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信號專業自動化論文范文1

關鍵詞：動態系統理論；自動化專業英語；討論式教學 

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）11-0107-02 

一、引言 

英語是國內外從事學術研究和工程應用人員的通用語言，目前，已經成為一種事實上的國際標準。以控制類學科及其應用領域為例，國際企業的自動化產品和設備的使用手冊及說明書用英文編寫，優秀的控制仿真軟件、控制領域的研究論文、自動化專業國際經典教材、互聯網上的自動化技術信息等多數資料也以英語作為寫作語言。如此大量的自動化專業信息被非母語國家的理工科學生所接受和掌握，必然要求學生具備良好的專業英語知識[1]。因此，開設“自動化專業英語”課程或有選擇地開設其他雙語教學課程成為自動化專業培養計劃中重要的教學環節[2]。合理地配置“自動化專業英語”的教學內容和改進教學方法，不但可以促進學生的專業外語能力的提高，而且更有助于其專業知識的學習與鞏固。具有“一石二鳥”的人才培養效果。 

內蒙古工業大學的“自動化專業英語”課程為自動化本科專業開設的一門專業必修課，分兩個學期教授，總課時量為64學時。目前，“自動化專業英語”教學在服務于“國際化人才”培養方面存在著如下幾點迫切需要解決的問題：（1）部分學生對學習“自動化專業英語”的重要性和必要性認識不足，致使學生學習的課堂積極性不高[3]；（2）教師現有的教學方式過于簡單，主要以科技文章翻譯和生詞講解為主，難以激發學生的學習興趣；（3）教學內容死板，以自動化技術基礎課和專業課的英文原版教材節選的章節為主要學習內容，各教學內容之間彼此相對獨立，教學效果等同于普通的“英文閱讀理解”，無法形成對本專業理論體系的宏觀認識和專業認同感。鑒于以上自動化專業雙語課程體系建設中存在的若干問題，課題組提出以“動態系統理論”教學為主線重構“自動化專業英語”課程教學內容的新思想，在統一的“動態系統理論”框架下引入高等數學、電路、液壓傳動、信號系統、系統建模和控制原理的基礎知識點，在組織教學的過程中，始終強化各知識點的有機結合，努力使學生在掌握“自動化專業英語”課程大綱所要求的科技詞匯和科技文獻翻譯能力的同時，對“動態系統理論”體系融會貫通，為進一步專業知識的學習打下良好的基礎。 

二、“動態系統理論”思想指導下的“自動化專業英語”課程教學改革的現狀分析 

結合使用英語進行專業課程學習、科技文獻閱讀、研究論文寫作以及從事雙語教學工作的體會，筆者深切認識到：“動態系統理論”是自動化課程的方法論核心。動態系統理論最初來源于經典力學中對于物體運動和動力過程進行數學描述的需要，美國數學家G.D.伯克霍夫發展了法國數學家H.龐加萊在天體力學和微分方程定性理論方面的研究，奠定了動態系統理論的基礎。現代控制理論的發展促進了對動態系統的研究，使其應用從經典力學擴大到一般意義下的系統，并成為應用于工程學、經濟學、生物學、乃至社會科學的一般方法論。那么什么是動態系統呢？動態系統是指按確定性規律隨時間演化的系統。嚴格地講，任何有記憶的系統都可被稱為動態系統，控制科學與控制工程研究本身就是一個對“動態系統”進行建模、分析和綜合的過程。 

目前，在一些發達的國家和地區，如，美國、英國、日本、韓國、新加坡、香港等，幾乎所有工科專業，廣泛開設被稱為“系統動態”（System Dynamics）的英語教學課程，涵蓋的內容包括：信號和系統的基本概念、電氣、力學、機械、化學、生物過程的動態建模、微分方程的時間域和頻域求解、控制理論基礎知識、非線性系統理論基本知識、典型動態系統的仿真等。通過該課程的學習，控制專業的學生可以了解到本專業本質的理論核心，和由這一“系統動態”觀點派生出的理論體系及其在各科學領域的應用，從而加深對系統理論和控制論的理解，進而提高學生的抽象思維水平和科研能力。 

三、開展以“動態系統理論”教學為指導的“自動化專業英語”課程教學改革 

借鑒國外工科教學體系改革的重要經驗，并順應當前我國人才的培養模式向“厚基礎寬口徑”方向改革的趨勢，課題組提出加強以“動態系統理論”思想為主線的自動化專業英語教學，以深化自動化專業課程內容和教學方法改革，結合控制理論與控制工程科學研究的方法論本質和前沿動態，在增強學生專業英語聽、說、讀、寫能力的同時，激發學生的學習興趣，形成對本專業知識應用的認同感。 

我們在自動化本科雙語教學過程中明確和強化“動態系統理論”教學這一主線，著重從以下幾個方面進行了改革與建設。 

（一）整合現有“自動化專業英語”課程教學內容 

從“系統學”的角度出發，提升課程的教學內容至方法論水平，將其統一到“動態系統理論”這一宏觀框架下。課題組嘗試使用一種具有連貫內容的“系統動態”講義來進行專業外語教學，這一新穎的形式在“自動化專業英語”的學時內講述了“系統動態”課程，學生既學習了專業英文詞匯、翻譯技巧，又掌握了“動態系統理論”分析和綜合的方法，獲得了專業知識的提升。授課講義以自編部分為主，同時參考“系統動態”方面的國際經典教材（如，Katsuhiko Ogata教授編寫的《System Dynamics》）[4]，吸收了這些經典教材中大量的有益內容，講義涵蓋動態系統理論的大多數內容，不求精，但求邏輯上的連貫性和理論體系上的系統性。將高等數學、線性代數、矩陣論、電路、信號與系統、自動控制原理、過程控制等主干課程的核心內容統一到動態系統建模、分析、仿真這一完整框架中進行概括總結。（二）改革了過去較為單一的教學方式，充分調動學生的積極性和主動性 

安排學生就某一理論、觀點、概念進行專題討論（內容涉及：系統、信號、線性向量空間、系統穩定性、可控性、可觀測性、魯棒性等基本問題）。鼓勵以學生為主體的課堂發表形式，學生根據課前調查、研究，在課堂討論中明確表明自己對某些理論問題的觀點。課下采取大作業的形式來促進學生對課堂知識的鞏固，從而提高他們分析問題、解決問題的能力。 

（三）在課堂教學中引入教師的科研成果，廣泛介紹“系統科學”發展的前沿及其在各個研究領域的應用實例 

重點結合系統生物學和飛行器控制兩個研究領域的研究實例，來進行“系統動態理論”的講授。科研實例的引入，幫助學生在掌握系統科學相關的專業英語詞匯的同時，還切實體會到本學科理論知識在其他各學科中的應用，使學生體會到本專業所學方法論的強大力量和廣泛應用，激發學生的學習興趣，進一步調動他們學習其他專業課程的積極性。 

四、結語 

本教學改革研究為促進自動化專業本科生專業外語水平的提高，提高他們對本專業基本方法和基本理論的認識，提出在現有的自動化專業外語課程教學過程中強化“動態系統理論”教學，以這一主線來改革課程內容安排和調整教學方法，幫助自動化專業學生構建自身的專業知識體系框架，加深對系統理論和控制論的理解，提高學生的抽象思維水平和科研能力。課題組采用雙語或者英語教學方式來進行“系統動態”等相關課程內容的教學，參考國際經典教材，編寫了英文課件和講義，不但促進了學生對理論知識的理解，而且提高了學生的專業英語水平。筆者希望，這種雙語教學改革的“理念”能引起國內教育、教學管理層面的重視，從而推動其他工科專業的雙語課程教學改革，使廣大學生受益。   [本文由WWw.dYLW.nEt提供，第 一專業，歡迎光臨dYLW.neT]

參考文獻： 

[1]于宗艷，王麗，孟嬌茹.“自動化專業英語”教學探討[J].中國電力教育，2012，（26）：148-149 

[2]王海泉，王東云，馬薇.自動化專業英語教學改革初探[J].教學研究，2011，（4）：67-69. 

信號專業自動化論文范文2

論文摘要:本文針對電氣自動化專業英語的教學目標,研究了其教學方法。在教學內容方面,強調與主干課程同步;在詞匯學習方面,采用普遍聯系法、同義詞法和反義詞法;在句子層次上,強調句子成分劃分方法的使用和常用句型的模仿應用;在段落層面上,突出主題句的提綱作用,剖析段落的展開方法;在篇章水平上,討論了摘要的寫作方法和整個文章的組織結構;在教學過程中,強調師生交流和互動。并結合具體的教學內容,制作多媒體課件,選派合適的任課教師,以拓寬學生的知識面,提高專業英語知識的應用能力。 

 

一、引言 

 

電氣自動化專業英語是為了培養和提高該專業學生對英語專業文獻的閱讀、寫作、聽說和翻譯能力而開設的課程,對于學生在專業方向上的發展,如研究生入學復試、工作面試、閱讀和翻譯實際工作中遇到的英文專業文獻等,具有重要的作用。然而,在實際教學中,電氣自動化專業英語卻沒有得到應有的重視,多數大學的自動化專業教學大綱對此多列為考查課的形式,學時也較少。以河南科技大學為例,該課程以必選考查課的形式,分成三個階段進行,分別在第5、6、7學期開課,每階段為16學時,共48學時。這種課程設置方式,無形地使學生降低了對該課程的重視程度。另外,由于各個大學都非常重視英語四、六級考試通過率,加大了對公共英語的教學投入,使學生的公共英語水平有了較大的提高,對專業英語則在主觀上認為難度不大而不夠重視。 

因此,對電氣自動化專業英語的教學方法進行研究和探討是很有必要的。劉怡闡述了專業英語和基礎英語在學習階段、學習重心和教材甄選上的差異,結合電子技術類專業英語的新詞層出不窮和縮寫詞匯多的特點,提出了增強學生對專業英語重要性的認識、提高教學的趣味性和教材多樣化的建議。[1]李文娟等在明確專業英語定位的基礎上,就電氣工程及其自動化專業英語的教學內容、教學方式和教師培養進行了探討,給出了所涵蓋的專業知識范圍,采用了回顧、自述、教學和總結的四步課堂教學方式及平時、筆試、口試綜合的考核方式,指出了專業英語教師培養的建議。[2]李俊梅針對專業英語教學中存在的問題,提出了重構專業英語教學模式的具體解決辦法。[3] 上述文獻在不同側面反映了當前專業英語教學的現狀,所提出的解決方案對于專業英語教學具有一定的借鑒意義。 

本文對教學內容和課堂教學方法進行探討,強調教學內容與開課學期的主干課內容同步,針對不同的教學內容,提出了具體的教學方法。例如,針對詞匯短語,提出了普遍聯系法、反義詞法和同義詞法;針對句子,主要討論句子成分劃分和句型結構;針對段落,主要強調動詞和名詞的變化、段落主題句、段落的組織結構和語句之間的起承轉合;針對篇章,主要講述文章的層次結構、英文摘要寫作、剖析和解讀;同時,重視師生交互,關注學生對講課內容和學習方法的掌握程度。主要手段有:課堂提問、公布電子郵箱、約定答疑和作業。還強調了多媒體教學、課外讀物選擇、考核方法、任課教師的選擇在專業英語教學中的重要性。 

 

二、課堂教學方法 

 

1.教學內容與主干課程同步 

強調教學內容與開課學期的主干課內容同步的目的,是在學習專業英語基本內容的同時,培養學生閱讀英文教材的能力,提高主干課程學習興趣,開拓學生獲取專業知識的來源,相互印證專業主干課程的教學內容,起到查漏補缺的作用,還促使學生有能力登錄國外重點大學的相關課程網站(如mit的courseware網站),下載和閱讀專業課程學習資料,進一步提高專業主干課程的教學質量和學生的專業素質。 

2.詞匯短語學習 

專業英語的詞匯短語是構成句子和文章的基本要素,探討詞匯的教學方法有助于提高學生的專業英語水平。專業英語詞匯一般比較生僻,往往是一個詞的第三個意思,甚至更靠后,這與公共英語學習中所記憶的詞義有很大的不同。例如:step一詞,人們往往知道其意思是“腳步、臺階”等,但是在自動化專業英語中,它常用來表示階躍信號,用在step response短語中,則表示為“階躍響應”。在這種情況下,教師應鼓勵學生與所學專業主干課程相聯系,找到其中的中文表達,以幫助理解英文資料的內容。另外,還可在專業主干課程中找到其它的短語,如“斜坡響應”和“脈沖響應”,此時,教師應給出相應的英文表達,即“ramp response”和“pulse response”,這種稱為“普遍聯系法”的方法對于擴充專業英語詞匯量非常有效。還可以借鑒一些公共英語詞匯書籍的方法,通過查找同義詞和反義詞來擴充詞匯量。 

3.句子成分劃分和句型 

專業英語的句子結構不是很復雜,偶爾會遇到一些長句和難句,可采用公共英語中的句子成分劃分的方法來剖析句子的結構,明晰各個部分之間的修飾關系,進而用符合中文習慣的行文方式,將其翻譯出來,努力做到信、達、雅。對于一些常見句型,則通過模仿造句的方式加以練習,提高句型的實際應用能力。 

4.段落主題句和動詞、名詞變化 

英文段落往往有一個主題句,段落根據主題句層層深入地展開論述,將一個個句子組合成一個段落。應通過對段落主題句和段落組織結構的剖析,使學生模仿和掌握段落展開的方法。在英語文章中,強調動詞和名詞的變化,使文章富于變化,不再呆板,例如,在關于電機y-δ起動的章節中,給出了wye configuration、wye connection和delta arrangement三種變化。再如,在英文論文的摘要中,動詞也富于變化,經常會看到present、discuss、scribe、propose等動詞。 

5.篇章 

篇章階段的課程材料是選擇專業相關的、地道的英文學術論文。在整個文章的結構方面,主要理清作者架構文章的思路脈絡,學習如何行之有效地組織整篇文章,進而寫出符合英文論文格式的英文摘要。在寫摘要時,強調動詞和名詞的變化。將論文的目的、主要研究過程、所用方法和由此得到的主要結果及推出結論表達清楚,在可能的情況下,還應提及論文結果和結論的適用范圍和條件。閱讀文章實際上是與作者的交流。有時,需要站在作者的角度去看問題、去構思文章和遣詞造句,以此思路去閱讀專業學術論文,能夠獲得很大程度的提高。 

6.加強師生之間的溝通 

加強師生之間的交互、交流和溝通,有助于教師更好地設計課堂內容,有助于教師了解學生對所講內容的掌握程度和薄弱環節,有助于教師發現課程講授中的問題,也有助于增強師生間的了解。常用的方式是上課隨堂提問、課后答疑、公共電子郵箱和布置作業。通過這些手段,可以了解學生的英語水平和學習態度,進而給教師的課堂教學設計提供第一手資料。 

7.課件設計和師資配備 

專業英語學時少、任務重,僅依靠任課教師板書講解,很難按計劃完成教學任務,因此不得不對教學內容做出取舍。另外,一些專業的設計圖和原理圖是教師手工難以繪制的。這些問題均可借助多媒體課件加以解決。任課教師可根據教學內容制作相應的、多樣的課件,形式可以是gif和flash動畫,也可以是各種格式的圖片,將這些素材放到powerpoint文檔中就制作成了課件,也可將其以講義的形式打印出來,便于學生復習,也有利于他們課前預習、課堂中集中精力聽講,節約筆記時間。 

關于師資力量配備,可結合各階段課程的具體教學內容和教師的專業背景、研究方向,選派合適的教師任教各個階段的課程,避免了一個教師和一種風格的弊端。在專業英語的講授過程中,可酌情添加各任課教師負責的科研項目等內容,有助于開拓學生的眼界,加深對課堂內容的理解,進一步調動學習積極性和主動性。 

專業英語在各個專業學生的培養過程中起著重要的作用。教師通過各種方法和手段調動學生的學習熱情、積極性和主動性,利用各種可以利用的資源,拓寬學生的專業知識面,發展他們應用專業英語知識解決實際問題的能力,能夠讀懂專業文獻,寫出高質量的英文摘要,聽懂專業學術報告,講出自己的學術思想,以及翻譯出符合信、達、雅要求的專業文獻資料,做到學以致用。 

 

參考文獻: 

[1]劉怡.電子技術類“專業英語”課程的探討[j].電氣電子教學學報,2004,4,26(2). 

信號專業自動化論文范文3

論文摘要:文章要介紹的是變電站綜合自動化系統的發展趨勢和重要性，提出了變電站綜合自動化基本概念，并對系統結構、通訊方式和能實現的基本功能及變電站自動化的發展前景進行分析。

一、概述

電網是一個不可分割的整體，對整個電網的一、二次設備信息進行綜合利用，對保證電網安全穩定運行具有重大的意義。變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩定運行水平，降低運行維護成本，提高經濟效益，向用戶提供高質量電能服務的一項措施。隨著自動化技術、通信技術、計算機和網絡技術等高科技的飛速發展，一方面綜合自動化系統取代或更新傳統的變電站二次系統，已經成為必然趨勢。另一方面，保護本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運行監視和控制管理等更強健的功能。發展和完善變電站綜合自動化系統，是電力系統發展的新的趨勢。

二、系統結構

目前從國內、外變電站綜合自動化的開展情況而言，大致存在以下幾種結構：

（一）分布式系統結構

按變電站被監控對象或系統功能分布的多臺計算機單功能設備，將它們連接到能共享資源的網絡上實現分布式處理。系統結構的最大特點是將變電站自動化系統的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設計，采用主從CPU系統工作方式，多CPU系統提高了處理并行多發事件的能力，解決了CPU運算處理的瓶頸問題。各功能模塊(通常是多個CPU)之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信，選用具有優先級的網絡系統較好地解決了數據傳輸的瓶頸問題，提高了系統的實時性。分布式結構方便系統擴展和維護，局部故障不影響其他模塊正常運行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統組態結構，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動化系統自問世以來，顯示出強大的生命力。目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問題等。

（二）集中式系統結構

集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數據輸入輸出、保護、控制及監測等功能，后臺機完成數據處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。目前國內許多的廠家尚屬于這種結構方式，這種結構有以下不足：

前置管理機任務繁重、引線多，降低了整個系統的可靠性，若前置機故障，將失去當地及遠方的所有信息及功能。

軟件復雜，修改工作量大，系統調試煩瑣。

組態不靈活，對不同主接線或規模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設計，工作量大并且擴展一些自動化需求的功能較難。

（三）分層分布式結構

按變電站的控制層次和對象設置全站控制級——變電站層(站級測控單元)和就地單元控制級——間隔層(間隔單元）的二層式分布控制系統結構。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。

這種結構相比集中式處理的系統具有以下明顯的優點：

可靠性提高，任一部分設備故障只影響局部，即將“危險”分散，當站級系統或網絡故障，只影響到監控部分，而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續運行；段級的任一智能單元損壞不應導致全站的通信中斷，比如長期霸占全站的通信網絡。

可擴展性和開放性較高，利于工程的設計及應用。站內二次設備所需的電纜大大減少，節約投資也簡化了調試維護。

三、常見通訊方式

目前國內常采用以太網通訊方式，在以太網出現之前，無論RS-232C、EIA-422/485都無法避免通信系統繁瑣、通訊速度緩慢的缺陷。現場總線的應用部分地緩解了便電站自動化系統對通信的需求，但在系統容量較大時依然顯得捉襟見肘，以太網的應用，使通訊問題迎刃而解。常見的通訊方式有：

雙以太網、雙監控機模式，主要是用于220-500kV變，在實現上可以是雙控機+雙服務器方式，支撐光/電以太網；單以太網，雙/單監控機模式；雙LON網，雙監控機模式；單LON網，雙/單監控機模式。

四、變電站自動化系統應能實現的功能

微機保護：是對站內所有的電氣設備進行保護，包括線路保護，變壓器保護，母線保護，電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置。各類保護應具有下列功能：故障記錄；存儲多套定值；顯示和當地修改定值；與監控系統通信。根據監控系統命令發送故障信息，動作序列。當前整定值及自診斷信號。接收監控系統選擇或修改定值，校對時鐘等命令。通信應采用標準規約。

數據采集及處理功能：包括狀態數據，模擬數據和脈沖數據

狀態量采集。狀態量包括：斷路器狀態，隔離開關狀態，變壓器分接頭信號及變電站一次設備告警信號、事故跳閘總信號、預告信號等。目前這些信號大部分采用光電隔離方式輸入系統，也可通過通信方式獲得。模擬量采集。常規變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓、線路電壓，電流和有功、無功功率值。饋線電流，電壓和有功、無功功率值。

事件記錄和故障錄波測距。事件記錄應包含保護動作序列記錄，開關跳合記錄。

變電站故障錄波可根據需要采用兩種方式實現，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監控系統通信。另一種是分散型，即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，再將數字化的波型及測距結果送監控系統由監控系統存儲和分析。

控制和操作功能。操作人員可通過后臺機屏幕對斷路器，隔離開關，變壓器分接頭，電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統故障時無法操作被控設備，在系統設計時應保留人工直接跳合閘手段。

防誤閉鎖功能。系統的自診斷功能

系統內各插件應具有自診斷功能，并把數據送往后臺機和遠方調度中心。對裝置本身實時自檢功能，方便維護與維修，可對其各部分采用查詢標準輸入檢測等方法實時檢查，能快速發現裝置內部的故障及缺陷，并給出提示，指出故障位置。

數據處理和記錄。歷史數據的形成和存儲是數據處理的主要內容，它包括上一級調度中心，變電管理和保護專業要求的數據，主要有：

斷路器動作次數；斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數的累計數；輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大，最小值及其時間；獨立負荷有功、無功，每天的峰谷值及其時間；控制操作及修改整定值的記錄。

根據需要，該功能可在變電站當地全部實現，也可在遠動操作中心或調度中心實現。

人機聯系系統的自診斷功能。系統內各插件應具有自診斷功能，自診、斷信息也像被采集的數據一樣周期性地送往后臺機和遠方調度中心或操作控制中心與遠方控制中心的通信。

本功能在常規遠動“四遙”的基礎上增加了遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等，其信息量遠大于傳統的遠動系統。還應具有同調度中心對時，統一時鐘的功能和當地運行維護功能。

信號專業自動化論文范文4

論文關鍵詞：模擬變電所；運動監控系統；微機保護

論文摘要：介紹了西南交通大學建成的教學用模擬變電所實訓基地的結構、功能、特點、實踐項目。使用表明，該基地具有國內領先技術水平，完善的教學、培訓和科研的綜合功能。由于采用最新的遠程監控技術，該變電所可作為目前鐵路牽引變電所技術改造的參考。

0引言

西南交通大學有部分直接服務于鐵路現代化建設的專業，其中“鐵道電氣化”專業作為教育部、鐵道部的重點特色專業而一直受到重視。

分布于鐵路沿線的牽引變電所，是電氣化鐵道供電的樞紐。隨著我國電氣化鐵路和城市軌道交通的發展，變電所綜合自動化技術水平的不斷提高，對從事牽引變電所設計、運行、管理等方面的專業技術人才的需求數量增加，同時對其掌握知識的廣度和深度特別是具有較強的實踐動手能力方面提出了更高的要求。因此，在教學環節中，應加強學生理論和實踐相結合的能力的培養。在教育部“示范性教學實踐基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校區建成一座集教學、實習、培訓和科研為一體的模擬變電所實訓基地。

1模擬變電所簡介

我校模擬變電所分為兩期建成:

I期是與實際變電所相同的開關控制屏柜和繼電保護屏柜、中央控制盤、交直流電源盤、以及自行設計的模擬負載電量和故障盤。如圖1所示。

Ⅱ期是模擬一段地方電力網或電氣化鐵路的環境下，一個調度中心使用遠動監控系統控制的五個變電所，圖2是這五個模擬變電所的一次接線圖。該項目綜合了地方與鐵路、不同主變、不同接線類型的各種變電所，且負載的大小和相位均可調節，其中S”模擬變電所采用了WBH-891型電鐵主變微機保護裝置、WKH-891型電鐵饋線微機保護裝置、DQWC-03牽引變電所二次設備測試系統。

模擬變電所中被監控設備的位置狀態信號、保護動作信號、預告信號、事故信號等遙信信號通過電纜與RTU (Remote Terminal Unit遠方終端)的開關量輸人/輸出模塊相連接，電流、電壓等遙測信號將通過信號變送器柜，輸人RTU的模擬量輸人模塊;控制中心下發的遙控命令，通過以太網傳輸，實現遙信、遙測、遙控的功能。遠動監控系統結構圖如圖3所示。RTU是采用施耐德電氣公司的PLC系列中模塊式結構的Momentum，其編程軟件Con-cept是一個基于Microsoft Windows環境的編程軟件套件，具有很強的設計性、可擴展性;主站組態軟件iFix支持工業標準，具有開放性、可組態性、兼容性及可開發性。

為了比較和研究，我系的教師正在進行一系列的科研開發，其目標是在模擬變電所二次系統中采用測控、保護一體化的分布式控制系統(DCS)實現變電所自動化管理，其結構圖如圖4。

2教學實踐基地的開發

1)校內學生及現場工程技術人員，可對照變電所各種屏柜，提高閱讀二次系統接線圖、安裝施工圖的能力，通過開閉操作、設置故障等項目的訓練，可以培養他們對現場運行中出現的故障的分析和處理能力，包括一次設備的故障范圍的判斷、二次系統的故障判斷、查找和處理。

2)變電所基本電器及二次接線方面實訓項目n個。如斷路器結構、原理;斷路器參數的測量與調整;變電所二次接線、電纜的數字編號法以及“相對標志法”的識別;二次接線盤后安裝圖及實際安裝技術;變壓器控制、保護盤結構、接線、檢測、調試及整套保護聯動實驗(包括整定計算);在以上各盤設置不同故障(可達幾百種)練習查找及消除故障的方法等。

3)運動系統遙測、遙信信號源接線的校正及采集的遙測量的精度實驗。

4)利用便攜式計算機對遙控設備進行合、分實驗，讓學生了解遠動系統是如何驅動被控設備動作。

5)利用一般的瀏覽器訪問各RTU中PLC的網頁，實時了解該PLC的運行、通信等狀態的實驗。

6)上位機各種功能的校核實驗。通過該實驗讓學生了解調度員的工作職責、工作內容、iFix軟件的各種功能的使用，從而對遠動系統有更深層的了解。

7)利用組態軟件Concept對PLC進行配置，使學生熟練掌握利用Concept按照所用的PLC型號及設計要求對PLC進行配置;利用Concept對PLC遙控、遙信和遙測功能的編程，使學生熟練掌握Concept編程方法。

8)自動化組態軟件iFix系統的安裝，熟悉掌握iFix系統軟件的運行環境及其安裝過程。

9)通過在iFix系統新增6#模擬變電所的實驗，使學生了解iFix系統的可組態性及可擴展性。

10)進行繼電保護單體測試及數據管理。

11)進行繼電保護盤上測試及數據管理。

12)微機保護裝置的調試與特性實驗。

3實踐意義

模擬變電所實訓基地自1998年投入使用后，至今已連續培訓了五屆畢業生和一批現場工程技術人員，經總結，其實踐意義在于:

1)為學生提供專業技能訓練的條件與場所。能完成供變電工程、繼電保護、變電所二次接線、微機監控技術等幾乎全部專業課程的大量綜合性實驗，以及電氣設備的實際操作技能、檢修調試技術、查找故障及排除方法的實際訓練。而且充分利用學校具有的學科優勢，以模擬變電所為基地，配合學生專業課和專業基礎課學習，開發如電工理論、電氣裝備、自動化、計算機應用、網絡與通訊等領域的多個應用性、研究性實驗;同時由于人員和設備的集中，能夠按項目組織學生進行綜合性實訓，盡可能使學生參與以教師為主導的科研活動。

2)對于現場技術和施工人員，很重要的一點就是要能閱讀二次回路圖紙、熟練地掌握接線、配線工藝，能查找和處理運行故障和設計缺陷。通過實地培訓，能大大的提高他們的讀圖、判斷、查找、處理故障的能力。該基地于2000年為樂山電力股份有限公司培訓和考核職工283人，取得良好的效果。

3)目前西南地區鐵路已完全實現電氣化，全區擁有牽引變電所200多座，其中大都為上世紀70~80年代所建，技術水平落后。而我校模擬變電所實訓基地的建成，對其技術改造具有借鑒的意義，在應用新技術、新設備和進行技術創新方面起到示范的作用。

4結束語

信號專業自動化論文范文5

關鍵詞：測試技術及儀器；導論；教學

作者簡介：王平（1977-），男，浙江杭州人，南京航空航天大學自動化學院，副教授。（江蘇 南京 210096）

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0119-02

一、在本科教學中開展本專業導論課程的必要性

測控技術與儀器專業是建立在精密機械、電子技術、光學、自動控制和計算機技術基礎上，以工為主，多學科綜合的專業，探討各種精密測試和控制技術的新原理、新方法。開發激光、傳感器、光電檢測和計算機等新技術在精密測試儀器儀表中的應用，及以計算機技術為中心的面向機電運動、面向自動化生產的控制技術，使精密儀器儀表及測試和控制技術向高精度、動態、自動化、綜合和多功能等機電一體化和信息化方向發展。因此，本專業本科教學具有鮮明的特點，包括：

1.課程門類較多，具有交叉學科特征

本專業的主要課程包括機械設計基礎，電工電子學、微機原理與應用、自動控制、光學、測控電路、光電檢測技術、傳感器技術、智能儀器儀表設計、電路分析基礎、電子技術基礎、誤差理論及應用、計算機程序設計、微型計算機原理與接口技術等，涵蓋機械、電子、計算機等多門類的主干課程，課程信息量大。

2.注重復合能力的培養

本專業從培養人才方面來看，培養包括面向零件幾何精度參數、機械量和熱工過程參數的計量測試和控制技術，及儀器的應用和開發研究的高級工程技術人才，廣泛適用于質量監督部門、機械、電氣、汽車、造船、航空、航天、動力、冶金和石化等多方面產業和科研部門對人才的需求。因此，學生必須掌握機、電、計算機等多個領域的專業技能。

而本專業的學生入學情況則比較復雜，呈現如下幾種特點：很多學生是在高考時報考的是通信、電子、自動化等其他熱門專業，后經過調劑進入本專業學習，對本專業的特點缺乏認識，對于本專業課程多、跨學科能力培養的情況不太了解；存在與高中學習習慣的銜接問題，對大學學習的主動性不夠；對于90后的新一代本科生而言，普遍對于社會具有一定程度的認識，面臨較大的競爭壓力，但是對于本專業的就業前景以及如何提高自身的就業能力還缺乏清晰的認識。

針對這種情況，在高等學科開展本專業的導論課程對剛入學的學生進行專業特點、課程體系的設置、就業情況等方面的介紹和學習引導是非常必要的。

二、課程的教學目標和難點

本課程的教學目的在于初步建立起概念體系，了解專業的知識體系以及后續學習的科目，明確課程之間的銜接關系，合理分配時間，明確學習目的、用法。此外，應使得學生了解專業的應用和發展過程、發展前景、畢業分配和可能職位。

本課程的教學難點在于，本科新生不具備本專業的基本知識，只能用大量的、實例、類比去定性解釋基本概念以及課程體系結構，教學內容的深淺較難把握。同時，導論課的課時一般較少，通常在16學時左右，如何在短時間內讓學生建立對專業的初步認識具有難度。

三、課程內容

本課程通過4部分進行講授，主要包括：

1.基本概念

如測控技術、儀器儀表定義的介紹，包括什么是儀器儀表以及測控技術，并對現實生活中的儀器儀表分類舉例，包括醫療、家電、工廠自動化、軍事領域、航空儀表、宇航測控等應用的介紹；儀器的歷史簡介以及儀表的最基本功能組成部分，包括傳感器、信號處理、轉換、傳輸部分、信號顯示、與人交互部分等；儀器儀表的分類，以及各部分功能的演變、評價指標等。

2.介紹傳感器技術

包括其基本概念、分類、相關課程（如“傳感器技術”），以及性能指標（包括靜態指標、動態指標等）。介紹信號調理，用圖示方式介紹噪聲概念，模擬信號放大、模擬信號濾波的作用，以及相關課程（如“模擬電子技術”）；介紹信號處理，包括頻譜分析、濾波等應用簡介以及實現平臺，包括硬件平臺、軟件平臺及工具簡介；介紹相關課程如“數字信號處理”、單片機、DSP等相關技術；介紹可靠性設計，包括特定條件、特定時間、完成特定功能的含義；介紹一般可靠性設計方法，包括電源、信號調理、屏蔽、改善應用環境等方法；介紹通訊技術，簡單介紹通信技術的基本概念。

3.課堂討論

課堂討論儀器儀表的設計方法，回顧儀器儀表的評價指標，并討論選擇如下功能模塊的實現技術：包括傳感器的類型、原理、使用環境、壽命、精度、廠家、成本、對后續處理的要求；處理部分采用什么結構，模擬電路部分設計、模數轉換設計、數字電路部分設計主要芯片選擇、處理結構和算法；儀器整體結構，包括PC虛擬儀器結構、獨立儀器結構，以及顯示方式、輸入方式以及主要模塊的選擇；根據信息存儲要求、存儲手段、數據導出特征選擇存儲技術；并考慮可擴展技術，如多臺儀器能否聯網、如何協調工作、選用何種協議等問題。

4.總結

儀器儀表（檢測技術）與別的學科的關系以及檢測技術在工科體系中的地位，指明信息學科的最前端，使用最廣泛，需求最迫切。

四、教學方法的運用

傳統的教學方法手段單一，缺乏交流，尤其專業導論課程內容抽象，教學效果往往不理想。為了取得較好的教學效果，可以采用以下方法：

1.精心制作PPT教案

由于教學內容是以專題形式組織，且尚缺少成型的教材，因此需要制作教案。采用文字、圖像、聲音、視頻等多種媒體表現形式，以利于將背景知識及應用情況講透。教學過程中利用大屏幕投影的優勢，將一些需要教師在黑板上動態演示的過程作成FLASH動畫，既可以在課堂上演示，也可以由學生在課后自己觀摩。

在應用實例講解中，對現實生活中的儀器儀表分類舉例：醫療器械：例如心臟起博器、腸胃鏡、X光、B超、核磁共振、檢測監護儀器等，反映了檢測技術造成醫療手段的進步；家電行業中空調、熱水器、GPS定位導航系統技術進步造成消費者舒適度的提高；在工廠自動化中對溫度、壓力、轉速的測量，以及生產需要的信息資料的獲取等；在軍事領域，包括對敵監控等直觀、學生感興趣的應用作為切入點介紹。在對傳感器的定義介紹，舉例包括：溫度傳感器，可以是雙金屬片：溫度轉換為機械變形；熱電偶：溫度轉換為電壓；數字傳感器：溫度轉換為數字量等不同類型，但是功能相同。對信號處理、轉換、傳輸部分的介紹，采用圖表方式，表現各種信號處理、轉換、傳輸舉例：在信號顯示、與人交互部分，用圖舉例，包括指針表盤、LCD顯示、計算機屏幕等。在介紹評價指標時，以測溫度為例舉例，對于體溫、環境溫度、實驗室精密生化反映溫度控制、發電廠生產車間爐溫監測等幾種情況下需要的量程以及測試精度的對比。目的在于使儀器儀表抽象的知識形象化，便于學生理解。

2.教學形式上引入課堂討論

組織學生就感興趣的背景問題進行課堂討論和辯論，討論議題包括儀器儀表的應用、就業、學科在社會上的作用、前景等有爭議的問題，以激發學生的學習興趣和潛能，明確學習目的。

3.考核方式的選擇

專業導論考核方式應采用能反映學生對專業認識掌握程度的一些方法，如采用課程論文、調研等形式，既可以避免死背書的弊端，又可以培養學生專業的興趣。在這種考核方式下，學生不需要記憶枯燥的概念，而需要建立相應的知識體系。

五、教學效果

經過16課時的學習，大學一年級新生對于本專業的概念體系、知識體系和課程體系有了初步的了解和認識，并對后續學習的科目以及課程之間的銜接關系做了主動的調研，為今后四年的本科學習合理分配時間、明確學習目的打下了基礎。此外，學生對專業的應用和發展過程、發展前景、畢業分配和可能職位均做了一定的了解。經過六年的教學經驗證明，開設本課程對于學生的發展起到了明顯的促進作用。

參考文獻：

[1]樊秀娣.開設大學工程專業導論課程的構想 [J].同濟大學學報：人文社會科學版，1994，5（1）：85-89.

[2]侯媛彬.測控技術與儀器專業導論[M].北京：北京大學出版社，2010.

[3]劉光明，于斐，周雅，等.大學低年級課程中開設專業導論課的探索[J].高教論壇，2007，（1）：37-39.

[4]羅福午.提高對于專業概論課的認識[J].中國高教研究，1992，（2）：82-85.

[5]鄢泰寧.為新生開設專業概論課有助于激發學生的學習熱情[J].中國地質教育，2008，（2）：76-77.

信號專業自動化論文范文6

關鍵詞：機組自動化；熱控專業；發電機；汽輪機

隨著自動化水平的日益提高，火電廠越來越多的電氣系統參與到熱控分散控制系統(distribute cont rol system，DCS) 控制、調節過程中。繼電保護專業與熱控專業雖然都是二次專業，但在各自的領域都有其獨特的安全理念。如，熱控專業嚴格執行“三取二”的防止誤動、誤調措施；繼電保護專業則強調防止單一硬件損壞造成保護誤動、拒動并且提倡采用不同原理、不同廠家設備的冗余配置來防止特殊工況下的保護拒動。因此，在實際工作中要認真對待繼電保護設備和熱控專業設備接口中存在的問題，取長補短，提高設備運行可靠性。

1實現發電機有功功率信號“三取二”

發電機有功功率模擬量信號直接參與到機組自動發電控制協調系統、汽輪機數字電液控制系統(digital electric．hydraulic system，DEH) 等重要控制系統中。熱控專業要求提供3個功率信號以便 “三取二”，因此設計一般都會在電氣系統設置7個有功功率變送器，但這些變送器電壓回路卻取自同一組電壓互感器的二次繞組，輔助電源也取自同一個電源開關，這就帶來許多安全隱患。一旦在機組運行中發生電壓互感器二次繞組斷線或變送器輔助電源失電，會造成變送器輸出歸零或功率信號減半，嚴重影響機組調節，甚至造成停機。

為了解決 以上問題，生產現場可考慮如下方案：

a) 發電機出口電壓互感器均配置3個測量級二次繞組，參與機組協調的功率變送器分別從3個繞組取得機組電壓信號輸入，變送器電源可從 2 套機組不間斷電源輸出、保安電源取得3路互相獨立的交流輔助電源。這樣，功率變送器從電壓信號輸入、輔助電源接引上均實現“三取二”。

b) 根據繼電保護反措，把電流互感器(currenttransformer，CT) 斷線作為一種設備事故，允許繼電保護裝置動作停機。因此，功率變送器電流回路可取自同一組電流互感器二次繞組，不考慮在CT斷線情況下維持機組穩定運行。

c) 熱控專業需要7路機組有功功率信號作為機組調節、保護邏輯判據，其中DEH和機組協調控制系統各需3路。在不降低設備運行可靠性的前提下，盡量減少電流互感器、電壓互感器二次負載，可采用雙輸出功率變送器。如此，每臺機組配置 4個功率變送器就能滿足需求，但要注意每一個變送器的二路輸出分別作為協調控制系統和DEH的功率信號輸入，以防單個變送器損壞致使熱控“三取二”邏輯誤判。

2 斷水保護避免單點保護

發電機斷水保護的典型方式為：熱控 DCS通過定冷水母管3個壓力測點測量定冷水母管壓力， 經 “三取二”邏輯判斷后開出一個空接點作為發電機――變壓器組保護中發電機斷水保護非電量保護的開關量開入，此保護延時20s作用于發電機全停。

采用這種配置方式，當保護回路中 DCS與電氣保護接口的電纜故障、DCS的數據輸出(dataout，DO)模塊故障、發電機――變壓器組非電量開入板故障等單一硬件損壞時，都將引起保護誤動停機或保護拒動。為解決這些問題，可以采用以下兩種改進方案 ：

a) 方案一，熱控 DCS按定冷水母管壓力“三取二”判斷發電機斷水后，延時15s 關主蒸汽門，取消發電機――變壓器組的發電機斷水保護。

b) 方案二，發電機斷水保護由熱控DCS提供3副獨立的接點給發電機――變壓器組保護，通過“三取二”邏輯判斷，實現斷水保護。

在這兩種方案中，方案一的主要優點是：首先，實現簡便，不涉及發電機 一變壓器組保護硬件變動，只需修改熱控 DCS中斷水保護邏輯即可；其次，保護動作后啟動發電機――變壓器組保護程序跳閘出口，需“主蒸汽門關信號”和“發電機逆功率的功率值超過整定值”兩個條件同時滿足才能停機，解決單點保護問題；再次，提高保護動作可靠性，發電機――變壓器組保護中程跳逆功率雙重化配置，任一套動作即可切除故障，防止拒動；最后，保護改動滿足發電機斷水運行時的安全要求。依據發電機斷水曲線，在發電機滿載時，允許的斷水運行時間為 20s，當發電機斷水時，DCS延時15s關主蒸汽門，此時發電機電流必然滿足“在 2min內以1min變化50％的速率下降到額定值的15％”的要求，而程跳逆功率保護動作時間很短，滿足保證發電機安全的要求。

與方案一相比較，方案二沒有明顯優點，涉及發電機――變壓器組保護硬件和軟件修改，實施復雜，但也能避免由于電纜、非電量開入板等設備單一元件損壞造成的保護拒動和誤動。

3 交流采樣測控裝置與變送器功率采樣一致性問題

作為典型設計，發電機有功功率變送器使用三相二元件變送器。即變送器接入U、V相線電壓Uuv和V、W相線電壓Uvw，接入U相電流Iu和 w相電流Iw，發電機有功功率為：

式中：φu為和的夾角；φw為和的夾角。

三相二元件功率變送器測量功率是建立在“三相電壓電流對稱平衡的被測對象”假設基礎之上的，只有完全對稱的三相電氣系統，才滿足以下幾個條件：

,

,

.

式中：為 U相電流與 U相電壓實際夾角。

現場發電機實際電流、電壓很難完全滿足以上數學關系。因此，當電流、電壓不完全平衡時往往會帶來測量誤差。隨著交流采樣設備的廣泛應用，現場測控系統對發電機有功功率采樣均為三相三元件，計算公式如下：

.

三相三元件交流測控裝置由于分別計算相功率，因此能夠在不平衡的條件下準確測量被測對象功率。表1是現場對 FPW一201型三相二元件功率變送器、FPW一3O1型三相三元件功率變送器和NSD一500型交流采樣測控裝置在V相電流不平衡時的測量準確度對比。

當三相二元件變送器使用在熱控協調系統時，由于機組實發功率測量值低于或高于發電機實發功率值，造成機組無法滿出力運行，導致機組發電量減少。因此，功率變送器應設計成三相三元件功率變送器．確保機組協調品質良好。

4 結 論

總之，熱工自動化系統的發展趨勢是高速化、智能化、一體化和透明化，通過優化發電機功率變送器的電壓回路，提高了機組協調控制系統、DEH的運行可靠性，在電壓互感器一次斷線、二次斷線故障時，能夠保證機組 DCS的可靠運行。功率變送器由二元件改為三元件，提高功率測量準確性，保證機組協調的調節精度。改進斷水保護的配置方案，有效解決由于繼電保護設備或DCS 單一元件損壞造成的機組非計劃停運。

參考文獻：

（1）席建國. 電力系統繼電保護技術發展歷程和前景展望[J]. 黑龍江科技信息, 2009,(26) . （2）肖文祥. 微機保護裝置抗干擾的幾種措施[J]. 云南電力技術, 2004,(02) .