近年来,中国经济取得了长足的进步,相应的电力系统也迎来了发展的高峰期。随着科学技术的进步和经济建设的推进,中国的电力系统在技术方面的不断突破和创新,电气工程的自动化程度也有了很大的提高。
电气工程及其自动化是工业发展不可或缺的一种技术,但同时这种技术在商业领域的应用也是非常普遍的。随着社会的发展,商业间的交流越来越多,交易也越来越复杂,近年来,随着以太网和internet网络的发展,商业间的交流与数据传输得到了极大地满足。同时,商业和工业的发展带动了经济的腾飞,从而促进了科学技术的进步,反过来又有力的推动了电气工程及其自动化技术的发展,加速了电气工程及其自动化技术变革的过程。
今后电气自动化技术应该是按着信息化、开放化和分布式的趋势发展的。其中信息化趋是指根据计算机系统与网络技术相结合来实现电气设备的网络管理一体化。开放化是指将系统局域网络与外界网络相连接从而实现电气工程系统的对外开放。而分布式结构是指在确保计算机网络能够正常工作的前提下,将整个计算机系统分为几个能够独立工作的模块,从而达到分散风险的目的。
一、电气工程与电气自动化
随着时代的进步,电气工程在中国经济发展过程中起着越来越重要的作用。电气工程英文翻译为ElectricalEngineering(EE)是目前高新科技中的顶尖技术学科之一,同时,它在学术研究领域也是时代重点发展的热点技术。
毫不夸张地说,电气工程的发展水平是衡量一个国家科技水平的重要标杆,如电子通信技术的应用和发展,它不仅促进了计算机网络技术作为信息时代的发展基础,也可以通过新的模式,从根本上改变人们的工作和生活方式。
随着社会经济的不断发展以及电气工程技术的不断创新进步,电气自动化技术已广泛应用于全部工业领域,如开关设计、电器销售等;以及航天科技设备的研究与创新、配电自动化、馈线自动化和变电站自动化的电气自动化和应用领域。在现阶段,电气自动化的作用已渗透到人们生活的各个方面,可以说,已成为人们日常生活的重要基础。自上世纪五十年代以来,电力电子器件也迎来了第二代、第三代,交流电机控制理论的发展,通用变频器技术的不断进步,DCS系统中的应用,我们有理由相信,电气自动化技术在不久的将来应用的重要性会有一个更明显的表现。
二、电气自动化技术的设计原则以及基础特点
要想对电气自动化技术进行有效应用,我们首先需要掌握的是电气自动化技术的设计原则及其基础特点。从前文相关论述中,我们已经了解到电气工程和电气自动化的基本概念及定义,下文中,主要就电气自动化技术的设计原则以及基础特点展开详尽的论述,为电气自动化技术在电气工程中有效应用措施的论述奠定基础和前提。
(一)电气自动化技术的设计原则
就电气自动化技术的应用来说,主要目的是为了提高电气工程的运行质量,保障电气工程安全运行,因此就电气自动化的设计原则来说,也应主要围绕适用以及高效这两点原则来进行有效设计:首先,就电气自动化的设计来说,应最大限度满足产品生产对电气自动化的基本要求,比如就交流电机磁场的设计定向来说,就是为了保证工业生产过程中信号处理的简单性和易操作性;在满足使用的需求基础上,建议应力求设计的简单性与经济性,如单片机的发展来说,最开始采用的是mcs-51 的单片机,到后来出现了适合批量生产的PIC 单片机;这里要弄清两个概念,集中指令集(CISC)和精简指令集(RISC)。集中指令数据线和指令线采用分时复用的方式也就是即谓冯.诺伊曼结构。而精简指令集采用数据线和指令线分离,即所谓哈佛结构。最开始的mcs-51属于CISC,PIC属于RISC.一般来说,控制关系较简单的小家电,可以采用RISC型单片机;控制关系较复杂的场合,如通讯产品、工业控制系统应采用CISC单片机。过,RISC单片机的迅速完善,使其佼佼者在控制关系复杂的场合也毫不逊色。
电气自动化技术设计过程中还应着力处理好电气与机械运作之间的关系,考虑电气与机械的匹配,兼容。从而尽可能的减少电气工程运作过程中产生的机械损耗;除此之外,设计的美观、实用以及维护简单,也是设计过程中需要掌握的原则。
(二)电气自动化的基础特点
对电气自动化技术进行有效应用,除了了解到其设计原则之外,还应充分掌握其特点。从传统电气工程的运作过程来看,几乎所有的电气设备中计量工作、控制共组以及保护工作都是由一些独立的设备配件来完成的,这样一来,仅靠配件之间的单项的配合来完成一些工作,不仅会大大降低设备的工作效率,同时还极有可能造成机械的硬性损伤;就电气自动化技术来说,主要依靠的是微型计算机操作的有效进行,通过计算机的智能控制,对硬件软件设备操作,从而完成相应的工作。
三、电气自动化技术在电气工程中的有效应用
随着社会经济的发展,电气工程已经逐渐深入到各个行业以及各个领域;而就电气自动化技术而言,指的是在电气工程运行作业的过程中,采用一系列具有远程调制、管理以及监视功能的装置和设备,最终起到保障电力系统供电质量以及供电安全的应用技术。DCS 系统又称为集散控制系统,较传统的集中式系统而言,是一种通过计算机操作系统进行集中分散式方式进行自动化控制的技术。通过前文相关论述,我们已经大致了解到电气工程、电气自动化技术的基本概念,结合电气自动化技术的应用特点来看,在下文的叙述中,将主要结合DCS 系统在工业领域中的应用对电气自动化技术的发展提出有效建议。
(一)系统设置
就DCS 系统在电气工程中的应用来说,主要靠的是计算机将工作信号通过抗干扰的无线传输方式,将信号传输到相应设备的控制系统中,然后来实现设施设备的有效运作。为了提高总操作系统的安全性以及稳定性,建议在进行设备选择时,最好采取有效的检测措施,对设备的运行状态以及运行质量进行可靠的检验,尽量确保系统设置无故障、操作维护方便、运行可靠等。
(二)微型计算机的有效应用
从前文的设计原理中,我们已经大致了解到DCS 集散式控制方式应用的重要性。结合电气工程的具体特点,我们可以看到,在DCS 系统中,计算机控制系统发挥着至关重要的角色。计算机技术的有效应用,不仅能够使得系统能够自动完成记录分析等工作,同时还可以根据设施运行的具体情况,对收集到的数据进行准确分析和整理,从而直接形成波形的控制图形。除了引入微型计算机的基本功能之外,还应进行技术的及时更新,尽量提高全程自动控制的有效性;必要时,还可以根据接口与操作界面来增强系统实用性。
(三)自动化控制系统的有效设计
DCS集散式自动化控制技术的有效应用,除了对系统设置引起足够的重视、对微型计算机进行充分利用之外,还应从控制系统的内部出发,通过监控方式的有效设计,提高电气自动化技术的应用效果。电气自动化技术中的监控方式,主要包括了现场总线的监控、远程监控等方式,在通过计算机方式进行自动化操作的过程中,一定要根据电气工程的具体运行状态以及实际需求进行监控方式的合理选择。
(四)自动化趋势
1.智能化
现在的电气控制应当是以人工智能为基础,吸收运筹学、模糊数学、计算机科学结合各种算法,并综合心理学、生理学等各个学科,用来模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。
2.模块化
模块化是一项重要而艰巨的工程。分模块设计,分成电气接口、机械模块、动力模块等。如研制一种调速机构,电机作为动力模块,控制模块简单点的可以用PLC,高档的可以兼具有视觉、测距等功能的控制模块,以及完成各种动作的机械手模块。使得该行业标准化系列化,以达到节约开发时间,提高效率。
3.网络化
新世纪网络应用越来越广泛,世界工厂到处都是,因此需要控制方式也要随着变化。基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势。
四、总结
综上所述,我们可以看到,就电气自动化技术在电气工程中的有效应用来说,不仅是提高电气工程运行质量,保障电气工程作业安全的有效措施,同时也是促进我国电气工程的科技应用水平,促进我国电气工程进步的重要途径。电气自动化是现代电气工程的支撑,也是所有工业发展的基础与原动力,随着现代化、国际化和全球化的科学技术发展,电气工程中电气自动化的应用也得到了十分迅速的发展,并且已经被广泛应用在各个学科和领域中。而电气自动化系统的应用可以促进电气工程的发展。我们要从各方面大力提高电气自动化系统的水平,使其能够在电气工程中充分发挥其优势,使电气工程能够安全运行,从而提高电气工程的经济效益。电气自动化技术的有效应用,除了上文中提到的系统设置、监控方式等方面的合理调制之外,同时还很应将电气自动化技术充分应用到电网调度以及发电厂测控系统方面,充分发挥电气自动化技术的积极效用,争取为我国电气工程的发展作出应有的努力和贡献。
参考文献:
[1]高召宁,李培华. 刍议电气自动化在电气工程中的应用[J].青年与社会,2013,09:249.
[2]崔旭辉. 电气自动化在电气工程中的应用分析[J]. 计算机光盘软件与应用,2013,08:84-85.
[3]高垚. 试论电气自动化在电气工程中的应用[J]. 数字化用户,2013,11:30