電氣工程及其自動化技術設計及應用

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摘要：隨著現代技術的快速發展，電氣工程領域取得了顯著的成績。電氣工程作為現代科技的主要學科之一，對電氣工程及其自動化技術的研究是非常具有現實意義的。由于其具有科學性以及實用性，已被廣泛應用到工業領域、農業領域以及國防建筑等領域之中，對于國民經濟的發展具有重要的作用。本文主要介紹了電氣工程及其自動化技術設計內容以及應用情況，希望對相關人士能有所幫助。

關鍵詞：電氣工程；自動化技術；設計；應用

0 引言

雖然我國的工業建設相對發達國家來說起步較晚，電氣工程及其自動化技術還不是非常發達，但是隨著多年的技術飛速發展，我國的電氣工程及其自動化技術得到了很大的進步，并且為我國工業的發展及經濟的建設提供了較大的驅動力。電氣工程及其自動化技術的設計能力以及應用水平在很大程度上反映著我國科技水平、工業建設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的特征、設計內容以及應用方向，可以最大程度的發揮此項技術的社會價值，為我國的技術及經濟的發展做出更大的貢獻。

1 電氣工程及其自動化技術的相關特點

（1）能與不同技術深度融合，具有極其廣闊的應用前景

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

（2）在工業方面實用性較強，能夠有效提升工業生產力

電氣工程及其自動化技術的實用性在工業方面體現的更為突出，以工業生產中的自動化控制領域為例，傳統的工業生產多是基于人工所建立的，存在的人員管理困難、人工成本高、生產效率低等一系列難題，隨著電氣工程及其自動化技術在工業生產中的應用，傳統的人工控制已逐漸向自動化生產完成轉型，無論是單個生產設備的調試和控制，還是整個工業生產的生產鏈，都可以借助電力工程自動化技術完美完成，實現了人員的最優化配置。促使生產力得到了有效提升。

2 電氣工程及其自動化技術的設計內容

2.1 電氣工程及其自動化技術的設計原則

隨著時代的變遷，電氣工程及其自動化技術也需要結合實際的生產環境和設備平臺，進行針對性的改動和設計。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的可靠性，以機械設備為例，設計過程中，設計人員需要確保所使用的自動化系統在元件動作節拍表的執行、元件狀態表的檢測、可循環工作流程等方面具有較高的完成度，從而對機械設備的正常工作奠定必要的基礎。因此，可靠性是進行電氣工程及其自動化設計的基本依據。

（2）其次是電氣工程及其自動化技術的經濟性。設計人員所提出的方案應當在滿足可靠性的基礎上，盡可能以較低的成本達到較高的效益。以發電廠主控系統中的機爐協調自動化系統為例，某些小型發電廠雖然不考慮實際情況，盲目采用現場總線監控方式借助以太網將系統設計按照一定的間隔劃分給不同處理器進行處理，雖然提升了效率，但卻使得造價大幅度上升。實際上，對于小型發電廠而言，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，故經濟性同樣是電氣工程及其自動化技術的重要設計原則

（3）最后是電氣工程及其自動化技術的綜合性。綜合性的設計原則主要體現在兩個方面，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中的連接控制器以及傳感器等輔助設備完美契合，進而使得整個系統的工作效率大大提升。其二是根據所配備的系統硬件來編寫合適的軟件系統，使得具體的生產行為和控制系統能夠在不同平臺借助同一套面向對象的程序設計得以體現，從而使得整個系統的設計能夠滿足各種要求。

3 電氣工程及其自動化技術的應用及發展趨勢

（1）在建筑領域的應用

隨著我國城市化進程的逐漸加快，我國的建筑業得到了快速的發展，樓宇建設正在向著高層化以及智能化方向發展。不管是最為基本的電力照明，還是非常復雜的排水系統全都需要電氣工程以及自動化技術的應用。采用電力設備以及自動化控制系統是現階段高層建筑最為主要的運行方式。電氣工程及其自動化技術在高層建筑中除了采取網絡監控等方式之外，還會全面的對相關設備的自動化運行進行監測。另外，電氣工程及其自動化技術可以將建筑設備的有關信息通過自動化管理系統，傳遞到建筑服務方，從而提升建筑服務的效率，使其更加便捷。

（2）在實時仿真系統方面的應用

實施仿真系統可以獲得大量的相關數據，在此前提下可以使得不同的電力系統相關實驗同時進行。此外，還可以幫助研究人員進行裝置測試，并且不同類型的控制裝置都可以與其形成閉環的控制系統，這樣就可以為輸電系統以及研究職能保護控制提供較好的實驗條件。電力工程中實時仿真系統的應用，使得對電力系統負荷動態特性監測以及電力系統實時仿真建模等方面的研究較為方便。

（3）在鋼鐵業領域的應用

電氣工程及其自動化技術在很大程度上影響了鋼鐵行業的發展程度。主要體現在兩方面：一方面，可以完成對鋼鐵行業生產流程以及生產規模的自動化控制，可以在很大程度上提升鋼鐵的生產效率。另外，可以建立自動控制的環境監測系統，從而對降低鋼鐵生產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的應用，國家相關部門能夠實現對于鋼鐵行業相關數據的時時監控，從而可以通過監管來確保鋼鐵的安全生產，使鋼鐵的生產更加符合社會的需求，可以使社會資源在鋼鐵行業中更加合理的配置。

（4）在火電廠領域的應用

從現階段的情況來看，火力發電還是我國最主要的發電形式，電氣工程及其自動化技術可以應用在火電廠的各個生產環節。首先，電氣自動化技術可以將火電廠的鍋爐、發電機以及汽輪機等非常重要的設備進行很好的連接起來，利用自動化系統對其運行情況進行全面的監測，以便在設備出現問題時可以及時發現原因所致，從而采取針對性措施進行解決。其次，在火電廠相關電力設備正式投入運行之前，通過電氣工程及其自動化技術可以快速的對其進行調試，以便及時發現運行中可能的隱患并進行解決，從而很好的確保電力設備在正式運行時電網的安全。在電網正式運行之后，電氣自動化技術還能夠在線實時監測電力設備的實際運行情況。最后，電氣工程及其自動化技術還可以把電廠中舊有的傳統電磁設備升級成為現代科技設備，并且由于采用的是計算機光纖來替代傳統的電纜信號，從而很大程度上提高了火電廠電力設備的運行效率。

（5）在智能保護方面的應用

在當今時代，我國的綜合性自動化領域研究取得了較大的成就，可以達到國際先進水平，同時智能保護方面的研究也是處于國際領先的水平。在電氣自動化保護裝置中應用較為先進的技術（例如：人工智能、自適應理論、網絡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的安全性能，可以使得保護系統具有智能化的特點。

（6）未來的發展趨勢

隨著互聯網和以太網技術的不斷成熟，整個電氣自動化領域將會產生新的突破。例如視頻處理技術將使得整個電氣控制系統的數據采集和信息處理能力進一步完善，虛擬現實技術將使得未來的自動化設備產品的研發具有更優秀的人機交互性，總而言之，整個電氣自動化控制系統將逐漸從單一設備向集成化多元化系統化方向不斷發展。

4 結束語

電氣工程及其自動化技術已經成為了我國工業建設的主要動力技術之一，通過其科學性以及可行性來提升不同工業領域的實際生產效率，確保工業建設的安全可靠。電氣工程及其自動化技術在以后的發展應用過程中，應繼續堅持已有的設計原則，并在此基礎上全面的實施數字化建設、標準化建設，使電氣工程及其自動化技術可以應用到更多的領域。只有逐漸的提高電氣工程及其自動化的設計能力及水平，才能不斷的開拓技術應用的范圍，從而在更多的領域提升工作效率，提升技術能量。

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作者簡介：

徐吉，（1990——），男，助理工程師，本科，電力系統運行兼與辦公綜合技術管理工作。