電氣自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢探討

鮑曉輝

(嘉峪關(guān)市科泰項(xiàng)目管理咨詢有限責(zé)任公司，甘肅嘉峪關(guān)，735100)

1 引進(jìn)電氣自動化技術(shù)的必要性

從目前情況來看，我國工業(yè)及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域重點(diǎn)使用電氣自動化技術(shù)，并且隨著我國工業(yè)及農(nóng)業(yè)快速發(fā)展而發(fā)展。電氣自動化技術(shù)成為了當(dāng)前各高校重點(diǎn)探究的內(nèi)容，在有關(guān)高校課程設(shè)計(jì)上，專門成立了電氣自動化專業(yè)。將電氣自動化技術(shù)運(yùn)用其中，能夠有效處理實(shí)際生產(chǎn)中各個問題。在工業(yè)生產(chǎn)中，因?yàn)閭鹘y(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)方式主要以人工模式為主，在這種情況下不但會影響工作效率，也會引發(fā)各種生產(chǎn)安全問題，無法滿足現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展要求。為了提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量，大部分企業(yè)開始采用24小時生產(chǎn)模式，但是人工工作效率遠(yuǎn)不足機(jī)械工作效率，諸多生產(chǎn)企業(yè)意識到引進(jìn)電氣自動化技術(shù)的必要性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，并在諸多領(lǐng)域中取得了良好的應(yīng)用效果，通過使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，將其與傳統(tǒng)電氣技術(shù)充分融合，成為今后發(fā)展主要趨勢。在人工智能技術(shù)作用下，能夠讓電氣技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動化發(fā)展，這種方式不但能夠有效提高生產(chǎn)效率，也能讓更多的工人從艱苦的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中脫離出來，減少工人工作量，讓工人更具創(chuàng)造力，不再重復(fù)工作。由此可見，電氣自動化技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)有著重要意義[1]。通過引進(jìn)電氣自動化技術(shù)，能夠取代傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)模式，從而促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高，解放工人雙手。但是通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前我國大部分生產(chǎn)企業(yè)并沒有引進(jìn)電氣自動化技術(shù)，在實(shí)際生產(chǎn)中依然以人工生產(chǎn)模式為主，這將無法滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。所以電氣自動化技術(shù)在推廣上依然有廣闊的發(fā)展空間。

2 電氣自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析

2.1 現(xiàn)場總線和分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用

在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)制造過程中，主要集中在一個控制器或者PLC電池模板、CPU、數(shù)據(jù)量輸入輸出模板等方面。在多個控制電纜的作用下，與PLC現(xiàn)場信號充分連接，將相應(yīng)的信號傳遞到對應(yīng)設(shè)備中。在設(shè)備更換及系統(tǒng)擴(kuò)容過程中，布線工作量大，投放成本多，靈活性低。現(xiàn)場總線作為連接智能設(shè)備與自動化系統(tǒng)的重要因素，可以在一根串行電纜的作用下，與工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)充分連接，并貫通到監(jiān)控軟件及PLC 、CPU中央控制處理器中，與遠(yuǎn)程I/O站、變頻器、智能儀表等設(shè)備連接，將這些現(xiàn)場設(shè)備整合到中央控制器中。

2.2 火力發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用

在火力發(fā)電系統(tǒng)中，將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用其中具備的優(yōu)勢，具體展現(xiàn)在以下幾個方面。首先，促進(jìn)發(fā)電系統(tǒng)集中化處理，實(shí)現(xiàn)電廠中機(jī)、爐、電三位一體化管理。其次，及時找出發(fā)電系統(tǒng)中存在的各種安全問題，并對這些問題進(jìn)行統(tǒng)一處理，采取有效地防范措施，降低各種危險(xiǎn)問題發(fā)生率[2]。最后，便于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建設(shè)，促進(jìn)企業(yè)穩(wěn)定運(yùn)行。在電氣自動化技術(shù)作用下，能夠?qū)⒐芾怼⑸a(chǎn)、操作等人員數(shù)量控制在一定范疇內(nèi)，減少勞動力支出，節(jié)約生產(chǎn)成本。

2.3 電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

在當(dāng)前電氣自動化控制系統(tǒng)中，分層分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。在管理層上，主要劃分為上下兩層，其中，PC為管理協(xié)調(diào)層，主要負(fù)責(zé)報(bào)警命令、調(diào)度、優(yōu)化計(jì)算等職責(zé)。下一臺機(jī)器作為執(zhí)行層，負(fù)責(zé)收集相關(guān)數(shù)據(jù)，并將其執(zhí)行到上位機(jī)中。對于多層結(jié)構(gòu)體系，上層為國家調(diào)度中心，通過遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)布宏觀調(diào)控方案，對電站數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查分析。要想保證監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，PC通常配備兩臺機(jī)器，甚至多臺計(jì)算機(jī)和每臺計(jì)算機(jī)平均承擔(dān)一個特定任務(wù)，在一臺計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障的情況下，其他計(jì)算機(jī)可以分擔(dān)此任務(wù)。這些上位機(jī)可以在局域網(wǎng)的作用下實(shí)現(xiàn)通信，下位機(jī)則利用總線進(jìn)行信息傳遞。

2.4 建筑領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著社會快速發(fā)展，人們生活品質(zhì)發(fā)生了巨大變化。為了滿足人們?nèi)粘Ｉ钜螅T多高層建筑發(fā)展起來，在某種程度上，人們對建筑功能要求更為嚴(yán)格。在建筑領(lǐng)域中，將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用其中，具備的優(yōu)勢比較明顯[3]。首先，保證設(shè)備與系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，對設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行有效監(jiān)管。結(jié)合當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)來看，自身展現(xiàn)出較強(qiáng)的繁瑣性特點(diǎn)，尤其是在引進(jìn)電氣系統(tǒng)以后，不管是在建筑結(jié)構(gòu)上還是在功能上都具多樣性。傳統(tǒng)的管理模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行管理要求，導(dǎo)致各種風(fēng)險(xiǎn)問題的出現(xiàn)。在使用電氣自動化技術(shù)過程中，通過采集、處理、反饋等對建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督與管理，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時處理，保證控制中心命令能夠以最快的速度傳遞到其他系統(tǒng)中，之后將反饋信息在短時間內(nèi)傳遞到控制中心，從而保證控制管理目標(biāo)順利完成。其次，促進(jìn)各系統(tǒng)之間交流。在建筑領(lǐng)域中，將電氣自動化技術(shù)運(yùn)用其中，能夠形成一套完整的控制系統(tǒng)，在某種程度上提高系統(tǒng)運(yùn)行效率和水平。例如在建筑中，如果一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障，其他系統(tǒng)將會自動加載，選擇最佳的處理方案，保證建筑內(nèi)部系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

2.5 IT技術(shù)的應(yīng)用

將電氣自動化技術(shù)運(yùn)用到IT技術(shù)中，促進(jìn)兩者結(jié)合，能夠推動電氣自動化系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)展。IT技術(shù)對電氣自動化影響，具體展現(xiàn)在兩個方面。首先，管理層管理工作，其次，自動化系統(tǒng)運(yùn)行。管理人員在使用電氣自動化技術(shù)過程中，利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將系統(tǒng)中形成的各項(xiàng)信息及時反饋，并在計(jì)算機(jī)的配合下，制定生產(chǎn)決策。管理人員在這些信息作用下，權(quán)衡人力、物力、財(cái)力等資源分配，加強(qiáng)生產(chǎn)管理，及時獲取所需的信息，幫助企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃。在自動化系統(tǒng)運(yùn)行上，IT技術(shù)將會給產(chǎn)品各個層面帶來一定影響。因?yàn)镮T技術(shù)自身具備信息化功能，能夠把各執(zhí)行器與控制器在IT技術(shù)作用下形成一個完整的集成系統(tǒng)利用IT技術(shù)，促進(jìn)各系統(tǒng)之間信息交流，讓每個系統(tǒng)都能衍生更多的功能[4]。

3 電氣自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 由低頻逐漸發(fā)展到高頻

社會快速發(fā)展及科技水平提高，讓人們在高速發(fā)展中產(chǎn)生各種需求。為了迎合時代發(fā)展，電氣自動化技術(shù)也由低頻朝著高頻方向發(fā)展，例如，之前的電流轉(zhuǎn)換器一般以晶閘管為相控整流器，但是在運(yùn)行效率上相對比較緩慢，無法滿足時代發(fā)展要求。所以，PWM技術(shù)發(fā)展的新產(chǎn)品開始慢慢滲透其中，有效提高電流互感器運(yùn)行效率，降低電網(wǎng)高次諧波帶來的影響。并且，電流轉(zhuǎn)換器的裝置采用的是PWM技術(shù) ，在低頻率的環(huán)境下能夠有效處理電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動問題，但是受到轉(zhuǎn)距電機(jī)運(yùn)行噪音和震動等因素影響，容易面臨低諧波干擾。

3.2 電氣自動化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)發(fā)展需要得到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的支持，而工業(yè)技術(shù)發(fā)展也離不開網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在未來社會發(fā)展中，必然會朝著計(jì)算機(jī)趨勢邁進(jìn)，電氣自動化技術(shù)需要與計(jì)算機(jī)技術(shù)充分結(jié)合，將計(jì)算機(jī)、云計(jì)算等技術(shù)融入電氣自動化發(fā)展中，這樣能夠?yàn)殡姎庾詣踊夹g(shù)今后改革發(fā)展提供方向。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時代的來臨，給人們?nèi)粘９ぷ魃钐峁┝酥T多便利，讓人們工作效率得到大幅度提高，對促進(jìn)行業(yè)發(fā)展有著積極影響。而電氣自動化技術(shù)今后發(fā)展趨勢在于努力提高經(jīng)營生產(chǎn)水平，減少勞力支出。從目前情況來看，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了社會各界的認(rèn)可和普及，人們生活及工作方式開始朝著計(jì)算機(jī)方向發(fā)展，通過將電氣自動化技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)充分結(jié)合，能夠充分發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值。所以在電氣自動化技術(shù)今后發(fā)展中，需要加強(qiáng)對計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用探索，提高應(yīng)用效率[5]。

4 結(jié)束語

在當(dāng)前電氣自動化技術(shù)快速發(fā)展的環(huán)境下，讓電力管理系統(tǒng)發(fā)生巨大變化。隨著新時代的來臨，各個領(lǐng)域也逐漸意識到電氣自動化技術(shù)為其創(chuàng)造的效益，并且開始加強(qiáng)電氣自動化技術(shù)應(yīng)用與普及，這給促進(jìn)電氣自動化技術(shù)發(fā)展提供了良好條件。