自動化控制技術(shù)在電氣工程中的應用

秦偉

（臨汾職業(yè)技術(shù)學院 山西省臨汾市 041000）

從電氣自動化工程的發(fā)展特點來看，其不僅發(fā)展速度較快，質(zhì)量也很可觀，國家和政府層面對該技術(shù)的發(fā)展也給予了足夠的重視度和支持度。從整個產(chǎn)業(yè)的重要性來看，自動化控制技術(shù)是體現(xiàn)一個國家科技水平的重要標準。將電氣自動化和產(chǎn)業(yè)進行有效的融合，能夠促進產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。在電力企業(yè)方面，伴隨著人民生活水平的不斷提升，人們對各項電氣設備有了更高的需求。

1 自動化控制技術(shù)概述

1.1 自動化控制技術(shù)概念

根據(jù)電氣自動化技術(shù)的發(fā)展特性來看，其具備了智能化、信息化、高效率的工作特點，作為一項重要的科學技術(shù)成就，已經(jīng)在社會的各個行業(yè)中得到了廣泛的應用和深入的發(fā)展?？梢哉f，自動化控制技術(shù)已經(jīng)深入到了人民生活的各個領(lǐng)域。作為一項重要的發(fā)展技術(shù)，電氣自動化控制技術(shù)得到了國家和政府的大力支持。并且，伴隨著該技術(shù)的不斷深入，也得到了較高的關(guān)注和深入的討論。在近年來，大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、計算機的技術(shù)不斷發(fā)展，更是為電氣自動化技術(shù)的發(fā)展提供了進一步的技術(shù)支撐和保障。為此，相關(guān)的工作人員需要不斷的加強研究，充分利用該技術(shù)的優(yōu)勢，推動我國經(jīng)濟的長遠發(fā)展。

1.2 自動化控制技術(shù)的優(yōu)勢

1.2.1 自動化控制技術(shù)具有較強的安全性

自動化控制最明顯的特點就是運行的自動化，減少人力的投入，在該系統(tǒng)中，不需要人工的操作，就可以實現(xiàn)全部系統(tǒng)的自動化運行，很明顯的會提高運行系統(tǒng)的安全性。相比較于傳統(tǒng)的供電方式，這種供電系統(tǒng)能夠保障工作人員的生命安全和財產(chǎn)安全，避免人身遭受到各種意外。另一方面，對于整個電力系統(tǒng)來講，可以促進工序的先進性，有效地提高電能檢測的質(zhì)量和能力，同時運用各種高精度的儀器和設備，能夠有效的分析相關(guān)的工作，提高供電的質(zhì)量和數(shù)據(jù)測量的精準度，方便后期工作的開展。自動化控制能夠?qū)崿F(xiàn)24 小時不間斷的監(jiān)控，有著傳統(tǒng)的監(jiān)控方式無法比擬的優(yōu)勢，在這種監(jiān)控方式中，如果電力系統(tǒng)在某一環(huán)節(jié)中出現(xiàn)了問題，相關(guān)的工作人員能夠及時的進行解決，在保障利益的同時，也能夠促進整個電力系統(tǒng)的安全性。

1.2.2 便于對電氣系統(tǒng)進行實時監(jiān)控

傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)控制主要利用人工的方式，實現(xiàn)對供電系統(tǒng)控制的目的。在該系統(tǒng)中，由于彼此之間的聯(lián)系較為密切，所以通常某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題后便會影響整體的運行。并且采用人工監(jiān)控的方式，由于監(jiān)控的不到位，很容易遺漏某些地方，造成工作馬虎的問題，增加了電氣故障的發(fā)生頻率。但是如果可以采用自動化的控制系統(tǒng)，便能夠有效避免傳統(tǒng)人工監(jiān)控中存在的問題，通過實時的監(jiān)控，達到電氣監(jiān)控的目的，延長設備的使用壽命。

2 自動化控制技術(shù)在電氣工程中的控制要點

2.1 分層分布式

分層分布式的控制系統(tǒng)，主要是將整個電力系統(tǒng)分成幾個環(huán)節(jié)，在該系統(tǒng)中，主要是利用了監(jiān)控設備的功能，通過監(jiān)控設備實現(xiàn)了數(shù)據(jù)和信息的有效收集與整理。分層分布式因其特有的獨立性特點，假使在某一環(huán)節(jié)中出現(xiàn)了問題，也不會影響整個系統(tǒng)的運行。這種特點能夠更好的幫助電力系統(tǒng)提高其穩(wěn)定性。并且這種監(jiān)控設備對安裝環(huán)境的要求比較低，具有操作簡便、安裝成本低的優(yōu)勢。

2.2 集中式自動化監(jiān)控技術(shù)

集中式的自動化監(jiān)控技術(shù)與分層分布式的控制系統(tǒng)存在著很大的差異性，這種系統(tǒng)最為明顯的特點就是操作簡單、設計簡單。不管是大規(guī)模的電力企業(yè)，還是小規(guī)模的電力企業(yè)，都能夠在生產(chǎn)過程中將該種監(jiān)控技術(shù)進行有效運用。在操作過程中，主要是利用了自動化設備的優(yōu)勢，能夠?qū)㈦娦盘栍蓮娮內(nèi)?，達到監(jiān)控和控制電氣設備的目的。在當前階段的應用中，應接線技術(shù)方面已經(jīng)出現(xiàn)了比較成熟的特點，所以在集中式自動化監(jiān)控技術(shù)的運行中也彰顯了設備環(huán)境好，維護成本低的特點。

2.3 現(xiàn)場總線監(jiān)控

相比較于其他的監(jiān)控方式，這種現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)的設計更具有一定的針對性，將該系統(tǒng)運用到電力系統(tǒng)的控制過程中，能夠滿足不同距離電力監(jiān)控的目的，為各個段路的電力監(jiān)控提供更具針對性的措施。這種監(jiān)控的設計主要是根據(jù)現(xiàn)場的實際情況和企業(yè)的需要而制定，能夠滿足各方的利益。因此，它具有遠程監(jiān)控方式的全部優(yōu)點，并且還具有較強的獨立性。在該系統(tǒng)中，如果某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，不會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生影響，從而增加了電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

3 自動化技術(shù)在電氣工程上的使用

隨著科技水平的不斷提高，社會各個產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中都利用了科技的優(yōu)勢。根據(jù)近年來的電氣工程的發(fā)展特點來看，在充分的結(jié)合了計算機技術(shù)的前提下，使得電氣系統(tǒng)和自動化技術(shù)得到了快速的發(fā)展。這種優(yōu)勢在供電效率的方面表現(xiàn)得尤為突出，綜合計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展特點，其具體表現(xiàn)在以下幾個優(yōu)勢：

3.1 在電網(wǎng)調(diào)度中的應用

電網(wǎng)調(diào)度自動化控制是供電系統(tǒng)最為關(guān)鍵的組成部分。在我國現(xiàn)階段的電網(wǎng)調(diào)度自動化過程中，調(diào)度過程主要分為國家電調(diào)度、大區(qū)調(diào)度、省級、市級、縣級調(diào)度五個等級。在電網(wǎng)調(diào)度自動化控制系統(tǒng)中，主要是利用了計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)勢。在運行的過程中，將電網(wǎng)調(diào)度控制作為整個控制系統(tǒng)的中心，將整個電網(wǎng)系統(tǒng)中的各個服務器、發(fā)電廠進行信息的關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)的整理，從而實現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)收集的目的。在對數(shù)據(jù)進行收集之后，不僅相關(guān)的工作人員，社會各界人士都能夠及時的觀測到數(shù)據(jù)的動態(tài)變化，對于相關(guān)工作人員的工作開展帶來了極大的便利，最大程度上保障了電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)運行的安全性，保證電網(wǎng)控制的運行穩(wěn)定性。

3.2 在變電站中的應用

計算機技術(shù)的快速發(fā)展，使其積極作用得到了充分的彰顯，很多的產(chǎn)業(yè)都認識到了這一點，并將其有效的與產(chǎn)業(yè)進行融合，推動產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。在供電系統(tǒng)的運用中，主要是利用了計算機技術(shù)的轉(zhuǎn)化作用，以變電站作為核心，推動供電系統(tǒng)自動化水平的提高。在進行技術(shù)引進的過程中，需要技術(shù)人員將計算機技術(shù)和供電系統(tǒng)的控制進行有效的融合，最終實現(xiàn)網(wǎng)絡化、數(shù)字化的統(tǒng)一。

3.3 在電氣工程管理中的應用

在進行電氣工程管理的工作中，大部分的電力企業(yè)采取人工管理的方式，在進行這樣的管理工作時，很容易因為人為的主觀因素導致相關(guān)問題的出現(xiàn)。而這些問題往往需要經(jīng)過多次的排查之后才能夠找到原因所在，從而導致大量時間成本和人力成本的投入，使得資源浪費的現(xiàn)象頻發(fā)。為此，若想進一步的提升電氣工程的發(fā)展質(zhì)量，需要加強對電氣工程管理的重視度。通過完善的管理系統(tǒng)，促進電力企業(yè)資金的流動與轉(zhuǎn)化，將更多的資金投入到技術(shù)的研發(fā)方面，推動電力企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

根據(jù)自動化控制技術(shù)的特點來看，一旦自動化控制系統(tǒng)被設置好之后，計算機系統(tǒng)就會根據(jù)系統(tǒng)的運行原理和算法開展自動的管理工作，從而大大減少了不必要的人力成本的投入，降低了人才的不必要消耗。自動化控制系統(tǒng)在后臺的運行中，能夠及時的監(jiān)測到整個設備系統(tǒng)的運行狀況，并進行及時的調(diào)整。如果系統(tǒng)在監(jiān)測的過程中，發(fā)現(xiàn)個別設備出現(xiàn)了問題，便可以自動的發(fā)出警報，幫助工作人員更好的檢查設備的運行狀況，降低因設備的損壞對系統(tǒng)正常運行的影響。

3.4 充分的利用PCL控制系統(tǒng)

3.4.1 進行PLC 系統(tǒng)設計

為了實現(xiàn)對整個電氣工程系統(tǒng)的有效控制，在進行電氣設備的設備設計過程中，需要對PLC 控制系統(tǒng)的功能進行不斷地拓展和深化，讓PLC 控制系統(tǒng)的各項功能能夠得到有效的發(fā)揮，從而滿足整個設備的運行要求。從另一方面來看，這也可以有效的提升電氣工程生產(chǎn)的質(zhì)量，保障高質(zhì)量的電氣設備的輸出。為此，在進行PLC 控制系統(tǒng)的設計過程中，設計人員首先要充分的了解整個系統(tǒng)的被控對象及實際需求，設計師在設計之前要對現(xiàn)場進行多次的勘測和檢查，保障設計的合理性。在收集資料的過程中，需要與相關(guān)的技術(shù)人員進行不斷地交流和協(xié)商，通過不斷的交流方式，確定出最終的控制方案。同時，還要對運行過程中可能出現(xiàn)的問題進行提前的商討和規(guī)劃，保障在運行過程中出現(xiàn)的問題能夠得到及時的解決。通過采取預防措施的方式，提高整個設備和控制系統(tǒng)運行的安全性、可靠性。

3.4.2 集中控制

根據(jù)PLC 控制系統(tǒng)的特性來看，該系統(tǒng)具備了較強的中央控制功能，工作人員能夠在中央控制部實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的有效控制，從而保障系統(tǒng)的正常運行。電氣設備具備的自動化功能，能夠讓電氣集中在一個設備中，這樣的方式，方便了工作人員對系統(tǒng)的操控。并且從工作狀態(tài)來看，電氣設備和PLC 控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)具有較強的相似性特點，這樣的相似性特點就為PLC 控制系統(tǒng)的集中運行奠定了一定的理論基礎(chǔ)。在電氣設備的運行過程中，PLC 的集中操控功能，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的有效操控，提高了監(jiān)控的效率和工程的質(zhì)量。

3.4.3 開關(guān)量邏輯控制

開關(guān)量邏輯的控制是整個PLC 控制系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)功能，在開關(guān)量邏輯功能的控制過程中，該系統(tǒng)具備了較強的邏輯運算能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對整個設備各種狀態(tài)的邏輯運算，并且能夠通過繼電氣并聯(lián)、串聯(lián)的方式實現(xiàn)對整個操作系統(tǒng)開關(guān)的有效控制。相比較于傳統(tǒng)的繼電氣控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的邏輯控制是傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢。并且為了方便工作人員對操作系統(tǒng)的維修和操控，該系統(tǒng)還引入了接入、輸入、輸出三個模塊，方便對運行過程中的信號的監(jiān)控，將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為運行所需的各種數(shù)據(jù)模塊，達到一一對應的關(guān)系。這樣的運行方式在很大的程度上提高了系統(tǒng)運行的便捷性，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的有效操控。

3.4.4 模擬量控制

根據(jù)PLC 控制系統(tǒng)中的輸入、輸出模塊的有效利用，方便工作人員收集整個系統(tǒng)的電壓、電流、電阻等各項系統(tǒng)運行所需的信息，之后將這些信息通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的方式傳輸?shù)街醒胩幚砥髦羞M行集中的處理。這些經(jīng)過處理過的數(shù)據(jù)再次被數(shù)模轉(zhuǎn)化，成為對被控裝置運行所需的模擬量。根據(jù)該系統(tǒng)的運行可以直觀的發(fā)現(xiàn)，模擬量的控制對技術(shù)人員的要求較高，為此，技術(shù)人員需要不斷地提高自身的綜合素質(zhì)，有效的解決系統(tǒng)運行中的各項問題

4 自動化控制技術(shù)在電氣工程中的發(fā)展趨勢

4.1 智能化運行的發(fā)展

從我國產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特點和技術(shù)的發(fā)展特點來看，自動化控制技術(shù)應該充分的與時代的發(fā)展目標相融合。現(xiàn)階段，我國的智能化裝備和技術(shù)發(fā)展目標得到了充分的應用，在進行自動化控制技術(shù)研發(fā)應用的過程中，也需要促進該技術(shù)向智能化方向的改變。從智能化的特點來看，其主要指的是根據(jù)先進的技術(shù)，賦予設備人類的功能，具備多種感知和行為能力。由此可見：智能化的運行在社會的發(fā)展中具有強大的潛力。

4.2 統(tǒng)一化的發(fā)展趨勢

在進行電氣自動化控制技術(shù)研發(fā)的過程中，還需要促進其向統(tǒng)一化的方向進行轉(zhuǎn)變，進一步的提升技術(shù)的發(fā)展質(zhì)量，促進經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展。從其積極作用來看，面向統(tǒng)一化的方向發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)各種既定的預期目標，更好的滿足生產(chǎn)的需求。同時，進行統(tǒng)一化的生產(chǎn)、發(fā)展和管理，能夠有效的節(jié)省時間，對于電力企業(yè)的長遠發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。為此，在今后的工作中，技術(shù)研發(fā)人員應該充分的認識到統(tǒng)一化方向發(fā)展的重要性。

4.3 安全化的發(fā)展趨勢

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展背景下，需要加強對安全管理的重視度。充分的利用現(xiàn)代化互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，進一步的提升其發(fā)展質(zhì)量。為此，可以通過建立安全數(shù)據(jù)庫的方式，達到安全化的發(fā)展目的和要求。

5 結(jié)束語

總體來看，在人民用電需求越來越大的狀況下，各個供電企業(yè)需要進行變革，保證供電系統(tǒng)穩(wěn)定性的發(fā)展，從而滿足人民的用電需求，推動電力行業(yè)的長遠發(fā)展。自動化控制技術(shù)作為一種時代進步的產(chǎn)物，能夠有效的滿足現(xiàn)代化電力企業(yè)的發(fā)展要求。為此，在今后的工作中，相關(guān)的工作人員仍需加強不斷的研究，制定出更加完善、科學的應用方案，促進電力企業(yè)的進一步發(fā)展。