時(shí)間：2023-01-29 13:07:10
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關(guān)鍵詞：熱工自動(dòng)化，系統(tǒng)監(jiān)控，技術(shù)管理
1 .熱工自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境與形勢(shì)
為保證工自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，可靠的設(shè)備與控制邏輯是先決條件，正常的檢修和維護(hù)是基礎(chǔ)，有效的技術(shù)管理是保證。只有對(duì)熱工自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備和檢修運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行全過程管理，對(duì)所有涉及熱工自動(dòng)化系統(tǒng)安全的外部設(shè)備及設(shè)備的環(huán)境和條件進(jìn)行全方位監(jiān)督，并確?？刂葡到y(tǒng)各種故障下的處理措施切實(shí)可行，才能保證熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。綜觀目前熱工自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，筆者認(rèn)為以下問題亟待研究解決：
1.1 隨著熱工系統(tǒng)監(jiān)控功能不斷增強(qiáng)，范圍迅速擴(kuò)大，故障的離散性也增大，使得組成熱控系統(tǒng)的控制邏輯，保護(hù)信號(hào)取樣及配置方式，控制系統(tǒng)、測(cè)量和執(zhí)行設(shè)備、電纜、電源、熱控設(shè)備的外部環(huán)境以及為其工作的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)，檢修人員的素質(zhì)等等，這中間任何一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會(huì)引發(fā)熱工保護(hù)系統(tǒng)不必要的誤動(dòng)或機(jī)組跳閘，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。論文格式。如何進(jìn)一步做好熱工系統(tǒng)從設(shè)計(jì)、基建安裝調(diào)試到運(yùn)行維護(hù)檢修的全過程質(zhì)量監(jiān)督與評(píng)估，提高熱控設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性已至關(guān)重要。
1.2 由于各種原因，熱工系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與可靠性、控制邏輯的條件合理性和系統(tǒng)完善性，保護(hù)信號(hào)的取信方式和配置，保護(hù)聯(lián)鎖信號(hào)定值和延時(shí)時(shí)間的設(shè)置，系統(tǒng)的安裝調(diào)試和檢修維護(hù)質(zhì)量，熱工技術(shù)監(jiān)督力度和管理水平，都還存在著不盡人意處，由此引發(fā)熱工保護(hù)系統(tǒng)不必要的誤動(dòng)時(shí)有發(fā)生。而隨著發(fā)電廠建設(shè)的快速發(fā)展，發(fā)電業(yè)成本的提高，發(fā)電企業(yè)面臨的安全考核風(fēng)險(xiǎn)將增加和市場競爭環(huán)境將加劇。因此如何提高機(jī)組設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性是發(fā)電廠經(jīng)營管理工作中重中這重。
1.3 熱控設(shè)備的管理目前仍停留在傳統(tǒng)的管理模式，所有設(shè)備的檢修，不管運(yùn)狀況如何，基本采用定期檢修與校驗(yàn)方式，其結(jié)果是大量人力做了無功（比如儀表調(diào)前合格率統(tǒng)計(jì)達(dá)98%甚至更高的儀表，仍按規(guī)定的周期全部進(jìn)行檢測(cè)校驗(yàn)，結(jié)果不僅浪費(fèi)人力、物力，還有可能增加設(shè)備的異常）。一些單位設(shè)備采購時(shí)，因?qū)υO(shè)備質(zhì)量好壞不了解和無設(shè)備選型參考依據(jù)，流入一些質(zhì)量不好的產(chǎn)品，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行構(gòu)成影響甚至威脅。因此如何通過對(duì)在線運(yùn)行設(shè)備的質(zhì)量進(jìn)行分類，制定合理的儀表校驗(yàn)周期，是發(fā)電廠管理工作中迫切需要解決的問題。
1.4 隨著企業(yè)管理向集約化經(jīng)營和管理結(jié)構(gòu)扁平化趨勢(shì)，為提高經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)電廠在多發(fā)電，提高機(jī)組利用小時(shí)的同時(shí)，通常通過減少生產(chǎn)人員的配備，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。此外發(fā)電企業(yè)密切與外包檢修企業(yè)之間的聯(lián)系，專業(yè)檢修隊(duì)伍取替本廠檢修隊(duì)伍的配置將是發(fā)展趨勢(shì)。在這種情況下，如何監(jiān)督、評(píng)價(jià)、驗(yàn)收一臺(tái)機(jī)組熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修、維護(hù)、運(yùn)行的質(zhì)量，熱工缺少一個(gè)系統(tǒng)的、可付緒操作的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。
2、建立維修、管理一體化的監(jiān)督信息平臺(tái)
2.1 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和動(dòng)態(tài)監(jiān)督
隨著發(fā)電廠行業(yè)的飛速發(fā)展，各集團(tuán)公司的機(jī)組數(shù)量和容量不斷增加且分布全國各地，就目前狀況要做到實(shí)時(shí)有效地生產(chǎn)管理難度大。 同樣作為技術(shù)監(jiān)督服務(wù)范圍的快速增加，專家型技術(shù)人員相對(duì)短缺，服務(wù)效率與客戶要求的差距增大。
解決的辦法，是加快實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，通過辦公電腦，主管部門可以對(duì)發(fā)電廠機(jī)組的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，對(duì)生產(chǎn)運(yùn)營情況進(jìn)行決策；發(fā)電廠可進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)督、遠(yuǎn)程技術(shù)支持、服務(wù)和故障事故原因分析查找，從而提高服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)效率。
2.2 實(shí)現(xiàn)監(jiān)督程序化
基于實(shí)時(shí)參數(shù)的設(shè)備管理系統(tǒng)軟件，目前國外引入的已不新鮮，但價(jià)格昂貴且有些水土不服之疑。
建立發(fā)電廠設(shè)備檢修運(yùn)行維修管理一體化的熱工監(jiān)督信息平臺(tái)，通過與SIS系統(tǒng)接口，將DCS控制系統(tǒng)界面以標(biāo)準(zhǔn)化格式引入平臺(tái)，對(duì)熱工在線運(yùn)行參數(shù)綜合分析判斷，將同參數(shù)間顯示偏差、倒掛，不符運(yùn)行實(shí)際的參數(shù)點(diǎn)等及時(shí)自動(dòng)生成報(bào)表，發(fā)出處理請(qǐng)求，生成缺陷處理單，并對(duì)處理響應(yīng)速度和結(jié)果進(jìn)行跟蹤統(tǒng)計(jì)，使檢修校驗(yàn)工作有的放矢。論文格式。
對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)的品質(zhì)進(jìn)行判斷，分別統(tǒng)計(jì)出穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)時(shí)設(shè)定點(diǎn)偏離值（值大小和頻次）和越限值（時(shí)間和頻次），進(jìn)行時(shí)間段內(nèi)調(diào)節(jié)閥門特性、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)品質(zhì)，閥門切換等曲線和指標(biāo)的自動(dòng)生成。對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的越限報(bào)警信號(hào)進(jìn)行歸類、智能分析（濾出不需要的報(bào)警，頻繁出現(xiàn)的報(bào)警，速率動(dòng)作報(bào)警），為提高運(yùn)行人員的預(yù)控能力發(fā)揮作用。論文格式。
實(shí)現(xiàn)熱工參數(shù)考核指標(biāo)，如自動(dòng)利用率、DAS投入率，保護(hù)投入率、測(cè)量系統(tǒng)抽查合格率、超溫統(tǒng)計(jì)的自動(dòng)生成。此外可將維修工作流中的日常消缺、點(diǎn)檢、計(jì)劃檢修工作以及維修外包等，均在平臺(tái)下進(jìn)行定點(diǎn)、定標(biāo)、定期、定項(xiàng)、定人、定法、檢查環(huán)境條件、記錄、處理和報(bào)告等進(jìn)行信息化。
2.3 推動(dòng)培訓(xùn)工作的健康開展
隨著技術(shù)發(fā)展和新建機(jī)組增加，新老電廠都面臨人員技術(shù)素質(zhì)跟不上需求的局面。加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程或網(wǎng)上技術(shù)教育，提高熱工人員技術(shù)素質(zhì)，是做好熱工監(jiān)督工作的基礎(chǔ)。因此為推動(dòng)培訓(xùn)工作健康開展，建議行業(yè)組編系列培訓(xùn)教材，建立崗位證書制度，指導(dǎo)發(fā)電廠企業(yè)人員培訓(xùn)工作的進(jìn)行；通過網(wǎng)絡(luò)定期技術(shù)水平測(cè)試試卷，促進(jìn)各單位技術(shù)培訓(xùn)工作的深入；開展行業(yè)技術(shù)操作比武競賽，調(diào)動(dòng)熱工專業(yè)人員自覺學(xué)習(xí)和一專多能的積極性。提高專業(yè)人員積極主動(dòng)的工作責(zé)任性、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、功底扎實(shí)的專業(yè)和管理技能。
3.結(jié)束語
提高熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性，是一個(gè)系統(tǒng)工程，從客體上上涉及到熱工測(cè)量、信號(hào)取樣、控制設(shè)備與邏輯的可靠性，主體上涉及到熱工系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、檢修運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量和人員的素質(zhì)，我廠所做的工作和本人上述的思想只是一個(gè)起點(diǎn)，我們將和行業(yè)的熱工同仁們一起，為提高熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性，為電力行業(yè)的發(fā)展作出努力。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)，電壓無功，自動(dòng)化，應(yīng)用
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，居民和各類企業(yè)對(duì)供電質(zhì)量和可靠性的要求日益提高，從改善電能質(zhì)量和節(jié)約人力方面比較電壓無功優(yōu)化自動(dòng)控制裝置具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，已逐步取代原來通過值班員手動(dòng)調(diào)節(jié)檔位和投切電容器來調(diào)整電壓的方式，在維系電力系統(tǒng)穩(wěn)定中的作用已充分展示出來。論文參考，自動(dòng)化。電壓無功優(yōu)化自動(dòng)控制裝置由大量的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)控制、程序執(zhí)行元件組成，通過一系列自動(dòng)化技術(shù)將其功能整合在一起，因此，了解電壓無功優(yōu)化自動(dòng)控制中的自動(dòng)化原理對(duì)于研究電壓無功優(yōu)化自動(dòng)控制有著十分重要的作用。為此本文著重分析了電壓無功優(yōu)化控制中的自動(dòng)化技術(shù)。
一、自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
（一）調(diào)壓方式
無功優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)在設(shè)置母線電壓限定范圍后，自動(dòng)對(duì)高峰負(fù)荷時(shí)段、低谷負(fù)荷時(shí)段的電壓值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以保證在合格范圍內(nèi)的電壓滿足逆調(diào)壓方式。論文參考，自動(dòng)化。當(dāng)電壓超出額定范圍時(shí)，則與同級(jí)和上級(jí)變電所的電壓進(jìn)行比較，然后判斷出應(yīng)該調(diào)節(jié)同級(jí)還是上級(jí)變電所的主變檔位。
（二）調(diào)整策略
電壓無功優(yōu)化自動(dòng)控制包含兩個(gè)方面，分別是電壓優(yōu)化和無功優(yōu)化：
1、電壓優(yōu)化
當(dāng)母線電壓超上限時(shí)，首先下調(diào)主變的檔位，當(dāng)不能滿足要求時(shí)才切除電容器；當(dāng)母線電壓超下限時(shí)，首先投入電容器，當(dāng)不能滿足要求時(shí)再上調(diào)主變檔位，總之要確保電容器最合理的投入。
2、無功優(yōu)化
當(dāng)系統(tǒng)電壓保持在限定范圍內(nèi)后，通過系統(tǒng)的自動(dòng)控制，決定各級(jí)變電所電容器的先后投入，使得無功功率的流向最平衡，最能提高功率因數(shù)。
二、自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集、計(jì)算和傳輸
作為一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，全面的數(shù)據(jù)采集是整個(gè)控制過程最關(guān)鍵的一部，其采集數(shù)據(jù)的精度和安全直接影響整個(gè)系統(tǒng)的精度和安全。論文參考，自動(dòng)化。一個(gè)完善的無功優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)該能實(shí)時(shí)自動(dòng)的從調(diào)度中心、各監(jiān)控站采集電網(wǎng)電壓、功率、主變檔位、電容器運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)并能確保當(dāng)遙測(cè)遙信值不變時(shí)不與SCADA系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，減少系統(tǒng)資源占用。
在采集到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后，過往的自動(dòng)控制系統(tǒng)都是通過“專家系統(tǒng)”對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行簡化和分解，然后利用潮流計(jì)算和專家系統(tǒng)等方法進(jìn)行求解。隨著自動(dòng)化技術(shù)的高速發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠突破優(yōu)化計(jì)算難于尋找工程解的難題，采用模糊控制的算法，充分考慮諧波，功率因數(shù)擺動(dòng)，電壓波動(dòng)和事故閉鎖等因素，通過一系列精密芯片的配合計(jì)算出使電網(wǎng)電能損耗最小的變壓器檔位、電容器投入量和電網(wǎng)最優(yōu)運(yùn)行電壓以供控制部件執(zhí)行。
系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸上使用只與內(nèi)存交互數(shù)據(jù)而不存取硬盤的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫技術(shù)，既提高了數(shù)據(jù)的存取速度，又節(jié)省了硬盤使用。為了提高傳輸效率，系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的類型和要求的不同，自動(dòng)采用不同的傳輸協(xié)議：使用TCP/IP協(xié)議傳輸大量的重要數(shù)據(jù)，使用UDP協(xié)議傳輸少量的廣播數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確度方面，子站在接受到數(shù)據(jù)后會(huì)自動(dòng)向主站發(fā)送反校信號(hào)，以驗(yàn)證所受數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
三、系統(tǒng)的自動(dòng)控制
電壓無功優(yōu)化控制的基本過程如下：首先是主站控制系統(tǒng)進(jìn)行電壓無功計(jì)算，然后把計(jì)算得到的各級(jí)變電所的功率因數(shù)、電壓的區(qū)域無功定值結(jié)果通過光纖通道傳達(dá)至各級(jí)變電所的電壓無功控制系統(tǒng)。各級(jí)變電所的控制系統(tǒng)周期性的把本站的功率因數(shù)、電壓和接收到的定值結(jié)果比較，以判斷是否越限。
為了保證電網(wǎng)損耗最低，主站的控制系統(tǒng)要不斷跟緊電網(wǎng)運(yùn)行方式的變化，隨時(shí)計(jì)算出最新的區(qū)域無功定值結(jié)果并傳達(dá)至各級(jí)變電所的電壓無功控制系統(tǒng)。由于主站的控制系統(tǒng)計(jì)算最初的區(qū)域無功定值時(shí)需要一定的時(shí)間，這就會(huì)造成各級(jí)變電所從啟動(dòng)控制系統(tǒng)至接收到第一個(gè)信號(hào)間有一個(gè)時(shí)間段，系統(tǒng)定義這段時(shí)間內(nèi)的定值是按照本地系統(tǒng)運(yùn)行的。論文參考，自動(dòng)化。
當(dāng)主站系統(tǒng)遇到特殊情況（如有影響電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的遙信變位發(fā)生）時(shí)，能夠即時(shí)撤銷子站控制系統(tǒng)當(dāng)前正在執(zhí)行的區(qū)域無功定值。子站控制系統(tǒng)即以本地?zé)o功定值運(yùn)行，待再次受到主站重新計(jì)算的定值時(shí)才轉(zhuǎn)以新定值運(yùn)行。論文參考，自動(dòng)化。子站控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視主站的定值下傳通道是否正常，通信異常時(shí)，立即改為執(zhí)行本地定值，直至通道恢復(fù)正常。論文參考，自動(dòng)化。
四、系統(tǒng)自動(dòng)化的安全保證
目前國內(nèi)的一些系統(tǒng)僅僅只做到了一層閉環(huán)控制，安全可靠性根本無法保證。而隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，最新的系統(tǒng)則是采用主站和子站同時(shí)的雙層實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)證明由于采用了雙層實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制結(jié)構(gòu)，當(dāng)運(yùn)行中發(fā)生用戶定義的需要閉鎖的異常事件時(shí)，控制系統(tǒng)能夠立即執(zhí)行閉鎖，符合電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和調(diào)度運(yùn)行特點(diǎn)，適合各種大小電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，能更有利地保證提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量，其具體的安全策略如下：
自動(dòng)估算電網(wǎng)電壓，使電容器平穩(wěn)投切，避免出現(xiàn)振蕩；自動(dòng)估算電壓調(diào)節(jié)后的無功變化量，使主變檔位平穩(wěn)調(diào)整，避免出現(xiàn)振蕩。
當(dāng)需要調(diào)節(jié)的變電所的主變并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，為了避免出現(xiàn)其中一臺(tái)主變頻繁調(diào)節(jié)的情況，首先調(diào)節(jié)據(jù)動(dòng)率較高的那臺(tái)主變的檔位。應(yīng)對(duì)于主變和電容器出現(xiàn)的異常情況，系統(tǒng)能夠自動(dòng)減少主變檔位調(diào)整次數(shù)，使設(shè)備壽命增加，電網(wǎng)安全得到保證。當(dāng)遭遇設(shè)備異常時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)閉鎖，而且必須人工手動(dòng)來解除封鎖。具體的異常情況有：電容器或主變檔位異常變位；系統(tǒng)需要采集的數(shù)據(jù)異常；系統(tǒng)數(shù)據(jù)不刷新。特別的當(dāng)發(fā)生10kV單相接地時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)閉鎖電容器的投切。為避免采集到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，系統(tǒng)采用同時(shí)判斷遙測(cè)數(shù)據(jù)和遙信數(shù)據(jù)的方式，提高了采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)度。
五、結(jié)論
本文通過對(duì)電壓無功優(yōu)化控制系統(tǒng)的淺要介紹，分析了其包含的自動(dòng)化技術(shù)，從一個(gè)側(cè)面反映了我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化科技的發(fā)展，也展現(xiàn)了電力行業(yè)專業(yè)人才的卓越才能。本文對(duì)電壓無功優(yōu)化控制系統(tǒng)從設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)構(gòu)成方面進(jìn)行的論述，可作電力專業(yè)的教輔材料，也可供電壓無功優(yōu)化控制裝置設(shè)計(jì)和運(yùn)行參考。
參考文獻(xiàn)
[1]鄭愛霞，張建華，李銘，李來福，吳強(qiáng).地區(qū)電網(wǎng)電壓無功優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及
關(guān)鍵詞：自動(dòng)化專業(yè) 實(shí)踐能力 創(chuàng)新精神 培養(yǎng)機(jī)制
THE CULTIVATION MECHANISM WITH PRACTICE ABILITY AND INNOVATION SPIRIT OF AUTOMATION MAJOR
Zhang Tao
（North China Institute of Science & Technology， Sanhe， Hebei， 065201）
Abstract： The application type and innovation type cultivation mechanism of automation major in my university has been improved and matured by construction for several years. The paper summarizes and analyses the constructer， contents， styles and effects of application type and innovation type cultivation mechanism of automation major in my university. The paper especially expounds the cultivation effects， organization relation and mechanism characteristic of the application type and innovation type cultivation mechanism of automation major in my university. The practice teaching system has useful significance for others.
Key words： Automation Major； Practice Ability； Innovation Spirit； Cultivation Mechanism.
0 引言
華北科技學(xué)院是國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局惟一直屬的普通高等學(xué)校，始建于1984年，其前身是北京煤炭管理干部學(xué)院分院，1993年經(jīng)原國家教委批準(zhǔn)改建為華北礦業(yè)高等?？茖W(xué)校，2002年初經(jīng)教育部批準(zhǔn)升格為本科院校。學(xué)院面向全國招收普通全日制本、?？茖W(xué)生。學(xué)校設(shè)置有37個(gè)本科專業(yè)，涉及工學(xué)、理學(xué)、文學(xué)、法學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、教育學(xué)等七大門類學(xué)科，已經(jīng)形成以全日制本科教育為主，?？平逃⒊扇藢W(xué)歷教育、安全培訓(xùn)、函授教育并存的多學(xué)科、多層次、多形式的辦學(xué)體系。
我校的自動(dòng)化（?？疲I(yè)成立于1999年，2003年升格為自動(dòng)化（本科）專業(yè)，面向全國招生。目前，自動(dòng)化（本科）專業(yè)包括本科、專接本科、第二學(xué)位本科等多種本科辦學(xué)形式，共有4個(gè)年級(jí)、20個(gè)班級(jí)，645名學(xué)生。
經(jīng)過幾年的發(fā)展，自動(dòng)化專業(yè)的綜合實(shí)力逐漸增強(qiáng)，教學(xué)質(zhì)量和辦學(xué)水平逐年提高。2007年，自動(dòng)化專業(yè)被華北科技學(xué)院批準(zhǔn)成為首批校級(jí)重點(diǎn)與特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。2009年，自動(dòng)化專業(yè)被教育部批準(zhǔn)成為國家級(jí)特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)（編號(hào)：TS1Z214）。
本文就自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)機(jī)制的建立、運(yùn)行、完善等方面進(jìn)行了闡述，并對(duì)具有我校特色的自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神培養(yǎng)機(jī)制的培養(yǎng)效果進(jìn)行了總結(jié)與分析。
1 自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃
1.1 自動(dòng)化專業(yè)簡介
自動(dòng)化專業(yè)主要研究的是自動(dòng)控制的原理和方法，自動(dòng)化單元技術(shù)和集成技術(shù)及其在各類控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。它以自動(dòng)控制理論為基礎(chǔ)，以電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)為主要工具，面向工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制及各行業(yè)、各部門的自動(dòng)化。它具有“控（制）管（理）結(jié)合，強(qiáng)（電）弱（電）并重，軟（件）硬（件）兼施”鮮明的特點(diǎn)，是理、工、文、管多學(xué)科交叉的寬口徑工科專業(yè)。學(xué)生在畢業(yè)后能夠從事自動(dòng)控制、自動(dòng)化、信號(hào)與數(shù)據(jù)處理及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面的技術(shù)工作。
1.培養(yǎng)目標(biāo)
本專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生要具備電工技術(shù)、電子技術(shù)、控制理論、自動(dòng)檢測(cè)與儀表、信息處理、系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等較寬廣領(lǐng)域的工程技術(shù)基礎(chǔ)和一定的專業(yè)知識(shí)，能在運(yùn)動(dòng)控制、工業(yè)過程控制、電力電子技術(shù)、檢測(cè)與自動(dòng)化儀表、電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理、管理與決策等領(lǐng)域從事系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)運(yùn)行、科技開發(fā)及研究等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。
2.培養(yǎng)要求
本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)電工技術(shù)、電子技術(shù)、控制理論、信息處理、系統(tǒng)工程、自動(dòng)檢測(cè)與儀表、計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面的基本理論和基本知識(shí)，受到較好的工程實(shí)踐基本訓(xùn)練；具有系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)與研究的基本能力。
1.2 自動(dòng)化專業(yè)的課程設(shè)置
自動(dòng)化專業(yè)的課程設(shè)置應(yīng)該能夠體現(xiàn)自動(dòng)化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)要求，使學(xué)生掌握本專業(yè)領(lǐng)域必需的、較寬的技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)，并受到較好的工程實(shí)踐基本訓(xùn)練，在本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具備一定的科學(xué)研究、科技開發(fā)和組織管理能力，具有較強(qiáng)的工作適應(yīng)能力。
1.自動(dòng)化專業(yè)的主干課程
自動(dòng)化專業(yè)的主干課程包括電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子、電機(jī)拖動(dòng)、直流控制系統(tǒng)、交流控制系統(tǒng)、自動(dòng)控制原理、過程控制、微機(jī)原理、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等課程。自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生必須深入理解和掌握這些課程的理論及其實(shí)踐。
2.自動(dòng)化專業(yè)的課程設(shè)置
自動(dòng)化專業(yè)的課程設(shè)置包括通識(shí)基礎(chǔ)教育課程、專業(yè)基礎(chǔ)教育課程和專業(yè)方向教育課程三個(gè)方面的課程，每一方面的課程又包括理論教學(xué)課程和實(shí)踐教學(xué)課程兩大部分。自動(dòng)化專業(yè)課程體系的設(shè)置如圖1所示。
2 自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)過程中的教學(xué)改革
2.1 教學(xué)內(nèi)容改革
為適應(yīng)21世紀(jì)對(duì)人才的基本要求，在認(rèn)真研究和借鑒以前運(yùn)行的人才培養(yǎng)計(jì)劃的經(jīng)驗(yàn)和做法，并結(jié)合我校的辦學(xué)定位和實(shí)際情況，我們對(duì)自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了多次研討論證，主要包括教學(xué)課程設(shè)置的合理性、開課時(shí)間、理論學(xué)時(shí)與實(shí)踐學(xué)時(shí)的分配、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置、實(shí)踐項(xiàng)目等內(nèi)容。
教學(xué)內(nèi)容改革的具體做法是：
一是根據(jù)實(shí)際條件的變化，適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)，適當(dāng)調(diào)整實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容。例如《信號(hào)與系統(tǒng)分析》課程，因?qū)嶒?yàn)條件的改善，將原教學(xué)計(jì)劃理論教學(xué)32學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)0學(xué)時(shí)，調(diào)整為理論教學(xué)28學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)4學(xué)時(shí)。
二是根據(jù)專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，適當(dāng)增加專業(yè)選修課程的學(xué)時(shí)，適當(dāng)調(diào)整專業(yè)選修課程的內(nèi)容。例如《自動(dòng)化仿真技術(shù)》、《自動(dòng)化組態(tài)技術(shù)》兩門專業(yè)選修課程，就是考慮到自動(dòng)化專業(yè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，突出自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真和組態(tài)方面的教學(xué)而增設(shè)的。
2.2 教學(xué)方法改革
正確靈活的教學(xué)方法將有助于深化提高教學(xué)效果，起到事半功倍的作用。教學(xué)方法改革的主要內(nèi)容包括：
一是積極推進(jìn)課堂討論教學(xué)法，讓學(xué)生在課外網(wǎng)絡(luò)上查找資料，然后在課堂教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行研討、推理，適時(shí)讓學(xué)生在課堂上進(jìn)行發(fā)言討論，最后總結(jié)得到合理的結(jié)論和推理。通過討論，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，教會(huì)學(xué)生怎樣掌握新知識(shí)、探索新知識(shí)、獲取新知識(shí)，并會(huì)運(yùn)用新知識(shí)解決新問題，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的探索精神和獨(dú)立的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力，提高綜合素質(zhì)。
二是創(chuàng)造和諧的師生關(guān)系，為促進(jìn)提高教學(xué)效果奠定基礎(chǔ)。師生關(guān)系是對(duì)立統(tǒng)一的，教師處于矛盾的主要方面，在運(yùn)動(dòng)變化中起著主導(dǎo)作用。因此，構(gòu)建良好的師生關(guān)系關(guān)鍵在于教師，但同樣也離不開學(xué)生的密切配合和積極響應(yīng)。關(guān)于如何建立良好和諧的師生關(guān)系，請(qǐng)參考作者的相關(guān)論文《大學(xué)和諧師生關(guān)系的構(gòu)建策略研究》（華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)（人文社會(huì)科學(xué)版），2007）。
2.3 教學(xué)手段改革
在課堂教學(xué)過程中，講授教學(xué)內(nèi)容時(shí)可以采用黑板板書與多媒體相結(jié)合的教學(xué)手段。應(yīng)該盡可能地利用多媒體教學(xué)這一現(xiàn)代化教學(xué)手段，因?yàn)槎嗝襟w教學(xué)可以對(duì)抽象的微觀結(jié)構(gòu)采用形象生動(dòng)的動(dòng)畫，生動(dòng)地展示教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生理解抽象的概念，擴(kuò)大教學(xué)內(nèi)容的有效信息量，從而提高教學(xué)效果。
在大學(xué)教學(xué)過程中，采用多媒體教學(xué)也存在其有利的一面和不利的一面。對(duì)此，作者進(jìn)行了研究，請(qǐng)參考作者的相關(guān)論文《大學(xué)中采用多媒體技術(shù)對(duì)教學(xué)的影響》（華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，Vol.4，2007）。同時(shí)，該論文獲華北科技學(xué)院“深化教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量”研討會(huì)優(yōu)秀論文二等獎(jiǎng)，并在大會(huì)上進(jìn)行了宣讀交流，論文的獲獎(jiǎng)證書如圖2所示。
3 我校自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)機(jī)制
3.1 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的途徑--實(shí)踐教學(xué)體系
為提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力以不斷適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，我校自動(dòng)化專業(yè)特別重視實(shí)踐教學(xué)方面的投入和改革。目前，在我校自動(dòng)化專業(yè)已經(jīng)形成多層次開展、多學(xué)科綜合、并具有安全特色的實(shí)踐教學(xué)體系。
我校自動(dòng)化專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系的內(nèi)容豐富、層次合理，主要包括：
（1）實(shí)驗(yàn)類：各類課程的附屬實(shí)驗(yàn)課程。
（2）設(shè)計(jì)類：各類課程的課程設(shè)計(jì)。
（3）訓(xùn)練類：各類技能訓(xùn)練。
（4）實(shí)習(xí)類：認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)。
（5）綜合類：畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)。
3.2 培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)的途徑――工程訓(xùn)練平臺(tái)
為實(shí)現(xiàn)高等工程本科教育的培養(yǎng)目標(biāo)，達(dá)到目標(biāo)所要求的學(xué)生應(yīng)具備的工程素質(zhì)，我們認(rèn)為，一是要求具備良好的師資隊(duì)伍，二是要對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程素質(zhì)訓(xùn)練。
師資隊(duì)伍建設(shè)應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手進(jìn)行：進(jìn)一步提高師資隊(duì)伍成員的職稱和學(xué)歷，加強(qiáng)“雙師型”教師的培養(yǎng)；按照“學(xué)有所長，利用所長”的原則，使師資隊(duì)伍成員不斷進(jìn)行專業(yè)方向凝練；推出“自動(dòng)化專業(yè)學(xué)術(shù)論壇”，加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流合作，濃厚團(tuán)隊(duì)學(xué)術(shù)研究氛圍。
對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程素質(zhì)訓(xùn)練應(yīng)采取循序漸進(jìn)的訓(xùn)練策略。首先，立足于河北省高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心-華北科技學(xué)院電工電子實(shí)驗(yàn)中心的豐富實(shí)驗(yàn)資源，引導(dǎo)學(xué)生以嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)、認(rèn)真仔細(xì)的態(tài)度對(duì)待每一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中體驗(yàn)科學(xué)研究的全過程。其次，利用實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、科研、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）、工程實(shí)訓(xùn)等各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程素質(zhì)訓(xùn)練，不斷提高學(xué)生的工程素質(zhì)和能力。圖3為學(xué)生正在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)PLC控制系統(tǒng)訓(xùn)練的過程照片。
3.3 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的途徑――科技創(chuàng)新機(jī)制
培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神是一項(xiàng)長期性、系統(tǒng)性的工程，我們認(rèn)為，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神一是要有相應(yīng)的機(jī)制保證，二是要有具體的實(shí)施措施，這兩方面缺一不可。
培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新的機(jī)制建設(shè)包括：分別成立學(xué)生科技創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)小組、學(xué)生科技創(chuàng)新指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)、學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)小組；學(xué)校提供科技創(chuàng)新所必需的活動(dòng)場地、設(shè)備器材、經(jīng)費(fèi)支持等。
培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新的具體措施包括：一是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室開放，鼓勵(lì)學(xué)生到開放的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各種教學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究實(shí)驗(yàn)；二是設(shè)立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室開展各種科技創(chuàng)新活動(dòng)，圖4為我校設(shè)置的學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐室。
3.4 自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神培養(yǎng)效果
經(jīng)過自動(dòng)化專業(yè)相關(guān)部門和教師的共同努力，自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)情況良好，在招生、就業(yè)、考研、科技創(chuàng)新活動(dòng)等各方面取得了一系列重要的成績。
自2003年開始招收自動(dòng)化專業(yè)本科學(xué)生以來，自動(dòng)化專業(yè)的辦學(xué)規(guī)模在穩(wěn)步發(fā)展。近幾年，每年的自動(dòng)化專業(yè)招生計(jì)劃均為210人，入學(xué)報(bào)到在190人以上，編為6個(gè)班級(jí)。
自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的就業(yè)情況良好，一次就業(yè)率較高。特別地，自動(dòng)化專業(yè)作為華北科技學(xué)院煤炭主體專業(yè)，著力突出煤礦安全自動(dòng)化這一行業(yè)特色，自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生積極響應(yīng)號(hào)召，投身于煤炭相關(guān)企業(yè)、為突出我校的安全生產(chǎn)特色方面做出了重要貢獻(xiàn)。
自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生積極進(jìn)行科技創(chuàng)新活動(dòng)，取得多項(xiàng)科技創(chuàng)新成果。僅在2011年，獲得全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽全國二等獎(jiǎng)2項(xiàng)；飛思卡爾杯智能車競賽全國一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，全國二等獎(jiǎng)2項(xiàng)；全國挑戰(zhàn)杯大賽河北省二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。圖5為學(xué)生制作的科技創(chuàng)新作品（激光識(shí)別智能車），該作品獲得2011年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽全國二等獎(jiǎng)。
自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的考研情況良好，考研錄取率一直位居前列，表1為近幾年自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生考取研究生情況匯總表。
4 總結(jié)與建議
作者認(rèn)為，只有堅(jiān)持循序漸進(jìn)的培養(yǎng)策略，才能保證學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的不斷提高。學(xué)生能力培養(yǎng)的層次關(guān)系應(yīng)為：實(shí)踐能力的基本標(biāo)準(zhǔn)，工程素質(zhì)是最低要求，創(chuàng)新精神是最高追求，三者的層次關(guān)系如圖6所示。
經(jīng)過幾年的發(fā)展，我校自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)機(jī)制已經(jīng)逐步完善、成熟，其特點(diǎn)可以歸納為以下幾點(diǎn)：
（1）在完成教育部規(guī)定培養(yǎng)目標(biāo)的前提下，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容改革、教學(xué)方法改革和教學(xué)手段改革，不斷提高和強(qiáng)化教學(xué)效果。
（2）構(gòu)建自動(dòng)化專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系，豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，合理布局實(shí)踐教學(xué)層次，加強(qiáng)實(shí)踐基礎(chǔ)能力培養(yǎng)。
（3）構(gòu)建自動(dòng)化專業(yè)的工程訓(xùn)練平臺(tái)，通過PLC工程實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和單片機(jī)工程實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目等途徑，使學(xué)生掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、制作、檢驗(yàn)等步驟的全部過程。
（4）構(gòu)建自動(dòng)化專業(yè)的科技創(chuàng)新機(jī)制，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生在開放實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室開展各種科技創(chuàng)新活動(dòng)，取得科技創(chuàng)新成果。
同時(shí)，我校自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)機(jī)制還應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行改革、充實(shí)、提高、完善，以不斷滿足人才培養(yǎng)的需求和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。
例如，訓(xùn)練類實(shí)踐教學(xué)課程是提高自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生動(dòng)手能力的重要手段和途徑，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)踐的能力和實(shí)際動(dòng)手能力有明顯的幫助作用。因此，訓(xùn)練類實(shí)踐教學(xué)課程的下一步改革思路是：教師提出更有難度的訓(xùn)練題目，學(xué)生可以采用多種方法實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練題目的目標(biāo)，進(jìn)一步提高學(xué)生利用自動(dòng)控制理論來解決實(shí)際問題的能力，最大程度地發(fā)揮訓(xùn)練類實(shí)踐教學(xué)課程促進(jìn)教學(xué)的良好作用。
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作者簡介
【關(guān)鍵詞】智能化技術(shù)，電氣工程，自動(dòng)化，應(yīng)用探討
中圖分類號(hào)： F406 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一、前言
智能技術(shù)理論是開發(fā)、研究如何延伸、模擬人的智能的理論。作為新興的計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,人工智能技術(shù)解釋了智能的實(shí)質(zhì),并在此基礎(chǔ)上生產(chǎn)出一種與人類智能有相類似反應(yīng)的智能機(jī)器。人工智能的研究主要包括:圖像識(shí)別、語言識(shí)別、機(jī)器人、專家系統(tǒng)和自然語言處理等系統(tǒng)。電氣工程主要是研究和電氣工程有關(guān)的自動(dòng)控制、系統(tǒng)運(yùn)行、信息處理、電子電氣技術(shù)、研制開發(fā)、信息處理和計(jì)算機(jī)與電子應(yīng)用等領(lǐng)域。
二、人工智能控制器的優(yōu)點(diǎn)
人工智能相對(duì)而言具有十分明顯的優(yōu)點(diǎn)，但是，需要針對(duì)人工智能控制的不同類型而進(jìn)行分析探討。比如，一些人工的智能器，例如模糊神經(jīng)，遺傳算法等總體而言，都是一種類型，屬于非線形類型的函數(shù)近似器，在實(shí)際操作過程中，通過使用這樣一種分類，對(duì)于總體的了解和加深對(duì)總體的認(rèn)識(shí)是十分有利的，同時(shí)也有助于促進(jìn)對(duì)一些控制策略的綜合開發(fā)和利用。相對(duì)而言，上面所講述的一些人工智能的函數(shù)類型近似器相對(duì)于傳統(tǒng)的函數(shù)估計(jì)器而言，具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在，在現(xiàn)實(shí)中很多的情況下，想要比較精確的掌握好控制對(duì)象的一些動(dòng)態(tài)方程式一件很困難的事情，其過程也很復(fù)雜，在這種情況下，當(dāng)控制器在對(duì)一些實(shí)際要控制對(duì)象的模型時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生很多的不確定因素，這便很大程度的讓設(shè)計(jì)過程中變得更為復(fù)雜，比如遇到非線性，參數(shù)的變化等，這些都是一些比較難以掌握的數(shù)據(jù)，而人工智能控制器在進(jìn)行這些設(shè)計(jì)時(shí)候，一般都不需要這些控制對(duì)象的模型，只是依據(jù)這些控制對(duì)象的下降時(shí)間和響應(yīng)的時(shí)間差異，人工智能控制器就能夠適當(dāng)?shù)恼{(diào)整自身的性能。
三、電氣自動(dòng)化智能控制系統(tǒng)在電氣工程中的設(shè)計(jì)理念
1.利用集中監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念。在電氣自動(dòng)化工程中，使用集中化的監(jiān)控途徑具有比較大的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在，首先是其維護(hù)和運(yùn)行起來比較簡單，其次，是受到控制站的要求相對(duì)較低，同時(shí)，相對(duì)而言，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)候，要相對(duì)簡單一些。利用這種方式時(shí)候，很大程度上實(shí)現(xiàn)了集中化，將系統(tǒng)各個(gè)分項(xiàng)的功能都放到一個(gè)處理器上進(jìn)行運(yùn)行處理，雖然相對(duì)而言要集中了很多，但是也一定程度上加重了處理器的負(fù)擔(dān)，處理器的運(yùn)行速度也一定程度上會(huì)受到影響。通過筆者多年的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)了解到，當(dāng)一些電氣設(shè)備從運(yùn)行進(jìn)入到監(jiān)控狀態(tài)時(shí)候，伴隨著監(jiān)控對(duì)象的逐漸增加，我們發(fā)現(xiàn)，主機(jī)的冗余將會(huì)逐漸下降，電纜的數(shù)量也隨之不斷增加，這就一定程度的使得投資的成本也隨之增加了。在此過程中，一些長距離的電纜也使得系統(tǒng)的可靠性受到了影響。由于隔離閘刀上面的一些操作閉鎖以及一些斷路器的聯(lián)鎖一般而言都是采取的是硬接線，同時(shí)，很多情況下，隔離閘刀上面的輔助接點(diǎn)有時(shí)候難以到位，當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)候，電氣工程中的很多電氣設(shè)備都將會(huì)無法操作。相比而言，這種二次接線的方式是比較麻煩的，很容易發(fā)生一些操作失誤，因此，集中式的監(jiān)控方式在電氣工程中應(yīng)用時(shí)相對(duì)比較廣泛的。
2. 利用遠(yuǎn)程監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念在電氣工程中的應(yīng)用
相對(duì)而言，遠(yuǎn)程的監(jiān)控方式在整個(gè)電氣自動(dòng)化工程中具有比較大的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在，它可以節(jié)省大量電纜的增加數(shù)，同時(shí)，還能夠一定程度上節(jié)約很多的安裝費(fèi)用，也能夠節(jié)約很多的材料成本，這只是其在成本和費(fèi)用上的優(yōu)勢(shì)，其次，相比而言，這種方式還是擁有著組態(tài)靈活的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，有著十分高的可靠性，因此，受到了比較廣泛的應(yīng)用，但是，這種方式也存在著其局限性，主要表現(xiàn)在，電氣工程中，各種施工的現(xiàn)場總線的通訊速度相對(duì)而言是比較緩慢的，加強(qiáng)一些電氣工程中通訊量很大，因此，遠(yuǎn)程的監(jiān)控方式一般而言都比較廣泛的運(yùn)用于電氣工程中一些相對(duì)而言較小的系統(tǒng)監(jiān)控，而一些面對(duì)全長的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控則不太適合使用這種方式。
3.利用現(xiàn)場總線監(jiān)控式設(shè)計(jì)理念在電氣工程中的應(yīng)用
現(xiàn)場總線監(jiān)控可以使系統(tǒng)設(shè)計(jì)有針對(duì)性，對(duì)于不同的間隔采用不同的功能，這樣就可以根據(jù)間隔的情況來設(shè)計(jì)。采用這種監(jiān)控方式除了這些優(yōu)點(diǎn)外還具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可以在隔離設(shè)備、模擬量、端子柜等等方面上也有少量的減少，而且電氣智能設(shè)備是就地安裝的，與監(jiān)控系統(tǒng)是通過通訊設(shè)備連接的，可以節(jié)省了電纜的大量運(yùn)用，還節(jié)約了過多的投資和安裝維護(hù)上的工作量，進(jìn)而減少了成本。
四、智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用探討
1.電氣工程中電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化
將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在電氣工程中有著很重要的作用，主要就是能過實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)評(píng)估電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)所積累的數(shù)據(jù)來對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，故而在此基礎(chǔ)上將發(fā)電控制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但是這樣的一個(gè)要求只有在省級(jí)以上的電網(wǎng)才給予要求。電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的進(jìn)行數(shù)據(jù)上的采集和處理，并根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，且在數(shù)據(jù)支持的情況下對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)和安全進(jìn)行掌握，使其能夠很好的適應(yīng)現(xiàn)代電力市場的運(yùn)營需求。
2. 電氣工程中發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)
電氣工程中發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過程中一般采用的是分層分布的結(jié)構(gòu)，其組成是由以太網(wǎng)、遠(yuǎn)行人員工作站、過程控制單元以及高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)等等方面。而這里說的遠(yuǎn)程控制單元就是由只能做輸入和輸出的模件與可冗余配置上的主控模件一起共同組合而成，且主控模件又是通過冗余智能上的輸入與輸出和總線上的輸入與輸出來進(jìn)行通訊的。其中過程控制單元是可以直接用于生產(chǎn)運(yùn)行過程中的，并且直接接受熱電偶、熱電阻、開關(guān)量和現(xiàn)場變送器等等設(shè)備上的信號(hào)，還可以再運(yùn)算完成以后在對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)來進(jìn)行實(shí)時(shí)的打印、顯示和信號(hào)的輸出，以此來直接驅(qū)動(dòng)其執(zhí)行機(jī)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化在電氣工程中的生產(chǎn)運(yùn)行過程的聯(lián)鎖保護(hù)、控制和檢測(cè)等方面的功能。
3.電氣工程中變電站的自動(dòng)化
電氣工程中的變電站應(yīng)用的是自動(dòng)化技術(shù)，其主要的目的在于取代人工操作、人工監(jiān)視和電話通訊，并根據(jù)相應(yīng)的情況來加強(qiáng)對(duì)變電站的監(jiān)控能力，并且還可以實(shí)現(xiàn)在變電站上運(yùn)行的水平和效率都有所提高。這也就是說，變電站中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)就是為了全方位的，多層次的來監(jiān)視變電站各種電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，完成有效地控制。該自動(dòng)化的特點(diǎn)有：以全微機(jī)化的設(shè)備來代替以前使用的電磁裝置，并實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)屏幕化操作上的監(jiān)視，在數(shù)據(jù)傳輸過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行的管理和統(tǒng)計(jì)記錄，是利用計(jì)算機(jī)電纜來代替電力信號(hào)的電纜來實(shí)現(xiàn)的。
五、結(jié)束語
智能化技術(shù)是先進(jìn)科學(xué)技術(shù)成果的結(jié)合體，對(duì)電氣工程自動(dòng)化的控制具有十分重要的意義，在電氣工程施工過程中，要加大對(duì)智能化技術(shù)的應(yīng)用和推廣，如此，可以更好的促進(jìn)我國電氣工程的快速健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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論文關(guān)鍵詞：MATLAB，矩陣，自動(dòng)化，教學(xué)方法
引言
MATLAB是MATrixLABorotory(矩陣實(shí)驗(yàn)室)的縮寫。MATLAB語言是一種廣泛應(yīng)用于工程計(jì)算及數(shù)值分析領(lǐng)域的新型高級(jí)語言，它在數(shù)值計(jì)算、符號(hào)計(jì)算、繪圖功能以及圖形化編程等方面有著非常強(qiáng)大的功能。同時(shí)MATLAB具有豐富的工具箱，包括符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱、SIMULINK仿真工具箱、控制系統(tǒng)工具箱、信號(hào)處理工具箱、圖象處理工具箱、通訊工具箱、系統(tǒng)辨識(shí)工具箱、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)工具箱、金融工具箱等數(shù)十種，使其在工業(yè)研究與開發(fā)，數(shù)學(xué)、電子學(xué)、控制理論和物理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等學(xué)科的教學(xué)與研究中得到廣泛應(yīng)用。MATLAB功能強(qiáng)大、簡單易學(xué)、編程效率高，深受廣大科技工作者的歡迎，自1984年由美國MathWorks公司推向市場以來，歷經(jīng)二十多年的發(fā)展與競爭，現(xiàn)已成為國際公認(rèn)的最優(yōu)秀的工程應(yīng)用開發(fā)環(huán)境。在歐美各高等院校，MATLAB已經(jīng)成為線性代數(shù)、自動(dòng)控制理論、數(shù)字信號(hào)處理、時(shí)間序列分析、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真、圖像處理等課程的基本教學(xué)工具，成為大學(xué)生、碩士生、以及博士生必須掌握的基本技能。
目前，國內(nèi)大學(xué)的理工科專業(yè)都將MATLAB作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，那么如何能夠讓學(xué)生在本課程的學(xué)習(xí)中提高興趣，掌握相關(guān)知識(shí)為后續(xù)課程搭建好學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)研究的平臺(tái)就成為了本課程教學(xué)中的一個(gè)重要問題。本文結(jié)合作者M(jìn)ATLAB課程多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該課程的教學(xué)做以下探討。
1、掌握MATLAB語言的特點(diǎn)矩陣，把握細(xì)節(jié)教學(xué)
MATLAB提供了豐富的矩陣運(yùn)算處理功能，是基于矩陣運(yùn)算的處理工具，所有的變量都被看作矩陣，例如 C = A + B，A，B，C都是矩陣，是矩陣的加運(yùn)算，即使一個(gè)常數(shù)，Y=10，MATLAB也看做是一個(gè)1′1的矩陣。對(duì)于矩陣的學(xué)習(xí)，關(guān)鍵是掌握矩陣元素的標(biāo)識(shí)并靈活運(yùn)用。在教學(xué)中，我們可以通過下面的矩陣使學(xué)生對(duì)矩陣的標(biāo)識(shí)進(jìn)行掌握中國知網(wǎng)論文數(shù)據(jù)庫。
（1）
掌握矩陣元素的基本標(biāo)識(shí)之后，對(duì)于應(yīng)用和提取矩陣中的元素，通過以下表格并演示運(yùn)行結(jié)果來掌握。
舉例，如對(duì)于
A(:, 4)=
表1 矩陣元素尋訪
標(biāo)識(shí)
使用說明
A(m, n)
提取第m行，第n列元素
A(:, n)
提取第n列元素
A(m, :)
提取第m行元素
A(m1:m2, n1:n2)
提取第m1行到第m2行和第n1列到第n2列的所有元素
A(m:end, n)
提取從第m行到最末行和第n列的子塊
關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論；自動(dòng)化專業(yè)英語；討論式教學(xué)
中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）11-0107-02
一、引言
英語是國內(nèi)外從事學(xué)術(shù)研究和工程應(yīng)用人員的通用語言，目前，已經(jīng)成為一種事實(shí)上的國際標(biāo)準(zhǔn)。以控制類學(xué)科及其應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槔瑖H企業(yè)的自動(dòng)化產(chǎn)品和設(shè)備的使用手冊(cè)及說明書用英文編寫，優(yōu)秀的控制仿真軟件、控制領(lǐng)域的研究論文、自動(dòng)化專業(yè)國際經(jīng)典教材、互聯(lián)網(wǎng)上的自動(dòng)化技術(shù)信息等多數(shù)資料也以英語作為寫作語言。如此大量的自動(dòng)化專業(yè)信息被非母語國家的理工科學(xué)生所接受和掌握，必然要求學(xué)生具備良好的專業(yè)英語知識(shí)[1]。因此，開設(shè)“自動(dòng)化專業(yè)英語”課程或有選擇地開設(shè)其他雙語教學(xué)課程成為自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中重要的教學(xué)環(huán)節(jié)[2]。合理地配置“自動(dòng)化專業(yè)英語”的教學(xué)內(nèi)容和改進(jìn)教學(xué)方法，不但可以促進(jìn)學(xué)生的專業(yè)外語能力的提高，而且更有助于其專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)與鞏固。具有“一石二鳥”的人才培養(yǎng)效果。
內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)的“自動(dòng)化專業(yè)英語”課程為自動(dòng)化本科專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)必修課，分兩個(gè)學(xué)期教授，總課時(shí)量為64學(xué)時(shí)。目前，“自動(dòng)化專業(yè)英語”教學(xué)在服務(wù)于“國際化人才”培養(yǎng)方面存在著如下幾點(diǎn)迫切需要解決的問題：（1）部分學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)“自動(dòng)化專業(yè)英語”的重要性和必要性認(rèn)識(shí)不足，致使學(xué)生學(xué)習(xí)的課堂積極性不高[3]；（2）教師現(xiàn)有的教學(xué)方式過于簡單，主要以科技文章翻譯和生詞講解為主，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；（3）教學(xué)內(nèi)容死板，以自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的英文原版教材節(jié)選的章節(jié)為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，各教學(xué)內(nèi)容之間彼此相對(duì)獨(dú)立，教學(xué)效果等同于普通的“英文閱讀理解”，無法形成對(duì)本專業(yè)理論體系的宏觀認(rèn)識(shí)和專業(yè)認(rèn)同感。鑒于以上自動(dòng)化專業(yè)雙語課程體系建設(shè)中存在的若干問題，課題組提出以“動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論”教學(xué)為主線重構(gòu)“自動(dòng)化專業(yè)英語”課程教學(xué)內(nèi)容的新思想，在統(tǒng)一的“動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論”框架下引入高等數(shù)學(xué)、電路、液壓傳動(dòng)、信號(hào)系統(tǒng)、系統(tǒng)建模和控制原理的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，在組織教學(xué)的過程中，始終強(qiáng)化各知識(shí)點(diǎn)的有機(jī)結(jié)合，努力使學(xué)生在掌握“自動(dòng)化專業(yè)英語”課程大綱所要求的科技詞匯和科技文獻(xiàn)翻譯能力的同時(shí)，對(duì)“動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論”體系融會(huì)貫通，為進(jìn)一步專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
二、“動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論”思想指導(dǎo)下的“自動(dòng)化專業(yè)英語”課程教學(xué)改革的現(xiàn)狀分析
結(jié)合使用英語進(jìn)行專業(yè)課程學(xué)習(xí)、科技文獻(xiàn)閱讀、研究論文寫作以及從事雙語教學(xué)工作的體會(huì)，筆者深切認(rèn)識(shí)到：“動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論”是自動(dòng)化課程的方法論核心。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論最初來源于經(jīng)典力學(xué)中對(duì)于物體運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力過程進(jìn)行數(shù)學(xué)描述的需要，美國數(shù)學(xué)家G.D.伯克霍夫發(fā)展了法國數(shù)學(xué)家H.龐加萊在天體力學(xué)和微分方程定性理論方面的研究，奠定了動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)?，F(xiàn)代控制理論的發(fā)展促進(jìn)了對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的研究，使其應(yīng)用從經(jīng)典力學(xué)擴(kuò)大到一般意義下的系統(tǒng)，并成為應(yīng)用于工程學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、生物學(xué)、乃至社會(huì)科學(xué)的一般方法論。那么什么是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)呢？動(dòng)態(tài)系統(tǒng)是指按確定性規(guī)律隨時(shí)間演化的系統(tǒng)。嚴(yán)格地講，任何有記憶的系統(tǒng)都可被稱為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，控制科學(xué)與控制工程研究本身就是一個(gè)對(duì)“動(dòng)態(tài)系統(tǒng)”進(jìn)行建模、分析和綜合的過程。
目前，在一些發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)，如，美國、英國、日本、韓國、新加坡、香港等，幾乎所有工科專業(yè)，廣泛開設(shè)被稱為“系統(tǒng)動(dòng)態(tài)”（System Dynamics）的英語教學(xué)課程，涵蓋的內(nèi)容包括：信號(hào)和系統(tǒng)的基本概念、電氣、力學(xué)、機(jī)械、化學(xué)、生物過程的動(dòng)態(tài)建模、微分方程的時(shí)間域和頻域求解、控制理論基礎(chǔ)知識(shí)、非線性系統(tǒng)理論基本知識(shí)、典型動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的仿真等。通過該課程的學(xué)習(xí)，控制專業(yè)的學(xué)生可以了解到本專業(yè)本質(zhì)的理論核心，和由這一“系統(tǒng)動(dòng)態(tài)”觀點(diǎn)派生出的理論體系及其在各科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，從而加深對(duì)系統(tǒng)理論和控制論的理解，進(jìn)而提高學(xué)生的抽象思維水平和科研能力。
三、開展以“動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論”教學(xué)為指導(dǎo)的“自動(dòng)化專業(yè)英語”課程教學(xué)改革
借鑒國外工科教學(xué)體系改革的重要經(jīng)驗(yàn)，并順應(yīng)當(dāng)前我國人才的培養(yǎng)模式向“厚基礎(chǔ)寬口徑”方向改革的趨勢(shì)，課題組提出加強(qiáng)以“動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論”思想為主線的自動(dòng)化專業(yè)英語教學(xué)，以深化自動(dòng)化專業(yè)課程內(nèi)容和教學(xué)方法改革，結(jié)合控制理論與控制工程科學(xué)研究的方法論本質(zhì)和前沿動(dòng)態(tài)，在增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)英語聽、說、讀、寫能力的同時(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形成對(duì)本專業(yè)知識(shí)應(yīng)用的認(rèn)同感。
我們?cè)谧詣?dòng)化本科雙語教學(xué)過程中明確和強(qiáng)化“動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論”教學(xué)這一主線，著重從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改革與建設(shè)。
（一）整合現(xiàn)有“自動(dòng)化專業(yè)英語”課程教學(xué)內(nèi)容
從“系統(tǒng)學(xué)”的角度出發(fā)，提升課程的教學(xué)內(nèi)容至方法論水平，將其統(tǒng)一到“動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論”這一宏觀框架下。課題組嘗試使用一種具有連貫內(nèi)容的“系統(tǒng)動(dòng)態(tài)”講義來進(jìn)行專業(yè)外語教學(xué)，這一新穎的形式在“自動(dòng)化專業(yè)英語”的學(xué)時(shí)內(nèi)講述了“系統(tǒng)動(dòng)態(tài)”課程，學(xué)生既學(xué)習(xí)了專業(yè)英文詞匯、翻譯技巧，又掌握了“動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論”分析和綜合的方法，獲得了專業(yè)知識(shí)的提升。授課講義以自編部分為主，同時(shí)參考“系統(tǒng)動(dòng)態(tài)”方面的國際經(jīng)典教材（如，Katsuhiko Ogata教授編寫的《System Dynamics》）[4]，吸收了這些經(jīng)典教材中大量的有益內(nèi)容，講義涵蓋動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論的大多數(shù)內(nèi)容，不求精，但求邏輯上的連貫性和理論體系上的系統(tǒng)性。將高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、矩陣論、電路、信號(hào)與系統(tǒng)、自動(dòng)控制原理、過程控制等主干課程的核心內(nèi)容統(tǒng)一到動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、分析、仿真這一完整框架中進(jìn)行概括總結(jié)。（二）改革了過去較為單一的教學(xué)方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性
安排學(xué)生就某一理論、觀點(diǎn)、概念進(jìn)行專題討論（內(nèi)容涉及：系統(tǒng)、信號(hào)、線性向量空間、系統(tǒng)穩(wěn)定性、可控性、可觀測(cè)性、魯棒性等基本問題）。鼓勵(lì)以學(xué)生為主體的課堂發(fā)表形式，學(xué)生根據(jù)課前調(diào)查、研究，在課堂討論中明確表明自己對(duì)某些理論問題的觀點(diǎn)。課下采取大作業(yè)的形式來促進(jìn)學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的鞏固，從而提高他們分析問題、解決問題的能力。
（三）在課堂教學(xué)中引入教師的科研成果，廣泛介紹“系統(tǒng)科學(xué)”發(fā)展的前沿及其在各個(gè)研究領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例
重點(diǎn)結(jié)合系統(tǒng)生物學(xué)和飛行器控制兩個(gè)研究領(lǐng)域的研究實(shí)例，來進(jìn)行“系統(tǒng)動(dòng)態(tài)理論”的講授?？蒲袑?shí)例的引入，幫助學(xué)生在掌握系統(tǒng)科學(xué)相關(guān)的專業(yè)英語詞匯的同時(shí)，還切實(shí)體會(huì)到本學(xué)科理論知識(shí)在其他各學(xué)科中的應(yīng)用，使學(xué)生體會(huì)到本專業(yè)所學(xué)方法論的強(qiáng)大力量和廣泛應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程的積極性。
四、結(jié)語
本教學(xué)改革研究為促進(jìn)自動(dòng)化專業(yè)本科生專業(yè)外語水平的提高，提高他們對(duì)本專業(yè)基本方法和基本理論的認(rèn)識(shí)，提出在現(xiàn)有的自動(dòng)化專業(yè)外語課程教學(xué)過程中強(qiáng)化“動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論”教學(xué)，以這一主線來改革課程內(nèi)容安排和調(diào)整教學(xué)方法，幫助自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生構(gòu)建自身的專業(yè)知識(shí)體系框架，加深對(duì)系統(tǒng)理論和控制論的理解，提高學(xué)生的抽象思維水平和科研能力。課題組采用雙語或者英語教學(xué)方式來進(jìn)行“系統(tǒng)動(dòng)態(tài)”等相關(guān)課程內(nèi)容的教學(xué)，參考國際經(jīng)典教材，編寫了英文課件和講義，不但促進(jìn)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，而且提高了學(xué)生的專業(yè)英語水平。筆者希望，這種雙語教學(xué)改革的“理念”能引起國內(nèi)教育、教學(xué)管理層面的重視，從而推動(dòng)其他工科專業(yè)的雙語課程教學(xué)改革，使廣大學(xué)生受益。 [本文由WWw.dYLW.nEt提供，第 一專業(yè)，歡迎光臨dYLW.neT]
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關(guān)鍵詞：變電站，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)
近年來，隨著電網(wǎng)運(yùn)行水平的提高，各級(jí)調(diào)度中心要求更多的信息，以便及時(shí)掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況，提高變電站的可控性，進(jìn)而要求更多地采用遠(yuǎn)方集中控制、操作、反事故措施等，即采用無人值班的管理模式，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少人為誤操作的可能，提高運(yùn)行的可靠性?；谏鲜鲈颍冸娬咀詣?dòng)化由“熱門話題”已轉(zhuǎn)向了實(shí)用化階段，電力行業(yè)各有關(guān)部門把變電站自動(dòng)化做為一項(xiàng)新技術(shù)革新手段應(yīng)用于電力系統(tǒng)運(yùn)行中來，各大專業(yè)廠家亦把變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的開發(fā)做為重點(diǎn)開發(fā)項(xiàng)目，不斷地完善和改進(jìn)相應(yīng)地推出各具特色的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，以滿足電力系統(tǒng)中的要求。
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能
1．微機(jī)保護(hù)。是對(duì)站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，包括線路保護(hù)，變壓器保護(hù)，母線保護(hù)，電容器保護(hù)及備自投，低頻減載等安全自動(dòng)裝置。
2．?dāng)?shù)據(jù)采集。包括狀態(tài)數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)。
3．事件記錄和故障錄波測(cè)距。事件記錄應(yīng)包含保護(hù)動(dòng)作序列記錄，開關(guān)跳臺(tái)記錄。其SOE分辨率一般在1～10ms之間，以滿足不同電壓等級(jí)對(duì)SOE的要求。
變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實(shí)現(xiàn)，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是分散型，即由微機(jī)保護(hù)裝置兼作記錄及測(cè)距計(jì)算，再將數(shù)字化的波型及測(cè)距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)和分析。
4．控制和操作閉鎖。操作人員可通過CRT屏幕對(duì)斷路器、隔離開關(guān)、變壓器分接頭、電容器組投切進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。為了防止系統(tǒng)故障時(shí)無法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。
5．周期檢測(cè)和同期合閘。該功能可以分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式實(shí)現(xiàn)?？蛇x擇獨(dú)立的同期設(shè)備實(shí)現(xiàn)，也可以由微機(jī)保護(hù)軟件模塊實(shí)現(xiàn)。
6．電壓和無功的就地控制。無功和電壓控制一般采用調(diào)整變壓器分接頭，投切電容器組，電抗器組，同步調(diào)相機(jī)等方式實(shí)現(xiàn)。操作方式可手動(dòng)可自動(dòng)，人工操作可就地控制或遠(yuǎn)方控制。無功控制可由專門的無功控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)，也可由監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)保護(hù)裝置測(cè)量的電壓，無功和變壓器抽頭信號(hào)通過專用軟件實(shí)現(xiàn)。
7．?dāng)?shù)據(jù)處理和記錄。歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容，它包括上一級(jí)調(diào)度中心，變電管理和保護(hù)專業(yè)要求的數(shù)據(jù)。
8．人機(jī)聯(lián)系。
9．系統(tǒng)的自診斷功能。系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，自診斷信息也象被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心或操作控制中心。
10．與遠(yuǎn)方控制中心的通信。本功能在常規(guī)遠(yuǎn)動(dòng)‘四遙’的基礎(chǔ)上增加了遠(yuǎn)方修改整定保護(hù)定值、故障錄波與測(cè)距信號(hào)的遠(yuǎn)傳等，其信息量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。
根據(jù)現(xiàn)場的要求，系統(tǒng)應(yīng)具有通信通道的備用及切換功能，保證通信的可靠性，同時(shí)應(yīng)具備同多個(gè)調(diào)度中心不同方式的通信接口，且各通信口及MO-DEM應(yīng)相互獨(dú)立。保護(hù)和故障錄波信息可采用獨(dú)立的通信與調(diào)度中心連接，通信規(guī)約應(yīng)適應(yīng)調(diào)度中心的要求，符合國標(biāo)及IEC標(biāo)準(zhǔn)。
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)具有同調(diào)度中心對(duì)時(shí)，統(tǒng)一時(shí)鐘的功能，還應(yīng)具有當(dāng)?shù)剡\(yùn)行維護(hù)功能。
11．防火、保安系統(tǒng)。從設(shè)計(jì)原則而言，無人值班變電站應(yīng)具有防火、保安措施。
幾個(gè)問題的認(rèn)識(shí)及探討
1．變電站自動(dòng)化的基本概念。變電站自動(dòng)化是指應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)、信息處理和傳輸技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)硬軟件系統(tǒng)或自動(dòng)裝置代替人工進(jìn)行各種運(yùn)行作業(yè)，提高變電站運(yùn)行、管理水平的一種自動(dòng)化系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化的范疇包括綜合自動(dòng)化技術(shù)；變電站綜合自動(dòng)化是指將二次設(shè)備(包括控制、保護(hù)、測(cè)量、信號(hào)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置)利用微機(jī)技術(shù)經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站執(zhí)行自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)，它是自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。博士論文，變電站。其具有以下特征：
(1)功能綜合化。是按變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行要求，將二次系統(tǒng)的功能綜合考慮，在整個(gè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案指導(dǎo)下，進(jìn)行優(yōu)化組合設(shè)計(jì)，以達(dá)到協(xié)調(diào)一致的繼電保護(hù)及監(jiān)控系統(tǒng)。博士論文，變電站。博士論文，變電站。“綜合”(INTEGRATED)并非指將變電站所要求的功能以“拼湊”的方式組合，而是指在滿足基本要求的基礎(chǔ)上，達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)性能指標(biāo)的最優(yōu)化。博士論文，變電站。
(2)系統(tǒng)構(gòu)成的數(shù)字化及模塊化。博士論文，變電站。保護(hù)、控制、測(cè)量裝置的數(shù)字化(即采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)，并具有數(shù)字化通信能力)，利于把各功能模塊通過通信網(wǎng)絡(luò)連接起來，便于接口功能模塊的擴(kuò)充及信息的共享。
(3)操作監(jiān)視屏幕化。當(dāng)變電站有人值班時(shí)，人機(jī)聯(lián)系在當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)機(jī)(或主機(jī))上進(jìn)行，當(dāng)變電站無人值班時(shí)，人機(jī)聯(lián)系功能在遠(yuǎn)方的調(diào)度中心或操作控制中心的主機(jī)或工作站上進(jìn)行，不管那種方式，操作維護(hù)人員面對(duì)的都是CRT屏幕，操作的工具都是鍵盤或鼠標(biāo)。
(4)運(yùn)行管理智能化。體現(xiàn)在無人值班、人機(jī)對(duì)話及操作的屏幕化、制表、打印、越限監(jiān)視和系統(tǒng)信息管理、建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫、開關(guān)操作及防誤操作閉銷等方面，能夠減輕工作人員的勞動(dòng)及人無法做到的工作。
2．變電站綜合自動(dòng)化站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的建立。變電站內(nèi)傳送或交換的基本信息有：測(cè)量及狀態(tài)信息；操作信息；參數(shù)信息。根據(jù)信息傳送的性能要求，大致可分兩類考慮，一類要求實(shí)時(shí)響應(yīng)較高的信息，如事故的檢出、告警、事件順序記錄和用于保護(hù)動(dòng)作的信息，要求傳送速度較高；另一類是對(duì)時(shí)間響應(yīng)要求不高的信息，如用于錄波、記錄及故障分析的信息，可允許較長的傳送時(shí)間。對(duì)于不同的數(shù)據(jù)亦有不同的安全性要求，站內(nèi)通信網(wǎng)聯(lián)系站內(nèi)各個(gè)智能單元、后臺(tái)監(jiān)控及遠(yuǎn)方通信裝置，是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵。
3．實(shí)際工程設(shè)計(jì)的考慮。為了使實(shí)際工程工作可靠，維護(hù)方便，擴(kuò)展靈活，易于用戶操作和管理，在系統(tǒng)不同的層次，需解決不同的問題。
(1)前置智能單元。前置智能單元是系統(tǒng)的基層，執(zhí)行系統(tǒng)最基本的功能，如保護(hù)、測(cè)量、控制等。我們希望這些基層模塊盡量不受網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的影響，特別是繼電保護(hù)裝置，要求在無網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)下能完成保護(hù)的基本功能，因此在設(shè)計(jì)基層裝置時(shí)，盡量采用自成—體的辦法。
為了提高基層功能模塊的質(zhì)量，盡量采用通用化的模塊，因此硬件平臺(tái)的模塊化設(shè)計(jì)，在基層尤為重要。本著這種思想設(shè)計(jì)出有限品種的模塊，拼裝成不同的功能裝置，這對(duì)模塊設(shè)計(jì)成本的降低、生產(chǎn)的組織等均具有好處。
在實(shí)際應(yīng)用中，為了減少基層模塊軟件對(duì)工程的依賴性(即工程有關(guān)部分的軟件)，一種辦法將與工程有關(guān)的軟件改成系統(tǒng)配置文件存于可擦寫的存儲(chǔ)器內(nèi)，另一種辦法是將與工程有關(guān)的(例如通信規(guī)約)軟件用一個(gè)獨(dú)立的模塊來實(shí)現(xiàn)。
(2)網(wǎng)絡(luò)通信層。為了保證網(wǎng)絡(luò)層的完好，應(yīng)該注意對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的監(jiān)視，這可以從后臺(tái)和前置兩個(gè)層次來實(shí)現(xiàn)，在硬件條件比較好的地方，可以采取兩個(gè)獨(dú)立通訊網(wǎng)絡(luò)工作，或同時(shí)工作，或者互為備用。博士論文，變電站。
(3)后臺(tái)監(jiān)控。后臺(tái)監(jiān)控的操作、管理、維護(hù)是系統(tǒng)中用戶最關(guān)心的問題，為了減少用戶對(duì)廠家的依賴，在后臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)別要注意人機(jī)界面的友善性，操作要方便、易學(xué)、易懂，功能的開放性，當(dāng)系統(tǒng)中功能模塊的增加和減少或具有不同通信協(xié)議規(guī)約的設(shè)備加入，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能方便的增加及刪除，操作也簡單明了，不至于遇到上述問題時(shí)要修改后臺(tái)軟件。
