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2024 / 07 / 23
一、本课题的研究目的和意义
(一)目的
系统是国民经济建设的重要基础,强大的监控系统对于保证整个的稳定运行意义重大、在电网监控系统中图形工具的使用已经很普遍、但大多数系统图形工具设计构架陈旧、操作复杂,不利于用户二次开发。组态是一种成熟的软件产品,主要用于现场的检测,数据采集等。它的优点是功能强大,易于二次组态开发,性能稳定。组态图形工具大大提高了电网监控系统图形工具的适应性和二次开发能力。
(二)意义
保障安全、清洁、高效、可持续的能源和电力供应,积极发展智能电网已成为世界电力发展的新趋势。对变电站安全设施设备运行安全和电力公司内部治安管理日益收到重视,从而对电力公司安全技术防范的要求也越来越高。
二、本课题的主要研究内容(提纲)
检测软件系统主要设计了以下几部分:
1、电网主接线画面
2、曲线系统:由实时曲线、历史曲线、榜图表示
3、报警系统
4、报表系统
三、文献综述(国内外研究情况及其发展)
随着我国店里系统网络大规模改造,电网的规范飞速发展,为了满足店里网的安全性、稳定性、高效性,对电力监控系统要求其监测软件能够综合监控整个电网的运行情况,监控一次设备的工作状况,实现报表自动生成,以及实时数据显示、历史数据查询、事故分析、报表打印功能等。电力调动系统逐渐发展到有计算机技术加入后,监测系统也逐渐结构化,出现了与之相适应的电力监测软件。
四、拟解决的关键问题
(1)根据店里系统相关知识了解电网的配置以及接线方法。
(2)熟悉组态软件的相关应用以及通信协议。
(3)按照相关协议将组态软件恰当的运用到电网监控系统中。
(4)查阅资料详细了解系统软硬件结合的事先方法。
(5)具体理清监控的实现方法。
五、研究思路和方法
(1)分析电网监控的特定需求,给出软件的总体结构方案。
(2)通信功能是组态软件的基础,查阅资料详细得出通信模块设计的思路。
(3)设计组态画面,完成对电网电压、电流、功率等的监控。
(4)实现系统故障报警、实时数据与历史数据跟踪功能。
六、参考文献
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【摘要】电气工程及其自动化作为时代发展和建设的支柱型学科,其发展程度和国家工业发展程度息息相关;作为有很强的相关性的综合性学科,其在国防工业、农业、水利等很多方面都有较为广泛和深入的应用。随着信息时代的到来,各种科学技术交流沟通也变得简单而高效,科学技术在急速地进步和发展,科技的进步又带动或是促进其他产业的不断发展和进步,甚至衍生许多新兴技术行业。科技和信息的发展对提高电气工程及其自动化技术科技水平具有非常重要的意义,本文在阐述电气工程及其自动化技术概念、发展等的基础上,从硬件、软件、技术创新、人才、管理等方面进行讨论,结合实际应用进行分析。
【关键词】电气工程;自动化技术;应用分析
电气工程是机械时代和信息时代碰撞的“花火”,是工业、电子行业、信息服务业等交汇融合得来的新兴行业,是现代工业的重要组成部分。它的发展以现代科技为核心,以现代工业为基础,经历了电磁理论到现在电气工程及其自动化的全过程,旨在提高工业发展水平和便利人们的生活。目前生产活动都离不开电气工程的应用,电气工程是工业发展的重要保障;而自动化技术的应用,能够有效的提高电气工程的效率,是电气工程的有力保证。
我国虽然是工业大国,科技、经济等发展迅猛,但由于我国发展的时间较短,在很多领域中,技术水平还比较落后,尤其是电气工程等行业与发达国家相比较还有一定的差距,因而近年来国家也加大了对相关领域的支持和投入,格外的重视电气工程和自动化的发展和建设,使之能够更好地为国民经济的发展服务,推动社会发展和进步。
1.电气工程及其自动化概述
就其发展历程而言,18世纪_验证了电的存在,19世纪相继发现了安培定律和电磁理论为电气工程的发展奠定了理论基础,到了19世纪末20世纪初西方国家相继开设了电气工程专业;我国的发展最早可以追溯到1908年南洋大学堂的电机专科,1920年东南大学设置了电机工程系,1932年清华大学了电机系,1949年之后我国出现了大批工科为主的科学性质的大学,自此之后我国的电气工程如雨后春笋般欣欣向荣地发展,培养的人才也不断投入我国的建设和发展中。
时至今日,我国虽然受到各方面因素的限制,电气工程自动化的水平西方有差距,但这种差距越来越小,也是我国不断重视努力发展的结果。我国目前电气工程及其自动化技术主要用于工业控制系统中,通过相应的设备和控制系统,能够让生产线自行运转,最大程度上减少人为的因素,现在很多企业都采用了自动化技术来进行生产。
最初电子产品刚刚出现时,人们习惯于把电气与电子产品相关的学科,统称为电气工程。随着信息时代到来,新技术的不断投入和结合,电子产品的加工工艺和材料都发生了翻天覆地的变化,在这种大时代的背景下,电气工程自动化应运而生,其概念也变得越来越宽泛。通常涉及电力电子技术、机电一体化技术、计算机技术、网络工程等技术领域,是一门相关性和综合性较强的学科,主要体现为机电结合、软件和硬件结合、生产元件和控制系统相结合、强电和弱电相结合。
而若想掌握这门科学,对工作人员的电子电路技术、计算机技术、汇编语言、控制工程、电力系统以及高等数学等知识要求较高,同时对设备的认识和操作也要有一定的基础。影响电气工程发展的因素主要有信息技术和物理科学。信息技术主要指在控制理论基础上的计算机技术、互联网技术、C语言、C++等,而物理科学就是指在电路、电子原理等基础上的集成电路等硬件设备和硬件系统;故而,电气工程及其自动化技术主要分为硬件和软件,实际的学习、设计和应用过程中,应先分成两个部分来进行讨论分析,再结合起来对整个系统进行评估测试。
2.电气工程及其自动化的应用
任何技术的应用和发展都可以分为理论和实际。其中的关系是相辅相成的,理论的发展要基于实际的需求和应用,而理论的发展实事求是进而成熟,又能够指导实际应用,这是一个相互补充相互促进的过程。客观地讲,电气工程及其自动化技术是随着工业的发展和演变,而逐渐形成和总结的一门学科,在一定程度上,电气工程及其自动化技术,是为了满足实际生产力的需要,服务社会和生活。
在传统的工业生产中,虽然人工可以操控机器来进行生产,但是已经无法满足高速发展的经济需求,生产力的落后仍是当前的主要矛盾。在这种情况下,仅依靠人工操作机器的生产方式,已经满足不了市场的需求,必须提高生产的效率,为了解决这个问题,很多企业都实行了24h多个班次轮流生产的制度,而实际情况确实提高了生产成本,因为采用这样的生产方式,机器可以不停的运转前提是增加企业的员工,操作人员又需要足够的时间休息以保证工作效率,成本自然要增加。
因此在越来越激烈的市场竞争中,企业要想获得更多的效益,就需要采取更加合理有效的措施;而让机器自行运转的提出,就是自动化技术的雏形。
3.电气工程及其自动化发展的现状和问题
实践可以检验理论,理论可以指导实践,这是一个相互作用的过程。目前在我国的电气工程及自动化的推进过程中,也发现了诸多问题如技术、硬件、管理、能源等等都不容忽视。在技术上,我国基础比较薄弱,和西方国家相比发展上自动化程度较低,这就要求在设计创新等开发方面需要多多交流学习进而进步和拔高;技术上的瓶颈一定程度上也限制了硬件的开发使用和性能,同时对能源的消耗和环境的影响也是衡量其性质功能的指标;除此之外,整个电气工程及其自动化管理过程中,网络构架、人才管理、质量管理等结构和标准也有待优化和统一。
其中的普遍存在的节能问题,主要是建筑电气节能的设计及其使用时候的能耗问题。科学技术的快速发展,使越来越多的智能化设备应用于电气工程中,这些设备提高工作效率的同时,一些系统集成性不强的元件的功能单一、互不连接、信息独享的问题也会影响工程的质量。
另一方面电气工程在满足建筑项目各方面的不同需求的同时,不仅需要提供照明和温度调节,还需要保证娱乐场所等用电,必然会消耗大量的能量,易造成不必要的浪费,不符合节能环保的时代主题。所以在实际的电气工程及其自动化技术的设计中,先对硬件进行设计,依据工业控制需要,有针对的选择电子元器件,通过设置中央服务器和一系列辅助设备,如传感器、控制器等,建成一个完整的系统。
在满足性能的同时要尽可能的节能,实事求是的进行合理设计。其次是在已有硬件的基础上进行软件编程设计,同时要结合企业规划、管理等与之相适宜。其次就是管理,有些企业追求发展时照搬照抄同类型企业设计管理的模式或理念,导致出现这样那样的问题;究其原因,是很多相关企业和部门的网络构架不统一,使得电气工程无法建立快捷、高效的自动化系统。
技术、管理、理念以及人才素质等参差不齐,不同企业的程序接口存在差异,无法实现企业间有效的资源信息共享,增加了电气工程自动化的成本。企业不愿过多投资,只追求结果和效益,存在着电气工程质量管理不足的问题,进而影响电气工程的施工进度等,甚至是无法有序、顺利的完成电气工程施工,还影响了整体质量。
4.电气工程及其自动化发展的对策和展望
电气工程及其自动化技术由于其广泛的应用和前景成为当前热门,由于其能够极大的提高生产效率,对于国防工业和人民生产生活起到了不可估量的作用。因此也受到了国际各国的足够的重视,也成为了衡量工业发展的重要指标;因而,要想提高工业的生产效率,必须培养大量的专业人才,通过全文的分析讨论可知,我国的经济和科技发展的时间较短,虽然发展迅速,但不可否认与西方发达国家存在较大差距,实际上我国很多企业还没有实现自动化,严重的影响了生产和发展的效率,随着国家的重视、对科研的投入以及专业人才的培养、对企业的扶持力度,我国的企业和社会发展都会有十足的成长。
参考文献
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机器人的不断研究创造是时代经济发展的必然,是为了满足人们更多需要而必然要进行的一项科学研究。目前,国外很多国家在机器人设计领域已有很多成功例子,其机器人具备的技术是当前我国技术无法比拟的。但是,时下我国很多高校开展机器人设计研究以及社会上的机器人比赛活动等,让越来越多的人对机器人设计有更多的认识,给机器人设计的不断创新创造了一个良好的环境。电气工程及其自动化技术能够给机器人设计提供一个良好的技术支持。本文主要分析机器人设计中的自动化技术应用情况,旨在让我国的机器人设计快速跟上国际先进技术,创造出具有世界领先水平的机器人。
机器人最早出现在中国的西周穆王时期,最初形式是一个有开关能够自动“跳舞”的木质人,后来在卡雷尔·恰佩克的科幻小说中创造了机器人这个名词,从此一些能够自动制定既定工作的机械设备统称为机器人[1]。现代的机器人能够在人类的指挥下做一些简单工作,如对话、投篮、快跑、协助人类进行危险行为等。目前技术比较先进的国家如英国、日本、美国等在机器人的研究上取得非常大的进步,很多领域如医学、建筑学及军事建设等方面均使用机器人当做人类力量的延伸。通过指挥或者在机器人内部设计自动装备,让机器人拥有人类思维,自动进行工作。当前机器人发展甚至趋向高度的人性化,机器人不再只是由机械设备组成,有些机器人甚至有人类的模样和思维方式,但是机器人真正能够拥有人类相同的思维还需要很长一段时间。
随着科学技术的发展,各个学科技术相互交叉融合,促进了新领域技术的革命与发展。在机械工程中,利用微电子技术以及计算机技术形成机电一体化,大大改善了机械工业领域的技术结构、产品构成以及生产管理方式。因此,在工业产品设计过程中,机械工程机电一体化是由机械、电子、信息技术协同构成
1机电一体化技术
机电一体化技术包括:机械制造技术、信息处理技术、传感器技术、自动控制技术、传动技术等。机电一体化本身是一门新兴的学科,在科学技术的发展过程中,综合了各项先进的新型技术,不断优化组织目标,合理配置,使整个系统具备高质量、多功能、低能耗,达到最优。
在机电一体化的组成中,主要包括机身、框架、各项连接设备等。通过传感部分,对自身以及外部的参数和状态进行传达,将信息变成信号,经过分析处理后,形成控制信息。驱动部分则在控制信息的指挥下,驱动各个机构完成相应的功能。机电一体化的执行部分则是按照控制信息的要求,完成各种动作指令。执行机构一般由机械、电测、电液等组成。机电一体化的控制及信息处理对传感器传来的信息进行集中处理、分析、加工,按照一定的程序进行处理。控制及信息处理部分主要有计算机、可编程控制器、逻辑电路等构成。
通过以上部分组成的机电一体化产品能够具有特殊的机械功能及电子要素,满足各类需求。
2机电一体化产品的优势
机电一体化产品具有控制、信息处理、计算等多方而的功能,从而在生产、生活中运用能够提高产品的功能性、智能性。并且通过机电一体化产品,我们也可以看出,机电一体化产品更加轻、薄、细,更加符合新时期社会经济不断发展后,人们对于物质产品的需求。因此,机电一体化产品能够通过模块化、标准化的方法进行设计与操作。同时,机电一体化产品还能根据实际运用的情I'},'进行负荷调整,控制产品的运行情。
另外,机电一体化产品还具有一些智能化的特征,具备自动监视、诊断的功能,大大提高了机电一体化产品的安全性、可靠性。
3机电一体化技术应用的意义
从机电一体化产品的优势我们可以看出:运用一体化技术有以下几个方而的优势:
(1)产品操控更加智能化。机电一体化技术的.运用在机械制作领域有非常重要的意义。因为机电一体化技术以微处理为核心,通过将数据信息操控系统结合在一起就可以大大增强整个系统控制的准确下。在机械生产的过程中,整个工业具有高速化、连续性的特点,如果不采用机电一体化技术就难以对产品线进行智能化的控制,无法配套各个设备的系统控制。
(2J机电一体化技术可以采用分布式控制,实现生产最优化。通过分布式控制能够对现场的计算机一级操作系统实现集中监视、分散操作。因此,随着分布式控制系统的发展以及应用,能够实现对整个生产过程的控制,从而红外线调度生产以及产品统计管理的最优化,提高整个综合系统的生产效率。
(3)多产品兼容,有效实现资源共享。通过开放式的控制系统,可以实现对于信息的互换以及兼容不同种类的产品,实现产品兼容资源共享。通过互联计算机设备,可以实现与控制设备额互连,从而实现控制一体化。
(4)计算机集成化程度高。通过计算机集成制造系统将生产经营管理以及过程控制整合为整体,实现从原料进厂到生产加工的一体化控制。在实现计算机全过程自动化的基础上,实现信息资源的有效共享,实现对生产过程的统一管理,适应现代企业的发展
(5)实现生产交流传动技术,提高产品的欢迎度。在科学技术的不断发展过程中,各项电子、微电子技术快速发展,通过交流传动技术能够更好更快地实现产品的平滑调动。
4机电一体化技术的发展趋势
我们知道,机电一体化是通过结合电子、光学、计算机、控制以及信息多个方而的学科交叉综合而形成的一门综合的应用技术。在机电一体化中,光机电一体化、全系统化智能化、技术产品网络化、微型机电化微型化、自律分配系统化、设计产品绿色化等都是机电一体化技术未来的发展趋势。
(1)数字化。数字化奠定I机电一体化产品的发展基础,通过不断创新微控制器,能够实现操作数控机床以及机器人。通过计算机系统,实现数字化,使得机电一体化产品具备较高的自我诊断的能力,实现远程操作及修复。
(2)模块化。机电一体化技术的发展趋势中,模块化是基础。随着机电一体化产品种类的增加,机电一体化的模块化发展是重要工程。通过配套部件、接口等扩大生产规模,使得产品更加符合国际统一的标准。因此,机电一体化技术的模块化发展有利于实现我国电气产品的一体化、规模化发展。
(3)网络化操作,产品更加便利。通过运用网络技术,计算机等网络技术给机电一体化应用技术带来了新的发展,通过普及运用网络化技术能够通过远程操作与控制,提高产品的网络功能,与中心计算机连接而成的计算机集成系统,更有利于机电一体化的产品在网络化的社会中具有更多便利的功能。
(4)人性化,机电一体化产品更加灵活机动。机电一体化技术的发展应用中,人性化是其发展的必然方向。随着计算机技术的应用以及各项智能化技术的发展。通过精密的智能化传感技术,己经将机电一体化的技术产品带向了智能化的发展方向。随着人们需求的加大以及对产品服务智能化要求的提高,人性化的智能仪器、机器设备在今后将具有广阔的发展空间。例如,智能化的机器人等,能够为人们提供更加智能化的产品性能。从而,实现产品更好的发展。
(5)微型化机电一体化技术发展的新趋势。新型化技术兴起于20世纪80年代。目前,在机电一体化技术的发展中,微型化的特征己经逐步显现。例如,体积小、耗能低、运动灵巧的机电一体化产品在生物、军事、医疗等方而都具有非常突出的优势。因此,通过提高机电一体化产品的加工技术,使得产品更具优势。例如超精密加工技术、刻光技术、蚀刻技术等等。
5结束语
综上,机电一体化作为一门新兴的学科,综合了各项先进的新型技术,在科学技术的发展过程中通过不断优化组织目标,合理配置,使得产品更具多功能化、多功能化。众所周知,机电一体化技术包括:机械制造技术、信息处理技术、传感器技术、自动控制技术、传动技术等。运用一体化技术,可以使得产品操控更加智能化、采用分布式控制实现生产最优化、有效实现资源共享多产品兼容、集成化程度高、实现生产交流传动技术,提高产品的欢迎度。
因此,通过结合电子、光学、计算机、控制以及信息多个方而的学科而形成机电一体化技术具有良好的发展趋势。从文章的分析中可以看见:机电一体化技术的光机电一体化、全系统化智能化、技术产品网络化、微型机电化微型化、自律分配系统化、设计产品绿色化等发展趋势明显。在未来的发展过程中,机电一体化将运用较好的发展空间,在时代的要求下不断呈现满足人们需求的新产品。
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摘要:在电气工程领域中,电气工程自动化控制技术得以广泛应用。近年来,智能化技术的发展,电气工程自动化运行中引入智能化技术,使得电气工程自动化技术得到了升级,不仅自动化控制效率有所提高,而且还起到了一定的保护作用,特别是对电路发挥有效的控制作用,可以在一定程度上避免设备损坏。本论文针对智能化技术在电气工程自动化控制中的应用进行研究。
关键词:电气工程;自动化控制;智能化技术
引言
随着信息技术的发展,网络技术与通信技术都与信息技术相结合,特别是智能化技术的运用,使电气自动化控制实现了智能化运行。特别是目前的企业中普遍使用了自动化技术,使电气工程的运行效率有所提高,而且运行质量明显改善。实施了智能化管理,电气自动化控制工作效率有所提高,不仅确保企业运营的稳定,而且还可以发挥智能远程控制的作用,保证了生产安全。智能化技术使得电气自动化控制功能得以充分发挥,使得电气设备处于良性的运行状态。
1、目前电气工程自动化控制技术的应用情况
2、电气工程自动化控制应用智能化技术所具备的特点
智能化技术可以实现无人化超控
智能化技术的优势在于,任何情况下都能够得到认可。在对电气工程自动化控制系统的调节中,所调节的是鲁棒性(Robustness)、下降的时间和系统响应的时间。通过对各项参数的调整,就可以将自动化控制工作调整到自己所需要的状态[5]。智能化技术环境下,电气设备得到调节,就可以实行自我控制的作用,由此,实现无人化操作控制,人力成本得以降低。
智能化技术并不需要控制模型
智能化技术的优势在于,使得自动化控制器的安全系数有所提高,面对复杂的动态方程,不会产生难以控制的现象。与传统的控制模型相比,自动化控制器应用智能化技术,工作效率都会有所提高,而且还能够对未来的运行情况作出预测。
使用智能化技术对于不同数据的处理存在着一致性
智能化技术对于不同数据的处理,所使用的是智能化控制器,无论是输入任何的的数据,都可以做出准确的评估。即便是一些数据不属于是常用数据,通过运行智能化控制器也会获得准确的结果,而且还可以自动启动评估功能。智能化控制器的控制对象具有较强的变更性,对于控制对象就会产生不同的控制效果,要实现全面控制是难以实现的,所以,需要对该技术进一步完善。
3、电气工程自动化控制中智能化技术的应用
诊断电气工程自动化控制中所存在的问题解决
电气工程系统运行中,如果存在故障,就需要进行诊断。如果采用传统的诊断方式,就是通过人工操作来完成的。这种诊断方法不仅诊断的准确率不高,而且很难得到正确的病因[6]。但是,这种技术对于专业技术人员的技术要求是非常高的。如果电气工程自动化设备存在问题,特别是在数据上存在误差,就必然会对电气工程自动化控制的效果产生不良影响,但是这种失误是难以避免的。人工诊断的效率必然会很低,导致故障不能够及时发现,更是难以查找到故障原因,所以,对于故障难以及时处理,必然是后果非常严重。将智能化技术应用于电气工程自动化控制中,可以对系统进行智能化管理,而且还可以远程控制和监督,通过实时跟踪进行检测诊断,由此可以避免系统运行中存在潜在的问题。
应用智能化技术对电气工程的设计进行优化
电气工程的.设计中,如果采用传统的技术,就会导致不断地重复劳动,设计人员还要对设计方案进行改良,还要通过实验试验。很多时候,一些设计中所存在的问题,设计人员还没有考虑到,如果涉及应用中出现了问题,要将问题的原因查找出来也是非常难的,导致很多的问题都不能够在有效的时间内解决。通常从事设计工作的人员要具有非常高的专业水准,不仅要精通专业知识,还要懂得相关的业务知识,对于理论知识的应用能力是非常强的。将智能化技术应用于电气工程自动化控制中,就会使得原有的工作状态发生了改变。设计工作通过运行设计软件就可以完成,而且所有的设计信息都可以在网络平台上传递,由此提高了设计效率,而且设计的精准性也有所提高。由于设计软件都有修改功能,可以在保存原图的情况下进行修改,就可以节省大量的设计时间,而且设计样式也更为丰富了。
整个的电气工程对采用智能技术控制
电气工程控制系统的运行中,有很多的环节都处于控制之中。要实现控制的系统化和集成化,就要采用智能技术。智能化技术主要运行的是专家系统控制对电气工程进行控制,使得自动化运行效率更高。另外还会采用神经网络控制和模糊控制,可以对电气工程实施多层次控制、神经网络控制不仅层次结构多,还可以运行反向学习算法,特别是其子系统中,通过判断系统参数,对参数进行调控,就可以判断转子的速度。正是由于神经网络控制的优势性能,才能够对运行识别模式,使得信息的处理更为及时准确。
4、结束语
综上所述,科学技术的发展进程中,信息技术起到了重要的推动作用。电气自动化控制中,信息技术发挥着重要的作用,特别是智能化技术的应用,实现了自动化控制的智能化运行。目前的电气自动化控制设备得以广泛应用,主要是智能技术发挥着远程监督控制的作用,可以提高电气工程自动化控制效率设备的应用价值,电气工程自动化控制所具备的价值都充分发挥出来。
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自动化水平低,效率不高。电气工程及其自动化之所以得到广泛使用,最主要的特点是高效快速和安全可靠性,是为了大力提高企业的工作效率。对于任何企业而言,工作效率的高低直接决定企业的经济效益,也会对企业的发展产生重要影响。现阶段电气工程及其自动化在不同行业不同企业的应用水平是不尽相同的,彼此之间的电气工程及其自动化水平相差比较大。个别企业的电气工程及其自动化水平比较低,相关技术设备比较落后,导致不能发挥电气工程及其自动化技术的高效性能,影响了企业的经济效益,在激烈的行业竞争中处于弱势,限于自身条件,又不能进行有效的优化升级。未来随着新一轮企业改革和产业机构调整的深化,电气工程及其自动化水平低的企业将逐渐被淘汰。
电气工程及其自动化投入成本增加。电气工程及其自动化的建设要根据不同企業不同行业的自身特点和实际经营生产情况进行设计建设,要不断结合技术和经验进行探索修改,需要消耗大量的人力财力资源,极大增加了企业的成本投入,短时间内难以获得理想的回报。成本投入的提高打击了企业利用电气工程及其自动化技术,进行电气工程及其自动化建设的积极性,制约了电气工程及其自动化的发展。
信息传递不对称。电气工程及其自动化在工业、农业、商业以及服务业等不同领域都有广泛的使用,在企业经营过程中尤其注重数据信息传输的安全性。在进行电气工程及其自动化建设的时候,很多企业往往是根据自身需要进行建设,导致不同企业不同领域之间的数据信息交流不便,信息不对称,阻碍了电气工程及其自动化应用中信息的传递交流,增加了使用电气工程及其自动化技术的成本,影响电气工程及其自动化的发展。
1 机电一体化的基本涵义
机电一体化技术是现今比较先进的科学技术, 应用范围也很广泛,通过对机械设备的运用实现自动处理技术,它将机械技术和计算机网络技术有机的结合,整合了机械设备,并使其呈现智能化的状态。机电一体化技术即包括技术也产品,其发展要统筹考虑这两个方面的因素,二者缺一不可,没有脱离技术的产品,也没有脱离产品的技术,这就要求进行机电一体化技术的研究中,要将先进的技术应用到生产的产品中去,保障产品质量的同时提高生产力,减少人力。
2 机电一体化的发展概况
自20 世纪60 年代以来,人们在不断的提高对机电一体化的技术的完善和创新,随着世界经济和科技的进步,计算机技术、控制技术、通信技术的发展, 也在一定程度上促进了机电一体化的完善和应用,机电一体化技术发展的巅峰便是在20 世纪80 年代末,各国纷纷对机电一体化技术了和产品给予了很大的支持,取得了一定的成果,到了20 世纪90 年代,随着光学、通信技术以及人工智能技术的发展,机电技术额将其融入其中,机电技术也越来越智能化和精密化,成为了有着自身体系的完整的科学。但是我国的机电一体化技术起步晚,郁郁多发达国家相比还存在很大的差距,但是随着国家重视程度的不断增加,很多高校已经开设了相关的学科,同时由于很多相关研究所的设立,机电一体化技术在我国的发展已经取得了一定的成就。
3 机电一体化的发展趋势
高智能化
随着人工智能技术的发展和在机电一体化技术中的应用,高智能已经成为了机电一体化发展的主要方向,相关的技术和研究人员也在不断的研究,现如今高智能的机器人和数控设备已经可以代替人类完成一些危险性较高、精密度要求高、工序比较复杂的工作,节省了劳动力,也更加方便的得到了所需要的产品和服务,目前很多的研究人员逐步的将运筹学、模糊数学、心理学等多种智能化的学科逐渐引进到机电一体化技术中,这样能够有效的促进机电一体化系统判断推理能力和自主决策能力,这样能够方便人们对机电一体化设备进行控制。
区域模块化
区域模块化也是机电一体化发展的重要趋势之一,针对使机电一体化产品的各个单元实现区域模块化管理是一项比较复杂、涉及面广的`工程,例如,在进行智能减速、智能变速等相关功能研制的过程中,要充分的实现集图形、图像识别、视觉效果等其他附属的功能的控制单元等模块化,这样可以更加标准、准确的衡量相应的控制单元以及动力单元,进一步的提高各个单元的性能,也可以使机电一体化产品相应的功能之间的联系更加紧密, 使一个区域模块更加有效的运行,只有这样才能方便人们对机电一体化产品的应用,提高机电一体化产品的利用程度、可装配性、可维修性等,经过研究和推理,可以得出机电一体化模块是未来机电一体化产品的主要方向,随着未来技术发展的不断深入,机电一体化产品实现模块化的步伐也在不断的加深。
环保绿色化
机电一体化技术的发展给人们的生产和生活中带来了巨大的变化,丰富了人们的的物质生活,同时也给人们的生活环境带来了负面影响,资源的过度开发利用,加重了生态环境的负担,近些年来,越来越多的国家和组织逐渐重视到环境保护的重要性,人们环保意识的增强,要求机电一体化产品在设计、制造、使用和销毁的过程中要减少对环境的污染, 因此机电产品的环保绿色化是未来发展的一大亮点,人们环境保护意识的提高,造成了一些对环境有危害且危害较大的产品失去市场价值,设计和生产绿色环保的机电一体化产品具有很广阔的发展前景,也成为未来竞争的关键所在。
网络化
计算机网络技术近些年来的发展势头更加迅猛,这也促进了机电一体化系统的进一步的发展,计算机网络技术的兴起及发展,给人们的生产、生活带来了巨大的变革,机电一体化技术的发展也受到了计算机技术的影响,机电一体化设备通过对计算机网络技术的应用可以有效的实现远程自动化控制。计算机网络技术的应用和改革开放的不断深入,使国际上先进的机电一体化产品不断涌入我国,这也为我国进行深入的研究提供了便利条件, 促进了国内机电一体化技术的发展,机电技术发展和计算机技术的发展相辅相成,因此计算机技术的不断进步也有利于存进计算机网络技术的发展,目前,利用计算机网络技术可以实促进了机电一体化技术产品更加快捷的推向市场,和生产商之间的技术交流,计算机网络技术势必会推动机电一体化技术的发展,也会继续为人们提供更多、更优质的服务。
微型精密化
机电一体化技术向微型精密化的方向发展的主要是纳米技术的不断深入发展,机电一体化的微型精密化产品体积小、携带方便、耗能低等, 这些优点使得机电一体化产品的微型精密化技术不断进步,应用范围也逐渐扩大,因此,机电一体化微型精密化技术具有比较广阔的发展前景和强大动力,但是想要实现机电一体化微型精密化需要精密的加工工艺以及先进的设备作为强大的后盾,因此需要相关的研究人员不断努力,不断提高我国先进的技术发展。
4 总结
机电一体化技术的是多种学科相互影响,相互作用的结果,机电一体化技术有其自身无法替代的优势, 机电一体化产品与其他产品相比也与其他产品有很大的区别, 机电一体化技术的发展和进步可以促进生产力的进步,促进经济的发展,机电一体化技术的发展状况是衡量社会进步发展的准绳,可以有效的提高人们的生活和生存环境。
摘要:《楼宇自动化》是一门多学科综合交叉性课程,是对本科期间所学知识的一个综合。本文针对该课程的特点,提出了实践的系统性考核方式,阐述了该考核方式的具体操作和实施效果。
关键词:《楼宇自动化》 考核方式 课程改革
一、引言
《楼宇自动化》在很多院校中是自动化专业和电气工程及其自动化专业的一门专业选修课。该课程属于多学科综合交叉性课程,点多面广,是一门融合控制、暖通、机电、检测、计算机应用和网络通信等多学科的课程。
该课程大部分院校以课堂教学为主,实践教学为辅。作为自动化专业或电气工程及其自动化专业的一门专业选修课,该课程一般开设在第七学期。很多老师都达成共识,第七学期的课教学效果均不理想,一方面部分学生把主要精力投入到考研中,上课是人在心不在,甚至直接缺课。另一方面,部分学生经常请假参加各种各样的招聘会及面试。即使来上课的学生,学习积极性也不高,课堂上存在睡觉、看小说、玩手机等现象。必须对该课程进行一些改革,提高学生对该课程的兴趣,达到较好的教学效果。
笔者根据自动化专业本科教学过程中的体会,对这门课程的考核方式进行了一些具体改革。既考虑到第七学期学生所面临的考研或就业的压力,又调动他们的主观能动性,把这门课的内容掌握好,并学以致用。
二、试卷考核方式
最开始的时候,该课程采用的是试卷考核方式,以客观题为主,包括名词概念解释、选择题、简答、论述等,闭卷考试和开卷考试的方式均采用过。
《楼宇自动化》课程概念介绍得偏多,理论推导的内容偏少,所以闭卷考试时,学生在考前两天集中精力突击一下,死记硬背书本知识,往往能够取得较好的成绩。这样的考核方式挫伤了学生学习的积极性,助长了他们上课不需要认真听,也能拿高分的坏风气。
采用开卷考试时,虽然知识量比闭卷考试要大,学生作弊的现象得到了改善,但实际执行时,这种考核方式更容易使学生糊弄过关。在开卷考试中经常看到学生一股脑地写下长篇大论而实际上却是不知其所以然。
采用试卷考核方式,严重抑制了学生的创造精神和实践能力的培养,这种考核方式比较适合基础课或专业基础课,但并不适合《楼宇自动化》这门综合性强的专业选修课。
三、大作业考核方式
针对试卷考核方式中存在的问题,提出了大作业的考核方式。
1.大作业内容
根据《楼宇自动化》这门课程的内容,拟定了5个题目,分别为:
一、供配电监控系统发展概述;
二、电梯的控制系统的发展概述;
三、智能照明体统的发展概述;
四、安防系统的发展概述;
五、消防系统的发展概述。给学生分组,指定完成对应的题目,要求每个学生写一篇概述性小论文,论文内容包括:该系统的发展过程、基本组成、目前主流的生产厂家,等等。这些题目并不是考试时才给,而是在课程中期就提出来,让学生在课程进行中就开始准备,到学期末,学生提交论文时,针对其论文中的描述,提出3~5个问题,给出合适的成绩,分别为优、良、中、及格和不及格几种情况。
2.大作业考核方式的优缺点
为了完成小论文,学生必须查阅大量文献,获取并筛选众多信息,所以该考查方式,可以使学生学会基本的查阅文献和搜集资料的方法,一定程度上有利于调动学生的积极性、主动性。通过该考核方式,学生对局部知识点的掌握深度会远远超过传统试卷考核方式的效果。
但在具体实施这种考核方式时,效果并不理想。学生提交的论文中“过度参考”和“完全抄袭”网上文章现象非常严重,提交论文并答辩的时候,很多同学对自己所述的内容并不了解。而且采用这种考核方式,老师对学生主观的印象会影响最终所给出的分数,对学生而言有失公平。所以这种考核方式,在实施中效果并不理想。
四、实践的系统性考核方式
根据试卷考核和大作业考核方式所存在的问题及《楼宇自动化》课程本身的实践性和综合性,在教学过程中,可以采用实践的系统性考核方式。
1.考核内容
a.供配电监控系统,要求:
1)画出宿舍楼的供配电系统的电气连接图;
2)详细说明电气连接图原理。
b.基于PLC的六层电梯的控制系统的设计与实现,要求:
1)确定出系统的I/O端子;
2)编写下位机PLC的程序;
3)编写上位机的监控程序;
4)利用实验室六层电梯的模型,调试自己的系统。
c.教学楼智能照明系统的设计与实现,要求:
1)完成系统整体硬件电路设计,画出系统的原理图;
2)编写单片机控制器所需的程序;
3)在PROTEUS环境中仿真整个系统;
4)完成硬件调试。
d.宿舍火灾报警控制器的设计,要求同课题c。
e.办公室所在楼层闭路电视监控系统的设计方案,要求:
1)调研楼层每个房间的用途和重要性,确定整个系统的方案;
2)确定每个摄像机的数量、型号、价格及摆放位置,并说明选择的原因;
3)显示系统放在固定房间,确定显示和记录需要的设备数量和型号及价格;
4)画出整个系统的接线原理图。
上述五个课题中课题a和课题e主要是小论文的形式,但提高了对学生实践调研的要求。课题b是PLC应用方面的,一方面学生需要掌握电梯的结构和运行原理,另一方面要掌握PLC开发,最后还要掌握上位机组态软件编写的监控程序。课题c和课题d均属于单片机应用方面的,学生既需要掌握硬件电路的设计,又需要掌握C软件编程。
2.实施效果
通过做具体的课题,学生可以真正把理论与实践结合起来,经过两个学期的实践,这个考核方式取得了较好效果。少数同学因为精力或别的原因,会选择第一或第五个课题,交一篇小论文,应付过关。但大多数同学会选择自己喜欢的课题,利用课间或晚上的时间,花费一个月或更长的时间,完成所选课题。智能照明系统和火灾报警控制系统,不少同学都可以做出较好的实物。楼层闭路电视监控系统的设计方案也有同学做得不错,亲自测量并绘制了楼层的平面图,并以高性价比为指标设计了整套方案。
五、结语
学生经常独立学习,课程之间的连贯性和各知识点的综合运用性被忽略,而这恰恰是培养学生综合能力的关键。这种注重课程的相关性,系统性考核的考核方式,比较适合楼宇自动化这种涉及多学科的课程。在今后的教学中,会根据实际情况将此考核方式进一步完善和改进。
这种实践性的考核方式可以提高学生的学习兴趣,使学生从“要我学”变成“我要学”,强调学生的学习过程,注重“学习成效”,使学生的动手能力和综合素质得到明显提高,为培养特色应用型人才起到很好的作用。