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論電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)與系統(tǒng)的應(yīng)用
摘要：本文主要講述電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)是現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的核心領(lǐng)域。這就要求此技術(shù)要緊緊依靠先進(jìn)的科技。本文從電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀、電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和加強(qiáng)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)建設(shè)的建議三個(gè)方面來(lái)展開論述，以便了解和加強(qiáng)行業(yè)發(fā)展以及專業(yè)人才的培養(yǎng)。
作為現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)方面的核心領(lǐng)域。依靠最先進(jìn)的科學(xué)建立起來(lái)的電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展中起著不可替代的作用，它引領(lǐng)著現(xiàn)代化工業(yè)的前進(jìn)方向，在工業(yè)生產(chǎn)中，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠在減少勞動(dòng)力成本和強(qiáng)度上起到很好的效果，并且能夠增強(qiáng)傳輸信息的有效性和實(shí)時(shí)性、提高檢測(cè)精確度，同時(shí)，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠降低安全事故發(fā)生的概率，保證生產(chǎn)的安全。
一、電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀
許多行業(yè)實(shí)行的自動(dòng)化技術(shù)都離不開電氣化自動(dòng)化的配合。在經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展之后，我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)取得了很好的成績(jī)。但同國(guó)際水平相比我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)仍然有著不小的差距。伴隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步成熟，電氣自動(dòng)化市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手越來(lái)越多，這不僅是挑戰(zhàn)，更是機(jī)遇。我國(guó)電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域只有結(jié)合自身的實(shí)際情況，充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，才能在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地。在電氣自動(dòng)化工程的發(fā)展領(lǐng)域，人機(jī)界面已經(jīng)成為了一種發(fā)展方向，因?yàn)樗軌蜢`活地控制并且容易集成，這些特性使其被越來(lái)越多的用戶接受。同時(shí)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)使用的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)語(yǔ)言使其維護(hù)更加容易進(jìn)行�？刂苹芈肥菫榱吮ＷC主回路線路運(yùn)行的穩(wěn)定與安全，能夠?qū)崿F(xiàn)某項(xiàng)控制功能的若干個(gè)電子組件的組合的電氣設(shè)備之一。這種設(shè)備要有以下功能：(1)自動(dòng)控制功能。對(duì)于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，當(dāng)設(shè)備出了故障時(shí)，需要開關(guān)自動(dòng)切斷電路以保障安全，使得具有自動(dòng)控制功能的電氣操作設(shè)備成為必要設(shè)備。(2)保護(hù)功能。電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)時(shí)常發(fā)生不可預(yù)知的故障，電壓或電流以及功率等會(huì)超過(guò)設(shè)備與線路允許工作的范圍與限度，這就需要一套能夠檢測(cè)這些故障信號(hào)并對(duì)設(shè)備和線路進(jìn)行自動(dòng)處理的保護(hù)設(shè)備。(3)監(jiān)視功能。對(duì)于控制系統(tǒng)中最重要的自變量電是肉眼看不見的，一臺(tái)機(jī)器設(shè)備是否帶電或斷電，從外表看無(wú)法分辨，這就需要借助傳感器的各項(xiàng)功能，設(shè)置各種視聽信號(hào)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)變化做出監(jiān)控。(4)測(cè)量功能。視聽信號(hào)只能定性地表明各設(shè)備的工作狀態(tài)，具體的電氣設(shè)備的工作情況還需專業(yè)設(shè)備測(cè)量出線路的各種參數(shù)(如電壓、電流、功率和頻率的大小等)。
二、電氣自動(dòng)化的發(fā)展歷程及影響因素
(一)電氣自動(dòng)化的發(fā)展歷程。電氣自動(dòng)化經(jīng)歷了從無(wú)到有電氣自動(dòng)化技術(shù)是隨著智能控制、信息網(wǎng)絡(luò)、電子技術(shù)、的飛速發(fā)展與電子和信息技術(shù)緊密結(jié)合在一起的一門電氣工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)科直至發(fā)展到成熟的過(guò)程。20世紀(jì)50年代，電機(jī)電力等產(chǎn)品的出現(xiàn)催生了電氣自動(dòng)化才有“自動(dòng)化”一詞的說(shuō)法。而繼電器和接觸器設(shè)定來(lái)完成事先安排好的判斷和邏輯功能其出現(xiàn)及應(yīng)用使得機(jī)器可以按照人的意志實(shí)現(xiàn)的，促使了電氣自動(dòng)化的發(fā)展變革。2O世紀(jì)60年代，現(xiàn)代控制理論開始出現(xiàn)，伴隨著微型計(jì)算機(jī)在各個(gè)行業(yè)中的不斷的推廣與在專業(yè)上的實(shí)際應(yīng)用，生產(chǎn)的過(guò)程最優(yōu)化的控制與管理也使自動(dòng)化進(jìn)入到了一個(gè)全新自動(dòng)化階段，電氣專業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)飛速地發(fā)展也使之發(fā)生了質(zhì)的變化這也是由于自動(dòng)控制與信息處理結(jié)合的結(jié)果所致。
20世紀(jì)70年代，通訊的中級(jí)職稱論文現(xiàn)代化技術(shù)、微電子的科學(xué)技術(shù)以及IT電腦技術(shù)對(duì)象的發(fā)展使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)變?yōu)橐?guī)模龐大和十分復(fù)雜的電氣系統(tǒng)，大量的難以解決的問(wèn)題研究主要集中在現(xiàn)代控制理論范疇。圍繞這一系列問(wèn)題的研究就產(chǎn)生了大規(guī)模的系統(tǒng)控制和復(fù)雜系統(tǒng)智能控制的自動(dòng)化理論、方法以及手段，同時(shí)也促進(jìn)了這門技術(shù)的全面革新，高級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)主要是由現(xiàn)代通信科學(xué)技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)以及人工智能技術(shù)所結(jié)合的成果體現(xiàn)，同時(shí)也對(duì)電氣自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。
20世紀(jì)80年代以來(lái)，電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展極其迅速日臻成熟已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分極大地促進(jìn)了人工智能、交通、醫(yī)學(xué)、航空航天、現(xiàn)代制造技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中顯示出越來(lái)越重要的作用。
(二)電氣自動(dòng)化發(fā)展的主要影響因素
1.信息技術(shù)的決定性影響。信息技術(shù)是包括計(jì)算機(jī)、世界范圍高速寬帶計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通訊技術(shù)，廣泛的講就是指人類開發(fā)和利用信息的一切手段這些技術(shù)手段主要目的是用來(lái)處理、傳感、存儲(chǔ)和顯示各種信息等相關(guān)支持技術(shù)的綜合體。
2.與物理科學(xué)的聯(lián)系更加緊密2O世紀(jì)的后半葉對(duì)電氣工程的成長(zhǎng)起到了巨大的推動(dòng)作用。固體電子學(xué)也主要是由于三極管的發(fā)明和大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化與物理科學(xué)間的緊密聯(lián)系與交叉仍然是今后電氣自動(dòng)化的關(guān)鍵，并且將拓寬到微機(jī)電、生物系統(tǒng)、光子學(xué)系統(tǒng)。
3.現(xiàn)代技術(shù)的迅速發(fā)展�，F(xiàn)代技術(shù)的飛速進(jìn)步和分析方法勢(shì)必帶動(dòng)著依賴現(xiàn)代技術(shù)的電氣自動(dòng)化、設(shè)計(jì)方法的日新月異也將迅速發(fā)展起來(lái)。
三、電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用方向
(一)電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的應(yīng)用。該仿真系統(tǒng)在可提供大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的前提下，還可多種電力系統(tǒng)的暫態(tài)及穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)同步進(jìn)行，還能用以協(xié)助科研人員測(cè)試新裝置，且多種控制裝置都能與其構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，從而為靈活輸電系統(tǒng)及研究智能保護(hù)的控制策略提供了一流的實(shí)驗(yàn)條件。電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的引進(jìn)，方便了對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性監(jiān)測(cè)、電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真建模等方面進(jìn)行深入研究，從而建成具備混合實(shí)時(shí)仿真環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室。
(二)綜合自動(dòng)化技術(shù)與智能保護(hù)的應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)的綜合自動(dòng)化領(lǐng)域的研究已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，智能自動(dòng)化保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的研究相對(duì)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，研制的分層式綜合自動(dòng)化裝置能夠適用于各種電壓等級(jí)電站。將國(guó)內(nèi)外最新的人工智能、網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)新技術(shù)、自適應(yīng)理論、綜合自動(dòng)控制理論等應(yīng)用于電氣自動(dòng)化保護(hù)裝置中，對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究，可以大大提高電力系統(tǒng)的安全水平，使得新型保護(hù)裝置具有智能控制的特點(diǎn)。
(三)電力系統(tǒng)中人工智能的應(yīng)用。電力系統(tǒng)及其元件的故障診斷、運(yùn)行分析、規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面將模糊邏輯、專家系統(tǒng)以及進(jìn)化理論應(yīng)用到實(shí)際研究，并且結(jié)合電力工業(yè)發(fā)展的需要，開展了電力系統(tǒng)智能控制理論與應(yīng)用的研究，同時(shí)也開展了在上述實(shí)用軟件研究的基礎(chǔ)上以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制的智能化水平。
(四)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)。該技術(shù)采用的模型為最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)公共信息模型，輸電網(wǎng)的理論算法采用與配網(wǎng)實(shí)際與高級(jí)應(yīng)用軟件相結(jié)合，負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)配合應(yīng)用人工智能灰色神經(jīng)元算法進(jìn)行，最后進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)采用配網(wǎng)遞歸虛擬流算法。電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)取得了重大技術(shù)突破，主要表現(xiàn)在信息配網(wǎng)一體化、高級(jí)應(yīng)用軟件、配網(wǎng)模型、中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字方面，最終，解決了載波在配電網(wǎng)上應(yīng)用的路由、衰耗等技術(shù)難題，正是因?yàn)椴捎脭?shù)字信號(hào)處理技術(shù)，才得以提高了載波接收靈敏度。
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