電氣技術論文范文

時間:2023-04-10 12:53:17

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電氣技術論文

篇1

實踐教學的條件

1高水平的師資隊伍是實踐教學的前提。教師是教學活動的主導,一支專業結構合理、高素質的師資隊伍是指導學生進行實踐教學的前提。首先,專業教師不僅要有高水平的專業理論知識,更要能精通各種實訓設備,熟練地指導學生完成實訓,解決學生實訓中出現的各種問題;教師制定了一系列管理措施,如我院電工實訓中心規定對做實訓的學生實行登記制度,進入實訓室后填寫記錄表,實訓完成后,寫實訓報告。

2專業實訓室突出辦學特色。我院是一所全日制公辦高職院校,是目前全省唯一的農字號高職院校,在課程設置上有別于其他院校的電氣自動化專業,因此在實驗室建設方面應圍繞辦學特色,比如我們在保留傳統實驗設備基礎上,與浙江天煌科技實業有限公司合作的電氣控制實驗臺,引進了教學實驗系統,這些實訓設備集中了現代行業控制技術,在實訓過程中,這些使學生開闊了視野,了解最新技術,這些設備都為學生進一步創新打下基礎。

改革實施

1改革實踐教學內容。實踐教學內容的選取跟理論教學內容不同,要有針對性、適用性。經廣泛的市場調研和校內外教學專家的多次研討,認為《電氣安裝與調試》課程應能滿足專業群“企事業單位從事電氣設備生產、安裝調試、維修管理、改造設計”等職業崗位相關知識、能力、素質的要求。以典型任務為載體,設計教學情境,按照行動領域由淺入深。同時,在整個實踐教學內容中設計了多個模塊進行基礎訓練。

2改革教學手段和方法。根據實踐性教學的特點,采用基于工作過程的教學模式,以任務為載體,構建學習情境,按照咨詢——計劃——實施——檢查——評估五步法來進行。在“項目教學法”中,教師可以將一個項目A分成若干個任務A1、A2、A3,每個任務可以作為一個實踐教學小單元組織教學,每個實踐教學小單元都按照五步教學法來進行。第一,咨詢階段:教師布置任務,幫助學生理解任務要求;第二,計劃階段:學生一般以小組形式工作,根據實訓要求,尋找與任務相關的材料,制定任務計劃;第三,實施階段:學生根據任務計劃完成設計和模擬,作好有關文字記錄;第四,檢查階段:學生展示任務成果;第五,評價階段:自我評價,其他同學提出問題,最后老師評價。在整個過程中學生以動手為主,教師的作用就是回答學生遇到的各種問題,是一個被咨詢者、輔助者,學生學習積極性非常高。實訓教師除了做好實訓前的準備工作之外,對已確認的新方案必須先做一遍后,再輔導學生實訓。要求學生在實訓前自行設計方案,實訓時,每組派代表將本組方案作介紹,其它同學對方案作評價,找出不足,最后由老師點評,最后確定并實施。通過這個形式,同學之間、師生之間有了良好的互動,有時討論、爭論的很激烈,這大大提高了同學們的主動性。比如在“電機控制實訓中提出一些綜合性設計要求:(1)用低壓電器控制實現;(2)用PLC控制實現。在實訓中逐步增加難度引導學生綜合設計能力的培養,在目標的制定上更注意提出一些具體的系統工程指標,使實訓更貼近實際工程,讓學生在實訓室真正開始進行工程實踐的鍛煉,而不僅僅簡單停留在系統功能的實現上,因此對實驗內容的設計就顯得極為重要。由于這部分實驗需要學生進行設計和反復調試。這部分實驗是整個實訓體系改革的重點,實踐證明學生在實驗中不僅提高了綜合能力,更重要的是激發了他們的主動性和創造性,并且也為教師的科研提供了有益的探索。具體課堂教學流程設計如圖:基于工作過程的教學模式,合理選用工作任務為素材:(1)課前布置連續控制電路安裝任務;(2)課堂對學生分組;(3)小組協作查詢資料,選擇元件、導線、工具和儀表、接線端子、實訓板、設計電路圖(原理圖、平面布置圖、接續圖);(4)固定元件和接線——排除故障可完善;(5)小組自查和教師檢查——無;(6)師生反思總結——反饋,找出要完善的地方;(7)通電試車;(8)布置課后作業和新任務。

3考試改革。過程性考試。以往分階段,分項目考核替代一次性期末考試。專業實訓課單獨計學分,成績單獨考核,這樣可以引起學生對實訓課的重視,改變重理論輕實踐的傾向。與理論考試相比,實訓教學考核與評價有其特殊性。對實訓成績的考核,單純的操作考試或單純的筆試(或口試)都有其片面性。實訓教學的考核采取“實驗報告+操作+口試”的方式,學生普遍反映有了很大的學習壓力和動力,曠實訓課、看別人實訓結果、湊數據、抄實驗報告的現象再也沒有發生了。

篇2

1.1變電站電氣自動化技術應用的現狀。電氣自動化技術是通過計算機、信號處理以及電子通信等技術,對變電站二次側的電氣設備進行自動監測,這種自動監測可以實時的反映變電站電氣設備的運行情況,當系統故障時可以及時的發出故障信號,工作人員可以在第一時間準確地對故障進行處理,從而保證變電站安全可靠的運行。變電站自動化技術還可以提供原始數據幫助工作人員對電氣設備進行檢修和維護。電氣自動化技術對變電站的安全運行具有非常重要的作用,所以電氣自動化技術在變電站建設中得到了廣泛應用。

1.2變電站電氣自動化技術未來的發展趨勢??茖W技術的發展是非常迅速的,數字化已成為現實,變電站電氣自動化技術也將迎來新的局面。隨著計算機技術、信號處理技術、網絡技術和通信技術等科學技術的發展和完善,與電氣自動化技術的融合一定會在不久的將來實現,有了這些高端科學技術的融入,電氣自動化技術一定具有大幅度水平的提高。這樣就可以更加科學合理的對變電站進行設計和規劃,同時也可以大大提高變電站運行的自動化水平,從而使變電站系統運行時能夠快速的自動處理各種問題,使變電站的運行更為有效和安全。

2電氣自動化技術在變電站中的應用

2.1電氣自動化技術應用于變電站計算機監控系統?,F如今計算機技術已經發展到了相當高的水平,社會各行各業都必須要用到計算機技術。計算機技術對變電站運行具有非常重要的作用,它可以實現對變電站系統內各電氣設備的運行監控、監測,有利于提高變電站運行的安全性。通過與網絡技術和通信技術的融合,電氣自動化技術應用于變電站的計算機監測系統可以有效的擴大變電站計算機監控系統的范圍。與此同時,還可以及時地對變電站運行中出現的各種問題和故障做出相應的處理。

2.2電氣自動化技術應用于變電站中等電位連接。等電位連接就是將電氣結構中,相適應的電氣設備間的導電部位進行連接,這樣做可以保證變電站運行時電源充足。等電位連接對于變電站的運行、維護的安全性具有重要的作用,它可以有效避免變電安全問題。所以將電氣自動化技術應用到變電站等電位連接非常重要。

2.3電氣自動化技術應用于變電站計算機保護。電氣自動化技術應用于變電站中的一個主要的功能是計算機保護功能。各電氣設備通過信號處理技術,將各自運行的狀態信息通過通信技術傳遞給計算機,通過計算機對變電站中的電氣設備進行監測和保護,可以保護變壓器、線路等。當變電站運行發生故障時,計算機對接收到的故障信息進行分析,并發出相應的故障處理命令,由相應的電氣設備執行命令,處理故障。這樣就起到了很好的保護作用,所以將電氣自動化技術應用到變電站計算機保護中是至關重要的,可以很大程度上提高變電站運行的安全性。

2.4電氣自動化技術應用于變電站自行診斷。變電站的自行診斷功能是以電氣自動化技術、計算機技術、網絡技術和通信技術等為基礎,通過對變電站各項運行數據的實時監測、分析對比,迅速找到故障點,并及時自行修復故障。電氣自動化技術應用于變電站自行診斷不僅可以降低發生故障的概率,減少了工作人員的工作量,還可以有效提高變電站系統的運行效率。

2.5電氣自動化技術應用于變電站數據的采集和處理。變電站的數據采集是變電站自動化系統中非常重要的環節,是電氣自動化技術應用于變電站的主要表現。變電站運行中的數字信號和模擬信號是變電站運行數據的基本形式,可以表現變電站運行的各項數據,比如脈沖數據、狀態數據等。變電站的數據處理指的是對各項數據的分析對比,來發出處理命令,比如對故障跳閘的處理、斷路器狀態的處理、故障警告的處理和隔離開關的狀態處理等。電氣自動化技術中的光電隔離方式和通信方式是采集和處理數據的主要方式。

2.6電氣自動化技術應用于變電站記錄故障數據。電氣自動化技術的另一個重要功能是記錄設備的故障數據,記錄設備的故障數據主要是為了監控系統分析故障。當故障發生時,記錄下當時的開關閉合閘狀態和相應的保護動作的狀態。通過對故障時各項數據的分析,可以在以后的檢修和維護工作中做出正確的改進。

篇3

1.1內部防雷系統內部防雷主要分為防雷電波侵入,防反擊以及防雷電感應。優秀的內部防雷系統能更好的減少建筑物內部的雷電流和其產生的電磁效應所造成的危害,并且及時防止造成不必要的損失。內部防雷主要采取等電位連接、屏蔽等手段。在智能樓宇內也需要電磁兼容的措施,為了使智能樓宇內的設備不會出現功能障礙以及設備損壞的問題,應當建立構成布線系統來防止在設備內部自身傳導干擾和外來干擾。其主要原因都是由于超高電壓,大功率輻射電磁場,自然雷擊放電。這些現象都將會影響測試結果嚴重可能會導致設備損壞。因此對智能樓宇建筑內部的設備的保護措施是我們需要注意的。

1.2外部防雷系統智能建筑的外部防雷主要是指防直擊雷和防側擊雷,我們通過共用接地系統和泄流通路來保護建筑物自身不遭受雷擊。①智能建筑需要建立綜合的共用接地系統。因為在智能樓宇內存在著許多交流、直流設備,其中線路縱橫交錯,因此應該將智能樓宇建筑里的直流工作地、安全保護地、交流工作地與建筑施工過程中為防雷所用作的鋼筋緊密連接,形成一個完整的共用接地體。這樣就大大減少了在接地線之間存在著電位差的可能性,也消除了感應過電位的反擊現象,從而保證了高科技設備的正常工作。②足夠的泄流通路和均壓措施通過在建筑物鋼筋混凝土的鋼筋來制作防雷引下線,并且從屋頂的部位就開始增多分路,用來分散各個導體上的雷電流的數量。而由于智能樓宇大多數為高層,還應該采取防側擊雷措施,在智能樓宇中間的部位將建筑的外圈梁鋼筋焊接連通形成均壓環,同時與防雷引下線相連。通過充分利用建筑物自身的柱鋼筋、樁基鋼筋、屋頂樓面鋼筋、各圈梁鋼筋等,將它們細致的焊接,形成良好的雷電流泄流通路以阻止側擊雷造成危害。

2.智能防雷新技術

一種新的技術的要求,必然催生出相應的處理技術,隨著我國智能建筑物各項電氣設備的日益復雜化,以及智能建筑物中電氣設備的種類的繁雜化,大量的科研技術人員投入到了智能防雷技術的研發中去,目前已經研發出一種應用效果比較合理的新型防雷技術。該技術徹底克服了傳統避雷技術中被動接閃、二次雷擊效應嚴重的缺點,因此,受到廣大建筑施工單位和群眾的喜愛,發展前景非常好。它的基本原理是,發生閃電前的地面和云層之間有一個電勢差可以作為避雷針的能源,在雷擊即將發生的時候提前產生一個向上先導,形成一個雷電優先通路,克服了傳統避雷針被動的迎接閃電的不足,從而大幅度的提高了防雷保護的范圍。在智能建筑中的電子設備大部分采用了超大規模的集成電路,因此其本身很容易在高電壓、高電流的情況下被燒毀。因此以前的避雷針防雷、電源防雷等方法已經不能適應當前社會建筑領域智能樓宇防雷的需求。當雷擊發生的時候將會產生較大的電場,進而導致這個區域內的電位快速升高,大大高于其它區域,而作為電的良導體,很容易在電位不相等時對雷電產生影響形成感應,從而遭遇雷害。

3.結束語

篇4

自從我國開始實施城鄉一體化政策以來,我國建筑行業就飛速發展,居民生活用水供電、照明通信以及安全防護等等相關要求也日益提高,這都促使建筑電氣給工程帶來了極大的進步。同時由于建筑行業與其他關聯學科之間的交叉合作也使得建筑電氣技術這門綜合性技術應運而生,而建筑電氣工程技術包含了電子技術、電工技術、信息技術以及控制技術。當前建筑領域電氣化工程更加追求安全穩定和適用,一般建筑電氣工程主要包括幾方面內容:第一,安裝相應成套建筑電柜、控制設備以用來整體控制建筑電路;第二,根據建筑整體電線光纜分布規劃來安裝相應電纜電線;第三,安裝變壓器以及其它動力裝置,調試運行相關設備并確保設備運行無異,施工完畢后也能夠照常使用(有問題就要及時解決改進);第四,還有其它繁瑣的設備線路安裝,如接地、母線導管、照明等等。完成這些后就要進行綜合檢查驗收,通過實現所有電氣工程運行使用狀況集中解決研究和處理電氣工程沒有發現或者有待改進的問題,以策萬全。所謂的智能化技術就是人工智能技術的簡稱,是全球定位系統技術、傳感技術、高科技計算機技術以及信息通訊技術等綜合產物,從某種程度上而言,它是計算機智能運用的分支,其智能化系統主要有語音圖像信息識別傳遞、信息控制和處理系統,專家系統等等,在建筑電氣工程領域,人工智能就充分運用了相關系統功能,比如電氣電力的控制等。建筑電氣工程智能化技術的科學使用不僅能夠快速方便相關設備系統的自我修復、保護功能的恢復和完善,還能夠有效提高建筑電氣工程施工進度和施工質量,因此也使得大量專業研究人員持續不斷的探索研究,以推進我國建筑電氣工程智能化技術的發展和應用。

2建筑電氣工程中智能化技術的具體應用

隨著人們對建筑電氣工程智能化技術應用方面的日益了解,其在當前建筑電氣中的控制系統,故障預測、判斷分析以及電氣工程設備優化等等方面都有了較為廣泛的應用,這直接提升了建筑電氣工程技術層次,具體如下:

2.1在建筑電氣工程控制系統中的應用

眾所周知,建筑行業電氣工程項目施工操作技術性、專業性和復雜性都較高,尤其是電氣工程的精細度方面,而且以往傳統施工過程中這部分項目就很容易出現故障,這對工程項目施工效率和質量影響極為不利。為了有效控制避免這些意料外的故障和電氣問題,進行電氣工程施工時就必須要構建相應的自我控制防御和保護體系,從而更好地進行事故后的檢測排除。在這些自我控制保護系統中就充分運用到了智能化技術,通過智能化技術中的定位系統就能夠有效幫助管理人員確認掌握工程設備、裝置和線路位置,并借助良好的傳感技術將其運行狀態信息傳輸到計算機,然后轉化為相應數據分析總結,將其與原本儲存信息進行比對,這樣就能夠動態掌握電氣工程運行狀況,一旦有異常也能夠及時發覺并確認異常原因,而相關管理人員也能夠及時快速應對解決,通過該步驟流程來實現電氣工程施工的自動化控制和動態管理。

2.2在建筑電氣工程故障預測分析中的應用

在電氣工程施工中利用智能化技術不僅能夠實現有效控制,還能夠快速檢測、反饋出電氣工程問題所在,系統通過故障警報來傳遞告知工程異常,然后對發生故障的部位進行智能數據傳遞,從而方便專業人員進行更深層次的智能監控和分析,通過常用神經網絡、模糊網絡或者專家系統等等來幫助預測分析工程故障,最后提出有效的解決方案。比如電氣設備變壓器、發動機、發電機等等發生故障就需要維修人員及時有效處理。然而電氣設備故障發生率不低,且其故障診斷不及時、不準確都會導致事態更為嚴重,傳統變壓器故障檢測方法就是通過檢查變壓箱里面的氣體并對該氣體成分進行分析來判斷故障與否,由此可見傳統人為檢測不僅耗時耗力,還需要將故障部分拆除開來,其準確率還不高,還容易導致電氣線路的二次破壞,而智能化技術的應用就完全克服了這些問題,直接簡化了其氣體提取步驟,系統會直接顯示變壓器氣體成分等相關信息,大大提高了其檢測效率和質量,準確性更高,可以說智能化技術在建筑電氣工程故障分析判斷方面應用效果顯著。

2.3在建筑電氣工程設備改建優化方面的應用

在建筑電氣工程設備的改建和設計優化領域,智能化技術的應用優勢也極為明顯,通過智能化領域中的關鍵性技術,遺傳算法和專家系統的科學使用能夠快速提升設備運算處理數據效率速度,對設備系統的優化升級也有重大促進作用。前者是一種高科技的計算機模型,通過大自然生化過程反應總結出的達爾文生物凈化原理和遺傳機理科學歸納生物進化規律,然后在實際運算使用過程中利用該規律進行搜索,并對該系統的弊端進行改進優化。而后者則主要是專業地對設備隱患缺陷進行科學論證分析,盡量確保該電氣線路能夠穩定正常運行。一般建筑電氣工程管理人員會綜合運用這兩種方法來優化升級相關設備,此外還可以運用模糊理論的物理學方法和神經網絡中將計算機中間算法進行升級來提高運算速率的方法,這也能夠大大優化其設備升級質量和過程,從而提高建筑電氣工程設計和施工質量。

3結束語

篇5

1.1建筑主體部分的電氣技術實施

建筑主體部分的電氣技術實施的核心工作,是明確實際工作重點部分,對于超高層建筑來說,電氣技術實施的核心工作環節包含了配電箱的使用及安裝、配電箱相關線纜的統籌優化安裝等多個部分。只有將各項施工重點部分進行優化整理,以電氣工程有序化進行為基礎,采取有效的電氣安裝技術手段,才能保證電氣安裝的有效進行。相關施工人員應該結合高層建筑的混凝土澆筑等工序進行情況,有序的進行配套電纜管線的鋪設工作,提高工作質量和效率,從而為電氣工程的后續進行提供有力保障。另外,在高層建筑混凝土澆筑工作過程中,應當派遣相應電氣工程人員進行監督,避免因澆筑及振搗失誤而破壞了電氣線纜以及開關盒等重要設備情況的出現,若存在損壞情況,則應當及時調動電氣施工人員進行修整。

1.2建筑內部裝修以及相關電氣設備的安裝

在高層建筑工程對墻體進行砌筑等工作之前,相關電氣工程人員還應該要求建筑施工人員配合,對電氣線纜水平線以及隔墻線采取全面的核查,并以這部分線路為基礎,進一步準確選擇電纜管道的預埋預留區域,確認燈具、開關盒以及插座一系列電氣設備的高度和安裝位置。在對墻體抹灰裝修前,還應該根據之前確定的水平線與隔墻線,審核預留電氣孔洞及預埋管道是否和預先確定的設計方案保持一直,再給面板及電線箱盒采取固定措施,并定期對暗線管道進行清潔。上述工作完成后,拉好帶線,堵住管盒即可。另外,應貫徹落實配電箱收口技術,確保收口處的清潔平滑。在施工時,還應加強監管,規避偷工減料等違規行為。

1.3配電箱等設施的安裝

以配電箱為代表的一系列設備的安裝工作,屬于高層建筑電氣施工中的必要環節,該設備的應用較為廣泛,與后期電氣系統的供電配電密切相關,影響著電氣設備中照明系統以及動力系統的順利運行。一方面針對復雜的配電箱設備類型,物業和消防等單位對配電箱的限制性要求,電氣工程人員往往會存在弄混設備及誤裝行為,另外來自業主等方面的約束性要求也可能會導致配電箱內部零件反復調整等情況。這要求電氣施工人員具有較高的綜合素質,隨機應變的處理上述措施,在電氣設備采購及安裝過程中,充分考慮到設備變更可能性。另一方面,在配電箱等設備完成安裝之后,電氣施工人員還應當以設計方案內的圖紙以及相關安裝要求對其進行嚴格核查,確保不存在細節遺漏,并保證配電箱等設施的容量能夠完全適應高層建筑用電需求,能夠保持平穩安全的運行,排除一系列潛在安全問題。

1.4與其他施工的相互協調

超高層建筑施工不僅僅只包含了土建施工與電氣施工兩個部分,還有水力、機電等眾多方面,需要進行統籌優化。

2結束語

篇6

1.1人工智能的概念

人工智能的目的是實現機器智能化發展,通過采用人工研究得出的方法與技術,從而擴大人工的生產能力,推動產業的不斷發展。人工智能的產生伴隨著人類社會的不斷發展,是人類社會進步的結晶。隨著社會的不斷發展,人工智能技術與時俱進。

1.2智能化技術的理論基礎

目前,智能化技術廣泛的應用于精密傳感器、計算機、GPS定位技術等高科技信息工具中。其理論基礎最先于20世紀50年代左右提出并隨著社會的發展逐漸應用。通過智能化技術的應用,能夠有效延伸、擴展以及模擬相關人工作業,在提高了工作效率的同時也保證了工作質量。

1.3電氣工程自動化中智能化技術的特點

智能化技術擁有完善的控制系統,能夠有效的對數據進行分析與處理,從而保證系統的有效運行;通過使用智能化技術能夠簡化電氣工程的控制系統,提高整體運行效率;實現了控制器的無人化超控,減少了人力資本的投入;實現了數據一致性的標準,能夠快速地進行評估工作。

二、智能化技術在電氣化工程中的發展現狀

隨著我國經濟技術的不斷進步,智能化技術已逐步應用到電氣工程自動化工作當中。智能化技術的不斷成熟使得其應用領域不斷延伸,目前主要應用于計算機技術中,通過智能化技術與計算機技術的巧妙結合,在信息傳遞、提高工作質量、改善工作環境以及推動我國經濟發展中都起到了巨大作用。當下的智能化技術還在不斷發展,它為世界帶來的驚喜仍需展望。

三、智能化技術在電氣工程自動化中的具體應用

1、神經網絡系統。神經網絡系統由定子電流經過電氣動態參數進行辨別控制和轉子速度辨別經過機電系統參數兩個方面構成。在神經網絡系統中,反向學習算法被作為經常使用的方法,在其前饋性的特點之下進行高效運轉,對于控速度、負載轉矩以及時間控制上都有良好的效果。

2、模糊邏輯控制系統。目前,我們所說的模糊邏輯控制系統有效的代替了之前的PID控制器,模糊邏輯控制系統通過其知識庫能夠有效的進行推理決策,實現控制目標。模糊化的形式大多由多種函數表現形式構成,是進行模糊邏輯系統的重要方法。

3、故障診斷及優化設計。智能化技術在電氣自動化中的應用大幅度提高了故障診斷的效率性,由于電氣設施故障本身具有復雜性、隱蔽性、波動大等特點,其診斷效率較低。隨著智能化技術的廣泛應用,不但提高故障診斷的準確性,同時還節省了人力物力資源,使診斷過程快速有效。對于電氣產品的設計領域來說,其內容廣、工序復雜、影響因素多等特點,導致電氣產品涉及領域存在較大困難性。智能化技術的引入,提高了電氣產品的技術含量,不僅能夠有效降低人力勞動強度,同時還縮短了產品設計的時間,推動了電氣工程的發展。

四、智能化技術在電氣工程自動化應用中的發展方向

1、智能化技術在電氣工程自動化應用中的性能發展方向。智能化技術在電氣工程自動化應用中的性能發展方向主要包括了其三高特征,即高速度、高精度、高效化,在電氣工程自動化技術中這是其發展關鍵的部分。我們通常所說的智能化技術主要是指在進行自動化工作時,所采用的智能系統帶有較高的智能化功能,這種功能有效地提高了系統運行效率,從而實現系統的有效改善;另一方面,就是其柔性化。柔性化主要表現在其群控系統和數控系統的柔性化。通過采用智能化技術,能夠有效發揮控制系統的作用,在提高其具體要求的同時,有效監控其信息流和物流的動態變化。

2、智能化技術在電氣工程自動化應用中的功能發展方向。智能化技術在電氣工程自動化應用中的功能發展方向主要包括用戶截面圖形化以及科學計算可視化兩個方面。具體來說,使用用戶截面圖形化方便了用戶操作,同時也實現了對三維立體圖形、模擬圖形等動態圖形的有效追蹤;科學計算的可視化實現了對數據應用的高處理,有效提高了工作效率。

五、結語

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不斷升級的系統、不斷革新換代的電氣設備,給電氣工程功能設置提供了多種可能,但同時,也為現代控制技術的應用提出了更多服務要求,其中最為突出的幾方面內容有:

(一)能高效、準確控制電氣工程現代控制技術以數字信息為載體,所以通常利用發送數字、代碼、信息的方式指令,來完成控制操作。為確保多個指令能夠第一時間發送出去、準確傳送到指定功能模塊、正確指導系統工作,系統必須設置獨立、且具備抗干擾能力的信息交流中心,依靠其交互功能,實現信息的生成、傳播、控制與管理。

(二)能全面監控電氣工程運行狀態大多數電氣工程的裝置和設備都是全天候運行的,長時間工作,勢必會導致運行故障的發生,為此,現代控制技術還要擔負起監控電氣工程運行狀態的責任,24小時監督工程內各系統設備的運行狀態,如發現故障,應立即報警信息,同時,指明故障位置、故障源、故障影響,以及相關故障資料。工作人員接收到信息后,可第一時間做出反映,修復系統、設備,使電氣工程盡快恢復運行。

(三)具有較高的安全性對于電氣工程而言,“安全”是生產不可忽視的重要原則之一,因此,為避免內、外部環境因素給電氣工程造成運行障礙和影響,現代控制技術不但要具備監控能力,還要擁有較強的自清自查能力,可獨立清除、控制安全隱患。同時,現代控制技術還應針對電氣工程眾多管理項目,設置單元模塊(如:運行監控模塊、電氣工程設施養護模塊、數據管理模塊、工作人員維護操作模塊、電子工程管理模塊等),通過層層過濾的方式,提高技術應用的安全性。只有這樣,現代控制技術才能為電氣工程提供安全、可靠的運行環境。

二、現代控制技術在電氣工程中的應用

(一)幫助電氣工程創建完整的控制系統眾所周知,電氣工程由多個系統結構構成,要想讓這些單元結構能夠獨立、連續的完成工作,現代控制技術應承擔選擇功能、設置功能、計劃功能、解釋功能等多種責任。首先,在各功能模塊上設置監控器,監測它們的操作行為、運行狀態,并以數據的形式記錄,轉存到數據庫中,如此,控制技術既可以依靠“復制數據”找出控制方式,又能隨時檢索系統運行信息,查找故障問題;其次,創建中樞系統、裝置、設備的聯動控制機制,以“作業任務”的形式分配任務,以便于系統可以同步、集中處理重要“運行信息”,不耽誤電氣工程正常工作;最后,因為電氣工程系統、裝置、設備的運行功能復雜、多樣,所以要想正確下達指令,明確指令內容要求相對困難,利用現代控制技術,可將許多復雜的指令編撰成“編碼”,由翻譯器統一處理,如此一來,不僅方便了操作,電氣工程控制管理效率、水平也會大大提升。

(二)科學選擇控制系統設備計算機網絡技術的發展,給電氣工程控制管理提供了多個便利條件、多種選擇可能,所以,作為控制管理的中樞,現代控制技術必須慎重選擇控制系統設備,使其與電氣工程形成配合,達到最佳管理效果。一方面,控制系統設備要具備信息分類、收集、檢索、處理功能,將復雜、且數目龐大的電氣工程數據集中整合到數據庫中,根據管理、控制需要,高效檢索、準確處理、順利傳遞出去;另一方面,控制系統設備還應具備信息翻譯、解釋、轉換能力,因為電氣工程中的裝置、設備不可能使用統一的編碼、指令形式,所以如果兩個運行系統、裝置的指令信息代碼不同,控制設備應能夠兼容分辨,做出正確的處理和判斷,完成智能化、自動化控制。

(三)加強電氣工程內、外部環境管理電氣工程內、外部工作環境的監測工作是其安全生產工作的重中之重,所以,現代控制技術管理工作的重要內容便是環境監測、管理,主要內容包括:監控電氣工程電流、溫度、濕度、電壓、電功率等基礎運行指標數據,如發現階段時間內這些指標數據出現較大波動變化,會立即發出報警信號;管理、控制電氣工程內其他非主要工作設備的運行狀態,比如啟動空調、除濕設備、穩壓設備、變壓設備、變頻設備等。

三、現代控制技術應用發展趨勢

未來幾年,電氣工程將走上“自動化”發展道路,并逐步引入“智能化控制”系統,實現電力、電能的高效化、安全化生產。由此可見,現代控制技術會向“智能化控制技術”、“模糊控制技術”、“非線性技術”領域發展。因為,智能設備是實現自動生產的必要保證和唯一手段,所以無論是電氣工程的生產管理過程,還是信息傳遞過程,能夠獨立、自主、準確完成控制行為的智能設備必然會走上電氣工程發展的歷史舞臺,成為技術發展的主力軍。此外,針對電氣工程無法在模糊條件下落實控制手段這一問題,模糊控制技術也為其提供了很好的解決方法,通過采用計算機控制技術形成控制與反饋的具有閉環結構特點的現代數字控制系統,其應用價值更高。非線性控制技術的研發,主要依賴于線性控制理論發展,為向電氣工程提供穩定、簡約的控制系統,非線性控制技術將電氣工程中的非線性系統的某一鄰域做反饋線性化的處理,同時利用微分幾何理論等現代控制理論進行反饋,如此,顯性化數據便可正確、完整的呈現給控制管理者,幫助其做出科學、合理的控制決策。

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隨著人工智能的發展,智能化技術被應用到電氣工程及其自動化中,主要用于控制器以及機器的智能化。智能化技術的應用可以通過故障診斷、智能控制、優化設計、PLD技術這幾方面來描述。

1.1故障診斷電氣工程設備的工作時間長,難免會發生故障,由于電氣設施故障的非線性、復雜性及不確定性,一旦發生故障,往往需要大量的時間排查故障,效率低、準確率低。而智能化技術能夠有效解決這一問題。在故障發生前,一般儀器會出現一些人們很難發現的預兆,通過實時監測儀器狀態,在出現異常時及時報警并提示故障位置,在故障真正發生前避免故障,能夠在極大程度上減少維修時間。電氣工程中常常通過分析變壓器中滲漏油分解出來的氣體進行故障診斷,確定故障發生的范圍,并通過各種手段逐步縮小范圍,從而確定故障位置并提示派遣人員及時檢修。同時,智能化裝置可以記錄故障問題,為以后的故障診斷提供參考,使故障診斷更加安全可靠。

1.2智能控制智能控制能夠在很大程度上實現電氣工程及其自動化的控制過程自動化,實現無人化管理和遠程管理,提高管理的高效性。尤其對于一些高危險、高難度的工作,如高壓控制,智能控制是必不可少的。相對于傳統的控制器,智能控制器的靈活性更好,更易調節。傳統的控制器在設置時需要精確考慮控制對象的動態方程,而實際涉及到的控制環境往往很復雜,存在很多不確定因素。但是智能控制不存在這方面問題,因為其在設計時并不涉及控制對象的模型。并且智能化控制器可以根據對響應數據(如魯棒性變化、響應時間、下降時間)的分析隨時調整系統,調整后智能控制器的性能會大大提高,調整的過程并不需要專業人士在場,這樣就減少了大量的人力。以風力發電廠智能化升壓站系統為例。智能化升壓站系統通過對過程層和間隔層設備升級,將一些模擬量和開關量數字化,有效運用光纖設備,實現間隔層和過程層的通信。站控層由系統主機、工作站、VQC等設備組成,是全站監控、管理、調度中心。系統通過智能化控制,自動完成信息的采集、測量、控制、保護等功能,相比于傳統的升壓站系統在效率、有效性等方面有很大的提高。系統框圖如下:圖1智能升壓站系統框圖

1.3優化設計電氣設備的設計工作相當繁瑣,需要綜合運用成套設備、電路、電機與電氣、電磁場、變壓器等學科的知識,并結合過去的設計經驗。傳統的設計方式根據經驗和實驗,手工完成設計,方案的達標率非常低,修改難度大,成本高,產品的開發周期也很長。應用智能化技術能夠有效提高設計產品的質量,縮短開發周期。智能化技術在這方面的應用主要有專家系統和遺傳算法。其中,專家系統依據該領域的專家提供的知識經驗,建立數據庫,在決策前模擬專家決策過程,做出合理決策,該技術比較前沿,目前尚處于研發階段,尚未得到大量應用。遺傳算法是一種借鑒進化論的隨機化搜索方法,被廣泛運用于信號處理、組合優化、自適應控制等領域,在電氣設計產品的優化上性能優越。2.4PLC技術PLC(可編程邏輯控制器)具有高可靠性和抗干擾能力,廣泛應用于自動控制領域。在一些大型的電力企業的輔助系統中,PLC已經代替了一般的繼電控制器。PLC技術使用內存,用程序方式存儲控制邏輯,并用半導體電路實現。PLC技術的應用實現了供電系統的自動切換,用軟繼電器取代了實物器件,使供電系統更加安全可靠。并且,它能使用復雜的工作環境,具有良好的發揮性能,穩定性強。

2.智能化技術在電氣工程及其自動化中的應用前景

2.1優勢分析智能化技術在電氣工程及其自動化中相比于傳統的控制系統有巨大優勢。傳統的自動控制系統需要建立控制模型,運用數學方法分析,建立動態方程,但由于系統的復雜性,在實際應用中往往會出現無法預料的問題,很難達到預期的效果。智能化系統可以從根本避免不可控因素,提高工作的效率。智能化技術可以實時監控系統,通過監測響應時間、下降時間等對系統進行實時調節,使系統性能大大提高。因此,智能化系統比傳統的控制器更能適應實際工作環境。另外,智能化技術擁有很強的一致性。在輸入不同的數據時具有同樣可靠的估計能力,有廣泛的適用性。

2.2性能方向

2.2.1速度、精度、效率的提高速度、精度及效率是電氣工程及其自動化的關鍵指標。在電力系統中采用智能高速處理器芯片,同時采用交流數字伺服系統,能夠改善電力系統的動態特性和靜態特性,提高系統的速度、精度和效率。

2.2.2柔性化柔性化主要包括群控系統和數控系統這兩個方面。對于群控系系統,必須按照生產流程的具體要求設計系統,使系統能夠發揮最大的作用,完成信息流和物料流的動態調控。對于數控系統,其強大的可裁剪性和覆蓋面可以滿足客戶的具體要求。

2.3功能方向在功能方向上,主要包括設計用戶圖形界面、可視化計算、多媒體技術方面的發展。目前的操作系統一般都采用圖形界面,具有良好的人機交互性。在智能化系統中采用圖形化界面,通過窗口和菜單實現編程、圖像顯示、圖像模擬、仿真等功能,能夠降低操作者的門檻,方便非專業人士操作。通過可視化技術,信息的表達不再是呆板的文字和數據。將數據轉化成圖表,能方便操作者分析數據,也可以高效地處理和解釋數據。同時,采用無圖紙設計、虛擬樣機技術等技術,將可視化和虛擬環境相結合,能夠更加有效地提高產品質量、縮短產品開發周期。多媒體技術一般是將聲音、文字、圖像、視頻等融合在一起傳輸,如果將多媒體技術應用于智能化系統,可以更加綜合化、智能化地處理信息,能帶來很大的經濟效益。

2.4體系結構通過集成化、模塊化、網絡化實現智能化技術在體系結構方面的發展和完善??梢允褂酶呒啥鹊奶幚砥鳌⒋笠幠<呻娐稦PGA、CPLD等提高軟硬件運行速度。器件的高度集成化能夠提高電路密度,減小器件體積,更加方便安裝和使用。將智能化技術模塊化,各模塊之間通過接口通信,這樣有助于技術的標準化和集成,也可以運用模塊的增減將智能化產品分級別銷售。將智能化系統聯網使得人們能夠對系統進行遠程監控,隨時掌握系統狀況,使電氣工程的控制不受地域限制。也可以實現在一臺設備上控制其他設備,進行編程等操作。對于較小的電力系統,遠程控制能夠節約電纜的增加數,材料以及安裝費用,并且可靠性高、靈活性強;但是在通訊量大的系統中遠程控制會比較困難。

3.結語

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城市軌道交通電氣設備的質量對電氣工程的安裝有著重大作用,施工方如果對電氣設備的質量進行檢測的話就必須保證電氣設備的質量和功能可以滿足城市軌道交通的需要,但是因為一些工程施工方電氣設備的質量不夠,電氣設備的使用周期不能滿足城市軌道交通的長遠需求。主要原因是因為工程施工方在電氣設備方面的投入力度不夠,購買的都是一些比較老式的電氣設備,因此,為了解決這種問題,工程的施工方必須加大對電氣設備的投入力度,購買新型的電氣設備來滿足城市軌道交通的長遠運行。電氣安裝工程的施工設計人員只有對電氣設備的設計有充分的了解才能夠合理安排電氣設備的安裝工作,確保城市軌道交通電氣安裝人員對電氣設備的功能有全面的了解,掌握足夠的電氣設備安裝的知識,施工方要加大對電氣設備安裝人員知識的培訓。

2 城市軌道交通電氣安裝工程施工中的質量控制

(1)建立完善的規章制度。城市軌道交通電氣安裝工程中的實際施工中,施工方需要建立完善的規章制度,對安裝工程施工人員的工作規范做出要求。在實際的施工過程中一些安裝人員對施工的要求并不了解,安裝的電氣設備與城市軌道交通的要求有些不符合,最后再進行電氣設備的拆除。這樣的方式對施工方造成很大的經濟損失。因此,完善的體質對施工安裝人員的工作規范具有重要作用,在實際的電氣安裝工程對工作人員進行監督,加強對電氣安裝工程施工人員的技術培訓,建立明確的懲罰機制,提高施工人員工作的積極性,從而提高整個電氣工程施工人員的安裝技術。

城市軌道交通電氣設備中存在的問題對城市軌道交通中電氣安裝工程的質量至關重要,當前,一些城市軌道交通在電氣設備的設計方面還沒有形成嚴格的體系,在所以說在電氣設設備的安裝中出現了各種各樣的問題,影響到城市軌道交通的通行質量。因此,必須充分重視電氣設備的質量,保證電氣設備的質量和功能可以滿足城市軌道交通的需要。因此,在實際的工作過程中施工單位應該加強對施工人員的培訓,聘請專業的電氣安裝人員對設計人員進行分析和指導,保證設計出來的圖紙能夠通過有效的措施來保證城市軌道交通電氣安裝的施工質量。

(2)在城市軌道交通電氣安裝中使用直流電機。對于城市軌道交通來說,車輛一般情況下使用的是徑向的轉向架,這種轉向架屬于一種自導式的模式,優點是結構比較簡單,在車輛上使用比較容易通過半徑比較小的曲線,在某種情況下可以保證線路在運行中的平穩度。在城市軌道交通的施工的電氣安裝中,直線電機采用的主要是直線感應的方式進行電機的牽引,主要的構成是轉向架上面的定子和鋼軌在進行鋪設的時的感應板。城市軌道交通電氣系統利用直線電機進行工作的時候會產生很大的推力,同時還會產生側向力,城市軌道交通電力系統在對推力的工作點進行選擇的時候應該充分考慮到直線電機產生的側向推力和垂向力,城市軌道交通在對直線電機進行制動的時候,英愛采用再生制定和反接制動,這樣城市軌道車輛在緊急制動的時候,采用的是空氣制動和再生制動的方式,利用城市軌道車輛的非黏著特點,在城市軌道交通系統中使用直線電機具有非常大的優勢。

對于城市軌道交通電氣系統中的直線點擊來說,直線電機的牽引是一種非黏著驅動,不會軌道車輛的輪軌之間的黏著造成限制,因此,軌道交通車輛的爬坡能力是非常好的。對于一些常規性質的鐵路來說,爬坡的能力比較城市軌道交通車輛是有一定的限度的。在城市軌道交通系統中使用直線電機可以很大程度上提高軌道車輛的爬坡能力,在爬升的時候具備良好的靈活性能。直線電機在牽引的過程中不需要使用減速齒輪,這樣在對轉的時候具有一定的自由度,可以利用徑向的轉向架通過車輛來設置組成半徑,減少線路建設的具體長度,在城市軌道交通電氣系統中使用直線電機具有非常好的導向效果,降低城市軌道車輛的整體高度,在可以行走的區間之內是的斷面的面積降到最小。

(3)城市軌道交通電氣安裝工程施工后的控制。城市軌道交通電氣安裝工程在完成之后,一些施工單位不重視工程質量,沒有進行后續的檢查,過于簡單化和形式化,沒有達到檢查的目的。因此,施工單位必須加強對施工后的監管力度,保證城市軌道交通電氣工程施工的安裝質量。施工單位可以安排專門的監督和監察部門,對城市軌道交通電氣安裝的施工作業進行嚴格的監督與檢查,對電氣設備的使用情況和使用周期進行有必要的詳細檢查,對電氣安裝工程中出現的問題,嚴格督促相關施工人員進行修改,保證城市軌道交通電氣安裝工程的質量。

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OSEK/VDX規范從實時操作系統(Real-TimeOperatingSystem,RTOS)、軟件接口、通訊和網絡管理等方面對汽車的電子控制軟件開發平臺作了較為全面的定義與規定。將OpenSystemsandtheCorrespondingInterfacesForAutomotiveElectronics規范簡稱為OSEK規范。

兼容OSEK/VDX規范的操作系統應用架構

OSEK/VDX標準包括以下四部分:OSEK/VDX操作系統規范(OSEKOperatingSystem,OSEKOS),OSEK/VDX通訊規范(OSEKCommunication,OSEKCOM),OSEK/VDX網絡管理規范(OSEKNetworkManagement,OSEKNM)以及OSEK/VDX實現語言(OSEKImplementationLanguage,OSEKOIL)。采用符合OSEK/VDX標準的嵌入式實時操作系

統可以提高產品代碼的復用率、降低開發成本、縮短產品開發周期。使用兼容OSEK/VDX標準的嵌入式實時操作系統的應用架構如下圖所示。

2.OSEK/VDX任務管理

OSEK/VDX將任務分為基本任務和擴展任務?;救蝿站哂?種狀態:運行狀態、就緒狀態、掛起狀態;擴展任務比基本任務增加一個等待狀態?;救蝿罩辉陂_始和結束時才有同步點。擴展任務運行時可能進入等待狀態,因此不僅在開始和結束有同步點,而且運行過程中可能有多個同步點。下圖所示的是擴展任務與基本任務的狀態轉化圖。

OSEKOS規范規定的任務類型

3。OSEK實現語言規范

為了達到軟件可移植的目標,OSEKOIL規范(OSEKImplementationLanguageSpecification)定義了一種配置和使用OSEK應用的方法。下圖表示了一個遵守OSEK規范的應用開發過程。OIL文件可以是手寫的或者是系統配置工具產生。

基于OSEK規范的應用開發過程

OIL提供一種在特定CPU中配置OSEK應用的機制。每個CPU對應一個OIL描述。所有的OSEK系統對象用OIL對象來描述。OSEK應用的OIL描述是一組OIL對象的組合。CPU是這些OIL對象的容器。OIL明確地為每個OIL對象定義了所有標準屬性。每個OSEK應用可以定義附加地特殊執行屬性和引用。每個OSEK應用可以限制每個屬性的取值范圍。

4.車控電子產品的開發流程

車控電子產品是軟硬件結合的嵌入式系統。為了節約資源,縮短產品開發周期,一般應采取軟硬件同步開發的方案。車控電子產品的開發工具對軟硬件的同步開發、調試提供了很好的支持。車控電子產品的軟件開發分為功能描述、軟件設計、代碼生成、操作系統環境下高級調試等步驟。車控電子產品的硬件開發分為硬件描述、硬件設計、硬件調試等步驟。當軟件設計完成后,通過使用相應的工具,完成在虛擬ECU平臺上的驗證。當硬件設計完成后,與硬件一起進行軟硬件集成調試。通過這種開發方式,縮短了產品上市的時間。

軟硬件并行的開發方案

5.車控電子產品軟件開發流程

汽車車控電子產品軟件開發流程是“V”形開發流程。“V”形開發流程分為五個階段,即功能設計、原型仿真、代碼生成、硬件在回路仿真-HIL、標定。

在功能設計階段使用的主要工具是MATLAB。通過使用MATLAB提供的Simulink、Stateflow等工具,完成控制方案的設計、功能模塊的設計、控制算法的設計等任務,并進行初步的仿真模擬工作。在原型仿真階段使用的主要工具是dSPACE。使用dSPACE提供的快速控制原型-RCP工具完成離線的仿真工作。在開始該階段之前,需要使用RealTimeWorkshop、Targetlink等工具完成由Simulink、Stateflow等產生的代碼向標準C代碼的轉換工作。

6.車控電子產品代碼生成過程

在進行向標準C代碼的轉換的過程中,可以根據需要加入符合OSEK規范的嵌入式實時操作系統。在代碼生產階段使用的主要工具是CodeWarrior。通過使用CodeWarrior提供的編譯器、調試器等工具,完成從標準C代碼向目標硬件平臺上的產品代碼的轉換工作。下圖表示了車控電子產品的代碼生成過程。