自动化技术视角下电气工程发展存在的问题

摘  要

在我国经济快速发展和科学技术水平不断提高的同时,我国的电气工程及其自动化也取得了巨大的成就,极大 地促进了我国工业部门的发展。由于核能推动了现代社会的发展,电气技术及其自动化被广泛应用于工业生产中, 在一定程度上促进了我国的经济发展。然而,原有的电气工程和自动化技术所存在的问题也逐渐浮出水面,在很大 程度上降低了生产的质量和效率,所以,必须采取类似的措施。在此基础上,本文对我国电气工程及自动化的现状 进行了梳理,寻找存在的问题,并提出相应的解决方案,以提高我国电气及自动化技术水平, 从而进一步我国电气 工程及其自动化技术水平。提供良好的制造技术和电气工程及自动化方面的变化的基本信息。

关键词:电气工程;自动化;问题;策略

第1章  引言

1.1  研究背景

电力也属于比较特殊的行业,也是我国经济发展中不可缺少的一部分。电力不管是在旧社会还是新社会中都是 一种不可或缺的能源,电力最大的优势就是可以远距离的输送、清洁以及方便控制等。从另一个角度来看,社会中 所有行业界中都无法缺少电力体系 ,对于电力能源的研究、专业人员的培训、电力传输技术都一直存在社会发展 中。社会中的每一个行业中都有电气的存在,如:军事科学技术、航天技术、智能化的技术、电动车等高科技技术中都有应用电气,对于电力的研究将有很大的发展空间和领域。并对我国电气工程的工程师进行培训,提高管理质 量。虽然我国的发展已经和国际接轨了,我国的电气工程行业的发展排名也是全球第一,但是对工程的工程师质量 管理上却无法和国外发达国家相比。3013年中旬,中国也正式属于“华盛顿”的成员,说明了我国电气工程的工程 师质量培训模式也得到了世界的认可,并通过世界的认证标准来对我国电气工程的工程师质量管理进行评判。我国 在面对工程师质量管理和工程师培训上面临着巨大的问题,电气工程人才培养最重要的目的就是为了提高国内的电 气工程的培训质量,以及培养出符合国际标准的技术人才。

1.2  国内外研究现状

1.2.1  国外现状研究

在世界环境不断变化的条件下,America的相关部门通过《培养2020的工程师:适应新世纪的工程教育》的文件 中提出了:电气工程的人才必需具有以下几种能力,其管理、专业、创造、分析等能力。从文件中还肯出了电气工 程的培训还包括了:世界经济、K12教育、工程实践等系统。并对电气工程培训的发展上提出一些有效的措施以及解 决方案,文件中还对电气工程的培训创新中提出了一些针对性的意见,主要包括:培训内容创新、工程计划、学位 规划、工程培训目标等。

Royal Academy of Engineering(皇家工程院)研究出了《培养21世纪的工程师一工业界的视角》文件。该文 件主要是对电气工程的研究和调查进行了分析,并且从两个层面进行了详细的分析:首先从电气工程以后的发展以 及Britain的工业管理中进行了分析。对当地的8千多家的工业企业进行了问卷调查,并收回了400多份有效的调查报 告;其次,对工业企业中的管理人员进行了走访调查,并获得了80多条有效的信息。从结果中看出了电力工业企业 在对技术人员进行管理时主要是从社会能力和专业技术上进行培训的,Britain的相关部门在对这两方面的技术教育 上还不是很完善。所以,上述文件针对这两方面的问题进行了改进,并提出了相关意见:第一对实际培训内容应该 更行,多增加实践内容,从而提高教学标准;第二重视文化水平高的技术人才,并加强对他们培训;第三将实践的 经验运用到现实的教学中。

Michigan曾经发表了一篇关于“工程实践、研究以及教育”的相关文件。此文件对America工程教育的研究经验 进行了叙述,并得出了重要结论,并且也指出了当前的电气工程培训中存在的漏洞,即在教育培训中不向法学以及 其他教学中一样的规范;培训的内容长久没有得到更新;电气工程的技术人才的创造力和创新力不足等等问题。此 文件主要是对现阶段的电气工程教学的培训中存在的漏洞和未来的发展空间进行了预测和探究。                 2010年UNESCO针对电气工程研究出了“工程问题以及挑战”的相关文件。在该文件中明确的介绍了电气工程在国际 中的发展中所遇到的问题和机遇,比如在长久性发展、自然资源保护、平衡经济等方面。此文件的结尾还对电气工 程教育培训的重要问题进行了细致的阐述,并对工程的技术人员在未来的发展提出了可靠的意见,为了使国内电气 工程适用于国外的发展需求,并成立世界型的电气工程教育培训管理的新机制。

1.2.2  国内现状研究

国内对电气工程技术人员的教育培训,基本都是通过相关部门开展的会议所讨论的数据信息进行研究的,即开 展的国际会议、中国会议等。

杨伟等(2002)通过实际中的自动化和电气工程教学培训经验,来对现实中的教学内容进行详细的探究,并提出 了以下几种有效的方案,第一提高科学性的实践内容,并通过模式实验,对传统的专业培训内容进行改变,并对实 验结论进行分析,探究出更加完善的实验内容;第二扩大实验室。即对传统的实验室电力实验资源进行保存,还要 添加新的实验资源,然后在通过外部环境的协助,从而提高技术人员的专业水平;第三开展开放型的实验室,并对 实验内容不断的创新,激励电力技术人员勇敢的做实验,大胆的开创思维能力,并把想法都通过实验的形式创造出来,老师在旁边监控和指导。

薛士龙等(2005)通过自动化的电气工程教学中制定培训目标,并对实验室成立、实际教学内容以及师资团队等 项目进行培训,并获得有效的经验。在教学计划中对教育培训的重要性和基础性全部的展现出来,并对技术人员的 能力、素质以及知识平衡教育,从而综合性的提高他们的专业素质,减少理论性的学习内容,培养工程技术人员的 实际操作,激励他们不断自觉的开创自身的思维能力,通过实践培训来加深技术人员的专业知识,并对每个学员的 能力以及遇到的问题进行分析;对教师团队的培训上,岗位培训以及到实际中学习为主,并坚持长久性的培养和进 修;实验室的应用中要投入大量的实践教学设备,并不断的更新,提高传统实验室的条件;在实际培训中,把实践 中的教学内容可以纳入到课堂教学中,从而提高技术人员的技术能力。

王伟等(2008)通过对电气工程以及自动化的培训计划进行了修改。并对技术人员教学的方式以及思维能力进行 了分析,并提出以下几个建议:计划出新的培训目标;提高工程人才的实践技术;课程内容的不断创新;随时关注市场需求;建立特色课程内容等等。

闰丽梅等(2010)指出了专业培训标准,通过“CDIO”的方式对培训理念进行了改变,并通过培训的方式,对学 生的实践技术以及创作力、综合素质有效的提高了,并对教学内容、培训标准、专业结构进行了优化;使实践教  学、课程资源、科学培训手段、师资团队结合在一起。

1.3  研究目的及意义

电气工程与自动化是一门综合学科,它包括电力电子、网络控制技术、自动化技术等现代先进技术。其主要特点是强弱电结合、元器件与系统结合、软件与硬件结合、电气工程与电子工程结合。该技术是电气信息领域的一门新兴科学,起源于70年代,但受到当时资金和技术的限制,一直没有得到推广应用。直到90年代后期,电气工程和 自动化技术才真正开始融入工业生产,使得该技术从初始阶段迅速发展到发展阶段。不但技术水平越来越高,此外,技术种类日益丰富,应用范围也日益扩大。电气工程及其相关的自动化编程周期短,大大提高了生产效率,有 效地满足了现代工业自动化发展的技术需求。所以,电气工程及其自动化技术的推广和应用是十分重要的。

第2章  电气工程自动化现状

2.1  电气自动化技术在电气工程中的优势

2.1.1  安全性

由于我国社会经济发展脚步的不断加快,使得人们的经济收入也开始大幅度提高,另外,社会也逐渐实现法治化,所以,老百姓开始重视自己的人身安全。从我国目前的发展情况来看,工业发展水平比较低,也就是说,在我 国工业生产领域还没有实现机械化生产模式,仍有一大部分机器需要进行人工操作,这就增加了工人在工作过程中 的危险性。那在这个时候,将电气自动化技术应用到这个领域,问题就迎刃而解了。同时,我国一直将“安全生产”作为工业生产领域的工作准绳,所以,尽快将电气自动化技术应用到生产工作中来,能够有效降低该工作过程 中的危险性,另外,在实际的机械操作中,它可以自动识别操作是否正确。当出现异常运行状态时,可自动停止电 气运行或切断电源。通过这种方式,可以保证员工的生命安全。采用该系统技术,在工业生产活动中,安全生产将 大大提高。

2.1.2  效率高

核心技术在运行时是非常高效的,主要体现在其对数据信息处理的速度上并且其对于数据比较的准确度也很高,电气化自动系统运作主要是通过指令船营到相关设备上的,由设备接应到相关的指令来做出执行。由于信息指 令的传递速度很快,并且对于不同的设备作出的反应也各不相同,分的准确,就减少了出错率。因为减少了出错率,效率方面也能够得到极大的提升。另外,该技术还能够进行反馈验证。如果运行状态和指令完全不一致,在这 种情况下,它就会对每条指令进行重新验证,从而保持系统运行的准确性和及时性。

2.2  电气自动化在电气系统中的应用方向

2.2.1  实时仿真系统的使用

实时仿真技术能够同时对多个暂态及稳态进行测试,测试中获得的大量对比数据可用于设备的后续的改进和修 饰。同时还可以帮助实验者测试新设计装置的性能,进而实现装置闭环,进一步完善安全系统,从而提供更好的实 验条件。该技术在实际应用中还可以监测系统的动态负载,仿真建模在电气自动化的进一步发展上能够提供很大的 助力帮助它进一步的发展。

2.2.2  智能保护技术的使用

在综合自动化领域,根据目前的发展情况来看,我国是领先的。与此同时,我国的智能安全技术也在持续发  展。例如,由于自动化设备的层次化粗放管理,可以应用于不同电压等级的电厂。此外,未来的各种新微机技术以 人工智能综合自动化控制理论都能够充分的在电气自动化领域得到使用,进而保持我国电力系统的安全性和稳定性,促进我国电力系统的发展。

2.2.3  配电网自动化技术的使用

电力系统中目前也适配了电网自动化技术。通过结合理论算法与先进软件,采用AI灰色神经元进行负荷预测,采用递归虚拟仿真配网速度的流量算法作为流量计算的主要方法。针对于各种先进技术进行合理的使用分配,取得了在电气自动化技术上的大能力提升。充分体现了先进软件的运用,实行配电一体化技术,网络数字技术等方面的 同时还能够保证电力运行的安全和稳定。

2.3  电气自动化技术应用现状

由于社会经济和科学技术的持续发展,电气自动化技术的应用范围也更加的广泛,我国的电气自动化技术起步比较晚,方方面面的地方还没有改善完全,这就需要我们的科研人员对电气自动化的不足及需要改进的地方进行深入的研究以及改进。

电气自动化技术正在向开放式平台发展,这也是电气自动化技术未来发展的并经之路。另外,不同的厂家在数 据信息的传递过程中所使用的标准也是不一样的,所以,难以沟通。与此同时,这些厂家对相关的开放平台设置了不同的要求,实施电气自动化具有深远的发展意义。为了有效地实现厂商之间的沟通与沟通,必须引入这个开放平台的统一标准。现在,随着开放平台的不断发展,接口标准化也在不断实现。

2.3.1  独特的开放式发展平台

相较于其他技术其实电气自动化技术在实行中具有更广泛的领域,也为电气自动化技术的设计和应用提供了很大的帮助。IEC61131标准的管理程序非常简单方便,同时效率很高,所以这一优势使其有可能大大缩短原来的设计 周期。另外,由于它的效率和简单,所以被广泛使用。IEC61131标准定义了编程接口的语义和语法,进一步实现了编程接口的标准化,这也是电气化系统最重要的接受因素之一。在这个阶段,Windows已经成为工业控制的重要标准 化平台。由于其人性化、易于维护的优势,被广泛应用于各个行业。同时,在电气自动化领域,PC机和网络技术的 发展日趋先进,并且随着工业自动化中人机协作的普及,使得Windows操作系统在开放平台上的地位也日益重要。

2.3.2  建筑对电气自动化的应用

最近几年,在我国经济快速发展的同时,我国生活的各个领域都呈现出欣欣向荣的景象。尤其是建筑业,它正 在成为真正的领头羊。 今天,随着建筑业的繁荣,传统的房屋建筑做法已经被淘汰。

今天,许多建筑公司需要智能建筑。例如,当今社会不可缺少的互联网,计算机网络电缆、监视系统以及各种 安全系统。随着时间的推移,这些产品已经成为现代建筑的基本产品。为了实现这一点,必须先实现电气自动化。 在现代建筑中,建筑的结构非常复杂。尽管它满足了人们现代生活的不同需求,但一些问题和故障还是会不可避免 地会发生。电气自动化控制技术可应用于建筑物。监控设备安装在关键设备上,监控设备可以随时记录错误,在很 大程度上节省了大量的故障排除时间,进一步提高了效率。建筑中还存在一些问题,也就是说,电气设备的种类有 很多,在管理上存在一定的难度。而在使用电气自动化技术后,就可以很容易的对这些电器设备进行统一的管理。 但最重要的原因是:建筑物是人们生活的重要场所,保证建筑物的安全是重中之重。但因为电气设备的类型多样, 与之相关的安全隐患就更多。而在这之中,最常见的安全隐患就是电线短路所引起的火灾,但在电气自动化技术下,其可以自动监测各种家用电器的用电功耗,能够起到安全防护的作用,这也正是电气自动化技术的特点。

2.3.3 工业对电气自动化的应用

电气自动化技术也是行业中不可或缺的技术。对于工业而言,实现工业现代化的关键是正确及时地运用电气自 动化技术。同样的电气自动化技术也在工业规模上衡量现代化。在这个阶段,科学技术在不断发展,钢铁工业也在 适应时代的变化,能够对原材料进行更严格的审核,加强对于生产环境安全以及产品质量上的检测,如若要求完成 那些工作,电气自动化技术就是一个很好很合适的选择。

第3章  电气工程及其自动化存在的问题

3.1  电气工程成本大

电气工程的自动化管理中存在最大的问题就是成本的增加,降低了市场的竞争力,不使用于社会中。因为社会 中的能源严重缺失,国家部门也在大力的对能源的节约进行管理,为了可以满足国内持续性的发展需求。由于我国电气发展的不断进步,在社会中的使用率也越来越高。因此,电气工程的自动化在建筑行业的发展中占重要的一部分,对建筑行业持续性的发展有一定的作用,尤其是对资源的合理利用上有着不可忽视的效果。在建筑行业中对电气工程使用最广的项目有:照明系统、清洁系统、温度控制系统等都是对电气能源进行消耗。因为建筑行业中对电 气工程的广泛使用,然而建筑行业的发展又比较快速,广大范围越来越广,所以对电气的不合理使用越来越严重,导致了电气资源的严重浪费。

3.2  不合理的施工设计

电气工程的自动化管理中存在的重大问题就是工程的设计时和建筑时的管理方式不对,导致了工程施工和设计 时存在了一些不足的问题。有的生产公司把管理的重点放在了产品质量的监控中,并不是在企业的电力生产过程中。另外,施工部门和设计部门之间没有数据的互动,造成了设计施工时增加了困难,并在施工部门和设计部门之 间的合作造成了影响,导致了电气工程的施工无法满足设计的要求,也不能保证电力企业可以为社会发展提供帮  助。

3.3  施工质量监管存在不足问题

电气工程的自动化对施工质量的监控也存在了漏洞,对工程生产时的质量无法保证。有的企业在实际的生产中,对电力生产阶段以及生产过程并没有进行监管,基本都是在工期快结束的时候才开始注重质量。这种企业生产出来的电气工程在以后的实际运用中,有可能会出现运行失败,严重的还会带来安全隐患,严重威胁社会的发展。

3.4  电力仪表的安装和调试难题

综合化的电气工程技术发展,主要是结合了网络技术。自新中国成立以后,我国高科技技术的发展非常迅速,网络的技术发展也得到了关注,并在社会中广泛的使用,公司通过在生产中运用网络技术,使生产过程自动化,进 而提高了生产的效率。在电气自动化生产中,仪表是最重要的部件,其安装和运行也是生产中保证设备正确运行的最关键部件之一。自动化的电力成立后,对电力生产标准也要求越来越高了,并对仪表的精准度提出了更高的标  准。

3.5  电气工程及其自动化的网络结构不同

电气工程的自动化服务模式,是以传统电气工程为基础而生产出来的,也是也了提高企业生产的效率,建立一个完善的、安全的生产机制。但是,当前我国的所有的电气企业生产时利用的网络技术的形式都不一样,所以造成了电气工程的自动化网络管理模式,就不能统一发挥出它最优的效果,导致了发展时的电气工程一直遇到瓶颈。譬如,国内的电力网络在相互互动时,因为每个区域的电力使用时网络结构不同,所以就无法享受信息互动,限制了资源共享模式,导致了自动化的电力管理无法达到目的,以及无法协作电网的运行的管理。

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