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引言
在当今这个科技高速发达的时代,科学技术就是第一生产力,各个领域应用不同的科学技术迅速进步发展,电气工程与自动化技术也是其中的一方面。这门技术在电气工程公司中应用最为广泛而且广受好评。因为它能够大大提高工程建设的效率,节省了许多人力、物力、财力,质量也有所提高,人们的工作量负担减轻,更使得我国的电气工程自动化进入了新的发展高度。
一、电气工程及其自动化技术概述
电气工程经过长时间的发展,已经发展为一个较为完整的体系。从其发展情况来看,在电子产品刚刚问世时,人们将电气与电子产品的相关科学联系在一起,并将其统称为电气工程。随着现代信息技术不断发展,电气工程的概念也变得越来越广泛。经调查发现,信息技术与物理科学是影响电气工程发展的重要因素,主要体现在计算机技术、互联网技术与电路技术上。
二、电气工程与自动化技术的发展现状
电气工程与自动化技术应用非常广泛,涵盖了生活中的方方面面,大到大型的建筑物,小到平时的开关、插排等都是它的应用。但是这其中也有许多不足。其一是这项技术的成本比较高。我国的工业发展比较慢、时间短而且先天性发展环境差,电气工程与自动化技术的系统不够完备。在实际操作中往往是运用所了解到的理论知识和一些往常的经验进行研发建设,在这个过程中会消耗掉大量的人力、物力、财力。其二是这项技术的效率比较低。在这个时刻追求速度的时代,时间就是生命就是金钱,节约的时间会对企业带来更大的利润。其三是电气工程与自动化技术在传输工作上存在不足。传输工作需要注意安全问题,在运用中会涉及电子自动化这一方面的知识,但是每个人接触到这方面的都是不一样的,水平也就不同,而且信息在传递过程中成本也会提高,因此要保证进行安全地传输。
三、电气工程及其自动化技术的实际应用分析
1、在工业控制中的应用
工业生产中最常使用的生产技术主要应用在控制领域。在机器上安装感应器、继电器、电子元器件,工作人员在控制平台上编写软件程序,系统按照步骤执行命令。电气工程使用的机器不会受到人员自身素质的约束,能够保证工作效率,达到计划产量,精度准确。但由于多种原因,目前完全意义上的自动化还没有实现,没有得到大范围的普及。机械设备的不完善,经常需要人员看管监督机器运行状况,发生故障的时候,需要维护人员进行维修,维修工作费时费力,影响生产工作效率,维修人员和技术水平不尽相同,都会影响其在工业控制中的应用。
2、电网方面的应用
在电气工程在电网方面应用时的基础是局域网的操作。通过局域网,可以把各个需要连接的地方连接起来,然后收集信息,再把这些信息全部发送到客户终端,在终端进行统一地安排控制,这样一来,自动化的控制就实现了。在生活中,它可以运用到检测评估,自动调试电气系统。在发热系统建设时,借助现代信息科技的力量和互联网,在一个网络系统平台上实现对供热系统的全面控制。整个网络系统由调度中心的计算机网络、大屏幕显示器、打印设备、工作站和服务器等构成与供热系统的专用局域网连接再通过变电站、发电厂等终端实现对企业以及居民区的供电与供热。电气工程与自动化技术通过对供电、供热灵活的调度,避免了不必要的浪费损失。
3、 在电力系统中的应用
变电站是催生电力,传输发送电力的设备,电力工程与自动化广泛应用在电力行业,能够在变电站中大有作为。它节约了变电站运营中的资金、劳动力,保证了电力设备的安全可靠、稳定运行,利用自动化技术在监控保护上为电力设备保驾护航。电力系统实现了智能控制,减少了电力系统的操作复杂性,这应归功于电气工程与自动化技术二者有机结合。运用这二者对电力系统设备状态监控,对现场进行布控监督,保证设备运行当中的安全性。
四、加强电气工程及其自动化应用措施
1、强化数据传输接口建设。
由于数据传输对电气工程自动化工作结果起着决定作用,所以数据传输一直受到我们的重视。要想保证电气自动化的有效性就必须要加强对数据传输的管理从而保证其稳定性、快捷性、高效性和安全性的提高。要想保证数据传输的高效性和安全性必须要加强对数据传输接口的管理。这就要求我们必须要处理好在数据传输中出现的接口故障,保证接口的标准化。一定要保证程序接口在实际对接时的完美性,不出现任何问题。这样才能够减少数据在传输中所需的时间,真正的落实电气工程自动化。
2、加强通用型网络结构应用的探索
通用型网络影响着电气工程自动化建设结果。所以,要想让工作完成的更快,提高工作的安全性必须要对自动化的生产过程管理进行强化。必须在进行通用型网络结构转变时投入更多的财力、人力和物力,这样才可以加快网络结构向理想型转变从而保证电气工程自动化运行的高效性。
3、加大电气自动化在技术上的投入
只有加大了电气自动化在技术上的投入,才能保证自动化技术的综合性。所以,在进行建设与发展电气工程自动化的时候,一定要加强系统平台的建设,结合不同终端用户的需求,对自身运行特点展开详细的分析与研究,在统一系统平台中展开操作,满足不同终端用户的实际需求。嵌入式系统是我国现阶段主要使用的系统。无论是嵌入式系统还是其他控制系统只有保证开发平台的统一性才能在一定程度上促进系统的有效性的实现。所以,我们必须要建立一个完善的系统平台。
4、提高电气自动化系统集成化程度
电气工程企业团结合作,划分为同一阵营中,共同使用相同的系统开发平台,对工作人员进行培训,提高员工的专业操作技能,使其掌握专业技术,为其灌输新技术、新理念,使其发挥出主观创造性,对系统进行更新改善,使其具备兼容性,提升系统集成化程度。
5、构建统一、科学的电气自动化系统
丰富完善功能,加强各地区的关于电气系统与自动化技术交流,相互传授经验,引进先进的电气技术,制定相关的技术标准,制定严格的生产规范制度,提高管理水平,编程设计要体现出科学合理的特征,满足个性化需求,将功能与各系统之间有序连接起来,实现信息数据共享。
6、电气工程的节能设计
在电气工程自动化技术设计的过程中需要充分考虑到节能,节约能源才能降低生产成本,不至于能源大量浪费,重视节约资源,减少污染气体的排放。
7、强质量管理
树立质量上乘,安全第一的意识,对企业员工实行培训,以实例列举哪些是合格品,哪些是不合格品,为员工讲解在电气施工生产过程中应注意哪些问题,以提高工作人员的整体素质水平,严格从正规渠道购买材料物资,加强生产施工过程的规范并进行有效管理。
结束语
电气工程自动化是现代科技的主要学科,其研究意义重大,尤其是它的实际意义。电气工程还是一门新型学科,主要涉及电气信息领域,不仅包括农业、工业,甚至国防方面也必不可少。所以,要想满足人们日益增长的生活需求,必须灵活运用电气工程自动化,促进国民经济的增长。
参考文献
[1]张天翔.电气工程及其自动化技术分析[J].科技风.2015(08).
电气工程是现代科技领域核心学科之一,传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。21世纪的电气工程概念已经远远超出这一范畴,如今电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。电气工程的发展程度直接体现了国家的科技进步水平,因此,电气工程的教育和科研在发达国家大学中始终占据重要地位。
一、电气工程及其自动化的应用
与电气工程及其自动化相关的产业主要有电力工业、电气装备制造业以及几乎所有使用电力的行业,电气技术的发展与应用也主要集中在这些行业。但随着科技的发展,电气工程及其自动化的应用越来越广泛。
(一)可再生能源技术
1995年全球可再生能源仅占一次能源的18%,预测到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世纪,光伏技术、风电技术、生物质发电技术等得到了快速发展。下面着重介绍人类的未来能源――氢能。科学家们一直致力于研究把氢能作为人类未来的能源,氢能有其他能源无与伦比的优势:
1.清洁。其反应后的生成物为水和氮化氢,对环境没有污染。
2.储量丰富。地球上的海水所含的氢用来发电就够人类用数亿年。
3.热值高。单位重量的发热量叫热值,氢的热值是汽油的3倍,煤炭的4倍。现在世界上很多国家正在斥巨资研究这一能源,但目前还处在实验室阶段,距工业应用还有一段距离。
(二)输电信技术
超导技术在电气工程中的广泛应用已成为发展趋势。
1.超导储能系统。将电能转换为电磁能,利用超导线圈储存起来。超导储能系统是除电池储能系统之外的又一储能系统,其使用将提高电网的安全性。
2.超导故障限流器。利用超导体超导与正常状态的转变特性,快速限制电力系统故障短路电流,保障电网安全。
3.超导大容量电缆。可大大降低输电过程中的电耗,提高能源效率。
灵活交流输电技术(FACTS)。用大功率电子器实现对电力系统电压、参数、功率、相位角等的实时调节控制,以实现电力系统的安全稳定性和输电过程中的能耗。
(三)高速磁悬浮列车
磁悬浮技术实现了列车脱离地面、不带燃料的“飞行”,德、日两国在这方面的技术领先,最高时速已达到每小时550公里。高速磁悬浮列车是综合运用磁悬浮、低温超导、计算机控制与信息技术等高新技术的成果。
(四)建筑
智能化建筑的发展必然离不开电气自动化。随着我国国民经济的飞速发展以及数字电子化科技发展,高档智能化建筑无疑已经成为当今建筑界的主要发展方向。自然达到合理利用设备,在资源方面,人力的节省就有了建筑设备的自动化控制系统。智能化建筑内有大量的电子设备与布线系统。这些电子设备及布线系统一般都属耐压等级低,防干扰要求高,是最怕受到雷击的部分。智能建筑多属于一级负荷,应该设计为一级防雷建筑物,组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。
(五)净化空调设备
净化空调系统控制自动监控装置,可以设计成单个系统的测量、控制系统,也可以设计成以数字计算机控制管理的系统。在温度控制方面,净化空调系统采用DDC控制。装设在回风管的温度传感器所检测的温度送往DX一9100,与设定点比较,用比例加积分、微分运算进行控制,输出相应电压信号,控制加热电动调节阀或冷水电动调节阀的动作,控制回风温度应保持在18~16度之间,从而使得洁净室温度符合GMP要求。在湿度控制方面,装设在同风管内的湿度传感器所检测的湿度,送往控制器与设定湿度比较,用比例加积分运算控制,输出电JK信号,控制蒸汽电动调节阀的动作,控制回风湿度应该保持在45%~65%之间,这样洁净室湿度方能满足GMP要求。
二、电气自动化控制系统设计的一般原则和设计思想
(一)设计原则
1.最大限度满足生产机械和工艺对电气控制的要求。生产机械和工艺对电气控制系统的要求是电气设计的依据,这些要求常常以工作循环图、执行原件动作节拍表、检测元件状态表等形式提供,对于有调速要求的场合,还应给出调速技术指标。其他如启动,转向、制动、照明、保护等要求,应根据生产需要充分考虑。
2.在满足控制要求的前提下,设计方案应力求简单,经济。
3.妥善处理机械与电气的关系。很多生产机械是采用机电结合控制方式来实现控制要求的,要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用维护方便等方面协调处理好二者的关系。
4.正确合理地选用电器元件。
5.确保使用安全、可靠;
6.制造美观、使用维护方便。
(二)设计思想
1.集中监控方式。
集中监控方式不但运行维护方便,控制站的防护要求也不高,而且系统设计也很容易。但由于这种方式是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,所以处理器的任务相当繁重,处理速度也会受到一定的影响。由于电气设备全部进入监控,致使主机冗余的下降、电缆数量增加,投资加大,长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时,隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线,由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位,这也会造成设备无法操作。这种接线的二次接线比较复杂,查线也不方便,而大大增加了维护量,还存在在查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。
2.远程监控方式。
远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高和组态灵活等优点。但由于各种现场总线的通讯速度不是很高,使得电厂电气部分通讯量相对又比较大,所以这种方式大都用于小系统监控,而在全厂的电气自动化系统的构建中却不适用。
3.现场总线监控方式。
目前,对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中,而且已经拥有了丰富的运行经验,智能化电气设备也有了较快的发展,这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了坚实的基础。现场总线监控方式使系统设计更加具有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样就可根据间隔的情况进行设计。这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外,还可以减少大量的隔离设备、端子柜、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接,节省了大量控制电缆,节约了很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。此外,各装置的功能相对独立,组态灵活,使整个系统具有可靠性而不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。
参考文献:
电气工程及其自动化技术的出现使得我国生产和生活发生巨大的变化,大大提升了人们工作的效率,节省了时间与空间的投入,保证我国科技的全面发展与进步。随着技术的不断创新,信息时代到来,在发展中逐步的使用到各项工作中去,实现技术的全面进步,为我国科技的进步提供必要的技术支持。
1 电气工程及其自动化概述
1.电气工程及其自动化含义。电气工程及其自动化是指随着科技的不断进步,在进行生产的过程中将计算机技术、电气化技术和机电技术整体的结合起来,将各项技术的优点和信息控制技术全面的进行整合,提升整体的运行质量。电气工程及其自动化系统的发展经历了一定的过程,起初被认为是计算机与科技发展的产物,随着使用范围的不断延伸,使得定义也在不断的延伸,不再单纯的将其定义在传统的电气与电子产品相关的学科,而是将其进行扩展,使用计算机技术等,将软件和硬件技术全面的结合起来,作为衡量国家科技进步的标志性工作,提升了整体的科技质量。
2.电气工程及其自动化的技术特点.电气工程及其自动化技术将现阶段较多的科技技术使用到其中,包括计算机技术、电子电力技术、机械自动化技术等较多的技术成果,因此在发展中具有较强的包容性,技术成果也较为突出,在发展中可以更加全面的掌握科技发展的实用性特征,对科学技术进行全面的使用,提升社会各界的对电气工程及其自动化系统的认可度,从而更加全面的对电气系统及其自动化技术进行使用。
2 电气工程及其自动化技术的设计
1.设计原则。在进行设计的过程中首先需要对电气自动化系统进行全面的技术分类,将管控技术与系统维修技术整体的整合起来,然后进行信息化的处理,充分的对信息数据的整体性与集成性进行控制,并在管控过程中将整体的状态情况进行监控,实现检修期间的正常运行,保证设备的安全性和稳定性。同时在进行管理的过程中还需要提升数据的传输有效性,对设备的实际运行状态进行全面的监控,并将数据进行传输,这样可以根据实际监测结果对潜在的危险进行故障的诊断,排除故障的干扰因素,从而实现对系统的整体监控和指导,对技术进行全面的管理,减少资源的投入,提升工作效率。
2.设计方法。在进行设计的过程中应该从硬件和软件方面着手,进行设计时通常先进行硬件的设计,在设计的过程中严格的按照电气工程及其自动化的设计原则,在进行工业控制的时设置相应的中央处理器,处理器选择的时候尽量保证计算机运行系统的安全性,并选择处理器较强的设备,充分全面的考虑到电子元器件的设备性能,提升整体的使用效果。在基本的硬件设备选用完成之后,需要硬件上设备通过合适的方法进行连接,并在运行中将设备管理的效果整体的进行验证,从而最大限度的提升设备的运行效率。
在软件方面,进行设计的过程中选择适合企业发展的电气工程与自动化软件系统,针对企业的实际情况提出设计要求,尽量将设计过程和实际情况进行匹配,更加全面的考虑软件开发中可能遇到的问题,在进行设计的过程中对可能出现的问题进行验证,保证设备运行的安全性,并且在工作中尽量减少安全隐患,同时在设计的过程中还需要加入相应的自动化监控系统和安全防护系统,将设备运行的整体性全面的整合起来,实现设备管理的智能化和全面化。
3 电气工程及其自动化技术的应用
1.在工业行业的应用。电气工程及其自动化技术在首先在工业上得到较为广泛的应用,通过对继电保护器等各个方面的优化,可以对工业生产进行全面的监控,节省相应的人力物力,实现终端的实时控制,保证整体系统在管理中的应用效果,节省人力在进行故障排除时的时间,为人员的安全提供必要的安全保障,提升设备的运行效果,出现故障及时报警,保证整体系统管理的技术性。
2.在智能建筑行业得到使用。现阶段建筑行业也在向着智能化的角度发展,因此在楼宇间安装智能化的监控系统,这就使用到电气工程及其自动化系统,这样不仅可以全面的对接地装置进行防护,防止楼电视事故的发生,同时可以对整体建筑中的各项信息进行全面的监控,形成数字程控交换为主要基础的网络控制中心,将计算机技术使用到管理中去,为居民提供更加优质周到的服务。
3.在电力系统中的应用。电气工程与自动化在电力系统中的应用也是较为广泛的,为了更好的保障我国电力的发展,在电力系统中引入了电气工程及其自动化系统,从而实现对电网的整体全面控制,实时监控电网的管理水平,灵活的对电网中的各项运行设备进行监控,并对运行中的各项信息进行整理,保证整个电气工程与自动化技术的安全运营,灵活的对供电和供热系统进行调度,增加电网运行的效率,保证电网运行的高效性。
4 结束语
电气工程及其自动化随着科技的发展逐步的展示出来,在较多的领域得到较为广泛的应用,并保证在使用中得到足够的重视,这样才能更好的提升科技发展水平和我国的综合实力。因此在进行发展的过程中需要对电气工程及其自动化的研究价值和实际价值做进一步的挖掘与研究,将电气工程及其自动化技术的优点发挥到极致,保证我国科学技术的快速发展。
参考文献
[1]成梓伦. 自动化技术在电气工程中的应用探析[A]. 今日财富杂志社.2016年第二届今日财富论坛论文集[C].今日财富杂志社:,2016:1.
中图分类号:TM76 文献标识码:A
自动化技术在我国起步较晚,较之西方发达国家还存在着一定差距,文章结合电气工程自动化在实际应用中的不足,深入分析和广泛研究,有针对性地进行解决处理,不断提高电气工程自动化水平,推动电气工程自动化的快速发展。
1 电气工程自动化存在的问题
1.1 自动化水平低。电气工程自动化系统设计比较复杂,没有根据具体应用对象,有针对性地进行编程设计,在实际应用中,自动化水平低,没有真正发挥电气工程自动化的重要作用。
1.2 数据传输安全性不高。数据传输是电气工程自动化系统应用的一个关键环节,数据传输的安全性、准确性和传输速度对于企业运营有着重要影响。但是,当前电气工程自动化的硬件和软件接口存在很大差异,给各个系统模块的信息交换带来很大阻碍和困难,增加了数据通信的应用成本。
1.3 集成化不足。近年来,电气工程自动化快速发展,在某些方面、某些环节,电气工程自动化越来越完善,并且逐渐朝着智能化、集成化方向发展。我国电气工程自动化集成度较低,很多应用模块都处于相互独立状态,各个系统和模块之间的数据通信和信息连接不足,信息资源共享受到多方面限制,在很大程度上影响了电气工程自动化系统的使用功能。
1.4 网络架构不统一。电气工程自动化发展的重要趋势是实现规范、高效、统一的自动化系统。当前,不同公司开发的电气工程自动化系统采用的网络架构不同,使得电气自动化系统的共享性和兼容性较差,软硬件之间的数据通信需要解决网络结构不统一的问题。
2 电气工程自动化的有效解决对策
2.1 实现电气工程自动化的开放化、信息化和科技化。首先,电气工程自动化系统开发应积极利用计算机网络技术,优化局部设计,采用合适的电气元件,基于计算机网络环境,实现电气工程自动化的资源共享和实时信息交换,实现一体化的电气自动化系统控制、决策和管理。其次,在电气工程自动化系统中积极融合计算机技术和网络技术,并且利用网络通讯技术,实现电气自动化的人工智能,通过计算机仿真和优化,改进电气自动化结构设计,不断提高自动化水平。最后,在电气工程自动化系统开发过程中,积极采用现代化的技术设备,引进各种新材料、新技术,使电气工程更加精确耐用、简单操作,不断提升电气工程自动化系统性能。
2.2 提高数据传输安全性。安全性是电气工程自动化系统设计和开发需要考虑的重要问题,电气工程的安全装置对于整个电气自动化系统的可靠性和安全性有着直接关系,因此加强安全装置质量控制。在选择相关安全装置时,应坚持实用、可靠、稳定、安全的原则,按照电气工程自动化系统设计要求,检测安装装置的使用性能和质量,确保电气工程自动化系统中各个应用模块和装置具有良好的兼容性和相容性,充分发挥安全装置的重要作用。另外,为了进一步提高电气工程自动化的安全性,应做好安全防护,在日常工作中,弥补薄弱环节,加强系统运行监管,采取切实可行、有效的监控方案,及时诊断,及时分析,实时监控,以最快速度解决出现的问题,提高电气自动化系统的安全性。
2.3 提高集成化程度。为了推动我国电气工程自动化的快速发展,相关部门应制定规范、统一的电气自动化系统技术规范,明确系统设计要求,各个公司在开发和设计电气工程自动化系统时,应尽量采用统一的开发软件或者平台,并且组织专业技术人员分析电气工程自动化系统运行情况,对于存在问题的系统模块,加大研究力度,不断改进和优化系统设计。同时,加大对技术人员的综合素质、专业技能教育培训,鼓励技术人员学习先进的自动化技术,提高创新性和主观能动性,不断提高电气自动化系统的集成度,降低系统设计、管理、运行、维护成本,实现电气自动化系统各个模块之间良好的兼容性。
2.4 采用科学、统一的网络架构。电气工程自动化系统设计尽量采用科学、统一的网络架构,进一步完善和改进系统功能,采用现代化电气技术,利用规范的系统模块,有针对性地对系统测试、开机和运行进行编程,结合不同企业的实际应用需求,优化和完善系统功能,实现电气自动化系统的实时信息交换和资源共享,发挥电气自动化系统的重要作用。
3 关于电气工程自动化建设的建议
3.1 电气工程自动化结合数字化技术。数字化是指电气工程自动化与软件技术和信息技术相结合,数字化操作管理电气工程自动化生产发展,提高企业对工程发展精确度的控制与运算,创新自动化发展的经验,使市场数据发展自动化与网络数字化技术相结合。
3.2 电气工程自动化结合网络技术。及时分享网络信息技术是网络技术的一大优势,电气工程自动化系统可以通过与网络技术的结合实现企业的智能化管理,有效的结合网络技术对收集数据进行实时传送,使电气工程自动化随时随地都能对生产发展现况进行监控管理。
3.3 电气工程自动化结合创新技术。在电气工程自动化的研发进程中,不仅需要企业对自动化发展的生产数据进行收集与分析,消耗巨大的人力与物力资源,还需要企业与电气工程自动化相关的科研机构进行合作,运用企业自身资源进行未来发展的优势分析和投入最新技术进行市场竞争优势的分析,更直观的为企业未来发展提供扎实基础。
3.4 电气工程自动化结合企业自身现况。无论电气工程自动化如何进行创新发展都离不开企业,企业不仅为电气工程自动化提供着所需的资金和生产技术人员,还具有决定电气工程自动化发展的方向,联系着自动化与社会经济发展所需的发展趋势,企业不断引进先进的研究技术,将企业生产与研发的新型技术相结合,检验电气工程自动化的发展可行性,以科学的眼光看待电气工程自动化的实施成果,直观面对企业对电气工程自动化的重要性。
结语
一、电气工程及其自动化技术的含义及设计
1、电气工程以及电气自动化的含义。电气工程及其自动化是以电磁感应定律、基尔霍夫电路定律等电工理论为基础,研究电能的产生、传输、使用及其过程中涉及的技术和科学问题。电气工程中的自动化涉及电力电子技术,计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术,机电一体化技术等诸多领域,其主要特点是强弱电结合,机电结合,软硬件结合。电气工程及其自动化技术主要以控制理论、电力网理论为基础,以电力电子技术、计算机技术则为其主要技术手段,同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理与决策等研究领域。控制理论是关于各种系统的一般性控制规律的科学。它研究如何通过信号反馈来修正动态系统的行为和性能,以达到预期的控制目的。控制理论是在现代数学、自动控制技术、通讯技术、电子计算机、神经生理学诸学科基础上相互渗透,由维纳等科学家的精炼和提纯而形成的边缘科学。它主要研究信息的传递、加工、控制的一般规律,并将其理论用于人类活动的各个方面。将控制理论和电力网理论相结合,应用于电气工程中,有利于提高社会生产率和工作效率,节约能源和原材料消耗。
2、电气工程及其自动化技术的设计。在实际的电气工程及其自动化技术的设计中,应该从硬件和软件两个方面来进行考虑,通常情况下,都是先进行硬件的设计,根据实际的工业控制需要,针对性的选择电子元器件,首先应该设置一个中央服务器,并采用先进的计算机作为系统的核心,然后选择的辅助设备,如传感器、控制器等,通过线路的连接,组建成一个完整的系统。在实际的设计时,除了要遵循理论上的可行外,还应该注意现实中的可行性。由于生产线是已经存在的,自动化控制系统的设计,必须在不改变生产型的基础上进行,对硬件设备的安装有很高的要求,如果设备的体积较大,就可能影响正常的加工,要想使设计的控制系统能够稳定的工作,设计人员必须进行实地的考察,然后结合实际的情况,对设备的型号进行确定。在硬件设计完成之后,还要进行软件系统的设计,目前市面上有很多通用的自动化控制系统软件,但是为了最大程度的提高自动化水平,企业通常都会选择一些软件公司,根据硬件安装和企业生产的情况等,进行针对性的软件设计。
二、电气自动化在电气工程中的应用
1、电气工程及其自动化技术的应用理论。电气工程及其自动化技术是随着工业的发展,而逐渐形成的一门学科,现在的很多高校中,都开设了相关的课程,从某种意义上来说,电气工程及其自动化技术,是为了满足实际生产的需要,在传统的工业生产中,采用的主要是人工的方式,虽然机械设备出现后,人们可以操控机器来进行生产,极大的提高了生产的效率。但是经济的发展速度更快,对产品的需求量越来越大,在这种背景下,仅仅依靠操作机器的生产方式,已经无法满足市场的需要,必须进一步提高生产的效率,为了达到这个目的,很多企业都实行了二十四小时生产,通过实际的调查发现,采用这样的生产方式,机器可以不停的运转,操作人员却需要足够的时间休息,因此必须增加企业的员工,这样就提高了生产的成本,在市场竞争越来越激烈的今天,企业要想获得更多的效益,必须对生产的成本进行控制,于是有人提出了让机器自行运转的概念,这就是自动化技术。 强化电气工程及其自动化的应用措施。(1)强化数据传输接口建设。在应用电气工程自动化系统的时候,数据传输功能发挥着至关重要的作用,一定要进行高度的重视。只有提高系统数据传输的稳定性、快捷性、高效性与安全性,才可以保证系统运行的有效性。在进行数据传输强化的时候,一定要重视数据传输接口的建设,这样才可以保证数据传输的高效、安全。在建设数据传输接口的时候,一定要重视其标准化,利用现代技术处理程序接口问题,并且在实际操作中进行程序接口的完美对接,降低数据传输的时间与费用,提高数据传输的高效性与安全性,实现电气工程自动化的全面落实。(2)强化技术创新,建立统一系统平台,节约成本。电气工程自动化是一项比较综合化的技术,要想实现其快速发展,就一定要加强对技术的投入,突破技术瓶颈,确保电气工程自动化的有效实现。所以,在进行建设与发展电气工程自动化的时候,一定要加强系统平台的建设,结合不同终端用户的需求,对自身运行特点展开详细的分析与研究,在统一系统平台中展开操作,满足不同终端用户的实际需求。由此可以看出,建立统一系统平台,是建设与发展电气工程自动化的首要条件,也是必要需求。(3)加强通用型网络结构应用的研究。在电气工程自动化建设与发展过程中,通用型网络结构发挥着举足轻重的作用,占据了十分重要的地位,可以有效加强生产过程的管理与技术监控,并且对设备进行一定的控制,在统一系统平台中,可以有效提高工作效率,保证工作可以更加快捷的完成,同时增强工作安全性。除此之外,通用型网络结构也可以加强和各控制中心与管理系统的配合,实现网络资源的优化配置,这样就可以促进信息的有效传递,真正发挥网络应有的作用,达成了网络结构互通性。由此可以看出,加强对通用型网络结构应用的探索是一件非常有意义的事情,一定要加大财力、物力、人力的投入,同时对相关技术进行深入的分析与研究,强化对网络结构的分析与研究,尽可能创建一种更加理想的网络结构,促进电气工程自动化系统的高效运行。 三、电气工程自动化热点技术的运用
1、管控一体化技术。从理论上来说,在电气工程中,管控一体化主要指的是电气工程中不同的通讯环节,利用自动化技术的应用,将相关信息数据的集成性以及整个性进行充分的发挥,在对信息系统以及集成控制系统中彼此融合的过程中,把处于正常应用状态下的电气工程所应用的信息控制网络能够用一种集成的综合方式完整表现出来。 状态检修技术。从应用的角度来说,对于电力工程中的状态监测技术,我们可以将其定位是:利用设备资产管理系统在电气工程中的应用方式,将其在故障诊断、状态监视方向的综合功能重点发挥,并提供状态检修设备在正常运行时的状态信息和数据,并有机结合该部分数据有效预测电气工程对应设备的实际运行状态、潜在的安全隐患或故障因素。根据这种方式,还可以实现由传统的故障检修模式向状态检修新模式的转变。从电气工程的实践应用角度讲,状态检修技术在电气工程实践工作过程中的科学应用,不仅可以有效提高其对应的电气设备的安全性、稳定性,而且有效克服了传统的定期故障检修模式存在的遗漏性问题和缺陷,为电力系统的安全运行提供了有力的保障。 结束语
现阶段,在电气工程自动化建设与发展过程中,还存在着一些不足,需要进行深入的研究,采取有效的改进对策,提高自动化水平,实现电气工程自动化的高效运用,促进社会工业的可持续发展。
中图分类号:TM1-4 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 16-0000-02
1 引言
MATLAB是多学科多工作平台的大型科技应用软件。它包含众多的工具各异的工具箱,涉及领域包括:数字信号处理、通信技术、控制系统、神经网络、模糊逻辑、数值统计、系统仿真和虚拟现实技术等[1]。
2 MATLAB在电气工程及其自动化专业中的应用
电气工程及其自动化专业的主要课程是自动控制原理、现代控制理论、电力电子技术、电力系统分析、电力拖动等等,这些课程理论性强,学生学习积极性差,且较难掌握。为了改善这些情况,可以利用MATLAB的Simulink工具对相应课程内容进行模拟仿真,通过这样一个动态仿真来提高学生学习兴趣。
1.1 MATLAB在控制系统中的建模与仿真
电气工程及其自动化专业中与控制系统相关的课程,主要是《自动控制原理》和《现代控制理论》。《自动控制原理》中的自动控制系统的分析(时域法、频域法等)和设计方法等,通过MATLAB的仿真,可以使学生了解有关自动控制系统的运行机理、控制器参数对系统性能的影响以及自动控制系统的各种分析和设计方法等。
在控制系统中,主要是应用Simulink系统仿真分析,以定性分析为主,阐述各环节(及各参数)对系统性能的影响与改进性能的途径,下面举例来说明,图1.1.1所示为弹簧-质量-阻尼器机械位移系统。图1.1.2为此动态系统的Simulink仿真模型,分析系统在外力F(t)的作用下的系统响应,即质量块的位移x(t))。(其中质量块质量m=5kg,阻尼器的阻尼系数f=0.5,弹簧的弹性系数K=5;并且质量块的初始位移与初始速度均为0。)模拟仿真时,外力F(t)可由用户自己定义,使用户对系统在不同作用下的性能有更多的了解。图1.1.3为外力F(t)选幅值为5的阶跃输入的仿真结果。1.2 MATLAB在电力电子技术中的建模与仿真
电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术两个分支。《电力电子技术》现已成为电气工程及其自动化专业不可缺少的一门专业基础课,在培养该专业人才中占有重要地位。通过学习该课程,使得学生掌握电力电子器件的伏安特性以及整流,逆变,斩波,变频,变相等变流技术,学生可以通过利用MATLAB对电力电子器件和变流技术模拟仿真分析,最终对这些内容有深刻的理解。
电力电子器件电力二极管、晶闸管、可关断晶闸管等器件的应用中可以通过建立模型仿真更好的了解这些器件的特性,熟知器件特性后就可以很好的学习变流技术,下面举例变流技术中的三相整流技术。例:建立三相桥式全控整流电路的仿真模型,给出三相桥式整流电路带阻抗负载的仿真结果。参数要求:三相交流电压源通过三个电压为220V,50HZ,相位滞后120度的交流电压源实现,触发脉冲模块频率设为50HZ;R=1Ω,L=1mH。图1.2.1为三相桥式全控整流电路仿真模型,图1.2.2 触发角为30度的波形图。从波形图得到仿真结果和理论分析结果一样。
1.3 MATLAB在电力拖动系统中的建模与仿真
电力拖动系统是生产过程中,以电动机作为原动机来带动生产机械,并按所给定的规律运动的电气设备。电力拖动装置由电动机及其自动控制装置组成。自动控制装置通过对电动机起动、制动的控制,对电动机转速调节的控制,对电动机转矩的控制以及对某些物理参量按一定规律变化的控制等,可实现对机械设备的自动化控制。因此,《电力拖动自动控制系统:运动控制系统》是电气工程及其自动化专业的重要课程。主要内容包括闭环控制的直流调速,转速、电流双闭环直流调速调节器的设计,脉宽调制,交流调速等等,这些内容都可以通过MATLAB来仿真验证,以提高学生学习的兴趣。
串电阻直流调速举例,仿真模型如图1.3.1所示,设置各个器件参数并进行模拟仿真,最后双击示波器scope、scope1、scope2可以清晰的看到电动机转速、电枢电流、励磁电流的波形图,这里就不再一一列举。
1.4 MATLAB在电力系统分析中的建模与仿真
电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产、传输、分配和消费的系统。电力系统分析电力系统稳态运行分析、故障分析和暂态过程的分析。电力系统分析的基础为电力系统潮流计算、短路故障计算和稳定计算。这些主要内容的分析都可以通过MATLAB中的simulink进行建模仿真或通过MATLAB语言辅助计算。
电力系统故障分析主要研究电力系统中发生故障(包括短路、断线和非正常操作)时,故障电流、电压及其在电力网中的分布。应用MATLAB可对其进行模拟仿真,以下举例说明电力系统故障分析,仿真模型如图1.4.1所示,三相短路元件可设置为在某一时刻单相接地故障,参数设定,进行模拟仿真,在示波器scope中可得到单相接地时三相电压电流曲线。万用表Multimeter元件中选择故障点A、B、C电压,示波器scope1得到故障相电压的正序、负序、零序分量的幅值和相位;万用表Multimeter元件中选择故障点A、B、C电流,示波器scope1得到故障相电流的正序、负序、零序分量的幅值和相位。
1.5 MATLAB在其他典型系统中的应用
以上几个小结简单的介绍了MATLAB在电气工程及其自动化专业的专业课程中的应用,实际中,工作人员一般是利用MATLAB进行一些准备建设的典型系统进行建模仿真后,获得最佳参数,比如说,近年来,柔直流输电技术在电力系统中的应用越来越重要。利用MATLAB建立合适的柔直流输电和系统电网的模型,利用它来研究系统的动态特性,具有实时、准确、方便等多种优点;电力电子技术和运动控制联合系统应用得特变广泛,它涵盖了电子电路、电机拖动、自动控制、微机原理等多学科领域,是综合性、实践性和应用性很强的研究对象。由于电力电子器件自身的开关非线性,给电路和系统的分析带来一定的困难,一般常用波形分析和分段线性处理的方法来研究电力电子电路。MATLAB仿真软件为电力电子技术和运动控制联合系统的仿真分析提供了崭新的方法与平台。MATLAB还可对很多典型系统进行仿真,在这里就不作一一介绍。
3 小结
本文重点讨论了MATLAB在电气工程及其自动化专业中的应用。论述了MATLAB和Simulink在该专业的主要课程中的应用仿真。MATLAB既可以帮助从事相关领域的工作人员对所设计的电路进行计算机模拟与仿真计算,以优化参数与配置,又可以使得该专业的学生在学习相关课程时,通过模拟仿真一方面提高自己学习的积极性和兴趣,另一方面又加深对所学知识的理解,使学生不仅学会知识还能理解各门课程的精髓以及在实际中的使用。
中图分类号: F407 文献标识码: A
一、智能化技术的概述
(一) 智能化技术的理论基础
智能化技术来源于人工智能技术,其理论基础也是人工智能的提出之后,广大专家学者进一步提出的相关理论。智能化技术最开始是运用在拥有人工智能的机器人中,根本目的是通过机器人代替人们完成一些危险系数和难度系数较高的工作。随着科技发展,智能化技术也得到了更为良好的研究和开发。究其本质而言,电气工程及其自动化的智能化技术原理是在计算机编程的过程中参考人类大脑对信息的处理方式,进而对信息进行收集,并将信息作分析处理,最后将内容反馈到计算中。经过多年事实证明,智能化技术在电气工程及其自动化领域有着显著的效果。不仅提高了工作效率,减少了工程成本,还使工作人员的强度降低。此外,也节省了人力资源,使工程质量得到提高,确保了工作人员的生命安全得到技术保障。
(二)智能化技术应用的优势
智能化技术之所以广泛运用到各行各业中,除了市场竞争机制的要求之外,也因为智能化技术凭借着其特有的优势,具体内容如下所述:
1、设备更加可靠,其维护成本也随之减少。
2、作业环境得到优化,工人劳动强度
降低,进而工作效率以及作业质量提升。
3、减少了施工外部环境条件的限制。
4、设备故障可以智能化的控制。
(三)智能化技术的特点
1、高精度、高效率。精度和效率是电气工程自动化控制中最重要的两项指标。智能化技术使用高速 CPU 芯片、多个 CPU 控制系统和 RISC 芯片,这提高了电气工程的控制精度和工作效率。
2、多系统控制。智能化技术的主要作用是技术较少工序和提高效率,智能化技术在电气工程自动化控制中的应用正向着对系统控制的方向发展。
3、可见的科学计算。智能化技术电气工程自动化控制中的应用能够及时、有效地处理和解释数据,信息的交流不但通过文字和语言,还可通过图像、图形和动画来实现。
二、智能化技术在电气化工程中的应用现状
智能化的技术是随着科学技术的不断发展而在后期演变而来的,具有一定的行为能力和思维能力,只智能化技术的发展使得我国电气工程自动化的办公效率得到了有效的提升。随着我国经济的快速发展,智能化的技术也在不断的趋于成熟。电气自动化作为一门新型的学科,在我国经济发展的过程中占有很大的作用。为了使得我国的经济更加快速的发展,在电气工程中使用智能化的技术是非常的有必要的。目前智能化的技术已经越来越成熟,人们在对于信息的处理、农业的灌溉技术和企业管理等各个方面都应经使用到了智能化的技术,有效的改善恶化提升了企业的效益。
随着智能化技术在不断发展的过程中得到了一定的推广,目前各个行业都在使用智能化技术,智能化技术在一定的程度上为企业带来了经济效益,不仅仅方便了人民群众,为经济的发展也提供了一定的支持。智能化技术在应用的过程中不仅仅只是计算机技术,利用了先进的科学技术改善了工作的环境,从而降低了工作的难度,提高了工作的效率和工作的质量。随着智能化技术的普及,人们利用计算机技术实现可视化的科学计算,使得信息交流的方式多种多样,智能化技术在发展的同时,自身也在不断的应用中自我更新,朝着高速化、集成化、网络化、多功能化的方向发展。
三、智能化技术在电气工程自动化控制中的具体应用
智能化技术在电气工程自动化控制中的具体应用,主要体现在以下三方面。第一,智能化技术如何应用到电气工程病因诊断,维修和保养中;第二,怎样实现电气产品、电气设备、电气系统地优化设计;第三,电气工程的智能化控制通过什么样的形式来实现。
(一)故障诊断
将电气工程及其自动化系统投入运用到工作中之后难免会出现一些设备上的故障问题,而其中影响因素是多方面的。重要的原因就是工作人员不能及时发现设备中出现的问题。
故而,将智能化技术应用到电气工程及其自动化系统中可以充分利用智能化技术的特点,进而诊断设备中常出现的故障,最终实现故障预防的工作。通常来说,智能化故障诊断技术是一旦变压器出现漏油情况,工作人员可利用计算对其分解的气体进行分析、明确变压器出现故障的位置和范围。最后,维修人员便可根据计算机反馈的位置和范围信息进行检修。
(二) 优化电气工程的设计
电气工程及其自动化系统的设计程序极为复杂,关系到众多物理性的理论,比如电路、电机、电磁场、变压器。这就对设计人员理论知识提出了更高的要求和挑战。
在传统的工艺设计中,大多采用的是手工的方式进行设计。这样不仅导致设计方案的达标率低,返修机率和难度也偏高。而且一旦出现问题之后,极易造成成人、物、财三方面的巨大损失。但是,随着人工智能技术的开发与应用,设备方案的设计就可以利用计算机软件进行设计。其中运用最多的就是 CAD 图形设计软件。通过 CAD 软件许多人脑无法实现的设计程序或者图形都可以在计算机软件中得以实现,使设计方案的实用性和质量都有了质的飞跃,而且设计时间也大为减少,对优化设计有着非常重要的促进作用。
(三)自动化控制整个电气工程
电气工程控制系统含有大量控制环节,因此,智能化技术的应用能够实现对整个电气工程的自动化控制。智能化技术通过模糊控制、神经网络控制、专家系统控制这三种手段实现电气工程自动化控制。我们来着重介绍一下神经网络控制,它可进行反向学习算法,具有多层次结构。在它的子系统中,其中一个子系统可依照系统参数调控和判断转子的速度,另一个子系统可依照此参数判断和调控定子的速度。神经网络控制已经被广泛应用在识别模式和处理信号方面。上面三种手段的智能化在某种程度实现了电气工程的远距离自动化控制
和无人操控的自动化控制,智能化技术借助公司局域网等增强了对电气系统各环节运行情况的反馈分析。
四、电气工程及其自动化智能化技术的发展方向
(一)性能发展
虽然电气工程及其自动化系统设计非常复杂,但在实际应用的过程却需要其操作的简便和人性化,因此,其功能性就务必进行扩展。智能化技术开发的目的就是为了方便人们对设备进行智能化的操作。其包含了许多功能性很强的技术,例如,用户界面的图形化、科学技术的可视化和多媒体技术等。
(二)体系结构发展
通过智能化技术的运用,电气工程及其自动化体系结构向着集成化、网络化和模板化发展。其中代表性的技术就是LED显屏技术。这种技术不但科技含量高,而且体积小、质量轻,还可以将信息显示到超大尺寸的屏幕上,这无疑对电气工程及其自动化系统显示器的性能有着大幅度地提升。同时,将电力系统模板化,可以帮助提升电气工程及其自动化系统整体结构的集成性,便于实现其控制系统的标准化。智能化技术的实现基本上都是以网络作为基础,利用网络的方便性,便可以将电气工程及其自动化控制系统进行联网操作。最终通过建立一套完善的操作系统,控制信息显示器,实现由一人对多台设备进行控制,达成电力系统的无人操作或者远程控制的愿望。
结束语:
目前,智能技术在电气工程自动化控制中的应用,不仅是一个较大的成就,而且会推动智能化在其他领域中的应用。在激烈的市场竞争环境中,对电气工程的自动化控制程度要求越来越高,这需要相关研究人员进行更深入的探索、研究,增强电气工程自动化控制工作性能,才能提高电气系统的工作效率,才能不断满足人们的需求,提升自己的市场地位。
参考文献:
[1]谷颂. 智能化技术在电气工程自动化中的应用价值研究[J]. 硅谷,2014,14:81+75.
中图分类号:D622 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)25-0014-01
引言
电气工程及其自动化技术与生活是息息相关的,已经渗透到我们生活的方方面面,我们平时用的开关,插排等都是电气工程及其自动化在生活中的具体的体现。随着科学发展和技术进步,电力行业的自动化水平越来越高,电气工程自动化控制对智能化技术的需求越来越明显。当前,智能化技术的发展愈发成熟,已经在计算机、精密传感器、定位等多领域得到应用。
1.电气以及智能化技术概述
1.1 电气工程及其自动化概述
电气工程及其自动化是一门综合性的学科,涵盖了自动控制、计算机、电机与电气、电子技术等多方面内容,强弱电结合、机电结合、软硬件结合是其最大特色。电气工程主要涉及电能生产、控制、转换、利用等方面的研究,在能源需求量日益增长的现代,电气工程的应用无处不在,从国家电网到家里的配电都需要电气相关的知识,各行各业都少不了电气人才。近年来我国的电力系统规模不断扩大,电力行业不断发展,自动化技术也在不断革新,但是传统的电气工程及其自动化存在产品开发周期长、自动控制系统不灵活、整体效率低等问题。
1.2 智能化技术的概述
1.2.1 智能化技术的理论基础
智能化技术最开始是运用在拥有人工智能的机器人中,根本目的是通过机器人代替人们完成一些危险系数和难度系数较高的工作。随着科技发展,智能化技术也得到了更为良好的研究和开发。究其本质而言,电气工程及其自动化的智能化技术原理是在计算机编程的过程中参考人类大脑对信息的处理方式,进而对信息进行收集,并将信息作分析处理,最后将内容反馈到计算中。经过多年事实证明,智能化技术在电气工程及其自动化领域有着显著的效果。不仅提高了工作效率,减少了工程成本,还使工作人员的强度降低。此外,也节省了人力资源,使工程质量得到提高,确保了工作人员的生命安全得到技术保障。
1.2.2 智能化技术的特点
①高精度、高效率。精度和效率是电气工程自动化控制中最重要的两项指标。智能化技术使用高速CPU芯片、多个CPU控制系统和RISC芯片,这提高了电气工程的控制精度和工作效率。②多系统控制。智能化技术的主要作用是技术较少工序和提高效率,智能化技术在电气工程自动化控制中的应用正向着对系统控制的方向发展。③可见的科学计算。智能化技术电气工程自动化控制中的应用能够及时、有效地处理和解释数据,信息的交流不但通过文字和语言,还可通过图像、图形和动画来实现。
2.电气工程及其自动化中智能化技术的具体应用
2.1 故障诊断
将电气工程及其自动化系统投入运用到工作中之后难免会出现一些设备上的故障问题,而其中影响因素是多方面的。重要的原因就是工作人员不能及时发现设备中出现的问题。故而,将智能化技术应用到电气工程及其自动化系统中可以充分利用智能化技术的特点,进而诊断设备中常出现的故障,最终实现故障预防的工作。通常来说,智能化故障诊断技术是一旦变压器出现漏油情况,工作人员可利用计算对其分解的气体进行分析、明确变压器出现故障的位置和范围。最后,维修人员便可根据计算机反馈的位置和范围信息进行检修。
2.2 智能控制
电气工程及其自动化系统工作时往往会面临高空作业或者深水作业的情况,一般具有一定难度和危险。针对这种情况,智能化技术的智能控制就有着巨大的优势。例如,通过智能化人工智能技术,可以让机器人代替作业人员进行作业;通过控制人员对电气工程及其自动化系统进行无人或者远程控制,使智能操作可以变得更高效和自主,从而开拓智能化控制的应用空间。
2.3 优化设计
电气工程及其自动化系统的设计程序极为复杂,关系到众多物理性的理论,比如电路、电机、电磁场、变压器。这就对设计人员理论知识提出了更高的要求和挑战。在传统的工艺设计中,大多采用的是手工的方式进行设计。这样不仅导致设计方案的达标率低,返修机率和难度也偏高。而且一旦出现问题之后,极易造成成人、物、财三方面的巨大损失。但是,随着人工智能技术的开发与应用,设备方案的设计就可以利用计算机软件进行设计。其中运用最多的就是CAD图形设计软件。通过CAD软件许多人脑无法实现的设计程序或者图形都可以在计算机软件中得以实现,使设计方案的实用性和质量都有了质的飞跃,而且设计时间也大为减少,对优化设计有着非常重要的促进作用。
3.电气工程自动化技术的发展热点及其趋势分析
3.1 电力一次设备的在线检测
对汽轮机、发电机、开关、断路器、变压器等电力一次设备的重要运行参数实行不间断的实时监测,不但能够监视设备在线运行状态,还可以分析相关重要参数的变化趋势,判断是否存在发生故障的可能性,进而延长设备的保养周期,提高其利用率,也为该电力设备从定期检修向状态检修过渡提供了充足的保障。
3.2 光电式电力互感器
按照一定的比例关系把输电线上的大电流数值和高电压降低到标准值是电力互感器的重要作用。但其缺点也不容忽视,即:电压等级越高,绝缘难度越大,且设备的质量和体积也越大;互感器输出的信号不能与微机化计量及保护设备直接接口;其信号的动态范围较小,电流互感器达到饱和状态甚至引起信号畸变的几率越大。与此同时,新研制的光电式电力互感器也存在不少技术难题,其输出的信号有限,电磁绝缘、兼容、耐环境程度以及电子电路的供电电源等是其面临的主要技术难题,也是光电式电力互感器的未来主攻方向。
3.3 单片机、集成电路及工业控制计算机的发展
以MCS-51为代表白8位机虽然仍占主导地位,但功能简单,指令集短小,可靠性高,保密性高,适于大批量生产的PIC系列单片机及CMS97C系列单片机等正在推广,而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外,单片机的开发手段也更加丰富,除用汇编语言外,更多地是采用模块化的C语言、PL/M语言。在集成电路方面,需要重点说明的是集成模拟乘法器和集成锁相环路及集成时基电路在自动控制系统中运用很广。在电机控制方面,还有专用于产生PWM控制信号的HEF4752、TL494、SLE4520和MA818等应用也相当广泛。
4.结束语
智能化技术因其不可多得的优势逐渐在各行各业中广泛运用。电气工程及其自动化中通过智能化技术的具体应用,实现了故障诊断、智能控制和优化设计,对电力行业的工作效率和经济效益有着极大地提高。随着技术的开发,智能化技术在电气工程及其自动化领域的应用还将将走向高速度、高精度和高效率,功能将更人性化,体系结构也将集成化、网络化和模板化。
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)07-0367-01
智能化技术在一般情况下主要是指人工智能,这种技术能够实现人类思想的模拟,对相关工作进行自主性的控制与操作。根据实际的应用情况进行分析,智能化技术主要利用计算机进行体现,表现出精密的传感技术和定位技术。智能机器人中也因利用了该技术,在相关领域也具有突出的优势。应用这种技术不仅可以提升相关设备的性能还在一定程度上节省了一些能源的利用,起到了改善工作者的所处环境的作用。电气工程及自动化技术,通长是指电气技术和计算机技术,被广泛应用于工业领域。在市场经济不断变化的大环境下,以往传统的电气工程已逐渐不能适应于人们不断变化的需求,因此,智能化技术在电气工程及其自动化的发展与应用,推动了工程自动化的发展,较好地改善了市场经济产生的问题,进一步促使该行业快速地发展。
1 在电气工程领域中应用智能化技术具备的相关优势
1.1 不需要进行控制模型的建立
在传统的电气工程管理工作中,需要通过相关的控制器达到对工程的控制,同时需要展开建立相对应的模型,以使控制器充分有效地发挥其功能。也正是由于在这种情况下,整体的电气工程基本是处于一种较为复杂的工作环境中,其工程效果的实现受到了较大的限制,产生的结果也常常出现误差。此外,在控制模型在建立的过程中会受到各种因素的干扰出现不同方面的问题,进一步加大了工程的运作难度。随着智能化技术的不断发展与应用,对该类问题逐渐找到了较好的解决办法。在电气工程中应用智能化技术不仅较大程度地提高了相关工作的效率、大大减少了工作人员的工作量,还更好地保证了工程自动化的准确程度,进一步提升了工作的整体水平。
1.2 在处理某些工作中完成统一的规范化
在电气工程中产生以及涉及的数据信息较多,运用智能化技术可将自动化数据统一规范化,不仅有利于增强施工所需的准确程度还可较好地提升管理工作的效率。在电气工程中包含的各方面工作与任务都具有各自不同的特点,这些特点往往在工程运作过程中对控制主体产生不可避免的影响。虽然运用的智能化技术不能彻底解决该类问题,但各方面相关的工作人员可通过采用智能化方法的同时结合自身工作体系,逐渐提高自身的应用能力和相关技术的应用水平,进一步优化企业的经济管理方案,为自身企业带来更好的经济收益和价值。
1.3 增强了对整体工程的控制力与安全程度
在电气工程及其自动化的运作过程中,工作人员可以通过应用智能化的技术加强对相关数据的整理分析能力。这种方式的采用可以在处理相关的电力设备方面,进一步获得较好的效果和影响,逐渐完善电气工程因处理数据产生的不足之处。此外,工作人员在对电力设备进行调整操作时,需要通过采用科学合理的方案,以保证将电气设备的出错几率降到最低,尽可能地避免安全事故的发生,起到预先警报的作用。由于在考虑电力系统的稳定程度和安全程度时,需要从不同的层次和不同的角度进行较为综合的处理,工程人员才能够更好地对仪器设备实现较为距离的操控,保证系统安全稳定的运行。
2 电气工程及其自动化的智能化技术应用策略
2.1 诊断工程故障
电气工程在具体的运作期间,会因受到不同因素的干扰而发生故障现象。随着智能化技术的不断改进发展,工程人员可通过其技术实现故障报警并同时判断故障产生的原因,进一步保障系统安全有效的运行。由于在工程自动化控制管理期间,工作人员只能对变压器进行维修与保护,延长其寿命,却不能做到有效地避免安全风险的发生。所以,在诊断某处发生的故障时,可通过合理应用智能化技术,完成对故障原因的判断,从而找到故障发生的范围和原因,进一步较为准确地解决故障问题。通过实践证明,通过运用智能化技术可以更好地加强电气系统的安全性能,进一步提高工作效率与系统稳定力。
2.2 进一步使技术应用更加完善
电气工程实现自动化控制主要是通过依据电气设备操作原理进行的相关研究,因此想要达到较好的优化效果需要要求相关的设计研究人员能够熟练地掌握并运用有关电气工程运行的各方面知识,具有较为牢固的设计基础以及丰富的设计经验,也只有这样才能更大程度地保证电气工程所涉及的电气化设计在创造方面具有较高的水平。与此同时,在电气工程自动化控制过程中应用智能化技术不仅能够进行远程监控,还能够减少人员与通信成本的投用,使公司效益更大化。通过先进的智能化技术,电气工程系统在稳定与安全方面都具有了较好的保障,有利于电气工程的控制质量水平快速提高。
2.3 应用PLC技术与实施智能控制
在我国科学技术不断发展期间,PLC技术被更多的企业所了解并应用,特别是在电气工程领域,基本已成为控制管理的主体。想要进一步完善电气工程,其有效手段之一就是扩展PLC的应用,在实现控制电气设备的同时增大电气工程及自动化系统的效率。与以往的控制器相比,PLC技术具有更为明显的优势和特点,可在供电系统中自动选择切换,提高整体系统的稳定与安全能力。人工智能作为一项极具价值的先进技术,在不同行业发展的同时也成为了电气工程实施智能控制不可缺少的技术之一。在运行电气系统期间想要实现无人操作与远程控制,必须增强整体系统的自主能力与运作能力,了解正确的应用范围,充分利用不同的电气仪器或设备,为电气自动化打下良好的基础。
2.4 加快电气系统的运行速度,使工程运作更为快捷
在运行电气工程自动化系统期间,通过利用智能化技术可对系统实现不同时间和状态的调试和整理,进一步实现有效控制电气系统。在整个运行的阶段中,要特别注意对电气自动化性能和机制的完善与加强,保障工程中包含的系统可以良好的运行。此外,通过具体的实践运用可发现,在运行系统的过程中,与以往的技术相比,智能化技术能够提供更好更便捷的操作方式与手段,更适用于对控制器和其他设备展开调节与操作。
在电气工程和自动化系统的具体运行期间,智能化技术的有效运用可以加大电气系统安全运行的保障力度,进一步促进电气工程在整体方面的顺利发展。
3 结语
随着我国综合实力与科学经济水平的不断提升,越来越多的领域开始发展智能化技术,使其广泛应用于各行各业中并取得较好的成果。特别是在电气工程运行管理过程中,智能化技术的应用更是产生了具有十分重要意义的影响。该技术在很大程度上减少了工作人员的负担的同时提高了相关工作的效率和结果的准确性,在保障工程稳定安全运行的同时促进了相关领域经济的顺利发展。
参考文献
[1] 陈剑.电气工程及其自动化的智能化技术应用分析[J].企业技术开发,2016,04:74-75.
电气工程及其自动化是以电磁感应定律、基尔霍夫电路定律等电工理论为基础,研究电能的产生、传输、使用及其过程中涉及>文秘站:电力电子技术,计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术,机电一体化技术等诸多领域,其主要特点是强弱电结合,机电结合,软硬件结合。电气工程及其自动化技术主要以控制理论、电力网理论为基础,以电力电子技术、计算机技术则为其主要技术手段,同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理与决策等研究领域。控制理论是在现代数学、自动控制技术、通讯技术、电子计算机、神经生理学诸学科基础上相互渗透,由维纳等科学家的精炼和提纯而形成的边缘科学。它主要研究信息的传递、加工、控制的一般规律,并将其理论用于人类活动的各个方面。将控制理论和电力网理论相结合,应用于电气工程中,有利于提高社会生产率和工作效率,节约能源和原材料消耗,同时也能减轻体力、脑力劳动,改进生产工艺等。
在实际的电气工程及其自动化技术的设计中,应该从硬件和软件两个方面来进行考虑,通常情况下,都是先进行硬件的设计,根据实际的工业控制需要,针对性的选择电子元器件,首先应该设置一个中央服务器,并采用先进的计算机作为系统的核心,然后选择的辅助设备,如传感器、控制器等,通过线路的连接,组建成一个完整的系统。在实际的设计时,除了要遵循理论上的可行外,还应该注意现实中的可行性。由于生产线是已经存在的,自动化控制系统的设计,必须在不改变生产型的基础上进行,对硬件设备的安装有很高的要求,如果设备的体积较大,就可能影响正常的加工,要想使设计的控制系统能够稳定的工作,设计人员必须进行实地的考察,然后结合实际的情况,对设备的型号进行确定。在硬件设计完成之后,还要进行软件系统的设计,目前市面上有很多通用的自动化控制系统软件,但是为了最大程度的提高自动化水平,企业通常都会选择一些软件公司,根据硬件安装和企业生产的情况等,进行针对性的软件设计。
二、电气工程及其自动化的应用分析
2.1电气工程及其自动化技术应用理论
电气工程及其自动化技术是随着工业的发展,而逐渐形成的一门学科,从某种意义上来说,电气工程及其自动化技术,是为了满足实际生产的需要,在传统的工业生产中,采用的主要是人工的方式,虽然机械设备出现后,人们可以操控机器来进行生产,极大的提高了生产的效率。但是经济的发展速度更快,对产品的需求量越来越大,在这种背景下,仅仅依靠操作机器的生产方式,已经无法满足市场的需要,必须进一步提高生产的效率,为了达到这个目的,很多企业都实行了二十四小时生产,通过实际的调查发现,采用这样的生产方式,机器可以不停的运转,操作人员却需要足够的时间休息,因此必须增加企业的员工,这样就提高了生产的成本,在市场竞争越来越激烈的今天,企业要想获得更多的效益,必须对生产的成本进行控制,于是有人提出了让机器自行运转的概念,这就是自动化技术。
2.2电气工程及其自动化技术在智能建筑中的应用
(1)防雷接地。雷电灾害给我国的通信设备、计算机、智能系统、航空等领域造成了巨大的损失,因此,在智能建筑建设中也要十分注意雷电灾害,利用电气工程及其自动化技术,将单一防御转变为系统防护,所有的智能建筑接地功能都必须以防雷接地系统为基础。(2)安全保护接地。智能建筑内部安装了大量的金属设备,以实现数据处理,满足人们多方面的需求,这些金属设备对建筑的安全性提出了挑战,因此,在智能建筑中运用电气工程及其自动化技术,为整个建筑装上必要的安全接地装置,降低电阻,防止电流外泄,这样便能够很好地避免金属设备绝缘体破裂后发生漏电现象,保证人们的生命财产安全。(3)屏蔽接地与防静电接地。运用电气工程及其自动化技术,在进行建筑设计时,要十分注意电子设备在阴雨或者干燥天气产生的静电,并及时做好防静电处理,防止静电积累对电子设备的芯片以及内部造成损坏,使得电子设备不能正常运转。设计师将电子设备的外壳和PE线进行连接可以有效地防止静电,屏蔽管路的两端和PE线的可靠连接可以实现导线的屏蔽接地。(4)直流接地。智能建筑需要依靠大量的电子通信设备、计算机等电脑操作系统进行信息的输出、转换与传输,这些过程都需要微电流和微电位来执行,需要耗费大量的电能,也容易造成电气灾害。在大型智能建筑中应用电气工程及其自动化技术,可以为建筑提供一个稳定的电源和电压,还有基准电位,保证这些电子设备能够正常使用。
2.3强化电气工程及其自动化的应用措施
目前,随着我国社会经济的快速发展,信息科技水平取得了极其大的提高,然而相比于西方比较发达的国家,因为我国有着相对比较短的发展时间,所以在很多的领域当中,有着非常落后的技术水平,所以,在最近几年中我国对相关的领域加大了投入,特别是电气工程等各个行业,按照目前真实的发展状况,比较有针对性的出台了很多优惠方面的政策,积极鼓励并扶持我国相关企业的稳定发展。
1.电气工程及其自动化进行设计的基本原则
1.1对电气工程的自动化设计进行优化
在安装电气工程的自动化过程中,合理科学的进行设计是非常重要的,需要对电气工程的自动化进行设计方面的优化。首先,应该保证电气相关设备可以很好的适应工程的实际需要,来有效满足各项电力方面的负荷,同时有着非常高的可靠性以及稳定性。此外,安装这些电气设备时,应该追求安全。一般来讲,电气工程的自动化属于非常复杂的一项工程,在整个系统当中有着非常多的高科技方面的设备,同时这些设备具有非常特殊的安装方面的要求,这要求安装设备的相关人员在安装电气设备的时候应该充分考虑所有设备应该具有的性能以及安装时所需要的一些条件。比如,防水设置、防雷设置、绝缘设置以及防火设置等。与此同时,还应该安装比较必要的一些保护方面的措施,尽可能有效减少电气工程在运行的过程当中存在的安全隐患。
1.2对设备的运行效率进行提高
电气工程自动化在进行设计的时候,应该有效保证设备的相关运行效率,最大程度上减少设计过程当中存在的电能损耗。应该先保证电气工程自动化方面的设计可以有效维持建筑物在安全进行运行前提之下,尽可能可以减少设计需要消耗的一些成本。另外,安装电气工程自动化的过程当中,应该尽量选择节能效果好、质量高以及负荷比较均衡的一些设备,这些设备能够有效减少设备在运行的实际过程中造成的损害,可以有效提高设备运行的利用效率,从而能够减少设备维修过程中消耗的费用,很大程度上降低成本。
2.电气工程自动化的相关设计
2.1电气工程自动化技术的相关概念
通过这些年的发展,电气工程已经取得了相对比较完善的发展,在电子产品刚开始进行出现的时候,人们将电气和电子产品相关的一些学科,比较统一的称为电气工程,目前已进入信息化比较高的时代,相关电子产品的材料以及加工工艺取得了非常大的进步,在这样的背景之下,电气工程这个概念逐渐取得了非常广泛的应用。经过各种调查能够发现,对电气工程发展进行影响得因素主要有物理科学以及信息技术,物理科学指的主要是集成电路等各种硬件的设备,而信息技术一般指的是互联网技术以及信息技术,从这些能够明显的看出,电气工程大体能够分成软件以及硬件两个主要的方面,在设计的实际过程当中,也需要分为两个部分来实际进行。当前,电气工程的自动化相关技术一般都是在工业的控制系统当中进行运用,利用相关的控制系统以及设备,可以让生产线进行自行的运转,很大程度上进行人为因素的减少,经过调查能够发现目前许多企业都已经运用了自动化方面的技术来进行一定的生产,当前我国的电气工程发展受到了很多方面的限制,所以有着非常低的工业自动化水平。
2.2电气工程自动化技术的相关设计
电气工程自动化技术的实际设计过程中,需要从软件以及硬件两个方面来进行充分的考虑,一般情况之下,应该按照工业控制的实际需要,比较有针对性的进行电子元器件的选择,应该先设置一个中央的服务器,同时还应该运用比较先进的计算机当作系统的核心,之后进行辅助相关设备的选择,比如控制器以及传感器等,经过连接线路,能够组建一个相对非常完整的系统,在实际的设计过程当中,应该严格遵循上面的可行理论,还需要特别注意在现实当中的实际可行性。因为生产线属于已经实际存在的,相关自动化控制方面的系统设计应该严格遵循对生产型不进行改变的基础之上,对安装硬件设备有着非常高的要求,假如设备有着非常大的体积,很可能会影响比较正常的加工,如果想对控制系统设计出可以进行稳定的工作,那相关的设计人员应该对实地进行实际考察,之后有效结合实际的真实情况,确定出设备的型号。设计完硬件之后,应该设计软件系统,当前在市面上,存在许多比较通用的自动化方面控制系统的相关软件,然而为了能够有效提高自动化的水平,企业一般会有效选择一些软件公司,按照企业的实际生产情况以及硬件的安装等,设计针对性比较强的软件。
3.电气工程和自动化方面的技术的实际应用
3.1电气工程和自动化方面的技术在工业控制当中的应用
目前的电气工程和自动化的技术一般都是应用在工业控制这个领域,通过感应器、继电器以及其它的电子元器件,可以有序控制整个的生产过程,人们只需要进行相应软件程序的编写,那么系统就可以根据程序上的相关命令,逐渐去进行执行,进而实现机器自行进行生产的目的。在本质意义上来说,自动化技术属于模拟人的实际操作,在之前传统的工业生产当中,人是主要的一个生产力,加工精度等都会受人员素质方面的影响,并且有着相对比较低的生产效率,随着我国工业水平逐渐的发展,特别是电子产品的逐渐出现,有着越来越高的加工精度,比如目前的晶体管的进行加工的精度现在已经达到了纳米的那个级别,现在已经额U发用肉眼进行加工,靠人来进行操作已经不能完成,应该用机器才能够进行自行的运转。在电气工程自动化技术的实际应用当中,目前还不能做到全部的自动化,这就需要维护人员来有效保证生产线正常的运行,因为技术以及设备方面的不完善等,在生产的实际过程当中,往往会出现很多的问题,比如技术漏洞以及设备的损伤等,导致生产过会层当中会出现一些停顿,这就需要技术人员来进行相关的处理,有效保证设备的正常以及平稳运行。
3.2电气工程有关智能化技术方面的应用
目前,人工智能有着很大差别的种类,那使用的那些控制方法就存在着一定的差异。为了可以更好的实现控制以及开发,能够将遗传算法、模糊逻辑以及神经网络全部都看成是和非线性函数比较相似的内容。一般的函数估算器根本不存在这方面的优势,并且有效控制和熟练把握精确函数以及动态方程的难度比较大,在控制方面存在着非常多的不能确定的因素,比如参数变化以及非线性都应该根据鲁棒性能的下降时间方面的不同,来设计智能化的控制,相关的对象模型能够利用自身方面的适当调整实现性能方面的提升。
4.结束语
目前,电气工程以及它的自动化技术属于现在非常热门的一个话题,由于它能够有效提升生产的效率,所以引起了很大的重视,来尽可能提高工业生产过程的实际效率,我们需要进行专业人才的大量培养。在工业的实际控制当中,我国大部分的企业目前还根本没实现完全的自动化,会对生产的效率造成严重的影响,随着国家足够的重视,应该加强对于企业的扶持力度,一定会明显改善这种现象。
【参考文献】