電氣工程及其電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用研究

邱鳳春

（河鋼承鋼煉鐵事業(yè)部，河北 承德 067102）

在當前階段的電氣自動化工程當中，有效的應(yīng)用控制系統(tǒng)就可以保證其工作發(fā)展的不斷完善。同時，由于電氣自動化控制系統(tǒng)主要以計算機技術(shù)作為其發(fā)展的根基，因此其自身可以利用信息系統(tǒng)對于相關(guān)數(shù)據(jù)進行有效的監(jiān)控和傳輸，進而保證該系統(tǒng)能夠按照人們所設(shè)定的方式進行相關(guān)作業(yè)的開展。

1 電氣自動化應(yīng)用的重要作用

在現(xiàn)階段我國社會經(jīng)濟飛速發(fā)展的背景下，綜合國力有了明顯提升，極大程度上帶動了各行各業(yè)向著現(xiàn)代化的方向推進發(fā)展。目前，智能化在人們的生產(chǎn)生活中的影響越發(fā)顯著，因此推動智能化發(fā)展成為我們研究和探索的重點問題。所謂智能化指的是機械設(shè)備在工作過程中按照人類思想要求進行活動，從而實現(xiàn)對人力的解放，推進工作項目的高效運行和發(fā)展。當前電氣工程已經(jīng)基本實現(xiàn)了技術(shù)和設(shè)備的智能化發(fā)展，比如在電氣設(shè)備中對故障的診斷等等。從某種程度而言，智能化設(shè)備的應(yīng)用和發(fā)展不僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)分析速度的提升，而且還能為電氣自動化發(fā)展和系統(tǒng)管理提供幫助。

2 電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容

電氣自動化控制系統(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)。即電氣自動化控制系統(tǒng)開啟后，沿著預(yù)先設(shè)定的指令運行。系統(tǒng)運行過程中，操作者無法根據(jù)運行情況對預(yù)先設(shè)定的指令進行調(diào)整，也無法下達新的指令。只有當系統(tǒng)運行結(jié)束后，操作者才可以為下一次的系統(tǒng)運行設(shè)定相關(guān)的指令。所以在開環(huán)控制的電氣自動化控制系統(tǒng)中，操作者設(shè)定的指令對系統(tǒng)的運行效果起著至關(guān)重要的作用。當操作者設(shè)定的指令準確無誤時，系統(tǒng)可以達到預(yù)期的運行效果，但萬一設(shè)定的指令出錯，那么在系統(tǒng)運行結(jié)束前，將無法進行修改或其他處理。這種情況下，往往會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)的運行情況給予信息反饋，還可以根據(jù)系統(tǒng)的運行情況進行及時的調(diào)整和修正。相比于開環(huán)控制，閉環(huán)控制的方法比較靈活，穩(wěn)定性更高。閉環(huán)控制的電氣自動化控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。

3 電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用特點

3.1 技術(shù)涵蓋面廣

電氣自動化技術(shù)涉及的學(xué)科非常廣泛，是一種多學(xué)科交叉的技術(shù)，隨著相關(guān)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，其專業(yè)化程度更高。就現(xiàn)階段而言，其更多地依賴電子信息技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。因此，在電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計中，硬件就顯得非常重要，它是電氣自動化技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)。軟件對于電氣自動化技術(shù)來說也有重要意義，其決定了電氣自動化系統(tǒng)的運行效果。因此，人們要結(jié)合詳細的使用情況來設(shè)計不同的技術(shù)實施方案。

3.2 自我調(diào)節(jié)性能強

電氣自動化技術(shù)可以大幅度地減少電力系統(tǒng)的響應(yīng)和時間，以便隨時隨地調(diào)整電力系統(tǒng)，極大地提高了電力系統(tǒng)的工作性能，確保其穩(wěn)定、安全地運行。此外，智能控制器的使用為電氣自動化系統(tǒng)添加了自我調(diào)節(jié)目的，可以打破空間限制，實現(xiàn)遠距離調(diào)控。這種實時遠距離自我調(diào)節(jié)功能也為電力系統(tǒng)的自動化調(diào)控提供了技術(shù)支持。

3.3 信息化程度高

電氣自動化技術(shù)的信息化程度高，若電氣工程采用電氣自動化技術(shù)，電氣自動化系統(tǒng)自身具備監(jiān)控能力，在出現(xiàn)故障時能馬上進行反饋，工作人員能夠及時、全面地掌握各個設(shè)備的運行狀況。除此之外，電氣自動化系統(tǒng)的軟硬件設(shè)備必須滿足電氣工程使用需求。因而，電氣工程的發(fā)展依托于信息技術(shù)的發(fā)展，其信息化程度越高，電氣自動化調(diào)控水平越高。

3.4 易于優(yōu)化設(shè)計

電氣設(shè)備設(shè)計人員要掌握和熟練地運用電氣基本知識，確保電氣設(shè)備設(shè)計質(zhì)量合格，滿足使用者的需求。電氣自動化技術(shù)融入了多種技術(shù)，尤其是計算機技術(shù)，電氣自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)離不開計算機技術(shù)。當前，電氣設(shè)計要合理運用計算機技術(shù)，加快設(shè)計速度，減少設(shè)計耗時，提升設(shè)計質(zhì)量。一旦發(fā)現(xiàn)問題，設(shè)計人員可以在計算機上快速進行修改。所以，計算機技術(shù)的應(yīng)用推動了電氣設(shè)計的發(fā)展，換句話說，電氣自動化技術(shù)的使用優(yōu)化了電氣工程設(shè)計。

4 現(xiàn)階段電氣控制系統(tǒng)的問題

4.1 電操縱系統(tǒng)的缺陷

就電操縱系統(tǒng)本身而言，其信息化水平一般較低。電氣自動化專業(yè)操縱系統(tǒng)成為現(xiàn)在開發(fā)主要的發(fā)展趨勢，不過存在使電氣操縱系統(tǒng)的選擇成為營銷對象方法進行的企業(yè)，電氣操縱系統(tǒng)的使用效果可能低。此外，操作人員往往無法很好地搜索和控制與自動數(shù)據(jù)老虎鉗相關(guān)的通訊端口信息和數(shù)據(jù)老虎鉗的執(zhí)行情況，無法保證信息的精準性、及時性和有效性，從而降低了總體工作效率。

4.2 電氣操縱系統(tǒng)自動化的缺乏

從電氣工程專業(yè)的實際控制工作解析來定義控制效率是非常重要的，但就目前的電氣操縱系統(tǒng)而言，其自動化效率明顯較低，工廠內(nèi)的自動電氣控制經(jīng)常會與自動化專業(yè)系統(tǒng)不符點。此外，系統(tǒng)開發(fā)平臺之間還存在很大的差異，導(dǎo)致相應(yīng)的部署成本增加，知識系統(tǒng)的負擔持續(xù)增加。

4.3 電氣控制裝置的缺陷

就電氣控制工程科學(xué)而言，它以電氣操縱系統(tǒng)為核心。目前，電氣控制裝置硬件是影響電氣操縱系統(tǒng)的主要因素，其中材料、繼電器接口和其它因素的選擇直接影響電氣控制的質(zhì)量。此外，還存在電氣控制工程科學(xué)中的系統(tǒng)開關(guān)設(shè)定的典型問題。如果有不合格的開關(guān)，相關(guān)的控制工作很難與時間有效地進行。在電路安裝過程中，必須嚴格遵守實用性、安全性、穩(wěn)定性三個原則，選定相應(yīng)的高品質(zhì)生產(chǎn)線材料。

4.4 電氣控制硬件方面的問題

根據(jù)電氣控制工程科學(xué)的分析，電氣控制工程科學(xué)硬件系統(tǒng)的核心是電氣操縱系統(tǒng)。此外，電氣控制的級別首先也受到電氣設(shè)備的設(shè)定、電路的設(shè)定、使用的編程方法等的影響。在此階段，通過分析電氣控制中的硬件結(jié)構(gòu)，從而發(fā)現(xiàn)電氣控制的主繼電器接口部分和材料選擇直接影響電氣控制的質(zhì)量。

5 電氣工程及其電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用

5.1 集中控制

電氣自動化控制系統(tǒng)在運行中通常會涉及多個機械設(shè)備，為了提升電氣自動化的控制能力，將所有設(shè)備的運行情況進行合并監(jiān)控，不僅能夠?qū)Ω黜椩O(shè)備實現(xiàn)有效的管控，還能夠?qū)υO(shè)備的運行情況進行及時調(diào)整，極大提升了電氣自動化控制系統(tǒng)的工作效率。雖然集中控制這種操作方式優(yōu)勢眾多，但只適合數(shù)量較少的設(shè)備。因為當電氣自動化控制系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備數(shù)量過多時，就會對實施集中監(jiān)控的主機產(chǎn)生嚴重的影響，不僅會影響主機的運行速度，甚至?xí)霈F(xiàn)信息的卡頓和延遲，影響電氣自動化控制系統(tǒng)的使用效果。實現(xiàn)全部設(shè)備的集中監(jiān)控，需要通過大量的線纜將運行設(shè)備與控制主機相連接，這樣不僅會提升電氣自動化控制系統(tǒng)的經(jīng)濟成本，還會增加整個設(shè)備環(huán)境內(nèi)的安全風(fēng)險。

5.2 遠程監(jiān)控

遠程監(jiān)控的操作方式在小型的電氣自動化控制系統(tǒng)中較為常見。遠程監(jiān)控能夠根據(jù)電氣自動化系統(tǒng)的運行情況，對各項設(shè)備進行實時調(diào)整和管控。相對于集中控制的操作方法，遠程監(jiān)控的成本更低，不需要過多的線纜，不僅降低了電氣自動化系統(tǒng)的使用成本，還提高了整個系統(tǒng)運行過程中的安全性能，為企業(yè)生產(chǎn)提供更多的便利。但遠程監(jiān)控的操作方式無法應(yīng)用于大型的電氣自動化控制系統(tǒng)中，因為當電氣自動化控制系統(tǒng)中的設(shè)備數(shù)量較多時，使用遠程監(jiān)控就會出現(xiàn)信息傳輸不及時的情況。

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設(shè)備，將各項設(shè)備的運行狀況傳輸?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，還降低了電氣自動化控制系統(tǒng)的運行成本。電氣自動化控制系統(tǒng)能夠使每個設(shè)備單獨運行，還可以利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行有效的銜接，為電氣自動化控制系統(tǒng)提供雙重保障。

5.4 高效精準化

電氣自動化控制系統(tǒng)的高效精準化，不僅能夠提升電氣自動化設(shè)備的運行效率，還能提升整體設(shè)備的運行精度，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化控制系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。當電氣自動化控制系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備出現(xiàn)問題時，操作者可以及時調(diào)整和處理，保障整體設(shè)備的正常運行。電氣自動化控制系統(tǒng)的智能化，不僅能夠為整體設(shè)備的運行提供良好的保障，還能延長電氣自動化控制系統(tǒng)的使用年限，為企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展提供良好的助力。

5.5 分散測控系統(tǒng)

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

5.6 調(diào)速系統(tǒng)

調(diào)速系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備的運行速度進行調(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)備運行穩(wěn)定的情況下，運用調(diào)速系統(tǒng)加快生產(chǎn)，大幅度提升企業(yè)的產(chǎn)能。

5.7 保護發(fā)電機

只有發(fā)電機正常有序的運轉(zhuǎn)，才能保障設(shè)備的良好運行，促進企業(yè)的有序發(fā)展。電氣自動化控制系統(tǒng)不僅能夠?qū)Πl(fā)電機進行實時監(jiān)視，還能進行良好的管控。通過對發(fā)電機運轉(zhuǎn)時各項數(shù)據(jù)的監(jiān)測，能夠詳細了解發(fā)電機的運轉(zhuǎn)情況。根據(jù)發(fā)電機運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的問題，及時清除和整改。通過對發(fā)電機偏信度、軸承蓋振動、軸向位移及轉(zhuǎn)速等參數(shù)的監(jiān)視，提升發(fā)電機的運轉(zhuǎn)能力，保障發(fā)電機的正常運轉(zhuǎn)，延長發(fā)電機的使用壽命。通過保護發(fā)電機這一措施，不僅能夠維持設(shè)備的高效運轉(zhuǎn)，還能避免企業(yè)生產(chǎn)過程中不必要的經(jīng)濟損失，為企業(yè)的發(fā)展提供更大的幫助。

6 結(jié)語

總之，電氣工程的自動化建設(shè)為社會的不斷發(fā)展提供了相應(yīng)的助力。電氣工程與自動化發(fā)展的最終目標，就是要培養(yǎng)出電氣工程系統(tǒng)的運行。因此，這就需要相關(guān)技術(shù)性人才能夠通過自身的能力的發(fā)揮，來實現(xiàn)該工程的不斷發(fā)展。