自動化與電氣自動化的區(qū)別

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自動化與電氣自動化的區(qū)別范文第1篇

關鍵詞：發(fā)電廠；電氣系統(tǒng)；自動化技術；應用

發(fā)電廠中應用電氣系統(tǒng)自動化技術具有非常大的意義，不僅提高了我國發(fā)電廠的盈利效益，也促進了我國電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時應用自動化技術之后，大大減少了安全事故的出現(xiàn)，提高了機組運行的可靠性，但是盡管如此，相關技術人員還是應用做好日常的各項設備的維護工作。

1電廠電氣自動化系統(tǒng)

電廠電氣自動化系統(tǒng)包含了監(jiān)控、檢測、保護、通信等功能設備，其系統(tǒng)目的是對所有電廠電氣設備進行檢測、保護、管控制及信息管理。在國內(nèi)，一些較為落后的傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)由于自身限制無法使用集散控制系統(tǒng)進行自動化運行，只能通過連接一些自動化水平比較低的專業(yè)硬件及相關的監(jiān)控設備進行一對一的監(jiān)控，無法同時監(jiān)控多個電氣設備。

1.1電廠電氣自動化系統(tǒng)的構成

電廠電子動化系統(tǒng)基本分為三個層面，即間隔層、網(wǎng)絡通訊層、站控層。間隔層內(nèi)的設備間隔布置，以此來改變信號、控制、測量等設備之間的電纜的放置位置，將廠電保護、測試與控制裝置由主控室轉移到開關層，減少了設備之間的直接聯(lián)系，僅依靠現(xiàn)場總線與網(wǎng)絡，就可讓設備之間的通訊得以實現(xiàn)，有效增強了設備相互之間的獨立性，精減了二次接線的數(shù)量，節(jié)省了電廠的成本開支，也避免了讓員工在安裝過程中的多次調(diào)試，減輕了員工的工作量。網(wǎng)絡通訊層的設備包含通訊管理裝置、網(wǎng)絡交換機、網(wǎng)絡中繼器等，主要作用是讓各個設備或子系統(tǒng)之間能有效進行交流與信息傳遞。站控層包含操作員、工程師、服務器、UPS等設備，通過分布式與開放式結合的方式，對電廠的設備進行監(jiān)控和管理以及發(fā)揮其他方面的作用。

1.2電氣自動化與熱工DCS控制系統(tǒng)的關聯(lián)

電氣系統(tǒng)與熱工自動化相比，在運行中存在著很大的區(qū)別。DCS既具備傳統(tǒng)控制、集中化信息管理、操作顯示等功能，還具備強大的數(shù)據(jù)采集處理、通信功能，是先進程控技術得以實現(xiàn)的重要保證，具有獨立性、協(xié)調(diào)性、友好性、靈活性等特點。而在電氣控制中，電氣設備的控制對象要少于熱工設備，操作的頻率較低。在電氣設備出現(xiàn)異常時，需要立即進行處理，在中央信號系統(tǒng)被取消后，只有在系統(tǒng)發(fā)出警告，監(jiān)控人員通過明確的指示時才能采取措施。電氣設備保護自動裝置對于可靠性有著極高的要求，并且要求動作快捷、靈敏。電氣量相比于熱工量，沒有特別要求常規(guī)控制需要的模件類別以及性能，當電氣控制系統(tǒng)要求具備非常高的可靠性，需要獨立的電氣控制器，便于實際工作的順利開展。在電廠電氣自動化的發(fā)展過程中，熱工DCS控制系統(tǒng)有助于進一步提升電廠的自動化水平，便于電廠電氣自動化的運行管理，將熱工DCS控制系統(tǒng)納入到電氣自動化控制中，可有效提升電廠的運行效益。

2發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動化技術應用

2.1自動監(jiān)控模式

目前我國的發(fā)電廠監(jiān)控基本上實現(xiàn)了自動化，而自動化控制模式主要有兩種，第一種是分層分布模式，該模式主要是將測控單元、開關柜等設計在一起；第二種是集中模式，該模式主要是將應用的是直接連接的方式。分層分布模式中的網(wǎng)絡層主要負責設置光纖活動電纜，帶也負責對通信管理機展開設置，這一過程中，網(wǎng)絡層會依照發(fā)電廠應用的總線技術水平，來進行集中與規(guī)約轉換，將所有的設置采集起來，同時傳達命令。而分層分布模式中的站基層主要負責處理間隔層，用來交換所需要的各種信息。集中模式應用的是直接連接的方法，進行強弱信號的轉換，通常都是強信號轉換為弱電信號，同時考慮當時的標準直流信號效果，最終將各個模擬量信號都輸入到和模件柜中，此外，開關量信號也是如此。模件柜端口與分布式控制系統(tǒng)進行有效的連接，利用系統(tǒng)組態(tài)，來完成長點電器設備控制。集中模式方便集中采集主屏信息，同時利于管理人員操作，不過也有可能存在著速度不穩(wěn)的問題，降低可靠性，因此這方面有待提高。

2.2自動化監(jiān)控的關鍵技術

發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的自動化技術應用重點就是自動化監(jiān)控，而這涉及到三個方面的技術，第一方面是檢測保護單元，該單元主要位于間隔層終端，技術人員可以在現(xiàn)場就將保護單元融入到中一次設備單位之中，由于保護單元的主要作用的提高用電系統(tǒng)的安全性，使得電廠機組運行更加的安全可靠，所以保護單元必須配備合理專門的保護裝置。該保護裝置必須滿足高可靠性、高選擇性、高靈敏性的要求。第二方面是通信網(wǎng)絡，這是最為關鍵的一項技術，其直接關系到自動化技術應用效果是否達到了預期目標，為此技術人員需要重點研究該項技術。第三方面，監(jiān)控主站，通常情況下，監(jiān)控主站都安排在監(jiān)控層中，這樣能夠最大程度的滿足發(fā)電廠設備監(jiān)控的需要，也能夠滿足管理需求。發(fā)電廠通常會依據(jù)機組容量、管理需求來選擇設備，有單機系統(tǒng)、雙機系統(tǒng)，也有多機系統(tǒng)，發(fā)電廠按照自身需求來選擇即可。

3電氣自動化技術應用中需要解決的問題

第一，電源設置。正常情況下，發(fā)電廠所應用的電源設置并不相同，比如監(jiān)控系統(tǒng)，應用的是交流與直流電源，而自動化與監(jiān)控系統(tǒng)則應該應用雙電源以及無擾電源；第二，自動化的監(jiān)控系統(tǒng)開關通常選擇接口控制方式，因此開關接口與交換信號必須有效對應。盡管此種方式使得線路連接更加的直觀化，產(chǎn)生問題之后能夠更加快速的處理，但是卻存在著接線過多的問題，對系統(tǒng)功能調(diào)整十分不利，一旦某一個功能出現(xiàn)問題，可能整個系統(tǒng)都會出現(xiàn)問題；第三，自動化監(jiān)控系統(tǒng)是關注的重點問題，尤其是在監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)過程中，必須應用監(jiān)控加以支持；第四，發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動化技術的應用，通常是利用事件與事故記錄的方式的方式，但是因為受到速度與電機內(nèi)存的影響，記錄下來的事件或者是事故波形并不能滿足分析需求，只能夠重復收集信號，而要重復收集，信號也不夠完整，這對電纜布置將會產(chǎn)生非常大的影響。

綜上所述，可知發(fā)電廠中電氣系統(tǒng)自動化技術的應用是發(fā)展的必然選擇，如若不然，將直接被市場淘汰，隨著電氣系統(tǒng)自動化技術應用的更加深入，我國發(fā)電廠的市場競爭力將會更高。

作者:郭鑫 單位:黑龍江龍煤鶴崗礦業(yè)有限責任公司立達矸石熱電廠

參考文獻

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[3]吳春,劉效東,張正軍,程建明.張家口發(fā)電廠變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)改造[J].華北電力技術，2003(7).

自動化與電氣自動化的區(qū)別范文第2篇

Abstract： Energy power generation is a major form of modern electric power production， and the running system of thermal power plant and complex， the systems not only coordinate the operation but also have a strong ability to adapt to the change of load between the system. Therefore， the effective control of the thermal power plant operation is very necessary. At present， DCS[3] is widely used in fire motor used in thermal power plant， because DCS system can bring great effect to the safety production and economic benefit of power plant， the development trend of thermal automation system is high speed， intelligent， integration and transparency. This thesis makes a discussion about these.

關鍵詞： 電力；DCS；熱工；自動化；智能化；應用；發(fā)展

Key words： electric power；DCS；thermal；automation；intelligent；application；development

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）19-0045-02

1 概述

在現(xiàn)在國家能源急迫需求下，電力生產(chǎn)得到了空前提高，因此，電力生產(chǎn)的效率和成本也需要得到提高以適應國家能源戰(zhàn)略的調(diào)整?，F(xiàn)有的電力生產(chǎn)運行系統(tǒng)顯得跟不上步伐，因此需要改造鍋爐的運行優(yōu)化系統(tǒng)以提高效率和質(zhì)量。DCS是在集中式控制系統(tǒng)的基礎上發(fā)展、演變而來的。因此，在系統(tǒng)功能方面，DCS和集中式控制系統(tǒng)的區(qū)別不大，但在系統(tǒng)功能的實現(xiàn)方法上卻完全不同。其中，在工業(yè)企業(yè)中，應用效益最直接、最明顯的系統(tǒng)應當是工業(yè)控制系統(tǒng)，特別是對DCS的控制。盡管若干年以前，就有人們研究DCS，也判定DCS 將被FCS即現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)所取代。但在，直到今日，DCS讓然具有相當?shù)纳Α?/p>

2 DCS的應用與發(fā)展

從80年代末期開始，DCS逐漸在中國石油和中國石化得到大面積的推廣使用。在隨后的幾年里，DCS產(chǎn)品逐漸在冶金、建材、電力以及輕工業(yè)等行業(yè)的新建項目中也逐漸得到肯定。我國從第一次引進DCS到現(xiàn)在，已經(jīng)有近30年的歷史，在這30年的發(fā)展，DCS已經(jīng)成為國內(nèi)流程工業(yè)控制系統(tǒng)的主流控制平臺。

當然，目前國內(nèi)DCS系統(tǒng)市場基本被國外企業(yè)如ABB、霍尼韋爾、艾默生、橫河、西門子等占據(jù)，而中控、和利時、新華等幾個DCS廠商，是少數(shù)幾個挑戰(zhàn)成功的中國企業(yè)。

火力發(fā)電中的電氣自動化系統(tǒng)，是發(fā)電廠電氣自動化領域近幾年來新型的熱點與焦點，主要的側重點就是對火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的自動化監(jiān)控，也是實現(xiàn)對發(fā)電廠內(nèi)部用電中低壓電氣系統(tǒng)的保護和控制，能夠更好地進行分析。目前，電氣自動化技術已經(jīng)在火力發(fā)電系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，在很大程度上也提高了發(fā)電廠的自動化運行水平，增強了電氣控制的安全性和可靠性。

3 對火力發(fā)電創(chuàng)新自動化系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性的技術研究

從目前的情況來看，火力發(fā)電廠的電氣自動化系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足集散控制系統(tǒng)通過電氣自動化系統(tǒng)實現(xiàn)電氣全通信控制的方式，其通信速度和系統(tǒng)可靠性還存在著一定的距離。因此，在電氣自動化系統(tǒng)和集散控制系統(tǒng)之間存留有一部分的硬接線。要想實現(xiàn)電氣全通信控制模式，就需要處理好熱工工藝連鎖的問題，以此提高電氣后臺系統(tǒng)的實際應用水平，豐富當初階段的基本運行監(jiān)視功能。實質(zhì)性地提高電氣自動化系統(tǒng)的控制邏輯、控制水平以及自動化水平和運行管理水平。

通用網(wǎng)絡結構的構建對于電氣自動化系統(tǒng)的成功運營有著非常重要的作用。而火力發(fā)電廠應該創(chuàng)新電氣自動化技術的應用，選擇能夠?qū)崿F(xiàn)從辦公自動化環(huán)境到控制機以及元件級的整個電氣自動化系統(tǒng)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡通訊產(chǎn)品，確保電廠控制設備、管理系統(tǒng)和計算機監(jiān)督系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)信息傳輸暢通無阻，保證全集成自動化。

火電廠的熱工自動化系統(tǒng)工作環(huán)境存在大量復雜的干擾，就需要提高DCS系統(tǒng)的可靠性。但是隨著近幾年因接地原因?qū)е聼峁は到y(tǒng)運行異常的案例增多，引起了人們對接地問題的重視。

為了減少因接地異常對機組安全運行造成的影響，有專家就對熱工自動化系統(tǒng)的接地問題進行專題探討分析，就如何提高熱工接地系統(tǒng)可靠性和搞干擾能力技術措施的初步意見，然后組織召開了電廠熱工系統(tǒng)接地與干擾問題專題研討會，通過事件案例和處理方法的交流、疑難問題的分析，深入探討了一些提出的反措建議，并準備帶著一些尚未解決的問題，繼續(xù)收集資料、尋求專家咨詢和指教，完成提高熱工系統(tǒng)接地可靠性與抗干擾能力的若干技術措施的研究。

4 DCS發(fā)展趨勢

DCS仍是當前工業(yè)自動化系統(tǒng)應用及選型的主流，發(fā)展至今已相當成熟和實用，不會隨著現(xiàn)場總線技術的出現(xiàn)而立即退出控制的舞臺。而現(xiàn)場儀表標準之戰(zhàn)結束后，就會進入工程實踐階段，形成多種總線并存的局面。FF基金會現(xiàn)場總線技術主動融入DCS系統(tǒng)中，已經(jīng)得到工程實踐的考驗，并形成共識。目前國內(nèi)外已有在電廠采用現(xiàn)場總線的工程業(yè)績。①與信息技術（IT）融合。按照COTS（商業(yè)現(xiàn)貨技術Commercialoff-the-shelfTechnology）的原則，為了提高太網(wǎng)技術，就需要采用快速的廠級系統(tǒng)網(wǎng)絡進行架構。②系統(tǒng)功能安全技術已經(jīng)成為實際流程工業(yè)的自控工業(yè)中必不可少的一部分，安全儀表系統(tǒng)和流程工業(yè)安全完整性等級認證體系也在逐漸形成。③EDDL設備所描述語言和系統(tǒng)集成技術在此基礎上都會形成基礎自動化的不可分割的一部分，而且逐漸以擴大資產(chǎn)管理的范圍進行著。目前資產(chǎn)管理系統(tǒng)在世界上已應用了1000多套，全生命周期的企業(yè)資產(chǎn)管理和工程管理的理念也在形成。④管控一體化和儀控、電控一體化正在統(tǒng)一構架下逐步實施，并逐步實現(xiàn)基礎自動化與企業(yè)信息管理的無縫集成。

5 結束語

提高熱工自動化系統(tǒng)的可靠性，從客觀上涉及到熱工測量、信號取樣等，在主體上涉及到熱工系統(tǒng)的設計、安裝調(diào)試等。因此，筆者希望得到每一位專家及同仁的幫助與教導，和行業(yè)的熱工同仁們一起，提高熱工自動化系統(tǒng)的可靠性，為電力行業(yè)的發(fā)展作出努力。

參考文獻：

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[3]秦彥瑾.200MW汽輪機組DCS應用及研究[D].華北電力大學（河北），2006.

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[5]安玉祥.DCS在火電廠的應用與發(fā)展[J].電力建設，2003（11）.

自動化與電氣自動化的區(qū)別范文第3篇

關鍵詞：自動化；電氣工程；智能技術

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 08-0000-01

一、人工智能技術與電氣工程自動化之間的關系

作為一門新興的學科，人工智能主要是利用模擬智能的方法，進行系統(tǒng)的開發(fā)和研究其理論、技術、應用等。人工智能作為計算機科學中的一個分支，主要是研究運用智能的實質(zhì)，從而產(chǎn)生出來的一種新型的智能機器。它通過模擬人類智能的方式，對各種功能做出反應，人工智能領域的主要研究對象是自然語言的處理、機器人等等，在最近幾年，這方面的研究取得了飛速的發(fā)展，它涉及到語言學、控制論、信息論等等多個方面的一門學科，在計算機領域的應用最為廣泛。人工智能領域所研究的主要目標是通過程序控制機器去實現(xiàn)一些人類智能完成的非常復雜的工作。它是新興的計算機科學的一個重要的分支，對智能的實質(zhì)做出了解釋，并且在這樣的基礎之上產(chǎn)生出能夠與人類智能相匹配的智能機器人。它是以圖像的識別、語言的識別、機器人、專家系統(tǒng)以及對自然語言的處理等為主要研究內(nèi)容的系統(tǒng)。而電氣工程的主要研究內(nèi)容是與電氣工程相關的自動控制、信息處理、電子電氣技術、系統(tǒng)運行、計算機與電子應用、研制開發(fā)等。隨著科學技術的不斷地發(fā)展與更新，計算機技術在我們生活各個方面越來越重要。計算機編程技術的快速發(fā)展加快了自動化運輸、信息傳播的應用。人類的大腦是最為精密的儀器，而計算機編程就是通過對人類大腦的模仿，進行信息的交換、處理、分析、收集、回饋。所以對人類大腦技能的模仿能夠?qū)﹄姎夤こ套詣踊陌l(fā)展起促進作用。同時增強計算機系統(tǒng)在生產(chǎn)、交換、流通、分配方面的作用，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電氣工程的自動化，使得人力只能的投入降低，不斷地提高機器的運行效率。

二、人工智能控制器的優(yōu)點

在很多情況下，控制對象的動態(tài)方程是非常復雜的，要想對其精確地掌握非常困難，所以在控制對象模型的設計過程中，通常會出現(xiàn)很多的不確定因素，比如：參數(shù)變化、非線性時等等，這些信息通常情況下是沒有辦法掌握的。所以在設計人工智能控制器時，只需要根據(jù)響應時間、下降時間的不同，不需要來控制對象的模型，然后通過自身的適當調(diào)整就可以提高其性能。比如，在上升時間方面，相比較于最優(yōu)秀的PID控制器，模糊邏輯控制器要快2倍；在下降時間中，模糊邏輯控制器相比較于最優(yōu)秀的PID控制器，速度要快4倍；相比較于傳統(tǒng)的機械控制器，人工智能控制器即使在現(xiàn)場缺少控制專家的指導的情況下，它能夠通過相應數(shù)據(jù)來設計，這樣就更加方便于調(diào)節(jié)；還可以根據(jù)相應的信息、運用語言等方式來設計。人工智能控制器具備較強的穩(wěn)定性，在陌生數(shù)據(jù)被輸入時會產(chǎn)生很高的估計，從而忽略驅(qū)動器對它的影響。在沒有使用人工智能控制器的情況下，某些控制對象也能夠產(chǎn)生較好的效果，但是，對于某些其他的控制對象來說，并不能夠產(chǎn)生同樣的很好的效果，因此，在設計的過程時必須要實際情況區(qū)別對待。在模糊化和反模糊化的過程中，通過采用規(guī)則庫、隸屬函數(shù)、適應模糊神經(jīng)控制器，就能夠達到精確地實時確定的目的。但是，只有使用系統(tǒng)技術才能夠獲得穩(wěn)定的解，實現(xiàn)精確確定，然后通過與簡單的結構配置，就可以實現(xiàn)迅速地實現(xiàn)信息快速收集和自行調(diào)控。

三、人工智能技術電器工程自動化中的應用現(xiàn)狀

（一）人工智能技術在自動工程自動化應用的現(xiàn)狀

在人工智能技術的不斷地發(fā)展進程中，研究人員也積極地進行將其應用于電氣工程自動化控制的研究，比如，怎么能夠利用人工智能系統(tǒng)來預測和診斷設備故障、設計電器產(chǎn)品的保護優(yōu)化與控制等等。在優(yōu)化設計的應用中，電氣設備的設計時需要能夠綜合地運用電器電路、電磁場等知識，同時還需要具備豐富的經(jīng)驗，這是一個非常繁瑣的工作。以往在設計產(chǎn)品的時候，主要是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析和經(jīng)驗總結，通過人工的方式來設計很難在設計的過程中獲得最佳的設計方案。隨著計算機人工智能技術的發(fā)展，計算機輔助設計在電器產(chǎn)品的設計中逐漸代替了人工設計，從而極大地縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期。特別是在引進人工智能技術以后，進一步促進了CAD技術的發(fā)展，使設計產(chǎn)品的質(zhì)量和效率都得到了大幅度的提升。

（二）電氣工程自動化中的人工智能技術應用

1.人工智能技術在電氣設計方面的應用主要有專家系統(tǒng)和遺傳算法兩種方式。其中的遺傳算法在產(chǎn)品的優(yōu)化設計上有非常重要的作用，是一種優(yōu)化的先進算法，電氣產(chǎn)品的人工智能化設計中，遺傳算法的應用很多。

2.一般來說，電氣設備的故障征兆和故障的形成特征之間有著很多必然和偶然的關系，這種非線性、不確定性的特點可以通過人工智能的方式發(fā)揮故障診斷優(yōu)勢。在電氣設備的故障診斷中人工智能技術的應用有：模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡和專家系統(tǒng)等。例如，在電力系統(tǒng)之中，作為重要設備的變壓器的人工智能故障診斷應用，得到了很多學者的關注。目前，變壓器的故障診斷的方法通常是通過分析變壓器油中分解出來的某些氣體，然后利用計算機系統(tǒng)分析氣體的含量與成分診斷變壓器故障范圍。另外人工智能診斷故障技術在電動機和發(fā)電機等方面也有了長足的發(fā)展。

3.人工智能在直流傳動中的應用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡在識別模式和處理信號方面得到了廣泛的應用，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡的非線性函數(shù)估計的一致性特征，將其應用于電氣傳動控制領域得到了顯著效果，它的優(yōu)點就是無需被控系統(tǒng)的數(shù)學模型、具有良好的一致性和對噪音不敏感。此外，可以利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡的并行結構，運用于多傳感器輸入處理，比如，在診斷系統(tǒng)、能夠有效增強條件監(jiān)控中的決策可靠性。近年來，傳感器數(shù)量在電氣傳動中很少，但是在有些情況下，多個傳感器又可以降低系統(tǒng)對特殊傳感器缺陷的敏感性，不需要過高的精度和復雜的信號處理。

四、結語

總之，人工智能指的是人類制造的具有自動化特征的機器所表達出來的智能。智能理論的運用，人工智能技術在自動化方面的發(fā)展，促進了電氣自動化控制系統(tǒng)的全面發(fā)展，提高人們的生活水平提供了很多便利。而且，人工智能在電氣自動化領域的應用將會越來越重要。

參考文獻：

[1]熊志浩.淺談電氣安裝預算編制自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].現(xiàn)代經(jīng)濟信息，2009.

自動化與電氣自動化的區(qū)別范文第4篇

關鍵詞：計算機控制技術；智能建筑；自動化系統(tǒng)；系統(tǒng)管理

1.引言

具備一套依托于現(xiàn)代化計算機技術的自動化控制系統(tǒng)是智能建筑最突出的特點。智能建筑設備系統(tǒng)主要涉及到照明、空調(diào)、消防、保安以及通訊等子系統(tǒng)，為進行有效控制及管理，在智能建筑中引入依托于現(xiàn)代化計算機技術的自動化控制系統(tǒng)十分必要。所謂智能建筑自動化控制系統(tǒng)就是依托于現(xiàn)代化計算機技術、集散控制技術以及智能化調(diào)節(jié)管理技術，實現(xiàn)對建筑物相關設備的有效監(jiān)測，及時收集相關數(shù)據(jù)并加以分析，進而做出設備控制決策。

2.智能建筑設備系統(tǒng)構成

（1）照明系統(tǒng)。有效控制智能建筑照明系統(tǒng)可以達到節(jié)能目的，并且對照明的控制管理水平直接影響著建筑物自動化系統(tǒng)水平。智能建筑電耗費量相當大，利用自動化控制系統(tǒng)，按照事先設定的程序自動控制建筑門廳、走廊以及停車場等場所的照明的啟動及停止，分組控制照明回路，在用電負荷過大的情況下自動斷電，此外對于無人處還可以實現(xiàn)自動熄燈，因此，采取自動化控制系統(tǒng)管理方式與常規(guī)管理方式相比，前者能夠有效節(jié)約30%到50%的電量。智能建筑對照明系統(tǒng)的自動化控制方式主要有：利用計算機對啟停時間進行設置、值班人員人為控制、門鎖或紅外線等探測控制等。

（2）空調(diào)系統(tǒng)。在智能建筑中安裝空調(diào)系統(tǒng)可以維持舒適的環(huán)境，并對運行能耗予以有效控制。空調(diào)機組向建筑物不同區(qū)域提供經(jīng)過處理的空氣主要是由計算機控制的，以確保建筑物內(nèi)維持適宜的空氣溫濕度以及新鮮度。智能建筑空調(diào)自動化控制系統(tǒng)，通過監(jiān)測并分析建筑物內(nèi)外空氣溫濕度以及送風溫濕度與計算機系統(tǒng)的設定值之間的區(qū)別，做出熱量、濕度的調(diào)整決策；除此之外，還以建筑物內(nèi)外的負荷變化為依據(jù)，對空調(diào)機組風機轉速以及閥門開度等進行自動控制，進而達到節(jié)能目的。

（3）消防系統(tǒng)，主要涉及消防系統(tǒng)以及消防聯(lián)動控制兩方面。以建筑物布局以及火災類型為主要依據(jù)，在智能建筑中布置煙感、光感以及煤氣報警裝置，并借助總線將其與區(qū)域報警器相連，探測器輸出狀態(tài)按照相應的位置在智能區(qū)域報警其中加以顯示，區(qū)域報警器在對所接收到的信號信息進行分析的基礎上，祛除有誤信息。智能建筑區(qū)域報警器直接連接到消防控制中心，確保消防中心可以準確掌握實時火災報警信息，進而及時作出應對決策。

（4）保安系統(tǒng)，智能建筑中的保安監(jiān)控系統(tǒng)主要是由閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)以及保安巡邏系統(tǒng)構成的，各個子系統(tǒng)要及時向保安監(jiān)控控制中心上報各自狀態(tài)，借助計算機對上報信息進行分析，并作出相應的判斷。

3.智能建筑自動化系統(tǒng)管理

智能建筑自動化系統(tǒng)通過對建筑設備進行有效管理，減輕相關工作人員的負擔，并促進系統(tǒng)管理水平的進一步提升。在現(xiàn)代化計算機控制技術支持下，智能建筑自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫、顯示、操作設備以及定時控制等功能。

（1）數(shù)據(jù)庫功能。對現(xiàn)場控制機所監(jiān)測到的參數(shù)以及具體的操作進行保存，以便進行輸出及分析計算，這便是數(shù)據(jù)庫的主要作用。智能建筑自動化控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的主要作用是對不同時間段相關參數(shù)的變化情況做出詳細記錄，時間處理方式也是數(shù)據(jù)庫結構不同之處的體現(xiàn)。系統(tǒng)中不同的參數(shù)具有各自的變化周期，諸如對于供電系統(tǒng)相關參數(shù)而言，應以分或秒為參數(shù)變化周期進行記錄，并加以分析；而對于風機狀態(tài)來說，參數(shù)變化周期就沒必要那么精細，有時候在幾個小時內(nèi)其狀態(tài)都不會發(fā)生變動。數(shù)據(jù)庫性能因處理方式的不同而不同，在實踐中，要結合相應的管理要求，確定數(shù)據(jù)庫工作方式、功能以及容量，為智能建筑自動化系統(tǒng)預期效果的實現(xiàn)提供有力保障。

第一，暖通空調(diào)子系統(tǒng)設計。現(xiàn)階段，人們對居住、辦公的環(huán)境有了更高的要求，空調(diào)已成為樓宇內(nèi)不可缺少的電器。如何構建一個優(yōu)秀的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)顯得尤為重要。在對暖通空調(diào)進行設計時應注意如下幾點：對相關的自控元件進行合理的配置，切實保證好相關測量參數(shù)的準確性；對于前端的檢測元件數(shù)量也應進行合理的配置，以減少不必要的浪費性投資；前端檢測元件的相關安裝位置也應進行正確的選擇，切實保證其測量參數(shù)的準確性；控制器的選擇也是十分重要的，為了提高整個系統(tǒng)的可靠性以及增加控制策略的選擇性，應合理的選用控制器；由于空調(diào)運行系統(tǒng)具有一定的特殊性，因此，在工程設計以及調(diào)試過程中應正確的進行軟件組態(tài)，實現(xiàn)系統(tǒng)運行的最優(yōu)化。

第二，照明子系統(tǒng)設計。照明所產(chǎn)生的能耗是相當大的，如何降低能耗，提高資源的利用率顯得十分重要。因此，在實現(xiàn)樓宇自動化過程中應加強對照明子系統(tǒng)的設計。對整個樓宇內(nèi)的燈光依據(jù)實際情況以進行統(tǒng)一的開關控制；對于無人區(qū)內(nèi)的燈光應通過移動探測器所反饋的信號將其進行關閉；室內(nèi)照明亮度應結合自然光進行調(diào)整，從而達到最佳的照明水平；對于會議廳以及演講廳等區(qū)域可以按照不同的情景進行相應的改變；車庫中的移動傳感器被觸發(fā)時，應將相關區(qū)域的燈光打開，一定時間后再將其關閉；加強對各個回路的開關狀態(tài)以及故障狀態(tài)等的監(jiān)視。

第三，樓宇內(nèi)的自動控制系統(tǒng)應注意對排水、變配電、消防以及電梯、安全防范等的子系統(tǒng)只進行運行狀態(tài)以及故障方面的監(jiān)視。在并非十分正常的情況下則可以對各個子系統(tǒng)進行聯(lián)動控制。

（2）顯示功能。借助中央管理機，智能建筑自動化系統(tǒng)和管理人員之間可以實現(xiàn)有效溝通，二者間的溝通最常見的方式就是屏幕顯示。當前，圖形及表格是智能建筑自動化系統(tǒng)顯示的兩種方式，圖形顯示方式能夠以圖形的形式標示相關參數(shù)的物理意義，數(shù)幅含有被監(jiān)控系統(tǒng)結構及流程的畫面構成了顯示系統(tǒng)，并且相關參數(shù)直接顯示，因此，而比較而言，圖形顯示方式更加直觀。圖像顯示方式一方面可以將目前狀態(tài)準確的顯示出來，另一方面，還可以通過曲線方式將歷史數(shù)據(jù)顯示出來，這樣，對系統(tǒng)變化過程進行分析的工作難度將會大大降低。

（3）定時控制。對于智能建筑而言，諸如照明以及空調(diào)等大部分的設備的啟動和停止都需要事先設定時間；此外，智能建筑保安系統(tǒng)中的防盜報警系統(tǒng)的工作時間與智能建筑的使用時間不同，在智能建筑使用期間，需要將該系統(tǒng)暫停，而在建筑物停止使用的時候，例如下班后建筑物中無人的情況下，就需要將該系統(tǒng)開啟，并且，保安系統(tǒng)中的防盜報警系統(tǒng)具體的啟動和停止時間并不是固定不變的，需要根據(jù)實際情況進行相應調(diào)整。因此，中央管理機必須能夠具備設定和調(diào)整對受其管理的相關設備進行單獨或成組的啟動和停止時間的功能，具體而言，啟動和停止控制的實現(xiàn)方式大致有兩種：一種是由中央管理機負責，在到設定的時間的時候?qū)踊蛲Ｖ怪噶畎l(fā)送到現(xiàn)場控制機；另外一種則是中央管理機向現(xiàn)場控制機發(fā)送啟動和停止的時間表，由現(xiàn)場控制機做出判斷，當?shù)皆O定的時間時進行啟動和停止操作。

（4）設備操作。利用中央管理機，管理人員可以實現(xiàn)對智能建筑自動化系統(tǒng)相關設備的啟動和停止的控制，不僅如此，還可以重新設定相關的控制參數(shù)。智能建筑自動化系統(tǒng)負責大量設備的管理，并且使用及操作人員也不是唯一的，因此，為有效避免誤操作以及事故的發(fā)生，必須設計一套嚴謹?shù)谋Ｗo系統(tǒng)。

4.結語

智能建筑自動化系統(tǒng)負責對大量的設備進行管理，一方面，利用計算機系統(tǒng)向設備發(fā)出啟動或停止的指令，同時出具相應報告，防止設備不必要運行，對系統(tǒng)運行能耗予以有效控制；另一方面，自動生成設備運行及維修報表，確保設備安全穩(wěn)定的運行。

參考文獻

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自動化與電氣自動化的區(qū)別范文第5篇

關鍵詞：《電路》課程； 工程應用； 教學改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）02-0146-03

Abstract： According to the practical characteristics of information engineering disciplines， the "circuit" course should be reformed and explored by engineering application. Through engineering oriented teaching reform， not only can rich innovation teaching methods， reform teaching methods and teaching content， but guide students to study "circuit" knowledge in a specific engineering methods. Thus， the teaching quality of circuit course is improved and the students' engineering practical ability is cultivated by diversity of practice teaching methods.

Key words： Circuit course； engineering application； teaching reform

隨著信息化與工業(yè)化的進程，皖西北的經(jīng)濟發(fā)展在一定程度上受到信息技術滯后的影響，受到懂得電子、通訊、機械電子和自動控制等信息類相關領域人才缺乏的制約，這些對師范類信息化專業(yè)《電路》課程提出了更新、更高的要求。

目前師范類高校信息類專業(yè)人才培養(yǎng)模式已經(jīng)不能勝任當前信息化發(fā)展的需要，因此需要加快推進應用型，面向工程應用的工科教學改革。《電路》課程是電子信息工程、計算機科學與技術、工業(yè)電氣自動化等信息類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課程[1]。電路課程不僅具有嚴密的邏輯、嚴謹?shù)姆椒ā⒖茖W的理論，并且還具有系統(tǒng)靈活性和廣闊的工程應用背景[2，3]。但是，在長期的教學實踐過程中，《電路》課程存在一些普遍性問題：缺少工程應用背景、教學方法單一、學生感覺枯燥乏味、教師講授得不到學生的歡迎等現(xiàn)實問題，從而使該課程的教學質(zhì)量和教學效果受到影響，并且進一步影響學生后續(xù)課程的學習和教師的教學[4-8]。因此，針對師范院校信息類專業(yè)特點，根據(jù)工科專業(yè)《電路》課程的教學大綱，從工程實際應用出發(fā)，進行《電路》課程的教學改革，塑造學生的

工程應用能力，培養(yǎng)學生邏輯思維和綜合素質(zhì)，激發(fā)學生的學習興趣，注重課堂上教學互動，通過對《電路》課程基本理論和基礎概念的學習，再回歸到工程實際應用，注重知性合一。這種教學改革不僅對于培養(yǎng)精通信息處理、電路分析、系統(tǒng)設計和科技創(chuàng)新的高級工程應用型專門人才，而且也為地方經(jīng)濟的經(jīng)濟發(fā)展提供必要的人力資源。

1 傳統(tǒng)《電路》課程教學中存在的主要問題

《電路》課程的主要特點是知識面廣泛、基礎理論和基本概念繁雜、重點和難點眾多、與《高等數(shù)學》和《大學物理》等課程相互交織?！峨娐贰氛n程不僅是信息類專業(yè)的專業(yè)基礎課程，而且所涉及的基本原理和分析計算方法為后續(xù)的專業(yè)課程的學習起著至關重要的作用。在《電路》課程的長期教學實踐中可以感覺到大一學生普遍對該課程厭學、沒有積極性和主動性、缺乏電路的基本分析和計算方法、理論與實踐相互脫節(jié)、沒有把電路原理運用到工程實際應用中等眾多問題，因此存在著“學生難學，教師難教”的現(xiàn)象，并且直接影響到《電路》課程的實際教學效果和教學目標。對于以上問題，經(jīng)過認真分析大致可以歸納為以下幾個方面。

1） 課程所涉及的知識面廣泛

《電路》課程不僅涉及直流電路，而且還涉及交流電路；不僅涉及靜態(tài)電阻電路的計算，而且還涉及動態(tài)一階和二階微分電分析；不僅涉及時域電路的分析計算，而且還涉及電路的復頻域的分析和計算。并且線性電路和非線性電路相互作用，使該課程構成一個十分復雜的知識體系。

2） 基本定理和基本定律繁雜

《電路》課程的基本定理眾多，主要包括：基爾霍夫電流和電壓定律、疊加定理、替代定理、戴維寧和諾頓定理、互易定理、特勒根定理、最大功率傳輸定理等。

3） 沒有統(tǒng)一的分析和計算方法

《電路》課程中，分析和計算電路的方法眾多，主要包括：支路電流法、回路電流法、網(wǎng)孔電流法和節(jié)點電壓法。并且在電路的計算中還包括：-Y型等效變換、向量分析法、等效電阻的計算、理想變壓器的分析和計算、二端口網(wǎng)絡的分析和計算等。這些計算方法沒有統(tǒng)一的格式，都有各自的適用范圍，因此公式眾多，推導復雜。

4） 課堂教學方法單一，缺少規(guī)律性的認識

傳統(tǒng)的教學方法主要是課堂教學，教授拿著教案在課堂上進行黑板教學，學生邊記筆記邊聽課，課后寫老師課堂上布置的作業(yè)，從而導致教師課堂上的教學主要是“講臺、黑板和粉筆”。因此，課堂上講授的電路原理和例題，學生處于被動學習和吸收知識，使學生缺少對電路分析和計算方法規(guī)律性的認識。

5） 理論與實踐脫節(jié)，缺少工程實際應用

由于教師主要關注教材教法和教學效果，把握課堂教學時間，然而，對《電路》課程的課堂教學缺乏必要的工程實踐設施和實習場所，從而導致了課堂教學環(huán)境單一、學生學習氛圍不濃、缺乏解決工程實際的能力，使學生對《電路》課程的工程應用和《電路》課程的基礎性作用缺乏清晰的認識。

因此為了提高學生學習《電路》的積極性、主動性和學習興趣，有必要對《電路》課程的教學方法和教學手段進行改革，不斷總結經(jīng)驗，提高教學效果，豐富教學內(nèi)容，使學生在掌握電路的基本知識和基本原理，加強分析和計算電路的基本能力，提高學生的實踐和創(chuàng)新技能，增加工程應用經(jīng)驗，為學生今后對其他專業(yè)課程的學習打下堅實的基礎。

2 面向工程應用的《電路》課程教學改革

內(nèi)涵式發(fā)展是當前高等教育發(fā)展的總體要求。創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、強化實踐育人環(huán)節(jié)，已經(jīng)成為高等學校提高教學質(zhì)量的首要工作。師范院校信息類工科專業(yè)的教學應以質(zhì)量為主導，充分利用現(xiàn)有校內(nèi)外資源、挖掘現(xiàn)有教學潛力、優(yōu)化教學資源、提升師生綜合素質(zhì)。特別是在《電路》課程教學上要革新教學手段、面向工程應用、優(yōu)化課程結構、完善教學方法、激發(fā)學習興趣、突出專業(yè)特色、實現(xiàn)《電路》課程的教學改革。

1） 面向工程應用，優(yōu)化課程體系

當前，地方師范類本科高校應用型專業(yè)在教學上基本上是沿襲傳統(tǒng)師范教育的模式，缺少工科應用型專業(yè)特色和創(chuàng)新性教學手段。傳統(tǒng)的師范教育主要教學手段是課堂上教師傳授知識，課后學生做習題，內(nèi)容枯燥和單一，學生缺乏感性認識。工科應用型專業(yè)的《電路》課程的教學改革應該首先提高學生的工程應用能力、優(yōu)化課程結構、改革現(xiàn)有課堂教學方法。根據(jù)實際信息類專業(yè)特點，實施案例教學方法，加強工程實踐能力鍛煉、旨在培養(yǎng)具有工程應用能力和實踐經(jīng)驗的應用型復合人才。例如：把實際工程網(wǎng)絡的拓撲知識引入到電路的基本方法，使學生了懂得節(jié)點和支路的拓撲約束關系，增加了學生學習《電路》課程的興趣。

2） 加強基礎知識教學，增強學生基本技能

掌握電路的基本定律和基本知識是電路課程教學的基礎和重要環(huán)節(jié)。

首先，在授課時候讓同學們知道電路理論主要用電流[i]、電壓[u]和功率[p]等物理量描述電路過程中的動態(tài)過程。由于電路是由電路基本元件構成，因而分析電路既要參考元件的連接方式，又要考慮每個元件的特性，這就決定了電路中各支路電流、電壓要受到兩大基本規(guī)律的約束：

（1）電路元件性質(zhì)的自身電壓和電流的約束。也稱電路元件的伏安關系（VCR），它僅與元件性質(zhì)有關，與該元件在電路中的聯(lián)接方式無關。

（2）電路聯(lián)接方式的約束（亦稱拓撲約束）。這種約束關系則與構成電路的元件性質(zhì)無關?；鶢柣舴螂娏鞫桑↘CL）和基爾霍夫電壓定律（KVL）是概括這種約束關系的基本定律。

其次，電路原件的電壓和電流存在關聯(lián)和非關聯(lián)參考方向。在講授電路原件功率時候，讓學生知道在什么情況下是吸收功率，什么情況下是發(fā)出功率。在講授電路分析的基本方法時候，讓學生學到支路電流法、網(wǎng)孔分析法、回路電流法和節(jié)點電壓法的區(qū)別和聯(lián)系，并且進一步講授哪種分析方法具有對于減少電路方程數(shù)目和降低電路計算復雜度有效。其中，四種方法適用于平面電路，并且節(jié)點電壓法還適用非平面電路。

3） 改革教學方法，豐富教學手段

首先，把電路相關的人物及電路常用單位名稱用英文介紹介紹給學生，主要包括：安培、伏特、歐姆、基爾霍夫、法拉第等人物及其歷史貢獻，使學生對于以前高中階段的電路知識進行全新的補充和完善。

其次，讓學生了解到大學《電路》課程是信息類專業(yè)基礎課，并且懂得《電路》課程與今后學習的專業(yè)課程之間的關系，其學習方法是建立在高等數(shù)學、線性代數(shù)、大學物理等大學基礎課程之上，其學習方法區(qū)別于傳統(tǒng)的高中階段。

然后，改變老師課堂講授，學生邊記筆記的傳統(tǒng)教學方法。讓學生不僅會列寫電路方程，而且可以對公式進行分析和推導。例如在講授電路基本定律時候，讓學生根據(jù)高等數(shù)學的極值定理，分析和推導最大功率傳輸定理。在講授一階和二階電路時候，讓學生根據(jù)電容和電感原件自身的VCR特性列寫動態(tài)電路的微分方程。

最后，把多媒體引入到電路課程的教學中，提高學生的工程認識能力。例如，在講授三相交流電路時候，引入發(fā)電廠的發(fā)電機組和風力發(fā)電機組的視頻，豐富學生的工程視野。

4） 引入工程實例，理論聯(lián)系實際

為了豐富學生的《電路》課程內(nèi)涵，把工程實例引入到課堂教學，激發(fā)學生的學習興趣。

例如在第五章中，把差動放大電路中主要應用引入到課堂，以信號的傳輸與放大為主線，使學生了解差動放大電路的重要性。在講授三相電路的功率時，把工程用電的有功功率、無功功率和視在功率引入的課堂教學，使學生了解他們的區(qū)別和聯(lián)系。并且把實際生活用電的知識引入到交流電路、三相交流電路和變壓器等章節(jié)，使學生了解到電路分析和計算的依據(jù)。由于實際電路呈現(xiàn)感性特征，如何提高實際電路的功率因數(shù)，提高交流電路效率，增強了學生對電路的工程應用的了解，增加學生的學習興趣。

5） 面向工程應用，培養(yǎng)應用技能

首先加強電路課程的實驗教學。《電路》課程實驗教學是該課程的重要組成部分。面向工程應用，《電路》課程實驗教學應使學生進行基本技能訓練、驗證理論課上的基本定理和定律、鞏固教學成果、學會數(shù)據(jù)的采集、分析和處理、培養(yǎng)學生運用基本電路原理處理工程實際能力、塑造嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和踏實細致的工程素養(yǎng)。為今后陸續(xù)課程的學習打下堅實的基礎。

其次，隨著計算機仿真技術的發(fā)展，計算機技術與電路理論相互滲透、相互融合。由于實驗設備和場地的局限性，傳統(tǒng)的較為單一的基于講臺、黑板和粉筆的教學模式已經(jīng)不能適用應用型本科專業(yè)的發(fā)展要求。為了使信息類專業(yè)學生更好掌握《電路》課程，為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下堅實的工程應用基礎，有必要把計算機仿真引入到《電路》課程教學中，加深學生對電路特性的分析和研究，并對教學的課程體系、授課內(nèi)容、教學方法、教學手段進行改革。

6） 加強應用能力，培養(yǎng)工程素質(zhì)

以工程素質(zhì)為基礎的工科應用型人才的培養(yǎng)，應以工程實踐能力培養(yǎng)為根本?！峨娐贰氛n程的教學改革是一個循序漸進的過程。教師應該豐富《電路》課程的工程實踐經(jīng)驗，指導學生參加與該課程相關的學科競賽，達到工程實訓的目的。將工程素質(zhì)教育融入《電路》課程體系中，通過工程應用能力實踐鍛煉，培養(yǎng)工科學生的創(chuàng)新精神、團隊合作精神和處理工程實際問題的能力，真正讓學生在工程實踐中學習《電路》知識。

在教學過程中積極摸索基礎理論與工程實踐相結合、自主學習與課堂講授相結合、課后習題與討論總結相結合的多元化教學模式，指導學生從工程實踐中學習電路知識、理解電路基本原理和基本方法、解決電路工程實際問題。

3 結論

為了面向工程應用，達到應用型本科專業(yè)培養(yǎng)目標，根據(jù)信息類專業(yè)《電路》課程的特點，本文剖析了傳統(tǒng)《電路》課程教學中存在的主要不足，研究了《電路》課程進行教學改革的必要性、制定了面向工程應用的《電路》課程教學改革具體步驟，并從課程教學的綜合改革、面向工程應用的課程教學方法進行了深入探討。面向工程應用的《電路》課程教學改革是一個循序漸進的過程，通過課程的教學改革，培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)，培訓學生分析問題、解決工程實際問題的能力，實現(xiàn)應用型本科教學質(zhì)量的全面提高。

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