电气及自动化在机电工程中的应用分析

沈予皓

南宁轨道交通运营有限公司 广西 南宁 530000

在我国各个行业中都开始对电气自动化控制系统进行了运用，能够有效促进相关领域的建设和发展，特别是对于科技投入较高的领域，能够提升生产效率和整体质量。目前，自动电气控制系统已经成为各个领域发展的重要目标。我国经济建设不断发展，经济总量日趋增长，为了保持这一发展趋势，就需要对我国电气自动化控制系统水平进行提升，保障电气自动化控制领域实现高效高质的发展。它不仅为人们的生活提供了极大的便利，而且在保护经济发展方面发挥了作用。

1 电气自动化控制系统的特征

1.1 应用广泛

电气自动化系统为计算机技术发展的衍生产物，主要是利用程序编辑来实现设备的自动化控制。在对电气自动化控制系统进行分析的过程中可以发现，这一系统能够为各个领域的生产提供便利，有效保障生产能力。

1.2 发展速度快

在科学技术不断普及的过程中，电气自动控制系统发展速度不断加快，并且在电气自动控制系统不断完善的过程中，其在实用性、可靠性和安全性方面表现出了更大的优势，已经得到了人们的高度认可，对于提升人们生活质量水平具有积极的促进作用。

1.3 操作灵活

由于常规电气装备技术的装备性差，其工作的主体结构十分繁杂、操作繁琐，给生产实践带来了困难，这会给电气项目的施工带来很大的不利后果。设计原理是实现自动控制的依据，对电气及自动化设备的设计必须先达到设计的目的，而对其进行设计时，必须保证方案的经济、安全和可靠，以保证电气和机电的协同使用。电气自动化技术应用于机电工程中，将变得更加具有弹性，在作业上更加简单易行，同时，工作流程更加规范化，操作更加容易。同时因为电气自动化的作业简便性，在机电和电气施工方面也将节省大量的人力、财力、物力，建设的时间成本大大减少了，也大大提升了施工企业的运营效率[1]。

1.4 系统高效

由于电气自动化控制的广泛性，因此对于不同领域就发挥着不同的作用。与其他领域的应用相比，电气自动化在工业生产中的作用更加明显。同时，经济的不断发展使得工业生产的竞争力逐渐加大，工业生产面临着巨大的挑战。在工业生产过程中对电气自动化控制系统进行积极运用，不仅能够降低工业生产压力，同时还能提升整体生产效率。另外，将电气自动化控制系统应用到工业生产过程中，还能对机器的运行状态进行监测，利用监控系统迅速发现问题并做出及时的反应，制定出科学的解决措施，推动工业安全生产的顺利进行。

2 电气自动化的应用优势

目前，电气自动化技术在各个行业有着极为广泛的应用，提高了工业生产的质量和工作生产的效率。同时，电气自动化设备的应用也减少了人工工作量和工作难度，有效解决了资源浪费和人员流失等问题。

（1）推动工业领域的发展。我国电气自动化生产设备已经取代了传统的机械设备。一方面，电气自动化可以减少人工劳动强度，提高生产效率；另一方面，电气自动化可以提高材料利用率，减少人力成本和材料成本，降低资金投入力度，提升工业生产经济效益。由此可见，在工业领域中应用电气自动化不仅能够推动工业领域的持续发展，也能够实现效益的提升。（2）加强电力系统的管理。在传统电力行业中，大部分的电力设备相互独立，设备之间的联系较为薄弱，而分散的电力系统不仅增加了管理难度，也增加了设备运营管理的难度。电气自动化作为一种集成平台，能够实现对电力设备的集中管理，加强各个设备之间的联系，通过获取各种电气设备的运行数据，构建动态模型，极大地提高了管理人员的智慧化管理水平。（3）提高电力系统运行稳定性。电气自动化在智能电网中的应用，可以提高电力系统运行稳定性和可靠性，首先，基于电气自动化技术集成各种电气设备，购进自动化监控系统，可以实现对电力系统运行状态的实时监测；其次，利用进线保护设备、PT 监测设备可以进一步提高电力系统运行可靠性。

3 电气及自动化在机电工程中的具体应用

3.1 电网调度以及设备中的应用

电气及自动化构建，是电气系统在机电工程中的规划和运营中有效应用的具体表现，利用电脑网络实现电力系统内各作业装置的调整，并进行控制和管理的工作，以提高设备自动化效率。在机电和电气工程中，各种机电设备的控制和管理工作也需要电气自动化的辅助，员工运用仪器来进行控制和管理工作，可以及时解决故障问题，完成设备的工作任务。电网调度是电力调度的重要组成部分，电气的供求取决于电力的调度，其运行是否合理，将直接关系到经济性、可靠性和安全性等相关的因素。

3.2 建筑行业的电气自动化应用

充分发挥电气自动化控制的特性，和现代计算机技术融合使用，为中高层楼宇的自动开发奠定了技术依据。在实际工作中，施工单位的整体安全性和稳定性得到了增强，有利于建设项目的工作效能，缩短了工期。在建设工业中，需要大规模组装的金属装备，机电工程师负责全套总装过程的监控与管理，并进行编程后，工程人员才能进行远程作业，从而提高了设备的自动化效率。运用电气自动化技术对机电工程中的相关设备进行监测，可以有效防止控制设备中由于发生意外，而产生触电漏电等风险问题[2]。

3.3 发电厂、焦化厂、水电厂的应用

电气自动化设备还可以突显电气自动操作的便捷特性，使得操作人员在操作中可以方便地利用网络技术，并可以对电气控制器进行集中管理，从而在操作期间提高工作效率，减少工作压力。同时，员工还可以通过对电气装置的资料进行预测和分析，了解其运行状态，降低其在机电设备施工过程中的安全性问题。在电力企业中，采用电气自动化设备，可以提高电气系统的运行效率，提高电气系统的安全性和稳定性。在焦化厂当中的设备使用价值更高，将电、机、炉一体化的管理工作目标得以完成，并使各种装备的管理工作更加有效。员工可以通过电脑监控和加工背景的数据，快速解决问题，而企业在机电设备生产当中，有相关的设备运行、管理和维修等费用的控制，并能按照生产进度要求进行。

3.4 不断完善电气自动设备功能

机电工程自动化管理水平的提高，没有现代电气自动化科技的辅助，它还必须与机电制造的现实情况相联系，进一步进行优化与完善。本项目将机电与自动控制装置有机联系起来，以达到测试与运行、程序编制与信息资源分享的目的，全面融入了自动化技术，对完成工程提供了极其有利的环境。

4 电气及自动化在机电工程中的应用案例

4.1 电气自动化的应用

某交通工程中机电工程涉及到大量的机电装备，该系统采用了大量的电气发电机和变电所，采用了自动控制技术，可以对各种装置进行实时监控和实时的数据分析，使企业实现了信息化，提高了生产的效率。

4.2 节能技术的应用

4.2.1 合理挑选变压装置

第一，变压器要选用合适的设备，必须要具有节能性，这样可以将能量最大化，而在电气自动控制中，变压器的消耗也很大，所以在使用过程中，一定要确保所有的仪器都能正常工作。所以，它的寿命很长，不是一种节电的，必然会消耗大量的能量，所以，选择节能的电力变压器是当前发展的潮流。第二，要按照电网自动控制的要求，普通的变压器能够满足自动调节的需要，但若变压器的实际输出功率过大，则会超出电气系统的正常运行，故在使用时，常采用 80%的变压器[3]。

4.2.2 确定低压电缆截面

第一，选用适当的压电缆截面，在一般情况下，在供电系统和配电网中，应按特定的需求进行设计，而根据该规范，由于缺乏大的功率和较大的电线，所以最终的结果就是，电压不足的部分会产生很大的问题。针对此问题，有些设计员从电网的自动温度、电压损耗等角度进行了设计与研究。第二，就是要决定电源的类型，一般来说，自动控制的电源都是220V，有单、双、三相、三相四线，每一种都会造成不同的损失，三相四线的供电是最容易的，因此，建议在配电自动化的设计中，三相四线，这样既可以保证负载的均衡，又可以降低能耗。

4.3 在线监测技术

电气设备的联机监测是对电气设备运行状况的监测与检测，确保电气控制系统的运行。目前，电气系统的实时监控主要是本地监控和损失监控。局部监控是对局部放电发生的频率源进行监控，采用脉冲电流检测、超声波检测、超高频监测等方法监测。此外，该监测技术也能够监测电气设备运行状态和能源状态。故障监控的重点是电容器设备的绝缘损失和电量。目前，在实际使用中，电流传感器的使用有许多不足之处，为了克服此缺点，必须采用自动回馈零磁通补偿技术，该设备的核心是采用了磁性机枪的坡莫金材料，而且具有极强的深度回馈技术，该技术能够实现对电力系统的自动追踪，既能确保整个自动化系统的工作质量，又能极大地提高监测的精确度，同时也使监测结果客观透明，没有人为的干扰。

4.4 远程监控

远程监控是电力自动化的重要组成部分，也是未来电力自动化发展的方向。比如，通过远距离监测，可以避免铺设大量的光缆，大幅度减少原材料的消耗，同时提高了公司的经济效益。此外，本项目采用了远程监测技术，极大地增强了电力自动化的可操作性，使电力自动化得到了有效的监控，使其可靠性得到了极大的改善。

5 机电一体化技术在机电工程领域中的发展方向

5.1 向节能降耗方向发展

现阶段，我国大部分产业正处于转型发展的重要时期，树立节能减耗的发展理念对于电气自动化的发展具有重要意义。针对电气自动化设备高能耗的问题，一方面，相关部门需要构建统一化和标准化的行业发展规范，尤其是在电气自动化设备能耗方面需要给予高度重视；另一方面，需要在能源节约和电气自动化的应用方面寻找平衡点，既需要提高产能和效率，也需要推动电气自动化的转型和优化，以低能耗换取更多的经济效益[4]。

5.2 智能化发展

在电力自动化控制系统的研究领域，可以集中精力进行智能化开发，建立一个完善的共享网络平台，做好电气自动化控制系统共享网络平台的构建工作，能够提升实际问题解决的针对性，对所收集的信息进行优化和分析，确保不同行业之间的信息能够进行高效、便捷的交流。在对共享网络系统进行建立的过程中，各方专家需要开展共享网络系统总体架构、功能参数以及应用领域的科学设计工作，全面提升共享网络平台的安全性和可靠性，并且这一平台的推出还能实现各个领域之间的有效沟通，为自动化控制系统的建设提供保障。

5.3 安全化发展

使用电气化系统时，安全至关重要。因此，在电气化系统的研究过程中，必须要对电气自动化系统的安全性进行重视，这也是电气自动化系统未来发展的主要方向之一。在对电气自动化系统进行研究的过程中，需要做好电气自动化系统与安全系统的集成控制工作。另外由于我国电气自动化的应用范围在逐渐发生变化。现场变更后，相关电气研究人员就需要对电网设备的假设工作进行重视，做好软件和硬件的研究工作，全面保障系统运行的安全性和可靠性[5]。

5.4 通用化发展

在共享时代到来的推动下，电气自动化已经朝着通用化方向进行发展。相关研究表明，在进行电气自动化系统研究和发展的过程中，需要加强相关产品的设计和调试工作，全面提升系统系统的完整性，实现电气自动化系统的日常维护。另外，还要开展电气自动化系统的规范化设计工作。之前自动化系统经常使用独立的连接接口，在规范化设计后能够实现系统的通用，为具体使用提供便利。

5.5 开放化发展

在信息时代的推动下，我国计算机技术水平不断提升，推动了企业自动化水平的提高。想要全面满足时代发展需求，扩大计算机和电气自动化控制系统的应用范围，就必须要做好有效的集成处理工作，并建立统一的控制平台，为电力自动化系统的发展提供便利。在对电气自动化控制系统应用范围进行扩大的过程中，还必须要对各个领域对于生产成本和劳动成本的降低要求进行考虑，根据具体情况进行电气自动化控制系统平台的建立工作，推动工业电气自动化相关产品的转型和升级。

6 总结

综上，就中国现阶段的社会工业发展实际来看，在机电工程应用期间，仍会面临着工程技术以及管理等方面的各种问题。但是，随着电气自动化技术的普及，机电设备的运行效率得到了保证，各项工作有序、高效，机电系统运行的可靠性得到了改善，为发展社会产业创造良好的环境。可见，电气与自动化技术在我国的流行与应用，可以节约机电工程专业项目中的人工成本，又可以降低有关人员的工作总量，可以保障机电设备生产施工过程中的人员安全和施工进度，还可以提高机电工程专业项目的经济效益。