電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用分析

趙寧偉

【摘 要】在電氣工程中應(yīng)用電氣自動化技術(shù)，能夠極大地提高電氣工程生產(chǎn)工作的效率，同時改善供電工程的整體安全性與質(zhì)量。本文筆者從電氣工程自動化技術(shù)的理論基礎(chǔ)進行分析，闡述了電氣工程自動化的特點內(nèi)容以及其存在的獨特優(yōu)勢，再進一步闡述了電氣工程中關(guān)于電氣自動化技術(shù)的相關(guān)技術(shù)要求，最后分析了電氣自動化在電氣工程中的具體應(yīng)用價值，為電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的進一步推廣與應(yīng)用助力。

【關(guān)鍵詞】電氣自動化技術(shù)；電氣工程；電氣自動化優(yōu)勢；電子信息技術(shù)；應(yīng)用特點

自我國改革開放以來，社會經(jīng)濟得到了迅猛發(fā)展，在建設(shè)中國特色社會主義現(xiàn)代化道路上創(chuàng)造了一系列驕人的成績，電氣工程領(lǐng)域也得到了重要的突破，在一些方面已經(jīng)達到了與世界接軌比肩甚至領(lǐng)先的地位。在新的時代下，黨中央國務(wù)院對建設(shè)科技強國有了更高的期望和要求，電氣工程特別是其自動化技術(shù)作為在現(xiàn)代化建設(shè)過程中重要的基礎(chǔ)技術(shù)，在新的技術(shù)革新的浪潮下更要用于探索求新，爭取取得更大更好的技術(shù)與理論突破，完善國內(nèi)電氣自動化技術(shù)系統(tǒng)，以期更好地服務(wù)于人民、服務(wù)于社會建設(shè)。

一、電氣自動化技術(shù)基礎(chǔ)理論

1.1電氣工程概述

電氣工程（Electrical Engineering）簡稱EE，是現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的關(guān)鍵學(xué)科和核心部分，傳統(tǒng)的電氣工程是指那些用于創(chuàng)造產(chǎn)生電氣或者電子相關(guān)產(chǎn)品的領(lǐng)域。在現(xiàn)代全球信息化的概念下，電氣工程的概念早就已經(jīng)不僅僅局限于電子產(chǎn)業(yè)中，早就已經(jīng)深刻地滲透到每個國家的各個科技發(fā)展的領(lǐng)域中，在電子技術(shù)領(lǐng)域、光子技術(shù)領(lǐng)域、信息處理、企業(yè)管理、航空航天、交通運輸?shù)鹊雀鱾€方面都起著重要的作用，已然成為了一個國家工業(yè)推動的基石，在現(xiàn)代化信息技術(shù)和計算機技術(shù)的支撐下，電氣工程領(lǐng)域也走向了智能高效的自動化時代。

1.2電氣自動化的基本知識

所謂電氣自動化技術(shù)，是一種依托于其他幾項技 術(shù)——應(yīng)用通信技術(shù)、高科技計算機技術(shù)以及運動控制技 術(shù)，被廣泛應(yīng)用于電力的生產(chǎn)以及電氣的應(yīng)用過程當(dāng)中的 新型技術(shù)。電氣自動化的實現(xiàn)是借助于在20世紀80、90年代以來的全球信息化和電子信息技術(shù)以及隨之而興起的互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深刻地改變著人們的生產(chǎn)生活方式，也改進了電氣工程領(lǐng)域的技術(shù)，催生了其自動化技術(shù)。電氣工程自動化技術(shù)經(jīng)過近20年的發(fā)展歷程，已經(jīng)深入滲透到了各行各業(yè)中，改變了人們的生活方式，提高了生產(chǎn)作業(yè)的工作效率，使得人們的生活變得智能便捷。不僅如此，在更加廣闊的領(lǐng)域里，電氣工程與自動化技術(shù)扮演著基礎(chǔ)作用，為航空航天事業(yè)的發(fā)展騰飛、為電機的升級換代改造等等方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。如在變電站的運 行過程中，就可以應(yīng)用該項技術(shù)。此一技術(shù)應(yīng)用過程以電 氣控制系統(tǒng)自動化以及其他相關(guān)的信息傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)，再于此基礎(chǔ)上借助高科技計算機技術(shù)，從而實現(xiàn)變電站運 行及管理過程的自動化。又如，發(fā)電廠的發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)對 電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用。發(fā)電廠在其運行與生產(chǎn)過程中 主要通過以下三個方面來實現(xiàn)其各項監(jiān)控工作的完成：第一，借由其自身的發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對運行、生產(chǎn)過程 的分段、實時監(jiān)控。第二，利用其發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)完成對所 監(jiān)測到的信號的處理工作。第三，同樣是通過發(fā)散監(jiān)控系 統(tǒng)的應(yīng)用，及時完成對電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)的處理工作。

二、電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用特點

2.1技術(shù)服務(wù)面廣

現(xiàn)階段的電氣工程自動化技術(shù)領(lǐng)域中，主要是依靠電子信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)世界形成的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立起來的。因此電氣工程自動化的涵蓋領(lǐng)域非常廣闊，譬如在企業(yè)管理方面能夠安繼強企業(yè)管理，建立良好的企業(yè)職工制度，摸索準確的獎懲激勵制度等等。還有在工廠生產(chǎn)中能夠?qū)嵤┍O(jiān)督生產(chǎn)過程中電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定和高效。在電氣工程自動化技術(shù)的設(shè)計工程中，不僅要設(shè)計出與之相匹配的硬件設(shè)施，更需要配備一些計算機信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的專業(yè)人才，與電氣工程領(lǐng)域的工作人員合作來開發(fā)出適用的技術(shù)方案。

2.2電子技術(shù)依賴性強

在目前的技術(shù)背景下，電氣工程自動化最主要依靠的技術(shù)基礎(chǔ)即是電子技術(shù)。從電氣工程中的原始信息數(shù)據(jù)的采集，到信息整理和處理分析，再到信息的內(nèi)部傳遞和即時反饋到最終輸出命令和完成動作等等一系列的過程都需要現(xiàn)代的電子信息技術(shù)。

2.3具有很強的技術(shù)綜合性

電氣工程的自動化技術(shù)并不是一個孤立的技術(shù)，古人說“君子不器”，電氣工程自動化技術(shù)就是融合了多種工業(yè)技術(shù)并將其連接起來的一門重要的基礎(chǔ)技術(shù)。由于其發(fā)揮主要作用的電力工程輸送供給、鋼鐵鍛造、建筑工程甚或是企業(yè)管理等等領(lǐng)域都涉及到很多的綜合技術(shù)和知識理論，因此要求從業(yè)人員要有豐富的知識儲備和實戰(zhàn)經(jīng)驗以及與人溝通合作的技巧等等基本素質(zhì)，這樣才能夠在電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用上確保其高效運行。電氣自動化的綜合性一方面為使用企業(yè)帶來了直接的高效率作業(yè)，另一方面也為企業(yè)節(jié)省了不必要的資源和人力物力的浪費，使得企業(yè)的資金投入更能夠更加科學(xué)合理，為企業(yè)的更加合理發(fā)展增添助力。

三、電氣自動化技術(shù)的獨特優(yōu)勢

3.1無需借助控制器，操作簡單

傳統(tǒng)的電氣設(shè)備控制主要是通過控制器進行的，這種機械化的控制方法不僅程序復(fù)雜，而且進行設(shè)計的難度較大，導(dǎo)致整個控制系統(tǒng)存在明顯的局限性，具體來說，這種控制系統(tǒng)無法實現(xiàn)對一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備進行準確操控。這就導(dǎo)致傳統(tǒng)的控制器控制效率低下，嚴重影響了企業(yè)的發(fā)展和競爭力的提升。而通過自動化技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備控制步驟的簡化，使得傳統(tǒng)的機械化操作變得智能化。另外，通過電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，能夠簡化控制系統(tǒng)對控制對象模塊的程序構(gòu)造，避免使用過程中出現(xiàn)故障，提升了整個系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

3.2電氣系統(tǒng)便于調(diào)控

在進行電氣自動化的應(yīng)用時，能夠?qū)崿F(xiàn)對其的智能化、自動化控制。通過智能化控制，能夠有效減少工作人員的工作強度，減少人力支出，提高整個企業(yè)的經(jīng)濟效益。同時，因為智能化的存在，監(jiān)管人員能夠?qū)φ麄€生產(chǎn)過程進行電子化實時監(jiān)控，從而消除人力監(jiān)控可能存在的監(jiān)控真空區(qū)，并且極大程度的簡化了監(jiān)管程序，降低了整個系統(tǒng)的監(jiān)管難度。自動化系統(tǒng)的信息傳播手段是通過網(wǎng)絡(luò)進行傳播的，這種傳播方式能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的控制指令下達以及被控制同時進行，同時，整個電氣系統(tǒng)的信息處理能力得到了明顯的提升，避免了過去由于系統(tǒng)反應(yīng)慢導(dǎo)致的設(shè)備控制不同步等問題。另外，通過自動化系統(tǒng)的建立，工作人員能夠?qū)υO(shè)備進行即時調(diào)整，對于設(shè)備運行過程中存在的問題進行及時的維護管理，使得整個設(shè)備系統(tǒng)運行更加流暢。綜合來說，通過自動化技術(shù)的應(yīng)用，不能能夠顯著緩解工作人員的工作強度和工作壓力，還能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的遠程控制，降低了人力工作的風(fēng)險。

3.3較強的自動化一致性

在傳統(tǒng)的電氣工程系統(tǒng)控制當(dāng)中，由于設(shè)備之間沒有形成完善的通路，導(dǎo)致各個設(shè)備的控制進度不一，例如，當(dāng)各個設(shè)備與控制系統(tǒng)的庫里不同、線路老化等問題存在是，就可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)中單個設(shè)備與其他設(shè)備的管理進度不一致，從而影響整個系統(tǒng)的工作效率。另外，由于電氣工程在進行設(shè)備監(jiān)控以及調(diào)試時往往是選擇部分設(shè)備進行批量監(jiān)控的，這就導(dǎo)致設(shè)備的控制與預(yù)期控制之間的對應(yīng)契合度較差，從而影響整個系統(tǒng)的信息處理效果。而電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效實現(xiàn)對多個設(shè)備信息的統(tǒng)一處理，避免了設(shè)備信息處理不一致導(dǎo)致系統(tǒng)工作進度緩慢等問題的出現(xiàn)。同時，在應(yīng)用電氣自動化技術(shù)進行設(shè)備管理時，相關(guān)工作人員需要及時根據(jù)實際工作要求對設(shè)計方案進行調(diào)整，使其符合控制要求。所謂自動化技術(shù)，旨在說明一門技術(shù)具有自動化特征，即其具備促進電氣設(shè)備運行及管理的自動化的實現(xiàn)的能力。然而，電氣自動化技術(shù)的功能優(yōu)勢不僅在于此，其還能夠?qū)崿F(xiàn)電氣設(shè)備運行及管理的智能化而這一功能對于電氣系統(tǒng)運行的安全性及高效性都有著極為重大的保障和促進作用。

3.4較強的監(jiān)測優(yōu)勢

在電氣工程中應(yīng)用電氣自動化技 術(shù)能夠?qū)υO(shè)備以及設(shè)備的線路實現(xiàn)更為精準和高效的監(jiān) 測功能。通常情況下，為了能夠?qū)﹄姎庀到y(tǒng)運行過程中 或可能出現(xiàn)的設(shè)備故障進行及時的排查及消除，監(jiān)測人 員需要對電氣設(shè)備，如變壓器等進行實時的監(jiān)測以保障 系統(tǒng)的正常運行。而實現(xiàn)電氣自動化技術(shù)在電氣工程中 的應(yīng)用優(yōu)勢便在于該項技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測任務(wù)的自動化，從而保障監(jiān)測工作的高效性，從而進一步提升電氣系統(tǒng) 運行的安全性。

四、電氣自動化的技術(shù)要求

4.1安全可靠、維護方便

近年來，新聞報道了不少由于自動化技術(shù)應(yīng)用不到位導(dǎo)致電氣工程事故，國家對其極為重視。因此，在進行電氣自動化發(fā)展時，首先需要解決的問題便是安全問題。在進行電氣自動化技術(shù)的研發(fā)時，需要確保技術(shù)具備安全可靠以及維護方便等優(yōu)點，從而為電氣自動化系統(tǒng)的安全運行打下夯實的基礎(chǔ)。另外，通過自動化技術(shù)在電氣設(shè)備上的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣設(shè)備的全方位監(jiān)控，從而方便工作人員在第一時間發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的故障，并對其進行檢修。

4.2較高的信息化需求

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在電氣自動化技術(shù)應(yīng)用時，相關(guān)工作人員必須對整個系統(tǒng)運行設(shè)備的運行參數(shù)、運行狀態(tài)等信息有第一時間的掌握，因此，電氣自動化技術(shù)的信息化程度也需要符合使用需求。為達到這一目標，首先需要相關(guān)工作人員完善電氣自動化系統(tǒng)的硬件以及軟件設(shè)備，使得這些設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)信息的快速傳輸，同時，相關(guān)工作人員需要對信息化技術(shù)有一個全面的掌握，并在實際使用過程中正確的使用，只有這樣才能確保相關(guān)工作人員及時的掌握重要的系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)。

五、電氣自動化的具體應(yīng)用價值

5.1自動化控制

自動化控制，是指在電氣自動化技術(shù)應(yīng)用后，能夠?qū)φ麄€系統(tǒng)的各個設(shè)備進行智能化控制，減少工作人員的工作量，并提升整個系統(tǒng)的工作效率，從而推動我國電氣工程的快速發(fā)展以及核心競爭力的提升。

5.2優(yōu)化設(shè)計

對于電氣企業(yè)來說，在實際工作過程中常常會遇到多個類型的電氣設(shè)備同時使用的情況，這就可能存在部分設(shè)備不符合系統(tǒng)使用參數(shù)而無法正常運行的情況，為了有效解決這一問題，設(shè)計人員需要在實際工作時靈活地應(yīng)用電氣學(xué)以及電磁學(xué)相關(guān)知識，并通過計算機軟件進行現(xiàn)代電氣的設(shè)計。這種設(shè)計方法一方面大幅度縮減了設(shè)計時間，另一方面也能夠通過計算機模擬選擇出最好的設(shè)計方案，使得整個系統(tǒng)設(shè)計質(zhì)量以及性能得到明顯的提升。

5.3設(shè)備故障診斷檢修

在電氣設(shè)備運行時，往往會出現(xiàn)各種運行故障。通過電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效實現(xiàn)故障的準確定位和及時診斷。例如，電氣自動化技術(shù)能夠?qū)⒃O(shè)備運行時產(chǎn)生的氣體進行收集，并對其成分進行分析。通過分析變壓器滲漏出氣體內(nèi)汽油的含量，能夠準確的對變壓器出現(xiàn)故障的位置進行定位，并進行故障原因的分析。

5.4與人工智能相配合

人工智能技術(shù)是未來科技發(fā)展的一大熱門，因此，電氣自動化技術(shù)與人工智能的結(jié)合是未來電氣行業(yè)發(fā)展的重要方向。通過與人工智能的互相配合，能夠?qū)崿F(xiàn)諸如設(shè)備故障檢測、維修等工作的全自動化，極大程度的環(huán)節(jié)工作人員的工作壓力。

六、結(jié)語

總而言之，在我國進行現(xiàn)代化建設(shè)的關(guān)鍵時期，不僅要在各個基建行業(yè)和高精尖領(lǐng)域加大科技創(chuàng)新和發(fā)展力度，更要重視這些在實際解決問題的基礎(chǔ)應(yīng)用領(lǐng)域投入研發(fā)精力與基金。經(jīng)過多年的努力，我國的電氣自動化技術(shù)已經(jīng)得到了非常廣泛的運用，不僅使得電氣設(shè)備的自動化運行與監(jiān)測控制的能力與效率得到了極大的提高，同時還保障了在其他很多的相關(guān)行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，為我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)做出了重要的貢獻。但是我們一人還要注意到在發(fā)展過程中存在的諸如人才培養(yǎng)困難、基礎(chǔ)理論研究突破困境等等現(xiàn)實問題，同時還要建立健全國內(nèi)自主的電氣自動化行業(yè)標準，為電氣自動化發(fā)展再上一個新的臺階助力。

參考文獻：

[1]陸驪臣.電力系統(tǒng)運行中的電氣工程自動化技術(shù)應(yīng)用[J/OL].電子技術(shù)與軟件工程，2019（01）：106[2019-01-20].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/10.1108.TP.20190115.1536.176.html.

[2]方興.電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用分析[J].江西建材，2018（14）：52+54.

[3]張立辰.電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（02）：165+140.

[4]石會.基于人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用分析[J].科技風(fēng)，2018（36）：94-95.

[5]林杰克.人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用分析[J].中國新通信，2018（24）：118-119.

[6]沈亮.電氣自動化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用與瞻望[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（35）：186-187.

（作者單位：武漢輕工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院）