自动化与电气自动化的区别范文

导语：如何才能写好一篇自动化与电气自动化的区别，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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关键词：电气自动化、水电厂、技术革新、管理模式

简述电气自动化的历程，其经历了从无到有的电气自动化技术是通过智能控制、电子术、信息网络的飞速发展与信息技术和电子之间紧密结合在一起的一门关于电气工程到应用技术学科直到发展逐渐成熟的发展过程。在20世纪50年代，电机或电力等产品的不断出现从而催生了电气自动化，这样才使“自动化”一词出现。但是，因为继电器和接触器的设定来完成提前安排好的逻辑和判断功能的应用使得用机器就可以按照人的意志来实现工作，这种设计促使了电气自动化的变革与发展。在20世纪60年代，现代控制理学理论开始出现，并随着微型计算机在各种行业中逐步的推广加之微型计算机在相关控制专业上的实际应用，促使生产过程的最优化控制和管理也推动自动化进入到一个全新且自动化的新阶段。可见，电气专业的自动化技术研究的飞速发展推动了其发生质的变化，这也是因为信息处理与自动控制相结合的结果造成的。

电气自动化，是主要涉及电力电子技术，计算机技术，电一体化技术与网络控制技术，机电机电器技术信息等诸多领域。水电厂的电气自动化也是如此。信息技术、计算机技术及网络技术的快速发展，给水电厂电气自动化系统无论在功能上还是在结构上，都开拓了一个供其发展的广阔舞台。水电厂的电气自动化工作在我国新时期，新发展形势的指引下也必须适应我国新的发展需要，促进其更好的发展。当前，水电厂电气自动化系统应该使之成为一个集计算机、通信、控制、电力电子及网络为一体的科学综合的系统。这样的综合系统不但可以完成对单一电厂，还可以更进一步的实现对跨级流域、甚至梯级域的水电厂群的安全监控和安全进行。

1.电气自动化技术发展的影响因素

1.1.信息技术对电气自动化的决定性影响。

信息技术主要是世界范围高速宽带计算机网络、计算机及通讯技术，从广泛上讲，信息技术是指人类开发并利用信息的所有手段的这些技术手段，其目的主要是用来传感、处理、存储和用来显示多种信息等的相关支持技术的统一体。简述信息技术的发展程度，在很大部分上取决于在电气自动化中的众多学科领域间不断的技术创新信息技术，所以其对电气自动化的快速发展具有重要的支配性影响。反言之，信息技术的发展与进步又同时为电气自动化领域的创新技术给予更加科学且先进的工业基础。

1.2.电气自动化与物理科学理论的联系日益密切。

在20世纪后半叶，对电气工程和水电厂工业的成长起到了的重大的促进作用。另外，因为大规模集成电路制造技的发展术和三极管的发明，促进了电气自动化与物理科学理论间的联系日益密切和交叉，仍然是使日后电气自动化发展的关键，而且将逐步拓宽到生物系统、微机电和光子学系统中。

1.3.现代技术的飞速发展促进电气自动化技术的发展。

现代技术的飞速发展和相关的分析方法一定会带动着主要依靠现代技术的电气自动化和设计方法的迅速发展起来。

2.水电厂电气自动化控制系统的设计方案

2.1.水电厂的现场总线监控方式

目前，对于现场总线、以太网等的计算机网络技术已被普遍的应用于变电站的综合自动化系统中去，且已初步积累了大量的运行经验，在智能化的电气设备方面也有了较快速的发展，可以见得，水电厂的电气自动化控制系统也可以应用其中。这些都为应用于水电厂的电气系统奠定了必要的基础。对于现场总线监控的方式使水电厂的控制系统的设计更具针对性，另外，针对不同的间隔有不同的功能，这样就可以根据不同的间隔情况进行区别性设计。

2.2.水电厂采取集中监控的管理方式

这种水电厂监控方式的优点是安全维护和运行方便，对于监控站的防护要求并不高，而且系统设计较容易。但是也有一定的弊端，因为集中式监控的主要特点是将控制系统的各个功能同时集中到同一个处理器中进行处理，这样会使处理器所承受的任务很繁重，使处理的速度会受到影响。因为水电厂的电气设备需进入监控，随之而来就会是电缆数量增加，主机冗余的下降，投资成本加大，对于一些长距离的电缆引入的干扰也有一定可能会影响系统的可靠性。

2.3.水电厂的远程监控的管理方式

对于远程监控的管理方式，可以节约大量的电缆、节约材料、节省安装成本、可靠性强、组态较灵活等多方优点。但是，因为水电厂的各种现场总线的通讯速度并不算很高，而水电厂放入电气部分通讯量比较大，所以这种管理方式适合用于小系统的管理监控，而不适应于全水电厂的电气自动化系统的体系构建。

在新时期下，我国的电力企业要想促进其管理方式的不断革新，就要进行电气自动化的技术革新，促进企业更好的可持续发展。

参考文献：

[1]张军，李楠.《浅谈电气控制系统（ECS）的应用和发展》.[J].自动化博览.2004.

[2]范辉、陆学谦.《电气监控系统纳入DCS的几点体会》.[J].电力自动化设备.2001.

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关键词：电厂；电气自动化技术；监控系统；应用

1 电厂电气自动化系统概述

1.1 电厂电气自动化系统

电厂电气自动化系统包含了监控、检测、保护、通信等功能设备，其系统目的是对所有电厂电气设备进行检测、保护、管控制及信息管理。在国内，一些较为落后的传统电气系统由于自身限制无法使用集散控制系统进行自动化运行，只能通过连接一些自动化水平比较低的专业硬件及相关的监控设备进行一对一的监控，无法同时监控多个电气设备。

1.2 电厂电气自动化系统的构成

电厂电子动化系统基本分为三个层面，即间隔层、网络通讯层、站控层。间隔层内的设备间隔布置，以此来改变信号、控制、测量等设备之间的电缆的放置位置，将厂电保护、测试与控制装置由主控室转移到开关层，减少了设备之间的直接联系，仅依靠现场总线与网络，就可让设备之间的通讯得以实现，有效增强了设备相互之间的独立性，精减了二次接线的数量，节省了电厂的成本开支，也避免了让员工在安装过程中的多次调试，减轻了员工的工作量。网络通讯层的设备包含通讯管理装置、网络交换机、网络中继器等，主要作用是让各个设备或子系统之间能有效进行交流与信息传递。站控层包含操作员、工程师、服务器、UPS等设备，通过分布式与开放式结合的方式，对电厂的设备进行监控和管理以及发挥其他方面的作用。

1.3 电气自动化与热工DCS控制系统的关联

电气系统与热工自动化相比，在运行中存在着很大的区别。DCS既具备传统控制、集中化信息管理、操作显示等功能，还具备强大的数据采集处理、通信功能，是先进程控技术得以实现的重要保证，具有独立性、协调性、友好性、灵活性等特点。而在电气控制中，电气设备的控制对象要少于热工设备，操作的频率较低。在电气设备出现异常时，需要立即进行处理，在中央信号系统被取消后，只有在系统发出警告，监控人员通过明确的指示时才能采取措施。电气设备保护自动装置对于可靠性有着极高的要求，并且要求动作快捷、灵敏。电气量相比于热工量，没有特别要求常规控制需要的模件类别以及性能，当电气控制系统要求具备非常高的可靠性，需要独立的电气控制器，便于实际工作的顺利开展。在电厂电气自动化的发展过程中，热工DCS控制系统有助于进一步提升电厂的自动化水平，便于电厂电气自动化的运行管理，将热工DCS控制系统纳入到电气自动化控制中，可有效提升电厂的运行效益。

2 电气自动化技术应用的意义

电厂电气自动化技术在很大程度上减轻了设备操作人员的工作负担，让设备的运行效率得到极大提升，也让电厂的工作效率变得更高。通过电厂电气自动化技术的应用，提高电厂工作中的安全管理工作效率，降低安全事故发生的可能性，规避因为安全事故的产生而带来的负面影响，让员工的人身安全得到保障，为企业减少不必要的经济损失。同时，通过自动化系统，可以监控、跟踪、搜集与整理设备运行中产生的数据，让相关人员能随时了解设备运行中的具体情况，及时发现设备中可能隐藏的问题与故障，确保电厂机组能安全的运行，为设备维修与保养人员提供了科学而全面的参考依据。

3 电气自动化技术在电厂的应用

3.1 自动监控模式

电厂主要通过分层分布模式和集中模式实现监控的自动化。在分层分布模式中，通过电气间隔设计间隔层，将测控单元、保护单元与开关柜或其他一次设备设置在一起。网络层对相关的光纤活动电缆、通信管理机等设备进行设置，结合电厂现场的总线技术，集中、规约转换、传动所有设备采集的数据，传达控制命令。站基层在通信网络的基础上，对间隔层进行管理，并交换信息。集中模式同样是采用直接连接方式，将强信号转变为弱点信号，并结合标准直流信号与空节点方式，分别将电器模拟量和开关量信号连接到输入输出端口模件柜中，而这个端口所连接的系统是分布式控制系统，通过系统进行组态，以此来实现对长点所有电器设备的监控。这种方式更有利于采集集中主屏，便于电厂工人的管理操作，但是也有可能出现速度的不稳定，可靠性较低，需要提高。

3.2 自动化监控的关键技术

自动化监控存在三个关键性技术，分别是检测保护单元、通信网络、监控主站。首先是间隔层终端检测保护单元，现场将检测保护单元配置在间隔层一次设备单位中。保护单元是确保电厂用电系统安全与运行稳定的最有效技术，因此该单元需要配置专用、特殊的保护装置，确保其拥有较强的可靠性、灵敏性和速动性与选择性。其次是通信网络，它是电厂电气自动化系统中非常关键的组成部分，对自动化系统功能的实现有着直接影响。最后是监控主站，一般被安置在站级监控层，以确保对电厂电气主要设备的监控和管理。通过发电机组容量以及运行管理要求来确定配置的设备与规模，既有单机、双机也有多机系统进行配置。

4 电气自动化技术应用中存在的问题分析

首先，需要采用直流电源与交流电源进行电厂监控系统的电源设置，而在中，而需要采用双电源与无扰电源进行自动化和监控系统装置。其次，在监控系统中，一般是采用开关进行接口控制，所以需要确保开关接口与交换的信号相对应。虽然这种方法能直观化线路的连接，便于问题出现时的及时处理。但是会造成接线数量过多，不利于对其中一些功能的调整，极易影响到整个系统的运行。第三，在进行电厂电气自动化系统和监控系统的调节中，需要重点关注自动化系统，将使用监控作为其辅助。最后，在电厂电气自动化系统中，一般采用的方法是对事件和事故进行记录，但由于采样速度与电机内存等因素的存在，所记录事件的波形无法达到分析要求，形成对信号的重复收集，而收集的信号也缺乏完整度，影响电缆的布置。

5 电厂电气自动化技术的发展趋势

电厂电气自动化技术包含了监控、测量与保护，让现场总线技术的系统一体化得以实现。为了实现更高层次的信息搜集，解决下层使用功能受限于上层的问题，需要采取分层分布的方式进行系统监控。监控技术在电厂内能够与相关系统数据进行转换，让电厂电气系统的运行生产活动得到有效管理。电厂电气自动化系统中的技术创新，让监控运行一体化得以实现。在整体机组信息与使用情况的分析、汇总中，系统能提供完整的数据，让机组中存在功能得到最大发挥，达到系统控制功能的最优化效果。单元化统一火电机组让信息的采集与提供变得更加便利，在很大程度上增强了对电网的系统管理，工作效率提升。在电厂电气自动化系统中，可以运用计算机系统进行实时保护与调整，及时发现其中隐藏的问题，并快速解决，保证自动化电气系统安全而良好地运行。当前的电厂电气自动化系统还无法全部达到全通信电气控制的要求，各系统之间仍旧需要部分硬接线。因此，需要对连锁热工工艺开展深入研究，让电气系统后台应用水平得到提升。当前，电气自动化控制技术正在不断进步，电厂运行变得更加安全和稳定。因此，在电厂电气的自动化系统运行中，需要采取有效的控制与保护策略。在电厂电气自动化的安全维护和稳定控制中，采取自动化技术，让电气系统的整体保护功能得到提升。

参考文献

[1]李如红，关卫红.电厂电气自动化技术应用分析[J].科技视界，2014（19）.

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[关键词]电厂；电气设备；运行；效率

中图分类号：TN954 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0145-02

近年来，工业行业发展迅猛，但在现有机械化发展体制下，工业行业现有的发展速度仍难以满足社会发展的需要，因而需要从多个方面提升其基本的运行与生产效率，以此达到满足社会需求的基本目的，提高电厂电气设备的运行效率是保障其稳定的发展的关键要素，必须以现有的电气生产条件为基础，在不同的角度开展电气设备运行效率的提升工作，从而使电厂电气设备运行效率得到稳固提升。

一、电厂电气自动化系统概述

电厂的电气自动化是提高电厂电气生产效率的基本保障，同时是现代化发展的基本目标，所以电气自动化不仅为企业提供了基本的经济效益，也在大环境下提高了其社会效益，使企业在市场中的重要性不断突出，进而为企业的发展创造了有利空间。现代的电气自动化是推动电厂迈向标准化与机械化发展的动力来源，对于保障电厂的稳定发展具有不可替代的作用，因而需要在未来的发展过程中，不断的进行深入的优化与研究，使其能够为提高电厂电气设备的运行效率奠定坚实的基础。

在现代电厂工作效率的提升过程中，电厂电气自动化系统的应用为其奠定了牢固的基础，自动化系统结构如图1所示。为了工作人员的劳动强度，电厂电气自动化系统对其进行了较大程度的减轻，同时在电厂生产的全过程中的监控工作，电气自动化系统也体现了强大的优势。在电厂生产的整个过程中，电厂自动化系统可以更好的使每一个环节都在自动系统的监控中进行，这样就使系统故障的发生频率降低，从而保障了企业的效益。并且，通过收集、归档机组运行信息，电气自动化系统的应用还可以提供更加详实的数据，为机组的维修及养护提供数据。通过对机组的运行信息和运行情况进行分析，可以更好的对电厂机组的稳定及安全运行进行保障。我国的电力系统技术水平也因为电厂电气自动化系统的应用进行了完善，也对我国电力市场化完善产生了促进作用，同时还使技术潜力的挖掘提供了基础。

二、电厂电气设备故障检修的重要性

如图2所示，电厂的电气设备总体可分为：发电机与控制设备、电力传输与控制设备和用电负荷与控制设备。电厂为要求是比较高的，因为电厂输出的电压比较高而且电流较大。电厂的安全运行不仅取决于设备的质量、设备的选型，它还要求设备在安装时的接线要牢固、正确，固定设备的螺丝一定要旋紧、仪表设备固定架的焊接要牢固等。为保证电厂电气设备的安全运转对电气设备进行检查和修理是必要的，应该通过健全的检修控制体系来监控电器设备的整个运行过程。尤其是目前传输电压的升级，发电厂电力设备的安全性就应该相应提升，高压电气设备如果发生老化和其他形态的故障，将影响整个电厂的效益也将影响社会经济的发展。因此，加强电厂电气设备的检修工作，是电力设备能够安全并可靠运行的保证。

三、电气设备运行问题的探讨

1.电气设备运行技术影响

技术是电气设备运行的核心，是电厂稳定运行的基本条件，电气设备运行技术必须符合相关的技术标准，并能够为企业提供有效的技术支持，以便其能够在企业内部发挥其重要作用。电气设备运行技术不仅要以相关标准作为执行目标，同时需要在维持电厂基本需求的基础上，对电厂现有的技术进行深度的分析与研究，在电气设备的关键技术方面要做重点的优化与调整，使电气设备在技术的帮助下，以尽可能少的能源消耗，提供更多的电气生产效率，从而使企业能够从技术层面获取更大的经济价值。电气设备运行技g问题不仅是技术部门单方面所面临的问题，电气设备运行技术影响较为广泛，任何受到技术影响的部门，均应积极的对技术问题进行重视，使基础成为推动电气设备稳定运行与发展的新动力。

2.设备检修技术研究

设备检修技术研究应从人与技术双方面入手，首先要提高技术人员的执行力，使技术能够有效的应用于设备检修过程中，之后要确立严格的设备检修技术标准，使设备检修能够切实的发挥作用。最后要将人与技术相融合，使技术与人员不再是单一对立的概念，而是统一的协作关系。设备检修技术研究要重点处理细节方面的问题，按照科学合理的方式，制定可行的设备检修计划，使设备的每一个环节均能得到有效的维护，对存在重大使用隐患与故障的部分，需要进行专项的技术研究，从而使设备检修技术能够在设备检修过程中全面的发挥出更为良好的效果。

3.人员控制能力因素研究

人员控制能力是人员管理的重点，人员管理的核心要素是有效的对人员进行分配，从而避免人力资源的浪费，使有限的人力资源能够发挥出更好的作用。在进行人员分配前，要对现有设备技术需要方向进行整理，而后根据实际的人员控制管理模式进行分析，使每一个设备检修及相关岗位均能安排适宜的专业技术人员。企业要根据实际发展的需要，做好人员的控制，在电气设备运行强度较高的情况下，可适当的增加相关人员控制密集度，使设备在高强度的运行过程中，仍能保持较为良好的运行效果。人员控制不仅要符合设备安全运行的标准，同时也要时刻为电气设备的正常运行提供便利，从而使人员控制能力也能在技术领域发挥重要作用。

四、提升电厂电气设备检修与管理质量的途径

1.对电厂电气设备的检修管理进行强化

电厂的电气设备检修与管理极为重要，首先是电厂电气设备的检修方面，要制定详细的检修计划，并做好定期的电气设备检修，以此将电厂电气设备的故障排除在电气设备使用前。同时要对存在问题的电气设备加强关注，时刻准备对设备作全面的维修工作。在设备运行前，做好相关的设备故障预案，以便在设备出现相关故障时，能够在最短的时间内对设备进行维修工作。其次是设备管理方面的问题，要将设备管理问题纳入设备维护的主要项目，设备的管理要制定轮班管理制度，使设备能够在24时候均能得到有效的维护，确保设备在运行时，能够保持相对良好的状态，进而让设备的运行保持在相对良好的环境下。

2.气设备检修人员的综合能力需要提升

个人能力发展不平衡问题在电厂电气设备检修人员中较为常见，造成该问题的主要原因是企业过于重视专业技能培养，未能将电气设备检修人员全面发展问题考虑在内，使相关电气设备检修人员难以对电气设备检修养成良好的习惯，进一步促使问题的发生。例如常用元器件的温度方面如表1所示，检修人员应熟记各个元器件的温度指标，一旦发现问题应及时解决。企业在未来的发展过程中，需要培养电气设备检修人员的全面发展，在保障其基础专业技术符合相关标准的前提下，提升电气设备检修人员的综合能力，同时要将现有的企业升职制度作适量的修改，从而使相关电气设备检修人员能够获得平等的竞争环境，进而让电气设备检修人员能够主动的提升自身的综合能力。

3.电厂电气设备的检修制度要进行更好的完善

制度是对人员最好的约束，不仅能使相关的专业人员的检修工作更为规范，同时使电厂的电气设备检修工作能够向标准化迈进，对于保障电气检修工作的正常进行具有不可替代的重要作用。各电厂间的实际情况有所不同，所以需要根据本电厂的实际情况进行电气设备检修制度的制定，以便使相关制度能够在电厂电气设备检修中发挥重要作用。在制度设立时，应将奖励模式将入到规范制度中，以此对电气设备检修人员形成较好的激励作用，从而提高其工作效率，进而达到事半功倍的目的。

五、提升电厂电气设备的运行效率的有效措施

1.对电厂电气设备管理工作要加强重视

相关企业对电厂电气设备管理工作重视程度较低也是导致其问题产生的主要原因，因此需要在后期的发展过程中，提高对电厂电气设备的管理的重视程度，并设立相关的设备管理部门，使电厂的电气设备管理真正成为一项电厂不可或缺的重要工作，以此提高现有的电厂电气设备管理水平。提高对电厂电气设备的管理，一方面可有效的提高电厂的运行稳定性，避免因电气设备故障而导致停滞正常生产运转。另一个方面则有效的为企业节约了设备成本，使设备的使用寿命有所延长，进为企业创造更高的经济效益。

2.电气设备人员的综合素质必须加以提高

电气设备检修人员综合能力较低问题普遍存在于多个电厂中，尤其在电气设备检修方面，相关人员主要以半路出家为主，相关的专业知识较为匮乏不满足现阶段电气设备检修的需要，所以需要对现有的电气设备检修团队的整体水平进行提升。检修人员综合能力的提升主要分为三个阶段，第一，需要制定详细的人员培训计划，使所有电气设备检修人员均能得到专业电气检修培训，第二，要定期的进行电气设备检修人员的考核工作，使电气人员的专业水平能够保持在相对较高的水平上，第三，要建立完善的个人水平评定机制，根据个人的实际专业水平，来进行薪资与奖金的发放，从而使电气设备检修团队的检修人员整体水平有较大幅度的提升。

3.积极创新优化管理

在电厂电气设备检修过程中，需要区别常规检修与非常规检修的概念，由于设备使用过程中，容易产生设备磨损的问题，所以需要将定期的进行非常规式的全面检修，以确保在细节方面也能够保证设备万无一失。常规检修需要制定定期的检修计划，通过在检修过程中所总结的经验，优化现有的电厂电气设备检修模式，并及时的做好创新，使电气设备的检修与管理能够做到与时俱进，从而保障现有的电气设备检修符合电厂发展的需要。

六、结语

电厂电气设备运行效率的提升需要从不同的方面进行解决，人员问题、技术问题及设备问题等，均是提高电气设备运行效率的重点要素，以上要素需要及时的得到企业内部有关部门的重视，并提高各部门的间的合作能力，使其能够在同心协力的条件下，做好单方面质量的提升，从而达到整体效率提升的目的，以此作为提升电厂电气设备运行效率的基础。

参考文献

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关健词：机电一体化；可持续发展；培养目标；定位

作者简介：高安邦，淮安信息职业技术学院特聘教授，原哈尔滨理工大学硕士生导师、教授。

中图分类号:G712文献标识码:A文章编号：1001-7518（2008）04-0041-03

一、机电工业要求生存、谋发展必须走“机电一体化”之路

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，促进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，已使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系都发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展新阶段。

“机电一体化”就是将机械、电子与信息技术进行有机结合，以实现工业产品和生产过程整体最优化的一种高新技术。它的发展，使传统的机械如虎添翼，超越了操作机械和动力机械的范畴，进入了智能化、柔性化、信息化、多功能化、全自动化、绿色化、微机数字化和远程网络化控制的新时代，不仅极大地解放了人类的体力劳动，还极大地解放了人类的脑力劳动。因此，“机电一体化”已成为当今世界工业发展的主要趋势，也带动了传统机械工业的一场新的革命。其典型产品为：数控机床、智能机器人、新型武器装备和作战指挥系统、高精尖的航空航天飞行器、以及用微电子（尤其微机）技术装置了的自动化生产设备、动力设备、交通运输设备、生产过程自动化设备、通信设备、办公设备和家用电器等等。这些都是当今世界高新技术的核心和应用成果的集中体现。机电工业要求生存、谋发展必须走“机电一体化”之路,而世界各国都将“机电一体化”前沿技术作为国家高新技术发展的重要方向。我国高新技术研究发展计划纲要，即863计划也将“机电一体化前沿技术作为国家高新技术重要发展领域。和世界上先进的发达国家相比，我国目前的“机电一体化”技术整体水平还相对落后。要开发大西北、振兴东北老工业基地、富民强国奔小康、实现中华民族的伟大复兴，就必须要刻不容缓地紧紧抓住这历史赋予的大好发展机遇，大力发展我国的“机电一体化”技术，抢占“机电一体化”前沿技术的制高点，加快提高我国的综合实力。而建立在高新技术发展基础之上的“机电一体化”新专业大学生的培养目标定位必然是、也必须是要造就出大批高素质、高技能复合型机电创新人才。尤其是当前国家要重点和优先发展的高职院的任务也不是培养普通的熟练工和劳动力，高职教育特定的培养目标，是面向生产、建设、服务和管理第一线需要的技术应用性人才，尤其是当前加快发展先进制造业和现代服务业急需的高技能人才（未来的蓝领人才）。这也是我国当前教育工作的头等大事，更是我们职业教育工作者神圣而光荣的责任和义务！

二、“机电一体化”新专业理应归口于电气自动化技术专业

机电一体化技术是在大规模集成电路和微型计算机为代表的微电子技术高度发展，向传统机械工业领域迅速渗透、机械与电子控制技术深度结合的现代工业基础上，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术、信号变换技术以及软件编程技术等群体集成技术。机电一体化技术已不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上把两者有机组合起来的高端应用技术。由于引进了微电子技术，现代工业生产已从机械自动化跨入了机电一体化的新阶段，使机械产品的技术结构、产品结构、产品功能和构成、生产方式和管理体制均发生了根本性的巨大变化。机电一体化技术还赋予机械产品一些新的功能，如自动检测、自动显示、自动记录、自动处理信息、自动调节控制、自动诊断、自动保护等，从而使机械设备具有智能化的特征。如果说传统机械主要是代替和放大人的体力，而机电一体化技术则能取代并延伸人的部分智力。

“机电一体化”技术实际上是自动化技术高度发展的一个阶段和必然产物，它是自动化领域中机械技术与电子技术有机地结合应运而生的一种高新技术，更是铸造创新人才的最热门技术领域。机电一体化技术得以发展的根本原因，就在于生产的高速发展和科学技术的跨越进步，其别是自动化技术与计算机科学起到了最重要的决定性作用。第二次世界大战以后，几乎是同时诞生的系统工程、控制论和信息论这三门科学既是工业自动化与机电一体化的理论基础，也是机电一体化技术的方法论。而微电子技术的迅猛发展，半导体大规模集成电路制造技术的快速进步，则为机电一体化与工业自动化技术奠定了物质基础。反过来，机械制造技术也为微电子学和自动化技术做出了重大贡献，如大规模集成电路芯片的制造就是以超精密机械加工为基础的，而这种加工设备本身又是一种计算机控制的自动化系统，即机电一体化的系统。由此可见，机电一体化技术的产生既是微电子技术与自动化技术不断发展的结果，又是信息论、控制论和系统工程付诸生产实践的结果。已形成以机械为主体，以微电子尤其是微机和自动化控制为技术核心，“机械+电气+计算机”三分天下的实际格局。

为此，国家专业技术委员会已将“机电一体化”专业列入自动化技术专业的范畴，理应归口于电气自动化技术为宜。

实际上也正应如此,目前全国凡是“机电一体化”新专业放在机械专业中来办的,没看到那所高校的“机电一体化”新专业的现行课程设置是真正按照““机械+电气+计算机””三分天下的格局安排教学的，要么还是机械和电气严格分家，各办各的；要么就是执行传统老机械专业的教学计划，电气与计算机只是机械的陪衬或者是沽名钓誉的点缀；“电控和计算机”类课程的比重远远不够；更没有跟上高新技术的快速发展。有些学校的“机电一体化”新专业更是名不符实，有的甚至就连“机电一体化”新专业的核心基础课“自动控制技术”与核心专业课“计算机控制”都不开，还谈什么“机电一体化”？

三、“机电一体化”新专业，应按照“机械+电气+计算机”三分天下的格局安排教学，加速培养国家急需紧缺的机电复合型创新人才

按照国家人事部最新统计预测，“机电一体化”专业技术人才是我国教育市场今后几年急需紧缺的最热门专业人才之一。21世纪内中国将发展成为世界现代制造业加工中心，“机电一体化”技术就是加工制造业为了适应现代生产环境及市场的动态变化，将微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术综合应用于制造加工生产全过程的高新复合技术群，是21世纪国民经济发展所急需的优势学科方向，是我国开发大西北和振兴东北老工业基地以及出口创汇等重大战略决策的重要科技支撑。21世纪中国将需要一大批掌握先进控制技术，能从事数控机床、加工中心、智能机器人、航天航空和先进武器装备制造以及其他新型机电一体化技术和产品的设计、安装、调试、操纵、编程与开发的高素质、高技能应用型机电创新人才。

“机电一体化”高新技术是一个大系统工程，其“主体”是机械，“核心”是控制和计算机。发展“机电一体化”所面临的共性关键技术主要有“精密机械技术”、“传感检测技术”、“信息处理技术”、“伺服驱动技术”、“机电接口技术”、“自动控制技术”、及“系统总体技术”，已形成“机、电、计算机”三分天下的实际格局。要开办“机电一体化”新专业，就必须针对其关键技术，按照国家对“机电”工作的重点安排开展教学。国家现阶段对“机电”工作的重点安排为两个层次：一是狠抓用微电子技术改造传统产业；二是集中人财物力抓紧抓好数字化、自动化、智能化机电产品的开发应用。三个重点：数控装置、新型工业控制系统、第二代电力电子产品系列。八类产品：经济型数控系统、中档数控系统、新型工业控制系统、可编程序控制器、发电设备自动控制系统、交流调速系统、智能化仪表、电力电子产品。四项配套产品和技术：集成电路、传感器、CAD与CAM、CAT。一个前沿技术：智能机器人。由此可见，没有相当数量和相应质量的“机电”专业技术人员就没有“机电一体化”事业的发展。它与传统老机械的不同在于增添了检测和自动化控制（即测控）等核心精尖技术，赋予工业产品更多更好更新的功能和柔性，是硬结构和软技术相互协调统一的一个信息处理系统。它既区别于机械设计与制造专业，又不同于电气自动化专业。前者的理论基础是机械结构设计、固体力学、切削原理，缺乏电子与控制技术。后者的理论基础是电力电子、电机传动、测控与计算机技术，对机械设计、力学分析涉及较少。这两类专业都很难适应对现代化高科技机电产品的设计、制造、使用、维护、开发和改造，更难胜任大量引进先进新技术与新设备的消化吸收和国产化。要办好“机电一体化”新专业，就要进行真正意义上的“机、电、计算机三分天下”的教学改革。

现在的问题是没看到哪所高校的现行课程设置是真正按照“机、电、计算机三分天下”的格局安排的，仍是传统老机械专业的教学计划。“电气和计算机”类课程的比重远远不够，更没有跟上高新技术的快速发展。要办好“机电一体化”新专业，就必须重新修订“机电一体化”新专业的教学大纲和计划，真正按照“机、电、计算机三分天下”的格局安排“机电一体化”新专业的教学；大幅度增加现代高新技术的教学内容。

四、办好“机械电子工程”新专业的几点建议

现在“机电一体化”新专业已在全国各高校蓬勃发展起来了，可是要真正办好“机电一体化”新专业，我们目前所面临的棘手问题还很多，为此，我对办好“机械电子工程”新专业提出几点建议：

（一）按时代要求确立“机电一体化”新专业大学生高素质、高技能复合创新人才的培养目标和科学定位，一方面进行高素质、高技能创新人才培养理论和方法的深入研究与探讨；另一方面整合学校优势资源,构建高素质高技能创新人才培养多样化的模式，搭建各种科技创新平台，营造创新人才培养的环境，通过各种实践教学环节,采用多渠道多方式,脚踏实地地培养出一批机电专业高素质、高技能复合创新人才参加人才市场竞争，检验高素质、高技能创新人才的培养效果。

（二）要办好“机械电子工程”新专业，就必须将“机电一体化”新专业从传统的机械老专业的禁锢束缚中彻底解脱出来，获得自主发展的新空间。按照国家对“机电一体化”工作的重点安排，重新调整专业结构和培养方向，安排学习内容，突出“机电”结合的特色和高科技新知识的内涵，发挥机械、电子、测控、计算机等多学科交叉和结合的优势，体现出与时俱进、开拓创新的办学特点。

（三）要办好“机械电子工程”新专业，就必须重新修订教学大纲和教学计划，真正按照“机、电、计算机三分天下”的实际格局进行教学规划，大幅度增加电控和计算机教学的比重，突出高新技术的含量，体现出“机电一体化”技术是以机械为主体，以电气控制和计算机为技术核心的内涵。

（四）彻底摒弃应试教育、奴化教育的传统观念；改变填鸭式死背硬记的教育方法；改变现行应试教育模式下的考试制度，加强对学生自主创新和综合素质、技能考核的力度；真正树立以学生为主体，给大学生营建主动学习、创新实践和个性发展、充分展示才华与综合素质能力的环境空间，真正从行动上能变应试教育为素质教育，而不是停留在口头和口号上。

（五）从学校的长远发展考虑，为体现高校办学与时俱进的时代特征，高校的专业课教师不能只充当教书匠、抢学时、捞工作量，多年不变地照本宣科，纸上谈兵式地只会讲授枯燥乏味的条文，不会动手搞实践；要投入足够的精力和时间从事科研创新活动，进行工程实践，学用结合、理论联系实际，才能更有效地培养出素质技能型创新人才。名师出高徒，一个本身都不能从事科研创新实践的老师，是无论如何也教不出高素质、高技能的大学生的。隶属于高新技术的“机电一体化”专业课教师更是如此，教师从事科研创新实践更是责无旁贷。

（六）高职院校的职业技能培训应该努力创造提升高新技术的含金量，绝不能再津津乐道于低技能低水平的“正反转”、“Y/Δ”和“指针式万用表的使用”了，对这种上个世纪20年代就开始使用的落后技术、初级电工都能掌握的基本技能，一个高职大学生还要花钱考证，即使拿到“特优证”，又能说明什么？应该多开展诸如“单片机”、“PLC”、“变频调速”、“现代智能网络测控”、“电机综合控制”等新技术知识的职业技能培训，才有实用价值。

（七）高职院校的专业教材编写应该是工学结合、学用一致、理论密切联系生产实际、加强创新性、实用性和实践性的知识和技能，决不是所谓的“够有”的“肤浅化”和“概论化”；未来的“蓝领”人才也需要掌握高深的技术理论知识和具备高技能。“肤浅”的和“概论性”的教材培养不出高素质高技能的“蓝领”人才！

（八）要办好“机电一体化”新专业，必须多方面多渠道的培养和引进专业人才；不拘一格选人才；并能真正做到政策、感情、事业、环境、条件等留住人才；这里不仅是要用政策吸引外来人才，更要能留住现有人才，机电专业的能人目前是太缺乏了。

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关键词：工程施工；设备；船闸工程；机电一体化

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1 概述

机电一体化是指在机构的主功能、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。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。

机电一体化是指在机构的主功能、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。机电一体化技术是指从系统观点出发，综合运用机械技术、自动控制技术、计算机技术、微电子技术、信息技术、接口技术、传感测控技术等群体技术，根据优化组织目标以及系统功能目标，对各功能单元进行合理布局与配置，以实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。

“机电一体化”包含了“技术”和“产品”两个方面。但机电一体化技术不同于机械技术、微电子技术以及其他新技术的简单拼凑组合，而是基于上述的群体技术的相融合而成的一种综合技术。智能化是机电一体化与传统机械电器化在功能上的本质区别。

随着时代的发展，机电一体化技术的应用越来越广泛，不仅局限与单台或者数台设备，而是数量庞大的各种设备的集成，综合智能化的使用，已达到满足人们日益增长的质量、舒适、便捷等要求。

下文笔者提出了工程施工中机电一体化设备的使用，并就如何做好船闸工程中机电一体化项目的施工，提出了自己的几点看法。

2 机电一体化设备的使用

2.1实现设备使用和运行的合理化管理

现在很多设备己经装置有电子自动记录装置，利用电子自动记录装置，可以自动记录施工机械的工作时间、作业量、燃料和油及油脂的消耗量、发动机转速与转矩、机械的车速与牵引力、变速箱各档使用情况、制动器使用情况和车体振动情况等。通过这些自动记录资料，可以用来分析施工方法、机械作业方法和运行管理方法，决定机械修理、保养及更新合理周期，并可以计算施工机械的使用费用，进行成本核算。

2.2提高安全性，防止事故发生

做好施工设备的安全工作。为使施工机械安全运转，采用装配了传感器等装置检测车体各部位的状态的机械，当即将出现危及人身和设备的重大事故时，报警装置立即报警并自动停机。例如，国外塔式、轮式起重机上已大多装有微机控制力矩限制器，有效地防止了翻车和断臂事故的发生。在狭窄地区工作时，有的起重机装有转台转角和动臂转角范围设定和限位装置，以免发生碰撞事故。有的起重机装有接近高压电线时的自动报警装置，能防止触电事故的发生。

2.3进行机械的故障诊断

机械设备的状况如何，是否需要修理更换，对于工程项目具有非常重大的重要性。电气一体化，产生了电子故障诊断装置的发明和应用。电子故障诊断装置用于论断现场工作的施工机械是否有故障、性能是否降低、零部件是否过于磨损，能及早防止事故扩大，从而提高机械出勤率，降低修理费用。这些论断装置包括：对发动机、液压传动系统的油液金属微粒含量自动进行分析，探求故障和金属磨耗产生的原因的原子吸收仪；用于检测油质，从而确定油更换期的红外线光谱分析仪；按规定的时间间隔或在异常状态时自动采油的装置；预先在计算机中贮存液压泵或变速箱的正常振动波形，然后测定使用过程中液压泵或变速箱的振动波形，对两者加以比较并自动判断是否异常的振动分析仪；还有结构件超声波探伤仪和装有电子检测装置与微型计算机的综合诊断车等。

3 机电一体化设备在船闸工程施工中应注意的几点问题

3.1环境温度

环境因素对施工设备的影响非常重要，尤其是对其中对温度较敏感的部位。很多重要元件对施工环境的温度有一个限度要求，不可过高或者过低。在施工时，一定要注意工作的温度，及时有效的做好温度的控制工作，这样才能保护好设备，提高它的寿命和使用效率，同时保证工程项目的顺利完工。

3.2密封性能

施工机械是以泥、沙、石为对象的作业设备，要确保设备的密封性能，防止污物和水分侵入。并时时检查，防止带砂石工作，造成磨损。

3.3振动预防

施工设备作业过程中，有动力源、液压装置造成的振动，工作装置作业时往往产生随机性冲击负荷等。对于行走式作业的施工设备，还有行走颠簸振动。要控制设备的震动在设备的可承受范围之内。

3.4防腐蚀

由于施工设备大多与土壤接触，要求耐腐蚀和密封性好。

3.5抗干扰

机电一体化系统的可靠性不仅取决系统组成各单元的性能、系统配置的好坏，还取决于对外部干扰信号（噪声）的抵抗能力。干扰源有电、磁、火花、雷电和无线电波等。这些干扰信号通过电缆或底板等直接传递，也有通过辐射、感应和照射传递。干扰信号的消除是系统设计的主要内容之一。

提高系统干扰能力的主要措施有：接口采用可靠的信号隔离措施，如光电隔离：系统接地，形成接地环路，确保系统处于零电位；采用屏蔽措施，以防电气干扰信号侵入系统内部；系统设计时，采用消噪声电路或新型连接技术，如吸收电路、调制解调、光纤连接、光学隔离、双端平衡电连接等。

4 机电一体化系统施工

随着电控技术的发展，市场对机电产品的电气自动化要求日益提高，作为项目业主，应做到以下几点：

（1）树立机电一体化系统的思想观念，提高自身的专业水平，建立起高效、专业的人才队伍。才能更好的做好各个项目的管理工作。

（2）与施工方和设计方建立起技术联系，搭建高效的信息交流通道，尽量做到在项目动工之前，积极的参与到项目的设计等阶段中去，以充分的了解熟悉项目的情况，将工程设计做到最优化。在项目施工时如果产生疑问，及时与相关方进行联系。务必解决后方才进行下一步施工。

（3）一个成熟完整的机电一体化系统，涉及到的专业包括普通系统设计、电气控制设计等等。如果产生分包，各专业之间必须建立起充分的协调合作关系，相互之间紧密联系配合。才能更好的更高效的完成项目的施工，才能充分的实现各方的最大利益。

（4）一个复杂的机电一体化系统，必须制定详细完备的调试方案。包括阶段性的，整体性的。完成一个，调试一个，做到井然有序。否则会因为其中某个部分产生的问题，从而影响到整个项目。这将大大拖延时间，浪费大量的工程资源。

结语

生产力的日益提高，人民生活水平的不断向前迈进。机电工程的设计、安装的机电一体化进程势必越来越快，越来越复杂。如何在时代的潮流中站稳脚跟，乘风破浪，是我们首先需要思考的问题。只有做好迎接机电一体化时代的准备，才能在日益市场化的今天，不断的进步和提高。

参考文献：

[1].芮延年，机电一体化系统设计［M］．北京：机械工业出版社，2004．