电气自动化科技论文

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电气自动化科技论文范文第1篇

【关键词】建筑；电气自动化；发展趋势

引言

建筑电气自动化发展三十余年，是建筑行业重要组成部分，建筑自动化的发展变化对整个建筑行业都有着深远的影响，了解电气自动化首先了解它的起源与演变，然后分析现状及30年的发展趋势，只有这样才能正确发现建筑自动化未来的发展方向。

一、建筑电气自动化的起源与演变

建筑最初只是一个供人们躲避恶劣自然环境的外壳，随着技术的不断发展，建筑的组成部分逐渐增加，从最初的简单壳子到能够调节内部温度和湿度的房体，人们开始注重安有供热、冷功能的建筑设备，随即产生了自动控制温度、湿度的建筑设备自控系统。1973年，惊动中外的“石油危机”不仅让OPEC禁运石油组织走进人们视野，更让 人们看到了随之而来的建筑设备自控系统的升级，从单纯的控能到管理自控再到完全自动化，一个世纪的时间里，建筑自动化实现了质的飞跃。随着社会的发展，计算机技术不断被应用与建筑领域，电气自动化实现计算机采集监督控制功能（SCADA）。在SCADA发展一段时间后，DDC作为分布式控制系统开始取代SCADA登上历史舞台，至此以计算机为监督控能系统被淘汰。

DDC 出现直接成为建筑电气自动化系统的核心，因为它不仅改变自控逻辑功能器件，更改变自控系统的结构与布局，将原本集中总线控制形式改变为现场分布式控制，给电气系统以独立自主的权利，这个改变有利于现代控制系统的健康发展。事情的发展都存在双面性，现场总线控制缺点是各厂商生产的设备不能通用，有效替换应用性差，无形中提高了设备维护成本，业主都经历了增在成本的头疼阶段，随后在市场和技术双重因素的制约下，许多现场总线标准或自控网络退出了这个行业，至今在建筑自动化行业，自控网络标准基本上只有 BACnet 和 LonWorks 两种主要标准。至此，从建筑自动化行业内部来看，建筑自动化已走过了混沌无序的发展阶段，步入了有序的发展轨道。

二、建筑电气自动化的现状与应用技术

通过建筑电气自动化的发展历程可知，建筑自动化也是踩在“巨人的肩膀”，很多时候，它以后其他学科的创新发展而发展，取众家之长，应用诸多新的原理技术丰富自身，最终形成自己的特色内容，如BACnet标准的创建和建筑电气自动化系统集成及操作技术规范等都是如此。

建筑电气自动化的早期发展有赖许多自控网络的应用原理，它们的存在指引并推动建筑电气自动化的发展创新，但从某种程度上说它们也影响了建筑电气自动化的深度发展：

首先，建筑电气自动化系统对环境的检测监督有着严格的管理比对，一旦变化产生随机产生传感预警，但在检测过程中，需在建筑内分布大量测量传感器、控制执行器，统一集成操作，但是并不像我们想的那么简单，不同的传感器、执行器之间网络自控标准是不同的，这就为互操作提出挑战。其次，除收到标准的制约外，用户与业务也面对设备系统供应商的制约，建筑在使用一种网络设备后，更换与取代成为“老大难”问题。至此统一网络控制标准成为迫切需求。网络控制标准统一后不仅可以提高系统集成的互操作性，更能方便业主选择服务好的供应商合作，有利于市场公平竞争，更有效推动建筑电气自动化的快速发展。

其次，建筑电气自动化有属于自身的特殊性，随着现场总线网络控制的应用，人们逐渐发现该控制并不能满足所有建筑电气自动化要求，比如，人们对房子的使用并没有严格的周期性与时效性，相反对建筑的房体的使用随意性很强，这就要求自控系统要更加人性化，而不是死板的滚动变化，至此，现实需求要求总线控制方式做出改变，新的开发势在必行。ASHRAE（美国采暖、制冷与空调工程师学会）经过 8 年多时间的工作，于 1995 年 6 月正式公布了起源于建筑自动化领域并专用于该领域的 BACnet（BuildingAutomation and Control Network）标准。

有关建筑自动化自控网络标准化的机构或组织主要有三个：ISO（国际标准组织）、CEN（欧盟标准组织）和 IEC（国际电工委员会）。其中，建筑自动化自控网络国际标准化的工作主要由 ISO 组织的 205分技术委员会 ISO/TC205――Building environment design（建筑环境设计）负责，具体工作由ISO/TC205/WG3 工作组完成，现已完成了 ISO 16484 标准――Building automation and control systems （BACS， 建筑自动化系统）的大部分工作。

目前在欧洲，建筑自动化自控网络标准化由欧盟标准组织第 247 分技术委员会 CEN /TC247――Building Automation， Controls and Building Management（建筑自动化与楼宇管理）负责。从根本上看，现场总线网络操控从欧洲起源，后在美国得到发展应用，CEN不得不兼顾多头，既考虑欧盟国家的利益又兼顾美国的标准影响作用，于是在建筑电气自动化系统三层结构上制定多种并存标准体系。在CEN/TC247 标准体系中，管理层有 BACnet 标准，其他二层均有多个现场总线标准。事实上，BACnet 为了满足 CEN 要求定义了与 KONNEX 标准的接口，另外，BACnet 标准在其物理层和数据链路层中也包括了 LonTalk 标准，因而 BACnet 可以直接应用于现场层。其中，KONNEX 标准是Batibus （Batiment Intelligent Bus）， EIB（European Installation Bus）和EHS（European Home System）三个标准的合并版。

IEC 虽然没有对建筑自动化自控网络进行标准化工作，但由于历史原因，早在 1994 年就开始对照明技术自控技术进行了标准化，并制订了 IEC 60929――DALI（Digital Addressable Lighting Interface）标准，该标准至今已进行了多次修订。

LonWorks 作为重要建筑电气自动化技术标准，其地位是不容忽视。LonWorks 技术拥有较好的互操作性，能做到有效控制网络，它既是 BACnet 国际标准的一个可选择组成部分，又在技术上独立于建筑自动化自控领域并且被人广泛使用。由于受欢迎程度大，被适用范围广，该标准不仅是 ANSI（美国国家标准）、EIA（美国电气工业协会）和 CEN 标准，并最终于 2008 年升级为 ISO 标准（ISO/IEC 14908）。

综上所述，虽然许多标准还在发展应用中，但无法取代BACnet、 LonWoks 这两个标准，无论从技术角度还是应用角度。二者长期占据标准中的霸主地位，并且在很长的时间内，建筑电气自动化的的标准都将以之为主。因此，在建筑自动化行业研究和应用 BACnet 标准和 LonWorks 技术应是建筑自动化研究和应用的热点。

三、建筑电气自动化在我国的发展应用

在我国，建筑电气自动化受时代特色限制，秉持科学发展观看待建筑电气自动化是未来的方向，目前我国的建筑行业增值速度快，建筑电气自动化市场发展速度快，利益驱使更多的供应商看中建筑市场，正因如此，建筑电气自动化市场两极分化严重，供应商良莠不齐，部分根本不懂技术的工作人员混迹该领域，市场秩序出现混乱现象。

经过多年的发展实践，终于出现几批优秀的经得起考验的建筑电气自动化系统，这对行业发展起到很好的指引作用，与此同时，我国的技术员技术磨练成熟，逐渐与国际标准缩减差距。目前我国许多电气自动化系统品牌打入国际市场，虽然在建筑电气自动化领域的研究呈上升趋势，但这种上升与行业发展仍然存在差距。

在以开放为时代特征的今天，我国建筑自动化发展的可行方案应是客观评估现有的技术标准，并掌握、消化和吸收建筑自动化行业中的重大主流技术标准，走自主研制和开发的道路，研究和开发具有自主产权的实用产品和系统。

参考文献：

[1]杨东林.太原城市土地利用中的问题与对策[期刊论文]-太原大学学报2005，6（1）

[2]张永林.旧房改建中的碳纤维加固施工实践[期刊论文]-建筑施工2009，31（7）

[3]周萍.关于旧房的改建技术[期刊论文]-沿海企业与科技2008（6）

[4]王见芳.山西省高校教育园区建设项目的SWOT分析[期刊论文]-经济师2011（5）

电气自动化科技论文范文第2篇

关键词：工程设计；安全供电；节能降耗

中图分类号：S611 文献标识码： A

引言：能源的短缺越来越引起发达和发展中国家的普遍关注。其中，电力能源的耗费和电力设计也引起了人们的高度重视。人们在追求智能楼宇、博物馆建筑、住宅楼和校园建筑的舒适、安逸、安全和人性化的同时，也开始注重电气自动化工程的节能设计，既要做到合理、达到用户使用需求，又要兼顾到节能设计。

一、电气工程设计原则

1、优化供配电设计。促进电能合理利用

在做水库工程电气设计时首先考虑的是适用性，就是要能为水工设备的运行提供必要的动力：为在水库建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源；应该满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求；应能保证电气设备对于控制方式的要求，从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。做到供电系统高效、灵活、稳定、易控、多样、便捷、畅通。其次考虑的是安全性，电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定的裕度；确保供电、配电与用电设各的安全运行：有可靠的防雷装置：防雷击技术措施；在水库特殊功能的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施；按水利建筑物的重要性与火灾潜在危险程度设置相应必要的技术措施。在满足水库电气工程的实用性和安全性的基础上，利用先进的技术，优化供配电设计。促进电能合理利用。

2、提高设备运行效率。减少电能的直接或间接损耗

在满足水工建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，尽可能减少建设投资，最大限度的减少电能与各种资源的消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高电源的综合利用率，提高设备运行效率、减少电能的间接或直接损耗。

3、合理调整负荷，选取合理的设计系数，提高负荷率和设备利用率在满足水工建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施，提高负荷率和设备利用率节约电能。

二、供电节能技术

1、减少电能传输的损耗

电路线路上必然会存在电阻，因此只要有电流通过线路就会产生有功功率能耗，对于这样一种形式的能量损失，我们就需要根据其能耗的机理来进行设计处理，考虑到线路上的电流是不允许改变的，因此就只能够在线路的电阻上做文章，也就是说，只要能够在不影响线路正常运行的状况下减小线路上的电阻，就能够有效的起到节能的作用。我们更进一步的来探讨，与线路电阻有关的是线路自身的电导、线路截面和线路的长度，相应的节能方式也就可以分为三个大类：一是选用电导率比较小的金属材质来作为线路的输电导线；二是尽可能的减少线路的长度，这一点可以通过线路少走弯路、不走回头路来实现；三是适当的增大导线截面的面积。

2、变压器的节能设计

变压器是电力自动化工程中的重要设备，承担着转换电压、电流和功率的重要作用。变压器是耗能的大户，当变压器处于空载运行状态时，低压系统的能源损耗绝大部分是变压器自身的运行损耗。因此，变压器的节能设计是否合理是整个电力工程节能设计的关键环节。通常，变压器的节能设计要从下面几个环节来考虑：

（1）减少变压器的型材损耗。例如，变压器用的硅钢片、钢材、铜线和绝缘材料、绝缘子和变压器油等都是正常变压器所构成所必备的材料，这些材料的设计选择如果不合理，要消耗供电系统的大量电能，若是本着厉行节约的理念，在满足变压器工作要求的前提下，周密合理地选择材料和运行介质，可为电力工程间接地节约施工成本和节约电能。

（2）为降低变压器的电能损耗，配电线路和配电柜，应尽量选择铜材并且采用换位导线措施，基于降低变压器的空载损耗考虑，应降低磁密并应尽量的选取冷轧用的高质硅钢片，在满足设备运行要求的条件下，尽量采用较薄的硅钢片，达到节能的目的。

（3）选用节能方式的变压器。目前，S11和S10都是为节能的设计要求而“量身打造”这种变压器不仅继承了原有变压器的优点，还具有高效的节能特性，从生产长期运行来看，节能效果比较显著，可作为节能设计的首选变压器。同时，设计时，要注意选择合理的变压器接线方式，合理的接线方式对节能的影响也十分重要，同时，在变压器的生产运行期间，不应让变压器长期过载运行，使得变压器处于超温运行状态，这样不仅加速变压器的老化，同时也增加了变压器的电能损耗。

（4）在工厂车间或大型智能楼宇，由于生产负荷率很大，变压器按设计规范要求通常都放置在电力负荷的中心位置，尽量地与冰冻机、空压机、大型引风机、离心机等大的生产负荷放置在一起，这样便于生产管理，更重要的是可以减少现场电缆的长度、减少输配电线路的事故率，降低线路的电压降和电能的损失，同时提高了系统的功率因数和电能的质量。具体的放置位置要根据生产现场工艺设备的分布和实际情况来布局。对于大型的智能高层建筑，为了经济考虑，应尽量放地下层，因为智能高层用电量大的电气设备多数在低层。

3、供配电系统的设计

通过供配电系统的合理设计来实现节能无疑是最为直接也最为有效的方式之一，具体来说可以从以下三个方面来着手进行：一是尽可能的减少配电的级别，这样能够有效的提高供配电系统的稳定性和可靠性；二是要要结合实际的用电状况来对供配电的状况进行确定，尽可能的保证变压器处于负荷的中心位置，这样就能够最大程度的降低供电半径，从而实现电力节能，并且，这样一种节能方式还能够一定程度上提高供电的质量。

4、照明节能

在电气自动化的节能设计中，还可以通过照明节能来实现，具体来说同样是有两种方式，一种就是直接利用高效光源，传统的白炽灯虽然简单便宜，但是其发光的效率比较低；另一种就是充分的利用自然光，这就需要对构筑物的门窗进行扩大，或者是对建筑物或者是构筑物选择一个较好的朝向。

结束语：

电气系统也随着社会的发展在不断的进步，而对于电气自动化中的节能技术而占也正处于发展阶段。现在的节能技术能够达到节能的效果，而今后研究的节能技术将会朝着更好的方向发展。而现在要做好电气自动化的节能设计则应该从导线的选择到最后安装的完成都应该做到最好，并且还要让节能技术在电气系统中发挥到最好的效果。

参考文献：

[1]刘江，浅析220 kV变电电气自动化[期刊论文]-中国科技博览2010(26)

[2]刘沫然，发电厂电气自动化技术分析[期刊论文]-科学时代（上半月）2010(4)

电气自动化科技论文范文第3篇

关键词：人工智能，电气，自动化控制

 

人类智能主要要包括三个力面，即感知能力，思维能力，行为能力，而人工智能是指由人类制造出来的“机器”所表现出来的智能。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力。人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器。该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发以及电子与计算机应用等领域的一门学科。实现自动化，就等于减少了人力资本投入，并提高了运作的效率。

1人工智能应用理论分析

人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是门边沿学科，属于自然科学和社会科学的交叉。涉及哲学和认知科学、数学、心理学、计算机科学、控制论、不定性论，其研究范畴为自然语言处理，知识表现，智能搜索，推理，规划，机器学习，知识获取，感知问题，模式识别，逻辑程序设计，软计算，不精确和不确定的管理，人工生命，神经网络，复杂系统，遗传算法等，应用于智能控制，机器人学，语言和图像理解，遗传编程。

当今社会，计算机技术已经渗透到生产和生活的方方面面，计算机编程技术的日新月异催生自动化生产、运输、传播的快速发展。人脑是最精密的机器，编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈，所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环，实现自动化，就等于减少了人力资本投入，并提高了运作的效率。

2人工智能控制器的优势

不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但AI控制器例如:神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解，也有利于控制策略的统一开发。这些AI函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势，这些优势如下

（1）它们的设计不需要控制对象的模型（在许多场合，很难得到实际控制对象的精确动态方程，实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素。例如:参数变化，非线性时，往往不知道。)

（2）通过适当调整（根据响应时间、下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。例如:模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍，下降时间快3.5倍。

(3)它们比古典控制器的调节容易。

(4)在没有必须专家知识时，通过响应数据也能设计它们。

(5)运用语言和响应信息可能设计它们。论文格式，自动化控制。。

(6)它们有相当好的一致性(当使用一些新的未知输入数据就能得到好的估计)，与驱动器的特性无关。论文格式，自动化控制。。现在没有使用人工智能的控制算法对特定对象控制效果非常好，但对其他控制对象效果就不会一致性地好，因此对具体对象必须具体设计。

3人工智能的应用现状

(1)优化设计电气设备的设计是一项复杂的工作，它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识，还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的。因此，很难获得最优方案。随着计算机技术的发展，电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD)，大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进，使传统的CAD技术如虎添翼，产品设计的效率及质量得到全面提高。

用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法，非常适合于产品优化设计，因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。

（2）智能控制的功能实现

①数据采集与处理：对所有开关量、模拟量的实时采集，并能按要求处理或存贮。

②画面显示：模拟画面真实显示一次设备和系统的运行状态，可实时显示电流、电压等所有模拟量、计算量、隔离开关、断路器等实际开关状态及挂牌检修功能，能生成历史趋势图。

③运行监视：具有对各主要设备的模拟量数值、开关量状态的实时智能监视，有事故报警越限和状态变化事件报警，事件顺序记录、声光、语音、电话图象报警。

④操作控制：通过键盘或鼠标实现对断路器及电动隔离开关的控制，励磁电流的调整。按顺控程序进行同期并网带负荷或停机操作。系统对运行人员的操作权限加以限制，以适应各级运行值班管理。

⑤故障录波:模拟量故障录波，波形捕捉，开关量变位，顺序记录等（包括主要辅机)。论文格式，自动化控制。。

⑥在线分析：不对称运行分析、负序量计算等。

⑦在线参数设定及修改：保护定值包括软压板的投退。

⑧运行管理:操作票专家系统，运行日志，报表的生成及存储或打印，运行曲线等。

人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开，但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种:模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。

4恒压供水案例简析

恒压供水在工业和民用供水系统中已普遍使用，由于系统的负荷变化的不确定性，采用传统的PID算法实现压力控制的动态特性指标很难收到理想的效果。在恒压供水自动化控制系统的设计初期曾采用多种进口的调节器，系统的动态特性指标总是不稳定，通过实际应用中的对比发现，应用模糊控制理论形成的控制方案在恒压系统中有较好的效果。在实施过程中选用了AI 一808人工智能调节器作为主控制器，结合FXIN PLC逻辑控制功能很好地实现了水厂的全自动化恒压供水。对于单独采用PLC实现压力和逻辑控制方案，由于PLC的运算能力不足编写一个完善的模糊控制算法比较困难，而且参数的调整也比较麻烦，所以所提出的方案具有较高的性价比。

本案例中只是一个人工智能在电气自动化中的一个小小的应用，也是电气元

件生产供给的一个方向，实现机械智能化是我们努力的追求，将人工智能的先进的最新成果应用于电气自动化控制的实践是一个诱人的课题。

5结语

人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能完成的复杂的工作，电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力，人工智能的应用体现在问题求解，逻辑推理与定理证明，自然语言理解，自动程序设计，专家系统，机器人学等方面。而这诸多方面都体现了一个自动化的特征，表达了一个共同的主题，即提高机械的人类意识能力，强化控制自动化。因此人工智能在电气自动化领域将会大有作为，电气自动化控制也需要人工智能的参与。

参考文献

[1]陈洪峰.国内电气自动化发展状况与趋势[J].科技创新导报，2009

[2]张培铭，缪希仁等.展望21世纪电器发展方向----人工智能电器[J].电工技术杂志，2006(4).

电气自动化科技论文范文第4篇

关键词：认知负荷；电气自动化专业英语；教学设计

作者简介：刘远义（1979-），男，江苏常州人，黑龙江科技大学电气与控制工程学院，讲师；江晓林（1978-），男，浙江金华人，黑龙江科技大学电子与信息工程学院，副教授。（黑龙江 哈尔滨 150028）

基金项目：本文系黑龙江省教育科学规划课题（课题编号：GBC1212080）的阶段性研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）20-0130-02

由于我国的电气自动化产业已全面与世界接轨，许多企业的产品和设备使用手册及说明书都是采用英文编写，仿真软件、前沿学科的研究论文、互联网上的专业技术信息等多数也是英文，这一客观现实对电气自动化专业人员提出了新的要求，电气自动化专业人才不仅要精通本专业知识，还要能够熟练的应用外语阅读、翻译、交流，掌握相当水平的专业英语知识。[1]然而从目前的教学来看，电气自动化英语教学还没有完全满足市场对电气自动化专业人才的要求。从教学实践中可以看出，电气自动化专业英语教学存在着以下问题：一是学习内容涉及面广，专业词汇多，专业知识与英语的结合不深入；二是理论讲授过多，实践操作过少；三是学生学习的积极性不高。针对上述问题前人也做过大量的研究，但主要集中在教学方式、方法、手段上。而本文将从个体认知角度入手，基于认知负荷理论研究如何降低学习者的内在和外在认知负荷，提高其相关认知负荷，从而获得较好的教学效果。

一、认知负荷理论内容

1988年澳大利亚心理学家J.Sweller在Miller研究的基础上，以资源有限理论和图式理论为基础提出了“认知负荷理论”（Cognitive Load Theory，简称CLT）。[2]该理论认为人类的认知结构包括有限的工作记忆和无限的长期记忆，在学习过程中主要依靠工作记忆的作用。工作记忆主要处理通过视觉和听觉渠道获得的信息以及从长期记忆中调用的信息，使人们能够有逻辑的思考问题和解决问题。人们在学习新的材料知识时，都是通过工作记忆将信息进行编码然后存入长期记忆中，但工作记忆在注意和处理信息时是要消耗一定的认知资源的，如果个体需要处理和加工的信息超过其认知资源的总量，就会出现认知超载从而影响其学习效率。由于人的知识是以图示的形式存储在长期记忆中，当需要时这些图示能够被提取到工作记忆中进行无意识和自动化的处理，自动化加工无需消耗认知资源。

认知负荷主要与完成某项特定的任务相联系，该任务在工作记忆中进行信息加工，该信息加工需要耗用一定的认知资源。认知负荷是指在工作记忆中必须注意和处理的信息所耗费的认知资源总量。研究者们根据认知负荷的来源将认知负荷分为以下三类：

第一类是内在认知负荷，它取决于所要学习材料的本质特征与学习者的专业知识之间的交互程度。材料的本质特征取决于材料本身的复杂程度，学习者的专业知识通常取决于学习者对前知识的掌握情况，如果材料本身很复杂而学习者的前知识又很匮乏，那么内在认知负荷就会很大，反之亦然。[3]因此一般认为内在认知负荷是相对固定的，一般较难被教学设计所改变。但有学者指出可以通过减少一些元素的交互作用缩减学习内容来达到降低内在负荷的要求。

第二类是外在认知负荷，材料信息的呈现方式或者要求学习者从事学习活动都会增加工作记忆的负荷，当这种负荷是不必要的、阻碍了图式的获得和自动化处理时，这种负荷即为外在认知负荷。外在认知负荷一般可以通过教学设计予以降低。

第三类是相关性负荷，它是与图式建构及与图式自动化过程努力程度相关的认知负荷。相关性认知负荷与外在认知负荷一样都是在信息呈现过程中产生的，但相关性认知负荷旨在帮助学习者获得知识，图式可以是学习过程中的任何知识结构或所学信息组成的任何知识结构，图示将存储在长期记忆中，建构充分且丰富的图式可以提高学习效率。[4]

二、认知负荷理论在电气自动化专业英语教学设计中的应用

认知负荷理论在教学设计中的主要思想是降低内在认知负荷和外在认知负荷并在确保工作记忆资源有所盈余的前提下，适当引导学生投入更多的心理努力提高其相关认知负荷，实现图式的获得与规则的自动化。

1.按顺序和分块呈现课程内容

分阶段呈现小段的学习材料能够减少初学者的认知负荷。对于大多数电气自动化专业的学生来说，电气自动化专业英语不仅涵盖了大量的专业理论知识而且还是应用非母语的形式来表述，当学生学习到这些复杂的内容时工作记忆需要处理的信息数量加大，而且各个信息要素间的交互关系又比较高，这会加大学生的内在认知负荷。因此，应该将电气自动化专业英语教学内容分解为多个教学模块，使每个模块中包含的信息要素减少，降低要素间的交互作用，从而降低内在认知负荷。如在介绍自动控制原理基本理论时，应该将其分成自动控制原理的基本概念及自动控制原理的基本定律两个大模块，再将基本概念和基本定律逐一分解。在应用分阶段呈现学习内容时对教师的要求比较高，教师应该对整个教学内容非常熟悉，可以按照学生对知识的认知能力来建构每一个知识模块，但并不一定按照教材内容顺序来建构，在建构的知识模块中应考虑先呈现的知识是可以独立加工，并对后续的学习内容打下基础。通过对全部知识的分解，可以在一定程度上降低材料间的交互作用，节约学习者的工作记忆消耗，同时也有利于学生对专业英语知识在长期记忆中图式的构建。

2.创建学习情境，促进图式构建

在教学过程中可以依据具体的教学内容来创建学习情境，具体的情境可以把专业英语的学习和实际生活联系起来，帮助学习者在相对真实的环境中学习新的知识。通过媒介或教育材料的安排来创建学习情境以引起学生的注意力，激发其学习兴趣，让学生主动的思考，构建新知识，学生就会投入更深层的图式建构和存储的记忆能量，构建长时记忆图式要素并能提升图式自动处理。

如在讲到控制系统反馈的专业知识时，可以利用生活中常见的抽水马桶，将其工作原理和相关的专业词汇利用多媒体呈现出来如图1、图2所示。学生对抽水马桶都很熟悉，它的工作原理在前沿课程中也都学习过，在此学生就可以对照其图示内容将专业词汇很容易的掌握。这种方式的学习可以有效地降低外在认知负荷，增强相关认知负荷，有利于信息的加工。

3.利用多媒体教学手段，发挥“双重感官效应”

既有研究表明人的工作记忆可以同时处理视觉信息和听觉信息，通过视觉和听觉同时获得的信息更容易形成图示而存储于长期记忆中，提高学习效率。随着现代多媒体技术的发展同时采用视觉和听觉双重感官模式输入信息已经成为可能。既往研究表明相对于单纯的视觉形式，听觉—视觉的双重教学模式更有效，尤其是涉及指令或解释操作规则时，采用视听双通道方式输入信息更具优越性。如在讲到限制性定语从句的翻译方法时，传统的教学方法是首先在课件上显示每一种方法如何使用，然后再举例，这种方式会使学生在规则和例句之间来回搜索信息耗费认知资源，基于认知负荷理论最好的解决方法是将例句以文字的形式放在课件上，而规则方法则采用教师口述的方式来达到教学效果。

多媒体课件还可以结合仿真软件进一步强化视听双重效应，如讲到智能楼宇技术时，利用LabVIEW仿真或组态王仿真动画界面，吸引学习者的注意力。首先强化学习者对专业知识的理解，然后在讲解英语，这样可以有效地降低外在认知负荷，增强相关认知负荷。但在使用多媒体教学手段时也要注意认知负荷理论中的分散注意力效应和信息冗余效应，也就是说不要在多媒体课件中加载大量的学习内容或是添加一些不必要的音频、视频内容，因为这些会耗用学习者的认知资源，加大外在认知负荷，会引起学生注意力的分散，而忽略主要信息的获得。

4.灵活运用样例效应，提高学习效率

电气自动化专业英语课程的主要教学目标之一是培养学生的翻译能力，样例辅助是在英语翻译学习中必不可少的一种辅助手段。样例教学是指教师对所要讲解的教学内容呈现具有详细解答步骤的样例，通过样例分析和学习，学生可以归纳出隐含的抽象知识来解决类似的问题。在专业英语教学中如果教师一味的讲解翻译的规则方法会让学生感到枯燥和无趣，相反如果教师能够设计一些具有典型代表的样例，可以降低学生的认知负荷。如：Electrical energy can be stored in two metal plates separated by an insulating medium. Such a device is called a capacitor，or a condenser，and its ability to store electrical energy is termed capacitance. It is measured in farads.电能可储存在由一绝缘介质隔开的两块金属极板内。这样的装置称之为电容器，其储存电能的能力称为电容。电容的测量单位是法拉。这一段短文中各句的主语分别为：Electrical energy、Such a device、its ability to store electrical energy、It（Capacitance）。它们都包含了较多的信息，并且处于句首的位置，非常醒目。此外，四个主语完全不同，避免了单调重复，这种方法可以广泛采用。Sweller等人的研究发现，在样例学习中知识的获得明显比传统的基于练习的模式更省时间，而且在解决相似的同构问题时用的时间明显较少，也更少犯错误。[5]

5.提升心理努力程度，降低无效负荷

认知负荷理论认为认知负荷的核心是心理努力。心理努力是指学习者分配给任务的认知资源。心理努力也就是学生在学习中所花费的注意、感知、记忆、思维、想象等认知成分，学习者的心理努力反映了认知负荷的实际水平。对于电气自动化英语学习而言，如果学生肯集中注意力，其想象力、逻辑力、理解力比较强，对电气自动化专业知识和英语的掌握比较好，其内在认知负荷就会下降，相关认知负荷就会增加。虽然个体的感知能力、记忆能力、理解力会有先天的差异，但情感、态度、动机等后天因素对学习者认识影响更大。因此在电气自动化英语学习中，教师应该通过各种手段激发学生的斗志，集中精力提高学生学习兴趣，加强学生学习动机，降低外在和内在认知负荷。

参考文献：

[1]刘中利.电气工程及其电气自动化专业英语教学的探讨与尝试[J].中国科技信息，2011，（1）：176-177.

[2]李志专.认知负荷理论的解读及启示[J].煤炭高等教育，2009，（1）：50-52.

[3]王诗怀.认知负荷理论及其研究[J].科教文汇，2012，（9）：182-183.

电气自动化科技论文范文第5篇

【关键词】电气工程，管理，自动化，应用，

1. 电气工程自动化的应用：

1.1电气自动化控制系统在电气工程中主要表现在总线控制，远程控制和集中控制中三个方面。总线监控让系统设计更具有针对性，其依据实际情况进行设计，不同的间隔可有不同的功能，还有远程监控所具有的优点。另外，现场总线监控设备就地安装，通过通信线与监控系统进行连接，不仅降低了成本，节约大量电缆和减少了安装维护工作量。还因为各个功能的相对独立性而不会导致整个系统崩溃瘫痪。远程控制可以节省成本费用，且组态灵活，但这种监控方式比较适用于小系统监控设置，而不适合设置在较大范围的电气自动化系统中。集中监控方式的系统设计较为容易，而且运行维护要求不高。其将整个系统的各功能集中到一个处理器进行运作，因此处理速度缓慢。当电气设备全部融入到控制系统中，监控对象不断增加，但电缆的数量剧增，投资方也有明显的变化。同时，隔离刀闸的辅助接点经常会出现位置不对的现象，造成导致电力系统在电气工程中无法顺利进行，因而集中式控制设计在电气工程中也被广泛的推广应用。

1.2变电站自动化的运用。变电站所应用的自动化技术，采用全微机化的电气设备，在计算机的屏幕上进行监控操作，利用计算机电缆来实现自动化管理数据，这便是通过多方面来监控变电站的电气设备的运行状况，进一步加强变电站的监控能力，它在一定程度上代替了人工操作与监控，节省了人力资源，另外又可以大大提高变电站的工作效率，并有效的保证了变电站工作安全进行。

1.3在智能建筑中的应用。伴随着我国社会经济与科技文化的迅速发展，建筑行业已经开始引进电气自动化系统，进行智能化建筑。其中数字电子化科技能化已经成了建 筑界的主要趋势。伴随着建筑行业的发展和需求，以节约人力物力资源为主要目的建筑设备的自动化控制系统便产生了。智能建筑主要指CA（自动化）BA（楼宇自动化），消防自动化（FA）和保安自动化（SA），简称5A。其中有大量的楼宇设备自控系统工程、办公自动化系统、一卡通系统、电子设备与布线系统、闭路电视系统、智能灯光、音响控制系统、火灾报警及消防联动控制系统以及保安监控系统、智能化小区物业管理等一系列系统。

2.未来电气自动化的发展趋势：

电气自动化的应用涉及的领域很广，如电器开关、飞机汽车生产等各方面，我们应该辨证地看待电气自动化的发展方向，并且可以投入更多的资金与注意力在电气自动化的探究研发上。其中电器智能化也值得我们加以关注，例如自动控制、机器人和专用集成电路等方面。另外，与此相关的一些法律法规不够健全，也没有及时更新，它们无法适应现实情况，因此在管理过程中会存在一些问题。例如组织机构设置不统一等。为了让电气自动化能够更好地发展，应该加强技术人员及管理人员队伍建设，不断专研学习，有选择的借鉴国外的较好经验与案例。

我国的变电站自动化技术的研制工作在上个世纪六十年代初就开始了，并在七十年代初期收获到了集保护、控制和信号收集为一体的技术。在八十年代，由清华大学主持研发的35KV变电站保护自动化和微机监测系统建成并投入使用。到了1998年，我国在总装机容量上达到了277GW以上，成为当时世界第二位，并预计在2015年超越美国成为世界第一。随着社会生活的不断发展进步，工业化、城市化进程的加快和人们生活品质的不断提高，现代人类对于生活的追求已经牵扯到智能化以及自动化方面。相应的，对自动化的技术也就越来越提出新的、苛刻的要求以及标准。因此当今电气工程中自动化技术正趋向于：

（1）由以前主要在输电与发电自动化方面向输电、发电和配电自动化进行全面的发展。

（2）在输电和配电方面，柔流输电技术（FACTS）得到了利用。

（3）在理论工具应用上，更加借重了当前现代化的控制理论依据。

（4）在控制手段上，对远程通信电力电子器件和微机的应用也在进一步的研究。因此，可以说我国电气工程自动化，由弱小到强大，由强大到走在世界前列是离不开电力工程人员的不断努力的成果。

3.电气工程施工现场管理以及材料管理：

施工现场管理。施工管理人员要严格执行规范化的操作程序，并深入施工一线，向施工技术人员了解施工进展，并发现施工中的问题，做好质量控制； 施工管理人员要督促资料员做好资料的收集和整理工作，尤其是隐蔽工程的验收资料及隐蔽工程的签字资料，确保隐蔽工程验收合格后才进行下一步施工。电气施工人员要做好接地工程、防雷引下线、管线和箱盒的预埋工作，确保电气施工的质量。

（1）接地工程： 接地工程是工程中容易出错的地方，施工人员必须按照施工规范进行施工，确保接地线的连接，接地端子的预留符合设计和规范要求； 做好金属门窗、栏杆等金属部件的防雷工作，做好衔接，防止遗漏，确保接地设备的完善。

（2）防雷引下线： 均压环、避雷带、防雷引下线等都是保证建筑物安全的重要手段，在施工中确保焊接满足规范和设计要求，并做好防腐处理，防止错焊、漏焊等失误，在防雷引线下的施工完成后，做好检查工作，确保工程的质量。

（3）配管与箱盒的预埋、预留位置必须符合设计和规范要求，在这些电气设备的施工时，可以先对配电箱盒线盒内压线做样板，确保布线整齐、压接可靠，然后进行全面施工，施工完成后要做防锈和防腐处理；管线的预埋必须安全可靠，不能忽视每一个细节，确保施工无工程质量问题。

在施工中，必须按照国家现行的电气工程施工及验收规范进行，确保施工有章可循，并严格按照规范化的操作程序进行： 先编写分项工程施工组织设计，并进行图纸会审工作，在施工中完成每道工序后要经过监理单位验收签字后才能进行下一道工序，施工技术人员要写好施工日志，做好施工过程中的资料收集，便于检查施工过程中的质量。