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电工到电气工程师的成长进阶之路

电气工程师能力特点

1、能用计算机进行PLC控制编程与调试。

2、能用计算机进行CAD电气原理图纸的绘制。

3、能根据图纸的设计的要求,熟练使用电工工具,进行设备电气电路的接线、安装。

4、能根据机电系统控制的要求,进行现场编程、调试。

5、能根据客户要求,快速地设计解决方案。

进阶第一级:成长阶段

1、编程软件学习:掌握一种或者很多种PLC编程软件与产品。例如:CODESYS、CPX-CEC、CECX、CECC

2、电气CAD绘图软件学习:根据客户对机电系统控制要求,按行业标准设计出系统电气原理图。例如:EPLAN

3、触摸屏软件编程组态:高端的人机界面给客户一种高科技的感觉。例如:CDPX、Design Studio

4、电气控制柜线路安装:向真正的电气工程师的岗位迈进,需要具备前面三项基本能力。新人刚进入厂时,不知道如何入手了解设备控制原理,PLC编程不熟练,网上查个元件型号查不到,电气图纸也看了大半个月也看不懂,这样,就会出现,一年、甚至半年就想换个工作环境。所以要从事工控行业,就要坚定自己的选择,“找对路,下对药”,趁着年轻对自己狠一点。

5、现场调试:分析出系统故障原因排除故障。需要长期实践积累,需要不断勤奋好学以及对工控行业的热爱。

进阶第二级:能力突破

1、如果在自己公司里做电气工程师,那么只要熟悉自己公司的设备电气就可以了。

2、如果是给客户做服务,那么仅仅熟悉一种PLC产品是不够的。掌握的技能越多,那是一种经历、阅历的体现。

3、如果要成为资深电气工程师,后续还需要学习液压气压传动、变频器调速控制,伺服驱动等等。这些在工作实际项目中都可以慢慢学习积累。

进阶第三级:出众阶段

1、精通工艺过程

例如,锅炉控制系统中,汽包液位是一个重要的控制参数,它反映了锅炉负荷与给水的平衡关系。汽包液位过高会造成蒸汽带水不利于过热器运行,影响汽水分离效果;液位过低会造成锅炉水循环的破坏,影响省煤器运行,容易使水全部汽化烧坏锅炉甚至爆炸。影响汽包液位的因素除了加热汽化这一正常因素外,还有蒸汽负荷和给水流量的波动。当负荷突然增大,汽包压力突然降低,水就会急剧汽化,出现大量气泡,形成了“虚假液位”。为此,在控制方案设计中,常采用液位、蒸汽、给水三冲量控制。如果不了解工艺,使用简单的液位控制系统,一旦发生“虚假液位”,则会影响生产甚至造成危险。因此,自动化工程师必须在工艺上下功夫,做到精通工艺过程。

2、选择合适的网络

对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲,选择网络是很重要的,甚至有人提出了“网络就是控制器”的概念,所以要熟悉各类工业总线与以太网协议。首先,网络必须是开放的,以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展;其次,针对不同网络层次的传输性能要求来选择网络的形式,这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机制的前提下进行;另外,综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题,确定不同层次所使用的网络标准。一个实时系统的性能可从时间、可靠性和应用对象三个方面来衡量。

3、掌握PLC扫描原理

与其他控制设备比较,PLC最重要的特征是“扫描”。PLC上电后,自动重复执行程序扫描和I/O扫描,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中相应的单元内,输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。在用户程序执行阶段,PLC按由上而下、先左后右的顺序依次地扫描程序(梯形图),根据逻辑运算的结果,刷新RAM存储区或I/O映象区对应单元的状态。在输出刷新阶段,根据I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设,这时,才是PLC的真正输出。可见,采用PLC程序控制的过程和结果与继电器逻辑回路是有区别的,特别是涉及到梯级的次序、脉冲信号的捕捉等,与PLC的扫描原理是密切相关的。实践中,大量的程序问题均源于此,常常会出现不可思议的结果。因此,设计PLC程序,必须精通PLC的基本原理。

4、力求结构化程序设计

全面提高程序的质量,提高编程效率,使程序具有良好的可读性、可靠性、可维护性以及良好的结构,是每位程序设计者的目标。IEC61131-3是国际电工委员会(IEC)于1999年推出的用于工业控制领域的标准化编程语言,具有开放性、可移植性、结构化编程和结构化数据、检错和纠错能力强等特点,适用于PLC编程。采用结构化程序设计,便于构造程序(尤其是复杂的程序)、多人设计,调试以及软件管理。虽然软件工程的思想已被绝大部分程序员所接受,但要将这种思想转化为软件开发过程中的自觉行为却不是一件很容易的事。

5、重视抗干扰措施

自动化系统应用于恶劣的工业现场,抗干扰措施尤为重要。实践中,经常出现由于干扰导致调试失败甚至设备损坏的事例。自动化系统的干扰,有以下3类来源:

1)空间辐射干扰;

2)系统外部线路,包括电源线、信号线、接地系统等引入的干扰;

3)系统内部电磁辐射及线路干扰。

针对这些干扰,在工程实施中要考虑以下措施:

1)在系统结构设计与设备选型时,充分考虑环境适应性和电磁兼容性;

2) 采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰;

3)合理选择和敷设电缆、电线;

4)硬件上采取隔离装置或滤波装置;

5)软件上采取提高可靠性的措施,如数字滤波、定时校正参考点电位、信息冗余等;

6)正确选择接地方式,一般采用一点接地和串联一点接地。

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