电气工程关于自动化的发展

刘玉林

【摘要】本文主要阐述，电气工程近年来的发展历史及现状，以及人才培养和电气工程在当前科技发达的大趋势下，逐步走向智能化、自动化的科技进程，并介绍了电气自动化系统的设计和思想。

【关键词】自动化；发展；电气工程

电气工程可应用于建筑。智能化建筑的发展必然离不开电气自动化，就像鱼儿离不开谁一样。近几年国民经济的飞速发展以及数字电子化科技发展，很多的高档智能化建筑无疑已经成为当今建筑界的主要发展方向。自然达到合理利用设备。电气工程及其自动化专业是一个工程性和基础性都很强的专业。电气工程的基础性决定了其具有很强的学科交叉和派生能力，如今的通信工程专业、电子信息工程专业、自动化专业、计算机科学与技术专业乃至生物医学工程专业都是从电气工程专业派生或再派生而形成，这些专业统称为电子与信息类专业，而它们和电气工程专业一起又被统称为电类专业，电气工程专业是电子与信息类专业的母体，而这些专业的产生和发展又大大推动了电气工程专业的发展，这一特点就要求我们在制定专业培养方案时不能仅局限于电气工程自身，而应兼顾整个电类专业，基于上述思想，我们认为该专业的目标是：培养能够从事与电气工程有关的装备制造、系统运行、自动控制、信息处理、试验分析、研究开发、经济管理以及计算机应用等领域工作的应用型高级工程技术人才。为此，我们针对为地方服务这一办学宗旨和办学时间短的实际，确立了“交叉、融合、创新”的专业建设思路，日标是以教育科学和管理科学为基础，遵循教育科学和大学生成才规律，优化人才培养方案，完善课程体系结构，以培养适合社会需求、引领社会发展的高素质应用型高级工程技术人才，为地方经济建设服务。

一、发展史

公元前六世纪，希腊学者Miletus（米利都）观察用布摩擦琥珀后，会吸引如羽毛等轻小的东西。但对静电有系统及科学的研究则是从17世纪开始的：

（1）17世纪的1600年初英国医生吉尔伯特（W. Gilbert 1540～1603）所著的书中，对“电”进行了最早的论述，英语“E-electric”一词即起源于希腊语“Electrica”和 拉丁语“Electrum”。

（2）随后，英国人格雷（S. Gray， 1696～1736）發现了电的导体和绝缘体，法国人杜菲（Charles du Fay，1698-1739）可说是当时深入探讨静电现象的第一人，它由众多的实验中发现，几乎所有的物质都可以摩擦生电，并且他更仔细地发现，所产生的电有两种，带有异种电者会互相吸引，带有同种电者会互相排斥。

（3）18世纪美国人富兰克林（B. Franklin，1760～1790）更是以他著名的“风筝实验”证明的电在自然界中的存在。

（4）19世纪上半叶，安培发现电流的磁效应、法拉第发现电磁感应定律。19世纪下半叶，电磁理论集大成者麦克斯韦尔的理论为电气工程奠定了基础。19世纪末到20世纪初，西方国家的大学陆续设置了电气工程专业。

（5）1908年，南洋大学堂（交通大学前身）设置了电机专科，这是我国大学最早的电气工程专业，至今已有近一个世纪。

（6）1920年，拥有百年历史的东南大学设置了电机工程系。

（7）1932年，清华大学设置了电机系。

（8）1949年后，我国出现了一大批以工科为主的多科性大学，也出现了一批机电学院，这些学院基本上都有电机工程系。

（9）1958年，在北京电力学校基础上成立了北京电力学院，当时的电力工程系设有“发电厂电力网及电力系统专业”、“高电压技术专业”等，它们就是现在的“电气工程及其自动化专业”的前身。

（10）1961年，哈尔滨工业大学的发电教研室部分教师和学生并入北京电力学院充实了该专业的力量。1961至1962年，哈尔滨工业大学又有发电、高压和电自三个专业的10名研究生转入北京电力学院，开启了研究生培养的先河。

（11）1986年，国务院批准“电力系统及其自动化”为博士学位授权学科。1994年，电力系统及其自动化学科的学术带头人杨奇逊教授被遴选为中国工程院首批院士。1995年，华北电力学院“电力系统及其自动化”学科被批准为博士学位授予点，同年华北电力大学成立。

（12）1998年，华北电力大学电力系统及其自动化学科被批准为博士学位授权一级学科。

（13）2002年，“电力系统及其自动化”学科被评为国家级重点学科。2003年，“电力系统及其自动化”学科博士后流动站获得批准，通过“211工程”验收。

（14）2004年“高电压与电磁兼容北京市重点实验室”挂牌。

（15）2006年“电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室”正式评审通过。

二、对人才培养的要求和目标

人才是一个社会，一个行业发展的新鲜血液。所以对人才培养不仅要严格而且要素质全面。人才培养目标是首先要有深刻的科学发展观，政治思想过硬，要能适应社会主义现代化建设需要，德智体全面发展，具有较强的综合素质和一定的创新精神，能够从事电气工程及其自动化领域相关的工程设计、生产制造、系统运行、系统分析、技术开发、教育科研、经济管理等方面工作的特色鲜明的复合型高级工程技术人才。专业培养的基本要求是扎实地掌握数学、物理等自然科学基础知识，具有良好的人文社会科学和一定的经济、管理科学基础知识，并熟练掌握一门外语；系统地掌握本专业领域必需的专业基础理论知识，并具有较强的计算机应用能力；电路、电机和电磁场构成本专业的基础；具有本专业领域内1个专业方向的基本专业知识与实际操作技能，了解本专业领域的理论前沿和发展动态；获得较好的工程实践训练，具有综合解决工程实际问题的能力；具有较强的知识获取与运用能力，具备创新意识和从事科学研究、科技开发的能力；具有较强的工作适应性、人际交往能力和团队协作精神，具有一定的组织管理才能。

1. 自动化系统的设计和思想：

对于自动化系统的设计主要本着设计原则和设计思想去实现。

2.1 （1）最大限度满足生产机械和工艺对电气控制的要求。生产机械和工艺对电气控制系统的要求是电气设计的依据，这些要求经常以工作循环图、执行原件动作节拍表、检测元件状态表等形式提供，对于有调速要求的场合，还应给出调速技术指标。其他如启动，转向、制动、照明、保护等要求，应根据生产需要充分考虑。

（2）在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单，经济。

（3）妥善处理机械与电气的关系。很多生产机械是采用机电结合控制方式来实现控制要求的，要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用维护方便等方面协调处理好二者的关系。

（4）正确合理地选用电器设备元件

（5）确保使用安全、可靠

（6）制造美观、使用维护方便

2.2集中监控方式不但运行维护方便，控制站的防护要求也不高，而且系统设计也很容易。但由于这种方式是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，所以处理器的任务相当繁重，处理速度也会受到一定的影响。由于电气设备全部进入监控，致使主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系統的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，这也会造成设备无法操作。这种接线的二次接线比较复杂，查线也不方便，而大大增加了维护量，还存在在查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

2.3远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高和组态灵活等优点。但由于各种现场总线的通讯速度不是很高，使得电厂电气部分通讯量相对又比较大，所以这种方式大都用于小系统监控，而在全厂的电气自动化系统的构建中却不适。

2.4现场总线监控方式。目前，对于Ethernet（以太网）和现场总线计算机技术早已普遍的应用在变电站的综合自动化系统中，更加具有哦针对性，对于间隔的不同也会有不同的功能，根据情况来进行设计。既节省了工作量又降低了成本。

参考文献：

[1]王久增.电器设计质量问题、原因及对策[j].电气工程应用，2007（1）：46-48

[2]巩玉胂.工程质量控制[j].山西建筑，2008，34（2）：236-237.