电气化和自动化的区别范文

导语：如何才能写好一篇电气化和自动化的区别，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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区别：

农业电气化指的是电能在农业生产和农村生活领域中的广泛应用。是农业生产机械化和自动化的重要技术基础。包括农业中电能的生产、输送、分配和利用，以电力为动力的农用技术装备的发展，农村家用电子、电器设备的推广等。在有些国家主要指在农村工副业、养殖业、园艺部门和生活方面使用电能。电气专业，包括电气工程和自动化等相关，电气并不是电器，它包括了所有的用电的设备。这个概念相当的广泛，只要是用电的就是电气，只要是用电控制的就是电气控制，电气控制方面的专业； 专业的目标就是怎么让机器自动运行，就是人们常说

（来源：文章屋网 ）

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关键词：机电一体化；技术; 应用

Pick to: mechanical and electrical integration is mechanical, microelectronics, control, computer, information processing, and other multi-disciplinary overlapping fusion, its development and progress depends on the progress of related technologies and development. Shallow to analyzing the content and the application of mechatronics technology research, in exchange for the colleague.

Keywords: mechanical and electrical integration; Technology; application

中图分类号：TH-39文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

引言

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

一、机电一体化概述

机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别

二、机电一体化技术的内容

1.机械技术

机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。

2.计算机技术

计算机与信息技术，其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

3.系统技术

系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。

4.自动控制技术

其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

5.传感检测技术

传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保护。

6.伺服传动技术

包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

三、机电一体化技术的应用研究

1.自动机与自动生产线

在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备，是当前机电一体化技术应用的一具体体现。如：2000～80000瓶/h的啤酒自动生产线；18000～120000瓶/h的易拉罐灌装生产线；各种高速香烟生产线；各种印刷包装生产线；邮政信函自动分捡处理生产线；易拉罐自动生产线；FEBOPP型三层共挤双向拉伸聚丙烯薄膜生产线等等，这些自动机或生产线中广泛应用了现代电子技术与传感技术。如可编程序控制器，变频调速器，人机界面控制装置与光电控制系统等。我国的自动机与生产线产品的水平，比10多年前跃升了一大步，其技术水平已达到或超过发达国家上一世纪80年代后期的水平。使用这些自动机和生产线的企业越来越多，对维护和管理这些设备的相关人员的需求也越来越多。

2.智能化控制技术(IC)

由于我国工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于我国企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢—连铸—轧钢综合调度系统、冷连轧等。

3.分布式控制系统(DCS)

分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

4.开放式控制系统(OCS)

开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。

5.计算机集成制造系统(CIMS)

企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前我国企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代企业生产的要求。未来企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。

6.现场总线技术(FBT)

现场总线技术是对自动化领域的一场变革。由于现场总线简单、可靠、经济实用，已成为当今自动化领域发展的热点之—。现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线的含义主要体现在以下几个方面：

(1)现场通信网络。传统的分散型控制系统(DCS)通信网络截止于控制站或输入输出单元，现场仪表仍然是一对一模拟信号传输。现场总线是用于过程自动化和制造自动化的现场设备或现场仪表互联的现场通信网络，把通信线一直延伸到生产现场或生产设备。

(2)互操作性。互操作性的含义是来自不同制造厂的现场设备，不仅可以相互通信，而且可以统一组态，构成所需的控制回路，共同实现控制策略。

(3)分散功能块。现场总线控制系统(FCS)废弃了分散型控制系统(DCS)的输入／输出单元和控制站，把DCS控制站的功能块分散给现场仪表，从而构成虚拟控制站。例如流量变送器不仅具有流量信号变换、补偿和累加输入功能块，而且有PID控制和运算功能块。

(4)通信线供电。现场总线的常用传输线是双绞线，通信线供电方式允许现场仪表直接从通信线上摄取能量。这种低功耗现场仪表可以用于安全环境，与之配套的还有安全栅。有的企业生产现场有可燃性物质，所有现场设备必须严格遵守安全防爆标准，现场总线也不例外。

结语

总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。今后应广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业，大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代，促进机电一体产业的形成，为我国产业结构和产品结构调整作贡献。

参考文献

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关键词：牵引供电系统；城市轨道交通；贯通供电；交流传动

中图分类号：F407文献标识码： A

Primary Study on ANew Type of Traction Power Supply System

Abstract: Based on the research achievements on AC and DC traction power supply system,to analyze the existent problems, a new type of traction power supply system was proposed.The basic structure, selection of voltage level and frequency were presented. By analyzing the performance and future development of this system, a conclusion was obtained: the system which couldovercome the shortcomings of stray current, negative-sequence current and phase splitting in the existing traction power supply system.

Key words：traction power supply system；urban rail transmit；transfixion power supply；AC drive

0 引言

随着我国城市化进程的不断推进，城市公共交通拥挤和环境污染问题将越来越严峻。在这特定历史条件下，城市轨道交通成为了必然选择。城市轨道交通包括地铁、轻轨和有轨电车等公共交通方式。目前，城市轨道交通项目大多采用电力牵引。为了缓解能源需求和环境污染的矛盾，如何提高电力牵引运行效率成为了当下的一大研究热点。

自1879年第一条电气化铁路问世以来，经过一个多世纪的发展，电力牵引供电技术已经相当成熟。电力牵引供电主要有直流、三相交流、单相低频交流和单相工频交流四种电制。然而，以上各种电制都存在一定的弊端。因此本文提出了一种介于单相工频电流电制和直流电制之间，而又区别于传统低频交流电制的，能扬长避短并根据自身需求可选择供电频率的低压低频牵引供电系统。该系统既克服了直流电制存在杂散电流（大地迷流）的电化学腐蚀和直流电弧不易切断两大难题，又解决了工频交流电制产生的负序电流和电分相问题。此外，低频供电可大大降低牵引网的电压损失，有效地提高了电力牵引的运行效率。

1 牵引供电系统现状分析及存在问题

世界上第一条电气化铁路采用150V直流电制，在此后的发展历程中，电力牵引供电制式经历了低压直流、三相交流、单相低频交流和单相工频交流的演变过程。其中形成了以750V、1500V和3kV三个电压等级为主的直流牵引供电制式。1915年后，法国、瑞士采用了3.6kV三相交流电制，以及以德国、瑞典为代表的北欧国家开始采用11kV、15kV的16 2/3Hz单相低频交流电制。1932年，匈牙利在布达佩斯-黑基也什霍洛姆铁路上首次采用了16kV的单相工频交流电制。此后以电压等级为25kV的工频单相交流电制在电气化铁路中占据了主导地位，在世界电气化铁路历程中所占比高达39%。

我国电气化铁路发展起步较晚，主要是吸收了国外电气化铁路发展的经验。目前，干线电气化铁路普遍采用25kV单相工频交流电制；在城市轨道交通领域主要采用750V、1500V直流电制，其中对于大运量线路大多采用1500V，中小运量线路采用750V。20世纪80年代以后，我国大力建设电气化铁路，迄今为止，我国电气化铁路里程以跃居世界前列。自1998年以来，我国先后开工建设了20多个轨道交通项目。为了有效推动城市轨道交通的发展进程，1999年国家计委提出城市轨道交通全部车辆和机电设备的平均国产化率要确保不低于70%。在国产化政策的带动下，我国城市轨道交通建设也进入了飞速发展的阶段。预计到2020年，我国铁路运营里程将达到12万公里，其中电气化铁路比重将达到60%；城市轨道交通线路达到177条，总里程6100公里。

目前我国已基本掌握干线电气化铁路和城市轨道交通电气化设计、施工、技术维护，但现存牵引供电系统仍存在一些问题。为了深刻理解单相低频交流供电制式带来的优势，对直流和交流供电制式进行分析，分别总结两种电制存在的不足之处。其中直流电制主要存在以下两个方面的问题[1-5]：

（1）杂散电流的影响。选择直流电制，采用钢轨回流，则必然产生杂散电流。杂散电流对道床钢筋结构、隧道内钢筋结构和沿线的金属管线等金属设施都将产生电化学腐蚀。此外，杂散电流还可能对地下石油管道、天然气管道等造成潜在安全隐患。尽管，目前对于杂散电流有一定的防护措施，但是治理和维护的难度大、成本较高，并且无法根本消除杂散电流的不良影响。

（2）直流保护成本问题。直流电弧灭弧一直是直流保护的技术难题。由于直流电不存在过零点，导致直流灭弧技术难度较大。目前，ABB、Siemens和Schneider等几大电气设备生产商已经具备生产高压直流断路器的能力。但是直流断路器结构复杂，造价高，使用寿命短。目前为止，我国直流断路器主要是依赖进口。

对于交流供电制式，包括低频交流和工频交流，其中低频交流需要独立电源，这种供电制式不符合中国国情。目前我国所采用的是25kV工频交流电制，主要存在着以下三个方面的问题[6-10]：

（1）负序电流及谐波对公共电网的影响。由于电力牵引负荷具有非线性和不对称性的特点，它将产生的三相不平衡负序电流和高次谐波注入到三相对称的公共电网中，会导致发电机转子过热、电力变压器寿命缩短、输电线路损耗增加和电缆寿命缩短、继电保护装置误动、安全自动装置无法正常切投等一些列不良影响。

（2）牵引网电压稳定性问题。电力机车对牵引网电压水平的要求一般为19～29kV。实际上牵引网电压波动很大，往往超出了网压水平的要求范围，其中电力机车负荷冲击对网压波动的影响最为明显，牵引网电压损失也是影响网压水平的重要因素之一。这对于电力机车正常运行将造成不利影响。

（3）电分相问题。受供电臂距离的影响，由于各供电臂相位不一致，所以设有相间绝缘保护段，即电分相，该供电死区长度约为30m。电力机车在经过电分相时，需要退级、关辅助机组和主断路器，惰行通过供电死区后逐项恢复。列车运行中每隔20km左右就需要通过一个电分相，如此频繁复杂的操作这对于司机而言难度较大。此后，便产生了自动过分相技术和同相供电技术。前者或技术复杂或性能一般且可靠性较差；后者则价格昂贵，可靠性也需进一步提高。

由此可见，无论是采用直流电制还是工频交流电制，都将面临一系列的难题。虽然在克服这些难题的领域上取得了长足进步，但问题仍没有得到理想的解决。因此，在吸收了现有牵引供电系统优点的基础之上，本文提出了一种新型低频牵引供电系统，有效地规避了上述种种问题。

2 低压低频牵引供电系统

2.1 低压低频牵引供电系统结构

该低压低频牵引供电系统是在现有直流牵引供电系统的基础上，借鉴了交流电制的优点而提出的。目前，直流牵引供电系统是从三相公共电网取得电能后，通过牵引变压器降压后再由多脉波整流器转换为750V/1500V直流电，并由牵引网进行电能传输，电力机车通过受电弓从牵引网上获取电能[11]。低压低频牵引供电系统是将多脉波整流器换成了三电平变频器，由它转换为低频的单相交流电为电力机车供电，电压等级应根据大功率变频器技术水平和设备成本而定，其供电网络的结构流程图如图1所示。公用电网三相交流电网经过牵引变压器降压之后经变频器变频为单相低频交流电在牵引网上传输，机车受流后通过车载变压器降压给交流电机供电。

图1 低压低频牵引供电网络结构流程图

2.2 电压等级的确定

电压等级是指牵引网电压的大小，它对于机车动力、供电距离和工程造价有重要影响。确定电压等级不仅仅要考虑经济因素，还需要综合实际线路的运量以及设备的可靠性和技术水平等因素[12]。随着城市规模的不断扩大，城市轨道交通线路客流越来越大，对于机车运量的要求也越来越高。由于城市轨道交通线路多为地下隧道且车站属于开放式，出于对绝缘水品和安全性的考虑，城轨不宜采用过高的电压等级。综合以上种种因素，牵引网电压等级应确定在3000V～4000V左右。如此所需的变电所数量较少，可减少设备用房和设备投入；同时具有较长的驱动距离，即使是特大城市中站间距离较长的远郊线路，也能满足其供电要求。

2.3 频率的确定

低压低频牵引网交流电流频率主要由机车调速系统特性、继电保护故障切除时限和牵引网阻抗等决定的。为了保证机车正常运行和降低牵引网感抗，将牵引网供电频率确定在1/10~1/3工频之间，且满足：牵引网故障切除时限=继电保护动作时间+半个周波。采用低频供电，相比于工频电制，牵引网感抗可降低数倍，能有效减少网络损耗和提高电压水平。2.4 性能分析

低压低频交流供电系统主要是适用于城市轨道交通领域。与现有牵引供电技术相比，具有以下几个方面的效益：

（1）利用变频器的三相变流技术，不在公共电网产生不对称负序电流和谐波等污染。

（2）利用变频器对公共电网和牵引侧的隔离作用可以把各个牵引变电所的牵引网联通，实施贯通供电，不存在电分相的问题。

（3）克服了直流电制存在杂散电流及其对沿线的金属设施产生电化学腐蚀、故障时直流电弧不易切断等固有技术问题，避免杂散电流治理费用和直流断路器的高额投入。

（4）正常工作时，采用低频可大大降低牵引网的电抗，从而减小电压损失；故障情况下，牵引网的电抗可抑制短路电流及其对供电设备的冲击。

（5）采用3000V～4000V左右的等级可减小工作电流，降低牵引网电压损失，增大了供电距离，减少牵引变电所的数量和建造成本。

低压低频交流牵引供电系统继承了交、直流两种电制的优点，同时规避了它们各自的不足之处。

3发展低压低频交流牵引供电系统的有利条件

在技术层面，如今电力电子技术不断革新，尤其是高压大功率变频器和交流传动技术水平的飞速发展为低压低频交流牵引供电系统的实施提供了技术支持[13]。目前，6000V大功率变频器技术成熟，设备可靠性较高，可实现大规模应用。1979年，德国开发了世界第一台大功率交流传动电力机车。交流电机具有体积小、质量轻、功率大、制造和维护成本低、牵引性能优异等优势。因此交流传动在欧洲等发达国家迅速推广，目前在全世界已得到广泛应用。在以变流器为主电路的交流传动技术的今天，采用低频交流供电也符合社会发展的趋势[14]。

在政策层面，我国不断推进城市轨道交通建设进程，在线路建设和机电设备国产化方面投入大量资金。我国自主研发的DJ2型“奥星”、DJF1型 “中原之星”、DJJ2型“中华之星”、“天梭”电力机车、国产化地铁列车等都采用交流传动技术[14]。北京利德华福公司开发的7500kW/10kV高压变频器已在济南钢铁投入运行。由此可见，若低压低频交流牵引供电系统得以实施，机车与机电设备都将可基本实现国产化。此外，该系统符合国家打造“绿色交通”的理念，适应社会的发展潮流。

低压低频交流牵引供电系统具有良好的适应性，具体体现在两个方面：该系统适用于地铁、轻轨和有轨电车等城市轨道交通供电，既可采用一线一地式又可采用双线式；可对既有线进行相应改造，也适用于新线建设。

随着设备的国产化和规模化生产，低压低频交流牵引供电系统的设备成本必将大大降低，同时还省去了昂贵的直流断路器，以及杂散电流防护等一系列设备，使得该系统具有较好的经济性。低压低频交流牵引供电技术较好地解决了现有牵引供电系统存在的技术难题，同时又能有效提高运行效率，降低运营成本，是一种理想的城市轨道交通牵引供电系统[15-17]。美中不足的是存在工作电流较大（相对于电力电子设备而言）的问题，在变流技术和制造技术进一步发展以后，可采用4000V甚至更高的电压等级，可一定程度上减小工作电流同时减少牵引变电所的数量。

4实施低压低频交流牵引供电系统面临的关键问题

低压低频交流牵引供电系统具有明显的技术优势，但是要实施该系统仍将面临以下三个关键问题：

（1）缺乏工程实施经验和相关规范。

（2）要实施贯通供电，需要解决长距离分布式变频器同步控制的难题。

（3）采用低频交流供电，机车变频调速系统需要做相应调整，改善调速系统在低频状态下的调速特性和动态品质指标，以保障机车的低频运行性能。

5结论

低压低频交流牵引供电系统这一构想全面解决了现有牵引供电系统存在的难题。本文从技术条件、性能指标、经济性等方面进行论证，得出了以下结论：

（1）该系统作为理想的城市轨道交通牵引供电系统，具有一定的研究意义。

（2）以目前的技术水平，该系统具有一定的可实现性，同时具有较高的现实意义。

参考文献：

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关键词：机电一体化；电子技术；自动控制；发展趋势

Abstract: in the field of mechanical engineering, electronic and computer technology because of the rapid development and to the penetration of mechanical industry by the formation of the electromechanical integration, the mechanical industry technical structure, mechanical products, function and composition, production methods and management system changed, that industrial production by "mechanical electrification" entered the "mechanical and electrical integration" feature stage of development.

Keywords: mechanical and electrical integration; Electronic technology; Automatic control; Development trend

中图分类号：U415.6 文献标识码：A文章编号：

1、概要

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也己成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能加自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2、机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为3 个阶段。20 世纪60 年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，己经开发的产品也无法大量推广。

20 世纪70 ~80 年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础这个时期的特点是：mechatronics 一词首先在日本被普遍接受，大约到20 世纪80 年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认，机电一体化技术和产品得到了极大发展，各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。

20 世纪90 年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术的发展开辟了广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

我国是从20 世纪80 年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列入“863 计划”中。在制定“九五”规划和2010 年发展纲要时，充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，并取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。3、机电一体化的关键技术 机电一体化技术是一个技术群体的总称。其关键技术有：传感与检测技术信息处理技术、先进制造技术、伺服驱动技术、自动控制技术、系统总体技术等。 3.1传感与检测技术传感与检测技术关键元件就是传感器。传感器是整个机电一体化系统（或产品）的环境接口，是自动化、信息化以及智能化应用和发展的关键技术。传感器的水映了一个国家的科技发达程度，特别是新型高科技传感器的研究和开发世界各国都非常重视，比如多功能集成传感器、智能传感器、仿生传感器等。多功能集成传感器就是具有“一器多感”技术特点的传感器。智能传感器就是带有微处理器的，具有信息自我处理功能的传感器。仿生传感器就是模拟人的感觉器官的传感器，是机器人技术发展的核心。3.2信息处理技术信息处理技术包括信息的交换、传递、存储和处理，主要工具就是计算机。计算机及信息处理系统是整个系统（或产品）的信息处理中心，充分利用计算机超强的信息处理能力以及丰富的软件资源，增强了系统的功能，提高了系统的柔性、可靠性，使系统具有了一定的智能。3.3 先进制造技术先进制造技术是机电一体化发展的必然产物，是机电一体化技术的基础。先进制造技术保障系统（或产品）构造功能的最优化。先进制造技术采用具有柔性操作的先进制造设备：机械加工中心、机床、工业机器人等机电一体化产品，实行先进的组织管理，组成柔性制造单元和柔性制造系统，提高制造作业及制造系统的柔性和生产率，以满足机电一体化系统（或产品）的需要，满足社会发展的需要。 3.4 伺服驱动技术 伺服驱动技术是系统直接执行操作的技术，其目的是从动力学角度分析系统行为，保证系统整体运行的最优化。伺服驱动装置包括电动、气动、液压等各种类型，按照控制指令将电信号转换成流体能或机械能驱动运功机构，对整个系统的动态特性、控制质量和功能具有决定性的影响。 3.5自动控制技术自动控制技术是在自动控制原理的指导下，结合计算机技术对具体的控制装置和控制系统进行设计、仿真、调试，最终实现机电一体化系统的整体性能最优化20 世纪80 年代以来，如模糊控制，专家系统和人工神经元网络等人工智能控制技术，得到快速发展并被广泛应用。 3.6 系统总体技术系统总体技术包括系统的总体设计和接口技术，是用跨学科的思维能力来进行综合集成的技术。系统总体设计是以系统整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将系统整体分解成相互联系的若干功能单元，再对功能单元进行二次分解，最终确定一个可行的技术方案。接口技术的实质是机械技术和电子技术的具体应用，是各要素或子系统之间的联系条件。在某种意义上说，机电一体化系统设计归根结底就是接口设计。

4、机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下：4.1智能化智能化就是要求机电产品具有一定的智能，使其具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。如果人类社会的发展和进步体现在人脑的智能上，那么机电一体化的发展和进步就体现在其产品的智能上。智能化是机电一体化技术与传统自动化技术的主要区别之一，也是21 世纪机电一体化技术发展的主要方向。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步和发展，为机电一体化技术的发展开辟了广阔天地。4.2 模块化模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

4.3网络化

20 世纪90 年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，利用现场总线和局域网技术使家用电器网络化己成大势，家庭网络（h o menet ）就是将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系（compute , Integrated Appliancesystem , CIAS) , 使人们在家里享受科技带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。4.4 微型化微型化是指机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电一体化（Micro Mechatronics）是机电一体化的一个重要分支，国外称其微型电子机械系统 (Micro Electro MechanicalSystems).它泛指几何尺寸不超过1cm 的机电一体化产品，并向着微米、纳米级发展。采用精细加工技术加工生产微机电一体化产品，其体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。4.5集成化机电一体化的集成是从全局角度和系统目标出发，将总体功能分解成相互有机联系的若干子功能，再将系统分解成若干个功能单一的功能单元，然后通过软、硬件将各个功能单元有机地联系起来，使其性能最优功能最强。集成是机电一体化发展的内在动力，它是一种创新性的过程，正是由于这种创新性，将机、电、信息、控制等各种相关技术有机结合，实现系统整体最优，促使机电一体化领域的不断拓展。4.6 系统化系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除Rs232 外，还有Rs485 、DCs 人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。

4.7 人性化

机电一体化产品的使用对象和服务对象都是人。所以对于未来的机电一体化产品，一方面必须加强它们与生命机体的相似性，给产品赋予人的智能、情感和人性；另一方面充分协调产品与人和环境的关系，使产品更关注人的生理、心理特性和极限，更适宜人的使用与操作。 4.8绿色化工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源．回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境服废后能回收利用。

5、结束语

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【关键词】机电一体化 发展历程 关键技术 发展趋势

机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，现在的机电一体化技术，是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。它不是上述技术的简单拼凑，而是从系统的观点出发，合理配置各功能单元，使得整个系统具有高质量，高可靠性的特点。

机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋扑许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延仲，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。

1.机电一体化的发展过程

机电一体化经历了长期的产生于发展过程，大致分为三个阶段：

萌芽阶段：20世纪60年代以前为萌芽阶段。由于电子技术发展迅速，人们逐步使用电子技术的初步成果完善机械产品的性能。特别是第二次世界大战后，机械产品与电子技术的结合使得许多性能优良的产品出现，对战后经济的恢复和技术的进步起到了积极的作用。

蓬勃发展阶段：20世纪70年代至20世纪80年代是蓬勃发展阶段。在这一阶段，人们主动地利用新技术的巨大成果创造新的机电一体化产品。应该特别指出的是，日本在推动机电一体化技术的发展方面起了主导作用。日本政府于1971年3月颁布了《特定电子工业与特定机械工业振兴临时措施法》，要求企业界“应特别注意促进为机械配备电子计算机和其他电子设备，从而实现控制的自动化和机械产品的其他功能”。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为基点一体化的发展奠定了技术基础。

智能化阶段：从20世纪90年代开始至今称为智能化阶段。机电一体化技术向智能化新阶段迈进。人工智能技术及网络技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的新天地。大量的智能化机械产品不断涌现。出现了“模糊控制”和“混沌控制”等新概念。

机电一体化的目的是使系统高附加值化，即多功能化、高效率化、高可靠化、省材料省能源化，并使产品结构向轻薄短小巧化方向发展，不断满足人们的生活多样化需求和生产的省力化、自动化需求。因此，机电一体化的研究方法并不是拼拼凑凑的“混合”设计法，应该从系统的角度出发，采用现代设计分析方法，充分发挥边缘学科技术的优势。

2.机电一体化发展的共性关键技术

机电一体化发展所采用微电子技术必须解决一些共性关键技术。这些技术包括检测传感技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动控制技术、精密机械技术及系统总体技术等。各部分所包括的内容如下：

检测传感技术：检测传感器的检测对象有位移、压力、温度、速度、加速度、流量等物理量，其检测精度的高低直接影响机电一体化产品的性能好坏。检测传感技术的主要难点在于提高可靠性、精度和灵敏度。

信息处理技术：信息处理技术包括信息的输入、变换、运算、次数和输出技术。信息处理是否及时正确，直接影响机电一体化产品的质量和效率，因而成为机电一体化产品的关键技术。在信息处理技术方面存在的问题有减轻重量、提高处理速度、提高可靠性和抗干扰能力以及标准化、提高操作性及便于维修保养等。

自动控制技术：自动控制技术包括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、再现、检索等技术。其技术难点是现代控制理论的工程化与实用化，以及优化控制模型的建立等。

伺服驱动技术：伺服驱动技术主要是指执行元件中的一些技术问题。伺服驱动包括电动、气动、液动等各种类型。希望之星元件满足小型、重量轻和输出功率大等三个方面的要求，以及提高对环境的适应性和可靠性。

精密机械技术：机电一体化产品对精密机械提出的新要求有：减轻重量、缩小体积、提高精度、提高刚度、改善动态性能等。

系统总体技术：系统总体技术是以中国从整体目标出发，用系统的观点和方法，将总体分解成若干功能单元，找出能完成各个功能的技术方案，再把功能和技术方案组合成方案组进行分析、评价和优选的综合应用技术。机电一体化产品要求系统的协调性很好，否则即使各个部分的性能、可靠性都很好，性能和产品也很难保证正常运行。

3.机电一体化发展趋势

随着科技的发展和经济的进步，对机电一体化技术提出了许多新的和更高的要求，出现了新的概念。如数控技术、CNC、FMS、CIMS及机器人等都被一致认为是典型的机电一体化技术、产品及系统。机电一体化的发展趋势有以下几点：

高性能化：高性能化一般包含高速化、高精度、高效率和高可靠性。新一代CNC系统就是以此“四高”为满足生产急需和人诞生的。可实现告诉数据传递，在相当高的分辨率情况下，系统仍有高速度，此外其效率也非常高。

智能化：人工智能的研究日益得到重视，其中机器人与数控机床的智能化就是重要应用。智能机器人通过视觉，触觉和听觉等各类传感器检测工作状态，根据实际变化过程反馈信息并作出判断与决定。数控机床智能化，使用各类传感器对切削加工前后和加工过程中的各种参数进行监测，并通过计算机系统做出判断，自动对异常现象进行调整和补偿。

此外，机电一体化发展趋势还有系统化，轻量化及微型化等

参考文献：

[1]机电一体化技术的发展及应用，梁俊彦

[2]机电一体化系统设计 张建民 北京理工大学出版社 2006.2

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现今，我国工业自动化行业已经进入高度市场化的阶段，市场主体主要由软硬件制造商、系统集成商、产品分销商等组成。

工业电气产品分销是专业分销的一种。专业分销是指由独立第三方进行的从制造商到终端用户的整个商品传递过程中所涉及的一系列活动，是区别于制造商的销售公司。从工业电气产品的销售模式和下游客户群来看，目前高压电气和中低压电气有着明显区别。其中，高压、超高压、特高压电气产品的下游客户是以国家电网、南方电网以及各地方电力局为主体，其采购方式基本采用招投标模式，因为这块市场基本不存在专业渠道分销环节的需求。

中低压电气，主要包含了中压元件和开关成套（电压等级10～35kv为主）、低压电器（1000v以下）和工控产品（含中低压变频器、PLC、伺服系统等）三大类，整体市场容量在数千亿规模。从最终客户行业分布来看，包括电力主配套-电网公司（主要针对中压集中采购）和发电企业、房地产、市政工程（含城市基础设施如轨道交通等）、各大工业客户（钢铁、冶金、化工、煤炭等）。而中低压电气产品的下游应用几乎广泛分布在各行各业，客户有着不同个性化需求，工业电气产品也呈现多样性、复杂性等特征，所以中低压电气产业采用专业分销商是广为采用的模式，尤其在低压电器和工控领域。一级分销商除直接对接各行业的最终端客户外，也会通过二级分销商的间接方式，或先将元器件先销售给OEM机械设备制造商（工控类的主要下游厂商）、系统集成商、成套制造商，然后由它们生产制造出电气成套系统抵达最终客户。

二、工业电气分销行业概况

（一）全球工业电气分销行业概况。

近年来，全球的工业电气分销行业随着工业电气产品需求的增加而稳定增长。由于工业电气产品使用领域和范围的日益拓展，工业电气产品使用技术不断更新，针对下游需求不断开发出新的服务项目，市场潜力巨大。从全球市场角度来看，工业电气产品的分销市场的集中度不高。据统计，全球大约四分之一的低压电气分销收入集中于蓝格赛等七大分销商，其中，全球销售额第一的蓝格赛占全球市场份额的9%左右。但从发展趋势来看，工业电气分销商日益注重其行业地位及网络建设，开始由区域型企业向全球化企业发展，加速扩大分销网络。

（二）我国工业电气分销行业概况

我国工业电气产品分销行业现已形成以中低压输配电产品和工业自动化控制产品为主要分销产品的市场格局。目前，我国主要从事工业电气分销业务的企业主要有斯达电气、众业达、海得控制、福大自动化、索能达（中国）、蓝格赛（中国）等公司。

根据施耐德提供的数据，其在我国通过分销商销售的产品比例占全部销售的85%以上，从细分产品来看，低压电气产品、工业自动化控制产品采取分销模式的比例更占到90%以上。根据ABB、西门子、常熟开关、人民电气等制造商的资料，低压电气产品、工业自动化产品基本通过分销渠道流通，中压电气产品分销模式和直销模式并存。而工控产品中，对于规模上千亿的中低压电气大产业，目前渠道经销商（分销商）的规模相比之下仍较小，总的来看，国内中低压电气分销行业市场集中度低，主要以中小型、区域性业务居多，具备全国性网络覆盖的大型分销商数量较少。

工业电气分销商上市公司仅有众业达与海得控制，具有以下两个特点： （1）工业电气渠道商（分销商）的下游行业分布、客户群数量通常比设备商更为广泛，相对不容易受到单一行业需求、景气度波动以及单一下游客户的影响，具有较强的抗风险能力。（2）工业电气渠道商（分销商）相对于设备类厂商更容易扩展异地业务，设备类厂商更易受当地基建进程、地方投资力度影响，而渠道商通过铺设销售渠道网络进行异地扩张相对较为容易。以上这两点决定了工业电气分销商的增长模式相对稳健，并且增速的可持续性更强。

三、我国工业电气需求分析

近年来，我国经济快速发展，基础设施建设的巨大需求带动了工业电气设备领域的发展，据国家统计局数据显示，2012年，我国电气机械及器材制造业共实现销售收入5.33万亿元，同比增长7.42%;实现产品销售利润5，994.94亿元，同比增长13.18%。

经济发展及基础设施的建设，对我国工业电气产品的需求逐步增加。一是近年来，国家对基础建设投资得快速增长扩大对工业电气产品需求。新增的固定资产投资导致工业电气消费需求大幅增长，工业电气分销行业随之增长。二是电力行业需求稳步增长促进了工业电气分销行业的发展。大量高速列车、轻轨运输、地铁的安全运行需要以工业电气产品为主要组成部分的各种综合自动化系统、运动系统、低压变电系统、照明系统、给水系统等，铁路电气化的发展和城市轨道交通的快速建设将加速工业电气产品分销行业的发展。三是智能电网、特高压、新能源的建设扩大中低压输配电行业的市场容量。受电网投资、铁路建设、新能源行业的持续拉动，我国中低输配电行业仍将保持快速增长，特别是中压输配电行业。“十二五”期间，我国将优化电力结构，加强智能电网建设，电力设备的市场需求将迅速增加。2014～2020年，我国低压电器市场需求将逐年增加，市场规模逐年扩大，年复合增长率达8%以上。预计到2020年，我国低压电器市场规模将达1510.70亿元。

四、我国工业电气分销行业发展趋势

近年来，尽管我国输配电行业的高压产品增长速度较快，但由于中低压产品量大面广，未来仍将占据主导地位。我国输配电行业近年来增长快速，未来5年内处于黄金时期、发展潜力巨大，2015年规模将接近3200亿元，达到历史高点。

（一）电气分销行业进入充分竞争时期，市场集中度逐渐提升

未来工业电气分销行业处于充分市场化的竞争态势。一方面，我国拥有数量庞大、以中小规模为主的区域性民营企业从事工业电气分销;另一方面，自2000年之后，如法国的蓝格赛和索能达、美国的西科国际、日本的菱电商事等国外企业也开始积极拓展我国市场，构建并扩张期分销渠道，一定程度上加剧了市场竞争也改变了竞争格局。虽然国内工业电气分销市场的参与者数量众多，但市场集中度不高，成几十亿规模的分销商数量较少，绝大多数的分销商或对单个供应商依赖度很高，或销售呈明显区域特征或其能提供的服务局限于整个分销服务价值链的某一或几个环节。因而，对中低压电气产品制造商而言，虽然存在诸多的下游分销商，但能为其提供专业、全面的渠道进而对接到终端客户的分销商也仅有少数。

（二）电气分销行业步入稳步发展时期，配电自动化率缓慢提升

国家电网2013年印发的《关于加强配电网规划与建设工作的意见》中指出“配电网发展与新型城镇化建设、分布式电源和电动汽车发展相协调，与电网整体规划和远景目标相衔接”。相较于国外主要发达国家的配电投资比例，国内配网投资比例相对处于较低的水平，未来我国对配电电气设备需求将有进一步的提升。

（三）电气分销行业迈入结构调整时期，工控产品比重相对增大

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关键词：电子技术；实践性；实验手段

中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2013）30-033-01

随着科学技术的发展，各行各业的电气化和自动化程度不断提高，要求各行各业的技术人员。掌握越来越多的电工技术和电子技术知识和技能。电工电子专业的课程是一些实践性很强的学科，许多知识必须通过实验手段才能正确建立。因此，实验教学环节在该专业教学中至关重要，教学改革中必须特别注重实验教学环节的改造。根据教学目标，电工电子专业学生在三年内要掌握的技能和达到中级工应知应会标准，都要通过生产实习教学来完成。为此，我结合正在逐步深化的教学改革，就如何改革本校电工电子实验教学，进一步加强学生动手能力和素质培养，进行了一些探索。

一、目前电工电子实验教学存在的问题

1、实验教学方式和手段单一

实验教学要求学生在指定的时间内完成教师指定内容的实验，而且大多数实验还必须严格按照规定好的操作步骤进行，并且有的实验设备、实验条件、甚至仪表之间的连接都已事先准备好了。学生按时来到实验室后，只要按规定操作，就能获得预定的结果。因为这些实验内容都是教师设计的，在每次实验中将实验中可能出现的故障和问题都已事先排除了。很显然，这样的实验教学只是一种操作训练，对不少学生来说，已成了一种“走过场”的形式，不能起到提高学生动手能力和运用理论知识去分析、解决问题能力的作用。

2、不能实行因材施教

学生的动手能力本来存在着差异，以往的教学模式都将学生同等对待，这就使动手能力强的学生主动性不能充分发挥，而能力较差者又感到吃力，实验教学目的难以达到。

3、学生学习没有兴趣，缺乏动力

职业学校的学生综合素质不高，学习基础普遍较差， “重文轻技”思想严重，对专业知识了解甚少缺乏感性认识，学生对专业理论、专业技能的学习感到困难很大。尤其是电工专业，因为学生本来对电就有害怕心理，不敢轻易动手，而对学习电工专业的职高学生来说，如果对电没有感情，没有兴趣，就会直接影响实习训练的效果。采用各种有效方法激发学生的学习兴趣，调动学习的积极性，变被动为主动，方能达到最佳效果。作为一个电工实习指导老师，设法让学生对电工实习产生兴趣，是搞好技能教学的前提条件。

二、电工电子教学改革思路

1、建立新的电工电子实验教学体系

电工电子实验是电工、电子系列课程教学内容的重要组成部分，为加强学生工程实践能力和创新能力的培养，首先对电工电子实验教学体系进行了改革，初步建立以仪器使用和基本课程内容为主的基础实验过渡到以培养学生能力为主导的设计性和综合应用型实验。高级职业教育为三年制教育，第一年开设以电工基础、电子线路，数字电路为主的基础课实验。第二学年将开设电工技术、制冷技术、音视频技术三个模块，学生可根据自己的兴趣自主选择。一方面提高了学生的学习兴趣，二方面使学生有充分的时间专攻一种技术。

2、加强实践教学硬件建设

根据实验教学体系和内容建设：电工基础实验室；电子综合实验室；工厂电器与电机拖动实验室；PLC实验室；制冷实习室；音视频实验室；多媒体应用实验室；电工电子实训基地等。这些先进的实验环境，能为培养学生开拓创新精神提供优越的条件，提高学生的专业技能、综合素质和就业竞争力。

3、讲求教法

在技能教学中，一般都是将实验、实习安排在新授课后进行，作为对课本有关内容的验证、实习。这样不但浪费了时间，也不利于学生对知识的理解、掌握，不利于学生智力的开发和能力的培养。为此，我们将实验、实习与讲授相结合。在电力拖动基本控制电路的安装及故障排除的实习中，学生对线路的构成及功能原理很难理解。实际上控制电路的主要电器是各类接触器，继电器、开关等，了解这些电器的结构，掌握各部分的功能是学生正确使用和操作的前提。在教学中，注重利用自制教具讲清原理。如在接触器联锁正反转控制线路图中，我们将所有触头、开关做成活动的。在原理讲解过程中，我们反复模拟接触器线圈得电与失电，引导学生观察触头的动作情况，从而控制电路接通和切断，再通过实物示教板观察电动机

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【关键词】计量自动化系统 电力营销 应用

随着我国市场化的不断深入，我国经济社会迎来了发展的新机遇，在这种大环境下，电力的市场需求日益扩大，怎么解决广大用户的需求是电力系统必须面对的问题，特别是在计算机技术迅猛发展的时代，以前的人工操作已经不能适应当前的发展趋势，因此，利用计算机技术代替传统方式成为必然。在现代电力营销的工作中，行业普遍采用计量自动化系统，计量自动化系统能够大大提高电力营销的工作效率，也能实现远程抄表、电费结算等传统人工方式不能实现的便捷操作，从而提高了服务质量，提升了企业效益。

一、电力计量自动化系统阐述

（一）什么是电力计量自动化系统

计量自动化技术是一种运用通讯技术，把电表行码自动地输送到主站系统，并对收集到的数据通过计算机进行计算和分析的技术，企业采用计量自动化系y，可以实现抄表结算、报警处理、错峰管理、低压重点用户监控等十几个方面的功能。与传统手工操作相比，计量自动化系统在节约大量人力财力的前提下，反而可以提高企业的电力营销工作效率，而且因为计量自动化系统是利用计算机进行计算，所以基本上可以实现零误差，避免出现传统人工操作出现的误抄等现象的出现，大大提高了电网的自动性和智能性。此外，由于采用了计量自动化系统，系统平台体系实现了从简单到完善，功能从少到多，业务也从原来的人工抄表拓宽到计量管理、需求侧管理、用电检查、市场分析等多个层面，将电力营销发展成为一个完善全面的体系。

（二）电力计量自动化系统通讯手段分析

目前计量自动化系统采用的通讯手段主要包括专线方式、电话拨号方式、光纤专线或者以太网等方式。

二、电力营销中计量自动化系统的应用

（一）自动抄表中的应用

计量自动化系统与传统人工的最明显区别就是计量自动化系统在抄表方式上的优势，传统人工抄表方式的缺点是人工抄表不可避免的会出现抄写错误，而且人工抄表的效率也比较低。使用计量自动化与人工抄表相比，不仅具有速度快，准确度高的优点，还减少了大量的人工费用，节约了企业成本，进一步提升企业效率。

（二）在计量装置监测和异常处理中的应用

计量自动化系统还拥有强大的报警功能，可以搭载在绝大多数终端设置中，在保证正常的数据采集和保持通信的前提下，如果经过计算机计算检测到数据异常、通信受阻、数据丢失等异常情况，可以及时的报警通知工作人员及时处理解决问题，保证企业正常运行、客户正常使用。

（三）在电量统计中的应用

传统的电量统计工作和抄表一样都是依靠人工抄写，同样存在效率低、速度慢、出错率高等不足，但是在电力营销中应用计量自动化系统之后，电量统计工作也得到了质的提升。在实际的电力系统工作中，电量统计之后往往要进行同期线损的分析，这是个非常耗费人力的繁杂过程，但是使用计量自动化系统就可以在电量统计工作完成之后根据系统自定义的特点，根据数据的特点实现“定点”计算，只分析指定的数据，大大的减少了人力成本，减轻了电力工作人员的繁重负担。

（四）在配变运行监测中的应用

计量自动化系统对变压器的工作数据进行采取和计算之后上传结果，能够方便快捷的让工作人员了解变压器的电源电压等实际运行情况，掌握公用变压器的工作数据，做到实时调控配变。

（五）在停电时间统计中的应用

计量自动化系统可以全天监控电力系统的具体配送情况，如果某个变压器或用电终端出现异常停电，计量自动化系统可以及时检测到异常情况并且根据检测结果精密计算生成详细的报告。

（六）在错峰用电管理中的应用

计量自动化系统的使用对于错峰用电管理工作意义重大，系统经过精密计算可以做出一个错峰计划并且附有预测效果分析，生成计划和效果分析会经过系统处理过传给营销工作人员，由于计量自动化系统是全天自动工作，所以营销工作人员可以掌握完整的的用户用电具体状况，从而实现错峰用电工作的顺利完成。

（七）在节能工作中的应用

环保是当前世界的主题，我国更是深知工业发展所带来的环境污染的危害，所以各行各业都应做好节能环保工作，电力系统更是义不容辞，必须将节能减排工作做到位。计量自动化系统不仅具有效率高，成本低的优点，与传统人工相比，计量自动化系统还能做到节能环保。系统利用网络渠道，提供节能服务，同时宣传节能环保的理念。用电大客户可以通过网络渠道随时查询自己的用电情况，而用电少的客户也会得到系统计算得到的基本用电状况，让客户了解自己的用电具体状况，从而达到节能环保的目的。

三、结束语

在信息化程度越来越高的当下，计量自动化系统应用于电力营销中，不仅有利于电力营销业务的开展，还能够使电力企业管理实现自动化、智能化、信息化。我们有理由相信，随着我国计算机应用水平的不断提高，电能计量自动化系统必将不断完善，推动我国的电力发展，从而为我国的社会经济再上台阶做出应有的贡献。

参考文献：

[1]马红艳，付兴旺，侯江涛.智能技术在电能计量中的应用[J].农村电气化，2016，（09）.

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关键词：电气安装；控制；施工

中图分类号: F407.6 文献标识码：A

随着我国经济建设的迅速发展，房地产事业繁荣兴旺，人民对高级民用建筑的服务功能要求不断增加，提高了建筑电气化、自动化、智能化的标准，这就使得建筑电气专业在建筑工程中的复杂程度越来越大，对电气系统的质量要求也越来越高。因此，电气工程施工质量优劣将直接影响人们的日常生活，甚至危及生命财产安全。做好电气工程的安装、提高工程质量有着重大意义。下面从施工准备阶段，配合土建预埋阶段、机电设备安装阶段，对电气安装工程的重要环节着手控制。

一、施工准备阶段

施工准备工作贯穿在整个施工过程的始终，每一个工程在施工前都要做大量的工作，电气工程也不例外。包括施工组织设计；施工进度计划；机具、劳动力、材料、资金等使用计划，还有一系列的安全、质量等技术性文件的编制和交底。从施工技术来考虑，图纸会审和图纸深化是施工前必须要完成的重要环节。

1. 图纸会审是设计与施工两大阶段衔接的重要环节。因此图纸会审是整个施工的关键，建设单位、设计单位、施工单位、监理单位都要参加图纸会审。专业施工人员在熟悉、理解图纸内容同时，更多地要考虑设计图纸在实际施工中的合理性、可行性，掌握工程的特点、难点、重点，充分分析电气工程管线繁杂、空间少、同专业之间、本专业与其它专业之间管线的平行、交汇点多等不利因素，在会审中提出切实可行的建议和施工方法。另外，由于设计者一般只注意自身专业而忽略其它专业，或者对实际现场情况了解不透，这样在设计中难免会出现一些漏洞或错误。如果这些漏洞和错误在图纸会审中不加以纠正和提出，在施工中就会放大，造成工程缺陷或工程翻工，严重地影响工程质量。因此，利用图纸会审发现并解决设计中可能存在的差错、矛盾，把在将来施工中可能存在的困难等问题解决在萌芽状态。

2.图纸的深化也是在准备阶段的一项重要的工作。电气施工图一般只标注技术参数，它不像建筑和装修图纸有清晰的点线尺寸。设备安装依据是标准图集、施工规范、行业标准以及产品说明书，对于图纸上的管线、设备的安装坐标都是示意图没有强制性的点、线尺寸。正是这个原因，各专业在施工中存在各自为政、抢位安装乱象，特别是地下室、设备房、公共走廊等地段尤为严重，导致最后有的管线无法安装。要解决此类问题，在施工前应对图纸进行深化，包括完成综合管线图、设备安装布置图等工作。综合管线布置图的宗旨是把各专业较为集中的区间，参照设计图纸和规范，合理分布各专业的管线排列及空间位置，最终达到满足业主使用要求，减少管线交叉，方便施工，提高施工质量。设备布置图主要是针对配电房、配电间及相关设备房。因为现行的建筑都是在追求实际使用空间，相对留给设备使用的房间空间有限，使设备安装相对密集，往往给施工带来很多麻烦，有时甚至影响到工程质量以及业主的日后使用。所以，在施工前必须对配电房、配电间（含设备房）的设备进行合理的排列、定位，这个工作的完成对日后层间的预埋管线施工有着重要的意义。必要时把图纸会审和图纸深化的内容汇成作业指导书，指导现场施工。

二、配合土建预埋阶段

机电安装第一阶段土建预埋十分重要，是第二阶段机电设备安装的基础和必要条件。目前大多数的办公楼、住宅楼的电气照明、消防报警、弱电工程的线管都采取浇注混凝土时预埋；防雷接地是以桩基础和地网作自然接地体，主柱筋为防雷引下线。因此，土建工程从桩基础开始，电气工程就要配合跟进。往往部分施工人员对这项工作不够重视，导致预埋管线混乱、漏埋；预留孔、洞不合标准、移位；防雷接地达不到设计要求；接地极少留等现象，造成安装时凿墙钻洞，留下质量隐患，严重影响后续的安装项目及破坏结构。因此有必要对管线预埋和防雷接地这两个环节进行探讨。

1.管线预埋的控制。前面所述，电气预埋包括电气照明、消防报警、弱电线路等管线。这几类的管线都出现在同一平面，形成了错综复杂、相互交错的管网。各专业都同一时间施工，如果施工现场各自为政，相互之间缺乏统一协调就会出现死结、多层更叠、漏敷等现象。为了避免问题的发生，在施工中必须严格按设计图纸和深化图纸、作业指导书进行，明确和合理分配各专业管线所占的空间，特别要明确各专业管线进入层间配电间的位置，划分区域，所有专业管线进入层间配电间都要排列整齐、有序。

具体施工应按下列要求进行。在土建模板完成后，施工人员要及时在模板上把各类线盒定位，完成线路的定向及线管穿越模板的钻孔。当土建底筋定筋后，各专业要按各自专业进行管线的敷设，严格按划分区域施工；当出现三条以上叠管时，应相应进行优化；管线敷设要合理，绑紧扎实；管线的弯曲半径要符合设计和规范标准；当管道选用金属管时，线盒与线管、线管与线管的连接部分必须有可靠的电气连接；施工完成后须检查绑扎的牢固度；各专业的管线须做好标色，方便日后施工查找。在配电间严禁水平管线占用竖直敷设的桥架电缆空间。在土建浇注混凝土时，各专业必须留人看守，发现管线损坏或移位时要及时修复。

2.防雷接地在现代建筑中要求更高，原因在于弱电接地的引入。一般的弱电接地的接地电阻要求≤1Ω，要求高于防雷接地电阻、电气保护接地电阻。由于现行民用建筑的防雷接地系统都是以地网作接地体, 以柱主筋为引下线, 因此防雷接地系统相当的工作量都在土建预埋阶段完成。如果因施工麻痹大意，相应接地电阻达不到设计要求，后果相当严重，必须引起重视。

①首先应做好桩基础连接，当土建破桩后用φ16圆钢或40*4的镀锌扁钢与桩筋焊接组成防雷接地引出线，并与桩承台相互连接组成自然接地体，确定承台对角主柱筋（两根）作为引下线，引下线直径≥12mm，并应做好标色。

②按设计图纸做好地网的连接。利用外圈柱及周围的基础地梁钢筋组成闭环水平接地体，它与桩基础相连，使建筑物有一个可靠接地网。当地网完成后，要对其进行接地电阻检测，确认达到设计和规范要求。

③严格按图纸要求进行防雷施工。焊接应牢固无虚焊。焊接应采用搭接焊。焊接长度要符合规范标准（角钢2倍，圆钢≥6d）。当接地线跨越建筑物伸缩缝、沉降缝时，应设置补偿器。补偿器可以用接地线本身弯成弧状代替。所有预留日后各种设备的接地装置必须与建筑物基础钢筋（引下线）相连。

④当高度超过45mm的钢筋混凝土结构建筑物要切实做好均压环的施工。所有要求与防雷装置连接的栏杆、门窗等，其顶端和底端必须与防雷接地装置有可靠的电气连接，且留有足够的连接极或端子。

三、机电设备安装阶段

所有电气设备的安装都应做到安装位置与安装方式符合设计要求，达到规范标准，满足实用功能，安全可靠。要达到这一目的，电气设备一定要满足下列要求：

1.电缆桥架安装：桥架连接牢固，支架间距符合要求，接地连线可靠且不少于2点与接地网连接，穿越防火分区时，要做好防火封堵。与其它管线平行、交叉的距离要符合标准。当桥架要变向、变径、转弯时，不宜采用人工直接开口驳接，应使用定型的配件完成。

2.电线管敷设：金属管应做好防护处理，弯曲时用定型弯管器。杜绝扁、凹、裂的管子照用不误。镀锌管接地应用专用接地卡，严禁焊接，管子进入合箱时应一管一孔，并使用紧螺母固定，管口应有护套管保护。管线敷设尽量避免与其它管道相碰和超出规范规定的安全距离。

3.配电箱安装：箱体安装位置和高度要正确。相应的安全距离和维修通道要满足要求，无论挂墙、落地或嵌入式安装均应牢固。箱内配线应齐整。开关规格、型号要与设计一致，零线和保护地线经汇流排配出。铭牌、回路编号、电箱编号正确齐全、清晰。箱体和箱门的接地线应符合规范要求，必须是编织铜带，不可用简单的铜芯线代替。桥架、电线管入箱开孔要合适，严禁用电焊开孔。安装完成后，要认真检查所有线路的紧固件，以防导线接触不良，引起不必要的事故。

4.电线、电缆敷设：正确使用电线、电缆的颜色，A相黄色、B相绿色、C相红色、零线蓝色、地线黄绿双色。多股铜芯线与设备连接时应搪锡或用接线端子。电线在穿管时要防止机械损伤，中间严禁有接头。电缆敷设时要防止打结，在桥架内排列整齐，固定间距符合要求，首、尾和分支处应悬挂标志牌，弯曲半径应符合规范要求，进户、进箱（进柜）要有足够余量；电缆穿越墙体接板时要用防火泥进行封堵，特别要求电缆敷设前要做耐压试验，对泄露电流和绝缘电阻进行测试：不合格者不得使用。电缆敷设完成后，要做好电缆绝缘电阻检测和电缆两端的保护，以免受潮，降低绝缘电阻。

5.开关、插座安装：要求安装牢固，安装高度要符合设计要求，同一场所内开关开启方向应一致，开关应切断相线。插座接线要正确，单相两孔插座，插座垂直排列时，上孔接相线，下孔接零线，水平排列时，面对插座的右孔接相线，左孔接零线；单极三孔插座，面对插座上孔接零线，右孔接相线，左孔接零线，插座接线应严格按照各种颜色的线相接，相线A黄色（或B绿色，C红色），零线蓝色，地线黄绿双色。同一场所内当有不同电压等级的插座时，插座应有明显的区别，插座、插头应选择不同结构、不同规格和不能置换的产品。插座与插座之间的并联线路不能采用简单的并接，必须用焊接或压按。

6.灯具的安装：灯具的型号、规格、安装位置和安装高度应按设计要求而选择。安装要牢固，灯具外壳应按设计要求有可靠的接地，并应有明显的标识，螺口灯头（如节能灯）相线应接在中心触点的端子上，零线接在螺纹的端子上，绝缘外壳不应破损和漏电。日光灯、钠灯等灯具要与其镇流器、触发器、电容补偿等配套使用。

7.防雷接地：避雷网一般采用镀锌圆钢，明敷时其支架要符合规定，应固定牢固，间距均匀，避雷针的设置必须符合设计要求，所有突出屋面的水管、风管、烟囱均应与屋面防雷装置相连。在建筑物45米以上的栏杆、门窗等较大的金属物必须与预留的接地点有可靠的连接。防雷接地系统完成后要对系统接地电阻进行检测，并要求达到设计和规范要求。

四.结束语

在建筑工程项目施工过程中，电气工程的施工是一个全面、系统的工程，施工技术、工程质量控制贯穿了工程的全过程。因此，要想使建筑电气安装更加的安全可靠，要求施工人员对电气安装工程各阶段的相关环节严格把关，对出现的问题及时、坚决地作出改正。此外，还需要不断加强管理人员的责任心，提高施工人员的素质与技术，把好质量关，创建优良工程，为人民群众的生命财产安全提供坚实的保障。

参考文献：

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言语简练，沟通几乎没有拐弯抹角，ABB集团北亚区及中国负责人顾纯元的言与行都透射出典型的西方风格，这可能源于其长期在海外留学和工作的经历。顾纯元已在这家跨国企业集团工作了25年。

这是一家与中国市场已有百年渊源的企业。经过多年的快速发展，如今的中国市场已坐实ABB集团全球第二大市场的位置。2013年，ABB在中国市场的销售收入达到56亿美元，且超过80%的销售收入已源自于本地制造。

然而，即便有如此的本土化深耕，中国市场的复杂性以及正在发生的深刻变化仍让ABB感受到了新的挑战。

“很重要的一个考验就是如何更深刻地了解市场的需求，比如未来三年、五年、十年的市场需求和模式跟以前有什么区别，我们的客户在战略上会有什么样的调整以及发展等等。”顾纯元向《英才》记者分析道，机器人自动化、高效电机、电动汽车、可再生能源等领域是产业升级、增效节能和改善环境的重要方面。

关闭90%的光伏EPC项目

若梳理ABB过往在中国市场的发展轨迹，不难发现，技术和资金流是其得以开疆拓土的两大优势。

具体而言，其技术领域的优势集中在智能电网与城市、智能制造与生产和智能家居与建筑三大领域。然而，中国市场已今非昔比，越来越多的狩猎者加入战团，且竞争格局愈加复杂化，ABB面临的竞争愈发激烈。

比如，电力方面，既有西门子等外资企业的比拼，又有日益崛起的本土企业如南瑞、特变电工的追赶；自动化方面，形势也基本一致，安川电机、发那科、库卡等知名工业机器人纷纷抢滩中国市场，ABB这家自动化企业较早布局中国市场的优势正面临更多的挑战。

如何保持领先？ABB的答案是将业务重心转向高增长性的终端市场、提升公司竞争力及降低商业模式风险以推动盈利性增长。事实上，与竞争对手西门子相同，ABB也正在经历业务及公司管理层级的调整。

自去年ABB以约10亿美元收购Power-one跃身成为光伏逆变器全球领导者，今年又在海缆技术和轻型直流输电技术取得突破等，都可以看出这家企业正在重新勾画一张新的业务图景，且愈加倾向于其优势业务。

顾纯元预测，未来企业增长的主要驱动力来自电力价值链上的重大变革、工业生产效率的提高、快速的城镇化进程以及公共交通领域对能源效率的要求。

“ABB在具有吸引力的客户需求细分市场处于有利位置，其中电力和自动化产品、系统及服务将继续成为新战略的核心”，顾纯元告诉《英才》记者，ABB对进入客户终端市场的高成长性业务领域做好了充分预估和准备：在电力行业，微网发展势头强劲，而传统电网也正往数字化电网方向发展；在石油、天然气和矿业等过程工业，面向未来的设备设计成为趋势；在交通和基础设施方面，数据中心电气化和公共交通的发展都带来了增长机会。

在中国市场，ABB已累计投资18亿美元。虽然中国经济有所放缓，但ABB还会稳步增加投资，并且不遗余力地在中国推进本土化战略，同时加紧中西部二、三线城市的布局，进一步扩大市场覆盖率，“力争三年内增加100个城市。”

基于“优势原则”，对于一些所涉业务的自我定位和进退斟酌亦愈发关乎成败。

今年上半年，ABB电力系统业务部启动了新计划，并决定退出光伏EPC市场。截至目前，ABB已经关闭了全球十个光伏EPC项目中的七个，并将在2014年底之前关闭90%的光伏EPC项目。“我们会为中国提供从低压到自动化控制等多个领域的光伏解决方案，因地制宜地把握这里光伏市场的机遇”，顾纯元告诉《英才》记者。

探路新能源汽车

除了倾注更多资源与优势业务，实现有机增长，合作伙伴关系将在推动ABB未来增长进程中起到更大的作用。在中国市场，这一战略思路主要体现在新能源汽车关联领域的合作发展。

今年2月初，ABB宣布与中国首家专注于新能源汽车的合资公司――深圳比亚迪戴姆勒新技术有限公司展开战略合作，在未来六年里由ABB为DENZA腾势的第一款电动汽车提供家用直流快速充电桩。9月，双方再次在储能领域进行合作。此番合作范围将聚焦于并网储能、电力微网、太阳能、船舶应用四大领域。

在顾纯元看来，储能是微电网以及电动汽车发展必不可少的支撑技术。

然而，就技术本身而言，新能源汽车充电和储能其实都并非新兴技术，产业“冒尖”仅是最近三五年的事。与相关概念大热形成鲜明对比的是，国内充电桩及储能市场始终处于进退踯躅，被业界寄予厚望的“大蛋糕”处于待切状态。

就储能的实力而言，ABB和比亚迪被认为具有一定的竞争力。囿于成本过高、峰谷价差政策未落实等问题，虽然抢食者众，但储能市场始终撬动乏力。

包括新能源汽车充电网络及储能产业的发展，显然都需要车企、电网等各方协同参与才能发展起来，绝非一己之力可为。但在顾纯元看来，产业的发展都必须要有先行者，“中国的市场一旦成熟，量会特别大；作为企业，在生产、研发、供应各方面要有超前意识，不能等着一蹴而就。”