談?wù)勲姎夤こ碳捌渥詣?dòng)化

李志明

【摘 要】當(dāng)前電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，已成為我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。在社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，由于生產(chǎn)力水平的不斷提升，對(duì)于電氣工程及其自動(dòng)化的需求也日益提高，但當(dāng)前電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展水平還不能更好與社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展需求相適應(yīng)，所以需要加大對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化的研究力度，從而進(jìn)一步提高電氣工程及其自動(dòng)化的水平，保障電氣化領(lǐng)域持續(xù)快速的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】智能化；電氣；電控技術(shù)

我國(guó)電氣工程的發(fā)展最早可以追溯到20世紀(jì)初，最早的電機(jī)?？剖悄涎蟠髮W(xué)堂所設(shè)，之后電氣工程的發(fā)展如春筍般的席卷整個(gè)華夏大地，像同濟(jì)大學(xué)、浙江大學(xué)、清華大學(xué)等等一些高等院校先后都設(shè)立機(jī)電?？茖I(yè)，1977年高考制度恢復(fù)以后大部分學(xué)校將“機(jī)電工程系”改為“電氣工程系”1988年，我國(guó)高校專業(yè)名稱大規(guī)模調(diào)整后，電子信息類(lèi)專業(yè)和電氣工程類(lèi)專業(yè)相應(yīng)合并為“電氣信息類(lèi)”。

20世紀(jì)90年代伴隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，智能化、微型化、集中化系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用為電氣工程及自動(dòng)化注入了新的血液，該文從電氣自動(dòng)化發(fā)展歷史出發(fā)，著重講解其在當(dāng)代應(yīng)用領(lǐng)域中的一隅，希望能為廣大涉及此專業(yè)領(lǐng)域的高級(jí)知識(shí)實(shí)用型人才提供一定的參考。

一、電氣自動(dòng)化的應(yīng)用領(lǐng)域

電氣自動(dòng)化的應(yīng)用領(lǐng)域是相當(dāng)廣泛的，小到一個(gè)開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)，大到航天器的研發(fā)，筆者就電氣自動(dòng)化在建筑領(lǐng)域和小集成電路器作以簡(jiǎn)單的應(yīng)用介紹。

1.建筑領(lǐng)域

隨著科學(xué)的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，智能化建筑成為了當(dāng)今時(shí)代發(fā)展的主力軍，而高端智能化建筑無(wú)疑已經(jīng)成為主力軍當(dāng)中的先鋒隊(duì)伍。利用建筑設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)和成本控制，通過(guò)合理利用設(shè)備，整合資源，達(dá)到資源共享，節(jié)省成本的目的。因?yàn)橹悄芑ㄖ谐休d的電子設(shè)備和布線系統(tǒng)耐壓等級(jí)低，防干擾要求高，所以相對(duì)其他建筑容易受到雷擊，因此智能建筑應(yīng)該設(shè)計(jì)為一級(jí)防雷建筑物，并由此組成具有多層屏蔽雷擊的籠形體系。這只是電氣自動(dòng)化在建筑領(lǐng)域一個(gè)極其微小的應(yīng)用層面，像建筑內(nèi)部監(jiān)控系統(tǒng)的建立、通信光纖的終端等等，都是其在建筑領(lǐng)域的實(shí)際運(yùn)用。

2.小型集成電氣化的應(yīng)用

小型集成電氣化的產(chǎn)品隨處可見(jiàn)，如家里常用的冰箱，電視，空調(diào)，等等，都有電氣化的身影，筆者就家用空調(diào)作以簡(jiǎn)要剖析。

（1）設(shè)計(jì)方面既可以設(shè)計(jì)成單個(gè)控制系統(tǒng)，也可以設(shè)計(jì)成以計(jì)算機(jī)終端控制管理的系統(tǒng)。

（2）在溫控方面，一般采用采用DDC控制凈化空調(diào)系統(tǒng)。即將回風(fēng)管溫度傳感器所檢測(cè)的溫度傳送到DX一9100，與計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存原始點(diǎn)比對(duì)，通過(guò)一系列的高數(shù)運(yùn)算得出結(jié)果，并且輸出相對(duì)應(yīng)電壓信號(hào)或電流信號(hào)，從而控制調(diào)節(jié)閥是是升溫還是降溫，把溫度控制在某一攝氏度范圍內(nèi)，以便達(dá)到實(shí)際需求。

（3）濕控制方面，根據(jù)裝設(shè)在通風(fēng)管內(nèi)的濕度傳感器所檢測(cè)的濕度，把濕度信息通過(guò)數(shù)字化終端轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)傳遞到濕度控制器上，再由計(jì)算機(jī)與設(shè)定好的濕度比較計(jì)算，通過(guò)輸出信號(hào)控制蒸汽電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，保證環(huán)境濕度正?！，F(xiàn)在很多設(shè)備都采用這樣的原理，通過(guò)對(duì)某事物的信號(hào)捕捉，利用信號(hào)間的相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)與原始設(shè)定數(shù)據(jù)的對(duì)比，并且通過(guò)電腦終端的運(yùn)算，最終達(dá)到改變數(shù)據(jù)，控制硬件運(yùn)行的目的。這是現(xiàn)在諸多小型集成電氣化設(shè)備的設(shè)計(jì)。

二、電氣化的設(shè)計(jì)

1.設(shè)計(jì)原則

根據(jù)具體情況，盡量滿足工藝和生產(chǎn)機(jī)械對(duì)電氣控制的要求，設(shè)計(jì)方面力求簡(jiǎn)單、妥善處好理機(jī)械與電氣的融合；、合理地選用電器元件、如電容件、最大電壓件、斷電開(kāi)關(guān)、傳感器等；、考慮使用時(shí)的安全性能；、制造美觀、使用維護(hù)方便。筆者概括為，在滿足使用功能的前提下，力求設(shè)計(jì)上的完美，并且成本低且有一定的工藝性。這也是在當(dāng)今時(shí)代發(fā)展的前提下，多數(shù)應(yīng)用產(chǎn)品必然的發(fā)展趨勢(shì)。

2.設(shè)計(jì)思路

電氣化因時(shí)因地存在著一些較大設(shè)計(jì)方面的差異，筆者就現(xiàn)在一些變電中轉(zhuǎn)站監(jiān)控系統(tǒng)作以下三點(diǎn)分析。

（1）首先集中監(jiān)控方式。如今一些變電站，采用集中監(jiān)控方式，此方式優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)方便、控制站的防護(hù)要求也不高、系統(tǒng)設(shè)計(jì)也相對(duì)較為簡(jiǎn)單。但任何事物的利弊都是共存的，由于這種傳統(tǒng)方式是將系統(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器進(jìn)行處理，所以對(duì)處理器的要求甚為高，當(dāng)然處理器的任務(wù)也相當(dāng)繁重，直接影響處理器的運(yùn)行速度。并且由于電氣設(shè)備全部集中監(jiān)控，會(huì)導(dǎo)致主機(jī)冗余的下降、電纜光纖數(shù)量大增，成本巨大，尤其是長(zhǎng)距離電纜所引發(fā)的干擾必然會(huì)影響系統(tǒng)的使用壽命。與此同時(shí)，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖一般采用硬接線，由于輔助接點(diǎn)經(jīng)常不到位，造成設(shè)備無(wú)法正常操作。一旦導(dǎo)致這種情況的發(fā)生，那后期的維護(hù)是相當(dāng)?shù)娜叻?，尤其是二次接線相對(duì)復(fù)雜，查找線路問(wèn)題更是不方便，在無(wú)形中增加了維護(hù)量投入的同時(shí)，還存在硬件設(shè)備和線路電壓在運(yùn)轉(zhuǎn)和輸動(dòng)過(guò)程中由于接線復(fù)雜而造成失誤和危險(xiǎn)。

（2）遠(yuǎn)程監(jiān)控。遠(yuǎn)程監(jiān)控方式優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約電纜、節(jié)省安裝成本、節(jié)約材料、可靠性高和組合較為靈活。缺點(diǎn)是通訊速度慢，而一般電廠電氣部分的通訊量又比較巨大，所以這種方式一般適用于小型系統(tǒng)的監(jiān)控，如若在全廠或較大范圍內(nèi)的的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建中卻不適用。所以這種遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用有較大的局限性。

（3）現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控。對(duì)于目前現(xiàn)場(chǎng)總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，呈現(xiàn)智能化、集中化的趨勢(shì)，而且已經(jīng)擁有了豐富的實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展，這些都為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。而現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式的推廣與使用使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加具有針對(duì)性，對(duì)于不同的間隔可以選擇不同的功能應(yīng)用，也可以因此而進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)。此種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的優(yōu)點(diǎn)外，同時(shí)還減少了端子柜、隔離設(shè)備、模擬量變送器等小型終端硬件的投入等，加之智能設(shè)備拆裝方便，可就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)通信線連接，在節(jié)省了大量連接電纜的同時(shí)，也節(jié)約了很多成本和安裝維護(hù)時(shí)的人工投入量，自然也是成本低，實(shí)用強(qiáng)，簡(jiǎn)單，方便。除此之外，由于各個(gè)裝置的功能性相對(duì)獨(dú)立，且靈活多變，使整個(gè)系統(tǒng)具有更高的安全性能，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。因此現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)重要的發(fā)展方向。

三、結(jié)語(yǔ)

總之，我們應(yīng)秉承多樣性、實(shí)用性原則，樹(shù)立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)明晰、系統(tǒng)設(shè)備操作運(yùn)行智能化和一體化監(jiān)督操控等科學(xué)目標(biāo)，力求電氣工程體系的可靠、安全創(chuàng)設(shè)節(jié)能、高效的電力環(huán)境和安全可靠的防雷體系。然后基于電氣工程與自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)的科學(xué)發(fā)展和綜合優(yōu)勢(shì)，我們應(yīng)該深入探析其應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r，通過(guò)合理的實(shí)踐應(yīng)用，進(jìn)而激發(fā)其價(jià)值最大化，并有針對(duì)性制定優(yōu)化改造策略，才能確保電氣工程與自動(dòng)化高新技術(shù)領(lǐng)域的全面擴(kuò)充與穩(wěn)步發(fā)展，從而創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，體現(xiàn)綜合應(yīng)用價(jià)值。因此，我們應(yīng)積極關(guān)注并吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，并綜合當(dāng)前電氣工程中的實(shí)際運(yùn)用情況，為我國(guó)的電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展貢獻(xiàn)更多的力量。

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