電氣工程自動化的設計和應用研究

陳石 包晗

【摘要】：科學技術的發展推動了各行各業的發展，尤其是自動化技術。自動化技術在電氣工程中的應用推動了其系統化、智能化發展，從而推動了電器行業的發展。近些年來電氣工程及其自動化成為一門綜合性學科，在推動電氣工程發展中起到了重要的作用。文章主要針對電氣工程自動化設計和應用展開分析。

【關鍵詞】電氣工程，自動化，設計與應用

信息技術在各行各業中得到了推廣與應用，尤其是現代工業，為電氣自動化提供了有效的支持，并且推動了電氣工程的智能化發展。電氣工程及其自動化對現代社會經濟發展具有積極影響，無論是小的開關設計，還是航天飛船的設計，都需要應用到電氣自動化技術。由此看來，電氣工程自動化關系著人們的生產與生活，具有重要的作用。電氣工程自動化需要利用多種技術的支持，包括電氣設備與保護裝置，從而確保運行的穩定性與安全性，因此在設計過程中需要加強這方面的思考。

一、電氣工程自動化設計原則

（一）優化供配電

在電氣工程系統設計中，首先需要考慮供配電系統的實用性和穩定性，從而為企業的生產與經營提供穩定的電能，從而對電氣設備進行統一管理與控制，能夠確保系統運行的穩定性，便于維護設備，從而對電能進行合理配置，減少能源浪費的現象。節能環保是現代企業對自動化系統的重要要求，在確保電氣設備運行安全的基礎上，需要重視對系統的優化，從而減少系統運行中產生的能耗，提高資源的利用率。

（二）提高系統運行效率

系統運行效率是電氣工程系統設計過程中需要重點思考的環節。在設計過程中，首先需要確保系統中電氣設備能夠正常運行，在確保設備穩定運行的基礎上，優化系統結構，提高系統運行效率。可以選擇性能好且負荷均勻的設備，從而減少系統運行中產生的損失。同時還需要提高設備的利用率，從而減少系統運行成本。

二、電氣工程自動化設計思路

（一）統一控制

統一控制模式具有操作簡單、維護便捷且對控制站防護要求低，設計也相對簡單。但是由于這種方式是將系統各種功能聚集在同一處理器上，因此處理難度大且負荷高，可能會影響處理器的處理速度。由于所有的電氣設備都處于同一處理器的控制下，因此冗余會減少，需要更多的電纜連接，導致成本增加，而長距離電纜可能增加電磁干擾，影響系統的運行安全。

（二）遠程控制

遠程控制能夠減少安裝成本以及材料，減少電纜的應用，配置靈活且安全性較高。但是由于現場總線的通信速度相對較慢，因此遠程控制模式僅適用于小規模的系統中，不適用于大中型工廠。

（三）現場總線控制

在現代工業生產中，現場總線、鈦網目前已經廣泛應用于電氣工程自動化系統中，且具有豐富的理論與實踐應用，電氣系統的智能化水平也不斷提升，這些技術與設備的應用為電氣工程自動化提供了扎實的基礎。現場總線控制能夠根據不同工程的特點設計不同的功能，從而讓系統具有更強的適應性，不但具有遠程控制的優勢，同時能夠減少隔離設備的使用，且設備可以利用現場通信系統進行監控，從而減少了控制電纜的應用，能夠減少安裝成本，提高工程的經濟效益。

三、電氣工程自動化的實際應用

（一）電氣工程自動化在鋼鐵行業中的應用

鋼鐵行業作為我國重要的支柱型產業，對我國經濟發展具有重要的推動作用。隨著鋼鐵行業的快速發展，其市場規模也不斷擴大，電氣工程自動化是提高產業競爭力的重要方式。電氣自動化在鋼鐵行業中的應用主要是提高其生產效率與管理效率。自動化技術的應用能夠對鋼鐵生產環節進行有效控制，從而提高生產力以及產品質量。于此同時，自動化技術的應用有助于確保鋼鐵生產的安全性。自動化技術的應用能夠減少工作人員的工作量，從而減少生產成本，提高生產管理的標準化與規范化。

（二）電氣工程自動化在供暖工程中的應用

電氣工程自動化在供暖系統中的應用主要是對電力供應的控制，能夠實現變電設備的自動控制。在配電控制方面，電氣工程自動化能夠提高對供暖系統的自動控制，從而提高供暖效率，確保系統運行的安全性。同時，自動化技術的應用需要對數據進行綜合分析，從而提供有效的信息。在自動控制方面，電氣工程自動化能夠提高對電源系統的控制，減少人為操作引起的故障，從而提高供暖系統的穩定性。

（三）電氣工程自動化在水利工程中的應用

近些年來隨著城市規模的擴大以及城市用水量的增長，對水利工程的要求也不斷提升，水利工程的自動化具有重要意義。但是在實際應用中，受到多方面因素的影響，主要集中在水利工程原件配置性能差，導致自動化實現困難。因此，要想推動水利工程的自動化發展，需要不斷的優化設計與設備選擇。電氣工程自動化在水利工程中的應用主要集中在兩方面，首先是PLC的應用。一般情況下中小型水利工程選擇的是軸流漿式水輪機，該水輪機的應用優點在于葉片可以根據流速進行聯動，從而增強水輪的運行范圍，但是在實際運行中可能會由于不符合實際需求而無法提高機組的運行效率。因此，在PLC應用過程中，需要根據水輪機的規格與型號進行優化設計。同時，CAN總線在水利工程中表現出較好的應用效果，能夠通過一根電纜連接現場所有設備與機器，從而構建一體化的通信系統，對現場各種設備與機器的工作狀態進行采集與控制，從而提高了管理的效率。總而言之，電氣工程自動化在各行各業中都有廣泛應用。

四、結束語

電氣工程自動化具有較好的發展空間與應用前景，給人們的生產與生活帶來極大的便利。因此，在電氣工程自動化設計過程中，需要不斷的優化系統結構，提高系統運行效率，并設計出符合工程要求的控制方案，從而為各行各業提供自動化服務。電氣工程自動化在實際應用中也向著接口統一化、生產規模化發展。電氣工程自動化對于現代工業發展具有重要的現實意義，國家相關部門應該采取有效的激勵措施，推動電氣工程自動化的創新與完善，滿足各行各業的需求。

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