電氣工程及其自動(dòng)化中存在的問(wèn)題

王立民

摘要：電氣自動(dòng)化作為當(dāng)代電氣領(lǐng)域生產(chǎn)必不可少的技術(shù)，其對(duì)工程質(zhì)量、工程進(jìn)度、健康預(yù)警的作用是先進(jìn)且及時(shí)的。且這項(xiàng)技術(shù)正在運(yùn)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(dòng)化應(yīng)用場(chǎng)景，在這些領(lǐng)域的工程作業(yè)中電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)揮了重要支柱作用，為工業(yè)化發(fā)展提供了動(dòng)力，側(cè)面反映出了電氣自動(dòng)化的應(yīng)用價(jià)值和強(qiáng)大作用。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動(dòng)化;問(wèn)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(guān)學(xué)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(gè)比較寬泛的學(xué)科領(lǐng)域，電子工程和光子領(lǐng)域是其工作重點(diǎn)領(lǐng)域。電氣工程信息化技術(shù)蓬勃發(fā)展的前驅(qū)，對(duì)工業(yè)化發(fā)展和產(chǎn)業(yè)應(yīng)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(shù)的發(fā)展，電氣工程囊括的領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了電氣工程的二次革命，計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步和電氣工程領(lǐng)域交叉和融合，傳統(tǒng)電子、光子領(lǐng)域的發(fā)展更多地需要多學(xué)科交叉的發(fā)展提供動(dòng)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(lǐng)域的工程行為。

2電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

2.1操作簡(jiǎn)便、便于控制

實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)，操作過(guò)程是否簡(jiǎn)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(fù)雜，工況的變化和操作的高復(fù)雜性讓生產(chǎn)變得效率低下。這是因?yàn)殡姎夤こ淌且婚T(mén)應(yīng)用型工程，其中的元器件較多，控制器系統(tǒng)復(fù)雜，器械操控程序?qū)Σ僮鲉T而言難度很大，員工素質(zhì)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(lǐng)域，因電路系統(tǒng)的工程量大、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在進(jìn)行日常操作和維護(hù)的時(shí)候?qū)ο嚓P(guān)崗位工作人員造成了困擾。電氣自動(dòng)化技術(shù)脫胎于計(jì)算機(jī)技術(shù)，在進(jìn)行科學(xué)的程序設(shè)計(jì)和路線布局后，經(jīng)過(guò)周密的試運(yùn)行和程序調(diào)試，自動(dòng)化工作就能夠順利地開(kāi)展。自動(dòng)化控制技術(shù)較之物理控制系統(tǒng)，優(yōu)勢(shì)是很明顯的，最顯著的一點(diǎn)就是能夠優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)，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(duì)工程系統(tǒng)運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)、全面地掌控。

2.2便于調(diào)控

實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境和教學(xué)研究環(huán)境下，程序出現(xiàn)問(wèn)題是一個(gè)無(wú)法避免的過(guò)程。電氣工程自動(dòng)化以后，面對(duì)突發(fā)出現(xiàn)的BUG，操作人員可以很迅速地定位到問(wèn)題所在，且能夠通過(guò)電腦操作來(lái)糾正錯(cuò)誤，使程序能夠很快地投入工作中去。而在改變生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，各控制器的參數(shù)往往需要大規(guī)模變動(dòng)，傳統(tǒng)電氣工程面對(duì)這種情況時(shí)往往覺(jué)得頭疼，是因?yàn)殚y門(mén)多，控制器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，人員操作過(guò)程中容易出現(xiàn)錯(cuò)誤操作。自動(dòng)化技術(shù)對(duì)這一問(wèn)題的處理顯然足夠科學(xué)，通過(guò)鍵入數(shù)據(jù)和對(duì)預(yù)執(zhí)行操作程序的模擬，電腦控制下的自動(dòng)化程序能夠很迅速地完成作業(yè)任務(wù)的轉(zhuǎn)換，對(duì)工程質(zhì)量的提升提供了保證。

2.3一致性強(qiáng)

電氣工程系統(tǒng)正在變得日趨現(xiàn)代化和復(fù)雜，因此，對(duì)設(shè)備的控制工作就很關(guān)鍵。傳統(tǒng)手工操作儀器開(kāi)度缺點(diǎn)很多，首先就是無(wú)法保證工程控制進(jìn)度的一致性，這是個(gè)很?chē)?yán)重的問(wèn)題。在生產(chǎn)過(guò)程中，雖然預(yù)留了足夠的數(shù)據(jù)設(shè)置區(qū)間來(lái)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件和控制條件改變帶來(lái)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(chǎng)景下出現(xiàn)了電氣工程工作質(zhì)量的下滑。這個(gè)問(wèn)題的解決或者說(shuō)緩解也是來(lái)自于電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的支持。成熟的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境大都配備有自動(dòng)化操作系統(tǒng)，諸如DCS系統(tǒng)，在電氣工程工作場(chǎng)景中很常見(jiàn)。借助DCS圖，我們可以很直觀地觀察到整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)閥門(mén)、操作器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，且能夠通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)達(dá)到數(shù)據(jù)控制、改變的一致性。自動(dòng)化控制系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)備老化、控制器數(shù)量多等問(wèn)題的騷擾，因此在控制程度上一致性強(qiáng)，是其優(yōu)點(diǎn)之一。

2.4全面監(jiān)控

得益于計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展，如今的電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠做到對(duì)工程運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)、全面監(jiān)控。傳統(tǒng)意義上的電氣工程，對(duì)于系統(tǒng)狀態(tài)的獲取是不及時(shí)、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?yàn)樾畔⒊尸F(xiàn)的不夠及時(shí)和全面，工程技術(shù)人員的工作就會(huì)很辛苦。自動(dòng)化控制通過(guò)電子系統(tǒng)來(lái)控制各個(gè)閥門(mén)、控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，并能夠做到實(shí)時(shí)監(jiān)控各部門(mén)數(shù)據(jù)，整合反饋到軟件中，控制人員通過(guò)操控軟件可以做到遠(yuǎn)程監(jiān)控、實(shí)時(shí)監(jiān)控、全面監(jiān)控工程運(yùn)行狀況，能夠隨時(shí)調(diào)取各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行參閱，并且某些自動(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)。

2.5現(xiàn)場(chǎng)總線控制

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)之一就是不用通過(guò)手動(dòng)操作來(lái)控制閥門(mén)、控制器等的開(kāi)合程度和參數(shù)設(shè)置。生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，總控環(huán)節(jié)固然至關(guān)重要，但現(xiàn)場(chǎng)操作也亟待引起重視。得益于電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)控制也做到了自動(dòng)化控制、可視化控制，每個(gè)生產(chǎn)單元都能夠做到數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)可視化，縮減了生產(chǎn)控制流程的同時(shí)提高了生產(chǎn)安全程度和生產(chǎn)效率。

3電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

3.1電網(wǎng)工作中的電氣自動(dòng)化應(yīng)用

電網(wǎng)作為關(guān)乎民生的工程，在工作中經(jīng)常應(yīng)用到電氣自動(dòng)化技術(shù)。電網(wǎng)因其電力相關(guān)參數(shù)隨著用電高峰、企業(yè)生產(chǎn)時(shí)間等因素，變動(dòng)非常頻繁，對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷能力的考驗(yàn)較大。為了保證電網(wǎng)運(yùn)行正常，在電網(wǎng)工程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，對(duì)電網(wǎng)工作進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化和調(diào)整，對(duì)電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)和警示都有積極意義。傳統(tǒng)電網(wǎng)工作過(guò)程中對(duì)從業(yè)人員的需求量大，是因?yàn)殡娏ぷ髦行枰^測(cè)的數(shù)據(jù)較多，峰谷變化不定，在追求安全生產(chǎn)的同時(shí)要確保電力生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)。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(dòng)化系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)工作進(jìn)行優(yōu)化改革。

3.2石油開(kāi)采、提煉中的電氣自動(dòng)化應(yīng)用

石油開(kāi)采和煉化工作工藝水平高、工藝流程復(fù)雜，在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中還具有一定的危險(xiǎn)性，譬如，在進(jìn)行原油的分餾過(guò)程中，常壓分餾的溫度在逐節(jié)攀升，對(duì)工人的素養(yǎng)要求高，對(duì)作業(yè)設(shè)備的要求也高，變相增加了設(shè)備的維護(hù)周期，增加了生產(chǎn)成本。運(yùn)用PLC控制系統(tǒng)來(lái)完成石油開(kāi)采、再生產(chǎn)的工作，對(duì)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(kāi)采作為一項(xiàng)大型工程，對(duì)作業(yè)機(jī)械的狀態(tài)和井下壓力等關(guān)鍵數(shù)據(jù)有實(shí)時(shí)了解，這些優(yōu)勢(shì)能夠讓指揮工程師及時(shí)調(diào)整作業(yè)策略。在石油的再生產(chǎn)過(guò)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(zhǎng)、強(qiáng)調(diào)各流程部門(mén)的協(xié)調(diào)作業(yè)能力。在各項(xiàng)工藝中，壓力、流速、流量、罐體總指標(biāo)等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變化，且各項(xiàng)數(shù)據(jù)都需要嚴(yán)格的監(jiān)管以確保安全，在總控階段常用PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行工藝數(shù)據(jù)的調(diào)節(jié)和優(yōu)化，這是自動(dòng)化生產(chǎn)的進(jìn)步性體現(xiàn)。不同的溫度、壓力區(qū)間下，得到的成品質(zhì)量參差不齊，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)有若干國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行規(guī)定，PLC系統(tǒng)面對(duì)復(fù)雜工藝表現(xiàn)得非常優(yōu)秀，在生產(chǎn)過(guò)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(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，也能通過(guò)軟件判斷工藝流程是否科學(xué)合理。遇到突發(fā)狀況時(shí)，能夠很及時(shí)地終止工藝，快速定位失誤位點(diǎn)，對(duì)設(shè)備的使用壽命有很直觀的反映。

4結(jié)束語(yǔ)

隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，礦產(chǎn)企業(yè)抓住時(shí)代發(fā)展新機(jī)遇，勇于開(kāi)拓創(chuàng)新，強(qiáng)化對(duì)設(shè)備運(yùn)行效率管理。礦山設(shè)備運(yùn)行效率的提升，需進(jìn)一步強(qiáng)化管理程序，不斷更新應(yīng)用技術(shù)、優(yōu)化設(shè)備管理理念，以期實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和運(yùn)行的協(xié)調(diào)發(fā)展，安全生產(chǎn)和目標(biāo)管理需求的極大滿足。

參考文獻(xiàn)：

[1]張恒源.智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].集成電路應(yīng)用，2021，38（09）：100-101.

[2]趙玉峰.電氣工程及其自動(dòng)化的智能化技術(shù)應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2021，11（25）：164-166+170.

[3]吳永杰.機(jī)電工程電氣施工安全技術(shù)措施分析[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2021（10）：194-196.

[4]鮑曉輝.電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)探討[J].電子測(cè)試，2021（17）：138-139.

[5]王培杰.電氣工程自動(dòng)化的智能化技術(shù)應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2021（17）：171-172.