電氣自動化原理及應用

路宗磊

摘要：當前的電氣工程領域中自動化技術被廣泛應用，給各行各業帶來了技術上的支持以及保障，有力的促進了社會的可持續發展。隨著我國近幾年的科技發展，電氣自動化系統理論不斷更新完善，電氣自動化技術逐漸滲透到人們的日常生活中，應用范圍日趨廣泛。電氣自動化系統的智能化技術不但為人們生活提供了便利，而且在工業生產、醫學以及交通等領域都得到了很好的發展和應用。根據計算機技術的電氣自動化控制系統實現了靈活控制和信息集成處理，本文就電氣自動化主要特點及其基本原理和應用、發展趨勢進行了論述。

關鍵詞：氣自動化；控制系統；應用

近幾年隨著電氣自動化在世界范圍內廣泛應用，電氣自動化技術作為一種新型控制系統得到廣泛應用，然而我國尚處于對該技術研究的初級階段，知識理論系統的逐步完善，電氣自動化技術將實現與IT技術的融合，從集成控制的基礎上發展為智能化控制，這才是科技發展的必然趨勢。在此背景下，本文將探究電氣自動的原理，針對其特點進行分析，對電氣自動化技術的應用前景進行闡述。

一、電氣自動化的基本原理

電氣自動化全稱一般為電氣工程及其自動化，其應用范圍涉及各行各業，小到電氣開關的設計，大到科技航天的研究，到處都有它的身影。電力的發展是促進生產和提高人們生活水平的重要物質基礎，隨著電力應用的不斷發展和深化，新時代背景下的電氣自動化進程成了國民經濟和人民生活現代化的重要標志。

電氣自動化技術的基礎是對其控制系統的完善設計，主要設計思路集中于監控方式，包含遠程監控和現場總線監控。在電氣自動化控制系統的設計中，作為系統核心的計算機其主要作用是對所有信息進行動態協調，實現相關數據儲存和分析。計算機系統是整個電氣自動化系統運行的基礎。在實際運行中，計算機主要針對完成數據的輸入與輸出數據，并對所有數據進行分析處理。通過計算機快速完成對大量數據的一系列操作從而達到控制系統的目的。

在電氣自動化系統中，啟用方式多種多樣，當電氣自動化系統功率較小時，可以采用直接啟用的方式實現系統運行，而在大功率的電氣自動化系統中，要實現系統控制必須采用星型或者三角形的啟用方式。除了以上兩種較為常見的控制方式以為，變頻調速也作為控制方式在一定范圍內應用，從整體上說，無論何種控制方式，其最終目的都是保障生產設備運行安全穩定。

電氣自動化系統是將發電機、變壓器組以及廠用電源等不同的電氣系統的控制納入 ECS 監控范圍，形成 220kV/500kV 的發變組斷路器出口。以此實現對不同設備的操作和開關控制，電氣自動化系統在調控系統的同時也能對其保護程序加以控制，包括勵磁變壓器、發電組和廠高變。

一般集中監控方式不對控制站的防護配置提出過高要求，因此系統設計較為容易，設計方法相對簡單，方便操作人員對系統的運行維護。集中監控是將系統中的的各個功能集中到同一處理器，然后對其進行處理，因為內容比較多，處理速度較慢，這就使得系統主機冗余降低、電纜的數量相對增加，在一定程度增加了投資成本，與此同時，長距離電纜容易對計算機引入干擾因素，這對系統安全造成了威脅，影響了整個系統的可靠性。集中監控方式不僅增加了維護量，而且有著復雜化的接線系統，這提高了操作失誤的發生幾率 。

遠程控制方式是實現需要管理人員在不同地點通過互聯網聯通需被控制的計算機。這種監控方式不需要使用長距離電纜，降低了安裝費用，節約了投資成本，然而這種方式的可靠性較差，遠程控制系統的局限性使得它只能在小范圍內適用，無法實現全廠電氣自動化系統的整體構建。

綜合型的電氣自動化控制系統，一般采用現場總線的方式進行監控，監控方式的通訊總線由串行連接的智能設備及自動化系統實現數據的雙向傳輸，具有針對性目標?，F場總線監控方式不僅具備遠程監控方式的所有優點，而且減少了大量設施（如隔離設備、端子柜和模擬量變送器及、I/O卡件等輔助元件、設備的安裝，并可以實現智能設備就地安裝，直接連接通信線與監控系統，所需控制電纜的數量大量降低，減少了投資成本，也不需要復雜的安裝維護工作，降低了操作人員的工作負荷，運營成本大幅度縮減。因此，在發電廠智能監控等大型電氣自動化控制系統中，現場總線監控方式具有廣闊的發展前景，同時也是未來自動化控制的研究方向。

二、 電氣自動化系統的特點

電氣自動化控制系統的特點主要表現在系統控制。

系統控制的特點是：顯示控制屏按鈕齊全，對于信息的顯示更為直觀，指示燈的壽命較長、燈光效果好，具有很強的可靠性。和一般熱機設備想比，電氣自動化控制系統的數據信息量相對來說較小，數據采集對象范圍窄，控制系統的運行頻率低，但具有系統運行快、準確性高等特點。電氣自動化控制系統對設備保護自動裝置以及抗干擾性能要求較高，在一定程度上提高設備可靠性。在電氣自動化控制系統中，擁有較為完善的系統安全運行和應急維護處理保障，當設備出現異常情況時，操作人員可以立即完成一系列連鎖控制，從而有效的避開了事故的發生。除此以外，電氣自動化控制系統具有智能判斷能力，系統靈活性較高，這在很大程度上降低了系統運行的損耗和電耗，從而提高了持續生產的能力。

三、 電氣自動化系統的應用和發展趨勢

3.1 電氣自動化系統的應用分析

電氣自動化系統由于其良好的性能得到了廣泛的應用，除了應用居民樓宇、商場安保等生活設施外，在工業生產、環境保護、醫療衛生等領域也得到了廣泛應用。隨著電氣自動化控制系統的不斷發展，在工業生產中電控系統已經成為不可或缺的生產平臺，電氣自動化控制系統的應用需結合系統設計方法分析，應用到這一功能設計的部分就是當前電氣自動化控制系統的現實應用。

在我國，電力工業已經成為電氣自動化系統的大范圍應用平臺，是工業生產中不可缺少的重要組成。自動控制系統不僅保障了電力機組的安全而且提高了經濟效益。

電力工業中的電氣自動化系統主要負責對機組主、輔機的控制，計算機實現了電氣機組參數集成，同時對回路進行調節，可以完成聯鎖保護和順序控制，電控系統在直觀的顯示系統參數的同時還能對系統異常提出預警，實現性能計算，實時監測、趨勢記錄，打印報表，幫助操作人員排除故障。

3.2 電氣自動化系統的發展趨勢

經濟發展逐步全球化，外資企業和合資企業不斷進入中國，這些企業起點高，技術新，有大量的設備需要用到電氣自動化控制方面知識；與此同時，很多大中型企業為了提高產品質量和數量以加大競爭力，進行技術改造，也引進先進設備培養高新技術人才，隨著機電一體化的設備越來越多，PLC控制技術、現場總線技術、變頻技術、計算機集散控制技術（DCS）、微電子技術等新知識在各行各業中，特別是在工業崗位中用得越來越多，原來這些崗位的人員只懂得傳統的控制，故在未來的五至十年內急需大量高層次、具有較強實踐能力的技能型專門人才去充實這些崗位，以滿足和適應不斷增長新技術的需要，這樣就需要大量的電氣自動化技術專業人才，另外商業、娛樂場所、住宅管理也需要這樣的高級技術應用型人才。

在電力設備制造行業從事高電壓設備的設計、開發、生產和管理等工作，可在電力系統從事高壓設備的運行維護方面的技術工作和管理工作，就業于電業局、供電局、發電廠、也可在高校和科研院所從事教學和科研工作。

結語

目前我國電氣自動化系統的研究方向主要是低耗、優產等環保節能方面，通過研究者的不斷努力，電氣自動化系統將更加完善、準確、快速、全面，隨著電氣自動化的逐步優化，性能將不斷提高和完善，電氣自動化系統將在更多領域發揮及其重要作用。

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