電氣及自動化在機電工程中的應用分析

沈予皓

南寧軌道交通運營有限公司 廣西 南寧 530000

在我國各個行業中都開始對電氣自動化控制系統進行了運用，能夠有效促進相關領域的建設和發展，特別是對于科技投入較高的領域，能夠提升生產效率和整體質量。目前，自動電氣控制系統已經成為各個領域發展的重要目標。我國經濟建設不斷發展，經濟總量日趨增長，為了保持這一發展趨勢，就需要對我國電氣自動化控制系統水平進行提升，保障電氣自動化控制領域實現高效高質的發展。它不僅為人們的生活提供了極大的便利，而且在保護經濟發展方面發揮了作用。

1 電氣自動化控制系統的特征

1.1 應用廣泛

電氣自動化系統為計算機技術發展的衍生產物，主要是利用程序編輯來實現設備的自動化控制。在對電氣自動化控制系統進行分析的過程中可以發現，這一系統能夠為各個領域的生產提供便利，有效保障生產能力。

1.2 發展速度快

在科學技術不斷普及的過程中，電氣自動控制系統發展速度不斷加快，并且在電氣自動控制系統不斷完善的過程中，其在實用性、可靠性和安全性方面表現出了更大的優勢，已經得到了人們的高度認可，對于提升人們生活質量水平具有積極的促進作用。

1.3 操作靈活

由于常規電氣裝備技術的裝備性差，其工作的主體結構十分繁雜、操作繁瑣，給生產實踐帶來了困難，這會給電氣項目的施工帶來很大的不利后果。設計原理是實現自動控制的依據，對電氣及自動化設備的設計必須先達到設計的目的，而對其進行設計時，必須保證方案的經濟、安全和可靠，以保證電氣和機電的協同使用。電氣自動化技術應用于機電工程中，將變得更加具有彈性，在作業上更加簡單易行，同時，工作流程更加規范化，操作更加容易。同時因為電氣自動化的作業簡便性，在機電和電氣施工方面也將節省大量的人力、財力、物力，建設的時間成本大大減少了，也大大提升了施工企業的運營效率[1]。

1.4 系統高效

由于電氣自動化控制的廣泛性，因此對于不同領域就發揮著不同的作用。與其他領域的應用相比，電氣自動化在工業生產中的作用更加明顯。同時，經濟的不斷發展使得工業生產的競爭力逐漸加大，工業生產面臨著巨大的挑戰。在工業生產過程中對電氣自動化控制系統進行積極運用，不僅能夠降低工業生產壓力，同時還能提升整體生產效率。另外，將電氣自動化控制系統應用到工業生產過程中，還能對機器的運行狀態進行監測，利用監控系統迅速發現問題并做出及時的反應，制定出科學的解決措施，推動工業安全生產的順利進行。

2 電氣自動化的應用優勢

目前，電氣自動化技術在各個行業有著極為廣泛的應用，提高了工業生產的質量和工作生產的效率。同時，電氣自動化設備的應用也減少了人工工作量和工作難度，有效解決了資源浪費和人員流失等問題。

（1）推動工業領域的發展。我國電氣自動化生產設備已經取代了傳統的機械設備。一方面，電氣自動化可以減少人工勞動強度，提高生產效率；另一方面，電氣自動化可以提高材料利用率，減少人力成本和材料成本，降低資金投入力度，提升工業生產經濟效益。由此可見，在工業領域中應用電氣自動化不僅能夠推動工業領域的持續發展，也能夠實現效益的提升。（2）加強電力系統的管理。在傳統電力行業中，大部分的電力設備相互獨立，設備之間的聯系較為薄弱，而分散的電力系統不僅增加了管理難度，也增加了設備運營管理的難度。電氣自動化作為一種集成平臺，能夠實現對電力設備的集中管理，加強各個設備之間的聯系，通過獲取各種電氣設備的運行數據，構建動態模型，極大地提高了管理人員的智慧化管理水平。（3）提高電力系統運行穩定性。電氣自動化在智能電網中的應用，可以提高電力系統運行穩定性和可靠性，首先，基于電氣自動化技術集成各種電氣設備，購進自動化監控系統，可以實現對電力系統運行狀態的實時監測；其次，利用進線保護設備、PT 監測設備可以進一步提高電力系統運行可靠性。

3 電氣及自動化在機電工程中的具體應用

3.1 電網調度以及設備中的應用

電氣及自動化構建，是電氣系統在機電工程中的規劃和運營中有效應用的具體表現，利用電腦網絡實現電力系統內各作業裝置的調整，并進行控制和管理的工作，以提高設備自動化效率。在機電和電氣工程中，各種機電設備的控制和管理工作也需要電氣自動化的輔助，員工運用儀器來進行控制和管理工作，可以及時解決故障問題，完成設備的工作任務。電網調度是電力調度的重要組成部分，電氣的供求取決于電力的調度，其運行是否合理，將直接關系到經濟性、可靠性和安全性等相關的因素。

3.2 建筑行業的電氣自動化應用

充分發揮電氣自動化控制的特性，和現代計算機技術融合使用，為中高層樓宇的自動開發奠定了技術依據。在實際工作中，施工單位的整體安全性和穩定性得到了增強，有利于建設項目的工作效能，縮短了工期。在建設工業中，需要大規模組裝的金屬裝備，機電工程師負責全套總裝過程的監控與管理，并進行編程后，工程人員才能進行遠程作業，從而提高了設備的自動化效率。運用電氣自動化技術對機電工程中的相關設備進行監測，可以有效防止控制設備中由于發生意外，而產生觸電漏電等風險問題[2]。

3.3 發電廠、焦化廠、水電廠的應用

電氣自動化設備還可以突顯電氣自動操作的便捷特性，使得操作人員在操作中可以方便地利用網絡技術，并可以對電氣控制器進行集中管理，從而在操作期間提高工作效率，減少工作壓力。同時，員工還可以通過對電氣裝置的資料進行預測和分析，了解其運行狀態，降低其在機電設備施工過程中的安全性問題。在電力企業中，采用電氣自動化設備，可以提高電氣系統的運行效率，提高電氣系統的安全性和穩定性。在焦化廠當中的設備使用價值更高，將電、機、爐一體化的管理工作目標得以完成，并使各種裝備的管理工作更加有效。員工可以通過電腦監控和加工背景的數據，快速解決問題，而企業在機電設備生產當中，有相關的設備運行、管理和維修等費用的控制，并能按照生產進度要求進行。

3.4 不斷完善電氣自動設備功能

機電工程自動化管理水平的提高，沒有現代電氣自動化科技的輔助，它還必須與機電制造的現實情況相聯系，進一步進行優化與完善。本項目將機電與自動控制裝置有機聯系起來，以達到測試與運行、程序編制與信息資源分享的目的，全面融入了自動化技術，對完成工程提供了極其有利的環境。

4 電氣及自動化在機電工程中的應用案例

4.1 電氣自動化的應用

某交通工程中機電工程涉及到大量的機電裝備，該系統采用了大量的電氣發電機和變電所，采用了自動控制技術，可以對各種裝置進行實時監控和實時的數據分析，使企業實現了信息化，提高了生產的效率。

4.2 節能技術的應用

4.2.1 合理挑選變壓裝置

第一，變壓器要選用合適的設備，必須要具有節能性，這樣可以將能量最大化，而在電氣自動控制中，變壓器的消耗也很大，所以在使用過程中，一定要確保所有的儀器都能正常工作。所以，它的壽命很長，不是一種節電的，必然會消耗大量的能量，所以，選擇節能的電力變壓器是當前發展的潮流。第二，要按照電網自動控制的要求，普通的變壓器能夠滿足自動調節的需要，但若變壓器的實際輸出功率過大，則會超出電氣系統的正常運行，故在使用時，常采用 80%的變壓器[3]。

4.2.2 確定低壓電纜截面

第一，選用適當的壓電纜截面，在一般情況下，在供電系統和配電網中，應按特定的需求進行設計，而根據該規范，由于缺乏大的功率和較大的電線，所以最終的結果就是，電壓不足的部分會產生很大的問題。針對此問題，有些設計員從電網的自動溫度、電壓損耗等角度進行了設計與研究。第二，就是要決定電源的類型，一般來說，自動控制的電源都是220V，有單、雙、三相、三相四線，每一種都會造成不同的損失，三相四線的供電是最容易的，因此，建議在配電自動化的設計中，三相四線，這樣既可以保證負載的均衡，又可以降低能耗。

4.3 在線監測技術

電氣設備的聯機監測是對電氣設備運行狀況的監測與檢測，確保電氣控制系統的運行。目前，電氣系統的實時監控主要是本地監控和損失監控。局部監控是對局部放電發生的頻率源進行監控，采用脈沖電流檢測、超聲波檢測、超高頻監測等方法監測。此外，該監測技術也能夠監測電氣設備運行狀態和能源狀態。故障監控的重點是電容器設備的絕緣損失和電量。目前，在實際使用中，電流傳感器的使用有許多不足之處，為了克服此缺點，必須采用自動回饋零磁通補償技術，該設備的核心是采用了磁性機槍的坡莫金材料，而且具有極強的深度回饋技術，該技術能夠實現對電力系統的自動追蹤，既能確保整個自動化系統的工作質量，又能極大地提高監測的精確度，同時也使監測結果客觀透明，沒有人為的干擾。

4.4 遠程監控

遠程監控是電力自動化的重要組成部分，也是未來電力自動化發展的方向。比如，通過遠距離監測，可以避免鋪設大量的光纜，大幅度減少原材料的消耗，同時提高了公司的經濟效益。此外，本項目采用了遠程監測技術，極大地增強了電力自動化的可操作性，使電力自動化得到了有效的監控，使其可靠性得到了極大的改善。

5 機電一體化技術在機電工程領域中的發展方向

5.1 向節能降耗方向發展

現階段，我國大部分產業正處于轉型發展的重要時期，樹立節能減耗的發展理念對于電氣自動化的發展具有重要意義。針對電氣自動化設備高能耗的問題，一方面，相關部門需要構建統一化和標準化的行業發展規范，尤其是在電氣自動化設備能耗方面需要給予高度重視；另一方面，需要在能源節約和電氣自動化的應用方面尋找平衡點，既需要提高產能和效率，也需要推動電氣自動化的轉型和優化，以低能耗換取更多的經濟效益[4]。

5.2 智能化發展

在電力自動化控制系統的研究領域，可以集中精力進行智能化開發，建立一個完善的共享網絡平臺，做好電氣自動化控制系統共享網絡平臺的構建工作，能夠提升實際問題解決的針對性，對所收集的信息進行優化和分析，確保不同行業之間的信息能夠進行高效、便捷的交流。在對共享網絡系統進行建立的過程中，各方專家需要開展共享網絡系統總體架構、功能參數以及應用領域的科學設計工作，全面提升共享網絡平臺的安全性和可靠性，并且這一平臺的推出還能實現各個領域之間的有效溝通，為自動化控制系統的建設提供保障。

5.3 安全化發展

使用電氣化系統時，安全至關重要。因此，在電氣化系統的研究過程中，必須要對電氣自動化系統的安全性進行重視，這也是電氣自動化系統未來發展的主要方向之一。在對電氣自動化系統進行研究的過程中，需要做好電氣自動化系統與安全系統的集成控制工作。另外由于我國電氣自動化的應用范圍在逐漸發生變化。現場變更后，相關電氣研究人員就需要對電網設備的假設工作進行重視，做好軟件和硬件的研究工作，全面保障系統運行的安全性和可靠性[5]。

5.4 通用化發展

在共享時代到來的推動下，電氣自動化已經朝著通用化方向進行發展。相關研究表明，在進行電氣自動化系統研究和發展的過程中，需要加強相關產品的設計和調試工作，全面提升系統系統的完整性，實現電氣自動化系統的日常維護。另外，還要開展電氣自動化系統的規范化設計工作。之前自動化系統經常使用獨立的連接接口，在規范化設計后能夠實現系統的通用，為具體使用提供便利。

5.5 開放化發展

在信息時代的推動下，我國計算機技術水平不斷提升，推動了企業自動化水平的提高。想要全面滿足時代發展需求，擴大計算機和電氣自動化控制系統的應用范圍，就必須要做好有效的集成處理工作，并建立統一的控制平臺，為電力自動化系統的發展提供便利。在對電氣自動化控制系統應用范圍進行擴大的過程中，還必須要對各個領域對于生產成本和勞動成本的降低要求進行考慮，根據具體情況進行電氣自動化控制系統平臺的建立工作，推動工業電氣自動化相關產品的轉型和升級。

6 總結

綜上，就中國現階段的社會工業發展實際來看，在機電工程應用期間，仍會面臨著工程技術以及管理等方面的各種問題。但是，隨著電氣自動化技術的普及，機電設備的運行效率得到了保證，各項工作有序、高效，機電系統運行的可靠性得到了改善，為發展社會產業創造良好的環境。可見，電氣與自動化技術在我國的流行與應用，可以節約機電工程專業項目中的人工成本，又可以降低有關人員的工作總量，可以保障機電設備生產施工過程中的人員安全和施工進度，還可以提高機電工程專業項目的經濟效益。