基于電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的研究

李嗣光

【摘 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，尤其是在我國(guó)加入世界經(jīng)濟(jì)組織以后，我國(guó)的電氣自動(dòng)化行業(yè)進(jìn)行了質(zhì)的轉(zhuǎn)變，并在許多的行業(yè)得到了應(yīng)用。文章主要針對(duì)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】電氣工程；自動(dòng)化；技術(shù)

在“ 十五” 期間，國(guó)家用信息化帶動(dòng)工業(yè)化的工作重點(diǎn)有三個(gè)方面： 一是以電子信息技術(shù)應(yīng)用為重點(diǎn)，提高傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、控制智能化和管理信息化水平； 二是以先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用為重點(diǎn)，推進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)，振興裝備制造業(yè)；三是改造提升重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)及其相關(guān)配套技術(shù)水平、工藝和裝備水平。目前，自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的運(yùn)用也相當(dāng)廣泛，電氣工程作為工業(yè)生產(chǎn)中輻射面最為廣泛的一部分，正在借著自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的東風(fēng)，實(shí)現(xiàn)電氣工程的自動(dòng)化。

1.電氣工程自動(dòng)化的系統(tǒng)處理

通過(guò)傳輸信號(hào)屏蔽、設(shè)備接地信號(hào)處理、選擇合適的抗干擾措施等，系統(tǒng)在電氣方面主要是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在人們選擇設(shè)備的時(shí)候，人們需要選擇那些經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐檢驗(yàn)后已經(jīng)證明是可靠且比較穩(wěn)定的設(shè)備，這樣穩(wěn)定可靠是設(shè)備才能很好地適應(yīng)工業(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)的非常惡劣的環(huán)境，以確保系統(tǒng)正常運(yùn)行，盡量將故障降低到最少的程度，以便在發(fā)生故障的時(shí)候進(jìn)行維護(hù)。

2.電氣工程自動(dòng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1 快速高效自動(dòng)控制技術(shù)

系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中能夠通特定的數(shù)據(jù)信息對(duì)相應(yīng)的設(shè)備做出操作指令，發(fā)出的操作指令是能夠即時(shí)到達(dá)的，由于如果設(shè)備不同的話，其設(shè)備的地址代碼也不同，因而發(fā)出的指令十分準(zhǔn)確，確保了精確操作，比起人工操作來(lái)說(shuō)發(fā)生錯(cuò)誤操作的概率是十分低的，因此該系統(tǒng)的操作是快速高效的自動(dòng)控制技術(shù)，并且該自動(dòng)控制技術(shù)具有十分良好的交互功能，其所具有的交互功能能夠和控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的反饋，從而進(jìn)一步確保了控制的精確和快速高效。

2.2 便于實(shí)現(xiàn)全過(guò)程全時(shí)段監(jiān)控

自動(dòng)控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)除了快速高效和精確之外，還十分便于實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的全時(shí)段監(jiān)控。人們所實(shí)施的電氣工程是全天候24小時(shí)均需要不間斷運(yùn)行的，按照人們平常積累的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行分析，在深夜等管理的盲區(qū)容易導(dǎo)致管理的疏忽，是電氣故障的多發(fā)時(shí)段和區(qū)域，在這些容易發(fā)生故障的多發(fā)時(shí)段和區(qū)域，人們的傳統(tǒng)的管理模式是難以實(shí)現(xiàn)全程的有效的監(jiān)控的。而數(shù)字化的自動(dòng)控制技術(shù)恰好彌補(bǔ)了這一缺點(diǎn)，可以對(duì)工程進(jìn)行全過(guò)程全時(shí)段的監(jiān)控，從而避免故障的發(fā)生，確保工程的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的高效、實(shí)時(shí)的控制和調(diào)配。

2.3 安全性大大提高

安全性高是自動(dòng)控制技術(shù)的最大的優(yōu)勢(shì)，人們?cè)谶M(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候?qū)幵附档托剩夹枰_保一定的安全性特別是人身的安全性，確保人身不受到損害，畢竟生命高于一切。而電氣工程往往具有一定的危險(xiǎn)性，由于機(jī)械故障以及外部環(huán)境和人工操作的失誤造成人員傷亡的事件在過(guò)去是屢見(jiàn)不鮮的。自動(dòng)控制技術(shù)能夠隨時(shí)對(duì)電氣系統(tǒng)地運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，其具有十分良好的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和控制能力，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并反應(yīng)運(yùn)行過(guò)程中的不正常情況，最大限度地避免對(duì)人員產(chǎn)生的危害及其他威脅。

3.電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

3.1 電氣工程中電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化

由電網(wǎng)調(diào)度中心的服務(wù)器、大屏幕顯示器、工作站以及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等共同組成的稱之為電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化系統(tǒng)。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是確保電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)、安全的發(fā)供電，提高電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理水平的重要手段，也是實(shí)現(xiàn)管理現(xiàn)代化和電力生產(chǎn)自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主要包括了調(diào)度主站系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)裝置系統(tǒng)，其作用主要體現(xiàn)在以下3 個(gè)方面：

（1）實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)調(diào)度人員控制和監(jiān)管電網(wǎng)的電壓、潮流、周波和負(fù)荷等，并觀測(cè)主設(shè)備的位置狀況和水、熱等方面的工況指標(biāo)，使之能符合規(guī)定，以保證用戶計(jì)劃用水、用電、用汽等的需求。

（2）實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)調(diào)度。在對(duì)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控的基礎(chǔ)上，再通過(guò)自動(dòng)化手段以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度，以達(dá)到節(jié)省能源、降低損耗和多供電、多發(fā)電的目的。

（3）實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全事故的分析和處理。電網(wǎng)中出現(xiàn)異常運(yùn)行或者故障的因素非常復(fù)雜，且十分迅速，如果不能及時(shí)的判斷或處理措施不當(dāng)，有可能會(huì)危及到設(shè)備安全和人身安全。通過(guò)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的增強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的安全運(yùn)行分析，提供事故處理的對(duì)策和相應(yīng)的監(jiān)控手段，以防止事故的發(fā)生，并對(duì)已發(fā)生的事故進(jìn)行及時(shí)處理，減少和避免事故的發(fā)生率。

3.2 電氣工程中發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)

電氣工程中發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中一般采用的是分層分布的結(jié)構(gòu)，其組成是由以太網(wǎng)、遠(yuǎn)行人員工作站、過(guò)程控制單元以及高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)等等方面。而這里說(shuō)的遠(yuǎn)程控制單元就是由只能做輸入和輸出的模件與可冗余配置上的主控模件一起共同組合而成，且主控模件又是通過(guò)冗余智能上的輸入與輸出和總線上的輸入與輸出來(lái)進(jìn)行通訊的。其中過(guò)程控制單元是可以直接用于生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中的，并且直接接受熱電偶、熱電阻、開(kāi)關(guān)量和現(xiàn)場(chǎng)變送器等等設(shè)備上的信號(hào)，還可以再運(yùn)算完成以后在對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)的打印、顯示和信號(hào)的輸出，以此來(lái)直接驅(qū)動(dòng)其執(zhí)行機(jī)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化在電氣工程中的生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程的聯(lián)鎖保護(hù)、控制和檢測(cè)等方面的功能。

3.3 電氣工程中變電站的自動(dòng)化

電氣工程中的變電站應(yīng)用的是自動(dòng)化技術(shù)，其主要的目的在于取代人工操作、人工監(jiān)視和電話通訊，并根據(jù)相應(yīng)的情況來(lái)加強(qiáng)對(duì)變電站的監(jiān)控能力，并且還可以實(shí)現(xiàn)在變電站上運(yùn)行的水平和效率都有所提高。這也就是說(shuō)，變電站中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)就是為了全方位的，多層次的來(lái)監(jiān)視變電站各種電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，完成有效地控制。該自動(dòng)化的特點(diǎn)有：以全微機(jī)化的設(shè)備來(lái)代替以前使用的電磁裝置，并實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)屏幕化操作上的監(jiān)視，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行的管理和統(tǒng)計(jì)記錄，是利用計(jì)算機(jī)電纜來(lái)代替電力信號(hào)的電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這也就是說(shuō)電氣工程中變電站自動(dòng)化是電力現(xiàn)代生產(chǎn)中一項(xiàng)不可獲取的部分，也是因?yàn)榭梢院芎玫臐M足變電站中的各項(xiàng)操作任務(wù)而成為了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中的一個(gè)不可分割的重要部分。

3.4 配電自動(dòng)化

同調(diào)度自動(dòng)化相比，配電自動(dòng)化的規(guī)模較小。配電自動(dòng)化是一項(xiàng)集合了現(xiàn)代控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備管理等方面為一體的綜合信息管理系統(tǒng)。配電自動(dòng)化的目的是改進(jìn)電能質(zhì)量、提高供電的可靠性、向用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，并減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目標(biāo)。當(dāng)前國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家中，在配電自動(dòng)化中已有了多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并逐步向大規(guī)模地形顯示、光纖通信和人工智能等實(shí)用化技術(shù)方面縱深性發(fā)展。我國(guó)的配電自動(dòng)化主要使用了三種基本功能模式，即就地控制的饋線自動(dòng)化、集中監(jiān)控模式的配電自動(dòng)化和集中監(jiān)控模式的配電自動(dòng)化與配電管理相結(jié)合的模式。目前我國(guó)多采用了后兩種模式，并使用了分布式總體結(jié)構(gòu)，將主站和子站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)在一起，從而形成統(tǒng)一的配電自動(dòng)化系統(tǒng)。

4.電氣自動(dòng)化在電氣工程中的發(fā)展趨勢(shì)

IEC61131的頒布、OPC技術(shù)的出現(xiàn)和Microsoft的Windows目前被人們廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)、工作的許多領(lǐng)域之中，這些技術(shù)和平臺(tái)、軟件的應(yīng)用，使未來(lái)的電氣技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)更加緊密結(jié)合起來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電氣工程中越來(lái)越發(fā)揮著難以取代的功能。我們都知道電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是分布式、信息化和開(kāi)放化這三種趨勢(shì)進(jìn)行的，分布式的結(jié)構(gòu)在于以后總能夠確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)職能的模塊全部都能夠獨(dú)立的工作的一種網(wǎng)絡(luò)，以達(dá)到系統(tǒng)危險(xiǎn)分散的概念；信息化則是根據(jù)系統(tǒng)信息能夠進(jìn)行綜合的信息處理能力，且與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化和管控一體化。

5.結(jié)束語(yǔ)

總之，電氣工程是一項(xiàng)在技術(shù)性、專(zhuān)業(yè)性上都是要求很高的設(shè)施工程。我們應(yīng)積極關(guān)注并吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并綜合當(dāng)前電氣工程中的實(shí)際運(yùn)用情況，開(kāi)拓新理論、新技術(shù)的運(yùn)用思路，為我國(guó)的電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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