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电气自动化行业发展前景范文1
关键词:建筑电气自动化控制技术;控制系统设计;发展前景
近年来,电气自动化控制技术广泛的在建筑行业中进行应用,由于其通过编制程序对设备的运行进行设定,从而使其能够实现自动化的运行,这不仅有效的节省了大量的人力和物力,而且工作效率和劳动生产率也得到较大程度的提升,所以电气自动化控制技术不仅是工业现代化发展水平的体现,而且将其在建筑行业中进行应用,有效的提升建筑工程的质量,推动了建筑行业的健康、持续发展。
1 建筑电气自动化控制技术概述
1.1 电气自动化控制技术的定义
目前电气自动化技术得到不断的提升,其以电动机为传输的主要动力,利用动力传动装置来实现运输的传输,而在其技术应用中,电气控制系统是其主要部分,不仅可以有效的实现组织生产,提升效益和效率的作用,而且是工业实现现代化的重要保障。该技术在建筑行业中的广泛的应用,是建筑实现智能化的有效技术保障,对推动建筑行业向现代化方向发展提供了坚实的动力支撑。
1.2 建筑电气自动化控制技术的主要特征
随着建筑电气自动化控制技术的应用,使建筑行业取得了长足的发展,不仅有效的提升了工程的质量,而且是建筑工程向现代化方向发展的技术保障,所以在实际工程中,需要充分的发挥建筑电气自动化控制技术的作用,需要我们对其基本特征有一个准确的了解。建筑电气自动化控制技术具有控制对象和信息量少、操作频率低的特点,而且操作上不仅高效、快速,而且准确性也较高,具有较好的抗干扰性及高可靠性,在运行过程中具有较多的连锁保护,确保运行的稳定性。
2 建筑电气自动化系统的设计
2.1 设计的原则
在对建筑电气自动化系统进行设计时,需要严格遵循实用性的原则,采用集成系统来增加系统运行的安全性,同时在设计时需要严格按照相关的设计标准进行,还要对国外先进的经验进行借鉴和参考,增加设计时的科技投入,从而确保设计的建筑电气自动化系统能够正常、稳定的运行。
2.2 设计的流程
建筑电气自动化系统在进行设计时,需要充分的尊重客户的需求,通过各种方式对客户的需求进行记录、分析,然后设计人员需要深入的对建筑电气自动化系统进行研究,设计出不同的设计方案,通过各设计方案的比较分析,从而确定最佳的设计方案。
2.3 设计的要点
在进行建筑电气自动化系统设计时,需要对其配电中心、中央监控室、传感器的布置进行充分的考虑,确保布局的科学性和合理性,应该选择在系统负荷中心较近的位置进行配电中心的调协,而中央监控室则宜选择在相对干燥的地方,而且要避开噪音大的地方。而为了方便管理和维护工作的需求,则需要将现场监控器设置在相对集中的位置上,通常情况下以靠近传感器的地方为宜,这样不仅可以有效的减少布线的距离,降低成本,而且更便于对系统进行管理。而传感器通常会选择模拟输出或是数字输出的方式,选择时要尽量选取抗电磁干扰能力较强的传感器,如电压传感器和电流传感器,而且为了避免发生断电的情况,则需要准备备用的电源,从而确保设备能够处于正常的运行状态。
2.3.1 采用集中监控的方式
在对建筑电气自动化控制系统进行设计时,可以采用集中监控的方式,这就使设备的维护工作更为简单,且采用集中监控的方式使设计流程更为简单。使用集中监控的方式使所有设备都处于同一监控系统下,从而使所有的电气设备得到全方位、全天候的监控,确保了设备的安全运行。同时,集中监控的方式也缩短了电缆的距离,使得整个系统的运行较为稳定。此外,操作人员应按照设计的流程进行操作,以免操作失误影响设备的运转,从而造成经济损失。
2.3.2 采用远程监控模式
目前,远程监控方式也越来越多的运用到电气自动化控制系统的监控中,这种监控方式的成本较低,且数据传输的方式较为便利。但远程监控方式也存在着一定的弊端,其通讯速度较慢以及与电气的通讯量无法匹配,这在一定程度上影响了监控的效果,使设备的运行情况得不到有效的监控。因此,远程监控方式不适合对大型设备进行监控,为保证设备的正常运行,发挥监控的作用,应着力于提高建筑电气自动化的控制水平。
2.3.3 现场总线监控模式
现场总线监督模式在建筑自动化控制系统中运用越来越普遍。目前,我国的现场总线监控模式主要采用的系统为PLC和CPU,且各个装置系统之间相互联系紧密,为了提高建筑电气自动化的控制水平应采用中央控制器对装置进行信息采集。这样能有效保证系统运行的稳定性,且使各个元件之间不受影响,这也是现场总线监控模式的优势所在。现场总线控制系统中的组态技术能使其所生成的算法不仅可以在智能设备上进行运行,而且还能使其在远程设备上运行。
3 建筑电气自动化控制的发展前景
科技的不断发展,建筑电气自动化控制水平也得到了较快的发展,自动化控制也成为了建筑电气自动化控制发展的必然趋势。在Microsoft的Windows平台越来越普及的背景下,可以很好的将网络技术与其电气技术结合起来,这有利于促进建筑工程电气自动化的良好发展。计算机技术以及网络技术在各个领域中运用得越来越广,建筑电气自动化控制已经成了市场发展的必然趋势。另外,实现IT平台与自动化相结合也是顺应电子商务发展的趋势。随着网络技术的发展和多媒体技术的不断普及,自动化控制技术在未来的发展中有着十分广阔的前景。从建筑电气自动化控制的发展现状来看,自动化控制技术将应用于多个领域中。此外,相关科研人员要根据实际情况对电气自动化控制系统不断的改进,使之更好的适应社会发展的需要,在提高生产率的同时还要降低生产成本,从而有效扩大产品的市场占有率。
4 结束语
科学技术的快速发展,使电气自动化控制技术的水平也得到不断的提升,建筑行业电气自动化控制已成为其未来发展的趋势,所以需要电气设计人员在设计工作中严格依照相关的规范和标准,把握好设计中的每一个环节,并根据建筑的实际需要来进行建筑电气自动化控制系统的设计,从而使建筑电气自动化系统能够在建筑行业中发挥应用的作用。同时在设计工作中还需要加大科技的投入,不断的提升设计的水平,确保设计出来的电气自动化控制系统具有较高的科技含量,更好的提升建筑工程的质量。
参考文献
[1]李修伟,陈广文.浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋[J].民营科技,2011(1).
电气自动化行业发展前景范文2
[关键词] 电力系统自动化技术;应用;发展;技术变革
[作者简介] 刘四聪,广东电网公司茂名供电局工程师,研究方向:电力生产营运管理,广东 茂名, 525000
[中图分类号] TM76 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2012)08-0078-0003
科技的发展催生了包括电气自动化在内的一系列生产生活及时的变革,经过不断地创新和实践,电气自动化技术水平已经越来越高,推动着社会各行业生产效率的提升,有效地保障经济的稳定健康发展。包括电力系统智能控制以及FACTS 与DFACTS等新兴自动化技术的应用,整个社会的电力供应系统工作效率大幅度提升,电力输送网络的管理和维修工作更加便捷有效。因此,电子自动化技术水平的提升已经为社会带来诸多实惠和利益,我们有理由对其不断地加大资源的投入从而实现更大更长远的发展目标。事物总是在运动变化发展的,电气自动化同样也不例外,其必须解决好自身在发展过程中的问题和不足,方能为社会大生产提供更为优质的物质保障。因此,发展电气自动化技术具有十分长远而又深刻的意义。
一、电力系统自动化发展总趋势
(一)当今电力系统自动控制技术发展总趋势
当今电力系统自动控制技术发展的现状可以概括为以下几个方面:
1. 各个技术种类之间的配合效率越来越高,自动控制技术在综合多领域技术的基础之上最终实现自身的完美发展,真正做到了充分利用技术资源进行自我发展。
2. 在进行数据等具体分析时,越来越倾向于利用多机模型来进行数据的分析以及问题的处理工作,这种方式推动了自动控制技术的进一步合理发展。
3. 在指导理论方面,自动控制理论实用性的要求更高,很多技术多是在现代控制理论的基础之上建立起来的。
4. 自动控制技术的控制人员的自身素质和水平在不断地得到提升,业务能力更强,岗位要求更高,处置危机问题的能力和水平也越来越高。
5. 自动控制系统在管理控制理论的设定上倾向于最优化以及智能化等建设,实际效用成为决定技术发展的重要影响因素。
(二)整个电力系统自动化发展趋向
除了当今电气自动化技术具有上述的发展趋势之外,整个电力系统自动化伴随着科学技术的不断提升和发展同样具备如下几个方面比较明显的发展趋势:
1. 由原来的单纯提升电力系统的经济价值和安全效率的控制开始向自动化服务性质转变,不断地提升自动化技术的实际效用。
2. 电力系统自动化技术设备科技含量不断地提升,类似于继电器保护装置等开始朝着灵活化、高效化的方向逐渐转变。
3. 自动化技术的综合性逐渐增强,机构更加多样化,具备多种技术功能,能够有效地满足各类技术需求。
4. 电压等级不断减低,现在多为低压形式,有效地提升了电气自动化技术的稳定性与可靠性。
5. 整个电力系统自动化技术的发展越来越注重对于整体安全的把握,而不是以往的只对重点区域与重点零部件的管理和维护。
二、变革性的三项新技术及其应用
(一)电力系统智能控制及其应用
(二)FACTS 与DFACTS及其应用
FACTS与DFACTS是电气自动化发展的重要技术成就之一,这两种技术很好地满足了当前电力供应形势的要求,在很大程度上有利于提升供电服务的质量和水平。
(三)基于GPS统一时钟新一代EMS和动态安全监控系统及其应用
基于GPS统一时钟的新一代EMS 目前应用于电力系统监测手段主要有两个方面,这两个方面的侧重点各有不同之处。第一种侧重记录电磁暂态过程的各种故障录波仪技术,但是这种技术实用性较低,只能用于分析研究系统的稳定性等工作,因为其记录数据繁杂,无法真正地发挥问题的反应功能。第二种则是侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(SCADA)系统,尽管这种技术相对前者的不足已经有了很大程度上的提升,但是其仍然和前者一样,其所记录的数据缺乏整体性,只重视对于局部的观察和研究而忽视了整体,因此其数据难以用于对全系统动态行为的分析。
三、电力系统自动化技术未来新技术
FACTS以及DFACTS等技术借助控制技术等其他技术种类的支持已经取得了很好的发展成果,但是电力系统的技术发展不会满足现状,就此止步,我们有理由相信,通过对基于GPS统一时钟新一代EMS和动态安全监控系统以及其子技术SCADA等的不断深入研究和发展,更多的电力系统自动化技术将会如雨后春笋般迅速出现,对于电力系统的稳定和维护效率更加优异,能够不断地提升电气自动化技术的发展水平。
四、电力系统自动化技术发展前景
科学技术的快速发展为电力行业提供了越来越多的技术支持,电力系统自动化技术发展也会逐渐加快步伐,计算机技术、信息技术会越来越多地被引进到电气自动化技术创新领域,电气自动化技术将会面临着深刻的技术变革,更多科技含量更高、实用性更强的电力系统自动化技术将会产生和发展。除此之外,电力系统自动化技术的智能化也会逐渐提升,不仅会推动电力系统监测的发展,也会推动电力系统控制向更高水平发展。
五、结 语
经济社会的发展需要以稳定优质的电力供应服务作为能源支撑,面对市场越来越高的消费质量需求,电气自动化技术水平的不断发展和提高成为了一种必然要求,面对这种行业发展的形势,电力行业企业必须切实做好资源的投入工作,不断推动电气自动化技术的创新和发展,积极主动地满足未来电力行业的发展要求,为社会正常的生产生活保驾护航,为经济发展提供持续稳定、安全可靠的电力供应服务。
[参考文献]
[1]薛宏伟.电力调度中心办公自动化系统的开发与应用[J].宁夏电力,2006,(3).
电气自动化行业发展前景范文3
关键词:电气;自动化控制;智能建筑
进入21世纪后,特别是在改革开放的推动下,我国各种基础配套设施趋于完善,人们的生活条件得到了显著提升。随着而来的是,人们对生活环境的要求,特别是居住环境的要求日益高涨。在此情况下,建筑智能化以及电气自动化应运而生。而当前,电气自动化已成功应用到智能建筑中,实现了建筑智能化与电气自动化的完美融合。
1智能建筑与电气自动化
1.1智能建筑
智能建筑属于新型建筑形式,它是在建筑技术的基础上,融合信息化技术而产生。其最终目的是实现办公自动化,同时保障建筑内拥有智能化建筑设备以及系统化通信网络。智能建筑优势集中体现在系统、管理以及服务等多个环节,通过对以上环节的优化,营造安全、便捷、舒适而且高效的生活环境。智能建筑的基础是科学布线,计算机技术只是其实现科学布线的手段。在计算机技术的应用下,完成多个系统的综合性配置,继而对建筑内各个设备形成全方位管理。按照《2013-2017年中国智能建筑行业发展前景与投资战略规划分析报告》显示,我国智能建筑行业市场经济收益以形成逐年增长的趋势,照此情形,达到世界先进水平指日可待。
1.2电气自动化
电气自动化应用于智能建筑中,可起到现场调控的作用。具体体现在如下几个方面:(1)配变电系统;(2)照明系统;(3)中央空调系统;(4)给排水系统;(5)通风系统;(6)电梯系统。在以上六大系统中,涉及的技术点较多,涉及方面较广,比如信息工程、电子工程、自动化工程等。因此,电器自动化在智能建筑中完美体现出了其功能性优势:(1)增强系统联动性。通过电器自动化技术,可将原本在建筑分属不同领域的系统,比如,中央空调系统、配电系统、消防系统以及其他相关系统进行组合,并统一管理,使诸多分散系统组成一个庞大的系统网络,从而使得各子系统之间的联动性大大增强。(2)增强监控性。集功能全面、组件多样化等优势于一身的电气系统,通过自动化控制技术,可在信息采集、处理以及信息反馈等方面,实现全方位数字化监控。电气自动化控制中心对各个子系统发出指令时,子系统可迅速接收,这也正是电气自动化可增强监控性的集中体现。(3)增强安全性。在电气自动化的控制下,一旦出现任何异常情况,均可迅速加以解决。电气自动化的快速反应,在此方面得到了集中体现。电气自动化通过遥控模式,从而实现故障排除,避免了因人工排障可能造成的安全事故。另外,电气自动化系统一方面可对数据进行妥善保存,从而确保了电气系统的安全性;另一方面可对数据进行精确计算,效率高,人工成本小,在智能建筑中体现得尤为明显。
2电气自动化控制在智能建筑中的运用
2.1电气自动化系统中的TN-S系统和TN-C系统
TN-S系统和TN-C系统是电气自动化系统中两个最为关键的系统。在TN-S系统中,采用三相五线制,即中性线隔开保护线。而在TN-C系统中,采用三相四线制,即中性线合并保护线。三相五线制由三根火线、一根工作零线以及一根保护零线组成,此方式正好体现了中性线隔开保护线的安装原则;而三相四线制由三根火线、一根工作零线组成,此方式中保护零线与火线合并。TN-S系统和TN-C系统的建立,体现了智能建筑的功能性优势。避免了因多种单相设备产生的设备超负荷运转。总之,电气自动化系统中TN-S系统和TN-C系统是该系统的关键所在,是其得以成功应用于智能建筑中的根本原因。
2.2交流与直流接地工作
在智能建筑中,为保障各系统的安全性,通常会选择交流与直流接地工作。交流与直流接地工作可避免电磁干扰,关于这一点,应格外引起重视。智能建筑的配电操作,是基于科学合理原则而实施,而交流与直流接地工作正是在此基础上进行的。而且,在智能建筑中,电气自动化控制系统通常选择中性点接地方式确保接地保护长期处于操作状态。在智能建筑中,涉及到多项技术的融合,包括通信技术、控制技术、计算机技术以及建筑工程相关技术。在以上一系列技术的配合下,信息输入后,通过传输系统,然后进入分析系统进行信息分析整合。在此过程中,需确保微电流或微电位的高速运转。因此,电流不仅要保持稳定,而且电位也要确保稳定性和安全性。此外,当下的电子信息技术是朝向高集成、高精度以及高频率的方向发展的,势必会受到极为严重的电磁干扰。针对此类问题,智能建筑接地技术的优势便得到了很好的体现。智能建筑接地技术对操作人员的生命树立起了一道坚固的安全屏障,确保人身安全不受到威胁,而且智能建筑系统的所有操作均可正常进行。
2.3智能建筑的照明系统
对建筑的照明系统起到智能化控制是智能建筑电气照明系统的优势所在。通过智能建筑电气照明系统,一方面可显著提升工作质量,另一方面还对工作环境起到优化效果。此外,智能建筑电气照明系统还可减少电能源损耗,减少用电费用。智能建筑电气照明系统是通过电磁调压联合电子感应技术而建立的,一天24h监控供电系统,并对供电系统的信息进行实时跟踪,实现供电优化。在智能建筑电气照明系统中,高效监控由中央监控装置完成,可满足任何照明要求,照明效果亦可进行实时调节。在中央监控装置工作过程中,通信技术、计算机技术、消防技术、空调技术等相关技术扮演了极其重要的角色。
2.4智能建筑能源管理系统
在数据处理技术和通信技术的共同作用下,实现智能建筑能源管理系统的建立。智能建筑能源管理系统对该建筑中包括计算机系统、通讯设备系统在内的所有子系统完成合理集成和统一管理,最终产生一个具有高品质的信息数据库。根据该信息数据库,一个可评估能源消耗的客观的体系才得以建立。智能建筑能源管理系统以能源消耗信息作为参照,对方案进行实时调节,从而拟定出有效的管理方法和考核机制,最终实现能源控制,确保能源管理智能化获得最大的利用价值。
2.5现场总线技术和BACnet在智能建筑中的应用
所谓现场总线技术,是指连接智能现场设备、数字控制系统以及自动化监测仪表的一项先进技术。通过现场总线技术,智能现场设备、控制系统以及检测仪表壳实现全数字化,且具有多种分支结构的通信网络体系。在该体系中,测量具有智能化和数字化的优点,网络节点通过控制设备来完成,在总线连接作用下,达到信息互换的目的,最终实现自动控制。严格意义上而言,过程控制包含智能建筑自动控制系统,因此,可在智能建筑中使用过程控制的一切通信协议。就目前发展情形来看,现场总线技术成功应用至智能建筑自动化控制系统中的不在少数,比如工业以太网。在智能建筑中,BACnet应用也较为广泛。BACnet属于数据通信协议,可对整个智能建筑实行全方位监控,该协议无论是在国内,还是在国外,早已被列为标准通信协议。BACnet对以太网在内的诸多网络均可提供支持,并且适用性良好。BACnet的优势如下:(1)开放性系统。无需芯片安装,技术领先,多个制造商均可提供支持,另外,还可大大降低投资成本;(2)规范化。尤其在通信过程中,规范化体现得最为明显,比如采用统一的数据表示方法以及信息交换方法;(3)等级严格。在智能建筑中广泛应用的BACnet产品,其等级具有一致性;(4)操作性能良好。BACnet产品不但操作性能良好,而且对系统的集成与拓展极为有利。比如在集成方面,BACnet产品可完成多个子系统的统一集成,另外,即使处在相同的人机界面下,也可对机电设备实施监管,提升工作效率,降低能耗,延缓设备老化,也可大大减少总投资成本。总而言之,BACnet产品是目前,所有网络系统中,最被智能建筑自动化控制系统所接受的系统。
3结束语
按照现代建筑的发展趋势来看,建筑智能化的发展前景十分广阔。在建筑智能化中,电气自动化控制技术的应用完美地向住户传递了智能建筑的优越性和实用价值。本文就主要针对此进行了简单分析,对于实际的智能建筑中的电气自动化控制具有一定的参考价值。
参考文献
[1]晁阳.智能建筑电气自动化系统的分析和设计探究[J].山西建筑.2015(26)
电气自动化行业发展前景范文4
摘 要:为了加深对电气工程及其自动化这一门新兴学科的了解和认识,提升学科的基础性和专业性,加强电气工程与生活之间的联系,扩大电气工程行业影响力。该文笔者从信息技术、计算机技术以及数字技术所带来的重要发展契机入手,简要阐述了高新技术产业对我国国民经济发展的重要性,全面加快我国社会主义建设。
关键词:电气工程 信息技术 工业生产
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)09(c)-0030-02
针对电气工程及其自动化在我国多领域产生的重要影响,小到电灯,大到航天、军事领域均得到了广泛的应用。下面我们就电气工程自动化对工业行业发展的重要性进行分析,希望能够全面提升电气工程自动化水平,帮助从业人员更好地开展电气工程运行任务,更好地满足社会发展需求,实现工业产业结构合理化调整。
1 电气工程及自动化发展现状
随着科技的发展、社会的进步,电气工程及其自动化的影响不断提升,它涉及到了人们生活、工作的方方面面,逐渐成为了我们生活中不可缺少的一部分。因此,笔者从专业化角度进行电气工程及其自动化的分析研究,并对以自动控制理论为基础、电子技术和信息技术为手段的电气工程进行分析,进而展开电气工程及其自动化现状和未来的展望,希望能够对电气工程从业人员工作有所裨益。
电气工程及其自动化自诞生以来,已经经过了较为漫长的历史发展过程,电气工程人员所取得的成绩也是有目共睹的,该项工程在军事、航天或是生活中均得到了一定的发展应用,它极大地促进了我国国民经济的增长,提升了居民生活质量,是现代工业重要的组成部分,同时也是科技发展进步的重要标志。
随着电气工程自动化的逐渐延伸,其内容也越来越广泛:高电压及绝缘技术、电力系统及自动化等。科学技术逐渐加快了电子器件的发展,实现了由单一、简单的电子器件和集成电路到大规模集成电路的转变。可以说现代社会早已离不开电气工程的运用,电气工程被广泛地应用到金属冶炼和电力传送等领域当中,它是推动我国现代工业发展的最佳助力,是拉近我国同发达国家距离的重要渠道。我们必须要从发展中国家这一现实角度,深入透彻地进行中国经济分析研究,努力降低能源耗损,实现电力能源的高效利用,更好地满足不断增长的社会物质文化及精神文化需求。目前,我国在电气工程方面的应用越加广泛,其在工业的应用也更加普遍。针对中国发展中国家的现状,想要提升我国经济水平,就必须要从电气工程各方面研究准备,综合利用现代化科学技术,不断加强我国电气工程建设。据相关数据调查显示,我国每年的用电量呈现逐年递增的趋势。同时我国也在不断加大电装机容量增幅建设,直至2013年我国电装机容量已接近13亿kW。我们可以毫不犹豫地说我国电力领域正逐步朝着大电网和大容量的方向发展。作为现代社会电气工作人员,我们应当清醒地认识到当前的发展现状,不断提升电气工程技术水平,更好地提升现代科技在电气工程中的应用,利用计算机、网络技术等加强对电力系统的控制和调度,实现高品质的电网实时运行监控,积极投身于电力系统统一化控制和调度,强化电网信息一体化,不断加强电网系统的稳定性与安全性,推动电网系统的全面高速发展。
传统的电力系统采用的发电方式就是水利发电和火力发电等等,但这些发电方式也造成了环境能源的急剧消耗,同时不可再生能源的消耗也对环境产生了极大的破坏和污染,过度的环境索取也造成了巨大的环境压力,对我国长期可持续发展目标的实现十分不利。我们应当努力寻找最佳的可再生能源供给电力系统,提高能源的利用效率。随着科学技术的迅速增长,人们逐渐挖掘出了风能、太阳能、清洁能源等可再生清洁能源,保证了电力系统的长期可持续发展建设。我们不应有所懈怠,停步在这几种简单能源开发当中,应当继续努力挖掘安全性、经济性较强的新能源,这将会是我国电力学科领域未来很长一段时间研究的热门课题。智能控制理论的发展和出现,极大地改变当前发展现状,电气工程所使用的最佳控制理论与神经网络极大地提升了电网安全技术水平,充分满足了现代社会发展需求,电气领域的信息化和智能化在电气领域的应用逐渐加快了工业行业的发展,实现了电力系统的有效监控和准确诊断,进而提供计算机等先进科学技术在前沿行业的应用。
自迈入21世纪以来,我国也已经迈入了科技发展的重要时期,科学技术也成为了经济发展、建设的第一生产力,科学技术的作用全面体现在了现代社会当中。科学技术的发展更好地实现了对国家综合国力的全面提升、个人能力的提升,更好地实现了科学技术在电气工程领域的应用、改革,构建了良好的电气工程及自动化控制平台,极大地缩短了电气设备运行周期,提升了电气设备的实际应用效率。对于现代先进的工业控制技术来讲,单片机技术极大地推广了电气工程应用领域,加快了我国工业控制的先进化、智能化及科学化。从科学技术应用越来越广泛的情况来看,先进科学技术的诞生和应用实现了高灵活性集成控制系统的有效建设,从而奠定了良好的工业领域技术基础,增强了我国工业领域控制系统应用的便捷性,该技术在电气工程自动化的应用效果十分显著,它极大地降低了工业领域生产成本,提升了能源的使用效率,同时它也为我国电气工程及其自动化建设指明了未来一段时间的主要发展方向。为了不断提升我国工业行业发展速度和水平,我们应当不断加大电气领域资金投入,加强先进科学技术在电气领域的应用,不断提升工业生产效率,满足不断增长的社会发展需求。
2 我国电气工程及其自动化发展现状及未来展望
虽然我们在电气工程及其自动化所取得的成绩极为显著,但与西方发达国家相比,我国仍存在极大的不足,可以说我国同发达国家仍有很长的一段距离,电气工程及其自动化水平仍相对落后,而一些核心技术仅被发达国家所掌控。
所以我国的电气工程及其自动化主要的发展方向还是要注重对于技术的研究,使得我国也能够掌握前沿的核心技术,或者知识产权的。科学技术的发展离不开人的智慧,所以对于高新技术科学研究人员以及设备操作人员的素质培养是非常重要的。具有高素质的科学技术研发团队,才能够使得我国的电气工程及其自动化技术不断地发展,设备操作人员的综合素质对于电气自动化设备的影响是非常大的。一些设备操作人员因为没有经过长时间的专业培训,因为个人的原因导致设备运行不当,同时也对我国电气工程和自动化的发展造成巨大的阻碍。自动化技术会与数字化技术良好地结合,电气自动化系统结构渐渐会实现通用化,通用型对于电气自动化控制系统而言是非常关键的,保证了企业网络结构各个控制系统之间信息的流通。企业的管理人员可以通过互联网络,能够实时地对设备进行监管,控制电气工程及其自动化,全面提升我国社会主义国民经济增长,满足社会发展需求。
3 结语
纵观近年来我国电气工程及其自动化整体发展趋势,我们在电气领域所取得的成绩也是极为显著的。但是仅停留在这一阶段仍是不对的,它与发达国家的发展情况相比极为有限,我国电气工程中所采用的各项技术尚未完善,并未掌握真正的核心技术。电气工程及其自动化被广泛应用于我国各行业各个领域,这也将将电气工程特性全面、充分地展现出来。
参考文献
[1] 乔荣耀,齐润东.浅谈电气自动化的现状和发展前景[J].黑江科技信息,2014(16):1.
电气自动化行业发展前景范文5
关键词:电气工程专业;现状分析;浙江省属高校;发展策略
作者简介:翁国庆(1977-),男,浙江衢州人,浙江工业大学信息学院电气与自动化系副主任,副教授;黄飞腾(1984-),男,浙江温州人,浙江工业大学信息工程学院,实验师。(浙江 杭州 310023)
基金项目:本文系浙江工业大学优秀课程建设项目(项目编号:YX1206)、院教改项目“以科研优势为依托的特色新兴专业建设”的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)20-0035-02
由于与国民经济发展的紧密关联性,电气工程专业的教育和科研在我国高校中一直占据十分重要的地位。一方面,电气学科和行业发展迅猛,信息化、智能化和新能源的广泛应用已成为未来电气工程领域的发展趋势;另一方面,未来高等教育的核心任务是培养适应社会需求、综合能力强的高层次专业人才。据统计,全国大约共有320多所本科院校开设电气工程相关专业,其发展层次和水平、服务行业和区域各异,如何进行科学合理的专业规划、量身定制其专业发展和人才培养目标成为具有重要意义和迫在眉睫的问题。
一、专业人才培养目标和成长规律
电气工程是一门综合性较强的学科,其主要特点是强弱电结合、机电结合、软硬件结合。本专业培养的人才是具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识,受过电工电子、系统控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制问题基本能力,学生能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的工作,是宽口径“复合型”高级工程技术人才。本专业良好的就业和发展前景对高考考生有很强的吸引力,属于热门专业。目前,电气工程领域面临两大新的发展趋势:信息化、智能化将成为未来电气工程专业发展趋势;[1]新能源的广泛应用将成为未来电气工程领域的热点。这两个领域对高水平人才的需求很大,未来人才缺口将更加凸显。
但是,事实证明并非每个学生都可以很好成才。随着新的科学技术不断涌现以及社会需求不断变化,经济社会发展、产业转型升级对电气专业人才培养带来了新的影响与要求。要想成为专业精英人才,需要在以下几个方面进行提升:[2]
(1)全面的综合素质。需要具有扎实的数学、物理基础、较强的外语综合能力,为今后能够掌握并且灵活运用专业知识做准备。
(2)良好的动手实践能力。非常重视实验、课外科技竞赛、项目研究、生产实习、专业实习等各种实践环节,培养利用所学知识解决实际问题的动手能力。
(3)强烈的创新欲望。积极参与学校各种相关课外创新活动、学科老师的课题研究,培养自己的创新思维,积累解决问题的创新能力。
(4)开阔、前沿的知识视野。积极关注本领域科技前沿新技术、新设备、新机制,选修和自修相关特色选修课以及交叉课程,开阔自己的视野,了解当今科技前沿。
(5)充分考虑自己的兴趣,找到最适合自己发展的方向和方式。
二、国内外专业发展现状及趋势
1.国外高校专业发展现状
根据调研,一般而言国外名校(如剑桥大学、麻省理工大学、普林斯顿大学、悉尼大学等)电气工程相关专业具有以下特点:[3,4]
(1)学院、专业和学位设置:研究方向很宽泛, 与信息工程、计算机科学间交叉渗透程度很高。
(2)宽口径的基础平台教育。
(3)人才培养模式多样化。
(4)培养目标以教学、科研与社会服务并重,更务实。
(5)专业课程教学具有以下特点:课程分类细、学时少;实验学时多, 重视实践能力的培养;规定教辅材料, 强调学生自学能力的培养;注重课堂练习和辅导, 根据课堂练习或实验情况确定平时成绩;强调实验规范和各种能力的培养;具有网络支持, 每门课设置课程辅导员通过网络上载与课程有关材料;强调计算机操作和计算机应用能力,强调使用CAD工具。
2.国内高校本专业发展现状
根据教育部提供的资料,全国1100余所本科高校中开设有4年制全日制本科电气工程相关专业的本科学校有320多所。根据不同的发展水平和定位,各学校对专业人才的培养目标基本可概括为3个层次:具有国际视野的高素质创新人才和未来行业领导者;宽口径“复合型”高级工程技术人才和管理人才;高级应用型工程技术人才。
自2008年开始,教育部、财政部分批(1~6批)在全国高等学校中立项总共有51所电气工程特色专业建设点。专业排名靠前或得到教育部重点建设的学校中,主要可分几种类型:
(1)专业整体实力超强型。具有国家重点实验室、一级重点学科、一级学科博士学位授予权等高水平学科平台;覆盖电机与电器、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动、电工理论与新技术、高电压与绝缘技术等全系列学科方向;列入国家 “211”和“985”工程重点建设项目;其目标是培养具有创新精神和国际视野的高素质创新人才和行业未来领导者;以高层次的教学建设项目和教学成果为支撑,具有很高的教学质量;非常重视学生的研究和创新实践能力,着力培养精英人才,开设系列研究型和创新实践课程,设立国家级人才培养模式创新实验区,参与卓越工程师教育培养计划。
(2)行业或地区背景型。如有些高校本身与电力行业、与某行业密切相关。它们将学科建设、专业教育与地方紧缺、优势行业紧密结合,重点发展,在科研项目、人才培养、学生就业等诸多方面均有较大的偏向性。
(3)具有明显特色方向型。如西安交通大学的高压绝缘方向、西南交通大学的电气化铁路方向、合肥工业大学的太阳能应用方向等在课程设置、专业教育、人才培养等多方面紧密结合其特色方向,形成独特的特色和优势方向。
三、浙江省属高校电气专业发展策略探索
1.省属高校专业发展现状
经调查统计,除浙江大学外,目前设置有电气工程及其自动化(或电气工程与自动化)专业的浙江省内高校共有10余所。根据2009年公布的《浙江省已有本科重点专业及国家特色专业学科专业分布情况表》及《浙江省本科重点专业建设项目立项名单》,截至2009年浙江省属高校中电气工程相关专业为浙江省重点(建设)专业的共有4所,分别是宁波大学、杭州电子科技大学、嘉兴学院和浙江海洋学院。其中,宁波大学、嘉兴学院和海洋学院重点方向基本为电气传动控制、工业自动化、电气装备及其自动化、检测和智能仪器等,基本不涉及电力系统领域,尚无强势学科和科研项目支撑。杭州电子科技大学设有电气工程与自动化、电气信息工程两个相关专业,专业课程设置覆盖面较全,包括一般电气自动化、电力系统及其自动化、新能源技术等多领域。
笔者任职的浙江工业大学是浙江省首个获批省部共建的省属重点高校,虽然电气专业发展较晚(始建于2000年),但由于学校大力支持、教师团队发奋图强及突出的生源质量,近年来取得了快速的发展。目前,已成功获批“电力电子与电力传动”浙江省重点学科,并成为全校具有“三位一体”自主招生资格的少数专业之一,已在浙江省属院校同类专业中处于领先地位,得到社会的广泛认可和良好评价。
2.专业发展存在问题和差距
通过与国内外电气相关专业名牌高校多方面详细调研分析,可以发现浙江省省属高校电气专业存在的一些问题和差距:
(1)除浙江大学外,浙江省省属高校电气专业的整体实力与国外内超强型学校对比,在师资力量、学科支撑、教学平台、就业质量等多方面均有很大的差距。
(2)大部分高校电气专业成立时间较晚,在很多方面均处于较落后位置,亟待学校在专业建设、学科建设,特别是平台建设上进一步进行大力建设。
(3)即使是已获批省重点(建设)专业的几所院校,也大部分归因于建设较早、学校重点发展、行业特点等因素,整体实际实力并不高。
(4)近年,国家电网等优质用人单位对招聘对象进行了严格限制,规定原则上只招收985、211工程院校电工类专业毕业生,对省属高校(即使省部共建)优秀学生的就业选择带来一定影响。
3.专业未来发展策略
浙江省是电气行业传统强省,具有庞大、完善的产业链,拥有众多知名电气企业。随着国家向七大新兴产业转型,新能源以及智能电网技术得到了国家的大力扶持,被人们高度重视并得到快速发展,是电气行业和产业领域今后重点发展的方向。浙江省在信息化、新能源、海洋经济等产业领域具有得天独厚的优势和扎实的基础。
《浙江省教育厅关于“十二五”期间全面提高本科高校教育教学质量的实施意见》明确提出要根据浙江省产业集群发展需要,对于战略性新兴产业相关的急需紧缺专业要大力培育和建设300个省级新兴特色专业,新能源产业名列其中。因此,浙江省属高校电气专业未来发展策略应该是在巩固原有传统电气控制领域教育的基础上积极响应电气行业在新能源、智能电网等新的发展趋势,紧密联系浙江省的经济特色和产业集群,根据各学校本专业的发展情况和历史传承,调整和规划专业内涵,凝练并努力建设特色新兴方向。
4.示例:浙江工业大学
作为浙江省省部共建的排头兵,浙江工业大学电气工程及其自动化专业密切结合行业发展趋势和社会重大需求,瞄准新能源应用、智能电网等非常具有产业前景的新兴技术,大力培育和建设“新能源与智能电网”这一新形势下的新兴特色方向,并将以此作为我校本专业进一步快速发展的突破口和发展策略。
目前,学校已经从学科支撑、教师培养、课程设置、实验室建设、就业引导等多个方面展开了方向培育和建设,并已经在以下几个方面形成明显的优势:
(1)课程设置:专业课程结构体系中已构建适应新能源与智能电网方向的丰富的课程群体系。
(2)突出的学科支撑:专业已成功获批“电力电子与电力传动”浙江省重点学科,并继续依托信息处理和自动化技术省“重中之重”强势学科,拥有强大的师资力量,非常有利于智能电网对电气工程、信息工程、计算机科学等多学科之间紧密交叉渗透的内在需求。
(3)特色方向教师队伍:新能源及智能电网是本专业教师的强势研究领域,并且组建了“智能电网”创新团队。目前已在太阳能应用理论及产品开发、智能微电网、电动汽车V2G技术、电能质量智能监测、新能源发电系统及节能控制设备研制等方向形成了具有鲜明特色的教研梯队。近年来,专业教师已在新能源与智能电网领域取得了突出的学术成果。
(4)实验室建设:目前,学校在原有整套电力系统自动化实验室基础上另投资100多万元建设较大规模的含多种分布式发电电源,集测量、分析、控制、保护为一体的智能微电网实验室,兼顾该方向的研究和教学实验。
四、结论
为适应电气学科和行业中信息化、新能源广泛应用的未来发展趋势,培养出适应社会需求、综合能力强的高层次专业人才,各高校需根据其发展层次和水平、服务行业和区域各异进行科学合理的专业规划,量身定制发展策略。本文首先对电气工程专业概况、学科发展趋势及专业人才的成长规律进行分析,接着对国外高校电气工程相关专业的主要特点进行总结,并将国内电气专业发展水平较高的高校归纳为3大类:专业整体实力超强型、行业或地区背景型、具有明显特色方向型。以此为基础,进一步对浙江省属高校电气相关专业发展进行了认真的现状分析,找出其问题和差距,提出“巩固原有传统优势,明确学科未来发展趋势,紧密结合浙江经济特色,积极调整和规划专业内涵,凝练并努力建设特色新兴方向”的发展策略,并以浙江工业大学为例进行该策略的具体阐述。
参考文献:
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电气自动化行业发展前景范文6
【关键词】网络环境;交流;伺服系统;设计
1.前言
网络化的控制体系、微处理器技术、高性能半导体加工技术以及新型伺服电机制造工艺的发展在很大程度上促进了交流伺服控制系统的发展和应用。交流伺服控制系统已经成为自动控制行业中的主流技术,并代表着以后的行业发展方向。该种控制体系是当今工业领域实现自动化的技术基础和前提。交流伺服控制系统能够对各工业产品的加工过程、加工工艺进行综合化的改造和优化。在机电一体化设备上,交流伺服系统也得以广泛的应用。交流伺服控制系统以其优异的性能,被广发的应用于工业生产中的几乎所有领域,例如加工机械,FA机械,医疗机械,机器人,自动组装线,纺织机械等领域中。
高性能的伺服电动机是实现交流伺服控制系统其动作完成组建精确运动的关键硬件组成部分,其质量直接关系到控制指令能否被精确的完成。对于那些用于复杂型面加工的数控机床而言,其伺服控制系统将会高频率的处于启动和制动过程中。这就要求其伺服电机有较大的输出力矩和转动惯量比值以产生足够大的加速力矩和制动力矩,并在低速时有足够大的输出力矩,对系统运行的平稳性也有很高的要求。伺服控制的核心是靠偏差的逐渐缩小来实现的。区别于其它类型的自动控制系统的是,交流伺服系统在运行的任何时刻其输入信号和输出信号之间的偏差都不会是零,否则系统将停止运行,只有输入、输出信号的无限的逼近。其工作过程实际上也就是输入和输出信号之间偏差逐渐缩小的一个递进过程。
传统的自动控制结构中,在主控计算机和伺服驱动器之间有一个使得控制结构变的复杂并提高成本的运动控制卡,其存在也使得系统的可靠性降低。随着信息技术以及其他相关体系的发展进步,自动化控制领域也经历了一场技术变革,比如动作系统有液压到电气的演变。网络化的交流伺服控制系统是工业现场总线技术和全数字化交流伺服机构的深层次组合。数字化的交流伺服控制体系允许使用者更方便的根据负载大小来调节控制参数,一些模拟回路产生的信号漂移等不稳定因素得以消除。
德国、美国和日本等国对网络化的交流伺服控制技术起步早、基础好而且发展应用也更广泛。国内起步晚,基础差,目前尚无系统的研究报告和高质量产品问世。本文尝试对基于网络环境的交流伺服控制技术进行了机理性研究,并基于研究结果设计了基于工业控制总线等技术的交流伺服控制体系平台以期促进国内行业发展。
2.基于网络环境的伺服系统的软、硬件结构设计
本文将采用基于工业化现场总线的网络化控制体系,将处理器和现场总线接口植入数字型交流伺服电机驱动器控制系统内,构成智能化的全数字伺服控制单元,并将其连接到工业现场总线上,这样既省去了主控计算机和伺服动作器之间的运动控制卡,简化了硬件体系,使得各单元独立出来,同时,也加强了系统与外界的数据共享率,并易于拓展。
在此以三轴精密定位平台为基础,以外型模仿数控机床为例,设计的伺服系统将主要用于定位控制和轨迹控制。根据所涉及的机械对象特点,本伺服控制系统使用Ethernet/IP、Control Net和SERCOS三种网络系统和Control Lclgix系统控制平台,三组伺服驱动器和交流伺服控制电动机组成网络环境下的多轴交流伺服控制系统,系统的硬件组成结构示意图如图1所示。
带有CAN总线接口的全数字交流伺服驱动器是该控制体系的核心。该驱动器采用了DSP+FPGA+ASIPM结构,对于提高运算速度、优化控制电路和减小系统体积有很大帮助。并且实验结果表明该控制体系的精度和响应速度以及运行的平稳性都具有较高水准。
2.1 控制系统选用的网络
该控制系统选用Ethemet/IP网络,在运动控制器与计算机之间建立通讯连接。将其作为运动控制程序上传和下载的路径,并使控制计算机成为HMI(Human Machine Inter
-face)人机接口,而不再是单一的指令控制单元,以便于对整个系统进行监视与控制。为方便在运动控制器与操作员终端之间建立通讯连接,该系统选用ControlNet网络,来实现操作员终端对伺服系统实时监控;运动控制器与三个伺服驱动器之间的通讯是通过SERCOS网络实现的,并具备网络型伺服系统的特点和功能。下面将分别详述各选用系统的独特的要点:
(1)以太网工业协议(Ethemet Industrial Protocol or Ethernet/IP)是一种开放的工业联网标准,其支持实时FO控制和消息传递的功能是该系统选择它的依据。
(2)Control Logix网络体系的创新之处在于将系统中所有单元模块化,这与传统的可编程控制系统是不同的。该系统具有以下特点:
系统之间的结合紧密;模块安装无空间限制,可在不断电的情况下插拔;信息传输速度高;系统体积相对较小且抗干扰能力强。
2.2 系统的人机监控界面及操作终端
控制系统与操作人员之间的完整操控接口由操作员站提供,通过它来实现操作人员对器械的各种控制调节和管理功能。运动控制系统也可以通过操作员站与企业信息网络连接。
本伺服控制系统选用的硬件配置较高:所采用专用的工业控制计算机提高了监控系统运行的稳定性和可靠性。并采用Windows XP操作系统,并配合组态软件,设计出了易于操控和优化的人机操控界面。
2.3 设计过程中的具体细节及控制软件的开发
设计过程所要完成的主要工作就是根据被控对象的机械对象特性,合理的选择网络和硬件设备,以合理的建构交流伺服控制系统的软、硬件平台。本文在设计过程中主要解决了以下关键问题:
(1)运动控制网络的选择。根据目前国内外市场上现有的主流运动控制网络的特点和使用现状,该控制系统选用唯一具有国际标准的SERCOS网络作为本体系结构的运动控制网络。
(2)交流伺服驱动器和交流伺服电动机的选择。依据被控制对象的机械特性和市场现有伺服驱动器和伺服电动机特性,选用美国罗克韦尔公司的Ultra3000系列伺服驱动器和Y系列交流伺服电动机,其包含相应的用来保护该交流伺服控制系统的制动模块。
(3)交流伺服系统控制平台的选择。根据系统中所使用的控制网络和执行机构特性,选用罗克韦尔公司开发的ControlLogix控制系统。并包含运动控制器和所使用的三种网络适配器模块,这使得伺服系统的实时监控非常方便。
设计过程中最为重要的核心工作之一是选用PanelBuilder32系统对运动控制系统中操控终端编程进行开发,并使用RSView32系统对运动控制系统中监控界面程序进行开发。
3.运动控制器的体系结构设计
伺服控制单元与其它控制设备之间的互联沟通能力由系统中指令接口的设置而得以加强。控制信号生成模块是运动控制器的最关键部分,且该模块需要经常改进和升级。硬件可重构技术的使用,把有待升级的子模块从系统中分离出来,然后对它进行单独的在线重构以完成模块升级,这大大的简化了系统的更新和升级过程。
运动控制器可划分为网络通信模块和运动控制模块两个组成部分。网络通信模块被设计为直接与Internet连接,并按照预先确定的通信协议从控制台那里获取控制指令,之后再传递给相应的动作执行组件。运动控制模块与伺服电动机驱动器直接相连,在对命令进行分析和判断之后,产生与指令相对应的电动机动作控制信号如转速大小和输出扭矩等。组后命令执行的结果将会被反馈给网络通信模块,由它再通过网络返回给控制台,并有控制台判断指令执行是否到位,如到位则停止动作,如输入信号和输出信号之间存在偏差,则继续动作以修正改偏差,直到指令偏差为零时为止。
为实现控制系统各单元之间有效、可靠的通信反馈,位置编码器也被连接到控制总线上。采用这种高速网络技术设计的分布式交流伺服控制系统,系统应用性更为灵活,系统的整合控制效果也更佳。目前系统的发展和应用需要很好的解决如下几个技术难题:首先是电机起动问题,也就是如何解决启动时产生的电气噪声问题。控制运动的指令通信通道须非常可靠以保证器械运行的安全和可靠性。信号的传输速率也会对系统执行指令的稳定性造成影响,显然,该速率越高越好。
4.交流伺服控制系统的仿真分析和实验验证
在所设计伺服控制系统运行之前,为保证所设计系统的安全性和可行性,对系统进行仿真分析是十分必要的,这对减小系统运行过程中出现非正常状态的可能性十分有利。
常规的仿真测试主要是借助于一些行业仿真软件,如MATLMB等软件。但为了提高本系统仿真的可靠性,选用的是罗克韦尔公司的专门用于运动控制的仿真软件MotionAna
-lyzer4.1,该仿真软件能够非常准确地对自动化产品进行仿真分析。仿真结果表明该系统具备良好的可行性和较高的执行效率。
将本文所设计的伺服控制系统用于控制器械刻画正弦曲线图线时所得到的结果对比如题2所示。测量结果表明,误差仅为0.0082cm,该精度在大部分工业生产工艺中都是可以接受的。
5.结论
网络化的交流伺服控制系统在工业自动化生产中应用广泛,具备良好的发展前景和上升空间。本文通过对网络环境下伺服控制系统的软、硬件平台设计,进行了网络化交流伺服控制系统控制策略的研究。综合的分析了各个组件的设计选材依据,并对所设计的控制体系进行了模拟仿真和精度的实验验证,结果表明该体系的可行性和实验精度都十分良好,对运动控制领域具有一定的借鉴意义。
参考文献
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