軌道交通行業(yè)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用探究

劉佳

（石家莊市軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050000）

引言

軌道交通是區(qū)域發(fā)展的動(dòng)力，其電氣設(shè)備應(yīng)用了目前最先進(jìn)的技術(shù)。但部分軌道交通建設(shè)時(shí)間較早，自動(dòng)化程度較低，人工操作環(huán)節(jié)過(guò)多，降低了軌道交通電氣設(shè)備的運(yùn)行效率，且增加了維護(hù)管理的難度。通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)控制、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)故障診斷，進(jìn)而整體提高了電氣設(shè)備的自動(dòng)化水平，促進(jìn)軌道交通運(yùn)營(yíng)效率的提升，進(jìn)一步的提升電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，從而促進(jìn)軌道交通整個(gè)系統(tǒng)的高質(zhì)量運(yùn)行。

一、電氣自動(dòng)化技術(shù)相關(guān)概述

電氣自動(dòng)化作為一門(mén)新興學(xué)科，伴隨著科技創(chuàng)新而來(lái)，是工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的重要支撐。它集電子技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等于一體，負(fù)載著強(qiáng)大的功能模塊，并逐步發(fā)展成為保障各行業(yè)機(jī)械設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的重要支撐。事實(shí)上，在先進(jìn)科技理論的加持下，電氣自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展亦是不斷深入，能夠適配幾乎所有機(jī)械工程需求，并產(chǎn)出了多重方面的價(jià)值。具體而言，依托電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用，推動(dòng)著機(jī)械工程的智能化工程，并可作用于生產(chǎn)、檢修等各環(huán)節(jié)，并且動(dòng)作的精準(zhǔn)性更高、頻率性更快，降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了企業(yè)的資源成本效益，有助于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的升級(jí)，使之更好地參與現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí)，電氣自動(dòng)化技術(shù)改善了機(jī)械設(shè)備的綜合性能，平穩(wěn)性表現(xiàn)更佳，能夠輔助降低安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，是促進(jìn)社會(huì)主義和諧的有力舉措。現(xiàn)如今，在廣域的網(wǎng)絡(luò)覆蓋下，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)不斷朝著智能化的方向進(jìn)展，進(jìn)而能夠很好協(xié)調(diào)機(jī)械設(shè)備各部分的工作狀況，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)控制。

二、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的主要功能是準(zhǔn)確、及時(shí)地跟蹤企業(yè)所從事的電氣工程系統(tǒng)，從而提高電氣工程自動(dòng)化的工作性能和效率。這樣就保證了整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，企業(yè)應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制設(shè)備在極大地減輕維修人員的工作負(fù)擔(dān)的同時(shí)，還能夠適時(shí)監(jiān)控機(jī)器設(shè)備是否存在潛在問(wèn)題，從而能夠及時(shí)提出解決措施，彌補(bǔ)漏洞，減少企業(yè)損失。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備能夠精準(zhǔn)處理各種數(shù)據(jù)信息，并將其進(jìn)行有效分類(lèi)，借此解決機(jī)械設(shè)備種產(chǎn)生的各種問(wèn)題，找到最終解決方法，確保工程的統(tǒng)一性和完整性。電氣自動(dòng)化控制設(shè)備在企業(yè)電氣工程中的應(yīng)用還能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人操作，不僅可以替代人工從事較為簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工作，比如：全天監(jiān)工，還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和自主調(diào)控，最大程度上確保了機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間保持高水平運(yùn)轉(zhuǎn)，確保電氣工程能夠運(yùn)行得更加安全和平穩(wěn) 。

三、軌道交通行業(yè)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

（一）交通機(jī)械

近期，在黨中央一系列正確的政策和戰(zhàn)略下，我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制建設(shè)日益深化和成熟，國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，人民消費(fèi)熱情不斷激發(fā)。尤其是在宏觀信息時(shí)代，基于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來(lái)的電子商務(wù)，為人們提供了豐富、便捷的消費(fèi)體驗(yàn)，作為其中的內(nèi)嵌一環(huán)，物流行業(yè)亦是迸發(fā)出了強(qiáng)勁的發(fā)展態(tài)勢(shì)，電氣自動(dòng)化技術(shù)在交通機(jī)械工程中的應(yīng)用迎來(lái)了莫大機(jī)遇。面對(duì)高速爆發(fā)的物流規(guī)模需求，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備過(guò)大的體型，加之較低的運(yùn)行效率很難適從。電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用則為上述問(wèn)題的解決提供了突破口，例如嵌入到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，可在一定程度上實(shí)現(xiàn)物流智能化分類(lèi)，并且效率高、精度高，提高了該項(xiàng)工作效率。同時(shí)，數(shù)字技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)、DCS 技術(shù)等在物流機(jī)械工程中的應(yīng)用，還大幅提升了其綜合性能，改善了其作業(yè)條件，滿足了愈加龐大的物流運(yùn)輸需求，對(duì)加速電子商務(wù)發(fā)展有著積極的作用意義。

（二）電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在公路交通中的應(yīng)用

隨著我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)逐漸得到應(yīng)用。隨著人們生活水平的不斷提高，人們擁有的汽車(chē)數(shù)量也在與日俱增，故而對(duì)交通運(yùn)輸條件提出了更高的要求。很多車(chē)企在設(shè)計(jì)研發(fā)汽車(chē)的時(shí)候，會(huì)將自動(dòng)化控制技術(shù)融入其中，只有這樣才能免于被市場(chǎng)淘汰。這部分汽車(chē)能夠根據(jù)實(shí)際道路情況給司機(jī)提出合理的駕車(chē)建議。除此之外，電子警察、交通信號(hào)燈等都將電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)融入其中，這樣無(wú)疑提高了交通運(yùn)輸?shù)乃?。

（三）PLC 技術(shù)在交通電氣自動(dòng)化控制設(shè)備中的應(yīng)用

將PLC 技術(shù)應(yīng)用于交通電氣自動(dòng)化控制設(shè)備，可以更準(zhǔn)確地控制交通信號(hào)，更好地保障了交通系統(tǒng)的運(yùn)行，其可靠性得到了有效提升。隨著人們生活水平的不斷提高，私家車(chē)的數(shù)量也在不斷增多，交通擁堵現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，在這一背景下，應(yīng)將PLC 技術(shù)與人工智能技術(shù)二者妥善地結(jié)合起來(lái)，進(jìn)一步對(duì)交通監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提高其工作性能，將所有違規(guī)車(chē)輛進(jìn)行精準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)，以此保障交通的有序性，這對(duì)于保障人們的生命健康、推動(dòng)社會(huì)的和諧發(fā)展均具有重要意義。總而言之，將PLC 技術(shù)應(yīng)用到交通電氣自動(dòng)化控制設(shè)備中，能夠極大的提高設(shè)備的實(shí)用性，對(duì)此，相關(guān)技術(shù)人員必須高度重視。

（四）設(shè)備病因診斷

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)一些故障和疾病，影響其穩(wěn)定生產(chǎn)，甚至存在一些安全隱患，當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障產(chǎn)生后要立即停止生產(chǎn)，由專門(mén)的技術(shù)人員展開(kāi)處理，避免損失的進(jìn)一步加劇。在進(jìn)行故障定位處理時(shí)，首先是通過(guò)直接觀察的方式來(lái)判斷主要的故障點(diǎn)或模塊，這個(gè)操作過(guò)程對(duì)于技術(shù)人員的工作經(jīng)驗(yàn)有一定的依賴性，有時(shí)很難準(zhǔn)確判斷故障的具體情況，甚至有時(shí)幾種病害問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致同一種故障現(xiàn)象的發(fā)生，因此使用智能化的系統(tǒng)能夠更加精確有效地避免這種問(wèn)題，明顯地提升了設(shè)備的故障處理效率。在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)記錄每個(gè)設(shè)備的運(yùn)行信息，并將這些信息傳輸?shù)街锌仄脚_(tái)內(nèi)進(jìn)行存儲(chǔ)，這為技術(shù)人員的排障處理提供了工作前詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息，有利于開(kāi)展精確判斷。智能化系統(tǒng)本身也可以進(jìn)行故障的定位和預(yù)警，將工作信息參數(shù)異常的主要模塊以數(shù)字化的方式反饋出來(lái)，技術(shù)人員能夠快速找到故障點(diǎn)后再使用其他的檢測(cè)設(shè)備進(jìn)一步處理，確保了診斷、預(yù)警等工作的有效性。

（五）系統(tǒng)智能控制

在系統(tǒng)的智能運(yùn)行中進(jìn)行有效的管理和控制，可以使其更加穩(wěn)定和高效，這也是應(yīng)用智能技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)。首先，智能化系統(tǒng)對(duì)于電氣自動(dòng)化的控制模式有多種選擇，包括專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊處理等，其運(yùn)行時(shí)的邏輯和層級(jí)較多，甚至還包含了一些機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能方面的知識(shí)。智能化控制的過(guò)程中可以更好地應(yīng)用不同控制方式的優(yōu)勢(shì)，使管控手段和自動(dòng)化生產(chǎn)之間有更加緊密的匹配性。一般來(lái)說(shuō)，智能系統(tǒng)的運(yùn)行中需要提前錄入大量的基礎(chǔ)信息來(lái)輔助其展開(kāi)分析研判，這也是提升數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度的重要前提。在智能化系統(tǒng)中可以根據(jù)已有信息和設(shè)備的運(yùn)行實(shí)況進(jìn)行更加深入的學(xué)習(xí)，形成一套與當(dāng)前運(yùn)行系統(tǒng)更加匹配的管理邏輯，有效驅(qū)動(dòng)了系統(tǒng)運(yùn)行智能化。其次，在智能控制中不僅需要考慮到當(dāng)前電氣設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行需求，還需要考慮到線路中的電力負(fù)荷、功率大小等參數(shù)，進(jìn)行綜合調(diào)控使每個(gè)設(shè)備都能夠維持在額定狀態(tài)下保持高效運(yùn)轉(zhuǎn)。不同設(shè)備對(duì)電力的需求也會(huì)存在差異，而智能調(diào)控的方式則可以更好地適用于復(fù)雜的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)。

（六）信號(hào)電源屏的維護(hù)技術(shù)

信號(hào)面板在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，不可避免會(huì)出現(xiàn)故障，主要是由于電源輸入不正常，性能不能滿足用電設(shè)備的要求。比如，軌道交通線路較長(zhǎng)，尤其是鐵路系統(tǒng)，會(huì)受到天氣變化、自然環(huán)境的影響，引起電壓大幅度的波動(dòng)，或者是突發(fā)停電，使得電壓波形諧波失真，影響電源屏信號(hào)的輸出。此外，信號(hào)電源屏運(yùn)行條件也會(huì)影響到其信號(hào)的傳輸，當(dāng)環(huán)境溫度大于40℃時(shí)，或者是濕度高于90%，極易引起電源屏出現(xiàn)運(yùn)行問(wèn)題。

1.在線監(jiān)測(cè)。基于以上分析，電源板的故障主要表現(xiàn)在電源的輸入輸出。因此，在維護(hù)工作中，需要對(duì)輸入輸出端子進(jìn)行檢測(cè)，以判斷電源屏是否運(yùn)行良好。以及還要注意線路上的繼電保護(hù)裝置的在線監(jiān)測(cè)，以判斷其功能是否正常，在電源屏運(yùn)行過(guò)程中，一旦出現(xiàn)故障，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，并將故障信息反饋至主控制機(jī)，為后續(xù)的維修工作提供依據(jù)。2.故障診斷和維護(hù)方式。實(shí)時(shí)采集、整理、保存信號(hào)電源屏運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定其運(yùn)行數(shù)據(jù)是否在正常值的范圍內(nèi)，從而評(píng)估電源屏的運(yùn)行狀態(tài)。針對(duì)電源屏出現(xiàn)的問(wèn)題，采取不同等級(jí)的警報(bào)提示，以區(qū)分故障程度，作為維護(hù)工作的參考。比如，故障等級(jí)較低，可由維護(hù)人員自行檢修，如果故障等級(jí)較高，則需上報(bào)至維護(hù)中心，如果維護(hù)中心不能解決故障，則應(yīng)聯(lián)系生產(chǎn)廠家，由其進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)或者是維修。

四、電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用前景

電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展中展現(xiàn)出了不可忽視的應(yīng)用價(jià)值，不僅推動(dòng)了電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)在眾多行業(yè)的逐步普及，也促進(jìn)了相關(guān)技術(shù)的樂(lè)觀應(yīng)用前景。具體而言:一是電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的進(jìn)一步提升，依賴于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的構(gòu)建與完善。強(qiáng)化電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)管理力度，推動(dòng)相應(yīng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)規(guī)范化與便捷化發(fā)展，是電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中呈現(xiàn)出的重要趨勢(shì)，而這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)則依賴于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的構(gòu)建，從而進(jìn)一步提升電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的信息傳輸能力，進(jìn)一步強(qiáng)化電氣工程系自動(dòng)化技術(shù)的保護(hù)功能、監(jiān)控功能以及自動(dòng)控制功能;二是電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的進(jìn)一步提升，依賴于統(tǒng)一應(yīng)用平臺(tái)的構(gòu)建。當(dāng)前應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一且不能通用的現(xiàn)象，在很大程度上制約著相關(guān)技術(shù)的普及并導(dǎo)致其應(yīng)用面臨著較高的成本，而依托統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建統(tǒng)一的應(yīng)用平臺(tái)，則能夠?qū)ο嚓P(guān)技術(shù)應(yīng)用成本進(jìn)行有效的控制，從而推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的普及并展現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值;三是應(yīng)用技術(shù)智能化水平的進(jìn)一步提升，能夠?yàn)橄嚓P(guān)技術(shù)的發(fā)展提供更多助力。電氣自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)與其他技術(shù)在各行各業(yè)中的融合應(yīng)用，是提升相關(guān)技術(shù)應(yīng)用成效與應(yīng)用價(jià)值的有效路徑，在此過(guò)程中，人工智能技術(shù)等現(xiàn)代科技的發(fā)展，能夠在很大程度上推進(jìn)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用范圍與應(yīng)用效率的提升，為此，電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者需要重視探索多元化技術(shù)的融合應(yīng)用以及電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)智能化水平的提升路徑。

結(jié)束語(yǔ)

軌道交通作為各地區(qū)的交通主干道，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了積極的作用。支撐其良好運(yùn)行的關(guān)鍵是軌道交通的電氣設(shè)備，以及電氣設(shè)備的自動(dòng)化程度和管理質(zhì)量，對(duì)軌道交通的運(yùn)營(yíng)效率有著直接的影響。在信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展的今天，通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，促使電氣設(shè)備高效率的運(yùn)行，并通過(guò)加強(qiáng)電氣設(shè)備管理，可進(jìn)一步鞏固自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)而全面提升軌道交通的自動(dòng)化水平，促進(jìn)軌道交通運(yùn)營(yíng)質(zhì)量的大幅度提高。