電氣工程自動化及其節(jié)能設計的應用

黃琬祎

摘 要 隨著中國經濟的飛速發(fā)展，基本上所有工業(yè)生產中的機器都實現(xiàn)了自動化技術。電氣工程自動化技術可以減少人工并加快產品生產。但是，隨著電氣工程自動化水平的不斷提高，工廠的能耗迅速增加，資源的浪費也越來越嚴重。同時，國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略也在逐步推廣。因此，研究電氣自動化很有必要。在此基礎上，本文結合相關實踐，分析了當前電氣自動化信息技術存在的問題。本文討論了電氣工程自動化節(jié)能設計的主要方面，包括電阻的選擇，變壓器的選擇和濾波器的選擇等，分析了當前存在的問題，并提出了有效的措施，以期提高工廠的經濟利益。實驗結果表明，改進后的設備耗電得到減少，同時設備滿意度也得到提高。

關鍵詞 電氣工程 自動化設備 節(jié)能設計 信息技術

中圖分類號：TM;TP2;TE08 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）03-0012-03

1 簡介

電氣自動化[1-3]是指機械設備的自動檢查和自動生產，然后進行數(shù)據(jù)處理，分析和判斷的過程。在生產和管理過程中不直接進行數(shù)據(jù)處理和控制，以達到實驗前的預期目標[4-5]。電氣自動化技術廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、軍事、科學研究、交通、貿易、醫(yī)療、服務和家庭等。自動化技術的使用不僅使人們擺脫繁重的體力勞動、腦力勞動和危險的工作環(huán)境，而且還擴展了人體功能，極大地提高了人類的生產力，增強了人們對世界的理解和改造。因此，電氣工程自動化是工業(yè)、農業(yè)、國防和科學技術現(xiàn)代化的重要信號[6]。

為了提高節(jié)能效率，有必要合理、經濟地使用節(jié)能設備[7-8]。換句話說，機械設備應盡可能減少能耗，生產與原始產品尺寸和質量相同的產品，或在相同能耗下生產比原始產品更多的產品。隨著社會和科學技術的不斷發(fā)展，人們越來越關注我們所生活的世界環(huán)境。世界上大多數(shù)國家都充分意識到環(huán)境對人類發(fā)展的重要性[9]。因此，各國都在采取積極有效的措施改善環(huán)境，減少污染。最重要的是能源問題。除了尋找新能源來解決基本能源問題外，節(jié)能是減少能耗的最關鍵、最直接、最有效的措施。

根據(jù)“十二五”規(guī)劃，國內能源消耗將減少至0.869噸普通煤，比2010年的普通煤量減少16%[10]。基于上述背景，實現(xiàn)電氣自動化的節(jié)能不僅可以幫助工廠減少原材料，提高工廠的經濟效益，還可以滿足國家節(jié)能降耗，走可持續(xù)發(fā)展道路的政策。

2 電氣工程自動化中的問題

2.1 項目的自動化功能相對缺乏

電氣自動化信息技術在中國工業(yè)生產中起著重要作用。電氣自動化信息技術極大地提高了中國工業(yè)生產的效率，并增加了工業(yè)生產的經濟效益。但是，考慮到當前中國電氣工程自動化信息技術工程的發(fā)展，該技術的發(fā)展相對較慢，功能也相對欠缺。例如，我們設計的電子工程自動化設備只能完成兩個或三個任務，而不能完成更多任務，這會浪費資源。另外，電子設備與其他設備之間的通信很少。信息技術無法理解電氣工程自動化機械設備的數(shù)據(jù)傳輸，這個問題的存在會影響電氣工程自動化信息技術系統(tǒng)的運行。

2.2 電氣自動化的大量能源消耗

由于電氣工程自動化技術領域沒有統(tǒng)一的研發(fā)水平，因此企業(yè)研究人員的目標僅僅是滿足企業(yè)發(fā)展的需要，獲得額外的經濟利益，而無需關注該技術的節(jié)能設計。由于這種情況，導致了中國電氣工程自動化機械設備節(jié)能技術的發(fā)展落后于一些發(fā)達國家。此外，研究人員在設計電氣工程自動化設備時只注重提高經濟效益，而往往忽略了電氣工程自動化節(jié)能技術的發(fā)展，許多公司不愿在自動化節(jié)能技術的研發(fā)上投入更多的資金，從而帶來更多的收益。

2.3 電氣自動化的信息化建設相對落后

在電氣工程自動化的發(fā)展過程中，電氣工程自動化的發(fā)展一直朝著更加智能化的戰(zhàn)略方向發(fā)展。當前，不同企業(yè)在電氣自動化開發(fā)中沒有統(tǒng)一的設計過程，不同企業(yè)采用的設計框架和設計標準也不同。這種差異直接導致當今的電氣自動化不能適應更多的技術任務，從而導致電氣自動化在企業(yè)機械設備中的差異不斷擴大，無法形成完整的設備系統(tǒng)。此階段電氣自動化機械設備的差異主要是一些用戶的需求。該公司無法提供完整的電氣自動化設備。用戶需要不同的制造商來購買不同的電氣工程自動化機械設備。由于設備制造商的不同，電氣工程自動化設備的概念也不同，設備生產標準和網絡框架存在差異，導致設備與設備之間的通信無法有效地聯(lián)系起來。設備之間的通信將影響電氣工程自動化中信息的開發(fā)，也將導致現(xiàn)階段電氣工程自動化設備的落后發(fā)展。

3 實驗構想與設計

3.1 實驗構想

電氣工程自動化作為一種新技術，新技術的出現(xiàn)和發(fā)展與人類生活息息相關，并在人們的日常生產和生活中發(fā)揮著重要作用。該技術的出現(xiàn)可以有效減少人工消耗，提高質量并保證效率。隨著綠色市場概念的不斷發(fā)展，節(jié)能減排正在引起人們的關注。為了真正了解現(xiàn)實生活中的能源效率，自動化生產技術非常重要，我們需要改進節(jié)能產業(yè)來接管市場，并且需要改變當前的市場狀況。

3.2 實驗設計

在設計中，本文使用了一組控制實驗。該生產設備目前使用的是機械設備控制小組。在實驗組中，我們?yōu)閷嶒灲粨Q了不同的變壓器、電阻器和濾波器，并計算了實驗的有效轉換率。其中，我們用銅變壓器代替了鐵變壓器，選擇了損耗小的變壓器，增加了電阻的截面積和長度，采用了線性設計，用有源濾波器代替了原來的濾波器，并選擇了穩(wěn)定高效的導體。最終的實驗結果列于表1。

4 討論

4.1 電氣工程自動化的節(jié)能分析效果

在電氣工程自動化節(jié)能技術的發(fā)展中，設備需要選擇合適的變壓器。自從變壓器問世以來，變壓器本身就存在著隱患。在現(xiàn)實生活中，斷電現(xiàn)象也很嚴重。因此，在電氣工程自動節(jié)能機械設備的設計中，我們需要選擇最佳的變壓器，以減少能量損失，因此需要認真考慮一些細節(jié)，選擇合適的變壓器，將其功率消耗變壓器本身略微減小。根據(jù)法律法規(guī)的要求，應及時選擇效率更高的變壓器，以最大程度地降低能耗，減少電力傳輸過程中過度能耗的濫用。對于導線，由于電阻本身是穩(wěn)定的，但在傳輸過程中會發(fā)生斷電，從而會造成一定量的能量損失。如果要正確地回收廢功率，則需要降低控制線本身的電阻。目前，有兩種降低導線電阻的方法。首先，第一步是科學地確定導線的位置，設計該問題的各種解決方案，并顯著減少導線的長度并增加導線的橫截面積。第二種方法是選擇低電阻材料，并在制作需要降低電阻的電線時嘗試使用直線連接。

本文根據(jù)實驗組，用變壓器，電阻器和濾波器代替了機械設備。控制組使用原始工廠的機械設備。本文旨在研究電氣工程自動化的節(jié)能分析。

從圖1的數(shù)據(jù)可以看出，隨著時間的變化，兩組器件的轉換效率均在下降，而實驗組器件的下降較慢。隨著設備使用時間的增加，電氣設備將受到磨損并產生一些損失。在實驗組中，當我們選擇變壓器時，若選擇信息變壓器，因為銅的材料損耗很小，可以改善系統(tǒng)的節(jié)能效果。另外，在選擇電阻時，我們嘗試選擇橫截面積較大的電阻，因為材料的橫截面積越大，電阻值越小，功率損耗也越小。

此外，我們根據(jù)改進后的設備進行了關于滿意度的調查研究。從圖2中的數(shù)據(jù)可以看出，改進后的設備的滿意度為86%，不滿意的人數(shù)占14%。不滿意的主要原因是，盡管我們提高了設備的自動化效率和工廠的經濟效率，但是在選擇原材料時，盡管所選材料的效果要比普通材料好，但是材料的價格卻高也增加了。為了提高電氣工程自動化的效率，同時降低原材料的使用成本，是我們繼續(xù)研究的主要方向。

4.2 節(jié)能技術在電氣自動化控制中的合理應用

電氣自動化在自動化過程中會消耗大量電能，因此提高系統(tǒng)效率和降低能耗非常重要。另外，減少能耗不是為了補償能量，而是為了改善動力傳輸并減少設備損耗。電氣自動化還可以在節(jié)能設計過程中考慮負載成本，整合實際值并調整合理值，將其與電氣自動化系統(tǒng)集成，科學地選擇負載價格以提高自動化效率并滿足節(jié)能要求。我們從以下三個方面解釋了節(jié)能技術在電氣工程自動化中的科學合理應用。

4.2.1 提高電氣自動化系統(tǒng)的實際運行效率

在為電氣工程選擇自動化系統(tǒng)時，節(jié)能設備是最佳選擇。這是因為它不僅可以為下一代電氣工程的節(jié)能和排放目標提供不間斷的支持，而且還可以通過反饋功率補償（例如負載平衡，減少電路損耗，節(jié)能控制功能）來改善電力系統(tǒng)。和現(xiàn)實世界中的其他方式。例如，在采用標準負荷調整和設計因子選擇方法的配電設計連接中，電力系統(tǒng)負荷和運行中使用的總能量不斷增加，最終達到了減少能量損失的目的。

4.2.2 配電系統(tǒng)設計方案的優(yōu)化改造

電力系統(tǒng)的主要動機是為電氣系統(tǒng)中的電氣設備提供不間斷的電源。因此，設計和實施這種分配方案的最小控制要求是為運行提供不竭的支持動力。此外，系統(tǒng)本身的操作是完全集成和控制的。電氣工程自動化系統(tǒng)中節(jié)能設備的重點是確保電氣設備控制的有效性，并滿足電氣設備的可靠性、負載能力等因素的標準。這種配電控制器不僅必須滿足電氣和電子設備的基本操作要求，而且還必須確保電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和簡單性。特別是在配電設計項目的開發(fā)過程中，有必要保持線束中的隔熱距離，并充分干擾電力系統(tǒng)的安全性，使線束重新工作。它可確保維護期間電源，配電和電氣設備的動態(tài)穩(wěn)定性。然后，還要與電氣系統(tǒng)聯(lián)系以進行基本保護和防雷保護。

4.2.3 高效運作

為了保持電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在設計過程中應選擇節(jié)能設備，以減少節(jié)能減排。同時，為了提高能源效率，重要的是找到一種有效的解決方案，以減少運行中機械設備的損失，并獲得統(tǒng)一的電氣工程自動化系統(tǒng)，這不僅可以確保更安全的運行，而且可以顯著地提高運行效率和電氣設備效率，實現(xiàn)更好的節(jié)能減排。

5 結論

綜上所述，電氣自動化的節(jié)能設計與實現(xiàn)仍處于中國研究的前沿，處于電氣自動化的初級探索階段，仍遠遠落后于西方先進國家。因此，電氣工程自動化相關研究人員要做的就是不斷提高其經濟效益和科研能力，并且始終需要考慮能源問題，因為節(jié)能減排是發(fā)展的關鍵。本文通過改進電阻，變壓器和濾波器的選擇來改進傳統(tǒng)設備。實驗結果表明，改進后的設備的自動化利用率較高，并且隨著時間的增加其功耗減小。在現(xiàn)代技術的幫助下，電氣工程自動化的能耗更低，因此污染對環(huán)境的影響正在減少。因此，該實驗的研究可以應用于一些產業(yè)的發(fā)展。

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