電氣工程及其自動化在電氣工程中的發(fā)展與應(yīng)用

楊頌恩 張銘靖 劉樹實 馮旭之 閭錦浩 中北大學(xué)（朔州校區(qū)）

1.電氣工程及其自動化的內(nèi)容

電氣工程及其自動化涉及電力電子技術(shù)，計算機技術(shù)，電機電器技術(shù)，信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，機電一體化技術(shù)等諸多領(lǐng)域，是一門綜合性較強的學(xué)科，其主要特點是強弱電結(jié)合，機電結(jié)合，軟硬件結(jié)合，電工技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合，元件與系統(tǒng)相結(jié)合，使學(xué)生獲得電工電子、系統(tǒng)控制、電氣控制、電力系統(tǒng)自動化、電氣自動化裝置及計算機應(yīng)用技術(shù)等領(lǐng)域的基本技能。該專業(yè)培養(yǎng)具有工程技術(shù)基礎(chǔ)知識和相應(yīng)的電氣工程專業(yè)知識，具有解決電氣工程技術(shù)分析與控制問題基本能力的高級工程技術(shù)人才。電氣工程及其自動化專業(yè)是為各行各業(yè)培養(yǎng)能夠從事電氣工程及其自動化、計算機技術(shù)應(yīng)用、經(jīng)濟管理等領(lǐng)域工作的寬口徑、復(fù)合型的高級工程技術(shù)人才。

2.電氣工程及其自動化的現(xiàn)狀

電氣工程及其自動化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。電網(wǎng)調(diào)度自動化主要通過安全分析與對策提出(SA)、數(shù)據(jù)采集與安全監(jiān)控(SCADA)和自動發(fā)電控制(AGC)與經(jīng)濟調(diào)度控制(EDC)三個手段來實現(xiàn)對電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行調(diào)整。發(fā)電廠自動化系統(tǒng)主要包括了動力機械自動控制、自動發(fā)電量控制系統(tǒng)(AGC)和自動電壓控制系充(AVC)系統(tǒng)。配電系統(tǒng)自動化的主要功能是降低電網(wǎng)的損耗、監(jiān)控配電網(wǎng)的運行狀況、優(yōu)化配電網(wǎng)的運行方式、提高配電網(wǎng)設(shè)備自身的可靠性運行能力，以及減輕了運行人員的勞動強度和維護費用。

我國電氣自動化形成了平臺開放式的發(fā)展模式。個人計算機的發(fā)展逐漸改變了人們原有的生活方式。但是個人計算機系統(tǒng)不僅僅對人民的生活方式進行了改造，在社會生產(chǎn)層面也產(chǎn)生了重要的作用。基于個人計算機系統(tǒng)的技術(shù)，電氣自動化領(lǐng)域?qū)τ诓僮飨到y(tǒng)進行了進一步的改進，系統(tǒng)操作界面更加靈活。

3.電氣工程及其自動化在電氣工程中的發(fā)展前景及方向

目前，隨著電氣工程的不斷發(fā)展，電氣工程自動化也發(fā)揮著自己舉足輕重的作用，且自動化在電氣領(lǐng)域的用途十分廣泛，涉及的方面也很廣，能夠使電氣工程不斷發(fā)展和完善，從全局來看，自動化也能推進其他學(xué)科的發(fā)展。雖然我國近幾年的電氣工程自動化領(lǐng)域發(fā)展取得很大進步，但是相比于國外發(fā)達國家來說還是有很大差別，我國仍然處于相對落后的位置，我們應(yīng)該從以下幾方面進行完善與進步：首先要實現(xiàn)數(shù)字化與自動化的有機結(jié)合，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字技術(shù)在不斷完善自身性能的同時，也加強了與外界因素的溝通，特別是通過網(wǎng)絡(luò)平臺，有效對自身系統(tǒng)的智能水平進行提升，而網(wǎng)絡(luò)平臺信息的傳輸?shù)膹V泛性以及快速性也滿足了數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用需求，因此未來的數(shù)字技術(shù)必然會借助網(wǎng)絡(luò)平臺的優(yōu)勢，加速實現(xiàn)智能化水平的提升。其次是電氣的自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自身的通用性，對于一個高穩(wěn)定性的電氣自動化的控制系統(tǒng)來說是極為重要的，極大地保障了企業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)的計算機監(jiān)控系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)這幾者之間的數(shù)據(jù)傳輸工作的通暢性。企業(yè)內(nèi)部的管理層人員也可以通過外界互聯(lián)網(wǎng)，對實地的生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)狀進行監(jiān)督。在對自動化系統(tǒng)進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的過程中，要充分地保證與整個自動化生產(chǎn)線處在一個系統(tǒng)的通訊范圍內(nèi)。再次，我國在自動化方面的核心技術(shù)大都是舶來品，我國并沒有堅實的發(fā)展基礎(chǔ)，再加上嚴峻的就業(yè)形式和其他社會問題的影響，許多大學(xué)生都不愿意學(xué)習(xí)這方面的知識，最重要也是最困難的一項任務(wù)之一是培養(yǎng)此方面的優(yōu)秀人才，提高相關(guān)人員的專業(yè)技術(shù)能力和素養(yǎng)

最后，當(dāng)前時代特征對該領(lǐng)域該專業(yè)的要求。盡管當(dāng)前的時代是計算機和網(wǎng)絡(luò)的時代，計算機和網(wǎng)絡(luò)行業(yè)發(fā)展也較為迅猛，但是人們總是容易忽略，工業(yè)才是國家的支柱產(chǎn)業(yè)，而計算機和網(wǎng)絡(luò)也依賴于計算機硬件，所以在當(dāng)前時代該專業(yè)仍然是社會經(jīng)濟發(fā)展的重點專業(yè)之一。并且該專業(yè)的涉及面極廣，可以通俗地說，有電力資源應(yīng)用的地方就有電氣工程及其自動化的用武之地，所以必須要對其重視并且進行深入的研究。

4.電氣工程及其自動化的應(yīng)用優(yōu)勢

電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用具有較好的監(jiān)測優(yōu)勢 一般情況下，我們都需要對變壓器和斷路器等各種相關(guān)的電氣設(shè)備進行有效的、實時的監(jiān)測,以便更好地調(diào)整和排除其運行 和生產(chǎn)過程中的各種臨時故障。在電氣工程中,實現(xiàn)電氣自動化 技術(shù)的有效應(yīng)用可以通過有效監(jiān)測電氣設(shè)備的相關(guān)參數(shù)、運行狀態(tài)及其反饋信息等來實現(xiàn)設(shè)備故障診斷和確定的精確性和高效性,進而使我們能夠及時地了解到設(shè)備故障的成因并對其進行及時的處理。電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效實現(xiàn)電氣工程中相關(guān)設(shè)備運行和管理的智能化電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效實現(xiàn)電氣工程中相關(guān)設(shè)備運行和管理的智能化，這是由現(xiàn)如今電氣自動化系統(tǒng)和電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的廣泛應(yīng)用決定的 , 它不僅能夠促進電氣工程運行和管理的自動化，更能實現(xiàn)其運行和管理的智能化，確保了電氣工程運行的安全性和穩(wěn)定性,也促進了其生產(chǎn)和管理的高效性。

5.電氣工程及其自動化的智能化技術(shù)應(yīng)用

5.1 PLC技術(shù)在電氣工程自動化中的應(yīng)用。利用PLC技術(shù)可以有效的對電氣工程進行優(yōu)化改進，同時作為提高電氣工程及其自動化生產(chǎn)效率的核心，利用PLC技術(shù)充分實現(xiàn)對電氣設(shè)備的掌控，極大程度上提升了設(shè)備運行效率。首先，根據(jù)當(dāng)前情況下電氣工程及其自動化控制的高層次要求，提出與之相符合的PLC技術(shù)的應(yīng)用方式，并不斷研究和探索，以此來促進電氣工程及其自動化控制的建設(shè)質(zhì)量。其次，應(yīng)該構(gòu)建一支高水平的優(yōu)秀人才隊伍，在隊伍中尤其要注重技術(shù)人員的引進和培養(yǎng)，要對技術(shù)人員進行PLC技術(shù)應(yīng)用方面的培訓(xùn)，有利于提高PLC技術(shù)的應(yīng)用效率。最后企業(yè)建立科學(xué)化、系統(tǒng)化的PLC技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)，并構(gòu)建專門的信息庫，以此來滿足現(xiàn)代化電器工程及其自動化控制系統(tǒng)的高要求。

5.2 控制系統(tǒng)自動化。我國開始進入節(jié)約型社會之后，每一個行業(yè)開始朝著優(yōu)化資源配置的方向前進，電氣工程行業(yè)也將資源優(yōu)化配置問題順利解決。電氣工程應(yīng)用智能化技術(shù)后，不但可以將辦公程序優(yōu)化，而且還能夠?qū)崿F(xiàn) 智能化控制機械設(shè)備故障的檢測、處理以及數(shù)據(jù)的采集，降低設(shè)備維 護以及養(yǎng)護過程中投入的人力以及時間，節(jié)省了電氣工程企業(yè)的成本，大大提升了企業(yè)的經(jīng)濟收益。大部分時間電氣工程自動化利用效率、精度以及速度對自動化的水平進行評價，應(yīng)用智能化技術(shù)逐步提高了電氣工程中控制系統(tǒng)自動化的水準。

結(jié)語：電氣工程建設(shè)的完善及其質(zhì)量的好壞直接影響我國社會各方面的建設(shè)和發(fā)展，電氣系統(tǒng)的飛速發(fā)展是電氣系統(tǒng)自動化技術(shù)在電氣工程中得到實現(xiàn)的必然結(jié)果。將高科技計算機技術(shù)和應(yīng)用通信技術(shù)等技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)電力的順利生產(chǎn)、輸送和使用環(huán)節(jié)的智能化和自動化,確保電氣工程電氣系統(tǒng)運行和管理的安全性，穩(wěn)定性和高效性,是電氣工程中電氣系統(tǒng)自動化技術(shù)應(yīng)用最基本的也是最主要的發(fā)展方向。此外,在電氣工程和電氣系統(tǒng)中使用電氣自動化技術(shù)不僅可以精確地監(jiān)控和保護相關(guān)的電氣設(shè)備及其線路的安全,還能確保我國電力生產(chǎn)、電力輸送和電力使用的安全性、穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟性,使我國的電氣工程建設(shè)更加完善?？偠灾?，伴隨著我國人民生活水平的逐步提升，電子自動化控制面臨著越來越高的要求。電氣自動化控制不但與社會生產(chǎn)水平有直接的聯(lián)系，還深刻的對人們的生活質(zhì)量以及生活方式產(chǎn)生了影響?，F(xiàn)如今，我國電氣自動化控制領(lǐng)域較為滯后，存在非常多的問題，隨著人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用能夠有效解決問題，降低控制工作成本，提高工作質(zhì)量以及工作效率。