電氣自動化在電氣工程中的應用探討

蔡陽 李青超

摘要：科技不斷在進步，電氣工程體系則越來越復雜，不同的設計生產出的電氣設備構造和應用是不同的，本文將對電氣自動化在電氣工程中的應用進行相關探討。

關鍵詞：電氣自動化;應用;設計;發展;科技

1 前言

電氣工程及其自動化涉及到多方面的內容，主要包括有電工、電子、自動化和計算機工程等一些相關的綜合性學科，本專業屬于傳統的基礎性的國民經濟發展需求專業，有較多的社會崗位需要本專業技術人才。電氣專業的明顯特點就是強弱電的相互結合和計算機技術與自動化技術的專業結合，共同實現一些大型生產中的生產設備智能型和生產過程電氣化自動化。以20世紀90年代為分界線，現代電氣設備已發展為一種計算機技術、通信技術和網絡技術等為基礎的變配電綜合電氣控制自動化系統。

2 自動化技術在電力系統中的應用

2.1 電網調度的自動化

以電網調度的中心服務器、打印設備、大屏幕顯示器、工作站和相應的計算機網絡共同組成的電網調度自動化系統是一種通過電力系統專屬的局域網將在系統可調度范圍內的發電廠、下級電網調度中心和測量控制設備等變電站終端實現有效連接的自動化系統。在現代的電網調度領域中，電氣自動化技術發展著重要的作用，主要表現方面有對電力系統的運行狀態進行實時評估和依照累計獲得的數據對電力負荷進行預測，并在這個基礎上實現有關經濟調度和發電控制的自動化，然而一般的只有在省級以上的電網中才會出現這種要求的許可。對數據進行實時的采集和處理和監控是電力系統在生產過程中的主要內容，在獲得數據支持的情況下把握好電網的運行狀況和安全情況，保證其可以很好的適應現代電力市場的實際運營需求。

2.2 發電廠分散測控系統

一般的發電廠分散系統采用分層分布結構于實際的應用過程中，主要有以太網、高速數據通訊網、運行人員工作站、過程控制單元和工程師工作站共同組成。在過程控制單元中有輸入/輸出模件和可冗余配置的主控模件，而在主控模件中又通過冗余智能輸入/輸出和輸入/輸出總線模式進行通訊連接。可以直接用于生產過程的有過程控制單元，還可以直接接受熱電阻、熱電偶、電氣量、開關量、脈沖量和現場變送器等信號，并在運算處理完成后實現對設備的運行狀態和運行參數的實時顯示、打印和信號輸出，運用這種方式實現對執行機構的直接驅動和成產過程中最終的聯鎖保護、檢測和控制。在工程師工作站和運行員工作站使用的是人機接口，由向運行員工作站發送信息和接受由工作站發送過來的指令兩方面共同組成，這兩種方式共同實現操作人員監視和控制機組運行狀態采用的方式或者是手段。最后一種為工程師提供設置和修改系統組態的診斷方式和維護方式的工作站就是工程師工作站。

2.3 變電站自動化

取代電話人工操作和人工監視同時加強對于變電站的監控能力就是在變電站中采用電氣自動化技術的主要目的，這種變電站自動化在實際應用中還可以提高變電站的運行水平和運行效率。換而言之，就是實現變電站全方位多層次的監視站內各種電氣設備的運行狀況和實現對其有效的控制就是在變電站中應用自動化技術的主要目的。這種變電站自動化的幾點特點有如下幾個方面：以往使用的電磁式裝置全部又全微機化的設備來替代，同時實現計算機屏幕化的操作監視，在數據傳輸工程中較多的應用電力信號電纜代替計算機電纜，對于變電站的管理和統計記錄實現自動化。由上述一些應用功能，不難發現，在電力現代化生產過程中的一個不可或缺的部分就是實現變電站的自動化，同時由于其可以滿足變電站的各種操作任務二使得電網調度自動化同樣是一個不可分割的重要組成部分。

3 電氣自動化的應用發展趨勢

電氣自動化應用領域十分廣泛同時還十分復雜，比如，日常生活中的電器開關和工業生產中的飛機汽車等，可以發現電氣自動化的應用無處不見，在未來的電氣自動化發展中，其應用范圍會得到更加廣泛的擴展，在我國的經濟發展進程中發揮越來越重要的作用。

3.1 向核心競爭力的方向發展

企業核心競爭力的重要組成部分就是電氣自動化，隨著我國經濟的快速發展，各領域的企業都投入了越來越多的人力、物力和財力在研發電氣自動化設計方面，這種雄厚的投入必然會為我們帶來自動化技術的長足長進，科技進步了必然會縮短我國發展中國家和一些發達國家之間的差距，對于提高企業核心競爭力和實現電氣自動化的全面自主創新研發有著十分重要的意義。[3]

關于自動化向著核心競爭力方向發展的趨勢主要有分布式和開放時兩方面。保證電氣自動化系統中建立相對獨立的功能性模塊系統的屬于分布式結構，這種結構的的特點是可以有效的降低系統運行中的風險，提高系統正常運行保障。實現電氣自動化系統和外界系統之間聯系的屬于開放式的系統趨勢，這種方式可以實現生產管理的融合和網絡自動化管控一體化的目標。

3.2 以電氣自動化推動電氣智能化的發展

在近幾年的發展中，CIMS、自動控制、機器人出品和專用集成電路等方面的發展是有目共睹的，一些電氣自動化的開發設計公司在關于電氣自動化的智能化發展理念上提出了他們自己的設計模式，將電氣自動化的智能化發展呈現出了多種形態。以工藝知識庫為核心同時以交互式設計模式為基礎的綜合智能化CAPP開發平臺和應用框架推出的系列產品有金葉CAPP、同方CAPP等，這些產品的出現很具說服力的證明了電氣自動化在未來發展中的發展趨勢最終由技術進步發展到真正的電氣智能化。

4 電氣自動化的設計

4.1 設計原則

在電氣自動化設計中主要遵守的原則有六點，分別是：最大程度的滿足生產機械和工藝對電氣控制的基本要求;滿足控制要求為主要目的提倡整體方案的簡單、經濟、安全;處理好電氣和機械之間的關系，同時考慮設計成本因素;從經濟性、技術性的角度選擇最適合的電器元件;設計應經過嚴格的質量和安全測試;在現有生產技術條件下大規模的生產和應用并保證使用和維護比較方便。[4]

4.2 設計思路

電氣自動化是一門相對復雜的學科，設計過程中涉及到較多的學科內容，在設計過程中應遵循以下三點設計思路;一，集中監控的設計思路，這種模式可以保證使用和維護電氣自動化系統的便利性;二，遠程監控的設計思路，這種模式可以保證節約大量的電纜、安裝費用和其他材料，降低設計成本;三，現場總線監控設計思路，這種思路在變電站的綜合自動化系統中得到了很好的應用，有著十分豐富的技術和經驗。設計思路是建立在以太網、現場總線等計算機網絡技術基礎上的，在技術和使用上都是一種較為成熟的技術，實現了功能模塊的獨立和自由組合，保證了系統運行的可靠性，是設計電氣自動化的重要發展方向之一。

結束語

強弱電的結合是電氣自動化的一個最突出的專業特點，這個學科在經濟發展中發揮著十分重要的作用，在實際的建設施工過程中需要電氣和自動化兩方面的協調配合來完成工作。我們的國家在經濟上的迅猛發展和在技術上的不斷突破，電氣自動化在未來的發展中將有著十分良好的發展前景。

參考文獻

[1]任杰，姬穎.試論工業電氣自動化及其在工作的實踐[J].科技致富向導，2016，（16）：56-57.

[2]李哲.淺談電氣自動化的應用與發展趨勢[J].黑龍江科技信息，2015，（36）：75-76.

（1.作者身份證號碼：230204199011230734;2.作者身份證號碼：211422198710017218）