机械设备电气工程自动化技术的应用研究

时间:2023.10.25

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       摘要:随着我们国民经济的飞速发展,生产需要的不断增强,同时也带动了电气行业技术的突飞猛进,人们对机械设备电气工程自动化的要求也越来越高。电气工程的自动化技术是一种新的产业,它的应用十分广泛,渗透到各行各业,对人们的影响也越来越广泛,越来越多的人已经开始接受电气工程的自动化。电气工程的自动化能提高机械设备的生产率,还能节省人力并提高生产的安全性。在激烈的社会竞争中,机械设备电气工程自动化技术也需要不断地进步和创新,才能达到社会发展的需求。结合笔者的工作实践,就当前的机械设备电气工程自动化技术的应用进行简要的阐述。

  关键词:机械设备;数控机床;电力运输;电气工程自动化技术

  机械设备中的电气工程自动化技术就是用各种能自动检测与控制功能的装置,对机械的电力系统实行远程或者就地自动控制、监视、调节与管理,以保证机械电力系统安全运行与供电质量的作用。现代的机械基本都具有自动化的特征,从而节约了大量的劳动力,极大地提高了生产的效率,而且电气工程自动化可以让采集的数据具有完整性和准确性的特点。更重要的是它可以把很多需要人工操作的通过机械设备的自动化就能完成,危险性大大的降低,提高了生产的安全性。所以,和以前的生产方式相比,机械设备中的电气工程自动化具有安全性、经济性、高效性和稳定性。

  一、电气工程自动化技术在数控机床设备的应用

  当前的机床设备上主要用的是多电机的驱动系统,多用横向安置。装机容量也随着工厂生产规模的扩大而不断增大,由原来的1000kW功率扩大到现在常见的1500kW。另外交流式电牵大量使用引电机,提高了机械设备在生产中的工作效率,增强了设备运转的稳定性,提高了抗污能力,机械维护的劳动强度也得到减轻,生产大型的机床企业就特别的愿意购买这种设备。这种设备的核心技术就是计算机技术,还可以帮助诊断故障,这种机床的设备在自动化程度上得到了进一步提高,变得更有效率、更精确和稳定。数控机床的发展带动了其他各种设备也向着重承载与多样化的方向发展。双速电机在很多的发达国家早已开始使用,这种双速电机可以用计算机技术来全程监控机床的生产过程。使整个生产的过程更加的高效精准和智能。而且在故障预警和电力的切除等方面都有了很大程度的提高,变得更加的具有可控性。在液压支架上使用计算机技术,实现了电液控制的自动化进行高压大流量的供液,大大提高了生产机床的功率与效率,机床生产的可靠性得到了保障。我国的电牵引机目前还在研发阶段,还很少使用在生产实践中。输送机的连接强度也较差,运输能力也比较低下,整体上效率低,一些核心的技术我国还没有完全掌握,一些微控和电液控制系统还依赖从发达国家的进口,国内还不能生产。

  二、电气工程自动化技术在运输机械设备中的应用

  自改革开放以来,我国的运输业飞速增长,种类和数量都出现了迅猛趋势,使得运输过程中的质量、数量和安全变得非常重要,为了解决这一系列问题,就出现了大型的运输机械设备。这样不仅节省了人力和财力,而且还大大地提高了工作的效率。使运输的数量大大增强、周转时间大幅的缩减,节约了人力和成本。但是由于运输压力的增大和人们对商品流通的时间有了更迫切的需求,传统的运输方式已不能满足现代社会飞速发展的需求,这就要求电气工程自动化应用到运输机械的设备上。通过计算机的远程控制和自动化运行来提高机械的运输性能。把自动化运输的过程与电气工程结合在运输机械上,就集合了综合技术、DCS结构、监控技术和数字技术等很多如今已非常成熟的技术,赋予了工艺、行程、回路等多项控制以及智能化和自动化等多种功能。不仅让运输机械的设备的性能得到了提升,而且还极大地提高了运输的效率以及自动化水平,使商品的流通时间和生产成本大幅度的下降。这就为运输行业在各种相关的工领域的目标得以顺利实现打下了很牢固、很扎实的基础。

  三、电气工程自动化技术在电力机械设备中的应用

  电力机械设备是一整套电力系统与设备的统称。其中成套保护设备和后台计算机是电气工程自动化技术应用的关键领域。它们通过后台计算机系统,对电力机械设备进行监控和自动化管理,再收集和整理数据,数据信息的监控进行分析和加工,而且在机械设备出现故障时还可以及时地做出相应的预警和指示动作。

  3.1 电力机械设备自动化技术在成套保护设备中的应用

  要实现后备保护与差动保护或者综合监控就必须以成套机械的保护设备和装置为基础,可以预防机械设备出现温度高、接地故障、短路等问题。出现特殊情况时,电力机械能够自动保护装置,保证电力机械设备安全与稳定。部分自动化机械设备能够用PT切换器与低压保护器两种组合起来,进行母线测量,把PT功能转化在单双母线结构中得到实现,当电力设备绝缘、切换或者闭合时,它都能够自动化的控制和监视,从而保障、维护和预防电力设备的性能和安全等。

  3.2 电力机械设备后台计算机系统的自动化技术应用

  电力机械设备可以通过计算机的后台系统进行监控和自动化管理,这样就可以实现电力机械的自动化的目标,这一目标的实现要以计算机的后台为中心,为电力机械设备实现自动化的运行奠定体系基础。通过计算机的后台系统,我们还可以运用隔层的设计工艺、数据通信以及交换中心对数据信息进行监控,从能保障了数据的上传和下行等功能。我们还应建立对现场信息进行收集和整理系统,对采集的数据通过计算机的后台系统进行分析和加工,这样就可以及时的做出相应的预警和指示动作,从而保障电力机械的自动化目标的实现。

  四、结语

  在科技不断发展的现代社会,人们的生活质量向更高的层次发展,生活的要求更加的舒适和智能化,电力机械设备的自动化已经延伸到社会的各行各业。而从整体的发展情况来看,我们国家的电力机械的自动化技术与发达国家相比还相当的落后,还有很大一部分的差距,尤其在遥控传感、指纹识别和智能化方面还有待加强。另外在电力机械设备的高效、精确、稳定性方面还有很长的路要走,但是电力机械设备的自动化优势在实际的生产生活中已经得到体现,这是社会发展的最终趋势。所以电力机械设备的自动化已经得到人们的认可和重视。我们相信,随着我国改革开放的不断深入,国力的不断增强。科学技术水平的不断提升,我们国家的电力机械的自动化技术会也会逐步提高,国际竞争力也会大幅度的提升。一大批具有自主知识产权的电力机械的自动化技术将应运而生。我国的机械设备的自动化将会迎来更广阔的天地。


第二篇:电气工程自动化技术的应用


  电气工程自动化技术的应用

  摘 要:电气自动化技术作为从电气工程技术发展出来的并与电子与信息技术紧密结合起来的一门电气工程应用技术学科。

  随着我国经济的不断增长,电气自动化技术在国民生产中各个部门和领域已得到了广泛应用。

  本文对电气工程中自动化技术的发展和运用进行了简要分析。

  关键词:电气工程;自动化技术;现状;应用

  1 电气工程及其自动化技术概述

  电气工程及其自动化是以电磁感应定律、基尔霍夫电路定律等电工理论为基础,研究电能的产生、传输、使用及其过程中涉及的技术和科学问题。

  电气工程中的自动化涉及电力电子技术,计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术,机电一体化技术等诸多领域,其主要特点是强弱电结合,机电结合,软硬件结合。

  电气工程及其自动化技术主要以控制理论、电力网理论为基础,以电力电子技术、计算机技术则为其主要技术手段,同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理与决策等研究领域。

  控制理论是在现代数学、自动控制技术、通讯技术、电子计算机、神经生理学诸学科基础上相互渗透,由维纳等科学家的精炼和提纯而形成的边缘科学。

  它主要研究信息的传递、加工、控制的一般规律,并将其理论用于人类活动的各个方面。

  将控制理论和电力网理论相结合,应用于电气工程中,有利于提高社会生产率和工作效率,节约能源和原材料消耗,同时也能保证产品质员,改善劳动条件,减轻体力、脑力劳动,改进生产工艺和管理体制。

  2 电气工程中自动化技术运用分析

  2.1电网调度自动化

  (1)实现对电网安全运行状态的实时监控。

  通过调度人员控制和监管电网的电压、潮流、周波和负荷等,并观测主设备的位置状况和水、热等方面的工况指标,使之能符合规定,以保证用户计划用水、用电、用汽等的需求。

  (2)实现对电网运行的经济调度。

  在对电网实现安全监控的基础上,通过自动化手段以实现电网经济调度,以达到节省能源、降低损耗和多供电、多发电的目的。

  (3)实现对电网运行安全事故的分析和处理。

  电网中出现异常运行或者故障的因素非常复杂,如果不能及时的判断或处理措施不当,有可能会危及到设备安全和人身安全。

  通过电网调度自动化技术的增强,能够实现电网的安全运行分析,提供事故处理的对策和相应的监控手段,以防止事故的发生,并对已发生的事故进行及时处理,减少和避免事故的发生率。

  2.2发电厂自动化

  (1)水电厂自动化。

  水电厂需要调速器、水轮机以及水轮发电机力励磁控制系统等。

  水电厂自动化可以具体分为单机自动化、公用设备自动化、梯级水电厂综合自动化以及全厂自动化等等,通过自动化系统的使用,极大的提高水电厂运行的经济性、安全性和供电的质量。

  (2)火电厂自动化。

  火电厂的自动化也是一门综合性的技术,有信息和数据处理、自动保护、自动检测、顺利控制以及设备管理等方面的功能。

  自动化系统主要包括了锅炉控制系统、汽轮机控制系统、发电机控制系统、计算机监视和数据系统以及机炉系统主控系统等。

  2.3变电站综合自动化

  变电站综合自动化是在变电站应用信息处理与传输技术和自动控制技术的基础上,通过计算机硬件系统或者自动化装置,代替人工进行各种运行作业,提高变电站管理水平和运行水平的自动化系统。

  伴随着微机监控技术在变电站中的广泛应用,变电站正逐渐向着综合自动化方向进行发展。

  目前我国已经实现了变电站继电保护微机化和远程的远动和监控,并正在大力推行无人值班变电站的运用。

  无人值班变电站的功能包括变电站的自动测量、设备的远动和监控、开关操作的远动、继电保护、事故和设备故障的自动记录等方面,无人值班变电站的运用必然会将变电站的综合自动化程度带向一个更高的阶段。

  2.4配电自动化

  配电自动化是一项集合了现代控制技术、计算机技术、数据传输、设备管理等方面为一体的综合信息管理系统。

  配电自动化的目的是改进电能质量、提高供电的可靠性、向用户提供优质的服务,并减轻运行人员的劳动强度,以实现经济运行的目标。

  当前国外一些发达国家中,在配电自动化中已有了多年的运行经验,并逐步向大规模地形显示、光纤通信和人工智能等实用化技术方面纵深性发展。

  我国的配电自动化主要使用了三种基本功能模式,即就地控制的馈线自动化、集中监控模式的配电自动化和集中监控模式的配电自动化与配电管理相结合的模式。

  目前我国多采用了后两种模式,并使用了分布式总体结构,将主站和子站通过网络进行联在一起,从而形成统一的配电自动化系统。

  3电气工程自动化技术的发展热点及其趋势分析

  3.1电力一次设备的在线检测

  对汽轮机、发电机、开关、断路器、变压器等电力一次设备的重要运行参数实行不间断的实时监测,不但能够监视设备在线运行状态,还可以分析相关重要参数的变化趋势,判断是否存在发生故障的可能性,进而延长设备的保养周期,提高其利用率,也为该电力设备从定期检修向状态检修过渡提供了充足的保障。

  3.2光电式电力互感器

  按照一定的比例关系把输电线上的大电流数值和高电压降低到标准值是电力互感器的重要作用。

  但其缺点也不容忽视,即:电压等级越高,绝缘难度越大,且设备的质量和体积也越大;互感器输出的信号不能与微机化计量及保护设备直接接口;其信号的动态范围较小,电流互感器达到饱和状态甚至引起信号畸变的几率越大。

  与此同时,新研制的光电式电力互感器也存在不少技术难题,其输出的信号有限,电磁绝缘、兼容、耐环境程度以及电子电路的供电电源等是其面临的主要技术难题,也是光电式电力互感器的未来主攻方向。

  3.3先进管理和控制软件的应用

  当前,计算机控制系统在国内电场中已得到了广泛的使用,并极大的促进了电厂自动化技术的发展。

  然而,计算机控制系统的潜能并没有被完全发掘,为此,我们应吸取国外先进的技术经验,积极开发出适合我国电力行业所需的先进管理和控制软件,以充分发挥当前计算机控制系统的功能。

  3.4单片机、集成电路及工业控制计算机的发展

  在集成电路方面,需要重点说明的是集成模拟乘法器和集成锁相环路及集成时基电路在自动控制系统中运用很广。

  在电机控制方面,还有专用于产生PWM控制信号的HEF4752、TL494、SLE4520和MA818等应用也相当广泛。

  在逻辑电路方面,值得注意的是用专用芯片(ASIC)进行逻辑设计。

  ASIC中有编程逻辑阵列PLD。

  PLD有四种类型的器件:PROM、FPLA、PAL、GAL。

  GAL是PAL的第二代产品,它可以在线电擦洗,与TTL兼容,有较高的响应速度,有可编程的保密位等优点。

  这些特点使得GAL在降低系统造价,减少产品体积和功耗,提高可靠性和稳定性及简化系统设计,增强应用的保密性方面有广阔的发展产景,特别适合新产品研制及DMA控制和高速图表处理,其上述交流的控制最终用工业控制计算机完成。

  4结束语

  在科学技术突飞猛进的今天,重视电气工程以及自动化技术的研究是非常必要的。

  近年来,随着经济的发展,以及科学技术的不断进步,电气自动化技术必将向着更为先进的方向发展,在各个领域的应用也将越来越广泛,很大程度上促进了我国国民经济的增长。

  我们要积极关注并吸收国内外先进的技术优势,根据实际,开拓新理论、新技术的运用思路,为我国的电气工程自动化技术的运用和发展做出应有的贡献。

  参考文献:

  [1]郑丽娜.浅谈电气自动化技术的应用[J].科学与财富,2012(3).

  [2]解乃嘉.电气工程中自动化技术的运用[J].科技资讯,2011(33).

  [3]陈洪峰.国内电气自动化发展状况与趋势[J].科技创新导报,2009(01).

  [4]徐东海.浅谈电气工程中自动化技术的运用[J].中国新技术新产品,2010(24).

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