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关键词:电气工程;实际问题;发展趋势
前言
工业是推动国家发展的支柱性产业,电气工程是工业组成的一部分,其在工业领域占据着重要的地位,电气工程的运营效果将直接关系到国家工业的发展。随着全球科学以及技术的不断发展,很多新的思维以及科技已经逐渐的渗透到了各个领域,在电气工程方面自动化的发展程度已经成为各国间竞争的主要标准。而我国的工业产值虽然一直处于较高的水平,但是在电气工程自动化创新以及技术的应用方面与一些发达国家还存在着较为明显的差距。结合现有的情况,对之前制约电气工程自动化发展的相关因素进行合理分析。认清当前的局势,把握好电气自动化的发展方向,才能够使电气自动化工程跟上时展的脚步。
1 电气工程及自动化发展的整体历史进程
在十七世纪的时候,人们从生活中发现了与电有关的现象,由此开始,人们对于电展开了各种探究性的实验。当发展到十九世纪的时候,麦克斯韦尔理论的提出轰动了全世界,这也给后期电气工程领域的发展奠定了重要而坚实的基础。因此,从十九世纪末期开始,西方的一些国家率先在高等院校中开设了电气工程相关专业的学科[1]。
我国最早在高校中设置电气工程相关专业是在二十世纪初期的时候,因此,在电气工程方面的起步阶段,我国就与国外一些国家形成了部分时间差距。而在后期学科发展的过程中,由于受到国内环境因素的影响,使得电气工程方面的人才培养基本上处于停滞的状态,并没有较为明显的发展。直到二十世纪八十年代的时候,才认识到电气工程对于国家工业化发展的重要性,许多高等院校也开始了电气工程相关学科的拓展,真正开始了电子工程专业人才的培养工作。
另外,随着科学技术的不断发展,为了更加的适应时代的发展以及人民生活的需要,电气工程等行业更加的倾向于自动化方向的发展。传统的需要大量人力以及物力去完成的工作,已经逐渐的被机器所取代,并且其在工作中的高效性也渐渐的凸显了出来。
2 当前电气工程与自动化领域所面对的主要困难
2.1 电气工程与自动化系统不够完善
在电气工程与自动化具体实施的过程中,更加需要一个较为标准以及完备的体系作为支撑。而目前国内的许多电气工程企业所使用的网络框架以及结构都不尽相同,这就为企业之间进行信息的交换以及共享造成很大的隐患。同时,也会对电气工程与自动化系统的正常运行形成不良的影响[2]。
2.2 电气工程与自动化在应用方面较难
电气工程与自动化的应用是以网络作为主要的信息传送媒介,需要硬件以及软件设备进行配合而完成的一项工程。我国电气与自动化工程还处在发展中的阶段,因此在具体实施的过程之中,常常会受到复杂多变的网络条件,以及软件在设计上的不合理等原因的限制,使得与硬件设施匹配程度不高的现象时有发生。
2.3 监管力度不足难以保证工程的质量
国家有关电气工程实施方面的法律、法规还比较不健全,这样就会因为监管力度上的松懈,而频繁的导致电气与自动化工程的实施质量低的情况发生,逐渐的形成一种恶性循环,从而制约着电气工程与自动化的发展。
2.4 在能耗方面上将会造成资源的浪费
现在随着各国环境保护意识的逐渐加强,无论是在生活还是工作中都能够体现人们在能源节约方面所作出的努力。由于我国电气自动化工程的发展程度较低,就使得在实现电气自动化的过程中耗费大量的能源,与此同时,还会形成一部分不必要的资源浪费,这与国家所积极倡导的环境保护是相违背的。
3 未来在优化电气工程与自动化领域的相关改进措施
3.1 通过专业人才的带动来实现系统的完善
人才推动行业的发展是经得起时间考验的真理,尤其对于拉近电气自动化领域国内外之间的差距方面,将起着至关重要的推动作用。通过对电气工程方面的专业人才培训,能够在一定程度上解决硬件与软件设备不匹配的问题,能够灵活的结合实际生产需要,进行软件设计与开发方面的改进。另外,加强国内外之间的技术交流合作也是十分必要的,通过学习国外的先进技术,不但能够开阔相关工作人员的眼界,还能够在原有的基础之上,实现思维以及理念上的创新。
3.2 完善基础网络架构方面的建设
二十一世纪是信息化快速发展的新时代,以网络为媒介的行业也呈现出了逐年增长的趋势。因此,强化并完善网络设施的建设,才能够从根本上去缓解电气自动化工程发展艰难的问题。而在网络建设的过程中,应该考虑到实施过程中的整体性,网络框架以及结构上的统一,能够为电气自动化的发展创造很大的便利。
3.3 健全工程质量方面的法律法规建设
法律法规无论是在社会的管理上,还是在个人行为的规范方面,都有较强的约束效力。尤其在电气自动化工程的实施方面,在法律条文的限制之下,能够减少质量不符合要求的工程出现。此外,法律的实施也能够在施工的环节增强企业对于节约能源减少工业污染的意识[3]。
3.4 对于电气自动化设备进行节能改造
工业化程度的不断提高,是一个城市发展程度以及速度的代表性标志。而电气自动化工程作为工业领域的一个分支,其在覆盖范围不断扩大的同时,也会不可避免的带来一些能源上的浪费。通过不断的改进设备在实际运行过程中所造成的能源浪费方面的问题,不仅能够有效的提高能源利用的效率,还能够降低在资源上的浪费。
4 新形势下电气工程与自动化领域的发展前景
电气自动化工程的发展创新是关键性的要素,不能一味的照搬、学习国外的先进技术,而不去结合国家自身发展的实际情况去进行改造,这样盲目的应用只会起到相反的效果。仅仅是追赶国外电气自动化领域的技术而不去创新,所能起到的最好的效果也只能是与国外的技术水平持平而已。
真正意义上的突破应该是体现在具体的应用效果方面,因此,即便是借鉴国外的经验,也应该在总结的过程中有选择性的吸取相关经验,国外所应用的科技在我国现有的条件以及情况之下不一定完全的适用。这不但对相关的研究人员有更高的技术专业度要求,更要善于提出质疑,只有善于思考问题、解决困难,才能够在电气工程自动化领域有所突破。
5 结束语
目前,国家实力之间的竞争日趋激烈,主要就体现在工业领域的科技发展发展上。电气自动化工程作为工业的M成部分,其对于社会发展的适应程度,以及为人们工作所创造的便利条件,成为了推动工业发展速度的直接影响因素。在促进我国电气自动化工程发展的过程中,应该有选择性的借鉴国外的相关发展经验,再结合我国的发展情况,来进行电气工程自动化的相关研究是十分关键的,只有明确了具体的发展方向,才能够更加有针对性的进行相关技术的创新以及改进。
参考文献
[1]周方方.浅析电气工程及其自动化技术对现代工业的影响及发展[J].中国新通信,2016,04:61-62.
摘要:由于电气工程及其自动化技术具有自身明显的优势,社会各个领域都广泛应用电气工程及其自动化技术。就目前而言,我国电气工程及其自动化技术仍然存在着一系列的问题,存在着明显的不足之处,我国需要加强对电气工程及其自动化技术的研究。因此,本文主要探讨电气工程及其自动化发展的现状与趋势,为充分发挥电气工程及其自动化技术的优势提供合理的参考意见。
关键词:电气工程;自动化;发展现状;趋势
0. 引言
电器工程是衡量现代工业发展状况的重要标准,是现代工业发展的重点方向。电气工程及其自动化技术应用于社生产中有利于推动我国经济发展。我国工业化起步时间相对较晚,我国的电气工程及其自动化应用水平相对落后于其它发达国家。但是,随着我国综合国力的快速提升和各类重大技术的突破应用,科技进步带来社会对电力行业更高的期望以及电力体制深化改革要求我们在现阶段,必须更加重视对电气工程及其自动化技术的研究,把握行业发展的前进方向,最终提升电气工程及其自动化行业的工作效率,促使其健康精益发展,更好地适应互联网+大数据时代的发展趋势。
1. 电气工程及其自动化的概述
电力网以及控制理论是电气工程及其自动化的基本理念依据,其离不开计算机信息技术以及电子技术。研发电气工程与自动化的主要目的是减少人力支出,完成更多的工作量,最终提升电气工程工作效率[1]。总而言之,电气工程以及自动化工程依靠先进先进的技术手段,对产品进行操作、控制与监测,在无人监管与控制的过程中自动化地完成相应的工作任务。电气工程及其自动化具有较大的优势,能促进工作效率提高,同时提升工作质量,最终提升企业的经济效益。因为电气工程及其自动化技术具有这些优势,所以,其在社会生产中的应用相对广泛,为推动社会经济进步提供有利的条件。图1为电气工程及其自动化在生产行业中所占比重。
图1 电气工程及其自动化在生产行业中所占比重
2. 电气工程及其自动化发展现状
2.1 自动化水平与效率不高
电气工程及其自动化具有高效、快速、安全可靠的优势,因此,其在社会生产中应用第范围相对广泛,促进企业的生产效率极大程度提升。企业的经济效益受到工作效率的重大影响,工作效率高低会直接影响企业的发展水平。但是就目前而言,不同行业与企业的电气工程及其自动化应用的水平存在着明显的差异性。有些电气自动设备相对落后,其电气自动化水平不高会直接影响电气工程效能的发挥,对企业的经济效益造成严重影响,这同样会促使其处于行业竞争的弱势地位。在企业改革与调整产业机构的过程中,自动化应用水平不高的企业很容易被社会淘汰。图2为自动化设备。
图2 自动化设备
2.2 电气工程及其自动化投入高
企业在生产过程中需要以企业自身发展的特点,考虑企业自身生产经营的状况进行电气工程及其自动化建设。在建设过程中,企业要积极探索技术和经验,想要实现这些,企业需要投入大量的人力、财力,这无疑会增加企业的成本。但是,在短时间内,电气工程及其自动化的应用不能收回理想的回报。投入较高的成本会打消企业应用电气工程及其自动化技术的积极性,这会直接制约电气工程及其自动化的发展。
2.3 信息传递不畅通
在社会不同行业能应用电气工程及其自动化技术,企业在生产经营过程中需要重视数据信息传输的安全可靠性。当建设电气工程及其自动化建设时,企业通常以自身的实际需求为基础进行电气工程及其自动化建设,这会造成各个企业之间不同领域之间的数据信息交流存在着一定的障碍,信息不能进行有效地传输,造成信息传输的不对称性,促使电气工程及其自动化技术的投入成本进一步提升,妨碍了电气工程及其自动化的进一步发展。
3. 电气工程及其自动化发展趋势
3.1 建立完整的自动化平台
通过对电气工程及其自动化技术现状进行分析,发现当前发展电气工程及其自动化技术大有裨益,但与同时也存在着一些弊端。因此,相关企业在生产过程中应用自动化技术时,需要充分发挥电气工程及其自动化技术的作用,与电器工程及其自动化技术的优势相结合,建立起完整的自动化平台体系,促使所有企业都在同一个平台上,通过这样的方式能有效地促进企业之间交流,减少企业资金成本,防止企业资源会浪费[2]。另一方面,在企业内部,企业也需要进行相应地改革,建立计量系统信息平台,将其摆放在工作人员日常工作的重要位置上。企业需要加强对工作人员的培训,加强其熟悉应用系统信息的能力,促使工作人员形成第一时间去查看系统平台数据的意识。系统平台会实时地更新客户的相关数据变化情况,工作人员通过观察数据就能知晓客户信息变化情况,并相应地采取有效对策。
3.2 研发新产品,实现创新
我国的科学技术在不断提升,电气自动化技术也应该相应地转变,不断提升。因此,企业需要不断地研究电气自动化技术,促使企业应用电气工程自动化的水平不断提高。与电气工程自动化的特征与功能结合,创设与研发出更加新型的企业产品,建立以电气工程为核心的产业链。如:我企业正准备研究的一项智能电表技术,能实现低压集抄。自动化的发展承担了更多地日常工作任务,可以对线路损坏程度进行分析,实现抵押集抄、停电推送以及数据信息采集等功用。这些功能承担了很多人力工作,也有效防止了人工工作过程中可能会出现的错误,有效代替了统计、分析以及抄表等工作品种。
3.3 完善电气工程自动化系统
企业在应用于发展电气工程及其自动化技术时,企业需要不断健全电气工程及其自动化系统。企业内容要对技术的开发与研究工作进行有效监督,同时,加强与外部的沟通与交流,建立便利的通信结构,对资源配置情况进行研究,最终促进企业顺利可持续地发展。
3.4 应用智能与电网技术
通常而言,智能技术是不需要人工进行相关问题检测与分析,这些工作都能由智能化操作进行,在电器工程及其自动化发展过程中利用该项技术,这能有效地提升电器系统工作的效率。如:有些区域会经常性出现停电以及电路等故障。以传统方式而言,会在区域进行断电以后,修电人员再对该区域断电的原因进行分析,找到故障的发生点。而应用电气自动化操作,其具有良好的智能性效果,它能通过网络监测寻找到故障的发生位置,并通过网络信息反馈,相对简单的问题都能通过网络解决。采用这样的方式能有效地减少人力以及资金的耗费,同时,这种处理方式更加智能化,工作效率比较高。另一方面,在自动化发展过程中应用电网技术,电网技术具有代替人工、避免失误,实现精益管理等相关的作用,有效地促进自动化一体化发展。当电网系统在运行时,需要在系统中增加一些软件,软件能自动地对电力系统数据进行分析与处理,提升数据的处理能力。但是在电力系统自动化中应用计算机更是推动了自动化的发展,计算机将变电站、服务站等各个部门紧密地联系起来,最终提升电力预测的科学性,提高数据搜集的有效性,便于全面性地管理。
3.5 集成多项技术并应用
促进电气自动化系统统一促使电力系统统一,有利于各种技术合成。就传统的电力系统而言,进行电力管理以及对电力安全进行维护,@些环节都是分开的,需要不同的部门进行管理[3]。但是,将自动化应用到电力系统以后,电力系统管理更加具有合理性,各个部分都集成为一个整体,将多种先进技术都引入到管理过程中,这促进我国电力系统的技术竞争力提升,兼顾到了各个客户的不同需求。促进电气自动化统一,这能促使项目设计、开机工作以及维护功能都能顺利地进行。在以往的工作环境内,各项技术单独运行需要花费很长时间与财力,而这种方式能够减少各项技术单独运行时所花费的时间。
4. 结语
综上所述,电气工程及其自动化技术进一步推动了我国社会经济的发展,因此,该项技术在社会各行各业中都得到了广泛地应用。就目前而言,我国电气工程及其自动化技术仍然存在着一系列的问题,具有明显的不足之处。但是我国相关科研人员在不断加深对电气工程及其自动化技术的研究与探讨。通过建立完整的自动化平台、研发新产品、促进创新,不断完善电气自动化系统,促进多项技术集成。企业在结合自身发展情况的基础上,深入地研究电气工程及其自动化技术,促进各个企业之间的合作,加强联系与交流,促使电气工程及其自动化技术的作用充分地发挥出来,最终推动我国社会经济进一步向前发展。
参考文献:
[1]杨松.邹犁.电气工程及其自动化的发展现状及趋势[J].科技创业月刊, 2016, 29(23):22-23.
[2]陈昊.电气工程及其自动化的发展现状与趋势研究[J].华东科技:学术版, 2016,56(4):429-429.
关键词:电气工程自动化;发展趋势;智能化技术;应用
作为计算机自动化技术发展过程中产生的阶段性产物,智能化技术在电气工程自动化中得到了较好的应用,从而使系统操作精度和速度得到了显著提高,并有效节约了工程成本。因此,相关人员还应加强电气工程自动化发展趋势及智能化技术的应用问题的研究,以便更好的促进相关技术的发展。
1电气工程自动化概述
所谓的电气工程自动化,其实就是包含计算机技术、网络通讯技术、电子电气技术和自动化技术等多种技术在内的一项技术,在工业生产领域得到了广泛应用。从技术特点上来看,该技术拥有自动化模式和理念,可实现电力系统、工业生产系统等系统的自动化控制。在电力系统中应用该技术,可促进电网电力调度,并为系统安全、稳定运行提供技术保障,同时也能够为系统故障检测和维修提供信息和执行手段,具有较强的实用性。在工业生产领域应用该技术,可利用各种自动化设备实现生产远程控制与监督,不仅能提高生产效率,还能降低人工成本。
2电气工程自动化发展趋势分析
1)通用化趋势。随着电气工程自动化技术的应用普及,该技术将向着通用化的方向发展,以确保电气工程自动化系统能够保持正常运行,并实现对企业的有效监督和管理。在电气自动化设备生产制造上,通用数据接口将得到使用,以确保电气工程自动化系统能够实现数据信息的标准化对接,从而为系统数据信息传递的高效性和安全性提供保障[1]。而实现程序接口的完美对接,也能有效减少电气工自动化系统的开发时间,并降低系统的维修管理费用,继而使电气工程自动化技术得到更好的普及应用。2)专业化趋势。目前,电气工程自动化技术的应用范围仍然有一定的局限性。而随着该技术的专业化发展,能够在人类生产生活各方面得到专业化应用的电气工程自动化系统将得到开发,从而使自动化更大程度的匹配社会发展速度。比如在道路交通上,交通控制自动化系统将得到开发应用。在企业综合管理方面,综合性自动化系统将得到开发应用。而在专业化的电气自动化系统得到开发应用的同时,能够实现电气自动化系统专业化设计和安装的人员也将得到培养。这些人才可以完成电气自动化系统在应用过程中出现的问题的有效处理,从而使系统电气故障给系统应用带来的影响降到最低,因此将有助于系统高效、可靠运行。3)智能化趋势。在工业控制领域,智能化技术已经得到了应用。而实现智能化工控发展,则能使自动化设备在运行中无法维持稳定的问题得到解决,并能利用网络监控手段实现对自动化设备生产全过程监控。随着电气自动化技术的智能化发展,系统管理人员已经无需设计控制模型就能实现系统控制,所以能够使多样控制模型问题得到有效避免,继而使电气自动化保持统一性。应用智能化技术,还能实现对非指定对象的统一控制,并能在控制的同时完成各设备相关工作数据的反馈,因此能够通过减少错误产生提高整个电气工程自动化控制的准确率[2]。此外,使用电气工程自动化技术建立的控制模型通常跟实际模型存在偏差,应用智能化技术则能够实现控制模型简化,从而通过减小这种偏差提高控制的准确率。
3电气工程自动化中智能化技术的应用
1)在故障诊断上的应用。应用智能化技术,可实现电气工程自动化运行过程中各种设备故障的实时检测。通常的情况下,电气自动化设备一旦出现故障,还将引发其他故障。应用智能化技术实现电气设备全面检测,则能够帮助检修人员及时发现故障位置,并采取合理措施进行系统维护,从而使设备故障问题得到根本解决,继而使系统保持稳定运行。比如,在变压器故障诊断方面,使用传统人工检测方法很难实现故障位置判断,使用智能化技术则能够完成变压器中渗漏油的气体分解,从而实现故障范围的确定[3]。根据故障范围,检修人员则可以通过逐步排查完成故障根源的查找,不仅能够缩短检测时间,还能够降低故障对设备的损害,因此能够使电气自动化设备的经济效益得到提升。2)在智能控制上的应用。目前,各行各业都开始使用人工智能技术实现应用于自身实际需求的相互结合。在这一发展背景下,电气自动化控制也开始应用智能化技术,以便更好的满足用户实际需要。通过有效应用智能技术,将能实现电气工程自动化的智能控制,从而实现自动化设备的无人操作和远程控制,促进了电气自动化的自主化和高效化发展。目前,在电气工程自动化系统撒气量采集、设备运行状态监控、开关量数据实时处理与采集、在线诊断等方面,智能控制都得到了应用。借助智能化技术的优势,智能控制可以通过实现模糊化、知识库、推理机等部分的相互协调实现控制变量的量化和模糊化处理,从而使电气工程自动化系统得到较好的控制。目前,由多CPU控制系统和交流数字伺服系统构成的智能控制系统已经在现代电气自动化系统中得到了应用,并且发挥了提升系统工作效率和精度的重要作用。3)在优化设计上的应用。在电气工程自动化控制中,电气设备设计是较为重要的环节,拥有复杂设计过程,将涉及磁力、电路和电气等多个领域的知识。在实际设计工作中,通常使用CAD技术和计算机辅助软件开展相关工作,能够使新产品的开发成本得到降低,并缩短产品开发周期。而应用智能化技术,则能够实现电气设备优化设计,从而使电气设备设计质量得到提高[4]。目前,在电气设备设计上,遗传算法这种智能化技术已经得到了使用,能够完成具有较强实用性和先进性的电气设备的设计,可利用科学数学算法完成设计方案的优化。
4结论
通过分析可以发现,电气工程自动化正向着通用化、专业化和智能化的方向发展。应用智能化技术实现电气工程自动化系统的开发和管理,则能够使系统更加高效化和智能化,从而使电气工程自动化技术得到进一步应用推广。
作者:朱家辉 单位:河北省衡水中学
参考文献:
[1]龚成.电气工程及其自动化的发展现状分析及发展趋势[J].现代经济信息,2015,16:338.
[2]张恩策.浅谈电气工程及其自动化的发展现状与展望[J].门窗,2016,04:212+214.
关键词 电气工程及其自动化;就业前景;解决问题
中图分类号TM92 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)116-0037-02
1 电气工程的定义
传统的电气工程定义是用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和,而随着社会的不断进步,科技的迅猛发展,电气工程已经不单单只在传统定义的范畴之内。21世纪的电气工程涵盖了绝大部分和电子、光子相关的工程行为,涵盖面大幅度增加,电气工程的从业者也应该顺应时展,创造出满足科技进步的先进科研环境。
2 电气工程及其自动化专业学习中的要求
学生应该具有计算机的基本理论和操作能力,能够独立解决电气工程及其自动化的技术层面问题。熟练的掌握操作机电一体化等电气工程及其自动化技术。
3 电气工程及其自动化专业学习中应该具备的专业素质
掌握基础的数理知识,具备一定的英语能力。熟练掌握和电气工程及其自动化专业相关的电学与力学知识。熟练操作计算机,善于发现问题,大胆创新,并且能够独立解决问题,进行相应的技术开发,具备科研能力。
4 电气工程及其自动化学科分支
4.1 电力系统及其自动化
此专业是电气工程及其自动化专业中的重点专业,主要做高压电器设备的设计、制造、运行和维护。培养国家高级工程技术人才,是国家级重点学科。在电力系统及其自动化专业毕业后,优秀的学生可以在电业局、发电厂等大型工厂工作,也可以从事电力设备制造行业,还可以进入各大高校从事理论工作。
4.2 高电压与绝缘技术方向
高电压与绝缘技术方向是国家级特色专业,就业前景良好。优秀的毕业生可以在工厂做设备维护,或者做相关电力产品的设计和开发。
4.3 电气技术方向
电气技术是多种电子技术相结合的现代电气技术,此专业旨在大规模的培养高级电气工程技术人才,进行信息处理等工作。学生毕业以后可以进行电参量和磁参信息获取与处理技术等科学研究工作,也可以进入科研机构专心于理论研究。
4.4 应用电子技术方向
在电气工程及其自动化专业中,应用电子技术方向是极具特色的一个专业。此专业电力电子和信息电子相结合,电气和电子同时具备。是培养复合型人才的专业。优秀的应用电子技术毕业生可在电子、通讯、交通等多个领域进行工作,发展空间十分广阔。
5 影响电气工程的因素
5.1 信息技术
百度百科上,信息技术被定义为是主要包括传感技术、计算机技术和通信技术。
是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。也常被称为信息和通信技术,主要包括传感技术、计算机技术和通信技术。电气工程对于信息技术的发展有着不可估量的巨大影响,信息技术的发展离不开电气工程的不断进步,而信息技术发展得越迅速,电气工程也就有了越先进的技术依托,信息技术与电气工程相依相存,互相影响,推进了科研工作向前发展的脚步。
5.2 物理科学
固体电子学是曾经并不发达的电气工程能够发展起来的重要推动者,而在如今科技手段先进的21世纪,电气工程仍旧和物理科学有着密不可分的关系。不仅如此,电气工程还在其他领域进行了创新型的探索,未来将尝试进入到生物系统领域。
5.3 变化
社会发展日新月异,科技发展的速度也逐渐加快,技术的不断完善和设计的飞速发展让我们必须学会迅速的发现问题和解决问题,并且具有丰富的创新意识。
6 自动化
百度百科上讲,自动化是指机器设备、系统或过程(生产、管理过程)在没有人或较少人的直接参与下,按照人的要求,经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制,实现预期的目标的过程。自动化科学涉及了很多学科,包括力学、化学和社会科学等。多种学科的掺杂使得自动化的应用及其广泛,不仅应用在控制飞机、汽车等交通工具上。更能够在制造生产工具的时候用自动化的机器取代人手进行工厂作业。随着时代的进步,自动控制理论出现了许多问题,很多涉及到计算机科学和数学学科的问题解决起来非常艰难,在21世纪,自动化逐渐被划分到了计算机和数学的研究范畴里。
自动化技术能够按照输入的指令进行自动作业,节省了资源,提高了工作效率。在国际上,自动化程度的强弱已经成为评判一个国家经济发展水平的重要指标。
7 就业方向
电气工程可涉及强电和弱电两方面,强电大多数是大型的电厂,以及制造大型机器的工厂。相较于强电,弱电覆盖面广,几乎涵盖了市面上所有的家用电器,所以比强电的就业面相对宽一些。但是无论强电还是弱电行业,都需要扎实的专业能力,这就要求学生在专业学习中的努力。
1)认真学习课本知识,不能只注重实践而轻视理论,一定要打下扎实的理论基础,在缜密的理论基础上学会举一反三,才能更好的进行实践;
2)除了本学科的知识外,也要多去涉足其他专业领域。比如电子工程和弱电的很多专业相接近,就可以在本专业的学习结束之后学习一些电子方面的技术技巧,扩展知识面,多角度全方位的提高自己的能力。除了电子工程,机械也是和电气工程息息相关的一门学科,在实际应用中很多产品的研发都离不开机械知识,多学习机械方面的知识有益于以后工作的发展,促进科研成果的取得,达到事半功倍的效果;
3)不能拘泥于理论知识的束缚,而是应该自己动手去进行实践。学生可以几个人组成一个小组,组成小型的实验室,每隔一段时间组织到一起去二手电子市场选购一些经济实惠的电子物品,通过对电子物品的拆卸和组装来进行设计与研究。这种团体实验室的研究方式不仅节省了实验成本,更能够加强同学间不同思想的沟通,全面的提高了学习效率和专业素养;
4)多多关注业界资讯,随时更新电气工程及其自动化专业领域的实时动态,把握时代的脉搏。
8 结论
电气工程及其自动化专业的学生只有在对专业内容有了一定的理解,才能更加明确未来的发展道路,端正态度,认真的学习与专业相关的理论知识,从而更好地在实践工作中取得成果。在电气工程及其自动化的学习中,应该追根溯源,打好扎实的基础,理论和实践相结合,清醒的认识专业以及专业的发展前景,制定好发展计划,勇于创新,迎接挑战,成为一名合格的科研工作者。
参考文献
[1]王锡凡.电气工程基础.2版.西安交通大学出版社,2009.
电气自动化工程控制系统严重的影响着我国的电力系统,是我国电力系统的重要组成部分,因此对电气自动化工程控制系统的现状以及发展趋势研究具有相当的现实意义。本文首先简要的介绍了电力系统的研究背景,在此基础上比较详细的介绍了电气自动化工程控制系统的现状以及发展趋势。
【关键词】电气自动化工程 控制系统 现状 发展趋势
1 电气自动化工程控制系统的现状
科技的进步以及社会的发展,使得科学技术在我国的很多方面都得到了较为广泛的应用,并且在相应的领域中发挥着越来越重要的作用,机械的自动化、智能化、技术化等深刻的影响着相关领域的机械的使用以及创新。经过几十年的发展,我国的电气系统已经取得了一定的成绩,能够比较稳定供给电能,但是与国际上电力系统比较发达的国家相比,我国电力系统的技术以及实践都还存在较多的问题,当然这也意味着我国在这方面还有很大的提升空间。市场经济的实行,在一定程度上迫使相关企业提高自动化工程控制系统的技术,迫使他们聘请专业人士突破创新,相关电力系统公司在激烈的行业中不断挣扎,共同促成了如今的电气自动化工程控制系统的现状,如图1。
1.1 电气自动化工程控制系统的信息集成化
信息技术在电气系统的运用是多方面的,主要体现在:一方面信息技术管理系统的提升,企业的相关部门使用特殊的浏览器对所有的部门进行监督、对重要的数据信息进行存取,及时获得所有的有关企业的一切信息,为企业制定相关决策提供参考;另一方面信息技术促进相关电气设备、电气系统等的实践扩展,随着越来越细小的技术、微处理技术等出世,明确的机械设备逐渐变的模糊了,同时与之相应的结构分析、动态理论分析相关的信息处理技术变得越来越重要。
1.2 Windows NT以及IE的稳定地位
在自动化的领域,其主流已经成为人机的控制界面,如今个人电脑(PC)控制系统已经能够满足基本上所有人的需求,这导致PC系统被大多数人接受与使用,而如今Windows NT和IE在PC系统中相当普遍并且稳定,同时电气自动化工程控制系统采用统一的、标准的、稳定的Windows和IE将会是控制系统的工作更加顺利的推行。
1.3 电气自动化工程分布式控制系统
由于越来越多的企业使用DCS系统,这就使得DCS系统的毛病逐渐的暴露出来,当然这与DCS系统自身的属性有很大的关系:可靠性低、维修比较苦难、缺乏互换性、高昂的使用价格等等。在信息化时代这样的系统显然不满足电气系统的使用要求,知识电气自动化工程分布式控制系统的问世与发展。
1.4 集中监控的方式进行控制系统
虽然集中监控的方式目前被普遍运用,但是其却存在很大的问题,首先,集中监控必须要处理大量的信息,这样在很大程度上会导致主机的运行速度减缓,降低工作效率;其次集中监控就意味着必须铺设相关的电缆线等设备,数量过多对系统的可靠性会造成一定的影响;最后如果在整个过程中存在反复接线的情况,还会不同程度的严重的增加工作的难度;
2 电气自动化工程控制系统的发展趋势
2.1 电气自动化工程控制系统的创新技术
随着电气自动化系统的市场化,越来越多的电力企业会逐渐失去特殊照顾,要想在激烈的竞争中获胜,唯有以质量论英雄,唯有以供电的稳定性获得消费者,当然也必须尽一切可能提高效率。然而要实现这些都必须技术,而技术的突破必须依赖于创新,或许从在较短的时间内,在现有体制下,相关电力企业还能得到国家的特殊照顾,但是从长远来看,要想在市场上获得一席之地,必须做好技术创新的工作,唯一创新才是企业长期存在于发展的根本保障。
2.2 统一化的电气自动化工程系统
统一化电气系统能够有效的节省时间、缩短产品的周期、推进产品的测试与推行、有利于电力系统的运行与维护,总而言之,这么做能够有效地节省时间与资金,即间接地提高了效率。另外,统一化的电气自动化系统有利于不同人员之间交流,如果出现突况,从别的企业调过来的工作人员能够立刻投入工作中去。
2.3 电气自动化工程系统的市场化
在现有的体制下,国家对国企保护比较严重,很多电力系统公司都不需要做任何努力就能得到消费者,同时其服务态度不端正;同时另一边,部分有实力的民企或者私企由于相关法律的规定,无法进入到供电行业中去,这就导致电力系统的配电效率相对比较低下,同时消费者对目前的电力系统满意度还不高,未来电气自动化工程系统的发展趋势是市场化,因为市场化下的企业必须以质量与价格为基础,国家对特别企业的保护比较少。实行电气自动化工程系统的市场化,能够有效的提高电力系统的供电效率。
2.4 电气自动化工程以及相关产品的生产将会更加安全
如今,电力系统偶尔会有安全事故,安全事故一旦发生,都将会给所属的电力企业造成巨大的经济损失以及悲痛的人员上网。随着经济的发展以及科学技术的提高,在往后的电力系统自动控制中,将会有更多的科学技术被投入到研究与使用中,这不仅能提高电气自动化工程的实践效率,而且还能大大降低安全事故发生的概率,也就是大大的提高了电气自动化工程及产品,在很大程度上提高了消费者以及工作人员的安全保障性能。
3 结语
电气自动化工程控制系统的研究关系着我国的电力系统,不可否认我们已经在相关领域取得巨大的成就,但是我们也必须承认在很多方面都还有不足,相关研究人员应该加强自身学习,完善自身知识体系,为我国的电气自动化工程控制系统的发展与完善贡献自己的力量。
参考文献
[1]武芳军.工业电气自动化的重要性和发展趋势[J].中小企业管理与科技,2011(04).
关键字:电气工程;自动化;技术
Abstract: as people living standard rise, electrical engineering and automation widely permeates the compilation of national each domain, the requirements of more and more is also high, not only to meet the electrical appliances, lighting, safe electricity demand such as electricity, pay more attention to practical, beautiful, and convenient function. This article through the building automation, electrical safety, construction equipment automation system and so on several aspects to simply introduced the electrical engineering and automation technology content, the author put forward some strengthening architecture in attempt to electrical engineering and automation technology of feasibility Suggestions.
Key word: electrical engineering; Automation; technology
中图分类号:F407.6文献标识码:A文章编号:
一、电气工程及其自动化概述
电气工程及其自动化是以电磁感应定律、基尔霍夫电路定律等电工理论为基础,研究电能的产生、传输、使用及其过程中涉及的技术和科学问题。电气工程及其自动化涉及电力电子技术,计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术,机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的行业,其主要特点是强弱电结合,机电结合,软硬件结合。
二、电气工程及其自动化的发展史
1.全空型电力电子开关。晶闸管虽然是第一代电子电力器件,但仍沿用至今。随后全控制式器件相继出现在交流变频技术之后,这是电力电子器件的第二代器件;复合型电力电子器件IGBT和MGT这一类可以称为第三代器件。最后,第四代电力电子器件是功率集成电路,PIC。
2.低频发展为高频电路。电力电子器件的发展,导致变换器电路换代,但是用于普通晶闸管时,直流变换器主要是整流相互控制,交流变频传动则是交流—直流—交流变频器。当PWM变换器发展到第二代电力电子器件时,采用也相应增多。在其发展过程中,PWM存在很多缺陷,所以有了低频向高频发展的电路。
3.投入使用的通用变频器。在经历了第一代功能型U/F控制类型、高功能型第二代U/F型和高动态性能的变频器之后,通用变频器正式投入使用 。
三、目前建筑中的电气工程及其自动化技术运用
1.楼宇自动化
楼宇自动化控制采用计算机集散控制,所谓计算机集散控制是指集中管理分散控制。它的分散控制器大多采用直接数字控制器,运用上位计算机进行主机屏幕的管理和监控。主要手段是曲线、动画、、数据库、文本、脚本以及各种专用控件等。楼宇自动化包括: 供水和排水监控系统、通风与空调监控系统、照明监控系统、电梯运行监控系统、电力供应监控系统、消防监控系统、综合保安系统和结构化布线系统。
楼宇自动化系统的设计主要目的是将建筑内各项机电设备的信息进行分析、分类、处理、判断,从而采取最佳优化控制手段,对各项系统设备进行集中管理和监控,使各子系统设备始终处于有序、连贯和高效的状态下运行,创造一个高效、舒适、安全的工作环境中, 减少了各系统造价,尽量节省能源和日常管理费,以确保该系统全面投入使用,从而提高了现代化的智能楼宇管理和服务的高层次,投资者还可以得到更好回报。
2.电气安全
随着人类对电力能源的重视与应用,电力设备和电力设施与人们的生活、工作已经密不可分,电力甚至成为现代各行各业发展的基础条件。但不可否认,由于多种原因,电力能源方便人们生活、工作的同时,电气设备产生的问题对人们的生活与工作带来不少烦恼与损失,有时甚至是灾难的表现。因此,电气安全已经成为各国电气维护与操作人员消除安全隐患、保障职工健康、防止伤亡事故以及保障各项任务圆满完成,同时也是电气工作者首要面临并努力解决的重要问题。
2.1电气绝缘
保持配电线路和电气设备的绝缘,是确保人身安全和电气设备的正常运行的最基本要素。电气绝缘性能是否良好,可通过测量绝缘电阻、抗压强度、漏电流和介质损耗等参数衡量。
2.2安全距离
电气安全距离是人体、物体等而无风险的安全可靠的距离。地面与带电体之间、带电体与带电体之间、身体与带电体之间、带电体与其他设备和设施之间,均应保持一定距离。通常,配电线路和变、配电装置附近工作的变化,应考虑线路的安全距离,变、配电装置的安全距离,并保持安全距离和操作安全距离。
电气安全距离,是指人体、物体等接近带电体而不发生危险的安全可靠距离。2.3安全载流量
导体的安全载流量是指允许继续通过导体内部的电流量。持续的电流通过导体,导体加热,如果超过安全的载流量,将超过允许值,导致绝缘损坏,甚至导致泄漏和火灾。因此,按照导体安全载流量确定导体截面和选择设备是非常重要的。
3.建筑设备自动化系统
楼宇自动化系统是一套央监控系统。通过各种建筑物内的空调设备、冷热源设备、防火、防盗设备进行集中监控,以确保建筑物内环境舒适,充分考虑节能和环保条件的地位和建设中的各种设备的利用率的条件下,以达到最佳的目的。
四、完善建筑中电气工程的及其自动化技术
给予自动化技术的巨大作用,目前其在电气工程中的运用发展很快,目前,我们可以从以下一些方面入手完善。
1.建立自动化的系统架构
建筑中电气工程的及其自动化技术需要具备哪些功能?处理哪些问题?建立哪些管理层次?这些都是电气工程及其自动化技术首先需要解决的问题,在自动化系统的体系结构,我们可以设置相应的管理模块,根据每个模块中的实际需要,设置相应的功能,然后根据这个系统架构去指导和规范后续制度建设以及相关人员的设置。常见的模块应包括数据管理、电气工程管理、电力设施养护、运行监控、人员管理、外部环境以及帮助等(图1)。
(图1)
2.自动化设备的合理选用
自动化设备是电气工程中自动化技术的基础,自动化设备的合理选用将对整个自动化技术的科学性和效率产生重大影响。在一般情况下,电气工程及其自动化技术中设备将分为三个类别的作业基础上,通过作业类设备可以实现开关、换闸、变压、稳压等一系列的电气工程操作,尤其是在潮湿、积水等较为危险的外部环境出现时,自动化技术可以实现远程控制和精确的动作,从而大大降低了传统的手工操作的风险。经营设备包括电磁开关、自动化和变压器设备;第二类传输设备、监测设备和网络传输设备,包括电子信号转换系统,信息收集传递装置收集的信息可以运行整个系统实现实时监控,监测信息反馈到控制中心,以数字和图形的形式在控制中心显示该系统实时动态;第三类是加工设备的控制,包括控制终端和处理器控制中心可以调节系统上的加工设备,目前,自动化设备正朝着智能化、无人化和高效化的轨道快速前进。
3.环境监控
电气工程设备的运行环境,是环境监测非常重要的方面,包括电力系统的运行环境和监管环境的电气工程自动化技术监测。电气系统的运行环境是密切相关的操作关系,并对温度、湿度、电压、功率因数等进行实时监控,通过设立警戒线值,判断外部环境是否满足业务需求,当外部链接变化,这些数据将反映到控制中心,控制中心及时向相应指令。而环境管理主要指管理人员,建立自动显示和自动报警和门禁系统的运行参数,有必要在这方面通过UPS系统。所有的管理数据都可以通过Web网络可以共享(图2)。
(图2)
五、结语
在现代科学技术突飞猛进的今天,重视电气工程以及自动化技术研究是非常必要的。自动化技术在电气工程中系统化和规模化的运用是一项复杂且庞杂的系统工程,虽然目前在实践中存在不少的问题和不足,但只要我们积极探索和学习,相信自动化技术和电气工程一定可以实现更完美的结合。
参考文献:
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[4] 覃伟. 浅析建筑电气自动化系统安装需注意的问题[J]. 企业导报, 2011,(11) .
[5] 高鸣燕,陆文. 电力自动化与信息化系统的技术进展[J]. 中国电力, 1999,(11) .
关键词:电气工程技术;电气学科;发展史
中图分类号:F407文献标识码: A
一、电气工程技术的发展史
电气工程(Electrical Engineering)是现代科技领域核心学科之一,传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。21世纪的电气工程概念已经远远超出这一范畴,如今电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。电气工程的发展程度直接体现了国家的科技进步水平,因此,电气工程的教育和科研在发达国家大学中始终占据重要地位。
1.电磁学理论的建立及通讯技术的发展
大自然中的雷电使人类对电有了最早、最朴素的认识,天然磁石吸铁是人类对磁现象的最早观察,然而,人类对电磁现象的研究始于16世纪的英国,1663年德国科学家盖利克发明了摩擦起电的仪器,1729年英国科学家发现电荷可以通过金属传导等等,这是人类对电的早期实验,之后又出现了一系列具有里程碑意义的发现与发明。
(1)库仑定律。1785年法国物理学家库仑通过扭秤测量静电力和磁力总结出:两个电荷之间的作用力与它们间距离的平方成反比,与它们所带电荷量的乘积成正比,这就是著名的库仑定律。这一发现的历史意义在于它标志着人类对电磁现象的研究从定性阶段进入了定量阶段。
(2)“伏打电池”。1799年意大利物理学家伏特经过反复实验发现把任何潮湿物体放到两个不同金属之间都会产生电流,一年后伏特发明了世界上第一个电池,自此人类对电的研究由静电扩大到了动电,开辟了电学研究的新领域。
(3)奥斯特发现电流的磁效应和安培右手定则。1820年奥斯特偶然发现通电铂丝周围的小磁针发生轻微晃动,之后他经过反复实验证实了这一发现。其后安培进行了更深入的研究,提出了右手定则,发现了电流方向与磁针转动方向之间的关系。安培还通过实验发现了两个通电导体和两个通电线圈之间相互作用的规律,从而奠定了电动力学的基础。
(4)法拉第发现电磁感应。英国科学家法拉第是第一个成功完成磁生电实验的人,并归纳出产生感应电流的五种情况:一是变化着的电流;二是变化着的磁场;三是运动的稳定电流;四是运动的磁场;五是在磁场中运动的电线。法拉第把这一现象叫做“电磁感应”。电磁感应的发现使生产电成为可能,至今,发电机、电动机、变压器都是运用电磁感应原理工作的。
(5)麦克斯韦建立电磁场理论。英国数学家、物理学家麦克斯韦总结了前人的一系列成果,用数学方程式表示电磁场,建立了完整的电磁理论体系,揭示了光、电、磁本质上的统一,并预言了电磁波的存在。1873年他出版的电磁场理论经典著作《电磁学通论》是里程碑式的自然科学理论巨著。
任何科学发明与发现都是许许多多的科学家不懈努力的成果,德国物理学家欧姆、高斯、赫兹,美国物理学家亨利,俄国物理学家楞次等等都为电磁理论的形成作出过贡献,本文不在一一类举。
电磁理论的建立为无线电通信揭示的发展奠定了基础,19世纪通信技术取得了突破性成果,先后发明了有线电报、有线电话和无线通信。
2.电工技术的初期发展
人类社会发展历程中经历了三次工业革命,对人类的进步起到了巨大的作用。第一次工业革命从18世纪中叶到19世纪中叶,以瓦特发明的蒸汽机为标志,以机械化为特征,中心在英国;第二次工业革命从19世纪后半期到20世纪中叶,以工业生产电气化为主要标志,其成果是电力、钢铁、化工“三大技术”与汽车、飞机和无线电通信“三大文明”,其中心在美国和德国;第三次工业革命从20世纪中叶到21世纪初,以社会生产、生活信息化为特点,又叫新技术革命。第二次工业革命就是从电工技术初创和应用开始的。
(1)直流发电机的诞生。1831年英国企业家研制出了史上第一台发电机――蒸汽动力永磁发电机;1832年法国科学家匹克斯发明了世界上第一台直流发动机;1866年西门子发明了自激式励磁直流发电机;1870年格拉姆发明了实用自激直流发电机,结构可靠,电流稳定,输出功率大,被各国广泛采用作为照明灯电源。
(2)远距离输电和电力工业技术体系的初步建立。1875年法国巴黎火车站建成世界上最早的一座火力发电厂。爱迪生不仅发明了灯泡,他还在1882年建立了美国第一家直流发电厂,装有6台直流发电机,通过电缆输送照明用电,不过当时的最大输送距离只有1.6km。之后爱迪生还建立了一座水电站,形成了电力工业体系的雏形。
(3)交流发电机电荷电动机的诞生。1876~1878年俄国人亚布洛切科夫成功试验了单相交流输电技术。1885年,英国工程师菲尔安基设计的第一座交流单相发电站建成。同年,美国人威斯汀豪率领的团队完成了交流发电、供电系统,并创建了交流配电网。1883年,美籍电气工程师特斯拉发明了世界上第一台感应电动机,5年后他又发明了两相异步电动机和交流电传输系统。1888年,俄国工程师德布罗夫斯基和德尔伏发明了三相交流制。1891年,德国安装了世界上第一台三相交流发电机,并建成了第一条三相交流输电线路。自此,三相异步电动机得到了广泛应用,电能逐步取代了蒸汽成为动力源,电力工业得到了迅速发展。
3.电工理论的建立
(1)电路理论的建立。关于电路的早期研究有:1778年伏特提出了电容的概念,给出了导体上储存电荷的计算方法Q=CU;1826年欧姆发表了欧姆定律;1831年法拉第提出了电磁感应定律;1832年亨利提出了磁通量计算公式。
1845年德国物理学家基尔霍夫提出了关于任意电路中电流、电压关系的基本定律:电流定律(任意时刻电路中任何一个节点的各条支路电流的代数和为零);电压定律(任何时刻电路中任意一个闭合回路的各元件电压的代数和为零)。这两个定律发展了欧姆定律,奠定了电路系统分析的基础。
1853年英国物理学家汤姆逊推导出了电路震荡方程,并得出了莱顿瓶发电过程中电流在反复震荡且不断衰减的结论,并计算出震荡频率与R、L、C参数之间的关系,奠定了动态电路分析的基础。1855年,汤姆逊还建立了长距离电缆的等效电路模型。
1893年美籍电气学家施泰因梅茨提出了计算交流电路的方法――“相量法”,其实用、易懂,至今在分析正弦交流电路时依然沿用此法。
其间,赫尔姆霍兹提出的等效发电机原理、基尔霍夫建立的长距离架空线路参数电路模型、亥维赛德找出的求解电路暂态过程运算法、傅立叶用数学方法建立的热传导定律等等都对电工理论的丰富和完善起到了重要作用。
(2)电网络理论的建立。通信技术的兴起推动了电网络理论的发展。1924年,福斯特给出了电感和电容二端网络的电抗定理,建立了由给定频率特性设计电路的电网络理论。
1945年美国科学家伯德总结出了分析线性电路和控制系统的频域分析方法。1953年梅森创建了采用信号流图分析复杂回馈系统的方法,并被广泛应用。20世界50年代美国科学家达默制成了第一批集成电路,从此电路理论中增加了对含源器件的电路分析和综合。20世纪70年代在L.O.Chua等科学家的努力下,器件建模理论逐渐日趋完善。20世纪中期计算机的出现使电网络的计算机辅助分析和设计成为电路理论研究中的基本手段。
4.新技术革命对电气工程技术的推动
20世纪中叶开始的第三次技术革命又称为新技术革命,以核能、宇航和电子计算机这三大技术为主要标志。这个时期的主要理论是信息论、系统论和控制论,这三大理论的创立为通信工程技术和现代科学技术的研究提供了全新的科学方法。
(1)计算机的升级换代对电气工程技术的推动。自19世纪第一台计算机问世以来,经过几十年的发展,计算机给人类社会带来了翻天覆地的变化,人类社会从此走进了信息时代。1952年出世的第一代计算机使用的是真空电子管,不仅体积巨大,而且耗电量惊人。1959年~1963年生产的第二代计算机用晶体管替代了真空电子管,大大提高了运算速度,减少了耗电量,减小了体积,运用在了军事和科研领域。1964年~1970年生产的第三代计算机用集成电路替代了晶体管,不仅极大地提高了运算速度而且降低了成本,计算机开始进入到了普及阶段。1971年至今生产的第四代计算机使用了超大规模集成电路,实现了计算机网络化,计算机普及到了个人。计算机的升级换代推动了控制技术的发展,形成了计算机管理生产系统,提高了生产效率和产品质量。
(2)电子信息技术的发展。电子信息技术是计算机技术和电信技术相结合而形成的技术手段。20世纪通信技术得到了迅猛发展,人类社会生活也由此发生了巨大变革,人类从此进入信息时代。
1920年人们发现电离层对无线电短波有反射作用。1935年人们发现了雷达并广泛应用于军事和民用通信领域。1964年美国发射了第一颗地球同步静止轨道通信卫星,突破了大气层对无线电波的屏蔽,实现了宇宙范围的无线电通信。20世纪70年代计算机网络系统的建立使人们开始通过互联网获取信息。20世纪80年代以后寻呼机和移动电话逐步得到广泛使用,现今信息服务业已成为世界上发展最快的新兴行业之一。
电气工程技术发展史再次印证了这样两个真理:一是任何理论的创立和技术的进步都要靠众多科学家甚至一代代人的不懈努力而实现,特别是在学科相互融合交叉的今天。二是科学技术的每一次重大突破都会导致生产力的跨越式发展和人类社会的巨大进步,科技是第一生产力,创新是社会发展的推动力。
五、电气学科的形成与发展
按我国高等教育学科划分,电气信息学科类属工学门类(门类编号08),其下设五个一级学科:电气工程(一级学科编号0808)、电子科学与技术(0809)、信息与通信工程(0810)、控制科学与工程(0811)和计算机科学与技术(0812)。这五个学科有着相同的学科基础,都是研究电磁现象及其应用的基础学科与技术工程的综合,电能的突出优点在于:它既是易于传输的工业动力,又是非常可靠的信息载体。电子科学与技术、信息与通信工程和计算机科学与技术都是从电类专业派生出来的弱电学科,在19世纪末电工科学技术已形成了电力与电信两大分支。
我国电气工程一级学科下设五个二级学科:电机与电器(二级学科编号080801)、电力系统及其自动化(080802)、高电压与绝缘技术(080803)、电力电子与电力传动(080804)、电工理论与新技术(080805),电气工程包含的专业基础理论有电路原理、模拟电子、数字电子、微机原理与接口技术、单片机原理、自动控制原理、电磁理论、MATLAB仿真等。专业理论有电力系统及其暂态分析、电力电子、电机学、高电压与绝缘、电力拖动、输配电、工厂企业供电、电力市场等。
19世纪末欧美大学先后设立了电气工程(Electrical Engineering)专业,100多年来,其名称虽然没变,但内涵已随着科技的飞速发展有了非常大的变化。过去欧美的电气工程专业是以电力工程为主,现在电子技术和计算机已成为该专业的核心,美国一些著名高校甚至已不开设电力工程研究方向。有些大学把计算机技术从电气工程系分离了出去,单独成立了计算机科学系。
我国的电气工程始于1908年上海南洋公学的电机电工学科,就是上海交大的前身,距今也有100多年的历史了。1917年该校的电机专科设立了电讯门,即我国最早的无线电专业,如今的电子信息及计算机专业群都是由此发展演化而来的。1932年,清华大学设置了电机系。建国后,我国建立了一大批以工科为主的多科性大学,其中大多设立了电机工程系。1977年以后,大部分高校的“电机工程系”陆续更名为“电气工程系”,近几年来,部分高校又把“电气工程系”发展成为“电气工程学院”。我国的电气工程虽然与国外名称相同,但内涵有很大区别,我国大学一般都是强弱电分开,即电气类与电信类分设在不同的学院。
100多年以来,电气工程学科已发展成为覆盖多门类交叉学科、应用领域广阔的完善的学科,形成了强弱电结合、软硬件结合、机电结合的学科特点。
六.国外发达国家电气工程学科的发展呈现以下趋势:
(1)在学科中融入大量信息技术知识。在全球信息化的当今,信息技术以指数速度进步,它曾对电气工程学科的发展起到了巨大的推动作用,还将为电气工程领域的技术创新提供工具与技术支持,对电气学科的发展产生了决定性作用。国外发达国家的著名大学(如耶鲁大学、麻省理工学院等)大都把电气工程、通信工程、计算机工程放在同一学院,以利于在电气工程学科中融入大量的信息技术知识。
(2)与其他学科不断交叉融合,拓展了研究领域,大量的研究都是在跨学科领域开展的。
(3)与企业联系密切,科技成果转换能力强,引领产业技术更新。
七.电气技术的发展趋势
与电气工程学科相关的产业主要有电力工业、电气装备制造业以及几乎所有使用电力的行业,电气技术的发展与应用也主要集中在这些行业。
1.可再生能源技术
1995年全球可再生能源仅占一次能源的18%,预测到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世纪,光伏技术、风电技术、生物质发电技术等得到了快速发展。下面着重介绍人类的未来能源――氢能。科学家们一直致力于研究把氢能作为人类未来的能源,氢能有其他能源无与伦比的优势:
(1)清洁。其反应后的生成物为水和氮化氢,对环境没有污染。
(2)储量丰富。地球上的海水所含的氢用来发电就够人类用数亿年。
(3)热值高。单位重量的发热量叫热值,氢的热值是汽油的3倍,煤炭的4倍。现在世界上很多国家正在斥巨资研究这一能源,但目前还处在实验室阶段,距工业应用还有一段距离。
2.输电信技术
超导技术在电气工程中的广泛应用已成为发展趋势。
(1)超导储能系统。将电能转换为电磁能,利用超导线圈储存起来。超导储能系统是除电池储能系统之外的又一储能系统,其使用将提高电网的安全性。
(2)超导故障限流器。利用超导体超导与正常状态的转变特性,快速限制电力系统故障短路电流,保障电网安全。
(3)超导大容量电缆。可大大降低输电过程中的电耗,提高能源效率。
摘要本文从基础理论课、专业理论课和实践实训课三个方面论述了如何使大学生在学习过程中少走弯路,阐述了大学生学习的主要场所是课堂,主要途径是课堂听讲, 集中注意是听好课堂讲授的心理保证,预习有助注意的集中,可提高学习兴趣。实践实训,是真正学到知识和培养实践创新能力的学习方法。
关键词课堂 大学生 知识 实践创新 学习方法
1 基础理论课特点及学习方法
大学期间,强调“宽口径、厚基础、强能力、高素质”,特别强调基础课和实践课的重要性。基础理论课的学习强调了理解,鼓励创新思维的构建,特别要注意深入理解概念。如果说大学是一个进步的平台,那么这个平台的建立之本就在于基础课。
1.1 概念是理论的核心
概念是理论的核心,对概念的理解程度反映对该理论的深入程度,所以必须重点花工夫对概念进行深入的理解。如高等数学中的极限、连续、可导之间的关系。大学理论学习和中学理论学习的最大不同之处,最难掌握的地方,就是概念需要重点进行探索研究。
1.2 勤于思考,多提问题
我们在学习中往往会遇到“看都‘懂’,用无门”的现象,咎其原因便是学习未深入。如果学过以后没有问题可提,说明我们还没有学懂。会学的学生,每次学过后都会提出问题,有一些问题经过自己的深入思考得到解决,有些问题则是经过和其他同学一起探讨、研究或请教老师解决的(鼓励自问自答和互相讨论)。要使学习深入,主要的方法是勤于思考,发掘问题,通过“认真思考——提出问题(怀疑)——解决问题(肯定)——提高认识”的途径,解决一个个实际问题,才能逐步加深对理论的理解。
1.3 思路的学习和训练
思路的学习和训练是一个艰难和长期的过程,可以配合看些科学发展史、哲学史,经常请教老师,借鉴成功和失败的教训,“失败是成功之母”,这是一个客观认识的过程,是一种创新思维的构建过程。
任何理论的建立,规律的发现,都有思路可以借鉴,并进行思路训练,经过举一反三,学会灵活运用,提高解决实际问题的能力。例如:加强思路训练的直接法、筛选法、特殊值法、验证法、图象法、试探法等。学则变,变则通,从而达到解决实际问题的目的。
1.4 理论的系统理解——总结的重要性
华罗庚把读书过程归结为“由厚到薄” 、“由薄到厚”两个阶段。当我们对书的内容真正有了透彻的了解,抓住了全书的要点,掌握了全书的精神实质后,读书就由厚变薄了,愈是懂得透彻,就愈有薄的感觉。如果在读书过程中,我们对各章节又作深入的探讨,在每页上加添注解,补充参考资料,那么,书又会愈读愈厚。因此,读书就是由厚到薄,又由薄到厚的双向过程。也就是说,在读书过程中总结就显得至关重要。如何总结:
(1)养成总结习惯。每次复习后都应归纳一下,每学一章都应有小结,学期最后总复习时要有总结;(2)总结应简明扼要,尽量采用列表等形象的方式表达,便于看清事物间的联系;(3)要有重点与难点,从而突出事物间的联系;(4)特别要总结理论的总体思路;(5)最好养成读书记笔记的习惯;(6)把每次考试当作是一次课程总结和检验自己学习效果的极好机会。
1.5 通过实践,进一步深化认识,提高能力
求知的根本目的是提高理论联系实际、解决实际问题的能力。所以,应从思想上认识实践在认识和提高解决实际问题能力中的重要地位。故应将课堂教学内容和实际相结合,注重第一课堂(特别是专业课)和第二课堂紧密结合,与实验结合,与科研结合。实践不能与理论割裂,注意动手与动脑的有机结合。
配合课堂教学做适量的习题。注意做习题应有复习——做题——复习的过程,通过做题,锻炼能力,发现未懂之处,可深化对课程内容的理解。做题切不可取中学的题海战术,解题鼓励采用不同的思路和方法,以便活跃思维,发掘创新思路。
学好基础课不但是学习后续课程所必需,也是今后考研之必要,更为成就主体形人才打好基础。
2 专业理论课的特点及学习方法
2.1 课堂教学是获得知识的主要途径之一
专业理论课包括专业基础课和专业课两类,专业基础课是必学的,专业课则要根据每个人的不同目标有所侧重和有所选择。大学课程和中学课程的学习方法有很大的区别(因为学习的要求和目的不同),有利于根据大学理论课特点学好本课程,故应做好以下几方面:
(1)首先大致了解一下全局有利于听课时对课文的理解,所以,课前最好能先预习5~10分钟,大致了解一下下堂课将要学习的主要内容,对学习内容预先有一个总体印象,做到心中有数。
(2)上课用心听讲,必须使自己的思路紧紧跟上老师的讲解思路,特别对有些着重理解的基础课,如高等数学、大学物理等等,绝不可有一点点走神,一步跟不上,步步跟不上,将会造成今后复习的很大困难(特别对新生来说),所以课堂纪律十分重要(不可迟到,迟到会打断大家的思路)。
(3)上课必须学会记好笔记,这点特别重要。这是和中学有很大的不同处。笔记要记提纲、重点和讲课新颖的地方。
(4)课后必须认真复习,并结合着做题,两者相互促进,不可偏废。要着重于理解(特别是概念)和探索问题。
在中学里,习惯于题海战术,但对课的内容不求甚解,在大学里绝对要不得,要重点予以纠正。当然,光看书不做题也是学不好的,俗话说“光看不练假把式”。
(5)学完每章内容要有小结,学完整个课程要有总结。
由于大学的学习和中学的学习有本质的不同,需要在建立信心的基础上,通过自己的艰苦努力,摸索大学的学习规律,总结科学的学习方法,小结每次的失败和成功,总结每学期的学习和生活,最终必然会很快适应大学的学习生活,取得学习的成功。
2.2 掌握学习方法是获取知识的捷径
(1)重视基础课的学习,掌握系统学习的方法;(2)抓紧时间多实践,极早发现自己的兴趣并培养个人特长,以提高学习的主动性、自觉性及较强的实践能力;(3)以创新精神对待自己的学习,不断提高自己独立思考和独立工作的能力。
3 实践、实训课特点及学习方法
由于中国大学培养目标不同,中学注重学习知识,而大学是培养社会需要人才的地方,需要我们有创新精神和解决实际问题能力。所以,实践方面的学习越来越受到重视,作为学生首先要从思想上重视实践学习的重要性,特别是“电气工程及其自动化专业”本身就是偏重于技术,所以更应重视实践学习。
3.1 重视实验学习
实验学习是实践学习的基础,实验教学中最基本、最重要的课程的是《大学物理实验》、《电子技术实验》等。《大学物理实验》课是一门独立的课程,着重在实验技能、基本观念和科学素质、能力的培养,强调学生独立性和创造性的发挥,强调对客观现象的观察和误差、结果的分析。它不但是一切实验课的基础,而且能使学生在科学思维、科学方法、科学作风和科学态度以及创新能力等方面能够得到最基本、最充分的训练。《电子技术实验》课是专业基础课。
3.1.1 对实验课学习的基本要求分为:
四个充分:充分认识实验课对培养创新精神和实践能力的重要作用;充分发挥学习的主动性;充分地运用学到的理论知识来分析和解决实验中的问题,提高解决实际问题的能力,克服动手时不动脑子的偏向;充分发扬探索精神,即使是验证性实验,也要多进行一些实验探索,提高自己的创新(包括设计)能力。
两要掌握:掌握基本的实验方法,学会基本仪器的规范操作,树立误差观念,努力减小在实验过程中的测量误差;掌握观察实验现象,分析实验数据的科学方法。树立定量观念,培养综合定量分析、科学推理,做出正确结论的能力。
一种态度:培养严肃认真的工作作风和实事求是的科学态度。
3.1.2 为做好实验,要做到:
(1)加强实验前的预习,明确实验目的和任务,了解实验原理,理清实验操作的整体思路,做到实验前心中有数,以避免在实验中完全被动地按实验讲义中的操作步骤照搬照抄。(2)熟悉实验仪器的主要性能、参数,仪器的调整必须思路清楚,操作规范、严格,对于一些有可能会严重影响实验结果的主要注意事项必须做到心中有数。(3)重视原始数据的记录,要有对自己的测量数据和实验结果的可靠性和准确性极端负责的态度。(4)严格遵守实验室规则,维护实验室整洁,爱护实验仪器。(5)写实验报告字体要端正,文字要简练,数据要齐全,图表要规范,计算要正确,分析要充分、具体、定量。
3.2 实训学习和技术水平
为提高实际动手能力,以适应今后实际工作和拓宽毕业后就业面的一系列技术考证的要求,应特别重视大学阶段的技术培训的学习。尤其是受大多数学生的青睐,说明大学生已开始重视实用技术了。
4 结束语
综上所述,大学生的学习生活因人而异,但也有一般规律和通常做法。应当根据自身条件,尽快更新学习习惯和观念,努力探索适应大学生活的学习特点及方法,着重创新意识和素质能力的培养,成为社会的有用之才、国家的栋梁之才。
参考文献
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