信號專業(yè)自動化論文范文

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第1篇

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)，電壓無功，自動化，應(yīng)用

 

隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，居民和各類企業(yè)對供電質(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)化自動控制裝置具有不可比擬的優(yōu)勢，已逐步取代原來通過值班員手動調(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，自動化。電壓無功優(yōu)化自動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)化自動控制中的自動化原理對于研究電壓無功優(yōu)化自動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)化控制中的自動化技術(shù)。

一、自動控制系統(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，自動對高峰負(fù)荷時段、低谷負(fù)荷時段的電壓值進(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，自動化。當(dāng)電壓超出額定范圍時，則與同級和上級變電所的電壓進(jìn)行比較，然后判斷出應(yīng)該調(diào)節(jié)同級還是上級變電所的主變檔位。

（二）調(diào)整策略

電壓無功優(yōu)化自動控制包含兩個方面，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，首先下調(diào)主變的檔位，當(dāng)不能滿足要求時才切除電容器；當(dāng)母線電壓超下限時，首先投入電容器，當(dāng)不能滿足要求時再上調(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)的自動控制，決定各級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、自動化數(shù)據(jù)采集、計(jì)算和傳輸

作為一個自動控制系統(tǒng)，全面的數(shù)據(jù)采集是整個控制過程最關(guān)鍵的一部，其采集數(shù)據(jù)的精度和安全直接影響整個系統(tǒng)的精度和安全。論文參考，自動化。一個完善的無功優(yōu)化自動控制系統(tǒng)應(yīng)該能實(shí)時自動的從調(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)遙測遙信值不變時不與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)時數(shù)據(jù)后，過往的自動控制系統(tǒng)都是通過“專家系統(tǒng)”對數(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。隨著自動化技術(shù)的高速發(fā)展，自動控制系統(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，電壓波動和事故閉鎖等因素，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)還會根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的類型和要求的不同，自動采用不同的傳輸協(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)后會自動向主站發(fā)送反校信號，以驗(yàn)證所受數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

三、系統(tǒng)的自動控制

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)至各級變電所的電壓無功控制系統(tǒng)。各級變電所的控制系統(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，隨時計(jì)算出最新的區(qū)域無功定值結(jié)果并傳達(dá)至各級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)域無功定值時需要一定的時間，這就會造成各級變電所從啟動控制系統(tǒng)至接收到第一個信號間有一個時間段，系統(tǒng)定義這段時間內(nèi)的定值是按照本地系統(tǒng)運(yùn)行的。論文參考，自動化。

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，能夠即時撤銷子站控制系統(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)算的定值時才轉(zhuǎn)以新定值運(yùn)行。論文參考，自動化。子站控制系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)視主站的定值下傳通道是否正常，通信異常時，立即改為執(zhí)行本地定值，直至通道恢復(fù)正常。論文參考，自動化。

四、系統(tǒng)自動化的安全保證

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的雙層實(shí)時閉環(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，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，為了避免出現(xiàn)其中一臺主變頻繁調(diào)節(jié)的情況，首先調(diào)節(jié)據(jù)動率較高的那臺主變的檔位。應(yīng)對于主變和電容器出現(xiàn)的異常情況，系統(tǒng)能夠自動減少主變檔位調(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，系統(tǒng)自動閉鎖，而且必須人工手動來解除封鎖。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，系統(tǒng)自動閉鎖電容器的投切。為避免采集到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，系統(tǒng)采用同時判斷遙測數(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化技術(shù)，從一個側(cè)面反映了我國電力系統(tǒng)自動化科技的發(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

第2篇

關(guān)鍵詞：自動化專業(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)高等專科學(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、專科學(xué)生。學(xué)校設(shè)置有37個本科專業(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，專科教育、成人學(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。

我校的自動化（專科）專業(yè)成立于1999年，2003年升格為自動化（本科）專業(yè)，面向全國招生。目前，自動化（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個年級、20個班級，645名學(xué)生。

經(jīng)過幾年的發(fā)展，自動化專業(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，自動化專業(yè)被華北科技學(xué)院批準(zhǔn)成為首批校級重點(diǎn)與特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。2009年，自動化專業(yè)被教育部批準(zhǔn)成為國家級特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)（編號：TS1Z214）。

本文就自動化專業(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，并對具有我校特色的自動化專業(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 自動化專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃

1.1 自動化專業(yè)簡介

自動化專業(yè)主要研究的是自動控制的原理和方法，自動化單元技術(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)過程自動控制及各行業(yè)、各部門的自動化。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)后能夠從事自動控制、自動化、信號與數(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、自動檢測與儀表、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，能在運(yùn)動控制、工業(yè)過程控制、電力電子技術(shù)、檢測與自動化儀表、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、自動檢測與儀表、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，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 自動化專業(yè)的課程設(shè)置

自動化專業(yè)的課程設(shè)置應(yīng)該能夠體現(xiàn)自動化專業(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，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.自動化專業(yè)的主干課程

自動化專業(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、直流控制系統(tǒng)、交流控制系統(tǒng)、自動控制原理、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.自動化專業(yè)的課程設(shè)置

自動化專業(yè)的課程設(shè)置包括通識基礎(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。自動化專業(yè)課程體系的設(shè)置如圖1所示。

2 自動化專業(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，我們對自動化專業(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、開課時間、理論學(xué)時與實(shí)踐學(xué)時的分配、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，適當(dāng)調(diào)整實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容。例如《信號與系統(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、實(shí)驗(yàn)教學(xué)0學(xué)時，調(diào)整為理論教學(xué)28學(xué)時、實(shí)驗(yàn)教學(xué)4學(xué)時。

二是根據(jù)專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，適當(dāng)增加專業(yè)選修課程的學(xué)時，適當(dāng)調(diào)整專業(yè)選修課程的內(nèi)容。例如《自動化仿真技術(shù)》、《自動化組態(tài)技術(shù)》兩門專業(yè)選修課程，就是考慮到自動化專業(yè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，突出自動控制系統(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)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行研討、推理，適時讓學(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)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，教會學(xué)生怎樣掌握新知識、探索新知識、獲取新知識，并會運(yùn)用新知識解決新問題，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)系是對立統(tǒng)一的，教師處于矛盾的主要方面，在運(yùn)動變化中起著主導(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)可以對抽象的微觀結(jié)構(gòu)采用形象生動的動畫，生動地展示教學(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。對此，作者進(jìn)行了研究，請參考作者的相關(guān)論文《大學(xué)中采用多媒體技術(shù)對教學(xué)的影響》（華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，Vol.4，2007）。同時，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”研討會優(yōu)秀論文二等獎，并在大會上進(jìn)行了宣讀交流，論文的獲獎證書如圖2所示。

3 我校自動化專業(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)踐動手能力以不斷適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，我校自動化專業(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

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)度對待每一個實(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)等各個環(huán)節(jié)對學(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)新活動小組；學(xué)校提供科技創(chuàng)新所必需的活動場地、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，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)過自動化專業(yè)相關(guān)部門和教師的共同努力，自動化專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)情況良好，在招生、就業(yè)、考研、科技創(chuàng)新活動等各方面取得了一系列重要的成績。

自2003年開始招收自動化專業(yè)本科學(xué)生以來，自動化專業(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個班級。

自動化專業(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化這一行業(yè)特色，自動化專業(yè)畢業(yè)生積極響應(yīng)號召，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)。

自動化專業(yè)學(xué)生積極進(jìn)行科技創(chuàng)新活動，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2項(xiàng)；飛思卡爾杯智能車競賽全國一等獎1項(xiàng)，全國二等獎2項(xiàng)；全國挑戰(zhàn)杯大賽河北省二等獎1項(xiàng)。圖5為學(xué)生制作的科技創(chuàng)新作品（激光識別智能車），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。

自動化專業(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)建自動化專業(yè)的工程訓(xùn)練平臺，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)建自動化專業(yè)的科技創(chuàng)新機(jī)制，鼓勵和引導(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，取得科技創(chuàng)新成果。

同時，我校自動化專業(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)課程是提高自動化專業(yè)學(xué)生動手能力的重要手段和途徑，對培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)踐的能力和實(shí)際動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

第3篇

【關(guān)鍵詞】智能化技術(shù)，電氣工程，自動化，應(yīng)用探討

中圖分類號： F406 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

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:圖像識別、語言識別、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)

人工智能相對而言具有十分明顯的優(yōu)點(diǎn)，但是，需要針對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，對于總體的了解和加深對總體的認(rèn)識是十分有利的，同時也有助于促進(jìn)對一些控制策略的綜合開發(fā)和利用。相對而言，上面所講述的一些人工智能的函數(shù)類型近似器相對于傳統(tǒng)的函數(shù)估計(jì)器而言，具有其獨(dú)特的優(yōu)勢，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象的一些動態(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)控制器在對一些實(shí)際要控制對象的模型時候，會產(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)時候，一般都不需要這些控制對象的模型，只是依據(jù)這些控制對象的下降時間和響應(yīng)的時間差異，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。在電氣自動化工程中，使用集中化的監(jiān)控途徑具有比較大的優(yōu)勢，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較低，同時，相對而言，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時候，要相對簡單一些。利用這種方式時候，很大程度上實(shí)現(xiàn)了集中化，將系統(tǒng)各個分項(xiàng)的功能都放到一個處理器上進(jìn)行運(yùn)行處理，雖然相對而言要集中了很多，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)時候，伴隨著監(jiān)控對象的逐漸增加，我們發(fā)現(xiàn)，主機(jī)的冗余將會逐漸下降，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，很多情況下，隔離閘刀上面的輔助接點(diǎn)有時候難以到位，當(dāng)這種情況發(fā)生時候，電氣工程中的很多電氣設(shè)備都將會無法操作。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)用時相對比較廣泛的。

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

相對而言，遠(yuǎn)程的監(jiān)控方式在整個電氣自動化工程中具有比較大的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在，它可以節(jié)省大量電纜的增加數(shù)，同時，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，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，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而言較小的系統(tǒng)監(jiān)控，而一些面對全長的電氣自動化系統(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)有針對性，對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)在電氣工程自動化中的應(yīng)用探討

1.電氣工程中電網(wǎng)調(diào)度的自動化

將電氣自動化技術(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)時評估電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)所積累的數(shù)據(jù)來對電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，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)自動化，但是這樣的一個要求只有在省級以上的電網(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)電廠分散測控系統(tǒng)

電氣工程中發(fā)電廠分散測控系統(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，還可以再運(yùn)算完成以后在對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)來進(jìn)行實(shí)時的打印、顯示和信號的輸出，以此來直接驅(qū)動其執(zhí)行機(jī)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)電氣自動化在電氣工程中的生產(chǎn)運(yùn)行過程的聯(lián)鎖保護(hù)、控制和檢測等方面的功能。

3.電氣工程中變電站的自動化

電氣工程中的變電站應(yīng)用的是自動化技術(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，對電氣工程自動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。

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