二、智能化技术的应用优势
(一)免去了控制模型的建立
在电气工程的传统工作中,自动化系统控制的实现必须有控制模型的建立。但是,在实际的操作中,被控制对象往往需要十分复杂的动态方程,这就影响了精确效果的获得。由此,在设计对象模型的环节中,经常会遇到无法科学预测、无法准确估量的一系列困难。然而,智能化系统的出现,使这些困难得到了较好解决,极大促进了工作效率的提升,同时对于一些不可控制的因素,也实现了较好的控制,大大提升了自动化控制器的准确性。
(二)实现了便捷的电气系统控制
智能化控制器的实际应用实现了更加便捷的电气系统控制,随时都可以完成对系统控制程度的有效调整,极大提升了系统的整体工作性能,是对自动化控制顺利实现的进一步保障。从这一项优势中就可以看到,和传统的自动化控制器相比较,在任何条件下,智能化控制器都具有更加完善的调解控制功能,在电气工程的自动化实践应用中占据优势。
(三)实现了一致性的智能化控制
在自动化控制中的数据处理环节,智能化控制器可以实现一致性的智能化控制,很好解决了不同数据的处理困难。而且,在自动化控制的标准执行上,即使遇到陌生的数据,也依旧可以获得具有较高准确度的估计。但是,如果发现智能化控制器在实际的应用中没有发挥出理想的效果,一定要全面排查工程的各个细节,细致地进行分析,不能盲目的否定智能化控制技术。
三、智能化技术的实践应用
(一)系统病因诊断
在电气工程诊断工作中,采用传统的人工手段具有较强的复杂性,虽然对工作人员要求十分严格,但是也无法获得较为准确的诊断病因。在电气工程工作中,实现自动化控制的过程中经常会遇到一些如设备、数据等方面的问题,这是不可能避免的,采用传统的人工诊断办法不能确保病因处理的及时性,而且处理效果也不佳。但是,智能化技术的广泛应用,使得自动化控制工作的诊断效率得到大幅度提升。而且,定时检测诊断应用,有效避免了一些不必要的问题。
(二)系统设计优化
在电气工程发展中,传统的工程设计需要工作人员进行多次重复的实验操作和改良,而且,在这一工作过程中,对工作人员的工作素质也有着较高的要求,既需要工作人员掌握一定的专业设计知识,还需要工作人员能够很好的将知识理论应用于实践工作中。但是,在实际的设计工作中,工作人员往往不能做到全面的考虑,经常会漏掉一些具体的问题。所以,一旦发现复杂问题,很多情况下都不能做到及时解决。而智能化技术的出现,较好解决了这一问题。设计工作可以借助于计算机网络完成,也可以借助于相关的软件完成,既保证了设计中数据的准确性,也实现了设计样式的丰富化,更能够做到对复杂问题的及时处理,较好保证了自动化控制的稳定性。
(三)系统的自动化控制
在电气工程中,智能化技术可以应用于多个控制环节,能够很好的实现整体性的自动化控制。智能化技术的主要控制工作是借助于三种手段实现的,一是模糊控制,二是专家系统控制,三是神经网络控制。运用这三种控制手段,极大提升了自动化控制效率,使远距离的自动化控制成为可能,增强了对电气系统的运行反馈。特别是神经网络控制,能够实现算法的反向学习,在信号处理方面得到了较大应用。
电气自动化作为自动化技术领域中的一大重点分支,包含着较为繁琐的工作内容以及较为庞大的施工运行体制。实际电气自动化施工工程的建设工作也包含着较为广泛的实际内容,主要包含配电系统、照明系统、动力系统、弱电系统、保护系统、防雷接地六大系统的实际建设工作。就此而言,如此庞大的系统性工程施工如若想要保证其施工工程中工作运行的稳定性以及科学性,对其进行施工管理工作就存在着相应的价值。但现如今,我国在建筑工程电气自动化的相关施工工作中施工管理工作的建设现状并不十分完善,在实际施工过程中依旧存在着施工管理的缺失以及施工管理体系建设不完善的现状,就此来看在建筑工程电气自动化相关施工工作中进行工程管理有效性的相关研究就具有着一定的积极价值。
一、我国建筑施工中电气自动化施工管理现状分析
就我国当前多数建筑工程的实际施工现状来看,实际工程管理工作中存在着普遍性的缺失。其中,管理体制建设以及管理工作内涵缺失作为我国建筑工程中的实际现状,具有着较高的研究价值。就其缺失现状来看,我国建筑工程中存在的相关缺失现状主要体现在以下两个方面。现就其实际缺失内容,浅析我国建筑工程电气自动化施工管理建设工作的主要重点内容。1.缺乏完善健全的管理体制。由于电气自动化相关施工工程在我国建筑施工单位中具有着工作强度大、工作内容丰富以及实际施工工作覆盖面较广的特点,在电气自动化相关施工工程中进行施工管理就需要对电气自动化相关工程施工领域的各个细节进行覆盖。这一施工方式就与传统的建筑工程施工方式存在着较大的区别,管理工作的实际职能也与传统建筑工程施工管理的职能存在着较大的差异性。就此看来,传统的工程施工管理工作在管理内容上以及管理机制的构建方面都需要得到相应的加强。然而就我国建筑工程电气自动化工程施工管理的现状来看,多数施工工程的管理者都没有对管理体制的构建做到较为深化的认识,实际管理机制的构建依旧进行着与传统管理体制的构建模式完全相同的方式进行。这就使得我国建筑工程在电气自动化相关施工工作中表现出了较为不完善的实际管理体制,管理工作的实际内涵出现了目的与实际不符的现状。管理体制的完善性对管理工作的实际进行具有着较为高度的促进作用,进行较为完善的实际管理体制建设也能直接提升我国电气自动化相关建筑施工工程的质量提升,并直接提高电气自动化相关建筑工程的品质以及效率。就此看来,缺乏健全的电气工程自动化相关建筑工程管理体制作为我国建筑施工工程中较为严重的缺失,需要得到相关革新。2.缺乏正确的管理方法。由于电气自动化相关建筑工程在管理机制以及管理模式上均与传统的建筑施工工程存在着较为明显的差异性,因而在实际管理方法上也存在着相应的差异性。因建筑工程电气自动化工程的工程量较多,且涉及面广等特点,这使得电气自动化工程施工管理需要负责的内容较多。为了保证施工管理充分发挥作用,通常在具体执行施工管理之前根据建筑工程实际情况及电气自动化施工特点及要求,合理规划设计施工管理方案,选用适合的管理方法,以便在电气自动化施工中有计划的、有序的执行施工管理。但就我国建筑工程电气自动化相关施工工程的管理现状来看,管理的方法以及实际内容与传统建筑工程依旧存在着较大的相似度。这在提升了实际管理机制的效率同时却忽视了电气自动化相关建筑工程与传统建筑工程之间的体制差异,进而在实际管理工作上存在着重点管理方向缺失的问题。相关管理者在实际管理工作进行之前,往往忽视了对实际管理机制覆盖面的实际考察,在实际管理方法上也一味采用着较为固定的管理内容与管理手段,这在电气自动化相关施工工程的实际进行中往往只能降低施工工程的有效性,并降低管理机制发挥的实际效力,进而导致后续电气自动化施工中按照方案所实施的施工管理方法不尽人意,使施工管理效果不佳,不利于保证电气自动化工程质量。
二、优化建筑工程电气自动化的施工管理相关有效措施分析
由于现阶段我国在建筑工程相关电气自动化施工工程中依旧存在着较多方面的缺失,既制约了我国建筑施工领域的实际发展,同时对我国电气自动化相关领域的施工工程存在着管理工作相关的实际制约性,因而就我国建筑工程领域的实际发展前景而言,对建筑工程相关电气自动化施工管理进行优化革新具有着较大的积极意义与研究价值。为保证我国建筑工程相关电气自动化施工工作的高效性,笔者建议从以下方面开展相关优化工作。1.做好电气自动化相关施工工作的准备工作。良好的准备工作在一定意义上来讲能够为后续施工工作提供有效的管理工作的相关帮助。因此为提升我国建筑工程相关电气自动化施工管理,对电气自动化相关施工工程进行施工工作准备阶段的监督提升具有着良好的应用价值。首先,应当做好施工工程的前期准备。由于电气自动化相关施工工程能够有效在后续施工工作中对管理的实际内容进行优化与简化。电气自动化相关施工工作由于其存在着较为广泛的涉及内容,因而在准备阶段如果没有对实际设计内容进行较为良好的优化,实际施工工作没有了相应依据则会导致因设计施工不合理而返工或施工工作不达标而引发建筑施工的质量问题。而相应质量问题的变数一旦产生,就会对传统的建筑施工电气自动化相关工作的管理问题造成影响。其次,应保证设备选型的科学性。由于建筑工程中电气自动化相关施工工程的实际内容较为丰富,在设备的使用方面也存在着相应的广泛需求,因而就建筑施工的实际内涵来看,想要保证工程管理工作的科学性,在设备选型方面同样应加强相应重视型号、规格不同的电气设备的性能和标准,进而对采购的电气设备进行质量检查、功能测试、使用分析,进而根据不同设备的相应质量来满足对于施工工作的具体要求。2.电气工程自动化施工管理。在实际施工管理的直接提升方面,需要管理者对以下两方面进行管理工作的革新加强。首先,需要监督工作人员加强做好日常的监督检查工作。在工程施工过程中就需要结合建筑工程实际情况及电气自动化施工要求,规范化、合理化地实施施工质量管理,可以有效控制电气自动化施工工艺,避免质量隐患遗留。加强施工管理的实际规范性,不仅能够促进工程施工相关工作人员提升自我防范意识,在实际施工管理工作中加强对管理工作的重视程度,且就其施工管理的工作内容来看需要使施工人员端正态度,并就实际管理职能来完善其管理的相关体系,做到建筑工程电气自动化相关施工的科学性与完善性。
作者:黄炎 单位:中国二十二冶集团有限公司
参考文献:
[1]彭公俊.现代建筑中电气自动化的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2016(9):3884.
二、电气工程及其自动化实践教学体系
实践教学的内容包括通识教育实践、课程实验、综合课程设计、科技创新活动、专业实习和毕业设计等。本文提出了以通识教育实践为基础,“课程实验、专业实习、综合设计和创新实践”四层次、渐进式的实践教学新体系。第一层次,课程实验:注重实验基础培养,增强工程意识;第二层次,专业实习:注重实践及认知能力的训练与培养;第三层次,综合设计:注重独立设计能力的培养,集综合性、设计性和应用性于一体;第四层次,创新实践:注重创新思维、创新实践能力的培养,是因材施教、特色发展的具体体现。层次之间、层次内部均是逐层递进的关系。电气工程及其自动化专业的实践教学有很强的系统性和实践性,我校经过多年的摸索和改革,根据专业的办学定位、实验室资源等实际情况在学时和内容方面进行优化,已形成了一个完善的实践教学体系,包括通识教育实践、课程实验、专业实习、综合设计和创新实践等环节,如表1所示。整个实践教学体系一个面四个层次,贯穿于人才培养的整个过程,由浅入深、由表及里,涵盖知识、能力、素质等全方位的学习和训练。我校从2010年开始实践教学体系改革方案在不同的年级实施收到了比较好的效果,如已经开展了四年的专业实习,通过在专业方面的锻炼,学生的学习动力增强了,团队协作能力提高了。
三、实践教学内容
实践教学的内容包括通识教育实践、课程实验、综合设计、科技创新活动、专业实习和毕业设计等。
1.通识教育实践。
中共十报告明确提出“三个倡导”,即“倡导富强、民主、文明、和谐,倡导自由、平等、公正、法治,倡导爱国、敬业、诚信、友善,积极培育社会主义核心价值观”。通识教育包括科学教育、人文教育、社会教育、文明教育、文化教育、专业道德规范及法律教育、团队精神教育和学生从事某种职业所必需的心理教育等,通过各类实践活动,以培养学生有效的思考、融洽的沟通、恰当的判断、正确的价值观等实践能力。
2.课程实验。
课程实验与课堂理论教学相辅相成,达到了理论联系实际的目的。课程实验应是开放性的,一方面传授实验基础知识,包括实验设备使用、测量手段、试验方法等,另一方面训练学生的基本实验技能,包括实验设备的操作、使用、维护、实验结果分析和报告的组织能力等。课程实验可分为演示性实验、验证性实验和综合性实验,有条件也可以开设研究性的实验。典型的课程实验包括(根据情况进行选择)电类基础课程实验(电路、数电、模电、电机与拖动基础等)、计算机技术课程实验(微机原理与接口技术、计算机控制技术等)、专业课程实验(控制理论、过程控制、运动控制、电力拖动控制系统、电力电子技术、电气控制与可编程控制器、船舶电站和船舶电力拖动系统等)。
3.综合设计。
考虑到综合课程设计对学生实践能力培养的重要性,综合课程设计应该作为独立的实践教学环节。可以根据几门相关联的课程实验综合开设一门综合设计的实验课,如电子技术综合设计、微机控制系统综合设计、印刷电路设计与制作、电气控制与可编程控制器、电力拖动控制系统设计等。毕业设计是培养学生理论与实际结合、提高实践能力的重要环节,可以与教师的科研项目相结合,也可以与企业合作,毕业设计的题目要相对独立,优秀的学生可以提前进入毕业设计环节,以获得更多的实践机会。毕业设计是学生在毕业前提交的一份专业论文或综合课程设计,它是本科层次的学生在结束四年大学专业学习前进行的最后一项实践教学活动,其目的是要综合评价学生的专业学识水平和专业基本技能和综合素质,包括对现实问题的认识能力、分析能力、运用专业知识能力、创新能力、科学研究能力、写作表达能力等。在进行毕业设计的组织管理时,要注意毕业实习的好坏直接关系到毕业设计的科研价值和实用价值。
4.专业实习。
专业实习包括电子工艺实习、专业综合实习、企业实习、毕业实习等。专业实习是检验学生运用大学所学知识在实践中发现问题、分析问题、解决问题能力的重要环节,在实习中充实专业知识、提高理论联系实际和分析与解决实际问题的能力。实习的内容包括了解控制高效与工程学科的相关理论及技术应用及前沿的发展动态,了解电气工程控制系统的开发过程和团队合作沟通的技巧。实习方式可以是分散的,也可以是集中的,特别要充分利用校外实习基地的作用。
5.创新实践。
创新是民族进步的灵魂和不竭的动力,我校在培养具有创新精神与实践能力协同发展的创新型人才方面做了很多工作。开展的创新实践包括大学生创新项目(部级,市级和校级)、大学生创业项目、学科竞赛、社会实践等。创新实践能回答“培养什么样的人”和“怎样培养人”这两个最关键的问题。深化教学改革,创新人才培养模式,应重在创新实践的探索。
1.1故障诊断电气工程设备的工作时间长,难免会发生故障,由于电气设施故障的非线性、复杂性及不确定性,一旦发生故障,往往需要大量的时间排查故障,效率低、准确率低。而智能化技术能够有效解决这一问题。在故障发生前,一般仪器会出现一些人们很难发现的预兆,通过实时监测仪器状态,在出现异常时及时报警并提示故障位置,在故障真正发生前避免故障,能够在极大程度上减少维修时间。电气工程中常常通过分析变压器中渗漏油分解出来的气体进行故障诊断,确定故障发生的范围,并通过各种手段逐步缩小范围,从而确定故障位置并提示派遣人员及时检修。同时,智能化装置可以记录故障问题,为以后的故障诊断提供参考,使故障诊断更加安全可靠。
1.2智能控制智能控制能够在很大程度上实现电气工程及其自动化的控制过程自动化,实现无人化管理和远程管理,提高管理的高效性。尤其对于一些高危险、高难度的工作,如高压控制,智能控制是必不可少的。相对于传统的控制器,智能控制器的灵活性更好,更易调节。传统的控制器在设置时需要精确考虑控制对象的动态方程,而实际涉及到的控制环境往往很复杂,存在很多不确定因素。但是智能控制不存在这方面问题,因为其在设计时并不涉及控制对象的模型。并且智能化控制器可以根据对响应数据(如鲁棒性变化、响应时间、下降时间)的分析随时调整系统,调整后智能控制器的性能会大大提高,调整的过程并不需要专业人士在场,这样就减少了大量的人力。以风力发电厂智能化升压站系统为例。智能化升压站系统通过对过程层和间隔层设备升级,将一些模拟量和开关量数字化,有效运用光纤设备,实现间隔层和过程层的通信。站控层由系统主机、工作站、VQC等设备组成,是全站监控、管理、调度中心。系统通过智能化控制,自动完成信息的采集、测量、控制、保护等功能,相比于传统的升压站系统在效率、有效性等方面有很大的提高。系统框图如下:图1智能升压站系统框图
1.3优化设计电气设备的设计工作相当繁琐,需要综合运用成套设备、电路、电机与电气、电磁场、变压器等学科的知识,并结合过去的设计经验。传统的设计方式根据经验和实验,手工完成设计,方案的达标率非常低,修改难度大,成本高,产品的开发周期也很长。应用智能化技术能够有效提高设计产品的质量,缩短开发周期。智能化技术在这方面的应用主要有专家系统和遗传算法。其中,专家系统依据该领域的专家提供的知识经验,建立数据库,在决策前模拟专家决策过程,做出合理决策,该技术比较前沿,目前尚处于研发阶段,尚未得到大量应用。遗传算法是一种借鉴进化论的随机化搜索方法,被广泛运用于信号处理、组合优化、自适应控制等领域,在电气设计产品的优化上性能优越。2.4PLC技术PLC(可编程逻辑控制器)具有高可靠性和抗干扰能力,广泛应用于自动控制领域。在一些大型的电力企业的辅助系统中,PLC已经代替了一般的继电控制器。PLC技术使用内存,用程序方式存储控制逻辑,并用半导体电路实现。PLC技术的应用实现了供电系统的自动切换,用软继电器取代了实物器件,使供电系统更加安全可靠。并且,它能使用复杂的工作环境,具有良好的发挥性能,稳定性强。
2.智能化技术在电气工程及其自动化中的应用前景
2.1优势分析智能化技术在电气工程及其自动化中相比于传统的控制系统有巨大优势。传统的自动控制系统需要建立控制模型,运用数学方法分析,建立动态方程,但由于系统的复杂性,在实际应用中往往会出现无法预料的问题,很难达到预期的效果。智能化系统可以从根本避免不可控因素,提高工作的效率。智能化技术可以实时监控系统,通过监测响应时间、下降时间等对系统进行实时调节,使系统性能大大提高。因此,智能化系统比传统的控制器更能适应实际工作环境。另外,智能化技术拥有很强的一致性。在输入不同的数据时具有同样可靠的估计能力,有广泛的适用性。
2.2性能方向
2.2.1速度、精度、效率的提高速度、精度及效率是电气工程及其自动化的关键指标。在电力系统中采用智能高速处理器芯片,同时采用交流数字伺服系统,能够改善电力系统的动态特性和静态特性,提高系统的速度、精度和效率。
2.2.2柔性化柔性化主要包括群控系统和数控系统这两个方面。对于群控系系统,必须按照生产流程的具体要求设计系统,使系统能够发挥最大的作用,完成信息流和物料流的动态调控。对于数控系统,其强大的可裁剪性和覆盖面可以满足客户的具体要求。
2.3功能方向在功能方向上,主要包括设计用户图形界面、可视化计算、多媒体技术方面的发展。目前的操作系统一般都采用图形界面,具有良好的人机交互性。在智能化系统中采用图形化界面,通过窗口和菜单实现编程、图像显示、图像模拟、仿真等功能,能够降低操作者的门槛,方便非专业人士操作。通过可视化技术,信息的表达不再是呆板的文字和数据。将数据转化成图表,能方便操作者分析数据,也可以高效地处理和解释数据。同时,采用无图纸设计、虚拟样机技术等技术,将可视化和虚拟环境相结合,能够更加有效地提高产品质量、缩短产品开发周期。多媒体技术一般是将声音、文字、图像、视频等融合在一起传输,如果将多媒体技术应用于智能化系统,可以更加综合化、智能化地处理信息,能带来很大的经济效益。
2.4体系结构通过集成化、模块化、网络化实现智能化技术在体系结构方面的发展和完善。可以使用高集成度的处理器、大规模集成电路FPGA、CPLD等提高软硬件运行速度。器件的高度集成化能够提高电路密度,减小器件体积,更加方便安装和使用。将智能化技术模块化,各模块之间通过接口通信,这样有助于技术的标准化和集成,也可以运用模块的增减将智能化产品分级别销售。将智能化系统联网使得人们能够对系统进行远程监控,随时掌握系统状况,使电气工程的控制不受地域限制。也可以实现在一台设备上控制其他设备,进行编程等操作。对于较小的电力系统,远程控制能够节约电缆的增加数,材料以及安装费用,并且可靠性高、灵活性强;但是在通讯量大的系统中远程控制会比较困难。
2 电气设备询价采购、供货商返资料给设计院
根据设备交货周期,到货时间,倒排设备采购说明书编制完成日期及技术附件签订日期。采购说明书应对电气设备的主要参数及配置作出明确要求。在与供货厂家签订的技术附件中应包括遵循规范、供货范围、产品性能、材料清单、试验项目、包装运输、资料返回时间及数量、联系方式等并附采购说明书,一般情况下选择 3~5 家资质优良,业绩较好的厂家进行谈判,尽量做到相关技术性能、供货范围一致,以便商务报价的可比性。根据技术协议中资料提交要求,供货厂家应按时提供相关资料,资料要求签字盖章、准确无误,以便提交设计院进行详细设计。设备资料包括但不限于设备平剖面图、基础平面图、安装图、荷重等。设计院按照供货厂家提供资料进行土建及电气详细设计。
3 详细设计及土建施工
设计院根据供货厂家返回的资料进行详细设计,详细设计包括:配电室布置图,一次系统图,二次线接线图,电缆及桥架走向图,防雷接地图、照明、插座等图纸;还包括相关电气材料清单如动力和控制电缆、桥架、接地线、照明灯具、直流系统、交流系统、插座、轴流风机、防雷接地等材料的规格、数量等;土建施工时,尤其要注意防雷接地线,高、低压柜,保护柜等柜体相应的基础预埋,预埋件预埋时应注意数量和位置。
4 电气设备验收、就位和安装
在土建、结构完成以后,电气设备等相继进场,应组织专业人员对到货设备进行验收,验收包括核实到货设备是否与技术附件要求的设备品牌,数量,尺寸、备品备件数量、专用工具数量、图纸、出厂实验报告、质量证明文件是否要求一致,外观检查是否有破损;大型设备对运输及吊装过程有要求的,还需在设备吊装就位后检查运输或吊装过程中相应记录仪的相关数据,如变压器就位后应对安装在器身上的三维冲击记录仪数据进行检查,设备吊装,就位过程要做好安全保护措施,大件吊装(如变压器吊装)时,需提前制定吊装方案。设备就位后按照相关规范进行安装。
5 电气设备一次、二次连接、试验及单体调试
电气设备就位后,施工单位根据全厂电气系统图对一次部分各电气设备进行连接,根据二次接线图进行测量、控制、保护线路的连接。一次设备连接包括高压电缆连接,如 110 kV 电缆头制作连接过程需要请专业电缆头制作人员进行现场制作,一次设备母线连接应按照相关标准选用力矩扳手对一次导线的连接螺栓进行紧固,一次连接过程中完成以后,由监理人员逐个进行检查,确保每个连接螺栓达到规定力矩,且设备内无螺栓、垫片和工具等金属物品及其他杂物留存。动力电缆应挂电缆标牌,电缆标牌应注明电缆起点、终点、规格型号和长度等。二次回路的连接一定做到连接准确无误,二次线连接紧固,每个导线端应套有按照规定编码的线号管,在检查故障时有利于分辨。一二次连接完成以后,由安装单位聘请有相应资质的试验单位对电气设备按照相关要求进行试验,如对变压器、电缆、母线、断路器等进行交流耐压试验,对变压器油进行试验,GIS 进行气体分析,断路器还需做机械特性试验,直流电阻测量等试验,并对单个开关进行单体试验。对二次回路用实验台做加压通流试验,一方面反映测量是否准确,一方面确保保护装置能够动作;对 CT进行极性校核,保证 CT 方向按照要求指向正确。在一二次设备相应试验完成以后,应现场进行分合开关试验,确保控制回路正常,对于高压柜,应将断路器置于试验位置,通过给保护装置加压通流,使其保护动作跳开断路器,以验证保护传动的正确可靠。
在传统的电气工程自动化领域中,虽然能够实现自动化,但却不能实现人工智能,因此无法实现对数据的分析和处理,而智能化控制技术则能够实现这一功能。通过人工智能技术对相关的数据进行分析和处理,针对不同的数据有不同的分析处理方法,进而获得正确的、合理的分析结果,为控制决策提供依据。有此可以看出,智能化技术拥有更加完善的控制系统和更加先进的人工智能分析技术,能够对数据进行快速、准确的分析,从而保证系统安全、稳定的运行。
1.2简化电气工程的控制流程
智能化技术的应用,使得传统意义上繁琐的电气自动化控制流程得以简化,在结构上更加趋于合理,在此基础上促进电气工程自动化系统运行效率的提升。在电气自动化控制系统中,任何一个小小的参数发生变化,都会使得整个系统的运行受到较大影响,而且由于系统结构复杂,发生变化的参数很难及时的检测,对于系统的维护造成了较大的困难。而智能化技术的应用,简化了电气工程自动化控制系统,而且能有效的提高系统运行效率,避免参数的变化。
2智能化技术在电气工程自动化中的应用价值
2.1故障的诊断
智能化技术的应用,能够极大的提高电气工程自动化水平,尤其是在故障诊断效率方面将获得大幅度提升。电气设施故障本身具有一定的复杂性和隐蔽性,而且波动性也较大,使用传统的故障诊断方法,不仅诊断效率较低,而且要浪费很多的人力和物力,对于很多隐蔽的故障无法及时的检测出来。而应用智能化技术,则能够提高故障诊断的准确性,而且降低了工人的劳动强度,当前广泛应用的人工智能故障诊断技术主要有模糊逻辑诊断、神经网络以及专家系统等。这几个技术可以单独使用,也可以联合应用,比如将模糊逻辑与神经网络进行结合,便可以通过智能技术对发电机的故障进行快速的测试和诊断,能够在保证故障诊断模糊性的同时,提高故障诊断的准确性。
2.2优化电气产品设计
电气产品的设计领域中包含着广泛的内容,而且产品设计受到多方面因素的影响,使得产品设计工作相对较为复杂,其中最为典型的就是理论知识体系与设计经验的有效结合。在传统的电器产品设计领域中,由于缺乏先进的设计理论体系的而支持,大部分的产品设计都是结合设计经验进行试验之后,才能进行新产品的开发,这种设计方式的工作量较大,而且成本较高,产品的使用效率和适用性相对不高。而随着智能化技术在电气工程领域中的应用,首先就可以将传统的人工设计方式转变为计算机辅助设计,能够降低工人劳动强度,而且缩短了产品由设计到生产的时间差,促进产品设计效率的大幅提升。其次,智能技术的应用也能提高电气产品的科技含量,在严峻的竞争形势下,电气产品的科技含量直接影响企业的综合竞争力。目前广泛应用的智能化设计手段,主要包括遗传算法和专家系统。遗传算法主要是对操作对象结构进行直接操作,有利于促进产品内在性能的运行能力,不需要进行各项要求的制定标准,可以自动生成符合产品运行的优化设计方案,因此其在电气产品设计领域获得了广泛的应用。专家系统主要是集中了应用领域内的专家经验,并且形成科学的信息资料系统,通过合理推理和判断,模仿人类专家的决策过程,为电气产品的开发提供相应的决策支持。
2.3人工智能控制技术
人工智能控制技术的应用是促进电气工程自动化发展的重要技术,也是其发展的主要趋势。当前,人工智能控制技术在电气工程自动化领域中已经获得广泛的应用,其控制方式主要有专家系统的控制模糊的控制和神经网络的控制,主要运用的方面是:人工智能控制技术用以采集及处理全部模拟量与开关量实时的数据,对各环节运作实现实时监控,收集整理成数据库;记录故障特征与频率且实行在线分析;全程跟踪并智能的监视各个主要的设施与系统运行的状态;员工不需要直接到生产一线,只需通过鼠标或是键盘达到控制系统的目的。
在使用电气自动化技术后,改变了以往电气仪器(像仪表显示器)的基本功能,而是在此基础上拓宽其功能,完善其在电气工程中的角色定位。例如在仪表管理过程中,在运用电气自动化技术后,由最基本的功能:显示温度、压力、流量等过度到自动化管理模式上,这种管理方式实现了电气工程现场众多变送器流量、信息、数据之间的转换,提高了信息收集水平,有利于工程决策制定,改变了以往电气工程低效、不精确的缺点,而且减少了后期维护工程量,使得成本得到大幅度降低。除此之外,在管理过程中,应对电气工程整个施工信息、技术使用反馈信息等,这实现了对电气工程从开始施工、技术运用、调试、后期维护、信息反馈等一整套指标的微机化管理,从而减少了其中弄虚作假、徇私枉法现象的发生。
2)电网调度管理
电网调度的时效性与安全性对一个国家整个电力系统的运行具有关键性作用,传统的电网调度过程过于分散,不同部门之间相互分离,无法实现信息共享,使得电力分配与使用问题繁多。在其管理过程中,灵活运用电气自动化技术从而建立了电网调度自动化技术系统,从打印设备的配置、工作站的组建、中心服务系统的运用以及合理将大屏幕显示器的作用实现最大化发挥,在该调度自动化系统中,实现了变电站、发电厂与次级调度中心三者的联系,使其成为一个整体,这方便了电气自动化技术对电气系统以及其运行过程的时时监督,对所收集的信息进行合理科学性评估,做好电力负荷的有效预测,同时,电气自动化技术还应定期做好电网调度整个过程的信息采集、数据分析,并对其整个流程进行合理监控,从而保证电网运行的安全性与经济性,使其发展目标与市场经济相融合,并不断借鉴吸收,实现新型化发展。
现在我国运行的电气工程自动化工程采取的控制系统一般有集中监控、DCS(分布式控制)两种。首先集中控制系统的优势在于,它将全部功能都安置在一个处理器中,在系统设计、维护以及运行等方面都比较简单。其劣势在于处理器承担的任务量较大;在此控制体系中,隔离器件闭锁和断路器联锁是运用硬接线进行连接,在设备扩容等方面比较困难,其操作难度也比较大。其次DCS系统是在集中控制系统的前提下设计并发展起来的,在现代电气工程自动化工程控制系统中获得较为广泛的应用。其劣势在于使用和传统仪表相似的模拟仪表,减少系统安全可靠性,在维修环节也比较困难,各个设计厂家没有规范而统一的标准,加重维修的成本,并且其价格比较高。
1.2电气工程自动化工程控制系统还不具备标准化端口
电气工程自动化工程控制系统接口到目前为止还没有统一、完善的标准,这种情况提升工程造价,阻碍数据资源共享的实现。自动化体系设计方案很重要,然而很多企业没有规范的方案,各个厂家和企业间硬件和软件交换数据有差异,导致企业间难以深入的交流和信息交换。同时电气工程自动化工程控制没有实现统一化,难以根据客户要求设计、建立规范、标准的电气工程自动化工程控制体系。
1.3电气工程自动化工程控制没有实现专业化
在电气工程自动化工程控制设计、安装以及操作等环节,相关工作人员的专业技术比较薄弱,需要进一步提高。此外我国电气工程自动化工程控制习题创新能力不足,一般产品属于中低档,需要提高其创新能力。
2构建电气工程自动化工程控制系统的发展对策
2.1建立一体化的电气工程自动化工程控制体系
要从各个环节建立起具有一体化的电气工程自动化工程控制体系。首先国家要按照电气工程自动化工程控制体系具有技术水平和技术特点,制定统一的产品规范。其次厂家和企业要加强交流,从设备精简、调试与维修以及技术合理性等多方面向规范化的方向进行制造和生产,让控制体系更科学。最后要研发出新型、操控更方便的一体化控制系统,可以运用社会性质和分工外包间的协作,让零部件的生产走商业化生产的路线,促进电子工程自动化工程控制体系的一体化。
2.2运用国际化生产标准
IEC61850是现在控制系统厂家所认可的国际标准,可以参照这个标准对控制体系进行研究和开发。另外可以运用微软公司所制定的标准技术,由于企业策划电气工程自动化工程控制系统时,PC系统是连接管理系统和控制系统的中间系统,其接口具有标注化,能够保证厂家和企业间实施软件和硬件的数据交换,妥善的解决由于通讯而产生的问题。
2.3引进和培养电气工程自动化工程控制系统的专业人才
随着电气工程自动化工程控制逐渐集成化和高智能化,对其制造人员、维修人员和安装人员都具有很高的要求,所以要引进和培养专业技术较强的人员。首先企业要培养具有实际操作能力的人才,他们要了解和掌握软件和硬件系统的操作。其次对安装人员记性专业技术进行培训,使之懂得安装的流程和技术。最后要更新技术人员的知识结构,可以引进人才,通过引进人才的“传帮带”,培养新人,促进他们在维修和系统保养等方面的学习,提高工程系统安全可靠性。
1.1有关部门和企业没有对电气工程给予高度重视
很多企事业单位无视了电气工程在项目进行中的重要性,相关负责人并未对安装过程实施严格的质量监控和风险把关,在施工过程中没有有效的风险评估体系,再加上施工队人员素质不高,施工材料鱼目混珠,以次充好的产品在项目中不计后果的使用,虽然在验收项目的时候查不出问题,但逐年过后安全隐患陡然上升,如某施工队用劣等砖瓦建楼,少用钢筋甚至并未添加钢筋,致使某办公楼二楼整体塌陷到一楼,这样的实例不胜枚举。
1.2施工前并未对项目进度有效规划
在实际中用工单位总是遇到施工队伍计划外延期,虽然有提出相关的规条来约束他们,但真正实施起来却不易。一方面项目施工负责人极力否认自己的失误并拒绝改进或解决眼下问题,没有真正有效手段管制他们,久而久之,致使其越来越肆无忌惮。
1.3施工前对图纸的设计欠缺考虑
施工前设计师需要设计出此次项目的图纸,既要保证质量,又要节省成本,个别还需要考虑外观美观等因素。以我国目前为例,有些设计人员专业性不强,且存在一些人员跳槽换陌生的环境上岗,旺季接单过多导致难以兼顾各方面,再加上管理审计员不认真的工作态度,难免会出现问题。
2科学优化电气工程项目
2.1提升项目负责人电气工程认识度,充分了解彼此需求
设计方、建设部门和施工方相互沟通透彻,了解彼此的需求及技术能力。如施工方需要结合自身能力了解项目所预期达到的标准,建设部门要准确无误的说明自己期望达到的目标如何,设计方需要了解项目工艺流程,结合建设部门的要求,设计出相应图纸且预算在建设部门规定范围内,如在施工中某两种材料性质相近或是一致,这样设计师可考虑节省资金的材料设计规划。
2.2细节强化了电气工程技术
如果施工项目的展开毫无计划且随意粗放式的管理,会使展开此项工作的企事业单位施工日期无限滞后,浪费的不仅仅是资金本身;若是仅仅考虑加紧施工日期而全然不理工程质量及所超出的预算,将会造成更加无法挽回的后果。在处理施工细节方面,繁琐的一系列流程成为电气工程施工监管的重大难题。电气技术员及相关专家既要全面分析图纸是否符合要求,又必须评估可能在工程建设中遇到的潜在风险,以及如何解决此类问题及可能出现的突发事件。施工作业时需要当天值班人员仔细校准,争取做到遇到问题马上提出整改策略,并做好交接工作,发生问题都要详细记录以确保再次发生同类问题如何处理,能确保事无巨细,有据可查。这样便达到了压缩施工时间的目的,与此同时也保障了施工质量。再有就是在竣工后期如果检查出问题,需要及时上报并制定整改方案,任何一个环节都必须认真分析处理。
2.3合理、有效的施工设计方案及员工专业技能的提升
在选取施工技术时需考虑到相关系统日后的升级,也会涉及到新型资源及应用技术的开发,这一过程需不断完善和改进。电气工程项目负责人在管理施工队伍及其他有关联责任人时应专业性的描述施行过程,避免出现计划和实施现场难以协调统一的问题。此外,相关项目电气工程负责人必须具有专业的综合素质,能给施工队伍充分的理论指导,先进技术和丰富的工作阅历。首先他们必须具备对工作积极乐观的态度,具有对本质工作的高度使命感,并认清该行业需要在不断充实自我的情况下才能全速前进和稳步发展。随着电气工程技术的日新月异,相关专业技术此消彼长,这首先要求电气工程师队伍具有自身扎实的专业知识,并不断学习发展起来的新技术,结合其在工作中遇到的实际问题,以便日后的施工顺利进行。
继电器是一种安全控制元件,通过对电流的有效控制,减小了电气设备被损坏的几率。它里边有感应结构,能够对输入的电流进行充分反映。另外,继电器在使用中,主要通过驱动特性对相关的电路进行断开或连接控制。继电器的主要作用有:电路控制、电信号综合控制、扩大控制能力等。
1.2继电器的组成
继电器的主要组成部分有两个,其一触点,其二线圈。但根据不同使用情况,也可以加入其它构件,以提高控制功能。另外,在电力工程中,继电器通常由特定符号表示,有时用一组触点表示,有时是一个长方形或多个长方形。在有特殊要求时,在长方形内部附加“J”符号。在线圈和触点组装好之后,进行字符刻画,通常在长方形一侧,或者在控制电路中。在符号刻画时,应根据不同继电器类型,标注不同符号。一般情况下,继电器符号有H、Z、D三种类型。
1.3继电器的分类
随着电力工程不断发展,低压电器设备种类不断增加,对应的继电器种类也日益繁多。为了方便购买,有必要将他们进行分类。分类主要依据外形特征、防护类别及控制原理等。如根据工作原理,可分为温度类型继电器、高频类型继电器,固体类型继电器等。根据尺寸大小,可以分成微型继电器、小型继电器等。根据功率可以分为微功率继电器、弱功率继电器及中功率继电器等。
2继电器在电气工程自动化低压电器中的实施要点
主要表现在以下几个方面:
2.1继电器测试
在继电器使用之前,应给予测试,以保证在使用中不出现差错。继电器中,主要组件是触点,所以在使用之前,必须对其进行检测,如发现问题,及时解决。触点检测时,通常利用万能表,这时,继电器电阻值应为零,尚属正常,而触点的电阻值应为无穷大。在测量中,如果出现和上述不相符合的情况,应及时分析,找到出错点,并给予解决。
2.2线圈电阻测量
继电器线圈通常环绕在条形磁铁上,具有连接续流二极管的功能,当线圈中通电时,会在两端产生感应电动势。当断电之后,原先的电动势方向会发生变化,并对电路中的元件产生反向电压。当该电压高于元件的承受上限时,会对三极管等元件造成破坏。所以,在继电器使用时,应对线圈电阻给予测量,以免对里边的元件造成破坏。通常情况下,利用万能表进行测试,以判断线圈是否存在断路等情况。
2.3吸合电流及电压测量
在吸合电流及电压测量之前,准备好电流表和电压表及电源。然后以电源为中心,将电流表、继电器及电压表连接到电路中,组成闭合电路。电路连好之后,分别打开电流表、电压表、继电器及电源开关,使电路畅通,并经过电流。这时应观察电流表的数值及继电器的运行情况,当电流表数值较小,并且继电器运行正常时,应逐渐提高电压值,直至继电器出现吸合,此时应记录吸合时的电流值及电压值。为了使吸合测试更加准确,在电路连接之前,应对电压表及电流表进行校对,并在测试时,多测量几组数据,以计算平均值,使得吸合电流及电压更加准确。
2.4释放电流及电压测定
在使用继电器之前,释放电流及电压也应作为测定内容被给予重视。在测量时,和吸合电流及电压测量一样,也准备好电压表、电流表、电源、开关机继电器,将它们组成闭合电路,需要指出的是,在电压表及电流表连接之前,应给予校对,以增加测量准确性。测量前,检测电路是否有断路情况,无误后,闭合开关,观察电流表及电压表数值,同时对继电器运行情况给予关注,当继电器出现吸合现象之后,逐渐减小电压值,当继电器出现声响时,测量结束,将这时对电压值及电流值记录。为了取得较为准确的测量数据,应将这一步骤重复操作数次,并一一记录测量数据,以求得平均值。吸合电流及电压和释放电流及电压具有一定的联系,通过二者之间的关系便能判断出继电器能否正常运作,如当释放电压在吸合电压的10%之内时,继电器便不能正常运作;正常运作时二者的关系是:释放电压在吸合电压的10%-50%之内。超过50%或低于10%,均会影响继电器正常使用。
2电气工程及其自动化发展中存在的问题
2.1缺乏独立性现阶段,我国电气工程及其自动化技术大多应用在一些综合性质较强的领域中,虽然这样可以使其应用的范围不断推广,但是其独立性还存在不足。尤其是将其投入到实际工作中的时候,工作人员现阶段只能与目前已研究出的技术结合,再通过自己在工作中总结出来的经验,最后才得出企业需要的技术效果。在这个借鉴再应用的过程中,往往有些环节就无形之中提高了工程的经济成本,最后导致工程的经济投入总量也会有所提高。此外,现阶段企业在运用电气工程及其自动化的技术的过程中会根据企业自身发展情况而定,这样电气工程及其自动化技术的水平就会因企业的差异而出现不一致的情况。
2.2工作效率偏低电气工程及其自动化的技术在实际应用的过程中,其应用效果最直接的影响因素就是效率,也是影响整个工程最终效果的关键因素。随着社会发展速度不断加快,工作效率已经成为企业竞争力中的一个重要因素。因此,电气工程及其自动化技术必须加强应用效率的提升,以求满足企业发展的需求。但是目前效率问题仍然是制约我国电气工程及其自动化技术进一步发展的重要因素,尽管多次进行了技术的改革,在效率上有了明显的提高,但是总体上来说,还是普遍偏低。导致这种情况的主要原因是我国企业应用电气工程及其自动化技术的水平参差不齐,无法得到全面的进步。在这个效率决定成败的竞争环境下,企业要想取得更好的发展机会,就必须提高电气工程及其自动化技术的应用效率,从而提高自身的竞争力,在市场竞争中脱颖而出。
2.3数据传输的安全问题电气工程及其自动化技术最先是在工业领域中应用,在现代化工业革命的要求下,其技术研究也是越来越完善,也取得一些巨大的突破,与其他行业的兼容性有所进步。互联网时代下,许多技术都与计算机网络技术相互结合,其中就包括电气工程及其自动化技术。特别是在商业领域中,两者的结合显得尤为突出。在这就要求在商业的交易过程中必须保证数据传输的安全性。然而,目前许多企业在进行信息交流时,企业之间利用的信息传递载体却是千差万别。这样就极易导致企业之间的数据传输和通信变得较为复杂,不仅使电气工程及其自动化运用成本提高,而且容易出现数据传输过程中的安全性被破坏。
3电气工程及其自动化发展问题的改善措施
3.1构建独立且统一的平台由于技术水平的不统一,导致企业在应用电气工程及其自动化技术中增加了许多不必要的成本,这显然是不符合企业发展的要求的。因此,企业在应用电气工程及其自动化技术的过程中需要增加研发投入,技术人员也要根据企业的发展要求,进行不断地探索。进而解决技术中存在的难题并制定相关的计划,最后根据技术设计相关的技术方案。实际工作情况就需要做到以下几点:在进行设计方案之前,方案必须要有针对性,设计人员要根据企业情况和用户的特点来进行设计,便于确定设计方向。设计方案的过程中,要综合考虑各种因素,比如实施、运维等,并且要按照设计步骤有序地进行。同时,还要做好预算工作,包括时间预算和成本预算,以确保产品的运行是在企业的可控范围内。考虑商业项目的运行特点和终端客户的各种需求,并为此构建电气工程及其自动化独立且统一的平台,达到缩减企业运行成本的目的。
3.2建设通用网路系统为了保证商业间信息交流的准确性及安全性,电气工程及其自动化技术就需要建设通用网络系统,并对商业资源进行优化配置。企业的运行和发展的过程,是通过一套完善的系统来推动其前行。其中包括许多子系统,如设备控制、企业管理、技术监管等。要想这些系统可以更合理地运行,使企业各个系统的资源都可以优化配置,那么就需要建立通用网络将这些系统串联起来。在电气工程及其自动化技术中建设通用网络系统,以电气工程及其自动化技术为核心,将企业中各项技术联系起来,从整体上便可以保证企业内部各子系统之间的数据交流和传输的快捷和方便,这样企业发展效率就会得到显著的提高。
3.3数据标准对接电气工程及其自动化系统的数据复杂多样,对其系统信息传递中的安全性和效率性有着一定的影响。为了使其系统信息传递的更安全和更高效,就需要统一的信息标准,这样电气工程及其自动化系统在发展的时候,各种程序之间的接口就可以完美的对接,最终实现开发工程时间和费用的降低。