略論電氣自動化及電氣工程

呂晨

一、電氣自動化發展概況

電氣自動化技術，通常指在傳統的電氣設計理論和自動化設計原理的基礎上，不斷融合當前的先進電子信息和智能自動化技術，對原有的電氣、機電設備進行設計的一種新型電氣技術。它作為電氣信息領域的一門新興學科，和人們的日常生活以及工業生產密切相關，并且發展非常迅速，現在也相對比較成熟。已經成為高新技術產業的重要組成部分，廣泛應用于工業、農業、國防等領域工程建設，在國民經濟中也發揮著越來越重要的作用。

（一）推動電氣自動化技術發展的原因

當今社會，電子信息技術已經被廣泛運用到人們的生產和工作中。決定企業成敗的關鍵，很大程度上在于企業對各種信息的掌控。只有建立一套完整、高效的信息收集、處理和分析系統，才能夠迅速的對市場做出反應，找到正確的解決方式。所以，電氣自動化的發展就在于如何掌握足夠多的信息，幫助管理者以最高的效率完成對生產全過程的管理。設計者通過把自己的電氣專業技術與相關的電子信息技術進行結合，找到電氣自動化技術對電子信息技術的正確運用方式。除了上述原因之外，其他技術的不斷進步也推動了電氣自動化技術的進步。雖然這些技術沒有直接為電氣自動化的前進提供幫助，但是他們之間的相互聯系和影響，也給相關設計者帶來了設計靈感，促進了電氣設備的不斷創新，客觀上推動了電氣自動化的進步，提高了電氣自動化的應用性。

（二）電氣工程中自動化技術的發展

電氣工程涉及的范圍非常廣泛，總結起來，主要包括電力系統建設；城市、農村配電網絡設計和施工；電力設備的設計生產以及電能資源的生產，比如：發電廠的運營和建設等。

從電氣工程中電氣自動化技術的整體發展態勢來看，其發展的主要趨勢在于對一次設備的智能化研究，一次設備和二次設備的在線監測研究。這兩種研究方向，能夠盡可能的減少工程建設中的各種電纜和電力訊號的使用量。及時對工程進行指導，對工程事故和隱患進行預警。

隨著電子信息技術的進入，自動化將會決定電氣工程的發展方向。而且，電子信息技術擁有更廣的涉及面，可以讓電氣工程與其他工業交叉影響，共同進步。高速、電子信息技術附帶的高速、準確的信息收集方式可以讓電氣工程選擇更為符合實際情況的設計方案和管理辦法。

二、關于電氣自動化在電氣工程中運用的相關研究

（一）在繼電保護器中的應用

繼電保護器是電氣工程中經常用到的重要保護裝置之一，其主要作用就是用來檢測其他電器的運行狀態，如果發現其他電器在運行沖有問題或者出現危險，可以在第一時間進行預警，提醒工作人員進行保護。加強繼電保護器自動化設計，可以在危險出現的第一時間就進行自動化處理。比如：如果電氣設備在運行中出現短路、超負荷等情況，它可以自動切斷相關電路，并進行預警報提醒，并通過信息化技術對此故障進行故障申報。影響繼電保護器工作的障礙因素有兩個，分別是拒動和誤動。前者主要指在電氣設備發生故障或者出現短路現象的時候沒有及時進行相應的保護措施；后者指的是繼電保護器在沒有出現故障的時候進行錯誤的動作，給管理人員造成誤導，影響了工程的進行。在引入繼電保護器自動化裝置之后，可以對電氣設備進行實時監測，通過對其他設備的參數控制來判斷是否進行保護工作，這樣極大的提高了對繼電保護器的控制以及繼電保護器的工作效率，實現了工作人員的遠程控制管理。此外，自動化繼電保護裝置還可以完成對電氣工程進行中的相關線路的監測，擴大了監測和保護的范圍，在第一時間對危險做出反應，有效的保護了相關的電氣裝置。

（二）在監控系統中的應用

電氣自動化在電氣工程中的另一種應用方式就是在監控系統中的應用。根據工程的實際情況建立遠程控制和總線監控兩種方式。遠程監控就是在電氣工程中計入計算機網絡，利用現代網絡技術對工程進行遠程控制。這種方式成本不高，需要的服務器配置可以因地制宜，各種線路的搭建難度也不大。十分適合對于局部系統或者小型自動化系統的監控。還有一種方式就是總線監控，這種監控方式在當前的電氣工程中較為常見，十分流行。它極大的增加了電氣自動化的工程針對性，根據不同工程要求，進行間隔設計，降低了對于隔離設備和端子柜的依賴，大大的降低了線路搭建成本。這里說的總線是一種應用于工程管理中的數碼時分制命令/回復型多功能傳輸線路的總稱。其最初是應用在軍事領域，主要用在對海空設備的監控和管理中，主要負責內部網絡聯系標準的梳理和監控。后來，由于互聯網和電子自動化技術的不斷發展，在民間的電氣工程中也在逐漸使用這種高效的監控管理系統。該功能的特點在于，對數據進行分布式處理，對信息進行進即時響應和集中監控管理。整個系統的穩定性和防錯、處理錯誤實現了自動化的效果，并且擁有出色的系統數據恢復功能，使用雙冗余通道，提高了系統的存儲空間和效率，保證了系統運行的穩定性。總線設備中用于傳輸信息數據的三種設備是總線控制器（Bc）、遠程終端（RT）、監控器（MT）。其中，總線所有的信息流的處理、控制以及該設備的發起都是有BC來完成，監控器MT負責信息的接受與儲存，RT是該系統上除了BC與MT的所有子系統的終端，負責接收數據和作出相應，并即時反饋處理系統和總控制室。總線監控的基本監控效果是靠監控器MT來發揮的，MT相當于總線監控的總指揮，他可以接收線上的數據，這些數據是通過曼徹斯特雙相編碼來進行轉換，MT就在接收的過程中進行解碼。對于傳輸協議中規定傳輸形式，MT有義務將所接收到的各種形式的命令、狀態、數據都按照規定的格式進行儲存，并生成狀態字表達信息的傳輸狀態，對于格式之外的各種數據，MT進行糾錯與對比，并按照分析結果進行上傳和反饋。總線監控技術可以隨時處理終端監控器傳輸的各種數據，實現電氣工程中的自動化管理，并做到工程系統中的資源共享和數據分析，為電氣工程提供可靠的工作數據庫，推動電氣工程中的自動化技術的應用。

綜上所述，電氣工程是一個國家綜合國力與工業文明程度的重要體現。電氣自動化在電氣工程中的應用程度則是反應了電氣工程的工作效率與技術水平，是推動電氣工程進一步發展的重要推動力。所以，我國要不斷加強對先進電氣技術的研究與投入，加快高精尖科學技術在電氣工程應用中的轉化速度，提高我國電氣工程的建設效率，增強我國電氣工程的競爭力，為國民經濟的發展做出更多的貢獻。