淺談電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

覃國勇

【摘 要】如今，在人們的日常生活中電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用十分廣泛，其改變了人們傳統(tǒng)的手工控制的模式，為人們的生活和工作帶來了諸多便利。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電氣自動化控制系統(tǒng)也取得了長足的發(fā)展，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)大容量的數(shù)據(jù)傳輸和處理，因此，電氣自動化控制系統(tǒng)在未來會有更加廣泛的應(yīng)用。目前，其對電氣設(shè)備不僅可以進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控、管理和控制，并能確保電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性，所以說，加強(qiáng)對電氣自動化控制系統(tǒng)的研究和應(yīng)用是很有必要的。本文就著重以電氣自動化控制系統(tǒng)的作用和應(yīng)用現(xiàn)狀展開分析和討論，然后結(jié)合時代的發(fā)展對未來該系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行展望。

【關(guān)鍵詞】電氣自動化；控制系統(tǒng)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢

改革開發(fā)以來，我國國民的生活水平由了很多的提高，在這個過程中電氣自動化起到了重大的作用，而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛適應(yīng)，電氣自動化變得越來越重要。在實(shí)際生活中，電氣自動化系統(tǒng)能夠高效的、安全的完成一些人們工作和生活中的任務(wù)給人們的生活帶來了諸多便利之處。

一、電氣自動化控制系統(tǒng)的作用

電氣自動化控制系統(tǒng)在我們的生活中隨處可見，其在各大行業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用，為人們的生活和工作帶來了諸多便捷。電氣自動化控制系統(tǒng)能夠?qū)﹄姎庠O(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控、管理控制及保護(hù)等自動胡操作的功能和作用。在電氣設(shè)備正常運(yùn)行的過程中，系統(tǒng)會對設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控，包括運(yùn)行功率等重要參數(shù)進(jìn)行記錄，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障的時候，監(jiān)控系統(tǒng)會及時發(fā)生，并向工作人員發(fā)出警報，實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)控作用實(shí)現(xiàn)。對設(shè)備的管理作用主要體現(xiàn)在對電氣設(shè)備的一些裝置包括發(fā)電機(jī)、變壓器等進(jìn)行空控制和管理，當(dāng)電路發(fā)生短路或者斷路的時候及時對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行切斷電源操作，避免裝置發(fā)生損壞，而這個過程都是由電氣自動化系統(tǒng)進(jìn)行控制。此外，電氣自動化控制系統(tǒng)的保護(hù)作用主要體現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)部形成了發(fā)電機(jī)-變壓器設(shè)備組保護(hù)、高壓保護(hù)，還有氣體保護(hù)模式。當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)故障，與設(shè)備相對應(yīng)的保護(hù)模式會自動啟動，并實(shí)現(xiàn)線路的自動切換和斷開，從而有效的對電氣設(shè)備進(jìn)行安全保護(hù)。由此可見，電氣自動化控制系統(tǒng)對電氣設(shè)備的正常運(yùn)行有很大的作用幫助，是保證電氣設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，更是延長電氣設(shè)備使用壽命的有效手段之一。

二、電氣自動化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)分析

電氣自動化系統(tǒng)之所以能得到如此廣泛的應(yīng)用，主要是因?yàn)樗邆湎旅鎺c(diǎn)特征，下文就著重分析電氣自動化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。

2.1電氣自動化系統(tǒng)逐漸被廣泛應(yīng)用

在如今這個科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時代，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各大行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。將上述三種甚至多種技術(shù)有效的結(jié)合，集中于一個產(chǎn)品上，可以提高產(chǎn)品的自能化程度，從而解決人們生活和工作中的諸多問題，這就是電氣自動化控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的原因之一。該系統(tǒng)在人們的生活中隨處可見，例如，市民每天出行都乘坐的公共汽車，汽車的自動門就是利用電氣自動化控制系統(tǒng)來控制，人們已經(jīng)適應(yīng)了電氣自動化控制系統(tǒng)帶來的便捷，不僅有效的促進(jìn)了產(chǎn)品在市場中的消費(fèi)，而且對整個社會的發(fā)展都有積極性的作用。

2.2電氣自動化控制系統(tǒng)正在飛速發(fā)展

隨著第三次工業(yè)革命的爆發(fā)，計(jì)算機(jī)在人們的生活得到了普及，同時計(jì)算機(jī)技術(shù)也由此誕生。電氣自動化產(chǎn)品是計(jì)算機(jī)發(fā)展的產(chǎn)物之一，基本所有的電氣自動化產(chǎn)品都需要計(jì)算機(jī)來控制運(yùn)行，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電氣自動化控制產(chǎn)品的整體性能以及功能得到了不斷的完善，其自動化的程度也有所提高。所以說，電氣自動化控制系統(tǒng)的快速發(fā)展是它的特點(diǎn)之一，在人們生活中的應(yīng)用也是愈加廣泛。

2.3電氣自動化控制系統(tǒng)越來越高效

近些年，隨著人們生活節(jié)奏的不斷加快，工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)面臨的壓力越來越大，而電氣自動化控制系統(tǒng)的出現(xiàn)有效的緩解了工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)面臨的壓力，并有效的提高工業(yè)生產(chǎn)的整體效率，且能保證產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量，為我國工業(yè)行業(yè)的發(fā)展做出重大的貢獻(xiàn)。由此可見，隨著我國人口數(shù)量的不斷增多，對工業(yè)產(chǎn)品的需求也在增多，電氣自動化控制系統(tǒng)能夠在保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高生產(chǎn)效率，其應(yīng)用的高效性越來越明顯。

總的來說，電氣自動化控制系統(tǒng)是整個時代發(fā)展的必要產(chǎn)物，其諸多特點(diǎn)都是當(dāng)今人們生活和工作中需要的，符合人們的基本需求，加強(qiáng)電氣自動化控制系統(tǒng)的研究和應(yīng)用刻不容緩。

三、電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

當(dāng)前，我國的電氣自動化控制系統(tǒng)得到了快速的發(fā)展，諸多行業(yè)借助電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用顯著推動了行業(yè)的生產(chǎn)效率。具體來說，當(dāng)前我國電氣自動化控制系統(tǒng)在行業(yè)的具體應(yīng)用主要包括以下幾個方面：

3.1計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集

在計(jì)算機(jī)行業(yè)中進(jìn)行電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠有效實(shí)現(xiàn)電子信息數(shù)據(jù)的采集。在進(jìn)行電子信息數(shù)據(jù)采集時，電氣自動化控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)輸入端參數(shù)的輸入、輸入數(shù)據(jù)的顯示、按照內(nèi)部運(yùn)算編程進(jìn)行計(jì)算、異常數(shù)據(jù)分析和警報、對計(jì)算事故序列進(jìn)行記錄以及歷史數(shù)據(jù)存儲和查詢等。

3.2機(jī)電液系統(tǒng)的控制

當(dāng)前，我國的機(jī)電液系統(tǒng)自身就安裝有相應(yīng)的控制系統(tǒng)，具體來說包括液壓控制系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)、機(jī)械自動化系統(tǒng)的機(jī)械傳輸機(jī)構(gòu)等，而將電氣自動化控制系統(tǒng)與原有的控制系統(tǒng)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中運(yùn)行設(shè)備、運(yùn)行與案件以及相應(yīng)信息轉(zhuǎn)化設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性，從而幫助系統(tǒng)更好的進(jìn)行轉(zhuǎn)速、功率以及壓力回路的控制。舉例來說，在汽輪發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)中進(jìn)行電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠在七輪發(fā)電機(jī)組盤車時就開始對其進(jìn)行更加完善的控制，確保其正常運(yùn)行。借助控制系統(tǒng)對電網(wǎng)進(jìn)行一次調(diào)頻操作，接受電網(wǎng)的調(diào)度指令對汽輪機(jī)組的負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠有效提升運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠程度，還能夠通過調(diào)節(jié)負(fù)荷至理想狀態(tài)來延長機(jī)組的使用壽命，減少不必要的經(jīng)濟(jì)投入。

3.3設(shè)備旁路系統(tǒng)的控制

當(dāng)前，我國電氣控制對象設(shè)備的旁路系統(tǒng)主要包括不同壓旁路壓力、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、液壓油路閥門設(shè)備以及電子系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)等。通過電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)﹄姎饪刂茖ο笤O(shè)備旁路系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、壓力等進(jìn)行調(diào)節(jié)使之處于恰當(dāng)狀態(tài)，同時電氣自動化控制系統(tǒng)還能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.4系統(tǒng)監(jiān)視設(shè)備控制的應(yīng)用

一般來說，需要電氣控制系統(tǒng)參與的設(shè)備和結(jié)構(gòu)通常是大型設(shè)備，這類型設(shè)備的使用難度大、運(yùn)行要求高，倘若在運(yùn)行過程中對其運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)不進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，一旦出現(xiàn)某些問題而沒有及時對其進(jìn)行解決，那么就可能造成嚴(yán)重的工程事故和慘重的人員傷亡，因此在進(jìn)行大型設(shè)備的使用時，有必要借助電氣控制系統(tǒng)技術(shù)來對其儀表工作盤以及相應(yīng)機(jī)械狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、記錄和實(shí)時分析，對出現(xiàn)了問題的步驟和流程進(jìn)行警報，因此工作人員的注意并對其第一時間進(jìn)行解決。以當(dāng)前常見的汽輪機(jī)機(jī)組電氣控制系統(tǒng)為例，在進(jìn)行汽輪機(jī)的使用時，相關(guān)工作人員需要分析汽輪機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，開發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)監(jiān)視器，實(shí)現(xiàn)對汽輪機(jī)運(yùn)行過程中各個參數(shù)的監(jiān)督和管理。利用電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行汽輪機(jī)監(jiān)測的參數(shù)主要包括汽輪機(jī)的實(shí)施轉(zhuǎn)速、運(yùn)行過程產(chǎn)生的軸向位移、汽輪機(jī)中軸的振動情況、氣缸的熱膨脹情況。通過對這些參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，一旦出現(xiàn)異常及時進(jìn)行處理。同時，相關(guān)工作人員還需要針對大型設(shè)備建立相應(yīng)的連鎖保護(hù)體系，確保設(shè)備運(yùn)行時處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。

3.5設(shè)備協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，保證系統(tǒng)運(yùn)行的平衡性和穩(wěn)定性對于系統(tǒng)應(yīng)用的實(shí)際意義重大，提升系統(tǒng)運(yùn)行的平衡性和穩(wěn)定性，就能夠有效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升以及生產(chǎn)事故的減少。而系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和平衡狀態(tài)則是由系統(tǒng)設(shè)備的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。具體來說，系統(tǒng)設(shè)備的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)需要對被控對象機(jī)組輸入能量、輸出能量以及質(zhì)量等參數(shù)進(jìn)行平衡控制，有效消除系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的無關(guān)因素，確保系統(tǒng)設(shè)備的功能正常運(yùn)行。

3.6電氣自動化工程控制系統(tǒng)的應(yīng)用語言

現(xiàn)階段，全球范圍內(nèi)的電氣自動化工程控制語言包括WindowsNT以及IE，系統(tǒng)的操作界面也開始由傳統(tǒng)的人工界面開始向人機(jī)界面進(jìn)行轉(zhuǎn)變，這也是未來電氣自動化工程控制系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。當(dāng)前，人機(jī)交互界面已經(jīng)被全球越來越多的國家和地區(qū)所公認(rèn)使用。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷普及，電氣自動化工程控制系統(tǒng)逐漸開始應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)語言來進(jìn)行系統(tǒng)的控制、指令發(fā)出以及輸出端操作等控制工作。借助個人計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，能夠?qū)崿F(xiàn)易集成以及靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此通過推廣電氣自動化工程給控制系統(tǒng)在PC端的應(yīng)用，能夠方便工作人員進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)和管理。

四、電氣自動化控制系統(tǒng)在未來的發(fā)展趨勢分析

現(xiàn)階段，電氣自動化控制系統(tǒng)在各行業(yè)實(shí)際應(yīng)用過程中取得了良好的效果，并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的更加成熟，可以預(yù)料，未來的電氣自動化控制系統(tǒng)也將呈現(xiàn)出與當(dāng)前大相徑庭的特點(diǎn)，具體來說，隨著人工智能技術(shù)的成熟以及國家向智能化、自動化方向的轉(zhuǎn)變，未來電氣自動化控制系統(tǒng)將會向著更加智能化、一體化、信息化以及創(chuàng)新化的方向發(fā)展。

4.1智能化的發(fā)展趨勢

電氣自動控制系統(tǒng)的智能化，就是指在電氣自動控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用過程中，其反應(yīng)速度、實(shí)際運(yùn)行性能以及系統(tǒng)的功能將會進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)提升和完善，在外界傳輸信息時，通過智能化反應(yīng)能夠主動對外界的指令進(jìn)行分析和判斷，極大的降低相關(guān)操作者對電氣使用的難度，使得電氣產(chǎn)品的使用更加簡單、智能和方便。通過電氣自動化控制系統(tǒng)的智能化發(fā)展，減少了相關(guān)工作人員在日常共工作中的不必要強(qiáng)度，同時也能夠顯著降低整個設(shè)備的生產(chǎn)成本。同時，由于電氣自動化控制系統(tǒng)的智能化，使得消費(fèi)者在進(jìn)行購買時也有了更多的選擇，這對于整個市場的規(guī)范以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都是大有裨益的。另外，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及所使用科學(xué)手段的改革，電氣自動化控制系統(tǒng)必然會朝著智能化的方向進(jìn)一步發(fā)展。

4.2一體化的發(fā)展趨勢

在進(jìn)行電氣事業(yè)的發(fā)展時，采用一體化的發(fā)展水平能夠顯著推動我國電氣行業(yè)的發(fā)展速度，同時，一體化的電氣自動化控制系統(tǒng)也是電氣產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計(jì)、具體應(yīng)用以及維護(hù)操作的必然趨勢。通過電氣自動控制系統(tǒng)的一體化，供電公司能夠?qū)﹄姎獾纳a(chǎn)成本進(jìn)行有效地控制，提升電力企業(yè)相關(guān)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益以及市場競爭力。另一方面，在電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展過程中，進(jìn)行系統(tǒng)自身的一體化也是當(dāng)前電力行業(yè)的重要研究方向和發(fā)展趨勢。

4.3信息化的發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)普及到了千家萬戶，在這種大環(huán)境下，信息技術(shù)的應(yīng)用能夠有效促進(jìn)社會各界的聯(lián)系以及溝通，因此電氣自動化控制系統(tǒng)也有必要向信息化方向發(fā)展。電氣自動控制系統(tǒng)的信息化，就是指在電氣設(shè)備具體工作過程中進(jìn)行信息的收集、分析以及處理，從而極大地減少人工工作量。電氣自動化控制系統(tǒng)的信息化，實(shí)際上可以看做是其智能化以及一體化的綜合體現(xiàn)，通過推動電氣設(shè)備以及自動控制系統(tǒng)向信息化方向發(fā)展，能夠有效減少人力物力財(cái)力等的投入和支出；同時，借助電氣自動控制系統(tǒng)的信息處理，還能夠避免傳統(tǒng)人工處理時可能造成的計(jì)算錯誤，顯著提升準(zhǔn)確率，推動系統(tǒng)的精準(zhǔn)化發(fā)展。

五、結(jié)語

綜合全文，在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展以及社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的大環(huán)境下，電力行業(yè)的發(fā)展也面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，在這種情況下，進(jìn)行電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠有效提升整個社會生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。在未來的發(fā)展過程中，電氣自動控制系統(tǒng)還需要進(jìn)一步向智能化、一體化以及信息化方向發(fā)展，推動我國經(jīng)濟(jì)的又好又快發(fā)展以及電氣生產(chǎn)的核心競爭力。

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（作者單位：武漢輕工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院）