电气及其自动化的发展与应用

电气及其自动化的发展与应用

徐治中

国能神东矿业服务公司

摘要：随着社会经济的不断发展、市场结构的不断变革。一方面，在高新技术领域，以人工智能、量子计算机、反物质推进器等为首的科学技术兴起；另一方面，在与人们日常生活及工业生产密切相关的电气自动化领域，电气自动化与军工、航天、医疗、教学、尖端制造等现代化企业变得愈加不可分割，并成为高新技术产业的重要组成部分。基于此，文章分析了电气自动化的发展现状、应用等，希望能为电气自动化的发展提供助益。

关键词：电气自动化；发展趋势；应用

1电气自动化的发展现状

1.1电气自动化与物理学紧密联系

电气自动化与物理学之间存在着紧密的联系。电气自动化是一门涉及电力、电子、控制系统和自动化技术的学科，而物理学则是研究自然界基本规律和现象的科学。以下是电气自动化与物理学之间的一些联系：

电路理论，电气自动化中的电路理论与物理学中的电学有很大的关联。电路理论研究电荷的流动和电压的变化，在物理学中通过分析电场和电荷的行为来解释这些现象。

电磁学：电磁学也是电气自动化与物理学之间的重要联系点。电气自动化中的电动机、变压器、发电机等设备都涉及到电磁现象，而物理学提供了深入理解这些现象的基础知识。

控制系统，控制系统是电气自动化的核心内容之一，而控制系统的设计和分析可以基于物理学中的力学、力学波动和振动等原理。物理学中对系统的稳定性、响应速度和阻尼等特性的研究可以为电气自动化中的控制系统设计提供指导。

传感器和测量，电气自动化中的传感器和测量技术需要借助物理学中的测量原理和传感器的物理特性。物理学专门研究测量和传感器原理，通过测量获得的物理量可以用于电气自动化系统中的控制和监测。

总的来说，物理学为电气自动化提供了基础理论和实验验证的支持，电气自动化则将物理学中的原理应用于电力系统、控制系统和自动化技术中。这两个学科的紧密联系促进了科学的发展和工程技术的进步。与电气自动化系统相关的技术主要涉及微机控制技术、信息传输、过程控制、运动控制和计算机控制等，且上述各技术均与物理学紧密联系。电气自动化的构成与物理学息息相关，如基于物理学的微电子、电力电子等各项技术和基于物理学的传感器与仪表等技术，均已渗入电气自动化的研究中。

1.2电气自动化与IT平台相融合

电气自动化与IT平台的融合可以带来许多创新和优势。以下是电气自动化与IT平台融合的几个方面：数据采集与分析，电气自动化系统通常涉及大量的传感器和设备，通过将这些设备连接到IT平台上，可以实现实时数据采集和监测。IT平台可以提供高效的数据存储和管理，同时可以利用数据分析算法对采集到的数据进行处理和分析，以获取有价值的信息和洞察。这对于电气设备的维护和运行优化非常重要。

远程监控与控制，借助IT平台，电气自动化系统可以实现远程监控和控制。通过搭建网络和使用远程通信技术，可以将电气设备连接到云平台或中央控制中心。这样，运维人员可以随时随地监控设备状态、参数和性能，进行实时诊断和故障排除。同时，远程控制功能也能够实现对设备的远程操作和调整，提高了运维的灵活性和效率。

智能决策与优化，结合IT平台的数据分析和机器学习技术，电气自动化系统可以实现智能决策和优化。通过分析历史数据和实时数据，系统可以学习设备的工作模式和运行特性，从而预测设备状态、预测故障风险，甚至提出设备的维护计划和优化方案。这有助于提前预防故障、降低停机时间，以及提高生产效率和能源利用率。

可持续性与能源管理，IT平台的融入可以帮助电气自动化系统实现可持续性和能源管理。借助IT平台的能力，可以实现对能源消耗和效率的监控和优化。通过对能源数据的采集和分析，可以发现能源浪费和优化的机会，提供节能方案和控制策略。此外，IT平台也可以支持可再生能源的集成和管理，促进可持续发展。

综上所述，电气自动化与IT平台的融合可以提升电气系统的智能性、灵活性和可持续性。这将带来更高的效率、更好的运维管理、更低的能源消耗，为企业和工业领域带来可观的经济和环境效益。

目前，许多电气自动化元件都是IT平台集成的结果，如电子仪表盘、自动传感器、伺服系统(定位机构)等。在电气自动化管理系统中，最重要的环节已经与IT技术相结合，并实现了数字化管理模式。

1.3依赖信息技术平台

信息技术平台是在电气过程管理中，整体调节、管控电气系统的主要平台，其为电气自动化控制产业奠定了基础。信息技术平台主要以数字数据为导向，建立信息技术平台具有重要意义，具体体现在如下方面：(1)借助互联网和自动监管机制可以实现远程管理功能；(2)通过高速的数据传输功能可以实现高效的电气自动化系统管理；

(3)的电气自动化管理系统具有较高的数据采集精度。

2电气自动化的应用

随着电力电子技术的发展和创新，电气自动化在新时期的应用愈加广泛，主要集中在水厂、港口、军工、电力等领域，且均可提高上述有关产业的工作效率，节约能源，降低人力成本。电气自动化在电力领域的应用为电气自动化的发展提供了重要帮助，其使电力管理模式具有网络化、现代化等优势。以新型电力电子开关为例，它集过压、过流保护及电流检测等功能于一体，使其滤波的效率大为提高，功耗减小，稳压范围变宽。但目前国内的电气自动化技术与发达国家相比仍有很大差距，应进一步加大对电气自动化技术的研究，深刻了解其发展趋势与应用。

3我国电气自动化的发展趋势

电气自动化技术作为21世纪一门重要的科学技术其触角已伸向各行各业，无论是对现代企业、军工研发、航空航天，还是人们的日常生产生活，电气自动化工程及其技术都与人们的生活不可分割。因此，有必要深入探讨电气自动化的发展趋势，不断明晰电气自动化的发展途径。

3.1智能化

随着工业4.0的逐步深入，智能化的发展目标逐步在各行业确立。我国电气自动化的智能发展体现在系统实现自我保护、诊断和运行、维护与管理等方面，这是系统安全稳定的有力保障。为了实现更加智能化的电气自动化系统的目标，需要不断加强计算机原理及应用等技术。

3.2仿真

20世纪60年代，仿真技术得到了空前的发展。目前，电气自动化系统正朝着仿真的方向发展。仿真的发展依赖于仿真系统越来越广泛的应用及普及率的提升。因为仿真系统可以处理大量的实验数据，科学地测试新开发的设备，仿真技术与电气自动化技术的有机结合对电气自动化技术的发展提供了强有力的助益。

3.3可持续发展

电气自动化技术可持续发展方向的目标符合国家的经济发展和环境保护政策，在其发展中应注重节约环保、合理高效，实现电气自动化的成本节约，杜绝资源浪费。

3.4新一轮技术重组

当前，随着国外大企业的进入，我国的电气自动化领域必将出现大量“复合型”人才缺口，加大电气自动化专业的投入力度既是新时代发展的必然趋势，也是科技进步的必然产物，其发展前途远大，就业前景辉煌。同时，电气自动化可以提高企业的社会市场竞争力，在这种情况下，企业必须重视这一技术，进行新一轮技术重组。

4结束语

随着外企不断涌入中国市场，我国也逐渐加大了电气自动化专业的人才培养力度，不断扩大了电气自动化技术的项目研发，这有力地推动了我国经济又好又快健康发展及市场经济体制的变革。电气自动化的日益普及及其重要作用提升了其地位，但受相关技术的复杂性、人才培养的长期性、涉及领域的多元性、工业基础薄弱等的影响，亦使我国面临着较大的人才缺口，使我国有关企业不能自主独立发展。同时，我国电气自动化技术发展晚、基础薄弱，总体形势十分严峻，但在工业4.0时代下也充满机遇，在外企不断涌进中国市场的同时，企业更应加强电气自动化技术的创新研究，不断探索国内外的发展方向与趋势。

参考文献：

[1]王永亮，张真.新时期电气自动化及电气自动化发展趋势探讨[J].科技资讯，2014(03).[2]胡俊杰.新时期电气自动化及电气自动化发展趋势探究[J].科技展望，2016(02).

[3]朱艳民.新时期电气自动化及电气自动化发展趋势探讨[J].智能城市，2016(04).

[4]张伟.新时期电气自动化及电气自动化发展趋势探究[J].读与写:上，下旬，2016,13(13)