电气工程及自动化技术的应用与发展探索

程国峰

（山西省安装集团股份有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

电气自动化技术是对传统电气技术的革新，以自动化技术为依托可实现电气自动化管理。电气自动化在全行业发展中得到广泛应用，推动经济发展。电气自动化技术并非单一的技术类型，而是涵盖多个技术分支，在其发展和应用中，计算机网络、电子技术以及虚拟仿真技术都是重要的参与部分。电气自动化是系统化的先进技术应用，其直接应用预期是提升系统性能，提高生产效率。

1 自动化技术的相关概述

自动化技术作为一门新型学科，该技术主要以计算机技术为载体，确保相关机械设备可以在无人辅助的条件下顺利的完成任务，此技术极具先进性，其中不仅包含了信息技术，还包含了微电子技术。随着我国科学技术水平的不断提升，其自动化程度也得到显著的提升，并且应用范围也越来越广泛，使电气工程的生产效率及生产质量得到了前所未有的提升，更重要是大大降低了企业在人力方面的投入成本，为企业经济效益的提升创造了更多的可能想。另外，科技的不断完善，使其融入了其他的行业生产和发展过程中，进而形成了一系列更加先进的自动化技术，如，管理自动化数、教育自动化技术、机械制造自动化技术等等。更值得一提的是，此技术所带有的扩展性是常人无法想象的，不仅代替了人们力量方面的劳动，更在人们的脑力劳动方面发挥出了良好的辅助作用。通过对自动化技术的引用，使电气工程行业的自动化水平大大提升，并促进了电气工程朝着更加先进的绿色化、数字化以及虚拟化方向发展。概括的讲，电气工程自动化技术的应用价值主要体现在以下三个方面：第一，有效增进企业效益。将自动化技术引用在电气工程中，完全实现了自动规划生产的目标，在有效控制人工成本、材料成本及时间成本的基础上，还大大提升了产品生产的效率及质量。第二，减少能源资源损耗，降低对生态环境的污染。自动化技术的应用充分的满足了国家所提倡的绿色低碳的发展需求，有效节约了生产过程中的能源资源，减低了对环境的污染程度，使企业的环保级别又上升了一个等级[1]。

2 常见电气自动化融合技术和应用

2.1 PLC技术

PLC技术是自动化控制系统中常用技术，应用此种技术，可根据实际控制需要编写逻辑控制程序，实现自动化逻辑控制。应用PLC技术可进行顺序控制、闭环控制以及开关量控制。采用PLC顺序控制，可解决自动化控制过程中系统耗能较高问题。常规情况下，自动化控制需要长期高能耗，能耗问题导致电气设备运行状态难以维持稳定，在工厂生产时设备性能异常和生产中断的情况较易发生。PLC技术可降低系统耗能，促进绿色生产，同时缓解电气设备生产过程中运行负荷，促进设备常规运行。采用PLC顺序控制还可优化继电器性能，增强控制效率，优化电气系统运行状态。应用PLC技术进行闭环控制时，构建更加完善的反馈控制系统，通过信号输出和反馈，形成系统闭合回路。在系统应用中，通过PLC系统的逻辑监控，及时发现设备故障，排除故障隐患，设备运行中系统自动启动补偿方案，缩短设备故障时间，保证长期生产运行，减少停产损失。该控制系统应用PLC技术时通常从电液操作、电子控制以及转速测量等方面进行单元控制，每个单元具有不同的职能，协同作用于电气设备，科学控制设备，使设备运行维持合理状态[2]。

2.2 人与电气控制系统的交互

随着自动化技术的引进，传统的电气系统自动化技术发生了质的变化。它不仅能够智能地结束多项使命，并且具有出色的人机交互功用。智能电气自动化操控系统在硬件和软件上都建立了出色的人机交互功用。在硬件方面，电气工程自动化操控系统配备了大量的规范数据接口，具有出色的数据接纳、剖析和处理能力。配备可编程操控器，可替代手动电气操控，具有出色的晋级能力；在软件方面，具有出色的人机交互界面设计。技术人员能够经过LCD呼叫和查询系统数据信息，修改和处理系统运转程序，故障报警和运转方案优化主张，连接笔记本电脑，远程操控等。系统还能够对修改后的方案进行剖析，并提出相应的主张。

2.3 集成化技术

在电气自动化发展前景中，集成化技术是重要项目之一，该技术模拟人工管理模式，是具有广阔发展空间的优质生产技术。在应用该技术时，必须综合生产全周期中的多维度因素，全方位分析管理要素，集成多元化因素，整合管理活动，使上述要素成为可以通过技术手段集中控制的管理系统。在此过程中，信息技术应用遵循工业理论，基于理论基础开展自动化管理活动。集成技术模式的电气自动化与企业生产经营具有相似之处，通过技术化融合管理经营过程和生产过程，大幅度提高企业生产效率。在应用周期中，必须保证设备性能优越，应用技术先进。应用该技术时，技术人员应深入调研，全面搜集信息，加强数据分析应用，积极开展后期设备优化。

2.4 电气工程的智能设计优化

电气设备操控规划是电气工程自动化的重要环节之一。传统的规划作品具有复杂性的特色。假如自动化技能仅仅手工进行规划工作，往往会花费很多的精力和时间在数据的收集和处理上，规划过程中考虑的问题的充沛性不够。即使人工反复核算和验证数据，仍然或许存在规划错误或体系缺点。此外，人工规划的功率较低，在复杂操控技能的规划功率和可靠性方面难以与智能体系规划比较。在此基础上，许多电气工艺与自动化技能相结合，进行规划、优化和改善。一方面，智能自动化技能应用于操控体系的很多数据收集设备收集了很多的体系运转数据，体系中不合理的问题和故障因素会在第一时间被智能体系收集；另一方面，智能体系可以完成操控程序的独立优化和电气方案的自动化技能。通过遗传算法、专家算法和实际数据的结合，体系可以根据专家库和数据库的信息完成自动规划或辅助手动规划，从而更好地保证电气工程规划的合理性[3]。

2.5 自动检测技术

在电气自动化应用中，自动检测是实现设备运行动态监控的基础。电气机床和相关电气硬件通常需要融合自动检测，完善设备自动化管理。通过自动检测，可节省人力巡检和计算工作，节约人力资源。自动检测利用科学算法和数据分析等技术，无须人工核准设备运行参数，对人力物力消耗较低。该技术应用后实现无人监管运行，全面执行机械作业模式，电气制造效率显著提升，可操作性较强。该技术应用时，应先调节系统信号，保证系统运行正常，通过电气设备应用促进信号稳定，科学调整电气参数。信号控制完成后，分析处理数据，通过扫描产品零部件收集产品信息，进行数据参数处理，计算孔位、数值等。采集信息后，数据抵达传感器，传感器深层处理数据，输出自动检测报告，通过多重检验，形成最终检测结果。

2.6 在故障诊断中的具体应用

电气工程中存在着许多有必要在实践中防止的危险。在电气工程的自动操控危险中，最常见的问题是数据不合理和相关设备毛病。由于整个电气工程的自动化操控伴随着危险，相关设备的毛病确诊十分严格，要求技能含量高，作业内容复杂。从电气工程自动操控的数据剖析来看，传统的人工剖析办法并不能真正完成结果信息的准确性，这将大大下降毛病确诊的功率。为了进步毛病确诊的质量，有必要将其应用到自动化技能中，这样才能有效地防止人工剖析的缺陷，进步确诊的功率，加速毛病处理的速度。在电气工程自动操控的实践开展初期，咱们可以经过自动化技能有效地预防设备毛病，将毛病发生的概率下降到最低，进而完成电气工程自动操控功率和质量的全面进步。与传统的毛病检测技能比较，这种新的检测技能可以更好的处理传统检测过程中的安全性和安稳性问题，完成电气设备的安全检测，使电气系统在运行过程中满足安全要求[4]。

2.7 设备启停控制

在自动化启停控制中，是应用自动化管理系统，采用编程存储器进行设备管理，而非使用传统继电器。编程存储器等自动控制设备可显著提升控制效率。在电气系统运行中，环境因素是影响设备启停系统的常见因素，环境温湿度变化和相关因素变化导致开关量受到影响，极易影响运行效率。而融合自动控制通信技术的继电器有效消除环境因素影响，提高设备稳定性。通过此种自动化控制，显著提升了系统运行精准度，对开关量控制系统进行简化。在实际应用该控制设备进行电动机设备操作时，在控制系统两端设置开关量，按钮状态分为接通或断开两种形式，利用按钮自动化控制启停动作。当按钮为接通状态时，系统中光耦合器内光点三极管对应输入点I0.0，在接通时处于导通状态，改变输入寄存器后，输入点I0.0也转变为1，该输入点显示开关量信号数据。接通按钮时，根据自动化控制系统的逻辑关系，I0.0赋值为1，而当进入关闭状态时，该逻辑关系致使I0.0赋值为0，从而实现二级控制。自动化开关控制中，要求继电器Q0.0=1时系统可通电，同时继电器与接触器处于关闭状态。通过设备运行系统通电控制可控制开关量，进而实现自动化运行管理。常规系统中，电磁接触器是系统控制的主要部件，该部件虽然具有良好的运行效率，但缺少完善的触电防御机制，使用时具有较高风险，系统较易发生故障。不仅如此，电磁继电器所用接线较复杂，安装难度较高，在系统运行中一旦需要检修也会造成较大工作量，增加维修成本。完善自动化技术后，融合PLC等技术，通过虚拟继电器实现传统继电器应有功能，与此同时反应速度更快，可精准反馈返回量信息，实效性更强。

2.8 在管控一体化中的具体应用

在管控一体化技术中的应用，可以更好的从理论以及实际效果出发，落实整个管控模式，以确保对电气工程的各类通讯细节能够进行进一步的优化、调整、安排，保证给出的信号能够合理精准的完成，提高整个信号指令的连贯性及有效性。在后续，可以建立相对稳定的集成化控制结构，以便能够融合现有的管理机制，使整个电信信号通过指定网络输出转换为下一系统操作指令，体现管控一体化的应用优势。此外，结合人工智能技术，还可以更好的实现多样性的优势。人工智能优化技术要想实现长久且稳定的发展，就需要保障以电气自动化为基准，提升整个故障源的监测点以及分析潜在的故障模式，实现故障判断以及分析。还可以更好的融合计算机技术，实现故障的判断。利用电信号进行信息监测，并选用计算机自动化技能。在传动形式下，设备能在发生毛病的第一时间完成全制动，避免了更大的安全问题。当某些设备出现毛病，无法找到具体位置时，查询区域电网的运行状况，找出导致停电的原因，而且毛病点的检测是经过人工布线来完成的，避免了添加检测时间，对整体出产形成相应的影响。选用区间自动化技能完成毛病原因查询，完成网络分析、电信号传输，快速查找毛病点，减少人力消耗和时间浪费。

3 电气工程及自动化技术的展望

系统仿真。对于电气工程来说，在应用自动化技术的过程中，经常会遇到各种各样的问题，如果这些问题得不到及时的分析和解决，将会严重影响自动化技术在电气工程中的应用效果，为了避免以上问题的出现，技术人员采用自动化技术，模拟电气系统的运行性能，确保电气系统能够稳定、可靠、安全的运行，有效地推动各种电气系统向仿真、自动化、为信息方向的不断发展提供重要的技术支持。此外，为了结合自动化技术和电气工程建设，充分发挥技术人员，利用自动化技术的应用，电力系统的维护和维修工作实施，以最大化电气系统的性能，确保自动化技术向系统仿真的方向发展，只有这样，才能有效地满足电气工程施工工作的需要。信息数据高频互联。为了提高电气工程和自动化控制水平根据电气工程技术人员和公司的管理之间的关系，考虑相关因素的基础上，做好电气工程相关信息数据的高频率和对接，同时，加强对重要信息数据的保护，避免泄露丢失或风险，为推动自动化技术向高频对接方向发展奠定了坚实的基础。

4 结语

总之，可以提高整个电气工程的运行质量。因此，为了有效提高电气工程自动化的技术质量，我们应该结合自身的实际情况，积极引进和应用自动化技术。自动化技术不仅可以提高自动化控制的性能，简化电气工程的自动化技术模型，而且可以减少误差，提高精度。相关人员应尽快全面掌握和熟悉自动化技术，以确保电气工程自动化运行的效率，自动化技术将造福于人民和社会。