工业电气自动化应用与节能技术浅谈

赵虎山

【摘 要】随着我国工业化的不断发展，人民的生活水平得到显著提高，对工业发展提出了更高的要求，因此，工业电气自动化被应用到多个领域和环节，为整个中国工业带来了前所未有的变革与发展，与此同时，也带来了巨大的经济和社会效益，而我国对工业电气自动化的关注程度、开发力度更是前所未有的。本文从工业电气自动化概述、工业电气自动化的应用情况、工业电气自动化的节能技术等三个层面浅谈我国的工业电气自动化应用与节能技术，希望能够丰富这方面的文献资源。

【关键词】工业电气自动化 应用原理 节能技术 发展趋势

随着科技的高速发展，人民生活水平得到了日益提高，解放劳动力和节能减排是当前急需解决的工业问题，因此，工业电气自动化应用与节能技术被广泛提及，工业电气自动化也被我国的各个系统、部门应用着。尤其是改革开放以来，工业电气工程的自动化也变得更加人性化，为我国的工业建设带来了比较大的经济效益和社会效益。因为工业电气自动化的先进性，使得这项技术可以被应用于工业生产的方方面面，时至今日，更是发展成了比较完善的体系，预测其未来的发展趋势基本可以体现在以下三个方面：一次设备的智能化发展、一次设备在线监测的实现、电力互感器向光互式方向发展。

1工业电气自动化概述

工业电气自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科，作为一项新兴技术，工业电气自动化更是与人们的日常生活密不可分，其发展速度十分迅速、发展态势十分迅猛，与工业生产的密切关系也使得这项技术日趋成熟，已经成为高新技术产业的重要组成部分，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。在概念方面，工业电气自动化是指电气装置或者电气设备在没有人操作的前提下，按照提前输入的指令对工业进行控制或者操作的过程。目前电气自动化在工业、农业、医疗等多个与人类生存息息相关的领域被广泛应用，其中工业电气自动化不仅可以解放生产中的劳动力，还能使生产过程更高效、安全，很多情况下，工业电气自动化已经成立一个国家的技术先进与否的重要标准。因此，我国对工业电气自动化的关注程度、开发力度都是前所未有的。

2工业电气自动化的应用情况

上个世纪五十年代，电气自动化专业在我国出现，并由此拉开了工业电气自动化技术快速发展的时代序幕，经过半个多世纪的发展，电气自动化技术已经被推广到了与人们的日常生产、生活息息相关的多个领域。电气自动化技术的飞速发展离不开科学技术的支持，它被广泛应用在工业领域，便是由自动化的机器代替人工完成工作任务，不仅可以节约人力资源、物力成本，电气自动化还能够提高工作效率、保证工作质量，为工业创造经济价值。尤其是一些危险系数高的工作，以安装了自动化程序的机器为主要劳动力，可以直接避免对人员造成的身体伤害。日常生活中随处可见工业电气自动化技术，例如在空调设备中、制暖设备中、楼宇通信设备中。目前，我国从事工业电气自动化技术研发的人才更多、领域更广泛，很多高校已经开设了电气自动化专业。为工业电气自动化的发展与创新提供支持的是信息技术的发展，信息技术的特点推动了工业电气自动化的多方面应用。

2.1工业电气自动化的应用原理

随着科技的进步，电气自动化也被应用到各个领域中，尤其是工业电气自动化的发展更为迅速，OPC技术出现以后更是极大地推动了工业电气自动化的发展。工业电气自动化的发展基于控制系统，表现为易于集成、比较灵活，并能够有效地节约资源、降低成本，它的应用能够促进工业发展，短时间内便可带来经济效益和社会效益。整个应用原理是：充分利用现场总线控制系统，该系统控制准确性高、智能程度高、互动开放性强、时效性强，能加强工业底层生产过程和生产所需设备之间的关系，加快信息交流过程，能够保证管理层面和执行层面的通信透明和自动化数据的存取。如此一来，工业电气自动化应用这一系统后准确度更高、控制更灵活，同时还降低了成本和生产程序误差，这也正是近年来工业电气自动化被应用到了诸多领域的原因所在。基于此原理，电气自动化提升了工业的生产效率和产品的可靠性，应用此项技术的企业无异于获得了一项强有力的技术支持，从而一跃站在同等行业的顶峰，提升了企业的核心竞争力，虽然工业电气自动化技术发展迅猛，但也存在一些需要调整和改进的地方，需要继续发展。

2.2将工业电气自动化应用于建筑行业

因为我国城市化进程加快，固定的城市区域内集中了大量的城市人口，对建筑行业的要求也越来越高，需要在尽量短的时间内保质保量地完成建筑任务。工业电气自动化应用于建筑行业是最常见的，在建筑行业中应用工业电气自动化技术可以降低建筑成本、提高施工效率、简化施工过程、从危险系数较高的任务中解放施工人员，因为这种自动化的技术可以按照最科学合理的方法进行人员分工、资料分配、时间安排等，将复杂的建筑施工任务简单化、便捷化。电气自动化技术为建筑行业增添了新的活力，通过在建筑物中实现现场总线控制系统连接自动化系统和智能设备，就可以快速解决系统之间的信息传递问题，真正实现工业自动化。同时，在高楼大厦中的安全、防御、防火、监控、通讯、办公等多个环节也需要应用电气自动化，这种技术使得目前的建筑行业更加智能化、高端化。使用自动化技术还能够减少后期电缆的使用，在材料上节省支出，也为后期电缆维护省去了不少麻烦。

2.3将工业电气自动化应用于空调设备

文献资料显示，除建筑行业外，空调设备采用工业电气自动化的情况也比较多。空调是家庭中常备的家用电器，因其制冷、制暖的双重功能而广受欢迎，使人们能够在炎热的夏季和寒冷的冬季都能够感受到适宜的温度，但是空调能够为人们既提供凉爽，也提供温暖的特点，使得空调设备必须要应用电气自动化技术，也是电气自动化技术成就了空调的这两项基本功能。空调设备的运行原理是：它可以利用内部的电气自动化装置，通过比例积分的运算方式对相关数据进行计算和处理，空调设备中的温湿度传感器可以敏锐地“感受”室内的温度和湿度，比较事先设定好的温度、湿度和内部传感器获得的温度、湿度数据，并将比较后的信号传输到通风湿度控制上，以实现对室内温度、湿度的调控，使室内的温度、湿度与设定数值相符。当室内的温度、湿度达到了预先设定值的时候，传感器再度通过运算使空调停止运转，实现对室内温湿度的控制。这样的过程便是在空调设备中应用工业电气自动化的原理。

3工业电气自动化的节能技术

工业电气自动化的节能技术是最为领先的技术所在，在节省运行成本、提高生产效率、改善工业环境等方面都起着积极作用，伴随“绿色工业革命”的兴起，在工业领域的节能技术广受推崇，并已经成为了当前的经济建设和工业建设的双重目标，电气自动化日益成为了工业领域节能的有效武器。在电气自动化系统中，最为显著的是对电力资源的节约，以下从减少电能损耗、选对变压器、无功补偿和选对滤波器等四个方面阐述工业电气自动化的节能技术。

3.1减少电能损耗

工业电气自动化的机器在运行中一定会需要电力支持，但是在节能方面首先要考虑的就是尽量减少对电能的无谓损耗。在电气自动化运行过程中，通过电力传输才能产生效果，然而由于导线电阻缘故，势必会造成电力的损耗，这种消耗是没有任何意义的，因此应该采取措施来减少这种电能消耗。第一，在导线的材质方面要选择电导率相对小的；第二，线路的走向要合理，因为减短导线的长度就可以减少因电阻而产生的不必要消耗；第三，适当加大导线的横截面积，这样便可将电阻减小。

3.2选对变压器

变压器是工业电气自动化不可缺少的一部分，但是这种常见的电器设备却会消耗很多电力，为了节约能源，在变压器的选择上也有很多门道。首先，要选择节能变压器，便可以在源头解决耗费电能源的问题；其次，要减少负荷不平衡，只有维持好三相电的平衡才能减少对变压器的损耗，从而减少耗电，例如采用单相自动补偿设备、三相四线制供电等将用电平分到三相电源上。

3.3无功补偿

无功补偿在电力供电系统中有着重要作用，它可以降低损耗、提高供电效率，从而改善供电环境，正因为无功功率补偿装置不可或缺，但又比较耗电，所以要合理、正确地选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，以达到提高电网质量的目的。第一，通过严格计算来确定电容器补偿的使用；第二，采用具有调节平滑、跟踪准确、适应面广等诸多优点的模糊投切方式，改变原有方式来实现补偿效果的最优化；第三，要尽量防止整个过程中的投切振荡、无功倒送等情况出现；第四，无功补偿设备就地安装、就地补偿，避免在传输过程中出现二次耗能。

3.4选对滤波器

电源滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。因为突然增加设备，在电网扩建过程中难免会产生谐波电流，而这些电流又会因为电网的阻抗而产生容易产生畸变的电压，增加对电气设备误操作的可能性，从而影响电网的正常使用。因此需要选对滤波器来实现节约能源，应用有源滤波器，可以过滤到部分谐波电流，从而增加电气设备有效率，节约电力资源。

4我国工业电气自动化未来发展趋势

通过对工业电气自动化应用情况的分析得知，电气自动化技术未来的发展趋势就是被广泛应用在各种领域，无论是工业、农业，还是医疗、教育，甚至在国防领域，因为工业电气自动化技术可以节约成本、解放劳动力、增加工作准确率，获得更多的经济社会效率。

近年来，我国的工业电气自动化水平得到了快速提升，不仅可以直接应用技术，还能够实现对电气自动化技术的自主研发，该技术的应用推动了科学技术进步、国民经济发展，逐渐拉近了与工业强国之间的距离。我国工业电气自动化未来发展趋势主要有以下几点。

第一，对于工业电气自动化技术的应用应该建立成熟的机制和完善的体制。目前，工业电气自动化技术还属于高新技术，发展时间尚短，因此应该在努力研发更先进的技术和产品时注意保证生产的规范和标准，不能一味只求高效创收而忽视和谐发展，在发展中需要考虑的问题有污染问题、浪费问题、安全问题、产权问题等。建立成熟的机制和完善的体制就是要确保工业电气自动化的研发有章可循，在以创新为主导地位的前提下，坚持科学发展观指导思想，做到以人为本，实现经济的快速增长、科技的飞速发展。

第二，实现各领域联动发展。工业电气自动化技术不仅能够应用于工业领域，还能够为其他领域和行业创造效益，因此未来的发展趋势之一就是实现各领域联动，集工业、农业、商业、医疗、教育、国防等领域的高精尖人才，共同开发电气自动化技术，实现社会的整体发展。

第三，为自主研发电气自动化系统和产品提供发展空间。电气自动化的研发就是一个创新的过程，因此，应该为这种创新工作提供足够的空间和优越的条件，大力推动电气自动化技术的发展，开创工业电气自动化技术科学发展的新局面。

5结语

综上所述，工业电气自动化被广泛应用于各个领域和系统之中，因其高效、准确、自动等特点为我国的工业建设带来了重大经济效益。但是若想工业电气自动化发挥更大的效能，除继续发展技术之外，还要做到节约能源。本论文从工业电气自动化概述、工业电气自动化的应用情况、工业电气自动化的节能技术以及工业电气自动化的未来发展等方面分析我国工业电气自动化的应用与节能技术。在我国，工业电气自动化主要被应用于建筑行业和空调设备，要想做到节约电力资源需要减少电能损耗、选对变压器和滤波器、做好无功补偿，方能发挥工业电气自动化的最佳效用。另外，本文还简要预测了我国工业电气自动化未来发展趋势，电气自动化技术未来的发展趋势就是被广泛应用在各种领域：对于工业电气自动化技术的应用应该建立成熟的机制和完善的体制、实现各领域联动发展、为自主研发电气自动化系统和产品提供发展空间。

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