电气信息工程选课指导

SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导12020年1月17日5时21分高沁翔SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导22020年1月17日5时21分引言电气信息工程(专业代码080618w)主要研究电气系统的监测、分析、控制、运行、管理，研究信息化（数字化、网络化）、智能化（自动化）的现代电气工程。是跨学科宽口径复合型专业。SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导32020年1月17日5时21分1.电气信息工程（定位、性质）1.1广义概念以电气工程、信息通信、计算机与网络为基础的，工业、商业及国民经济其他行业的电气化、自动化、数字化、信息化工程。学科划分上为工学门类下的电气信息类，内容主要包括：电气工程、控制科学与工程、信息与通信工程、计算机科学与技术等一级学科，同时涉及系统科学、管理、经济、仪器仪表等学科门类或学科专业，学科交叉是其特色。1.2狭义概念信息化、自动化的电气工程。以基于计算机与网络通信技术的自动化控制、信息化管理与运行为主要特征的现代电气工程。强弱电结合、以弱电控强电为主要特色。SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导42020年1月17日5时21分1.电气信息工程（发展现状与趋势）信息化、自动化的电气工程电气工程信息化信息获取与处理信息传输信息应用信息系统安全……网络化电力网络信息通信网络工业控制网络SCADA/EMSDMS/DSM/GIS……数字化数字化测控数字信号处理数字仿真分析数字电力系统……商业化公司化改组市场化运营商业化管理……智能化专家系统智能控制预警预报预想厂、站无人化自动操作与处理FM/AM……自动化古典控制现代控制智能控制……SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导52020年1月17日5时21分1.电气信息工程（发展现状与趋势）电气工程学科电力系统及其自动化高电压及绝缘技术电机及其控制技术电力电子技术电工新技术控制科学与工程信息科学与技术经济与管理学科其它相关学科自动化控制现代化管理商业化运营信息化改造学科交叉SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导62020年1月17日5时21分1.电气信息工程（发展现状与趋势）自动化控制：综合自动化：基于工控局域网或现场总线的分层分布式的监控自动化系统信息化改造：基于计算机网络、GPS、通信信息工程的生产自动化系统（数控、程控、嵌入式系统、综合自动化）、数据采集与综合信息系统（SCADA、MIS、EMS）、电子商务系统现代化管理：公司化改组、专业化管理、DSM、企业文化建设商业化运营：市场机制、实时交易、有序竞争、规范透明、持续发展SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导72020年1月17日5时21分2.电气信息工程技术——知识结构2.1测量技术开关量测量：位置与状态测量（查询方式）变位信息（中断方式/高速查询方式）遥信测量：观察、了解SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导82020年1月17日5时21分模拟量测量：测量：电气量：互感器、电流电压变换器非电气量：传感器、变送器遥测：无接触测量—红外、激光测量量的传送测量新技术：光纤传感器、无接触测量基于GPS的广域测量（同步测量）数字化测量与数字化传输:A/D,VFC,现场总线……2.电气信息工程技术——知识结构SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导92020年1月17日5时21分2.电气信息工程技术——知识结构2.2控制技术控制：操纵、掌握控制装置e(t)执行器过程检测元件、变送器r(t)u(t)q(t)c(t)y(t)n(t)设定值测量值扰动被控量控制器广义对象SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导102020年1月17日5时21分2.电气信息工程技术——知识结构自动控制系统分类1)按数学模型：线性系统／非线性系统2)按控制方式：开环控制系统／闭环控制系统3)按时间概念：定常系统／时变系统4)按信号性质：连续系统／离散系统5)按变量的数量：单输入单输出系统／多输入多输出系统6)按分布特征：集中控制系统／分布控制系统7)按元件类型：机电控制系统／气动控制系统／液压控制系统／生物控制系统／计算机控制系统……8)按系统功用：温度控制系统／位置控制系统／……9)按控制原理：古典控制／现代控制／大系统控制／……随机控制／模糊控制／智能控制／……SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导112020年1月17日5时21分2.电气信息工程技术——知识结构对控制系统的性能要求稳：动态过程的平稳性快：动态过程的快速性准：动态过程的最终精度SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导122020年1月17日5时21分中小型计算机微型计算机2.电气信息工程技术——知识结构2.3计算机技术计算机：通用万能工具SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导132020年1月17日5时21分2.电气信息工程技术——知识结构控制机与生产过程的联系SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导142020年1月17日5时21分模拟与数字通信系统2.电气信息工程技术——知识结构2.4网络与通信技术网络与通信：信息共享、远方测控干扰信源信宿解调调制信道模拟通信系统干扰信源信宿解码编码信道数字通信系统……100110101011……SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导152020年1月17日5时21分2.电气信息工程技术——知识结构工业网络与现场总线—可靠性、电磁兼容SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导162020年1月17日5时21分管理：计划、组织、指挥、协调、控制2.电气信息工程技术——知识结构电力工业的分级管理结构纵横交叉矩阵管理方式2.5管理与市场SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导172020年1月17日5时21分2.电气信息工程技术——知识结构市场：交易商品、平衡供需电子商务系统示意图资金流信息流信息流身份确认用户银行公司商务网站SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导182020年1月17日5时21分2.电气信息工程技术——知识结构电力市场的技术基础电力市场技术电力技术欧姆定律控制技术反馈原理市场技术价值规律信息技术摩尔定律电力市场的目的与手段提高效率降低电价改善服务持续发展引入竞争SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导192020年1月17日5时21分3.电气信息工程应用领域——综合自动化综合自动化：IntegratedAutomationSystemNetwork(LAN,fieldbus),Communicationinterconnection,Otherlinks网络Metering测量Control控制Automation自动装置Protection保护Supervision监视Others其他Telecontrol遥控InterpreterInterface综合自动化系统IASSCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导202020年1月17日5时21分3.电气信息工程应用领域——综合自动化综合自动化的发展过程单元控制简单控制综合控制管控一体多变量控制单变量控制分层分布控制大系统协调控制SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导212020年1月17日5时21分3.电气信息工程应用领域——管理信息系统管理：计划、组织、指挥、协调、控制信息与信息管理：信息：经过加工整理（处理）的数据信息管理：数据收集、加工、输出、使用、反馈管理信息系统：对管理信息进行收集、传送、加工和使用的系统综合信息系统IIS：管理信息系统MIS+办公信息系统OIS+通信系统CS信息管理的过程数据收集数据加工信息输出信息反馈SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导222020年1月17日5时21分3.电气信息工程应用领域——管理信息系统管理信息系统发展阶段：单项数据处理阶段：50~60年代(60~70年代)计算机技术综合数据处理阶段：60~70年代(70~90年代)数据库技术（同期，自动控制得到了发展）管理信息系统阶段：70年代~(80~年代)MIS，SCADA（同期，生产自动化亦独立发展起来）自动化管理阶段：80年代~(90~年代)管控一体化（生产自动化+MIS）,如：EMS综合商务生产自动化阶段：21世纪~管、控、商务一体化：综合信息系统+电子商务+生产自动化SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导232020年1月17日5时21分3.电气信息工程应用领域——面向行业电气化、自动化、信息化的工业企业、公司工业化电气化自动化信息化电气信息工程技术R&D、教培机构、学术机构电气工程与信息技术、控制技术的交叉，兼通信息电气产品设计、制造、服务强弱电结合，以弱控强的产品与系统工贸公司的技术支持电气设备与控制、信息设备与系统、信息电器设备与系统技术支持、运行维护、改造更新SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导242020年1月17日5时21分3.电气信息工程应用领域——面向行业凡涉及电气化、自动化、信息化的所有单位均需要电气信息工程专业的专门人才SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导252020年1月17日5时21分4.2002级培养方案与教学计划见《2002级电气信息工程专业培养计划》SCHOOLOFELECTRICALENGINEERINGBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYE电气信息工程选课指导262020年1月17日5时21分5.若干实例例多变量控