電氣自動化技術在自動化控制中的應用

王 巍

（中國寶武集團鄂城鋼鐵有限公司，湖北鄂州 436000）

1 電氣自動化技術在自動化控制中的應用意義

1.1 提高生產效率

電氣自動化技術的應用可以提升企業(yè)的生產效率，通過計算機系統(tǒng)和信息技術實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的控制可以有效節(jié)省人力資源。隨著電氣自動化的不斷發(fā)展，對于技術應用的要求也在不斷提高。為了進一步提升企業(yè)的生產效率，避免在技術運用過程中出現(xiàn)故障以及安全問題，需要重點提升電氣自動化技術的應用水平，可以利用電氣自動化技術對電力系統(tǒng)的自動化控制進行優(yōu)化，以保障自動化控制系統(tǒng)的工作質量。

1.2 優(yōu)化生產流程

電氣自動化技術在應用過程中，可以實現(xiàn)對企業(yè)整體的生產流程進行優(yōu)化，保證各項生產活動可以正常進行，在一定程度上可以提升企業(yè)生產工作的質量水平。企業(yè)需要將電氣自動化技術與生產工作的具體要求進行結合，通過自動化技術的應用，可以對電力系統(tǒng)進行動態(tài)監(jiān)測，重點針對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，可以幫助工作人員及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行中的故障問題，一旦出現(xiàn)運行問題，可以及時采取有效的應對措施，進而保證電氣控制系統(tǒng)處于良好的運行狀態(tài)。

1.3 提升生產質量

自動化控制是現(xiàn)階段企業(yè)發(fā)展的主要趨勢，為了在技術應用過程中可以保障生產質量，需要重點提升電氣自動化技術的應用水平，可以提前利用信息技術對電氣控制工作進行預定程序的設計，電氣系統(tǒng)就會按照規(guī)定的工作流程進行運作生產，可以有效降低在運行過程中各種故障問題的出現(xiàn)概率，進一步提高企業(yè)生產的質量。

1.4 推動產品性能的一致性

電氣自動化技術主要應用優(yōu)勢還表現(xiàn)在產品性能方面，自動化技術可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工生產技術，在生產過程中可以實現(xiàn)規(guī)范化的生產流程，同時通過系統(tǒng)控制實現(xiàn)自動化操作，在產品性能一致性方面，自動化技術明顯優(yōu)于人工操作技術，可以最大程度上保障產品的質量。同時，由于系統(tǒng)在運行過程中具有較高的復雜性，只依靠人工操作可能會存在諸多的操作失誤的情況，嚴重影響生產的質量以及生產過程的安全，而應用電氣自動化技術不僅可以實現(xiàn)對生產過程的動態(tài)化監(jiān)控，還可以避免人工操作中的各種問題[1]。

1.5 實現(xiàn)全面監(jiān)控

電氣自動化技術在自動控制中的應用，可以實現(xiàn)全面控制的目標，隨著信息技術的快速發(fā)展，二者的結合可以有效提升自動化控制的水平。利用信息監(jiān)控平臺可以對電氣系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，并對監(jiān)控數(shù)據(jù)進行整合分析，可以協(xié)助工作人員將各項參數(shù)控制在合理的范圍之內，同時電氣自動化技術還可以對系統(tǒng)的閥門進行控制，將相關數(shù)據(jù)統(tǒng)一整合反饋到監(jiān)控平臺中，工作人員可以直接通過監(jiān)控平臺調取各項數(shù)據(jù)進行分析和應用，可以為后續(xù)的管理工作提供數(shù)據(jù)支持。

2 電氣自動化技術在自動化控制中的應用特點

通過對電氣自動化技術應用優(yōu)勢的分析發(fā)現(xiàn)，電氣自動化技術在應用過程中對于提升生產質量、加強生產控制具有明顯的優(yōu)勢，而電氣自動化技術的應用特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①電氣自動化技術可以實現(xiàn)對電氣設備以及電力系統(tǒng)中各個線路的動態(tài)監(jiān)測，可以保障各生產設備和電氣系統(tǒng)處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)。②通過電氣自動化技術的應用，可以提升工業(yè)生產的效率，對于實現(xiàn)自動化生產的工作目標具有促進作用。企業(yè)在實際生產過程中，可能存在較為惡劣的生產環(huán)境，不僅無法進行有效生產，還會對工作人員的身體健康造成負面影響，而電氣自動化技術可以降低工作人員的工作總量，有助于企業(yè)提升整體的生產效率。③電氣自動化技術在自動化控制中的應用，可以滿足電氣工程自動化控制的需求，可以為后期的系統(tǒng)調試工作奠定基礎[2]。

3 自動化控制技術的主要類型

3.1 集中監(jiān)控技術

集中監(jiān)控技術作為自動化控制中的關鍵技術之一，是電氣自動化系統(tǒng)中較為常見的技術形式。相比于分布式監(jiān)控技術以及分散監(jiān)控技術，集中監(jiān)控技術的優(yōu)勢更為突出，在技術實際應用過程中可以有效實現(xiàn)相關設備、工作人員、技術的統(tǒng)一管理，集中監(jiān)控技術有助于各類數(shù)據(jù)地收集和整理，可以通過中央機房中的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)生產數(shù)據(jù)的存儲和整理，通過系統(tǒng)的高效運行，相關工作人員可以結合數(shù)據(jù)信息，針對下一步的工作計劃進行決策，同時該技術還可以針對監(jiān)控系統(tǒng)進行整合，實現(xiàn)對生產過程的統(tǒng)籌安排，可以有效彌補傳統(tǒng)監(jiān)控技術中存在的缺陷[3]。

3.2 現(xiàn)場總線監(jiān)控技術

在變電站和輸電網(wǎng)絡的電氣自動化系統(tǒng)中，都應用到大量的計算機網(wǎng)絡技術，例如，現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)，從目前我國電氣自動化技術的發(fā)展情況來看，該種技術形式的應用已經(jīng)處于成熟階段，這就為現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)的建立奠定了堅實的基礎，也可以為監(jiān)控系統(tǒng)平臺的設置提供技術支持，現(xiàn)場總線監(jiān)控技術在建設的過程中可以減少大量的隔離設備，對于企業(yè)而言，可以降低系統(tǒng)建設的成本，后期的維護與管理也會更加便利，維護成本和維護難度都會有所降低。

3.3 遠程監(jiān)控技術

遠程監(jiān)控技術相比于集中監(jiān)控技術優(yōu)勢更為明顯，該技術在應用過程中不需要鋪設大量的電纜，不僅可以節(jié)約成本，同時不會對控制系統(tǒng)造成更大的負擔，系統(tǒng)處理速度相對較快，在可靠性方面遠程監(jiān)控技術相比于其他技術形式更具有優(yōu)勢，因此遠程監(jiān)控技術已經(jīng)成為電氣工程建設中必備的技術形式之一，由于參與電氣工程系統(tǒng)建設和維護管理工作人員的人員結構相對復雜，可能無法形成統(tǒng)一的技術標準，而遠程監(jiān)控技術可以在通信技術的基礎上，結合遠程遙測以及數(shù)據(jù)集成技術，提升監(jiān)控系統(tǒng)的整體質量。該技術在實際應用過程中也存在一定的缺陷，在進行網(wǎng)絡通信時可能會受到現(xiàn)場總線的影響，導致通信速度受限，對于一些大型的電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)，可能無法達到預期的技術應用效果[4]。

3.4 人工智能技術

電氣自動化技術的應用是提升自動化控制能力的關鍵，因此對于多數(shù)從業(yè)人員而言，電氣自動化系統(tǒng)的應用要求相對較高，工作人員需要具備眾多領域的專業(yè)知識以及良好的技術能力，而人工智能技術的應用可以實現(xiàn)電氣自動化的智能控制。該技術主要是通過計算機技術理論，對日常工作中常見的工作流程進行程序設計，利用智能設備代替人力操作，可以有效節(jié)約人力成本，同時提高工作效率，人工智能技術在電氣自動化技術中主要被應用在環(huán)境監(jiān)測方面以及生產建設等，用人工智能技術的傳感器，可以對工作環(huán)境進行有效監(jiān)測，如果數(shù)據(jù)信息總量較大，人工智能技術可以對信息進行智能分類，再進行收集。同時由于所監(jiān)測的內容和范圍存在差異，所使用的傳感器的功能也有著明顯的區(qū)別，常見的傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器以及煙霧傳感器等[5]。

4 電氣自動化技術在自動化控制中的應用分析

4.1 變電站管理

企業(yè)在應用電氣自動化技術的過程中，需要樹立創(chuàng)新理念，重點加強技術應用形式的創(chuàng)新，進而充分發(fā)揮電氣自動化技術的應用優(yōu)勢。隨著變電站管理工作的要求逐漸提高，對于自動化的需求也越發(fā)明顯，電氣自動化技術的應用可以提高變電站的管理效率，變電站的主要作用是轉變電壓、控制電流方向以及分配電能，作為電力系統(tǒng)中的關鍵組成部分，其管理質量和工作效率都是保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要基礎，而傳統(tǒng)的管理模式主要采用人工管理的方法，管理工作的效率相對較低。自動化系統(tǒng)在運行過程中，會自動采集變電站相關設備的運行狀態(tài)和行為數(shù)據(jù)，通過自動化監(jiān)測系統(tǒng)將相關數(shù)據(jù)直接呈現(xiàn)在計算機屏幕中，相關工作人員可以直接通過計算機系統(tǒng)監(jiān)測變電站的運行狀況，實現(xiàn)自動化管理[6]。

4.2 電網(wǎng)調度

隨著工業(yè)生產用電以及日常生活用電的需求不斷增加，需要重點提升電網(wǎng)調度工作的效率。傳統(tǒng)的電網(wǎng)調度模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段的用電需求，因此新技術與傳統(tǒng)電網(wǎng)調度技術的融合已經(jīng)成為調度工作的主要工作模式。電氣自動化技術的應用，有效提升了電網(wǎng)調度的效率和工作質量，電氣自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)對電力配送網(wǎng)絡運行狀況智能監(jiān)測，并且結合城市中各區(qū)域電力系統(tǒng)的運行情況，對電力資源進行合理的分配，通過電氣自動化的方式把信點通道以及站端和控制中心構成的電網(wǎng)調度系統(tǒng)結合起來，進而形成電網(wǎng)調度中心以及變電站終端的連結，可以有效實現(xiàn)信息共享，按照各個區(qū)域對電力資源的實際需求統(tǒng)一的配送，可以有效避免發(fā)生電能過剩以及電力不足的情況。

4.3 發(fā)電廠中的應用

發(fā)電廠的管理對于電氣自化技術的需求相對較大，利用電氣自動化技術可以建立分散化的測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是由通信網(wǎng)絡、以太網(wǎng)以及控制單元構成，采用分布分層的設計模式，可以有效接收熱電阻以其開關量等傳輸?shù)男盘枺⑼ㄟ^自動化控制系統(tǒng)。獲得設備運行狀態(tài)，進而獲得設備運行數(shù)據(jù)和相關的參數(shù)信息，電氣自動化技術應用可以有效提升信息監(jiān)控工作的質量，同時通過對發(fā)電廠的分散控制，可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)中關鍵線路和主要設備的有效監(jiān)控，相關工作人員可以實時接收電氣信號，并對相關數(shù)據(jù)信息進行分析整理，對于提升系統(tǒng)工作效率具有積極作用[7]。

4.4 輸電系統(tǒng)

輸電系統(tǒng)是電氣工程的關鍵環(huán)節(jié)，是將電力資源傳輸?shù)接脩魠^(qū)域的主要通道，輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行直接關系到電力運輸質量。隨著用電需求的不斷增加，建立自動化輸電系統(tǒng)一直是電氣工程主要的工作內容，為了保證輸電系統(tǒng)的高效運行，往往需要加強對技術的嚴格管理，在自動化輸電系統(tǒng)中加入傳感技術以及監(jiān)測技術，時刻關注輸電系統(tǒng)的運行狀態(tài)。電氣自動化技術的應用可以實現(xiàn)輸電環(huán)節(jié)的規(guī)范化，可以幫助工作人員對輸電系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息進行分析，通過對輸電系統(tǒng)的監(jiān)測，一旦出現(xiàn)故障，可以直接利用傳感器將故障信息傳到中央控制中心，針對簡單的故障形式，電氣自動化技術可以實現(xiàn)自動修復，對于較為復雜的故障原因，則需要工作人員在相關數(shù)據(jù)的基礎上進行有效調整。這種工作模式可以有效避免電力在傳輸過程中由于輸電系統(tǒng)的不穩(wěn)定導致的電能浪費，可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的調控，提升輸電效率。

4.5 順序控制

電氣自動化技術在自動化控制中的應用還體現(xiàn)在順序控制方面，企業(yè)需要提升電氣自動化技術的應用水平，保證自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，提升企業(yè)生產效率，進一步加強企業(yè)的經(jīng)濟效益、社會效益。隨著生態(tài)環(huán)保理念的深入人心，節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展理念已經(jīng)成為電氣工程發(fā)展的方向，因此，相關企業(yè)需要積極響應環(huán)保工作的號召，利用電氣自動化技術，重點加強資源的利用效率，減少生產污染的排放，實現(xiàn)對生產工藝流程的監(jiān)控[8]。

5 電氣自動化技術在自動化控制中應用的發(fā)展趨勢

隨著科學技術的不斷進步，電氣自動化技術在自動化控制中的應用也在不斷更新優(yōu)化，結合現(xiàn)階段電氣自動化技術的主要形式，該技術的應用趨勢包括：①智能化的發(fā)展趨勢，人工智能技術只是智能化的一部分，隨著信息技術的不斷優(yōu)化，自動化控制會逐漸拓寬智能化技術的應用范圍，進一步推動電氣工程系統(tǒng)的智能化發(fā)展，例如，可以通過專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡技術等實現(xiàn)對電氣的智能化控制；②隨著電氣自動化技術的應用范圍逐漸擴大，該技術在應用過程中會更加成熟，部分自動化控制設備也會逐漸趨于市場化，因此需要從事電氣自動化技術研發(fā)的企業(yè)提前針對市場信息進行調研，可以結合現(xiàn)階段電氣自動化技術的發(fā)展情況以及市場實際需求，開發(fā)相關技術產品。

6 結束語

電氣自動化技術在自動控制中的應用具有積極作用，可以提升生產效率與工作質量。隨著信息技術的不斷發(fā)展和相關技術理念的融合，電氣自動化技術也在不斷地優(yōu)化發(fā)展中。電氣自動化技術在實際應用中需要結合電力工程系統(tǒng)的工作情況，選擇合適的技術方案，充分發(fā)揮技術應用優(yōu)勢，進而實現(xiàn)自動化控制的目標。