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中圖分類號: F406 文獻標識碼: A 文章編號:
一、前言
智能技術理論是開發、研究如何延伸、模擬人的智能的理論。作為新興的計算機科學的一個分支,人工智能技術解釋了智能的實質,并在此基礎上生產出一種與人類智能有相類似反應的智能機器。人工智能的研究主要包括:圖像識別、語言識別、機器人、專家系統和自然語言處理等系統。電氣工程主要是研究和電氣工程有關的自動控制、系統運行、信息處理、電子電氣技術、研制開發、信息處理和計算機與電子應用等領域。
二、人工智能控制器的優點
人工智能相對而言具有十分明顯的優點,但是,需要針對人工智能控制的不同類型而進行分析探討。比如,一些人工的智能器,例如模糊神經,遺傳算法等總體而言,都是一種類型,屬于非線形類型的函數近似器,在實際操作過程中,通過使用這樣一種分類,對于總體的了解和加深對總體的認識是十分有利的,同時也有助于促進對一些控制策略的綜合開發和利用。相對而言,上面所講述的一些人工智能的函數類型近似器相對于傳統的函數估計器而言,具有其獨特的優勢,主要表現在,在現實中很多的情況下,想要比較精確的掌握好控制對象的一些動態方程式一件很困難的事情,其過程也很復雜,在這種情況下,當控制器在對一些實際要控制對象的模型時候,會產生很多的不確定因素,這便很大程度的讓設計過程中變得更為復雜,比如遇到非線性,參數的變化等,這些都是一些比較難以掌握的數據,而人工智能控制器在進行這些設計時候,一般都不需要這些控制對象的模型,只是依據這些控制對象的下降時間和響應的時間差異,人工智能控制器就能夠適當的調整自身的性能。
三、電氣自動化智能控制系統在電氣工程中的設計理念
1.利用集中監控式設計理念。在電氣自動化工程中,使用集中化的監控途徑具有比較大的優勢,主要表現在,首先是其維護和運行起來比較簡單,其次,是受到控制站的要求相對較低,同時,相對而言,在進行系統設計時候,要相對簡單一些。利用這種方式時候,很大程度上實現了集中化,將系統各個分項的功能都放到一個處理器上進行運行處理,雖然相對而言要集中了很多,但是也一定程度上加重了處理器的負擔,處理器的運行速度也一定程度上會受到影響。通過筆者多年的相關工作經驗了解到,當一些電氣設備從運行進入到監控狀態時候,伴隨著監控對象的逐漸增加,我們發現,主機的冗余將會逐漸下降,電纜的數量也隨之不斷增加,這就一定程度的使得投資的成本也隨之增加了。在此過程中,一些長距離的電纜也使得系統的可靠性受到了影響。由于隔離閘刀上面的一些操作閉鎖以及一些斷路器的聯鎖一般而言都是采取的是硬接線,同時,很多情況下,隔離閘刀上面的輔助接點有時候難以到位,當這種情況發生時候,電氣工程中的很多電氣設備都將會無法操作。相比而言,這種二次接線的方式是比較麻煩的,很容易發生一些操作失誤,因此,集中式的監控方式在電氣工程中應用時相對比較廣泛的。
2. 利用遠程監控式設計理念在電氣工程中的應用
相對而言,遠程的監控方式在整個電氣自動化工程中具有比較大的優勢,主要體現在,它可以節省大量電纜的增加數,同時,還能夠一定程度上節約很多的安裝費用,也能夠節約很多的材料成本,這只是其在成本和費用上的優勢,其次,相比而言,這種方式還是擁有著組態靈活的強大優勢,有著十分高的可靠性,因此,受到了比較廣泛的應用,但是,這種方式也存在著其局限性,主要表現在,電氣工程中,各種施工的現場總線的通訊速度相對而言是比較緩慢的,加強一些電氣工程中通訊量很大,因此,遠程的監控方式一般而言都比較廣泛的運用于電氣工程中一些相對而言較小的系統監控,而一些面對全長的電氣自動化系統監控則不太適合使用這種方式。
3.利用現場總線監控式設計理念在電氣工程中的應用
現場總線監控可以使系統設計有針對性,對于不同的間隔采用不同的功能,這樣就可以根據間隔的情況來設計。采用這種監控方式除了這些優點外還具有遠程監控方式的優點,同時還可以在隔離設備、模擬量、端子柜等等方面上也有少量的減少,而且電氣智能設備是就地安裝的,與監控系統是通過通訊設備連接的,可以節省了電纜的大量運用,還節約了過多的投資和安裝維護上的工作量,進而減少了成本。
四、智能化技術在電氣工程自動化中的應用探討
1.電氣工程中電網調度的自動化
將電氣自動化技術應用在電氣工程中有著很重要的作用,主要就是能過實現實時評估電力系統的運行狀態,并根據所積累的數據來對電力負荷進行預測,故而在此基礎上將發電控制和經濟調度實現自動化,但是這樣的一個要求只有在省級以上的電網才給予要求。電力系統在運行的過程中要實現實時的進行數據上的采集和處理,并根據數據進行監控,且在數據支持的情況下對電網的運行狀態和安全進行掌握,使其能夠很好的適應現代電力市場的運營需求。
2. 電氣工程中發電廠分散測控系統
電氣工程中發電廠分散測控系統在實際的應用過程中一般采用的是分層分布的結構,其組成是由以太網、遠行人員工作站、過程控制單元以及高速數據通訊網等等方面。而這里說的遠程控制單元就是由只能做輸入和輸出的模件與可冗余配置上的主控模件一起共同組合而成,且主控模件又是通過冗余智能上的輸入與輸出和總線上的輸入與輸出來進行通訊的。其中過程控制單元是可以直接用于生產運行過程中的,并且直接接受熱電偶、熱電阻、開關量和現場變送器等等設備上的信號,還可以再運算完成以后在對設備的運行狀態和參數來進行實時的打印、顯示和信號的輸出,以此來直接驅動其執行機構,最終實現電氣自動化在電氣工程中的生產運行過程的聯鎖保護、控制和檢測等方面的功能。
3.電氣工程中變電站的自動化
電氣工程中的變電站應用的是自動化技術,其主要的目的在于取代人工操作、人工監視和電話通訊,并根據相應的情況來加強對變電站的監控能力,并且還可以實現在變電站上運行的水平和效率都有所提高。這也就是說,變電站中應用自動化技術就是為了全方位的,多層次的來監視變電站各種電氣設備的運行狀況,完成有效地控制。該自動化的特點有:以全微機化的設備來代替以前使用的電磁裝置,并實現計算機屏幕化操作上的監視,在數據傳輸過程中實現自動化運行的管理和統計記錄,是利用計算機電纜來代替電力信號的電纜來實現的。
五、結束語
智能化技術是先進科學技術成果的結合體,對電氣工程自動化的控制具有十分重要的意義,在電氣工程施工過程中,要加大對智能化技術的應用和推廣,如此,可以更好的促進我國電氣工程的快速健康發展。
參考文獻:
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[2]陳新崗,張蓮,劉偉, 電氣工程及其自動化專業人才培養計劃的探索 [會議論文] 2007 - 第四屆全國高等學校電氣工程及其自動化專業教學改革研討會
2.自動化專業畢業實習模式的實踐與探索
3.電氣工程及其自動化專業畢業設計研究
4.略論高職自動化專業畢業設計的改革
5.電氣工程及其自動化專業畢業設計選題的探討
6.農業機械化及其自動化專業本科畢業設計改革探索
7.基于項目導向的自動化專業畢業設計模式研究——以欽州學院為例
8.提高電氣工程及自動化專業畢業設計質量探討
9.提高自動化專業畢業設計質量的研究與實踐
10.應用型本科機械設計制造及其自動化專業畢業設計選題研究
11.新形勢下自動化專業畢業設計的研究與實踐
12.探索提高熱工自動化專業畢業設計教學質量
13.MATLAB在電力系統自動化學生畢業設計中的應用初探
14.基于ASP及VBA技術實現畢業論文格式規范自動化
15.自動化專業畢業設計模式探討
16.機械設計制造及其自動化專業畢業設計的改進措施探索
17.提高電氣工程自動化專業畢業設計質量的方法
18.關于電氣工程及其自動化專業畢業設計大綱的探討
19.高職自動化專業學生畢業實踐的探討
20.應用型本科自動化專業畢業設計運行機制的創新研究與實踐
21.仿真技術在自動化專業畢業設計教學環節中的應用
22.應用型本科院校自動化專業畢業設計(論文)的探索與實踐——以太原工業學院自動化專業為例
23.提高自動化專業畢業設計質量的方法研究
24.淺淡電氣自動化專業高職畢業沒計
25.機械設計制造及其自動化專業畢業設計的改進措施探索
26.利用網絡資源與計算機仿真技術突出創新能力的培養——電氣自動化專業畢業設計教學改革的實踐
27.試論技工院校電氣自動化專業高技班開展畢業設計
28.對自動化專業畢業設計的經驗總結與思考
29.如何做好應用型本科院校自動化專業的畢業設計
30.農機化及其自動化專業畢業論文與科研結合效果探討
31.自動化專業本科畢業設計現狀分析與新模式探索
32.工科畢業設計新模式的探索與實踐——以華北電力大學自動化系為例
33.談電力系統及其自動化專業的畢業實習與設計
34.機械設計制造及其自動化專業畢業設計的改進措施探究
35.高校自動化專業畢業實習的探討
36.基于就業能力提升的自動化專業畢業實習教學改進
37.提高工科自動化專業本科畢業設計(論文)質量的實踐與探索
38.地方農業院校機械類專業本科畢業設計教學探析——以農業機械化及其自動化專業為例
39.高職電氣自動化專業畢業設計指導方法探索與實踐
40.高職機械制造與自動化專業畢業設計模式改革與實踐
41.機械設計制造及其自動化專業畢業設計改革探討
42.電力系統廠站及調度自動化綜述
43.微生物自動化分析儀的畢業實習帶教初探
44.電氣自動化技術專業卓越技師畢業設計作品化改革與實踐——以山東勞動職業技術學院為例
45.自動化和建環專業聯合開展畢業設計的教學改革實踐
46.基于工作過程的電氣自動化專業畢業設計教學模式探討
47.提高工科高校學生畢業設計質量的改革與探索——以自動化專業為例
48.CAD技術在電氣工程及其自動化專業畢業設計中的應用
49.淺談自動化專業本科生畢業設計(論文)指導規范化
50.機械設計制造及其自動化專業畢業設計成績評定質量的研究——以常州工學院為案例
51.機械設計制造及自動化專業畢業設計的實踐及思考
52.工程教育專業認證背景下培養目標和畢業要求的制定——以廣東石油化工學院電氣工程及其自動化專業為例
53.電氣工程與自動化專業畢業設計改革的探索與實踐
54.電力系統及其自動化專業實習與畢業設計環節改革探析
55.電氣工程及其自動化專業畢業設計選題的探索與實踐
56.提高電氣工程及其自動化專業畢業設計質量的研究與實踐
57.基于CDIO的電氣工程及其自動化專業畢業設計改革探索
58.不變與應變——自動化專業畢業設計的再思考
59.電力系統及其自動化專業畢業實習教學模式探討
60.自動化儀表專業畢業設計的改革實踐
61.MATLAB在自動化專業畢業設計中的應用
62.高職高專電氣自動化專業畢業設計方案研究
63.高職焊接技術及自動化專業畢業設計存在的問題與對策
64.以實際生產工藝過程作為自動化專業畢業設計題目的思考
65.電力系統及其自動化專業畢業設計改革的探討
66.畢業設計與畢業分配掛鉤新的教學模式 記92屆電氣自動化專業畢業設計
67.工企自動化專業畢業設計指導工作的研究
68.談中專自動化專業的畢業設計
69.自動化專業新形勢下畢業設計過程與質量研究
70.電氣工程及其自動化專業畢業設計中的問題及改進措施
71.電氣工程及其自動化專業畢業實習改革探索
72.電子束離子束專業結合畢業實踐研制用于生產自動化儀表零件的電子束焊機
73.機械設計制造及其自動化專業畢業實習的改革
74.機械設計制造及自動化專業畢業設計模式的教學改革
75.畢業設計過程中學風因素及治學方略研究——以機械設計制造及其自動化專業為例
76.本科畢業設計過程中學生創新能力培養的實踐和思考
77.工業自動化專業畢業設計注重能力培養的實踐
78.高職電類專業畢業設計選題探討
79.本科畢業設計過程管理平臺的設計與實踐
80.基于學科平臺開展本科畢業實習的改革與實踐
81.實驗室自動化系統應用對檢驗醫學本科生實習的影響與對策
82.加強實踐教學,提高本科生畢業設計能力
83.畢業設計過程中如何培養獨立學院學生的創新能力
84.“變電站綜合自動化”教學實踐
85.醫院藥房自動化管理系統應用進展
86.人工與自動化雙分揀區系統品項分配優化
87.機械自動化技術的應用研究
88.基于配電網自動化的多Agent技術在含分布式電源的配電網繼電保護中的研究
89.基于不同接線模式的饋線自動化實現方式
90.自動化炒青綠茶生產線的設計與應用
91.薄煤層綜采工作面自動化技術綜述
92.饋線自動化自適應快速保護控制方案
93.滾筒采煤機自動化與智能化控制技術發展及應用
94.國外圖書館自動化系統市場發展狀況研究
95.正念訓練的去自動化效應:Stroop和前瞻記憶任務證據
96.電力自動化技術的新發展
97.軟件測試自動化技術應用研究
98.基于數據驅動的軟件自動化測試框架
99.省級氣象計量檢定業務自動化系統
100.辦公自動化系統的應用
101.壓力容器焊接自動化技術的現狀與發展
102.薄煤層綜采自動化配套裝備開采技術
103.電氣自動化控制設備可靠性探究
104.自動化裝配設備的總體設計
105.配電自動化
106.探討220kV變電站綜合自動化系統的應用
107.機械制造及其自動化的發展趨勢分析
108.電氣自動化控制設備可靠性探究
109.從國內外建設經驗探討廣州配電自動化建設模式
110.檳榔包裝的自動化生產線設計
111.我院基于整體設計的自動化藥房建設
112.配電自動化實用化關鍵技術及其進展
113.云計算環境下圖書館自動化系統發展探索
114.電氣自動化技術在電力系統中的運用淺談
115.基于CAN總線的船舶自動化系統研究與設計
116.基于SMART準則的配電自動化建設效果評價體系研究
117.基于Android的自動化測試的設計與實現
118.電氣自動化在電氣工程中的應用
119.自動化綜采工作面概念探討
120.任務復雜度對自動化意識的影響
121.探析智能型機械自動化應用趨勢
122.自動化控制技術在煤礦通風系統中的應用
123.軟件自動化測試概述及應用工具分析
124.試論化工自動化控制的發展趨勢
125.基于IEC61850國際標準的配電自動化系統應用研究
126.遠動控制技術在電力系統自動化中的應用
127.智能配電網饋線自動化發展及展望
128.圖書館自動化開源系統的市場可行性研究
129.國內石油鉆機自動化技術現狀與建議
130.變電站綜合自動化系統的選型
131.IEC61850在高級配網自動化中的應用
132.機械自動化技術的應用與發展前景的探索
133.智能電網發展的機制及其對電網自動化技術的影響
摘 要:實踐教學是培養學生實踐能力、創新能力和綜合能力的關鍵環節,對于增強學生的綜合能力以及社會適應力都有重要作用。獨立學院作為應用型人才的培養基地,實踐教學的作用顯得尤為重要。本文總結廣州大學松田學院現行實踐教學中存在的主要問題,逐步分析問題形成的原因,在此基礎上結合電氣工程及其自動化專業本身特點,在實驗教學、畢業論文等多個方面提出新的改革方式,進而開展多層次、多渠道的實踐教學改革,對促進獨立學院教學工作具有重要意義。
關鍵詞:電氣工程及其自動化 實踐教學 實習基地 畢業設計
中圖分類號: G64文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)01(a)-0000-00
Exploration of teaching practice of the Independent College of electrical engineering and automation
Liao Ganzhou Ceng Xia Liu Yan
Guangzhou University sontan College Electrical and Automotive Engineering Department Guangdong Guangzhou 511300
Abstract: Practice teaching is the key to train students' practical ability, innovation ability and comprehensive ability, have an important role in enhancing students' comprehensive ability and social resilience. Independent colleges as applied talents training base, the role of practice teaching is particularly important . This article summarizes the main issues of Guangzhou University Sontan College teaching in current practice, and gradually formed the analysis of the problem, on the basis of combined electrical engineering and automation itself paper proposes a new experimental teaching reform in many areas, thesis, etc. way, and then carry out multi-level, multi-channel practice teaching reform has important significance to promoting independent college teaching.
Keywords: Electrical Engineering and Automation, practice teaching, practice base, graduation design
相對于理論教學,實踐教學更具直觀性、綜合性和創新性,具有不可替代的作用。電氣工程及其自動化專業主要是面向工程培養出基礎扎實、知識面寬、實踐能力強、具有創新能力的電氣工程,自動化工程、電子與計算機應用工程等領域的“寬口徑、復合型”高級技術人才。廣州大學松田學院無論在學生的培養目標或課程設置上,都非常重視學生的實踐能力。
1 現行實踐教學存在的主要問題
實踐教學主要包括各類實驗課程、課程設計、專業實習和畢業論文等。目前的實踐具有教學難以脫離課堂,與知識經濟時代對創新人才的需求不相稱等特點,且存在以下主要問題。
1.1 對實驗課程重視不夠
實驗課程是在掌握理論知識和老師幫助的基礎上,學生將所學理論知識應用于實踐,以提高分析問題和解決問題能力的訓練過程。目前,由于實驗設備不足、教師在備課時沒能將課程的實踐教有機地融入課程體系中等原因,在實驗環節只能簡單的完成驗證性實驗,難以培養學生創新創造能力;此外,由于實驗環節缺乏有效管理機制,甚至存在學生不參加實驗課程、偽造實驗數據,抄襲實驗報告敷衍了事等情況,以致實驗課程效果有限。
1.2 專業實習缺乏有效管理
由于本校采用“3+1”教學模式,學生大四在外進行專業實習、完成畢業論文,而缺乏學校的管理、老師的監督。久而久之學生容易產生倦怠心理,而在實習期間缺乏學校的幫助,接觸本專業先進技術機會較少。
1.3畢業論文選題過于形式
由于獨立學院工科的科研項目較少,在畢業論文選題上,教師只能自擬題目,導致有些選題過于陳舊,難以有突破;學生缺乏實驗條件,導致難以完成本專業畢業設計,選題往往只能停留在電子電路設計、計算機程序設計等對實驗條件要求較低的選題,不能和專業相結合,嚴重制約了學生的對畢業論文的積極性。
2 針對獨立學院存在的問題進行的探索研究
2.1 實驗教學方面
加大實驗室投入,在原有實驗室的基礎上,新建“電力控制實驗室”、“綜合控制實驗室”、“智能仿真實驗室”,滿足學生的實驗課程學習需求,提高學生學習積極性。完善實驗室管理制度,在原有制度的基礎上,進一步完善各種規章制度,建立實驗課程反饋機制,加強實驗課程考核制度,提高學生對實驗課程的重視程度。
2.2 加強校外實習基地的建設
增加實習基地的數量和質量,有助于學生更好地進行專業實習,使學生將所學理論知識與生產實踐有機地結合起來,增強學生感性認識。我系采用集中實習、自主實習結合的方式,學生的和實習基地可以通過雙向選擇的方式進行合作。加強實習管理,本系建立學生校外實習工作的監督機制,每年有5-6次的實習檢查安排,通過實習檢查,可以了解到學生的實習狀態、單位對學生的反饋意見,以便規范校外實習的相關管理制度、與實習基地建立起更緊密的合作關系。
2.3 強化畢業設計管理
畢業設計選題分為三類:與學生實習單位的相關的選題、指導教師科研題目和學生自擬題目,無論是何種選題,都必須具有一點的代表性,并且嚴格執行一人一題政策,一旦發現雷同或者抄襲,指導教師應及早制止并督促其獨立完成。學生分別進行15分鐘左右答辯,根據畢業論文以及答辯情況綜合評定成績。
3 結語
實踐教學對于電氣工程及其自動化專業有著極其重要的作用,在校內通過實驗課加強學生的動手能力,為校外實習提供基礎;在校外通過校外實習基地增強學生的實際工作能力,反之可以鞏固學生在校所學的知識;最后通過畢業設計(論文)檢驗學生的學習成果。通過本學期的實驗教學改革,學生的總體實驗能力明顯提高,對于校外實踐教學以及畢業論文具有一定的引導作用。
參考文件:
作者簡介:左望霞(1978-),女,湖北廣水人,南華大學電氣工程學院,講師;蘇澤光(1966-),男,湖南衡東人,南華大學電氣工程學院,副教授。(湖南 衡陽 421001)
基金項目:本文系2013年南華大學高等教育研究與改革課題(課題編號:2013XJG23)的研究成果。
中圖分類號:G642.477 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)36-0103-02
本科畢業設計是綜合檢驗學生大學四年所學的情況,加深對本專業發展趨勢了解和方向認識的一個重要途徑,也是本科實踐教學環節中用時最多、學分比重最大,涉及學科知識最廣的一個教學環節。因此,如何有效地做好本科畢業設計的教學工作,在整個教學工作中至關重要。
目前,電氣工程及其自動化專業(簡稱電氣工程)因其專業特點和學生就業形勢、生源來源等的變化,決定了該專業的本科畢業設計教學也面臨著新形勢、新變化。
一、電氣工程及其自動化專業畢業設計面臨的新變化
1.學生就業方向日益多樣化導致畢業設計方向需求多樣化
電氣工程及其自動化專業是一個就業口徑相對較廣的專業,該專業的本科畢業生除了部分考研的同學外,剩余選擇就業的同學其就業流向也從傳統的以進入電力系統部門工作為主逐漸發展為設備制造業、軟件設計、硬件設計等多途徑就業。鑒于畢業設計能為所從事的方向做具體的指引工作,不同就業的需要就使得畢業設計方向更加多樣化。
2.各種競賽活動和課程設計等的引導使得學生的研究興趣多樣化
在筆者供職的學校,電氣工程及其自動化專業學生歷年參加全國電子設計大賽的人數不在少數。除此以外,“大學生創新計劃”的開展和本專業“電子技術課程設計”等課程設計的各種引導以及各種大學生興趣協會的熏陶,都使得學生的研究興趣不再只局限于本專業強電方向的幾種傳統工程設計類型。
3.考研人群的增加和本科生生源來源的多途徑使得畢業設計類型選擇出現差別
隨著研究生的擴招和考研本科生的增多,為了更好地使本科教學和研究生教學銜接起來,一些學生更愿意選擇研究型畢業設計。與此同時,另一些同學因其家庭(比如有些屬于電力系統內職工的子女)和個人的原因更愿意選擇走上工作崗位,因此這部分同學更愿意選擇應用型畢業設計。
4.學生本身的知識基礎差異性使得研究能力出現差別
錄取來自全國不同省份和地區的本科生,其地域等差異性造成學生的知識結構和基礎也有較大區別。在筆者供職的學校,其中幾屆電力專業的本科生來源還包括部分專升本學生,這樣迥異的知識背景加上不同學習能力和學習態度,在接下來三年多的本科基礎知識學習過程中造成了更多差異性,這就使得他們的研究能力也出現更多差別。
在電氣工程及其自動化本科畢業設計中出現的這些新問題無處不體現了“多樣”和“差別”的特性。面對這些新問題,對該專業的畢業設計教學工作也有必要隨之做相應改革。
二、面向具體對象的多元化、差異性教學改革
1.畢業設計選題的多元化、差異性改革
電氣工程及其自動化專業適合本科生畢業設計的幾種傳統工程設計主要包括變電站或發電廠電氣部分設計、繼電保護設計、電網規劃設計等。這些傳統設計不僅種類較少,且設計模式大同小異,往往在網上有大量相似的范本。若大比例出此類題型,既難控制學生的抄襲行為,也未能適應學生興趣及就業新形勢所帶來的新變化。因此,畢業設計選題種類更應多元化發展,除體現專業的“強電”特色外,還要兼顧所學的“弱電”(控制、通訊、電子)等方面知識,[1]給學生更多選擇。
畢業設計選題的差異性則主要表現在具體對象化的選題。針對學生自身水平及興趣要求制訂不同難易程度、不同類型的畢業設計題目,并指引學生進行適合自身情況的選擇。即:既不讓學生見到題目后因無從下手而產生畏難情緒,又不要讓基礎好的同學一拿到畢業設計題目就產生輕視的態度甚至覺得和課程設計沒什么區別。不僅如此,不管對于研究型還是應用型的設計,也均需根據本專業學生自身特點和需要把控好各自比例來進行選擇。[2]
2.畢業設計教學內容的多元化改革
教學內容的豐富多樣不僅要表現在各種文獻的查找方法介紹,Office、MATLAB、VC++、AutoCAD、EMTP等各種專業軟件的使用教學以及論文寫作方法、規范的講授上,[3]更要表現在最新的專業發展趨勢的把握以及在本專業畢業設計的貫穿上。例如,隨著新能源的發展,近年來有不少學生相繼進入風電廠、核電廠等新能源電廠工作,因此在畢業設計的教學內容中也要有意識逐步加入這部分內容。表2對這些內容均做了部分列舉。
3.教學方式和教學平臺的多元化、差異性改革
(1)差異性的教學方式改革。因人而異的教學方式對于電氣工程及其自動化專業學生的畢業設計指導工作尤其重要,特別是在一些有專升本學生的院校。因本專業學生在理論知識和實踐知識水平上各有側重,因此差別較大。其中統招的學生在理論知識上水平整體較高,而專升本同學因其之前學校的培養目標不同的原因致使其理論知識相對較弱,但與電力系統相關的實踐知識卻較豐富。因此,在本專業畢業設計教學工作中認清這些差別,分別進行差異化的教學是十分必要的。例如,對于專升本的同學應注重過程教育,讓其掌握基本知識、基本規范、設計原則、標準等,而對于理論知識較豐富的學生則主要注重方法指導和難度稍高的資料提供等。[4]
(2)教學平臺的多元化利用。動用包括校企合作、聯合指導、校外設計等多元化的畢業設計教學平臺,給學生更多的選擇,也是提升電氣工程及其自動化專業學生畢業設計效果的改革要素之一。比如,現在很多用人單位都要求本科生在簽約之后進入該企業進行工作前的實習,為了使得畢業設計更貼合學生今后工作的內容,鼓勵學生在實習期間充分利用企業人力技術及設備平臺來完成畢業設計也是相當可取的一種方式。
對應于多元化、差異性的教學方式和平臺,教學質量監控及評價體系也應反映出多重性。除了論文評閱、正常答辯、學校公開答辯抽查、學校和學院論文抽查以及論文重復率抽檢等多個質量監控和評價環節外,[5]指導老師更應注重學生畢業設計的平時表現,對于在校外進行畢業設計的同學,還應定時聯系并做好校內校外指導教師的雙重監督和評價。
三、結語
隨著信息技術對電力工業日益深遠的影響,電氣工程及其自動化專業知識強弱結合的特點也日益突出。為適應這一變化并綜合考慮學生的就業去向、個人興趣以及研究能力,提出了電氣工程及其自動化專業畢業設計多元化、差異性教學方法改革思路。通過課題組專業教師的多年實踐,證明該思路能有效提高學生的研究能力和研究熱情,使基礎較差的學生也能減少畏難情緒并有較大收獲,為電氣工程及其自動化專業的實踐教學積累經驗。這些經驗也可推廣到與電氣信息相關專業的畢業設計教學中,去經受更多實踐的檢驗。
參考文獻:
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[2]王作為,鄒曉健.分類培養目標下的“數據結構”教學方法的研究探索[J].中國電力教育,2013,(4).
引言:
在現代化的今天,依舊應用傳統的自動化控制技術來控制電力工程,無法滿足電氣工程發展的需求。此種情況下,應當利用智能化技術來優化和創新電氣工程自動化控制,這可以大大提高電氣工程自動化控制效率,推動電氣工程良好發展??梢哉f,智能化技術是推動電力工程自動化控制水平提高的有效手段。那么,智能化技術如何有效的應用于電氣工程自動化控制中呢?本文筆者將在下文圍繞此問題展開分析和探討,希望對于促進電力工程良好發展有所幫助。
一、電氣工程自動化控制中智能化技術的特點
電氣工程自動化控制中智能化技術的特點主要表現在以下幾方面。
(一)智能化技術的自動化水平高
相對于傳統電力工程自動化控制來說,運用智能化技術的自動化控制可以在無人控制和操作的情況下,有序的、有計劃的運行。這是因為利用智能化技術來控制和調節電氣設備,是按照設定的情況來標準的、規范的控制調節電氣設備,這會使電氣設備以最佳的狀態來運行,如此就可以科學、合理的控制電力工程,使之安全、穩定、有效的運行。
(二)智能化控制器無需操作模型
利用智能化技術而構成的智能化控制器,其具有緊密系數高的特點,在具體的控制電力工程的過程中,可以相對精確的、詳盡的掌握電力工程相關數據。以此為依據,對電力工程進行科學的、合理的、有效的控制,使其正常、穩定的運行。利用智能化控制器的應用,無需依靠操作模型來進行電氣工程控制,這大大提高了電力工程自動化控制效率。
(三)智能化技術的數據處理能力較強
與傳統電力工程自動化控制相比,在電力工程自動化控制中應用智能化技術,可以使增強自動化控制水平,使其能夠針對不同對象,進行相應的數據分析和數據處理,合理控制,提高控制效果。但是有些控制對象具有多樣性,不容易控制,及時利用智能化技術也不能夠實現控制對象全面化。所以,在未來發展電力工程自動化控制時應當注意此種方面的強化。
二、電氣工程自動化控制中智能化技術應用的優勢
智能化技術作為科學技術的產物,將其應用于電氣工程自動化控制中,可以對信息進行收集、分析、處理、反饋,優化和調整電氣工程自動化控制,促進電氣工程良好發展的同時,節約人力資源。可以說,電氣工程自動化控制中應用智能化技術具有多種優勢。主要表現為:
(一)智能化函數近似器應用性更高
因為智能化技術的應用,可以說人工智能在電氣工程自動化控制中充分發揮作用。也就是根據電氣工程自動化控制的對象,智能化函數近似器會選用適合的函數計算方法來計算控制對象相關的數據,得到精確度高和真實的數據結果(如圖一所示)。以此為依據,科學、合理的調控電氣工程,可以提高電氣工程的質量和效率。
(二)智能技術更易于調節
在電氣工程自動化控制中應用智能化技術,可以實現人工智能控制器對電氣工程數據進行收集和分析,進而合理控制電氣工程。此種電氣工程自動化控制方式,即使沒有相關專家作指導,也能夠有效的完成電氣工程的控制,為使電氣工程良好運行創造條件。
三、智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用
綜合上文電氣工程自動化控制中智能化技術的特點和優勢,可以確定智能化技術有效的應用于電氣工程自動化控制中,可以大大提高自動化控制水平,為推動電氣工程良好發展做鋪墊。
(一)智能化技術能夠診斷電氣工程存在的故障
電氣工程系統運行過程中,電氣設備會受到環境因素、自身因素等因素的影響,使其出現故障,影響電氣工程系統運行效果。為避免此種情況出現在電氣工程系統中,智能化技術的有效應用,可以電氣工程進行全面的、詳細的檢測,找出故障的電氣設備。在此基礎上對故障設備的相關數據進行收集、分析、反饋,找出解決故障的有效方法,為使故障的電氣設備再次有效應用創造條件。
(二)智能化技術對電氣設備優化設計
電氣工程自動化控制的過程中,經常需要對電氣設備進行設計,確保所設計的電氣設備可以有效的應用,為促進電氣工程有效應用提供條件。但是,要想設計出,滿足電氣工程需要的電氣設備是比較困難的。因為電氣設備設計是非常復雜和繁瑣的,設計人員不僅要掌握專業的知識,還要具有較強的設計經驗,在設計中詳細的分析電氣設備的功能和作用,在此基礎上科學、合理的設計,才能夠確保電氣設備可以有效應用。但智能化技術應用于電氣設備設計中,可以利用遺傳算法、智能化CAD技術等來輔助電氣設備設計,這可以在一定程度上優化電氣設備的設計,為設計出功能強、性能佳的電氣設備創造條件。
(三)智能化技術在電氣工程自動化控制中的智能控制
智能化技術應用到電氣工程自動化控制中,可以促使自動化控制向自動操作化、自主化、高效化、智能化的方向發展。之所以這么說,主要是電氣工程自動化控制中應用的智能化技術,可以針對控制對象實際情況,提出行之有效的控制方案,進而對自動化控制系統進行適當的調節,使其可以按照控制方案來控制電氣工程各個方面,提升電氣工程水平,為促進電氣工程良好發展創造條件。
結束語:
在我國科學技術不斷發展的當下,傳統的電氣工程自動化控制已經無法,滿足電氣工程的發展。此種情況下,應當在電氣工程自動化控制中科學、合理的應用智能化技術,促使智能化技術在電氣工程自動化控制中充分發揮作用,診斷電氣工程存在的故障、電氣設備優化設計、電氣工程自動化控制中的智能控制,提升電氣工程自動化控制水平,推動電氣工程良好發展創造條件。所以,智能化技術科學、合理的應用于電氣工程自動化控制中至關重要。
參考文獻:
[1]甘雷.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用探討[J].《電子技術與軟件工程》 2014(20).
隨著研究生的擴招和考研本科生的增多,為了更好地使本科教學和研究生教學銜接起來,一些學生更愿意選擇研究型畢業設計。與此同時,另一些同學因其家庭(比如有些屬于電力系統內職工的子女)和個人的原因更愿意選擇走上工作崗位,因此這部分同學更愿意選擇應用型畢業設計。
2.學生本身的知識基礎差異性使得研究能力出現差別
錄取來自全國不同省份和地區的本科生,其地域等差異性造成學生的知識結構和基礎也有較大區別。在筆者供職的學校,其中幾屆電力專業的本科生來源還包括部分專升本學生,這樣迥異的知識背景加上不同學習能力和學習態度,在接下來三年多的本科基礎知識學習過程中造成了更多差異性,這就使得他們的研究能力也出現更多差別。在電氣工程及其自動化本科畢業設計中出現的這些新問題無處不體現了“多樣”和“差別”的特性。面對這些新問題,對該專業的畢業設計教學工作也有必要隨之做相應改革。
二、面向具體對象的多元化、差異性教學改革
1.畢業設計選題的多元化、差異性改革電氣工程及其自動化專業適合本科生畢業設計的幾種傳統工程設計主要包括變電站或發電廠電氣部分設計、繼電保護設計、電網規劃設計等。這些傳統設計不僅種類較少,且設計模式大同小異,往往在網上有大量相似的范本。若大比例出此類題型,既難控制學生的抄襲行為,也未能適應學生興趣及就業新形勢所帶來的新變化。因此,畢業設計選題種類更應多元化發展,除體現專業的“強電”特色外,還要兼顧所學的“弱電”(控制、通訊、電子)等方面知識,給學生更多選擇。畢業設計選題的差異性則主要表現在具體對象化的選題。
針對學生自身水平及興趣要求制訂不同難易程度、不同類型的畢業設計題目,并指引學生進行適合自身情況的選擇。即:既不讓學生見到題目后因無從下手而產生畏難情緒,又不要讓基礎好的同學一拿到畢業設計題目就產生輕視的態度甚至覺得和課程設計沒什么區別。不僅如此,不管對于研究型還是應用型的設計,也均需根據本專業學生自身特點和需要把控好各自比例來進行選擇。表1簡單列舉了改革后的一些畢業設計選題的案例,這些案例可以大致反映電氣工程及其自動化專業畢業設計選題的多元化、差異性改革宗旨。
2.畢業設計教學內容的多元化改革
教學內容的豐富多樣不僅要表現在各種文獻的查找方法介紹,Office、MATLAB、VC++、AutoCAD、EMTP等各種專業軟件的使用教學以及論文寫作方法、規范的講授上,更要表現在最新的專業發展趨勢的把握以及在本專業畢業設計的貫穿上。例如,隨著新能源的發展,近年來有不少學生相繼進入風電廠、核電廠等新能源電廠工作,因此在畢業設計的教學內容中也要有意識逐步加入這部分內容。表2對這些內容均做了部分列舉。
3.教學方式和教學平臺的多元化、差異性改革
(1)差異性的教學方式改革。因人而異的教學方式對于電氣工程及其自動化專業學生的畢業設計指導工作尤其重要,特別是在一些有專升本學生的院校。因本專業學生在理論知識和實踐知識水平上各有側重,因此差別較大。其中統招的學生在理論知識上水平整體較高,而專升本同學因其之前學校的培養目標不同的原因致使其理論知識相對較弱,但與電力系統相關的實踐知識卻較豐富。因此,在本專業畢業設計教學工作中認清這些差別,分別進行差異化的教學是十分必要的。例如,對于專升本的同學應注重過程教育,讓其掌握基本知識、基本規范、設計原則、標準等,而對于理論知識較豐富的學生則主要注重方法指導和難度稍高的資料提供等。
(2)教學平臺的多元化利用。動用包括校企合作、聯合指導、校外設計等多元化的畢業設計教學平臺,給學生更多的選擇,也是提升電氣工程及其自動化專業學生畢業設計效果的改革要素之一。比如,現在很多用人單位都要求本科生在簽約之后進入該企業進行工作前的實習,為了使得畢業設計更貼合學生今后工作的內容,鼓勵學生在實習期間充分利用企業人力技術及設備平臺來完成畢業設計也是相當可取的一種方式。對應于多元化、差異性的教學方式和平臺,教學質量監控及評價體系也應反映出多重性。除了論文評閱、正常答辯、學校公開答辯抽查、學校和學院論文抽查以及論文重復率抽檢等多個質量監控和評價環節外,指導老師更應注重學生畢業設計的平時表現,對于在校外進行畢業設計的同學,還應定時聯系并做好校內校外指導教師的雙重監督和評價。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)36-0161-02
近年來,在高校不斷擴招,就業形勢日益嚴峻的背景下,使得學生壓力倍增,紛紛把考取研究生和找一個理想的工作作為頭等大事,忽略了實踐環節對于專業學習的重要性,這一矛盾對于通常安排在第八學期的畢業設計而言顯得更加突出。在畢業設計環節,有些學生應用人單位要求提前到崗實習。然而到了工作崗位上,既要盡快熟悉新的工作環境,又要努力做好手頭的工作,在相當短的時間內完成從學生角色到員工角色的轉變,開始一種全新的生活,對不少學生來說在其心理上和生理上都是一個很大的挑戰,很難再有精力去做好畢業設計。更有甚者,部分學生頂崗實習后,由于專業不對口,工作環境根本不具備做畢業設計的條件,尤其對于電氣工程及其自動化這種實踐性較強的專業而言,沒有最基本的實驗設備和實驗環境,學生無法去做畢業設計,只能馬馬虎虎,敷衍了事。[1-4]
本文針對當前高校畢業設計(論文)環節存在的普遍問題探尋針對性的解決方案,以電氣工程及其自動化專業BG1001試點班為例,嘗試建立符合人才培養規律與學校定位的畢業設計(論文)模式。
一、改革方案
1.方案制訂
為了使每個學生都能在畢業設計中得到實在的鍛煉,目前,畢業設計(論文)基本實行單人單題目制度,學生在畢業設計(論文)過程中獨立完成自己的工作。這種主要的模式雖然有利于培養學生獨立解決問題的能力,但在協作能力的培養上卻有所不足。因此,試點班BG1001電氣工程及其自動化(試點班)嘗試通過相互協作的團隊合作模式,即2個學生相互合作、完成一個較大的綜合性題目的模式。指導教師選擇上盡量選擇具有一定硬件開發能力及具有較高學術造詣的教師,此次試點班指導教師配備了2名教授、5名副教授(高工)、2名講師。論文選題如表1所示。
團隊合作模式的最主要特征就是個人的設計內容與他人的相互關聯,具有下列特點和要求:
(1)題目具有一定的綜合性或合作性,能培養學生的綜合能力、創新能力和合作精神。為了能夠滿足2個學生共同完成一個項目課題,選題就比較重要,需要滿足2個學生的工作量,又能彼此分工。本次選題要求能夠完成實物,并在正式答辯時能夠進行實物展示。
(2)題目來源多樣化、自由化。指導教師可以根據專業內容或自己的科研課題命題,也可結合學生的想法和思路與學生商議共同命題。例如:基于ARM的四軸飛行器姿態控制研究項目有學生自己提出。本次選題類型有硬件設計、PLC控制、基于單片機的開發、基于ARM的開發、基于DSP的開發、仿真設計等。
(3)團隊合作模式可以有三種方式:同一項目分工,可以一個硬件設計、一個軟件開發。例如:超低功耗無線車位探測控制系統設計研究、光伏最大功率跟蹤電路設計等項目就是采取該模式。同一項目可以不同方案實現。該方案在本次畢業設計中沒有團隊采用。同一項目,可以一個通過軟件仿真實現、另一個完成實物開發。
(4)要求教師對合作的兩個學生同時進行指導。除了按照統一的畢業設計(論文)管理規范給予指導外,還要針對相關聯和合作的內容,組織相關學生共同分析、探討題目完成中遇到的問題等。
團隊合作模式的優點是:每個學生不僅在各自的研究內容中得到科學研究方式方法的培養和訓練,且能從相互間的配合和協作,培養學生的團結精神,為今后從事科學研究打下一定的基礎。[5]
二、畢設執行情況
對于試點班的畢設執行情況,跟其他班的采取措施一致,同時進行。BG1001學生人數為43人,學生按照簽約單位要求,在簽約單位實習學生人數為29人。畢業實習單位主要有上海三菱電梯有限公司、上海阿爾斯通交通設備有限公司、上海振華港機重工有限公司中國電子科技集團公司第21研究所等17家單位。因此該班也存在著提前到崗的情況,給畢設工作的開展帶來不少的困難。
1.開題報告
2014年3月7日,電氣工程及其自動化專業舉行了2014屆本科畢業設計(論文)開題答辯,電氣系共有149位本科畢業生,系部組織了6個答辯小組。試點班的學生答辯時分配到各個小組,同一課題的學生分到同一組。由于試點班的學生是2個人一個題目,答辯時,可以兩個人一起進行答辯。這樣方便參加答辯的老師整體上把握學生的研究內容、工作量,及時指出不足。答辯老師肯定了試點班學生按新方式進行畢業設計。認為學生的分工比較明確,題目選取上也有一定的工作量和難度,適合學生開展此課題。開展畢設過程中,能把該專業學過的電路、電子技術、嵌入式開發語言等靈活運用,達到了開展畢設的目的。但同時,但也指出了一些同學的不足。
試點班具體情況匯總如下:有的畢業設計(論文)研究目的、內容不明確以及課題范圍太廣,需要補學的東西較多,論文工作量偏大。例如基于ARM的四軸飛行器姿態控制研究,該課題涉及無線遙控、通訊,四個電機的驅動,飛行姿態的控制,工作量比較大,尤其是飛行姿態的控制涉及到空氣動力學的知識,而電氣工程及其自動化專業沒有學過這方面的課程,因此需要補學得知識就比較多,學生完成該設計的難度也會比較大。有的畢業設計(論文)研究內容稍簡單,難度偏低,工作量偏小,應增加其量程及控制功能。例如“基于單片機的電壓-電流轉換電路系統設計”,該題目主要是完成電壓-電流轉換,這個主要是運用運放及其反饋知識,相對來說比較簡單,但是如果能增加其量程的選擇、能夠有效的控制切換并進行良好的顯示,也能符合畢設的要求。“一種新型非接觸式鋼軌裂紋檢測系統”該題目需增加其巡檢功能,檢測系統不僅能在固定的位置檢測出裂紋,而且在移動中也能正常工作。
2.中期檢查
為保證畢業設計質量,加強對畢業設計過程環節的監控,切實做好畢業設計工作,2014年4月18日,電氣系舉行了2014屆本科畢業設計(論文)中期檢查答辯,要求每一位畢業生進行PPT匯報答辯,并檢查了畢業設計任務書、畢業設計課題的進度、畢業設計(論文)教師指導記錄本、中期檢查報告等。電氣系中期答辯的分組跟開題報告答辯時一致,這樣參加答辯教師對學生所做的東西比較熟悉,能夠對學生現階段的成果進行點評和指導。
經過答辯學生的宣講、答辯組老師的詢問和學生所交材料的檢查,發現學生的畢業設計還存在著一些問題。試點班總共不通過人數為7人,具體情況見表2。其中4人是缺席了中期檢查,三人應論文存在問題比較多,進度嚴重滯后而沒有通過答辯。缺席4人次也說明這個班的部分學生對待畢設的態度也不是很積極。
存在問題:部分同學對畢業設計不夠重視,投入精力較少,在中期檢查中發現他們對研究內容尚不清楚,對畢業設計(論文)的要求理解不透徹,課題研究還處于起步階段,沒有真正突出重點。例如:光伏最大功率跟蹤電路設計論文,該論文沒有實際開展,對文獻綜述也比較簡單,對里面的重點技術MPPT也不是太了解,論文中期報告也沒有按照學校要求的格式撰寫。部分學生收集、整理、分析信息、資料的能力欠缺,畢業設計內容稍單薄,數據運算、分析、處理能力不夠,圖紙規范化程度低,設計實驗線路和搭建實驗裝置、實驗數據的處理(圖表,曲線)、實驗結果與討論能力稍欠缺。
3.全院畢業設計(論文)答辯
2014年5月27日、30日、31日,電氣學院舉行了2014屆本科畢業設計(論文)答辯,要求每一位畢業生進行PPT匯報答辯,并檢查了畢業設計任務書、畢業設計(論文)等。具體情況匯總如下:本屆共有394位本科畢業生,學院組織了18個答辯小組,共有391位同學參加了答辯。其中3位同學(其中一位海外留學生)因為畢業設計(論文)沒有完成,故沒有參加答辯。經過答辯學生的宣講、答辯組老師的詢問和學生所交材料的檢查,答辯組老師認為大多數同學能在規定的時間內完成畢業設計任務陳述、基本上能圍繞主題展開,概念基本清楚。試點班學生基本按照預先的要求完成了實物,14個作品進行了展示。
在參加首次答辯的391位同學中,最后經過答辯組專家的一致推薦有38位同學(其中試點班學生9名)的畢業設計被評為電氣學院優秀畢業設計,試點班學生約占23.7%。經過電氣學院學術委員會的選優答辯、討論研究,最終推薦8位同學(其中試點班學生2名,約占25%)參加學校的公開答辯,最終試點班學生一名獲得三等獎,一名獲得優秀獎。
三、結論
本次BG1001電氣工程及其自動化(試點班)畢業設計,對畢設模式進行了一些嘗試,采取了團隊合作模式,即2個學生相互合作、完成一個較大的綜合性題目的模式;另外選題上主要是以實物開發為主;指導教師選擇上盡量選擇具有一定硬件開發能力的教師;且要求畢設答辯時需遞交實物進行展示。試點班畢業設計改革表明,盡管有67%學生畢設期間一直在企業實習,但畢設質量還是有明顯改善,試點班的學生占電氣學院的優秀率為23.7%,校級優秀占25%。
參考文獻:
[1]張勛才,牛瑩.“卓越工程師教育”背景下電類專業畢業設計改革探索[J].中國電力教育,2012,(6):98-99.
[2]閔敏,孫新華.卓越工程師教育下的本科畢業設計改革探索[J].產業與科技論壇2012,11(18):200-201.
PLC技術從概念上來講是一類利用編程控制的技術,把PLC技術使用到編程中,將其貯存在內儲存器中,然后幫助內部程序進行儲存,再根據用戶發出的指令進行有邏輯性的計算。此外,PLC技術可以被用于專門軟件系統中來進行其他方面的工作。這是由于PLC技術的控制工作指令排序對各類數據進行掃描分析,再統一處理,隨后將運行結果利用控制信號的方式實現傳遞。通常來講,CPU可進行循環執行??墒牵瑢LC技術應用到電氣工程及其自動化控制中,會讓接線量的使用次數急劇減少,因為在運用PLC技術時接線端口所需的輸入端口和輸出端口有限。利用PLC技術進行工作時,其工作線路會使用數學形式存儲到PLC中,其中只要PLC發生任何變化,其存儲器的程序可進行更改,從而實現穩定控制的目標。
在電氣工程及其自動化控制中使用PLC技術的原因和表現
使用PLC技術的原因將PLC技術應用到自動化控制中,讓電氣工程及其自動化控制得到了很大發展。在控制工作開展中也獲得了相應的優勢。這主要是由于編輯邏輯控制器所具備的功能特點來實現的。編輯邏輯控制器具有很多優點,包括抗干擾能力強、使用方便、適應能力強、功能性能突出以及維修保養方便等。抗干擾能力強是因為編輯邏輯控制器使用的軟件代替了傳統的繼電器控制系統所控制的各種繼電器,替代后的軟件使系統運行時出現故障的頻率大幅降低,因此讓PLC技術的抗干擾能力更加突出。利用PLC技術的抗干擾能力可幫助軟件進行自我檢測和故障檢測,一旦發現故障問題,還可利用PLC技術檢測故障源頭,從而及時對故障進行排除,保障繼電器的正常運行。其適應性能力強可主要表現在硬件裝置的各類特征上,利用PLC技術的產品設備都可進行標準化格式設置,因此,用戶可在使用過程中根據自身需要來對設備的各項性能和強度進行適應性配置。功能性增強是為了電氣工程及其自動化控制中讓機器設備間的各項要求符合標準,讓復雜的控制性工作變得更加簡便,從而減少任務量,利用PLC技術中的編程,從而實現編程語言更加簡明扼要。
在電氣工程及其自動化控制中使用PLC技術的表現
將PLC技術使用到電氣工程及其自動化控制中,可以展現其強大的功能特性,包括模擬控制、邏輯控制、數據處理控制等相應的能力,在電氣自動化上面使用PLC技術,其運用主要包含兩個部分,即開關量控制和順序控制。在推進發展電氣工程及自動化控制的全過程中,PLC技術的有效利用有利于邏輯控制能力的實現,可以將其用于全面提高自動控制系統的工作能力。在PLC技術的基礎上,利用其技術優勢來幫助彌補手工操作出現的錯誤和各種缺陷。在電機工程繼電器控制中使用PLC技術,還可幫助順序控制器實現正常工作。其主要可分為遠程搖桿、主站層和現場控制等三個部分,還包括電氣工程及生化控制中所需的數據處理問題,相應控制工作也需要在PLC技術的支持下變得更加可靠??偟膩碚f,PLC技術能夠對繼電器數據分析過程中出現的錯誤進行彌補,幫助提高使用效率,從而加強其運用成效。
在電氣工程及其自動化控制中使用PLC技術的發展態勢
將PLC技術使用到電氣工程及其自動化控制中已經成為是目前發展的必然走向。當前,社會科技水平和信息化技術的飛速發展,使得PLC技術在機械制造工藝上使用計算機技術也成為今后發展的重點。利用PLC技術的優點,在電氣設備的智能控制、儲存容量和運算速度等方面加以優化和鞏固。根據現代化科學技術的發展速度,今后PLC技術在電氣設備中的使用會更加完善和先進,其產品規格的發展也會更加完善和齊全,與現代化的實際生產要求是完全符合的。隨著PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的日漸普及,可以幫助電氣設備的應用水平進一步增強,讓智能化技術更加完善和提高,讓設備使用的效果更加科學合理,在PLC技術的使用下,不同電氣設備的控制更加先進。根據我國目前的發展狀況來看,將PLC技術應用到綜合型電氣設備控制系統中是其他任何技術無法取代的。PLC技術作為其核心技術,正在不斷向著集成化、智能化、信息化、安全化、小型化的方向探索發展。例如,利用PLC技術進行計算機集散控制系統的優化就是其成功案例,這一案例讓PLC技術的發展與應該和計算機系統實現有效結合,從而讓電氣設備自動化技術的控制效果更加明顯。
作者簡介:李自成(1970-),男,四川資陽人,成都理工大學工程技術學院自動化系,副教授。(四川?樂山?614000)
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)20-0086-02
電氣工程及其自動化專業在電氣信息領域起著十分重要的作用,主要研究電能的產生、傳輸、轉換、控制、儲存和利用,同時有關電能的轉換及使用的控制在該專業所占的地位也日益重要。[1,2]它和人們的日常生活及工業生產聯系越來越緊密,因而發展迅速,已經成為高新技術產業的重要組成部分,并成為很多高校的一門重要學科。而成都理工大學工程技術學院在2005年成立了電氣工程及其自動化專業,在專業發展過程中注重實踐課程體系的建立。為了適應當今社會關于應用型人才的培養要求,加強學生的動手能力和實踐技能,突出工程能力和工程素質的培養,結合電氣工程及其自動化專業的人才培養方案制訂了電氣專業工程訓練教學計劃,形成了科學的電氣工程實訓課程體系。體系以培養學生在電機及其電力拖動技術、電力電子與電氣傳動技術、電氣控制技術、電力系統自動化技術等方面的工程技能為基本目標,旨在提升學生在電氣領域的知識應用水平和綜合創新能力,構建起理論知識學習與實際技能訓練、單項能力培養與綜合素質提升之間的橋梁。
一、課程目標定位
課程體系反映了應用型本科對知識能力方面的要求。應用型本科同一般普通本科的培養體系是平行的,相比具有鮮明的技術應用性特征。[3]在培養規格上,應用本科培養的不是學科型、學術型、研究型人才,而是培養適應生產、建設、管理、服務第一線需要的高等技術應用型人才;在培養模式上,應用本科以適應社會需要為目標,以培養技術應用能力為主線設計學生的知識、能力、素質結構和培養方案,以“應用”為主旨和特征構建課程、教學內容體系,重視學生技術應用能力的培養?;趹眯捅究频男再|,為了加強對學生實踐能力的培養,使學生盡快掌握本專業領域的技能,因此整個體系強調建立一個系統化的實訓過程,通過實訓,學生應該具備以下技能:
掌握電機和電力拖動技術,熟悉變壓器、直流電機、交流電機的結構,通過實訓熟悉電機運行原理和調速原理。
掌握電力電子與電氣傳動技術,熟悉各種電力電子器件的應用,能正確使用變頻器,并能初步進行電機調速電路的設計和調試。
掌握電力系統自動化技術,通過實訓熟悉繼電保護基本原理,利用MATLAB進行潮流計算,并能進行初步的短路分析。
熟練掌握工廠電氣控制、電氣設計軟件等開發平臺和應用技術,能夠進行系統控制程序設計或者利用軟件進行電路的設計。
掌握電氣系統或者控制程序的調試方法,能通過實際操作較好地判斷出電氣系統或者控制程序的缺陷,并進行改進。
為了節約成本,加快開發過程,能夠用仿真軟件對電路進行仿真,熟練使用各種仿真軟件,包括Protel DXP等。
能熟練使用各種檢測工具,具備對低壓電器的認知和感性認識,熟悉每種低壓電氣的正確用法,能進行初步的設計,選擇出滿足要求的電器。
二、課程體系的構成原則
實訓基于各課程各章節內容或者課程之間聯系,以實訓項目為主體和載體,以程序或者電路系統設計作為驅動,實現知識、技術、能力和素質的全面提高。以實訓課程體系作為實訓目標的基礎,制訂完善的實訓計劃體系,同時堅持了以下原則:
以就業實際需求為導向,以能力培養為核心,以學生適應就業崗位為目標,以崗位技能為重點,兼顧長遠發展。
注重知識、技術、能力、素質的協調發展,使學生通過實訓既鞏固了所學的知識和技術又提高了應用知識、技術的能力,使素質得到升華。
以實踐能力和工程訓練為重點,突出技術應用能力培養,強調在應用中創新,通過解決問題綜合運用所學的知識。
課程體系體現了開放性、靈活性,及時反映了新能源技術的發展以及新技術的應用。
課程體系與人才培養方案的課程體系銜接,分別針對電氣技術、電力系統自動化、電力電子等方向設立實訓課程。
三、分層次模塊化實訓教學體系的設立
電氣工程及其自動化專業主要是研究電能應用的專業。近幾十年來,有關電能的轉換、控制在該專業所占的地位日益重要,專業名稱中的“及其自動化”反映了科學技術的這種發展和變化。電氣工程及其自動化專業的專業范圍主要包括電工基礎理論、電氣裝備制造和應用、電力系統運行和控制三個部分。[4,5]因此實訓課程的設立也應該反映這些專業范圍。首先,電工理論是電氣工程的基礎,主要包括電路理論和電磁場理論。這些理論是物理學中電學和磁學的發展、延伸。而電子技術、計算機硬件技術等可以看成是由電工理論的不斷發展而誕生,電工理論是它們的重要基礎。電氣裝備制造主要包括發電機、電動機、變壓器等電機設備的制造,也包括開關、用電設備等電器與電氣設備的制造,還包括電力電子設備的制造、各種電氣控制裝置、電子控制裝置的制造以及電工材料、電氣絕緣等內容。電氣裝備的應用則是指上述設備和裝置的應用。電力系統主要指電力網的運行和控制、電氣自動化等內容。制造和運行不可能截然分開,電氣設備在制造時必須考慮其運行,如電力系統由各種電氣設備組成,其良好的運行必然要依靠良好的設備。
針對專業范圍,電氣工程及其自動化專業工程訓練在學院工程訓練中心進行。訓練內容劃分為工程認知訓練、專業技能訓練和綜合創新訓練三個層次。由于我院從專業建立初期就注重實驗室的建設。目前訓練條件優良,已建有電氣技術實訓室、電機及拖動實驗室、電力自動化及繼電保護實驗室、電力電子及傳動控制實驗室等專業實驗室。同時,學院工程訓練中心為進一步提升學生在電氣工程領域的綜合創新能力,建設了數控加工中心、基于先進控制技術的運動控制實驗室和柔性制造中心,突出真實的工業應用環境,突出強化學生在系統分析、系統設計、系統開發等方面的工程訓練,有利于高水平應用型人才的培養。
我院電氣工程及其自動化專業課程體系設立了三個方向:電氣技術方向、電力電子技術方向、電力系統及其自動化。針對不同方向和實訓層次設立不同的課程。如圖1所示。
首先,工程認知訓練是電氣工程及其自動化專業整個教學過程中一個重要的實踐性環節。該環節包括生產實習等內容,使學生在生產實際或者科研中驗證從課本上學到的理論知識,加深對知識的理解和認識,從而鞏固所學知識并體會知識的應用價值;培養學生綜合運用所學的理論知識去觀察、解釋并進一步嘗試解決生產實際或者科研過程中發生的問題,提高分析問題與解決問題的能力;使學生了解企業的生產工序、工藝流程、管理制度,從而獲得與本專業有關的實際生產知識,并擴大專業知識面;培養學生從事技術專題調查、搜集資料和進行研究的能力,并為即將進行的畢業設計和論文打下良好的基礎。其后是專業技能訓練,針對專業應用領域設置模塊,包括電機、電力電子技術、電力系統自動化、電氣傳動自動控制系統、PLC、電氣CAD等。而學生專業技能是一個復雜的技能系統,諸多技能之間既相互關聯又相互影響,其訓練途徑及實施辦法亦多種多樣,同時必須具備整體性、科學性和互動性。因此,專業技能訓練方案的制訂,內容上密切結合學科和緊扣本專業的培養目標,與專業培養方案一致,注重能力的提高和知識的應用,注重開放性和拓展學生的思維空間構建與理論教學相輔相成、以能力培養為主線的技能訓練方案,為專業培養方案的貫徹執行服務,以適應教育教學改革發展的需要,全面提高人才培養質量。最后是綜合創新訓練,為實現個性化培養提供先進的創新設計、制作的環境與條件。通過綜合創新訓練為學生創造一個能培養興趣、產生好奇心的環境,使他們在這里自己動手創新制作、激發創造力。以創新思維和創新制作能力的訓練為核心,充分發揮學生的自主能力和綜合運用所學知識的能力,培養更多高素質、復合型、應用型人才。綜合創新訓練不但能夠培養學生的綜合素質,增強學生的工程實踐能力,而且還有助于培養學生的創新精神和創新思維,起著其他課程不能替代的作用。
整個課程體系對應于工程素質訓練、金工實習、電機及拖動技術實訓、控制理論和控制系統實訓、PLC與變頻器應用技術實訓、單片機技術工程訓練、CAD實訓、電力系統自動化實訓、電力電子與電氣傳動實訓、自控系統綜合實習、調速系統綜合設計、供配電系統綜合設計等實訓。同時為了突出應用型本科的特點,增加了“Protel DXP實用教程”和“電氣工程CAD”與實訓環節聯系緊密的課程。實訓課內容如表1所示。
通過該課程體系使學生能夠初步了解機電工程的基本研究領域,具備電氣基本操作技能,掌握電機及拖動系統的類型、組成和控制方法,掌握控制理論及自動控制系統的組成,具備對一般機電控制系統的安裝、分析和維護技能,掌握常用電力電子器件的特性,并能根據要求設計出實用電路,掌握可編程控制器和變頻器的使用方法,具有一定的電氣控制系統開發能力,在本專業領域內具備一定的科學研究、科技開發和組織管理能力,具有較強的工作適應能力。
四、結論
電氣工程及其自動化專業自2005年在成都理工大學成立以來,針對本學校學生的入學基礎和就業的實際情況對實踐方面的教學課程體系不斷調整,增加了“Protel DXP實用教程”和“電氣工程CAD”與實訓環節聯系緊密的課程,增加了綜合創新訓練課程,已經形成了完整、科學的實訓體系。從目前的實際運行情況來看,通過實訓,學生的就業率得到提高,同時學生到企業后熟悉崗位的時間縮短,得到了用人單位的好評。
參考文獻:
[1]賈文超.電氣工程導論[M].西安:電子科技大學出版社,2007.
[2]范瑜.電氣工程概論(第1版)[M].北京:高等教育出版社,2012.
作者簡介:黃文力(1974-),男,河南孟州人,鄭州航空工業管理學院機電工程學院,副教授;何琳琳(1972-),女,河南鄭州人,鄭州航空工業管理學院機電工程學院,副教授。(河南 鄭州 450015)
基金項目:本文系河南省教育廳科技攻關計劃項目(項目編號:2010B470010)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)08-0005-03
近年來,由于隸屬機制由原中國航空工業總公司轉變為中央與地方共建、日常管理以河南省為主,同時學生的就業形勢也由定向培養轉變為雙向選擇、自主擇業,因此為適應新形勢發展要求,鄭州航空工業管理學院改變過去單一管理類的專業設置,調整設立了“管工結合、文理并重、管理學科優勢明顯、多學科協調發展”的辦學方針,大力發展工科專業。于2001年籌建了電氣工程及其自動化專業,其后根據河南省區域經濟發展的特點,對電氣工程及其自動化專業進一步細分,于2008年新設置了自動化專業,從而引起了對電氣專業原有的專業特色、人才定位、課程設置等一系列新的思考。本文主要介紹鄭州航空工業管理學院電氣工程及其自動化專業發展的特點,討論相應課程體系的建設,及突出實踐教學環節對本專業工程應用型人才的培養。
一、應用型人才培養的定位
1.電氣工程及其自動化專業的特點
電氣工程及其自動化專業是1998年教育部在高等學校專業目錄調整時,把原來的“電力系統及其自動化”、“電機電器及其控制”、“高電壓與絕緣技術”及“電氣技術”四個強電類專業合并而成的專業,是新專業目錄中合并調整原有專業最多的新專業之一。[1]新專業的建設遵循“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的原則,改變了過去專業設置過多、過細的做法,強調本科階段對專業基礎知識的掌握,具有強電與弱電、電工技術與電子技術、軟件與硬件、元件與系統相結合的特點。由上述的發展可以看出,電氣工程及其自動化專業應該是一個以強電為主、強弱電相結合的專業,應該體現以“強電為體、弱電為用”的理念,培養的學生既要懂強電又要懂弱電,既搞硬件也搞軟件,既掌握電氣技術的專業知識,亦了解計算機與電子技術的應用。[2]
鄭州航空工業管理學院電氣工程及其自動化專業的培養目標是:培養德智體全面發展的,適應社會主義市場經濟需要的,具有良好的文化科學素質及電氣工程專業知識和應用能力的,能夠從事與電氣工程有關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研究開發、經濟管理以及電子與計算機應用等領域工作的寬口徑、創新型、復合型高級工程技術人才。該專業的學生由于受到電工、電子、信息控制及計算機等技術的基礎訓練,既具有電氣工程方面的專業知識,又具有自動化與計算機方面的基礎知識,使其在今后的就業中具有較大的優勢。
2.電氣工程及其自動化專業面臨的發展機遇
我國電力工業經過多年的快速發展,現今無論是發電裝機總量還是年發電量在世界上均居第二位,僅次于美國,但人均裝機量與人均年發電量都遠遠落后,仍有很大的發展空間。電力工業的“十一五”發展規劃提出了特高壓的發展戰略,并且提出構建智能型堅強電網的概念與目標,為電力工業、電氣設備制造業及相關的機械、材料工業提供了無限的發展潛力。[3]
河南省在第十一個五年發展規劃中指出:“加強電網建設,增強電力輸送能力。加快計算機技術、自動化技術和信息技術的推廣應用,提高城網的自動化水平”與“重點發展高壓超高壓輸變電成套設備,電站輔機以及中高端電工專用設備,風能、低溫余熱發電設備”?,F如今,發展循環、低碳經濟,建設環境友好型、資源節約型社會成為經濟社會可持續發展的戰略目標,電力工業必將在其中扮演更重要的角色。
事實表明,高質量的電能供應是中國社會現代化建設的重要保障,也是河南區域經濟快速發展的基礎條件,需要有大量合格的電氣工程師,而這正是電氣工程及其自動化專業的根本使命與發展前景。因此,鄭州航空工業管理學院電氣專業緊密跟蹤我國電力工業的發展規劃,結合地區經濟發展的特點,及時調整專業的辦學方向,力爭辦出專業特色,培養出更多的電氣工程技術專門人才。
3.電氣工程及其自動化專業的現狀
鄭州航空工業管理學院是一所按二本招生的普通本科院校,是面向地方經濟和航空工業生產第一線,培養輸出復合型應用人才的重要基地。電氣工程及其自動化專業于2001年籌建,根據電力工業發展現狀與區域經濟特點,提出了電氣工程及其自動化專業的應用型人才培養目標,并且結合鄭州航空工業管理學院工科發展的水平及電氣工程及其自動化專業的師資力量,編制了偏于電機電器及其控制的課程體系。電氣工程及其自動化專業經過數年的建設,并且與21世紀電力工業的迅猛發展相適應,于2008年對原有的電氣工程及其自動化專業進行了細分,新設置了自動化專業,并且該專業在師資方面也有了較大的進步,這些都促進了電氣工程及其自動化專業強電本色的回歸,推動了對相應課程體系及專業定位的思考。
雖然近幾年鄭州航空工業管理學院電氣工程及其自動化專業有了較大的發展,但是專業基礎與兄弟院校相比還很薄弱,實驗條件與師資力量還很有限,仍然處于快速發展時期,總體仍處于較低水平。因此,目前的電氣工程及其自動化專業仍需且必須定位于工程應用型人才的培養,學生畢業以后可以到電廠、電力設計單位、電氣制造企業及各工礦企業從事與電氣相關的設計、運行、管理等工作。
4.應用型人才的特點與培養
應用型人才的特點是學科基礎知識扎實,實踐能力與創新意識強,除了具有較好的科學素養外,還具有良好的工程素養,具備解決工程實際問題的能力,畢業以后主要在生產第一線從事運行與管理等工作。應用型人才首先是一種創新人才,具有把理論知識和技術轉化為實踐生產力的創新能力;其次也是一種復合型人才,因為應用型人才的工作是以解決實際問題為根本,而要解決一個實際問題往往不能僅靠一種專業知識,實踐的創新多出現在學科邊緣或者各學科的交叉處,因此應用型人才也是一種復合型創新人才。[4]
對應用型人才的培養,不是簡單地增減幾門課就能做到的,構建科學的課程體系是培養合格應用型人才的基礎。如何建立以強電課程為主,滲透電子技術、信息技術與計算機技術的電氣工程及其自動化專業的課程體系,是一項系統性的工程,需要透徹理解相關的課程及經受實踐的檢驗。
二、課程體系的建設
在電氣專業新課程體系的設置上著重突出“以強電為主,弱電為輔,強弱電、軟硬件、電氣控制與信息技術相結合”的專業特色,主要依據四個基本原則:一是突出強電特色,并且結合電力發展前景與現有師資力量,設置了電力系統及其自動化與電機電器及其控制兩個專業方向的課程模塊;二是緊密結合自動化技術在電氣工程領域的應用,保持電子與計算機技術相關課程教學四年不斷線;三是強化本專業應用型人才培養的特色,保持實踐教學環節四年不斷線;四是激勵學生的個性化發展,結合學生就業需要,注重課程安排的科學性與系統性。
新課程體系的主要特點是適應鄭州航空工業管理學院原電氣工程及其自動化專業細分為電氣工程及其自動化專業與自動化專業的發展需要,突出了電氣工程及其自動化專業的強電特色,根據“厚基礎、寬口徑、重實踐、強應用”的應用型人才培養模式而設置。
1.課程體系的改革
鄭州航空工業管理學院原電氣專業結合了電氣工程及其自動化與自動化兩個專業的內容,專業的特點為“強弱結合、適當偏弱”;新電氣專業的特點轉變為“強弱結合、強電為主”,專業課程的口徑相對變窄。新電氣專業的課程設置不再是電氣專業與自動化專業的區分,而是電氣專業內電力系統及其自動化與電機電器及其控制兩個方向的設立。由此考慮把原來的學科基礎課—專業基礎課—專業選修課—跨專業選修課—實踐環節的課程體系改為更符合新電氣專業特點的一級學科基礎課—二級學科選修課—跨二級學科選修課—跨專業選修課—實踐環節的課程體系,如表1所示。新的課程體系保證了學生的理論教學在滿足基本學分的前提下,能夠小于2500學時,同時優化了課程內容,擴大了選修課程范圍,擴展了學生的知識面,激勵了學生的個性化發展。
表1 電氣工程及其自動化專業新的課程體系
課程類型 課程名稱
一級學科
基礎課 自動控制原理(雙語)、模擬電子技術、數字電子技術、電路(雙語)、電磁場、微機原理與接口技術、復變函數與積分變換、電機學、電力系統分析、電力電子變流技術、信號分析與處理、專業技術講座
二級學科
限選課 電力系統自動化、電力系統繼電保護、電力系統遠動及調度自動化、發電廠電氣部分
電機設計及優化、電機與拖動基礎、電力拖動自動控制系統、電器學
跨二級學科
選修課 高電壓技術、發電廠動力部分、供配電技術、電力市場基礎、電力系統的MATLAB/SIMULINK仿真與應用;檢測技術及儀表、傳感器應用技術、樓宇自動化系統、微特電機、交直流調速系統與MATLAB仿真;單片機原理及應用、DSP原理及應用、電氣與PLC控制技術;機械制圖CAD技術、軟件技術基礎(雙語)、可視化程序、EDA技術(雙語)、工業組態技術;科技論文寫作
跨專業
選修課 管理學、市場營銷學;音樂欣賞、美術鑒賞;機械設計基礎、計算機網絡(雙語)
實踐教學
環節 金工實習、專業實習、專業調查、認識實習、軍事訓練、社會調查、公益勞動、畢業實習、畢業設計;單片機課程設計(選)、PLC課程設計(選)、電力系統繼電保護課程設計(選)、發電廠電氣部分課程設計(選)、電力拖動課程設計(選);電氣專業制作實踐、電力系統分析課程設計、電機學課程設計、電力電子課程設計
2.課程內容的優化
新的課程體系在強電專業“寬口徑”的前提下,突出“厚基礎”的要求,公共基礎課與學科基礎課的學時比例達到總學時的74%。在實現了同一專業的通識教育課、專業基礎課完全打通,專業主干課程也基本相同,而專業方向的不同只體現在專業課程中的非主干課程及實踐環節的要求的基礎上,[1] 新課程體系既實現了對學生人文社會科學與自然科學知識的培養,又強化了對學生對本專業基礎知識的要求,同時還突出了不同的專業方向特色。
新課程體系在課程內容上更加突出強電特色,突出計算機技術與弱電控制技術在本專業領域內的運用。按照電力系統及其自動化與電機電器及其控制兩個專業方向,設置了兩個特色顯著的課程模塊作為任選的必修環節。另外,按照“拓寬”與“加深”的原則,開設總數達到19門的二級學科選修課,學生可以選修其中的5~7門。按照提高學生綜合素質的要求,設置了跨專業選修課與全校公共選修課,要求學生在人文社科、經濟管理等方面修習約6門課程。
3.授課時序的調整
按照先基礎后專業、由淺入深、循序漸進的原則,保持計算機教學、英語教學不斷線,科學分配各門課程的授課時間與學時。
(1)保持計算機教學不斷線。計算機課程按照教學次序包括:“計算機應用基礎”、“C++語言”、“機械制圖CAD技術”、“軟件技術基礎”、“微機原理與接口技術”、“工業組態技術”、“電力系統的MATLAB/SIMULINK仿真與應用”、“單片機原理”、“交直流調速系統與MATLAB仿真”、“EDA技術”、“可視化程序”、“計算機網絡”、“畢業設計”。
(2)保持英語教學不斷線。建議取消“專業英語”課程,增開雙語課程教學。用英語(或雙語)教學的相關課程包括:“大學英語”、“電路”、“軟件技術基礎”、“自動控制原理”、“EDA技術”、“計算機網絡”、“畢業設計”。
(3)科學分配各學期的課時量。如第一、第二學年學生的學習效果較好,可以適當增加基礎課與專業課的課時量;第四學年學生因社會實踐、找工作、考研等,學習效果下降,此時可以突出計算機與實踐教學環節,利用課程的強實用性平抑學生的浮躁心態,最大限度保證學習效果。
三、加強實踐教學環節
實踐教學是高等院校培養工程應用型人才的必備環節,是提高人才核心競爭力的決定性要素。各高校電氣工程及其自動化專業培養的人才水平的高低,取決于實踐教學水平的高低,包括實驗條件的完善、實驗內容的設計及實驗教師的素質。鄭州航空工業管理學院電氣專業的實踐環節主要由課程實驗、課程設計、生產實習與畢業設計等組成,組成了一個比較系統、由線到面、由基礎到綜合,分層次、全方位的內容體系。[5]
1.課程實驗與課程設計
課程實驗包括電工電路、電子技術、電力系統繼電保護、電力系統自動化、電力電子技術、電機與拖動、C++語言、單片機原理、電氣PLC原理等。
課程設計是工科專業實踐教育的重要一環,是培養大學生獨立思考、信息檢索、相互合作,初步從事科學研究能力的重要途徑。課程設計實踐環節主要由核心專業課程與部分實用性強的專業課程如“電機設計”、“電力系統分析”、“單片機原理”、發電廠電氣部分等的課程設計構成。
2.實習基地
實習基地由校內與校外兩部分組成。校內實習基地主要由校辦工廠組成,完成金工實習、電工電子技術、計算機輔助設計等基礎性專業訓練;校外實習基地主要包括陜西航空電氣有限責任公司、成都飛機制造廠、貴州飛機制造廠等,學生在校外實習基地主要接受現代化企業的生產教育,培養工程實踐能力。
3.畢業設計
電氣工程及其自動化專業畢業設計的課題多來自于工程實踐。題目通常由導師自行擬定,或者來自于導師科研項目的某一模塊,或者來自于導師熟悉的專業領域,與工程實際結合緊密。針對畢業設計中存在的問題,如題目陳舊、知識面過窄、實驗條件較差、學生支差應付、成果可操作性不強等問題,現階段可積極采取以下措施:一是加強對教師和學生的管理。對教師尤其是青年教師中期抽查考核,組織討論,詢問學生等;對學生加強考勤,不定期考查,組織中期檢查與預答辯等。二是鼓勵和引導學生在學科知識范圍內自由選題,激勵他們選擇來自于生活實踐、能夠解決實際問題的課題。三是創造條件允許學生到實習或工作單位做設計,聘請企業中有高級職稱的人員參與畢業設計的指導工作。
除了以上基本的專業實踐環節之外,還可以積極組織學生參加“挑戰杯”、“電子設計”等全國大賽,鼓勵學生進行科技創新制作,建設專業的開放型實驗室,積極探索有助于提高學生創新能力、工程實踐能力的教育教學模式。
四、結束語
電力工業巨大的發展空間與鄭州航空工業管理學院辦學方針的轉變,為電氣工程及其自動化專業提供了良好的發展機遇。抓住此發展契機,基于“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的電氣專業的教育理念,構建了科學有效的課程體系,為今后培養大量合格的應用型電氣技術人才奠定了基礎。對該專業課程體系的建設與應用型人才的培養過程仍需經受實踐的檢驗。
參考文獻
[1]丁堅勇,向鐵元,張承學.電氣工程及其自動化專業教學改革之管見[J].中國電力教育,2000,(1):34-37.
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中圖分類號:F407.6 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著人們生活水平的提高,電氣工程及自動化的要求也越來越高,它不僅要滿足照明、家電用電量、安全用電等需求,更注重其美觀、實用、方便的使用效果。
1 供配電系統
現代工農業及整個社會生活中電力應用非常廣泛,一般建筑采用低壓供電,高層建筑通常10kV電壓供電。
1.1 電力系統及電力負荷
(1)電力系統概念。在電力系統中,如果每個發電廠孤立地向用戶供電,其可靠性不高。如當某個電廠發生故障或停機檢修時,該地區將被迫停電,因此為了提高供電的安全性、可靠性、連續性、運行的經濟性,并提高設備的利用率,減少整個地區的總備用容量,常將許多發電廠、電力網和電力用戶連成一個整體。這里由發電廠、電力網和用戶組成的統一整體稱為電力系統。
(2)我國電網電壓等級。電力網的電壓等級比較多,從輸電的角度來講,電壓越高則輸送的距離就越近,傳輸的容量越大,但電壓越高,要求絕緣水平也相應提高,因而造價也越高。目前,我國根據國民經濟發展的需要,技術經濟上的合理性及電機電器制造工業的水平等因素,由國家頒布制定了我國電力網的電壓等級主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、550kV等10級。其中電網電壓在1kV及以上的稱為高壓,1kV以下的電壓稱為低壓。
1.2 10KV 變(配)電所及高壓設備
(1)變(配)電所位置的選擇原則。①接近負荷中心,這樣可降低電能損耗,節約輸電線用量;②進出線方便;③接近電源側;④設備吊裝、運輸方便;⑤不應設在有劇烈振動的場所;⑥不宜設在多塵、水霧(如大型冷卻塔)或有腐蝕性氣體的場所,如無法遠離時,不應設在污染源的下風側;⑦不應設在廁所、浴室或其他經常積水場所的正下方或貼鄰;⑧變(配)電所為獨立建筑物時,不宜設在地勢低洼和可能積水的場所;⑨高層建筑地下層變(配)電所的位置,宜選擇在通風、散熱條件較好的場所。
(2)主結線的方式及特點。變(配)電所的主結線(一次接線)是指由各種開關電器、電力變壓器、互感器、母線、電力電纜、并聯電容器等電氣設備按一定次序連接的接受和分配電能的電路。它是電氣設備選擇及確定配電裝置安裝方式的依據,也是運行人員進行各種倒閘操作和事故處理的重要依據。
主結線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線等多種。
(3)變電所的形式和布置。①變電所的形式有獨立式、附設式、桿上式或高臺式、成套式變電所。附設式又分為內附式和外附式。②10kV變電所一般由高壓配電室、變壓器室和低壓配電室三部分組成。
(4)常用高壓設備。常用的高壓一次電氣設備有:高壓熔斷器、高壓隔離開關、高壓負荷開關、高壓斷路器、高壓開關柜、高壓避雷器和互感器等。
1.3 低電壓配電系統及低壓設備
(1)低電壓配電方式。低電壓配電系統是由配電裝置和配電線路組成。低電壓配電方式是指低電壓干線的配電方式。低電壓配電方式有放射性、樹干式、鏈式三種形式。
(2)常用低壓設備特點及用途。低壓電氣設備通常是指電壓在1000V以下的電氣設備,在建筑工程常見的低壓電氣設備有刀開關、熔斷器、自動空氣開關、接觸器、低壓配電柜等。
2 樓宇自動化
樓宇自動化控制采用的是計算機集散控制,所謂計算機集散控制就是分散控制集中管理。它的分散控制器通常采用直接數字控制器(DDC),利用上位計算機進行畫面的監控和管理。主要手段是動畫、曲線、文本、數據庫、腳本、和各種專用控件等。樓宇自動化包括:空調與通風監控系統、給排水監控系統、照明監控系統、電力供應監控系統、電梯運行監控系統、綜合保安系統、消防監控系統和結構化綜合布線系統。
設計樓宇自動化系統的主要目的在于將建筑內各種機電設備的信息進行分析、歸類、處理、判斷,采用最優化的控制手段,對各系統設備進行集中監控和管理,使各子系統設備始終處于有條不紊、協同一致和高效、有序的狀態下運行,在創造出一個高效、舒適、安全的工作環境中,降低各系統造價,盡量節省能耗和日常管理的各項費用,保證系統充分運行,從而提高了智能建筑的高水平的現代化管理和服務,使投資能得到一個良好的回報。
3 電氣安全
隨著人類對電力能源的重視與不斷應用,電力設施與設備已與現代人類的工作與生活密不可分,電力甚至成為現代各行各業發展的基礎前提。但不可否認的是由于種種原因,電力能源在帶給人們工作與生活的便利的同時,由電氣設備產生的問題也帶給人類的生產與生活不少煩惱與損失,有時甚至表現為災難。因此,電氣安全不僅已成為各國電氣操作與維護人員消除安全生產隱患、防止傷亡事故、保障職工健康及順利完成各項任務的重要工作內容,同時也是電氣專業工作者首要面臨并著力解決的課題。
3.1 電氣絕緣
保持配電線路和電氣設備的絕緣良好,是保證人身安全和電氣設備正常運行的最基本要素。電氣絕緣的性能是否良好,可通過測量其絕緣電阻、耐壓強度、泄漏電流和介質損耗等參數來衡量。
3.2 安全距離
電氣安全距離,是指人體、物體等接近帶電體而不發生危險的安全可靠距離。如帶電體與地面之間、帶電體與帶電體之間、帶電體與人體之間、帶電體與其他設施和設備之間,均應保持一定距離。通常,在配電線路和變、配電裝置附近工作時,應考慮線路安全距離,變、配電裝置安全距離,檢修安全距離和操作安全距離等。
3.3 安全載流量
導體的安全載流量,是指允許持續通過導體內部的電流量。持續通過導體的電流如果超過安全載流量,導體的發熱將超過允許值,導致絕緣損壞,甚至引起漏電和發生火災。因此,根據導體的安全載流量確定導體截面和選擇設備是十分重要的。
4 建筑設備自動化系統
建筑設備自動化系統實際上是一套中央監控系統。它通過對建筑物(或建筑群)內的各種電力設備、空調設備、冷熱源設備、防火、防盜設備等進行集中監控,達到在確保建筑內環境舒適、充分考慮能源節約和環境保護的條件下,使建筑內的各種設備狀態及利用率均達到最佳的目的。
參考文獻
[1] 武金山.基于CAN總線的樓宇自動化系統設計[D].合肥工業大學碩士論文,2008(11).