淺析電氣工程自動(dòng)化發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)

曹宸瑜

摘要：電氣工程的自動(dòng)化主要指的是在電路系統(tǒng)中直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的生產(chǎn)過(guò)程的高壓電氣設(shè)備，主要類(lèi)型包括發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、自動(dòng)開(kāi)關(guān)、接觸器、刀開(kāi)關(guān)、母線、輸電線路、電力電纜、電抗器和電動(dòng)機(jī)等?？刂葡到y(tǒng)主要包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、自動(dòng)開(kāi)關(guān)和接觸器等設(shè)備，由于其高效性和便利性，使得它在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用十分廣泛。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動(dòng)化;發(fā)展

1電氣自動(dòng)化技術(shù)的概述

1.1電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)原則

電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及設(shè)計(jì)，基本原則是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)效率的最大化，以及工藝的自動(dòng)化，在保證基本質(zhì)量的基礎(chǔ)上，短時(shí)間完成巨大工作量，并且通過(guò)自動(dòng)控制防范風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)止損，有利于制造更可觀的效益。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，開(kāi)始拓展到建筑領(lǐng)域。這主要是因?yàn)榻ㄖ魧?duì)建筑的功能要求愈發(fā)傾向多樣化，對(duì)于舒適度的要求也更高。因此以往的建筑施工技術(shù)無(wú)法滿足當(dāng)前的電氣施工需求，而電氣自動(dòng)化技術(shù)則是技術(shù)革新的主要方向。隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)的高層建筑工程越來(lái)越多，建筑物的設(shè)計(jì)要求也更加嚴(yán)苛。建筑的供電、消防、給排水等電氣系統(tǒng)，在施工及后續(xù)運(yùn)行及管理等方面也都面臨著更高的要求。在傳統(tǒng)電氣施工技術(shù)已經(jīng)顯現(xiàn)出落后性的趨勢(shì)下，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要。只有明確自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并且在實(shí)際施工過(guò)程中合理應(yīng)用，才能保證電氣系統(tǒng)的性能真正得到強(qiáng)化，滿足實(shí)際的施工目標(biāo)。

1.2電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

電氣自動(dòng)化技術(shù)最主要的特點(diǎn)體現(xiàn)在多個(gè)方面，也牽涉許多系統(tǒng)。在中央空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、配電系統(tǒng)等不同系統(tǒng)的施工過(guò)程中，電氣自動(dòng)化技術(shù)會(huì)體現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。最主要的核心特征是集成性、學(xué)科交叉性。通過(guò)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，能夠?qū)⒍鄠€(gè)系統(tǒng)整合起來(lái)，達(dá)成集中控制目標(biāo)的目的。此外，電氣自動(dòng)化技術(shù)也包含了多個(gè)學(xué)科的知識(shí)與技術(shù)，如自動(dòng)化控制、電子學(xué)、信息學(xué)等。

2我國(guó)電氣工程及其自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀分析

2.1開(kāi)放式平臺(tái)的應(yīng)用

從我國(guó)電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，開(kāi)放式平臺(tái)的應(yīng)用對(duì)于電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用推廣起到了重要作用。通過(guò)構(gòu)建開(kāi)放式平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源共享和編程可重復(fù)利用，不僅可以提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率，而且能夠?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行中的控制管理提供方便。開(kāi)放式平臺(tái)的應(yīng)用主要以計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)為載體，其靈活度、兼容性較好，能夠適用于不同應(yīng)用場(chǎng)景。而且計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)具有友好的人機(jī)界面，可以為使用者提供方便。

2.2分布式系統(tǒng)的應(yīng)用

目前多數(shù)電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用均采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式連接自動(dòng)化系統(tǒng)、智能終端設(shè)備。在這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式下，由中央控制室的服務(wù)器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一控制，接收從現(xiàn)場(chǎng)采集的信息，并對(duì)其進(jìn)行整理和分析。然后生成控制指令，經(jīng)過(guò)控制器下達(dá)給現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備。在其通信過(guò)程中，具體采用分布式控制方式，確保中央控制系統(tǒng)、I/O模塊、現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備之間能夠建立有效的連接。這種控制方式具有可靠性高、靈活性強(qiáng)、易于擴(kuò)展和維護(hù)等優(yōu)勢(shì)。

2.3智能化技術(shù)的應(yīng)用

隨著電氣工程自動(dòng)化技術(shù)與信息技術(shù)融合的程度不斷加深，目前計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域最為先進(jìn)的智能化技術(shù)也在電氣工程中得到了應(yīng)用。首先，在智能化設(shè)備應(yīng)用方面，可以使傳統(tǒng)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中的終端設(shè)備具有一定的信息處理能力，能夠?qū)ψ陨磉\(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析。其次，通過(guò)采用智能化算法調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行狀態(tài)，可以使其維持最佳的運(yùn)行狀態(tài)，降低故障幾率，減少運(yùn)行能耗。最后，通過(guò)采用智能化技術(shù)對(duì)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，也可以為系統(tǒng)升級(jí)提供依據(jù)，逐步完善電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)功能。

3電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

3.1信息化水平不斷提高

在當(dāng)今信息化大背景下，信息技術(shù)與電氣系統(tǒng)的互相交融的形式已成為大勢(shì)所趨。通過(guò)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與數(shù)據(jù)分享，這在一定程度上提升了電氣設(shè)備企業(yè)間的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和行業(yè)綜合水平。此外還可以便利電力設(shè)備企業(yè)對(duì)各部門(mén)的協(xié)調(diào)配合，在一定程度上節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本、提升管理效率。在設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)方面，微電子技術(shù)的迅速發(fā)展使得系統(tǒng)界面與電氣設(shè)備間開(kāi)始完成交互，電氣工程一次控制系統(tǒng)逐漸朝著整合化、綜合化的趨勢(shì)發(fā)展。這個(gè)信息集成系統(tǒng)對(duì)于軟件整理、數(shù)據(jù)整合以及通信傳達(dá)和硬性設(shè)備等技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)完善，還對(duì)市場(chǎng)需求進(jìn)行集中分析，完成與供應(yīng)商之間的資源協(xié)調(diào)，最大程度地降低設(shè)備運(yùn)營(yíng)成本，從而提升設(shè)備普及率。在今后的發(fā)展趨勢(shì)中，這種整合性的設(shè)備體系將得到越來(lái)越多的重視，對(duì)于電氣自動(dòng)控制的技術(shù)推廣和市場(chǎng)拓展產(chǎn)生積極影響。信息整合后的電氣工程一次控制設(shè)備系統(tǒng)將在人員、機(jī)器、環(huán)境等方面取得長(zhǎng)足發(fā)展，對(duì)于相關(guān)不穩(wěn)定因素的控制能力也將逐漸增強(qiáng)。

3.2技術(shù)創(chuàng)新力度逐漸加強(qiáng)

技術(shù)創(chuàng)新是任何行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路，相關(guān)企業(yè)必須時(shí)刻樹(shù)立創(chuàng)新意識(shí)，并結(jié)合企業(yè)實(shí)際制定出具有深遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃的技術(shù)創(chuàng)新思路，要始終把技術(shù)創(chuàng)新擺在相當(dāng)重要的位置。在當(dāng)今自動(dòng)化程度日益加深的社會(huì)條件下，取得創(chuàng)新頭籌就意味著贏得發(fā)展先機(jī)。例如，在電力工程一次系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的廣泛應(yīng)用推動(dòng)了底層設(shè)備與總部的連接，使得不同部門(mén)的設(shè)施都可以將信息回饋到總部，達(dá)到信息結(jié)合的目的。這種技術(shù)進(jìn)步就在很大程度上節(jié)約了生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)成本，提高了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。

3.3統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)方面，接口標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是系統(tǒng)通信安全和通信可靠性的重要前提。目前國(guó)內(nèi)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)多數(shù)采用微軟技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使用Windows系列操作系統(tǒng)。在與企業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行通信時(shí)，包括MES系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)等，需要采用TCP/IP通信協(xié)議，為電氣自動(dòng)化系統(tǒng)制定標(biāo)準(zhǔn)接口。另一方面，應(yīng)提高對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)安全的重視程度，在設(shè)計(jì)過(guò)程中制定可行的安全解決方案，充分考慮系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境存在的安全影響因素，在網(wǎng)絡(luò)接口等重要節(jié)點(diǎn)，采取有效的安全防護(hù)技術(shù)，避免系統(tǒng)受到攻擊和破壞。在此方面，也需要應(yīng)用智能化技術(shù)，使系統(tǒng)具備一定的自識(shí)別、自控制、自恢復(fù)能力，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

4結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)我國(guó)電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)獲得較快發(fā)展，在平臺(tái)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品功能等方面都取得了重大進(jìn)展。目前電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)仍具有較大的發(fā)展空間，自動(dòng)化、智能化水平可以得到進(jìn)一步提升。應(yīng)積極關(guān)注相關(guān)技術(shù)的研究進(jìn)展，通過(guò)引進(jìn)最先進(jìn)的技術(shù)，提高實(shí)際生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

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