电气与自动化论文范文

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（1）在电气工程自动化技术应用的过程中会出现安全问题。在电气工程自动化技术应用的最初领域是工业领域，该项技术通过在工业领域中的应用得到了不段的发展与完善。随着电气工程自动化技术的逐步发展与日益完善，该项技术已经越来越多的应用在商业领域中，但是在商业领域应用的过程中，数据与信息的安全传输就显得尤为重要。

（2）在电气工程自动化技术应用的过程中出现人为干扰。在电气工程自动化技术使用、设计期间，由于不用的工作人员对技术的理解与运用不同，而且在技术的运用方面并没有相关的标准，这就使得电气工程自动化技术的应用与设计主要以相应工作人员的理念为依据进行，这使得相应平台的建设存在着一定的不同，会导致运营费用增加，同时也会增加系统的负荷。

（3）木有统一的标准对电气工程网络进行约束。就目前来看电气工程自动化技术的发展趋势是使得电器工程与自动化系统更简便、搞笑的为企业服务。但是在现在的企业中存在这一个影响电气工程自动化技术发展的障碍，那就是在一个企业中其网络构架存在不同，由于电气工程自动化技术主要通过网络构架进行运转，这就制约了电气工程自动化技术的发展。并且，在一部分企业中，由于一些产品的程序接口不同，严重影响了企业的数据传输，使得电气工程自动化技术没有用武之地，称为一种"名不副实"的技术。

（4）电气工程自动化技术与企业的实际需要有差异。目前我国电气工程自动化技术的现状并不是一个独立的技术系统。在系统运行的期间，需要相关的设计人员在已有的技术基础上结合自己的工作经验进行设计，会导致各项成本增加。

（5）需要提升电气工程自动化的工作效率。在电气工程自动化技术应用的时，首先要注重提高企业的工作效率，在社会高速发展节奏较快的今天，较高的工作效率往往会给企业带来较大的经济效益，甚至影响到一个企业的生存发展。所以在应用电气工程自动化技术时一定要以提高工作效率为首要任务。

2电气工程自动化技术的发展趋势

（1）做到数据的标准的对接。在进行数据对接的过程中要首先确保在电气工程自动化相关设备具有较高安全性。

（2）电气工程自动化体现开放性。开放性主要指的是和外界建立接口,使系统与外界网络实现连接。计算机网络可以进行信息的实时交换,实现信息的共享。

（3）注重信息化。信息化指的是在电气工程自动化中,凸显信息化的地位。在设计以及运行电力设备的过程中,运用计算机技术,采用人工智能分析的方法,使用网络通信技术,凸显信息技术的地位。

（4）建立通用的网络系统。在电气工程自动化中建立通用的网络系统,可以对资源进行优化配置,商业信息交流安全性得到保证。企业需要进行设备的控制,对技术进行监管,如果优化配置企业的资源,采用网络进行连接。建立通用网络,系统中数据的交换更加高效,促进企业的发展。

（5）要发展具有较高科技含量的电气工程技术。电气工程实现科技化主要指的是在电气自动化发展的过程中，应当产生新的技术以及产品。以创新为基础,注重节能,应用新的技术、工艺等,对于材料以及技术的使用进行创新,加大信息技术、自动化技术的应用,不断开发出新的产品。

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中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

一， 前言

建筑行业是我国重要的经济增长行业之一，对国民经济的发展和人们生活水平的提高有着密切的关系。伴随着科学技术的发展和经济文化的交流，人们的生活水平和生活质量有了巨大的提升，对建筑工程的设计施工以及管理都提出了更为严格的要求，传统的实用和简单的具有外部的艺术美感已经难以满足人们日益多元化的需求，加强对建筑行业的电气自动化研究，对建筑行业设计施工中，配备先进的现代化电气设备，实施建筑工程项目的电气自动化，这是现代化建筑设计施工和满足人们日益多变的经济文化需要的客观要求。经过实践证明，建筑工程的电气自动化，不仅仅关系到整个项目工程的施工进度，更是建筑工程行业实施质量竞争的核心和关键。在现代化的建筑工程设计施工中，实施电气自动化，提高自动化水平，是我国建筑行业的发展要求。

二．我国建筑行业电气自动化现状和存在的问题

1.我国建筑行业电气自动化现状

在我国的建筑行业，通过多年不断的发展和研究，电气的自动化已经初具规模，电气自动化程度日渐加深，电气自动化水平逐渐提高，电气自动化在我国建筑行业的应用和发展，为我国的建筑行业的繁荣作出了重要贡献，但是从我国的整体工程建筑电气自动化水平来看，依旧存在着很多问题，新设备新技术应用缓慢，电气自动化的设计施工不够科学，管理不够完善等一系列问题，使得我国在电气自动化进程中，无论是电气自动化水平还是电气自动化程度，都远远落后于西方发达国家，使得我国的建筑行业相对于西方发达国家而言，无论是在电气的设计施工上，还是电气自动化的安全稳定上，都缺乏很强的竞争力，新时期下，正确理性面对我国建筑电气自动化的现状，找出存在的缺陷，加大对电气自动化的研究，提高我国建筑行业的电气自动化水平，是我国现代化发展的客观要求和必然选择。

2.我国建筑行业电气自动化存在的问题

（一）电气自动化高端人才不足，电气自动化缺乏核心支撑

我国目前的建筑行业整体规模相对小，资金积累不够，难以留住高端的优秀管人才，企业的积累缺乏，使得整个建筑行业中电气自动化设计施工的高层核心技术人员缺失，使得整个建筑行业电气自动化缺乏活力和技术保证。

（二）新技术新设备应用缓慢，核心竞争力不足

我国的建筑行业在电气自动化上有了一定的发展，但是缺乏钻研突破的研究技术精神，缺乏对核心技术的研究，自动化设备多采用进口和引进，且应用的速度缓慢，难以形成自己企业的核心专利，难以保持自动化的核心竞争力。自动化市场尚不完善，不够健全，恶性竞争，市场规范不严格，且产品品牌单调，品牌知名度不高，难以和国际知名自动化品牌竞争

（三）建筑行业对电气自动化的管理不善，电气自动化的质量难以保证

建筑行业发展迅速，很多管理者多想尽一切手段来提高建筑工程的效益，为了大幅度降低成本，使用假冒伪劣的电气设备和电气产品，设计部符合国家标准的施工安装方式，使用质量难以达到质量标准的材料等一系列问题，使得整个电气自动化的设计施工中，质量难以得到保证，同时，很多施工的企业由于企业的自身实力有限，缺乏一定的电气自动化的监测设备和监控设施，在施工和对整个电气化管理中，难以全面，难以科学精细，这些方面都严重影响到整个电气自动化的水平和质量。

三，我国建筑电气自动化的重要意义

1． 这是保证工程建设质量和进度的客观要求

实施电气自动化，加强对先进技术和设备的应用速度，采用科学严谨的设计方式和施工程序，加强对电气自动化的管理，加强对各种电气设备，电气材料的管理监督，保证了整个工程建筑的工程质量，同时，可以大幅度降低工程成本，并合理的控制工程的进度，电气自动化的水平提高，亦有助于保证整个工程建筑中的安全。

2． 实施建筑电气自动化，有助于整个建筑市场的规范化

电气自动化的进程加快，对整个电气行业的技术人员和管理人员都提出了更高的要求，不仅仅要求有丰富的管理经验，更需要有精湛的电气技术和较高的工作素养，同时，电气自动化很大程度上减少了工程中的暗箱操作等弊端，敦促着工作人员依法办事，严格执行相关的规章制度，有助于促进整个建筑市场的规范化管理。

四．我国建筑行业电气自动化的发展趋势探究

1. 电气自动化将会朝着智能化方向发展。

纵观我国目前的建筑工程发展行情，电气自动化的发展应用，智能化是其核心部分，所谓智能化表现在其具有多种新功能。在在建筑行业控制方面，有关的现场仪表在一起，在现场实现自主调节，从而实现控制的彻底分散使调节要加及时，并提高了整个系统的可靠性。

2. 电气自动化的操控更为精确，更加精工。

建筑行业中竞争越发激烈，对工程产品质量的要求越来越严格，实施电气自动化，先进技术的采用，科学管理方式的实施，整个建筑工程的自动化水平不断升高，使得施工标准更为严格，产品的精度朝着更高的方向发展，因此，自动化在建筑工程中会有着更严密精确的要求。

3.无线技术是电气自动化操作更简便准确。

在现代的建筑行业，电气自动化能够实现非接触传输，特别适用于恶劣环境或振动、高速旋转对象的监控，而且降低了安装成本、持续降低运行维护成本，同时更换方便，便于升级。还能够减少接插件故障，移动自由且不受限制，建筑行业电气自动化是工厂测控模式的变革，将会有力的推进我国建筑行业电气自动化进程。

五，我国建筑行业电气自动化的发展建议

1.政府加强对建筑工程电气自动化实施的引导和扶持

建筑工程电气自动化企业关系到国民经济的发展和人们生活水平的提高，政府加大对建筑行业电气自动化的支持引导，政府部门要引导自动化企业转变观念、稳定心态，提高产品质量以及服务质量，引导优秀的国产品牌进入重要领域，为民族企业的发展提供空间。

2.建筑行业加大对电气自动化核心技术的研究，加大投入力度。

建筑行业要加强对各种电气设备和电气设计施工技术的研究探讨，加强各个建筑单位之间的通力合作，不断加大对新技术新设备和心的管理理念的引进和运用，加大投入，实现各种电气自动化核心技术的突破，使得建筑行业实现整个设计施工方式的转变，提高整体的核心竞争力。

六．结束语

建筑行业关系到国计民生，实现建筑行业的电气自动化，加大对各种电气自动化技术的研究，不断实现各种技术和管理方法的突破，是提高人们生活水平和生活质量，促进整个建筑行业快速健康发展的客观要求，必须得到各方面的支持和重视，以建筑行业的电气自动化，带动整个社会的自动化进程，这是促进我国整个社会自动化的有效方式之一。

参考文献：

[1]孙成明 沈滢 王然冉 建筑行业对电气工程及其自动化专业人才专业素质、知识结构和实践技能要求分析 [会议论文]，2007 - 第四届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会

[2]张勇 浅谈电气自动化管理 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年14期

[3]金永旺 电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势 [期刊论文] 《企业导报》 -2012年4期

[4]于泽轩 实现电气自动化及其发展战略研究 [期刊论文] 《商品与质量：学术观察》 -2012年2期

[5]刘冬梅 某大型原料输送工程的电气自动化系统设计 [期刊论文] 《科技信息（科学•教研）》 -2008年7期

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1 引言

随着可编程逻辑控制器（PLC）技术的逐渐发展，很多工业生产要求实现自动化控制的功能，都采用PLC来构建自动化控制系统，尤其是对于一些电气控制较为复杂的电气设备和大型机电装备，PLC在电气化和自动化控制方面具有独到的优势，如顺序控制，可靠性高，稳定性好，易于构建网络化和远程化控制，以及实现无人值守等众多优点。基于此，PLC技术逐渐成为工业电气自动化控制的主要应用技术。

本论文主要结合数控机床的电气化功能的改造，详细探讨数控机床电气化改造过程中基于PLC技术的应用，以及PLC技术在实现数控机床自动化控制功能上的应用，以此和广大同行分享。

2 数控机床的电气化改造概述

2.1 数控机床的主要功能

数控机床是实现机械加工、制造和生产中应用的最为广泛的一类机电设备。数控机床依托数控化程序，实现对零部件的自动切削和加工。但是目前我国仍然有超过近1000万台的数控机床，主要依靠手动控制完成切削加工，无法实现基本的电气化和自动化控制。为此，本论文的主要的目的是基于PLC控制技术，实现数控机床的电气化改造，主要实现以下功能：

（1） 数控机床的所有电机、接触器等实现基于PLC的自动化控制；

（2）数控机床的进给运动由PLC控制自动完成，无需人工手动干预；

（3） 自动检测零部件切削过程中的相关参数，如加工参数、状态参数等等；

（4） 结合上位机能够实现对数控机床的远程控制，以达到无人值守的目的。

2.2 电气化改造的总体方案

结合上文对于数控车床的电气化、自动化改造的功能要求，确定了采用上位机与下位机结合的自动化改造方案。该方案总体结构分析如下：

（1） 上位机借助于工控机，利用工控机强大的图像处理能力，重点完成数控车床的生产组态画面显示，以及必要的生产数据的传输、保存、输出，同时还要能够实现相关控制指令的下达，确保数控车床能够自动完成所有切削加工生产任务。

（ 2）下位机采用基于PLC技术的电气控制模式，由传感器、数据采集板卡负责采集数控车床的生产数据、环境数据、状态数据等所有参数，由PLC实现对相关数据的计算，并传输给上位机进行相关数据的图形化显示和保存；另一方面，PLC控制系统还接收来自于上位机的控制指令，实现对数控车床的远程控制。

（3） 对于数控车床最为关键的控制――进给运动的控制，利用PLC+运动控制板卡的模式实现电气化和自动化的控制。具体实现方式为：选用合适的运动控制板卡，配合PLC的顺序控制，对进给轴电机实现伺服运动控制，从而实现对数控车床进给运动的自动化控制。

3 数控车床电气化自动控制改造的实现

3.1 系统改造结构设计

数控车床的电气化自动控制改造，其整体结构如下图1所示，其整体结构主要由以下几个部分构成：

3.1.1 底层设备

底层设备主要包括两个方面，首先是实现数控车床自动切削加工运转等基本功能的必要电气、机电设备，如电源模块、电机模块等，这些机电设备能够保证数控车床的基本功能的稳定可靠的实现；其次，底层设备还包括各类传感器，比如监测电机转速、温度的速度传感器和温度传感器，监测进给轴运动进给量的光栅尺等，这些传感类和数据采集类设备为实现数控车床自动化控制提供了基础数据源。

3.1.2 本地PLC站

本地PLC站主要负责接收底层传感设备传送过来的传感参数、状态参数及其他检测参数，通过内部程序的运算，判断整个数控车床的工作状态，并将其中的重点参数上传到远程控制终端进行数据的图形化显示、存储、输出打印等操作；另一方面，本地PLC站同时还接收来自于远程控制终端所下达的控制指令，比如停机、启动等控制指令，PLC站通过对相应执行器（比如电机）的控制，从而实现自动化控制的功能。

3.1.3 远程控制终端

远程控制终端主要是依赖于工控机实现的上位机数据管理和状态监控，需要专门开发一套面向数控车床加工、生产和自动控制的软件程序，以实现对数控车床的远程化、网络化、自动化控制，真正实现无人值守的功能。

基于PLC的数控车床电气自动化改造框图

3.2 PLC电气控制系统的设计实现

本研究论文以CK6140普通数量机床为具体研究对象，详细探讨其电气化、自动化控制的改造。通过上文对机床改造方案和结构功能的分析，可以确定整个机床电气化、自动化改造，一共需要实现14个系统输入，9个系统输出。结合控制要求，这里选用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，输入回路采用24V直流电源供电方式。根据对数控机床的各模块控制功能的分析，选用合适的接触器、继电器、开关、辅助触点等电气控制元件，与PLC共同实现对电气设备的控制，比如PLC通过接触器控制电机模块，PLC通过继电器控制电磁阀等部件，从而完成基于PLC控制的数控车床电气化改造。

4 结语

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中图分类号： F406 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

智能技术理论是开发、研究如何延伸、模拟人的智能的理论。作为新兴的计算机科学的一个分支,人工智能技术解释了智能的实质,并在此基础上生产出一种与人类智能有相类似反应的智能机器。人工智能的研究主要包括:图像识别、语言识别、机器人、专家系统和自然语言处理等系统。电气工程主要是研究和电气工程有关的自动控制、系统运行、信息处理、电子电气技术、研制开发、信息处理和计算机与电子应用等领域。

二、人工智能控制器的优点

人工智能相对而言具有十分明显的优点，但是，需要针对人工智能控制的不同类型而进行分析探讨。比如，一些人工的智能器，例如模糊神经，遗传算法等总体而言，都是一种类型，属于非线形类型的函数近似器，在实际操作过程中，通过使用这样一种分类，对于总体的了解和加深对总体的认识是十分有利的，同时也有助于促进对一些控制策略的综合开发和利用。相对而言，上面所讲述的一些人工智能的函数类型近似器相对于传统的函数估计器而言，具有其独特的优势，主要表现在，在现实中很多的情况下，想要比较精确的掌握好控制对象的一些动态方程式一件很困难的事情，其过程也很复杂，在这种情况下，当控制器在对一些实际要控制对象的模型时候，会产生很多的不确定因素，这便很大程度的让设计过程中变得更为复杂，比如遇到非线性，参数的变化等，这些都是一些比较难以掌握的数据，而人工智能控制器在进行这些设计时候，一般都不需要这些控制对象的模型，只是依据这些控制对象的下降时间和响应的时间差异，人工智能控制器就能够适当的调整自身的性能。

三、电气自动化智能控制系统在电气工程中的设计理念

1.利用集中监控式设计理念。在电气自动化工程中，使用集中化的监控途径具有比较大的优势，主要表现在，首先是其维护和运行起来比较简单，其次，是受到控制站的要求相对较低，同时，相对而言，在进行系统设计时候，要相对简单一些。利用这种方式时候，很大程度上实现了集中化，将系统各个分项的功能都放到一个处理器上进行运行处理，虽然相对而言要集中了很多，但是也一定程度上加重了处理器的负担，处理器的运行速度也一定程度上会受到影响。通过笔者多年的相关工作经验了解到，当一些电气设备从运行进入到监控状态时候，伴随着监控对象的逐渐增加，我们发现，主机的冗余将会逐渐下降，电缆的数量也随之不断增加，这就一定程度的使得投资的成本也随之增加了。在此过程中，一些长距离的电缆也使得系统的可靠性受到了影响。由于隔离闸刀上面的一些操作闭锁以及一些断路器的联锁一般而言都是采取的是硬接线，同时，很多情况下，隔离闸刀上面的辅助接点有时候难以到位，当这种情况发生时候，电气工程中的很多电气设备都将会无法操作。相比而言，这种二次接线的方式是比较麻烦的，很容易发生一些操作失误，因此，集中式的监控方式在电气工程中应用时相对比较广泛的。

2. 利用远程监控式设计理念在电气工程中的应用

相对而言，远程的监控方式在整个电气自动化工程中具有比较大的优势，主要体现在，它可以节省大量电缆的增加数，同时，还能够一定程度上节约很多的安装费用，也能够节约很多的材料成本，这只是其在成本和费用上的优势，其次，相比而言，这种方式还是拥有着组态灵活的强大优势，有着十分高的可靠性，因此，受到了比较广泛的应用，但是，这种方式也存在着其局限性，主要表现在，电气工程中，各种施工的现场总线的通讯速度相对而言是比较缓慢的，加强一些电气工程中通讯量很大，因此，远程的监控方式一般而言都比较广泛的运用于电气工程中一些相对而言较小的系统监控，而一些面对全长的电气自动化系统监控则不太适合使用这种方式。

3.利用现场总线监控式设计理念在电气工程中的应用

现场总线监控可以使系统设计有针对性，对于不同的间隔采用不同的功能，这样就可以根据间隔的情况来设计。采用这种监控方式除了这些优点外还具有远程监控方式的优点，同时还可以在隔离设备、模拟量、端子柜等等方面上也有少量的减少，而且电气智能设备是就地安装的，与监控系统是通过通讯设备连接的，可以节省了电缆的大量运用，还节约了过多的投资和安装维护上的工作量，进而减少了成本。

四、智能化技术在电气工程自动化中的应用探讨

1.电气工程中电网调度的自动化

将电气自动化技术应用在电气工程中有着很重要的作用，主要就是能过实现实时评估电力系统的运行状态，并根据所积累的数据来对电力负荷进行预测，故而在此基础上将发电控制和经济调度实现自动化，但是这样的一个要求只有在省级以上的电网才给予要求。电力系统在运行的过程中要实现实时的进行数据上的采集和处理，并根据数据进行监控，且在数据支持的情况下对电网的运行状态和安全进行掌握，使其能够很好的适应现代电力市场的运营需求。

2. 电气工程中发电厂分散测控系统

电气工程中发电厂分散测控系统在实际的应用过程中一般采用的是分层分布的结构，其组成是由以太网、远行人员工作站、过程控制单元以及高速数据通讯网等等方面。而这里说的远程控制单元就是由只能做输入和输出的模件与可冗余配置上的主控模件一起共同组合而成，且主控模件又是通过冗余智能上的输入与输出和总线上的输入与输出来进行通讯的。其中过程控制单元是可以直接用于生产运行过程中的，并且直接接受热电偶、热电阻、开关量和现场变送器等等设备上的信号，还可以再运算完成以后在对设备的运行状态和参数来进行实时的打印、显示和信号的输出，以此来直接驱动其执行机构，最终实现电气自动化在电气工程中的生产运行过程的联锁保护、控制和检测等方面的功能。

3.电气工程中变电站的自动化

电气工程中的变电站应用的是自动化技术，其主要的目的在于取代人工操作、人工监视和电话通讯，并根据相应的情况来加强对变电站的监控能力，并且还可以实现在变电站上运行的水平和效率都有所提高。这也就是说，变电站中应用自动化技术就是为了全方位的，多层次的来监视变电站各种电气设备的运行状况，完成有效地控制。该自动化的特点有：以全微机化的设备来代替以前使用的电磁装置，并实现计算机屏幕化操作上的监视，在数据传输过程中实现自动化运行的管理和统计记录，是利用计算机电缆来代替电力信号的电缆来实现的。

五、结束语

智能化技术是先进科学技术成果的结合体，对电气工程自动化的控制具有十分重要的意义，在电气工程施工过程中，要加大对智能化技术的应用和推广，如此，可以更好的促进我国电气工程的快速健康发展。

参考文献：

[1]-杨刚，杨仁刚，郭喜庆 嵌入式以太网在变电站自动化系统智能化电气设备上的实现[期刊论文] 《电力系统自动化》 ISTIC EI PKU -2004年3期

[2]陈新岗，张莲，刘伟， 电气工程及其自动化专业人才培养计划的探索 [会议论文] 2007 - 第四届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会