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电器自动化专业论文范文1
关键词：卓越工程师教育培养计划；教学改革；创新教育；培养模式
作者简介：朱培逸（1980-），男，安徽潜山人，常熟理工学院电气与自动化工程学院，讲师；徐本连（1974-），男，江苏镇江人，常熟理工学院电气与自动化工程学院，副教授。（江苏常熟215500）
基金项目：本文系常熟理工学院教研教改项目“大电类专业实践教学体系平台设计与研究”（JX11012104）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）13-0017-02
根据常熟理工学院电气与自动化工程学院自动化专业培养卓越工程师计划的标准，以个人发展和行业企业需求为导向，以自动化专业所需的工程技术为主线，以企业工程项目为背景，遵循企业开发实际项目的要求，以增强学生的工程实践能力、设计能力和创新能力为核心，改革、整合和优化现有的课程体系，以满足培养复合型、高素质、满足未来需要的优秀工程型人才的需求。[1-3]从提高人才培养质量、实现培养标准的角度，在坚持人文精神与科学精神融合、通识教学与专业教育整合、个性培养与社会责任并重的同时，着力推动基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习等多种研究性学习方法，加强学生创新意识和创新竞赛训练，“真刀真枪”做毕业设计，从而进一步提高学生能力和素质的培养，充分发挥课程教学在卓越工程师培养中的重要作用。[4，5]本文将介绍实践教学、创新教育、国际化教育和校企合作培养模式等方面的探索实践。
一、加强实践教学
常熟理工学院自动化（智能低压电器技术）专业“卓越工程师教育培养计划”坚持联系工程实际，强调以智能低压电器行业为背景，通过学生在本科四年学习期间的专业认识实习、专业课程群实践、专业综合性工程实践和毕业设计四个环节进一步加强实践教学。通过专业认识实习建立智能低压电器领域的整体概念，以各生产车间现场轮流实习、集中讲解、个人调研等形式完成实习，使得学生了解智能低压电器、智能低压电网供配电系统等电气技术对工农业生产及社会生活的影响和作用；了解智能低压电器、智能低压电网供配电系统的工作原理、基本结构与组成、生产工艺与组装流程等；重点了解智能型低压电器、智能低压电网供配电系统生产过程、技术工具、系统架构、管理规范、实施过程、电气技术及应用系统的发展趋势等。专业课程群实践主要是与专业课程知识密切相关的企业学习阶段，通过结合生产实际，系统学习自动化（智能低压电器技术）专业的企业核心课程群即智能低压电器技术课程群中的低压电器设计与制造、智能电网供配电系统、运动控制系统、现代电力电子应用技术四门课程；课程的理论部分由相关企业导师进行讲解，结合课程的理论学习所进行的现场参观、考察、讲解和操作，使学生验证、理解并掌握课程理论的内容，提高学生应用理论解决实际工程问题的能力。同时增加专业综合性工程实践，通过采取跟班工作或顶岗工作方式让学生了解智能低压电器产品的设计、制造和检测等过程，掌握工程研发过程管理及文档编写，全面提高学生工程意识、创新意识等。毕业设计环节是实践教学改革最为关键的部分，要求学生能结合企业的实际工程问题进行有针对性的工程研究与实践，毕业设计的题目和内容由校内导师与企业导师共同制订，设计指导采取双导师制，在企业完成；毕业设计要求学生独立完成，通过设计、毕业论文的撰写和答辩过程使学生具备综合运用所学理论知识和工程技术与解决实际问题的能力，独立完成具有智能低压电器行业背景和实际应用价值的毕业论文，使学生运用知识的能力和解决工程实践问题的能力得到显著提升。
二、注重创新教育
卓越工程师创新教育就是以培养学生的创新精神和实践能力为基本的价值取向，就是以实现学生的全面发展和培养创新型人才为主的教育；就是增强学生锐意进取、开拓创新的精神，使学生形成创造性的思维和能力，具有坚强的意志、持久的毅力，具有求真务实的科学态度和科学精神；就是培养学生善于发现问题和解决问题的能力；就是培养学生善于质疑、乐于动手、勤于实践的意识和习惯，提高实践操作能力；就是培养学生能够参与生产经营、推动技术进步的实践，促进科技成果向现实生产力转化的能力，能够适应和支撑产业发展，掌握过硬实用技能，具有较高科学文化素质的工程人才。[6]注重创新教育，抓住关键环节，掌握其内在规律，才能取得理想的效果。首先，培养创造型人才的关键是要有创造型教师，因此，对教师进行创新教育要加强教学团队和专业平台建设。通过在教学团队和专业平台上精心设计教学内容，提高教师的创造能力，譬如自动化（智能低压电器技术）专业的核心课程群（即智能低压电器技术课程群中的低压电器设计与制造、智能电网供配电系统、运动控制系统、现代电力电子应用技术四门课程）在教学内容上抛弃了传统的教学内容，完全采用基于工程背景的方式来编写教材，将传统教材中的原理描述融合到工程问题、工程案例和工程项目中，将课程理论的讲述直接搬到企业的工程现场，派工程经验丰富的企业导师和实践能力较强的校内导师共同讲解，将以前学生感觉工程原理和工程实际完全脱钩的现象彻底扭转。其次，还要加强创新教育的课程和内容，增强学生学习的兴趣，利用课程知识运用所产生的社会价值激发学生浓厚的学习兴趣和强烈的创新激情。树立以人为本的教育理念，注重学生的个性发展。因此卓越计划教育不仅要培养学生的创造才能，更要注重学生的个性和志向的发展，做到爱护、尊重和激发学生学习的主动性、积极性和独立性，让每个学生的个性和潜能得到更大的发展。再次，需要加强教学方法的创新。在教学方法方面，凡教学内容与生产实践关系密切、工程知识密集的课程，如智能低压电器技术专业课程群所涉及的课程（现代电力电子应用技术、低压电器检测技术、低压电器制造过程控制工程、计算机控制技术、电网供配电系统组态软件及其应用等），以工厂、车间、工段、生产线、单机设备等为教学背景，或结合工厂实际讲授，或在企业培训期间对相关课程的内容进行强化。通过自学、讨论、设计、研究、训练和竞赛等方式设置能力培养型课程。以课程设计类的大作业替代部分作业和考试，进行基于问题、基于项目、基于设计的教学，增强学生的工程设计能力和工程知识运用能力，改革课程的考核方法。考核方式应该使学生由评价的客体转变到评价的主体，增加学生课堂学习的主动性和参与实践的积极性，充分发挥学生的学习自。最后，作为卓越计划的最后一个环节――毕业设计不仅要求毕业设计的内容形式上注重其创新性，同时还可以检验卓越计划的效果。毕业设计要求结合企业的实际工程问题进行有针对性的工程研究与实践，毕业设计的题目和内容由校内导师与企业导师共同制订，设计指导采取双导师制，在企业完成。毕业设计要求学生独立完成，通过设计、毕业论文的撰写和答辩过程使学生具备综合运用所学理论知识和工程技术与解决实际问题的能力，独立完成具有智能低压电器行业背景和实际应用价值的毕业论文，使学生运用知识的能力和解决工程实践问题的能力获得显著提升。
三、强调国际化
“卓越工程师教育培养计划”树立了“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念，因此要加强学生国际化的培养。[4]首先，课程体系的国际化。一方面培养学生能在国际化和多元文化的社会工作环境下生存的能力；另一方面吸引外国留学生到本校学习，他们的参与对本专业学生和教学过程都有益处。通过设置与国际接轨的课程体系和教学内容，提高课程国际通用程度，实现课程的精品化、国际化与网络化，从而提高学生应用外语来学习和掌握学科专业先进知识的能力。其次，语言学习国际化。为学生提供国际化的语言学习环境，采用前两年分级模式的英语课程、后两年自主选修提高层次的英语课程，辅以英语专题实训、竞赛等课外活动实现外语教学四年不断线，因材施教，使不同水平基础和不同发展需求的学生的英语水平和能力得到发展，具备外语交流的可持续发展能力。同时积极组织学生参与国际交流、到海外企业实习，拓展学生的国际视野，提升学生跨文化交流、合作能力和参与国际竞争的能力。最后，教师队伍国际化。积极引进国外先进的教育资源和具有高水平国际知识、经验的工程教师，提高师资队伍的国际化水准，一方面可以通过增加教师出国访问进修的人员比例以及到国外进行学术交流的人数，另一方面邀请知名学者、专家来校进行访问和举办讲座，聘请著名学者为客座教授或高级访问学者等措施，使教师构成呈现国际化的特征。[7，8]
四、注重企业参与
“卓越工程师教育培养计划”实行3年校内的系统理论学习、1年校外的企业工程实践的人才培养模式，因此企业的参与是该计划的关键。首先，专业认识实习阶段将以企业的各个生产车间现场为主题，轮流实习、集中讲解、个人调研等形式完成实习，企业将为学生认识阶段的学习提供场地――企业的生产车间，提供学习的对象――企业生产的产品以及讲授的老师――企业提供具有丰富实践经验的企业导师，学生通过听取企业文化教育专题报告、参观企业产品展示中心、到企业各生产车间现场实习与轮流调研、网上调研与查找资料等方式，增加对自动化（智能低压电器技术）专业的认识。其次，针对智能低压电器技术课程群教材的编写，我们将充分发挥企业导师实践经验丰富、校内教师归纳、概括能力较强的优势，结合企业的工程问题、工程案例和工程项目编写出版《低压电器设计与制造》、《智能电网供配电系统》、《低压电器检测技术》、《低压电器制造过程控制工程》、《电网供配电系统组态软件及其应用》等教材，而且课程的理论部分也由相关企业导师进行讲解，结合课程的理论学习所进行的企业现场参观、考察、讲解和操作，使学生验证、理解并掌握课程理论的内容，提高学生应用理论解决实际工程问题的能力。再次，专业综合性工程实践环节采取跟班工作或顶岗工作方式让学生了解智能低压电器产品的设计、制造和检测过程；通过参与企业实际项目完成规定的实践环节学习。在企业进行专业综合工程实践过程中安排具有工程师资格的现场人员做指导教师，锻炼学生的专业综合应用能力。最后，毕业设计环节也是结合企业的实际工程问题进行有针对性的工程研究与实践，设计指导采取校内导师与企业导师双导师制，在企业完成。整个学习过程中，企业将全程提供场地并且通过向学生展示或学生参与智能低压电器领域相关产品的设计、制造、检测、调试、维护、系统集成、管理等过程。同时，从实习单位聘请一批稳定的、经验丰富的工程师担当学生在企业学习阶段的指导老师，其中包括企业实习教师、企业授课教师和企业导师。企业实习教师承担学生企业实习环节的指导；企业授课教师承担在学校内或企业中的课程教学、专题讲座等；而企业导师主要负责学生的日常学业指导和学生的毕业设计（论文）指导，进行学生实践能力的培养。企业导师一般为企业有丰富工程实践经验的工程技术人员，在企业学习阶段实行校内导师和校外导师指导的双导师制，在企业学习过程中通过学校教师、企业相关技术人员授课，学生现场学习，通过认识实习、专业课程群实践、专业综合性工程实践和毕业设计四个环节参与企业的生产、工程项目和科研实践。
参考文献：
[1]张安富,刘兴凤.实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].高等工程教育研究,2010,(4).
[2]林健.注重卓越工程教育本质创新工程人才培养模式[J].中国高等教育,2011,(6).
[3]林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案再研究[J].高等工程教育研究,2011,(4).
[4]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J].高等工程教育研究,2010,(4).
[5]袁剑波,郑健龙.工程实践能力:培养应用型人才的关键[J].高等工程教育研究,2002,(3).
[6]王志伟,邹超英.应用型理工类本科人才创新教育的研究与实践[J].黑龙江高教研究,2010,(11).
电器自动化专业论文范文2
关键词：毕业设计；行业需求；新模式
作者简介：高彩霞（1981-），女，江西九江人，河南理工大学电气工程与自动化学院，讲师；陈昊（1979-），男，河南永城人，河南理工大学团委，讲师。（河南 焦作 454003）
中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0194-02
毕业设计是学生在修完教学计划规定的全部课程后所必须进行的一种学习、探索、实践和创新相结合的综合性实践教学环节，是对学生综合运用所学知识解决本专业实际问题能力的考核，也是学习深化与升华的重要过程，旨在培养学生综合运用所学专业知识和基本技能（设计、绘图、计算机应用、翻译、查阅文献等）独立分析与解决问题、开展实验研究、技术经济分析、撰写科技论文和技术报告等方面的能力，对学生综合素质与工程能力的培养具有重要和深远的意义。[1]
一、结合科研、行业和就业方向合理选题
学生进行毕业设计的基础性步骤是选题，毕业设计的角度、范围以及方向在一定程度上是由选题来确定的，适合学生个人情况的选题是确保完成高质量毕业设计的前提和条件。为保证毕业设计选题的质量，河南理工大学电气工程与自动化学院采取了以下选题措施：
1.构建毕业设计题目数据库
组织专家从发电厂设计、电机设计、变电站设计、电气设备故障诊断、控制系统设计等方面建立毕业设计题目库，可根据使用情况进行更新。
2.结合科研项目，接触到电气学科最先进的科技前沿
从指导教师的科研项目中选题，根据科研项目的研究内容和学生的特点与能力，围绕项目研究内容设计数个子课题，供广大学生进行自己的毕业设计选题。这种题目对指导教师和学生来说都是一种创新，学生能在很大程度上发挥自己的主观能动性，对学生的分析能力和创新能力的提高也有很大帮助。电气学院的科研项目大多来自省部级以上的科研课题与企业委托课题，如绿色能源方面有光伏、风能发电等课题，智能电网方面有变电站综合自动化、微机保护、智能电器等课题，使学生接触到最先进的技术和学科前沿。
3.加强与实验室建设的结合
河南理工大学电气工程与自动化学院在学生的毕业设计环节寻求到了一种行之有效的方法：学生可通过毕业设计自主开发、组装实验仪器设备，自己动手制作实验仪器，这种做法同时也在一定程度上促进了实验室建设，达到了一举两得的目的。通过广大学生的毕业设计，河南理工大学电气工程与自动化学院已成功研制出了一批实验装置，主要范围涉及到：单片机接口实验箱、电力系统继电保护装置、电力电子实验装置、自动化仪表、稳压电源等。
4.结合行业需求
与煤矿电气自动化、电力行业和电工制造行业的需求密切结合，采用“项目驱动”模式强化质量进行选题，可以在较大范围内实现真题真做，让进行毕业设计的学生亲身体会在企业现场可能面临的机遇与挑战，培养学生的自主创新意识和综合素质，增强电力企业与毕业生之间的了解和沟通，同时可以帮助学校解决在硬件资源方面欠缺的问题。
5.结合就业方向
由于部分学生在第七学期就已经签约了工作单位，确定了工作性质，因此这部分学生在进行毕业设计选题时，教师和学生可共同研究，结合签约企业的情况进行自主命题，选择与学生毕业后所从事岗位结合比较紧密的设计题目，使其尽早熟悉工作性质，减小在校所学的基本理论同现场实际工作的差距，而且鼓励学生到签约单位做毕业设计。学生到签约单位做毕业设计，既锻炼了学生的动手能力和创新思维能力，也可以让学生提前进入未来的工作环境，深受单位的欢迎。这种毕业设计模式可使学生到签约企业以后马上调整自己的角色，不仅在一定程度上增加了自己的岗位竞争力，而且提高了本校的声誉，使毕业生在各用人单位提前发挥优势，为电气专业的毕业生就业打下了坚实的基础，构建了良性的平台。
二、加强毕业设计过程的规范化管理
1.严格审题
河南理工大学电气工程与自动化学院制定了毕业设计的选题规范，在第七学期开始进行毕业设计的选题工作。首先，指导教师要向学生所在系（室）上交《毕业设计选题申报表》，拟出毕业设计题目、所研究的内容和具体要求，经系（室）专家组同意研究后，汇总提交到学院。学院每年组织专家成立“毕业设计指导委员会”，按照“综合性、专业性、创新性、实践性、可行性”原则对各系（室）上报的毕业设计选题进行筛选，对同本专业相关度不强、选题水平低下、涉及内容陈旧的予以删除；对有多名毕业生合作完成同一课题的情况，给每位学生选取相对独立的任务。“毕业设计指导委员会”根据实际情况进行审批，上报给学校教务部门备案。[2]
2.加强毕业设计日常管理
为加强对毕业设计的日常管理，使毕业设计工作严格规范，电气工程与自动化学院严格遵照《河南理工大学本科生毕业论文（设计）管理办法》等文件的相关规定，制定了本院的相关管理办法，在实际工作中逐步形成了如图1所示的“343”质量监控体系，即学校、电气工程与自动化学院、各系（室）之间相互协调的三级管理体制；四期检查制分为毕业设计工作前期、毕业设计阶段性检查、毕业设计中期、毕业设计后期；三方评分制是指毕业设计指导教师、毕业设计评阅教师、毕业设计答辩委员会（包括开题报告答辩、阶段性检查答辩、中期检查答辩、毕业设计答辩）。
“三级管理制”的具体实施步骤：各系（室）负责本系（室）学生毕业设计（论文）的组织管理工作；各学院要按要求成立“毕业设计（论文）工作领导小组”，领导小组成员由各专业骨干教师担任，全过程、全方位进行监控，做好毕业设计（论文）开题、每个学生指导教师的落实、毕业设计（论文）文本规范程度、毕业答辩情况、认真填写评语、严格进行成绩评定等环节的各项工作，严把毕业设计（论文）质量关；学校主要对毕业设计（论文）进行宏观组织管理工作，定期对毕业设计（论文）进行抽查。在系（室）、学院、学校的三级管理体制下，毕业设计（论文）的各个环节环环相扣、层层相连，确保质量过硬。
“四期检查制”的实施步骤：对毕业设计（论文）进行前期检查，主要审查指导教师是否具备资格，选题是否符合规范，是否严格执行一人一题，毕业设计（论文）题目的类型、难度以及工作量是否符合学校规定的要求，设计的技术路线是否合理可行，毕业设计（论文）任务书编排是否符合学校的要求，首次指导的教师是否熟悉学生选题的内容；阶段性检查以文献资料的查阅、资料的收集和总体方案的审查为主；中期检查主要检查毕业设计（论文）的完成质量是否过硬，工作进度是否符合要求，其中学院检查要全方位覆盖所有进行毕业设计（论文）的学生，校级检查在一定范围内进行随机性的抽查；后期检查主要是检查毕业设计（论文）是否有资格答辩，评分过程是否合理，答辩过程是否严格执行学校的规定，毕业设计（论文）质量是否达到要求。通过三次重点检查的实施，基本上覆盖了毕业设计（论文）的重点阶段，有效进行了过程控制。
“三方评分制”的主要内容：答辩委员会、评阅教师和指导教师对毕业设计（论文）进行评分。指导教师对自己所带学生的毕业设计（论文）负责，认真审阅、指出问题，给出解决方案，学生自己进行修改，指导教师再次审查后严格按照评分标准给定成绩、根据学生情况作出评语，并将相应资料提交到答辩委员会；答辩委员会指定一名或多名评阅教师再次评阅毕业设计（论文），评阅教师要同指导教师相结合，给出公平的评语和评阅成绩；答辩委员会在规定的时间内组织答辩工作，综合学生的开题报告答辩、阶段性检查答辩、中期检查答辩、毕业设计答辩等情况给出符合实际的各阶段的评语和答辩成绩，然后计算出总成绩。这三部分成绩按比例进行评定的方法保证了学生毕业设计（论文）的水平，准确全面地进行了考核。
3.校企联合指导，实行双导师制
对在企业进行毕业设计的学生可采用双指导教师制，即在企业安排一个指导教师，在校内安排一个指导教师。企业的指导教师主要在技术上进行指导，校内的指导教师主要从毕业设计的规程、内容写作与规范到最后回到学校进行答辩等进行指导与管理。实践证明，双导师制效果良好。目前河南理工大学与平顶山煤业集团公司、山西潞安煤业集团、许继集团、焦作电厂、山西晋城煤业集团等建立了长期稳定的合作关系。
三、结论
结合行业需求和就业方向进行的毕业设计，河南理工大学电气工程与自动化学院已开展了两年，并取得了显著的效果。
1.结合科研项目与实验室建设的“项目驱动”式毕业设计模式
这种模式使学生接触到最先进的技术和学科前沿，能充分发挥学生的主观能动性，更能锻炼学生的动手能力和科学创新思维能力。
2.校企联合指导，双导师制毕业设计模式
一方面，学生能够在毕业设计过程中直接参与到工作单位的实际课题，有利于培养学生的动手能力和实践能力，解决了学生眼高手低的问题。另一方面，学生以准员工的身份参加现场的实践，进行课题研究，真正进行了一次岗前大练兵，有利于增强他们的使命感、责任感和事业心，增强现场工作的能力和对实际岗位的适应性。
3.“三四三”质量监控体系
该监控体系实行了过程与目标并重，以及全程、全面、全员的监控，系统科学，使毕业设计的质量从制度上得到了有效保证。
参考文献：
[1]李乾军.关于本科毕业设计的几点探讨[J].中国电力教育，
2010，（3）：154-155.
电器自动化专业论文范文3
关键词：PLC，电力拖动一体化，应用
中图分类号：F407.61文献标识码： A
前言
近几年来，随着我国经济的不但发展，电力系统的自动化水平也在不停的进步，PLC 技术以其各种优异的性能被应用到电力拖动一体化系统中并取得了良好的进展。并且就目前状况而言 PLC 的需求在不断的扩大。在应用此项技术时。了解其运行原理是十分有必要的。
1. PLC 技术的概念原理及特点
1.1 PLC 技术的概念原理
PLC 技术即一种可编程控制器。根据相关标准中对 PLC 技术还有一种阐述：PLC 技术是一种电子装置，该装置适用于工业环境。它通过编制程序的存储器来对其内部进行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算数运算等命令。通过对数字的控制进而产生对机器命令的指令，从而达到对机械进行控制的目的。由此可见 PLC 的特点是具有高的可靠性、完善的功能、所使用的编程语言简单易做、后期维护容易，还有能耗较低等优点。下面我们来一一进行介绍。
1.2 PLC 技术特点
由 PLC 技术的概念原理可以知道，PLC 系统的优点适应现实的需要，所以 PLC 在电力拖动一体化工程中应用较为广泛。
首先 PLC 具有较高的可靠性。不论何种设备，可靠性是使用时关键的因素。没有可靠性就谈不上日常使用了。PLC 是由大规模的集成电路组成的，有较为先进的技术组保证，其抗干扰能力很强，这就为 PLC 的可靠性打下了良好的基础。据可靠数据表明，基于 PLC的控制系统故障率和系统复杂程度都大大降低。并且该系统还可以自我检测并报警，通过此种途径有大大提高了系统的可靠性能。其次 PLC 的功能完善性，通过技术人员不断的探索与发展，有了较为可靠的数据以及技术作保证，使 PLC 技术在工业上的应用已经较为成熟，可以满足电力系统的自动化工程的需要。再者 PLC 的编程语言非常简单易学，一些不是相关专业的人也可以通过基础的学习来对此编程。还有 PLC 系统因其简化了许多的程序和设备，相对于过去的系统减少了很多接口以及外部接线。运用存储逻辑，平时的维护也变得容易起来。
最后，由于 PLC 设备器型小，既节约了占用空间，还可以减少能耗。
2. PLC 在电力拖动一体化中的应用
基于 PLC 系统的电力拖动一体化工程主要分为几个部分进行控制。它们分别是顺序控制、开关量控制（包括断路器控制和备用电源自动投入装置）和安全回路几个部分。
首先顺序控制。传统的电力拖动一体化系统多为继电控制器，但是这种控制器因为 PLC 技术的进步而不断的被取代。由于 PLC 系统控制更加的可靠且自动化水平相对于继电控制器有了更高的性能。除此之外，我国正在倡导节能减排，减少资源的损耗和提高企业的效益与效率也是每个企业所要达到的目标。所以 PLC 因为以上优势得到了广泛的应用。PLC 控制具有可调节性，可以控制部分电路，也可以对整个系统进行控制。对于一般的发电输送系统主要工作就是上煤、储煤、卸煤、配煤还有与其相适应的辅助系统组成。这里的输送系统又分为三层，分别为主站层、远程 IO 站、现场传感器。那么PLC 就位于主站层。这一层主要在系统集控室内进行控制。外面的主站层通过光纤和远程 IO 站与控制室相连，使工作人员通过显示屏实时了解系统运行情况，工作人员可以通过显示屏上的各种控制按钮来对整个系统的控制。
在 PLC 的主机中，输入和输出的电源之间不存在任何的关系，所以二者不会相互的音像，在供电上采用了光电耦合的方式，所以保证了系统运行的可靠性。在 PLC 控制系统中采用了循环扫描的方式，可以查找没一个环节的漏洞，同时在 CPU 的作用下可以对内部的电路进行检测，所以系统在运行中可靠性非常的高。选择电器元件也是非常严格的，在每一个生产环节中都要遵循生产章程，各模块都具备屏蔽的特性，所以就避免了辐射作用对元件造成的影响。在实际的运行中，提升了元件的使用性能，所以使用 PLC 控制技术保证了系统的安全性能，如果系统中的元件在运行中出现了故障，通过反馈功能将故障所在的位置传送到 PLC 控制中心，就可以进行快速的排查，在很大程度上提高了工作的安全性和可靠性。
然后开关量控制，开关量控制又分为两个部分一是断路器控制，二是备用电源自动投入装置。
与过去的电磁继电器相比，现代的断路控制器更加的安全可靠。传统的控制器主要有电磁继电器，这种继电器需要大量的电磁元件，以至于接线十分的复杂，维修起来就很困难，这就使系统的可靠性降低。而现代的 PLC 控制系统运用软继电器来代替原来的电磁继电器，还可以进行和分闸操作并且系统还会根据实际情况来给出相应的指示信号。PLC 控制因为其自动性能好，所以可以简化电路控制接线和简化辅助开关的数目等优势。
备用电源自动投入装置也是 PLC 技术的一个产品。顾名思义，这种装置可以根据设备运行的需要来启动还是停用备用的电源，它具有判断能力，根据设备运行的信号作为设备启动依据，以保证在条件不良的情况下保证设备的运行。由此可见备用电源自动投入装置具有数据处理和逻辑判断的功能。该装置具有很强的抗干扰的能力，同样这也为系统的可靠性和便利性提供了保障。
最后安全回路，安全回路是保障泵类的安全使用来设置的。现有的自动化泵类的启动方式有多种，如自动启动，机旁屏手动启动等。在电力拖动一体化工程中主要运用 PLC 的顺控模块对泵类进行自动控制，这种控制的主要依据是泵类的运行时间的长短。现代的泵类控制有 PLC 何常规的控制两种，这两种控制共同应用于日常电力系统自动化控制系统中，即使它们中有一个出现故障，另一个还是能保证设备的正常运行，由此看来，这就使设备的可靠性能达到了一个新的层次。
电力拖动一体化控制系统通过以上的顺序控制、开关量控制和安全回路几个部分相互协调和配合，使整个系统的运行流畅且有条理，从而保证电力企业的日常运转。
结语
综上所述，本文从 PLC 技术的原理出发，详细介绍了 PLC 在电力拖动一体化工程中的应用，从实际情况看来 PLC 技术的应用大大提高了系统的自动化和可靠的性能。伴随着我国科学技术的进步，PLC 技术不断发展，技术和成本不断有所突破，使 PLC 的应用越来越普遍，需求量也在不断的上升。虽然 PLC 技术已经很纯熟，但是为适应新要求新挑战，技术人员还需要不断的进行研究，以取得新的进展.
参考文献：
[1]胡江川.PLC在机床电气控制中的应用分析[J].黑龙江科技信息.2010.19.
[2]韦思亮，申斌，孟庆杭.基于PLC的火力发电厂辅助车间控制系统优化设计[J].工业控制计算机.2010.07.
[3]张利恒.PLC系统在热力站控制中的应用分析[J].黑龙江科技信息.2010.20.
[4] 高美霞;柏建普;旋转流管式膜微滤污水处理系统的 PLC 控制及在组态中的实现[A];全国冶金自动化信息网 2010 年年会论文集[C];2010 年 67-68.
电器自动化专业论文范文4
论文摘要:随着科学技术的高速发展，变电所自动化技术也受到深刻影响，日趋成熟起来。本文从变电所自动化系统的特点，结构进行分析，指出当时存在的问题，提出自动化变电所发展的新理念。
当前在变电所自动化领域中，智能化电气设备的发展，特别是智能开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现，变电所自动化技术即将进入数字化新阶段。科学技术的发展是没有止境的，随着智能开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电所运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电所自动化技术产生深刻的影响，全数字化的变电所自动化系统在不远的将来将成为现实。
一、变电所自动化系统的特点
(一)一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换句话说，变电所二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序所代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤替代。
(二)变电所内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源其享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
(三)变电所运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化;数据信息分层化、分流交换自动化;变电所运行发生故障时能即时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见;系统能自动发出变电所设备检修报告，即常规的变电所设备“定期检修”改变为“状态检修”。
二、变电所自动化系统的结构
在高压或超高压变电所中，保护装置、测控装置、故障录波及其他自动装置的I/O单元，如A/D变换、光隔离器件、控制操作回路等将割列出来作为智能化一次设备的一部分。反言之，智能化一次设备的数字化传感器、数字化控制回路代替了常规继电保护装置、测控等装置的I/O部分;而在中低压变电所则将保护、监控装置小型化、紧凑化，完整地安装在开关柜上，实现了变电所机电一体化设计。
数字化变电所自动化系统的结构在物理上可分为两类，即智能化的一次设备和网络化的二次设备;在逻辑结构上可分为三个层次，根据IEC6185A通信协议草案定义，这三个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“所控层”。
1、过程层:该层是一次设备与二次设备的结合面，或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能分三类:(1)电力运行实时的电气量检测;(2)运行设备的状态参数检测;(3)操作控制执行与驱动。
(1)电力运行的实时电气量检测。
它是与传统的功能一样，主要是电流、电压、相位以及谐波分量的检测，其他电气量如有功、无功、电能量可通过间隔层的设备运算得出。与常规方式相比所不同的是传统的电磁式电流互感器、电压互感器被光电电流互感器、光电电压互感器取代;采集传统模拟量被直接采集数字量所取代，这样做的优点是抗干扰性能强，绝缘和抗饱和特性好，开关装置实现了小型化、紧凑化。
(2)运行设备的状态参数在线检测与统计。
变电所需要进行状态参数检测的设备主要有变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器以及直流电源系统。在线检测的内容主要有温度、压力、密度、绝缘、机械特性以和工作状态等数据。
(3)操作控制的执行与驱动。
操作控制的执行与驱动包括变压器分接头调节控制，电容、电抗器投切控制，断路器、刀闸合分控制，直流电源充放电控制。过程层的控制执行与驱动大部分是被动的，即按上层控制指令而动作，比如接到间隔层保护装置的跳闸指令、电压无功控制的投切命令、对断路器的遥控开合命令等。在执行控制命令时具有智能性，能判别命令的真伪及其合理性，还能对即将进行的动作精度进行控制，能使断路器定相合闸，选相分闸，在选定的相角下实现断路器的关合和开断，要求操作时间限制在规定的参数内。例如对真空开关的同步操作要求能做到开关触头在零电压时关合，在零电流时分断等。
2、间隔层:其主要功能是:(1)汇总本间隔过程层实时数据信息;(2)实施对一次设备保护控制功能;(3)实施本间隔操作闭锁功能;(4)实施操作同期及其他控制功能;(5)对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制;(6)承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及所控层的网络通信功能。必要时，上下网络接口具备双口全双工方式，以提高信息通道的冗余度，保证网络通信的可靠性。
3、所控层:其主要任务是:(1)通过两级高速网络汇总全所的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库;(2)按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心;(3)接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行;(4)具有在线可编程的全所操作闭锁控制功能;(5)具有所内当地监控，人机联系功能，如显示、操作、打印、报警，甚至图像，声音等多媒体功能;(6)具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态，在线修改参数的功能;(7)具有变电所故障自动分析和操作培训功能。
三、变电所自动化系统中的网络选型
网络系统是数字化变电所自动化系统的命脉，它的可靠性与信息传输的快速性决定了系统的可用性。常规变电所自动化系统中单套保护装置的信息采集与保护算法的运行一般是在同一个CPU控制下进行的，使得同步采样、A/D转换，运算、输出控制命令整个流程快速，简捷，而全数字化的系统中信息的采样、保护算法与控制命令的形成是由网络上多个CPU协同完成的，如何控制好采样的同步和保护命令的快速输出是一个复杂问题，其最基本的条件是网络的适应性，关键技术是网络通信速度的提高和合适的通信协议的制定。
如果采用通常的现场总线技术可能不能胜任数字化变电所自动化的技术要求。目前互联网异军突起，已经进入工业自动化过程控制领域，固化OSI七层协议，速率达到100MHz的嵌入式以太网控制与接口芯片已大量出现，数字化变电所自动化系统的两级网络全部采用100MHz以太网技术是可行的。(注:OSI模型，即开放式通信系统互联参考模型(Open System Interconnection Reference Model)，是国际标准化组织(ISO)提出的一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架，简称OSI。)
四、变电所自动化系统发展中的主要问题
主要存在的问题是:(1)研究开发过程中专业协作需要加强，比如智能化电器的研究至少存在机、电、光三个专业协同攻关;(2)材料器件方面的缺陷及改进;(3)试验设备、测试方法、检验标准，特别是EMC(电磁干扰与兼容)控制与试验还是薄弱环节。
电器自动化专业论文范文5
作为制造大类的电气自动化技术专业是中国着力打造世界制造业基地的紧缺专业之一。电气自动化技术方面的高等技术应用性人才市场需求潜力巨大。电气自动化技术专业的毕业生主要面向企业自动化生产线的供配电系统、电气工程、电气控制设备、自动控制系统和计算机测控系统安装、调试及运行维护，机电设备公司的设备销售、安装及维护、楼宇智能化及交通智能化设备的安装、调试及运行维护，电力系统的设备运行及维护等。
电气自动化课程一般都开设《自动控制原理》等关于电气自动化技术基础方面的课程， 课程内容除了一些有关自动化系统的基础理论外，其课程中所讲述的电气自动化技术、装置与器件，大多数都与当前工业现场使用的技术、装置与器件有脱节。显然，这样的教学，无论是内容、方法及水平、都已大大落后于技术的发展，脱离了职业岗位的需求。深化校企合作，创新人才培养模式，紧密结合产业发展，深化课程体系和课程内容改革，在办学过程中，电气自动化专业逐步构建起了“校企融合、能力递进”的工学结合人才培养模式。以“工学结合”的模式校企共同培养本专业自动化生产设备应用方向的学生。既突出岗位技能，又注重人文素质培养。学生综合素质高，专业技能强，从而受到用人单位的普遍欢迎。
根据本地区经济与社会发展对高技能专门人才的实际需求，基于电气自动化专业岗位典型工作任务，以能力培养为主线，将中（高）级维修电工、可编程控制系统设计师、机电一体化工等职业资格认证课程内容融入到专业课程体系。构建以电气控制系统的运行维护及技术改造；自动化生产线的组装与调试、维护和维修及电子线路的设计与维修等3大能力培养为主线的课程体系。有专业指导委员会对人才培养目标进行恰当的定位；根据培养目标，设计培养规格；根据培养目标与培养规格制定人才培养方案，人才培养方案拥有科学的理论、实践教学有机整合的模块化课程体系。 根据培养目标、培养规格与培养方案，以校内、校外实习实训基地为载体，采用“任务驱动、实境育人”的人才培养模式，采用“项目引导”、“任务驱动”、“学训交替”等多种工学结合适合职业教育目标的课程组织模式。通过毕业生的社会反馈，毕业生适应本地区社会经济发展的需求。
电气自动化技术课程的设置主要有两种方法，一是在保持原来开设的电气自动化基础课程基础上，将当前通用的电气自动化技术插入到传统技术课程中，如将 PLC技术或变频调速技术穿插到电机控制、接触器/继电器控制等技术中，以解决电气自动化技术课程不足的问题。二是单独开设自动控制原理、传感器、PLC、单片机技术、电力电子技术、变频调速技术、供配电技术、工业网络、组态技术等都课程，由于信息技术和计算机技术在电气自动化领域中的应用日益广泛，要求我们必须改革原有课程体系中陈旧的内容，并根据自动化技术的发展增加新的教学内容。
强调以素质教育为核心的“基础+专业”结构本科人才培养模式，随着教学改革新形势的不断变化而变化。学校制定和修订人才培养计划，要贯彻党的教育方针，遵循高等教育教学基本规律，主动适应社会、经济、文化和科技发展对人才培养的需要。固化学校已经取得的教育教学研究成果，借鉴、吸收外校教学改革的成功经验，体现学校定位和人才培养目标，反映学校办学特色。坚持知识、能力、素质协调发展和综合提高，使学生得到全面发展。坚持整体优化，科学地处理好各教学环节之间的关系；坚持共性与个性的充分结合，因材施教，促进学生个性发展；突出人才培养特色，满足行业发展需求，构建适应未来社会发展以及终身教育需求的知识结构、能力结构及综合素质培养。
优化实践教学环节，推进实践教学改革，建立科学系统的实验教学体系，增加综合性、设计性、应用性、创新研究性实验的比例，使综合性、设计性实验课程达到实验课程总数的30%以上；五是第二课堂.着重于实施大学生素质拓展计划，以提高学生综合素质，全面发展.主要有各类大学生竞赛、学术论文和研究成果、校院两级各类科技学术节活动、文体竞赛活动、社会实践和社会工作；在校内的实训基地营造职场氛围，利用实训室先进的设备，进行系统的设计、安装和调试，重点培养学生对现代控制系统的设计、安装、调试、维护维修能力。每学期末设置综合性的实践应用型项目，给学生分组布置任务，让学生查找资料、设计、仿真、装配、调试、检测、合作完成，培养学生理论与实践结合、灵活应用知识的能力和团队合作精神。通过开放“创新实训室”、定期举办“电气技术设计竞赛”，以及创新激励制度的实施， 使各门课程在教学环节中，注重创新能力的培养已蔚然成风。从“技术改造和小发明”为起点，到内容复杂的课程设计、毕业设计，循序渐进地加强学生的创新能力的培养。
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[关键词]仿真教学 Ethernet POWERLINK 现场控制
一、工业以太网概述
以太网（Ethernet）出现于1975年，1982 年成为IEEE 802.3 标准的第一版本。1990年2月，该标准正式成为ISO/IEC 8802.3国际标准。进入21 世纪以来，以太网技术开始应用于工业自动化控制网络。工业以太网交换机是在商用以太网交换机（IEC 8802.3 标准）的基础上研制而成的，适应不同工业控制系统的功能和性能需求，适应各种恶劣环境的高可靠性数据交换设备。
2007 年12 月，IEC 出版了IEC 61158 现场总线第四版国际标准，包括EPA实时以太网在内的9 种类型的工业以太网进入新版标准。它标志着工业以太网技术成为与现场总线技术并列的工业自动化控制系统网络通信解决方案。由于以太网技术标准开放性好，应用广泛，使用透明、统一的通讯协议，以太网将成为工业控制领域唯一的统一通信标准。工业以太网为机器与机器之间的数据通信提供了统一的网络平台，是未来物联网的重要网络基础。工业以太网与商业以太网都符合OSI 模型，但针对工业控制实时性、高可靠性的要求，工业以太网在链路层、网络层增加了不同的功能模块，在物理层增加了电磁兼容性设计，解决了通信实时性、网络安全性、抗强电磁干扰等技术问题。目前工业以太网已逐步应用于电力、交通、冶金、煤炭、石油化工等工业领域中。
二、工业以太网技术应用在教学中的意义
结合我院实际情况，面向轻工行业中的印刷、包装、纺织、塑料等行业的生产现场自动控制，工业以太网仿真教学系统的研究在我系的多个自动化类专业的实际教学中具有很高的应用价值。并且这一领域的知识具有广阔的应用前景，对于学生将来在行业内部就业具有很强的实用意义。作为新兴产业，全球工业以太网行业目前正处于产业发展的导入期，最近十年的增长速度远高于互联网和现场总线的增长速度。
我们选择工业以太网技术来实现教学仿真系统主要是考虑到工业自动控制系统的网络结构发展越来越分散化，同时系统越来越复杂，内部的连接越来越高速化与紧密化，集中控制系统已经不能满足要求。系统细分成了独立的控制孤岛，因此对驱动器和用户接口的需求越来越多。分布式实时控制的前提及其确定性的概念是一种网络技术，其性能至少要高于现行的现场总线。传统的PLC技术不能满足这一要求。在所有的网络技术中，以太网技术是至今最理想的选择，它具有以下特点：
（1）高传输速率，目前到1000MB/s;
（2）高传输安全性和可靠性，集线器技术的确定性:
（3）几乎不需考虑网络的拓扑结构;
（4）传输物理介质:双绞线、光纤、同轴电缆;
（5）集线器的应用可不需考虑网络的扩展;
（6）建立一种标准:一个新的工控总线标准;
（7）与IT连接，“世界标准”的TCP/IP技术的应用;
（8）在整个网络中的随机网络存取技术;
（9）低成本高性能面向未来的开发;
三、POWERLINK成为中国工业以太网推荐性标准
2012年3月7日，国家工业标准委员会工业二部孙维女士宣布《以太网POWERLINK通信行规规范》获批成为中国国家推荐性标准，标准号GB/T-27960，这意味着POWERLINK这一全球范围广泛使用的实时通信技术得到了中国官方的认同和支持，并在全国范围内推荐使用。
POWERLINK通讯技术于2001年由贝加莱公司研发并推向市场，同年成立EPSG(Ethernet POWERLINK Standardization Group)联盟，如今POWERLINK已经成为国际标准（IEC61158和IEC61784-2），并满足工业安全标准IEC61508。全球已有240个机械制造商正在使用POWERLINK技术。
POWERLINK是一个严格且具有确定性的实时通讯软件协议，它完全建立在以太网硬件基础上，现在可实现波特率为1Gbits/s的安全通讯速率。POWERLINK不仅支持PLC，I/O以及运动控制数据的循环通信，同时也支持实时网络节点间的非同步通信，并且专门为这一目的预留有部分网络带宽。
四、基于POWERLINK的工业以太网仿真教学系统从站功能分析
工业以太网仿真教学系统从站是一种处于控制系统最底层的设备,需要有信息输入模块，如模拟量传感器或者是数字量IO输入，还需要有像继电器和机械开关这样的执行机构。但在本设计中由于只是实现POWERLINK网络的正常连接和通讯，所以没有必要花费更多的物力和人力在执行机构上。
仿真教学系统从站设计上主要需要一个主控芯片完成POWERLINK通讯协议，以及控制执行机构以实现POWERLINK主站下发的指令。在主芯片需要一个SRAM芯片做内存之用，以便处理器在处理网络协议的时候可以缓存网络数据。FLASH芯片用于存储部分掉电不能丢失的数据，如主站给从站下发的参数设置，以及一些系统信息等，以便在某个从站出现问题时能在不停掉整个系统的情况下，对其进行及时的更换。作为工业以太网从站，这里需要一个100M/s PHY芯片做网络通讯。最后还需要8个LED灯，以便学生在使用此仿真教学系统做实验的时候，通过眼睛能观察到从站对主站命令的执行情况。
五、从站硬件系统整体结构
硬件原理图的设计上，主要以满足从站设计要求为主，由于设计初衷是选择在FPGA内部放置一个Nios II内核作为核心CPU，对于Nios II CPU来讲需要外挂一片FLASH和SRAM就能作为最小系统工作起来了。所以，器件的设计上不必配备像DDR2这种高速的且必须用FPGA的专用管脚去连接的芯片。系统整体原理框图如图1所示。
图1 仿真教学系统从站原理框图
六、小结
本论文提出并实现了POWERLINK智能从站的硬件设计方案。本文基于Ethernet POWERLINK技术设计出以FPGA（现场可编程门阵列）为基础的POWERLINK智能从站仿真系统，目的是开发出一套对现有的POWERLINK技术平台进行虚拟化仿真教学的系统，以适应高职教育的特点。在教学中，学生可以通过该系统对POWERLINK技术有更加直观的认识和了解。
截至目前，由于时间与技术等诸多因素的限制，本文对基于POWERLINK的工业以太网仿真教学系统的研究工作还只是处于初级阶段。接下来我们要做的是，从站的器件选型、从站的重要器件原理设计、从站软件设计等方面的工作。
参考文献：
[1]中商情报网. 2012年中国工业以太网行业的发展概况［EB/OL］. /news/201204/16/1615395927653.shtml，2012-04-16/2012
