電氣工程自動(dòng)化的設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究

陳石 包晗

【摘要】：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了各行各業(yè)的發(fā)展，尤其是自動(dòng)化技術(shù)。自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用推動(dòng)了其系統(tǒng)化、智能化發(fā)展，從而推動(dòng)了電器行業(yè)的發(fā)展。近些年來電氣工程及其自動(dòng)化成為一門綜合性學(xué)科，在推動(dòng)電氣工程發(fā)展中起到了重要的作用。文章主要針對(duì)電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)和應(yīng)用展開分析。

【關(guān)鍵詞】電氣工程，自動(dòng)化，設(shè)計(jì)與應(yīng)用

信息技術(shù)在各行各業(yè)中得到了推廣與應(yīng)用，尤其是現(xiàn)代工業(yè)，為電氣自動(dòng)化提供了有效的支持，并且推動(dòng)了電氣工程的智能化發(fā)展。電氣工程及其自動(dòng)化對(duì)現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有積極影響，無論是小的開關(guān)設(shè)計(jì)，還是航天飛船的設(shè)計(jì)，都需要應(yīng)用到電氣自動(dòng)化技術(shù)。由此看來，電氣工程自動(dòng)化關(guān)系著人們的生產(chǎn)與生活，具有重要的作用。電氣工程自動(dòng)化需要利用多種技術(shù)的支持，包括電氣設(shè)備與保護(hù)裝置，從而確保運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，因此在設(shè)計(jì)過程中需要加強(qiáng)這方面的思考。

一、電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)原則

（一）優(yōu)化供配電

在電氣工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先需要考慮供配電系統(tǒng)的實(shí)用性和穩(wěn)定性，從而為企業(yè)的生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)提供穩(wěn)定的電能，從而對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理與控制，能夠確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，便于維護(hù)設(shè)備，從而對(duì)電能進(jìn)行合理配置，減少能源浪費(fèi)的現(xiàn)象。節(jié)能環(huán)保是現(xiàn)代企業(yè)對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的重要要求，在確保電氣設(shè)備運(yùn)行安全的基礎(chǔ)上，需要重視對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化，從而減少系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的能耗，提高資源的利用率。

（二）提高系統(tǒng)運(yùn)行效率

系統(tǒng)運(yùn)行效率是電氣工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中需要重點(diǎn)思考的環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)過程中，首先需要確保系統(tǒng)中電氣設(shè)備能夠正常運(yùn)行，在確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率?？梢赃x擇性能好且負(fù)荷均勻的設(shè)備，從而減少系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的損失。同時(shí)還需要提高設(shè)備的利用率，從而減少系統(tǒng)運(yùn)行成本。

二、電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)思路

（一）統(tǒng)一控制

統(tǒng)一控制模式具有操作簡(jiǎn)單、維護(hù)便捷且對(duì)控制站防護(hù)要求低，設(shè)計(jì)也相對(duì)簡(jiǎn)單。但是由于這種方式是將系統(tǒng)各種功能聚集在同一處理器上，因此處理難度大且負(fù)荷高，可能會(huì)影響處理器的處理速度。由于所有的電氣設(shè)備都處于同一處理器的控制下，因此冗余會(huì)減少，需要更多的電纜連接，導(dǎo)致成本增加，而長(zhǎng)距離電纜可能增加電磁干擾，影響系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

（二）遠(yuǎn)程控制

遠(yuǎn)程控制能夠減少安裝成本以及材料，減少電纜的應(yīng)用，配置靈活且安全性較高。但是由于現(xiàn)場(chǎng)總線的通信速度相對(duì)較慢，因此遠(yuǎn)程控制模式僅適用于小規(guī)模的系統(tǒng)中，不適用于大中型工廠。

（三）現(xiàn)場(chǎng)總線控制

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，現(xiàn)場(chǎng)總線、鈦網(wǎng)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中，且具有豐富的理論與實(shí)踐應(yīng)用，電氣系統(tǒng)的智能化水平也不斷提升，這些技術(shù)與設(shè)備的應(yīng)用為電氣工程自動(dòng)化提供了扎實(shí)的基礎(chǔ)。現(xiàn)場(chǎng)總線控制能夠根據(jù)不同工程的特點(diǎn)設(shè)計(jì)不同的功能，從而讓系統(tǒng)具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，不但具有遠(yuǎn)程控制的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)能夠減少隔離設(shè)備的使用，且設(shè)備可以利用現(xiàn)場(chǎng)通信系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，從而減少了控制電纜的應(yīng)用，能夠減少安裝成本，提高工程的經(jīng)濟(jì)效益。

三、電氣工程自動(dòng)化的實(shí)際應(yīng)用

（一）電氣工程自動(dòng)化在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用

鋼鐵行業(yè)作為我國(guó)重要的支柱型產(chǎn)業(yè)，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。隨著鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展，其市場(chǎng)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，電氣工程自動(dòng)化是提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要方式。電氣自動(dòng)化在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用主要是提高其生產(chǎn)效率與管理效率。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)︿撹F生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效控制，從而提高生產(chǎn)力以及產(chǎn)品質(zhì)量。于此同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用有助于確保鋼鐵生產(chǎn)的安全性。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠減少工作人員的工作量，從而減少生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)管理的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化。

（二）電氣工程自動(dòng)化在供暖工程中的應(yīng)用

電氣工程自動(dòng)化在供暖系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是對(duì)電力供應(yīng)的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)變電設(shè)備的自動(dòng)控制。在配電控制方面，電氣工程自動(dòng)化能夠提高對(duì)供暖系統(tǒng)的自動(dòng)控制，從而提高供暖效率，確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，從而提供有效的信息。在自動(dòng)控制方面，電氣工程自動(dòng)化能夠提高對(duì)電源系統(tǒng)的控制，減少人為操作引起的故障，從而提高供暖系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（三）電氣工程自動(dòng)化在水利工程中的應(yīng)用

近些年來隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大以及城市用水量的增長(zhǎng)，對(duì)水利工程的要求也不斷提升，水利工程的自動(dòng)化具有重要意義。但是在實(shí)際應(yīng)用中，受到多方面因素的影響，主要集中在水利工程原件配置性能差，導(dǎo)致自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)困難。因此，要想推動(dòng)水利工程的自動(dòng)化發(fā)展，需要不斷的優(yōu)化設(shè)計(jì)與設(shè)備選擇。電氣工程自動(dòng)化在水利工程中的應(yīng)用主要集中在兩方面，首先是PLC的應(yīng)用。一般情況下中小型水利工程選擇的是軸流漿式水輪機(jī)，該水輪機(jī)的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)在于葉片可以根據(jù)流速進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，從而增強(qiáng)水輪的運(yùn)行范圍，但是在實(shí)際運(yùn)行中可能會(huì)由于不符合實(shí)際需求而無法提高機(jī)組的運(yùn)行效率。因此，在PLC應(yīng)用過程中，需要根據(jù)水輪機(jī)的規(guī)格與型號(hào)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)，CAN總線在水利工程中表現(xiàn)出較好的應(yīng)用效果，能夠通過一根電纜連接現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備與機(jī)器，從而構(gòu)建一體化的通信系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備與機(jī)器的工作狀態(tài)進(jìn)行采集與控制，從而提高了管理的效率?？偠灾?，電氣工程自動(dòng)化在各行各業(yè)中都有廣泛應(yīng)用。

四、結(jié)束語

電氣工程自動(dòng)化具有較好的發(fā)展空間與應(yīng)用前景，給人們的生產(chǎn)與生活帶來極大的便利。因此，在電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中，需要不斷的優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，并設(shè)計(jì)出符合工程要求的控制方案，從而為各行各業(yè)提供自動(dòng)化服務(wù)。電氣工程自動(dòng)化在實(shí)際應(yīng)用中也向著接口統(tǒng)一化、生產(chǎn)規(guī)?；l(fā)展。電氣工程自動(dòng)化對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，國(guó)家相關(guān)部門應(yīng)該采取有效的激勵(lì)措施，推動(dòng)電氣工程自動(dòng)化的創(chuàng)新與完善，滿足各行各業(yè)的需求。

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