电气工程及其自动化final.ppt

电气工程及其自动化 对 比 专业名称：电气工程及其自动化 关键词：电气工程； 自动化 专业名称：电力系统及其自动化 关键词：电力系统； 自动化 1 电气工程 控制、保护、监测的功能比较 * 2 自动化 传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。 1.1、电气工程的定义 21世纪的电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴，斯坦福大学教授指出：今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。 本领域知识宽度的巨大增长，要求我们重新检查甚至重新构造电气工程的学科方向、课程设置及其内容，以便使电气工程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、科技的进步和动态的科研环境。 a、信息技术的决定性影响。 1.2、影响电气工程的主要因素 b、与物理科学的相互交叉面拓宽。 c、快速发展变化。 美国主要大学电气工程学科的教学与科研领域简要归纳为11个方向： 通讯与网络，计算机科学与工程， 信号处理，系统控制，电力， 电子学与集成电路，光子学与光学， 电磁学，微结构（Microstructure）， 材料与装置，生物工程 1.3、电气工程的教学与科研领域 自动化（Automation）是指工具或生产过程不依赖或少量依赖人的干预而主要依靠预设指令和程序自动完成工作的过程。 2.1、自动化的定义 采用具有自动控制，能自动调节、检测、加工的机器设备、仪表，按规定的程序或指令自动进行作业的技术措施。其目的在于增加产量、提高质量、降低成本和劳动强度、保障生产安全等。自动化程度已成为衡量现代国家科学技术和经济发展水平的重要标志之一。 2.2、自动化的起源 自动化一词最早来源于美国福特公司的机械工程师D.S.哈德，1946年他用这个词来描述汽车发动的工作生产过程。但事实上，自动化科学的基础早在19世纪末期就已经奠定。自动化科学出现的原因是为了控制那些自工业革命来越来越复杂的机械设备，诸如汽车、飞机等。此外现代工业生产上的流水线和精密设备，也越来越难以单纯的依靠人手来控制。这些新产品和技术导致了自动化科学的诞生。同时，应用数学和近现代电子学的发展也为自动化科学提供了理论基础。 2.3、自动化的基础 自动化科学以数学和电子学为基础，根据应用对象，还包含力学、热学、电磁学、化学等很多学科，有些极端的研究方向甚至还要包括社会科学。20世纪70年代后，计算机技术和适应计算机技术的新数学方法逐渐取代了源于19世纪末二十世纪初的数学方法和电子学在自动化科学中的地位。而在当今，由于自动控制理论中大量新问题的出现，使得其中涉及的数学和计算机科学问题极端困难。因此，在西方自动化科学已经基本不再作为一个独立学科，而是被分化到数学、计算机科学的研究内容中去。 2.4、自动化与人 人的功能：1 检测（器官）、2 运算（大脑的思维）、3 执行（手、脚）、4 通讯（口、耳）。 装置如何代替人，或者说装置应该具有哪些部分才能代替人？ 经典的自动控制系统的组成：检测、运算、执行 通讯的目的：协调工作 2.4、自动化与人 人的检测功能(输入量)： 离散量（DI）；连续量(AI) 人的执行功能(输出量)： 离散控制(DO)；连续控制(AO) 人能够胜任不同的工作，相当于相同的硬件，装入不同的程序，能够完成不同的功能一样，这为自动控制装置的统一设计提供了参照。 2.5、控制（自动化）系统的组成 控 制 单 元 模入AI 开入DI 模出AO 开出DO 通信 2.6、控制系统举例 被控参量 给定环节 调 节 器 反馈环节 执行环节 被控对象 比较 被测参量 被控参量 给定环节 运算环节 检测环节 执行环节 被控对象 比较 被测参量 整定环节 运算环节 检测环节 执行环节 被保护对象 比较 2.6、控制系统举例 被测参量 整定环节 运算环节 检测环节 执行环节 被保护对象 比较 被测量 整定环节 运算环节 检测环节 执行环节 被保护对象 比较 被测参量 整定环节 运算环节 检测环节 执行环节 被监测对象 比较 A a b o t 1 2 3 2.6、控制系统举例 执行结果对比：1 控制系统：对被控对象进行调整；2 保护系统：对被监视对象实现跳闸、或者对运行人员发信号；3 监测系统：对运行人员发信号。 2.7、自动化涉及的课程 控制、保护、监视（监测）都含有如下几部分： 1 对象、2 测量环节、3 运算环节、 4 执行环节、5 定值环节 1 对象：各种生产机械，如电动机；发电机、变压器、输电线路、母线、电容器、电抗器、等元件 对应的课程：电机学，电气工程领域的相关课程 2.7、自动化涉及的课程 2 测量环节