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高等職業院校電氣自動化技術專業人才的培養
摘要:為了響應《中國制造2025》綱領的號召,及時了解并適應市場和區域經濟的發展,合理調整專業人才培養模式,對揚州地區電氣類相關企業進行了人才需求情況調研。通過調研,找準了高等職業院校電氣自動化技術專業人才的定位,總結了企業對于專業人才培養的意見建議,為后續人才培養方案的指定提供了可靠的依據和保障。
關鍵詞:中國制造2025高職教育 電氣自動化技術專業
電氣自動化技術專業結合了多個學科和技術,專業口徑較寬,適用范圍廣泛,就業方向靈活。為了明確企業對于電氣自動化專業的人才培養需求情況,找準定位,確定目標,真正體現就業導向、能力本位的辦學方針,因地制宜與時俱進地進行人才培養模式改革,需要有針對性的對江蘇揚州及周邊地區企業進行調研,了解企業對本專業人才培養的意見和建議。
1專業人才培養的社會背景
《中國制造2025》為我國制定了走向制造強國的行動綱領,而人才培養是實現建設制造強國的根本前提,《中國制造2025》中明確提出了“人才為本”的基本方針,要求要加快培育制造業發展急需的專業技術技能人才,這就給高等職業教育電氣自動化技術專業帶來了巨大的機遇和挑戰。與此同時,《中國制造2025》也提出要堅持市場的主導地位,因此本專業的人才培養模式的制定也應當堅持以企業、市場、社會乃至國家的需求為標桿。只有以《中國制造2025》為綱領,以崗位、企業和社會的需求為準繩,進一步推動改革,深化落實,全方位進行人才培養模式的調整,才能培養出企業需要、社會認可、國家滿意的具有電氣自動化技術專業背景的高素質技術技能型人才。
2專業人才培養的區域與行業背景
隨著揚州市經濟和社會的飛速發展,目前已建成了半導體照明、綠色新能源、智能電網、數控金屬板材加工設備、汽車及零部件共5個國家特色產業基地。總投資80億元產能為30萬輛的上海大眾汽車第三大生產基地落戶揚州儀征,濰柴集團亞星客車有限公司、揚州江淮汽車公司、大洋造船等大型國企民企也紛紛搶灘揚州沿江區域。與此同時,擴大至整個江浙地區,電氣機械和器材制造業,通用設備制造業,計算機、電子通信和交通設備制造業等均為該兩省的支柱產業。《中國制造2025》提出的電力裝備,高檔數控機床和機器人,新一代信息技術產業等共十大領域,其中大部分領域均涉及到了各種電氣類裝備制造。由此可知,揚州地區乃至整個江浙地區的支柱產業與《中國制造2025》提出的重點發展領域是高度統一的。因此,未來幾十年內,在揚州乃至整個江浙地區,企業、市場和社會對電氣類人才需求量將與日俱增且有增無減。
電氣自動化技術專業畢業生可就業于各類工礦企業,如制造、石油、化工、電力、紡織、制藥、食品、輕工等行業,從事電氣自動化系統及設備的操作監控、安裝調試、運行維護、技術升級改造、故障搶修等工作,或從事工廠供配電設備管理、維護、操作等工作,或在技術服務型公司,從事技術合作項目的安裝、調試和后期技術服務工作,也可在中央控制室、自動化產品營銷等部門工作。
由此可見,具有電氣自動化技術專業背景的高素質技術技能型人才具有廣闊的就業空間和良好的發展前景。
3企業對專業人才培養改革的意見建議
我們對江蘇揚農化工集團、江蘇牧羊集團、揚州新大通科技有限公司、江蘇縱橫蘇天網絡發展公司、南京擎天科技有限公司等揚州及周邊城市的30家企業進行走訪調研,調研結果表明,企業對具有電氣自動化技術專業背景的高素質技術技能型人才的需求巨大,但同時,企業還對本專業的人才培養提出了幾點意見和建議。
3.1人才培養模式有待調整人才培養目標定位必須與行業的實際保持緊密聯系,以及時滿足市場、企業和社會的需求。培養模式必須形成有機的、統一的整體,讓學生抱著濃厚的興趣,實現學中做、做中學,最大程度提高教學效果與教學質量,讓學生可以將所學到的基礎理論知識轉化為熟練的實踐動手技能。人才培養過程中,還應當大力開展各類校企合作項目,推進聯合辦學,進一步與企業維持一種持久深入且具有系統性的共贏合作,讓學生能夠靈活運用課堂上所學習到的知識和技能,主動發現,仔細分析,準確解決未來實際工作崗位中遇到的具體問題。只有這樣才可以真正做到實現知識技能的融會貫通,將內化的知識應用于實踐,造福企業乃至社會。
3.2專業課程設置有待改進電氣自動化技術隨著科學技術的進一步發展已經進入一個新的階段,新的概念和體系已經基本形成。自動控制技術、電子信息技術、通信技術、計算機技術與網絡技術等多門學科高度融合和交叉,企業對具備以上綜合知識技能的復合型的人才需求很大。課程設置要進一步拓寬,要有一定的計算機網絡技術、通信技術、設備制造與加工、機械與電力傳動及的基礎知識,并且盡可能多的介紹各類控制對象和控制方法。與此同時,還應當讓學生了解最前沿的電氣自動化新技術,以此達到培養學習興趣,激發創新意識的目的。
3.3非智力因素培養有待加強企業所需要的高素質技術技能型人才除了掌握必備的專業文化知識和技術技能外,還應當具備良好的職業道德修養和敬業精神,擁有服務社會的意識、協作共贏的團隊意識和經濟安全環保的可持續發展的意識,具備較強創新能力和自學能力,并能夠及時快速的適應新環境、接收新知識、掌握新技術,并具有良好的文字表達、溝通協作的能力。因此,在人才培養的過程中,除了傳授科學知識和鍛煉專業技能,還不能忽略非智力因素的教育。
4人才培養模式改革的策略和實踐措施
4.1以行業為標桿,改進人才培養模式人才培養機制應當以企業需求為準繩,以實用為根本,以就業為目標。該專業定期組織教師和專家深入相關企業,進行崗位需求與知識、能力等其他素質方面要求的相關調研,根據企業的具體崗位需求和相關基本素質要求,有針對性地改革人才培養模式,動態地調整人才培養方案,從而保證以此為依據培養出的學生符合行業要求和企業需求。
該專業創新性的提出并實踐了“1+1+1專業導師制”人才培養模式,該人才培養模式充分發揮專任教師的導學、導能和導業的作用,積極與企業進行溝通交流與合作,為每一位同學配備一個專業背景的班級導師和企業導師,企業導師定期進課堂、辦講座,既傳授了基本的科學理論知識,又鍛煉了企業實際需要的動手實踐的操作能力,從而為其畢業后的順利就業提供了強有力的保障和依據。借此人才培養模式,將專業教師的傳授和企業導師的指點充分融入到人才培養的全過程,能夠及時有效的根據企業的動態需求實時進行調整和改革,充分發揮行業需求在人才培養方面的引領作用。
4.2以實踐為宗旨,調整課程體系建設本專業以企業崗位素質要求為標準,以培養專業技能為主要目的,以實際工程項目為中心,以具體教學情境為載體,進一步完善和改進課程體系,加強專業知識與實踐技能的相互滲透和彼此融合。因此本專業在課程設置上,重點選擇具有較強實踐性和實用性的課程。
4.3以項目為導向,大力推進理實一體為了滿足國家對于高等職業教育工學結合的要求,有針對性的進行實踐教育教學改革,優化教學方法,加大再造力度,該專業教師基于多年的實踐教學經驗,結合來自相關合作企業的反饋和建議,與企業工程師合作,從高職學生的認知規律和特點出發,以企業實際生產過程案例為載體,以具體實踐項目為依托,針對主干課程編寫了相應的項目化教材。截至目前為止,該專業教師已主編與參編了《生產過程控制系統的設計與運行維護》、《先進組態控制技術及應用》、《傳感器檢測與應用》、《PLC應用技術圖解項目化教程》等共18部適用于高職高專教學的項目化教材。科學知識的學習與實踐操作能力的提高緊密融合貫穿于每個具有實際背景的典型案例之中,逐步突破重點難點,激發學生濃厚的學習興趣,通過實際動手操作鞏固對理論知識的認識理解并鍛煉其實踐操作的能力。有利于畢業生更快的適應具體崗位的實際工作,鍛煉培養了其利用學校所學習到的理論知識去發現、分析并解決實際工作中遇到的具體問題的能力。
4.4以素質為終極,加強非智力因素培養《中國制造2025》提出了以創新為驅動,要提高國家制造業的創新能力,這就為該專業培養學生的非智力因素指明了方向,即要大力培養學生的科技創新能力。本專業成立若干導師工作室,根據學生的興趣以及專業知識的掌握程度合理搭配并分組,因材施教,充分發揮學生自身的主觀能動性與創新積極性,讓學生在專任教師的引導和帶領下,基于理論知識基礎和熟練的實踐動手能力,自主設計研發,制作專業創新作品,參加創新創業大賽,申請創新發明專利。通過組建學生科技創新社團和創新創業中心,鼓勵學生基于所學習的理論知識和所掌握的專業技能,勇于創新,自主創業,借此加強學生對新技術新產品的敏感度和開發新市場的敏銳度,為其未來的發展開辟科技創新和自主創業的新領域。
5結論
在《中國制造2025》的社會背景下,根據企業與社會的要求,相應對人才培養方案進行改革和完善已成為勢不可擋的趨勢。總結企業對專業人才的培養建議后,應當采取相應的改革措施,應當以行業為標桿,改進人才培養模式,以實踐為宗旨,調整課程體系建設,以項目為導向,大力推進理實一體,以素質為終極,加強非智力因素培養。
電氣自動化技術專業只有始終堅持以《中國制造2025》為綱領,以滿足企業需求為目標,動態調整人才培養模式,大力推進人才培養改革,積極采取應對的實踐措施,才能培養出基本知識功底扎實,實踐動手技能高超,同時具有卓越的科技創新思維和突出的職業能力素質,廣受企業的好評并深受社會的認可的高素質技術技能型人才。
參考文獻
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水廠總體監控方案的確定應以水處理為依據,包括泵站控制系統、沉淀和過濾控制系統、恒壓供水控制系統、混凝投藥控制系統、加氯消毒控制系統、排污處理控制系統等工藝管理,水處理工藝流程為:取水口加藥反應沉淀過濾消毒加壓市區管網。根據工藝要求和控制指標,應運用MPI網絡將水處理的各個子系統連為一體,在控制中心通過組態軟件對其進行監控,總體控制方案為:混凝投藥控制器和加氯消毒控制器采用S7-300PLC,其余采用S7-200PLC,組態軟件為力控6.0,采用的網絡結構為單元級和現場級。以泵站控制系統為例,其控制方案為:采用S7-200PLC作為控制平臺,負責對泵站數據的采集,泵站和控制中心的通信通過外置式GSM調制解調器來實現,觸摸屏為就地控制接口,系統框圖如圖1。
2軟件設計
根據設計好的各子系統的硬件配置,設計PLC控制軟件、組態監控軟件和觸摸屏控制軟件,以泵站控制系統為例,其任務是按照控制中心的指令,向水廠提供水源,并對泵站的水泵運行情況、供電等信息進行實時采集,然后傳送給控制中心,實現泵站無人值守。根據泵站工藝,在SMS工作原理指導下,提供短信息服務,發送規則為開機/關機、系統出現故障、定時設置和控制中心命令。為達到泵站無人值守的設計要求,可通過標準的RS—2485串行通信網絡和自由口模式,自主選擇通信協議,以此構成PLC的分布式網絡。PLC軟件設計流程為:初始化接受信息并處理水泵控制壓力、流量采集并處理故障信息采集并處理信息發送;根據系統的工藝要求,開發界面應包括啟始界面、模式選擇界面(分為自動運行和手動操作)、報警界面及幫助界面等。
3水廠自動化監控系統的特點及功能
3WN6是一種經濟型低壓智能斷路器,通過模塊化的工程設計,可確保通訊、保護、測量等功能更為可靠穩定,且便于拆卸和維修,能夠在線對開關功能進行數字化編輯。正常生產時,操作人員通過S7-315系統上的觸摸屏模擬流程和觸摸按鈕,便可以準確掌握各系統的工藝流程及設備運行情況,并可以通過自動運行或手動操作兩種控制方式來控制各設備的開和停,便于設備的檢修及事故的處理。本系統聯網后,便可實現現場監控、遠程控制和后臺在線組態等功能,操作人員在后臺微機上便可以準確掌握各配電室低壓開關的分/合情況及水廠裝置的運行情況,系統可以動態顯示各電氣設備的電壓、電流的波動情況,實時性更強。此外,還可以隨機記錄越限事件、報警信息等,為生產管理和事故控制提供了很大的便利性。PLC的推廣應用是水廠自動化監控系統得以建立的關鍵,該編程控制器簡單易用、可靠性高,而且通訊聯網功能強,根據水廠的水處理工藝和工程設計要求,對各凈水環節的硬件系統和軟件系統進行設計,滿足了水廠自動化生產和管理的需求。
4結論
1.1電力電氣自動化的運用意義
不管是電力工程,還是自動化本身技術,將電氣自動化滲透在電力系統中都具有很強的現實意義,其主要表現在:推動電力系統自動化水平上。它本身屬于高科技的范疇,在電力應用中,以電力設施與技術更新為主,當然也能帶動電力工程信息化水平,特別是電力設施權限上;具體如:電氣設施模糊化,同時運用范圍日漸加寬也極大的推動了電氣自動化技術水平的提高。將自動化技術應用到電力工程中,具有明顯的優勢。同時,電氣自動化和計算機有著密切的聯系,在相關設施維護時,只要經過計算機就能達到要求;然后再由工作人員結合數據信息,利用計算機運行以達到對相關設備運行的維護,同時這也是控制工作人員工作強度的有效方式。將電氣自動化技術運用在電力工程中,能夠有效提高管理效率。為了滿足電氣自動化應用要求,電力設施與技術管理都需要不斷調整。就目前的電氣自動化相關設備來看:由總線連接構成,其連接過程簡單,在總線控制的過程中,同時也是對整個過程進行有效管理的方法。
1.2電氣自動化技術的設計原則
目前,大多數電力系統已經帶有自動保護裝置,故在設備選型時,通常會優先選擇自動化綜合系統,其選型接線方式比較簡單,結合繼電保護就能實現自動化設備的有效應用。從總體來看,電氣自動化技術必須遵循的原則,主要包括以下方面:電氣自動化控制設施的連線形式必須結合原有的系統設計,即使使用的是監測系統也必須添加設備數量與種類,并且在圖紙設計中詳細說明,以保障設備連接的精確性。在計算機遠程開關中,必須使用遠程閉閘、開閘智能開關,以確保遠程操作中的自動化控制順利實現。利用計算機實現開關監控,在接點打開的情況下,將其納入監控體系。如果是低壓開關,必須設置輔助接點。在設置與安裝繼電保護設施時,必須整合綜合電氣與變壓保護技術。
2電力電氣自動化在電力工程的應用
2.1變電站自動化
變電站自動化,是利用站內電氣設施監控,在計算機替代傳統監控設施的環境,確保二次設施的數字化與集成化;變電站利用光纖替代傳統的電纜傳輸,以提高信息傳輸效率在自動化技術的運用,同時它還可以在計算機截面上進行操作,以統一記錄運行狀態。另外,變電站自動化也能滿足各種電氣設施的運行要求,它在電網自動化中發揮了很好的作用。
2.2PLC系統
PLC作為計算機技術與繼電接觸整合的產物,通過電力系統,它實現了工作指令的信息記錄與自動編程,在有效控制電力系統信息運算和記錄的同時,減小電力系統耗能,讓整個系統更加靈活、輕便。PLC在電力系統數據分析、轉換、整合、采集、傳遞、轉換等方面都具有得天獨厚的優勢,在吸納到電力系統進行有效控制的同時,對不份額柔性操作進行智能控制。利用電力系統中的獨立模塊,以及總線信息中的通信連接,不僅能保障電力系統正常控制,對促進電力系統相關工作協調化也有重大作用。
2.3電網調度
電網調度組成,主要包含電網調度中心控制中的工作站、計算機網絡、打印設施、顯示器等。在電網調度自動化中,利用電力系統的廣域網與專用網進行連接,由電網調度范圍、中心控制內的終端和發電廠構成。在電力生產中,它不僅能滿足數據采集、調度自動化,還能對電網監控進行有效分析。另外,它在估算電力狀態、預測電力負荷時也有很大作用,電網自動化不僅有助于調動經濟調度與發電控制功能,對滿足電力市場運營要求也有很大作用。
2.4發電廠測控
在單元控制過程中,控制單元一般由智能模件與主控模件構成。其PCU能直接面對生產中的熱電偶、變送器、電氣量、脈沖量、開關量等各種信號接收。在處理運算中,通過實時顯示運算設施與參數,在打印好輸出信號與執行機構后,以完成過程生產的控制、監測與聯鎖保護。其中,工程師與運行員為其準備好人機接口,工程師主要負責組態修改與設置,以確保系統維護與診斷;運行員接收PCU的信息,為其提供良好的控制與監視手段。
2.5計算機
計算機作為整個電氣自動化最主要的技術之一,它的應用對象主要有電力系統的變電、配電和供電環節。而智能電網則是電力系統應用最廣的技術,調動電網的技術是電力系統應用計算機技術最典型的代表之一,同時也是現行電力系統自動化最主要的部分,它不僅能實現國家電網相關信息的收集工作,同時還能對各個區域、省市、縣級電網進行自動調控與調動。
3結語
人工智能技術是人類科學技術不斷發展進步的必然結果,也是工業發展過程中,促進工業自動化科學化發展的重要推動力量。在人工智能技術的發展中,科技的發展和工業技術的進步會促進人工智能技術的發展;反之,人工智能技術的進步,可以完成那些人類自身無法辦到、技術條件效果不好的生產技術操作。當前的人工智能主要是計算機技術的發展結果,隨著計算機技術的飛速發展,通過對計算機信息特點和操作性能的了解和設計,使計算機操作系統具有更多更先進的人工化反應,并在實際的信息技術處理過程中,通過其系統內部的人工化、智能化識別和處理系統,對電氣自動化控制和其他工業技術領域在運行中的問題進行自主解決。如今,人工智能技術已經取得了較大的進步,其研究發展項目也越來越多,越來越先進,實用性越來越強。人工智能技術已經廣泛運用與工業自動化、過程控制和電子信息處理等先進的技術領域。人工智能技術通過模糊理論算法、遺傳算法和模糊神經算法等方式,可以在電氣自動化控制中,采取更靈活多變的控制方式,對電氣自動化設備運行中的不穩定因素和動態變化進行自主的調整,從而保障其運行的準確和高效,減少出錯率。人工智能技術的運用,可以大大減少在電氣自動化控制等領域的人力成本,并且能夠解決一些工作人員無法有效監控和解決的問題,做到及時有效。
2人工智能技術在電氣自動化控制中的應用
2.1人工智能控制實現了數據的采集及處理功能
在電氣設備的運行過程中,數據的采集和處理是了解電氣設備自動化控制情況,發現運行過程中的問題和提出解決辦法的重要依據。在傳統的自動化控制中,由于技術水平和實際運行中的動態變化,數據的采集和傳輸無法做到準確和穩定,保存數據容易出現丟失的情況。人工智能技術的使用,可以保障電氣自動化運行過程中對動態信息的及時收集和穩定傳輸,對相關數據的保存工作也更安全,這就提高了電氣自動化的控制水平,充分保障了電氣運行中的安全性和穩定性。
2.2人工智能控制實現了系統運行監視機報警功能
電氣自動化控制是用電氣的可編程控制器,控制繼電器,帶動執行機構,完成預期設計動作的過程。在此過程中,系統內部各部分之間的運行都要嚴格按照設計模型和函數計算的基礎上進行,如果系統中的一點出現問題,就會造成整個自動控制系統的故障。在以往的自動化控制系統運行中,對系統內部各部分之間的運行數據和運行狀態進行實時監測,對運行中的特殊情況進行及時的報警處理,幫助自動化系統及時處理可能出現的故障,提醒電氣管理人員加強對電氣系統的管理。
2.3人工智能控制實現了操作控制功能
電氣自動化控制的主要特征之一就是通過計算機的一鍵操作,就可以實現對電氣系統的整體控制,保障電氣自動化運行符合現實的需要。傳統的自動化系統的操作,需要靠人工對系統各個環節進行人工操作,從而促進自動化系統內部的協調和配合,這種方式既降低了自動化運行的效率,也增加了自動化系統的故障發生頻率。人工智能技術對電氣自動化系統的控制,是通過各種先進的算法,按照電氣自動化的需求,對自動化系統進行自動化和智能化設計,從而實現對電氣自動化控制系統的同時操作,大大提高了自動化控制的效率,減少了單獨指令操作中容易出現的不協調情況的發生。
3人工智能技術在電氣自動化控制中的控制方式
3.1模糊控制
模糊控制以模糊推理和模糊語言變量等為理論基礎,并以專家經驗作為模糊控制的規則。模糊控制就是在被控制的對象的模糊模型的基礎之上,運用模糊控制器,實現對電氣控制系統的控制。在實際控制設計過程中,通過對計算機控制系統的使用,使電氣自動化系統形成具有反饋通道的閉環結構的數字控制系統,從而達到對電氣自動化系統的科學控制。
3.2專家控制
專家控制是指在進行電氣自動化控制過程中,利用相關的系統控制理論和控制技術的結合,通過對以往控制經驗的模擬和學習,實現電氣自動化控制中智能控制技術的實施。這種控制方式具有很強的靈活性,在實際運行中,面對控制要求和系統運行情況,專家控制可以自覺選取控制率,并通過自我調整,強化對工作環境的適應。
3.3網絡神經控制
網絡神經控制的原理就是基于對人腦神經元的活動模擬,以逼近原理為依據的網絡建模。神經控制是有學習能力的,屬于學習控制,對電氣自動化控制中出現的新問題可以及時提出有效的解決辦法,并通過對相關技術問題的分析解決,提高自身的人工智能水平。
4結語
安全、穩定、可靠的電力系統是每個企業的追求。將電氣工程自動化技術應用在電力系統之中,就是為了維持電力系統的穩定,進一步對其進行完善和管理。本人2009年參建的蘇州港太倉港三期工程、2012年參建的太倉港公用危險品工程的電氣工程部分的采用了自動化技術,更好的實現了電源系統的監控和管理。現結合蘇州港太倉港三期工程的電源監控系統,
1.1設備選型:
為了實現電氣工程自動化管理,在電氣設備訂貨期間就得統一考慮其設備型號及功能需滿足電源監控系統的技術及參數要求。
1.2系統集成
基于設備訂貨期間考慮的設備型號及參數滿足電源監控系統的通信及其控制技術要求,故可以實現1#、2#、3#和中心變的電源監控系統集成,采用華立特公司的FARAD200SEAV5.0系統。
1.3數據分析
通過FARAD電源監控系統可提供實時的數據分析和查看各種實時數據,實時數據主要包括:模擬量、數字量、電度量、設備驅動、事件記錄和電力設備表。通過數據分析可以對設備的運行狀態、電度量的實時值、峰峰電度量、事故發生的時間及故障點、電力臺帳總表、上次檢修時間、計劃檢修時間等進行查閱。
1.4報警管理
報警的類型分為5類,一般事件,一般報警,預告報警,事故報警或自定義報警。報警的狀態分為3種,報警消失,報警未消失,報警。報警狀態還包括確認信息。報警會根據不同的狀態顯示不同的顏色。通過對蘇州港太倉港三期電源監控系統簡要的分析,其系統主要應用了以下幾種自動化技術:
1.4.1智能控制的應用
及時對電源監控系統管理中出現的各項問題進行反饋和報警,保證企業電氣管理部門能夠及時地發現系統中的電力故障和故障點,并進行相應的維護、改進和完善。
1.4.2仿真技術的應用
蘇州港太倉港三期電源監控系統的核心是FARAD200SEAV5.0系統,采用了仿真技術,主要實現了以下幾種功能:各變電所的10KV系統和低壓系統通過在FARAD軟件的界面切換,提供準確的各電氣設備的運行狀態。電氣故障的報警和初步的診斷。對整個電源監控系統運行可以進行動態的監控。對電源監控系統進行了優化設計和調試。
1.4.3集成技術的應用
在以往的電力系統運行過程中,電力分配、電力安全、電力維護等環節是分開進行管理的,而當實現了電氣工程自動化在電力系統運行中的應用之后,就要將不同的環節進行統一化的集成管理。通過運用集成技術,本監控系統首先實現了中心變和1#、2#、3#變電所的集中管理,減少了變電所的值班人員;其次實現了系統的拓展,太倉港公用危險品工程和蘇州港太倉港三期工程為一家營運公司,太倉港公用危險品工程電力系統建成后并入了蘇州港太倉港三期電源監控系統,統一進行管理;再次實現了電力安全和電力維護的集成管理,發生的電力事故和電力維護記錄可查。
2關于電氣工程自動化技術在電力系統中的應用幾點想法
基于對蘇州港太倉港三期電源監控系統的分析,本人淺淡一下工程自動化在電力系統中的應用幾點想法:
2.1推廣、使用統一的國際標準
遵循統一的國際標準,這將會使設備的選型范圍更廣。但目前各個生產電氣自動化設備的廠商生產的設備有所不同,遵循的標準也存在差異性,會導致各個廠商生產的電氣自動化設備之間的兼容性不高,不利于進行系統集成。
2.2適應電氣工程自動化控制技術要求的新產品研究和開發
基本電力安全因素和電氣設備的技術原因,本電源監控系統未能實現完全的自動化控制。如:保護裝置的整定值(速斷、過流和單相接地等)的設定和修改,必需在保護裝置上進行操作設定,不能在系統軟件中直接進行修改。
2.3適當運用以太網技術
電力系統有著越來越復雜的趨勢,其運行過程中,需要進行采集和處理的數據量也越來越大。為了保證電網信息的實時性和有效性,就需要對數據傳輸的處理途徑進行優化,選擇一種更快的手段。運用以太網技術能夠保證大量的數據保持既快又穩定的傳輸,因此以太網技術充分滿足了電氣工程自動化技術發展過程中對數據處理優良途徑的需要。
3總結
電氣自動化技術的發展主要依賴于計算機技術的不斷成熟,科學技術的發展促進了計算機行業的發展并且逐步趨向成熟,計算機技術使得電腦模擬人類進行簡單的分析和思考成為可能性,計算機模擬技術的發展推動了電氣工程自動化的產生。在自動化技術出現以前,人們通常采用的是簡單的人工生產技術,效率低下出錯率高是其主要存在的問題,電氣自動化技術的產生和發展是科學技術進步的必然趨勢。自動化技術的出現,使得電氣行業乃至整個生產行業的效率大大提高,但是出錯率卻大大減少,其顯而易見的優勢逐漸得到了人們的認可和青睞。人工智能化是在自動化的基礎上逐漸出現和發展起來的,與普通意義上的自動化相比,智能化有以下三個優勢:感知能力、行為能力和思維能力。電氣工程自動化中引進智能化技術,能夠更好的實現其信息處理功能以及實現對問題的獨立管理和決策,對推動其發展具有重要的意義。
2智能化技術優勢
在智能化的發展過程中,其相對于自動化的優勢逐漸凸顯出來。智能化技術應用到電氣自動化中,能夠更好的推動自動化技術向著更高效、更快速、更精確的方向發展。首先,智能技術的應用,使得電氣自動化技術能夠實現在運行過程中的動靜結合控制,使得生產能夠更加具有高效性,不斷提高電氣自動化技術的發展。其次,智能化技術的運用還能夠迎合每位用戶的需求,針對不同用戶的不同需求進行設置,使得電氣自動化本身能夠更好的滿足更多數人的需要。實現這種需求主要是依靠智能化的柔性系統控制作用,在生產過程中能夠控制生產參數,實現模塊化的時機理念。此外,在更為復雜的技術運用時,智能化技術能夠使得實際應用中多程序和復雜化加工的實現成為可能。
3智能化技術的應用
3.1電氣產品優化設計
為保證電氣產品的市場競爭力,產品需要不斷的更新和發展,才能不斷滿足人們日益增長的需求。對于電氣產品的優化更新是一項繁瑣復雜的過程,其設計需要投入大量的人力和物力,耗費的財力也是相當巨大的,對于優化的內容主要包含以下幾個方面:第一,在理論知識方面需要優化更新。理論知識是指導產品優化設計的基礎,是一切工作的前提。第二,產品的優化還需要足夠的經驗知識。豐富的經驗知識是進行產品優化設計的保障。在傳統的電氣產品的設計過程中,要想進行產品的優化,必須進行大量的實驗,并且還需要憑借經驗進行綜合驗證,如果沒有足夠的財力物力支持,或者相應的經驗沒有達到相關的要求,就很難實現電氣產品的優化設計。即使各方面都能達到相應的要求,所設計出的方案也并不能完全達到要求。但是隨著智能化技術在電氣自動化領域中的應用,對于電氣產品的優化設計也有了全新的技術支持,不是憑借從前的經驗進行,人工智能化使得計算機自動化技術就能完成相應的設計。計算機智能化的投入,使得電氣產品的優化設計逐漸簡單化,不僅大大降低了成本的投入,大大縮短了研發的時間,而且還使產品更能適應市場發展的需求,為電氣自動化技術的發展提供了保障。
3.2人工智能控制技術
在電氣自動化技術的不斷發展過程中,人工智能控制技術的應用和發展已成為其優化的必經之路,人工智能技術也將逐步成為未來發展過程中的新興力量。對于人工智能的控制,目前階段較為常用和有效的三種控制方式主要指的是模糊控制、神經網絡控制和專家系統控制。人工智能控制的運用,能夠使得生產經營過程中出現的問題得到及時的解決,其在線經營模式加快了問題的處理速度,能夠提高生產效率。在生產經營過程中,人工智能控制技術能夠對每個設備的運行情況進行實時監控,并將收集到的信息進行及時的采集處理,在第一時間發現故障并采取相應的措施進行解決。
3.3故障的診斷電氣設備
由于其特殊的性質,同普通設備相比更具有復雜性和非線性的特點,因此其診斷和維修更為復雜。采用傳統的方式進行故障的診斷,不僅診斷效率較為低下,還造成人力物力的浪費,因此,采用智能技術進行電氣故障的診斷顯得十分有必要。人工智能技術在電氣診斷方面的應用,不僅能夠使得診斷的效率大大提高,還會使得診斷的差錯率降低,推動力電氣自動化技術的發展。在對電動機進行診斷的過程中,智能技術的應用,能夠使得神經網絡和模糊邏輯進行結合,診斷更具有高效性和準確性。
4智能化應用的發展趨勢
4.1主站體系的規模
不斷擴大對于主站而言,在其發展過程中,所能夠接收到的信息范圍不斷擴大,覆蓋面積更加廣泛,因此,在發展過程中逐漸向著規模不斷擴大的方向發展。主站在其開放性、安全性以及穩定性等方面,對于軟件都有突出的要求。因此,在主站智能化的建設過程中,不僅要保證其規模的擴大,在規模擴大的過程中還要保證其安全性和穩定性。
4.2應用的復雜程度不斷的提高
主站規模的不斷擴大,使得對電力調度的實用性的要求也將逐步增加。電力自動化智能技術的不斷提升,還要體現在企業的管理和運營上。應用的復雜程度不斷提高,就要求在數據的源頭也要相應跟上應用程序的要求,源頭努力做好多樣化和復雜化的處理,還要在應用的程序中體現出獨具特色的運行和管理模式。
4.3增強電力調度
自動化主站體系的交互電力自動化主站體系的交互已經從開始的單一化的模式逐步向著多元化的模式發展起來,信息的流向也不再是從前的單一流向,也逐漸向著多向流動的趨勢發展。主體系統的發展不斷帶動著各個子系統壯大,子系統的不斷發展推動力各系統間耦合性提升,信息交互也由原來的單一模式逐步向多元化的方向發展,不斷實現信息的交互和共享。
5結束語
CAD技術指的是利用計算機技術將電氣工程的結構設計構思通過三維立體形式呈現出來,因此,其既可以作為電氣工程施工的依據,同時也在相關的裝修和維護過程中發揮著重要作用。在日常生活中,不管是小家電,還是工程項目圖,都需要首先進行設計,并讓設計構思更好、更清晰地呈現出來。此外,考慮到電氣設備的重要性,要想為后期的施工以及維修工作提供便利,設計時就需要使用規范的文字符號、標準圖形,讓呈現出來的電氣工程設計圖可以將實際供配電關系、電氣運行原理、接線情況、功能和安裝等都清楚地反映出來。利用CAD技術不僅可以達到以上要求,同時還可以規范設計圖,通過三維立體技術來呈現電氣工程設計圖,讓其內部結構得到更加清晰的呈現。
2CAD技術的應用及體現
CAD技術在電氣工程及其自動化中的應用具體體現在電氣設備的結構和設備之間連接情況的反映。CAD技術一般使用dwt模版進行繪圖,通過對標注、字體、線形和圖層的不同設置來體現不同結構之間的不同之處,同時,該技術也是確保繪圖清晰、準確和高效的基礎。比如,對于某種電氣設備的繪圖,CAD技術是通過調整比例的方式將其縮小、繪制出來,標注主要是對其中某些重要、可能會被忽視或者容易誤解的地方進行補充說明,以提供繪圖的精確性;字體的不同主要是反映設備的不同部位,比如最外面的一層通常較厚,為設備的外殼,對設備起到保護作用,因此字體一般較粗;線形的不同一般是對結構的解讀,比如在繪制角度方向時,部分內部結構的線條無法看見,為了與結構設計相符并更好地呈現結構特點,可以通過虛線予以表示,這樣既不會與實線所表示的結構混淆,又可以將內外部結構更好地表示出來;圖層是整個AutoCAD軟件中最為關鍵且最重要的設置,其具有很多屬性,比如圖名、顏色、線寬、線形等,不同的圖層需要對相應合格使用的參數進行特定設置,不用的圖層,顏色不可一樣,否則可能會對正在操作圖元的判斷造成影響。
3CAD技術應用帶來的積極影響
AutoCAD最早是在20世紀80年代由美國Autodesk公司研發出來的一組繪圖程序軟件包,后來受到廣泛歡迎,因此其技術也獲得深入研究,最終不斷完善,成為國際上較常使用的繪圖工具。AutoCAD具有良好的用戶界面,主要通過命令方式和交互菜單來執行各種操作。由于AutoCAD擁有多文檔設計環境,因此,即便是非計算機專業人員,也可以很容易學會相關操作并使用,同時在實踐過程中更熟練地掌握其各種應用、操作方法和快捷操作方式,進而不斷提高工作效率。CAD技術在電氣工程及其自動化中的應用為電氣工程的相關工作帶來了很多便利,具體包括以下積極影響:①CAD技術適應性較強,運行環境較多,對各種圖形顯示設備也有著較高的支持率,可以同時實現電氣設備的設計、繪制、修改和成圖,進一步為電氣工程的自動化發展創造了條件。②CAD技術具有完善的繪制功能,可以更加詳細地呈現出電氣設備的結構以及連接中的小細節,實現對電氣工程的全面覆蓋,為電氣工程的精細化提供了有力依據,相關安裝以及維護工作的質量依據效率均可以因此獲得提高。③CAD技術可以實現多種圖形格式之間的轉換,數據交換能力較強。在設備條件有限的情況下,CAD技術可以通過轉換格式的方式來支持相關工作的順利進行,克服了環境條件中的不利因素,適應能力較強。④功能全面。AutoCAD具有捕捉追蹤、極軸追蹤、對象捕捉和正交等繪圖輔助功能,為電氣設備圖形的繪制提供了便利。比如,正交功能可以讓繪制用戶更好地繪制水平、豎直直線;對象捕捉則可以幫助用戶精確拾取圖紙結構上的特殊點,以免出現偏差。⑤具有通用性和易用性。從AutoCAD2000開始,該軟件包又增加了更加強大的功能,比如局部加載和打開、標注功能的增強、新的對象捕捉功能、Internet驅動、多文檔設計環境和AutoCAD設計中心等,使設計功能更加完善。而以上這些功能都具有通用性和易用性,可以普及到電氣工程的設備圖紙中去,讓不同電氣設備可以使用統一的規范表示,實現了統一標準。
4結束語
在現實當中,電氣工程及其自動化的設計應該從軟件和硬件兩方面來考慮,在一般情況下,硬件的設計要放在軟件設計的前面,根據實際電氣工程的需要,對電子元器件進行針對性選擇,第一步,應該設置一個中央服務器,將先進的計算機系統作為整個電氣工程自動化的核心;第二步,對的輔助設備進行選擇,比如控制器以及傳感器;第三步,對所有設備進行連接,組成一個完整的具有發出指令、傳達指令、接收指令以及完成指令工作程序的電氣工程自動化設備。
然而在實際的電氣工程及其自動化設計時,不僅要遵循以上說的理論,還要根據實際的情況,包括環境、空間等因素,對電氣工程及其自動化的設計進行合理化更改。由于生產線是現實已經存在的,電氣自動化設計必須依靠原本的生產模型進行設計,因此,對硬件的安裝也有著相當高的要求,設備的體積不能過大,也不能過小,過大會導致空間的擁擠,過小又會影響操作,所以設計人員一定要到安裝地點進行實際的考察,然后,根據實際的數據,對設備的型號進行最終的確定。在硬件設計順利完成之后,還要設計相應的軟件系統,現進市面上,有著很多不同類型的自動化控制系統軟件。但是為了將自動化水平提升到最大化,企業都會選取優質的軟件公司,這些軟件公司將會根據企業生產情況以及硬件安裝情況對自動化軟件進行設計。
2電氣工程及其自動化的應用
2.1電氣工程及其自動化技術在變電站的應用電力設備運行的平穩、安全以及可靠是電氣工程及其自動化技術的基本保障,所以對電力設備進行在線監控、系統保護以及調動控制等措施是必不可少的,但是由于社會經濟的不斷發展,科學技術的不斷進步,變電站的電力設備也逐漸增多,并且電力設備之間的聯通方式也越來越復雜,為了確保電網的安全運行,電業部門,投入了大量的人力物力和資金,將電氣工程自動化技術引入到了變電站的設備控制之中,應用全微機化設備代替了原有的常規電磁式設備,應用計算機光纜或者電纜作為了電力信號電纜,使得變電站控制中心對變電站設備的控制變得快速而又安全。所以電氣工程及其自動化也成為了變電站建設過程中的重要組成部分,進而保證了變電站的自動化調控模式的高效率,所以對變電站實施自動化改造是必不可少的。
(一)課程保障機制不健全
學科教學質量并得不到保障。專業建設單位管理權限具有局限性,不能對本專業所有課程進行控制。基礎課程的教師根本沒有什么選擇權。教學理論與實踐嚴重脫節,造成學生擁有專門的技術知識,卻用不到實處。此外,學科的教學內容一般比較陳舊落后,跟不上現代科學技術的發展。電氣工程在發展過程會產生新的特性,如若再沿襲老一套理論來指導技術操作,顯然不科學,也將達不到技術的要求。再者,專業學生的實踐能力只能停留在依葫蘆畫瓢的層面上,學生缺乏對技術操作的敏感度,也即是在進行技術操作時,要參照書本,一板一眼,操作速度慢,效率低。如果沒有書本作為參照物將無法自主進行實際操作。最后,學生缺乏獨立分析問題和解決問題的能力,綜合能力和設計能力不強。
(二)創新實踐能力不足
近年來,大學生就業難的現象越來越突出,各中原因除了當今社會競爭越來越激烈之外,還有一個重要原因就是我國大學生普遍缺乏創新精神以及實踐能力。這些缺失是因為高校人才培養模式存在著諸多弊端,學校過于注重對學生知識層面的灌輸,而忽略了對學生實際能力的培養,直接導致大學生的工作水平跟企業單位需求不相適應。特別是電氣工程專業的學生,本身的專業要求調研和實踐,如果學生不能將學科知識靈活轉變為實踐理論,學科教學將失去其存在的意義。因此,大學生的實踐能力和創新精神培養是各高校教學工作的重中之重,也是人才培養模式的中心和出發點。教育的目的不應該只是傳授課本知識,還應該把學生的創造力誘導出來。電氣工程要獲得強大的生命力,必須革新傳統的人才培養模式,大力培養學生的實踐能力和創新精神。
二、電氣工程自動化人才培養對策
(一)轉變教學理念
教師要打破傳統的教學模式,建立創新型人才培養模式。首先,教師要在教育觀念上轉變,從教師的“教”為主轉變為學生的“學”為主,促進學生學、思、知、行的結合。同時,教師不要過于重視對書本知識的全盤灌輸,而應該正確引導學生進行獨立思考,分析問題并找到解決問題的方法,并鼓勵學生學以致用,將所學的理論運用到實際生活中去,切實提高學生的實踐創新能力和科學研究精神。此外,教學改革應該跟教學建設同步,將先進的教學理念融合到教學實踐中去,使軟件建設和硬件建設達到最大程度的協調和同步。教學目標突破傳統局限,實現創新和與時俱進,以使實驗教學水平達到一個新的高度。再者,還有改革教學內容,優化教學內容,要摒棄傳統老舊觀念,以培養學生的創新意識。為了適應電氣工程和社會需求的發展趨勢,應該將學科交融和知識互補作為目標,組建創新型教學團隊。
(二)調整課程結構
制定一個創新、全面、綜合的課程結構體系,充分考慮學時、綜合學分和考核方式等方面的因素,使學生真正能在教學過程中獲得技術經驗和實踐經驗。目前,教育事業的發展對學生的綜合素質要求越來越高,學生不能再擔當高分低能的學習機器,而要將知識或理論運用到現實生活中去,真正做到學以致用,使知識理論發揮實際功用。為了培養學生的綜合實踐能力,課程改革應該適當增加公共基礎課程,注重實驗課,適當降低專業理論類課程。此外,學校要將教學密度和精度相結合,根據當前的教育改革需要,對電氣工程課程進行精煉并適當刪減,增加技術理論跟實踐性課程的互動性。
(三)培養學生創新能力
創新能力是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發達的不竭動力。學校是知識傳播、思維創新的重要陣地,也是培養創新型人才的重要基地。因此,學校對學生創新能力的培養起著不可替代的作用。教師教學要讓學生從被動轉變為主動,鼓勵學生通過獨立思考、探討、實踐等形式,讓學生在自主學習和動腦、動手的情況下獲取知識和掌握操作技術,同時,也培養了學生獨立分析和解決問題的能力。此外,教師不僅要深入研究教材,根據教學內容來挖掘創新的關鍵點,讓學生真正能從課堂上得到創新訓練,還要精心設計課堂,充分利用知識理論創設情景,讓學生從不同角度去思考問題、解決問題,培養學生的發散思維能力、培養個體創造力。
三、結束語