電氣工程及其自動(dòng)化存在的問(wèn)題及對(duì)策

劉波 陳鵬飛 王虎

摘 ?要：自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用，極大地提升了其施工及運(yùn)行效率，但是在電氣工程自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中，也面臨著許多問(wèn)題。該文首先對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行介紹，探討了電氣工程自動(dòng)化存在的問(wèn)題，進(jìn)而提出幾點(diǎn)有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施，以期促進(jìn)電氣工程自動(dòng)化水平的進(jìn)一步提升。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動(dòng)化技術(shù);智能化發(fā)展

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

自動(dòng)化技術(shù)以計(jì)算機(jī)、微電子、通信技術(shù)等為依托，采用程序設(shè)計(jì)方法，對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)控制，是提升電氣系統(tǒng)運(yùn)行效率的關(guān)鍵技術(shù)措施。在自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展下，已經(jīng)在電氣工程中得到非常廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮出重要的作用價(jià)值。但是在實(shí)際工程建設(shè)活動(dòng)中，自動(dòng)化技術(shù)也存在安全性、標(biāo)準(zhǔn)化等方面的問(wèn)題，需要進(jìn)一步做出改進(jìn)。

1 電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

自動(dòng)化概念的提出時(shí)間為20世紀(jì)40年代，最早被應(yīng)用于汽車(chē)制造和加工領(lǐng)域。在現(xiàn)代控制理論以及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的支持下，自動(dòng)化技術(shù)得到快速發(fā)展和完善，通過(guò)與信息技術(shù)相結(jié)合，在電氣工程系統(tǒng)控制中，能夠最大化地減少對(duì)人工操作的依賴(lài)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的最優(yōu)化控制。從20世紀(jì)50年代至今，是綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展時(shí)期，其中微電子技術(shù)的創(chuàng)新突破對(duì)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生了重要的推動(dòng)作用。在微處理器的支持下，各種功能的自動(dòng)化裝置被研發(fā)出來(lái)，使自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。目前自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在工程、辦公、機(jī)械加工制造等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，可代替人工完成大部分機(jī)械化勞動(dòng)，具有極高的應(yīng)用價(jià)值。近年來(lái)，隨著智能化理論和技術(shù)的逐步完善，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)開(kāi)始向智能化方向發(fā)展，系統(tǒng)功能和性能得到了進(jìn)一步完善，在電氣工程中發(fā)揮的作用也日益突出。但是同樣不能忽視電氣工程實(shí)踐中存在的問(wèn)題，應(yīng)積極關(guān)注自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，不斷引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)手段，提高電氣工程自動(dòng)化水平。

2 電氣工程及其自動(dòng)化存在的問(wèn)題

2.1 自動(dòng)化網(wǎng)架的標(biāo)準(zhǔn)化程度偏低

電氣工程的自動(dòng)化發(fā)展是電氣工程技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的融合發(fā)展，目前電氣工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)較為完善，而自動(dòng)化技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)更新則較為滯后，在電氣工程中的應(yīng)用容易引發(fā)多方面問(wèn)題。自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用主要是二次網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，我國(guó)電氣工程二次網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一直存在標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問(wèn)題。由于電氣工程類(lèi)型較多，使用的軟硬件設(shè)備也分為多種類(lèi)型。而生產(chǎn)廠家在設(shè)備生產(chǎn)工程中沒(méi)有對(duì)接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)定，導(dǎo)致系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和交換效率較低，影響了電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的正常使用。在此情況下，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中仍需要進(jìn)行人工控制處理，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化等工作，難以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制目標(biāo)。另一方面，標(biāo)準(zhǔn)化程度偏低的問(wèn)題，也會(huì)對(duì)后續(xù)的自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)工作產(chǎn)生影響，需要盡快完善自動(dòng)化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

2.2 自動(dòng)化數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩L(fēng)險(xiǎn)較高

為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制需求，目前電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)，普遍采用網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)等，滿足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)男枨?。但是在?shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化傳輸過(guò)程中，也因網(wǎng)絡(luò)自身特點(diǎn)存在較大的安全隱患，容易導(dǎo)致電氣工程系統(tǒng)數(shù)據(jù)被篡改，或?qū)е码娏ζ髽I(yè)重要信息數(shù)據(jù)泄露。從電氣工程自動(dòng)化技術(shù)角度來(lái)看，出現(xiàn)這種原因主要是由于自動(dòng)化設(shè)備缺乏安全控制模塊，或安全控制模塊的功能不夠完善。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，沒(méi)有充分考慮系統(tǒng)中存在的數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，為采取有效的防范措施，因此數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)較高。另一方面，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展下，自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)不斷更新，難免會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)漏洞。再加上外部攻擊的威脅，都容易引發(fā)數(shù)據(jù)安全問(wèn)題。

2.3 電氣工程及其自動(dòng)化的智能化水平提升緩慢

智能化發(fā)展是目前電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的主要發(fā)展方向，即通過(guò)應(yīng)用人工智能技術(shù)、先進(jìn)的傳感器裝置、大數(shù)據(jù)挖掘算法等，使自動(dòng)化系統(tǒng)具備一定的自控制、自調(diào)節(jié)、自恢復(fù)能力。這對(duì)于進(jìn)一步提升電氣工程自動(dòng)化水平有重要意義。然而在實(shí)際工程建設(shè)活動(dòng)中，普遍缺乏對(duì)智能化技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的重視，出于成本等方面的考慮，電氣工程未及時(shí)引進(jìn)智能化技術(shù)研究成果，智能化水平提升緩慢。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代下，只有建立知識(shí)和技能的優(yōu)勢(shì)，才能幫助電氣工程提升競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。因此，必須盡快針對(duì)目前自動(dòng)化技術(shù)存在的問(wèn)題做出改進(jìn)，努力提升電氣工程自動(dòng)化、智能化水平。

3 電氣工程及其自動(dòng)化問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施

3.1 盡快完善自動(dòng)化網(wǎng)架標(biāo)準(zhǔn)體系

針對(duì)目前電氣工程自動(dòng)化存在的問(wèn)題，首先應(yīng)完善自動(dòng)化網(wǎng)架標(biāo)準(zhǔn)體系。制定標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是為了提高數(shù)據(jù)共享程度，解決不同軟硬件設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互問(wèn)題，對(duì)于完善自動(dòng)化系統(tǒng)功能和性能有重要意義。在此方面，自動(dòng)化行業(yè)應(yīng)積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，加快標(biāo)準(zhǔn)化研究工作，針對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中存在的問(wèn)題，提出可操作性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)化方案。在具體的標(biāo)準(zhǔn)化體系設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)以相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)定為依據(jù)，結(jié)合電氣工程的實(shí)際情況，考慮經(jīng)濟(jì)等方面的因素，提出合理的已建成系統(tǒng)改造方案。在自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備的升級(jí)改造過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行更新，為后續(xù)的研究及設(shè)備生產(chǎn)活動(dòng)提供依據(jù)。在此情況下，能夠加快推動(dòng)電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)系統(tǒng)控制管理提供支持。

3.2 加強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)安全管理

數(shù)據(jù)傳輸安全是電氣工程及其自動(dòng)化發(fā)展的先決條件，在利用自動(dòng)化技術(shù)提升系統(tǒng)運(yùn)行和管理效率的過(guò)程中，如果數(shù)據(jù)安全問(wèn)題無(wú)法得到保障，自動(dòng)化技術(shù)無(wú)法得到推廣應(yīng)用。加強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)安全管理，需要分別從軟硬件設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)和管理因素等方面著手，分析其中可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，制定有效的防范措施。在軟硬件設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)在遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上，盡可能地排除系統(tǒng)漏洞，做好系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試工作。特別是自動(dòng)化技術(shù)中的可編程控制，如果控制程序自身存在漏洞，非常容易出現(xiàn)問(wèn)題。另一方面，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)傳輸網(wǎng)絡(luò)安全管理，采取數(shù)據(jù)封裝和加密措施，統(tǒng)一設(shè)計(jì)網(wǎng)關(guān)，確保數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中的安全性。在平時(shí)的管理過(guò)程中，應(yīng)注意分析數(shù)據(jù)運(yùn)行情況，做好數(shù)據(jù)記錄和分析方面的工作，確保數(shù)據(jù)安全管理的有效性。

3.3 積極促進(jìn)智能化技術(shù)的研究應(yīng)用

智能化發(fā)展是電氣工程及其自動(dòng)化發(fā)展的必然趨勢(shì)，在PLC技術(shù)、人工智能技術(shù)等的快速發(fā)展下，許多電氣設(shè)備已經(jīng)具備了一定的智能化功能。通過(guò)采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，應(yīng)對(duì)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的新情況，提高系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)抵抗能力。在電氣工程系統(tǒng)故障診斷方面，智能化技術(shù)也有重要應(yīng)用，可以根據(jù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，模擬專(zhuān)家分析過(guò)程，提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障隱患。然后由系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，提醒運(yùn)行維護(hù)人員開(kāi)展故障檢修工作。為了加快電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的智能化發(fā)展進(jìn)程，在電氣工程建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)加大技術(shù)研發(fā)力度，關(guān)注于最新的研究成果，從工程質(zhì)量和長(zhǎng)期效益出發(fā)，合理規(guī)劃成本投入，通過(guò)引進(jìn)智能化技術(shù)減少人工成本和設(shè)備檢修成本，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中占有重要地位，并逐漸向智能化方向發(fā)展。在此過(guò)程中，通過(guò)積極分析目前電氣工程及其自動(dòng)化存在的問(wèn)題，從技術(shù)和管理等方面做出創(chuàng)新、改進(jìn)，可以有效促進(jìn)電氣工程自動(dòng)化水平的提升，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程系統(tǒng)的智能化管理。

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