電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用

李聰

摘 要：從電氣生產(chǎn)到最終消費(fèi)的全過程之中所應(yīng)用到自動(dòng)化控制技術(shù)，就是電氣工程及其自動(dòng)化。從目前的實(shí)際情況來進(jìn)行分析，電氣工程及自動(dòng)化涵蓋的專業(yè)十分的廣，其主要體現(xiàn)在電氣技術(shù)、電機(jī)技術(shù)信息與網(wǎng)絡(luò)操作技術(shù)之上，由此可見，其實(shí)質(zhì)上就是一門覆蓋面積大且系統(tǒng)性較強(qiáng)的綜合性學(xué)科，該類學(xué)科的主要將電工技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合、機(jī)電結(jié)合、強(qiáng)弱電結(jié)合、部分與系統(tǒng)相互結(jié)合在一起，可以確保學(xué)生更為直觀的了解并掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化以及電氣控制等等方面的知識(shí)。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；電氣工程；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速進(jìn)步帶動(dòng)了各方面技術(shù)水平的提高。尤其是電氣自動(dòng)化技術(shù)在國(guó)內(nèi)各電氣工程當(dāng)中得到了更為普遍的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電氣系統(tǒng)智能化、自動(dòng)化控制與調(diào)節(jié)外，保障了有關(guān)設(shè)施運(yùn)行管理的穩(wěn)定性、安全性，并促進(jìn)了國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展以及生活水平的提高。因此，我們的生產(chǎn)、生活對(duì)電力的需求越來越多，因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用變得更為關(guān)鍵。

1 電氣自動(dòng)化的基本概述

1.1 電氣自動(dòng)化的基本概念及其構(gòu)成

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的基本組成內(nèi)容有接收有關(guān)裝置信號(hào)傳輸?shù)膶ｉT部分、對(duì)接收信號(hào)做出及時(shí)處理的部分、對(duì)電氣設(shè)備有關(guān)信號(hào)進(jìn)行輸出的組成部分。另外，發(fā)電廠與變電站等執(zhí)行終端和調(diào)度控制端為該系統(tǒng)不可或缺的關(guān)鍵部分。但電氣系統(tǒng)的此兩個(gè)構(gòu)成部分卻擁有完全不同的工作內(nèi)容，其根據(jù)順序?qū)崿F(xiàn)自身的工作內(nèi)容，進(jìn)而對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)的有效數(shù)據(jù)做出分析與控制。具體而言，其工作內(nèi)容如下：首先，收集執(zhí)行終端系統(tǒng)的運(yùn)行信息和有關(guān)參數(shù)，進(jìn)而由調(diào)度完成此部分作業(yè)；其次，對(duì)取得的電氣系統(tǒng)的運(yùn)行情況做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)和詳細(xì)的剖析，此部分工作需要由控制端操作；最后，就是在電氣系統(tǒng)控制端對(duì)其進(jìn)行預(yù)判并形成計(jì)劃指令后，再把有關(guān)設(shè)備的處理及參數(shù)調(diào)整等指令傳遞至執(zhí)行終端，目的是保證按時(shí)、順利完成測(cè)控任務(wù)。除此之外，電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)具備遙信、控制、調(diào)整及遙測(cè)四項(xiàng)基本功能。

1.2 電氣系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的基本定義

電氣系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)前提為高科技計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)以及遠(yuǎn)控技術(shù)等相互間的配合。所以，我們應(yīng)當(dāng)充分展現(xiàn)其在電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)中以及電氣應(yīng)用環(huán)節(jié)中的自我檢測(cè)及自我調(diào)節(jié)效用。還必須全面體現(xiàn)出元件及系統(tǒng)的自動(dòng)保護(hù)、智能傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)及自動(dòng)調(diào)節(jié)的功效，從而為電力生產(chǎn)的安全可靠、電氣工程的穩(wěn)定高效等提供有力保障。

2 電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)中的DCS系統(tǒng)應(yīng)用

DCS全稱為分布式控制系統(tǒng)，是當(dāng)前應(yīng)用較為普遍，較為受歡迎的一種計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)將位于中央控制室的監(jiān)視軟件、CPU、計(jì)算機(jī)和PLC等裝置用一根穿行電纜進(jìn)行連接，并以此來使斷路器的連接降低，并利用中央系統(tǒng)進(jìn)行控制，讓控制器的輸入轉(zhuǎn)化為執(zhí)行器，控制器輸出轉(zhuǎn)化為檢驗(yàn)器。DCS由于其實(shí)用價(jià)值高，性能可靠被大量用于實(shí)際生產(chǎn)中，在實(shí)際中發(fā)揮了很大作用。DCS同樣也有不足，系統(tǒng)的模擬數(shù)字混合組成對(duì)系統(tǒng)可靠性能有很大影響，且DCS裝置價(jià)格昂貴，讓一些人對(duì)其失去興趣。

2.2 電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的運(yùn)用

在電氣工程中，電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的運(yùn)用即借助對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的各類有關(guān)服務(wù)器和自動(dòng)化系統(tǒng)的控制來實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的自動(dòng)化。此類電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用通常有下列三種實(shí)現(xiàn)途徑：首先，電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中的穩(wěn)定性、高效性及安全性一般是通過經(jīng)濟(jì)調(diào)度技術(shù)實(shí)現(xiàn)的；其次，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)有關(guān)負(fù)荷預(yù)測(cè)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)方式通常為借助對(duì)有關(guān)電氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及各項(xiàng)生產(chǎn)信息來達(dá)到的；最后，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)有關(guān)電網(wǎng)系統(tǒng)故障的查找、排除以及最終確定的及時(shí)性、有效性等是借助有關(guān)電氣裝置數(shù)據(jù)的顯示來實(shí)現(xiàn)的。

2.3 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控方式

最早研發(fā)的自動(dòng)化系統(tǒng)是指系統(tǒng)本身不需要電纜線和應(yīng)用材料，并且和軟件本身也沒有關(guān)系，單純模擬電路的系統(tǒng)，叫遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)各裝置運(yùn)行獨(dú)立，雖然這樣有一定的好處，但是一旦出現(xiàn)問題，是沒有辦法及時(shí)做出警示的。加之該系統(tǒng)通訊速度不夠快，效率不高。因此，對(duì)于大型系統(tǒng)來說，存在較大的風(fēng)險(xiǎn)值，主要就用于監(jiān)控小型系統(tǒng)。以采用現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)計(jì)和以太網(wǎng)技術(shù)一起作用來達(dá)到監(jiān)控的目的的是現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式，目前現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式普遍應(yīng)用于變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。通過不同種的線路設(shè)計(jì)，可以優(yōu)化系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)出符合不同功能的獨(dú)立監(jiān)控系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式不僅集遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)于一身，還減少了設(shè)備建設(shè)的投資開銷，優(yōu)點(diǎn)突出。

2.4 在建筑行業(yè)的應(yīng)用

在我國(guó)建筑行業(yè)是新世紀(jì)發(fā)展的典型行業(yè)，在短時(shí)間內(nèi)，建筑行業(yè)在我過發(fā)展迅速，并且沒有減弱的勢(shì)頭，電氣自動(dòng)化在建筑行業(yè)的應(yīng)用也和明顯?，F(xiàn)在建筑已經(jīng)朝著智能建筑的方向不斷發(fā)展，更多的體現(xiàn)在高層建筑的使用，它將樓宇智能化、通訊系統(tǒng)和電氣安全系統(tǒng)相結(jié)合，利用電氣自動(dòng)化技術(shù)，通過信息技術(shù)的及時(shí)傳遞和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的全過程監(jiān)控來執(zhí)行任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了智能建筑的建設(shè)。我們都知道建筑行業(yè)是個(gè)較為危險(xiǎn)的行業(yè)。電氣自動(dòng)化的應(yīng)用不僅能滿足客戶的多樣化需求，還能避免在使用過程中漏電產(chǎn)生人生安全問題，有效的保護(hù)人們的人身和財(cái)產(chǎn)安全。

2.5 發(fā)電廠發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用過程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

在發(fā)電廠的生產(chǎn)運(yùn)行環(huán)節(jié)中，它的分散監(jiān)控系統(tǒng)主要通過對(duì)以太網(wǎng)的監(jiān)測(cè)、對(duì)過程控制單元的監(jiān)測(cè)以及對(duì)有關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)的管控等幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)的，在它日常的生產(chǎn)運(yùn)行過程當(dāng)中，其內(nèi)部各發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)在一般狀況下均選取分層結(jié)構(gòu)來進(jìn)行布局。發(fā)電廠整個(gè)運(yùn)行及生產(chǎn)過程中各項(xiàng)檢測(cè)與控制工作的實(shí)現(xiàn)是借助發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)有關(guān)過程控制單元的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)檢測(cè)到的某些信號(hào)做出有效處理等方面來實(shí)現(xiàn)的。

3 電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 強(qiáng)化自動(dòng)化系統(tǒng)集成的程度

我們國(guó)家自動(dòng)化系統(tǒng)集成和其他國(guó)家相較而言，起步略晚，目前的系統(tǒng)集成化處在一個(gè)獨(dú)立化的層面，那么在具體開發(fā)的過程之中，各個(gè)電氣工程企業(yè)均會(huì)應(yīng)用到一樣的系統(tǒng)操作平臺(tái)，不僅僅是這樣，還得要提升從事該項(xiàng)工作技術(shù)人員的自身專業(yè)水平，要將職工人員的創(chuàng)造力與主觀能動(dòng)性充分的發(fā)揮出來，這樣一來對(duì)于加大自動(dòng)化系統(tǒng)化集成十分的有利。

3.2 節(jié)能趨勢(shì)

（1）設(shè)計(jì)配電線路節(jié)能。建造廠房時(shí)，為設(shè)施輸送電力時(shí)配電線路的關(guān)鍵任務(wù)。在此過程中，配電線路會(huì)消耗一些電能，雖然相比于整個(gè)系統(tǒng)消耗的電能似乎很微小，不過當(dāng)其不斷積累后電能的消耗就不可以忽視了。配電線路中耗損電流的主要緣故是電阻，要想減少輸電過程中損耗的電流，最先要對(duì)配電線路的電阻進(jìn)行降低。

（2）設(shè)計(jì)無功補(bǔ)償系統(tǒng)的節(jié)能。配電設(shè)計(jì)電力工業(yè)企業(yè)時(shí)，選擇變壓器、電動(dòng)機(jī)之類的感性負(fù)載要合理和科學(xué)，來提升部分所占很大比重耗損功率用電裝置功率的因數(shù)。或是無功功率人工補(bǔ)償?shù)姆椒▉硎构┡潆娤到y(tǒng)節(jié)能的效果實(shí)現(xiàn)。此方法是的是系統(tǒng)增多無功功率補(bǔ)償裝置，對(duì)設(shè)施功率的因數(shù)提升，這種依照無功功率耗損進(jìn)行人工無功補(bǔ)償?shù)姆椒〞?huì)因狀況不同產(chǎn)生變化。

（3）照明系統(tǒng)節(jié)能。照明系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中用電量很大的一種系統(tǒng)，因此電力工業(yè)與企業(yè)的節(jié)能規(guī)劃里必須包含照明系統(tǒng)的制作。設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)一定要依據(jù)設(shè)計(jì)說明具體的進(jìn)行，通過認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算各種生產(chǎn)場(chǎng)所需的照明燈具的功率密度值與照明照度值來確定設(shè)計(jì)對(duì)策。認(rèn)真依據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的照明使用要求來對(duì)照明功率數(shù)與亮度進(jìn)行審核和計(jì)算，來使節(jié)能效果能實(shí)現(xiàn)。

3.3 要形成較為系統(tǒng)的自動(dòng)化體系

對(duì)于電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)來說，在其發(fā)展和使用過程中要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行不斷的建設(shè)以及完善，通過不斷引進(jìn)先進(jìn)的電氣工程技術(shù)來形成建立起科學(xué)統(tǒng)一的自動(dòng)化系統(tǒng)，從而有效提升電氣技術(shù)的科學(xué)化管理水平。在電氣系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)時(shí)期都要加強(qiáng)先進(jìn)設(shè)計(jì)理念的引入，同時(shí)要充分利用現(xiàn)代化的管理思想來最大程度進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)，確保電氣工程企業(yè)能夠健康穩(wěn)定的發(fā)展，有效提升電氣工程自動(dòng)化平臺(tái)的獨(dú)立性。

4 結(jié)語

綜上所述，電氣系統(tǒng)的迅速發(fā)展為電氣自動(dòng)化在電氣工程中應(yīng)用的必然結(jié)果。把各種技術(shù)同通訊科技有機(jī)融合，完成電力的快速生產(chǎn)、傳輸及使用過程的自動(dòng)化，進(jìn)而保障電氣工程系統(tǒng)運(yùn)行及管控的高效性、安全性與穩(wěn)定性，為電氣自動(dòng)化在電氣工程中運(yùn)用的基本發(fā)展方向。

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