謝敏

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)、科技的飛快發(fā)展，人們?cè)絹碓阶⒅厣钯|(zhì)量，智能化得到了很大的發(fā)展。機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)作為智能化系統(tǒng)的重要組成部分，能夠保障機(jī)電設(shè)備高效、安全運(yùn)行。機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)作為整個(gè)機(jī)械設(shè)備體系的重要組成部分，在整個(gè)建筑體系中發(fā)揮著重要的作用，在一定條件下也是有效衡量整個(gè)建筑的工程質(zhì)量以及保證建筑物內(nèi)部的各個(gè)系統(tǒng)良好運(yùn)行的重要保證。文章闡述了機(jī)電工程與機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀，并從幾個(gè)方面探討了其發(fā)展的重要性以及機(jī)電工程自動(dòng)化的具體設(shè)計(jì)，以提升其自動(dòng)化發(fā)展水平。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電工程；自動(dòng)化系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、機(jī)電工程及自動(dòng)化工程的現(xiàn)狀及其重要性

（一）涉及廣

分析當(dāng)今社會(huì)的機(jī)電工程和自動(dòng)化工程，該技術(shù)已成為國(guó)家發(fā)展的重點(diǎn)。因此，機(jī)電工程和自動(dòng)化工程技術(shù)的變化可能會(huì)改變生活。例如，電子技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)媒體的發(fā)展，帶領(lǐng)人們進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，并且在生活中不同領(lǐng)域發(fā)生了變化。在21世紀(jì)的機(jī)電工程和自動(dòng)化工程中，它包含電子和光子工業(yè)。具體領(lǐng)域包括：航空航天、化工、汽車、制造業(yè)、機(jī)電設(shè)備和計(jì)算機(jī)控制等。因此，機(jī)電工程和自動(dòng)化工程對(duì)人們?nèi)粘Ｉ罘浅Ｖ匾?/p>

（二）國(guó)際化

隨著國(guó)家實(shí)現(xiàn)通信全球化，它們也成為信息時(shí)代國(guó)際交流的對(duì)象，給全球機(jī)電工程和自動(dòng)化工程帶來了全球影響。目前中國(guó)有不同標(biāo)準(zhǔn)的工廠。因此，它們?cè)谙嗤慕M件標(biāo)準(zhǔn)中具有不同的性能。這種現(xiàn)象導(dǎo)致零件互換中的材料和障礙物的浪費(fèi)。最終，成本大大增加，影響國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)?；瘜W(xué)之間的交換。然而，在討論國(guó)際技術(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)技術(shù)與一些發(fā)達(dá)國(guó)家之間存在一定的差距。這對(duì)促進(jìn)中國(guó)技術(shù)的學(xué)習(xí)和盡可能縮小差距有一定的作用。改變電工技術(shù)現(xiàn)狀，擴(kuò)大各個(gè)領(lǐng)域的使用范圍，為提高我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平和經(jīng)濟(jì)效益做出貢獻(xiàn)，并提高人們的生活水平。

（三）機(jī)電工程及其自動(dòng)化的重要性

機(jī)電工程，英文稱Electrica ingineering，簡(jiǎn)稱EE，是現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中的重要項(xiàng)目工程，在現(xiàn)代學(xué)科領(lǐng)域中，機(jī)電工程處于核心地位，擁有者當(dāng)今時(shí)代高新技術(shù)的技術(shù)基礎(chǔ)，例如其中的機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的巨大發(fā)展帶來了以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為主題的信息時(shí)代，并且在一定程度上人類的生活工作方式發(fā)生翻天覆地的變化，提高了人類生活質(zhì)量，另外，機(jī)電工程的不斷進(jìn)步也象征著整個(gè)國(guó)家的科技技術(shù)水平的增強(qiáng)，在國(guó)際經(jīng)濟(jì)科技競(jìng)爭(zhēng)和較量中，我國(guó)機(jī)電工程的科技力和經(jīng)濟(jì)力可以與發(fā)達(dá)國(guó)家相媲美。

二、機(jī)電工程自動(dòng)化的設(shè)計(jì)分析

（一）發(fā)電廠自動(dòng)化

發(fā)電廠作為電力系統(tǒng)的始端，它的自動(dòng)化決定了整個(gè)電力工程的自動(dòng)化。（1）火力發(fā)電廠。火力發(fā)電廠是利用煤、油、天然氣、油頁巖等為燃料的發(fā)電廠。它的自動(dòng)化系統(tǒng)一般由廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）、機(jī)組分散控制系統(tǒng)（DCS）等構(gòu)成。（PCU）是其中最為重要的部分，可接受現(xiàn)場(chǎng)變送器、脈沖量、開關(guān)量、機(jī)電量、熱電偶、熱電阻等信號(hào)，可直接應(yīng)用于生產(chǎn)過程，它是由能可冗余配置的主控模件（MCU）和智能I/O模件構(gòu)成，在運(yùn)算處理之后可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的聯(lián)鎖監(jiān)測(cè)、聯(lián)鎖控制、聯(lián)鎖保護(hù)等。運(yùn)行人員工作站（OS）和工程師工作站（ES）能夠提供了人機(jī)接口，同時(shí)為機(jī)電設(shè)備維修工程師提供系統(tǒng)診斷、系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)組態(tài)設(shè)置等手段。數(shù)據(jù)的采集、處理、監(jiān)控都采用微型計(jì)算機(jī)來完成，機(jī)組的監(jiān)控水平得到了大幅度的提升，也提高了人機(jī)交互界面；無論是進(jìn)口的機(jī)組，還是國(guó)產(chǎn)的大型機(jī)組，基本都安裝了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。

（二）變電站綜合自動(dòng)化

隨著使用規(guī)模的擴(kuò)大和實(shí)用技術(shù)的推廣，人們已經(jīng)越來越多的認(rèn)識(shí)到變電站綜合自動(dòng)化的重要性。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于變電站的主要目的是確保變電站的運(yùn)營(yíng)安全，提高變電站工作效率，加強(qiáng)對(duì)變電站的監(jiān)控，逐步取代掉人工監(jiān)視和人工操作，它是建立在變電站自動(dòng)控制技術(shù)和變電站應(yīng)用信息處理、傳輸技術(shù)基礎(chǔ)之上的。自動(dòng)化變電站系統(tǒng)主要由以下子系統(tǒng)構(gòu)成：（1）控制系統(tǒng)。主要是進(jìn)行變電站的數(shù)據(jù)包括模擬量、開關(guān)量和電能量的數(shù)據(jù)采集、故障錄波和測(cè)距、故障記錄、諧波分析與監(jiān)視、打印功能等。（2）繼電保護(hù)子系統(tǒng)。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的微機(jī)繼電保護(hù)主要包括輸電線路保護(hù)、電力變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、電容器保護(hù)、小電流接地系統(tǒng)自動(dòng)選線、自動(dòng)重合閘等。（3）電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)必須具有保證安全、可靠供電和提高電能質(zhì)量的自動(dòng)控制功能。電壓和頻率是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，因此電壓、無功綜合控制也是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分（4）低頻減負(fù)荷控制及備用電源自動(dòng)投入子系統(tǒng)。備用電源自動(dòng)投入已成為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能之一。（5）通信子系統(tǒng)。主要由內(nèi)部的信息溝通和變電站與其他管理部門的信息溝通。

（三）機(jī)電工程狀態(tài)檢修自動(dòng)化

機(jī)電工程狀態(tài)檢修技術(shù)主要是指通過應(yīng)用機(jī)電工程設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)的方式，重點(diǎn)發(fā)揮其在狀態(tài)監(jiān)視與故障診斷方向的綜合性應(yīng)用功能，提供狀態(tài)檢修所對(duì)應(yīng)設(shè)備在正常運(yùn)行狀態(tài)下所表現(xiàn)出的運(yùn)行狀態(tài)信息以及相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以結(jié)合這部分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電工程相應(yīng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及可能存在安全隱患或是故障的問題進(jìn)行有效預(yù)測(cè)。按照此種方式，還能夠?qū)鹘y(tǒng)意義上的故障檢修模式轉(zhuǎn)變成為全新的狀態(tài)檢修模式。從實(shí)踐應(yīng)用的角度上來說，將狀態(tài)檢修技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電工程實(shí)踐工作過程中不但能夠提高相應(yīng)機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定性與安全性，同時(shí)也使得傳統(tǒng)意義上定期檢修作業(yè)模式下可能存在的缺陷以及遺漏性問題得到有效克服，從而保障運(yùn)行安全。

（四）先進(jìn)制動(dòng)控制自動(dòng)化

相對(duì)于常規(guī)PD控制，與此相對(duì)應(yīng)的先進(jìn)制動(dòng)控制的控制效果要更加突出，表現(xiàn)更加好。先進(jìn)制動(dòng)控制自動(dòng)化采取建立一個(gè)動(dòng)態(tài)的數(shù)學(xué)模型來表征一個(gè)實(shí)際過程，通過多個(gè)輸入和輸出的變量之間關(guān)系相互的約束實(shí)現(xiàn)控制，主要是通過軟件來實(shí)施控制。過程變量數(shù)據(jù)的采集、處理和軟件測(cè)量必須保證其有效性和可靠性，主要是因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集受噪音的干擾，需要做濾波處理。適時(shí)計(jì)算不可測(cè)量的變量數(shù)值正是先進(jìn)控制的主要內(nèi)容。

三、機(jī)電工程自動(dòng)化的智能化發(fā)展前景

在社會(huì)不斷發(fā)展的背景下，各種先進(jìn)的技術(shù)被應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域?yàn)槿藗兲峁└玫姆?wù)，在機(jī)電工程和自動(dòng)化工程的發(fā)展中，也應(yīng)該引進(jìn)更先進(jìn)的技術(shù)和思想，促使機(jī)電工程及自動(dòng)化工程朝著智能化的方向發(fā)展?，F(xiàn)代社會(huì)各種智能機(jī)器人和智能手機(jī)的發(fā)展為人們的生活帶來了很大的便捷，改變了人們的生活方式和思維方式，因此智能化引起了人們的高度關(guān)注。在機(jī)電工程及自動(dòng)化工程未來的發(fā)展過程中，人們強(qiáng)調(diào)的不僅僅是自動(dòng)化，更是智能化，使其具有人的部分智慧，能夠進(jìn)行相應(yīng)的分析和判斷，從而減少人工成本，同時(shí)還能夠加強(qiáng)對(duì)安全事故的控制。

四、結(jié)語

總而言之，機(jī)電工程及其自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的地位不斷的提升，只有更加注重自動(dòng)化的水平，才能夠促進(jìn)機(jī)電工程及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，使得該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自身的跨越式發(fā)展，努力使之成為我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代工業(yè)化建設(shè)的有力保障。

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