、技術(shù)創(chuàng)新，使之朝著專業(yè)化、安全化、高效化的方向發(fā)展，繼續(xù)為推動行業(yè)的繁榮、國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及經(jīng)濟(jì)一體化的建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐國寶.電氣自動化技術(shù)在火力發(fā)電中的創(chuàng)新應(yīng)用[J].工業(yè)設(shè)計，2016（4）：136-138.

[2] 張源，李淑展.樓宇自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].工業(yè)設(shè)計，2016（3）：178-179.

[3] 王華，沈賢.關(guān)于電氣工程及其自動化存在的問題探討[J].化工管理，2016（14）：181.

[4] 張韋維.電氣工程及其自動化建設(shè)的發(fā)展分析[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2016（7）：80-81.

[5] 亢敏.淺談電氣自動化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（3）：176.