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工业电气自动化论文电气自动化控制论文： 电气工程专业微机及网络通信实验支撑平台 摘要:针对当前电气类专业实验普遍存在着内容分散、平台落后等问题,在分析电气类专业实验的现状和发展趋势基础上,提出实验课程整合以及建设满足多课程需要的实验支撑平台,并开发了基于数字信号处理器的电气工程专业微机及网络通信综合实验板,实验板具有齐全的存储功能、丰富的人机界面、灵活的数据采集回路、强大的网络技术等特点,能满足电气工程专业微机、网络等基础和专业实验课程的需要,也可作为课程、毕业设计和创新性设计实验的一体化支撑平台。 关键词:电气工程;实验平台;数字系统;微机　 　计算机、网络、微电子等技术的发展,有力地推动了电气技术的发展,也促进了高校电气工程学科的建设。传统的电气专业课程逐步将电气原理与数字、网络和智能等技术相结合;高校电气专业在传统专业课程的基础上,开设了微机原理及接口、网络通信和现场总线、甚至电子设计自动化EDA(electronic design automation)技术、数字信号处理和嵌入式应用等电子信息类课程,电气专业已发展成为一门综合性、跨学科的专业。作为学科建设重要组成部分和理论课程不可或缺的补充,实验对加深学生知识掌握和培养学生实践能力起着不可替代的作用,但目前电气类实验普遍存在内容分散,平台建设滞后的现象。实验课程和平台需进行相应的整合与建设,才能适应学科发展。 1　需求分析 当前电气工程专业微机及网络通信实验内容可归纳为三大类:微机原理与接口、网络通信技术等基础课程实验;电气专业课程实验;课程设计、毕业设计和创新性实验。 微机原理与接口、网络通信技术等基础课程实验内容主要包括:寻址方式、串并行总线接口和通用输入输出GPIO(general purpose input/output)相关(包括键盘、发光二极管LED(light emittingdiode)、液晶显示器LCD(liquid crystal display)等应用)、定时器、看门狗、中断技术以及内部整合电路IIC(inter-integrated circuit)、串行外围设备接口SPI(serial peripheral interface)、多通道缓冲串行口MCBSP(multichannel buffered serial port)、串行通信接口SCI(serial communicationinterface)、局域控制网CAN(controller areanetwork)、以太网等通信;电气专业课程实验的实验内容则更为广泛:电力系统微机保护主要包括了继电器特性、三段电流保护、变压器差动保护、重合闸等实验;自动装置主要包含准同期、励磁调节等实验;电力电子实验包括了电力电子器件特性和以脉冲宽度调制PWM(pulse widthmodulation)为核心的整流和逆变等实验,而数字PWM则是其发展趋势;电机课程实验目前主要包含了变压器变比、空载和短路特性、同步发电机运行和并网特性、直流电机、三相异步电动机启动和运行特性等内容,并逐步增加电力电子技术在电机中的应用;电力系统分析实验(动模实验)的核心是对一次设备的电气模拟,但其控制核心,包括用以模拟原动机的直流电动机控制、励磁系统调节,基本都采用基于PWM技术的电力电子手段。 数字系统由于其具有灵活性好、稳定性优、集成度高、抗干扰性强、具有可重复性等一系列优点而成为电气自动装置的主流和趋势,目前涉及电气微机装置的课程,如继电保护、自动装置、远动技术、变电站综合自动化、数字电力电子装置等,都有专门的章节介绍微机和数据采集等知识点,涉及的内容几乎一样。这样,理论课程存在着如何整合的问题,实验课程和实验平台也应进行相应的调整。从数字装置结构分析,主要包括三大部分:数据输入、逻辑判断、执行输出。对电气微机装置而言,数据输入基本一样,主要是反映三相电压、电流的模拟量以及反映断路器等状态的开关量;逻辑部分是根据相应的原理对采集的数据进行逻辑判断后输出结果,这是实验教学的重点;输出部分则为相对简单的开关量或模拟量输出。对电气微机装置而言,差别最大的就是逻辑部分,这部分的差异又主要体现在通过软件编程对原理的实现上。因此,有可能建立统一的实验硬件平台以满足课程整合的需要,从而根据课程安排和实验的难易程度安排实验课程,有针对性地突出重点和差异性。　 　当前电气专业的课程包含了越来越多的电子信息类内容,同时,原有的电气专业的课程也存在着实验更新的问题,建立统一的实验平台是当前在平台建设经费有限的情况下满足实验内容增多的较好方法。而且,统一的实验平台有利于实验内容的整合,保持实验的条理性和持续性,有助于学生循序渐进地掌握知识。比如,当前学生学习微机课程时,偏重于寻址方式和技术参数的记忆;而目前的电力微机装置课程,又很少涉及到更