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电气工程及其自动化应用

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电气工程及其自动化应用

电气工程及其自动化应用范文第1篇

【关键词】电气工程;自动化;应用;设计

电气工程是现代科技领域核心学科之一,传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。21世纪的电气工程概念已经远远超出这一范畴,如今电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。电气工程的发展程度直接体现了国家的科技进步水平,因此,电气工程的教育和科研在发达国家大学中始终占据重要地位。

一、电气工程及其自动化应用

与电气工程及其自动化相关的产业主要有电力工业、电气装备制造业以及几乎所有使用电力的行业,电气技术的发展与应用也主要集中在这些行业。但随着科技的发展,电气工程及其自动化的应用越来越广泛。

(一)可再生能源技术

1995年全球可再生能源仅占一次能源的18%,预测到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世纪,光伏技术、风电技术、生物质发电技术等得到了快速发展。下面着重介绍人类的未来能源――氢能。科学家们一直致力于研究把氢能作为人类未来的能源,氢能有其他能源无与伦比的优势:

1.清洁。其反应后的生成物为水和氮化氢,对环境没有污染。

2.储量丰富。地球上的海水所含的氢用来发电就够人类用数亿年。

3.热值高。单位重量的发热量叫热值,氢的热值是汽油的3倍,煤炭的4倍。现在世界上很多国家正在斥巨资研究这一能源,但目前还处在实验室阶段,距工业应用还有一段距离。

(二)输电信技术

超导技术在电气工程中的广泛应用已成为发展趋势。

1.超导储能系统。将电能转换为电磁能,利用超导线圈储存起来。超导储能系统是除电池储能系统之外的又一储能系统,其使用将提高电网的安全性。

2.超导故障限流器。利用超导体超导与正常状态的转变特性,快速限制电力系统故障短路电流,保障电网安全。

3.超导大容量电缆。可大大降低输电过程中的电耗,提高能源效率。

灵活交流输电技术(FACTS)。用大功率电子器实现对电力系统电压、参数、功率、相位角等的实时调节控制,以实现电力系统的安全稳定性和输电过程中的能耗。

(三)高速磁悬浮列车

磁悬浮技术实现了列车脱离地面、不带燃料的“飞行”,德、日两国在这方面的技术领先,最高时速已达到每小时550公里。高速磁悬浮列车是综合运用磁悬浮、低温超导、计算机控制与信息技术等高新技术的成果。

(四)建筑

智能化建筑的发展必然离不开电气自动化。随着我国国民经济的飞速发展以及数字电子化科技发展,高档智能化建筑无疑已经成为当今建筑界的主要发展方向。自然达到合理利用设备,在资源方面,人力的节省就有了建筑设备的自动化控制系统。智能化建筑内有大量的电子设备与布线系统。这些电子设备及布线系统一般都属耐压等级低,防干扰要求高,是最怕受到雷击的部分。智能建筑多属于一级负荷,应该设计为一级防雷建筑物,组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。

(五)净化空调设备

净化空调系统控制自动监控装置,可以设计成单个系统的测量、控制系统,也可以设计成以数字计算机控制管理的系统。在温度控制方面,净化空调系统采用DDC控制。装设在回风管的温度传感器所检测的温度送往DX一9100,与设定点比较,用比例加积分、微分运算进行控制,输出相应电压信号,控制加热电动调节阀或冷水电动调节阀的动作,控制回风温度应保持在18~16度之间,从而使得洁净室温度符合GMP要求。在湿度控制方面,装设在同风管内的湿度传感器所检测的湿度,送往控制器与设定湿度比较,用比例加积分运算控制,输出电JK信号,控制蒸汽电动调节阀的动作,控制回风湿度应该保持在45%~65%之间,这样洁净室湿度方能满足GMP要求。

二、电气自动化控制系统设计的一般原则和设计思想

(一)设计原则

1.最大限度满足生产机械和工艺对电气控制的要求。生产机械和工艺对电气控制系统的要求是电气设计的依据,这些要求常常以工作循环图、执行原件动作节拍表、检测元件状态表等形式提供,对于有调速要求的场合,还应给出调速技术指标。其他如启动,转向、制动、照明、保护等要求,应根据生产需要充分考虑。

2.在满足控制要求的前提下,设计方案应力求简单,经济。

3.妥善处理机械与电气的关系。很多生产机械是采用机电结合控制方式来实现控制要求的,要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用维护方便等方面协调处理好二者的关系。

4.正确合理地选用电器元件。

5.确保使用安全、可靠;

6.制造美观、使用维护方便。

(二)设计思想

1.集中监控方式。

集中监控方式不但运行维护方便,控制站的防护要求也不高,而且系统设计也很容易。但由于这种方式是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,所以处理器的任务相当繁重,处理速度也会受到一定的影响。由于电气设备全部进入监控,致使主机冗余的下降、电缆数量增加,投资加大,长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时,隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线,由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位,这也会造成设备无法操作。这种接线的二次接线比较复杂,查线也不方便,而大大增加了维护量,还存在在查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

2.远程监控方式。

远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高和组态灵活等优点。但由于各种现场总线的通讯速度不是很高,使得电厂电气部分通讯量相对又比较大,所以这种方式大都用于小系统监控,而在全厂的电气自动化系统的构建中却不适用。

3.现场总线监控方式。

目前,对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中,而且已经拥有了丰富的运行经验,智能化电气设备也有了较快的发展,这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了坚实的基础。现场总线监控方式使系统设计更加具有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样就可根据间隔的情况进行设计。这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外,还可以减少大量的隔离设备、端子柜、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接,节省了大量控制电缆,节约了很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。此外,各装置的功能相对独立,组态灵活,使整个系统具有可靠性而不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。

参考文献:

[1]王大治.电气工程及其自动化的应用[J].科技情报开发与经济,2008.(04).

电气工程及其自动化应用范文第2篇

【关键词】电气工程;自动化技术;设计;应用

一、电气工程及其自动化技术的含义及设计

1、电气工程以及电气自动化的含义。电气工程及其自动化是以电磁感应定律、基尔霍夫电路定律等电工理论为基础,研究电能的产生、传输、使用及其过程中涉及的技术和科学问题。电气工程中的自动化涉及电力电子技术,计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术,机电一体化技术等诸多领域,其主要特点是强弱电结合,机电结合,软硬件结合。电气工程及其自动化技术主要以控制理论、电力网理论为基础,以电力电子技术、计算机技术则为其主要技术手段,同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理与决策等研究领域。控制理论是关于各种系统的一般性控制规律的科学。它研究如何通过信号反馈来修正动态系统的行为和性能,以达到预期的控制目的。控制理论是在现代数学、自动控制技术、通讯技术、电子计算机、神经生理学诸学科基础上相互渗透,由维纳等科学家的精炼和提纯而形成的边缘科学。它主要研究信息的传递、加工、控制的一般规律,并将其理论用于人类活动的各个方面。将控制理论和电力网理论相结合,应用于电气工程中,有利于提高社会生产率和工作效率,节约能源和原材料消耗。

2、电气工程及其自动化技术的设计。在实际的电气工程及其自动化技术的设计中,应该从硬件和软件两个方面来进行考虑,通常情况下,都是先进行硬件的设计,根据实际的工业控制需要,针对性的选择电子元器件,首先应该设置一个中央服务器,并采用先进的计算机作为系统的核心,然后选择的辅助设备,如传感器、控制器等,通过线路的连接,组建成一个完整的系统。在实际的设计时,除了要遵循理论上的可行外,还应该注意现实中的可行性。由于生产线是已经存在的,自动化控制系统的设计,必须在不改变生产型的基础上进行,对硬件设备的安装有很高的要求,如果设备的体积较大,就可能影响正常的加工,要想使设计的控制系统能够稳定的工作,设计人员必须进行实地的考察,然后结合实际的情况,对设备的型号进行确定。在硬件设计完成之后,还要进行软件系统的设计,目前市面上有很多通用的自动化控制系统软件,但是为了最大程度的提高自动化水平,企业通常都会选择一些软件公司,根据硬件安装和企业生产的情况等,进行针对性的软件设计。

二、电气自动化在电气工程中的应用

1、电气工程及其自动化技术的应用理论。电气工程及其自动化技术是随着工业的发展,而逐渐形成的一门学科,现在的很多高校中,都开设了相关的课程,从某种意义上来说,电气工程及其自动化技术,是为了满足实际生产的需要,在传统的工业生产中,采用的主要是人工的方式,虽然机械设备出现后,人们可以操控机器来进行生产,极大的提高了生产的效率。但是经济的发展速度更快,对产品的需求量越来越大,在这种背景下,仅仅依靠操作机器的生产方式,已经无法满足市场的需要,必须进一步提高生产的效率,为了达到这个目的,很多企业都实行了二十四小时生产,通过实际的调查发现,采用这样的生产方式,机器可以不停的运转,操作人员却需要足够的时间休息,因此必须增加企业的员工,这样就提高了生产的成本,在市场竞争越来越激烈的今天,企业要想获得更多的效益,必须对生产的成本进行控制,于是有人提出了让机器自行运转的概念,这就是自动化技术。 强化电气工程及其自动化的应用措施。(1)强化数据传输接口建设。在应用电气工程自动化系统的时候,数据传输功能发挥着至关重要的作用,一定要进行高度的重视。只有提高系统数据传输的稳定性、快捷性、高效性与安全性,才可以保证系统运行的有效性。在进行数据传输强化的时候,一定要重视数据传输接口的建设,这样才可以保证数据传输的高效、安全。在建设数据传输接口的时候,一定要重视其标准化,利用现代技术处理程序接口问题,并且在实际操作中进行程序接口的完美对接,降低数据传输的时间与费用,提高数据传输的高效性与安全性,实现电气工程自动化的全面落实。(2)强化技术创新,建立统一系统平台,节约成本。电气工程自动化是一项比较综合化的技术,要想实现其快速发展,就一定要加强对技术的投入,突破技术瓶颈,确保电气工程自动化的有效实现。所以,在进行建设与发展电气工程自动化的时候,一定要加强系统平台的建设,结合不同终端用户的需求,对自身运行特点展开详细的分析与研究,在统一系统平台中展开操作,满足不同终端用户的实际需求。由此可以看出,建立统一系统平台,是建设与发展电气工程自动化的首要条件,也是必要需求。(3)加强通用型网络结构应用的研究。在电气工程自动化建设与发展过程中,通用型网络结构发挥着举足轻重的作用,占据了十分重要的地位,可以有效加强生产过程的管理与技术监控,并且对设备进行一定的控制,在统一系统平台中,可以有效提高工作效率,保证工作可以更加快捷的完成,同时增强工作安全性。除此之外,通用型网络结构也可以加强和各控制中心与管理系统的配合,实现网络资源的优化配置,这样就可以促进信息的有效传递,真正发挥网络应有的作用,达成了网络结构互通性。由此可以看出,加强对通用型网络结构应用的探索是一件非常有意义的事情,一定要加大财力、物力、人力的投入,同时对相关技术进行深入的分析与研究,强化对网络结构的分析与研究,尽可能创建一种更加理想的网络结构,促进电气工程自动化系统的高效运行。 三、电气工程自动化热点技术的运用

1、管控一体化技术。从理论上来说,在电气工程中,管控一体化主要指的是电气工程中不同的通讯环节,利用自动化技术的应用,将相关信息数据的集成性以及整个性进行充分的发挥,在对信息系统以及集成控制系统中彼此融合的过程中,把处于正常应用状态下的电气工程所应用的信息控制网络能够用一种集成的综合方式完整表现出来。 状态检修技术。从应用的角度来说,对于电力工程中的状态监测技术,我们可以将其定位是:利用设备资产管理系统在电气工程中的应用方式,将其在故障诊断、状态监视方向的综合功能重点发挥,并提供状态检修设备在正常运行时的状态信息和数据,并有机结合该部分数据有效预测电气工程对应设备的实际运行状态、潜在的安全隐患或故障因素。根据这种方式,还可以实现由传统的故障检修模式向状态检修新模式的转变。从电气工程的实践应用角度讲,状态检修技术在电气工程实践工作过程中的科学应用,不仅可以有效提高其对应的电气设备的安全性、稳定性,而且有效克服了传统的定期故障检修模式存在的遗漏性问题和缺陷,为电力系统的安全运行提供了有力的保障。 结束语

现阶段,在电气工程自动化建设与发展过程中,还存在着一些不足,需要进行深入的研究,采取有效的改进对策,提高自动化水平,实现电气工程自动化的高效运用,促进社会工业的可持续发展。

参考文献:

电气工程及其自动化应用范文第3篇

[关键词]电气工程自动化智能化技术应用

中图分类号:D622 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)25-0014-01

引言

电气工程及其自动化技术与生活是息息相关的,已经渗透到我们生活的方方面面,我们平时用的开关,插排等都是电气工程及其自动化在生活中的具体的体现。随着科学发展和技术进步,电力行业的自动化水平越来越高,电气工程自动化控制对智能化技术的需求越来越明显。当前,智能化技术的发展愈发成熟,已经在计算机、精密传感器、定位等多领域得到应用。

1.电气以及智能化技术概述

1.1 电气工程及其自动化概述

电气工程及其自动化是一门综合性的学科,涵盖了自动控制、计算机、电机与电气、电子技术等多方面内容,强弱电结合、机电结合、软硬件结合是其最大特色。电气工程主要涉及电能生产、控制、转换、利用等方面的研究,在能源需求量日益增长的现代,电气工程的应用无处不在,从国家电网到家里的配电都需要电气相关的知识,各行各业都少不了电气人才。近年来我国的电力系统规模不断扩大,电力行业不断发展,自动化技术也在不断革新,但是传统的电气工程及其自动化存在产品开发周期长、自动控制系统不灵活、整体效率低等问题。

1.2 智能化技术的概述

1.2.1 智能化技术的理论基础

智能化技术最开始是运用在拥有人工智能的机器人中,根本目的是通过机器人代替人们完成一些危险系数和难度系数较高的工作。随着科技发展,智能化技术也得到了更为良好的研究和开发。究其本质而言,电气工程及其自动化的智能化技术原理是在计算机编程的过程中参考人类大脑对信息的处理方式,进而对信息进行收集,并将信息作分析处理,最后将内容反馈到计算中。经过多年事实证明,智能化技术在电气工程及其自动化领域有着显著的效果。不仅提高了工作效率,减少了工程成本,还使工作人员的强度降低。此外,也节省了人力资源,使工程质量得到提高,确保了工作人员的生命安全得到技术保障。

1.2.2 智能化技术的特点

①高精度、高效率。精度和效率是电气工程自动化控制中最重要的两项指标。智能化技术使用高速CPU芯片、多个CPU控制系统和RISC芯片,这提高了电气工程的控制精度和工作效率。②多系统控制。智能化技术的主要作用是技术较少工序和提高效率,智能化技术在电气工程自动化控制中的应用正向着对系统控制的方向发展。③可见的科学计算。智能化技术电气工程自动化控制中的应用能够及时、有效地处理和解释数据,信息的交流不但通过文字和语言,还可通过图像、图形和动画来实现。

2.电气工程及其自动化中智能化技术的具体应用

2.1 故障诊断

将电气工程及其自动化系统投入运用到工作中之后难免会出现一些设备上的故障问题,而其中影响因素是多方面的。重要的原因就是工作人员不能及时发现设备中出现的问题。故而,将智能化技术应用到电气工程及其自动化系统中可以充分利用智能化技术的特点,进而诊断设备中常出现的故障,最终实现故障预防的工作。通常来说,智能化故障诊断技术是一旦变压器出现漏油情况,工作人员可利用计算对其分解的气体进行分析、明确变压器出现故障的位置和范围。最后,维修人员便可根据计算机反馈的位置和范围信息进行检修。

2.2 智能控制

电气工程及其自动化系统工作时往往会面临高空作业或者深水作业的情况,一般具有一定难度和危险。针对这种情况,智能化技术的智能控制就有着巨大的优势。例如,通过智能化人工智能技术,可以让机器人代替作业人员进行作业;通过控制人员对电气工程及其自动化系统进行无人或者远程控制,使智能操作可以变得更高效和自主,从而开拓智能化控制的应用空间。

2.3 优化设计

电气工程及其自动化系统的设计程序极为复杂,关系到众多物理性的理论,比如电路、电机、电磁场、变压器。这就对设计人员理论知识提出了更高的要求和挑战。在传统的工艺设计中,大多采用的是手工的方式进行设计。这样不仅导致设计方案的达标率低,返修机率和难度也偏高。而且一旦出现问题之后,极易造成成人、物、财三方面的巨大损失。但是,随着人工智能技术的开发与应用,设备方案的设计就可以利用计算机软件进行设计。其中运用最多的就是CAD图形设计软件。通过CAD软件许多人脑无法实现的设计程序或者图形都可以在计算机软件中得以实现,使设计方案的实用性和质量都有了质的飞跃,而且设计时间也大为减少,对优化设计有着非常重要的促进作用。

3.电气工程自动化技术的发展热点及其趋势分析

3.1 电力一次设备的在线检测

对汽轮机、发电机、开关、断路器、变压器等电力一次设备的重要运行参数实行不间断的实时监测,不但能够监视设备在线运行状态,还可以分析相关重要参数的变化趋势,判断是否存在发生故障的可能性,进而延长设备的保养周期,提高其利用率,也为该电力设备从定期检修向状态检修过渡提供了充足的保障。

3.2 光电式电力互感器

按照一定的比例关系把输电线上的大电流数值和高电压降低到标准值是电力互感器的重要作用。但其缺点也不容忽视,即:电压等级越高,绝缘难度越大,且设备的质量和体积也越大;互感器输出的信号不能与微机化计量及保护设备直接接口;其信号的动态范围较小,电流互感器达到饱和状态甚至引起信号畸变的几率越大。与此同时,新研制的光电式电力互感器也存在不少技术难题,其输出的信号有限,电磁绝缘、兼容、耐环境程度以及电子电路的供电电源等是其面临的主要技术难题,也是光电式电力互感器的未来主攻方向。

3.3 单片机、集成电路及工业控制计算机的发展

以MCS-51为代表白8位机虽然仍占主导地位,但功能简单,指令集短小,可靠性高,保密性高,适于大批量生产的PIC系列单片机及CMS97C系列单片机等正在推广,而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外,单片机的开发手段也更加丰富,除用汇编语言外,更多地是采用模块化的C语言、PL/M语言。在集成电路方面,需要重点说明的是集成模拟乘法器和集成锁相环路及集成时基电路在自动控制系统中运用很广。在电机控制方面,还有专用于产生PWM控制信号的HEF4752、TL494、SLE4520和MA818等应用也相当广泛。

4.结束语

智能化技术因其不可多得的优势逐渐在各行各业中广泛运用。电气工程及其自动化中通过智能化技术的具体应用,实现了故障诊断、智能控制和优化设计,对电力行业的工作效率和经济效益有着极大地提高。随着技术的开发,智能化技术在电气工程及其自动化领域的应用还将将走向高速度、高精度和高效率,功能将更人性化,体系结构也将集成化、网络化和模板化。

参考文献

电气工程及其自动化应用范文第4篇

【关键词】电气工程;自动化;工程设计;原则;应用

目前,随着我国社会经济的快速发展,信息科技水平取得了极其大的提高,然而相比于西方比较发达的国家,因为我国有着相对比较短的发展时间,所以在很多的领域当中,有着非常落后的技术水平,所以,在最近几年中我国对相关的领域加大了投入,特别是电气工程等各个行业,按照目前真实的发展状况,比较有针对性的出台了很多优惠方面的政策,积极鼓励并扶持我国相关企业的稳定发展。

1.电气工程及其自动化进行设计的基本原则

1.1对电气工程的自动化设计进行优化

在安装电气工程的自动化过程中,合理科学的进行设计是非常重要的,需要对电气工程的自动化进行设计方面的优化。首先,应该保证电气相关设备可以很好的适应工程的实际需要,来有效满足各项电力方面的负荷,同时有着非常高的可靠性以及稳定性。此外,安装这些电气设备时,应该追求安全。一般来讲,电气工程的自动化属于非常复杂的一项工程,在整个系统当中有着非常多的高科技方面的设备,同时这些设备具有非常特殊的安装方面的要求,这要求安装设备的相关人员在安装电气设备的时候应该充分考虑所有设备应该具有的性能以及安装时所需要的一些条件。比如,防水设置、防雷设置、绝缘设置以及防火设置等。与此同时,还应该安装比较必要的一些保护方面的措施,尽可能有效减少电气工程在运行的过程当中存在的安全隐患。

1.2对设备的运行效率进行提高

电气工程自动化在进行设计的时候,应该有效保证设备的相关运行效率,最大程度上减少设计过程当中存在的电能损耗。应该先保证电气工程自动化方面的设计可以有效维持建筑物在安全进行运行前提之下,尽可能可以减少设计需要消耗的一些成本。另外,安装电气工程自动化的过程当中,应该尽量选择节能效果好、质量高以及负荷比较均衡的一些设备,这些设备能够有效减少设备在运行的实际过程中造成的损害,可以有效提高设备运行的利用效率,从而能够减少设备维修过程中消耗的费用,很大程度上降低成本。

2.电气工程自动化的相关设计

2.1电气工程自动化技术的相关概念

通过这些年的发展,电气工程已经取得了相对比较完善的发展,在电子产品刚开始进行出现的时候,人们将电气和电子产品相关的一些学科,比较统一的称为电气工程,目前已进入信息化比较高的时代,相关电子产品的材料以及加工工艺取得了非常大的进步,在这样的背景之下,电气工程这个概念逐渐取得了非常广泛的应用。经过各种调查能够发现,对电气工程发展进行影响得因素主要有物理科学以及信息技术,物理科学指的主要是集成电路等各种硬件的设备,而信息技术一般指的是互联网技术以及信息技术,从这些能够明显的看出,电气工程大体能够分成软件以及硬件两个主要的方面,在设计的实际过程当中,也需要分为两个部分来实际进行。当前,电气工程的自动化相关技术一般都是在工业的控制系统当中进行运用,利用相关的控制系统以及设备,可以让生产线进行自行的运转,很大程度上进行人为因素的减少,经过调查能够发现目前许多企业都已经运用了自动化方面的技术来进行一定的生产,当前我国的电气工程发展受到了很多方面的限制,所以有着非常低的工业自动化水平。

2.2电气工程自动化技术的相关设计

电气工程自动化技术的实际设计过程中,需要从软件以及硬件两个方面来进行充分的考虑,一般情况之下,应该按照工业控制的实际需要,比较有针对性的进行电子元器件的选择,应该先设置一个中央的服务器,同时还应该运用比较先进的计算机当作系统的核心,之后进行辅助相关设备的选择,比如控制器以及传感器等,经过连接线路,能够组建一个相对非常完整的系统,在实际的设计过程当中,应该严格遵循上面的可行理论,还需要特别注意在现实当中的实际可行性。因为生产线属于已经实际存在的,相关自动化控制方面的系统设计应该严格遵循对生产型不进行改变的基础之上,对安装硬件设备有着非常高的要求,假如设备有着非常大的体积,很可能会影响比较正常的加工,如果想对控制系统设计出可以进行稳定的工作,那相关的设计人员应该对实地进行实际考察,之后有效结合实际的真实情况,确定出设备的型号。设计完硬件之后,应该设计软件系统,当前在市面上,存在许多比较通用的自动化方面控制系统的相关软件,然而为了能够有效提高自动化的水平,企业一般会有效选择一些软件公司,按照企业的实际生产情况以及硬件的安装等,设计针对性比较强的软件。

3.电气工程和自动化方面的技术的实际应用

3.1电气工程和自动化方面的技术在工业控制当中的应用

目前的电气工程和自动化的技术一般都是应用在工业控制这个领域,通过感应器、继电器以及其它的电子元器件,可以有序控制整个的生产过程,人们只需要进行相应软件程序的编写,那么系统就可以根据程序上的相关命令,逐渐去进行执行,进而实现机器自行进行生产的目的。在本质意义上来说,自动化技术属于模拟人的实际操作,在之前传统的工业生产当中,人是主要的一个生产力,加工精度等都会受人员素质方面的影响,并且有着相对比较低的生产效率,随着我国工业水平逐渐的发展,特别是电子产品的逐渐出现,有着越来越高的加工精度,比如目前的晶体管的进行加工的精度现在已经达到了纳米的那个级别,现在已经额U发用肉眼进行加工,靠人来进行操作已经不能完成,应该用机器才能够进行自行的运转。在电气工程自动化技术的实际应用当中,目前还不能做到全部的自动化,这就需要维护人员来有效保证生产线正常的运行,因为技术以及设备方面的不完善等,在生产的实际过程当中,往往会出现很多的问题,比如技术漏洞以及设备的损伤等,导致生产过会层当中会出现一些停顿,这就需要技术人员来进行相关的处理,有效保证设备的正常以及平稳运行。

3.2电气工程有关智能化技术方面的应用

目前,人工智能有着很大差别的种类,那使用的那些控制方法就存在着一定的差异。为了可以更好的实现控制以及开发,能够将遗传算法、模糊逻辑以及神经网络全部都看成是和非线性函数比较相似的内容。一般的函数估算器根本不存在这方面的优势,并且有效控制和熟练把握精确函数以及动态方程的难度比较大,在控制方面存在着非常多的不能确定的因素,比如参数变化以及非线性都应该根据鲁棒性能的下降时间方面的不同,来设计智能化的控制,相关的对象模型能够利用自身方面的适当调整实现性能方面的提升。

4.结束语

目前,电气工程以及它的自动化技术属于现在非常热门的一个话题,由于它能够有效提升生产的效率,所以引起了很大的重视,来尽可能提高工业生产过程的实际效率,我们需要进行专业人才的大量培养。在工业的实际控制当中,我国大部分的企业目前还根本没实现完全的自动化,会对生产的效率造成严重的影响,随着国家足够的重视,应该加强对于企业的扶持力度,一定会明显改善这种现象。

【参考文献】

[1]李俊.浅谈电气工程自动化的设计与应用[J].商品与质量・建筑与发展,2013(10):158-159.

电气工程及其自动化应用范文第5篇

关键词:电气工程;产学研合作;应用型人才

作者简介:叶爱芹(1971-),女,安徽天长人,安徽科技学院机电与车辆工程学院,副教授。(安徽 凤阳 233100)

基金项目:本文系安徽科技学院质量工程研究项目(项目编号:X201048、X201043)、安徽科技学院重点课程建设项目(项目编号:ZDKC0912)的研究成果。

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)30-0099-02

近年来,我国高等教育发展迅速,教育规模已居世界第一。但我国高等教育目前是大而不强,多而不精。而工科专业普遍缺乏实践性和创新性,培养的人才不能完全符合用人单位的需要。鉴于此,国家教育部分别在2008年和2010年遴选了部分高校作为应用型人才培养基地,要求培养实践性和创新性强的工程技术人才,以适应社会与经济发展需要。安徽科技学院(以下简称“我校”)有幸被遴选为应用型示范本科高校,按照学校的办学指导思想,针对安徽省经济快速发展的实际,立足安徽,面向全国,服务于地方经济与社会发展需要,培养在电气工程、机电一体化等领域的企业、科研院所、施工单位等从事科技开发、设计制造、运行管理和经营销售等方面工作的应用型人才。

一、改革课程设置和教学内容,构建应用型人才培养体系

培养方式采用“3+1”校企联合培养,3年校内学习和累计1年的企业学习。其中理论课程及部分实验的学习主要在校内完成,企业学习则以各种实习实训、专业课程设计和毕业设计等为主要形式。课程设置坚持知识不断线的原则,如外语学习与应用不断线、工程设计意识训练不断线、计算机应用不断线等。具体做法如下:

1.企业参与教学计划的制订与课程大纲的修订

电气工程及其自动化专业是一级学科,包括电力系统及其自动化、电力电子与电力传动、电机与电器、绝缘与高电压技术、电工理论与技术等学科方向。为此,提出了“平台 +小模块”的专业基础知识扎实、具备专业可持续发展潜力和特定岗位群技能熟练的专业应用型本科人才培养模式。通过大量的企业调研,了解市场需求,制订符合应用型人才培养的教学计划。通过与企业合作,例如遴选企业冠名班的形式,有针对性地与企业联合培养符合企业需要的人才。为了进一步扩大与行业企业合作的力度,与企业共同开展教学质量评价工作。从专业设置的论证、人才培养目标的定位、人才培养模式的实施、人才培养方案和课程标准、教学大纲的制订、课堂教学的实施、效果的检验及毕业生5年内的跟踪调查等多方面开展合作,行业企业在学校教学质量评价中占不低于30%的权重。另外,将用人企业的调查结果整理分析后,反馈至专业建设委员会。专业建设委员会将对反馈的内容进行相应的改革和调整,如修订人才培养方案、进行课程改革等,最终达到提高教学质量和教学水平的目的。

2.“教、学、做”一体化课程改革

在教学计划与课程大纲修订过程中,对一些实践性强的课程进行了一些改革与探索。打破课程之间的条块分割与各自为政的局面,进行内容整合。以一门课程为主,多门课程协同,在授课过程中采用“教、学、做”一体化模式。以工程实例入手,理论联系实践,围绕工程问题的提出,要求学生查阅相关资料,给出工程解决方案和具体方案的设计、实施、维护等过程,在学习课程知识的同时培养了工程意识。以“面向工程、项目驱动、能力培养、全面发展”的教育理念,进行教学实践体系的教学改革,提升学生的动手能力与创新能力。

3.整合教学资源,重点突出实践环节

在整个教学计划中,主要划分三阶段:专业通识阶段、工学结合专业选修阶段、综合能力提升阶段。第一阶段的主要任务是打牢基础知识,对专业知识要能举一反三、触类旁通。主要在专业基础实验室、学校工程训练中心和校外电气相关企业完成基本的技能锻炼和通识教育,培养专业兴趣。这个阶段需要两年实践。第二阶段的主要任务是把知识变成力量,通过实践提高能力,使学生成为能说会做的复合型人才,这个阶段需要一年。全部实践在专业实验室和学校工程训练中心完成,边理论边实践。第三阶段主要完成理论—实践—理论这样的循环,要求学生以团队形式完成产品的开发到生产的全过程,最后以产品作为毕业考核的依据,学生可以送到对口的企业完成。

二、加强师资队伍建设,强化教学团队建设

目前,高校教师大部分是从学校毕业后直接到高校任教,没有企业经验。主要是从理论到理论的过程。在从教过程中,大部分教师选择进修的方式也仍然是到更高层次的高校以及科研院所深造,这不符合目前应用型人才培养的需求。发展应用型本科教育归根到底靠人才,靠一支思想品德优良、专业理论和实践水平精湛的“双师型”师资队伍。加大师资队伍建设力度已成为应用型本科教育发展的当务之急。一方面,要积极从其他高校和厂矿企业引进高层次高水平的学科带头人;另一方面,也要加强现有师资队伍的培养,采用企业培训、培养和自主学习的方式,通过各种途径转变现有师资队伍的教育思想和教育观念,提升专任教师的教学水平、动手实践能力和创新能力,培养一支真正“双师型”教师队伍。具体做法如下:

第一,专业课教师带队组织学生到相关企事业单位参加培训或生产实习。第二,积极鼓励教师开展科研活动。以学校实验仪器设备和企业的科研平台为基础开展纵向和横向的科研工作,将科研与生产实践相结合。第三,多方面多层次培养学科带头人、专业负责人和中青年骨干教师。对校内学科带头人、专业负责人和中青年骨干教师通过到国内外高校进修、技术交流以及到合作企业挂职锻炼等途径提升专业理论水平和实践技能,使其迅速成长。将学科带头人、专业负责人和中青年骨干教师培养成既能把握学科或专业建设与改革发展方向,保持学科或专业建设的领先水平,又能把握行业和职业发展方向,既有高水平理论研究能力,又有较强实践能力的省内外同类院校知名专家。第四,建立企业实践锻炼制度。每年轮流选派专任教师脱产到企业进行为期半年的实践锻炼,鼓励部分专任教师半脱产到企业承担技术业务或实践锻炼。第五,与企业紧密合作,充分利用企业技术人员实践动手能力强的特点,建立健全“校企互动”的“双师型”结构师资队伍培养模式和兼职教师动态管理体制,从生产一线聘请既有实践经验又能胜任教学任务的工程技术人员为兼职教师。一方面专任教师可以带着问题到企业进行实践研究,另一方面,企业技术人员可以承担本专业主要实践技能课程的教学任务,还可以参与专业建设、课程建设,尤其是“教、学、做”一体化课程的开发,使本专业的师资队伍成为真正“双师型”结构教学团队。

三、产学研合作,加强应用型人才培养实践基地建设

产学研合作教育是应用型本科人才培养的必由之路,通过产学研合作开拓了教师的视野,有利于教师将新技术传授给学生,同时也利于学生提高能力,增加就业渠道。校企合作也是我校的办学优势所在,学院每年承担行业众多企业的科研、培训和技术服务工作。通过这些活动加快了教师“双师型”素质的提高,也得到了企业在资金和人力资源方面的支持,为“下得去、留得住、用得上”专业技能型人才培养创造了良好的条件。

1.与企业共建产学研实验室

联合企业、政府共建科技创新平台。与奇瑞汽车股份有限公司、合肥美菱股份有限公司、安徽省荆塗电力工程有限公司、德力玻璃等企业集团合作,双方共建技术研究中心或实验室。现阶段,我校电气工程及其自动化专业实验室的实验条件尚不完备,建立产学研一体化的专业实验室显得尤为重要。首先,学校用较少的投入建立了满足教学需要的电类课程基础与专业实验室,此类实验室可以满足电气工程及其自动化、电子信息工程、机电技术教育、机械电子工程等8个相关专业使用,使其达到满负荷运转,提高了资源利用率。其次,在产学研一体化的实验室,将企业引进学校,教师和学生可以带着项目在真实的生产技术实践环境中参与教学、科研和生产活动。在此过程中,有助于学生对抽象的理论知识的理解,使其工程技术的实践能力、解决实际问题的能力明显增强,为以后的工作打下坚实的基础。同时教与学的效果明显加强,而这正是应用型人才培养的重要目标之一。在实验室建设中,构建结合工程实际的实训实验室和企业车间,如电力系统实验室、电气实训室、电子生产车间等。通过企业出设备、学校出场地的形式建立了3个校企联合实验室,校企共建共用。学生的理论教学与实践教学不再被分割,让抽象的理论及时与实践相结合,学生理解更透彻。同时,制订相关制度,对实验室彻底、完全开放,形成了与企业相近的研发环境,使学生不仅具备扎实的专业理论知识,也有较强的实践动手与创新能力。

2.建立校外实习基地,产学研合作培养高级应用型人才

人才培养是产学研合作的重要目标。依靠政府为桥梁,积极寻找有条件的企业共建立本科生实习基地。在互赢合作的基础上,建设相对稳定的“教学—科研—生产实践”相结合的本科生实习基地,培养学生的实践能力和创新能力,实现人才培养与企业一线人才需求的对接,同时也为企业提供智力支持,促进高校毕业生的就业。学院与奇瑞汽车联合创办了“奇瑞班”,与德力玻璃集团联合创办了“德力班”,部分学生在半年甚至一年时间中可以在合作企业进行实践学习,特殊情况下可以选派老师将课程搬到企业授课,真正实现了应用型人才培养与企业一线人才应用的对接。同时,学校在毕业设计工作中不断加强产学研紧密合作。一方面,教师可以筛选部分企业的科研课题,这部分选题结合工程实际,可以让学生作为毕业设计去做;另一方面,结合毕业生产实习,安排部分学生到企业,由企业提出、选出符合专业培养要求的毕业设计题目,学校、企业共同选派导师,以“双导师制”形式指导学生的毕业设计。毕业答辩可以选在企业进行。这样,学生通过参与企业课题的研究不仅了解了生产过程需要解决的问题、难题,而且拓展了学生的专业知识面,了解了本专业的学科前沿新动态,锻炼了学生认识问题、解决问题的能力,创新意识也得以加强。另一方面,企业在为学生提供实习和设计的同时,企业本身的研发水平也得以提高,市场竞争力得以加强。所以产学研相结合是学校与企业双赢的举措。

四、国际合作与交流

在以学生为本、因材施教的理念下,我校借鉴并积极吸收发达国家先进的人才培养模式,选送骨干教师到国外友好学校学习发达国家先进的教学理念和教学模式,以双方互换师资交流为契机,学校设置国际交流与合作中心,并取得“中外合作办学、教师海外研修、学生海外游学”三大突破,开创了国际合作交流的新局面。先后与美国、德国、韩国、澳大利亚、新西兰、加拿大、俄罗斯、菲律宾和台湾地区等多所高校建立合作关系,并与美国、韩国、新西兰等国家和地区的8所大学正式签订合作办学协议。将部分专业课程、实习实训和毕业设计环节安排在国外进行。同时,学校积极拓展应用型人才培养的国际视野,尤其是通过外出研修,青年教师的视野得到拓展,理念得到更新,水平得到提高,已经成为学校教学内容和教学方法改革的中坚力量。外教管理与服务水平不断提升,为学校的师资队伍建设注入新的活力,促进了学校教学内容、育人模式、教学手段和评价制度等一系列改革,也成为省内高校教学改革的一大亮点。

五、结语

本文介绍了安徽科技学院电气工程及其自动化专业应用型人才培养模式的初步探索情况,包括基本思路和实施方案等。在计划实施过程中将会遇到不少困难和多种制约,一方面,政策驱动需转变,教师投入积极性需调动。目前高校教师所面临的职称评审机制几乎一样,对教师所取得学位、科研和发表的论文要求比较高,这让大部分教师无法全身心投入实践教学,尤其是职称低的教师。另一方面,资源受限,场地、经费投入、师资力量不足,特别是工程实践型教师严重缺乏。由此可见,改革的任务仍然是十分艰巨的,需要学校和学院共同努力,迎接挑战,解决应用型人才培养过程中面临的各种问题。

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