電氣工程及其電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用研究

林恒

山東淄建集團(tuán)有限公司 山東淄博 255024

1 電氣工程及自動(dòng)化的概述

近年來，我國經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展日益迅猛，電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)也被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)工作中，使企業(yè)生產(chǎn)效率得以提升的同時(shí)，在控制精度上也能得到極大改善，從而對(duì)當(dāng)前社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到至關(guān)重要的推動(dòng)作用，并使企業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)得以快速完成[1]。電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)作為一種新興的技術(shù)產(chǎn)物，與人們的生產(chǎn)生活有著十分密切的關(guān)系，因此，不斷發(fā)展和優(yōu)化電氣工程及自動(dòng)化控制系統(tǒng)，必將使我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展變得更加繁榮。

2 電氣工程及電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

智能化。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的智能化，不僅體現(xiàn)在電氣工程的生產(chǎn)運(yùn)行階段，還體現(xiàn)在運(yùn)行結(jié)束以后。企業(yè)使用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，各項(xiàng)設(shè)備可以根據(jù)計(jì)算機(jī)預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行自動(dòng)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無人值守的情況。當(dāng)設(shè)備生產(chǎn)到預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時(shí)，各項(xiàng)設(shè)備也會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行，保障企業(yè)進(jìn)行其他的生產(chǎn)活動(dòng)。普及性。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)不僅應(yīng)用在企業(yè)生產(chǎn)中，在日其他各個(gè)領(lǐng)域也都有所應(yīng)用。如在建筑行業(yè)中，就可以通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)提升建筑工程的穩(wěn)定性，降低施工過程中的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)。高效率。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的普及和應(yīng)用，能夠大幅度降低企業(yè)生產(chǎn)過程中的錯(cuò)誤率，使企業(yè)的生產(chǎn)難度降低，減少資源浪費(fèi)的情況。電氣自動(dòng)化的使用能夠?qū)崿F(xiàn)全天不間斷生產(chǎn)，為企業(yè)的經(jīng)營發(fā)展提高了效率。

3 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的開環(huán)控制，是一種無反饋信息的控制系統(tǒng)。即電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)開啟后，沿著預(yù)先設(shè)定的指令運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，操作者無法根據(jù)運(yùn)行情況對(duì)預(yù)先設(shè)定的指令進(jìn)行調(diào)整，也無法下達(dá)新的指令。只有當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束后，操作者才可以為下一次的系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)定相關(guān)的指令。所以在開環(huán)控制的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，操作者設(shè)定的指令對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行效果起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)操作者設(shè)定的指令準(zhǔn)確無誤時(shí)，系統(tǒng)可以達(dá)到預(yù)期的運(yùn)行效果，但萬一設(shè)定的指令出錯(cuò)，那么在系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束前，將無法進(jìn)行修改或其他處理。這種情況下，往往會(huì)造成不可挽回的重大損失。閉環(huán)控制與開環(huán)控制恰恰相反，閉環(huán)控制不僅能夠根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況給予信息反饋，還可以根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整和修正[2]。相比于開環(huán)控制，閉環(huán)控制的方法比較靈活。

4 電氣工程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要類型

4.1 集中式控制系統(tǒng)

集中式控制系統(tǒng)是在同一處理器中對(duì)系統(tǒng)所具備的各個(gè)功能進(jìn)行集成，具有較為明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)。其優(yōu)勢(shì)在于方便系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)，而且在系統(tǒng)設(shè)計(jì)與操作上也非常便捷，對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)要求也不高。當(dāng)然集中式控制系統(tǒng)也有其劣勢(shì)，主要體現(xiàn)在處理器在對(duì)多個(gè)任務(wù)同時(shí)進(jìn)行處理時(shí)效率較慢，原因是僅采用一個(gè)處理器來對(duì)大量任務(wù)進(jìn)行同時(shí)處理，會(huì)加大處理器的工作量，從而降低處理器的處理速度。此外，在同一處理器中集成各個(gè)功能，能夠在一定程度上使主機(jī)空間得到節(jié)約，不過卻需要敷設(shè)大量的電線，使成本增加，并且會(huì)使系統(tǒng)的可靠性受到一定的影響。另外監(jiān)控對(duì)象數(shù)量的增加，也同樣會(huì)加大處理器的運(yùn)算負(fù)荷，從而使工作效率進(jìn)一步降低。

4.2 分布式控制系統(tǒng)

分布式控制系統(tǒng)是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上逐漸演化出來的，與集中式控制系統(tǒng)的區(qū)別在于其處理器數(shù)量并不只有一個(gè)，而是通過若干個(gè)計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)不同對(duì)象的控制，利用多臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠有效彌補(bǔ)集中式控制系統(tǒng)在應(yīng)用過程中存在的不足，并且還能對(duì)數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行集中式的采集、管理與控制[2]。不過分布式控制系統(tǒng)在應(yīng)用過程中也同樣存在缺點(diǎn)，絕大多數(shù)的分布式控制系統(tǒng)都是通過儀表來進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄與測(cè)量的，使得其可靠性并不高，而且分布式控制系統(tǒng)在市面上有著許多種類，在系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)上也并不統(tǒng)一，使得分布式控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過程中的維修與維護(hù)難度較大[3]。

5 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的具體操作方式

5.1 集中控制

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)行中通常會(huì)涉及多個(gè)機(jī)械設(shè)備，為了提升電氣自動(dòng)化的控制能力，將所有設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行合并監(jiān)控，不僅能夠?qū)Ω黜?xiàng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)有效的管控，還能夠?qū)υO(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，極大提升了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作效率。雖然集中控制這種操作方式優(yōu)勢(shì)眾多，但只適合數(shù)量較少的設(shè)備。因?yàn)楫?dāng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備數(shù)量過多時(shí)，就會(huì)對(duì)實(shí)施集中監(jiān)控的主機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，不僅會(huì)影響主機(jī)的運(yùn)行速度，甚至?xí)霈F(xiàn)信息的卡頓和延遲，影響電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的使用效果。實(shí)現(xiàn)全部設(shè)備的集中監(jiān)控，需要通過大量的線纜將運(yùn)行設(shè)備與控制主機(jī)相連接，這樣不僅會(huì)提升電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本，還會(huì)增加整個(gè)設(shè)備環(huán)境內(nèi)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

5.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控

遠(yuǎn)程監(jiān)控的操作方式在小型的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中較為常見。遠(yuǎn)程監(jiān)控能夠根據(jù)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對(duì)各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整和管控。相對(duì)于集中控制的操作方法，遠(yuǎn)程監(jiān)控的成本更低，不需要過多的線纜，不僅降低了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的使用成本，還提高了整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的安全性能，為企業(yè)生產(chǎn)提供更多的便利。但遠(yuǎn)程監(jiān)控的操作方式無法應(yīng)用于大型的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，因?yàn)楫?dāng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的設(shè)備數(shù)量較多時(shí)，使用遠(yuǎn)程監(jiān)控就會(huì)出現(xiàn)信息傳輸不及時(shí)的情況。

5.3 總線監(jiān)控

現(xiàn)場總線監(jiān)控主要是利用控制器的總線分別連接各項(xiàng)設(shè)備，將各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行狀況傳輸?shù)奖O(jiān)視器，使操作者得到較好的信息反饋?，F(xiàn)場總線監(jiān)控的操作方式，不僅避免了由線纜過長導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)，還降低了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行成本。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠使每個(gè)設(shè)備單獨(dú)運(yùn)行，還可以利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行有效的銜接，為電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)提供雙重保障[4]。

6 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用

6.1 高效精準(zhǔn)化

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的高效精準(zhǔn)化，不僅能夠提升電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行效率，還能提升整體設(shè)備的運(yùn)行精度，減少產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的各種質(zhì)量問題。智能化技術(shù)應(yīng)用還能提升電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。當(dāng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，操作者可以及時(shí)調(diào)整和處理，保障整體設(shè)備的正常運(yùn)行。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的智能化，不僅能夠?yàn)檎w設(shè)備的運(yùn)行提供良好的保障，還能延長電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的使用年限，為企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展提供良好的助力。

6.2 分散測(cè)控系統(tǒng)

分散測(cè)控系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行分層管理，對(duì)設(shè)備的受熱區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)和控制，提升設(shè)備的使用年限，保障設(shè)備的正常運(yùn)行。分散測(cè)控系統(tǒng)是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成部分，不僅為電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行提供數(shù)據(jù)參考，還能通過相應(yīng)的管控手段維持電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的有序進(jìn)行。

6.3 調(diào)速系統(tǒng)

調(diào)速系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備的運(yùn)行速度進(jìn)行調(diào)整，提升設(shè)備的生產(chǎn)效率。調(diào)速系統(tǒng)數(shù)值的設(shè)定，一方面依據(jù)生產(chǎn)和使用需求，另一方面根據(jù)設(shè)備的具體情況。在保障設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定的情況下，運(yùn)用調(diào)速系統(tǒng)加快生產(chǎn)，大幅度提升企業(yè)的產(chǎn)能。

6.4 保護(hù)發(fā)電機(jī)

只有發(fā)電機(jī)正常有序的運(yùn)轉(zhuǎn)，才能保障設(shè)備的良好運(yùn)行，促進(jìn)企業(yè)的有序發(fā)展。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)不僅能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，還能進(jìn)行良好的管控。通過對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，能夠詳細(xì)了解發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。根據(jù)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的問題，及時(shí)清除和整改。通過對(duì)發(fā)電機(jī)偏信度、軸承蓋振動(dòng)、軸向位移及轉(zhuǎn)速等參數(shù)的監(jiān)視，提升發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力，保障發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，延長發(fā)電機(jī)的使用壽命。通過保護(hù)發(fā)電機(jī)這一措施，不僅能夠維持設(shè)備的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，還能避免企業(yè)生產(chǎn)過程中不必要的經(jīng)濟(jì)損失，為企業(yè)的發(fā)展提供更大的幫助。

7 結(jié)語

總而言之，現(xiàn)階段，我國在電氣領(lǐng)域發(fā)展中應(yīng)該針對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用問題開展深入分析，找出問題的產(chǎn)生根源，并利用智能技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)保護(hù)，以此全面提高系統(tǒng)的應(yīng)用水平。此外，還要對(duì)國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)手段進(jìn)行借鑒，以確保系統(tǒng)在應(yīng)用過程中具備更高的穩(wěn)定性與可靠性，使電氣工程及自動(dòng)化控制系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用價(jià)值得到更大的發(fā)揮。