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電氣工程及其自動化專業,主要包含計算機技術、電力電子技術、機電一體化技術和網絡控制技術等眾多領域,是綜合性相對較強的學科,具有機電相結合、元件與系統相結合、強弱電相結合、電工技術與電子技術相結合、軟硬件結合等突出特點,使學生掌握系統控制、電工電子、電氣自動化裝置、電力系統自動化和電氣控制技術等多方面的基本技能。
該專業主要培養能掌握電氣工程專業知識和工程技術基礎知識,具備分析和控制電氣工程技術問題的能力的高級工程專業技術人才。電氣工程及其自動化專業的宗旨是為社會培養出能在電氣工程及其自動化、經濟管理和計算機技術應用等領域工作的過硬綜合素質高級技術專業人才。本文涉及的電氣工程專業一般是包含電氣工程和自動化專業的。中國電力工業目前處于高速發展階段,對于電氣工程人才有大量需求,因此我國電氣工程領域對培養相應的人才非常重視,并且我國主要的工科大學在教育和科研上對電氣工程專業的投入比重相對較大。
二、電氣工程專業的學科內涵
中國電氣工程專業的研究對象是電能,主要研究電能從產生到利用各個階段的規律的專業。其理論基礎主要是電磁理論。電能從產生到利用的各個環節中需要充分掌握和利用電信息,因此電信息技術的研究是電氣工程和自動化專業的不可或缺的內容。
同時,現代通信和計算機載體主要是電信息。所以電信息技術的研究也屬于電類專業,其中電氣工程是專業母體。電氣工程是基礎性的學科,因此具有較強的學科派生和交叉能力。如其與生命科學的交叉造就了新的專業―生物醫學工程和生物電磁學;電氣工程同材料科學的結合造就了納米電工技術和超導電工技術;電氣工程同電子科學的結合造就了電力電子技術,而后者也進一步推動了電氣工程的發展,并且逐漸發展成為電氣工程的一個分支。電氣工程專業的范圍主要有電電力系統運行和控制、電氣裝備制造與應用以及電工基礎理論三部分電氣工程的基礎,是以電磁場理論和電路理論為主的電工理論。他們屬于電磁學的發展外延。
電工理論運用于實踐產生了新的電子技術和計算機硬件技術等性技術,因此電工理論是主要的理論基礎。電氣裝備制造一般涉及制造電動機、變壓器、發電機等電機設備,也涉及用電設備等電氣設備和電器制造,同時包括電力控制裝置的制造、各種電氣控制裝置、電子設備的制造等內容。電氣裝備的應用則主要指上述裝置和設備的具體應用。電力系統一般涉及電氣自動化和電力網的運行和控制等內容。需要注意的是制造和運行必須相互統一,電氣設備的制造同時要兼顧實際運行狀況,如電力系統穩定的運行需要依靠良好的設備。
三、電氣工程專業的方法論、影響因素、培養目標和要求的介紹
電氣工程專業由于理論分析較多,比較注重對數學工具的使用。作為一門工科專業,實驗研電氣工程需要通過實驗研究來完成主要的學習和教學任務,在一定的實驗條件和實驗研究的支持下,學生在學習電氣工程專業知識過程會事半功倍。
電氣工程專業緊隨現代科技,引入了以計算機技術為基礎的仿真模擬技術進行教學研究。同時在進行電氣工程的理論分析、試仿真模擬和實驗研究時,教學也經常運用到等效與類比等科學方法。
電氣工程專業是一門典型的基礎性很強的學科專業,在與其他學科的交叉過程中,派生出了很多如電子科學與技術專業、電子信息工程專業、通信工程專業、計算機科學與技術專業專業等學科。這些專業由于是電氣工程專業派生而來,被劃為電子與信息類專業,電氣工程專業與其派生而來的專業統一被稱作為為電類專業。電氣工程專業作為電子與信息類專業的母體,又被派生而來的專業注入了新的發展活力。
電氣工作專業的專業宗旨主要是培養能夠在電氣工程領域的研究開發、系統運行、裝備制造、和相關管理等方面工作的,掌握技術開發、組織管理和科學研究能力的高素質綜合型專業技術人才。電氣工程的培養具體目標主要是,該專業學生要掌握計算機技術、信息技術和電子技術等專業技術,控制理論和電工理論等基礎理論知識,通識性知識和對應的專業知識。
基于電氣工程專業特點,學生在下列知識和能力上也有要求:
第一,掌握扎實的數理化等基礎學科理論知識,掌握人文學科的管理基礎知識,具備一定的外語運用能力;
第二,系統地學習與電氣工程相關的工程技術知識,如信息處理、電機學、控制理論、計算機軟硬件和網絡技術等知識;
第三,得到良好的工程實踐訓練,掌握對電氣工程領域實際問題的分析和解決能力;
第四,熟練運用計算機的能力;
第五,能在電工領域內掌握不低于1個專業方向的專業技術和理論,并清楚學科發展未來趨勢;
第六,具備一定的適應工作條件、進行科學研究和信息管理等實際工作能力。
四、電氣工程專業知識結構要求和知識體系
第一,熟悉系統的模擬和數字電子技術和相關電路理論;熟悉并會運用電子電路原理,會分析和解決相對復雜的電工電子電路問題;能掌握基礎的電磁場理論;掌握控制理論、計算機軟硬件、程序設計等相關知識;具備能檢測、分析并處理電氣系統物理量的能力。
第二,掌握扎實的電力系統、電力電子技術和電機學理論等相關知識;掌握力學和機械學科中最基本的原理和方法。
第三,能掌握不低于一個專業方向的基本技術和理論知識。第四,能掌握在工程中測試與表示常用物理量的能力,以及掌握設計和調試電氣系統的相關知識。
電氣工程專業教育內容和知識體系一般包括:
第一,通識教育和基礎教育;
第二,專業類基礎技術與理論知識(電磁場理論、控制理論、電路理論、、信號分析與處理、計算機網絡、電子技術、檢測技術等);專業基礎知識一般涉及電力系統、電力電子技術和電機學基礎理論和知識;
第三,專業方向技術與知識。如電機電器及其控制、電力系統及其自動化、高電壓與絕緣技術以及其他專業方向的技術。
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引言:從社會主義科學發展觀角度思考,工業經濟改革也應朝著更加先進的方向邁進。實施電氣工程改造既可以提升電力行業的科技實力,也能為廣大用戶創造更加有力的條件。本文主要分析了電氣工程自動化改造的相關問題。
1 電氣工程及其自動化
1.1 信息技術
信息技術廣泛地定義為包括計算機、世界范圍高速寬帶計算機網絡及通訊系統,以及用來傳感、處理、存儲和顯示各種信息等相關支持技術的綜合。信息技術對電氣工程的發展具有特別大的支配性影響。信息技術持續以指數速度增長在很大程度上取決于電氣工程中眾多學科領域的持續技術創新。反過來,信息技術的進步又為電氣工程領域的技術創新提供了更新更先進的工具基礎。
1.2 操控系統
由于三極管的發明和大規模集成電路制造技術的發展,固體電子學在20世紀的后50年對電氣工程的成長起到了巨大的推動作用。電氣工程與物理科學間的緊密聯系與交叉仍然是今后電氣工程學科的關鍵,并且將拓寬到生物系統、光子學、微機電系統(MEMS)。21世紀中的某些最重要的新裝置、新系統和新技術將來自上述領域。技術的飛速進步和分析方法、設計方法的日新月異,使得我們必須每隔幾年對工程問題的過去解決方案重新全面思考或審查。
2 電氣工程的實際運用情況
2.1 智能建筑
智能化建筑的發展必然離不開電氣自動化,隨著我國國民經濟的飛速發展以及數字電子化科技發展,高檔智能化建筑無疑已經成為當今建筑界的主要發展方向。自然達到合理利用設備,在資源方面,人力的節省就有了建筑設備的自動化控制系統。智能化建筑內有大量的電子設備與布線系統。這些電子設備及布線系統一般都屬耐壓等級低,防干擾要求高,是最怕受到雷擊的部分。智能建筑多屬于一級負荷,應該設計為一級防雷建筑物,組成具有多層屏蔽的籠形防雷體系。
2.2 凈化系統
凈化空調系統控制自動監控裝置,可以設計成單個系統的測量、控制系統,也可以設計成以數字計算機控制管理的系統。在溫度控制方面,凈化空調系統采用DDC控制。裝設在回風管的溫度傳感器所檢測的溫度送往DX一9100,與設定點比較,用比例加積分、微分運算進行控制,輸出相應電壓信號,控制加熱電動調節閥或冷水電動調節閥的動作,控制回風溫度應保持在18度-16度之間,從而使得潔凈室溫度符合GMP要求。
3 電氣自動化控制系統的設計
3.1 集中監控方式
集中監控方式不但運行維護方便,控制站的防護要求也不高,而且系統設計也很容易。但由于這種方式是將系統的各個功能集中到一個處理器進行處理,所以處理器的任務相當繁重,處理速度也會受到一定的影響。由于電氣設備全部進入監控,致使主機冗余的下降、電纜數量增加,投資加大,長距離電纜引入的干擾也可能影響系統的可靠性。同時,隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯鎖采用硬接線,由于隔離刀閘的輔助接點經常不到位,這也會造成設備無法操作。這種接線的二次接線比較復雜,查線也不方便,而大大增加了維護量,還存在在查線或傳動過程中由于接線復雜而造成誤操作的可能性。
3.2 遠程監控方式
遠程監控方式具有節約大量電纜、節省安裝費用、節約材料、可靠性高和組態靈活等優點。但由于各種現場總線的通訊速度不是很高,使得電廠電氣部分通訊量相對又比較大,所以這種方式大都用于小系統監控,而在全廠的電氣自動化系統的構建中卻不適用。
3.3 現場總線監控方式
目前,對于以太網(Ethernet)、現場總線等計算機網絡技術已經普遍應用于變電站綜合自動化系統中,而且已經擁有了豐富的運行經驗,智能化電氣設備也有了較快的發展,這些都為網絡控制系統應用于發電廠電氣系統奠定了堅實的基礎。現場總線監控方式使系統設計更加具有針對性,對于不同的間隔可以有不同的功能,這樣就可根據間隔的情況進行設計。這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外,還可以減少大量的隔離設備、端子柜、模擬量變送器等,而且智能設備就地安裝,與監控系統通過通信線連接,節省了大量控制電纜,節約了很多投資和安裝維護工作量,從而降低成本。此外,各裝置的功能相對獨立,組態靈活,使整個系統具有可靠性而不會導致系統癱瘓。因此,現場總線監控方式是今后發電廠計算機監控系統的發展方向。
4 電力系統自動化改造的趨勢
4.1 功能多樣化
傳統電力系統的重點功能集中于發電、輸電,在傳輸期間對電能值大小的轉換缺乏足夠的功能。電力系統自動化改造之后,系統功能日趨多樣化,電壓轉變、電能分配、用電調控等功能均會得到明顯的改善,系統自動化狀態,符合了系統高負荷運行狀態的操作要求。
4.2 結構簡單化
結構問題是阻礙電力系統功能發揮的一大因素,多種設備連接于系統導致操作人員的調控質量下降,部分設備在系統運行時發揮不了作用。系統自動化改造后結構得到了充分的簡化,且功能也明顯優越于傳統模式,促進了電力行業的持續發展。
4.3 設備智能化
電力設備是系統發揮作用的載體,電廠發電、輸電、變電等各個環節都要依賴于設備運行。早期人工操控設備的效率較低,自動化改造之后可利用計算機作為控制中心,利用程序代碼指導電力設備操作,智能化執行設備命令,以逐漸提升作業效率。
4.4 操控一體化
當電力系統設備實現智能化之后,系統操控的一體化便成為現實。如:機械一體化、機電一體化、人機一體化等模式,都是電力系統自動化改造的發展趨勢。電力系統一體化操控“省力、省時、省錢”,也為后期繼電保護裝置的安裝運用創造了有利的條件。
5 繼電保護運用于自動化改造
5.1 針對性
由于電力系統自動化改造屬于技術改造范疇,需要對系統潛在的故障問題檢測處理。繼電保護具有針對性的處理功能,可根據系統不同的故障形式采取針對性的處理方案。如:電力設備出現短路問題,繼電保護可立刻把設備從故障區域隔離;線路保護拒動作時,繼電保護可將線路故障切除,具有針對性的故障防御處理功能。
5.2 穩定性
繼電保護對電力系統的穩定性作用顯著,特別是在故障發生之后可維持系統的穩定運行,以免故障對設備造成的損壞更大。良好的運行環境是設備功能發揮的前提條件,如:繼電保護裝置能快速地切除故障,減短了設備及用戶在高電流、低電壓運行的時間。通過模擬仿真,保證了系統在故障狀態下的穩定運行,防止系統中斷引起的
損壞。
5.3 可靠性
對電力系統實施自動化改造的根本目的是滿足廣大用戶的用電需求,系統能否可靠地運行也決定了用戶或設備的用電質量。繼電保護裝置的運用為系統可靠性提供了多方面的保障,如:安全方面,強大的故障處理功能保障了人員、設備的安全;效率方面,多功能的監測方式可及時發現異常信號,提醒技術人員調整系統結構。
8 結論
總之,電氣工程是社會現代化發展的重點工程,關系著我國工業經濟及科學技術水平的進步情況。深入研究電氣工程改造及其自動化趨勢,是企業未來發展的必然要求。面對電氣工程自動化改造活動,企業應加強多方面的調控管理,確保改造工程達到預期的成效,提升電氣工程的運行水平。
參考文獻
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目前我國的電氣工程及其自動化技術還處在一個綜合的領域里,獨立性還有待完善。所以,在實際的運用過程中,工作人員只能結合目前的技術成果,再運用自己的實踐經驗,得出設計成果。從而有的環節無形中增加了經濟成本,最終工程總的經濟投入也就增加了。而且,目前的企業在電氣工程及其自動化的技術上都是因企業而宜,不同的企業,電氣工程及其自動化的技術水平也不一樣。
2電氣工程及其自動化實施過程中工作效率有待提高
電氣工程及其自動化實施過程中,效率的高低影響著整個工程的的完成效果。在當今飛速發展的社會里,工作效率甚至決定著一切。所以,電氣工程及其自動化技術更要緊跟效率的步伐。目前的企業在電氣工程及其自動化的技術上都是因企業而宜,不同的企業,電氣工程及其自動化的技術水平也不一樣。要想在這些企業中脫穎而出,效率的提高可見顯得十分重要。那個企業在最短的時間里設計出更讓人操作簡便,更讓人明白的設計,在離成功的大門前就會勝出一籌。哪個企業效率低下注定就是失敗的。這個時候,企業的技術人員的技術水品就得到了檢測。
3電氣工程及其自動化實施過程中數據傳輸安全性問題
電氣工程及其自動化起初在工業中形成,并得到了發展與建設。目前,電氣工程及其自動化逐漸蔓延到商業領域,商業領域的發展過程中,數據信息的傳輸安全性是很重要的一步。由于目前,企業之間的信息交流過程中,各企業使用的信息傳遞產品各不相同,參差不齊。這給數據之間的傳輸和通信造成了一定的困難,從而增加了電氣工程及其自動化的運營成本。所以,在今后的電氣工程及其自動化的發展與建設中,一定要注意這一點。
二、電氣工程及其自動化發展的合理化建議
電氣工程及其自動化是工業發展的有力助手,它的的發展能為工業,甚至社會經濟的發展帶來源源不斷的動力。雖然,目前的電氣工程及其自動化的發展與建設存在著這樣或那樣的問題,但總的前進趨勢是不可逆轉的。只要把問題慢慢解決,逐漸的去改善,不久的將來,我國的電氣工程及其自動化一定會在世界上立足。針對以上問題,我提出幾點建議:
1建立電氣工程及其自動化的統一獨立的平臺
目前的企業在電氣工程及其自動化的技術上都是因企業而宜,不同的企業,電氣工程及其自動化的技術水平也不一樣。這樣一來增加了企業的經濟成本,二來不利于企業的長足發展。所以,企業的技術人員一定要突破技術環境的難關,有步驟,有計劃的去設計電氣工程及其自動化的方案。首先,在設計前,專業的技術人員對要設計的行業及用戶的特點進行研究,從而,確定開發目標。然后,確定設計方案,方案要涉及到實施,運行,維護等每一步驟的完成,同時,運行成本和運行時間也要提前預算好,一定要控制在企業運行的范圍內。此外,還要注意商業項目運行的特點以及終端客戶的不同需求,最后做到建立電氣工程及其自動化的統一獨立的平臺,從而減少企業的運行成本。
2建立電氣工程及其自動化的通用網絡系統
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一、電氣工程及其自動化的定義
電氣工程及其自動化是一門涉及電力電子技術,計算機技術,電機電器技術信息與網絡控制技術,機電一體化技術等諸多領域的學科,其具有較強綜合性,它的主要特點是強弱電結合,機電結合,軟硬件結合,電工技術與電子技術相結合,元件與系統相結合,使學生獲得電工電子、系統控制、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。通過學習工程技術基礎知識和相應的電氣工程專業知識,使得人們具有解決電氣工程技術分析與控制問題基本能力。電氣工程及其自動化專業就是為各行各業培養能夠從事電氣工程及其自動化、計算機技術應用、經濟管理等領域工作的寬口徑、復合型的高級工程技術人才。電氣工程及其自動化就是現代工業發展的核心技術,它是各個高新技術的總和,在現代化工業的生產中,有著不可替代的重要性。
二、電氣工程及其自動化存在的問題
(一)電氣工程及其自動化的技術問題
電氣工程及其自動化由于是涉及,電力電子技術,計算機技術,電機電器技術信息與網絡控制技術,機電一體化技術等諸多領域的學科,在應用過程中會遇到很多的問題,尤其是技術上的種種問題。現在科技是在飛速的發展,但是和日益需要更新的電子信息技術相比,這些是遠遠不夠的,現在最嚴峻的形勢是,缺乏很高端的技術手段,導致了相關的技術更不上時代的需要,電力電子技術、計算機技術和電機電器技術等等這些市場缺乏大量的人才,在現代化信息技術如此發展的社會,尤其是計算機技術是很時興的,然而由于很多人沒有看好這個市場的前景,又加之這是一個剛剛發展起來的行業,因此在發展初期市場需求量如此大的時期,高新技術人才極度匱乏,很多人由于不能掌握一手很好的計算機技術,因此在工程及其自動化的這個行業的操作中,就出現了卻人卻技術的窘況。因此電氣工程及其自動化在應用過程中,遇到的最大問題也就是技術方面的問題,這個問題亟待解決,也只有盡快找出相關的措施進行解決,才能使得電氣工程及其自動化的技術提上去,更好的為社會發展做貢獻,使得社會工業化進程加快腳步。
(二)電氣工程及其自動化的管理問題
由于現在很多的工業生產都采用了自動化的管理程序,許多的操作已經取代了人工的職能,因此在現代化的工業生產中,電器工程及其自動化變得越來越重要。然而其自動化的管理模式,既是優點又是缺點,其優點有很多,譬如減少了人員的操作,使得操作簡單化、機械化,任何環節的出錯率都會降低,同時由于減少了人工的使用,從而能為企業減少一大筆的薪資開支。但是正是這種便利的管理條件,從而在就了人們懶惰的心理,管理人員對于生產程序的管理也就隨之松懈,平時對于生產程序也許一天二十四小時輪流監督的制度也就相對的放松,改成一天監督一兩個小時,或是隨便看看,并不把它放在心上,隨之產出的商品質量大不如以前,但是管理人員還是不能理解其中的原因,就會使得結果愈演愈烈,最后導致企業蒙受巨大的損失。由于管理理念上出現的問題,從而引發出的一系列損失,因此電氣工程及其自動化的管理問題也是其中一大問題,是必須值得重視的,否則后果不堪設想。
三、電氣工程自動化問題的應對對策
(一)努力實現科技化
科學技術的飛速發展給電氣工程發展及其自動化提輝供了強大的技術支撐,也極大地影響著人們的生產與生活。為了應對電氣工程自動化中出現的問題,借助科技的力量,努力實現科技化是必須的。所謂的科技化就是要在電氣工程自動化發展過程中不斷引進新技術,使用新材料,推出新產品,我國在引進新技術的同時要十分注重自主創新,以降低能耗為主要著力點,在生產實踐中積極推廣低能耗的新技術、新方法與新工藝。在電氣工程自動化發展過程中,我國要善于利用新型的材料,借助信息技術、計算機技術、網絡技術等高新技術研發新的產品。
(二)努力實現信息化
21世紀是信息化的時代,計算機技術的發展以及網絡的普及使得信息的傳輸十分便利,電氣工程自動化要努力實現信息化,也就是在發展過程中十分重視信息技術,將網絡通信技術廣泛并且熟練地應用到電氣設備的設計、制造與運行的過程中,并且在計算機優化與仿真技術、人工智能分析等方面熟練運用網絡通信技術,使信息交流暢通無阻,更有助于電氣工程自動化的實現。
(三)努力實現開放化
電氣工程自動化需要努力實現開放化,也就是要與外界建立一個借口,與外部世界進行連接。計算機網絡技術的發展,使得信息的實時交換以及網絡共享成為了可能,在電氣工程自動化實現開放化的過程中,計算機網絡是重要的基礎設備,也是實現電氣工程自動化管理、決策、控制和制造一體化的關鍵,目前,計算機網絡技術已經光反應用到了電力系統的各個元件以及局部系統的監督、管理與調節中去,已經逐漸成為電氣工程信息管理、技術調度和自動化等方面的核心。
(四)重視電氣自動化專業人才的引進和培養。眾所周知,電氣工程是一項專業性很強的工程,在當今的社會經濟發展過程中發揮著越來越重要的作用,已經成為了一種重要的基礎產業,同時也受到了相當高的重視。伴隨著社會經濟的快速發展以及資源的日益枯竭,因此,只有建立一支高素質、專業化的人才隊伍,才能滿足社會的需要。而電氣工程自動化的建設需要的人才一方面需要具備自然科學知識,同時也需要具備管理科學知識和社會科學知識,此外,還需要具有很強的計算機應用能力。只有通過長時間的培訓以及社會實踐,才能培養出符合未來發展需要的電氣自動化專業人才。
(五)改變管理理念
在現代化的生產中,由于生產模式的改變,其管理模式也得隨之改變,從前采用人工在生產線上生產,因此很容易出現錯誤,因此采用監督制度管理,而現在隨著電子工程及其自動化的普及,減少人員的參與和監督,這是無可厚非的,但是其懶惰的心理,偷懶的管理制度必須改正過來,不能因為采用機械化的生產了,就能放松其管理心態,這是一種錯誤的管理理念。因此,得對相關的管理人員進行培訓,在他們掌握相關技術的同時,不能因為管理的失誤而是企業蒙受巨大的損失。改變有的管理理念,跟著形勢走,不能總是在變,也不能一層不變,只有順應形勢,才能在最有效的時間里創造最大的財富,這也就是自動化技術如此越來越受歡迎的原因。
(六)提高能源利用率,不斷促進工作效率的提高
電氣工程的重點都是節約成本,減少損耗,使資源利用率達到最大化、無謂的能耗最小化,減少不必要的損耗,因此在選擇供電系統的變壓器時,應考慮繞組阻值相對小的變壓器,目的是使電流損耗減少從而達到降低變壓器的運行成本的目的。實際上由于我國工業化的不斷進步與發展,高集成化、智能化、全新化的電氣自動化設備正慢慢計入工業化,但由于國內工業生產利益需求的急切性及新設備的花費不容小覷,許多工業都有意回避新設備,這就進一步造成能源利用率低的問題。因此,要加大對新設備、新技術的推廣,建立更加完善的條例,來提高工作效率。
當然全球化的今天,知識、資源共享已是主流。因此建立一個統一的系統平臺事完全有必要的,更是利大于弊的。試想如果將目前掌握的各種先進的技術融合利用,達到實現科學化管理目標,將先進思想的合理利用可以達到意想不到的效果。
四、結語
電氣工程朝著智能化和現代化的方向發展是社會發展的必然,科學技術的飛速發展給電氣工程的發展提供了強大的技術支撐,也極大地影響著人們的生活。在這種形勢下,政府以及相關單位要抓住發展機遇,不斷進行人才隊伍建設,制定并完善相關的制度,在引進技術的同時進行自主研發,不斷推進電氣工程的發展及其自動化,相信經過長期的努力,我國電氣工程及其自自動化定能邁上一個新臺階。
參考文獻:
[1]劉瑩.芻議電氣工程及其自動化問題及對策[J].黑龍江科技信息,2013,11:142.
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[中圖分類號]TM76-4 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194(2015)20-0103-02
1 相關概念解析
1.1 電氣工程的定義
傳統的電氣工程定義為用于創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和。此定義本已十分寬泛,但隨著科學技術的飛速發展,21世紀的電氣工程概念已經遠遠超出上述定義的范疇,今天的電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關的工程行為。本領域知識寬度的巨大增長,要求我們重新檢查甚至重新構造電氣工程的學科方向、專業設置及其內容,以便使電氣工程學科能有效回應職業的需求、社會的需求、科技的進步和動態的科研環境。
1.2 自動化的定義
自動化是指工具或生產過程不依賴或少量依賴人的干預而主要依靠預設指令和程序自動完成工作的過程。自動化一詞最早來源于美國福特公司的機械工程師D.S.哈德,1946年他用這個詞來描述汽車發動的工作生產過程。但事實上,自動化科學的基礎早在19世紀末期就已經奠定。自動化科學出現的原因是為了控制那些自工業革命以來越來越復雜的機械設備,諸如汽車、飛機等。此外,現代工業生產上的流水線和精密設備,也越來越難以單純地依靠人手來控制。這些新產品和技術導致自動化科學的誕生。同時,應用數學和近現代電子學的發展也為自動化科學提供了理論基礎。自動化科學以數學和電子學為基礎,根據應用對象,還包含力學、熱學、電磁學、化學等很多學科,有些極端的研究方向甚至還包括社會科學。20世紀70年代后,計算機技術和適應計算機技術的新數學方法逐漸取代了源于19世紀末20世紀初的數學方法和電子學在自動化科學中的地位。而在當今,由于自動控制理論中大量新問題的出現,使得其中涉及的數學和計算機科學問題極端困難。因此,在西方自動化科學已經基本不再作為一個獨立學科,而是被分化到數學、計算機科學的研究內容中去。采用具有自動控制,能自動調節、檢測、加工的機器設備、儀表,按規定的程序或指令自動進行作業的技術措施。其目的在于增加產量、提高質量、降低成本和勞動強度、保障生產安全等。自動化程度已成為衡量現代國家科學技術和經濟發展水平的重要標志之一。
2 電氣工程及其自動化的發展中的問題
2.1 電氣工程存在的環境保護問題
三十多年的改革開放給我們帶來了經濟的繁榮、有序、和諧發展,同時也帶來了發展過程中每個國家必要經歷的環境、能源發展的短板問題。過去的十年是我國建筑業高速發展的區間。電氣工程作為其不可或缺的組成部分,其技術、管理、質量的水平的對業主的生命安全、建筑主體自我節能和周邊環境的環境融入、環境保護有著決定性作用。電氣工程及其自動化有著廣泛的應用市場,從一顆看起來“名不見經傳”但作用卻十分巨大的電子元件,到我國的高鐵列車的研發,都與其緊密相連,密不可分,并且還運用到人們生活的各個產業。電氣工程及其自動化在新常態下被應用到更多的釋放腦力的新產業革命的產品之中,也就意味著要應用更多的新技術和新設備,雖然這帶來了經濟的發展,人民文化方面的大繁榮,對社會建設也有這樣或那樣的有利作用,但這同時也帶來了能源的消耗和環境破壞。這也正是急需要解決的問題。
2.2 電氣工程的質量管理問題及分析
近年來,隨著人們的綜合素質不斷提高,人們對自我安全的意識不斷加強,對電氣工程質量的高低也越來被人們所關注,電氣工程質量的優劣直接關系到電氣工程的使用壽命,更加影響人們的生命財產安全。但在當前許多電氣工程施工過程中,由于施工主體人因為對質量管理工作缺乏必要的重視,自身安全意識也較差,往往把檢測結構作為第一關注點。這就導致在質量管理工作中不能具體落實到實處,工程質量得到不保障,不僅施工管理較為混亂,而且施工過程中不能嚴格控制質量,導致電氣工程質量達不到預期的標準,給工程質量帶來較大的影響。
2.3 電氣自動化系統在網絡化過程中出現的問題
歷史的車輪已經進入網絡化時代,隨著網絡化、移動互聯網化的普遍應用。網絡化的實質就是解放生產力在新時期的一次偉大創新,而電氣自動化在新時期下必須跟上網絡化的發展和構建。但目前我國的的電氣自動化的自身的自動化水平比較低,且在各個企業的網絡構建的歷史時期存在差異,也就對電氣自動化的進步產生了反作用。
網絡建設、信息互換的交流過程中由于軟件節點存在差異,使得個人、商家、企業、政府等部門信息交換、共享不那么順利,阻礙了其在現實生活中的應有發展。
3 新常態視閾下正確理解和把握電氣工程及其自動化對策
新常態視閾下正確理解和把握電氣工程及其自動化對策就是運用黨的十以來新的論點、論調、論據解決現階段對應的一些問題,并找出答案。
3.1 思想上高舉“五位一體”發展戰略,行動上破除電氣工程存在的環境問題
在電氣工程設計主體和施工主體要高舉“五位一體”發展戰略,從思想意識形態高屋建瓴地提高理論修養水平,要注重處理好“五大關系”在電氣工程中的作用,做好各種元素與環境的適應關系。落到實地就是要注重在電氣工程節能設計上的功用。要以降低能耗為重點。不斷優化節能設計,最大程度的減少能源損耗,降低運行成本,堅持走新常態下“五位一體”的發展道路。建筑照明應當充分利用自然光,減少照明設施的使用,走廊等場所應使用智能照明設備。
3.2 加強電氣工程質量管理以及巡視力度
電氣工程質量管理長期被人們忽視,這十分不利于電氣工程的發展,因此相關部門和企業應從思想意識形態到電氣工程質量管理的重要性,從工程專業性、材料和管理方法等方面入手,努力提高質量管理水平。相關單位和企業要建設擁有專業技能和高素質的團隊,對人員進行嚴格篩選,并定期進行系統培訓,健全考核制度,實行獎懲制度和淘汰制度,提高員工的工作熱情,新時期更應該運用新的巡視制度,更好地服務于對電氣工程質量的管理。同時,相關單位和企業要鼓勵技術人員進行自主創新,不斷提升專業技能和自身素養,并為技術人員提供外出學習和工作交流的機會,逐漸塑造一支專業技能強,操作能力高,綜合素養高的專業工程建設隊伍。建材始終是工程的基礎,因此在電氣工程實施過程中,相關單位和企業要進行嚴格的建材管理,把好材料關。電氣工程使用的材料必須是正規廠家生產的、有質量檢驗合格證書的正品材料,工程使用的材料要儲藏要注意防水、防火、防潮,進行嚴格的日常管理,并要定期對材料進行質量檢查并做好記錄,材料進入施工現場之前要進行嚴格的檢查,堅決不使用不合格的材料,從根源上保證電氣工程的質量。
3.3 運用“互聯網+”的思想,構建統一、科學的電氣自動化系統
“互聯網+”是一種新的經濟形態,即充分發揮互聯網在生產要素配置中的優化和集成作用,將互聯網的創新成果深度融合于各領域之中,提升實體經濟的創新力和生產力,形成更廣泛的以互聯網為基礎設施和實現工具的經濟發展新形態。“互聯網+電氣工程自動化”就是要通過各個節點的跨界融合、重塑結構打破原阻礙。建立一個開放統一的新型平臺,實現互聯網的數據安全高效互聯互通、成本更加低廉的“互聯網+電氣工程自動化”新模式。
篇6
0 前言
隨著經濟全球化的發展,科學技術的不斷進步,人類已經進入了信息時代,在社會快速發展的過程中,電子行業的發展成為了其發展的基礎,因此,社會發展對人才的需求量較大。然而,在很多高等院校中都設有與其相關的電氣工程及其自動化專業,但是很多時候專業的課程設置較亂,缺乏實務性,并且在整體的專業學科方面的練習不足,不能夠形成完整的、科學的、動態的課程體系,在學生步入工作崗位之后慢慢或表現出一種職業能力不足的現象。正對當前我國高等院校中電氣工程及其自動化專業自身所具備的特點,以服務社會實際需求和就業為主要的目標,培養出更多能夠適合社會經濟發展,有利于行業服務、管理兼并,有理想、有目標、有較強知識基礎和實踐能力的綜合型人才。這僅僅是我國高等教育發展的要求,更是我國未來發展趨勢的重要要求。
1 電氣工程及其自動化專業課程體系現狀
隨著我國社會經濟和教育事業的不斷發展,國家對高等教育的重視程度逐漸加深,很多高等院校中的電氣工程及其自動化專業課程體系進行了創新,并且引進了很多先進的教育教學思想和觀念等,但是由于應用的不是很合理,導致在電氣工程及其自動化專業的課程體系中存在一定的混亂。一般情況下,課程設置都是按照學科類別進行設置的,基本上與本專業的觀點和理論相一致,而其他類別的學科或者是相關專業的學科都沒有涉及到。這種課程體系被稱作是靜態的課程設置,不利于學生在自學能力和創新能力方面的發展,不能夠達到高等教育的課程要求和標準,不能夠有效的幫助學生擴展視野[1]。因此,為能夠促進學生的未來發展,順應我國社會經濟快速發展以及國家建設的需要,對我國高等院校中電氣工程及其自動化專業的課程設置進行改革和創新是需要迫切解決的問題。
2 電氣工程及其自動化專業課程體系設計的基本原則
2.1 綜合性
電氣工程及其自動化專業課程體系的評價和構建是一個相對比較復雜的問題,在課程體系構建的過程中體現了多樣性的學生個性發展、多元化的社會發展以及我國高等教育目標,對此,在實際的電氣工程及其自動化專業課程體系的設計上、教材內容的更新、授課方法、學生學習以及考核方面都應該充分的認識和理解一些多元化的問題,構建出適合大學生發展的綜合性評價體系。
2.2 系統性
電氣工程及其自動化專業課程體系值得不僅僅是單純的教學方法、手段等,還包括電氣工程及其自動化專業課程體系的構建思想、課程標準、課程內容、課程模式、課程結構、課程教育教學的方法和手段、課程教學實施的計劃和教學條件、課程的管理以及課程的反饋和評價,在構建電氣工程及其自動化專業課程體系的過程中一定要充分體現可持續發展的理念以及創新性,還要重視動態的反饋理念等[2]。另外,應該重視每個環節之間的協調關系,應該將電氣工程及其自動化專業課程體系的構建當成是一個復雜的、動態的、長期的系統教育教學工程來逐步的實現。
2.3 實際性
在電氣工程及其自動化專業課程體系的構建過程中應該重視國家相關的法律法規以及相關的職能部門宏觀上的目標,還要充分考慮其自身實際上的條件,在電氣工程及其自動化專業課程體系的構建和實施當中,應該形成一種能夠顯示粗自身特征的方法和特色。
3 電氣工程及其自動化專業課程體系的特性及發展因素
3.1 電氣工程及其自動化專業課程體系的特性
根據高等院校以及電氣工程及其自動化專業所要求的知識素養和基本技術的人才培養目標為基礎,對電氣工程及其自動化專業的課程進行科學、合理的設置。隨著現代科學技術的進步,對人才所掌握的技能和所具備的素養等方面都提出了新的要求。當代企業在選擇人才時都傾向于具備知識、專業技能、創新能力、素質等方面的人才,這樣就導致在人才的需求上顯示出非常矛盾的結構。這就是我國當前高等院校中電氣工程及其自動化專業課程體系的特性。
3.2 電氣工程及其自動化專業課程體系設計的發展因素
3.2.1 快速發展的變化
隨著我國科學技術的不斷進步,在設計方法和分析方法上的與日俱進,這樣就需要高等院校在教育教學方面應該每相隔一段固定的時間就需要對電氣工程及其自動化專業課程體系的構建方案進行重新的審查和全面思考,這對我國高等院校創新教學方法、構建科學的課程體系有莫大的幫助,能夠有效的促進人才培養模式的構建。
3.2.2 與物理科學之間的相互交叉
由于我國在大規模的集成電路相關制造技術以及晶體管發明等方面的不斷發展,對定期工程的良好發展奠定了巨大的、扎實的基礎,具有非常大的推動作用。物理科學與電氣工程之間存在著較為緊密的聯系和交叉,是未來電氣工程及其自動化課程發展的關鍵,并且即將逐漸擴展到微機電系統、光子學以及生物系統當中[3]。
3.2.3 信息技術的決定性影響
計算機互聯網技術的發展和普及,信息技術的定義被規定為世界范圍高速帶的計算機網絡系統、通信系統,或者是用來處理、顯示、傳感以及儲存各種信息等現相關的技術綜合。因此,電子信息技術的快速發展對我國高等院校中電氣工程及其自動化專業課程構建具有非常大的影響。
4 電氣工程及其自動化專業課程體系的構建
4.1 根據學生的實際情況制定合理的課程體系
根據學生的實際情況制定出科學、合理的電氣工程及其自動化專業課程體系。學生的認知結構是有限的,因此,教師可以根據學生的認知結構和認知結構相關理論進行課程設置,其中,認知結構理論包括知識塊和知識的組織形式。因此,應該在國家規定的課程框架之下,結合認知科學對學生認知結構的認識和理解,正確了解學生的真正需要,構建有利于學生未來學習和發展的電氣工程及其自動化專業課程體系。基于此,在實際教學中應該充分考慮知識塊之間的統一和結合,構建相應的電氣工程及其自動化專業課程體系,只有這樣才能有效避免專業化現象的發生[4]。
4.2 倡導精品建設,突出專業特色教育
根據當前教育部對高等院校精品課程建設相關理念的要求,通過這樣的方式和途徑來有效的提升我國高等院校人才培養的整體質量,轉變高校育人的環境,充分激發教師和學生在工作和學習方面的創造性和積極性。電氣工程及其自動化專業精品課程建設是一個相對比較完整、相對比較統一的過程,其中包括了學生、教師、教學制度、教學技術手段以及教材等方面的要素等。在進行電氣工程及其自動化專業精品課程建設的過程中,應該具有全局的、整體的視野和觀念等,根據現代化的教育思想作為課程設置的先導,構建具有較強層次性、針對性、實用性的教學方法,不斷提升教師的綜合素質,運用現代化的信息技術手段制定科學的教學管理體制,突出電氣工程及其自動化專業的特色教育。
4.3 創新實踐教學理念,強化實踐教學的方法和內容
在電氣工程及其自動化專業教學之中,教師要從從學生身心發展的實際情況出發,尊重學生的個性化差異,制定有針對性的教學計劃和教學方案,重視學生在教學過程中的主體地位,提高學生電氣工程及其自動化專業課程學習的興趣,調動學生學習的主動性和積極性。同時,教師要對學生知識整體情況有著明確把握,注重對學生創新能力、邏輯思維和應用能力的全面培養。科學、有效、合理的教學情境,是能夠有效實現生活與電氣工程及其自動化專業課程融會貫通的橋梁,同樣也是有效激發學生學習興趣的重要手段。在實際的課堂教學當中,教師應該根據實際的教學內容,從學生的實際知識水平出發,創建各種課堂教學情境,強化實踐教學的方法和內容。
4.4 重視學生能力的培養,構建教學反饋機制
在實際的教學實踐當中,專業教師應該多位學生創造一些能夠親自動手實踐學習的機會,在培養學生具備較強的學習能力的過程中,主要就是學生在自主探究能力方面的發展和提升。通過相關的工作崗位典型項目進行實際教學,并且能夠在實際工作任務完成過程中增加交流和互動,能夠充分的尊重和顯示學生的主體地位,有效實現教學實踐的目的。這樣不僅能夠充分激發學生的學習積極性和進行自主學習和探究興趣,將教材當中的理論知識在實踐當中充分的利用出來。此外,教師還可以進行開放式教學模式反饋機制,當前很多學生與教師之間缺乏溝通和交流,不利于學生專業知識學習和探索。針對這樣的情況應該構建統一的電氣工程及其自動化專業教學反饋機制,有助于提升教師的教學水平。
4.5 開展多元化教學模式
開展多元化的教學模式能夠促進學生高階能力的發展,有效的豐富學習的資源、時間空間方法、經驗和評價等,提高學習效果的有效途徑,例如:模擬通信領域參觀、體驗學習、研究活動、群體交流學習等形式,使用教學方式和研究型的教學方式等方法來進行實踐和安排,以此來提升和完善電氣工程及其自動化專業課程構建的實踐型和研究型的教學類型,例如:自動控制理論、現代控制理論、計算機控制技術、過程控制、控制系統仿真等,自動控制理論等課程的形成嫩鞏固有效的進行優化和整合,刪減教材中不斷重復的內容。同時,高等院校還可以創建一個新的實驗實習基地,作為電氣工程及其自動化專業課程構建的支撐和保障,為學生提供實踐平臺,讓電氣工程及其自動化專業課程教學模式更加的多元化。
5 結語
綜上所述,隨著我國高等教育中電氣工程及其自動化專業教學改革的不斷發展和深入,學生在理論知識以及實踐動手能力等方面得到了穩步的提高,并且電氣工程及其自動化專業課程構建的效果也是越來越明顯了。為了能夠更好的適應電氣工程及其自動化專業的未來發展趨勢,同時還能夠順應社會經濟的發展和國家的建設需要,應該根據學生的實際情況制定合理的課程體系,倡導精品建設,突出專業特色教育,創新實踐教學理念,強化實踐教學的方法和內容,重視學生能力的培養,構建教學反饋機制,開展多元化教學模式,更好的為我國高等院校電氣工程及其自動化專業的發展更好的服務。
參考文獻:
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篇7
1 我國電氣工程及其自動化技術的現狀
1.1 電氣工程及其自動化的發展壯大。隨著我國科學技術的快速發展,我國電氣工程技術得到了進一步的發展,尤其是自動化技術得到了空前的發展,并且已經成為我國經濟發展的中流砥柱。電氣工程自動化技術已經成為我國社會發展過程中十分重要的技術,并且隨著新技術以及新材料的快速發展,我國電氣工程自動化技術發展的速度越來越快,并且逐漸的朝著人工化、智能化等方向發展,從根本上保障生產工作效率和生產力。
1.2 電氣工程及其自動化在發展過程中的問題。隨著計算機技術以及網絡技術的快速發展,進一步促進了商業之間數據與信息的有效交流溝通,從而能夠滿足當今時代快節奏的需求,進而實現社會經濟的快速發展,科學技術的不斷創新和發展,必然會進一步促進電氣工程及其自動化技術的快速發展,使其技術不斷的完善和創新。但是,電氣工程及其自動化技術在發展的過程中依然存在著一定的問題,并且在發展的過程中也會面臨著技術難題。尤其是在實踐應用中需要電氣工程及其自動化技術的支持。
2 電氣工程及其自動化技術的問題
2.1 能源問題。電氣工程作為建筑工程中極為重要的組成部分,隨著建筑行業逐漸的朝著智能化、多功能化方向發展,對電氣工程及其自動化技術提出了更高的要求,并且電氣工程的質量會直接影響到建筑工程的質量和安全。能源作為電氣工程的重要組成部分,與電氣工程質量問題存在著一定的矛盾。為了能夠保障電氣工程的正常運行,必須要保障其諸多功能,比如照明設備以及溫度調節設備等,必須要面臨著能源損耗的問題,從而給節能環保提出了十分巨大的挑戰。
2.2 質量管理問題。目前,我國大部分企業在進行電氣工程施工的時候,僅僅重視結果的質量問題,并沒有對電氣工程施工過程中進行嚴格的質量控制和管理,從而會導致電氣工程質量檢測工作存在著一定的漏洞,其質量管理力度還遠遠無法符合相關規定和標準。企業相關部門并沒有對電氣工程的施工質量管理工作予以相應的重視,從而導致電氣工程不能有序的進行,最終不僅會直接影響到電氣工程的質量,還會直接影響到電氣工程施工的進度。
2.3 缺乏系統的集成性。隨著電氣工程及其自動化系統不斷的發展,必須要從根本上提高電氣工程自動化的集成性。目前,我國大部分電氣工程及其自動化技術依然處于多島自動化階段,但是,其本身具有諸多的局限性,比如功能單一、信息無法共享以及相互不連接等諸多局限性,從而導致電氣工程及其自動化技術無法充分的發揮出其功能和作用。
2.4 網絡構架不統一。電氣工程及其自動化系統在進行發展的時候,必須要保障其具有高效、快捷等特點,并且結合時展的步伐以及自身的實際情況來進行電氣工程及其自動化技術的發展。由于當今時代逐漸的朝著多元化方向發展,進而導致網絡構建具有多樣化,沒有得到統一,電氣工程及其自動化技術的發展十分依賴于網絡結構,所以,由于網絡結構的不統一直接阻礙了我國電氣工程及其自動化前進的主要步伐。另外,不同企業在進行信息交換的時候,由于軟硬件程序之間的接口存在著一定的差異性,直接影響到企業數據信息的傳輸和交流,無法充分的發揮出電氣工程及其自動化系統的作用。
3 解決電氣工程自動化問題的對策
3.1 電氣工程的科技化。電氣工程自動化過程中,必須要不斷的加強新科技、新材料的運用,必須要重視節能環保,積極的應用和推廣低消耗、綠色的技術和方法,必須要不斷的結合信息技術、網絡技術與自動化技術之間的聯系,從而才能夠不斷的提高電氣工程自動化技術的智能化,從根本上提高電氣工程的自動化水平。
3.2 電氣工程的信息化。由于電氣工程自動化技術的水平已經成為當今時代影響社會經濟發展的主要因素,所以,必須要不斷的加強電氣工程的信息化水平,在電氣工程自動化領域內廣泛的應用仿真技術以及人工智能分析技術,從而能夠真正體現出信息技術對于電氣工程的重要性,為了能夠實現電氣工程自動化技術的可持續性發展,必須要不斷的加強電氣工程的信息化水平。
3.3 電氣工程的開放化。為了能夠有效的提高電氣工程自動化技術,必須要實現信息共享,電氣工程的開放化主要就是指信息共享,電氣工程自動化要求電氣工程建立外界有效的接口,從而通過外界網絡連接到計算機系統,從而實現信息與資源的交換和共享,從根本上做好電氣工程自動化管理和控制,是電力系統自動化的核心內容。
3.4 優化電氣工程的節能設計。電氣工程在進行設計的時候,必須要不斷的優化節能設計,才能夠從根本上滿足實際的基礎要求,從最大程度上降低能源消耗,比如可以選擇阻值比較小的供電系統變壓器,從而能夠有效的減少能源損耗,降低運行成本,充分的利用自然光,能夠從最大程度上減少照明設施,堅持節能環保,進一步促進我國電氣工程自動化技術的發展。
3.5 加強質量管理。電氣工程企業必須要提高電氣工程施工質量的管理工作,充分的認識到電氣工程施工質量的重要性。必須要從根本上提高電氣工程施工人員的綜合素質和專業技術水平,定期的開展培訓工作,從技術和理論上不斷的提高和加強。嚴格的按照相關規定和標準控制電氣工程的材料質量,安排專業的人員進行材料的采購,并且做好抽檢工作,從根本上保障施工材料的質量,并且做好材料管理工作。
3.6 建設標準化的網絡系統。電氣工程自動化技術已經與網絡技術有著十分緊密的聯系,所以,為了能夠提高電氣工程自動化技術的工作效率和質量,必須要不斷的加強網絡系統的建設,隨著計算機技術的快速發展,電氣工程自動化逐漸的形成了智能性,其中網絡系統在其占據了十分重要的地位,并且通過自動化系統的網絡建設不僅能夠從根本上提高資源的優化配置,還能夠從根本上保障商業信息的安全性。
電氣工程自動化要想得到不斷的發展和提高,就必須將新型的科學技術和產品應用到發展過程中來,要加強新材料、新技術的收集力度,并且以創新作為行業發展的基礎,使行業發展朝著科技化的方向邁進,提升產品的生產效率,才能夠有利于我國社會經濟的可持續性發展。
參考文獻
篇8
電氣學科在19世紀就已經產生,在經歷了漫長而曲折的發展之后,電氣學科越來越成熟。在進入20世紀之后,其發展更為迅速,并在其原有的基礎之上,實現了對電氣工程的自動化控制。隨著時代的發展,電氣工程在我國的普及率越來越高,其自動化的程度也越來越高,在我國各個行業得到了廣泛的應用。
1 電氣工程及其自動化的發展現狀與存在的問題
1.1 電氣工程及其自動化的發展現狀
1.1.1 電氣工程及其自動化的廣泛應用
當前,電氣工程正不斷的發展,電氣工程自動化的程度在不斷加深,電氣工程及其自動化在越來越多的行業中得到應用[1]。在建筑行業與電力行業中,電氣工程及其自動化已經成為其密不可分的一部分。在各行業的生產中,通過應用電氣工程及其自動化,可以有效提升行業的生產效率,降低人力成本,并提高產品的質量,為行業創造更大的經濟效益,實現更大的社會效益。從當前各行業應用電氣工程及其自動化的情況來看,隨著電氣工程的不斷發展以及電氣工程自動化程度的不斷提高,電氣工程及其自動化在各行業的發展中將會起到更大的作用,其應用的范圍也將越來越廣泛[2]。
1.1.2 電氣工程及其自動化的開放化發展
為了能讓我國電氣工程及其自動化的發展有一定的標準可以參照,我國制定了相應的標準,通過這一標準的制定,可以有效的統一設備發展的性能,提高電氣工程的可利用率,使設備之間可以通用轉換,在一定程度上也使電氣工程得到開放式的發展。此外,利用統一的標準,還可以方便電氣設備的后期維護。
1.2 電氣工程及其自動化存在的問題
1.2.1 電氣工程及其自動化的局限性
在不同行業的生產作業中,存在不同的需求,因此對電氣工程及其自動化的要求也存在差異。這就造成電氣工程及其自動化中,一些關鍵技術不適應企業的實際生產,在相關設備與技術投入生產前,需要做相應的調試才能發揮其最大的作用,而對于一些無法調試的設備與技術,企業無法發揮其最大的作用,同時還需要注重設備后期的維護,這相應的增加了企業的生產成本。在使用電氣工程及其自動化解決企業生產問題的過程中,企業只能依靠現有的電氣工程及其自動化技術成果來解決問題,而對于出現的新問題,只能依靠企業員工的工作經驗來解決,這在一定程度上影響了企業實際的生產效率。這也從側面體現了,電氣工程及其自動化存在一定的局限性[3]。
1.2.2 數據傳輸安全性低
在上世紀,電氣工程及其自動化基本上是應用在工業生產。在工業生產的實際應用中,電氣工程及其自動化在不斷發展的同時,也推動了工業生產的現代化。但是,隨著現代工業的不斷發展,電氣工程及其自動化的應用規模在不斷擴大,電氣設備之間的數據傳輸越來越頻繁[4]。然而,電氣工程及其自動化在企業生產的過程中,設備之間數據傳輸的安全性不高,人們的數據傳輸安全意識不強,容易讓不法分子將數據被攔截,造成企業生產信息泄露。此外,由于企業在生產的過程中,需要生產各種各樣的產品,產品與產品之間的差異較大,這就給電氣工程及其自動化帶來了更高的技術難度,對生產數據傳輸的安全性也提出了更高的要求。
2 電氣工程及其自動化發展的對策
2.1 建立電氣工程及其自動化的統一平臺
要突破電氣工程及其自動化的局限性,就需要建立電氣工程及其自動化的統一平臺,通過這一平臺,可以提高電氣工程及其自動化的通用性,擴大電氣工程的適用范圍,從而降低企業的技術成本,滿足企業多種的需求。此外,建立電氣工程及其自動化的統一平臺可以集中技術、資金與人才等資源,加速電氣工程及其自動化的發展,促進現代化工業的轉型與升級,從而進一步推動我國經濟的發展。要建立電氣工程及其自動化平臺,需要做到以下幾點:(1)明確平臺的目標以及發展的方向,根據行業的實際需求進行平臺的設計。(2)對建立電氣工程及其自動化統一平臺的成本進行預估,并核算平臺運行的費用,對平臺建立過程中遇到的細節問題,需要及時解決。(3)針對不同行業的需要,建立與完善平臺的服務機制,提高平臺的服務效率,從而降低電氣工程及其自動化平臺的運行成本。
2.2 構建通用網絡系統,建立數據標準化接口
企業在應用電氣工程及其自動化進行生產作業的過程中,需要進行數據傳輸,而當前的數據傳輸基本上還是雙向傳輸,而沒有形成網絡化傳輸,無法形成信息共享,同時也無法保證數據傳輸的安全性。因此,需要建立通用的數據傳輸網絡,給企業實際生產中碰到的問題提供相應的網絡信息參考。在更高一層的層面上,建立通用數據傳輸網絡,還可以對資源進行統籌優化,保證資源的高效利用[5]。在通用數據傳輸網絡的構建中,需要考慮這幾個方面:(1)網絡的構架。(2)網絡的安全性。(3)網絡的適用范圍。重點需要保證網絡傳輸的安全性,通過提高網絡的安全性,可以在很大程度上避免企業生產信息泄露,保證企業的經濟利益。通過這一通用網絡的建立,可以有效的提高行業內部的交流效率,方便信息資源的共享,從而更好的促進電氣工程及其自動化的發展。此外,信息技術在近些年來的發展也較為迅速,推動了許多行業生產方式的革新。在電氣工程及其自動化中,通過信息技術的應用,加快了數據接口的標準化,方便其內部的信息傳輸。在電氣工程及其自動化的發展中,數據接口的標準化將會是其發展的重要趨勢。
2.3 電氣工程及其自動化人才培養
當前,我國的電氣工程及其自動化人才培養模式存在較多的問題,主要問題就在于:人才培養模式更注重單純的理論知識教育,實踐教學較少,而當前在業的人才有足夠的實踐經驗,但是理論知識方面的知識相對短缺,而單純的依靠知識或技能無法完成較為復雜的項目,因此,就需要更新我國的人才培養模式,注重對集理論知識與實踐能力于一身的高級工程師的培養。學校需要積極與企業合作,開展新的人才培養路徑,吸收國外人才培養的先進經驗,并根據電氣工程及其自動化的發展方向,選擇人才培養的方向。從而實現人才培養與電氣工程及其自動化發展的同步。
3 結語
電氣工程及其自動化作為現代化工業發展的重要推動力,在我國經濟發展方面也起著重要的作用。當前,電氣工程及其自動化在我國工業生產的多個領域獲得了廣泛的應用,并且隨著相應標準的建立,電氣工程及其自動化呈現出開放化發展的趨勢。但是在電氣工程及其自動化快速發展的過程中,也存在較多的問題,如數據傳輸的安全性低,并且該技術本身還存在一定的局限性。要促進電氣工程及其自動化的發展,就需要打破該技術本身存在的局限性,建立電氣工程及其自動化的統一平臺,并構建通用網絡系統,建立數據標準化接口,解決數據傳輸安全性低的問題。除此之外,還需要注重人才的培養,更新人才培養模式,從而為電氣工程及其自動化的發展提供人才支撐。
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篇9
一、我國電氣工程及其自動化專業的產生及現階段的發展狀況
1.我國電氣工程及其自動化專業的產生及影響
世界各國的科學家一直以來都對電氣領域所依賴的電磁感應有所研究。中國最早開設有關電氣工程的專業是在1908年的中國的南洋大學堂交通大學前身開設的電機專科,這是我國大學第一次開設電氣工程有關的專業。從最早的電氣工程專業,到我國現階段各種各樣的電氣化專業,經過了幾百年的發展,我國的一些大學也在電氣工程及其自動化專業方面的發展也有了巨大的突破,形成了自己的特色研究體系與教學體系,研究出了許多對于我國現階段工業發展具有突出貢獻的研究成果,使我國工業化進程受到了巨大的推動,在很大程度上提高了我國綜合國力。
2.我國現階段的電氣工程及其自動化專業的發展狀況
最近幾年,隨著我國各個領域科學技術給的高速發展,電氣工程及其自動化專業也在一定程度上獲得了發展的黃金時期,逐漸成為了我國提升工業化進程的有效支柱產業。隨著自身的努力創新再加上借鑒外國的先進經驗,我國電氣工程及其自動化專業的總體發展程度也在顯著提高,逐漸接近了國際先進水平,甚至在某些領域處于國際水平的前列。為我國綜合科技水平的提高起到了推動作用,各行各業也因此得到了不同程度的發展,并逐漸成為了各行各業不可或缺的技術手段。盡管這樣,雖然我國的電氣工程及其自動化專業取得了喜人的成果,但總體水平還落后于國際先進水平。同時,在發展的過程中一些問題也隨之出現,也暴漏了一些根本性的問題,這些問題需要努力的去克服。
二、我國電氣工程及自動化專業的發展困境研究
我國開展這門專業的有些學校在專業人才培養方案上還存在一定的不足。首先,有些該專業的學生畢業后在各個行業工作,但還有相當一部分想要更深入的學習。但是,這些高校并沒有形成完備的培養體系,不能有效適應學生對此專業更深層次的要求。對于學生的發展造成了無形的阻礙,不利于學生的更進一步的學習。其次,有的學校專業學風建設也存在問題,電氣工程及其自動化專業在有些大學開設的時間并不長,受到近幾年持續擴招的影響,教學工作的開展也面臨著一定的問題和壓力,相比一些開展時間較長的學科,電氣工程及其自動化專業在學風建設上并沒有受到應有的重視和有效地對待,也在很大程度上影響到了學科地位確立的問題。專業的重要性并沒有得到應該有的重視。
最后,師資力量的不足與學生實踐性不強也是一個制約發展的重要因素,電氣工程及其自動化專業相比于世界其它國家,在我國某些學校開設時間較晚,因此師資力量上存在著一定的不足。這些學校在很大程度上存在著專業教師缺乏、專業設備不足、專業實驗室有限等問題。這種情況也給學生在知識與實踐相結合這方面的能力培養產生了困擾,使學生不能真正有效的學習這門專業。
三、對當前我國電工程及其自動化專業發展提出的建議措施
1.加大投入、加強重視與完善體系
學校應該加大在電氣工程及其自動化專業的投資力度,使電氣工程及其自動化專業開展所需要的各項基礎設施能夠完善并得到有效地使用。同時,提起應有的重視。認真的確立該學科應有的地位,使這門專業的教學工作能夠有效地開展,并一視同仁的對待這門專業。最終使電氣工程及其自動化專業能夠在一個良好的環境下健康、可行的發展著。
如果想要提高教學質量,培養電氣工程及其自動化專業方面的優秀人才顯得尤為重要。因此,必須加強師資隊伍的建設,并以此為根本,進一步加強對青年教師的培養,定期開展與電氣工程及其自動化專業方面有關的教研活動,提高教師的教學水平,使其能夠有效地成長為該專業的教學核心和教學骨干力量。同時,加強學風建設顯得尤為重要。良好的學風建設會對電氣工程及其自動化專業教學的開展起到推動作用。完備的人才培養體系也會對該學科的開展工作起到良好的效果。
2.提高與當前科技水平的相適應的水平
科學技術的發展日新月異,需要有效的加強專業教學與當前科技的結合力度,要及時對教學的知識進行更新和改進,以達到教授學生具有時代特點的科學技術。這方面就對教師的綜合能力提出了新的要求,要求教師具有良好的更新換念,不墨守陳規,同時能夠接受知識進步性這方面的思想。這是發展現代高新社會所真正需要人才最有效的理念,只有具備這樣的理念,才不會造成學生畢業就事業現象的產生。使學生真正掌握有效、可行的技術手段,在進入社會后能夠充分的施展。
四、總結
電氣工程及其自動化專業的發展對我國工業化進程有著良好的推動作用,并對我國的各行各業也有著不同程度的影響。我國現階段各項事業正在飛速的發展著,并且工業的發展在我國整個發展體系中占有很大的比重,而且電氣工程及其自動化技術可以說是工業發展的核心技術。雖然,電氣工程及其自動化技術在近幾年取得了有效地成果,但與國際先進水平相比,我國在該專業的總體發展水平上還有著一定的差距,這是我們應該看到的。但我們還應該看到,這門專業在我國還有著很大的潛力可以挖掘,如果深入的研究,會對我國工業化的總體進程起到良好的推動作用,也會有著深遠的影響。
參考文獻:
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電氣工程及其自動化專業實驗教學是專業教學的最重要的環節之一,學生的實踐能力和創新能力是衡量該專業的重要指標。在本專業的實驗教學上,基本采用一門課程一個實驗室的模式,實驗內容多為理論教學服務的驗證性實驗。專業實驗分為3個層次。1)基礎性實驗,即把本專業基礎課程對應的實驗室整合到一起,滿足各門課程實驗教學的需要,如電路實驗、數字電子實驗、模擬電子實驗等。2)綜合性實驗,即針對專業課程開展的實驗,也可以是不局限于某門單一的課程,通過實驗室結構的整合和調整,將相關課程的實驗綜合起來[1],如電機學實驗、繼電保護實驗、變配電實驗等。3)創新性實驗。創新性實驗的方式可以是在教師的指導下,在自己的研究領域或學科方向,針對某一課題或某一研究方向,進行研究和探索的實驗;也可以是根據本專業培養目標,建立起產學研聯合開放實驗室。這兩種都是學生參加科學研究、教學科研相結合的重要形式。
3個層次上下承接,缺一不可,沒有扎實的實驗技能基礎就不可能綜合運用實驗技能分析問題和解決問題,更談不上研究創新,所以要強調重基礎、抓綜合、謀創新的思想指導實驗教學[2]。
1 實驗課程設置的特點與現狀分析
1.1 基礎性實驗
基礎性實驗是電氣工程專業學生初次接觸實驗課程,實驗較為簡單,但學生需要在基礎性實驗中培養起實驗的基本思想和方法,這對今后的綜合實驗和創新實驗是良好的墊腳石。例如,通過電路實驗的教學使學生由淺入深地掌握基礎實驗方法、儀器的使用。在教學過程中要注意理論與實踐的結合,學生應能夠自行驗證實驗結果。在直流部分的實驗中,驗證戴維南定理的實驗理論性較強,理論對實驗具有一定的指導意義,若不理解定理的推導將無法理解和順利完成實驗;在操作上,線路的連接相對復雜,實驗步驟相對較多,因此在第一學期的基礎實驗中是難度較高的一個,也是理論與實驗緊密結合的典型例子。除此之外,各實驗均有所側重,如一階電路暫態響應實驗,不僅讓學生理解儲能元件的儲能作用與充放電過程,還對示波器的使用有一定要求;再如,三相交流實驗模擬實際負荷,同時實驗的安全性也是特別需要注意的一點。綜上,基礎性實驗的教學旨在讓學生對今后本專業實驗的學習打好基礎。
1.2 綜合性實驗
綜合性實驗多配合專業課程,培養學生的綜合應用能力、理論與實際相結合的能力,分別表現在知識結構方面、分析研究方面、綜合應用方面全面的能力,應本著互補性原則、滲透性原則、遞進性原則、系統性原則設計和開展[3]。以電機學實驗為例,電機學作為本專業的核心專業課程,對應的實驗教學也顯得尤為重要。電機學實驗主要包括變壓器運行實驗、直流電機運行實驗、異步電機運行實驗、電機拖動系統實驗4個主要板塊,每個實驗均需要良好的實驗基礎和較高的安全意識,在此實驗課程的學習中不僅測量變壓器和電機的運行特性,還要與電力網的運行結合起來。例如電機是電力系統中的主要部分,為保證電網的安全可靠運行,電網調度人員必須時刻掌握和控制各發電機組的運行工況,了解其運行參數的變化,學生在實驗過程中若能將電機的運行特性曲線與電網的穩定運行結合起來,實現對多門專業課程間的滲透理解,便能綜合提高專業技能。
1.3 創新性實驗
電氣工程及其自動化專業是一門實踐性很強的學科,學生除了要受到系統規范的理論教育,還必須能夠將理論應用到實踐中去,創新性實驗是實現這一目標的最佳平臺。創新性實驗的內容一般都具有交叉性,包括力、熱、電、磁、光等的交叉,也包括電氣工程學科與其他學科的交叉。培養學生創新能力的途徑可以是開始創新實驗課程和設立創新項目,讓學生在教師的啟發引導下,通過實驗、觀察、思考、分析、歸納,掌握科學方法,從而培養其創新能力。其次,與企業建立產學研合作也是培養創新精神的重要途徑,企業發展史就是不斷創新的歷史,是創新精神和創新方法教育的活教材。若能讓學生加入到企業的實踐中來,投身到實際項目中去,不僅能夠提高創新能力,還能很好地將實際情況結合起來,針對具體問題具體分析,大面積多層面觸發學生的創新靈感。
2 提高實驗教學質量的探索與實踐
2.1 注重計算機應用技術在實驗課程中的應用
隨著電力系統智能化程度越來越高,計算機在教學中的應用越來越廣泛,如今電氣工程及其自動化專業已非單純的強電專業,漸漸融合自動控制、計算機等多學科相互交叉滲透。以電力工程課程中的潮流計算實驗為例,潮流計算的計算過程繁瑣,迭代次數多、系統復雜,若不借助計算機軟件將很難實現,因此設置5節點、14節點、30節點的潮流計算實驗需要通過計算機仿真軟件來進行。除此之外,MATLAB、ATP—EMTP、COMSOL等電路、電磁分析仿真軟件都適合用來開設仿真實驗,應用到綜合實驗和創新實驗中來。
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1 該文研究的背景
1993年,麻省理工學院前院長莫爾提出“大工程觀”這一概念,此后,世界高等工程教育領域要求“回歸工程”的呼聲越來越大。在美國很多工學院設有稱為“Special program”的工程實踐項目,培養學生工程實踐能力。歐洲工程教育整合了工程中的理論與實踐,提出了融合“專家型”與“通用型”培養目標、滿足多樣性需求的課程體系。比利時魯汶工程聯合大學堅持“基于項目的學習”,并通過項目“工程師的一天”,完成學生對于工程師的認知學習。
國內學者也對工程教育進行了深入研究,趙婷婷在《課程綜合化:中國高等工程教育改革亟待解決的問題》中強調課程體系的綜合化是工程學科綜合化當前亟待解決的問題之一。浙江大學王沛民在《工程教育基礎-工程教育理念和實踐的研究》中,論述了工程教育課程的相關問題。劉吉臻等在《工程教育課程改革的思維轉向:工程化的視角》中指出,課程目標要從學科知識體系轉向為工程技術與實踐能力的培養,必須運用集成化的思維去構建課程體系和內容。王仲民等對傳統課程設置中“理論-實踐,認識-技能,基礎-應用”的單向思維模式提出了質疑,強調工程教育要圍繞工程實踐重新組織課程。2006年6月,教育部戰略研究重大專項課題“面向創新型國家建設的中國工程教育改革”第三次研討會在徐州召開。此次會議紀要提出:要使課程設置從單一的“工程專業課程”轉變為以“大工程觀、大系統觀”為指導的課程架構體系。高等工程要教育培養出能適應社會經濟、科學技術、文化發展需要的工程人才。
2 該文研究的目的和意義
電氣工程及其自動化專業本身就是一個工程性很強的工科專業,課程體系與結構的設置水平,直接決定其工程應用能力的高低,在改革其課程體系過程中,應突出地反映這一特點。以“大工程觀”教育理念為指導,將工程所需的知識、方法、手段等融合到課程體系中,特別是與工程緊密相關的人文、管理、社會責任等,在大工程觀的教育理念下采取項目教學的方式將實際工程問題帶入課程內容,完善其課程體系,讓學生從一個個完整的項目學習過程中,潛移默化地接受工程意識,從而達到增強工程意識與能力的目的。
黨的十七大提出了走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人力資源強國等戰略部署,實現這個目標勢必需要大批工程技術人才。這就需要在構建培養體系時突出工程能力的培養,工程能力是工程師最基本的素質之一, 但其培養卻是我國當前高等學校教育體制中的薄弱環節。我國高等院校發展近年特色不明顯,并偏于強調通才教育的重要性,大部分本科院校的培養目標執著于培養各種高層次的研究型人才,培養的學生側重于基礎理論與研究,本科層次的實踐動手能力沒有得到應有的重視,從而造成了高等教育人才培養體系中工程實踐教育一定程度的缺失。
3 構建面向實踐與應用的電氣專業課程體系
通過分層次總結和分析國內外高等院校電氣工程及其自動化及相關專業培養體系的現狀,對國內研究型大學以及國外著名高校的電氣工程及其自動化及相關專業培養體系進行分解對比,結合實際,初步制定了電氣工程及其自動化專業培養體系框架。在突出特色的同時,希望既能培養電氣工程及其自動化專業學生的工程應用能力,又能強化學生的科技創新能力。
根據該校的師資和學生情況,將專業培養目標設定為培養具備電氣工程領域扎實的基礎理論、專業技術和較強的實踐能力,能夠在電力系統及其自動化、電力電子及電力傳動等電氣工程領域從事系統設計、研發、運行維護等工作的工程應用型技術人才,并分為電力系統及其自動化、電力電子與電力傳動兩個專業方向。電力系統及其自動化方向主要圍繞電力系統的規劃、運行、調度和監測及控制技術,面向電力系統運行的運行控制、調度等領域進行培養。電力電子與電力傳動方向以電氣工程領域內的大功率電力電子器件、電氣傳動控制系統為主要研究對象,培養學生在電能質量控制與新能源技術、現代電力電子器件等方面的技術應用能力。
所有課程分為公共基礎課、學科基礎課、專業課三大部分,為提高學生的人文素養,在公共基礎課中設置了素質選修課,強化人文素質。公共基礎課和學科基礎課與其它電氣類專業大體相同。專業課分為必修,方向選修和任選三部分。為了強化培養學生的工程能力,在課程學時比例設置上加大了實驗、實踐環節所占的比重。針對主干課程和學生工程能力培養的需求,設立了工程訓練、計算機實習、電工電子實習、電子線路課程設計、數字電路課程設計、電力電子技術課程設計、自動控制原理課程設計、運動控制系統課程設計、認識實習、電氣控制及可編程控制器課程設計、生產實習、電氣工程基礎課程設計、電力系統分析課程設計等實踐環節,總學時達到了35周,在整個教學環節中所占比重明顯提高,達到了總學分比例的20.3%。此外,實驗學時在課程總學時的比例也進行了調整,大部分課程都縮減了理論學時,增加了實驗學時。如電機及拖動基礎,實驗由8學時增加為16學時,電氣控制及PLC由8學時實驗增設為34學時,理論教學縮減為32學時。
4 結語
該文以建立工程應用型電氣工程及其自動化專業培養體系為主要研究內容,以提升電氣工程自動化專業本科生的工程素質為研究目標,對電氣工程及其自動化專業課程體系的建設進行了初步探討,對于培養面向新型工業化的電氣工程及其自動化專業高級工程技術人才具有一定的參考意義和實用價值。在實踐過程中還需要根據實際執行狀況不斷進行反饋,逐步對培養體系進行修正,不斷完善培養體系。該文參考了諸多院校網上公布的有關專業的培養方案,在此表示感謝。
參考文獻
[1] 趙婷婷,雷慶.課程綜合化:中國高等工程教育改革亟待解決的問題[J].高等工程教育研究,2005(2):32-36.
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隨著計算機技術和網絡技術的發展,電氣工程自動化專業應運而生,該項學科結合了電力系統和網絡計算機系統對學科優點,徹底顛覆了傳統的工業生產模式,也改變了人們的生活習慣。電氣工程自動化主要應用于工業生產領域,通過繼電器的核心控制對生產系統進行全程操控,并對電力系統中通過元件或設備的電流和電壓進行調節,保證了系統運行的穩點性和安全性,實現了生產的自動化。電氣工程自動化具有技術性和統一性的特點,它實現了工業生產和系統管理的自動操作,并能夠將生產模式規范化,既降低了人員的勞動強度,同時也提高了生產效率,真可謂一舉兩得。電氣工程自動化在我國的發展前景可謂極其廣闊,不但在學術理論界取得了顯著的成果,還成功的將理論應用于實踐中,具有極大的實用價值。
2 繼電器的概念及類別簡介
2.1 在電氣工程自動化系統中,繼電器發揮的作用
繼電器在電氣系統中相當于開關的作用,可以對電力系統中的電流進行有效控制,當輸出電流過大時,會產生自動斷電功能,保護系統的安全,同時也可以自動調整電流的大小,使其控制在合理范圍內。根據控制范圍不同,可以將繼電器分為電量控制和非電量控制兩大類,電量控制繼電器主要的功能范圍是對系統中的電力相關指標進行控制,而非電量繼電器主要是對于系統溫度等非電力指標進行控制。隨著科技水平的發展,繼電器設備的體積也日趨精巧,同時其運行質量也更高,安全系數也不斷攀升,具備更高的實用性。
2.2 各項技術參數介紹
2.2.1 額定工作電壓。對于在電路系統中運行的元器件,都有一個能夠保證其長期穩定運轉的電壓范圍值,我們將這個電壓值成為該元件的額定工作電壓。繼電器作為重要的電氣元件,其運行也應該在額定電壓范圍之內,如果電路中電壓過高會對繼電器造成損壞,使其不能正常發揮其功效,電壓太低則不能使繼電器正常運轉,所以,要將電壓值設定為額定工作電壓才能使繼電器保持在良好的運行狀態。
2.2.2 直流電阻(線圈阻抗)。流電阻是指繼電器中線圈的直流電阻,可以通過萬能表測量。這里所說的是線圈中的電阻,而不是繼電器本身的電阻,這一點我們需要做一個區分,萬能表測量電阻的時候我們也要注意它的測量量程,注意連接,不能犯一些常識性的錯誤。
2.2.3 吸合電流。吸合電流是指繼電器能夠產生吸合動作的最小電流。我們要注意的是這里說的是最小電流,不是最大電流,也不是最適電流,一旦繼電器線圈中通過的電流過大,那么繼電器將無法承受這個電阻,那么繼電器就會受到傷害,那么我們的實驗就會失敗。
2.2.4 釋放電流。指繼電器產生的最大電流,最大的電流通過釋放流過繼電器,在繼電器力發揮作用,使得繼電器能夠正常運行,從而保證繼電器的安全情況,這也是非常重要的一個因素在繼電器中。
2.2.5 觸點切換電壓和電流(觸點容量)。觸點切換電壓和電流是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小,使用時不能超過此值,否則很容易損壞繼電器的觸點。每一個繼電器都有它自己本身的一個觸點容量,不允許通過它的最大電流是有規定的,不能超過,一旦超過,就會使繼電器的本身容點受到損害,也會破壞它本身自帶的最大電流電阻流量。
3 如何對繼電器的性能和效果進行測量
3.1 測觸點電阻
用萬能表的電阻檔,測量常閉觸點與動點電阻,其阻值應為0;而常開觸點與動點的阻值就為無窮大。我們在實驗室使用萬能表的時候也要注意它的量取最大量,不能超過它的最大電阻,可以采用試電阻法,保證繼電器不會被破壞,也保證萬能表的電阻檔切實可行,并且能夠準確的測量出結果。
3.2 測線圈電阻
可用萬能表R×10Ω檔測量繼電器線圈的阻值,從而判斷該線圈是否存在著開路現象。萬能表在整個試驗的過程中的作用是非常巨大的,它還可以用來測量我們繼電器的線圈電阻,線圈電阻和觸點電阻又不相同,觸點電阻可以采用調試法,而線圈電阻要按照測電阻的方法來一步步的測量出最后結果。
3.3 測量吸合電壓和吸合電流
找來可調穩壓電源和電流表,給繼電器輸入一組電壓,且在供電回路中串入電流表進行監測。
3.4 測量釋放電壓和釋放電流
當繼電器發生吸合后,再逐漸降低供電電壓,當聽到繼電器再次發生釋放聲音時,記下此時的電壓和電流,亦可嘗試多幾次而取得平均的釋放電壓和釋放電流。我們在實驗的過程中有時會出現誤差,出現誤差的原因不是因為我們的實驗做的不對,也不是因為我們的實驗步驟實行的不對,很大的一個方面是我們的實驗技巧不對。在物理化學實驗的過程中,無論我們的實驗的方案做的多成功,我們都必須謹記這樣一個原則,那就是多做幾次相同的實驗來減少實驗的誤差,因為實驗的誤差是不可以人為避免的,我們只能盡可能的減少誤差的進行。
4 功效介紹
4.1 合理控制電流和電壓
繼電器在電路中的作用相當于電路開關,當電路中電流流量過大時,繼電器可以適當降低電流,保證電路元件不會因電流過大而燒毀,當電量過小時,繼電器會自動擴大電流流量,維持元件的正常運轉。
4.2 繼電器可以代替電路開關
在日常生活中,對于一些電流量和電壓值需求不是很大的小型家電設備,通常可以在連接過程中加入繼電器充當開關的作用,較傳統開關而言,其具備更高的安全性,同時也更節省空間。
4.3 繼電器可以有效實現電路轉換
同時控制多組電路元件,取代了傳統電路控制過程中多組元件要由不同轉換設備分別控制的方式,省去了繁瑣的中間環節。同時,繼電器還對外部電磁干擾具有防御能力,能夠有效屏蔽外部干擾因素,保證各元件的運行環境。
5 結束語
電氣工程及自動化是當今社會中新興起來的同時又比較具有實用性的一項行業,其覆蓋范圍涉及到多個領域,例如電子技術,網絡技術和電力科學等方面,因此,要想真正掌握這門技術,就要求從業人員必須具備相當廣泛的技術背景和實際操作的能力。要想保證電氣自動化工程的實施效果,就必須重視繼電器的作用,繼電器控制著整個電氣化系統,保證了系統運行的穩定性,因此,電氣工程自動化技術人員要對繼電器的功能和結構有充分的了解,才能真正發揮其功效。
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目前,電氣自動化技術已在我國智能建筑中得到了廣泛應用。由于電氣自動化系統安裝有著嚴格的技術要求,因此必須規范操作并保證質量。建筑工程中使用的電氣自動化設備是一種現代化程度高的控制系統,控制范圍可包括建筑內部所有的電氣設施,如電視機、空調、冰箱以及電源等。通過電氣自動化技術實現對建筑內的溫度、濕度及空氣流通等環境因素的有效監控并進行調節,從而最大程度滿足客戶的需求。同時,電氣自動化技術還能降低建筑物的能源消耗,創造良好的環境效益。
1.智能建筑電氣自動化系統的設計思路
1.1電氣系統的電源設計
電源是實現電氣自動化的重要組成部分,進行電源設計的時候必須充分考慮智能建筑的需求,保證電氣工程中內各類電氣設備,均要滿足負荷等級。分析智能建筑電氣自動化系統中電源設計的思路,如:(1)Ⅰ類系統內的電源設計,如有UPS設備,需要采取樹干式的供電方式,也可采用放射式的設計方式;(2)Ⅱ類系統的電源設計,采用臨近電源供電的方式,由附近的動力盤提供;(3)含CPU控制器的電源設計,用于支撐電氣自動化系統內的各類控制器,電源設計必須滿足72h的運行,即便建筑停電也能保持正常的供電。
1.2現場控制器的設計思路
智能建筑電氣自動化系統的現場控制器,其在電源設計的支撐下,需要達到一定的設計標準,滿足智能建筑的需求。著重分析現場控制器的系統原則,輔助制定設計思路。具體的原則分析如:(1)現場控制器需要一定的獨立空間,遠離管道、線路以及有電磁干擾的設備,必要時采取隔離措施,保護現場控制器的運行,強化設計思路的實踐性;(2)現場控制器的輸入和輸出,均要符合電氣自動化系統設備的需求,還需預留10%-20%的余量;(3)由于現場控制器的模塊比較多,一般采取落地柜式的方法,保持大于1.5m的操作距離即可。
1.3電氣布線的設計思路
智能建筑電氣自動化系統內的電氣布線設計中,主要分為三類內容。分析如:(1)電源布線需按照智能建筑提供的規范執行;(2)網絡通訊的布線可以根據網絡用線的標準,結合網絡通訊線路所處的環境,靈活分布電氣用線;(3)信號線可以選用控制電纜,嚴謹控制信號傳輸中的線路布設。
1.4遠程處理機的安裝設計
建筑電氣自動化系統的電氣監管功能十分全面,但其核心功能在于對建筑物內部的空調設備的控制。出于這方面的考慮,可將處理機安裝至機房附近位置或機房當中,這樣有利于將空調的控制體系中剩余的接口連接到就近的計量或照明系統上,從而實現對整個建筑物的遠程監控。在此基礎上,還應為了建筑電氣自動化系統的后續維修處理機穩定使用做好準備,因而要保留遠程處理機大約1/10左右的接口。
2.智能建筑電氣自動化系統的設計應用
結合智能建筑對電氣自動化系統的設計需求,按照電氣系統的設計思路,分析智能建筑中,電氣自動化系統中的典型應用,如下:
2.1照明與動力系統的應用
照明和動力系統是智能建筑電氣自動化系統設計應用的重點,既要符合智能建筑的控制需求,又要實現系統節能。智能建筑在照明與動力系統的電氣自動化控制中,提出節能降耗的要求,所以電氣自動化系統設計中,將照明系統和動力系統分別接入計算機,利用計算機控制運行,例如:計算機監控動力系統,嚴謹控制動力設備的自動化,防止出現安全事故或設備故障。
2.2變配電系統的應用
智能建筑的耗電量比較大,而且對電能質量的要求高,增加了電氣自動化系統的控制壓力。電氣自動化系統在變配電的應用中設計備用電源,以免突發斷電影響變配電系統的正常運行。變配線系統的自動化應用,既可以實現各項參數、設備的有效控制,又可以完成供電計量,最主要的是提供基礎的報警功能,規范變配電系統的自動化發展。
2.3通風空調系統的應用
智能建筑中的通風空調系統類型多樣,本文以集中式類型為例,分析電氣自動化系統的設計應用。通風空調在智能建筑中的目的是凈化空氣,電氣自動化控制在通風空調中,能夠規劃各項設備的啟停順序,利用數控的方式,實現通風空調的自動化運行,按照智能建筑的需求及室外的溫度,自動控制通風空調系統的運行,還能提供多種個性化的控制功能,如:溫度監控、風速控制等,提高通風系統在智能建筑中的利用率,電氣自動化系統對通風空調的控制,有效避免浪費多余的電能資源,體現節約的控制思想。
2.4輸入和輸出設備的應用
應合理選擇輸入及輸出設備的安裝位置,以便更有效地發揮其作用和功能,為今后的檢驗和維修提供方便。其中,輸入設備對設計及安裝的標準應根據傳感器的不同種類來確定。對施工對象的實際情況加以研究后,在對安裝位置進行具體定位。例如在安裝水溫傳感器、壓強傳感器、開關設備或流量檢測表時,就不宜選擇管道的縫隙或邊緣地帶等位置;對于濕度傳感器、室溫傳感器及空氣檢測設備來說,安裝時應保證與管道安裝同步,傳感器安裝完畢后,再安裝開關設備。
2.5給排水系統的應用
智能建筑中的給排水系統實現了電氣自動化控制,給排水系統設計中,在水泵的位置連接了傳感器,用于監控給排水系統的運行參數,除此以外,還可監控水壓來控制水泵運行,如果給排水系統出現突況,電氣自動化系統能夠實現快速報警,及時解決給排水系統中出現的問題。給排水屬于智能建筑中比較重要的系統,包含諸多自動化控制的信息,增加電氣自動化控制的難度,因此給排水系統的自動控制中,應確保各項自動化設備的協調性和統一性,為給排水系統提供可靠的自動化控制。
3.智能建筑電氣自動化系統設計中的節能技術
節能技術是智能建筑電氣自動化系統設計中不可缺少的一部分,深化節能技術的應用,降低智能建筑電氣運行的消耗量。空調與照明在智能建筑電氣運行中具有很高的消耗量,針對兩者提出節能策略,如下:
3.1空調節能技術
電氣自動化系統空調節能中,一方面可以控制空調本身的耗電,另一方面可以采取熱泵技術。智能建筑空調系統的規模大,應該加強空調本身的節能力度,可以通過控制風量、耗電量等因素,降低空調電能的消耗。空調節能一直是智能建筑電氣自動化系統設計中的問題,綜合考慮智能建筑空調運行的節能需求,設計合理的節能方式。空調系統中的節能技術,可以利用地源熱泵技術,減小空調系統對傳統能源的消耗,降低空調系統的用電量。
3.2照明節能技術
智能建筑的電氣自動化系統中,照明系統的耗電量居高不下,能夠占到整個建筑耗電量的30%,照明系統的節能技術體現在智能控制方面,結合定時控制,主動管控照明系統及設備,照明設備控制中,盡量采取獨立控制,最大程度的降低照明中的電能消耗,有利于智能建筑及電氣系統的節能發展。
4.結束語
智能建筑電氣自動化系統的設計水平與實際應用存在直接的關系,完善電氣系統自動化的設計思路,全面實行技術控制,不僅要確保電氣自動化系統的質量,還要注重節能的思想,充分利用節能技術,優化電氣自動化系統在智能建筑中的應用,進而改善智能建筑的運行條件,發揮電氣自動化的優勢,提升智能建筑的運營水平。
參考文獻
[1]王錚.建筑設備電氣自動化系統的節能控制研究與工程設計[D].鄭州大學,2011.