自動化系統對電氣工程的重要性

【摘要】科技飛速發展，自動化系統在電氣工程中的應用非常廣，很多企業已經逐步加大了自動化系統在系統中的應用，本文主要研究電氣自動化在電氣工程的應用，供讀者參考。

【關鍵詞】自動化；電氣工程；交流調速控制；變換器；單片機

目前，為了適應時代的發展，都開設了自動化這個專業，這個專業在教學中經過了幾次調整，專業涉及的內容逐步拓寬，專業的適應性也很強，目前自動化得到了廣泛的應用，自動化在工廠、農場、都得到了應用，電氣自動化使我們的生活更加的便捷。

1.自動化控制系統的發展現狀

自動化系統是控制系統的重要組成部分。信息集成化主要表現在以下幾個方面：一方面，信息的集成化已經向管理層方向延伸，企業在運行的時候涉及的各項工作都運用信息集成化，能夠有效的獲得更多的內容，另一方面，信息系統自動化建設在機器以及微電子這方面的處理變得越來越重要。

對于自動化的分布控制系統，在集中控制中變得非常重要，DCS系統的缺點逐步顯現出來，是一種模擬數字的混合系統，缺點很多，出現問題維修也很困難，價格也很高，需要系統不斷的創新。自動化工程控制系統的標準語言規范是 HMI語言，是人機進行交換的一種方式，也是計算機的重要組成部分，能夠靈活的控制系統的集成，很多用戶都能夠接受這些內容，這種語言的形式更強，能夠連接若干電子設備。在集中監控系統這方面，要把應用的功能存儲在一個處理器中，監控的對象數量變得很多，電纜的數量大，投資的費用高，隔離刀閘中的閉鎖與聯鎖使用的都是硬接線，反復接線很繁雜，這樣就增大了維護工作的難度。使整個系統很難積極進行。

2.自動化系統在電氣工程運行中的應用

電氣自動化系統在電氣工程的運行，可以懂計算機以及PLC這方面研究，主要涉及兩個方面的內容。

2.1 PLC系統在電氣自動化的應用

從PLC角度出發研究電氣自動化系統，要明確這種系統是把PLC系統作為繼電接觸的控制系統和計算機系統二者進行結合的系統產物，在實際的工作中對系統的運行以及很多方面進行編程，傳達系統的命令，實現對電網系統的靈活控制，這種系統能夠分析及整合以及轉換和傳遞等工作，使電氣工程實現了對于某些柔性操作的智能控制。極大地推動了電氣工程的相關工業的協調有序地生產，實現對于電氣工程各個環路工作的有效調節。

2.2 在系統中計算機這方面的應用

自動化運行計算機系統是重要的系統，在運行中配電、變電以及供電等環節都涉及到計算機，智能電網在其中應用的最廣泛，實現了網絡的智能化配置，利用計算機可以實現對不同級別的電網進行控制，使電網做為一個重大的系統都聯系在一起，計算機系統收集了所有的信息，這種系統的應用，極大地實現了計算機對于電氣工程工作各項信息的記錄以及整合分析。

3.自動化系統元件在電網中的應用

3.1 自動化的電力電子開關取代晶閘管

目前，市場中的電力電子開關已經被廣泛應用，取代了以往的晶閘管出現了全控式的電力電子器件，主要有GTO、GTR、P-MOSEFT等，由于GTR在應用中會安全系數小，使人們開始研究不同的設計方式，按照特性設計出合適的驅動電路和保護電路的設備。GTO是一種可以進行關斷的高壓器件設備，本身也有一定的缺點，開關的關斷增益相對較低。線路中需要有一個很大的吸收電路，GTO和GTR在控制電路的時候電路異常龐大，這樣就產生了MOS電力半導體器件。這種部件是電壓驅動部件，電路中不需要有穩定的驅動電流的，它的電路只要能在器件開通的時候提供相應的容性充電電流，在器件關斷的時候提供放電電流即可，這種電路的鏈接方式很簡單，安全性也很高，但是出現電壓增大的時候就會出現問題。

3.2 變換器在電氣自動化中的應用

變換器在電器自動化中的應用也很廣，逐步實現了電壓的轉變，主要是由于組成的變換器被其他設備取代，交流變頻動的方式在應用過程中實現了變頻，采用這種方式以后功率因素逐漸提升，變頻器采用PWM進行轉換，這樣對電網的影響變小，電壓的諧波分量所產生的轉矩脈動作用在了電動機的定轉子上，這會使電機的繞組產生振動從而發出巨大噪聲。

這個問題能夠按照一定的方式解決，可以提高開關在線路中的頻率，頻率出現很高的范圍，電氣長期處于高壓電流的情況下，開關損耗會變大。這種電子元件可以在電子器處于件在零電壓或者零電流狀況下進行轉換，也就是電子元件工作在“軟開關”的狀態下，使開關的損耗降低到零位。只有這樣才可以使逆器的尺寸減少，從而降低相應的成本指出，還可以在較高的功率上使逆變器進行集成。所以， 諧振式直流逆變器的電路非常有發展前途。

4.自動化系統在電氣工程中的應用重要性

4.1 交流調速控制系統應用逐漸成熟

在自動化控制系統中，要按照直流電動機的控制方式控制電流的磁場分量，將系統中的異步電動機轉換成與直流電動機一樣的控制方式，按照這種形式進行裝換，轉子回路會受到影響，其中矢量的變化比較復雜。這樣的模式要 進行控制分析以后才能夠得到相應的理論分析結果，在確定轉子數的時候要對這方面進行理論分析，但是這種方式在應用中還是很難達到效果。在系統中采用矢量的分析方式，研究磁場中的定位，借助系統中的離散裝置調節兩點的平衡，使電機的轉動性能達到最高的要求，產生PWM信號，采用這種方式省去了其中控制信息，減少了系統的變化量，是一種常用的方式，能夠把高靜動態性能的新型交流進行全面的調速，實現系統全面升級。

4.2 通用變頻器在電氣自動化中的使用

一般來將，電氣自動化系統在這方面應用很廣，市場的占有量也在增加，其中應用的變頻器都是搞為高動態性能矢量控制型。它主要是采用全數字化來進行控制的， 并且可以通過相關軟件來實現參數的自動設定， 來實現變結構的控制和自適應的控制， 其中無速度傳感器矢幼控制也進行有效的設置，電力半導體，要加強這方面的研究。其中，電力半導體器件主要有GTR、GTO、IGBT，但是目前主要是以后兩種為主，尤其是以IGB為主要的發展趨勢： 變頻器的可維修性、可靠性、可操作性也就是所謂的RAS功能也能夠在應用過程中得到提高，實現系統的正常運行。

4.3 集成電路、單片機及工控計算機的在電器自動化的應用

集成電路在電器自動化這方面應用的也很廣，采用了集成模擬乘法器、集成鎖相環路在電氣工程中應用，關于電機的控制要求設備的型號要固定，在邏輯電路方面要注意采用的專用的芯片（ASIC）進行系統的邏輯計算，其中含有編程邏輯陣列PLD這些序列，這種系統的應用可以實現互相兼容，保證系統的速度更快，減少其中出現的問題，是一種全面的設備，其中設備優點在于GAL系統減少了造價，降低了體積和工程，提高了產品的可靠性等方面的問題，簡化其中出現的缺點，增強和系統的保密性，這些部分在系統中起到非常重要的作用。

5.結束語

自動化系統在電氣工程中的應用，實現了對電網的全面控制，保證了電網的正常運行，提高了供電企業的經濟效益。

參考文獻

[1]宋琳琳.地鐵整流柜監控裝置研究[D].西南交通大學，2011.

[2]陳永燦.淺談計量自動化系統預購電管理功能的應用[J].科學時代，2013（8）.

[3]薛永端，徐丙垠，李天友等.配網自動化系統小電流接地故障暫態定位技術[J].電力自動化設備，2013，33（12）：27-32.