陳茜

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)2020 級(jí)電氣201 班，北京 100000）

引言

在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，電氣工程是一個(gè)重要的發(fā)展領(lǐng)域，不管是在建筑建設(shè)活動(dòng)當(dāng)中還是在電力事業(yè)當(dāng)中都發(fā)揮著重要的作用，要想進(jìn)一步提高電氣工程的質(zhì)量和效率，還需要不斷加強(qiáng)電氣自動(dòng)化技術(shù)方面的研究工作，將電氣自動(dòng)化技術(shù)和電氣工程深度融合起來(lái)，以此來(lái)推動(dòng)電氣工程的可持續(xù)發(fā)展。雖然電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展時(shí)間比較短，但是在這一領(lǐng)域也有許多成就，這有效提升了我國(guó)各行各業(yè)的生產(chǎn)效率，推動(dòng)了電氣工程的自動(dòng)化以及智能化發(fā)展，對(duì)于電氣工程行業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)起到了重要的作用，因此，相關(guān)單位要不斷加強(qiáng)這方面的融合探究。

一、對(duì)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的簡(jiǎn)單介紹

（一）電氣工程與電氣自動(dòng)化技術(shù)

自動(dòng)化技術(shù)，指的是使用機(jī)器來(lái)代替部分或者全部人工作業(yè)，如信息分析、機(jī)器的故障提示、數(shù)據(jù)管理等。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電氣控制、電氣設(shè)備檢測(cè)、電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理等電氣工程的內(nèi)容。在電氣工程中融合電氣自動(dòng)化會(huì)極大地促進(jìn)電氣工程的現(xiàn)代化發(fā)展，使得電氣工程技術(shù)的作用更加的廣泛。電氣工程，是指研究電能的生產(chǎn)、傳輸、分配、使用和控制技術(shù)與設(shè)備的工程領(lǐng)域。有關(guān)電力地在我們生活中常見(jiàn)的電網(wǎng)分布、各種電力系統(tǒng)和電力裝備設(shè)施等，在這些領(lǐng)域內(nèi)的工作內(nèi)容都屬于電氣工程。改革開(kāi)放后我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)在穩(wěn)步中不斷向前發(fā)展，人們對(duì)于電力系統(tǒng)的關(guān)注度也在不斷地提高，電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定性也自然而然地成人們關(guān)注點(diǎn)，因此就需要在電氣工程中使用自動(dòng)化技術(shù)，以解決遇到的問(wèn)題與挑戰(zhàn)。

（二）我國(guó)現(xiàn)階段的自動(dòng)化技術(shù)水平

近幾年，自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)得到了廣泛運(yùn)用。但是電氣工程的自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展還相對(duì)落后，技術(shù)發(fā)展水平達(dá)不到國(guó)家的要求。為了使電氣工程自動(dòng)化的步伐跟上我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的步伐，要積極發(fā)展和創(chuàng)新電氣工程化自動(dòng)技術(shù)，努力提高技術(shù)水平。

二、電氣工程中電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)理念

（一）現(xiàn)場(chǎng)總線式設(shè)計(jì)理念

目前，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的不斷提高，現(xiàn)場(chǎng)總線等各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用讓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)針對(duì)性更強(qiáng)，每一次間隔所使用的功能都各不相同，需要與實(shí)際狀況的要求相符?，F(xiàn)場(chǎng)總線式設(shè)計(jì)理念不但具備遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)理念的優(yōu)點(diǎn)，還能夠不斷減少間隔、端子柜的數(shù)量，因此，對(duì)于電氣工程領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，這種設(shè)計(jì)理念更加合適，它是未來(lái)電氣工程領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。

（二）集中化設(shè)計(jì)理念

對(duì)于電氣工程來(lái)說(shuō)，它主要是在相同處理器的作用下對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行集中處理，這種方式給處理器的工作任務(wù)帶來(lái)很大壓力，同時(shí)也會(huì)嚴(yán)重影響到處理器的工作效率。在監(jiān)控電氣設(shè)備過(guò)程中，由于監(jiān)控對(duì)象數(shù)量的不斷增多，給主機(jī)帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)，在這種狀態(tài)下為了進(jìn)一步緩解主機(jī)的負(fù)擔(dān)，就要增加電纜的數(shù)量，這將造成成本的大幅度增加。除此之外，由于引入較長(zhǎng)距離的電纜，給系統(tǒng)在運(yùn)行期間的穩(wěn)定性能帶來(lái)較大影響，系統(tǒng)在超負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)下，會(huì)很容易導(dǎo)致故障的發(fā)生，所以，把電氣自動(dòng)化技術(shù)融入電氣工程中，用集中化設(shè)計(jì)理念的這種方式應(yīng)用最為廣泛。

（三）遠(yuǎn)程化設(shè)計(jì)理念

在電氣工程內(nèi)使用遠(yuǎn)程化設(shè)計(jì)理念，可以控制電纜的使用數(shù)量，這不但可以減少投資成本，還能夠在一定程度上提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性能。不過(guò)該遠(yuǎn)程化設(shè)計(jì)理念會(huì)導(dǎo)致電氣的通訊數(shù)量進(jìn)一步增加，因此它比較適用在規(guī)模較小的電氣工程領(lǐng)域內(nèi)。

三、電氣自動(dòng)化在電氣工程中的關(guān)鍵技術(shù)

（一）遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的核心在于，以電腦終端為載體，對(duì)其他相關(guān)設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)距離性控制的自動(dòng)化技術(shù)。在電氣工程當(dāng)中引入遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的價(jià)值在于：控制因監(jiān)控需求而消耗的電纜成本、材料購(gòu)買、以及人工安裝等費(fèi)用開(kāi)支。同時(shí)，在遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的作用之下，電氣工程方可實(shí)現(xiàn)真正意義上的高效益性生產(chǎn)模式（以少投入為前提實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)出）。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用能夠打破傳統(tǒng)意義上監(jiān)控行為受空間因素的限制，提高系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。但需要注意的是：對(duì)于通訊量較大且通訊質(zhì)量較差的區(qū)域而言，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控功能會(huì)受到一定程度上的影響。因此，現(xiàn)階段多將遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于通訊量較小且通訊質(zhì)量較好的電氣工程當(dāng)中。

（二）集中式監(jiān)控技術(shù)

集中式監(jiān)控技術(shù)主要是指在一個(gè)完整的系統(tǒng)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)全部相關(guān)項(xiàng)目運(yùn)行的處理工作，避免了傳統(tǒng)意義上分散式監(jiān)控模式下多種電纜相互混合因素影響下出現(xiàn)的系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、以及安全性較低的問(wèn)題。在電氣工程當(dāng)中應(yīng)用集中式監(jiān)控技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)在于，集中式監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便且維護(hù)管理比較靈活。換句話來(lái)說(shuō)，在電氣工程當(dāng)中，工程各項(xiàng)需求能夠通過(guò)集中式監(jiān)控技術(shù)得到滿足，避免了過(guò)多的資金、以及設(shè)備投入。

（三）現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控技術(shù)是現(xiàn)階段，電氣工程領(lǐng)域當(dāng)中，應(yīng)用最為成熟與廣泛的電氣自動(dòng)化技術(shù)之一?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控技術(shù)的主要工作原理在于：以間隔差異為依據(jù)采取針對(duì)性的監(jiān)督控制措施，從而使此項(xiàng)技術(shù)下的監(jiān)控行為具有良好的針對(duì)性特征。同時(shí)，在將現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控技術(shù)引入電氣工程之后，傳統(tǒng)意義上相關(guān)隔離設(shè)備以及端子柜裝置的使用將得到明顯地降低，從而避免了電氣工程過(guò)多的成本以及設(shè)備投入。同時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控技術(shù)在一定程度上具備了遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的特點(diǎn)，因而能夠兼顧監(jiān)控的全面性與可靠性。

四、電氣自動(dòng)化在電氣工程中的融合運(yùn)用

（一）電氣自動(dòng)化和分散測(cè)控系統(tǒng)的融合運(yùn)用

這種應(yīng)用方式所選擇的是分布的構(gòu)造，由工作站、以太網(wǎng)、過(guò)程控制部分和數(shù)據(jù)高速通訊網(wǎng)等構(gòu)成。運(yùn)作人員和工程師是工作站的主要組成部分，他們負(fù)責(zé)人機(jī)接口的提供。在這當(dāng)中，生產(chǎn)過(guò)程的控制單元主要靠檢測(cè)設(shè)備來(lái)運(yùn)行，同時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理地控制，做到了檢測(cè)全部生產(chǎn)過(guò)程，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了連鎖性控制和保護(hù)。運(yùn)行員工作站需要接收工作站所發(fā)出的指令及所輸出的信息和過(guò)程控制單元。而工程師工作站的主要工作則是做好工程師的配備及進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)和診斷工作。

（二）電氣自動(dòng)化和繼電保護(hù)裝置的融合運(yùn)用

繼電保護(hù)裝置是對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行故障警報(bào)的電氣工程保護(hù)裝置。通過(guò)融合運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以有效提高繼電保護(hù)裝置的靈敏度，使其能在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并發(fā)出警報(bào)。電氣自動(dòng)化通過(guò)電子信息技術(shù)，可以讓繼電保護(hù)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電氣系統(tǒng)中的各設(shè)備及其運(yùn)作參數(shù)和狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常，繼電保護(hù)器就能發(fā)出警報(bào)。另外，通過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)，繼電保護(hù)裝置還能對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)程控制，并在發(fā)出警報(bào)的同時(shí)對(duì)一些細(xì)小的系統(tǒng)問(wèn)題進(jìn)行處理，保證系統(tǒng)能正常運(yùn)作。

（三）電氣自動(dòng)化和電網(wǎng)的融合運(yùn)用

在電網(wǎng)綜合管理中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，可以提倡使用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)統(tǒng)一管理的方法，使其系統(tǒng)更加地完善。在電網(wǎng)系統(tǒng)中利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)管理的自動(dòng)化，達(dá)到相關(guān)信息的準(zhǔn)確分析和處理等。更主要的是自動(dòng)化技術(shù)可以全方位管理電網(wǎng)，可以做到在多方面的綜合運(yùn)用，大大的提升電網(wǎng)綜合管理自動(dòng)化的智能水平，使其更具操作的可行性、更方便，而且在往后的維護(hù)和檢修也會(huì)更加簡(jiǎn)單。

（四）在發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)中的運(yùn)用

把電氣自動(dòng)化技術(shù)融合到發(fā)電廠的分散測(cè)控系統(tǒng)時(shí)主要運(yùn)用的結(jié)構(gòu)是分層分布結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要包含以太網(wǎng)、工作站等各個(gè)分單元。在這些分單元中，工作站的主要工作任務(wù)是提供人工以及計(jì)算機(jī)的接口，所以把工作站分為兩個(gè)部分，即工程師工作站和運(yùn)行員工作站。其中，運(yùn)行員工作站在運(yùn)行期間主要是從過(guò)程控制單元中接收有效的信息，并接收工作站所發(fā)送的命令，與此同時(shí)，工程師工作站將做工程師的設(shè)置與維護(hù)工作，事實(shí)上，運(yùn)行員工作站和工程師工作站的完美結(jié)合將是實(shí)現(xiàn)工作站功能的重要保證。在進(jìn)行過(guò)程控制單元上，電氣自動(dòng)化的關(guān)鍵作用在于在生產(chǎn)過(guò)程中的直接應(yīng)用，并對(duì)電氣系統(tǒng)設(shè)備在運(yùn)行期間的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)管和控制，從而完成對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的有效監(jiān)控。

五、電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

電氣自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用使通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)總線裝置緊密地結(jié)合起來(lái)，也就是實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通信功能，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)總線中的全部設(shè)備節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用。此外，系統(tǒng)當(dāng)中還有一個(gè)關(guān)鍵的組成部分就是設(shè)備控制系統(tǒng)，它有著成本較低、穩(wěn)定可靠和數(shù)據(jù)共享較快等優(yōu)點(diǎn)。以上功能，希望今后通過(guò)設(shè)計(jì)使其成為現(xiàn)實(shí)，這樣就需要設(shè)計(jì)人員不但能夠做好控制裝置的編程，也需要合理的對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)能夠完成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和控制軟件組態(tài)。不管是企業(yè)管理者，還是互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)人員和設(shè)備供應(yīng)商，都需要支持和調(diào)整生產(chǎn)流程和設(shè)備技術(shù)，通過(guò)不斷溝通和協(xié)調(diào)，使電氣自動(dòng)化技術(shù)更加完善，使電氣工程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

電氣自動(dòng)化的技術(shù)性較強(qiáng)，因此需要技術(shù)性強(qiáng)的員工來(lái)進(jìn)行管理。隨著電氣系統(tǒng)面向全社會(huì)，專業(yè)的人員會(huì)更加深入的研究自動(dòng)化技術(shù)，在客觀規(guī)律的基礎(chǔ)上，進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新和改革后，使得系統(tǒng)的運(yùn)用更加得心應(yīng)手。同時(shí)，在裝置系統(tǒng)的運(yùn)行中，更要進(jìn)一步地打破常規(guī)，積累經(jīng)驗(yàn)，從而使得電氣自動(dòng)化技術(shù)更加完善，更加地適應(yīng)電氣工程自動(dòng)化在我國(guó)的發(fā)展。