淺談電氣工程自動化技術的應用

仇敬敏

摘要:隨著自動化技術的快速發展，電氣工程的管理控制工作也有必要充分的利用自動化技術。在這種背景下，本文首先對電氣工程的自動化管理控制進行了概述，進而重點從PLC控制技術出發，探討了電氣工程自動化控制的技術構成及電氣工程自動化管理的PLC技術應用的對策建議。

關鍵詞:電氣工程；自動化技術；應用

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

一、電氣工程以及電氣自動化概念

電氣工程（Electrical Engineering，簡稱EE）是當今高新技術領域中舉足輕重的關鍵學科之一，更是現代科學研究領域中的熱門學科。最成功的例子就是電子通信技術的巨大進步推動了以計算機網絡為中心的信息時代的蓬勃發展，并且在根本上改變了人們的工作和生活模式。從某些層次上來講，電氣工程的發達程度甚至可以代表一個國家的科技進步水平。電氣自動化（Electrical Automation）的專業全稱一般為電氣工程及其自動化，其應用范圍涉及各行各業，小到電氣開關的設計，大到科技航天的研究，到處都有它的身影。電力的發展是促進生產和提高人們生活水平的重要物質基礎，隨著電力應用的不斷發展和深化，新時代背景下的電氣自動化進程成了國民經濟和人民生活現代化的重要標志。

二、電氣工程的自動化管理控制概述

隨著自動化技術的飛速發展，電氣工程控制系統也日新月異，成為引起人們很大興趣的一個領域。它的研究目標是用機器，通常為傳動控制系統、電腦等，盡可能地代替人的體力活動，并且爭取在這些方面最終改善并超出人的能力，其研究領域及應用范圍十分廣泛。例如人工智能、PLC控制系統、智能機器人等等。早期電氣控制應用都是以繼電器作為自動控制系統。隨著時代的發展，科技產品也開始講求便利化，在追求高效率的時代，眾多產品都趨于自動化，而現代機械功能的精密度越來越高，取而代之的就是現在最廣泛使用的PLC可編程控制器?？删幊炭刂破鳎≒rogrammable Controller）是計算機家族中的一員，是為工業控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器，簡稱PLC。在60年代，電氣設備生產流水線的自動控制系統基本上都是由繼電器控制裝置構成的。當時電氣設備的每一次改型都直接導致繼電器控制裝置的重新設計和安裝。隨著生產的發展，電氣設備型號更新的周期越來越短，這樣，繼電器控制裝置就需要經常地重新設計和安裝，十分費時、費工、費料，甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一現狀，1969年美國數字設備公司（DEC）研制出第一臺PLC，并在美國通用汽車自動裝配線上試用，獲得了成功?？删幊炭刂破骱喎QPLC，其特色為可利用軟件程序來取代傳統電氣控制的配線工作，直接把控制電路的階梯圖（Ladder diagram）轉換成PLC程序，鍵入可編程控制器內即可執行，省去了配線的麻煩，并在偵錯、更改設計上能夠更加方便，并且更有彈性。

三、電氣自動化技術在電氣工程中的融合及應用

1在電氣工程管理中的應用

電氣自動化技術在工程管理中的應用是高新技術的充分體現，其應用過程中更加注重編程的調試，以儀表工程管理為例，應用電氣自動化技術后，其工作重心已由原來的溫度、流量、壓力及液位儀表顯示等的管理逐步轉向到了借助于集散DCS及集中PLC控制系統的自動化管理方式上來，借助于自動化管理及控制系統同現場變送器的相互配合，實現了對上百個流量、溫度及壓力等數據的采集、監測、輸出控制及處理等功能，且確保了管理及控制的精度和穩定性，并大幅度降低了維護量及投資額。從工程管理方面而言，管理過程中應對施工資料、系統程序、隨機文件以及調試和校驗記錄等環節給予足夠的重視，因此，電氣自動化技術的應用實現了從開工、安裝、調試、護航、培訓、交接一直到售后環節微機管理程序的提供，這種微機化管理方式有效遏制了工程施工過程中可能出現的弄虛作假及敷衍了事等情況。

2在電網調度中的應用

對于電網調度而言，電氣自動化技術的應用實現了電網調度自動化系統的形成，其主要包括了電網調度打印設備、工作站、中心服務器、大屏顯示器以及網絡等，其通過電氣系統專屬局域網絡實現了電網調度過程的自動化，并實現了發電廠、下級調度中心及變電站終端 之間的有效的連接。由此可知，電氣自動化技術的應用能夠對電氣系統的運行狀態進行實時性的評估，并以所累計數據為依據對電力負荷進行有效的預測，以此為基礎對經濟進行調度，并實現發電控制過程的自動化，電氣系統應對數據進行實時性采集、處理及監控，并在獲

取數據支持的狀況下進行電網運行及安全狀況的有效把握，盡可能使其適應現代化市場運營的實際需求。

3在化工生產單位電廠分散測控系統中的應用

對于化工生產單位電廠分散測控系統而言，其實際應用時常采用的是分層分布的結構，具體包括了以太網、工作站、數據高速通訊網以及過程控制單元等。其中，過程控制單元可直接在生產過程進行應用，并可對設備運行狀態及其相關參數進行實時性的顯示、打印及信號的輸出，并由此進行執行機構的驅動，實現整個生產過程的檢測、聯鎖性保護及其控制。對于工作站而言，其主要包括了工程師及運行員兩種工作站，主要負責提供人機接口。由過程控制單元向運行員工作站進行信息的發送，同時接受由工作站發送來的指令。工程師工作 站主要負責為工程師進行設置、診斷及維護方式的提供。

4在大型變配電所中的應用

電氣自動化技術在大型變配電所中的應用實現了對電話人工操作及監視的取代，并實現了對變電站監控能力的進一步加強，同時還實現了變配電運行水平及其效率的大幅度提高。其借助于全微機設備來替代之前的電磁裝置，因而實現了操作及監視等過程的屏幕化，數據進行傳輸時應盡可能采用計算機電纜方式來進行電力信號電纜的取代，并實現了運行及管理過程的自動化。

四、電氣工程中電氣自動化的發展及應用趨勢

1一次設備的智能化發展

通常而言，一次設備同二次設備安裝地點間相距可達幾十米甚至可達幾百米之遠，其二者間的連接常借助于大電流對電纜及強信號電力電纜的控制而實現的。而一次設備的智能化同此狀況有著較大程度的不同，對一次設備結構進行設計時，常需要借助于二次設備的功能 時間來實現，因此實現了控制電纜及電力信號電纜量的大幅度節約。

2一次設備在線監測的實現

對于諸如發電機、短路器及變壓器等的一次設備而言，常需對其中某個重要參數進行無間斷檢測，因此，要求既要能夠對設備在線運行狀態進行監視，還要可以預測其中某些參數的重要變化趨勢，以便對設備發生故障的可能性進行判斷，以便延長其保養周期，為設備的狀態檢修提供保障。

3電力互感器朝著光互式方向發展

由于電力互感器存在著較為明顯的不足之處，其在電壓等級相對較高的情況下難以有效實現絕緣，而且還會大幅度增加設備的實際體積及其質量，且飽和狀態時容易導致信號發生畸變。因此，這一系列難題也推動了光電式電力互感器未來的不斷研究和發展。

結束語：

綜上所述，使用電氣自動化能夠有效的實現對電力系統的控制，實現電力控制系統的信息化管理，能夠有效的解決電氣工程的數據采集、在線監控、分析調度控制等相關的技術問題，提高電力系統的控制效率和工作效率。

參考文獻：

[1] 孫琥. 科學發展觀旗幟下的工業電氣自動化發展[J]. 硅谷，2009.

[2] 劉海龍.淺談電氣自動化的現狀與發展方向[J]. 黑龍江科技信息，2010.