新時(shí)期電氣自動化及電氣自動化發(fā)展前景

張嘉寧

【摘 要】電氣自動化范圍較廣，包括配電自動化、變電站自動化、饋線自動化。配電自動化包括配電系統(tǒng)所有硬件設(shè)施和控制流程，通過輸電、配電和用電實(shí)現(xiàn)配電自動化流程。變電站自動化通過饋電自動化實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控和管理。而饋電自動化方面，則是高度集成化，除了常規(guī)的遙測、遙信和遙控，包括自動重合閘、饋線故障監(jiān)測、電能質(zhì)量等監(jiān)測，還集成了斷路器監(jiān)視功能，逐步發(fā)展成為智能化開關(guān)。本文將簡要論述電氣自動化的特點(diǎn)，然后主要針對發(fā)展趨勢進(jìn)行詳細(xì)的論述，這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展在一定程度上影響了我國工業(yè)的發(fā)展，所以進(jìn)行發(fā)展趨勢的研究是十分有必要的。

【關(guān)鍵詞】電氣自動化；技術(shù)發(fā)展；趨勢

一、電氣自動化發(fā)展史

伴隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電氣自動化已經(jīng)走出了工廠，并且在辦公、交通等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

（一）全控型電力電子開關(guān)時(shí)期。在上個(gè)世紀(jì)五十年代晶閘管出現(xiàn)，標(biāo)志了運(yùn)動控制新紀(jì)元的開始。繼后出現(xiàn)了交流變頻技術(shù)和全控制式器件GTR等，即電力電子器件第二代。第三代器件包括IGBT和MGT這類復(fù)合型電力電子器件。而第四代器件則由功率集成電路PIC構(gòu)成。

（二）電路低頻向高頻發(fā)展。隨著電力電子器件的更新，變換器電路也隨之改變。在普通晶閘管時(shí)期，整流控制主要由直流傳動變換器完成。交流變頻傳動由交-直-交變頻器完成。在第二代時(shí)期，PWM變換器得到廣泛的應(yīng)用。PWM技術(shù)可以提高工作效率，并且減少高次諧波對電網(wǎng)的影響，可以改善電動機(jī)低頻轉(zhuǎn)矩脈動問題。

（三）交流調(diào)速理論發(fā)展。德國學(xué)者F·Blasche提出了交流電機(jī)磁場定向遠(yuǎn)離市，并得到德國大學(xué)教授Depenbrock的繼承和發(fā)展。教授D繼F·Blasche提出了直接轉(zhuǎn)矩控制思想，并將它推廣到了弱磁調(diào)速范圍。這一控制思想具有結(jié)構(gòu)簡單、思想新穎、信號處理物理概念明確的特點(diǎn)，屬于高靜動態(tài)性能的新型交流調(diào)速方法。

（四）通用變頻時(shí)期。通用變頻器是一種系列化、批量化和占市場量最大的中小功率變頻器，經(jīng)歷了由普通功能型U/F控制型到高功能U/F型再到高動態(tài)性能適量控制型的發(fā)展過程。

（五）單片機(jī)發(fā)展。由于占主導(dǎo)地位的MCS-51單片機(jī)的8位機(jī)功能簡單，指令短小，后來就有了適合大批量生產(chǎn)的PIC系列單片機(jī)的推廣和使用，其可靠性和保密性都非常高。

二、電氣自動化技術(shù)的基本特點(diǎn)

（一）電氣自動化的綜合性

電氣自動化技術(shù)不僅僅適用于工業(yè)生產(chǎn)，更能夠應(yīng)用于日常生活多方面領(lǐng)域中，所以說電氣自動化技術(shù)是一項(xiàng)綜合性十分強(qiáng)的科學(xué)技術(shù)。在技術(shù)應(yīng)用的過程中，必須與實(shí)際需求相結(jié)合，在解決實(shí)際問題的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改良。由于現(xiàn)階段該技術(shù)的綜合性特點(diǎn)，往往在各個(gè)領(lǐng)域中都能夠應(yīng)用，所以他的行業(yè)覆蓋面較全面，想要進(jìn)行良好的應(yīng)用，相關(guān)的技術(shù)人員和設(shè)計(jì)人員必須擁有多方面的綜合知識。電氣自動化的綜合性特點(diǎn)，也大大促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

（二）涉及范圍廣

由于電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，從化工、醫(yī)學(xué)、工程建造到日常生活，都或多或少會見到電氣自動化技術(shù)的身影，這就要求該技術(shù)在應(yīng)用過程中，一定要根據(jù)不同領(lǐng)域的不同特點(diǎn)和需求，來進(jìn)行技術(shù)方面的調(diào)整和方案的改進(jìn)。但從另一方面來講，涉及范圍較廣，也導(dǎo)致了電氣自動化技術(shù)應(yīng)用的門檻較高，需要全方面設(shè)施都符合條件，從而達(dá)成一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，來適應(yīng)電氣自動化的應(yīng)用。

（三）電氣自動化技術(shù)的依賴性強(qiáng)

電氣自動化技術(shù)必須通過電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)才能夠?qū)嵤@也體現(xiàn)了其較強(qiáng)的依賴性。由于電氣設(shè)備的處理終端都是通過電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行發(fā)布命令的，所以沒有電子信息技術(shù)，也就沒有電氣自動化技術(shù)。只有當(dāng)電子技術(shù)發(fā)展，才能夠進(jìn)一步帶動技術(shù)的發(fā)展。

三、電氣自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）工作人員的專業(yè)化

在上文中針對電氣自動化技術(shù)的特點(diǎn)中提到過，由于電氣自動化的涉及領(lǐng)域較廣，所以在某些行業(yè)中進(jìn)行電氣自動化設(shè)備安裝過程中，相關(guān)的設(shè)備人員缺乏足夠的綜合知識，導(dǎo)致在應(yīng)用過程中出現(xiàn)種種困難，這主要是由于工作人員沒有接受系統(tǒng)完整的培訓(xùn)而造成的。大部分企業(yè)的管理層仍然認(rèn)為電氣自動化技術(shù)是一項(xiàng)十分簡單的應(yīng)用技術(shù)，導(dǎo)致其對于相關(guān)方面的專業(yè)人才培養(yǎng)不夠重視，有那些手機(jī)上的基礎(chǔ)培訓(xùn)的工作人員在面對新的電氣設(shè)備時(shí)，無法進(jìn)行正確安裝和操作，從而導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)行，阻礙了正常的生產(chǎn)運(yùn)營。所以未來電氣自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢，必須有工作人員專業(yè)素質(zhì)的提高，通過組建專門的電氣設(shè)備工作隊(duì)伍，來滿足不同領(lǐng)域，不同工作對于電氣自動化技術(shù)的需求。

（二）統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺

現(xiàn)階段我國的企業(yè)生產(chǎn)中所運(yùn)用的自動化電氣設(shè)備，其系統(tǒng)大多數(shù)自主進(jìn)行研發(fā)的，缺乏規(guī)范性和系統(tǒng)性，而自主研發(fā)的系統(tǒng)往往也出現(xiàn)各種問題，例如功能不全、調(diào)試不夠嚴(yán)密，這些問題就會導(dǎo)致自動化設(shè)備無法正常使用。通過將控制自動化電氣設(shè)備的系統(tǒng)進(jìn)行整合升級，從而形成統(tǒng)一完整的系統(tǒng)開發(fā)平臺，并從中延伸出針對不同領(lǐng)域的不同系統(tǒng)，從而提高電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用水平。

（三）電氣自動化技術(shù)的創(chuàng)新

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，電氣自動化技術(shù)也需要跟上時(shí)代發(fā)展的步伐，通過不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，從而獲得更多的科學(xué)研究成果，來滿足新興領(lǐng)域的發(fā)展需求。在進(jìn)行技術(shù)的改革創(chuàng)新過程中，需要廣泛的吸收各方面的技術(shù)知識，將其轉(zhuǎn)化為可供使用的技術(shù)內(nèi)容。同時(shí)對于開發(fā)人員來說，需要樹立更強(qiáng)的創(chuàng)新意識，提高自身的創(chuàng)新能力，從加快電氣自動化技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展速度。

（四）電氣自動化的人工智能發(fā)展

人工智能（AI），作為未來社會的發(fā)展趨勢，將會廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，而電氣自動化技術(shù)也不例外。通過運(yùn)用計(jì)算能力更強(qiáng)，自動化處理工作能力更強(qiáng)的人工智能，來推動電氣設(shè)備的自動化技術(shù)，是未來社會的必要發(fā)展趨勢。對此，電氣自動化的科研工作需要建立更加先進(jìn)的系統(tǒng)平臺，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行搭載，也讓自動化系統(tǒng)平臺能夠適應(yīng)未來的人工智能趨勢。可以預(yù)見到，隨著人工智能對于電氣自動化領(lǐng)域應(yīng)用的不斷深入，能夠更加全面的提供計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持，從而提升生產(chǎn)效率和水平。

（五）電氣自動化技術(shù)和設(shè)備的市場化

隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，越來越多的行業(yè)開始了市場化重組，面對發(fā)展日益迅速的社會，電氣自動化設(shè)備的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)行業(yè)也需要市場化改革。只有通過市場選擇和篩選，才能夠批發(fā)電氣自動化設(shè)備生產(chǎn)的動力和積極性，從而催發(fā)出更多先進(jìn)的技術(shù)。同時(shí)有需求就會有市場，能夠做到科學(xué)技術(shù)和領(lǐng)域應(yīng)用的完美匹配，并且能夠根據(jù)不同的需求進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，從而確保自身的競爭力。

結(jié)語

電氣自動化技術(shù)雖然已經(jīng)廣泛應(yīng)用，并深入到國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，但它仍然在不斷革新和發(fā)展。在市場競爭越來越激烈的形勢下，為了在經(jīng)濟(jì)上取得利益，我們必須積極吸取先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)創(chuàng)造條件。

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（作者身份證號碼：130102197601011813）