計算機控制系統在電氣工程中應用

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現代化社會發展趨勢下，我國社會經濟爆發式增長與國民生活水平跨越式的變革，催化了社會對電力的需求不斷增加，促使電力工業面臨更加前所未有的改革需求及創新需求。為適應社會發展需要，電氣工程應在保持現有技術水平的同時進一步提高其自動化技術水平。計算機控制系統是我國電氣工程及自動化系統中的重要組成部分，同時也是促進我國電氣工程節能、控制等系統全面優化的核心因素。本文以計算機控制系統在電氣工程及自動化中的應用為討論方向，首先詳盡闡釋我國電氣工程及自動化重要性及價值性；其次，分析了現階段我國電氣工程及自動化現狀及存在的問題；繼而針對系統設計、節能控制能力、集成能力及網絡架構自動化不足等問題，提出優化措施。

1.電氣工程及自動化的重要性

電氣自動化技術在電氣設備更新技術上，對提高設備的運行效率、運行質量有一定的促進作用。自動控制技術主要包括電壓自動控制系統、電力機械自動控制和發電自動控制。電力工程生產過程中，工序復雜、涉及因素多，自動化系統利用其智能化、自動化技術，實現對設備的監控管理、科學管理、保護和控制。電氣工程及自動化技術的發展源于其理論的指導和實踐的應用，是工業發展的重要基礎，也是經濟和社會發展的重要保證，從20世紀50年代末以來，開始電氣工程及自動化的研究和發展，在多年的歷程中，實際應用范圍不斷擴大，應用需求也越來越多。電氣工程及自動化技術在各行各業研究的質量和效率，能促進工業生產和技術更好的創新，保證經濟效益。

2.電氣工程及自動化中存在的困難

2.1系統設計完善性不足

行業曲線可替代度影響力可實現度行業關聯度真實度近幾年來，電子自動化技術逐漸廣泛地應用于電力系統，并與電力系統的結合日趨完善。但是，系統設計過程中對自動化技術的掌握和認識還比較薄弱，存在電網技術設計不合理、不科學的現象，容易形成系統漏洞，對后續運行造成一定影響。另外，技術標準缺乏規范性、嚴格性，故障率在實際運行中不斷上升，對電力系統的穩定性、完整性和高效性產生一定的影響。系統設計不完善、標準設定不嚴謹使得電子自動化技術的應用存在一定的弊端和潛在的問題，這是目前電氣工程及自動化體系中存在的重要困難。

2.2節能控制能力不足

隨著我國環保建設的宏觀戰略目標制定，電氣工程及其自動化的發展逐步走向能源保護，生產過程中需要將溫度環節、照明環節等多項因素結合起來，并結合實際情況進行自動化設計。但是現階段我國電氣及其自動化發展過程中，能源保障通常都是通過持續發熱、持續供電措施來保證，缺乏智能控制技術。盡管在一定程度上滿足系統的運行要求，但在實際氣候、環境變化的情況下，不能與工作環境相結合，造成能源浪費，并且給環境帶來一定的污染，不符合我國環境保護的建設戰略。在世界范圍內，能源都是稀缺的，節能是全世界共同的話題，隨著工業化的不斷發展，人類對待電氣工程及自動化技術的要求將越來越高，如何在發展過程中進一步做到節約資源、綠色環保是電氣工程及自動化技術面臨的挑戰。

2.3集成能力不足

從實質角度來看，電氣自動化技術是相對復雜的技術功能，涉及范圍較為廣泛，為進一步提高我國電氣工程及自動化水平，建立科學且合理的信息通信管理模式較為關鍵，而電力系統的電氣自動化系統高度集成化至關重要。但從現階段對我國電氣工程自動化控制系統來看，各系統之間存在嚴重的孤島化、碎片化現象，較為常見的就是諸多配套設備如模塊出現問題時，無法將故障反饋給其他模塊，造成電力系統受到不同程度的影響。此外，嚴格意義上來說，由于我國電力工程及其自動化起步較晚，且電氣自動化程度較低，使得電氣自動化在應用過程中，會對系統運行產生一定影響，同時也會對我國電氣工程和自動化的發展產生影響。2.4網絡架構自動化不足目前我國電力企業沒有建立相應的網絡結構，使得電氣自動化的發展難以取得很大的進展。加上電力企業自身存在差異，各企業從商家采購的產品在質量、規格等方面存在差異。有些系統配置各種軟件硬件設施，但由于程序界面的不同，造成企業之間不能相互傳遞信息，導致信息無法共享，對促進我國電氣工程自動化發展造成影響。當今社會，時代發展快速，信息化程度加快，互聯網發展非常迅速，電氣自動化應跟進時代的腳步，借助資源和平臺，站高立遠，搭建合理合適的自動化網絡架構。

3.依托計算機控制系統在電氣工程及自動化中的應用分析

3.1基于模擬技術構建自動化系統

電氣工程學及其自動化的發展方向即電氣自動化系統，基于計算機控制系統構建電氣工程自動化保證電氣工程自動化質量與效率的同時，進一步優化了系統設計的完善性。設計過程中，為提高計算機控制系統與電氣工程自動化的融合效應，在重新引進先進硬件的同時，利用先進的計算機控制技術為電子化工程自動化運行奠定基礎，進而建立相應的電氣自動化系統，提高電氣工程的管理質量。基于模擬技術構建自動化系統，可以在分析電氣工程自動化理論和實踐中，發現問題，提供改善建議。

3.2構建完善電網調度系統

基于計算機控制系統構建電子工程自動化系統有效克服傳統因能源消耗過大造成的環保問題，通過計算機控制技術，優化系統整體控制機理，使其能減少設備的能源浪費現象，達到可持續發展的戰略要求，對減輕我國能源短缺壓力具有實質意義。電網調度系統設計中利用計算機控制技術優化、創新節能設計，從而有效地減少能源損耗。舉例來說，對于電力工程中所用的變壓器控制，設計人員可以通過計算機控制技術優化自動化控制設計，合理設置布局，以減少變壓器能源浪費的基礎，可以從根本上解決能源損耗的問題，使我國的電力工程得以持續發展。

3.3建立自動化網絡結構

基于計算機控制系統的電氣工程自動化系統可建立自動化網絡結構，自動化網絡結構主要以大數據、云計算為核心，能夠存儲大量的網絡數據，在提高電氣工程自動化工程運行效率的同時，提高了其安全性。此外，該系統通過現場總線檢測技術，實現了對不同區域及不同時間段的電氣設備實施監控，工作人員可通過現場實際情況對監控數量及監控現場進行調整，并在電氣工程暗轉的過程中結合現場實際情況，規避傳統因時空限制導致電氣工程檢測不到位及檢測信息孤島化等問題，對促進我國電子工程自動化發展而言具有實質價值。在實踐中，如單臺監測設備由于元件故障，不會對其他設備的工作狀態造成影響，借助于網絡進行信號傳輸，可以大量節省電纜、隔離設備、端子柜等，極大地節省電氣經濟性。另外電氣工程自動化需要結合其他領域的需求，促進電力企業間的深度交流、合作，通過共享、信息傳遞，進一步促進電氣工程自動化的發展。

4.結語

綜上所述，基于計算機控制系統的電氣工程自動化可以提高電氣工程自動化控制的靈活性，實現在控制設備運行過程中自動調節運行參數。在使用過程中結合運行情況，智能、制動調整有關數據參數保證電氣工程自動化控制的靈活性，實現對設備運行過程的自動調節、系統調試。此外，電力自動化技術依托計算機保護技術，實現對系統使用狀況、故障因素的智能檢測，能夠及時發現隱患，避免隱患遺留問題。同時，計算機控制系統搭載先進通信技術，通過遠程技術實現了狀態信息的遠程管理、技術維護，使傳統的被動維護轉變為預防性的自動維護，減少設備的突發性故障，提高運行的穩定性。

作者:劉運嘉 侯普領 安森泰 單位:山東科技大學濟南校區