自動(dòng)化與電氣自動(dòng)化的區(qū)別

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自動(dòng)化與電氣自動(dòng)化的區(qū)別范文第1篇

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；電氣系統(tǒng)；自動(dòng)化技術(shù)；應(yīng)用

發(fā)電廠中應(yīng)用電氣系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)具有非常大的意義，不僅提高了我國(guó)發(fā)電廠的盈利效益，也促進(jìn)了我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)之后，大大減少了安全事故的出現(xiàn)，提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性，但是盡管如此，相關(guān)技術(shù)人員還是應(yīng)用做好日常的各項(xiàng)設(shè)備的維護(hù)工作。

1電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)

電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)包含了監(jiān)控、檢測(cè)、保護(hù)、通信等功能設(shè)備，其系統(tǒng)目的是對(duì)所有電廠電氣設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)、保護(hù)、管控制及信息管理。在國(guó)內(nèi)，一些較為落后的傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)由于自身限制無(wú)法使用集散控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化運(yùn)行，只能通過(guò)連接一些自動(dòng)化水平比較低的專業(yè)硬件及相關(guān)的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行一對(duì)一的監(jiān)控，無(wú)法同時(shí)監(jiān)控多個(gè)電氣設(shè)備。

1.1電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成

電廠電子動(dòng)化系統(tǒng)基本分為三個(gè)層面，即間隔層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、站控層。間隔層內(nèi)的設(shè)備間隔布置，以此來(lái)改變信號(hào)、控制、測(cè)量等設(shè)備之間的電纜的放置位置，將廠電保護(hù)、測(cè)試與控制裝置由主控室轉(zhuǎn)移到開(kāi)關(guān)層，減少了設(shè)備之間的直接聯(lián)系，僅依靠現(xiàn)場(chǎng)總線與網(wǎng)絡(luò)，就可讓設(shè)備之間的通訊得以實(shí)現(xiàn)，有效增強(qiáng)了設(shè)備相互之間的獨(dú)立性，精減了二次接線的數(shù)量，節(jié)省了電廠的成本開(kāi)支，也避免了讓員工在安裝過(guò)程中的多次調(diào)試，減輕了員工的工作量。網(wǎng)絡(luò)通訊層的設(shè)備包含通訊管理裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)中繼器等，主要作用是讓各個(gè)設(shè)備或子系統(tǒng)之間能有效進(jìn)行交流與信息傳遞。站控層包含操作員、工程師、服務(wù)器、UPS等設(shè)備，通過(guò)分布式與開(kāi)放式結(jié)合的方式，對(duì)電廠的設(shè)備進(jìn)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(dòng)化與熱工DCS控制系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)

電氣系統(tǒng)與熱工自動(dòng)化相比，在運(yùn)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(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集處理、通信功能，是先進(jìn)程控技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的重要保證，具有獨(dú)立性、協(xié)調(diào)性、友好性、靈活性等特點(diǎn)。而在電氣控制中，電氣設(shè)備的控制對(duì)象要少于熱工設(shè)備，操作的頻率較低。在電氣設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，需要立即進(jìn)行處理，在中央信號(hào)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(guò)明確的指示時(shí)才能采取措施。電氣設(shè)備保護(hù)自動(dòng)裝置對(duì)于可靠性有著極高的要求，并且要求動(dòng)作快捷、靈敏。電氣量相比于熱工量，沒(méi)有特別要求常規(guī)控制需要的模件類別以及性能，當(dāng)電氣控制系統(tǒng)要求具備非常高的可靠性，需要獨(dú)立的電氣控制器，便于實(shí)際工作的順利開(kāi)展。在電廠電氣自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程中，熱工DCS控制系統(tǒng)有助于進(jìn)一步提升電廠的自動(dòng)化水平，便于電廠電氣自動(dòng)化的運(yùn)行管理，將熱工DCS控制系統(tǒng)納入到電氣自動(dòng)化控制中，可有效提升電廠的運(yùn)行效益。

2發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

2.1自動(dòng)監(jiān)控模式

目前我國(guó)的發(fā)電廠監(jiān)控基本上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，而自動(dòng)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(cè)控單元、開(kāi)關(guān)柜等設(shè)計(jì)在一起；第二種是集中模式，該模式主要是將應(yīng)用的是直接連接的方式。分層分布模式中的網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)設(shè)置光纖活動(dòng)電纜，帶也負(fù)責(zé)對(duì)通信管理機(jī)展開(kāi)設(shè)置，這一過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)層會(huì)依照發(fā)電廠應(yīng)用的總線技術(shù)水平，來(lái)進(jìn)行集中與規(guī)約轉(zhuǎn)換，將所有的設(shè)置采集起來(lái)，同時(shí)傳達(dá)命令。而分層分布模式中的站基層主要負(fù)責(zé)處理間隔層，用來(lái)交換所需要的各種信息。集中模式應(yīng)用的是直接連接的方法，進(jìn)行強(qiáng)弱信號(hào)的轉(zhuǎn)換，通常都是強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為弱電信號(hào)，同時(shí)考慮當(dāng)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)效果，最終將各個(gè)模擬量信號(hào)都輸入到和模件柜中，此外，開(kāi)關(guān)量信號(hào)也是如此。模件柜端口與分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行有效的連接，利用系統(tǒng)組態(tài)，來(lái)完成長(zhǎng)點(diǎn)電器設(shè)備控制。集中模式方便集中采集主屏信息，同時(shí)利于管理人員操作，不過(guò)也有可能存在著速度不穩(wěn)的問(wèn)題，降低可靠性，因此這方面有待提高。

2.2自動(dòng)化監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)

發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)就是自動(dòng)化監(jiān)控，而這涉及到三個(gè)方面的技術(shù)，第一方面是檢測(cè)保護(hù)單元，該單元主要位于間隔層終端，技術(shù)人員可以在現(xiàn)場(chǎng)就將保護(hù)單元融入到中一次設(shè)備單位之中，由于保護(hù)單元的主要作用的提高用電系統(tǒng)的安全性，使得電廠機(jī)組運(yùn)行更加的安全可靠，所以保護(hù)單元必須配備合理專門(mén)的保護(hù)裝置。該保護(hù)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(luò)，這是最為關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)，其直接關(guān)系到自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用效果是否達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，為此技術(shù)人員需要重點(diǎn)研究該項(xiàng)技術(shù)。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(shè)備監(jiān)控的需要，也能夠滿足管理需求。發(fā)電廠通常會(huì)依據(jù)機(jī)組容量、管理需求來(lái)選擇設(shè)備，有單機(jī)系統(tǒng)、雙機(jī)系統(tǒng)，也有多機(jī)系統(tǒng)，發(fā)電廠按照自身需求來(lái)選擇即可。

3電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中需要解決的問(wèn)題

第一，電源設(shè)置。正常情況下，發(fā)電廠所應(yīng)用的電源設(shè)置并不相同，比如監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用的是交流與直流電源，而自動(dòng)化與監(jiān)控系統(tǒng)則應(yīng)該應(yīng)用雙電源以及無(wú)擾電源；第二，自動(dòng)化的監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)關(guān)通常選擇接口控制方式，因此開(kāi)關(guān)接口與交換信號(hào)必須有效對(duì)應(yīng)。盡管此種方式使得線路連接更加的直觀化，產(chǎn)生問(wèn)題之后能夠更加快速的處理，但是卻存在著接線過(guò)多的問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)功能調(diào)整十分不利，一旦某一個(gè)功能出現(xiàn)問(wèn)題，可能整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題；第三，自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)是關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題，尤其是在監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)過(guò)程中，必須應(yīng)用監(jiān)控加以支持；第四，發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，通常是利用事件與事故記錄的方式的方式，但是因?yàn)槭艿剿俣扰c電機(jī)內(nèi)存的影響，記錄下來(lái)的事件或者是事故波形并不能滿足分析需求，只能夠重復(fù)收集信號(hào)，而要重復(fù)收集，信號(hào)也不夠完整，這對(duì)電纜布置將會(huì)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(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是發(fā)展的必然選擇，如若不然，將直接被市場(chǎng)淘汰，隨著電氣系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的更加深入，我國(guó)發(fā)電廠的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力將會(huì)更高。

作者:郭鑫 單位:黑龍江龍煤鶴崗礦業(yè)有限責(zé)任公司立達(dá)矸石熱電廠

參考文獻(xiàn)

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自動(dòng)化與電氣自動(dòng)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(guān)鍵詞： 電力；DCS；熱工；自動(dòng)化；智能化；應(yīng)用；發(fā)展

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

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）19-0045-02

1 概述

在現(xiàn)在國(guó)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(yīng)國(guó)家能源戰(zhàn)略的調(diào)整。現(xiàn)有的電力生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)顯得跟不上步伐，因此需要改造鍋爐的運(yùn)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(chǔ)上發(fā)展、演變而來(lái)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(shí)現(xiàn)方法上卻完全不同。其中，在工業(yè)企業(yè)中，應(yīng)用效益最直接、最明顯的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是工業(yè)控制系統(tǒng)，特別是對(duì)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(chǎng)總線控制系統(tǒng)所取代。但在，直到今日，DCS讓然具有相當(dāng)?shù)纳Α?/p>

2 DCS的應(yīng)用與發(fā)展

從80年代末期開(kāi)始，DCS逐漸在中國(guó)石油和中國(guó)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(xiàng)目中也逐漸得到肯定。我國(guó)從第一次引進(jìn)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(guó)內(nèi)流程工業(yè)控制系統(tǒng)的主流控制平臺(tái)。

當(dāng)然，目前國(guó)內(nèi)DCS系統(tǒng)市場(chǎng)基本被國(guó)外企業(yè)如ABB、霍尼韋爾、艾默生、橫河、西門(mén)子等占據(jù)，而中控、和利時(shí)、新華等幾個(gè)DCS廠商，是少數(shù)幾個(gè)挑戰(zhàn)成功的中國(guó)企業(yè)。

火力發(fā)電中的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，是發(fā)電廠電氣自動(dòng)化領(lǐng)域近幾年來(lái)新型的熱點(diǎn)與焦點(diǎn)，主要的側(cè)重點(diǎn)就是對(duì)火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)控，也是實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電廠內(nèi)部用電中低壓電氣系統(tǒng)的保護(hù)和控制，能夠更好地進(jìn)行分析。目前，電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在火力發(fā)電系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，在很大程度上也提高了發(fā)電廠的自動(dòng)化運(yùn)行水平，增強(qiáng)了電氣控制的安全性和可靠性。

3 對(duì)火力發(fā)電創(chuàng)新自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性的技術(shù)研究

從目前的情況來(lái)看，火力發(fā)電廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足集散控制系統(tǒng)通過(guò)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)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(dòng)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(shí)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(wèn)題，以此提高電氣后臺(tái)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用水平，豐富當(dāng)初階段的基本運(yùn)行監(jiān)視功能。實(shí)質(zhì)性地提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的控制邏輯、控制水平以及自動(dòng)化水平和運(yùn)行管理水平。

通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建對(duì)于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的成功運(yùn)營(yíng)有著非常重要的作用。而火力發(fā)電廠應(yīng)該創(chuàng)新電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，選擇能夠?qū)崿F(xiàn)從辦公自動(dòng)化環(huán)境到控制機(jī)以及元件級(jí)的整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)通訊產(chǎn)品，確保電廠控制設(shè)備、管理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)信息傳輸暢通無(wú)阻，保證全集成自動(dòng)化。

火電廠的熱工自動(dòng)化系統(tǒng)工作環(huán)境存在大量復(fù)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(yùn)行異常的案例增多，引起了人們對(duì)接地問(wèn)題的重視。

為了減少因接地異常對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行造成的影響，有專家就對(duì)熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的接地問(wèn)題進(jìn)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(shù)措施的初步意見(jiàn)，然后組織召開(kāi)了電廠熱工系統(tǒng)接地與干擾問(wèn)題專題研討會(huì)，通過(guò)事件案例和處理方法的交流、疑難問(wèn)題的分析，深入探討了一些提出的反措建議，并準(zhǔn)備帶著一些尚未解決的問(wèn)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(shù)措施的研究。

4 DCS發(fā)展趨勢(shì)

DCS仍是當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用及選型的主流，發(fā)展至今已相當(dāng)成熟和實(shí)用，不會(huì)隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的出現(xiàn)而立即退出控制的舞臺(tái)。而現(xiàn)場(chǎng)儀表標(biāo)準(zhǔn)之戰(zhàn)結(jié)束后，就會(huì)進(jìn)入工程實(shí)踐階段，形成多種總線并存的局面。FF基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)主動(dòng)融入DCS系統(tǒng)中，已經(jīng)得到工程實(shí)踐的考驗(yàn)，并形成共識(shí)。目前國(guó)內(nèi)外已有在電廠采用現(xiàn)場(chǎng)總線的工程業(yè)績(jī)。①與信息技術(shù)（IT）融合。按照COTS（商業(yè)現(xiàn)貨技術(shù)Commercialoff-the-shelfTechnology）的原則，為了提高太網(wǎng)技術(shù)，就需要采用快速的廠級(jí)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行架構(gòu)。②系統(tǒng)功能安全技術(shù)已經(jīng)成為實(shí)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(jí)認(rèn)證體系也在逐漸形成。③EDDL設(shè)備所描述語(yǔ)言和系統(tǒng)集成技術(shù)在此基礎(chǔ)上都會(huì)形成基礎(chǔ)自動(dòng)化的不可分割的一部分，而且逐漸以擴(kuò)大資產(chǎn)管理的范圍進(jìn)行著。目前資產(chǎn)管理系統(tǒng)在世界上已應(yīng)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(gòu)架下逐步實(shí)施，并逐步實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)自動(dòng)化與企業(yè)信息管理的無(wú)縫集成。

5 結(jié)束語(yǔ)

提高熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性，從客觀上涉及到熱工測(cè)量、信號(hào)取樣等，在主體上涉及到熱工系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、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(dǎo)，和行業(yè)的熱工同仁們一起，提高熱工自動(dòng)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(xiàn)：

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自動(dòng)化與電氣自動(dòng)化的區(qū)別范文第3篇

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化；電氣工程；智能技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2013） 08-0000-01

一、人工智能技術(shù)與電氣工程自動(dòng)化之間的關(guān)系

作為一門(mén)新興的學(xué)科，人工智能主要是利用模擬智能的方法，進(jìn)行系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和研究其理論、技術(shù)、應(yīng)用等。人工智能作為計(jì)算機(jī)科學(xué)中的一個(gè)分支，主要是研究運(yùn)用智能的實(shí)質(zhì)，從而產(chǎn)生出來(lái)的一種新型的智能機(jī)器。它通過(guò)模擬人類智能的方式，對(duì)各種功能做出反應(yīng)，人工智能領(lǐng)域的主要研究對(duì)象是自然語(yǔ)言的處理、機(jī)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(yǔ)言學(xué)、控制論、信息論等等多個(gè)方面的一門(mén)學(xué)科，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛。人工智能領(lǐng)域所研究的主要目標(biāo)是通過(guò)程序控制機(jī)器去實(shí)現(xiàn)一些人類智能完成的非常復(fù)雜的工作。它是新興的計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要的分支，對(duì)智能的實(shí)質(zhì)做出了解釋，并且在這樣的基礎(chǔ)之上產(chǎn)生出能夠與人類智能相匹配的智能機(jī)器人。它是以圖像的識(shí)別、語(yǔ)言的識(shí)別、機(jī)器人、專家系統(tǒng)以及對(duì)自然語(yǔ)言的處理等為主要研究?jī)?nèi)容的系統(tǒng)。而電氣工程的主要研究?jī)?nèi)容是與電氣工程相關(guān)的自動(dòng)控制、信息處理、電子電氣技術(shù)、系統(tǒng)運(yùn)行、計(jì)算機(jī)與電子應(yīng)用、研制開(kāi)發(fā)等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷地發(fā)展與更新，計(jì)算機(jī)技術(shù)在我們生活各個(gè)方面越來(lái)越重要。計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的快速發(fā)展加快了自動(dòng)化運(yùn)輸、信息傳播的應(yīng)用。人類的大腦是最為精密的儀器，而計(jì)算機(jī)編程就是通過(guò)對(duì)人類大腦的模仿，進(jìn)行信息的交換、處理、分析、收集、回饋。所以對(duì)人類大腦技能的模仿能夠?qū)﹄姎夤こ套詣?dòng)化的發(fā)展起促進(jìn)作用。同時(shí)增強(qiáng)計(jì)算機(jī)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(dòng)化，使得人力只能的投入降低，不斷地提高機(jī)器的運(yùn)行效率。

二、人工智能控制器的優(yōu)點(diǎn)

在很多情況下，控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)方程是非常復(fù)雜的，要想對(duì)其精確地掌握非常困難，所以在控制對(duì)象模型的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常會(huì)出現(xiàn)很多的不確定因素，比如：參數(shù)變化、非線性時(shí)等等，這些信息通常情況下是沒(méi)有辦法掌握的。所以在設(shè)計(jì)人工智能控制器時(shí)，只需要根據(jù)響應(yīng)時(shí)間、下降時(shí)間的不同，不需要來(lái)控制對(duì)象的模型，然后通過(guò)自身的適當(dāng)調(diào)整就可以提高其性能。比如，在上升時(shí)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(shí)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(jī)械控制器，人工智能控制器即使在現(xiàn)場(chǎng)缺少控制專家的指導(dǎo)的情況下，它能夠通過(guò)相應(yīng)數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)，這樣就更加方便于調(diào)節(jié)；還可以根據(jù)相應(yīng)的信息、運(yùn)用語(yǔ)言等方式來(lái)設(shè)計(jì)。人工智能控制器具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性，在陌生數(shù)據(jù)被輸入時(shí)會(huì)產(chǎn)生很高的估計(jì)，從而忽略驅(qū)動(dòng)器對(duì)它的影響。在沒(méi)有使用人工智能控制器的情況下，某些控制對(duì)象也能夠產(chǎn)生較好的效果，但是，對(duì)于某些其他的控制對(duì)象來(lái)說(shuō)，并不能夠產(chǎn)生同樣的很好的效果，因此，在設(shè)計(jì)的過(guò)程時(shí)必須要實(shí)際情況區(qū)別對(duì)待。在模糊化和反模糊化的過(guò)程中，通過(guò)采用規(guī)則庫(kù)、隸屬函數(shù)、適應(yīng)模糊神經(jīng)控制器，就能夠達(dá)到精確地實(shí)時(shí)確定的目的。但是，只有使用系統(tǒng)技術(shù)才能夠獲得穩(wěn)定的解，實(shí)現(xiàn)精確確定，然后通過(guò)與簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)配置，就可以實(shí)現(xiàn)迅速地實(shí)現(xiàn)信息快速收集和自行調(diào)控。

三、人工智能技術(shù)電器工程自動(dòng)化中的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）人工智能技術(shù)在自動(dòng)工程自動(dòng)化應(yīng)用的現(xiàn)狀

在人工智能技術(shù)的不斷地發(fā)展進(jìn)程中，研究人員也積極地進(jìn)行將其應(yīng)用于電氣工程自動(dòng)化控制的研究，比如，怎么能夠利用人工智能系統(tǒng)來(lái)預(yù)測(cè)和診斷設(shè)備故障、設(shè)計(jì)電器產(chǎn)品的保護(hù)優(yōu)化與控制等等。在優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用中，電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)時(shí)需要能夠綜合地運(yùn)用電器電路、電磁場(chǎng)等知識(shí)，同時(shí)還需要具備豐富的經(jīng)驗(yàn)，這是一個(gè)非常繁瑣的工作。以往在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候，主要是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，通過(guò)人工的方式來(lái)設(shè)計(jì)很難在設(shè)計(jì)的過(guò)程中獲得最佳的設(shè)計(jì)方案。隨著計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在電器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中逐漸代替了人工設(shè)計(jì)，從而極大地縮短了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。特別是在引進(jìn)人工智能技術(shù)以后，進(jìn)一步促進(jìn)了CAD技術(shù)的發(fā)展，使設(shè)計(jì)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(dòng)化中的人工智能技術(shù)應(yīng)用

1.人工智能技術(shù)在電氣設(shè)計(jì)方面的應(yīng)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(shè)計(jì)上有非常重要的作用，是一種優(yōu)化的先進(jìn)算法，電氣產(chǎn)品的人工智能化設(shè)計(jì)中，遺傳算法的應(yīng)用很多。

2.一般來(lái)說(shuō)，電氣設(shè)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(guān)系，這種非線性、不確定性的特點(diǎn)可以通過(guò)人工智能的方式發(fā)揮故障診斷優(yōu)勢(shì)。在電氣設(shè)備的故障診斷中人工智能技術(shù)的應(yīng)用有：模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)等。例如，在電力系統(tǒng)之中，作為重要設(shè)備的變壓器的人工智能故障診斷應(yīng)用，得到了很多學(xué)者的關(guān)注。目前，變壓器的故障診斷的方法通常是通過(guò)分析變壓器油中分解出來(lái)的某些氣體，然后利用計(jì)算機(jī)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(shù)在電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)等方面也有了長(zhǎng)足的發(fā)展。

3.人工智能在直流傳動(dòng)中的應(yīng)用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在識(shí)別模式和處理信號(hào)方面得到了廣泛的應(yīng)用，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性函數(shù)估計(jì)的一致性特征，將其應(yīng)用于電氣傳動(dòng)控制領(lǐng)域得到了顯著效果，它的優(yōu)點(diǎn)就是無(wú)需被控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、具有良好的一致性和對(duì)噪音不敏感。此外，可以利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的并行結(jié)構(gòu)，運(yùn)用于多傳感器輸入處理，比如，在診斷系統(tǒng)、能夠有效增強(qiáng)條件監(jiān)控中的決策可靠性。近年來(lái)，傳感器數(shù)量在電氣傳動(dòng)中很少，但是在有些情況下，多個(gè)傳感器又可以降低系統(tǒng)對(duì)特殊傳感器缺陷的敏感性，不需要過(guò)高的精度和復(fù)雜的信號(hào)處理。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，人工智能指的是人類制造的具有自動(dòng)化特征的機(jī)器所表達(dá)出來(lái)的智能。智能理論的運(yùn)用，人工智能技術(shù)在自動(dòng)化方面的發(fā)展，促進(jìn)了電氣自動(dòng)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(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊志浩.淺談電氣安裝預(yù)算編制自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2009.

自動(dòng)化與電氣自動(dòng)化的區(qū)別范文第4篇

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；智能建筑；自動(dòng)化系統(tǒng)；系統(tǒng)管理

1.引言

具備一套依托于現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)是智能建筑最突出的特點(diǎn)。智能建筑設(shè)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(jìn)行有效控制及管理，在智能建筑中引入依托于現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)十分必要。所謂智能建筑自動(dòng)化控制系統(tǒng)就是依托于現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)、集散控制技術(shù)以及智能化調(diào)節(jié)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物相關(guān)設(shè)備的有效監(jiān)測(cè)，及時(shí)收集相關(guān)數(shù)據(jù)并加以分析，進(jìn)而做出設(shè)備控制決策。

2.智能建筑設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成

（1）照明系統(tǒng)。有效控制智能建筑照明系統(tǒng)可以達(dá)到節(jié)能目的，并且對(duì)照明的控制管理水平直接影響著建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)水平。智能建筑電耗費(fèi)量相當(dāng)大，利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，按照事先設(shè)定的程序自動(dòng)控制建筑門(mén)廳、走廊以及停車場(chǎng)等場(chǎng)所的照明的啟動(dòng)及停止，分組控制照明回路，在用電負(fù)荷過(guò)大的情況下自動(dòng)斷電，此外對(duì)于無(wú)人處還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)熄燈，因此，采取自動(dòng)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(duì)照明系統(tǒng)的自動(dòng)化控制方式主要有：利用計(jì)算機(jī)對(duì)啟停時(shí)間進(jìn)行設(shè)置、值班人員人為控制、門(mén)鎖或紅外線等探測(cè)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(duì)運(yùn)行能耗予以有效控制。空調(diào)機(jī)組向建筑物不同區(qū)域提供經(jīng)過(guò)處理的空氣主要是由計(jì)算機(jī)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(dòng)化控制系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)測(cè)并分析建筑物內(nèi)外空氣溫濕度以及送風(fēng)溫濕度與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)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(fù)荷變化為依據(jù)，對(duì)空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及閥門(mén)開(kāi)度等進(jìn)行自動(dòng)控制，進(jìn)而達(dá)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(dòng)控制兩方面。以建筑物布局以及火災(zāi)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(bào)警裝置，并借助總線將其與區(qū)域報(bào)警器相連，探測(cè)器輸出狀態(tài)按照相應(yīng)的位置在智能區(qū)域報(bào)警其中加以顯示，區(qū)域報(bào)警器在對(duì)所接收到的信號(hào)信息進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，祛除有誤信息。智能建筑區(qū)域報(bào)警器直接連接到消防控制中心，確保消防中心可以準(zhǔn)確掌握實(shí)時(shí)火災(zāi)報(bào)警信息，進(jìn)而及時(shí)作出應(yīng)對(duì)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(bào)警系統(tǒng)以及保安巡邏系統(tǒng)構(gòu)成的，各個(gè)子系統(tǒng)要及時(shí)向保安監(jiān)控控制中心上報(bào)各自狀態(tài)，借助計(jì)算機(jī)對(duì)上報(bào)信息進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的判斷。

3.智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)管理

智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)對(duì)建筑設(shè)備進(jìn)行有效管理，減輕相關(guān)工作人員的負(fù)擔(dān)，并促進(jìn)系統(tǒng)管理水平的進(jìn)一步提升。在現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)支持下，智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)、顯示、操作設(shè)備以及定時(shí)控制等功能。

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)功能。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)所監(jiān)測(cè)到的參數(shù)以及具體的操作進(jìn)行保存，以便進(jìn)行輸出及分析計(jì)算，這便是數(shù)據(jù)庫(kù)的主要作用。智能建筑自動(dòng)化控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的主要作用是對(duì)不同時(shí)間段相關(guān)參數(shù)的變化情況做出詳細(xì)記錄，時(shí)間處理方式也是數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)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(duì)于供電系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)而言，應(yīng)以分或秒為參數(shù)變化周期進(jìn)行記錄，并加以分析；而對(duì)于風(fēng)機(jī)狀態(tài)來(lái)說(shuō)，參數(shù)變化周期就沒(méi)必要那么精細(xì)，有時(shí)候在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)其狀態(tài)都不會(huì)發(fā)生變動(dòng)。數(shù)據(jù)庫(kù)性能因處理方式的不同而不同，在實(shí)踐中，要結(jié)合相應(yīng)的管理要求，確定數(shù)據(jù)庫(kù)工作方式、功能以及容量，為智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)預(yù)期效果的實(shí)現(xiàn)提供有力保障。

第一，暖通空調(diào)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。現(xiàn)階段，人們對(duì)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(gòu)建一個(gè)優(yōu)秀的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)顯得尤為重要。在對(duì)暖通空調(diào)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：對(duì)相關(guān)的自控元件進(jìn)行合理的配置，切實(shí)保證好相關(guān)測(cè)量參數(shù)的準(zhǔn)確性；對(duì)于前端的檢測(cè)元件數(shù)量也應(yīng)進(jìn)行合理的配置，以減少不必要的浪費(fèi)性投資；前端檢測(cè)元件的相關(guān)安裝位置也應(yīng)進(jìn)行正確的選擇，切實(shí)保證其測(cè)量參數(shù)的準(zhǔn)確性；控制器的選擇也是十分重要的，為了提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性以及增加控制策略的選擇性，應(yīng)合理的選用控制器；由于空調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)具有一定的特殊性，因此，在工程設(shè)計(jì)以及調(diào)試過(guò)程中應(yīng)正確的進(jìn)行軟件組態(tài)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的最優(yōu)化。

第二，照明子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。照明所產(chǎn)生的能耗是相當(dāng)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(shí)現(xiàn)樓宇自動(dòng)化過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)照明子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對(duì)整個(gè)樓宇內(nèi)的燈光依據(jù)實(shí)際情況以進(jìn)行統(tǒng)一的開(kāi)關(guān)控制；對(duì)于無(wú)人區(qū)內(nèi)的燈光應(yīng)通過(guò)移動(dòng)探測(cè)器所反饋的信號(hào)將其進(jìn)行關(guān)閉；室內(nèi)照明亮度應(yīng)結(jié)合自然光進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到最佳的照明水平；對(duì)于會(huì)議廳以及演講廳等區(qū)域可以按照不同的情景進(jìn)行相應(yīng)的改變；車庫(kù)中的移動(dòng)傳感器被觸發(fā)時(shí)，應(yīng)將相關(guān)區(qū)域的燈光打開(kāi)，一定時(shí)間后再將其關(guān)閉；加強(qiáng)對(duì)各個(gè)回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等的監(jiān)視。

第三，樓宇內(nèi)的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)注意對(duì)排水、變配電、消防以及電梯、安全防范等的子系統(tǒng)只進(jìn)行運(yùn)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(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。

（2）顯示功能。借助中央管理機(jī)，智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)和管理人員之間可以實(shí)現(xiàn)有效溝通，二者間的溝通最常見(jiàn)的方式就是屏幕顯示。當(dāng)前，圖形及表格是智能建筑自動(dòng)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(biāo)示相關(guān)參數(shù)的物理意義，數(shù)幅含有被監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及流程的畫(huà)面構(gòu)成了顯示系統(tǒng)，并且相關(guān)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(zhǔn)確的顯示出來(lái)，另一方面，還可以通過(guò)曲線方式將歷史數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，這樣，對(duì)系統(tǒng)變化過(guò)程進(jìn)行分析的工作難度將會(huì)大大降低。

（3）定時(shí)控制。對(duì)于智能建筑而言，諸如照明以及空調(diào)等大部分的設(shè)備的啟動(dòng)和停止都需要事先設(shè)定時(shí)間；此外，智能建筑保安系統(tǒng)中的防盜報(bào)警系統(tǒng)的工作時(shí)間與智能建筑的使用時(shí)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(shí)候，例如下班后建筑物中無(wú)人的情況下，就需要將該系統(tǒng)開(kāi)啟，并且，保安系統(tǒng)中的防盜報(bào)警系統(tǒng)具體的啟動(dòng)和停止時(shí)間并不是固定不變的，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。因此，中央管理機(jī)必須能夠具備設(shè)定和調(diào)整對(duì)受其管理的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)或成組的啟動(dòng)和停止時(shí)間的功能，具體而言，啟動(dòng)和停止控制的實(shí)現(xiàn)方式大致有兩種：一種是由中央管理機(jī)負(fù)責(zé)，在到設(shè)定的時(shí)間的時(shí)候?qū)?dòng)或停止指令發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)；另外一種則是中央管理機(jī)向現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)發(fā)送啟動(dòng)和停止的時(shí)間表，由現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)做出判斷，當(dāng)?shù)皆O(shè)定的時(shí)間時(shí)進(jìn)行啟動(dòng)和停止操作。

（4）設(shè)備操作。利用中央管理機(jī)，管理人員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的啟動(dòng)和停止的控制，不僅如此，還可以重新設(shè)定相關(guān)的控制參數(shù)。智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)負(fù)責(zé)大量設(shè)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(shè)計(jì)一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋Ｗo(hù)系統(tǒng)。

4.結(jié)語(yǔ)

智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)大量的設(shè)備進(jìn)行管理，一方面，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)向設(shè)備發(fā)出啟動(dòng)或停止的指令，同時(shí)出具相應(yīng)報(bào)告，防止設(shè)備不必要運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行能耗予以有效控制；另一方面，自動(dòng)生成設(shè)備運(yùn)行及維修報(bào)表，確保設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

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自動(dòng)化與電氣自動(dòng)化的區(qū)別范文第5篇

關(guān)鍵詞：《電路》課程； 工程應(yīng)用； 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(jìn)程，皖西北的經(jīng)濟(jì)發(fā)展在一定程度上受到信息技術(shù)滯后的影響，受到懂得電子、通訊、機(jī)械電子和自動(dòng)控制等信息類相關(guān)領(lǐng)域人才缺乏的制約，這些對(duì)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(dāng)前信息化發(fā)展的需要，因此需要加快推進(jìn)應(yīng)用型，面向工程應(yīng)用的工科教學(xué)改革。《電路》課程是電子信息工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、工業(yè)電氣自動(dòng)化等信息類專業(yè)的一門(mén)重要專業(yè)基礎(chǔ)課程[1]。電路課程不僅具有嚴(yán)密的邏輯、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒ā⒖茖W(xué)的理論，并且還具有系統(tǒng)靈活性和廣闊的工程應(yīng)用背景[2，3]。但是，在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，《電路》課程存在一些普遍性問(wèn)題：缺少工程應(yīng)用背景、教學(xué)方法單一、學(xué)生感覺(jué)枯燥乏味、教師講授得不到學(xué)生的歡迎等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，從而使該課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果受到影響，并且進(jìn)一步影響學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)[4-8]。因此，針對(duì)師范院校信息類專業(yè)特點(diǎn)，根據(jù)工科專業(yè)《電路》課程的教學(xué)大綱，從工程實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，進(jìn)行《電路》課程的教學(xué)改革，塑造學(xué)生的

工程應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維和綜合素質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，注重課堂上教學(xué)互動(dòng)，通過(guò)對(duì)《電路》課程基本理論和基礎(chǔ)概念的學(xué)習(xí)，再回歸到工程實(shí)際應(yīng)用，注重知性合一。這種教學(xué)改革不僅對(duì)于培養(yǎng)精通信息處理、電路分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和科技創(chuàng)新的高級(jí)工程應(yīng)用型專門(mén)人才，而且也為地方經(jīng)濟(jì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供必要的人力資源。

1 傳統(tǒng)《電路》課程教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

《電路》課程的主要特點(diǎn)是知識(shí)面廣泛、基礎(chǔ)理論和基本概念繁雜、重點(diǎn)和難點(diǎn)眾多、與《高等數(shù)學(xué)》和《大學(xué)物理》等課程相互交織。《電路》課程不僅是信息類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，而且所涉及的基本原理和分析計(jì)算方法為后續(xù)的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用。在《電路》課程的長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐中可以感覺(jué)到大一學(xué)生普遍對(duì)該課程厭學(xué)、沒(méi)有積極性和主動(dòng)性、缺乏電路的基本分析和計(jì)算方法、理論與實(shí)踐相互脫節(jié)、沒(méi)有把電路原理運(yùn)用到工程實(shí)際應(yīng)用中等眾多問(wèn)題，因此存在著“學(xué)生難學(xué)，教師難教”的現(xiàn)象，并且直接影響到《電路》課程的實(shí)際教學(xué)效果和教學(xué)目標(biāo)。對(duì)于以上問(wèn)題，經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析大致可以歸納為以下幾個(gè)方面。

1） 課程所涉及的知識(shí)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(jì)算，而且還涉及動(dòng)態(tài)一階和二階微分電分析；不僅涉及時(shí)域電路的分析計(jì)算，而且還涉及電路的復(fù)頻域的分析和計(jì)算。并且線性電路和非線性電路相互作用，使該課程構(gòu)成一個(gè)十分復(fù)雜的知識(shí)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(méi)有統(tǒng)一的分析和計(jì)算方法

《電路》課程中，分析和計(jì)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(diǎn)電壓法。并且在電路的計(jì)算中還包括：-Y型等效變換、向量分析法、等效電阻的計(jì)算、理想變壓器的分析和計(jì)算、二端口網(wǎng)絡(luò)的分析和計(jì)算等。這些計(jì)算方法沒(méi)有統(tǒng)一的格式，都有各自的適用范圍，因此公式眾多，推導(dǎo)復(fù)雜。

4） 課堂教學(xué)方法單一，缺少規(guī)律性的認(rèn)識(shí)

傳統(tǒng)的教學(xué)方法主要是課堂教學(xué)，教授拿著教案在課堂上進(jìn)行黑板教學(xué)，學(xué)生邊記筆記邊聽(tīng)課，課后寫(xiě)老師課堂上布置的作業(yè)，從而導(dǎo)致教師課堂上的教學(xué)主要是“講臺(tái)、黑板和粉筆”。因此，課堂上講授的電路原理和例題，學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)和吸收知識(shí)，使學(xué)生缺少對(duì)電路分析和計(jì)算方法規(guī)律性的認(rèn)識(shí)。

5） 理論與實(shí)踐脫節(jié)，缺少工程實(shí)際應(yīng)用

由于教師主要關(guān)注教材教法和教學(xué)效果，把握課堂教學(xué)時(shí)間，然而，對(duì)《電路》課程的課堂教學(xué)缺乏必要的工程實(shí)踐設(shè)施和實(shí)習(xí)場(chǎng)所，從而導(dǎo)致了課堂教學(xué)環(huán)境單一、學(xué)生學(xué)習(xí)氛圍不濃、缺乏解決工程實(shí)際的能力，使學(xué)生對(duì)《電路》課程的工程應(yīng)用和《電路》課程的基礎(chǔ)性作用缺乏清晰的認(rèn)識(shí)。

因此為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)《電路》的積極性、主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣，有必要對(duì)《電路》課程的教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行改革，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高教學(xué)效果，豐富教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在掌握電路的基本知識(shí)和基本原理，加強(qiáng)分析和計(jì)算電路的基本能力，提高學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新技能，增加工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生今后對(duì)其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 面向工程應(yīng)用的《電路》課程教學(xué)改革

內(nèi)涵式發(fā)展是當(dāng)前高等教育發(fā)展的總體要求。創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、強(qiáng)化實(shí)踐育人環(huán)節(jié)，已經(jīng)成為高等學(xué)校提高教學(xué)質(zhì)量的首要工作。師范院校信息類工科專業(yè)的教學(xué)應(yīng)以質(zhì)量為主導(dǎo)，充分利用現(xiàn)有校內(nèi)外資源、挖掘現(xiàn)有教學(xué)潛力、優(yōu)化教學(xué)資源、提升師生綜合素質(zhì)。特別是在《電路》課程教學(xué)上要革新教學(xué)手段、面向工程應(yīng)用、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)、完善教學(xué)方法、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、突出專業(yè)特色、實(shí)現(xiàn)《電路》課程的教學(xué)改革。

1） 面向工程應(yīng)用，優(yōu)化課程體系

當(dāng)前，地方師范類本科高校應(yīng)用型專業(yè)在教學(xué)上基本上是沿襲傳統(tǒng)師范教育的模式，缺少工科應(yīng)用型專業(yè)特色和創(chuàng)新性教學(xué)手段。傳統(tǒng)的師范教育主要教學(xué)手段是課堂上教師傳授知識(shí)，課后學(xué)生做習(xí)題，內(nèi)容枯燥和單一，學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí)。工科應(yīng)用型專業(yè)的《電路》課程的教學(xué)改革應(yīng)該首先提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)、改革現(xiàn)有課堂教學(xué)方法。根據(jù)實(shí)際信息類專業(yè)特點(diǎn)，實(shí)施案例教學(xué)方法，加強(qiáng)工程實(shí)踐能力鍛煉、旨在培養(yǎng)具有工程應(yīng)用能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用型復(fù)合人才。例如：把實(shí)際工程網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渲R(shí)引入到電路的基本方法，使學(xué)生了懂得節(jié)點(diǎn)和支路的拓?fù)浼s束關(guān)系，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)《電路》課程的興趣。

2） 加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生基本技能

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

首先，在授課時(shí)候讓同學(xué)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(guò)程中的動(dòng)態(tài)過(guò)程。由于電路是由電路基本元件構(gòu)成，因而分析電路既要參考元件的連接方式，又要考慮每個(gè)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(guān)系（VCR），它僅與元件性質(zhì)有關(guān)，與該元件在電路中的聯(lián)接方式無(wú)關(guān)。

（2）電路聯(lián)接方式的約束（亦稱拓?fù)浼s束）。這種約束關(guān)系則與構(gòu)成電路的元件性質(zhì)無(wú)關(guān)。基爾霍夫電流定律（KCL）和基爾霍夫電壓定律（KVL）是概括這種約束關(guān)系的基本定律。

其次，電路原件的電壓和電流存在關(guān)聯(lián)和非關(guān)聯(lián)參考方向。在講授電路原件功率時(shí)候，讓學(xué)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(shí)候，讓學(xué)生學(xué)到支路電流法、網(wǎng)孔分析法、回路電流法和節(jié)點(diǎn)電壓法的區(qū)別和聯(lián)系，并且進(jìn)一步講授哪種分析方法具有對(duì)于減少電路方程數(shù)目和降低電路計(jì)算復(fù)雜度有效。其中，四種方法適用于平面電路，并且節(jié)點(diǎn)電壓法還適用非平面電路。

3） 改革教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段

首先，把電路相關(guān)的人物及電路常用單位名稱用英文介紹介紹給學(xué)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(xiàn)，使學(xué)生對(duì)于以前高中階段的電路知識(shí)進(jìn)行全新的補(bǔ)充和完善。

其次，讓學(xué)生了解到大學(xué)《電路》課程是信息類專業(yè)基礎(chǔ)課，并且懂得《電路》課程與今后學(xué)習(xí)的專業(yè)課程之間的關(guān)系，其學(xué)習(xí)方法是建立在高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、大學(xué)物理等大學(xué)基礎(chǔ)課程之上，其學(xué)習(xí)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(xué)生邊記筆記的傳統(tǒng)教學(xué)方法。讓學(xué)生不僅會(huì)列寫(xiě)電路方程，而且可以對(duì)公式進(jìn)行分析和推導(dǎo)。例如在講授電路基本定律時(shí)候，讓學(xué)生根據(jù)高等數(shù)學(xué)的極值定理，分析和推導(dǎo)最大功率傳輸定理。在講授一階和二階電路時(shí)候，讓學(xué)生根據(jù)電容和電感原件自身的VCR特性列寫(xiě)動(dòng)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(xué)中，提高學(xué)生的工程認(rèn)識(shí)能力。例如，在講授三相交流電路時(shí)候，引入發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的視頻，豐富學(xué)生的工程視野。

4） 引入工程實(shí)例，理論聯(lián)系實(shí)際

為了豐富學(xué)生的《電路》課程內(nèi)涵，把工程實(shí)例引入到課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

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

5） 面向工程應(yīng)用，培養(yǎng)應(yīng)用技能

首先加強(qiáng)電路課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。《電路》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)是該課程的重要組成部分。面向工程應(yīng)用，《電路》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)使學(xué)生進(jìn)行基本技能訓(xùn)練、驗(yàn)證理論課上的基本定理和定律、鞏固教學(xué)成果、學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)的采集、分析和處理、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基本電路原理處理工程實(shí)際能力、塑造嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和踏實(shí)細(xì)致的工程素養(yǎng)。為今后陸續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

其次，隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)與電路理論相互滲透、相互融合。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備和場(chǎng)地的局限性，傳統(tǒng)的較為單一的基于講臺(tái)、黑板和粉筆的教學(xué)模式已經(jīng)不能適用應(yīng)用型本科專業(yè)的發(fā)展要求。為了使信息類專業(yè)學(xué)生更好掌握《電路》課程，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的工程應(yīng)用基礎(chǔ)，有必要把計(jì)算機(jī)仿真引入到《電路》課程教學(xué)中，加深學(xué)生對(duì)電路特性的分析和研究，并對(duì)教學(xué)的課程體系、授課內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段進(jìn)行改革。

6） 加強(qiáng)應(yīng)用能力，培養(yǎng)工程素質(zhì)

以工程素質(zhì)為基礎(chǔ)的工科應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，應(yīng)以工程實(shí)踐能力培養(yǎng)為根本。《電路》課程的教學(xué)改革是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。教師應(yīng)該豐富《電路》課程的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生參加與該課程相關(guān)的學(xué)科競(jìng)賽，達(dá)到工程實(shí)訓(xùn)的目的。將工程素質(zhì)教育融入《電路》課程體系中，通過(guò)工程應(yīng)用能力實(shí)踐鍛煉，培養(yǎng)工科學(xué)生的創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)合作精神和處理工程實(shí)際問(wèn)題的能力，真正讓學(xué)生在工程實(shí)踐中學(xué)習(xí)《電路》知識(shí)。

在教學(xué)過(guò)程中積極摸索基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐相結(jié)合、自主學(xué)習(xí)與課堂講授相結(jié)合、課后習(xí)題與討論總結(jié)相結(jié)合的多元化教學(xué)模式，指導(dǎo)學(xué)生從工程實(shí)踐中學(xué)習(xí)電路知識(shí)、理解電路基本原理和基本方法、解決電路工程實(shí)際問(wèn)題。

3 結(jié)論

為了面向工程應(yīng)用，達(dá)到應(yīng)用型本科專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)信息類專業(yè)《電路》課程的特點(diǎn)，本文剖析了傳統(tǒng)《電路》課程教學(xué)中存在的主要不足，研究了《電路》課程進(jìn)行教學(xué)改革的必要性、制定了面向工程應(yīng)用的《電路》課程教學(xué)改革具體步驟，并從課程教學(xué)的綜合改革、面向工程應(yīng)用的課程教學(xué)方法進(jìn)行了深入探討。面向工程應(yīng)用的《電路》課程教學(xué)改革是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，通過(guò)課程的教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)，培訓(xùn)學(xué)生分析問(wèn)題、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型本科教學(xué)質(zhì)量的全面提高。

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