浅谈电气自动化的发展与应用

【摘要】近些年，电气工程及其自动化是一个涉及电工、电子、自动化和计算机工程等多个学科的综合性技术领域，在国民经济发展中占有基础性的地位，社会对本专业人才有着大量而稳定的需求。电气自动化技术与其他科学技术相结合，显示出旺盛的生命力，在各个行业各个领域都有电气自动化技术的应用。电气自动化技术在这些行业中的应用极大的提高了生产管理效率，降低了生产管理成本，促进了生产与管理水平的提高。国民经济的发展与生产有着密不可分的关系，近几年生产力的发展很大程度上取决于电气自动化技术，因而说电气自动化在整个国家生产里面占据及其重要的地位。本文主要探讨了电气自动化技术在电力系统、办公系统、污水处理系统及汽车驾驶系统中的应用。

【关键词】电气自动化；电力系统；办公系统；污水处理系统；汽车驾驶系统

一、电气自动化的发展历程

电气自动化经历了从无到有电气自动化技术是随着智能控制、信息网络、电子技术、的飞速发展与电子和信息技术紧密结合在一起的一门电气工程应用技术学科直至发展到成熟的过程。20世纪50年代，电机电力等产品的出现催生了电气自动化才有“自动化”一词的说法。而继电器和接触器设定来完成事先安排好的判断和逻辑功能其出现及应用使得机器可以按照人的意志实现的，促使了电气自动化的发展变革。20世纪60年代，现代控制理论开始出现，伴随着微型计算机在各个行业中的不断的推广与在专业上的实际应用，生产的过程最优化的控制与管理也使自动化进入到了一个全新自动化阶段，电气专业的自动化技术飞速地发展也使之发生了质的变化这也是由于自动控制与信息处理结合的结果所致。

20世纪80年代以来，电气自动化技术的发展极其迅速日臻成熟已经成为高新技术产业的重要组成部分极大地促进了人工智能、交通、医学、航空航天、现代制造技术等技术的发展，这些技术被广泛应用于农业、工业、国防等领域在国民经济中显示出越来越重要的作用。

二、电气自动化发展的主要影响因素

1.信息技术的决定性影响。信息技术是包括计算机、世界范围、高速宽带计算机网络及通讯技术，广泛的讲就是指人类开发和利用信息的一切手段这些技术手段主要目的是用来处理、传感、存储和显示各种信息等相关支持技术的综合体。

现代信息技术又称为现代电子信息技术是建立在现代电子技术基础上的它是以通信、计算机自动控制等现代技术为主体将各个种类的信息进行获取、加工处理并进行利用。现代信息技术是实现信息的获取、处理、传输控制等功能的系统或设备的信息系统技术主要包括光电子、微电子以及分子电子等有关元器件制造的信息基础技术主要是用于社会经济生活各个领域的信息应用技术。信息技术的发展在很大程度上取决于电气自动化中众多学科领域的持续技术创新信息技术对电气自动化的发展具有较大的支配性影响。反过来信息技术的进步又同时为电气自动化领域的技术创新提供了更加先进的工具基础。

2.与物理科学的联系更加紧密20世纪的后半叶对电气工程的成长起到了巨大的推动作用。固体电子学也主要是由于三极管的发明和大规模集成电路制造技术的发展，电气自动化与物理科学间的紧密联系与交叉仍然是今后电气自动化的关键，并且将拓宽到微机电、生物系统、光子学系统。

3.现代技术的迅速发展。现代技术的飞速进步和分析方法势必带动着依赖现代技术的电气自动化、设计方法的日新月异也将迅速发展起来。

三、电气自动化的设计原则

随着科技的发展，电气工程的学科结构、研究领域、技术领域发生了很大变化。以“强电拖动、弱电控制”为特色，同时兼顾电力系统技术，愈来愈多地应用信息技术、计算机技术、通信技术、电力、电子技术和自动化技术，电气工程及其自动化专业内涵也发展演变为强电和弱电结合、电工技术和电子技术结合、软件和硬件结合、元件和系统结合电力控制箱。电气自动化设计因为涉及学科和涵盖面相对较广，加上其直接应用于人民的生产生活，所以在电气自动化设计过程中应遵循以下原则和设计思路。

1.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；（2）在满足生产以及控制要求的前提下，必须确保方案的经济性以及简便性；（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。

2.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。因为电气设备只要进入监控状态，便会促使主机冗余下降，将电缆数量增加，进而加大投资，相应的长距离电缆的引入也可能干扰到系统本身的可靠性。

（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。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。

3.电气自动化的应用

（1）在净化空调设备中的应用

对湿度的控制：装设在通风管（回风湿度近似于洁净室湿度）内的湿度传感器所检测的湿度，送往控制器与设定湿度相比较，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，控制回风湿度保持在45%，65%，使洁净室湿度以满足GMP要求。对温度的控制：净化空调系统采用DDC控制。装设在回风管（回风温度近似于洁净室温度）的温度传感器所检测的温度送往DX-9100，与设定点相比较，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，控制回风温度保持在12℃～26℃之间，使洁净室温度符合GMP要求。

（2）在建筑行业中的应用

随着我国国民经济的飞速发展以及数字电子化科技发展智能化，建筑势必要引入电气自动化的成分，智能化建筑已经成为了当今建筑界的主流方向。为了达到设备的合理利用，资源的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，如通信自动化系统，火灾报警及消防联动控制系统，楼宇自动化系统，保安监控系统，办公自动化系统，闭路电视系统等，以及它们相应的布线系统。

（3）电气自动化在办公自动化中的应用

办公系统主要应用于企事业单位的管理系统等方面，构建企业自动化管理系统需要很多技术的支持，例如计算机技术，通信技术及自动化技术。自动化办公系统是提高工作效率与管理效率的有效方法，因此，实施办公自动化信息战略是企事业实现现代化办公的需求与趋势。企业的办公系统实现自动化可以基于软件来实现，也可基于硬件与软件相结合的方法来实现，但是要注意到系统的开放性，可扩充性及升级的简易性。现行的办公系统还要具有良好的兼容性，这样可以有效的节约系统的资源，还可以节约成本，在实际的办公自动系统中已经有了很多成功的案例。

四、结论

总而言之，当今的经济迅速发展，科技日新月异，我们要正确地认识到电气自动化技术的特点，结合计算机技术，加强创新，准确地把握它的发展前景，将电气自动化技术投入到工业生产中，充分地应用其优点，为我国的经济蓬勃发展和崛起贡献。

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