機電工程技術及自動化應用問題探討

王 鑫

河北省灤平縣行政審批局，河北 承德 068250

隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，很多行業(yè)在近些年取得很大的發(fā)展，其中電力行業(yè)為我國經(jīng)濟建設做出了重要的貢獻。機電工程技術不斷被應用于工業(yè)產(chǎn)業(yè)，極大地保障了供電的可靠性和安全性，同時也提高了供電系統(tǒng)的工作效率，同時最大程度保證了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。本文重點研究了機電工程技術對于電力系統(tǒng)發(fā)展的作用以及機電工程技術在電力系統(tǒng)應用的未來發(fā)展趨勢，從而更好促進我國電力系統(tǒng)的發(fā)展，給用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的供電服務。

1 機電工程技術在工業(yè)產(chǎn)業(yè)中的作用

1.1 機電工程技術的應用提高了自動化系統(tǒng)的可靠性

近年來，我國電氣自動化技術取得了快速的發(fā)展，工業(yè)控制一體化控制目標已經(jīng)實現(xiàn)，這其中離不開機電工程技術的發(fā)展，同時機電工程技術在電力系統(tǒng)的應用力度明顯加強，主要表現(xiàn)在下面兩個方面。第一，機電工程技術可以對于很多工業(yè)生產(chǎn)的過程進行有效的監(jiān)督管理，從而確保工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量安全可靠，同時也提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。使用機電工程技術可以采集生產(chǎn)過程中大量的實時數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以進行分析統(tǒng)計，有利于制定科學合理的生產(chǎn)計劃，從而減少企業(yè)的運營成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。另外，電子系統(tǒng)信息技術可以有效監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，及時檢測系統(tǒng)各種潛在的風險，同時監(jiān)控關鍵參數(shù)來判斷系統(tǒng)的運行情況。一旦系統(tǒng)出現(xiàn)意外的事故，電力系統(tǒng)能夠在很短的時間制定科學有效的解決方案，從而把影響降低到最低，最大限度地保護人力和物力資源，從而保證企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1.2 機電工程技術的應用提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率

隨著智能化設備的不斷廣泛使用，企業(yè)的自動化水平明顯提高，極大了提高了生產(chǎn)效率，保證了系統(tǒng)的安全性和可靠性，一個很大的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，往往只需要幾個技術管理人員，他們可以通過電氣自動系統(tǒng)很容易地來控制整個生產(chǎn)流程，同時可以監(jiān)控各個工業(yè)環(huán)節(jié)的運行狀態(tài)。以使用最常見的自動化控制系統(tǒng)為例，在工業(yè)生產(chǎn)的運行控制過程中，相關技術人員可以通過PC、PLC等不同電氣控制系統(tǒng)進行遠程控制各個環(huán)節(jié)的執(zhí)行器來控制整個流程的運轉(zhuǎn)情況，這樣技術人員不用去實際現(xiàn)場，就可以掌握整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，從而大大提高了工作效率，也使得系統(tǒng)的維護更加方便快捷。另一方面，電子信息的應用也降低對于技術人員的要求，他們在實際工作的過程中需要掌握如何使用終端的控制軟件以及常見問題的解決方案，這樣就可以大大提高企業(yè)運行的效率。

1.3 機電工程技術的應用可以有效控制監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)

機電工程技術可以控制整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，在電力系統(tǒng)的運行過程中可以檢測到系統(tǒng)中很多參數(shù)的變化，因此電氣自動化設備在實際安裝過程中需要設備控制點分布在系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，這樣能對整個系統(tǒng)的運行過程做全面的監(jiān)控。同時電氣自動化設備的配電設備的安裝和操作也非常特殊，安裝過程也很煩瑣，需要根據(jù)不同的安裝環(huán)境進行合理的安裝。配電設備要進行科學合理的功率計算，要保證一定的安全裕度，可以采取雙回路的供電方式，從而保證系統(tǒng)能夠安全可靠的運行，一旦出現(xiàn)意外停電事件，系統(tǒng)也可以繼續(xù)運行，使得工業(yè)生產(chǎn)能夠正常進行，減少企業(yè)的經(jīng)濟損失。

2 機電工程技術在電力系統(tǒng)中的應用發(fā)展

2.1 優(yōu)化設計的應用

機電工程技術在電力系統(tǒng)中的發(fā)展過程中，所涉及的專業(yè)知識包括了自動化、電氣、機械、計算機等各個學科，這就對于電氣設備的設計人員提出了更高的要求。隨著電網(wǎng)結構越來越復雜，處理的電力參數(shù)越來越多，傳統(tǒng)的設計方法很難滿足時代發(fā)展的需要，在未來設計的過程中都是由計算機設計完成，這樣不僅可以提高工作效率，同時可以減少設計錯誤，這樣電氣設備在實際運行中的性能可以得到最大限度地保證。

2.2 在電網(wǎng)調(diào)度中的應用

機電工程技術被廣泛應用于電網(wǎng)調(diào)度的整個環(huán)節(jié)，主要是應用于自動化控制系統(tǒng)，包括了軟件和硬件的應用，能夠科學合理分析用戶用電的需求，制定最佳的供電方案，既保障了用戶用電的需求，又能夠最大程度減少了企業(yè)的運營成本，從而使得企業(yè)獲得利潤最大化。自動化系統(tǒng)的主要內(nèi)容是合理利用計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)對其眾多的業(yè)務工作，進行科學的監(jiān)督控制以及合理的調(diào)度，并且對相應的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡進行有效利用，將眾多類型的終端建立科學的聯(lián)系，從而進行自動化的科學調(diào)度，可有效確保電網(wǎng)調(diào)度的質(zhì)量和效率。

2.3 PLC技術的應用

PIC技術發(fā)展對于企業(yè)自動化水平發(fā)展至關重要。它能夠有效監(jiān)控生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，同時能夠有效地控制電力系統(tǒng)的各個參數(shù)。通過傳感器不斷采集電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的運行參數(shù)，然后將這些參數(shù)上傳至控制單元進行分析，從而判斷系統(tǒng)的運行狀態(tài)，最終控制單元發(fā)出指令來控制各個執(zhí)行器，從而完成控制任務。

PIC最大的益處是它通過可視化系統(tǒng)將各個環(huán)節(jié)以圖形化的形式呈現(xiàn)給技術人員，技術人員只需要在調(diào)度室便可以掌握整個電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，通過觀察各個環(huán)節(jié)的運行指示燈，便可以觀察出系統(tǒng)的運行狀態(tài)，同時也可以控制各個環(huán)節(jié)執(zhí)行器的相關狀態(tài)，這樣就可以最大程度減少工作人員的任務量，提高了企業(yè)的工作效率和經(jīng)濟效益。PIC在可靠性和穩(wěn)定性方面也有很大的保障，能夠保障系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運行不會出現(xiàn)故障，因此PIC系統(tǒng)是工業(yè)界普遍使用的系統(tǒng)，同時也具有抵御外界干擾的能力，對于很多外界干擾，系統(tǒng)能夠進行克服，對于一些小的故障，系統(tǒng)也能夠檢測出，從而制定科學合理的解決方案。

2.4 智能變電站中的應用

智能變電站是結合信息化技術誕生的產(chǎn)物，其中涉及了自動控制、儀器儀表、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新型技術。能夠通過可靠的傳感器自動檢測電路出現(xiàn)的故障，并進行智能分析和智能決策，能夠最大程度提高電力行業(yè)的供電質(zhì)量以及供電可靠性。智能變電站是國家比較推崇的新型變電站，它的基本特征就是環(huán)保性、經(jīng)濟性、可靠性以及智能性，符合我國“五位一體”的戰(zhàn)略格局，它能夠使用清潔能源的同時減少有害氣體的排放，從而減少了對于生態(tài)系統(tǒng)的破壞[1]。另一方面，依靠先進可靠的信息化技術，能夠建立可靠而且強大的電網(wǎng)結構，最大限度地保障供電質(zhì)量的可靠性和安全性，同時提高供電效率。另外，智能變電站還擁有友好的用戶體驗功能，能夠和用戶進行交流，共享用戶信息，鼓勵用戶積極參與電網(wǎng)調(diào)控的環(huán)節(jié)。

智能變電站在建設過程中主要采用的是電子變壓器和初級設備智能設備，從而實現(xiàn)設備的初級智能化[2]。另外，利用基于IEC61850通信協(xié)議的變電站自動化系統(tǒng)能夠自動實現(xiàn)二次設備的組網(wǎng)過程。同時智能化系統(tǒng)配合著無縫連接系統(tǒng)，可以提高變電站的信息交互協(xié)同、信息整合以及集成的特點，從而建立一個完善可靠的數(shù)字系統(tǒng)。

3 機電工程技術及自動化技術未來發(fā)展

電氣智能化技術涉及了電力環(huán)節(jié)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，比如電力系統(tǒng)的監(jiān)控、系統(tǒng)故障診斷以及系統(tǒng)供電穩(wěn)定等，智能化技術在整體上是朝著以下三個方向進行發(fā)展。

3.1 網(wǎng)絡化

近些年隨著我國機電工程技術及自動化技術的不斷發(fā)展，行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)水平也得到了很大的提升[3]。監(jiān)督管理人員在任何地點都可以對于生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行有效的監(jiān)督，這一技術得以實現(xiàn)主要由于網(wǎng)絡化技術的發(fā)展。另外一方面，隨著工業(yè)化網(wǎng)絡系統(tǒng)的發(fā)展，生產(chǎn)環(huán)節(jié)也越來越智能化，智能傳感器能夠?qū)τ谙到y(tǒng)的相關參數(shù)進行合理分析，一般發(fā)現(xiàn)異常就通過控制系統(tǒng)向相關管理系統(tǒng)發(fā)送錯誤報告，從而對于故障進行合理的修復[4]。網(wǎng)絡化的技術使得人們加強了對于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制力度，從而更好地促進我國機電工程技術及自動化技術行業(yè)的發(fā)展。

3.2 綠色發(fā)展原則

目前，電力系統(tǒng)在發(fā)展過程中會產(chǎn)生一定的電力污染，對于我國環(huán)境產(chǎn)生了一定的破壞作用，但是人工智能技術的應用為解決這個問題提供了可行的解決方案，使用人工技術充分符合我國的綠色設計理念，提高了產(chǎn)品設計科學性和合理性，以最小的資源獲得最大的發(fā)展，通過引入智能變電站、智能反饋技術以及自動聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術可以有效解決電力資源浪費的問題，在電力各個環(huán)節(jié)得到了應用，從而減少了二氧化碳等溫室氣體的排放，更好地促進我國產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展，符合我國可持續(xù)發(fā)展理念[5]。

3.3 模塊化方向發(fā)展

機電工程技術及自動化技術模塊化發(fā)展是未來發(fā)展的一個重要趨勢，模塊發(fā)展促使未來更好地進行產(chǎn)業(yè)合作和產(chǎn)業(yè)融合，這樣能夠提高產(chǎn)業(yè)之間的合作效率，同時能夠縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，獲得共同的發(fā)展。在過去，由于很多設備和零件的結構和接口以及通信協(xié)議沒有形成統(tǒng)一的規(guī)劃，導致很多企業(yè)在進行開發(fā)時，就存在很大的技術弊端[6]。同時在一些電氣設備的接口、電機的接口、電源接口的功能部件沒有形成統(tǒng)一的標準，這樣就會造成無法進行大規(guī)模的批量開發(fā)，對用戶造成很大麻煩。因此模塊化發(fā)展可以更好促進產(chǎn)業(yè)之間的信息融合和共同發(fā)展，同時模塊化發(fā)展也能夠降低生產(chǎn)成本，為產(chǎn)品規(guī)模化提供了可靠的保障。

4 結語

綜上所示，機電工程技術在電力系統(tǒng)的廣泛應用極大促進了電力系統(tǒng)的發(fā)展。隨著智能技術的發(fā)展，未來機電工程技術在電力系統(tǒng)的應用將會越來越廣泛，因此各個企業(yè)需根據(jù)自身情況合理利用機電工程以及自動化技術，從而更好促進企業(yè)的發(fā)展。