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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。
2.2電氣自動化技術在電網調度中的應用
英文名稱:Electrical Automation
主管單位:上海電氣(集體)總公司
主辦單位:上海電氣自動化設計研究所有限公司;上海市自動化學會
出版周期:雙月刊
出版地址:上海市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1000-3886
國內刊號:31-1376/TM
郵發代號:4-346
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1979
期刊收錄:
核心期刊:
期刊榮譽:
中科雙效期刊
聯系方式
關鍵詞:人工智能,電氣,自動化控制
人類智能主要要包括三個力面,即感知能力,思維能力,行為能力,而人工智能是指由人類制造出來的“機器”所表現出來的智能。人工智能主要包括感知能力、思維能力和行為能力。人工智能是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學人工智能是計算機科學的一個分支,它企圖了解智能的實質,并生產出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應的智能機器。該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。電氣自動化是研究與電氣工程有關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研制開發以及電子與計算機應用等領域的一門學科。實現自動化,就等于減少了人力資本投入,并提高了運作的效率。
1人工智能應用理論分析
人工智能(Artificial Intelligence),英文縮寫為AI。它是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是門邊沿學科,屬于自然科學和社會科學的交叉。涉及哲學和認知科學、數學、心理學、計算機科學、控制論、不定性論,其研究范疇為自然語言處理,知識表現,智能搜索,推理,規劃,機器學習,知識獲取,感知問題,模式識別,邏輯程序設計,軟計算,不精確和不確定的管理,人工生命,神經網絡,復雜系統,遺傳算法等,應用于智能控制,機器人學,語言和圖像理解,遺傳編程。
當今社會,計算機技術已經滲透到生產和生活的方方面面,計算機編程技術的日新月異催生自動化生產、運輸、傳播的快速發展。人腦是最精密的機器,編程也不過是簡單的模仿人腦的收集、分析、交換、處理、回饋,所以模仿模擬人腦的機能將是實現自動化的主要途徑。電氣自動化控制是增強生產、流通、交換、分配等關鍵一環,實現自動化,就等于減少了人力資本投入,并提高了運作的效率。
2人工智能控制器的優勢
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去討論。但AI控制器例如:神經、模糊、模糊神經以及遺傳算法都可看成一類非線性函數近似器。這樣的分類就能得到較好的總體理解,也有利于控制策略的統一開發。這些AI函數近似器比常規的函數估計器具有更多的優勢,這些優勢如下
(1)它們的設計不需要控制對象的模型(在許多場合,很難得到實際控制對象的精確動態方程,實際控制對象的模型在控制器設計時往往有很多不確實性因素。例如:參數變化,非線性時,往往不知道。)
(2)通過適當調整(根據響應時間、下降時間、魯棒性能等)它們能提高性能。例如:模糊邏輯控制器的上升時間比最優PID控制器快1.5倍,下降時間快3.5倍。
(3)它們比古典控制器的調節容易。
(4)在沒有必須專家知識時,通過響應數據也能設計它們。
(5)運用語言和響應信息可能設計它們。論文格式,自動化控制。。
(6)它們有相當好的一致性(當使用一些新的未知輸入數據就能得到好的估計),與驅動器的特性無關。論文格式,自動化控制。。現在沒有使用人工智能的控制算法對特定對象控制效果非常好,但對其他控制對象效果就不會一致性地好,因此對具體對象必須具體設計。
3人工智能的應用現狀
(1)優化設計電氣設備的設計是一項復雜的工作,它不僅要應用電路、電磁場、電機電器等學科的知識,還要大量運用設計中的經驗性知識。傳統的產品設計是采用簡單的實驗手段和根據經驗用手工的方式進行的。因此,很難獲得最優方案。隨著計算機技術的發展,電氣產品的設計從手工逐漸轉向計算機輔助設計(CAD),大大縮短了產品開發周期。人工智能的引進,使傳統的CAD技術如虎添翼,產品設計的效率及質量得到全面提高。
用于優化設計的人工智能技術主要有遺傳算法和專家系統。遺傳算法是一種比較先進的優化算法,非常適合于產品優化設計,因此電氣產品人工智能優化設計大部分采用此種方法或其改進方法。
(2)智能控制的功能實現
①數據采集與處理:對所有開關量、模擬量的實時采集,并能按要求處理或存貯。
②畫面顯示:模擬畫面真實顯示一次設備和系統的運行狀態,可實時顯示電流、電壓等所有模擬量、計算量、隔離開關、斷路器等實際開關狀態及掛牌檢修功能,能生成歷史趨勢圖。
③運行監視:具有對各主要設備的模擬量數值、開關量狀態的實時智能監視,有事故報警越限和狀態變化事件報警,事件順序記錄、聲光、語音、電話圖象報警。
④操作控制:通過鍵盤或鼠標實現對斷路器及電動隔離開關的控制,勵磁電流的調整。按順控程序進行同期并網帶負荷或停機操作。系統對運行人員的操作權限加以限制,以適應各級運行值班管理。
⑤故障錄波:模擬量故障錄波,波形捕捉,開關量變位,順序記錄等(包括主要輔機)。論文格式,自動化控制。。
⑥在線分析:不對稱運行分析、負序量計算等。
⑦在線參數設定及修改:保護定值包括軟壓板的投退。
⑧運行管理:操作票專家系統,運行日志,報表的生成及存儲或打印,運行曲線等。
人工智能控制技術在自動控制領域的研究與應用已廣泛展開,但在電氣設備控制領域所見報道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3種:模糊控制、神經網絡控制、專家系統控制。
4恒壓供水案例簡析
恒壓供水在工業和民用供水系統中已普遍使用,由于系統的負荷變化的不確定性,采用傳統的PID算法實現壓力控制的動態特性指標很難收到理想的效果。在恒壓供水自動化控制系統的設計初期曾采用多種進口的調節器,系統的動態特性指標總是不穩定,通過實際應用中的對比發現,應用模糊控制理論形成的控制方案在恒壓系統中有較好的效果。在實施過程中選用了AI 一808人工智能調節器作為主控制器,結合FXIN PLC邏輯控制功能很好地實現了水廠的全自動化恒壓供水。對于單獨采用PLC實現壓力和邏輯控制方案,由于PLC的運算能力不足編寫一個完善的模糊控制算法比較困難,而且參數的調整也比較麻煩,所以所提出的方案具有較高的性價比。
本案例中只是一個人工智能在電氣自動化中的一個小小的應用,也是電氣元
件生產供給的一個方向,實現機械智能化是我們努力的追求,將人工智能的先進的最新成果應用于電氣自動化控制的實踐是一個誘人的課題。
5結語
人工智能研究的一個主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能完成的復雜的工作,電氣自動化是研究與電氣工程有關的系統運行。人工智能主要包括感知能力、思維能力和行為能力,人工智能的應用體現在問題求解,邏輯推理與定理證明,自然語言理解,自動程序設計,專家系統,機器人學等方面。而這諸多方面都體現了一個自動化的特征,表達了一個共同的主題,即提高機械的人類意識能力,強化控制自動化。因此人工智能在電氣自動化領域將會大有作為,電氣自動化控制也需要人工智能的參與。
參考文獻
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【關鍵詞】電氣自動化 ;監控系統 ;問題 ;發展趨勢
在我國,電氣自動化監控系統已經逐漸變為現在技術和設備更為成熟的監控系統了。隨著科技的革新,電氣自動化監控系統也開始向著更為科學化、更為系統化、更加安全可靠、更利于操作的方向發展了。不過,凡事都具有兩面性,在電氣自動化監控系統被應用于各個領域,為相關工作人員帶來便捷的同時,也對相關工作帶來了一定程度的沖擊。因此,筆者認為,為了今后更有效、更科學地使用電氣自動化監控系統,認清電氣自動化監控系統,明確其使用過程中產生的問題,并對其未來的發展趨勢進行合理的推斷是極為重要和必要的。
1 電氣自動化監控系統的概述
電氣自動化監控系統,主要是對在工作中的電氣自動化的相關設備及操作進行實時的監控,以達到及時發現工作中問題、有效解決問題并進行相關的數據記錄的目的,這不僅僅提高了工作的效率,還為以后的電氣自動化的工作人員提供了寶貴的資料。
現在,經濟全球化的趨勢越來越嚴峻,中國的大部分企業,無論是傳統企業,還是新興企業都陸續開始將電氣自動化監控系統引入到企業日常的工作當中。不可否認,電氣自動化監控系統及其相關技術的引入,極大的滿足了當今市場的需求,在增加了企業的經濟效益、促進了企業的綜合發展的同時,也為中國經濟的飛速發展做出了巨大的貢獻,為中國更好、更快地打開國際市場創造了極為有利的先決條件。
2 電氣自動化系統的重要性
2.1 提高了工作中突發事件的處理效率
在企業、工廠的日常工作中,通過對優化的電氣自動化監控系統的使用,可以實現對當地工作數據信息進行實時的采集、分析與處理等等。例如 :工作時,在現場發生了突發事件或是沒有預知的事故,電氣自動化監控系統會自動進行當時數據信息的采集,并通過監控系統進行科學、合理的事故分析,將實時發生的事故數據信息進行保存,使得工作人員可以及早地發現問題的所在,有效地防止了更大事故的發生,更為今后工作的調研提供了科學、準確的數據信息。此外,電氣自動化監控系統還可以對數據信息進行及時的更新,使相關工作人員對工廠的具體情況更為了解,對于工廠內部存在的一些極為細小的問題,或是工作人員不容易發現的故障,通過電氣自動化監控系統的良好都可以及時發現。這樣一來,對事故發生后的處理有了推進作用,從而從根本上提高了員工工作的效率,加大了員工工作的安全系數。
2.2 提高了工作的準確度
傳統的工作方式,主要是通過人進行的。在人工的處理過程中,不論工作人員的技術水平有多高,工作態度有多認真,都難保不會在日常的工作當中,有注意不到或是解決不了的問題。但是,利用機器并使用電氣自動化監控系統,就可以通過互聯網技術,對問題進行及時的分析與解決。此外,人不同于機器,是會有情緒起伏的,也會有身體不適的時候,在上述這些情況出現時,工作的質量與效率就很容易受到不同程度的影響。而通過電氣自動化監控系統的使用,可以有效地避免上述現象的發生,機器和系統是不會有情緒波動的。因此可以避免由情緒變化引發的問題。雖然,機器也會出現損壞,系統也會存在漏洞,但是可以通過機器的維修與換代,系統的定期維護與修補,進行及時的解決。而人一旦生病,其無法工作的期限則是不能夠估測的。即使員工帶病上崗,其工作效率也會大打折扣。
3 電氣自動化監控系統存在的問題
通過上述的論述,筆者介紹了電氣自動化監控系統的優勢所在,下面筆者就具體談談在電氣自動化監控系統的實際應用中存在的問題。
3.1 網絡問題給監控系統造成的影響
電氣自動化監控系統,在很大程度上依賴電子計算機和互聯網。通過大量的調查研究,筆者發現,在現今的使用電氣自動化監控系統的絕大多數企業當中,其使用的電子計算機設備基本上是能夠滿足電氣自動化監控系統的要求的。但是,在具體的應用過程中,其網絡速度給實際工作帶來了很多麻煩。例如 :在使用電氣自動化監控系統時,由于該地區的網絡速度
過慢,使得電氣自動化監控系統的數據信息無法進行及時的采集與更新,在很大程度上影響了電氣自動化監控系統分析問題、解決問題的能力。網絡速度的緩慢,不僅僅給電氣自動化監控系統在傳輸數據上帶來了困難,在數據信息的保存上也有不小的影響。在現實的工作當中,由于網絡速度的緩慢,數據信息的丟失與錯誤保存的情況也是時有發生的。這種現象的存在,對日后的工作埋下了安全隱患。
3.2 周圍的環境問題給監控系統帶來的影響
在經濟全球化的大趨勢下,我國為了實現經濟的快速發展,政府大力支持與扶持工業的發展工業的飛速發展,雖然為企業和國家帶來了巨大的經濟效益,但是對于環境的危害也不小近幾年來,我國環境問題的日益加深,不單單給人們日常的生活帶來了巨大的危害,對電氣自動化監控系統的正常使用也帶來了不可磨滅的影響。這其中,最為嚴重的就是電磁影響。目前,在我國,電氣自動化監控系統得到了廣泛的應用。因此,其對電量的需求也在逐漸增加。在員工使用電氣自動化監控系統進行工作的時候,會由于日益加重的電磁污染而使得所使用的電氣設備受到電磁的干擾,從而對電氣自動化監控系統工作的準確度產生了影響。
4 電氣自動化監控系統的發展趨勢
4.1 增加模擬情形的分析
目前的電氣自動化監控系統,是根據工作現場數據信息的采集,進行分析與解決的,屬于發現問題、解決問題的階段。這雖然能夠提高工作的質量與效率,但是沒有從根源上減少工作中出現事故的概率。筆者認為,隨著現今科學技術的飛速發展與更新,電氣自動化監控系統也會發生不同程度的升級。在模擬情形分析這方面,電氣自動化監控系統還是比較欠缺的。因此,未來電氣自動化監控系統將會向模擬情形分析這一塊發展。實現根據當時、當地實際情況的分析,做出模擬情形的設計與分析,從根本上抑制事故的發生,減工作中存在的安全隱患,從而降低企業的事故率,提升企業的整體形象。
4.2 加強技術創新,引進優秀人才
現在,雖然電氣自動化監控系統正在使用較為先進的網絡技術手段,但是由于企業員工的技術能力、素質等客觀原因的限制,電氣自動化監控系統在技術上仍有很大的上升空間。因此,未來電氣自動化監控系統一定會朝著技術人才更加優秀,電子技術更加創新的方向發展。引進優秀的技術人才是提升企業形象、加速企業發展的重要舉措之一,是技術創新的必要條件。隨著相關優秀技術人才的引進,技術上的創新是電氣自動化監控系統的必然發展趨勢。只這樣,才會推進企業不斷的發展,才會從技術層面上提升企業的綜合實力,從而增加企業的核心競爭力,使企業在競爭激烈的環境中得以生存與發展。
5 結語
電氣自動化監控系統的使用,降低了企業的資源成本,提高了企業的業務工作質量。這就要求相關人員要對電氣自動化監控系統的管理更為嚴苛,要及時發現問題,解決問題,為企的發展提供更為廣闊的平臺空間。
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關鍵詞:電氣自動化理實一體化理論與實踐 教學
0. 引言
電氣自動化類專業是一門實踐性很強的學科,學生需要進行大量的實踐活動,才能培養動手、創新等能力。為此,各個院校對電氣自動化類專業課教學改革做出了各種努力和嘗試,一直在尋找既能提高學生理論水平,又能培養具有較強動手能力和社會適應能力的實用型人才的教學方法,其目標就是為了提高學生的實踐能力和專業素質,使專業課教學更接近于社會需求,最終能實現學生與企業的就業崗位零距離對接。
總之,要使學生在短暫的時間內將所學理論知識轉換為實際工作能力,教師必須十分強調實踐能力的培養和訓練。因此,理實一體化教學對電氣自動化類專業至關重要。
1. 理實一體化教學的含義
理實一體化教學的內涵主要是根據素質教育培養目標的要求,以理論與實踐相結合的教學方式重新整合教學資源,體現教學以提高綜合能力為本位的思想。從以教師為中心如何“教給”學生向以學生為中心如何“教會”學生轉變,從以教材為中心向以培養目標為中心轉變,從不僅做到授人以“魚”的同時著重授人以“漁”轉變,從以課堂為中心向以實驗室、實習車間、校內外實習基地為中心轉變[1]。
2. 理實一體化對教師的要求
電氣自動化類專業課教師既是理論知識的教師又是實踐指導的教師,在實現理實一體化教學設計中起著重要作用。當今信息技術不斷飛躍發展,使學生更容易從外部資源獲得信息和知識,也使學生更容易實現學習的主動性和實際動手的能力。因此,教師不僅僅是知識的傳播者、講授者,也要成為提高學生實踐能力的指導者、組織者,教師的主要職能已從“授”轉變為“導”,這也為理實一體化教學提供了可行性。
理實一體化教學中教師隊伍的建設是開展教學的重要保證。各高校應有計劃的培養和引進電氣自動化類專業課教師,積極開展業務培訓、校際交流,建立使專業課教師知識不斷加深、技術不斷更新的科學有效的教育培訓制度,形成一支教學理念先進、理論知識深厚、教學能力強、實踐經驗豐富、勇于創新的教師隊伍。
在教學過程設計中,教師應注重對學生理論知識的培養。教學中的中心環節應采用授課的方式,授課時應以學生為中心,根據學生和教學的實際情況設計教學計劃的具體實施方案。在授課過程中,教師應采用靈活的授課方法與手段,以“理論在實踐中的應用”作為教學內容的主要載體,整個授課內容先基本、后高級、再綜合,循序漸進;選、講、演、練、考相結合,并在現場巡回指導時及時發現、總結、歸納問題,做到共性問題集中講解、個別問題個別指導。
在教學過程設計中,教師應培養學生以實際動手能力為主的綜合能力的提高。在實際培養中應減少理論課之間及理論課與實踐課之間知識的重復,解決理論與實踐教學的脫節; 以實際的工作過程為基準,增強了教學的直觀性,充分調動學生主動參與的興趣,培養學生獨立分析問題、解決問題的能力,讓學生體會到知識、理論如何在實際工作中得到應用與發揮, 學以致用,從而使學生真正達到“寬基礎、精專業”的要求。
3. 理實一體化對教學過程的要求
把課堂搬到實習、實驗基地,在實際應用中加深對課堂理論知識的理解,以理論指導實踐、以實踐印證理論,這應當作為教學過程中一體化教學的一種基本模式。
在學校內建立電氣設備安裝調試實訓室,電氣設備線路布置實訓室等電氣實驗室,實驗室應全方位模擬實際工作流程、工作環境和職能崗位;學校與工廠企業聯系建立校外實習基地,學生定期到校外實驗基地去參觀實習[1],比較現實工作環境和實驗場所,實際工作內容和實驗內容,也可通過在施工企業現場實習,去體會學校的教學是和現場工作,增強學生操作技能的訓練興趣。
在實際操作技能訓練中,必須使學生樹立安全操作的習慣,對于正確的安全操作習慣必須按照正確的方法進行反復訓練,在做中學,在做中養成習慣,即在實踐中養成習慣。
在際操作技能訓練中,培養創新意識。創新是人人皆有的一種潛在的心理能力,但創新意識的培養需要理論知識和專業實踐訓練來挖掘。教學過程中要讓學生多動手、多參與、多操作,在認識的基礎上不斷探索規律,鼓勵學生敢于“異想天開”、 “尋求創新”。通過鍛煉學生發現問題、解決問題的能力來養成學生良好的創新意識。
在實際操作技能訓練中,要注重培養學生團隊精神。良好的人際關系可以協調人們在日常活動中的行為,促進人們的身心健康,提高人們的工作效率[2]。
另外,在實踐教學中存在一個誤區,即過分重視“單項技能”的訓練而忽略“綜合技能”的掌握。我們在實際教學過程中發現,單項技能掌握好的學生在解決某具體實踐任務時往往不能獨立完成,究其原因是單項技能訓練太單一,沒有涉及到各種復雜的實際問題,所以在實踐能力培養中應注重對“綜合技能”的培養。
4.理實一體化教學的具體實施方式
理實一體化教學對培養理論知識的具體實施方式:
(1)課堂實施方式。教師在課堂上布置研究性研究任務,然后通過在課堂探究、實驗、分組討論、大組討論等方式進行,教師進行現場實時指導。
(2)大作業方式。教師把研究任務以大作業方式布置,學生以個體或小組在課后自主開展研究,最后提交作業或研究報告。
(3)畢業設計或課程設計。我們認為,畢業論文和畢業設計應該成為研究性教學的重要手段和環節。不應該重視競賽、輕視甚至放棄畢業論文和畢業設計環節[2]。
理實一體化教學對培養實踐能力的具體實施方式:
(1)技能考核。要求學生通過有關部門的“專業技術等級證書”考核或職業資格證書考核。學生通過這些形式的培訓與考核,能提高自身實踐能力,更好地適應現代人格市場與崗位的需要。
(2)項目設計、項目制作評判式考核。在項目設計完成后在小范圍內由指導教師與企業有關人員進行評判, 以明確的考核指標評出優劣等級,并告知學生。項目制作由考評驗收,以質量指標、制作過程和工藝等考核指標評為主要內容[1]。
(3)各級的課外科技創新活動或競賽。如挑戰杯、全國電子設計大賽,各學校組織的學生研究計劃等[3]。