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随着社会经济的飞速发展，居民和各类企业对供电质量和可靠性的要求日益提高，从改善电能质量和节约人力方面比较电压无功优化自动控制装置具有不可比拟的优势，已逐步取代原来通过值班员手动调节档位和投切电容器来调整电压的方式，在维系电力系统稳定中的作用已充分展示出来。论文参考，自动化。电压无功优化自动控制装置由大量的数据采集、数据计算、数据传输、数据控制、程序执行元件组成，通过一系列自动化技术将其功能整合在一起，因此，了解电压无功优化自动控制中的自动化原理对于研究电压无功优化自动控制有着十分重要的作用。为此本文着重分析了电压无功优化控制中的自动化技术。
一、自动控制系统的结构
（一）调压方式
无功优化控制系统设计在设置母线电压限定范围后，自动对高峰负荷时段、低谷负荷时段的电压值进行适当调整，以保证在合格范围内的电压满足逆调压方式。论文参考，自动化。当电压超出额定范围时，则与同级和上级变电所的电压进行比较，然后判断出应该调节同级还是上级变电所的主变档位。
（二）调整策略
电压无功优化自动控制包含两个方面，分别是电压优化和无功优化：
1、电压优化
当母线电压超上限时，首先下调主变的档位，当不能满足要求时才切除电容器；当母线电压超下限时，首先投入电容器，当不能满足要求时再上调主变档位，总之要确保电容器最合理的投入。
2、无功优化
当系统电压保持在限定范围内后，通过系统的自动控制，决定各级变电所电容器的先后投入，使得无功功率的流向最平衡，最能提高功率因数。
二、自动化数据采集、计算和传输
作为一个自动控制系统，全面的数据采集是整个控制过程最关键的一部，其采集数据的精度和安全直接影响整个系统的精度和安全。论文参考，自动化。一个完善的无功优化自动控制系统应该能实时自动的从调度中心、各监控站采集电网电压、功率、主变档位、电容器运行状态等数据并能确保当遥测遥信值不变时不与SCADA系统进行数据传输，减少系统资源占用。
在采集到实时数据后，过往的自动控制系统都是通过“专家系统”对数学模型进行简化和分解，然后利用潮流计算和专家系统等方法进行求解。随着自动化技术的高速发展，自动控制系统能够突破优化计算难于寻找工程解的难题，采用模糊控制的算法，充分考虑谐波，功率因数摆动，电压波动和事故闭锁等因素，通过一系列精密芯片的配合计算出使电网电能损耗最小的变压器档位、电容器投入量和电网最优运行电压以供控制部件执行。
系统在数据传输上使用只与内存交互数据而不存取硬盘的内存数据库技术，既提高了数据的存取速度，又节省了硬盘使用。为了提高传输效率，系统还会根据传输数据的类型和要求的不同，自动采用不同的传输协议：使用TCP/IP协议传输大量的重要数据，使用UDP协议传输少量的广播数据。在数据传输准确度方面，子站在接受到数据后会自动向主站发送反校信号，以验证所受数据的准确性。
三、系统的自动控制
电压无功优化控制的基本过程如下：首先是主站控制系统进行电压无功计算，然后把计算得到的各级变电所的功率因数、电压的区域无功定值结果通过光纤通道传达至各级变电所的电压无功控制系统。各级变电所的控制系统周期性的把本站的功率因数、电压和接收到的定值结果比较，以判断是否越限。
为了保证电网损耗最低，主站的控制系统要不断跟紧电网运行方式的变化，随时计算出最新的区域无功定值结果并传达至各级变电所的电压无功控制系统。由于主站的控制系统计算最初的区域无功定值时需要一定的时间，这就会造成各级变电所从启动控制系统至接收到第一个信号间有一个时间段，系统定义这段时间内的定值是按照本地系统运行的。论文参考，自动化。
当主站系统遇到特殊情况（如有影响电网拓扑结构的遥信变位发生）时，能够即时撤销子站控制系统当前正在执行的区域无功定值。子站控制系统即以本地无功定值运行，待再次受到主站重新计算的定值时才转以新定值运行。论文参考，自动化。子站控制系统实时监视主站的定值下传通道是否正常，通信异常时，立即改为执行本地定值，直至通道恢复正常。论文参考，自动化。
四、系统自动化的安全保证
目前国内的一些系统仅仅只做到了一层闭环控制，安全可靠性根本无法保证。而随着自动化技术的发展，最新的系统则是采用主站和子站同时的双层实时闭环反馈控制结构。实验证明由于采用了双层实时闭环反馈控制结构，当运行中发生用户定义的需要闭锁的异常事件时，控制系统能够立即执行闭锁，符合电网结构和调度运行特点，适合各种大小电网的安全可靠运行，能更有利地保证提高电网的电能质量，其具体的安全策略如下：
自动估算电网电压，使电容器平稳投切，避免出现振荡；自动估算电压调节后的无功变化量，使主变档位平稳调整，避免出现振荡。
当需要调节的变电所的主变并联运行时，为了避免出现其中一台主变频繁调节的情况，首先调节据动率较高的那台主变的档位。应对于主变和电容器出现的异常情况，系统能够自动减少主变档位调整次数，使设备寿命增加，电网安全得到保证。当遭遇设备异常时，系统自动闭锁，而且必须人工手动来解除封锁。具体的异常情况有：电容器或主变档位异常变位；系统需要采集的数据异常；系统数据不刷新。特别的当发生10kV单相接地时，系统自动闭锁电容器的投切。为避免采集到的数据不准确，系统采用同时判断遥测数据和遥信数据的方式，提高了采集数据的准度。
五、结论
本文通过对电压无功优化控制系统的浅要介绍，分析了其包含的自动化技术，从一个侧面反映了我国电力系统自动化科技的发展，也展现了电力行业专业人才的卓越才能。本文对电压无功优化控制系统从设计思想，系统构成方面进行的论述，可作电力专业的教辅材料，也可供电压无功优化控制装置设计和运行参考。
参考文献
关键词:自动控制原理课程;考试改革;方案
Key words: automatic control theory;examination reform;program
中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0177-01
1自动控制原理课程考试改革的目的和意义
自动控制原理作为自动化及相关专业的一门重要的专业基础课,是一门理论性很强的课程。同时,该门课所研究的领域也是学生从未接触过的知识。为了使得学生能够在学好理论的同时将其运用到实际中,激发兴趣,强调过程考核,并且提高考试成绩和及格率,突出教学重点,对这门课实施考试改革以配合教学改革[1]。通过考试改革可以带动教学改革进程,构建融会贯通、紧密配合、有机联系的课程体系。
2自动控制原理课程考试改革的内容
2.1 课程内容的整合与优化。为了培养学生的学习能力和实践能力,同时检查教学效果,在一些章节后组织编排综合型的题目,让学生以小论文的形式提交,将其成绩记录到期末总成绩的平时成绩中。这门课的教学内容可以分成两大部分内容的研究:前三章为控制系统的时域分析,偏重经典理论的研究;后两章为控制系统的频域分析,偏重工程实际应用。针对这样的内容特点,安排两次大作业,让学生对一个生产生活中的实例从时域分析和频域分析方法入手分析系统的稳态过程和暂态过程。针对这样的能力考核,在平时教学中,从基本概念、基本分析方法入手,结合生产和生活中的实例,以时域分析方法为主线,时域分析和频域分析并进,利用直观的物理概念,使学生充分理解系统参数与系统指标之间的内在联系,由浅入深地引导学生理解和掌握古典控制理论的精髓。把知识能力的考核放在首位。
2.2 由考试改革决定的教学方法和手段的改进措施。实践环节中改变以往由教师命题的一贯做法,在学期末,安排一次综合性实验,题目学生可自选,也可从教师提供的试题库中抽题,所选题目需具有一定的综合性,采取自愿参加考试的方式。该部分的成绩由五个等级构成,即不及格不加分,及格、中、良好、优秀会分别在在期末总成绩中加相应的分数,建立一个具体的评价指标体系。这样的考核方式可以给一部分在及格线边缘的学生一次到达及格线的机会,给一部分要提高成绩绩点的学生一次提高总成绩的机会,给一部分争取奖学金的学生一次到达优秀成绩的机会,给分布在每一个分数段的学生一次积极改进的机会,激发他们的学习热情,同时能够有效的提高及格率。
2.3 知识点的考核。笔试考试由全闭卷改为半开卷:改变原有的纯粹的理论考试,把笔试试卷分成两部分:试卷一,基本理论知识的考核,闭卷,占试卷成绩的50%;试卷二,综合能力运用的考核,开卷,可以带查阅过的相关资料占试卷成绩的50%。基本理论知识的考核包括:①基本知识模块;②数学模型的建立与求解模块;③线性连续系统的时域分析模块;④线性连续系统的频域分析与设计。
3 考试改革的进程安排
3.1 进行自动控制原理课程考试改革的调研。
3.2 制定出自动控制原理课程综合应用能力考核的评价指标体系。
3.3 编制自动控制原理课程综合性实验试题库。
3.4 在2007级自动控制原理期末考试中进行考试改革方案的试验。
3.5 进行课程考试改革方案实施的初步总结,写出课程考试改革方案实施的初步总结报告。
3.6 修改课程综合应用能力考核的评价标准。
3.7 修改自动控制原理课程综合性实验试题库。
3.8 撰写自动控制原理课程考试改革的探索的论文。
3.9 在2008级自动控制原理教学中实施课程考试改革方案。
3.10 进行自动控制原理课程考试改革方案实施的总结,写出课程考试改革方案实施的总结报告。
3.11 写出自动控制原理课程考试改革方案的结题报告。
4自动控制原理课程考试改革的预期成果
4.1 学生学习的主动性得到增强,通过设置选做实验,学生学习会更加主动,鼓励学生提高综合知识运用能力,不再像以前期末考试前几天死记硬背,造成学的好不如背的好的怪现象。
4.2 学生的创造性思维能力得到了培养,通过完成大作业网上查阅资料的能力明显提高,大量查阅资料后会超出教师布置的题目范围,大部分学生会对教师的题目给出多种分析结果,甚至会超出所学的范围,突破了思维定势,即教师告诉什么就知道什么的现象。
4.3 学生撰写科技论文的能力得到提高,为以后做毕业设计撰写毕业论文打好基础。
4.4 学生独立分析问题的能力将得到提高。通过采取半开卷的模式,学生不但需要掌握基本理论,还要学会更好的利用基本理论解决实际问题,强调提高学生的分析,设计能力,及寻求一题多解的发散性思维,强调工程应用背景,立意考查灵活运用所学知识解决实际问题和创新思维的能力,改善了以往学生认为“学了也没有用”的想法。
4.5 制定出课程考核能力与技能的评价指标体系。
4.6 撰写课程考试改革实施效果的调研报告。
4.7 撰写教改论文:自动控制原理课程考试改革的探索。
4.8 提交自动控制原理课程考试改革的结题报告。
自动化立体仓库中出入库传输设备自动控制系统中的重点是货品运动控制系统。动态对货品运动进行路由分配，自动化立体仓库调度系统能够实现对仓库出入库任务进行管理和调度以及避免系统中并发任务时发生路由冲突等相应的功能，这样就简化了仓库中货品运动控制系统。
自动化立体仓库中自动化设备的主流控制系统有两种解决方案：（1）PLC集中控制系统；（2）FieldBus控制系统。目前自动化立体仓库中堆垛机自动控制系统使用最为广泛的是PLC集中控制系统。PLC集中控制系统的核心是PLC，上位机通过通信借口和PLC进行信息传递，收集来自设备传感器系统的各类信息，PLC控制软件做出相应的控制输出，对需要进行出入库操作的自动化设备进行控制，从而实现仓库中货品的流通和存取。将仓库运行的实时信息通过通信借口回馈给上位机，使得仓库实时监控系统对仓库中自动化设备的实时监控。
1 仓库管理与控制系统基本组成结构
物流管理信息系统主要是对货品在仓库中各种信息的管理。有货品出入库管理，以及货品数量的盘点等信息。
仓库自动化设备监控系统主要是对自动化立体仓库中自动化设备的运行状态，运行位置等相关信息进行实时管理的子系统。
设备自动化控制系统主要是对自动化设备的运行状态进行控制。
根据客户以及货品的具体情况对仓库储区和货位进行分配；根据仓库中自动化设备的分布和运行状态对出入库任务进行合理的调度；对仓库中自动化设备的运行状态进行实时监控；对物流中各设备进行实时控制；通过通信网络对仓库进行实时通信。根据信息流动和处理过程的不同，自动化立体仓库管理与控制系统又可以分为货品管理模块、出入库管理模块、仓库通信模块以、仓库实时监控模块以及自动化设备控制模块。
（1）仓库货品管理系统。仓库货品管理系统主要包括仓库基本信息系统和出入库操作两个子系统。仓库中货品的出入库是根据仓库中储位中货品的实时状态信息进行操作的，并且提供了ERP借口。这部分的主要功能有货品以及供应商等仓库基本信息数量的统计和报警；仓库出入库信息和货品等信息查询和报表生成；仓库中储区和储位信息查询；仓库中各种信息的备份和恢复；货品出入库操作；数据库基本信息的维护；自动化设备接口模块；仓库手持终端系统；以及系统的维护。
（2）仓库调度系统。仓库路由系统的主要功能是对仓库货品管理信息系统所下达的出入库任务根据仓库中的自动化设备（巷道式堆垛机和出入库传输设备等）的运行轨迹和设备当前位置以及设备运行状态，对出入库任务动态的进行调度和实时跟踪管理，从而使得仓库中自动化设备之间协同运作的效率达到最大化，并且避免并发任务的路由冲突。
2 仓库自动化设备监控系统
仓库自动化设备监控系统主要是实时监控整个立体仓库中各部分中的自动化立体设备的运行状态，实时现实堆垛机以及仓库出入库传输设备的运行位置，以及出入库任务的当前运行状态，也可以独立控制仓库中自动化设备的运行。这部分的基本功能有统计目前正在运行和接收到的任务；各任务中设备的运行参数；整个仓库的通信状态；自动化设备位置以及运行状态显示；储位中货品数量的显示；储位上物流箱号的显示等。
（1）设备自动控制系统。堆垛机和传输设备是自动化立体仓库中的基本设备。它们又有各自自动控制的子系统。
堆垛机自动控制系统有控制器、通信设备、传感器系统、速度、寻址控制、以及PLC控制软件等组成。
传输设备自动控制系统主要有单片机控制器、通信设备、传感器系统、设备运动轨迹控制、以及传输设备控制软件等组成。
堆垛机自动控制系统寻址控制、速度以及控制器是关键部分，使用先进的高精度坚持设备构建系统传感器系统，如激光测距和RFID射频数量校对等。使用先进的变频控制技术控制速度和位置。各模块使用闭环控制系统，使得堆垛机能够准确高速的运作。
自动化立体仓库设备控制系统的解决方案中目前最为先进的是FieldBus控制系统。FieldBus控制系统使用的是分布式控制系统，其关键技术是目前先进的现场总线技术。它是使用FieldBus组网技术将仓库中总线控制器、传感器系统、输入输出系统以及与上位机进行通信借口等组合在一起。这个系统的特点是仓库中布线简单；维护方便；系统集成度高；抗干扰能力强，仓库运作的可靠性以及准确性得到了很大的提升；以及设备信息获取的更加便捷等。
与上位机的通信主要是通过通信模块实现的。上位机和操作器输入的信息传递给自动化设备，并实时将设备的运行信息返回。
设备控制模块主要是准确可靠控制自动化设备完成接收到的任务，它同时也可以进行相应的智能化控制和处理。
当仓库中设备或者某个模块和系统出现了错误，故障检查与处理模块负责查找出错误的原因并有一定的保护和自我恢复的功能，确保自动化立体仓库正常的运作。
（2）设备自动控制系统。根据仓库的实际的不同仓库的计算机系统结构的配置也会不同。仓库的计算机系统结构要综合仓库的容量、仓库的自动化设备的类型和数量、仓库的工作模式、仓库的物流流程、技术水平以及投入的资金等多方面的因素。目前，主流的自动化立体仓库有两种。
第一种是三级管理与控制结构，上位管理级、中位管理级和下位管理级是三级管理与控制结构的三级。当仓库容量大而且自动化设备比较多的时候适合使用三级管理与控制结构，例如一些大型的第三方物流仓库。另外一种就是二级管理与控制结构，与三级管理与控制结构不同的是，它管理机中可以兼容监控功能，就不用再设置监控级了。
3 总结
自动化立体仓库中能够大幅提高自动化立体仓库运作效率的自动化立体仓库设备控制软件，同时它也是仓库中自动控制系统的核心。对仓库进行管理与控制都是通过管理机把相关地址循环扫描，然后进行信息的交换实现的。二级管理与控制结构综合使用了先进的通信技术和计算机技术，有较高的软件水平，并且硬件的配置相对简单，节省了投入资金，已经广泛应到在计算机集成制造系统和柔性制造系统的自动化立体仓库中。
参考文献
[1]朱文真.自动化立体仓库试验平台设计与开发.南京航空航天大学硕士论文，2010（09）.
[2]唐吉成.自动化立体仓库监控与管理系统开发.南京航空航天大学硕士论文，2010（09）.
[3]张晓川.现代仓储物流技术与装备.北京：化学工业出版社，2003.
THE CULTIVATION MECHANISM WITH PRACTICE ABILITY AND INNOVATION SPIRIT OF AUTOMATION MAJOR
Zhang Tao
（North China Institute of Science & Technology， Sanhe， Hebei， 065201）
Abstract： The application type and innovation type cultivation mechanism of automation major in my university has been improved and matured by construction for several years. The paper summarizes and analyses the constructer， contents， styles and effects of application type and innovation type cultivation mechanism of automation major in my university. The paper especially expounds the cultivation effects， organization relation and mechanism characteristic of the application type and innovation type cultivation mechanism of automation major in my university. The practice teaching system has useful significance for others.
Key words： Automation Major； Practice Ability； Innovation Spirit； Cultivation Mechanism.
0 引言
华北科技学院是国家安全生产监督管理总局惟一直属的普通高等学校，始建于1984年，其前身是北京煤炭管理干部学院分院，1993年经原国家教委批准改建为华北矿业高等专科学校，2002年初经教育部批准升格为本科院校。学院面向全国招收普通全日制本、专科学生。学校设置有37个本科专业，涉及工学、理学、文学、法学、经济学、管理学、教育学等七大门类学科，已经形成以全日制本科教育为主，专科教育、成人学历教育、安全培训、函授教育并存的多学科、多层次、多形式的办学体系。
我校的自动化（专科）专业成立于1999年，2003年升格为自动化（本科）专业，面向全国招生。目前，自动化（本科）专业包括本科、专接本科、第二学位本科等多种本科办学形式，共有4个年级、20个班级，645名学生。
经过几年的发展，自动化专业的综合实力逐渐增强，教学质量和办学水平逐年提高。2007年，自动化专业被华北科技学院批准成为首批校级重点与特色专业建设点。2009年，自动化专业被教育部批准成为国家级特色专业建设点（编号：TS1Z214）。
本文就自动化专业学生的实践能力与创新精神的培养机制的建立、运行、完善等方面进行了阐述，并对具有我校特色的自动化专业实践能力与创新精神培养机制的培养效果进行了总结与分析。
1 自动化专业人才培养计划
1.1 自动化专业简介
自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法，自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。它以自动控制理论为基础，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。它具有“控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施”鲜明的特点，是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。学生在毕业后能够从事自动控制、自动化、信号与数据处理及计算机应用等方面的技术工作。
1.培养目标
本专业培养的学生要具备电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与应用和网络技术等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识，能在运动控制、工业过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理、管理与决策等领域从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发及研究等方面工作的高级工程技术人才。
2.培养要求
本专业学生主要学习电工技术、电子技术、控制理论、信息处理、系统工程、自动检测与仪表、计算机技术与应用和网络技术等方面的基本理论和基本知识，受到较好的工程实践基本训练；具有系统分析、设计、开发与研究的基本能力。
1.2 自动化专业的课程设置
自动化专业的课程设置应该能够体现自动化专业的培养目标和培养要求，使学生掌握本专业领域必需的、较宽的技术基础理论知识，并受到较好的工程实践基本训练，在本专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力，具有较强的工作适应能力。
1.自动化专业的主干课程
自动化专业的主干课程包括电路、模拟电子技术、数字电子技术、电力电子、电机拖动、直流控制系统、交流控制系统、自动控制原理、过程控制、微机原理、计算机控制系统等课程。自动化专业的学生必须深入理解和掌握这些课程的理论及其实践。
2.自动化专业的课程设置
自动化专业的课程设置包括通识基础教育课程、专业基础教育课程和专业方向教育课程三个方面的课程，每一方面的课程又包括理论教学课程和实践教学课程两大部分。自动化专业课程体系的设置如图1所示。
2 自动化专业人才培养过程中的教学改革
2.1 教学内容改革
为适应21世纪对人才的基本要求，在认真研究和借鉴以前运行的人才培养计划的经验和做法，并结合我校的办学定位和实际情况，我们对自动化专业的教学内容进行了多次研讨论证，主要包括教学课程设置的合理性、开课时间、理论学时与实践学时的分配、实验项目的设置、实践项目等内容。
教学内容改革的具体做法是：
一是根据实际条件的变化，适当增加实验课程的学时，适当调整实验课程的内容。例如《信号与系统分析》课程，因实验条件的改善，将原教学计划理论教学32学时、实验教学0学时，调整为理论教学28学时、实验教学4学时。
二是根据专业发展现状和发展趋势，适当增加专业选修课程的学时，适当调整专业选修课程的内容。例如《自动化仿真技术》、《自动化组态技术》两门专业选修课程，就是考虑到自动化专业技术的发展现状，突出自动控制系统仿真和组态方面的教学而增设的。
2.2 教学方法改革
正确灵活的教学方法将有助于深化提高教学效果，起到事半功倍的作用。教学方法改革的主要内容包括：
一是积极推进课堂讨论教学法，让学生在课外网络上查找资料，然后在课堂教学过程中引导学生对学习内容进行研讨、推理，适时让学生在课堂上进行发言讨论，最后总结得到合理的结论和推理。通过讨论，调动学生学习的积极性，教会学生怎样掌握新知识、探索新知识、获取新知识，并会运用新知识解决新问题，从而培养学生独立的探索精神和独立的创新意识与创新能力，提高综合素质。
二是创造和谐的师生关系，为促进提高教学效果奠定基础。师生关系是对立统一的，教师处于矛盾的主要方面，在运动变化中起着主导作用。因此，构建良好的师生关系关键在于教师，但同样也离不开学生的密切配合和积极响应。关于如何建立良好和谐的师生关系，请参考作者的相关论文《大学和谐师生关系的构建策略研究》（华中师范大学学报（人文社会科学版），2007）。
2.3 教学手段改革
在课堂教学过程中，讲授教学内容时可以采用黑板板书与多媒体相结合的教学手段。应该尽可能地利用多媒体教学这一现代化教学手段，因为多媒体教学可以对抽象的微观结构采用形象生动的动画，生动地展示教学内容，帮助学生理解抽象的概念，扩大教学内容的有效信息量，从而提高教学效果。
在大学教学过程中，采用多媒体教学也存在其有利的一面和不利的一面。对此，作者进行了研究，请参考作者的相关论文《大学中采用多媒体技术对教学的影响》（华北科技学院学报，Vol.4，2007）。同时，该论文获华北科技学院“深化教学改革，提高教学质量”研讨会优秀论文二等奖，并在大会上进行了宣读交流，论文的获奖证书如图2所示。
3 我校自动化专业学生的实践能力与创新精神的培养机制
3.1 培养学生实践能力的途径--实践教学体系
为提高学生的实践动手能力以不断适应社会经济发展的要求，我校自动化专业特别重视实践教学方面的投入和改革。目前，在我校自动化专业已经形成多层次开展、多学科综合、并具有安全特色的实践教学体系。
我校自动化专业的实践教学体系的内容丰富、层次合理，主要包括：
（1）实验类：各类课程的附属实验课程。
（2）设计类：各类课程的课程设计。
（3）训练类：各类技能训练。
（4）实习类：认识实习、生产实习。
（5）综合类：毕业实习、毕业设计。
3.2 培养学生工程素质的途径――工程训练平台
为实现高等工程本科教育的培养目标，达到目标所要求的学生应具备的工程素质，我们认为，一是要求具备良好的师资队伍，二是要对学生进行工程素质训练。
师资队伍建设应从以下几个方面着手进行：进一步提高师资队伍成员的职称和学历，加强“双师型”教师的培养；按照“学有所长，利用所长”的原则，使师资队伍成员不断进行专业方向凝练；推出“自动化专业学术论坛”，加强学术交流合作，浓厚团队学术研究氛围。
对学生进行工程素质训练应采取循序渐进的训练策略。首先，立足于河北省高校实验教学示范中心-华北科技学院电工电子实验中心的丰富实验资源，引导学生以严谨务实、认真仔细的态度对待每一个实验环节，在实验当中体验科学研究的全过程。其次，利用实验、实习、科研、毕业设计（论文）、工程实训等各个环节对学生进行工程素质训练，不断提高学生的工程素质和能力。图3为学生正在进行电动机PLC控制系统训练的过程照片。
3.3 培养学生创新精神的途径――科技创新机制
培养学生创新精神是一项长期性、系统性的工程，我们认为，培养学生创新精神一是要有相应的机制保证，二是要有具体的实施措施，这两方面缺一不可。
培养学生科技创新的机制建设包括：分别成立学生科技创新领导小组、学生科技创新指导教师团队、学生科技创新活动小组；学校提供科技创新所必需的活动场地、设备器材、经费支持等。
培养学生科技创新的具体措施包括：一是进行实验室开放，鼓励学生到开放的实验室进行各种教学实验和研究实验；二是设立创新实验室，鼓励和引导学生在创新实验室开展各种科技创新活动，图4为我校设置的学生科技创新实践室。
3.4 自动化专业学生的实践能力与创新精神培养效果
经过自动化专业相关部门和教师的共同努力，自动化专业学生的培养情况良好，在招生、就业、考研、科技创新活动等各方面取得了一系列重要的成绩。
自2003年开始招收自动化专业本科学生以来，自动化专业的办学规模在稳步发展。近几年，每年的自动化专业招生计划均为210人，入学报到在190人以上，编为6个班级。
自动化专业学生的就业情况良好，一次就业率较高。特别地，自动化专业作为华北科技学院煤炭主体专业，着力突出煤矿安全自动化这一行业特色，自动化专业毕业生积极响应号召，投身于煤炭相关企业、为突出我校的安全生产特色方面做出了重要贡献。
自动化专业学生积极进行科技创新活动，取得多项科技创新成果。仅在2011年，获得全国大学生电子设计大赛全国二等奖2项；飞思卡尔杯智能车竞赛全国一等奖1项，全国二等奖2项；全国挑战杯大赛河北省二等奖1项。图5为学生制作的科技创新作品（激光识别智能车），该作品获得2011年全国大学生电子设计大赛全国二等奖。
自动化专业学生的考研情况良好，考研录取率一直位居前列，表1为近几年自动化专业学生考取研究生情况汇总表。
4 总结与建议
作者认为，只有坚持循序渐进的培养策略，才能保证学生培养质量的不断提高。学生能力培养的层次关系应为：实践能力的基本标准，工程素质是最低要求，创新精神是最高追求，三者的层次关系如图6所示。
经过几年的发展，我校自动化专业学生的实践能力与创新精神的培养机制已经逐步完善、成熟，其特点可以归纳为以下几点：
（1）在完成教育部规定培养目标的前提下，进行教学内容改革、教学方法改革和教学手段改革，不断提高和强化教学效果。
（2）构建自动化专业的实践教学体系，丰富实践教学内容，合理布局实践教学层次，加强实践基础能力培养。
（3）构建自动化专业的工程训练平台，通过PLC工程实训项目和单片机工程实训项目等途径，使学生掌握自动控制系统的研究、设计、制作、检验等步骤的全部过程。
（4）构建自动化专业的科技创新机制，鼓励和引导学生在开放实验室、创新实验室开展各种科技创新活动，取得科技创新成果。
同时，我校自动化专业学生的实践能力与创新精神的培养机制还应进一步进行改革、充实、提高、完善，以不断满足人才培养的需求和社会经济发展的需要。
例如，训练类实践教学课程是提高自动化专业学生动手能力的重要手段和途径，对培养学生的理论联系实践的能力和实际动手能力有明显的帮助作用。因此，训练类实践教学课程的下一步改革思路是：教师提出更有难度的训练题目，学生可以采用多种方法实现训练题目的目标，进一步提高学生利用自动控制理论来解决实际问题的能力，最大程度地发挥训练类实践教学课程促进教学的良好作用。
参考文献
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Abstract: along with the development of social development and progress, and pay attention to the press automation control system has important significance. This paper mainly introduces the squeezing automation control system in sugar refinery, the application of related content.
Keywords: squeezing automation control application system
中图分类号： TS754 文献标识码：A 文章编号：
引言
在国内，制糖企业的信息化管理则是一个陌生的名词，不用说与欧美国家相比，就是与国内其它行业比较也已经远远落后。一般来说，糖厂的自动化水平与技术装备是成正相关的，但凡设备精良的糖厂其自动化程度也高，欧洲和东南亚一些新建糖厂正是如此。而美国的情况却不太一样，很多美国的原糖厂设备并不比我国先进，但自动化程度却相当高，也就是说，自动化可以使糖厂的陈旧设备焕发出新的活力。技术装备的更新换资巨大，是一个缓慢过程，如果学习美国经验，对中国的糖厂进行自动化方面的改造，挖掘旧装备的潜能，减少人为因素，就会在降低生产成本、减少过程损失、提高劳动生产率等方面发挥重要作用，而且自动化方面的投入相对于设备投入来说，投资少，见效快。
1、控制原理和优点
1#榨机的控制原理：入榨的蔗料进入高位槽，设定料位的高度在40％左右，1#榨机衡速运转，当来料不均衡时SRI的高位槽感测元件发出电信号给和利时的DCS系统，DCS将电信号数字化处理再向ABB调速装置发出指令，ABB调整三级输送带的电机转速，从而达到均匀进榨的目的(优点之一)。一旦发生1#榨机扭矩超出负荷的限点，SRI的扭矩监测装置发出信号给DCS，DCS向高位槽挡板的电控执行器系统发出指令，减小挡板的开度，控制入料量，从而对齿轮箱和榨机起到保护作用(优点之二)。
2#一6#榨机的控制原理：蔗料由齿耙机分别送入2#--6#高位槽，设定料位的高度在40％左右，与1#榨机不同的是2#--6#榨机的转速可调，当来料不均衡时SRI的高位槽感测元件发出电信号给DCS，DCS将电信号数字化处理再向ABB调速装置发出指令，ABB调整本座榨机的转速，保证固定的料位高度和通过榨机的蔗层厚度，使渗透过程均匀，其结果是负荷平稳并提高抽出率和减少蔗渣的水分含量(优点之三)。
均匀渗透和蔗汁泵送原理：DCS系统根据入榨量向ABB调速系统发出指令，调节渗透水比例、水温和混合汁液位流量等，其结果是各榨机蔗层均匀渗透并能稳定混合汁锤度和泵送量(优点之四)。
纤维进榨原理：均匀进榨有两种理念，一是像国内普遍采用的基于核子称信号自动或手动控制入蔗带速度，以保证进入第一座榨机的甘蔗重量。由于甘蔗纤维分的瞬时变化导致榨机持蔗能力的变化，在手控的情况下需要榨机经常保持“开快车”状态，在自控的情况下需要调节第一座榨机的转数，两种情况均带来榨机负荷的波动。另一种是国外普遍采用的以高位槽料位调节入蔗带速度，维持第一座榨机转数恒定。此时通过榨机的纤维量不变，入榨的甘蔗量随纤维分的变化略有波动。我们采用国外这种用纤维量恒定代替甘蔗量恒定的均匀入榨模式，在维持榨机负荷稳定的前提下，提高了榨量(优点之五)。另有其它优点不再赘述。
2.压榨控制系统结构
为实现压榨全自动化控制，该系统博采国内外顶尖技术和装置，由四个公司合作完成。
2．1高位槽设计
像国内大多数糖厂一样，贵糖的榨机列原来只有在第1座压榨机上方装有垂直高位槽，其它5座榨机仅装有敞口斜溜槽。为实现压榨间全自动控制，在澳大利亚SRI公司的技术指导下，贵糖的工程技术人员自行设计加工了其它五座呈10度倾斜角的密闭式垂直高位槽，高度2．3米，厚度0．6米。在高位槽的旁板上安装两条有机玻璃视窗，顺高度方向固定了lO个检测料位高度的电子元件。第l和第6座高位槽的后槽板设计成能够自由顶入150mm的活页档板，由电动执行器根据榨机扭矩的保护需要，瞬时减小挡板开度。此时的高位槽有几个作用：
1)作为流动物料的缓冲容器，便于自控系统检测元件的工作，以实时料位高度作为榨机自动调速的给定信号；2)一定高度的料位对压榨机的入蔗产生压力，提高了榨机的持蔗能力；3)料位的缓冲作用可避免蔗层厚薄不匀或两端不匀，减少了压榨机的负荷和扭矩的波动；4)在同等负荷甚至较低负荷下，由于蔗层均匀导致了高榨量和高抽出；5)活动挡板在扭矩瞬时增大到限点时被立即顶入，减少入蔗，当扭矩恢复后，立即释放挡板。
2．2检测单元
压榨自控系统的主要检测元件和装置都是由澳大利亚SRI(Sugar Research International)公司提供，包括高位槽传感器和扭矩监控系统。
2．2．1高位槽传感器
高位槽传感器通过测量槽壁10个电极的导电性进行工作，当蔗渣自上而下流过这些电极时，就开始测其导电性。该传感器测试每一个电极中的微小电流，并检测此电流是否超过表明电极已被覆盖的临界值。由于电极镶在玻璃板上与槽壁绝缘，当蔗渣中的水分引起电极与槽壁之间通电并超过临界值，说明蔗渣已覆盖在某一电极所处的高度上。将最低到最高电极的覆盖率转换成10―100％的料位高度，再用4―20毫安电流输出模拟信号。
2．2．2扭矩监控系统
扭矩监控系统是一种短程遥感系统，它采用变形仪监测转动的榨机轴扭矩，该系统可直接安装在现存系统榨机轴上。它主要由四部分组成，主控系统、电磁感应环、发射装置、一对350欧姆变形仪。主控系统由几个插入式模块组成，包括提供24伏AC电源的供电模块，给电磁感应环提供动力的驱动模块，破译来自电磁感应环的信号并产生与榨机扭矩大小成正比例电流信号的接收器模块，以及将接收器模块的输出信号转换成4―20毫安输出信号的调节器模块。电磁感应环由内外两个环组成，内环装在榨机轴上随轴转动，外环固定并由主控系统通过屏蔽电缆驱动。发射装置模块装在内环上，该单元上包括一个变形仪放大器、一个校准桥和遥感元件，从外环接受电磁感应驱动并返回遥感信号。
变形仪焊在榨机轴上，并用导线与发射器相连，两套变形仪分别装在榨机轴相对两面。扭矩监控系统功能的描述为：在主控系统中，驱动模块提供给电磁感应外环一个交流电源，在内外环之间引发一交流电压，该电压经调节用于驱动变形仪和发射装置。在发射装置内部，变形仪校准桥的输出经变形仪放大器放大，转换成变频遥感信号，该信号穿过电磁感应外环和现场电缆到达主控系统。主控系统里的接收装置将遥感信号转换成交流信号，再经信号调节模块转换成4―20毫安输出信号。
2．3 DCS系统
压榨自动化的核心DCS控制系统由北京和利时系统工程股份有限公司开发并提供。
2．3．1 自动控制系统
自动控制系统将采用以微处理器为基础的分散控制系统，主要有下列特点：
(1)系统设置3台以PC机为基础的操作员站，所有系统运行的参数、设备状态及工艺流程图，将在操作员站的CRT上以不同的画面形式显示。所有设备的启动／停止或开／关操作，也在操作员站上利用键盘完成。只有极少量重要参数或设备控制设有后备仪表与操作开关。各台操作员站可以独立完成各项监控功能，也可起到互为备用的作用。
(2)系统内设有冗余的通讯速率为100Mbps的高速以太网。操作员站与各控制器，以及控制器之间的信息交换，全由该通讯网络以数据通讯的方式完成。控制系统还可以通过该网络与其他生产车间的控制系统以及公司生产管理部门与领导进行数据通讯，随时收集并提供所需的各项信息。
(3)系统内设有3台现场控制站(柜)。每台现场控制站内设有冗余配置的主控单元或PLC，各项输入／输出参数将通过各类智能的I／0模块与主控单元连接，实现各项监控功能。现场控制站是用来完成现场信号采集、工程单位变换、控制和联锁控制算法、控制输出、通过系统网络将数据和诊断结果传送到操作员站等功能。
(4)系统设有工程师站，供系统组态、检查或修改之用，并完成所有的数据下装和增量下装等。
(5)系统软件平台采用WINDOWS NT。配备各种符合国际标准的组态软件。系统具有很好的开放性，可以与其他控制系统或设备方便地连接。系统在运行过程中，可以在授权范围内在线修改各项组态，不会引起系统扰动。
2．3．2 自动调节系统
为了实现蔗料的平衡输送和均衡压榨，需要自动调节的项目包括：
(1)输蔗带速度调节
根据第l座高位槽的料位高度，自动调节三级输蔗带速度，杜绝空槽或涨槽的现象。各台输蔗带的速度将按随动的原理协调调节，保持进蔗量的均衡。
(2)压榨机转数自动调节
压榨机列的自动调节是靠保持各高位槽稳定料位来实现，第1座压榨机根据榨量要求保持某一固定转速，由三级带的调速维持高位槽的料位稳定，保证均衡进榨。2―6座压榨机是靠自身的瞬时调速来稳定各自高位槽的料位，从而保证通过各榨机的蔗层厚度均匀，达到高榨、高抽出、低负荷的目的。
(3)渗透水与入榨甘蔗量比例调节
根据核子秤检测到的甘蔗入榨量，按生产需要合理地整定渗透水与蔗比配比值，由计算机自动控制变频器调节泵转速，实现渗透水加入量自动控制，使渗透水与蔗比保持在最佳值。
(4)渗透水水箱液位及渗透水温度调节
渗透水水箱液位调节，用液位变送器连续检测渗透水箱的液位，控制冷水加入量保持渗透水箱液位基本恒定，同时，水位超限，系统自动报警；
渗透水温度调节，用温度变送器连续检测渗透水的温度，并考虑冷水加入量，自动控制热水阀，保持渗透水温度基本恒定，控制精度优于给定值的±5℃。水温超限，系统自动报警。
(6)设置完善的连锁保护系统
各级输蔗带、齿耙机、榨机列连锁关停，保证任何一台设备在任何情况下停机时，前面的齿耙机和输蔗带立即随停。
2．3．3 集中监视
压榨系统要实现集中控制，其前提必须是在集中控制室内值班人员能对系统的运转情况进行集中监视。监视的内容主要分为两类：一类是系统运行的参数，包括：各输蔗带速度(或马达转速)及迸蔗量，各压榨机的转速及马达的电流，渗透水、混合汁和送出蔗的流量，渗透水温度，压榨机油压，马达轴承温度，压榨机面辊的升降距离等等。另一类是机械设备运转情况，如压榨机高位槽料位、各水箱和物料箱液位等。集控室除了工业电视的监视器与操作员站的CRT以外，基本上不装设常规的模拟仪表。对于核子秤这类特殊仪表则将其测量信号输入统一的监控系统，作为显示、累计、自动调节的原始信号。在集中监视系统中，可以对各项参数如电流等设置报警限值，一旦越限，自动报警。自动控制系统的记录功能有：报警记录、操作记录、定时制表、事故顺序记录(SOE)。各项测量参数可以根据要求作为历史数据保存下来，以备事故追忆查询及榨季后检修设备的依据。
结束语
压榨自动控制系统在糖厂中的成功应用，系统集计量控制管理为一体，采用核子称自动计量，采用电脑自动控制压榨机转速、料位、输蔗机、压榨机中间输送带、压榨机轴承温度、渗透水添加、物料均匀输送等的技术，将现代自动控制理论和计算机控制技术相结合，通过系统建模和模糊控制技术等先进控制算法，使甘蔗压榨过程按下达的指令均匀、恒定入榨，自动控制，机械设备平稳运行，减少尖锋负荷对设备的冲击，减少了能源消耗，减少设备损耗，甘蔗糖分抽出率稳定提高，为工厂创造更大的经济效益，真正体现了信息化对工业生产融合带来的好处。
参考文献
1.Yangsheng Lu.Jens Thomsen 甘蔗糖料压榨系统的现况及新技术方案[期刊论文]-广西蔗糖 2009(4)
中图分类号：TL372 文献标识码： A
引言
自动控制学科是近几十年来了发展起来的一门很重要的学科。它的发展很迅速，特别是计算机的快速发展，更加快了它的发展，尤其是工业自动化技术近年来的发展。自动化学科研究的范围也是很广泛的，对实现我国工业、农业、国防和科学技术现代化、对迅速提升我国综合国力具有重要和积极作用。
自动控制（automatic control）是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
自动控制是相对人工控制概念而言的。指的是在没人参与的情况下，利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律运行。自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。 自动控制是工程科学的一个分支。它涉及利用反馈原理的对动态系统的自动影响，以使得输出值接近我们想要的值。从方法的角度看，它以数学的系统理论为基础。我们今天称作自动控制的是二十世纪中叶产生的控制论的一个分支。 基础的结论是由诺伯特・维纳，鲁道夫・卡尔曼提出的.
自动控制技术是能够在没有人直接参与的情况下，利用附加装置使生产过程或生产机械（被控对象）自动地按照某种规律（控制目标）运行，使被控对象的一个或几个物理量（如温度、压力、流量、位移和转速等）或加工工艺按照预定要求变化的技术。它包含了自动控制系统中所有元器件的构造原理和性能，以及控制对象或被控过程的特性等方面的知识；自动控制系统的分析与综合；控制用计算机（能作数字运算和逻辑运算的控制机）的构造原理和实现方法。自动控制技术是当展迅速，应用广泛，最引人瞩目的高技术之一；是推动新的技术革命和新的产业革命的核心技术；是自动化领域的重要组成部分。
自动控制技术有很强的应用背景，无论是在炼钢、轧钢、化工、石油、电力等工业上，或是造纸、纺织、皮革和食品等工业上；无论是在航空、航海、汽车和铁路运输工业和国防工业上，或是图书资料的管理、实验室技术设备上都得到广泛应用。自动控制技术对导弹和人造地球卫星是非常重要的，对于研究原子能的应用，研究飞机和导弹的空气动力和结构强度也是有用的。没有应用背景的“控制理论”就缺乏生命力。如何巧妙地运用控制的基础理论来解决实际问题是和研究控制理论本身不同的另一种创造性工作。
一、自动化控制原理
自动化控制有半自动与全自动化
例如：机器、设备可以按照生产的要求和目的，进行自动化生产；全自动人只需要作为操作员，确定控制的要求和程序，不用直接参与生产过程的控制技术；半自动化控制要人通过设施、设备、机械、仪器或手工等劳动力的参与。
自动化控制技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化控制不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化控制是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。
自动化控制理论是自动化专业的重要学习课程。
二、自动化控制的应用
2.1过程自动化
石油炼制和化工等工业中流体或粉体的化学处理的自动化控制。一般采用由检测仪表、调节器和计算机等组成的过程控制系统，对加热炉、精馏塔等设备或整个工厂进行最优控制。采用的主要控制方式有反馈控制、前馈控制和最优控制等。
2.2机械制造自动化
这是机械化、电气化与自动控制相结合的结果，处理的对象是离散工件。早期的机械制造自动化是采用机械或电气部件的单机自动化或是简单的自动生产线。20世纪60年代以后，由于电子计算机的应用，出现了数控机床、加工中心、机器人、计算机辅助设计、计算机辅助制造、自动化仓库等。研制出适应多品种、小批量生产型式的柔性制造系统（FMS）。以柔性制造系统为基础的自动化车间，加上信息管理、生产管理自动化，出现了采用计算机集成制造系统（CIMS）的工厂自动化控制系统。
2.3管理自动化
工厂或事业单位的人、财、物、生产、办公等业务管理的自动化控制，是以信息处理为核心的综合性技术，涉及电子计算机、通信系统与控制等学科。一般采用由多台具有高速处理大量信息能力的计算机和各种终端组成的局部网络。现代已在管理信息系统的基础上研制出决策支持系统（DSS），为高层管理人员决策提供备选的方案。
三、自动化控制系统
自动化控制系统是指能够实现自动控制任务的系统，由控制器与控制对象所组成。
自动化控制系统的概念
自动化控制是一种现代工业、农业、制造业等生产领域中机械电气一体自动化集成控制技术和理论。
自动控制（automatic control）是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
四、自动控制系统特点
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。
自动控制系统理论
自动控制是相对人工控制概念而言的，指的是在没人参与的情况下，利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律运行。自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。
自动控制是工程科学的一个分支，它涉及利用反馈原理的对动态系统的自动影响，以使得输出值接近我们想要的值。从方法的角度看，它以数学的系统理论为基础。我们今天称作自动控制的是二十世纪中叶产生的控制论的一个分支。
结束语：
随着科技的发展，自动化控制已经广泛应用到各行各业。直流调速器在数控机床、造纸印刷、纺织印染、光缆线缆设备、包装机械、电工机械、食品加工机械、橡胶机械、生物设备、印制电路板设备、实验设备、焊接切割、轻工机械、物流输送设备、机车车辆、医设备、通讯设备、雷达设备、卫星地面接受系统等行业都有应用。相信不久的将来会带给人们更多的便利。
长久以来，对电厂有关机组控制工作中，使用的主要控制方式就是PID，但是PID控制器在实际工作的过程中，各类参数整定途径不同，有些方式需要进行理论计算，有些方式则需要依靠经验来进行，加上很多常规PID控制难以收到到良好的控制效果，这就需要工作人员不断的分析控制技术。就现阶段来看，我国关于智能控制的研究还相对较少，这种智能控制方式也是业界的一个新型研究范畴，智能控制技术的发展可以为电厂热工自动化提供完善的理论指导，该种控制技术经过了神经网络专家、模糊专家的深刻，证实是一种理想的控制策略。
2、智能控制技术的主要方式
2.1 模糊控制方式
模糊控制方式源自于1965年Zadeh教授的模糊集理论，在1974年，英国教授Mamdani成功的将模糊集理论应用在蒸汽机以及锅炉的控制工作中，随后的多年来，该种控制方式呈现出一种良好的发展态势，也得到了十分广泛的应用。该种理论基于人的思维模式发展而来。有关的研究调查显示，模糊控制方式可以对数学模型对象进行精准的控制，模糊控制理论是以模糊语言、模糊数学知识来表示模糊规则的理论，并使用计算机技术控制闭环结构的控制系统。模糊控制方式具有几个特点，即其控制系统的设计需要操作数据与人员的控制经验，并不需要数学模型，因此，具有很好的鲁棒性，能够解决传统PID难以解决的时变性、非线性以及时滞性，整个推理过程使用不精确推理的形式，能够模仿人的思维，因此，可以处理十分复杂的系统。
2.2 专家控制方式
专家控制方式即将专家控制技术与理论的整合，在运行过程中，对专家的智能进行模仿，这样即可实现系统控制，其主体主要包括推理机构与知识库，通过对知识的组织与调动，按照既定的策略对规则进行推理的过程。专家控制方式具有灵活性高、空置率灵活的形式，能够适应各种环境的变化。根据控制系统的复杂程度，专家控制方式包括专家式控制器与专家控制系统两种方式，这两种方法均具有完善的结构系统、知识处理功能以及可靠功能，也得到了广泛的应用。
3、智能控制在电厂热工自动化的应用
电厂热工自动化是减轻劳动强度、改善劳动条件、保证设备安全的技术措施，智能控制在电厂热工自动化的应用已经成为研究的热点问题之一。
3.1 单元机组负荷控制
单元机组负荷控制系统是一种具备时变性、非线性以及不确定性的多变量系统，难以建立精确的数学模型，采取传统的控制系统很难收受到既定的效果。有关专家学者针对该种情况设置了以机跟炉与以炉跟机为基础的负荷控制系统，效果显示，这两种系统有着良好的控制品质以及自适应能力。
3.2 过热汽温控制
过热汽温是电厂锅炉在运行过程中的运行质量评价标准之一，就目前来看，一般使用改变减温水量的控制方式，这种控制方式在实际的应用过程中表现出较大的时滞性与惯性，在科技水平的发展下，人们也将智能控制系统引进汽温控制过程中，很好的改善了控制系统的品质与适应性。有关的文献显示，将神经网络模糊控制系统引入过热汽温控制过程中，即时在大范围变负荷运行的过程中，整个系统依然能够保持良好的运行态势与运行性能，也可以很好的解决电厂过热汽温控制对象的不稳定性与延迟性。
3.3 中储式制粉系统的控制
中储式制粉系统的控制难点包括磨负荷信号测量的复杂性、参数之间的耦合性、数学模型的复杂性等等，有关的专家针对这一特征，使用模糊语言规则，总结好运行经验，使用预测模糊控制与分级模糊控制相结合的方式，在电厂磨球机中进行了应用，运行效果显示，使用预测模糊控制与分级模糊控制相结合的方式，可以很好的提升磨机运行的安全性与稳定性，也很好的解决了磨机运行过程中的大时滞的耦合问题，提升了电厂的经济效益与社会效益。
3.4 给水加药的控制
电厂锅炉给水加药一般为加氨与联氨，加氨目的是为了提升给水PH值与凝结水PH值，并减少酸性物质对水系统产生的腐蚀。加联氨的目的是为了去除水中的氧与二氧化碳，防止锅炉中铁垢与铜垢的生成。影响给水加药的因素很多，水处理工况、锅炉蒸发量都会对其产生一定的影响，因此，传统的PID往往难以实现目标调节效果。使用变频模糊加药系统可以很好的克服人工加药系统中存在的不足，也可以很好的提升给水的质量，具有动态响应快、鲁棒性强的优点，取得了良好的经济效益。
4、结语
可以说，智能控制系统可以很好的解决传统系统不确定性、复杂性以及高度非线性的不足之处，智能控制系统在电厂热工自动化中的应用已经取得了良好的效益，在未来，也有着良好的应用前景，相信随着基础理论的发展与应用方法的成熟，智能控制系统将会得到更加完善的发展，电厂热工自动化水平也会得到不断的提升。
参考文献：
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中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0014-02
河南理工大学（以下简称“我校”）的“自动控制系统”课程经过30多年的教学改革和发展，取得了突出成果，于2008年评为国家级精品课程。近几年来，本课程教学组在整合原有资源的基础上，在师资建设、教学手段、实践环节、考试方式等方面进行了改革和实践，进一步加强精品课程建设，获得了课程教师和学习该课程的学生的肯定和一致好评。
一、课程教材建设
教材的选取和教材建设是决定教学质量的关键因素之一，它直接影响着教学内容与学生知识结构的合理性与科学性。[1]
我校“自动控制系统”课程始于1972年，是国内较早开设该课程的高校之一。在教材的建设上共进行了6次修编和选取。随着电力电子技术、计算机技术的发展，交流电力拖动控制技术取得了突破性进展，一些先进的控制理论和方法在交流电力拖动系统中得以实现。从1996年起为适应国家教育部“面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的要求，将课程内容进行拓展，并结合我校与煤矿结合紧密的特点，增加交流调速控制学时，引入VC、DTC等先进控制策略的相关知识，以适应自动化专业人才培养的需要。2004年，根据我校特点的需要，再次对以往使用教材进行了修编，出版了“十五”国家级规划教材“自动控制系统”。根据课程发展的需要，今年再次对教材进行修订，进一步增加了交流调速内容在课程中的比重和课时。
二、教学方法建设
“自动控制系统”具有综合性强的特点，这门课程涉及的领域广泛，是电机学、电力拖动自动控制原理、微型计算机控制技术以及电力电子技术等多门课程的综合和升华，也是与工程实际接合非常紧密的一门专业课程。[2]在讲授课程的过程中，主要从以下几个方面着手：
1.培养学生的学习兴趣
“自动控制系统”课程是一门综合性和实践性很强的课程，培养学生对该课程的学习兴趣尤为重要。课程教学中始终贯穿课程内容的实用性是激发学生学习兴趣的关键所在。例如在课程开始就给学生先举一些很有吸引力的、多个领域的交直流调速系统应用实例，例如电力机车的启动、调速、停止过程和龙门刨床切削工件的过程，让学生直观形象地了解到本门课程在实际中的具体应用及重要地位，增加学生对电机调速系统的感性认识，通过这些例子用“调速”两个字来概括本课程的学习内容，让学生了解本课程的学习目的。然后从19世纪开始谈交直流的发展历史，比较交直流调速的优缺点进而让学生认识到交直流调速的发展趋势，使学生对本课程有一个宏观概念上的了解，清楚本课程的重要性，培养学生对本课程的学习兴趣。
2.鼓励学生自学、主讲，调动学生学习的积极性
课堂教学过程中，对于较难的章节可以以教师主讲形式进行，在本节课结束后，把本节课讲到的调速系统的缺点总结出来，提到下节课的调速方式可以解决存在的问题，让学生在课前自学，预先提醒下节课可以由学生来讲。在下节课时请学生来主讲，根据学生的理解，针对关键问题，回顾所学内容，对学习过的内容进行叙述，交流自己掌握的知识及学习体会。教师在听取学生讲课和回答问题的过程中，可以摸清学生对知识点的理解和掌握程度，对其中的错误概念和理解及时给予指导、纠正。在课程内容的讲授中，以控制方法作为主线，贯穿课程始终。按提出问题、分析问题、解决问题的方式，循序渐进、由浅入深地组织研讨型教学，充分调动学生的学习积极性。
3.精心选择教学内容，适当补充新的知识点
教学过程中应根据本课程的特点，使教学内容与该领域的先进技术同步，激发学生的学习兴趣。随着电力电子技术与自动控制技术的进步，应逐步增加交流调速的教学内容，减少直流调速的内容。其次，由于自动控制系统课程的讲授内容较多，要根据不同专业分配的课时合理选择讲授的内容，处理好教学内容和教学专业、教学课时之间的矛盾，做到由简入繁，重点突出。
另外还可以适当引入和教材理论相关的生产实践的例子。例如在交流调速部分很多教材只介绍变频器的算法，很少提及变频器的应用。作为以培养应用型人才为目标的本科院校，应在教学过程中适当介绍几种当前比较先进的变频器的参数设置和使用场合，如ABB、SIEMENS等的应用实例，有利于培养学生的解决实际问题能力。
4.适当使用多媒体教学
改革传统的“黑板+粉笔”的教学方式，引入多媒体教学是目前在高校教学中普遍采用的一种教学手段。[3]但是过多地使用多媒体教学会限制学生的想象力，不利于学生创造性思维的发展，也缺少教学过程中的灵活性和同步性，同时也不利于教师主导课堂教学。[4]因此在自动控制系统的教学过程中，教师首先要合理规划好哪些章节使用多媒体课件教学，对于使用多媒体教学的章节一定要按照自己的思路对课件进行整理或自己制作课件。
一般来讲对于内容枯燥而要提高学生学习兴趣或图形较多的章节内容可以用多媒体教学，比如绪论、电枢可逆有环流调速系统制动过程分析等章节推荐使用多媒体讲解，使用多媒体讲解时也可以加上适当的板书。对常规内容、公式原理的推导等用板书完全可以满足教学要求。
5.加强实践环节教学
通过实践或实验环节可以加强学生对课本所学内容的理解。教学过程中注重课堂教学与课外创新实践活动相结合，在课堂上鼓励学生积极思考、提问和回答问题；在实验课将理论验证与综合设计、自主创新结合起来，给学生更多发挥个人创造力的机会；在课外积极鼓励、指导学生参加学校“大学生科技创新基地”的科技活动，通过此类活动反过来促进课堂教学，学生的创新实践能力得到加强。鼓励学生参加一些自动控制系统设计开发类的比赛和项目。近几年，我校学生参加飞思卡尔汽车大赛的热情不断高涨，在全国大赛上也取得了较好的名次。学有余力的同学也参加了自动化研究所教师承担的一些科研项目，在实践中得到了锻炼。
6.引入MATLAB进行辅助教学
利用MATLAB仿真工具设计自动控制辅助教学软件，通过Simulink生动再现了系统的动态响应过程，化解难点，同时增强学生探究式学习的兴趣。MATLAB软件可以搭建虚拟系统，实现系统的仿真任务，把这个软件引入到教学活动中，已经被越来越多的老师所采用。例如在讲授转速、电流双闭环直流调速系统的动态特性分析时，在MATLAB/SIMULINK环境下根据具体的系统参数设计该双闭环调速系统，仿真观察其动态特性，改变各调节器参数，由虚拟示波器得到不同的曲线，分析仿真结果，使学生直观地认识到所研究的双闭环系统的特点。在课程设计过程中，可以鼓励学生使用MATLAB软件对设计的系统进行仿真验证，克服了传统教学中枯燥、抽象、难以理解等弊端，达到良好的教学效果。
7.作业和考试方式上的改革
灵活布置和批改作业，提高教学效果。在课程教学中，根据重点、难点内容并结合实际调速系统发展现状与趋势，适当布置一些具有实践性、挑战性的作业，以启迪学生的创新思维能力，进一步拓展知识、开阔思路。此外，还布置学生撰写科技论文，培养学生查阅文献、分析归纳资料、书写论文、进行初步科学研究的意识和能力。
灵活运用多种考核形式，综合评定课程学习成绩。考试形式有：以考试为主，在课程网站上公布考试题目的类型，正确引导学生的复习方法和内容，强调考查学生运用知识分析问题，综合解决问题的能力，变单纯考核记忆能力的考试方式为重能力、求创新的考试方式。考试题目上有30分左右的英文题目，要求学生用英语作答，加强本课程的双语教学力度。对学生实验、课堂发言与科技论文写作考虑权重加权求和，给出课程的综合评价。
三、课程教学的预备和辅助工作建设
加强课程教学的师资队伍、网络教学环境和实践性教学准备工作属于课程教学的预备和辅助工作建设，为课程教学提供强有力的保障。
1.课程教学团队的建设
自动控制系统课程的一个特点是实践性强。任课教师的科研与工程实践方面的经验与能力对教学过程和教学效果的影响至关重要。由于课程的内容大量涉及到工程实际，而大多数新教师的学习经历都是从学校到学校，没有现场实际工作经验，缺少实际系统设计、安装调试经验，理论教学和实际脱节，对课程内容的理解深度受到限制，从而影响实际的教学效果。[5]近几年，课题组加强对教师的实践能力培养，提高教师自身的科研素质，提高对新技术的敏感性。具体的做法有：选择合适的工矿企业，派教师到这些单位参与生产和产品研发，掌握实际中应用的最先进技术，提高教师的工程实践能力和科研能力；鼓励新教师申请、主持或参与横向项目；聘请在工矿企业有工作经历的具有丰富实践经验的高级职称人员兼职教师进行授课，指导学生进行工程实践。通过教学团队建设，教师互通有无，带动整个教学团队的教学、科研、工程实践能力的提高。
2.网络教学环境建设
为适应教学网络化和信息化的发展趋势，先后投入大量资金和人力，依托国家级、省级精品课程建设及重点学科建设，建设了“自动控制系统”精品课程教学网站。在网站原有内容的基础上，不断吸纳校内、校外以及国外专家、同行、学生在利用精品课程资源学习过程中提出的意见和建议，来优化精品课程建设方案，从而调整和补充精品课程的教学内容，促进精品课程建设者与使用者的互动。[6]目前正在以虚拟仿真实验、远程监控和直流控制电路板制作三个实践性环节作为整个教学系统实践部分的核心开发网上远程实验系统平台，为学生进行综合实验提供了良好的网络学习环境。
3.实践性教学环境建设
自动控制系统的另一个特点是通用性强。课程内容不是专门针对某一种专门控制系统的工程技术，而是适用于很多控制系统和装置。以国家级实验教学示范中心“电工电子实验中心”和电力电子与自动控制系统实验中心作为依托，构建了“自动控制系统”实验教学新体系，建立了“立体化”实践教学模式；形成了“主导、自主、开放、创新”的实验教学理念；建成了能够进行“验证、设计、研究、创新等实验以及学生竞赛、科研活动等一条龙”的实践教学平台。自行研制设计开发了多功能调试平台、微控制器开发系统、机器人控制、三级倒立摆等实验教学设备，为培养学生的理论联系实际和系统综合设计能力创造了良好的条件。我校国家级电工电子教学示范中心和电力电子与自动控制系统实验室是开放实验室，全天候开放，为“自动控制系统”课程相关实验的开设提供了充分的保障。
在实践教学方面，根据实际科研中的经验，把大型项目分解成若干个子项目，给学生创设具有思考性、创新性的问题，培养学生的创新思维、创新意识，做到以科研促教学；在日常的教学活动中，注重把新技术、新成果引入课堂教学，鼓励优秀的学生参加教师的科研项目，使教学和科研有机地结合起来，激发学生科学研究的意识，培养学生的创新意识和创新能力。
四、结语
根据自动控制系统课程的特点，结合本校培养人才社会服务对象的实际，自动控制系统精品课程课题组进行教学内容的精练、教学手段的丰富和教学实践的完善，从学科特色、教学理念、教学内容及教学方式等方面入手，充分利用多媒体及网络技术的普及性及便利性，加强了精品课程建设。在本精品课程的示范和激励下，电气工程及其自动化专业的主干课程“供电技术”在2010年成果申报为国家级精品课程，自动化专业的主干课程“电力电子技术”“自动控制原理”课程也相继建设成为了省校级精品课程，[7]从而推动了自动化和电气工程及其自动化专业及学科的整个课程体系的发展，提高了电气工程与自动化学院各个专业的教育教学的质量，为高校培养高质量、高素质人才提供了强有力的保障。
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中图分类号：U664.9+2文献标识码：A 文章编号：
一、污水处理厂的工艺选择
我国污水处理厂工艺选择繁多，处理效果差异较大。当前，污水处理新工艺、新技术不断出现并具有极大的优越性和吸引力，一些设计单位片面追求工艺新，追求工艺时髦，而不考虑当地的进水水质、处理水量以及出水用途的问题，将污水处理厂建成污水处理新工艺实验厂。如有的地区本来进水水质比较低，还要选择AB法，结果不能得到充分的利用，造成设施设备的闲置;有的地区经处理的再生水直接用于农业灌溉，还过分强调除磷脱氮，采取A/A/0法，增大了建设投资，也提高了日常运转成本。
笔者认为设计者不应仅仅考虑到达标排放的问题，还必须合理把握工艺的先进性和成熟性(可靠性)的辩证关系，一方面应当重视技术经济指标的先进性，第二就是必须要适合中国国情和工程性质。城市污水处理工程不同于一般点源治理项目，它作为城市基础设设施工程，具有规模大、投资高的特点，应该确保百分之百的成功，工艺选择必须注重成熟性和可靠性。因此应强调技术的合理，把技术的风险降到最小程度，而不是简单地提倡技术先进。城市污水处理的技术政策规定“对在国内首次应用的新工艺，必须经过中试和生产性试验，提供可靠设计参数后再进行应用”，也是强调了可靠性原则。在选择城市污水处理厂的处理工艺时，主要控制的条件有用地范围、尾水排放、污泥出路、地质条件、发展余地、管理水平、运行费用、工程投资、环境影响等诸方面。在满足出水水质各项指标前提下，应着重研究运行费用与管理水平。已一些污水厂建成后，由于运行费用高而无法正常运转，而另一些处理厂引进高级监控仪表设备，由于缺乏具有一定水平的维护人员，这些仪表设备被闲置。所以，要从目前国内的现状出发，选择合适的处理工艺，切忌盲目跟风。笔者认为，中小规模污水处理厂选用氧化沟、SBR法具有明显的优点，而大型污水处理厂推流式活性污泥法仍是首选方案。同时在同一地区有多个污水处理厂建时，工艺选择在保证处理效果的前提下，尽量选择相同或相近工艺，这样可增加污水处理厂之间管理经验的互通，提高管理运行水平。
二、污水处理厂的厂址选择
污水处理厂位置的选择，应符合城市总体规划和排水工程总体规划的要求，并根据下列因素综合确定:厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在城市工业区、居住区的下游。为保证卫生要求厂址应与城市工业区居住区保持约300m以上距离;厂址宜设在城市夏季最小频率风向的上风侧，及主导风向的下风侧;结合污水管道系统布置及纳污水域位置，污水处理厂选址宜设在城市低处，便于污水自流，沿途尽量不设或少设提升泵站;有良好的交通、运输和水电条件，有良好的工程地质条件，厂区地形不受水淹，有良好的防洪、排涝条件;尽量少拆迁、少占农田，同时因厂区规划有扩建的可能，应预留远期发展用地仁。在拟建新的污水处理厂时，一般由建设单位提出2~3个污水处理厂备选地址，由设计部门从中比较选择。这就要求设计人员不要盲目迁就建设单位的意见，应亲自考察当地实际情况，在全面分析的基础上提出合适的厂址。
三、自动控制系统问题
当前各类污水处理工艺对自动控制系统的要求越来越高，向T型氧化沟、ICEAs工艺、sBR工艺都需要自动控制来保证运行。许多污水处理厂都配备了自动控制系统。但调查发现，不少污水处理厂自动控制系统根本没有使用或使用效果不理想，其原因在于有的控制参数设置不合理，运行问题较多;有的自控设备落后，损坏后无法更换，造成自控系统闲置。自动控制系统应与污水处理厂同步设计，分批建设。待污水处理厂调试完成，达到处理要求后，再根据实际情况确定控制参数。自控设备尽量选择具有可替换性的设备，防止出现因某个设备无法替换而造成整个自控系统瘫痪的现象。
四、污泥的处理与处置
污水处理厂在水处理过程中会截流与排出一定量的栅渣、沉砂和污泥。对城市污水厂而言，其数量大约为进水量的0.5%~1.5%。目前部分设计单位在污水处理厂设计中对污泥处置重视程度不够，大部分中小型污水厂产生的污泥，经浓缩、机械脱水后直接外运，这些污泥实际上均未达到稳定要求，是否会带来环境的二次污染是值得注意的。因此设计部门应加强对污泥处置的设计与研究，目前常用的污泥稳定方法有污泥中温消化、污泥好氧消化、污泥投加石灰、污泥焚烧等方法；污泥综合利用的试验研究已有各种报道，例如利用污泥制砖、制陶瓷等用作建筑材料，甚至从污泥中提炼维生素B，等等，但大部分是实验室试验，与实际应用还有相当距离。城市污泥的最终出路，还是用作绿化或农田肥料，改良土壤，这似乎是较现实的综合利用方案，但目前尚缺少组织推广应用的机构，在政策上也缺少支持。事实上，城市污水厂污泥作为“绿色植物”的天然有机肥料是具有广阔前途的。一个城市若有多座污水处理厂，可把各处理厂污泥集中起来，建一座具有相当规模的污泥处理厂，包括处理下水道清通过程中产生的污泥、化粪池污泥等等。当污泥处理厂达到一定规模后，可减少单位投资，降低日常费用，也便于污泥综合利用。
总之，城市污水处理厂的建设由于投资大、牵涉部门多，设计人员平时应该多留心积累污水处理厂操作运行管理中出现的问题，在设计之前主动、深人地进行实际调查，虚心听取建设单位，尤其是污水处理厂一线运行管理人员的意见，在全面考虑的基础上，设计投资运行费用低、处理效果好、操作管理方便、对环境影响小的污水处理厂，避免污水厂的频繁改造给国家造成经济损失，同时也更有利于设计院自身增强竞争力。
作者简介：唐艳丽，专业环境工程，单位肥西县环境保护局
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一、自动控制的基本概念
在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术得到了广泛的应用。所谓自动控制，是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，使被控量等于给定值或给定信号变化规律去变化的过程。控制装置和受控对象为物理装置，而给定值和被控量均为一定形式的物理量。自动控制系统由控制装置和受控对象构成。对自动控制系统的性能进行分析和设计则是自动控制原理的主要任务。
二、自动控制系统的基本构成及控制方式
1.开环控制控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制。2.闭环控制。控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对控制过程的影响，这种控制称为闭环控制，相应的控制系统称为闭环控制系统。3.反馈控制。反馈控制是在外部的作用下，系统的被控量发生变化后才做出相应调节和控制的，在受控对象具有较大时滞的情况下，其控制作用难以及时影响被控量，进而形成快速有效的反馈控制。
三、自动控制理论发展简述
虽然现代控制理论的内容很丰富，与经典控制理论相比较，它能解决更多更复杂的控制问题，但对于单输入、单输出线性定常系统而言，用经典控制理论来分析和设计，仍是最实用最方便的。
真正优良的设计必须允许模型的结构和参数不精确并可能在一定范围内变化，即具有鲁棒性。这是当前的重要前沿课题之一，。另外，使理论实用化的一个重要途径就是数学模拟和计算机辅助设计。总之，自动控制理论正随着技术和生产的发展而不断发展，而它反过来又成为高新技术发展的重要理论根据和推动力。它在工程实践中用得最多，也是进一步学习自动控制理论的基础
四、自动检测技术
自动检测是学一个重要分支科学，是在仪器仪表的使用、研制、生产、的基础上发展起来的一门综合性技术。1. 自动检测的任务：自动检测的任务主要有两种，一是将被测参数直接测量并显示出来，以告诉人们或其他系统有关被测对象的变化情况，即通常而言的自动检测或自动测试；二是用作自动控制系统的前端系统，以便根据参数的变化情况做出相应的控制决策，实施自动控制。2. 自动检测技术主要的研究内容：自动检测技术的主要研究内容包括测量原理、测量方法、测量系统、及数据处理。3.测量系统：确定了被测量的测量原理和测量方法后，就要设计或选用装置组成测量系统。目前的测量系统从信息的传输形式看，主要有模拟式和数字式两种。
1.术的基本概念。检测技术是以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科。 广义的讲，检测技术是自动化技术四个支柱之一，从信息科学角度考察，检测技术任务寻找与自然信息具有对应关系的种种表现形式的信号，以及确定二者间的定性、定量关系；从反映某一信息的多种信号表现中挑选出在所处条件下最为合适的表现形式，以及寻求最佳采集、变换、处理、传输、存贮、显示等方法和相应的设备。信息采集是指，自然界诸多被检查与测量量中提取有用信息。 信息变换是将所提取出的有用信息进行电量形式幅值、功率等的转换。信息处理的任务，视输出环节的需要，可将变换后的电信号进行数字运算、模拟量-数字量变换等吃力。 信息传输的任务是在排除干扰的情况下经济的、准确无误的把信息进行远、近距离的传递。虽然检测技术服务的领域非常广泛，但是从这门课程的研究内容来看，不外乎是传感器技术、误差理论、测试计量技术、抗干扰技术以及电量间互相转换的技术等。提高自动检测系统的检测分辨率、精度、稳定性和可靠性是本门技术的研究课题和方向。自动检测技术已成为一些发达国家的最重要的热门技术之一，它可以给人们带来巨大的经济效益并促进科学技术飞跃发展，因此在国民经济中占有极其重要的地位和作用。自动检测系统是自动测量、自动计量、自动保护、自动诊断、自动信号等诸多系统的总称.在上述系统中，都包含有被测量，敏感元件和电子测量电路，它们之间的区别仅在于输出单元。如果输出单元是显示器或记录器，则该系统叫做自动测量系统；如果输出单元是计数器或累加器，则该系统叫做自动计量系统，如果输出单元是报警器，则该系统是自动保护系统或自动诊断系统；如果输出单元是处理电路，则该系统是部分数据分析系统、自动管理系统或自动控制系统。2.感器与传感器的分类 。2.1传感器。传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。2.2传感器的组成。传感器的功用是一感二传，即感受被测信息，并传送出去。传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。最简单的传感器由一个敏感元件组成，它感受被测量时直接输出电量，如热电偶。有些传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路，如压电式加速度传感器，其中质量块是敏感元件，压电片是转换元件。有些传感器转换元件不只一个，要经过若干次转换。
三、传感器的分类
目前传感器主要有四种分类方法：根据传感器工作原理分类方法；根据传感器能量转换情况分类法；根据传感器转换原
中图分类号 TV737 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0129-01
1 国内外理论研究现状
国内外针对发电机理论的研究主要体现在一下三个方面：
第一、国外研究理论主要集中在通过对振动区域内的机组之间的相互关系阐述和论证，定义一个可调区域的模式，通过控制水电厂可调区域数量，提供一个有效的总有功目标值，通过这个数值来判定可行性以及可靠性。
第二、国内的研究主要是集中在对发电机组的振动区穿越区的研究之上。一般都是给出了可调区域表述的水电厂振动区穿越判断依据，主要通过分析可行目标值，以此来研究最少穿越次数，本论文主要体现在第三节中的穿越模式的快速解决方案，通过这个方案提出几个具体的分配策略。
第三、基于多个水电机组联合运行有利于减少穿越振动区次数的分析结论，提出了利用虚拟调整电厂的概念在调度主站层面的建模方法与处理振动区的策在看次数。
2 水电厂调节振动区案例分析
我们这里提供的案例是以一个水电厂中的发电机组为例，案例中的我们假设I为发电机组中的第i个机组的振动区个数，其中第k个振动区是P，P的取值有两个，一个是最小值，另外一个是最大值，我们通过这两个值把振动区分成了两个边界，最小值是下边界，最大值是上边界。
把机组AGC调节的命令死区设置成P1，机组目前的出力是Pi，该机组穿越振动区的判断依据的物理意义是机组目前的出力还没有进入振动区，不过可以明确的是目标出力落在振动区的相反一面的最边缘处，机组需要穿越振动区，这样可以达到目标出力。
这里我们选取一个控制区域为某发电站发电机组在夏季满荷运行下的数据作为分析利用第三节中的提出的主站建模方法所提出的策略，我们通过联络线对水电厂振动区进行一定的调整，为它分配一个目标出力值，采用一阶低通进行处理高频段的分量。离散因子选择0.5，对多个水电厂进行并行调整振动区。通过仿真软件我们可以得到如下数据表。
从表1可以看出，通过使用我们第三节的处理策略可以是穿越振动次数降低到30次，而实际穿越的次数应为128次，可见穿越次数在使用了新的的调整策略之后有很大的缩小，这是我们可以预见的结果。
3 调度主站建模方法与振动区处理策略
3.1 虚拟调整电厂建模
根据前面的分析，显而易见的会想到这样一个思路的可靠性和可行性，如果让更多的水电厂参与到系统的整个调整之中。是否能够减少单个调整厂导致的机组穿越振动区的次数。
如果将单个水电厂视为一个虚拟机组，我们可以这样考虑把这个虚拟机组和实际机组同样看待，因为它也有额定的容量和振动区，它的额定容量是整个发电厂所有运行机组的总装机容量，不过它的振动区就是我们上节所论述的联合振动区，不过参与系统调整的多个水电厂可从整体上视为一个虚拟调整电厂，其中的每个虚拟机组均对应一个实际的调整厂。
需要注意的是，虚拟机组各个可运行区域的模式，直接取为该虚拟机所对应水电厂的相应可调区域的模式。
3.2 虚拟调整电厂的振动区处理策略
该虚拟调整电厂的运行机组台数为虚拟机组数量，总额定容量为各个虚拟机组容量之和，同样，最大，最小可调出力分别为各个虚拟机组最大，最小可调出力之和。
类似的，可以利用前面提及的求解水电联合振动区的方法，根据各个虚拟机组的振动区，计算出这一虚拟调整电厂的全厂可调区域，进而将全厂可调区域在全厂最大，最小可调出力范围取补集，得到其联合振动区。
对于这一虚拟调整电厂的联合振动区，振动区穿越判断依据，可行目标值的最小穿越次数以及目标出力值在各个虚拟机组间的分配策略等与实际水电厂完全相同。对于各个虚拟机组目标出力的校对核对，与实际机组的校核有所区别。
4 结论
本论文首先通过对国内外研究理论进行了比较详细的综述，通过第二节的数据模拟分析，进行典型案例的分析和数据结果对比，为第三节提出的两个策略理论提供的比较丰富的实践论据，通过对发电机组振动区的调整策略的研究，为今后实际工作中我们更加有效的工作和创造更多的效益提供了有力的技术理论支持。
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