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關鍵詞:電氣工程;自動化技術;技術應用;優化方案
1引言
在市場經濟發展日新月異的背景下,各行各業都迎來了良好的發展趨勢。而電氣工程及其自動化技術的應用,更是給行業建設模式帶來了翻天覆地的變化,也為人們的生活提供了極大的便利性。為了充分利用電氣工程自動化技術,最大限度地發揮其價值,需要掌握相應的技術特點,并制訂切實可行的推廣方案,促進該項技術的廣泛應用。
2電氣工程及其自動化技術的優勢和特征
(1)電氣工程及其自動化技術的優勢。電氣工程及其自動化技術涉及到諸多信息技術,與互聯網設備的聯系密不可分,因此具備多種優勢。首先,該技術的實施效果十分可靠,在技術研發人員的不懈努力下,技術應用已經達到穩定的程度,能夠滿足人們的各種需求,在各領域發揮著不可或缺的作用,充分體現自身的應用價值。例如,應用電氣工程及其自動化技術,能夠促進電力系統正常高效地運作,從而實現繼電保護系統的功能,保障整個電力系統的安全有序。這無疑減輕了電力系統維護人員的負擔,優化了整個維護過程,對于電力系統的可靠運行而言具有積極意義。此外,電氣工程及其自動化技術還能夠檢測到系統中的異常現象,一旦系統運行過程出現故障,該項技術的應用能夠幫助維修人員及時定位故障發生位置,提高了維修效率,降低異常情況造成了損失,也節省了大量的資源和時間。(2)電氣工程及其自動化技術的特征。電氣工程及其自動化技術最顯著的特征,就是其高度的集中控制性。電氣工程系統在發揮作用時,涉及到的各種設備和裝置處于較為集中的位置,這樣設計的目的,是方便對其進行統一管理,盡量提高技術的實施效率。此外,這一設計也為集中監控提供了可能性,對于系統運行的高效性有顯著的促進作用。監控工作的有效開展,全面提升了系統運行的安全性。同時,借助相關設備,例如計算機等,電氣工程及其自動化技術還能夠實現遠程控制。在此背景下,技術人員不用耗費過多的時間和精力,就能夠對電氣設備進行控制管理,靈活地進行日常維護工作,打破了空間的限制。
3電氣工程及其自動化現狀及技術在生活中應用體現
(1)電氣工程及其自動化發展概況。電氣工程及其自動化技術的應用對諸多領域的發展都有著促進作用,產生的積極作用也愈來愈明顯,在當前的市場經濟發展環境下,需要從多角度進行考慮,將電氣工程及其自動化技術在生活當中進行更為廣泛的應用,從整體上提升技術的應用水平。但在當前電氣工程及其自動化的發展中,還面臨諸多挑戰,技術發展存在的不足之處也比較突出,主要有以下幾點不足:其一,自動化系統集成度有待提升。電氣自動化系統的集成度不高會直接影響技術的應用效果,我國在電氣自動化系統方面的發展還沒有達到成熟的水平,和西方一些發達國家的電氣自動化系統發展水平相比還存在著一定差距,自動化系統存在著一些缺陷,如互相獨立,缺乏聯系,信息的共性性差,功能單調等,這些都需要在未來的發展當中進一步的優化,從而提高技術系統的應用質量。其二,自動化網絡架構缺乏統一性。電氣自動化網絡架構沒有統一,就會影響系統發揮積極作用。我國的電氣自動化發展方向是高效快捷,但是在實際發展中由于受到網絡架構不統一因素的影響,在這一目標的實現方面還存在著諸多的困境。由于網絡架構的不同,這就會影響電氣工程自動化發展,對企業間信息交流和傳送以及共享等都會產生不利的影響。其三,技術應用主觀支配影響。由于電氣自動化企業在自動化技術的應用開發的效果不同,技術開發程度受到技術人員因素影響比較大,如技術人員理論以及實踐能力、邏輯思維能力等,對技術的開發應用都會產生相應的應用。而我國在這一方面的專業開發人才還相對比較缺乏,這就會影響技術系統的進一步發展,當前從人才戰略上要予以重視。(2)電氣工程及自動化技術在生活中的應用體現。其一,在制造行業內的應用。目前階段,在市場經濟的推動下,我國制造行業蓬勃發展,在較短時間內取得了突破性進展。為了挖掘制造行業發展潛力,并為其長遠發展提供堅實的基礎,就需要積極引入先進的科學技術。國家加大先進技術在制造行業內的推廣力度,從而有效提高制造水平,促進我國早日成為世界制造行業的引導者。就目前情況來看,制造行業對電氣工程及其自動化技術的依賴程度較深,因此該項技術的實施效果,對制造水平起著決定性作用。在競爭激烈的制造行業內,制造企業要想提供自身競爭實力,在市場中占據一席之地,就必須充分意識到電氣工程及其自動化技術的重要地位。積極應用該項技術,不僅能夠顯著提高生產效率,還能節省大量人力資源和時間,降低企業的經濟成本投入,給企業創造理想的經濟效益。其二,電力系統的應用。電氣工程及其自動化技術在生活中的應用,電力系統的應用發揮著比較重要的作用,這是和人們的生活密切相關的領域。電氣工程及其自動化技術的應用下,能夠對電力系統的安全穩定運行起到保障作用,電力調配方面對電氣工程及其自動化技術的應用就能實現準確的調度,提高電網調度的整體質量水平,在自動化的程度以及供電質量上都能按照標準要求執行。電力的調配中按照實際人們對電力的需求,實現精準高效的調度,達到電力系統運行的平衡化發展的目標。電氣工程及其自動化技術應用愈來愈廣泛化,電網電鍍外涉及的顯示器以及網絡設備等也都是比較重要的設備內容。
關鍵詞:電氣工程;自動化技術;應用;領域;行業
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A
隨著我國科學技術的進步以及我國經濟的迅速發展,電氣工程自動化所涉及的學科范圍也越來越廣,電氣工程及其自動化技術的應用,使得一些領域的工作效率得到了提高,而且完善了各個生產過程,使企業獲得了較多的經濟利潤,并在市場經濟中使其經濟得到了穩定、可持續的發展。
一、在建設供熱系統的過程中應用了電氣工程及其自動化技術
(一)電網的調度
在建設供熱系統的過程中,需要利用當今先進的信息技術建立一個可以全面控制供熱系統的網絡系統。其中供熱系統所使用的局域網和整個網絡系統之間是進行相互連接的,然后利用變電站或者利用發電廠,最終滿足居民區人們的供電及供熱需求。將電氣工程及其自動化技術應用到供熱系統中,可以完成供熱的自動控制工作,可以保證在供電和供熱的調度過程中更加靈活,還可以使供熱系統達到自我調節的目的,避免出現任何損失,可以科學評價供熱系統的運行狀況,利用當今的信息技術手段可以做好供熱信息的采集及分析工作,有利于工作人員及時處理各種疑難問題。
(二)變電站自動化
在變電站中應用電氣工程及其自動化,能夠提高日常工作質量,并對監控網絡進行優化。電氣工程及其自動化技術可以對變電站進行智能化操作,簡化復雜的工作流程,減輕工作人員的工作壓力,還能夠在很大程度上提高工作效率,電氣工程及其自動化技術應用到變電站中,還可以對變電站實際工作進行全面監控,使變電站的運行更加安全、可靠,同時所設置的監控系統在操作上面也是比較簡單的,具有傳輸數據快的特點,能夠及時記錄相關的數據,并對數據進行全面的剖析。
二、在智能化建筑中應用了電氣工程及其自動化技術
(一)安全保護接地
對于一些智能化建筑來說,需要安裝一定量的金屬設備,以保證數據及時有效的處理,最終達到人們的需求,金屬設備的安裝,使得建筑安全受到了影響,所以,將電氣工程及其自動化技術應用到智能化建筑中,將安全接地裝置裝在建筑上,使電阻大大降低,避免出現電流向外泄露的問題,也可以防止漏電,使人們的生命及財產安全得以保障。
(二)屏蔽、防靜電接地
在對建筑進行設計的過程中,在陰雨、干燥等天氣中,要注意一些電子設備所發生的靜電問題,然后采取有效措施及時處理好靜電,避免積累的靜電到一定程度會對設備的內部以及芯片受到影響,嚴重時還會阻礙電子設備的運行。為了防靜電,作為設計師,可以把PE線同電子設備的外殼部分進行相互連接在一起,對管路的兩側進行屏蔽,這樣可以對屏蔽接地進行逐步完善。
(三)直流接地
智能化建筑需要利用現代的信息技術來完善信息的傳輸等過程,在進行執行時,必須借助微電流,此時會有很多的電能被消耗,整個過程極易引發電氣災害。對于較大型的智能化建筑而言,還能保證其使用的電源、電壓的穩定性,最終使設備能夠更加安全、穩定的運行。
(四)防雷接地
如果發生雷電災害,就會給我國很多個領域造成影響和傷害,對于智能化建筑而言,在建設的過程中必須做好預防雷電災害的發生,當前,可以應用電氣工程及其自動化技術,以對系統進行安全性防護,并把防雷接地作為智能化建筑接地功能中最為基礎的系統。
三、在我國鋼鐵行業中應用了電氣工程及其自動化技術
在當前我國電氣工程及其自動化迅速發展的背景下,在我國快速發展的鋼鐵行業中也應用了電氣工程及其自動化技術,這種技術可以有效控制鋼鐵的整個生產過程,通過自動化控制,能夠提高鋼鐵的生產效率,使鋼鐵的生產更加安全。鋼鐵行業中應用電氣工程及其自動化技術,可以使企業獲得很大的經濟效益。由于這種技術可以給鋼鐵生產企業節約成本,使鋼鐵行業能夠得到快速的 發展。
四、在設計機器人的過程中應用電氣工程及其自動化技術
在對機器人進行設計時,就要對各種各樣的部件進行 組裝,在設計時還要遵循一定的程序,使機器人的各個部件都能正確的完成各自的動作。電氣工程及其自動化技術的應用,能夠自動控制零部件,如果讓機器人發生運動情況,就應該借助電力,使其零部件能夠在電力的帶動下完成動作的運作,對于設計師來說,要按照相應的指令,之后進行跳躍或者行走的動作。
設計師在設計完機器人以后,要檢測機器人的運行狀態,整個檢測的工作離不開檢測裝置所發揮的作用。利用電氣工程及其自動化技術,可以將信息進行快速的傳送,并能夠及時處理各種信息,可以快速的記錄各種運行狀態,使機器人的設計精度得以提高,同時還能給人們的工作帶來很大的方便。
總之,電氣工程及其自動化技術在我國機器人設計的過程中發揮著不可忽視的作用,為我國的科技發展做出了很大的貢獻。
結語
綜上所述,現如今,隨著我國發展領域越來越廣闊,電氣工程及其自動化的應用范圍也越來越廣,無論是應用在哪個領域中,都給人們的工作帶來了積極的影響,可以減緩工作人員的工作量,能夠很快的處理各種繁雜的問題,有利于企業更好的生產和經營,是一種輔很強的工具。隨著人們生活質量的提高,在日常生活中,電氣工程及其自動化技術的應用會更加頻繁,會被人們更加廣泛的使用和推廣,也會給人們的生活帶來很大的變化,使人類發展得到進步。
參考文獻
[1]鄭嘉智.電氣工程及其自動化技術的應用[J].中國科技投資,2013(10).
[2]徐秀軍.電氣工程及其自動化技術的應用[J].黑龍江科學,2014(01).
[關鍵詞]電氣工程;自動化技術;實際應用
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)07-0365-01
引言:電氣工程目前已經受到了社會各界的廣泛關注,而自動化技術隨著科技的發展也取得了長足的進步,目前,各個行業都在追求自動化,以提高生產力,降低人力的損耗,減少成本提高利潤。因此,將電氣工程與自動化技術有機結合一直是有關工作人員關注的重點,但是令人擔憂的是,雖然有種種優點,電氣工程及其自動化技術的應用情況令人擔憂。其應用范圍不夠普遍,應用的效果不盡如人意。在這樣的背景下,對于這一課題進行研究顯得很有必要。在本文中,筆者將首先敘述電氣工程以及自動化技術的概念,并以此為基礎,介紹并分析其實際的應用情況。
一、電氣工程及其自動化技術
1.電氣工程與其自動化技術的概念
自從電力被人類開發并廣泛利用之后,電氣工程作為一種衍生品而產生。在電子產品出現之后,人們把有關于電子產品的科學與電氣聯系起來,統稱為電氣工程。電氣工程的概念之后隨著現代信息技術的進步不斷擴大。它出現在我們生活的各個角落,例如,我們經常使用的電燈開關,充電系統等等。
電氣工程的整體運行可以大體上被分為硬件和軟件兩大系統,經過學者專家不斷的調查研究,從這兩大系統上影響電氣工程的發展的主要因素有信息技術和物理技術。因而,在對電氣工程及其自動化技術的應用進行研究時,要從硬件和軟件應用兩個方面來考慮。目前從實際應用的情況來看,電氣工程及其自動化技術的應用主要覆蓋了電力系統,工業生產和建筑三點。而自動化主要體現在對有關設備的自動化,對系統運行的整體控制,以達到減少人為因素對工程的影響。目前我國的電氣工程及其自動化應用方興未艾,其發展程度與西方發達國家還有著一定差距,因此更需要我們進行系統化的研究,促進其發展。
2.電氣工程與自動化技術設計
正如筆者在前文中敘述的,對于電氣工程及其自動化技術的應用,需要從軟件和硬件兩個方面進行分析。其基本流程是:確定重要服務器;選擇設備;選擇連接線路;連接系統;系統運行;故障檢查;運行。在實際的應用過程中,首先要嚴格按照這一基本流程,其次要對工程的實際情況進行分析,做出適應的可行性分析。而對于軟件系統的設計,要依據硬件系統的情況進行適應的設計。
二、電氣工程及其自動化技術的實際應用
電氣工程及其自動化技術的應用目前已經滲透進了諸多行業,受篇幅所限,筆者不能面面俱到地將所有應用都列舉出來,因此,筆者選擇了幾種有代表性的應用進行分析。
1.電氣工程及其自動化技術在建筑工程上的應用
電氣工程及其自動化技術在建筑工程方面的應用十分廣泛。首先是樓宇的自動控制系統,這一概念指的是對樓宇的圖片,相關數據等利用計算機進行集散性質的控制,作為建筑智能化的評價標準。
計算機的集散控制的主要內容涵蓋了排水系統,逃生系統,安全設施,消防設施,照明系統等各個方面。其中最為關鍵的就是樓宇機電設備監控系統,這一系統的作用在于影響建筑中機電設備的控制。系統自動地采集樓宇的溫度,濕度等基本數據,依據這些數據對居民生活區做出判斷,以此控制有關設備,保證居民的舒適生活。同時,居民本身也可以對設備進行控制,依照自身實際需求進行配置。因此,在這一系統運行過程中,需要加強相關的管理,對于運行狀態,數據顯示和檢查全方位的進行控制。
其次是在開關設備上的應用,電氣工程及其自動化技術的未來一大趨勢就是開關系統的智能化。這是因為這種智能化能夠促進自動控制系統的運行。所謂開關設備的智能化指的是為了實現計算機網絡的快速連接,進而達到自動控制的由高低壓設備提供的接口。
最后是在控制安全和能耗方面的應用。首先我們知道在目前的樓宇等建筑中,存在著大量的金屬設備,這些金屬設備往往會給我們帶來許多問題。電氣工程及其自動化技術技術可以保證這些金屬設備與建筑的結合的安全性,通過安裝一定的接地設施,這樣即使金屬設備外層的絕緣層出現損壞,泄電等問題的出現幾率也會大大降低,很大程度上杜絕了安全隱患并保障了人民的生命和財產安全。電子設備容易受到天氣的影響而產生靜電,對設備造成破壞,電氣工程及其自動化技術能夠通過連接PE線,將導線接地,進而將靜電對于設備運行的影響降到最低。此外,τ誑贍艸魷值睦椎繚趾Γ電氣工程及其自動化技術建立了防雷接地系統,改變了傳統的防護措施,大大提高了防護性。
2.電氣工程及其自動化技術在鋼鐵行業的應用
隨著自動化研究的深入,毫無疑問的是,這種技術已經深入到了工業生產的各個方面,其中,在鋼鐵行業的應用尤為明顯。鋼鐵行業的電氣工程自動化技術主要體現在對鋼鐵生產過程的自動化控制,除了有利于鋼鐵產品生產效率和質量的提高,還極大地增強了生產的安全性。這從整體上提高了生產力,降低了成本,使得鋼鐵行業與電氣工程自動化技術的結合愈加緊密。目前,鋼鐵行業自動化技術的發展目標是降低自動化的成本,使其能夠為廣大的中小型鋼鐵企業所用,并使自動化技術大范圍地擴展。
3.電氣工程及其自動化技術的智能化
智能化是電氣工程自動化的重要發展方向之一。智能化可以極大地解放人力,例如,當設計一個具體實施的方案時,面對眾多的數據和圖像,人工操作并解決問題往往耗時耗力,這時如果能使用電氣工程自動化技術,我們就可以利用其智能化的程序和軟件解決一些有規律性的,由軟件解決不會出現失誤的問題。智能化的軟件還可以給我們的設計提供一定的建議,排除可能出現的錯誤等,這樣就提高了我們工作的效率,使設計出來的方案的可行性大大提高。再比如,我們所使用的機器設備有時會出現一定的故障,給系統的整體運行造成一定的障礙,而通過人工的檢查,分析雖然可以排除這些故障,但是在時效性上往往難以滿足實際情況的需求。這時,電氣工程自動化技術的智能化就可以發揮它的作用,我們可以利用智能化分析對故障發生處進行相關的檢測和排查,并對事故發生原因進行分析,提供可行的解決方案,然后再由人力介入,這樣,排除和解決問題的時間大大縮短,故障所造成的危害也能得到控制。
4.電氣工程及其自動化技術在電力系統方面的應用
電力系統是國家正常運行的重中之重,必須對電力系統進行科學有效的管理,控制,保證其安全穩定的運行。而電氣工程及其自動化技術對電力系統的空中能起到很大的促進作用。首先,在電網調度方法,可以使用自動化技術調動電網,監控電網的運行,對可能出現的問題進行分析,避免事故的發生。其次,電氣工程及其自動化技術可以應用到變電站的維護和監控上,對于提高監控的效率,降低人力物力的消耗有很大幫助。
結束語
綜上所述,我們可以得出結論,電氣工程及其自動化技術能夠應用到生產和生活的方方面面,因此,對于這一課題的關注和研究很有現實意義。筆者希望本文能為有關工作提供一定的參考,也希望我國的電氣工程自動化取得更大的發展。
參考文獻
[1] 張守斌.電氣工程及其自動化技術的應用研究[J].科技創新與應用,2016,(36):147.
【關鍵詞】:電氣工程;自動化;存在問題
【引言】:電氣工程智能化是電力工程行業與科學技術整合發展的產物,促進了我國經濟和科學技術的不斷發展。隨著社會的進步和改革的不斷深入,人們的電氣工程自動化的要求越來越高,因此電力行業要不斷增進自身的自動化功能,對于自身發展的弊端進行改革和創新,促進自身的全面發展,以滿足社會的發展需要。
1、電氣工程和科學技術化的發展背景
隨著經濟全球化的發展,我國的電氣工程自動化也在不斷的進行改革和創新,以滿足經濟全球化體系下,社會的發展要求。電氣工程和科學技術化的有效發展,是科學技術進步的體現,其自身具有時代性的特點。從學術領域來看,電氣工程和科學技術的有效結合,具有科學知識和技術體系的綜合型學科。電氣工程和科學技術的一體化,和整個社會的運作活動具有密切的聯系。尤其是近些年,我國工業社會的不斷發展,電氣工程和科學技術的一體化發展,極大的促進了我國各個企業的發展,間接的推動了我國經濟的發展,方便了社會的再生產活動。電氣工程自身具有多樣性的特點,其與農業、軍事、工業等等行業都具有密切的關系,不僅促進了工農業的進程,也增加了科技和工農業的緊密聯系性。
2、電氣工程及其自動化發展過程存在的問題
2.1能源消耗問題
電氣工程及其自動化技術雖然具有諸多優勢,被廣泛地應用在我國諸多領域當中,但是其自身也存在一些問題,對該技術的發展產生了不利影響。電氣工程及其自動化在運行的過程中,能源消耗非常嚴重,從而產生了不必要的資源浪費,這是制約電氣工程發展最主要的原因。我國的可利用資源就非常少,電氣自動化高能耗使得我國雪上加霜,資源急劇短缺。要想實現電氣自動化技術快速發展的目標,就必須對電氣工程及其自動化技術進行改進,降低運行能源消耗。
2.2系統缺乏集成性
系統的集成性是成熟的自動化系統的一個重要的標志,但是電氣工程自動化的一些特點阻礙的電氣自動化的進步,比如系統用途比較單一、系統與系統間的交互不足。而且在實際的工程應用中,操作人員的個人因素對系統整個技術水平的影響也不小,同時操作人員的專業能力相差較大,也阻礙了電氣工程及其自動化技術長處的發揮,從而使公司蒙受損失。
2.3工程管理方法有瑕疵
作為電力工程重要組成部分的電氣及自動化工程的施工比之其他項目而言,更要求工程施工管理人員要深入到一線施工現場對工程進度和具體情況做出判斷和指導,但現實情況是工程施工的一線很少會有領導者進行實地考察,因此也就談不上對工程進度及工程施工質量的把握,在進行工程決策和管理時也就只能根據以往經驗來制訂施工進度計劃。另一方面電氣及自動化工程的施工相對于其他工程施工部分的技術含量還是偏高的,用現有工程粗放式的管理模式來進行電氣及自動化工程的施工管理就難免會出現矛盾、糾紛或其他不盡如人意的地方,這些都會在一定程度上影響到電氣及自動化工程的施工管理工作。
3、電氣工程自動化中不足的解決辦法
3.1全力構建出統一的科學電氣及自動化系統
對于電氣及自動化工程技g設備的提供商,電氣工程企業要不斷地進行健全和完善電氣自動化功能的工作,努力構建出統一、科學的系統,在學習國內外先進技術的同時,加快技術落地速度,實現技術的自我消化。對系統在運行、測試等多環節進行編程設計時還可以多多地融入科學的設計理念,實現最大程度完善電氣自動化系統的目的。同時根據國情可以通過行業協會等部門實現企業間的軟硬件情況交流,減少在施工過程中存在的各企業間軟硬件不通用的現狀,使電氣及自動化工程的施工在實現信息資源共享的同時,還能推動相關電氣工程企業的良性發展。
3.2加強電氣運作活動的質量監管
對電力運作活動的質量監管工作的有效進行,首先電力企業要在整個運作活動中,全面貫徹質量的重要性理念,其促進整個電氣運作活動高質高效運作。同時,也要提高電氣運作不同機構和部門的工作質量,對于施工人員進行質量重要性的培訓,對于技術型的工作人員,要建立合理的培訓周期,進行合理化的專業技能培訓,以保證整個電力運作活動的運作質量。對于工程運作的設備和運作材料的選擇,也要秉承高質量的目標,保證整個工程的安全質量。最后,要建立合理化的質量監管體系和評判機制,對于實際運作活動中的弊端計算發現,及時改進,保證整個電力運作活動依據相關的工程安全部署進行,促進電力工程任務高效進行。
3.3提高電氣自動化設備性能
當今時代,科學技術日新月異,每時每刻都會產生新的技術,新的方法,新的理念。在電氣自動化過程中,我們要將不斷采用先進的方法,使得電氣系統貫穿于生產的每一個環節。同時計算機技術要與電氣自動化相結合,讓人機交互取代以前的機械重復發工作,實現人工智能。在電氣自動化過程中使用相同的裝置,使得裝置與對應的編碼協調工作,降低系統出現故障的幾率,從而使整個工程正常運行。
3.4提高集成效率
因為我國電氣工程及其自動化系統網絡架構不統一,所以電氣自動化的兼容性不高,集成化效果不太理想。為此,在設計電氣自動化系統時,應該盡可能選擇相同的系統開發平臺,嚴格要求工作人員的專業技術與素質,對系統進行創新研究,從而提高電氣自動化系統的集成效率,提高系統之間的兼容性,實現資源共享的目標,減少系統運行、維護等方面的成本。
結束語
綜上所述,電氣及自動化工程的施工管理離不開整體建筑工程的管理,而且管理水平的高低還會影響到企業的長遠發展。電力自動化技術應用于電力工程質量與穩定性的重要技術,它的應用不僅有利于整個電力工程質量與穩定性的提升,同時經濟成本也大大降低,整個電力工程的經濟與社會效益均得到了顯著提升,充分滿足了人們對電能的需求量。
【參考文獻】:
關鍵詞 CDIO模式;電氣工程及其自動化專業;課程設置
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2016)24-0132-03
Study of Major Undergraduate Course System of Electrical En-gineering and Its Automation based on Concept of CDIO//LU Min,
GONG Lijiao, ZHAO Mi, CAI Xinhong
Abstract Based on CDIO model analysis, found the Shihezi Univer-
sity in electrical engineering and its automation major undergraduate curriculum problems through compared with electrical science and
engineering at the Massachusetts institute of technology, according to the CDIO mode and the specific data analysis to build the electri-cal engineering and its automation major undergraduate course system.
Key words CDIO mode; electrical engineering and its automation major; curriculum provision
1 CDIO背景介紹
電氣工程及其自動化專業隸屬于電氣類,目標是培養具有電氣工程領域相關的基礎理論、專業技術和實踐能力,并且能在電氣工程領域從事設計、研發、運行等工作的專業技術人員[1-2],具有典型的工科學科特征,即理論與工程實踐相結合的學科[3-4]。
CDIO分別指Conceive(構思)、Design(設計)、Im-
plement(實現)、Operate(運作),是由美國麻省理工學院、瑞典查爾姆斯工業大學、皇家技術學院和林雪平大學在2000年提出的一種工程教育改革模式,經過十幾年的發展和不斷完善,目前已有全球97所相關工程類高校加入,代表了新世紀國際工程教育改革的優秀成果(IET: Engi-neering and Technology Skills & Demand in Industry Annual Survey)。CDIO這一理念的核心是強調工程師的工程能力必須在真實的工程實踐和解決工程問題的過程中取得,4個步驟代表了一個工業系統或過程的整個生命周期的所有環節[5]。
2 案例研究與比較
本文以提出CDIO理念的工程高校之一的麻省理工學院電子電氣類專業本科最新設置為例,分析該校電氣專業培養方案的特點,并與石河子大學電氣工程及其自動化專業培養方案作對比,提出新的專業課程設置方案。
麻省理工學院電氣與計算機科學系核心課程設置 麻省理工學院電氣科學與工程專業最新的核心基礎課由2門學科入門課、3門基礎課(4選3)和3門專業課(4選3)組成,其中2門入門學科為實驗課,結構如圖1所示。
從圖1可以看出,不同于傳統授課形式,該專業的課程設置采用實驗理論實驗的授課方式。以實驗課程入門,可以使學生參與理論模型推導、歸納和驗證環節,加強基礎概念認知,提倡和鼓勵學生自主探索,并且通過后續的專業實驗課程能夠再來驗證前期形成的理論,這樣就構成整個學習與實踐的循環。
麻省理工學院的電氣科學與工程專業在長期的工程實踐教育中逐漸形成具有鮮明工程培養特色的課程體系。通過分析麻省理工學院電氣科學與工程專業課程的設置特點,對比目前正在實施的石河子大學電氣工程及其自動化2013級培養方案的專業課程設置,發現目前石河子大學的電氣工程及其自動化的專業設置存在“重理論、輕實踐,重專業、輕人文,重必修、輕選修”的現象,具體表現為:
1)培養計劃中工程實踐課程所占比例較小,理論與實踐課程教學相互獨立,課程銜接性較差,課程內容較少涉及工程實際;
2)培養計劃中工程科學和基礎科學課程較少,專業技術課程比例過高,導致學生對于基礎的科學知識沒有了解;
3)輕視人文社科類課程教學,忽視學生個性的培養,課程計劃中人文社科類課程所占比例較小,工科學生的人文素養較差;
4)必修課程和選修課程比例分配不平衡,選修課程數量不足,必修課比例過高,學生自主選擇的范圍有限。
表1中列出具體的數據,并且給出調整的方向和大小。
3 我國電氣工程及其自動化專業本科課程體系模型重構
數據分析與結論 通過表1可以看出,與CDIO模式下的培養計劃中各類課程在總學分中的比重相比,石河子大學電氣工程及其自動化專業本科課程計劃的課程結構模塊存在偏高或偏低的比例差距。這不僅反映了課程比例設置不合理,更重要的是反映了電氣工程專業在教育理念、培養模式等根本性問題上的差距。因此,想要實現電氣工程及其自動化專業本科課程體系模型的重構,不僅僅是對課程結構比例的調整,更重要的是對工科教育的指導思想和教育理念的改革。
在課程體系設計方面,目前石河子大學電氣工程專業本科課程體系還是采用傳統的公共基礎課程、專業基礎課程和專業課程的模式,這種模式下課程雖然是循序漸進的,但是各個課程之間關聯性較差,理論和實踐環節的聯系不夠緊密,導致學生理論和實踐脫節,實際工程能力較差。所以,基于CDIO理念重新設計電氣工程及其自動化專業本科課程體系,就要改變目前的課程設置模式和授課方式,將整個學科看作一個整體,按照知識接受程度規劃課程進度,并將能力訓練或項目設計交叉其中,達到理論與實踐相互結合,知識、能力和創新培養一體化。
基于CDIO理念的電氣工程及其自動化專業本科課程體系模型 分析目前培養計劃不足,借鑒CDIO理念,提出電氣工程及其自動化專業本科課程體系,如圖2所示。
從圖2可以看出,該課程體系模型中,從左到右是按課程或項目的時間進度安排,從下到上表示可以同時開展的課程。整個課程體系模型清楚地顯示了電氣工程及其自動化專業課程結構和課程組織形式,理論與實踐知識相互支撐的一體化課程體系。具體來說,體現在以下兩個方面。
1)項目培養為主線。課程體系模型中按照系統化理念分為三級項目,其中,―級項目用以提供基礎工程的經驗和能力;二級項目為學期項目,主要圍繞主題內容進行課程群學習,并以課程群為基礎,推動課程計劃中―級項目的開展;三級項目屬于課程群內課程間或課程內的小規模設計實踐活動,可以根據課程自身的內容和特點靈活安排,其目的是強化學生對理論知識的認知和理解,提高學生實踐和創新能力,促進二級項目的開展。
2)圍繞核心課程的課程群。在課程組織方面,為了推動和促進二級項目的實施,將電氣工程及其自動化專業的課程按照不同的主題內容進行組織,形成相關核心學科課程群。
4 總結
本文首先探討CDIO理念下課程結構組織原則,并具體分析石河子大學機械電氣工程學院電氣工程及其自動化專業本科課程計劃與CDIO標準專業課程計劃相比存在的差距。通過差距分析,認為石河子大學電氣工程及其自動化專業課程體系應該在課程設計、課程計劃的頂層設計和課程體系結構要素設計三個方面進行教學改革。在CDIO理念的指導下,本文重新構建電氣專業的課程體系模型,以系統化的三級項目為主線,與理論教學緊密結合,并按照核心課程構建課程群,實現知識、能力和創新培養的一體化,理論與實踐的融合。
參考文獻
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[關鍵詞]電氣工程,智能化,技術應用
中圖分類號:TP212.6 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)21-0381-01
前言:在信息化的21世紀,智能化技術應用于社會的各個領域,并且在我國電力行業迅猛發展的大背景下,將智能化技術與電氣工程有效融合,促進了電氣工程的自動化。但早期的電氣工程存在一定的缺陷,將智能化技術應用于電氣工程,有效的解決了這些問題。故而,加大對智能化技術的應用,無論是對自身還是對社會,都是一種長足的進步。但當前智能化技術的應用還不夠成熟,還有很大的發展空間,因此,電氣工程的自動化還有很長的一段路要走。
1 智能化技術應用的理論基礎
智能化技術在運用過程中的理論基礎涵蓋了控制學、語言學、信息學、生物學以及醫學等眾多學科,它的綜合性相對較強。它最先興起于高新技術領域,才短短數年,智能化技術已經運用于社會的各個領域,其根本作用是讓機器擁有人工智能,使其可以獨立完成一些高難度、高危險的工作,但隨著科技發展,智能化技術也得到了更為良好的研究和開發。究其本質而言,智能化技術在電氣工程自動化控制領域中的應用原理是通過模仿人類大腦進行計算機編程,完成信息的收集、處理與分析、反饋的內容要求。大量事實證明,智能化技術在電氣自動化工程中的應用,不僅提高了電氣自動化控制過程中的工作效率,而且還降低了工程的投入成本,減輕了控制人員的工作壓力,實現了對人力資源的合理配置。
2 智能化技術在電氣工程中的應用
2.1 故障診斷
電氣工程自動化系統在運行過程中不可避免地會發生電氣設備故障的問題,但是為了降低故障問題所帶來的麻煩就要做好故障提前診斷工作。所謂萬物發展都有一定的漸變性,故而在故障發生前一定會有一系列與故障本身存在一定聯系的征兆出現,但一般工作人員都不能及時發現設備中出現的問題。因此,在電氣工程自動化控制中引進智能化技術,發揮智能化技術的優勢對設備故障進行全面、準確的診斷。智能化裝置在使用時將與電氣工程的計算機系統相互連接,當設備出現故障時,計算機系統就可以自動的對機器故障情況進行檢測。其最主要的診斷方式,就是通過對變壓器中滲漏油的分解氣體進行分析,快速找到變壓器發生故障的大致范圍,然后再把范圍逐步縮小找出發生故障的具置并對其進行檢修。這樣做不僅加快了對故障的診斷以及檢修速度,而且它還避免了故障對電氣設備造成損害的情況出現,使得電氣設備的運行經濟效益在某種程度上得以提升。
2.2 智能控制
在我國步入節約型社會和環保友好型社會后,電氣工程領域也需要進行資源的優化配置,而且電氣工程及其自動化系統工作時往往會面臨高空作業或者深水作業的情況,一般具有一定難度和危險。針對這種情況,智能化技術的智能控制就有著巨大的優勢,讓人工智能操
作代替人為操作,實現電氣工程自動化控制的無人操作、遠程操作,達到智能操作的高效化和自主化的目的,給智能化控制創造一個良好的發展空間。智能化控制在電氣自動化技術中的廣泛應用更加肯定了智能化技術的優越性,并使其在其他領域的發展奠定了良好的基礎。
2.3 優化設計
電氣工程及其自動化系統的設計程序極為復雜,關系到眾多物理性的理論,它不僅要求設計人員對磁力、電氣、電路等學科的知識要有足夠的認識并能恰當的運用到設計工作中,而且它對設計人員的工作經驗也有比較高的要求。但傳統的電氣自動化方案設計中,主要依靠人工進行設計,這使得設計效率和方案的成功率都非常低,而且一旦出現問題之后,極易造成成人、物、財三方面的巨大損失。但將智能化技術應用到自動化方案設計中之后,設計效率及成功率得到了很大的提升, 其中運用最多的就是CAD圖形設計軟件。通過CAD軟件許多人腦無法實現的設計程序或者圖形都可以在計算機軟件中得以實現,使設計方案的實用性和質量都有了質的飛躍,而且設計時間也大為減少;遺傳算法也是優化設計的過程中智能化技術應用的具體形式之一,它具有非常強的實用性和先進性,它的使用在一定程度上對設計進行了優化。
3 智能化技術在電氣工程領域的發展前景
3.1 功能方向的發展
智能化技術在電氣自動化應用中性能的發展方向主要體現在兩個方面。一方面,智能化技術將向著高速度、高精度和高效化方向發展。在電氣工程中,大多數時間都是以效率、精度以及速度對其自動化的水平進行衡量的,而在電力系統中采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統,同時采取了改善電力系統動態、靜態特性等有效措施,這種高效系統給電氣自動化系統運行提供了更高的保障。另一方面,智能化技術將向著柔性化方向發展。一般說的柔性化主要涉及了電氣自動化群拉系統和數控系統兩個方面,一是為了使群控系統能夠最大限度的發揮自己的效能,能夠動態的調整信息流和物料流,同一個電氣自動化的群控系統必須遵照每一個生產流程的具體要求;二是數控系統采用模塊化設計,且覆蓋面較大,這樣可以在一定程度上滿足不同用戶的需求。
3.2 性能方向的發展
增強智能化技術在電氣工程自動化控制中的功能作用,要充分利用用戶界面圖形化、科學計算可視化、內裝高性能PLC、多媒體技術等要素。用戶界面是電氣自動化數控系統與使用者之間的對話接口。智能化的圖形用戶界面使得人們可以通過窗口和菜單進行簡單的操作,極大地方便了非專業用戶的使用。人們可以通過窗口和菜單進行操作,便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。科學計算可視化可以使信息交流不再局限于文字和語言表達,并且可以直接使用一些可視信息,這樣就進一步拓寬了智能化技術的使用領域,比如說無圖紙設計。在電氣自動化數控技術領域,可視化技術可用于CAD/CAM,如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。在電氣自動化數控系統內裝高性能PLC控制模塊,以方便用戶進行編輯修改,從而建立自己的應用程序。在控制領域中應用多媒體技術,可以對信息進行智能化、綜合化的處理。這對于處理一些電氣自動化的一些數據信息具有很大的實際意義。
3.3 體系結構的發展
通過智能化技術的運用,電氣工程及其自動化體系結構向著集成化、網絡化和模板化發展。其中代表性的技術就是LED顯屏技術,這種技術不但科技含量高、體積小、質量輕,而且可以以超大尺寸的形式顯示信息,很大程度地提高電氣工程自動化相關顯示器的性能,提高了集成電路的密度。同時,將電力系統模板化,可以幫助提升電氣工程及其自動化系統整體結構的集成性,便于實現其控制系統的標準化。所以說在應用了智能化技術后可以協助電氣工程自動化系統達到集成化和標準化的目標。未來電氣工程自動化系統還能與網絡相結合,并且將網絡的便捷性充分利用起來,使電力機床實現無人操作和遠程控制,這對電氣工程企業人力資源的合理分配和降低成本都起到了一定的幫助。
結語:在實踐的檢驗下,智能化技術著實推動了我國電力行業的發展繁盛。因此,我們更要重視智能化技術在電氣工程中的應用,堅持科學發展,不斷開拓創新。相信在智能化技術的不斷完善下,我國的電力行業將會上升到一個新的高度。
參考文獻
關鍵詞:電氣工程 工程應用 培養體系 建設研究
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)11(c)-0168-02
1 該文研究的背景
1993年,麻省理工學院前院長莫爾提出“大工程觀”這一概念,此后,世界高等工程教育領域要求“回歸工程”的呼聲越來越大。在美國很多工學院設有稱為“Special program”的工程實踐項目,培養學生工程實踐能力。歐洲工程教育整合了工程中的理論與實踐,提出了融合“專家型”與“通用型”培養目標、滿足多樣性需求的課程體系。比利時魯汶工程聯合大學堅持“基于項目的學習”,并通過項目“工程師的一天”,完成學生對于工程師的認知學習。
國內學者也對工程教育進行了深入研究,趙婷婷在《課程綜合化:中國高等工程教育改革亟待解決的問題》中強調課程體系的綜合化是工程學科綜合化當前亟待解決的問題之一。浙江大學王沛民在《工程教育基礎-工程教育理念和實踐的研究》中,論述了工程教育課程的相關問題。劉吉臻等在《工程教育課程改革的思維轉向:工程化的視角》中指出,課程目標要從學科知識體系轉向為工程技術與實踐能力的培養,必須運用集成化的思維去構建課程體系和內容。王仲民等對傳統課程設置中“理論-實踐,認識-技能,基礎-應用”的單向思維模式提出了質疑,強調工程教育要圍繞工程實踐重新組織課程。2006年6月,教育部戰略研究重大專項課題“面向創新型國家建設的中國工程教育改革”第三次研討會在徐州召開。此次會議紀要提出:要使課程設置從單一的“工程專業課程”轉變為以“大工程觀、大系統觀”為指導的課程架構體系。高等工程要教育培養出能適應社會經濟、科學技術、文化發展需要的工程人才。
2 該文研究的目的和意義
電氣工程及其自動化專業本身就是一個工程性很強的工科專業,課程體系與結構的設置水平,直接決定其工程應用能力的高低,在改革其課程體系過程中,應突出地反映這一特點。以“大工程觀”教育理念為指導,將工程所需的知識、方法、手段等融合到課程體系中,特別是與工程緊密相關的人文、管理、社會責任等,在大工程觀的教育理念下采取項目教學的方式將實際工程問題帶入課程內容,完善其課程體系,讓學生從一個個完整的項目學習過程中,潛移默化地接受工程意識,從而達到增強工程意識與能力的目的。
黨的十七大提出了走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人力資源強國等戰略部署,實現這個目標勢必需要大批工程技術人才。這就需要在構建培養體系時突出工程能力的培養,工程能力是工程師最基本的素質之一, 但其培養卻是我國當前高等學校教育體制中的薄弱環節。我國高等院校發展近年特色不明顯,并偏于強調通才教育的重要性,大部分本科院校的培養目標執著于培養各種高層次的研究型人才,培養的學生側重于基礎理論與研究,本科層次的實踐動手能力沒有得到應有的重視,從而造成了高等教育人才培養體系中工程實踐教育一定程度的缺失。
3 構建面向實踐與應用的電氣專業課程體系
通過分層次總結和分析國內外高等院校電氣工程及其自動化及相關專業培養體系的現狀,對國內研究型大學以及國外著名高校的電氣工程及其自動化及相關專業培養體系進行分解對比,結合實際,初步制定了電氣工程及其自動化專業培養體系框架。在突出特色的同時,希望既能培養電氣工程及其自動化專業學生的工程應用能力,又能強化學生的科技創新能力。
根據該校的師資和學生情況,將專業培養目標設定為培養具備電氣工程領域扎實的基礎理論、專業技術和較強的實踐能力,能夠在電力系統及其自動化、電力電子及電力傳動等電氣工程領域從事系統設計、研發、運行維護等工作的工程應用型技術人才,并分為電力系統及其自動化、電力電子與電力傳動兩個專業方向。電力系統及其自動化方向主要圍繞電力系統的規劃、運行、調度和監測及控制技術,面向電力系統運行的運行控制、調度等領域進行培養。電力電子與電力傳動方向以電氣工程領域內的大功率電力電子器件、電氣傳動控制系統為主要研究對象,培養學生在電能質量控制與新能源技術、現代電力電子器件等方面的技術應用能力。
所有課程分為公共基礎課、學科基礎課、專業課三大部分,為提高學生的人文素養,在公共基礎課中設置了素質選修課,強化人文素質。公共基礎課和學科基礎課與其它電氣類專業大體相同。專業課分為必修,方向選修和任選三部分。為了強化培養學生的工程能力,在課程學時比例設置上加大了實驗、實踐環節所占的比重。針對主干課程和學生工程能力培養的需求,設立了工程訓練、計算機實習、電工電子實習、電子線路課程設計、數字電路課程設計、電力電子技術課程設計、自動控制原理課程設計、運動控制系統課程設計、認識實習、電氣控制及可編程控制器課程設計、生產實習、電氣工程基礎課程設計、電力系統分析課程設計等實踐環節,總學時達到了35周,在整個教學環節中所占比重明顯提高,達到了總學分比例的20.3%。此外,實驗學時在課程總學時的比例也進行了調整,大部分課程都縮減了理論學時,增加了實驗學時。如電機及拖動基礎,實驗由8學時增加為16學時,電氣控制及PLC由8學時實驗增設為34學時,理論教學縮減為32學時。
4 結語
該文以建立工程應用型電氣工程及其自動化專業培養體系為主要研究內容,以提升電氣工程自動化專業本科生的工程素質為研究目標,對電氣工程及其自動化專業課程體系的建設進行了初步探討,對于培養面向新型工業化的電氣工程及其自動化專業高級工程技術人才具有一定的參考意義和實用價值。在實踐過程中還需要根據實際執行狀況不斷進行反饋,逐步對培養體系進行修正,不斷完善培養體系。該文參考了諸多院校網上公布的有關專業的培養方案,在此表示感謝。
參考文獻
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關鍵詞:電氣工程及其自動化;專業改革;學習產出
1專業現狀及存在的問題
我院是在一所具有65年辦學歷史的省屬普通高校基礎上進行管理模式和運行機制改革的新型高校。學校現有全日制在校生2萬余人。我校的電氣工程及其自動化專業是在我院的前身———浙江農村技術師范專科學校的電工電子專業(專科)基礎上逐步發展起來的,2004年開始本科生的教育,經過多年的發展與建設,本專業在教學條件、師資隊伍、人才培養方案等方面都具備了一定基礎,并形成了較明顯的特色。本專業是2009年寧波市服務型教育專業群核心專業之一,2012年獲得寧波市特色專業。目前本專業已累計培養1600余名本科人才[4]。但與國內其他高校相比,在電氣工程專業發展和人才培養過程中仍然存在課程體系設置不合理、教學過程和行業脫軌嚴重、教學成果評價體系單一等問題。這些問題直接導致學生工程應用能力差、就業壓力大,嚴重影響了人才培養目標的實現,具體體現在:
1)培養目標定位與社會需求脫節
從OBE教育模式的要求出發,其中一個核心的問題是“學生要學什么”,說到底就是“社會需求什么樣的人才”,因此在人才培養目標中必須明確學生學習的內容和掌握的內容,包括知識、能力和素質的要求。隨著社會科學技術的快速發展,也對電氣工程及其自動化專業的人才培養提出了更新的要求,原先企業中技術落后、的生產設備已在逐步淘汰,取為代之的是技術先進、自動化程度高的新型企業,這就需要專業來培養一大批既具備先進專業理論知識,又有專業操作技能的電氣工程及其自動化應用型人才[2]。
2)課程設置不符合“以學生為中心”的思想
要做到教育的“以學生為中心”,在課程設置過程中首先要考慮學生的就業需求。針對學校對應用型人才培養的總體目標,本專業在一些基礎核心課程中開展了“項目化”、“做中學、學中做”、“任務驅動”等教學方法,結合“互聯網+”等手段開展了一系列的教學改革和課堂教學改革,也取得了國家教學成果二等獎等一些教學成果。目前主要存在兩個問題,第一專業核心課程和模塊課程在教學改革上比較落后,基本上還停留在傳統的教學方法上,教師無法深入有效地展開教學,只能通過多媒體課件,進行“填鴨式”的教學。學生的邏輯思維能力和綜合統籌能力弱化,往往只通過死記硬背來掌握課程知識、應付考試,導致理論很難與實踐結合;第二目前不同模塊方向的設置,只考慮到了不同的就業方向,而并沒有考慮不同學生的學習能力情況,沒有進行分層分類教學的探索,結果導致部分學生學習困難,部分優秀學生又“吃不飽”的矛盾現象存在。另外,課程設置以及教學過程的開展需要具體的教師進行實施,而師資隊伍與行業實際情況的脫節,也導致很難做到“以學生為中心”。這也導致因人設課現象嚴重,不是按照培養高素質應用型人才的需求來配備教師,導致課程體系缺乏系統性和關聯性,甚至出現課程內容上的重復。
3)學生學習成果評價體系單一
目前開展“項目化”的課程,其評價方式相對多樣化一些,比如本專業的“模擬電子技術及實踐”課程將課程內容融入到4個項目中,根據每個學生完成的項目情況給出項目分作為平時成績的一部分,期末考核再占一部分成績。沒有開展“項目化”的課程,其評價方式則比較單一,基本上還是按照傳統的平時成績加上期末考試成績進行簡單的考核。但是這兩種考核方式都有需要改進的地方,目前的考核方式漏掉了一個關鍵點,就是對學生平時理論知識掌握程度的考核。綜上所述,雖然我校電氣工程及其自動化專業經過多年的建設和改革,取得了不少成果,為社會輸送了大量應用型人才,但是隨著浙江省區域經濟的大力發展,電氣行業的升級和轉型,急需能夠滿足當前社會需求的高素質應用型人才。因此,只有緊緊抓住適應新時期經濟形勢和電氣行業的發展要求,建設和發展基于OBE思想的電氣工程及其自動化專業人才,堅持“以學生為中心”,時刻思索“學生需要學什么”、“如何讓學生取得學習成果”、“如何評價學生是否取得學習成果”等核心問題,實現本專業人才培養與電氣行業的市場發展、崗位實際要求、職業資格標準的接軌,將基礎知識、應用技術能力和職業素質的培養轉化為實踐能力、就業能力、創業能力、創新能力,才能促進電氣工程及其自動化專業人才培養事業的發展。
2主要改革內容
1)人才培養方案
培養方案是人才培養模式的核心,決定著所培養人才的質量。針對當前社會新經濟、新產業對高素質應用型人才的需求,進一步梳理和調整人才培養方案,包括培養目標、畢業要求及知識、能力、素質實現矩陣、人才培養計劃等內容,使之更契合滿足區域經濟發展的應用型人才培養的要求。
2)課程體系
基于本專業取得的教學改革基礎,在“項目化”、“做中學、學中做”等教學方法中引入企業實際項目作為教學案例,將課程知識點和企業項目實際需求進行有機結合;引入分層分類教學思想,模塊課程中設置競賽模塊,培養學生參加本專業相關的各類競賽,課賽結合,提升人才培養質量。
3)“雙師型”師資隊伍
電氣工程專業技術發展日新月異,新興行業不斷涌現,只有具備專業理論知識和企業實戰經驗的師資隊伍,才能培養出符合社會需求的高素質應用型人才,具體包括引進具有行業背景的新教師,出臺政策鼓勵專任教師到企業掛職鍛煉,兼職教師隊伍建設等。
4)學習過程監控和成果評價體系
開展教學質量監控工作,除了正常的督導聽課制度,建立專業內部聽課等制度,及時反饋和改進教師的教學效果;建立有效的學生學習成果評價體系,建立具有平時課堂考核和期中、期末多次考核功能的考核系統,對學生的學習成果和效果進行全程監控和考核,在本專業課程進行試點并推廣。
3具體實施方案
首先要堅持以OBE的三個核心問題為導向。制定詳細的、切實可行的專業改革研究計劃和實施方案。在具體實施過程中,通過對本校和兄弟院校的專業改革情況進行分析總結,調研浙江省區域經濟對人才的需求,邀請省內同類院校專業負責人以及本專業教學實踐基地負責人,對研究計劃和實施方案進行論證和完善。總體上分三個階段展開實施。1)實施階段一:首先要了解當前社會和行業對人才的具體需求,才能明確學生應該學什么和掌握什么。電氣工程及其自動化專業仍為目前急需的熱門專業,人才需求量很大,且呈逐年增長的趨勢。在《中國制造2025規劃》和工業4.0的背景下,電氣工程及其自動化領域在地區經濟驅動下,將呈現更深層次的網絡化和智能化等特征。因此必須在全省范圍內開展電氣工程及其自動化專業人才需求調研活動,本部分的研究綜合運用文獻分析法、問卷調查法、訪談與座談、個案分析與比較等方法。2)實施階段二:以成果導向的課程體系設置要求每門課程對應具體的學生學習成果,對學生學習成果的達成都有具體的教學內容與之對應。①畢業要求與課程的關系應清晰體現在課程的教學大綱中,使大綱成為規范教師教學行為,指導學生學習行為的契約性文件。在具體的教學過程中引入企業實際項目案例,可以采取頭腦風暴法、小型研討會等方法,邀請專業社會服務做得比較出色的教師參加,同時積極吸納產業界的各種校外機構和企業參與到教學活動中來。②在新增模塊課程中,除了在課程設置和教學過程中堅持產教融合、堅持以學生成果為導向外,模塊學生的挑選可以嘗試采用目前比較成熟的競賽學生挑選方法,可以從對大一學生的宣傳、大二進入開放創新實驗室、參加各種競賽進行選拔,這個選拔過程在本專業已經執行多年,從學生獲得的各種競賽獎項來看還是非常有效的。③師資隊伍建設也是保證學生取得有效學習成果的關鍵,這個可以和課程體系建設同步進行。一方面通過電氣系向學院提出引進新的人才,另外一方面,以提高專任教師實踐能力為目標,通過電氣系以及二級學院的共同協商,在系里進行試行。3)實施階段三:專業改革以學習成果為導向,保證學生獲得相應的學習成果是重點要求。在前兩個實施階段的基礎上,一方面將在電氣系教師內部聽課制度,通過對教學環節的過程監控和對課程成績的質量評價來實現教學活動、課程大綱、師資隊伍和支撐條件等的持續改善,該機制的主要任務是課程目標達成度評價;另一方面將改進目前課程的評價體系,建立更加有效的學生學習成果評價體系,建立具有平時課堂考核和期中、期末多次考核功能的考核系統,對學生的學習成果和效果進行全程監控和考核,在本專業課程進行試點并推廣。以教學監控和考核結果反饋為依據,對本專業的培養方案、課程體系、師資隊伍建設等建設內容進行持續改進。
關鍵詞:電氣工程;自動化控制;PLC技術;應用
0引言
PLC技術的應用,不僅全面促進了電氣工程及其自動化行業的發展,也進一步推動了行業的改革和創新。PLC技術對比傳統技術,在電氣工程機器自動化控制中的應用要具有更加顯著的優勢,可以有效提高系統的穩定性和可靠性,同時還能夠提升電氣工程自動化系統的整體運行性能。電力企業的相關工作人員應加大對電氣工程及其自動化控制的研究力度,并采取有效對策,全面提升電氣工程的自動化控制水平,促進行業的快速發展[1]。
1PLC技術概述
PLC技術主要是指可編程邏輯控制器,在具體應用過程當中可以編程和模擬相關數據,并使數據環境的安全性和穩定性得到有效提高。而通過PLC系統的有效運行,可以實現內部的邏輯運算以及順序控制等具體操作,同時還能夠對相關器械和電機進行有效控制。一般情況下,電氣自動化主要使用傳統控制器系統,但其可靠性相對較低,而且接線過程十分繁瑣,會導致大量能源消耗。除此之外,該系統自身的靈活性相對較低,因此無法結合實際情況來靈活調整操作系統。PLC系統具體包括電源、存儲介質、輸入輸出接口等相關構成部件,而在對系統進行應用時,相關用戶可以結合自身的具體需求以及操作的相關標準要求,對能夠完成輔助控制的外部設備進行合理增加。首先,在PLC控制系統當中,電源是十分重要的一項內容,可對系統的關閉或接通進行控制。其次,在使用PLC控制系統時,通過輸入輸出接口可以有效傳遞和接收相關指令。再次,在PLC控制系統中存儲介質可以有效存儲相關數據和信息。最后,中央處理器在PLC控制系統當中具有重要的作用,可以有效分析數據,并對其進行快速處理,從而對用戶所輸送的指標或者數據進行有效接收。在系統具體運行過程當中,相關工作人員可以根據系統操作要求將電源接入,之后中央處理器在接收到相關指令后,便會進行自動診斷,并結合診斷結果和相關標準有效處理網絡信息。當系統完成相關準備操作后,可以全面掃描用戶程序,并借助輸入輸出口來有效傳輸和控制數據。一旦在運行中出現異常,工作人員可以結合實際情況進行重復診斷[2]。
2PLC技術在電氣自動化控制中的應用
在電氣工程自動化控制系統當中,應用PLC技術不僅可以有效收集和分析信息,而且還能夠使系統按照具體指令有效完成相關控制動作,從而使控制管理效率得到有效提高,進一步縮短系統的反應時間,使相關生產操作能夠達到最高效率。目前,PLC技術已在電氣工程自動化控制系統當中得到了廣泛應用,但在實際運行過程當中還存在著一些問題,因此需要加大研究力度,進一步優化PLC技術的應用,使該項技術所具有的優勢得到充分發揮[3]。
2.1控制順序
PLC技術,在應用時可在企業生產和人們生活過程當中,將順序控制器的作用進行有效發揮,以此來滿足社會的發展需求。例如可以在火力發電廠當中應用PLC技術,通過技術所具有的相關優勢,從而有效清理火力發電廠的飛灰和爐渣,提升火電廠運行的穩定性。而在順序器的具體控制過程當中,往往會受到相關因素的影響,因此在系統運行時一旦受到外力阻攔,將會降低生產效率,對系統的整體運行水平產生嚴重影響。針對PLC技術進行分析,在按順序控制過程當中往往涉及到許多內容,而且范圍比較廣泛,目前來說具體包括遠程控制、現場傳感等相關內容。而通過科學合理的系統設計,可以有效優化相關環節,并確保系統運行的規范性,使PLC技術的主要功能和作用得到充分發揮。
2.2邏輯運算
PLC技術的相關操作比較簡單,具有良好的控制效果,在具體的邏輯運算過程當中,其使用空間相對較大。信息編程數據十分重要,而編程需要堅持簡明扼要的原則,在對其使用功能不產生影響的基礎上將多余操作簡化,因此邏輯預算具有較高的要求,不僅要確保運算準確,還應具有清晰的邏輯。而從PLC技術角度來看,其最大的優勢在于簡潔,該技術是一項新型的計算機控制手段,可在信息編程過程當中使網絡編程的繁瑣性得到有效改善,對最為直接的控制器、控制設備進行有效運用,從而開展相關邏輯運算,不僅精確度有所提高,而且還能夠給定出具體的標準化格式。除此,PLC技術還能夠反復進行運算,具有良好的自我檢測能力,可以有效實現信息的再次采集和分析,并根據數據系統合理進行總結[4]。
2.3閉環控制
在電氣工程及其自動化控制過程當中存在著許多非固定量,為了避免在工程運行中出現相關問題,需要有效控制這些非固定量,使二者之間實現無障礙轉化,并通過相關編程儀器有效控制和操作模擬量。對PLC技術進行有效應用,可對目前閉環控制應用系統的運行情況進行及時掌握,并能有效監控閉環控制系統。在該過程當中,相關操作人員需要對PLC技術和閉環控制應用系統之間的關系進行明確,并要結合實際情況,使二者能夠有效融合,從而使PLC技術和閉環控制應用技術的主要優勢得到充分發揮,更好地解決電氣控制工程當中所存在的相關問題。例如當恒速工作的具體速度出現變化時,可通過PLC技術利用傳感器輸出相關的模擬電流信號,并在模塊中輸入模擬量,根據相關數據將模擬量有效轉化為相關的電流信號,并實現閉環控制,從而確保設備的安全穩定運行。
2.4數控系統
在電氣系統的具體運行過程當中,可在機械加工等環節當中有效運用數控系統。數控系統具體包括直線控制系統、點位控制系統、連續控制系統等相關組成部分。在新時代背景下,企業為了能夠更好的滿足時代的發展需求,需要通過對PLC技術的有效應用,從而對數控系統的抗干擾問題進行有效解決,并合理調整機床功能,使企業生產經營過程的靈活性得到有效提升。傳統電氣系統在具體運行過程當中往往會消耗大量的能量,而且功率相對較高,靈活性相對較差,無法有效滿足企業的實際發展要求。而隨著我國科學技術的不斷發展,電氣系統對相關技術手段也有了更高的要求。PLC技術不僅具有較強的抗干擾能力,而且可靠性相對較高,在具體使用時也十分方便,因此將其在電氣工程及其自動化控制系統當中進行應用,可以更好地發揮出產品的主要優勢,提升產品質量,促進企業的快速發展。除此之外,在電氣工程中應用PLC技術還能夠使相關費用成本得到有效控制和減少,因此其對比傳統電氣工程系統而言具有更高的應用價值,應在電氣工程當中得到有效推廣和應用[5]。