關(guān)于電氣工程及自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用探討

王麗娜 姜珊

（通用電氣能源（沈陽(yáng)）有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

引言

電氣工程不僅是目前高新技術(shù)的電氣工程學(xué)科中非常重要的一項(xiàng)，還在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中占據(jù)著關(guān)鍵地位，在電氣工程中使用電氣自動(dòng)化融合技術(shù)能夠提升其自動(dòng)化水平。

一、電氣工程與電氣自動(dòng)化概述

（一）電氣工程概述

傳統(tǒng)電氣工程為創(chuàng)造電氣與電子系統(tǒng)有關(guān)的學(xué)科綜合，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前的電氣工程已經(jīng)逐步涉及到全部和電子光子有關(guān)的所有工程。電子技術(shù)的飛速進(jìn)步使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展，電氣工程與計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)研究也日益密切。

（二）電氣自動(dòng)化概述

電氣自動(dòng)化技術(shù)是將電氣設(shè)備的原理作為基礎(chǔ)，綜合利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行控制。該技術(shù)的實(shí)用性也會(huì)更強(qiáng)，涉及的領(lǐng)域更為廣泛。充分發(fā)揮該技術(shù)的特點(diǎn)，還可以使得電氣的自動(dòng)、智能化的進(jìn)程得以推動(dòng)。該技術(shù)在不斷的發(fā)展中，涉及到的領(lǐng)域更為寬泛、層面與層次更多。與各個(gè)行業(yè)的各種技術(shù)相互結(jié)合，使得其控制系統(tǒng)更為穩(wěn)定。其實(shí)用性的特點(diǎn)體現(xiàn)在其可以有效的根據(jù)工業(yè)狀況，替代人力資源，使得工業(yè)生產(chǎn)與管理的流程都得到簡(jiǎn)化，此外對(duì)于生產(chǎn)資源的浪費(fèi)減少、生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效配合以及生產(chǎn)運(yùn)行的效率提高都有突出意義。所以充分結(jié)合時(shí)代新的特點(diǎn)以及發(fā)展的需求，使得技術(shù)智能化以及自動(dòng)化性能能夠得到優(yōu)化，對(duì)于電氣工程的整體發(fā)展作用突出。

二、電氣工程的意義

電氣工程是當(dāng)今世界一個(gè)高速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，也是運(yùn)用非常多的一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)。在電氣工程中，最重要的是計(jì)算機(jī)的發(fā)展和使用。通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠非常便捷監(jiān)測(cè)、控制整個(gè)電氣工程網(wǎng)絡(luò)，并更好的發(fā)揮電氣工程的作用。從本質(zhì)上來(lái)看的話，電氣工程發(fā)展的優(yōu)劣也在一定程度上反映了國(guó)家整體的科技發(fā)展高度。電氣自動(dòng)化是電氣工程所包含的一個(gè)方向，全名又叫作電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)，電氣自動(dòng)化包括了很多的技術(shù)，如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息與控制技術(shù)、電機(jī)電器技術(shù)等等。小方面，涉及居民家庭的電路設(shè)計(jì)；大方面，涉及航天航空的發(fā)展，都離不開(kāi)電氣自動(dòng)化技術(shù)?？偟膩?lái)說(shuō)，電氣工程和電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于一個(gè)國(guó)家的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。

三、電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)本身具備的優(yōu)點(diǎn)

（一）能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

對(duì)于大部分電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)，如變壓器、斷路器等這些設(shè)備都應(yīng)該時(shí)刻進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣才能在出現(xiàn)故障的時(shí)候及時(shí)進(jìn)行預(yù)警，讓工作人員及時(shí)的解決出現(xiàn)的安全問(wèn)題。但是通過(guò)人工查看的方式，是不準(zhǔn)確、不及時(shí)的。因此，利用電氣自動(dòng)化設(shè)備就能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)﹃P(guān)鍵設(shè)備的參數(shù)實(shí)時(shí)的進(jìn)行監(jiān)測(cè)、記錄和反饋，這樣在參數(shù)出現(xiàn)波動(dòng)的時(shí)候，系統(tǒng)能夠及時(shí)對(duì)工作人員進(jìn)行提示，并且能夠判斷出故障出現(xiàn)的地點(diǎn)以及原因等，這樣工作人員就能夠及時(shí)找出措施去解決，避免工業(yè)生產(chǎn)出現(xiàn)大問(wèn)題。

（二）能夠促進(jìn)工廠的自動(dòng)化和智能化

對(duì)于當(dāng)今社會(huì)來(lái)說(shuō)，越來(lái)越多的行業(yè)都在向著自動(dòng)化、智能化前進(jìn)，就需要運(yùn)用到電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)。憑借計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達(dá)和強(qiáng)大的運(yùn)算能力，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠很好地控制各種電氣設(shè)備，進(jìn)而逐漸完成工廠生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化目標(biāo)。

（三）能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度

通過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)，在工廠生產(chǎn)過(guò)程中，把生產(chǎn)設(shè)備、通信協(xié)議、遠(yuǎn)程控制三者良好地結(jié)合在一起，工作人員就可以在后臺(tái)控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程的調(diào)度，這樣就能夠很好地促進(jìn)合環(huán)節(jié)的生產(chǎn)。

（四）自我調(diào)節(jié)能力有效

自動(dòng)化技術(shù)很大程度上可以使得電力系統(tǒng)響應(yīng)的時(shí)間得到減少，從而可以隨時(shí)調(diào)整系統(tǒng)，使得系統(tǒng)性能得到提高，運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性可以得到確保。自動(dòng)化技術(shù)引入了智能控制器，從而使得系統(tǒng)的智能調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)，甚至可以使得空間限制得以打破，遠(yuǎn)距離的調(diào)控得以實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)距離調(diào)控能力的技術(shù)支持是自動(dòng)化可以得到更好的應(yīng)用的基礎(chǔ)。

四、電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

電力資源在運(yùn)輸過(guò)程中，要保證運(yùn)行效率和穩(wěn)定性，主要從電網(wǎng)調(diào)度、變電站和變電廠等幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)入手。電網(wǎng)調(diào)度主要指在電力資源傳輸過(guò)程中，通過(guò)對(duì)資源及設(shè)備進(jìn)行組織和轉(zhuǎn)移，由此對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率產(chǎn)生較大的影響。在電氣工程中通過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，有助于相關(guān)工作人員快速掌握電氣工程的運(yùn)行狀況，通過(guò)對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行判斷，使得電氣運(yùn)行的穩(wěn)定性得到有效提高。在配電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)施，還能夠?qū)﹄姎夤こ踢M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)最終的監(jiān)測(cè)結(jié)果，有針對(duì)性地對(duì)電氣工程展開(kāi)科學(xué)評(píng)價(jià)，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)監(jiān)控，提高電氣工程的運(yùn)行效率。

變電站的工作一般通過(guò)人工操作完成，容易造成一定的誤差，從而導(dǎo)致變電站的工作效率有所降低。要想改善當(dāng)前問(wèn)題，需要注重電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。與此同時(shí)，將所監(jiān)測(cè)到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)浇K端，還有助于快速對(duì)故障位置進(jìn)行定位，并且運(yùn)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)自動(dòng)監(jiān)控電氣工程的運(yùn)行狀況?？偠灾ㄟ^(guò)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的使用，有效地代替了傳統(tǒng)人工模式，使得數(shù)據(jù)的誤差縮小，并增強(qiáng)了變電站的運(yùn)行效率。

我國(guó)電力主要以水力和熱能為主，作為電氣工程自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用的重要部分，發(fā)電廠已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)。例如，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)的推廣及應(yīng)用，使得相關(guān)獨(dú)立設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行；而且自動(dòng)化技術(shù)能夠結(jié)合實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)相關(guān)設(shè)備做出實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。除此之外，自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、發(fā)電控制系統(tǒng)、電壓控制系統(tǒng)中都得到了運(yùn)用，不但有助于提高監(jiān)測(cè)效率，而且保障了發(fā)電的安全。

五、電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）故障檢測(cè)

在企業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)械設(shè)備的故障不僅會(huì)為企業(yè)帶來(lái)一定的維修費(fèi)用，造成企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重者還會(huì)導(dǎo)致企業(yè)發(fā)生重大生產(chǎn)事故，導(dǎo)致企業(yè)停產(chǎn)停工，對(duì)員工的人身安全以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)安全帶來(lái)威脅。因此，電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用在機(jī)械設(shè)備的故障檢測(cè)中不僅具備一定的前景，更有著十分強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)需要。目前，電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠通過(guò)運(yùn)行相關(guān)系統(tǒng)對(duì)機(jī)械設(shè)備以及生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行巡檢和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)生異常數(shù)據(jù)或者系統(tǒng)運(yùn)行故障，控制系統(tǒng)一方面會(huì)切斷這部分機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，及時(shí)將故障問(wèn)題上報(bào)給控制人員；另一方面，控制系統(tǒng)也會(huì)利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)發(fā)送故障報(bào)告，便于技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的故障問(wèn)題，以此提高機(jī)械設(shè)備以及相關(guān)系統(tǒng)的維修效率。

（二）遠(yuǎn)程控制設(shè)備的運(yùn)行情況

在以往傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式中，整個(gè)工廠的生產(chǎn)過(guò)程會(huì)投入很多的人力和物力，這樣才能保證生產(chǎn)過(guò)程能夠穩(wěn)定地運(yùn)行下去。對(duì)于大部分設(shè)備來(lái)說(shuō)，都是人工進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的。這樣不僅會(huì)耗費(fèi)很多的成本，更重要的是準(zhǔn)確率不高，無(wú)法讓生產(chǎn)高效率的進(jìn)行下去。而利用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，就能夠?qū)Ω鞣N設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的操控，計(jì)算機(jī)終端后臺(tái)會(huì)處理收集到的各種設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)電氣自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行智能的控制。這種方式是相當(dāng)便捷和安全的，能夠在很大程度上保證生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性，提高工廠的生產(chǎn)效率。

（三）電網(wǎng)調(diào)度

電力已經(jīng)是現(xiàn)代社會(huì)必不可少的能源之一，是近年來(lái)發(fā)展最快速的行業(yè)之一。在電力行業(yè)的發(fā)展中，電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行、穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，它不僅與社會(huì)公眾的用電安全、用電穩(wěn)定密切相關(guān)，更同社會(huì)生產(chǎn)、工業(yè)發(fā)展有著十分密切的聯(lián)系。如果電力系統(tǒng)不穩(wěn)定或出現(xiàn)線路問(wèn)題，必然會(huì)導(dǎo)致電力的超負(fù)荷運(yùn)行，進(jìn)而導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性下降。在電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用中，電力行業(yè)著力于打造智慧電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)，通過(guò)電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)的24h 監(jiān)測(cè)來(lái)保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這樣一方面能夠降低電力行業(yè)發(fā)展中對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控、巡檢的人力成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；另一方面，也能夠有效降低員工的工作強(qiáng)度，將電力系統(tǒng)的誤差以及故障控制在可控范圍內(nèi)。

（四）風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)

隨著工業(yè)自動(dòng)化的不斷發(fā)展，企業(yè)正在不斷地以自動(dòng)化生產(chǎn)線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)的生產(chǎn)中。電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠通過(guò)對(duì)企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)控，并對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和分析來(lái)提升企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)以及預(yù)警能力，保障企業(yè)的正常生產(chǎn)。在電氣工程的應(yīng)用中，控制系統(tǒng)能夠通過(guò)對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理來(lái)發(fā)現(xiàn)潛在的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)判可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題，并且根據(jù)反饋到處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來(lái)分析是否需要進(jìn)行停產(chǎn)維修等，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)線及其相關(guān)設(shè)備的24h 監(jiān)控以及不間斷的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。除此之外，自動(dòng)化控制系統(tǒng)所搭載的云存儲(chǔ)平臺(tái)也能夠儲(chǔ)存企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，一旦發(fā)生數(shù)據(jù)泄露或數(shù)據(jù)丟失等情況，技術(shù)人員能夠及時(shí)調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)，保障生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（五）電氣自動(dòng)化和變電站的結(jié)合使用

變電站在電氣工程中是非常普遍的電氣裝置，一般用來(lái)改變電壓、分配電能、控制負(fù)載力。但是，以往的變電站需要具備較優(yōu)的人工監(jiān)控技術(shù)，并且還需人為實(shí)施監(jiān)管。因?yàn)槿斯z測(cè)不能長(zhǎng)時(shí)間地監(jiān)控整個(gè)變電站，所以會(huì)存在部分疏漏從而導(dǎo)致安全隱患。在使用電氣自動(dòng)化融合技術(shù)后，就能充分增強(qiáng)對(duì)變電站的監(jiān)控能力，就算長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)也可以達(dá)到很好的工作狀態(tài)，再加上如果變電站工作異常還會(huì)給予提醒，發(fā)揮重要的安全防護(hù)作用，還可以為相關(guān)人員檢修故障效率的提升提供幫助，進(jìn)而有效處理問(wèn)題。除此之外，電氣自動(dòng)化融合技術(shù)還能優(yōu)化、完善變電站結(jié)構(gòu)，擯棄落后的人工檢測(cè)設(shè)備，并簡(jiǎn)化變電站使其變得更加小型、智能，這不僅能減少建設(shè)成本，還能增加變電站的可靠性和平穩(wěn)性。

結(jié)束語(yǔ)：我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展速度居于世界前列，并且自動(dòng)化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電氣工程當(dāng)中。5G 技術(shù)以及大數(shù)據(jù)信息技術(shù)等的使用為該技術(shù)的進(jìn)一步的發(fā)展又提供了新的機(jī)遇。在電氣工程的應(yīng)用中，還需要相關(guān)人員進(jìn)一步研究電氣工程的特點(diǎn)，能夠更好的根據(jù)相關(guān)的特點(diǎn)選擇更合適的技術(shù)，并積極進(jìn)行改良，以更好的促進(jìn)電氣工程以及電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。