電氣工程及其自動化中存在的問題

王立民

摘要：電氣自動化作為當代電氣領域生產(chǎn)必不可少的技術，其對工程質量、工程進度、健康預警的作用是先進且及時的。且這項技術正在運用到更多工程中，筆者羅列的電網(wǎng)系統(tǒng)和工作系統(tǒng)是典型的電氣自動化應用場景，在這些領域的工程作業(yè)中電氣自動化技術發(fā)揮了重要支柱作用，為工業(yè)化發(fā)展提供了動力，側面反映出了電氣自動化的應用價值和強大作用。

關鍵詞：電氣工程;自動化;問題

1電氣工程概述

電氣工程定義有傳統(tǒng)和現(xiàn)代化之分，傳統(tǒng)意義上，創(chuàng)造、產(chǎn)生電氣與電子系統(tǒng)的有關學科的綜合，即是電氣工程的范疇。在此意義上，電氣工程是一個比較寬泛的學科領域，電子工程和光子領域是其工作重點領域。電氣工程信息化技術蓬勃發(fā)展的前驅，對工業(yè)化發(fā)展和產(chǎn)業(yè)應用提供了許多幫助，是工業(yè)化的基石。隨著工業(yè)和信息化技術的發(fā)展，電氣工程囊括的領域進一步擴大，計算機技術的發(fā)展，推動了電氣工程的二次革命，計算機技術進一步和電氣工程領域交叉和融合，傳統(tǒng)電子、光子領域的發(fā)展更多地需要多學科交叉的發(fā)展提供動力，因此，現(xiàn)代化角度下的電氣工程幾乎囊括了所有電子、光子領域的工程行為。

2電氣自動化技術在電氣工程領域的應用優(yōu)點

2.1操作簡便、便于控制

實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)，操作過程是否簡便決定了生產(chǎn)良品率的高低和生產(chǎn)效率的大小。傳統(tǒng)電氣工程作業(yè)環(huán)境復雜，工況的變化和操作的高復雜性讓生產(chǎn)變得效率低下。這是因為電氣工程是一門應用型工程，其中的元器件較多，控制器系統(tǒng)復雜，器械操控程序對操作員而言難度很大，員工素質得不到保證的情況下，很容易發(fā)生生產(chǎn)事故。在電路工作領域，因電路系統(tǒng)的工程量大、系統(tǒng)結構復雜，在進行日常操作和維護的時候對相關崗位工作人員造成了困擾。電氣自動化技術脫胎于計算機技術，在進行科學的程序設計和路線布局后，經(jīng)過周密的試運行和程序調試，自動化工作就能夠順利地開展。自動化控制技術較之物理控制系統(tǒng)，優(yōu)勢是很明顯的，最顯著的一點就是能夠優(yōu)化控制結構，將控制系統(tǒng)集成在一張電腦屏幕上，控制人員面臨的壓力驟減，且能夠做到對工程系統(tǒng)運行狀況實時、全面地掌控。

2.2便于調控

實際生產(chǎn)環(huán)境和教學研究環(huán)境下，程序出現(xiàn)問題是一個無法避免的過程。電氣工程自動化以后，面對突發(fā)出現(xiàn)的BUG，操作人員可以很迅速地定位到問題所在，且能夠通過電腦操作來糾正錯誤，使程序能夠很快地投入工作中去。而在改變生產(chǎn)任務時，各控制器的參數(shù)往往需要大規(guī)模變動，傳統(tǒng)電氣工程面對這種情況時往往覺得頭疼，是因為閥門多，控制器結構復雜，人員操作過程中容易出現(xiàn)錯誤操作。自動化技術對這一問題的處理顯然足夠科學，通過鍵入數(shù)據(jù)和對預執(zhí)行操作程序的模擬，電腦控制下的自動化程序能夠很迅速地完成作業(yè)任務的轉換，對工程質量的提升提供了保證。

2.3一致性強

電氣工程系統(tǒng)正在變得日趨現(xiàn)代化和復雜，因此，對設備的控制工作就很關鍵。傳統(tǒng)手工操作儀器開度缺點很多，首先就是無法保證工程控制進度的一致性，這是個很嚴重的問題。在生產(chǎn)過程中，雖然預留了足夠的數(shù)據(jù)設置區(qū)間來應對突發(fā)事件和控制條件改變帶來的不穩(wěn)定因素，但仍然增加了生產(chǎn)不安全因素，且在某些作業(yè)場景下出現(xiàn)了電氣工程工作質量的下滑。這個問題的解決或者說緩解也是來自于電氣工程自動化技術的支持。成熟的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境大都配備有自動化操作系統(tǒng)，諸如DCS系統(tǒng)，在電氣工程工作場景中很常見。借助DCS圖，我們可以很直觀地觀察到整個系統(tǒng)各個閥門、操作器的實時數(shù)據(jù)，且能夠通過自動化技術達到數(shù)據(jù)控制、改變的一致性。自動化控制系統(tǒng)沒有設備老化、控制器數(shù)量多等問題的騷擾，因此在控制程度上一致性強，是其優(yōu)點之一。

2.4全面監(jiān)控

得益于計算機軟硬件的發(fā)展，如今的電氣自動化技術能夠做到對工程運行工況的實時、全面監(jiān)控。傳統(tǒng)意義上的電氣工程，對于系統(tǒng)狀態(tài)的獲取是不及時、不全面的，只能重視重要控制器的參數(shù)，因此具有一定的生產(chǎn)隱患。因為信息呈現(xiàn)的不夠及時和全面，工程技術人員的工作就會很辛苦。自動化控制通過電子系統(tǒng)來控制各個閥門、控制系統(tǒng)的調節(jié)，并能夠做到實時監(jiān)控各部門數(shù)據(jù)，整合反饋到軟件中，控制人員通過操控軟件可以做到遠程監(jiān)控、實時監(jiān)控、全面監(jiān)控工程運行狀況，能夠隨時調取各項數(shù)據(jù)進行參閱，并且某些自動化軟件具有一定的警示功能，大大提高了工程人員的工作效率，確保工程的良好運轉。

2.5現(xiàn)場總線控制

電氣自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)點之一就是不用通過手動操作來控制閥門、控制器等的開合程度和參數(shù)設置。生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，總控環(huán)節(jié)固然至關重要，但現(xiàn)場操作也亟待引起重視。得益于電氣自動化控制技術的發(fā)展，現(xiàn)場控制也做到了自動化控制、可視化控制，每個生產(chǎn)單元都能夠做到數(shù)據(jù)的實時可視化，縮減了生產(chǎn)控制流程的同時提高了生產(chǎn)安全程度和生產(chǎn)效率。

3電氣自動化技術在電氣工程中的應用

3.1電網(wǎng)工作中的電氣自動化應用

電網(wǎng)作為關乎民生的工程，在工作中經(jīng)常應用到電氣自動化技術。電網(wǎng)因其電力相關參數(shù)隨著用電高峰、企業(yè)生產(chǎn)時間等因素，變動非常頻繁，對電網(wǎng)負荷能力的考驗較大。為了保證電網(wǎng)運行正常，在電網(wǎng)工程中應用自動化技術來對關鍵數(shù)據(jù)進行實時反饋，對電網(wǎng)工作進行實時優(yōu)化和調整，對電力負荷的預測和警示都有積極意義。傳統(tǒng)電網(wǎng)工作過程中對從業(yè)人員的需求量大，是因為電力工作中需要觀測的數(shù)據(jù)較多，峰谷變化不定，在追求安全生產(chǎn)的同時要確保電力生產(chǎn)更加經(jīng)濟。這種情況下的電網(wǎng)工作者往往工作量大，更好的辦法就是使用電氣自動化系統(tǒng)對電網(wǎng)工作進行優(yōu)化改革。

3.2石油開采、提煉中的電氣自動化應用

石油開采和煉化工作工藝水平高、工藝流程復雜，在實際生產(chǎn)環(huán)境中還具有一定的危險性，譬如，在進行原油的分餾過程中，常壓分餾的溫度在逐節(jié)攀升，對工人的素養(yǎng)要求高，對作業(yè)設備的要求也高，變相增加了設備的維護周期，增加了生產(chǎn)成本。運用PLC控制系統(tǒng)來完成石油開采、再生產(chǎn)的工作，對工作效率的提高和生產(chǎn)安全性的提高提供了可能。石油開采作為一項大型工程，對作業(yè)機械的狀態(tài)和井下壓力等關鍵數(shù)據(jù)有實時了解，這些優(yōu)勢能夠讓指揮工程師及時調整作業(yè)策略。在石油的再生產(chǎn)過程中，工藝流程分為常減壓蒸餾、催化裂化、延遲焦化、清潔化等一系列工藝，工藝流程長、強調各流程部門的協(xié)調作業(yè)能力。在各項工藝中，壓力、流速、流量、罐體總指標等數(shù)據(jù)實時變化，且各項數(shù)據(jù)都需要嚴格的監(jiān)管以確保安全，在總控階段常用PLC控制系統(tǒng)進行工藝數(shù)據(jù)的調節(jié)和優(yōu)化，這是自動化生產(chǎn)的進步性體現(xiàn)。不同的溫度、壓力區(qū)間下，得到的成品質量參差不齊，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)有若干國家標準對生產(chǎn)流程進行規(guī)定，PLC系統(tǒng)面對復雜工藝表現(xiàn)得非常優(yōu)秀，在生產(chǎn)過程中，工程師和操作員可以根據(jù)數(shù)據(jù)變化很方便地調整各項參數(shù)，也能通過軟件判斷工藝流程是否科學合理。遇到突發(fā)狀況時，能夠很及時地終止工藝，快速定位失誤位點，對設備的使用壽命有很直觀的反映。

4結束語

隨著信息化時代的到來，礦產(chǎn)企業(yè)抓住時代發(fā)展新機遇，勇于開拓創(chuàng)新，強化對設備運行效率管理。礦山設備運行效率的提升，需進一步強化管理程序，不斷更新應用技術、優(yōu)化設備管理理念，以期實現(xiàn)生產(chǎn)和運行的協(xié)調發(fā)展，安全生產(chǎn)和目標管理需求的極大滿足。

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