从个人经历看“电气工程师需要哪些知识”

写在正文之前:

本文选自张白帆老师的知乎专栏,打算作为后续知识分享的开篇介绍,也算是先定个基调,希望每位关注的朋友都能从中收获到有用的信息。

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我在ABB低压成套的工作岗位上先后从事过三个职务:

第一个是职务是开关柜设计工程师;

第二个职务是0.4kV和10kV电力监控系统设计工程师;

第三个职务是技术支持工程师。

以下谈谈这三个工作岗位所需要的知识结构。

第一个位:

在这个岗位上,主业是设计ABB的MNS3.0低压开关柜,因此对MNS3.0低压开关柜有关技术和参数必须十二分的了解。开关柜的结构、防护形式、温升、短路参数、进出线方式、操作特点、测控方式等等,都必须彻底地明确。

此外,对ABB的各种元器件,例如框架断路器、塑壳断路器、隔离开关、接触器、补偿电容器、热继电器、电流互感器、各种控制继电器和电力仪表、软起动器和变频器等等,都必须十分熟悉。

除此之外,根据用户需求,需要设计一次系统图、系统排列方案图、结构图和全部回路的控制原理图。这些图纸得到用户确认后,送交车间生产;生产完成并交付后,要和售后服务协调配合进行安装调试,直至最后交钥匙。

开关柜的结构设计可以利用ABB有专用的软件,并且此软件与系统数据库相连接,可以实现系统的完美设计。虽然系统也有标准原理图,但用户的需求不同,控制方式也不同,因此控制原理图就只能自己用ACAD(英文版)来绘制了。

上岗后,很快就发现ACAD是个薄弱点。于是利用ACCESS数据库,当然是英文版,与ACAD配套,修改了ACAD的菜单,添加了各种专用块,实现了绘图自动化,并在整个工程部使用。

在这个过程中,用到哪些知识呢?这些知识包括:

供配电系统及短路分析、电器学、数电、模电、低压电器、高压电器(部分内容)、电力变压器、发电机技术、电机与拖动、自动控制原理、机械制图技术、电气制图技术、数据库技术、VB和VC编程语言、ACAD绘图及其深层开发技术、SQL SEVER数据库、互联网技术等等。

另外,普通化学、材料力学和机械原理这几门课中的知识也用得上。

特别指出,第一个岗位对应的几十个国家标准和IEC标准,必须十分明确,重要之处甚至能做到知其然且知其所以然。

第二个岗位:

第二个岗位是电力监控SCADA。为此需要了解用户的操作要求和操作方式,明确用户的网络结构,以及用户的过程控制DCS系统、楼宇自控BAS系统和消防FCS系统。

工作中需要将中压的配电系统图、低压的配电系统图、继电保护方式等写入SCADA的数据库和专用界面中;要用PLC作为通信管理机来读取中低压的各种电力仪表、继保装置、脱扣器、电力变压器、遥测遥信数据采集装置,并在SCADA主机中设置和绘制相关的各种专用界面;SCADA要发布各种遥控命令和修改参数命令,当然,这些命令也是通过通信管理机PLC发布的。

工作中用到大量的电力仪表、数据采集装置等等,这些装置的通信结构都符合RS485规约,协议有MODBUS的,也有PROFIBUS的。当这些信息进入通信管理机PLC后,在由PLC打包用工业以太网发送到SCADA主机中。

另外,中压配电系统的全部ACAD图纸,低压配电系统的全部ACAD图纸都必须存储到数据库中,以便监控主机调用。

于是,第二个岗位就必须熟悉计算机通信,通晓计算机VC和VB的编程方法,通晓SCADA各种专用界面的编写方法,熟悉SQL数据库、通晓ACAD的调用方法、熟练掌握PLC的编程知识和方法、通晓工业以太网和现场总线技术。

在这个过程中,需要用到哪些知识呢?这些知识包括:

现场总线技术、工业以太网技术、PLC编程技术、数据库技术、VC和VB编程技术、人机界面编程技术、模电和数电技术,计算机接口技术,还有抗干扰技术和运动控制技术等等。

值得注意的是:我们发现直接用计算机接口去读取现场信息是不可取的。一者是计算机本身的抗干扰能力很弱,即便是工业控制计算机也不行,必须用PLC来作为中间层面的通信管理机。这些都要在工作中自己去发现和调整才行。

第三个岗位:

第三个岗位可以说是上述两个岗位的综合。

通过电话接到某地发生了故障,马上判断出了何种问题,需要采用何种处理措施,并通过相关的售后服务去解决这些问题。

在这个岗位上,模电和数电、计算机通信、各种开关电器的参数性能、配电系统的工作方式和短路故障应对措施,相关的国家标准和国际标准,这些都必须十分熟悉才行。

这第三个岗位的知识结构我就不写了。

总之,电气工程师的知识结构还是需要综合型的,以便能应对各种不同的场合。
END

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