淺談電氣自動化在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的重要性

周晉偉

（山西 太原 030000）

工業(yè)電氣自動化發(fā)展是推動整個現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)等產(chǎn)業(yè)飛躍的重要動力，也是奠定現(xiàn)代化工業(yè)市場的重要基礎(chǔ)標(biāo)志。電氣自動化是構(gòu)建現(xiàn)代化生產(chǎn)市場的重要基礎(chǔ)，通過工業(yè)電氣自動化的協(xié)助，極大地推動了工業(yè)市場的生產(chǎn)改革優(yōu)化，提高生產(chǎn)力，降低污染，減少持續(xù)成本的投入和人力資源的需求，提高自動化、規(guī)范化、全面化的現(xiàn)代化生產(chǎn)新模式，促進(jìn)新形勢下經(jīng)濟(jì)市場的規(guī)范化發(fā)展和創(chuàng)新性發(fā)展。

一、電氣自動化技術(shù)的基本概述

工業(yè)電氣自動化是現(xiàn)代先進(jìn)工業(yè)科學(xué)技術(shù)的核心內(nèi)容，是工業(yè)現(xiàn)代化得以實(shí)現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志.電氣自動化技術(shù)，是指運(yùn)用電力電子技術(shù)、危機(jī)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電氣自動控制、程序控制并通過控制系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)自動控制電力系統(tǒng)和運(yùn)行維護(hù)功能的技術(shù)。電氣自動化技術(shù)與生產(chǎn)生活緊密相關(guān)，它的應(yīng)用與普及已經(jīng)延伸到各行各業(yè)，小到一個開關(guān)的設(shè)計(jì)，大到航天航空技術(shù)的研究，無處不在。電氣技術(shù)及自動化作為一門獨(dú)立的學(xué)科，主要應(yīng)用于與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行、自動控制、電力電子技術(shù)、信息處理、試驗(yàn)技術(shù)、研制開發(fā)、經(jīng)濟(jì)管理以及電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域。它是一門復(fù)合型的學(xué)科，培養(yǎng)的是多口徑多技能的人才。

現(xiàn)階段，在電力、電氣設(shè)備生產(chǎn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和設(shè)備調(diào)試等重要環(huán)節(jié)中，電氣自動化技術(shù)均發(fā)揮了相當(dāng)重要的作用，對推動我國工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展進(jìn)程有著非常深遠(yuǎn)的影響意義。電氣自動化技術(shù)的理論基礎(chǔ)主要體現(xiàn)在兩個方面：一個是控制理論，另一個是電力網(wǎng)理論，作為電氣工程和自動化專業(yè)的根基，主要是依靠電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)兩大技術(shù)手段，并且還包含了系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開發(fā)和管理策略等重要領(lǐng)域。

二、工業(yè)電氣自動化的重要性分析

隨著社會的不斷發(fā)展進(jìn)步，我國開始步入了新技術(shù)革命時代，在這種時代背景下，科學(xué)技術(shù)屬于第一生產(chǎn)力。在這個信息時代高速發(fā)展的時代下，要想準(zhǔn)確地利用信息，首先就需要保證所獲取的信息是可靠的，現(xiàn)代工業(yè)在生產(chǎn)過程中，要想得到更好的發(fā)展，就一定要在生產(chǎn)過程中積極使用各種現(xiàn)代化設(shè)備，這樣才能對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)控，保證每一項(xiàng)工作環(huán)節(jié)都能呈現(xiàn)出最佳狀態(tài)，進(jìn)而才能生產(chǎn)出更加具有優(yōu)勢的產(chǎn)品。由此可見，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，電氣自動化屬于其根基，如果沒有工業(yè)電氣自動化，工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)就很難發(fā)揮其價值，并且在這個激烈的競爭市場中也很容易失去競爭力。我國在工業(yè)化時代到來之前，信息技術(shù)時代已經(jīng)得到了一定的發(fā)展，而信息技術(shù)和工業(yè)化本身就有著非常緊密地聯(lián)系，在這種情況下，二者一定要共同發(fā)展，從而才能促進(jìn)兩者之間的進(jìn)步和發(fā)展。除此之外，電氣自動化工業(yè)屬于我國經(jīng)濟(jì)重要支柱，大力發(fā)展工業(yè)電氣自動化技術(shù)，就能夠在很大程度上改變以往傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，加快產(chǎn)業(yè)信息化發(fā)展，這樣就能更好地實(shí)現(xiàn)我國電氣全面工業(yè)化這一目標(biāo)。因此，各個產(chǎn)業(yè)一定要積極發(fā)展工業(yè)電氣自動化，真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和信息化的共同發(fā)展，這樣才能更好地促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。就目前而言，我國大致已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了工業(yè)機(jī)械化，而工業(yè)電氣化其著重點(diǎn)則應(yīng)該是自動化，為此，我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中，只有依靠工業(yè)自動化技術(shù)的武裝，才能保證其生產(chǎn)過程的自動化，進(jìn)而就能更好地促進(jìn)我國工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展。

三、工業(yè)生產(chǎn)中常見的電氣控制技術(shù)分析

（一）在電網(wǎng)調(diào)度中采用自動化技術(shù)

由于電網(wǎng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，假如想要提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，就必須在電網(wǎng)調(diào)度環(huán)節(jié)中確保電氣自動化技術(shù)運(yùn)用的合理性和科學(xué)性，通過計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序來對每個用戶的電力情況實(shí)施全面監(jiān)控，并且改進(jìn)和完善傳統(tǒng)監(jiān)控模式的不足之處，加速網(wǎng)格調(diào)度的自動化進(jìn)程。現(xiàn)階段，我國通過對智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的合理使用，實(shí)現(xiàn)了安全警報、大型電網(wǎng)綜合建模等各項(xiàng)性能，與此同時，借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，還可以實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)后臺數(shù)據(jù)庫的全面掌握，打破了時間和空間方面的局限性，使工作人員可以實(shí)時監(jiān)測到電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并對相關(guān)數(shù)據(jù)信息實(shí)施全面收集和整理，通過這些寶貴的數(shù)據(jù)資料能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行科學(xué)評估，并在發(fā)現(xiàn)問題的第一時間構(gòu)建出完善的解決方案，大大降低了電力系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險。

（二）變電站自動化

依據(jù)我國近年來的發(fā)展形勢以及變電站的建設(shè)項(xiàng)目分析不難看出，項(xiàng)目的整體規(guī)模越來越大，而針對那些規(guī)模較小的變電站而言，在對電力系統(tǒng)問題的解決策略方面仍略有不足。為了有效改善這一現(xiàn)狀，提升變電站解決問題的水平，就必須加強(qiáng)對變電站的監(jiān)管力度，確保電力項(xiàng)目的順利開展。基于此種背景下，就能夠看出電氣自動化技術(shù)的重要地位，通過對電氣自動化設(shè)備的合理應(yīng)用，可以進(jìn)一步地提升變電站的運(yùn)行效率和質(zhì)量，借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠?qū)ψ冸娬镜母黜?xiàng)數(shù)據(jù)信息實(shí)施綜合管理，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行奠定良好的根基。

（三）PLC相關(guān)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

所謂的PLC是指可編程的邏輯控制器，廣泛使用工業(yè)PLC和適當(dāng)?shù)呐涮籽b置，能夠?qū)崿F(xiàn)對于相關(guān)企業(yè)的整個生產(chǎn)線實(shí)施邏輯化操控的目的，具有穩(wěn)定性高，配置非常靈活多變，抵抗環(huán)境干擾的能力較強(qiáng)的優(yōu)良特性。隨著互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)科技持續(xù)發(fā)展及進(jìn)步，PLC控制單元將愈來愈向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。在各個PLC控制單元間、上位機(jī)和PLC控制單元間，聯(lián)網(wǎng)做到互聯(lián)互通逐漸向深入發(fā)展進(jìn)步。在此種應(yīng)用背景下，依據(jù)統(tǒng)一的通用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使得相關(guān)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)集團(tuán)化控制及遠(yuǎn)距離集散式控制的最終效果，還可以在不同的企業(yè)間搭建相應(yīng)的控制體系，此類技術(shù)將會在工業(yè)生產(chǎn)的控制過程中得到非常廣泛的應(yīng)用。

（四）低壓電氣控制相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用

低壓電氣控制相關(guān)技術(shù)指的是使用直流式變電裝置或者交流式的相關(guān)供電裝置，針對電氣設(shè)備實(shí)施控制，實(shí)現(xiàn)相關(guān)目的一類技術(shù)。其基本原理是：將設(shè)備和電源進(jìn)行連接，依靠外部電能驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)電機(jī)正常工作以后，內(nèi)部的頻率將會發(fā)生相應(yīng)的變化，進(jìn)而促使相關(guān)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到良好。隨后在相關(guān)的輔助裝置的操控之下，將有用功地進(jìn)行合理轉(zhuǎn)化，驅(qū)動生產(chǎn)環(huán)節(jié)中各類設(shè)備按照相應(yīng)的順序平穩(wěn)運(yùn)行。低壓控制技術(shù)需要確保電源供應(yīng)電能的穩(wěn)定供應(yīng)，假如電流或者電壓狀態(tài)不夠穩(wěn)定，其內(nèi)部裝置的運(yùn)行將會受到不利影響，無法保證生產(chǎn)過程的安全性及穩(wěn)定性。

（五）變頻調(diào)速相關(guān)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況

工業(yè)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)過程之中，通常以交流型的電機(jī)為主，在此種背景之下，如果可以在相關(guān)的生產(chǎn)過程中加入變頻調(diào)速的相關(guān)技術(shù)，就可以在確保工業(yè)生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定的前提下最大限度地降低能耗損失。與此同時，經(jīng)過針對閉環(huán)相關(guān)技術(shù)的科學(xué)使用，還可以對于工業(yè)產(chǎn)品的最終成品的品質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的把控，依據(jù)現(xiàn)場實(shí)際狀況對于生產(chǎn)線上的相關(guān)設(shè)備及物料實(shí)施精確調(diào)控。通過實(shí)際應(yīng)用可知，在生產(chǎn)過程中加入變頻調(diào)速相關(guān)技術(shù)之后，可以降低至少18%以上的電能消耗，節(jié)能作用非常明顯。

（六）電氣自動化在高爐系統(tǒng)中的應(yīng)用

高爐工藝較為復(fù)雜，同時需要借助其他工藝的輔助配合，為了確保高爐系統(tǒng)得以高效穩(wěn)定地運(yùn)行下去，就必須對其控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化完善，強(qiáng)化高爐系統(tǒng)的監(jiān)控力度。高爐系統(tǒng)中包含上料小車的有序運(yùn)作，爐頂壓力和放散連鎖控制，爐內(nèi)壓力、爐內(nèi)溫度監(jiān)視與控制，這些都需要借助電氣自動化控制系統(tǒng)來確保各項(xiàng)性能的正常發(fā)揮，從而為高爐系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行奠定根基。為了達(dá)到良好的監(jiān)控效果，就需要在高爐系統(tǒng)的重要部位裝置上高清攝像頭，這樣便可以在主控室中對現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面掌握。

（七）電氣自動化在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

電氣自動化不僅在大工業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，在機(jī)械設(shè)備上應(yīng)用也很廣泛。下面介紹工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備卷板機(jī)，卷板機(jī)不僅包括主體的滾輪設(shè)備，升降棍輪用的液壓部分，同時還包括電氣自動化控制系統(tǒng)，某臺卷板厚度100mm，卷板長度3m的卷板機(jī)，除了硬件機(jī)械滾輪設(shè)備外，還需要穩(wěn)定可靠精準(zhǔn)的控制系統(tǒng)才可以正常卷厚板。卷板機(jī)工作過程：首先將上輥提升一定高度，再將厚板吊進(jìn)輥輪并與基準(zhǔn)線對齊，然后下降輥輪，打開電機(jī)開始卷板。

單臺機(jī)械設(shè)備能夠順利工作，必須配套電氣自動化控制柜，卷板機(jī)屬重載設(shè)備，電機(jī)啟動方式采用頻繁啟動。輕載設(shè)備和重載設(shè)備的啟動方式不同，普通輕載設(shè)備可以采用變頻啟動或是軟啟動，卷板機(jī)能夠順序完成一個卷板工作流程是通過配套的小型PLC來完成。卷板機(jī)屬生產(chǎn)設(shè)備，即根據(jù)生產(chǎn)需要而使用，當(dāng)設(shè)備不使用時常處于斷電狀態(tài)，會帶來一些問題。控制系統(tǒng)中央處理器內(nèi)置電池，由于設(shè)備長時間閑置處于斷電狀態(tài)，電池電量耗盡，若是不帶存儲功能的中央處理器，內(nèi)部程序易丟失，當(dāng)再次使用設(shè)備時，機(jī)械設(shè)備無法正常工作。所以當(dāng)設(shè)備長時間不使用時，而中央處理器沒有存儲功能的情況下，需要隔月對中央處理器充電，保證電池電量充足，以免程序丟失，機(jī)械設(shè)備無法工作。

四、電氣自動化在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用發(fā)展趨勢

（一）分布式電氣自動化發(fā)展

結(jié)合目前的發(fā)展概況分析不難看出，未來電氣自動化的發(fā)展前景是非常良好的，且具備了更為突出的適應(yīng)性和靈活性，特別是在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的具體應(yīng)用，也必然會進(jìn)入分布式的新階段。通過對流水線式生產(chǎn)模式的全面分析，我們可以了解到電氣設(shè)備在各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都必須具備專業(yè)系統(tǒng)的控制體系，而分布式發(fā)展則必然是電氣自動化設(shè)備將來發(fā)展的一個主流。

（二）開放式電氣自動化發(fā)展

在電氣自動化基于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的實(shí)際應(yīng)用來看，開放式平臺在其中發(fā)揮了相當(dāng)重要的作用，并且還對未來電氣自動化發(fā)展的整體方向有著非常重要的影響。比如說，更加完善的操作及控制平臺，以及更加突出的人機(jī)服務(wù)界面等，其整體性能必然會得到進(jìn)一步的優(yōu)化和完善，使其能夠滿足不斷變化的社會發(fā)展需求。

（三）信息化發(fā)展需求

結(jié)合當(dāng)前時代的發(fā)展特點(diǎn)來看，信息化在其中占據(jù)著非常重要的地位，要想更好的拓展電氣自動化的應(yīng)用范圍，就必須具備與時俱進(jìn)的發(fā)展目光，迎合時代的發(fā)展需求，通過與IT技術(shù)的有效結(jié)合，可以使其控制水平得到進(jìn)一步的提升，通過對軟硬件技術(shù)的靈活運(yùn)用，必然會加速電氣自動化技術(shù)的全面發(fā)展。

結(jié)束語

綜上所述，目前我國工業(yè)生產(chǎn)自動化還處于普及階段，但是在國際信息化和自動化發(fā)展主流背景影響下，必然會加速我國工業(yè)自動化的發(fā)展步伐，實(shí)現(xiàn)工業(yè)電氣自動化技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，并結(jié)合我國工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際特點(diǎn)，構(gòu)建出完善的優(yōu)化策略，進(jìn)而推動我國工業(yè)信息化和自動化的全面發(fā)展，確保我國工業(yè)生產(chǎn)的高效運(yùn)行。