电气自动化工程中电子电工技术的应用探究

电气自动化工程中电子电工技术的应用探究

李小庆

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摘要：电子电工技术主要用于电气自动化控制系统、电路设计开发和应用，解决电子电工技术在电气自动化中应用效果不足的问题，减少可能出现的故障因素。本文使用拓扑网络完成电气接线图构建，完成拓扑系统结构建设。系统通过电路连接、通信连接方式，完成系统组网，同时具备电气设备、电路设备运行监控功能。将电子电工技术应用到电气自动化，使系统具备电气设备自动控制功能，主要使用PLC和ECMS实现自动化控制和调节，提高电气系统运行的安全性和稳定性。

关键词：电气自动化；电子电工技术；监测系统

0引言

电气自动化工程是当今工业界和生活中不可或缺的一部分，它负责控制和监测各种电气系统，使其能够高效运行。在这一领域中，电子电工技术扮演了至关重要的角色。电子电工技术是电气自动化领域的基础，它涉及电路设计、电子元件的选择和集成、电气设备的维护以及各种自动化控制系统的开发和管理。随着智能家居、电动汽车和可再生能源等领域的迅速崛起，电子电工技术的需求也日益增加。因此，深入了解和研究这一领域的应用对于推动科技创新、提高工业生产效率以及应对气候变化等全球性挑战至关重要。

1　电子电工技术应用内容

在电气自动化中，电子电工技术有广泛的应用。电子电工技术在自动化系统中，用于控制系统设计与开发，技术人员在控制系统设计中，会利用传感器、执行器、控制器等，通过选型和集成，以实现对设备和系统的自动化控制。此外，电子电工技术可用于电路设计和分析，在电路设计中建立模拟电路和数字电路。例如，使用电子元件和电路设计软件来设计和优化电源电路、信号处理电路、通信电路等。目前，电子电工技术在电力系统监测与保护中起着重要作用。例如，使用电力监测装置对电力系统参数进行监测和测量，同时使用电力保护装置对电力系统进行保护和故障检测。此外，电子电工技术可用于自动化控制系统中的信号处理、数据采集和控制算法的实现。

例如，使用PLC来实现自动化控制和调节。在电力系统中安装变频器、整流器、逆变器、电压调节器等元件，用于实现电能的高效转换、控制和调节，提高电力系统的稳定性和能效。此外，电子电工技术在工业通信与网络中应用广泛。在仪器仪表和自动化设备的设计和制造中，也可应用电子电工技术实现。例如，使用传感器、测量仪表和自动化控制设备来实现对工业过程参数的测量、监测和控制[1]。

2电子电工技术在电气自动化中的作用

2.1优化电气自动化系统资源

电子电工技术通过高效的电路设计和智能控制算法，有助于最大程度地降低电气系统的能源消耗。自动化控制系统可以实时监测电能使用情况，根据需求进行调整，从而避免不必要的能源浪费，对于减少能源成本、降低碳排放和推动可持续发展目标至关重要。电子电工技术使设备监测和管理变得更加智能和精确。传感器和控制器可以实时监测设备的状态，识别潜在问题，并采取预防性维护措施，以减少设备停机时间，有助于提高生产效率，延长设备寿命，并降低维护成本。另外，自动化控制系统可以实施多层次安全措施，监测设备状态，检测异常情况，并自动切换到备用设备或紧急模式，以确保系统在面临故障或危险时仍能够继续运行。

2.2机电一体化功效

电子电工技术有助于及早检测机械设备的故障迹象，通过监测机械设备的性能数据，系统可以自动检测异常情况并发出警报。这有助于进行预防性维护，提前修复或更换可能出现问题的部件，从而减少了停机时间和维护成本。自动化控制系统可以根据机械运行状态进行实时调整，以最大程度地提高效率。例如，在工业自动化中，电子电工技术可以确保生产线上的各个机械部件协调运作，以实现高速生产和产品质量的保证。同时，自动化控制系统可以监测机械设备的运行，确保其在安全范围内操作，并在必要时停止或减速以保护人员安全。此外，电子电工技术也使得机器人和人类工作者之间的协作更加灵活和安全。

2.3电气自动化系统的轻量化功效

电子电工技术的发展允许更高度的集成化，将多个功能合并到一个小型芯片或模块中。这种集成化降低了电路板和设备的物理尺寸，从而在有限的空间内容纳更多功能。这对于紧凑的工业环境或小型设备的设计非常重要，使得电气自动化系统更加灵活和适应不同的应用场景。轻量化电气自动化系统更易于移动和部署，这在需要频繁移动或临时部署自动化系统的情况下非常有用，例如在建筑工地、紧急救援任务或农业应用中。电子电工技术的应用可以减轻设备的重量，提高可携带性，并降低设备的维护成本[2]。

2.4智能发展功效

电子电工技术允许电气自动化系统实时监测各种传感器和设备的数据，这些数据可以用于迅速识别问题或变化，并采取自动控制措施以应对不同情境。例如，在制造业中，通过电子电工技术，生产线可以根据实时生产需求进行调整，从而提高生产效率。通过数据分析，系统可以预测设备故障、识别生产瓶颈和提供优化建议。这使得电气自动化系统更具智能决策能力，有助于提高资源利用效率和降低成本。电气自动化系统可以根据历史数据和模式进行学习，从而更好地适应不断变化的条件。这种学习能力有助于提高系统性能，并在新情况下作出更好的决策。

3电子电工技术在电气监控系统设计中的应用

3.1 ECMS与DCS接口方式

在监控系统中，电气量通过硬接线接入，模拟量则利用变送器设备采集，最终输入到DCS模块之中。电气控制则利用控制开关实现。在本案例之中，每个通信单元均配置通信接口，接口参数为RS485，系统同时接入多台DPU，并在DCS内部设立虚拟通信工作站，处理来自监测系统的相关数据。在本方案之中，DCS的协调性能够得到保障，且两个模块均属于独立的运行方式，两者之间的相互影响比较小。在组网过程中，监控系统与DCS之间则利用以太网连接在一起，完成监控系统与DCS之间的数据传递和指令交换。

3.2继电保护装置

自动化系统在继电保护上，使用差动保护原理。差动保护是一种常用的保护方式，可检测和定位电流差异，用于检测设备内部短路故障。在配置方案中，安装差动保护继电器，负责检测电流差异，并触发断路器或切断电源，以防止设备损坏[3]。变压器用于将高电流转换为低电流，以便差动保护继电器进行准确测量。在保护模块内安装电流互感器装置，用于将电流信号转换为可测量的低电平信号。同时，利用网络通信模块，实现差动保护继电器与监控系统之间的数据传输通信，以便实时监测和记录差动保护状态。在本案例中，除采用继电保护装置外，也使用20Hz电源定子接地保护方法，20Hz电源定子接地保护是一种用于检测和防止电机定子接地故障的保护方式。

结论

总的说来，电力电子技术在电气自动化工程中的运用，能够极大地提升电力系统运行效率和稳定性，在实时监测下及时发现和解决系统问题，对于推动电力系统朝着高效、节能方向发展具有重要意义。

参考文献

[1]李金惠.基于智能化时代下电气自动控制的应用[J].产品可靠性报告,2023(8):47-48.

[2]马忠明,冯新颖,李存超.基于Creo二次开发的电气柜自动布线数字化设计[J].电工技术,2022(16):119-122.

[3]郝鑫虎.探析PLC技术在农业机械电气自动控制中的应用[J].当代农机,2022(5):37-38.