1、氣自動化專業(yè)是培養(yǎng)電氣工程及自動控制方面的高級工程技術人才。電氣自動化專業(yè)是新興技術密集型寬口徑專業(yè),涉及電機與電器、電力工程、微電子技術、電力電子技術、自動控制和計算機控制等多門學科,機電滲透,強弱電結合。主要課程有:高等數(shù)學、大學物理、基礎外語、程序設計語言、電路理論、模擬電子技術、數(shù)字電子技術、電機及拖動、電力電子技術、自動控制理論和微機原理;主要專業(yè)課程包括:電力拖動自動控制系統(tǒng)、電氣控制與可編程序控制器、微機控制技術、交流變頻調速、電力拖動系統(tǒng)仿真、電力系統(tǒng)分析、繼電保護、電力電氣設備、高電壓技術和電力系統(tǒng)自動裝置等。PLC也叫可編程控制器,一邊使用最多的是三菱以及西門子兩個品牌,一

2、般使用的環(huán)境比較廣泛。而自動控制系統(tǒng)是:在無人直接參與下可使生產過程或其他過程按期望規(guī)律或預定程序進行的控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)是實現(xiàn)自動化的主要手段。按控制原理的不同,自動控制系統(tǒng)分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。在開環(huán)控制系統(tǒng)中,系統(tǒng)輸出只受輸入的控制,控制精度和抑制干擾的特性都比較差。開環(huán)控制系統(tǒng)中,基于按時序進行邏輯控制的稱為順序控制系統(tǒng);由順序控制裝置、檢測元件、執(zhí)行機構和被控工業(yè)對象所組成。主要應用于機械、化工、物料裝卸運輸?shù)冗^程的控制以及機械手和生產自動線。閉環(huán)控制系統(tǒng)是建立在反饋原理基礎之上的,利用輸出量同期望值的偏差對系統(tǒng)進行控制,可獲得比較好的控制性能。閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱反饋控制

3、系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)已被廣泛應用于人類社會的各個領域。在工業(yè)方面,對于冶金、化工、機械制造等生產過程中遇到的各種物理量,包括溫度、流量、壓力、厚度、張力、速度、位置、頻率、相位等,都有相應的控制系統(tǒng)。在此基礎上通過采用數(shù)字計算機還建立起了控制性能更好和自動化程度更高的數(shù)字控制系統(tǒng),以及具有控制與管理雙重功能的過程控制系統(tǒng)。在農業(yè)方面的應用包括水位自動控制系統(tǒng)、農業(yè)機械的自動操作系統(tǒng)等。在軍事技術方面,自動控制的應用實例有各種類型的伺服系統(tǒng)、火力控制系統(tǒng)、制導與控制系統(tǒng)等。在航天、航空和航海方面,除了各種形式的控制系統(tǒng)外,應用的領域還包括導航系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)和各種仿真器。此外,在辦公室自動化、圖書管

4、理、交通管理乃至日常家務方面,自動控制技術也都有著實際的應用。隨著控制理論和控制技術的發(fā)展,自動控制系統(tǒng)的應用領域還在不斷擴大,幾乎涉及生物、醫(yī)學、生態(tài)、經濟、社會等所有領域。自動控制系統(tǒng)可以用很多東西來控制,單片機、微機等都可以使用。PLC是可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller的簡稱。PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的,它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令;并通過數(shù)字輸入和輸出操作,來控制各類機械或生產過程。用戶編制的控制程序表達了生產過程的工藝要求,并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內容逐條執(zhí)行,以完

5、成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器,在程序運行過程中,每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加1,程序從起始步(步序號為零起依次執(zhí)行到最終步(通常為END指令,然后再返回起始步循環(huán)運算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的PLC,循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程,在解算邏輯方面,表現(xiàn)出快速的優(yōu)點,在微秒量級,解算1K 邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當成開關量來處理,16位(也有32位的為一個模擬量。通用PLC應用于專用設備時可以認為它就是一個嵌入式控制器,但PLC相對一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。1

6、:電力電子技術是一門新興的應用于電力領域的電子技術,就是使用電力電子器件(如晶閘管,GTO,IGBT等對電能進行變換和控制的技術。電力電子技術所變換的“電力”功率可大到數(shù)百MW甚至GW,也可以小到數(shù)W甚至1W以下,和以信息處理為主的信息電子技術不同電力電子技術主要用于電力變換。2:電力電子技術分為電力電子器件制造技術和交流技術(整流,逆變,斬波,變頻,變相等兩個分支。3:現(xiàn)已成為現(xiàn)代電氣工程與自動化專業(yè)不可缺少的一門專業(yè)基礎課,在培養(yǎng)該專業(yè)人才中占有重要地位。4:電力電子學(Power Electronics這一名稱是在上世紀60年代出現(xiàn)的。1974年,美國的W.Newell用一個倒三角形(如

7、圖對電力電子學進行了描述,認為它是由電力學、電子學和控制理論三個學科交叉而形成的。這一觀點被全世界普遍接受?！半娏﹄娮訉W”和“電力電子技術”是分別從學術和工程技術2個不同的角度來稱呼的。5:一般認為,電力電子技術的誕生是以1957年美國通用電氣公司研制出的第一個晶閘管為標志的,電力電子技術的概念和基礎就是由于晶閘管和晶閘管變流技術的發(fā)展而確立的。此前就已經有用于電力變換的電子技術,所以晶閘管出現(xiàn)前的時期可稱為電力電子技術的史前或黎明時期。70年代后期以門極可關斷晶閘管(GTO,電力雙極型晶體管(BJT,電力場效應管(Power-MOSFET為代表的全控型器件全速發(fā)展(全控型器件的特點是通過對門

8、極既柵極或基極的控制既可以使其開通又可以使其關斷,使電力電子技術的面貌煥然一新進入了新的發(fā)展階段。80年代后期,以絕緣柵極雙極型晶體管(IGBT 可看作MOSFET和BJT的復合為代表的復合型器件集驅動功率小,開關速度快,通態(tài)壓降小,在流能力大于一身,性能優(yōu)越使之成為現(xiàn)代電力電子技術的主導器件。為了使電力電子裝置的結構緊湊,體積減小,常常把若干個電力電子器件及必要的輔助器件做成模塊的形式,后來又把驅動,控制,保護電路和功率器件集成在一起,構成功率集成電路(PIC。目前PIC的功率都還較小但這代表了電力電子技術發(fā)展的一個重要方向、電力系統(tǒng)自動化技術概述電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電、變電、配電及用電等環(huán)節(jié)

9、組成。通常將發(fā)電機、變壓器、開關、及輸電線路等設備稱作電力系統(tǒng)的一次設備,為了保證電力一次設備安全、穩(wěn)定、可靠運行和電力生產以比較經濟的方式運行,就需要對一次設備進行在線測控、保護、調度控制等,電力系統(tǒng)中將這些測控裝置,保護裝置,有關通信設備,各級電網調度控制中心的計算機系統(tǒng), (火電廠、(水核能、風能電站及變電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)等統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)的二次設備,其涵蓋了電力系統(tǒng)自動化的主要技術內容。1.1 電網調度自動化1.2 變電站自動化1.3 發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)2、當前電力系統(tǒng)自動化依賴IT技術向前發(fā)展的重要熱點技術當前電力系統(tǒng)自動化依賴于電子技術、計算機技術繼續(xù)向前發(fā)展的主要熱點有:2.1

10、電力一次設備智能化常規(guī)電力一次設備和二次設備安裝地點一般相隔幾十至幾百米距離,互相間用強信號電力電纜和大電流控制電纜連接,而電力一次設備智能化是指一次設備結構設計時考慮將常規(guī)二次設備的部分或全部功能就地實現(xiàn),省卻大量電力信號電纜和控制電纜,通常簡述為一次設備自帶測量和保護功能。如常見的“智能化開關”、“智能化開關柜”、“智能化箱式變電站”等。電力一次設備智能化主要問題是電子部件經常受到現(xiàn)場大電流開斷而引起的高強度電磁場干擾,關鍵技術是電磁兼容、電子部件的供電電源以及與外部通信接口協(xié)議標準等技術問題。2.2 電力一次設備在線狀態(tài)檢測對電力系統(tǒng)一次設備如發(fā)電機、汽輪機、變壓器、斷路器、開關等設備的

11、重要運行參數(shù)進行長期連續(xù)的在線監(jiān)測,不僅可以監(jiān)視設備實時運行狀態(tài),而且還能分析各種重要參數(shù)的變化趨勢,判斷有無存在故障的先兆,從而延長設備的維修保養(yǎng)周期,提高設備的利用率,為電力設備由定期檢修向狀態(tài)檢修過度提供保障。近年來電力部門投入了很大力量與大學、科研單位合作或引進技術,開展在線狀態(tài)檢測技術研究和實踐并取得了一些進展,但由于技術難度大,專業(yè)性強,檢測環(huán)境條件惡劣,要開發(fā)出滿意的產品還需一定時日。2.3 光電式電力互感器電力互感器是輸電線路中不可缺少的重要設備,其作用是按一定比例關系將輸電線路上的高電壓和大電流數(shù)值降到可以用儀表直接測量的標準數(shù)值,以便用儀表直接測量。其缺點是隨電壓等級的升高

12、絕緣難度越大,設備體積和質量也越大;信號動態(tài)范圍小,導致電流互感器會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象,或發(fā)生信號畸變;互感器的輸出信號不能直接與微機化計量及保護設備接口。因此不少發(fā)達國家已經成功研究出新型光電式和電子式互感器,國際電工協(xié)會已發(fā)布了電子式電壓、電流互感器的標準。國內也有大專院校和科研單位正在加緊研發(fā)并取得了可喜成果。目前主要問題是材料隨溫度系數(shù)的影響而使穩(wěn)定性不夠理想。另一關鍵技術是,光電互感器輸出的信號比電磁式互感器輸出的信號要小得多,一般是毫安級水平,不能像電磁式互感器那樣可以通過較長的電纜線送給測控和保護裝置,需要在就地轉換為數(shù)字信號后通過光纖接口送出,模數(shù)轉換、光電轉換等電子電路部分在結構上

13、需要與互感器進行一體化設計。在這里,電磁兼容、絕緣、耐環(huán)境條件、電子電路的供電電源同樣是技術難點之一。2.4 適應光電互感器技術的新型繼電保護及測控裝置電力系統(tǒng)采用光電互感器技術后,與之相關的二次設備,如測控設備,繼電保等裝置的結構與內部功能將發(fā)生很大的變化。首先省去了裝置內部的隔離互感器、*+轉換電路及部分信號處理電路,從而提高了裝置的響應速度。但需要解決的重要關鍵技術是為滿足數(shù)值計算需要對相關的來自不同互感器的數(shù)據(jù)如何實現(xiàn)同步采樣,其次是高效快速的數(shù)據(jù)交換通信協(xié)議的設計。2.5 特高壓電網中的二次設備開發(fā)“十五”后期,針對經濟和社會發(fā)展對電力的需求,電網企業(yè)在科技進步方面的步伐明顯加快。在

14、代表當今世界輸變電技術最高水平的特高壓領域,國家電網公司的晉東南,南陽,荊門特高壓試驗示范工程可行性研究已于-月下旬通過評審,有望年底開工建設,這項試驗示范工程的特高壓輸電電壓為1000KV。另外我國南方電網公司也準備建設一條800KV的云廣特高壓直流輸電線路。為特高壓輸電線路配套的一次和二次設備需要重新研發(fā)或從國外引進。開發(fā)特高壓輸電二次設備的主要技術關鍵點是特高壓電網的穩(wěn)定控制技術和現(xiàn)場設備電磁兼容、抗干擾能力、絕緣等特殊問題的解決。1電力網是(Electric Network電力系統(tǒng)的一部分,由變電所和各種電壓的線路組成。電力網以變換電壓(變電輸送和分配電能為主要功能,是協(xié)調電力生產、分配、輸送和消費的重要基礎設施。2電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電、變電、配電、用電設備及相應的輔助系統(tǒng)組成的電能生產、輸送、分配、使用的統(tǒng)一整體稱為電力系統(tǒng)。由輸電、變電、配電設備及相應的輔助系統(tǒng)組成