電氣工程及自動化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展探析

徐世澤

【摘 要】隨著改革開放的深入進行，我國經(jīng)濟發(fā)展也步入快車道。在經(jīng)濟發(fā)展的過程中，電氣工程及其自動化技術(shù)越來越受到廣泛的關(guān)注，其應(yīng)用的范圍越來越廣闊。電氣工程自動化技術(shù)以其高科技、智能化、自動化等特色在工業(yè)生產(chǎn)與基礎(chǔ)應(yīng)用中得到了廣泛應(yīng)用。本文從電氣自動化的概念、發(fā)展現(xiàn)狀以及應(yīng)用前景等多個方面進行闡述，探討電氣工程及其自動化的未來發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】電氣工程；自動化；應(yīng)用；發(fā)展前景

國內(nèi)的電氣工程經(jīng)過不斷的科學(xué)探索與創(chuàng)新發(fā)展，已然走在了世界技術(shù)的前沿，在一些領(lǐng)域已經(jīng)取得了國際領(lǐng)先的地位，而且仍然在不斷地飛速發(fā)展中。電氣工程及其自動化必然在未來的工業(yè)革命中發(fā)揮其至關(guān)重要的作用，為更高效精準地利用能源、資源，發(fā)展經(jīng)濟建設(shè)作出重要貢獻。

一、電氣工程與自動化

1.1電氣工程

電氣工程是指運用電氣設(shè)備、電氣技術(shù)等手段通過電能創(chuàng)造一定的施工環(huán)境和施工空間的一門學(xué)科，其中包含了電氣工程整個的層面，從最開始的電燈的使用普及到彩電、電腦、火車、飛機、輪船，最后到各種宇航設(shè)施、人造衛(wèi)星等都離不開電能，與電氣工程密不可分。電氣工程的作用不僅在于如何使用電能，更重要的是要讓人們懂得如何安全有效地利用電能。由于電能的不確定性、威力巨大，一旦出現(xiàn)問題就會發(fā)生難以掌控的危險局面，因此在電能誕生之初，如何控制與限制其威力也是電氣工程主要的突破與研究方向。

1.2電氣工程自動化

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人類日常的生活生產(chǎn)過程對于電能的要求也在不斷地提高，因此傳統(tǒng)的電氣工程技術(shù)已經(jīng)不能夠滿足需求，人們需要尋找新的方法來提升電能的運用于控制能力。上世紀80、90年代興起的新一輪技術(shù)革命帶來的信息控制、計算機技術(shù)、大數(shù)據(jù)等新的技術(shù)理念的日漸成熟，它們也已經(jīng)逐漸被運用到了電氣工程領(lǐng)域中來，實現(xiàn)了電氣工程的自動化。電氣工程自動化在強弱電結(jié)合、軟硬件結(jié)合、系統(tǒng)元件結(jié)合等等方面顯示出了較高的優(yōu)越性，解決了在新的發(fā)展背景下所需求的各種電能利用與控制方法。

二、電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

作為社會建設(shè)中的基礎(chǔ)前沿部分的電氣自動化領(lǐng)域，我國政府大力扶持這一關(guān)鍵領(lǐng)域核心技術(shù)的突破，電能研究機構(gòu)與企業(yè)已經(jīng)結(jié)合了最新最先進的技術(shù)對其進行了處理，目前已經(jīng)達到世界先進甚至領(lǐng)先的水平。在已經(jīng)建成的電力系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)化的信息管理系統(tǒng)中，電氣工程已經(jīng)與各種高端的電子計算機技術(shù)、信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等等得到了很深程度的結(jié)合。但是作為從業(yè)者還需要意識到的是，在當(dāng)前電氣工程自動化技術(shù)的建設(shè)應(yīng)用中依然還存在著一些問題，阻礙了電氣工程的進一步自動化進程，解決這些問題還需要進行基礎(chǔ)理論與技術(shù)的研究突破，才能夠達到滿足現(xiàn)代化進程中的建設(shè)需求。

三、電氣工程自動化操作程序

3.1提升變電裝置運行的效率

運用電子信息技術(shù)、計算機技術(shù)、信息控制等等技術(shù)武裝起來的自動化工藝技術(shù)，將整個 操作流程系統(tǒng)全都納入了監(jiān)控中來，大大減少了傳統(tǒng)的電氣工程中一線工人的工作量，提升了變電裝置的整體運行效率，保障了工人施工的安全性，對變電領(lǐng)域的技術(shù)突破與產(chǎn)能高原發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻。這種控制技術(shù)的實現(xiàn)主要依賴于技術(shù)的改進與多種技術(shù)的融合使用：現(xiàn)代化的控制技術(shù)可以監(jiān)控整個的電氣生產(chǎn)工作的全部流程，對于重點需要檢測的流程區(qū)域，運用電子信息技術(shù)與有限元件等等工具，將工作信號向外部傳遞，監(jiān)測容易出現(xiàn)意外的工作組件工作狀態(tài)，在電子計算機屏幕前的工程師可以實時地接收到反饋上來的信息，進而快速反應(yīng)，解決出現(xiàn)的問題，保障整個工作流程的順利有序進行。這種整個操作流程全智能化故障檢測預(yù)警機制即是電氣工程自動化后呈現(xiàn)出來的主體優(yōu)勢，降低了電氣工程生產(chǎn)的成本與負擔(dān)，也改善了電氣工程生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率。

3.2提升電力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度的效率

在電力系統(tǒng)日常維護過程中，需要長期對電路系統(tǒng)和電力設(shè)施進行監(jiān)測，同時還有配額的調(diào)度問題，這些工作實施起來比較枯燥無趣，而且簡單單調(diào)，技術(shù)層面的東西運用得較少但卻是輸變電網(wǎng)絡(luò)中非常重要的環(huán)節(jié)，在電路網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定輸送和電力的合理分配中扮演著關(guān)鍵角色。在電氣工程實現(xiàn)自動化之后，輸電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度效率和質(zhì)量都上了一個嶄新的臺階，得到了大幅的提升，對于電網(wǎng)故障的監(jiān)測靈敏度與準確度有了非常大的提高。在電氣工程生產(chǎn)使用過程中得到了廣泛的應(yīng)用，主要在電子計算機顯示屏、網(wǎng)絡(luò)線路、操作臺、打印機器等等工作區(qū)域得到了應(yīng)用。自動化操作程序引用到這些工作流程中可以對他們?nèi)粘５墓ぷ鳡顟B(tài)進行監(jiān)測評估并且對于及時啟動應(yīng)急事件處理程序有著及其重要的意義，能夠大幅度提高生產(chǎn)資料的完整性和功能性，消除存在于電氣工程生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)中的隱患。

3.3減少電力生產(chǎn)局部控制中的操作負擔(dān)

自動化的電氣工程技術(shù)指導(dǎo)下，大大得減少了實地手動操作的部分，減少了工人的操作負擔(dān)，轉(zhuǎn)而使用遠程操作系統(tǒng)，這也是電氣工程自動化的一個重要的標志。在控制主機上將具體的操作信號通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)線傳遞到各個工作臺上，令其按照指令進行生產(chǎn)工作，準確而高效，同時也解放路很大一批的簡單勞動力。此外，他還可以承擔(dān)數(shù)據(jù)整合和信號疏導(dǎo)等等工作，對相關(guān)的電子信息參數(shù)進行整合管理與評估判斷，并迅速組建出一個合理的解決方案，完成整個生產(chǎn)過程的監(jiān)測保護，維護整體生產(chǎn)流程的安全性，將電氣企業(yè)推向標準化、程式化的發(fā)展管理及操作模式中。

四、電氣工程與自動化在未來的發(fā)展趨勢

4.1自動化監(jiān)測技術(shù)科學(xué)應(yīng)用

在未來的發(fā)展過程中，電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用離不開測量技術(shù)以及數(shù)字模擬系統(tǒng)的幫助。在進行自動化檢測時，測量系統(tǒng)以及數(shù)字模擬系統(tǒng)扮演著傳感器的作用。通過獲取大量的數(shù)據(jù)信息來對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)運行情況進行分析，進而選擇恰當(dāng)?shù)氖侄蝸斫鉀Q問題。另一方面，由于電氣工程及自動化技術(shù)在實際工作時常常面臨著電路波動等因素的影響，系統(tǒng)很難自動檢測出波動情況并進行原因的分析，在這種情況下，通過測量系統(tǒng)和數(shù)字模擬系統(tǒng)獲得的大量數(shù)據(jù)信息，相關(guān)工作人員能夠很方便的對比出信號波動時整個系統(tǒng)各個位點的電流電壓情況，并對其進行相應(yīng)的檢修。

4.2構(gòu)建完整規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在應(yīng)用電氣工程自動化技術(shù)時，可以通過建立規(guī)范化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的方法實現(xiàn)對整個工程的綜合管理。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在構(gòu)建的過程中經(jīng)常需要應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)以及現(xiàn)場總線監(jiān)控機制，通過這些技術(shù)的完善，能夠讓電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍更加完善，同時，還能夠提升生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量。在進行電氣設(shè)備的開發(fā)與管理時，通過完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對電氣設(shè)備的研發(fā)進行智能化控制，從而提升電氣工程自動化系統(tǒng)的建設(shè)質(zhì)量。另外，通過裝置功能完善的系統(tǒng)及現(xiàn)場總線路控制的方式對電氣工程自動化進行處理，能夠有效提升在生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)處理效率，從而適應(yīng)當(dāng)下越來越高的生產(chǎn)需求，并實現(xiàn)運行成本的降低。

4.3建立標準統(tǒng)一的自動化系統(tǒng)

由于現(xiàn)階段電氣工程自動化系統(tǒng)在運行時涉及到的設(shè)備越來越多，所需要完成的環(huán)節(jié)數(shù)目也呈現(xiàn)上升的趨勢，在這種情況下，倘若各個設(shè)備運行時所遵循的設(shè)備不統(tǒng)一，很容易出現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)混亂、無法進行統(tǒng)一管理等情況。為了避免這種情況的出現(xiàn)，在電氣工程與自動化的系統(tǒng)平臺運行時，需要對其進行科學(xué)的管理，對各個環(huán)節(jié)的運行進行統(tǒng)一管理。例如，對系統(tǒng)多設(shè)備的開機以及運行進行統(tǒng)一管控、避免運行事故的出現(xiàn)，實現(xiàn)整個環(huán)節(jié)維護成本的降低，避免由于系統(tǒng)運行故障導(dǎo)致電氣自動化企業(yè)工作效率的降低等。

4.4開發(fā)具有開放性的自動化系統(tǒng)

現(xiàn)階段，電氣工程及自動化系統(tǒng)與外界其他系統(tǒng)的設(shè)備連接還不是很緊密，這在一定程度上限制了系統(tǒng)的適用范圍，導(dǎo)致整個系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域不是很廣泛。為了擴大系統(tǒng)的適用范圍，增加系統(tǒng)在多個領(lǐng)域的運行情況，相關(guān)工作人員可以建立外界主接口，通過接口與外界網(wǎng)絡(luò)進行連接，提高數(shù)據(jù)資源的共享程度。與其相連的計算機網(wǎng)絡(luò)需要滿足對多項信息處理的能力，通過進行設(shè)計、決策工作，建設(shè)一個一體化的管理機制，確保電氣工程及自動化系統(tǒng)的順利運行。計算機網(wǎng)絡(luò)可以在外界遠程化進行操作，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動調(diào)度。

4.5完善DMS系統(tǒng)在電氣工程與自動化中的應(yīng)用

電氣工程與自動化系統(tǒng)在運行過程中，為了保證其工作效率，需要首先確保整個系統(tǒng)的運行安全性，在這種情況下，配電管理系統(tǒng)扮演著極為重要的角色。通過配電管理系統(tǒng)在電氣工程與自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅能夠有效提升電氣管理的工作水平，確保自動化技術(shù)運行的安全性和穩(wěn)定性，還能夠?qū)φ麄€自動化系統(tǒng)的各個設(shè)備進行全面的保護，對電氣工程與自動化系統(tǒng)的運行體系進行進一步優(yōu)化。為了配合配電管理系統(tǒng)的工作，相關(guān)工作人員可以同時建立先進的事故處理系統(tǒng)，通過事故處理系統(tǒng)對電網(wǎng)進行安全核查，減少整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全隱患。系統(tǒng)工作管理人員可以通過配電管理系統(tǒng)的應(yīng)用，對電氣工程與自動化系統(tǒng)的運行情況進行第一時間的掌握，并作出相應(yīng)的處理決策。例如，管理人員通過分析電力設(shè)備以及電流電壓等數(shù)據(jù)信息，能夠提升計算工作的準確度，平衡設(shè)備的電壓以及負荷，從某種角度來說，這種信息的及時掌握能夠起到監(jiān)督系統(tǒng)運行狀態(tài)的作用，增強系統(tǒng)的應(yīng)用成效和安全性。

五、結(jié)語

綜合全文，在我國經(jīng)濟快速發(fā)展、現(xiàn)代化建設(shè)不斷加速的今天，電氣工程及自動化技術(shù)在電力調(diào)配、電力系統(tǒng)集成管理等方面發(fā)揮著重要的作用。隨著電子信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電氣工程及自動化結(jié)合越來越緊密，可以預(yù)料，在未來電氣工程與自動化系統(tǒng)將會建立良好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、建立統(tǒng)一的自動化管理系統(tǒng)，并進一步加強與外界網(wǎng)絡(luò)的連接緊密性，擴大電氣工程及自動化的適用領(lǐng)域，并顯著提升系統(tǒng)運行的安全性和工作效率，更好的為人們的日常生活服務(wù)。為了確保整個電氣工程與自動化系統(tǒng)有條不紊的運行，各個部門需要明確其工作職責(zé)、創(chuàng)建一流的管理體系，充分發(fā)揮自動化技術(shù)的優(yōu)勢，在整個系統(tǒng)在工業(yè)化進程中扮演更重要的角色。

參考文獻：

[1]徐曉旋.電氣工程自動化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢[J].自動化應(yīng)用，2018（10）：143-144.

[2]陳鵬.電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用及發(fā)展[J].信息記錄材料，2018，19（09）：27-29.

[3]劉冬冬.電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展探析[J].民營科技，2018（07）：52.

[4]陳虹伊.探析電氣工程及自動化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[J].電工技術(shù)，2018（08）：128-129.

[5]周碩.電氣工程及自動化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展探.科技創(chuàng)新與應(yīng)用[J]，2017（10）

[6]彭濤.關(guān)于電氣工程及自動化技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展.科技經(jīng)濟市場[J]，2016（3）

[7]楊健.簡述電氣工程及自動化發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望.科學(xué)與財富[J]，2018（12）

[8]王曉輝.淺析電氣工程及自動化的建設(shè)與發(fā)展.電氣工程[J]，2009

（作者單位：武漢輕工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院）