吳愛民

【摘要】自從上個世紀五十年代，我國建立新中國之后，電氣自動化專業(yè)開始在我國普及開來。之后，伴隨著電氣自動化在我國工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中的廣泛使用，我國的生產(chǎn)力也得到了極大的提高。后來伴隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和計算機科學于技術的深入研究、電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大化，各類現(xiàn)代化大機組的并網(wǎng)運行、新發(fā)電技術對電能質(zhì)量的要求越來越高，我們?yōu)榱吮Ｕ想娏ο到y(tǒng)安全穩(wěn)定不間斷的運行下去，就必須提高我國的電氣自動化水平。

【關鍵詞】電氣自動化；發(fā)展；工業(yè)生產(chǎn)；應用

引言

電氣自動化是一門高度綜合的專業(yè)、非常重要的專業(yè)。它所包含的內(nèi)容有：電力、電子和計算機技術，隨著信息化的不斷發(fā)展，使得電氣自動化已經(jīng)漸漸成為了信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要標志，同時，電氣自動化的發(fā)展也漸漸成為了時代發(fā)展的重要標志。雖然電氣自動化在我國是一種非常年輕的技術，但是它的發(fā)展速度非常迅速，電氣自動化是一門與人們生活息息相關的專業(yè)，并且在工業(yè)生產(chǎn)中也得到了廣泛的應用。電氣自動化在很多方面都發(fā)揮著極其重要的作用，屬于一種相互交叉的專業(yè)，電氣自動化在其應用的過程當中可以提高工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的效率，為企業(yè)的經(jīng)濟增長做出了很大的貢獻。當然，電氣自動化也融合了非常多的技術，因此在電氣自動化的應用過程當中一定要重視各種技術的發(fā)展，才能夠更有力的推動電氣自動化的高速發(fā)展。今天我們就對電氣自動化的發(fā)展作一個全面的分析，著重分析電氣自動化在工業(yè)生產(chǎn)的應用，同時對電氣自動化做一個簡單的概述、探討電氣自動化的發(fā)展狀況以及怎樣才能在工業(yè)生產(chǎn)中更好的應用電氣自動化。

一、電氣自動化的概述

我們經(jīng)常談到的電氣自動化是一門以控制理論和電子網(wǎng)理論作為基礎的一門科學，是一門在二十世紀興起的新興科學。因為它是以電子技術和計算機技術作為發(fā)展的基礎，是一門非常重要的科學，在工業(yè)生產(chǎn)中占有很重要的地位。目前，電氣自動化被運用到社會的各個領域，在工業(yè)中運用這種技術可以降低工業(yè)生產(chǎn)的成本，提高生產(chǎn)效率，同時對改善工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境也起到了很大的作用。實際上電氣自動化大發(fā)展歷程經(jīng)歷了很長的時間，也經(jīng)受住了時間的考驗。但是，電氣自動化這一概念的真正提出是到了二十世紀的五十年代之后了，電機以及電力產(chǎn)品的相繼出現(xiàn)。在電氣自動化的發(fā)展過程當中自然是離不開計算機技術和電子技術的，自從電器和接觸器的出現(xiàn)之后，人們逐漸控制住了電氣自動化，這些設備的廣泛應用使得人的意志可以通過設備來實現(xiàn)，這一重大的發(fā)現(xiàn)使得電氣自動化有了很好的發(fā)展和重大的變革，上世紀六十年代隨著現(xiàn)代控制理論的提出，使電氣自動化技術得到了進一步的發(fā)展，并且它的發(fā)展開始逐漸的離不開計算機技術了。上個世紀七十年代，隨著第三次工業(yè)革命的開展，通訊和電子技術有了很大的發(fā)展，這樣就使得電氣自動化系統(tǒng)在發(fā)展的過程當中得到了更進一步的進步，六十年代所提出的控制化理論也逐漸被人們所接受。而且，一些科學上面的新問題也在電氣自動化的發(fā)展中得到了很好的解決。從二十世紀八十年代到今天，電氣自動化技術開始變得慢慢成熟起來，在發(fā)展的過程當中，一些新的技術也開始被廣泛應用起來，與此同時，電氣自動化技術在很多領域都被廣泛的使用，總而言之，電氣自動化技術的發(fā)展以及進步，對人民大眾的生活產(chǎn)生了很大的影響、也帶來了很多的幫助，電氣自動化技術的發(fā)展在生產(chǎn)企業(yè)中所產(chǎn)生的作用是最明顯的。

二、電氣自動化的應用

上文當中我們已經(jīng)提到了，電氣自動化技術開始在國內(nèi)興起并且逐漸的發(fā)展壯大是在二十世紀的五十年代。到了目前為止，電氣自動化技術的發(fā)展已經(jīng)到了一個非常成熟的階段，電氣自動化技術也在各個領域被廣泛的應用。那么，下面我們將要說到的就是電氣自動化技術的應用具體是體現(xiàn)在那些方面的。

1.先進制動控制的應用。先進制動控制應用具體是指那些不同于常規(guī)單回路的先進性控制，在不同的基礎上會比常規(guī)的單回路控制完成的更出色。那么，我們?yōu)槭裁匆獞眠@種先進制動控制應用，是因為先進制動控制應用能夠對常規(guī)常規(guī)控制不理想或者是無法控制的工業(yè)電氣自動化工程進行很好的監(jiān)控。但是這種技術是近幾年才開始慢慢出現(xiàn)的，想要它被廣泛的被應用，還需要一個很長的普及的過程。我們知道化工生產(chǎn)的難度非常大同時也非常的復雜，而我們的先進制動控制應用具有更完美的模型控制能力，能夠控制住復雜的多變量，制約性也非常強。但是這一種先進制動控制技術必須要依靠計算機技術的發(fā)展來完成，所以計算機技術的發(fā)展也是先進制動控制未來的發(fā)展方向。

2.現(xiàn)場總線的應用。我們所謂的現(xiàn)場總線技術其實就是指生產(chǎn)過程中的自動化應用。它的出現(xiàn)給電氣自動化技術帶來了很大的變革。現(xiàn)場總線技術具有通信系統(tǒng)布局廣泛、現(xiàn)場設備狀態(tài)可控、并且現(xiàn)場開放性以及互相控制性更強等等的優(yōu)勢。主要是應用在電氣自動化技術現(xiàn)場的變送器、執(zhí)行器、記錄儀、單回路調(diào)節(jié)器、可編程序控制器等設備之間實現(xiàn)全數(shù)字化以及串行、雙向、多變量等數(shù)學通訊。但是，現(xiàn)場總線技術的應用必須依賴計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)電氣自動化，不過，這一技術可靠性極強，軟件配置豐富、功能強大完善，正在承擔著工業(yè)電氣自動化生產(chǎn)過程中控制的主要任務。

3.發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)。發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)在電氣自動化技術當中的全面應用，可以直接面向生產(chǎn)過程，接受現(xiàn)場變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、脈沖量等信號，經(jīng)過運算處理之后進行運行參數(shù)、設備狀態(tài)的實時顯示和打印以及輸出信號直接驅動執(zhí)行機構，用來完成生產(chǎn)過程的監(jiān)控、控制以及聯(lián)鎖等保護功能。

4.電網(wǎng)調(diào)度的電氣自動化技術。電網(wǎng)調(diào)度的電氣自動化技術主要是通過電力系統(tǒng)專用廣域網(wǎng)來實現(xiàn)的。電網(wǎng)調(diào)度的電氣自動化技術的主要組成部分是電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、工作站、服務站、大屏蔽顯示器、打印設備等結構組成的。下線是由電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、變電站終端設備等部分所構成。而電網(wǎng)調(diào)度自動化技術的主要功能是電力生產(chǎn)過程當中實時數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控電網(wǎng)運行安全分析、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計、電力負荷預測、自動發(fā)電控制、自動經(jīng)濟調(diào)度并且適應電力市場運營的需求等等的功能。在電氣自動化技術的應用中是非常重要的，對電氣自動化技術也是起到了很大的幫助作用。

5.柔性交流輸電系統(tǒng)的應用。眾所周知，電氣自動化當中電力系統(tǒng)的發(fā)展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓的質(zhì)量以及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而柔性交流輸電系統(tǒng)的廣泛應用正好能夠解決電氣自動化電力系統(tǒng)當中所遇到的這一種問題。柔性交流輸電系統(tǒng)作為一種改變傳統(tǒng)的輸配電能力的新技術正在悄然的蓬勃發(fā)展。柔性交流輸電系統(tǒng)指的就是在輸配電系統(tǒng)的重要部位，采用單獨的或者是綜合功能的電力電子裝置，對輸電系統(tǒng)的主要裝置和參數(shù)進行必要的調(diào)控以及控制。使得輸配電變得更加可靠，能夠具有更加強大的可控制性以及具有更高的效率。柔性交流輸電技術是一種將電力電子技術、微機處理技術控制技術等等的高科技新技術運用到高壓輸配電系統(tǒng)當中的一種全面的新技術。那么，我們?yōu)槭裁匆\用這一種全新的柔性交流輸電系統(tǒng)技術。因為，我們可以利用柔性交流輸電系統(tǒng)以提高電力系統(tǒng)的可靠性、可控性、運行性能和電能質(zhì)量，并且我們可以應用柔性交流輸電系統(tǒng)獲取大量節(jié)電效益的新型綜合技術。為什么柔性交流輸電系統(tǒng)可以幫助我們實現(xiàn)以上所描述的這些功能。這是因為柔性交流輸電系統(tǒng)的核心裝置新型靜止無功發(fā)生器是由二向逆變器并聯(lián)電容器所構成的，柔性交流輸電系統(tǒng)輸出的三向交流電壓能夠與所接電網(wǎng)的三向電壓同步運行。還有一個問題就是，柔性交流輸電系統(tǒng)到底具有怎樣強大的優(yōu)點而被人們所青睞。柔性交流輸電系統(tǒng)不僅僅可以矯正穩(wěn)態(tài)運行電壓，而且完全可以在發(fā)生故障之后的恢復期間穩(wěn)定住電壓，保障不會在發(fā)生故障之后產(chǎn)生不良的反應，因此，它對電網(wǎng)電壓的控制能力很強大，此外，同其他的電力電氣自動化技術相比較柔性交流輸電系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍更大、反應速度更快，不會出現(xiàn)反應遲緩的現(xiàn)象，并且因為柔性交流輸電系統(tǒng)是一種固態(tài)裝置，所以可以很好的響應網(wǎng)絡運行過程當中的暫態(tài)，同時也可以響應網(wǎng)絡運行當中的穩(wěn)態(tài)變化，因此柔性交流輸電系統(tǒng)的控制能力大大高于電氣自動化技術當中的其他技術。

6.電氣自動化技術當中電力工程系統(tǒng)的智能化控制系統(tǒng)。智能這樣的詞匯在當代社會的出現(xiàn)頻率已經(jīng)非常的高了，比如我們有：智能手機、智能電視、智能冰箱等等的智能科技。而在電力電氣自動化技術也有一種智能化的控制技術，它主要是用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復雜的系統(tǒng)控制問題，就喝特種部隊是來解決常規(guī)部隊無法解決的軍事行動是一個道理。電力電氣自動化技術當中的智能化控制系統(tǒng)是當今社會電力工程系統(tǒng)控制理論向前發(fā)展的一個新的階段。電力電氣自動化技術的智能化系統(tǒng)特別適用于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜的電力系統(tǒng)。并且，電力電氣自動化技術當中的智能化系統(tǒng)發(fā)展前景是相當廣闊的。智能化系統(tǒng)不止是在電力電氣自動化技術中運用廣泛，在其他的許多領域中也有具體的應用，比如；用于快關汽門的人工神經(jīng)網(wǎng)絡的適應控制，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的應用、電掣動、快關綜合控制系統(tǒng)結構、多機系統(tǒng)當中的ASVG的自動學習功能等等各種領域。

7.電力電氣自動化技術當中基于GPS的新一代的動態(tài)安全監(jiān)控技術。GPS系統(tǒng)就是我們常常說到的定位系統(tǒng)，自從在上個世紀廣泛應用之后，得到了快速的發(fā)展，并且應用到了很多的領域，比如有車載定位系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、軍事定位系統(tǒng)等等。而運用到電力電氣自動化技術當中的GPS新一代動態(tài)安全監(jiān)控技術，是新動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)與原有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的相結合。電力系統(tǒng)新一代動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)，主要的組成部分是由同步定時系統(tǒng)、動態(tài)相量測量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及中央信號處理機四個主要的部分構成。我們?yōu)槭裁匆陔娏﹄姎庾詣踊夹g當中應用GPS新一代動態(tài)安全監(jiān)控技術，是因為我們需要采用GPS新一代動態(tài)安全監(jiān)控技術來實現(xiàn)同步相測量技術以及光纖通信技術，為我們的相量技術提供了實現(xiàn)的可能性。并且GPS新一代動態(tài)安全監(jiān)測技術與相量測量技術結合的產(chǎn)物——相量測量單元設備，正在逐漸取代其他的技術從而實現(xiàn)電壓、電流的相量測量。

三、電氣自動化的發(fā)展狀況

電氣自動化是一門理、工、文三科相互融合的機械工程。電氣自動化的主干包括了電氣工程、計算機科學于技術、控制科學與工程三種科目。電氣自動化的產(chǎn)生是在十九世紀的七十年代，由英國的牛津大學通過直流電的控制方式實現(xiàn)的。那個時候的電氣自動化因為是由直流電所控制，所以它的工作方式是很簡單的、很粗糙的同時它的精確度也是非常低的，但是隨著電氣自動化的產(chǎn)生，運用直流電的控制方式也被人們所熟知。因此，人們通過這樣的發(fā)現(xiàn)想到了用直流電去控制交流執(zhí)行元件，以及在建立在場的原理之上，以現(xiàn)代數(shù)學。矩陣代數(shù)為理論依據(jù)的弱電強電控制系統(tǒng)，更加使得電氣自動化與電子技術達到了歷史的新的高度。至此、電氣自動化技術得到了廣泛的傳播，日本、美國、英國以及其他的發(fā)達國家都開始在大學設立電氣自動化專業(yè)用來研究電氣自動化技術。而電氣自動化技術在我國的發(fā)展已經(jīng)是到了新中國建立初期。一九四九年到一九六六年文革前是我國電氣自動化技術研究的第一個階段，在這個階段中，我國的許多高校都設立了電氣自動化專業(yè)，主要的教學環(huán)節(jié)包括電路與電子技術試驗、電子工藝實習、以及生產(chǎn)實習。電氣自動化專業(yè)在新中國的設立，為我們的新中國培養(yǎng)了一大批在電氣自動化技術上的專業(yè)人才，現(xiàn)在，他們也都成為了在電氣自動化方面的骨干人才。到了“文化大革命”的時候，隨著我國高校相繼停止招收學生，電氣自動化專業(yè)的發(fā)展也受到了很大的影響。直到“文化大革命”結束之后的一九七七年全國各高校開始重新招生，并且在改革開放之后，中央領導集體對電氣自動化技術的高度重視，電氣自動化專業(yè)又開始慢慢發(fā)展了起來。

四、電氣自動化在化工方面的應用

1.先進控制的應用。電氣自動化在應用到化工領域時，由于情況非常復雜，所以很難建立模型。當對化工電氣自動化的控制不當時，我們就可以利用先進的控制技術。在化工電氣自動化的生產(chǎn)過程中，可以通過辨別技術，確立變量之間的關系。通過建立動態(tài)的數(shù)學模型，能夠表示實際化工生產(chǎn)過程，從而控制輸入變量和輸出變量的關系。

2.現(xiàn)場總線的應用。應用現(xiàn)場總線的控制技術，能夠在化工電氣自動化的生產(chǎn)過程中節(jié)約生產(chǎn)成本費用、機械設備的安裝費用和投資費用。此外，現(xiàn)場總線的控制技術還有利于操作管理人員準確的了解和查詢自動化的生產(chǎn)過程，實時掌握和控制生產(chǎn)現(xiàn)場和自控設備的運行情況。

五、結語

以上的內(nèi)容奇偶是我們這次對電氣自動化技術的一個探討，主要是研究了電氣自動化技術的應用。電氣自動化在我國還屬于一個新興的專業(yè)，雖然目前發(fā)展的速度非常迅速，但是相對于發(fā)達國家來說還是存在這很大差距。在現(xiàn)在的社會大環(huán)境之下，隨著計算機技術、控制技術、以及信息技術的高速發(fā)展，我國的電氣自動化技術也在面臨著一場全新的大變革。就目前我國對電氣自動化技術的發(fā)展狀況上來看，電氣自動化技術在國內(nèi)的工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)開始廣泛應用，人們也開始認清了電氣自動化在工業(yè)生產(chǎn)中起到的的重要作用，并且電氣自動化技術已經(jīng)開始滲透到了國民經(jīng)濟的各個領域，但是，雖然是這樣電氣自動化技術還需要不斷的變革與發(fā)展，我們一定要把握好時代的脈搏，努力的提高我國電氣自動化技術的水平，積極的去面對國外發(fā)達國家所帶來的一切壓力，去吸取先進的經(jīng)驗和技術，為我們國民經(jīng)濟的持續(xù)健康發(fā)展貢獻出我們力量。

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