电气工程及其自动化的概述(6篇)
电气工程及其自动化的概述篇1
[关键词]电气工程；自动化；现状；建设；发展
中图分类号：TN830.1文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）02-0144-01
电气工程及其自动化是我国的重点建设学科，从建国初期至今，我国从保障国家安全和社会民生以及经济建设的角度出发，就对电气工程非常重视。伴随着我国高等教育在电气工程方面的长期的投入，培养了大批电气工程及其自动化领域的建设者，从而支撑起我国改革开放三十多年来社会经济突飞猛进的进程，也进而推动了自身的完善和突破。
一、电气工程及其自动化的发展概述
1、电气工程及其自动化的发展概述
电气工程及其自动化是目前电气工程中新型且先进的科学技术，新时代下市场经济建设对电气工程及其自动化建设需求越来越高，推动自动化全面启动。电气工程及其自动化自身属于一种比较复杂的学科，同时在电气工程发展中又是一项不可缺少的技术。由于电气工程及其自动化建设是依托信息技术、计算机技术、自动控制技术以及多种基础技术相结合而成的新型技术，所以，电气工程及其自动化建设若想取得良好发展，首先要对其内部进行科学、合理调整与搭配，将所含技术不断优化，并不断加强创新与突破，推动电气工程及其自动化可持续性发展。
2、电气工程及其自动化的价值概述
电气工程及其自动化建设为我国经济、社会发展做出巨大贡献，在各生产行业中也有着非常重要的作用，不仅可以提升各个企业的生产力，同时也促进生产方式以及生产技术的优化与进步。例如：电气工程及其自动化在工业制造、交通运输、民用领域以及通讯设施等多方面作用尤为突出。各领域中采用电气工程及其自动化措施后均有良好的改变，工业制造不仅提高了生产效率，同时实现了远程监控；电气工程及其自动化完全提高了交通运营管理效率，并且提升了交通运输的安全性；在电气工程及其自动化的建设下，民用配电、安全防预等多方面系统功能明显增强，为人们用电提供方便与安全，改善人们生活质量，提高生活水平；同时电气工程及其自动化在现代信息通讯上起到了非常广泛的应用效果，实现信息自动化，全面提高国家以及人们的经济效益。
二、电气工程及其自动化的现状
1、电气工程及其自动化在技术领域的现状
电气工程及其自动化属于交叉式学科，包含学科种类较多，涉及到的技术也比较多样化。在科技革命的影响下，电气工程及其自动化已经逐渐深入到生产与生活中，电气工程及其自动化与现代科技发展共进步，对市场经济以及各行业生产力有着很大的影响，自动化目前已经成为当代的主力运行模式。但是由于电气工程及其自动化建设中基础技术还在保持原有的能力中，经过不断加强电子技术的研究，并多次试验与实践，目前电气工程及其自动化建设已经发展成为一项可实践与应用的学科。
1992年国际电工委员会颁布了IEC6113-3标准，为全球各厂商在可编程控制器上提供了一套标准的国际化控制器编程语言，以实现了计算机系统开发下搭建开放的开发平台，通过几十年的技术经验积累，结合智能仪表、可编程控制器、马达启动与控制器等一系列设备及技术，目前已形成了分布式和现场总线式控制系统，广泛应用在生产生活中，伴随着信息技术对各类设备的深入影响，现今电气工程及其自动化还结合了多种传感器和控制器以实现远程监督与控制，从而大大提高生产效率和安全性。
2、电气工程及其自动化在人才培养的现状
我国在电气工程领域的教育投入长期保持高度重视，建国初期便在整合院校资源时将电气工程作为重点学科单独重组院校，相继建设了三大重点电气工程学校，分别是华北电力大学、东北电力大学和上海电力学院。由于国家经济建设的需要，在改革开放的三十多年间，电气工程及其自动化几乎成为各理工类高校必设专业，为我国电气工程的建设与发展培养了大量的电气工程师。
但伴随着我国产业升级和经济结构调整，以及节能减排和产业创新等政策的提出，电气工程作为基础性行业也必将面临新的挑战，传统的人才培养模式对于我国社会经济发展形势而言，已经暴露出创新实践能力不足，设计开发思路传统，技术平台支持薄弱等现象，这些现象也急需在政府的引导下，企业和高校共同合作解决，从而带来良好的社会经济效益。
三、电气工程及其自动化的现状分析及个人观点
1、电气工程及其自动化领域培养模式需要与时俱进
我国现有的电气工程及其自动化人才培养模式急需改进，在面对商业市场需求时，单纯的理论成果或者实践经验无法单方面完成预定的项目目标，这就需要在其人才培B上重视卓越工程师的培养。现实的人才培养体系中，从该专业从事的工作分开进行理论和实践的部分，已经不能适应我国庞大的产业升级需求了。所以笔者认为企业与高校要积极合作，同时吸取国际先进培养经验，就未来的电气工程及其自动化发展根据社会经济发展趋势做出预估，锚定人才培养方向，使电气工程师既有理论研究水准，还有实践创新能力，并在跨学科上拥有丰富的知识技术储备，在高精尖领域有广阔的视野，在设计思维和理念上有人文内涵。
2、电气工程及其自动化需要实现重大课题的突破
电气工程及其自动化的自我完善与进步来自于理论创新和实践创新，而我国在进行着产业升级和经济结构调整，面对即将消失的人口红利，工业生产方式必将走向高科技、自动化的轨道，一大批工业企业将面临电气工程方面的重大改造甚至要求有突破性的创新设计和技术应用，而这些也正是电气工程及其自动化完成自我进步良好机遇。凭借着广阔的技术需求市场，我国在电气工程及其自动化领域应该设立重大课题进行集中攻坚，抓住重点，实现我国电气工程自动化的不断进步。
3、电气工程及其自动化需要搭建更加智能化的系统开发平台
在面对商业市场的需求时，除了在大型课题上需求电气工程的专业技术进步与突破，还要满足一般企业和市场主体对电气工程及其自动化的经济型需求。为此，在信息技术日益发展的今天，搭建更智能化的电气工程及其自动化开发平台以实现低成本、高效益的目标，能够满足普遍企业追求经济效益的诉求，也能大大提高我国各领域在电气工程及其自动化方面的普及程度。
结语
电气工程及其自动化在现今面临人才培养模式脱节，在个别领域因为经济效益欠佳，行业技术普及程度还不够高等现象。因此，应该在电气工程及其自动化人才培养上走向校企联合、国际合作的大方向，在电气工程自动化上要结合我国发展需要，积极实践实现关键技术的进步与突破，同时还要兼顾中小企业在经济效益上的诉求，结合现代信息技术的发展，搭建更加智能化的电气工程及其自动化开发平台以提供更高价值的技术支持，以取得良好的社会经济效益。
电气工程及其自动化的概述篇2
关键词：热泵大气源水源地源性能系数能效比
1概述众所周知，水往低处流。而欲将水提升或传输时，则须依靠某种动力驱动的水泵。同样道理，热可以自发地从高温物体传向低温物体，而欲从低温物体传向高温物体，也必须依靠使用某种动力驱动的装置—热泵。这也就是热力学第二定律所阐述的：热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体。当热泵在将热由低温物体传至高温物体的过程中，在低温物体一端，由于热的失去而产生制冷效应，在高温物体一端，则由于热的获得而产生制热效应。因此，热泵工作的过程中，制冷与制热两种效应是同时并存的。概括地说，就是一个过程，两种效应。但在实际应用中，或用其制冷，或用其制热，或用其轮换制冷制热，或用其同时制冷及制热。同时制冷及制热除外，热泵单独用作制冷或制热时，其相对的另一种效应是不加以利用的。
长期以来，热泵的制冷功能在空调等领域应用相当广泛，而其制热功能的应用则相对推迟和少了许多。原因并不复杂，天然冷源的作用十分有限，正是为了追求人工冷源，人们开发和逐渐完善了制冷机—应用其制冷功能的热泵。而热却可以通过柴草煤炭以及油气等的燃烧很容易地获得。不必要花费过多的金钱去购置热泵这种精密的设备，和交付昂贵的电费。上世纪七十年代能源危机之后，人们开始对可以利用低品位热能的热泵重视起来。国内从九十年代开始，由于第一、热泵制造技术的引进，使其性能提高，售价降低；第二、环保意识日渐提高；第三、电力供应状况的改善，用电政策发生转变等原因，热泵的制热功能引起人们的关注。制冷与制热双功能的大气源热泵应用渐多，地下水水源热泵也开始在建筑空调甚至采暖系统中使用。
正所谓存在决定意识，由于长期以来在空调领域内，热泵主要用于制冷，理论著述也多以制冷为主线，一般只在末尾单列热泵章节，简略表述其制热功能。论著也多以空调制冷或空调冷源为名。而在以热泵为名的专著中，则以其制热功能为主要内容。对于热泵，实际上存在狭义和广义两种理解。按照狭义理解，只有以制热或制热兼制冷为目的时，才称其为热泵。并且定义，以空气或水为低温热源的热泵，为空气源热泵和水源热泵。装有四通换向阀、制冷制热双功能者，也被称为“热泵式”或“带热泵的”等等。而广义的理解，热泵的功能即包括制冷，也包括制热，或制冷兼制热。制冷机实际上是用作制冷的热泵。也可以说，制冷机即热泵，或确切地说，制冷机是热泵的一种类型。因此，在空调领域认识这一概念应该统一为空调热泵，而非空调制冷与热泵分立。
有鉴于此，本文拟以简短篇幅对空调热泵—主要是电力驱动的蒸汽压缩式热泵的功能、原理、分类及应用作一概述，以期抛砖引玉。
2热泵的理论基础2.1热泵的理论循环
正卡诺循环，也称动力循环，是把热能转换成机械能的循环。逆卡诺循环，称为热泵循环，即消耗一定的能量，使热由低温热源流向高温热源的循环。逆卡诺循环是以热力学第一、二定律为基础的理想循环。理想循环在于说明原理，实际上不可能实现，也不可能获得热泵循环的状态参数。蒸汽压缩式热泵，是利用工质的压缩、冷凝、节流和蒸发的循环，来实现热从低温物体向高温物体的传输的。在对其进行分析计算时，最具指导意义的是压焓（p-h）图所表示的蒸汽压缩式热泵的理想循环（图1）。
图1中Pc为工质的冷凝压力，Pe为工质的蒸发压力。1-2为压缩机内的等熵压缩过程；2-2’及2’-3为等压冷却及冷凝过程；3-4为绝热节流过程；4-1为等压蒸发过程。当热泵循环的各状态参数确定后，便可在p-h图上确定各状态点及循环过程，并可进行理论循环的热力计算。
①单位质量工质的制冷量（或吸热量）
qe=h1?h4kj/kg(1)
②单位质量工质的压缩功
w=h2?h1
kj/kg(2)
③单位质量工质的放热量（或制热量）
qc=h2?h3
=（h1?h4）+（h2?h1）
=qe+wkj/kg(3)
④热泵循环的理论制冷系数
制冷工况时单位制冷量与单位压缩功之比，用COPe‘表示，即
COPe‘＝＝(4)
由式（4）与图1可见，热泵在制冷时，当制冷工况确定，冷凝温度（及相对应的冷凝压力）越高，则单位压缩功越大，热泵的制冷系数越小，反之,冷凝温度（及相对应的冷凝压力）越低，则单位压缩功越小，热泵的制冷系数越大。
⑤热泵循环的理论制热系数
制热工况时单位制热量与单位压缩功之比，用COPc’表示，即
COPc’==(5)
或COPc’==COPe’+1(6)
由式（5）与图1可见，热泵在制热时，当制热工况确定，蒸发温度（及相对应的蒸发压力）越低，则单位压缩功越大，热泵的制热系数越小。反之，蒸发温度（及相对应的蒸发压力）越高，则单位压缩功越小，热泵的制热系数越大。另由式（6）可见，热泵在制热工况时，其制热系数是永远大于1的。这是因为，热泵制热的实质是基于热的传输。而燃料燃烧或光、电转化成热，其效率则不可能超过1。
2.2热泵性能系数COP值
上述的热泵制冷系数COPe‘和热泵制热系数COPc‘，统称为热泵性能系数，是评价热泵运行经济性的重要指标。实际的性能系数，要考虑运行效率的影响。若计入诸运行效率在内的总效率为η0，则有：
实际制冷系数COPe=COPe’η0
实际制热系数COPc=COPc’η0
在应用中，当已知热泵的制冷量或制热量（kw），以及输入功率（kw）时，则很容易地计算出该热泵的制冷系数或制热系数（见表1、表2）。
2.3制冷与制热综合系数
在热泵制冷或制热的工况下，可分别以制冷或制热系数来评价其经济性。但在热泵两种工况并存时，制冷或制热系数均不能全面评价其经济性。因此，提出COPe.c—制冷与制热综合系数的概念。该系数可在分别计算出制冷系数和制热系数后，将二者相加得出。
2.4热泵能效比EER值
上面所述热泵的性能系数，是热泵的制冷量或制热量与热泵压缩机输入功率之比。但我们知道，热泵在工作时，对热源以及对应用端媒介—水或空气的驱动也必须消耗动力。因此为全面评价热泵的经济性，应将风机、水泵、冷却塔等的动力消耗一并计入。即：热泵的制冷量或制热量与热泵的压缩机、风机、水泵、冷却塔等输入功率之和的比，称作能效比EER。EER的概念散见于某些文献，有将配备封闭式压缩机热泵的性能系数定义为EER，有将冷量单位是Btu/h、电机功率为w时的制冷系数定义为EER。冷量单位以采用国标单位制的kw为宜,上述两例EER均应归入COP值的范畴。因此，本文借用了EER的概念，并赋予了上述定义。应该注意的是，一些大气—空气热泵及大气—水热泵等，风机、水泵与压缩机组装在一起，其技术资料中所给出的输入功率已含风机、水泵在内。因此，资料中给出或以此计算出的比值已是能效比EER。但大型的水—水热泵，配套的水泵、冷却塔等，由工程设计确定，技术资料中只能给出COP值，EER值则需另行计算。
表1、表2为依据某公司资料计算出的大气—水热泵、水—水热泵的COP值及EER值
表1大气—水热泵技术参数举例机组型号注：1.制冷工况，大气温度35℃，冷水供回水温度7—12℃。
2.制热工况，大气温度-10℃，热水供回水温度45—40℃。
表2水—水热泵技术参数举例机组型号熟的。回灌井的技术经验还需要积累完善。
有公司推出液态冷热源环境系统。该系统在井孔中加装隔板，隔板下为提水井，装设潜水泵，而隔板上为回灌井。隔板上下形成一孔双井。回灌水由隔板上的回灌井井壁流出与地层进行热交换后进入隔板下的提水井。其实质仍应是异井回灌。一孔双井，回灌水由回灌井流向提水井距离短，回灌相对容易，但也同时伴随着热贯通影响的存在。在确定热泵机组出力时，应加以考虑。
表4地下水水源热泵应用实例摘录序号势，尤其在冷凝热回收上的高经济效益，日渐引起关注，并在实际工程中应用。供应卫生热水与空调负荷相比其明显不同之处：①负荷波动较大，且经常出现间歇；②卫生热水直流，结垢的可能性要大于循环使用的空调用水。因此，实际应用中应根据需要考虑贮水和换热措施。
7.1以地下水、地面水及废水回用水等为热源
7.1.1图式1卫生热水用热泵与空调用热泵各自独立设置，共用水源。使用灵活，易于适应卫生热水负荷波动的特点。应用较多。
7.1.2图式2冬季，卫生热水用热泵与空调用热泵，共用水源，均处于制热工况。夏季，空调用热泵处于制冷工况，冷凝热排至地下水（或废水回用水）。而卫生热水用热泵则处于制冷与制热的双功能工况，蒸发器供空调冷水，冷凝器供应卫生热水。为保证卫生热水停供时仍能供冷，冷凝器卫生热水进出管装有与地下水（或废水回用水等）供回水干管之间的连通管，该图式的优点是可以节省热源水。
7.1.3图式3所用热泵全部或部分配备副冷凝器(也可做成双管束冷凝器)。主冷凝器接热源水和空调热水管道，副冷凝器接卫生热水。
7.2利用配备冷却塔的水—水热泵（水冷冷水机组）的冷凝热。
7.2.1图式4供卫生热水的热泵处于冷热兼供双功能工况，在蒸发器供空调冷水的同时，冷凝器供应卫生热。当卫生热水停供时,冷凝热由循环冷却水带走,散至大气。
表9热泵加热卫生热水应用图式
7.2.2图式5所用热泵全部或部分配备副冷凝器。主冷凝器接循环冷却水管道,副冷凝器接卫生热
水管道。冷凝热由循环冷却水和卫生热水共同吸纳。
7.3以空气或大气为热源
7.3.1卫生热水专用大气—水热泵，与表3所列空调用大气—水热泵类似。所不同的是，空调用大气
—水热泵从功能上有单冷与冷热两种类型，而卫生热水专用大气—水热泵则只具备单热一种功能。
7.3.2图式6单冷式大气—空气热泵配置副冷凝器，提供卫生热水，但只限于夏季。
7.3.3图式7冷热式大气—空气热泵配备副冷凝器，提供卫生热水。热泵制冷与制热功能的转换，是由蒸发器与冷凝器的互换来实现的。但副冷凝器供热水的功能并不随之改变。
参考文献1.GB50019—2003采暖通风与空气调节规范
2.徐伟，等译．地源热泵工程技术指南．美国制冷空调工程师学会编著．北京：中国建筑工业出版社，2001
3.李树林主编．制冷技术．北京：机械工业出版社，2003
4.尉迟斌主编．实用制冷与空调工程手册．北京：机械工业出版社，2003
5.肖锦主编．城市污水处理及回用技术．北京：化学工业出版社，2002
6.王鹏英．上海地区别墅建筑地源热泵空调系统设计．暖通空调．2003，33（6）：88—83
7.施秀琴，梁军．北京某别墅土壤源热泵空调系统设计．暖通空调．2004，34（5）：80—82
8.清华同方．水源热泵机组
9.联合开利（上海）空调有限公司．螺杆式水—水热泵机组
电气工程及其自动化的概述篇3
[关键词]电气自动化；现状；发展趋势
中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1009-914X（2015）33-0115-01
电气自动化能够提高工作效率，促进国民经济的快速发展。电气自动化在发展过程中实现了从单一操作到多元化的转变，使智能化、信息化、工业化得到长足发展。我国肩负着重大的使命，2022年将实现全面小康生活，高效的电气自动化将促进人类发展。所以，电气自动化在我国具有广泛的应用前景，将伴随中国发展之路、下文将对电气自动化相关内容进行论述。
一、电气自动化的概述
1.电气自动化的涵义
电气自动化是电气工程及其自动化的简称，电气自动化是利用计算机技术、微电子技术和电子技术对电气运行实现的自动化控制，它通过集成系统，实现对电力系统进行维护和应用。目前来说，电气自动化技术它应用的范围已经伸展到各个行业，从小到一个开关大到宇航飞机的研究都有其身影。电气自动化领域对高水平的人才需求影响很大。电气自动化主要从事的是系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、科研开发等领域。一般来说，电气自动化在控制系统和操作应用时，会对准确的数值进行记录，从而将量变和系统的自动化控制相结合，促进控制设备的重大发展。
2.电气自动化的发展历程
电气自动化在自行操作系统和与现代科技的结合能力方面得到发展，具体表现为：信息科技、电子技术和智能化的完美结合。二十世纪中期电力设备的崛起促进电气自动化的形成，二者相互结合促进各行各业的高效运作，促进经济发展。
二、电气自动化的发展现状
1.平台开放式的发展
OPC技术的出现，IEC61131的颁布，以及微软窗口平台的广泛应用，与电气技术的结合，计算机发挥着不可替代的作用。IEC61131标准使得编程的标准实现标准化。同时IEC61131重新定义了它的语法及意义，因此，这也意味着不会出现其他的标准方言。当前，IEC61131被各大控制系统的厂商广泛的采纳和应用。
窗口平台是事实上的工控标准平台，微软技术已经成为工业控制的标准平台和规范。现如今PC以及网络技术在商业和企业的管理过程中的应用广泛。在电气自动化的领域内，PC应用最为广泛。此外，在控制层采用的窗口作为操作系统平台的好处就是易于使用和维护。
2.信息技术和电气工业的自动化
科学技术的发展使得电气自动化经历了一次又一次的革命，随着市场需求的不断扩大，电气自动化与信息技术日益融合。信息技术在工业领域的应用主要体现在以下两个方面：一是信息技术能够扩展到自动化的设备、机器和系统中，二是企业的业务数据处理系统对产生过程中进行实时的存取。同时，网络技术与多媒体技术在自动化领域的发展过程中存在着广泛的应用前景。
三、我国电气自动化的发展趋势
1.电气自动化
第一，系统平台的开放化和信息化
电力系统的良好发展体现在各部分体系的调节监控上，其中重要的是技术信息的合理调节与利用。因此，不能封闭信息资源，要实现信息的开放化并与外界相互融合。计算机为电气自动化体系实现了内外网络连接，并得到广泛应用，形成开放的设计、决策和管理体系。电气自动化需要利用计算机的优势来进行技术上的完善，制作开放性的仿真技术并加以结合、利用和推广。所以计算机的意义就在于可以成功的辅助电气自动化更好更快的发展下去。
第二，系统结构通用化
一个产业要想取得更快的发展需要拥有稳定且高效的数据传输网络，更好的配合电气自动化来实现产业内部各个部门数据传输安全性，另外，通用化的系统结构可以让操作人员也可以更加方便的监控现场的运作情况以及设备的状态。
2.电气自动化产业市场化
现阶段，我国社会主义市场发展迅速，业在积极促进产业结构优化升级，坚持深化体制改革，坚守科学发展观理念的同时，还应特别关注产业市场化的形成问题。在兼顾市场化问题过程中，既要求电气自动化企业能够集中力量加强自身的关键技术开发和系统集成，也要求通过市场化的外包分工和社会化的协作，来带动配套及零部件生产的市场化，为能够提高装备的自主制造比率，电气自动化企业必须有计划的研究与开发重大科技装备需要的关键共性制造技术。总之，产业市场化是产业发展的需要，提高产业市场化程度，有利于资源配置效率的提高。
3.电气自动化生产安全化
我国电气自动化企业应当认识到安全防护行业技术多种系统及合成一体化的趋势，对安全控制系统和非安全控制系统的集成加以强调。通过加强企业的安全控制，可以让客户在现有的非安全控制系统的基础上，用相对较低的安全设计成本实现自己的安全方案，这是当前企业所要思考的问题之一。电气自动化安全系统和产品将会成为未来自动化领域的一个亮点。它可针对中国市场的特点，逐渐进入中国市场。
4.操作人员专业化
在系统安装的过程中，要增强操作人员对系统安装的熟练程度，尤其是要能够随时让将来最终要维护和操作该设备的人员了解安装的过程，通过了解这些设备的安装过程，可使他们对新系统拥有感性的认识。同时，加强对操作人员的培训，通过专业培训，可使操作人员更好理解系统为何按某一特定方式安装，这样一来，在面对突然出现故障及恶劣运行环境下维修，操作人员对于事故发生的原因就能很快做出正确的判断。
5.统一监控
对未来的电气自动化技术来说，为了满足用户的方便，便于用户管理，实现设备与网络技术相结合，进而实现网络自动化和管理一体化。电气自动化应该以现有的系统为基础，对这些系统实现统一的监控。统一的监控能够减少时间和费用，并且对于维护的部分来说也更易操作。
6.计算机监控技术
计算机的监控技术在电气自动化的发展过程中有着及其重要的作用，计算机监控技术的应用不仅实现了设备与网络的结合，同时也实现了自动化和管控整体化的过程。在电气自动化的过程中，计算机监控技术能够有效地对系统进行维护，并且还能够准确的检查出哪些部分的系统出现问题，采用计算机监控系统能够避免人为的采用保护措施。
在全球经济一体化趋势下，电气自动化在国家经济和社会发展中占据着越来愈重要的地位，因此，对我国现代的电气自动化发展方向做出研究是十分必要的，创新电气自动化产品，也是提高产品质量的重要保证。
四、结束语
总之，电气自动化在国家经济和社会发展中发挥着重要的作用，因此，要正准确把握电气自动化的相关内容，创新电气自动化产品，确保产品质量。
参考文献
[1]马巍.浅谈电气自动化的现状与发展方向[J].黑龙江科技信息，2011（26）。
[2]杨宏韬.电气自动化的现状与发展方向探析[J].科技传播，2011（32）。
电气工程及其自动化的概述篇4
【关键词】PLC工业电气自动化
随着现代网络电子技术等相关电子行业的迅猛发展，电气自动化被应用的领域也越来越广，如今它通过与网络通信等相关技术结合之后，更是在我国得到了空前的发展，被逐渐地应用在工业企业生产的各个领域。
1.PLC控制器概述
PLC控制器，也被称为可编程控制器，是专门为了满足如今工业企业的效率化，而特意设计的。它的诞生，为工业企业实现全自动化的机械化生产，提供了可能。只需要一个简单的程序语言，电子机械就可以完全按照程序员设计的要求，进行全自动化的操作，为企业极大地提高了生产效率。由于其功能非常强大而且使用较为方便、可靠，PLC在电气自动化中的应用，也将会随之越来越广泛，直至普及到整个工业领域。
2.电气自动化概念及现状
2.1概念
电气自动化，顾名思义就是对电气工程相关的系统进行电子技术信息的处理、实验数据分析、操作自动控制等等功能进行研究和开发的电子与计算机之间相互关联的一种科学。在我国，随着对电气自动化的不断深入研究，已经形成了一门系统的学问。2.2电气自动化现状
目前，在我国主要发展的主流是IT与电气自动化相结合的产品。以PC、服务器、Inter等技术引发的电气自动化，进行了一次又一次的工业改革。随着市场的需求，IT和电气自动化将会达到更完美的融合。电气自动化，将会逐渐地从服务领域渗入到工业的领域。目前主要有两个方向：一个是对管理层的渗入，让电气自动化应用到管理系统，对的各种客户数据或者是生产数据进行归类总结，并且存取，以便随时查询；另外一个方向，就是信息技术对机器设备的渗入。通过对传感器、执行器和控制器自动化，为机械能够实现全自动化提供了可能，而且不仅仅如此。它的渗入还应用到产品方面，如虚拟视频之类的模拟现实技术。随着微电子、微处理器等技术的逐渐成熟，PLC、控制系统等设备界限定义也会变得模糊。相对应的软件结构和环境等因素将会逐渐地受到现代工业企业的重视。
3.PLC概念及工作原理
3.1概念
PLC控制器主要是通过计算机的程序，达到对设备进行控制，并实现自动化操作的目的。它是工业领域需求的结晶，是专门为了适应现代化工业的生产而设计的。最早的可编程逻辑控制器，被简称为PLC，主要是为了更好地实现逻辑控制，而用来取代继电器的。随着电子技术的快速发展，今天，这种逻辑控制器的功能，已经大大地超过了原本人们给予它的定义。现在它被定义为PC，为了与个人计算机名称区别开来，才使用原来的PLC简称。
3.2工作原理
它主要分为三个阶段：第一，输入采样阶段，在这个阶段，PLC通过扫描的方式，对外来数据和所有输入状态进行读取并存入I/O映象区相对应的单元内。
第二阶段，程序执行阶段，在这个阶段，PLC在执行对用户程序进行扫描时，总是按照从上到下的顺序，进行操作，比如方块堆积的金字塔，它总是从最顶端的方块开始进行扫描。在扫描最顶尖的方块时，又总是要按照人们固定的逻辑顺序，从左到右，对方块的各触点线路进行扫描。并且在对触点组成的控制线路，作逻辑运算的时候，也是按照从左到右，从上到下的既定顺序进行。再根据运算出来的结果，对逻辑线罪状在RAM对应位状态进行刷新；或者再确定对该图形是否需要对其执行特殊功能指令。
第三阶段：输出刷新，是在用户程序扫描结束后，PLC才进入的另一阶段。在这个阶段里，CPU要根据I/O里面相对应的数据和状态，对全部的输出锁存电器，进行再次刷新处理。然后再经过输出电路，来驱动相对应的外设。这才是真正意义上的PLC输出。
4.PLC在工业电气自动化的应用
4.1在传统机床的应用
传统机床主要是采用电气控制的模式，使用的是继电器的逻辑控制系统。这样的系统，很容易发生触头电弧、或者是接触不良，接线老化等一系列的问题。而且通过这样系统控制的设备具有生产效率低下，能源消耗大，经常出故障而且维修困难等缺点。因此，为了提高工业电气自动化的水平，应该采取PLC对机床的硬件和软件进行各方面的改选，并且进行实施的控制。通过PLC系统对机器运行状态的监控等功能，不仅可以提高硬件系统运行的效率。保护系统运行的稳定。而且，还可以降低机器设备的维护成本，节约能源的消耗。从而，进一步地实现，传统的机床设备逐渐地从电气控制向数字控制进行转变。
4.2PLC在火电厂控制系统应用：
在火电厂中，有包括水处理、输煤、除灰除渣等等辅助系统的存在，这些系统在操作流程上，有许多的开关和顺序控制，因为这样而变得繁琐。如果加入PLC系统的应用，就会对这些系统的工艺流程，做到完美的控制，做到有序化操作。这种属于开关量的逻辑控制，可以更好地取代继电器，帮助火电厂的辅助系统，更好地实现逻辑控制和顺序控制。它的应用即可以是火电厂单台的设备控制，也可以采用火电厂分层式的网络结构，如把输煤系统分主站层、现场传感器和远程IO站三部分。主站层由PLC和人机接口相关设备组成。远程IO站的相关设备，通过光纤的方式，与主站层进行连接。而输煤的现场传感器与远程IO站的相关设备，再进行二次光纤电缆的连接。这样，操作人员就可以坐在控制室，就可以完成整个输煤层的传送和监督工作，通过控制室的显示屏，对整个生产流程进行全面监督。
5.PLC的发展趋势及前景分析
工业生产过程中产品质量可控制不是人为操作所能实现的，更多的是借助在线检测设备及仪器来完成产品参数的动态控制，需要整个工业生产流程的长期自动监控和调整，PLC技术为自动化控制的各项要求提供了实现机会，因此，其必将成为工业领域自动控制的发展趋势。在工业生产提倡提质降耗、精细个性、网络智能等大环境下，PLC技术必将向着网络化、智能化、数字化的方向发展，实现工业生产的在线质量检测、实时数据自动采集、故障自诊断、数据统一管理等先进技术发展。从发展前景看，随着工业生产分工细致化，PLC将会成为过程控制领域内的日用品，同时其还可能利用通讯系统将控制功能形成闭环过程控制，其还将会逐渐替代嵌入式控制器。
6.结语
PLC技术的诞生，既可以解决传统机械机床控制系统的各种缺点，又能够提升产品的品质，提高生产的效率，让传统的机床重新焕发了生命力，同时也带动了市场经济的更快速发展。企业之间也因此，将拉开竞争的差距。随着技术的进步，其控制功能由简单的逻辑控制、顺序控制发展为复杂的连续控制和过程控制，因此，未来，PLC在工业企业的应用，将会更加地被重视，从而广泛地应用到工业领域的各个角落。
参考文献：
[1]石磊.PLC在工业自动化控制的应用.城市建设理论研究，2012（16）.
[2]刘红军.PLC在工业电气自动化中的应用研究.信息系统工程.
电气工程及其自动化的概述篇5
关键词：热泵大气源水源地源性能系数能效比
1概述众所周知，水往低处流。而欲将水提升或传输时，则须依靠某种动力驱动的水泵。同样道理，热可以自发地从高温物体传向低温物体，而欲从低温物体传向高温物体，也必须依靠使用某种动力驱动的装置—热泵。这也就是热力学第二定律所阐述的：热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体。当热泵在将热由低温物体传至高温物体的过程中，在低温物体一端，由于热的失去而产生制冷效应，在高温物体一端，则由于热的获得而产生制热效应。因此，热泵工作的过程中，制冷与制热两种效应是同时并存的。概括地说，就是一个过程，两种效应。但在实际应用中，或用其制冷，或用其制热，或用其轮换制冷制热，或用其同时制冷及制热。同时制冷及制热除外，热泵单独用作制冷或制热时，其相对的另一种效应是不加以利用的。
长期以来，热泵的制冷功能在空调等领域应用相当广泛，而其制热功能的应用则相对推迟和少了许多。原因并不复杂，天然冷源的作用十分有限，正是为了追求人工冷源，人们开发和逐渐完善了制冷机—应用其制冷功能的热泵。而热却可以通过柴草煤炭以及油气等的燃烧很容易地获得。不必要花费过多的金钱去购置热泵这种精密的设备，和交付昂贵的电费。上世纪七十年代能源危机之后，人们开始对可以利用低品位热能的热泵重视起来。国内从九十年代开始，由于第一、热泵制造技术的引进，使其性能提高，售价降低；第二、环保意识日渐提高；第三、电力供应状况的改善，用电政策发生转变等原因，热泵的制热功能引起人们的关注。制冷与制热双功能的大气源热泵应用渐多，地下水水源热泵也开始在建筑空调甚至采暖系统中使用。
正所谓存在决定意识，由于长期以来在空调领域内，热泵主要用于制冷，理论著述也多以制冷为主线，一般只在末尾单列热泵章节，简略表述其制热功能。论著也多以空调制冷或空调冷源为名。而在以热泵为名的专著中，则以其制热功能为主要内容。对于热泵，实际上存在狭义和广义两种理解。按照狭义理解，只有以制热或制热兼制冷为目的时，才称其为热泵。并且定义，以空气或水为低温热源的热泵，为空气源热泵和水源热泵。装有四通换向阀、制冷制热双功能者，也被称为“热泵式”或“带热泵的”等等。而广义的理解，热泵的功能即包括制冷，也包括制热，或制冷兼制热。制冷机实际上是用作制冷的热泵。也可以说，制冷机即热泵，或确切地说，制冷机是热泵的一种类型。因此，在空调领域认识这一概念应该统一为空调热泵，而非空调制冷与热泵分立。
有鉴于此，本文拟以简短篇幅对空调热泵—主要是电力驱动的蒸汽压缩式热泵的功能、原理、分类及应用作一概述，以期抛砖引玉。
2热泵的理论基础2.1热泵的理论循环
正卡诺循环，也称动力循环，是把热能转换成机械能的循环。逆卡诺循环，称为热泵循环，即消耗一定的能量，使热由低温热源流向高温热源的循环。逆卡诺循环是以热力学第一、二定律为基础的理想循环。理想循环在于说明原理，实际上不可能实现，也不可能获得热泵循环的状态参数。蒸汽压缩式热泵，是利用工质的压缩、冷凝、节流和蒸发的循环，来实现热从低温物体向高温物体的传输的。在对其进行分析计算时，最具指导意义的是压焓（p-h）图所表示的蒸汽压缩式热泵的理想循环（图1）。
图1中Pc为工质的冷凝压力，Pe为工质的蒸发压力。1-2为压缩机内的等熵压缩过程；2-2’及2’-3为等压冷却及冷凝过程；3-4为绝热节流过程；4-1为等压蒸发过程。当热泵循环的各状态参数确定后，便可在p-h图上确定各状态点及循环过程，并可进行理论循环的热力计算。
①单位质量工质的制冷量（或吸热量）
②单位质量工质的压缩功
w=h2–h1
kj/kg(2)
③单位质量工质的放热量（或制热量）
qc=h2–h3
=（h1–h4）+（h2–h1）
=qe+wkj/kg(3)
④热泵循环的理论制冷系数
制冷工况时单位制冷量与单位压缩功之比，用COPe‘表示，即
COPe‘＝＝(4)
由式（4）与图1可见，热泵在制冷时，当制冷工况确定，冷凝温度（及相对应的冷凝压力）越高，则单位压缩功越大，热泵的制冷系数越小，反之，冷凝温度（及相对应的冷凝压力）越低，则单位压缩功越小，热泵的制冷系数越大。
⑤热泵循环的理论制热系数
制热工况时单位制热量与单位压缩功之比，用COPc’表示，即
COPc’==(5)
或COPc’==COPe’+1(6)
由式（5）与图1可见，热泵在制热时，当制热工况确定，蒸发温度（及相对应的蒸发压力）越低，则单位压缩功越大，热泵的制热系数越小。反之，蒸发温度（及相对应的蒸发压力）越高，则单位压缩功越小，热泵的制热系数越大。另由式（6）可见，热泵在制热工况时，其制热系数是永远大于1的。这是因为，热泵制热的实质是基于热的传输。而燃料燃烧或光、电转化成热，其效率则不可能超过1。
2.2热泵性能系数COP值
上述的热泵制冷系数COPe‘和热泵制热系数COPc‘，统称为热泵性能系数，是评价热泵运行经济性的重要指标。实际的性能系数，要考虑运行效率的影响。若计入诸运行效率在内的总效率为η0，则有：
实际制冷系数COPe=COPe’η0
实际制热系数COPc=COPc’η0
在应用中，当已知热泵的制冷量或制热量（kw），以及输入功率（kw）时，则很容易地计算出该热泵的制冷系数或制热系数（见表1、表2）。
2.3制冷与制热综合系数
在热泵制冷或制热的工况下，可分别以制冷或制热系数来评价其经济性。但在热泵两种工况并存时，制冷或制热系数均不能全面评价其经济性。因此，提出COPe.c—制冷与制热综合系数的概念。该系数可在分别计算出制冷系数和制热系数后，将二者相加得出。
2.4热泵能效比EER值
上面所述热泵的性能系数，是热泵的制冷量或制热量与热泵压缩机输入功率之比。但我们知道，热泵在工作时，对热源以及对应用端媒介—水或空气的驱动也必须消耗动力。因此为全面评价热泵的经济性，应将风机、水泵、冷却塔等的动力消耗一并计入。即：热泵的制冷量或制热量与热泵的压缩机、风机、水泵、冷却塔等输入功率之和的比，称作能效比EER。EER的概念散见于某些文献，有将配备封闭式压缩机热泵的性能系数定义为EER，有将冷量单位是Btu/h、电机功率为w时的制冷系数定义为EER。冷量单位以采用国标单位制的kw为宜，上述两例EER均应归入COP值的范畴。因此，本文借用了EER的概念，并赋予了上述定义。应该注意的是，一些大气—空气热泵及大气—水热泵等，风机、水泵与压缩机组装在一起，其技术资料中所给出的输入功率已含风机、水泵在内。因此，资料中给出或以此计算出的比值已是能效比EER。但大型的水—水热泵，配套的水泵、冷却塔等，由工程设计确定，技术资料中只能给出COP值，EER值则需另行计算。
电气工程及其自动化的概述篇6
关键字：离散数学；概念教学
中图分类号：C642文献标识码：A文章编码：1674-3520（2014）-01-0096-02
就教学理论而言，概念是事物本质属性在人们头脑中的反映。教学时，教师不仅要使学生正确、清晰、完整地理解数学概念，而且要在概念的引入、形成、深化过程中，重视对学生进行思维训练.概念教学的基本目标是帮助学生形成概念，而学生形成概念的关键是发现事物或形的本质属性或规律。通常概念的引入是概念教学的关键一步，它是形成概念的基础。引入这个环节中要重视概念的实际背景与学生的知识经验，设计、组织好引入环节，后面的教学活动就能顺利展开，学生就会对教师所提供的感性材料进行分析、比较，继而顺利地形成概念。实例引入，由旧知识引入，由计算引入，联想引入等都是很好的教学方法。但是，要注意引入概念不能局限于某一种方法，要依据教材的内容特点和学生的认知规律，选择适当的引入方法。在学生理解和形成概念之后，要引导他们对学过的有关概念进行比较、归类。既要注意概念间的相同点和内在联系，把有关概念沟通起来，使其系统化，又要注意概念之间的不同点，把有关概念区分开来。从而使学生逐步加深对概念内涵和外延的认识，深入理解概念，构建概念体系。
在具体的实践教学过程中，基于离散数学这门课，概念繁多且抽象不易理解的特点，严格按照教材概念体系进行讲解，在有限的面授课时内把概念讲清很难做到。在离散数学中习题是内容联系的最好纽带，与各种基础数学一样，解题是巩固理论知识，深化理解基本概念的一个必要途径，通过解题方法的练习，培养学生综合分析问题和理论联系实际的能力。在几年的教学中我认为把习题和概念教学相结合，用例子串联离散的概念是一个很好的教学方法，并且收到了不错的效果。学生对概念的理解加深了，而且提高了解决实际问题的能力，还能举一反三。例如：关系这个概念是《关系与映射》这一章中的重要概念之一，历来学生对关系概念的理解都是个难点。实际授课中，可以先给出关系概念：设A和B是两个集合，A×B的子集R称为A，B上的二元关系，不对概念做任何深入讲解，接下来给出关系有四种表示方法：描述法、列举法、关系图法和关系矩阵法。然后，以一至两个典型的二元关系实例加以讲解。
一、设集合是上的整除关系，求。
解：（1）描述法：
（2）列举法：
二、设集合，为集合上的“模3同余”关系，求。
解：（1）描述法：
（2）列举法：
最后可以跟学生一起总结出关系实质是序偶的第一元素与第二元素之间的关系，至于关系图中的元素为什么样排列，说明学习了哈斯图后自然就会明白。
有了这两个例子，学员对“关系”的概念的理解就变得清晰了，虽然关系的概念和表示方法用的时间太多，但是这四种关系理解透彻了，对后面的许多概念学生就能容易地掌握了，后面讲授关系的性质（自反性、对称性和反对称性、传递性），都可以用上面的例子展开论述，讲授关系的闭包，讲等价关系、半序关系，从图上就可知道为什么具有自反性、对称性和传递性的关系称为等价关系，前面的关系图中元素的位置为什么这样排列的问题都迎刃而解，等价类的概念在图中也可以一目了然，从图中也可知道为什么具有自反性、反对称性和传递性的关系称为半序关系，并从关系图特点上引出哈斯图，由此得出哈斯图的画法，后面在哈斯图上讲解最大元、最小元、、极小元、上界、下界、上、下确界的概念，这样，这一章的概念讲解便会一气呵成，学生也能轻松掌握。
再例如，命题逻辑一章中，命题的概念是：能表达判断的语句，并具有真值的陈述句，看似这个概念并不难理解，但是在学生习题过程中，遇到一类符号化命题的问题，学生感到不易把握。其实，给定一个命题进行符号化，就是要把这个命题表达成合乎规定的命题表达式。在具体表达时，首先要列出原子命题，然后根据给定命题的含义，把所设的原子命题用适当的联结词连接起来，在这个过程中，确定原子命题和选用联结词，主要应根据命题的实际含义，而不拘泥于原句形式。比如：将命题“除非天气好，否则我是不会去公园的”符号化。这个句子的实际含义是，我去公园必定天气好，至于天气好是否去公园，在命题中不曾涉及，所以天气好是去公园的必要条件。另外，在这个命题中，没有提出天气好和去公园的具体时间，因此仅按字面意义去列出原子命题，将出现不完整的陈述句，事实上，在叙述这个命题时是有着特定的时间，可以设：今天天气好，而不是设：天气好。这个命题符号化后的结果为：设：今天天气好。：我去公园。
此外，在命题符号化的过程中，必须注意消除自然语言中的歧义性，比如：将命题“如果晚上做完作业且没有其他的事，我就回去看电视或看电影”符号化，看电视或看电影，可以兼而有之，也可以是或此或彼。所以在进行符号翻译时，必须明确含义，以便确定是选择联结词还是选择联结词。总之，命题符号化以前，明确含义删除歧义，这是命题翻译的关键所在。这个命题符号化后的结果为：设：我晚上做完了作业。：我晚上没有其他事情。：我看电视。：我看电影。.
总之，在离散数学这门课的教学中，概念的教学是非常重要和关键的一个环节，抓好这一环节，定会收到较好的教学效果。
参考文献：
[1]刘叙华，虞恩蔚，姜云飞.离散数学.中央广播电视大学出版社
[2]左孝凌等编著.离散数学.上海科学技术文献出版社.1982.9
[3]屈婉玲，耿素云，张立昂编著.清华大学出版社.2005.6
[4]（美）罗森著.机械工业出版社.2007.6
[5]（美）格里马迪著.清华大学出版社.2007.5