浅谈电气工程及其自动化

符容

【摘要】随着我国经济的不断增长，电气工程自动化技术在工业行业中的重要性是与日俱增。电气自动化是运用电子技术、微机控制技术和计算机网络技术实现电气自动控制，是结合电气技术和计算机技术实现直接或间接程序控制，通过系统集成，实现自动控制电力系统运行和维护功能。工业自动化不仅是工业现代化的一项重要标志。 也是工业现代化的物质基石。本文针对当前电气工程中自动化技术的发展和运用，对电气工程及其自动化问题进行了探讨。

【关键词】电气工程；自动化；技术

[文章编号]1619-2737（2016）01-12-152

1. 电气工程自动化及其重要性

电气工程是保证工业生产正常运行的基础保障。在工业生产中，各种智能化的先进设备仪器不断的应用到生产中，所以电气工程中的作用越来越重要。电气自动化是从上个世纪50 年代开始兴起并且逐步发展壮大的，以化工企业为例，到如今，化工工业自动化技术和装备技术不断发展，其发展速度和应用领域急速扩大，几十年来，从初期简单的手工操作到连续工艺迅速发展，为工业发展做出了巨大的贡献。同时工艺单发展也对生产稳定性提出了越来越高的要求，仪表使用越来越普遍，由于自动化专业在国民经济领域里发挥的巨大的作用，涉及面之宽，应用范围之广，自动化技术从简单回路的闭环控制到单元装置的全面自动控制，所使用的工具也从气动单元组合仪表、电动单元组合仪表到DCS，普遍应用在化学工业中，控制水平也日新月异，从传统单参数简单控制回路到多变量复杂控制技术，而且正以蓬勃发展之势影响着人们的生产和生活。目前生产中的快速反应、临界稳定工艺、能量综合平衡等得到广泛应用，可以说生活中到处都有自动化的身影。随着工业规模的进一步推广，特别是在化工行业中，对自动化提出了更高的要求。同时，信息技术更是极大地影响着化工自动化技术的发展，电气自动化技术应用更为广泛。

2. 电气工程自动化问题所在

电气自动化系统集成是电气自动化系统功能提升的必经之路，我国目前一些电气自动化还处在初级自动化的层次，自动化具有互不连接、功能单一、信息独享的缺陷，不能充分发挥电气自动化的功能和作用。而且电气自动化的发展方向是建立高效、快捷的电气工程及自动化系统，但目前很多企业自身网络构架不尽相同，使得依托于网络结构而发展的电气工程自动化的发展受到了阻碍。另外不同企业和商家在软、硬件产品交换过程中，因为程序接口的不一致，影响企业数据和信息的传输交流，进而阻碍了企业数据和信息的共享，使电气工程及自动化系统在实际运行中无法发挥应有的效应。

3. 电气工程自动化对策分析

3.1发电厂自动化。

发电厂作为电力系统的始端，它的自动化决定了整个电力工程的自动化。

火力发电厂。火力发电厂是利用煤、油、天然气、油页岩等为燃料的发电厂。它的自动化系统一般由厂级监控信息系统（SIS）、电厂管理信息系统（MIS）、远动系统、故障信息子系统、继电保护及故障信息管理子站、数据采集与监视控制系统（SCADA）、机组分散控制系统（DCS）构成。（PCU）是其中最为重要的部分，可接受现场变送器、脉冲量、开关量、电气量、热电偶、热电阻等信号，可直接应用于生产过程，它是由能可冗余配置的主控模件（MCU）和智能 I/O 模件构成，在运算处理之后可实现生产过程的联锁监测、联锁控制、联锁保护等。运行人员工作站（OS）和工程师工作站（ES）能够提供了人机接口，同时为电气设备维修工程师提供系统诊断、系统维护、系统组态设置等手段。数据的采集、处理、监控都采用微型计算机来完成，机组的监控水平得到了大幅度的提升，也提高了人机交互界面；无论是进口的机组，还是国产的大型机组，基本都安装了协调控制系统；在很多电厂的自动装置设备都是采用数字化仪表来进行显示控制，而不再是过去那种传统的机械式仪表，这些措施都将我国的电厂热工自动化技术推向到了一个新的高度。

3.2变电站综合自动化。

随着使用规模的扩大和实用技术的推广，人们已经越来越多的认识到变电站综合自动化的重要性。自动化技术应用于变电站的主要目的是确保变电站的运营安全，提高变电站工作效率，加强对变电站的监控，逐步取代掉人工监视和人工操作，它是建立在变电站自动控制技术和变电站应用信息处理、传输技术基础之上的。自动化变电站系统主要由以下子系统构成：

（1）控制系统。主要是进行变电站的数据包括模拟量、开关量和电能量的数据采集、故障录波和测距、故障记录、断路器跳合闸记录、保护动作顺序记录的事件顺序记录、操作控制功能、安全监视功能、人机联系功能、数据处理与记录功能、谐波分析与监视、打印功能。

（2）继电保护子系统。变电站综合自动化系统中的微机继电保护主要包括输电线路保护、电力变压器保护、母线保护、电容器保护、小电流接地系统自动选线、自动重合闸等。

（3）电压、无功综合控制子系统。变电站综合自动化系统必须具有保证安全、可靠供电和提高电能质量的自动控制功能。电压和频率是电能质量的重要指标，因此电压、无功综合控制也是变电站综合自动化系统的一个重要组成部分。

（4）低频减负荷控制及备用电源自动投入子系统。备用电源自动投入已成为变电站综合自动化系统的基本功能之一。

（5）通信子系统。主要由内部的信息沟通和变电站与其他管理部门的信息沟通。

3.3电气工程状态检修自动化。

电气工程状态检修技术主要是指通过应用电气工程设备资产管理系统的方式，重点发挥其在状态监视与故障诊断方向的综合性应用功能，提供状态检修所对应设备在正常运行状态下所表现出的运行状态信息以及相关数据，同时也可以结合这部分数据实现对电气工程相应设备运行状态以及可能存在安全隐患或是故障的问题进行有效预测。按照此种方式，还能够将传统意义上的故障检修模式转变成为全新的状态检修模式。从实践应用的角度上来说，将状态检修技术应用于电气工程实践工作过程中不但能够提高相应电气设备的稳定性与安全性，同时也使得传统意义上定期检修作业模式下可能存在的缺陷以及遗漏性问题得到有效克服，从而保障运行安全。

3.4先进制动控制自动化。

相对于常规PD控制，与此相对应的先进制动控制的控制效果要更加突出，表现更加好。先进制动控制自动化采取建立一个动态的数学模型来表征一个实际过程，通过多个输入和输出的变量之间关系相互的约束实现控制，主要是通过软件来实施控制。过程变量数据的采集、处理和软件测量必须保证其有效性和可靠性，主要是因为现场的数据采集受噪音的干扰，需要做滤波处理。适时计算不可测量的变量数值正是先进控制的主要内容。在化工业生产中，饱和蒸汽压、反应热、某些蒸馏塔的质量指标数值，就需要软测量技术才能准确获得。先进控制的策略包括传统的串级、笔直、前馈控制等内容，还有智能控制系统、专家系统、模糊控制等都是先进控制的策略所在。智能控制是目前自动化发展的趋势及热点，也是先进控制的热点。生产过程的故障诊断以及过程的监督控制都需要智能系统来完成。专家系统可以进行自动化生产故障的诊断以及过程的监控，通过计算机完成与人工操作同样效果的控制。在化工企业中，主要是进行滞后大、非线性的模糊控制及技术。处理复杂多的模式及联想预测和记忆需要神经网络来完成。这种技术可以用于质量预测，结合模糊控制进行非线性对象的生产控制，替代仪表，进行疑难及复杂的控制。

4. 结束语

电气自动化不但得到了充分的发展，它也会在现代工业中起着举足轻重的作用，它完全能促进我国生产力的发展。至此，将会给我们带来生产效率的大幅度提高，以及社会发展的稳定与进步。

参考文献

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