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电气自动化方向范文1
1、电气自动化就业方向:主要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、试验分析、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。
2、电气自动化技术专业,是培养具有一定的电子技术、微机控制技术和计算机网络技术的基础知识;熟悉常用电气设备的工作原理,掌握应用计算机技术实现电气控制的基本原理和方法,具有较强的自动控制系统运行、维护、系统集成及一定的工程设计能力和企业管理能力的高等技术应用性专门人才。
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电气自动化方向范文2
关键词:电气自动化;现状;设计思想;发展趋势
前言
“十二五” 期间,中国提出以节能减排为核心,重点解决提高能源利用率、 发展可再生能源、 提高环境质量,大幅度降低能源消耗强度和二氧化碳排放强度的约束性指标。在战略性新型产业中,以节能环保为首,重点开发推广高效节能技术装备及产品,实现重点领域关键技术突破,带动能效整体水平的提高。要实现这一艰巨任务,一方面需要努力挖掘各种新资源;另一方面还要把大幅度降低资源消耗作为实现工业化的基本要求。经济发展逐步全球化,外资企业和合资企业不断进入我国,这些企业起点高,技术新,有大量的设备需要用到电气自动化控制方面知识;与此同时,很多大中型企业为了提高产品质量和数量以加大竞争力,进行技术改造,也引进先进设备,机电一体化的设备越来越多,PLC控制技术、 现场总线技术、 变频技术、 计算机集散控制技术(DCS)、 微电子技术等新知识在各行各业别是在工业岗位中用得越来越多,以满足和适应不断增长新技术的需要。
1 平台开放式发展
OPC(OLE for Process Control)技术的出现,IEC61131 的颁布,以及Microsoft 的 Windows 平台的广泛应用,使得未来的电气技术的结合,计算机日益发挥着不可替代的作用。
1.1 IEC61131 标准使得编程接口标准化。
(1)目前,世界上有 200多家 PLC厂商,近 400 种 PLC产品,不同产品的编程语言和表达方式各不相同,IEC61131 使得各控制系统厂商的产品的编程接口标准化。IEC61131 同时定义了它们的语法和语义。这就意味着不会有其他的非标准的方言。IEC61131 已成为了一个国际化的标准,正被各大控制系统厂商广泛采纳。结构化的编程方式使得程序更易管理,也提高了代码的使用效率,缩短了程序编程的周期。
(2)Windows 正成为事实上的工控标准平台。微软的技术如Windows NT、WindowsCE和 Internet Explore 已经正在成为工业控制的标准平台、语言和规范。PC和网络技术已经在商业和企业管理中得到普及。在电气自动化领域,基于PC的人机界面已经成为主流,基于PC的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的用户所采纳。在控制层采用 Windows 作为操作系统平台的好处就是其易于使用和维护以及与办公平台简单的集成。
(3)现场总线和分布式控制系统的应用现场总线(Profibus、FF、Interbus 等)是一种串行的连接智能设备和自动化系统的数字式、双向传输的分支结构的通讯总线。它通过一根串行电缆将位于中央控制室内的工业计算机、监视/控制软件和 PLC的CPU与位于现场的远程I/O站、变频器、智能仪表、马达启动器、 低压断路器等连接起来,并将这些现场设备的大量信息采集到中央控制器上来。分布式控制意味着PLC、I/O模块和现场设通过总线连接起来,将输入/输出模块转换成现场检测器和执行器。
2 电气自动化控制系统的思想
2.1 集中监控方式
这种监控方式优点是运行维护方便,控制站的防护要求不高,系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,处理器的任务相当繁重,处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控,伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、 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,造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂,查线不方便,大大增加了维护量,还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。
2.2 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、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如Lonworks总线,CAN总线等)的通讯速度不是很高,而电厂电气部分通讯量相对又比较大,所有这种方式适合于小系统监控,而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。
2.3 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,且已经积累了丰富的运行经验,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良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的情况进行设计。采用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、 I/0 卡件、 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,可以节省大量控制电缆,节约很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。另外,各装置的功能相对独立,装置之间仅通过网络连接,网络组态灵活,使整个系统的可靠性大大提高,任一装置故障仅影响相应的元件,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。
2.4 同步开断技术
同步开断(Synchronized Switching)是在电压或电流的指定相位完成电路的断开或闭合。在理论上应用同步开断技术可完全避免电力系统的操作过电压。这样,由操作过电压决定的电力设备绝缘水平可大幅度降低,由于操作引起设备(包括断路器本身)的损坏也可大大减少。目前,高压开关都是属于机械开关,开断的时间长、 分散性大,难以实现准确的定相开断。目前的同步开断设备是应用一套复杂的电子控制装置,实时测量各种影响开断时间分散性的参量变化,对开断时刻的提前量进行修正。即便采取了这种代价昂贵的措施,由于机械开关特性决定,还不能做到准确的定相开断,设计人员还不敢贸然降低电气设备的绝缘水平,以防同步开断失败造成设备损毁。
3 电气自动化的发展趋势
电气自动化的发展趋势应该是分布式、开放化和信息化。分布式的结构是一种能确保网络中每个智能的模块能够独立的工作的网络,达到系统危险分散的概念;开放化则是系统结构具有与外界的借口,实现系统与外界网络的连接;信息化则是使系统信息能够进行综合处理能力,与网络技术结合实现网络自动化和管控一体化。要全面把握 “科学发展观” 的基本内涵和精神实质,结合本地区、本部门、本行业的客观实际,按照 “以人为本、全面协调可持续发展的要求”,认真寻找差距,总结经验教训,转变发展观念,调整发展思路,切实把思想和行动统一到“科学发展观”的要求上来,把“科学发展观”贯彻到改革开放和我国“电气自动化” 进一步实现现代化、国际化和全球化的过程上来。
参考文献:
电气自动化方向范文3
关键词:电气自动化;控制系统;发展方向
中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:
电气自动化控制系统是现代化工业的重要方向标,在现代先进科学技术领域处于核心位置。电气自动化的未来发展方向是能够推动社会的全面发展与进步,这就要求电气自动化必须依靠先进的科学技术。对于电气自动化企业来说,电气自动化技术能够最大程度的降低人工劳动的强度,提高检测的精准度,增强传输信息的实时性、有效性,保证生产活动的正常开展。同时,减少了发生安全事故的可能,确保设备能够正常的运行。
1 电气自动化控制系统的发展现状
1.1 电气自动化DCS系统
伴随着企业对DCS系统的实际应用,这一系统所存在的缺点也渐渐显现。因为DCS系统属于模拟数字的混合体系,它所使用的仪表装置仍然是模拟的传统型仪表。其可靠性很低,在维修使用的工作中异常困难,生产商家之间缺乏协议的统一标准,缺乏维修使用的互换性,昂贵的价格。信息时代的飞速发展导致了电气自动化系统的技术创新 。
1.2 电气自动化控制系统的标准语言规范是Windows NT和IE
在电气自动化的发展领域,发展的主要流向已经衍变成为人机的界面。因为PC系统控制的灵活性质以及容易集成的特性,使其正在被越来越多的用户所接受和使用,同时电气自动化控制系统使用的标准系统语言,使其更加容易进行维护处理 。
1.3 集中监控方式下的自动控制系统
集中监控的方式进行的控制系统。集中控制方式的系统是把所有功能放入一个处理器中,因此其处理速度比较慢,而要把所有设备掌握在监控之中,监控对象的数量就过多,占用大量主机空间,同时要求电缆数量也增大,这就提高了投资费用。又集中监控的隔离刀闸中的闭锁与联锁使用的都是硬接线,反复接线很繁杂,这样就增大了维护工作的难度,使整个系统很难积极进行。
1.4 信息集成化的电气自动化控制系统
控制系统中运用的信息技术主要体现在如下方面:一是管理层面上纵深方向的延伸,企业中的管理部门在对企业中的财务核算、人力资源等数据信息进行及时存取时需要用特定的浏览器,同时也能够有效的监督控制生产过程中的动态画面。并且能够及时获取关于企业生产活动的第一手资料。另一方面是信息技术会在电气自动化设施、机器与系统中进行横向比较。随着微电子处理器技术的不断应用,原有的界面设备逐渐变模糊了,而结构软件通讯的运用变的越来越重要。
2 电气自动化控制系统的发展方向
2.1 电气自动化控制系统的统一化
电气自动化系统的统一化。统一电气自动化系统对电气自动化产品的设计、测试、开机、维护都有重要意义。能够把开发系统从运行系统中独立出来,这对电气自动化控制系统来说,是跨越性的一步,能够将系统通用化。系统的网络应该保证现场的设施、监管体系、企业的管理数据保持共通。
2.2 电气自动化的生产将更加的安全
电气自动化的生产将更加的安全。安全防范技术的集成化是电气自动化控制系统的一个发展方向,重点就是保证系统的安全。在非安全状态下,用户要如何选择才能实现安全。在分析我国市场的发展特性后,我们应该从最高安全级别开始,逐渐延伸到安全级别低的领域,硬件设备与软件设备,公共设施层与网络层,实现对此系统的安全设计的全面研究。
2.3 电气自动化控制系统的市场化
产品想长久的发展,就要深化制造部门的体制改革,还要关注市场化的影响,以便保证产品能够满足市场的需要。同时,企业不仅要在技术的开发上投入,还要使零件的配套生产市场化、专业化。产业市场化是产业发展的必然方向,这对提升资源配置效率有着显著的促进作用。
2.4 电气自动化控制系统的创新技术
电气自动化控制系统是当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。通用变频器开始大量投入实用,它采用全数字控制,可通过软件实现参数自动设定,实现变结构控制和自适应控制,可选择 U /F频率开环控制、无速度传感器矢量控制和有速度传感器矢量控制,实现了闭环控制的自优化。从技术发展看,虽然电力半导体器件有GTO、GTI、 IGBT,但以后两种为主,尤以 IGBT为发展趋势:变频器的可靠性、可维修性、可操作性即所谓的 RAs (Availability,Serviceability)功能也由于采用单片机控制动技术而得以提高。
在我国电气自动化发展计划的指导之下,随着市场化的环境,不断提升电气自动化控制系统的创新能力。并且企业不断吸收创新技术以提升自身的创新能力,而科研的投入,为电气自动化的创新提供了更加广阔的空间,加强政策上的扶持,健全、完善机制对创新都是非常有利的。目前我国企业主要生产一些中低档次的产品,产品主要服务于中小型的项目,企业应该打开自主创新的新局面,转换经济增长模式,逐渐提升创新能力。
2.5 电气自动化控制系统的标准化接口
电气自动化控制系统的标准化接口。采用微软公司的标准化技术后,的成本大大降低了,成功地实现了数据资源的共享。考虑到自动化系统策划方案的重要,当企业进行系统连接时,必须采用微软操作系统,那么这种情况下办公室使用的就是 IP 系统,管理系统和自动化控制之间联系的建立就是通过PC系统。程序标准化接口使厂家之间的数据交换有了保证,解决了通讯产生的难题。
2.6 未来的电气自动化控制系统需要更加专业的技术型人才
电气自动化系统在安装和设计时,通常容易忽视对设备控制人员的职业培训。一些生产的厂商和系统单位在电气自动化系统进行安装运行以后,才重视对设备操作人员以及维修人员的岗位培训。电气自动化系统在进行安装的过程中就应当让未来操作这些设备的人员观察熟悉整个系统的安装流程,这样做能够加强他们对系统的深刻认知。加上经过正规的训练,设备的操控人员就会更加明白为何电气自动化系统会按照这种方式进行安装。为了能够处理电气自动化系统,在今后运行中会出现的问题,就需要提前找出发生故障的可能因素,反之就会导致对故障出现原因的判定出现偏差。安装新的电气自动化系统时,设备操控人员需要对这些技术熟悉掌握,企业组织员工训练的期间内,重点要培训员工的技术操让,设备操控员工准确掌握系统 的硬件配备知识以及实际操作的技术 要点和保养维修知识。
3 加强电气自动化控制系统建设的建议
首先,电气自动化可以与地球数字化互相结合。此设想包含了自动化的创新经验,可以把大量的相关数据整体为坐标,最终成为一个电气自动化数字地球。将信息全部放入计算机中,与网络结合,不管人们在什么地方,根据地球地理坐标,便能知道任何地方的数据信息。还可以加强企业与相关院校之间的合作。鼓励企业到此专业的学校中建立车间,进行技术生产等,建立学习型生产培训基地。还可以走入企业进行教学。将实践能力和理论学习结合在一起。此外,还要与现代网络联系起来,积极利用已有的科学技术。加强专业培训,提供研究人员水平等。
5 结束语
综上所述,本文对我国电气自动化控制系统的现状及其发展方向做了介绍。电气化自动控制系统要想长远的发展下去就要不断地加强创新,分析市场需求,以满足越来越高的工业生产要求,同时也要特别注意产品的安全性能的保障。加强人才的培养,使研究团队越来越强,使我国早日立于世界科技强国之列。
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势[J].民营科技,2011(1).
电气自动化方向范文4
【关键词】电气自动化 工业生产 重要性 发展方向
电气自动化主要就是利用计算机网络技术、微机控制技术、电子技术进行电气自动控制,是一种结合计算机技术与电气技术的控制程序,通过系统的集成,达到自动控制与维护的目的。随着科学技术水平的不断提高,电气自动化发展程度也越来越高,在工业生产中发挥着十分重要的作用,促进了工业生产的快速、稳定、可持续发展。
1 电气自动化在工业生产中的重要性
随着时代的不断发展与进步,技术改革也在不断深入,进入了新技术革命时代。在利用信息的时候,一定要保证信息的可靠性,因为现代工业生产需要使用各类自动化设备对生产过程进行监控,因此,保证设备性能的优良,才可以生产出质量更好的产品。随着我国工业化的不断发展,信息化时代得到了快速发展,如果无法达到工业化生产,也就无法实现信息化生产,因为工业化与信息之间有着非常密切的关系。当然,在发展的过程中,不可能先将工业化发展到一定程度之后,再去开发信息化,这样必然会减缓发展速度。因此,工业自动化指的就是工业化与信息化的共同发展。加强工业生产电气自动化的发展,不仅可以促进传统生产行业的发展,还可以促进信息化的快速发展,全面实现我国电气的工业化。现阶段,我国基本上已经达到了工业机械化,在发展工业自动化的时候,一定要重视自动化技术的实现,利用自动化技术武装传统生产行业,利用相关的自动化工艺流程控制设备,以此来实现我国工业的自动化建设。
2 电气自动化在工业生产中的发展方向
2.1 自动化系统发展策略
2.1.1 运用统一系统开发平台
一个统一、开放的平台对自动化系统的设计与运用有着非常重要的作用,此平台可以保证一个自动化项目设计与运用的正常进行,并且在每一个环节中都发挥着一定的作用,这样不仅可以降低设备使用的损耗与成本,还可以提高设备利用效率。
2.1.2 构建网络结构
在发展自动化系统的时候,构建网络结构发挥着至关重要的作用,并且针对一个完整、成功的自动化系统而言,构建网络结构也是非常必要的。构建的网络结构一定要确保现场控制设备、管理系统、监督系统之间数据传输与信息交流的有效性。随着网络技术的不断发展,在工业生产中,无论使用哪种通信主线,均可以实现办公的自动化,并且在整个系统中进行有效的通讯。与此同时,在构建网络结构的时候,还设置了数据编辑、安全管理等模块,这样就有效促进了自动化系统的集成化发展。
2.1.3 标准化程序接口
一个成功的自动化系统一定要具有一个标准化程序接口。结合现代Microsoft标准与技术,如Windows、OPC等方面的运用与发展,不仅可以缩短工作时间与节省工作成本,还可以为办公自动化的数据交流提供便捷条件。在进行ERP系统与MES系统连接的时候,计算机技术自动化可以有效解决工作中遇到的问题,在一定程度上提高了工作效率。通过Windows操作系统的应用,可以有效达到办公的标准化,利用计算机在电气化管理与系统平台之间构建相应的接口,提高工作效率。除此之外,标准化程序接口还可以确保不同程序之间进行有效的通讯,逐渐成为了未来自动化发展的重要结构组成。
2.2 电气自动化发展趋势
在工业生产过程中,通过电力自动化技术的全面应用,可以有效节约能源消耗,减少生产成本,实现工业生产的经济效益与社会效益。加强电气自动化技术的不断发展,可以有效提高我国电气化的发展水平,逐渐拉近我国和先进国家的发展距离,促进我国自主研发事业的快速发展,实现国民经济的可持续发展。在发展我国电气自动化的时候,一定要不断促进工业生产的规范化、规模化。现阶段,工业生产电气自动化发展趋势主要就是开放化、分布式、信息化。开放化指的就是加强系统和外界的联系,保证各方网络的有效连接,增强处理信息的能力;分布式指的就是能够确保在网络中设立独立网络,达到分散危险的目的,进而保证系统运行的正常、有序;信息化指的就是设备和网络技术的有效结合,促进网络自动化与管理控制系统一体化的实现。目前,电气自动化技术已经得到了快速的发展,并且取得了一定的成绩,实现了自主研发。
随着现代市场竞争的日益激烈,为了可以得到价格方面的优势,在发展电气自动化的时候,一定要重视先进技术与经验的利用,为自主研发工作提供有利条件。与此同时,一定要结合当地的实际情况,严格落实科学发展观,坚持以人为本原则,及时发现发展过程中存在的问题,总结工作经验,转变发展观念,提出有效的发展策略,促进电气自动化的可持续发展,逐渐实现工业生产的现代化、自动化、智能化。
3 结束语
总而言之,在工业生产快速发展的形势下,一定要加强电气自动化技术的改进与完善,全面应用到工业生产过程中,促进工业生产电气自动化的快速、稳定发展。在发展电气自动化技术的时候,一定要重视先进技术、设备、工艺的应用,深入分析电气自动化发展过程中遇到的问题,提出有效的解决措施,实现自动化系统的全面发展。
参考文献
[1]马顺成.电气自动化在工业生产中的重要性与发展方向的研究[J].科技信息,2011(33).
[2]张礼崇,郜祥,王焱等.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].技术与市场,2012(01).
[3]陈万法,崔宁,刘岚.关于我国电气自动化的现状与发展趋势[J].科技创新与应用,2012(14).
作者简介
付明鑫(1979-),男,吉林省松原市人。大学本科学历。现为长影集团洗印有限责任公司助理工程师。研究方向为工业自动控制及信息技术。
电气自动化方向范文5
关键词:电气工程;自动化;发展方向;就业
随着经济社会的不断发展,电气工程越来越倾向于自动化。一个国家工业水平的评定很大程度上依赖于电气工程自动化的程度。以先进的欧美国家来说,这些发达国家每年都投入很大的资金用于电气工程方向的研究。由于我国相关方面的研究起步较晚,所以与发达国家还是存在很大差距。为了能够实现中国经济的快速提高,各个企业都必须大力发展电气工程及其自动化来提高生产效率。
1电气工程及其自动化发展现状
电气工程及其自动化最早出现在200年前的电磁研究[1],可以说是跟电的使用密切相关的,随着电气工程的不断发展,电气工程这个大的方向也逐渐的产生了许多分支。由于社会发展进程的加快,传统电气生产方式的效率已经满足不了工业发展的需求了。为了解放人力,电气工程需要从人工操作逐步的转向智能化和自动化。
1.1电气工程自动化与信息技术密不可分
随着互联网的普及,大部分理工学科的研究发展,都离不开信息技术的使用。主要依靠计算机高速的计算能力和巨大的数据储备,而且还可以通过网络与其他专业人士相互交流,甚至实现不同领域的合作。在实际的工业生产中,可以帮助企业更好的管理人力、财务等十分棘手的问题,为企业的发展提供便捷的通道。
1.2电气工程自动化与软件技术的交互
电气工程自动化实际上需要依赖于软件与编程语言来实现对机器的控制。在实际工作过程中,常会用到CAD等制图软件来进行电路设计,运用C语言等编程语言进行逻辑设计来实现对机器的控制[2]。整个过程可以归纳为:人—软件—计算机控制—机械的运转。计算机与机器通过相应的命令来实现交互,实现自动化的操作。
2电气工程及其自动化发展前景
2.1国家重点扶植相关企业的研究
电气工程及其自动化与工业生产和社会进步密不可分,但是我国的技术相对落后。为了实现社会主义现代化建设,国家每年都会投入大量的资金用于电气工程方向的研究,其中重中之重的就是自动化方向的研究。为此,国家出台了相应的政策鼓励企业对该方向的研究。每年还会组织许多科技学术竞赛来给广大研发人员一个展示自我的机会。国家也注重扶植一些刚刚成立的创新型科技公司。目前国家已经将该专业确定为未来科技的主攻方向之一,随着国有企业例如国家电网在世界的影响力的不断提升,我们可以很直观的看出国家对电气及其自动化的重视取得了巨大的成效[3]。
2.2各个高校注重对电气及其自动化人才的培养
电气工程及其自动化作为一个工科类庞大的专业,其中有许多具体的专业分支,学生能获得电工电子、信息控制和计算机技术等方面的基本训练,以及电气工程及自动化领域的专业训导,具有解决电气工程技术与控制技术问题的基本能力。从事该方向的学生未来可以从事大到高压电、电网的建设,小到可以从事家庭电路设计或者是一个小小的电子产品零件的设计。如果说当今社会是信息社会,那么信息社会的发展离不开互联网的发展。因为互联网的发展离不开软件工程的发展,所以国家也投入很大的比重在软件的研发上。众所周知软件工程的发展离不开硬件性能的保障。提供硬件保障的就是电气工程及其自动化的发展。软硬件发展二者是密不可分的,实现二者的共同发展与进步才是保证经济稳定高速发展的秘诀。基于这种背景下各个本科的理工高校都会有相关的学科,一些专科类院校也会培养相应的技术人才。当这些人才走入社会时,可在电力设备制造行业从事高电压设备的设计、开发、生产和管理等工作,可在电力系统从事高压设备的运行维护方面的技术工作和管理工作,也可在高校和科研机构从事教学和科研工作[4]。
3对电气及其自动化未来发展的看法
电气工程及其自动化离不开信息技术的发展。首先无论是电气工程还是软件工程,都需要我们投入进热情与精力进行探索与应用。其次电气工程及其自动化也要利用网络进行传播与交流。当今世界是一个全球化的世界,如果能够实现各个国家和科研组织的相互协作,实现成果的互相交流,可能在许多攻关难度很高的问题上便可迎刃而解[5]。互联网便捷了我们的生活生产方式,使得我们能够很快的掌握国际一流的技术与科研成果,当我们可以利用这些成果进一步去做研究时,可能会收到更好的效果。最后,对于许多刚刚进入这个领域的学生来说,最关心的还是就业问题,该领域涉及电子的各个行业,就业机会很多。因为企业需要大量的优质人才,所以企业应该做好和各个科研机构与高校的合作,使得学生能够有大量的实习机会亲自去投入实际的生产,而不是单单理论上的理解。通过校企的合作会使得学生能够快速的投入到实际生产中,这样也省去了企业许多招聘人才浪费的时间。
4结论
通过上文对电气工程及其自动化的介绍和对未来发展前景的探讨,我们可以得出这样的结论,生活与社会的发展离不开电气及其自动化,电气及其自动化也离不开相关产业的发展,电气及其自动化方向我国还有很远的路要走,所以对于从事这个行业的人来说既存在机遇也要面对许多探索未知领域的挑战。当经历了重重难关之后,未来,这些人才必定会成为社会主义建设的中流砥柱。
作者:张鑫 单位:国网山西省电力公司吕梁供电公司
参考文献:
[1]郑文星.对电气工程及其自动化的认识及未来发展方向探析[J].科技传播,2014(11):37-38.
[2]虎啸.对电气工程及其自动化的认识和未来就业方向的浅析[J].科技创新导报,2015(35):245+247.
[3]李洋.电气工程及其自动化的发展趋势分析[J].山东工业技术,2016(17):84.
电气自动化方向范文6
作者简介:张莉莉(1982-),女,汉,河南省洛阳人,讲师,硕士,毕业于江苏大学,主要研究方向为电气自动化、现代控制等。
电气工程及其自动化是与电能生产和应用相关的技术,也是工程教育体系中的一个学科[1]。随着社会经济的发展,电力需求越来越大,电力后备人才的培养迫在眉睫。目前,我国许多大学都开设有该专业,是我国高校招收学生最多的专业之一。洛阳师范学院也开设了该专业,专业包含电力系统及其自动化、过程控制及其自动化、电力电子与拖动三个方向。 该专业安排的课程都是从事电力系统相关工作的基础知识,有理论性强、且与实际工程联系密切的特点,它要求学生有较高的动手能力。但由于传统教学方式存在不足,所以至今教学效果不够理想[2]。该文在已有教学改革和实践的基础上,引入CDIO工程教育理念,并将教学与工程实践相结合,确定课程教学方案,最终得出一套基于CDIO的电气工程及其自动化专业(电力系统及其自动化方向)的教学方法,进而培养出工程能力较强的学生。
1 洛阳师范学院电气工程及其自动化专业发展和现状
我校是师范院校,电气工程及其自动化专业开设较晚,与重点工科大学相比,在学校软硬件方面都存在一定的差距。我校原为师范院校,开设该专业后在课程体系及教学方面还沿用了师范教学的一套理论,难免出现各种问题。
在课程体系和教学内容中,出现了一些问题:一是注重理论教学,忽略了实践教学,学生实践能力较差;二是各门课程老师交流较少,各课程教师只是专注于自己教学课程,与相关课程老师交流过少,导致学习内容上的连贯性不是很好;三是校企合作还有待提高;四是教学设备和设施不完善,校内实验实训基地和校外实践教学基地尚未建设好;五是电气工程及其自动化是长线专业,具有很大的社会需求,尤其服务洛阳地方经济和相关行业的能力仍待提高。
2 改革思路及方向
2.1 基于CDIO的理论教学改革
CDIO由构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运作(Operate)四个英文单词的首字母组成。它涵盖了从产品研发到产品运行的整个周期,引导学生主动学习工程,并注重实践以及课程之间的联系,集中体现了“做中学”和“基于项目的教育和学习”的理念,因此理论教学时应注重实践中的应用内容的讲授。
2.1.1电力系统及其自动化方向专业课程设置
电力系统是由多个环节组成的电能生产与消费系统,包括发电、输电、变电、配电和用电等。为保证系统的良好运作,还在各个环节和不同层次之间设立了相应的信息与控制系统,用来测量、调节、控制、保护、通信和调度电能生产的全过程,以保证用户获得安全、经济、优质的电能。电气工程及其自动化(电力系统及其自动化方向)主要任务就是理解、掌握并能设计电力系统各个环节。因此该专业主要开设的专业主干课程有:电力电子技术、高电压技术、发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护、计算机仿真、电力系统规划等课程等。
2.1.2理论教学改革
学生通过学习专业主干课程对电力系统有一个全面深入的了解,为今后从事相关的工作打下坚实的理论基础。为了达到好的教学效果,以上各门与实际联系紧密的课程讲授时应以CDIO的教学方式进行教学,使学生主动学习,牢牢掌握电力系统的相关知识。
以《电力系统继电保护》课程为例[3],对课程基于CDIO的教学,讲解内容应分步实现。首先,要让学生透彻理解继电保护的内涵,引导学生通过对大型事故案例的分析来主动地发现问题并构思(conceive)。因为继电保护作用重大,能保护一次系统的安全稳定运行,学生们只有在分析系统正常运行和故障运行的电气量特性差别的基础上,才能设定保护方案,所以学生必须牢牢掌握。其次,掌握继电保护方法是思考和解决保护问题的基础,学生只有在此基础上,才能对一次系统故障进行分析,找出相对的办法来切除故障,并完成设计(design)和实现(implement)过程;再次,典型完备的保护方案应从企业那里借鉴,因为企业在这方面配置十分成熟,启发学生在配置保护时形成完整的概念,完成运作(operate)过程。上述这种教学内容设计,弥补了原来的继电保护课程偏重于基本原理的介绍、不注重应用的缺陷。
2.2 基于 CDIO 工程教育模式的实践性教学环节的改革与实践
目前我国工程教育不仅重视科学基础,还重视对学生个人能力、团队合作能力以及系统适应和调控能力的培养。要真要做到这些,要改革工程人才培养模式。参照CDIO理念进行改革是一种有效可行的思路。这种理念以项目设计为导向、以能力培养为目标,可通过项目设计将整个课程体系系统地、有机地结合起来。该研究为学生设置了1级、2级、3级三个级别的项目。1级项目涵盖该专业核心课程,体现专业主要能力要求,贯穿于整个本科教学阶段,对学生进行构思、设计、实现、运作的整体训练;2级项目则仅涉及一组相关核心课程的学习,重点突出对某项能力的要求;3级项目则针对单门课程,专为增加学生对该门课程的理解而设。各级项目设立的必要性、所涉及的能力要求等,均根据课程需要而定。通过以上设计,整个培养计划形成有机整体。
2.2.1基于 CDIO 模式的课程设计的设置(3级项目)
该校电气工程及其自动化专业有多达二十几门的专业课课程设计,为了达到实际效果,电力系统及其自动化方向的学生重点对电力电子技术、高电压技术、发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护、电力系统调度自动化、电力系统自动装置原理、Matlab控制系统与仿真、单片机原理及应用等课程进行课程设计环节。通过增加实践环节,增设每一门课的课程设计,可以很好的提高学生的动手能力,改善学生对知识的理解水平,为使学生形成完整的知识体系以及应用能力打下良好的基础。
3级项目设计旨在鼓励学生主动学习和综合学习。项目通过开展学术研讨活动,推动学生学习系统建模、模型分析、仿真开发等技能。教师在课程设计项目中要引导学生通过技术研讨、方案选择等形式启发创新思维。在这种新型模式的课程设计下,学生对研究对象进行系统模型分析计算,可培养其用数学逻辑方法精确描述电力系统的能力。项目内容设计时要考虑学生个体能力的差异,为不同水平的学生提供不同复杂程度的选择。按照各自的要求完成设计任务,也可以达到巩固知识和锻炼能力的目的。比如电力电子技术课程设计设置:⑴单结晶体管触发电路的设计;⑵正弦波同步移相触发电路的设计;⑶单相半波可控整流电路的设计;⑷单相桥式半控整流电路的设计;⑸单相桥式全控整流电路的设计;⑹三相半波可控整流电路的设计;⑺三相桥式半控整流电路的设计;⑻三相桥式全控整流电路的设计;⑼单相正弦波脉宽调制SPWM逆变电路的设计;⑽半桥型开关稳压电源的设计;⑾单相交流调压电路的设计。以上设计难易程度有所差别,适合不同水平的学生,使不同层次学生都能得到锻炼。
2.2.2基于 CDIO 工程教育理念的“课程群“综合设计或实验设置(2级项目)
2级项目则引导一组相关核心课程的学习,重点突出对某项能力要求。我校把电气工程及其自动化专业的所有课程建立了四个课程群,其中专业课程群有四个:电子电路课程群、自动控制类课程群、电力系统及自动化课程群、嵌入式系统课程群。这里重点讨论电力系统及其自动化方向的课程群。
电力系统及自动化课程群主要涉及电能的产生、变换、输送、分配、控制的理论,电力系统的规划、设计、安装调试、运行规律,以及相应的设备、测量、保护、调节、控制系统的理论和技术。本课程群建设的目的就是将电力电子、电力系统分析等相关的理论课程和继电保护、发电厂电气部分、高电压等技术课程同实际电气设备和电力系统有机地结合起来, 通过上述训练,学生能掌握电力系统的设计方法,并锻炼了分析、计算和解决实际工程问题的能力。因此,该课程群的设置对培养从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、技术开发、信息处理、设计施工等领域工作的应用型工程技术人才具有重要意义。
课程群综合设计或实验项目的设置有个原则,那就是必须注重专业核心课程之间知识点的相互联系,强调设计或实验构思、设计、实现、运作都要基于项目进行。让课程群综合设计给学生更多参与实践的机会。如该院进行不同电压等级变电站设计与保护的课程群综合设计时,将具有很强内在联系的电力系统分析、电力系统继电保护、发电厂电气部分、计算机仿真等课程融合成一个课程群设计。以发电厂电气主接线方案为平台,依托短路计算和潮流计算来实现电力系统中设备选择与运行,通过分析故障特征并进行整定计算来设定保护、最后通过计算机动态过程仿真分析等环节[4]。在这一个课程群设计下,学生工程实践能力得到提高,而且在学习理论课之前,就能对立电力系统整体知识点有宏观把握。综合性设计通过利用开放性实验室实践,可以获得远远超过课内实验学时的实践操作训练时间。通过自主性、综合性、设计性、创新性实验内容的设置,可以进一步提高学生的学习效率和质量。
2.2.3基于 CDIO 模式的“产、学、研”相结合的毕业设计过程改革(1级项目)
CDIO 工程教育思想要求学生主动学习工程技术,并将课程和实践有机联系起来。这符合当前高等教育改革和发展趋势:即将教学过程与相关行业发展紧密联系起来。该院1级项目必须完整的贯穿于整个本科教学阶段,使学生完整的得到构思、设计、实现、运作等方面的系统训练。该校电气工程及其自动化专业的1级项目分初级阶段和高级阶段。初级阶段在一到三年级完成,任务是:了解CDIO理念,通过解剖产品实例来了解其组成部分及设计原理,使学生增加感性认识,并了解本专业核心课程与实际产品之间的对应关系,让他们可以未来工程师的角色定位去看待所学知识;学生经历项目构思与设计的实践过程后,对专业的兴趣会大大提高,创新思维也能得到锻炼。毕业设计是1级项目的高级阶段,任务是:学生在完成课程学习与项目训练后,利用所学知识,完成一个产品项目的构思、设计、实现、运作等的训练。设置1级项旨在让学生从解决实际问题出发学习专业知识,激发学生对工程问题的兴趣,引导其探索并掌握解决问题的方法。
该院鼓励学生的毕业设计与工矿企业相结合,具体参与到某个产品或者是某个电力建设过程中去,通过毕业设计着重培养学生综合分析和解决问题、组织管理、社交、独立工作等各种能力,以及严谨、扎实的工作作风和强烈的事业心、责任感。只有具备这些能力和素养,学生将来走上工作岗位后,才能顺利完成所承担的建设任务。
电气工程及其自动化专业毕业设计的任务是,通过学习和训练,使学生了解电气工程设计基本原理和方法,掌握一般电气工程设计的基本技能;根据情况合理选择实施方案;熟练进行电气工程各方面的计算,并设计出合乎规范的电气工程施工图纸。评估学生毕业设计时,要将实施过程和成果相结合进行,要重视过程和社会需求者的评价,对于结果则可以看得轻些,做到以社会需求为导向进行评价。学生毕业设计成绩评估由毕业设计撰写(40%)、毕业设计项目实施过程(40%)、社会需求评价(10%)和平时表现(10%)四部分组成。以项目实施与理论掌握情况考核为主,兼顾社会需求与平时成绩,这样才可以较为全面地评估学生的能力。