淺談電氣工程及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)及發(fā)展

隋美紅

摘 要：隨著高新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，我國(guó)工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)呈現(xiàn)出智能化和綜合性的發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)石化工業(yè)發(fā)展迅速，其中不乏電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的推動(dòng)作用，文章就電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和發(fā)展展開(kāi)論述。

關(guān)鍵詞：石化工業(yè)；電氣工程；自動(dòng)化系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；發(fā)展

引言

現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于社會(huì)諸多領(lǐng)域，這為實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化提供了技術(shù)支撐，也實(shí)現(xiàn)了多功能智能化控制。總體而言，電氣工程自動(dòng)化已經(jīng)關(guān)乎社會(huì)發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ畹母餍懈鳂I(yè)，小到開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)，大到宇航飛機(jī)設(shè)計(jì)研究，都涉及到電氣工程自動(dòng)化，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到愈加重要的作用。在石化行業(yè)中，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)需要處理大量的信息，為維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要有較好的保護(hù)裝置、較快的運(yùn)作速度和優(yōu)質(zhì)的電氣設(shè)備。電氣工程是石化行業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的重要組成部分，關(guān)注電氣工程自動(dòng)化的設(shè)計(jì)和發(fā)展，能夠?qū)κ袠I(yè)發(fā)展起到更好的推動(dòng)作用。

1 電氣工程與自動(dòng)化的概念

1.1 電氣工程

電氣工程是現(xiàn)代科技領(lǐng)域和高新技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵學(xué)科，電子技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步推動(dòng)了信息時(shí)代的到來(lái)，改變了人們生活工作方式的同時(shí)，也為電氣工程發(fā)展帶來(lái)巨大潛力。從某種意義上而言，電氣工程的發(fā)展水平很大程度上顯示出一個(gè)國(guó)家的科技發(fā)展水平，信息技術(shù)、物理科學(xué)和工程問(wèn)題等是影響電氣工程的重要因素。

1.2 自動(dòng)化

自動(dòng)化是機(jī)器設(shè)備、系統(tǒng)或過(guò)程在無(wú)人或極少數(shù)人的直接參與下，經(jīng)自動(dòng)檢測(cè)、分析判斷、信息處理及操縱控制實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)?，F(xiàn)階段，自動(dòng)化技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景，并應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科研、軍事、商業(yè)及醫(yī)療等諸多領(lǐng)域，自動(dòng)化技術(shù)將人們從一些體力勞動(dòng)、腦力勞動(dòng)及危險(xiǎn)環(huán)境中解放出來(lái)，提升了人們認(rèn)識(shí)世界、改造世界的能力，也能大幅提高了工作效率。

2 電氣工程設(shè)計(jì)需遵循的原則

2.1 優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)充分考慮供配電設(shè)計(jì)的適應(yīng)性，從而為石化工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供良好的環(huán)境與必要的動(dòng)力，滿足電氣設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中運(yùn)轉(zhuǎn)與控制的要求，有效維護(hù)電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的合理運(yùn)用，抑制企業(yè)資源浪費(fèi)現(xiàn)象。

2.2 合理控制負(fù)荷

電子工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)需考慮合理控制負(fù)荷的問(wèn)題，對(duì)電子設(shè)備負(fù)荷的調(diào)整控制應(yīng)以保障其使用安全與正常工作為前提，從而降低電氣設(shè)備運(yùn)行中所受壓力，提高電能利用率，實(shí)現(xiàn)環(huán)保的電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)目的。

2.3 降低電能消耗

降低電能消耗是實(shí)施電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)必須堅(jiān)持的原則，在提高電氣設(shè)備運(yùn)行效率的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的改進(jìn)與維護(hù)，盡量減少電氣設(shè)備運(yùn)行中不必要的電能消耗，有效提高整個(gè)電氣工程的能源利用率，從而降低電氣系統(tǒng)運(yùn)行的成本。如采用節(jié)能電氣設(shè)備、針對(duì)高負(fù)荷或補(bǔ)償不足現(xiàn)象做負(fù)荷均衡處理及無(wú)功補(bǔ)償、減少線路損耗等都是提高電力設(shè)施能源利用率的有效手段。

3 石化電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)想

一般而言，為了優(yōu)化電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要認(rèn)真貫徹如下構(gòu)想：

3.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控構(gòu)想

眾所周知，遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有諸多優(yōu)勢(shì)，如節(jié)約材料、降低安裝費(fèi)用、組態(tài)靈活和較高可靠性等，石化行業(yè)電氣工程通訊量較大，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控，可以更好地構(gòu)建電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控構(gòu)想

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普遍應(yīng)用，智能化電氣設(shè)備被廣泛應(yīng)用于石化行業(yè)的電氣工程中，且累積了豐厚的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的建立與控制奠定良好基礎(chǔ)，而現(xiàn)場(chǎng)總線控制方式能夠使系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)更為突出，更具針對(duì)性，除發(fā)揮遠(yuǎn)程監(jiān)控的諸多優(yōu)點(diǎn)外，也能減少一些設(shè)施的應(yīng)用，與監(jiān)控系統(tǒng)通信連接，節(jié)約投資及安裝維護(hù)所需成本，提升了整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，即使個(gè)別裝置出現(xiàn)故障，亦不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。因此，現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控是當(dāng)下電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)控制的有效方式。

3.3 集中監(jiān)控構(gòu)想

此種監(jiān)控方式具有自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易、控制站防護(hù)要求不高和系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)便捷的特點(diǎn)，但也應(yīng)看到，因?yàn)閷⑾到y(tǒng)諸多功能集中于一個(gè)處理器加以處理，易于增重處理器負(fù)擔(dān)，降低其處理速度。當(dāng)電氣設(shè)備全部處于監(jiān)控狀態(tài)下時(shí)，隨著監(jiān)控對(duì)象信息量的增加，容易使主機(jī)功能下降。

4 石化電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

總體而言，我國(guó)石化行業(yè)電氣工程自動(dòng)化將秉承一定的發(fā)展趨勢(shì)，主要表現(xiàn)為如下幾個(gè)方面：

4.1 統(tǒng)一化趨勢(shì)

在IEC61131標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范下，伴隨著OPC技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的革命，對(duì)軟件結(jié)構(gòu)和通訊能力有很高要求，統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境顯得尤為重要。石化行業(yè)的電氣工程自動(dòng)化呈現(xiàn)統(tǒng)一化趨勢(shì)，這使得電氣自動(dòng)化系統(tǒng)具備了諸多優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)為周期性設(shè)計(jì)、開(kāi)機(jī)調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)等諸多方面，能夠節(jié)約電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)的資金及時(shí)間。

4.2 安全化趨勢(shì)

較傳統(tǒng)的石化工程系統(tǒng)而言，電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)更為安全，主要表現(xiàn)為如下幾點(diǎn)：一是從硬件設(shè)備到軟件設(shè)備的雙重完善；二是從安全級(jí)別需求高的領(lǐng)域向安全級(jí)別相對(duì)較低領(lǐng)域的延伸；三是電氣自動(dòng)化工程及產(chǎn)品的研究生產(chǎn)更為全面和規(guī)范?？傮w而言，石化行業(yè)的電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)及發(fā)展也呈現(xiàn)出安全化趨勢(shì)。

4.3 創(chuàng)新化趨勢(shì)

一般而言，電氣工程是強(qiáng)電和弱電相結(jié)合的、硬件和軟件相結(jié)合的、電工技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合的，是電子、電力、計(jì)算機(jī)及控制等多種學(xué)科綜合的產(chǎn)物，在電氣工程相關(guān)技術(shù)及分析方法飛速發(fā)展的情況下，電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)方法也不斷優(yōu)化，需要石化企業(yè)重新審視電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，優(yōu)化自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)研究，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新，使我國(guó)石化企業(yè)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

4.4 產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)

隨著電子商務(wù)的普及和石化行業(yè)發(fā)展需求的驅(qū)動(dòng)，電氣自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)有機(jī)融合起來(lái)，電氣自動(dòng)化有著廣泛的應(yīng)用前景，形成產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)，能夠大量地節(jié)約石化企業(yè)的時(shí)間及資金，能夠提升石化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)資源的最有效利用。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，石化行業(yè)電氣工程自動(dòng)化呈現(xiàn)出開(kāi)放化、分布式和信息化的發(fā)展趨勢(shì)，電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)的優(yōu)化與發(fā)展，是綜合諸多領(lǐng)域技術(shù)知識(shí)，集合諸多部門資源的結(jié)果，為了開(kāi)創(chuàng)電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)和發(fā)展的新局面，石化企業(yè)應(yīng)致力于探尋一條健康發(fā)展之路，最終實(shí)現(xiàn)“中國(guó)創(chuàng)造”，推動(dòng)我國(guó)石化行業(yè)電氣工程自動(dòng)化向國(guó)際化、全球化與現(xiàn)代化的轉(zhuǎn)變。

參考文獻(xiàn)

[1]付延松.試論石油化工電氣安裝及接地技術(shù)[J].中國(guó)科技博覽，2012（27）：5.

[2]于仲安，梁建偉，楊杰.電氣工程及其自動(dòng)化特色專業(yè)建設(shè)與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育（下），2011（12）：175-177.

[3]陳穎.電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案改革—以湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院為例[J].科技信息，2012（31）：54-55.