電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用探討

蔡陽 李青超

摘要：科技不斷在進步，電氣工程體系則越來越復(fù)雜，不同的設(shè)計生產(chǎn)出的電氣設(shè)備構(gòu)造和應(yīng)用是不同的，本文將對電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用進行相關(guān)探討。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;應(yīng)用;設(shè)計;發(fā)展;科技

1 前言

電氣工程及其自動化涉及到多方面的內(nèi)容，主要包括有電工、電子、自動化和計算機工程等一些相關(guān)的綜合性學(xué)科，本專業(yè)屬于傳統(tǒng)的基礎(chǔ)性的國民經(jīng)濟發(fā)展需求專業(yè)，有較多的社會崗位需要本專業(yè)技術(shù)人才。電氣專業(yè)的明顯特點就是強弱電的相互結(jié)合和計算機技術(shù)與自動化技術(shù)的專業(yè)結(jié)合，共同實現(xiàn)一些大型生產(chǎn)中的生產(chǎn)設(shè)備智能型和生產(chǎn)過程電氣化自動化。以20世紀(jì)90年代為分界線，現(xiàn)代電氣設(shè)備已發(fā)展為一種計算機技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等為基礎(chǔ)的變配電綜合電氣控制自動化系統(tǒng)。

2 自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 電網(wǎng)調(diào)度的自動化

以電網(wǎng)調(diào)度的中心服務(wù)器、打印設(shè)備、大屏幕顯示器、工作站和相應(yīng)的計算機網(wǎng)絡(luò)共同組成的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)是一種通過電力系統(tǒng)專屬的局域網(wǎng)將在系統(tǒng)可調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、下級電網(wǎng)調(diào)度中心和測量控制設(shè)備等變電站終端實現(xiàn)有效連接的自動化系統(tǒng)。在現(xiàn)代的電網(wǎng)調(diào)度領(lǐng)域中，電氣自動化技術(shù)發(fā)展著重要的作用，主要表現(xiàn)方面有對電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時評估和依照累計獲得的數(shù)據(jù)對電力負(fù)荷進行預(yù)測，并在這個基礎(chǔ)上實現(xiàn)有關(guān)經(jīng)濟調(diào)度和發(fā)電控制的自動化，然而一般的只有在省級以上的電網(wǎng)中才會出現(xiàn)這種要求的許可。對數(shù)據(jù)進行實時的采集和處理和監(jiān)控是電力系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中的主要內(nèi)容，在獲得數(shù)據(jù)支持的情況下把握好電網(wǎng)的運行狀況和安全情況，保證其可以很好的適應(yīng)現(xiàn)代電力市場的實際運營需求。

2.2 發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)

一般的發(fā)電廠分散系統(tǒng)采用分層分布結(jié)構(gòu)于實際的應(yīng)用過程中，主要有以太網(wǎng)、高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)、運行人員工作站、過程控制單元和工程師工作站共同組成。在過程控制單元中有輸入/輸出模件和可冗余配置的主控模件，而在主控模件中又通過冗余智能輸入/輸出和輸入/輸出總線模式進行通訊連接。可以直接用于生產(chǎn)過程的有過程控制單元，還可以直接接受熱電阻、熱電偶、電氣量、開關(guān)量、脈沖量和現(xiàn)場變送器等信號，并在運算處理完成后實現(xiàn)對設(shè)備的運行狀態(tài)和運行參數(shù)的實時顯示、打印和信號輸出，運用這種方式實現(xiàn)對執(zhí)行機構(gòu)的直接驅(qū)動和成產(chǎn)過程中最終的聯(lián)鎖保護、檢測和控制。在工程師工作站和運行員工作站使用的是人機接口，由向運行員工作站發(fā)送信息和接受由工作站發(fā)送過來的指令兩方面共同組成，這兩種方式共同實現(xiàn)操作人員監(jiān)視和控制機組運行狀態(tài)采用的方式或者是手段。最后一種為工程師提供設(shè)置和修改系統(tǒng)組態(tài)的診斷方式和維護方式的工作站就是工程師工作站。

2.3 變電站自動化

取代電話人工操作和人工監(jiān)視同時加強對于變電站的監(jiān)控能力就是在變電站中采用電氣自動化技術(shù)的主要目的，這種變電站自動化在實際應(yīng)用中還可以提高變電站的運行水平和運行效率。換而言之，就是實現(xiàn)變電站全方位多層次的監(jiān)視站內(nèi)各種電氣設(shè)備的運行狀況和實現(xiàn)對其有效的控制就是在變電站中應(yīng)用自動化技術(shù)的主要目的。這種變電站自動化的幾點特點有如下幾個方面：以往使用的電磁式裝置全部又全微機化的設(shè)備來替代，同時實現(xiàn)計算機屏幕化的操作監(jiān)視，在數(shù)據(jù)傳輸工程中較多的應(yīng)用電力信號電纜代替計算機電纜，對于變電站的管理和統(tǒng)計記錄實現(xiàn)自動化。由上述一些應(yīng)用功能，不難發(fā)現(xiàn)，在電力現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中的一個不可或缺的部分就是實現(xiàn)變電站的自動化，同時由于其可以滿足變電站的各種操作任務(wù)二使得電網(wǎng)調(diào)度自動化同樣是一個不可分割的重要組成部分。

3 電氣自動化的應(yīng)用發(fā)展趨勢

電氣自動化應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛同時還十分復(fù)雜，比如，日常生活中的電器開關(guān)和工業(yè)生產(chǎn)中的飛機汽車等，可以發(fā)現(xiàn)電氣自動化的應(yīng)用無處不見，在未來的電氣自動化發(fā)展中，其應(yīng)用范圍會得到更加廣泛的擴展，在我國的經(jīng)濟發(fā)展進程中發(fā)揮越來越重要的作用。

3.1 向核心競爭力的方向發(fā)展

企業(yè)核心競爭力的重要組成部分就是電氣自動化，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，各領(lǐng)域的企業(yè)都投入了越來越多的人力、物力和財力在研發(fā)電氣自動化設(shè)計方面，這種雄厚的投入必然會為我們帶來自動化技術(shù)的長足長進，科技進步了必然會縮短我國發(fā)展中國家和一些發(fā)達國家之間的差距，對于提高企業(yè)核心競爭力和實現(xiàn)電氣自動化的全面自主創(chuàng)新研發(fā)有著十分重要的意義。[3]

關(guān)于自動化向著核心競爭力方向發(fā)展的趨勢主要有分布式和開放時兩方面。保證電氣自動化系統(tǒng)中建立相對獨立的功能性模塊系統(tǒng)的屬于分布式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的的特點是可以有效的降低系統(tǒng)運行中的風(fēng)險，提高系統(tǒng)正常運行保障。實現(xiàn)電氣自動化系統(tǒng)和外界系統(tǒng)之間聯(lián)系的屬于開放式的系統(tǒng)趨勢，這種方式可以實現(xiàn)生產(chǎn)管理的融合和網(wǎng)絡(luò)自動化管控一體化的目標(biāo)。

3.2 以電氣自動化推動電氣智能化的發(fā)展

在近幾年的發(fā)展中，CIMS、自動控制、機器人出品和專用集成電路等方面的發(fā)展是有目共睹的，一些電氣自動化的開發(fā)設(shè)計公司在關(guān)于電氣自動化的智能化發(fā)展理念上提出了他們自己的設(shè)計模式，將電氣自動化的智能化發(fā)展呈現(xiàn)出了多種形態(tài)。以工藝知識庫為核心同時以交互式設(shè)計模式為基礎(chǔ)的綜合智能化CAPP開發(fā)平臺和應(yīng)用框架推出的系列產(chǎn)品有金葉CAPP、同方CAPP等，這些產(chǎn)品的出現(xiàn)很具說服力的證明了電氣自動化在未來發(fā)展中的發(fā)展趨勢最終由技術(shù)進步發(fā)展到真正的電氣智能化。

4 電氣自動化的設(shè)計

4.1 設(shè)計原則

在電氣自動化設(shè)計中主要遵守的原則有六點，分別是：最大程度的滿足生產(chǎn)機械和工藝對電氣控制的基本要求;滿足控制要求為主要目的提倡整體方案的簡單、經(jīng)濟、安全;處理好電氣和機械之間的關(guān)系，同時考慮設(shè)計成本因素;從經(jīng)濟性、技術(shù)性的角度選擇最適合的電器元件;設(shè)計應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量和安全測試;在現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)條件下大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用并保證使用和維護比較方便。[4]

4.2 設(shè)計思路

電氣自動化是一門相對復(fù)雜的學(xué)科，設(shè)計過程中涉及到較多的學(xué)科內(nèi)容，在設(shè)計過程中應(yīng)遵循以下三點設(shè)計思路;一，集中監(jiān)控的設(shè)計思路，這種模式可以保證使用和維護電氣自動化系統(tǒng)的便利性;二，遠程監(jiān)控的設(shè)計思路，這種模式可以保證節(jié)約大量的電纜、安裝費用和其他材料，降低設(shè)計成本;三，現(xiàn)場總線監(jiān)控設(shè)計思路，這種思路在變電站的綜合自動化系統(tǒng)中得到了很好的應(yīng)用，有著十分豐富的技術(shù)和經(jīng)驗。設(shè)計思路是建立在以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上的，在技術(shù)和使用上都是一種較為成熟的技術(shù)，實現(xiàn)了功能模塊的獨立和自由組合，保證了系統(tǒng)運行的可靠性，是設(shè)計電氣自動化的重要發(fā)展方向之一。

結(jié)束語

強弱電的結(jié)合是電氣自動化的一個最突出的專業(yè)特點，這個學(xué)科在經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著十分重要的作用，在實際的建設(shè)施工過程中需要電氣和自動化兩方面的協(xié)調(diào)配合來完成工作。我們的國家在經(jīng)濟上的迅猛發(fā)展和在技術(shù)上的不斷突破，電氣自動化在未來的發(fā)展中將有著十分良好的發(fā)展前景。

參考文獻

[1]任杰，姬穎.試論工業(yè)電氣自動化及其在工作的實踐[J].科技致富向?qū)В?016，（16）：56-57.

[2]李哲.淺談電氣自動化的應(yīng)用與發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2015，（36）：75-76.

（1.作者身份證號碼：230204199011230734;2.作者身份證號碼：211422198710017218）