浅谈电气工程自动化技术的应用

仇敬敏

摘要:随着自动化技术的快速发展，电气工程的管理控制工作也有必要充分的利用自动化技术。在这种背景下，本文首先对电气工程的自动化管理控制进行了概述，进而重点从PLC控制技术出发，探讨了电气工程自动化控制的技术构成及电气工程自动化管理的PLC技术应用的对策建议。

关键词:电气工程；自动化技术；应用

中图分类号：F407文献标识码： A

一、电气工程以及电气自动化概念

电气工程（Electrical Engineering，简称EE）是当今高新技术领域中举足轻重的关键学科之一，更是现代科学研究领域中的热门学科。最成功的例子就是电子通信技术的巨大进步推动了以计算机网络为中心的信息时代的蓬勃发展，并且在根本上改变了人们的工作和生活模式。从某些层次上来讲，电气工程的发达程度甚至可以代表一个国家的科技进步水平。电气自动化（Electrical Automation）的专业全称一般为电气工程及其自动化，其应用范围涉及各行各业，小到电气开关的设计，大到科技航天的研究，到处都有它的身影。电力的发展是促进生产和提高人们生活水平的重要物质基础，随着电力应用的不断发展和深化，新时代背景下的电气自动化进程成了国民经济和人民生活现代化的重要标志。

二、电气工程的自动化管理控制概述

随着自动化技术的飞速发展，电气工程控制系统也日新月异，成为引起人们很大兴趣的一个领域。它的研究目标是用机器，通常为传动控制系统、电脑等，尽可能地代替人的体力活动，并且争取在这些方面最终改善并超出人的能力，其研究领域及应用范围十分广泛。例如人工智能、PLC控制系统、智能机器人等等。早期电气控制应用都是以继电器作为自动控制系统。随着时代的发展，科技产品也开始讲求便利化，在追求高效率的时代，众多产品都趋于自动化，而现代机械功能的精密度越来越高，取而代之的就是现在最广泛使用的PLC可编程控制器。可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器，简称PLC。在60年代，电气设备生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时电气设备的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，电气设备型号更新的周期越来越短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时、费工、费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出第一台PLC，并在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。可编程控制器简称PLC，其特色为可利用软件程序来取代传统电气控制的配线工作，直接把控制电路的阶梯图（Ladder diagram）转换成PLC程序，键入可编程控制器内即可执行，省去了配线的麻烦，并在侦错、更改设计上能够更加方便，并且更有弹性。

三、电气自动化技术在电气工程中的融合及应用

1在电气工程管理中的应用

电气自动化技术在工程管理中的应用是高新技术的充分体现，其应用过程中更加注重编程的调试，以仪表工程管理为例，应用电气自动化技术后，其工作重心已由原来的温度、流量、压力及液位仪表显示等的管理逐步转向到了借助于集散DCS及集中PLC控制系统的自动化管理方式上来，借助于自动化管理及控制系统同现场变送器的相互配合，实现了对上百个流量、温度及压力等数据的采集、监测、输出控制及处理等功能，且确保了管理及控制的精度和稳定性，并大幅度降低了维护量及投资额。从工程管理方面而言，管理过程中应对施工资料、系统程序、随机文件以及调试和校验记录等环节给予足够的重视，因此，电气自动化技术的应用实现了从开工、安装、调试、护航、培训、交接一直到售后环节微机管理程序的提供，这种微机化管理方式有效遏制了工程施工过程中可能出现的弄虚作假及敷衍了事等情况。

2在电网调度中的应用

对于电网调度而言，电气自动化技术的应用实现了电网调度自动化系统的形成，其主要包括了电网调度打印设备、工作站、中心服务器、大屏显示器以及网络等，其通过电气系统专属局域网络实现了电网调度过程的自动化，并实现了发电厂、下级调度中心及变电站终端 之间的有效的连接。由此可知，电气自动化技术的应用能够对电气系统的运行状态进行实时性的评估，并以所累计数据为依据对电力负荷进行有效的预测，以此为基础对经济进行调度，并实现发电控制过程的自动化，电气系统应对数据进行实时性采集、处理及监控，并在获

取数据支持的状况下进行电网运行及安全状况的有效把握，尽可能使其适应现代化市场运营的实际需求。

3在化工生产单位电厂分散测控系统中的应用

对于化工生产单位电厂分散测控系统而言，其实际应用时常采用的是分层分布的结构，具体包括了以太网、工作站、数据高速通讯网以及过程控制单元等。其中，过程控制单元可直接在生产过程进行应用，并可对设备运行状态及其相关参数进行实时性的显示、打印及信号的输出，并由此进行执行机构的驱动，实现整个生产过程的检测、联锁性保护及其控制。对于工作站而言，其主要包括了工程师及运行员两种工作站，主要负责提供人机接口。由过程控制单元向运行员工作站进行信息的发送，同时接受由工作站发送来的指令。工程师工作 站主要负责为工程师进行设置、诊断及维护方式的提供。

4在大型变配电所中的应用

电气自动化技术在大型变配电所中的应用实现了对电话人工操作及监视的取代，并实现了对变电站监控能力的进一步加强，同时还实现了变配电运行水平及其效率的大幅度提高。其借助于全微机设备来替代之前的电磁装置，因而实现了操作及监视等过程的屏幕化，数据进行传输时应尽可能采用计算机电缆方式来进行电力信号电缆的取代，并实现了运行及管理过程的自动化。

四、电气工程中电气自动化的发展及应用趋势

1一次设备的智能化发展

通常而言，一次设备同二次设备安装地点间相距可达几十米甚至可达几百米之远，其二者间的连接常借助于大电流对电缆及强信号电力电缆的控制而实现的。而一次设备的智能化同此状况有着较大程度的不同，对一次设备结构进行设计时，常需要借助于二次设备的功能 时间来实现，因此实现了控制电缆及电力信号电缆量的大幅度节约。

2一次设备在线监测的实现

对于诸如发电机、短路器及变压器等的一次设备而言，常需对其中某个重要参数进行无间断检测，因此，要求既要能够对设备在线运行状态进行监视，还要可以预测其中某些参数的重要变化趋势，以便对设备发生故障的可能性进行判断，以便延长其保养周期，为设备的状态检修提供保障。

3电力互感器朝着光互式方向发展

由于电力互感器存在着较为明显的不足之处，其在电压等级相对较高的情况下难以有效实现绝缘，而且还会大幅度增加设备的实际体积及其质量，且饱和状态时容易导致信号发生畸变。因此，这一系列难题也推动了光电式电力互感器未来的不断研究和发展。

结束语：

综上所述，使用电气自动化能够有效的实现对电力系统的控制，实现电力控制系统的信息化管理，能够有效的解决电气工程的数据采集、在线监控、分析调度控制等相关的技术问题，提高电力系统的控制效率和工作效率。

参考文献：

[1] 孙琥. 科学发展观旗帜下的工业电气自动化发展[J]. 硅谷，2009.

[2] 刘海龙.浅谈电气自动化的现状与发展方向[J]. 黑龙江科技信息，2010.