電氣自動化在機電工程中的應用

鄒愛妮，鄒志豐

（1.山西朔州平魯區(qū)龍礦大恒煤業(yè)有限公司，山西 朔州 036800；2.海陽龍鳳熱電有限公司，山東 煙臺 265100）

機電工程是由電氣與機械共同組成的工程系統(tǒng)，其在現(xiàn)代社會發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，可以說，我國的經(jīng)濟發(fā)展與社會建設都離不開機電工程。眾所周知，電氣自動化在機電工程中具有非常重要的應用價值，通過加深電子信息技術(shù)與計算機技術(shù)的融合，可推動機電工程自動化發(fā)展。機電工程中應用電氣自動化技術(shù)不僅可以給機械設備制造與系統(tǒng)建設提供技術(shù)支持，同時也為提升各工程項目的經(jīng)濟效益奠定了基礎(chǔ)。由此可見，對機電工程中的電氣自動化應用具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 電氣自動化及其在機電工程中的應用優(yōu)勢

1.1 電氣自動化概述

電氣自動化是當前比較熱門的新興技術(shù)，其被廣泛應用在農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及國防等領(lǐng)域，屬于工程技術(shù)。電氣自動化是電氣工程及其自動化的簡稱，其融合了軟件系統(tǒng)資源與機械硬件，具有技術(shù)與理論的雙重屬性。電氣自動化作為一種控制系統(tǒng)，其包含電源、電路、編程器、中央處理單元以及多個系統(tǒng)程序存儲器，具體如圖1所示。從我國各行各業(yè)的發(fā)展情況來看，我們不難發(fā)現(xiàn)，電氣自動化技術(shù)在工業(yè)、建筑、電力等領(lǐng)域得以廣泛應用。在新一輪工業(yè)化浪潮下，電氣自動化中的技術(shù)要素也在不斷增加，如人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等，這些新型技術(shù)的應用進一步提升了機電工程的自動化水平。

圖1 電氣自動化控制系統(tǒng)示意圖

1.2 電氣自動化在機電工程中的應用優(yōu)勢

首先，有助于提升生產(chǎn)的安全性與可靠性。隨著機電工程自動化水平的提升，生產(chǎn)中需要人工操作的情況越來越少。這樣不僅可以有效降低人工操作帶來的失誤率，同時也可以提升生產(chǎn)效率。另外，在機械設備安全性檢測中，合理運用電子信息安全監(jiān)測技術(shù)不僅可以對機械設備進行全面檢測，同時也能實時監(jiān)測機械設備的運營狀態(tài)，便于技術(shù)人員與操作人員及時發(fā)現(xiàn)機械設備以及運行中潛在的安全隱患，進而最大限度地減少機械設備導致的事故。其次，有助于保證生產(chǎn)質(zhì)量。機電工程是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，其不僅可以保證生產(chǎn)質(zhì)量，同時在控制成本方面也具有顯著的優(yōu)勢。相較傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)而言，機電工程在電氣自動化的支持下自動化水平越來越高，甚至已經(jīng)趨向智能化與信息化方向發(fā)展。因此，電氣自動化在機電工程中應用可以有效減少傳統(tǒng)生產(chǎn)中的各種質(zhì)量問題，進而大幅提升工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。最后，有助于減少能源消耗。隨著電氣自動化與機電工程的深度結(jié)合，機電工程的自動化水平全面提升。因此，在實際生產(chǎn)中可以有效整合各種能源，并在系統(tǒng)的精準控制下減少能源消耗，這樣不僅可以有效降低生產(chǎn)成本，同時也響應了我國節(jié)能環(huán)保的政策，為實現(xiàn)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。此外，在電氣自動化技術(shù)的支持下，企業(yè)還可以對生產(chǎn)中的污水以及廢氣排放情況進行有效監(jiān)控，進而減少對周邊生態(tài)環(huán)境的破壞，以實現(xiàn)保護生態(tài)環(huán)境的目標。

2 電氣自動化在機電工程中的具體應用

2.1 電力系統(tǒng)中的機電工程

隨著電力行業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，電力系統(tǒng)中的機電工程規(guī)模越來越大，其功能也越來越復雜。為了滿足實際需求，電氣自動化也被廣泛應用在電力系統(tǒng)機電工程中，下面就對電力系統(tǒng)機電工程中電氣自動化的應用進行簡單介紹。

（1）發(fā)電廠的應用。發(fā)電廠中應用的電氣自動化技術(shù)為分散式測控系統(tǒng)，其主要是通過遠程控制與數(shù)據(jù)通訊進行監(jiān)控。技術(shù)人員通過分析監(jiān)控數(shù)據(jù)及時發(fā)現(xiàn)、排除系統(tǒng)運行中的故障，這樣不僅可以幫助技術(shù)人員實時了解設備運行狀況，減輕工作負擔，同時，還可以降低設備運行與維護成本。另外，發(fā)電廠通過運用電氣自動化技術(shù)還可實現(xiàn)爐-機-電一體化管理。

（2）電網(wǎng)調(diào)度中的應用。電網(wǎng)調(diào)度作為電力系統(tǒng)建設階段的重要組成部分，將電氣自動化技術(shù)應用其中可有效提升電網(wǎng)調(diào)度工作的實效性。電網(wǎng)調(diào)度中的電氣自動化融合了信息技術(shù)、顯示屏以及自動化等軟硬件，在此基礎(chǔ)上進行科學布置，能有效提升電網(wǎng)服務質(zhì)量。例如，將電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)與各區(qū)域網(wǎng)絡進行融合，可充分了解各區(qū)域用電情況基礎(chǔ)上進行用電調(diào)度，大幅度提升電網(wǎng)調(diào)度效果。因當前電力工程在實際運營中對電能供應方面具有明顯的實時性，再加上各層面的要求也不同。對此，電力部門就需要圍繞電氣自動化合理配置，對各方面需求進行實時評價，充分掌握各區(qū)域電力負荷情況，并根據(jù)實際情況對其進行調(diào)整，以保證其具備可調(diào)節(jié)性。尤其是省級以上電力系統(tǒng)，必須對其進行科學規(guī)劃，以實現(xiàn)耗損最小化。

（3）變電站中的應用。電氣自動化在變電站中的應用主要體現(xiàn)在通過計算機軟件或自動化設備靈活控制變電站中的一系列信息或設備，不僅可以促使提升變電站管理水平，還可有效提升變電站的運行效率。隨著我國電能需求的直線增長，對電力行業(yè)也提出了更高的要求。在這樣的背景下，變電站必須緊跟時代發(fā)展，在電力自動化的技術(shù)支持下逐步向綜合自動化方向發(fā)展，促使變電站整體自動化水平提升。另外，電氣自動化的實時監(jiān)控在變電站中應用還可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)以及設備的運行中的隱患與故障，不僅可以提高故障處理效率，同時，也有效降低了運維成本。

（4）配電系統(tǒng)中的應用。配電系統(tǒng)中運用的電氣自動化主要是在集中監(jiān)控方面，其對機電工程的影響非常大。配電系統(tǒng)中通過應用電氣自動化可實現(xiàn)配電自動化以及自我感知與診斷等功能，進而有效提升配電系統(tǒng)的運行效率，最大限度降低電力損耗。此外，在智能監(jiān)控的輔助下，還可以實現(xiàn)對配電站中各設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，通過分析監(jiān)控數(shù)據(jù)及時發(fā)現(xiàn)配電系統(tǒng)中潛在的隱患，并采取針對性處理措施，以保證配電系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行狀態(tài)。

2.2 建筑機電工程中的應用

隨著人民生活水平的提升，對建筑工程也提出了更高的要求，在保證基礎(chǔ)施工質(zhì)量的同時，也需要具備多種功能。為了滿足當前多功能的應用需求，建筑中的機電工程類型與數(shù)量也在不斷增加。在電氣自動化的技術(shù)支持下，建筑機電工程的自動化水平越來越高，也推動了建筑行業(yè)向智能化發(fā)展。

（1）智能建筑配電系統(tǒng)中的應用。相較傳統(tǒng)建筑物的電氣系統(tǒng)而言，智能化建筑可實現(xiàn)對建筑物內(nèi)的各類管線以及設備進行實時監(jiān)控，便于及時發(fā)現(xiàn)故障，最大限度降低電氣故障導致的災害。通常情況下，智能建筑物中都會安裝綜合型監(jiān)控系統(tǒng)，其主要是由電子傳感器、遠程控制器以及自動化控制裝置組成。另外，該系統(tǒng)還能分析智能建筑物各時間段的用電量情況，根據(jù)分析結(jié)果為用戶制定用電計劃，有效提升電能的利用率。

（2）智能建筑通信系統(tǒng)中的應用。電氣自動化在智能建筑通信系統(tǒng)中的運用可有效提升通信效率。隨著因特網(wǎng)的普及，人們交流的方式更加多樣化，如共享影像等，其不僅使得交流方式更加高效快捷，同時也減少了很多的溝通障礙。通過依托計算機技術(shù)與電氣自動化在智能建筑物內(nèi)構(gòu)建私人局域網(wǎng)，在滿足建筑使用者通信的需求的同時，也使得傳輸效率進一步提升。

（3）智能建筑防雷系統(tǒng)中的應用。在日常生活中，我們無可避免雷雨天氣，雖然智能建筑物中設置的避雷針可在一定程度上起到防雷作用，但智能建筑防雷系統(tǒng)中引入電氣自動化可有效降低意外風險，為智能建筑提供更好的保護。具體而言，技術(shù)人員需結(jié)合實際情況設計智能建筑物的防雷與接地系統(tǒng)，并在該過程中借助計算機技術(shù)與電子信息技術(shù)進行仿真，進而確定安裝避雷針的最佳位置。另外，還可以借助內(nèi)部保護技術(shù)與導流技術(shù)等優(yōu)化智能建筑防雷系統(tǒng)。

（4）智能建筑樓宇控制系統(tǒng)中的應用。樓宇控制系統(tǒng)作為實現(xiàn)建筑智能化控制的主要系統(tǒng)，其在智能建筑中發(fā)揮著非常重要的作用。將電氣自動化與樓宇控制系統(tǒng)相融合，可有效提升智能建筑樓宇控制的自動化水平。由于樓宇控制系統(tǒng)具有較強的綜合性，其能聯(lián)通協(xié)同控制多個系統(tǒng)，如照明系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)以及消防監(jiān)測系統(tǒng)等，電氣自動化的引入可推動智能建筑電氣一體化管理。

除了上述系統(tǒng)中的應用外，電氣自動化還可以應用在門禁系統(tǒng)中。若想保證門禁系統(tǒng)穩(wěn)定運行，那么，電氣自動化是關(guān)鍵。門禁系統(tǒng)在錄入用戶相關(guān)信息后，在電氣自動化的技術(shù)支持下進行識別，并將識別指令傳輸給門禁系統(tǒng)，這樣不僅可以為用戶的出入提供便利，同時也避免外來人員進入建筑內(nèi)，有效保護建筑中用戶的人身財產(chǎn)安全。

3 機電工程中電氣自動化的應用發(fā)展趨勢

3.1 操作簡便化

電氣自動化在機電工程中運用最明顯的特點就是簡化人工操作，這樣不僅可有效減少人員操作失誤，有效提升安全性與可靠性，同時也可以在一定程度上降低人力成本，增加經(jīng)濟效益。因此，技術(shù)人員在未來發(fā)展中應將其作為主要研究方向。

3.2 集中監(jiān)控化

隨著生產(chǎn)要求的增加，機電設備以及配套設備的數(shù)量也逐漸增多。若仍采用傳統(tǒng)的監(jiān)控管理，不僅技術(shù)人員的工作量大，同時也無法及時發(fā)現(xiàn)設備運行中潛在的隱患。因此，集中監(jiān)控成為機電工程中電氣自動化的應用發(fā)展趨勢。通過對機電設備集中監(jiān)控管理，能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)運行中的隱患，并采用有效處理措施，進而保證機電設備穩(wěn)定運行。此外，也要進一步提升集中監(jiān)控力度，最大限度保證所有設備都在監(jiān)控范圍內(nèi)，一旦設備出現(xiàn)故障，立即發(fā)出經(jīng)濟維修指令，進而降低故障導致的經(jīng)濟損失。

3.3 通用化

隨著各項技術(shù)的成熟，電氣自動化在未來可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一化與通用化的目標，為提升設備自動化運行效率奠定基礎(chǔ)。在此過程中，不管是企業(yè)還是地方，都要做好網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)調(diào)整工作，提升系統(tǒng)的通用性，進而為管理人員開展工作提供便利條件。若想增強各層次數(shù)據(jù)共享與交流的效果，那么機電設備與網(wǎng)絡技術(shù)的深度結(jié)合是關(guān)鍵。而機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的通用化則可以處理通信障礙問題，進而保證各系統(tǒng)間信息交流的通暢性。

3.4 節(jié)能降耗

目前，我國正處于轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，很多產(chǎn)業(yè)也逐漸向節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展。雖然電氣自動化在機電工程中應用可有效提升生產(chǎn)效率與安全性，但還是存在一定能源消耗問題。對此，相關(guān)部門還需結(jié)合實際情況制定行業(yè)發(fā)展規(guī)范，同時也要尋找能源消耗與電氣自動化應用的平衡點，以期能夠以最少的能耗換取最大的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

隨著科學技術(shù)的高速發(fā)展，我國電氣自動化技術(shù)也日益完善，并在機電工程中得到廣泛應用，促使機電工程自動化水平越來越高，也使得其逐步向智能化與信息化方向發(fā)展。若想在機電工程中充分發(fā)揮電氣自動化的優(yōu)勢，那么就要充分了解機電工程與電氣自動化的特性，并加大研究力度，促使兩者深度融合，進一步提升機電工程的可靠性與安全性，為推動機電工程發(fā)展提供有力的技術(shù)支持。