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引言
在當今這個科技高速發達的時代,科學技術就是第一生產力,各個領域應用不同的科學技術迅速進步發展,電氣工程與自動化技術也是其中的一方面。這門技術在電氣工程公司中應用最為廣泛而且廣受好評。因為它能夠大大提高工程建設的效率,節省了許多人力、物力、財力,質量也有所提高,人們的工作量負擔減輕,更使得我國的電氣工程自動化進入了新的發展高度。
一、電氣工程及其自動化技術概述
電氣工程經過長時間的發展,已經發展為一個較為完整的體系。從其發展情況來看,在電子產品剛剛問世時,人們將電氣與電子產品的相關科學聯系在一起,并將其統稱為電氣工程。隨著現代信息技術不斷發展,電氣工程的概念也變得越來越廣泛。經調查發現,信息技術與物理科學是影響電氣工程發展的重要因素,主要體現在計算機技術、互聯網技術與電路技術上。
二、電氣工程與自動化技術的發展現狀
電氣工程與自動化技術應用非常廣泛,涵蓋了生活中的方方面面,大到大型的建筑物,小到平時的開關、插排等都是它的應用。但是這其中也有許多不足。其一是這項技術的成本比較高。我國的工業發展比較慢、時間短而且先天性發展環境差,電氣工程與自動化技術的系統不夠完備。在實際操作中往往是運用所了解到的理論知識和一些往常的經驗進行研發建設,在這個過程中會消耗掉大量的人力、物力、財力。其二是這項技術的效率比較低。在這個時刻追求速度的時代,時間就是生命就是金錢,節約的時間會對企業帶來更大的利潤。其三是電氣工程與自動化技術在傳輸工作上存在不足。傳輸工作需要注意安全問題,在運用中會涉及電子自動化這一方面的知識,但是每個人接觸到這方面的都是不一樣的,水平也就不同,而且信息在傳遞過程中成本也會提高,因此要保證進行安全地傳輸。
三、電氣工程及其自動化技術的實際應用分析
1、在工業控制中的應用
工業生產中最常使用的生產技術主要應用在控制領域。在機器上安裝感應器、繼電器、電子元器件,工作人員在控制平臺上編寫軟件程序,系統按照步驟執行命令。電氣工程使用的機器不會受到人員自身素質的約束,能夠保證工作效率,達到計劃產量,精度準確。但由于多種原因,目前完全意義上的自動化還沒有實現,沒有得到大范圍的普及。機械設備的不完善,經常需要人員看管監督機器運行狀況,發生故障的時候,需要維護人員進行維修,維修工作費時費力,影響生產工作效率,維修人員和技術水平不盡相同,都會影響其在工業控制中的應用。
2、電網方面的應用
在電氣工程在電網方面應用時的基礎是局域網的操作。通過局域網,可以把各個需要連接的地方連接起來,然后收集信息,再把這些信息全部發送到客戶終端,在終端進行統一地安排控制,這樣一來,自動化的控制就實現了。在生活中,它可以運用到檢測評估,自動調試電氣系統。在發熱系統建設時,借助現代信息科技的力量和互聯網,在一個網絡系統平臺上實現對供熱系統的全面控制。整個網絡系統由調度中心的計算機網絡、大屏幕顯示器、打印設備、工作站和服務器等構成與供熱系統的專用局域網連接再通過變電站、發電廠等終端實現對企業以及居民區的供電與供熱。電氣工程與自動化技術通過對供電、供熱靈活的調度,避免了不必要的浪費損失。
3、 在電力系統中的應用
變電站是催生電力,傳輸發送電力的設備,電力工程與自動化廣泛應用在電力行業,能夠在變電站中大有作為。它節約了變電站運營中的資金、勞動力,保證了電力設備的安全可靠、穩定運行,利用自動化技術在監控保護上為電力設備保駕護航。電力系統實現了智能控制,減少了電力系統的操作復雜性,這應歸功于電氣工程與自動化技術二者有機結合。運用這二者對電力系統設備狀態監控,對現場進行布控監督,保證設備運行當中的安全性。
四、加強電氣工程及其自動化應用措施
1、強化數據傳輸接口建設。
由于數據傳輸對電氣工程自動化工作結果起著決定作用,所以數據傳輸一直受到我們的重視。要想保證電氣自動化的有效性就必須要加強對數據傳輸的管理從而保證其穩定性、快捷性、高效性和安全性的提高。要想保證數據傳輸的高效性和安全性必須要加強對數據傳輸接口的管理。這就要求我們必須要處理好在數據傳輸中出現的接口故障,保證接口的標準化。一定要保證程序接口在實際對接時的完美性,不出現任何問題。這樣才能夠減少數據在傳輸中所需的時間,真正的落實電氣工程自動化。
2、加強通用型網絡結構應用的探索
通用型網絡影響著電氣工程自動化建設結果。所以,要想讓工作完成的更快,提高工作的安全性必須要對自動化的生產過程管理進行強化。必須在進行通用型網絡結構轉變時投入更多的財力、人力和物力,這樣才可以加快網絡結構向理想型轉變從而保證電氣工程自動化運行的高效性。
3、加大電氣自動化在技術上的投入
只有加大了電氣自動化在技術上的投入,才能保證自動化技術的綜合性。所以,在進行建設與發展電氣工程自動化的時候,一定要加強系統平臺的建設,結合不同終端用戶的需求,對自身運行特點展開詳細的分析與研究,在統一系統平臺中展開操作,滿足不同終端用戶的實際需求。嵌入式系統是我國現階段主要使用的系統。無論是嵌入式系統還是其他控制系統只有保證開發平臺的統一性才能在一定程度上促進系統的有效性的實現。所以,我們必須要建立一個完善的系統平臺。
4、提高電氣自動化系統集成化程度
電氣工程企業團結合作,劃分為同一陣營中,共同使用相同的系統開發平臺,對工作人員進行培訓,提高員工的專業操作技能,使其掌握專業技術,為其灌輸新技術、新理念,使其發揮出主觀創造性,對系統進行更新改善,使其具備兼容性,提升系統集成化程度。
5、構建統一、科學的電氣自動化系統
豐富完善功能,加強各地區的關于電氣系統與自動化技術交流,相互傳授經驗,引進先進的電氣技術,制定相關的技術標準,制定嚴格的生產規范制度,提高管理水平,編程設計要體現出科學合理的特征,滿足個性化需求,將功能與各系統之間有序連接起來,實現信息數據共享。
6、電氣工程的節能設計
在電氣工程自動化技術設計的過程中需要充分考慮到節能,節約能源才能降低生產成本,不至于能源大量浪費,重視節約資源,減少污染氣體的排放。
7、強質量管理
樹立質量上乘,安全第一的意識,對企業員工實行培訓,以實例列舉哪些是合格品,哪些是不合格品,為員工講解在電氣施工生產過程中應注意哪些問題,以提高工作人員的整體素質水平,嚴格從正規渠道購買材料物資,加強生產施工過程的規范并進行有效管理。
結束語
電氣工程自動化是現代科技的主要學科,其研究意義重大,尤其是它的實際意義。電氣工程還是一門新型學科,主要涉及電氣信息領域,不僅包括農業、工業,甚至國防方面也必不可少。所以,要想滿足人們日益增長的生活需求,必須靈活運用電氣工程自動化,促進國民經濟的增長。
參考文獻
[1]張天翔.電氣工程及其自動化技術分析[J].科技風.2015(08).
電氣工程是現代科技領域核心學科之一,傳統的電氣工程定義為用于創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和。21世紀的電氣工程概念已經遠遠超出這一范疇,如今電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關的工程行為。電氣工程的發展程度直接體現了國家的科技進步水平,因此,電氣工程的教育和科研在發達國家大學中始終占據重要地位。
一、電氣工程及其自動化的應用
與電氣工程及其自動化相關的產業主要有電力工業、電氣裝備制造業以及幾乎所有使用電力的行業,電氣技術的發展與應用也主要集中在這些行業。但隨著科技的發展,電氣工程及其自動化的應用越來越廣泛。
(一)可再生能源技術
1995年全球可再生能源僅占一次能源的18%,預測到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世紀,光伏技術、風電技術、生物質發電技術等得到了快速發展。下面著重介紹人類的未來能源――氫能??茖W家們一直致力于研究把氫能作為人類未來的能源,氫能有其他能源無與倫比的優勢:
1.清潔。其反應后的生成物為水和氮化氫,對環境沒有污染。
2.儲量豐富。地球上的海水所含的氫用來發電就夠人類用數億年。
3.熱值高。單位重量的發熱量叫熱值,氫的熱值是汽油的3倍,煤炭的4倍。現在世界上很多國家正在斥巨資研究這一能源,但目前還處在實驗室階段,距工業應用還有一段距離。
(二)輸電信技術
超導技術在電氣工程中的廣泛應用已成為發展趨勢。
1.超導儲能系統。將電能轉換為電磁能,利用超導線圈儲存起來。超導儲能系統是除電池儲能系統之外的又一儲能系統,其使用將提高電網的安全性。
2.超導故障限流器。利用超導體超導與正常狀態的轉變特性,快速限制電力系統故障短路電流,保障電網安全。
3.超導大容量電纜。可大大降低輸電過程中的電耗,提高能源效率。
靈活交流輸電技術(FACTS)。用大功率電子器實現對電力系統電壓、參數、功率、相位角等的實時調節控制,以實現電力系統的安全穩定性和輸電過程中的能耗。
(三)高速磁懸浮列車
磁懸浮技術實現了列車脫離地面、不帶燃料的“飛行”,德、日兩國在這方面的技術領先,最高時速已達到每小時550公里。高速磁懸浮列車是綜合運用磁懸浮、低溫超導、計算機控制與信息技術等高新技術的成果。
(四)建筑
智能化建筑的發展必然離不開電氣自動化。隨著我國國民經濟的飛速發展以及數字電子化科技發展,高檔智能化建筑無疑已經成為當今建筑界的主要發展方向。自然達到合理利用設備,在資源方面,人力的節省就有了建筑設備的自動化控制系統。智能化建筑內有大量的電子設備與布線系統。這些電子設備及布線系統一般都屬耐壓等級低,防干擾要求高,是最怕受到雷擊的部分。智能建筑多屬于一級負荷,應該設計為一級防雷建筑物,組成具有多層屏蔽的籠形防雷體系。
(五)凈化空調設備
凈化空調系統控制自動監控裝置,可以設計成單個系統的測量、控制系統,也可以設計成以數字計算機控制管理的系統。在溫度控制方面,凈化空調系統采用DDC控制。裝設在回風管的溫度傳感器所檢測的溫度送往DX一9100,與設定點比較,用比例加積分、微分運算進行控制,輸出相應電壓信號,控制加熱電動調節閥或冷水電動調節閥的動作,控制回風溫度應保持在18~16度之間,從而使得潔凈室溫度符合GMP要求。在濕度控制方面,裝設在同風管內的濕度傳感器所檢測的濕度,送往控制器與設定濕度比較,用比例加積分運算控制,輸出電JK信號,控制蒸汽電動調節閥的動作,控制回風濕度應該保持在45%~65%之間,這樣潔凈室濕度方能滿足GMP要求。
二、電氣自動化控制系統設計的一般原則和設計思想
(一)設計原則
1.最大限度滿足生產機械和工藝對電氣控制的要求。生產機械和工藝對電氣控制系統的要求是電氣設計的依據,這些要求常常以工作循環圖、執行原件動作節拍表、檢測元件狀態表等形式提供,對于有調速要求的場合,還應給出調速技術指標。其他如啟動,轉向、制動、照明、保護等要求,應根據生產需要充分考慮。
2.在滿足控制要求的前提下,設計方案應力求簡單,經濟。
3.妥善處理機械與電氣的關系。很多生產機械是采用機電結合控制方式來實現控制要求的,要從工藝要求、制造成本、結構復雜性、使用維護方便等方面協調處理好二者的關系。
4.正確合理地選用電器元件。
5.確保使用安全、可靠;
6.制造美觀、使用維護方便。
(二)設計思想
1.集中監控方式。
集中監控方式不但運行維護方便,控制站的防護要求也不高,而且系統設計也很容易。但由于這種方式是將系統的各個功能集中到一個處理器進行處理,所以處理器的任務相當繁重,處理速度也會受到一定的影響。由于電氣設備全部進入監控,致使主機冗余的下降、電纜數量增加,投資加大,長距離電纜引入的干擾也可能影響系統的可靠性。同時,隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯鎖采用硬接線,由于隔離刀閘的輔助接點經常不到位,這也會造成設備無法操作。這種接線的二次接線比較復雜,查線也不方便,而大大增加了維護量,還存在在查線或傳動過程中由于接線復雜而造成誤操作的可能性。
2.遠程監控方式。
遠程監控方式具有節約大量電纜、節省安裝費用、節約材料、可靠性高和組態靈活等優點。但由于各種現場總線的通訊速度不是很高,使得電廠電氣部分通訊量相對又比較大,所以這種方式大都用于小系統監控,而在全廠的電氣自動化系統的構建中卻不適用。
3.現場總線監控方式。
目前,對于以太網(Ethernet)、現場總線等計算機網絡技術已經普遍應用于變電站綜合自動化系統中,而且已經擁有了豐富的運行經驗,智能化電氣設備也有了較快的發展,這些都為網絡控制系統應用于發電廠電氣系統奠定了堅實的基礎。現場總線監控方式使系統設計更加具有針對性,對于不同的間隔可以有不同的功能,這樣就可根據間隔的情況進行設計。這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外,還可以減少大量的隔離設備、端子柜、模擬量變送器等,而且智能設備就地安裝,與監控系統通過通信線連接,節省了大量控制電纜,節約了很多投資和安裝維護工作量,從而降低成本。此外,各裝置的功能相對獨立,組態靈活,使整個系統具有可靠性而不會導致系統癱瘓。因此現場總線監控方式是今后發電廠計算機監控系統的發展方向。
參考文獻:
電氣工程及其自動化技術的出現使得我國生產和生活發生巨大的變化,大大提升了人們工作的效率,節省了時間與空間的投入,保證我國科技的全面發展與進步。隨著技術的不斷創新,信息時代到來,在發展中逐步的使用到各項工作中去,實現技術的全面進步,為我國科技的進步提供必要的技術支持。
1 電氣工程及其自動化概述
1.電氣工程及其自動化含義。電氣工程及其自動化是指隨著科技的不斷進步,在進行生產的過程中將計算機技術、電氣化技術和機電技術整體的結合起來,將各項技術的優點和信息控制技術全面的進行整合,提升整體的運行質量。電氣工程及其自動化系統的發展經歷了一定的過程,起初被認為是計算機與科技發展的產物,隨著使用范圍的不斷延伸,使得定義也在不斷的延伸,不再單純的將其定義在傳統的電氣與電子產品相關的學科,而是將其進行擴展,使用計算機技術等,將軟件和硬件技術全面的結合起來,作為衡量國家科技進步的標志性工作,提升了整體的科技質量。
2.電氣工程及其自動化的技術特點.電氣工程及其自動化技術將現階段較多的科技技術使用到其中,包括計算機技術、電子電力技術、機械自動化技術等較多的技術成果,因此在發展中具有較強的包容性,技術成果也較為突出,在發展中可以更加全面的掌握科技發展的實用性特征,對科學技術進行全面的使用,提升社會各界的對電氣工程及其自動化系統的認可度,從而更加全面的對電氣系統及其自動化技術進行使用。
2 電氣工程及其自動化技術的設計
1.設計原則。在進行設計的過程中首先需要對電氣自動化系統進行全面的技術分類,將管控技術與系統維修技術整體的整合起來,然后進行信息化的處理,充分的對信息數據的整體性與集成性進行控制,并在管控過程中將整體的狀態情況進行監控,實現檢修期間的正常運行,保證設備的安全性和穩定性。同時在進行管理的過程中還需要提升數據的傳輸有效性,對設備的實際運行狀態進行全面的監控,并將數據進行傳輸,這樣可以根據實際監測結果對潛在的危險進行故障的診斷,排除故障的干擾因素,從而實現對系統的整體監控和指導,對技術進行全面的管理,減少資源的投入,提升工作效率。
2.設計方法。在進行設計的過程中應該從硬件和軟件方面著手,進行設計時通常先進行硬件的設計,在設計的過程中嚴格的按照電氣工程及其自動化的設計原則,在進行工業控制的時設置相應的中央處理器,處理器選擇的時候盡量保證計算機運行系統的安全性,并選擇處理器較強的設備,充分全面的考慮到電子元器件的設備性能,提升整體的使用效果。在基本的硬件設備選用完成之后,需要硬件上設備通過合適的方法進行連接,并在運行中將設備管理的效果整體的進行驗證,從而最大限度的提升設備的運行效率。
在軟件方面,進行設計的過程中選擇適合企業發展的電氣工程與自動化軟件系統,針對企業的實際情況提出設計要求,盡量將設計過程和實際情況進行匹配,更加全面的考慮軟件開發中可能遇到的問題,在進行設計的過程中對可能出現的問題進行驗證,保證設備運行的安全性,并且在工作中盡量減少安全隱患,同時在設計的過程中還需要加入相應的自動化監控系統和安全防護系統,將設備運行的整體性全面的整合起來,實現設備管理的智能化和全面化。
3 電氣工程及其自動化技術的應用
1.在工業行業的應用。電氣工程及其自動化技術在首先在工業上得到較為廣泛的應用,通過對繼電保護器等各個方面的優化,可以對工業生產進行全面的監控,節省相應的人力物力,實現終端的實時控制,保證整體系統在管理中的應用效果,節省人力在進行故障排除時的時間,為人員的安全提供必要的安全保障,提升設備的運行效果,出現故障及時報警,保證整體系統管理的技術性。
2.在智能建筑行業得到使用?,F階段建筑行業也在向著智能化的角度發展,因此在樓宇間安裝智能化的監控系統,這就使用到電氣工程及其自動化系統,這樣不僅可以全面的對接地裝置進行防護,防止樓電視事故的發生,同時可以對整體建筑中的各項信息進行全面的監控,形成數字程控交換為主要基礎的網絡控制中心,將計算機技術使用到管理中去,為居民提供更加優質周到的服務。
3.在電力系統中的應用。電氣工程與自動化在電力系統中的應用也是較為廣泛的,為了更好的保障我國電力的發展,在電力系統中引入了電氣工程及其自動化系統,從而實現對電網的整體全面控制,實時監控電網的管理水平,靈活的對電網中的各項運行設備進行監控,并對運行中的各項信息進行整理,保證整個電氣工程與自動化技術的安全運營,靈活的對供電和供熱系統進行調度,增加電網運行的效率,保證電網運行的高效性。
4 結束語
電氣工程及其自動化隨著科技的發展逐步的展示出來,在較多的領域得到較為廣泛的應用,并保證在使用中得到足夠的重視,這樣才能更好的提升科技發展水平和我國的綜合實力。因此在進行發展的過程中需要對電氣工程及其自動化的研究價值和實際價值做進一步的挖掘與研究,將電氣工程及其自動化技術的優點發揮到極致,保證我國科學技術的快速發展。
參考文獻
[1]成梓倫. 自動化技術在電氣工程中的應用探析[A]. 今日財富雜志社.2016年第二屆今日財富論壇論文集[C].今日財富雜志社:,2016:1.
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A
自動化技術在我國起步較晚,較之西方發達國家還存在著一定差距,文章結合電氣工程自動化在實際應用中的不足,深入分析和廣泛研究,有針對性地進行解決處理,不斷提高電氣工程自動化水平,推動電氣工程自動化的快速發展。
1 電氣工程自動化存在的問題
1.1 自動化水平低。電氣工程自動化系統設計比較復雜,沒有根據具體應用對象,有針對性地進行編程設計,在實際應用中,自動化水平低,沒有真正發揮電氣工程自動化的重要作用。
1.2 數據傳輸安全性不高。數據傳輸是電氣工程自動化系統應用的一個關鍵環節,數據傳輸的安全性、準確性和傳輸速度對于企業運營有著重要影響。但是,當前電氣工程自動化的硬件和軟件接口存在很大差異,給各個系統模塊的信息交換帶來很大阻礙和困難,增加了數據通信的應用成本。
1.3 集成化不足。近年來,電氣工程自動化快速發展,在某些方面、某些環節,電氣工程自動化越來越完善,并且逐漸朝著智能化、集成化方向發展。我國電氣工程自動化集成度較低,很多應用模塊都處于相互獨立狀態,各個系統和模塊之間的數據通信和信息連接不足,信息資源共享受到多方面限制,在很大程度上影響了電氣工程自動化系統的使用功能。
1.4 網絡架構不統一。電氣工程自動化發展的重要趨勢是實現規范、高效、統一的自動化系統。當前,不同公司開發的電氣工程自動化系統采用的網絡架構不同,使得電氣自動化系統的共享性和兼容性較差,軟硬件之間的數據通信需要解決網絡結構不統一的問題。
2 電氣工程自動化的有效解決對策
2.1 實現電氣工程自動化的開放化、信息化和科技化。首先,電氣工程自動化系統開發應積極利用計算機網絡技術,優化局部設計,采用合適的電氣元件,基于計算機網絡環境,實現電氣工程自動化的資源共享和實時信息交換,實現一體化的電氣自動化系統控制、決策和管理。其次,在電氣工程自動化系統中積極融合計算機技術和網絡技術,并且利用網絡通訊技術,實現電氣自動化的人工智能,通過計算機仿真和優化,改進電氣自動化結構設計,不斷提高自動化水平。最后,在電氣工程自動化系統開發過程中,積極采用現代化的技術設備,引進各種新材料、新技術,使電氣工程更加精確耐用、簡單操作,不斷提升電氣工程自動化系統性能。
2.2 提高數據傳輸安全性。安全性是電氣工程自動化系統設計和開發需要考慮的重要問題,電氣工程的安全裝置對于整個電氣自動化系統的可靠性和安全性有著直接關系,因此加強安全裝置質量控制。在選擇相關安全裝置時,應堅持實用、可靠、穩定、安全的原則,按照電氣工程自動化系統設計要求,檢測安裝裝置的使用性能和質量,確保電氣工程自動化系統中各個應用模塊和裝置具有良好的兼容性和相容性,充分發揮安全裝置的重要作用。另外,為了進一步提高電氣工程自動化的安全性,應做好安全防護,在日常工作中,彌補薄弱環節,加強系統運行監管,采取切實可行、有效的監控方案,及時診斷,及時分析,實時監控,以最快速度解決出現的問題,提高電氣自動化系統的安全性。
2.3 提高集成化程度。為了推動我國電氣工程自動化的快速發展,相關部門應制定規范、統一的電氣自動化系統技術規范,明確系統設計要求,各個公司在開發和設計電氣工程自動化系統時,應盡量采用統一的開發軟件或者平臺,并且組織專業技術人員分析電氣工程自動化系統運行情況,對于存在問題的系統模塊,加大研究力度,不斷改進和優化系統設計。同時,加大對技術人員的綜合素質、專業技能教育培訓,鼓勵技術人員學習先進的自動化技術,提高創新性和主觀能動性,不斷提高電氣自動化系統的集成度,降低系統設計、管理、運行、維護成本,實現電氣自動化系統各個模塊之間良好的兼容性。
2.4 采用科學、統一的網絡架構。電氣工程自動化系統設計盡量采用科學、統一的網絡架構,進一步完善和改進系統功能,采用現代化電氣技術,利用規范的系統模塊,有針對性地對系統測試、開機和運行進行編程,結合不同企業的實際應用需求,優化和完善系統功能,實現電氣自動化系統的實時信息交換和資源共享,發揮電氣自動化系統的重要作用。
3 關于電氣工程自動化建設的建議
3.1 電氣工程自動化結合數字化技術。數字化是指電氣工程自動化與軟件技術和信息技術相結合,數字化操作管理電氣工程自動化生產發展,提高企業對工程發展精確度的控制與運算,創新自動化發展的經驗,使市場數據發展自動化與網絡數字化技術相結合。
3.2 電氣工程自動化結合網絡技術。及時分享網絡信息技術是網絡技術的一大優勢,電氣工程自動化系統可以通過與網絡技術的結合實現企業的智能化管理,有效的結合網絡技術對收集數據進行實時傳送,使電氣工程自動化隨時隨地都能對生產發展現況進行監控管理。
3.3 電氣工程自動化結合創新技術。在電氣工程自動化的研發進程中,不僅需要企業對自動化發展的生產數據進行收集與分析,消耗巨大的人力與物力資源,還需要企業與電氣工程自動化相關的科研機構進行合作,運用企業自身資源進行未來發展的優勢分析和投入最新技術進行市場競爭優勢的分析,更直觀的為企業未來發展提供扎實基礎。
3.4 電氣工程自動化結合企業自身現況。無論電氣工程自動化如何進行創新發展都離不開企業,企業不僅為電氣工程自動化提供著所需的資金和生產技術人員,還具有決定電氣工程自動化發展的方向,聯系著自動化與社會經濟發展所需的發展趨勢,企業不斷引進先進的研究技術,將企業生產與研發的新型技術相結合,檢驗電氣工程自動化的發展可行性,以科學的眼光看待電氣工程自動化的實施成果,直觀面對企業對電氣工程自動化的重要性。
結語
一、電氣工程及其自動化技術的含義及設計
1、電氣工程以及電氣自動化的含義。電氣工程及其自動化是以電磁感應定律、基爾霍夫電路定律等電工理論為基礎,研究電能的產生、傳輸、使用及其過程中涉及的技術和科學問題。電氣工程中的自動化涉及電力電子技術,計算機技術,電機電器技術信息與網絡控制技術,機電一體化技術等諸多領域,其主要特點是強弱電結合,機電結合,軟硬件結合。電氣工程及其自動化技術主要以控制理論、電力網理論為基礎,以電力電子技術、計算機技術則為其主要技術手段,同時也包含了系統分析、系統設計、系統開發以及系統管理與決策等研究領域。控制理論是關于各種系統的一般性控制規律的科學。它研究如何通過信號反饋來修正動態系統的行為和性能,以達到預期的控制目的??刂评碚撌窃诂F代數學、自動控制技術、通訊技術、電子計算機、神經生理學諸學科基礎上相互滲透,由維納等科學家的精煉和提純而形成的邊緣科學。它主要研究信息的傳遞、加工、控制的一般規律,并將其理論用于人類活動的各個方面。將控制理論和電力網理論相結合,應用于電氣工程中,有利于提高社會生產率和工作效率,節約能源和原材料消耗。
2、電氣工程及其自動化技術的設計。在實際的電氣工程及其自動化技術的設計中,應該從硬件和軟件兩個方面來進行考慮,通常情況下,都是先進行硬件的設計,根據實際的工業控制需要,針對性的選擇電子元器件,首先應該設置一個中央服務器,并采用先進的計算機作為系統的核心,然后選擇的輔助設備,如傳感器、控制器等,通過線路的連接,組建成一個完整的系統。在實際的設計時,除了要遵循理論上的可行外,還應該注意現實中的可行性。由于生產線是已經存在的,自動化控制系統的設計,必須在不改變生產型的基礎上進行,對硬件設備的安裝有很高的要求,如果設備的體積較大,就可能影響正常的加工,要想使設計的控制系統能夠穩定的工作,設計人員必須進行實地的考察,然后結合實際的情況,對設備的型號進行確定。在硬件設計完成之后,還要進行軟件系統的設計,目前市面上有很多通用的自動化控制系統軟件,但是為了最大程度的提高自動化水平,企業通常都會選擇一些軟件公司,根據硬件安裝和企業生產的情況等,進行針對性的軟件設計。
二、電氣自動化在電氣工程中的應用
1、電氣工程及其自動化技術的應用理論。電氣工程及其自動化技術是隨著工業的發展,而逐漸形成的一門學科,現在的很多高校中,都開設了相關的課程,從某種意義上來說,電氣工程及其自動化技術,是為了滿足實際生產的需要,在傳統的工業生產中,采用的主要是人工的方式,雖然機械設備出現后,人們可以操控機器來進行生產,極大的提高了生產的效率。但是經濟的發展速度更快,對產品的需求量越來越大,在這種背景下,僅僅依靠操作機器的生產方式,已經無法滿足市場的需要,必須進一步提高生產的效率,為了達到這個目的,很多企業都實行了二十四小時生產,通過實際的調查發現,采用這樣的生產方式,機器可以不停的運轉,操作人員卻需要足夠的時間休息,因此必須增加企業的員工,這樣就提高了生產的成本,在市場競爭越來越激烈的今天,企業要想獲得更多的效益,必須對生產的成本進行控制,于是有人提出了讓機器自行運轉的概念,這就是自動化技術。 強化電氣工程及其自動化的應用措施。(1)強化數據傳輸接口建設。在應用電氣工程自動化系統的時候,數據傳輸功能發揮著至關重要的作用,一定要進行高度的重視。只有提高系統數據傳輸的穩定性、快捷性、高效性與安全性,才可以保證系統運行的有效性。在進行數據傳輸強化的時候,一定要重視數據傳輸接口的建設,這樣才可以保證數據傳輸的高效、安全。在建設數據傳輸接口的時候,一定要重視其標準化,利用現代技術處理程序接口問題,并且在實際操作中進行程序接口的完美對接,降低數據傳輸的時間與費用,提高數據傳輸的高效性與安全性,實現電氣工程自動化的全面落實。(2)強化技術創新,建立統一系統平臺,節約成本。電氣工程自動化是一項比較綜合化的技術,要想實現其快速發展,就一定要加強對技術的投入,突破技術瓶頸,確保電氣工程自動化的有效實現。所以,在進行建設與發展電氣工程自動化的時候,一定要加強系統平臺的建設,結合不同終端用戶的需求,對自身運行特點展開詳細的分析與研究,在統一系統平臺中展開操作,滿足不同終端用戶的實際需求。由此可以看出,建立統一系統平臺,是建設與發展電氣工程自動化的首要條件,也是必要需求。(3)加強通用型網絡結構應用的研究。在電氣工程自動化建設與發展過程中,通用型網絡結構發揮著舉足輕重的作用,占據了十分重要的地位,可以有效加強生產過程的管理與技術監控,并且對設備進行一定的控制,在統一系統平臺中,可以有效提高工作效率,保證工作可以更加快捷的完成,同時增強工作安全性。除此之外,通用型網絡結構也可以加強和各控制中心與管理系統的配合,實現網絡資源的優化配置,這樣就可以促進信息的有效傳遞,真正發揮網絡應有的作用,達成了網絡結構互通性。由此可以看出,加強對通用型網絡結構應用的探索是一件非常有意義的事情,一定要加大財力、物力、人力的投入,同時對相關技術進行深入的分析與研究,強化對網絡結構的分析與研究,盡可能創建一種更加理想的網絡結構,促進電氣工程自動化系統的高效運行。 三、電氣工程自動化熱點技術的運用
1、管控一體化技術。從理論上來說,在電氣工程中,管控一體化主要指的是電氣工程中不同的通訊環節,利用自動化技術的應用,將相關信息數據的集成性以及整個性進行充分的發揮,在對信息系統以及集成控制系統中彼此融合的過程中,把處于正常應用狀態下的電氣工程所應用的信息控制網絡能夠用一種集成的綜合方式完整表現出來。 狀態檢修技術。從應用的角度來說,對于電力工程中的狀態監測技術,我們可以將其定位是:利用設備資產管理系統在電氣工程中的應用方式,將其在故障診斷、狀態監視方向的綜合功能重點發揮,并提供狀態檢修設備在正常運行時的狀態信息和數據,并有機結合該部分數據有效預測電氣工程對應設備的實際運行狀態、潛在的安全隱患或故障因素。根據這種方式,還可以實現由傳統的故障檢修模式向狀態檢修新模式的轉變。從電氣工程的實踐應用角度講,狀態檢修技術在電氣工程實踐工作過程中的科學應用,不僅可以有效提高其對應的電氣設備的安全性、穩定性,而且有效克服了傳統的定期故障檢修模式存在的遺漏性問題和缺陷,為電力系統的安全運行提供了有力的保障。 結束語
現階段,在電氣工程自動化建設與發展過程中,還存在著一些不足,需要進行深入的研究,采取有效的改進對策,提高自動化水平,實現電氣工程自動化的高效運用,促進社會工業的可持續發展。
中圖分類號:TM1-4 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 16-0000-02
1 引言
MATLAB是多學科多工作平臺的大型科技應用軟件。它包含眾多的工具各異的工具箱,涉及領域包括:數字信號處理、通信技術、控制系統、神經網絡、模糊邏輯、數值統計、系統仿真和虛擬現實技術等[1]。
2 MATLAB在電氣工程及其自動化專業中的應用
電氣工程及其自動化專業的主要課程是自動控制原理、現代控制理論、電力電子技術、電力系統分析、電力拖動等等,這些課程理論性強,學生學習積極性差,且較難掌握。為了改善這些情況,可以利用MATLAB的Simulink工具對相應課程內容進行模擬仿真,通過這樣一個動態仿真來提高學生學習興趣。
1.1 MATLAB在控制系統中的建模與仿真
電氣工程及其自動化專業中與控制系統相關的課程,主要是《自動控制原理》和《現代控制理論》?!蹲詣涌刂圃怼分械淖詣涌刂葡到y的分析(時域法、頻域法等)和設計方法等,通過MATLAB的仿真,可以使學生了解有關自動控制系統的運行機理、控制器參數對系統性能的影響以及自動控制系統的各種分析和設計方法等。
在控制系統中,主要是應用Simulink系統仿真分析,以定性分析為主,闡述各環節(及各參數)對系統性能的影響與改進性能的途徑,下面舉例來說明,圖1.1.1所示為彈簧-質量-阻尼器機械位移系統。圖1.1.2為此動態系統的Simulink仿真模型,分析系統在外力F(t)的作用下的系統響應,即質量塊的位移x(t))。(其中質量塊質量m=5kg,阻尼器的阻尼系數f=0.5,彈簧的彈性系數K=5;并且質量塊的初始位移與初始速度均為0。)模擬仿真時,外力F(t)可由用戶自己定義,使用戶對系統在不同作用下的性能有更多的了解。圖1.1.3為外力F(t)選幅值為5的階躍輸入的仿真結果。1.2 MATLAB在電力電子技術中的建模與仿真
電力電子技術分為電力電子器件制造技術和變流技術兩個分支?!峨娏﹄娮蛹夹g》現已成為電氣工程及其自動化專業不可缺少的一門專業基礎課,在培養該專業人才中占有重要地位。通過學習該課程,使得學生掌握電力電子器件的伏安特性以及整流,逆變,斬波,變頻,變相等變流技術,學生可以通過利用MATLAB對電力電子器件和變流技術模擬仿真分析,最終對這些內容有深刻的理解。
電力電子器件電力二極管、晶閘管、可關斷晶閘管等器件的應用中可以通過建立模型仿真更好的了解這些器件的特性,熟知器件特性后就可以很好的學習變流技術,下面舉例變流技術中的三相整流技術。例:建立三相橋式全控整流電路的仿真模型,給出三相橋式整流電路帶阻抗負載的仿真結果。參數要求:三相交流電壓源通過三個電壓為220V,50HZ,相位滯后120度的交流電壓源實現,觸發脈沖模塊頻率設為50HZ;R=1Ω,L=1mH。圖1.2.1為三相橋式全控整流電路仿真模型,圖1.2.2 觸發角為30度的波形圖。從波形圖得到仿真結果和理論分析結果一樣。
1.3 MATLAB在電力拖動系統中的建模與仿真
電力拖動系統是生產過程中,以電動機作為原動機來帶動生產機械,并按所給定的規律運動的電氣設備。電力拖動裝置由電動機及其自動控制裝置組成。自動控制裝置通過對電動機起動、制動的控制,對電動機轉速調節的控制,對電動機轉矩的控制以及對某些物理參量按一定規律變化的控制等,可實現對機械設備的自動化控制。因此,《電力拖動自動控制系統:運動控制系統》是電氣工程及其自動化專業的重要課程。主要內容包括閉環控制的直流調速,轉速、電流雙閉環直流調速調節器的設計,脈寬調制,交流調速等等,這些內容都可以通過MATLAB來仿真驗證,以提高學生學習的興趣。
串電阻直流調速舉例,仿真模型如圖1.3.1所示,設置各個器件參數并進行模擬仿真,最后雙擊示波器scope、scope1、scope2可以清晰的看到電動機轉速、電樞電流、勵磁電流的波形圖,這里就不再一一列舉。
1.4 MATLAB在電力系統分析中的建模與仿真
電力系統是由發電、變電、輸電、配電和用電等環節組成的電能生產、傳輸、分配和消費的系統。電力系統分析電力系統穩態運行分析、故障分析和暫態過程的分析。電力系統分析的基礎為電力系統潮流計算、短路故障計算和穩定計算。這些主要內容的分析都可以通過MATLAB中的simulink進行建模仿真或通過MATLAB語言輔助計算。
電力系統故障分析主要研究電力系統中發生故障(包括短路、斷線和非正常操作)時,故障電流、電壓及其在電力網中的分布。應用MATLAB可對其進行模擬仿真,以下舉例說明電力系統故障分析,仿真模型如圖1.4.1所示,三相短路元件可設置為在某一時刻單相接地故障,參數設定,進行模擬仿真,在示波器scope中可得到單相接地時三相電壓電流曲線。萬用表Multimeter元件中選擇故障點A、B、C電壓,示波器scope1得到故障相電壓的正序、負序、零序分量的幅值和相位;萬用表Multimeter元件中選擇故障點A、B、C電流,示波器scope1得到故障相電流的正序、負序、零序分量的幅值和相位。
1.5 MATLAB在其他典型系統中的應用
以上幾個小結簡單的介紹了MATLAB在電氣工程及其自動化專業的專業課程中的應用,實際中,工作人員一般是利用MATLAB進行一些準備建設的典型系統進行建模仿真后,獲得最佳參數,比如說,近年來,柔直流輸電技術在電力系統中的應用越來越重要。利用MATLAB建立合適的柔直流輸電和系統電網的模型,利用它來研究系統的動態特性,具有實時、準確、方便等多種優點;電力電子技術和運動控制聯合系統應用得特變廣泛,它涵蓋了電子電路、電機拖動、自動控制、微機原理等多學科領域,是綜合性、實踐性和應用性很強的研究對象。由于電力電子器件自身的開關非線性,給電路和系統的分析帶來一定的困難,一般常用波形分析和分段線性處理的方法來研究電力電子電路。MATLAB仿真軟件為電力電子技術和運動控制聯合系統的仿真分析提供了嶄新的方法與平臺。MATLAB還可對很多典型系統進行仿真,在這里就不作一一介紹。
3 小結
本文重點討論了MATLAB在電氣工程及其自動化專業中的應用。論述了MATLAB和Simulink在該專業的主要課程中的應用仿真。MATLAB既可以幫助從事相關領域的工作人員對所設計的電路進行計算機模擬與仿真計算,以優化參數與配置,又可以使得該專業的學生在學習相關課程時,通過模擬仿真一方面提高自己學習的積極性和興趣,另一方面又加深對所學知識的理解,使學生不僅學會知識還能理解各門課程的精髓以及在實際中的使用。
中圖分類號: F407 文獻標識碼: A
一、智能化技術的概述
(一) 智能化技術的理論基礎
智能化技術來源于人工智能技術,其理論基礎也是人工智能的提出之后,廣大專家學者進一步提出的相關理論。智能化技術最開始是運用在擁有人工智能的機器人中,根本目的是通過機器人代替人們完成一些危險系數和難度系數較高的工作。隨著科技發展,智能化技術也得到了更為良好的研究和開發。究其本質而言,電氣工程及其自動化的智能化技術原理是在計算機編程的過程中參考人類大腦對信息的處理方式,進而對信息進行收集,并將信息作分析處理,最后將內容反饋到計算中。經過多年事實證明,智能化技術在電氣工程及其自動化領域有著顯著的效果。不僅提高了工作效率,減少了工程成本,還使工作人員的強度降低。此外,也節省了人力資源,使工程質量得到提高,確保了工作人員的生命安全得到技術保障。
(二)智能化技術應用的優勢
智能化技術之所以廣泛運用到各行各業中,除了市場競爭機制的要求之外,也因為智能化技術憑借著其特有的優勢,具體內容如下所述:
1、設備更加可靠,其維護成本也隨之減少。
2、作業環境得到優化,工人勞動強度
降低,進而工作效率以及作業質量提升。
3、減少了施工外部環境條件的限制。
4、設備故障可以智能化的控制。
(三)智能化技術的特點
1、高精度、高效率。精度和效率是電氣工程自動化控制中最重要的兩項指標。智能化技術使用高速 CPU 芯片、多個 CPU 控制系統和 RISC 芯片,這提高了電氣工程的控制精度和工作效率。
2、多系統控制。智能化技術的主要作用是技術較少工序和提高效率,智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用正向著對系統控制的方向發展。
3、可見的科學計算。智能化技術電氣工程自動化控制中的應用能夠及時、有效地處理和解釋數據,信息的交流不但通過文字和語言,還可通過圖像、圖形和動畫來實現。
二、智能化技術在電氣化工程中的應用現狀
智能化的技術是隨著科學技術的不斷發展而在后期演變而來的,具有一定的行為能力和思維能力,只智能化技術的發展使得我國電氣工程自動化的辦公效率得到了有效的提升。隨著我國經濟的快速發展,智能化的技術也在不斷的趨于成熟。電氣自動化作為一門新型的學科,在我國經濟發展的過程中占有很大的作用。為了使得我國的經濟更加快速的發展,在電氣工程中使用智能化的技術是非常的有必要的。目前智能化的技術已經越來越成熟,人們在對于信息的處理、農業的灌溉技術和企業管理等各個方面都應經使用到了智能化的技術,有效的改善惡化提升了企業的效益。
隨著智能化技術在不斷發展的過程中得到了一定的推廣,目前各個行業都在使用智能化技術,智能化技術在一定的程度上為企業帶來了經濟效益,不僅僅方便了人民群眾,為經濟的發展也提供了一定的支持。智能化技術在應用的過程中不僅僅只是計算機技術,利用了先進的科學技術改善了工作的環境,從而降低了工作的難度,提高了工作的效率和工作的質量。隨著智能化技術的普及,人們利用計算機技術實現可視化的科學計算,使得信息交流的方式多種多樣,智能化技術在發展的同時,自身也在不斷的應用中自我更新,朝著高速化、集成化、網絡化、多功能化的方向發展。
三、智能化技術在電氣工程自動化控制中的具體應用
智能化技術在電氣工程自動化控制中的具體應用,主要體現在以下三方面。第一,智能化技術如何應用到電氣工程病因診斷,維修和保養中;第二,怎樣實現電氣產品、電氣設備、電氣系統地優化設計;第三,電氣工程的智能化控制通過什么樣的形式來實現。
(一)故障診斷
將電氣工程及其自動化系統投入運用到工作中之后難免會出現一些設備上的故障問題,而其中影響因素是多方面的。重要的原因就是工作人員不能及時發現設備中出現的問題。
故而,將智能化技術應用到電氣工程及其自動化系統中可以充分利用智能化技術的特點,進而診斷設備中常出現的故障,最終實現故障預防的工作。通常來說,智能化故障診斷技術是一旦變壓器出現漏油情況,工作人員可利用計算對其分解的氣體進行分析、明確變壓器出現故障的位置和范圍。最后,維修人員便可根據計算機反饋的位置和范圍信息進行檢修。
(二) 優化電氣工程的設計
電氣工程及其自動化系統的設計程序極為復雜,關系到眾多物理性的理論,比如電路、電機、電磁場、變壓器。這就對設計人員理論知識提出了更高的要求和挑戰。
在傳統的工藝設計中,大多采用的是手工的方式進行設計。這樣不僅導致設計方案的達標率低,返修機率和難度也偏高。而且一旦出現問題之后,極易造成成人、物、財三方面的巨大損失。但是,隨著人工智能技術的開發與應用,設備方案的設計就可以利用計算機軟件進行設計。其中運用最多的就是 CAD 圖形設計軟件。通過 CAD 軟件許多人腦無法實現的設計程序或者圖形都可以在計算機軟件中得以實現,使設計方案的實用性和質量都有了質的飛躍,而且設計時間也大為減少,對優化設計有著非常重要的促進作用。
(三)自動化控制整個電氣工程
電氣工程控制系統含有大量控制環節,因此,智能化技術的應用能夠實現對整個電氣工程的自動化控制。智能化技術通過模糊控制、神經網絡控制、專家系統控制這三種手段實現電氣工程自動化控制。我們來著重介紹一下神經網絡控制,它可進行反向學習算法,具有多層次結構。在它的子系統中,其中一個子系統可依照系統參數調控和判斷轉子的速度,另一個子系統可依照此參數判斷和調控定子的速度。神經網絡控制已經被廣泛應用在識別模式和處理信號方面。上面三種手段的智能化在某種程度實現了電氣工程的遠距離自動化控制
和無人操控的自動化控制,智能化技術借助公司局域網等增強了對電氣系統各環節運行情況的反饋分析。
四、電氣工程及其自動化智能化技術的發展方向
(一)性能發展
雖然電氣工程及其自動化系統設計非常復雜,但在實際應用的過程卻需要其操作的簡便和人性化,因此,其功能性就務必進行擴展。智能化技術開發的目的就是為了方便人們對設備進行智能化的操作。其包含了許多功能性很強的技術,例如,用戶界面的圖形化、科學技術的可視化和多媒體技術等。
(二)體系結構發展
通過智能化技術的運用,電氣工程及其自動化體系結構向著集成化、網絡化和模板化發展。其中代表性的技術就是LED顯屏技術。這種技術不但科技含量高,而且體積小、質量輕,還可以將信息顯示到超大尺寸的屏幕上,這無疑對電氣工程及其自動化系統顯示器的性能有著大幅度地提升。同時,將電力系統模板化,可以幫助提升電氣工程及其自動化系統整體結構的集成性,便于實現其控制系統的標準化。智能化技術的實現基本上都是以網絡作為基礎,利用網絡的方便性,便可以將電氣工程及其自動化控制系統進行聯網操作。最終通過建立一套完善的操作系統,控制信息顯示器,實現由一人對多臺設備進行控制,達成電力系統的無人操作或者遠程控制的愿望。
結束語:
目前,智能技術在電氣工程自動化控制中的應用,不僅是一個較大的成就,而且會推動智能化在其他領域中的應用。在激烈的市場競爭環境中,對電氣工程的自動化控制程度要求越來越高,這需要相關研究人員進行更深入的探索、研究,增強電氣工程自動化控制工作性能,才能提高電氣系統的工作效率,才能不斷滿足人們的需求,提升自己的市場地位。
參考文獻:
[1]谷頌. 智能化技術在電氣工程自動化中的應用價值研究[J]. 硅谷,2014,14:81+75.
中圖分類號:D622 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)25-0014-01
引言
電氣工程及其自動化技術與生活是息息相關的,已經滲透到我們生活的方方面面,我們平時用的開關,插排等都是電氣工程及其自動化在生活中的具體的體現。隨著科學發展和技術進步,電力行業的自動化水平越來越高,電氣工程自動化控制對智能化技術的需求越來越明顯。當前,智能化技術的發展愈發成熟,已經在計算機、精密傳感器、定位等多領域得到應用。
1.電氣以及智能化技術概述
1.1 電氣工程及其自動化概述
電氣工程及其自動化是一門綜合性的學科,涵蓋了自動控制、計算機、電機與電氣、電子技術等多方面內容,強弱電結合、機電結合、軟硬件結合是其最大特色。電氣工程主要涉及電能生產、控制、轉換、利用等方面的研究,在能源需求量日益增長的現代,電氣工程的應用無處不在,從國家電網到家里的配電都需要電氣相關的知識,各行各業都少不了電氣人才。近年來我國的電力系統規模不斷擴大,電力行業不斷發展,自動化技術也在不斷革新,但是傳統的電氣工程及其自動化存在產品開發周期長、自動控制系統不靈活、整體效率低等問題。
1.2 智能化技術的概述
1.2.1 智能化技術的理論基礎
智能化技術最開始是運用在擁有人工智能的機器人中,根本目的是通過機器人代替人們完成一些危險系數和難度系數較高的工作。隨著科技發展,智能化技術也得到了更為良好的研究和開發。究其本質而言,電氣工程及其自動化的智能化技術原理是在計算機編程的過程中參考人類大腦對信息的處理方式,進而對信息進行收集,并將信息作分析處理,最后將內容反饋到計算中。經過多年事實證明,智能化技術在電氣工程及其自動化領域有著顯著的效果。不僅提高了工作效率,減少了工程成本,還使工作人員的強度降低。此外,也節省了人力資源,使工程質量得到提高,確保了工作人員的生命安全得到技術保障。
1.2.2 智能化技術的特點
①高精度、高效率。精度和效率是電氣工程自動化控制中最重要的兩項指標。智能化技術使用高速CPU芯片、多個CPU控制系統和RISC芯片,這提高了電氣工程的控制精度和工作效率。②多系統控制。智能化技術的主要作用是技術較少工序和提高效率,智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用正向著對系統控制的方向發展。③可見的科學計算。智能化技術電氣工程自動化控制中的應用能夠及時、有效地處理和解釋數據,信息的交流不但通過文字和語言,還可通過圖像、圖形和動畫來實現。
2.電氣工程及其自動化中智能化技術的具體應用
2.1 故障診斷
將電氣工程及其自動化系統投入運用到工作中之后難免會出現一些設備上的故障問題,而其中影響因素是多方面的。重要的原因就是工作人員不能及時發現設備中出現的問題。故而,將智能化技術應用到電氣工程及其自動化系統中可以充分利用智能化技術的特點,進而診斷設備中常出現的故障,最終實現故障預防的工作。通常來說,智能化故障診斷技術是一旦變壓器出現漏油情況,工作人員可利用計算對其分解的氣體進行分析、明確變壓器出現故障的位置和范圍。最后,維修人員便可根據計算機反饋的位置和范圍信息進行檢修。
2.2 智能控制
電氣工程及其自動化系統工作時往往會面臨高空作業或者深水作業的情況,一般具有一定難度和危險。針對這種情況,智能化技術的智能控制就有著巨大的優勢。例如,通過智能化人工智能技術,可以讓機器人代替作業人員進行作業;通過控制人員對電氣工程及其自動化系統進行無人或者遠程控制,使智能操作可以變得更高效和自主,從而開拓智能化控制的應用空間。
2.3 優化設計
電氣工程及其自動化系統的設計程序極為復雜,關系到眾多物理性的理論,比如電路、電機、電磁場、變壓器。這就對設計人員理論知識提出了更高的要求和挑戰。在傳統的工藝設計中,大多采用的是手工的方式進行設計。這樣不僅導致設計方案的達標率低,返修機率和難度也偏高。而且一旦出現問題之后,極易造成成人、物、財三方面的巨大損失。但是,隨著人工智能技術的開發與應用,設備方案的設計就可以利用計算機軟件進行設計。其中運用最多的就是CAD圖形設計軟件。通過CAD軟件許多人腦無法實現的設計程序或者圖形都可以在計算機軟件中得以實現,使設計方案的實用性和質量都有了質的飛躍,而且設計時間也大為減少,對優化設計有著非常重要的促進作用。
3.電氣工程自動化技術的發展熱點及其趨勢分析
3.1 電力一次設備的在線檢測
對汽輪機、發電機、開關、斷路器、變壓器等電力一次設備的重要運行參數實行不間斷的實時監測,不但能夠監視設備在線運行狀態,還可以分析相關重要參數的變化趨勢,判斷是否存在發生故障的可能性,進而延長設備的保養周期,提高其利用率,也為該電力設備從定期檢修向狀態檢修過渡提供了充足的保障。
3.2 光電式電力互感器
按照一定的比例關系把輸電線上的大電流數值和高電壓降低到標準值是電力互感器的重要作用。但其缺點也不容忽視,即:電壓等級越高,絕緣難度越大,且設備的質量和體積也越大;互感器輸出的信號不能與微機化計量及保護設備直接接口;其信號的動態范圍較小,電流互感器達到飽和狀態甚至引起信號畸變的幾率越大。與此同時,新研制的光電式電力互感器也存在不少技術難題,其輸出的信號有限,電磁絕緣、兼容、耐環境程度以及電子電路的供電電源等是其面臨的主要技術難題,也是光電式電力互感器的未來主攻方向。
3.3 單片機、集成電路及工業控制計算機的發展
以MCS-51為代表白8位機雖然仍占主導地位,但功能簡單,指令集短小,可靠性高,保密性高,適于大批量生產的PIC系列單片機及CMS97C系列單片機等正在推廣,而且單片機的應用范圍已開始擴展至智能儀器儀表或不太復雜的工業控制場合以充分發揮單片機的優勢另外,單片機的開發手段也更加豐富,除用匯編語言外,更多地是采用模塊化的C語言、PL/M語言。在集成電路方面,需要重點說明的是集成模擬乘法器和集成鎖相環路及集成時基電路在自動控制系統中運用很廣。在電機控制方面,還有專用于產生PWM控制信號的HEF4752、TL494、SLE4520和MA818等應用也相當廣泛。
4.結束語
智能化技術因其不可多得的優勢逐漸在各行各業中廣泛運用。電氣工程及其自動化中通過智能化技術的具體應用,實現了故障診斷、智能控制和優化設計,對電力行業的工作效率和經濟效益有著極大地提高。隨著技術的開發,智能化技術在電氣工程及其自動化領域的應用還將將走向高速度、高精度和高效率,功能將更人性化,體系結構也將集成化、網絡化和模板化。
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)07-0367-01
智能化技術在一般情況下主要是指人工智能,這種技術能夠實現人類思想的模擬,對相關工作進行自主性的控制與操作。根據實際的應用情況進行分析,智能化技術主要利用計算機進行體現,表現出精密的傳感技術和定位技術。智能機器人中也因利用了該技術,在相關領域也具有突出的優勢。應用這種技術不僅可以提升相關設備的性能還在一定程度上節省了一些能源的利用,起到了改善工作者的所處環境的作用。電氣工程及自動化技術,通長是指電氣技術和計算機技術,被廣泛應用于工業領域。在市場經濟不斷變化的大環境下,以往傳統的電氣工程已逐漸不能適應于人們不斷變化的需求,因此,智能化技術在電氣工程及其自動化的發展與應用,推動了工程自動化的發展,較好地改善了市場經濟產生的問題,進一步促使該行業快速地發展。
1 在電氣工程領域中應用智能化技術具備的相關優勢
1.1 不需要進行控制模型的建立
在傳統的電氣工程管理工作中,需要通過相關的控制器達到對工程的控制,同時需要展開建立相對應的模型,以使控制器充分有效地發揮其功能。也正是由于在這種情況下,整體的電氣工程基本是處于一種較為復雜的工作環境中,其工程效果的實現受到了較大的限制,產生的結果也常常出現誤差。此外,在控制模型在建立的過程中會受到各種因素的干擾出現不同方面的問題,進一步加大了工程的運作難度。隨著智能化技術的不斷發展與應用,對該類問題逐漸找到了較好的解決辦法。在電氣工程中應用智能化技術不僅較大程度地提高了相關工作的效率、大大減少了工作人員的工作量,還更好地保證了工程自動化的準確程度,進一步提升了工作的整體水平。
1.2 在處理某些工作中完成統一的規范化
在電氣工程中產生以及涉及的數據信息較多,運用智能化技術可將自動化數據統一規范化,不僅有利于增強施工所需的準確程度還可較好地提升管理工作的效率。在電氣工程中包含的各方面工作與任務都具有各自不同的特點,這些特點往往在工程運作過程中對控制主體產生不可避免的影響。雖然運用的智能化技術不能徹底解決該類問題,但各方面相關的工作人員可通過采用智能化方法的同時結合自身工作體系,逐漸提高自身的應用能力和相關技術的應用水平,進一步優化企業的經濟管理方案,為自身企業帶來更好的經濟收益和價值。
1.3 增強了對整體工程的控制力與安全程度
在電氣工程及其自動化的運作過程中,工作人員可以通過應用智能化的技術加強對相關數據的整理分析能力。這種方式的采用可以在處理相關的電力設備方面,進一步獲得較好的效果和影響,逐漸完善電氣工程因處理數據產生的不足之處。此外,工作人員在對電力設備進行調整操作時,需要通過采用科學合理的方案,以保證將電氣設備的出錯幾率降到最低,盡可能地避免安全事故的發生,起到預先警報的作用。由于在考慮電力系統的穩定程度和安全程度時,需要從不同的層次和不同的角度進行較為綜合的處理,工程人員才能夠更好地對儀器設備實現較為距離的操控,保證系統安全穩定的運行。
2 電氣工程及其自動化的智能化技術應用策略
2.1 診斷工程故障
電氣工程在具體的運作期間,會因受到不同因素的干擾而發生故障現象。隨著智能化技術的不斷改進發展,工程人員可通過其技術實現故障報警并同時判斷故障產生的原因,進一步保障系統安全有效的運行。由于在工程自動化控制管理期間,工作人員只能對變壓器進行維修與保護,延長其壽命,卻不能做到有效地避免安全風險的發生。所以,在診斷某處發生的故障時,可通過合理應用智能化技術,完成對故障原因的判斷,從而找到故障發生的范圍和原因,進一步較為準確地解決故障問題。通過實踐證明,通過運用智能化技術可以更好地加強電氣系統的安全性能,進一步提高工作效率與系統穩定力。
2.2 進一步使技術應用更加完善
電氣工程實現自動化控制主要是通過依據電氣設備操作原理進行的相關研究,因此想要達到較好的優化效果需要要求相關的設計研究人員能夠熟練地掌握并運用有關電氣工程運行的各方面知識,具有較為牢固的設計基礎以及豐富的設計經驗,也只有這樣才能更大程度地保證電氣工程所涉及的電氣化設計在創造方面具有較高的水平。與此同時,在電氣工程自動化控制過程中應用智能化技術不僅能夠進行遠程監控,還能夠減少人員與通信成本的投用,使公司效益更大化。通過先進的智能化技術,電氣工程系統在穩定與安全方面都具有了較好的保障,有利于電氣工程的控制質量水平快速提高。
2.3 應用PLC技術與實施智能控制
在我國科學技術不斷發展期間,PLC技術被更多的企業所了解并應用,特別是在電氣工程領域,基本已成為控制管理的主體。想要進一步完善電氣工程,其有效手段之一就是擴展PLC的應用,在實現控制電氣設備的同時增大電氣工程及自動化系統的效率。與以往的控制器相比,PLC技術具有更為明顯的優勢和特點,可在供電系統中自動選擇切換,提高整體系統的穩定與安全能力。人工智能作為一項極具價值的先進技術,在不同行業發展的同時也成為了電氣工程實施智能控制不可缺少的技術之一。在運行電氣系統期間想要實現無人操作與遠程控制,必須增強整體系統的自主能力與運作能力,了解正確的應用范圍,充分利用不同的電氣儀器或設備,為電氣自動化打下良好的基礎。
2.4 加快電氣系統的運行速度,使工程運作更為快捷
在運行電氣工程自動化系統期間,通過利用智能化技術可對系統實現不同時間和狀態的調試和整理,進一步實現有效控制電氣系統。在整個運行的階段中,要特別注意對電氣自動化性能和機制的完善與加強,保障工程中包含的系統可以良好的運行。此外,通過具體的實踐運用可發現,在運行系統的過程中,與以往的技術相比,智能化技術能夠提供更好更便捷的操作方式與手段,更適用于對控制器和其他設備展開調節與操作。
在電氣工程和自動化系統的具體運行期間,智能化技術的有效運用可以加大電氣系統安全運行的保障力度,進一步促進電氣工程在整體方面的順利發展。
3 結語
隨著我國綜合實力與科學經濟水平的不斷提升,越來越多的領域開始發展智能化技術,使其廣泛應用于各行各業中并取得較好的成果。特別是在電氣工程運行管理過程中,智能化技術的應用更是產生了具有十分重要意義的影響。該技術在很大程度上減少了工作人員的負擔的同時提高了相關工作的效率和結果的準確性,在保障工程穩定安全運行的同時促進了相關領域經濟的順利發展。
參考文獻
[1] 陳劍.電氣工程及其自動化的智能化技術應用分析[J].企業技術開發,2016,04:74-75.
電氣工程及其自動化是以電磁感應定律、基爾霍夫電路定律等電工理論為基礎,研究電能的產生、傳輸、使用及其過程中涉及>文秘站:電力電子技術,計算機技術,電機電器技術信息與網絡控制技術,機電一體化技術等諸多領域,其主要特點是強弱電結合,機電結合,軟硬件結合。電氣工程及其自動化技術主要以控制理論、電力網理論為基礎,以電力電子技術、計算機技術則為其主要技術手段,同時也包含了系統分析、系統設計、系統開發以及系統管理與決策等研究領域??刂评碚撌窃诂F代數學、自動控制技術、通訊技術、電子計算機、神經生理學諸學科基礎上相互滲透,由維納等科學家的精煉和提純而形成的邊緣科學。它主要研究信息的傳遞、加工、控制的一般規律,并將其理論用于人類活動的各個方面。將控制理論和電力網理論相結合,應用于電氣工程中,有利于提高社會生產率和工作效率,節約能源和原材料消耗,同時也能減輕體力、腦力勞動,改進生產工藝等。
在實際的電氣工程及其自動化技術的設計中,應該從硬件和軟件兩個方面來進行考慮,通常情況下,都是先進行硬件的設計,根據實際的工業控制需要,針對性的選擇電子元器件,首先應該設置一個中央服務器,并采用先進的計算機作為系統的核心,然后選擇的輔助設備,如傳感器、控制器等,通過線路的連接,組建成一個完整的系統。在實際的設計時,除了要遵循理論上的可行外,還應該注意現實中的可行性。由于生產線是已經存在的,自動化控制系統的設計,必須在不改變生產型的基礎上進行,對硬件設備的安裝有很高的要求,如果設備的體積較大,就可能影響正常的加工,要想使設計的控制系統能夠穩定的工作,設計人員必須進行實地的考察,然后結合實際的情況,對設備的型號進行確定。在硬件設計完成之后,還要進行軟件系統的設計,目前市面上有很多通用的自動化控制系統軟件,但是為了最大程度的提高自動化水平,企業通常都會選擇一些軟件公司,根據硬件安裝和企業生產的情況等,進行針對性的軟件設計。
二、電氣工程及其自動化的應用分析
2.1電氣工程及其自動化技術應用理論
電氣工程及其自動化技術是隨著工業的發展,而逐漸形成的一門學科,從某種意義上來說,電氣工程及其自動化技術,是為了滿足實際生產的需要,在傳統的工業生產中,采用的主要是人工的方式,雖然機械設備出現后,人們可以操控機器來進行生產,極大的提高了生產的效率。但是經濟的發展速度更快,對產品的需求量越來越大,在這種背景下,僅僅依靠操作機器的生產方式,已經無法滿足市場的需要,必須進一步提高生產的效率,為了達到這個目的,很多企業都實行了二十四小時生產,通過實際的調查發現,采用這樣的生產方式,機器可以不停的運轉,操作人員卻需要足夠的時間休息,因此必須增加企業的員工,這樣就提高了生產的成本,在市場競爭越來越激烈的今天,企業要想獲得更多的效益,必須對生產的成本進行控制,于是有人提出了讓機器自行運轉的概念,這就是自動化技術。
2.2電氣工程及其自動化技術在智能建筑中的應用
(1)防雷接地。雷電災害給我國的通信設備、計算機、智能系統、航空等領域造成了巨大的損失,因此,在智能建筑建設中也要十分注意雷電災害,利用電氣工程及其自動化技術,將單一防御轉變為系統防護,所有的智能建筑接地功能都必須以防雷接地系統為基礎。(2)安全保護接地。智能建筑內部安裝了大量的金屬設備,以實現數據處理,滿足人們多方面的需求,這些金屬設備對建筑的安全性提出了挑戰,因此,在智能建筑中運用電氣工程及其自動化技術,為整個建筑裝上必要的安全接地裝置,降低電阻,防止電流外泄,這樣便能夠很好地避免金屬設備絕緣體破裂后發生漏電現象,保證人們的生命財產安全。(3)屏蔽接地與防靜電接地。運用電氣工程及其自動化技術,在進行建筑設計時,要十分注意電子設備在陰雨或者干燥天氣產生的靜電,并及時做好防靜電處理,防止靜電積累對電子設備的芯片以及內部造成損壞,使得電子設備不能正常運轉。設計師將電子設備的外殼和PE線進行連接可以有效地防止靜電,屏蔽管路的兩端和PE線的可靠連接可以實現導線的屏蔽接地。(4)直流接地。智能建筑需要依靠大量的電子通信設備、計算機等電腦操作系統進行信息的輸出、轉換與傳輸,這些過程都需要微電流和微電位來執行,需要耗費大量的電能,也容易造成電氣災害。在大型智能建筑中應用電氣工程及其自動化技術,可以為建筑提供一個穩定的電源和電壓,還有基準電位,保證這些電子設備能夠正常使用。
2.3強化電氣工程及其自動化的應用措施
目前,隨著我國社會經濟的快速發展,信息科技水平取得了極其大的提高,然而相比于西方比較發達的國家,因為我國有著相對比較短的發展時間,所以在很多的領域當中,有著非常落后的技術水平,所以,在最近幾年中我國對相關的領域加大了投入,特別是電氣工程等各個行業,按照目前真實的發展狀況,比較有針對性的出臺了很多優惠方面的政策,積極鼓勵并扶持我國相關企業的穩定發展。
1.電氣工程及其自動化進行設計的基本原則
1.1對電氣工程的自動化設計進行優化
在安裝電氣工程的自動化過程中,合理科學的進行設計是非常重要的,需要對電氣工程的自動化進行設計方面的優化。首先,應該保證電氣相關設備可以很好的適應工程的實際需要,來有效滿足各項電力方面的負荷,同時有著非常高的可靠性以及穩定性。此外,安裝這些電氣設備時,應該追求安全。一般來講,電氣工程的自動化屬于非常復雜的一項工程,在整個系統當中有著非常多的高科技方面的設備,同時這些設備具有非常特殊的安裝方面的要求,這要求安裝設備的相關人員在安裝電氣設備的時候應該充分考慮所有設備應該具有的性能以及安裝時所需要的一些條件。比如,防水設置、防雷設置、絕緣設置以及防火設置等。與此同時,還應該安裝比較必要的一些保護方面的措施,盡可能有效減少電氣工程在運行的過程當中存在的安全隱患。
1.2對設備的運行效率進行提高
電氣工程自動化在進行設計的時候,應該有效保證設備的相關運行效率,最大程度上減少設計過程當中存在的電能損耗。應該先保證電氣工程自動化方面的設計可以有效維持建筑物在安全進行運行前提之下,盡可能可以減少設計需要消耗的一些成本。另外,安裝電氣工程自動化的過程當中,應該盡量選擇節能效果好、質量高以及負荷比較均衡的一些設備,這些設備能夠有效減少設備在運行的實際過程中造成的損害,可以有效提高設備運行的利用效率,從而能夠減少設備維修過程中消耗的費用,很大程度上降低成本。
2.電氣工程自動化的相關設計
2.1電氣工程自動化技術的相關概念
通過這些年的發展,電氣工程已經取得了相對比較完善的發展,在電子產品剛開始進行出現的時候,人們將電氣和電子產品相關的一些學科,比較統一的稱為電氣工程,目前已進入信息化比較高的時代,相關電子產品的材料以及加工工藝取得了非常大的進步,在這樣的背景之下,電氣工程這個概念逐漸取得了非常廣泛的應用。經過各種調查能夠發現,對電氣工程發展進行影響得因素主要有物理科學以及信息技術,物理科學指的主要是集成電路等各種硬件的設備,而信息技術一般指的是互聯網技術以及信息技術,從這些能夠明顯的看出,電氣工程大體能夠分成軟件以及硬件兩個主要的方面,在設計的實際過程當中,也需要分為兩個部分來實際進行。當前,電氣工程的自動化相關技術一般都是在工業的控制系統當中進行運用,利用相關的控制系統以及設備,可以讓生產線進行自行的運轉,很大程度上進行人為因素的減少,經過調查能夠發現目前許多企業都已經運用了自動化方面的技術來進行一定的生產,當前我國的電氣工程發展受到了很多方面的限制,所以有著非常低的工業自動化水平。
2.2電氣工程自動化技術的相關設計
電氣工程自動化技術的實際設計過程中,需要從軟件以及硬件兩個方面來進行充分的考慮,一般情況之下,應該按照工業控制的實際需要,比較有針對性的進行電子元器件的選擇,應該先設置一個中央的服務器,同時還應該運用比較先進的計算機當作系統的核心,之后進行輔助相關設備的選擇,比如控制器以及傳感器等,經過連接線路,能夠組建一個相對非常完整的系統,在實際的設計過程當中,應該嚴格遵循上面的可行理論,還需要特別注意在現實當中的實際可行性。因為生產線屬于已經實際存在的,相關自動化控制方面的系統設計應該嚴格遵循對生產型不進行改變的基礎之上,對安裝硬件設備有著非常高的要求,假如設備有著非常大的體積,很可能會影響比較正常的加工,如果想對控制系統設計出可以進行穩定的工作,那相關的設計人員應該對實地進行實際考察,之后有效結合實際的真實情況,確定出設備的型號。設計完硬件之后,應該設計軟件系統,當前在市面上,存在許多比較通用的自動化方面控制系統的相關軟件,然而為了能夠有效提高自動化的水平,企業一般會有效選擇一些軟件公司,按照企業的實際生產情況以及硬件的安裝等,設計針對性比較強的軟件。
3.電氣工程和自動化方面的技術的實際應用
3.1電氣工程和自動化方面的技術在工業控制當中的應用
目前的電氣工程和自動化的技術一般都是應用在工業控制這個領域,通過感應器、繼電器以及其它的電子元器件,可以有序控制整個的生產過程,人們只需要進行相應軟件程序的編寫,那么系統就可以根據程序上的相關命令,逐漸去進行執行,進而實現機器自行進行生產的目的。在本質意義上來說,自動化技術屬于模擬人的實際操作,在之前傳統的工業生產當中,人是主要的一個生產力,加工精度等都會受人員素質方面的影響,并且有著相對比較低的生產效率,隨著我國工業水平逐漸的發展,特別是電子產品的逐漸出現,有著越來越高的加工精度,比如目前的晶體管的進行加工的精度現在已經達到了納米的那個級別,現在已經額U發用肉眼進行加工,靠人來進行操作已經不能完成,應該用機器才能夠進行自行的運轉。在電氣工程自動化技術的實際應用當中,目前還不能做到全部的自動化,這就需要維護人員來有效保證生產線正常的運行,因為技術以及設備方面的不完善等,在生產的實際過程當中,往往會出現很多的問題,比如技術漏洞以及設備的損傷等,導致生產過會層當中會出現一些停頓,這就需要技術人員來進行相關的處理,有效保證設備的正常以及平穩運行。
3.2電氣工程有關智能化技術方面的應用
目前,人工智能有著很大差別的種類,那使用的那些控制方法就存在著一定的差異。為了可以更好的實現控制以及開發,能夠將遺傳算法、模糊邏輯以及神經網絡全部都看成是和非線性函數比較相似的內容。一般的函數估算器根本不存在這方面的優勢,并且有效控制和熟練把握精確函數以及動態方程的難度比較大,在控制方面存在著非常多的不能確定的因素,比如參數變化以及非線性都應該根據魯棒性能的下降時間方面的不同,來設計智能化的控制,相關的對象模型能夠利用自身方面的適當調整實現性能方面的提升。
4.結束語
目前,電氣工程以及它的自動化技術屬于現在非常熱門的一個話題,由于它能夠有效提升生產的效率,所以引起了很大的重視,來盡可能提高工業生產過程的實際效率,我們需要進行專業人才的大量培養。在工業的實際控制當中,我國大部分的企業目前還根本沒實現完全的自動化,會對生產的效率造成嚴重的影響,隨著國家足夠的重視,應該加強對于企業的扶持力度,一定會明顯改善這種現象。
【參考文獻】