時間：2022-03-16 05:58:17
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引言:
高職院校肩負著服務區域經濟,培養面向生產、建設、服務、管理第一線需要的高素質技能型人才的使命。由于高職教育具有職業性、開放性的特點, 大力推行工學結合、校企合作,改革人才培養模式是培養技能型人才的必由之路。工學結合、校企合作是得到世界各國普遍認同的一種職業教育方式。它包括所有以學校與企業部門合作為表現形式的理論知識學習與實踐工作相結合的教育形式, 涵蓋了德國的“ 雙元制”、美國的“ 合作教育”、英國的“ 工讀交替式”和日本的“ 產學合作”在內的各國各種職業教育培養模式。如何突破校企合作的困境, 打通工學結合的坦途, 建立長效的校企合作機制, 實現技能型人才的培養目標。近幾年來, 西安職業技術學院電氣自動化技術專業堅持不斷探索、創新校企合作的長效機制, 深化校企合作, 形成了“制產品、礪素能、達標準、取單證”的 “生產性實訓”人才培養模式的專業特色。特別是通過構建校企合作、工學結合的“生產性實訓平臺”,進行生產性實訓的教學模式創新,有效地拓展了校企合作的空間, 實現了互惠多贏的效果。
一、生產性實訓平臺的建立
我們根據教學內容要求,選取了具有多年合作經驗的西安專用機床廠作為校企合作單位,該企業是原國家機械部定點生產汽車、拖拉機等發動機修理機床、機具的專業技術廠家,是“中國汽車保修設備協會”常務理事,“中國機床工具工業協會”理事,是集成為科研開發,生產制造,銷售為一體的科技先導型企業。產品類型有T81系列缸體軸瓦鏜床,T82系列連桿瓦鏜床,TM82系列連桿鏜磨床,3M97系列缸體平面磨銑床等10個品種21個規格的產品,暢銷全國二十九個省市和世界四十多個國家和地區。西安專用機床廠所有機床電氣產品的安裝調試任務由電氣自動化技術專業實訓教研室將產品課題化,不同的產品的復雜程度不同、控制方式不同,結合的課題也有所不同。然后組織學生通過生產性實訓來完成。在生產性實訓中體現了“學做合一”,在“做”中“學”,在“學”中“做”,實訓教學與產品加工實訓室過程合一,從而在實訓中能生產出一定的產品,產生一定的經濟效益,降低了實訓教學成本。
二、生產性實訓的運行機制
(一)課程標準與企業的產品安裝結合
生產性實訓首先是為學生創造一個真實的生產性工作環境,在該環境中使學生的“工”與“學”有機地結合起來。電氣自動化實訓教研室作為生產性實訓教學的執行部門,首先是代替了一般企業的電氣安裝車間,其次將校企合作單位的全部電氣產品的安裝任務在自動化實訓教室完成。同時,利用學院人才技術等優勢,為企業排憂解難, 提供各種技術服務。
由專業建設指導委員會、電氣自動化技術專業負責人與自動化實訓教研室對企業提供的產品電氣原理圖、工藝要求及工藝文件進行研究,根據產品的特點及生產要求,對產品進行課題化。在實訓教學課程標準中進行明確規定,課程標準中的雙速電動機控制線路安裝訓練、線槽配線工藝訓練、機床電氣線路的故障檢修、變頻器的安裝與調試等課題都與相對應的電氣產品來完成。所有的電氣生產任務都與典型生產機床電氣控制電路課題相結合,同時與線槽配線工藝、機床電氣線路的故障檢修相結合。通過生產性實訓環節,使課本上抽象的理論知識通過實踐掌握。
(二)生產性實訓的開展
根據人才培養方案,電氣自動化技術專業學生在校的實訓由4個學期共31周組成,內容涵蓋職業資格標準要求。學生第一次實訓時,主要進行基本技能訓練;第二、三次實訓時,根據企業的生產任務,結合實訓課題進行生產性實訓,第四次實訓主要進行綜合強化和提高訓練,并取得高級維修電工職業資格證書。具體教學時通過任務驅動,項目載體教學方案的引導,運用一體化的教學和生產性實訓場所,實現“做中學,學中做,學做結合” 采用“電氣產品—產品任務課題化—工作任務—實施—評估”五步教學法,幫助學生自主學習,積極探索,培養獨立或團隊協作分析、解決問題,主動建構自己的知識、能力體系。
(三)成立領導工作機構,確保生產性實訓進行
在生產性實訓過程中,為了協調企業生產任務與學生實訓過程中的教學任務的關系,我們成立了常設機構——工學結合領導小組,該機構既有企業技術人員,又有企業的生產部門負責同志,既有學校教學管理人員,又有實訓教學的教師參與,從而保證生產性實訓平臺的正常運行。
在生產性實訓過程中明確校、企雙方的責任,學校結合企業生產實際和教學培養目標要求,制訂并實施實訓教學課程標準,作好企業產品的電氣生產任務;企業選取思想、業務技能素質好的工人師傅來承擔學生的指導教師,協助學校共同完成對學生的培訓任務,對實訓學生進行企業文化教育,結合企業生產實際組織現場教學和技能訓練, 并組織學生完成生產任務。
三、生產性實訓的優越性
(一)有助于學生了解工作性質, 接受企業文化的熏陶
生產性實訓平臺的建設,有助于學生了解工作性質, 接受企業文化的熏陶, 熟悉崗位要求,掌握職業基本技能,特別是對于學生職業適應能力的培養具有重要的意義。另外學生深入業務領域, 解決生產中的實際問題,并結合崗位環境, 培養職業關鍵能力,及早形成職業能力, 這樣在未來就業時就能夠駕輕就熟、快速上崗, 成為受企業歡迎的高技能人才。因此,生產性實訓平臺的建設, 對培養學生職業適應能力, 促使學生由“準職業人”向“職業人”轉型, 具有重要意義。
(二)有利于提高了學生的產品質量意識和節約意識
由于生產性實訓過程中,引入了企業的管理模式,學生實訓的產品將直接作為產品發到用戶手中,所以要求有嚴格的產品檢驗過程。西安專用機床廠是通過ISO2000認證的企業單位,因此有一整套產品的檢驗制度,如PDCA管理模式、4M作業管理法提高產品質量,改善作業方法,提高勞動效率;守時制度、質量意識、安全文明生產意識。尤其是電氣作業人員的團隊協作精神和一絲不茍、樂于奉獻的作風,同時還有利于提高學生的分析思辨能力及實踐創新能力。
(三)有利于學生職業素質的提高
我們電氣自動化技術專業多年來采用工學結合的生產性實訓的教學方式,突出學生的實踐教學,尤其是使學生在實訓過程中能接觸到具體的生產任務,從而 使學生的專業知識得到了充分的應用,而這正是維修電工職業資格標準中最重要的一項專業技能。所以,我們的“生產性實訓”的最突出的優點就是學生的技能提升很快,與其他職業技術學院相比較,我們學生的高級維修電工職業資格證書的獲取率在95%以上。而大多數職業技術學院的高級維修電工通過率較低。我們的學生到單位后適應工作崗位很快,受到用人單位的好評。連年來畢業生就業率都很高,初次就業率在80%以上,甚至出現用人單位提前預訂畢業生的場面。
四、生產性實訓的特色
工學結合是高職院校人才培養模式的主要方式,而大多數職業學校采用頂崗實習的方法來實現工學結合,由于頂崗實習單位可能無法提供過多的崗位,使學生的實訓場所相對分散,不便于管理;實習崗位可能與所學專業一致,對專業知識的鞏固所起作用偏少;或者是把企業真實的設備、工具、環境、任務搬到校園實訓室,學生在實訓教師的指導下完成實訓任務,制作出一定的“ 產品”(即作品),實訓的過程與實際工作的操作過程完全一致,但是沒有創造經濟效益。而我們的生產性實訓模式是有企業的參與,以校企合作為前提,生產出有形的“產品”,創造了經濟效益;同時也達到“實訓課題與產品相結合,考核標準與質量標準相結合,操作工藝與實訓教案相結合,企業文化與實訓文化相結合”。而且在學生不出實訓教室的情況下就完全接觸到企業的文化教育與產品的生產,即“前校后廠”的教學環境,接觸新工藝、新技術,達到職業資格標準的要求,達到企業人才訂單所需的基本素質,實現學生技術應用實踐技能培養,也是電氣自動化技術專業的一大特色,受到學生、企業及專家的好評。
五、結束語
生產性實訓是高職人才培養模式的要求,是實現校企合作互補共贏的載體,更是區域經濟發展所需人才培養的必要環節。只要在我院“古都人文潤德,職業標準礪能”辦學特色的指導下,堅持不斷地探索與實踐,以改革創新為動力以提高質量為核心,以提升學生職業競爭力為目標, “制產品、礪素能、達標準、取單證”的“生產性實訓”人才培養模式一定會在校企合作的過程中彰顯其越來越大的功能和作用。
摘 要:隨著電氣自動化技術的快速發展和在火力發電中的應用,其運用電氣自動化技術在最大限度地挖掘機組潛力,實現火力發電廠機、爐、電的一體化運行監控,加強火電發電運行和管理,提高工作效率和自動化水平,降低成本造價以及提高火力發電廠的競爭能力等方面取得了顯著的成果。
關鍵詞:電氣自動化技術;火力發電;創新;應用
引言:火力發電中的電氣自動化系統,是發電廠電氣自動化領域近幾年來新型的熱點與焦點,其側重于對火力發電廠電氣系統的自動化監控,實現對發電廠內部用電中低壓電氣系統的保護、控制和分析等。目前,電氣自動化技術已經在火力發電系統中得到了廣泛的應用,其利用自身特有的信息化和網絡化系統優勢,不僅促進了發電廠電氣信息的廣泛應用,也提高了發電廠的自動化運行水平,增強了電氣控制的安全性和可靠性。
一、電氣自動化系統在火力發電中運用的現狀
1、火電廠自動化控制系統的組成
火電廠自動化控制系統包括有發電廠電氣自動化和機爐熱工自動化兩大系統。但是由于火電廠過程控制的復雜性,機爐熱工自動化系統內就含有多個復雜控制的子系統,每一個子系統都是相對獨立的DCS/FCS系統。例如單元機組協調控制系統、爐膛安全監控系統、數字電液控制系統、汽輪機監測儀表系統等;而發電廠電氣自動化系統包括有發電廠電氣監控系統和發電廠網控自動化系統(NCS),這兩個子系統也是相對獨立的DCS/FCS系統。發電廠電氣監控系統包括發電機組監控系統(一臺發電機組配一套監控系統)和公共部分系統。每套發電機組監控子系統相應配置有發變組保護、濾波、同期、勵磁、直流、UPS等保護測控裝置。公共部分有高壓和低壓廠用電保護測控裝置及廠用電快切換裝置等。另外,ECS和機爐DCS監控系統分別通過網關與SIS廠控級相連。
2、傳統DCS技術應用于廠用電氣自動化系統時存在的問題
(1)因為ECS納入DCS后,控制系統的輸出點與AC220V、AC380V電壓串入DCS系統中,就會可能燒壞大批弱電設備。因此需要設計人員在設計中充分考慮到強、弱電的隔離問題。同樣的,在施工過程中,施工人員也要注意這個問題,避免燒壞設備。
(2)DCS控制軟件在用戶權限、權限分級可以做得很細致、到位,但是在操作監護上缺乏足夠的認識,需要在設計聯絡會上明確提出:要求DCS廠家必須具備ECS操作時所必須的由監護人員確認的程序。
(3)目前主流DCS控制程序的掃描周期在100—200ms左右,達不到電氣保護動作、高壓廠用電快切、通氣和勵磁調節的要求,所以ECS納入DCS控制后,必須保留繼電保護裝置、高壓廠用電快切裝置、勵磁調節裝置和自動同期裝置等,確保這些功能的準確性、可靠性和靈敏性。
(4)由于DCS設備安裝、調試等工作在工期上一般要晚于用電送電,所以ECS納入DCS控制后,在廠用電設備安裝調試的同時開展了DCS中的ECS部分的安裝調試,使其投運在廠用受電前,另外,還需要注意DCS的機柜室、操作室的土建工程也必須同步或提前完成。
二、創新電氣自動化技術在火力發電中的系統配置
電氣自動化技術在火力發電中的系統配置主要可以分為以下三種形式:集中監控方式、遠程智能方式和現場總線控制系統(FCS)方式。
1)集中監控方式
集中方式。是將電氣的各饋線在現場設置現場設備接口,通過硬接線電纜與集控室通道相連,經處理后進人DCS組態,實現DCS對全廠電氣沒備的監控。這種監控方式優點是速度對應快、運行維護好、監控站的防護等級低,從而使DCS的造價下降,但由于電氣設備全部進入DCS監控,隨著監控對象的大量增加使DCS主機冗余的下降,電纜數量巨大,控制樓面積大,長距離電纜引進的干擾可能影響DCS的可靠性。
2)遠程智能方式
遠程智能方式是在數據采集較集中且離控制室較遠的現場設立遠程采集柜(即現場轉換機柜),現場設備信號通過硬接線電纜與加采集柜相連,加采集柜與控制室DCS控制器主機柜通過光纖或雙絞線。遠程具有節省大量電纜、節省安裝費用、節省控制樓面積、可靠性高等優點,智能化遠程還可完成數據處理、自檢、自校正等功能。但卡件、模擬量卡件及電量變送器還是不能減少。
3)現場總線控制系統方式
現場總線是當今3c技術,即通信、計算機、控制技術發展的結合,是信息技術、網絡技術發展到控制領域和現場的體現?，F場總線廢棄了DCS的控制站及其輸人/輸出單元,從根本上改變了DCS集中與分散相結合的集散控制系統體系,通過將控制功能高度分散到現場設備這一途徑,實現了徹底的分散控制。
三、創新電氣自動化技術在火力發電中的應用
1)統一單元爐機組
創新電氣自動化技術在火力發電中的應用,實現由機、電控制一體化向火力發電廠機、爐、電一體化的單元制運行監控方式轉化。這樣,火力發電廠中集散控制系統可以通過機、爐、電單元制的運行方式對整個火電機組的所有運行參數和狀態信息進行匯總和分析,最大限度地挖掘火電機組潛力,并發揮其自身特有的控制功能,最大限度地縮小控制室,實現對監控系統的簡化,也就能夠最大可能地降低成本造價{同時,統一單元爐機組也便于火力發電中電廠信息管理系統的信息采集,從而加強火電電網的統一運行和管理,完成中調AGC的相關指令和要求,提高電網的工作效率,使其保持在最經濟和最佳的運行狀態。因此,統一單元爐機組有利于提高火電機組的監控水平和自動化水平。
2)創新控制保護手段
一般來說,在傳統的火力發電中所采用的系統控制和保護手段為報警和連鎖,僅僅只能實現超限報警以及聯鎖跳機的波動性控制和保護。而通過創新電氣自動化技術,可以通過采用計算機的控制保護技術,實現對電氣自動化系統的運營檢測和故障診斷等,從而提前發現火電設備的系統隱患,并改變控制和保護策略,采取諸如系統冗余等一些主動性控制和保護措施,對系統故障的范圍進行自動控制,防患于未然,保證電氣自動化系統能夠繼續保持運行狀態。另外,也可以使實現電氣自動化系統設備從預防維護的被動和事故后維修轉化為預防維護的預知和設備維修的同時進行。
3)實現電氣全通信控制
從目前的情況來看,火力發電廠的電氣自動化系統還無法滿足集散控制系統通過電氣自動化系統實現電氣全通信控制的方式,其通信速度和系統可靠性還存在著一定的距離,電氣自動化系統和集散控制系統之間還存留了一部分的硬接線。要實現電氣全通信控制模式,就必須處理好熱工工藝連鎖的問題,提高電氣后臺系統的實際應用水平,豐富當前初級階段的基本運行監視功能,實質性地提高電氣自動化系統的控制邏輯、控制水平、自動化水平和運行管理水平。
4)構建通用網絡結構
通用網絡結構的構建對于電氣自動化系統的成功運營有著非常重要的作用。火力發電廠應該創新電氣自動化技術的應用,選擇能夠實現從辦公自動化環境到控制機直至元件級的整個電氣自動化系統范圍內的網絡通訊產品,保證電廠管理層實現Internet/Intranet對電廠現場控制設備的實時監督,并確保電廠控制設備、管理系統和計算機監督系統間的數據信息傳輸暢通無阻,實現全集成自動化。
結束語:
電氣自動化技術在火力發電中能夠發揮非常重要的作用。當前火力發電廠在電氣自動化系統的應用方面也取得了較大的進步,最大限度地挖掘了火電機組的工作潛力,實現火力發電 廠中機、爐、電一體化的單元制運行監控模式,加強了火力發電廠中電網的統一運行和管理,提高了系統工作效率、控制水平和自動化水平,降低了火電廠的成本造價,提高了火力發電廠的市場競爭能力。
前言
電氣自動化專業在我國最早開設于5O年代,名稱為工業企業電氣自動化。雖經歷了幾次重大的專業調整,但由于其專業面寬,適用性廠,一直到現在仍然煥發著勃勃生機。據教育部最新公布的本科專業設置目錄,它屬于工科電氣信息類。新名稱為電氣二程及其自動化或自動化。
隨著電力電子技術、微電子技術溝迅猛發展,原有的電力傳動(電子拖動)控制的概念已經不能充分概抓現代生產自動化系流中承擔第一線任務的全部控制設備。而且,電力拖動控制已經走出工廠,在交通、農場、辦公室以及家用電器等領域獲得了廣泛運用。它的研究對象已經發展為運動控制系統,下面僅對有關電氣自動化技術的新發展作一些介紹。
1、全控型電力電子開關逐步取代半控型晶閘管
5O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。隨著交流變頻技術的興起,相繼出現了全控式器件—— GTR、GTO、P—MOSEFT等。這是第二代電力電子器件。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。
GT0是一種用門極可關斷的高壓器件, 它的主要缺點是關斷增益低,一般為4~5,這就需要一個十分龐大的關斷驅動電路,且它的通態壓降比普通晶閘管高,約為2~4.5V,開通di/dt和關斷dv/dt也是限制GTO推廣運用的另一原因,前者約為500A/u s,后者約為500V/u s,這就需要一個龐大的吸收電路。
由于GTR、GT0 等雙極性全控性器件必須要有較大的控制電流,因而使門極控制電路非常龐大,從而促進廠新一代具有高輸入阻抗的M0S結構電力半導體器件的一切。功率MOSFET是一種電壓驅動器件,基本上不要求穩定的驅動電流,驅動電路只需要在器件開通時提供容性充電電流,而關斷時提供放電電流即可,因此驅動電路很簡單。它的開關時間很快,安全工作區十分穩定,但是P—MOSFET的通態電壓降隨著額定電壓的增加而成倍增大,這就給制造高壓P—MOSFET造成了很大困難。
IGBT是P—MOSFET工藝技術基礎上的產物, 它兼有MOSFET高輸入阻抗、高速特性和GTR大電流密度特性的混合器件。其開關速度比P—MOSFET低,但比GTR快 其通態電壓降與GTR相擬約為1.5~3.5V,比P—MOSFET小得多,其關斷存儲時間和電流I、降時間為別為O.2~O.4 u s和O.2~1.5 s,因而有較高的工作頻率,它具有寬而穩定的安個工作區,較高的效率,驅動電路簡單等優點。
M0S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M0S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。
lGBT和MGT這一類復合型電力電子器件可以稱為第三代器件。在器件的復合化的同時,模塊即把變換器的雙臂、半橋乃至全橋組合在一起大規模生產的器件也已進入實用。在模塊化和復合化思路的基礎上,其發展便是功率集成電路PIC(Power, Integrated Circute),在PIC中,不僅主回路的器件,而月驅動電路、過壓過流保護、電流檢測甚至溫度自動控制等作用都集成到一起,形成一個整體,這可以算作第四代電力電子器件。
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,而交流變頻動則是交一直一交變頻器。當電力電子器件人第二代后,更多早采用PW M 變換器了、采用PW M 方式后,提高了功率因數,減少了高次諧波對電網的影響,解決了電動機在低頻區的轉矩脈動問題。
但是PW M 逆變器中的電壓、電流的諧波分量產生的轉矩脈動作用在定轉子上,使電機繞組產生振動而發出噪聲。為了解決這個問題,一種方法是提高開關頻率,使之超過人耳能感受的范圍,但是電力電子器件在高電壓大電流的情況下導通或關斷,開關損耗很大。開關損耗的存在限制了逆變器工作頻率的提高。
3、交流調速控制理論日漸成熟
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禍開來,分別加以控制。這種解藕,實際上是把異步電動機的物理模型設法等效地變換成類似于直流電動機的模式,這種等效變換是借助于坐標變換完成的。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。
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—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
一般把系列化、批員化、占市場量最大的中小功率如400KVA以下的變頻器稱為通用變頻器。從產品來看,第一代是普通功能型U/F控制型,多彩用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. 具有挖上機和“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、集成電路及工業控制計算機的發展
以MCS一51代表的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GM$97C(二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,除用匯編語言外,更多地是采用模塊化的C語言、PL/M 語言。
6、結束語
隨著電力電子技術、微電子技術迅猛發展,原有的電力傳動(電子拖動)控制的概念已經不能充分概抓現代生產自動化系流中承擔第一線任務的全部控制設備。而且,電力拖動控制已經走出工廠,在交通、農場、辦公室以及家用電器等領域獲得了廣泛運用。它的研究對象已經發展為運動控制系統,僅對有關電氣自動化技術的新發展作一些介紹。
在我國,水電站產電能占總電能的22%左右。水電是通過水的位能來發電,故成本較低,大概是火電發電成本的幾分之一。另外,水電站清潔環保,它的能源來源于水庫中。在特定的蓄水量條件下,發電量的多少和調度的是否得當直接相關,同時還要考慮到季、年、日這些時間因素,根據長中短的時間段來調節水庫
的發電量。據水庫的“收入”情況,來安排其“支出”,制定水電站不同時間段的發電計劃。但梯級水電站就與其不同,水電站的日總發電量計劃是由規定的日用水量預算而定的。設計水電站的運行方式的時候,能源的“近期庫存”情況必須在考慮的列表中,就是水電與其它發電方式在運行方式上的一個不同。
1 水電站的概念
水力發電是指利用水流的位能差而產生的電能。其產生原理為:水能轉化為機械能后再一次轉化為電能。通過在高落差的上游段或者是水庫中引水的方法以及水體本身的壓力或水流速度足以帶動水輪機運轉,達到水能向機械能的轉變,再沿特制的輸水路線利用水輪機經過的水流流至下游。發電機由水輪機帶動旋轉,讓機械能再一次向電能轉換,電流再經由升壓變壓器和配、送電線路輸送至負荷中心,降壓后可向市場供給。當中水量和落差是構成水能的前提要素。
2 水電站自動化的內容
首先,水電站自動化的內容與水電站型式、容雖、需要實現的功能密切相關。通常而言,它有下列幾個主要內容:
2.1 自動化檢測
檢測整個水電站的基礎是電站自動化運行設備的各項參數。其中包括:機組及其輔助設備、電站的公用設備、水工建筑物與其操作設備、變電稠開關沒備等,甚至還連帶水庫的水持測報系統。其中非電雖有轉角轉速、水量、溫度、壓力、波位和機械振動及轉速等,電星有電流、電壓、頻率、電能和功率及功率因數等,而檢測的內容是:檢查、最值、監視及記錄與顯示。記錄有定時和連續兩種。和定時兩種。檢測的結果是電站安全運行的一個重要環節和基礎,據此可以實現下述的自動操作、自動控制和自動保護。
2.2 自動操作
按不同的操作對象分為此四種:
(1) 遠動通訊系統、報警信號系統、開關站設備的操作等是全廠性基本操作 (2) 引水式水電站首部機組取水口閘門的操作和溢洪閘門的操作和一陣閥門的操作等是水工建筑物設備的自動操作(3) 排水系統、樂縮空氣系統、廣用供電系統等為電納公用設備的自動操作(4)讓脈沖自動按照規定的程序完成不同操作是機器自動操作,即開機且發電轉調相、進入系統、停機、發電轉抽水等。此脈沖指令通常從中央控制室和自機旁盤發出,分別為集中控制式和就地控制式
2.3 自動化控制
由自動控制原理的解釋來看,上述各項操作的性質都是開環操作。除此之外也是有一些是屬于閉環性質的控制。機組和電站的最基本的自動控制裝置,是勵磁調節器與調速器,前者為機組電壓的閉環操控系統,后者為機組轉速的閉環操控系統。通過改變勵磁調節器的一些數值來控制機組的無功出力,再通過改變調速器的整定值來調整機組的有功出力。此外,還有如設置成組調節設備的方法,將全廠機組視為一臺機組來調整,這樣就形成自動調頻裝置、有功功率成組調控裝置和無功功率成組調控裝置的目的了。
2.4自動化保護
水電站的自動保護措施主要分為三個基本等級:(1)發出警報:針對一些對機組危害不嚴重的運行情況,包括加發電機定于推力軸承或者導軸承升溫機組冷卻水源中斷、溫度超限、油槽油面異常等意外,這時保護就會自動做出警告或立刻投入使用,提示相關工作人員嚴格監視,并采取及時防護措施。(2)關閉進水閘門(或閥):在一些緊急情況下,自動保護除跳開斷路器并停機外,還要關閉機組的進水閘門(或閥)或動作事故配壓閥。如事故停機時搖上導水葉剪斷銷將其剪斷,機組速度過快且調速器失靈,又或者壓力銅管爆破等。(3)跳閘停機:產生在導軸承溫度、機組發生推力軸承和壓油裝置油壓異常等影響設備常規運行的狀況下,保護裝置將自動跳開斷路器并實現停機。
3設備選型及自動化設計
設備進行選型和自動化設計十分迫切和需要,當前水電站的自動控制的安全受到主機配套的自動化機件性能不夠穩 定、靈敏度較差、精確度較低等原因以及自動化制定上的不足等不同程度上的影響。 3.1 PLC 在軸流槳式水輪機調速器中的應用 目前水輪發電機組制造商調速器內導葉與漿葉的協聯關系通過制造的水輪機所給予不同水頭下導葉開度和漿葉轉角的協聯曲線設置。這樣看似可為電廠帶來更多經
濟效益。但在實際電站運行時,廠家給定的參數與水輪機水頭的區別及上下游水位的區別相差較大,如果只按協聯曲線運行時機組運行性能差不能達到最佳狀態。所以就需要使用可以改變程序的PLC 可編程控制器的調速器。在機組今后的使用操控中可針對手動協聯導葉,修改原協聯曲線,和不同水頭及上、漿葉、下游輸入 PLC使機組達到最優狀態。
3.2調節水庫式電站調速器中的PLC 的使用
水庫式電站的調速器及起動開度,大多數是按水輪機設計水頭方式設計的。但其偶爾會出現電站水頭降低的狀況,具體表現為:當水輪機處于低水頭狀態下運行時,電液調整器不能完全發揮作用,無法體現其全部功能,這時,機組便沒有辦法達到全自動運行狀態。此時,為增加調整器的起動開度,需更通過兩種方法實現,一為在在開度指示儀或芯片中鏈接適當數據的電阻,這樣可使調節器輸出正確的開度指示值與產生差值以開動機組;二為設計水頭比電站水頭大時,又必須撤除串接電阻或換回芯片。 PLC 可編程控制器的優點在此時便可以顯現出來,這可以參照、依據發電站水位的高低,來改變程序以促成起動開度變化。
4.結語
現階段,小水電站大多數存在自動化程度不高、產能低下的狀況,其嚴重影響小水電站效益的實現,無法達到小水電站經營的效益最大化。要達到小水電站經營的效益最大化,實現的主要途徑之一即是“水電站綜合自動化”,實現小水電站綜合自動化的主要內容是全廠兩級自動化和水電站實現機組自動化。由此看來,歸到本質問題,仍然是只能依靠和加強企業的技術開發能力,加強企業有有關領域之間的合作交流,提升水電站技術水平與管理水平以實現水電站經營效益最大化,讓水利設施獲得長足發展。
隨著社會經濟的飛速發展,人們生活水平的不斷提高,對于電力需求量也越來越大,而發電廠實現電氣自動化不僅能夠較好的滿足人民群眾日常生產生活和社會經濟發展的用電需求,還有助于進一步促進我國電力工程建設。由于國家對電力工程的大力支持,電力產業特別是在電氣自動化應用方面,取得了較大的發展。電氣自動化不僅可以對電力設備進行良好的監督和控制,還可提高電網運行效率,同時增加電力系統的安全和穩定。電氣自動化的應用不僅可以應用在發電機組方面,而且還可以應用在變電站、電網調度、配電網等方面。
1 發電廠電氣自動化的優勢
發電廠電氣自動化的優勢主要包括有效監督和控制電力設備、對電力系統資源合理配置、提高電網運行效率、確保電力系統運行的安全穩定四個方面。
1.1 有效監督、控制電力設備
電氣自動化技術具有自動性、集成性、綜合性的特征,可以通過先進技術對電氣設備的運行狀況實時監控,獲得一手的電力設備運行數據信息,并根據信息作出相應的決策,保證電力設備一直處于正常運行狀態。
1.2 對電力系統能夠進行資源的合理配置
發電廠的電氣自動化技術中應用了規范的、先進的自動化控制平臺,可以簡化傳統電氣設備的使用步驟、監測步驟和維修步驟,不僅能夠提高電氣設備的運行效率,還能夠對整個電力系統進行優化,有效的配置電力系統的資源。電氣自動化技術的進一步推廣和應用,可以使電力系統的資源分配更加科學、合理。
1.3 提高電網的運行效率
發電廠電氣自動化技術的應用能夠保證電網的高效運行,電氣自動化系統不但可以科學的管理和控制發電設備,還可以實現數據的交換和共享,大大減輕工作人員的壓力與負擔,可以有效減少電廠的成本預算,提升工作人員的工作效率,進而提高電網的運行效率。
1.4 保證電力系統安全穩定的運行
發電廠的電氣自動化是電力系統自動化的重要內容,通過發電廠電氣自動化技術的應用,能夠保證電力設備的穩定運行。另外,在變電站中實施的電氣自動化還可以加強電網的穩定性和安全性。
2 發電廠電氣自動化控制方式
發電廠電氣自動化控制的方式主要包括集中監控方式、遠程監控方式和總線監控方式三個方面。
2.1 遠程監控方式
遠程監控方式是以模擬電路為基礎,由繼電器和晶體管等元件構成的傳統式監控系統。該系統通過硬件系統進行數據采集、分析和判斷。其優點是通過遠程的監控減少了工作繁瑣度,但其缺點也是明顯的,由于監控系統缺少必要的軟件系統,在監控過程中不能實現故障的自我判斷和診斷功能,當電氣設備運行過程中出現了問題,在沒有響應的警報系統情況下,會對電網安全造成影響。
2.2 集中監控方式
集中監控方式是以集中處理器為核心,通過對單獨監控系統的功能進行整合,統一對電力系統進行監控的方式。集中監控方式的優點是系統結構簡單,維護方便,并且對控制站的要求比較低。但是其缺點也是明顯的,一方面在系統主機距離終端比較遠的情況下,外界信號容易對其造成干擾,并且對驅動的功率要求更高,從而影響系統的穩定性能。另一方面,當監控終端較多的情況出現時,布線等方面的難度會提高,增加運行的成本。
2.3 總線監控方式
總線監控方式的應用范圍比較廣泛,因為其一方面可以降低監控布線的難度,將監控節點結合到一組總線上面,減少了布線的復雜性。另一方面通過總線協議的不斷完善,系統更加安全和可靠,并且布局更加簡單合理。智能化監控不僅減少了投資成本,而且維護更加便捷,降低了工作人員的監控難度。
3 發電廠電氣自動化的應用領域
3.1 發電機組中的應用
在發電機組中運用電氣自動化技術可以實現對發電機組運行情況的自動化控制。通過電氣自動化可以對發電轉調相、調相轉發點、關停機同時進行控制,還可以根據發電機組的實際運行狀況對其智能的自動啟動或關閉,使各個發電機組合理分配總體發電負荷,保證發電機組在安全、健康的狀態下運行。一旦發電機組出現突發性故障或工作事故,電氣自動化設備會自動斷開機組,保證電子設備的安全。
3.2 變電站的應用
電氣自動化技術在變電站中的應用主要是將網絡通信技術應用到變電站的電力設備中,并對變電站的整體運行進行實時監控。因為電氣自動化技術可以收集到可信性較高的數據信息,并可以通過計算機系統對收集的數據信息進行分析、篩選,所以能夠對電廠的設備有效的調控。雖然在我國發電廠的自動化應用相對廣泛,在水電發電廠的應該取得了比較好的應用效果。與歐美等發達國家相比,我國的發電廠電氣自動化技術還有待提高,我們必須結合水利發電廠的實際,增加在研發方面的投入,獲得更多的研究成果,以便發電廠的自動化技術有更大的提高,工作效率有很大的提升。
3.3 電網調度方面的應用
電網調度自動化技術的應用在電力運行系統中起著非常重要的作用,其運行的好壞其直接影響著電力系統的安全性、穩定性和經濟性。此外,電網調度中電氣自動化技術的應用是我國發電廠應用的重要環節,隨著信息技術的不斷進步,電網系統的更新換代也更加頻繁,在電網自動化應用方面,要不斷提高抗干擾能力,進而保障電網調度的安全。
前言
凱博達選煤廠建于2003年,該廠洗煤工藝為重介選煤,最初生產過程中經本人實地考察,該洗煤廠無反映密度傳感器,這樣工人取樣化驗時間太長,因此不能及時糾正洗選密度指標,僅憑經驗和感觀調控,讓人感覺近似盲洗,這會造成指標波動和精煤浪費。不但人工測量密度不能實時反映生產實際情況,而且分流加水環節同樣是人工操作,工藝粗糙,工人勞動強度大。而密控系統只需幾分鐘就可調控到合理指標,提高了洗選效果。該廠設備起停車,均由接觸器互鎖,電工查找故障點費時費力,人工啟停設備造成電力資源浪費,操作工人增多,而集控系統能有效解決人力,物力等資源浪費問題。則用來進行事故或故障分析。
1、集中控制系統中可編程控制器PLC的應用
為滿足生產工藝要求,根據可靠、實用、先進、合理的原則,采用以可編程序控制器(PLC)為主要控制元件的集中控制系統,以實現對全廠主要動力設備的集中控制和設備運轉狀態的集中監視、設備故障自動處理和報警,以及全廠主要工藝參數的采集、動態顯示、同時作為主控機實現與重介質密度自動控制系統的信號聯絡及數據傳送。該集控系統以進口PLC為控制核心,鑲嵌式模擬屏動態顯示設備的運行狀態,形象直觀,經濟適用,可視性好。
1.1集中控制系統的主要功能
(1)按照逆煤流方向順序啟車,通過合理的設計設備間的啟動時間間隔,在供電系統的能力范圍內,以最短的時間完成全廠設備啟動及時投入生產。減少設備空運轉時間,節約電耗;
(2)按照順煤流方向順序停車,以設備中物料排空為前提及時停車;
(3)在運行過程中,參加集控的任一臺設備故障偷停時,按照逆流方向實施緊急停車,避免事故擴大和造成跑煤、跑介、跑水等浪費現象;
(4)在運行過程中如發現可能產生危急情況時,如人身傷害、設備嚴重損壞等,可在集控室實施全廠緊急停車;
(5)系統采用允啟制;
(6)具有手動/自動功能轉換。當打到手動位置時,納入集中控制的設備可就地啟動、停止操作。打到集中位置時,參控設備的啟動、停止由集控系統集中控制,不可就地啟車,但可就地停車。
1.2集控系統優越性
它是一個現代化的生產過程、集控系統是節能降耗,減員提效的基本生產保障。首先通過減小啟、停車時間,可以節約用電、用水。通過故障邏輯連鎖停車,防止事故擴大化(例如,旋流堵塞的維修時間大約需要一個班的工作量),盡快恢復生產。還可以減少由此引起的跑煤、跑介、跑水、降低原材料消耗。某些設備可以由專人看守改為巡檢制,提高全員勞動生產效率。因此,一套設計合理、操作方便的集中控制系統,可以正確的操作,及時的維護,對提高選煤廠生產效率、節能降耗是必不可少的。
2、選煤廠密度自動控制系統
在重介質選煤生產過程中,重介質密度的高低及穩定性、重介質懸浮液中的煤泥含量、旋流器入口壓力對選煤生產過程、精煤產品的質量和產率起著決定性的作用。因此應針對具體的工藝過程,對這些主要工藝參數進行控制,以達到提高產品的質量、增加精煤產率,降低成本,減少噸煤介耗的目的,為選煤廠創造更大的經濟效益。
2.1密度自動控制系統
(1)密度控制
1)在生產中,根據選煤廠采用的具體工藝,確定密度計安裝位置,對于無壓工藝,密度計可以安裝在上料管道或回流管道上均可;對于有壓工藝,介質泵所輸送的是重介質和原煤的混合物,在上料管中不代表重介質制密度。但根據計算由此引起的偏差甚小,重介質制密度檢測計可以安裝在上料管道;
2)在生產準備階段調節過程(包括人工加介)可在數分鐘內完成,即介質密度達到工藝要求的設定值,這時,原煤部分啟車,生產開始;
3)在介質添加過程中,懸浮液密度將均勻上升,一旦超過設定值,控制系統將自動加水,液位合格后,停止加介加水。
(2)壓力控制
重介質旋流器分選技術:本系統設有旋流器入口壓力控制系統,通過檢測旋流器入口壓力反饋控制上料泵轉速。當然,泵轉速與壓力并不是線性關系,但在工作點附近可以按線性處理。
(3)煤泥量含量的控制
在不脫泥入選的重介質選煤工藝中,煤泥量會上升很快,對分選精度影響較大。本系統中通過磁性物含量計檢測磁性物含量,計算出煤泥含量,當煤含量超設定值時,控制打分流,將煤泥通過磁選機排入尾礦。打分流的結果將導致密度上升。這是密度控制系統將自動進行密度控制,保證系統動態平衡。
2.2密度自動控制系統功能
重介質選煤過程自動控制系統是以可編程序控制器(PLC)控制核心,以LCD彩色觸摸操作屏或工控機為人機接口,集監測、控制、操作等功能于一體的工業控制系統。根據選煤廠的工藝系統特點及要求,系統可設計為原煤重介與煤泥重介控制系統兩部分,分別實現懸浮液密度、煤泥含量、旋流器入口壓力、煤泥桶液位等工藝參數的實時調節。系統主要功能如下:
(1)實現合格介質懸浮液密度的自動測量、顯示,并根據密度的設定值控制加水閥門的開度以實現密度值的穩定;
(2)實現合格介質懸浮液磁性物含量的在線檢測、顯示,并根據煤泥量的設定值調節分流量的大小,以實現煤泥含量的穩定控制,測控范圍滿足工藝生產要求;
(3)實現煤泥重介旋流器入口壓力的自動測量、顯示,并通過調節煤泥重介旋流器上料泵的轉速,實現煤泥重介旋流器入口壓力的穩定控制,測控范圍滿足旋流器分選要求;
(4)實現煤泥介質桶液位的自動檢測、顯示、上下報警,并通過控制煤泥重介旋流器組其中一臺的開、關(由電動閥實現),以實現煤泥介質桶液位的控制;
(5)實現煤泥介質桶密度的在線檢測、顯示,并通過調節稀介質閥門的開度實現煤泥介質密度的穩定控制,密度控制精度滿足旋流器分選要求;
(6)通過彩色觸摸操作屏或工控機實時顯示末原煤重介及煤泥重介選煤系統主要工藝流程圖、各設備啟停狀態,以及各調節參數的趨勢曲線或柱狀圖顯示、報警等;
(7)對于各種操作均給出漢字操作指導,操作方便、簡單易學。
3、經濟效益分析
凱博達選煤廠自生產自動控制及數據信息管理集成系統投入使用以后,每年都創造了可觀的經濟效益,經過經濟分析,一般120萬t選煤廠建設本系統只需投入60-100萬元。半年可回收成本。
從以上的經濟效益分析可以看出信息化管理的使用將給我們帶來巨大的經濟效益和社會效益,它的投資回報率極高。也使凱博達選煤廠晉級十佳選煤廠和優質高效選煤廠的行列。
摘 要:數字化技術隨著工業自動化的發展應用日益廣泛,通過對電氣自動化操控系統的改進使得工業電氣自動化區域呈現出便捷化、實用化的發展趨勢,極大的提高了工業電氣自動化的工作效率。數字技術在工業電氣自動化中的可應用空間較大,因此需要要我們在工作中進一步去鉆研和實踐,以期實現工業電氣運作系統的快速、高效性。本文主要
就數字技術在工業電氣自動化中的應用進行分析,提出合理的創新思路,為數字技術的發展提供指導建議。
關鍵詞:數字技術;工業電子自動化;創新
近年來,隨著科學技術水平的不斷提高,數字技術應用領域日益廣泛,主要應用于科學計算、信息管理、企業工作流程控制、電氣過程控制和人工智能領域。工業電氣自動化中數字技術的應用有著不可替代的重要作用,在數字技術高壓試驗中采用微機計算機監控變壓器實驗裝置,用計算機測試系統以及其相關的輔助方法對高壓大電流功率驅動集成電路進行測試和研究,是目前工業自動化研究的主要重點。本文就高壓實驗中常見的試驗方式分析,提出有效的管理方法。
1、數字化技術在工業電氣自動化中的應用特點
隨著科學技術的發展,數字化技術的應用領域也越來越廣泛,尤其是在工業電氣自動化領域中,更是具有其獨特的特點,這些特點如下:
1.1數字化技術具有可靠性
數字化技術是以互聯網技術和計算機技術為基礎發展形成的一種高新技術產品,在目前應用之中與高端智能化電氣系統緊密結合,應用數字化可以減少對其他傳統設備的使用,使得電氣系統的操作更加方便簡單,能夠有效的提高控制準確度和效率。在現階段,光纖技術的不斷應用之中,提高工業自動化技術能夠有效保證工業生產安全和效率,同時還能夠促進企業現代化發展趨勢。例如工業自動化儀表在應用之中逐步朝著網絡化、數字化和模擬化發展,沒通過在發展中將各種技術含量較高的系統體系進行分析,對系統中存在的不平衡和定位不明確的問題和缺陷分析,能夠在發展中促進發展改革創新要求,具有良好的市場發展前景。根據現價段相關企業和部門的統計顯示,當前工業電氣化中數字技術的應用已成為目前人們關注的重點,是企業發展的主要方向。
1.2數字化技術具有較高的性價比
電氣技術在應用之中由于其具有專業特殊性和危險性,因此在應用和控制的時候需要對控制精度和安全性能進行有效合理的管理,計算機技術和通信技術的應用就顯得格外重要,數字化技術的豐富和創新也變得更加重要。在工業電氣自動化中應用數字化技術,可以通過選用先進數字技術和設備進行應用,對科學方法和措施進行衡量和控制,使得其能夠形成統一發展和應用趨勢。數字化技術具有很強的通信能力,豐富的信息資料,在應用之中好具有著較大的智能化特點和統一標準。工業電氣自動化之中,在保證質量的基礎上為企業節約了投資成本,增加了工作效率,提高了企業生產和控制依據。
例如,在使用儀器進行樣品分析時,可以進行測試、樣品分析定位,在線數據分析和結果評估;以便在輸入數據與輸出分析結果時進行控制,提高操作效率,保證服務質量;還能與多項技術、多種機器設備之間進行連接使用,技術之間的串聯運用,對于分析復雜的工業電氣自動化問題更加有效,計算結果會更加精確,并用更加優化的處理方式進行數據處理分析。數字化在工業電氣自動化中的應用,產生了優質的性價比,而且在其他的工業領域中也被廣泛應用。
1.3數字化技術具有強大的可操作性
因為數字化技術的發展都是以計算機技術為基礎的,所以,在操作方面都具有間接性,只要輸入相應的操作指令和程序,設備就會自動開始運行,而且,本身也具有對指令的判斷能力和辨析能力,通過傳輸設備。
例如,光纜、電纜、互聯網等介質進行信息傳遞,同時,數字化技術自身還具有邏輯分析能力,能夠自動化的進行信息數量、準確度的校正,降低成本的消耗,而且還保證了安全性。此外,數字化平臺的開放性也帶來了操作代碼的標準化,有效的提高了程序的使用率,縮減了程序的編寫時間;與此同時,計算機的操作系統。
從這些方面可以看出,計算機技術帶領的產業發展方向已經趨向于電子商務,無論是管理,還是在工業電氣自動化內部的存儲應用,每個環節都實現了數字控制,并在此基礎上應用微電子技術及其處理設備,完善了工業電氣自動化的應用環境,數字化技術的地位也是越來越重要。
2、數字化技術在工業電氣自動化的應用創新
盡管數字化技術在工業電氣自動化控制中具有其他技術所沒有的優點,而且運營狀況也良好,但是,這些并不能將限制數字化發展的不利因 素所排除,同時,由于數字化技術的發展時間很短,沒有統一性的標準規范,專業人才也不足,更為主要的是數字化的運行基礎,互聯網的智能化程度還很低。所以,數字化技術在工業電氣自動化的應用中也要有一定的創新。 2.1在現實中運用智能終端技術 當前的數字化技術在工業電氣自動化的應用中也存在著一定的弊端需要進行改進
和完善,主要的弊端存在于應用時限限制大,標準統一規定采用方式存在著大小不一和標準衡量欠缺,數字技術的操作人員短缺,智能化水平不高的影響。因此在當前采用智能終端技術進行分析和創新是數字化技術應用的主要方式,是用光纖作為連接設備,通過智能終端對數據進行自動化的收集與控制,雙重設備相互配合,其中一個用來保護電力中斷、遠程測控以及信號發送,另一個則給以跳閘雙重保護,更加提高了數字化技術在工業電氣自動化中的智能性與可靠度。此外,數字化程序借口的標準化是工業電氣自動化能夠有效運行的主要條件,所以,這就解決了個人計算機平臺的自動化問題,有利于企業的事件相關電位系統與制造執行系統之間的連接,將TCP/IP標準作為通訊標準,這樣,個人計算機就會在管理與控制自動化中建立一個接口。
2.2在數字化技術中混合使用面向通用對象的變電站事件的虛端子
這種虛端子是對傳統的二次回路進行了改進,使其理解簡單化,是在設計和裝置兩個方面的創新。同時,面向通用對象的變電站事件技術還可以應用于裝置之間的通信,對全站的線路連接、開關進行全方位的控制,從而實現了變電站的遠程控制。面向通用對象的變電站事件技術的使用代替了傳統的二次回路,對信號管理、環境測試等信息能夠進行簡便的控制,所有這一切的主要條件就是其自身所擁有的智能化。
2.3培養程序代碼控制觀念
在向設備下達指令之前,首先要把檢測后的數據輸入到電腦中 ,等到實際操作的時候,還要進行人工干預,對閘刀、開關等設備的設計進行確認,要對系統給以不斷的完善,然后進行系統功能測試,使該系統能夠達到預期的狀態,就算沒有人員的干預,這個控制系統也能夠自動化的完成操作。
3、結語
在現代社會,數字化技術在工業電氣自動化的應用越來越廣泛,作為目前信息化發展中的高新技術產業,因其與居民的日常生活氣息相關,其重要性也表現得越來越突出。工業電氣自動化目前已經滲透到電子信息工程與電力系統等領域,其計算機技術已經包含了系統的開發、分析、設計和管理等多方面的研究,正廣泛應用于現實生活。
摘要:隨著我國國民經濟水平的逐步提高,科學技術的不斷進步,電力系統也有了很大的發展,尤其是電氣自動化技術的應用,改變了整個電力系統控制的模式,提高了電力運行中的穩定性。例如計算機技術的應用,PLC技術的應用等,現在電氣自動化使用方向也有新的趨勢,例如仿真系統的應用,人工智能的應用等,下面就對其做進一步分析。
關鍵詞:電氣自動化技術 電力系統
在科技技術的快速發展中,電子信息技術和機械控制技術已經可以有機的結合,進而應用到電力系統中,被人們稱之為電氣自動化技術,無論是在農場,家用電器,以及交通運輸中,自動化技術都有了廣泛的應用,而電氣自動化技術在電力系統中的應用,可以實施24小時監控,對發生的故障能及時報警預告,減少了人力物力的使用,提高了整體的工作效率。
一、電氣自動化技術在電力系統中的使用方向
1、實時仿真系統的使用
在電力系統中使用實時仿真技術,不僅可以和多種暫態和穩態一同進行試驗,同時在試驗中能提供大量的參考數據,除此之外,還可以有效幫組科學技術人員對新設計的裝置進行測試,達到多個裝置完成閉環,為以后的靈活輸入電流,完善只能保護系統提供很好的實驗條件。該技術在實踐中的應用,可以監測系統動態負荷,進行仿真建模有助于電力自動化技術的進一步發展。
2、智能保護技術的使用
綜合自動化領域我國在世界上已經處于領先地位,而且智能保護技術也在不斷發展,例如使用分層式綜合自動化裝置,對不同電壓等級的電站都非常適合使用,除此之外,在未來微機新技術、網絡通信、自適應理論、人工智能、綜合自動控制理論等都會應用到電氣自動化保護裝置中,能夠極大的提高電力系統的安全性和穩定性,推動我國在這一領域的進一步發展。
3、配電網自動化技術的使用
配電網自動化技術在電力系統使用中,應用了國際標準的信息模型,除此之外,其理論算法和高級軟件做了有機結合,在預測負荷過程時,使用了人工智能灰色神經元的方式進行計算,最終使用配網遞歸虛擬流算法做潮流計算,針對一系列的先進技術使用,在電力自動化方面有了很大的進步,在電網運行中,充分體現在先進軟件的應用,配網一體化,網絡數字技術等方面,保障了電力運行的安全性和穩定性。
二、電力系統中電氣自動化技術的應用
1、計算機技術的應用
1.1智能電網技術在系統中的應用
計算機技術在電力系統中的使用,其作用不言而喻,無論是在配電、輸電、變電、發電環節中都需要計算機技術進行支撐。例如:在信息管理方面,計算機技術和自動化技術的結合,可以對整個電力系統進行全面的控制,這就是智能網的作用。該技術涵蓋范圍非常廣,電力的發電環節,電網的整體調度工作等,還可以對交流輸電的柔性進行調節,就現階段而言這種數字化的電網已經開始建設,可以說這是智能電網的開端,為我國在這方面的進一步發展奠定了基礎。其中的通信技術是非常典型的智能電網技術,使用中其具備雙向性、實時性、可靠性的特點,但是如果沒有計算機技術,其根本不可能實施,計算機技術在這方面的作用由此可見一斑。
1.2自動化技術在變電站中的應用
在計算機技術的基礎上,完成了變電站的自動化技術在實際的應用?？梢哉f變電站自動化技術也充分體現了計算機技術的價值,對二次設備也是一種提高,這些設備也有了明顯的網絡化、集成化和數字化的特點,利用電纜、光纖等材料有效替代了電力信號通常使用的電纜,提高了整體的運行效率。變電站進行自動化控制,記錄統計就可以自動化,計算機可以實現屏幕化,在此基礎上對整個運行狀態還能予以監視和操作。光纜設施被電纜和光纖取代,都有賴于二次設備進行集成化管理,奠定了整體網絡化的效率。在達到變電站的自動化管理中,首先一定要加強對變電站運行的操控和監視,只有這樣變電站的自動化才能實現。其次要讓電廠和電力用戶有效進行連接,因此就要保證輸電線的暢通性,如果故障頻發就完成不了上述目的,因此在輸電線路中也要進行自動化管理。與此同時,正是這些先進的裝置和技術完全實現了自動化管理。
1.3電網調度過程中的自動化技術
在計算機技術基礎上,也把自動化技術應用到了電網調度中,就現階段而言我國的電網調度可以分成五級,而在每一級控制中計算機技術都是關鍵。如果從低到高分析,其順序是地區和縣級調度,省級調度,大區調度,以及國家電網調度,最為關鍵的是在電網調度控制中心的計算機網絡系統,上述這些技術和裝置都需要計算機進行技術控制的連接,信息信號的傳輸,如果沒有計算機的智能控制,那么整個系統就處于癱瘓狀態。除此之外,電網中還有變電站終端設備、服務器、大屏蔽顯示器、調度范圍內的發電場、工作站、打印設備等,這些在電網調度中都可以發展其最大的作用,提高整體配電管理的能力。在電網調度中充分使用計算機技術,可以實時對系統運行情況做好監控,與此同時,能有效進行數據的采集和分析,對整體狀態做好評估,對電力負荷進行合理的預測等,因此其作用毋庸置疑。
2、PLC技術在電力系統自動化中的應用
2.1 PLC技術在數據處理的應用
有效的使用 PLC技術,在整個電力系統中可以完成對有關數據的采集和分析,在此基礎上,進行一些列的排序查表和數學運算等,甚至信號接收中的數據轉換也可以操作,這些功能可以把數據和存儲中的數據進行產考比較,進一步打印成表。繼電接觸控制技術和計算機技術有機結合,就是PLC技術,其進行內部存儲控制過程中,使用了可編程序,因此有利于運算、控制、記錄等操作,提高了運行可靠性,降低了復雜的接線環節,降低了整體耗能,在大型控制系統中,或者是無人控制的柔性制造系統中
都能廣泛使用。 2.2 PLC技術在閉環方面的應用
在閉環操作過程中,需要對溫度、壓力和流量的變化情況進行模擬,確定好數值后才能有效控制。模擬中使用 I/O模塊技術,對模擬量進行閉環PID控制,D/A和A/D之間的轉換是技術要點,,這就需要PID模塊技術,或者使用PID子程序進行操作,都能達到非常好的轉換結果,只有轉換過程的效率提高了,信息的傳遞和存儲效率提升,整個電網運行的效率也會提高,有利于電網在自動化方向的進一步強化,在未來的發展中也有很大的積淀作用。
2.3 PLC技術的順序控制
在科技技術的發展中,一些大型火電企業的輔助系統已經發生很大的變化,例如從原來的繼電控制器,逐步升級為PLC控制系統,這種控制順序的改變,極大的提高了生產效率,有效降低資源損耗,增加了企業的經濟收益,因此受到廣大企業人事的青睞。但是在技術升級后,各電廠對類似企業輔助車間的自動控制水平也提出了更高的要求,因此都選用PLC控制系統,在實踐中利用信息模塊單獨控制某個工藝流程,與此同時能夠和通信總線連接,從而合理協調全廠的生產工作情況,改善了整個操作的順序控制,提高了企業的經濟效益。
總結:上述對我國電氣自動化技術在電力系統中的運用進行了詳盡的分析,由此可以看出自動化技術的重要性?？茖W技術是第一生產力,在計算機技術的推動下,有關技術人員加強對各個設備和技術的測試,分析其中的缺陷,在此基礎上做更進一步的提升,逐步把電氣自動化技術在電力系統中的使用情況更加完善,提高該項技術在世界中的競爭力。
1 電力自動化在電力系統的主要應用分析
1.1 電氣自動化幫助科研人員開展實時仿真工作。使用電氣化驅動技術,可以在更大程度上實現暫時狀態和穩定狀態的同步存在,這使得同步實驗成為了可能。為系統運行提供了大量的精確數據,增加了實驗的精準度。在這種仿真的環境中,工作人員可以進行更多的電力裝置測試,有助于幫助科研人員建立起一個混合型的實時仿真實驗室。
1.2 實現了電力服務的智能化。當今時代,幾乎每個行業都離不開電力的使用,失去電力系統的支持,許多行業將陷入癱瘓的境地。電力的廣泛使用對電力系統的安全性和自動化程度都提出了極高的要求。電氣自動化相關技術是電力系統智能化的重要組成部分,能夠幫助工作人員更精確地進行系統運行設計工作,并能代替人力做到更精確的系統運行故障分析。這種智能化的控制方式,使得電力系統的運行更加高效準確。這種高度安全的自動化運行體系,使電力系統的服務能力邁上了一個新的臺階。
1.3 方便了配電網工作。配電網中自動化技術的使用,實現了配電網的數字信息配電的一體化轉變,幫助減少了載波應用的路由,并幫助電力系統解決了衰耗的難題。自從見自動化技術應用到了配電網中,配電網對信息波的反映就變得更加靈敏了,電力系統的運行效率大大提升。
2 電力系統運行中主要用到的電氣自動化技術
電氣自動化具體技術,可以代替人力完成對電力系統某些功能的控制,減少了人為干擾對電力系統運行的不良影響。具體而言,電力系統中應用到的電力自動化相關技術主要分為兩大方面,計算機技術和PLC技術。
2.1 計算機技術的應用。計算機技術是電氣自動化相關技術中最主要的技術,其應用涉及到電力系統運行中的配電、變電、供電的各個環節。(1)智能電網技術是計算機技術中較為典型的技術。它在供變電和輸配電中都得到了廣泛的應用,是實現智能化配電的關鍵部分。(2)電網調動技術是計算機技術在電力系統的應用的又一杰出代表,是電力系統自動化技術的主要組成部分,能夠完整對國家電力系統中的信息收集工作,并實現對國家、區域、省、地、縣不同級別的電網的自主調動,有了它,國家的整體電位設備都被結合在一起,是國家電力系統工作中的有效監控力量。電網內的其他組成部分如服務器、變電站終端設備、顯示器、打印設備等,都被連接在電力系統的專用廣域網中,實現由計算機的統一調配控制。(3)計算機網絡的信息化技術能夠對電力系統的信息進行集成,實現對電力系統各項運行中的各項工作信息進行記錄和整合。
2.2 PLC技術是電氣自動化技術在電力系統中應用的重要組成部分。該技術是繼電接觸控制技術和計算機技術結合的產物。其在電力系統中的應用實現了對電力系統工作指令的自動編程和信息的記錄和運算,降低了電力系統運行中的耗能狀態,使得電力系統運行更加靈活。(1)PLC技術在數據的采集、分析、整合以及轉換、傳遞方面具有優勢,將其吸納到電力系統中的某些控制應用中,可以實現對某些柔性操作的智能化控制。(2)PLC通過對電力系統中的單獨模塊信息進行控制,以及對信息總線進行通信連接兩項功能,實現對電力系統工作的順序控制,極大地推動了電力系統相關生產過程的協調化。(3)PLC技術特有的模擬閉環控制,有效地調節了電力系統各環路的工作狀態。PLC可以實現對數字量和模擬量之間的D/A、A/D轉換,這些都通過PID模塊實現,實現對壓力、溫度、流量等的持續控制。(4)PLC通過對輸入和輸出信號的通電以及斷開控制,可以幫助各種生產過程實現自動化,電梯運行的控制和機床電氣控制都是這類應用的結果。將其應用在電力系統,實現對電力生產過程中的開關進行邏輯控制,輸入和輸出的點數可以隨意擴展,不論是十幾個還是成千上萬個,均可以不受限制地自動化控制,節省人力,提高效益的作用十分明顯。目前,在火力發電系統中采用的多為順序控制和開關量控制兩種。
3 電氣自動化綜合技術在電力系統中的應用發展趨勢
電氣自動化技術為電力系統的高校運行提供了有效的助力,通過進一步對自動化技術在電力系統中的應用進行完善,不難發現,電氣自動化技術在電力系統中的應用的未來發展趨勢是綜合化。通過對各種技術的歸集整合,綜合使用,實現對電力系統運行生產控制的優化提升。具體的綜合化之路,也朝著兩個方向發展。
3.1 朝著國際標準的方向發展。新的電氣自動化技術對現代化的計算機技術實現更高程度的應用,使得電氣自動化技術在電力系統中的應用體現出一種普及化的狀態,具有代表性的是IED電力自動化技術。該項技術可以實現各個廠家對管理信息的共享和操作,是一種性能優良的電氣綜合自動化系統,為了規范這一系統的應用,國際上對這種自動化技術的應用出臺了一些特定的使用標準。我國的研究人員在推動電氣自動化的應用中主動將這種技術向國際標準靠攏,以便該項技術的應用和推廣有一個更好的前景,目前已經按照IEC61850標準開始了電氣綜合自動化系統的研發。另外,電氣自動化技術在電力系統中的大規模應用,也必將推動以計算機技術為代表的現代信息及通信控制技術在智能控制工作中的應用進展,構成國家電力系統控制的主干。未來,多媒體、計算機、通信等技術也都將被吸納成為現代電氣自動化技術的一個重要組成部分。這些技術的綜合應用也必將推動計算機技術在電氣自動化控制中的應用更加深入。
3.2 在功能上實現保護、控制、測量三位一體。電氣自動化技術的應用實現了對電力系統運行控制的專業化發展,進一步推動了電力系統人員配備和運行機制方面的變革。最終的結果是人員和運行機制在整個電力生產過程中的影響越來越小,電氣自動化系統的應用越來越呈現出一種較獨立的狀態。我國設計的自動化系統可以實行在站內監控和數據采集,更進一步保護了系統的相對獨立性。這種獨立的狀態反過來推動了電氣運行自動一體化的結合式發展。電氣自動化系統在生產過程保護、控制、測量方面的功能也將越來越精準,三者的有效結合,使自動化電力系統的優勢更加自由地發揮出來。電氣自動化技術中的保護功能可以自動有效地檢測并采集設備故障信息,控制和測量功能可以有效提高檢測的精準度,三者結合推動整個自動化系統的智能控制高效發展。
結語
電氣自動化技術在電力系統中的運用起到了助力作用,在自動化技術的支持下,電力系統的運行效率更高,服務質量得到了提升。科技是第一生產力的優勢在電力企業中得到顯現。隨著科技的進一步發展,這些高端的信息科技產物也將在未來得到更為完善的應用,從而為我國的基礎事業發展提供更大的助益。
前言
電氣自動化專業在我國最早開設于5O年代,名稱為工業企業電氣自動化。雖經歷了幾次重大的專業調整,但由于其專業面寬,適用性廠,一直到現在仍然煥發著勃勃生機。據教育部最新公布的本科專業設置目錄,它屬于工科電氣信息類。新名稱為電氣二程及其自動化或自動化。
隨著電力電子技術、微電子技術溝迅猛發展,原有的電力傳動(電子拖動)控制的概念已經不能充分概抓現代生產自動化系流中承擔第一線任務的全部控制設備。而且,電力拖動控制已經走出工廠,在交通、農場、辦公室以及家用電器等領域獲得了廣泛運用。它的研究對象已經發展為運動控制系統,下面僅對有關電氣自動化技術的新發展作一些介紹。
1、全控型電力電子開關逐步取代半控型晶閘管
5O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。隨著交流變頻技術的興起,相繼出現了全控式器件—— GTR、GTO、P—MOSEFT等。這是第二代電力電子器件。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。
GT0是一種用門極可關斷的高壓器件, 它的主要缺點是關斷增益低,一般為4~5,這就需要一個十分龐大的關斷驅動電路,且它的通態壓降比普通晶閘管高,約為2~4.5V,開通di/dt和關斷dv/dt也是限制GTO推廣運用的另一原因,前者約為500A/u s,后者約為500V/u s,這就需要一個龐大的吸收電路。
由于GTR、GT0 等雙極性全控性器件必須要有較大的控制電流,因而使門極控制電路非常龐大,從而促進廠新一代具有高輸入阻抗的M0S結構電力半導體器件的一切。功率MOSFET是一種電壓驅動器件,基本上不要求穩定的驅動電流,驅動電路只需要在器件開通時提供容性充電電流,而關斷時提供放電電流即可,因此驅動電路很簡單。它的開關時間很快,安全工作區十分穩定,但是P—MOSFET的通態電壓降隨著額定電壓的增加而成倍增大,這就給制造高壓P—MOSFET造成了很大困難。
IGBT是P—MOSFET工藝技術基礎上的產物, 它兼有MOSFET高輸入阻抗、高速特性和GTR大電流密度特性的混合器件。其開關速度比P—MOSFET低,但比GTR快 其通態電壓降與GTR相擬約為1.5~3.5V,比P—MOSFET小得多,其關斷存儲時間和電流I、降時間為別為O.2~O.4 u s和O.2~1.5 s,因而有較高的工作頻率,它具有寬而穩定的安個工作區,較高的效率,驅動電路簡單等優點。
M0S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M0S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。
lGBT和MGT這一類復合型電力電子器件可以稱為第三代器件。在器件的復合化的同時,模塊即把變換器的雙臂、半橋乃至全橋組合在一起大規模生產的器件也已進入實用。在模塊化和復合化思路的基礎上,其發展便是功率集成電路PIC(Power, Integrated Circute),在PIC中,不僅主回路的器件,而月驅動電路、過壓過流保護、電流檢測甚至溫度自動控制等作用都集成到一起,形成一個整體,這可以算作第四代電力電子器件。
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,而交流變頻動則是交一直一交變頻器。當電力電子器件人第二代后,更多早采用PW M 變換器了、采用PW M 方式后,提高了功率因數,減少了高次諧波對電網的影響,解決了電動機在低頻區的轉矩脈動問題。
但是PW M 逆變器中的電壓、電流的諧波分量產生的轉矩脈動作用在定轉子上,使電機繞組產生振動而發出噪聲。為了解決這個問題,一種方法是提高開關頻率,使之超過人耳能感受的范圍,但是電力電子器件在高電壓大電流的情況下導通或關斷,開關損耗很大。開關損耗的存在限制了逆變器工作頻率的提高。
3、交流調速控制理論日漸成熟
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禍開來,分別加以控制。這種解藕,實際上是把異步電動機的物理模型設法等效地變換成類似于直流電動機的模式,這種等效變換是借助于坐標變換完成的。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。
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—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
一般把系列化、批員化、占市場量最大的中小功率如400KVA以下的變頻器稱為通用變頻器。從產品來看,第一代是普通功能型U/F控制型,多彩用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. 具有挖上機和“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、集成電路及工業控制計算機的發展
以MCS一51代表的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GM$97C(二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,除用匯編語言外,更多地是采用模塊化的C語言、PL/M 語言。
6、結束語
隨著電力電子技術、微電子技術迅猛發展,原有的電力傳動(電子拖動)控制的概念已經不能充分概抓現代生產自動化系流中承擔第一線任務的全部控制設備。而且,電力拖動控制已經走出工廠,在交通、農場、辦公室以及家用電器等領域獲得了廣泛運用。它的研究對象已經發展為運動控制系統,僅對有關電氣自動化技術的新發展作一些介紹。
【摘 要】隨著我國改革開放的不斷深入和國民經濟的飛速發展，我國的工業化進程也不斷地得到推進，而在現代的工業體系和社會發展中。電氣自動化控制系統發揮著非常重要的作用。文章簡要地介紹了電氣自動化控制系統的功能、特點及應用，并對未來的發展趨勢進行分析研究。
【關鍵詞】電氣自動化；系統；應用；發展趨勢
電氣自動化控制系統作為現代先進科學技術的核心領域，引領著現代化工業的發展方向，對于社會和企業的全面發展都起到了不可估量的作用。首先電氣自動化控制系統能夠最大程度地減少勞動力成本和強度，提高檢測的精確度，增強傳輸信息的有效性和實時性，確保了企業生產活動的順利展開。另外，電氣自動化控制系統大大地減少了事故的發生，保障生產設備的安全運行。在當今的電子時代，各項信息技術在我國各行各業的廣泛的使用，電氣自動化控制極大的推動了我國的信息化和智能化的發展，為我國工業向現代化方向發展奠定了堅實的科技基礎。
1.電氣自動化控制系統的功能及特點
1.1電氣自動化控制系統的功能
依照單元機組運行特點，將廠用電源同變壓器組都歸入到ecs監控中，實現的功能主要有以下幾個方面：a.實現lps系統與直流系統的監視；b.能夠有效的控制發電機組；c.能夠實現對柴油發電機組的控制和保護；d.220kv/500kv開關的手動同期并網和自動同期并網；e.控制和操作柴油發電機組及保安電源；f.實現對低壓廠用電源的控制；g.實現了手動控制和自動化控制的并網；h.低壓廠用電源的操作、監視和低壓備自投裝置控制。
1.2電氣自動化控制的特點
首先電氣自動化控制系統控制的信息采集對象較少、數量較小、操作頻率低，但是要求快速和準確；其次對于電氣裝置必須要具有可靠性較高的保護系統，和強抗干擾性能，同時，需要程序動作速度要快；另外電氣自動化控制系統以順序控制和數據采集系統為主。所以機組電氣系統歸入dcs控制，需要控制系統具備較高可靠性。除了實現正常的起停與運行操作，更重要的是能夠做到實時監測，顯示運行狀態異常及事故狀態下的狀態及數據，而且提供相對應的操作指導以及應急處理的措施方法，實現電氣自動化系統在自控前提下的安全準確運行。
2.電氣自動化技術的應用
隨著計算機技術的普及和推廣，我國的計算機控制技術被應廣泛的用到各個環節，包含變電站發電、配電等各個不同的環節。同時也正是由于計算機技術的支撐，給我國電力系統的飛速的發展起到了巨大的推動作用。而最顯著的就是下面幾種技術的應用。
2.1智能電網技術
智能電網是指將計算機與自動化技術結合起來，從而對整個電力系統形成一個有效的控制技術，則被稱為智能電網技術。該技術涵蓋了電力系統的各個環節，包含從發電、配電等各個環節。其中的變電站的控制系統和穩定系統也被應用到計算機的系統中。電網技術的應用推動了電網技術一體化及其調度自動化的發展，而電網技術的一體化加強了電力系統中配電模型及高級軟件等技術的發展，同時提高了數字信息技術處理能力。
2.2仿真技術
目前我國的電力系統自動化程度不斷加強，它不僅能夠呈現大量的實驗數據，而且可以支持多項操作同時進行，同時能實施同步控制，并能夠幫助實驗人員測試新的裝置，所以仿真技術為電力系統提供了較好的實驗條件，有助于對電力系統實施動態監控及仿真建模等技術的應用，既有利于操作又易于控制。
2.3智能技術
電氣自動化技術加強了電力系統的控制技術。不僅是在操作方面，在電網的監控方面也提供不少的幫助。例如：一個地方的電網出現故障，通過電腦的監控就可得知，以最短的時間通知電力部門修復，降低危險的發生。電力系統中自動化技術不需要人工的操作，可以自動的對電網中出現的問題及時反應在計算機上，自動化技術可以自動的對該故障進行解決。
2.4遠程及現場監控的同時實現
遠程監控系統要求現場總線的通訊速度不能太高，適用范圍較窄。目前，全場電器自動化控制系統主要利用現場總線的監控形式。隨著現場總線的不斷發展，融入了很多智能化的電氣自動控制系統。所以現代的現場監控的通訊總線主要利用了智能設備與自動化系統模式之間的數據交換，其中利用的串行電纜能夠連接起主機、內部存儲程序、中央處理器等智能設備，與此同時能夠實現對遠
程傳輸的vfd、起動電容、儀表、自動開關等設備。因此，大數據高容量的數據通過中央控制器進行采集會達到較好的效果。
3.未來發展趨勢
3.1電氣自動化控制系統的統一化
電氣自動化控制系統對于產品的安裝、調試、維護等功能的實現都起著重要的作用，減少了從設計到產品之間的時間，降低了生產成本。電氣自動化控制系統的主要發展趨勢就是能夠把電氣自動化系統通用化，電氣自動化網絡結構應該保障現場的設施、計算機的監管體系、企業工程的管理體系之間數據交流的暢通。
3.2電氣自動化工程的生產將更加的安全
電氣自動化工程控制系統的一個發展方向就是安全防范技術的集成化，重點就是如何保證系統的安全性，即人、機、環境三者的安全實現。在非安全狀態時，用戶要如何選擇利用最低費用實現安全方案制定的問題。從硬件設備到軟件設備，從公共設施層到網絡層，對電氣自動化控制系統的安全與防范設計進行全面的研究。
3.3電氣自動化工程控制系統的創新技術
目前電氣自動化控制系統的發展正在從單一設備轉變成為向集成化多元化系統化的發展。電氣自動化工業企業應該不斷的提升自身的技術創新能力，對于具有自主知識產權的電氣自動化工程控制系統加大科研的投入，為電氣自動化的研究提供更加廣闊的空間。而政府同樣應該意識到電氣自動化工程控制系統在經濟發展當中的主導力量，加強政策上的扶持，建立和完善機制體系。企業應該打開自主創新的新局面，轉變經濟增長的模式，提高自主創新的實踐能力。
3.4電氣自動化控制系統的標準化接口
由于電氣自動化控制系統采用了比較成熟的標準化技術，從而極大程度減少了工程的成本與時間，完成了多通道的數據交互。當企業在進行系統交互數據的過程中，需要采用微軟操作系統。ip系統也被廣泛運用在辦公室通訊中，自動化控制與管理通過計算機系統建立連接。標準化的程序接口保證了廠家之間進行軟硬件的數據交換，使通訊產生的困難真正的得到了解決。
4.結語
電氣自動化在國民經濟發展中發揮著極其重要的作用，能夠有效提高行業領域整體的自動化水平，特別是行業的運行管理水平。并且電氣化控制系統可以大大節省企業的成本，提高設備、生產線等的可靠性。當前的電氣化自動控制系統已經在眾多領域嶄露頭角并發揮重要作用，未來電氣自動化控制系統也必將有長足的進步和發展，為企業和國民創造更多的經濟、社會效益。
摘要：本文從電氣自動化原理及設計標準出發，對高層建筑中電氣自動化設計的影響因素和設計要點，進行了認真研究。
關鍵詞：高層建筑 電氣自動化 設計
電氣自動化在高層建筑的有機應用，使高層建筑使用功能及住戶的生活質量得到了顯著提高。因此，設計出優質的高層建筑電氣自動化設計方案其意義十分重大。
1、高層建筑電氣自動化概述
1.1 工作原理
作為一種智能控制系統，高層建筑的電氣自動化系統由負責中央監控的計算機、現場控制器、主控制器、傳感器和執行裝置等組成，通常分為四級控制：第一級的控制為中央監控計算機。
1.2 基本功能
1.2.1 統一管控建筑內各機電設備
電氣自動化系統可以對各個機電設備實施統一協調、管理和控制。根據外界條件、環境因素、負載的情況對電氣設備做出調節，使其運行始終保持最佳的狀態，并可對各種突發事件進行監測。
1.2.2 對高層建筑設備進行監測
電氣自動化在高層建筑中的應用可以實現對設備的監測，自動發現故障、自動報警、自動記錄各個設備的運行數據和故障信息，以實現實時的監控運行數據。這樣可以減少設備維修費用，延長設備使用壽命，及時發現和控制各種隱患，提高高層建筑的整體安全性。
1.2.3 數據共享
電氣自動化系統可以實現對測控網絡和計算機管理過程中數據的共享，對水電氣的使用和收費情況進行計算，實現能源管理自動化。
2、設計人員在設計時應重點考慮的因素
2.1 性能
在進行電氣自動化設計時，首先要確保建筑內照明、空調、運輸通道等系統的電力供應的穩定性和安全性，然后在供電穩定的基礎上，再提高各個系統的性能。系統的便捷性、安全性和自動化程度的提高可以有效提高住戶的生活質量。
2.2 成本
在設計時，必須把成本因素考慮其中，在設計出優質方案的同時，也應把成本控制在合理的范圍之內。只有這樣，才能符合投資方的要求，才能切實滿足住戶的生活需求。
2.3 節能減排
設計人員在設計中，不僅要注意提高建筑物的使用功能，還應充分考慮到建筑物在使用中的節能減排問題。因為高層建筑住戶多，各系統的耗電量較大，所以具有較大的節能空間。比如用自動化系統來控制樓宇空調的開關，電梯的運行和控制等等。
3、系統的設計研究
3.1 設計的原則標準
電氣自動化系統的設計應遵循的原則是：技術先進、功能實用、可靠性和安全性強、系統的開放性、集成性和互操作性高。在設計時嚴格遵守國內外相關標準和規范，以及建設方所提出的技術參數和要求。
3.2 設計流程
3.2.1 用戶需求分析
設計系統時，首先必須做好的工作是要認真進行用戶需求分析。通過設計任務書、走訪調查等方式，設計人員要對建筑內的自動化系統以及設備做到深入調查和了解，認真做好用戶需求分析，了解系統的重點所在。
3.2.2 子系統方案設計
設計人員依據對用戶需求分析的結果，設計實際控制各個系統的方案，進而明確子系統的數量，以及所要實現的功能。
3.2.3 系統監控點編制
根據確定好的子系統控制方案，來設置監控的位置和選用的設備類型，然后編寫監控點總表，并進行統計和匯總。
3.2.4 系統設備配置和圖紙繪制
認真做好系統設備的配置和各系統圖紙的繪制工作。
3.3 要點分析
在電氣自動化系統設計中，應遵循的要點：中央監控室應選擇靠近系統中心的位置，并要注意遠離噪音大、潮濕、強電磁干擾的環境。現場控制器應考慮到對系統進行調試、維護和管理的方便來設置，應盡量靠近現場傳感器和執行裝置，注意相對集中和經濟布線，接口應留15%的剩余量。
4、設計要點
4.1 中央控制室
中央控制室作為電氣自動化控制系統的主體部分，其作用是通過變配電，直接實現回路供電的應用。在電氣自動化設計中，從中央控制室出發，向各個子系統輻射控制，所以在設計時應優先給予滿足。在高層建筑中央控制室設計中，需要為其配備專用的配電盤，且其負荷等級應在最高級別之上。中央控制室供電電壓波動上下不超過10%，頻率變化保持在1hz以內，波形失真率20%為最好。
4.2 電氣監控系統
在電氣自動化系統中，電氣監控系統是用來
對電氣設備進行運行狀態和可能發生故障的實時監控。一旦發生故障，監控系統就會切斷對該設備的電力供應，避免故障范圍繼續擴大，影響電氣系統的正常運行。電氣監控系統的工作方式，主要是通過對各種參數的分析來實現對其實施監控的目的。
4.3 節能系統
4.3.1 照明系統節能
照明系統的控制方式主要有：智能控制和定時控制兩種。在多數高層建筑中常用的是智能控制手段。總體智能系統分為系統、輸入、輸出三個單元，且分別與計算機連接。通過智能繼電器，實現對多路光源的獨立控制。最后通過對系統反饋信息的處理，實現自動化系統在照明系統中節能的統一管理和智能控制。
4.3.2 空調系統節能
空調系統的節能是整個高層建筑節能控制的關鍵所在。空調節能控制技術主要有地源熱泵、水源熱泵、變風量控制等技術。地源熱泵是利用地下淺層地熱來來實現供熱和制冷的空調系統。水源熱泵是利用水來儲存太陽能，進行冷熱轉換的空調技術。這兩種技術都具有節能高效、資源可再生、運行可靠、維護簡便等優點。變風量控制技術是通過調節參數來調節送風量，實現空調系統的節能。
4.4 電氣保護
4.4.1 安全保護接地 高層建筑中，安全保護接地主要是涉及用電設備及其周邊的金屬件。隨著高層建筑電氣設備的復雜化，需要進行安全保護接地的范圍越來越廣，沒有安全保護接地的設備一旦絕緣層發生損壞，外殼帶電，就可能對住戶的人身安全帶來危險。采取安全保護接地措施后，由于接地電阻遠小于人體電阻，所以通過接地保護既能保護電氣系統的安全運行，又能保護高層建筑內的人身安全。
4.4.2 直流接地
在高層建筑中，各種電子設備，如計算機、通訊設備、自動化設備等需要進行轉換能量、輸入傳輸信息、放大信號等一系列工作。在這些工作過程中，微電流和微電位的應用必不可少。為了確保這些設備的正常運行，除了保持電源的穩定、基準電位的穩定之外，還必須實現電子設備的直流接地。
4.4.3 靜電和屏蔽接地
高層建筑中，預防靜電對設備的干擾是十分重要的。在高層建筑中應采取屏蔽接地的方法來解決電磁干擾問題，在設置屏蔽接地時，應讓pe線和設備外殼實現有效連接，而室內屏蔽則應注意pe線與多點之間的連接。
4.4.4 防雷接地
現代化的高層建筑中，有很多系統都會應用涉及到大量的電子設備和布線系統。如通信、火災報警、消防、辦公自動化、保安監控等系統。這些系統中的電子設備和布線系統極易受到雷電影響，造成損壞，甚至可能引發安全事故。因此在高層建筑中應確保防雷接地良好。在電氣自動化設計中應實施一級防雷措施，以避雷針網格和金屬構件的連接作用來形成多層次的防雷系統，既能減少電磁干擾，也可以保護建筑物和設備。
4.5 消防應急照明
消防應急照明系統的設置直接關系到建筑內發生火災時人員的疏散與逃生的成敗。所以設計人員應抱著高度負責的精神做好消防應急照明系統設計。
4.5.1 電源選擇
選擇應急照明系統供電方式時，要結合照明種類、持續工作的時間、轉換速度、電源特性等因素進行選擇；還應結合建筑工程的實際情況，既要保證應急照明的可靠性，又要保證其方式的經濟性。消防應急照明系統的電源有三種方式：電網供電、蓄電池電源供電，以及柴油發電機供電。
4.5.2 控制形式
消防應急照明控制主要有三種形式：常閉狀態，發生火災時點亮，此方式優點在于控制簡單且節約能源，缺點在于設備出現故障時難以及時發現。常亮狀態，優點是控制簡單；缺點是浪費電力能源。平時可控，火災時強行點亮，優點是節約成本和能源；缺點是控制系統復雜，不易排查故障。
5、結語
高層建筑的電氣自動化系統的建設工作，必須從整個建筑的設計之初就開始進行用戶需求的定位，在設計過程中，設計人員應對整個電氣自動化系統有著深入的調查和了解，才能制訂出科學、合理的設計方案，才能確保高層建筑整個系統建設的科學、高效、安全、節能、實用。
【摘 要】水電站中電氣自動化應用主要體現在水電站的自動化方面，本文在此基礎上闡述了水電站自動化的作用和內容，并進一步分析了設備選型及自動化設計。
【關鍵詞】電氣自動化；水電站應用
1. 引言
（1）隨著電力電子技術、微電子技術迅猛發展，電氣自動化在水電站中也得到了廣泛應用，這又主要體現在水電站的自動化方面。水電站的自動化是實現水輪發電機組自動化的關鍵部分，是利用計算對整個水電生產過程監控的“耳目”“手腳”，它擔負自動監測機組和輔助設備的狀態，發出擬定的報警信號、執行自動操作任務。水電站自動化的程度取決于電站的規模，電站的型式及主要機電設備的性能。
（2）水電站自動化就是要使水電站生產過程的操作、控制和監視，能夠在無人（或少人）直接參與的情況下，按預定的計劃或程序自動地進行。水電站自動化程度是水電站現代化水平的重要標志，同時，自動化技術又是水電站安全經濟運行必不可少的技術手段。水電站自動化具有提高工作的可靠性、提高運行的經濟性、保證電能質量、提高勞動生產率、改善勞動條件等作用。
2. 水電站自動化的內容
水電站自動化的內容，與水電站的規模及其在電力系統中的地位和重要性、水電站的型式和運行方式、電氣主接線和主要機電設備的型式和布置方式等有關?？偟膩碚f，水電站自動化包括完成對水輪發電機組運行方式的自動控制、完成對水輪發電機組及其輔助設備運行工況的監視、完成對輔助設備的自動控制、完成對主要電氣設備的控制、完成對水工建筑物運行工況的控制和監視幾個方面。
2.1 完成對水輪發電機組運行方式的自動控制一方面，實現開停機和并列、發電轉調相和調相轉發電等的自動化，使得上述各項操作按設定的程序自動完成；另一方面，自動維持水輪發電機組的經濟運行，根據系統要求和電站的具體條件自動選擇最佳運行機組數，在機組間實現負荷的經濟分配，根據系統負荷變化自動調節機組的有功和無功功率等。此外，在工作機組發生事故或電力系統頻率降低時，可自動起動并投入備用機組；系統頻率過高時，則可自動切除部分機組。
2.2 完成對水輪發電機組及其輔助設備運行工況的監視如對發電機定子和轉子回路各電量的監視，對發動機定子繞組和鐵芯以及各部軸承溫度的監視，對機組潤滑和冷卻系統工作的監視，對機組調速系統工作的監視等。出現不正常工作狀態或發生事故時，迅速而自動地采取相應的保護措施，如發出信號或緊急停機。
2.3 完成對輔助設備的自動控制包括對各種油泵、水泵和空壓機等的控制，并發生事故時自動地投入備用的輔助設備。
2.4 完成對主要電氣設備（如變壓器、母線及輸電線路等）的控制、監視和保護。
2.5 完成對水工建筑物運行工況的控制和監視如閘門工作狀態的控制和監視，攔污柵是否堵塞的監視，上下游水位的測量監視，引水壓力管的保護（指引水式電站）等。
3. 設備選型及自動化設計
隨著水電站自動化水平的提高，水輪發電機組所需自動化元件愈來愈多，其作用就愈重要。但由于目前主機配套的自動化元件的性能不夠穩定、靈敏度差、精度低等因素以及自動化設計上的不足使水電站的自動控制的安全受到不同程度的影響，這就需要對設備進行選型和自動化設計。
3.1 plc在軸流槳式水輪機調速器中的應用軸流轉漿式水輪機被廣泛使用于中低水頭電站。由于它的水輪機葉片隨水不同可與導葉協聯動作而使用水輪機的動行水頭范圍增大，這樣可為電廠創造更多經濟效益。水輪發電機組制造廠家為其制造的水輪機提供了一組不同水頭下導葉開度與漿葉轉角的協聯曲線，調整器制造廠按此曲線設置了調速器內導葉與漿葉的協聯關系。但是由于實際電站運行時，
水輪機水頭的變化及上下游水位的變化，與廠家提供參數相差甚運，故按協聯曲線運行時機組運行性能差不能達到最佳狀態。因此對于此類機組的調整器須采用可改變程序的plc可編程控制器的調速器。在機組試運轉過程中和今后的運行中可先針對不同水頭及上、下游水位及手動協聯導葉、漿葉，取得最佳協聯曲線而后修改原協聯曲線輸人plc而使機組處實際最佳狀態。
3.2 plc在調節水庫式電站調速器中的應用水庫式電站的運行水頭變化范圍大：此類電站的調速器和起動開度一般按水輪機設計水頭設計，但當電站水頭降低，水輪機處于低水頭下運行時，電液調整器往往不能使機組達到額定轉速（自動狀態），為使調整器的起動開度增大，往往需更換芯片或在開度指示儀中串接電阻而使調節器輸出值與開度指示產生差值開機組。當電站水頭更小于設計水頭時，為使機組開機不致過速，而又必須換回芯片或撤除串接電阻，若采用plc可編程控制器，則可根據電站水頭高低，修改其程序來改變起動開度即可。
4. 結語
隨著電力電子技術、微電子技術迅猛發展，原有的電力傳動（電子拖動）控制的概念已經不能充分概抓現代生產自動化系流中承擔第一線任務的全部控制設備。綜上所述，水電站采用綜合自動化系統后不僅提高水電站運行的經濟性和工作的可靠性、保證電能質量；而且提高勞動生產率、改善勞動條件和減少運行人員，從而提高電站運行的效益，例如利用計算機系統監控水庫來水和中長期預報在內的優化運行，曲線繪制及科學調度，多發峰電等，每年可增加發電量2%左右；同時采用計算機監控電站各種參量及運行工況后，及時發現并排除事故隱患，事故后能及時處理事故，避免事故擴大，盡快恢復供電使系統事故率下降，處理事故時間減少，如此每年增加發電量1%左右；另外采用計算機監控在減少人員的同時也減少了相應的生活辦公設備和工資支出，因而能產生巨大的經濟效益。可見，水電站綜合自動化系統與水電站的生產、效益密切相關，隨著國家能源結構的調整，水資源開發利用程度的加大，水電站綜合自動化系統在越來越多的水利樞紐工程中得到更廣泛的應用，發揮更大的作用。
摘 要：我國的技術發展模式不斷更新，隨之廣泛應用了計算機網絡技術，其中電子技術被各行業普及。本文所論述的電氣自動化系統，也是所謂的ecs系統，在現階段是火力發電當中應用最為廣泛的技術。會對自動化監控以及自動化生產方面較為重視，從而將火力發電廠當中的分析控制、電壓保護以及電氣系統保護充分實現。
關鍵詞：電氣自動化技術；火力發電；應用
一、火力發電中電氣自動化的作用
1、設備資源的優化配置
在火力發電廠中一般會擁有多臺設備，這一系列設備通常會應用較長的時間進行運轉，才可以對供電需求量有所保證?？墒窃O備進行運轉的過程中是會擁有相應局限性的，若開展超負荷的運轉，一定會降低設備使用率，損壞現象也會產生。在應用電氣自動化技術后，可以準確的計量設備運轉效率，若超負荷能夠自動停止運轉，停止相應時間之后，會自動開啟重新運轉。設備如果產生故障，此自動化系統可以體現出報警的功效，讓管理人員可以及時將問題發現并對其解決。
2、發電效率的有效提高
在不斷提升我國居民生活水平的條件下，用電量方面在直線的上升。在當下的發電效率上進行分析，發電量不能夠和人們的需求用電量相符，特別是在炎熱的夏天，小部分地區對居民供電的時候，需要分不同時間對其供電，這一方式直接影響了居民的正常用電保障。隨著生活水平的提高，不斷加大了冷暖空調的應用，對于火力發電而言，要求的發電強度也在逐漸提升。早期的發電系統雖能夠使火力發電正常進行，可是在一定程度上還是會存在著或多或少的弊端，會造成發電量不可以與使用量相符，所以不能夠相應提升生產效率。當下，對電氣自動化的使用，可以合理的將這一問題解決，利用有效的分析數據，擬定出細致的運行措施，還會將運行的強度和時間有所規劃，保證給予人們電量的同時，還會防止資源的浪費情況。
3、發電成本的有效降低
早期進行發電的材料上基本會應用石油和煤，同時在技術方面不是特別的優越，還不可以開展有效的強度分析，造成發電量不均勻，有時會產生極大的浪費情況，又或者導致用電的短缺情況。在燃燒資源方面，因為早期的操作模式為人工操作，難免會產生不充分燃燒的情況，導致資源的極大浪費?？墒?，現階段電氣自動化技術的應用，可以合理的將這一問題避免，利用計算機軟件對原料自動計算，利用燃燒所使用的時間，將燃料使用率提升。這樣的應用技術可以讓火力發電中的效率在極大程度上提升，確保供電量可以與居民使用量相符。
二、電氣自動化技術在火力發電中的應用
1、通用網絡結構的健全
在成功運行電氣自動化系統的過程中，創建通用網絡結構能夠起到至關重要的作用。通過通用的網絡結構，能夠將整體系統中的電氣設備自動化運轉實現，讓操作人員與管理人員，實現監督和觀測整體的電廠設備，同時能夠確保計算機系統、管理系統以及控制系統的數據傳輸方面，能夠順暢開展。
2、單元爐機組一體化
將電氣自動化技術應用在火力發電當中，能夠將火力發電廠中的電、爐、機運行系統實現其一體化的目的。這樣的情況下，整體系統中的運行信息與數據，就會依靠爐、電、機一體化進行相應的匯總分析以及監控運行。在一定程度上可以將火電機組當中所具備的潛力有效發揮出來，同時還會將自身的控制功能有所提升。進行細致操作系統的過程中，需要盡可量對系統中所產生的負載能力有所減少，就能夠將控制室縮小，從而將管理成本降低。進行統一管理單元路機組的過程中，可以合理的協助火力發電廠中所具備的信息采集，開展發電信息和設備的采集，充分的將有關指令實現，提升電網工作成效，讓設備運行方面優質進展。所以，火力發電過程中需要將設備控制方面提升，使被監控水平和自動化水平得到保障。
3、保護手段的創新控制
在早期的火力發電當中，普遍應用的保護手段和系統控制是連鎖與報警，可只能將連鎖脫機以及超限報警的波動性保護和控制實現。然而利用電氣自動化技術，能夠將計算機的保護控制技術完善開展，從而確保電氣自動化系統的故障診斷和運營監測等，就能夠將火電設備中的系統隱患提前發現，同時將保護和控制的相應對策相應改變，會自動的控制系統故障所產生的領域，確保自動化系統可以將運行狀態均衡保持。此外，也能夠在預防一直到維修的過程轉化，
為維修和維護同時開展的狀態。
三、火力發電中應用電氣自動化的系統配置
1、總線的相應控制技術
火力發電的設備運行現場中，控制總線方面一般會利用3g的技術形式對其完成，也就是控制技術、通信技術以及計算機技術，這三個方面需要互相促進、互相配合，才可以將信息技術和網絡技術，針對設備控制范疇方面完善運行。控制現場總線方面具體將dcs控制站中的輸入單元和輸出單元有所規避，可以合理的在根源處將傳統dcs控制內，集中以及分散互相融合的控制體系。這樣的控制模式，為傳統集散型對于相應的設備能夠在管理的過程中實現統一形式，可不能夠將重要問題及時發現，若可以對設備高度分散管理提升完成度，就能夠將分散控制充分實現。
2、i/o的集中監控
所謂i/o集中監控所指的就是，將對應的i/o接口設置在設備現場每個饋線中，接著將每一i/o通道正常連接，在連接的工具上需要應用電纜完善開展，在a/d對其處理結束之后，會出現dcs設備狀態，用這樣的方式實現對發電工廠中全部設備的有效監控。i/o集中監控主要具備著快捷的響應速度以及便捷的運行維護等優點，并且因為監控站存在較低的防護等級，會逐漸的降低dcs的造價，將發電成本有效節約?？墒?，因為運用這樣的方式，會將全部的電氣設備都在監控的領域中，所以監控成為了最為繁瑣的工程。在不斷增加設備的階段，監控的范疇也會隨之有所增加，在一定意義下就會將dcs冗余降低，導致運行系統存在較大的壓力。同時因為存在較為寬廣的控制范圍，會擁有較大的空間跨度，電纜若是長距離的會干擾到dcs的可靠性與安全性。
3、控制遠程i/o
遠程的控制技術方面，在較多的領域中都獲得了較大的應用力度，對遠程控制的使用可以較為具體的將人力資源有效節約，會讓火力發電廠當中的主要操作人員可以，不需要對設備近距離接觸，就可以有效控制設備，對于操作人員當中的工作強度方面妥善降低。進行火力發電的過程中，i/o信號能夠利用電纜中的硬接線，對與加采集柜的相互連接充分實現，在火力發電控制室當中的加采集柜和dcs控制器，能夠利用光纖或者雙絞線開展必要的連接，從而將數據傳輸的相應作用達成。遠程i/o的控制因為可以遠距離的對其監控，所以可以合理的對一部分的電纜鋪設有所節約，在一定程度上將安裝費用合理節省。并且，i/o的控制還包含對數據自動處理的功能，可以自動校正、檢查以及處理所采集的數據?？墒牵琲/o的控制在電量變送器、卡件以及模擬量卡件方面不可以對其減少。
摘要：工業自動化是現代先進工業科學的核心技術，是工業現代化的物質基石，是工業現代化的重要標志。文章主要介紹了我國現代電氣自動化的發展現狀，分析了其結構的主要特點，并對電氣自動化今后的發展趨勢做了些探討，還總結了我國工業電氣自動化在未來的發展趨勢。
關鍵詞：工業電氣自動化 發展 特點 趨勢
電氣自動化這個專業從50年代開始在我國出現并發展，名稱為工業企業電氣自動化。雖然國家對該專業做了幾次大規模的調整，但由于其專業面寬，適用性廣，一直到現在仍然煥發著勃勃生機。根據教育部的安排，它屬于工科電氣信息類，新名稱為電氣工程及其自動化或自動化。現代電子科學技術不斷的發展進步，原有的電力傳動(電子拖動)控制的概念已經無法再全面概括現代生產自動化系統中承擔第一線任務的全部控制設備。同時，現代工業電氣自動化在我國各個生產領域都得到了廣泛的應用，并取得不錯的效果。
1 工業電氣自動化的發展現狀
opc(ole for process controi)技術的出現，iec61l3l 的頒布，以及microsoft的windows平臺的廣泛應用，使得未來的電氣技術的結合，計算機日益發揮著不可替代的作用。
1.1 iec6113l標準使得編程接口標準化 目前，世界上有200 多家plc 廠商，近400 種plc 產品，不同產品的編程語言和表達方式各不相同，iec61131使得各控制系統廠商的產品的編程接口標準化。iec6113l同時定義了它們的語法和語義。這就意味著不會有其他的非標準的方言。iec6113l已成為了一個國際化的標準，正被各大控制系統廠商廣泛采納。結構化的編程方式使得程序更易管理，也提高了代碼的使用效率，縮短了程序編程的周期。
1.2 windows正成為事實上的工控標準平臺 微軟的技術如windows nt、wind0ws ce和intemetexplore已經正在成為工業控制的標準平臺、語言和規范。pc 和網絡技術已經在商業和企業管理中得到普及。在工業自動化領域，基于pc的人機界面已經成為主流，基于pc 的控制系統以其靈活性和易于集成的特點正在被更多的用戶所采納。在控制層采用windows作為操作系統平臺的好處就是其易于使用和維護以及與辦公平臺簡單的集成。
2 電氣自動化系統的特點
首先，在系統安排方面，用電設備分別安裝在各配電室和電動機控制中心，配件數量多的，所要執行的信息處理任務龐大，而維修工作也相對復雜。它與熱工系統相比，電氣設備操作的頻率低，一些系統設備在維持正常運行時，可以經過好幾個月甚至更長的時間再操作一次；電氣設備所需要的保護裝置要求高，動作速度快，一個保護動作通常要在40ms以內完成。電氣設備的構造機構本身具有聯鎖邏輯較簡單、操作機構復雜的特點，而控制方式也主要是廠用電系統，其主要設備監控需要接入dcs系統，如果兩臺系統一起運行，一臺系統的檢修不得影響另一臺系統的運行，因此，需要考慮兩臺機組dcs電氣控制的模式，保證控制的穩定性。根據電氣設備的主要特點我們知道，在構建ecs時，其系統結構、與dcs的聯網方式是確保系統高可靠性的關鍵。除了要保證系統的正常運行，還要確保運行時各種數據處理和信息收集的準確性，同時提出相應的應急措施，確保電氣系統可以在最好的狀態下運行。
3 電氣工程設計原則
3.1 優化供配電設計，促進電能合理利用例如，我們在進行水庫電氣系統設計時，首先考慮的是設計的適應性，就是必須為水利工作提供必要的動力；為在水庫建筑物建設提供良好的環境；還應滿足各項電力的符合和供應要求；應能保證電氣設備對于控制方式的要求，保證電氣設備能發揮最大的作用，保證運行的穩定性和可靠性。其次設備的安全運行，也是設計過程中考慮的關鍵，電氣線路應有足夠的絕緣距離、絕緣強度、負荷能力、熱穩定與動穩定的裕度；要保證供電和配電的安全運行，以及要有可靠的防雷裝置；防雷設計，在保證水庫進行特殊功能運行的情況下，還應有防靜電、防浪涌的技術措施；按水利建筑物的重要性與火災潛在危險程度制定必要的保護措施。在滿足水庫電力設備穩定運行的情況下，通過先進的科學技術，完善電氣設備管理。
3.2 提高設備運行效率，減少電能的直接或間接損耗我們在設計的過程中，應首先滿足建筑對運行要求的制定和維護其安全運行的前提下，盡力減少成本，最大程度的降低和減少各種消耗。選用節能設備、均衡負荷、補償無功、減少線路損耗、降低運行與維護費用，提高電力設備的利用率，減少電能的直接或間接損耗。
3.3 合理調整負荷，提高設備利用率在滿足水工建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下，設計時盡可能提高電能質量、合理調整負荷、選取合理的設計系數、在特殊用電的情況下選擇合理的節能措施，提高負荷率和設備利用率節約電能。
4 自動化系統的發展策略
4.1 采用統一的系統開發平臺 一個統一的開放平臺對系統的設計和使用有著十分重要的作用，至少這個平臺可以支持一個自動化項目的設計和使用，在每個運行環節可以起到積極的作用，這樣，不僅可以減少設備的消耗和使用成本，還能提高設備的利用率。統一的系統開發平臺還應滿足用戶另一個重要需求即開發平臺獨立于最終的運行平臺。根據項目的實際情況和客戶的具體要求來運行代碼，將代碼下載到硬件plc、基于windows nt的軟件plc、嵌入式nt系統還是基于windows ce的控制系統中。這方面，現代計算機技術還是可以滿足這些要求的。
4.2 網絡結構的架設 網絡構建對促進自動化系統的發展是有積極意義的，而對于一個成功完整的自動化系統來說，網絡的構建也是非常重要的，整個企業的網絡結構要保證現場控制設備、計算機監督系統、企業管理系統之間的信息交流和數據傳遞是暢通無阻的。企業上級管理可以利用internet/intranet對進行現場設備運行監督?，F代社會已經進入了網絡化時代，無論選擇那種通信主線，所用的網絡結構必須可以實現辦公自動化環境到控制級直至元件級的整個系統范圍內的通訊。而且，網絡中還包含了數據編輯、系統安全等各個方面，可以成長為全集成化的自動化系統。
4.3 標準化的程序接口 一個合格的電氣化系統的另外一個關鍵因素在于有一個標準化的程序接口。我們根據現代microsoft的標準和技術，如windows2000、opc、activex和win－dows ce的發展和運用，不僅縮短了工作時間和降低了工作費用，還便捷了辦公室自動化系統中各個數據和信息的交流共享。在與企業的mes系統、erp系統連接時，計算機技術的平臺自動化可以幫助問題的解決。使用windowsnt/2000作為操作系統，還能實現辦公環境的標準化，計算機可以在電氣化管理和系統平臺之間建立接口。標準化的程序接口還保證了不同程序之間的通訊問題，是電氣自動化未來發展的主要結構。
5 工業電氣自動化的發展趨勢
我們可以利用電氣自動化來改變現代工業的發展，節約有效的資源，降低成本費用，以此來獲得更好的社會、經濟效益。大力發展電氣傳動自動化技術，可以將我國的電氣化使用提高到一定的水平，縮短與世界大國的發展距離，實現自主研發，對國民經濟的發展起著十分重要的作用。規范我國電氣傳動自動化技術方面的標準，實現規模化、規范化生產。工業電氣自動化的發展趨勢就是現代分布式、開放式的信息化。分布式的結構可以保證網絡中建立起獨立的網絡，以實現危險分散，促進系統的正常運行；開放化就是要將系統與外界聯系，實現各方的網絡連接，提高信息的處理能力；而信息化就是實現設備與網絡技術結合，實現網絡自動化和管控一體化。如今，我們已經到了開創電氣自動化的新時代了，實現自主研發，是我們對未來發展的展望?，F代市場競爭越來越激烈，為了從價格上贏得優勢，我們的電氣自動化要吸取先進的經驗和技術，為實現自主研發提供條件。同時，將科學發展觀作為前進的基礎和指導思想，根據每個地區的部門的實際情況，實現以人為本的發展要求，及時發現問題，總結先進的經驗，改變傳統的發展觀念，尋找一條合適的發展道路。時刻落實科學發展觀的理念，把“科學發展觀”貫徹到改革開放和我國“電氣自動化”進一步實現現代化、國際化和全球化的過程上來。
論文摘要：作為教改風向標的各類職業技能大賽對教育教學改革的促進作用不容忽視。結合我院電氣自動化專業師生參賽的經驗，從專業建設的角度，探討了技能大賽對促進課程體系與教學內容重組、教學方法與手段改革、“雙師”結構教學團隊及實訓基地建設等方面的積極作用。
論文關鍵詞：技能大賽；高職；專業教學；促進作用
職業教育以服務為宗旨，以就業為導向。為了培養更加符合就業崗位需求的高技能應用型人才，近年來，高職教育教學改革如火如荼地展開，而技能大賽作為檢閱改革成果的重要手段，更是不斷推動著專業建設與教學改革向縱深發展。我院是百所國家示范性高等職業院校建設單位之一，電氣自動化專業作為重點建設專業群支撐專業，在推行“校企共育、產學研結合”人才培養模式的過程中，積極組織學生參加省內外各類職業技能大賽；并以此為借鑒，在課程體系與教學內容重組、教學方法與手段改革、師資培養和實訓基地建等方面，都融進了大賽因素。實踐證明，職業技能大賽對人才培養環節的各層面都起到了積極的推動作用。
一、促進了課程體系和教學內容的重組
職業教育的核心價值在于服務于個體就業與社會經濟發展的需要，而傳統的課程體系和教學內容強調的是知識的系統性和邏輯性，理論性較強，實用性和針對性較差，這與職業教育的培養目標相去甚遠。因此，沖破學科體系的束縛，構建符合電氣自動化人才培養目標的基于工作過程的課程體系，就需要學校與企業的充分接觸和交流，才能深入了解職業領域的典型工作任務以及完成這些任務所需要的知識與能力要求，專業教學團隊也為此付出了積極的努力。但由于種種原因，企業在某些方面很難完全配合，職業技能大賽的舉辦正好彌補了這種缺憾。從2008年開始，全國職業技能大賽已連續舉辦了四屆，各層次地方性職業技能大賽也不斷舉辦。職業技能競賽的項目都是組委會在充分的企業調研和聽取行業企業技術專家對職業崗位能力要求的基礎上經反復論證擬定的，它體現了高技術、新工藝的發展要求，既契合國家要求的最新職業標準，又與實際生產貼近，并且適合考量學生的知識、技能和素質水平。如歷屆大賽基本都包含“自動生產線安裝與調試”項目，濰坊市的大賽試題“機電一體化設備組裝與調試”與它的內容和要求基本相同。這類經典案例考查的是電氣自動化和機電一體化專業的核心技術，涉及了電氣控制技術、cad繪圖、plc編程、變頻器應用技術、觸摸屏應用技術、機械設計等知識，以及儀器儀表的使用、電氣控制線路和氣路的安裝、調試和變頻器參數的設置等技能。這些知識和技能互相聯系，互相融合，體現了工學結合、理實一體的教改理念，學生解決問題的過程就是綜合職業能力培養的過程。
毋容置疑，職業技能大賽已成為職業教育教學改革與發展的風向標、助推器。因此，電氣自動化專業抓住參加各類技能大賽的時機，與企業進行深層次接觸，全面了解市場需求，參照“自動生產線安裝與調試”等大賽項目的特點、涉及的知識、能力、素質要求，以及競賽規則和評分標準等，對課程體系進行了重構；課程內容的選擇，摒棄了陳舊的內容和艱澀難懂的理論推導，以應用為目的，選擇載體，設計學習性工作任務來整合理論與實踐知識，并按照學生的認知規律與職業成長規律對學習內容進行了序化，突出實踐性。如《電力電子技術》理論性強、公式多、計算多、難理解，學生學的比較吃力，積極性差；在新的課程體系中取消了這門課程，增加了實用性強的《變頻器應用技術》，并設置了支撐課程實施的理實一體化環境，課程實施工學結合，并適時穿插競賽項目，大大提高了學習積極性，強化了實踐與創新能力培養。又如，我們將原來分散的實訓教學環節，按課程的關涉程度，整合成系列訓練項目，以rxg-1c型電工實訓考核裝置為平臺，將電氣控制、plc編程、變頻器應用技術等專業課程有機結合，為學生的職業成長搭建了階梯。
二、促進了教學方法和手段的改革
技能大賽的項目設置、命題方式以及問題解決的過程與圖式都對專業教學改革起到了引領、示范作用。無論是“自動生產線安裝與調試”，還是“機電一體化設備組裝與調試”，大賽試題都是以工作任務書的形式命題的，這是“項目導向”、“任務驅動”職業教育理念轉向教學實踐的具體探索。電氣自動化專業類技能大賽有其特殊性，所涉及的項目一般技術含量較高，學生按照任務書的要求要想很好地解決問題，一是需要他們將專業理論知識、操作技能與創新能力有機融合，二是需要團隊的有效溝通與通力合作。而傳統的教學方法注重系統的知識傳授，老師講、學生聽，理實分離，嚴重影響了學生的學習積極性與實踐能力和創新能力的培養。這種模式下培養的學生在參賽時往往很難快速適應，如題意分析和程序設計正確卻很難有效實施，功能模塊正確但無法完成整體調試、故障排除等。因此，電氣自動化專業教學團隊在學習先進職教理論的同時，深受大賽啟發，專業課程的開發用源于企業、又高于企業的項目、案例等載體整合理論與實踐知識；課程實施則采用了“四、六步教學法、任務驅動法、現場教學法、競賽模擬法”等行動導向模式下的各種先進教學方法。如《可編程控制器應用技術》我們共設計了8個學習項目（情境），實施時利用任務驅動模式，將學生分成小組，教師給出具體的任務書，學生獨立或合作完成本情境的指令學習、程序設計、元器件選擇、控制線路連接及整體調試檢驗等學習性工作任務。在這個過程中老師只進行必要的指導，學生處于主體地位，人人參與，在完成任務、解決問題的過程中習得了背景知識，積累了工作經驗，培養了綜合職業能力，自信心與溝通合作能力得到加強。近兩年，本專業學生在全國技能大賽中獲得一等獎2項，三等獎1項，省、市級競賽一等獎3項。
三、促進了“雙師”結構教學隊伍的建設
隨著電子技術的飛速發展，plc、變頻器、觸摸屏等一些新技術、新工藝在企業大量應用，這對教師的知識存量與知識更新提出了新的更高的要求。“自動生產線安裝與調試”、“機電一體化設備組裝與調試”等大賽項目，既體現了這些前沿新技術的實際應用，也反映了行業企業在產業結構調整與技術升級過程中對高技能人才的需求。作為職業院校的教師，能帶領學生參加省內外各類技能大賽并取得優異成績絕非易事。這首先需要教師樹立終身學習的理念，不斷拓寬知識面，加強新技術、新工藝的學習，跟上科技發展的步伐。其次，教師的實踐能力與創新能力是業務能力提升的重點，新課程實施要求教師要熟悉生產現場的先進設備與工藝，懂得生產管理與勞動組織，具備較強的設備故障查排能力，只有跟上產業結構調整與技術升級的步伐，才能培養出符合現代企業要求的優秀高端人才。為此，學院在打造“雙師”結構專業教學團隊的同時，著力提升其理論水平與實踐創新能力：一方面，通過外派學習、專家引領、校本教研、傳幫帶、結對子等形式，幫助教師理解現代職業教育的基本理念、方法與內涵，提高新背景下職業教育教學改革的適應能力；另一方面，制定政策，鼓勵教師每三年到企業掛職鍛煉一年，并為企業做好技術服務等工作，旨在積累現場工作經驗，提升實踐與創新能力；再次，聘請企業一線技術能手與實踐專家參與學校的教育教學工作，組建了一支“雙師”結構、優勢互補、專兼結合的優秀教學團隊；最后也是最關鍵的一點，是以技能大賽為抓手、為參照，進行專業教學改革，倡導教師在適當的時機用大賽的命題方式呈現學習任務，用大賽的流程組織教學活動，用大賽的評判標準作為學習質量的評價標準，達到了以賽促改、以賽促學的目的。
四、促進了實訓基地的建設
職業技能大賽不僅僅是參賽選手之間技能與水平的較量，更多的是參賽學校師資水平、裝備條件和校企合作的比拼。專業群以大賽裝備為引領，抓住示范院校建設的契機，投入700萬元，改善了校內實驗、實訓條件。參照“機電一體化設備組裝與調試” 技能大賽的設備配置要求和“中、高級維修電工技能鑒定”標準，淘汰了一批技術含量低、工藝老化的過時設備，與企業合作，新建了三個理實一體化教室，擴建了電氣控制實訓室、plc實訓室、電氣智能實訓室等。目前校內實訓基地既能滿足單項基本技能訓練，又能完成綜合職業能力培養，亦能對工學結合、理實一體化專業課程的實施以及專業群學生技能競賽提供可靠支撐，還能在企業員工培訓、社會技術服務和校內外電工技能鑒定等方面發揮作用。電氣自動化專業在重視校內實訓條件改善的同時，積極尋求校外合作企業的支持，以彌補人才培養過程中設備與資源的不足，如“自動生產線安裝與調試”訓練項目的實施，就借助了濰柴動力、歌爾電子等企業的大力支持來完成。在校內外實訓基地建設與利用過程中，鍛煉了教師隊伍，密切了校企合作關系，構建了具有職場氛圍的學習與工作環境，培養了實踐與創新能力，增強了學生的就業競爭力。
總之，技能大賽作為我國教育工作的一項重大制度創新，已成為在社會上有廣泛影響的教育新品牌，其對職業教育發展的促進作用表現在各個層面，必將對職業教育的發展產生深遠影響。
摘 要：水電站電氣自動化是指水電站在電力生產中的各項控制操作以及系統監視能夠在無人的狀態下進行。在現代化的發電系統中水電站電氣自動化程度高低更是衡量水電站現代化水平的指標之一，同時實現水電站工作自動化也是保證安全運行的重要手段。文中筆者對水電站自動化的作用和內容進行了分析，充分體現出電氣自動化技術在水電站中重要的地位。
關鍵字：水電站；電氣自動化應用；重要地位
電力電子技術的廣泛使用，微電子產業的迅猛發展，使得電氣自動化在水電站中的日常運行中發揮了重大作用。電氣自動化讓水輪發電機組自動化成為了現實，利用計算機對水電項目的生產設備進行全程監控，主要是對水輪發電機組和輔助設備的狀態進行自動檢測，發出指令實施相應操作，依據軟件信號發出危險報警等。簡單來說，實現水電站電氣自動化可以完全脫離人工操作，所有的設備在計算機指令的指示下進行，對生產過程進行實時的控制和監視。水電站電氣自動化提高了水電工作的安全可靠性、運行的經濟性，同時提高生產效率，改善了勞動環境。
1水電站自動化的目的
水電站實現自動化有利于提高水電工作的安全性和運行的經濟性，減少人力資源的投入；改善工作人員勞動的環境條件等。
1.1 提高了水電工作的安全性
水電站自動化，使得所有的工作設備能夠快速、準確、及時的啟動，進行數據分析和事故分析。這樣不僅有利于防止不安全的工作狀態出現進一步惡化，也可以使事故中的設備及時報警并啟動備用裝置，保證水電生產工程得以繼續。此外，將自動控制裝置引入到各項流程的控制，可以降低工作人員因誤操作造成事故的幾率。
1.2 保證電能質量
電能的質量通常用電壓和頻率這兩項指標來衡量。眾所周知，電力系統中的無功功率的平衡決定著電力系統的電壓而有功功率的平衡則決定著頻率。發電系統的電荷是隨時不停的變化的，人的操作往往不能及時準確的對其做出調整，采用自動裝置可以解決這一難題，他可以及時準確的調節有功和無功功率，保持電壓和頻率的穩定。
1.3 提高發電機組運行經濟性
水輪發電一直工作在滿負荷的狀態是我們最理想的憧憬，而實際中因為機組故障等諸多原因往往不能滿負荷運載。利用自動控制裝置，控制并指令選擇最佳的運行組數，結合當前水利條件，使用最少的水生產最多的電能，更好的實現水電站經濟任務。
1.4 提高了操作人員工作效率
水電站電氣自動化的實行，減少了實際操作人員參與控制、監視、記錄、安全檢查等任務，減輕了它們勞動的強度，減少了運行管理人員的數量，實現少人甚至無人值班，提高了勞動生產效率，節約了水力資源。
2 水電站自動化包含的部分
水電站自動化需要考慮的內容有水電站的規模、水電站的運行方式、采用的發電設備以及設備安裝方式等。下面就從各個小部分進行分析：
（1）實現自動控制水輪發電機組運行方式的選擇，在開停機和發電機轉調相等幾個方面實現自動化；
（2）能夠自動維持和控制水輪發電機組的連續運行；
（3）實現對主要的電氣設備和線路的監視、保護；
（4）完成對輔助電氣部分的監視。輔助設備主要有水泵、空壓機以及油泵。系統能在它們發生故障時能自動報警和啟動備用設備；
（5）完成對水工建筑物運行的實際工作狀態進行實際的監控。如在水中的閘門工作的狀態，攔污柵極是否發生堵塞的監控，以及上下游水位的測量監控。
3 設備型號的選擇和自動化設計
在科學技術發展同時，水電站自動化程度也有了不斷提高。水輪發電機組作為電站最主要設備也使用了越來越多的自動化元件。
3.1 軸流槳式水輪機中plc的使用
中低檔水電站中大多后會選擇軸流槳式水輪機。因為其設計的特殊性，能為水電站提供更多的經濟效益而被使用，雖然廠家為實現不同的水頭導葉開度都會制造出水輪機能夠利用協聯曲線來連接漿葉轉角，同時設計制造出了專門調速器來滿足協聯曲線。即便如此，水電站在實際運行中，主渦輪機上下游水位也會隨著槳葉變化。很多情況都同生產廠家理論模擬相差甚大，因此僅僅依據協聯曲線的變化難以保證機組的運行處于最佳狀態。為滿足實際水電站的需要。在調試的
過程中得到最佳的協聯曲線即可在編程控制器的調節下改進原來設別協聯曲線，最終保證機組能夠得到優化。
3.2 調速器調節水庫式電站的plc實現
電站運行中水頭有較大變動范圍是水庫式電站最主要的特點，水頭變化過大，會導致電力調整器不能讓機組達到額定的轉速。所以，采用plc編程控制器，可以根據電站水頭的高低來修改程序參數，使機組工作在額定的狀態下。
4 水電站電氣自動化技術的進步
當今，電子計算機技術普遍應用于各個領域，其模擬監測控制技術也是基于現場總線理論，慢慢取代了傳統意義上的控制系統，大大地提高了水電站自動化的發展，真正實現了 "無人值班，少人參與"的工作模式。
4.1 系統組成
結合計算機、plc器件以及相關智能接口技術；在微機式繼電保護裝置和專用智能中綜合使用可控裝置，利用標準的以太網絡格式，利用現場總線把每一個現地控制的站逐一的連接起來，組建出能夠按照不同功能進行分部協作的整體監控系統。
4.2 系統的一些特點
（1）體系結構開放，等級層次分明同時還具有良好的可擴展性；
（2）分布式系統選擇分層結構，針對不同的監控對象，采用不同監控方法，具有性能較好的分散性、整體性和靈活性；
（3）采用先進的冗余處理技術，提高系統穩定性；
（4）結合windows操作系統以及先進的通訊手段，定期對系統升級；
4.3 系統具有的功能
（1）對水電站內的全部設備進行自動監視和控制，計算機監控系統自動完成對水電站內被監控設備數據采集，分析設備工作狀態并進行記錄；
（2）對水電站實行自動化的控制，根據上級的調度要求，結合水電站的實際情況，對電站的生產能力進行自適性調節，保證水電站可持續發展模式；
（3）實現水電站管理的自動化：實現運行報表自動生成、運行操作自動記錄、設備參數自動備份整合；
結語
水電站電氣自動化的實現，提高了水電經濟效益和水電安全性的同時，也保證了水電站較高效率。水電站的生產效益同其自身的自動化程度高低密不可分。在國家能源結構調整政策實施中，會繼續加大對水資源的開發力度，屆時水電站電氣自動化的系統研究和完善的意義也會越來越大。
論文關鍵詞：電氣自動化 控制 課程 教學改革 教學質量
論文摘要：探討了電氣及自動化專業控制類相關課程關系及地位，結合控制類課程的問題進行深入的分析與研究，從教學內容、方法及形式、教材建設、實踐教學等方面進行全方位、多層次的改革探索和實踐，將對教學質量和人才培養方面有明顯效果。
對于電氣及自動化信息類專業學生來講，控制類相關課程具有重要地位，主要包含“自動控制理論”、“現代控制理論”、“運動控制理論”、“儀表及過程控制”、“計算機控制”等相關課程。“自動控制理論”和“現代控制理論”課程是研究自動控制系統的共同規律，為自動控制系統的分析和綜合提供基本理論、基本方法的一門專業基礎課該課程，是一門重要的控制類專業的基礎課，具有較強的理論性，對于工程實踐具有重要的指導作用，因而受到人們的廣泛重視。目前不只是控制類專業，越來越多的非控制類專業也都把自動控制理論作為一門重要的專業基礎課來學習。但是“自動控制理論”、“現代控制理論”課程數學計算和理論分析比重大，是本科生遇到的最抽象、難度最大的課程之一，加之未接觸專業課，沒有具體應用的物理模型，僅以數學模型為基線講，學生往往會認為“自動控制理論”與專業無關而無學習興趣，這是多年來常規教學始終感到困惑的原因。而后續“運動控制理論”、“儀表及過程控制”、“計算機控制”專業課是以電動機為控制對象，以控制器為核心，以電力電子功率變換裝置為執行機構，在自動控制理論的指導下組成的電氣傳動自動控制系統。如何講授“強理論性”課程，使學生真正認識到學好理論可獲得對電氣信息類多門專業課的理論支撐，從而學好后續專業課程是教學改革的主要目的。需結合“自動控制理論”、“現代控制理論”專業基礎理論課程與“運動控制理論”、“儀表及過程控制”，“計算機控制”專業課程的問題進行深入的分析與研究，從教學內容、方法及形式、教材建設、實踐教學等方面進行全方位、多層次的改革探索和實踐，將對教學質量和人才培養方面有明顯效果。
本項目探討了如何更新和重組控制理論相關課程的教學內容，保證教學內容的系統性、先進性和實用性，以適應形勢發展的需要。提出如何學習和掌握這些課程，包含“自動控制理論”、“現代控制理論”、“運動控制理論”、“儀表及過程控制”、“計算機控制”等控制類課程的教學內容的一些方法和措施。
一、教學內容、方法及形式改革
1.教學設計
近年來，不斷更新觀念，壓縮精簡陳舊過時的教學內容，加強現論及現代方法的內容，很好地解決先修課程和后續課程的銜接問題，避免內容的重復，進一步優化課程體系。建立一套適應性強的包括理論講授、計算機輔助設計、實踐教學和強化訓練等方面在內的全方位教學新體系。
2.教學方法
將課堂教學、實驗教學、課程研討、網絡教學等有機地結合起來，并充分利用多媒體教學手段提高教學效率、創造視覺的新感受、激發學生的學習興趣和熱情。內容取材時，不僅體現控制理論課程內知識點之間的內在聯系，還體現課程群之間的相互關系。
3.教學手段
在教學組織過程中，積極采用現代信息技術改進傳統的教學手段，在多媒體教學、網絡課程等方面努力探索。統一制作“自動化概論”、“自動控制理論”、“現代控制理論”、“運動控制理論”、“過程控制理論”、“計算機控制”電子教案和cai課件，并將授課課件在課程網頁上，可供學生課余預習、瀏覽、復習等。另外，教學大綱、授課計劃、實驗指導書、學習指導以及教材和參考文獻均可通過網絡方便查閱。在課程開始即公布授課教師的信箱和電話號碼等聯系方式，密切授課教師與同學之間的聯系，使學生有問題可及時獲得老師的輔導答疑，也可通過網上答疑相互交流，打破班級與時間的束縛，在平行班級中實行聽課和答疑共享。
4.教學改革與教學研究
精簡教材和教學內容，教學組定期進行集體備課，加大對該課程與前后各門課程之間的銜接研究，避免內容上的重復，使其與其他相關課程融合為一個有機的整體。建設可用于大多數工科專業的“控制理論”平臺課程。不斷改進和完善本課程的新體系結構，充分體現其基礎性、應用性、前沿性和系統性；配合新的教材和課程體系，研究并建立配套的新實驗體系，強化自主性、設計性、綜合性和創新性；以matlab軟件為基礎，構造開放式小車倒立擺綜合實驗平臺，將分析、設計、仿真、虛擬實驗、模擬實驗融為一體；開發先進的多媒體課件，將matlab平臺和虛擬實驗融入到教學過程中，使教學更為直觀生動，更具趣味性和吸引力；完善了課程網站，完成了課程輔助教材的修改和編寫，各類題庫建設、網絡統計功能、遠程教學管理系統、虛擬實驗內容的擴展及網絡版的開發等；使其真正成為學生自主學習、師生互動、雙向交流的園地；教考分離，采用試題庫出題，統一考試，流水閱卷，考后進行詳細的試卷分析。
二、實踐教學改革
實踐性教學環節是學生能力培養中的重要環節。工科學生除要掌握一定的工程技術知識外，還要有較強的實際動手能力。
1.改革實驗課教學，建立體化實驗教學體系
實驗教學是“控制理論”課程的重要組成部分。通過實驗不僅能夠培養學生分析問題和解決問題的能力，驗證所學理論，而且對所學內容能夠提出一些新的見解。為了適應教學改革的需要，在實驗室建設方面的指導思想是：將傳統的模擬實驗與matlab環境下的仿真實驗相結合，將基礎理論驗證類實驗與自主型、綜合型、設計型實驗相結合，將基本實驗與創新實驗相結合，建立一個立體化的實驗教學體系，從而滿足不同階段實踐教學的需要，為激發學生的創新意識提供硬件平臺。
由于實驗課內容和形式的多元化，大大激發了學生做實驗的主動性、積極性和創新性，學生可以通過預約或上網自主地開展多項實驗，進行理論驗證、性能分析和綜合設計，對提高學生的實踐能力和本課程的學習都將起到良好的作用。
課程組織形式與教師指導方法，對于教學大綱規定的必做實驗，由任課教師和實驗教師共同指導完成；對于設計性、綜合性、創新性實驗，學生自己利用課余時間完成，可以預約指導教師給予宏觀上的指導。
2.積極開展大學生科研實訓活動、參與教師科研項目
引導學生積極參加大學生科研實訓項目，吸引有興趣的學生參與教師的科研活動，培養學生嚴謹的科學態度、創新意識、創業和團隊合作精神，提高學生初步的科學研究能力以及工程實踐能力，培養學生獲取知識及撰寫論文的能力。
三、控制理論專題授課方案
根據“自動控制理論”、“現代控制理論”、“運動控制理論”、“儀表及過程控制”課程大綱的要求，在適當時候，以某一專題講座的方式授課。將各種教材進行比較、處理、揉合，組織成各個專題，以高質量、高水平、高效率來達到最佳教學效果。由于專題授課具有綜合性、整體性和探討性，使其信息量得以加大，知識在綜合和分析中得到延伸，既提升授課內容，使之濃縮為精華，又吸引了學生的注意力和參與興趣。
四、應用現代教育技術
開發研制了計算機輔助教學課件。教學課件以教材為藍本，包含簡明、清晰的授課講義、重點、難點、例題演示、控制系統計算機仿真和控制系統分析計算等內容，既有課本內容的直接再現，又增加很多有助于講解理論和計算方法的表現手段。課件以計算機為載體，既可用于課堂教學，又可通過上網，供學生進行自學和課后復習使用?？刂评碚摰姆治龇椒ㄓ泻芏鄨D解法，如頻域分析、根軌跡法、狀態空間法等。利用計算機強大的計算能力仿真能力和豐富的色彩，可輕而易舉地準確繪制出清晰美觀的畫面。采用動畫技術后，圖形的來龍去脈可用動態演示。計算機的圖形演示與教師的講授相結合，使教學內容形象化、具體化和生動化，增進學生的理解，提高學生的學習興趣。
計算機仿真技術在實驗教學中的應用為實驗教學帶來極大的方便。仿真實驗具有建模方法簡單、參數調整方便、結果可視性好等優點，克服常規實驗內容單調、缺乏變化、元器件制約參數調整以及實驗設備數量有限等不足。在教學中適當介紹并應用matlab軟件，并設計出計算機輔助實驗教學軟件包，提供一個方便易用的圖形用戶界面，將matlab控制工具箱的相關功能集成一體。
網絡教學平臺開發。網絡教學能真正體現學生的主體作用。在網絡中，學生可以利用網絡的交互性、檢索性等特點來選擇自己需要的內容進行獨立學習。學生可以在任何時間進行自主學習，并且與教師在網上交流，探討問題，在教學中發揮積極作用。
五、建立科學、有效的教學信息回饋
堅持洛陽理工學院本科畢業班所有學生中，實施“‘控制理論’相關課程的學習調查”制度。不定期進行相關問卷，包含這門課程是否易學、學習難點、學習方法、是否能學以致用等幾個方面的內容，充分了解學生學習這門課的基本情況，為課程改革提供必要的依據，收到良好的效果。
六、結束語
在新世紀中，控制類學科將具有更加光明的前景，控制類研究內容將具有挑戰性，研究的范圍將更加廣闊，電氣自動化專業控制類課程的內容將不斷地發展和更新，電氣自動化專業控制類課程設置及教學內容改革研究也將進一步進行下去。
摘要 高等職業教育，是我國現代化教育的重要組成部分，是工業化和生產社會化、現代化的重要支柱。本文從專業教學改革的背景和人才需求兩方面，闡述了“電氣自動化”專業改革的基本設想和基本設想。
關鍵詞 電氣自動化 教學改革與實踐 項目化教學
一、本專業教學改革的背景及人才需求預測
1.本專業教學改革的社會背景、行業背景
隨著科學技術的迅猛發展，我國的高職教育得到了長足的發展，高職教育是一種以就業為導向的教育，其職業方向性的特點決定了它必須適應社會的就業需求，服務于特定職業崗位或技術領域，培養生產現場的高技能應用性人才 , 對于職業學校來說，其核心工作在于人才培養，而人才培養的核心在于課程建設。發展職業教育，就必須高度重視課程建設。現行的高等職業教育還處于摸索階段，既具有高等教育的模式，又具有職業教育的特點，文化課、基礎課、專業課及實踐訓練不夠協調，專業劃分過細，專業面較窄，缺少“雙師型”教師，實驗、實訓不夠重視，造成學生職業能力較低，難以立即適應崗位需求；課程設置不夠合理，新科技的運用存在局限性，高等職業教育想要造就一大批適應新時代的高等技術應用型人才，只有通過改革才能滿足社會科技進步及生產技術的更新換代；才能更新觀念，提高教學質量；才能全面推進素質教育，提高高等技術應用型人才的素質；才能適應社會的發展。
2.電氣自動化技術專業應用型人才需求
隨著我國綜合國力的不斷提高，制造行業越來越顯現出其重要性。近年來，許多大型跨國公司、企業集團紛紛在我國建立生產基地，新興技術新型裝備得到廣泛的應用，自動化程度越來越高，掌握電氣自動化技術的高等技術應用型人才已成為當前市場需求的最為緊缺人才之一，從近年來就業市場調查表明，電氣自動化技術專業應用型人才需求量很大，有著越來越供不應求的趨勢。我院應該順應時展及形勢需要，培養和造就一批高質量、高素質的電氣自動化技術專業的高等技術應用型人才，為社會主義經濟建設服務，為高等職業教育樹立模范。
二、本專業教學改革的基本思路和設想
1.可分為基礎學習和主體學習兩個階段
電氣自動化專業教學應該分為基礎教學、專業教學、專長教學與專業實習四個層面；基礎學習和主體學習兩個階段。在整個三年教學時間內，專業技能實踐培訓模塊不斷線。首先是基礎學習階段。基礎學習階段為第一、二兩個學期，學生除進行公共課學習之外，主要學習專業基礎理論課程（電工電子、機械制圖、計算機應用和專業英語等）。同時伴有相應的基礎實驗教學和專業基本技能實訓模塊教學（金工技術、電子電路裝配與調試、電氣安裝）。其次是主體學習階段。
主體學習階段分4個學期，完成專業學習、專長學習與專業實習。其中，在主體學習階段中有兩個實習期，第一個實習期在第三學期的相關專業課和實訓課中安排學生到企業和校內實訓基地實習，其目的是使學生對職業有進一步的了解，獲得一定的職業經驗，并使其學到的專業基礎理論得到應用和拓展。第二個實習期為最后一學期，學生在完成畢業考試后，主要進行企業實習工作。 本專業的教學要與企業的實際生產過程相一致，職業技能訓練要適應行業企業勞動組織和技術發展需要，努力提高學生的職業素質和專業技能水平。我院高職高專自動化專業學生的實習（實訓）時間基本上能達到1年——1.5年，通過嚴格的訓練和考核，使學生畢業時能夠達到技術和管理人員需要掌握的基本訓練要求和高級技術工人上崗前應有的崗位規范要求，掌握直接從事本專業領域所必需的專業技術知識和操作技能。
2.積極改進教學方法，大力提高教育技術手段
要把提高學生的職業能力放在突出的位置，積極探索、總結和推行有利于全面提高學生素質和綜合職業能力的教學組織形式，如推廣以行為為導向的“項目化教學”。 “項目化教學”最顯著的特點是“以項目為主線、教師為主導、學生為主體”，改變了以往“教師講，學生聽”被動的教學模式，創造了學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式。此外還要大力提高教育技術手段的現代化水平和信息化程度，積極采用現代教育技術的方法和手段，開發和使用符合教學需要的現代化教學媒體，提高教學質量和教學效果 。
3.加強師資建設，加強實驗室、實訓基地建設
加快建設具有合格教師資格和專業技術能力的“雙師型”教師隊伍，確定定點（企事業單位）培訓基地，實施專業教師定期輪訓制度，有計劃地安排教師到企事業單位進行頂崗工作或實習鍛煉，提高教師的專業技能和實踐能力。此外要加強實驗室、實訓基地建設，可建設遠程實驗室，使學生可以通過訪問網站的方式進行遠程實驗， 從而可以有效的解決實驗室緊缺問題，確保學生畢業能夠達到專業培養目標規定的技能考核要求，從學生、教師和企業三個維度更深層的開展教學，從深層次思考課程的關鍵環節、主要瓶頸等，期待課程教學改革能有新的突破。
論文關鍵詞：教學改革 行動導向教學法 應用型人才
論文摘要：社會對電氣自動化專業人才的要求越來越高，為適應時代的發展，除了加強學生掌握本專業理論知識外，還需培養學生的實際應用能力。結合筆者的教學實踐和探索，淺議教學方法和手段改革。
隨著信息化社會的到來及其不斷地向縱深發展，社會對電氣自動化專業人才需求的加大，同時對能力要求越來越高，為適應社會的需求，除了加強學生掌握本專業理論知識外，還需培養學生的實際應用能力。為此，我們電氣自動化教研室在教學方法、教學手段、措施等方面加以改革，以提高學生的綜合能力、加強素質教育為主線，結合課程自身的特點和技術發展趨勢，并取得了階段性的進展。
1 教學方法和手段的改革方案
教學方法與手段要服從于教學內容，要著眼于人才培養。對不同類型的課程，，應該設計不同的教學模式與教學方法。以講授為主的課程在教室上課比較適宜。而對于一些應用性、綜合性的課程，精講多練、項目驅動的教學方法受到普遍推崇。在學校積極推進教學改革的大環境下，我們合理地調動多種資源，充分利用網絡教學平臺的不同功能，體現了教師的主導作用，并激發了學生的學習主動性，教學效果明顯提高。但教學環境的改善并不等于教學質量的提高，由于過分依賴于電子教案，教師的講課方法單調，反而失去了原有的講課風采，效果不佳。所以，對每一種教學手段都要揚長避短。不要簡單地否定一種教學手段，即使是黑板加粉筆，也有它適用的場合。合理地搭配不同教學手段，可以各取所長，相得益彰。本教研室實施如下改革方案。
1）在教學觀念上，由“授人以魚”轉到“授人以漁“。即以知識傳遞、灌輸為主轉到在傳授知識的同時，注意發展學生的能力，加強學習方法與研究方法的指導，培養學生的自學能力以及實踐動手能力。
2）課堂中，“教法”與“學法”相結合。由“重教輕學”轉換為以教師為主導學生為主體的授課方式；充分體現學生在教學過程中的主體作用，調動學生學習的積極性。
3）間接傳授與直接面授相結合。隨著現代教育技術的發展，由班級教學轉向小組教學、個別教學與班級教學相結合，由直接面授轉向遠距離的間接傳授與直接面授相結合。
4）向自主性、合作性及研究性、創新性發展?，F代高職教學方法改革是在逐步向以高層次教學方法為主、幾個層次的教學方法有機組合的方向發展。
5）重視教學方法整體改革。研究證明，多種教學形式的結合可能是促使學生投身學習的有效方法。顯然，現代各種教學方法的改革都是以研究和挖掘學生的學習潛能，最大限度地發揮及發展學生的聰明才智為目標，把提高學生素質放到首位，有效的培養學生的自學能力、思維能力、實踐能力和創造能力。
2 教學改革中的做法
2.1 研究教學對象，因材施教
現在的高職院校學生科學文化水平及素養方面參差不齊，按照傳統的教學方法已不適應現在高職教學的需要。部分的工科學生對理論性的知識比較厭學，而對實踐環節比較感興趣，所以我們針對這樣的特點對教學大綱進行重新整合，使得我們的教學既迎合了學生的口味，也將專業知識傳授給學生。
2.2 明確目的，激發興趣
興趣是學習的動力，因此在學習之初就必須激發學生的學習興趣，讓學生明白所學知識的重要性。從而消除厭學畏難的心理。理論聯系實際，在講到電動機正反轉控制的時候，聯系實際生活中的例子如：工地的升降機，生活中的電梯，企業生產流水線的控制電路等。讓學生明白學之有用的道理，而不是單純的講抽象的原理。這樣學生就會自發的學習，上課也能增強注意力，最終達到教與學的總體效果的共同提高。
2.3 注重演示教學，培養思維能力
在教學中注重演示教學手段，既有利于將抽象理論知識轉化為具體現象，深化學生的感性認識，也有利于學生進一步提高操作技能，這樣也培養了學生的思維能力和分析問題的能力。比如說在講解《電路基礎》疊加定理這一知識點的時候利用演示實驗教學，讓學生從實驗數據中得出結論，再和理論推導相比較，增強教學效果。這樣一來，學生對知識的掌握就比較牢固，應用也較靈活。
2.4 總結歸納，列表比較分析，深入淺出，加強記憶
教學過程中，碰到難點重點，如何讓學生學得透記得牢？教師應該由淺入深，深入淺出的循環漸進的教學手段，來避免學生因難以理解而不能很好掌握一些重點知識。在每一章的結束時，將重要知識點以列表形式表達出來，這樣學生會把整章的知識聯系起來，既印象深刻又不會混淆，對重點難點也容易掌握。
2.5 學習教學藝術，運用“行動導向教學法”提高教學效果
為充分培養學生分析和解決問題的能力，教師在備課時除了要將重難點突出，還要運用一些有效的教學輔助手段，以達到既吸引學生注意力又培養學生解決問題的思維能力。例如，我們教研室的老師參加廣東省的“行動導向教學法”送教上門的培訓，再經過我們自己的探討與分享，將引導文法、案例教學法、項目教學法等多種教學方法運用到我們自己的課堂。
2.6 充分利用學院多媒體資源、實驗室資源
當前隨著多媒體和網絡技術的不斷發展，各種現代化教學手段不斷完善，教師應該不斷創新，嘗試制作各種教學軟件，把一些抽象的理論知識轉化成學生易于接受的具體現象，提高學生學習的興趣。同時，要充分利用我們電氣自動化專業課程配套的實驗室和實訓室，結合著教學目標，修訂教學大綱，盡可能的加大實踐環節，通過實踐環節加深對理論知識的掌握。
3 結束語
電氣自動化技術專業教學改革，是一項艱巨而又持久的任務，需要結合著學院和學生的實情靈活運作。在教學中要有針對性地進行改革，加強實踐教學培養，注重對學生動手能力的培養，真正培養出具備一定專業理論知識、扎實的動手能力的高素質應用型人才。
