淺談電氣工程及自動化控制系統的應用

郝旭

摘要：隨著科學技術的發展，有效的推動了電氣工程自動化的發展，在這個過程中我們分析關于電氣工程運行中運用的自動化技術也引起了我們的重視。在當前的背景下我們應當如何高效的運用這一技術，并且在一定程度上提高電氣工程運行質量，成為當下電氣工程及其自動化控制系統發展所面臨的一個重要的問題。本文通過對電氣工程行業的探索實踐，從自動化控制技術的重要內容的角度進行簡要的分析研究。

關鍵詞：電氣工程；自動化控制系統；應用

引言

隨著信息科學技術的不斷發展和進步，電氣工程也逐步引入先進的科學技術，實現了生產和運行的自動化控制，大大提升了工作環節的便捷性。而隨著電氣工程自動化控制系統的成熟和完善，其在社會各行各業中的應用越來越廣泛，已然發揮著極為重要的作用和價值。本文就電氣工程自動化控制系統其功能、系統的構成及設計進行分析和探討，同時對今后電氣工程自動化控制系統的發展趨勢進行展望。

1電氣自動化控制

電氣自動化控制可分為：現場總線監控；集中化控制；遠程監控。其中，現場總線監控模式是電氣工程電氣自動化發展的重要方向，是目前電氣工程中應用最多的技術。運用現場總線監控設計能夠使電氣工程對設備不同工作方式的間隔性技術進行控制，在確保電氣工程穩定高效運行的同時，其工作效率也會大幅度的提高。例如，使用現場總線監控，端子柜需求數和隔離設備需求量會大幅度的減少，節約大量的電纜，從而降低電氣工程的成本。此外，在該設置模式下，當電氣工程中的某個設備發生故障時不影響其它設備的正常運行；集中化控制體現了電氣工程的發展需求。在集中化控制模式下，全部的工程項目都處于一個監控系統中，達到對電器工程的統一控制，確保每個設備進行的每一步操作都具有依據。同時，集中化控制模式下對所需的監控設備要求較低，且操作簡便易于維修。在實際運用中，集中化控制對信息的處理速度和監控成效要比一般的控制模式高的多；遠程監控是利用現代計算機技術所構建的系統，使用遠程監控后，工程師可以通過計算機網絡進入電氣工程系統，對電氣工程的設備進行遠程的控制，這種方式相比傳統模式具有更高的靈活性、準確性和時效性。但遠程監控受制于通信信號，在信號差的區域遠程監控作用難以體現，甚至會無法運行，故目前該模式多用于小規模的電氣工程中。

2電氣工程自動化控制技術應用效果

2.1在線監控

電氣工程在運行的過程中出現這樣或者那樣的情況也屬情理之中的，在傳統的電氣工程運行中，其監控主要是通過人工進行檢查，這樣就產生了許多的問題，誘發故障監控的滯后性，導致一些故障無法得到及時、有效的處理，不僅會對電氣工程運行產生不利影響，而且還會降低電氣工程運行效率。實際上，電氣化工程自動化控制系統的投入運營主要的優點就是可以進行實時的在線監測，這樣在出現故障或者危險的情況下，自動化控制系統就會第一時間啟動故障報警，并且會通過系統準確的檢測是那一部分發生了故障，在很大的程度上為檢修贏得了寶貴的時間。從最終的維護方面來分析，在線控制的應用有效的提高了電氣自動化控制系統的運行安全性，同時為整個電氣工程的運行打下了堅實的基礎。

2.2遠程監控模式設計

運用遠程監控模式進行自動化控制系統的設計，主要是借助遠程監控針對控制系統內部各個設備施以圖形模式的監控和管理，從而實時對設備的運行狀態進行監控，獲取各項工作數據，確保設備與機器工作和運行的穩定性與安全性。遠程監控模式所設計的系統具有電纜耗費較少，安裝費用較低，且具有較高的可靠性與靈活性等特點，從而大大減少了人力、財力與物力的投入。遠程監控模式有助于實現遠距操作，對電氣工程設備其運行實時遠程測監控，大大提升了工作的效率。

2.3集中控制

在電氣工程運行階段，一般需要很多的設備一起參與到工作當中，并且每一個設備所產生的功率、所需的電壓都存在著一定的差異，在傳統的電氣工程運作的過程中沒有辦法將他們集中統一起來管理，只能每個設備單獨的運行，所以整個工程會產生極大的耗能，也就會產生較高的成本。集中控制上線運行，一般需要借助現場總線來實現與硬件管理、控制系統和軟件操作的有效連接。集中控制的應用實現了耗能的縮減和成本的下降，同時對整體的電氣工程運行安全性奠定了良好的基礎。

2.4電氣故障診斷

電氣工程自動化控制系統內部結構復雜，包含眾多的零部件，任何一個元器件發生問題都會影響到整個控制系統的正常性能。一般情況下電器工程自動化控制系統出現問題或設備本身出現故障時，就會對電氣工程系統的正常運行帶來不利影響。電氣工程在實際運行過程中，一旦發生故障，會嚴重影響電氣工程實際功能的發揮。對于這些電氣故障，單憑工作人員經驗判斷和技術很難在第一時間發現并得到有效處理，從而延長是設備故障檢修時間，給企業帶來不利影響。隨著計算機控制系統在電氣工程及電氣自動化中的應用，使得電氣故障診斷效率和效果都明顯提升。借助計算機技術強大的故障診斷功能，它能快速對電氣工程設備、系統實現全面的掃描和檢查，能夠在最短時間內找到故障部位，并根據故障表現形式分析故障原因，進而針對性的制定出故障處理措施，為提高檢修人員檢修效率提供了準確依據。常見的設備故障主要包括變壓器故障、內部元器件的擊穿、老化、性能減退等，計算機系統特有的故障檢測功能會根據電氣設備故障發生的具體表現形式進行針對性的診斷，進而通過分析故障原因判斷出故障部位，然后制定相應的維修方案，提高了設備維修人員的維修效率，保障了設備安全穩定運行。

3電氣自動化在電氣工程中的應用實踐

3.1應用之：變電站綜合自動化控制系統

變電站綜合自動化控制系統的構建與應用變電站現代化、智能化建設的重要手段，也是電氣自動化在電力工程中應用的具體表現。變電站綜合自動化控制系統實現了集約控制向分散控制的有效轉化，器自適應性、設備獨立性更強。通常情況下，在系統構建過程中，主要以以控制分散、集中管理、現實操作為設計理念，以微處理器為基礎，應用“分層分級、合作自治”結構，實現對控制對象工藝流程的管控，對維護工藝操作穩定，保障電力企業生產與管理質量，提升電力企業經濟效益存在重要影響。相對于傳統封閉式結構的變電站自動化控制系統而言，電子自動化技術的應用，有效實現系統結構的改進，進行系統性能的優化，改善了傳統控制系統穩定性不強，操作不易，維護養修困難的弊端，有利于促進系統應用作用的充分發揮。例如，將現場總線技術應用于分散控制系統I/O總線上，進一步提升分散控制系統信息采集、處理質量與效率，保證系統控制器中顯示的信息與設備卡中信息的相一致，提升信息應用的真實性與準確性。加之現場總線控制技術具有容錯能力強、安全性高、操作簡便、使用成本低等特征，可實現系統從結構到通信，性能的全面優化，促進系統應用效果的提升，增強系統運行安全性與穩定性。

3.2應用之：變電站變壓器自動化控制

電氣自動化技術運用于變電中是基于信息處理、自動控制以及傳輸三種技術結合，借助電氣自動化設備或計算機技術替代傳統的人工作業。使用這種技術可以將變電站的管理模式轉變為自動化管理，實現對變電站內各種設備實時監控與控制，通過這種手段轉變傳統變電站運行模式來提升變電站的運行工作效率。在以前實現對變電站的監控工作是借助于電磁裝置來完成，這種技術屬于變電站電氣自動化應用的初級階段，現今電氣自動化應用于變電站中的主要特點在于：運用計算機等新型微機設備來對變電站進行監測，達到對變電站設備監控的圖像化、時效化、智能化和準確化。相信隨著更多新型微機技術的發展，變電站也將逐步實現綜合自動化。

3.3應用之：變電站斷路器

通常情況下，變電站中的斷路器在運行時，易受多種因素影響產生斷路器合閘失靈問題，當工作人員無法對其進行及時處理時，將嚴重降低電力系統運行安全水平，出現送點延時等問題。而將電氣自動化應用于斷路器中，提升斷路器自動化、智能化水平，能夠有效避免上述問題的產生，實現配電網絡控制與保護作用的充分發揮。以DW45萬能式斷路器為例，改斷路器利用微電子技術、計算機技術、傳感器技術構建了二次系統，實現了先進技術的結合應用，形成集電氣自動化與數字控制為一體的執行單位，更好取代傳統機械結構中的輔助繼電器與輔助開關。在實踐運行過程中，萬能式斷路器的智能識別單元能夠在危機控制系統支持下進行電網中相關信息的采集，以了解與掌握斷路器運行情況，并在仿真分析下實現分閘與合閘動作的自動化處理；萬能式斷路器的數據采集單元在傳感技術支持下，能夠有效進行電網數字信號的傳輸，實現操作機構各項參數的調節，以控制運行特性；萬能式斷路器現實單元，在計算機技術等支持下，可提升斷路器應用交互性，提升斷路器智能水平。

4展望及未來發展趨勢

（1）計算機網絡技術對于電氣工程自動化控制系統中的作用和功能發揮越來越關鍵，當前計算機已經成為電氣工程自動化控制系統的核心部分，對于整個系統構成和設計，包括集中監控、遠程監控與現場總線監控模式均依賴計算機進行輔助，通過計算機進行程序語言的編寫及指令的制定，通過發布指令對機器設備進行控制，并實時監控機器設備的運行狀態，獲取相關的運行數據以實時監測，保證機器設備能夠穩定的運行。

（2）電氣工程自動化控制系統從單一的設備控制逐漸轉向系統控制的集成化。隨著信息網絡技術的不斷發展及其在自動化控制系統中的運用，電氣工程自動化控制系統表現出明顯的信息化、分布式及開放式等特點，同時可以連接諸多設備，具有較強的適應性。對于數據信息的處理，能夠借助計算機網絡技術予以傳輸及分析，表現出優異的便捷性。

結語

隨著信息科學技術的不斷進步和發展，電氣工程自動化控制系統也變得越來越成熟，且在社會各行各業得到廣泛的應用，同時其發展前景也比較廣闊，因而應跟隨時代及行業發展實際，注重自動化控制系統的研發和創新，優化系統設計和結構，不斷促進其向智能化及規?；较蜣D變和發展，從而推動企業穩定發展。

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