李志明

【摘 要】當前電氣工程及其自動化技術的發(fā)展，已成為我國科學技術發(fā)展的重要標志。在社會發(fā)展過程中，由于生產(chǎn)力水平的不斷提升，對于電氣工程及其自動化的需求也日益提高，但當前電氣工程及其自動化的發(fā)展水平還不能更好與社會生產(chǎn)力發(fā)展需求相適應，所以需要加大對電氣工程及其自動化的研究力度，從而進一步提高電氣工程及其自動化的水平，保障電氣化領域持續(xù)快速的發(fā)展。

【關鍵詞】智能化；電氣；電控技術

我國電氣工程的發(fā)展最早可以追溯到20世紀初，最早的電機?？剖悄涎蟠髮W堂所設，之后電氣工程的發(fā)展如春筍般的席卷整個華夏大地，像同濟大學、浙江大學、清華大學等等一些高等院校先后都設立機電?？茖I(yè)，1977年高考制度恢復以后大部分學校將“機電工程系”改為“電氣工程系”1988年，我國高校專業(yè)名稱大規(guī)模調(diào)整后，電子信息類專業(yè)和電氣工程類專業(yè)相應合并為“電氣信息類”。

20世紀90年代伴隨著信息化時代的到來，智能化、微型化、集中化系統(tǒng)的研發(fā)與應用為電氣工程及自動化注入了新的血液，該文從電氣自動化發(fā)展歷史出發(fā)，著重講解其在當代應用領域中的一隅，希望能為廣大涉及此專業(yè)領域的高級知識實用型人才提供一定的參考。

一、電氣自動化的應用領域

電氣自動化的應用領域是相當廣泛的，小到一個開關的設計，大到航天器的研發(fā)，筆者就電氣自動化在建筑領域和小集成電路器作以簡單的應用介紹。

1.建筑領域

隨著科學的進步和時代的發(fā)展，智能化建筑成為了當今時代發(fā)展的主力軍，而高端智能化建筑無疑已經(jīng)成為主力軍當中的先鋒隊伍。利用建筑設備的自動化控制系統(tǒng)進行技術和成本控制，通過合理利用設備，整合資源，達到資源共享，節(jié)省成本的目的。因為智能化建筑中承載的電子設備和布線系統(tǒng)耐壓等級低，防干擾要求高，所以相對其他建筑容易受到雷擊，因此智能建筑應該設計為一級防雷建筑物，并由此組成具有多層屏蔽雷擊的籠形體系。這只是電氣自動化在建筑領域一個極其微小的應用層面，像建筑內(nèi)部監(jiān)控系統(tǒng)的建立、通信光纖的終端等等，都是其在建筑領域的實際運用。

2.小型集成電氣化的應用

小型集成電氣化的產(chǎn)品隨處可見，如家里常用的冰箱，電視，空調(diào)，等等，都有電氣化的身影，筆者就家用空調(diào)作以簡要剖析。

（1）設計方面既可以設計成單個控制系統(tǒng)，也可以設計成以計算機終端控制管理的系統(tǒng)。

（2）在溫控方面，一般采用采用DDC控制凈化空調(diào)系統(tǒng)。即將回風管溫度傳感器所檢測的溫度傳送到DX一9100，與計算機儲存原始點比對，通過一系列的高數(shù)運算得出結(jié)果，并且輸出相對應電壓信號或電流信號，從而控制調(diào)節(jié)閥是是升溫還是降溫，把溫度控制在某一攝氏度范圍內(nèi)，以便達到實際需求。

（3）濕控制方面，根據(jù)裝設在通風管內(nèi)的濕度傳感器所檢測的濕度，把濕度信息通過數(shù)字化終端轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘杺鬟f到濕度控制器上，再由計算機與設定好的濕度比較計算，通過輸出信號控制蒸汽電動調(diào)節(jié)閥，保證環(huán)境濕度正?！，F(xiàn)在很多設備都采用這樣的原理，通過對某事物的信號捕捉，利用信號間的相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)與原始設定數(shù)據(jù)的對比，并且通過電腦終端的運算，最終達到改變數(shù)據(jù)，控制硬件運行的目的。這是現(xiàn)在諸多小型集成電氣化設備的設計。

二、電氣化的設計

1.設計原則

根據(jù)具體情況，盡量滿足工藝和生產(chǎn)機械對電氣控制的要求，設計方面力求簡單、妥善處好理機械與電氣的融合；、合理地選用電器元件、如電容件、最大電壓件、斷電開關、傳感器等；、考慮使用時的安全性能；、制造美觀、使用維護方便。筆者概括為，在滿足使用功能的前提下，力求設計上的完美，并且成本低且有一定的工藝性。這也是在當今時代發(fā)展的前提下，多數(shù)應用產(chǎn)品必然的發(fā)展趨勢。

2.設計思路

電氣化因時因地存在著一些較大設計方面的差異，筆者就現(xiàn)在一些變電中轉(zhuǎn)站監(jiān)控系統(tǒng)作以下三點分析。

（1）首先集中監(jiān)控方式。如今一些變電站，采用集中監(jiān)控方式，此方式優(yōu)點是運行維護方便、控制站的防護要求也不高、系統(tǒng)設計也相對較為簡單。但任何事物的利弊都是共存的，由于這種傳統(tǒng)方式是將系統(tǒng)的各個功能集中到一個處理器進行處理，所以對處理器的要求甚為高，當然處理器的任務也相當繁重，直接影響處理器的運行速度。并且由于電氣設備全部集中監(jiān)控，會導致主機冗余的下降、電纜光纖數(shù)量大增，成本巨大，尤其是長距離電纜所引發(fā)的干擾必然會影響系統(tǒng)的使用壽命。與此同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖一般采用硬接線，由于輔助接點經(jīng)常不到位，造成設備無法正常操作。一旦導致這種情況的發(fā)生，那后期的維護是相當?shù)娜叻?，尤其是二次接線相對復雜，查找線路問題更是不方便，在無形中增加了維護量投入的同時，還存在硬件設備和線路電壓在運轉(zhuǎn)和輸動過程中由于接線復雜而造成失誤和危險。

（2）遠程監(jiān)控。遠程監(jiān)控方式優(yōu)點是節(jié)約電纜、節(jié)省安裝成本、節(jié)約材料、可靠性高和組合較為靈活。缺點是通訊速度慢，而一般電廠電氣部分的通訊量又比較巨大，所以這種方式一般適用于小型系統(tǒng)的監(jiān)控，如若在全廠或較大范圍內(nèi)的的電氣自動化系統(tǒng)的構(gòu)建中卻不適用。所以這種遠程監(jiān)控系統(tǒng)的運用有較大的局限性。

（3）現(xiàn)場總線監(jiān)控。對于目前現(xiàn)場總線等計算機網(wǎng)絡技術已經(jīng)普遍應用于變電站綜合自動化系統(tǒng)當中，呈現(xiàn)智能化、集中化的趨勢，而且已經(jīng)擁有了豐富的實踐運行經(jīng)驗，智能化電氣設備也有了較快的發(fā)展，這些都為網(wǎng)絡控制系統(tǒng)應用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了堅實的技術基礎。而現(xiàn)場總線監(jiān)控方式的推廣與使用使系統(tǒng)設計更加具有針對性，對于不同的間隔可以選擇不同的功能應用，也可以因此而進行重點設計。此種監(jiān)控方式除了具有遠程監(jiān)控方式的優(yōu)點外，同時還減少了端子柜、隔離設備、模擬量變送器等小型終端硬件的投入等，加之智能設備拆裝方便，可就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，在節(jié)省了大量連接電纜的同時，也節(jié)約了很多成本和安裝維護時的人工投入量，自然也是成本低，實用強，簡單，方便。除此之外，由于各個裝置的功能性相對獨立，且靈活多變，使整個系統(tǒng)具有更高的安全性能，不會導致整個系統(tǒng)的癱瘓。因此現(xiàn)場總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的一個重要的發(fā)展方向。

三、結(jié)語

總之，我們應秉承多樣性、實用性原則，樹立結(jié)構(gòu)設計明晰、系統(tǒng)設備操作運行智能化和一體化監(jiān)督操控等科學目標，力求電氣工程體系的可靠、安全創(chuàng)設節(jié)能、高效的電力環(huán)境和安全可靠的防雷體系。然后基于電氣工程與自動化技術系統(tǒng)的科學發(fā)展和綜合優(yōu)勢，我們應該深入探析其應用發(fā)展狀況，通過合理的實踐應用，進而激發(fā)其價值最大化，并有針對性制定優(yōu)化改造策略，才能確保電氣工程與自動化高新技術領域的全面擴充與穩(wěn)步發(fā)展，從而創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟效益與社會效益，體現(xiàn)綜合應用價值。因此，我們應積極關注并吸收國內(nèi)外先進的技術經(jīng)驗，并綜合當前電氣工程中的實際運用情況，為我國的電氣工程自動化技術的運用和發(fā)展貢獻更多的力量。

【參考文獻】

[1]楊粵東.論如何提高電氣工程及其自動化[J].化學工程與裝備，2015.

[2]徐濾非，胡學芝，吳鴻霞.電氣工程及其自動化專業(yè)課程體系研究[J].黃石理工學院學報，2008.

[3]周勇.電氣工程及其自動化存在的問題及解決措施[J].中國高新技術企業(yè)，2015.

[4]閆海東，程世偉.淺析電氣工程及其自動化中存在的問題及解決措施[J].科技創(chuàng)新與應用，2015.