电气自动化原理及应用

路宗磊

摘要：当前的电气工程领域中自动化技术被广泛应用，给各行各业带来了技术上的支持以及保障，有力的促进了社会的可持续发展。随着我国近几年的科技发展，电气自动化系统理论不断更新完善，电气自动化技术逐渐渗透到人们的日常生活中，应用范围日趋广泛。电气自动化系统的智能化技术不但为人们生活提供了便利，而且在工业生产、医学以及交通等领域都得到了很好的发展和应用。根据计算机技术的电气自动化控制系统实现了灵活控制和信息集成处理，本文就电气自动化主要特点及其基本原理和应用、发展趋势进行了论述。

关键词：气自动化；控制系统；应用

近几年随着电气自动化在世界范围内广泛应用，电气自动化技术作为一种新型控制系统得到广泛应用，然而我国尚处于对该技术研究的初级阶段，知识理论系统的逐步完善，电气自动化技术将实现与IT技术的融合，从集成控制的基础上发展为智能化控制，这才是科技发展的必然趋势。在此背景下，本文将探究电气自动的原理，针对其特点进行分析，对电气自动化技术的应用前景进行阐述。

一、电气自动化的基本原理

电气自动化全称一般为电气工程及其自动化，其应用范围涉及各行各业，小到电气开关的设计，大到科技航天的研究，到处都有它的身影。电力的发展是促进生产和提高人们生活水平的重要物质基础，随着电力应用的不断发展和深化，新时代背景下的电气自动化进程成了国民经济和人民生活现代化的重要标志。

电气自动化技术的基础是对其控制系统的完善设计，主要设计思路集中于监控方式，包含远程监控和现场总线监控。在电气自动化控制系统的设计中，作为系统核心的计算机其主要作用是对所有信息进行动态协调，实现相关数据储存和分析。计算机系统是整个电气自动化系统运行的基础。在实际运行中，计算机主要针对完成数据的输入与输出数据，并对所有数据进行分析处理。通过计算机快速完成对大量数据的一系列操作从而达到控制系统的目的。

在电气自动化系统中，启用方式多种多样，当电气自动化系统功率较小时，可以采用直接启用的方式实现系统运行，而在大功率的电气自动化系统中，要实现系统控制必须采用星型或者三角形的启用方式。除了以上两种较为常见的控制方式以为，变频调速也作为控制方式在一定范围内应用，从整体上说，无论何种控制方式，其最终目的都是保障生产设备运行安全稳定。

电气自动化系统是将发电机、变压器组以及厂用电源等不同的电气系统的控制纳入 ECS 监控范围，形成 220kV/500kV 的发变组断路器出口。以此实现对不同设备的操作和开关控制，电气自动化系统在调控系统的同时也能对其保护程序加以控制，包括励磁变压器、发电组和厂高变。

一般集中监控方式不对控制站的防护配置提出过高要求，因此系统设计较为容易，设计方法相对简单，方便操作人员对系统的运行维护。集中监控是将系统中的的各个功能集中到同一处理器，然后对其进行处理，因为内容比较多，处理速度较慢，这就使得系统主机冗余降低、电缆的数量相对增加，在一定程度增加了投资成本，与此同时，长距离电缆容易对计算机引入干扰因素，这对系统安全造成了威胁，影响了整个系统的可靠性。集中监控方式不仅增加了维护量，而且有着复杂化的接线系统，这提高了操作失误的发生几率 。

远程控制方式是实现需要管理人员在不同地点通过互联网联通需被控制的计算机。这种监控方式不需要使用长距离电缆，降低了安装费用，节约了投资成本，然而这种方式的可靠性较差，远程控制系统的局限性使得它只能在小范围内适用，无法实现全厂电气自动化系统的整体構建。

综合型的电气自动化控制系统，一般采用现场总线的方式进行监控，监控方式的通讯总线由串行连接的智能设备及自动化系统实现数据的双向传输，具有针对性目标。现场总线监控方式不仅具备远程监控方式的所有优点，而且减少了大量设施（如隔离设备、端子柜和模拟量变送器及、I/O卡件等辅助元件、设备的安装，并可以实现智能设备就地安装，直接连接通信线与监控系统，所需控制电缆的数量大量降低，减少了投资成本，也不需要复杂的安装维护工作，降低了操作人员的工作负荷，运营成本大幅度缩减。因此，在发电厂智能监控等大型电气自动化控制系统中，现场总线监控方式具有广阔的发展前景，同时也是未来自动化控制的研究方向。

二、 电气自动化系统的特点

电气自动化控制系统的特点主要表现在系统控制。

系统控制的特点是：显示控制屏按钮齐全，对于信息的显示更为直观，指示灯的寿命较长、灯光效果好，具有很强的可靠性。和一般热机设备想比，电气自动化控制系统的数据信息量相对来说较小，数据采集对象范围窄，控制系统的运行频率低，但具有系统运行快、准确性高等特点。电气自动化控制系统对设备保护自动装置以及抗干扰性能要求较高，在一定程度上提高设备可靠性。在电气自动化控制系统中，拥有较为完善的系统安全运行和应急维护处理保障，当设备出现异常情况时，操作人员可以立即完成一系列连锁控制，从而有效的避开了事故的发生。除此以外，电气自动化控制系统具有智能判断能力，系统灵活性较高，这在很大程度上降低了系统运行的损耗和电耗，从而提高了持续生产的能力。

三、 电气自动化系统的应用和发展趋势

3.1 电气自动化系统的应用分析

电气自动化系统由于其良好的性能得到了广泛的应用，除了应用居民楼宇、商场安保等生活设施外，在工业生产、环境保护、医疗卫生等领域也得到了广泛应用。随着电气自动化控制系统的不断发展，在工业生产中电控系统已经成为不可或缺的生产平台，电气自动化控制系统的应用需结合系统设计方法分析，应用到这一功能设计的部分就是当前电气自动化控制系统的现实应用。

在我国，电力工业已经成为电气自动化系统的大范围应用平台，是工业生产中不可缺少的重要组成。自动控制系统不仅保障了电力机组的安全而且提高了经济效益。

电力工业中的电气自动化系统主要负责对机组主、辅机的控制，计算机实现了电气机组参数集成，同时对回路进行调节，可以完成联锁保护和顺序控制，电控系统在直观的显示系统参数的同时还能对系统异常提出预警，实现性能计算，实时监测、趋势记录，打印报表，帮助操作人员排除故障。

3.2 电气自动化系统的发展趋势

经济发展逐步全球化，外资企业和合资企业不断进入中国，这些企业起点高，技术新，有大量的设备需要用到电气自动化控制方面知识；与此同时，很多大中型企业为了提高产品质量和数量以加大竞争力，进行技术改造，也引进先进设备培养高新技术人才，随着机电一体化的设备越来越多，PLC控制技术、现场总线技术、变频技术、计算机集散控制技术（DCS）、微电子技术等新知识在各行各业中，特别是在工业岗位中用得越来越多，原来这些岗位的人员只懂得传统的控制，故在未来的五至十年内急需大量高层次、具有较强实践能力的技能型专门人才去充实这些岗位，以满足和适应不断增长新技术的需要，这样就需要大量的电气自动化技术专业人才，另外商业、娱乐场所、住宅管理也需要这样的高级技术应用型人才。

在电力设备制造行业从事高电压设备的设计、开发、生产和管理等工作，可在电力系统从事高压设备的运行维护方面的技术工作和管理工作，就业于电业局、供电局、发电厂、也可在高校和科研院所从事教学和科研工作。

结语

目前我国电气自动化系统的研究方向主要是低耗、优产等环保节能方面，通过研究者的不断努力，电气自动化系统将更加完善、准确、快速、全面，随着电气自动化的逐步优化，性能将不断提高和完善，电气自动化系统将在更多领域发挥及其重要作用。

参考文献：

[1] 朱建仕；浅谈电气自动化在建筑自控系统中的应用[J]；城市建设理论研究（电子版）；2014（13）

[2] 王宏伟，韩月，刘泓冰；浅谈电气自动化在国内厂用工业的现状和前景[J]；中国新技术新产品；2013（10）