論電氣自動化工程在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

高文博

（甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

0 引言

電氣自動化機(jī)電子技術(shù)、電氣技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體，綜合性較強(qiáng)，在現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展中，電氣自動化工程成為工業(yè)信息化建設(shè)的主要表現(xiàn)，同時(shí)在信息化技術(shù)融合應(yīng)用下，電氣自動化工程逐漸完善，發(fā)展迅速，其作為交叉性、綜合性的專業(yè)，對工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率提升效果顯著，繼而帶動工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，由此可見，圍繞電氣自動化工程在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用展開分析是極有必要的。

1 工業(yè)生產(chǎn)電氣自動化工程的特點(diǎn)

電氣自動化在各領(lǐng)域中的應(yīng)用均可提升其生產(chǎn)效率及質(zhì)量，且可憑借先進(jìn)技術(shù)改善工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，工業(yè)企業(yè)引入電氣自動化工程符合行業(yè)發(fā)展規(guī)律，是時(shí)代發(fā)展的必然選擇。隨著信息科技的發(fā)展，電氣自動化更加完善，經(jīng)過長期發(fā)展，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與電氣自動化工程間的聯(lián)系愈發(fā)緊密，并帶給工業(yè)生產(chǎn)新活力。自電力產(chǎn)品出來以來，電氣自動化概念備受關(guān)注，且在科技發(fā)展中已逐步實(shí)現(xiàn)，繼電器、接觸器等均可對電氣自動化產(chǎn)生有效控制，在特定裝置設(shè)備操作下實(shí)現(xiàn)了電氣自動化。現(xiàn)代控制理論的出現(xiàn)與完善進(jìn)一步促進(jìn)了電氣自動化工程的發(fā)展，在計(jì)算機(jī)技術(shù)推動下自動化控制效果應(yīng)有效提升，且在各類先進(jìn)技術(shù)融合使用下，大量電氣自動化技術(shù)不斷涌現(xiàn)，使電氣自動化工程實(shí)現(xiàn)大跨步提升。

工業(yè)生產(chǎn)與電氣自動化工程在當(dāng)前時(shí)代背景下聯(lián)系更加緊密，為適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，電氣自動化工程的應(yīng)用效果需借助信息科技進(jìn)一步提升，在工業(yè)各領(lǐng)域中切實(shí)發(fā)揮出電氣自動化工程的作用。工業(yè)生產(chǎn)電氣自動化工程具有廣泛性、高效性、科技發(fā)展性特點(diǎn)，廣泛性是指電氣自動化工程可廣泛應(yīng)用到工業(yè)各領(lǐng)域，通過提升生產(chǎn)效率及質(zhì)量帶動整體行業(yè)發(fā)展，同時(shí)隨著工業(yè)生產(chǎn)活動的規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，需運(yùn)用電氣自動化工程，降低勞動力消耗，控制人力成本，促進(jìn)工業(yè)各領(lǐng)域生產(chǎn)活動高效發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)對電氣自動化的大規(guī)模應(yīng)用則是其廣泛性特征的體現(xiàn)。電氣自動化工程的高效性特點(diǎn)較為顯著，且在科學(xué)技術(shù)應(yīng)用下提升了電氣自動化應(yīng)用效果，對工業(yè)生產(chǎn)力的提高具有積極作用，并可提高工業(yè)產(chǎn)品科技含量及應(yīng)用價(jià)值。科技發(fā)展性是指電氣自動化工程隨我國科技的進(jìn)步而發(fā)展，兩者間存在緊密聯(lián)系，且電氣自動化工程在技術(shù)更新中彰顯出一定的延續(xù)性，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步可提升電氣自動化工程在工業(yè)生產(chǎn)中的效果，使其更好地作用于工業(yè)生產(chǎn)活動。

2 工業(yè)生產(chǎn)中電氣自動化工程的具體應(yīng)用

2.1 在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

電氣控制為傳統(tǒng)機(jī)床加工主要模式，運(yùn)用接觸器、繼電器構(gòu)成控制系統(tǒng)，但在長期運(yùn)行期間，易出現(xiàn)接觸不良、接觸頭電弧等問題，且接線易老化，嚴(yán)重制約了數(shù)控機(jī)床工作效率，同時(shí)還可產(chǎn)生極大能耗，故障率較高，維修難度較大，已不再適用于現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)工作。在當(dāng)前電氣自動化工程發(fā)展中，PLC編程代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制模式成為電氣自動化的核心，其已成為現(xiàn)代工業(yè)通用裝置，通過數(shù)字輸入與輸出對機(jī)床設(shè)備進(jìn)行控制，具有效率高、控制便捷的優(yōu)勢，在PLC芯片程序下執(zhí)行邏輯運(yùn)算，按設(shè)定程序順序控制，使機(jī)床設(shè)備具有定時(shí)開關(guān)、自動調(diào)整加工刀具速度的功能。PLC作為電氣自動化工程關(guān)鍵技術(shù)，通過數(shù)字控制指令控制工業(yè)生產(chǎn)過程，PLC現(xiàn)已成為數(shù)控機(jī)床核心控制部分，對工業(yè)生產(chǎn)自動化具有較強(qiáng)推動作用，極大提升工業(yè)生產(chǎn)效率，除此之外，PLC電子系統(tǒng)通過設(shè)定程序?qū)C(jī)床加以控制，程序指令按設(shè)定程序輸送，可進(jìn)一步提升機(jī)床設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約、能耗控制，在電氣自動化工程應(yīng)用下，加速了機(jī)床傳統(tǒng)生產(chǎn)方式向數(shù)控方式的轉(zhuǎn)變進(jìn)程[1]。

2.2 在現(xiàn)場總線中的應(yīng)用

現(xiàn)場總線技術(shù)依托電氣自動化工程發(fā)展起來的工業(yè)數(shù)據(jù)總線，緩解了工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場智能儀器儀表、控制器等現(xiàn)場設(shè)備間通信問題，提高了工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備與控制系統(tǒng)間的信息傳遞效果，具有經(jīng)濟(jì)適用、可靠便捷的特點(diǎn)，現(xiàn)場總線技術(shù)促進(jìn)了電氣自動化工程變革式發(fā)展，可確保工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場裝置設(shè)備均處于可控狀態(tài)下，使工業(yè)生產(chǎn)活動有序推進(jìn)。現(xiàn)場總線技術(shù)主要應(yīng)用在電氣自動化工程中的記錄儀、執(zhí)行器、變送器、可編程序控制器、回路調(diào)節(jié)器等設(shè)備中，構(gòu)建了數(shù)字化、雙向串行、多變量的數(shù)學(xué)通訊模式，在當(dāng)前技術(shù)背景下，現(xiàn)場總線技術(shù)僅可基于互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)電氣自動化，其在工業(yè)生產(chǎn)電氣自動化工程中扮演著重要角色[2]。

2.3 在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

電氣自動化工程下的電網(wǎng)調(diào)度依托于電力系統(tǒng)廣域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)站、工作站、打印設(shè)備、大屏顯示器等結(jié)構(gòu)構(gòu)成，下線為電網(wǎng)調(diào)度范圍內(nèi)發(fā)電廠、電網(wǎng)調(diào)度控制中心、變電站終端。電網(wǎng)調(diào)度智能化是電氣自動化工程的主要體現(xiàn)，可在電力生產(chǎn)期間完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳遞至控制中心，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析電網(wǎng)運(yùn)行情況，監(jiān)控電網(wǎng)安全與電力狀態(tài)，并完成自動發(fā)電控制、電力狀態(tài)估計(jì)、自動經(jīng)濟(jì)調(diào)度、電力負(fù)荷預(yù)測等電網(wǎng)調(diào)度功能，使電網(wǎng)調(diào)度適應(yīng)市場運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。電力工程作為電力工業(yè)生產(chǎn)的一部分，將電氣自動化工程應(yīng)用到電網(wǎng)調(diào)度中可極大提升電網(wǎng)運(yùn)營效果，并檢驗(yàn)電氣自動化對工業(yè)生產(chǎn)的作用效果[3]。

2.4 在輸電系統(tǒng)中的應(yīng)用

電力體系關(guān)乎工業(yè)電力供應(yīng)效果，可對工業(yè)生產(chǎn)活動造成影響，為滿足電壓質(zhì)量及電力穩(wěn)定性要求，需在電氣自動化工程基礎(chǔ)上采用先進(jìn)輸配電技術(shù)，兩者相互配合，確保電氣自動化工程在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮出其原有效果。柔性交流輸電系統(tǒng)作為綜合性電子電力技術(shù)，可滿足電氣自動化工程對輸配電技術(shù)的要求，以此確保電力穩(wěn)定及電壓質(zhì)量。柔性交流輸電系統(tǒng)為電力生產(chǎn)輸配電系統(tǒng)關(guān)鍵部分，采用綜合性較強(qiáng)的電子裝置，可對工業(yè)生產(chǎn)裝置與設(shè)備參數(shù)進(jìn)行調(diào)控，使工業(yè)生產(chǎn)期間的輸配電過程更為可靠有效，在強(qiáng)大控制性作用下提升工業(yè)生產(chǎn)效率。柔性交流輸電系統(tǒng)運(yùn)用微電子技術(shù)、微處理技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，包括靜止同步補(bǔ)償器、靜止無功補(bǔ)償器、可控串聯(lián)補(bǔ)償裝置等，該技術(shù)與電氣自動化技術(shù)的融合應(yīng)用效果優(yōu)異，可為工業(yè)生產(chǎn)活動提供穩(wěn)定、可控的電力能源，提高電力利用率，具有節(jié)電效益。

由雙向逆變器、并聯(lián)電容器構(gòu)成的靜止無功發(fā)生器為柔性交流輸電系統(tǒng)關(guān)鍵裝置，使實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)電氣自動化的核心裝置，該系統(tǒng)與所接電網(wǎng)輸出的三向電壓可同步運(yùn)行，校正電力系統(tǒng)電壓，并可在故障處理期間穩(wěn)定電壓，極大提高了工業(yè)生產(chǎn)活動的穩(wěn)定性。從輸電系統(tǒng)角度來看，相較于其他電氣自動化技術(shù)，柔性交流輸電系統(tǒng)對工業(yè)企業(yè)電壓的控制效果更佳、調(diào)節(jié)范圍更大，且對各類指令的反應(yīng)速度更快，無反應(yīng)遲緩問題，此外，柔性交流輸電系統(tǒng)具有固態(tài)裝置，可與網(wǎng)絡(luò)暫態(tài)現(xiàn)象、穩(wěn)態(tài)變化相協(xié)調(diào)，可充分發(fā)揮出電氣自動化工程的技術(shù)優(yōu)勢，加強(qiáng)對工業(yè)生產(chǎn)電力供應(yīng)的控制效果，借助電氣自動化工程營造穩(wěn)定的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境[4]。

2.5 在安全監(jiān)控中的應(yīng)用

電氣自動化工程在工業(yè)生產(chǎn)中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在自動控制方面，對工業(yè)生產(chǎn)裝置與設(shè)備進(jìn)行安全監(jiān)控，以此保障工業(yè)生產(chǎn)活動安全推進(jìn)。為實(shí)現(xiàn)電氣自動化控制功能，需結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)流程及現(xiàn)場設(shè)備構(gòu)建自動控制系統(tǒng)，用以管理工業(yè)生產(chǎn)供電設(shè)備及電氣操作設(shè)備，此外借助操作系統(tǒng)全面控制分閘，若工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場電氣設(shè)備發(fā)生故障問題，則會在操作系統(tǒng)控制下自動切斷電路，以此保障整體生產(chǎn)效果。除此之外，電氣自動化工程可幫助人們判斷工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備是否帶電，可避免觸電安全事故，為更好地起到安全監(jiān)控效果，可結(jié)合現(xiàn)有電氣自動化工程技術(shù)增設(shè)指示性信號，幫助工業(yè)生產(chǎn)人員掌握電氣設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，若工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)故障問題，則會通過信號燈或聲音提示提醒工作人員，使其第一時(shí)間解決故障問題，提升工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備故障處理效率及維護(hù)效率，且可極大縮短故障處理時(shí)間，提高工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量。在電氣自動化工程長期發(fā)展中，現(xiàn)已在GPS技術(shù)基礎(chǔ)上研發(fā)出動態(tài)安全監(jiān)控技術(shù)，GPS技術(shù)在諸多領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，當(dāng)其與電氣自動化融合后，可與工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)混合使用，不僅在車輛動態(tài)監(jiān)控中發(fā)揮著重要作用，還可對工業(yè)生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行安全監(jiān)測，在同步定時(shí)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、動態(tài)測量系統(tǒng)、中央信號處理機(jī)四部分協(xié)調(diào)作用下完成對工業(yè)生產(chǎn)活動的安全監(jiān)管，其作為相量測量技術(shù)、GPS技術(shù)的融合產(chǎn)物，可通過測量單元設(shè)備監(jiān)測工業(yè)生產(chǎn)過程，并對工業(yè)生產(chǎn)智能設(shè)備間的信息數(shù)據(jù)傳輸過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，確保通訊效果，此外還可監(jiān)測工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的電流、電壓，對工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行全方位控制，并借助GPS動態(tài)監(jiān)控技術(shù)構(gòu)建主動防控設(shè)備監(jiān)管模式，在工業(yè)生產(chǎn)中對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控與管理[5]。

3 結(jié)論

綜上所述，電氣自動化技術(shù)與工業(yè)機(jī)電設(shè)備的融合轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率提升與技術(shù)革新，對于工業(yè)生產(chǎn)而言，廣泛應(yīng)用電氣自動化技術(shù)是時(shí)代發(fā)展必然的結(jié)果。在未來發(fā)展中，可主要從數(shù)控機(jī)床、現(xiàn)場總線、電網(wǎng)調(diào)度、輸電系統(tǒng)、安全監(jiān)控五個(gè)方面進(jìn)行應(yīng)用，借助電氣自動化技術(shù)降低人力成本，提升工業(yè)生產(chǎn)效益。