曹旖旎

（江蘇省工程勘測(cè)研究院有限責(zé)任公司，江蘇揚(yáng)州 225000）

目前，提高機(jī)械在生產(chǎn)和機(jī)械化過(guò)程中的效率是十分必要的。從機(jī)械設(shè)備的具體使用來(lái)看，受使用環(huán)境、協(xié)調(diào)因素等因素的影響，因此單一機(jī)械設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)的使用范圍非常有限，運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性也有待提高。在如此大的環(huán)境下，致力于提高機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用范圍，提高其使用的穩(wěn)定性和安全性具有重要意義。電氣工程自動(dòng)化技術(shù)能夠有效地改變機(jī)械設(shè)備的使用狀況，實(shí)現(xiàn)其價(jià)值提升，因此研究相關(guān)問(wèn)題具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化概述

機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化是在智能化、自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，降低工業(yè)生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率的一種生產(chǎn)方式。該方法優(yōu)點(diǎn)明顯，在該領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

1.1 機(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)在信息流中的應(yīng)用

在當(dāng)前的信息制造中，計(jì)算機(jī)輔助加工是一個(gè)重要的內(nèi)容，它作為CM 與CAD 同構(gòu)的重要橋梁，發(fā)揮著不可替代的作用。從目前的實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，CAPP 的應(yīng)用不僅可以?xún)?yōu)化工業(yè)設(shè)計(jì)，而且可以提高編程效率，從而提高手工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化程度。從產(chǎn)品數(shù)據(jù)調(diào)查與管理的實(shí)際分析來(lái)看，數(shù)據(jù)管理可以為設(shè)計(jì)和制造提供數(shù)據(jù)和信息，也可以根據(jù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。電子工藝流程、工藝流程等方面的應(yīng)用使電子產(chǎn)品加工流程更加完善。

1.2 電氣自動(dòng)化在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用有利于加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展

通過(guò)對(duì)從事機(jī)械設(shè)備加工生產(chǎn)的企業(yè)的分析，發(fā)現(xiàn)刀具加工是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。在這一環(huán)節(jié)，不僅要保證刀具的更換和選用，而且要注意刀具的加工安全。機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化可以按照一定的順序進(jìn)行這些工作，可以有效地保證施工過(guò)程的嚴(yán)密性，也可以保證刀具加工的準(zhǔn)確性和可靠性?？傊诩庸ば袠I(yè)發(fā)展中，利用設(shè)備自動(dòng)化可以有效地實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)力的解放，安全事故的發(fā)生率將大大降低，同時(shí)，加工生產(chǎn)效率、企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益將穩(wěn)步提高。

1.3 數(shù)控機(jī)床在電氣工程自動(dòng)化技術(shù)方面的應(yīng)用

電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是當(dāng)前機(jī)床設(shè)備中不可缺少的組成部分。這些電動(dòng)機(jī)是水平布置的。在生產(chǎn)力不斷提高、生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大的環(huán)境下，裝機(jī)容量也需要不斷提高。據(jù)資料調(diào)查，目前裝機(jī)容量由1000kW 增加到1500kW，牽引功率也達(dá)到120kW。目前市場(chǎng)上普遍采用增加交流牽引電機(jī)來(lái)提高設(shè)備的生產(chǎn)效率和安全性。在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷應(yīng)用的基礎(chǔ)上，增加自動(dòng)傳感技術(shù)和自動(dòng)診斷技術(shù)，可以使機(jī)床設(shè)備更加智能化、自動(dòng)化。總之，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用，有效地提高數(shù)控機(jī)床的使用價(jià)值。

1.4 運(yùn)輸設(shè)備在電氣工程自動(dòng)化方面的應(yīng)用

就目前我國(guó)的發(fā)展而言，交通運(yùn)輸業(yè)呈爆炸式增長(zhǎng)，對(duì)運(yùn)輸設(shè)備的需求也在不斷增加。從運(yùn)輸實(shí)踐的角度看，保證貨物在運(yùn)輸過(guò)程中不受損壞，保證運(yùn)輸?shù)陌踩退俣?，已成為我?guó)電氣工程自動(dòng)化研究的重點(diǎn)問(wèn)題。目前的交通運(yùn)輸設(shè)備，在生產(chǎn)過(guò)程中，采用了一些電氣工程自動(dòng)化技術(shù)，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，這些技術(shù)的運(yùn)用使我國(guó)交通運(yùn)輸初步建立起了電氣工程自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)。應(yīng)用該系統(tǒng)，充分發(fā)揮了運(yùn)輸設(shè)備的一些智能化功能，大大提高了其實(shí)用性。

2 機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，推動(dòng)了我國(guó)復(fù)雜工業(yè)生產(chǎn)、航天航空技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系等領(lǐng)域的快速發(fā)展。自動(dòng)化技術(shù)得到迅速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)水平得到了顯著提高，機(jī)控技術(shù)的結(jié)合，在一定程度上優(yōu)化了機(jī)械設(shè)備的控制和設(shè)備的自動(dòng)化管理。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)已逐漸發(fā)展成為一門(mén)綜合性技術(shù)，其理論體系日趨成熟，與控制論、信息論、系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科密切相關(guān)，自動(dòng)控制技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合，逐步滲透到電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中迅速發(fā)展和提高。隨著時(shí)代的發(fā)展，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)不斷創(chuàng)新和升級(jí)。為了提高技術(shù)在不同領(lǐng)域的適應(yīng)性，相關(guān)機(jī)構(gòu)不斷學(xué)習(xí)借鑒國(guó)內(nèi)外的成功經(jīng)驗(yàn)，有效地改進(jìn)了許多編程軟件的接口，并不斷地努力和完善，以達(dá)到建筑行業(yè)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

3 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程制造中尚存在的問(wèn)題

近年來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，但也存在一些問(wèn)題沒(méi)有得到解決。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)起步低、發(fā)展緩慢，在機(jī)械工程中應(yīng)用的技術(shù)水平也處于初級(jí)階段；②中國(guó)的自動(dòng)化技術(shù)是由科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)的。在自動(dòng)化技術(shù)的生產(chǎn)中，國(guó)家并沒(méi)有給予足夠的重視，主要體現(xiàn)在科研方面，以及自動(dòng)化技術(shù)人才的選拔和培養(yǎng)上。我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)人才的教育和培養(yǎng)還停留在教科書(shū)理論的表面，讓自動(dòng)化人才進(jìn)入生產(chǎn)階段，體驗(yàn)實(shí)踐有利于人才知識(shí)的積累和創(chuàng)新。

4 自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的具體運(yùn)用

4.1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的主要組成模塊是計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、工作站、服務(wù)器、大屏幕顯示和打印設(shè)備等，主要是借助電力系統(tǒng)專(zhuān)用的廣域網(wǎng)進(jìn)行連接，并且由下級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心構(gòu)成，其系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的電廠和變電站終端設(shè)備（如測(cè)控裝置）當(dāng)前也是由電力系統(tǒng)專(zhuān)用廣域網(wǎng)進(jìn)行連接的。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的重要功能是：電力工程在生產(chǎn)過(guò)程中的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和更新、對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行安全面的分析、電力系統(tǒng)狀態(tài)的估計(jì)、電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)以及管理和控制自動(dòng)發(fā)電（省級(jí)以上電網(wǎng)），自動(dòng)經(jīng)濟(jì)的調(diào)度（省級(jí)以上電網(wǎng)），只有這樣才能更好地滿(mǎn)足電力市場(chǎng)運(yùn)行的需要。

4.2 應(yīng)用于變電站

在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)管理過(guò)程中，變電站的管理是通過(guò)人來(lái)實(shí)現(xiàn)的。雖然可以實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)及相關(guān)信息的采集、整理、記錄、分析和處理，但不能對(duì)整個(gè)變電站的運(yùn)行進(jìn)行全面的監(jiān)控。即使變電站運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，也不能及時(shí)解決，這很容易對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響。采用電氣自動(dòng)化技術(shù)，不僅可以取代傳統(tǒng)的人工管理，通過(guò)系統(tǒng)直接對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行采集、整理、記錄和分析處理，而且可以通過(guò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站運(yùn)行的全面、全面的監(jiān)督管理，提高變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，進(jìn)而保證整個(gè)系統(tǒng)正常、穩(wěn)定的正常運(yùn)行。

4.3 發(fā)電廠分散監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)

電廠分布式控制系統(tǒng)通常采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由過(guò)程組成它由控制單元、操作員工作站、工程師工作站和冗余的高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)組成。在電廠自動(dòng)化的應(yīng)用中，電廠可分為兩部分：

4.3.1 火電廠

它是以煤、石油、天然氣和油頁(yè)巖為燃燒材料的發(fā)電廠。其對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的要求一般由廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)、電場(chǎng)管理信息系統(tǒng)、故障信息子系統(tǒng)、基點(diǎn)保護(hù)和故障信息管理系統(tǒng)組成。

4.3.2 水力發(fā)電廠

水電站是一個(gè)集磁極調(diào)速、勵(lì)磁和監(jiān)控于一體的自動(dòng)化系統(tǒng)。在我國(guó)已應(yīng)用20 多年，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組控制在控制模式下，主控模塊完成機(jī)組的測(cè)量、控制和調(diào)節(jié)；調(diào)速模塊調(diào)節(jié)機(jī)組轉(zhuǎn)速和功率；勵(lì)磁模塊主要調(diào)節(jié)機(jī)組的電壓和無(wú)功功率；保護(hù)模塊主要完成發(fā)電機(jī)組的保護(hù)功能。過(guò)程控制單元由主控模塊和智能I/0 模塊組成。MCU 模塊通過(guò)冗余I/0 總線與智能fo 模塊進(jìn)行通信。PCU 直接面向生產(chǎn)過(guò)程。接收現(xiàn)場(chǎng)變送器、熱電偶、熱電阻、電量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量等信號(hào)。借助全面的計(jì)算分析和處理操作后，相關(guān)PCU 模塊能及時(shí)采集和傳遞相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)，這樣的話，實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信息能對(duì)相關(guān)機(jī)械設(shè)備有著很好地管理，控制，處理以及保護(hù)。相關(guān)的操作員工作站和工程師工作站能提供先進(jìn)人機(jī)界面。操作員工作站接收來(lái)自PCU 的信息，并向PCU發(fā)送指令，為操作員提供監(jiān)視和控制單元操作的手段。

5 電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景

5.1 人工智能化

人工智能技術(shù)的發(fā)展源于智能技術(shù)的延伸。它不僅可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程中機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化生產(chǎn)，而且可以對(duì)機(jī)械工程中的生產(chǎn)目標(biāo)進(jìn)行智能化操作。借助當(dāng)前先進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠?yàn)槠湓黾釉邢嚓P(guān)控制管理系統(tǒng)中所沒(méi)有的新功能，例如對(duì)于采集信息和分析數(shù)據(jù)的高效功能。與此同時(shí)，當(dāng)前的人工智能新技術(shù)在相關(guān)電氣工程自動(dòng)化的運(yùn)用中，可以對(duì)其進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，進(jìn)而能夠在最快的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并解決問(wèn)題。

5.2 集成自動(dòng)化技術(shù)

由于機(jī)械工程制造過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的不科學(xué)和不安全的現(xiàn)象，于是我們研發(fā)了相關(guān)的綜合性的自動(dòng)化技術(shù)，該技術(shù)在相關(guān)工程中得到了普遍的運(yùn)用。進(jìn)而該綜合性的技術(shù)在原有的集成自動(dòng)化技術(shù)上有了很大程度的提升，將自動(dòng)化技術(shù)與實(shí)際生產(chǎn)有了完美的融合，高效的管控了工程生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)成本，并且在很大程度上提高了工作的效率。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展中，自動(dòng)化技術(shù)已逐漸成為技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志，并已應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域。電氣工程自動(dòng)化是社會(huì)建設(shè)和發(fā)展的基礎(chǔ)。為適應(yīng)現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需要，必須加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)的合理運(yùn)用。電氣設(shè)備的科學(xué)化、自動(dòng)化和運(yùn)輸技術(shù)的應(yīng)用，可以保證機(jī)械設(shè)備的科學(xué)化和高效化。組織做好準(zhǔn)備判斷，實(shí)現(xiàn)無(wú)人控制。這樣既節(jié)省了大量的人力物力，又實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行的便利性，保證了運(yùn)行的效率和質(zhì)量，在很大程度上減少了事故的發(fā)生，更好地促進(jìn)電力工程行業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。