于力

（青島市軌道交通設(shè)計(jì)有限公司，山東 青島 266000）

引言

電氣工程是復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)性工程，要想確保電氣工程的建設(shè)、運(yùn)行能夠安全并且高效，就必須采取一系列制度性和技術(shù)性的措施。當(dāng)前來看，將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于電氣工程中，就是一種很好的解決方案，這也是現(xiàn)階段和未來電氣工程重點(diǎn)發(fā)展的方向。因此，電氣自動化技術(shù)需不斷地進(jìn)行優(yōu)化提升，以更好地滿足電氣工程升級改造的需求。電氣自動化技術(shù)與電氣工程建設(shè)的高效融合，有利于電氣工程提升運(yùn)營效率，有利于提高電氣工程在生命周期內(nèi)的效益，有利于電氣工程實(shí)現(xiàn)智能化的跨越式發(fā)展。

一、電氣工程和電氣自動化技術(shù)概述

（一）電氣工程

電氣工程定義有傳統(tǒng)和現(xiàn)代化之分，傳統(tǒng)意義上，創(chuàng)造、產(chǎn)生電氣與電子系統(tǒng)的有關(guān)學(xué)科的綜合，即是電氣工程的范疇。電氣工程信息化技術(shù)蓬勃發(fā)展的前驅(qū)，對工業(yè)化發(fā)展和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用提供了許多幫助，是工業(yè)化的基石。隨著工業(yè)和信息化技術(shù)的發(fā)展，電氣工程囊括的領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，推動了電氣工程的二次革命，計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步和電氣工程領(lǐng)域交叉和融合，傳統(tǒng)電子、光子領(lǐng)域的發(fā)展更多地需要多學(xué)科交叉的發(fā)展提供動力，因此，現(xiàn)代化角度下的電氣工程幾乎囊括了所有電子、光子領(lǐng)域的工程行為。

（二）電氣自動化

自動化技術(shù)源于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，更優(yōu)質(zhì)的算法，更高精尖的計(jì)算能力，計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)過短暫的起步階段，正在迅速地占據(jù)生活、工業(yè)生產(chǎn)中的方方面面。計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展催生了自動化技術(shù)的出現(xiàn)，自動化技術(shù)的應(yīng)用在電氣工程領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用，誕生了PLC 相關(guān)學(xué)科。幾乎所有的電氣工程作業(yè)場景都有自動化技術(shù)的應(yīng)用，諸如集成電路的生產(chǎn)、車間規(guī)模化生產(chǎn)，都需要電氣自動化技術(shù)的支持，它的優(yōu)勢是顯而易見的，一套成熟的自動化操作系統(tǒng)對于從業(yè)人員的要求降低，但生產(chǎn)過程的效率和生產(chǎn)安全都能得到很好的保證。

二、電氣自動化技術(shù)的優(yōu)勢

（一）實(shí)現(xiàn)電氣工程的自動化控制

電氣自動化控制技術(shù)是電氣工程應(yīng)用中十分重要的技術(shù)，是電氣自動化在電氣工程中的最佳實(shí)踐。通過自動化控制功能，電氣系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)很多傳統(tǒng)控制手段難以實(shí)現(xiàn)的功能。例如，通過融合自動化控制技術(shù)，電氣系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)工作場站的長期無人值守，能夠大大減輕工作人員的工作負(fù)擔(dān)，節(jié)省人員開支，同時也降低了人員的工作強(qiáng)度。通過自動控制技術(shù)，電氣系統(tǒng)可以設(shè)定各類工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)編程化管理和監(jiān)控，大大提高各類設(shè)備的監(jiān)控與管理水平，實(shí)現(xiàn)工作流程的規(guī)范化和正規(guī)化，減少人為疏忽的可能性，從而從一個側(cè)面提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

（二）提升電力系統(tǒng)運(yùn)行效率

借助于電氣自動化技術(shù)，電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率將可能得到大幅度提升，進(jìn)一步降低內(nèi)部協(xié)調(diào)不暢的損耗，促進(jìn)電力系統(tǒng)的提質(zhì)增效。時間就是金錢。對于電力系統(tǒng)而言，這也是非常貼切的比喻。電力系統(tǒng)的運(yùn)行要講究高效率，高質(zhì)量，高穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)不允許存在斷電斷糧的情況，這將對整個國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民群眾的生產(chǎn)生活造成極為不利的影響。所以，電力系統(tǒng)必須在保障高可靠性的同時，提高運(yùn)行效率，降低內(nèi)部損耗，降低生產(chǎn)成本。

（三）操作簡便、便于控制

實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)，操作過程是否簡便決定了生產(chǎn)良品率的高低和生產(chǎn)效率的大小。傳統(tǒng)電氣工程作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，工況的變化和操作的高復(fù)雜性讓生產(chǎn)變得效率低下。這是因?yàn)殡姎夤こ淌且婚T應(yīng)用型工程，其中的元器件較多，控制器系統(tǒng)復(fù)雜，器械操控程序?qū)Σ僮鲉T而言難度很大，員工素質(zhì)得不到保證的情況下，很容易發(fā)生生產(chǎn)事故。在電路工作領(lǐng)域，因電路系統(tǒng)的工程量大、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在進(jìn)行日常操作和維護(hù)的時候?qū)ο嚓P(guān)崗位工作人員造成了困擾。電氣自動化技術(shù)脫胎于計(jì)算機(jī)技術(shù)，在進(jìn)行科學(xué)的程序設(shè)計(jì)和路線布局后，經(jīng)過周密的試運(yùn)行和程序調(diào)試，自動化工作就能夠順利地開展。自動化控制技術(shù)較之物理控制系統(tǒng)，優(yōu)勢是很明顯的，最顯著的一點(diǎn)就是能夠優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)，將控制系統(tǒng)集成在一張電腦屏幕上，控制人員面臨的壓力驟減，且能夠做到對工程系統(tǒng)運(yùn)行狀況實(shí)時、全面地掌控。

（四）一致性強(qiáng)

電氣工程系統(tǒng)正在變得日趨現(xiàn)代化和復(fù)雜，因此，對設(shè)備的控制工作就很關(guān)鍵。傳統(tǒng)手工操作儀器開度缺點(diǎn)很多，首先就是無法保證工程控制進(jìn)度的一致性，這是個很嚴(yán)重的問題。在生產(chǎn)過程中，雖然預(yù)留了足夠的數(shù)據(jù)設(shè)置區(qū)間來應(yīng)對突發(fā)事件和控制條件改變帶來的不穩(wěn)定因素，但仍然增加了生產(chǎn)不安全因素，且在某些作業(yè)場景下出現(xiàn)了電氣工程工作質(zhì)量的下滑。這個問題的解決或者說緩解也是來自于電氣工程自動化技術(shù)的支持。

三、電力電氣自動化技術(shù)在電力工程中的運(yùn)用

（一）人工智能技術(shù)

電氣工程以及自動化技術(shù)是交叉性以及綜合性都非常強(qiáng)的學(xué)科，其主要包含網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)以及電氣自動化等各方面，這些現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)是其中非常重要的一部分。電氣工程有著很顯著的特點(diǎn)，就是有強(qiáng)弱電的結(jié)合以及軟硬件的結(jié)合這些都是很重要的特征。剛開始電氣工程和自動化技術(shù)主要運(yùn)用在工業(yè)行業(yè)當(dāng)中，同時也對工業(yè)的發(fā)展有一個很好的推動作用，將工業(yè)的生產(chǎn)效率提高，改變了工業(yè)生產(chǎn)方向和方法。由于如今科技的快速發(fā)展，現(xiàn)代化的電氣工程和自動化接受應(yīng)用的也越來越多，對應(yīng)的技術(shù)種類要求也隨之增加，藝術(shù)類也越來越豐富，其使用領(lǐng)域也越來越廣泛，這樣更好貼切和推動當(dāng)今社會的快速發(fā)展和進(jìn)步。人工智能技術(shù)也是電氣工程及其自動化技術(shù)的一個范圍，在使用過程中獲得非常好的效果，并且有很大的運(yùn)用價(jià)值。

（二）安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)

對于安全監(jiān)控系統(tǒng)而言，其動態(tài)性質(zhì)對電力系統(tǒng)自動化發(fā)展和建設(shè)有著很重要的作用。與此同時，動態(tài)的安全監(jiān)控系統(tǒng)在電力系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中起到有效保障作用，能夠?yàn)殡姎夤こ碳捌渥詣踊夹g(shù)的使用范疇拓展奠定穩(wěn)定基礎(chǔ)。推動電力系統(tǒng)自動化發(fā)展期間，需要從信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等要素的融合利用層面進(jìn)行考慮，建立功能性非常強(qiáng)的安全監(jiān)控系統(tǒng)，將其應(yīng)用在電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中，這樣能夠達(dá)到對其故障問題的合理使用，同時也能有效將電力系統(tǒng)安全性能的完善以及運(yùn)轉(zhuǎn)效率提高，并對其提供更多支持，以免系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)故障問題不斷拓展。

（三）電網(wǎng)工作中的電氣自動化應(yīng)用

電網(wǎng)作為關(guān)乎民生的工程，在工作中經(jīng)常應(yīng)用到電氣自動化技術(shù)。電網(wǎng)因其電力相關(guān)參數(shù)隨著用電高峰、企業(yè)生產(chǎn)時間等因素，變動非常頻繁，對電網(wǎng)負(fù)荷能力的考驗(yàn)較大。為了保證電網(wǎng)運(yùn)行正常，在電網(wǎng)工程中應(yīng)用自動化技術(shù)來對關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時反饋，對電網(wǎng)工作進(jìn)行實(shí)時優(yōu)化和調(diào)整，對電力負(fù)荷的預(yù)測和警示都有積極意義。傳統(tǒng)電網(wǎng)工作過程中對從業(yè)人員的需求量大，是因?yàn)殡娏ぷ髦行枰^測的數(shù)據(jù)較多，峰谷變化不定，在追求安全生產(chǎn)的同時要確保電力生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)。

四、電氣自動化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

電氣工程及自動化技術(shù)在現(xiàn)代社會發(fā)展中展現(xiàn)出了不容忽視的應(yīng)用價(jià)值，這不僅促使電氣工程及自動化技術(shù)在許多行業(yè)中逐漸得以普及，而且也促使相關(guān)技術(shù)展現(xiàn)出了樂觀的應(yīng)用前景。具體而言:一是電氣工程及自動化技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的進(jìn)一步提升，依賴于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的構(gòu)建與完善。強(qiáng)化電氣工程及自動化技術(shù)管理力度，推動相應(yīng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)規(guī)范化與便捷化發(fā)展，是電氣工程及自動化技術(shù)在應(yīng)用過程中呈現(xiàn)出的重要趨勢，而這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)則依賴于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的構(gòu)建，從而進(jìn)一步提升電氣工程及自動化技術(shù)應(yīng)用過程中的信息傳輸能力，進(jìn)一步強(qiáng)化電氣工程系自動化技術(shù)的保護(hù)功能、監(jiān)控功能以及自動控制功能;二是電氣工程及自動化技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的進(jìn)一步提升，依賴于統(tǒng)一應(yīng)用平臺的構(gòu)建。當(dāng)前應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一且不能通用的現(xiàn)象，在很大程度上制約著相關(guān)技術(shù)的普及并導(dǎo)致其應(yīng)用面臨著較高的成本，而依托統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建統(tǒng)一的應(yīng)用平臺，則能夠?qū)ο嚓P(guān)技術(shù)應(yīng)用成本進(jìn)行有效的控制，從而推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的普及并展現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值;三是應(yīng)用技術(shù)智能化水平的進(jìn)一步提升，能夠?yàn)橄嚓P(guān)技術(shù)的發(fā)展提供更多助力。電氣自動化相關(guān)技術(shù)與其他技術(shù)在各行各業(yè)中的融合應(yīng)用，是提升相關(guān)技術(shù)應(yīng)用成效與應(yīng)用價(jià)值的有效路徑，在此過程中，人工智能技術(shù)等現(xiàn)代科技的發(fā)展，能夠在很大程度上推進(jìn)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用范圍與應(yīng)用效率的提升，為此，電氣工程及自動化技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者需要重視探索多元化技術(shù)的融合應(yīng)用以及電氣工程及自動化技術(shù)智能化水平的提升路徑。

結(jié)束語

電氣自動化作為當(dāng)代電氣領(lǐng)域生產(chǎn)必不可少的技術(shù)，其對工程質(zhì)量、工程進(jìn)度、健康預(yù)警的作用是先進(jìn)且及時的。且這項(xiàng)技術(shù)正在運(yùn)用到更多工程中，筆者羅列的電網(wǎng)系統(tǒng)和工作系統(tǒng)是典型的電氣自動化應(yīng)用場景，在這些領(lǐng)域的工程作業(yè)中電氣自動化技術(shù)發(fā)揮了重要支柱作用，為工業(yè)化發(fā)展提供了動力，側(cè)面反映出了電氣自動化的應(yīng)用價(jià)值和強(qiáng)大作用。