电气工程发展与自动化研究(1)

1、毕 业 论 文电气工程发展与自动化研究 系 （部） 电气工程系 专 业 电气自动化 班 级 姓 名 学 号 指导教师 2016 2017 学年第 1 学期摘要作为工业经济发展中的重要内容，电气工程及其自动化在实际应用中取得了良好的效果，为工业生产效率的提高提供了可靠的保障。做好电气工程及其自动化的研究工作，并对其发展过程进行必要地探析，可以更好地发挥出这些技术的优势，加快工业产业转型的步伐。对电气工程及其自动化的发展进行系统阐述。关键词：电气工程;工业经济;市场经济;工业企业、消防电气系统；建筑；安装；维护I序言市场经济体制改革步伐的加快，对工业企业战略投资范围的扩大起到了积极的推动作用，促使

2、企业更好地掌握市场规律，及时调整自身的战略部署。实现这样的发展目标，需要充分地发挥电气工程及其自动化的优势，保证工业生产活动可以顺利地开展，实现现代化工业的发展目标。 II目录摘要I序言II第一章 电气工程及其自动化发展概况11.1 电气工程及其自动化发展概况1第二章 电气工程及其自动化发展存在的问题22.1关键技术的适用范围有一定的局限性22.2电气工程及自动化系统集成化程度低22.3数据传输的安全性较低2第三章 解决对策33.1搭建电气工程及其自动化统一平台33.2构建符合生产需要的通用网络系统33.3建立数据标准化对接3第四章 建筑消防电气的功能44.1早期避难功能44.2控制火势功能4

3、4.3辅助救援功能4第五章 建筑消防电气的安装55.1火灾报警系统的安装55.2消防联动系统的安装5第六章 建筑消防电气的维护66.1消防水系统的功能测试66.2备用电源的维护66.3火灾自动报警系统的检查维护6第七章 建设电气工自动化的策略77.1科学规划，建立统一系统平台77.2实行数据传输接口标准化建设电气工程77.3在电气工程及其自动化系统中建立通用的网络结构77.4注重培养电气工程自动化的专业人才7第八章 电气自动化发展趋势9第九章 电气工程及其自动化发展的制约因素109.1企业实际需求不同，导致成本增加109.2电气工程及其自动化实施过程中效率低、使用方法复杂109.3电气工程及其

4、自动化使用过程中数据的传输问题10第十章 建筑电气自动化设计要点1210.1中央控制室1210.2电气监控系统1210.3电气接地1210.3.1TN-S系统1310.3.2TN-C-S系统13第十一章 新设计思想与未来技术发展趋势的契合14总结15参考文献16第一章 电气工程及其自动化发展概况1.1 电气工程及其自动化发展概况为了满足社会各行业的实际发展要求，很多高校开设了电气工程及其自动化专业，培养了大量的专业性技术人才。这种学科的实际影响范围非常大，关系着人们日常的生产、生活。电气工程及其自动化研究工作的顺利开展，依赖的是可靠的自动化控制理论和电力网理论，加之其他关键性技术的支持，逐渐地

5、扩大了自身的社会影响范围。在电气工程及其自动化发展的过程中，计算机网络技术、电力电子技术、自动化控制技术等为这门学科中各种问题的有效解决提高了重要的参考依据，比如强弱电结合、各种基础硬件、软件的结合等都与电气工程及其自动化密切相关。我国在这门学科的研究过程中，主要注重的是其在电力系统的应用方面。电气工程对电磁现象和电磁理论进行了系统的阐述，为电磁理论实际应用范围的扩大起到了推动作用。第二章 电气工程及其自动化发展存在的问题2.1关键技术的适用范围有一定的局限性在不同企业的生产活动中，对电气工程及其自动化的实际需求有所差异，导致现阶段电气工程及其自动化中的某些技术无法达到企业的实际生产要求，逐渐

6、地增大了企业的生产成本。在运用这门学科技术解决实际问题的过程中，工作人员只能依靠现有的技术成果进行有针对性的操作，其他工作的顺利完成只能依赖于实际工作经验，影响了企业实际的工作效率。这客观地体现了电气工程及其自动化中某些关键技术有一定的局限性。2.2电气工程及自动化系统集成化程度低在各项新技术的不断更新中，电气工程及其自动化系统的功能有了较大的完善，为社会各行业的实际问题的有效解决提供了重要的解决思路。但是，目前我国电气工程及其自动化系统集成化程度低，依然采用各种系统独立运行的模式，无法实现资源共享的发展目标。同时，集成化程度较低的电气工程及其自动化系统的功能比较单一，其中，子系统的运行效率低

7、，影响了系统功能的充分发挥。2.3数据传输的安全性较低以往，电气工程及其自动化工程主要来源于工业生产，为现代化工业发展目标的实现奠定了坚实的基础。随着电气工程及其自动化应用范围的扩大，相关数据传输的安全性越来越受到社会各行业的关注。由于各种客观因素的影响，电气工程及其自动化实施中的数据安全性较低，对相关信息的正常传递造成了较大的影响。同时，由于不同生产企业的产品功能有所差异，客观地加大了电气工程及其自动化应用中的技术难度，对相应的运营成本也造成了一定的影响。因此，如何提高电气工程及其自动化工程中数据传输安全性，已经成为了研究者重点关注的课题。 第三章 解决对策3.1搭建电气工程及其自动化统一平

8、台为了扩大电气工程及其自动化关键技术的应用范围，降低相关企业的生产成本，可以结合不同企业的实际需求搭建电气工程及其自动化的统一平台，加快现代化工业产业转型和升级的步伐，为国民经济的持续发展提供必要的保障。要想满足这些方面的具体要求，可以采取的主要措施有以下3点：1、专业的技术人员需要根据用户的实际要求完善设计方案，明确系统开发所要实现的主要目标为;2、对系统运行中产生的成本费用进行综合评估，处理好平台搭建中的细节问题;3、结合不同企业的实际需求增强平台的服务功能，为电气工程及其自动化系统运营成本的降低提供可靠的保障。3.2构建符合生产需要的通用网络系统电气工程及其自动化通用网络系统的构建可为更

9、多实际问题的有效解决提供可靠的参考信息，并对各种资源进行优化配置，从根本上保证不同领域的信息传递效率始终保持在较高的层面上。在这种通用网络系统构建的过程中，技术人员需要对网络系统的整体架构、功能特点、适用范围等进行重点考虑，确保电气工程及其自动化通用网络系统的适用性和安全性。这种系统的出现将会加强社会各行业彼此间的沟通交流，有利于加快现代化企业的建设步伐。3.3建立数据标准化对接目前，信息化技术的不断更新为社会各行业的发展起到了积极的推动作用，可以实现电气工程及其自动化工程的数据标准化对接，从而保证不同信息传递的高效性。在未来电气工程及自动化的发展过程中，数据标准化对接将会成为重要的发展方向。

10、这样可优化电气工程及其自动化系统结构，缩短程序的开发时间，这对系统运行中经营成本的有效控制有重要的现实参考意义。第四章 建筑消防电气的功能4.1早期避难功能建筑消防电气系统包括了消防电话、消防广播、应急照明等火灾自动报警系统。一旦发生火灾，小区消防管理部门可以通过火灾报警信号及时的了解火灾的先期预报，通过消防广播等设施及时的疏散群众，避免出现秩序的混乱，从早期有效减少生命威胁。同时如果出现人员被困可以向其提供有效的逃离路线，帮助他们安全逃生。早期避难功能是建筑消防电气系统最重要的功能。4.2控制火势功能建筑消防电气除了能及时发现并输出火灾报警信号从而疏散群众以外，还可以利用防火门、防火卷帘等消

11、防联动设备进行防火隔烟，不仅可以有效控制火势的蔓延，还可以一定程度上保护被困人员的安全。该功能是体现建筑消防电器系统是否合理的一个关键功能。4.3辅助救援功能当火灾发生时，能否有高效的救援往往是损失程度大小的关键，而建筑消防电气系统可以为救援工作提供辅助，便于消防人员及时了解火情信息，也能一定程度上保护消防人员的安全，从而确保灭火救援的工作的有效进行，能大大降低了火灾所带来的经济损失。该功能是一样辅助功能。第五章 建筑消防电气的安装建筑消防电气系统主要包括火灾报警系统与消防联动控制系统两部分。因此，探讨建筑消防电气的安装，也是要从两方面来进行分析。目前，出台的规范主要有民用建筑电气设计规范、高

12、层民用建筑设计防火规范、火灾自动报警系统设计规范等。它们都对火灾自动报警系统和消防联动控制系统进行了详细的规范，在规划设计时应切实遵循。5.1火灾报警系统的安装因为火灾报警系统是火灾发生时的第一道防线，因此它的安装必须严格按照安装要求进行规划、设计和施工，确保每一个部件都能在关键时刻发挥应有的作用。火灾自动报警系统的安装主要包括探测器、按钮、模块（接口）、报警控制器、联动控制器、报警联动一体机、重复显示器、警报装置、远程控制器、火灾事故广播、消防通讯、报警被用电源安装等项目。在安装过程中，应遵循以下几点：1.火灾报警系统的安装专业性很强，因此施工前必须经相关公安消防监督机构批准，并且由有许可证

13、的安装单位来承担，确保施工质量。2.火灾自动报警系统的安装应符合国家相关规范条例，满足设计图纸和设计说明书的要求并且严格执行，不得擅自更改。3.火灾自动报警系统的设备应选用经国家相关部门检验合格的产品。并且安装前均应妥善保管，防止损坏，安装时应避免机械损伤。发现设备材料不符合要求时要及时更换。4.因为大多数管线安装比较隐蔽，因此在安装过程中一定要严格控制质量，防止返工维修。5.2消防联动系统的安装消防联动设备主要有防火阀、防火门、防火卷帘、送风阀、排烟阀、水流指示器、电磁阀、排烟风机、送风机、消防泵、喷淋泵、切断电源装置、通讯、应急广播等。它的安装就必须根据建筑施工的实际情况进行。在安装的过程

14、中，要配合消防控制中心之前的基础工作，并按照联动设备厂家说明进行严格的安装，使用前应进行检查和通电试验，保证能正常使用。最后，还要将用明显标志标出联动设备导线，用锁母将金属软管与设备进行连接，并根据配管规定接地。第六章 建筑消防电气的维护 建筑消防电气系统的维护, 是保证消防系统可靠运行的重要环节。如果消防管理部门对消防电气设备的日常维护不加以重视，不去系统保养消防设备，随着投入时间的推移，系统的可靠性会下降，不能达到火灾保护功能。因此工作人员要及时定期、按时的对消防电气设备进行全面的检查、测试和维护。从而保证整个消防电气系统的保持在一个好的好性能。对建筑消防电气的维护主要通过以下几方面进行维

15、护：6.1消防水系统的功能测试消防水系统是建筑灭火的主要组成部分，主要包括自动喷水灭火系统、水幕系统、水喷雾灭火系统等。消防水系统能否正常运行对建筑物的安全至关重要，因此，对消防水系统的功能要定期测试，最好每一年全部测试一遍，包括水流指示器、消火栓启泵按钮的测试、消防水泵有三种启动方式（现场启动、自动启动、远程启动）能否进行等。6.2备用电源的维护如果发生火灾，普通电源就会被完全切断，为此，消防电气的备用电源就显得至关重要。通常状况下，工作人员在维护消防电气设备时也要对备用电源进行全面的检查，在发现电池失效之后，要立即进行更换，确保建筑消防装置安全、能可靠的运行。6.3火灾自动报警系统的检查维

16、护火灾发生时，第一时间对人员的疏散以及火灾救援最为关键，火灾自动报警系统的职能就是能及时发现火情。因此，维护自动报警系统是消防电气维护工作的重点。按照行业相关标准，探测装置等运行时间大多都是 2 年，因此每隔2年或 3 年就需要一次彻底的清洗。并且还应进行定期的检查，从而确保其始终处于正常运行状态。总之，针对消防安全的重要性，消防部门常态化、制度化管理，明确各自的职责和工作程序。并切实安排专业技术人员对消防电气系统及相关设备进行管理以及维护。若有设备损毁，要及时修理或更换，确保消防电气系统的有效运行。第七章 建设电气工自动化的策略7.1科学规划，建立统一系统平台在进行开发设计电气工程及其自动化

17、系统时，我们要以正确思想来做为指导，在开发前，要对开发目标、所针对的用户、针对的行业等信息进行深入了解，科学规划，在具体实施过程及试运行等环节都要给予科学的流程管理，这样一来，可以很大程度的降低系统开发完成的时间及费用，将企业的成本控制在合理的范围内；另外，受企业商业项目运行的特点以及终端客户的不同需求，无论是嵌入式系统或者其他的控制系统，统一的开发平台都要满足基于PC的自动化产品的各项需求，从而建立电气工程及其自动化体系的统一平台，从而减少电气工程及其自动化系统开发成本和企业的运行成本。7.2实行数据传输接口标准化建设电气工程实行数据传输接口标准化建设电气工程及其自动化系统能够高效、快捷、安

18、全的进行数据传输，实则完全得益于其系统程序接口的标准化。要利用现代科技尽快解决程序接口的问题，在具体操作和具体使用中实现程序接口的完美对接，从而减少开发工程的时间和费用，成为电气工程及其自动化系统和办公自动化系统之间的数据交换及共享的强有力的保障。7.3在电气工程及其自动化系统中建立通用的网络结构通用的网络结构能够在各企业实施工业领域自动化过程中，对于生产企业中的设备控制系统、技术监管系统、企业管理系统等各个系统之间的数据能够实现高效、快捷、安全的进行交换。网络结构是电气工程及其自动化系统中最为重要的部分。通用的网络结构还可以对中心控制系统及其他通信管理系统进行网络资源的配置，可以使信息及时正

19、确的传输，做到真正的网络结构互通。7.4注重培养电气工程自动化的专业人才电气工程既然作为了一门传统学科和国民经济的基础产业之一，而且也得到了很好的发展和重视。随着世界经济的不断发展和能源的紧缺的现状，因此就继续人才来满足社会的需求。专业培养人才的基本要求就需要扎实地学好自然科学基础知识，掌握好人文社会科学和一定的管理科学知识，并具有较强的计算机应变能力。还要通过理论学习、时间训练和社会实践，培养出全面的人才来。第八章 电气自动化发展趋势电气自动化将会采用统一的系统开发平台，采用统一的系统开发平台，可以有效支持H个自动化项目周期中的各个阶段和环节，包括设计、实施和测试、调试和开机、运行及维护等，

20、这样不仅能够在很大程度上降低整个项目完成周期，还能够降低项目成本，为了实现统一的系统开发平台，还需要开发平台独立于最终的运行平台，以满足用户的需求，要根据电气自动化项目的特点以及用户的求，运用统一的运行代码开发出最终的运行平台。电气自动化操作人员的专业化，在进行电气自动化系统设计与安装工作时，往往没有重视对那些将直接接触控制设备人员进行培训这一环节，究其原因是因为，管理者通常认为控制电气自动化设备的实际运行比较简单，不需要进行专门的培训，有很多生存厂家或者是某些工程部门是在电气自动化设备安装完毕运行以后，才会简单地对电气自动化设备操作人员和维护人员进行培训，这种做法不利于电气自动化的进一步运用

21、，无法有效控制安全事故的发生，在未来的电气自动化技术发展过程中，必须要对操作人员和维护人员进行专业的培训，使他们能够理解电气自动化设备的构成和运行过程，能够应付电气自动化设备在运行过程中出现的意外事故，将事故对产品生存的影响降到最低，因此，电气自动化设备的操作人员和维护人员的素质会有所提高，趋于专业化。电气自动化将在某些行业的关键技术有所突破，电气自动化的发展依赖于科学技术的发展，目前我国已经成为全球电气自动化制造基地，在某些行业的关键技术上的研究已经取得一定进展，在不久的将来会有所突破，我国很多行业在整个产业链的工艺水平已经达到了一定的高度，行业内所有知名品牌都在中国生产制造，减少了与世界领

22、先水平的差距，逐渐达到世界一流水平，通过电气自动化在实际工业中的应用以及总结，可以在某些行业的研究工作上取得更进一步的进展，突破某些关键技术。第九章 电气工程及其自动化发展的制约因素近年来，随着经济的发展和科学技术的不断进步，电气工程及其自动化技术也取得了迅猛的发展，但由于客观因素影响，电气工程及其自动化技术在发展过程中仍然存在一些制约因素，想要使这种技术进一步发展，就必须切实解决好这些不利因素。9.1企业实际需求不同，导致成本增加目前我国电气工程及其自动化系统的建设没有针对性，只是一项综合的技术，企业在使用时需要相关人员根据现有的技术成果，按照企业的实际需求，进行有针对性的设计，无形中增加了

23、成本。电气工程及其自动化的开发平台系统是多样的，这就使电气工程及其自动化在具体设计、实施、和调试、开机、运行及维护过程中，无形中延长相关软件的实际开发时间，增加了各个环节的成本费用，最终使工程的总成本增加，没有达到企业成本控制最优化的目标，给企业造成了一定的损失。9.2电气工程及其自动化实施过程中效率低、使用方法复杂在实施电气工程及其自动化的过程中，建议一个高效快捷的电气工程及其自动化系统是电气工程及其自动化系统体系是否成功的关键。当代社会是一个讲求效率的社会，在保证质量的前提下不断提高运行效率，适应这个快节奏发展的社会的步伐。另外，电气工程及其自动化的设计要针对不同的对象进行不同的设计，要力

24、争做到操作方法简便易懂，更容易让人接受，有些技术可能需要复杂的操作，但企业不需要或者没有这样的专业技术人员，这样的电气工程及其自动化系统即使设计出来，也是失败的。一个成功高效的电气工程及其自动化系统离不开网络结构，受不同企业发展需求及技术因素等影响，各商业企业中网络构架也不尽相同，因此，网络结构的多样化，对电气工程及其自动化产品也造成了一定的影响，这也是电气工程及其自动化发展与建设过程中不可忽视的问题。9.3电气工程及其自动化使用过程中数据的传输问题电气工程及其自动化在商业用途中，数据传输是非常重要的，既要求数据传输的准确，更要求信息传输的安全，因此，电气工程及其自动化在数据传输方面还是存在一

25、定问题的。在不同企业等商家制造的硬件和软件等产品在信息交换的过程中，受开放商程序接口不同的影响，给数据之间的传输和通信造成了一定的困难，从而增加了电气工程及其自动化数据通信的困难，无形中提升了电气工程及其自动化系统的综合运营成本。另外，电气工程及其自动化系统的通信安全功能也是非常重要的，商业安全是商业运营中非常重要的组成部分。第十章 建筑电气自动化设计要点10.1中央控制室中央控制室是指由变配电直接引出的回路供电。在中央控制室内部必须设有专用的配电盘，而其负荷等级必须要高于高层建筑中的最高级别，在常规情况下系统供电电源的电压要控制在10%，频率变化得小于1Hz，波形失真率应当控制在20%以下。

26、中央管理计算机要设置UPS不间断供电设备，其容量主要涉及到高层建筑设备自动化内的用电设备总和，需要时可以扩大容量，保持半小时以上的供电时间。中央控制室还要尽可能靠近控制负荷中心，与水泵房、电梯机房、变电所要保持在20m以上的距离。室内控制的操作台需要设置2m的距离，在设置台离墙布过程中在后台要留有2m以上的检修距离，并且要做好阳光直射的防护措施。中央控制室需要选择抗静电架空活动地板，其高度要保持在25m以上。10.2电气监控系统电气监控系统的主要功能就是对设备的运行状态及多发故障进行监控。在发生故障时能够及时切断工作，从而避免扩大故障的影响范围。电气监控系统与自动化系统的组成部分基本一致，主要

27、包括测量参数、分析逻辑、执行程序等。测量主要是通过保护设备的正常运行及把获取的参数传输到监控系统，使监控系统对测量参数进行处理后从不同角度显示出来，然后对检测参数及整定值实施对比分析，这样就能得到实时掌握保护设备运行情况的作用。在电气系统或被保护设备被逻辑判断出现故障时，监控系统需要立即把输出保护信号传达给执行元件，以起到保护装置动作的作用，执行部分把逻辑信号放大后参照相关的指令信号来控制任务。电气自动化系统的监控参数主要涉及到了电流、电压、功率、频率、相位、电量等，而数据信号、测量方式、仪表形式、控制对象缺少专业水准，尤其是执行部分主要是以接触器、电磁机构、继电器作为主要结构。由于电气监控系

28、统对系统物理量参数监控广、人工操作少，所以必须对系统设置独立的保护装置。10.3电气接地在现如今的高层建筑供配电设计上，接地系统的设计已经占据了相当重要的地位，它与供电系统的安全性和可靠性有着密切关系。尤其是近年来大量的高层建筑的出现都对接地系统的设计提出了更高的要求。电气接地的主要方式分为以下两种：10.3.1TN-S系统TN-S一个三相四线加PE的接地系统。该系统主要用于高层建筑内的独立变配电所。其特点是，保护接地线PE与中性线N在变压器中性点共同接地，除此之外，两线不存在任何的电气连接。PE线使不带电，而中性线N是带电的。这样的系统已经完全具备了安全、可靠的基准电位。在计算机等电子设备没有特殊要求的时候，基本上我们都会采用这种接地系统。在高层建筑里，单相电的设备较多，其负荷也相对较大，三相负荷一般都是不平衡的，所以在中性线N中都有随机电流。10.3.2TN-C-S系统TN-C-S系统是由两个接地系统组成，一部分是TN-C系统，另一部分是TN-S系统，分界