电子技术在电气工程自动化控制中的应用

摘要：当今电气工程自动化控制领域蓬勃发展，电子技术作用关键。本论文开篇阐述电子技术涵盖传感、PLC、变频、智能控制等多元领域，明晰电气工程自动化控制基本内涵；深入探究电子技术在其中的具体应用，突显其提升精度、增强可靠性、提效降耗优势。为从业者揭示技术融合魅力，助力产业智能化升级。

关键词：电子技术；电气工程自动化；传感器；PLC；智能控制

引言

在现代工业与能源体系高速演进的当下，电气工程自动化控制面临着精度、可靠性、能效等多重挑战。电子技术作为创新驱动力应运而生，其传感器精准感知、PLC 灵活编程、变频器高效调速、智能控制优化决策能力非凡。深入挖掘二者融合应用，剖析电子技术如何赋能电气工程自动化，对突破行业瓶颈、推动智能电气发展意义深远，本文就此展开深度研讨。

一、电子技术在电气工程自动化控制中的基础

1.1 电子技术概述

电子技术是一门综合性技术领域，为电气工程自动化控制提供了核心支撑。从硬件层面来看，各类电子元器件是构建电子系统的基石，如二极管具有单向导电性，常用于整流电路，将交流电转换为直流电；晶闸管则可实现可控整流，通过控制门极触发信号来调节输出电流大小，广泛应用于电力变换与电机调速领域。集成电路更是电子技术的集大成者，微处理器芯片如同设备的大脑，能够快速处理复杂的数据与指令，实现智能化控制。在软件方面，电子技术涵盖了丰富的算法与编程逻辑。以数字信号处理算法为例，它能对传感器采集的模拟信号进行数字化转换、滤波、分析，精准提取有用信息，为后续控制决策提供依据。嵌入式软件系统可让电子设备根据预设程序自主运行，实时响应外部变化，极大提升了自动化程度。

1.2 电气工程自动化控制的基本概念

电气工程自动化控制旨在通过自动化手段对电气系统进行高效、精准的管控。其范畴极为广泛，涉及电力生产、传输与分配的全过程，在发电环节，通过自动化控制系统调节发电机组的输出功率，确保电能稳定供应；在输电过程中，利用监控系统实时监测线路状态，保障电力传输安全。在工业制造领域，电气工程自动化控制更是无处不在。从自动化生产线的电机驱动、设备启停，到工厂的照明、通风等辅助系统调控，均依赖精准的电气自动化控制。

二、电子技术在电气工程自动化控制中的具体应用

2.1 传感器技术

传感器技术在电气工程自动化控制中起着感知神经的关键作用。温度传感器能实时监测电气设备的运行温度，如在大型变电站中，其对变压器油温的精准测量，可及时预警过热风险，避免因高温引发设备故障甚至火灾。压力传感器则广泛应用于液压、气压控制系统，像在电力机车制动系统里，精确感知压力变化，确保制动平稳可靠。电流、电压传感器更是如同电气系统的把脉能手，不仅实时反馈电路工作状态，还为电力系统的继电保护提供关键数据依据，一旦检测到异常电流、电压波动，能迅速触发保护装置动作，保障电网安全稳定运行。

2.2 可编程逻辑控制器（PLC）

可编程逻辑控制器（PLC）是电气自动化控制的核心部件。在工业自动化生产线，PLC依据预设程序灵活控制机械手臂的精确运动轨迹，实现物料的精准抓取、搬运与装配，极大提高生产效率与产品质量一致性。在楼宇自动化系统中，PLC通过采集电梯、照明、空调等设备运行信号，按照时间、人员流量等因素智能调控设备启停，既营造舒适环境，又降低能耗。PLC具备强大的抗干扰能力与高可靠性，可适应复杂恶劣的工业现场环境，支持在线编程调试，方便系统升级改造，广泛应用于化工、冶金、食品加工等诸多行业。

2.3 变频器技术

变频器技术为电机调速带来革命性变革。在风机、泵类负载应用场景，通过变频器调节电机转速，精准匹配实际工况需求，实现显著节能效果。在大型中央空调系统中，根据室内外温度变化实时调控风机转速，降低能耗可达30%-50%。

在工业生产设备，如机床主轴驱动、输送带电机控制上，变频器提供平稳调速性能，满足不同工艺对转速、转矩的精细要求，提升加工精度，减少设备机械冲击，延长设备使用寿命，助力企业提升经济效益与市场竞争力。

2.4 智能控制技术

智能控制技术让电气工程自动化迈向新高度。模糊控制算法依据操作人员经验与模糊规则，对复杂非线性电气系统进行智能调控，如在智能电网无功补偿装置中优化无功功率分配，提升电网稳定性。神经网络控制模仿生物神经网络学习能力，对电气设备故障模式进行深度学习，实现故障提前预警与精准诊断，降低运维成本。专家系统集成大量专业知识与推理规则，为电气系统运行维护提供专家级决策支持，确保系统高效、可靠运行。

三、电子技术在电气工程自动化控制中的优势

3.1 提高控制精度

电子技术的融入使得电气工程自动化控制精度实现质的飞跃。以传感器技术为例，高精度的温度、压力、位移等传感器能够精确捕捉电气设备运行参数的细微变化，将这些模拟信号快速转换为数字信号反馈至控制系统。在精密电子制造车间，电子技术驱动的控制系统可精确调控加工设备的各项参数，如在芯片蚀刻环节，对蚀刻温度、蚀刻液流量的精准把控，误差可控制在极小范围内，确保芯片生产的高质量与一致性，极大提高了产品良率，满足高端电子产品对精度的严苛要求。

3.2 增强系统可靠性

电子技术为电气工程自动化系统可靠性筑牢根基。可编程逻辑控制器（PLC）具备强大的自我诊断与纠错能力，在工业生产过程中，一旦检测到程序运行错误、硬件故障或外部干扰，能迅速切换至备用程序或启动保护机制，避免系统崩溃。例如在化工生产线上，PLC实时监控反应釜温度、压力、物料流量等参数，确保化学反应稳定进行，有效防止因失控引发的爆炸、泄漏等安全事故。冗余设计与故障检测技术广泛应用，如在电力传输系统中，通过多重备份线路与智能故障检测装置，一旦主线路出现故障，能在瞬间切换至备用线路，保障电力供应的连续性，极大降低了停电风险，为社会生产生活提供稳定支撑。

3.3 提高生产效率

在生产领域，电子技术助力电气工程自动化大幅提升效率。变频器技术精准调节电机转速，使生产设备能根据不同工况实时调整运行状态，减少不必要的能源浪费与设备空转时间。在自动化流水生产线，PLC协调机械手臂、输送带等设备高效协同作业，物料搬运、加工、装配环节紧密衔接，缩短生产周期。智能控制技术基于大数据与算法优化生产流程，提前预判生产需求，合理调配资源，如汽车制造工厂依据订单数据智能安排生产线排班与物料配送，实现产能最大化。

3.4 降低能耗

降低能耗是电子技术应用的显著优势。在风机、泵类等广泛应用场景，变频器依据实际需求动态调整电机转速，避免电机长时间全速运行，相比传统定速运行模式，节能效果可达30%-60%。智能照明控制系统通过传感器感知环境光照强度与人流量，自动调节灯具亮度与开关状态，在商场、写字楼等场所大幅减少照明能耗。电力电子技术优化电能转换与传输效率，降低电网损耗，为实现双碳目标贡献力量。

结语

电子技术深度赋能电气工程自动化控制，从奠定坚实基础，涵盖关键技术概念，到具体应用于多元领域，传感器精准感知、PLC灵活操控、变频器高效调速、智能控制优化决策。优势尽显，精准控制、稳定可靠、增效降耗。未来，持续深化融合，必将推动电气产业迈向智能化、绿色化新高度。

参考文献

[1]王瑞，俞孙泽，常田.电子技术在电气工程自动化控制中的应用[J].数字技术与应用，2024，42（11）：238-240.

[2]张国才.PLC技术在电气工程及其自动化控制系统中的应用[J].造纸装备及材料，2024，53（09）：40-42.