電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用袁欣欣

摘 要：本文主要研究電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，介紹了電氣工程自動(dòng)化核心技術(shù)，并對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電氣工程；自動(dòng)化技術(shù)；分散測(cè)控

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

電氣工程自動(dòng)化技術(shù)涉及多個(gè)專業(yè)多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，軟硬件相結(jié)合，強(qiáng)弱電相結(jié)合，機(jī)電相結(jié)合，綜合化、智能化發(fā)展趨勢(shì)越來越明顯。

一、電氣工程自動(dòng)化核心技術(shù)

（一）電氣工程自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)

1.遠(yuǎn)程監(jiān)控。遠(yuǎn)程監(jiān)控是借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與傳感器對(duì)目標(biāo)的異地遠(yuǎn)程監(jiān)控，和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控相比，遠(yuǎn)程監(jiān)控打破了時(shí)空限制，通過設(shè)置監(jiān)控中心能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控工作成本更低，工作效率更高，在靈活性與可靠性方面都有著明顯的優(yōu)勢(shì)。但是遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)存在著通信干擾和通信效率限制，處理速度有限，在大型自動(dòng)化系統(tǒng)中并不適用。

2.集中監(jiān)控。集中監(jiān)控功能使用同一個(gè)處理器進(jìn)行電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)多個(gè)功能的統(tǒng)一監(jiān)控。集中控制系統(tǒng)對(duì)控制要求不高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)運(yùn)行比較方便，但是因?yàn)橹挥幸粋€(gè)處理器，較多的監(jiān)控任務(wù)會(huì)嚴(yán)重影響其處理速度，并且集中監(jiān)控需要布設(shè)大量線纜，可能會(huì)給處理器造成干擾，影響系統(tǒng)的可靠性，增加運(yùn)維成本。

3.現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控。電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主要采用現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式，現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控是一種專門面向電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控方法，能夠根據(jù)不同的裝置功能設(shè)置對(duì)應(yīng)間隔，從而減少了系統(tǒng)中端子柜和隔離設(shè)備的使用數(shù)量，投資成本更少，且不同裝置之間組態(tài)靈活，功能相對(duì)獨(dú)立，系統(tǒng)可靠性更高。

（二）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

電氣工程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠通過定子電流辨別控制其電氣動(dòng)態(tài)參數(shù)，并通過辨別轉(zhuǎn)子速度控制機(jī)電系統(tǒng)參數(shù)。電氣工程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為多層前饋構(gòu)造，基于反向?qū)W習(xí)算法，在電氣工程驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和交流電機(jī)運(yùn)行控制中的應(yīng)用有很大的優(yōu)越性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反向轉(zhuǎn)波算法能夠有效控制非初始速度和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大范圍變化，定位速度更快，傳統(tǒng)梯形控制算法則不能實(shí)現(xiàn)。智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)估計(jì)器在模式識(shí)別與信號(hào)處理中的應(yīng)用表現(xiàn)出更優(yōu)異的抗噪性能，一致性更強(qiáng)，無需建立控制模型就能夠用于電氣傳動(dòng)控制。憑借多傳感器并行輸入結(jié)構(gòu)，應(yīng)用智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，還能夠進(jìn)一步提高診斷系統(tǒng)、條件監(jiān)測(cè)決策的科學(xué)性合理性，在電氣工程故障檢測(cè)、自動(dòng)化運(yùn)行控制中有較大的應(yīng)用潛力。

（三）PLC

PLC電氣工程自動(dòng)化技術(shù)是一種電氣工程輔助系統(tǒng)，早期工業(yè)生產(chǎn)中使用繼電控制器，之后隨著工業(yè)控制穩(wěn)定性、小型化以及智能化程度要求地不斷提出，PLC系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用，在電氣工程運(yùn)行、生產(chǎn)協(xié)調(diào)等方面發(fā)揮著重要的作用，可以作為電氣工程工藝流程的輔助控制系統(tǒng)。例如火電廠輸煤系統(tǒng)地上煤、配煤和儲(chǔ)煤等輔助系統(tǒng)都可以借助PLC功能實(shí)現(xiàn)，建立輔助系統(tǒng)和集中式輸煤控制智能平臺(tái)，提供人機(jī)接口，PLC負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，系統(tǒng)以自動(dòng)控制為主，但是保留了手動(dòng)控制功能，借助現(xiàn)場(chǎng)智能傳感器、遠(yuǎn)程I/O對(duì)輔助系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而顯著提高煤炭輔助系統(tǒng)的工作效率。PLC技術(shù)提供的軟繼電器能夠取代控制供電系統(tǒng)繼電器實(shí)物，實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)自動(dòng)切換，系統(tǒng)運(yùn)行安全性和可靠性更高。

二、電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

（一）電氣工程自動(dòng)化診斷

大型電氣工程涉及大量電氣設(shè)備，長(zhǎng)期運(yùn)行過程中電氣設(shè)備故障難以避免，傳統(tǒng)的電氣工程設(shè)備故障診斷維修工作效率低下，影響正常的生產(chǎn)運(yùn)行。電氣工程設(shè)備精密復(fù)雜，出現(xiàn)故障之后，需要對(duì)可能存在故障的設(shè)備進(jìn)行逐一排查，重復(fù)勞動(dòng)量大，維修工作盲目進(jìn)行，難以滿足需求。而應(yīng)用電氣工程自動(dòng)化診斷技術(shù)，則能夠通過對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)判斷設(shè)備的健康狀態(tài)，通過和既往運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的比較，能夠了解設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和基線之間的差異，從而提前預(yù)警，通過有針對(duì)性的運(yùn)行維護(hù)工作及時(shí)排除設(shè)備故障隱患，有效預(yù)防設(shè)備故障導(dǎo)致的系統(tǒng)運(yùn)行中斷，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)也減輕了維修維護(hù)工作壓力。

（二）分散測(cè)控

分散測(cè)控系統(tǒng)使用分層分布結(jié)構(gòu)形式，基于高速工業(yè)以太網(wǎng)，通過建立運(yùn)行工作站、過程控制單元、工程師工作站組成完整的分散測(cè)量控制體系。分散測(cè)控技術(shù)的核心是過程控制單元，該單元應(yīng)用大量智能傳感器采集測(cè)控現(xiàn)場(chǎng)的變送器信號(hào)、脈沖量、開關(guān)量、電氣量、電阻量等生產(chǎn)過程量，并根據(jù)采集到數(shù)據(jù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行直接控制。過程控制單元是主控模塊與智能I/O的冗余配置結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)過程監(jiān)控、運(yùn)算的同時(shí)還具有連鎖保護(hù)、連鎖控制以及監(jiān)控等功能。運(yùn)行人員工作站和工程師工作站提供了人機(jī)交互界面，面向電氣設(shè)備維修工程師還提供系統(tǒng)診斷、維護(hù)、組態(tài)設(shè)置等特殊功能。過程控制層通過微型計(jì)算機(jī)采集各種生產(chǎn)過程量，集中進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析和監(jiān)控，從而大幅度提升系統(tǒng)監(jiān)控水平。

（三）調(diào)度自動(dòng)化

電氣設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的核心功能是對(duì)工作流程的全面處理，在電氣工程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，能夠顯著加快生產(chǎn)效率，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少人力資源投入，降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。在電氣工程生產(chǎn)調(diào)度中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，可以借助計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、調(diào)度中心顯示屏、打印機(jī)等功能性設(shè)備實(shí)現(xiàn)電氣工程生產(chǎn)調(diào)度自動(dòng)化，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控處理，判斷生產(chǎn)過程是否正常，出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)快速響應(yīng)，制定科學(xué)合理的應(yīng)對(duì)策略有效解決。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程生產(chǎn)調(diào)度中的應(yīng)用改變了工業(yè)生產(chǎn)管理與調(diào)度的形式，逐漸成為生產(chǎn)調(diào)度的核心措施。

除了調(diào)度自動(dòng)化，自動(dòng)化技術(shù)還能夠加強(qiáng)電氣工程操作優(yōu)化工作，基于遺傳算法的高精度計(jì)算能夠在電氣工程方案設(shè)計(jì)和電氣設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計(jì)中發(fā)揮作用，對(duì)不同操作方案之間的細(xì)微差別進(jìn)行精確分析，從而快速找尋最佳操作方案，優(yōu)化操作，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)真正意義上的精細(xì)化生產(chǎn)。

結(jié)語(yǔ)

電氣工程自動(dòng)化程度是國(guó)家工業(yè)實(shí)力的主要體現(xiàn)，在電氣工程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)能夠顯著提高生產(chǎn)與管理效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少人力資源投入，這在人力成本逐漸增加的今天顯得尤為重要。

參考文獻(xiàn)

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