计算机控制系统在电气工程中应用

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现代化社会发展趋势下，我国社会经济爆发式增长与国民生活水平跨越式的变革，催化了社会对电力的需求不断增加，促使电力工业面临更加前所未有的改革需求及创新需求。为适应社会发展需要，电气工程应在保持现有技术水平的同时进一步提高其自动化技术水平。计算机控制系统是我国电气工程及自动化系统中的重要组成部分，同时也是促进我国电气工程节能、控制等系统全面优化的核心因素。本文以计算机控制系统在电气工程及自动化中的应用为讨论方向，首先详尽阐释我国电气工程及自动化重要性及价值性；其次，分析了现阶段我国电气工程及自动化现状及存在的问题；继而针对系统设计、节能控制能力、集成能力及网络架构自动化不足等问题，提出优化措施。

1.电气工程及自动化的重要性

电气自动化技术在电气设备更新技术上，对提高设备的运行效率、运行质量有一定的促进作用。自动控制技术主要包括电压自动控制系统、电力机械自动控制和发电自动控制。电力工程生产过程中，工序复杂、涉及因素多，自动化系统利用其智能化、自动化技术，实现对设备的监控管理、科学管理、保护和控制。电气工程及自动化技术的发展源于其理论的指导和实践的应用，是工业发展的重要基础，也是经济和社会发展的重要保证，从20世纪50年代末以来，开始电气工程及自动化的研究和发展，在多年的历程中，实际应用范围不断扩大，应用需求也越来越多。电气工程及自动化技术在各行各业研究的质量和效率，能促进工业生产和技术更好的创新，保证经济效益。

2.电气工程及自动化中存在的困难

2.1系统设计完善性不足

行业曲线可替代度影响力可实现度行业关联度真实度近几年来，电子自动化技术逐渐广泛地应用于电力系统，并与电力系统的结合日趋完善。但是，系统设计过程中对自动化技术的掌握和认识还比较薄弱，存在电网技术设计不合理、不科学的现象，容易形成系统漏洞，对后续运行造成一定影响。另外，技术标准缺乏规范性、严格性，故障率在实际运行中不断上升，对电力系统的稳定性、完整性和高效性产生一定的影响。系统设计不完善、标准设定不严谨使得电子自动化技术的应用存在一定的弊端和潜在的问题，这是目前电气工程及自动化体系中存在的重要困难。

2.2节能控制能力不足

随着我国环保建设的宏观战略目标制定，电气工程及其自动化的发展逐步走向能源保护，生产过程中需要将温度环节、照明环节等多项因素结合起来，并结合实际情况进行自动化设计。但是现阶段我国电气及其自动化发展过程中，能源保障通常都是通过持续发热、持续供电措施来保证，缺乏智能控制技术。尽管在一定程度上满足系统的运行要求，但在实际气候、环境变化的情况下，不能与工作环境相结合，造成能源浪费，并且给环境带来一定的污染，不符合我国环境保护的建设战略。在世界范围内，能源都是稀缺的，节能是全世界共同的话题，随着工业化的不断发展，人类对待电气工程及自动化技术的要求将越来越高，如何在发展过程中进一步做到节约资源、绿色环保是电气工程及自动化技术面临的挑战。

2.3集成能力不足

从实质角度来看，电气自动化技术是相对复杂的技术功能，涉及范围较为广泛，为进一步提高我国电气工程及自动化水平，建立科学且合理的信息通信管理模式较为关键，而电力系统的电气自动化系统高度集成化至关重要。但从现阶段对我国电气工程自动化控制系统来看，各系统之间存在严重的孤岛化、碎片化现象，较为常见的就是诸多配套设备如模块出现问题时，无法将故障反馈给其他模块，造成电力系统受到不同程度的影响。此外，严格意义上来说，由于我国电力工程及其自动化起步较晚，且电气自动化程度较低，使得电气自动化在应用过程中，会对系统运行产生一定影响，同时也会对我国电气工程和自动化的发展产生影响。2.4网络架构自动化不足目前我国电力企业没有建立相应的网络结构，使得电气自动化的发展难以取得很大的进展。加上电力企业自身存在差异，各企业从商家采购的产品在质量、规格等方面存在差异。有些系统配置各种软件硬件设施，但由于程序界面的不同，造成企业之间不能相互传递信息，导致信息无法共享，对促进我国电气工程自动化发展造成影响。当今社会，时代发展快速，信息化程度加快，互联网发展非常迅速，电气自动化应跟进时代的脚步，借助资源和平台，站高立远，搭建合理合适的自动化网络架构。

3.依托计算机控制系统在电气工程及自动化中的应用分析

3.1基于模拟技术构建自动化系统

电气工程学及其自动化的发展方向即电气自动化系统，基于计算机控制系统构建电气工程自动化保证电气工程自动化质量与效率的同时，进一步优化了系统设计的完善性。设计过程中，为提高计算机控制系统与电气工程自动化的融合效应，在重新引进先进硬件的同时，利用先进的计算机控制技术为电子化工程自动化运行奠定基础，进而建立相应的电气自动化系统，提高电气工程的管理质量。基于模拟技术构建自动化系统，可以在分析电气工程自动化理论和实践中，发现问题，提供改善建议。

3.2构建完善电网调度系统

基于计算机控制系统构建电子工程自动化系统有效克服传统因能源消耗过大造成的环保问题，通过计算机控制技术，优化系统整体控制机理，使其能减少设备的能源浪费现象，达到可持续发展的战略要求，对减轻我国能源短缺压力具有实质意义。电网调度系统设计中利用计算机控制技术优化、创新节能设计，从而有效地减少能源损耗。举例来说，对于电力工程中所用的变压器控制，设计人员可以通过计算机控制技术优化自动化控制设计，合理设置布局，以减少变压器能源浪费的基础，可以从根本上解决能源损耗的问题，使我国的电力工程得以持续发展。

3.3建立自动化网络结构

基于计算机控制系统的电气工程自动化系统可建立自动化网络结构，自动化网络结构主要以大数据、云计算为核心，能够存储大量的网络数据，在提高电气工程自动化工程运行效率的同时，提高了其安全性。此外，该系统通过现场总线检测技术，实现了对不同区域及不同时间段的电气设备实施监控，工作人员可通过现场实际情况对监控数量及监控现场进行调整，并在电气工程暗转的过程中结合现场实际情况，规避传统因时空限制导致电气工程检测不到位及检测信息孤岛化等问题，对促进我国电子工程自动化发展而言具有实质价值。在实践中，如单台监测设备由于元件故障，不会对其他设备的工作状态造成影响，借助于网络进行信号传输，可以大量节省电缆、隔离设备、端子柜等，极大地节省电气经济性。另外电气工程自动化需要结合其他领域的需求，促进电力企业间的深度交流、合作，通过共享、信息传递，进一步促进电气工程自动化的发展。

4.结语

综上所述，基于计算机控制系统的电气工程自动化可以提高电气工程自动化控制的灵活性，实现在控制设备运行过程中自动调节运行参数。在使用过程中结合运行情况，智能、制动调整有关数据参数保证电气工程自动化控制的灵活性，实现对设备运行过程的自动调节、系统调试。此外，电力自动化技术依托计算机保护技术，实现对系统使用状况、故障因素的智能检测，能够及时发现隐患，避免隐患遗留问题。同时，计算机控制系统搭载先进通信技术，通过远程技术实现了状态信息的远程管理、技术维护，使传统的被动维护转变为预防性的自动维护，减少设备的突发性故障，提高运行的稳定性。

作者:刘运嘉 侯普领 安森泰 单位:山东科技大学济南校区