电气自动化技术发展现状与发展趋势分析

□贾浚辰

随着现代信息技术的发展，电气自动化技术也得到全面的发展，电气自动化技术实现了用自动化设备控制、监控以及调整整个工业生产的过程，使整个生产线达到最佳状态，保证了整个生产线生产产品的质量。电气自动化技术不仅具有可靠的特性，还具有高效的特性，由于在电气自动化技术的生产过程中，通过运用自动化设备进行操作，比如说机械手臂，自动生产设备等进行操作，其不仅节约了劳动力，而且提高了生产效率，电气自动化技术应用不仅为工业带来了便利，更给人们生活的方方面面带来方便，现如今随着电气自动化的发展，人们的衣、食、住、用、行都不能离开电气自动化技术。也可以说电气自动化技术的发展为整个社会的发展提供了源源不断的动力。

一、电气自动化技术发展的现状

(一)电气自动化控制系统。目前，电气自动化控制系统大多采取分布式计算对系统进行控制，特别是在比较大的系统中，由于需要监控的数据总量比较多，如果只是用一台计算机对系统进行监控，就会造成计算机的运行监控的程序比较多，计算机的速度就会受到很大的影响，甚至可能会造成计算机死机等问题，这就不能保障自动化控制系统的安全可靠性，因此，电气自动化控制系统需要多台计算机共同对系统进行监控。这就在一定程度上缓解了计算机的压力，每台计算机所监控的对象与任务不同，每台计算机负责监控其中一项或者是几项数据，如果其中一台计算机出现了故障，其他计算机可以代替故障计算机检测数据。另外，除了每项数据检测的下位计算机以外，还需要有上位机对整个运行的状态节能型实施监控，如果超出限定值范围，上位机需要警报提醒，如果需要运行，上位机发出指示信号，下位机接收到信号进行判断与行动，上机位与下位机一般是通过局域网方式进行连接的。

(二)集散控制系统与现场总线控制系统。传统的制造工厂通常情况下只有一个控制间或者是控制柜，在主控制器的周围集成模拟量的输出/输入、数字量输出/输入，然后再通过电缆线半个个点与现场设备进行连接，这种控制方式存在极大的劣势，比如说:施工量相对较大，占地的面积也比较广泛，很容易出现错误，而且其可拓展的性质不是很高。而集散控制系统是集中计算机、控制、网络通信以及图显等技术的优势，与常规的集中式系统相比较，集散控制系统实现了分散控制方式，把控制系统的危险进行分散，不仅提高了系统的可靠性，减少了投资成本而且维护起来更加方便，现场总线控制系统是在集散控制系统方式的基础上建立起来，总线控制系统顺应了电气自动化控制系统的发展潮流。

(三)交流调速系统。交流电机的使用初期，在应用领域交流电机的各项性能都非常实用，特别是在工业上，但是交流电机也存在一定的缺陷，也就是调速相对较困难，尤其是在精确转速时，交流电机不能满足实际的要求，因此人们只能采用直流电机，但是直流电机的缺点是比较容易损坏，且还要定期对电刷进行更换。而在工业中一般都是用交流电，为了使用直流电机还需要配送直流电，在使用起来非常不方便，而在交流调速的方法的推广以及使用有效解决了这个问题，目前交流调速大多采用的是直接控制转矩方法，虽然还不能与直流电机相比较，但已经能应用于更广泛的场合。

二、电气自动化技术的发展趋势

(一)操作人员更加专业化。电气自动化系统的设计是比较复杂的，一般需要专业的人士才能完成，但是电气自动化系统在安装的时候操作是非常简单的，也因为如此，大多数公司会在系统安装完成后，才对直接接触系统的操作人员以及维护设备的工作人员进行一些简单的操作方法培训，关于电气自动化系统的内部结构原理等很少涉及到，也没有进行过系统的统一培训，这就造成操作人员以及安装人员对于电气自动化设备的了解与认识只是感性的认识，导致在以后的操作和安装过程中，都是以比较机械的方式进行。而如果突然出现故障等情况，就会造成维修以及操作人员手忙脚乱，无法及时对设备故障作出判断，这就可能为公司带来很大的损失。因此在新的电气自动化设备进行安装时，必须让操作人员掌握好这些技术，并要对操作人员以及维修人员进行系统的技术培训，从而提高操作人员以及维修人员的技术水平，不仅在操作中不会手忙脚乱，而且对于简单的故障可以及时进行维修与检测。

(二)电气自动化技术与计算机技术紧密结合。电气自动化技术产生以及发展的最终目的是为了提高生产效率，从而使人们从繁重的劳动中脱离出来，促使其生活与工作的环境更加悠闲与舒适。随着计算机技术的普及与发展，人们的日常生活工作与计算机都存着密切的联系，虽然计算机技术已经应用于电气自动化技术当中，但是由于两者相互依赖以及融合的程度并不是很深，计算机技术知识被运用于对系统的监控当中，这不能使计算机技术在电气自动化技术中发挥出最大的优势，这就需要在未来的电气自动化技术中不断加大计算机技术的应用比例，促使计算机技术在电气自动化技术中发挥更大的作用，比如说，计算机技术除了应用系统监控以外，还应该应用于现场控制设备，用计算机中的一些虚拟软件替代现场的控制器等，不仅可以有效节约投入成本，而且操作起来更加简单便捷，大大减低了出错的机率。由此可见，计算机技术与电气自动化技术的相互融合，是电气自动化技术发展趋势的重要内容。

(三)关键科学技术需要不断创新。电气自动化技术的发展离不开科学技术，但是我国的科学技术水平与一些发达的国家相比较，仍然处于劣势，尤其是关键技术方面，这就造成我国的生产企业在国际竞争中不能处于优势地位，经济全球化的发展，促使我国经济也有了很大的提高，为了使我国的生产企业能有所发展，从而加快我国经济的发展速度，国家要加大对科技研发投入的力度，重点培养高科技人才，从而推动科技的创新，尤其是关键技术的创新。另外，创新电气自动化技术就需要电子与信息技术的不断更新，电气自动化技术的科研学者要在不断汲取其他领域科技成果的同时，努力提升自身的科技创新能力，从而促使创新技术增大科技含量，进而研究出更多的高科技装备，满足工业企业的发展需要以及满足人们生活的需要。

(四)由低频到高频化的方向发展。随着时代的发展，人们对于高速电路的需求发生了变化，从低频到高频化的方向发展已经成为发展的必然趋势。原有的用晶闸管进行相控整流的电流变化器，由于速度较慢，已经无法适应社会发展的需要，随着科学技术水平的发展，PWM 方式被引入其中，不仅使其功率得到有效提高，而且降低了高次谐波对电网带来的影响，同时，采用PWM 方式以后，还使电动机在低频区的转矩脉动问题得到了解决，但是由于变换器中的低次谐波对转矩产生干扰，造成电机产生运作时的噪音与震动，为了解决这样的状况，可以采取开关频率调高的方式从而减低噪音与震动。但是这样操作会造成开关的损耗加大，最终导致开关频率的调整幅度也不是很高，美国教授Divan 提出的谐振式直流环逆变器，使电力电子器件在零电流或者是零电压下进行转换。最大限度地减少了开关的损耗程度，促使开关频率得到提高。

三、结语

随着电气自动化技术的发展，电气自动化技术的实用性强，容易操作且容易管理的特性逐渐显露出来，这些特性在很大程度上促进了社会经济的发展，而社会经济发展的同时，又促使电气自动化技术不断更新换代。