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關鍵詞:控制設備;可靠性;散熱防護
前言
伴隨著電氣自動化的提高,控制設備的可靠性問題就變得非常突出。控制設備的可靠性是可靠性學科的一個重要組成部分。在20世紀70年代,我國就建立了電子產品的可靠性與環境試驗研究所,開始了可靠性增長的研究工作。1984年組建了全國統一的電子產品可靠性信息交換網,并頒布了GJB299-87《電子設備可靠性預計手冊》,有力地推動了我國電子產品可靠性工作。
電氣自動化就是使產品的操作、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。隨著機械電子技術、微電子技術迅猛發展,電氣自動化控制在國民經濟的各個行業都得到了廣泛的應用,大大方便了人們的生活。電氣自動化程度是一個國家電子行業發展水平的重要標志,同時,自動化技術又是經濟運行必不可少的技術手段。電氣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。
1加強控制設備可靠性研究的重要意義
1.1可靠性提高產品質量
產品質量就是使產品能夠實現其價值、滿足明示要求的特征和特質。概括其特性,主要包括:性能、可靠性、經濟性和安全性。由此可見,可靠性在產品質量中占有主導地位。只有可靠性高,發生故障的次數才會少,那么維修費用就少,相應的安全性也隨之提高。因此,產品的可靠性是產品質量的核心,是生產廠家追求的目標。
1.2可靠性可以增加市場份額
隨著國家經濟的高速發展,用戶不僅要求產品性能好,更重要的是要求產品的可靠性水平高。研究發現,只有那些具有高可靠性指標的產品,才能在日益激烈的競爭中得以取勝。隨著電氣自動化控制設備自動化程度、復雜度越來越高,可靠性技術已成為企業在競爭中獲取市場份額的有力工具。
2控制設備的可靠性現狀
2.1工作環境、使用及維護不當是控制設備可靠性指標低的重要原因
電氣設備所處的工作環境多種多樣。氣候條件、機械作用力和電磁干擾是影響控制設備可靠性的主要因素。
(1)氣候條件主要包括溫度、濕度、氣壓、鹽霧、大氣污染等因素,對控制設備的影響主要表現在使電氣性能下降、溫升過高、運動不靈活、結構損壞,甚至不能正常工作。
(2)機械條件是指電氣設備在不同的運載工具中使用時所受到的振動、沖擊、離心加速度等機械作用,使得控制設備元器件損壞失效或電參數改變,結構件斷裂或變形過大以及金屬件的疲勞破壞等。
(3)控制設備工作的周圍空間充滿了由于各種原因所產生的電磁波,造成外部及內部干擾。由于電磁干擾的存在,使設備輸出噪聲增大,工作不穩定,甚至不能安全工作。同時,操作人員在沒有完全掌握控制設備原理的基礎上進行操作,導致對控制設備不能熟練而正確的操作,并且不能對設備進行及時的維護和保養,都會導致控制設備可靠性指標低。
2.2元器件質量低下是控制設備可靠性指標偏低的一大原因
目前元器件生產廠家眾多,參差不齊。如果控制設備的使用企業規模較小,質量管理體系不健全,導致零部件進廠檢查出現漏洞;同時,元器件廠家間的惡性競爭,導致產品價格低廉,迫使企業不顧及元件質量進行采購,這些都會導致控制設備可靠性指標偏低,并且降低了使用壽命。
3提高控制設備的可靠性對策
要提高電氣自動化控制設備的可靠性,必須根據控制設備的特點,采用相應的可靠性設計方法,從元器件的正確選擇與使用、散熱防護、氣候防護等入手,使系統可靠性指標大大提高。
(1)在控制設備設計階段,研究產品與零部件技術條件,分析產品設計參數,研討和保證產品性能和使用條件,正確制定設計方案;其次,根據產量設定產品結構形式和產品類型。因為產量的大小決定著生產批量的規模,生產批量不同,其生產方式類型也不同,因而其生產經濟性也不同;同時,運用價值工程觀念,在保證產品性能的條件下,按最經濟的生產方法設計零部件:在滿足產品技術要求的條件下,選用最經濟合理的原材料和元器件,以求降低產品的生產成本;全面構思,周密設計產品的結構,使產品具有良好的操作維修性能和使用性能,以降低設備的維修費用和使用費用。
(2)從生產角度來說,設備中的零部件、元器件,其品種和規格應盡可能少,盡量使用由專業廠家生產的通用零部件或產品。立足于使用國產材料和來源多、價格低的材料;設備(含零部件)的加工精度要與技術條件要求相適應,不允許無根據地追求高精度。在滿足產品性能指標的前提下,其精度等級應盡可能低,裝配也應簡易化,盡量不搞選配和修配,力求減少裝配工人的體力消耗,便于自動流水生產。
(3)電子元器件的選用準則。根據電路性能的要求和工作環境的條件選用合適的元器件,元器件的技術條件、技術性能、質量等級等均應滿足設備工作和環境的要求,并留有足夠的余量;優先選用經實踐證明質量穩定、可靠性高、有發展前途的標準元器件,不選用淘汰和禁用的元器件;應最大限度地壓縮元器件的品種規格,減少生產廠家,提高它們的復用率;除特殊情況外,所有電子元器件應按不同的要求經過必要的可靠性篩選后,才能用到產品中;優先選用有良好的技術服務、供貨及時、價格合理的生產廠家的元器件。對關鍵元器件要進行用戶對生產方的質量認定;仔細分析比較同類元器件在品種、規格、型號和制造廠商之間的差異,擇優選擇。要注意統計在使用過程中元器件所表現出來的性能與可靠性方面的數據,作為以后選用的依據。
(4)控制設備的散熱防護。溫度是影響電子設備可靠性最廣泛的一個因素。電子設備工作時,其功率損失一般都以熱能形式散發出來,尤其是一些耗散功率較大的元器件,如電子管、變壓管、大功率晶體管、大功率電阻等。另外,當環境溫度較高時,設備工作時產生的熱能難以散發出去,將使設備溫度升高。
例如,半導體器件對溫度反應很敏感,過高的溫度會使器件的工作點發生漂移、增益不穩定、噪聲增大和信號失真,嚴重時會引起熱擊穿。因此,通常半導體器件的溫度不能過高,如鍺管不超過70~100℃;硅管不超過150~200℃。表1列出了常用元器件的允許溫度。
元件名稱 允許溫度/℃ 元件名稱 允許溫度/℃
碳膜電阻 120 陶瓷電容 80~85
金屬膜電阻 100 鍺晶體管 70~100
印刷電阻 85 硅晶體管 150~200
鋁制電解電容 60~85 硒整流管 75~85
電介質電容 60~85 電子管 150~200
云母電容 70~120 變壓器 95
薄膜電容 60~130 扼流圈 95
表1 常用元器件允許溫度
因此對于半導體分立器件散熱需要考慮:對于功率小于100mW的晶體管,一般不用散熱器;大功率半導體分立器件應裝在散熱器上;散熱器應使肋片沿其長度方向垂直安裝,以便于自然對流。散熱器上有多個肋片時,應選用肋片間距大的散熱器;半導體分立器件外殼與散熱器間的接觸熱阻應盡可能小,應盡量增大接觸面積,接觸面保持光潔,必要時在接觸面上涂上導熱膏或加熱絕緣硅橡膠片,借助于合適的緊固措施保證緊密接觸;散熱器要進行表面處理,使其粗糙度適當并使表面呈黑色,以增強輻射換熱;對于熱敏感的半導體分立器件,安裝時應遠離耗散功率大的元器件。
(5)電子設備的氣候防護。潮濕、鹽霧、霉菌以及氣壓、污染氣體對電子設備影響很大,其中潮濕的影響是最主要的。特別是在低溫高濕條件下,空氣濕度達到飽和時會使機內元器件、印制電路板上產色和凝露現象,使電性能下降,故障上升。
當電子設備受到潮濕空氣的侵蝕,會在元器件或材料表面凝聚一層水膜,并滲透到材料內部,從而造成絕緣材料表面電導率增加,體積電阻率降低,介質損耗增加,零部件電氣短路、漏電或擊穿等。潮氣還能引起覆蓋層起泡甚至脫落,使其失去保護作用。通常采用浸漬、灌封、密封等措施。
4結語
關鍵詞是能反映論文主旨最關鍵的詞句,一般3-5個。
目錄。既是論文的提綱,也是論文組成部分的小標題,應標注相應頁碼。
引言(或序言)。內容應包括本研究領域的國內外現狀,本論文所要解決的問題及這項研究工作在經濟建設、科技進步和社會發展等方面的理論意義與實用價值。
正文。是畢業論文的主體。
結論。論文結論要求明確、精煉、完整,應闡明自己的創造性成果或新見解,以及在本領域的意義。
參考文獻和注釋。按論文中所引用文獻或注釋編號的順序列在論文正文之后,參考文獻之前。圖表或數據必須注明來源和出處。
高等職業院校電氣自動化技術專業人才的培養
摘要:為了響應《中國制造2025》綱領的號召,及時了解并適應市場和區域經濟的發展,合理調整專業人才培養模式,對揚州地區電氣類相關企業進行了人才需求情況調研。通過調研,找準了高等職業院校電氣自動化技術專業人才的定位,總結了企業對于專業人才培養的意見建議,為后續人才培養方案的指定提供了可靠的依據和保障。
關鍵詞:中國制造2025高職教育 電氣自動化技術專業
電氣自動化技術專業結合了多個學科和技術,專業口徑較寬,適用范圍廣泛,就業方向靈活。為了明確企業對于電氣自動化專業的人才培養需求情況,找準定位,確定目標,真正體現就業導向、能力本位的辦學方針,因地制宜與時俱進地進行人才培養模式改革,需要有針對性的對江蘇揚州及周邊地區企業進行調研,了解企業對本專業人才培養的意見和建議。
1專業人才培養的社會背景
《中國制造2025》為我國制定了走向制造強國的行動綱領,而人才培養是實現建設制造強國的根本前提,《中國制造2025》中明確提出了“人才為本”的基本方針,要求要加快培育制造業發展急需的專業技術技能人才,這就給高等職業教育電氣自動化技術專業帶來了巨大的機遇和挑戰。與此同時,《中國制造2025》也提出要堅持市場的主導地位,因此本專業的人才培養模式的制定也應當堅持以企業、市場、社會乃至國家的需求為標桿。只有以《中國制造2025》為綱領,以崗位、企業和社會的需求為準繩,進一步推動改革,深化落實,全方位進行人才培養模式的調整,才能培養出企業需要、社會認可、國家滿意的具有電氣自動化技術專業背景的高素質技術技能型人才。
2專業人才培養的區域與行業背景
隨著揚州市經濟和社會的飛速發展,目前已建成了半導體照明、綠色新能源、智能電網、數控金屬板材加工設備、汽車及零部件共5個國家特色產業基地。總投資80億元產能為30萬輛的上海大眾汽車第三大生產基地落戶揚州儀征,濰柴集團亞星客車有限公司、揚州江淮汽車公司、大洋造船等大型國企民企也紛紛搶灘揚州沿江區域。與此同時,擴大至整個江浙地區,電氣機械和器材制造業,通用設備制造業,計算機、電子通信和交通設備制造業等均為該兩省的支柱產業。《中國制造2025》提出的電力裝備,高檔數控機床和機器人,新一代信息技術產業等共十大領域,其中大部分領域均涉及到了各種電氣類裝備制造。由此可知,揚州地區乃至整個江浙地區的支柱產業與《中國制造2025》提出的重點發展領域是高度統一的。因此,未來幾十年內,在揚州乃至整個江浙地區,企業、市場和社會對電氣類人才需求量將與日俱增且有增無減。
電氣自動化技術專業畢業生可就業于各類工礦企業,如制造、石油、化工、電力、紡織、制藥、食品、輕工等行業,從事電氣自動化系統及設備的操作監控、安裝調試、運行維護、技術升級改造、故障搶修等工作,或從事工廠供配電設備管理、維護、操作等工作,或在技術服務型公司,從事技術合作項目的安裝、調試和后期技術服務工作,也可在中央控制室、自動化產品營銷等部門工作。
由此可見,具有電氣自動化技術專業背景的高素質技術技能型人才具有廣闊的就業空間和良好的發展前景。
3企業對專業人才培養改革的意見建議
我們對江蘇揚農化工集團、江蘇牧羊集團、揚州新大通科技有限公司、江蘇縱橫蘇天網絡發展公司、南京擎天科技有限公司等揚州及周邊城市的30家企業進行走訪調研,調研結果表明,企業對具有電氣自動化技術專業背景的高素質技術技能型人才的需求巨大,但同時,企業還對本專業的人才培養提出了幾點意見和建議。
3.1人才培養模式有待調整人才培養目標定位必須與行業的實際保持緊密聯系,以及時滿足市場、企業和社會的需求。培養模式必須形成有機的、統一的整體,讓學生抱著濃厚的興趣,實現學中做、做中學,最大程度提高教學效果與教學質量,讓學生可以將所學到的基礎理論知識轉化為熟練的實踐動手技能。人才培養過程中,還應當大力開展各類校企合作項目,推進聯合辦學,進一步與企業維持一種持久深入且具有系統性的共贏合作,讓學生能夠靈活運用課堂上所學習到的知識和技能,主動發現,仔細分析,準確解決未來實際工作崗位中遇到的具體問題。只有這樣才可以真正做到實現知識技能的融會貫通,將內化的知識應用于實踐,造福企業乃至社會。
3.2專業課程設置有待改進電氣自動化技術隨著科學技術的進一步發展已經進入一個新的階段,新的概念和體系已經基本形成。自動控制技術、電子信息技術、通信技術、計算機技術與網絡技術等多門學科高度融合和交叉,企業對具備以上綜合知識技能的復合型的人才需求很大。課程設置要進一步拓寬,要有一定的計算機網絡技術、通信技術、設備制造與加工、機械與電力傳動及的基礎知識,并且盡可能多的介紹各類控制對象和控制方法。與此同時,還應當讓學生了解最前沿的電氣自動化新技術,以此達到培養學習興趣,激發創新意識的目的。
3.3非智力因素培養有待加強企業所需要的高素質技術技能型人才除了掌握必備的專業文化知識和技術技能外,還應當具備良好的職業道德修養和敬業精神,擁有服務社會的意識、協作共贏的團隊意識和經濟安全環保的可持續發展的意識,具備較強創新能力和自學能力,并能夠及時快速的適應新環境、接收新知識、掌握新技術,并具有良好的文字表達、溝通協作的能力。因此,在人才培養的過程中,除了傳授科學知識和鍛煉專業技能,還不能忽略非智力因素的教育。
4人才培養模式改革的策略和實踐措施
4.1以行業為標桿,改進人才培養模式人才培養機制應當以企業需求為準繩,以實用為根本,以就業為目標。該專業定期組織教師和專家深入相關企業,進行崗位需求與知識、能力等其他素質方面要求的相關調研,根據企業的具體崗位需求和相關基本素質要求,有針對性地改革人才培養模式,動態地調整人才培養方案,從而保證以此為依據培養出的學生符合行業要求和企業需求。
該專業創新性的提出并實踐了“1+1+1專業導師制”人才培養模式,該人才培養模式充分發揮專任教師的導學、導能和導業的作用,積極與企業進行溝通交流與合作,為每一位同學配備一個專業背景的班級導師和企業導師,企業導師定期進課堂、辦講座,既傳授了基本的科學理論知識,又鍛煉了企業實際需要的動手實踐的操作能力,從而為其畢業后的順利就業提供了強有力的保障和依據。借此人才培養模式,將專業教師的傳授和企業導師的指點充分融入到人才培養的全過程,能夠及時有效的根據企業的動態需求實時進行調整和改革,充分發揮行業需求在人才培養方面的引領作用。
4.2以實踐為宗旨,調整課程體系建設本專業以企業崗位素質要求為標準,以培養專業技能為主要目的,以實際工程項目為中心,以具體教學情境為載體,進一步完善和改進課程體系,加強專業知識與實踐技能的相互滲透和彼此融合。因此本專業在課程設置上,重點選擇具有較強實踐性和實用性的課程。
4.3以項目為導向,大力推進理實一體為了滿足國家對于高等職業教育工學結合的要求,有針對性的進行實踐教育教學改革,優化教學方法,加大再造力度,該專業教師基于多年的實踐教學經驗,結合來自相關合作企業的反饋和建議,與企業工程師合作,從高職學生的認知規律和特點出發,以企業實際生產過程案例為載體,以具體實踐項目為依托,針對主干課程編寫了相應的項目化教材。截至目前為止,該專業教師已主編與參編了《生產過程控制系統的設計與運行維護》、《先進組態控制技術及應用》、《傳感器檢測與應用》、《PLC應用技術圖解項目化教程》等共18部適用于高職高專教學的項目化教材。科學知識的學習與實踐操作能力的提高緊密融合貫穿于每個具有實際背景的典型案例之中,逐步突破重點難點,激發學生濃厚的學習興趣,通過實際動手操作鞏固對理論知識的認識理解并鍛煉其實踐操作的能力。有利于畢業生更快的適應具體崗位的實際工作,鍛煉培養了其利用學校所學習到的理論知識去發現、分析并解決實際工作中遇到的具體問題的能力。
4.4以素質為終極,加強非智力因素培養《中國制造2025》提出了以創新為驅動,要提高國家制造業的創新能力,這就為該專業培養學生的非智力因素指明了方向,即要大力培養學生的科技創新能力。本專業成立若干導師工作室,根據學生的興趣以及專業知識的掌握程度合理搭配并分組,因材施教,充分發揮學生自身的主觀能動性與創新積極性,讓學生在專任教師的引導和帶領下,基于理論知識基礎和熟練的實踐動手能力,自主設計研發,制作專業創新作品,參加創新創業大賽,申請創新發明專利。通過組建學生科技創新社團和創新創業中心,鼓勵學生基于所學習的理論知識和所掌握的專業技能,勇于創新,自主創業,借此加強學生對新技術新產品的敏感度和開發新市場的敏銳度,為其未來的發展開辟科技創新和自主創業的新領域。
5結論
在《中國制造2025》的社會背景下,根據企業與社會的要求,相應對人才培養方案進行改革和完善已成為勢不可擋的趨勢。總結企業對專業人才的培養建議后,應當采取相應的改革措施,應當以行業為標桿,改進人才培養模式,以實踐為宗旨,調整課程體系建設,以項目為導向,大力推進理實一體,以素質為終極,加強非智力因素培養。
電氣自動化技術專業只有始終堅持以《中國制造2025》為綱領,以滿足企業需求為目標,動態調整人才培養模式,大力推進人才培養改革,積極采取應對的實踐措施,才能培養出基本知識功底扎實,實踐動手技能高超,同時具有卓越的科技創新思維和突出的職業能力素質,廣受企業的好評并深受社會的認可的高素質技術技能型人才。
參考文獻
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關鍵詞:電氣工程 自動化控制 城市發展
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)09(a)-0127-01
1 電氣自動化的系統處理
通過傳輸信號屏蔽、設備接地信號處理、選擇合適的抗干擾措施等,系統在電氣方面主要是這樣來實現的。在人們選擇設備的時候,人們需要選擇那些經過長期的實踐檢驗后已經證明是可靠且比較穩定的設備,這樣穩定可靠是設備才能很好地適應工業施工現場的非常惡劣的環境,以確保系統正常運行,盡量將故障降低到最少的程度,以便在發生故障的時候進行維護。系統組態采取軟件的兩次開發功能,該兩次開發功能除了能夠對工作流程進行動態顯示之外,還能夠動態顯示歷史數據、趨勢圖和棒圖及其他相關數據,且具有打印功能。該系統具有的一個重要優點是易于擴充,系統保留了一些必要的接口,目的就是為廠級管理、全部過程實現自動控制設計必要的接口、界面。此外,該系統的另外一個重要優點是實用性比較強,該系統具有現場手動、儀表室內手動、自動三種控制方法,可以根據實際情況選用,滿足不同的需求。在運行過程中,還有諸多的電器設備輔助進行服務,目的是為了卻把一次設備的安全、可靠地運行,這樣,也就可以達到某項控制功能的數個電器組建的組合,我們對此稱之為二次回路或者控制回路。
2 自動控制技術優勢
2.1 快速高效自動控制技術
系統在運行的過程中能夠通特定的數據信息對相應的設備做出操作指令,發出的操作指令是能夠即時到達的,由于如果設備不同的話,其設備的地址代碼也不同,因而發出的指令十分準確,確保了精確操作,比起人工操作來說發生錯誤操作的概率是十分低的,因此該系統的操作是快速高效的自動控制技術,并且該自動控制技術具有十分良好的交互功能,其所具有的交互功能能夠和控制中心進行數據信息的反饋,從而進一步確保了控制的精確和快速高效。
2.2 便于實現全過程全時段監控
該自動控制技術的優勢除了快速高效和精確之外,還十分便于實現全過程的全時段監控。人們所實施的電氣工程是全天候24小時均需要不間斷運行的,按照人們平常積累的經驗來進行分析,在深夜等管理的盲區容易導致管理的疏忽,是電氣故障的多發時段和區域,在這些容易發生故障的多發時段和區域,人們的傳統的管理模式是難以實現全程的有效的監控的。而數字化的自動控制技術恰好彌補了這一缺點,可以對工程進行全過程全時段的監控,從而避免故障的發生,確保工程的正常運行,實現了對整個系統的高效、實時的控制和調配
2.3 安全性大大提高
安全性高是自動控制技術的最大的優勢,人們在進行生產的時候寧愿降低效率,但都需要確保一定的安全性特別是人身的安全性,確保人身不受到損害,畢竟生命高于一切。而電氣工程往往具有一定的危險性,由于機械故障以及外部環境和人工操作的失誤造成人員傷亡的事件在過去是屢見不鮮的。自動控制技術能夠隨時對電氣系統地運行進行實時監控,其具有十分良好的技術優勢和控制能力,能夠及時發現并反應運行過程中的不正常情況,最大限度地避免對人員產生的危害及其他威脅。
3 電氣自動化控制系統的發展現狀
3.1 電氣自動化工程DCS系統
所謂的DCS系統也就是分布式控制系統,“DCS”這個稱呼是由英語單詞縮寫而來的。相對于集中式的控制系統來說,DCS系統是一種更為高級和更為先進的新型電腦控制系統,該系統是在傳統的集中式的控制系統的基礎至上演變和發展起來的,該系統的優點是可靠、實時和可擴充等,因為具有這些優點,DCS系統在生產生活的過程中得到了廣泛應用。
3.2 集中監控方式下的自動控制系統
集中控制下自控控制系統的缺點是十分明顯的,由于其在進行控制的過程中需要將所有的功能集中在某個處理器當中,其所具有的缺點中最為突出的是他的運行速度比較緩慢,導致了整個機器的運行速度也非常地緩慢。此外,該控制系統的另外一個重要缺點是主機的容量會不斷地下降,因為這個系統把所有的設備都放入了監控中導致了監控數量十分大,這就需要增加電纜數量,也就是說增加了成本,且可靠性也大大降低。
3.3 信息集成化的電氣自動化控制系統
電氣自動化控制系統所包含的主要信息技術主要體現在:第一,在管理層面上向縱深延伸。在企業當中,企業的財務核算和人力資源管理等相關數據的存取得以特定的瀏覽器來進行操作,并且,對于企業的生產過程中的監督控制能夠呈現出動態的、直觀的畫面,所以能夠及時掌握企業生產相關活動中的信息資料。第二,信息技術能夠在電氣自動化設施、系統和機器之中進行橫向的擴展比較。
4 電氣系統自動化控制的發展趨勢
IEC61131的頒布、OPC技術的出現和Microsoft的Windows目前被人們廣泛應用到生產、工作的許多領域之中,這些技術和平臺、軟件的應用,使未來的電氣技術和計算機技術更加緊密結合起來,計算機技術在電氣工程中越來越發揮著難以取代的功能。正是市場的需求驅動著自動化和IT平臺的融和,電子商務的普及將加速著這一過程。虛擬現實技術和視頻處理技術的應用必然對未來的自動化產品,比如人機界面、設備維護系統的設計等產生直接的影響。相對應的通訊能力、軟件結構及易于使用和統一的組態環境顯得越來越重要。
5 結語
如果沒有電氣自動化的支持,那么,現代工業也就無從談起,現代工業的是在電氣化的基礎上發展而來的。現代電力系統是一個十分龐大的統一的整體系統,系統中的裝置及其所接的用電機器設備均是一些開放性的設備,這些開放性的設備會受到周圍環境的影響,因此實現電氣工程的系統自動化控制是必要的。
參考文獻
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關鍵詞:高層建筑;電氣自動化;應用
中圖分類號:TU97文獻標識碼: A
1、電氣自動化技術應用于現代高層建筑的背景
國民經濟的不斷發展使得廣大人民群眾對高層建筑的自動化、多樣化與個性化的需求不斷提高,人們都希望有舒適的生活環境、完善的服務設施及便捷的信息溝通,這些都使得高層建筑電氣自動化成為了現代高層建筑的重要核心技術之一,而且建筑高度的提升也對供電、給排水、消防等大量電氣系統的運行和管理提出了更高的要求,因此必須綜合電氣、信息、智能、控制以及自動化等各方面的科學技術,為實現高層智能建筑的安全節能及功能的豐富和完善的目標,對高層建筑電氣自動化進行不懈的探索與研究。
2、電氣自動化在高層建筑之中的應用特點
所謂高層建筑電氣自動化是一種綜合了服務與管理乃至系統結構優化配置于一體的高層建筑電氣自動化模式。通過電氣自動化系統的集成核芯,在高層建筑中組織好綜合布線等工作,從而使得高層建筑中的設備與通訊乃至辦公等諸多功能都從一定程度上實現自動化。給人們帶來了安全高效的生活環境。
2.1、高層建筑電氣自動化在安全保護中的應用
建筑的安全性是建筑電氣的重要方面。隨著現代建筑的復雜程度的不斷提高,對安全的要求也日益增強。現代高層建筑中電氣自動化的安全性能很好,該自動化控制技術可以大大提高整個系統對一些不利因素的反應速度并且可以采取遙控模式來減輕各種突況對系統和維護人員的傷害。
2.2、高層建筑電氣自動化在全程監控中的應用
高層建筑電氣自動化實現了對設備及系統運行的全過程的有效監控。尤其是在功能較多的大型高層建筑中由于組成配件多、結構體系多變、功能復雜,所以傳統的運行模式下會出現控制盲區而造成故障。現代高層建筑電氣自動化技術能夠對整個系統實現實時的數字信息化有效監控,因此能夠實現高效、持續、實時的控制目標。
2.3、高層建筑電氣自動化在系統聯動中的應用
該自動化技術不僅將高層建筑中的安防消防、通風照明等系統整合為一個大的系統,大大加強了聯動性能。并且實現了各個子系統之間的優化配置和聯合互動。
2.4、高層建筑電氣自動化在數據計算中的應用
高層建筑電氣自動化能夠提供更加詳實的數據和更加精確的計算。該系統能夠建立一個更加確切詳實的數據庫,以此來給后期的各種決策給予可靠的信息數據保障。
3、電氣自動化在高層建筑之中的發展與具體應用分析
3.1、智能電力系統
在現代建筑中,電力系統的兩個重要組成部分,就是電力總閘部分,與各家的分閘部分。在過去的建筑中,有時候因為電力系統出現問題,就會引起電氣火災的出現,然而對于這個問題,在當代建筑的智能電力系統中就可以得到完美的解決。電氣火災的形成主要是因為電氣線路、供電和用電設備出現故障,引起線路或設備產生大量熱能或電火花,由于線路承受的正常發熱有限,而產生的大量的熱量使線路外在的橡膠達到熔點后引起橡膠燃燒,形成電火,釀成災禍。而在現代的智能電力系統中,在各家各戶的線路上都有一個電壓智能檢測系統,一旦電壓或電流出現異常的時候,電閘就會自動發出警報,在警報的同時會對電力線路進行斷電處理,以做好安全防范的工作。而對于總閘來說,電子智能控制端更是必不可少的部分。一旦發現電壓電流出現異常情況,電子總閘就會出現報警行為,同時會對該線路進行斷電處理。由于總閘與電力系統的終端控制是鏈接的。所以一旦總閘出現異常,就會有維修人員立刻到達事故現場進行線路維護和維修的工作。
而電力系統在進入到各家各戶的時候,它的智能監控功能就體現在家電的使用監控中了,在現代的建筑中,必不可少的會有電腦、電視、電話等家用電器,尤其是一些功率較大的電器像是微波爐、熱水器等設施,一旦出現異常,各家的電閘也會進行斷電處理。這不僅僅是為了保證家里的用電安全,也是對整座建筑的安全保證。
3.2、智能熱力系統
對于智能熱力系統來說,在現代建筑中,我們采用的主要是地熱系統。目前地熱系統是較為美觀與舒適的一種熱力系統。當然其主要控制端還是以自動控制技術為主要控制手段。在熱力系統的控制端中,有一個熱敏電子設備對熱力系統中的溫度進行檢測,一旦熱力系統所釋放的溫度高于其最高值或者低于其最低值的時候,那么智能熱力系統就會自動對溫度進行調節:或是斷開電路停止加熱或是對電路進行鏈接處理繼續加熱。在整個系統中,熱敏監控系統就起到了一個關鍵的作用。所謂智能就是能夠自動調節自身性能的一些設備的性質,而對于這一點來說,現代建筑中的智能熱力系統就有著很好的自動調節能力。當然這個溫度范圍是可以調節的,就猶如現在的智能冰箱中的保鮮層的溫度控制系統一樣,可以將溫度控制在一定的范圍內,根據個人需要進行可控制調節。一般情況下,熱力系統的溫度控制范圍是由專業人士進行專業調節的,所以一旦出現溫度異常的情況,作為居民來說,千萬不要自行維修熱力系統,因為如果一旦出現智能監控系統出現損壞,那么造成的損失將是無法估量的。當然有些建筑的智能熱力系統是采用太陽能的光熱作為熱源,然后進行電子方面的智能調節,這樣既節省了能源的耗費,也對我們的熱力安全有了進一步的安全保障。
3.3、智能監控系統
對于人們的生活來說,監控系統是當代建筑中必不可少的一個組成部分。并不是因為現在社會環境有多么不好,而是因為,智能監控系統對人們的生活,工作都是一種防范于未然的基礎設施。而對于監控系統來說,其主要的組成部分就是攝像頭,即監控設施。通過攝像監控,我們可以知道許多日常人工無法顧及到的地方,而人們的安全就要靠著監控系統中的安防設施來完成了。安防設施目前在現代建筑中,是電氣自動化的一個重要組成部分,那么智能安防在當代建筑中主要表現的前端設備就是建筑物中的樓宇監控門。
我們都知道樓宇監控門一般情況下,都是需要兩層鑰匙進行工作的。就目前來說,我們的工程師們已經將這兩層鑰匙設置成一個組合來代替了,即電磁智能鑰匙。人們進入樓中必須要用鑰匙才能到達自己的家中,否則住在高層樓房里,沒有鑰匙恐怕連電梯都做不了。那么安防設施一旦遭到破壞,它還具有自動報警功能,而其自動報警,不僅僅是發出警報的聲音,而且還與公安機關的報警系統進行聯網設置,一旦出現安防問題,警方會第一時間接到報警,并且來到案發現場進行安全保護。所以對于一個建筑來說,安防系統就是這個建筑的安全保證,也是居民安全生活的重要保障。也正因如此,在我們的日常生活中,也應該對這些平時與我們的生活息息相關的安全設施加以保護,只有這樣,我們的生活,才會更加舒適,更加安全,更加美好。
總之,科學技術的快速發展促進電氣自動化技術的發展,也為電氣自動化技術的應用提供了基本的技術保障。當前,電氣自動化技術在電力系統中獲得廣泛應用,并且有效的促進電力系統的穩定運行。隨著電氣自動化系統應用范圍的日漸擴大,其自身的技術也需要不斷的更新和進步,才能適應電力工程不斷發展的狀況,從而促進電氣自動化作用的充分發揮。
參考文獻
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論文摘 要:在專業建設過程中人才培養方案與核心技能課程是專業建設的重點和難點,通過深入廣泛的專業調研,分析電氣自動化技術技能型人才的需要,從工作過程出發, 對電氣自動化技術專業主要崗位典型工作任務進行剖析,歸納得出相應的工作領域,并轉換為對應的專業核心技能課程,構建基于工作過程與職業崗位對接的專業人才培養方案, 設計以能力為核心、以素質為本位的模塊化專業課程體系,從而提升高職學生的競爭力。
“十二五”時期國家以科學發展為主題,以加快轉變經濟發展方式為主線,把經濟結構戰略性調整作為主攻方向,促進經濟長期平穩較快發展和社會和諧穩定。因此,我國高等職業教育也正在加快改革與發展的步伐,為地方經濟發展服務、為就業服務,培養生產和服務第一線的技術技能人才,培養敬業創新的優秀人才。由于種種原因職業院校設置的專業往往與社會經濟的發展需求存在偏差,一方面有的專業畢業生過剩,有的急需人才缺乏相應專業的培養,出現“產銷不對口”現狀;另一方面畢業生所具備的職業能力與其就業崗位的要求相差甚遠,不能與職業崗位進行很好的對接。
我校是國家首批重點建設的高職示范院校,電氣自動化技術專業是國家重點示范建設專業之一,在示范和后示范建設以及人才培養工作評估過程中非常重視專業的內涵建設,對專業人才培養方案重新進行了審定,把提高教學質量、創新教學模式和打造專業特色作為重點,以對接產業為切入點,實行校企合作、工學結合,促進教學內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接、學歷證書與職業資格證書對接。
1 通過專業調研明確專業定位與培養目標
1.1 深入市場調研分析人才需求
人才需求分析是制訂專業人才培養方案的基礎。通過制訂詳細的調研計劃,采用“走出去、請進來”的方式進行深入和廣泛的專業調研。“走出去”就是分批派出專業調研組到相關企事業單位、院校、畢業生就業單位進行實地走訪,“請進來”就是聘請企業的專家和技術能手到學校進行研討。了解畢業生在哪些單位、哪些崗位從事哪些工作,這些崗位需要什么職業資格證書和等級;了解專業發展狀況及對人才的需求情況,企業對人才培養的規格和質量要求,以及社會對本專業畢業生的評價等。針對調研的信息進行綜合分析,明確畢業生就業崗位及崗位群,找出專業人才培養過程中存在的問題和偏差,從而確定電氣自動化技術專業的專業定位、專業培養目標和人才規格與質量標準,為專業課程體系設計提供依據。
1.2 面向就業崗位和職業證書要求準確把握進行專業定位
通過專業調研匯總的電氣自動化技術專業畢業生主要面向就業崗位分布來看,近50%的學生從事電氣自動化設備及系統的安裝、調試、運行與維護等工作,近30%的學生從事電工、電子類產品質量檢驗監督等工作,有近15%的學生從事生產管理工作,其余5%的學生從事產品銷售或其他工作。因此,電氣自動化技術專業要面向企業生產第一線培養具備專業職業能力和技能,具有較強的繼續學習能力和創新能力,具有良好職業道德和較強法律意識的高技能人才。由于行業準入制度對職業資格證書的嚴格要求,畢業生在畢業前至少應該獲取對就業有幫助的一種國家職業資格證書或技術等級證書,如電工上崗證、電氣設備安裝工證等。
2 基于崗位工作過程分析構建專業課程體系
2.1 以崗位工作任務為導向設置專業核心課程
電氣自動化技術專業教學團隊從產業、行業、企業、職業調查入手,廣泛聽取企業專家、技術能手、企業兼職教師、下企業鍛煉教師、頂崗實習學生和畢業生及家長的意見,對專業主要崗位的典型工作任務進行剖析,得出工作崗位的業務范圍,通過歸納得出相應的工作領域,并轉換為對應的專業核心技能課程。如“工業自動化工程師助理”工作崗位的職務范圍是從事自動化設備及系統設計、選型、系統編程、系統集成和維護等工作,其工作領域為電氣工程制圖、成套電器控制柜安裝調試、PLC自動化系統設計和維護,自動化生產線安裝調試及維護、工控網絡設備及系統的安裝與維護,在課程設置中轉換為相應的核心課程。
2.2 以職業技能培養為核心構建模塊式專業課程體系
通過分析相同專業在不同崗位的工作過程,分析學生畢業后所從事工作任務和應具備的職業能力,突出企業需求和學生自我發展,從知識、能力和態度3個方面,設計“融素質教育與業務培養為一體,知識傳授與能力培養為一體”的模塊式專業課程體系。由職業核心能力課程、專業基本技能課程、專業核心技能課程、職業拓展課程、頂崗實習等模塊組成專業課程模塊。使之具備:基礎性—為學生就業打下堅實的文化基礎和專業基礎;針對性—以職業核心技能課程為主干,培養學生的技術與技能;實踐性—加強實踐操作技能培養,提高學生的崗位勝任力;實用性—技能訓練針對學生的崗位設置;拓展性—相同專業不同崗位能力的培養,滿足企業崗位能力需求,拓寬畢業生就業渠道,增強就業競爭力。
2.3 以工作過程為主導設計項目化課程
對于專業核心技能課程和職業拓展課程模塊,打破傳統學科性“理論+實驗+實習”的課程體系結構,把圍繞核心能力培養和職業適應性的原有理論課程和實踐教學環節重新分解整合,設計了基于工作過程的項目化課程結構,確定了本專業7門專業核心技能課程和4門職業拓展課程,不再單獨設置實驗和實習等實踐教學環節。在項目化課程標準中引入國家職業資格標準、行業標準、技術規范,教學內容中精選實際工程案例并經教學化處理形成學習型項目,每個項目又分解為若干個對應的學習型工作任務,將知識點、技能要求融入到各個項目和任務中,并將職業資格鑒定考核與課程考核相融通,以實現課程內容與職業標準對接。
3 以工學結合為切入點的創新教學模式
3.1 靈活、可操作性強的教學組織設計
在教學設計上采取“3+2+1”的教學組織形式,第1~3學期主要學習職業核心能力課程和專業技能基本課程,在培養學生掌握專業基本理論的基礎上,融入基本職業技能訓練,學會表達、交流、溝通的方式和方法,具備基本職業素養;第4、5學期安排專業核心技能課程和專業拓展課程,培養學生具有必備的職業(崗位)技能,同時組織開展學生的職業技能培訓與鑒定,使學生獲取相關的職業資格證書或技術等級證書;第6學期進行畢業前的綜合職業技能實訓,安排學生到企業頂崗實習,實習結束后完成論文撰寫及答辯,在真實的工作環境中不僅易于將理論知識轉化為實際操作技能,而且易于養成良好的工作作風、職業道德、職業素養,有利于學生融入社會。因此,在整個教學組織過程中應貫穿、覆蓋適應社會能力、職業能力的教育與訓練。
3.2 貫穿職業能力培養的遞進式課程教學模式
針對不同的課程模塊采用不同的教學模式。專業基本技能課程以校內學習為主,采用“理論+實訓+實習”的教學模式,基礎理論以“必需、夠用”為度,精講多練。實踐教學中將“指導書”更改為“任務書”,采用“實踐與創作”相結合的方式,按照任務書的要求,學生自主完成方案設計、儀器設備選擇、制作、測試,充分調動學生的積極性,促使學生感知體驗、觀察探究,在培養職業基本技能的基礎上,養成獨立思考、科學嚴謹的工作作風。
專業核心技能課程和職業拓展課程實行分段集中強化訓練的教學模式。在實訓室以單班為單位采用項目化課程組織教學,如2010級電氣自動化技術專業4個班在同一時間分別進行4門專業核心技能課程的教學,根據學期教學計劃每門課程4~5周,依次輪換。課程教學在實訓室以學習型項目為載體,以教師為主導、學生為主體組織實施,經過強化實踐訓練師生共同完成一個完整的項目,在“教、學、練、做”有機融合的一體化教學過程,實現職業(崗位)技能和職業素質的培養,達到教學過程與生產過程的對接。
3.3 “課程考核+職業技能認證”的考核方式
按照課程類型的不同,采用不同的考核方式。職業核心能力課程的考核以校內為主,引入國家職業核心能力測評標準,主要考核“與人交流、與人溝通、信息處理、自我學習、解決問題、數字應用”等6項職業核心能力。專業技術基礎課程以校內考核為主,采用過程考核與期末考試相結合的方式,不僅考查學生的知識積累和素質養成,也對學生的知識運用能力進行考核。
專業核心技能課程和職業拓展課程考核關注學生的素質培養,采用“課程考核+職業技能認證”的方式。課程總成績由課程考核成績和技能認證成績兩部分組成,二者各占一定的比例。課程考核采用百分制按項目分別考核然后匯總,每一個項目均從知識、技能、態度3方面考核,知識考核重在考查知識的應用和相關的操作規程,技能操作考核采用現場實際操作方式,態度考核則重在對學生合作意識、溝通能力、創新思維等方面的評價。職業技能認證有理論和實操兩部分組成,分為兩種情況:一是國家職業資格證書對應的課程,在課程結束后可直接參加國家職業資格認證考核;另一種是課程結束后,參照國家職業資格考核標準由學院統一組織進行考核。
4 結束語
電氣自動化技術專業經過幾年的重點建設,在課程體系建設、師資隊伍建設、實驗實訓條件建設等方面取得了一定的成績,專業建設的整體水平有了顯著提高,也積累了一些建設經驗。深刻體會到專業建設必須堅持校企合作,只有深入企業,才能了解企業的需求,把課程體系切實融入職業崗位要求,將專業技能標準與職業標準相融合,將考核與評價和職業資格認證相銜接,強化學生職業技能的訓練,培養出企業需要的高技能人才。
參考文獻
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關鍵詞: 電氣自動化;供配電系統
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
改革開放的不斷加深,經濟社會進入到快速發展的新時期。城鄉經濟的快速發展,城鄉電網也在全面改造。我國科技水平在不斷的進步,電網技術裝備水平也在不斷的提高,這就使我國電網調度技術越來越高,對我國電力供應的穩定性起到了極大的作用。
1 供配電系統概述
電力的傳輸過程的形成和發展,形成了電力供配體系,既供配電系統。其主要包括電力的高壓輸送系統、低壓配電系統及用電設備所組成的。在我國國內,大型建筑或遠程電力輸送一般會通過10 kV電壓進行傳輸,首先通過高壓配電,將電壓設置為 10 kV,將電力分配到各個終端,然后再經過低壓變電,轉化成220 V/380 V的常規用電電壓規格,將電能傳輸給客戶端。
供配電系統是維持建筑正常運作的核心設備。如果沒有可靠的供配電設備,建筑內的電力設備將無法運轉。電氣自動化作為一種新的科學技術,可以將電工技術和電子技術相結合,通過信息控制及計算機技術,解決供配電系統中存在的一些問題。從而改良電力系統的運行狀態,保證供配電體系的正常運作。
2 電氣自動化在供配電系統中的功能和特點
電氣自動化在供配電系統中的控制功能。在供配電體系中的實際運行中,高中壓供電系統常常是由人工操作的,具有較大的危險性。但是,在供配電系統中引進電氣自動化,使中高電壓系統的運轉,由計算機系統操控。在供配電體系中,對斷路器或通電器實行自動控制,當電流超過一定的標準時,自動跳閘,防止危險事故的發生。不僅如此,電氣自動化還可以自動處理一些進線失電故障。電氣自動化可以處理單路供電時進線失電故障、雙路進線失電線路及復雜的進線失電故障問題。電氣自動化通過系統自動檢測,檢查電流情況,并處理異常供電問題,實現穩定安全供電。
2.1 配電系統自動化技術的應用方向
在智能化應用技術已經較為先進,而且已經廣泛應用在較多場合,對于自動化相關領域的研究也達到了國際上的先進水平,其中分層式綜合自動化裝置非常適合使用在各級電壓的配電系統中,特別是對于配電系統的智能保護裝置來說,在電氣自動化保護裝置中,已經融合了智能人工、微機網絡、綜合自控等多項技術,綜合性質的自動化技術發展趨勢越來越明顯,在該種保護裝置中融合了自動化保護的新原理,可以在很大程度上提高配電系統整體的安全運行狀態。還有一項很有實用的發展方向就是配電系統在配電網中所應用的自動化技術,因為這項技術正是采用國際上較為權威的公共信息模型作為這項技術所采用的技術模型,輸電網的理論算法可以和高級應用軟件結合在一起,這項技術在也已經獲得了很大程度的突破,多表現在網絡數字方面,也解決了很多的技術難題。配電系統中一項最為關鍵的PLC 技術對配電系統自動化技術的應用方向也起到了指引作用,基于PLC 技術的仿真系統可以為配電系統的測試提供相關數據,同時還能為研究人員開發新的電力產品提供技術參數,這些控制裝置都可以組成閉環系統,為今后更優的控制方案提供優質的實驗條件。
運行參數的監測包括電壓、頻率等參數,這些參數的實時值會在在監控計算機上實時顯示并定時記錄存盤。當運行參數的值超出允許范圍時,監控系統會及時給與文字與聲音報警提示,以方便操作人員及時處理。遠程自動計量是對每個用戶的用電量進行自動測量和記錄,通過繪制表格等方法實現分時計費,從而形成電費報表。這樣做,不僅可以供用戶隨時查詢,而且方便、節能。電能質量的監測是指那些對電能質量要求較高的用戶進行電能質量參數的監測,包括回路電壓、諧波含量等。故障報警事件的監測是指供配電系統在運行過程中一旦發生故障,智能化供配電系統會立即發出報警聲音,自動將出現故障的圖形切換到界面上,并給與緊急預案提示,因而,工作人員可以及時、準確地處理故障。
2.2 自動化在供配電體統中的控制功能
智能化供配電系統對斷路器的通斷控制,從實際控制中,由人工就地控制中高壓系統中的配電設備,很少進行遠程和自動操作。傳統的方法具有一定危險性。智能化供配電監控管理系統可以實現遠程控制中高壓配電系統設備。
3 電氣自動化在供配電系統中應用的具體體現
3.1 電氣系統中數據網絡技術體制的完善
在日常的電力系統的安全防護中,我們可以依據數據網絡的信息,來制定和規劃系統和數據網絡技術體制。在制定過程中嚴格按照國家法律規定,嚴格遵守網絡安全制度。根據網絡的規模和服務對象設定相應的安全級別。由于電力調度數據網的服務對象、網絡規模相對固定,并且主要滿足自動化系統對安全性的特殊需求,為調度自動化系統提供端到端的服務,符合建設專網的所有特征,所以電力調度數據網宜在通道層面上建立專網,以實現該網與其他網的有效安全隔離。
國家電力數據網承擔著管理信息業務和調度控制業務,網絡層次簡化,數據傳輸的及時且連續,通信負荷基本恒定。遠方控制的可靠性也具有相應的保障,現代安全防護體系的應用,有效地應對了黑客、病毒的侵襲,防破壞能力進一步的提高。
3.2 電氣系統中調度專用數據網絡的安全保障
電氣系統中調度專用網絡體制的完善,使數據網絡在網絡層的的安全得到有效的保證。與此同時,還必須做到技術措施和管理制度雙重起效的方法,才有能從根本上保障信息和電氣系統的安全。
1)管理制度方面:對所有數據網連接的節點都進行有效的管理,保障全系統和全部網絡的安全。加強對人員的培訓和管理,建立一支高素質的網絡管理隊伍,防止來自內部誤用及泄密;建立健全運行管理制度,加強運行管理安全規章制度的建立和落實;建立安全聯防制度,將網絡及系統安全檢查作為經常性的工作;聘請網絡安全顧問,跟蹤網絡安全技術。
2)技術措施方面:為了保證數據網絡的安全,堅持調度控制系統與調度生產系統之間的分離。信息傳輸采用單向傳輸的方式,調度生產管理系統與企業辦公自動化系統之間有效安全隔離。這樣即實現數據的傳輸,又保證了電氣系統的安全。通常采用的措施包括防火墻、專用網關、網段選擇器等進行有效隔離,在系統和應用層面,包括計算機防病毒技術、應用系統的硬件備份措施。
4 結束語
由于調度自動化系統中存在不同的應用,而且各個應用的特點存在差異,所以我們必須要不斷優化電力調度數據網,在電網調度中建立嚴密的安全管理措施,以確保電力調度系統和電力系
統的安全,并且建立起完善的防護系統,從而保證我國電力行業的健康發展。
參考文獻
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隨著科學技術的快速發展,電力行業也有了翻天覆地的變化,作為電力行業的重要技術,電力傳動技術也日益成熟和發展了起來,近幾年,電力傳動系統已經用嶄新的面貌呈現在大眾眼前,也取得了很好的效果,如今在各式各樣的工業場所中都可以看見電力傳動系統的身影,本文就從電力傳動系統的控制這一問題入手,重點分析一下在電力傳動系統中應用控制的意義和具體的應用措施,同時介紹一下控制系統的特點和相關原理。
關鍵詞:電力傳動系統, 控制 , 應用措施 , 應用意義
中圖分類號:F407.61 文獻標識碼:A 文章編號:
引言:
隨著控制手段的日益更新和控制技術的不斷發展,智能控制技術已經逐漸在控制行業中占據主導地位,相應的大量的智能控制軟件也逐漸取代了常規的控制軟件,像在生活中經常提到的神經網絡,模糊控制等都屬于智能控制的范疇。由于智能控制的控制效果很好,很適合應用在電力傳動系統中,因此有必要研究適合電力系統的更簡便,性能更優異的智能控制系統。同時,要想將智能控制這一理念成功的應用在電力傳動系統中就必須充分了解智能控制的原理和應用特點,雖然現在已經有了一些應用實例,但是這并不普及,還有許多缺陷。因此,在電力系統中應用智能控制系統仍然是一個很大的挑戰。
電氣控制對象的特點和要求
電氣控制量與熱工控制量相比在控制要求及運行過程中有著很多不同點,電氣的主要特點表現為:
1. 電氣控制系統相對熱機設備而言控制信息采集量小、對象少,操作頻率低,但強調快速性、準確性;
2. 電氣設備保護自動裝置要求可靠性高,動作速度快;同時對抗干擾要求較高。
3. 熱力系統控制處理信息量大,系統復雜,以過程控制為主;電氣控制系統(ECS)主要以數據采集系統和順序控制為主,聯鎖保護較多。
因此,機組的電氣系統納入DCS 控制,要求控制系統具有很高的可靠性。除了能實現正常起停和運行操作外,尤其要求能夠實現實時顯示異常運行和事故狀態下的各種數據和狀態,并提供相應的操作指導和應急處理措施,保證電氣系統自動控制在最安全合理的工況下工作。
電氣自動化控制系統的設計
1. 集中監控方式
這種監控方式優點是運行維護方便,控制站的防護要求不高,系統設計容易。但由于集中式的主要特點是將系統的各個功能集中到一個處理器進行處理,處理器的任務相當繁重,處理速度受到影響。由于電氣設備全部進入監控,伴隨著監控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降、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,造成設備無法操作。這種接線的二次接線復雜,查線不方便,大大增加了維護量,還存在由于查線或傳動過程中由于接線復雜而造成誤操作的可能性。
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、組態靈活等優點。由于各種現場總線(如Lonworks 總線,CAN總線等)的通訊速度不是很高,而電廠電氣部分通訊量相對又比較大,所有這種方式適合于小系統監控,而不適應于全廠的電氣自動化系統的構建。
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,且已經積累了豐富的運行經驗,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良好的基礎。現場總線監控方式使系統設計更加有針對性,對于不同的間隔可以有不同的功能,這樣可以根據間隔的情況進行設計。采用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、I/0 卡件、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,可以節省大量控制電纜,節約很多投資和安裝維護工作量,從而降低成本。另外,各裝置的功能相對獨立,裝置之間僅通過網絡連接,網絡組態靈活,使整個系統的可靠性大大提高,任一裝置故障僅影響相應的元件,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。
電力系統中的智能控制
在電力傳動系統中應用智能控制理論已經引起了許多學者的研究興趣,專家表示通過智能系統的合理應用很可能將電力系統的控制水平提升一個臺階。目前所使用的交直流傳動系統的控制手段比較成熟,如矢量控制,閉環控制等都有很好的效果。雖然利用PID控制法可以很容易的完成數學建模進行傳統的控制,但是可以發現實際的電力傳動系統并不是穩定不變的,電機本身的一些參數要隨著其工作狀態的改變而不斷變化,這就為傳統的建模控制帶來了很大的困難。智能控制便可以很好的解決這一問題,首先智能控制是采取非線性,變結構的模式來進行工作的,它可以很好的克服電力傳動系統的變參數問題,從而在很大程度上提高電力傳動系統的魯棒性。另外值得注意的是將智能控制應用到電力傳動系統中時要結合傳統的控制理念共同作用,如果完全排斥傳統控制方法,生搬硬套的直接應用智能控制不但不能發揮其優勢反而會引發一系列問題,因此在引入這一控制手段時要注意繼承一些傳統的控制理念,做到揚長避短。就拿交流電機為例來說,前面已經說到交流電機以往采取矢量控制和閉環控制,因此在將智能控制引入之一系統中時,應該保留一些矢量控制法和PID控制法,可以將智能能控制作為外環控制,將一些傳統的控制手段用做內環做輔助控制,這樣新舊相結合的方法可以將智能控制的優勢充分的發揮出來,提高系統的工作效率。這主要是因為內環的控制可以幫助外環完成采樣工作,提高外環采樣頻率同時通過內環的控制可以減少外環的控制誤差。
探討電氣自動化控制系統的發展趨勢
OPC(OIJEforProcess Control)技術的出現,IEC61131 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。IEC61131 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。Pc 客戶機/服務器體系結構、以太網和Internet 技術引發了電氣自動化的一次又一次革命。正是市場的需求驅動著自動化和IT 平臺的融和,電子商務的普及將加速著這一過程。Internet/Intranet 技術和多媒體技術在自動化領域有著廣泛的應用前景。企業的管理層利用標準的瀏覽器可以存取企業的財務、人事等管理數據,也可以對當前生產過程的動態畫面進行監控,在第一時間了解最全面和準確的生產信息。虛擬現實技術和視頻處理技術的應用,將對未來的自動化產品,如人機界面和設備維護系統的設計產生直接的影響。相對應的軟件結構、通訊能力及易于使用和統一的組態環境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。這種趨勢正從單一的設備轉向集成的系統。
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關鍵詞:電氣工程;自動化技術;設計應用
電氣工程及其自動化技術的出現使得我國生產和生活發生巨大的變化,大大提升了人們工作的效率,節省了時間與空間的投入,保證我國科技的全面發展與進步。隨著技術的不斷創新,信息時代到來,在發展中逐步的使用到各項工作中去,實現技術的全面進步,為我國科技的進步提供必要的技術支持。
1 電氣工程及其自動化概述
1.電氣工程及其自動化含義。電氣工程及其自動化是指隨著科技的不斷進步,在進行生產的過程中將計算機技術、電氣化技術和機電技術整體的結合起來,將各項技術的優點和信息控制技術全面的進行整合,提升整體的運行質量。電氣工程及其自動化系統的發展經歷了一定的過程,起初被認為是計算機與科技發展的產物,隨著使用范圍的不斷延伸,使得定義也在不斷的延伸,不再單純的將其定義在傳統的電氣與電子產品相關的學科,而是將其進行擴展,使用計算機技術等,將軟件和硬件技術全面的結合起來,作為衡量國家科技進步的標志性工作,提升了整體的科技質量。
2.電氣工程及其自動化的技術特點.電氣工程及其自動化技術將現階段較多的科技技術使用到其中,包括計算機技術、電子電力技術、機械自動化技術等較多的技術成果,因此在發展中具有較強的包容性,技術成果也較為突出,在發展中可以更加全面的掌握科技發展的實用性特征,對科學技術進行全面的使用,提升社會各界的對電氣工程及其自動化系統的認可度,從而更加全面的對電氣系統及其自動化技術進行使用。
2 電氣工程及其自動化技術的設計
1.設計原則。在進行設計的過程中首先需要對電氣自動化系統進行全面的技術分類,將管控技術與系統維修技術整體的整合起來,然后進行信息化的處理,充分的對信息數據的整體性與集成性進行控制,并在管控過程中將整體的狀態情況進行監控,實現檢修期間的正常運行,保證設備的安全性和穩定性。同時在進行管理的過程中還需要提升數據的傳輸有效性,對設備的實際運行狀態進行全面的監控,并將數據進行傳輸,這樣可以根據實際監測結果對潛在的危險進行故障的診斷,排除故障的干擾因素,從而實現對系統的整體監控和指導,對技術進行全面的管理,減少資源的投入,提升工作效率。
2.設計方法。在進行設計的過程中應該從硬件和軟件方面著手,進行設計時通常先進行硬件的設計,在設計的過程中嚴格的按照電氣工程及其自動化的設計原則,在進行工業控制的時設置相應的中央處理器,處理器選擇的時候盡量保證計算機運行系統的安全性,并選擇處理器較強的設備,充分全面的考慮到電子元器件的設備性能,提升整體的使用效果。在基本的硬件設備選用完成之后,需要硬件上設備通過合適的方法進行連接,并在運行中將設備管理的效果整體的進行驗證,從而最大限度的提升設備的運行效率。
在軟件方面,進行設計的過程中選擇適合企業發展的電氣工程與自動化軟件系統,針對企業的實際情況提出設計要求,盡量將設計過程和實際情況進行匹配,更加全面的考慮軟件開發中可能遇到的問題,在進行設計的過程中對可能出現的問題進行驗證,保證設備運行的安全性,并且在工作中盡量減少安全隱患,同時在設計的過程中還需要加入相應的自動化監控系統和安全防護系統,將設備運行的整體性全面的整合起來,實現設備管理的智能化和全面化。
3 電氣工程及其自動化技術的應用
1.在工業行業的應用。電氣工程及其自動化技術在首先在工業上得到較為廣泛的應用,通過對繼電保護器等各個方面的優化,可以對工業生產進行全面的監控,節省相應的人力物力,實現終端的實時控制,保證整體系統在管理中的應用效果,節省人力在進行故障排除時的時間,為人員的安全提供必要的安全保障,提升設備的運行效果,出現故障及時報警,保證整體系統管理的技術性。
2.在智能建筑行業得到使用。現階段建筑行業也在向著智能化的角度發展,因此在樓宇間安裝智能化的監控系統,這就使用到電氣工程及其自動化系統,這樣不僅可以全面的對接地裝置進行防護,防止樓電視事故的發生,同時可以對整體建筑中的各項信息進行全面的監控,形成數字程控交換為主要基礎的網絡控制中心,將計算機技術使用到管理中去,為居民提供更加優質周到的服務。
3.在電力系統中的應用。電氣工程與自動化在電力系統中的應用也是較為廣泛的,為了更好的保障我國電力的發展,在電力系統中引入了電氣工程及其自動化系統,從而實現對電網的整體全面控制,實時監控電網的管理水平,靈活的對電網中的各項運行設備進行監控,并對運行中的各項信息進行整理,保證整個電氣工程與自動化技術的安全運營,靈活的對供電和供熱系統進行調度,增加電網運行的效率,保證電網運行的高效性。
4 結束語
電氣工程及其自動化隨著科技的發展逐步的展示出來,在較多的領域得到較為廣泛的應用,并保證在使用中得到足夠的重視,這樣才能更好的提升科技發展水平和我國的綜合實力。因此在進行發展的過程中需要對電氣工程及其自動化的研究價值和實際價值做進一步的挖掘與研究,將電氣工程及其自動化技術的優點發揮到極致,保證我國科學技術的快速發展。
參考文獻
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關鍵詞:卓越技師;畢業設計作品化;校企合作;考核體系
電氣卓越技師是山東勞動職業技術學院2011年開始實施的“高職大專學歷+維修電工技師職業資格”人才培養計劃,即學生畢業時在取得電氣自動化技術專業高職學歷證書的同時,也能獲得維修電工技師職業資格證書。電氣卓越技師的技師職業資格鑒定成績由三部分組成,一是學生在校期間的學習成績,占鑒定成績的50%,二是參加技師技能鑒定實操測試,占鑒定成績的30%,三是完成畢業設計并答辯,畢業設計成績占鑒定成績的20%。畢業設計是檢驗學生對本專業所學知識、技能和職業素養掌握程度的重要教學環節,2013年山東勞動職業學院開始實施卓越技師畢業設計教學改革,畢業設計是以實施完成典型工作任務(產品)的設計、制造、安裝、運行為教學重點,結合職業技能鑒定項目和生產一線實際問題的解決,完成學生畢業設計的教學任務,即畢業設計的主要成果是實物作品。畢業設計作品制作是學生對實際技術問題綜合運用知識和技能的過程,在完成作品設計、安裝、調試、運行外,還需要歸納整理技術資料,具有多元的技術、技能元素,,傳統的畢業設計考核體系無法勝任這種以真實作品為主要成果的畢業設計考核,所以構建以校企合作為基礎的畢業設計作品化考核體系是卓越技師畢業設計作品化改革的重要內容。
1傳統畢業設計考核體系存在的問題
國內大部分高職院校的畢業設計模式源于本科院校的畢業設計模式,而本科院校畢業設計主要考核學生的自學能力,發現、分析、解決問題的能力,設計能力和編制文本的能力考。部分高職院校直接套用本科院校畢業設計考核體系,并不適合高職院校學生和指導教師。例如某高職院校畢業設計評分標準由選題質量、文獻綜述、論文中展現的研究水平與實際能力、論文撰寫質量、學術水平和創新能力等五部分組成。其中選題質量占總分30%,主要評價指標為:選題符合專業培養目標要求;與崗位(群)需求緊密結合;有一定創新性和應用價值。文獻綜述占總分的20%,主要評價指標為:能查閱文獻,具有收集、整理各種信息及獲取新知識的能力;能較好理解課題任務并提出實施方案。論文中展現的研究水平與實際能力占總分的30%,主要評價指標為:具有從事本專業崗位(群)典型工作任務的技術技能;能熟練掌握和運用電氣專業知識、技能,能分析解決相關理論和實際問題;畢業設計合理。論文撰寫質量占總成績的15%,主要評價指標為:論文層次清晰,結構嚴謹,結論正確,技術用語準確;行文流暢,語句通順;論文格式符合規范要求;圖表完備整潔,所有符合均使用國標符號,編號齊全;學術水平和創新占總成績的5%,主要評價指標有:具有一定的實際生產應用價值;對與課題相關的生產實際問題有較深刻的認識,有新的見解,有一定的創新。這種畢業設計考核體系忽視了高職教育為社會培養高端技術技能人才教育目標,考核要求超過了高職學生具備的水平和能力,導致老師和學生圍著資料文獻團團轉,甚至出現了畢業設計紙上談兵、室內作業、假題假作、網上抄襲現象,畢業設計質量和水平難以提高。而且考核體系比較粗放,評分主觀性太強,評分細則不夠細化,導致有時畢業設計答辯成績會出現爭議。對于實物化的畢業作品,具有多元化的內容設計,豐富的技術、技能元素,這種考核體系過于重視論文而不重視作品,所以不能完全勝任畢業設計作品化的考核。這種考核體系過于重視結果性考核,畢業設計答辯占成績的比重太大,忽視過程性考核,無法真實反映每名學生畢業設計態度以及學生實際的技術技能和職業素養,挫傷了部分學生的積極性。
2畢業設計作品化考核體系改革探索
電氣卓越技師的畢業設計在深入開展校企合作基礎上,邀請企業實踐專家和校內專任教師共同實施過程性考核,專家、教師、學生三方共同評價畢業設計作品質量,初步構建的畢業設計作品化考核體系。
2.1完善考核管理,明確分工職責
我院畢業設計考核工作管理管理模式為學院、系部、教研室、雙導師四級管理。學院對畢業設計作品化工作進行宏觀管理,出臺管理文件和規定,監督、檢查、評價管理規定的情況和成效,并給予畢業制作資金支持;系部是管理的中心,負責制定畢業設計作品化考核的具體要求和實施細則,隨時監督、檢查各專業教研室的執行情況,成立畢業設計課題審核小組,確定畢業設計內容,并邀請行業企業專家到校和專任教師共同指導、考核畢業設計,實行畢業設計雙導師制;教研室是畢業設計作品化考核的工作重心,一是組織專任教師教師和企業專家開展指導工作,保證畢業設計的正常教學秩序和畢業制作成果的質量,二是具體實施畢業設計考核;企校雙導師是畢業設計考核的核心,是考核的具體執行人。學生在雙導師的指導下,自主設計、制作完成作品,雙導師共同并確定學生的部分考核成績。
2.2確定課題范圍,學生自主選擇
系部建立由企業行業專家、技能大師與校內專業帶頭人和骨干教師組成課題審核小組,遴選畢業設計課題。在畢業設計實施前,將與企業實際生產緊密結合、與典型工作任務相吻合、與人才培養目標和規格相匹配,能綜合應用學生所學知識和技能,能體現職業資格證書和職業技能要求的課題納入畢業設計課題資源庫。目前電氣卓越技師提供的畢業設計課題數量與畢業制作小組數量比約為3:1,每個課題都明確了難度系數,難度分數分設置在70分到100分之間,學生根據根據自身情況自主選擇課題。選題分數占畢業設計總成績的10%。
2.3組建制作團隊,明確學生分工
畢業設計作品制作涵蓋眾多技術問題,學生無法單獨完成,只有組建團隊才能共同完成畢業設計作品制作。根據學生意愿,讓5-7名學生組成一個畢業制作小組,每個小組的畢業制作課題均不同。選拔專業技術、技能水平過硬,擁有感召力和正能量的學生擔任組長,同時按照畢業設計作品制作要求,給每一個學生分配課題的某一部分任務,只有所有學生都完成各自任務,畢業制作作品才能實現要求的功能,讓所有的學生均有壓力和動力,不僅能夠提高學生的獨立的工作能力而且培養團隊的合作意識。畢業設計制作團隊分工,發揮了團隊的合力,避免了一人干,眾人看的情況。畢業設計作品功能分實現占畢業設計總成績的40%。
2.4企校雙導師共同實施過程性考核
在畢業設計作品制作過程中,企業導師給學生分析講解技術要求,和校內導師及學生共同設計論證畢業設計方案,并在關鍵技術環節給予幫助,在此期間考核所指導課題每名學生的態度、知識、技能和職業素養,并給予評價。企業導師評價占學生過程考核分數的40%,剩余成績由校內導師進行評價考核考核。校內導師主要指導學生安裝、調試作品,并解決學生制作過程出現的問題。對學生在畢業設計制作過程中的出勤、態度和期間學生綜合運用知識的能力、獨立工作能力和動手能力等方面給予評價。雙導師過程性考核成績占畢業設計總成績30%。2.5專家、教師、學生三方共同評價每年根據畢業設計作品課題的主要類型,聘請相關行業的技能大師、行業專家和校內專業帶頭人、骨干教師等組成的答辯委員會,委員會中企業代表和校內人員比例為3:1以上。答辯過程中,學生對畢業設計作品進行演示,對畢業制作的內容及成果進行了闡述,答辯委員會進行了質疑,并給予評價,根據學生在答辯總體現的水平確定答辯成績,答辯委員會評價成績占90%,剩余的10%由旁聽的全體畢業設計小組組長給予評價。答辯成績占畢業設計總成績的20%。
3應用與體會
畢業設計總成績由四個部分構成:選題難度系數占10%,過程性考核占40%,作品功能實現占30%,答辯成績占20%。這種考核體系既考慮學生平時的設計制作態度及課題的難易程度,又綜合考核了學生綜合運用知識的能力、獨立工作能力和動手能力,多元化的考核激發了學生的熱情,也提高了學生的重視程度。學生在畢業設計作品的設計、制作、文檔的準備以及答辯的表現環節都展現出良好的精神面貌。通過改革畢業設計作品化考核體系改革,學生獲得實實在在的受益。一是通過畢業設計,綜合應用了知識、技能,進一步提高了職業素養。二是作品充分直觀展示了他們的個人能力,作品成為學生高質量就業的敲門磚。三是通過團隊協作,學生不僅能發揮各自優勢,還能相互學習補齊短板。四是培養學生創新創業意識,在各項創新創業競賽中取得優異成績。以2014級電氣卓越技師班為例,學生總人數共95人,分了13個畢業設計小組,制作畢業設計作品1項獲得2016年度機智云線上開源大賽全國第一名;1項作品獲得第十屆國際大學生iCAN創新創業大賽全國二等獎;1項作品獲得“征途杯”第三屆山東省物聯網創造力大賽全省一等獎;在第十三屆山東省大學生機電產品創新設計競賽中,獲得一等獎1項,二等獎4項、三等獎1項。當然在畢業設計作品化考核過程中,受到企業專家參與時間等因素制約,也存在考核細則還需要進行優化等問題,畢業設計作品化考核體系還需不斷完善,這是我們今后努力的方向。
作者:黃玉海 劉長慧 尹四倍 張帥 單位:山東勞動職業技術學院 濟南智星教學設備有限公司
參考文獻:
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