新形势下的电气自动化在工业生产中应用分析

吴爱民

【摘要】自从上个世纪五十年代，我国建立新中国之后，电气自动化专业开始在我国普及开来。之后，伴随着电气自动化在我国工业企业生产中的广泛使用，我国的生产力也得到了极大的提高。后来伴随着我国国民经济的快速发展和计算机科学于技术的深入研究、电网规模的不断扩大化，各类现代化大机组的并网运行、新发电技术对电能质量的要求越来越高，我们为了保障电力系统安全稳定不间断的运行下去，就必须提高我国的电气自动化水平。

【关键词】电气自动化；发展；工业生产；应用

引言

电气自动化是一门高度综合的专业、非常重要的专業。它所包含的内容有：电力、电子和计算机技术，随着信息化的不断发展，使得电气自动化已经渐渐成为了信息化产业发展的重要标志，同时，电气自动化的发展也渐渐成为了时代发展的重要标志。虽然电气自动化在我国是一种非常年轻的技术，但是它的发展速度非常迅速，电气自动化是一门与人们生活息息相关的专业，并且在工业生产中也得到了广泛的应用。电气自动化在很多方面都发挥着极其重要的作用，属于一种相互交叉的专业，电气自动化在其应用的过程当中可以提高工业企业生产的效率，为企业的经济增长做出了很大的贡献。当然，电气自动化也融合了非常多的技术，因此在电气自动化的应用过程当中一定要重视各种技术的发展，才能够更有力的推动电气自动化的高速发展。今天我们就对电气自动化的发展作一个全面的分析，着重分析电气自动化在工业生产的应用，同时对电气自动化做一个简单的概述、探讨电气自动化的发展状况以及怎样才能在工业生产中更好的应用电气自动化。

一、电气自动化的概述

我们经常谈到的电气自动化是一门以控制理论和电子网理论作为基础的一门科学，是一门在二十世纪兴起的新兴科学。因为它是以电子技术和计算机技术作为发展的基础，是一门非常重要的科学，在工业生产中占有很重要的地位。目前，电气自动化被运用到社会的各个领域，在工业中运用这种技术可以降低工业生产的成本，提高生产效率，同时对改善工业生产环境也起到了很大的作用。实际上电气自动化大发展历程经历了很长的时间，也经受住了时间的考验。但是，电气自动化这一概念的真正提出是到了二十世纪的五十年代之后了，电机以及电力产品的相继出现。在电气自动化的发展过程当中自然是离不开计算机技术和电子技术的，自从电器和接触器的出现之后，人们逐渐控制住了电气自动化，这些设备的广泛应用使得人的意志可以通过设备来实现，这一重大的发现使得电气自动化有了很好的发展和重大的变革，上世纪六十年代随着现代控制理论的提出，使电气自动化技术得到了进一步的发展，并且它的发展开始逐渐的离不开计算机技术了。上个世纪七十年代，随着第三次工业革命的开展，通讯和电子技术有了很大的发展，这样就使得电气自动化系统在发展的过程当中得到了更进一步的进步，六十年代所提出的控制化理论也逐渐被人们所接受。而且，一些科学上面的新问题也在电气自动化的发展中得到了很好的解决。从二十世纪八十年代到今天，电气自动化技术开始变得慢慢成熟起来，在发展的过程当中，一些新的技术也开始被广泛应用起来，与此同时，电气自动化技术在很多领域都被广泛的使用，总而言之，电气自动化技术的发展以及进步，对人民大众的生活产生了很大的影响、也带来了很多的帮助，电气自动化技术的发展在生产企业中所产生的作用是最明显的。

二、电气自动化的应用

上文当中我们已经提到了，电气自动化技术开始在国内兴起并且逐渐的发展壮大是在二十世纪的五十年代。到了目前为止，电气自动化技术的发展已经到了一个非常成熟的阶段，电气自动化技术也在各个领域被广泛的应用。那么，下面我们将要说到的就是电气自动化技术的应用具体是体现在那些方面的。

1.先进制动控制的应用。先进制动控制应用具体是指那些不同于常规单回路的先进性控制，在不同的基础上会比常规的单回路控制完成的更出色。那么，我们为什么要应用这种先进制动控制应用，是因为先进制动控制应用能够对常规常规控制不理想或者是无法控制的工业电气自动化工程进行很好的监控。但是这种技术是近几年才开始慢慢出现的，想要它被广泛的被应用，还需要一个很长的普及的过程。我们知道化工生产的难度非常大同时也非常的复杂，而我们的先进制动控制应用具有更完美的模型控制能力，能够控制住复杂的多变量，制约性也非常强。但是这一种先进制动控制技术必须要依靠计算机技术的发展来完成，所以计算机技术的发展也是先进制动控制未来的发展方向。

2.现场总线的应用。我们所谓的现场总线技术其实就是指生产过程中的自动化应用。它的出现给电气自动化技术带来了很大的变革。现场总线技术具有通信系统布局广泛、现场设备状态可控、并且现场开放性以及互相控制性更强等等的优势。主要是应用在电气自动化技术现场的变送器、执行器、记录仪、单回路调节器、可编程序控制器等设备之间实现全数字化以及串行、双向、多变量等数学通讯。但是，现场总线技术的应用必须依赖计算机网络实现电气自动化，不过，这一技术可靠性极强，软件配置丰富、功能强大完善，正在承担着工业电气自动化生产过程中控制的主要任务。

3.发电厂分散测控系统。发电厂分散测控系统在电气自动化技术当中的全面应用，可以直接面向生产过程，接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、脉冲量等信号，经过运算处理之后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执行机构，用来完成生产过程的监控、控制以及联锁等保护功能。

4.电网调度的电气自动化技术。电网调度的电气自动化技术主要是通过电力系统专用广域网来实现的。电网调度的电气自动化技术的主要组成部分是电网调度控制中心的计算机网络系统、工作站、服务站、大屏蔽显示器、打印设备等结构组成的。下线是由电网调度控制中心、调度范围内的发电厂、变电站终端设备等部分所构成。而电网调度自动化技术的主要功能是电力生产过程当中实时数据的采集与监控电网运行安全分析、电力系统状态估计、电力负荷预测、自动发电控制、自动经济调度并且适应电力市场运营的需求等等的功能。在电气自动化技术的应用中是非常重要的，对电气自动化技术也是起到了很大的帮助作用。

5.柔性交流输电系统的应用。众所周知，电气自动化当中电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压的质量以及电力系统的稳定性。而柔性交流输电系统的广泛应用正好能够解决电气自动化电力系统当中所遇到的这一种问题。柔性交流输电系统作为一种改变传统的输配电能力的新技术正在悄然的蓬勃发展。柔性交流输电系统指的就是在输配电系统的重要部位，采用单独的或者是综合功能的电力电子装置，对输电系统的主要装置和参数进行必要的调控以及控制。使得输配电变得更加可靠，能够具有更加强大的可控制性以及具有更高的效率。柔性交流输电技术是一种将电力电子技术、微机处理技术控制技术等等的高科技新技术运用到高压输配电系统当中的一种全面的新技术。那么，我们为什么要运用这一种全新的柔性交流输电系统技术。因为，我们可以利用柔性交流输电系统以提高電力系统的可靠性、可控性、运行性能和电能质量，并且我们可以应用柔性交流输电系统获取大量节电效益的新型综合技术。为什么柔性交流输电系统可以帮助我们实现以上所描述的这些功能。这是因为柔性交流输电系统的核心装置新型静止无功发生器是由二向逆变器并联电容器所构成的，柔性交流输电系统输出的三向交流电压能够与所接电网的三向电压同步运行。还有一个问题就是，柔性交流输电系统到底具有怎样强大的优点而被人们所青睐。柔性交流输电系统不仅仅可以矫正稳态运行电压，而且完全可以在发生故障之后的恢复期间稳定住电压，保障不会在发生故障之后产生不良的反应，因此，它对电网电压的控制能力很强大，此外，同其他的电力电气自动化技术相比较柔性交流输电系统的调节范围更大、反应速度更快，不会出现反应迟缓的现象，并且因为柔性交流输电系统是一种固态装置，所以可以很好的响应网络运行过程当中的暂态，同时也可以响应网络运行当中的稳态变化，因此柔性交流输电系统的控制能力大大高于电气自动化技术当中的其他技术。

6.电气自动化技术当中电力工程系统的智能化控制系统。智能这样的词汇在当代社会的出现频率已经非常的高了，比如我们有：智能手机、智能电视、智能冰箱等等的智能科技。而在电力电气自动化技术也有一种智能化的控制技术，它主要是用来解决那些用传统方法难以解决的复杂的系统控制问题，就喝特种部队是来解决常规部队无法解决的军事行动是一个道理。电力电气自动化技术当中的智能化控制系统是当今社会电力工程系统控制理论向前发展的一个新的阶段。电力电气自动化技术的智能化系统特别适用于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂的电力系统。并且，电力电气自动化技术当中的智能化系统发展前景是相当广阔的。智能化系统不止是在电力电气自动化技术中运用广泛，在其他的许多领域中也有具体的应用，比如；用于快关汽门的人工神经网络的适应控制，基于人工神经网络的应用、电掣动、快关综合控制系统结构、多机系统当中的ASVG的自动学习功能等等各种领域。

7.电力电气自动化技术当中基于GPS的新一代的动态安全监控技术。GPS系统就是我们常常说到的定位系统，自从在上个世纪广泛应用之后，得到了快速的发展，并且应用到了很多的领域，比如有车载定位系统、卫星定位系统、军事定位系统等等。而运用到电力电气自动化技术当中的GPS新一代动态安全监控技术，是新动态安全监测系统与原有数据采集系统的相结合。电力系统新一代动态安全监测系统，主要的组成部分是由同步定时系统、动态相量测量系统、通信系统以及中央信号处理机四个主要的部分构成。我们为什么要在电力电气自动化技术当中应用GPS新一代动态安全监控技术，是因为我们需要采用GPS新一代动态安全监控技术来实现同步相测量技术以及光纤通信技术，为我们的相量技术提供了实现的可能性。并且GPS新一代动态安全监测技术与相量测量技术结合的产物——相量测量单元设备，正在逐渐取代其他的技术从而实现电压、电流的相量测量。

三、电气自动化的发展状况

电气自动化是一门理、工、文三科相互融合的机械工程。电气自动化的主干包括了电气工程、计算机科学于技术、控制科学与工程三种科目。电气自动化的产生是在十九世纪的七十年代，由英国的牛津大学通过直流电的控制方式实现的。那个时候的电气自动化因为是由直流电所控制，所以它的工作方式是很简单的、很粗糙的同时它的精确度也是非常低的，但是随着电气自动化的产生，运用直流电的控制方式也被人们所熟知。因此，人们通过这样的发现想到了用直流电去控制交流执行元件，以及在建立在场的原理之上，以现代数学。矩阵代数为理论依据的弱电强电控制系统，更加使得电气自动化与电子技术达到了历史的新的高度。至此、电气自动化技术得到了广泛的传播，日本、美国、英国以及其他的发达国家都开始在大学设立电气自动化专业用来研究电气自动化技术。而电气自动化技术在我国的发展已经是到了新中国建立初期。一九四九年到一九六六年文革前是我国电气自动化技术研究的第一个阶段，在这个阶段中，我国的许多高校都设立了电气自动化专业，主要的教学环节包括电路与电子技术试验、电子工艺实习、以及生产实习。电气自动化专业在新中国的设立，为我们的新中国培养了一大批在电气自动化技术上的专业人才，现在，他们也都成为了在电气自动化方面的骨干人才。到了“文化大革命”的时候，随着我国高校相继停止招收学生，电气自动化专业的发展也受到了很大的影响。直到“文化大革命”结束之后的一九七七年全国各高校开始重新招生，并且在改革开放之后，中央领导集体对电气自动化技术的高度重视，电气自动化专业又开始慢慢发展了起来。

四、电气自动化在化工方面的应用

1.先进控制的应用。电气自动化在应用到化工领域时，由于情况非常复杂，所以很难建立模型。当对化工电气自动化的控制不当时，我们就可以利用先进的控制技术。在化工电气自动化的生产过程中，可以通过辨别技术，确立变量之间的关系。通过建立动态的数学模型，能够表示实际化工生产过程，从而控制输入变量和输出变量的关系。

2.现场总线的应用。应用现场总线的控制技术，能够在化工电气自动化的生产过程中节约生产成本费用、机械设备的安装费用和投资费用。此外，现场总线的控制技术还有利于操作管理人员准确的了解和查询自动化的生产过程，实时掌握和控制生产现场和自控设备的运行情况。

五、结语

以上的内容奇偶是我们这次对电气自动化技术的一个探讨，主要是研究了电气自动化技术的应用。电气自动化在我国还属于一个新兴的专业，虽然目前发展的速度非常迅速，但是相对于发达国家来说还是存在这很大差距。在现在的社会大环境之下，随着计算机技术、控制技术、以及信息技术的高速发展，我国的电气自动化技术也在面临着一场全新的大变革。就目前我国对电气自动化技术的发展状况上来看，电气自动化技术在国内的工业生产中已经开始广泛应用，人们也开始认清了电气自动化在工业生产中起到的的重要作用，并且电气自动化技术已经开始渗透到了国民经济的各个领域，但是，虽然是这样电气自动化技术还需要不断的变革与发展，我们一定要把握好时代的脉搏，努力的提高我国电气自动化技术的水平，积极的去面对国外发达国家所带来的一切压力，去吸取先进的经验和技术，为我们国民经济的持续健康发展贡献出我们力量。

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