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在我國社會生產過程中,涉及到電氣自動化的行業很多,比如說農業、工業、高科技行業等,這些行業的生產活動都會涉及到電氣自動化。而對于電氣自動化本身來說,它涉及了與電氣工程相關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗技術、研制開發、經濟管理以及電子與計算機技術應用等多個領域。正是因為電氣自動化涉及的行業很多,所以說電氣自動化對我國經濟的發展具有深遠的意義,它是我國實行低碳經濟發展的關鍵之一。另外,電氣自動化系統的組成主要包含了傳輸信號的接受部分,這個部分主要就是負責信號的接受與傳遞;接著就是信號處理部分,這個部分是負責處理接受到的信號,通過處理可以繼續地傳遞;最后是信號的傳出部分,接收的信號通過處理還要傳遞出去,他們共同構成了電氣自動化系統。
2電氣自動化在電氣工程中的具體應用
2.1在電網調度中應用電氣自動化隨著科技的發展和社會的進步,電氣自動化被廣泛地應用到很多領域當中,其中電氣自動化也廣泛地應用在電網調度中。電網調度是一個非常重要的工程,它具體指的是通過服務器來實現電的調度,而電氣自動化幫助電網調度實現了自動化。這種調度自動化系統表現出了比較強大的功能,主要表現為它可以很好地保障電網運行,這個功能的實現主要是依靠了電網運行過程中的經濟調度;同時電網調度自動化可以實現系統負荷情況的預測,這個功能的實現主要是依靠監測和分析電力生產過程中的數據,對系統負荷的預測能夠有效地保護系統,保障系統正常運行;而且電網調度自動化可以很好地、迅速地確定整個系統發生故障的地方,大大地提高了系統故障排除效率。總而言之,電網調度自動化是整個電力系統提高運行效率的有力保障。
2.2在發電廠發散監控系統中的應用在現代生活中,電跟人們的生活是密切相關的,電成為了人們生活中的不可或缺的生活用品,它的重要性不言而喻,這就意味著發電廠的重要地位。發電廠是整個電力系統運行的重要支撐,因此發電廠的安全運行和高效率運行是非常重要的,而在發電廠中通常采用發散監控系統來保障發電廠的正常運轉,在發散監控系統中,主要是通過以太網過程控制單元以及相應的數據通訊來實現發電廠的發散監控,而且這種發散監控系統一般采用分層結構。發散監控系統發揮著重要的作用,它不僅可以監視設備的實時運行狀態,這可以作為判斷設備有無存在故障的標志,這樣就能有效地提高發電廠設備的使用壽命,大大地改善了發電廠的效益。
2.3在變電站中應用電氣自動化隨著電氣自動化的發展,這種自動化技術被廣泛地應用,變電站也采用了電氣自動化技術。變電站是整個電力系統中的一個重要的環節,特別是變電站的運行管理是非常重要的,而目前變電站就采用了自動化技術來進行運行管理,很大程度地提高了變電站的運行管理效率。變電站的運行管理主要是通過信息處理技術與自動化技術相結合來實現的,而且形成了自動化系統,自動化在變電站中的應用具有很鮮明的特點,即人工操作被智能化的操作界面所代替,它推動了電力系統又向前邁了一大步,具有劃時代的意義。
3電氣自動化在電氣工程中的不足及改進策略
3.1電氣自動化在電氣工程中的不足任何事物的發展都具有雙面性,在發展的過程中都會伴隨著一些問題,電氣自動化的發展也比例外。雖然電氣自動化在電氣工程中展現出了強有力的優勢,不僅可以很好地提高系統的運行效率,而且增強了電力系統的預后。但是電氣自動化的發展還處于比較初級的階段,很多相關的技術還不是很成熟,仍然存在一些需要解決的問題,在電力系統運轉過程中,電氣自動化常表現出的問題有它不能很好地滿足現代電力系統中的一些要求,同時也不能比較有效地負載現代電網,而且常常會遭到雷擊的破壞,容易受到電磁的輻射和干擾,嚴重地影響了整個電力系統的運行。這些現行的問題都是需要不斷地解決和完善的,這樣才能保證電氣自動化發揮更大的效用。
3.2完善電氣自動化在電氣工程中不足的策略由于電氣自動化的發展還存在一些需要及時解決的問題,所以科技工作者還要進一步的努力,不斷地完善電氣自動化現行存在的問題。其實,要想解決電氣自動化存在的問題無非要從技術攻關和科技理念入手。筆者認為統一系統開發平臺是一個相對有效的措施,因為統一系統開發平臺可以降低設計所需要的時間和費用,并且方便進行系統實施和測試;另外,要想完善現行的問題,還可以加強電氣自動化的人性化設計,改變并完善設計理念,應該從現階段技術與時代精神相符合的程度來進行電氣工程自動化系統設計,要更多地考慮人性化電氣自動化設計,最終才可實現電氣自動化地迅速發展。
4電氣自動化的未來前景
電氣自動化在工業生產中的應用會越來越廣泛,它在電氣工程中的應用已經得到了很好地證實,而且在未來的一段時間里將會得到更進一步地發展。比如說可以實現電力設備的智能化,實現電力系統的在線檢測,這主要是在電氣工程方面的前景。另外,電氣自動化與人們的生活存在著密切的聯系,無論是能源節約、安全生產,還是環境保護都與電氣自動化存在著尤為密切的聯系,特別是在我國推行低碳經濟發展時,更需要發揮電氣自動化的強大的作用,先進的電氣自動化技術有助于我國各個行業的節能減排,同時在實現高效增產、減少能源消耗和環境污染方面發揮著關鍵的作用。低碳經濟是我國未來經濟發展的必然趨勢,是實現我國可持續發展的必經之路,而低碳經濟的發展需要依靠電氣自動化技術。因此,電氣自動化技術必然會迎來其發展的輝煌時刻,而且在經濟全球化和環境保護成為世界性話題的今天,發展低碳經濟不僅是中國發展的目標,更是全世界各個國家經濟發展的必經之路,而電氣自動化技術自然會在全世界各個國家快速發展。
5結束語
資源能源危機已成為當今人類面臨的主要問題之一,加之我國是發展中國家,粗放型的經濟增長模式一定程度上加重了我國的資源能源危機,進而出現了環境公害事件和溫室效應等,形成了對資源的浪費和對環境的污染,想要有效減輕資源等的短缺對我國社會發展造成的嚴重影響,應當不斷改善粗放型的經濟增長方式,在生產生活活動中實施有效的節能減排對策,通過一系列的措施減少對資源的浪費,并通過對有限資源的合理高效利用來實現經濟的發展與繁榮。我國工業用電占全國用電量的65%~70%,但是運行效率低,比先進國家低20%~30%,如何在其生產發展中推廣和引用電氣自動化節能設計,實現工業生產與自然資源的和諧發展,已成為了新時期人們關注的焦點,電氣自動化節能設計已成為節能降耗的主力軍。
2企業設備自動化節能設計
2.1電機運行中的節能設計
電機拖拽系統是電氣系統一個較大的電能消耗單元,運行方案的不合理及綜合維護不到位等,都會致使其運行低效,造成大量的電能浪費。大量的發熱降低電機系統綜合使用壽命,基于此,在進行電機運行的節能設計時應當采用高效可靠、節能經濟的電氣控制方案。
(1)對于運行工況偏離高效區的功率大、運行時間較長的用電系統利用變頻調速控制方式改變傳統的繼電器控制方式,進而進行動態調節電源輸入端電源頻率,利用對電機轉速的調控讓整個電機拖拽系統的輸出與輸入達到平衡狀態,實現節能降耗。
(2)交流電機串級調速實現電機無級平滑調速,低速時機械特性比較硬,特別是晶閘管低同步串級調速系統。以上調速系統一方面使系統參數便于調整,另一方面接近于理想過渡,調整性能好,動態響應快,起動時間短,系統抗干擾能力強,節能效果也很理想,應當推廣應用。
(3)為達到電機的最佳運轉工況,可改變電機的動容量,通過構筑合理群控呼梯節能控制系統,對電機進行合理的調度分配管理,降低其系統能耗,達到節能降耗的目的。
2.2水泵、風機的節能設計
(1)在滿足工藝情況下,盡量降低揚程和流量。
(2)使用高效調速裝置,如變頻器、串級調速、液力耦合器、內反饋調速器、電磁滑差調速器。
(3)降低電機的富裕容量,提高電機運行效率,減少無功損耗。
(4)改造管路,減少阻力揚程損失,減少水泵、風機的總揚程和壓力。
(5)根據用戶的實際使用情況,對原有風機進行改造,改變風機的氣動性能,使風機在高效區工作。
2.3配電線路的節能設計
在工業廠區的建設方面,配電線路承載著為設備輸送電力重擔,用電系統不僅存在因集膚效應而產生的線損,還存在功率因素低下、諧波干擾電能質量等問題。根據電力系統構架和其他特點,充分考慮對現場實際情況實施諧波治理改造,安裝節電器、省電霸,對電源優化處理,同時優化用電系統。為了降低線路傳輸中的電能損耗,減小導線的電阻值極為重要,應當從以下幾個方面來進行:
(1)導線材質的選用方面,應當選電阻率非常小的材料,這樣有利于線路傳輸中的電能損耗的降低。
(2)縮短導線的長度,特別是在布線的時候盡量減少彎路。
(3)減小負荷中心與變壓器的距離,進而縮短供電距離。
(4)選用一些橫截面積比較大的導線,增加導線的橫截面積,使得線路傳輸過程中的電能損耗通過降低導線的電阻值而得到有效減少,完成節約電能的目標。
2.4空調節能設計
空氣濕度是造成被控參數變化的主要原因,加之風的大小會改變空氣濕度,在進行空調節能設計方面,可設計為變風控制系統,這樣可改變風量的大小,卻不會改變風的溫度。運用時,根據室內人數的變化而變化逆風的轉速,使得送入房間的風量不會出現太大的波動,始終控制在參數之內。另外,在變風量的末端采用風機代替風閥的形式,使得風量的需求可及時反饋給風機,實現風轉速的調節控制,在不同需求下,根據傳感器監控的得出的參數指標,進行風轉速的改變,這樣就不會出現系統的過載現象,也在一定程度上減少了維護的費用。
2.5照明設施的節能設計
廠區照明設施的設計方面,應重點考慮到工業生產對光照的需求,如進行光源強度的合理設置,避免工業廠區因太追求照明條件而造成的能源浪費情況。在設計時的燈具選擇方面,首先應保證燈具的配光曲線在深、廣照方面趨于平衡,使其發揮最佳的照明效果,促進節能;此外,應采用LED燈替代老式的照明裝置,LED燈是依靠半導體發光器件將電能直接轉化為光能的,剔除了一些中間轉化環節,減少了電能損耗,還具有發光的亮度高這一特點,且克服了傳統的老式燈具頻繁閃爍的問題,達到了節能減排的目的。
2.6弱電系統的節能設計
1.1發電效率明顯提升
社會的不斷發展以及人們對生產及生活要求的不斷提高,就導致了對電能的需求量會逐漸的增加,這為我國的火力發電工作帶來了一定挑戰,提高火力發電效率已經成為社會各界共同關注的問題。而原有傳統的火力發電設備多數都需要較多的人員進行實際操作及控制,工作效率低,而將電氣自動化技術應用于火力發電,可以使火力發電實現自動化控制,提高發電效率及電能產昌,更好滿足社會需求。
1.2發電成本顯著降低
用于火力發電的原材料通常都是煤炭及石油等可燃原料,原有的火力發電技術存在諸多問題,使得原材料的燃燒率不高,不能夠充分燃燒而釋放出全部的能量,這使得發電效果平平,投入了較多的原料卻沒有得到預期的電量,也就增加了發電成本。而將電氣自動化技術應用到火力發電中,就可以對各種燃燒方法進行自動化控制,從而實現燃料的充分燃燒,使得燃料的浪費率大為降低,也就相應的節約了發電成本。
1.3資源得到最優化配置
在火力發電的過程中,所需要的是所有的資源是否能夠全面合理的得以有效的利用,其結果對于電廠的發電效率有著直接的影響,過去較為滯后的發電技術,對于電力設備和原材料以及工作人員都沒有進行更好更全面的加以利用,人員和原材料的浪費,設備發生了故障沒有得到及時的發現和維護,對于火力發電在一定程度上都造成了損失。然而,自從電氣自動化技術實現之后,對于設備運行中出現的障礙,能夠得以有效的及早發現,在操作模式方面可以實現人機操作,時期資源在使用的過程中,能夠將其最大的可利用價值給予充分發揮。
2火力發電系統應用電氣自動化技術的可行性和必要性
電氣自動化技術自誕生以來,在各行各業中都取得了十分驕人的應用成績,其在數據采集及管理、運行控制等多個方面都取得了不錯的效果。在火力發電系統中運用了電氣自動化技術在對交流電進行采樣、測量和監控的同時,還可以在新型計算機技術的協助下與工業輸電之間的電網進行創新性和性能性革新。火力發電廠原來使用的火力發電技術中各系統與集散控制系統之間的數據傳送量有限,加上工作人員無法周全的觀察到所有的參數信息變化,這就導致了整個發電運行系統我們所能掌握的信息量較少,而且也導致了電力操作人員的操作內容不輕松和不能及時的發現運行裝置系統中存在的問題,無法把握故障的發生。但是,對于電氣自動化系統的火力發電,電力設備的自動化水平顯著提高,在建立的火力發電的通信網絡上傳送的數據信號明顯增多數倍。對于電力操作人員來說,很大程度上降低了操作難度和發現設備故障的難度。
3電氣自動化在火力發電系統中各方面的應用實例
3.1實現爐機組一體化
在火力發電中運用電氣自動化技術,就實現了火力發電廠的機、爐、電運行系統一體化的目標。這樣整個系統的數據和運行信息就靠機、電、爐這個一體來監控運行和匯總分析。這樣的一體化就更大的實現了火電機組的潛力,并且縮小了控制層的規模,簡化了發電系統的監控系統,因此,也更大程度的降低了發電的生產成本。另一方面,爐機組這一統一單元實現了火力發電信息采集的便利化,更能提高火力發電廠的電廠信息管理系統的工作效率,統一了電網的運行和管理,提高了電網的工作效率,使電網保持在最優化的運行狀態。
3.2實現設備的自動化檢測
我國火力發電廠傳統的系統控制及保護功能等只局限于電力運行系統內,是為了電力運行超過一定限定數值后,便會出現跳閘及報警的現象。但是現代化的電氣自動化技術,可以運用計算機技術來進行檢測,并實現對整個電力運行系統的有效控制,其不僅可以完成對發電系統的監控及診斷檢測工作,同時還能夠提前預測出可能發生的安全事故等,不是等到事故真的發生了現進行報警等,這樣的工作方式有效的避免了電力安全事故的發生,降低了發電廠的經濟損失。
3.3實現了通用網絡結構的構建
在電氣自動化系統的成功運行中,通用網絡結構的構建起著至關重要的作用。通用網絡結構實現了辦公室自動化到整個系統的電氣設備的運轉自動化,完成了電廠的管理人員和操作人員對整個電廠設備的實時觀測和監督,并且保證了控制系統、管理系統和計算機控制系統。
4結語
專業的理論課程主要包括電工技術、自動控制原理、電機與拖動基礎、控制電機、運動控制系統、過程控制系統、可編程控制器、電力電子技術、傳感器與檢測技術、現場總線技術、電工電子技術、電氣工程、專業英語等四十余門課程。在傳統的理論教學中,存在著課程數目多,面比較廣,不深入、難度大等缺陷。學生進入大二之后,常常要在一周面臨著上28課時至32課時的情況,這對一本學生無可厚非。而獨立院校的學生由于普遍基礎較差,接受能力有限,從而造成了學生的負擔過重,教學效果不好,造成了老師與學生互相埋怨。仔細一想,很多理論課程都是有調整的空間的。在信息爆炸的今天,一些課程的設置就沒有太大的必要,甚至完全可以取消。以傳感器與檢測技術這門課程為例,這門課程多是介紹性的內容,沒有任何公式推導以及分析計算,學生在工作遇到相應的傳感器通過網上查閱資料即可。但是在理論教學過程中,不能一味地減少課程,要有保有壓。在教學過程中必須突出核心課程,進行大量的訓練。例如,單片機這門課程,就需要大大增強,很多高新企業招聘學生的過程中,常常要考查單片機的相關知識,但是在很多獨立院校中,單片機的課時得到不斷的壓縮,得不到相應的重視。
2改善實踐教學
2.1減少驗證性實驗內容
增加設計性實驗內容傳統的實驗教學大多數是驗證性的,主要讓學生通過實驗驗證某一物理定律和物理現象。這種教學方式學生沒有任何的主觀能動性,只是按照老師所給的圖紙進行接線、通電,最后得出實驗結果。這種實驗教學的缺陷在于結論已知,沒有任何神秘感。很多學生在沒有做出實驗結果的情況下,編造或者抄襲數據,造成老師無法判斷學生成績的混亂境地。在教學過程應該逐步用一些設計性、綜合性的實驗項目取代簡單驗證性實驗。這些設計性、綜合性的實驗由于實驗結果未知,會增加學生的興趣,提高了學生自身分析問題、解決問題的能力,使學生的創新能力得到充分的發揮。
2.2用仿真實驗來代替
現實實驗使用教學仿真軟件有很多好處。一方面可以在一臺電腦中做多個仿真實驗,減少由于實際實驗過程中造成的元件損耗,大幅度降低教學成本。另外一方面可以利用仿真軟件對實驗結果進行處理很分析,并根據實際需要自動繪制出系統的特性曲線,大大減輕了學生的工作量,例如在電氣工程及其自動化專業,組態王仿真軟件就得到了師生的好評,很多學校都開展了工控組態的實驗教學。
2.3嚴抓實訓教學
考核實訓和實驗不同,實驗通常是驗證某一存在的物理定律和物理現象,而實訓通常是完成某一任務,來達到訓練的目的。實訓成績的考核是擺在我們面前比較重要的問題之一。針對學生普通反映出的實訓教學的打分隨意,彈性大的缺點,通過在實訓教學過程中采用過程考核的方法,把一個實訓教學課程分成若個的子項目,每個子項目又分成若干個子子項目,每個子子項目都有相應的權重。每完成某個子項目就打相應的分數,最大程度上保證實訓教學考核科學化、規范化、標準化。
2.4取消課程設計環節
以相應的實訓環節來代替以筆者個人的求學經歷和教學經歷來說,絕大部分的學科的課程設計環節是失敗的,至少是不成功的。傳統的課程設計,是在該門課程結束后,根據課程要求,與實際應用相結合,出一些設計題目,讓學生自己完成。例如在學習完單片機課程后,通過安排學生兩周的時間內,按照要求,設計出一種用單片機控制的實際電路,并把它制作出來,通電調試、運行,寫出規范的設計報告交老師。然而在實際的操作過程中常常變味了,具體的做法是把學生圈禁在一個帶有電腦的大教室里面,給學生布置一個題目,學生在這個教師里面完成課程設計報告即可,其中沒有任何學生實際動手的內容,這樣的課程設計對學生的鍛煉是極其有限的。學生通常互相抄襲課程設計報告是常事,老師也沒有一些比較好的方法來制止這種行為。針對這種情況,筆者認為應該取消課程設計,取而代之的是一些與課程對應的實訓環節。作為獨立學院的學生,課程設計對他們來說不現實,在以后的工作中,企業也很難有機會讓獨立學院的學生做設計,給他們安排的工作往往是實際操作。與其效果不好,還不如讓學生多做實訓練練手。比如在完成了電子電路設計理論課程之后,安排學生做相應課程的實訓環節,在規定的時間按照圖紙安裝、調試出一個萬能充電器,寫出實訓報告即可。
2.5取消畢業論文環節
以頂崗實習報告來代替我國本科生的畢業論文環節一直被教育專家所詬病,關于畢業論文的存廢一直存在較大的爭議,一定程度上這不是一個學術問題,而是一個利益問題。通常來說,一個本科生的畢業設計按照工作量計算10個學時,一般的教師帶10~15個學生,這就是100~150學時,而老師一學期的基本教學任務就在200學時左右。如果取消了畢業論文,老師的利益會受到影響,高校老師肯定會反對。而且,畢業設計不僅僅對老師有利益瓜葛,而且對學校中的打印社有巨大的經濟利益。按照一個學生打印的費用為100元計算(包括初稿和終稿),按學校有3000學生來計算,這就有30萬元的經濟利益,由學校的幾家打印社瓜分。所以,作為利益共同體,學校的打印社也不希望取消畢業論文。畢業設計到底對學生多大好處呢?畢業設計的全過程一般是這樣的:通常在大四上學期期末給學生布置畢業論文題目之后,學生就去企業頂崗實習了,根本沒有時間寫所謂的畢業論文。到了來年的4月底5月初的時候,學校會通知學生返校交論文,并且安排五月中旬答辯。大部分學生寫畢業論文的時間在五月初,寫畢業論文的時間都在1~2周。這樣的畢業論文到底有什么意義?大家心知肚明。除了浪費紙張擴大內需以外,一點用處也沒有。所以筆者建議在一本以下的學校都取消畢業設計,取而代之的是頂崗實習報告。頂崗實習報告主要讓學生寫一下在企業中實習內容以及感想,同樣也可以安排答辯。筆者經過調查,大部分學生均可以接受頂崗實習報告,它具有可操作性。
2.6加強第二課堂的教學
加強第二課堂的教學工作,以申請實驗室的契機,在校內開展一些諸如電工實訓技能大賽的活動,提高學生學習專業的興趣。另外,挑選那些對專業有興趣的學生,組隊參加電子設計大賽、數學建模大賽和挑戰杯等等。總之,通過這些比賽,引導學生對專業學習的熱情和興趣,幫助和指導學生開展科研活動,探討通過所學職業知識解決實際問題的思路和方法。通過這些活動,提高學生的實際動手能力,造成一種崇尚科學、追求真理、勇于探索的學習氛圍,激勵學生創新思想火花的碰撞,培養學生的創新思想、創新意識和創新觀念。
3結語
在社會發展的多個領域,都能夠發現智能化技術的應用。智能化技術具有綜合性的特點,包含著多種學科內容,例如控制學。從字面的理解來看,智能化技術的實際應用是借助一定技術手段的實施,完成人工智能的機器操作目標,并且解決一些人力不能完成的問題。在較長時間的實踐應用中,智能化技術逐漸走向成熟,在各個社會領域發揮的作用更加明顯。在電氣工程領域,利用智能化技術實現較好的自動化控制,經過了較長時間實踐,應用了多方面的電氣工程內容,才得出了較強的實用性結論。因為智能化技術的應用術語屬于高端的計算機技術,所以,自動化控制工作中引入智能化技術,必須有一定的計算機理論基礎,否則將影響智能化技術的作用發揮。在智能化技術的不斷實踐應用中,極大提高了自動化控制系統的運行速度,較好改善了電氣自動化控制工作,降低了工作成本,減輕了工作壓力,實現了人力資源配置的合理優化。
二、智能化技術的應用優勢
(一)免去了控制模型的建立
在電氣工程的傳統工作中,自動化系統控制的實現必須有控制模型的建立。但是,在實際的操作中,被控制對象往往需要十分復雜的動態方程,這就影響了精確效果的獲得。由此,在設計對象模型的環節中,經常會遇到無法科學預測、無法準確估量的一系列困難。然而,智能化系統的出現,使這些困難得到了較好解決,極大促進了工作效率的提升,同時對于一些不可控制的因素,也實現了較好的控制,大大提升了自動化控制器的準確性。
(二)實現了便捷的電氣系統控制
智能化控制器的實際應用實現了更加便捷的電氣系統控制,隨時都可以完成對系統控制程度的有效調整,極大提升了系統的整體工作性能,是對自動化控制順利實現的進一步保障。從這一項優勢中就可以看到,和傳統的自動化控制器相比較,在任何條件下,智能化控制器都具有更加完善的調解控制功能,在電氣工程的自動化實踐應用中占據優勢。
(三)實現了一致性的智能化控制
在自動化控制中的數據處理環節,智能化控制器可以實現一致性的智能化控制,很好解決了不同數據的處理困難。而且,在自動化控制的標準執行上,即使遇到陌生的數據,也依舊可以獲得具有較高準確度的估計。但是,如果發現智能化控制器在實際的應用中沒有發揮出理想的效果,一定要全面排查工程的各個細節,細致地進行分析,不能盲目的否定智能化控制技術。
三、智能化技術的實踐應用
(一)系統病因診斷
在電氣工程診斷工作中,采用傳統的人工手段具有較強的復雜性,雖然對工作人員要求十分嚴格,但是也無法獲得較為準確的診斷病因。在電氣工程工作中,實現自動化控制的過程中經常會遇到一些如設備、數據等方面的問題,這是不可能避免的,采用傳統的人工診斷辦法不能確保病因處理的及時性,而且處理效果也不佳。但是,智能化技術的廣泛應用,使得自動化控制工作的診斷效率得到大幅度提升。而且,定時檢測診斷應用,有效避免了一些不必要的問題。
(二)系統設計優化
在電氣工程發展中,傳統的工程設計需要工作人員進行多次重復的實驗操作和改良,而且,在這一工作過程中,對工作人員的工作素質也有著較高的要求,既需要工作人員掌握一定的專業設計知識,還需要工作人員能夠很好的將知識理論應用于實踐工作中。但是,在實際的設計工作中,工作人員往往不能做到全面的考慮,經常會漏掉一些具體的問題。所以,一旦發現復雜問題,很多情況下都不能做到及時解決。而智能化技術的出現,較好解決了這一問題。設計工作可以借助于計算機網絡完成,也可以借助于相關的軟件完成,既保證了設計中數據的準確性,也實現了設計樣式的豐富化,更能夠做到對復雜問題的及時處理,較好保證了自動化控制的穩定性。
(三)系統的自動化控制
在電氣工程中,智能化技術可以應用于多個控制環節,能夠很好的實現整體性的自動化控制。智能化技術的主要控制工作是借助于三種手段實現的,一是模糊控制,二是專家系統控制,三是神經網絡控制。運用這三種控制手段,極大提升了自動化控制效率,使遠距離的自動化控制成為可能,增強了對電氣系統的運行反饋。特別是神經網絡控制,能夠實現算法的反向學習,在信號處理方面得到了較大應用。
四、結語
20世紀80年代我國的交通運輸、物資運輸的種類和數量呈現急速增長的趨勢,確保運輸過程的數量、質量和安全成為實際的難點,各類大型運輸機械設備的出現使這一問題得到有效地解決。進入到新時期,運輸的壓力出現了更快的增加勢頭,現代化的運輸機械設備的應用已經成為方向。當前運輸機械設備大量應用電氣工程,通過計算機控制、網絡、PLC技術的有效集成和運用建立起了初步的自動化電氣工程,在充分確保運輸能力的同時,實現了運輸機械的遠程控制與自動化運行的基礎。運輸機械自動化的過程中電氣工程集合了DCS結構、綜合技術、監控技術、數字技術等當今成熟的科技,實現了工藝控制、行程控制、回路控制等多項自動化和智能化的功能,不但使運輸機械設備電氣工程的性能得到了提升,而且大大提高了運輸機械的自動化水平,為運輸領域各類目標的實現奠定了扎實的基礎。
2電氣工程自動化技術在電力機械設備的應用
(1)電力械設備成套保護設備的自動化技術應用
成套保護設備和裝置是電力機械設備實現差動保護、后備保護、綜合測控的系統基礎,對于防止電力機械設備出現匝間短路、接地故障、溫度過高、相間短路等問題具有預防、切除、釋放等功能。在電氣工程自動化技術在電力機械設備的應用中主要依靠微機線性保護裝置來實現對特殊情況的處理,以過電流保護、接地保護和后加速等方式來確保電力機械設備的穩定。有的電力機械設備可以利用PT切換器、低電壓保護器的組合實現母線的測量,在雙母線和單母線的結構下達到PT功能轉化,進而對電力機械設備的絕緣、切換、閉合等活動進行自動化監視和控制,以達到對電力機械設備性能和安全的維護與保障。
(2)電力機械設備后臺計算機系統的自動化技術應用
后臺計算機系統可以實現對電力機械設備的監控和管理功能,為了更好地實現電力機械設備自動化發展的目標,應該以后臺計算機為中心建立起電力機械設備自動化運行的結構和體系基礎。通過成后臺計算機系統采用隔層設計,設數據立通信和交換中心達到對監控信息、上傳數據和下行數據的保障功能。要建立現場信息的采集系統,通過后臺計算機的運行來對信息和數據進行加工,一般做出及時的警報和正確的動作,保障電力機械設備自動化目標的全面實現。
3結語
在現實當中,電氣工程及其自動化的設計應該從軟件和硬件兩方面來考慮,在一般情況下,硬件的設計要放在軟件設計的前面,根據實際電氣工程的需要,對電子元器件進行針對性選擇,第一步,應該設置一個中央服務器,將先進的計算機系統作為整個電氣工程自動化的核心;第二步,對的輔助設備進行選擇,比如控制器以及傳感器;第三步,對所有設備進行連接,組成一個完整的具有發出指令、傳達指令、接收指令以及完成指令工作程序的電氣工程自動化設備。
然而在實際的電氣工程及其自動化設計時,不僅要遵循以上說的理論,還要根據實際的情況,包括環境、空間等因素,對電氣工程及其自動化的設計進行合理化更改。由于生產線是現實已經存在的,電氣自動化設計必須依靠原本的生產模型進行設計,因此,對硬件的安裝也有著相當高的要求,設備的體積不能過大,也不能過小,過大會導致空間的擁擠,過小又會影響操作,所以設計人員一定要到安裝地點進行實際的考察,然后,根據實際的數據,對設備的型號進行最終的確定。在硬件設計順利完成之后,還要設計相應的軟件系統,現進市面上,有著很多不同類型的自動化控制系統軟件。但是為了將自動化水平提升到最大化,企業都會選取優質的軟件公司,這些軟件公司將會根據企業生產情況以及硬件安裝情況對自動化軟件進行設計。
2電氣工程及其自動化的應用
2.1電氣工程及其自動化技術在變電站的應用電力設備運行的平穩、安全以及可靠是電氣工程及其自動化技術的基本保障,所以對電力設備進行在線監控、系統保護以及調動控制等措施是必不可少的,但是由于社會經濟的不斷發展,科學技術的不斷進步,變電站的電力設備也逐漸增多,并且電力設備之間的聯通方式也越來越復雜,為了確保電網的安全運行,電業部門,投入了大量的人力物力和資金,將電氣工程自動化技術引入到了變電站的設備控制之中,應用全微機化設備代替了原有的常規電磁式設備,應用計算機光纜或者電纜作為了電力信號電纜,使得變電站控制中心對變電站設備的控制變得快速而又安全。所以電氣工程及其自動化也成為了變電站建設過程中的重要組成部分,進而保證了變電站的自動化調控模式的高效率,所以對變電站實施自動化改造是必不可少的。
(一)課程保障機制不健全
學科教學質量并得不到保障。專業建設單位管理權限具有局限性,不能對本專業所有課程進行控制。基礎課程的教師根本沒有什么選擇權。教學理論與實踐嚴重脫節,造成學生擁有專門的技術知識,卻用不到實處。此外,學科的教學內容一般比較陳舊落后,跟不上現代科學技術的發展。電氣工程在發展過程會產生新的特性,如若再沿襲老一套理論來指導技術操作,顯然不科學,也將達不到技術的要求。再者,專業學生的實踐能力只能停留在依葫蘆畫瓢的層面上,學生缺乏對技術操作的敏感度,也即是在進行技術操作時,要參照書本,一板一眼,操作速度慢,效率低。如果沒有書本作為參照物將無法自主進行實際操作。最后,學生缺乏獨立分析問題和解決問題的能力,綜合能力和設計能力不強。
(二)創新實踐能力不足
近年來,大學生就業難的現象越來越突出,各中原因除了當今社會競爭越來越激烈之外,還有一個重要原因就是我國大學生普遍缺乏創新精神以及實踐能力。這些缺失是因為高校人才培養模式存在著諸多弊端,學校過于注重對學生知識層面的灌輸,而忽略了對學生實際能力的培養,直接導致大學生的工作水平跟企業單位需求不相適應。特別是電氣工程專業的學生,本身的專業要求調研和實踐,如果學生不能將學科知識靈活轉變為實踐理論,學科教學將失去其存在的意義。因此,大學生的實踐能力和創新精神培養是各高校教學工作的重中之重,也是人才培養模式的中心和出發點。教育的目的不應該只是傳授課本知識,還應該把學生的創造力誘導出來。電氣工程要獲得強大的生命力,必須革新傳統的人才培養模式,大力培養學生的實踐能力和創新精神。
二、電氣工程自動化人才培養對策
(一)轉變教學理念
教師要打破傳統的教學模式,建立創新型人才培養模式。首先,教師要在教育觀念上轉變,從教師的“教”為主轉變為學生的“學”為主,促進學生學、思、知、行的結合。同時,教師不要過于重視對書本知識的全盤灌輸,而應該正確引導學生進行獨立思考,分析問題并找到解決問題的方法,并鼓勵學生學以致用,將所學的理論運用到實際生活中去,切實提高學生的實踐創新能力和科學研究精神。此外,教學改革應該跟教學建設同步,將先進的教學理念融合到教學實踐中去,使軟件建設和硬件建設達到最大程度的協調和同步。教學目標突破傳統局限,實現創新和與時俱進,以使實驗教學水平達到一個新的高度。再者,還有改革教學內容,優化教學內容,要摒棄傳統老舊觀念,以培養學生的創新意識。為了適應電氣工程和社會需求的發展趨勢,應該將學科交融和知識互補作為目標,組建創新型教學團隊。
(二)調整課程結構
制定一個創新、全面、綜合的課程結構體系,充分考慮學時、綜合學分和考核方式等方面的因素,使學生真正能在教學過程中獲得技術經驗和實踐經驗。目前,教育事業的發展對學生的綜合素質要求越來越高,學生不能再擔當高分低能的學習機器,而要將知識或理論運用到現實生活中去,真正做到學以致用,使知識理論發揮實際功用。為了培養學生的綜合實踐能力,課程改革應該適當增加公共基礎課程,注重實驗課,適當降低專業理論類課程。此外,學校要將教學密度和精度相結合,根據當前的教育改革需要,對電氣工程課程進行精煉并適當刪減,增加技術理論跟實踐性課程的互動性。
(三)培養學生創新能力
創新能力是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發達的不竭動力。學校是知識傳播、思維創新的重要陣地,也是培養創新型人才的重要基地。因此,學校對學生創新能力的培養起著不可替代的作用。教師教學要讓學生從被動轉變為主動,鼓勵學生通過獨立思考、探討、實踐等形式,讓學生在自主學習和動腦、動手的情況下獲取知識和掌握操作技術,同時,也培養了學生獨立分析和解決問題的能力。此外,教師不僅要深入研究教材,根據教學內容來挖掘創新的關鍵點,讓學生真正能從課堂上得到創新訓練,還要精心設計課堂,充分利用知識理論創設情景,讓學生從不同角度去思考問題、解決問題,培養學生的發散思維能力、培養個體創造力。
三、結束語
電氣自動化有更高校的工作效率和經濟效益,工作的可靠性及環境條件都得到了顯著的提升。電氣自動化是企業在市場競爭中獲勝的一項有力的支持。目前的電氣自動化正處在飛速進步的階段,在發展中仍存在一些問題需要改進。
1電氣工程自動化現在的狀況
(1)電氣自動化系統集成性不強。電氣自動化系統集成是電氣自動化系統功能提升的必經之路,我國目前一些電氣自動化還處在多島自動化的層次,多島自動化具有互不連接、功能單一、信息獨享的缺陷,不能充分發揮電氣機動化的功能和作用。
(2)電氣自動化的網絡構架不統一。電氣自動化的發展方向是建立高效、快捷的電氣工程師及自動化系統,但目前很多企業自身網絡構架不盡相同,使得依托于網絡結構而發展的電氣工程自動化的發展受到了阻礙。另外不同企業和商家在軟、硬件產品交換過程中,因為程序接口的不一致,影響企業數據和信息的傳輸交流,進而阻礙了企業數據和信息的共享,使電氣工程及自動化系統在實際運行中無法發揮應有的效應。
(3)電氣自動化技術的使用過于受主觀支配。不同的企業在對電氣自動化技術的實際應用和開發中,由于技術人員思想理論及技術掌握程度的不同,過分根據技術人員主觀習慣和意識支配,系統的開發平臺各有不同,進而導致電氣工程及自動化的實際設計、實施、運行和維護中的程序和成本增加,增加了系統整體的運行費用和負擔。
2電氣工程自動化的應對和改進措施
(1)從科技化方面,科技化是指電氣自動化的發展應當出現實用性新技術、新材料、新產品。本著自主創新的思想,以節能降耗為切入點,積極推廣應用節能降耗新技術、新方法、新工藝,在材料的使用,技術的使用等方面力求創新,采用信息技術、計算機技術、網絡技術與自動化技術等高新技術,研發新產品。
(2)從信息化方面,信息化則是指信息技術在電氣自動化的地位應更加突出。電力設備的設計、制造和運行中廣泛應用的計算機優化與仿真技術,人工智能分析的廣泛應用以及電氣工程中廣泛使用的網絡通信技術,都充分展現了信息技術愛電氣自動化中起到的重要作用。
(3)從開放化方面,開放化則是要與外界建立一個接口,實現與外界網絡的連接。計算網絡是實現信息實時交換和共享的重要基礎設施,也是實現管理、決策、設計、控制和制造一體化的關鍵,它已廣泛應用于電力系統各元件和局部系統的管理、監視、調節和控制上,是電力系統信息管理、遠動技術、調度自動化等方面的核心。
二、電氣工程自動化系統中的節能技術
(1)選擇合適的變壓器。變壓器會因銅損、鐵損、空載損耗和負載損耗等因素造成許多電能的浪費,但是變壓器在供配電系統中的運用又非常廣泛,所以變壓器選擇得好可以有效地實現節能的目標。總的來說,選擇變壓器可以從以下幾個方面考慮:首先是要將變壓器自身的消耗降到最低,這就是選用單相的自動補償設備,使流經的三相電電流保持平衡,消除或降低負載的不平衡性,從而實現變壓器自耗最小;其次是要選擇有較好節能特征的變壓器,進一步減少變壓器有功功率的耗能。
(2)減少電能在傳輸中的消耗。電能在進行傳輸的途中,導線里的電阻就會造成一定有功功率損耗,這是無法避免的。但是,整個途中線路上的電流是保持不變的,因此要想減少電能在途中的浪費,只能使導線所帶的電阻盡可能的小。由電阻的推導公式可知它和電導以及導線的長度是正比關系,和導線的橫截面積是反比關系,所以可以通過以下的途徑來減少導線的電阻:第一,合理的布局,避免導線走彎路或回頭路,盡可能降低導線的長度;第二,選擇電阻率比較小的材料制成導線;第三,同等條件下要選擇一些橫截面面積比較大的導線,這樣可以有效降低電阻;第四,使變壓器和負載中心盡量靠近,使供電的距離減少。
(3)使用有源濾波器。在實際的操作中常常會發生誤動作,所以要消除諧波來避免或減少電氣設備的誤操作,而最高效的方法就是運用濾波器。造成誤動作的因素主要就是越來越多的電氣設備,其帶來的諧波也隨之增加,但是產生的諧波與基波在電網阻抗上會重疊,從而使電壓形成畸形,由此導致電氣設備誤動作的產生。
(4)采取無功功率補償。整個供配電系統是由升降壓變壓器、輸配電線路、用戶電力負荷以及配電變壓器等多個環節形成。電能通過電流的形式流動于整個電力系統,為終端客戶提供電能的同時必不可免的會有能量的浪費,其中無功功率占據著比較大的比例,不僅降低了整個電路的電壓,而且會影響電網的經濟運行和降低電能的輸送質量。而無功功率在終端客戶那里最直觀的反映就是功率因數降低。若其功率因數低于0.9,那用戶就要繳納罰款,從而增加了用戶用電的成本。所以實際操作時可以選用合適的無功補償設備來增加功率因數,讓無功就地實現平衡,從而使電力系統的電壓能夠保持相對穩定,進一步提高電能的質量,實現綠色節能的目的,還可以使經濟效益提高并為社會效益提供支撐與保證。在電力系統運行時,若使用無功功率補償,就要達到如下要求:首先就是后來的投切開關和在舊的補償電容里的循環投切要按比例進行分配,這些都沒有辦法達到理想補償效果;其次是電容器的容量大小,要參照配電電壓容量以及自然功率因素等參數,并且加以計算而得來,若在補償時會產生諧波,就要串聯相應數量的電抗器,借此來消除線路中的諧波;最后就是在確定投切參數的時,最好是選用無功功率,這是為了能有效地避免過度補償、無功倒送和投切震蕩。目前使用較多的模糊投切就取得了很好的效果,不僅能有效調節平滑,并且跟蹤準確性很高,應用范圍很廣。
三、電氣自動化節能設計技術的實際應用
要想實現電氣自動化節能的目標,最重要也是最先要完成的就是要很好的完成電氣工程的電氣設備以及安裝工藝的設計。只有完成了這些才能在未來成功的利用電氣自動化來實現節能的目的。
(1)提高電氣系統的運作效率。在選擇電氣系統的設備時,最好選用那些節能設備,這是為以后節能減排做好了基礎和鋪墊。同時實際操作中還可以運用補償無功、均衡負荷和降低電路損耗等途徑來實現在電氣系統運作過程中的節能目標。比如說,可以在配電設計過程中,利用適當的調整負荷以及選用合理的設計系數等方法來達到目的。通過這種途徑能確保電力系統在安裝以及運作的過程中,有效提升電源的綜合利用率并提高設備的運作效率,從而實現減少電能損耗的目的。
(2)優化配電系統的設計。電力系統的服務宗旨就是為安裝此電氣系統過程中要用電的設備提供所需的動力。所以,在整個配電設計過程中首先要實現的最低要求就是要將電力系統的適用性充分考慮在內。適用性,簡單來說就是能對電氣設備的有效控制做出相應的保障,還要達到用電設備對供電設備以及負荷容量等因素可靠性的要求。其次是電容器的容量大小,要參照配電電壓容量以及自然功率因素等參數,并且加以計算而得來,若在補償時會產生諧波,就要串聯相應數量的電抗器,借此來消除線路中的諧波;最后就是在確定投切參數的時,最好是選用無功功率,這是為了能有效地避免過度補償、無功倒送和投切震蕩。目前使用較多的模糊投切就取得了很好的效果,不僅能有效調節平滑,并且跟蹤準確性很高,應用范圍很廣。
四、結語