電氣工程及其自動化技術設計與應用

高珍珍

（焦作市技師學院，河南 焦作 454000）

0 引 言

自動化在電氣行業的應用能夠有效提升生產效果，現階段國家對此項技術多加注重。電氣工程通過自身的發展一定程度上推動了社會的變革，生產生活方式也受到了影響，本文將對電氣自動化的應用進行具體探究。

1 電氣自動化的概述

電氣工程是科技領域的關鍵，電子信息技術在一定程度上推動了計算機網絡的進步；信息時代下，人們的生活方式也得到了改變。現階段的電氣工程對傳統的電氣工程進行了突破，即在傳統電子學科的基礎上加上了光子。對于電氣工程的影響因素，除信息技術和其他學科外，還包含硬件設備。自動化是一門綜合性應用技術，可從多種方面體現出來，如信息、計算機、電子、系統的自動控制以及液壓技術方面等。自動化技術通過了多種模式的發展，經過一體化、功能多元化隨后在結構設計標準化的基礎上，產生了智能控制。現階段，我國自動化技術體現著高精度化的特點，我國自動化技術推動了社會生產的前進。隨著社會的不斷發展，在工業機器人等方面也體現了自動化[1]。

2 電氣工程自動化的優勢特征

2.1 具有較高的技術融合優勢，實用性較強

電氣工程及自動化在信息技術的基礎上，通過融合電子技術對自身進行了一定改革；在機械設計制造和開發試驗中，通過高科技的融合促進了自身的應用價值的提升。自動化技術的應用范圍較廣，電氣自動化以自身實用性較高的優勢占據了現階段工業社會發展的大部分領域[2]。電氣工程和自動化通過對電氣設備進行協調，從而促進了生產效率和生產力的提升。

2.2 有利于提升產品質量

自動化的應用一定程度上對人工生產的局限性進行了調整，通過加快生產提高了生產率，從而使自動化的應用模式能夠對產品的質量進行監控，保證了產品的合格率。我國電網也受自動化的影響，通過自動化技術能夠合理對數據進行收集和控制，從而在一定程度上提升了效率。此外，自動化的優勢還體現在能夠減少操作失誤。

2.3 對于設備的安全和可靠性具有一定的提升

設備的控制和反饋系統作為工業生產的兩個重要方面，對電氣設備具有良好的應用。設備運行過程中，通過對設備進行一定控制，從而保證安全性能的提升。隨后通過反饋系統進行數據的采集，在數據分析的過程中進行設備的調整，以減少事故的發生。這種技術通過數據的分析和系統的控制能夠對安全隱患進行排除，保證設備的穩定運行[3]。

3 電氣工程及自動化技術的主要設計

電氣自動化由兩部分組成，硬件系統和軟件系統。一般首先進行硬件系統的設計。硬件系統的設計需要遵循一定原則，需將工業設備自動化水平的提升作為首要出發點。因此，應根據設備的實際需求進行計算機的匹配，通過選擇性能強和安全穩定性高的系統保證其平穩運行。隨后在發展過程中，對實際情況進行分析，通過元器件和輔助設備的選取保證設備的有效運行。硬件設備選擇完成后，要進行線路的連接，確保整個系統能夠正常運行。指令發出后，對消息進行傳達、接收，以保證整個電氣工程設備的完整、有序形成[4]。圖1為電氣自動化的反饋控制圖。對于軟件的設計也應根據自身的需求，完成系統和設備的智能化。

圖1 電氣自動化的反饋控制圖

電氣工程的基本設計概念具體如下。

（1）前向通路傳遞，假設N（s）＝0。

反饋后，對C（s）和R（s）進行比較，在圖1中等價于C（s）與誤差之比E（s）。

（2）反饋傳遞后，C（（s）/E（s）＝G1（s）G2（s）＝G（s）。

4 電氣工程及自動化技術的應用

4.1 在變電站中的應用

電氣設備憑借自身的優勢對電氣自動化工程進行保障。電力設備通過在線監控確保整體的控制具有一定價值。但在現階段技術不斷進步的過程中，變電站在逐漸增加，同時復雜的電力設備網對變電站的溝通交流造成了一定影響。為保證電網的安全穩定運行，在傳統方式的基礎上融合人力、物力，采用自動化的技術對變電站進行一定控制。變電站的自動化設計過程中，采用全微機化設備對傳統電磁設備進行調整，在電力信號電纜增加的基礎上，使變電站得到有效控制。運用仿真和智能電氣技術加強各設備之間的聯系。

4.2 在建筑行業的應用

現階段，我國建筑行業也逐漸邁向智能化。建筑行業從最基礎的電力照明逐漸發展到電梯，隨后是現在的排水系統，都對電氣自動化進行了一定應用。作為現階段普遍的運行模式之一，電氣自動化通過建立網絡監控系統，在數字遠程操控的基礎上對各項數據進行監測，通過設備的自動化運行保證了自動化管理的順利開展。通過綜合信息和數據的傳輸，在建筑終端進行服務的維護，促進了建筑質量和系統的應用。

4.3 在供熱系統方面的應用

電氣自動化通過電網的調度和變電站實現整體的建設。通過對電網實行合理調度，保證從整體上實現掌控，確保自動化的運行。通過安全生產系數的提升，保證整體效率的提升。通過對供熱系統的生產數據進行分析和整體地監控，保證系統的運行和評定標準的建立。

4.4 在人工智能方面的應用

一般電氣自動化工程中的控制和處理通過手動完成。現階段，隨著社會的發展，運用自動化處理和控制就能對故障進行診斷分析。人工智能等的應用一定程度上提升了設備的運行效率。例如，現階段的電網使用過程中，通過自動化的人工智能能夠減少人為操作的誤差，從而實現整體的發展[5]。

5 電氣工程自動化的未來發展方向和前景

5.1 智能化方向

根據電氣工程相關的設計思路，在當前智能化的基礎上對電氣設計應用進行探究。依靠計算機與人工智能技術的融合達成了電力設備的高效工作，致使其擁有類似人的思維能力和判斷能力。此外，在輸送變電控制設備中，應采取具備快速轉換功能、允許高強電流同行的智能型開關，如IBCT型智能開關。此類型的開關與普遍使用的電子開關部件作對比，前者的電路結構內容可達成有效簡化，并且對其進行調控與維護也比較方便。

5.2 互聯網設計方向

目前，我國已進入了科學信息化時代，互聯網技術普遍應用于各個行業，并且逐漸對人們的日常生活內容產生改變，提升了全球化的發展速度。對于電氣工程的設計工作，相應的產品更新均脫離不了互聯網技術的使用[6]。

6 結 論

作為我國現階段技術核心的電氣自動化，其應用范圍較為廣泛，同時也產生了積極影響。通過自身的實用性和技術融合性優勢，促進了各行業效率和質量的提升。我國電氣自動化領域通過軟硬件系統的協調使用，通過選擇性能較好的系統，從而有效提升了電氣自動化的應用效果。電氣自動化通過在供電、建筑、人工智能、鋼鐵以及供熱系統方面的應用，促進了我國各個行業的有效發展。