基于機械設(shè)備電氣工程自動化技術(shù)的運用方法分析

曹旖旎

（江蘇省工程勘測研究院有限責(zé)任公司，江蘇揚州 225000）

目前，提高機械在生產(chǎn)和機械化過程中的效率是十分必要的。從機械設(shè)備的具體使用來看，受使用環(huán)境、協(xié)調(diào)因素等因素的影響，因此單一機械設(shè)備在現(xiàn)場的使用范圍非常有限，運行的穩(wěn)定性和安全性也有待提高。在如此大的環(huán)境下，致力于提高機械設(shè)備的應(yīng)用范圍，提高其使用的穩(wěn)定性和安全性具有重要意義。電氣工程自動化技術(shù)能夠有效地改變機械設(shè)備的使用狀況，實現(xiàn)其價值提升，因此研究相關(guān)問題具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 機械設(shè)備電氣自動化概述

機械設(shè)備電氣自動化是在智能化、自動化的基礎(chǔ)上，降低工業(yè)生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率的一種生產(chǎn)方式。該方法優(yōu)點明顯，在該領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

1.1 機械設(shè)備電氣自動化技術(shù)在信息流中的應(yīng)用

在當(dāng)前的信息制造中，計算機輔助加工是一個重要的內(nèi)容，它作為CM 與CAD 同構(gòu)的重要橋梁，發(fā)揮著不可替代的作用。從目前的實際應(yīng)用來看，CAPP 的應(yīng)用不僅可以優(yōu)化工業(yè)設(shè)計，而且可以提高編程效率，從而提高手工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化程度。從產(chǎn)品數(shù)據(jù)調(diào)查與管理的實際分析來看，數(shù)據(jù)管理可以為設(shè)計和制造提供數(shù)據(jù)和信息，也可以根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)的需要對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。電子工藝流程、工藝流程等方面的應(yīng)用使電子產(chǎn)品加工流程更加完善。

1.2 電氣自動化在機械設(shè)備中的應(yīng)用有利于加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展

通過對從事機械設(shè)備加工生產(chǎn)的企業(yè)的分析，發(fā)現(xiàn)刀具加工是一個重要的環(huán)節(jié)。在這一環(huán)節(jié)，不僅要保證刀具的更換和選用，而且要注意刀具的加工安全。機械設(shè)備的自動化可以按照一定的順序進(jìn)行這些工作，可以有效地保證施工過程的嚴(yán)密性，也可以保證刀具加工的準(zhǔn)確性和可靠性。總之，在加工行業(yè)發(fā)展中，利用設(shè)備自動化可以有效地實現(xiàn)勞動力的解放，安全事故的發(fā)生率將大大降低，同時，加工生產(chǎn)效率、企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益將穩(wěn)步提高。

1.3 數(shù)控機床在電氣工程自動化技術(shù)方面的應(yīng)用

電機驅(qū)動系統(tǒng)是當(dāng)前機床設(shè)備中不可缺少的組成部分。這些電動機是水平布置的。在生產(chǎn)力不斷提高、生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大的環(huán)境下，裝機容量也需要不斷提高。據(jù)資料調(diào)查，目前裝機容量由1000kW 增加到1500kW，牽引功率也達(dá)到120kW。目前市場上普遍采用增加交流牽引電機來提高設(shè)備的生產(chǎn)效率和安全性。在計算機技術(shù)不斷應(yīng)用的基礎(chǔ)上，增加自動傳感技術(shù)和自動診斷技術(shù)，可以使機床設(shè)備更加智能化、自動化。總之，電氣工程自動化技術(shù)在數(shù)控機床上的應(yīng)用，有效地提高數(shù)控機床的使用價值。

1.4 運輸設(shè)備在電氣工程自動化方面的應(yīng)用

就目前我國的發(fā)展而言，交通運輸業(yè)呈爆炸式增長，對運輸設(shè)備的需求也在不斷增加。從運輸實踐的角度看，保證貨物在運輸過程中不受損壞，保證運輸?shù)陌踩退俣?，已成為我國電氣工程自動化研究的重點問題。目前的交通運輸設(shè)備，在生產(chǎn)過程中，采用了一些電氣工程自動化技術(shù)，如計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，這些技術(shù)的運用使我國交通運輸初步建立起了電氣工程自動化應(yīng)用系統(tǒng)。應(yīng)用該系統(tǒng)，充分發(fā)揮了運輸設(shè)備的一些智能化功能，大大提高了其實用性。

2 機械設(shè)備電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著電子技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微機控制技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，推動了我國復(fù)雜工業(yè)生產(chǎn)、航天航空技術(shù)、社會經(jīng)濟(jì)體系等領(lǐng)域的快速發(fā)展。自動化技術(shù)得到迅速發(fā)展，自動化技術(shù)水平得到了顯著提高，機控技術(shù)的結(jié)合，在一定程度上優(yōu)化了機械設(shè)備的控制和設(shè)備的自動化管理。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電氣工程自動化技術(shù)已逐漸發(fā)展成為一門綜合性技術(shù)，其理論體系日趨成熟，與控制論、信息論、系統(tǒng)工程、計算機技術(shù)等學(xué)科密切相關(guān)，自動控制技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合，逐步滲透到電氣工程自動化系統(tǒng)中迅速發(fā)展和提高。隨著時代的發(fā)展，電氣工程自動化技術(shù)不斷創(chuàng)新和升級。為了提高技術(shù)在不同領(lǐng)域的適應(yīng)性，相關(guān)機構(gòu)不斷學(xué)習(xí)借鑒國內(nèi)外的成功經(jīng)驗，有效地改進(jìn)了許多編程軟件的接口，并不斷地努力和完善，以達(dá)到建筑行業(yè)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

3 自動化技術(shù)在機械工程制造中尚存在的問題

近年來，自動化技術(shù)在我國生產(chǎn)的各個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，但也存在一些問題沒有得到解決。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：①與其他發(fā)達(dá)國家相比，我國自動化技術(shù)起步低、發(fā)展緩慢，在機械工程中應(yīng)用的技術(shù)水平也處于初級階段；②中國的自動化技術(shù)是由科學(xué)技術(shù)和計算機技術(shù)的快速發(fā)展推動的。在自動化技術(shù)的生產(chǎn)中，國家并沒有給予足夠的重視，主要體現(xiàn)在科研方面，以及自動化技術(shù)人才的選拔和培養(yǎng)上。我國自動化技術(shù)人才的教育和培養(yǎng)還停留在教科書理論的表面，讓自動化人才進(jìn)入生產(chǎn)階段，體驗實踐有利于人才知識的積累和創(chuàng)新。

4 自動化技術(shù)在電氣工程中的具體運用

4.1 電網(wǎng)調(diào)度自動化

電網(wǎng)調(diào)度自動化的主要組成模塊是計算機的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、工作站、服務(wù)器、大屏幕顯示和打印設(shè)備等，主要是借助電力系統(tǒng)專用的廣域網(wǎng)進(jìn)行連接，并且由下級電網(wǎng)調(diào)度控制中心構(gòu)成，其系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的電廠和變電站終端設(shè)備（如測控裝置）當(dāng)前也是由電力系統(tǒng)專用廣域網(wǎng)進(jìn)行連接的。電網(wǎng)調(diào)度自動化的重要功能是：電力工程在生產(chǎn)過程中的對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集和更新、對電網(wǎng)的運行狀態(tài)進(jìn)行安全面的分析、電力系統(tǒng)狀態(tài)的估計、電力負(fù)荷的預(yù)測以及管理和控制自動發(fā)電（省級以上電網(wǎng)），自動經(jīng)濟(jì)的調(diào)度（省級以上電網(wǎng)），只有這樣才能更好地滿足電力市場運行的需要。

4.2 應(yīng)用于變電站

在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)管理過程中，變電站的管理是通過人來實現(xiàn)的。雖然可以實現(xiàn)變電站運行數(shù)據(jù)及相關(guān)信息的采集、整理、記錄、分析和處理，但不能對整個變電站的運行進(jìn)行全面的監(jiān)控。即使變電站運行過程中出現(xiàn)問題，也不能及時解決，這很容易對整個系統(tǒng)的正常運行穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響。采用電氣自動化技術(shù)，不僅可以取代傳統(tǒng)的人工管理，通過系統(tǒng)直接對運行數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行采集、整理、記錄和分析處理，而且可以通過系統(tǒng)實現(xiàn)對變電站運行的全面、全面的監(jiān)督管理，提高變電站運行的穩(wěn)定性和可靠性，進(jìn)而保證整個系統(tǒng)正常、穩(wěn)定的正常運行。

4.3 發(fā)電廠分散監(jiān)控系統(tǒng)的自動化技術(shù)

電廠分布式控制系統(tǒng)通常采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由過程組成它由控制單元、操作員工作站、工程師工作站和冗余的高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)組成。在電廠自動化的應(yīng)用中，電廠可分為兩部分：

4.3.1 火電廠

它是以煤、石油、天然氣和油頁巖為燃燒材料的發(fā)電廠。其對自動化系統(tǒng)的要求一般由廠級監(jiān)控系統(tǒng)、電場管理信息系統(tǒng)、故障信息子系統(tǒng)、基點保護(hù)和故障信息管理系統(tǒng)組成。

4.3.2 水力發(fā)電廠

水電站是一個集磁極調(diào)速、勵磁和監(jiān)控于一體的自動化系統(tǒng)。在我國已應(yīng)用20 多年，實現(xiàn)了機組控制在控制模式下，主控模塊完成機組的測量、控制和調(diào)節(jié)；調(diào)速模塊調(diào)節(jié)機組轉(zhuǎn)速和功率；勵磁模塊主要調(diào)節(jié)機組的電壓和無功功率；保護(hù)模塊主要完成發(fā)電機組的保護(hù)功能。過程控制單元由主控模塊和智能I/0 模塊組成。MCU 模塊通過冗余I/0 總線與智能fo 模塊進(jìn)行通信。PCU 直接面向生產(chǎn)過程。接收現(xiàn)場變送器、熱電偶、熱電阻、電量、開關(guān)量、脈沖量等信號。借助全面的計算分析和處理操作后，相關(guān)PCU 模塊能及時采集和傳遞相關(guān)設(shè)備的運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)，這樣的話，實時的數(shù)據(jù)信息能對相關(guān)機械設(shè)備有著很好地管理，控制，處理以及保護(hù)。相關(guān)的操作員工作站和工程師工作站能提供先進(jìn)人機界面。操作員工作站接收來自PCU 的信息，并向PCU發(fā)送指令，為操作員提供監(jiān)視和控制單元操作的手段。

5 電氣工程自動化技術(shù)的發(fā)展前景

5.1 人工智能化

人工智能技術(shù)的發(fā)展源于智能技術(shù)的延伸。它不僅可以實現(xiàn)機械工程中機械設(shè)備的自動化生產(chǎn)，而且可以對機械工程中的生產(chǎn)目標(biāo)進(jìn)行智能化操作。借助當(dāng)前先進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠為其增加原有相關(guān)控制管理系統(tǒng)中所沒有的新功能，例如對于采集信息和分析數(shù)據(jù)的高效功能。與此同時，當(dāng)前的人工智能新技術(shù)在相關(guān)電氣工程自動化的運用中，可以對其進(jìn)行全程監(jiān)測，進(jìn)而能夠在最快的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題，并解決問題。

5.2 集成自動化技術(shù)

由于機械工程制造過程中會出現(xiàn)的不科學(xué)和不安全的現(xiàn)象，于是我們研發(fā)了相關(guān)的綜合性的自動化技術(shù)，該技術(shù)在相關(guān)工程中得到了普遍的運用。進(jìn)而該綜合性的技術(shù)在原有的集成自動化技術(shù)上有了很大程度的提升，將自動化技術(shù)與實際生產(chǎn)有了完美的融合，高效的管控了工程生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)成本，并且在很大程度上提高了工作的效率。

6 結(jié)束語

綜上所述，在社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展中，自動化技術(shù)已逐漸成為技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志，并已應(yīng)用于各個行業(yè)和領(lǐng)域。電氣工程自動化是社會建設(shè)和發(fā)展的基礎(chǔ)。為適應(yīng)現(xiàn)階段社會發(fā)展的實際需要，必須加強自動化技術(shù)的合理運用。電氣設(shè)備的科學(xué)化、自動化和運輸技術(shù)的應(yīng)用，可以保證機械設(shè)備的科學(xué)化和高效化。組織做好準(zhǔn)備判斷，實現(xiàn)無人控制。這樣既節(jié)省了大量的人力物力，又實現(xiàn)了系統(tǒng)運行的便利性，保證了運行的效率和質(zhì)量，在很大程度上減少了事故的發(fā)生，更好地促進(jìn)電力工程行業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。