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初步设计内容包括:设计采用的标准规范、电源状况、用电负荷、负荷等级、功率因数补偿、全厂供配电系统、变电所布置、主要设备选型、控制信号和计量、继电保护、防爆区域划分等。对初步设计进行审查应注意:设计范围和概算范围应一致;初步设计应能够实现且科学合理;设备选型应能够满足实际的需要并留有裕量;对总变电所设备和全厂其它设备的微机监控系统整体思路;对系统短路电流的处理方案;根据区域介质类型对防爆区域划分应正确;全厂各变配电所系统图及布置图进行审查;对场地和设备应留有一定的裕量等;
2 电气设备询价采购、供货商返资料给设计院
根据设备交货周期,到货时间,倒排设备采购说明书编制完成日期及技术附件签订日期。采购说明书应对电气设备的主要参数及配置作出明确要求。在与供货厂家签订的技术附件中应包括遵循规范、供货范围、产品性能、材料清单、试验项目、包装运输、资料返回时间及数量、联系方式等并附采购说明书,一般情况下选择 3~5 家资质优良,业绩较好的厂家进行谈判,尽量做到相关技术性能、供货范围一致,以便商务报价的可比性。根据技术协议中资料提交要求,供货厂家应按时提供相关资料,资料要求签字盖章、准确无误,以便提交设计院进行详细设计。设备资料包括但不限于设备平剖面图、基础平面图、安装图、荷重等。设计院按照供货厂家提供资料进行土建及电气详细设计。
3 详细设计及土建施工
设计院根据供货厂家返回的资料进行详细设计,详细设计包括:配电室布置图,一次系统图,二次线接线图,电缆及桥架走向图,防雷接地图、照明、插座等图纸;还包括相关电气材料清单如动力和控制电缆、桥架、接地线、照明灯具、直流系统、交流系统、插座、轴流风机、防雷接地等材料的规格、数量等;土建施工时,尤其要注意防雷接地线,高、低压柜,保护柜等柜体相应的基础预埋,预埋件预埋时应注意数量和位置。
4 电气设备验收、就位和安装
在土建、结构完成以后,电气设备等相继进场,应组织专业人员对到货设备进行验收,验收包括核实到货设备是否与技术附件要求的设备品牌,数量,尺寸、备品备件数量、专用工具数量、图纸、出厂实验报告、质量证明文件是否要求一致,外观检查是否有破损;大型设备对运输及吊装过程有要求的,还需在设备吊装就位后检查运输或吊装过程中相应记录仪的相关数据,如变压器就位后应对安装在器身上的三维冲击记录仪数据进行检查,设备吊装,就位过程要做好安全保护措施,大件吊装(如变压器吊装)时,需提前制定吊装方案。设备就位后按照相关规范进行安装。
5 电气设备一次、二次连接、试验及单体调试
电气设备就位后,施工单位根据全厂电气系统图对一次部分各电气设备进行连接,根据二次接线图进行测量、控制、保护线路的连接。一次设备连接包括高压电缆连接,如 110 kV 电缆头制作连接过程需要请专业电缆头制作人员进行现场制作,一次设备母线连接应按照相关标准选用力矩扳手对一次导线的连接螺栓进行紧固,一次连接过程中完成以后,由监理人员逐个进行检查,确保每个连接螺栓达到规定力矩,且设备内无螺栓、垫片和工具等金属物品及其他杂物留存。动力电缆应挂电缆标牌,电缆标牌应注明电缆起点、终点、规格型号和长度等。二次回路的连接一定做到连接准确无误,二次线连接紧固,每个导线端应套有按照规定编码的线号管,在检查故障时有利于分辨。一二次连接完成以后,由安装单位聘请有相应资质的试验单位对电气设备按照相关要求进行试验,如对变压器、电缆、母线、断路器等进行交流耐压试验,对变压器油进行试验,GIS 进行气体分析,断路器还需做机械特性试验,直流电阻测量等试验,并对单个开关进行单体试验。对二次回路用实验台做加压通流试验,一方面反映测量是否准确,一方面确保保护装置能够动作;对 CT进行极性校核,保证 CT 方向按照要求指向正确。在一二次设备相应试验完成以后,应现场进行分合开关试验,确保控制回路正常,对于高压柜,应将断路器置于试验位置,通过给保护装置加压通流,使其保护动作跳开断路器,以验证保护传动的正确可靠。
6 微机监控系统组态及联动调试
该地块块处与安徽省黄山和九华山之间的中心区域的太坪湖地区。澳大利亚SPG集团计划在该地快的B区建设旅游度假基地。其中包括酒店,高档别墅,酒店,高尔夫球场等。
各分区地块的用地面积,功能如下表:
名称
区块占地
区块相关建筑
建筑情况
B1
26.3万平方
高档别墅
约每套325平方,共400套
B2
20.0万平方
商住两用酒店,
19层216间客房,带200平方茶厅
酒店
20层240间客房,带400平方餐厅
B3
24.2万平方
街区
B4
20.5万平方
高档别墅
约每套350平方,共200套
B5
4.9万平方
高档别墅
约每套350平方,共50套
B6
10.6万平方
绿地
B7
8.5万平方
港口餐厅
B8
20.4万平方
高档别墅
约每套400平方,共125套
二供电工程规划
现状概述:该区现阶段由一路10KV高压线(农电)供电,容量负荷2000KVA。距离该区2公里直线距离处有35KV高压线一条(可两路线路供电)。
1、负荷预测
电力供电的总体规划,应根据当供电状况和当地用电负荷情况,靠虑远期发展的需要,远近结合近期为主,节约能源的原则。经技术比较后确定合理的方案。
采用需要系数法预测用电负荷,根据当供电状况和未来发展的需要,参考确定用电指标。
别墅:70(VA/M2)
商业:80(VA/M2)
酒店:120(VA/M2)
道路:20(KVA/KM2)
广场:80(KVA/KM2)
公共停车库:50(KVA/KM2)
预测B区总用电负荷约45.7兆瓦。其中各分区用电负荷如下表:
名称
功能
占地面积(平米)
容积率
总建筑面积(平米)
用电指标(VA/平米)
用电负荷(KVA)
B1
高档别墅
263,000
0.5
131500
70
9205
B2
商住酒店
200,000
0.5
100000
120
12000
B3
街区
242,000
0.6
145200
80
10164
B4
高档别墅
205,000
0.35
71750
70
5022.5
B5
高档别墅
49,000
0.35
17150
70
1200.5
B6
绿地
106,000
200
B6+
港口/码头
72,000
0.5
36000
100
3600
B7
高档别墅
85,000
0.25
21250
70
1487
B8
高档别墅
204,000
0.25
51000
70
3570
市政设备
300
加总
加总
1426000
573850
46749
各区安装变压器容量如下表:
名称
功能
用电负荷(KVA)
需要系数
同期系数
变压器利用率
变压器选择容量(KVA)
B1
高档别墅
9205
0.35
0.9
0.7
4142.3
B2
商住酒店
12000
0.6
0.9
0.7
9257.1
B3
街区
10164
0.6
0.85
0.7
7405.2
B4
高档别墅
5022.5
0.4
0.93
0.7
2669.1
B5
高档别墅
1200.5
0.6
0.93
0.7
957.0
B6
绿地
200
0.8
1
B6+
港口/码头
3600
0.7
0.95
0.7
3420
B7
高档别墅
1487
0.6
0.9
0.7
1147
B8
高档别墅
3570
0.4
0.93
0.7
1897.2
市政设备
300
0.7
1
加总
加总
47194
0.93
0.7
30687.1
2、电源
根据区总体规划及今后视负荷发展情况以及负荷的重要性,其中有四星、五星级宾馆属一级负荷,需两路电源供电;B区的总预计负荷为45.7MVA.
1)方案一:拟在B区地块南面设一35KV变电所,作为主供电源。由太平变电站架空引来一路35KV高压架空电线作为该区的主供电源。由原来的2000KVA/10KV变电站作为第二电源,供给一级负荷。
2)方案二:拟在B区地块南面设一35KV变电所,作为主供电源。由太平变电站架空引来两回路35KV高压架空电线作为该区的供电源。
3)分析:
方案一能很好的向一级负荷,提供两路完全独立的10KV电源,满足供电可靠性的要求。但是,由于一级负荷容量大而且分散,原有的10KV变电站的容量远远不能满足要求,需增容!10KV变电站在B区地块内,电源线路为架空线路(农电),影响了整个景区的景观要求。
方案二由太平湖变电站引来两回路35KV架空电线,能满足一级负荷供电可靠性的要求。35KVA变电站可设与B地块的南面的一角,不至于影响景区的景观要求。
4)小结:经技术比较,及当地供电部门的意见采用方案二。
3、35KV变电站设置
规划35KV变电站采用35KV/10KV电压等级,主变容量计算:按2台16MVA考虑,采用全户内式,用地按800平方米控制。
4、10KV配网规划
1)方案一:环网式配电,各10KV用户及各别墅和公用的10KV变电站内各设环网柜.
2)树干式和放射式混合供电方式。10KV配电主干线路伸入到各别墅区、街区,根据用户实际情况建设10KV变配电所,其电源可由35KV变电所或10KV主干线路直接引入。在各10KV变电站的电源进线处附近合适的位置设置10KV开关站。考率到该区作为旅游功能,10KV配电变电站可采用埋地式。一个10KV配电站供电半径安300米考虑。对于四星、五星级等一级负荷供电,需两路高压供电,10KV配电变电站设在建筑物内部。
3)分析:方案一技术合理、供电可靠,节约电缆。方案二供电可靠,技术合理、供电可靠,但电缆用量大设备投资高。
4)小结:环网式配电式目前普遍采用的一种配电方式。供电可靠、技术合理,节约成本,本工程采用方案一。
5、低压配电:各别墅的低压供电由各区的变压器提供。低压电缆全部宜优先采用电缆埋地敷设。
6、线路敷设
B区内35KV电力线路由太平变电站架空引来两回路35KV高压架空电线。35KV架空线路走廊控制宽度按12~20米控制。
10KV配电线的敷设:在平地或水平高差满足电缆敷设的情况,宜采用铠装电缆埋地敷设,在水平高差不能满足电缆敷设的情况,宜采用架空电缆或架空电线敷设。至各分区的10KV线路均沿B区内主要道路以埋地敷设为主,电力线路原则上以B区内道路为主要通道,与通信线路分置道路两侧。
7、主要设备及维护:
1)35KV主变电站可由业主委托当地供电部门负责。
2)各分区的变电站可分期施工
3)各酒店变电站等由可业主自己投资建设、维护也可委托当地供电部门负责。
4)别墅等的公用变电站则为当地供电部门维护。
电信工程规划
现状:在原乡政府位置有和平电信支局,电话容量2000门,可提供数据服务及光纤接入宽频服务。
1、电信容量预测
其中各分区电信容量如下表:
名称
功能
占地面积(平米)
容积率
总建筑面积(平米)
电信指标
(部/万平米)
电信估计(以门计)
B1
高档别墅
263000
0.5
131500
100
1315
B2
商住两用酒店
200000
0.5
100000
300
3000
B3
街区,停车库
242000
0.6
145200
80
1452
B4
高档别墅
205000
0.35
71750
100
717.5
B5
高档别墅
49000
0.35
17150
100
171.5
B6
绿地
106000
B6+
港口/码头
72,000
0.5
36000
200
720
B7
高档别墅
85,000
0.25
21250
100
212
B8
高档别墅
204000
0.25
51000
100
510
总共
1426000
573850
8098
2、规划目标
别墅区固定电话主线普及率达65线/百人以上,B区内固定电话主线需求量达8186线以上。规划移动电话普及率达50部/百人以上。
规划在设立新电信服务点,以和平电信支局作为电信交换中心(要求扩容),规划交换机总容量达1万门以上。在各分区和旅馆、商业用房等公共设施设置电信模块局和邮政服务网点,模块局预留面积100平方米,邮政网点预留面积100-150平方米。
B区电信交换以光纤接入网为主,光纤敷设至各别墅区、旅馆、街区和各景点,为信息化小区及光纤用户接入网的建设提供平台。能实现各种宽带增值服务,宽带要求百兆以上。
3、通信管线规划
各别墅区、旅馆、街区和各景点内的通信线路均采用管道埋地敷设,布置在主要道路下,与电力线路分设两侧。通信管道容量的设置应考虑到各家通信运营公司在B区的业务发展需求。
有线电视工程规划
1现状:该区未通有线电视。
2技术标注及要求
1)有线电视规划是城市规划的组成部份,牵涉到各方面的关系,有线电视网络设计施工时应当符合城市防火、防爆、防洪和治安、交通管理、人民防空建设的要求,作为城市的神经,有线电视网络的建成将为各行各业提供支持。
2)系统输出口指标:
C/N47dB
CM53dB
CTB58dB
用户电平63-70dB
频道间电平差>3dB
3用户预测
有线电视网络主要满足B区内各别墅区、旅馆、街区内设施及主要景点设施需求,住宅的有线电视入户率达100%,区内各景点及公共服务设施均考虑足够的有线电视终端。
4机房建设
1)B2区建立有线电视传输中心一座,用于设置多国卫星地面接收站及有关技术、管理用房。
有线电视网络干线采用光纤传输,建成一个开放式的能传输图像、语音和数据的宽带高速综合业务数字网,为用户提供全方位的高速信息平台。多国卫星地面接收站东南面不能有高层建筑物。具体建筑高度控制要求见下图。为保证信号传输的可靠性,中心要求考虑二路供电,及备有自发电系统。机房要求达到M级安全等级。机房占地面积0.3顷左右,长60,宽50米。
2)每个分区建立一个光中继放大站,主要用于光信号的中继放大,为服务区内的用户服务。光中继放大站同样要求两路路供电系统.
5管网建设
1)设计、施工、验收:为保证有线电视网络的高质量建设,工程设计和调试必须由黄山市有线电视台技术部承担。工程按批准的设计文件内容全部建成后,经广播电视行政管理单位验收合格后方可投入运行。
2)光缆敷设和管道:光电缆网络全部采用管道敷设方式,随基础设施同步施工。每个光节点目前平均覆盖500户,将可实现光纤到户。各别墅区、旅馆、街区和各景点内的有线电视线路均采用管道埋地敷设,布置在主要道路下,与电力线路分设两侧,与通信线路并列敷设。
3)各种管线断面如下图
传输中心出线管道12孔
光中继服务站出线管道8孔
网络双环所在道路管道8孔
其它道路管道4孔
4)电缆小片网
电缆小片网的设计工作必须与住宅、别墅等的设计同步进行,从光端机出发,分四路支干线到各分配放大点,每50户左右设一地面箱,地面箱内需配备220V电源。
6.规划中网络引用的标准
1)GY/T106--92《有线电视广播系统技术规范》
2)GB6510--86《30MHZ-1GHZ声音和电视信号的电缆分配系统》
3)GB50200--94《有线电视系统工程技术规范》
主要设备
美式箱式变电站——YBP系列预装式变电站
YBP系列预装式变电站是集高压开关、变压器、低压开关为一体的成套变配电装置。是我公司为满足城网建设的需要自行开发设计的系列产品,具备工艺先进、造型美观、运行可靠、维护简便、结构紧凑、移动方便、占地面积小等优点。产品可用于环网配电系统,又可作为放射式电网终端供电、并可配置高压计量单元与低压电容补偿装置。
产品型号:YBP-80~1600
主要技术参数:额定电压≤10kV,额定容量≤1600kVA,9型、10型、11型产品,美式箱式变电站。
主要使用领域:适用于城市高层建筑、住宅小区、风景小区、厂矿企业、风力发电、公共场所及临时性设备等变配电场所
产品特点:
1、可用于环网和终端供电方式
2、高压选择元件灵活,可选压气或真空式负荷开关与熔断器组合成电器,也可选用SF6气体绝缘环网柜
3、箱体壳选用金属结构箱体,也可选用非金属结构箱体
4、产品便于维护、检修
HJ-ODFJ系列光缆交接箱
产品概述:
箱体多种材料可选(SMC复合材料、不锈钢材料)
具有优秀的抗腐蚀耐劳化功能,防护级别IP65,适用于室外各种恶劣的条件
全摸快化设计,产品终端单元适配器面板可以旋转打开,扩容、维修、操作方便。
同时适用于普通光缆和带状光缆
外缆的处理、尾纤的终接、跳线以及熔接等所有的操作均在正面进行,安装场地不受限制。
光纤连接器倾角安装,安全性能好,且能保证光缆最佳弯曲半径,最大限度地减少光纤的传输衰耗。
提供各种附件保护光缆免受意外拉伤
箱门采用特种密封门封、防水门锁及三点式门销锁定。安全可靠,密封性好。
提供直熔单元,可实现光纤的直熔操作。有可靠的光缆固定和接地保护装置
适用范围:
光缆交接箱是用于室外光缆接入网中主干光缆与配线光缆节点处室外光纤配线设备,实现光纤的直通、盘储、和光纤底熔接、调度功能,可用于室外落地、架空安装方式。
产品分类::
配线容量:0~288芯配线容量:0~144芯配线容量:0~48芯
技术指标:
光纤连接器损耗(含插入、互换和重复):≤0.5dB
光纤连接器回波损耗:PC型≥45dBUPC型≥50dBAPC型≥60dB
光纤连接器插拔寿命:>1000次
工作波长:850nm1310nm1550nm
工作温度:-40℃
相对湿度:≤95%(+40℃)~+60℃
大气压力:70kPa~106kPa
机箱高压防护接地与机箱间耐压:>3000VDC/1min不击穿、无飞弧
高压防护接地与机箱间绝缘电阻:>2x104MΩ/500VDC
机箱的密封防护等级:达到GB4208标准中IP65级
GP84型CATV光站箱
概述:
GP84型室外CATV光站箱是用于CATV传输网络中光缆与同轴电缆交接处的接口设备,它具备使传输中光电信号转换的功能,同时对光接收部件及设备电源起到保护作用。该设备结构合理,外形美观,尤其是设备中光缆的过路、存储、熔接等操作都极为便利,是室外有线电视光接收设备理想的产品。
特点:
1.设备布线合理,有足够的空间来保证光缆、同轴电缆的弯曲半径及走线。
2.光缆熔接部分采用独立的密封设计,防护等级达GB4208标准中IP65级要求。
3.设备采用对流散热设计,保证设备中光接收机等有源部件长期可靠地工作。
4.设备结构合理,所有操作均在正面操作,给施工维护带来很大方便。
5.当遭受意外破坏致使箱体损坏时,该设备可实现在线更换箱体。
6.设备箱体采用进口不锈钢或SMC短切纤维片状增强复合材料制造,具有优良的抗腐蚀耐老化性能和很高的抗冲击强度,箱体的使用寿命可达20年。
1.使用条件
a.工作温度-20℃~+50℃
b.相对湿度<95%
c.大气压力70kPa~106kPa
2.机械及电气性能
a.设备箱体防护等级达到GB4208标准中的IP65级要求;
b.设备阻燃性能达到GB/T5169.7标准中实验A级要求;
c.地线与机架间的绝缘电阻为5×104MΩ/500V;
d.地线与机架间的耐压为3000V(交流),1分钟不击穿。
1.1严格审核施工图纸
建筑电气工程在施工之前通常要需要严格进行图纸会审,参与图纸会审的主要有设计单位、业主、监理工程师和施工单位,通过图纸会审,找出设计图纸中存在的问题或者是不合理的地方,以便能够及时修改,减少不必要的损失。在图纸的会审中,一定要结合建筑电气工程的实际情况,确定施工单位能否达到设计单位的要求。在审核图纸的过程中,一定要找出对工程质量影响较大的因素,并一起讨论寻求最佳的解决方案,坚决不能应付了事,草草收场。在市场经济环境下,设计单位的人员流动较大,而且设计单位承接的项目相对较多,因此在设计的过程中难免会出现一些问题,这些问题如果不及时发现,就会影响整个工程的质量,甚至造成经济损失[2]。因此,在实际图纸会审中,一定要严格按照相关标准来审查,确保图纸具有齐全、完整、清晰的各项说明,确保图纸的轴线、坐标、尺寸、标高、数据等均精确。审核人员一定要确保图纸中不存在逻辑不对的地方,并分析施工的结构、建筑的强度和稳定性是否合理。另外,审核人员要确保施工单位能够承受施工的难度和强度,确保能够顺利施工。此外,审核人员要确认设计中使用的原材料是否合理,如果发现原材料的使用不合理,一定要和设计人员及时沟通,并同采购部门商议。在审核的过程中,如果发现设计图纸存在问题,一定要及时沟通,以便能够及时纠正错误,避免工程施工后出现更大的麻烦,在一定程度上减少了经济损失。
1.2确保原材料的质量
施工单位的施工一定要结合相关技术文件和审核后的施工图纸,并按照相关的施工规范和当地的法律法规进行。在实际施工的过程中,如果发现设计图纸上存在不合理的地方,或者是存在严重的问题,一定要及时提出来并上报,不可以擅自作出设计更改。在施工中要认真执行规范化的操作程序,而且每道工序要接受有关人员的验收,并签字确认后才能开始下一道工序。相关人员要将工作日志记录好。施工中使用的原材料一定要质量良好的,材料采购后要经过相关检查人员的检查、试验,确保原材料符合相关质量标准后才能验收入库。对于不符合相关质量标准的材料设备严禁入库,并及时做好退货工作,同时把材料的相关信息详细记录下来并交到财务部,便于财务部门进行核查。材料入库后仍需进行定期检查,在使用材料的过程中如果发现质量问题,一定要及时上报,坚决不能使用质量不过关的材料设备。原材料必须要有检测报告、出厂合格证、复检报告等,而且要经过监理方和建设单位的签字确认才能使用。通过对原材料的质量控制,大大提高了整个建筑电气工程的质量[3]。
1.3加强施工阶段的质量控制
在建筑电气工程的施工中最重要的环节是配电箱、电力电缆、配电装置三个设备的协调交接环节,明确三者之间的关系,并制定对应的措施,结合相关的规范进行超前控制,确保达到工程质量要求。做好重点环节的监控后,要以点带面,确保整个建筑工程质量的提高。土建工程要和电气工程紧紧结合在一起,结合土建混凝土浇筑的速度和流水作业的次序,将电管铺设工作做好。电管铺设工作是建筑电气安装工程的重点工作,对于整个建筑电气工程的质量有很大的影响,因此一定要引起重视,不能简单应付。
1.4重视安全管理工作
施工单位在施工的过程中,仅仅重视质量管理是不够的,还需要加强安全管理,负责人要不断的向施工人员灌输“安全第一”思想,在确保安全的同时提高工程施工的质量,确保人人都能树立安全意识,做好安全保护措施,一旦出现突发事件要沉着冷静,千万不能慌乱,根据经验和所学的知识随机应变。施工单位要制定一系列的安全管理制度,施工人员要严格按照制度来施工,这样才能有效保证人员和设备的安全。施工人员要接受岗前培训,没有接受岗前培训的,或者岗前培训不合格的坚决不能上岗[4]。另外,要定期组织全体施工人员参加安全教育,并列举一些典型的安全事故,以此为戒,让全体人员吸取教训,确保下次不会再出现这样的情况。在安全教育的过程,要培养施工人员处理突发事件的能力,当真正发生安全事故时就不会慌乱而不知所措了。
2结束语
1)电气自动化技术与工程管理
在使用电气自动化技术后,改变了以往电气仪器(像仪表显示器)的基本功能,而是在此基础上拓宽其功能,完善其在电气工程中的角色定位。例如在仪表管理过程中,在运用电气自动化技术后,由最基本的功能:显示温度、压力、流量等过度到自动化管理模式上,这种管理方式实现了电气工程现场众多变送器流量、信息、数据之间的转换,提高了信息收集水平,有利于工程决策制定,改变了以往电气工程低效、不精确的缺点,而且减少了后期维护工程量,使得成本得到大幅度降低。除此之外,在管理过程中,应对电气工程整个施工信息、技术使用反馈信息等,这实现了对电气工程从开始施工、技术运用、调试、后期维护、信息反馈等一整套指标的微机化管理,从而减少了其中弄虚作假、徇私枉法现象的发生。
2)电网调度管理
电网调度的时效性与安全性对一个国家整个电力系统的运行具有关键性作用,传统的电网调度过程过于分散,不同部门之间相互分离,无法实现信息共享,使得电力分配与使用问题繁多。在其管理过程中,灵活运用电气自动化技术从而建立了电网调度自动化技术系统,从打印设备的配置、工作站的组建、中心服务系统的运用以及合理将大屏幕显示器的作用实现最大化发挥,在该调度自动化系统中,实现了变电站、发电厂与次级调度中心三者的联系,使其成为一个整体,这方便了电气自动化技术对电气系统以及其运行过程的时时监督,对所收集的信息进行合理科学性评估,做好电力负荷的有效预测,同时,电气自动化技术还应定期做好电网调度整个过程的信息采集、数据分析,并对其整个流程进行合理监控,从而保证电网运行的安全性与经济性,使其发展目标与市场经济相融合,并不断借鉴吸收,实现新型化发展。
2结语
1.1继电器的作用
继电器是一种安全控制元件,通过对电流的有效控制,减小了电气设备被损坏的几率。它里边有感应结构,能够对输入的电流进行充分反映。另外,继电器在使用中,主要通过驱动特性对相关的电路进行断开或连接控制。继电器的主要作用有:电路控制、电信号综合控制、扩大控制能力等。
1.2继电器的组成
继电器的主要组成部分有两个,其一触点,其二线圈。但根据不同使用情况,也可以加入其它构件,以提高控制功能。另外,在电力工程中,继电器通常由特定符号表示,有时用一组触点表示,有时是一个长方形或多个长方形。在有特殊要求时,在长方形内部附加“J”符号。在线圈和触点组装好之后,进行字符刻画,通常在长方形一侧,或者在控制电路中。在符号刻画时,应根据不同继电器类型,标注不同符号。一般情况下,继电器符号有H、Z、D三种类型。
1.3继电器的分类
随着电力工程不断发展,低压电器设备种类不断增加,对应的继电器种类也日益繁多。为了方便购买,有必要将他们进行分类。分类主要依据外形特征、防护类别及控制原理等。如根据工作原理,可分为温度类型继电器、高频类型继电器,固体类型继电器等。根据尺寸大小,可以分成微型继电器、小型继电器等。根据功率可以分为微功率继电器、弱功率继电器及中功率继电器等。
2继电器在电气工程自动化低压电器中的实施要点
主要表现在以下几个方面:
2.1继电器测试
在继电器使用之前,应给予测试,以保证在使用中不出现差错。继电器中,主要组件是触点,所以在使用之前,必须对其进行检测,如发现问题,及时解决。触点检测时,通常利用万能表,这时,继电器电阻值应为零,尚属正常,而触点的电阻值应为无穷大。在测量中,如果出现和上述不相符合的情况,应及时分析,找到出错点,并给予解决。
2.2线圈电阻测量
继电器线圈通常环绕在条形磁铁上,具有连接续流二极管的功能,当线圈中通电时,会在两端产生感应电动势。当断电之后,原先的电动势方向会发生变化,并对电路中的元件产生反向电压。当该电压高于元件的承受上限时,会对三极管等元件造成破坏。所以,在继电器使用时,应对线圈电阻给予测量,以免对里边的元件造成破坏。通常情况下,利用万能表进行测试,以判断线圈是否存在断路等情况。
2.3吸合电流及电压测量
在吸合电流及电压测量之前,准备好电流表和电压表及电源。然后以电源为中心,将电流表、继电器及电压表连接到电路中,组成闭合电路。电路连好之后,分别打开电流表、电压表、继电器及电源开关,使电路畅通,并经过电流。这时应观察电流表的数值及继电器的运行情况,当电流表数值较小,并且继电器运行正常时,应逐渐提高电压值,直至继电器出现吸合,此时应记录吸合时的电流值及电压值。为了使吸合测试更加准确,在电路连接之前,应对电压表及电流表进行校对,并在测试时,多测量几组数据,以计算平均值,使得吸合电流及电压更加准确。
2.4释放电流及电压测定
在使用继电器之前,释放电流及电压也应作为测定内容被给予重视。在测量时,和吸合电流及电压测量一样,也准备好电压表、电流表、电源、开关机继电器,将它们组成闭合电路,需要指出的是,在电压表及电流表连接之前,应给予校对,以增加测量准确性。测量前,检测电路是否有断路情况,无误后,闭合开关,观察电流表及电压表数值,同时对继电器运行情况给予关注,当继电器出现吸合现象之后,逐渐减小电压值,当继电器出现声响时,测量结束,将这时对电压值及电流值记录。为了取得较为准确的测量数据,应将这一步骤重复操作数次,并一一记录测量数据,以求得平均值。吸合电流及电压和释放电流及电压具有一定的联系,通过二者之间的关系便能判断出继电器能否正常运作,如当释放电压在吸合电压的10%之内时,继电器便不能正常运作;正常运作时二者的关系是:释放电压在吸合电压的10%-50%之内。超过50%或低于10%,均会影响继电器正常使用。
3结语
发电厂分散测控系统绝大多数都是采用分层分布结构,由高速数据通讯网(以太网)、运行人员工作站(OS)、过程控制单元(PCU)、工程师工作站(ES)等部分组成,过程控制单元(PCU)是其中最为重要的部分,可接受现场变送器、脉冲量、开关量、电气量、热电偶、热电阻等信号,可直接应用于生产过程,它是由能可冗余配置的主控模件(MCU)和智能I/O模件构成,在运算处理之后可实现生产过程的联锁监测、联锁控制、联锁保护等。运行人员工作站(OS)和工程师工作站(ES)能够提供了人机接口,同时为电气设备维修工程师提供系统诊断、系统维护、系统组态设置等手段。数据的采集、处理、监控都采用微型计算机来完成,机组的监控水平得到了大幅度的提升,也提高了人机交互界面;无论是进口的机组,还是国产的大型机组,基本都安装了协调控制系统;在很多电厂的自动装置设备都是采用数字化仪表来进行显示控制,而不再是过去那种传统的机械式仪表,这些措施都将我国的电厂热工自动化技术推向到了一个新的高度。
电网调度的自动化。电网调度的自动化一般是由电网调度中心的计算机网络、大屏幕显示器、打印设备、工作站、服务器等组成。它由处于调度区域内的测量控制设备等变电站终端、下级电网调度中心、发电厂等构成,由电力系统专属局域网进行连接。电网调度的自动化的主要功能有:适应电力市场的运营需求、对电网运行安全情况进行分析、监控、实时采集电力生产的过程中数据、自动发电控制、对电力系统状态进行评估、自动经济调度、对电力负荷进行预测等。
配电自动化。配电自动化与调度自动化相比,规模要小的多。配电自动化目标在于实现电力系统经济运行、减轻运行人员的劳动强度、为用户提供优质服务、提高供电的可靠性、改进电能质量等,是一项综合信息管理系统,集合了设备管理技术、数据传输技术、计算机技术、现代控制技术等为一体。配电自动化在美国、英国、加拿大等一些发达国家已有了多年的运行经验,并且有向纵深性发展的趋势,如人工智能、光纤通信、大规模地形显示等。目前我国的配电自动化技术主要使用了配电管理+集中监控模式的配电自动化、集中监控模式的配电自动化、就地控制的馈线自动化模式,且使用了分布式总体结构,通过网络将子站和主站联在一起,形成统一的配电自动化系统。
加强电气工程自动化系统的人性化设计
1文化因素。我们在对电气工程自动化系统进行设计时,应该表现出与技术进步和时代精神的与日俱进,满足电厂的功能需求,符合电厂的企业文化特征。
2美学因素。在进行电气工程自动化系统设计的时候,应该基于人性化设计的角度来进行研究考虑,对人的触觉、听觉、视觉等审美情趣进行充分的考虑。
3人机工程学因素。应该采用多学科的方法,如心理学、生理学、人体力学、人体测量学等来提供人体机能特征参数,研究人体特征和结构,为电气工程自动化的设计提供人性化的要求。
⑴变电站自动化。运用全微机化的装置替代电流信号电缆式设备,采用数字化技术、网络化技术,以计算机电缆或者光线替代电流信号电缆,实现自动化的监控和操作,从而减少人力资源的浪费,提高工作效率和运行水平,保障变电站运行的安全性和稳定性。
⑵电网调度自动化。通过电网调度加强对计算机网络系统的控制,使电力在生产的过程中能够获取实时数据,能够对电网运行情况进行实时监控和分析、评估和电力负荷的预测等操作,提高电网运行的质量,适应电力市场运营的需求。
⑶发电厂分散测控系统(DCS)。能够有效的对运行参数和设备状态进行实时显示和打印,促进整个系统生产过程的检测、控制盒联锁保护等功能,保障系统运行的安全。
2电力工程中电气自动化技术
⑴全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管。晶闸管作为第一代电子电力器件,在我国电力工程发展中起着十分重要的作用,伴随着电力技术的发展和提高,交流变频技术的兴起,第一代半控型晶闸管已经不能适应现代化电力系统发展的要求,以CTR/GTO/P-MOSEFT为代表的第二代全控式电力电子开关逐步的被广泛的研制和应用。根据各种器件的性能适应于各个电流、电压额等电力系统范围中。而由于第二代全控型器件必须要有较大的控制电流,使电流在控制方面难度增加。而MOSFET作为一种电压驱动器件,其对驱动电力要求简单,开关时间快,并且安全工作区十分稳定,但是其通态电压额会随着额定电压的增加而倍增加,从而不利于P-MOSFET的推广和应用。在这种背景下,作为新一代的复合型电力电子器件IGBT/MGT应运而生,IGBT拥有和MOSFET一样的高输入阻抗、高速特性和GTR大电流面密度特性的混合器件。开关速度快,通态电压低,工作频率高,并且具有宽而稳定的安全工作区,工作效率高,驱动电路简单,更符合现代化对电力器件的需求。新一代的复合型电力电器件,随机复合化技术的不断提高,电器件生产范围不断扩大,应用也不断的深入,在电器复合化的同时,加强对电器向模块化的发展,使电力电器件向更高要求发展。
⑵变频器电路从低频向高频方向发展。在电力电子器件不断更新的过程中,为了能够适应电力电子器件的需求,由它组成的变换器电路也在不断的更新换代中,以往的变频器电力已经不能满足新一代电力电子器件的需求。采用谐夺式直流环逆变器能够有效的降低开关损耗,保障开关在频率上的提高,把逆变器挂在高频振荡过零的谐振路上,使电力电子器件在零电压或零电流下转换。加强变频器电力从低频向高频方向的发展不仅能够有效的降低开关损耗,并且节约成本,提高逆变器集成化,在电气自动化技术中具有广阔的发展前途。
⑶交流调速控制理论的日趋成熟。随着对交流调速控制理论的深入研究,将复杂的矢量变化与电动数学模型进行简化处理,在对交流调速控制理论研究过程中,其控制思想独特,具有创造性,控制结构简单,控制手法直接,对信号处物理概念明确,转矩响应迅速,大大的提高了调速效率,形成一种高静动态性能的新型交流调速方法。适应现代化的电气自动化技术发展的需求。
⑷通用变频器开始大量投入使用。随着变频器技术的成熟发展,高动态性能矢量控制性开始大量投入生产和实用中,它主要采用全数字控制,通过相关的软件能够对系统进行自动化的设定和操作,提高变频器的变结构控制盒自适应控制。伴随着技术的不断提高,变频器的可靠性、可维修性、可操作性等相关的功能在单片机控制动技术的支持下不断的提高。
3结束语
1.1人工智能的概念
人工智能的目的是实现机器智能化发展,通过采用人工研究得出的方法与技术,从而扩大人工的生产能力,推动产业的不断发展。人工智能的产生伴随着人类社会的不断发展,是人类社会进步的结晶。随着社会的不断发展,人工智能技术与时俱进。
1.2智能化技术的理论基础
目前,智能化技术广泛的应用于精密传感器、计算机、GPS定位技术等高科技信息工具中。其理论基础最先于20世纪50年代左右提出并随着社会的发展逐渐应用。通过智能化技术的应用,能够有效延伸、扩展以及模拟相关人工作业,在提高了工作效率的同时也保证了工作质量。
1.3电气工程自动化中智能化技术的特点
智能化技术拥有完善的控制系统,能够有效的对数据进行分析与处理,从而保证系统的有效运行;通过使用智能化技术能够简化电气工程的控制系统,提高整体运行效率;实现了控制器的无人化超控,减少了人力资本的投入;实现了数据一致性的标准,能够快速地进行评估工作。
二、智能化技术在电气化工程中的发展现状
随着我国经济技术的不断进步,智能化技术已逐步应用到电气工程自动化工作当中。智能化技术的不断成熟使得其应用领域不断延伸,目前主要应用于计算机技术中,通过智能化技术与计算机技术的巧妙结合,在信息传递、提高工作质量、改善工作环境以及推动我国经济发展中都起到了巨大作用。当下的智能化技术还在不断发展,它为世界带来的惊喜仍需展望。
三、智能化技术在电气工程自动化中的具体应用
1、神经网络系统。神经网络系统由定子电流经过电气动态参数进行辨别控制和转子速度辨别经过机电系统参数两个方面构成。在神经网络系统中,反向学习算法被作为经常使用的方法,在其前馈性的特点之下进行高效运转,对于控速度、负载转矩以及时间控制上都有良好的效果。
2、模糊逻辑控制系统。目前,我们所说的模糊逻辑控制系统有效的代替了之前的PID控制器,模糊逻辑控制系统通过其知识库能够有效的进行推理决策,实现控制目标。模糊化的形式大多由多种函数表现形式构成,是进行模糊逻辑系统的重要方法。
3、故障诊断及优化设计。智能化技术在电气自动化中的应用大幅度提高了故障诊断的效率性,由于电气设施故障本身具有复杂性、隐蔽性、波动大等特点,其诊断效率较低。随着智能化技术的广泛应用,不但提高故障诊断的准确性,同时还节省了人力物力资源,使诊断过程快速有效。对于电气产品的设计领域来说,其内容广、工序复杂、影响因素多等特点,导致电气产品涉及领域存在较大困难性。智能化技术的引入,提高了电气产品的技术含量,不仅能够有效降低人力劳动强度,同时还缩短了产品设计的时间,推动了电气工程的发展。
四、智能化技术在电气工程自动化应用中的发展方向
1、智能化技术在电气工程自动化应用中的性能发展方向。智能化技术在电气工程自动化应用中的性能发展方向主要包括了其三高特征,即高速度、高精度、高效化,在电气工程自动化技术中这是其发展关键的部分。我们通常所说的智能化技术主要是指在进行自动化工作时,所采用的智能系统带有较高的智能化功能,这种功能有效地提高了系统运行效率,从而实现系统的有效改善;另一方面,就是其柔性化。柔性化主要表现在其群控系统和数控系统的柔性化。通过采用智能化技术,能够有效发挥控制系统的作用,在提高其具体要求的同时,有效监控其信息流和物流的动态变化。
2、智能化技术在电气工程自动化应用中的功能发展方向。智能化技术在电气工程自动化应用中的功能发展方向主要包括用户截面图形化以及科学计算可视化两个方面。具体来说,使用用户截面图形化方便了用户操作,同时也实现了对三维立体图形、模拟图形等动态图形的有效追踪;科学计算的可视化实现了对数据应用的高处理,有效提高了工作效率。
五、结语
随着人工智能的发展,智能化技术被应用到电气工程及其自动化中,主要用于控制器以及机器的智能化。智能化技术的应用可以通过故障诊断、智能控制、优化设计、PLD技术这几方面来描述。
1.1故障诊断
电气工程设备的工作时间长,难免会发生故障,由于电气设施故障的非线性、复杂性及不确定性,一旦发生故障,往往需要大量的时间排查故障,效率低、准确率低。而智能化技术能够有效解决这一问题。在故障发生前,一般仪器会出现一些人们很难发现的预兆,通过实时监测仪器状态,在出现异常时及时报警并提示故障位置,在故障真正发生前避免故障,能够在极大程度上减少维修时间。电气工程中常常通过分析变压器中渗漏油分解出来的气体进行故障诊断,确定故障发生的范围,并通过各种手段逐步缩小范围,从而确定故障位置并提示派遣人员及时检修。同时,智能化装置可以记录故障问题,为以后的故障诊断提供参考,使故障诊断更加安全可靠。
1.2智能控制
智能控制能够在很大程度上实现电气工程及其自动化的控制过程自动化,实现无人化管理和远程管理,提高管理的高效性。尤其对于一些高危险、高难度的工作,如高压控制,智能控制是必不可少的。相对于传统的控制器,智能控制器的灵活性更好,更易调节。传统的控制器在设置时需要精确考虑控制对象的动态方程,而实际涉及到的控制环境往往很复杂,存在很多不确定因素。但是智能控制不存在这方面问题,因为其在设计时并不涉及控制对象的模型。并且智能化控制器可以根据对响应数据(如鲁棒性变化、响应时间、下降时间)的分析随时调整系统,调整后智能控制器的性能会大大提高,调整的过程并不需要专业人士在场,这样就减少了大量的人力。以风力发电厂智能化升压站系统为例。智能化升压站系统通过对过程层和间隔层设备升级,将一些模拟量和开关量数字化,有效运用光纤设备,实现间隔层和过程层的通信。站控层由系统主机、工作站、VQC等设备组成,是全站监控、管理、调度中心。系统通过智能化控制,自动完成信息的采集、测量、控制、保护等功能,相比于传统的升压站系统在效率、有效性等方面有很大的提高。
1.3优化设计
电气设备的设计工作相当繁琐,需要综合运用成套设备、电路、电机与电气、电磁场、变压器等学科的知识,并结合过去的设计经验。传统的设计方式根据经验和实验,手工完成设计,方案的达标率非常低,修改难度大,成本高,产品的开发周期也很长。应用智能化技术能够有效提高设计产品的质量,缩短开发周期。智能化技术在这方面的应用主要有专家系统和遗传算法。其中,专家系统依据该领域的专家提供的知识经验,建立数据库,在决策前模拟专家决策过程,做出合理决策,该技术比较前沿,目前尚处于研发阶段,尚未得到大量应用。遗传算法是一种借鉴进化论的随机化搜索方法,被广泛运用于信号处理、组合优化、自适应控制等领域,在电气设计产品的优化上性能优越。
1.4PLC技术
PLC(可编程逻辑控制器)具有高可靠性和抗干扰能力,广泛应用于自动控制领域。在一些大型的电力企业的辅助系统中,PLC已经代替了一般的继电控制器。PLC技术使用内存,用程序方式存储控制逻辑,并用半导体电路实现。PLC技术的应用实现了供电系统的自动切换,用软继电器取代了实物器件,使供电系统更加安全可靠。并且,它能使用复杂的工作环境,具有良好的发挥性能,稳定性强。
2.智能化技术在电气工程及其自动化中的应用前景
2.1优势分析
智能化技术在电气工程及其自动化中相比于传统的控制系统有巨大优势。传统的自动控制系统需要建立控制模型,运用数学方法分析,建立动态方程,但由于系统的复杂性,在实际应用中往往会出现无法预料的问题,很难达到预期的效果。智能化系统可以从根本避免不可控因素,提高工作的效率。智能化技术可以实时监控系统,通过监测响应时间、下降时间等对系统进行实时调节,使系统性能大大提高。因此,智能化系统比传统的控制器更能适应实际工作环境。另外,智能化技术拥有很强的一致性。在输入不同的数据时具有同样可靠的估计能力,有广泛的适用性。
2.2性能方向
速度、精度及效率是电气工程及其自动化的关键指标。在电力系统中采用智能高速处理器芯片,同时采用交流数字伺服系统,能够改善电力系统的动态特性和静态特性,提高系统的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系统和数控系统这两个方面。对于群控系系统,必须按照生产流程的具体要求设计系统,使系统能够发挥最大的作用,完成信息流和物料流的动态调控。对于数控系统,其强大的可裁剪性和覆盖面可以满足客户的具体要求。
2.3功能方向
在功能方向上,主要包括设计用户图形界面、可视化计算、多媒体技术方面的发展。目前的操作系统一般都采用图形界面,具有良好的人机交互性。在智能化系统中采用图形化界面,通过窗口和菜单实现编程、图像显示、图像模拟、仿真等功能,能够降低操作者的门槛,方便非专业人士操作。通过可视化技术,信息的表达不再是呆板的文字和数据。将数据转化成图表,能方便操作者分析数据,也可以高效地处理和解释数据。同时,采用无图纸设计、虚拟样机技术等技术,将可视化和虚拟环境相结合,能够更加有效地提高产品质量、缩短产品开发周期。多媒体技术一般是将声音、文字、图像、视频等融合在一起传输,如果将多媒体技术应用于智能化系统,可以更加综合化、智能化地处理信息,能带来很大的经济效益。
2.4体系结构
通过集成化、模块化、网络化实现智能化技术在体系结构方面的发展和完善。可以使用高集成度的处理器、大规模集成电路FPGA、CPLD等提高软硬件运行速度。器件的高度集成化能够提高电路密度,减小器件体积,更加方便安装和使用。将智能化技术模块化,各模块之间通过接口通信,这样有助于技术的标准化和集成,也可以运用模块的增减将智能化产品分级别销售。将智能化系统联网使得人们能够对系统进行远程监控,随时掌握系统状况,使电气工程的控制不受地域限制。也可以实现在一台设备上控制其他设备,进行编程等操作。对于较小的电力系统,远程控制能够节约电缆的增加数,材料以及安装费用,并且可靠性高、灵活性强;但是在通讯量大的系统中远程控制会比较困难。
3.结语
智能建筑是依靠建筑这一平台实现,智能建筑中的弱电系统设备与线缆安全则都需要依靠电气工程及自动化技术,比如电源技术、抗干扰技术、防雷技术、接地技术、防静电技术、屏蔽技术、防谐波技术、布线技术等。电气工程及自动化技术实现了设备和系统整个工作流程的有效监控,由于建筑本身结构复杂,电气系统的组件繁多、功能多样性,传统的运行方式会导致故障时常发生。但电气工程及自动化技术则通过“采集—处理—反馈”,对系统进行实时监控,第一时间将信息进行反馈到控制中心,实现高效率不间断的控制与管理。此外,电气工程及自动化技术可以将建筑当中的配电、消防、照明及空调等系统连接成一个整体,这就提高了联动能力,有效解决了电梯系统的有序运行和紧急情况下(火灾等)的自动识别等。还有电气工程及自动化技术还提高了安全性,在发生故障时,可以通过遥感技术进行控制,这就大幅降低了故障对操作维修人员的安全系数。因此,电气工程及自动化技术是实现智能建筑的关键。它能够帮助智能建筑实现真正的智能,还能加强智能建筑的安全与防范能力,实现智能建筑之间的信息传输。这充分表明电气工程及自动化技术对智能建筑的发展有着极为重要的意义。
2电气工程及自动化技术在智能建筑中的重要应用
2.1TN-S和TN-C-S系统的应用
TN-S系统是能够严格区分保护地接线PE和中性线N的低压配电系统,采用保护线地线PE加上三相四线的一种接地系统,能够达到保护智能建筑系统中所有设备的路线,也能达到预警、防静电、机房交换机等功能目的。TN-C-S系统主要由TN-C和TN-S2个接地系统组成,这2种系统的分界面主要在PE线与N线的连接点上,其安全性极高,是智能建筑的一个重要接地系统,能够有效提高住宅用户的安全性。
2.2楼宇控制系统的应用
智能建筑的楼宇控制系统主要有排水、照明、通风和消防监测等系统,且这些系统都是和用户的生活密切相关,智能建筑楼宇若能实现控制系统自动化,则能够大幅提高各项系统的运行效率。比如,用户最能感受到的照明系统中的智能开关,能够准确的控制灯的开关,根据实际需求利用照明,能够最大程度节约能源,且其监控系统还能自动检测,不必安排人员进行夜间巡灯值班。再比如,智能建筑中的消防检测系统,能够提供应用在线监测,利用传感器技术,实现自动监测,自动传输数据和报警数据的自动发送,能够第一时间掌握智能建筑的实际动态,进而实现第一时间将火灾隐患扼杀在摇篮中。
2.3通信自动化系统的应用
智能建筑的核心是智能化,而智能建筑的智能化的核心就是通信自动化系统,因此在智能建筑的电气工程设计中必须要实现通信系统的自动化。通信自动化系统的主要功能就是调整和处理智能建筑内外各种语言、图像、文字和数据之间的通信。这样就能将智能建筑的用户建立局域网,进行办公区内的计算机和其他外部设备之间的联接,实现电子数据的业务交换,这就能够满足用户对这一方面的一定需求。另外,卫星通信系统的引入,更加实现了国际信息间的联系,更是起到了零距离的作用,这样将可以更加有效形成较为完善的智能建筑网络体系,实现全球资源的实时共享。
2.4办公自动化系统的应用
智能建筑一般为项目比较大,其需要处理的事情也比较多,这就需要不少的人力、财力和物力,这无形之中就增大了成本。但若能实现办公自动化,那么将能有效降低成本。办公自动化就是利用先进的科学技术,逐步将人的部分办公业务活动物化到设备当中,促使这些设备和办公人员形成人机信息处理系统。其目的就是最大程度地利用信息资源,提高劳动生产效率和工作质量,并帮助提供决策依据。在具体的办公室中,主要以计算机为中心,利用打印机、传真机、复印机、电子信箱等现代化办公及通讯设备,广泛、全面和迅速地收集、整理和加工成能够使用的信息,从而为科学管理和进行决策提供服务和支持。因此,办公自动化系统的建立,能实现自动分析、采集信息,实现提供各种优化方案,协助决策者能够做出正确决定。
3电气工程及自动化技术在智能建筑中应注意问题及智能化展趋势
3.1电气工程及自动化技术在智能建筑中应注意问题
电气工程及自动化技术在智能建筑中还有很多应注意的问题,例如屏蔽接地、防雷接地、安全保护接地和静电接地及直流接地等技术。其中,安全保护接地主要是因为智能城市中会安装很多金属设备,这些设备的内部又带有很多导电线,如果导电线上的绝缘层能够破坏,就特别容易出现漏电现象,这就将导致安全事故发生。因此,系统中的金属设备都需要安装安全接地装置,四线降低电阻和防止电流外泄。直流接地,特别是现代信息技术和城市化快速发展的今天,在智能建筑中,通信设备和各种计算机技术被广泛应用。这些系统都需要微电。因此,为保证让电子设施能够正常运行,系统就需要一个稳定的电压、电源和基准点位。
3.2电气工程及自动化技术的智能化发展趋势
智能化技术在多个领域中被应用,它涉及到的范围比较广泛,整体的综合性比较强。智能化技术主要是指通过一定的现代化的技术手段,促使电气工程的设备达到智能化的目的。随着科学技术的进步,智能化技术不断成熟,在实际的工作中发挥着重要的作用。智能化技术在电气工程自动化控制中的应用越来越广泛,而且在不断的实践中促进智能化技术的不断进步。智能化技术是计算机高端技术中的一种,在应用中需要掌握一定的计算机理论知识,才能够确保智能化技术更好的发挥作用。在电气工程的建设中,采用智能化技术可以提高电气自动化控制的工作效率,减少电气自动化控制中的工作成本,促使整个系统的运行效率得高进一步的改善。
2智能化技术在运用过程中的优势
在电气工程自动化控制中,采用智能化技术对于提高电气子自动化控制的效率具有重要的意义。智能化技术的优势如下:一是不需要建立控制模型。在传统电气工程自动化控制中,需要建立控制模型实现电气工程的控制,但是由于控制的对象比较的复杂,在实际的操作中,无法达到精确的效果,这样对于对象模型就出现了无法估量、无法预测的问题。而采用智能化技术能够很好的解决这种问题,并且提高工作效率。这样可以在源头上控制一些因素,提高了自动化控制器的精密系数。二是便于对电气系统进行调整和控制。智能化技术可以灵活的调节和控制,能够为自动化控制打下基础。智能化的控制器具有更强的实际操作性和调节作用,而且智能化技术不需要专业的技术人员也可以进行操作。三是智能化控制器具有很强的一致性。智能化技术具有很强的一致性,能够对不同的数据进行处理,即使是陌生的数据智能化控制器也能够做出正确的处理。
3智能化技术在电气工程自动化控制的应用
3.1对某些故障的诊断
在电气设备的使用中由于折损、环境静音因素等造成设备出现一些不可抵抗的问题,而且这些问题会受到周围环境的影响。在智能化技术的应用中,需要发挥智能化技术的的问题诊断和修复的功能。这些问题不可避免的存在电气工程的自动化系统中,但是可以进行有效地的分析,采取相关的技术措施进行解决。智能化技术的应用对于提高提高分析问题和解决问题的效率具有重要的意义。采用智能化技术可以降低这些问题对电气工程的影响程度,确保电气工程的经济效益得到一定程度的提高。例如在电动机和发电机等设备中应用智能化技术,可以及时的进行故障的诊断,从而把电气工程的故障造成的损失降低到最低。
3.2智能化的控制
在电气工程的建设中,需要把自动化控制和智能化技术相互的配合,这样能够实现自主控制、高效控制、远程控制和无人操作等,从而为智能化技术的发展提供平台。智能化技术在电气工程自动化的应用,体现了智能化技术的优越性,为智能化技术的发展奠定了良好的基础。
3.3优化设计
在电气工程的自动化的控制中,可能会涉及到电气设备的设计,而电气设备的设计过程比较复杂,需要设计人员充分的了解磁力、电气、电路等学科的知识,并且能够运用到电气设备的设计中,因此对对于设计人员的经验提出很好的要求。传统的电气设备的设计方案利用实验和经验相结合的手段进行手工的设计,这样设计出的方案的达标率比较低,而且设计方案的修改难度比较大。在智能化技术的使用中,方案的设计一般采用CAD技术,并且借助计算机辅助软件来完成,这样的方案设计方法可以节省设计时间,而且设计方案的质量比较高,修改方便。遗传算法是优化设计过程中智能化技术应用的具体形式之一,而且具有实用性和先进性,使用遗传算法一定程度上能够优化设计方案。
4结语
专业的理论课程主要包括电工技术、自动控制原理、电机与拖动基础、控制电机、运动控制系统、过程控制系统、可编程控制器、电力电子技术、传感器与检测技术、现场总线技术、电工电子技术、电气工程、专业英语等四十余门课程。在传统的理论教学中,存在着课程数目多,面比较广,不深入、难度大等缺陷。学生进入大二之后,常常要在一周面临着上28课时至32课时的情况,这对一本学生无可厚非。而独立院校的学生由于普遍基础较差,接受能力有限,从而造成了学生的负担过重,教学效果不好,造成了老师与学生互相埋怨。仔细一想,很多理论课程都是有调整的空间的。在信息爆炸的今天,一些课程的设置就没有太大的必要,甚至完全可以取消。以传感器与检测技术这门课程为例,这门课程多是介绍性的内容,没有任何公式推导以及分析计算,学生在工作遇到相应的传感器通过网上查阅资料即可。但是在理论教学过程中,不能一味地减少课程,要有保有压。在教学过程中必须突出核心课程,进行大量的训练。例如,单片机这门课程,就需要大大增强,很多高新企业招聘学生的过程中,常常要考查单片机的相关知识,但是在很多独立院校中,单片机的课时得到不断的压缩,得不到相应的重视。
2改善实践教学
2.1减少验证性实验内容
增加设计性实验内容传统的实验教学大多数是验证性的,主要让学生通过实验验证某一物理定律和物理现象。这种教学方式学生没有任何的主观能动性,只是按照老师所给的图纸进行接线、通电,最后得出实验结果。这种实验教学的缺陷在于结论已知,没有任何神秘感。很多学生在没有做出实验结果的情况下,编造或者抄袭数据,造成老师无法判断学生成绩的混乱境地。在教学过程应该逐步用一些设计性、综合性的实验项目取代简单验证性实验。这些设计性、综合性的实验由于实验结果未知,会增加学生的兴趣,提高了学生自身分析问题、解决问题的能力,使学生的创新能力得到充分的发挥。
2.2用仿真实验来代替
现实实验使用教学仿真软件有很多好处。一方面可以在一台电脑中做多个仿真实验,减少由于实际实验过程中造成的元件损耗,大幅度降低教学成本。另外一方面可以利用仿真软件对实验结果进行处理很分析,并根据实际需要自动绘制出系统的特性曲线,大大减轻了学生的工作量,例如在电气工程及其自动化专业,组态王仿真软件就得到了师生的好评,很多学校都开展了工控组态的实验教学。
2.3严抓实训教学
考核实训和实验不同,实验通常是验证某一存在的物理定律和物理现象,而实训通常是完成某一任务,来达到训练的目的。实训成绩的考核是摆在我们面前比较重要的问题之一。针对学生普通反映出的实训教学的打分随意,弹性大的缺点,通过在实训教学过程中采用过程考核的方法,把一个实训教学课程分成若个的子项目,每个子项目又分成若干个子子项目,每个子子项目都有相应的权重。每完成某个子项目就打相应的分数,最大程度上保证实训教学考核科学化、规范化、标准化。
2.4取消课程设计环节
以相应的实训环节来代替以笔者个人的求学经历和教学经历来说,绝大部分的学科的课程设计环节是失败的,至少是不成功的。传统的课程设计,是在该门课程结束后,根据课程要求,与实际应用相结合,出一些设计题目,让学生自己完成。例如在学习完单片机课程后,通过安排学生两周的时间内,按照要求,设计出一种用单片机控制的实际电路,并把它制作出来,通电调试、运行,写出规范的设计报告交老师。然而在实际的操作过程中常常变味了,具体的做法是把学生圈禁在一个带有电脑的大教室里面,给学生布置一个题目,学生在这个教师里面完成课程设计报告即可,其中没有任何学生实际动手的内容,这样的课程设计对学生的锻炼是极其有限的。学生通常互相抄袭课程设计报告是常事,老师也没有一些比较好的方法来制止这种行为。针对这种情况,笔者认为应该取消课程设计,取而代之的是一些与课程对应的实训环节。作为独立学院的学生,课程设计对他们来说不现实,在以后的工作中,企业也很难有机会让独立学院的学生做设计,给他们安排的工作往往是实际操作。与其效果不好,还不如让学生多做实训练练手。比如在完成了电子电路设计理论课程之后,安排学生做相应课程的实训环节,在规定的时间按照图纸安装、调试出一个万能充电器,写出实训报告即可。
2.5取消毕业论文环节
以顶岗实习报告来代替我国本科生的毕业论文环节一直被教育专家所诟病,关于毕业论文的存废一直存在较大的争议,一定程度上这不是一个学术问题,而是一个利益问题。通常来说,一个本科生的毕业设计按照工作量计算10个学时,一般的教师带10~15个学生,这就是100~150学时,而老师一学期的基本教学任务就在200学时左右。如果取消了毕业论文,老师的利益会受到影响,高校老师肯定会反对。而且,毕业设计不仅仅对老师有利益瓜葛,而且对学校中的打印社有巨大的经济利益。按照一个学生打印的费用为100元计算(包括初稿和终稿),按学校有3000学生来计算,这就有30万元的经济利益,由学校的几家打印社瓜分。所以,作为利益共同体,学校的打印社也不希望取消毕业论文。毕业设计到底对学生多大好处呢?毕业设计的全过程一般是这样的:通常在大四上学期期末给学生布置毕业论文题目之后,学生就去企业顶岗实习了,根本没有时间写所谓的毕业论文。到了来年的4月底5月初的时候,学校会通知学生返校交论文,并且安排五月中旬答辩。大部分学生写毕业论文的时间在五月初,写毕业论文的时间都在1~2周。这样的毕业论文到底有什么意义?大家心知肚明。除了浪费纸张扩大内需以外,一点用处也没有。所以笔者建议在一本以下的学校都取消毕业设计,取而代之的是顶岗实习报告。顶岗实习报告主要让学生写一下在企业中实习内容以及感想,同样也可以安排答辩。笔者经过调查,大部分学生均可以接受顶岗实习报告,它具有可操作性。
2.6加强第二课堂的教学
加强第二课堂的教学工作,以申请实验室的契机,在校内开展一些诸如电工实训技能大赛的活动,提高学生学习专业的兴趣。另外,挑选那些对专业有兴趣的学生,组队参加电子设计大赛、数学建模大赛和挑战杯等等。总之,通过这些比赛,引导学生对专业学习的热情和兴趣,帮助和指导学生开展科研活动,探讨通过所学职业知识解决实际问题的思路和方法。通过这些活动,提高学生的实际动手能力,造成一种崇尚科学、追求真理、勇于探索的学习氛围,激励学生创新思想火花的碰撞,培养学生的创新思想、创新意识和创新观念。
3结语
CAD技术指的是利用计算机技术将电气工程的结构设计构思通过三维立体形式呈现出来,因此,其既可以作为电气工程施工的依据,同时也在相关的装修和维护过程中发挥着重要作用。在日常生活中,不管是小家电,还是工程项目图,都需要首先进行设计,并让设计构思更好、更清晰地呈现出来。此外,考虑到电气设备的重要性,要想为后期的施工以及维修工作提供便利,设计时就需要使用规范的文字符号、标准图形,让呈现出来的电气工程设计图可以将实际供配电关系、电气运行原理、接线情况、功能和安装等都清楚地反映出来。利用CAD技术不仅可以达到以上要求,同时还可以规范设计图,通过三维立体技术来呈现电气工程设计图,让其内部结构得到更加清晰的呈现。
2CAD技术的应用及体现
CAD技术在电气工程及其自动化中的应用具体体现在电气设备的结构和设备之间连接情况的反映。CAD技术一般使用dwt模版进行绘图,通过对标注、字体、线形和图层的不同设置来体现不同结构之间的不同之处,同时,该技术也是确保绘图清晰、准确和高效的基础。比如,对于某种电气设备的绘图,CAD技术是通过调整比例的方式将其缩小、绘制出来,标注主要是对其中某些重要、可能会被忽视或者容易误解的地方进行补充说明,以提供绘图的精确性;字体的不同主要是反映设备的不同部位,比如最外面的一层通常较厚,为设备的外壳,对设备起到保护作用,因此字体一般较粗;线形的不同一般是对结构的解读,比如在绘制角度方向时,部分内部结构的线条无法看见,为了与结构设计相符并更好地呈现结构特点,可以通过虚线予以表示,这样既不会与实线所表示的结构混淆,又可以将内外部结构更好地表示出来;图层是整个AutoCAD软件中最为关键且最重要的设置,其具有很多属性,比如图名、颜色、线宽、线形等,不同的图层需要对相应合格使用的参数进行特定设置,不用的图层,颜色不可一样,否则可能会对正在操作图元的判断造成影响。
3CAD技术应用带来的积极影响
AutoCAD最早是在20世纪80年代由美国Autodesk公司研发出来的一组绘图程序软件包,后来受到广泛欢迎,因此其技术也获得深入研究,最终不断完善,成为国际上较常使用的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户界面,主要通过命令方式和交互菜单来执行各种操作。由于AutoCAD拥有多文档设计环境,因此,即便是非计算机专业人员,也可以很容易学会相关操作并使用,同时在实践过程中更熟练地掌握其各种应用、操作方法和快捷操作方式,进而不断提高工作效率。CAD技术在电气工程及其自动化中的应用为电气工程的相关工作带来了很多便利,具体包括以下积极影响:①CAD技术适应性较强,运行环境较多,对各种图形显示设备也有着较高的支持率,可以同时实现电气设备的设计、绘制、修改和成图,进一步为电气工程的自动化发展创造了条件。②CAD技术具有完善的绘制功能,可以更加详细地呈现出电气设备的结构以及连接中的小细节,实现对电气工程的全面覆盖,为电气工程的精细化提供了有力依据,相关安装以及维护工作的质量依据效率均可以因此获得提高。③CAD技术可以实现多种图形格式之间的转换,数据交换能力较强。在设备条件有限的情况下,CAD技术可以通过转换格式的方式来支持相关工作的顺利进行,克服了环境条件中的不利因素,适应能力较强。④功能全面。AutoCAD具有捕捉追踪、极轴追踪、对象捕捉和正交等绘图辅助功能,为电气设备图形的绘制提供了便利。比如,正交功能可以让绘制用户更好地绘制水平、竖直直线;对象捕捉则可以帮助用户精确拾取图纸结构上的特殊点,以免出现偏差。⑤具有通用性和易用性。从AutoCAD2000开始,该软件包又增加了更加强大的功能,比如局部加载和打开、标注功能的增强、新的对象捕捉功能、Internet驱动、多文档设计环境和AutoCAD设计中心等,使设计功能更加完善。而以上这些功能都具有通用性和易用性,可以普及到电气工程的设备图纸中去,让不同电气设备可以使用统一的规范表示,实现了统一标准。
4结束语
电气自动化有更高校的工作效率和经济效益,工作的可靠性及环境条件都得到了显著的提升。电气自动化是企业在市场竞争中获胜的一项有力的支持。目前的电气自动化正处在飞速进步的阶段,在发展中仍存在一些问题需要改进。
1电气工程自动化现在的状况
(1)电气自动化系统集成性不强。电气自动化系统集成是电气自动化系统功能提升的必经之路,我国目前一些电气自动化还处在多岛自动化的层次,多岛自动化具有互不连接、功能单一、信息独享的缺陷,不能充分发挥电气机动化的功能和作用。
(2)电气自动化的网络构架不统一。电气自动化的发展方向是建立高效、快捷的电气工程师及自动化系统,但目前很多企业自身网络构架不尽相同,使得依托于网络结构而发展的电气工程自动化的发展受到了阻碍。另外不同企业和商家在软、硬件产品交换过程中,因为程序接口的不一致,影响企业数据和信息的传输交流,进而阻碍了企业数据和信息的共享,使电气工程及自动化系统在实际运行中无法发挥应有的效应。
(3)电气自动化技术的使用过于受主观支配。不同的企业在对电气自动化技术的实际应用和开发中,由于技术人员思想理论及技术掌握程度的不同,过分根据技术人员主观习惯和意识支配,系统的开发平台各有不同,进而导致电气工程及自动化的实际设计、实施、运行和维护中的程序和成本增加,增加了系统整体的运行费用和负担。
2电气工程自动化的应对和改进措施
(1)从科技化方面,科技化是指电气自动化的发展应当出现实用性新技术、新材料、新产品。本着自主创新的思想,以节能降耗为切入点,积极推广应用节能降耗新技术、新方法、新工艺,在材料的使用,技术的使用等方面力求创新,采用信息技术、计算机技术、网络技术与自动化技术等高新技术,研发新产品。
(2)从信息化方面,信息化则是指信息技术在电气自动化的地位应更加突出。电力设备的设计、制造和运行中广泛应用的计算机优化与仿真技术,人工智能分析的广泛应用以及电气工程中广泛使用的网络通信技术,都充分展现了信息技术爱电气自动化中起到的重要作用。
(3)从开放化方面,开放化则是要与外界建立一个接口,实现与外界网络的连接。计算网络是实现信息实时交换和共享的重要基础设施,也是实现管理、决策、设计、控制和制造一体化的关键,它已广泛应用于电力系统各元件和局部系统的管理、监视、调节和控制上,是电力系统信息管理、远动技术、调度自动化等方面的核心。
二、电气工程自动化系统中的节能技术
(1)选择合适的变压器。变压器会因铜损、铁损、空载损耗和负载损耗等因素造成许多电能的浪费,但是变压器在供配电系统中的运用又非常广泛,所以变压器选择得好可以有效地实现节能的目标。总的来说,选择变压器可以从以下几个方面考虑:首先是要将变压器自身的消耗降到最低,这就是选用单相的自动补偿设备,使流经的三相电电流保持平衡,消除或降低负载的不平衡性,从而实现变压器自耗最小;其次是要选择有较好节能特征的变压器,进一步减少变压器有功功率的耗能。
(2)减少电能在传输中的消耗。电能在进行传输的途中,导线里的电阻就会造成一定有功功率损耗,这是无法避免的。但是,整个途中线路上的电流是保持不变的,因此要想减少电能在途中的浪费,只能使导线所带的电阻尽可能的小。由电阻的推导公式可知它和电导以及导线的长度是正比关系,和导线的横截面积是反比关系,所以可以通过以下的途径来减少导线的电阻:第一,合理的布局,避免导线走弯路或回头路,尽可能降低导线的长度;第二,选择电阻率比较小的材料制成导线;第三,同等条件下要选择一些横截面面积比较大的导线,这样可以有效降低电阻;第四,使变压器和负载中心尽量靠近,使供电的距离减少。
(3)使用有源滤波器。在实际的操作中常常会发生误动作,所以要消除谐波来避免或减少电气设备的误操作,而最高效的方法就是运用滤波器。造成误动作的因素主要就是越来越多的电气设备,其带来的谐波也随之增加,但是产生的谐波与基波在电网阻抗上会重叠,从而使电压形成畸形,由此导致电气设备误动作的产生。
(4)采取无功功率补偿。整个供配电系统是由升降压变压器、输配电线路、用户电力负荷以及配电变压器等多个环节形成。电能通过电流的形式流动于整个电力系统,为终端客户提供电能的同时必不可免的会有能量的浪费,其中无功功率占据着比较大的比例,不仅降低了整个电路的电压,而且会影响电网的经济运行和降低电能的输送质量。而无功功率在终端客户那里最直观的反映就是功率因数降低。若其功率因数低于0.9,那用户就要缴纳罚款,从而增加了用户用电的成本。所以实际操作时可以选用合适的无功补偿设备来增加功率因数,让无功就地实现平衡,从而使电力系统的电压能够保持相对稳定,进一步提高电能的质量,实现绿色节能的目的,还可以使经济效益提高并为社会效益提供支撑与保证。在电力系统运行时,若使用无功功率补偿,就要达到如下要求:首先就是后来的投切开关和在旧的补偿电容里的循环投切要按比例进行分配,这些都没有办法达到理想补偿效果;其次是电容器的容量大小,要参照配电电压容量以及自然功率因素等参数,并且加以计算而得来,若在补偿时会产生谐波,就要串联相应数量的电抗器,借此来消除线路中的谐波;最后就是在确定投切参数的时,最好是选用无功功率,这是为了能有效地避免过度补偿、无功倒送和投切震荡。目前使用较多的模糊投切就取得了很好的效果,不仅能有效调节平滑,并且跟踪准确性很高,应用范围很广。
三、电气自动化节能设计技术的实际应用
要想实现电气自动化节能的目标,最重要也是最先要完成的就是要很好的完成电气工程的电气设备以及安装工艺的设计。只有完成了这些才能在未来成功的利用电气自动化来实现节能的目的。
(1)提高电气系统的运作效率。在选择电气系统的设备时,最好选用那些节能设备,这是为以后节能减排做好了基础和铺垫。同时实际操作中还可以运用补偿无功、均衡负荷和降低电路损耗等途径来实现在电气系统运作过程中的节能目标。比如说,可以在配电设计过程中,利用适当的调整负荷以及选用合理的设计系数等方法来达到目的。通过这种途径能确保电力系统在安装以及运作的过程中,有效提升电源的综合利用率并提高设备的运作效率,从而实现减少电能损耗的目的。
(2)优化配电系统的设计。电力系统的服务宗旨就是为安装此电气系统过程中要用电的设备提供所需的动力。所以,在整个配电设计过程中首先要实现的最低要求就是要将电力系统的适用性充分考虑在内。适用性,简单来说就是能对电气设备的有效控制做出相应的保障,还要达到用电设备对供电设备以及负荷容量等因素可靠性的要求。其次是电容器的容量大小,要参照配电电压容量以及自然功率因素等参数,并且加以计算而得来,若在补偿时会产生谐波,就要串联相应数量的电抗器,借此来消除线路中的谐波;最后就是在确定投切参数的时,最好是选用无功功率,这是为了能有效地避免过度补偿、无功倒送和投切震荡。目前使用较多的模糊投切就取得了很好的效果,不仅能有效调节平滑,并且跟踪准确性很高,应用范围很广。
四、结语
一开始,是在工业领域形成了电气工程及其自动化,并且随后获得了发展。当前,在商业领域也已经出现了电气工程及其自动化,安全的传输数据信息对于商业领域的发展来说是十分重要的一步。因为当前企业在交流信息的过程中,会使用不一样的传递信息的产品,这些产品参差不齐。这就给传输数据以及通信带来了一定的困难,进而就会导致电气工程及其自动化的运营成本提高。因此,未来在建设和发展电气工程及其自动化的过程中,必须要对这一点形成重视。
2应对电气工程及其自动化发展问题的相关对策
2.1将电气工程及其自动化的统一独立平台建立起来
如今的企业在电气工程及其自动化的技术上一般情况下都是因企业而宜,企业不同,那么相应的电气工程及其自动化的技术水平也会各异。这样的话不仅会给企业带来更高的经济成本,同时还会对企业的长足发展产生阻碍作用。因此,企业中的相关技术人员必须要对技术环境这一难关加以突破,有计划并且有步骤的对电气工程及其自动化的方案设计出来。首先,在进行设计之前,专业的设计人员应该要研究设计的行业以及用户特点,进而将开发目标确定下来。第二,对设计方案进行确定,方案必须要涉及到运行、实施以及维护等每个步骤的完成,除此之外,还需要提前预算好运行时间以及运行成本,必须将它们控制在企业运行范围内[3]。同时还应该对终端客户的不同需求以及商业项目的运行特点形成重视。第三,要做到将电气工程及其自动化统一独立的平台建立起来,最终促使企业运行成本得到降低。
2.2将电气工程及其自动化的通用网络系统建立起来
系统建立起来有助于实现资源的优化配置,并且能够保证企业之间可以安全以及准确的进行信息交流。任何一个企业都会包含企业管理、技术监管以及设备控制等诸多步骤,如果要将合理地将资源配置到这些步骤当中,就应该利用网络将这些系统有机地联系起来。通过有效的将电气工程及其自动化的通用网络系统建立起来,快捷并且高效的交换各个系统之间的数据,优化整个企业并促使其得到进一步发展。
2.3将电气工程及其自动化的数据标准对接建立起来
信息的标准化对接得以实现主要依靠的是电气工程及其自动化的数据,当然只有建立起数据标准对接,才能够让电气工程及其自动化系统更加高效和安全的传递信息。因此,电气工程及其自动化在不断发展的过程中,必须要完美对接程序接口,进而减少工程开发费用及时间。
3结语