電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

高珍珍

（焦作市技師學(xué)院，河南 焦作 454000）

0 引 言

自動(dòng)化在電氣行業(yè)的應(yīng)用能夠有效提升生產(chǎn)效果，現(xiàn)階段國(guó)家對(duì)此項(xiàng)技術(shù)多加注重。電氣工程通過(guò)自身的發(fā)展一定程度上推動(dòng)了社會(huì)的變革，生產(chǎn)生活方式也受到了影響，本文將對(duì)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用進(jìn)行具體探究。

1 電氣自動(dòng)化的概述

電氣工程是科技領(lǐng)域的關(guān)鍵，電子信息技術(shù)在一定程度上推動(dòng)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步；信息時(shí)代下，人們的生活方式也得到了改變?，F(xiàn)階段的電氣工程對(duì)傳統(tǒng)的電氣工程進(jìn)行了突破，即在傳統(tǒng)電子學(xué)科的基礎(chǔ)上加上了光子。對(duì)于電氣工程的影響因素，除信息技術(shù)和其他學(xué)科外，還包含硬件設(shè)備。自動(dòng)化是一門綜合性應(yīng)用技術(shù)，可從多種方面體現(xiàn)出來(lái)，如信息、計(jì)算機(jī)、電子、系統(tǒng)的自動(dòng)控制以及液壓技術(shù)方面等。自動(dòng)化技術(shù)通過(guò)了多種模式的發(fā)展，經(jīng)過(guò)一體化、功能多元化隨后在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了智能控制?，F(xiàn)階段，我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)體現(xiàn)著高精度化的特點(diǎn)，我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)的前進(jìn)。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，在工業(yè)機(jī)器人等方面也體現(xiàn)了自動(dòng)化[1]。

2 電氣工程自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)特征

2.1 具有較高的技術(shù)融合優(yōu)勢(shì)，實(shí)用性較強(qiáng)

電氣工程及自動(dòng)化在信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)融合電子技術(shù)對(duì)自身進(jìn)行了一定改革；在機(jī)械設(shè)計(jì)制造和開(kāi)發(fā)試驗(yàn)中，通過(guò)高科技的融合促進(jìn)了自身的應(yīng)用價(jià)值的提升。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，電氣自動(dòng)化以自身實(shí)用性較高的優(yōu)勢(shì)占據(jù)了現(xiàn)階段工業(yè)社會(huì)發(fā)展的大部分領(lǐng)域[2]。電氣工程和自動(dòng)化通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而促進(jìn)了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)力的提升。

2.2 有利于提升產(chǎn)品質(zhì)量

自動(dòng)化的應(yīng)用一定程度上對(duì)人工生產(chǎn)的局限性進(jìn)行了調(diào)整，通過(guò)加快生產(chǎn)提高了生產(chǎn)率，從而使自動(dòng)化的應(yīng)用模式能夠?qū)Ξa(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，保證了產(chǎn)品的合格率。我國(guó)電網(wǎng)也受自動(dòng)化的影響，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)能夠合理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和控制，從而在一定程度上提升了效率。此外，自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在能夠減少操作失誤。

2.3 對(duì)于設(shè)備的安全和可靠性具有一定的提升

設(shè)備的控制和反饋系統(tǒng)作為工業(yè)生產(chǎn)的兩個(gè)重要方面，對(duì)電氣設(shè)備具有良好的應(yīng)用。設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行一定控制，從而保證安全性能的提升。隨后通過(guò)反饋系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，在數(shù)據(jù)分析的過(guò)程中進(jìn)行設(shè)備的調(diào)整，以減少事故的發(fā)生。這種技術(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)的分析和系統(tǒng)的控制能夠?qū)Π踩[患進(jìn)行排除，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行[3]。

3 電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)的主要設(shè)計(jì)

電氣自動(dòng)化由兩部分組成，硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。一般首先進(jìn)行硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要遵循一定原則，需將工業(yè)設(shè)備自動(dòng)化水平的提升作為首要出發(fā)點(diǎn)。因此，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的實(shí)際需求進(jìn)行計(jì)算機(jī)的匹配，通過(guò)選擇性能強(qiáng)和安全穩(wěn)定性高的系統(tǒng)保證其平穩(wěn)運(yùn)行。隨后在發(fā)展過(guò)程中，對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行分析，通過(guò)元器件和輔助設(shè)備的選取保證設(shè)備的有效運(yùn)行。硬件設(shè)備選擇完成后，要進(jìn)行線路的連接，確保整個(gè)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。指令發(fā)出后，對(duì)消息進(jìn)行傳達(dá)、接收，以保證整個(gè)電氣工程設(shè)備的完整、有序形成[4]。圖1為電氣自動(dòng)化的反饋控制圖。對(duì)于軟件的設(shè)計(jì)也應(yīng)根據(jù)自身的需求，完成系統(tǒng)和設(shè)備的智能化。

圖1 電氣自動(dòng)化的反饋控制圖

電氣工程的基本設(shè)計(jì)概念具體如下。

（1）前向通路傳遞，假設(shè)N（s）＝0。

反饋后，對(duì)C（s）和R（s）進(jìn)行比較，在圖1中等價(jià)于C（s）與誤差之比E（s）。

（2）反饋傳遞后，C（（s）/E（s）＝G1（s）G2（s）＝G（s）。

4 電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

4.1 在變電站中的應(yīng)用

電氣設(shè)備憑借自身的優(yōu)勢(shì)對(duì)電氣自動(dòng)化工程進(jìn)行保障。電力設(shè)備通過(guò)在線監(jiān)控確保整體的控制具有一定價(jià)值。但在現(xiàn)階段技術(shù)不斷進(jìn)步的過(guò)程中，變電站在逐漸增加，同時(shí)復(fù)雜的電力設(shè)備網(wǎng)對(duì)變電站的溝通交流造成了一定影響。為保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在傳統(tǒng)方式的基礎(chǔ)上融合人力、物力，采用自動(dòng)化的技術(shù)對(duì)變電站進(jìn)行一定控制。變電站的自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用全微機(jī)化設(shè)備對(duì)傳統(tǒng)電磁設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，在電力信號(hào)電纜增加的基礎(chǔ)上，使變電站得到有效控制。運(yùn)用仿真和智能電氣技術(shù)加強(qiáng)各設(shè)備之間的聯(lián)系。

4.2 在建筑行業(yè)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，我國(guó)建筑行業(yè)也逐漸邁向智能化。建筑行業(yè)從最基礎(chǔ)的電力照明逐漸發(fā)展到電梯，隨后是現(xiàn)在的排水系統(tǒng)，都對(duì)電氣自動(dòng)化進(jìn)行了一定應(yīng)用。作為現(xiàn)階段普遍的運(yùn)行模式之一，電氣自動(dòng)化通過(guò)建立網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，在數(shù)字遠(yuǎn)程操控的基礎(chǔ)上對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行保證了自動(dòng)化管理的順利開(kāi)展。通過(guò)綜合信息和數(shù)據(jù)的傳輸，在建筑終端進(jìn)行服務(wù)的維護(hù)，促進(jìn)了建筑質(zhì)量和系統(tǒng)的應(yīng)用。

4.3 在供熱系統(tǒng)方面的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化通過(guò)電網(wǎng)的調(diào)度和變電站實(shí)現(xiàn)整體的建設(shè)。通過(guò)對(duì)電網(wǎng)實(shí)行合理調(diào)度，保證從整體上實(shí)現(xiàn)掌控，確保自動(dòng)化的運(yùn)行。通過(guò)安全生產(chǎn)系數(shù)的提升，保證整體效率的提升。通過(guò)對(duì)供熱系統(tǒng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整體地監(jiān)控，保證系統(tǒng)的運(yùn)行和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的建立。

4.4 在人工智能方面的應(yīng)用

一般電氣自動(dòng)化工程中的控制和處理通過(guò)手動(dòng)完成?，F(xiàn)階段，隨著社會(huì)的發(fā)展，運(yùn)用自動(dòng)化處理和控制就能對(duì)故障進(jìn)行診斷分析。人工智能等的應(yīng)用一定程度上提升了設(shè)備的運(yùn)行效率。例如，現(xiàn)階段的電網(wǎng)使用過(guò)程中，通過(guò)自動(dòng)化的人工智能能夠減少人為操作的誤差，從而實(shí)現(xiàn)整體的發(fā)展[5]。

5 電氣工程自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展方向和前景

5.1 智能化方向

根據(jù)電氣工程相關(guān)的設(shè)計(jì)思路，在當(dāng)前智能化的基礎(chǔ)上對(duì)電氣設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行探究。依靠計(jì)算機(jī)與人工智能技術(shù)的融合達(dá)成了電力設(shè)備的高效工作，致使其擁有類似人的思維能力和判斷能力。此外，在輸送變電控制設(shè)備中，應(yīng)采取具備快速轉(zhuǎn)換功能、允許高強(qiáng)電流同行的智能型開(kāi)關(guān)，如IBCT型智能開(kāi)關(guān)。此類型的開(kāi)關(guān)與普遍使用的電子開(kāi)關(guān)部件作對(duì)比，前者的電路結(jié)構(gòu)內(nèi)容可達(dá)成有效簡(jiǎn)化，并且對(duì)其進(jìn)行調(diào)控與維護(hù)也比較方便。

5.2 互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)方向

目前，我國(guó)已進(jìn)入了科學(xué)信息化時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)普遍應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，并且逐漸對(duì)人們的日常生活內(nèi)容產(chǎn)生改變，提升了全球化的發(fā)展速度。對(duì)于電氣工程的設(shè)計(jì)工作，相應(yīng)的產(chǎn)品更新均脫離不了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用[6]。

6 結(jié) 論

作為我國(guó)現(xiàn)階段技術(shù)核心的電氣自動(dòng)化，其應(yīng)用范圍較為廣泛，同時(shí)也產(chǎn)生了積極影響。通過(guò)自身的實(shí)用性和技術(shù)融合性優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)了各行業(yè)效率和質(zhì)量的提升。我國(guó)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域通過(guò)軟硬件系統(tǒng)的協(xié)調(diào)使用，通過(guò)選擇性能較好的系統(tǒng)，從而有效提升了電氣自動(dòng)化的應(yīng)用效果。電氣自動(dòng)化通過(guò)在供電、建筑、人工智能、鋼鐵以及供熱系統(tǒng)方面的應(yīng)用，促進(jìn)了我國(guó)各個(gè)行業(yè)的有效發(fā)展。