加速智能化科技運(yùn)用推動(dòng)電子工程自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展

靳鳳強(qiáng) 趙輝河

Point

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)各項(xiàng)事業(yè)都得到了極大的進(jìn)步，特別是智能技術(shù)在電子工程自動(dòng)化方面的運(yùn)用，更是推動(dòng)了我國(guó)電子工程技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。文章主要圍繞電子工程的自動(dòng)化展開討論，并就電子工程自動(dòng)化的基本概念，電子工程自動(dòng)化技術(shù)的一些運(yùn)用，智能化技術(shù)的運(yùn)用和電子工程未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)發(fā)表了一些看法和建議。旨在通過討論對(duì)電子工程自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展起到一定的作用。

世界科技水平時(shí)刻都在進(jìn)步，各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域也都進(jìn)入了電子化的信息時(shí)代。在經(jīng)濟(jì)水平技術(shù)不斷發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的電子工程技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代人們的生活和工作。因此對(duì)電子工程自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步研究和發(fā)展必須被重視起來(lái)。只有將電子工程進(jìn)行大規(guī)模的自動(dòng)化建設(shè)，加速智能化科技的研究，方能為滿足人們不斷發(fā)展的物質(zhì)文化需要作出貢獻(xiàn)。

一、電子工程及電子工程自動(dòng)化技術(shù)的概念

（一）電子工程的概念

電子工程作為電氣工程的一個(gè)子分類，因其主要研究的內(nèi)容包括了電路、通信、電磁場(chǎng)和數(shù)字信號(hào)等與工程有關(guān)的技術(shù)，故而電子工程其實(shí)就是一門電子領(lǐng)域中的工程學(xué)科，有時(shí)也會(huì)被稱為“弱電技術(shù)”或者“電子信息技術(shù)”。這門技術(shù)的很多原理雖然聽上去有些生僻，其實(shí)在人們生活的方方面面，都多少和電子工程有一定的關(guān)系。從人們生活中常常用到的電燈和微波爐，到一般人只有在電視中才會(huì)看到的航天或者深潛技術(shù)都和電子工程有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。人們對(duì)于便利生活的不斷追求正是促進(jìn)這種技術(shù)不斷發(fā)展的重要原因。高等院校為了滿足社會(huì)對(duì)于電子工程類人才的需要，也相繼開設(shè)了相關(guān)課程。考慮到電子工程涉及的范圍相當(dāng)廣泛，所以電子工程技術(shù)人才的培養(yǎng)也必須朝著多方面、綜合性人才的方向發(fā)展。

（二）電子工程中的自動(dòng)化

在電子工程的諸多技術(shù)之中，自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于技術(shù)人員的要求是非常高的。它不是一門獨(dú)立的技術(shù)，而是建立在對(duì)于控制論、信息論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)工程、電子學(xué)、液壓氣壓技術(shù)以及自動(dòng)控制方面的知識(shí)基礎(chǔ)之上。而在這些技術(shù)當(dāng)中和自動(dòng)化技術(shù)聯(lián)系最為緊密的當(dāng)屬控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)。而在近些年，自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)涉及到了計(jì)算機(jī)、GPS及精密傳感等多個(gè)領(lǐng)域，已然成為了一項(xiàng)面向未來(lái)的科技產(chǎn)業(yè)技術(shù)，并和人們的生活越來(lái)越緊密。自動(dòng)化技術(shù)相比起傳統(tǒng)的電子科技以來(lái)具有以下的優(yōu)勢(shì)。

1、設(shè)備自身越發(fā)可靠，為設(shè)備的繼續(xù)發(fā)展提供了便利。

2、通過提高設(shè)備每個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)的自動(dòng)化水平來(lái)降低設(shè)備運(yùn)行的整體成本，還可以在一定程度上減少設(shè)備的維護(hù)成本。

3、提高設(shè)備維護(hù)的效率，自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用能對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)和檢修，減少因?yàn)樵O(shè)備損壞而造成的經(jīng)濟(jì)損失。

4、自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用能夠在一定程度上降低某些危險(xiǎn)工程的危險(xiǎn)性，提高其安全性。自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用可以適當(dāng)減少人工，這樣就大大降低了工程的危險(xiǎn)性。

5、通過對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)的精密控制來(lái)達(dá)到大幅度提高工作效率的目的。自動(dòng)化技術(shù)讓整個(gè)工作流程更加順暢連貫，減少了不必要的時(shí)間損耗。

由此可見，自動(dòng)化技術(shù)是前沿的、未來(lái)的技術(shù)；是工業(yè)技術(shù)發(fā)展的核心科技，突出了機(jī)械生產(chǎn)力比人力優(yōu)越的部分。所以自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和前景。

（三）自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

自動(dòng)化技術(shù)在電子信息工程中被廣泛的使用，從目前來(lái)看，自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展有五個(gè)大方向，包括了機(jī)電一體化、機(jī)械功能多元化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、控制智能化和結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)高精度化。自動(dòng)化技術(shù)是電子工程中的重要組成部分，它不僅代表了電子工程的發(fā)展水平，也能顯示出一個(gè)國(guó)家的科技發(fā)展水平。所以對(duì)于電子工程自動(dòng)化的研究始終是發(fā)展我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要課題。

二、電子工程自動(dòng)化技術(shù)的一些應(yīng)用

（一）自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用的方面

電子工程的很多設(shè)備都非常精密，有可能會(huì)因?yàn)橐恍┪⑿≈幍膯栴}導(dǎo)致嚴(yán)重的設(shè)備故障，進(jìn)而對(duì)工程造成損失。而自動(dòng)化、智能化的技術(shù)將會(huì)在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)這些微小的故障，讓故障的產(chǎn)生原因變得可查。甚至可能在設(shè)備發(fā)生故障之前就將問題排查出來(lái)，及時(shí)修理，以避免出現(xiàn)真正的損失。同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制以及自主管理可以減少人力資源的浪費(fèi)，為電子工程的繼續(xù)發(fā)展提供了便利和資源。遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)了一對(duì)多的操作模式，可以讓一名優(yōu)秀的技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)對(duì)更多設(shè)備的管理和操作。自動(dòng)化技術(shù)還能協(xié)助設(shè)計(jì)者完善電子工程的設(shè)計(jì)工作。自動(dòng)化技術(shù)可以從電腦的自動(dòng)化視角對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行分析，用更加周密的運(yùn)算對(duì)手工設(shè)計(jì)進(jìn)行修繕和整理。在電腦進(jìn)行自動(dòng)化運(yùn)算的同時(shí)，也會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)的每一步進(jìn)行記錄，就算日后要涉及修改的問題，也可以大大提高查找的效率。自動(dòng)化技術(shù)在電子工程的運(yùn)用方面主要是簡(jiǎn)化了人工操作的一些不便之處，用高效的電腦運(yùn)算處理了絕大多數(shù)問題。

1、優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程

傳統(tǒng)電子工程的自動(dòng)化設(shè)計(jì)中總是存在著一些缺點(diǎn)，比如產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不過關(guān)，或者在設(shè)計(jì)完畢之后無(wú)法進(jìn)行調(diào)整和修改等。而自動(dòng)化技術(shù)的引入則是解決此類問題的一大法寶，比如使用CAD軟件和遺傳算法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅可以大大縮短設(shè)計(jì)所需要的時(shí)間，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的達(dá)標(biāo)率，還能夠?qū)φ麄€(gè)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行記錄備案，日后如果要對(duì)這份設(shè)計(jì)進(jìn)行修改或者查找都將方便不少。

2、有效診斷系統(tǒng)故障。

傳統(tǒng)電子工程的控制系統(tǒng)缺乏對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行自檢的能力，致使傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的使用效率始終無(wú)法提升。運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)將可以建構(gòu)出專門進(jìn)行自檢的系統(tǒng)，并對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。有專門的系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障的監(jiān)控，排查和診斷，就能夠幫助維護(hù)人員定位故障的所在，提高維修效率。

(二)自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際操作中的運(yùn)用

自動(dòng)化技術(shù)在電子工程中的運(yùn)用可以有效提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展。同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)的控制也能節(jié)約人力成本，在預(yù)算上節(jié)約了項(xiàng)目的資金，為進(jìn)一步提高生產(chǎn)技術(shù)提供了可能。電子工程自動(dòng)化技術(shù)主要被運(yùn)用在變電站的綜合自動(dòng)化和配電自動(dòng)化兩個(gè)方面。

1、在變電站綜合自動(dòng)化的應(yīng)用

變電站的主要作用是接受電能，并按照需要對(duì)其進(jìn)行分配，或控制電壓的改變和電流的流向等。同時(shí)，變電站還要使用變壓器將不同電壓級(jí)數(shù)的電網(wǎng)聯(lián)系起來(lái)，組成電力網(wǎng)的一部分。而變電站的綜合自動(dòng)化技術(shù)則是建立在變電站應(yīng)用的信息處理技術(shù)和傳輸技術(shù)之上，再用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行整體控制，最終達(dá)到讓電腦操作代替人工來(lái)進(jìn)行各種作業(yè)的目的。變電站的綜合自動(dòng)化可以提高自身的管理水平和運(yùn)作效率，而我國(guó)變電站的自動(dòng)化程度也隨著電腦技術(shù)的進(jìn)一步普及，監(jiān)控技術(shù)的不斷發(fā)展得以廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，我國(guó)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了變電站繼電保護(hù)的微機(jī)化和一定程度上完成遠(yuǎn)程的操作和監(jiān)控，并且繼續(xù)向著全自動(dòng)變電站的目標(biāo)邁進(jìn)。

2、在配電自動(dòng)化中的應(yīng)用

配電自動(dòng)化技術(shù)是一種綜合信息管理技術(shù)，它建立在現(xiàn)代控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸以及設(shè)備管理等技術(shù)的基礎(chǔ)之上，為提高電能的質(zhì)量，強(qiáng)化供電可靠性作出了巨大貢獻(xiàn)。配電自動(dòng)化技術(shù)在提高供電效率的同時(shí)，還能簡(jiǎn)化運(yùn)行人員的工作，為使用者提供更優(yōu)的使用體驗(yàn)。世界上其他國(guó)家已經(jīng)在配電自動(dòng)化的項(xiàng)目上進(jìn)行了多年的嘗試，具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，并開始嘗試將配電自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到光纖通信和人工智能等高新技術(shù)領(lǐng)域。而在我國(guó)則主要使用三種配電自動(dòng)化的模式，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)化以及集中監(jiān)控模式的配電自動(dòng)化與配電管理相結(jié)合的模式，可見目前我國(guó)對(duì)于配電自動(dòng)化技術(shù)的使用尚處在一個(gè)較為基礎(chǔ)的層次上。

三、電子工程智能化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）性能方面的發(fā)展

電子工程自動(dòng)化的發(fā)展方向之一就是繼續(xù)提高自身的效率，而提高效率的關(guān)鍵點(diǎn)就在于同時(shí)提升自動(dòng)化的速度和處理問題的準(zhǔn)確性。對(duì)于計(jì)算機(jī)本身來(lái)說(shuō)，提高效率必須要考慮的問題就是電腦CPU的問題，一個(gè)良好的CPU同時(shí)具備優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)特質(zhì)和靜態(tài)特質(zhì)。而CPU性能的升級(jí)會(huì)從根本上改善操作系統(tǒng)的運(yùn)行速度和運(yùn)算效率。自動(dòng)化技術(shù)一方面可以將整個(gè)系統(tǒng)以更加高效的方式聯(lián)合起來(lái)；另一方面自動(dòng)化系統(tǒng)本身也是由一系列子系統(tǒng)組成的。如果想要提升系統(tǒng)的自動(dòng)化效率，就要保證其本身的運(yùn)作也是高效而協(xié)調(diào)的。一個(gè)覆蓋面廣泛，同時(shí)具有一定可分解特性的自動(dòng)化數(shù)控系統(tǒng)是未來(lái)自動(dòng)化發(fā)展的必要元素。

（二）功能方面的發(fā)展

電子工程自動(dòng)化的功能化發(fā)展主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。

1、用戶界面的圖形化。

用戶界面的圖形化主要指的是自動(dòng)化系統(tǒng)的操作界面應(yīng)該以一種更加簡(jiǎn)單易懂的方式呈現(xiàn)給使用者。這種設(shè)計(jì)可以讓非專業(yè)的使用者快速上手，模糊了不同領(lǐng)域使用者在操作時(shí)面對(duì)的壁壘。也使得不同的圖形簡(jiǎn)單而具有指向意義，能夠引導(dǎo)人們快速地熟悉界面并完成對(duì)程序的控制工作。

2、科學(xué)計(jì)算的可視化

科學(xué)計(jì)算的可視化指的是用圖形或者影像這類等價(jià)豐富的手段來(lái)進(jìn)行信息的交流。這種設(shè)計(jì)能夠讓數(shù)據(jù)可視化，更容易為人所理解，有助于對(duì)數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行分析處理。

3、內(nèi)置高性能PLC

內(nèi)置高性能PLC主要是為了進(jìn)行一些線上操作，例如幫助使用者對(duì)程序進(jìn)行編輯和修改，或者為使用者量身制定一些程序等。

（三）體系結(jié)構(gòu)方面的發(fā)展

電子工程自動(dòng)化體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展目標(biāo)就是集成化，可以通過使用高性能集成芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。所謂的集成化就是講體系結(jié)構(gòu)組成一個(gè)個(gè)的模塊，便于按照不同的需要來(lái)對(duì)相應(yīng)的模塊進(jìn)行管理。同時(shí)，模塊的可剪裁性也決定了其能夠?qū)⑾到y(tǒng)按照需要進(jìn)行重新組建。

結(jié)束語(yǔ)

電子工程自動(dòng)化技術(shù)因其具有的強(qiáng)大靈活性和運(yùn)算能力，將在未來(lái)的各行各業(yè)中廣泛地應(yīng)用。對(duì)于電子工程自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步研究和發(fā)展將會(huì)給人們的生產(chǎn)和生活提供大量的便利，簡(jiǎn)化人們的工作內(nèi)容，提高工作的效率。因此，電子工程的自動(dòng)化技術(shù)是廣受期待的。但是，目前我國(guó)的電子工程自動(dòng)化技術(shù)還有很大的發(fā)展上升空間，同世界一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定的差距。這就要求我國(guó)的科研人員要繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行深入的研究，加強(qiáng)對(duì)專業(yè)人員的培養(yǎng)，并不斷發(fā)展創(chuàng)新意識(shí)，才能夠使我國(guó)電子工程自動(dòng)化技術(shù)得到更大的發(fā)展。