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關(guān)鍵詞:電氣工程;實(shí)際問(wèn)題;發(fā)展趨勢(shì)
前言
工業(yè)是推動(dòng)國(guó)家發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè),電氣工程是工業(yè)組成的一部分,其在工業(yè)領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位,電氣工程的運(yùn)營(yíng)效果將直接關(guān)系到國(guó)家工業(yè)的發(fā)展。隨著全球科學(xué)以及技術(shù)的不斷發(fā)展,很多新的思維以及科技已經(jīng)逐漸的滲透到了各個(gè)領(lǐng)域,在電氣工程方面自動(dòng)化的發(fā)展程度已經(jīng)成為各國(guó)間競(jìng)爭(zhēng)的主要標(biāo)準(zhǔn)。而我國(guó)的工業(yè)產(chǎn)值雖然一直處于較高的水平,但是在電氣工程自動(dòng)化創(chuàng)新以及技術(shù)的應(yīng)用方面與一些發(fā)達(dá)國(guó)家還存在著較為明顯的差距。結(jié)合現(xiàn)有的情況,對(duì)之前制約電氣工程自動(dòng)化發(fā)展的相關(guān)因素進(jìn)行合理分析。認(rèn)清當(dāng)前的局勢(shì),把握好電氣自動(dòng)化的發(fā)展方向,才能夠使電氣自動(dòng)化工程跟上時(shí)展的腳步。
1 電氣工程及自動(dòng)化發(fā)展的整體歷史進(jìn)程
在十七世紀(jì)的時(shí)候,人們從生活中發(fā)現(xiàn)了與電有關(guān)的現(xiàn)象,由此開(kāi)始,人們對(duì)于電展開(kāi)了各種探究性的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)發(fā)展到十九世紀(jì)的時(shí)候,麥克斯韋爾理論的提出轟動(dòng)了全世界,這也給后期電氣工程領(lǐng)域的發(fā)展奠定了重要而堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此,從十九世紀(jì)末期開(kāi)始,西方的一些國(guó)家率先在高等院校中開(kāi)設(shè)了電氣工程相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)科[1]。
我國(guó)最早在高校中設(shè)置電氣工程相關(guān)專(zhuān)業(yè)是在二十世紀(jì)初期的時(shí)候,因此,在電氣工程方面的起步階段,我國(guó)就與國(guó)外一些國(guó)家形成了部分時(shí)間差距。而在后期學(xué)科發(fā)展的過(guò)程中,由于受到國(guó)內(nèi)環(huán)境因素的影響,使得電氣工程方面的人才培養(yǎng)基本上處于停滯的狀態(tài),并沒(méi)有較為明顯的發(fā)展。直到二十世紀(jì)八十年代的時(shí)候,才認(rèn)識(shí)到電氣工程對(duì)于國(guó)家工業(yè)化發(fā)展的重要性,許多高等院校也開(kāi)始了電氣工程相關(guān)學(xué)科的拓展,真正開(kāi)始了電子工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)工作。
另外,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,為了更加的適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展以及人民生活的需要,電氣工程等行業(yè)更加的傾向于自動(dòng)化方向的發(fā)展。傳統(tǒng)的需要大量人力以及物力去完成的工作,已經(jīng)逐漸的被機(jī)器所取代,并且其在工作中的高效性也漸漸的凸顯了出來(lái)。
2 當(dāng)前電氣工程與自動(dòng)化領(lǐng)域所面對(duì)的主要困難
2.1 電氣工程與自動(dòng)化系統(tǒng)不夠完善
在電氣工程與自動(dòng)化具體實(shí)施的過(guò)程中,更加需要一個(gè)較為標(biāo)準(zhǔn)以及完備的體系作為支撐。而目前國(guó)內(nèi)的許多電氣工程企業(yè)所使用的網(wǎng)絡(luò)框架以及結(jié)構(gòu)都不盡相同,這就為企業(yè)之間進(jìn)行信息的交換以及共享造成很大的隱患。同時(shí),也會(huì)對(duì)電氣工程與自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行形成不良的影響[2]。
2.2 電氣工程與自動(dòng)化在應(yīng)用方面較難
電氣工程與自動(dòng)化的應(yīng)用是以網(wǎng)絡(luò)作為主要的信息傳送媒介,需要硬件以及軟件設(shè)備進(jìn)行配合而完成的一項(xiàng)工程。我國(guó)電氣與自動(dòng)化工程還處在發(fā)展中的階段,因此在具體實(shí)施的過(guò)程之中,常常會(huì)受到復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)條件,以及軟件在設(shè)計(jì)上的不合理等原因的限制,使得與硬件設(shè)施匹配程度不高的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
2.3 監(jiān)管力度不足難以保證工程的質(zhì)量
國(guó)家有關(guān)電氣工程實(shí)施方面的法律、法規(guī)還比較不健全,這樣就會(huì)因?yàn)楸O(jiān)管力度上的松懈,而頻繁的導(dǎo)致電氣與自動(dòng)化工程的實(shí)施質(zhì)量低的情況發(fā)生,逐漸的形成一種惡性循環(huán),從而制約著電氣工程與自動(dòng)化的發(fā)展。
2.4 在能耗方面上將會(huì)造成資源的浪費(fèi)
現(xiàn)在隨著各國(guó)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐漸加強(qiáng),無(wú)論是在生活還是工作中都能夠體現(xiàn)人們?cè)谀茉垂?jié)約方面所作出的努力。由于我國(guó)電氣自動(dòng)化工程的發(fā)展程度較低,就使得在實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的過(guò)程中耗費(fèi)大量的能源,與此同時(shí),還會(huì)形成一部分不必要的資源浪費(fèi),這與國(guó)家所積極倡導(dǎo)的環(huán)境保護(hù)是相違背的。
3 未來(lái)在優(yōu)化電氣工程與自動(dòng)化領(lǐng)域的相關(guān)改進(jìn)措施
3.1 通過(guò)專(zhuān)業(yè)人才的帶動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的完善
人才推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展是經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)的真理,尤其對(duì)于拉近電氣自動(dòng)化領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外之間的差距方面,將起著至關(guān)重要的推動(dòng)作用。通過(guò)對(duì)電氣工程方面的專(zhuān)業(yè)人才培訓(xùn),能夠在一定程度上解決硬件與軟件設(shè)備不匹配的問(wèn)題,能夠靈活的結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要,進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)方面的改進(jìn)。另外,加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外之間的技術(shù)交流合作也是十分必要的,通過(guò)學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù),不但能夠開(kāi)闊相關(guān)工作人員的眼界,還能夠在原有的基礎(chǔ)之上,實(shí)現(xiàn)思維以及理念上的創(chuàng)新。
3.2 完善基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面的建設(shè)
二十一世紀(jì)是信息化快速發(fā)展的新時(shí)代,以網(wǎng)絡(luò)為媒介的行業(yè)也呈現(xiàn)出了逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。因此,強(qiáng)化并完善網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的建設(shè),才能夠從根本上去緩解電氣自動(dòng)化工程發(fā)展艱難的問(wèn)題。而在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過(guò)程中,應(yīng)該考慮到實(shí)施過(guò)程中的整體性,網(wǎng)絡(luò)框架以及結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一,能夠?yàn)殡姎庾詣?dòng)化的發(fā)展創(chuàng)造很大的便利。
3.3 健全工程質(zhì)量方面的法律法規(guī)建設(shè)
法律法規(guī)無(wú)論是在社會(huì)的管理上,還是在個(gè)人行為的規(guī)范方面,都有較強(qiáng)的約束效力。尤其在電氣自動(dòng)化工程的實(shí)施方面,在法律條文的限制之下,能夠減少質(zhì)量不符合要求的工程出現(xiàn)。此外,法律的實(shí)施也能夠在施工的環(huán)節(jié)增強(qiáng)企業(yè)對(duì)于節(jié)約能源減少工業(yè)污染的意識(shí)[3]。
3.4 對(duì)于電氣自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造
工業(yè)化程度的不斷提高,是一個(gè)城市發(fā)展程度以及速度的代表性標(biāo)志。而電氣自動(dòng)化工程作為工業(yè)領(lǐng)域的一個(gè)分支,其在覆蓋范圍不斷擴(kuò)大的同時(shí),也會(huì)不可避免的帶來(lái)一些能源上的浪費(fèi)。通過(guò)不斷的改進(jìn)設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中所造成的能源浪費(fèi)方面的問(wèn)題,不僅能夠有效的提高能源利用的效率,還能夠降低在資源上的浪費(fèi)。
4 新形勢(shì)下電氣工程與自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展前景
電氣自動(dòng)化工程的發(fā)展創(chuàng)新是關(guān)鍵性的要素,不能一味的照搬、學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù),而不去結(jié)合國(guó)家自身發(fā)展的實(shí)際情況去進(jìn)行改造,這樣盲目的應(yīng)用只會(huì)起到相反的效果。僅僅是追趕國(guó)外電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的技術(shù)而不去創(chuàng)新,所能起到的最好的效果也只能是與國(guó)外的技術(shù)水平持平而已。
真正意義上的突破應(yīng)該是體現(xiàn)在具體的應(yīng)用效果方面,因此,即便是借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn),也應(yīng)該在總結(jié)的過(guò)程中有選擇性的吸取相關(guān)經(jīng)驗(yàn),國(guó)外所應(yīng)用的科技在我國(guó)現(xiàn)有的條件以及情況之下不一定完全的適用。這不但對(duì)相關(guān)的研究人員有更高的技術(shù)專(zhuān)業(yè)度要求,更要善于提出質(zhì)疑,只有善于思考問(wèn)題、解決困難,才能夠在電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域有所突破。
5 結(jié)束語(yǔ)
目前,國(guó)家實(shí)力之間的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,主要就體現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域的科技發(fā)展發(fā)展上。電氣自動(dòng)化工程作為工業(yè)的M成部分,其對(duì)于社會(huì)發(fā)展的適應(yīng)程度,以及為人們工作所創(chuàng)造的便利條件,成為了推動(dòng)工業(yè)發(fā)展速度的直接影響因素。在促進(jìn)我國(guó)電氣自動(dòng)化工程發(fā)展的過(guò)程中,應(yīng)該有選擇性的借鑒國(guó)外的相關(guān)發(fā)展經(jīng)驗(yàn),再結(jié)合我國(guó)的發(fā)展情況,來(lái)進(jìn)行電氣工程自動(dòng)化的相關(guān)研究是十分關(guān)鍵的,只有明確了具體的發(fā)展方向,才能夠更加有針對(duì)性的進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新以及改進(jìn)。
參考文獻(xiàn)
[1]周方方.淺析電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)對(duì)現(xiàn)代工業(yè)的影響及發(fā)展[J].中國(guó)新通信,2016,04:61-62.
關(guān)鍵詞:電氣工程及其自動(dòng)化;發(fā)展;對(duì)策
前言
工業(yè)是一個(gè)國(guó)家發(fā)展的重要基礎(chǔ),而新時(shí)期,以電子技術(shù)為首的新技術(shù)與工業(yè)相結(jié)合將使得工業(yè)迸發(fā)出更為耀眼的火花。電氣工程及其自動(dòng)化是工業(yè)發(fā)展的助推劑,其在工業(yè)、經(jīng)濟(jì)及人民生產(chǎn)生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛?,F(xiàn)今,我國(guó)的電氣工程及其自動(dòng)化正進(jìn)入了高速發(fā)展期,其在工業(yè)效率提升、降低生產(chǎn)成本等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。電氣工程及其自動(dòng)化已經(jīng)成為我國(guó)工業(yè)發(fā)展的重要支柱。
1 電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展及應(yīng)用
工業(yè)革命總是伴隨著新技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用,以蒸汽時(shí)代為代表的第一次工業(yè)革命和以電力石油當(dāng)為代表的技術(shù)創(chuàng)新則代表著第二次工業(yè)革命的到來(lái)。而新時(shí)期,電氣工程及其自動(dòng)化則意味著第三次工業(yè)革命化的到來(lái),以歐美為代表的西方國(guó)家已經(jīng)進(jìn)入了電氣工程及其自動(dòng)化發(fā)展的較高的階段,在這一階段,歐美各國(guó)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量都得到了極大的提升。隨著新技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用,電氣工程技術(shù)正在逐步形成,電氣工程系統(tǒng)正在向著高效、快捷的方向發(fā)展?,F(xiàn)今,隨著電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用的深入電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的概念已經(jīng)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,其逐漸涵蓋了人們生產(chǎn)生活中的各個(gè)行業(yè)。為更好地促進(jìn)電氣工程及其自動(dòng)化的應(yīng)用及發(fā)展,充分發(fā)揮電氣工程及其自動(dòng)化的積極作用,應(yīng)當(dāng)總結(jié)分析電氣工程及其自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中所存在的問(wèn)題,并積極予以解決積極推進(jìn)我國(guó)電氣工程及其自動(dòng)化進(jìn)程。
2 電氣工程及其自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題分析
現(xiàn)今,電氣工程及其自動(dòng)化正朝著精細(xì)化的方向發(fā)展,電氣工程及其自動(dòng)化是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的核心,隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步,電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)完成了電磁理論的建立并逐漸形成了完善的科學(xué)流派。電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)發(fā)展的十分完善形成了具有獨(dú)特完善的集成控制系統(tǒng),用以滿足工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的各項(xiàng)需求從而使得電氣工程及其自動(dòng)化在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中發(fā)揮出極為重要的作用。電氣工程及其自動(dòng)化在現(xiàn)今技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代也在不斷的創(chuàng)新,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也在不斷的加強(qiáng)和完善,為電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展及應(yīng)用提出了良好的應(yīng)用前景。
3 電氣工程及其自動(dòng)化發(fā)展及應(yīng)用中所存在的諸多問(wèn)題
電氣工程及其自動(dòng)化能夠在諸多領(lǐng)域中得到良好的應(yīng)用,其涉及到諸多學(xué)科,是我國(guó)科學(xué)領(lǐng)域的核心學(xué)科之一。電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展及應(yīng)用為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展注入了新鮮的活力,同時(shí)也為社會(huì)綜合效益的提升提供了充足的動(dòng)力。新時(shí)期,電子信息技術(shù)進(jìn)入了高速發(fā)展期,電子信息產(chǎn)業(yè)與電氣工程及其自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)之間兩者有著較為良好的互補(bǔ),在這一過(guò)程中電氣工程及其自動(dòng)化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展暴露出了諸多的問(wèn)題,為電氣工程及其自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展埋下了隱患。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)成本問(wèn)題:
電氣工程及其自動(dòng)化在我國(guó)已經(jīng)得到了較為良好的發(fā)展與應(yīng)用。但是由于工業(yè)生產(chǎn)的特殊性,各行各業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)、生產(chǎn)工藝的不盡相同加大了電夤こ碳捌渥遠(yuǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)成本,此外一個(gè)較為嚴(yán)重的問(wèn)題是我國(guó)電氣工程及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)缺乏一定的創(chuàng)新意識(shí),創(chuàng)新能力欠缺。在各行各業(yè)中對(duì)于國(guó)外技術(shù)與人才的依賴(lài)較為嚴(yán)重,從而導(dǎo)致電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的時(shí)間及資金的耗費(fèi)較大,從而極大的增加了電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本。電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性的工程,其設(shè)計(jì)需要涉及到諸多方面,做好電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一是做好電氣工程及其自動(dòng)化應(yīng)用的重要條件之一。但是在電氣工程及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中存在著系統(tǒng)設(shè)計(jì)不穩(wěn)定、軟件設(shè)計(jì)時(shí)間較長(zhǎng)、系統(tǒng)的安全可靠性等方面存在問(wèn)題,上述這些影響因素直接影響著電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行效果。此外,加之電氣工程及其自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作困難等的影響因素的存在,對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、控制技術(shù)的準(zhǔn)確性以及規(guī)范性等帶來(lái)了諸多的問(wèn)題,致使電氣工程及其自動(dòng)化結(jié)構(gòu)復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率較低嚴(yán)重影響了電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用效果。電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題也是影響電氣工程及其自動(dòng)化應(yīng)用效果的重要影響因素之一,在電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^(guò)程中容易受到周邊因素的干擾,數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象較為嚴(yán)重。提高電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?、穩(wěn)定性以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)木瘸蔀榱爽F(xiàn)今電氣工程及其自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)極為重要的問(wèn)題。各單位采用的信息傳遞產(chǎn)品的的不同以及企業(yè)間開(kāi)發(fā)程序的接口也有所差異從而為數(shù)據(jù)的傳輸和通信帶來(lái)了較大的難度,并對(duì)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)陌踩詭Я艘欢ǖ耐{。
4 做好電氣工程及其自動(dòng)化應(yīng)用的幾點(diǎn)措施
4.1 做好電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)的創(chuàng)新
創(chuàng)新是一個(gè)國(guó)家發(fā)展基礎(chǔ)也是一個(gè)國(guó)家發(fā)展壯大的基石。在電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域中創(chuàng)新也是一項(xiàng)極為關(guān)鍵性的內(nèi)容。通過(guò)對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行引進(jìn)吸收并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新從而形成我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品,在這一過(guò)程中需要積極加強(qiáng)信息技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化中的應(yīng)用,以提高生產(chǎn)效率、較少資源消耗浪費(fèi)為目的積極探索電氣工程及其自動(dòng)化的新技術(shù)。此外,新時(shí)期的客戶需求日趨多變,為滿足客戶的需求應(yīng)當(dāng)積極建立系統(tǒng)性的研究平臺(tái)積極加大各種新技術(shù)的研究力度,突破技術(shù)瓶頸,尤其是電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的瓶頸,實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新,在降低電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本的同時(shí)為企業(yè)客戶創(chuàng)造相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。在電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)自動(dòng)化技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用,尤其是對(duì)于一些企業(yè)管理系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)化的自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備的安全性以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩杂兄^大的影響,為實(shí)現(xiàn)電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)中相關(guān)數(shù)據(jù)的高效、安全的傳輸需要做好大型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研發(fā)力度,積極做好中心控制系統(tǒng)和通信管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用,從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制的自動(dòng)化,提高電氣工程及其自動(dòng)化數(shù)傳輸?shù)陌踩耘c可靠性。
4.2 電氣工程及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)中做好節(jié)能優(yōu)化
現(xiàn)階段,在電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,節(jié)能是一個(gè)極為重要的考量因素。在電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)中盡可能的降低能源消耗、節(jié)約成本是新時(shí)期我國(guó)工業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要特征。在電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新,加強(qiáng)信息化的基礎(chǔ)上要以降低電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)的能源消耗、提高電氣工程及其自動(dòng)化的運(yùn)行效率為主要目標(biāo),促進(jìn)電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用于發(fā)展。
5 結(jié)束語(yǔ)
電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中有著極為重要的意義和作用。新時(shí)期,新技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用為電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展帶了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。在這一時(shí)期應(yīng)當(dāng)積極加強(qiáng)對(duì)于電氣工程及其自動(dòng)化的科技創(chuàng)新提高其技術(shù)水平促進(jìn)電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展,保障我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的順利進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]劉心馳.淺談電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].玻璃,
2014,41(6):17-19.
關(guān)鍵詞:電氣工程自動(dòng)化;發(fā)展趨勢(shì);智能化技術(shù);應(yīng)用
作為計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的階段性產(chǎn)物,智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中得到了較好的應(yīng)用,從而使系統(tǒng)操作精度和速度得到了顯著提高,并有效節(jié)約了工程成本。因此,相關(guān)人員還應(yīng)加強(qiáng)電氣工程自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)及智能化技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題的研究,以便更好的促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。
1電氣工程自動(dòng)化概述
所謂的電氣工程自動(dòng)化,其實(shí)就是包含計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、電子電氣技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)等多種技術(shù)在內(nèi)的一項(xiàng)技術(shù),在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。從技術(shù)特點(diǎn)上來(lái)看,該技術(shù)擁有自動(dòng)化模式和理念,可實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)、工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)等系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用該技術(shù),可促進(jìn)電網(wǎng)電力調(diào)度,并為系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)保障,同時(shí)也能夠?yàn)橄到y(tǒng)故障檢測(cè)和維修提供信息和執(zhí)行手段,具有較強(qiáng)的實(shí)用性。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用該技術(shù),可利用各種自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)遠(yuǎn)程控制與監(jiān)督,不僅能提高生產(chǎn)效率,還能降低人工成本。
2電氣工程自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)分析
1)通用化趨勢(shì)。隨著電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用普及,該技術(shù)將向著通用化的方向發(fā)展,以確保電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)能夠保持正常運(yùn)行,并實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)的有效監(jiān)督和管理。在電氣自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)制造上,通用數(shù)據(jù)接口將得到使用,以確保電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)接,從而為系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息傳遞的高效性和安全性提供保障[1]。而實(shí)現(xiàn)程序接口的完美對(duì)接,也能有效減少電氣工自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間,并降低系統(tǒng)的維修管理費(fèi)用,繼而使電氣工程自動(dòng)化技術(shù)得到更好的普及應(yīng)用。2)專(zhuān)業(yè)化趨勢(shì)。目前,電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍仍然有一定的局限性。而隨著該技術(shù)的專(zhuān)業(yè)化發(fā)展,能夠在人類(lèi)生產(chǎn)生活各方面得到專(zhuān)業(yè)化應(yīng)用的電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)將得到開(kāi)發(fā),從而使自動(dòng)化更大程度的匹配社會(huì)發(fā)展速度。比如在道路交通上,交通控制自動(dòng)化系統(tǒng)將得到開(kāi)發(fā)應(yīng)用。在企業(yè)綜合管理方面,綜合性自動(dòng)化系統(tǒng)將得到開(kāi)發(fā)應(yīng)用。而在專(zhuān)業(yè)化的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)得到開(kāi)發(fā)應(yīng)用的同時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)化設(shè)計(jì)和安裝的人員也將得到培養(yǎng)。這些人才可以完成電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題的有效處理,從而使系統(tǒng)電氣故障給系統(tǒng)應(yīng)用帶來(lái)的影響降到最低,因此將有助于系統(tǒng)高效、可靠運(yùn)行。3)智能化趨勢(shì)。在工業(yè)控制領(lǐng)域,智能化技術(shù)已經(jīng)得到了應(yīng)用。而實(shí)現(xiàn)智能化工控發(fā)展,則能使自動(dòng)化設(shè)備在運(yùn)行中無(wú)法維持穩(wěn)定的問(wèn)題得到解決,并能利用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控手段實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)全過(guò)程監(jiān)控。隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的智能化發(fā)展,系統(tǒng)管理人員已經(jīng)無(wú)需設(shè)計(jì)控制模型就能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制,所以能夠使多樣控制模型問(wèn)題得到有效避免,繼而使電氣自動(dòng)化保持統(tǒng)一性。應(yīng)用智能化技術(shù),還能實(shí)現(xiàn)對(duì)非指定對(duì)象的統(tǒng)一控制,并能在控制的同時(shí)完成各設(shè)備相關(guān)工作數(shù)據(jù)的反饋,因此能夠通過(guò)減少錯(cuò)誤產(chǎn)生提高整個(gè)電氣工程自動(dòng)化控制的準(zhǔn)確率[2]。此外,使用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)建立的控制模型通常跟實(shí)際模型存在偏差,應(yīng)用智能化技術(shù)則能夠?qū)崿F(xiàn)控制模型簡(jiǎn)化,從而通過(guò)減小這種偏差提高控制的準(zhǔn)確率。
3電氣工程自動(dòng)化中智能化技術(shù)的應(yīng)用
1)在故障診斷上的應(yīng)用。應(yīng)用智能化技術(shù),可實(shí)現(xiàn)電氣工程自動(dòng)化運(yùn)行過(guò)程中各種設(shè)備故障的實(shí)時(shí)檢測(cè)。通常的情況下,電氣自動(dòng)化設(shè)備一旦出現(xiàn)故障,還將引發(fā)其他故障。應(yīng)用智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備全面檢測(cè),則能夠幫助檢修人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障位置,并采取合理措施進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù),從而使設(shè)備故障問(wèn)題得到根本解決,繼而使系統(tǒng)保持穩(wěn)定運(yùn)行。比如,在變壓器故障診斷方面,使用傳統(tǒng)人工檢測(cè)方法很難實(shí)現(xiàn)故障位置判斷,使用智能化技術(shù)則能夠完成變壓器中滲漏油的氣體分解,從而實(shí)現(xiàn)故障范圍的確定[3]。根據(jù)故障范圍,檢修人員則可以通過(guò)逐步排查完成故障根源的查找,不僅能夠縮短檢測(cè)時(shí)間,還能夠降低故障對(duì)設(shè)備的損害,因此能夠使電氣自動(dòng)化設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益得到提升。2)在智能控制上的應(yīng)用。目前,各行各業(yè)都開(kāi)始使用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于自身實(shí)際需求的相互結(jié)合。在這一發(fā)展背景下,電氣自動(dòng)化控制也開(kāi)始應(yīng)用智能化技術(shù),以便更好的滿足用戶實(shí)際需要。通過(guò)有效應(yīng)用智能技術(shù),將能實(shí)現(xiàn)電氣工程自動(dòng)化的智能控制,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)備的無(wú)人操作和遠(yuǎn)程控制,促進(jìn)了電氣自動(dòng)化的自主化和高效化發(fā)展。目前,在電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)撒氣量采集、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理與采集、在線診斷等方面,智能控制都得到了應(yīng)用。借助智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì),智能控制可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)模糊化、知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)等部分的相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)控制變量的量化和模糊化處理,從而使電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)得到較好的控制。目前,由多CPU控制系統(tǒng)和交流數(shù)字伺服系統(tǒng)構(gòu)成的智能控制系統(tǒng)已經(jīng)在現(xiàn)代電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中得到了應(yīng)用,并且發(fā)揮了提升系統(tǒng)工作效率和精度的重要作用。3)在優(yōu)化設(shè)計(jì)上的應(yīng)用。在電氣工程自動(dòng)化控制中,電氣設(shè)備設(shè)計(jì)是較為重要的環(huán)節(jié),擁有復(fù)雜設(shè)計(jì)過(guò)程,將涉及磁力、電路和電氣等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中,通常使用CAD技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助軟件開(kāi)展相關(guān)工作,能夠使新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本得到降低,并縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。而應(yīng)用智能化技術(shù),則能夠?qū)崿F(xiàn)電氣設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì),從而使電氣設(shè)備設(shè)計(jì)質(zhì)量得到提高[4]。目前,在電氣設(shè)備設(shè)計(jì)上,遺傳算法這種智能化技術(shù)已經(jīng)得到了使用,能夠完成具有較強(qiáng)實(shí)用性和先進(jìn)性的電氣設(shè)備的設(shè)計(jì),可利用科學(xué)數(shù)學(xué)算法完成設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。
4結(jié)論
通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn),電氣工程自動(dòng)化正向著通用化、專(zhuān)業(yè)化和智能化的方向發(fā)展。應(yīng)用智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和管理,則能夠使系統(tǒng)更加高效化和智能化,從而使電氣工程自動(dòng)化技術(shù)得到進(jìn)一步應(yīng)用推廣。
作者:朱家輝 單位:河北省衡水中學(xué)
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞 電氣工程及其自動(dòng)化;就業(yè)前景;解決問(wèn)題
中圖分類(lèi)號(hào)TM92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2014)116-0037-02
1 電氣工程的定義
傳統(tǒng)的電氣工程定義是用于創(chuàng)造產(chǎn)生電氣與電子系統(tǒng)的有關(guān)學(xué)科的總和,而隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,科技的迅猛發(fā)展,電氣工程已經(jīng)不單單只在傳統(tǒng)定義的范疇之內(nèi)。21世紀(jì)的電氣工程涵蓋了絕大部分和電子、光子相關(guān)的工程行為,涵蓋面大幅度增加,電氣工程的從業(yè)者也應(yīng)該順應(yīng)時(shí)展,創(chuàng)造出滿足科技進(jìn)步的先進(jìn)科研環(huán)境。
2 電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中的要求
學(xué)生應(yīng)該具有計(jì)算機(jī)的基本理論和操作能力,能夠獨(dú)立解決電氣工程及其自動(dòng)化的技術(shù)層面問(wèn)題。熟練的掌握操作機(jī)電一體化等電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)。
3 電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中應(yīng)該具備的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)
掌握基礎(chǔ)的數(shù)理知識(shí),具備一定的英語(yǔ)能力。熟練掌握和電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)相關(guān)的電學(xué)與力學(xué)知識(shí)。熟練操作計(jì)算機(jī),善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,大膽創(chuàng)新,并且能夠獨(dú)立解決問(wèn)題,進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)開(kāi)發(fā),具備科研能力。
4 電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)科分支
4.1 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化
此專(zhuān)業(yè)是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)中的重點(diǎn)專(zhuān)業(yè),主要做高壓電器設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和維護(hù)。培養(yǎng)國(guó)家高級(jí)工程技術(shù)人才,是國(guó)家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科。在電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)后,優(yōu)秀的學(xué)生可以在電業(yè)局、發(fā)電廠等大型工廠工作,也可以從事電力設(shè)備制造行業(yè),還可以進(jìn)入各大高校從事理論工作。
4.2 高電壓與絕緣技術(shù)方向
高電壓與絕緣技術(shù)方向是國(guó)家級(jí)特色專(zhuān)業(yè),就業(yè)前景良好。優(yōu)秀的畢業(yè)生可以在工廠做設(shè)備維護(hù),或者做相關(guān)電力產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。
4.3 電氣技術(shù)方向
電氣技術(shù)是多種電子技術(shù)相結(jié)合的現(xiàn)代電氣技術(shù),此專(zhuān)業(yè)旨在大規(guī)模的培養(yǎng)高級(jí)電氣工程技術(shù)人才,進(jìn)行信息處理等工作。學(xué)生畢業(yè)以后可以進(jìn)行電參量和磁參信息獲取與處理技術(shù)等科學(xué)研究工作,也可以進(jìn)入科研機(jī)構(gòu)專(zhuān)心于理論研究。
4.4 應(yīng)用電子技術(shù)方向
在電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)中,應(yīng)用電子技術(shù)方向是極具特色的一個(gè)專(zhuān)業(yè)。此專(zhuān)業(yè)電力電子和信息電子相結(jié)合,電氣和電子同時(shí)具備。是培養(yǎng)復(fù)合型人才的專(zhuān)業(yè)。優(yōu)秀的應(yīng)用電子技術(shù)畢業(yè)生可在電子、通訊、交通等多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行工作,發(fā)展空間十分廣闊。
5 影響電氣工程的因素
5.1 信息技術(shù)
百度百科上,信息技術(shù)被定義為是主要包括傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)。
是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱(chēng)。它主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)和通信技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、安裝和實(shí)施信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。也常被稱(chēng)為信息和通信技術(shù),主要包括傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)。電氣工程對(duì)于信息技術(shù)的發(fā)展有著不可估量的巨大影響,信息技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)電氣工程的不斷進(jìn)步,而信息技術(shù)發(fā)展得越迅速,電氣工程也就有了越先進(jìn)的技術(shù)依托,信息技術(shù)與電氣工程相依相存,互相影響,推進(jìn)了科研工作向前發(fā)展的腳步。
5.2 物理科學(xué)
固體電子學(xué)是曾經(jīng)并不發(fā)達(dá)的電氣工程能夠發(fā)展起來(lái)的重要推動(dòng)者,而在如今科技手段先進(jìn)的21世紀(jì),電氣工程仍舊和物理科學(xué)有著密不可分的關(guān)系。不僅如此,電氣工程還在其他領(lǐng)域進(jìn)行了創(chuàng)新型的探索,未來(lái)將嘗試進(jìn)入到生物系統(tǒng)領(lǐng)域。
5.3 變化
社會(huì)發(fā)展日新月異,科技發(fā)展的速度也逐漸加快,技術(shù)的不斷完善和設(shè)計(jì)的飛速發(fā)展讓我們必須學(xué)會(huì)迅速的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題,并且具有豐富的創(chuàng)新意識(shí)。
6 自動(dòng)化
百度百科上講,自動(dòng)化是指機(jī)器設(shè)備、系統(tǒng)或過(guò)程(生產(chǎn)、管理過(guò)程)在沒(méi)有人或較少人的直接參與下,按照人的要求,經(jīng)過(guò)自動(dòng)檢測(cè)、信息處理、分析判斷、操縱控制,實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)的過(guò)程。自動(dòng)化科學(xué)涉及了很多學(xué)科,包括力學(xué)、化學(xué)和社會(huì)科學(xué)等。多種學(xué)科的摻雜使得自動(dòng)化的應(yīng)用及其廣泛,不僅應(yīng)用在控制飛機(jī)、汽車(chē)等交通工具上。更能夠在制造生產(chǎn)工具的時(shí)候用自動(dòng)化的機(jī)器取代人手進(jìn)行工廠作業(yè)。隨著時(shí)代的進(jìn)步,自動(dòng)控制理論出現(xiàn)了許多問(wèn)題,很多涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)科的問(wèn)題解決起來(lái)非常艱難,在21世紀(jì),自動(dòng)化逐漸被劃分到了計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)的研究范疇里。
自動(dòng)化技術(shù)能夠按照輸入的指令進(jìn)行自動(dòng)作業(yè),節(jié)省了資源,提高了工作效率。在國(guó)際上,自動(dòng)化程度的強(qiáng)弱已經(jīng)成為評(píng)判一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要指標(biāo)。
7 就業(yè)方向
電氣工程可涉及強(qiáng)電和弱電兩方面,強(qiáng)電大多數(shù)是大型的電廠,以及制造大型機(jī)器的工廠。相較于強(qiáng)電,弱電覆蓋面廣,幾乎涵蓋了市面上所有的家用電器,所以比強(qiáng)電的就業(yè)面相對(duì)寬一些。但是無(wú)論強(qiáng)電還是弱電行業(yè),都需要扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)能力,這就要求學(xué)生在專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中的努力。
1)認(rèn)真學(xué)習(xí)課本知識(shí),不能只注重實(shí)踐而輕視理論,一定要打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ),在縝密的理論基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)舉一反三,才能更好的進(jìn)行實(shí)踐;
2)除了本學(xué)科的知識(shí)外,也要多去涉足其他專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。比如電子工程和弱電的很多專(zhuān)業(yè)相接近,就可以在本專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)結(jié)束之后學(xué)習(xí)一些電子方面的技術(shù)技巧,擴(kuò)展知識(shí)面,多角度全方位的提高自己的能力。除了電子工程,機(jī)械也是和電氣工程息息相關(guān)的一門(mén)學(xué)科,在實(shí)際應(yīng)用中很多產(chǎn)品的研發(fā)都離不開(kāi)機(jī)械知識(shí),多學(xué)習(xí)機(jī)械方面的知識(shí)有益于以后工作的發(fā)展,促進(jìn)科研成果的取得,達(dá)到事半功倍的效果;
3)不能拘泥于理論知識(shí)的束縛,而是應(yīng)該自己動(dòng)手去進(jìn)行實(shí)踐。學(xué)生可以幾個(gè)人組成一個(gè)小組,組成小型的實(shí)驗(yàn)室,每隔一段時(shí)間組織到一起去二手電子市場(chǎng)選購(gòu)一些經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的電子物品,通過(guò)對(duì)電子物品的拆卸和組裝來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究。這種團(tuán)體實(shí)驗(yàn)室的研究方式不僅節(jié)省了實(shí)驗(yàn)成本,更能夠加強(qiáng)同學(xué)間不同思想的溝通,全面的提高了學(xué)習(xí)效率和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng);
4)多多關(guān)注業(yè)界資訊,隨時(shí)更新電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài),把握時(shí)代的脈搏。
8 結(jié)論
電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生只有在對(duì)專(zhuān)業(yè)內(nèi)容有了一定的理解,才能更加明確未來(lái)的發(fā)展道路,端正態(tài)度,認(rèn)真的學(xué)習(xí)與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的理論知識(shí),從而更好地在實(shí)踐工作中取得成果。在電氣工程及其自動(dòng)化的學(xué)習(xí)中,應(yīng)該追根溯源,打好扎實(shí)的基礎(chǔ),理論和實(shí)踐相結(jié)合,清醒的認(rèn)識(shí)專(zhuān)業(yè)以及專(zhuān)業(yè)的發(fā)展前景,制定好發(fā)展計(jì)劃,勇于創(chuàng)新,迎接挑戰(zhàn),成為一名合格的科研工作者。
參考文獻(xiàn)
[1]王錫凡.電氣工程基礎(chǔ).2版.西安交通大學(xué)出版社,2009.
關(guān)鍵詞:電氣自動(dòng)化;工程控制;發(fā)展趨勢(shì);建議
一、電氣自動(dòng)化工程的發(fā)展現(xiàn)狀
OPC(OLE for Process Control)技術(shù)的出現(xiàn),IEC61131 的頒布以及 Microsoft 的 Windows 平臺(tái)的廣泛應(yīng)用,使得電氣技術(shù)蓬勃發(fā)展,科學(xué)技術(shù)在各個(gè)工程領(lǐng)域所占的比重越來(lái)越大,許多行業(yè)實(shí)行的智能化、自動(dòng)化技術(shù)都離不開(kāi)電氣化的配合設(shè)置。我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展之后,已經(jīng)獲得了不錯(cuò)的成績(jī)。與國(guó)際水平相比我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)水平還是不夠高的,伴隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模地不斷擴(kuò)大,電氣自動(dòng)化市場(chǎng)中出現(xiàn)了大量的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,加劇了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。隨著微電子和微處理器技術(shù)應(yīng)用的增加,原本定義明確的設(shè)備界線,如 PLC、控制設(shè)備和控制系統(tǒng)變的模糊了,企業(yè)要充分發(fā)揮自身的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì),才能在一些行業(yè)中占有重要的位置。
(一)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)集成信息化與標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言規(guī)范。
電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)中信息技術(shù)的運(yùn)用主要體現(xiàn)在:一是指管理層面上縱深方向的延伸。一是指信息技術(shù)會(huì)在電氣自動(dòng)化設(shè)施、系統(tǒng)與機(jī)器中進(jìn)行橫向的拓展。電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言規(guī)范是Windows NT和IE。在電氣自動(dòng)化工程的發(fā)展領(lǐng)域,發(fā)展的主要流向已經(jīng)衍變成為人機(jī)的界面。同時(shí)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)使用的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)語(yǔ)言使其更加容易進(jìn)行維護(hù)處理。
(二)電氣自動(dòng)化工程分布式以及集中監(jiān)控的方式進(jìn)行的控制系統(tǒng)
因?yàn)榧锌刂品绞降南到y(tǒng)控制是把所有的功能全部放入一個(gè)處理器中,所以處理速度是很慢的,導(dǎo)致了機(jī)器整個(gè)運(yùn)行速度的減慢。要把所有的電子自動(dòng)化設(shè)備放入監(jiān)控之中,就造成了監(jiān)控對(duì)象的數(shù)量過(guò)于龐大,也導(dǎo)致了主機(jī)空間的不斷下降,同時(shí)增加了大量的電纜數(shù)量,使得投資的整體費(fèi)用提高了,電纜進(jìn)行較長(zhǎng)距離的傳輸也會(huì)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生影響。集中進(jìn)行監(jiān)控的聯(lián)鎖與隔離刀閘中的閉鎖使用的都是硬接線,使設(shè)備沒(méi)有辦法進(jìn)行繼續(xù)操作。加上這一接線,進(jìn)行反復(fù)接線時(shí)會(huì)很繁雜,查線工作就會(huì)更加困難,這樣加大了維護(hù)工作的難度,也會(huì)因此而產(chǎn)生錯(cuò)誤的操作,使整個(gè)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)無(wú)法積極進(jìn)行操作。
二、電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
(一)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展
我國(guó)制定出了電氣自動(dòng)化工程長(zhǎng)期發(fā)展的計(jì)劃,在逐漸開(kāi)放的環(huán)境中,不斷的提升電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的創(chuàng)新能力,創(chuàng)新集成能力以及引入、消化、重新吸收的創(chuàng)造能力。電氣自動(dòng)化工程企業(yè)應(yīng)該盡量打開(kāi)科技創(chuàng)新的市場(chǎng)局面,積極轉(zhuǎn)換經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)模式,逐漸提升創(chuàng)新實(shí)踐能力。
(二)電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)平臺(tái)的統(tǒng)一化、和程序接口的標(biāo)準(zhǔn)化
將電氣自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)行統(tǒng)一化管理,把開(kāi)發(fā)系統(tǒng)徹底從運(yùn)行系統(tǒng)中獨(dú)立出來(lái)。實(shí)行網(wǎng)絡(luò)的體系計(jì)劃時(shí),不管是使用現(xiàn)場(chǎng)總線還是通訊系統(tǒng)網(wǎng),需要保障控制元件級(jí)到辦公室的環(huán)境之間自動(dòng)化的整體通訊。程序的標(biāo)準(zhǔn)化接口確保了廠家之間進(jìn)行的軟硬件交換數(shù)據(jù),真正將通訊產(chǎn)生的困難解決了。
(三)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)逐步市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)化
在有了創(chuàng)新技術(shù),以及統(tǒng)一的體系、標(biāo)準(zhǔn)化接口的同時(shí),市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)化更是產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的目標(biāo),這樣才能夠有效提升配置資源的工作效率。
(四)電氣自動(dòng)化工程及產(chǎn)品的生產(chǎn)安全化
電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)正在朝著安全防范技術(shù)的集成系統(tǒng)方向發(fā)展。重點(diǎn)加強(qiáng)了安全與非安全系統(tǒng)控制的一體化集成。分析我國(guó)的市場(chǎng)特性,逐步的進(jìn)行市場(chǎng)擴(kuò)展。把電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的安全與防范設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的研究。
(五)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)操作人員專(zhuān)業(yè)化
電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)在安裝和設(shè)計(jì)時(shí),通常容易忽視對(duì)設(shè)備控制人員的職業(yè)培訓(xùn)。安裝新的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí),設(shè)備操控人員需要對(duì)這些技術(shù)熟悉掌握。企業(yè)組織員工訓(xùn)練的期間內(nèi),要重點(diǎn)培訓(xùn)員工的技術(shù)操作,讓設(shè)備操控員工準(zhǔn)確掌握系統(tǒng)的硬件配備知識(shí)以及實(shí)際操作的技術(shù)要點(diǎn)和保養(yǎng)維修知識(shí)。
三、加強(qiáng)電氣化自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)建設(shè)的建議
(一)電氣自動(dòng)化與地球數(shù)字化互相結(jié)合的設(shè)想
電氣自動(dòng)化工程與信息技術(shù)很好的結(jié)合,典型的方法就是地球數(shù)字化技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)中包含了自動(dòng)化的創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn),可以把大量的、高分辨的、動(dòng)態(tài)表現(xiàn)的、多維空間的和地球相關(guān)的數(shù)據(jù)信息整體成為坐標(biāo),最終成為一個(gè)電氣自動(dòng)化數(shù)字地球。
(二)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的創(chuàng)新使用,可以節(jié)省大量的電氣自動(dòng)化成本
電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中更加突顯其目的性,為企業(yè)最底層的設(shè)施之間提供了通信渠道,有效的將設(shè)施的頂層信息與生產(chǎn)的信息結(jié)合在一起。這與DCS進(jìn)行比較,可以節(jié)約安裝資金、節(jié)省材料、可靠性能比較高,同時(shí)節(jié)約了大部分的控制電纜,最終實(shí)現(xiàn)節(jié)約了成本目的。
(三)加強(qiáng)電氣自動(dòng)化企業(yè)與相關(guān)專(zhuān)業(yè)院校之間的合作
首先、建立多種功能匯集在一起的學(xué)習(xí)形式的生產(chǎn)試驗(yàn)培訓(xùn)基地;其次,按照企業(yè)的職業(yè)能力需求,制定出學(xué)校與企業(yè)共同研究培養(yǎng)人才的教學(xué)方案,以及相關(guān)的理論知識(shí)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。
(四)改革電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)體系。
第一,在教學(xué)專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)的協(xié)調(diào)組織下,對(duì)市場(chǎng)需求中的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的崗位群體進(jìn)行科學(xué)研究,總結(jié)這些崗位群體需要具有的理論知識(shí)和技術(shù)能力。學(xué)校通過(guò)這些調(diào)查研究,培養(yǎng)更多的專(zhuān)業(yè)化的人才,使得市場(chǎng)需求與人才培養(yǎng)統(tǒng)籌起來(lái)。第二,將教授、學(xué)習(xí)、實(shí)踐這三方面有機(jī)的結(jié)合在一起,把真實(shí)的生產(chǎn)任務(wù)當(dāng)作對(duì)象,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的能力,對(duì)課程學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化處理,在實(shí)訓(xùn)企業(yè)中進(jìn)行。讓學(xué)生充分的了解到,在學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)書(shū)本技術(shù)知識(shí)的同時(shí),將其更好的付諸于實(shí)踐中。
電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)要不斷的創(chuàng)新,將電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一化管理,采用標(biāo)準(zhǔn)化接口,還要不斷進(jìn)行電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)化分析,保證安全的進(jìn)行電氣自動(dòng)化工程生產(chǎn),在此基礎(chǔ)上,還要注重加強(qiáng)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備操控人員的培訓(xùn)。電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)應(yīng)該從學(xué)生時(shí)代開(kāi)始,要加強(qiáng)校企之間的合作,使員工在校期間就能夠形成良好的職業(yè)技能,只有這樣才能為電氣自動(dòng)化工程所用,才能利用所學(xué)的知識(shí)更好的促進(jìn)電氣自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展壯大,為社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)添磚加瓦。
在全球經(jīng)濟(jì)一體化趨勢(shì)下,電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是分布式、開(kāi)放化和信息化。在開(kāi)創(chuàng)“電氣自動(dòng)化”新局面的時(shí)候,要牢牢地把握從“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)變。在保持產(chǎn)品價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí),中國(guó)企業(yè)需要尋找一條更為健康的發(fā)展道路“電氣自動(dòng)化”企業(yè)要不斷吸收高新技術(shù)的營(yíng)養(yǎng),才能為實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)在開(kāi)創(chuàng)“電氣自動(dòng)化”新局面的方向上增添動(dòng)力。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵字:電氣工程;自動(dòng)化;技術(shù)
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
中圖分類(lèi)號(hào):F407.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
一、電氣工程及其自動(dòng)化概述
電氣工程及其自動(dòng)化是以電磁感應(yīng)定律、基爾霍夫電路定律等電工理論為基礎(chǔ),研究電能的產(chǎn)生、傳輸、使用及其過(guò)程中涉及的技術(shù)和科學(xué)問(wèn)題。電氣工程及其自動(dòng)化涉及電力電子技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù),電機(jī)電器技術(shù)信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù),機(jī)電一體化技術(shù)等諸多領(lǐng)域,是一門(mén)綜合性較強(qiáng)的行業(yè),其主要特點(diǎn)是強(qiáng)弱電結(jié)合,機(jī)電結(jié)合,軟硬件結(jié)合。
二、電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展史
1.全空型電力電子開(kāi)關(guān)。晶閘管雖然是第一代電子電力器件,但仍沿用至今。隨后全控制式器件相繼出現(xiàn)在交流變頻技術(shù)之后,這是電力電子器件的第二代器件;復(fù)合型電力電子器件IGBT和MGT這一類(lèi)可以稱(chēng)為第三代器件。最后,第四代電力電子器件是功率集成電路,PIC。
2.低頻發(fā)展為高頻電路。電力電子器件的發(fā)展,導(dǎo)致變換器電路換代,但是用于普通晶閘管時(shí),直流變換器主要是整流相互控制,交流變頻傳動(dòng)則是交流—直流—交流變頻器。當(dāng)PWM變換器發(fā)展到第二代電力電子器件時(shí),采用也相應(yīng)增多。在其發(fā)展過(guò)程中,PWM存在很多缺陷,所以有了低頻向高頻發(fā)展的電路。
3.投入使用的通用變頻器。在經(jīng)歷了第一代功能型U/F控制類(lèi)型、高功能型第二代U/F型和高動(dòng)態(tài)性能的變頻器之后,通用變頻器正式投入使用 。
三、目前建筑中的電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用
1.樓宇自動(dòng)化
樓宇自動(dòng)化控制采用計(jì)算機(jī)集散控制,所謂計(jì)算機(jī)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數(shù)字控制器,運(yùn)用上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行主機(jī)屏幕的管理和監(jiān)控。主要手段是曲線、動(dòng)畫(huà)、、數(shù)據(jù)庫(kù)、文本、腳本以及各種專(zhuān)用控件等。樓宇自動(dòng)化包括: 供水和排水監(jiān)控系統(tǒng)、通風(fēng)與空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)、照明監(jiān)控系統(tǒng)、電梯運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、電力供應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)、綜合保安系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)。
樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要目的是將建筑內(nèi)各項(xiàng)機(jī)電設(shè)備的信息進(jìn)行分析、分類(lèi)、處理、判斷,從而采取最佳優(yōu)化控制手段,對(duì)各項(xiàng)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行集中管理和監(jiān)控,使各子系統(tǒng)設(shè)備始終處于有序、連貫和高效的狀態(tài)下運(yùn)行,創(chuàng)造一個(gè)高效、舒適、安全的工作環(huán)境中, 減少了各系統(tǒng)造價(jià),盡量節(jié)省能源和日常管理費(fèi),以確保該系統(tǒng)全面投入使用,從而提高了現(xiàn)代化的智能樓宇管理和服務(wù)的高層次,投資者還可以得到更好回報(bào)。
2.電氣安全
隨著人類(lèi)對(duì)電力能源的重視與應(yīng)用,電力設(shè)備和電力設(shè)施與人們的生活、工作已經(jīng)密不可分,電力甚至成為現(xiàn)代各行各業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。但不可否認(rèn),由于多種原因,電力能源方便人們生活、工作的同時(shí),電氣設(shè)備產(chǎn)生的問(wèn)題對(duì)人們的生活與工作帶來(lái)不少煩惱與損失,有時(shí)甚至是災(zāi)難的表現(xiàn)。因此,電氣安全已經(jīng)成為各國(guó)電氣維護(hù)與操作人員消除安全隱患、保障職工健康、防止傷亡事故以及保障各項(xiàng)任務(wù)圓滿完成,同時(shí)也是電氣工作者首要面臨并努力解決的重要問(wèn)題。
2.1電氣絕緣
保持配電線路和電氣設(shè)備的絕緣,是確保人身安全和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行的最基本要素。電氣絕緣性能是否良好,可通過(guò)測(cè)量絕緣電阻、抗壓強(qiáng)度、漏電流和介質(zhì)損耗等參數(shù)衡量。
2.2安全距離
電氣安全距離是人體、物體等而無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的安全可靠的距離。地面與帶電體之間、帶電體與帶電體之間、身體與帶電體之間、帶電體與其他設(shè)備和設(shè)施之間,均應(yīng)保持一定距離。通常,配電線路和變、配電裝置附近工作的變化,應(yīng)考慮線路的安全距離,變、配電裝置的安全距離,并保持安全距離和操作安全距離。
電氣安全距離,是指人體、物體等接近帶電體而不發(fā)生危險(xiǎn)的安全可靠距離。2.3安全載流量
導(dǎo)體的安全載流量是指允許繼續(xù)通過(guò)導(dǎo)體內(nèi)部的電流量。持續(xù)的電流通過(guò)導(dǎo)體,導(dǎo)體加熱,如果超過(guò)安全的載流量,將超過(guò)允許值,導(dǎo)致絕緣損壞,甚至導(dǎo)致泄漏和火災(zāi)。因此,按照導(dǎo)體安全載流量確定導(dǎo)體截面和選擇設(shè)備是非常重要的。
3.建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)
樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是一套央監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)各種建筑物內(nèi)的空調(diào)設(shè)備、冷熱源設(shè)備、防火、防盜設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控,以確保建筑物內(nèi)環(huán)境舒適,充分考慮節(jié)能和環(huán)保條件的地位和建設(shè)中的各種設(shè)備的利用率的條件下,以達(dá)到最佳的目的。
四、完善建筑中電氣工程的及其自動(dòng)化技術(shù)
給予自動(dòng)化技術(shù)的巨大作用,目前其在電氣工程中的運(yùn)用發(fā)展很快,目前,我們可以從以下一些方面入手完善。
1.建立自動(dòng)化的系統(tǒng)架構(gòu)
建筑中電氣工程的及其自動(dòng)化技術(shù)需要具備哪些功能?處理哪些問(wèn)題?建立哪些管理層次?這些都是電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)首先需要解決的問(wèn)題,在自動(dòng)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),我們可以設(shè)置相應(yīng)的管理模塊,根據(jù)每個(gè)模塊中的實(shí)際需要,設(shè)置相應(yīng)的功能,然后根據(jù)這個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)去指導(dǎo)和規(guī)范后續(xù)制度建設(shè)以及相關(guān)人員的設(shè)置。常見(jiàn)的模塊應(yīng)包括數(shù)據(jù)管理、電氣工程管理、電力設(shè)施養(yǎng)護(hù)、運(yùn)行監(jiān)控、人員管理、外部環(huán)境以及幫助等(圖1)。
(圖1)
2.自動(dòng)化設(shè)備的合理選用
自動(dòng)化設(shè)備是電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ),自動(dòng)化設(shè)備的合理選用將對(duì)整個(gè)自動(dòng)化技術(shù)的科學(xué)性和效率產(chǎn)生重大影響。在一般情況下,電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)中設(shè)備將分為三個(gè)類(lèi)別的作業(yè)基礎(chǔ)上,通過(guò)作業(yè)類(lèi)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)、換閘、變壓、穩(wěn)壓等一系列的電氣工程操作,尤其是在潮濕、積水等較為危險(xiǎn)的外部環(huán)境出現(xiàn)時(shí),自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和精確的動(dòng)作,從而大大降低了傳統(tǒng)的手工操作的風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)營(yíng)設(shè)備包括電磁開(kāi)關(guān)、自動(dòng)化和變壓器設(shè)備;第二類(lèi)傳輸設(shè)備、監(jiān)測(cè)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備,包括電子信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng),信息收集傳遞裝置收集的信息可以運(yùn)行整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控,監(jiān)測(cè)信息反饋到控制中心,以數(shù)字和圖形的形式在控制中心顯示該系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài);第三類(lèi)是加工設(shè)備的控制,包括控制終端和處理器控制中心可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)上的加工設(shè)備,目前,自動(dòng)化設(shè)備正朝著智能化、無(wú)人化和高效化的軌道快速前進(jìn)。
3.環(huán)境監(jiān)控
電氣工程設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境,是環(huán)境監(jiān)測(cè)非常重要的方面,包括電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境和監(jiān)管環(huán)境的電氣工程自動(dòng)化技術(shù)監(jiān)測(cè)。電氣系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境是密切相關(guān)的操作關(guān)系,并對(duì)溫度、濕度、電壓、功率因數(shù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,通過(guò)設(shè)立警戒線值,判斷外部環(huán)境是否滿足業(yè)務(wù)需求,當(dāng)外部鏈接變化,這些數(shù)據(jù)將反映到控制中心,控制中心及時(shí)向相應(yīng)指令。而環(huán)境管理主要指管理人員,建立自動(dòng)顯示和自動(dòng)報(bào)警和門(mén)禁系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),有必要在這方面通過(guò)UPS系統(tǒng)。所有的管理數(shù)據(jù)都可以通過(guò)Web網(wǎng)絡(luò)可以共享(圖2)。
(圖2)
五、結(jié)語(yǔ)
在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天,重視電氣工程以及自動(dòng)化技術(shù)研究是非常必要的。自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中系統(tǒng)化和規(guī)?;倪\(yùn)用是一項(xiàng)復(fù)雜且龐雜的系統(tǒng)工程,雖然目前在實(shí)踐中存在不少的問(wèn)題和不足,但只要我們積極探索和學(xué)習(xí),相信自動(dòng)化技術(shù)和電氣工程一定可以實(shí)現(xiàn)更完美的結(jié)合。
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關(guān)鍵詞:電氣工程技術(shù);電氣學(xué)科;發(fā)展史
中圖分類(lèi)號(hào):F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、電氣工程技術(shù)的發(fā)展史
電氣工程(Electrical Engineering)是現(xiàn)代科技領(lǐng)域核心學(xué)科之一,傳統(tǒng)的電氣工程定義為用于創(chuàng)造產(chǎn)生電氣與電子系統(tǒng)的有關(guān)學(xué)科的總和。21世紀(jì)的電氣工程概念已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這一范疇,如今電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關(guān)的工程行為。電氣工程的發(fā)展程度直接體現(xiàn)了國(guó)家的科技進(jìn)步水平,因此,電氣工程的教育和科研在發(fā)達(dá)國(guó)家大學(xué)中始終占據(jù)重要地位。
1.電磁學(xué)理論的建立及通訊技術(shù)的發(fā)展
大自然中的雷電使人類(lèi)對(duì)電有了最早、最樸素的認(rèn)識(shí),天然磁石吸鐵是人類(lèi)對(duì)磁現(xiàn)象的最早觀察,然而,人類(lèi)對(duì)電磁現(xiàn)象的研究始于16世紀(jì)的英國(guó),1663年德國(guó)科學(xué)家蓋利克發(fā)明了摩擦起電的儀器,1729年英國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)電荷可以通過(guò)金屬傳導(dǎo)等等,這是人類(lèi)對(duì)電的早期實(shí)驗(yàn),之后又出現(xiàn)了一系列具有里程碑意義的發(fā)現(xiàn)與發(fā)明。
(1)庫(kù)侖定律。1785年法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵鐾ㄟ^(guò)扭秤測(cè)量靜電力和磁力總結(jié)出:兩個(gè)電荷之間的作用力與它們間距離的平方成反比,與它們所帶電荷量的乘積成正比,這就是著名的庫(kù)侖定律。這一發(fā)現(xiàn)的歷史意義在于它標(biāo)志著人類(lèi)對(duì)電磁現(xiàn)象的研究從定性階段進(jìn)入了定量階段。
(2)“伏打電池”。1799年意大利物理學(xué)家伏特經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)把任何潮濕物體放到兩個(gè)不同金屬之間都會(huì)產(chǎn)生電流,一年后伏特發(fā)明了世界上第一個(gè)電池,自此人類(lèi)對(duì)電的研究由靜電擴(kuò)大到了動(dòng)電,開(kāi)辟了電學(xué)研究的新領(lǐng)域。
(3)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)和安培右手定則。1820年奧斯特偶然發(fā)現(xiàn)通電鉑絲周?chē)男〈裴槹l(fā)生輕微晃動(dòng),之后他經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一發(fā)現(xiàn)。其后安培進(jìn)行了更深入的研究,提出了右手定則,發(fā)現(xiàn)了電流方向與磁針轉(zhuǎn)動(dòng)方向之間的關(guān)系。安培還通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)通電導(dǎo)體和兩個(gè)通電線圈之間相互作用的規(guī)律,從而奠定了電動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)。
(4)法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)。英國(guó)科學(xué)家法拉第是第一個(gè)成功完成磁生電實(shí)驗(yàn)的人,并歸納出產(chǎn)生感應(yīng)電流的五種情況:一是變化著的電流;二是變化著的磁場(chǎng);三是運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定電流;四是運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng);五是在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電線。法拉第把這一現(xiàn)象叫做“電磁感應(yīng)”。電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使生產(chǎn)電成為可能,至今,發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器都是運(yùn)用電磁感應(yīng)原理工作的。
(5)麥克斯韋建立電磁場(chǎng)理論。英國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家麥克斯韋總結(jié)了前人的一系列成果,用數(shù)學(xué)方程式表示電磁場(chǎng),建立了完整的電磁理論體系,揭示了光、電、磁本質(zhì)上的統(tǒng)一,并預(yù)言了電磁波的存在。1873年他出版的電磁場(chǎng)理論經(jīng)典著作《電磁學(xué)通論》是里程碑式的自然科學(xué)理論巨著。
任何科學(xué)發(fā)明與發(fā)現(xiàn)都是許許多多的科學(xué)家不懈努力的成果,德國(guó)物理學(xué)家歐姆、高斯、赫茲,美國(guó)物理學(xué)家亨利,俄國(guó)物理學(xué)家楞次等等都為電磁理論的形成作出過(guò)貢獻(xiàn),本文不在一一類(lèi)舉。
電磁理論的建立為無(wú)線電通信揭示的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),19世紀(jì)通信技術(shù)取得了突破性成果,先后發(fā)明了有線電報(bào)、有線電話和無(wú)線通信。
2.電工技術(shù)的初期發(fā)展
人類(lèi)社會(huì)發(fā)展歷程中經(jīng)歷了三次工業(yè)革命,對(duì)人類(lèi)的進(jìn)步起到了巨大的作用。第一次工業(yè)革命從18世紀(jì)中葉到19世紀(jì)中葉,以瓦特發(fā)明的蒸汽機(jī)為標(biāo)志,以機(jī)械化為特征,中心在英國(guó);第二次工業(yè)革命從19世紀(jì)后半期到20世紀(jì)中葉,以工業(yè)生產(chǎn)電氣化為主要標(biāo)志,其成果是電力、鋼鐵、化工“三大技術(shù)”與汽車(chē)、飛機(jī)和無(wú)線電通信“三大文明”,其中心在美國(guó)和德國(guó);第三次工業(yè)革命從20世紀(jì)中葉到21世紀(jì)初,以社會(huì)生產(chǎn)、生活信息化為特點(diǎn),又叫新技術(shù)革命。第二次工業(yè)革命就是從電工技術(shù)初創(chuàng)和應(yīng)用開(kāi)始的。
(1)直流發(fā)電機(jī)的誕生。1831年英國(guó)企業(yè)家研制出了史上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)――蒸汽動(dòng)力永磁發(fā)電機(jī);1832年法國(guó)科學(xué)家匹克斯發(fā)明了世界上第一臺(tái)直流發(fā)動(dòng)機(jī);1866年西門(mén)子發(fā)明了自激式勵(lì)磁直流發(fā)電機(jī);1870年格拉姆發(fā)明了實(shí)用自激直流發(fā)電機(jī),結(jié)構(gòu)可靠,電流穩(wěn)定,輸出功率大,被各國(guó)廣泛采用作為照明燈電源。
(2)遠(yuǎn)距離輸電和電力工業(yè)技術(shù)體系的初步建立。1875年法國(guó)巴黎火車(chē)站建成世界上最早的一座火力發(fā)電廠。愛(ài)迪生不僅發(fā)明了燈泡,他還在1882年建立了美國(guó)第一家直流發(fā)電廠,裝有6臺(tái)直流發(fā)電機(jī),通過(guò)電纜輸送照明用電,不過(guò)當(dāng)時(shí)的最大輸送距離只有1.6km。之后愛(ài)迪生還建立了一座水電站,形成了電力工業(yè)體系的雛形。
(3)交流發(fā)電機(jī)電荷電動(dòng)機(jī)的誕生。1876~1878年俄國(guó)人亞布洛切科夫成功試驗(yàn)了單相交流輸電技術(shù)。1885年,英國(guó)工程師菲爾安基設(shè)計(jì)的第一座交流單相發(fā)電站建成。同年,美國(guó)人威斯汀豪率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)完成了交流發(fā)電、供電系統(tǒng),并創(chuàng)建了交流配電網(wǎng)。1883年,美籍電氣工程師特斯拉發(fā)明了世界上第一臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī),5年后他又發(fā)明了兩相異步電動(dòng)機(jī)和交流電傳輸系統(tǒng)。1888年,俄國(guó)工程師德布羅夫斯基和德?tīng)柗l(fā)明了三相交流制。1891年,德國(guó)安裝了世界上第一臺(tái)三相交流發(fā)電機(jī),并建成了第一條三相交流輸電線路。自此,三相異步電動(dòng)機(jī)得到了廣泛應(yīng)用,電能逐步取代了蒸汽成為動(dòng)力源,電力工業(yè)得到了迅速發(fā)展。
3.電工理論的建立
(1)電路理論的建立。關(guān)于電路的早期研究有:1778年伏特提出了電容的概念,給出了導(dǎo)體上儲(chǔ)存電荷的計(jì)算方法Q=CU;1826年歐姆發(fā)表了歐姆定律;1831年法拉第提出了電磁感應(yīng)定律;1832年亨利提出了磁通量計(jì)算公式。
1845年德國(guó)物理學(xué)家基爾霍夫提出了關(guān)于任意電路中電流、電壓關(guān)系的基本定律:電流定律(任意時(shí)刻電路中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)的各條支路電流的代數(shù)和為零);電壓定律(任何時(shí)刻電路中任意一個(gè)閉合回路的各元件電壓的代數(shù)和為零)。這兩個(gè)定律發(fā)展了歐姆定律,奠定了電路系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)。
1853年英國(guó)物理學(xué)家湯姆遜推導(dǎo)出了電路震蕩方程,并得出了萊頓瓶發(fā)電過(guò)程中電流在反復(fù)震蕩且不斷衰減的結(jié)論,并計(jì)算出震蕩頻率與R、L、C參數(shù)之間的關(guān)系,奠定了動(dòng)態(tài)電路分析的基礎(chǔ)。1855年,湯姆遜還建立了長(zhǎng)距離電纜的等效電路模型。
1893年美籍電氣學(xué)家施泰因梅茨提出了計(jì)算交流電路的方法――“相量法”,其實(shí)用、易懂,至今在分析正弦交流電路時(shí)依然沿用此法。
其間,赫爾姆霍茲提出的等效發(fā)電機(jī)原理、基爾霍夫建立的長(zhǎng)距離架空線路參數(shù)電路模型、亥維賽德找出的求解電路暫態(tài)過(guò)程運(yùn)算法、傅立葉用數(shù)學(xué)方法建立的熱傳導(dǎo)定律等等都對(duì)電工理論的豐富和完善起到了重要作用。
(2)電網(wǎng)絡(luò)理論的建立。通信技術(shù)的興起推動(dòng)了電網(wǎng)絡(luò)理論的發(fā)展。1924年,福斯特給出了電感和電容二端網(wǎng)絡(luò)的電抗定理,建立了由給定頻率特性設(shè)計(jì)電路的電網(wǎng)絡(luò)理論。
1945年美國(guó)科學(xué)家伯德總結(jié)出了分析線性電路和控制系統(tǒng)的頻域分析方法。1953年梅森創(chuàng)建了采用信號(hào)流圖分析復(fù)雜回饋系統(tǒng)的方法,并被廣泛應(yīng)用。20世界50年代美國(guó)科學(xué)家達(dá)默制成了第一批集成電路,從此電路理論中增加了對(duì)含源器件的電路分析和綜合。20世紀(jì)70年代在L.O.Chua等科學(xué)家的努力下,器件建模理論逐漸日趨完善。20世紀(jì)中期計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使電網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)輔助分析和設(shè)計(jì)成為電路理論研究中的基本手段。
4.新技術(shù)革命對(duì)電氣工程技術(shù)的推動(dòng)
20世紀(jì)中葉開(kāi)始的第三次技術(shù)革命又稱(chēng)為新技術(shù)革命,以核能、宇航和電子計(jì)算機(jī)這三大技術(shù)為主要標(biāo)志。這個(gè)時(shí)期的主要理論是信息論、系統(tǒng)論和控制論,這三大理論的創(chuàng)立為通信工程技術(shù)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的研究提供了全新的科學(xué)方法。
(1)計(jì)算機(jī)的升級(jí)換代對(duì)電氣工程技術(shù)的推動(dòng)。自19世紀(jì)第一臺(tái)計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái),經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,計(jì)算機(jī)給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)了翻天覆地的變化,人類(lèi)社會(huì)從此走進(jìn)了信息時(shí)代。1952年出世的第一代計(jì)算機(jī)使用的是真空電子管,不僅體積巨大,而且耗電量驚人。1959年~1963年生產(chǎn)的第二代計(jì)算機(jī)用晶體管替代了真空電子管,大大提高了運(yùn)算速度,減少了耗電量,減小了體積,運(yùn)用在了軍事和科研領(lǐng)域。1964年~1970年生產(chǎn)的第三代計(jì)算機(jī)用集成電路替代了晶體管,不僅極大地提高了運(yùn)算速度而且降低了成本,計(jì)算機(jī)開(kāi)始進(jìn)入到了普及階段。1971年至今生產(chǎn)的第四代計(jì)算機(jī)使用了超大規(guī)模集成電路,實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化,計(jì)算機(jī)普及到了個(gè)人。計(jì)算機(jī)的升級(jí)換代推動(dòng)了控制技術(shù)的發(fā)展,形成了計(jì)算機(jī)管理生產(chǎn)系統(tǒng),提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
(2)電子信息技術(shù)的發(fā)展。電子信息技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和電信技術(shù)相結(jié)合而形成的技術(shù)手段。20世紀(jì)通信技術(shù)得到了迅猛發(fā)展,人類(lèi)社會(huì)生活也由此發(fā)生了巨大變革,人類(lèi)從此進(jìn)入信息時(shí)代。
1920年人們發(fā)現(xiàn)電離層對(duì)無(wú)線電短波有反射作用。1935年人們發(fā)現(xiàn)了雷達(dá)并廣泛應(yīng)用于軍事和民用通信領(lǐng)域。1964年美國(guó)發(fā)射了第一顆地球同步靜止軌道通信衛(wèi)星,突破了大氣層對(duì)無(wú)線電波的屏蔽,實(shí)現(xiàn)了宇宙范圍的無(wú)線電通信。20世紀(jì)70年代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立使人們開(kāi)始通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲取信息。20世紀(jì)80年代以后尋呼機(jī)和移動(dòng)電話逐步得到廣泛使用,現(xiàn)今信息服務(wù)業(yè)已成為世界上發(fā)展最快的新興行業(yè)之一。
電氣工程技術(shù)發(fā)展史再次印證了這樣兩個(gè)真理:一是任何理論的創(chuàng)立和技術(shù)的進(jìn)步都要靠眾多科學(xué)家甚至一代代人的不懈努力而實(shí)現(xiàn),特別是在學(xué)科相互融合交叉的今天。二是科學(xué)技術(shù)的每一次重大突破都會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展和人類(lèi)社會(huì)的巨大進(jìn)步,科技是第一生產(chǎn)力,創(chuàng)新是社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)力。
五、電氣學(xué)科的形成與發(fā)展
按我國(guó)高等教育學(xué)科劃分,電氣信息學(xué)科類(lèi)屬工學(xué)門(mén)類(lèi)(門(mén)類(lèi)編號(hào)08),其下設(shè)五個(gè)一級(jí)學(xué)科:電氣工程(一級(jí)學(xué)科編號(hào)0808)、電子科學(xué)與技術(shù)(0809)、信息與通信工程(0810)、控制科學(xué)與工程(0811)和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)(0812)。這五個(gè)學(xué)科有著相同的學(xué)科基礎(chǔ),都是研究電磁現(xiàn)象及其應(yīng)用的基礎(chǔ)學(xué)科與技術(shù)工程的綜合,電能的突出優(yōu)點(diǎn)在于:它既是易于傳輸?shù)墓I(yè)動(dòng)力,又是非??煽康男畔⑤d體。電子科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)都是從電類(lèi)專(zhuān)業(yè)派生出來(lái)的弱電學(xué)科,在19世紀(jì)末電工科學(xué)技術(shù)已形成了電力與電信兩大分支。
我國(guó)電氣工程一級(jí)學(xué)科下設(shè)五個(gè)二級(jí)學(xué)科:電機(jī)與電器(二級(jí)學(xué)科編號(hào)080801)、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化(080802)、高電壓與絕緣技術(shù)(080803)、電力電子與電力傳動(dòng)(080804)、電工理論與新技術(shù)(080805),電氣工程包含的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論有電路原理、模擬電子、數(shù)字電子、微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理、自動(dòng)控制原理、電磁理論、MATLAB仿真等。專(zhuān)業(yè)理論有電力系統(tǒng)及其暫態(tài)分析、電力電子、電機(jī)學(xué)、高電壓與絕緣、電力拖動(dòng)、輸配電、工廠企業(yè)供電、電力市場(chǎng)等。
19世紀(jì)末歐美大學(xué)先后設(shè)立了電氣工程(Electrical Engineering)專(zhuān)業(yè),100多年來(lái),其名稱(chēng)雖然沒(méi)變,但內(nèi)涵已隨著科技的飛速發(fā)展有了非常大的變化。過(guò)去歐美的電氣工程專(zhuān)業(yè)是以電力工程為主,現(xiàn)在電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)已成為該專(zhuān)業(yè)的核心,美國(guó)一些著名高校甚至已不開(kāi)設(shè)電力工程研究方向。有些大學(xué)把計(jì)算機(jī)技術(shù)從電氣工程系分離了出去,單獨(dú)成立了計(jì)算機(jī)科學(xué)系。
我國(guó)的電氣工程始于1908年上海南洋公學(xué)的電機(jī)電工學(xué)科,就是上海交大的前身,距今也有100多年的歷史了。1917年該校的電機(jī)專(zhuān)科設(shè)立了電訊門(mén),即我國(guó)最早的無(wú)線電專(zhuān)業(yè),如今的電子信息及計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)群都是由此發(fā)展演化而來(lái)的。1932年,清華大學(xué)設(shè)置了電機(jī)系。建國(guó)后,我國(guó)建立了一大批以工科為主的多科性大學(xué),其中大多設(shè)立了電機(jī)工程系。1977年以后,大部分高校的“電機(jī)工程系”陸續(xù)更名為“電氣工程系”,近幾年來(lái),部分高校又把“電氣工程系”發(fā)展成為“電氣工程學(xué)院”。我國(guó)的電氣工程雖然與國(guó)外名稱(chēng)相同,但內(nèi)涵有很大區(qū)別,我國(guó)大學(xué)一般都是強(qiáng)弱電分開(kāi),即電氣類(lèi)與電信類(lèi)分設(shè)在不同的學(xué)院。
100多年以來(lái),電氣工程學(xué)科已發(fā)展成為覆蓋多門(mén)類(lèi)交叉學(xué)科、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊的完善的學(xué)科,形成了強(qiáng)弱電結(jié)合、軟硬件結(jié)合、機(jī)電結(jié)合的學(xué)科特點(diǎn)。
六.國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家電氣工程學(xué)科的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢(shì):
(1)在學(xué)科中融入大量信息技術(shù)知識(shí)。在全球信息化的當(dāng)今,信息技術(shù)以指數(shù)速度進(jìn)步,它曾對(duì)電氣工程學(xué)科的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用,還將為電氣工程領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新提供工具與技術(shù)支持,對(duì)電氣學(xué)科的發(fā)展產(chǎn)生了決定性作用。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的著名大學(xué)(如耶魯大學(xué)、麻省理工學(xué)院等)大都把電氣工程、通信工程、計(jì)算機(jī)工程放在同一學(xué)院,以利于在電氣工程學(xué)科中融入大量的信息技術(shù)知識(shí)。
(2)與其他學(xué)科不斷交叉融合,拓展了研究領(lǐng)域,大量的研究都是在跨學(xué)科領(lǐng)域開(kāi)展的。
(3)與企業(yè)聯(lián)系密切,科技成果轉(zhuǎn)換能力強(qiáng),引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)更新。
七.電氣技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
與電氣工程學(xué)科相關(guān)的產(chǎn)業(yè)主要有電力工業(yè)、電氣裝備制造業(yè)以及幾乎所有使用電力的行業(yè),電氣技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也主要集中在這些行業(yè)。
1.可再生能源技術(shù)
1995年全球可再生能源僅占一次能源的18%,預(yù)測(cè)到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世紀(jì),光伏技術(shù)、風(fēng)電技術(shù)、生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)等得到了快速發(fā)展。下面著重介紹人類(lèi)的未來(lái)能源――氫能。科學(xué)家們一直致力于研究把氫能作為人類(lèi)未來(lái)的能源,氫能有其他能源無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì):
(1)清潔。其反應(yīng)后的生成物為水和氮化氫,對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染。
(2)儲(chǔ)量豐富。地球上的海水所含的氫用來(lái)發(fā)電就夠人類(lèi)用數(shù)億年。
(3)熱值高。單位重量的發(fā)熱量叫熱值,氫的熱值是汽油的3倍,煤炭的4倍?,F(xiàn)在世界上很多國(guó)家正在斥巨資研究這一能源,但目前還處在實(shí)驗(yàn)室階段,距工業(yè)應(yīng)用還有一段距離。
2.輸電信技術(shù)
超導(dǎo)技術(shù)在電氣工程中的廣泛應(yīng)用已成為發(fā)展趨勢(shì)。
(1)超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)。將電能轉(zhuǎn)換為電磁能,利用超導(dǎo)線圈儲(chǔ)存起來(lái)。超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)是除電池儲(chǔ)能系統(tǒng)之外的又一儲(chǔ)能系統(tǒng),其使用將提高電網(wǎng)的安全性。
(2)超導(dǎo)故障限流器。利用超導(dǎo)體超導(dǎo)與正常狀態(tài)的轉(zhuǎn)變特性,快速限制電力系統(tǒng)故障短路電流,保障電網(wǎng)安全。
(3)超導(dǎo)大容量電纜??纱蟠蠼档洼旊娺^(guò)程中的電耗,提高能源效率。
摘要本文從基礎(chǔ)理論課、專(zhuān)業(yè)理論課和實(shí)踐實(shí)訓(xùn)課三個(gè)方面論述了如何使大學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中少走彎路,闡述了大學(xué)生學(xué)習(xí)的主要場(chǎng)所是課堂,主要途徑是課堂聽(tīng)講, 集中注意是聽(tīng)好課堂講授的心理保證,預(yù)習(xí)有助注意的集中,可提高學(xué)習(xí)興趣。實(shí)踐實(shí)訓(xùn),是真正學(xué)到知識(shí)和培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新能力的學(xué)習(xí)方法。
關(guān)鍵詞課堂 大學(xué)生 知識(shí) 實(shí)踐創(chuàng)新 學(xué)習(xí)方法
1 基礎(chǔ)理論課特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法
大學(xué)期間,強(qiáng)調(diào)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”,特別強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)課和實(shí)踐課的重要性?;A(chǔ)理論課的學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)了理解,鼓勵(lì)創(chuàng)新思維的構(gòu)建,特別要注意深入理解概念。如果說(shuō)大學(xué)是一個(gè)進(jìn)步的平臺(tái),那么這個(gè)平臺(tái)的建立之本就在于基礎(chǔ)課。
1.1 概念是理論的核心
概念是理論的核心,對(duì)概念的理解程度反映對(duì)該理論的深入程度,所以必須重點(diǎn)花工夫?qū)Ω拍钸M(jìn)行深入的理解。如高等數(shù)學(xué)中的極限、連續(xù)、可導(dǎo)之間的關(guān)系。大學(xué)理論學(xué)習(xí)和中學(xué)理論學(xué)習(xí)的最大不同之處,最難掌握的地方,就是概念需要重點(diǎn)進(jìn)行探索研究。
1.2 勤于思考,多提問(wèn)題
我們?cè)趯W(xué)習(xí)中往往會(huì)遇到“看都‘懂’,用無(wú)門(mén)”的現(xiàn)象,咎其原因便是學(xué)習(xí)未深入。如果學(xué)過(guò)以后沒(méi)有問(wèn)題可提,說(shuō)明我們還沒(méi)有學(xué)懂。會(huì)學(xué)的學(xué)生,每次學(xué)過(guò)后都會(huì)提出問(wèn)題,有一些問(wèn)題經(jīng)過(guò)自己的深入思考得到解決,有些問(wèn)題則是經(jīng)過(guò)和其他同學(xué)一起探討、研究或請(qǐng)教老師解決的(鼓勵(lì)自問(wèn)自答和互相討論)。要使學(xué)習(xí)深入,主要的方法是勤于思考,發(fā)掘問(wèn)題,通過(guò)“認(rèn)真思考——提出問(wèn)題(懷疑)——解決問(wèn)題(肯定)——提高認(rèn)識(shí)”的途徑,解決一個(gè)個(gè)實(shí)際問(wèn)題,才能逐步加深對(duì)理論的理解。
1.3 思路的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練
思路的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練是一個(gè)艱難和長(zhǎng)期的過(guò)程,可以配合看些科學(xué)發(fā)展史、哲學(xué)史,經(jīng)常請(qǐng)教老師,借鑒成功和失敗的教訓(xùn),“失敗是成功之母”,這是一個(gè)客觀認(rèn)識(shí)的過(guò)程,是一種創(chuàng)新思維的構(gòu)建過(guò)程。
任何理論的建立,規(guī)律的發(fā)現(xiàn),都有思路可以借鑒,并進(jìn)行思路訓(xùn)練,經(jīng)過(guò)舉一反三,學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用,提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例如:加強(qiáng)思路訓(xùn)練的直接法、篩選法、特殊值法、驗(yàn)證法、圖象法、試探法等。學(xué)則變,變則通,從而達(dá)到解決實(shí)際問(wèn)題的目的。
1.4 理論的系統(tǒng)理解——總結(jié)的重要性
華羅庚把讀書(shū)過(guò)程歸結(jié)為“由厚到薄” 、“由薄到厚”兩個(gè)階段。當(dāng)我們對(duì)書(shū)的內(nèi)容真正有了透徹的了解,抓住了全書(shū)的要點(diǎn),掌握了全書(shū)的精神實(shí)質(zhì)后,讀書(shū)就由厚變薄了,愈是懂得透徹,就愈有薄的感覺(jué)。如果在讀書(shū)過(guò)程中,我們對(duì)各章節(jié)又作深入的探討,在每頁(yè)上加添注解,補(bǔ)充參考資料,那么,書(shū)又會(huì)愈讀愈厚。因此,讀書(shū)就是由厚到薄,又由薄到厚的雙向過(guò)程。也就是說(shuō),在讀書(shū)過(guò)程中總結(jié)就顯得至關(guān)重要。如何總結(jié):
(1)養(yǎng)成總結(jié)習(xí)慣。每次復(fù)習(xí)后都應(yīng)歸納一下,每學(xué)一章都應(yīng)有小結(jié),學(xué)期最后總復(fù)習(xí)時(shí)要有總結(jié);(2)總結(jié)應(yīng)簡(jiǎn)明扼要,盡量采用列表等形象的方式表達(dá),便于看清事物間的聯(lián)系;(3)要有重點(diǎn)與難點(diǎn),從而突出事物間的聯(lián)系;(4)特別要總結(jié)理論的總體思路;(5)最好養(yǎng)成讀書(shū)記筆記的習(xí)慣;(6)把每次考試當(dāng)作是一次課程總結(jié)和檢驗(yàn)自己學(xué)習(xí)效果的極好機(jī)會(huì)。
1.5 通過(guò)實(shí)踐,進(jìn)一步深化認(rèn)識(shí),提高能力
求知的根本目的是提高理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。所以,應(yīng)從思想上認(rèn)識(shí)實(shí)踐在認(rèn)識(shí)和提高解決實(shí)際問(wèn)題能力中的重要地位。故應(yīng)將課堂教學(xué)內(nèi)容和實(shí)際相結(jié)合,注重第一課堂(特別是專(zhuān)業(yè)課)和第二課堂緊密結(jié)合,與實(shí)驗(yàn)結(jié)合,與科研結(jié)合。實(shí)踐不能與理論割裂,注意動(dòng)手與動(dòng)腦的有機(jī)結(jié)合。
配合課堂教學(xué)做適量的習(xí)題。注意做習(xí)題應(yīng)有復(fù)習(xí)——做題——復(fù)習(xí)的過(guò)程,通過(guò)做題,鍛煉能力,發(fā)現(xiàn)未懂之處,可深化對(duì)課程內(nèi)容的理解。做題切不可取中學(xué)的題海戰(zhàn)術(shù),解題鼓勵(lì)采用不同的思路和方法,以便活躍思維,發(fā)掘創(chuàng)新思路。
學(xué)好基礎(chǔ)課不但是學(xué)習(xí)后續(xù)課程所必需,也是今后考研之必要,更為成就主體形人才打好基礎(chǔ)。
2 專(zhuān)業(yè)理論課的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法
2.1 課堂教學(xué)是獲得知識(shí)的主要途徑之一
專(zhuān)業(yè)理論課包括專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課兩類(lèi),專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課是必學(xué)的,專(zhuān)業(yè)課則要根據(jù)每個(gè)人的不同目標(biāo)有所側(cè)重和有所選擇。大學(xué)課程和中學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法有很大的區(qū)別(因?yàn)閷W(xué)習(xí)的要求和目的不同),有利于根據(jù)大學(xué)理論課特點(diǎn)學(xué)好本課程,故應(yīng)做好以下幾方面:
(1)首先大致了解一下全局有利于聽(tīng)課時(shí)對(duì)課文的理解,所以,課前最好能先預(yù)習(xí)5~10分鐘,大致了解一下下堂課將要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容預(yù)先有一個(gè)總體印象,做到心中有數(shù)。
(2)上課用心聽(tīng)講,必須使自己的思路緊緊跟上老師的講解思路,特別對(duì)有些著重理解的基礎(chǔ)課,如高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等等,絕不可有一點(diǎn)點(diǎn)走神,一步跟不上,步步跟不上,將會(huì)造成今后復(fù)習(xí)的很大困難(特別對(duì)新生來(lái)說(shuō)),所以課堂紀(jì)律十分重要(不可遲到,遲到會(huì)打斷大家的思路)。
(3)上課必須學(xué)會(huì)記好筆記,這點(diǎn)特別重要。這是和中學(xué)有很大的不同處。筆記要記提綱、重點(diǎn)和講課新穎的地方。
(4)課后必須認(rèn)真復(fù)習(xí),并結(jié)合著做題,兩者相互促進(jìn),不可偏廢。要著重于理解(特別是概念)和探索問(wèn)題。
在中學(xué)里,習(xí)慣于題海戰(zhàn)術(shù),但對(duì)課的內(nèi)容不求甚解,在大學(xué)里絕對(duì)要不得,要重點(diǎn)予以糾正。當(dāng)然,光看書(shū)不做題也是學(xué)不好的,俗話說(shuō)“光看不練假把式”。
(5)學(xué)完每章內(nèi)容要有小結(jié),學(xué)完整個(gè)課程要有總結(jié)。
由于大學(xué)的學(xué)習(xí)和中學(xué)的學(xué)習(xí)有本質(zhì)的不同,需要在建立信心的基礎(chǔ)上,通過(guò)自己的艱苦努力,摸索大學(xué)的學(xué)習(xí)規(guī)律,總結(jié)科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,小結(jié)每次的失敗和成功,總結(jié)每學(xué)期的學(xué)習(xí)和生活,最終必然會(huì)很快適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)生活,取得學(xué)習(xí)的成功。
2.2 掌握學(xué)習(xí)方法是獲取知識(shí)的捷徑
(1)重視基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí),掌握系統(tǒng)學(xué)習(xí)的方法;(2)抓緊時(shí)間多實(shí)踐,極早發(fā)現(xiàn)自己的興趣并培養(yǎng)個(gè)人特長(zhǎng),以提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、自覺(jué)性及較強(qiáng)的實(shí)踐能力;(3)以創(chuàng)新精神對(duì)待自己的學(xué)習(xí),不斷提高自己獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的能力。
3 實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)課特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法
由于中國(guó)大學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)不同,中學(xué)注重學(xué)習(xí)知識(shí),而大學(xué)是培養(yǎng)社會(huì)需要人才的地方,需要我們有創(chuàng)新精神和解決實(shí)際問(wèn)題能力。所以,實(shí)踐方面的學(xué)習(xí)越來(lái)越受到重視,作為學(xué)生首先要從思想上重視實(shí)踐學(xué)習(xí)的重要性,特別是“電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)”本身就是偏重于技術(shù),所以更應(yīng)重視實(shí)踐學(xué)習(xí)。
3.1 重視實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)
實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)是實(shí)踐學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),實(shí)驗(yàn)教學(xué)中最基本、最重要的課程的是《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》、《電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》等。《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課是一門(mén)獨(dú)立的課程,著重在實(shí)驗(yàn)技能、基本觀念和科學(xué)素質(zhì)、能力的培養(yǎng),強(qiáng)調(diào)學(xué)生獨(dú)立性和創(chuàng)造性的發(fā)揮,強(qiáng)調(diào)對(duì)客觀現(xiàn)象的觀察和誤差、結(jié)果的分析。它不但是一切實(shí)驗(yàn)課的基礎(chǔ),而且能使學(xué)生在科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度以及創(chuàng)新能力等方面能夠得到最基本、最充分的訓(xùn)練。《電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課是專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。
3.1.1 對(duì)實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的基本要求分為:
四個(gè)充分:充分認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)課對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要作用;充分發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動(dòng)性;充分地運(yùn)用學(xué)到的理論知識(shí)來(lái)分析和解決實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題,提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力,克服動(dòng)手時(shí)不動(dòng)腦子的偏向;充分發(fā)揚(yáng)探索精神,即使是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),也要多進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)探索,提高自己的創(chuàng)新(包括設(shè)計(jì))能力。
兩要掌握:掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法,學(xué)會(huì)基本儀器的規(guī)范操作,樹(shù)立誤差觀念,努力減小在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的測(cè)量誤差;掌握觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)方法。樹(shù)立定量觀念,培養(yǎng)綜合定量分析、科學(xué)推理,做出正確結(jié)論的能力。
一種態(tài)度:培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
3.1.2 為做好實(shí)驗(yàn),要做到:
(1)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí),明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù),了解實(shí)驗(yàn)原理,理清實(shí)驗(yàn)操作的整體思路,做到實(shí)驗(yàn)前心中有數(shù),以避免在實(shí)驗(yàn)中完全被動(dòng)地按實(shí)驗(yàn)講義中的操作步驟照搬照抄。(2)熟悉實(shí)驗(yàn)儀器的主要性能、參數(shù),儀器的調(diào)整必須思路清楚,操作規(guī)范、嚴(yán)格,對(duì)于一些有可能會(huì)嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要注意事項(xiàng)必須做到心中有數(shù)。(3)重視原始數(shù)據(jù)的記錄,要有對(duì)自己的測(cè)量數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性極端負(fù)責(zé)的態(tài)度。(4)嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)則,維護(hù)實(shí)驗(yàn)室整潔,愛(ài)護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器。(5)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告字體要端正,文字要簡(jiǎn)練,數(shù)據(jù)要齊全,圖表要規(guī)范,計(jì)算要正確,分析要充分、具體、定量。
3.2 實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)和技術(shù)水平
為提高實(shí)際動(dòng)手能力,以適應(yīng)今后實(shí)際工作和拓寬畢業(yè)后就業(yè)面的一系列技術(shù)考證的要求,應(yīng)特別重視大學(xué)階段的技術(shù)培訓(xùn)的學(xué)習(xí)。尤其是受大多數(shù)學(xué)生的青睞,說(shuō)明大學(xué)生已開(kāi)始重視實(shí)用技術(shù)了。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,大學(xué)生的學(xué)習(xí)生活因人而異,但也有一般規(guī)律和通常做法。應(yīng)當(dāng)根據(jù)自身?xiàng)l件,盡快更新學(xué)習(xí)習(xí)慣和觀念,努力探索適應(yīng)大學(xué)生活的學(xué)習(xí)特點(diǎn)及方法,著重創(chuàng)新意識(shí)和素質(zhì)能力的培養(yǎng),成為社會(huì)的有用之才、國(guó)家的棟梁之才。
參考文獻(xiàn)
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