時間:2022-05-09 21:48:06
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電氣自動化問題論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1.提高自動化專業本科畢業設計質量的若干對策
2.自動化專業畢業實習模式的實踐與探索
3.電氣工程及其自動化專業畢業設計研究
4.略論高職自動化專業畢業設計的改革
5.電氣工程及其自動化專業畢業設計選題的探討
6.農業機械化及其自動化專業本科畢業設計改革探索
7.基于項目導向的自動化專業畢業設計模式研究——以欽州學院為例
8.提高電氣工程及自動化專業畢業設計質量探討
9.提高自動化專業畢業設計質量的研究與實踐
10.應用型本科機械設計制造及其自動化專業畢業設計選題研究
11.新形勢下自動化專業畢業設計的研究與實踐
12.探索提高熱工自動化專業畢業設計教學質量
13.MATLAB在電力系統自動化學生畢業設計中的應用初探
14.基于ASP及VBA技術實現畢業論文格式規范自動化
15.自動化專業畢業設計模式探討
16.機械設計制造及其自動化專業畢業設計的改進措施探索
17.提高電氣工程自動化專業畢業設計質量的方法
18.關于電氣工程及其自動化專業畢業設計大綱的探討
19.高職自動化專業學生畢業實踐的探討
20.應用型本科自動化專業畢業設計運行機制的創新研究與實踐
21.仿真技術在自動化專業畢業設計教學環節中的應用
22.應用型本科院校自動化專業畢業設計(論文)的探索與實踐——以太原工業學院自動化專業為例
23.提高自動化專業畢業設計質量的方法研究
24.淺淡電氣自動化專業高職畢業沒計
25.機械設計制造及其自動化專業畢業設計的改進措施探索
26.利用網絡資源與計算機仿真技術突出創新能力的培養——電氣自動化專業畢業設計教學改革的實踐
27.試論技工院校電氣自動化專業高技班開展畢業設計
28.對自動化專業畢業設計的經驗總結與思考
29.如何做好應用型本科院校自動化專業的畢業設計
30.農機化及其自動化專業畢業論文與科研結合效果探討
31.自動化專業本科畢業設計現狀分析與新模式探索
32.工科畢業設計新模式的探索與實踐——以華北電力大學自動化系為例
33.談電力系統及其自動化專業的畢業實習與設計
34.機械設計制造及其自動化專業畢業設計的改進措施探究
35.高校自動化專業畢業實習的探討
36.基于就業能力提升的自動化專業畢業實習教學改進
37.提高工科自動化專業本科畢業設計(論文)質量的實踐與探索
38.地方農業院校機械類專業本科畢業設計教學探析——以農業機械化及其自動化專業為例
39.高職電氣自動化專業畢業設計指導方法探索與實踐
40.高職機械制造與自動化專業畢業設計模式改革與實踐
41.機械設計制造及其自動化專業畢業設計改革探討
42.電力系統廠站及調度自動化綜述
43.微生物自動化分析儀的畢業實習帶教初探
44.電氣自動化技術專業卓越技師畢業設計作品化改革與實踐——以山東勞動職業技術學院為例
45.自動化和建環專業聯合開展畢業設計的教學改革實踐
46.基于工作過程的電氣自動化專業畢業設計教學模式探討
47.提高工科高校學生畢業設計質量的改革與探索——以自動化專業為例
48.CAD技術在電氣工程及其自動化專業畢業設計中的應用
49.淺談自動化專業本科生畢業設計(論文)指導規范化
50.機械設計制造及其自動化專業畢業設計成績評定質量的研究——以常州工學院為案例
51.機械設計制造及自動化專業畢業設計的實踐及思考
52.工程教育專業認證背景下培養目標和畢業要求的制定——以廣東石油化工學院電氣工程及其自動化專業為例
53.電氣工程與自動化專業畢業設計改革的探索與實踐
54.電力系統及其自動化專業實習與畢業設計環節改革探析
55.電氣工程及其自動化專業畢業設計選題的探索與實踐
56.提高電氣工程及其自動化專業畢業設計質量的研究與實踐
57.基于CDIO的電氣工程及其自動化專業畢業設計改革探索
58.不變與應變——自動化專業畢業設計的再思考
59.電力系統及其自動化專業畢業實習教學模式探討
60.自動化儀表專業畢業設計的改革實踐
61.MATLAB在自動化專業畢業設計中的應用
62.高職高專電氣自動化專業畢業設計方案研究
63.高職焊接技術及自動化專業畢業設計存在的問題與對策
64.以實際生產工藝過程作為自動化專業畢業設計題目的思考
65.電力系統及其自動化專業畢業設計改革的探討
66.畢業設計與畢業分配掛鉤新的教學模式 記92屆電氣自動化專業畢業設計
67.工企自動化專業畢業設計指導工作的研究
68.談中專自動化專業的畢業設計
69.自動化專業新形勢下畢業設計過程與質量研究
70.電氣工程及其自動化專業畢業設計中的問題及改進措施
71.電氣工程及其自動化專業畢業實習改革探索
72.電子束離子束專業結合畢業實踐研制用于生產自動化儀表零件的電子束焊機
73.機械設計制造及其自動化專業畢業實習的改革
74.機械設計制造及自動化專業畢業設計模式的教學改革
75.畢業設計過程中學風因素及治學方略研究——以機械設計制造及其自動化專業為例
76.本科畢業設計過程中學生創新能力培養的實踐和思考
77.工業自動化專業畢業設計注重能力培養的實踐
78.高職電類專業畢業設計選題探討
79.本科畢業設計過程管理平臺的設計與實踐
80.基于學科平臺開展本科畢業實習的改革與實踐
81.實驗室自動化系統應用對檢驗醫學本科生實習的影響與對策
82.加強實踐教學,提高本科生畢業設計能力
83.畢業設計過程中如何培養獨立學院學生的創新能力
84.“變電站綜合自動化”教學實踐
85.醫院藥房自動化管理系統應用進展
86.人工與自動化雙分揀區系統品項分配優化
87.機械自動化技術的應用研究
88.基于配電網自動化的多Agent技術在含分布式電源的配電網繼電保護中的研究
89.基于不同接線模式的饋線自動化實現方式
90.自動化炒青綠茶生產線的設計與應用
91.薄煤層綜采工作面自動化技術綜述
92.饋線自動化自適應快速保護控制方案
93.滾筒采煤機自動化與智能化控制技術發展及應用
94.國外圖書館自動化系統市場發展狀況研究
95.正念訓練的去自動化效應:Stroop和前瞻記憶任務證據
96.電力自動化技術的新發展
97.軟件測試自動化技術應用研究
98.基于數據驅動的軟件自動化測試框架
99.省級氣象計量檢定業務自動化系統
100.辦公自動化系統的應用
101.壓力容器焊接自動化技術的現狀與發展
102.薄煤層綜采自動化配套裝備開采技術
103.電氣自動化控制設備可靠性探究
104.自動化裝配設備的總體設計
105.配電自動化
106.探討220kV變電站綜合自動化系統的應用
107.機械制造及其自動化的發展趨勢分析
108.電氣自動化控制設備可靠性探究
109.從國內外建設經驗探討廣州配電自動化建設模式
110.檳榔包裝的自動化生產線設計
111.我院基于整體設計的自動化藥房建設
112.配電自動化實用化關鍵技術及其進展
113.云計算環境下圖書館自動化系統發展探索
114.電氣自動化技術在電力系統中的運用淺談
115.基于CAN總線的船舶自動化系統研究與設計
116.基于SMART準則的配電自動化建設效果評價體系研究
117.基于Android的自動化測試的設計與實現
118.電氣自動化在電氣工程中的應用
119.自動化綜采工作面概念探討
120.任務復雜度對自動化意識的影響
121.探析智能型機械自動化應用趨勢
122.自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用
123.軟件自動化測試概述及應用工具分析
124.試論化工自動化控制的發展趨勢
125.基于IEC61850國際標準的配電自動化系統應用研究
126.遠動控制技術在電力系統自動化中的應用
127.智能配電網饋線自動化發展及展望
128.圖書館自動化開源系統的市場可行性研究
129.國內石油鉆機自動化技術現狀與建議
130.變電站綜合自動化系統的選型
131.IEC61850在高級配網自動化中的應用
132.機械自動化技術的應用與發展前景的探索
133.智能電網發展的機制及其對電網自動化技術的影響
134.變電站自動化技術的未來發展(一)——電力市場與協調型自動化
【關鍵詞】工業電氣自動化 應用原理 節能技術 發展趨勢
隨著科技的高速發展,人民生活水平得到了日益提高,解放勞動力和節能減排是當前急需解決的工業問題,因此,工業電氣自動化應用與節能技術被廣泛提及,工業電氣自動化也被我國的各個系統、部門應用著。尤其是改革開放以來,工業電氣工程的自動化也變得更加人性化,為我國的工業建設帶來了比較大的經濟效益和社會效益。因為工業電氣自動化的先進性,使得這項技術可以被應用于工業生產的方方面面,時至今日,更是發展成了比較完善的體系,預測其未來的發展趨勢基本可以體現在以下三個方面:一次設備的智能化發展、一次設備在線監測的實現、電力互感器向光互式方向發展。
1工業電氣自動化概述
工業電氣自動化專業是電氣信息領域的一門新興學科,作為一項新興技術,工業電氣自動化更是與人們的日常生活密不可分,其發展速度十分迅速、發展態勢十分迅猛,與工業生產的密切關系也使得這項技術日趨成熟,已經成為高新技術產業的重要組成部分,在國民經濟中發揮著越來越重要的作用。在概念方面,工業電氣自動化是指電氣裝置或者電氣設備在沒有人操作的前提下,按照提前輸入的指令對工業進行控制或者操作的過程。目前電氣自動化在工業、農業、醫療等多個與人類生存息息相關的領域被廣泛應用,其中工業電氣自動化不僅可以解放生產中的勞動力,還能使生產過程更高效、安全,很多情況下,工業電氣自動化已經成立一個國家的技術先進與否的重要標準。因此,我國對工業電氣自動化的關注程度、開發力度都是前所未有的。
2工業電氣自動化的應用情況
上個世紀五十年代,電氣自動化專業在我國出現,并由此拉開了工業電氣自動化技術快速發展的時代序幕,經過半個多世紀的發展,電氣自動化技術已經被推廣到了與人們的日常生產、生活息息相關的多個領域。電氣自動化技術的飛速發展離不開科學技術的支持,它被廣泛應用在工業領域,便是由自動化的機器代替人工完成工作任務,不僅可以節約人力資源、物力成本,電氣自動化還能夠提高工作效率、保證工作質量,為工業創造經濟價值。尤其是一些危險系數高的工作,以安裝了自動化程序的機器為主要勞動力,可以直接避免對人員造成的身體傷害。日常生活中隨處可見工業電氣自動化技術,例如在空調設備中、制暖設備中、樓宇通信設備中。目前,我國從事工業電氣自動化技術研發的人才更多、領域更廣泛,很多高校已經開設了電氣自動化專業。為工業電氣自動化的發展與創新提供支持的是信息技術的發展,信息技術的特點推動了工業電氣自動化的多方面應用。
2.1工業電氣自動化的應用原理
隨著科技的進步,電氣自動化也被應用到各個領域中,尤其是工業電氣自動化的發展更為迅速,OPC技術出現以后更是極大地推動了工業電氣自動化的發展。工業電氣自動化的發展基于控制系統,表現為易于集成、比較靈活,并能夠有效地節約資源、降低成本,它的應用能夠促進工業發展,短時間內便可帶來經濟效益和社會效益。整個應用原理是:充分利用現場總線控制系統,該系統控制準確性高、智能程度高、互動開放性強、時效性強,能加強工業底層生產過程和生產所需設備之間的關系,加快信息交流過程,能夠保證管理層面和執行層面的通信透明和自動化數據的存取。如此一來,工業電氣自動化應用這一系統后準確度更高、控制更靈活,同時還降低了成本和生產程序誤差,這也正是近年來工業電氣自動化被應用到了諸多領域的原因所在。基于此原理,電氣自動化提升了工業的生產效率和產品的可靠性,應用此項技術的企業無異于獲得了一項強有力的技術支持,從而一躍站在同等行業的頂峰,提升了企業的核心競爭力,雖然工業電氣自動化技術發展迅猛,但也存在一些需要調整和改進的地方,需要繼續發展。
2.2將工業電氣自動化應用于建筑行業
因為我國城市化進程加快,固定的城市區域內集中了大量的城市人口,對建筑行業的要求也越來越高,需要在盡量短的時間內保質保量地完成建筑任務。工業電氣自動化應用于建筑行業是最常見的,在建筑行業中應用工業電氣自動化技術可以降低建筑成本、提高施工效率、簡化施工過程、從危險系數較高的任務中解放施工人員,因為這種自動化的技術可以按照最科學合理的方法進行人員分工、資料分配、時間安排等,將復雜的建筑施工任務簡單化、便捷化。電氣自動化技術為建筑行業增添了新的活力,通過在建筑物中實現現場總線控制系統連接自動化系統和智能設備,就可以快速解決系統之間的信息傳遞問題,真正實現工業自動化。同時,在高樓大廈中的安全、防御、防火、監控、通訊、辦公等多個環節也需要應用電氣自動化,這種技術使得目前的建筑行業更加智能化、高端化。使用自動化技術還能夠減少后期電纜的使用,在材料上節省支出,也為后期電纜維護省去了不少麻煩。
2.3將工業電氣自動化應用于空調設備
文獻資料顯示,除建筑行業外,空調設備采用工業電氣自動化的情況也比較多。空調是家庭中常備的家用電器,因其制冷、制暖的雙重功能而廣受歡迎,使人們能夠在炎熱的夏季和寒冷的冬季都能夠感受到適宜的溫度,但是空調能夠為人們既提供涼爽,也提供溫暖的特點,使得空調設備必須要應用電氣自動化技術,也是電氣自動化技術成就了空調的這兩項基本功能。空調設備的運行原理是:它可以利用內部的電氣自動化裝置,通過比例積分的運算方式對相關數據進行計算和處理,空調設備中的溫濕度傳感器可以敏銳地“感受”室內的溫度和濕度,比較事先設定好的溫度、濕度和內部傳感器獲得的溫度、濕度數據,并將比較后的信號傳輸到通風濕度控制上,以實現對室內溫度、濕度的調控,使室內的溫度、濕度與設定數值相符。當室內的溫度、濕度達到了預先設定值的時候,傳感器再度通過運算使空調停止運轉,實現對室內溫濕度的控制。這樣的過程便是在空調設備中應用工業電氣自動化的原理。
3工業電氣自動化的節能技術
工業電氣自動化的節能技術是最為領先的技術所在,在節省運行成本、提高生產效率、改善工業環境等方面都起著積極作用,伴隨“綠色工業革命”的興起,在工業領域的節能技術廣受推崇,并已經成為了當前的經濟建設和工業建設的雙重目標,電氣自動化日益成為了工業領域節能的有效武器。在電氣自動化系統中,最為顯著的是對電力資源的節約,以下從減少電能損耗、選對變壓器、無功補償和選對濾波器等四個方面闡述工業電氣自動化的節能技術。
3.1減少電能損耗
工業電氣自動化的機器在運行中一定會需要電力支持,但是在節能方面首先要考慮的就是盡量減少對電能的無謂損耗。在電氣自動化運行過程中,通過電力傳輸才能產生效果,然而由于導線電阻緣故,勢必會造成電力的損耗,這種消耗是沒有任何意義的,因此應該采取措施來減少這種電能消耗。第一,在導線的材質方面要選擇電導率相對小的;第二,線路的走向要合理,因為減短導線的長度就可以減少因電阻而產生的不必要消耗;第三,適當加大導線的橫截面積,這樣便可將電阻減小。
3.2選對變壓器
變壓器是工業電氣自動化不可缺少的一部分,但是這種常見的電器設備卻會消耗很多電力,為了節約能源,在變壓器的選擇上也有很多門道。首先,要選擇節能變壓器,便可以在源頭解決耗費電能源的問題;其次,要減少負荷不平衡,只有維持好三相電的平衡才能減少對變壓器的損耗,從而減少耗電,例如采用單相自動補償設備、三相四線制供電等將用電平分到三相電源上。
3.3無功補償
無功補償在電力供電系統中有著重要作用,它可以降低損耗、提高供電效率,從而改善供電環境,正因為無功功率補償裝置不可或缺,但又比較耗電,所以要合理、正確地選擇補償裝置,可以做到最大限度的減少電網的損耗,以達到提高電網質量的目的。第一,通過嚴格計算來確定電容器補償的使用;第二,采用具有調節平滑、跟蹤準確、適應面廣等諸多優點的模糊投切方式,改變原有方式來實現補償效果的最優化;第三,要盡量防止整個過程中的投切振蕩、無功倒送等情況出現;第四,無功補償設備就地安裝、就地補償,避免在傳輸過程中出現二次耗能。
3.4選對濾波器
電源濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對電源線定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除,得到一個特定頻率的電源信號,或消除一個特定頻率后的電源信號。因為突然增加設備,在電網擴建過程中難免會產生諧波電流,而這些電流又會因為電網的阻抗而產生容易產生畸變的電壓,增加對電氣設備誤操作的可能性,從而影響電網的正常使用。因此需要選對濾波器來實現節約能源,應用有源濾波器,可以過濾到部分諧波電流,從而增加電氣設備有效率,節約電力資源。
4我國工業電氣自動化未來發展趨勢
通過對工業電氣自動化應用情況的分析得知,電氣自動化技術未來的發展趨勢就是被廣泛應用在各種領域,無論是工業、農業,還是醫療、教育,甚至在國防領域,因為工業電氣自動化技術可以節約成本、解放勞動力、增加工作準確率,獲得更多的經濟社會效率。
近年來,我國的工業電氣自動化水平得到了快速提升,不僅可以直接應用技術,還能夠實現對電氣自動化技術的自主研發,該技術的應用推動了科學技術進步、國民經濟發展,逐漸拉近了與工業強國之間的距離。我國工業電氣自動化未來發展趨勢主要有以下幾點。
第一,對于工業電氣自動化技術的應用應該建立成熟的機制和完善的體制。目前,工業電氣自動化技術還屬于高新技術,發展時間尚短,因此應該在努力研發更先進的技術和產品時注意保證生產的規范和標準,不能一味只求高效創收而忽視和諧發展,在發展中需要考慮的問題有污染問題、浪費問題、安全問題、產權問題等。建立成熟的機制和完善的體制就是要確保工業電氣自動化的研發有章可循,在以創新為主導地位的前提下,堅持科學發展觀指導思想,做到以人為本,實現經濟的快速增長、科技的飛速發展。
第二,實現各領域聯動發展。工業電氣自動化技術不僅能夠應用于工業領域,還能夠為其他領域和行業創造效益,因此未來的發展趨勢之一就是實現各領域聯動,集工業、農業、商業、醫療、教育、國防等領域的高精尖人才,共同開發電氣自動化技術,實現社會的整體發展。
第三,為自主研發電氣自動化系統和產品提供發展空間。電氣自動化的研發就是一個創新的過程,因此,應該為這種創新工作提供足夠的空間和優越的條件,大力推動電氣自動化技術的發展,開創工業電氣自動化技術科學發展的新局面。
5結語
綜上所述,工業電氣自動化被廣泛應用于各個領域和系統之中,因其高效、準確、自動等特點為我國的工業建設帶來了重大經濟效益。但是若想工業電氣自動化發揮更大的效能,除繼續發展技術之外,還要做到節約能源。本論文從工業電氣自動化概述、工業電氣自動化的應用情況、工業電氣自動化的節能技術以及工業電氣自動化的未來發展等方面分析我國工業電氣自動化的應用與節能技術。在我國,工業電氣自動化主要被應用于建筑行業和空調設備,要想做到節約電力資源需要減少電能損耗、選對變壓器和濾波器、做好無功補償,方能發揮工業電氣自動化的最佳效用。另外,本文還簡要預測了我國工業電氣自動化未來發展趨勢,電氣自動化技術未來的發展趨勢就是被廣泛應用在各種領域:對于工業電氣自動化技術的應用應該建立成熟的機制和完善的體制、實現各領域聯動發展、為自主研發電氣自動化系統和產品提供發展空間。
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(煤科集團沈陽研究院有限公司,遼寧 沈陽 110015)
【摘要】近年來我國工業電氣自動化發展速度較快,數字化技術的改進需要依靠電氣自動化系統,讓工業電氣自動化變的更加便捷,更加實用,從而提升工業電氣自動化系統的工作效率。將數字技術應用到電氣自動化系統的運行中,對其進行管理。從我國的實際情況來看,數字技術的發展空間較大,且該技術在工業電氣自動化中的應用還有一定的提升空間,所以值得相關研究人員對其進行后續研發。本文主要從數字技術的重要性入手,對該技術在工業電氣自動化中的應用進行闡述。
關鍵詞 數字技術;工業電氣自動化;數字技術應用
計算機技術的不斷發展, 給工業生產帶來了新的變革,隨著計算機技術在工業領域中應用程度的加深,其重要性也逐漸凸顯,已經成為提升工業電氣自動化生產效率的主要方式。當前數字技術在工業領域中的應用主要覆蓋了電力系統、電子電力技術以及電子信息工程這三部分,雖然對工業發展起到了一定的幫助作用,但是在實際應用中依舊存在許多問題,下文將對其進行分析。
1 數字技術在工業電氣自動化中應用的重要性
從近年來數字技術在工業電氣自動化中的應用效果來看,該技術的應用不僅減少了自動化工作自身的危險性,同時也提升了工作效率,側面提升了企業的經濟利益。截波沖擊、局部放電等,是電氣自動化工作中比較常見的實驗方式,并且這些實驗都需要在250kV的環境下進行,具有較高的危險性,威脅到工作人員的生命安全。但是隨著數字技術的不斷發展,類似實驗的危險性被大大降低,保證了工作的安全性。從宏觀的角度對數字技術在工業電氣自動化發展中的重要性進行分析可發現,其對穩定控制平臺有著至關重要的作用。許多自動化控制平臺都依靠數字技術作為系統的基礎,與之前的操作系統相比,數字技術模式下的控制平臺操作更加簡潔、平臺穩定性優良且操作指令比較全。通過實踐證明,類似操作系統即使長時間循環工作,也可以保證自動化控制平臺的穩定性。除此之外,數字技術的應用還可以提升控制過程效率,使總、分線中的控制系統可以有效的對各式信息進行處理,將搜集到的設備運行過程中所產生的參數應用到自動化中,減少設備監測工作人員的工作量,同時也可以控制自動化運行狀態,在設備出現異常運行時,第一時間采取措施對異常參數進行控制,不僅可以提升系統運行的穩定性,還可以提升工作效率。
數字技術需要依靠計算機系統作為基礎,操作簡潔、邏輯性強,與傳統自動化相比具有更好的穩定性與安全性。通過計算機編程技術將指令輸入到代碼中,便可以自動運行自動化系統。該技術中具有一些數字電路,這部分電路可以對指令進行識別,而且指令可以通過設備這一媒介進行傳輸,配合計算機的觸屏技術來實現便捷化操作,可靠性較強。
因為數字技術的開發與應用都要依托計算機與互聯網,且目前數字技術與智能化沒有必然聯系,所以將數字技術應用到工業電氣自動化時可以最大限度的減少傳統生產設備的使用量,使生產生設備更加精簡,操作更加簡便, 除去了不必要的生產環節,從而提升了生產效率。隨著光纖技術的發展與應用,使數字技術在工業電氣自動化中的應用更加安全。據不完全統計,數字技術在電氣自動化中的應用率已經超過78%,且這一數字正在逐漸增長,可見其實用性。
2 數字技術在工業電氣自動化中應用的措施
雖然近年來數字技術發展速度較快,并且也在一定程度上提升了工業電氣自動化效率,但是在實際工作中依舊可以發現數字化發展的弊端,模式不統一、技術欠缺等都是比較明顯的問題,所以下文將對如何完善數字技術在工業電氣自動化的中的應用進行闡述。
2.1 智能終端的應用
使用光纖進行連接,將數據的采集工作與控制工作轉移到智能終端與間隔層上,如果條件允許,可以對智能終端進行雙重化配置處理。第一重用于跳閘保護以及現場信號上送,第二重則用來強化跳閘保護,可以提升數字技術在工業電氣自動化中應用的穩定性,提升工作效率。因為電氣自動化想要正常運作,必須要依靠符合設備條件的工程接口,所以可以通過該模式來解決PC平臺自動化中存在的問題,提升erp與MES之間連接的順暢性,將TCP設定為辦公環境下最為標準的通訊方式,則可以通過PC的模式在平臺與控制臺之間建立更加便于工作開展的接口。通過上述方式對其進行改造,不僅提升了程序接口的標準化,同時也可以使其滿足個硬件設備交換過程中的各式需求,進而保證了通訊質量與智能化的效果。
2.2 GOOSE虛端子的應用
GOOSE虛端子是近年來逐漸興起的一種技術,通過該技術的應用,可以有效改良傳統的二次回路,便于整體工程調試,屬于設計與裝置雙重革命。經過近幾年應用發現,GOOSE虛端子技術可以在保護裝置、空測裝置以及上文中所提到的智能終端交互信息中的應用,也可以對開關、母線等線路進行控制,通過實現跳合閘的方式來保護測控裝置間隔層。GOOSE虛端子替代二次回路是各大工業電氣自動化應用企業的初步目標,與傳統的二次回路相比,GOOSE虛端子對信號管理、溫度測試等非電量信息的操作與控制更加方便,比較依靠高效的智能終端。再次,按 MMS 網、GOOSE 網雙網配置簡潔方便,其清晰的結構,分明的層次,將相關接口組屏進行集中。MMS 網對各 IED 與主機之間進行通信管理,以通過 GOOSE 實現跳閘保護、測控遙控及聯閉鎖。
2.3 提升工作人員程序操作理念
在企業內部調度命令下達之前,將審核之后的票據在電腦中存檔,等到實際操作之前將其設置在人工干預界面上,對閘刀開關等方面的設備進行最終確認,完善系統的使用功能,通過模擬的方式對設備運行能力進行預演,使其達到默認狀態,可以自動識別、自動操作。達到上述需求之后,即便沒有工作人員在工作現場,該系統也可以自己完成相關操作,減輕工作人員的工作負擔,也從側面提升了企業的經濟效益。從當前我國工業電氣自動化的整體發展情況及未來趨勢來看,信息化與開放化是不可逆的發展方向,在未來的一段時間內必然會不斷完善。信息化技術的處理手段會變的更加具備綜合性,與互聯網技術相輔相成,保證工作自動化的發展。而開放化趨勢更注重內外部連接,如果內部系統的實際情況與外部網絡相協調,則指示方式與處理方式才更加精準,數字處理的可靠性也更高。所以數字技術在工業電氣自動化中應用時,需要著重注意這一點。
3 結束語
科學技術的不斷發展,給人們的生活帶來了巨大的變化。工業生產企業想要保證企業的市場競爭力,就必須要不斷的對生產技術進行改革,完善生產技能,以滿足時展的需求。數字技術屬于近年來新興起的高新技術產業,各方面優勢明顯,如果得到妥善的應用,必然會給企業帶來巨大的經濟利益。
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[4]谷曉龍.數字技術在工業電氣自動化中的應用與創新[J].電子技術與軟件工程,2014,11(04):159-160.
關鍵詞:人工智能 電氣 自動化
人工智能是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法 技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支 它企圖了解智能的實質,并生產出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應的智能機器.該領域的研究包括機器人.語言識別、圖像識別 自然語言處理和專家系統等。電氣自動化是研究與電氣工程有關的系統運行、自動控制,電力電子技術、信息處理、試驗分析 研制開發以及電子與計算機應用等領域的一門學科。實現機械的自動化,讓機械部份脫離人類的直接控制和操作自動實現某些過程是電氣自動化和人工智能研究的交匯點。積極運用人工智能的新成果無疑有利于電氣自動化學科特別是自動控制領域的發展.也有利于提高電氣設各運行的智能化水平.對改造電氣設備系統,增強控制系統穩定性.加快生產效率都有重大意義。
1、人工智能應用理論分析
人工智能(Artificial Intelligence),英文縮寫為AI。它是研究、開發用于模擬,延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支,它企圖了解智能的實質.并生產出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應的智能機器 該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別 自然語言處理和專家系統等。自從1956年“人工智能 一詞在Dartmouth學會上提出以后,人工智能研究飛速發展,成為以計算機為主.涉及信息論.控制論, 自動化、仿生學、生物學、心理學、數理邏輯、語言學、醫學和哲學的一門學科。人工智能研究的一個主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復雜的工作。
當今社會,計算機技術已經滲透到生產生活的方方面面.計算機編程技術的日新月異催生自動化生產,運輸 傳播的快速發展。人腦是最精密的機器,編程也不過是簡單的模仿人腦的收集、分析、交換、處理、回饋.所以模仿模擬人腦的機能將是實現自動化的主要途徑。電氣自動化控制是增強生產.流通、交換、分配等關鍵一環.實現自動化,就等于減少了人力資本投入,并提高了運作的效率。
2、人工智能控制器的優勢
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去討論。但Al控制器例如:神經、模糊、模糊神經以及遺傳算法都可看成一類非線性函數近似器。這樣的分類就能得到較好的總體理解.也有利于控制策略的統一開發。這些Al函數近似器比常規的函數估計器具有更多的優勢.這些優勢如下:
(1)它們的設計不需要控制對象的模型(在許多場合,很難得到實際控制對象的精確動態方程,實際控制對象的模型在控制器設計時往往有很多不確實性因素,例如:參數變化,非線性時,往往不知道)。
(2)通過適當調整(根據響應時間 下降時間、魯棒性能等)它們能提高性能。例如模糊邏輯控制器的上升時間比最優PID控制器快1.5倍 ,下降時間快3.5倍, 過沖更小。
(3)它們比古典控制器的調節容易。
(4)在沒有必須專家知識時.通過響應數據也能設計它們。
(5)運用語言和響應信息可能設計它們。
總而言之,當采用自適應模糊神經控制器、規則庫和隸屬函數在模糊化和反模糊化過程中能夠自動地實時確定。有很多方法來實現這個過程,但主要的目標是使用系統技術實現穩定的解,并且找到最簡單的拓樸結構配置.自學習迅速,收斂快速。
3、人工智能的應用現狀
隨著人工智能技術的發展,許多高等院校及科研機構就人工智能在電氣設備的應用方面展開了研究工作,如將人工智能用于電氣產品優化設計,故障預測及診斷、控制與保護等領域。
3.1 優化設計
電氣設備的設計是一項復雜的工作 它不僅要應用電路、電磁場、電機電器等學科的知識,還要大量運用設計中的經驗性知識。傳統的產品設計是采用簡單的實驗手段和根據經驗用手工的方式進行的.因此很難獲得最優方案。隨著計算機技術的發展,電氣產品的設計從手工逐漸轉向計算機輔助設計(CAD),大大縮短了產品開發周期。人工智能的引進.使傳統的CAD技術如虎添翼.產品設計的效率及質量得到全面提高。用于優化設計的人工智能技術主要有遺傳算法和專家系統。遺傳算法是一種比較先進的優化算法,非常適合于產品優化設計。因此電氣產品人工智能優化設計大部分采用此種方法或其改進方法。
3.2 故障診斷
電氣設備的故障與其征兆之間的關系錯綜復雜,具有不確定性及非線性.用人工智能方法恰好能發揮其優勢。已用于電氣設備故障診斷的人工智能技術有:模糊邏輯、專家系統、神經網絡。
變壓器由于在電力系統中的特殊地位而備受關注,有關方面的研究論文較多。目前對變壓器進行故障診斷最常用的方法是對變壓器油中分解的氣體進行分析.從而判斷變壓器的故障程度。人工智能故障診斷技術在發電機及電動機方面的研究工作也較為活躍。
3.3智能控制
人工智能控制技術在自動控制領域的研究與應用已廣泛展開.但在電氣設備控制領域所見報道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3種:模糊控制、神經網絡控制、專家系統控制。由于模糊控制是其中最為簡單、最具實際意義的方法.因而它的應用實例最多。
4、結語
人類智能主要包括三個方面.即感知能力.思維能力 行為能力。而人工智能是指由人類制造出來的 機器”所表現出來的智能。人工智能主要包括感知能力、思維能力和行為能力。人工智能的應用體現在問題求解.邏輯推理與定理證明,自然語言理解 自動程序設計.專家系統,機器人學等方面,而這諸多方面都體現了一個自動化的特征.表達了一個共同的主題,即提高機械人類意識能力,強化控制自動化.因此人工智能在電氣自動化領域將會大有作為,電氣自動化控制也需要人工智能的參與。
參考文獻:
關鍵詞:電氣自動化技術;變電站綜合自動化;電力系統 ;發展前景;自動化控制
中圖分類號: F407.61 文獻標識碼: A
一.引言
自動控制技術正趨向于智能化、最優化、協調化、適應化、區域化發展,在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用,保證了控制操作的高可靠性。在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。。電氣自動化讓各個行業都走進了現代的、先進的生產方式與管理領域,走入了自動化發展階段。電力系統的發展使對電力的生產、傳輸及計量等提出了更高的要求,因此,將自動化技術應用于電力系統是行業發展的必要,自動化技術也是電力行業的發展中發揮出越來越重要的作用。
二.變電站綜合自動化研究的主要內容
對110kv及以上電壓等級變電站,以服務于電力系統安全、經濟運行為中心。通過先進的計算機技術、通信技術的應用,為新的保護和控制技術采用提供技術支持,解決過去能解決的變電站監視、控制問題,促進各專業在技術上、管理上配合協調,為電網自動化進一步發展提供基礎,提高變電站安全、可靠和穩定運行水平。如,采集高壓電器設備本身的監視信息,斷路器、變壓器和避雷器等的絕緣和狀態等;采集繼電保護和故障錄波器等裝置完成的各種故障前后瞬態電氣量和狀態量的記錄數據,將這些信息傳送給調度中心,以便為電氣設備的監視和制定檢修計劃、事故分析提供原始數據。對新建變電站取消常規的保護、測量監視、控制屏,全面實現變電站綜合自動化,實現少人值班逐步過渡到無人值班;對老變電站在控制、測量監視等進行技術改造,以達到少人和無人值班的目的。
對35KV及以下電壓等級變電站,以提高供電安全與供電質量,改進和提高用戶服務水平為重點。側重于利用變電站綜合自動化系統,對變電站的二次設備進行全面的改造,取消的保護、測量、監視和控制屏,全面實現變電站綜合自動化,以提高變電站的監視和控制技術水平,改進管理,加強用戶服務,實現變電站無人值班。
1. 變電站綜合自動化要實現:
(1)隨時在線監視電網運行參數、設備運行狀態;自檢、自診斷設備本身的異常運行,發現變電站設備異常變化或裝置內部異常時,立即自動報警并閉鎖相應的出口,以防止事態擴大。
(2)電網出現事故時,快速采樣、判斷、決策,迅速隔離和消除事故,將故障限制在最小范圍。
(3)完成變電站運行參數在線計算、存儲、統計、分析報表和遠傳,保證自動和遙控調整電能質量。
2. 變電站綜合自動化應包括兩個方面:
(1) 橫向綜合:利用計算機手段將不同廠家的設備連在一起,替代或升級老設備。
(2) 縱向綜合:在變電站層這一級,提供信息、優化、綜合處理分析信息和增加新的功能,增加變電站內部和各控制中心間的協調能力。如借用人工智能技術,在控制中心間的協調能力。如借用人工智能技術,在控制中心實現對變電站控制和保護系統進行在線診斷和事件分析,或在變電站當地自動化功能協調之下,完成電網故障后自動恢復。
變電站綜合自動化與一般自動化區別在于:自動化系統是否作為一個整體執行保護、檢測和控制功能。
三.變電站綜合自動化系統的特點
變電站綜合自動化系統具有功能綜合化、系統結構微機化、測量顯示數字化、操作監視屏幕化、運行管理智能化等特征。同傳統變電站二次系統不同的是:各個保護、測控單元既保持相對獨立,(如繼電保護裝置不依賴于通信或其他設備,可自主、可靠地完成保護控制功能,迅速切除和隔離故障),又通過計算機通信的形式,相互交換信息,實現數據共享,協調配合工作,減少了電纜和沒備配置,增加了新的功能,提高了變電站整體運行控制的安全性和可靠性。
1. 功能綜合化。
變電站綜合自動化系統是各技術密集,多種專業技術相互交叉、相互配合的系統。它是建立在計算機硬件和軟件技術、數據通信技術的基礎上發展起來的。它綜合了變電站內除一次設備和交、直流電源以外的全部二次設備。
2. 分級分布式微機化的系統結構。
綜合自動化系統內各子系統和各功能模塊由不同配置的單片機或微型計算機組成,采用分布式結構,通過網絡、總線將微機保護、數據采集、控制等各子系統連接起來,構成一個分級分布式的系統。一個綜合自動化系統可以有十幾個甚至幾十個微處理器同時并行工作,實現各種功能。
3. 測量顯示數字化。
用CRT顯示器上的數字顯示代替了常規指針式儀表,直觀、明了;而打印機打印報表代替了原來的人工抄表,這不僅減輕了值班員的勞動強度,而且提高了測量精度和管理的科學性。
4. 運行管理智能化。
智能化的含義不僅是能實現許多自動化的功能,例如:電壓、無功自動調節,不完全接地系統單相接地自動選線,自動事故判別與事故記錄,事件順序記錄,制表打印,自動報警等,更重要的是能實現故障分析和故障恢復操作智能化,實現自動化系統本身的故障自診斷、自閉鎖和自恢復等功能,這對于提高變電站的運行管理水平和安全可靠性是非常重要的,也是常規的二次系統所無法實現的。
四.發展前景
1. 電氣自動化工程系統的統一化。統一電氣自動化工程系統對電氣自動化產品的設計、測試、開機、維護都有重要意義。
2. 電氣自動化工程控制系統的市場化。產品想長久的發展,就要深化制造部門的體制改革,還要關注市場化的影響,以便保證產品能夠滿足市場的需要。同時,企業不僅要在技術的開發上投入,還要使零件的配套生產市場化、專業化。
3. 電氣自動化控制系統的標準化接口。采用微軟公司的標準化技術后,工程的成本大大降低了,成功地實現了數據資源的共享。
4. 電氣自動化工程的生產將更加的安全。安全防范技術的集成化是電氣自動化工程控制系統的一個發展方向,重點就是保證系統的安全。
5. 電氣自動化工程控制系統的創新技術。在我國電氣自動化發展計劃的指導之下,隨著市場化的環境,不斷提升電氣自動化工程控制系統的創新能力。電氣自動化可以與地球數字化互相結合。
五.結束語
變電站自動化控制是一個多目標、多約束的復雜的非線性控制問題。它受到電壓、無功、 時間、負荷率、負荷電壓靜態特性、運行方式、有載調壓變壓器分接頭檔位和電容器組狀態等多種因素的影響,其控制規律難以用精確的數學模型表達。綜上所述,變電站自動化系統的控制與操作是可靠的,它的成熟和進步還需在變電站的實際運行中不斷得到完善。
參考文獻:
[1] 周波.探討電力系統及其自動化發展方向 [J].中國電子商務,2011年5期.
[2] 王希.淺談電力系統中變電站的自動化控制[J].科技創新與應用,2013年17期.
[3] 魯明.電力系統及其自動化技術的應用探析[J].中國化工貿易,2013年1期.
[4] 李曉偉.包鋼78#變電站綜合自動化系統的研究與實現 [學位論文].2008 - 華北電力大學(保定) 華北電力大學:電氣工程 .
[5] 趙小強淺談電力系統中變電站的自動化控制[J].輕工設計, 2011年5期.
關鍵詞:人工智能自動化
人工智能是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。隨著電氣的設計的發展,傳統的方法有時很難適應。在此背景下,人工智能技術被引入電氣設備的優化設計過程中,并取得了一些成功經驗。本文在總結人工智能在電氣設備領域取得成果的基礎上,對具體應用提出一些看法與策略。積極運用人工智能的新成果無疑有利于電氣自動化學科特別是自動控制領域的發展,也有利于提高電氣設備運行的智能化水平,對改造電氣設備系統,增強控制系統穩定性,加快生產效率都有重大意義。
1人工智能控制器的優勢
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去討論。但AI控制器例如:神經、模糊、模糊神經以及遺傳算法都可看成一類非線性函數近似器。這樣的分類就能得到較好的總體理解,也有利于控制策略的統一開發。這些AI函數近似器比常規的函數估計器具有更多的優勢,這些優勢如下:
(1)它們的設計不需要控制對象的模型(在許多場合,很難得到實際控制對象的精確動態方程,實際控制對象的模型在控制器設計時往往有很多不確實性因素,例如:參數變化,非線性時,往往不知道)。
(2)通過適當調整(根據響應時間、下降時間、魯棒性能等)它們能提高性能。例如:模糊邏輯控制器的上升時間比最優PID控制器快1.5倍,下降時間快3.5倍,過沖更小。
(3)它們比古典控制器的調節容易。
(4)在沒有必須專家知識時,通過響應數據也能設計它們。
(5)運用語言和響應信息可能設計它們。
(6)它們有相當好的一致性(當使用一些新的未知輸入數據就能得到好的估計),與驅動器的特性無關。現在沒有使用人工智能的控制算法對特定對象控制效果十分好,但對其他控制對象效果就不會一致性地好,因此對具體對象必須具體設計。
(7)它們對新數據或新信息具有很好的適應性。
(8)它們能解決常規方法不能解決的問題。
(9)它們具有很好的抗噪聲干擾能力。
(10)它們的實現十分便宜,特別是使用最小配置時。
(11)它們很容易擴展和修改。
總而言之,當采用自適應模糊神經控制器,規則庫和隸屬函數在模糊化和反模糊化過程中能夠自動地實時確定。有很多方法來實現這個過程,但主要的目標是使用系統技術實現穩定的解,并且找到最簡單的拓樸結構配置,自學習迅速,收斂快速。
2 人工智能的應用現狀
隨著人工智能技術的發展,許多高等院校及科研機構就人工智能在電氣設備的應用方面展開了研究工作,如將人工智能用于電氣產品優化設計、故障預測及診斷、控制與保護等領域。
2.1 優化設計
電氣設備的設計是一項復雜的工作,它不僅要應用電路、電磁場、電機電器等學科的知識,還要大量運用設計中的經驗性知識。傳統的產品設計是采用簡單的實驗手段和根據經驗用手工的方式進行的,因此很難獲得最優方案。隨著計算機技術的發展,電氣產品的設計從手工逐漸轉向計算機輔助設計(CAD),大大縮短了產品開發周期。人工智能的引進,使傳統的CAD技術如虎添翼,產品設計的效率及質量得到全面提高。
用于優化設計的人工智能技術主要有遺傳算法和專家系統。遺傳算法是一種比較先進的優化算法,非常適合于產品優化設計。因此電氣產品人工智能優化設計大部分采用此種方法或其改進方法。
2.2 故障診斷
電氣設備的故障與其征兆之間的關系錯綜復雜,具有不確定性及非線性,用人工智能方法恰好能發揮其優勢。已用于電氣設備故障診斷的人工智能技術有:模糊邏輯、專家系統、神經網絡。
變壓器由于在電力系統中的特殊地位而備受關注,有關方面的研究論文較多。目前對變壓器進行故障診斷最常用的方法是對變壓器油中分解的氣體進行分析,從而判斷變壓器的故障程度。
人工智能故障診斷技術在發電機及電動機方面的研究工作也較為活躍。
2.3 智能控制
人工智能控制技術在自動控制領域的研究與應用已廣泛展開,但在電氣設備控制領域所見報道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3種:模糊控制、神經網絡控制、專家系統控制。由于模糊控制是其中最為簡單、最具實際意義的方法,因而它的應用實例最多。
關鍵詞:人工智能;電氣工程;自動化
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
中圖分類號:V242 文獻標識碼: 文章編號
引言:社會的進步和人類的長壽要求生產力更加發達,要求人類的經濟生活更加智能化,以節省寶貴的人類時間去做其它有益的事情。電氣自動化控制領域的革新需要人工智能的大力支持,而人工智能在自動化控制方面的優勢在這個領域也確實能夠得到極大的發揮。促進自動化控制的發展進步,促進了智能理論在控制技術中的應用,以解決用傳統的方法難以解決的復雜系統的控制問題。人工智能主要包括思維能力、行為能力和感知能力三個方面。人工智能指的是人類制作的機器所表達出來的智能,體現了自動化的特征。因此智能化技術在電氣工程自動化控制中可以發揮最大的效用,促進電氣的優化設計、診斷故障和智能控制等。
一、人工智能應用理論分析
人工智能(Artificial Intelligence),英文縮寫為AI。它是研究、開發用于模擬,延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支,它企圖了解智能的實質.并生產出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應的智能機器 該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別 自然語言處理和專家系統等。自從1956年“人工智能 一詞在Dartmouth學會上提出以后,人工智能研究飛速發展,成為以計算機為主.涉及信息論.控制論, 自動化、仿生學、生物學、心理學、數理邏輯、語言學、醫學和哲學的一門學科。人工智能研究的一個主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復雜的工作。
當今社會,計算機技術已經滲透到生產生活的方方面面,計算機編程技術的日新月異催生自動化生產,運輸 傳播的快速發展。人腦是最精密的機器,編程也不過是簡單的模仿人腦的收集、分析、交換、處理、回饋.所以模仿模擬人腦的機能將是實現自動化的主要途徑。電氣自動化控制是增強生產、流通、交換、分配等關鍵一環,實現自動化,就等于減少了人力資本投入,并提高了運作的效率。
二、智能化技術應用優勢
在電氣自動化控制中應用到智能化技術,主要是以智能化控制器的形式,這種智能化控制器較過去的控制器相比的確具有不少優勢,下面我們就對其進行詳細的分析。
1.無需控制模型
過去的控制器在進行自動化控制時,往往會因為控制對象的動態方程比較復雜而無法精確到位地掌握,這會使得該對象模型的設計過程中會出現較多不可預估、不可測量的客觀因素,比如一些參數的變化。無法掌握這些因素,也就不能設計出精準的模型,自動化控制工作的實際效率也會下降。而智能化控制器并不需要對控制對象模型進行設計,這就可以從根本上避免一些不確定因素的產生,提高自動化控制的精密系數。
2.方便調整控制
智能化控制器還有另一個大好處,就是可以隨時根據下降時間、響應時間以及魯棒性的變化來調節控制程度,從而有效提高自身工作性能,為自動化控制提供最基礎的保障。無論是在什么樣的情況下,智能化控制器的調節控制與過去的控制器相比具有更方便調節的優勢,更適合投入實際使用。還有一點好處,就是智能化控制器在進行調節控制時完全只需要根據相關數據的變化來自行調節,即使沒有專門的技術人員在旁邊也可以,同樣遠程調節控制也是可行的,充分體現了電氣工程自動化控制的無人操作性要求,對行業未來發展的重要性不言而喻。
3.一致性很強
智能化控制器的一致性很強,這表現在它對不同數據的處理上,及時輸入完全陌生的數據也可以收到很高的估計,完美達到自動化控制的相關要求。不同的控制對象的效果也是不同的,雖然在對有些控制對象實施控制時智能化控制器暫時沒有采取行動,其控制效果也是非常優秀的,但這并不是絕對的,可能在換了控制對象的時候就無法收到預期的效果了。所以我們技術人員在設計階段還是不能松懈,要認真落實具體化原則,即在面對不同的對象時一定要根據其具體情況詳細分析,不能因為馬虎就降低了控制要求。一旦出現智能化控制器使用效果不佳的情況,不能盲目否定智能化技術,一定要從每個工程環節詳細排查、認真分析,因為上述人為因素會給自動化控制結果帶來很大的誤差,影響試驗的準確性。
三、人工智能技術的應用
隨著人工智能技術的發展,許多高等院校及科研機構就人工智能在電氣設備的應用方面展開了研究工作,如將人工智能用于電氣產品優化設計,故障預測及診斷、控制與保護等領域。
1.優化設計
電氣設備的設計是一項復雜的工作 它不僅要應用電路、電磁場、電機電器等學科的知識,還要大量運用設計中的經驗性知識。傳統的產品設計是采用簡單的實驗手段和根據經驗用手工的方式進行的.因此很難獲得最優方案。隨著計算機技術的發展,電氣產品的設計從手工逐漸轉向計算機輔助設計(CAD),大大縮短了產品開發周期。人工智能的引進.使傳統的CAD技術如虎添翼.產品設計的效率及質量得到全面提高。用于優化設計的人工智能技術主要有遺傳算法和專家系統。遺傳算法是一種比較先進的優化算法,非常適合于產品優化設計。因此電氣產品人工智能優化設計大部分采用此種方法或其改進方法。
2. 故障診斷
電氣設備的故障與其征兆之間的關系錯綜復雜,具有不確定性及非線性.用人工智能方法恰好能發揮其優勢。已用于電氣設備故障診斷的人工智能技術有:模糊邏輯、專家系統、神經網絡。
變壓器由于在電力系統中的特殊地位而備受關注,有關方面的研究論文較多。目前對變壓器進行故障診斷最常用的方法是對變壓器油中分解的氣體進行分析.從而判斷變壓器的故障程度。人工智能故障診斷技術在發電機及電動機方面的研究工作也較為活躍。
3. 智能控制
人工智能控制技術在自動控制領域的研究與應用已廣泛展開,但在電氣設備控制領域所見報道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3種:模糊控制、神經網絡控制、專家系統控制。由于模糊控制是其中最為簡單、最具實際意義的方法,因而它的應用實例最多。
四、結束語
綜上所述,本文主要介紹了智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用情況。只有加強電氣工程的智能化程度,才是最終保證行業持續穩定發展的根本手段。
參考文獻:
關鍵詞 電氣工程及其自動化專業 培養目標 綜合素養
0引言
在社會經濟發展過程中,電氣工程及其自動化技術在各行各業都得到廣泛應用,且其發展水平已成為我國科學技術發展的重要標志。《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020)》將能源資源領域人才定性為經濟社會發展重點領域急需緊缺專門人才,國家對高素質的電氣工程及自動化專業人才的需求越來越迫切,這一領域人才的培養成為國民經濟發展的重中之重。在這樣的大環境下,電氣工程及其自動化專業的學生更應清楚本專業的培養目標,明確學習方向、學習方法和未來的就業前景與發展方向,才能在有限的四年大學中打下堅實的專業基礎,為將來的就業或進一步深造作好準備。
1電氣專業的培養目標
電力部原屬六大本科院校之一的長沙理工大學在《2016級本科生學習指南》中對該專業培養目標的描述如下:本專業培養德、智、體、美全面發展,具有扎實的系統基礎理論知識、較強的專業知識和較全面的綜合文化素質,具有強、弱電知識結構、較強的適應性和創新意識,能夠從事電氣工程相關領域、特別是現代電力系統的系統運行、規劃設計、試驗分析、生產管理等方面工作,也可以在電氣裝備領域和自動化信息領域從事設計、研制開發及管理等方面工作的應用型高級工程技術人才。
一般而言,企業的工程技術人員有應用型、研究型和管理型3種,其中應用型技術人員指能將專業知識和技能應用于所從事的專業社會實踐的專門人才,要求熟練掌握社會生產或社會活動一線的基礎知識和基本技能,主要在工業生產第一線從事工程設計、制造、施工、運行等技術工作,約占工程師總數的75%。長沙理工大學電氣工程及自動化專業的培養目標定位于“應用型高級工程技術人才”,與社會現實需求相一致,而電氣工程及自動化專業本身就是綜合性較強的工科專業,要面向整個電工學科,使學生具有工程技術基礎知識和相應的電氣工程專業知識,受到電工電子、系統控制及計算機技術方面的基本訓練,獲得電氣控制、電力系統自動化、電氣自動化裝置及計算機應用技術等領域的基本技能,具有分析和解決電氣工程技術領域技術問題的能力。
2電氣專業大學生的綜合素養
長沙理工大學對電氣工程及其自動化專業學生的核心知識能力要求為掌握一T外國語,能比較順利地閱讀本專業的外文資料,具有一定程度的聽、說、寫的基礎,并掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法;具有較好的語言、文字表達能力,善于溝通與交流;具有良好的自然和社會科學知識基礎,掌握本專業領域較寬廣的理論和技術基礎及必要的專業知識,并了解專業發展前沿和趨勢;具有較強的計算機應用能力,熟悉本專業常用的應用軟件及其使用方法,學會用先進的計算機技術解決本專業領域相關實際問題的手段及方法;經過必要的工程實踐訓練,掌握電氣工程必要的文獻查閱、工程讀圖與制圖、工程設計與計算以及現場操作、施工、調試、實驗等相關技能。具有一定的分析和解決現場工程實際問題的能力;了解科技創新的基本知識、原理和方法,具有一定的創新意識和創新能力。
事實上,電氣專業在校大學生要通過專業學習綜合提升人文素養和專業素養。
2.1人文素養
首先,一個人要有正確的自我認識和健康的情緒和健全人格,具備較強的人際交往能力,能夠控制自我并理解他人需求和意愿,能夠自信、靈活地處理新的和不斷變化的人際環境和工作環境,具有應對危機與突發事件的初步能力;其次,任何社會的公民都要認識到自己是社會生活的主體,有與生俱來的作為人應該享有的參與社會政治生活和公共生活的各種權利,并以平等寬容之心對待他人,具有法制觀念和責任觀念;再次,作為未來的“工程人”也要掌握一定的哲學、政治經濟學基礎知識,具有良好的人文科學素養和口頭與書面交流溝通能力,掌握資料查詢、文獻檢索及應用現代信息技術獲得相關信息的基本方法,具有一定的技術設計、歸納、整理、分析實驗測試結果、撰寫論文和實踐工作的能力。
2.2專業素養
首先要學好從事電氣工程技術工作所必備的數學基礎知識和物理知識,掌握微積分、常微分方程、線性代數、概率與數理統計、復變函數及積分變換的理論知識;掌握電學、磁學、力學、熱學等理論知識與相應的實驗操作技能。
也要多去涉足其他專業領域。例如機械與電氣工程息息相關,很多電氣產品的研發都離不開機械知識,多學習機械知識有益于以后的工作,達到事半功倍的效果;還要掌握信息技術,充分運用現代網絡技術,至少要掌握一種高級程序設計語言,具有程序設計的基本能力,能運用常用的電氣 CAD 軟件分析和解決一般性工程的實際問題;要多多關注業界資訊,多深入電力生產運輸現場,加深感性認識,隨時更新電氣工程及其自動化專業領域的實時動態,把握時代的脈搏。
3 結論
據麥可思研究院近三年的《中國大學生就業報告》分析數據,電氣工程及其自動化專業本科畢業生的就業排名均位居全國最易就業的前二十個專業之列,就業率均遠超全國大學生專業平均水平。電氣工程及其自動化專業的在校大學生如果能從大一開始就制定好學習和發展計劃,勤奮學習,勇于創新,迎接挑戰,使自己具有扎實的基礎理論,較寬的專業知識面和豐厚的人文素養,就能在未來的工作中有較強的適應性,畢業后就可在工業企業、金融部門、政府機關等不同部門的電力工程、電氣工程、工業自動化、過程控制、計算機應用領域中從事電氣及自動化系統的維護、安裝、調試、運行、管理及營銷、服務等工作,在人才供求市場上受到歡迎。因此,無論是從哪個角度而言,電氣工程及其自動化專業都是一個很有發展前景的工科專業。
關鍵詞 自動化專業 專業人才 學科建設
中圖分類號:G424 文獻標識碼: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 國內外自動化專業發展現狀
自動化①②③專業重點研究自動控制理論及方法,并將其廣泛應用于各種復雜系統中。該專業在自動控制理論④的基礎上,依托信息電子技術、電力電子技術、計算機技術、網絡與通信技術等先進技術手段,實現對工業生產過程自動控制及相關領域的自動化。自動化的概念首先由美國福特公司的工程師D.S.哈德于1946年提出,并主要用于描述發動機汽缸的自動傳送和加工的過程。當時,人們對自動化的理解僅僅局限于用機械的動作來代替人類操作,這其實屬于自動化代替人的體力勞動的概念。然而,自動化的概念自產生到現在已經經歷了將近70年的時間,人們對于它的理解也發生了較大改變,即自動化指的是使用機器(包括計算機)來代替人的體力勞動,并用其代替或輔助腦力勞動,以自動地完成特定的作業。
在自動化領域,美國具有雄厚的實力,且始終保持著世界領先地位。雖然我國對該領域的研究也比較早,但真正將其引入高校課堂卻比美國晚了許多。這使得我國現階段自動化行業的人才市場還有很大缺口,與美國等一些西方發達國家還有較大差距。隨著近幾十年中國經濟的飛速發展,綜合國力的不斷增強以及科學技術的不斷進步,國內迫切需要一大批自動化專業的高水平、高素質的技術人才投身祖國建設,并全面實現國家工業自動化。為了完成該宏偉目標,我國“十二五”計劃已明確提出了相關的方針政策:⑤以節能環保、新信息技術、生物醫學、新裝備技術、 新能源、新自然資源和環保交通為重點,以新領域、新能源、新技術為突破點。經歷了2008、2009年的經濟危機,經歷了2010年以來的經濟平穩、快速地發展,我們欣喜地看到:“十二五”期間是自動化行業發展的重要階段。為了加快自動化技術在國內工業生產等重要領域的普及,國家急需培養出大批具有自動化專業背景的拔尖人才,這就要求各高校領導及師生都應給予自動化專業更多的關注和支持。
2 問題及對策
江蘇師范大學電氣工程及自動化學院(以下簡稱電氣學院)是一個年輕、充滿活力的學院,自建院以來已經走過了十幾年艱苦而又不平凡的歷程,現有教師60多人,本科生900多人。與一些老牌學院相比,電氣學院是江蘇師范大學具有較大發展潛力的工科學院。學院將培養學生作為一切工作的重中之重,把提升學生綜合能力作為首要目標,發揚學風建設的精神,具有獨特的辦學特色。在全院師生的共同努力下,學院已經有數十位學生的學習及比賽成果獲得了國家級、省級獎勵。而且,電氣學院的學生整體素質較高,他們不但具有較扎實的專業知識基礎,而且還具有較強的動手能力。因此,我院培養出來的學生都深受一些企業和公司的青睞,這也保證了電氣學院畢業生較高的就業率。電氣學院現設有三個本科專業,分別是自動化、電氣工程及其自動化⑥和電氣信息工程。⑦另外,學院還設有自動化、電工電子、軌道交通、電氣工程等教研室、四個實驗中心和一個自動化技術研究所。值得一提的是,我院的電工電子實驗中心為江蘇省實驗教學示范中心。近幾年來,我院的自動化專業師資力量有一定提高,軟、硬件基礎更加牢固。在自動化專業的人才培養方案中,一些基礎課程及專業課程的設置和安排較為合理,很好地促進了自動化專業的全局調整和優化。為了拓展學生的專業知識,提升學生的實踐能力,學院建設了實訓基地、實驗室。另一方面,學院還購置了一些新的硬件設備,并對這些設備的使用給出了相關規定及要求。以上的種種措施更加完善了我院自動化專業的教學體制,能滿足自動化專業學生的基本需求。
雖然電氣學院在培養自動化專業人才方面取得了一些成績,但我們也應該清醒地看到自己的不足,具體體現在以下幾個方面。另外,本文針對每個方面,特別是教學改革,⑧⑨都提出了相應的建議和措施,以期達到更好的自動化專業教學效果。
2.1 學生對自動化專業課的重點理論知識理解得還不夠深,掌握得還不夠牢
自動化專業的課程分為專業基礎課和專業課,專業基礎課主要包括“電工技術”、“模擬電子技術”、“數字電子技術”等,專業課包括“電力拖動與控制”、“電力系統分析”、“電力系統繼電保護”等,這些課程的知識點繁多,邏輯性較強,且課程與課程之間存在交叉與聯系。一些學生急于求成,想在短時間內吃透這些重要課程。然而,隨著時間的推移,這些學生對這些基礎課缺乏耐心,他們上課不虛心聽講,課下又不認真完成作業。另外,一些學生只注重使用公式來進行計算,而疏忽了理論知識的推導過程,更沒有進一步研究這些理論知識與實際應用之間的密切關系,久而久之,他們的學習效果自然會大打折扣。
建議:(1)邀請其他兄弟學院的優秀專家和教師給學生作學術報告、科技講座,這有助于擴寬學生的思路,增強學生自身的邏輯推理能力。(2)倡導學生多參加學術交流,并撰寫自動化方向或與之相關的科技論文,在學習的過程中,學生會逐漸加深對自動化專業的一些基礎理論知識的理解。(3)學院近幾年有一些老師拿到了國家或者省級科研項目,這些老師可以拿出一部分經費來鼓勵學生參與到理論研究中。
2.2 學院的部分老師對自動化教育的研究和發展缺乏積極性
在培養自動化專業人才的過程中,部分老師教學方法不合理、不科學,他們只是死記硬背書本上的一些基礎專業知識,并年復一年地將其傳授給學生。這種保守的教學方法降低了學生的學習質量和學習效率,不利于學生對自動化專業最前沿科學技術的學習和了解。另外,有的老師在課堂上只關心自己在講臺上面的講課內容,甚至過于注重自身的著裝及儀態。而對于下面在座學生的反應卻毫無察覺。換句話說,這些老師并不知道學生是否聽懂他(她)所講的內容,是否跟上了他(她)的講課節奏,長此以往,一些學生就會失去對上課的興趣,從而導致厭學情緒。在一些老師眼里,他們只要講完課就算是完成了教學任務。實際上,這種做法是極其不負責任的,這樣做只能更加疏遠老師和學生之間的關系,使學生逐漸失去對老師的信任。
建議:(1)每學期在院內舉辦自動化專業教學比賽,學院應根據參賽老師的教學內容及方法建立有效的獎勵機制,并將其與年底工作評優直接掛鉤,這種競爭機制必然會促進老師不斷改進和完善自身的教學方法。(2)每年到校外聘請一些自動化專業的資深專家和教授來我校對一些年輕教師進行輔導和培訓,這有助于拓寬教師的教學思路,規范其教學方法。(3)院領導應不定期帶領一些教學經驗豐富的老教師對一些教師的教學進行隨機檢查,這可以有效防止部分老師作風渙散。
2.3 自動化專業實驗設備⑩不足
對一些自動化專業的基礎實驗,因實驗設備的損壞或不足,學生們不得不以兩個,甚至三五個人為一組來使用一臺設備。在同一組的幾個學生共同完成了一個實驗題目,不同的步驟由不同人完成。顯然,這無法保證每位學生對整個實驗流程的全局性把握,無形當中破壞了自動化專業實驗的完整性,降低了對學生實踐能力的培養要求。
建議:(1)相關實驗老師要及時修理好實驗設備,對一些具有安全隱患的設備,需找專業工人來進行維修。(2)學院應制定合理的實驗設備采購計劃,其中,特別要加大對自動化專業所需設備的投資力度。通過招標的形式采購一定數量的自動化專業實驗設備,并在招標公告或投標邀請書中詳細說明招標的實驗設備及相關配套服務等要求。(3)加強對教師實驗教學的管理。對于一些新購入的實驗設備,需聘請技術人員來學院對相關實驗老師進行培訓,直到老師完全理解和掌握實驗設備的使用情況為止。(4)鼓勵一些技術水平過硬的老師自主研制學院所需的自動化專業實驗設備,并參加國內一些實驗設備展覽會。
2.4 學生缺乏主動性和創新性
在大學四年的學習生活中,一些學生苦讀專業書,記下了數以百計的公式,也做了了大量的練習題,最終獲得了較為滿意的考試成績。另外,他們還參加了一些自動化專業的相關實驗,并獲得了正確的實驗結果。然而,這些成果的取得大多數都是在老師的指導下完成的,也就是說,學生在大部分時間內都是被動地接受教育。這種缺乏主動性的學習過程只能是像用“機器”加工“產品”一樣,如此往復,缺乏新鮮的教學和培養內容。而且,學生在這種教育模式下很容易形成定式思維,無助于發揮主觀能動性,激發自身的主動性和創新性。
建議:(1)鼓勵學生學習課本以外的自動化專業知識,實時為自己補充能量,并在老師的幫助下去發現問題、解決問題。(2)鼓勵自動化專業學生踴躍參加論文撰寫、科技制作以及專利申報等活動,增強其動手能力和分析問題、解決問題的能力。(3)建立導師組,由導師們組織一些專業技術本領過硬的學生參加“全國機器人大賽”、“全國電子設計大賽”、“挑戰杯全國大學生課外科技作品競賽”以及“飛思卡爾”全國智能汽車大賽等各類學科競賽。在準備和參加科技競賽的過程中,學生們會充分發揮主觀能動性,激發出自身的創新性。
在教學過程中,應以基礎理論知識為指導,以提高學生實際動手能力為目標,通過理論和實踐相結合的方式來激發學生的學習熱情,提高學生的創新性思維能力。另外,為了滿足社會發展和自動化行業的需求,應不斷完善教學計劃,改進教學方法,并幫助學生合理、充分地利用自動化專業教學資源,使他們能夠不斷提升自身的專業素養,并最終成為符合自動化行業需求的高水平復合型人才。
3 結語
在自動化專業建設的道路上,江蘇師范大學電氣工程及自動化學院已經走過了十幾年不平凡的發展歷程。隨著國民經濟的快速發展,人才市場的競爭越來越激烈,用人單位對求職者的個人綜合能力要求也越來越高,學生的就業壓力也變得越來越大。為了更好地提高大學生的專業技能和就業競爭力,拓寬就業渠道,學院本著“以人為本”的管理理念,加快了自動化專業建設的步伐。雖然學院在專業建設的過程中取得了一定成績,但仍需迫切解決幾個突出問題:第一,如何提高學生的專業課理論水平;第二,如何激發教師對自動化教學的積極性;第三,如何充分利用學院一些重要實驗設備等教學資源;第四,如何激發學生的主動性和創新性;本文針對以上四個問題展開探究性討論,給出了一些中肯的建議和有效的措施,以期學院在自動化建設中能夠實現快速成長、結構優化、師生共建的科學發展目標。
基金項目:國家自然科學基金資助項目(61403174)
注釋
① 郭麗.電氣工程及自動化專業應用人才培養教改探討.時代教育,2014(7):97-99.
② 武際花.關于技能大賽對電氣自動化專業教改的促進作用.職教論壇,2012(29):39-40.
③ 于洋.自動化技術對安全生產領域的影響.遼寧行政學院學報,2009.11(7):171-172.
④ 魯登峰,黃蓉.自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用.廣東科技,2013(20):118-119.
⑤ 梁秀Z.自動化行業“十二五”前瞻.自動化博覽,2011(1):28-37.
⑥ 黃肇,羅慶躍,袁旭龍,王曉芳.電氣工程及其自動化專業人才培養模式的研究與實踐.中國電力教育,2010(31):46-48.
⑦ 沈雄威,仇潤鶴,孫培德等.電氣信息專業實驗教學改革研究與實踐.實驗室研究與探索,2013.32(6):145-147.
⑧ 周林,孔慶梅,杜曉玉.面向自動化專業的工程實訓教學探討和研究.中國電力教育,2014(26):78-79.
關鍵詞 高職數學 數學與專業知識融合 案例驅動教學法
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.07.017
高職高等數學的改革一直在進行,最初的高職高等數學純粹就是本科高等數學的壓縮版,偏重理論推導及運算;第二階段的高職高等數學改革在教學內容選擇上有考慮專業需要,重新整合傳統高等數學內容,一般叫模塊化教學;目前為第三階段,要求高職高等數學內容與專業中具體應用案例一體化、數學與專業具體融合,這只在初步階段,改革方向符合《高教(16)號文件》精神,有大量相關理論說明這種融合的必要性,但缺乏具體融合實踐體系。
本文作者根據多年從事自動化類專業的數學教學經驗及銳意改革的精神,對自動化類專業的數學課程在教學內容選擇、與專業知識具體融合上進行深入改革,以院級課題形式研究、制定自動化類專業數學課程標準并應用于教學。本文論述高職自動化類專業數學教學內容選擇、與專業知識的具體融合實踐體系及教學方法的合理選擇,屬于創新課程改革,本文還對這種創新課程改革被接受情況進行調查及分析,調查對象包括數學教師、電氣自動化專業教師及學生,分析這種課程改革的教學效果及論證必要性。
1教學內容選擇
基于學院人才培養質量的要求、專業課程學習的需要、學生可持續發展的保證,根據數學知識連貫性,同時考慮中學最新高考大綱情況選擇教學內容。因為高職學時有限,不專門開設工程數學,一般意義下的高等數學并不能適應專業教學的要求,從自動化類專業老師的角度理解,高職的數學就是對普通意義下的高等數學、工程數學及線性代數等課程的整合。
本文作者通過對專業課程調研的途徑選擇數學課程教學內容,調研方式主要包括:對專業教師咨詢、抽樣問卷調查、座談會等,重點方式是找到相應專業理論書,梳理出專業課程中與數學相關聯部分,挖掘出對數學知識的隱性、顯性需求,整理出數學理論知識模塊及專業應用案例相結合的課程體系,經過專業教師審核、改進,然后應用于教學。本文面向電氣自動化控制類專業,在專業理論課程中,對數學顯性需求最大而且是專業核心課程的是“自動控制系統原理及仿真”,學生如果沒有微分方程及拉普拉斯變換的數學基礎根本無法學習,其它對數學需求較大的課程有“機電系統”、“電子電力技術”、“電路分析基礎”、“變頻器技術”、“傳感器與檢測技術”。經過調研及應用于教學的內容模塊如表1所示。其中函數、極限與連續性、導數與微分、積分及應用部分主要偏重思維品質、可持續發展的培養、適當融入專業知識進行教學,微分方程、拉普拉斯變換、級數和傅立葉變換、線性代數初步的教學完全與專業知識融合。
2教學內容與專業知識具體融合實踐體系
高職數學教學既不同于普通本科高等教育的數學課程,也有別于中等職業學校的數學教育,除了教學內容上有所不同,其特點主要體現在與專業具體融合上,與普通高等教育比較,融合面更廣,與中等職業教育比較,融合面更深。基于專業課程需要、數學教育規律、學生可持續發展要求,把數學知識與專業知識具體融合的基本實踐過程如圖1所示。
在教學內容調研過程中,梳理出專業課程體系中數學應用的顯性素材及案例,關聯到每個數學知識點上。本文針對電氣自動化控制類專業,整理出相關具體案例并應用于教學,在實踐中證明能提高學生學習興趣、提高學生數學知識的應用能力、提高教學質量。
電氣自動化控制類專業數學教學內容與專業知識具體融合實踐教學體系如表1所示。
3高職數學與專業知識融合的教學方法合理選擇
在教學過程中,遵循數學教育規律、按數學知識連貫性的主線,充分融合專業課程中的案例進行教學,為充分調動學生學習積極性及耐性,要選擇合理的教學方法。數學知識與專業知識充分融合的最合適的教學方法是案例驅動教學法。教學方法設計思路流程如圖2所示。案例驅動教學法過程是:案例引入-理論教學-解決案例問題-引導學生獨立解決專業中相應案例。
下面以拉氏變換的微分性質及應用為例說明案例驅動教學法。
(1)案例引入。
傳遞函數概念是經典控制理論中用得最多的一種動態數學模型,它描述控制系統的輸入――輸出特性,是自動控制理論里非常重要的概念。自動控制中經典環節:比例環節、慣性環節、振蕩環節、微分環節、積分環節、時滯環節傳遞函數怎么計算?
已知系統微分方程為:
c(t)符合零初始條件,輸入量r(t)=δ(t),求系統的輸出量c(t),怎么求?(激發學生學習興趣、動機)
(2)介紹拉氏變換的線性性質、微分性質、特別是在零初始狀態下的微分性質,即:在零初始狀態下,原函數導數的拉氏變換等于用象函數乘以S,求導幾次,就乘以幾個S。
(4)案例分析:求下面三個典型環節的傳遞函數:比例環節、慣性環節、振蕩環節。
(5)介紹應用拉氏變換微分性質解微分方程步驟:設函數為y=y(t),在方程兩邊取拉氏變換解出y(S)=F(S)對Y(S)=F(S)兩邊取拉氏逆變換得y(t)。
(6)案例分析:(1.2的分析)
(7)課堂練習:用拉氏變換法解電容充電過渡過程微分方程:
其初始條件為uc(0+)=0(就是零初始狀態)(8)課后作業:
②前面學習微分方程建立時建立過RLC網絡中輸出電壓隨輸入電壓變化的數學模型:
求這個模型的傳遞函數。
利用案例驅動教學法,把數學知識與專業知識充分融合,實踐證明能提高學生學習興趣及數學知識的應用能力,達到理想的教學效果。
4高職數學與專業知識具體融合課程改革的教學效果及必要性分析
(1)對43人的調查,包括數學教師、電氣專業理論教師。
問題及分析:①是否認同不同類專業教學內容不同?(分類模塊化教學)全部被調查者100%認同;②是否認同以專業中應用案例作為數學教學例題(即數學知識點與專業知識具體融合教學)?14名電氣專業老師100%認同;29名數學老師41.8%認同,50.2%不認同,8%認為不一定。
(2)對29位數學教師的調查。
問題及分析:①是否主動了解所教專業的核心理論課程?27.6%主動了解,72.4%不主動了解;②是否主動學習專業中相應的數學知識?20.7%學習,79.3%不學;⑨不主動學習專業中數學知識原因(79.3%不學的調查者答):A:數學是培養思維及打基礎的,不需要學。100%認同這點;B:沒時間、學不懂。57.7%認同;42.3%認為不一定。
(3)有關高職數學與專業知識具體融合課程改革,對3 15名學生調查。
中圖分類號:F407.61 文獻標識碼:A 文章編號:
電力工程中電氣自動化技術
1. 全控型電力電子開關逐步取代半控型晶閘管 50 年代末出現的晶閘管標志著運動控制的新紀元。它是第一代電子電力器件,在我國至今仍廣泛用于直流和交流傳動控制系統。由于目前所能生產的電流/電壓定額和開關時間的不同,各種器件各有其應用范圍。 GTR 的二次擊穿現象以及其安全工作區受各項參數影響而變化和熱容量小、過流能力低等問題,使得人們把主要精力放在根據不同的特性設計出合適的保護電路和驅動電路上,這也使得電路比較復雜,難以掌握。 MOS 控制晶閘管( MCT )是一種在它的單胞內集成了 MOSFET的品閘管,利用M OS 門來控制品閘管的開通和關斷,具有晶閘管的低通態電壓降,但其工作電流密度遠高 IGBT和 GTR ,在理論上可制成幾千伏的阻斷電壓和幾十千赫的開關頻率,且其關斷增益極高。
2. 變換器電路從低頻向高頻方向發展隨著電力電子器件的更新,由它組成的變換器電路也必然要換代。應用普通晶閘管時,直流傳功的變換器主要是相控整流,而交流變頻船動則是交一直一交變頻器。當電力電子器件進入第二代后,更多是采用PWM 變換器了。采用PWM方式后,提高了功率因數,減少 了高次諧波對電岡的影響,解決了電動機在低頻區的轉矩脈動問題。
3 交流調速控制理論日漸成熟 1971 年,德國學者 F , Blaschke 闡明了交流電機磁場定向即矢量控制的原理,為交流傳動高性能控制奠定了理論基礎。矢量控制的基本思想是仿照直流電動機的控制方式,把定子電流的磁場分量和轉矩分量解耦開來,分別加以控制。它需要檢測轉子磁鏈的方向,且其性能易受轉子參數,特別是轉子回路時間常數的影響。加上矢量旋轉變換的復雜性,使得實際的控制效果難于達到分析的結果。 1985 年德國魯爾大學的 Depenbrock 教授首次提出了直接轉矩控制的理論,接著 1987 年又把它推 廣到弱磁調速范圍。大致來說,直接轉矩控制,用空間矢量的分析方法,直接在定子坐標系下分析計算與控制電流電動機的轉矩。采用定子磁場定向,借助于離散的兩點式調節(Band 一 Band 控制)產生 PWM 信號,直接對逆變器的開關狀態進行最佳控制,以獲得轉矩的高動態性能。
4 通用變頻器開始大量投入實用從產品來看,第一代是普通功能型 U / F 控制型,多采用 16 位 CPU ,第二代為高功能型 U /F 型,采用 32位DSP或雙 16 位CPU 進行控制,采用了磁通補償器、轉差補償器和電流限制拄制器.具有挖土機和“無跳閘”能力,也稱為“無跳閘變頻器”。這類變頻器!目前占市場份額最大。第三代為高動態性能矢量控制型。 5 單片機、集成曳路及工業控荊計算機的發展以 MCS-51為代表白 8 位機雖然仍占主導地位,但功能簡單,指令集短小,可靠性高,保密性高,適于大批量生產的 PIC系列單片機及CMS97C系列單片機等正在推廣,而且單片機的應用范圍已開始擴展至智能儀器儀表或不太復雜的工業控制場合以充分發揮單片機的優勢另外,單片機的開發手段也更加豐富。在集成電路方面,需要重點說明的是集成模擬乘法器和集成鎖相環路及集成時基電路在自動控制系統中運用很廣。
二、智能電網概述 目前,全世界范圍內的氣候變化越來越頻繁,且由于人口的劇增,能源的供應也越來越緊缺,因此,智能電網在全球中不斷地被關注。在幾年前,美國政府為了恢復經濟的良好運行,將智能電網的建設作為核心策略,來解決由于能源引起的危機,并利用它來促進其他產業的健康發展。在我國,智能電網的建設更是一項緊急的任務。
三、電力工程技術在智能電網建設中的總體應用
第一,電源領域的應用。電力工程技術能夠為智能電網的各種設備提供不同的電源。具體包括直流、變頻以及恒頻的交流電源等。例如,在蓄電池充電中,一般是采用直流電源,在變電所的操作中,既可以采用直流電源,也能用交流電源,而在大型或者小型的計算機中,可以采用高頻的開關電源。
第二,輸電中的應用。由于智能電網要求具有較高質量的電能以及較為穩定的電網工作狀態,而實現這些要求需要電力工程技術中的諧波抑制技術以及無功補償技術的支持和配合。另外,電力工程中也不斷出現新的裝置,這些功能和智能電網的建設要求相符合,因此,能夠在智能電網建設中加以應用。 第三,發電中的應用。電力工程技術是一種現代的新技術,它通過電力和電子設備,實現電能的轉化以及控制,大大降低了能量的消耗量,同時還能減少機電設備的使用,工作效率也因而提高。
三、電力工程技術在智能電網建設中的具體應用
第一,電能的質量優化技術。該技術在智能電網建設中的應用,需要建立在電能的質量等級劃分以及評估方法體系的完善的基礎上,對供用電的接口所具備的經濟性能進行分析,從而建立起用戶經濟性以及技術等級這兩個評估體系,并借助法律法規的不斷完善,來促使智能電網的建設往經濟且優質的方向發展。
第二,柔流輸電技術。該技術是將清潔度高的新能源等輸入電網中的主要技術,它是在微處理以及微電子技術,電力技術、電子技術以及相關的通信和控制技術的基礎上形成的能夠對交流輸電實現靈活控制的技術。
第三,高壓直流輸電技術。當前的直流輸電系統中,很多環節都采用交流電,但是輸電過程是用直流電的。采用該技術能夠利用控制換流器,實現整流或者逆變的工作狀態。能夠應用在遠距離或者近距離直流輸電工程中,還能為一些孤立的地域例如海島供電。
第四,能源轉換技術。未來社會中的能源發展方向應該是實現低碳經濟能源。也就是將能源的消耗量以及對環境的排放和污染控制在最低水平上,低碳經濟能源的核心是在能量的轉換上采用先進技術對其進行創新,實現能源的高效利用。目前,太陽能與風能等自然能源已經成了世界上利用最多的用于能量轉換的能源。
四、關鍵的電力工程技術在智能電網建設中的應用
第一,串聯補償中的工程應用。伊馮500kV TCSC項目是國家發改委批準的國家級科學研究項目。該項目是由C-EPRI Science & Technology Co.,Ltd建立,將伊馮500kV TCSC項目的限定功率由1460000kW提高至2500000kW,用于該項目的TCSC設備,都是由中國獨立設計、發展、組裝和調試的。這個設備的成功運營表明中國已經精通了適應高寒地區的全套大容量可控串補的技術,并實現了HV TCSC的工業化應用。
第二,并聯補償的工程應用。C-EPRI Science & Technology Co.,Ltd完成了無功補償設備的關鍵技術的研究,這一設備是中國裝機容量最大的無功補償設備,而且成功將無功補償技術用于運營之中。聯眾不銹鋼公司將無功補償設備運用在實際中。這些設備有效解決了由設備中的脈動負載引起的電力質量問題。因此設備可確保工程安全運營,聯眾不銹鋼公司每年有2千萬的經濟利益。
論文關鍵詞:實踐教學體系;電氣工程及其自動化;應用型;綜合能力
電氣工程及其自動化專業是一門實踐性、應用性很強的學科,大多數專業課程都需要通過適量的實踐活動來培養學生的實際動手能力和創新能力。根據我校關于本科培養方案指導思想的要求:以培養應用型高級人才為主,加強學生的創新意識、競爭意識和適應能力的教育,注重學生的知識、能力、綜合素質的協調發展。因此,應用型本科專業在具體的實踐教學中,應把培養學生分析和解決問題能力作為構建良好的實踐教學體系的基礎和核心。
一、實踐性教學體系建設
1.實驗室建設
隨著我校順利升格為本科院校及我系電氣工程及其自動化本科專業的設置,提升電氣自動化、電力系統的實驗水平就迫在眉睫。但是眾所周知,建設電力系統的相關實驗室要求條件十分苛刻,加之所需的實驗設備造價昂貴,而我院做為近幾年剛剛升本的院校,爭取上級有限的科研經費相對較為困難,導致對實驗室建設的資金投入相對不足,實驗條件相對有限,短期內難以滿足電氣工程及其自動化的相關實驗要求。因此,這就要求我們必須廣開門路,通過其他行之有效的措施和方法,不斷滿足該專業相關的實驗要求。
在學習和借鑒外校實驗室建設和管理的基礎上,依據本校學生的基本素質和我校現有的實驗條件,我系對實驗室建設做以下改進。
(1)構建實驗平臺,滿足課程需求。通過學院的持續投資和我系教師的不懈努力,我系建立了具有層次化、綜合性的系統實驗平臺——電力系統綜合實驗室,該平臺是對“電力系統分析”、“發電廠及變電站電氣部分”、“供電技術”、“電力系統繼電保護原理”、“電力系統自動裝置”、“電力系統微機保護”及“電力系統綜合自動化技術”等主要專業課程實踐實驗環節的系統整合。在此平臺上,不僅能滿足本專業核心課程的基礎實驗和綜合實驗的要求,還能使學生自主完成相關課程設計。
(2)依托仿真技術,調動學生興趣。在課程中推廣和運用仿真實驗手段,實現仿真實驗與相關課程的有機結合。教師在講授專業課時,有選擇的向學生介紹ANSYS、PSPICE、MATLAB等仿真軟件以及應用組態王軟件,并且通過較多實例的仿真講解,使學生對該專業課有更深入的理解和應用,同時要求學生對該課程的實驗內容預先進行仿真。這樣既能提高學生的學習興趣,又能使學生對該課程有更加全面的掌握。
(3)完善互動平臺,提升教學效率。我們在現有的教學條件下,廣泛收集網絡上豐富的實驗環節資源,建立完善了相關課程的網絡實驗室。如在《電力系統繼電保護原理》教學網站上,增加了微機繼電保護等教學、實驗內容,搭建了師生互動平臺,以此彌補實驗教學時間的不足。教師的教學效率得以大大提升,也為學生更好的進行學習、實驗創造了便利條件真正實現了教師與學生的教學互動和溝通交流。
(4)建立合作關系,拓寬實驗領域。洛陽作為河南乃至全國有影響的重工業基地,本地眾多的大中型工業企業也希望通過加強與科研院所的溝通聯系來提高自己的技術水平。通過洛陽市政府的牽線搭橋,我們結合自身的學科優勢和人才資源,近年來先后與黃河同力水泥有限公司、洛陽供電公司、龍羽電氣等單位簽訂了校外實習合作單位協議,不斷加強合作交流。我校每年都選送大批學生到相關企業,在其生產實驗室內進行實踐活動:如在龍羽電氣有限公司進行的《高低壓電器》實驗,在黃河同力水泥有限公司進行的《工廠供電》實驗,在龐屯變電站進行的《變電站綜合自動化》實驗等等。這樣既解決了我們的有關實踐難題,又提高了學生的實際動手能力。
(5)引入科研項目,注重實踐培養。實踐教學將由淺入深,由基礎到綜合將教師的科研內容和科研成果、工程實際問題等引入到實驗教學中,把知識學習技能訓練、能力培養等融合在一起,增強學生的實際應用能力,提高教學效果。適時引入設置創新型實驗項目,讓學生及時了解實驗新技術的發展,注重培養學生掌握新實驗技術的能力。此外,我校還組織學生積極參加全國技術大賽,進一步鍛煉學生的綜合能力。我校在全國電子設計大賽和“挑戰杯”大賽中均取得了優異的成績。
2.實習基地建設
本專業現有兩個實習基地,分別是電工實習2和模擬變電所。
“電工實習2”實習基地分為兩個部分,學生要在兩周時間內完成電機的拆裝和控制柜的安裝實訓,該實習基地主要面向經過專業課程學習,具有一定理論基礎的大三或大四學生進行,該實習項目側重工程技術應用、重視實踐環節的鍛煉,具有較強的工程適應能力,對于提高學生的實踐動手能力、解決實際問題的能力,具有很大幫助。該實習項目至今已培訓過數千名學生,學生反映實習效果非常好。
模擬變電所主要由380V模擬10kV電壓進線,由真實的高低壓一次設備完成整個的工廠供配電以及控制過程。該變電所模擬工程氣氛濃厚,學生可以在該變電所中得到較好的工程鍛煉機會。
除了校內實習基地的進一步建設與完善,還需要繼續加強與同力水泥、洛陽供電公司、龍羽電氣等合作單位在科研、人才培養、校外實習基地等方面的合作。
3.課程設計和畢業設計建設
專業課程設計建設的重點是如何提高學生的綜合能力,而實現這一目標的前提是選擇合理的課程設計題目。但是傳統的課程設計題目大多較為單一,與具體的生產實際要求脫節較為嚴重,并且設計的標準也與工程規范相差甚遠。因此,我院在具體的課程設計中,十分注重實踐性和可操作性,要求選題與有關科研項目和相關企業緊密結合,如在工廠供電課程設計中,從企業得到第一手的詳細資料,發給學生真學真練,使學生從中汲取更多的經驗,既鍛煉了獨立思考的能力,也增強了實際操作能力。
畢業設計作為重要的實踐教學環節,關鍵是要實現課題的真實性、知識的綜合性和設計的創新性。近年來,隨著電氣工程及其自動化專業學生人數的不斷增多,教師數量和畢業設計課題數量相對不足的問題日益突出,而用人單位也對新錄用人員實際動手能力的要求越來越高。為此,我們在畢業設計課題的選擇上,要求每位畢業生的畢業設計,或結合教師的科研項目,或結合企業的技術項目,或組織學生到外地公司和工廠開展畢業設計等工作嘗試,使學生的綜合素質、創新能力得到進一步提高。從2009屆開始,我校就選送部分畢業生到龍羽電氣和市內其他變電站進行畢業實習和畢業設計,并取得了較好的效果。
二、專業師資人才隊伍建設
如何培養建設一批高水平人才,是每個高等院校都面臨的共同難題。這不僅要求每一位教師具有扎實的理論知識,更要具備較強的實際動手能力。為此,我校積極做好人才的培養工作,把提升師資隊伍的層次、優化師資隊伍的結構、提高師資隊伍的整體水平作為師資隊伍建設的重點工作。以兩個專業研究方向為目標,加強師資隊伍建設,注意教師進修提高,積極引進博士,鼓勵和支持青年教師攻讀在職博士學位,促進學術帶頭人后備力量的培養工作,從而形成一支整體水平高、結構合理的教學和科研型教師隊伍。主要通過以下幾方面措施來實現。
(1)加大高層次人才引進力度,優化教師隊伍的結構,不斷增加師資隊伍總量。
(2)加強專業帶頭人、課程負責人及骨干教師隊伍建設,進一步明確其權利和義務,以激發教師積極向上的熱情。
(3)充分培養和挖掘現有教師隊伍的潛力,加強“雙師型”教師的培養。一方面從企業引進工程技術人員,另一方面通過各種途徑提高教師的實踐技能。
三、實踐性教學教材建設
通過綜合了解國內、省內其他院校電力系統及其自動化專業教學、實驗方面等情況,發現近年來在實踐教材特別是綜合實驗方面教材編寫的不多。因此,我們必須高度重視此項工作,以切實發揮實踐性教學教材在教學、實驗中的重要作用。
根據不斷改進和完善的實驗設備和實習場所的情況,我校組織一批教學、實驗經驗豐富的教師編寫了相關的實驗(實習)大綱和指導書,課程設計大綱和指導書等教材,并順利通過了學院的嚴格審核。特別是針對我系建設的電力系統綜合實驗室,我系教師專門編寫了嚴謹完整的實驗指導書。該實驗教材既能滿足實驗設備和教學實踐的要求,又能增強學生的實訓能力,使得學生的綜合設計能力和創新意識不斷得到提高。