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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电气自动化问题论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

1.提高自动化专业本科毕业设计质量的若干对策
2.自动化专业毕业实习模式的实践与探索
3.电气工程及其自动化专业毕业设计研究
4.略论高职自动化专业毕业设计的改革
5.电气工程及其自动化专业毕业设计选题的探讨
6.农业机械化及其自动化专业本科毕业设计改革探索
7.基于项目导向的自动化专业毕业设计模式研究——以钦州学院为例
8.提高电气工程及自动化专业毕业设计质量探讨
9.提高自动化专业毕业设计质量的研究与实践
10.应用型本科机械设计制造及其自动化专业毕业设计选题研究
11.新形势下自动化专业毕业设计的研究与实践
12.探索提高热工自动化专业毕业设计教学质量
13.MATLAB在电力系统自动化学生毕业设计中的应用初探
14.基于ASP及VBA技术实现毕业论文格式规范自动化
15.自动化专业毕业设计模式探讨
16.机械设计制造及其自动化专业毕业设计的改进措施探索
17.提高电气工程自动化专业毕业设计质量的方法
18.关于电气工程及其自动化专业毕业设计大纲的探讨
19.高职自动化专业学生毕业实践的探讨
20.应用型本科自动化专业毕业设计运行机制的创新研究与实践
21.仿真技术在自动化专业毕业设计教学环节中的应用
22.应用型本科院校自动化专业毕业设计(论文)的探索与实践——以太原工业学院自动化专业为例
23.提高自动化专业毕业设计质量的方法研究
24.浅淡电气自动化专业高职毕业没计
25.机械设计制造及其自动化专业毕业设计的改进措施探索
26.利用网络资源与计算机仿真技术突出创新能力的培养——电气自动化专业毕业设计教学改革的实践
27.试论技工院校电气自动化专业高技班开展毕业设计
28.对自动化专业毕业设计的经验总结与思考
29.如何做好应用型本科院校自动化专业的毕业设计
30.农机化及其自动化专业毕业论文与科研结合效果探讨
31.自动化专业本科毕业设计现状分析与新模式探索
32.工科毕业设计新模式的探索与实践——以华北电力大学自动化系为例
33.谈电力系统及其自动化专业的毕业实习与设计
34.机械设计制造及其自动化专业毕业设计的改进措施探究
35.高校自动化专业毕业实习的探讨
36.基于就业能力提升的自动化专业毕业实习教学改进
37.提高工科自动化专业本科毕业设计(论文)质量的实践与探索
38.地方农业院校机械类专业本科毕业设计教学探析——以农业机械化及其自动化专业为例
39.高职电气自动化专业毕业设计指导方法探索与实践
40.高职机械制造与自动化专业毕业设计模式改革与实践
41.机械设计制造及其自动化专业毕业设计改革探讨
42.电力系统厂站及调度自动化综述
43.微生物自动化分析仪的毕业实习带教初探
44.电气自动化技术专业卓越技师毕业设计作品化改革与实践——以山东劳动职业技术学院为例
45.自动化和建环专业联合开展毕业设计的教学改革实践
46.基于工作过程的电气自动化专业毕业设计教学模式探讨
47.提高工科高校学生毕业设计质量的改革与探索——以自动化专业为例
48.CAD技术在电气工程及其自动化专业毕业设计中的应用
49.浅谈自动化专业本科生毕业设计(论文)指导规范化
50.机械设计制造及其自动化专业毕业设计成绩评定质量的研究——以常州工学院为案例
51.机械设计制造及自动化专业毕业设计的实践及思考
52.工程教育专业认证背景下培养目标和毕业要求的制定——以广东石油化工学院电气工程及其自动化专业为例
53.电气工程与自动化专业毕业设计改革的探索与实践
54.电力系统及其自动化专业实习与毕业设计环节改革探析
55.电气工程及其自动化专业毕业设计选题的探索与实践
56.提高电气工程及其自动化专业毕业设计质量的研究与实践
57.基于CDIO的电气工程及其自动化专业毕业设计改革探索
58.不变与应变——自动化专业毕业设计的再思考
59.电力系统及其自动化专业毕业实习教学模式探讨
60.自动化仪表专业毕业设计的改革实践
61.MATLAB在自动化专业毕业设计中的应用
62.高职高专电气自动化专业毕业设计方案研究
63.高职焊接技术及自动化专业毕业设计存在的问题与对策
64.以实际生产工艺过程作为自动化专业毕业设计题目的思考
65.电力系统及其自动化专业毕业设计改革的探讨
66.毕业设计与毕业分配挂钩新的教学模式 记92届电气自动化专业毕业设计
67.工企自动化专业毕业设计指导工作的研究
68.谈中专自动化专业的毕业设计
69.自动化专业新形势下毕业设计过程与质量研究
70.电气工程及其自动化专业毕业设计中的问题及改进措施
71.电气工程及其自动化专业毕业实习改革探索
72.电子束离子束专业结合毕业实践研制用于生产自动化仪表零件的电子束焊机
73.机械设计制造及其自动化专业毕业实习的改革
74.机械设计制造及自动化专业毕业设计模式的教学改革
75.毕业设计过程中学风因素及治学方略研究——以机械设计制造及其自动化专业为例
76.本科毕业设计过程中学生创新能力培养的实践和思考
77.工业自动化专业毕业设计注重能力培养的实践
78.高职电类专业毕业设计选题探讨
79.本科毕业设计过程管理平台的设计与实践
80.基于学科平台开展本科毕业实习的改革与实践
81.实验室自动化系统应用对检验医学本科生实习的影响与对策
82.加强实践教学,提高本科生毕业设计能力
83.毕业设计过程中如何培养独立学院学生的创新能力
84.“变电站综合自动化”教学实践
85.医院药房自动化管理系统应用进展
86.人工与自动化双分拣区系统品项分配优化
87.机械自动化技术的应用研究
88.基于配电网自动化的多Agent技术在含分布式电源的配电网继电保护中的研究
89.基于不同接线模式的馈线自动化实现方式
90.自动化炒青绿茶生产线的设计与应用
91.薄煤层综采工作面自动化技术综述
92.馈线自动化自适应快速保护控制方案
93.滚筒采煤机自动化与智能化控制技术发展及应用
94.国外图书馆自动化系统市场发展状况研究
95.正念训练的去自动化效应:Stroop和前瞻记忆任务证据
96.电力自动化技术的新发展
97.软件测试自动化技术应用研究
98.基于数据驱动的软件自动化测试框架
99.省级气象计量检定业务自动化系统
100.办公自动化系统的应用
101.压力容器焊接自动化技术的现状与发展
102.薄煤层综采自动化配套装备开采技术
103.电气自动化控制设备可靠性探究
104.自动化装配设备的总体设计
105.配电自动化
106.探讨220kV变电站综合自动化系统的应用
107.机械制造及其自动化的发展趋势分析
108.电气自动化控制设备可靠性探究
109.从国内外建设经验探讨广州配电自动化建设模式
110.槟榔包装的自动化生产线设计
111.我院基于整体设计的自动化药房建设
112.配电自动化实用化关键技术及其进展
113.云计算环境下图书馆自动化系统发展探索
114.电气自动化技术在电力系统中的运用浅谈
115.基于CAN总线的船舶自动化系统研究与设计
116.基于SMART准则的配电自动化建设效果评价体系研究
117.基于Android的自动化测试的设计与实现
118.电气自动化在电气工程中的应用
119.自动化综采工作面概念探讨
120.任务复杂度对自动化意识的影响
121.探析智能型机械自动化应用趋势
122.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用
123.软件自动化测试概述及应用工具分析
124.试论化工自动化控制的发展趋势
125.基于IEC61850国际标准的配电自动化系统应用研究
126.远动控制技术在电力系统自动化中的应用
127.智能配电网馈线自动化发展及展望
128.图书馆自动化开源系统的市场可行性研究
129.国内石油钻机自动化技术现状与建议
130.变电站综合自动化系统的选型
131.IEC61850在高级配网自动化中的应用
132.机械自动化技术的应用与发展前景的探索
133.智能电网发展的机制及其对电网自动化技术的影响
134.变电站自动化技术的未来发展(一)——电力市场与协调型自动化
【关键词】工业电气自动化 应用原理 节能技术 发展趋势
随着科技的高速发展,人民生活水平得到了日益提高,解放劳动力和节能减排是当前急需解决的工业问题,因此,工业电气自动化应用与节能技术被广泛提及,工业电气自动化也被我国的各个系统、部门应用着。尤其是改革开放以来,工业电气工程的自动化也变得更加人性化,为我国的工业建设带来了比较大的经济效益和社会效益。因为工业电气自动化的先进性,使得这项技术可以被应用于工业生产的方方面面,时至今日,更是发展成了比较完善的体系,预测其未来的发展趋势基本可以体现在以下三个方面:一次设备的智能化发展、一次设备在线监测的实现、电力互感器向光互式方向发展。
1工业电气自动化概述
工业电气自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科,作为一项新兴技术,工业电气自动化更是与人们的日常生活密不可分,其发展速度十分迅速、发展态势十分迅猛,与工业生产的密切关系也使得这项技术日趋成熟,已经成为高新技术产业的重要组成部分,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。在概念方面,工业电气自动化是指电气装置或者电气设备在没有人操作的前提下,按照提前输入的指令对工业进行控制或者操作的过程。目前电气自动化在工业、农业、医疗等多个与人类生存息息相关的领域被广泛应用,其中工业电气自动化不仅可以解放生产中的劳动力,还能使生产过程更高效、安全,很多情况下,工业电气自动化已经成立一个国家的技术先进与否的重要标准。因此,我国对工业电气自动化的关注程度、开发力度都是前所未有的。
2工业电气自动化的应用情况
上个世纪五十年代,电气自动化专业在我国出现,并由此拉开了工业电气自动化技术快速发展的时代序幕,经过半个多世纪的发展,电气自动化技术已经被推广到了与人们的日常生产、生活息息相关的多个领域。电气自动化技术的飞速发展离不开科学技术的支持,它被广泛应用在工业领域,便是由自动化的机器代替人工完成工作任务,不仅可以节约人力资源、物力成本,电气自动化还能够提高工作效率、保证工作质量,为工业创造经济价值。尤其是一些危险系数高的工作,以安装了自动化程序的机器为主要劳动力,可以直接避免对人员造成的身体伤害。日常生活中随处可见工业电气自动化技术,例如在空调设备中、制暖设备中、楼宇通信设备中。目前,我国从事工业电气自动化技术研发的人才更多、领域更广泛,很多高校已经开设了电气自动化专业。为工业电气自动化的发展与创新提供支持的是信息技术的发展,信息技术的特点推动了工业电气自动化的多方面应用。
2.1工业电气自动化的应用原理
随着科技的进步,电气自动化也被应用到各个领域中,尤其是工业电气自动化的发展更为迅速,OPC技术出现以后更是极大地推动了工业电气自动化的发展。工业电气自动化的发展基于控制系统,表现为易于集成、比较灵活,并能够有效地节约资源、降低成本,它的应用能够促进工业发展,短时间内便可带来经济效益和社会效益。整个应用原理是:充分利用现场总线控制系统,该系统控制准确性高、智能程度高、互动开放性强、时效性强,能加强工业底层生产过程和生产所需设备之间的关系,加快信息交流过程,能够保证管理层面和执行层面的通信透明和自动化数据的存取。如此一来,工业电气自动化应用这一系统后准确度更高、控制更灵活,同时还降低了成本和生产程序误差,这也正是近年来工业电气自动化被应用到了诸多领域的原因所在。基于此原理,电气自动化提升了工业的生产效率和产品的可靠性,应用此项技术的企业无异于获得了一项强有力的技术支持,从而一跃站在同等行业的顶峰,提升了企业的核心竞争力,虽然工业电气自动化技术发展迅猛,但也存在一些需要调整和改进的地方,需要继续发展。
2.2将工业电气自动化应用于建筑行业
因为我国城市化进程加快,固定的城市区域内集中了大量的城市人口,对建筑行业的要求也越来越高,需要在尽量短的时间内保质保量地完成建筑任务。工业电气自动化应用于建筑行业是最常见的,在建筑行业中应用工业电气自动化技术可以降低建筑成本、提高施工效率、简化施工过程、从危险系数较高的任务中解放施工人员,因为这种自动化的技术可以按照最科学合理的方法进行人员分工、资料分配、时间安排等,将复杂的建筑施工任务简单化、便捷化。电气自动化技术为建筑行业增添了新的活力,通过在建筑物中实现现场总线控制系统连接自动化系统和智能设备,就可以快速解决系统之间的信息传递问题,真正实现工业自动化。同时,在高楼大厦中的安全、防御、防火、监控、通讯、办公等多个环节也需要应用电气自动化,这种技术使得目前的建筑行业更加智能化、高端化。使用自动化技术还能够减少后期电缆的使用,在材料上节省支出,也为后期电缆维护省去了不少麻烦。
2.3将工业电气自动化应用于空调设备
文献资料显示,除建筑行业外,空调设备采用工业电气自动化的情况也比较多。空调是家庭中常备的家用电器,因其制冷、制暖的双重功能而广受欢迎,使人们能够在炎热的夏季和寒冷的冬季都能够感受到适宜的温度,但是空调能够为人们既提供凉爽,也提供温暖的特点,使得空调设备必须要应用电气自动化技术,也是电气自动化技术成就了空调的这两项基本功能。空调设备的运行原理是:它可以利用内部的电气自动化装置,通过比例积分的运算方式对相关数据进行计算和处理,空调设备中的温湿度传感器可以敏锐地“感受”室内的温度和湿度,比较事先设定好的温度、湿度和内部传感器获得的温度、湿度数据,并将比较后的信号传输到通风湿度控制上,以实现对室内温度、湿度的调控,使室内的温度、湿度与设定数值相符。当室内的温度、湿度达到了预先设定值的时候,传感器再度通过运算使空调停止运转,实现对室内温湿度的控制。这样的过程便是在空调设备中应用工业电气自动化的原理。
3工业电气自动化的节能技术
工业电气自动化的节能技术是最为领先的技术所在,在节省运行成本、提高生产效率、改善工业环境等方面都起着积极作用,伴随“绿色工业革命”的兴起,在工业领域的节能技术广受推崇,并已经成为了当前的经济建设和工业建设的双重目标,电气自动化日益成为了工业领域节能的有效武器。在电气自动化系统中,最为显著的是对电力资源的节约,以下从减少电能损耗、选对变压器、无功补偿和选对滤波器等四个方面阐述工业电气自动化的节能技术。
3.1减少电能损耗
工业电气自动化的机器在运行中一定会需要电力支持,但是在节能方面首先要考虑的就是尽量减少对电能的无谓损耗。在电气自动化运行过程中,通过电力传输才能产生效果,然而由于导线电阻缘故,势必会造成电力的损耗,这种消耗是没有任何意义的,因此应该采取措施来减少这种电能消耗。第一,在导线的材质方面要选择电导率相对小的;第二,线路的走向要合理,因为减短导线的长度就可以减少因电阻而产生的不必要消耗;第三,适当加大导线的横截面积,这样便可将电阻减小。
3.2选对变压器
变压器是工业电气自动化不可缺少的一部分,但是这种常见的电器设备却会消耗很多电力,为了节约能源,在变压器的选择上也有很多门道。首先,要选择节能变压器,便可以在源头解决耗费电能源的问题;其次,要减少负荷不平衡,只有维持好三相电的平衡才能减少对变压器的损耗,从而减少耗电,例如采用单相自动补偿设备、三相四线制供电等将用电平分到三相电源上。
3.3无功补偿
无功补偿在电力供电系统中有着重要作用,它可以降低损耗、提高供电效率,从而改善供电环境,正因为无功功率补偿装置不可或缺,但又比较耗电,所以要合理、正确地选择补偿装置,可以做到最大限度的减少电网的损耗,以达到提高电网质量的目的。第一,通过严格计算来确定电容器补偿的使用;第二,采用具有调节平滑、跟踪准确、适应面广等诸多优点的模糊投切方式,改变原有方式来实现补偿效果的最优化;第三,要尽量防止整个过程中的投切振荡、无功倒送等情况出现;第四,无功补偿设备就地安装、就地补偿,避免在传输过程中出现二次耗能。
3.4选对滤波器
电源滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路。滤波器可以对电源线定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除,得到一个特定频率的电源信号,或消除一个特定频率后的电源信号。因为突然增加设备,在电网扩建过程中难免会产生谐波电流,而这些电流又会因为电网的阻抗而产生容易产生畸变的电压,增加对电气设备误操作的可能性,从而影响电网的正常使用。因此需要选对滤波器来实现节约能源,应用有源滤波器,可以过滤到部分谐波电流,从而增加电气设备有效率,节约电力资源。
4我国工业电气自动化未来发展趋势
通过对工业电气自动化应用情况的分析得知,电气自动化技术未来的发展趋势就是被广泛应用在各种领域,无论是工业、农业,还是医疗、教育,甚至在国防领域,因为工业电气自动化技术可以节约成本、解放劳动力、增加工作准确率,获得更多的经济社会效率。
近年来,我国的工业电气自动化水平得到了快速提升,不仅可以直接应用技术,还能够实现对电气自动化技术的自主研发,该技术的应用推动了科学技术进步、国民经济发展,逐渐拉近了与工业强国之间的距离。我国工业电气自动化未来发展趋势主要有以下几点。
第一,对于工业电气自动化技术的应用应该建立成熟的机制和完善的体制。目前,工业电气自动化技术还属于高新技术,发展时间尚短,因此应该在努力研发更先进的技术和产品时注意保证生产的规范和标准,不能一味只求高效创收而忽视和谐发展,在发展中需要考虑的问题有污染问题、浪费问题、安全问题、产权问题等。建立成熟的机制和完善的体制就是要确保工业电气自动化的研发有章可循,在以创新为主导地位的前提下,坚持科学发展观指导思想,做到以人为本,实现经济的快速增长、科技的飞速发展。
第二,实现各领域联动发展。工业电气自动化技术不仅能够应用于工业领域,还能够为其他领域和行业创造效益,因此未来的发展趋势之一就是实现各领域联动,集工业、农业、商业、医疗、教育、国防等领域的高精尖人才,共同开发电气自动化技术,实现社会的整体发展。
第三,为自主研发电气自动化系统和产品提供发展空间。电气自动化的研发就是一个创新的过程,因此,应该为这种创新工作提供足够的空间和优越的条件,大力推动电气自动化技术的发展,开创工业电气自动化技术科学发展的新局面。
5结语
综上所述,工业电气自动化被广泛应用于各个领域和系统之中,因其高效、准确、自动等特点为我国的工业建设带来了重大经济效益。但是若想工业电气自动化发挥更大的效能,除继续发展技术之外,还要做到节约能源。本论文从工业电气自动化概述、工业电气自动化的应用情况、工业电气自动化的节能技术以及工业电气自动化的未来发展等方面分析我国工业电气自动化的应用与节能技术。在我国,工业电气自动化主要被应用于建筑行业和空调设备,要想做到节约电力资源需要减少电能损耗、选对变压器和滤波器、做好无功补偿,方能发挥工业电气自动化的最佳效用。另外,本文还简要预测了我国工业电气自动化未来发展趋势,电气自动化技术未来的发展趋势就是被广泛应用在各种领域:对于工业电气自动化技术的应用应该建立成熟的机制和完善的体制、实现各领域联动发展、为自主研发电气自动化系统和产品提供发展空间。
参考文献:
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(煤科集团沈阳研究院有限公司,辽宁 沈阳 110015)
【摘要】近年来我国工业电气自动化发展速度较快,数字化技术的改进需要依靠电气自动化系统,让工业电气自动化变的更加便捷,更加实用,从而提升工业电气自动化系统的工作效率。将数字技术应用到电气自动化系统的运行中,对其进行管理。从我国的实际情况来看,数字技术的发展空间较大,且该技术在工业电气自动化中的应用还有一定的提升空间,所以值得相关研究人员对其进行后续研发。本文主要从数字技术的重要性入手,对该技术在工业电气自动化中的应用进行阐述。
关键词 数字技术;工业电气自动化;数字技术应用
计算机技术的不断发展, 给工业生产带来了新的变革,随着计算机技术在工业领域中应用程度的加深,其重要性也逐渐凸显,已经成为提升工业电气自动化生产效率的主要方式。当前数字技术在工业领域中的应用主要覆盖了电力系统、电子电力技术以及电子信息工程这三部分,虽然对工业发展起到了一定的帮助作用,但是在实际应用中依旧存在许多问题,下文将对其进行分析。
1 数字技术在工业电气自动化中应用的重要性
从近年来数字技术在工业电气自动化中的应用效果来看,该技术的应用不仅减少了自动化工作自身的危险性,同时也提升了工作效率,侧面提升了企业的经济利益。截波冲击、局部放电等,是电气自动化工作中比较常见的实验方式,并且这些实验都需要在250kV的环境下进行,具有较高的危险性,威胁到工作人员的生命安全。但是随着数字技术的不断发展,类似实验的危险性被大大降低,保证了工作的安全性。从宏观的角度对数字技术在工业电气自动化发展中的重要性进行分析可发现,其对稳定控制平台有着至关重要的作用。许多自动化控制平台都依靠数字技术作为系统的基础,与之前的操作系统相比,数字技术模式下的控制平台操作更加简洁、平台稳定性优良且操作指令比较全。通过实践证明,类似操作系统即使长时间循环工作,也可以保证自动化控制平台的稳定性。除此之外,数字技术的应用还可以提升控制过程效率,使总、分线中的控制系统可以有效的对各式信息进行处理,将搜集到的设备运行过程中所产生的参数应用到自动化中,减少设备监测工作人员的工作量,同时也可以控制自动化运行状态,在设备出现异常运行时,第一时间采取措施对异常参数进行控制,不仅可以提升系统运行的稳定性,还可以提升工作效率。
数字技术需要依靠计算机系统作为基础,操作简洁、逻辑性强,与传统自动化相比具有更好的稳定性与安全性。通过计算机编程技术将指令输入到代码中,便可以自动运行自动化系统。该技术中具有一些数字电路,这部分电路可以对指令进行识别,而且指令可以通过设备这一媒介进行传输,配合计算机的触屏技术来实现便捷化操作,可靠性较强。
因为数字技术的开发与应用都要依托计算机与互联网,且目前数字技术与智能化没有必然联系,所以将数字技术应用到工业电气自动化时可以最大限度的减少传统生产设备的使用量,使生产生设备更加精简,操作更加简便, 除去了不必要的生产环节,从而提升了生产效率。随着光纤技术的发展与应用,使数字技术在工业电气自动化中的应用更加安全。据不完全统计,数字技术在电气自动化中的应用率已经超过78%,且这一数字正在逐渐增长,可见其实用性。
2 数字技术在工业电气自动化中应用的措施
虽然近年来数字技术发展速度较快,并且也在一定程度上提升了工业电气自动化效率,但是在实际工作中依旧可以发现数字化发展的弊端,模式不统一、技术欠缺等都是比较明显的问题,所以下文将对如何完善数字技术在工业电气自动化的中的应用进行阐述。
2.1 智能终端的应用
使用光纤进行连接,将数据的采集工作与控制工作转移到智能终端与间隔层上,如果条件允许,可以对智能终端进行双重化配置处理。第一重用于跳闸保护以及现场信号上送,第二重则用来强化跳闸保护,可以提升数字技术在工业电气自动化中应用的稳定性,提升工作效率。因为电气自动化想要正常运作,必须要依靠符合设备条件的工程接口,所以可以通过该模式来解决PC平台自动化中存在的问题,提升erp与MES之间连接的顺畅性,将TCP设定为办公环境下最为标准的通讯方式,则可以通过PC的模式在平台与控制台之间建立更加便于工作开展的接口。通过上述方式对其进行改造,不仅提升了程序接口的标准化,同时也可以使其满足个硬件设备交换过程中的各式需求,进而保证了通讯质量与智能化的效果。
2.2 GOOSE虚端子的应用
GOOSE虚端子是近年来逐渐兴起的一种技术,通过该技术的应用,可以有效改良传统的二次回路,便于整体工程调试,属于设计与装置双重革命。经过近几年应用发现,GOOSE虚端子技术可以在保护装置、空测装置以及上文中所提到的智能终端交互信息中的应用,也可以对开关、母线等线路进行控制,通过实现跳合闸的方式来保护测控装置间隔层。GOOSE虚端子替代二次回路是各大工业电气自动化应用企业的初步目标,与传统的二次回路相比,GOOSE虚端子对信号管理、温度测试等非电量信息的操作与控制更加方便,比较依靠高效的智能终端。再次,按 MMS 网、GOOSE 网双网配置简洁方便,其清晰的结构,分明的层次,将相关接口组屏进行集中。MMS 网对各 IED 与主机之间进行通信管理,以通过 GOOSE 实现跳闸保护、测控遥控及联闭锁。
2.3 提升工作人员程序操作理念
在企业内部调度命令下达之前,将审核之后的票据在电脑中存档,等到实际操作之前将其设置在人工干预界面上,对闸刀开关等方面的设备进行最终确认,完善系统的使用功能,通过模拟的方式对设备运行能力进行预演,使其达到默认状态,可以自动识别、自动操作。达到上述需求之后,即便没有工作人员在工作现场,该系统也可以自己完成相关操作,减轻工作人员的工作负担,也从侧面提升了企业的经济效益。从当前我国工业电气自动化的整体发展情况及未来趋势来看,信息化与开放化是不可逆的发展方向,在未来的一段时间内必然会不断完善。信息化技术的处理手段会变的更加具备综合性,与互联网技术相辅相成,保证工作自动化的发展。而开放化趋势更注重内外部连接,如果内部系统的实际情况与外部网络相协调,则指示方式与处理方式才更加精准,数字处理的可靠性也更高。所以数字技术在工业电气自动化中应用时,需要着重注意这一点。
3 结束语
科学技术的不断发展,给人们的生活带来了巨大的变化。工业生产企业想要保证企业的市场竞争力,就必须要不断的对生产技术进行改革,完善生产技能,以满足时展的需求。数字技术属于近年来新兴起的高新技术产业,各方面优势明显,如果得到妥善的应用,必然会给企业带来巨大的经济利益。
参考文献
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关键词:人工智能 电气 自动化
人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法 技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支 它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器.该领域的研究包括机器人.语言识别、图像识别 自然语言处理和专家系统等。电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行、自动控制,电力电子技术、信息处理、试验分析 研制开发以及电子与计算机应用等领域的一门学科。实现机械的自动化,让机械部份脱离人类的直接控制和操作自动实现某些过程是电气自动化和人工智能研究的交汇点。积极运用人工智能的新成果无疑有利于电气自动化学科特别是自动控制领域的发展.也有利于提高电气设各运行的智能化水平.对改造电气设备系统,增强控制系统稳定性.加快生产效率都有重大意义。
1、人工智能应用理论分析
人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟,延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质.并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器 该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别 自然语言处理和专家系统等。自从1956年“人工智能 一词在Dartmouth学会上提出以后,人工智能研究飞速发展,成为以计算机为主.涉及信息论.控制论, 自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学的一门学科。人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂的工作。
当今社会,计算机技术已经渗透到生产生活的方方面面.计算机编程技术的日新月异催生自动化生产,运输 传播的快速发展。人脑是最精密的机器,编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈.所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产.流通、交换、分配等关键一环.实现自动化,就等于减少了人力资本投入,并提高了运作的效率。
2、人工智能控制器的优势
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但Al控制器例如:神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解.也有利于控制策略的统一开发。这些Al函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势.这些优势如下:
(1)它们的设计不需要控制对象的模型(在许多场合,很难得到实际控制对象的精确动态方程,实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素,例如:参数变化,非线性时,往往不知道)。
(2)通过适当调整(根据响应时间 下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。例如模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍 ,下降时间快3.5倍, 过冲更小。
(3)它们比古典控制器的调节容易。
(4)在没有必须专家知识时.通过响应数据也能设计它们。
(5)运用语言和响应信息可能设计它们。
总而言之,当采用自适应模糊神经控制器、规则库和隶属函数在模糊化和反模糊化过程中能够自动地实时确定。有很多方法来实现这个过程,但主要的目标是使用系统技术实现稳定的解,并且找到最简单的拓朴结构配置.自学习迅速,收敛快速。
3、人工智能的应用现状
随着人工智能技术的发展,许多高等院校及科研机构就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作,如将人工智能用于电气产品优化设计,故障预测及诊断、控制与保护等领域。
3.1 优化设计
电气设备的设计是一项复杂的工作 它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识,还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的.因此很难获得最优方案。随着计算机技术的发展,电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD),大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进.使传统的CAD技术如虎添翼.产品设计的效率及质量得到全面提高。用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法,非常适合于产品优化设计。因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。
3.2 故障诊断
电气设备的故障与其征兆之间的关系错综复杂,具有不确定性及非线性.用人工智能方法恰好能发挥其优势。已用于电气设备故障诊断的人工智能技术有:模糊逻辑、专家系统、神经网络。
变压器由于在电力系统中的特殊地位而备受关注,有关方面的研究论文较多。目前对变压器进行故障诊断最常用的方法是对变压器油中分解的气体进行分析.从而判断变压器的故障程度。人工智能故障诊断技术在发电机及电动机方面的研究工作也较为活跃。
3.3智能控制
人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开.但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种:模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。由于模糊控制是其中最为简单、最具实际意义的方法.因而它的应用实例最多。
4、结语
人类智能主要包括三个方面.即感知能力.思维能力 行为能力。而人工智能是指由人类制造出来的 机器”所表现出来的智能。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力。人工智能的应用体现在问题求解.逻辑推理与定理证明,自然语言理解 自动程序设计.专家系统,机器人学等方面,而这诸多方面都体现了一个自动化的特征.表达了一个共同的主题,即提高机械人类意识能力,强化控制自动化.因此人工智能在电气自动化领域将会大有作为,电气自动化控制也需要人工智能的参与。
参考文献:
关键词:电气自动化技术;变电站综合自动化;电力系统 ;发展前景;自动化控制
中图分类号: F407.61 文献标识码: A
一.引言
自动控制技术正趋向于智能化、最优化、协调化、适应化、区域化发展,在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用,保证了控制操作的高可靠性。在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。。电气自动化让各个行业都走进了现代的、先进的生产方式与管理领域,走入了自动化发展阶段。电力系统的发展使对电力的生产、传输及计量等提出了更高的要求,因此,将自动化技术应用于电力系统是行业发展的必要,自动化技术也是电力行业的发展中发挥出越来越重要的作用。
二.变电站综合自动化研究的主要内容
对110kv及以上电压等级变电站,以服务于电力系统安全、经济运行为中心。通过先进的计算机技术、通信技术的应用,为新的保护和控制技术采用提供技术支持,解决过去能解决的变电站监视、控制问题,促进各专业在技术上、管理上配合协调,为电网自动化进一步发展提供基础,提高变电站安全、可靠和稳定运行水平。如,采集高压电器设备本身的监视信息,断路器、变压器和避雷器等的绝缘和状态等;采集继电保护和故障录波器等装置完成的各种故障前后瞬态电气量和状态量的记录数据,将这些信息传送给调度中心,以便为电气设备的监视和制定检修计划、事故分析提供原始数据。对新建变电站取消常规的保护、测量监视、控制屏,全面实现变电站综合自动化,实现少人值班逐步过渡到无人值班;对老变电站在控制、测量监视等进行技术改造,以达到少人和无人值班的目的。
对35KV及以下电压等级变电站,以提高供电安全与供电质量,改进和提高用户服务水平为重点。侧重于利用变电站综合自动化系统,对变电站的二次设备进行全面的改造,取消的保护、测量、监视和控制屏,全面实现变电站综合自动化,以提高变电站的监视和控制技术水平,改进管理,加强用户服务,实现变电站无人值班。
1. 变电站综合自动化要实现:
(1)随时在线监视电网运行参数、设备运行状态;自检、自诊断设备本身的异常运行,发现变电站设备异常变化或装置内部异常时,立即自动报警并闭锁相应的出口,以防止事态扩大。
(2)电网出现事故时,快速采样、判断、决策,迅速隔离和消除事故,将故障限制在最小范围。
(3)完成变电站运行参数在线计算、存储、统计、分析报表和远传,保证自动和遥控调整电能质量。
2. 变电站综合自动化应包括两个方面:
(1) 横向综合:利用计算机手段将不同厂家的设备连在一起,替代或升级老设备。
(2) 纵向综合:在变电站层这一级,提供信息、优化、综合处理分析信息和增加新的功能,增加变电站内部和各控制中心间的协调能力。如借用人工智能技术,在控制中心间的协调能力。如借用人工智能技术,在控制中心实现对变电站控制和保护系统进行在线诊断和事件分析,或在变电站当地自动化功能协调之下,完成电网故障后自动恢复。
变电站综合自动化与一般自动化区别在于:自动化系统是否作为一个整体执行保护、检测和控制功能。
三.变电站综合自动化系统的特点
变电站综合自动化系统具有功能综合化、系统结构微机化、测量显示数字化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。同传统变电站二次系统不同的是:各个保护、测控单元既保持相对独立,(如继电保护装置不依赖于通信或其他设备,可自主、可靠地完成保护控制功能,迅速切除和隔离故障),又通过计算机通信的形式,相互交换信息,实现数据共享,协调配合工作,减少了电缆和没备配置,增加了新的功能,提高了变电站整体运行控制的安全性和可靠性。
1. 功能综合化。
变电站综合自动化系统是各技术密集,多种专业技术相互交叉、相互配合的系统。它是建立在计算机硬件和软件技术、数据通信技术的基础上发展起来的。它综合了变电站内除一次设备和交、直流电源以外的全部二次设备。
2. 分级分布式微机化的系统结构。
综合自动化系统内各子系统和各功能模块由不同配置的单片机或微型计算机组成,采用分布式结构,通过网络、总线将微机保护、数据采集、控制等各子系统连接起来,构成一个分级分布式的系统。一个综合自动化系统可以有十几个甚至几十个微处理器同时并行工作,实现各种功能。
3. 测量显示数字化。
用CRT显示器上的数字显示代替了常规指针式仪表,直观、明了;而打印机打印报表代替了原来的人工抄表,这不仅减轻了值班员的劳动强度,而且提高了测量精度和管理的科学性。
4. 运行管理智能化。
智能化的含义不仅是能实现许多自动化的功能,例如:电压、无功自动调节,不完全接地系统单相接地自动选线,自动事故判别与事故记录,事件顺序记录,制表打印,自动报警等,更重要的是能实现故障分析和故障恢复操作智能化,实现自动化系统本身的故障自诊断、自闭锁和自恢复等功能,这对于提高变电站的运行管理水平和安全可靠性是非常重要的,也是常规的二次系统所无法实现的。
四.发展前景
1. 电气自动化工程系统的统一化。统一电气自动化工程系统对电气自动化产品的设计、测试、开机、维护都有重要意义。
2. 电气自动化工程控制系统的市场化。产品想长久的发展,就要深化制造部门的体制改革,还要关注市场化的影响,以便保证产品能够满足市场的需要。同时,企业不仅要在技术的开发上投入,还要使零件的配套生产市场化、专业化。
3. 电气自动化控制系统的标准化接口。采用微软公司的标准化技术后,工程的成本大大降低了,成功地实现了数据资源的共享。
4. 电气自动化工程的生产将更加的安全。安全防范技术的集成化是电气自动化工程控制系统的一个发展方向,重点就是保证系统的安全。
5. 电气自动化工程控制系统的创新技术。在我国电气自动化发展计划的指导之下,随着市场化的环境,不断提升电气自动化工程控制系统的创新能力。电气自动化可以与地球数字化互相结合。
五.结束语
变电站自动化控制是一个多目标、多约束的复杂的非线性控制问题。它受到电压、无功、 时间、负荷率、负荷电压静态特性、运行方式、有载调压变压器分接头档位和电容器组状态等多种因素的影响,其控制规律难以用精确的数学模型表达。综上所述,变电站自动化系统的控制与操作是可靠的,它的成熟和进步还需在变电站的实际运行中不断得到完善。
参考文献:
[1] 周波.探讨电力系统及其自动化发展方向 [J].中国电子商务,2011年5期.
[2] 王希.浅谈电力系统中变电站的自动化控制[J].科技创新与应用,2013年17期.
[3] 鲁明.电力系统及其自动化技术的应用探析[J].中国化工贸易,2013年1期.
[4] 李晓伟.包钢78#变电站综合自动化系统的研究与实现 [学位论文].2008 - 华北电力大学(保定) 华北电力大学:电气工程 .
[5] 赵小强浅谈电力系统中变电站的自动化控制[J].轻工设计, 2011年5期.
关键词:人工智能自动化
人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。随着电气的设计的发展,传统的方法有时很难适应。在此背景下,人工智能技术被引入电气设备的优化设计过程中,并取得了一些成功经验。本文在总结人工智能在电气设备领域取得成果的基础上,对具体应用提出一些看法与策略。积极运用人工智能的新成果无疑有利于电气自动化学科特别是自动控制领域的发展,也有利于提高电气设备运行的智能化水平,对改造电气设备系统,增强控制系统稳定性,加快生产效率都有重大意义。
1人工智能控制器的优势
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但AI控制器例如:神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解,也有利于控制策略的统一开发。这些AI函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势,这些优势如下:
(1)它们的设计不需要控制对象的模型(在许多场合,很难得到实际控制对象的精确动态方程,实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素,例如:参数变化,非线性时,往往不知道)。
(2)通过适当调整(根据响应时间、下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。例如:模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍,下降时间快3.5倍,过冲更小。
(3)它们比古典控制器的调节容易。
(4)在没有必须专家知识时,通过响应数据也能设计它们。
(5)运用语言和响应信息可能设计它们。
(6)它们有相当好的一致性(当使用一些新的未知输入数据就能得到好的估计),与驱动器的特性无关。现在没有使用人工智能的控制算法对特定对象控制效果十分好,但对其他控制对象效果就不会一致性地好,因此对具体对象必须具体设计。
(7)它们对新数据或新信息具有很好的适应性。
(8)它们能解决常规方法不能解决的问题。
(9)它们具有很好的抗噪声干扰能力。
(10)它们的实现十分便宜,特别是使用最小配置时。
(11)它们很容易扩展和修改。
总而言之,当采用自适应模糊神经控制器,规则库和隶属函数在模糊化和反模糊化过程中能够自动地实时确定。有很多方法来实现这个过程,但主要的目标是使用系统技术实现稳定的解,并且找到最简单的拓朴结构配置,自学习迅速,收敛快速。
2 人工智能的应用现状
随着人工智能技术的发展,许多高等院校及科研机构就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作,如将人工智能用于电气产品优化设计、故障预测及诊断、控制与保护等领域。
2.1 优化设计
电气设备的设计是一项复杂的工作,它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识,还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的,因此很难获得最优方案。随着计算机技术的发展,电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD),大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进,使传统的CAD技术如虎添翼,产品设计的效率及质量得到全面提高。
用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法,非常适合于产品优化设计。因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。
2.2 故障诊断
电气设备的故障与其征兆之间的关系错综复杂,具有不确定性及非线性,用人工智能方法恰好能发挥其优势。已用于电气设备故障诊断的人工智能技术有:模糊逻辑、专家系统、神经网络。
变压器由于在电力系统中的特殊地位而备受关注,有关方面的研究论文较多。目前对变压器进行故障诊断最常用的方法是对变压器油中分解的气体进行分析,从而判断变压器的故障程度。
人工智能故障诊断技术在发电机及电动机方面的研究工作也较为活跃。
2.3 智能控制
人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开,但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种:模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。由于模糊控制是其中最为简单、最具实际意义的方法,因而它的应用实例最多。
关键词:人工智能;电气工程;自动化
Abstract: Electrical automation control is to enhance the production, circulation, exchange, distribution and other key ring, realize the automation, is equal to the reduction of human capital investment, and improve the operational efficiency. With the development of information technology, many new methods and technology into engineering, product of stage, the automatic control of the new challenges, promote the theory of intelligent control technology application in the control of complex system, to solve with traditional methods can not solve the problem.
Key words: artificial intelligence; electrical engineering; automation
中图分类号:V242 文献标识码: 文章编号
引言:社会的进步和人类的长寿要求生产力更加发达,要求人类的经济生活更加智能化,以节省宝贵的人类时间去做其它有益的事情。电气自动化控制领域的革新需要人工智能的大力支持,而人工智能在自动化控制方面的优势在这个领域也确实能够得到极大的发挥。促进自动化控制的发展进步,促进了智能理论在控制技术中的应用,以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。人工智能主要包括思维能力、行为能力和感知能力三个方面。人工智能指的是人类制作的机器所表达出来的智能,体现了自动化的特征。因此智能化技术在电气工程自动化控制中可以发挥最大的效用,促进电气的优化设计、诊断故障和智能控制等。
一、人工智能应用理论分析
人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟,延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质.并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器 该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别 自然语言处理和专家系统等。自从1956年“人工智能 一词在Dartmouth学会上提出以后,人工智能研究飞速发展,成为以计算机为主.涉及信息论.控制论, 自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学的一门学科。人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂的工作。
当今社会,计算机技术已经渗透到生产生活的方方面面,计算机编程技术的日新月异催生自动化生产,运输 传播的快速发展。人脑是最精密的机器,编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈.所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环,实现自动化,就等于减少了人力资本投入,并提高了运作的效率。
二、智能化技术应用优势
在电气自动化控制中应用到智能化技术,主要是以智能化控制器的形式,这种智能化控制器较过去的控制器相比的确具有不少优势,下面我们就对其进行详细的分析。
1.无需控制模型
过去的控制器在进行自动化控制时,往往会因为控制对象的动态方程比较复杂而无法精确到位地掌握,这会使得该对象模型的设计过程中会出现较多不可预估、不可测量的客观因素,比如一些参数的变化。无法掌握这些因素,也就不能设计出精准的模型,自动化控制工作的实际效率也会下降。而智能化控制器并不需要对控制对象模型进行设计,这就可以从根本上避免一些不确定因素的产生,提高自动化控制的精密系数。
2.方便调整控制
智能化控制器还有另一个大好处,就是可以随时根据下降时间、响应时间以及鲁棒性的变化来调节控制程度,从而有效提高自身工作性能,为自动化控制提供最基础的保障。无论是在什么样的情况下,智能化控制器的调节控制与过去的控制器相比具有更方便调节的优势,更适合投入实际使用。还有一点好处,就是智能化控制器在进行调节控制时完全只需要根据相关数据的变化来自行调节,即使没有专门的技术人员在旁边也可以,同样远程调节控制也是可行的,充分体现了电气工程自动化控制的无人操作性要求,对行业未来发展的重要性不言而喻。
3.一致性很强
智能化控制器的一致性很强,这表现在它对不同数据的处理上,及时输入完全陌生的数据也可以收到很高的估计,完美达到自动化控制的相关要求。不同的控制对象的效果也是不同的,虽然在对有些控制对象实施控制时智能化控制器暂时没有采取行动,其控制效果也是非常优秀的,但这并不是绝对的,可能在换了控制对象的时候就无法收到预期的效果了。所以我们技术人员在设计阶段还是不能松懈,要认真落实具体化原则,即在面对不同的对象时一定要根据其具体情况详细分析,不能因为马虎就降低了控制要求。一旦出现智能化控制器使用效果不佳的情况,不能盲目否定智能化技术,一定要从每个工程环节详细排查、认真分析,因为上述人为因素会给自动化控制结果带来很大的误差,影响试验的准确性。
三、人工智能技术的应用
随着人工智能技术的发展,许多高等院校及科研机构就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作,如将人工智能用于电气产品优化设计,故障预测及诊断、控制与保护等领域。
1.优化设计
电气设备的设计是一项复杂的工作 它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识,还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的.因此很难获得最优方案。随着计算机技术的发展,电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD),大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进.使传统的CAD技术如虎添翼.产品设计的效率及质量得到全面提高。用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法,非常适合于产品优化设计。因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。
2. 故障诊断
电气设备的故障与其征兆之间的关系错综复杂,具有不确定性及非线性.用人工智能方法恰好能发挥其优势。已用于电气设备故障诊断的人工智能技术有:模糊逻辑、专家系统、神经网络。
变压器由于在电力系统中的特殊地位而备受关注,有关方面的研究论文较多。目前对变压器进行故障诊断最常用的方法是对变压器油中分解的气体进行分析.从而判断变压器的故障程度。人工智能故障诊断技术在发电机及电动机方面的研究工作也较为活跃。
3. 智能控制
人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开,但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种:模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。由于模糊控制是其中最为简单、最具实际意义的方法,因而它的应用实例最多。
四、结束语
综上所述,本文主要介绍了智能化技术在电气工程自动化控制中的应用情况。只有加强电气工程的智能化程度,才是最终保证行业持续稳定发展的根本手段。
参考文献:
关键词 电气工程及其自动化专业 培养目标 综合素养
0引言
在社会经济发展过程中,电气工程及其自动化技术在各行各业都得到广泛应用,且其发展水平已成为我国科学技术发展的重要标志。《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020)》将能源资源领域人才定性为经济社会发展重点领域急需紧缺专门人才,国家对高素质的电气工程及自动化专业人才的需求越来越迫切,这一领域人才的培养成为国民经济发展的重中之重。在这样的大环境下,电气工程及其自动化专业的学生更应清楚本专业的培养目标,明确学习方向、学习方法和未来的就业前景与发展方向,才能在有限的四年大学中打下坚实的专业基础,为将来的就业或进一步深造作好准备。
1电气专业的培养目标
电力部原属六大本科院校之一的长沙理工大学在《2016级本科生学习指南》中对该专业培养目标的描述如下:本专业培养德、智、体、美全面发展,具有扎实的系统基础理论知识、较强的专业知识和较全面的综合文化素质,具有强、弱电知识结构、较强的适应性和创新意识,能够从事电气工程相关领域、特别是现代电力系统的系统运行、规划设计、试验分析、生产管理等方面工作,也可以在电气装备领域和自动化信息领域从事设计、研制开发及管理等方面工作的应用型高级工程技术人才。
一般而言,企业的工程技术人员有应用型、研究型和管理型3种,其中应用型技术人员指能将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的专门人才,要求熟练掌握社会生产或社会活动一线的基础知识和基本技能,主要在工业生产第一线从事工程设计、制造、施工、运行等技术工作,约占工程师总数的75%。长沙理工大学电气工程及自动化专业的培养目标定位于“应用型高级工程技术人才”,与社会现实需求相一致,而电气工程及自动化专业本身就是综合性较强的工科专业,要面向整个电工学科,使学生具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识,受到电工电子、系统控制及计算机技术方面的基本训练,获得电气控制、电力系统自动化、电气自动化装置及计算机应用技术等领域的基本技能,具有分析和解决电气工程技术领域技术问题的能力。
2电气专业大学生的综合素养
长沙理工大学对电气工程及其自动化专业学生的核心知识能力要求为掌握一T外国语,能比较顺利地阅读本专业的外文资料,具有一定程度的听、说、写的基础,并掌握文献检索、资料查询的基本方法;具有较好的语言、文字表达能力,善于沟通与交流;具有良好的自然和社会科学知识基础,掌握本专业领域较宽广的理论和技术基础及必要的专业知识,并了解专业发展前沿和趋势;具有较强的计算机应用能力,熟悉本专业常用的应用软件及其使用方法,学会用先进的计算机技术解决本专业领域相关实际问题的手段及方法;经过必要的工程实践训练,掌握电气工程必要的文献查阅、工程读图与制图、工程设计与计算以及现场操作、施工、调试、实验等相关技能。具有一定的分析和解决现场工程实际问题的能力;了解科技创新的基本知识、原理和方法,具有一定的创新意识和创新能力。
事实上,电气专业在校大学生要通过专业学习综合提升人文素养和专业素养。
2.1人文素养
首先,一个人要有正确的自我认识和健康的情绪和健全人格,具备较强的人际交往能力,能够控制自我并理解他人需求和意愿,能够自信、灵活地处理新的和不断变化的人际环境和工作环境,具有应对危机与突发事件的初步能力;其次,任何社会的公民都要认识到自己是社会生活的主体,有与生俱来的作为人应该享有的参与社会政治生活和公共生活的各种权利,并以平等宽容之心对待他人,具有法制观念和责任观念;再次,作为未来的“工程人”也要掌握一定的哲学、政治经济学基础知识,具有良好的人文科学素养和口头与书面交流沟通能力,掌握资料查询、文献检索及应用现代信息技术获得相关信息的基本方法,具有一定的技术设计、归纳、整理、分析实验测试结果、撰写论文和实践工作的能力。
2.2专业素养
首先要学好从事电气工程技术工作所必备的数学基础知识和物理知识,掌握微积分、常微分方程、线性代数、概率与数理统计、复变函数及积分变换的理论知识;掌握电学、磁学、力学、热学等理论知识与相应的实验操作技能。
也要多去涉足其他专业领域。例如机械与电气工程息息相关,很多电气产品的研发都离不开机械知识,多学习机械知识有益于以后的工作,达到事半功倍的效果;还要掌握信息技术,充分运用现代网络技术,至少要掌握一种高级程序设计语言,具有程序设计的基本能力,能运用常用的电气 CAD 软件分析和解决一般性工程的实际问题;要多多关注业界资讯,多深入电力生产运输现场,加深感性认识,随时更新电气工程及其自动化专业领域的实时动态,把握时代的脉搏。
3 结论
据麦可思研究院近三年的《中国大学生就业报告》分析数据,电气工程及其自动化专业本科毕业生的就业排名均位居全国最易就业的前二十个专业之列,就业率均远超全国大学生专业平均水平。电气工程及其自动化专业的在校大学生如果能从大一开始就制定好学习和发展计划,勤奋学习,勇于创新,迎接挑战,使自己具有扎实的基础理论,较宽的专业知识面和丰厚的人文素养,就能在未来的工作中有较强的适应性,毕业后就可在工业企业、金融部门、政府机关等不同部门的电力工程、电气工程、工业自动化、过程控制、计算机应用领域中从事电气及自动化系统的维护、安装、调试、运行、管理及营销、服务等工作,在人才供求市场上受到欢迎。因此,无论是从哪个角度而言,电气工程及其自动化专业都是一个很有发展前景的工科专业。
关键词 自动化专业 专业人才 学科建设
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.09.053
Discussion on some issues in automation teaching
ZOU Dexuan
(School of Electrical Engineering and Automation,Jiangsu Normal University, Xuzhou, Jiangsu 221116)
Abstract In recent years,the automation industry develops very fast, and a variety of higher schools increase investment on training the specialized personnel of electric automation technology. This paper summarizes the advantages of the disciplinary building of automation, and provides several efficient complements for its disadvantages.
Key words automation; specialized personnel; disciplinary building
1 国内外自动化专业发展现状
自动化①②③专业重点研究自动控制理论及方法,并将其广泛应用于各种复杂系统中。该专业在自动控制理论④的基础上,依托信息电子技术、电力电子技术、计算机技术、网络与通信技术等先进技术手段,实现对工业生产过程自动控制及相关领域的自动化。自动化的概念首先由美国福特公司的工程师D.S.哈德于1946年提出,并主要用于描述发动机汽缸的自动传送和加工的过程。当时,人们对自动化的理解仅仅局限于用机械的动作来代替人类操作,这其实属于自动化代替人的体力劳动的概念。然而,自动化的概念自产生到现在已经经历了将近70年的时间,人们对于它的理解也发生了较大改变,即自动化指的是使用机器(包括计算机)来代替人的体力劳动,并用其代替或辅助脑力劳动,以自动地完成特定的作业。
在自动化领域,美国具有雄厚的实力,且始终保持着世界领先地位。虽然我国对该领域的研究也比较早,但真正将其引入高校课堂却比美国晚了许多。这使得我国现阶段自动化行业的人才市场还有很大缺口,与美国等一些西方发达国家还有较大差距。随着近几十年中国经济的飞速发展,综合国力的不断增强以及科学技术的不断进步,国内迫切需要一大批自动化专业的高水平、高素质的技术人才投身祖国建设,并全面实现国家工业自动化。为了完成该宏伟目标,我国“十二五”计划已明确提出了相关的方针政策:⑤以节能环保、新信息技术、生物医学、新装备技术、 新能源、新自然资源和环保交通为重点,以新领域、新能源、新技术为突破点。经历了2008、2009年的经济危机,经历了2010年以来的经济平稳、快速地发展,我们欣喜地看到:“十二五”期间是自动化行业发展的重要阶段。为了加快自动化技术在国内工业生产等重要领域的普及,国家急需培养出大批具有自动化专业背景的拔尖人才,这就要求各高校领导及师生都应给予自动化专业更多的关注和支持。
2 问题及对策
江苏师范大学电气工程及自动化学院(以下简称电气学院)是一个年轻、充满活力的学院,自建院以来已经走过了十几年艰苦而又不平凡的历程,现有教师60多人,本科生900多人。与一些老牌学院相比,电气学院是江苏师范大学具有较大发展潜力的工科学院。学院将培养学生作为一切工作的重中之重,把提升学生综合能力作为首要目标,发扬学风建设的精神,具有独特的办学特色。在全院师生的共同努力下,学院已经有数十位学生的学习及比赛成果获得了国家级、省级奖励。而且,电气学院的学生整体素质较高,他们不但具有较扎实的专业知识基础,而且还具有较强的动手能力。因此,我院培养出来的学生都深受一些企业和公司的青睐,这也保证了电气学院毕业生较高的就业率。电气学院现设有三个本科专业,分别是自动化、电气工程及其自动化⑥和电气信息工程。⑦另外,学院还设有自动化、电工电子、轨道交通、电气工程等教研室、四个实验中心和一个自动化技术研究所。值得一提的是,我院的电工电子实验中心为江苏省实验教学示范中心。近几年来,我院的自动化专业师资力量有一定提高,软、硬件基础更加牢固。在自动化专业的人才培养方案中,一些基础课程及专业课程的设置和安排较为合理,很好地促进了自动化专业的全局调整和优化。为了拓展学生的专业知识,提升学生的实践能力,学院建设了实训基地、实验室。另一方面,学院还购置了一些新的硬件设备,并对这些设备的使用给出了相关规定及要求。以上的种种措施更加完善了我院自动化专业的教学体制,能满足自动化专业学生的基本需求。
虽然电气学院在培养自动化专业人才方面取得了一些成绩,但我们也应该清醒地看到自己的不足,具体体现在以下几个方面。另外,本文针对每个方面,特别是教学改革,⑧⑨都提出了相应的建议和措施,以期达到更好的自动化专业教学效果。
2.1 学生对自动化专业课的重点理论知识理解得还不够深,掌握得还不够牢
自动化专业的课程分为专业基础课和专业课,专业基础课主要包括“电工技术”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”等,专业课包括“电力拖动与控制”、“电力系统分析”、“电力系统继电保护”等,这些课程的知识点繁多,逻辑性较强,且课程与课程之间存在交叉与联系。一些学生急于求成,想在短时间内吃透这些重要课程。然而,随着时间的推移,这些学生对这些基础课缺乏耐心,他们上课不虚心听讲,课下又不认真完成作业。另外,一些学生只注重使用公式来进行计算,而疏忽了理论知识的推导过程,更没有进一步研究这些理论知识与实际应用之间的密切关系,久而久之,他们的学习效果自然会大打折扣。
建议:(1)邀请其他兄弟学院的优秀专家和教师给学生作学术报告、科技讲座,这有助于扩宽学生的思路,增强学生自身的逻辑推理能力。(2)倡导学生多参加学术交流,并撰写自动化方向或与之相关的科技论文,在学习的过程中,学生会逐渐加深对自动化专业的一些基础理论知识的理解。(3)学院近几年有一些老师拿到了国家或者省级科研项目,这些老师可以拿出一部分经费来鼓励学生参与到理论研究中。
2.2 学院的部分老师对自动化教育的研究和发展缺乏积极性
在培养自动化专业人才的过程中,部分老师教学方法不合理、不科学,他们只是死记硬背书本上的一些基础专业知识,并年复一年地将其传授给学生。这种保守的教学方法降低了学生的学习质量和学习效率,不利于学生对自动化专业最前沿科学技术的学习和了解。另外,有的老师在课堂上只关心自己在讲台上面的讲课内容,甚至过于注重自身的着装及仪态。而对于下面在座学生的反应却毫无察觉。换句话说,这些老师并不知道学生是否听懂他(她)所讲的内容,是否跟上了他(她)的讲课节奏,长此以往,一些学生就会失去对上课的兴趣,从而导致厌学情绪。在一些老师眼里,他们只要讲完课就算是完成了教学任务。实际上,这种做法是极其不负责任的,这样做只能更加疏远老师和学生之间的关系,使学生逐渐失去对老师的信任。
建议:(1)每学期在院内举办自动化专业教学比赛,学院应根据参赛老师的教学内容及方法建立有效的奖励机制,并将其与年底工作评优直接挂钩,这种竞争机制必然会促进老师不断改进和完善自身的教学方法。(2)每年到校外聘请一些自动化专业的资深专家和教授来我校对一些年轻教师进行辅导和培训,这有助于拓宽教师的教学思路,规范其教学方法。(3)院领导应不定期带领一些教学经验丰富的老教师对一些教师的教学进行随机检查,这可以有效防止部分老师作风涣散。
2.3 自动化专业实验设备⑩不足
对一些自动化专业的基础实验,因实验设备的损坏或不足,学生们不得不以两个,甚至三五个人为一组来使用一台设备。在同一组的几个学生共同完成了一个实验题目,不同的步骤由不同人完成。显然,这无法保证每位学生对整个实验流程的全局性把握,无形当中破坏了自动化专业实验的完整性,降低了对学生实践能力的培养要求。
建议:(1)相关实验老师要及时修理好实验设备,对一些具有安全隐患的设备,需找专业工人来进行维修。(2)学院应制定合理的实验设备采购计划,其中,特别要加大对自动化专业所需设备的投资力度。通过招标的形式采购一定数量的自动化专业实验设备,并在招标公告或投标邀请书中详细说明招标的实验设备及相关配套服务等要求。(3)加强对教师实验教学的管理。对于一些新购入的实验设备,需聘请技术人员来学院对相关实验老师进行培训,直到老师完全理解和掌握实验设备的使用情况为止。(4)鼓励一些技术水平过硬的老师自主研制学院所需的自动化专业实验设备,并参加国内一些实验设备展览会。
2.4 学生缺乏主动性和创新性
在大学四年的学习生活中,一些学生苦读专业书,记下了数以百计的公式,也做了了大量的练习题,最终获得了较为满意的考试成绩。另外,他们还参加了一些自动化专业的相关实验,并获得了正确的实验结果。然而,这些成果的取得大多数都是在老师的指导下完成的,也就是说,学生在大部分时间内都是被动地接受教育。这种缺乏主动性的学习过程只能是像用“机器”加工“产品”一样,如此往复,缺乏新鲜的教学和培养内容。而且,学生在这种教育模式下很容易形成定式思维,无助于发挥主观能动性,激发自身的主动性和创新性。
建议:(1)鼓励学生学习课本以外的自动化专业知识,实时为自己补充能量,并在老师的帮助下去发现问题、解决问题。(2)鼓励自动化专业学生踊跃参加论文撰写、科技制作以及专利申报等活动,增强其动手能力和分析问题、解决问题的能力。(3)建立导师组,由导师们组织一些专业技术本领过硬的学生参加“全国机器人大赛”、“全国电子设计大赛”、“挑战杯全国大学生课外科技作品竞赛”以及“飞思卡尔”全国智能汽车大赛等各类学科竞赛。在准备和参加科技竞赛的过程中,学生们会充分发挥主观能动性,激发出自身的创新性。
在教学过程中,应以基础理论知识为指导,以提高学生实际动手能力为目标,通过理论和实践相结合的方式来激发学生的学习热情,提高学生的创新性思维能力。另外,为了满足社会发展和自动化行业的需求,应不断完善教学计划,改进教学方法,并帮助学生合理、充分地利用自动化专业教学资源,使他们能够不断提升自身的专业素养,并最终成为符合自动化行业需求的高水平复合型人才。
3 结语
在自动化专业建设的道路上,江苏师范大学电气工程及自动化学院已经走过了十几年不平凡的发展历程。随着国民经济的快速发展,人才市场的竞争越来越激烈,用人单位对求职者的个人综合能力要求也越来越高,学生的就业压力也变得越来越大。为了更好地提高大学生的专业技能和就业竞争力,拓宽就业渠道,学院本着“以人为本”的管理理念,加快了自动化专业建设的步伐。虽然学院在专业建设的过程中取得了一定成绩,但仍需迫切解决几个突出问题:第一,如何提高学生的专业课理论水平;第二,如何激发教师对自动化教学的积极性;第三,如何充分利用学院一些重要实验设备等教学资源;第四,如何激发学生的主动性和创新性;本文针对以上四个问题展开探究性讨论,给出了一些中肯的建议和有效的措施,以期学院在自动化建设中能够实现快速成长、结构优化、师生共建的科学发展目标。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(61403174)
注释
① 郭丽.电气工程及自动化专业应用人才培养教改探讨.时代教育,2014(7):97-99.
② 武际花.关于技能大赛对电气自动化专业教改的促进作用.职教论坛,2012(29):39-40.
③ 于洋.自动化技术对安全生产领域的影响.辽宁行政学院学报,2009.11(7):171-172.
④ 鲁登峰,黄蓉.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用.广东科技,2013(20):118-119.
⑤ 梁秀Z.自动化行业“十二五”前瞻.自动化博览,2011(1):28-37.
⑥ 黄肇,罗庆跃,袁旭龙,王晓芳.电气工程及其自动化专业人才培养模式的研究与实践.中国电力教育,2010(31):46-48.
⑦ 沈雄威,仇润鹤,孙培德等.电气信息专业实验教学改革研究与实践.实验室研究与探索,2013.32(6):145-147.
⑧ 周林,孔庆梅,杜晓玉.面向自动化专业的工程实训教学探讨和研究.中国电力教育,2014(26):78-79.
关键词 高职数学 数学与专业知识融合 案例驱动教学法
中图分类号:G712 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.07.017
高职高等数学的改革一直在进行,最初的高职高等数学纯粹就是本科高等数学的压缩版,偏重理论推导及运算;第二阶段的高职高等数学改革在教学内容选择上有考虑专业需要,重新整合传统高等数学内容,一般叫模块化教学;目前为第三阶段,要求高职高等数学内容与专业中具体应用案例一体化、数学与专业具体融合,这只在初步阶段,改革方向符合《高教(16)号文件》精神,有大量相关理论说明这种融合的必要性,但缺乏具体融合实践体系。
本文作者根据多年从事自动化类专业的数学教学经验及锐意改革的精神,对自动化类专业的数学课程在教学内容选择、与专业知识具体融合上进行深入改革,以院级课题形式研究、制定自动化类专业数学课程标准并应用于教学。本文论述高职自动化类专业数学教学内容选择、与专业知识的具体融合实践体系及教学方法的合理选择,属于创新课程改革,本文还对这种创新课程改革被接受情况进行调查及分析,调查对象包括数学教师、电气自动化专业教师及学生,分析这种课程改革的教学效果及论证必要性。
1教学内容选择
基于学院人才培养质量的要求、专业课程学习的需要、学生可持续发展的保证,根据数学知识连贯性,同时考虑中学最新高考大纲情况选择教学内容。因为高职学时有限,不专门开设工程数学,一般意义下的高等数学并不能适应专业教学的要求,从自动化类专业老师的角度理解,高职的数学就是对普通意义下的高等数学、工程数学及线性代数等课程的整合。
本文作者通过对专业课程调研的途径选择数学课程教学内容,调研方式主要包括:对专业教师咨询、抽样问卷调查、座谈会等,重点方式是找到相应专业理论书,梳理出专业课程中与数学相关联部分,挖掘出对数学知识的隐性、显性需求,整理出数学理论知识模块及专业应用案例相结合的课程体系,经过专业教师审核、改进,然后应用于教学。本文面向电气自动化控制类专业,在专业理论课程中,对数学显性需求最大而且是专业核心课程的是“自动控制系统原理及仿真”,学生如果没有微分方程及拉普拉斯变换的数学基础根本无法学习,其它对数学需求较大的课程有“机电系统”、“电子电力技术”、“电路分析基础”、“变频器技术”、“传感器与检测技术”。经过调研及应用于教学的内容模块如表1所示。其中函数、极限与连续性、导数与微分、积分及应用部分主要偏重思维品质、可持续发展的培养、适当融入专业知识进行教学,微分方程、拉普拉斯变换、级数和傅立叶变换、线性代数初步的教学完全与专业知识融合。
2教学内容与专业知识具体融合实践体系
高职数学教学既不同于普通本科高等教育的数学课程,也有别于中等职业学校的数学教育,除了教学内容上有所不同,其特点主要体现在与专业具体融合上,与普通高等教育比较,融合面更广,与中等职业教育比较,融合面更深。基于专业课程需要、数学教育规律、学生可持续发展要求,把数学知识与专业知识具体融合的基本实践过程如图1所示。
在教学内容调研过程中,梳理出专业课程体系中数学应用的显性素材及案例,关联到每个数学知识点上。本文针对电气自动化控制类专业,整理出相关具体案例并应用于教学,在实践中证明能提高学生学习兴趣、提高学生数学知识的应用能力、提高教学质量。
电气自动化控制类专业数学教学内容与专业知识具体融合实践教学体系如表1所示。
3高职数学与专业知识融合的教学方法合理选择
在教学过程中,遵循数学教育规律、按数学知识连贯性的主线,充分融合专业课程中的案例进行教学,为充分调动学生学习积极性及耐性,要选择合理的教学方法。数学知识与专业知识充分融合的最合适的教学方法是案例驱动教学法。教学方法设计思路流程如图2所示。案例驱动教学法过程是:案例引入-理论教学-解决案例问题-引导学生独立解决专业中相应案例。
下面以拉氏变换的微分性质及应用为例说明案例驱动教学法。
(1)案例引入。
传递函数概念是经典控制理论中用得最多的一种动态数学模型,它描述控制系统的输入――输出特性,是自动控制理论里非常重要的概念。自动控制中经典环节:比例环节、惯性环节、振荡环节、微分环节、积分环节、时滞环节传递函数怎么计算?
已知系统微分方程为:
c(t)符合零初始条件,输入量r(t)=δ(t),求系统的输出量c(t),怎么求?(激发学生学习兴趣、动机)
(2)介绍拉氏变换的线性性质、微分性质、特别是在零初始状态下的微分性质,即:在零初始状态下,原函数导数的拉氏变换等于用象函数乘以S,求导几次,就乘以几个S。
(4)案例分析:求下面三个典型环节的传递函数:比例环节、惯性环节、振荡环节。
(5)介绍应用拉氏变换微分性质解微分方程步骤:设函数为y=y(t),在方程两边取拉氏变换解出y(S)=F(S)对Y(S)=F(S)两边取拉氏逆变换得y(t)。
(6)案例分析:(1.2的分析)
(7)课堂练习:用拉氏变换法解电容充电过渡过程微分方程:
其初始条件为uc(0+)=0(就是零初始状态)(8)课后作业:
②前面学习微分方程建立时建立过RLC网络中输出电压随输入电压变化的数学模型:
求这个模型的传递函数。
利用案例驱动教学法,把数学知识与专业知识充分融合,实践证明能提高学生学习兴趣及数学知识的应用能力,达到理想的教学效果。
4高职数学与专业知识具体融合课程改革的教学效果及必要性分析
(1)对43人的调查,包括数学教师、电气专业理论教师。
问题及分析:①是否认同不同类专业教学内容不同?(分类模块化教学)全部被调查者100%认同;②是否认同以专业中应用案例作为数学教学例题(即数学知识点与专业知识具体融合教学)?14名电气专业老师100%认同;29名数学老师41.8%认同,50.2%不认同,8%认为不一定。
(2)对29位数学教师的调查。
问题及分析:①是否主动了解所教专业的核心理论课程?27.6%主动了解,72.4%不主动了解;②是否主动学习专业中相应的数学知识?20.7%学习,79.3%不学;⑨不主动学习专业中数学知识原因(79.3%不学的调查者答):A:数学是培养思维及打基础的,不需要学。100%认同这点;B:没时间、学不懂。57.7%认同;42.3%认为不一定。
(3)有关高职数学与专业知识具体融合课程改革,对3 15名学生调查。
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
电力工程中电气自动化技术
1. 全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管 50 年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件,在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同,各种器件各有其应用范围。 GTR 的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题,使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上,这也使得电路比较复杂,难以掌握。 MOS 控制晶闸管( MCT )是一种在它的单胞内集成了 MOSFET的品闸管,利用M OS 门来控制品闸管的开通和关断,具有晶闸管的低通态电压降,但其工作电流密度远高 IGBT和 GTR ,在理论上可制成几千伏的阻断电压和几十千赫的开关频率,且其关断增益极高。
2. 变换器电路从低频向高频方向发展随着电力电子器件的更新,由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时,直流传功的变换器主要是相控整流,而交流变频船动则是交一直一交变频器。当电力电子器件进入第二代后,更多是采用PWM 变换器了。采用PWM方式后,提高了功率因数,减少 了高次谐波对电冈的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。
3 交流调速控制理论日渐成熟 1971 年,德国学者 F , Blaschke 阐明了交流电机磁场定向即矢量控制的原理,为交流传动高性能控制奠定了理论基础。矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式,把定子电流的磁场分量和转矩分量解耦开来,分别加以控制。它需要检测转子磁链的方向,且其性能易受转子参数,特别是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性,使得实际的控制效果难于达到分析的结果。 1985 年德国鲁尔大学的 Depenbrock 教授首次提出了直接转矩控制的理论,接着 1987 年又把它推 广到弱磁调速范围。大致来说,直接转矩控制,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节(Band 一 Band 控制)产生 PWM 信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。
4 通用变频器开始大量投入实用从产品来看,第一代是普通功能型 U / F 控制型,多采用 16 位 CPU ,第二代为高功能型 U /F 型,采用 32位DSP或双 16 位CPU 进行控制,采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制拄制器.具有挖土机和“无跳闸”能力,也称为“无跳闸变频器”。这类变频器!目前占市场份额最大。第三代为高动态性能矢量控制型。 5 单片机、集成曳路及工业控荆计算机的发展以 MCS-51为代表白 8 位机虽然仍占主导地位,但功能简单,指令集短小,可靠性高,保密性高,适于大批量生产的 PIC系列单片机及CMS97C系列单片机等正在推广,而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外,单片机的开发手段也更加丰富。在集成电路方面,需要重点说明的是集成模拟乘法器和集成锁相环路及集成时基电路在自动控制系统中运用很广。
二、智能电网概述 目前,全世界范围内的气候变化越来越频繁,且由于人口的剧增,能源的供应也越来越紧缺,因此,智能电网在全球中不断地被关注。在几年前,美国政府为了恢复经济的良好运行,将智能电网的建设作为核心策略,来解决由于能源引起的危机,并利用它来促进其他产业的健康发展。在我国,智能电网的建设更是一项紧急的任务。
三、电力工程技术在智能电网建设中的总体应用
第一,电源领域的应用。电力工程技术能够为智能电网的各种设备提供不同的电源。具体包括直流、变频以及恒频的交流电源等。例如,在蓄电池充电中,一般是采用直流电源,在变电所的操作中,既可以采用直流电源,也能用交流电源,而在大型或者小型的计算机中,可以采用高频的开关电源。
第二,输电中的应用。由于智能电网要求具有较高质量的电能以及较为稳定的电网工作状态,而实现这些要求需要电力工程技术中的谐波抑制技术以及无功补偿技术的支持和配合。另外,电力工程中也不断出现新的装置,这些功能和智能电网的建设要求相符合,因此,能够在智能电网建设中加以应用。 第三,发电中的应用。电力工程技术是一种现代的新技术,它通过电力和电子设备,实现电能的转化以及控制,大大降低了能量的消耗量,同时还能减少机电设备的使用,工作效率也因而提高。
三、电力工程技术在智能电网建设中的具体应用
第一,电能的质量优化技术。该技术在智能电网建设中的应用,需要建立在电能的质量等级划分以及评估方法体系的完善的基础上,对供用电的接口所具备的经济性能进行分析,从而建立起用户经济性以及技术等级这两个评估体系,并借助法律法规的不断完善,来促使智能电网的建设往经济且优质的方向发展。
第二,柔流输电技术。该技术是将清洁度高的新能源等输入电网中的主要技术,它是在微处理以及微电子技术,电力技术、电子技术以及相关的通信和控制技术的基础上形成的能够对交流输电实现灵活控制的技术。
第三,高压直流输电技术。当前的直流输电系统中,很多环节都采用交流电,但是输电过程是用直流电的。采用该技术能够利用控制换流器,实现整流或者逆变的工作状态。能够应用在远距离或者近距离直流输电工程中,还能为一些孤立的地域例如海岛供电。
第四,能源转换技术。未来社会中的能源发展方向应该是实现低碳经济能源。也就是将能源的消耗量以及对环境的排放和污染控制在最低水平上,低碳经济能源的核心是在能量的转换上采用先进技术对其进行创新,实现能源的高效利用。目前,太阳能与风能等自然能源已经成了世界上利用最多的用于能量转换的能源。
四、关键的电力工程技术在智能电网建设中的应用
第一,串联补偿中的工程应用。伊冯500kV TCSC项目是国家发改委批准的国家级科学研究项目。该项目是由C-EPRI Science & Technology Co.,Ltd建立,将伊冯500kV TCSC项目的限定功率由1460000kW提高至2500000kW,用于该项目的TCSC设备,都是由中国独立设计、发展、组装和调试的。这个设备的成功运营表明中国已经精通了适应高寒地区的全套大容量可控串补的技术,并实现了HV TCSC的工业化应用。
第二,并联补偿的工程应用。C-EPRI Science & Technology Co.,Ltd完成了无功补偿设备的关键技术的研究,这一设备是中国装机容量最大的无功补偿设备,而且成功将无功补偿技术用于运营之中。联众不锈钢公司将无功补偿设备运用在实际中。这些设备有效解决了由设备中的脉动负载引起的电力质量问题。因此设备可确保工程安全运营,联众不锈钢公司每年有2千万的经济利益。
论文关键词:实践教学体系;电气工程及其自动化;应用型;综合能力
电气工程及其自动化专业是一门实践性、应用性很强的学科,大多数专业课程都需要通过适量的实践活动来培养学生的实际动手能力和创新能力。根据我校关于本科培养方案指导思想的要求:以培养应用型高级人才为主,加强学生的创新意识、竞争意识和适应能力的教育,注重学生的知识、能力、综合素质的协调发展。因此,应用型本科专业在具体的实践教学中,应把培养学生分析和解决问题能力作为构建良好的实践教学体系的基础和核心。
一、实践性教学体系建设
1.实验室建设
随着我校顺利升格为本科院校及我系电气工程及其自动化本科专业的设置,提升电气自动化、电力系统的实验水平就迫在眉睫。但是众所周知,建设电力系统的相关实验室要求条件十分苛刻,加之所需的实验设备造价昂贵,而我院做为近几年刚刚升本的院校,争取上级有限的科研经费相对较为困难,导致对实验室建设的资金投入相对不足,实验条件相对有限,短期内难以满足电气工程及其自动化的相关实验要求。因此,这就要求我们必须广开门路,通过其他行之有效的措施和方法,不断满足该专业相关的实验要求。
在学习和借鉴外校实验室建设和管理的基础上,依据本校学生的基本素质和我校现有的实验条件,我系对实验室建设做以下改进。
(1)构建实验平台,满足课程需求。通过学院的持续投资和我系教师的不懈努力,我系建立了具有层次化、综合性的系统实验平台——电力系统综合实验室,该平台是对“电力系统分析”、“发电厂及变电站电气部分”、“供电技术”、“电力系统继电保护原理”、“电力系统自动装置”、“电力系统微机保护”及“电力系统综合自动化技术”等主要专业课程实践实验环节的系统整合。在此平台上,不仅能满足本专业核心课程的基础实验和综合实验的要求,还能使学生自主完成相关课程设计。
(2)依托仿真技术,调动学生兴趣。在课程中推广和运用仿真实验手段,实现仿真实验与相关课程的有机结合。教师在讲授专业课时,有选择的向学生介绍ANSYS、PSPICE、MATLAB等仿真软件以及应用组态王软件,并且通过较多实例的仿真讲解,使学生对该专业课有更深入的理解和应用,同时要求学生对该课程的实验内容预先进行仿真。这样既能提高学生的学习兴趣,又能使学生对该课程有更加全面的掌握。
(3)完善互动平台,提升教学效率。我们在现有的教学条件下,广泛收集网络上丰富的实验环节资源,建立完善了相关课程的网络实验室。如在《电力系统继电保护原理》教学网站上,增加了微机继电保护等教学、实验内容,搭建了师生互动平台,以此弥补实验教学时间的不足。教师的教学效率得以大大提升,也为学生更好的进行学习、实验创造了便利条件真正实现了教师与学生的教学互动和沟通交流。
(4)建立合作关系,拓宽实验领域。洛阳作为河南乃至全国有影响的重工业基地,本地众多的大中型工业企业也希望通过加强与科研院所的沟通联系来提高自己的技术水平。通过洛阳市政府的牵线搭桥,我们结合自身的学科优势和人才资源,近年来先后与黄河同力水泥有限公司、洛阳供电公司、龙羽电气等单位签订了校外实习合作单位协议,不断加强合作交流。我校每年都选送大批学生到相关企业,在其生产实验室内进行实践活动:如在龙羽电气有限公司进行的《高低压电器》实验,在黄河同力水泥有限公司进行的《工厂供电》实验,在庞屯变电站进行的《变电站综合自动化》实验等等。这样既解决了我们的有关实践难题,又提高了学生的实际动手能力。
(5)引入科研项目,注重实践培养。实践教学将由浅入深,由基础到综合将教师的科研内容和科研成果、工程实际问题等引入到实验教学中,把知识学习技能训练、能力培养等融合在一起,增强学生的实际应用能力,提高教学效果。适时引入设置创新型实验项目,让学生及时了解实验新技术的发展,注重培养学生掌握新实验技术的能力。此外,我校还组织学生积极参加全国技术大赛,进一步锻炼学生的综合能力。我校在全国电子设计大赛和“挑战杯”大赛中均取得了优异的成绩。
2.实习基地建设
本专业现有两个实习基地,分别是电工实习2和模拟变电所。
“电工实习2”实习基地分为两个部分,学生要在两周时间内完成电机的拆装和控制柜的安装实训,该实习基地主要面向经过专业课程学习,具有一定理论基础的大三或大四学生进行,该实习项目侧重工程技术应用、重视实践环节的锻炼,具有较强的工程适应能力,对于提高学生的实践动手能力、解决实际问题的能力,具有很大帮助。该实习项目至今已培训过数千名学生,学生反映实习效果非常好。
模拟变电所主要由380V模拟10kV电压进线,由真实的高低压一次设备完成整个的工厂供配电以及控制过程。该变电所模拟工程气氛浓厚,学生可以在该变电所中得到较好的工程锻炼机会。
除了校内实习基地的进一步建设与完善,还需要继续加强与同力水泥、洛阳供电公司、龙羽电气等合作单位在科研、人才培养、校外实习基地等方面的合作。
3.课程设计和毕业设计建设
专业课程设计建设的重点是如何提高学生的综合能力,而实现这一目标的前提是选择合理的课程设计题目。但是传统的课程设计题目大多较为单一,与具体的生产实际要求脱节较为严重,并且设计的标准也与工程规范相差甚远。因此,我院在具体的课程设计中,十分注重实践性和可操作性,要求选题与有关科研项目和相关企业紧密结合,如在工厂供电课程设计中,从企业得到第一手的详细资料,发给学生真学真练,使学生从中汲取更多的经验,既锻炼了独立思考的能力,也增强了实际操作能力。
毕业设计作为重要的实践教学环节,关键是要实现课题的真实性、知识的综合性和设计的创新性。近年来,随着电气工程及其自动化专业学生人数的不断增多,教师数量和毕业设计课题数量相对不足的问题日益突出,而用人单位也对新录用人员实际动手能力的要求越来越高。为此,我们在毕业设计课题的选择上,要求每位毕业生的毕业设计,或结合教师的科研项目,或结合企业的技术项目,或组织学生到外地公司和工厂开展毕业设计等工作尝试,使学生的综合素质、创新能力得到进一步提高。从2009届开始,我校就选送部分毕业生到龙羽电气和市内其他变电站进行毕业实习和毕业设计,并取得了较好的效果。
二、专业师资人才队伍建设
如何培养建设一批高水平人才,是每个高等院校都面临的共同难题。这不仅要求每一位教师具有扎实的理论知识,更要具备较强的实际动手能力。为此,我校积极做好人才的培养工作,把提升师资队伍的层次、优化师资队伍的结构、提高师资队伍的整体水平作为师资队伍建设的重点工作。以两个专业研究方向为目标,加强师资队伍建设,注意教师进修提高,积极引进博士,鼓励和支持青年教师攻读在职博士学位,促进学术带头人后备力量的培养工作,从而形成一支整体水平高、结构合理的教学和科研型教师队伍。主要通过以下几方面措施来实现。
(1)加大高层次人才引进力度,优化教师队伍的结构,不断增加师资队伍总量。
(2)加强专业带头人、课程负责人及骨干教师队伍建设,进一步明确其权利和义务,以激发教师积极向上的热情。
(3)充分培养和挖掘现有教师队伍的潜力,加强“双师型”教师的培养。一方面从企业引进工程技术人员,另一方面通过各种途径提高教师的实践技能。
三、实践性教学教材建设
通过综合了解国内、省内其他院校电力系统及其自动化专业教学、实验方面等情况,发现近年来在实践教材特别是综合实验方面教材编写的不多。因此,我们必须高度重视此项工作,以切实发挥实践性教学教材在教学、实验中的重要作用。
根据不断改进和完善的实验设备和实习场所的情况,我校组织一批教学、实验经验丰富的教师编写了相关的实验(实习)大纲和指导书,课程设计大纲和指导书等教材,并顺利通过了学院的严格审核。特别是针对我系建设的电力系统综合实验室,我系教师专门编写了严谨完整的实验指导书。该实验教材既能满足实验设备和教学实践的要求,又能增强学生的实训能力,使得学生的综合设计能力和创新意识不断得到提高。