摘 要:本文主要研究電氣工程自動化技術(shù)的運用,介紹了電氣工程自動化核心技術(shù),并對自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用進行了探討。
關(guān)鍵詞:電氣工程;自動化技術(shù);分散測控
中圖分類號:TM76 文獻標(biāo)識碼:A
電氣工程自動化技術(shù)涉及多個專業(yè)多個學(xué)科的知識,軟硬件相結(jié)合,強弱電相結(jié)合,機電相結(jié)合,綜合化、智能化發(fā)展趨勢越來越明顯。
一、電氣工程自動化核心技術(shù)
(一)電氣工程自動化監(jiān)控技術(shù)
1.遠程監(jiān)控。遠程監(jiān)控是借助計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與傳感器對目標(biāo)的異地遠程監(jiān)控,和現(xiàn)場監(jiān)控相比,遠程監(jiān)控打破了時空限制,通過設(shè)置監(jiān)控中心能夠同時實現(xiàn)多個目標(biāo)監(jiān)測點的實時監(jiān)控,監(jiān)控工作成本更低,工作效率更高,在靈活性與可靠性方面都有著明顯的優(yōu)勢。但是遠程監(jiān)控技術(shù)存在著通信干擾和通信效率限制,處理速度有限,在大型自動化系統(tǒng)中并不適用。
2.集中監(jiān)控。集中監(jiān)控功能使用同一個處理器進行電氣工程自動化系統(tǒng)內(nèi)多個功能的統(tǒng)一監(jiān)控。集中控制系統(tǒng)對控制要求不高,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,設(shè)計運行比較方便,但是因為只有一個處理器,較多的監(jiān)控任務(wù)會嚴(yán)重影響其處理速度,并且集中監(jiān)控需要布設(shè)大量線纜,可能會給處理器造成干擾,影響系統(tǒng)的可靠性,增加運維成本。
3.現(xiàn)場總線監(jiān)控。電氣工程自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控主要采用現(xiàn)場總線監(jiān)控方式,現(xiàn)場總線監(jiān)控是一種專門面向電氣自動化系統(tǒng)的監(jiān)控方法,能夠根據(jù)不同的裝置功能設(shè)置對應(yīng)間隔,從而減少了系統(tǒng)中端子柜和隔離設(shè)備的使用數(shù)量,投資成本更少,且不同裝置之間組態(tài)靈活,功能相對獨立,系統(tǒng)可靠性更高。
(二)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
電氣工程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠通過定子電流辨別控制其電氣動態(tài)參數(shù),并通過辨別轉(zhuǎn)子速度控制機電系統(tǒng)參數(shù)。電氣工程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為多層前饋構(gòu)造,基于反向?qū)W習(xí)算法,在電氣工程驅(qū)動系統(tǒng)和交流電機運行控制中的應(yīng)用有很大的優(yōu)越性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反向轉(zhuǎn)波算法能夠有效控制非初始速度和負載轉(zhuǎn)矩的大范圍變化,定位速度更快,傳統(tǒng)梯形控制算法則不能實現(xiàn)。智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)估計器在模式識別與信號處理中的應(yīng)用表現(xiàn)出更優(yōu)異的抗噪性能,一致性更強,無需建立控制模型就能夠用于電氣傳動控制。憑借多傳感器并行輸入結(jié)構(gòu),應(yīng)用智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),還能夠進一步提高診斷系統(tǒng)、條件監(jiān)測決策的科學(xué)性合理性,在電氣工程故障檢測、自動化運行控制中有較大的應(yīng)用潛力。
(三)PLC
PLC電氣工程自動化技術(shù)是一種電氣工程輔助系統(tǒng),早期工業(yè)生產(chǎn)中使用繼電控制器,之后隨著工業(yè)控制穩(wěn)定性、小型化以及智能化程度要求地不斷提出,PLC系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用,在電氣工程運行、生產(chǎn)協(xié)調(diào)等方面發(fā)揮著重要的作用,可以作為電氣工程工藝流程的輔助控制系統(tǒng)。例如火電廠輸煤系統(tǒng)地上煤、配煤和儲煤等輔助系統(tǒng)都可以借助PLC功能實現(xiàn),建立輔助系統(tǒng)和集中式輸煤控制智能平臺,提供人機接口,PLC負責(zé)現(xiàn)場控制,系統(tǒng)以自動控制為主,但是保留了手動控制功能,借助現(xiàn)場智能傳感器、遠程I/O對輔助系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控,從而顯著提高煤炭輔助系統(tǒng)的工作效率。PLC技術(shù)提供的軟繼電器能夠取代控制供電系統(tǒng)繼電器實物,實現(xiàn)供電系統(tǒng)自動切換,系統(tǒng)運行安全性和可靠性更高。
二、電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用
(一)電氣工程自動化診斷
大型電氣工程涉及大量電氣設(shè)備,長期運行過程中電氣設(shè)備故障難以避免,傳統(tǒng)的電氣工程設(shè)備故障診斷維修工作效率低下,影響正常的生產(chǎn)運行。電氣工程設(shè)備精密復(fù)雜,出現(xiàn)故障之后,需要對可能存在故障的設(shè)備進行逐一排查,重復(fù)勞動量大,維修工作盲目進行,難以滿足需求。而應(yīng)用電氣工程自動化診斷技術(shù),則能夠通過對電氣設(shè)備運行狀態(tài)參數(shù)的實時監(jiān)測判斷設(shè)備的健康狀態(tài),通過和既往運行數(shù)據(jù)庫的比較,能夠了解設(shè)備運行參數(shù)和基線之間的差異,從而提前預(yù)警,通過有針對性的運行維護工作及時排除設(shè)備故障隱患,有效預(yù)防設(shè)備故障導(dǎo)致的系統(tǒng)運行中斷,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時也減輕了維修維護工作壓力。
(二)分散測控
分散測控系統(tǒng)使用分層分布結(jié)構(gòu)形式,基于高速工業(yè)以太網(wǎng),通過建立運行工作站、過程控制單元、工程師工作站組成完整的分散測量控制體系。分散測控技術(shù)的核心是過程控制單元,該單元應(yīng)用大量智能傳感器采集測控現(xiàn)場的變送器信號、脈沖量、開關(guān)量、電氣量、電阻量等生產(chǎn)過程量,并根據(jù)采集到數(shù)據(jù)對生產(chǎn)過程進行直接控制。過程控制單元是主控模塊與智能I/O的冗余配置結(jié)構(gòu),負責(zé)過程監(jiān)控、運算的同時還具有連鎖保護、連鎖控制以及監(jiān)控等功能。運行人員工作站和工程師工作站提供了人機交互界面,面向電氣設(shè)備維修工程師還提供系統(tǒng)診斷、維護、組態(tài)設(shè)置等特殊功能。過程控制層通過微型計算機采集各種生產(chǎn)過程量,集中進行數(shù)據(jù)的采集、分析和監(jiān)控,從而大幅度提升系統(tǒng)監(jiān)控水平。
(三)調(diào)度自動化
電氣設(shè)備自動化技術(shù)的核心功能是對工作流程的全面處理,在電氣工程中應(yīng)用自動化技術(shù),能夠顯著加快生產(chǎn)效率,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,減少人力資源投入,降低工作人員勞動強度。在電氣工程生產(chǎn)調(diào)度中應(yīng)用自動化技術(shù),可以借助計算機、網(wǎng)絡(luò)、調(diào)度中心顯示屏、打印機等功能性設(shè)備實現(xiàn)電氣工程生產(chǎn)調(diào)度自動化,對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控處理,判斷生產(chǎn)過程是否正常,出現(xiàn)突發(fā)情況時快速響應(yīng),制定科學(xué)合理的應(yīng)對策略有效解決。調(diào)度自動化技術(shù)在電氣工程生產(chǎn)調(diào)度中的應(yīng)用改變了工業(yè)生產(chǎn)管理與調(diào)度的形式,逐漸成為生產(chǎn)調(diào)度的核心措施。
除了調(diào)度自動化,自動化技術(shù)還能夠加強電氣工程操作優(yōu)化工作,基于遺傳算法的高精度計算能夠在電氣工程方案設(shè)計和電氣設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計中發(fā)揮作用,對不同操作方案之間的細微差別進行精確分析,從而快速找尋最佳操作方案,優(yōu)化操作,提高生產(chǎn)效率,實現(xiàn)真正意義上的精細化生產(chǎn)。
結(jié)語
電氣工程自動化程度是國家工業(yè)實力的主要體現(xiàn),在電氣工程中應(yīng)用自動化技術(shù)能夠顯著提高生產(chǎn)與管理效率,降低勞動強度,減少人力資源投入,這在人力成本逐漸增加的今天顯得尤為重要。
參考文獻
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