導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇電氣自動(dòng)化技術(shù)研究方向，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；維修電工；電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)；學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開(kāi)發(fā)

【中圖分類號(hào)】G71

基于工作過(guò)程的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的開(kāi)發(fā)，已成為近年來(lái)高等職業(yè)教育課程改革的熱點(diǎn)?；诠ぷ鬟^(guò)程的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的實(shí)質(zhì)，在于課程的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)追求的不是學(xué)科架構(gòu)的系統(tǒng)化，而是工作過(guò)程的系統(tǒng)化。職業(yè)教育的課程開(kāi)發(fā)必須打破傳統(tǒng)學(xué)科系統(tǒng)化的束縛，將學(xué)習(xí)過(guò)程、工作過(guò)程與學(xué)生的能力和個(gè)性發(fā)展聯(lián)系起來(lái)，將“工作過(guò)程的學(xué)習(xí)”和“課堂上的學(xué)習(xí)”整合為一個(gè)整體，將職業(yè)資格研究（包括職業(yè)分析、工作分析、企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程分析）、個(gè)人發(fā)展目標(biāo)分析與教學(xué)分析和教學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)合在一起。

高職電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)中維修電工的考證及學(xué)習(xí)是重要項(xiàng)目之一，該專業(yè)的核心能力對(duì)應(yīng)的職業(yè)是維修電工。因此，以“維修電工”國(guó)家職業(yè)資格為標(biāo)準(zhǔn)、以高職人才培養(yǎng)為目標(biāo)，將維修電工職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)地融合到專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開(kāi)發(fā)中，以項(xiàng)目為導(dǎo)向、工作任務(wù)為載體，重建專業(yè)方向課程體系，以解決專業(yè)教學(xué)與“維修電工”考證相互脫節(jié)的問(wèn)題。

一、確立專業(yè)及其面向的職業(yè)崗位分析

根據(jù)企業(yè)調(diào)研，維修電工在不同工業(yè)部門如機(jī)械與設(shè)備制造、汽車與配件工業(yè)、電子工業(yè)，從事自動(dòng)化生產(chǎn)。除操作自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備以外，這些設(shè)備的維護(hù)成為其專業(yè)工作的重點(diǎn)。此外，維修電工參加生產(chǎn)設(shè)備的建造和改造，進(jìn)行電子維修，在車間維修并制造電子、自動(dòng)化和信息技術(shù)的組件和儀器。符合專業(yè)要求的工具、測(cè)量?jī)x器和測(cè)試材料、旨在有效完成任務(wù)的工作和工作崗位設(shè)計(jì)以及與同事進(jìn)行符合專業(yè)要求的交流，都屬于維修電工的任務(wù)要求。同時(shí)，還要考慮經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)的不同要求以及由此引起的對(duì)職業(yè)行動(dòng)的要求。維修電工能對(duì)任務(wù)進(jìn)行整體性觀察并在完整性的工作過(guò)程背景下對(duì)其進(jìn)行組織，也就是說(shuō)，借助其企業(yè)關(guān)聯(lián)知識(shí)關(guān)注過(guò)程的銜接并與其他部門（機(jī)械保養(yǎng)、物流、制造計(jì)劃等）合作。

二、提取、劃分、分析典型工作任務(wù)學(xué)習(xí)難度范圍

電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)中以電氣設(shè)備的運(yùn)行、安裝、調(diào)試與維護(hù)及營(yíng)銷服務(wù)等職業(yè)崗位為導(dǎo)向，重點(diǎn)突出技能培養(yǎng)，根據(jù)職業(yè)能力要求提煉難度1-4級(jí)的典型工作任務(wù)。

（一）職業(yè)定向的工作任務(wù)（學(xué)習(xí)難度范圍1）

工廠車間照明設(shè)備的安裝與維修、普通機(jī)床電氣設(shè)備的安裝與維修、電機(jī)的安裝與維修、小型電子設(shè)備的調(diào)整與改裝、工廠供電系統(tǒng)的計(jì)劃與實(shí)施、做計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的計(jì)劃與實(shí)施、印刷電路板的設(shè)計(jì)與制作、現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)的構(gòu)建與維護(hù)。

（二）系統(tǒng)的工作任務(wù)（學(xué)習(xí)難度范圍2）

交直流調(diào)速系統(tǒng)的安裝與調(diào)試、設(shè)備運(yùn)行的檢測(cè)與控制、電氣設(shè)備控制的安裝于調(diào)試、生產(chǎn)過(guò)程的組織與實(shí)施。

（三）蘊(yùn)含問(wèn)題的特殊工作任務(wù)（學(xué)習(xí)難度范圍3）

電氣設(shè)備的調(diào)整與改裝、數(shù)控設(shè)備的維護(hù)。

（四）無(wú)法預(yù)測(cè)的工作任務(wù)（學(xué)習(xí)難度范圍4）

生產(chǎn)設(shè)備的調(diào)整及生產(chǎn)質(zhì)量保障。

三、構(gòu)建電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)維修電工方向教學(xué)計(jì)劃

根據(jù)典型的工作任務(wù)，提煉支撐課程，形成了12門理實(shí)一體化的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程。

學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程編號(hào) 學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程 基準(zhǔn)學(xué)時(shí)

小計(jì) 第一學(xué)年 第二學(xué)年 第三學(xué)年

1 電工基本技能 2周 2周

2 電氣設(shè)備安裝與維護(hù) 4周 4周

3 電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn) 4周 4周

4 電氣繪圖技術(shù)實(shí)訓(xùn) 8周 8周

5 PLC應(yīng)用技術(shù) 5周 5周

6 組態(tài)控制技術(shù) 2周 2周

7 傳感器技術(shù)及應(yīng)用 4周 4周

8 交直流調(diào)速系統(tǒng)與應(yīng)用 3周 3周

9 集散控制與現(xiàn)場(chǎng)總線 3周 3周

10 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 4周 4周

11 自動(dòng)化課程綜合實(shí)訓(xùn) 5周 5周

12 自動(dòng)化課程設(shè)計(jì) 2周 2周

合計(jì)學(xué)時(shí) 1196 468 286 442

四、建立學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程教學(xué)計(jì)劃（舉例）

以《自動(dòng)化課程綜合實(shí)訓(xùn)》學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程為例，建立講授單元和行動(dòng)單元學(xué)習(xí)任務(wù)和內(nèi)容。講授單元主要對(duì)PLC的組成與基本工作原理；PLC的編程軟件及編號(hào)范圍；基本邏輯指令表示方法及其應(yīng)用方法；掌握梯形圖的繪制原則及PLC設(shè)計(jì)原則、步驟和方法；對(duì)典型生產(chǎn)線工業(yè)控制對(duì)象進(jìn)行系統(tǒng)的意見(jiàn)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試設(shè)計(jì)，共計(jì)150課時(shí)。

行動(dòng)單元中建立五個(gè)子學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程：

1、控制方案的初步設(shè)計(jì)（學(xué)時(shí)：12），學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求對(duì)現(xiàn)有自動(dòng)化生產(chǎn)線及需改造的生產(chǎn)線進(jìn)行調(diào)查，并據(jù)此形成初步控制方案，討論并完善，最后提交具體可操作性的控制方案。

2、交流電機(jī)的PLC變頻控制（學(xué)時(shí)：48），根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求對(duì)交流電機(jī)的控制所需器件進(jìn)行選型，了解并掌握器件使用完成交流電機(jī)的PLC變頻控制子系統(tǒng)，并進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試調(diào)試，最后提交相關(guān)技術(shù)文檔。

3、物料分控系統(tǒng)的PLC控制（學(xué)時(shí)：24），根據(jù)控制方案要求對(duì)物料分控所需器件進(jìn)行選型，了解并掌握器件的使用方法，完成物料分控子系統(tǒng)，并進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試調(diào)試，最后提交相關(guān)技術(shù)文檔。

4、機(jī)械手的PLC控制（學(xué)時(shí)：30），根據(jù)控制方案要求，了解并掌握機(jī)械手的使用方法，完成機(jī)械手控制子系統(tǒng)，并進(jìn)行測(cè)試與調(diào)試，最后提交相關(guān)技術(shù)文檔。

5、系統(tǒng)綜合計(jì)劃與調(diào)試（學(xué)時(shí)：36），根據(jù)控制方案要求，對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，分析并找出其中的問(wèn)題，完成全系統(tǒng)了，并提交相關(guān)技術(shù)文檔。

將維修電工職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)融合到高職電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域進(jìn)行課程開(kāi)發(fā)中，解構(gòu)原有的基于知識(shí)儲(chǔ)備的學(xué)科體系架構(gòu)課程，重構(gòu)基于知識(shí)應(yīng)用的行動(dòng)體系架構(gòu)課程，凝練工作過(guò)程要素，在現(xiàn)實(shí)的職業(yè)資格基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生普適的職業(yè)資格，為未來(lái)的職業(yè)資格奠定基礎(chǔ)，提升學(xué)生的“職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力”。通過(guò)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的開(kāi)發(fā)研究，可有效的優(yōu)化學(xué)校課程資源，在有限的課時(shí)內(nèi)發(fā)揮課程最大的作用；可優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，體現(xiàn)高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)的特色；為相關(guān)專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)的改革提供思路，使之更加適應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力和全面素質(zhì)的需求。

參考文獻(xiàn)：

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篇2

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用；必要性

中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)在目前的電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛，在提高電氣使用效率的同時(shí)，也有效避免了電氣使用過(guò)程中的能源浪費(fèi)。隨著科技的發(fā)展，電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展，了解電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的主要技術(shù)方向，并將電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到電氣設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，是發(fā)揮電氣自動(dòng)化節(jié)能效果的重要手段。

一、 電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的必要性

電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)應(yīng)用是社會(huì)發(fā)展的需要，也是電氣自動(dòng)化發(fā)展的必然途徑。電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)一方面要考慮地能源的消耗，另一方面也要從單位能量的效益和能源消耗的簡(jiǎn)化方面來(lái)考慮，最終在滿足企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，滿足社會(huì)效益。電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)的作用比較廣，能夠最大限度的對(duì)電能節(jié)約進(jìn)行潛力挖掘，同時(shí)可以對(duì)電力供需緊張的情況進(jìn)行緩解，促進(jìn)電能自動(dòng)化利用以健康的方式發(fā)展，因此，電氣節(jié)能技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用非常有必要。在電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)應(yīng)用時(shí)，一定要注意以經(jīng)濟(jì)效益為基礎(chǔ)，對(duì)電氣設(shè)備的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，提高節(jié)能效率，避免不必要的能源消耗，以最大限度的降低電氣使用中的能源成本。

二、 電氣自動(dòng)化節(jié)能應(yīng)該考慮的技術(shù)方向

對(duì)于電氣自動(dòng)化的節(jié)能技術(shù)研究方向，主要根據(jù)目前對(duì)電氣自動(dòng)化的影響因素來(lái)分析。城市電網(wǎng)的擴(kuò)大使得電力不斷增容，變頻器及整流器的使用造成諧波的產(chǎn)生，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生危害，因此，電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的技術(shù)方向應(yīng)該有以下幾點(diǎn)：（1）盡量降低電能在傳輸過(guò)程中的損耗，主要從減小導(dǎo)線的電阻方面來(lái)入手，對(duì)導(dǎo)線的材料、長(zhǎng)度及變壓器的位置等方面進(jìn)行節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)，以減少能源消耗，達(dá)到節(jié)能的目的；（2）考慮變壓器的選擇，最好選擇變壓器功率較小，且自身?yè)p耗較小設(shè)備，以減少能源的損耗；（3）從無(wú)功補(bǔ)償?shù)慕嵌冗M(jìn)行分析，因?yàn)樵陔姎庾詣?dòng)化系統(tǒng)中，無(wú)功功率在配電設(shè)備中占有非常大的一部分，這一部分功率產(chǎn)生的損耗非常大，影響電能的質(zhì)量和電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，要選擇合適的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，以提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；四、在電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)應(yīng)用考慮因素中，還要考慮到消除諧波的情況，避免電網(wǎng)聯(lián)接設(shè)備的錯(cuò)誤動(dòng)作，以提高能源的節(jié)約效率。

三、 電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析

1. 電氣自動(dòng)化供電系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）變壓器中的技能技術(shù)應(yīng)用。變壓器在供配電系統(tǒng)中應(yīng)用的非常廣泛，變壓器在應(yīng)用的過(guò)程中造成的能源浪費(fèi)也是非常嚴(yán)重的，主要通過(guò)空載損耗及負(fù)載損耗等原因而導(dǎo)致。變壓器的節(jié)能則主要從降低空載損耗和負(fù)載損耗兩個(gè)方面入手，同時(shí)要對(duì)變壓器的運(yùn)行方式進(jìn)行改善，以達(dá)到節(jié)能的效果。減少變壓器的空載損耗主要通過(guò)改變變壓器的設(shè)計(jì)及制造工藝，在選擇變壓器時(shí)盡量選擇品質(zhì)比較好的變壓器。減小負(fù)載損耗主要是通過(guò)改變變壓器的繞組電流和繞組電阻，因此要選擇組織較小的繞組變壓器；（2）線路傳輸過(guò)程中的能耗控制技術(shù)，即降低線路的電阻損耗的技術(shù)。一方面，選擇導(dǎo)電率比較小的導(dǎo)線材質(zhì)，減少電路上的能源損失，另一方面，要控制導(dǎo)線的長(zhǎng)度及橫截面積，盡量使長(zhǎng)度短而橫截面積大，以減少電能的損耗，而減少電路長(zhǎng)度可以通過(guò)設(shè)置合理的變壓器位置來(lái)解決，通過(guò)合理的位置選擇，以縮短線路的距離，從而降低能源的損耗；（3）提高供電系統(tǒng)的功率，降低能源的損耗，這一技術(shù)的運(yùn)用主要是通過(guò)減少線路的無(wú)功損耗來(lái)實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，盡量使用功率比較高的電氣設(shè)備，利用靜電容無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)來(lái)降低負(fù)載及無(wú)功電流，降低電流損耗，提高功率；（4）針對(duì)電氣自動(dòng)化應(yīng)用過(guò)程中因三相電不平衡而造成變壓器的銅損增加的現(xiàn)象，在電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要平衡三相電負(fù)荷，盡量避免三相電之間電流值不平衡的現(xiàn)象，減少銅損和鐵損，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。

2. 電氣自動(dòng)化照明系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

電氣自動(dòng)化照明系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用非常關(guān)鍵，因?yàn)檎彰飨到y(tǒng)是電氣設(shè)備應(yīng)用廣泛且普遍的系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)照明系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用是提高電氣自動(dòng)化水平的重要方面。其主要技術(shù)應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，在照明中要充分利用自然光，照明技術(shù)在節(jié)能中的應(yīng)用的最主要部分就是充分利用自然光，科學(xué)合理的使用自然光是有效節(jié)約能源的重要措施，也是電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)施方向。主要方法是科學(xué)的制定照明標(biāo)準(zhǔn)，采用合理的采光方式，以有效的結(jié)合人工光源和自然光源，白天使用自然光照明以節(jié)約能源，同時(shí)可以穩(wěn)定照明的效果。通過(guò)自然光遠(yuǎn)的使用也可以充分的發(fā)揮自然光源的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到充分的挖掘能源潛能的目的；其次，在對(duì)照明方式的選擇上要注意科學(xué)合理。一方面，要對(duì)照明方式進(jìn)行選擇，根據(jù)指標(biāo)的不同及建筑物各個(gè)場(chǎng)合照明要求不同采用不同的照明方式，如果對(duì)照明的亮度要求比較高，則盡量使強(qiáng)弱光源能夠有機(jī)的結(jié)合。如果照明要求比較集中，則采用單一的光源照明，避免強(qiáng)度過(guò)高而造成的能源浪費(fèi)。如果對(duì)照明的要求比較分散，則需要對(duì)相應(yīng)的建筑物進(jìn)行照明分區(qū)，不同的區(qū)域采用不同強(qiáng)度的照明方式，在滿足照明需求的同時(shí)，盡量節(jié)約能源。另一方面，則要制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)評(píng)估采用合理的照明指標(biāo)，以提高照明系統(tǒng)的效率，對(duì)照明的質(zhì)量也要進(jìn)行綜合的考慮，確保達(dá)到照明質(zhì)量又不會(huì)造成能源的浪費(fèi)。再者，電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，還體現(xiàn)在節(jié)能燈具的使用上。由于傳統(tǒng)的燈具能耗比較大，是能源浪費(fèi)的重要原因，因此使用節(jié)能燈具對(duì)于節(jié)約能源有非常重要的作用。目前，節(jié)能燈具已經(jīng)被成熟的研發(fā)并廣泛的應(yīng)用于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，滿足了低碳環(huán)保的要求。同時(shí)，節(jié)能燈具使用壽命較長(zhǎng)，使用的安全系數(shù)也比較高，在電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)應(yīng)用中發(fā)揮著非常重要的作用。

3. 電氣自動(dòng)化設(shè)備系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

電氣自動(dòng)化設(shè)備系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用也非常關(guān)鍵，其應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，電動(dòng)機(jī)的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用。由于電動(dòng)機(jī)的工作效率是影響電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中能源消耗的關(guān)鍵因素，因此，要盡量使用高效率的電動(dòng)機(jī)，避免電動(dòng)機(jī)能源消耗，提高電動(dòng)機(jī)的工作效率。高效率電動(dòng)機(jī)使用不僅可以節(jié)省大量的電力資源，而且還能夠提高電動(dòng)機(jī)自身的工作效率。合理對(duì)電動(dòng)機(jī)的交流變頻調(diào)控裝置進(jìn)行使用，推廣交流電機(jī)調(diào)速變電技術(shù)，使得電動(dòng)機(jī)在使用過(guò)程中變頻調(diào)速的轉(zhuǎn)速能夠根據(jù)負(fù)載自動(dòng)調(diào)節(jié)，使得自動(dòng)轉(zhuǎn)速和負(fù)載的變化能夠很好的配合，以最大限度的實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的節(jié)能。另一方面，使用軟啟動(dòng)器，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。軟啟動(dòng)器的使用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)可控器件的硅原子期間的導(dǎo)通角根據(jù)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到控制電壓變化的目的，軟啟動(dòng)器的使用不僅可以使得電氣設(shè)備能夠平穩(wěn)啟動(dòng)，而且能夠使得電氣設(shè)備在頻繁使用的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。從而提升電氣自動(dòng)化系統(tǒng)工作中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的效果。

四、 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本文的分析，對(duì)電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的必要性有了詳細(xì)的了解，明確了電氣自動(dòng)化節(jié)能應(yīng)該考慮的方向，并對(duì)電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了探討，為電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)的發(fā)展及推廣奠定了基礎(chǔ)。有效的保障了電氣使用過(guò)程中的節(jié)能及環(huán)保，最大限度的適應(yīng)社會(huì)發(fā)展對(duì)電氣使用所倡導(dǎo)的理念。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉陽(yáng)，劉祺.小議電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)[J].世界家苑，2013（4）.

篇3

【關(guān)鍵詞】火電廠；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；應(yīng)用

作者簡(jiǎn)介：張偉（1981—），男，陜西咸陽(yáng)人，大學(xué)本科，工程師，現(xiàn)供職于內(nèi)蒙古能源發(fā)電投資集團(tuán)有限公司電力工程技術(shù)研究院，研究方向：火電廠的自動(dòng)化應(yīng)用

電能從生產(chǎn)到應(yīng)用的過(guò)程較為復(fù)雜，并成為人們生產(chǎn)生活中不可缺少的重要力量，電的應(yīng)用對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有極大的促進(jìn)作用。在科技發(fā)展的帶動(dòng)下，火電廠發(fā)電設(shè)備也實(shí)現(xiàn)了高科技，控制系統(tǒng)也得以改進(jìn)，以往的人工模式中存在較大缺陷，難以調(diào)度電力，為解決這種情況，自動(dòng)化控制系統(tǒng)被應(yīng)用到火電廠中，因此，有必要分析與研究火電廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

1火電廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)分類研究

1.1火電廠傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)

上世紀(jì)八十年代我國(guó)火電廠所應(yīng)用的控制系統(tǒng)主要為以I/O為基礎(chǔ)的微機(jī)分散系統(tǒng)，其利用危機(jī)分散系統(tǒng)設(shè)置了單獨(dú)控制器，并通過(guò)I/O接口傳遞控制命令。該時(shí)期的電氣自動(dòng)化控制中微積分散系統(tǒng)并不具有直接控制電氣的能力，對(duì)其控制則是由獨(dú)立電氣自動(dòng)裝置來(lái)完成的，這種控制方式較為成熟，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行期間也可以快速反映，且可以邊控制邊觀察控制結(jié)。但隨著計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)接入用戶也在增多，現(xiàn)有設(shè)備條件受到很大限制，難以滿足自動(dòng)化處理，極大的影響到系統(tǒng)管理效率，因此，就要做好控制系統(tǒng)改進(jìn)與完善工作，將控制裝置整合在一起[1]。上世紀(jì)九十年代末期，火電廠所應(yīng)用的自動(dòng)化系統(tǒng)為現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，聯(lián)系現(xiàn)有火電廠工藝形成控制網(wǎng)絡(luò)，在該模式中也含有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬接線內(nèi)容，其中的信心采集與系統(tǒng)控制都需要利用現(xiàn)場(chǎng)總線完成。而輸煤系統(tǒng)等要獲得電氣信息也要依賴于ECS通信網(wǎng)，也是ECS成為了火電廠自動(dòng)化控制與監(jiān)管的系統(tǒng)之一,并被廣泛應(yīng)用于各處，但該控制系統(tǒng)傳輸效率卻很低，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也出現(xiàn)設(shè)計(jì)部合理情況，導(dǎo)致通訊節(jié)點(diǎn)過(guò)少，很容易發(fā)生故障，給系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)較大影響[2]。

1.2以工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的火電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)

隨著微電子技術(shù)發(fā)展，電氣綜合保護(hù)測(cè)控能力得以顯著提升，基本實(shí)現(xiàn)了以交流采樣為基礎(chǔ)的保護(hù)、濾波以及通信，但這些測(cè)控能力卻較為重視于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，該技術(shù)所需成本較少、容量較大，傳輸效率也很高，整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)較好，同時(shí)有具有開(kāi)放性，有效彌補(bǔ)來(lái)了原有控制系統(tǒng)的不足，可見(jiàn)，以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到火電廠自動(dòng)化控制中有很大益處。將微積分散系統(tǒng)應(yīng)用到火電廠自動(dòng)化控制中，可以不僅減少了通信管理機(jī)的應(yīng)用，還使得控制系統(tǒng)傳輸效率得以顯著提升。微積分散系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的聯(lián)系是通過(guò)站控層通信子站來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中有多臺(tái)子站，同時(shí)，還有以太網(wǎng)通信等，很多火電廠都是利用以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，并經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，以太網(wǎng)自動(dòng)控制技術(shù)也趨于成熟，不僅減少了投資成本，還優(yōu)化了微積分散系統(tǒng)與ECS之間的聯(lián)系，使得系統(tǒng)不斷融合，整個(gè)系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化[3]。

2微機(jī)分散自動(dòng)化控制系統(tǒng)

2.1微機(jī)分散控制子系統(tǒng)

微積分散控制系統(tǒng)在不受軟硬件制約的條件下，各功能模塊也在發(fā)生變化，能夠滿足不同火電廠的不同需求。常用微積分散子系統(tǒng)主要有以下幾種：首先，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，它能夠利用在線傳輸技術(shù)可以將各部分的信號(hào)連接在一起，同時(shí)也可以獨(dú)立出來(lái)，成為上下機(jī)位于一體的結(jié)構(gòu)。它也可以構(gòu)成小型集散系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)控制。該系統(tǒng)還可以為熱力系統(tǒng)提供流程圖，并檢測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)有異常情況便會(huì)發(fā)出警報(bào)，此外，還可以將其中的系統(tǒng)參數(shù)變化趨勢(shì)記錄下來(lái)，預(yù)測(cè)出系統(tǒng)運(yùn)行情況，并記錄系統(tǒng)參數(shù)，以供日后查閱；其次，模擬量控制系統(tǒng)，它所體現(xiàn)的是機(jī)組自動(dòng)化水平，通過(guò)對(duì)鍋爐等設(shè)定的調(diào)控與運(yùn)行，可以使系統(tǒng)工藝水平得以提升，在減少投入成本時(shí)，也使系統(tǒng)運(yùn)行效率得以提升；最后，順序控制系統(tǒng)。順序控制系統(tǒng)的應(yīng)用極大的減少了人工操作，相關(guān)工作人員只要按照指示按動(dòng)按鈕即可完成工作，不需要人工切換，工作人員也可以在自動(dòng)運(yùn)行期間根據(jù)自身需求選擇想要的信息，并通過(guò)自檢程序了解系統(tǒng)運(yùn)行情況，防范以外事件的發(fā)生，真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)的目的。

2.2微機(jī)分散控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)調(diào)查研究得知，微機(jī)分散控制系統(tǒng)主要有以下三大特點(diǎn)：

第一，微積分散系統(tǒng)可靠性較高，該系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以將系統(tǒng)控制能力分散到合適的操作點(diǎn)中，既實(shí)現(xiàn)了相互獨(dú)立，又保證了它們之間的聯(lián)系，確保一處發(fā)生故障以后，其他站點(diǎn)也可以正常運(yùn)行，而不會(huì)出現(xiàn)性能喪失的情況。

第二，微積分散控制系統(tǒng)具有開(kāi)放性，其開(kāi)放性體現(xiàn)在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)十分注重標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化，同時(shí)，其兼容性與可擴(kuò)展性較好，便于微積分散控制系統(tǒng)接入，還不會(huì)出現(xiàn)兼容問(wèn)題，即便卸載原有系統(tǒng)也不會(huì)有不良影響出現(xiàn)[4]。

第三，微積分散系統(tǒng)功能多樣化，微積分散控制系統(tǒng)所具有的功能較為多樣，既有順序控制，還有連續(xù)控制與處理控制，同時(shí)也可以滿足各種特殊要求。此外，該系統(tǒng)的靈活性與協(xié)調(diào)性也很好。在經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展的帶動(dòng)下，微積分散控制系統(tǒng)無(wú)論是在功能上還是在結(jié)構(gòu)上都得以完善，盡管在實(shí)際運(yùn)行中依然會(huì)有部分問(wèn)題存在，但整體影響并不大，為減少問(wèn)題出現(xiàn)，還需要采取有效措施加以改進(jìn)，以便適應(yīng)工程需要。只要不斷研究與探索，微積分散系統(tǒng)將在火電廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用中發(fā)揮更大作用。

參考文獻(xiàn)

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[3]杜曉偉.關(guān)于火電廠電氣自動(dòng)化中分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技傳播,2011,24:130+133.

篇4

【關(guān)鍵詞】電氣控制 PLC技術(shù) 探析

PLC從外觀來(lái)講，具有體積小質(zhì)量輕的特點(diǎn)，小型的PLC底部尺寸一般不超過(guò)100mm，質(zhì)量不超過(guò)150g，所以在安裝方便，和電氣系統(tǒng)組裝容易。PLC應(yīng)用范圍廣泛，一般的電氣控制場(chǎng)所都可以使用，尤其是數(shù)據(jù)應(yīng)用能力在數(shù)字控制方面的運(yùn)用更為廣泛。另外，抗干擾技術(shù)的應(yīng)用更使電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性提供了有力保障。PLC外部檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置，為自身內(nèi)部和系統(tǒng)外部的故障檢驗(yàn)提供了良好的條件。而且，PLC的安裝操作簡(jiǎn)單易懂，對(duì)于從事電氣控制方面的人員來(lái)說(shuō)掌握起來(lái)也比較容易。儲(chǔ)存邏輯是PLC技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中所使用的，接線比較簡(jiǎn)單，這樣也方便日后維修和改造，在減少工作量的同時(shí)又提高了工作效率。

1 PLC技術(shù)與電氣控制融合后的工作流程

電氣控制主要是通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備一次和二次回路控制來(lái)確保設(shè)備正常運(yùn)行，其在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化方面已經(jīng)成為一個(gè)不可缺少的重要角色，更是推進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的重要武器。而PLC技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是一個(gè)控制器，專門用于專業(yè)控制，主要利用計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)、自動(dòng)化等技術(shù)發(fā)展起來(lái)的通訊控制器。PLC技術(shù)與電氣控制技術(shù)融合可以生成強(qiáng)大的抗干擾能力和自我診斷能力，完善電氣的控制系統(tǒng)的同時(shí)有效排除系統(tǒng)中故障。

目前，PLC技術(shù)在電氣控制行業(yè)的應(yīng)用十分廣泛，很多企業(yè)開(kāi)始逐漸重視這些外來(lái)技術(shù)的引進(jìn)，作為現(xiàn)代電控行業(yè)中的重要角色，PLC技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)在很大程度上推動(dòng)電氣控制行業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，想要PLC技術(shù)與電氣控制合理融合就必須要對(duì)PLC技術(shù)有一定的掌握和了解，這是PLC技術(shù)能夠更好的運(yùn)用于實(shí)際的前提條件和重要基礎(chǔ)。此外，PLC技術(shù)在工業(yè)體系中也有著廣泛應(yīng)用，如石油、建材、鋼鐵、化工、電力、機(jī)械制造、汽車、交通運(yùn)輸?shù)取?/p>

結(jié)合PLC的工作流程，根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，將PLC技術(shù)與電氣控制融合后的工作流程劃分為三個(gè)階段。主要有收集和輸入原始數(shù)據(jù)、用戶程序執(zhí)行、刷新輸出。

（1）采取收集數(shù)據(jù)是PLC工作進(jìn)程的第一步。通過(guò)掃描的方式依次讀取并存儲(chǔ)輸入狀態(tài)點(diǎn)和數(shù)據(jù)，同時(shí)存入I/O映像區(qū)中的相應(yīng)單元。完成后，進(jìn)入用戶程序執(zhí)行和輸出的刷新階段。在這一階段，I/O映像區(qū)中相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不發(fā)生改變。

（2）在第一步完成的基礎(chǔ)上，對(duì)用戶程序按照由上到下的順序掃描。用戶程序是執(zhí)行階段，具體的實(shí)施中，先掃描用戶程序左邊的控制線路，同時(shí)依然遵守由上到下和由左到右的順序?qū)τ|點(diǎn)構(gòu)成的的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算。同樣，在I/O映像區(qū)內(nèi)單元中的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)發(fā)生變化，但其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映像單元區(qū)域或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)域的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都可能會(huì)發(fā)生變化。

（3）PLC工作流程的最后階段，即輸出刷新階段。在用戶程序掃描結(jié)束后，PLC就會(huì)進(jìn)入輸出刷新階段。此階段中，CPU按照I/O映像區(qū)相應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有輸出鎖存電路之后再由輸出電路完成相應(yīng)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)設(shè)置是PLC的最后輸出過(guò)程。

PLC的工作流程與大部分其他的機(jī)械設(shè)備相似，是一個(gè)周期循環(huán)的過(guò)程。這三個(gè)工作階段是循環(huán)運(yùn)行的，每進(jìn)行三個(gè)階段為一個(gè)周期。PLC技術(shù)與電氣控制技術(shù)的融合在提高工作效率的同時(shí)又節(jié)省了故障和開(kāi)發(fā)研究的開(kāi)銷。

2 PLC技術(shù)在電氣控制應(yīng)用中常見(jiàn)的問(wèn)題

系統(tǒng)控制出現(xiàn)故障?？赡苡捎诰€路老化、周圍環(huán)境破壞等原因造成控制出現(xiàn)故障，進(jìn)而無(wú)法將信號(hào)傳遞給系統(tǒng)內(nèi)部，也就無(wú)法完成對(duì)數(shù)據(jù)的接收、加載和轉(zhuǎn)換，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)發(fā)出的其他執(zhí)行命令也沒(méi)辦法接收。

數(shù)據(jù)收集和傳輸故障也可能是由于開(kāi)關(guān)一類的設(shè)備操作不到位造成的，例如打開(kāi)、閉合不徹底，致使無(wú)法接收或接收錯(cuò)誤信息，造成控制運(yùn)作出現(xiàn)錯(cuò)誤，系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，即造成了PLC無(wú)法接收信號(hào)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

設(shè)備開(kāi)關(guān)和現(xiàn)場(chǎng)變送器的自身故障也是使PLC技術(shù)無(wú)法正常工作的原因，引發(fā)故障的原因可能是接線接觸不良，出現(xiàn)破損等，同樣也會(huì)造成以上PLC控制分析系統(tǒng)無(wú)法接收數(shù)據(jù)和進(jìn)一步的處理。此外，人為操作出錯(cuò)也是造成系統(tǒng)故障的原因之一。

3 PLC技術(shù)問(wèn)題相應(yīng)的解決方法

對(duì)輸入PLC控制系統(tǒng)信號(hào)的可靠性加強(qiáng)注意。保證所有的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和相關(guān)部件的性能完好，杜絕由于設(shè)備自身零部件問(wèn)題造成信號(hào)無(wú)法正常傳送和接收的現(xiàn)象發(fā)生。此外，更新改進(jìn)主界面功能模塊設(shè)置也有利于減少控制的出錯(cuò)。

完善系統(tǒng)設(shè)置，使其更加具有可靠性、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)一體化。在PLC電氣控制系統(tǒng)遭受破壞或出錯(cuò)時(shí)，起到預(yù)警系統(tǒng)的報(bào)警作用，這項(xiàng)功能在PLC系統(tǒng)控制里十分重要，能夠有效的對(duì)工作情況進(jìn)行監(jiān)控，減少了由于指令出錯(cuò)帶給系統(tǒng)的損失。確保PLC周圍的運(yùn)行環(huán)境，及時(shí)排除干擾因素，實(shí)施24小時(shí)監(jiān)控。

加強(qiáng)人員的技術(shù)培訓(xùn)，提高業(yè)務(wù)能力和自身素質(zhì)修養(yǎng)，鼓勵(lì)員工學(xué)習(xí)新技術(shù)、新的方法和技巧來(lái)提高工作質(zhì)量。

4 總結(jié)

面對(duì)如今高科技迅猛發(fā)展的形勢(shì)，在任何領(lǐng)域如果想要健康長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，就必須不斷的學(xué)習(xí)掌握新的技術(shù)，只有對(duì)新技術(shù)和設(shè)備做好充分的了解和學(xué)習(xí)并合理應(yīng)用，才會(huì)真正的有所收獲。PLC在電氣控制方面發(fā)揮著巨大的推動(dòng)作用，二者的融合將會(huì)在很大程度上促進(jìn)電氣控制行業(yè)的進(jìn)步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]陳實(shí). MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)單機(jī)電氣控制技術(shù)研究――無(wú)功補(bǔ)償和偏航控制系統(tǒng)[D].南京航空航天大學(xué)，2004.

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[4]付煥森，李元貴.基于工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)與研究――以電氣控制與PLC技術(shù)項(xiàng)目課程為例[J].大眾科技，2012.

作者簡(jiǎn)介

張車（1981-），男，江蘇省張家港市人。本科學(xué)歷。中級(jí)工程師。研究方向?yàn)殡姎庾詣?dòng)化控制。

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關(guān)鍵詞：自動(dòng)化；機(jī)械設(shè)計(jì)；機(jī)械制造

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械領(lǐng)域已經(jīng)基本全面普及了自動(dòng)化技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，使得機(jī)械相關(guān)的企業(yè)獲得了更高的經(jīng)濟(jì)效益。為此，作為企業(yè)而言，必須根據(jù)自身的實(shí)際情況，來(lái)對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)一步研發(fā)和創(chuàng)新，確保企業(yè)能夠擁有更大的發(fā)展空間，進(jìn)而不斷提高企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

1自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域中應(yīng)用的重要性

1.1降低資源成本。在自動(dòng)化技術(shù)普及之前，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的粗放現(xiàn)象極為常見(jiàn)，造成大量資源的無(wú)端浪費(fèi)，不僅不符合可持續(xù)發(fā)展理念，而且也造成企業(yè)成本居高不下，對(duì)于資源節(jié)約和企業(yè)發(fā)展都較為不利。而自動(dòng)化技術(shù)的推廣應(yīng)用則克服了這一問(wèn)題，其不僅能夠提高機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中的精確度，還能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)廢料的重新利用，有效降低了以往浪費(fèi)程度高和成本高的問(wèn)題[1]。1.2提高生產(chǎn)效率。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)如今，各行各業(yè)對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域都有著越來(lái)越高的需求和要求，由此，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)已成為大勢(shì)所趨[2]。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，能夠顯著提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，從而提高企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，推進(jìn)企業(yè)更好發(fā)展。1.3推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用，以往機(jī)械設(shè)計(jì)制造中大量采用人工操作的情況已不復(fù)存在，企業(yè)由勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型的方向轉(zhuǎn)變，如今的機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)也相應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)水平上的競(jìng)爭(zhēng)。由此，機(jī)械領(lǐng)域開(kāi)始著力提高設(shè)備的精密度。雖然這看似僅僅是一方面的技術(shù)在發(fā)展和升級(jí)，但實(shí)際上，這項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展，帶動(dòng)了整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化轉(zhuǎn)型和升級(jí)，在此基礎(chǔ)上，更多的技術(shù)壁壘也將在未來(lái)被逐個(gè)擊破。

2自動(dòng)化在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1制造工藝現(xiàn)狀。機(jī)械的制造工藝水平是機(jī)械產(chǎn)品品質(zhì)的根本保證，從目前來(lái)看，雖然自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)絕大多數(shù)機(jī)械制造企業(yè)當(dāng)中得以普及，但各企業(yè)之間的普及程度卻參差不齊，一部分企業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用尚處于初級(jí)階段，在精細(xì)化和智能化上的發(fā)展還較為欠缺，相較于國(guó)內(nèi)外的一些先進(jìn)企業(yè)而言，還有著明顯的差距。除此之外，這些企業(yè)在激光加工、復(fù)合加工和納米加工等方向也往往存在諸多不足之處，對(duì)于這些方面的技術(shù)仍需要進(jìn)一步提升，在未來(lái)的相關(guān)研究中，這些也將成為重要的研究方向[3]。2.2自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀。目前，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)貫穿于機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的全過(guò)程，特別是在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)當(dāng)中，采用自動(dòng)化技術(shù)，能夠?yàn)樾庐a(chǎn)品的設(shè)計(jì)增添靈感，并能夠從不同的維度整理相關(guān)的設(shè)計(jì)信息，不斷推陳出新，滿足企業(yè)和用戶多方面的實(shí)際需求。

3以汽車制造領(lǐng)域?yàn)槔郎\析自動(dòng)化在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用發(fā)展

3.1集成化應(yīng)用。目前，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域已經(jīng)與各種新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一定程度的融合，在這一背景之下，原有的自動(dòng)化技術(shù)得以不斷提升，在汽車制造領(lǐng)域中，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)的集成應(yīng)用，有效突破了傳統(tǒng)汽車結(jié)構(gòu)的局限性。目前，一部分汽車制造企業(yè)應(yīng)用這方面的技術(shù)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了集成生產(chǎn)的自主化制造系統(tǒng)，能夠更好滿足實(shí)際的生產(chǎn)需求，乃至部分客戶的個(gè)性化定制需求[4]。3.2智能化應(yīng)用。在汽車領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作當(dāng)中，自動(dòng)化技術(shù)的智能化應(yīng)用得到了較為明顯的體現(xiàn)。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，安全防護(hù)的技術(shù)水平得到了很大進(jìn)步，汽車制造的流程得到了進(jìn)一步的優(yōu)化，這是以往人工操作模式下所不具備的。具體來(lái)看，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵則體現(xiàn)在自動(dòng)化系統(tǒng)、機(jī)械制造系統(tǒng)和人工智能三部分，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中的智能化應(yīng)用則主要用于將各種先進(jìn)的信息技術(shù)融合到機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的環(huán)節(jié)當(dāng)中，使得生產(chǎn)流水線能夠按照預(yù)定好的程序來(lái)完成生產(chǎn)任務(wù)，在機(jī)械制造的過(guò)程中，通過(guò)智能化技術(shù)，能夠?qū)ιa(chǎn)流水線的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確分析，并隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。就目前而言，在國(guó)內(nèi)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在一定程度上具有了智能化的特點(diǎn)，這顯著提高了機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。與此同時(shí)，智能化技術(shù)也能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控和協(xié)調(diào)生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，及時(shí)糾正生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的錯(cuò)誤，并針對(duì)不足之處進(jìn)行改善，將可能出現(xiàn)的隱患及時(shí)清除。3.3虛擬化應(yīng)用。在過(guò)去的汽車機(jī)械部件設(shè)計(jì)中，通常需要先確認(rèn)基本方案，而后再使用CAD進(jìn)行圖紙的繪制，這一過(guò)程不但非常繁瑣，而且也很容易因微小的失誤導(dǎo)致功虧一簣。如果能夠?qū)⒆詣?dòng)化技術(shù)有效應(yīng)用其中，就可以進(jìn)行汽車機(jī)械產(chǎn)品的虛擬化設(shè)計(jì)，避免以往設(shè)計(jì)工作中可能出現(xiàn)誤差的問(wèn)題，從而縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，提升產(chǎn)品質(zhì)量[5-6]。目前，在這一設(shè)計(jì)過(guò)程中，傳統(tǒng)的CAD技術(shù)與近年來(lái)新興的CAPP等計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了有機(jī)結(jié)合，其利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬化和智能化的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的繪圖，如在繪圖過(guò)程中發(fā)現(xiàn)失誤，則會(huì)及時(shí)提醒設(shè)計(jì)人員修正，避免錯(cuò)誤問(wèn)題的累積，實(shí)現(xiàn)更為精確的設(shè)計(jì)圖紙。整體來(lái)看，使用該項(xiàng)技術(shù)后，其不僅能夠獲得更為精確的產(chǎn)品設(shè)計(jì)尺寸和設(shè)計(jì)質(zhì)量，還能有效降低汽車機(jī)械部件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的成本開(kāi)支，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。3.4與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。在大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算等一系列先進(jìn)技術(shù)不斷發(fā)展的大背景之下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化技術(shù)也開(kāi)始與大數(shù)據(jù)技術(shù)之間進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用。大數(shù)據(jù)技術(shù)的融入，顯著提高了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)中的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析和處理等方面的能力，特別是在車用傳感器、儀表和網(wǎng)絡(luò)等方面，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用使得這些部件的智能化程度更高。目前新興的無(wú)人駕駛汽車就是一個(gè)典型的案例，無(wú)人駕駛汽車是在大數(shù)據(jù)、自動(dòng)化技術(shù)和人工智能技術(shù)等基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其應(yīng)用這些技術(shù)，將傳感器、監(jiān)控視頻和GPS定位技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，合理規(guī)劃行進(jìn)路線，達(dá)到無(wú)人駕駛的目的。3.5實(shí)際應(yīng)用案例。目前，隨著電動(dòng)汽車領(lǐng)域的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在電動(dòng)汽車的機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域也得以廣泛應(yīng)用。在電動(dòng)汽車中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是其最為核心的關(guān)鍵部件之一，其主要作用是將蓄電池的電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車行進(jìn)，同時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也能將汽車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量重新轉(zhuǎn)換為電能傳輸給蓄電池，完成整個(gè)電氣部分的自動(dòng)化控制任務(wù)。由此可見(jiàn)，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，其復(fù)雜性較為突出，對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化控制也需要涵蓋大量的硬件模塊。具體來(lái)看，其包括油門踏板信號(hào)控制電路、電池電壓信息調(diào)理電路、電機(jī)電流信號(hào)電路、DSP電源電路、DSP通信電路、以及ROM晶振電路等。除了硬件方面的設(shè)計(jì)之外，自動(dòng)化控制還需要軟件方面的支撐，其控制軟件主要分為主程序、中斷程序和其他程序三部分，涵蓋了系統(tǒng)初始化、位置檢測(cè)、速度檢測(cè)、故障保護(hù)、換向調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速計(jì)算等多方面的內(nèi)容。在整體的電動(dòng)汽車電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，主程序中“系統(tǒng)初始化”的作用在于對(duì)系統(tǒng)參數(shù)、中斷邏輯等內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)，主程序需要與控制面板之間建立可靠的通信協(xié)議，確保能夠及時(shí)獲取電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息。中斷程序主要針對(duì)系統(tǒng)服務(wù)出現(xiàn)中斷故障后的具體情況進(jìn)行收集和分析，為后續(xù)進(jìn)行故障排除操作提供重要依據(jù)。其他程序模塊中，電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量是相對(duì)較為重要的環(huán)節(jié)。隨著電動(dòng)汽車領(lǐng)域的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的燃油車輛將逐漸被取代，而這種電機(jī)在未來(lái)也就隨之得到更廣泛的發(fā)展。3.6未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。3.6.1汽車機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域?qū)⒏鼮橹悄堋ｋS著自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域的不斷深入應(yīng)用，汽車行業(yè)未來(lái)必將有著更高的智能化程度，汽車機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域?qū)⒕哂懈叩募夹g(shù)含量，與此同時(shí)，用戶在操作車輛的過(guò)程中，也將更為簡(jiǎn)便快捷。自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械設(shè)計(jì)及制造中的應(yīng)用，能夠逐步顛覆傳統(tǒng)汽車制造領(lǐng)域中的思維定式，讓整體的汽車制造不斷朝向智能化的方向發(fā)展。當(dāng)然，從目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)仍有一部分汽車企業(yè)在智能化發(fā)展方面有所欠缺，在實(shí)際操作中，仍有相當(dāng)一部分崗位需要人工操作。在這種情況之下，仍需要企業(yè)內(nèi)的技術(shù)人員積極創(chuàng)新，不斷加強(qiáng)最新技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用。3.6.2未來(lái)的自動(dòng)化技術(shù)將朝著高端方向發(fā)展。雖然當(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域體現(xiàn)出諸多優(yōu)勢(shì)，但其帶來(lái)的一些弊端問(wèn)題也在所難免。針對(duì)這種情況，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)則是有必要的，通過(guò)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的不斷優(yōu)化改進(jìn)，以往的問(wèn)題將逐步得到解決，汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量也必將得到顯著提升。由此可見(jiàn)，未來(lái)自動(dòng)化技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用，必將朝著更加高端的方向發(fā)展，從而推進(jìn)汽車性能不斷提升，滿足公眾的更高需求。3.6.3由“線性自動(dòng)化?！鞭D(zhuǎn)向“模塊自動(dòng)化”目前，隨著環(huán)保理念在世界各國(guó)的不斷深入人心，新能源汽車行業(yè)不斷發(fā)展，而在新能源汽車當(dāng)中，占比最高的莫過(guò)于電動(dòng)汽車，其在很多國(guó)家的保有量都在不斷上升，隨著電動(dòng)汽車的大量普及和傳統(tǒng)燃油車輛的逐漸減少，作為能源補(bǔ)充設(shè)施，加油站也將逐漸為充電樁所取代。預(yù)計(jì)，隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)的汽車設(shè)計(jì)中，將以模塊化設(shè)計(jì)為主要設(shè)計(jì)形式，而在能源補(bǔ)充上，也很可能會(huì)采取模塊化的能源替換形式，以解決現(xiàn)存的“充電焦慮”問(wèn)題。由此可見(jiàn)，自動(dòng)化技術(shù)也會(huì)隨之更具備靈活可調(diào)的性能，以滿足更高的發(fā)展需求。

4結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)看，自動(dòng)化領(lǐng)域在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域中發(fā)揮著舉足輕重的作用，對(duì)于推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此，相關(guān)的企事業(yè)單位工作人員都應(yīng)當(dāng)對(duì)此給于足夠的重視，及時(shí)關(guān)注行業(yè)內(nèi)的最新前沿動(dòng)態(tài)，對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)不斷優(yōu)化創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)自身行業(yè)的更好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；電力電子裝備；互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.171

0 前言

現(xiàn)階段通信技術(shù)與電力電子技術(shù)的結(jié)合逐漸成為配電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)，而且電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將引起配電網(wǎng)系統(tǒng)以及電能用戶端相應(yīng)的變革。電力電子技術(shù)與通信技術(shù)的融合，促使電力電子裝備進(jìn)化為一體化集成系統(tǒng)，有利于推進(jìn)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，因此對(duì)電力電子裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)進(jìn)行探討具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

1 電力電子裝備技術(shù)

1.1 半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件

半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件是電力電子裝備技術(shù)的基礎(chǔ)，主要包括IGBT、IGCT、SCR 等器件[1]。提升現(xiàn)有半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的水平與性能，并開(kāi)發(fā)新型半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件是現(xiàn)階段電力電子裝備技術(shù)研究的重要課題。在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件研究過(guò)程中，對(duì)器件材料的選取、對(duì)器件工藝的選擇都會(huì)對(duì)整體電路性能產(chǎn)生較大的影響。通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的磁性元件與絕緣材料進(jìn)行改進(jìn)，可以在降低能耗的基礎(chǔ)上減小器件體積。

1.2 變換器

變換器作為電能功率的處理器，可以將某種幅度、某種頻率的電能輸入形式，通過(guò)相應(yīng)的變換操作轉(zhuǎn)變成另一種幅值與頻率的電能，從而確保電能可以適用于多樣化的配電系統(tǒng)與電能用戶端，保證配電網(wǎng)絡(luò)的順利配電。

1.3 電子電力系統(tǒng)

在配電系統(tǒng)中大型的電力電子裝備通常需要較多的變換器以及輔助電路完成配電工作，這些半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件、輔助電路以及轉(zhuǎn)換器就構(gòu)成了電子電力系統(tǒng)。在電子電力系統(tǒng)整體中，會(huì)設(shè)置多個(gè)變換器對(duì)電能進(jìn)行相應(yīng)處理，同時(shí)變換器存在級(jí)聯(lián)、并聯(lián)、串聯(lián)等多種連接方式。

2 電力電子裝備的互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

2.1 電力電子裝備互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)概述

現(xiàn)階段電力電子裝備技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到我國(guó)智能電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電以及配電環(huán)節(jié)，而配電系統(tǒng)中的電力電子裝備技術(shù)尤為重要，然而配電網(wǎng)對(duì)于各個(gè)電力電子裝備的運(yùn)行缺乏有效的協(xié)調(diào)，導(dǎo)致配電網(wǎng)的電能管理難以得到有效的控制[2]。配電網(wǎng)中電子電力裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)主要是通過(guò)通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將各個(gè)電力電子裝備進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)電力電子裝備間的連接、通過(guò)將各電力電子裝備的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并向中樞區(qū)域發(fā)送節(jié)點(diǎn)指令，可以在整體上對(duì)電力電子裝備的運(yùn)行進(jìn)行有效協(xié)調(diào)，而這種利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)電力電子設(shè)備進(jìn)行調(diào)控的技術(shù)，被稱為電力電子互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

2.2 電力電子裝備互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)三要素

2.2.1 即插即用的功率接口

即插即用的功率接口可以有效地將儲(chǔ)能電池、普通用電器等各種電氣設(shè)備以及分布發(fā)電等終端接入配電系統(tǒng)。即插即用的功率接口主要通過(guò)將系統(tǒng)內(nèi)部各種設(shè)備不同電能輸入形式進(jìn)行合理轉(zhuǎn)換，使其電能輸入形式與電網(wǎng)相匹配。從這一方面講，即插即用的功率接口本質(zhì)上也是一個(gè)電力電子設(shè)備，同時(shí)隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，即插即用的功率接口還應(yīng)當(dāng)具備相應(yīng)的通信接口，并通過(guò)支持標(biāo)準(zhǔn)操作協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接，可以將終端設(shè)備的運(yùn)行信息上傳至網(wǎng)絡(luò)端口，從而接受調(diào)控指令。

2.2.2 能量路由器

能量路由器是整個(gè)電力電子裝備網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)中的智能管理模塊，同時(shí)也是低壓區(qū)域網(wǎng)與中壓配電網(wǎng)和低壓區(qū)域網(wǎng)的相應(yīng)接口，在運(yùn)行過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)電能的雙向流動(dòng)，不僅可以提供可再生能源的電力電子設(shè)備使用，還可以提供相應(yīng)的低壓直流母線[3]。與此同時(shí)，能量路由器也應(yīng)當(dāng)具備相應(yīng)的通信接口，并通過(guò)支持標(biāo)準(zhǔn)操作協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接，可以將終端設(shè)備的運(yùn)行信息上傳至網(wǎng)絡(luò)端口，從而接受調(diào)控指令。對(duì)指令值的確定由終端設(shè)備的實(shí)際工作狀態(tài)所決定，能量路由器可以有效地限制故障電流、保證低壓穿越，并完成維持低壓配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定的任務(wù)。由于在配電過(guò)程中實(shí)際面對(duì)的電能用戶有所不同，能量路由器的功率等級(jí)以及電壓等級(jí)存在差異性。

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)

電力電子裝備互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的基礎(chǔ)內(nèi)容是信息流與能量流，同即插即用的功率接口、能量路由器相同，標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)是一個(gè)通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以利用即插即用的功率接口以及能量路由器對(duì)電子電力裝備互聯(lián)網(wǎng)中所有電力電子裝備進(jìn)行識(shí)別與檢測(cè)，并對(duì)各個(gè)電力電子設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

3 結(jié)論

總而言之，電力系統(tǒng)通常分為發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)以及配電系統(tǒng)三部分，其中配電系統(tǒng)面向電能用戶，主要從輸電系統(tǒng)接收電能分配給電能用戶。作為一個(gè)時(shí)變性系統(tǒng)，配電網(wǎng)電力電子裝備技術(shù)主要是通過(guò)電力電子裝備的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)電能的變化，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)與電力電子裝備技術(shù)相結(jié)合，有利于推進(jìn)我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王惠鐸，張挺，宋斌斌.配電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（21）：23.

篇7

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；變壓器；應(yīng)用

新世紀(jì)電力電子技術(shù)不斷提升，尤其是微電子技術(shù)的革新，使得電力電子技術(shù)的世界日新月異，帶動(dòng)許多關(guān)鍵技術(shù)引領(lǐng)尖端科學(xué)技術(shù)的潮流。電力電子技術(shù)發(fā)展迅猛，應(yīng)用能力廣泛，與其他學(xué)科的交叉應(yīng)用性強(qiáng)，是目前頗具焦點(diǎn)性的一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域。

通過(guò)半導(dǎo)體器件、計(jì)算機(jī)科技、電路科技、控制智能科技等等平臺(tái)構(gòu)成電力電子技術(shù)，通過(guò)將近五十年時(shí)間的發(fā)展，其已經(jīng)不斷融入生活、工作的方方面面，在新世紀(jì)中伴隨電力電子技術(shù)新的理論、實(shí)踐應(yīng)用發(fā)展，成為了關(guān)鍵性的技術(shù)。目前，電力電子技術(shù)相關(guān)的研究，在國(guó)際上仍處于較為初級(jí)的階段，雖然為我們帶來(lái)了巨大的便利，但其仍有許許多多方面的理論和實(shí)際應(yīng)用有待人們的開(kāi)發(fā)與研究，相信在不久的將來(lái)，電力電子技術(shù)將成為我們生活中不可或缺的一部分。

本文基于電力電子技術(shù)在變壓器中的應(yīng)用，通過(guò)其相關(guān)的理論與原理的闡述，設(shè)計(jì)電力電子變壓器的仿真，致力于提升電力質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)電力電子變壓器的優(yōu)越性。

1 相關(guān)定義與原理

1.1 電力電子變壓器定義

電力電子變壓器，又叫做固態(tài)、柔性變壓器，通過(guò)對(duì)目前在用的電力電子變壓器進(jìn)行結(jié)構(gòu)研究，可以闡述為電力電子變壓器是一種將帶有電力特性的能量向另一種帶有電力特性的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)變的設(shè)備，而上述的兩種能量具有不同的頻率、相位等等特征。

1.2 電力電子變壓器原理

電力電子變壓器通過(guò)兩種不同的功率變換器實(shí)現(xiàn)變頻，屬于交-交式的轉(zhuǎn)化。它的工作原理主要是將一種電壓，經(jīng)過(guò)一定的轉(zhuǎn)換器，變換為另一種交流的電壓，利用高頻電壓進(jìn)行耦合，經(jīng)變換器轉(zhuǎn)換為所需電壓。其可以利用增強(qiáng)變壓器的功率實(shí)現(xiàn)體積的縮小。運(yùn)用目前的電力電子技術(shù)以及合理的工作技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高頻交流電的"制造"，再利用電壓器進(jìn)行電壓的交互，實(shí)現(xiàn)工頻交流電的"制造"，減少、減輕變壓器的體積，如此往返，即為電力電子變壓器的工作原理。

當(dāng)前，因在用的基本所有電力系統(tǒng)相關(guān)器件，耐壓性與輸電系統(tǒng)方面都比較薄弱，因此電力電子變壓器需要在配電領(lǐng)域進(jìn)行一定的技術(shù)開(kāi)發(fā)，相較于常規(guī)的電力變壓器，配電系統(tǒng)的變壓器其電源兩側(cè)的繞組將固定為一次側(cè)，與高頻電壓器的繞組將固定為二次側(cè)，它們之間由高頻變壓器作為載體進(jìn)行聯(lián)結(jié)，詳見(jiàn)圖1。

圖1 配電用電力電子變壓器基本原理

2 電力電子變壓器電路類型分析

2.1 斬控式電力電子變壓器

1995年，美國(guó)電科院首先研制出了電力電子變壓器的斬控式樣機(jī)，它選取了BUCK結(jié)構(gòu)的電路，其簡(jiǎn)單實(shí)用，易于調(diào)節(jié)變壓，但缺點(diǎn)是控制性不強(qiáng)，并不含有變頻的功能，還不能進(jìn)行電氣隔離，以及無(wú)法對(duì)輸入的電流與功率進(jìn)行相關(guān)的抑制作用，所以，該斬控式電力電子變壓器無(wú)法在輸配電工作中發(fā)揮交大的作用。

2.2 交-交-交變換電力電子變壓器

M?Kang（美國(guó)德州大學(xué)）在1999年，研制出一種新型交-交-交變換電力電子變壓器，其由初、次兩級(jí)功率進(jìn)行交互變頻變壓器組成，通過(guò)兩種功率的轉(zhuǎn)換，連接功率器件，實(shí)現(xiàn)雙向流動(dòng)電能的作用。其優(yōu)勢(shì)為傳送容量增加，體積相對(duì)小，缺點(diǎn)為相關(guān)器件繁復(fù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

2.3 反激式電力電子變壓器

反激式電力電子變壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，裝置器件較少，避免了較多的中介環(huán)節(jié)，因此比前面兩種變壓器結(jié)構(gòu)有更大的進(jìn)步。其優(yōu)勢(shì)為相關(guān)器件少，電感與電容組成電路，簡(jiǎn)化了電能質(zhì)量不足的缺陷。但其開(kāi)關(guān)反應(yīng)能力偏大，很難在高電壓環(huán)境下使用，還容易因漏感產(chǎn)生交稿的尖峰電壓，對(duì)電壓應(yīng)力造成較大的壓力，因此電磁相關(guān)的干擾頗為明顯。

3 電力電子變技術(shù)在變壓器中的仿真應(yīng)用

3.1 電力電子變壓器在改善電能質(zhì)量中的應(yīng)用

電能質(zhì)量在國(guó)際上的基本既定為：運(yùn)用電力相關(guān)設(shè)施設(shè)備無(wú)法進(jìn)入工作，以及使得其出現(xiàn)問(wèn)題的電流、電壓或者頻率等等誤差，其基本內(nèi)容以電壓波動(dòng)與閃變、頻率偏移及短時(shí)供電中斷等等內(nèi)容為主，其次還有電壓的偏差、電流波形的畸變以及三相電壓不平衡等等問(wèn)題，本文主要以前面兩種為主要仿真目標(biāo)進(jìn)行研究。說(shuō)明其常規(guī)變化與故障隔離等等作用，對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行一定的改善。

3.1.1 電壓波動(dòng)與閃變

在電壓波動(dòng)與閃變的問(wèn)題中，由于電力系統(tǒng)的母線出現(xiàn)非整數(shù)倍的影響，假設(shè)PET一次側(cè)的母線頻率是10Hz，幅值為10%左右的和諧波，使得母線電壓有異常的波動(dòng)，具體的仿真結(jié)果圖如圖2所表示。

（1）PET輸入相電壓 （2）PET輸出相電壓

圖2母線電壓波動(dòng)時(shí)的仿真結(jié)果

從圖2可見(jiàn)，由于實(shí)驗(yàn)中有一定的間諧波影響，使得PET一次側(cè)的母線電壓有較大明顯的波幅，而另外的二次側(cè)電壓未受到一定的影響，還是可以對(duì)負(fù)荷提供有效的供電，對(duì)母線電壓閃變有交大的影響。

3.1.2 電壓跌落及供電中斷

本文所實(shí)驗(yàn)的仿真條件為0.2s（10周波）的持續(xù)時(shí)間，額定值為40%的跌幅，時(shí)間為0.3s-0.5s左右的跌落時(shí)間，電網(wǎng)電壓跌落供電中斷的特定問(wèn)題。按照美國(guó)電力研究協(xié)會(huì)的報(bào)告指出，電壓跌落幅值一般小于40%，具體的實(shí)驗(yàn)仿真圖詳見(jiàn)圖3，在電網(wǎng)電壓出現(xiàn)跌落的間隙，PET的相關(guān)數(shù)值仍然保持較為未定的狀態(tài)，也就是其輸出電壓并未受到影響，保證一定的輸出。

（1）PET輸入相電壓 （2）PET輸出相電壓

圖3 電網(wǎng)電壓跌落時(shí)仿真結(jié)果

根據(jù)上述的仿真實(shí)驗(yàn)圖可得，電力電子不進(jìn)可以操作電壓器的轉(zhuǎn)換與系統(tǒng)的隔離等等功能，還能對(duì)電能質(zhì)量起到良好的控制作用。如圖3（1）中顯示，電網(wǎng)電壓即使出現(xiàn)一定的閃變、不對(duì)稱或者跌落，二次側(cè)的輸出電壓仍然保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，進(jìn)行可靠的供電功能。

3.2 電力電子變壓器進(jìn)行微電網(wǎng)孤島應(yīng)用研究

從上述的研究可得，如電壓短時(shí)供電不足，或者出現(xiàn)一定的跌落，電力電子變壓器的輸出仍然處于穩(wěn)定的狀態(tài)，對(duì)于點(diǎn)電能的質(zhì)量也能給予滿足。通過(guò)對(duì)電能質(zhì)量的影響研究，發(fā)現(xiàn)頻率偏差，將大幅度的影響電能的質(zhì)量，尤其是電網(wǎng)中出現(xiàn)可再生能源的時(shí)候。

近年來(lái)，我國(guó)對(duì)于可再生能源的重視可見(jiàn)一斑，不斷的有新的可再生能源進(jìn)入電網(wǎng)中，另外微電網(wǎng)、發(fā)電等科研技術(shù)廣泛的得到發(fā)展，其在電網(wǎng)出現(xiàn)故障以及電能的質(zhì)量無(wú)法達(dá)到用電需求的期間，能夠運(yùn)用孤島方案，持續(xù)不間斷的功能，對(duì)供電的安全性和可靠性提供了很大的保證，基本微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖4。

圖4 微電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

由于微電網(wǎng)的容量不大，功率波動(dòng)性大，使得其頻率的控制偏繁復(fù)，尤其是主網(wǎng)和微電網(wǎng)分開(kāi)以后，其功率的波動(dòng)性就很大，穩(wěn)定性不強(qiáng)，對(duì)于頻率要求高、敏感性強(qiáng)的功能負(fù)荷帶來(lái)比較嚴(yán)重的影響。

通過(guò)對(duì)可再生能源的研究，主要的一種能源即為風(fēng)能，通過(guò)風(fēng)能發(fā)電，在可再生能源的比例占據(jù)越來(lái)越高的比重。其中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)有風(fēng)能和風(fēng)機(jī)相關(guān)理論、異步發(fā)電機(jī)的參數(shù)以及電路設(shè)計(jì)等等問(wèn)題，風(fēng)力發(fā)電主要包含了雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)、 普通異步發(fā)電機(jī)以及多極同步電機(jī)等等。

作為一種新型的、智能型的變壓器，電力電子變壓器運(yùn)用相關(guān)器件以及高頻交流變壓器進(jìn)行交互，充分展示了不同于傳統(tǒng)型的電力變壓器的工作效用和功能，最大限度的保持了下述三種優(yōu)勢(shì)：（1）給予較為穩(wěn)定、安全的二次側(cè)輸出電壓，不受負(fù)荷的影響，輸出電壓可控性強(qiáng)，穩(wěn)定性強(qiáng)；（2）如一次側(cè)電壓有一定的故障、電壓跌落、閃動(dòng)、暫停等問(wèn)題，也不會(huì)受太大的影響，恒定性強(qiáng)，保障性強(qiáng)；（3）不斷吸收、發(fā)出武功，使得無(wú)功率處于電網(wǎng)中有較小的線損，降低成本。

時(shí)代不斷進(jìn)步，社會(huì)不斷發(fā)展，不同的、新型的變壓器層出不窮，要使得電能質(zhì)量有一定的保障、電的負(fù)荷得到保障，尤其的配電系統(tǒng)的質(zhì)量保障，是目前變壓器相關(guān)研究中最為重要的問(wèn)題。電力電子變壓器在上述問(wèn)題中均能得到較好的體現(xiàn)，解決了許多以前存在的問(wèn)題，通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償、APF等等功能進(jìn)行電能質(zhì)量的調(diào)節(jié)。相信不久的將來(lái)，電力電子變壓器將更加良好的運(yùn)用于配電系統(tǒng)中，這將在很大程度上幫助調(diào)節(jié)電能質(zhì)量，降低相關(guān)費(fèi)用，取得良好的收益。

參考文獻(xiàn)

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篇8

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；分析

中圖分類號(hào)：TP274.2

在當(dāng)今較為成熟的電子技術(shù)基礎(chǔ)之上開(kāi)發(fā)形成的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其應(yīng)用情況已經(jīng)逐步滲透到國(guó)內(nèi)部分領(lǐng)域之中，其中包括信號(hào)、設(shè)備、數(shù)據(jù)指示裝置等領(lǐng)域。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的騰飛以及信息技術(shù)的不斷成熟，智能數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)也日趨完善。相比過(guò)去而言，現(xiàn)今各個(gè)領(lǐng)域所使用的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)其具有運(yùn)行速度快、信息儲(chǔ)存量大、數(shù)據(jù)傳輸通道多等特點(diǎn)。而當(dāng)將單片機(jī)運(yùn)用到智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)之后，其性能優(yōu)勢(shì)顯得尤為突出，包括工作狀態(tài)穩(wěn)定、擴(kuò)展性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊等。也正因如此，越來(lái)越多的領(lǐng)域開(kāi)始對(duì)單片機(jī)控制下的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其發(fā)展予以高度的重視。然而，我們?cè)诳吹皆撓到y(tǒng)突出的性能的同時(shí)，也應(yīng)加大對(duì)其的研究力度，對(duì)其中依然存在的不足進(jìn)行補(bǔ)充，使其向著更為優(yōu)化的方向發(fā)展，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的提升做出更大的貢獻(xiàn)。

1 智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在國(guó)外的多數(shù)領(lǐng)域以及企業(yè)當(dāng)中，智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已然實(shí)現(xiàn)了全面的滲透，尤其是其工業(yè)領(lǐng)域，該類技術(shù)相對(duì)較為成熟，也在一定程度上帶動(dòng)了其工業(yè)水平的提高。放眼于國(guó)內(nèi)，隨著智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的日趨完善，其使用的覆蓋率也明顯上升，技術(shù)型的企業(yè)也逐步提高對(duì)智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的改善工作的重視程度，為智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

所謂的單片機(jī)，其實(shí)質(zhì)是在集成電路的基礎(chǔ)之上，融合了中央處理器，隨機(jī)以及只讀存儲(chǔ)器、定時(shí)器等功能的一種電路芯片。該類芯片還包括了顯示驅(qū)動(dòng)、脈寬調(diào)制等多種電路，簡(jiǎn)而言之，該類芯片就是一種集成規(guī)模較大的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。一般而言，單片機(jī)控制下的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有計(jì)算機(jī)以及人工智能等多種技術(shù)，涉及傳感器處理等數(shù)種數(shù)據(jù)處理方式，并運(yùn)用PID技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集工作。該類系統(tǒng)的應(yīng)用范圍相對(duì)較廣，其中包括飛機(jī)儀表的控制、兒童電子玩具中相關(guān)數(shù)據(jù)的控制等。

2 單片機(jī)控制下智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分析

在對(duì)單片機(jī)控制下的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題：第一，在對(duì)PC機(jī)進(jìn)行選擇以及實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)其系統(tǒng)所設(shè)計(jì)期間所運(yùn)用的編程語(yǔ)言進(jìn)行充分利用，發(fā)揮其可視等特點(diǎn)，將圖片的設(shè)計(jì)融入其中，形成相關(guān)的控制軟件。一般而言，該類軟件應(yīng)既能實(shí)現(xiàn)與所選用的單片機(jī)的正常匹配，還應(yīng)能同其他型號(hào)的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)兼容，從而能夠最大限度的發(fā)揮該軟件的設(shè)計(jì)效果；第二，在單片機(jī)控制下的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)充分借助單片機(jī)的特性，例如成本低、兼容性強(qiáng)等，從而實(shí)現(xiàn)采集系統(tǒng)與單片機(jī)相互通用的特點(diǎn)，使得單片機(jī)能夠在智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相對(duì)獨(dú)立的運(yùn)行，從而當(dāng)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行替換之后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的功能以及使用性能不產(chǎn)生影響；第三，在完成硬件電路的設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)將各個(gè)接口的線路獨(dú)立連接，增加公共接口的使用頻率，降低相關(guān)硬件對(duì)整個(gè)電路的影響。

2.1 系統(tǒng)分析

單片機(jī)控制下的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常由兩部分組成，其一為硬件系統(tǒng)，其二為軟件系統(tǒng)。其硬件系統(tǒng)一般包括傳感器、單片機(jī)、顯示裝置等。而在眾多的硬件當(dāng)中，單片機(jī)處于核心的地位，其主要作用在于對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并完成信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，之后將經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)通過(guò)顯示裝置，進(jìn)行呈現(xiàn)。在此過(guò)程中，通訊接口的主要功能在于對(duì)數(shù)據(jù)的采集過(guò)程進(jìn)行輔助，實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)以較快的速度，傳輸?shù)絇C，之后借助PC較快的處理速度以及強(qiáng)大的儲(chǔ)存功能，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理。而軟件部分則包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要程序、對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)處理過(guò)程起到監(jiān)測(cè)作用的軟件等。

在單片機(jī)控制下的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)日常運(yùn)行的過(guò)程中，只有當(dāng)硬件系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)相互配合，共同作用的情況下，該系統(tǒng)才能完成對(duì)數(shù)據(jù)相關(guān)采集以及處理工作。因此，在對(duì)單片機(jī)控制下的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及完善的過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)將硬件系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，共同研究，才能使得該系統(tǒng)在研發(fā)完成之后完成預(yù)定的工作。例如，在對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)其功能以及軟件的匹配方面進(jìn)行充分的考慮?？偠灾瑔纹瑱C(jī)控制下的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相對(duì)較為復(fù)雜，因而在設(shè)計(jì)過(guò)程中，只有將兩者之間的關(guān)系進(jìn)行深入分析，并將其聯(lián)合設(shè)計(jì)，才能使得單片機(jī)控制下的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。

2.2 硬件系統(tǒng)分析

對(duì)于單片機(jī)控制下的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的而言，其所使用的硬件系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分。在對(duì)相關(guān)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)降低所設(shè)計(jì)電路的復(fù)雜程度，使其能夠滿足不同型號(hào)單片機(jī)的使用要求。對(duì)于線路數(shù)量相對(duì)較多、復(fù)雜程度相對(duì)較大時(shí)，就應(yīng)對(duì)硬件系統(tǒng)的負(fù)荷進(jìn)行充分的考慮，避免負(fù)荷過(guò)大而對(duì)硬件系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。同時(shí)，在對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，由于有電路的存在，相關(guān)工作人員應(yīng)充分考慮到因電場(chǎng)而產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)硬件的影響，對(duì)硬件的材質(zhì)也應(yīng)加以判斷、選擇。

A/D的設(shè)計(jì)主要借助SPI轉(zhuǎn)換器，其使用的技術(shù)主要是數(shù)字模擬的技術(shù)。相對(duì)而言，該類轉(zhuǎn)換器主要包括輸入方式多、數(shù)據(jù)處理速度快、其圖像結(jié)果的分辨率相對(duì)較高等。一般而言，該種轉(zhuǎn)換器所占用的內(nèi)存相對(duì)較低，因而在運(yùn)用單片機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制的過(guò)程中，其擁有的內(nèi)存完全能夠擔(dān)負(fù)其正常工作的負(fù)載。

2.3 軟件系統(tǒng)分析

一般而言，軟件系統(tǒng)包括單片機(jī)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)、硬件設(shè)備的運(yùn)行系統(tǒng)以及客戶端的相關(guān)系統(tǒng)等。第一，單片機(jī)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。通常情況下，在對(duì)單片機(jī)的運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其相關(guān)程序是借助C語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)的，其程序的編寫(xiě)質(zhì)量也將直接影響到單片機(jī)的運(yùn)行情況。其相關(guān)作用包括以下幾個(gè)方面：其一，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集工作；其二，對(duì)相關(guān)顯示信號(hào)進(jìn)行篩選以及控制；其三，對(duì)相關(guān)程序反饋的請(qǐng)求進(jìn)行處理等。單片機(jī)的主要程序包括初始部分、數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)、顯示環(huán)節(jié)以及連接環(huán)節(jié)。其中初始環(huán)節(jié)主要是當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行期間，對(duì)相關(guān)設(shè)置進(jìn)行初始化配置；而數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，則是對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集以及處理；顯示環(huán)節(jié)則主要負(fù)責(zé)對(duì)篩選后的信息進(jìn)行及時(shí)顯示，而連接環(huán)節(jié)則是對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行傳遞；第二，硬件設(shè)備的運(yùn)行系統(tǒng)。硬件設(shè)備的運(yùn)行系統(tǒng)，即為相關(guān)硬件的驅(qū)動(dòng)，其主要任務(wù)則是為硬件以及軟件提供交流的虛擬平臺(tái)。在系統(tǒng)啟動(dòng)之后，該系統(tǒng)將會(huì)對(duì)各個(gè)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行識(shí)別，保證其正常工作；第三，客戶端系統(tǒng)。對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)期間，其使用的技術(shù)為Driver，在打開(kāi)窗口之后，新建界面，之后對(duì)源代碼進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終形成正常運(yùn)行程序，從而能夠?yàn)榭蛻籼峁┝己玫氖褂闷脚_(tái)。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在對(duì)單片機(jī)控制下的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)將其所使用的電路盡可能的簡(jiǎn)化，編寫(xiě)的軟件系統(tǒng)具有較強(qiáng)的兼容性，從而能夠增加整個(gè)系統(tǒng)的通用性能。相關(guān)研究工作者應(yīng)致力于研發(fā)以及改良目前現(xiàn)有的單片機(jī)控制下的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)其功能進(jìn)行進(jìn)一步完善，使得該系統(tǒng)能夠?yàn)閲?guó)內(nèi)各個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步提供有力的支持。

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