浅析电气工程及其自动化的发展趋势

1 ELECTRONICS WORLD 技术交流 浅析电气工程及其自动化的发展趋势 贵州大学明德学院 刘世巍 【摘要】在电气工程及其自动化专业教学中，学生的实践能力和创新能力是衡量该专业办学的重要指标。随着科学技术的深入发展，电气工 程及其自动化也得到了很大突破。本文分析了电气工程及其自动化的广泛应用，并提出发展中存在的问题，在此基础上对电气工程及其自动 化的发展趋势进行预测，以期能为这个领域的研究提供一些借鉴，进而使电气工程及其自动化更好的发展。 【关键词】电气工程；自动化；问题；趋势 一、电气工程及其自动化专业概述 电气工程及其自动化技术是随着工业的发展，而逐渐形成的一 门学科，从某种意义上来说，电气工程及其自动化专业是一个归并 了多个电类专业的宽口径专业， 它以物理学、 电子学、 电工学、 自动控制、 计算机、测量技术等原理为基础的一门综合性技术科 学。作为一门新兴之学科，电气工程及其自动化专业的理论分为电 力网理论和控制理论两方面。电气化工程及其自动化是和老百姓的 平常生活有着密切联系，所以其发展速度相当之快。在工业生产 中，使用电气工程自动化技术科技对设备进行远距离的操控，从而 减小了对人力的需求，同时由于自动化特有的优点，又能加快设备 的生产效率，让工业企业得到更好的发展。 二、电气工程及其自动化的现状 （一）技术得到快速发展 电气工程及其自动化是一项包含多个学科的工程专业技术，在 上世纪七十年代，以西方国家为首开展了第三次工业革命，这次工 业上的革命对各个国家都产生了重要的影响，使人们的生活、工作 进入到了自动化时代，因此电气工程及其自动化技术得到了广泛的 认同，并且进行了快速的发展，使其形成了包含电力、电子、计算 机等多方面的科学技术。国际电工委员会颁布了 I EC6113-3 标准， 为控制器编程提供了重要的编程语言手段，实现计算机系统开发下 塔尖开放式的开发平台。通过在实际工作中的不断经验积累，结合 编程控制器、智能仪表等一些设备形成了稳定的电气工程及其自动 化技术，使其在社会发展中得到了广泛的应用，从而增强了社会生 产效率，提高了人们的生活水平。 （二）电气自动化平台呈现开放发展特点 计算机技术的快速发展使人们的生活方式发生了很大改变，不 仅仅是改变了人们传统的生活习惯，还在社会生产中带来重要的影 响。基于计算机系统技术，电气自动化领域对于操作系统进行了改 进，使操作界面变得更为灵活。现阶段，企业实施生产线电气自动 化方式主要是在之前的测控仪表内插入相关的电子未处理器。在插 入相关的电子未处理器后，测控仪器能对数据进行计算以及运输。 因为生产商有差异，所以，相应地生产商在设备精密信息的处理方 式也不相同，这种差异性导致标准不一的设备很难有效实现信息的 共享。针对于此，电气自动化平台呈现开放发展的特点。 （三）电气技术与机械生产相互结合 现阶段，我国的电气自动化更多是用在企业生产流水线上，主要 是对生产设备进行精密控制。并且，对于生产过程中的相关数据进行 详细、精确的记录。因为电子技术当前有着人力难以企及的优势，更 多的企业将其余机械生产与之结合，以便提高机械产品的性能。将电 气技术与机械生产相互结合后，应用电子技术的机械设备在产品的质 量、技术指导等方面已经远远超过传统的人力操作机械。 三、电气工程及其自动化发展存在的问题 （一）能源消耗过大 我国经济的发展离不开工业的助推，而在工业发展过程中， 电气工程技术的应用和推广越来越广泛，不仅对工业生产中的基础 项目产生影响，对整体产业链条的完整度也有提升的作用。并且， 越来越多的电气设备被运用于工业生产中，虽然对工程项目的基础 效率和质量都有相应的推动，但是在基本电气项目建立和运行过程 中，产生的能源消耗过大的问题还没有很好地解决措施。能源是21 世纪各国最为头疼的问题，这就使电力工程的能耗问题凸显的越来 越清晰。过大的能源消耗即不利于我国节能减排的基本方针，也与 科学发展观的基本方针背道而驰。 （二）系统结构方面存在缺陷 电气工程及其自动化的系统结构有两种不同的形式，其一是 集中式，其二是分层式。而这两种形式各有其优缺点。在集中式当 中，系统往往是非常单一并且软件的量大，调试不够简单，因而经 常出现一些问题。而在系统的信息化和网络化过程当中，往往还容 易出现通信故障，并且由于技术人员之技术问题，经常性的网络 出现终止，而导致了生产的停滞。 这也都对生产和企业之经济效 益，造成了巨大的损失。 （三）监管人员安全意识低 人们对于工程项目的安全问题越来越关注，但是相应的电气工 程监管人员还没有建立特别完善的安全意识，无论是基础的检测结构 还是基本的工程监管都不能与实际工程相匹配，这不仅降低了电力工 程的基础质量，也给电气工程埋下了安全隐患。我国电气工程自动化 系统已经开始向集成化系统转变，在这个过程中，需要相应的技术支 持，但是由于基本集成技术的落后，整体项目的信息资源还不能得到 有效地共享，这也在一定程度上制约了整体电力工程项目的发展。 （四）相关技术落后于发达国家水平 电气系统自动化技术要求基本工程项目具有基本的高效性和科 学性， 但是我国相应的技术手段还不是很先进。在现今这个网络 发达的阶段，计算机信息的使用更加有效的提高了生熟，在进行信 息处理的能力有待提高。在实际工作中，由于电气工程及其自动化 技术的应用在一定程度上提高了工业生产的效率，但还远远满足不 了现阶段电力工程中的发展需求。 四、电气工程及其自动化发展趋势 电气工程及其自动化是国家重点学科，就业方向较多，就业前 景较好，调查表明，近三年来，电气工程及其自动化的就业率都较 高，由此可见，电气工程及其自动化是具有发展前景的学科，下面 主要阐述电气工程及其自动化的发展趋势。电气工程及其自动化的 发展方向如下：就大型电力行业来看，电气工程及其自动化技术能 够应用于发电厂、供电局、厂矿企业、电力公司等，提高行业生产 效率。另外，电气工程及其自动化结构也在不断的优化，集中精力 强化系统集成与关键技术开发，同时通过社会化的协作与市场化的 外包分工，来充分推动相关技术的市场化步伐， 从而有计划的进 行开发与研究重要技术，从而有效提升资源配置的效率。另外，在 未来的发展中，电气工程及其自动化技术的精度也在不断的提高， 工作效率也会实现质的飞跃，同时能够充分的提高行业生产效率， 促进电气工程及其自动化行业的长远发展。 （一）科研人员和操作人员的综合素质得到提高 电气工程及其自动化的日渐成熟，是未来必应达到的效果，其 中，科员人员和操作人员发挥着重要作用。科员人员和操作人员作 为技术的研发者和操作者，直接影响着电气工程及其自动化应用和 （下转第191页） 11 ELECTRONICS WORLD 技术交流 下，弹簧扭转角度为30时在最小工作扭矩合理要求之内。 在1Nmm扭矩下单圈扭转角 /Nmm 工作极限扭矩下扭转角 校核三个工作点处斜率 116.65/68.94=1.69291/53.85=1.69030/17.75=1.690 三个工作点基本一致，线性度较好。 极限扭矩下单圈扭转角 簧丝间距 取 节距 mm 自由长度 mm 簧取6圈 弹簧单圈展开长 mm 弹簧展开长 mm 螺旋角 图2 弹簧工作图 3 弹簧的稳定性、疲劳强度及共振计算 本弹簧属于类载荷弹簧，设计时各参数满足弹簧工作线性关 系，弹簧始终工作在许用应力范围内，故不必进行疲劳强度及共振 计算。其细长比 ，故不必验证稳定性。 4 结果分析 至此，弹簧设计校核结束，弹簧工作图如图2所示。 本弹簧为冷卷直臂扭转弹簧，最终弹簧零件见图3。 弹簧材料 70#碳素弹簧钢丝 B级 外形尺寸 外径=6mm 簧丝直径 d=0.8mm 扭转范围 0120，最小变形角30，最大变形角91 图3 弹簧零件图 5 结束语 本文针对某天线的安装问题，提出了一种弹簧机构的设计计算 及强度校核方法，实现了在空间不足时设备在吊舱内的安装。目前 航空无线电电子设备正在向集成化、模块化的方向高速发展，在有 限的设备空间内恰当的使用机构设计能够有效提高安装空间。经过 实践，用此方法设计校核的弹簧机构工作稳定可靠，在设计中具有 较强的指导意义。 （上接第187页） 发展程度。注重高素质研发人员，鼓励创新技术，才能有效提高我 国电气工程及其自动化的竞争力及创新力，而操作人员的技术水平 直接关系到设备运行的质量。由此可见，要想推动、发展电气工程 及其自动化技术，是离不开科研人员和操作人员，在此过程中，科 研人员和操作人员的素质必定得到提高。 （二）建立电气工程及其自动化的统一独立平台 目前，电气工程及其自动化技术因企业类型不同而各异。不同 类型企业，电气工程及其自动化的技术水平也不一样。企业与企业之 间联系不紧密，自主研发相关技术，这会增加企业经济成本的同时， 不利于企业长足发展。所以，企业科研技术人员，一定要突破技术环 境的难关，加强企业之间的合作，有步骤，有计划的去设计电气工程 及其自动化方案。首先，在设计方案之前，科研技术人员要对设计的 电气工程及技术用户的特点进行研究，设计方案必须涉及到实施，运 行，维护等每一步骤的完成。从而，确定开发目标。然后，提前预算 好运行成本和运行时间，一定要控制在企业运行的范围内。最后，注 重终端客户的不同需求及商业项目运行的特点，做到建立电气工程及 其自动化的统一独立平台，从而有效减少企业经济运行成本。 （三）建立电气工程及其自动化技术的网络系统及系统结构 建立电气工程及其自动化技术的网络系统，优化资源配置，可 以保证企业之间信息交流的准确性和安全性。企业包括设备控制，技 术监管，企业管理等许多步骤，要想使以上步骤得到资源的合理化配 置，就要使这些系统通过网络联系起来。通过建立电气工程及其自动 化的通用网络系统，使各个系统之间的数据得到高效，快捷的交换、 传递，推动企业高效率运转。 因此，要想提高电气工程及其自动化系 统运行的稳定性和高效性，就必须要使电气工程及其自动化系统向通 用化方向发展。这样可以保证企业内部网络结构之间更加畅通的传输 信息，提高信息资源共享的程度，消除信息“孤岛”问题。 （四）应用范围不断扩大，产品不断得到改革和创新 随着电气工程及其自动化技术的发展成熟，各个行业对电气工程 及其自动化技术的需求更加迫切，促进电气工程及其自动化技术应用 范围不断扩大。此外，随着社会对电气工程及其自动化需求程度日益 提高，为顺应市场需求，企业一定加强对产品自主研发力度，提高产 品科技含量，生产诸多相关产品，使产品得到创新。并且，随着环境 污染问题及资源紧张问题的日益严峻，电气工程及其自动化技术的发 展也会顺应建设资源节约型这一时代发展的潮流，逐渐向低碳环保方 向发展，实现经济效益、社会效益和生态效益的统一。 参考文献 1徐立新.电气工程及其自动化的发展趋势分析J.科技致