電氣工程中電氣自動化應用研究

劉明

（蘭州四聯光電科技有限公司，蘭州 730300）

1 引言

所謂的電氣自動化技術，就是指在傳統電氣技術和自動化技術的基礎上進行技術革新和完善的新式電氣自動化管理技術。近年來，電氣自動化技術對于國家經濟技術的發展有著較大的意義，經過電氣自動化人才的不斷開發與運用，電氣自動化技術已經廣泛運用到了各大領域之中。不過，隨著人們收入水平越來越高，在生活工作中對電氣技術的要求也越來越大，而我國的電氣工程領域的技術水平仍處于初步階段，專業領域內的研究與發展較為緩慢，加上投入的研究資金不足等原因，電氣工程技術將面臨著更多的挑戰，與此同時還必須面對來自于全社會各界的關注和輿論壓力。在循環水自動控制系統中，目前面對的技術問題是如何能夠根據循環水的實時狀態進行及時的反饋，以及對發生的問題進行及時的處理的自動控制系統。

2 當前電氣自動化技術在循環水自動控制系統中存在的問題

當前，在工業生產中，循環水系統作為輔助生產系統，因為其技術要求低，以及實用性較高的特點，被廣泛運用于各大工業生產中，但實際上循環水控制系統在工業生產中存在著較多的問題。

2.1 自動化程度較低

在循環水系統運用中，大多數工廠都是選擇人工手動操作，即使使用了循環水自動控制系統，技術水平也屬于較低端的技術，也沒有對循環水自動控制系統管理作出嚴格的要求，導致了循環水系統的運作效率低下，消耗了過多的能源。

2.2 管網結構復雜

在循環水系統中，存在著錯綜復雜的管網系統結構，各個環節耦合程度都比較高，如果依靠人力來控制閥門，很難合理控制好水力平衡，很多時候都不能夠對需冷卻終端進行合理的水量輸送。這樣的工作既導致了人力的浪費，也往往會導致冷卻效果不佳，運作效率低下。

2.3 缺乏對實時狀況的反饋工作

工業生產中，對循環水冷卻系統的要求比較大，而在循環水冷卻過程中，僅憑人的經驗很難根據現場的狀況作出及時的操作，無法根據現場工況的變化作出相應的措施，導致的結果往往都是能耗損失大的同時，冷卻效率還比較低的情況。一般的循環水自動控制系統也很難對水泵開啟數量進行合理地控制，對循環水運行效率進行及時地反饋，對供水量也很難做到精準控制。

2.4 難以根據環境因素作出調節

在工業生產中，影響循環水冷卻效果的除了冷卻循環系統的工作效率外，還有一個極其容易被忽略的因素，那就是氣溫變化以及水量的變化，氣溫的變化會影響到冷卻的效果，在外界溫度較低時，就可以適當地對水進行減少，外界溫度過高時反之。同時，冷卻的效果與水息息相關，如果循環水系統能夠根據水量的變化作出一定的自動化調整，也會在很大程度上實現節約能源消耗[1]。而就目前的發展條件來說，實現的是少之又少。

2.5 循環水系統中自身存在的損耗較大

在工業生產中，循環水系統自身是存在損耗的，在水的循環使用過程中，因為所處的環境問題，水質難免會發生變化，水的酸堿性也會發生變化，從而產生水垢，水的酸堿不平衡帶來的對設備的腐蝕等問題。同時，因為是人為操作，手動閥門調節處常常因為操作不當，使得閥門處于大阻尼的狀態下，使得管網系統能量損失較大。

3 電氣自動化技術在循環水自動控制系統中的發展

電氣自動化技術在循環水自動控制中的應用其實不難理解，簡單地說，就是運用電氣自動化技術，根據流體力學和熱交換定律進行的一系列優化和智能技術，最主要的目的是提高循環水系統各單元的綜合控制能力，從而實現節能的技術。

目前我們面對的技術問題是如何能夠根據循環水的實時狀態進行及時地反饋，以及對發生的問題進行及時地處理的自動控制系統，從而實現實時根據水質狀況來判斷是否需要改變循環水的水質，及時檢測循環水的酸堿度等因素，從而降低循環水結垢以及減輕循環水對管網系統的腐蝕程度，經過精密計算后的調整措施提高循環水系統的熱交換率，從根本上減少排污水量，實現節約水資源以及生產所需消耗的能源成本。

電氣自動化技術在循環水自動控制系統中需要實現的主要是，分析循環水系統的能量消耗與工作效率，采用智能化的自動控制技術對閥門進行自動調節，對循環水系統中的水泵、閥門、管網系統、終端設備以及冷卻塔等單元的綜合控制能力，從根本上提高循環水系統的使用性能，并科學地實現節能。

3.1 利用電氣自動化技術實現對水泵水量和智能閥門的精確控制

在循環水系統工作過程中，往往會出現一些變化，此時就需要通過對水泵水量和閥門進行優化管理，精確地將冷卻終端溫度控制在設定的范圍內，減輕能量的損耗。改變以往的簡單監控和人為操作的閥門，使用具有高度電氣自動化技術的智能閥門，實現對每一個終端的流動參數測量、能量分配與調節等工作，根據運行模式作出智能化的狀態切換，實現對輸配效能和冷卻終端的優化操作[2]。

同時，運用智能閥門還可以實現降低阻尼，有效地降低能量損耗，有效地保障了管網系統在高功效的狀態下持續工作。

3.2 利用電氣自動化技術實現對循環水溫度的在線監測

在工業生產中，環境因素影響著循環水系統的工作效率，同時，循環水的水溫也會對循環水冷卻效果造成一定的影響，通過對電氣自動化技術的運用，對冷卻塔進行優化分配工作，確定開啟的冷卻塔數目，以及對冷卻塔水流量的監測，使得每一個冷卻塔的工作效率都處在整體最佳狀態。這里主要運用了電氣自動化技術對冷卻塔的負荷分析和特征曲線，作出相應的調整工作，使得循環水系統在正常工作運轉的同時還能達到節能的作用。

3.3 利用電氣自動化技術對水泵進行節能控制

在傳統的循環水冷卻系統中，單泵的運行效率和使用效率較低，導致耗費了能量的同時卻沒有能夠更好地提高工作效率，在電氣自動化技術的幫助下，智能化、自動化的監測變頻調節狀態對水泵機組進行優化。簡單地說就是根據水泵的特性曲線，結合自動化技術對水泵機組的優化控制，使水泵一直處在高效運作的狀態[3]。

3.4 利用電氣自動化技術對水質進行監控反饋

在工業生產中，循環水系統的使用周期不夠長，如果未能對循環水系統進行較好地管理，將很難讓循環水系統的工作壽命達到本應該達到的水平，由于以往過于簡單的監控系統，不能夠較好地對循環水的水質進行實時的監測工作，導致了使用壽命大打折扣，利用電氣自動化的技術可以實現對循環水質的實時監控，在水質出現問題之前就能夠及時響應，并作出相應的應對措施，這不僅大大地提升了循環水系統的工作壽命，還減輕了在水質問題、腐蝕管網系統上的問題。

4 結語

綜上所述，利用好電氣自動化技術在循環水系統中的運用，可以有效地實現循環水自動控制，減輕甚至解決在循環水系統使用過程中遇到的一些問題，同時還能夠實現節能的作用。