电气工程自动化的设计和应用研究

陈石 包晗

【摘要】：科学技术的发展推动了各行各业的发展，尤其是自动化技术。自动化技术在电气工程中的应用推动了其系统化、智能化发展，从而推动了电器行业的发展。近些年来电气工程及其自动化成为一门综合性学科，在推动电气工程发展中起到了重要的作用。文章主要针对电气工程自动化设计和应用展开分析。

【关键词】电气工程，自动化，设计与应用

信息技术在各行各业中得到了推广与应用，尤其是现代工业，为电气自动化提供了有效的支持，并且推动了电气工程的智能化发展。电气工程及其自动化对现代社会经济发展具有积极影响，无论是小的开关设计，还是航天飞船的设计，都需要应用到电气自动化技术。由此看来，电气工程自动化关系着人们的生产与生活，具有重要的作用。电气工程自动化需要利用多种技术的支持，包括电气设备与保护装置，从而确保运行的稳定性与安全性，因此在设计过程中需要加强这方面的思考。

一、电气工程自动化设计原则

（一）优化供配电

在电气工程系统设计中，首先需要考虑供配电系统的实用性和稳定性，从而为企业的生产与经营提供稳定的电能，从而对电气设备进行统一管理与控制，能够确保系统运行的稳定性，便于维护设备，从而对电能进行合理配置，减少能源浪费的现象。节能环保是现代企业对自动化系统的重要要求，在确保电气设备运行安全的基础上，需要重视对系统的优化，从而减少系统运行中产生的能耗，提高资源的利用率。

（二）提高系统运行效率

系统运行效率是电气工程系统设计过程中需要重点思考的环节。在设计过程中，首先需要确保系统中电气设备能够正常运行，在确保设备稳定运行的基础上，优化系统结构，提高系统运行效率。可以选择性能好且负荷均匀的设备，从而减少系统运行中产生的损失。同时还需要提高设备的利用率，从而减少系统运行成本。

二、电气工程自动化设计思路

（一）统一控制

统一控制模式具有操作简单、维护便捷且对控制站防护要求低，设计也相对简单。但是由于这种方式是将系统各种功能聚集在同一处理器上，因此处理难度大且负荷高，可能会影响处理器的处理速度。由于所有的电气设备都处于同一处理器的控制下，因此冗余会减少，需要更多的电缆连接，导致成本增加，而长距离电缆可能增加电磁干扰，影响系统的运行安全。

（二）远程控制

远程控制能够减少安装成本以及材料，减少电缆的应用，配置灵活且安全性较高。但是由于现场总线的通信速度相对较慢，因此远程控制模式仅适用于小规模的系统中，不适用于大中型工厂。

（三）現场总线控制

在现代工业生产中，现场总线、钛网目前已经广泛应用于电气工程自动化系统中，且具有丰富的理论与实践应用，电气系统的智能化水平也不断提升，这些技术与设备的应用为电气工程自动化提供了扎实的基础。现场总线控制能够根据不同工程的特点设计不同的功能，从而让系统具有更强的适应性，不但具有远程控制的优势，同时能够减少隔离设备的使用，且设备可以利用现场通信系统进行监控，从而减少了控制电缆的应用，能够减少安装成本，提高工程的经济效益。

三、电气工程自动化的实际应用

（一）电气工程自动化在钢铁行业中的应用

钢铁行业作为我国重要的支柱型产业，对我国经济发展具有重要的推动作用。随着钢铁行业的快速发展，其市场规模也不断扩大，电气工程自动化是提高产业竞争力的重要方式。电气自动化在钢铁行业中的应用主要是提高其生产效率与管理效率。自动化技术的应用能够对钢铁生产环节进行有效控制，从而提高生产力以及产品质量。于此同时，自动化技术的应用有助于确保钢铁生产的安全性。自动化技术的应用能够减少工作人员的工作量，从而减少生产成本，提高生产管理的标准化与规范化。

（二）电气工程自动化在供暖工程中的应用

电气工程自动化在供暖系统中的应用主要是对电力供应的控制，能够实现变电设备的自动控制。在配电控制方面，电气工程自动化能够提高对供暖系统的自动控制，从而提高供暖效率，确保系统运行的安全性。同时，自动化技术的应用需要对数据进行综合分析，从而提供有效的信息。在自动控制方面，电气工程自动化能够提高对电源系统的控制，减少人为操作引起的故障，从而提高供暖系统的稳定性。

（三）电气工程自动化在水利工程中的应用

近些年来随着城市规模的扩大以及城市用水量的增长，对水利工程的要求也不断提升，水利工程的自动化具有重要意义。但是在实际应用中，受到多方面因素的影响，主要集中在水利工程原件配置性能差，导致自动化实现困难。因此，要想推动水利工程的自动化发展，需要不断的优化设计与设备选择。电气工程自动化在水利工程中的应用主要集中在两方面，首先是PLC的应用。一般情况下中小型水利工程选择的是轴流浆式水轮机，该水轮机的应用优点在于叶片可以根据流速进行联动，从而增强水轮的运行范围，但是在实际运行中可能会由于不符合实际需求而无法提高机组的运行效率。因此，在PLC应用过程中，需要根据水轮机的规格与型号进行优化设计。同时，CAN总线在水利工程中表现出较好的应用效果，能够通过一根电缆连接现场所有设备与机器，从而构建一体化的通信系统，对现场各种设备与机器的工作状态进行采集与控制，从而提高了管理的效率。总而言之，电气工程自动化在各行各业中都有广泛应用。

四、结束语

电气工程自动化具有较好的发展空间与应用前景，给人们的生产与生活带来极大的便利。因此，在电气工程自动化设计过程中，需要不断的优化系统结构，提高系统运行效率，并设计出符合工程要求的控制方案，从而为各行各业提供自动化服务。电气工程自动化在实际应用中也向着接口统一化、生产规模化发展。电气工程自动化对于现代工业发展具有重要的现实意义，国家相关部门应该采取有效的激励措施，推动电气工程自动化的创新与完善，满足各行各业的需求。

参考文献：

[1]展宗波，赵健.电气工程及其自动化技术下的电力系统自动化发展分析[J].山东工业技术，2016，21（11）：177-178.

[2]王明洋，邓岚清.试析电气工程及其自动化的发展现状与发展趋势[J].价值工程，2018，37（29）：232-233.

[3]杨武.试述电气工程及其自动化存在的问题及解决措施[J].中国新技术新产品，2016，23（4）：162-163.