電氣自動化技術發展現狀與發展趨勢分析

□賈浚辰

隨著現代信息技術的發展，電氣自動化技術也得到全面的發展，電氣自動化技術實現了用自動化設備控制、監控以及調整整個工業生產的過程，使整個生產線達到最佳狀態，保證了整個生產線生產產品的質量。電氣自動化技術不僅具有可靠的特性，還具有高效的特性，由于在電氣自動化技術的生產過程中，通過運用自動化設備進行操作，比如說機械手臂，自動生產設備等進行操作，其不僅節約了勞動力，而且提高了生產效率，電氣自動化技術應用不僅為工業帶來了便利，更給人們生活的方方面面帶來方便，現如今隨著電氣自動化的發展，人們的衣、食、住、用、行都不能離開電氣自動化技術。也可以說電氣自動化技術的發展為整個社會的發展提供了源源不斷的動力。

一、電氣自動化技術發展的現狀

(一)電氣自動化控制系統。目前，電氣自動化控制系統大多采取分布式計算對系統進行控制，特別是在比較大的系統中，由于需要監控的數據總量比較多，如果只是用一臺計算機對系統進行監控，就會造成計算機的運行監控的程序比較多，計算機的速度就會受到很大的影響，甚至可能會造成計算機死機等問題，這就不能保障自動化控制系統的安全可靠性，因此，電氣自動化控制系統需要多臺計算機共同對系統進行監控。這就在一定程度上緩解了計算機的壓力，每臺計算機所監控的對象與任務不同，每臺計算機負責監控其中一項或者是幾項數據，如果其中一臺計算機出現了故障，其他計算機可以代替故障計算機檢測數據。另外，除了每項數據檢測的下位計算機以外，還需要有上位機對整個運行的狀態節能型實施監控，如果超出限定值范圍，上位機需要警報提醒，如果需要運行，上位機發出指示信號，下位機接收到信號進行判斷與行動，上機位與下位機一般是通過局域網方式進行連接的。

(二)集散控制系統與現場總線控制系統。傳統的制造工廠通常情況下只有一個控制間或者是控制柜，在主控制器的周圍集成模擬量的輸出/輸入、數字量輸出/輸入，然后再通過電纜線半個個點與現場設備進行連接，這種控制方式存在極大的劣勢，比如說:施工量相對較大，占地的面積也比較廣泛，很容易出現錯誤，而且其可拓展的性質不是很高。而集散控制系統是集中計算機、控制、網絡通信以及圖顯等技術的優勢，與常規的集中式系統相比較，集散控制系統實現了分散控制方式，把控制系統的危險進行分散，不僅提高了系統的可靠性，減少了投資成本而且維護起來更加方便，現場總線控制系統是在集散控制系統方式的基礎上建立起來，總線控制系統順應了電氣自動化控制系統的發展潮流。

(三)交流調速系統。交流電機的使用初期，在應用領域交流電機的各項性能都非常實用，特別是在工業上，但是交流電機也存在一定的缺陷，也就是調速相對較困難，尤其是在精確轉速時，交流電機不能滿足實際的要求，因此人們只能采用直流電機，但是直流電機的缺點是比較容易損壞，且還要定期對電刷進行更換。而在工業中一般都是用交流電，為了使用直流電機還需要配送直流電，在使用起來非常不方便，而在交流調速的方法的推廣以及使用有效解決了這個問題，目前交流調速大多采用的是直接控制轉矩方法，雖然還不能與直流電機相比較，但已經能應用于更廣泛的場合。

二、電氣自動化技術的發展趨勢

(一)操作人員更加專業化。電氣自動化系統的設計是比較復雜的，一般需要專業的人士才能完成，但是電氣自動化系統在安裝的時候操作是非常簡單的，也因為如此，大多數公司會在系統安裝完成后，才對直接接觸系統的操作人員以及維護設備的工作人員進行一些簡單的操作方法培訓，關于電氣自動化系統的內部結構原理等很少涉及到，也沒有進行過系統的統一培訓，這就造成操作人員以及安裝人員對于電氣自動化設備的了解與認識只是感性的認識，導致在以后的操作和安裝過程中，都是以比較機械的方式進行。而如果突然出現故障等情況，就會造成維修以及操作人員手忙腳亂，無法及時對設備故障作出判斷，這就可能為公司帶來很大的損失。因此在新的電氣自動化設備進行安裝時，必須讓操作人員掌握好這些技術，并要對操作人員以及維修人員進行系統的技術培訓，從而提高操作人員以及維修人員的技術水平，不僅在操作中不會手忙腳亂，而且對于簡單的故障可以及時進行維修與檢測。

(二)電氣自動化技術與計算機技術緊密結合。電氣自動化技術產生以及發展的最終目的是為了提高生產效率，從而使人們從繁重的勞動中脫離出來，促使其生活與工作的環境更加悠閑與舒適。隨著計算機技術的普及與發展，人們的日常生活工作與計算機都存著密切的聯系，雖然計算機技術已經應用于電氣自動化技術當中，但是由于兩者相互依賴以及融合的程度并不是很深，計算機技術知識被運用于對系統的監控當中，這不能使計算機技術在電氣自動化技術中發揮出最大的優勢，這就需要在未來的電氣自動化技術中不斷加大計算機技術的應用比例，促使計算機技術在電氣自動化技術中發揮更大的作用，比如說，計算機技術除了應用系統監控以外，還應該應用于現場控制設備，用計算機中的一些虛擬軟件替代現場的控制器等，不僅可以有效節約投入成本，而且操作起來更加簡單便捷，大大減低了出錯的機率。由此可見，計算機技術與電氣自動化技術的相互融合，是電氣自動化技術發展趨勢的重要內容。

(三)關鍵科學技術需要不斷創新。電氣自動化技術的發展離不開科學技術，但是我國的科學技術水平與一些發達的國家相比較，仍然處于劣勢，尤其是關鍵技術方面，這就造成我國的生產企業在國際競爭中不能處于優勢地位，經濟全球化的發展，促使我國經濟也有了很大的提高，為了使我國的生產企業能有所發展，從而加快我國經濟的發展速度，國家要加大對科技研發投入的力度，重點培養高科技人才，從而推動科技的創新，尤其是關鍵技術的創新。另外，創新電氣自動化技術就需要電子與信息技術的不斷更新，電氣自動化技術的科研學者要在不斷汲取其他領域科技成果的同時，努力提升自身的科技創新能力，從而促使創新技術增大科技含量，進而研究出更多的高科技裝備，滿足工業企業的發展需要以及滿足人們生活的需要。

(四)由低頻到高頻化的方向發展。隨著時代的發展，人們對于高速電路的需求發生了變化，從低頻到高頻化的方向發展已經成為發展的必然趨勢。原有的用晶閘管進行相控整流的電流變化器，由于速度較慢，已經無法適應社會發展的需要，隨著科學技術水平的發展，PWM 方式被引入其中，不僅使其功率得到有效提高，而且降低了高次諧波對電網帶來的影響，同時，采用PWM 方式以后，還使電動機在低頻區的轉矩脈動問題得到了解決，但是由于變換器中的低次諧波對轉矩產生干擾，造成電機產生運作時的噪音與震動，為了解決這樣的狀況，可以采取開關頻率調高的方式從而減低噪音與震動。但是這樣操作會造成開關的損耗加大，最終導致開關頻率的調整幅度也不是很高，美國教授Divan 提出的諧振式直流環逆變器，使電力電子器件在零電流或者是零電壓下進行轉換。最大限度地減少了開關的損耗程度，促使開關頻率得到提高。

三、結語

隨著電氣自動化技術的發展，電氣自動化技術的實用性強，容易操作且容易管理的特性逐漸顯露出來，這些特性在很大程度上促進了社會經濟的發展，而社會經濟發展的同時，又促使電氣自動化技術不斷更新換代。