電氣工程及其自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用

張傳興 何沁 王彪

摘 要：社會(huì)的進(jìn)步、科技的發(fā)展促進(jìn)了電氣工程的發(fā)展，電氣工程已經(jīng)融入到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，如何提高電氣工程自動(dòng)化在電氣工程的應(yīng)用是人們當(dāng)前關(guān)注的焦點(diǎn)問題。本文闡述了電氣工程及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)理念，分析了電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程的具體應(yīng)用，并對(duì)未來電氣自動(dòng)化在電氣工程中的發(fā)展趨勢(shì)作出了展望。

關(guān)鍵詞：電氣工程；自動(dòng)化；設(shè)計(jì)理念；應(yīng)用分析

1 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在電氣工程中的設(shè)計(jì)理念

1.1 利用集中式監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念在電氣工程中的應(yīng)用

集中式是將系統(tǒng)中的各項(xiàng)功能控制在一個(gè)處理器上統(tǒng)一處理、運(yùn)行，這種處理方式在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上較為簡(jiǎn)單，而且對(duì)控制站的要求不高，維護(hù)起來方便容易，節(jié)省了成本。單一的分散監(jiān)控管理方式不易于監(jiān)控，監(jiān)控起來較為復(fù)雜，電纜鋪設(shè)的數(shù)量也是大大增加，長(zhǎng)距離的電纜鋪設(shè)不僅增加了投入成本而且在連接安裝復(fù)雜程度增加了更大的風(fēng)險(xiǎn)性，電纜數(shù)量的增多意味著處理器接口的增多，降低處理器的運(yùn)行效率，增加出錯(cuò)幾率。集中式監(jiān)控設(shè)計(jì)理念降低了投資成本，避免大量的電纜產(chǎn)生的二次連接問題，防止傳動(dòng)過程中接線的復(fù)雜而帶來的線路紊亂或傳輸失誤，集中式監(jiān)控帶來的統(tǒng)一管理提高了電氣工程項(xiàng)目的效率，設(shè)計(jì)理念符合新時(shí)代發(fā)展背景的需求。因此，集中式監(jiān)控設(shè)計(jì)理念在電氣工程的應(yīng)用相對(duì)比較廣泛。

1.2 利用遠(yuǎn)程監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念在電氣工程中的應(yīng)用

遠(yuǎn)程監(jiān)控是指利用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)對(duì)電氣工程實(shí)施的各個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)控，保證項(xiàng)目的順利運(yùn)行。遠(yuǎn)程式監(jiān)控可以減少電纜的鋪設(shè)數(shù)量，節(jié)約安裝上的材料，避免單一分散的電纜鋪設(shè)和設(shè)備安裝造成的復(fù)雜性問題，大大地降低了投入成本，具有很高地靈活性。雖然說遠(yuǎn)程式監(jiān)控設(shè)計(jì)具有很多的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)在電氣工程應(yīng)用上也存在一定的局限性。電氣工程中的通訊量龐大，現(xiàn)場(chǎng)總線承載著太多的工作任務(wù)導(dǎo)致其靈敏度較低，這就限制了遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計(jì)在電氣化系統(tǒng)的整個(gè)構(gòu)建當(dāng)中的實(shí)現(xiàn)，如果用于全局監(jiān)控難免會(huì)出現(xiàn)監(jiān)控不到的地方或者總線承載負(fù)荷過重導(dǎo)致的監(jiān)控畫面丟失和滯后性問題。因此，遠(yuǎn)程監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念只適合于局部的系統(tǒng)監(jiān)控。

1.3 利用現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念在電氣工程的應(yīng)用

電子信息技術(shù)的發(fā)展改變了人類的生產(chǎn)、生活模式，提高了工作效率，同時(shí)也推動(dòng)了電氣工程的發(fā)展?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是電子信息技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域使用最為廣泛的技術(shù)，積累了大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高了電氣工程的效率?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)具有很強(qiáng)的針對(duì)性，對(duì)于不同間隔采取不同的監(jiān)控方式，減少了電纜的鋪設(shè)和隔離設(shè)備、端子柜的現(xiàn)場(chǎng)安裝，節(jié)約了投入成本和維護(hù)成本?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)使各個(gè)裝置功能獨(dú)立，通過網(wǎng)絡(luò)連接到總處理器，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率，避免了某個(gè)功能損壞造成整個(gè)系統(tǒng)癱瘓的問題。因此，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是電氣工程自動(dòng)化引用最多的信息化技術(shù)，也是電氣自動(dòng)化未來的發(fā)展趨勢(shì)。

2 電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用分析

2.1 電氣工程中電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化

電網(wǎng)調(diào)度是關(guān)系到民生的重要問題，在當(dāng)今社會(huì)中隨著科技的發(fā)展電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用十分廣泛。電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)是通過互聯(lián)網(wǎng)將處理器、工作站、顯示器聯(lián)系在一起的綜合系統(tǒng)，電氣工程自動(dòng)化可以將發(fā)電廠、電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、變壓系統(tǒng)等有效的聯(lián)系起來，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，將采集到的數(shù)據(jù)及時(shí)地反饋到處理器，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)施地維護(hù)調(diào)度，協(xié)調(diào)電網(wǎng)各個(gè)部門的調(diào)度關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化控制，保障電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2.2 電氣工程中發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)

發(fā)電廠對(duì)于整個(gè)社會(huì)的重要性是不言而喻的，人類離開了電力整個(gè)社會(huì)都會(huì)癱瘓。發(fā)電廠是電力調(diào)度系統(tǒng)的重要組成部分，因此保障其安全穩(wěn)定運(yùn)行是電力調(diào)度系統(tǒng)的重要任務(wù)。電氣工程中通常對(duì)發(fā)電廠采用分散測(cè)控技術(shù)，利用分層分布的機(jī)構(gòu)保障發(fā)電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在發(fā)電廠的分散監(jiān)控系統(tǒng)中，控制單元通過總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)通訊功能，實(shí)時(shí)接收來自熱敏電阻、開關(guān)的信號(hào)反饋，通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)算處理，從而發(fā)布執(zhí)行各項(xiàng)命令，實(shí)現(xiàn)電氣工程的自動(dòng)化控制，提高發(fā)電廠的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率，降低出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)性，提高了處理故障的效率。

2.3 電氣工程中變電站的自動(dòng)化

現(xiàn)階段變電站也普遍使用電氣工程來提高其自動(dòng)化，加強(qiáng)變電站的監(jiān)控功能，提升變電站的運(yùn)行效率。自動(dòng)化技術(shù)取代了傳統(tǒng)的人工操作、監(jiān)控、通訊的落后性，減少了人工操作失誤帶來的損失，實(shí)現(xiàn)了信息化的全面監(jiān)控，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行了有效地控制和維護(hù)。自動(dòng)化技術(shù)將信息處理和電氣工程完美地結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴⒓皶r(shí)性，對(duì)變電站數(shù)據(jù)進(jìn)行了更細(xì)致地的統(tǒng)計(jì)和分析，用數(shù)字信號(hào)取代了傳統(tǒng)的模擬信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了變電站的現(xiàn)代化改革。因此，自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了變電站的現(xiàn)代化生產(chǎn)，是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要技術(shù)。

3 電氣自動(dòng)化在電氣工程中的發(fā)展趨勢(shì)

電氣自動(dòng)化在電氣工程中的未來發(fā)展趨勢(shì)是信息化處理、分布式監(jiān)控、開放式管理，信息化就是通過電子信息技術(shù)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行有效地評(píng)估，及時(shí)采集數(shù)據(jù)分析進(jìn)行記錄，實(shí)現(xiàn)控制的自動(dòng)化；分布式是確保每個(gè)工程能夠獨(dú)立運(yùn)行，某個(gè)系統(tǒng)癱瘓不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的獨(dú)立行；開放式是通過互聯(lián)網(wǎng)和外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的外部連接。這三方面技術(shù)保障了電氣自動(dòng)化工程運(yùn)行的安全性、高效性，是未來電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展模式，建立完善地電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)電氣工程地智能化控制。

4 結(jié)語

綜上所述，電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用是現(xiàn)代化控制發(fā)展的必然趨勢(shì)，是工業(yè)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)，因此，我們必須加大力度推動(dòng)電氣自動(dòng)化的信息化發(fā)展，加快電氣工程網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，完善電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的智能化，提高電氣自動(dòng)化帶來的經(jīng)濟(jì)效益，從而推動(dòng)整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：張傳興（1993），男，貴州畢節(jié)普宜鎮(zhèn)人，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。