電氣工程及其自動化技術(shù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

國網(wǎng)四川雅安市名山供電有限責(zé)任公司 四川名山 6251000

摘要：隨著現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展，電氣工程領(lǐng)域取得了顯著的成績。電氣工程作為現(xiàn)代科技的主要學(xué)科之一，對電氣工程及其自動化技術(shù)的研究是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的。由于其具有科學(xué)性以及實(shí)用性，已被廣泛應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域以及國防建筑等領(lǐng)域之中，對于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的作用。本文主要介紹了電氣工程及其自動化技術(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容以及應(yīng)用情況，希望對相關(guān)人士能有所幫助。

關(guān)鍵詞：電氣工程；自動化技術(shù)；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

0 引言

雖然我國的工業(yè)建設(shè)相對發(fā)達(dá)國家來說起步較晚，電氣工程及其自動化技術(shù)還不是非常發(fā)達(dá)，但是隨著多年的技術(shù)飛速發(fā)展，我國的電氣工程及其自動化技術(shù)得到了很大的進(jìn)步，并且為我國工業(yè)的發(fā)展及經(jīng)濟(jì)的建設(shè)提供了較大的驅(qū)動力。電氣工程及其自動化技術(shù)的設(shè)計(jì)能力以及應(yīng)用水平在很大程度上反映著我國科技水平、工業(yè)建設(shè)能力以及人們生活水平。所以，充分了解電氣工程及其自動化技術(shù)的特征、設(shè)計(jì)內(nèi)容以及應(yīng)用方向，可以最大程度的發(fā)揮此項(xiàng)技術(shù)的社會價值，為我國的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

1 電氣工程及其自動化技術(shù)的相關(guān)特點(diǎn)

（1）能與不同技術(shù)深度融合，具有極其廣闊的應(yīng)用前景

電氣工程指的是發(fā)電、輸電、變電、配電、用電五大環(huán)節(jié)組成的電力系統(tǒng)，而電氣工程指的則是基于這樣一個電力系統(tǒng)所建立起的，具有多重控制功能、自主及半自主決策及檢測功能、全面監(jiān)控和調(diào)節(jié)功能的自動化控制系統(tǒng)。這就意味著電氣工程及其自動化技術(shù)是能夠與不同技術(shù)深度融合的。以信息技術(shù)為例，信息技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用包括基于現(xiàn)場總線監(jiān)控的電力系統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)、基于VPN技術(shù)的二次系統(tǒng)工程安全防護(hù)系統(tǒng)等等，這些都是電力工程及其自動化技術(shù)應(yīng)用價值的重要體現(xiàn)。而另一方面，隨著我國電氣化時代的到來，電氣自動化技術(shù)也將會在越來越多的領(lǐng)域彰顯中重要的應(yīng)用價值，故其具有極其廣闊的應(yīng)用前景。

（2）在工業(yè)方面實(shí)用性較強(qiáng)，能夠有效提升工業(yè)生產(chǎn)力

電氣工程及其自動化技術(shù)的實(shí)用性在工業(yè)方面體現(xiàn)的更為突出，以工業(yè)生產(chǎn)中的自動化控制領(lǐng)域?yàn)槔瑐鹘y(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)多是基于人工所建立的，存在的人員管理困難、人工成本高、生產(chǎn)效率低等一系列難題，隨著電氣工程及其自動化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，傳統(tǒng)的人工控制已逐漸向自動化生產(chǎn)完成轉(zhuǎn)型，無論是單個生產(chǎn)設(shè)備的調(diào)試和控制，還是整個工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)鏈，都可以借助電力工程自動化技術(shù)完美完成，實(shí)現(xiàn)了人員的最優(yōu)化配置。促使生產(chǎn)力得到了有效提升。

2 電氣工程及其自動化技術(shù)的設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1 電氣工程及其自動化技術(shù)的設(shè)計(jì)原則

隨著時代的變遷，電氣工程及其自動化技術(shù)也需要結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備平臺，進(jìn)行針對性的改動和設(shè)計(jì)。一般可從以下幾個方面著手。

（1）首先是電氣工程及其自動化技術(shù)的可靠性，以機(jī)械設(shè)備為例，設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需要確保所使用的自動化系統(tǒng)在元件動作節(jié)拍表的執(zhí)行、元件狀態(tài)表的檢測、可循環(huán)工作流程等方面具有較高的完成度，從而對機(jī)械設(shè)備的正常工作奠定必要的基礎(chǔ)。因此，可靠性是進(jìn)行電氣工程及其自動化設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。

（2）其次是電氣工程及其自動化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)人員所提出的方案應(yīng)當(dāng)在滿足可靠性的基礎(chǔ)上，盡可能以較低的成本達(dá)到較高的效益。以發(fā)電廠主控系統(tǒng)中的機(jī)爐協(xié)調(diào)自動化系統(tǒng)為例，某些小型發(fā)電廠雖然不考慮實(shí)際情況，盲目采用現(xiàn)場總線監(jiān)控方式借助以太網(wǎng)將系統(tǒng)設(shè)計(jì)按照一定的間隔劃分給不同處理器進(jìn)行處理，雖然提升了效率，但卻使得造價大幅度上升。實(shí)際上，對于小型發(fā)電廠而言，采用Lonworks總線，CAN總線等各種類型的自動化通訊方式以基本可以滿足需求，故經(jīng)濟(jì)性同樣是電氣工程及其自動化技術(shù)的重要設(shè)計(jì)原則

（3）最后是電氣工程及其自動化技術(shù)的綜合性。綜合性的設(shè)計(jì)原則主要體現(xiàn)在兩個方面，其一是以中央處理器為代表的各類硬件的選擇，合適的中央處理器能夠與系統(tǒng)中的連接控制器以及傳感器等輔助設(shè)備完美契合，進(jìn)而使得整個系統(tǒng)的工作效率大大提升。其二是根據(jù)所配備的系統(tǒng)硬件來編寫合適的軟件系統(tǒng)，使得具體的生產(chǎn)行為和控制系統(tǒng)能夠在不同平臺借助同一套面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)得以體現(xiàn)，從而使得整個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠滿足各種要求。

3 電氣工程及其自動化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

（1）在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著我國城市化進(jìn)程的逐漸加快，我國的建筑業(yè)得到了快速的發(fā)展，樓宇建設(shè)正在向著高層化以及智能化方向發(fā)展。不管是最為基本的電力照明，還是非常復(fù)雜的排水系統(tǒng)全都需要電氣工程以及自動化技術(shù)的應(yīng)用。采用電力設(shè)備以及自動化控制系統(tǒng)是現(xiàn)階段高層建筑最為主要的運(yùn)行方式。電氣工程及其自動化技術(shù)在高層建筑中除了采取網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等方式之外，還會全面的對相關(guān)設(shè)備的自動化運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測。另外，電氣工程及其自動化技術(shù)可以將建筑設(shè)備的有關(guān)信息通過自動化管理系統(tǒng)，傳遞到建筑服務(wù)方，從而提升建筑服務(wù)的效率，使其更加便捷。

（2）在實(shí)時仿真系統(tǒng)方面的應(yīng)用

實(shí)施仿真系統(tǒng)可以獲得大量的相關(guān)數(shù)據(jù)，在此前提下可以使得不同的電力系統(tǒng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)同時進(jìn)行。此外，還可以幫助研究人員進(jìn)行裝置測試，并且不同類型的控制裝置都可以與其形成閉環(huán)的控制系統(tǒng)，這樣就可以為輸電系統(tǒng)以及研究職能保護(hù)控制提供較好的實(shí)驗(yàn)條件。電力工程中實(shí)時仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，使得對電力系統(tǒng)負(fù)荷動態(tài)特性監(jiān)測以及電力系統(tǒng)實(shí)時仿真建模等方面的研究較為方便。

（3）在鋼鐵業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

電氣工程及其自動化技術(shù)在很大程度上影響了鋼鐵行業(yè)的發(fā)展程度。主要體現(xiàn)在兩方面：一方面，可以完成對鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)流程以及生產(chǎn)規(guī)模的自動化控制，可以在很大程度上提升鋼鐵的生產(chǎn)效率。另外，可以建立自動控制的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，從而對降低鋼鐵生產(chǎn)中廢水廢氣的排放非常有利；一方面，通過電氣工程及其自動化技術(shù)的應(yīng)用，國家相關(guān)部門能夠?qū)崿F(xiàn)對于鋼鐵行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)的時時監(jiān)控，從而可以通過監(jiān)管來確保鋼鐵的安全生產(chǎn)，使鋼鐵的生產(chǎn)更加符合社會的需求，可以使社會資源在鋼鐵行業(yè)中更加合理的配置。

（4）在火電廠領(lǐng)域的應(yīng)用

從現(xiàn)階段的情況來看，火力發(fā)電還是我國最主要的發(fā)電形式，電氣工程及其自動化技術(shù)可以應(yīng)用在火電廠的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。首先，電氣自動化技術(shù)可以將火電廠的鍋爐、發(fā)電機(jī)以及汽輪機(jī)等非常重要的設(shè)備進(jìn)行很好的連接起來，利用自動化系統(tǒng)對其運(yùn)行情況進(jìn)行全面的監(jiān)測，以便在設(shè)備出現(xiàn)問題時可以及時發(fā)現(xiàn)原因所致，從而采取針對性措施進(jìn)行解決。其次，在火電廠相關(guān)電力設(shè)備正式投入運(yùn)行之前，通過電氣工程及其自動化技術(shù)可以快速的對其進(jìn)行調(diào)試，以便及時發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中可能的隱患并進(jìn)行解決，從而很好的確保電力設(shè)備在正式運(yùn)行時電網(wǎng)的安全。在電網(wǎng)正式運(yùn)行之后，電氣自動化技術(shù)還能夠在線實(shí)時監(jiān)測電力設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況。最后，電氣工程及其自動化技術(shù)還可以把電廠中舊有的傳統(tǒng)電磁設(shè)備升級成為現(xiàn)代科技設(shè)備，并且由于采用的是計(jì)算機(jī)光纖來替代傳統(tǒng)的電纜信號，從而很大程度上提高了火電廠電力設(shè)備的運(yùn)行效率。

（5）在智能保護(hù)方面的應(yīng)用

在當(dāng)今時代，我國的綜合性自動化領(lǐng)域研究取得了較大的成就，可以達(dá)到國際先進(jìn)水平，同時智能保護(hù)方面的研究也是處于國際領(lǐng)先的水平。在電氣自動化保護(hù)裝置中應(yīng)用較為先進(jìn)的技術(shù)（例如：人工智能、自適應(yīng)理論、網(wǎng)絡(luò)通信以及綜合自動控制理論等）可以很大程度上提升電力系統(tǒng)的安全性能，可以使得保護(hù)系統(tǒng)具有智能化的特點(diǎn)。

（6）未來的發(fā)展趨勢

隨著互聯(lián)網(wǎng)和以太網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，整個電氣自動化領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生新的突破。例如視頻處理技術(shù)將使得整個電氣控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和信息處理能力進(jìn)一步完善，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將使得未來的自動化設(shè)備產(chǎn)品的研發(fā)具有更優(yōu)秀的人機(jī)交互性，總而言之，整個電氣自動化控制系統(tǒng)將逐漸從單一設(shè)備向集成化多元化系統(tǒng)化方向不斷發(fā)展。

4 結(jié)束語

電氣工程及其自動化技術(shù)已經(jīng)成為了我國工業(yè)建設(shè)的主要動力技術(shù)之一，通過其科學(xué)性以及可行性來提升不同工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際生產(chǎn)效率，確保工業(yè)建設(shè)的安全可靠。電氣工程及其自動化技術(shù)在以后的發(fā)展應(yīng)用過程中，應(yīng)繼續(xù)堅(jiān)持已有的設(shè)計(jì)原則，并在此基礎(chǔ)上全面的實(shí)施數(shù)字化建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，使電氣工程及其自動化技術(shù)可以應(yīng)用到更多的領(lǐng)域。只有逐漸的提高電氣工程及其自動化的設(shè)計(jì)能力及水平，才能不斷的開拓技術(shù)應(yīng)用的范圍，從而在更多的領(lǐng)域提升工作效率，提升技術(shù)能量。

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作者簡介：

徐吉，（1990——），男，助理工程師，本科，電力系統(tǒng)運(yùn)行兼與辦公綜合技術(shù)管理工作。