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导语:在电气工程的研究方向的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
【关键词】电气工程 智能化技术 应用
在社会经济快速发展的今天,各行业对电力行业的要求变得越来越高,这同时也为电力有关行业的发展提供了基础,特别是电气工程进入了快速发展的阶段。但是受到诸多条件的限制,我国传统电气自动化控制在具体的应用中存在着一定的缺陷。在这种情况下,智能化技术的应用一方面可以不断的完善和优化之前的自动化控制系统,弥补其中的使用缺陷,另一方面对我国电气工程的进步和发展也有十分积极的意义。所谓的智能技术是指以人工智能理论为基础,通过融合计算机技术而产生的一种新型的高科技应用技术,而我国对这一方面的研究尚处于起步阶段,因此智能化技术研究在我国具有巨大的发展潜力和空间。
1 简述智能化技术在应用过程中的优势
一般情况下,在电气自动化控制管理过程中,智能技术应用主要是利用控制器来实现智能化目标,而“被智能化”的控制器与之前的控制器相比,前者在电气自动控制方面的应用更具优势,主要表现在以下几个方面。
1.1 无需建立控制模型
在电气自动控制系统中,传统的控制器在实际的应用过程中存在着一定的缺陷,如一旦控制目标的动态方程比较复杂,那么控制器在对其进行控制的过程中就可能会出现偏差,进而造成在进行模型设计过程中因受到外界客观因素的影响,如部分设计参数变化等这些因素的存在会严重影响设计模型的精度,进而降低自动控制系统的工作质量和效率,而经过智能化“处理”过的控制器在应用中无需建设控制模型,从而使得上述不可控的客观因素无法影响系统运行的精度,最终也在一定程度上提高了整个电气自动化控制系统的精密系数,对电力系统稳定的提升也有积极的作用。
1.2 方便对电气系统进行调整控制
智能化控制器在电气系统应用过程中可以利用鲁棒性变化、下降时间、响应时间等对整个系统控制情况进行调整,而这种对控制程度的调整一方面可以提升智能化控制器本身工作水平,另一方面也可以在一定程度上保证自动化控制工作的顺利进行。从这一方面可以看出,智能化控制器在电气工程应用中,其在调解控制功能方面的优势是传统控制器无法比拟的,而这也为它在电气工程自动化控制管理中的具体应用提供了基础。另外,智能化控制在电气工程应用过程中是以与之有关数据的变化来进行自动调节的,无需依赖技术人员,为远距离调节控制目标的实现提供了条件,而这也在一定程度上推动了我国电气工程自动化控制的进一步发展。
2 探讨智能技术在电气工程自动化控制中的具体应用
2.1 智能控制应用分析
智能化技术与电气自动化控制管理系统的融合一方面为电气工程控制管理的无人操作化、高效化、远程化以自主化等目标的实现提供了基础,另一方面也为智能化技术的发展和进步提供了发展空间和潜力。而通过以上的分析可知,在电气自动化工程领域中,智能技术的应用具有传统技术所无法比拟的优势,这既是对智能技术在自动化控制系统应用的肯定,同时也为其在其他行业中的推广和应用打下了坚实的基础。
2.2 优化设计分析
电气设备设计工作是电气工程自动化控制管理系统中的重要构成部分。同时整个设计工作具有较高的复杂性,因此对电气设计人员的要求比较高,例如电气设计人员必须掌握磁力、电路以及电气等相关学科理论知识,同时还应当具备理论应用实际的能力,为电气设备设计工作水平保障提供基础,另外设计水平与设计人员工作经验也有着十分密切的关系。因此,对于一些难度较大的电气设备设计工作通常会有经验较为丰富的人员完成。早期电气工程在进行电气设备设计工作的过程中主要是通过手工制作的方式来完成的,而这种方法完成的设计方案达标率较低,增加了修改的难度,而现阶段的电气设备设计则是通过CAD技术和计算机软件相结合的方式来完成的,使得设计所需的时间大大减少,且设计质量较之前相比明显提高。尤其是遗传算法的应用,极大的提高了设计水平,进而为电气工程自动化控制管理质量的提升打下坚实的基础。
2.3 故障诊断分析
在电气工程系统正常运行过程中,电气设备运行故障的时有发生,且故障发生前会有一些异常现象发生,而智能技术的应用就可以对这些异常现象进行及时且全面的监测和诊断。例如在电力系统中,变压器是对整个电气设备的运行具有十分重要的影响,因此在系统运行过程中,技术人员会制定严格的检测和检修制度,但是由于诸多客观因素的存在,使得一些电气故障的发生不易被人察觉。而智能化技术的应用可以及时准确的将故障诊断出来,避免由此引起不必要的经济损失。智能技术对变压器的故障诊断,是通过对变压器中渗漏油的分解气体进行分析来完成的,而这种诊断方法可以在短时间内判定出故障范围,进而技术人员可以迅速找到具体故障点进行维修,降低了故障对电力运行系统的影响范围,也提高了电气设备的经济效益。
3 结束语
综上所述,智能技术在电气工程自动化控制管理系统中,一方面提升了电气设备自动化运行的稳定性,另一方面也为电气工程快速且安全的运行提供了坚实的保障。但是目前我国在这一方面的研究还不足,因此,应当加大对该技术的重视和研究的力度,以有效推动我国电气工程自动化的发展。
参考文献
[1]展宗波.电气工程及其自动化技术下的电力系统自动化发展分析[J].山东工业技术,2016(11).
[2]蒋懿.智能技术在建筑电气工程设计中的应用研究[J].建材与装饰,2016(13).
作者简介
电气工程专业在美国属于POWER A类专业,所开设的高校很多,但极大多数偏重于电子与通信、电力电子与自动控制、电路设计等弱电专业,侧重强电类的不多。PSERC的宗旨为:打造未来电力系统灵魂工程师,为社会建设一个高效、安全、灵活、自适应、经济的电力系统,提供一个能应对电力系统危急时的知识决策的培养新一代电力系统科技人才的高质量、可持续的平台。加入到美国PSERC中心并通过ABET认证的高校基本分为两类。一类偏重电力系统的设备制造、规划设计、运行控制,如亚利桑那州立大学、德克萨斯农工大学、爱荷华州立大学、佐治亚理工学院和威斯康辛大学。另一类则偏重于自动控制、通信、物理、电子信息等,如:加州大学伯克利分校、伊利诺伊大学香槟分校、卡内基梅隆大学、华盛顿州立大学和霍华德大学。两类大学的电气工程专业所设学科相互支撑与交叉,满足了电气工程专业所牵涉的电能的生产、传输和利用领域开展科学研究、技术开发、规划设计、设备制造、厂网建设、系统调试、信息处理、系统运行、保护控制、状态监测、维护检修、环境保护、经济管理、市场交易以及系统的自动化和智能化等活动的需要。下面从培养目标、专业课程体系及实践教学环节等方面对PSERC高校电气工程专业的教学体系进行剖析。
二、PSERC高校教学体系
1.PSERC高校的培养目标。
ABET通用培养目标规定,专业应有公开的、符合学校定位的、适应社会经济发展需要的培养目标;培养目标应包括学生毕业时的要求,还应能反映学生毕业后5年左右在社会与专业领域预期能够取得的成就;高校应建立必要的制度定期评价培养目标的达成度,并定期对培养目标进行修订。ABET通用标准对毕业要求明确提出毕业生应具有人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德;具有从事工作所需要的相关数学、自然科学以及经济和管理知识;掌握工程基础知识和本专业的基本理论知识,具有系统的工程实践学习经历;了解本专业的前沿发展现状和趋势;具备设计和实施工程实验的能力,并能够对实验结果进行分析;掌握基本的创新方法,具有追求创新的态度和意识,具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力,设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素;掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法律、法规,能正确认识工程对于客观世界和社会的影响;具有一定的组织管理能力、表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力;对终身学习有正确认识,具有不断学习和适应发展的能力;具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力。作为国家科学基金资助的校企合作研究中心,PSERC充分挖掘发挥各高校的能力,充满激情地面对电力工业中的各种挑战。PSERC的宗旨是为未来电力系统培养高素质的工程师。在PSERC的旗帜下,多所高校通力合作,朝着如下目标努力:共同思考未来工业会面临的挑战;在这个合作平台下,利用交叉学科优势,研究这些挑战的应对方法;在工业危机事件时能在学术机构、工业机构、政府之间达成有效沟通和知识共享;培养下一代电力工业工程师。而校企合作研究中心PSERC则需要为下一代电力工业工程师的培养提供如下条件:为分布于美国不同地方、不同学科的有着丰富经验的研究者提供一个聚集平台;为企业团队和高校专家提供一个科学前沿的具有经济技术性的研究方向;为未来电力工程师提供高水准的培养平台。随着可再生能源发电、智能电网的发展,以功率变换、检测、控制、通信、信息处理为特征的智能电气装备成为现代电力系统的支撑。PSERC高校电气工程专业以工程认证为标准,结合行业发展需要,形成了具有典型特征的培养目标和毕业要求。由于新时代电气工程专业由电子信息工程、计算机科学、自动控制等多个交叉学科支撑,几乎所有的高校都将电气工程专业与计算机科学专业设置在同一学院,没有了传统的以电气工程单一学科形成的院系;几乎所有的高校都将出色的专业能力、学习能力、领导能力、协调解决问题的能力作为培养目标。
2.PSERC高校的专业课程体系。
培养适应和引领新工业革命人才的基本载体是课程,工程教育是由不同类型的课程来实施的,工程教育回归工程的本质就是课程体系要更加接近工程的真实过程,并符合新的工程观念。ABET标准也规定,课程体系应符合专业和学校培养目标,包括通识教育课程和工程教育课程。 PSERC中心倡导多个交叉学科互为支撑,其专家阵营领域包括:电力系统、应用数学、复杂系统、计算机技术、控制理论、电力电子、运行研究、非线性系统、经济学、工业组织和国家政策。PSERC各高校均设置有适宜电气工程学科的数学和基础科学的组合课程;各校的研究方向略有差异,但都强 化数学、物理及工程理论的课程设置;有关电子信息、计算机技术、自动控制、通信技术、光纤通信技术、电磁场理论、电力电子技术、电机及电力系统基本理论等方面的课程,几乎是每所高校电气工程专业的必修课程,并设置了适宜电气工程专业学生所学领域学科的工程科学和工程设计课程。个别高校拥有自己的诸如医学电子电气设备特色方向,有些高校强化人文教育。如此由若干不同学科交叉便于交叉学科的科学研究及一流人才的培养,如此宽广的课程设置为学生后续发展打下了很好的基础,创建的是社会性综合大工程型通才培养的模式。
3.PSERC高校的实践教学。
正如前述ABET标准明确指出,工程实践是必需环节。为了保证培养目标和课程体系符合工程科技发展与适应社会需求,ABET标准规定,必须有企业和行业专家全程参与培养目标和课程体系的设计与修订过程,尤其是提出对工程实践与毕业设计的要求。PSERC中心加盟者不仅包括10多所在电气工程领域著名的高校,还包括美国电力公司、水电公司、电力科学研究院、美国能源公司、美国电力交易公司等以及诸如ABB、GE、Mitsubishi等30多家世界知名的电气企业,成立专门的工业委员会,构建PSERC与各工业企业间的合作平台。通过该平台,各高校获取研究和教学的机会,也可通过该平台商讨和推荐工程项目。该平台每两年进行一次大型研讨,企业和高校在研讨中总结已完成的项目,并提出下一步要进行合作的项目。为了培养能适应于工业、商业和政府机构的电气工程人才,要求本科生在完成基础工程课程后,必须专门修习电路、电磁场和电磁波、微处理器、通信和控制系统、电力电子和电力系统的集成电路设计训练课程。对大三或大四的高年级学生,针对不同学科模块方向,设置有各种专题课程,并且配有专门的综合设计专题,该设计课程一般安排在每年的秋季末或春季末,参加设计的学生各组间可以进行设计大赛,获胜者有荣誉证书并获得一定的奖金。研讨课程是高年级学生必修的另一门与工程实践结合紧密的课程。PSERC中心由合作高校和合作企业共同商议决定重大研究课题,高年级学生可以获得参与该类研究课题的机会,其经历将计入修习学分。高年级学生的专题及个性化研究专题一般都是企业合作项目。
三、对我国电气工程专业建设的启示
我国一些由传统的电力系统及其自动化、电机与电器专业为核心的高校有少部分仍以电气工程或电力工程为院系名称,极大多数以应用电子和电气并列为院系命名,但其教学内涵依然是偏重强电,就业领域以电网为主。但我国开设电气工程专业的高校有200多所,电网对人才吸纳有限,且各校的办学基础、行业背景差异较大,这些高校如何把握电气工程专业的建设,如何满足电气工程专业工程教育认证的要求,本文认为:由上述PSERC高校已通过认证的电气工程专业特点,有如下几点值得我们借鉴:
1.学校根据自身办学特点及行业背景,制定符合学校定位的人才培养目标和毕业要求。
2.将与电气工程专业相关的电子信息、自动化、计算机专业尽量设置在同一院系,便于交叉学科的研究和人才培养。
3.在电气工程基础课程体系中,扩展电子计算机技术、信号分析与处理、自动控制、网络通信等方面的课程,根据自身办学特点制定专业课程群,实现强电与弱电结合,学科交叉,互相渗透,加强基础、拓宽专业领域,提高学生的适应能力、学习能力,打造通才教育。
4.各学校根据自身的专业优势与行业背景,设置专业必修课和专业选修课,并对实践环节和毕业设计提出配套要求,培养与培养目标对应的宽口径厚基础特色人才。
“递进式”实验就是将实验分为三个阶段,即基础性实验阶段、综合性实验阶段和创新性实验阶段,这三种实验阶段层层递进。通过分析电气工程及其自动化专业对培养专业性人才的目标和要求,然后在原来单一结构实验室的基础上,作出相应的调整,将原有分隔独立的实验室整合成三大模块,并根据实验室的特性将其划分为三个不同的阶段:
1.基础性实验阶段,就是简单的将本专业需要学习的课程随意叠加整合,目的是为了满足各学科实验教学的基本要求;
2.综合式实验阶段,就是将本专业的实验项目通过分类汇总,在原先随意整合的基础上,对实验室的整体结构进行整合和优化,并建立专门的综合性实验室来研究专业课程的专业实验项目,这为学生提供了一个学习专业知识和从事实验设计的理想平台,这样能够有效的提高学生的学习效率和综合运用知识的能力;
3.创新式实验阶段,这是实验研究的最高层次,在吸取和整合前两个阶段的优点,并形成自身的一些特点,它是以培养专业性人才为实验研究的目标,而根据此项特点建立起来的开发性实验室是目前实验室教学培养专业性人才的主要方式。但是创新性实验必须要在自己研究的实验领域或者老师指定的研究方向上,针对某一特定课题或研究方向,通过指导教师的指导来完成实验研究,这未尝不是现在新型实验教学的一种重要形式。
二、“递进式”实验模式的探索与实践
在学院成立之初所建立的实验室一般以电气工程专业的实验室为主,由于电气工程专业实验室建设时间较早,很多实践性知识已经无法满足当今社会的需求,所以在很多学院在之后的教学改革中一直将实验教学作为学院改革的重中之重。经过近几年的改革整合,按照基本原理、基础应用、综合实践、应用设计四个层次来对实验条件进行整改和规划,通过对教学内容和教学方法的整合和改进来提高教学效率,并在此基础上对实验室管理进行强化改革,使其教学条件更能符合培养实践性人才的需求。
1.整合专业实验教学设施。自打电气工程及其自动化专业升本后,社会对其培养人才的重视程度也在不断的提升。所以根据电气工程及其自动化专业的教学目标将教学内容整合为“电力系统及其自动化”和“工业自动化”两个专业方向,这两个专业是实验室改革和建设的重要方向。为了培养学生的实践能力,学院改革将原先的单一的实验课程体系整合成为了基础性实验阶段、综合性实验阶段和创新性实验阶段,并形成了这三个阶段层层递进的实验教学体系,这有利于系统和科学的培养学生实验能力。由于教学内容整合为了“电力系统及其自动化”和“工业自动化”两个方向,两个专业方向的教学课程虽然大同小异,但是实验研究内容不一,所以学院改革后分别成立符合“电力系统及其自动化”研究方向的基础性实验室和符合“工业自动化”研究的综合性实验室,这两个平台可以同时满足二者的教学需求,优化和共享教学资源。
2.整合实验教学内容、改进实验教学方法。对实验教学内容的整合要按照三个实验阶段“递进式”的方式整合,彻底的将原先单一的教学课程转变为系统性的实验教学,并要根据学院自身教学现状和存在的问题,改进实验教学方法,采用系统的科学的教学方法,培养学生的创新能力。
在上文中,已经教学内容整合为“电力系统及其自动化”和“工业自动化”两个专业方向。所以对于教学方法的整合,要以激发培养学生的创新能力和实践能力为首要目标,摒弃先去单纯以教师手把手教学的方式,不同的实验阶段,对学生的教学方法也大有不同。在基础性实验阶段,教师辅导为主;综合性实验阶段,学生自我动手操作学习为主导;创新性实验阶段,以学生提交课题项目研究申请书为主导,在这三个不同的阶段,采用不同的教学方法可以引导学生全方位的思考问题,有利于培养学生将所学的知识运用到实际生活中解决问题。
3.加强实验教学管理。鉴于电气工程及其自动化专业“递进式”实验教学模式是当前学院改革措施下实施的新型教学模式,发展尚未成形,管理体制和措施都不够完善。因此,在今后的实践过程中,要不断的加强实验教学的管理,可以和其他院校的实验教学管理制度进行交流和沟通,并对本校的实验教学现状,完善本学院的实验教学管理制度,例如:建立反映学生实验能力和创新能力的实验教学评价体系,开放具备条件的实验室为学生提供平台等方法来完善管理制度,真正意义上实现“递进式”的实验教学。
4.加强师资队伍建设。师资队伍建设是实验室建设的重要因素,是确保实践教学的前提和条件。
关键词:电气工程;安装;措施
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.110
0 前言
近年来,电力行业发展迅猛,用电需求也越来越大,这就对电气工程的安装提出了更高的要求,而电气工程的安装技术仍存在诸多问题,所以研究电气工程安装存在的问题和解决措施就有其必要性。
1 电气工程安装过程中存在的问题
1.1 安装工程材料质量问题
质量问题是各项工程的重中之重,人们的日常生活都离不开各种电气设备,所以电气工程中的质量问题尤为重要,它直接影响人民群众的用电安全,因而,在电气工程的安装中必须严把质量关。然而由于安装材料市场混乱,使得电气工程安装过程中容易存在不合格的材料,严重的影响了后期整个电气工程的使用和运行;此外,目前的电气工程施工安装方面存在着项目承包的现象[1],很多的承包商为了获得更高的利润而不断的降低购买成本,在电气工程安装过程中不按设计要求购买安装材料,存在着偷工减料的现象;同时,实际的材料选购人员专业知识缺乏,鉴别能力低,质量把关不够严格,导致电气工程选材上存在很大的质量问题。
1.2 前期施工准备存在的问题
由于设计者工作失误,在电气工程设计中未能充分考虑相关的要求和标准,造成设计的偏差。例如,没有进行等电位联结设计[2],或者忘记了电气保护接地设计,或者是在设计中错误的使用了低压配电系统等等,如果按照这样的图纸进行施工,将会给电气设备的使用带来严重的安全隐患,造成不堪设想的后果; 再比如,在进行配变电所位置的选择时,没有充分考虑设备吊装和运输等方面的有关规定,造成因为线路问题而引起的设备使用不便,不利于设备的维修与利用。因此,这就需要在设计中,提前考虑设备的运输和维修通道等问题,便于后期工作的开展。
设计完成后,图纸审核也容易存在问题。由于个人工作观念、工作技能水平大不相同,虽然有许多专业优秀的施工人员,但仍有部分审核人员的专业水平低,职业素养差,不能充分认识到施工图纸审核工作的重要性,导致未能及时发现设计图纸中存在的问题;同时,图纸审核过程中,部分工作人员不能很好地将理论与实际相结合,或实地考察流于形式等,这些都会影响电气工程安装的质量。
1.3 施工过程中监管不到位
施工过程中监管不到位也是电气安装中经常存在的问题。电气工程施工管理是电气工程安装中的重要部分,在施工过程中由于管理不到位也会影响工程安装质量和效率。在实际工作中,施工人员并非全都熟练掌握电气安装的专业知识,使得施工人员随意进行工程安b,导致实际施工结果与质量要求相差甚远。加之施工现场没有专门的监管小组,缺乏对电气工程安装现场的管理,导致电气工程安装存在问题。因此,应加强监管以确保工程质量。
2 解决电气工程安装中存在问题的措施
2.1 严把质量关
选择施工材料时要严把材料质量关,每种材料都应具有完整的生产资料如产品合格证、检测报告等,都需经施工单位,监理单位相关人员签字并建档入册确认无误后方可使用;在工程项目承包前,公司应全面评估和考核各承包商施工团队的综合素质,选择技术水平高的队伍;承包商在得到承包任务后,不能因自身利益而选择假冒伪劣产品,同时在材料选购时选择综合素质高的采购人员,避免因采购人员鉴别能力低而造成把关不严;加大对施工质量和施工安全的宣传力度,提高施工人员的责任意识和安全意识,杜绝偷工减料现象的发生。
2.2 做好施工前的准备工作
提高设计者的综合素质,在设计过程中多方面综合考虑选择最佳方案,设计完成后对要施工的设计图纸进行反复检查,一旦发现问题,及时纠正;设计者检查无误后由施工人员再一次进行核对研究,发现不合理之处及时向上级单位报告,联系设计人员及时修改施工方案。
提高施工者的技术水平,做好施工前的培训工作,强调质量安全意识,建立施工质量考核制度,对技术水平高的施工人员给予精神鼓励和物质奖励,以此来调动其他施工人员的积极性,树立质量第一意识;同时建立责任到人制度,做好岗位分工工作,明确各作业人员职责,调动工作人员积极性,确保电气工程安装质量。
2.3 加强对电气施工现场的监管
成立专门的监管小组,加强对项目进度的管理和监督;制定相关管理条例,工作人员在施工之前仔细研究各管理条例,按照管理条例开展各项工作;监管人员提高责任意识,全心投入到施工建设中去;同时贯彻“安全第一,预防为主”方针,对新员工进行岗前培训,让其充分了解并重视质量问题;对于不按图施工,无证施工,使用不合格材料等行为一旦发现,立即制止并给予处分。
2.4 重视设备调试工作
调试是施工完成之后的一次重要的全面检查,也是对前期设计、施工的补充和完善,对于保证电气工程的质量问题有着重要意义,因此,施工完成后必须进行安装调试工作。但调试难度高技术性强,所以需要施工部门、使用部门相互配合,共同监督,全面检查,一旦发现问题,及时解决,避免投入使用后造成严重后果;调试完成后,相关技术人员还需对其进行时效检验[3],校验稳定后再交给使用单位,投入使用。
3 结束语
总之,电气工程安装是一项综合性工程,从图纸设计,施工安装,到安全调试,再到最后的投入使用都需要重视质量安全问题。只有严格保证材料质量,做好施工前的准备工作,加强对施工现场的监管,重视安装调试工作,提高应变能力,积极解决安装中的各种困难,时时考虑人们使用的安全问题,才能更加高效地完成电气安装工作,提高安装水平,促进电气安装工程发展。
参考文献:
[1]刘大平.电气工程安装存在的困境及出路[J].科技创新与应用 ,2015,02(83).
[2]扈秀中.谈电气工程安装存在的质量问题与改进策略[J].电力技术资讯,2013(10):144-145.
关键词:电气工程;电气自动化;融合
二十世纪是一个科学技术引领时展的时代,随着各种尖端技术的不断应用,各个企业的发展现阶段都有尖端的技术团队。同时,由于电气自动化技术优势的特点,如果能够把握好应用手段,在实际生产过程中,一定会取得好的结果。但在电气工程实践发展的过程中,我国的电气自动化技术的应用时间还比较短,很多人员没有经验,使融合程度不是很高,在融合过程中仍存在着许多问题。因此,本文研究电气自动化如何融入电气工程中是具有明显的现实意义的。
1 我国电气自动化发展现状及融合不足之处
作为目前全球最大发展中国家的中国,与西方先进国家相比较,由于科学研究领域相对落后,导致电气工程及其自动化技术的研究也有一些不足之处,使其在电气工程中的融合进程受到了不小的影响,这样一定程度上制约了我国电气工程的发展。与此同时,目前我国所掌握的电气自动化技术可应用效率较低,往往是研究出一个很好的设备,但是没有相关技术进行支持,许多电力企业在这样的技术环境以及竞争体系中,不能完全按照自己的发展意愿而进行企业规划,受技术制约的因素影响,最终导致电气自动化技术不能完全满足自身发展的需要。
本文所研究的设备都是基于电气自动化技术的,因此与传统设备相比具有很强的优越性,这种优越性主要体现在使用性能以及使用寿命两个方面。除此之外,电气自动化技术下的设备能够将工作信息实时、快速、准确的传送到相关工作岗位上去,因此将电气自动化融入到设备中是势在必行的,然而根据作者调查研究得知,目前在电气自动化融入电气工程过程中,仍存在许多问题需要引起相关研究者的重视:首先,电气自动化技术在电气工程中的应用还不成熟,不是很全面。其次,电气自动化技术在应用过程中对外部电压要求较高,这使得电网建设投资成本压力增大。此外,电气自动化设备在防雷和电磁干扰等方面需要发展和完善。这就要求我们不断探索电气自动化设备功能的研究工作,以充分发挥自动化装置的功能。
2 电气工程中电气自动化的设计理念
2.1 集中化设计理念
针对本文所研究的电气工程来说,自动化技术的融入主要有两方面的作用,第一就是对于电气工程系统进行信息集中处理,由于随着电气工程的规模的不断扩大,传统的处理系统压力越来越大,自动化信息系统可以使复杂的信息处理过程变得便利起来,减轻电气工程系统主机运行负担;第二就是能够承担一部分监控作用,特别是对系统稳定性以及安全性方面的监控,电子自动化可以达到很好的效果。
2.2 远程化设计理念
由于电缆在电气工程中需要大量接入,才能保持整个电力系统的正常运行。然而,许多电缆应用在很大程度上会增加系统的负担,降低系统运行的稳定性和安全性。通过远程设计的应用可以解决电气工程电缆的系统依赖性。但这种设计思想的用虽然在很大程度上减少了电缆的应用,但直接增加了信息设备的数量。因此对于这种情况,电气自动化技术一般只用于较小的电气工程之中。
2.3 现场总线式设计理念
现场总线式设计是一种网络技术,随着我国近年来网络技术的不断发展,基于网络技术的设计方法逐渐变得更有针对性。我们可以使用不同的技术运用于不同的阶段,使其功能更加稳定,这种设计理念,不仅具有远程设计的优点,并且已经成为了电气工程领域公认的一种方法。相信随着电气自动化技术的不断发展,其也成为了未来发展的基本趋势之一。
3 电气自动化在电气工程中的融合运用
通过上述分析,对于电气自动化融入电气工程的发展现状以及存在的问题有了清晰的了解,同时对于电气工程中电气自动化的设计理念也有了初步认识,那么接下来作者就谈一下自己对电气自动化在电气工程中的融合运用问题的一些思考与建议。
3.1 电气自动化和继电保护装置的融合
电气自动化技术在继电保护装置中的应用,主要是检测安全保护装置,简单地说,当系统出现故障时,故障信息将通过系统直接送到控制中心发送,然后立即切断电源装置系统并进行报警。针对这种技术来说,电气自动化可以使之更加有效,在电气工程实际中,继电保护装置在自动化技术的应用下可以实现对电路的监控,并为远程控制提供技术支持,有效地解决了传统继电保护装置应用的最大分辨率慢、误差跳变等问题。
3.2 变电站综合自动化在电气工程中的运用
变电站综合自动化系统是一种高精度、高效率的自动化控制系统,它将建立在技术的自计算基础上,将电气自动化技术与相关通信技术相结合,并在实际工程中加以应用,电气工程自动化系统可以进一步优化继电保护装置的设备。例如变电站综合自动化与计算机技术、通信技术等多种前沿技术的应用形式进行结合改进,最终可以将这些技术直接应用于变电站中,使整个变电综合系统具备了智能化、集约化、高效化、自动化的特点。
3.3 管理工作中的融合应用
在现阶段,随着自动化技术的发展,电气自动化技术逐步应用到电气工程管理工作中。通过电气自动化技术,对电力系统中的所有设备进行监控和管理,以保证设备在正常情况下的正常运转,并及时发现设备中存在的问题,延长设备的使用寿命。同时,设备的管理人员,经常会受到诸多因素的影响所产生的各种问题,通过使用电子化技术并对电气自动化技术的使用,以避免此类问题的出现,从而提高电气工程的质量管理工作,使其更好地发挥应有作用。
3.4 调度网中的融合应用
在电力网络中应用融合调度的过程,一般有许多设备应用其中,如打印设备、中心服务器设备等,通过这些设备的应用,达到了自动控制的目的。电气自动化技术将自动为客户用电测量,根据检测结果确定电力用户需求,为用户提供更好的电能,从而可以将电能消耗值降到最低。而且,通过监控设备,还可以第一时间得知整个网络的调度问题,并对工作人员进行提示,从而提高电力系统的安全性。
4 结束语
综上所述,随着电气自动化技术应用价值的不断提高,如何将电气自动化技术逐步融入电气工程当中已经成为了电气行业的一个热门研究课题,然而我国现阶段在电气自动化技术应用中方面仍存在许多问题。本文对电气自动化技术的设计理念作了简要分析,指出其在电气工程中存在的不足和融合技术应该发展的方向。希望本文的研究能促进我国电气工程事业的进一步发展。
参考文献
[1]樊青山.浅析机械工程自动化存在问题及措施分析[J].发展,2017(03).
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[3]王丽媛,薛龙.智能技术在电气工程自动化控制中的应用[J].中国设备工程,2017(03).
关键词:电气工程;研究方向;环保;节能减排
一、 电气工程的主要发展历程
电气工程的主要发展历程大致可分为三个阶段:第一阶段,从公元前大约7世纪至公元16世纪上半叶在长达两千余年的岁月里,人类对电磁现象的认识十分缓慢,一直停留在单纯地观察记录的水平上。第二阶段, 16世纪下半叶从英国女王的侍医官吉尔伯特开始,人们对电磁现象进行了探讨,并作了一些定性的归纳和总结。这一阶段大约持续了二百年。第三阶段,18世纪的卡文迪许、库仑开始,人们对电磁现象的研究进入了用科学方法定量研究、总结归纳从而得出规律的阶段。
二、 电气工程的研究方向
20世纪下半叶以来,电工方面不断涌现出各式各样的新事物,给电气的发展注入了S多活力。
在电工的理论和原理方面,物理与天文研究中发展起来的等离子物理学与电磁流体力学开始向工程应用方面推进,与能源、电力、交通及其它工业发展需要相结合,开创并推进了受控核聚变、磁流体发电、磁流体推进、和电磁泵在世界范围内的研究,取得了令人瞩目的成就。
在新材料方面,各种有特性的材料相继被发现。超导技术从超导现象1911年被发现至今,无论是在理论上还是实践中都取得了长足的发展,特别是高临界温度超导材料的突破性进展,打开了超导技术应用的大门。永磁材料指的是某种材料经充磁后,具有很高的剩余磁密、矫顽力和磁能积的材料,如钕铁硼(NdFeB)。上世纪80年代,我国成为世界上第三个能生产钕铁硼的国家。近年来,永磁材料的研究主要针对钕铁硼材料的缺点,集中在提高材料的温度稳定性、抗氧化性以及降低价格方面。半导体作为一种导电性能介于绝缘体与良导体之间的特殊材料,为电工领域提供了多种电力电子器件,为直流输电、电气铁道、各种节能电源和自动控制装置的发展做出了重要贡献。
在新技术方面,微电子技术的发展,使电力电子技术得到迅速的发展,使大功率的整流、逆变装置得以实现进一步拓宽了电能的应用。而微电子技术和计算机技术的结合,实现了电机、电力系统、传动系统的的自动控制。
近年来的研究热点有:①电力大系统、电力传动系统及电力电子变流系统中的各类问题;②生物、医学与健康领域中的电磁方法与新技术;气体放电及多相混合体放电问题;③气体放电及多相混合体放电问题。④基于新材料、新原理或为开拓新应用领域的电机、电器;⑤反映各类电器设备电器或绝缘性能演变的多因子规律及其观察和测量技术;⑥电能质量的理论及其测量、控制;⑦可再生能源发电、电能存储和电力变换技术;⑧现代测量原理及传感技术;⑨脉冲功率技术与低温等离子体应用基础;⑩电力电磁兼容问题以及复杂电力系统的经济安全运行、控制及规划的理论及其应用。
三、 电气工程新技术对我国社会经济可持续发展、节能减排和环境保护工作方面所起的重要作用
核能发电,目前分为核裂变和核聚变两类发电方式。核裂变是由较重的原子核裂变释放出的能量加热水,基本形式与煤燃烧发电的形式相同。由原子核裂变所释放出来的能量要比普通矿物燃料燃烧放出的能量大几百万倍。核聚变则是较轻的原子核结合为较重的原子核的过程,所释放的能量比等量的原子核裂变所释放的更多,核聚变的原料是海水中的氢的同位素,这种原料是取之不尽的,但是由于能量难以控制,目前尚待研究。
磁流体发电,是一种把燃料的化学能直接转化成电能的新型发电方式,具体装置中是利用高温导电的等离子体与强磁场的相互作用而产生电能,目前已在提高能能量的转化率方面起到了极大的作用。
另外,风能发电、太阳能发电作为清洁能源,在中国也得到广泛应用。 在交通运输方面,电工技术的发展将极大地促进以电磁技术为依托的磁悬浮列车的发展,目前,磁悬浮列车在全世界范围内已经进入推广应用阶段,并有可能在未来继续提速。
就节能减排而言,中国大量推广电动自行车的使用,使得私家车、摩托车的使用大大减少。这意味着为国家节省了更多的石油资源,并减少了大气污染。
四、 如何利用电气工程相关新技术来治理大气污染以及高效利用能源
APEC会议期间,北京天空出现了短暂的“蓝天”,这被主席称为“APEC蓝”,并希望这一情景能永远留在北京上空。但没过几天,北京又陷入了雾霾的世界。大气污染问题已经摆在政府的面前,如何解决它关系到每个人的利益。
对于我们而言,利用电气工程相关新技术来治理大气污染是一项非常可行的途径。我们都知道,大气污染主要有两个来源:一是汽车火车等以汽油、柴油、煤为动力的交通工具的大量使用;二是工厂加工废气的排放。
因为交通工具的大量使用而造成空气污染,传统做法是推广使用以清洁能源为动力的交通工具,如自行车,电动自行车,电动汽车等。效果不能说没有,但成效甚微。究其原因,主要是上述交通工具与汽车火车等传统交通工具相比,其动力(即速度)以及续航方面远远不够。
如果能够利用电气工程来相关新技术来实现电动车电池的小型化以及大功率化便可以解决上述问题,实现电能的高效转化也不失为一个可行的途径。另外还可以考虑使用太阳能光伏发电微型化,以太阳能为直接能源,但其问题在于天气影响因素太大。相信日后,随着技术的发展,会有解决的那一天。
对于如何高效利用能源,其实生活中也已经可以见到。如楼道的声控开关、光控开关就可以减少不必要能源损耗,提高能源利用率。再比如工业生产中,利用电涡流效应来加热钢铁也实现了能源的高效利用。
电气工程新技术的每一次发展都会在某一方面带来技术革命,只要继续在这方面前进,最终就一定可以解决我们所面临的难题。
参考文献:
[1] 贾文超主编,参编卢秀河、杨晓红。《电气工程导论》西安电子科技大学出版社。
[2] 刘涤尘,王阳明主编。《电气工程基础》武汉理工大学出版社。
[3] 李志民主编,副主编白雪峰。《电气工程概论》,-北京电子工业出版社,2011年,6月。
关键词:电气工程及其自动化;独立学院;专业建设
中图分类号:G650 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)08-0037-02
随着广东省电力工业的快速发展,对电气工程及其自动化专业的人才需求增加,因此专业的建设与发展具有很好的前景。作为一所独立院校,我院以服务地方经济社会发展为出发点,为广东经济社会发展培养自动化专业的高素质应用型人才。同时,我们需要看到自我国高校实行扩招以来,大学生数量大幅度增加,毕业生数也随之增加,因此未来本专业大学毕业生就业形势也不容乐观。在这种形式下,如何正确定位本专业的培养目标和培养规格,把本专业建设成为具有自己鲜明特色的专业就需要我们思考与探索。本文在广东技术师范学院天河学院的基础上,主要针对独立院校的电气工程及其自动化专业的人才培养模式进行探讨。
一、专业建设定位
电气工程及其自动化专业是通用性强的“宽口径大专业”,是由原电工类的电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电气技术等专业合并而成[1]。各高校根据社会经济发展对本专业人才的需求,依据各自的实际情况、办学条件,确定了彼此不同的、体现各校办学特色的专业方向、人才培养的方案和模式[2]。独立学院不同于重点高校与职业技术学院,他以培养介于研究型人才和具有某一职业技能人才之间的应用型人才。他们既要有一定的理论做基础,又要有一定的实际动手能力。因此我院电气工程及其自动化专业以培养基础扎实、知识面宽,具备自动控制理论、控制系统、信息处理、PLC和单片机控制技术、供配电及其自动化等方面的基本理论和专业知识,能在工业过程控制和电气系统等领域从事系统分析、系统运行与维护、开发与设计、管理与决策等工作的应用型工程技术人才
二、课程体系建设
电气工程及其自动化专业具有多学科交叉、内涵丰富、外延宽广等鲜明的特点,作为电类本科专业来说培养的人才应是宽口径、高素质的工程应用型人才[3]。为此在专业的理论教学体系构建中,按照“大平台+小模块”构建知识体系。大平台指公共基础课平台、专业基础课平台和专业必修课平台,小模块指按市场需求而灵活设置的专业方向课程群。
①公共基础课平台由公共基础、相关知识、专业拓展等系列课程构成,意在培养学生的基本素质,为学生后续学习打基础,全面提高学生综合素质和多角度的科学思维方法。②专业基础主要由数学、电路、数电、自动控制理论、电气控制技术等专业基础课程构成,教授学生专业相关基本知识,同时考虑将来专业口径的拓宽,为后续专业学习打下扎实的基础。③专业必修课平台主要由电力系统分析、继电保护原理、发电厂电气部分、工厂供配电、电力系统调度自动化、电力电子技术等专业课、限选课、任选课等组成。使学生掌握专业系统知识,着重培养学生分析和解决实际问题的能力。④结合我院现有资源及市场需求情况分析,专业方向课程群设置了两个专业方向,一是电力系统及其自动化专业方向,主要课程有电力设备运行与维护、电力系统程序设计、电力系统规划设计、变电站设计与运行等,注重培养电力系统、电气装备领域的系统设计、系统运行、研制开发、试验分析、工程建设与管理的高级工程应用型人才。二是电气控制方向,主要课程有单片机原理及应用、PLC原理及应用、DSP原理及应用、计算机控制技术等,培养掌握电机及电气控制、自控原理及系统、微机控制、掌握现代控制技术等理论知识,以及具有全面的电气自动化应用实务能力的应用型人才。
三、实践环节建设
应用型人才培养模式主要是以能力为中心,以培养技术应用型专门人才为目标[4]。我院的实践教学体系以工程实践为主,通过理论联系际,培养学生独立分析问题、解决实际问题的能力。在实践教学中针对应用型人才培养的要求,遵循技能与能力训练培养的教学规律,按照系统性、层次性和循序渐进的教学原则,将实践教学体系划为以下三种层次:
①基本技能层:包含各基础课程实验、专业基础课程实验,进行基本技能训练,培养学生的实践能力。②专业技能与工程实践层:包含专业课程实验、工程实训、课程设计、进行专业相关的技能和工程实践能力的训练。③综合应用能力与创新能力培养层:包含毕业设计、专业实训,认识实习、毕业实习、科技创新等进行综合应用能力和创新能力培养。
这种层次渐进的实践教学体系形成了由单一到综合,按照先基础、后综合、再创新的思路,循序渐进地安排实验教学计划。目前我院电气工程及其自动化专业建立了基础实验室、专业实验室、实训基地等校内外实习实践教学基地,专业实践的教学条件已有较好的基础,给学生提供了更先进的实践硬件条件和环境。
四、突出特色
①完善校内实训中心,发展校外实训基地。要培养高素质的高级工程应用型人才,除了完善的理论教学外,还必须有较好的实验和实习环境,以提高学生的实践能力[1]。通过资源整合、学校投入,已经完成电工电子等基础实验室、电力系统综合自动化等专业实验室的建设。这些实验室的设备在质量和数量上都能够满足实践教学的需要,并具有开放性、功能先进性,允许学生在此从事科技实验、技术革新等创造性活动。学生可以根据自身特长和兴趣到实训中心进行操作和技能训练,应用型人才的培养是建立在大量实践的基础上的,在学校外的职业环境中进行实习是形成优秀职业能力的重要环节[3]。我校鼓励学生走向社会,培养适应社会的能力。根据课程设置和培养方案,每年都会有学生到校外进行认识实习、毕业实习,让学生较早地接触工程实践环境,培养学生运用所学理论知识分析解决实际工程问题的理念,提高学生的工程意识和工程能力,为学生走上工作岗位打下良好的基础。同时,我们积极建立自己的校外实习基地,已经与广东民建实业有限公司等十多个企业进行产学合作,走“产学研”的人才培养模式。②积极开辟第二课堂,开展课外学术科技活动。学生参加学科竞赛和科技文化活动有利于学生运用理论知识和实践能力解决实际问题。我院有计划地引导、鼓励、组织学生参加各种课外科技文化活动,成立了专门的专业兴趣小组、专业特色作品设计大赛等课外科技活动委员会,积极引导学生参与其中;鼓励学生参加各种校外学科比赛,以扩大视野、启发科学思维,他们可以参加数学建模比赛、智能汽车大赛、电子设计大赛等。在理论与实际相结合的各种学术活动中,增长学生的见识,让学生充分施展自己的才华和兴趣,提高实践能力和综合素质。开展课外学术科技活动以来,先后有9人次在全国大学生电子设计比赛中获奖。
五、总结
作为一所独立院校,我们始终以应用型人才培养为目标,服务于地方经济。我们将根据学科发展的要求,结合独立学院的办学特色,不断地探索研究,相信通过我们的不懈努力,一定能将我院的电气工程及其自动化专业办成独具特色的专业,培养出更多具有创新能力、受社会欢迎的高素质应用型人才,为地方经济建设作出更大的贡献。
参考文献:
[1]王晰.独立学院应用型人才培养模式研究[J].大连理工大学,2010.
[2]李明伟,李建月.我院电气工程及其自动化专业建设的思考与探索[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2009,(12).
[3]谢卫才,黄绍平,李靖,彭晓.应用型电气工程及其自动化本科专业教学模式探索[J].电气电子教学学报,2008,(8).
基于智能小车广泛的应用前景,本文研制了一款基于多传感器融合的直立智能小车。该直立智能小车以K60处理器为核心,配置线性CCD摄像头、陀螺仪和加速度模块,通过传感器协同作用实现对整辆车的控制,使小车具有直立行走、循迹等功能。通过实验测试,所研制的小车达到了能够在不在认为的辅助下自动直立静止或是沿着黑色的赛道循迹前进的性能。
【关键词】多传感器 K60 直立行走 循迹 PID算法
本文研制的小车集成了许多传感器模块,包括:陀螺仪模块、加速度模块、线性CCD、以及测速模块等。通过这些模块采集到的数据对小车当前直立的角度、速度、还有前方道路情况进行分析。再通过K60对采集到的数据进行处理后对小车的直立、前进速度、拐弯等做出相应的控制,使小车实现直立行走的功能。
1 小车硬件设计
1.1 总体设计思路
总体设计如图1所示。通过姿态传感器陀螺仪ENC-03和加速度MMA7361的互补滤波得出保持小车直立的速度、线性CCD对道路进行预判、编码器采集小车速度进行速度闭环控制。通过CAD把各个模块集成到同一块系统板上。再由K60通过PID算法、PWM控制、互补滤波等算法对小车进行精确控制,使小车可以直立循迹行走。将这四类传感器的信息融合。融合后由 K60芯片做出反应,将信号传给电动机,使小车直立行走。
1.2 CCD摄像头部分
线性CCD摄像头主要功能是采集赛道的信息,采集到的是电平量,其中黑线为低电平,空白部分为高电平,通过对比低电平偏离正常位置的量确定需要前进的反向。此外,摄像头架立在小车的上方,加上广角镜头可以看到跟前方的跑道,以便提前预判是否需要拐弯,避免拐弯时因为来不及减速而冲出跑道。
1.3 K60芯片
随着智能控制的发展,32位的微处理器正在成为主流,K60配备2路12位的数模转换器DAC,最高可超频到200M,为多个传感器的融合使用、大量的采集数据分析,减少指令循环周期,提高控制效果和精确度奠定了基础。
1.4 陀螺仪和加速度
陀螺仪的原理是指:在不受外力的情况下旋转物体的转轴会指向一定的方向,人们利用转轴的的偏离程度来确定物体偏离某确定方向的程度,并且将偏移量转化成电信号输出。因此我们可以用陀螺仪来测量小车的偏移角度。加速度传感器可以测量小车偏离平衡位置的加速度,并且将加速度转化为电信号的模拟量。将测量到的偏移角度和偏移角加速度利用互补滤波得出小车保持直立的状态。在硬件搭建是要注意加速度模和陀螺仪模块要保持严格的水平和垂直,以免采集的数据误差大。
1.5 编码器
将编码器的齿轮与小车电机的齿轮咬合,利用测量编码器的转速间接测量小车电机转速。编码器利用对光脉冲个数的统计来确认自身的速度,通过计算最终得出小车速度并作为反馈量输入。使用157线的编码器,每隔50m进行一次速度控制,统计到的脉冲数为N,则实际速度=N*1000/50/157转/秒,将实际得到的速度作为反馈量用于PID控制,从而做到对车模的速度进行控制。
2 小车软件设计
2.1 程序设计框图
小车的速度由直立平衡的互补滤波、决定方向PD控制、决定速度的PI控制,三个量叠加后得出输出的速度量。最终通过PWM控制算法控制电机。软件框图如图2所示。
2.2 小车直立的控制
小车直立控制是使小车保持直立,它通过对陀螺仪和加速度采集到的倾斜角度和角加速度进行互补滤波实现。程序框图如图3:
2.3 小车速度控制
小车速度控制通过PI算法实现,使速度保持为设定值。程序如图4。
2.4 小车方向控制
小车方向控制是通过分析线性CCD 模块采集到的数据得出的赛道信息,从而进行拐弯或直走。程序如图5所示。
2.5 小车PWM控制
将得到的直立速度,方向信号,速度信号进行叠加得到最终速度输出量,最终通过PWM控制来控制电机。程序如图6。
3 测试实验结果
3.1 方向控制调试
经过反复的参数整定,最终小车实现直立循迹的功能,其在行走过程中的数据通过蓝牙发送到上位机。如图7所示为方向控制的测试结果:
如图7所示:线①代表方向控制加在左轮上的速度量。线②代表方向控制加在右轮上的速度。区域③是小车经过虚线时波形波动比较大。区域④是指方向控制加在左右轮的速度为零也就是直走。区域⑤指的是方向控制加在左轮的速度为正值,加在右轮的速度为负值,代表着小车右拐。区域⑥表示加在右轮速度为正值,左轮无速度,表示左转弯。
3.2 小车直立测试
在对陀螺仪和加速度进行互补滤波后虽然波形相对比较平滑,但是会出现过冲,影响小车直立的稳定性,因此要对波形进行拟合。
3.3 小车的调试
在多次反复的修改数据和测试中不断地对小车的控制参数进行优化,最终使小车顺利完成任务。小车调试的部分参数结果如图9:
3.4 总结
经过多方的调试和对硬件和软件的优化,最终小车成功地在跑道上循迹且稳定直立行走,实现预期的功能。
4 结束语
本小车是基于多传感器融合的直立智能小车,意在通过各种简单的传感器和算法的有机结合,通过各种数据的采集、转换,最终用来控制小车,使小车具有直立行走、循迹的功能。本小车结构简单,使用PID算法,清晰灵活,但是仿人化程度还不够高,以后着重研究使其赋予更多人的行为,而不仅仅局限在直立上。加以推广和深入研究后,可以小车在很多领域代替人实现各种任务。因此,对直立小车的更深入研究意义重大。
参考文献
[1]李宝泉,智能小车的设计与制作[J].电子制作,2011(07).
[2]周冰,李田,胡仁喜等编著.Altium Designer Summer 09从入门到精通[M].北京:机械工业出版社,2008.
作者简介
陈昕儒(1993-),男,福州大学电气工程与自动化学院本科在读学生,专业为电气工程与自动化。
陈鹏(1992-),男,福州大学电气工程与自动化学院本科在读学生,专业为电气工程与自动化。
刘志栓(1993-),男,福州大学电气工程与自动化学院本科在读学生,专业为电气工程与自动化。
李玉榕(1973-),女,博士。现为福州大学电气工程与自动化学院教授,研究方向为控制系统分析与设计。
关键词:电气工程设计;问题;解决对策
社会的发展让电气工程的概念和应用深入人心,更在社会和生产中发挥着不可或缺的作用。同时这种重要性也体现在电气工程所带来的巨大责任,尤其是在安全性上的责任。这也对电气工程的科学性、合理性和细致性等加重了要求,而这种要求不仅仅是体现在后期的电气工程安装施工的质量保障中,更是对前期设计过程的高度重视。因为只有完备合理的基本设计,才能在后续的工程施工之中符合细致而准确的要求,体现出电气工程的安全保障。就我国现阶段的电气工程设计情况看,其中存在的问题多种多样,需要工程设计者们在设计中更加仔细认真,对标准严格执行,把握好电气工程设计中的各个重点,落实相关要求。对问题有更科学的处理,提高设计水平,保障安全质量,使电气工程的效用得到更高水平的发挥。
一、电气工程设计中存在的主要问题
工业革命给人类生产带来了巨大的推动了,也让人民的工作和生活习性有了很大的变化,尤其是电气技术的应用。在现代建筑电气使用现状的调研中,不少问卷都反映我国的电气工程设计中往往会出现一些问题,对建筑电气系统使用的安全性及便捷性造成了一定的影响。
(一)设计不细致
尽管我国的科技有了很大程度的发展,但对于民用科技应用还处在一个比较初级的阶段。例如我国的电气工程设计,总会存在设计浅显和粗糙的问题,加上不少的设计没有严格按照国家标执行,不但造成设计方案难以在实际应用被完整实施,更导致了电气工程的质量难以保证。正是因为没有在设计阶段经过细致的思考,很多实际问题没有得到解决,导致现场施工存在巨大的困难,往往会造成施工和设计两者之间无法实现匹配,从整体上降低了电气工程功能性的实现。
电气工程设计的细致性缺陷还表现在设计过程没有依照国家标准,导致设计存在使用问题和常识性错误,限制了我国电气工程设计的高度,影响了整个电气项目的开发水平和应用效果。
(二)设计不标准
我国电气工程设计问题可能由于很多原因,大致上体现在设计合理性和设计施工的规范性问题上。往往是由于开发商为了自身的利益而控制成本,常常会不按照国家的标准和规范进行施工,设计图纸也往往会置这些标准和规范于不顾。首先是在电气保护装置的接地问题和电位连接问题上没有按照相应的科学设计进行。其次是电气设备的电路回流没有进行相应的电流保护装置,出现问题往往造成运行困难。还有就是电气设备和电缆没有达到合格的设计标准。这三类问题大致上是因为开发商因自身利益而将设计未按国家相关标准和规范进行造成的,埋下了相当大的安全隐患,甚至可能给人们的生命财产造成不可估量的损失。
(三)配电线盒和接线盒安装设计存在问题
这类问题是常见的电气工程设计安装问题。正是由于人为的因素,使得配电盒与接线盒没有按照相关设计图纸进行设计,导致配电箱安装没有达到相应的合格标准,接线盒实际安装位置也与设计存在一定的偏移。正是因为这一系列的不准确和差异,导致最终的混凝土浇筑过程无法正常进行,因为一旦按照设计进行就会导致这类设备出现受损,后续工程施工无法按时进行,影响整个工程的施工情况。还有些问题也需要注意,因为混凝土浇筑往往会进行混凝土的夯实过程,其是利用振捣棒进行的,而这类操作往往让配电盒与接线盒出现一定程度的位移,这也会是电气设备安装不符合标准的原因之一。
二、电气工程设计问题的解决对策
(一)保证设计的细致性
电气工程是应用于居民生活的长期性工程,其细致性往往需要经过长时间的运营进行考验,一旦出现问题往往会给居民的生命财产造成直接影响,这对电气工程的细致性设计提出了较高要求。因此,电气设备所运用的型号、材料和规格都需要进行一一核查,保障设计和生活需求一致,保障施工设备性和设计方案一致,保障始终如一。为了减少不必要的施工难度,应当尽量在设计过程中就对相应的设备型号和材料进行标注。设计图纸必须进行联合审核,并在审核过程中对发现的问题进行严格处理,尤其不合规范、不合标准的设计,以及在施工过程中不合设计的情况,都应当及时进行反馈,并按照设计标准进行严格的返修。这个问题尤其需要对设计师的方案进行严格要求,并在审核过程进行仔细的审核,保证整个工程施工在设计上的可操作性,将设计做的更加详细、完善,全面保证工程设计的完整性和设计工艺水平。
(二)使用标准的设计方案
现阶段,大多数的设计不合理都是因为设计图纸的误差和错误等都因为没有按照国家对电气设计所制定的标准,尤其是部分建筑企业为了在施工阶段和设计方案中降低成本,会利用很多机会逃脱规则的制约,从而影响整个设计阶段,不能够完全按照标准规范进行设计。因此,解决电气设计过程中存在的问题,还应该进一步完善当前的电气工程设计规范和制度,为设计工作奠定基础。电气工程设计前期,必须对相关设备材料进行调查和确认,确保其各项规格型号以及相关参数符合标准,然后根据标准要求进行设计,确保电气工程质量得到有效控制。另外图纸设计与方案设计都要按照国家规范标准进行设计,使其满足相关标准要求,保证电气工程施工顺利进行。
(三)配电线和接线盒安装设计问题的解决方法
针对以上关于配电箱与接线盒安装存在的问题,应该采取必要的应对和解决措施,一是要求设计师及时做好技术的交底工作,让各部门的施工和组织人员可以明确清楚自身的职责,对配电箱与接线盒的安装和操作可以顺利进行。另一方面是需要在设计阶段对设置配电箱与接线盒的安装位置进行完备与合理的设计,并在复查阶段联合其他设计人员进行相应的验证和分析,实现安装位置的最优化。如果发现其中存在设计问题,也应该及时上报,以期正确处理。
结束语:
电气工程在现代社会的应用已经十分广泛,其重要性也在不断的提高,质量问题更是受到社会各界人士的关注,要求电气工程设计更加科学合理。因此,这也是对电气工程的设计和施工难度提出了更高的要求,尤其是对设计阶段的高要求,需要对工程整体进行更加全面的勘察和分析。就我国目前的电气工程设计现状看,在设计的细致性和标准性上并没有达到标注,其同时还有配电箱和穿线管的设计都存在明显的不足。这些问题也正是相关的设计人员需要在往后的工作不断改进的重要方面。这需要设计人员及时根据实际情况在设计工作加强问题的改进和处理,需要设计人员和施工方在现场进行更深层次的分析和研究,为电气工程的质量提供更加完备的保障。
参考文献
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