工程及自动化发展方向浅析

陈楷铭

摘要：我国的现代化工业体系从无到有，再到今天的迅猛发展，取得的成果令人瞩目。从我国独立制造第一台拖拉机再到如今航空航天、汽车制造等领域取得辉煌成就，电气工程发挥了巨大的作用。当今工业化逐步向自动化、智能化方向发展，电气工程自动化已经成为发展的方向。本文结合工作中的电气自动化实践经验，系统梳理自动化技术在电气工程中的应用，并对相关论述做出比较和分析。

关键词：电气工程；自动化；措施分析

1 电气工程和电气自动化技术概述

1.1 电气工程

电气工程定义有传统和现代化之分，传统意义上，创造、产生电气与电子系统的有关学科的综合，即是电气工程的范畴。在此意义上，电气工程是一个比较宽泛的学科领域，电子工程和光子领域是其工作重点领域。电气工程信息化技术蓬勃发展的前驱，对工业化发展和产业应用提供了许多帮助，是工业化的基石。随着工业和信息化技术的发展，电气工程囊括的领域进一步扩大，计算机技术的发展，推动了电气工程的二次革命，计算机技术进一步和电气工程领域交叉和融合，传统电子、光子领域的发展更多地需要多学科交叉的发展提供动力，因此，现代化角度下的电气工程几乎囊括了所有电子、光子领域的工程行为。

1.2 电气自动化

自动化技术源于计算机技术的发展，更优质的算法，更高精尖的计算能力，计算机的发展经过短暂的起步阶段，正在迅速地占据生活、工业生产中的方方面面。计算机领域的发展催生了自动化技术的出现，自动化技术的应用在电气工程领域发挥了巨大作用，诞生了PLC相关学科。电气自动化作为电气领域转悠的自动化技术，它的特点是智能、高效、错误率低。几乎所有的电气工程作业场景都有自动化技术的应用，诸如集成电路的生产、车间规模化生产，都需要电气自动化技术的支持，它的优势是显而易见的，一套成熟的自动化操作系统对于从业人员的要求降低，但生产过程的效率和生产安全都能得到很好的保证。我国工业化和信息化进程的进步，和电气工程自动化技术的发展不无关系。

2 电气自动化技术在电气工程领域的应用优点

2.1 操作简便、便于控制

在电路工作领域，因电路系统的工程量大、系统结构复杂，在进行日常操作和维护的时候对相关岗位工作人员造成了困扰。电气自动化技术脱胎于计算机技术，在进行科学的程序设计和路线布局后，经过周密的试运行和程序调试，自动化工作就能够顺利地开展。自动化控制技术较之物理控制系统，优势是很明显的，最显著的一点就是能够优化控制结构，将控制系统集成在一张电脑屏幕上，控制人员面临的压力骤减，且能够做到对工程系统运行状况实时、全面地掌控。

2.2 便于调控

实际生产环境和教学研究环境下，程序出现问题是一个无法避免的过程。电气工程自动化以后，面对突发出现的BUG，操作人员可以很迅速地定位到问题所在，且能够通过电脑操作来纠正错误，使程序能够很快地投入工作中去。而在改变生产任务时，各控制器的参数往往需要大规模变动，传统电气工程面对这种情况时往往觉得头疼，是因为阀门多，控制器结构复杂，人员操作过程中容易出现错误操作。自动化技术对这一问题的处理显然足够科学，通过键入数据和对预执行操作程序的模拟，电脑控制下的自动化程序能够很迅速地完成作业任务的转换，对工程质量的提升提供了保证。

2.3 一致性强

电气工程系统正在变得日趋现代化和复杂，因此，对设备的控制工作就很关键。传统手工操作仪器开度缺点很多，首先就是无法保证工程控制进度的一致性，这是个很严重的问题。在生产过程中，虽然预留了足够的数据设置区间来应对突发事件和控制条件改变带来的不稳定因素，但仍然增加了生产不安全因素，且在某些作业场景下出现了电气工程工作质量的下滑。这个问题的解决或者说缓解也是来自于电气工程自动化技术的支持。成熟的工业生产环境大都配备有自动化操作系统，诸如DCS系统，在电气工程工作场景中很常见。借助DCS图，我们可以很直观地观察到整个系统各个阀门、操作器的实时数据，且能够通过自动化技术达到数据控制、改变的一致性。自动化控制系统没有设备老化、控制器数量多等问题的骚扰，因此在控制程度上一致性强，是其优点之一。

2.4 全面监控

得益于计算机软硬件的发展，如今的电气自动化技术能够做到对工程运行工况的实时、全面监控。传统意义上的电气工程，对于系统状态的获取是不及时、不全面的，只能重视重要控制器的参数，因此具有一定的生产隐患。因为信息呈现得不够及时和全面，工程技术人员的工作就会很辛苦。自动化控制通过电子系统来控制各个阀门、控制系统的调节，并能够做到实时监控各部门数据，整合反馈到软件中，控制人员通过操控软件可以做到远程监控、实时监控、全面监控工程运行状况，能够随时调取各项数据进行参阅，并且某些自动化软件具有一定的警示功能，大大提高了工程人员的工作效率，确保工程的良好运转。

3 电气自动化技术在电气工程中的应用

3.1 电网工作中的电气自动化应用

电网作为关乎民生的工程，在工作中经常应用到电气自动化技术。电网因其电力相关参数随着用电高峰、企业生产时间等因素，变动非常频繁，对电网负荷能力的考验较大。为了保证电网运行正常，在电网工程中应用自动化技术来对关键数据进行实时反馈，对电网工作进行实时优化和调整，对电力负荷的预测和警示都有积极意义。传统电网工作过程中对从业人员的需求量大，是因为电力工作中需要观测的数据较多，峰谷变化不定，在追求安全生产的同时要确保电力生产更加经济。这种情况下的电网工作者往往工作量大，更好的办法就是使用电气自动化系统对电网工作进行优化改革。

3.2 石油开采、提炼中的电气自动化应用

石油开采和炼化工作工艺水平高、工艺流程复杂，在实际生产环境中还具有一定的危险性，譬如，在进行原油的分馏过程中，常压分馏的温度在逐节攀升，对工人的素养要求高，对作业设备的要求也高，变相增加了设备的维护周期，增加了生产成本。运用PLC控制系统来完成石油开采、再生产的工作，对工作效率的提高和生产安全性的提高提供了可能。石油开采作为一项大型工程，对作业机械的状态和井下压力等关键数据有实时了解，这些优势能够让指挥工程师及时调整作业策略。在石油的再生产过程中，工艺流程分为常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化、清洁化等一系列工艺，工艺流程长、强调各流程部门的协调作业能力。在各项工艺中，压力、流速、流量、罐体总指标等数据实时变化，且各项数据都需要严格的监管以确保安全，在总控阶段常用PLC控制系统进行工艺数据的调节和优化，这是自动化生产的进步性体现。不同的温度、压力区间下，得到的成品质量参差不齐，在生产环节有若干国家标准对生产流程进行规定，PLC系统面对复杂工艺表现得非常优秀，在生产过程中，工程师和操作员可以根据数据变化很方便地调整各项参数，也能通过软件判断工艺流程是否科学合理。遇到突发状况时，能够很及时地终止工艺，快速定位失误位点，对设备的使用寿命有很直观地反映。

4 结语

电气自动化作为当代电气领域生产必不可少的技术，其对工程质量、工程进度、健康预警的作用是先进且及时的。且这项技术正在运用到更多工程中，本文罗列的电网系统和工作系统是典型的电气自动化应用场景，在这些领域的工程作业中电气自动化技术发挥了重要支柱作用，为工业化发展提供了动力，侧面反映出了电气自动化的应用价值和强大作用。

参考文献：

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3. 谭斯睿, 张云云, 郭伟. 浅谈电气自动化的现状与发展方向[J]. 青春岁月, 2019, 000(008):494.