趙虎山

（首安工業(yè)消防有限公司包頭辦事處，內蒙古包頭 014010）

工業(yè)電氣自動化應用與節(jié)能技術淺談

趙虎山

（首安工業(yè)消防有限公司包頭辦事處，內蒙古包頭 014010）

隨著我國工業(yè)化的不斷發(fā)展，人民的生活水平得到顯著提高，對工業(yè)發(fā)展提出了更高的要求，因此，工業(yè)電氣自動化被應用到多個領域和環(huán)節(jié)，為整個中國工業(yè)帶來了前所未有的變革與發(fā)展，與此同時，也帶來了巨大的經濟和社會效益，而我國對工業(yè)電氣自動化的關注程度、開發(fā)力度更是前所未有的。本文從工業(yè)電氣自動化概述、工業(yè)電氣自動化的應用情況、工業(yè)電氣自動化的節(jié)能技術等三個層面淺談我國的工業(yè)電氣自動化應用與節(jié)能技術，希望能夠豐富這方面的文獻資源。

工業(yè)電氣自動化 應用原理 節(jié)能技術 發(fā)展趨勢

隨著科技的高速發(fā)展，人民生活水平得到了日益提高，解放勞動力和節(jié)能減排是當前急需解決的工業(yè)問題，因此，工業(yè)電氣自動化應用與節(jié)能技術被廣泛提及，工業(yè)電氣自動化也被我國的各個系統(tǒng)、部門應用著。尤其是改革開放以來，工業(yè)電氣工程的自動化也變得更加人性化，為我國的工業(yè)建設帶來了比較大的經濟效益和社會效益。因為工業(yè)電氣自動化的先進性，使得這項技術可以被應用于工業(yè)生產的方方面面，時至今日，更是發(fā)展成了比較完善的體系，預測其未來的發(fā)展趨勢基本可以體現(xiàn)在以下三個方面：一次設備的智能化發(fā)展、一次設備在線監(jiān)測的實現(xiàn)、電力互感器向光互式方向發(fā)展。

1 工業(yè)電氣自動化概述

工業(yè)電氣自動化專業(yè)是電氣信息領域的一門新興學科，作為一項新興技術，工業(yè)電氣自動化更是與人們的日常生活密不可分，其發(fā)展速度十分迅速、發(fā)展態(tài)勢十分迅猛，與工業(yè)生產的密切關系也使得這項技術日趨成熟，已經成為高新技術產業(yè)的重要組成部分，在國民經濟中發(fā)揮著越來越重要的作用。在概念方面，工業(yè)電氣自動化是指電氣裝置或者電氣設備在沒有人操作的前提下，按照提前輸入的指令對工業(yè)進行控制或者操作的過程。目前電氣自動化在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療等多個與人類生存息息相關的領域被廣泛應用，其中工業(yè)電氣自動化不僅可以解放生產中的勞動力，還能使生產過程更高效、安全，很多情況下，工業(yè)電氣自動化已經成立一個國家的技術先進與否的重要標準。因此，我國對工業(yè)電氣自動化的關注程度、開發(fā)力度都是前所未有的。

2 工業(yè)電氣自動化的應用情況

上個世紀五十年代，電氣自動化專業(yè)在我國出現(xiàn)，并由此拉開了工業(yè)電氣自動化技術快速發(fā)展的時代序幕，經過半個多世紀的發(fā)展，電氣自動化技術已經被推廣到了與人們的日常生產、生活息息相關的多個領域。電氣自動化技術的飛速發(fā)展離不開科學技術的支持，它被廣泛應用在工業(yè)領域，便是由自動化的機器代替人工完成工作任務，不僅可以節(jié)約人力資源、物力成本，電氣自動化還能夠提高工作效率、保證工作質量，為工業(yè)創(chuàng)造經濟價值。尤其是一些危險系數(shù)高的工作，以安裝了自動化程序的機器為主要勞動力，可以直接避免對人員造成的身體傷害。日常生活中隨處可見工業(yè)電氣自動化技術，例如在空調設備中、制暖設備中、樓宇通信設備中。目前，我國從事工業(yè)電氣自動化技術研發(fā)的人才更多、領域更廣泛，很多高校已經開設了電氣自動化專業(yè)。為工業(yè)電氣自動化的發(fā)展與創(chuàng)新提供支持的是信息技術的發(fā)展，信息技術的特點推動了工業(yè)電氣自動化的多方面應用。

2.1 工業(yè)電氣自動化的應用原理

隨著科技的進步，電氣自動化也被應用到各個領域中，尤其是工業(yè)電氣自動化的發(fā)展更為迅速，OPC技術出現(xiàn)以后更是極大地推動了工業(yè)電氣自動化的發(fā)展。工業(yè)電氣自動化的發(fā)展基于控制系統(tǒng)，表現(xiàn)為易于集成、比較靈活，并能夠有效地節(jié)約資源、降低成本，它的應用能夠促進工業(yè)發(fā)展，短時間內便可帶來經濟效益和社會效益。整個應用原理是：充分利用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)控制準確性高、智能程度高、互動開放性強、時效性強，能加強工業(yè)底層生產過程和生產所需設備之間的關系，加快信息交流過程，能夠保證管理層面和執(zhí)行層面的通信透明和自動化數(shù)據的存取。如此一來，工業(yè)電氣自動化應用這一系統(tǒng)后準確度更高、控制更靈活，同時還降低了成本和生產程序誤差，這也正是近年來工業(yè)電氣自動化被應用到了諸多領域的原因所在?；诖嗽?，電氣自動化提升了工業(yè)的生產效率和產品的可靠性，應用此項技術的企業(yè)無異于獲得了一項強有力的技術支持，從而一躍站在同等行業(yè)的頂峰，提升了企業(yè)的核心競爭力，雖然工業(yè)電氣自動化技術發(fā)展迅猛，但也存在一些需要調整和改進的地方，需要繼續(xù)發(fā)展。

2.2 將工業(yè)電氣自動化應用于建筑行業(yè)

因為我國城市化進程加快，固定的城市區(qū)域內集中了大量的城市人口，對建筑行業(yè)的要求也越來越高，需要在盡量短的時間內保質保量地完成建筑任務。工業(yè)電氣自動化應用于建筑行業(yè)是最常見的，在建筑行業(yè)中應用工業(yè)電氣自動化技術可以降低建筑成本、提高施工效率、簡化施工過程、從危險系數(shù)較高的任務中解放施工人員，因為這種自動化的技術可以按照最科學合理的方法進行人員分工、資料分配、時間安排等，將復雜的建筑施工任務簡單化、便捷化。電氣自動化技術為建筑行業(yè)增添了新的活力，通過在建筑物中實現(xiàn)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)連接自動化系統(tǒng)和智能設備，就可以快速解決系統(tǒng)之間的信息傳遞問題，真正實現(xiàn)工業(yè)自動化。同時，在高樓大廈中的安全、防御、防火、監(jiān)控、通訊、辦公等多個環(huán)節(jié)也需要應用電氣自動化，這種技術使得目前的建筑行業(yè)更加智能化、高端化。使用自動化技術還能夠減少后期電纜的使用，在材料上節(jié)省支出，也為后期電纜維護省去了不少麻煩。

2.3 將工業(yè)電氣自動化應用于空調設備

文獻資料顯示，除建筑行業(yè)外，空調設備采用工業(yè)電氣自動化的情況也比較多?？照{是家庭中常備的家用電器，因其制冷、制暖的雙重功能而廣受歡迎，使人們能夠在炎熱的夏季和寒冷的冬季都能夠感受到適宜的溫度，但是空調能夠為人們既提供涼爽，也提供溫暖的特點，使得空調設備必須要應用電氣自動化技術，也是電氣自動化技術成就了空調的這兩項基本功能。空調設備的運行原理是：它可以利用內部的電氣自動化裝置，通過比例積分的運算方式對相關數(shù)據進行計算和處理，空調設備中的溫濕度傳感器可以敏銳地“感受”室內的溫度和濕度，比較事先設定好的溫度、濕度和內部傳感器獲得的溫度、濕度數(shù)據，并將比較后的信號傳輸?shù)酵L濕度控制上，以實現(xiàn)對室內溫度、濕度的調控，使室內的溫度、濕度與設定數(shù)值相符。當室內的溫度、濕度達到了預先設定值的時候，傳感器再度通過運算使空調停止運轉，實現(xiàn)對室內溫濕度的控制。這樣的過程便是在空調設備中應用工業(yè)電氣自動化的原理。

3 工業(yè)電氣自動化的節(jié)能技術

工業(yè)電氣自動化的節(jié)能技術是最為領先的技術所在，在節(jié)省運行成本、提高生產效率、改善工業(yè)環(huán)境等方面都起著積極作用，伴隨“綠色工業(yè)革命”的興起，在工業(yè)領域的節(jié)能技術廣受推崇，并已經成為了當前的經濟建設和工業(yè)建設的雙重目標，電氣自動化日益成為了工業(yè)領域節(jié)能的有效武器。在電氣自動化系統(tǒng)中，最為顯著的是對電力資源的節(jié)約，以下從減少電能損耗、選對變壓器、無功補償和選對濾波器等四個方面闡述工業(yè)電氣自動化的節(jié)能技術。

3.1 減少電能損耗

工業(yè)電氣自動化的機器在運行中一定會需要電力支持，但是在節(jié)能方面首先要考慮的就是盡量減少對電能的無謂損耗。在電氣自動化運行過程中，通過電力傳輸才能產生效果，然而由于導線電阻緣故，勢必會造成電力的損耗，這種消耗是沒有任何意義的，因此應該采取措施來減少這種電能消耗。第一，在導線的材質方面要選擇電導率相對小的；第二，線路的走向要合理，因為減短導線的長度就可以減少因電阻而產生的不必要消耗；第三，適當加大導線的橫截面積，這樣便可將電阻減小。

3.2 選對變壓器

變壓器是工業(yè)電氣自動化不可缺少的一部分，但是這種常見的電器設備卻會消耗很多電力，為了節(jié)約能源，在變壓器的選擇上也有很多門道。首先，要選擇節(jié)能變壓器，便可以在源頭解決耗費電能源的問題；其次，要減少負荷不平衡，只有維持好三相電的平衡才能減少對變壓器的損耗，從而減少耗電，例如采用單相自動補償設備、三相四線制供電等將用電平分到三相電源上。

3.3 無功補償

無功補償在電力供電系統(tǒng)中有著重要作用，它可以降低損耗、提高供電效率，從而改善供電環(huán)境，正因為無功功率補償裝置不可或缺，但又比較耗電，所以要合理、正確地選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少電網的損耗，以達到提高電網質量的目的。第一，通過嚴格計算來確定電容器補償?shù)氖褂茫坏诙?，采用具有調節(jié)平滑、跟蹤準確、適應面廣等諸多優(yōu)點的模糊投切方式，改變原有方式來實現(xiàn)補償效果的最優(yōu)化；第三，要盡量防止整個過程中的投切振蕩、無功倒送等情況出現(xiàn)；第四，無功補償設備就地安裝、就地補償，避免在傳輸過程中出現(xiàn)二次耗能。

3.4 選對濾波器

電源濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率后的電源信號。因為突然增加設備，在電網擴建過程中難免會產生諧波電流，而這些電流又會因為電網的阻抗而產生容易產生畸變的電壓，增加對電氣設備誤操作的可能性，從而影響電網的正常使用。因此需要選對濾波器來實現(xiàn)節(jié)約能源，應用有源濾波器，可以過濾到部分諧波電流，從而增加電氣設備有效率，節(jié)約電力資源。

4 我國工業(yè)電氣自動化未來發(fā)展趨勢

通過對工業(yè)電氣自動化應用情況的分析得知，電氣自動化技術未來的發(fā)展趨勢就是被廣泛應用在各種領域，無論是工業(yè)、農業(yè)，還是醫(yī)療、教育，甚至在國防領域，因為工業(yè)電氣自動化技術可以節(jié)約成本、解放勞動力、增加工作準確率，獲得更多的經濟社會效率。

近年來，我國的工業(yè)電氣自動化水平得到了快速提升，不僅可以直接應用技術，還能夠實現(xiàn)對電氣自動化技術的自主研發(fā)，該技術的應用推動了科學技術進步、國民經濟發(fā)展，逐漸拉近了與工業(yè)強國之間的距離。我國工業(yè)電氣自動化未來發(fā)展趨勢主要有以下幾點。

第一，對于工業(yè)電氣自動化技術的應用應該建立成熟的機制和完善的體制。目前，工業(yè)電氣自動化技術還屬于高新技術，發(fā)展時間尚短，因此應該在努力研發(fā)更先進的技術和產品時注意保證生產的規(guī)范和標準，不能一味只求高效創(chuàng)收而忽視和諧發(fā)展，在發(fā)展中需要考慮的問題有污染問題、浪費問題、安全問題、產權問題等。建立成熟的機制和完善的體制就是要確保工業(yè)電氣自動化的研發(fā)有章可循，在以創(chuàng)新為主導地位的前提下，堅持科學發(fā)展觀指導思想，做到以人為本，實現(xiàn)經濟的快速增長、科技的飛速發(fā)展。

第二，實現(xiàn)各領域聯(lián)動發(fā)展。工業(yè)電氣自動化技術不僅能夠應用于工業(yè)領域，還能夠為其他領域和行業(yè)創(chuàng)造效益，因此未來的發(fā)展趨勢之一就是實現(xiàn)各領域聯(lián)動，集工業(yè)、農業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療、教育、國防等領域的高精尖人才，共同開發(fā)電氣自動化技術，實現(xiàn)社會的整體發(fā)展。

第三，為自主研發(fā)電氣自動化系統(tǒng)和產品提供發(fā)展空間。電氣自動化的研發(fā)就是一個創(chuàng)新的過程，因此，應該為這種創(chuàng)新工作提供足夠的空間和優(yōu)越的條件，大力推動電氣自動化技術的發(fā)展，開創(chuàng)工業(yè)電氣自動化技術科學發(fā)展的新局面。

5 結語

綜上所述，工業(yè)電氣自動化被廣泛應用于各個領域和系統(tǒng)之中，因其高效、準確、自動等特點為我國的工業(yè)建設帶來了重大經濟效益。但是若想工業(yè)電氣自動化發(fā)揮更大的效能，除繼續(xù)發(fā)展技術之外，還要做到節(jié)約能源。本論文從工業(yè)電氣自動化概述、工業(yè)電氣自動化的應用情況、工業(yè)電氣自動化的節(jié)能技術以及工業(yè)電氣自動化的未來發(fā)展等方面分析我國工業(yè)電氣自動化的應用與節(jié)能技術。在我國，工業(yè)電氣自動化主要被應用于建筑行業(yè)和空調設備，要想做到節(jié)約電力資源需要減少電能損耗、選對變壓器和濾波器、做好無功補償，方能發(fā)揮工業(yè)電氣自動化的最佳效用。另外，本文還簡要預測了我國工業(yè)電氣自動化未來發(fā)展趨勢，電氣自動化技術未來的發(fā)展趨勢就是被廣泛應用在各種領域：對于工業(yè)電氣自動化技術的應用應該建立成熟的機制和完善的體制、實現(xiàn)各領域聯(lián)動發(fā)展、為自主研發(fā)電氣自動化系統(tǒng)和產品提供發(fā)展空間。

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