自動化技術及其應用范文
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0前言
我國水電站自動化技術有著非常重要的作用，它能夠更好的保證水電站的運行，提高水電站發電效率，為我國社會經濟發展提供源源不斷的動力。但是在實際的水電站自動化技術的應用中還存在許多的問題，如果這些問題不能夠及時解決，就會嚴重影響到我國水電站自動化技術的發展。尤其是現代計算機技術的發展更是為自動化技術提供了條件。本文通過對該技術的應用進行探討，進而提高水電站發展狀況，為社會經濟進步提供條件。
1水電站自動化應用的意義
在我國水電站的管理中，實現其自動化控制，可以更好的節省管理成本，提高資源的利用率，實現我國水電事業的良好發展。所以加強水電站自動化可以通過計算機監控系統來實現整個水電站的實時動態管理，提高水電站的發電量。通過自動化設置，就可以減少水電站管理人員數量，實現自動化管理，這樣不僅可以減少管理成本，同時也可以提高管理效率，促進我國電力事業的發展和進步。
2水電站自動化技術
2.1水電站自動化技術內容
2.1.1實現水輪發電機運行監控
水電站在自動化管理中，能夠更好的實現水輪發電機組以及輔助設備運行狀況的監控，進而保證整個系統的正常運行，提高水電站的發電質量。在監控中，自動化系統可以實現對電機定子以及電機的轉子電量進行監控，同時也可以實現對發動機定子繞組和各部軸承溫度以及鐵芯溫度的監測。如果在監測中發現問題可以啟動備用設備，并及時報告到相關計算機，同時技術人員對其進行維修查看。除此之外，該系統還可以實現對機組冷卻系統和機組系統的監控，實現各個系統的安全運行，保證運行狀態的良好，真正實現實時監控，實時記錄。
2.1.2實現水輪發電機組自動控制
水電站自動化技術最主要的就是要實現水輪發電機組運行方式的自動化控制。在這樣的控制方式中不僅可以實現開停機的自動化控制，還可以實現發電轉調相和調相轉發電等的自動化。除此之外，自動化系統還可以自動維護水輪發電機的狀態，它可以根據系統要求以及電站的運行狀況自動調節到發電的最佳機組運行數量，從而保證水電站的經濟效益，實現機組間經濟負荷的分配，通過對系統負荷的變化來自動調節機組有功和無功功率等，最終達到經濟效益最大化，促進水電站的發展。
2.1.3實現輔助設備的控制
自動化系統中可以實現各種設備的自動控制，同樣也就包含對輔助設備的控制，例如各種水泵、油泵以及空壓機等。同時它也可以對電氣設備進行實時監控和保護，如果發現問題可以自動投用輔助設備，并且采取相應的保護措施，如發出信號或者緊急停機，進而減少水電站的損失，保證水電站的安全運行。在這樣的自動化系統中也可以實現對電站閘門、攔污擰⑸舷掠嗡位的監控，通過對其監控可以減少管理人員的工作壓力，提高管理效率，最終實現自動化管理的目標。
2.2水電站自動化的作用
2.2.1提高工作可靠性
通過對水電站的自動化監控，能夠保證水電站工作的可靠性，減少安全事故的發生。在水電站的運行中，它的可靠性影響著國家經濟發展狀況以及人民的生活狀況，所以通過水電站自動化管理，可以實現水電站內部的實時監控，發現問題或者故障時可以提前做出預警，降低事故發生的概率。即使是出現事故，該系統也可以及時進行開關的控制，保證設備的運行狀態，減少事故帶來的損失。自動化系統的控制，不僅可以提高管理水平和監控力度，同時也可以減少管理成本，提高管理質量，進而保證供電系統的穩定性，提高工作可靠性，提升水電站經濟效益。
2.2.2保證電能質量水平
水電站通過對有功和無功功率的調節來實現輸電，這樣可以更好的調節電力以及電壓，從而保證電能的質量。但是在這樣的控制過程中，人員控制會存在一定的不穩定性，尤其是在出現突發事故時，由于人工速度和精準度有限，最終會影響到電能的質量。通過水電站的自動化管理，則可以大大改變這一狀況，它可以及時掌握調節標準，從而做到調節的精準化和速度化，提高故障處理的效率，能夠保證電力系統的正常運行，保證電能的質量水平。
2.2.3提高勞動生產率
水電站一般都建在比較偏僻的山區，這樣無疑會增加管理成本。工作人員工作環境較差，而且物資運輸投入也比較大，最終會影響到管理人員的工作積極性。但是通過實現自動化管理，管理人員數量就大為減少，大部分的設備運行都是實現將運行參數輸入計算機，然后計算機再執行相應的程序，最終達到自動控制和監測的目的。自動化系統不僅可以減少管理成本，還可以將大量的勞動力從中解放出來，提高勞動生產效率。自動化發展符合社會發展要求，符合時展趨勢。
2.2.4提高運行經濟效益
水電站的自動化控制可以提高自身的運行經濟效益。在自動化管理下，系統對水電站運行所用的資源進行科學分配。在發電的過程中可以自動調節發電機組的數量，從而達到水電站運行的最佳狀態，提高水電站的經濟效益。除此之外，水電站的自動化運行還可以自動調節水量，保證洪水來時下游人民的生產生活，從而達到經濟效益最大化，最終提高水電站的經濟效益。
3水電站自動化的應用
3.1PLC在水輪機微機調速器中的應用
隨著我國科學技術的發展，PLC在水輪機微機調速器中的應用越來越廣泛。水輪機微機調速器在水輪機控制系統中有著非常重要的作用，它主要是通過控制導水葉接力器的油量來實現對導水葉開度大小的控制，最終達到調節水輪機轉速的目的。但是當水輪機并入電網運行時，就會出現總功率不穩狀態。而采用PLC技術，系統則可以根據水電站水頭高低變化來時時調整相應數據，最終達到調節目的，保證水電站的正常運行。
3.2油水氣系統的控制
在水電站的自動化運行中可以減少人員的管理，同時也可以實現對油水氣系統的控制，進而保證整個系統的正常性。但是要想保證設備的正常運行，首先要對其運行參數進行設置，保證設備自動化管理技術的精確性。如果油水氣系統的控制系統出現異常，自動化系統能夠及時發現問題，并采取一定的措施，對其進行控制。例如關閉設備運行開關，啟動備用設備等。排水系統水泵在控制時應該要保證管路的暢通，同時還要以技術系統供水為主。然后該系統在帶動油泵的運行，最終實現油泵的系統供油。但是在進行油水氣系統的控制時，還應該改善泵組作業狀況，提高油泵的使用壽命，節省設備購買資金，最終實現水電站自動化技術的良好發展。
4總結
水電站的發展狀況關系到我國社會經濟的發展，會間接影響到我國相關產業的進步。所以實現水電站自動化發展有著非常重要的現實意義，它不僅能夠提升水電站的管理水平，減少管理資金的支出，同時也可以提高水電站的管理效率，提升社會勞動生產率。通過自動化的調節，可以加強水電站各系統運行狀況的監控，能夠更好的保證水電站的安全性。除此之外，它還可以減少事故發生的概率，發生事故時可以及時采取措施進行補救，降低國家經濟損失，提高社會經濟效益。
參考文獻
[1]張秀麗.關于水電站電氣自動化應用問題的探討[J].大家，2010，10（8）：6-7.
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關鍵詞：自動化技術;智能
中圖分類號： C35 文獻標識碼： A
據統計,2000年我國水電裝機容量為7500 萬kW,開發率僅為19.8%。與其它發達國家相比,我國水能資源開發利用水平還很低,水電站自動化程度還很落后。如何逐漸加大開發力度,利用好豐富的水能資源,對于我國的現代化建設和可持續發展戰略的實施,具有十分重大的意義。
(一)水電站自動化概述
1.水電站自動化的作用
水電站自動化就是要使水電站生產過程的操作、控制和監視,能夠在無人(或少人)直接參與的情況下,按預定的計劃或程序自動地進行。水電站自動化程度是水電站現代化水平的重要標志,同時,自動化技術又是水電站安全經濟運行必不可少的技術手段。水電站自動化的作用主要表現在以下幾個方面:
(1)提高工作的可靠性:水電站實現自動化后,一方面可通過各種自動裝置快速、準確、及時地進行檢測、記錄和報警,既可防止不正常工作狀態發展成事故,又可使發生事故的設備免遭更嚴重的損壞,從而提高了供電的可靠性。另一方面,通過各種自動裝置來完成水電站的各項操作和控制,不僅可以大大減少運行人員誤操作的可能,從而也減少了發生事故的機會;而且還可大大加快操作或控制的過程,尤其在發生事故的緊急情況下,保證系統的安全運行和對用戶的正常供電,具有非常重大的意義。
(2)提高運行的經濟性:水電站實現自動化后,可根據系統分配給電站的負荷和電站的具體條件,合理地進行調度,保持高水頭運行,同時合理選擇開機臺數,使機組在高效率區運行,以獲得較好的經濟效益。如何實現各電站合理最優調度,避免不必要的棄水,充分利用好水力資源,對于梯級電站來說尤為重要。
(3)保證電能質量:我們知道,電壓和頻率作為衡量電能質量好壞兩項基本指標。電壓或頻率的的穩定主要取決于電力系統中無功功率和有功功率的平衡。因此要維持系統電壓和頻率在規定范圍內,就必須迅速而又準確地調節有關發電機組發出的有功和無功功率。特別是在發生事故的情況下,快速的調節或控制對迅速恢復電能質量具有決定性的意義,而這個過程,單純靠手動操作,無論在速度方面還是在精度方面都是難于實現的,只能借助于自動裝置來完成。可見,提高水電站的自動化水平,是保證電力系統電能質量的重要措施之一。
(4)提高勞動生產率、改善勞動條件:水電站大多地處偏僻山區,遠離城鎮,職工長期生活在較差的環境之中。水電站實現自動化后,很多工作都是由各種自動裝置按一定的程序自動完成,用計算機監控系統來代替人工操作及定時巡回檢查、記錄等繁雜勞動,大大改善運行人員的工作和生活環境,減輕了勞動強度,提高了運行管理水平。
2.水電站自動化的內容
水電站自動化的內容,與水電站的規模及其在電力系統中的地位和重要性、水電站的型式和運行方式、電氣主接線和主要機電設備的型式和布置方式等有關。總的來說,水電站自動化包括以下幾個方面:
(1)完成對水輪發電機組運行方式的自動控制:一方面,實現開停機和并列、發電轉調相和調相轉發電等的自動化,使得上述各項操作按設定的程序自動完成;另一方面,自動維持水輪發電機組的經濟運行,根據系統要求和電站的具體條件自動選擇最佳運行機組數,在機組間實現負荷的經濟分配,根據系統負荷變化自動調節機組的有功和無功功率等。
(2)完成對水輪發電機組及其輔助設備運行工況的監視:如對發電機定子和轉子回路各電量的監視,對發動機定子繞組和鐵芯以及各部軸承溫度的監視,對機組和冷卻系統工作的監視,對機組調速系統工作的監視等。
(3)完成對輔助設備的自動控制:包括對各種油泵、水泵和空壓機等的控制,并發生事故時自動地投入備用的輔助設備。
(二)水電站自動化技術的發展
隨著科學技術的高速發展,電子計算機在各個領域得到廣泛應用,一種模塊化的基于現場總線的水電站計算機監控系統出現,逐步取代了傳統的以常規控制、人工操作為主的控制模式,大大提高水電站的自動化程度,實現水電站“無人值班,少人值守”。
1.系統構成:采用了計算機、可編程序控制器(PLC)或智能I/0、微機繼電保護裝置和專用智能測控裝置,通過標準以太網、現場總線將主控機與各個現地控制站、智能裝置等有機連接在一起,構成了按功能分工協作的分層分布式綜合監控系統。
2.系統的主要特點:(1)開放式體系結構,層次分明,具有良好的擴展性。(2)分層分布式系統,可以根據監控對象、功能進行配置,具有很好的分散性、開放性和靈活性。(3)采用冗余配置,具有很高的可靠性。(4)用中文Windows
操作系統和智能通信等先進技術,便于系統升級。(5)靈活的組態界面,人機接口能力強,界面友善,易于掌握,方便設計、調試和現場運行。
3.系統主要功能:(1)對電站設備實現自動監視與記錄:計算機監控系統自動完成電站設備數據的采集、處理以及設備運行狀況的自動監視與記錄,包括開關量信息監視,模擬量信息監視,故障/事故報警、記錄與顯示,SOE 點記錄與顯示。(2)對電站實現自動控制:根據上級調度要求和電站自身的具體情況,對電站設備進行操作或調節,包括機組的自動開停和并列以及運行工況的自動轉換、機組有功和無功負荷的自動調節、自動發電控制AGC、自動電壓控制AVC、斷路器操作等。(3)對發電機、主變、線路等主要設備及輔助設備進行保護與監控。(4)實現電站運行管理的自動化:實現運行報表的自動生成,運行操作的自動記錄,電站設備參數或整定值的記錄與保存,所有報表均可自動或召喚打印以及運行人員仿真培訓等。(5)系統通訊:實現與上級調度、水情測報系統、辦公自動化網絡等計算機系統之間通信,達到信息資源共享,充分發揮整個系統的綜合效益。
(三)水電站自動化技術的應用
福建省漳州市詔安龍潭水利樞紐工程是福建省“十五”規劃重點建設項目,總投資1.16 億元,電站總裝機容量1.26 萬kw,由兩臺6300kw 機組組成,水電站計算機監控系統采用長沙華能自控集團有限公司生產的MTC-3S 型微機綜合自動化系統。
1.系統構成:由1 號工作站、2 號工作站、1#機組LCU、2#機組LCU、公用LCU 同期屏、機組保護期屏、主變線路保護屏、故障濾波系統屏和GPS(衛星時鐘)等,通過標準以太網構成。系統圖如下:
2.系統主要配置:見系統圖。
3.系統通訊:采用國際標準TCP/IP 協議,通訊方式為競爭式,接口為RS485,接口標準IEEE802.3,傳輸介質為網絡銅軸電纜/雙絞線,節點數大于等于255,數據傳輸速率為10/100Mbps,通訊接口及通道誤碼率小于10-6。
4.系統特點:系統集保護、遙控、遙測、遙信、遙調五大功能于一身,具有保護可靠、自動化程度高、并網快、精度高等優點。
該工程建成投產后,緩解了福建省緊張的電力供應狀況,改善該縣城鄉居民人畜飲水條件,計算機監控系統在運行中完全能滿足水電站綜合自動化要求,取得了較好的經濟效益。
(四)結束語
總之,水電站采用綜合自動化系統后不僅提高水電站運行的經濟性和工作的可靠性、保證電能質量;而且提高勞動生產率、改善勞動條件和減少運行人員,從而提高電站運行的效益,;同時采用計算機監控電站各種參量及運行工況后,及時發現并排除事故隱患;另外采用計算機監控在減少人員的同時也減少了相應的生活辦公設備和工資支出,因而能產生巨大的經濟效益。可見,水電站綜合自動化系統與水電站的生產、效益密切相關,隨著國家能源結構的調整,水資源開發利用程度的加大,水電站綜合自動化系統在越來越多的水利樞紐工程中得到更廣泛的應用,發揮更大的作用。
參考文獻:
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關鍵詞：水電站；電氣工程；自動化技術；應用
1水電站自動化的作用
1.1提高工作可靠性
在水電站的管理中，我們可以通過自動監控系統，監控數據，讓水電站的運行可靠性得到保證，同時可以減少水電站事故的發生。在日常操作中，水電站運行的可靠性對國家經濟發展和人民的生活水平的提高，都有很大的幫助，因此通過水電站自動化管理，可以實現實時監測的問題，降低水電站系統的事故率，也可以及時切換控制系統，確保設備運行狀態，減少事故帶來的損失。自動控制系統，不僅可以提高管理和控制能力，也能降低管理成本，提高管理質量，確保穩定性供電的可靠性，提高水電站的經濟效益。
1.2保證電能質量水平
為了保證電能質量水平的提高，我們要通過對水電站進行調節，判斷現在水電站做的是有功功率還是無功功率，在不斷進行技術提高的今天，確保水電站輸出的是穩定的電流和電壓，這樣才能保證電能的質量，保證輸出功率。但要求達到這樣的控制水平，如果單純使用人員的控制力，那一定會造成不穩定，特別是事故發生的時候，畢竟人工的控制速度和判斷的準確度有限，最終也會影響到電能穩定的質量，如果通過水電站自動化進行控制，將大大改變手動控制造成較大局限性的局面，而且可以在一定的標準下，調整控制速度和控制精度，提高故障處理效率，使電力系統可以正常運行，使電能質量完全提高。
1.3提高勞動生產率
從一般角度來說，我們現在建立水電站的位置都是比較偏遠的山區，地形比較復雜，運輸比較困難，這無疑會增加運輸成本和管理成本。人員的工作條件差，但還需要比較大的物資材料運輸，最終會對管理人員的管理造成很多麻煩。這塊就需要實現自動化，這樣管理人數可以急劇下降，大多數設備的操作運行參數一個一個輸入到計算機中，然后計算機程序實現系統的控制和最終的檢測，不僅降低了管理成本，也可以解放勞動力，提高生產效率。在我國，自動化的發展非常迅速，社會的發展也很快，隨著時間的發展，要求也會越來越全面。
2水電站自動化過程中的技術內容
2.1監測發電機
水電站自動化管理中，可以在水輪發電機和輔助操作系統中進行監控，使整個系統的功能正常，水電自動化的監控系統要實現定子與轉子的電流進行監測，但也要注意定子的狀態和溫度，并且對電機的溫度進行監控，實時監測進行中的問題并及時啟動備用設備，這對計算機及相關技術人員要求比較高，要多為維護設備考慮，該系統還可以用于冷卻和裝置的安全運行，實現各系統，確保良好的工作狀態，并進行實時監控，記錄真實、實時的數據。
2.2水輪機自動控制
其主要技術是實現水電站的水輪機運行自動控制。在這種模式下，能實現自動關閉，包括一個相位調制和發電功率的自動轉發等。此外，還可以提高水輪機的自動化水平，可以根據需求和電廠發電機組最佳自動控制對水電站的數量，增加經濟效益，使單位之間的負荷分配的自動調節系統，負載的有功功率和無功功率，最終，我們要得到的結果是經濟效益最大化，并且促進我國水電站的快速發展。
2.3實現控制輔助設備
自動系統可以實現各種自動控制裝置，包括用于控制設備也不同，如泵和壓縮機等。同時也可用于電氣設備的實時監控和保護，當自動輔助系統發現問題，要采取相應的保護措施，如信號發出的損失或水電站的設施出現驟停，要確保水電站的安全運行。這樣的自動化系統，可以實現在電站閘門、上下游水位的監控和監測，這樣可以大大減輕工作人員的壓力，提高政府的管理效率，最終實現自動化管理。
3水電站電氣工程自動化技術的應用
3.1PLC在對渦輪螺旋槳調速中的作用
軸流轉漿式水輪機發電廣泛應用于中低水頭電站。由于其不同的導葉水輪機在水中可以協調作用，大大提高效率，可以為電廠創造更多的經濟效益。水輪機的生產廠家，提供一系列不同的渦輪葉片和改進葉片角頭關聯的曲線，調節器廠根據此曲線設計調速器在位于葉片和葉片之間的關系，進行調速。但由于實際電站水輪機的水頭和水位變化，必須根據廠家提供的參數的變化進行調速，這樣，在運行時性能曲線的差異才能保持最佳狀態。因此對這些方法改變單位調節，可使用可編程邏輯控制器（PLC）進行調速。在機組調試運行和在不同的水頭聯合作用下，并在下游水位改變時手動組合葉片，給葉片提供最佳的組合曲線，然后修改原始的組合曲線和實際的PLC單元進行調速，讓渦輪螺旋槳處在最佳狀態。
3.2PLC應用在水庫式電站調速器上
在這樣的電廠發電站中，水頭變化范圍大，從開始到結束通常根據水輪機設計水頭，但如果水頭減少，在水下運行的汽輪機液壓調節器往往不能讓機組額定轉速（自動狀態），以調整啟動打開經常需要更換芯片或增加串聯電阻并要調整輸出的差異，以開放的形式提供，但有時仍小于設計水頭，為了提高機組運轉能力，解決速度不快的問題，必須在換芯片或移除串聯電阻時，加上PLC控制，可根據需要修改水頭高度，修改程序，可以輕松打開和關閉機組，改變開度。
3.3油、氣、水的控制
在水電站運行自動化的過程中，要減少人員的主動管理，多使用自動化管理，但也要注意控制油氣水系統，保證整個系統的穩定安全，確保設備正常運行，首先要確保參數的準確性，加大自動化管理技術，控制油、水、氣，對不尋常的狀態進行自動化檢測和控制，多利用一些自動化措施。如關閉開關設備運行、使用備用保證管道的控制，或者加強與供水系統相關的技術。然后，驅動泵系統的運行，并最終保證系統的穩定。但是，石油、天然氣和水的控制，必須提高泵組的工作條件，使油泵的使用壽命延長，節省設備的錢，最后，要指出的是自動化發展的好多工作必須細致。
4結束語
水電站被認為是一種處于重要地位的供電系統，水電站的運行效率和供電質量對國民生產總值有非常重要的影響，影響國家的經濟發展，因此，電廠運行的發展具有重要意義。在我國的科學技術和經濟快速發展的背景下，新技術的應用拓展到所有的領域，在水電站運行的領域也不例外，生產的自動化，通過計算機系統自動程序控制是發展的趨勢。水電站自動化系統應用中生產工人的繁重工作很突出，我們要減少工人的工作負荷和提高效率，節約大量成本。總之，自動化系統在水電工程中的應用，不僅提高經濟效率，與此同時還節省了成本，創造了巨大的經濟效益，帶動地方經濟發展。
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關鍵詞：電力系統自動化;無線通信網絡 傳輸 混合式網絡
1．無線通信的應用
目前有數種用于電力系統自動化的無線通信技術，按照傳輸距離大致可以分為以下四種，即基于IEEE802.15的無線個域網(WPAN)、基于IEEE802.11的無線局域網(WLAN)、基于IEEE802.16的無線城域網(WMAN)及基于IEEE802.20的無線廣域網(WWAN)。
與傳統有線通信網絡相比,無線通信技術使遠程監控變電站具有潛在優勢,例如:節省架設電纜的費用以及通信基礎設施的快速安裝。但無線通信對電磁干擾(EMI)更敏感,通常對帶寬容量和通信設備之間的最大距離有限制。此外,由于無線通信中的無線電波在空中傳播,能發生竊聽,這對通信安全是一個威脅。電力公司使用無線通信有兩種選擇:①利用現有的公共網絡通信基礎設施,例如公共蜂窩網絡,②架設專用無線網絡。
專用無線網絡可使電力公司對其通信網絡擁有更多的控制權。但是,專用無線網絡需要大量的安裝投資及維護費用。在電力自動化中,無線通信技術已經有所應用。最近,數字蜂窩網絡的短信服務(SMS)功能已經應用于變電站的遠程控制和監視。蜂窩網絡的控制信道還應用于某些基于警報的變電站監視情形。然而,這種通信技術只適合于發送小量數據的應用,因此不能提供變電站實時監控應用所需的嚴格的服務質量(QoS)。
隨著近期無線通信及數字電子技術的進步,混合式網絡體系結構激活了可供選擇的其它可升級的無線通信系統,能夠提供自動化應用要求的嚴格的服務質量(QoS)。這些最新無線技術有:無線傳感器網絡、WiMAX網絡和無線網狀網絡。
2．用于電力自動化的無線傳感器網絡
2.1．無線自動儀表讀取(WAMR)
WAMR系統為電力行業提供了多項優勢,包括不再需要人工抄表員而降低了電力公司的運營成本,還有基于顧客的實時能量消耗的實時計價模式。WAMR系統的實時計價功能對顧客也很有益。電力公司的實時計價模式要求電力公司和顧客的儀表設備之間有可依賴的雙向通信,而WSN技術通過提供低成本低功率的無線通信有效的解決了這個要求。電力控制中心通過多跳式無線通信收集來自儀表的傳感數據,這種監控系統為電力公司提供了靈活性。總之,WAMR系統能夠為電力系統提供下列功能:①自動儀表讀取功能:WSN可以實時自動測量顧客的能量消耗。自動儀表測量還可以分為:個體儀表測量、群體儀表測量和全球儀表測量。在此,我們的目標是為電力行業提供具有各種實時監控選項的靈活管理策略。②遙測功能:電力控制中心可從智能傳感器節點獲取實時數據,控制位于配電網選定點上的某些元件,例如,控制開關的狀態。因而,配電傳感自動化能夠通過減少故障和修復時間增強電力行業的服務。③動態配置功能:在電力自動化應用中,即使網絡線路出現故障時也要保證測量的可靠性。因而,為了滿足應用的可靠性要求,動態地調整網絡配置就顯得極其重要,例如:動態的路由選擇。在這方面,WSN的自我配置能力能夠使網絡動態的重新配置。④狀態監控功能:監控儀表設備的狀態是WAMR系統的另一個功能,此功能嵌入在智能傳感器內。這一功能對于準確及時地確定網絡中傳感器節點故障會很有幫助。另外,狀態監控功能還可以應用于修改儀表設備的情形。例如,如果某人試圖破壞儀表設備,系統能夠自動通知公安局。這縮減了派出維修人員修理被破壞儀表設備的大量費用。
可以預見,隨著WAMR技術的不斷進步,這種系統不會再那么昂貴,并且會更加可靠。隨著低成本低功率無線傳感器的發明,無線RF通信是收集電力儀表數據最為節省成本的方式。
2.2．電力系統監控
設備故障、電擊、意外事故和自然災害等均會引起電力干擾和斷電,經常導致服務長期中斷。因此,電力系統應進行適當控制和監視,以便及時采取必要的預防措施。在這方面,WSN能夠為電力系統提供一種低成本的可靠的監視系統。用無線傳感器節點建設的有效監視系統能夠減少配電網故障檢測及恢復電力供應的時間。另外,電力服務的連續性在當今競爭激烈的電力市場中從顧客滿意度角度來看也是至關重要的。為評定電力系統的性能,用WSN技術可獲得幾項質量服務(QoS)指數。例如,可以計算出服務中斷的平均持續時間和平均維修時間。
2.3．無線傳感器網絡設計兩個重要的考慮
2.3.1．網絡拓撲結構和體系結構要求
傳感器網絡的拓撲結構在網絡使用壽命、路由算法、傳感器節點的通信范圍等幾個方面具有重要含義。網絡體系結構要求包括網絡的物理和邏輯組織以及傳感器節點的密度。通常,傳感器網絡的目標就是有效的覆蓋配置區域。網絡的邏輯和等級組織還影響能量消耗及通信協議的選擇。另外,根據拓撲結構的要求,傳感器網絡可以是分布式組織或者群集式組織。電力系統網絡拓撲結構和體系結構要求回答下列問題來確定:
1)何種網絡拓撲結構最適合這種應用?(是一對一、一對多、多對一還是多對多?)
2)監控網絡如何工作?(是主輔式、點對點、點對多點還是對等式?)
3)覆蓋區域內最惡劣的環境條件是什么?
4)電力系統當前和以后有多少變電站要監控?
5)是否存在已知的物理障礙物、電力線或大型感應電動機的RF干擾等潛在干擾問題?
2.3.2．應用要求
通過無線傳感器網絡傳播的必需信息應予以分類和量化。通過對電力系統自動化應用進行綜合分析來實現這些要求。下列問題可幫助電力公司確定這些要求:
1)應用的服務質量要求是什么?(要求實時監視還是容忍延遲監視?)
2)系統連續查詢信息(定期監視)還是根據異常查詢(基于事件的監視)?
3)傳感器數據的類型是什么?即:影像、聲音、數據?
電力自動化系統應綜合確定網絡拓撲結構、體系結構和應用要求,以建立最適合應用的無線傳感器網絡。全面考慮各種選擇條件以及是否適合電力公司的應用對于成功實施至關重要。
3．用于電力自動化的WiMAX網絡和無線網狀網絡(WMN)
3.1．WiMAX和無線網狀網絡的混合式網絡體系結構的優勢
3.1.1．增加可靠性
在無線網狀區域中,無線中樞在無線連接的發送者和接收者之間提供了冗余路徑。這就排除了網絡區域內的單點故障和可能存在的瓶頸鏈接,顯著增加了通信可靠性。由于存在多重可能的可選路由,還可以保證網絡抗潛在問題的健壯性,例如:因RF干擾或障礙而產生的節點故障、路徑故障。因此,利用WMN技術,即使在出現網絡元件故障或網絡擁堵的情況下,電力公司的網絡也可長期可靠地運行。
3.1.2．安裝成本低
由于網狀網絡只要求線路上的幾個點連接至有線網絡,因此建設無線網狀網絡可以降低基礎設施成本,并且能夠以合理費用對網絡進行改造,這一點在現今電力公司競爭激烈的環境下尤其重要。
3.1.3．較大的覆蓋區域
目前,無線局域網(WLAN)的數據速率通過應用極具效率的調制配置有所增加,例如:802.11a和802.11g為54Mbps。雖然WLAN的數據速率增加了,對于具體的傳輸功率,當來自存取點的終端用戶更多時,WLAN的覆蓋范圍和連通性都有所下降。然而,WiMAX技術可使局域控制中心與遠程控制中心之間進行遠距離通信的性能卻不會降低。因此,混合式網絡中的WiMAX骨干網可以實現自動化應用所要求的高速遠距離通信。
3.1.4．自動網絡連通
在該混合式網絡體系結構中,無線網狀區域可以動態地自我組織和自我配置。換言之,網狀網絡中的節點自動建立并保持網絡連通,這可為電力公司提供無縫多跳式互聯服務。例如,當新節點加入到網絡中時,這些節點利用其網狀功能自動發現所有可能的路由器并決定到達控制中心的最佳路徑。此外,鑒于新的可用路由,現有網狀路由器可重新組織網絡,從而能夠輕松擴展網絡。無線網狀網絡的自我配置特點對于電力系統自動化至關緊要,因為它使電力公司能夠應付由顧客需求量推動的新的連通要求。
3.2．WiMAX和無線網狀網絡的混合式體系結構的設計關鍵
3.2.1．惡劣的監視環境
在變電站,由于障礙及電力線和RF干擾引起的極其嘈雜的環境,無線鏈接表現出極為不同的時間和空間特點。為改進網絡容量,限制無線電干擾,開發通信協議時應使用先進的無線電技術,例如多輸入多輸出(MIMO)技術、多重無線電界面和智能天線。
3.2.2．WiMAX塔臺的最佳放置
在提出的混合式體系結構中,在符合時間臨界監視數據的截止期限的同時,設計一種有效的低成本的網絡基礎設施很重要。因此,配有昂貴的RF硬件的WiMAX塔臺,應置于配置區域的最佳位置,以便既降低基礎設施成本又滿足服務質量要求。
3.2.3．靈活性支持
需要使用低反應時間切換管理算法來支持移動設施控制器的通信服務。這樣必要時,例如發生警報時,移動設施管理器還可以本地監視系統。
3.2.4．集成不同種類網絡
現有網絡技術與不同無線網絡集成的能力有限。因此,為增強混合式網絡體系結構的性能,應改進多重無線界面的集成能力以及網絡路由器的相應網關/橋接器功能。
3.2.5．升級性
在如今競爭性的動態市場環境下,電力公司可能很快會配置新變電站、提供更大的服務請求。因此,設計的混合式網絡體系結構應能夠很好地升級,以適應由顧客需求量推動的新通信要求。
3.2.6．協調的資源管理
為對無線信道特點、爭用和通信量模式的系統變化作出有效反應,需要分布式和協作式網絡資源管理。這樣,才可以實現全系統的良好性和網絡的自我配置。
3.2.7．安全性
網絡中的阻斷服務攻擊可能會對配置的混合式網絡的運行造成嚴重損害。使用有效的加密術和密碼系統,可以解決安全性問題。為解決所有這些現有的混合式網絡體系結構的問題,從物理層到應用層的協議棧需要改進或重新創建。在這方面,需要一個跨層設計來共同優化主要網絡功能以及設計適合無線信道動態特點的通信協議集。這樣,混合式網絡體系結構才能夠快速確定服務中斷,及時恢復電力公司的服務。
篇5
[關鍵詞]工業自動化；控制技術；PLC；工控PC
中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）47-0018-01
隨著工業自動化技術在現代工業生產中的應用越來越廣泛，其在工業發展中所占的地位也越來越重要。與傳統的工業生產人工機械操作相比，自動化技術不但能夠極大的提高生產效率，而且能夠保證產品的生產質量，并有效處理生產效率與生產質量之間存在的矛盾。研究并改善工業自動化控制技術是未來工業技術發展中的重點，只有不斷改進工藝自動化控制技術，才能使工業生產自動化、智能化、效率化和精確化水平得以進一步的提高，并且從當前的工業自動化控制技術應用現狀來看，未來的自動化控制儀器儀表還需要向著可控性和可視性發展。以下本文中筆者就結合自己對工業自動化控制的認識，來探討其發展應用問題。
1.工業自動化控制技術概述
工業自動化控制技術就是指利用微電子技術、電氣技術、機械技術以及計算機軟件技術來對工業生產過程進行控制，而無需使用人工操作機械來控制生產進度。也就是說，在工業自動化控制下的工業生產機械設備是利用各種儀器、儀表和控制器，按照預先設定的流程進行機械自動調節來進行生產運行的。因此在自動化控制系統中，必須要對所有涉及到生產調節的儀器都進行精準的參數設置，以確保其在生產中能夠充分發揮職能作用，確保生產順利進行的目的。一般來講，工業自動化控制系統主要是由計算機、通信網絡和各種傳動設備組成。
2.工業自動化控制的發展現狀
目前我國的工業自動化控制技術已經得到了很大的發展，自動化控制系統也逐漸趨于完善。但盡管如此，工業自動化控制技術仍然具有很大的發展應用空間。就目前來看，較為常用的自動化控制產品主要有PLC與工控PC兩種，這兩種自動化控制產品的應用代表了我國的工業自動化控制水平已經有了很大的發展。
2.1 PLC的發展與應用
PLC是可編程序控制器的英文縮寫，是由美國通用汽車公司在1968年首先提出的可編程控制器的相關設想，并于次年研發出了世界上第一臺PLC。隨后世界各國都開始積極研發PLC，極大的促進了PLC的快速發展。直到今天，PLC已經成為一種應用廣泛的工業自動化生產控制設備，在工業自動化發展中起到很大的推動作用。在我國，現也已經有很多科研單位或者工廠都在不斷研發和改進PLC的性能，但很多技術都還要依賴國外進口，因此如何提高我國自主的工業自動化控制技術水平仍然是需要我們不斷努力研究的課題。
事實上，PLC一直都是引領工業自動化發展的先驅，也是工業自動化的發展重點。這是因為PLC在工業生產中的用途極為廣泛，不但能夠實現單機自控的自動化控制系統，而且還能在流水線上的生產設備上進行使用。不但能夠執行邏輯運算，還能夠通過程序設置來實現定時、計數以及控制生產順序。并且由于其是采用插入式模塊結構進行控制，因而能夠直接將數據信息傳回計算機中，方便了管理與維護。另外，PLC的編程較為簡單，能夠在現場及時進行修改或調試，因為維護極為方便，可靠性較高，體積小，通用性很強，方便擴展和安裝。
2.2 工控PC
工業PC主要包含兩種類型：IPC工控機以及它們的變形機，如AT96總線工控機等。由于基礎自動化和過程自動化對工業PC的運行穩定性、熱插拔和冗余配置要求很高，現有的IPC已經不能完全滿足要求，將逐漸退出該領域，取而代之的將是其他工控機，而IPC將占據管理自動化層。而目前工況PC之所以沒有完全替代PLC，主要有兩個原因：一個是系統集成原因；另一個是軟件操作系統Windows NT的原因。一個成功的PC-based控制系統要具備兩點：一是所有工作要由一個平臺上的軟件完成；二是向客戶提供所需要的所有東西。可以預見，工業PC與PLC的競爭將主要在高端應用上，其數據復雜且設備集成度高。工業PC不可能與低價的微型PLC競爭，這也是PLC市場增長最快的一部分。從發展趨勢看，控制系統的將來很可能存在于工業PC和PLC之間，這些融合的跡象已經出現。
工業自動化控制PC的主要優點在于它便于安裝和使用，具有高級的診斷功能，使用人員可以更加靈活的進行選擇而且在使用的花費上也比較合理，在工業發展中極大地降低了生產成木，基于PC的控制器可以像PLC一樣，并且作和維護人員接受，所以目前的制造商大部分都在生產中采用PC控制方案。近些年，工業PC在我國取得了很大的發展，技術與研發上也己經和發達國家水平相近。
3.工業自動化控制系統的儀器儀表
工控儀表重點發展基于現場總線技術的主控系統裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表；全面擴大服務領域，推進儀器儀表系統的數字化、智能化、網絡化，完成自動化儀表從模擬技術向數字技術的轉變，推進具有自主版權自動化軟件的商品化。
3.1電工儀器儀表
電工儀器儀表重點發展長壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測儀表和電網計量自動管理系統。
3.2科學測試儀器
科學測試儀器重點發展過程分析儀器、環保監測儀器儀表、工業爐窯節能分析儀器以及圍繞基礎產業所需的汽車零部件動平衡、動力測試及整車性能檢測儀、大地測量儀器、電子速測儀、測量型全球定位系統以及其他試驗機、實驗室儀器等新產品。產品以技術含量較高的中檔產品為主。
3.3信息技術電測儀器
信息技術電測儀器主要發展電測儀器軟件化、智能化技術，總線式自動測試技術，綜合自動化測試系統，新型元器件測量技術及測試儀器，在線測試技術，信息產業產品測試技術，多媒體測量技術以及相應測試儀器，用電監控管理技術等。
4.工業自動化技術系統的發展趨勢
工業自動化控制系統的主要部分是IDE和IAS。IDE為每個應用程序提供了歷史記錄審核跟蹤技術，包括戶標識符、日期以及關于變化的詳細信息。IAS對于用戶來說可以大大的降低工程投資成木，可以簡化分布式自動化應用的開發、維護和管理，未來的工業自動化控制系統會利用最新的科學技術成果，向網絡化、平臺化、集成化方向發展。現場總線是這幾年迅速發展起來的工業數據總線，它的主要作用是解決工業現場的儀器儀表、控制器和執行機構等現場設備之間的數字通信，以及現場控制設備與高級控制系統之間的信息傳遞，現場總線使得測控設備具有了數字計算與數字通信的能力，極大地提高了信號的測量與傳輸的精度，增強了系統和設備的性能。目前我們國內現場總線的發展趨勢主要表現在：自主研發的現場總線開始投入到市場，現場總線品中多樣，競爭激烈，各行業的現場應用工程開始迅速的發展。
5.結語
綜上所述，工業自動化控制技術作為推動現代工業生產自動化的主要動力，其不但能夠減少人工勞動量，而且能夠極（下轉第134頁）（上接第25頁）大的提高生產效率，增大工業生產經濟效益。更重要的是使用自動控制系統進行機械操控，就能使工人脫離惡劣的生產環境，實現更加現代化和人性化的工業生產。同時，工業自動化控制技術水平的高低也是衡量國家科技水平高低的重要指標之一，在未來的工業技術發展中，必須要加大對工業自動化控制技術和產品的研發應用，以促進我國工業經濟的進一步發展。
參考文獻
篇6
關鍵詞：電氣工程；自動化；問題
中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A
自動化技術在我國起步較晚，較之西方發達國家還存在著一定差距，文章結合電氣工程自動化在實際應用中的不足，深入分析和廣泛研究，有針對性地進行解決處理，不斷提高電氣工程自動化水平，推動電氣工程自動化的快速發展。
1 電氣工程自動化存在的問題
1.1 自動化水平低。電氣工程自動化系統設計比較復雜，沒有根據具體應用對象，有針對性地進行編程設計，在實際應用中，自動化水平低，沒有真正發揮電氣工程自動化的重要作用。
1.2 數據傳輸安全性不高。數據傳輸是電氣工程自動化系統應用的一個關鍵環節，數據傳輸的安全性、準確性和傳輸速度對于企業運營有著重要影響。但是，當前電氣工程自動化的硬件和軟件接口存在很大差異，給各個系統模塊的信息交換帶來很大阻礙和困難，增加了數據通信的應用成本。
1.3 集成化不足。近年來，電氣工程自動化快速發展，在某些方面、某些環節，電氣工程自動化越來越完善，并且逐漸朝著智能化、集成化方向發展。我國電氣工程自動化集成度較低，很多應用模塊都處于相互獨立狀態，各個系統和模塊之間的數據通信和信息連接不足，信息資源共享受到多方面限制，在很大程度上影響了電氣工程自動化系統的使用功能。
1.4 網絡架構不統一。電氣工程自動化發展的重要趨勢是實現規范、高效、統一的自動化系統。當前，不同公司開發的電氣工程自動化系統采用的網絡架構不同，使得電氣自動化系統的共享性和兼容性較差，軟硬件之間的數據通信需要解決網絡結構不統一的問題。
2 電氣工程自動化的有效解決對策
2.1 實現電氣工程自動化的開放化、信息化和科技化。首先，電氣工程自動化系統開發應積極利用計算機網絡技術，優化局部設計，采用合適的電氣元件，基于計算機網絡環境，實現電氣工程自動化的資源共享和實時信息交換，實現一體化的電氣自動化系統控制、決策和管理。其次，在電氣工程自動化系統中積極融合計算機技術和網絡技術，并且利用網絡通訊技術，實現電氣自動化的人工智能，通過計算機仿真和優化，改進電氣自動化結構設計，不斷提高自動化水平。最后，在電氣工程自動化系統開發過程中，積極采用現代化的技術設備，引進各種新材料、新技術，使電氣工程更加精確耐用、簡單操作，不斷提升電氣工程自動化系統性能。
2.2 提高數據傳輸安全性。安全性是電氣工程自動化系統設計和開發需要考慮的重要問題，電氣工程的安全裝置對于整個電氣自動化系統的可靠性和安全性有著直接關系，因此加強安全裝置質量控制。在選擇相關安全裝置時，應堅持實用、可靠、穩定、安全的原則，按照電氣工程自動化系統設計要求，檢測安裝裝置的使用性能和質量，確保電氣工程自動化系統中各個應用模塊和裝置具有良好的兼容性和相容性，充分發揮安全裝置的重要作用。另外，為了進一步提高電氣工程自動化的安全性，應做好安全防護，在日常工作中，彌補薄弱環節，加強系統運行監管，采取切實可行、有效的監控方案，及時診斷，及時分析，實時監控，以最快速度解決出現的問題，提高電氣自動化系統的安全性。
2.3 提高集成化程度。為了推動我國電氣工程自動化的快速發展，相關部門應制定規范、統一的電氣自動化系統技術規范，明確系統設計要求，各個公司在開發和設計電氣工程自動化系統時，應盡量采用統一的開發軟件或者平臺，并且組織專業技術人員分析電氣工程自動化系統運行情況，對于存在問題的系統模塊，加大研究力度，不斷改進和優化系統設計。同時，加大對技術人員的綜合素質、專業技能教育培訓，鼓勵技術人員學習先進的自動化技術，提高創新性和主觀能動性，不斷提高電氣自動化系統的集成度，降低系統設計、管理、運行、維護成本，實現電氣自動化系統各個模塊之間良好的兼容性。
2.4 采用科學、統一的網絡架構。電氣工程自動化系統設計盡量采用科學、統一的網絡架構，進一步完善和改進系統功能，采用現代化電氣技術，利用規范的系統模塊，有針對性地對系統測試、開機和運行進行編程，結合不同企業的實際應用需求，優化和完善系統功能，實現電氣自動化系統的實時信息交換和資源共享，發揮電氣自動化系統的重要作用。
3 關于電氣工程自動化建設的建議
3.1 電氣工程自動化結合數字化技術。數字化是指電氣工程自動化與軟件技術和信息技術相結合，數字化操作管理電氣工程自動化生產發展，提高企業對工程發展精確度的控制與運算，創新自動化發展的經驗，使市場數據發展自動化與網絡數字化技術相結合。
3.2 電氣工程自動化結合網絡技術。及時分享網絡信息技術是網絡技術的一大優勢，電氣工程自動化系統可以通過與網絡技術的結合實現企業的智能化管理，有效的結合網絡技術對收集數據進行實時傳送，使電氣工程自動化隨時隨地都能對生產發展現況進行監控管理。
3.3 電氣工程自動化結合創新技術。在電氣工程自動化的研發進程中，不僅需要企業對自動化發展的生產數據進行收集與分析，消耗巨大的人力與物力資源，還需要企業與電氣工程自動化相關的科研機構進行合作，運用企業自身資源進行未來發展的優勢分析和投入最新技術進行市場競爭優勢的分析，更直觀的為企業未來發展提供扎實基礎。
3.4 電氣工程自動化結合企業自身現況。無論電氣工程自動化如何進行創新發展都離不開企業，企業不僅為電氣工程自動化提供著所需的資金和生產技術人員，還具有決定電氣工程自動化發展的方向，聯系著自動化與社會經濟發展所需的發展趨勢，企業不斷引進先進的研究技術，將企業生產與研發的新型技術相結合，檢驗電氣工程自動化的發展可行性，以科學的眼光看待電氣工程自動化的實施成果，直觀面對企業對電氣工程自動化的重要性。
結語
隨著現代化社會的信息化水平不斷提高，電氣工程自動化的應用領域越來越廣泛，有效推動了社會經濟的發展。為了進一步推動電氣工程自動化的快速發展，應制定標準的系統規范，積極引進新技術、新設備，加大自主研究，積極創新，采取有效對策解決當前電氣工程自動化系統的不足，不斷提高我國電氣自動化水平。
篇7
關鍵詞：電氣工程；自動化技術；分析；設計
隨著我國經濟的快速發展，在電氣工程以及自動化技術上有了很大的發展和技術提升，但是相比于一些科技較為發達的國家，我國在這個領域的發展上時間比較短，技術水品相對偏低，所以我國在這個領域所做的投入比重也很大，尤其是電氣工程等重點行業，針對行業的現實存在的弊端，出臺了一系列的鼓勵政策來激勵在這行業上的發展。電氣工程是一種新興行業學科，是現在新興技術的核心類技術。在人們的認知里可能會認為，隨著科技的發展以及電氣工程行業的興起，促使由有機械時代快速的跨入了信息時代，提升了人們在生活上的品質，也提高了在工作上的效率和質量，所以說電氣工程的快速發展已經成為了現代科技進步的重要標志。也正是因為電氣工程在科技發展上的重要作用，才使得我國在電氣工程上得到了快速的提升，在如何提高電氣工程的問題上，現在很多高校都開設了相應的課程學習和研究機構，這樣就可以在最大化地推動電氣工程行業的發展進步。
1電氣工程以及自動化技術的簡單介紹
自動化技術和電氣工程和現在人們的實際生活是相關聯的，現在已經融入到了現實生活的方方面面，比如我們在日常生活中的許多家用電器都有在電氣工程和自動化技術方面的應用，由于在現實生活中人們對這方面的需求量與日俱增，也就促使電氣工程行業的發展越來越快。在高校的教育上通過將電氣工程學引入課堂學習，使得我們在電氣工程人才培養上得到了大大的增強，也只有這樣才能夠使得電氣工程行業有著更好更快的發展。
2電氣工程與自動化技術的主要設計理念
在對電氣工程以及自動化技術的實際應用與設計上，主要應該針對硬件設施和軟件設施這兩大塊來進行分析研究，在一般情況下，應該首先對硬件進行設計，根據實際需求，對所需求的電子元器件進行有針對性的選擇。第一，應對中央服務器進行設置，采用現在最先進的計算機設備來作為這個系統的核心所在；第二，選擇的輔設備，如傳感器、控制器、檢測設備等；第三，將所有相關設備按照一定的條件、要求和操作規程進行連接，然后組成一個具有相應功能較為完善的系統，能夠完成各項工作任務的電氣自動化設備。在實際的運用當中，除了要遵循理論上的問題外，還需要在實際應用中著重注意。在現有生產環境的條件下針對自動化系統的設計，需要在不改變原本生產基礎的條件下進行理念設計，所以在硬件的實際安裝上的標準和要求也是較高的，同時設備自身的體積必須適應安裝要求，不能過大或過小，過大會嚴重影響安裝的可行性，過小也會影響在實際上的操作。因此設計人員在設計的時候必須進行實地考察，充分研究和分析在這方面的兼容性，以保證元器件的兼容問題。在對硬件設施的設計完成以后，就需要進行對軟件系統設施進行設計，在市面上，現在的自動化控制系統在類型上多種多樣。但是，要想促使元器件在自動化上的能力得到最好的發揮，生產商就會選擇相匹配的軟件設計單位，來根據自身的需要設計出有針對性的相匹配的軟件系統。
3電氣工程以及自動化系統在實際應用
隨著社會需求的不斷加大，電氣工程以及自動化在是應用領域上也是變得越來越廣，下面就對其實際應用從多方面進行分析。
3.1在供熱系統方面的主要應用
在供熱系統上來說，建設主要從電網的調度和變電站的自動化這兩個方面來進行。在針對電網的調度上，通過在使用這項技術能夠促使供熱系統最大程度上實現自動化運行和管控，這樣就能夠提高安全生產的系數，同時也能增加在實際工作上的效率，同時也可以利用這方面技術進行生產數據監控和分析，這樣就能夠更有效的對系統的運行做好評定標準。
3.2在變電站上的主要應用
電力設備在運行上是否平穩、是否安全、是否可靠是電氣工程以及自動化技術在保障上的根本要求及標準，所以在電力設備的監控系統方面的保護和控制上的相關措施是不可缺少的，但是，由于經濟的快速發展，科技的不斷創新，變電站在電力設備的應用上也是越來越多，同時，在電力設備的實際應用、運行方面也是越來越復雜，為了確保電力系統的安全有效運行，相關單位投入大量的物資和人力來進行維護以保障運行。但是，將電氣工程以及自動化技術運用到實際變電站的工作當中，就能夠盡量簡化操作流程同時也能提高安全系數。在變電站的建設上，采用自動化系統就會事這項技術的作用更加凸顯出其優勢。能夠最大化的優化變電站的實際工作程序，同時達到進行自動化控制的要求，盡可能的提高變電站在實際工作上的效率，同時也提高了變電站的安全性保障；在變電站的監控系統上運用這項技術也能夠使其在性能上得到更大的提高。
3.3在電網調度中的主要應用
在電力系統應用自動化方面電網調度在自動化上的應用有著十分重要的作用，我國的地域十分廣闊，在進行電網的調動上可以利用自動化技術來進行輔助完成，同時也可以用來對整個電網進行運行狀態的實時監控，進而大大減少在人員和物資上的消耗，同時能夠保證相關人員清楚的把持全局，及時發現在電網調度實際運行商出現的突發問題，避免問題的進一步擴大，更好的保護了電網的穩定和安全以及在實際經濟上的利益，進而也將大大降低事故問題的發生幾率，盡可能地減少和降低不必要的經濟損失。
3.4在鋼鐵行業中的主要應用
鋼鐵是我國的主要經濟支柱產業之一，在我國部分區域的發展上起著十分重要的作用，但是隨著社會的發展與進步，鋼鐵行業要想快速的發展，進行自動化的應用也是必將進行的工作。在這個行業中，使用這項技術主要應用在兩個方面的問題上，首先，就是在鋼鐵的生產過程中使用自動化技術，就會使生產質量有較大的提高，在安全問題上，也能減少安全隱患問題的發生。其次，在鋼鐵生產管理上的主要優化，將自動化應用到鋼鐵的生產過程當中，可以節省鋼鐵行業的人力資源的浪費，同時也可以有效的降低在工作中人員的管理難度，總的來說自動化的應用給鋼鐵行業的生產提供了極大的工作便利。
3.5在智能化建筑物方面的主要應用
在建設智能化的建筑過程當中很容易在安全和能耗的方面出現問題，但是，將電器工程以及自動化技術應用到這項工作當中來就可以盡可能的解決在這方面出現的問題。第一，是電氣工程以及自動化技術的應用可以成功的解決在智能化建設當中因為設備過多而產生的安全問題的發生。利用這項技術，將安全用電設備接入到建筑當中，可以大大降低用電安全問題的產生，從側面增加里用電的安全系數。第二，是使用這項技術可以盡可能的解決智能建筑在靜電上存在的問題，降低了智能建筑在靜電上造成的危害。在電子設備的使用過程當中經常會產生或者積蓄一定的靜電，如果得不到有效的排解，由于設備較多，就會造成產生的靜電變大，嚴重的影響相關設備的正常使用時間。在這項技術的應用上可以盡可能的避免靜電現象的出現，盡可能的減少靜電安全問題的產生，從而為設備的正常運行提供良好的條件。第三，是電氣工程以及自動化技術在智能化建筑上的應用，可以極大的減少因為惡劣雷雨天氣對建筑自身所產生的嚴重影響，我們在生活常識中也能夠知道，在雷雨天氣，越高的物體，越容易被雷電擊中，而電氣工程以及自動化技術的應用就可以為建筑物起到一個保護的作用，能夠使雷電在危及到建筑的時候，成功的將其引入地下。
4在實際應用方面所需要思考的問題
在這方面技術理論的發展上來看，我們要將理論與實際進行充分的融合，只有在理論成熟的條件下，才能進行實際的應用與實踐，這兩者之間的關系十分密切。現在電氣自動化行業隨著在實踐中的不斷發展與壯大，如今已經形成了一門較為系統、全面的學科類技術知識，如今在許多高校都開設了相應課程的學習和研究，從某種現實意義上來說，電氣自動化技術的興起就是為了滿足我們在現實生產與生活上的各種需求而產生的一種新興技術。比如在生產加工方面，在傳統模式下的生產加工過程中，都是采用人工加工的方法來完成各項工作的，這樣的工作效率遠遠達不到我們社會需求的標準。隨著社會經濟的不斷發展，在產品設備方面的需求量也是在逐年的增加，在這樣的情況下，僅僅依靠人來完成這項工作已經無法滿足生產的要求了，必須進行改革創新，提高生產工作效率，在現實的市場競爭當中，企業要想在實際中獲取更多的利益，就必須在生產成本上進行合理的控制，而如何進行控制有成為了企業自身十分頭痛的問題，但是通過電氣工程以及自動化技術的廣泛應用，就能極大的解決在這方面產生的問題，能夠是我們的生產成本得到極大的降低。為我們的企業發展創造了良好的條件，同時也為電氣工程以及自動化技術的發展和創新做好了鋪墊。
5結語
電氣自動化這門技術作為一種新的技術手段，他能夠極大的提高我們現實生活和工作方面的效率，因此也受到了相關方面充分的重視，想要提高這方面的工作效率，就必須下大力氣在人才的培養方面，只有人才隊伍建立起來才能讓電氣自動化在創新與發展當中的到穩步的提升，從本文中也可以知道，受到現實環境和條件的影響，我國在這方面的發展時間較短，與其他發達國家相比還有一定的差距，在實際的應用當中，很多相關企業還沒用意識到這項技術在實際應用當中存在的好處和優勢，也就造成很多企業無法全面時間自動化技術的應用，嚴重的制約了在生產效率上的最大化，通過本文的分析我相信，在未來的發展過程當中，隨著應用技術逐漸被人們接受，這個行業必將受到廣泛的關注與應用，也將極大的改變我們的生活質量和工作效率。
參考文獻：
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[2]曾拜宙.電氣工程及其自動化技術的設計與應用分析[J].科技致富向導.2015(02):195.
篇8
關鍵詞：電氣自動化；數字技術；試驗方法
一、數字技術在電氣自動化中的試驗方法
作為不具有破壞性的試驗――局部放電試驗，在試驗中目前采用的有兩種試驗方法，第一種試驗方法是將工頻耐壓作為預激磁電壓，將其電壓值降低到與局部放電試驗的電壓值相同的狀態下，經過幾分鐘，在進行局部放電量的測量。第二種方法是使用變壓器，將Um作為預激磁電壓，同樣將其電壓值降低到與局部放電試驗的電壓值相同的狀態下，經過30至50分鐘的時間，對局部放電量進行測量。在局部放電量的測量中，必須避免試驗周圍的噪音污染，對電源局部的其他放電量也要進行及時的隔離。在局部放電試驗中，放電量的多少和接地電極表面的場強有直接的關系，而和電源頻率沒有任何關系。截波沖擊試驗在試驗過程中必須與全波沖擊試驗的一些儀器交替進行，才能確保試驗的順利進行和試驗結果的準確性。
在電氣自動化中進行科學有效的試驗可以提高電力系統運行環境的安全性、可靠性。高壓試驗與普通的電氣試驗相比，具有特殊性和危險性。在高壓試驗中必須做到以下三點：
1、高壓試驗過程中，試驗場地必須具備一定的安全措施，避免觸電現象的產生，在一些試驗場地必須有專業人員進行查巡。
2、在電力設備進行加壓時，必須對接線進行詳細的檢查，確保其正確性；加壓過程中必須禁止人員的接近，才能確保試驗設備加壓的正常運行。
3、在高壓試驗結束后，必須切斷試驗設備的接地電源，避免觸電事故的發生。
在電氣自動化高壓試驗中要擴大其數字技術的應用范圍，確保高壓試驗的安全性。數字技術在電氣自動化高壓試驗中主要應用于計算機輔助測試系統、計算機控制等方面，利用數字技術對試驗數據進行分析、修正，這樣能夠增加試驗結果的準確性。對高壓參數和大電流參數的進行試驗可以采用小型的計算機測試系統，增強測試參數的準確度。數字技術的應用可以有效地提高高壓試驗設備的安全性，降低工作人員的操作難度，保障試驗中工作人員的安全。
二、數字技術在電氣自動化應用中的特點
1、電氣自動化中數字技術具有可靠性
數字技術的應用主要是以計算機網絡和智能化高端的電氣系統為其發展的基礎前提，在電氣自動化中廣泛地應用數字技術，可以提高電氣自動化的技術水平，提高試驗準確率，使電氣設備的操作更加便捷，減少傳統電氣設備的使用率，增強電氣設備運行的穩定性，使整個電氣自動化系統更加安全、可靠。數字化技術可靠性主要體現在自動化儀表中，必須將模擬技術轉變為數字技術，才能提高數字技術的水平，才能增加電氣自動化行業所占的市場比例，才能對其進行明確定位，提高電氣系統的平衡性，為電氣自動化行業的發展提供強有力的保障。
2、電氣自動化中數字技術具有較高的性價比
數字技術在電氣自動化系統的應用中具有較高的性價比，主要體現在數字的廣泛應用可以確保電氣設備運行、檢修等方面的順利進行。數字技術的應用可以極大地增強電氣系統的通信能力，擴充其信息庫；智能化是數字化技術最突出的特點，在其智能化應用中可以完善電氣自動化系統的結構，建立規范性強的統一標準，確保生產環節的產品質量，減少企業的成本投入，提高企業的經濟效益。
在電氣自動化的應用和技術革新中應用開放性的數字化系統，不僅可以實現數據信息的共享，還可以對數據進行準確的分析和評估。對數據信息的輸入、輸出的有效控制，可以提高電氣設備的工作效率和確保產品的質量。數字技術在電氣自動化中的應用能將電氣設備與多種機械設備進行連接，實現多種技術之間的串聯運用，同時還能有效解決電氣自動化系統中存在的問題，提高計算結果的精準度，優化電氣系統的結構，擴大電氣自動化的使用范圍。
3、電氣自動中數字化技術具有較強的可操作性
數字技術是在計算機技術的基礎上發展的，在其操作過程中只需要對電氣設備輸入相應的指令和程序，電氣設備就可以正常運行。基于此，數字技術在電氣自動化應用中必須具備一定的分析能力和判斷能力，才能確保電氣設備的正常運行。
數字技術的可操作性主要表現在光纜、電纜等介質信息的傳遞中。邏輯分析能力在數字技術中占有重要地位，它可以使電氣設備對數據信息的數量和準確度進行自動化的校正，減少電氣設備的投入成本，確保設備的安全性。數字化系統的開放性，不僅使操作代碼更加標準化，還增加了程序的使用率，減少了程序的編寫時間，提高了電氣自動化的應用范圍。
在變電站中應用數字技術可以有效地改變傳統電氣設備的使用方法，在變電站的數據收集及信息處理等環節都實現了數字化控制。在變電站中大量應用數字技術，可以很好地實現變電站的自我管理及控制，為智能電網的快速發展貢獻力量。
三、數字技術在電氣自動化應用中的創新
1、加強程序化操作意識
對電氣自動化系統進行程序化操作，主要是對執行力的程序化。在數字技術應用過程中，我們必須完成許多前提工作，才可以對設備下達指令。如我們必須將審核準確的票據存儲到計算機中，在實際操作過程中，還要設置人工預界面、閘刀及開關等，加強程序化操作意識，提高調度指令的規范性，最終達到不需要工作人員進行現場檢測，也能自動化操作的技術水平，形成完善的電氣自動化操作系統。
2、智能終端的引入
智能終端的引入主要是通過光纖連接，使用間隔層和智能終端來有效地完善電氣自動化系統中數據信息收集及控制。在數字技術的這個應用過程中，智能終端具有極強的適應性和雙重化配置。在實際運行中，第一套主要起到遙控測控、電氣跳閘的保護、現場信息的傳送等作用；第二套主要是加強電氣設備跳閘的保護力度，提升數字技術在電氣自動化系統中的可靠性。
3、GOOSE虛端子概念的加強
在改良傳統的二次回路時GOOSE虛端子起到了重要的作用，這一概念的加強可以有效地提高工作人員對電氣自動化的認知水平，有利于電氣自動化行業的快速發展。在電氣自動化設備運行中，將GOOSE虛端子添加的保護裝置、智能終端及測控裝置，可以實現全站線路及開關的的有效控制。
四、結束語
綜上所述，目前數字技術在電氣自動化系統中已經占據了重要的地位，但在其應用過程中還存有一定問題，如沒有統一的標準、技術水平低及專業人才的缺乏等。這些問題的存在嚴重阻礙了數字化技術的發展，因此我們必須做好電氣自動化中數字技術的創新工作。，才能完善電氣自動化系統，促進電氣自動化行業的快速發展。
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篇9
【關鍵詞】電力系統；自動化技術；應用；優點
1.引言
人們的生活離不開電，如何確保電力系統安全可靠而又高效的運行是急需解決的問題。引進自動化技術于電力系統中不僅可以提升電力系統運行效率，還能將其運行的穩定性和安全性提升一個臺階。因此，本文對自動化技術在電力系統中的應用的研究具有現實的指導意義。
2.自動化技術在電力系統中的應用概述
自動化技術是電力系統應用中的新興技術，是現階段新技術中最具代表性作用的一種。隨著管理、材料以及信息等技術的不斷擴展，自動化技術的應用也變得越來越廣泛。由先前的電力系統各項數據的監控領域，逐漸拓展到更寬領域。但根據其自身特點以及要求，自動化技術在電力系統應用流程可以總結為以下幾點：
（1）配置計算機針調控中心，將電力系統綜合自動化，對周邊電力系統網絡集成。整個工作中以調控中心為核心設置變電站和發電廠，并傳遞各種信息到監控裝置之中，同時引進實時監控技術確保立體網絡覆蓋的全面性，最終完成指令以及信息的順暢、全面傳達。
（2）依照常規，中心計算機完成對總體系統的調控，其他相關監控及其他設備的作用則是負責監控事故內容記錄，同時監控設備操作流程、相關數據報表以及當系統發生異常事故時進行及時處理等工作。
（3）應用分層控制操作，將調度所、控制所以及變電站和發電廠的各組織功能分層，提高系統的可靠性。
3.自動化技術集成于電力系統中應用的優點
（1）數據處理完善
在實際的工作中，電力系統控制的對象往往屬于非常復雜的電力處理結構，采用普通的數據處理方法很難建立電力系統所特有空間屬性模型。自動化技術的數據共享能力優勢非常明顯，可以構建電力系統方面的基本模型，需要雙方能夠對數據有同一的認識。同時，自動化技術的數據整合能力和完善的數據庫分別可以解決用電高峰時期功率不足、用電低谷功率過高的疑難問題和數據安全存儲及管理的問題。
（2）安全穩定
電力系統的安全穩定運行與屬于生活息息相關，一旦其安全穩定得不到有效地保證，必然會使居民的生命財產受到威脅，因此我們在應用自動化技術的過程中，安全穩定是我們考慮的重要依據。
自動化安全監視功能可以勝任電力系統運行的過程中的無人專注監控的缺陷，在完成普通技術對客觀現象以及客觀數據進行反映功能的基礎上完成對一些潛在的風險的預警，這樣對電力系統的安全可靠運行起到有效的作用；同時自動化安全保障功能發揮了至關重要的作用，能夠保證電力系統應用的過程中不出現崩潰的跡象，在能夠確保電力系統正常運行的同時，確保電力數據能夠及時的被存儲及恢復，以免發生數據丟失現象的發生。最重要的是應用自動化安全保障功能可以確保工作人員人身的安全。
4.電力系統中運用的自動化技術
4.1 現場總線控制系統
現場總線控制系統是將所有的自動儀表裝置以及相關控制設備集合于一體，建立雙向的網絡系統，對現場數據以及信息進行監控，并根據需求對數據實施自動化控制。分布與開放是現場總控系統的最明顯特點，同時兼有實現報警、顯示和監控的功能。現階段，國外的自動化總線控制系統發展較快，我國主要以總線控制系統為主。
4.2 主動的對象數據庫技術
主動對象數據庫技術可以實時對內部數據分析判斷，提升整個系統的可靠性能。近年來，此技術的應用越來越廣，充當了系統控制的核心，其所具有的主動功能對系統安全運行起到至關重要的作用。
4.3 光互連并行處理技術
光互連并行處理技術傳輸速度快，能夠控制時鐘扭轉出現幾率，是系統自我保護的良藥。而靈活性是光互連并行處理技術的顯著特點，可以有效解決無終端臨界線長度限制缺陷和有終端線輸出端密度的限制缺陷。光互連并行處理技術同時兼有抗電磁干擾的性能，可以使電力系統的設計更加快捷簡單。
5.結語
綜上所述，隨著科學技術的不斷進步以及自動化技術的逐漸發展，自動化技術在電力系統的應用的范圍以及程度會越來越廣。因此，在今后電力系統的發展過程中，我們應該重視自動化技術與電力系統的結合度，保證二者能夠實現良好的統一，并且研究以及創新全新的自動化技術，為電力系統的快速發展提供堅實的基礎，能夠在很大程度上提高電力系統自動化水平，保證社會經濟的高速進步。
參考文獻
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篇10
關鍵詞 煤礦；機械；電氣自動化
中圖分類號TD4 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）86-0105-02
科技的發展推動了電氣自動化技術的進步，煤炭生產出于對提高產量的需要，迫切需要提升機械設備的自動化水平，從而節約勞動力，提高生產效率。電氣自動化技術使得采集數據更準確，把大量人力從危險的生產環境中解放出來，提高了工人生產的安全系數。
1 煤礦采掘機械設備的電氣自動化
1.1 采掘設備和其他輔助設備技術的發展
電力牽引成為了煤礦采掘機械的主要動力來源。多電機驅動系統被應用到了采掘設備上，電機多采用橫向安置，而且隨著生產規模的擴大，裝機容量不斷增大，從常見的1 000kW的總裝機功率擴大到了1 500kW，電機的牽引功率達到了120kW。交流電牽引電機的使用，不僅提高了設備的效率，而且讓設備的運轉更加穩定，強大抗污能力減輕了機械維護的勞動強度，所以這樣設備受到煤礦生產企業的廣泛歡迎。計算機技術是所以設備自動化控制的核心技術，同時輔以故障診斷技術和傳感技術，讓采掘設備的自動化程度越來越高，具備了效率、精確、穩定的優點。
除了采掘機械的進步，生產中要使用的輸送設備也不斷向重承載和多樣化的方向發展。技術先進的國家已經引入了雙速電機，而且能夠依靠計算機技術實現對煤礦生產的過程的全程監控。液壓支架是保證安全采掘的重要工具，引入計算機技術后，可以實現電液控制自動化和高壓大流量供液，從而是支架的移動速度提高了7s/架左右，使得煤炭采掘的功率和效率有了大幅度提升，增強了煤炭生產的可靠性。
1.2 我國采煤機自動化技術同世界先進技術的差距
雖然我國在采煤設備電氣自動化技術上有了明顯的進步，但是同世界產煤發達國家相比，差距也是很明顯的。采掘機的最大裝機功率僅為830千瓦，液壓牽引功率僅為500千瓦，電牽引的應用規模不大，電牽引設備主要依賴進口，交流電牽引的電控部分更是完全進口。國產的電牽引采煤機尚處在研發階段，僅有少量的研究成果可以在實踐中應用。工作面輸送機連接強度差，運輸能力差，整體效率低下。液壓支架的電液控制系統和判斷故障的微控制系統都不能實現國產。所以，從總體上來看，我國煤炭采掘設備的電氣自動化技術的發展仍處在落后局面之中。
2 煤礦運輸提升設備的電氣自動化
從上個世紀八十年代開始，我國煤炭的開采量急速增長，在大型的煤礦中，膠帶運輸是輸送厚煤的主力設備。為了滿足形勢發展的需要，我國大力推動了膠帶運輸中的工況監控系統的研發并取得了重大突破。系統中融合了計算機技術和PLC技術后，實現了保護的綜合化和系統化，DCS結構的應有使地面監控得以實現。同時，通過科研人員的努力，我國自行研發和膠帶機全數字直流調速系統以及膠帶集中監控系統，在生產中表現出了卓越的性能。相對來說，膠帶自動化的保護技術尚需完善，需要在以后的研究和生產中大力發展。
電氣自動化技術的成熟和普及，使得交流變頻器技術得到了發展，從而推動了調速系統的進步。在技術先進的國家里，采煤提升機的控制技術已經相當完備，通過PLC來完成中心控制，同時達到了提升工藝控制、同路行程控制以及安全回路監控等多個目標，從而實現了真正的全微機監控，提高了提升設備的安全性。
3 變電站綜合自動化系統在煤礦生產中的應用
供電系統是煤礦機械設備得以運轉的動力，實現變電站的自動化對機械設備電氣自動化具有重要的意義。下面針對一般規模的煤礦，來闡述一下變電站綜合自動化系統在煤礦生產中的應用。
3.1 35kV變電所工程的基本情況
基本設備包括5kV線路雙回，主變壓器2臺，6k V出線（電機，廠變等）X回，6kV母聯2回，35kV PT 2回，6kV PT2回等，該變電所的保護和監控的微機綜合自動化系統的結構如圖1所示。
更加煤礦電力供應和設備運轉的需要，設計中的主變壓器、35線路采用集中組屏方式，主控制室內安裝了后臺監控系統，每個開關柜上裝有6kV保護裝置，各保護裝置均可以從RS485通訊接口把信息傳到后臺監控系統。這樣的設計既便于操作，又節約空間。
3.2 變壓器成套保護設備
主要的保護裝置有變壓器差動保護裝置MTPR-110SD、變壓器高低后備保護裝置MTPR-035HB，綜合測控裝置MMCU-10H。可以滿足對匝間短路、相間短路等變壓器內部故障和外部故障的安全應急。同時，對器接地、過負荷、過流等危險情況以及變壓器本體如輕重瓦斯、溫度、壓力釋放等故障起到保護作用。
對于35kV線路保護，使用的是MLPR-10H2型微機線保護裝置，具體由三段式過電流保護、單相接地保護、后加速等保護組成。系統中還有一臺微機型PT切換和一臺低電壓保護裝置MPTS-10H，可以實現雙母線或單母分段主接線方式下的PT轉化，從而具備了兩段母線的測量保護、絕緣監視、切換等作用，同時可以監控和低壓保護兩段沒有關聯的母線。
3.3 后臺計算機監控系統
后臺監控計算機系統可以使用目前國內比較先進和穩定的珠海萬力達的WLD2100變電站綜合自動系統。該系統由監控保護單元、通訊管理機和后臺監控計算機系統組成。監控保護單元采用的是隔層設計，通訊的中心設備是通訊管理機，具有間隔層設備的通訊規約轉換、監控后臺計算機和傳達上級調動的功能。后臺的監控計算機能夠介紹到現場采集的全面信息以及保護設備發出的信息，對其可以對這些信息進行統計、分析、核對、判斷、顯示和打印，記錄安全事件，并能發出警報，從而監控站內的所有運轉情況。而且計算機還具有遠程控制功能和強大的數據處理功能，可以全面提升整個變電站的自動化水平。
4 結論
在科學技術不斷發展的現代社會，信息化技術延伸到了煤礦生產的各個環節，成為了維持和提高煤炭生產的重要技術支撐。從整體發展情況來看，我國電氣自動化技術與發達國家相比是非常落后的。尤其現在煤礦事故頻發，而電氣自動化在煤炭安全生產方面也可以起到非常積極的作用，用該技術發展的監測裝置，如遙測儀、斷電儀、紅外線設備等，尤其是發展我國相對較弱的傳感技術，可以大大提升煤礦設備的安全性能。所以，從長遠的發展來看，國家要提高的足夠資金、人才和技術的投入，確保我國煤炭產生沿著高效、安全、環保的方向不斷前進。
參考文獻
[1]蔡依然.論電氣化技術的應用前景分析[J].焦作大學學報，2009，8.
