陳文躍

（中電科普天科技股份有限公司，廣東 廣州 510000）

機電設(shè)備制造實質(zhì)上是對電氣工程、機電工業(yè)的合稱。而當(dāng)下，隨著電氣與自動化技術(shù)在國內(nèi)的廣泛運用，為機電工業(yè)的良性發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。在國內(nèi)率先采用的是電氣公司，它利用該技術(shù)不斷地提高了發(fā)電水平，并同時運用其對發(fā)電設(shè)備進(jìn)行檢測，為中國電氣自動化發(fā)展創(chuàng)造有利條件。運用機電集成技術(shù)，實現(xiàn)了對各種機器進(jìn)行集中操作與經(jīng)營，而技術(shù)人員也僅須利用計算機，就可以對各機電設(shè)備實施遠(yuǎn)程的作業(yè)和監(jiān)控。

1 電氣自動化概述

1.1 電氣自動化概念

中國的電氣技術(shù)在近年來的發(fā)展相當(dāng)強勁，為中國電氣自動化事業(yè)的繁榮提供了良好的環(huán)境。利用電氣及自動化可以提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)生產(chǎn)關(guān)系和勞動力的解放，為實現(xiàn)工程安全、可靠度創(chuàng)造了一定的支持。與中國的機電行業(yè)、電氣行業(yè)的傳統(tǒng)模式相比較，電氣自動化技術(shù)支撐的電氣裝備，更能夠保證生產(chǎn)設(shè)備的總體素質(zhì)，工作時不需要與個別零件配合完成對應(yīng)的工作，通過使用自動化控制的手段，就可以保障生產(chǎn)設(shè)備運作的高效。電氣設(shè)備是中國現(xiàn)代化建設(shè)的重要組成部分，其建設(shè)與國家的經(jīng)濟、社會發(fā)展息息相關(guān)。在不同的行業(yè)中，如在農(nóng)業(yè)、工業(yè)等方面存在差異。在工程執(zhí)行中，為了確保工程的順利進(jìn)行，必須對產(chǎn)品設(shè)計思想和工程設(shè)計原則進(jìn)行全面的剖析。電氣及自動化系統(tǒng)是一次系統(tǒng)的優(yōu)化控制，它包括一次采集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的處理。從功能上來說，自動化技術(shù)的實現(xiàn)包括：分派站與自動化裝置，這兩個部門分工明確，承擔(dān)著自己的職責(zé)，并完成相應(yīng)的工作。微機系統(tǒng)的引進(jìn)，提高了一次裝置參數(shù)的采集、存儲和處理的精度，降低了參數(shù)的錯誤，從而為自動化系統(tǒng)正確、合理和精確地決定系統(tǒng)的運行狀況和處理方法提供了重要的支持。

1.2 電氣自動化的特點

1.2.1 優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)

電氣系統(tǒng)與自動化技術(shù)的傳統(tǒng)應(yīng)用，以人為主導(dǎo)的管理方式，所以，其總體的自動化水平相對低下。然而，電氣控制技術(shù)已在機電加工領(lǐng)域得到了廣泛的運用，可以很好地改變傳統(tǒng)電氣技術(shù)的弊端，和現(xiàn)代機電設(shè)備制造業(yè)的新特點相結(jié)合，因此，應(yīng)將電氣自動化技術(shù)的優(yōu)勢充分利用起來。首先，要構(gòu)建科學(xué)完善的電氣自動化控制體系，電氣自動化的效率與效果才能夠良好實現(xiàn)。例如，電氣與自動化控制是一門十分繁雜的學(xué)問，在制造中往往會出現(xiàn)許多問題，而把自動控制技術(shù)運用于電氣及自動控制，可以極大提高電氣設(shè)備的性能，從而能夠在遇到故障的時候采取相應(yīng)的防范。

1.2.2 操作靈活

由于常規(guī)電氣裝備技術(shù)的裝備性差，其工作的主體結(jié)構(gòu)十分繁雜、操作繁瑣，給生產(chǎn)實踐帶來了困難，這會給電氣項目的施工帶來很大的不利后果。設(shè)計原理是實現(xiàn)自動控制的依據(jù)，對電氣及自動化設(shè)備的設(shè)計必須先達(dá)到設(shè)計的目的，而對其進(jìn)行設(shè)計時，必須保證方案的經(jīng)濟、安全和可靠，以保證電氣和機電的協(xié)同使用。電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于機電工程中，將變得更加具有彈性，在作業(yè)上更加簡單易行，同時，工作流程更加規(guī)范化，操作更加容易。同時因為電氣自動化的作業(yè)簡便性，在機電和電氣施工方面也將節(jié)省大量的人力、財力、物力，建設(shè)的時間成本大大減少了，也大大提升了施工企業(yè)的運營效率。

1.2.3 在線監(jiān)測

電氣及自動化技術(shù)在機電工程中最突出的優(yōu)點，是能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?，F(xiàn)在，有些機電裝置已被普遍應(yīng)用，最常用的設(shè)備是變壓器和發(fā)電機等，都處于同一次的設(shè)備范疇，所以，在運行過程中，必須保證其運行技術(shù)參數(shù)的變化情況，可以進(jìn)行定期的監(jiān)測，重要技術(shù)參數(shù)變化監(jiān)測和重要技術(shù)參數(shù)預(yù)測是其中比較重要的兩項工作。電氣和自動化技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍，并具備了遠(yuǎn)程在線監(jiān)控功能，就可以很好的實現(xiàn)這兩項工作要求。

1.2.4 智能設(shè)備

機電設(shè)備制造業(yè)中運用了電氣和自動化的技術(shù)手段，可以將部分機電設(shè)備自動化，一般都是以計算機方式，對機電設(shè)備制造業(yè)中的部分設(shè)備生產(chǎn)與施工實況，進(jìn)行了有效的監(jiān)測和控制。同時也為機電的維護(hù)和保養(yǎng)創(chuàng)造了一個有利的條件。

2 電氣及自動化在機電工程中的具體應(yīng)用

2.1 電網(wǎng)調(diào)度以及設(shè)備中的應(yīng)用

電氣及自動化構(gòu)建，是電氣系統(tǒng)在機電工程中的規(guī)劃和運營中有效應(yīng)用的具體表現(xiàn)，利用電腦網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)電力系統(tǒng)內(nèi)各作業(yè)裝置的調(diào)整，并進(jìn)行控制和管理的工作，以提高設(shè)備自動化效率。在機電和電氣工程中，各種機電設(shè)備的控制和管理工作也需要電氣自動化的輔助，員工運用儀器來進(jìn)行控制和管理工作，可以及時解決故障問題，完成設(shè)備的工作任務(wù)。電網(wǎng)調(diào)度是電力調(diào)度的重要組成部分，電氣的供求取決于電力的調(diào)度，其運行是否合理，將直接關(guān)系到經(jīng)濟性、可靠性和安全性等相關(guān)的因素。

2.2 建筑行業(yè)的電氣自動化應(yīng)用

計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得自動化技術(shù)快速發(fā)展，是計算機技術(shù)發(fā)展的重要保證。作為中國現(xiàn)代化建設(shè)的中流砥柱，電氣系統(tǒng)起到了無可取代的作用。充分發(fā)揮電氣自動化控制的特性，和現(xiàn)代計算機技術(shù)融合使用，為中高層樓宇的自動開發(fā)奠定了技術(shù)依據(jù)。在實際工作中，施工單位的整體安全性和穩(wěn)定性得到了增強，有利于建設(shè)項目的工作效能，縮短了工期。在建設(shè)工業(yè)中，需要大規(guī)模組裝的金屬裝備，機電工程師負(fù)責(zé)全套總裝過程的監(jiān)控與管理，并進(jìn)行編程后，工程人員才能進(jìn)行遠(yuǎn)程作業(yè)，從而提高了設(shè)備的自動化效率。運用電氣自動化技術(shù)對機電工程中的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，可以有效防止控制設(shè)備中由于發(fā)生意外，而產(chǎn)生觸電漏電等風(fēng)險問題。

2.3 發(fā)電廠、焦化廠、水電廠的應(yīng)用

隨著科技手段的日益普及，電氣自動化設(shè)備的等級結(jié)構(gòu)逐漸被人們所接受，從而達(dá)到了實時監(jiān)控的目標(biāo)。本裝置還可以突顯電氣自動操作的便捷特性，使得操作人員在操作中可以方便地利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并可以對電氣控制器進(jìn)行集中管理，從而在操作期間提高工作效率，減少工作壓力。同時，員工還可以通過對電氣裝置的資料進(jìn)行預(yù)測和分析，了解其運行狀態(tài)，降低其在機電設(shè)備施工過程中的安全性問題。在電力企業(yè)中，采用電氣自動化設(shè)備，可以提高電氣系統(tǒng)的運行效率，提高電氣系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。在焦化廠當(dāng)中的設(shè)備使用價值更高，將電、機、爐一體化的管理工作目標(biāo)得以完成，并使各種裝備的管理工作更加有效。員工可以通過電腦監(jiān)控和加工背景的數(shù)據(jù)，快速解決問題，而企業(yè)在機電設(shè)備生產(chǎn)當(dāng)中，有相關(guān)的設(shè)備運行、管理和維修等費用的控制，并能按照生產(chǎn)進(jìn)度要求進(jìn)行。

2.4 不斷完善電氣自動設(shè)備功能

機電工程自動化管理水平的提高，沒有現(xiàn)代電氣自動化科技的輔助，它還必須與機電制造的現(xiàn)實情況相聯(lián)系，進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化與完善。本項目將機電與自動控制裝置有機聯(lián)系起來，以達(dá)到測試與運行、程序編制與信息資源分享的目的，全面融入了自動化技術(shù)，對完成工程提供了極其有利的環(huán)境。

3 電氣及自動化在機電工程中的應(yīng)用案例

3.1 工程概況

某棟綜合辦公大樓的機電安裝工程中，總占地80 000 m2，包括兩個樓層和十個樓層。公司辦公大樓采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主要負(fù)責(zé)空調(diào)、通風(fēng)、排水等方面的建設(shè)。包括地面管道的加工、管道的安裝、水管道的安裝和主機房的安裝。給排水系統(tǒng)包括地面給水管安裝、給水泵房安裝等。

3.2 電氣自動化的應(yīng)用

其中的空調(diào)、通風(fēng)、給排水工程等機電工程已經(jīng)于2020年5月竣工。本項目涉及到大量的機電裝備，該系統(tǒng)采用了大量的電氣發(fā)電機和變電所，采用了自動控制技術(shù)，可以對各種裝置進(jìn)行實時監(jiān)控和實時的數(shù)據(jù)分析，使企業(yè)實現(xiàn)了信息化，提高了生產(chǎn)的效率。

3.3 節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.3.1 合理挑選變壓裝置

第一，變壓器要選用合適的設(shè)備，必須要具有節(jié)能性，這樣可以將能量最大化，而在電氣自動控制中，變壓器的消耗也很大，所以在使用過程中，一定要確保所有的儀器都能正常工作。所以，它的壽命很長，不是一種節(jié)電的，必然會消耗大量的能量，所以，選擇節(jié)能的電力變壓器是當(dāng)前發(fā)展的潮流。第二，要按照電網(wǎng)自動控制的要求，普通的變壓器能夠滿足自動調(diào)節(jié)的需要，但若變壓器的實際輸出功率過大，則會超出電氣系統(tǒng)的正常運行，故在使用時，常采用80%的變壓器。

3.3.2 確定低壓電纜截面

第一，選用適當(dāng)?shù)膲弘娎|截面，在一般情況下，在供電系統(tǒng)和配電網(wǎng)中，應(yīng)按特定的需求進(jìn)行設(shè)計，而根據(jù)該規(guī)范，由于缺乏大的功率和較大的電線，所以最終的結(jié)果就是，電壓不足的部分會產(chǎn)生很大的問題。針對此問題，有些設(shè)計員從電網(wǎng)的自動溫度、電壓損耗等角度進(jìn)行了設(shè)計與研究。

第二，就是要決定電源的類型，一般來說，自動控制的電源都是220 V，有單、雙、三相、三相四線，每一種都會造成不同的損失，三相四線的供電是最容易的，因此，建議在配電自動化的設(shè)計中，三相四線，這樣既可以保證負(fù)載的均衡，又可以降低能耗。

3.4 在線監(jiān)測技術(shù)

電氣設(shè)備的聯(lián)機監(jiān)測是對電氣設(shè)備運行狀況的監(jiān)測與檢測，確保電氣控制系統(tǒng)的運行。目前，電氣系統(tǒng)的實時監(jiān)控主要是本地監(jiān)控和損失監(jiān)控。局部監(jiān)控是對局部放電發(fā)生的頻率源進(jìn)行監(jiān)控，采用脈沖電流檢測、超聲波檢測、超高頻監(jiān)測等方法監(jiān)測。此外，該監(jiān)測技術(shù)也能夠監(jiān)測電氣設(shè)備運行狀態(tài)和能源狀態(tài)。故障監(jiān)控的重點是電容器設(shè)備的絕緣損失和電量。目前，在實際使用中，電流傳感器的使用有許多不足之處，為了克服此缺點，必須采用自動回饋零磁通補償技術(shù)，該設(shè)備的核心是采用了磁性機槍的坡莫金材料，而且具有極強的深度回饋技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)的自動追蹤，既能確保整個自動化系統(tǒng)的工作質(zhì)量，又能極大地提高監(jiān)測的精確度，同時也使監(jiān)測結(jié)果客觀透明，沒有人為的干擾。

3.5 遠(yuǎn)程監(jiān)控

遠(yuǎn)程監(jiān)控是電力自動化的重要組成部分，也是未來電力自動化發(fā)展的方向。比如，通過遠(yuǎn)距離監(jiān)測，可以避免鋪設(shè)大量的光纜，大幅度減少原材料的消耗，同時提高了公司的經(jīng)濟效益。此外，本項目采用了遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)，極大地增強了電力自動化的可操作性，使電力自動化得到了有效的監(jiān)控，使其可靠性得到了極大的改善。

4 機電一體化技術(shù)在機電工程領(lǐng)域中的發(fā)展方向

4.1 設(shè)備性

整體而言，指的就是全方位的實施控制，因此，能夠準(zhǔn)確和有效地執(zhí)行由機電用戶所提供的命令。

4.2 模塊化

由于機電當(dāng)中存在不同的品種，其產(chǎn)品也隨著社會的進(jìn)步而顯得越來越復(fù)雜化，但是通過模塊化的研發(fā)過程，不但可以更加合理的控制其產(chǎn)品，同時也能夠極大改善機電的綜合特性。

4.3 加強網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

因特網(wǎng)的高度開放特性，機電技術(shù)人員只需對集控中的電腦實施管理，就可以控制現(xiàn)場的所有設(shè)備，這樣的話，互聯(lián)網(wǎng)就不會受到任何的限制，也不會受到工作場所和時間的限制，從而極大的提升機電設(shè)備的安全性，同時也提高了精度。此外，隨著社會各行各業(yè)都在推動節(jié)能減排，因而自動化及其微型化也將是其未來發(fā)展趨勢的主要引導(dǎo)。

5 總結(jié)

綜上所述，將電氣自動化工程技術(shù)應(yīng)用到機電工程中，已獲得了階段性地發(fā)展成效。就中國現(xiàn)階段的社會工業(yè)發(fā)展實際來看，在機電工程應(yīng)用期間，仍會面臨著工程技術(shù)以及管理等方面的各種問題。但是，隨著電氣自動化技術(shù)的普及，機電設(shè)備的運行效率得到了保證，各項工作有序、高效，機電系統(tǒng)運行的可靠性得到了改善，為發(fā)展社會產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造良好的環(huán)境。可見，電氣與自動化技術(shù)在我國的流行與應(yīng)用，可以節(jié)約機電工程專業(yè)項目中的人工成本，又可以降低有關(guān)人員的工作總量，可以保障機電設(shè)備生產(chǎn)施工過程中的人員安全和施工進(jìn)度，還可以提高機電工程專業(yè)項目的經(jīng)濟效益。