電氣工程及自動化技術的應用及發展探析

徐世澤

【摘 要】隨著改革開放的深入進行，我國經濟發展也步入快車道。在經濟發展的過程中，電氣工程及其自動化技術越來越受到廣泛的關注，其應用的范圍越來越廣闊。電氣工程自動化技術以其高科技、智能化、自動化等特色在工業生產與基礎應用中得到了廣泛應用。本文從電氣自動化的概念、發展現狀以及應用前景等多個方面進行闡述，探討電氣工程及其自動化的未來發展前景。

【關鍵詞】電氣工程；自動化；應用；發展前景

國內的電氣工程經過不斷的科學探索與創新發展，已然走在了世界技術的前沿，在一些領域已經取得了國際領先的地位，而且仍然在不斷地飛速發展中。電氣工程及其自動化必然在未來的工業革命中發揮其至關重要的作用，為更高效精準地利用能源、資源，發展經濟建設作出重要貢獻。

一、電氣工程與自動化

1.1電氣工程

電氣工程是指運用電氣設備、電氣技術等手段通過電能創造一定的施工環境和施工空間的一門學科，其中包含了電氣工程整個的層面，從最開始的電燈的使用普及到彩電、電腦、火車、飛機、輪船，最后到各種宇航設施、人造衛星等都離不開電能，與電氣工程密不可分。電氣工程的作用不僅在于如何使用電能，更重要的是要讓人們懂得如何安全有效地利用電能。由于電能的不確定性、威力巨大，一旦出現問題就會發生難以掌控的危險局面，因此在電能誕生之初，如何控制與限制其威力也是電氣工程主要的突破與研究方向。

1.2電氣工程自動化

隨著經濟的不斷發展，人類日常的生活生產過程對于電能的要求也在不斷地提高，因此傳統的電氣工程技術已經不能夠滿足需求，人們需要尋找新的方法來提升電能的運用于控制能力。上世紀80、90年代興起的新一輪技術革命帶來的信息控制、計算機技術、大數據等新的技術理念的日漸成熟，它們也已經逐漸被運用到了電氣工程領域中來，實現了電氣工程的自動化。電氣工程自動化在強弱電結合、軟硬件結合、系統元件結合等等方面顯示出了較高的優越性，解決了在新的發展背景下所需求的各種電能利用與控制方法。

二、電氣工程自動化技術的應用現狀

作為社會建設中的基礎前沿部分的電氣自動化領域，我國政府大力扶持這一關鍵領域核心技術的突破，電能研究機構與企業已經結合了最新最先進的技術對其進行了處理，目前已經達到世界先進甚至領先的水平。在已經建成的電力系統與網絡化的信息管理系統中，電氣工程已經與各種高端的電子計算機技術、信息技術、互聯網技術與物聯網技術等等得到了很深程度的結合。但是作為從業者還需要意識到的是，在當前電氣工程自動化技術的建設應用中依然還存在著一些問題，阻礙了電氣工程的進一步自動化進程，解決這些問題還需要進行基礎理論與技術的研究突破，才能夠達到滿足現代化進程中的建設需求。

三、電氣工程自動化操作程序

3.1提升變電裝置運行的效率

運用電子信息技術、計算機技術、信息控制等等技術武裝起來的自動化工藝技術，將整個 操作流程系統全都納入了監控中來，大大減少了傳統的電氣工程中一線工人的工作量，提升了變電裝置的整體運行效率，保障了工人施工的安全性，對變電領域的技術突破與產能高原發展做出了不可磨滅的貢獻。這種控制技術的實現主要依賴于技術的改進與多種技術的融合使用：現代化的控制技術可以監控整個的電氣生產工作的全部流程，對于重點需要檢測的流程區域，運用電子信息技術與有限元件等等工具，將工作信號向外部傳遞，監測容易出現意外的工作組件工作狀態，在電子計算機屏幕前的工程師可以實時地接收到反饋上來的信息，進而快速反應，解決出現的問題，保障整個工作流程的順利有序進行。這種整個操作流程全智能化故障檢測預警機制即是電氣工程自動化后呈現出來的主體優勢，降低了電氣工程生產的成本與負擔，也改善了電氣工程生產的產品質量和工作效率。

3.2提升電力網絡調度的效率

在電力系統日常維護過程中，需要長期對電路系統和電力設施進行監測，同時還有配額的調度問題，這些工作實施起來比較枯燥無趣，而且簡單單調，技術層面的東西運用得較少但卻是輸變電網絡中非常重要的環節，在電路網絡的穩定輸送和電力的合理分配中扮演著關鍵角色。在電氣工程實現自動化之后，輸電網絡的調度效率和質量都上了一個嶄新的臺階，得到了大幅的提升，對于電網故障的監測靈敏度與準確度有了非常大的提高。在電氣工程生產使用過程中得到了廣泛的應用，主要在電子計算機顯示屏、網絡線路、操作臺、打印機器等等工作區域得到了應用。自動化操作程序引用到這些工作流程中可以對他們日常的工作狀態進行監測評估并且對于及時啟動應急事件處理程序有著及其重要的意義，能夠大幅度提高生產資料的完整性和功能性，消除存在于電氣工程生產各個環節中的隱患。

3.3減少電力生產局部控制中的操作負擔

自動化的電氣工程技術指導下，大大得減少了實地手動操作的部分，減少了工人的操作負擔，轉而使用遠程操作系統，這也是電氣工程自動化的一個重要的標志。在控制主機上將具體的操作信號通過內部網絡和網線傳遞到各個工作臺上，令其按照指令進行生產工作，準確而高效，同時也解放路很大一批的簡單勞動力。此外，他還可以承擔數據整合和信號疏導等等工作，對相關的電子信息參數進行整合管理與評估判斷，并迅速組建出一個合理的解決方案，完成整個生產過程的監測保護，維護整體生產流程的安全性，將電氣企業推向標準化、程式化的發展管理及操作模式中。

四、電氣工程與自動化在未來的發展趨勢

4.1自動化監測技術科學應用

在未來的發展過程中，電氣工程自動化技術的應用離不開測量技術以及數字模擬系統的幫助。在進行自動化檢測時，測量系統以及數字模擬系統扮演著傳感器的作用。通過獲取大量的數據信息來對系統的數據運行情況進行分析，進而選擇恰當的手段來解決問題。另一方面，由于電氣工程及自動化技術在實際工作時常常面臨著電路波動等因素的影響，系統很難自動檢測出波動情況并進行原因的分析，在這種情況下，通過測量系統和數字模擬系統獲得的大量數據信息，相關工作人員能夠很方便的對比出信號波動時整個系統各個位點的電流電壓情況，并對其進行相應的檢修。

4.2構建完整規范的網絡結構

在應用電氣工程自動化技術時，可以通過建立規范化網絡結構的方法實現對整個工程的綜合管理。網絡結構在構建的過程中經常需要應用到網絡信息技術以及現場總線監控機制，通過這些技術的完善，能夠讓電氣工程自動化技術的應用范圍更加完善，同時，還能夠提升生產效率以及生產質量。在進行電氣設備的開發與管理時，通過完善的網絡結構對電氣設備的研發進行智能化控制，從而提升電氣工程自動化系統的建設質量。另外，通過裝置功能完善的系統及現場總線路控制的方式對電氣工程自動化進行處理，能夠有效提升在生產過程中的數據處理效率，從而適應當下越來越高的生產需求，并實現運行成本的降低。

4.3建立標準統一的自動化系統

由于現階段電氣工程自動化系統在運行時涉及到的設備越來越多，所需要完成的環節數目也呈現上升的趨勢，在這種情況下，倘若各個設備運行時所遵循的設備不統一，很容易出現設備運行狀態混亂、無法進行統一管理等情況。為了避免這種情況的出現，在電氣工程與自動化的系統平臺運行時，需要對其進行科學的管理，對各個環節的運行進行統一管理。例如，對系統多設備的開機以及運行進行統一管控、避免運行事故的出現，實現整個環節維護成本的降低，避免由于系統運行故障導致電氣自動化企業工作效率的降低等。

4.4開發具有開放性的自動化系統

現階段，電氣工程及自動化系統與外界其他系統的設備連接還不是很緊密，這在一定程度上限制了系統的適用范圍，導致整個系統的應用領域不是很廣泛。為了擴大系統的適用范圍，增加系統在多個領域的運行情況，相關工作人員可以建立外界主接口，通過接口與外界網絡進行連接，提高數據資源的共享程度。與其相連的計算機網絡需要滿足對多項信息處理的能力，通過進行設計、決策工作，建設一個一體化的管理機制，確保電氣工程及自動化系統的順利運行。計算機網絡可以在外界遠程化進行操作，實現整個系統的自動調度。

4.5完善DMS系統在電氣工程與自動化中的應用

電氣工程與自動化系統在運行過程中，為了保證其工作效率，需要首先確保整個系統的運行安全性，在這種情況下，配電管理系統扮演著極為重要的角色。通過配電管理系統在電氣工程與自動化系統的應用，不僅能夠有效提升電氣管理的工作水平，確保自動化技術運行的安全性和穩定性，還能夠對整個自動化系統的各個設備進行全面的保護，對電氣工程與自動化系統的運行體系進行進一步優化。為了配合配電管理系統的工作，相關工作人員可以同時建立先進的事故處理系統，通過事故處理系統對電網進行安全核查，減少整個電網系統的安全隱患。系統工作管理人員可以通過配電管理系統的應用，對電氣工程與自動化系統的運行情況進行第一時間的掌握，并作出相應的處理決策。例如，管理人員通過分析電力設備以及電流電壓等數據信息，能夠提升計算工作的準確度，平衡設備的電壓以及負荷，從某種角度來說，這種信息的及時掌握能夠起到監督系統運行狀態的作用，增強系統的應用成效和安全性。

五、結語

綜合全文，在我國經濟快速發展、現代化建設不斷加速的今天，電氣工程及自動化技術在電力調配、電力系統集成管理等方面發揮著重要的作用。隨著電子信息技術以及網絡技術與電氣工程及自動化結合越來越緊密，可以預料，在未來電氣工程與自動化系統將會建立良好的網絡結構、建立統一的自動化管理系統，并進一步加強與外界網絡的連接緊密性，擴大電氣工程及自動化的適用領域，并顯著提升系統運行的安全性和工作效率，更好的為人們的日常生活服務。為了確保整個電氣工程與自動化系統有條不紊的運行，各個部門需要明確其工作職責、創建一流的管理體系，充分發揮自動化技術的優勢，在整個系統在工業化進程中扮演更重要的角色。

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（作者單位：武漢輕工大學電氣與電子工程學院）