电气工程中电气自动化应用研究

刘明

（兰州四联光电科技有限公司，兰州 730300）

1 引言

所谓的电气自动化技术，就是指在传统电气技术和自动化技术的基础上进行技术革新和完善的新式电气自动化管理技术。近年来，电气自动化技术对于国家经济技术的发展有着较大的意义，经过电气自动化人才的不断开发与运用，电气自动化技术已经广泛运用到了各大领域之中。不过，随着人们收入水平越来越高，在生活工作中对电气技术的要求也越来越大，而我国的电气工程领域的技术水平仍处于初步阶段，专业领域内的研究与发展较为缓慢，加上投入的研究资金不足等原因，电气工程技术将面临着更多的挑战，与此同时还必须面对来自于全社会各界的关注和舆论压力。在循环水自动控制系统中，目前面对的技术问题是如何能够根据循环水的实时状态进行及时的反馈，以及对发生的问题进行及时的处理的自动控制系统。

2 当前电气自动化技术在循环水自动控制系统中存在的问题

当前，在工业生产中，循环水系统作为辅助生产系统，因为其技术要求低，以及实用性较高的特点，被广泛运用于各大工业生产中，但实际上循环水控制系统在工业生产中存在着较多的问题。

2.1 自动化程度较低

在循环水系统运用中，大多数工厂都是选择人工手动操作，即使使用了循环水自动控制系统，技术水平也属于较低端的技术，也没有对循环水自动控制系统管理作出严格的要求，导致了循环水系统的运作效率低下，消耗了过多的能源。

2.2 管网结构复杂

在循环水系统中，存在着错综复杂的管网系统结构，各个环节耦合程度都比较高，如果依靠人力来控制阀门，很难合理控制好水力平衡，很多时候都不能够对需冷却终端进行合理的水量输送。这样的工作既导致了人力的浪费，也往往会导致冷却效果不佳，运作效率低下。

2.3 缺乏对实时状况的反馈工作

工业生产中，对循环水冷却系统的要求比较大，而在循环水冷却过程中，仅凭人的经验很难根据现场的状况作出及时的操作，无法根据现场工况的变化作出相应的措施，导致的结果往往都是能耗损失大的同时，冷却效率还比较低的情况。一般的循环水自动控制系统也很难对水泵开启数量进行合理地控制，对循环水运行效率进行及时地反馈，对供水量也很难做到精准控制。

2.4 难以根据环境因素作出调节

在工业生产中，影响循环水冷却效果的除了冷却循环系统的工作效率外，还有一个极其容易被忽略的因素，那就是气温变化以及水量的变化，气温的变化会影响到冷却的效果，在外界温度较低时，就可以适当地对水进行减少，外界温度过高时反之。同时，冷却的效果与水息息相关，如果循环水系统能够根据水量的变化作出一定的自动化调整，也会在很大程度上实现节约能源消耗[1]。而就目前的发展条件来说，实现的是少之又少。

2.5 循环水系统中自身存在的损耗较大

在工业生产中，循环水系统自身是存在损耗的，在水的循环使用过程中，因为所处的环境问题，水质难免会发生变化，水的酸碱性也会发生变化，从而产生水垢，水的酸碱不平衡带来的对设备的腐蚀等问题。同时，因为是人为操作，手动阀门调节处常常因为操作不当，使得阀门处于大阻尼的状态下，使得管网系统能量损失较大。

3 电气自动化技术在循环水自动控制系统中的发展

电气自动化技术在循环水自动控制中的应用其实不难理解，简单地说，就是运用电气自动化技术，根据流体力学和热交换定律进行的一系列优化和智能技术，最主要的目的是提高循环水系统各单元的综合控制能力，从而实现节能的技术。

目前我们面对的技术问题是如何能够根据循环水的实时状态进行及时地反馈，以及对发生的问题进行及时地处理的自动控制系统，从而实现实时根据水质状况来判断是否需要改变循环水的水质，及时检测循环水的酸碱度等因素，从而降低循环水结垢以及减轻循环水对管网系统的腐蚀程度，经过精密计算后的调整措施提高循环水系统的热交换率，从根本上减少排污水量，实现节约水资源以及生产所需消耗的能源成本。

电气自动化技术在循环水自动控制系统中需要实现的主要是，分析循环水系统的能量消耗与工作效率，采用智能化的自动控制技术对阀门进行自动调节，对循环水系统中的水泵、阀门、管网系统、终端设备以及冷却塔等单元的综合控制能力，从根本上提高循环水系统的使用性能，并科学地实现节能。

3.1 利用电气自动化技术实现对水泵水量和智能阀门的精确控制

在循环水系统工作过程中，往往会出现一些变化，此时就需要通过对水泵水量和阀门进行优化管理，精确地将冷却终端温度控制在设定的范围内，减轻能量的损耗。改变以往的简单监控和人为操作的阀门，使用具有高度电气自动化技术的智能阀门，实现对每一个终端的流动参数测量、能量分配与调节等工作，根据运行模式作出智能化的状态切换，实现对输配效能和冷却终端的优化操作[2]。

同时，运用智能阀门还可以实现降低阻尼，有效地降低能量损耗，有效地保障了管网系统在高功效的状态下持续工作。

3.2 利用电气自动化技术实现对循环水温度的在线监测

在工业生产中，环境因素影响着循环水系统的工作效率，同时，循环水的水温也会对循环水冷却效果造成一定的影响，通过对电气自动化技术的运用，对冷却塔进行优化分配工作，确定开启的冷却塔数目，以及对冷却塔水流量的监测，使得每一个冷却塔的工作效率都处在整体最佳状态。这里主要运用了电气自动化技术对冷却塔的负荷分析和特征曲线，作出相应的调整工作，使得循环水系统在正常工作运转的同时还能达到节能的作用。

3.3 利用电气自动化技术对水泵进行节能控制

在传统的循环水冷却系统中，单泵的运行效率和使用效率较低，导致耗费了能量的同时却没有能够更好地提高工作效率，在电气自动化技术的帮助下，智能化、自动化的监测变频调节状态对水泵机组进行优化。简单地说就是根据水泵的特性曲线，结合自动化技术对水泵机组的优化控制，使水泵一直处在高效运作的状态[3]。

3.4 利用电气自动化技术对水质进行监控反馈

在工业生产中，循环水系统的使用周期不够长，如果未能对循环水系统进行较好地管理，将很难让循环水系统的工作寿命达到本应该达到的水平，由于以往过于简单的监控系统，不能够较好地对循环水的水质进行实时的监测工作，导致了使用寿命大打折扣，利用电气自动化的技术可以实现对循环水质的实时监控，在水质出现问题之前就能够及时响应，并作出相应的应对措施，这不仅大大地提升了循环水系统的工作寿命，还减轻了在水质问题、腐蚀管网系统上的问题。

4 结语

综上所述，利用好电气自动化技术在循环水系统中的运用，可以有效地实现循环水自动控制，减轻甚至解决在循环水系统使用过程中遇到的一些问题，同时还能够实现节能的作用。