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[摘 要]当前电气工程综合施工操作处于重要的改革阶段，需要探索出一条可以灵活实现高电压实验操作的设计思路，把高电压实验分成测量系统、试品、高压产生系统以及控制系统等，并把虚拟仪器技术应用到测量系统与控制系统之中，设计出一些操作性较高的任务模块，从而提高学生的综合作业的施工水平。
[关键词]电气工程；虚拟仪器技术；现状；
中图分类号：TM589 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）28-0190-01
1.电气工程实验教学现状分析
通过调查研究发现，现在很多电气与新能源学院都开始许多电气专业课，其中包括数十种高压实验，但是采用的大多是常规的实验教学模式，主要是老师操作实验设备，而学生观看，这种教学方法学生的参与度较低，很难有效的提高学生的积极性与主动性，难以适应当前电气工程综合施工改革的目标。高压实验设备主要是由测量系统、试品、高压产生系统以及控制系统构成。控制系统的硬件主要包括开关、继电器、PLC以及工控机等。高压产生系统包括调压器与变压器，此部分设备电压的等级较高，常常是由电力系统根据电力设备的具体实验装备进行改装成的，不仅体积较大，而且造价较高，设备数量较为有限，很难有效确保所有学生都可以开展实验操作与组合设计等，与当前要求的综合作业不符。试品主要包括：避雷器、短路器、绝缘油、变压器以及绝缘子等设备。测量系统的硬件主要包括：频谱分析仪、高性能示波器、采集卡、电脑、电流传感器、互感器以及分压器等。高压信号在通过互感器、分压器处理之后变为小电压信号之后进到能够编程的测量设备之中。高压实验测量系统与控制系统的灵活性较高，能够进行综合作业。
2.高压控制系统的综合设计
通常而言，高压实验控制系统是由继电器、PLC以及工业控制计算机等组成，其涉及许多知识，比如说：继电器动作、信号测量以及PLC控制等。PLC是控制系统的核心，控制系统之中的过流保护、电压测量以及调压器升降压等操作都需要由PLC的控制来实现。高压控制系统的设计主要有四个模块，分别是：高压模拟信号的输入与输出、高压数字信号的输入与输出、高压实验虚拟人机控制界面以及LABVIEW函数接口PLC等，下面将对各个模块进行简要的介绍：
2.1 高压模拟信号的输入与输出模块
在开展高压实验操作过程中所涉及到的模拟信号较多，比如说：变压器电流电压、调压器电流电压等，通过对虚拟仪器软件之中PLC的测量与输出模块信号软件的开发，能够使得学生对高压信号向低压信号转变的方法与设备有一定的了解。
2.2 高压数字信号的输入与输出模块
高压短路器的分合闸、高压开关分段及闭合等在高压测量之中都可以归属于开关信号。通过运用虚拟仪器軟件能够实现对PLC测量以及数字信号输出的控制，能够有效增强学生对弱电信号及高压信号之间关系的了解，使得学生能够理解高压数字信号的概念及高压设备的工作原理等。
2.3 高压实验虚拟人机控制界面模块
运用虚拟仪器相关软件能够开发出一个具备交互功能作用的高压实验控制界面，通过这一控制界面能够对高压设备的动作进行有效控制，这样不仅能够有效提升学员的操作能力，而且能够为学员提供一个创新的空间。
2.4 LabVIEW函数接口PLC模块
LABVIEW可以用于不同自动化设备之间进行信息交换。运用DSC模块之中设置的Modbus I/O服务器或者Mobdus函数库，能够应用所有以串口或者以太网当做Modbus或者Modbus TCP的PLC。运用LabVIEW函数与PLC模块进行对接，能够使得学生很快的学会怎样运用软件来对PLC动作进行控制。
运用人机界面使得人机对话得以实现，并通过对测量信号与PLC输出的控制中实现高压实验的保护与控制的功能，使得学生能够更好的进行操作，有助于提高其实践操作的能力与水平。但是因为人身和设备的安全，应该先开发安全控制模块，然后和学生展开综合作业，这样才能够有效的保证控制参数的科学性与合理性。
3.高电压测量系统的综合设计
通过实验发现，在高压实验之中衰减设备与分压设备的信号较为有限，可以把NI公司的av4033频谱分析仪、DPO4054示波器以及USB数据采集器等当做主要的单元，一共涉及四个模块，分别是：接口模块、硬件采集模块、数据分析模块以及数据滤波模块。这四个模块的准确掌握以及灵活应用，对于有效提高学生的操作能力与水平具有十分重要的作用，下面将分别对各个模块进行简要的介绍：
3.1 硬件采集模块
在开展高压实验的时候，需要对高压试品各个方面的信号进行监测，其中对电流信号与试品电压进行特别注意，而且电流信号的频率并不一定会是50Hz，应该根据综合作业目的的具体要求来进行硬件种类的选择，USB数据采集器应该编写程序设定采集器的具体菜蔬，比如说：采集率等，av4033频谱分析仪、DPO4054示波器应该通过接口从仪器之中进行数据信息的提取。
3.2 接口模块
不同的硬件其接口形式也会有所不同，一般而言接口形式主要包括：网口、RS232、PCI、USB等，而LabVIEWVISA主要是在仪器编程中应用的一个程序接口，其是工业界运用仪器驱动标准程序接口，利用对象编程做出的，具备较好的独立性、扩展性以及兼容性。能够应用一个API控制许多不同的仪器，比如说：串口仪器、GPIB以及VXI等，支持其在多借口、多平台的工作及控制，其是一个包含众多类型的函数库。在LabVIEW之中进行的VISA接口程序的编写，在变更外部硬件设备的时候，仅仅需要更换接口模块就可以应用，虚拟仪器快速发展的环境为学生的学习提供了重要的能够发挥积极性与主动性的空间。
3.3 数据滤波模块
因为受到现场高压的影响，所测量出的泄漏电流波形通常含有一些干扰的成分，因此，需要对其所收集到的信号进行一定的滤波处理，这样能够有效提高信号的质量水平。针对不同频率与不同信号的干扰信号，应该应用不同的线性滤波的方法以及非线性的滤波方法，可以运用实际波形信号的处理方法，使得学生能够更好的提高观察能力与处理问题的能力。LabVIEW具备交互式工具以及丰富的数字滤波函数，能够为学生深刻理解高压信号的测量特殊性与信号特点等提供一定的便利。
3.4 数据分析模块
研究发现，高压实验之中试品的电流信号、电压以及温度等都能够表现出试品绝缘状态的变化情况。如果试品之上的电压突然下降可能表示其绝缘已经被击穿，如果试品之上的电流较小，则证明试品的绝缘状态较为良好。对于不同的综合作业任务以及不同的试品，应该开发出相应的、具有针对性的分析程度。数据分析模块可以使得学生对高压设备的状态情况有更好的裂解，有助于得到高压设备状态评价的方法以及理论等。
运用采集界面模块可以使得人机对话得以有效的实现，而且能够对硬件工作进行收集与控制，得到电压电流信号之后可以对信号予以一定的滤波处理，在处理之后应该储存分析数据，以及实验所得到的结果。高压测量系统之中的四个模块是相辅相成的，这四个模块共同构成了一个较为健全的系统，而且构成的系统还具有一定的灵活性，能够为高电压测量系统综合设计工作的展开提供一定的便利。
结束语
综上所述，运用虚拟仪器软件能够建立很多高压实验任务模块，这样有助于提高工作人员的实际操作能力，在有效利用当前高压实验设备的基础之上，能够更好的做好电气工程的综合作业内容，除此之外还有助于有效提高学生的积极性与主动性，增强其实践创新以及综合设计的能力。
参考文献
[1] 方春华，张宇娇，普子恒，李苏攀.虚拟仪器技术在电气工程综合作业中的应用[J].教育教学论坛.2016，（17）：59-60.
[2] 谢勃，卫志农.虚拟仪器技术及其在电力系统中的应用[J].江苏电机工程.2010，（6）：81-84.
[关键词]电气工程；虚拟仪器技术；现状；
中图分类号：TM589 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）28-0190-01
1.电气工程实验教学现状分析
通过调查研究发现，现在很多电气与新能源学院都开始许多电气专业课，其中包括数十种高压实验，但是采用的大多是常规的实验教学模式，主要是老师操作实验设备，而学生观看，这种教学方法学生的参与度较低，很难有效的提高学生的积极性与主动性，难以适应当前电气工程综合施工改革的目标。高压实验设备主要是由测量系统、试品、高压产生系统以及控制系统构成。控制系统的硬件主要包括开关、继电器、PLC以及工控机等。高压产生系统包括调压器与变压器，此部分设备电压的等级较高，常常是由电力系统根据电力设备的具体实验装备进行改装成的，不仅体积较大，而且造价较高，设备数量较为有限，很难有效确保所有学生都可以开展实验操作与组合设计等，与当前要求的综合作业不符。试品主要包括：避雷器、短路器、绝缘油、变压器以及绝缘子等设备。测量系统的硬件主要包括：频谱分析仪、高性能示波器、采集卡、电脑、电流传感器、互感器以及分压器等。高压信号在通过互感器、分压器处理之后变为小电压信号之后进到能够编程的测量设备之中。高压实验测量系统与控制系统的灵活性较高，能够进行综合作业。
2.高压控制系统的综合设计
通常而言，高压实验控制系统是由继电器、PLC以及工业控制计算机等组成，其涉及许多知识，比如说：继电器动作、信号测量以及PLC控制等。PLC是控制系统的核心，控制系统之中的过流保护、电压测量以及调压器升降压等操作都需要由PLC的控制来实现。高压控制系统的设计主要有四个模块，分别是：高压模拟信号的输入与输出、高压数字信号的输入与输出、高压实验虚拟人机控制界面以及LABVIEW函数接口PLC等，下面将对各个模块进行简要的介绍：
2.1 高压模拟信号的输入与输出模块
在开展高压实验操作过程中所涉及到的模拟信号较多，比如说：变压器电流电压、调压器电流电压等，通过对虚拟仪器软件之中PLC的测量与输出模块信号软件的开发，能够使得学生对高压信号向低压信号转变的方法与设备有一定的了解。
2.2 高压数字信号的输入与输出模块
高压短路器的分合闸、高压开关分段及闭合等在高压测量之中都可以归属于开关信号。通过运用虚拟仪器軟件能够实现对PLC测量以及数字信号输出的控制，能够有效增强学生对弱电信号及高压信号之间关系的了解，使得学生能够理解高压数字信号的概念及高压设备的工作原理等。
2.3 高压实验虚拟人机控制界面模块
运用虚拟仪器相关软件能够开发出一个具备交互功能作用的高压实验控制界面，通过这一控制界面能够对高压设备的动作进行有效控制，这样不仅能够有效提升学员的操作能力，而且能够为学员提供一个创新的空间。
2.4 LabVIEW函数接口PLC模块
LABVIEW可以用于不同自动化设备之间进行信息交换。运用DSC模块之中设置的Modbus I/O服务器或者Mobdus函数库，能够应用所有以串口或者以太网当做Modbus或者Modbus TCP的PLC。运用LabVIEW函数与PLC模块进行对接，能够使得学生很快的学会怎样运用软件来对PLC动作进行控制。
运用人机界面使得人机对话得以实现，并通过对测量信号与PLC输出的控制中实现高压实验的保护与控制的功能，使得学生能够更好的进行操作，有助于提高其实践操作的能力与水平。但是因为人身和设备的安全，应该先开发安全控制模块，然后和学生展开综合作业，这样才能够有效的保证控制参数的科学性与合理性。
3.高电压测量系统的综合设计
通过实验发现，在高压实验之中衰减设备与分压设备的信号较为有限，可以把NI公司的av4033频谱分析仪、DPO4054示波器以及USB数据采集器等当做主要的单元，一共涉及四个模块，分别是：接口模块、硬件采集模块、数据分析模块以及数据滤波模块。这四个模块的准确掌握以及灵活应用，对于有效提高学生的操作能力与水平具有十分重要的作用，下面将分别对各个模块进行简要的介绍：
3.1 硬件采集模块
在开展高压实验的时候，需要对高压试品各个方面的信号进行监测，其中对电流信号与试品电压进行特别注意，而且电流信号的频率并不一定会是50Hz，应该根据综合作业目的的具体要求来进行硬件种类的选择，USB数据采集器应该编写程序设定采集器的具体菜蔬，比如说：采集率等，av4033频谱分析仪、DPO4054示波器应该通过接口从仪器之中进行数据信息的提取。
3.2 接口模块
不同的硬件其接口形式也会有所不同，一般而言接口形式主要包括：网口、RS232、PCI、USB等，而LabVIEWVISA主要是在仪器编程中应用的一个程序接口，其是工业界运用仪器驱动标准程序接口，利用对象编程做出的，具备较好的独立性、扩展性以及兼容性。能够应用一个API控制许多不同的仪器，比如说：串口仪器、GPIB以及VXI等，支持其在多借口、多平台的工作及控制，其是一个包含众多类型的函数库。在LabVIEW之中进行的VISA接口程序的编写，在变更外部硬件设备的时候，仅仅需要更换接口模块就可以应用，虚拟仪器快速发展的环境为学生的学习提供了重要的能够发挥积极性与主动性的空间。
3.3 数据滤波模块
因为受到现场高压的影响，所测量出的泄漏电流波形通常含有一些干扰的成分，因此，需要对其所收集到的信号进行一定的滤波处理，这样能够有效提高信号的质量水平。针对不同频率与不同信号的干扰信号，应该应用不同的线性滤波的方法以及非线性的滤波方法，可以运用实际波形信号的处理方法，使得学生能够更好的提高观察能力与处理问题的能力。LabVIEW具备交互式工具以及丰富的数字滤波函数，能够为学生深刻理解高压信号的测量特殊性与信号特点等提供一定的便利。
3.4 数据分析模块
研究发现，高压实验之中试品的电流信号、电压以及温度等都能够表现出试品绝缘状态的变化情况。如果试品之上的电压突然下降可能表示其绝缘已经被击穿，如果试品之上的电流较小，则证明试品的绝缘状态较为良好。对于不同的综合作业任务以及不同的试品，应该开发出相应的、具有针对性的分析程度。数据分析模块可以使得学生对高压设备的状态情况有更好的裂解，有助于得到高压设备状态评价的方法以及理论等。
运用采集界面模块可以使得人机对话得以有效的实现，而且能够对硬件工作进行收集与控制，得到电压电流信号之后可以对信号予以一定的滤波处理，在处理之后应该储存分析数据，以及实验所得到的结果。高压测量系统之中的四个模块是相辅相成的，这四个模块共同构成了一个较为健全的系统，而且构成的系统还具有一定的灵活性，能够为高电压测量系统综合设计工作的展开提供一定的便利。
结束语
综上所述，运用虚拟仪器软件能够建立很多高压实验任务模块，这样有助于提高工作人员的实际操作能力，在有效利用当前高压实验设备的基础之上，能够更好的做好电气工程的综合作业内容，除此之外还有助于有效提高学生的积极性与主动性，增强其实践创新以及综合设计的能力。
参考文献
[1] 方春华，张宇娇，普子恒，李苏攀.虚拟仪器技术在电气工程综合作业中的应用[J].教育教学论坛.2016，（17）：59-60.
[2] 谢勃，卫志农.虚拟仪器技术及其在电力系统中的应用[J].江苏电机工程.2010，（6）：81-84.