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关键词:电气工程;自动化建设;科学技术;发展方向
电气工程及其自动化建设涉及到诸多技术,诸如网络信息技术及电子科学技术等,现阶段,电气工程及其自动化在企业生产中的应用,有效促进了企业生产效率的提高,进而提高了企业经济收益。鉴于此,本文对“电气工程及其自动化的建设与发展”进行探究意义重大。
1电气工程及其自动化的建设现状分析
随着我国科学技术的进步,电子信息技术猛然增长,从而促使电气工程及其自动化不断进步。现对电气自动化建设现状进行分析。具体内容如下:
1.1电气自动化涉及的技术方面
为了实现电气工程及其自动化,其中涉及多种现代先进技术,诸如网络信息技术以及电子科学技术等。从电气工程及其自动化建设的角度来看,需要促进网络信息技术及电子科学技术等的进步。现阶段,根据有效调查显示,在电气工程及其自动化建设过程中,还存在相关技术问题,诸如技术与实践应用不符。设计人员在设计电气工程及其自动化过程中,只是单纯运用现有技术设计概念产品,对产品的实践运用效果不作分析。此外我国电气工程及其自动化建设平台不一,导致设计工作量大大增加,直接导致电气工程及其自动化研究开发成本加高,进而对电气工程及其自动化的建设产生了不利影响。
1.2电气自动化所需人才方面
在进行电气工程及其自动化设计建设过程中,涉及到的技术都较为先进,同时具有较强的专业性。为了实现电气工程及其自动化建设得到有效保障,就需要重视高强专业素质技术人才培养。从我国社会主义市场经济发展的角度来看,加强电气工程及其自动化建设显得十分重要。电气工程及其自动化促进了我国生产效率的提高,进而有效促进了我国社会主义市场经济的发展。随着我国高校教育不断改革,逐渐对电气工程及其自动化专业技术人才培养引起了重视,在一段时间内,培养了一大批专业技术人才。但是,随着科学技术的发展,电气工程及其自动化技术人才培养出现了一系列问题,从而影响了电气工程及其自动化专业技术人才培养,进而影响了电气工程及其自动化建设的发展。
2电气工程及其自动化的发展方向
电气工程及其自动化的建设,有效促进了我国社会主义市场经济的发展。为了促进电气工程及其自动化建设符合实际需求,现对电气工程及其自动化发展方向进行探讨。具体内容如下:
2.1加强技术的开发与创新
电气工程及其自动化应用在企业生产过程中,有效减少了企业生产工作人员的工作量吗,有效提高了企业生产效率。随着社会主义市场经济的发展,市场竞争逐渐加剧。企业为增强市场竞争力,进而对企业生产效率提出了更高的要求,在此条件影响下,企业电气工程及其自动化建设水平急需提高。从电气工程及其自动化建设角度来看,加强相关技术开发与创新显得十分重要。例如加强网络信息技术的应用,促进电气工程自动化的控制水平,进而使得企业生产管理控制得到有效的保障。
2.2改变人才培养模式,提高人才综合素质
实现电气工程及其自动化建设,离不开专业技术人员,因此需要加强相关技术人员培养。现阶段,电气工程及其自动化建设人才培养,主要是通过高校学习培养。目前,高校培养专业技术人才,一般情况下,只是进行理论知识教学,缺乏实践教学。导致专业技术人才理论知识丰厚,但缺乏实践操作经验。在主要但就当前人才培养模式来看,通过高校学习培养的电气工程及其自动化人才,虽然具备一定的理论知识,但严重缺乏实践经验。因此高校在培养电气工程及其自动化技术人才时,需要加强校企合作,促使学生将课堂学习到的专业知识应用到实践中,亩提高学生对知识理解,进而使得专业技术人才的综合素质得到有效的提高,为电气工程及其自动化发展奠定夯实的基础。
2.3健全电气工程及其自动化系统开发平台
现阶段,电气工程及其自动化的应用,主要是为了提高企业生产效率,提高企业市场竞争力,促进企业经济收益的提高。完善系统开发平台能够有效促进电气工程及其自动化建设发展,因此需要加强系统开发平台数字化、智能化建设,促进电气工程及其自动化在企业生产中的应用。
高新技术产品的推出,市场给予最快的反应就是相继的推出高新技术的周边产品。同样,由于计算机技术的广泛普及和发展,我国的工业产品已经全面的引进了计算机技术和概念。电气工程及其自动化技术就是在这样的背景下产生的,现阶段电气工程自动化的发展程度已经越来越受到工业行业的重视。跟随计算机的普及,商业间数据的传输与交流得到了有效的实现,这同时也满足了现代快节奏的生活的需要。当商业与工业共同发展之时,必将带动经济的飞速发展,同时科学技术也会得到相应的提高。这样反作用于工业,必定也会加速电气工程以及自动化的发展与革新。
2我国电气工程及其自动化发展过程中遇到的问题
电气工程及其自动化在发展的过程中,一方面是取得的成绩,另一方面可能是遇到的问题。虽然近些年我国的电气工程及其自动化由于某种外力的支持下,取得了可喜的成绩,但是作为专业的电气人员,我们更应该注意的是电气工程自动化发展过程中存在的问题。关于我国电气工程及其自动化发展过程中遇到的问题的分析和阐述,文章从三个方面进行叙述。第一个方面是电气工程及其自动化在发展的过程中存在成本增加的问题。第二个方面是电气工程及其自动化在发展的过程中存在效率低下的问题。第三个方面是电气工程及其自动化在发展的过程中存在数据传输的问题。下面进行详细的叙述和分析。
2.1电气工程及其自动化在发展的过程中成本增加
我国的电气工程自动化设计过程中,没有一个标准的设计方案,往往都是通过用户的实际需求进行专门的设计,这样就导致了电气工程的设计成本增加,同时也增大的电气元件的采买和安装及调试的难度。对于用户的一些特殊的需求,电气自动化的设计还需要研发和创新,这样就会导致研发的经费超标,最终致使电气工程及其自动化在发展的过程中的成本增加。
2.2电气工程及其自动化在发展的过程中效率低下
由于现阶段我国的电气工程技术的不完善,导致了我国的电气工程的布线存在问题,造成了布线的效率低下。电气工程的自动化运行主要依靠的是结构的网格化设计,网格的复杂设计也会对电气工程造成不必要的麻烦,因此我们要对网格化的电气工程设计给予重视,严防效率低下的问题。
2.3电气工程及其自动化在发展的过程中存在数据传输问题
从商业的角度出发,我国的电气自动化已经有了广泛的应用领域。但是文章需要强调的是我国的电气工程自动化的数据传输技术存在着严重的问题,数据传输需要的是精度高和准确率,同时还要保障信息的安全。但是现阶段我国的电气工程的接口设计和相应的程序是紧密联系的,各个厂家生产的数据接口都有所差异,导致了设计过程中不能够面面俱到的进行设计全过程,这样就直接的导致了数据传输过程中的不安全性能。不论是处于什么角度出发,我们都应该将电气工程自动化中的数据传输工作做好,实现电气工程自动化的功能安全最大化。
3我国电气工程及其自动化出现问题的相应解决办法
电气工程及其自动化发展过程中存在的问题,我们需要有相应的解决办法来保障其顺利的发展。针对我国电气工程及其自动化出现问题的相应解决办法的分析,文章从三个方面进行阐述。第一个方面是电气工程及其中自动化的发展需要突破相关的技术瓶颈,建立健全统一的技术系统平台。第二个方面是电气工程及其自动化的发展需要不断的探索适合其发展及创新的通用型网络结构。第三个方面是电气工程及其自动化的发展要将数据传输接口标准化。下面进行详细的分析和阐述。
3.1电气工程及其中自动化的发展需要突破相关的技术瓶颈,建立健全统一的技术系统平台
现阶段我国的电气工程用户对于电气工程自动化的设计要求各种各样,现阶段是没有一个统一的标准是全面满足所有用户,这种情况下,我们就要建立健全一套统一的电气工程自动化设计平台,统一的设计平台可以提供统一的设计标准和各种各样的特殊设计,这些都可以作为电气工程自动化的设计参考,对设计的帮助非常大,最重要的一点是可以有效的节省电气工程自动化的设计成本和开发成本。
3.2电气工程及其自动化的发展需要不断的探索适合其发展及创新的通用型网络结构
上文所述,电气工程的自动化设计中的网格结构的设计存在弊端,对企业的生产和监管方面存在弊端,我们应该讲通用型的网格结构作为电气工程自动化的基础,真正意义上实现电气自动化的全面联系沟通,创建理想型的通用形式的网格结构设计。
3.3电气工程及其自动化的发展要将数据传输接口标准化
关键词:智能建筑;电气工程;自动化技术;应用
智能化建筑是城市信息化、环保化的必然趋势。智能化建筑推动了城市发展,增加了建筑的服务功能,同时有助于促进经济的增长。目前,基于计算机技术、电子通讯技术和传感器技术的智能建筑应用于城市建筑群,构建了以网络为基础的办公场所和居住场所。电气工程及其自动化是支撑智能建筑的核心技术,是城市发展的象征。
一、电气工程及自动化在智能建筑中的作用分析
智能建筑是是指以计算机和其它先进技术为基础的建筑群。电气工程的自动化系统确保了线缆的安全,是建筑弱电系统的安全保障。通过电气自动化系统在建筑中的作用,可对建筑设备工作流程进行有效监控。建筑群具有结构复杂,功能全的特点。智能建筑模式有助于降低系统故障,新型建筑模式通过自动化技术的信息采集和处理功能,使检修人员对建筑群存在的问题及时发现和处理,实时监控是自动化技术的核心内容,是建筑质量控制的主要方式。利用电气工程自动化,建筑照明系统与其它供电系统将成为统一的整体,增加了建筑的自动识别功能,确保了其安全系数。一旦出现紧急情况,系统将通过自动化技术反馈相关信息,并能够提高有效的解决措施。利用先进的技术,可及时解决电力系统和建筑系统中存在的问题。总之,智能化建筑离不开电气工程自动化,这一技术是建筑安全系数提高的表现,也是建筑信息传递的平台。电气工程及其自动化将促进我国智能化建筑的完成和发展,增强城市建筑存在的意义。
二、智能建筑中的电气工程及自动化技术
(一)TN-S与TN-C-S系统的应用
TN-S系统是一种典型的低压配电系统,主要用来连接中性线与地线,并通过三相四线地线对中性线及其它线路实施保护。同时,TN-S系统还具有防静电和自动预警功能。而TN-C-S系统则是两个地线构成,这两个地线分别为TN-C与TN-S2。由于TN-C与TN-S2两地线的分界面处于中性线与地线的连接处,因此安全系数得到了保障,降低建筑住宅区和办公区的意外风险。
(二)楼宇控制系统的应用
楼宇控制系统是建筑中必不可少的部分,主要包括建筑给排水系统、通电照明系统和消防系统,现代社会人们对电、水的需求量增加,只有在自动化系统的控制下,才能为生活提供必要的方便。传统的开关只能控制线路的断开和闭合,而在智能照明系统下,通过智能开关,可对照明度进行调节,扩大了其应用范围。环保是现代社会的主旋律,而楼宇控制系统采用了新型的能源,具有环保节能作用,同时使商务信息透明化,为建筑管理者提供了方便。消防检测系统的自动化提高了楼宇的安全系数,降低了消防隐患。一旦出现问题,系统将启用紧急自动报警设施,此时管理人员可通过数据传输情况第一时间进行处理。
(三)通信自动化系统的应用
通信是现代人的必然需求,因此相对于照明等系统,人们对通讯信号质量有更高的追求。智能化建筑必须要实现通信的自动化,目前基于语言、图像和视频的电子设备和计算机办公系统在楼宇建设中具有广泛的应用。智能建筑中设有局域网链接,为办公数字化的实现提供了条件。同时,卫星通信系统是通讯自动化的重要表现之一,可以确保楼宇与外界之间紧密连接。信息资源共享是现代建筑的主要功能,也是居住者和办公者的主要需求。
三、总结
智能建筑概念的提出源于最近几年,并将逐渐取代传统的建筑群。智能建筑具有先进性,其核心技术为电气工程及其自动化。在我国建筑实践中,智能建筑的应用主要体现在其照明系统、消防系统和电子信息系统上,网络覆盖是智能建筑的重要标志之一。但智能建筑概念的提出处于初级阶段,其在实现过程中需要合理利用电子信息网络。这要求相关人员要进行正确的智能建筑电气自动化技术设计,从而提高其运行效率,确保智能建筑的安全。(作者单位:海南师范大学)
参考文献:
[1]张云龙.智能建筑中的电气工程及其自动化技术研究[J].神州(上旬刊),2013(03).
【关键词】电气工程;自动化;机器人设计
1、前言
机器人的不断研究创造是时代经济发展的必然,是为了满足人们更多需要而必然要进行的一项科学研究。目前,国外很多国家在机器人设计领域已有很多成功例子,其机器人具备的技术是当前我国技术无法比拟的。但是,时下我国很多高校开展机器人设计研究以及社会上的机器人比赛活动等,让越来越多的人对机器人设计有更多的认识,给机器人设计的不断创新创造了一个良好的环境。电气工程及其自动化技术能够给机器人设计提供一个良好的技术支持。本文主要分析机器人设计中的自动化技术应用情况,旨在让我国的机器人设计快速跟上国际先进技术,创造出具有世界领先水平的机器人。
2、机器人简介
机器人最早出现在中国的西周穆王时期,最初形式是一个有开关能够自动“跳舞”的木质人,后来在卡雷尔·恰佩克的科幻小说中创造了机器人这个名词,从此一些能够自动制定既定工作的机械设备统称为机器人[1]。现代的机器人能够在人类的指挥下做一些简单工作,如对话、投篮、快跑、协助人类进行危险行为等。目前技术比较先进的国家如英国、日本、美国等在机器人的研究上取得非常大的进步,很多领域如医学、建筑学及军事建设等方面均使用机器人当做人类力量的延伸。通过指挥或者在机器人内部设计自动装备,让机器人拥有人类思维,自动进行工作。当前机器人发展甚至趋向高度的人性化,机器人不再只是由机械设备组成,有些机器人甚至有人类的模样和思维方式,但是机器人真正能够拥有人类相同的思维还需要很长一段时间。
3、电气工程及其自动化概念
电器工程及其自动化是一门学科,这门学科包括多个技术领域,涉及面非常广,从计算机、电机电子以及互联网技术、信息控制技术,甚至还包括多种电力和机电技术结合成为一个整体的技术,这些不同领域的技术一同构成电气工程及其自动化学科。由于是一个工程型又带有自动化功能形式的学科,其具有的特点就包含工程中的强力学以及网络信息中的软件学特点,形成一种强弱结合的形式。这个学科的课程包括电气知识和网络信息技术知识,具体有:网络信息技术、仪器检测和控制技术、电子和电路技术、计算机软硬件技术等强力学和软件学技术相互结合的课程形式。这个综合性学科主要教给学生的是各种工程和电气以及计算机方面的知识,毕业学员一般均掌握包括计算机软硬件技术、网络信息技术以及仪器实验分析技术等多方面的技术,在社会工作中能够适应多个领域的工作要求。
电气工程及其自动化学科的最主要课程为电气和计算机工程,因此在进行实验和具体实践时,这个两门课程是最主要的测验对象。通过设置不同等级的专业实验教学训练平台,让学生在掌握基础的技术能力的同时根据自身的条件去挑战更高的技术实验。使学生除了掌握基础的电机技术、电力电学技术以及计算机硬件技术之外还能够掌握如线路综合设计技术、高级计算机软件管理技术以及CPLD技术等综合性相对比较强的技术,在实际工作中能够解决更多难题和满足更多需求。
电气工程及其自动化在社会中的使用领域主要有:水力电力领域、信息处理领域、电力线路设计领域、各种变压器设计领域以及与人们日常生活密切相关的各种监控设备(如交通摄像监控、小区摄像监控)、机器自动化设备(例如电梯、安全门)、网络通信设备(如电子邮件、网络条件软件)以及智能控制设备(如楼道声控开关灯)等方面,这些军事电气工程及其自动化学科在实际的运用,具有广泛性和多面性[2]。
4、电气工程及其自动化在机器人设计中的运用分析
由于机器人是由多种机械部件拼接后再安装编排程序最后实现机器装备自动运行的,因此通过分析其主要构造能够了解电气工程及其自动化技术在其中的运用情况。首先,机器人是由电机和连接杆组成的,在装置电机时根据需要装置步行或跳跃等电机使其拥有步行和跳跃等能力,同时利用生活常见的铝板铝条进行构建的链接,将一个还不能行动的机器人做出来后再通过加入编排程序让其自动工作或人工指挥其工作。这其中就包含电气工程及其自动化学科中的电机电力技术、计算机指挥和控制技术以及电力线路链接设计等多种技术。
其次,机械人构件组装完毕后,还需要检测装置保证其运行功能质量。检测装置是在机械人雏形形成并开始指挥其工作后对其实际的信息进行记录,再将实际信息和机器人内部既定的信息相对比,若出现很大偏差则需要重新进行信息的设定,若偏差很小则表示机器人研究成功,可以投入使用。分析是现代先进的机器人技术发现,很多机器人能够代替人类将损坏或质量不好的对象进行,同时立即将信息进行反馈,大幅度提高机器人工作的精确度并减少人类的工作量。
再者,机器人在组装完成后需要通过驱动装置对内部构件进行驱动,驱动后机器人才能给自行工作。利用计算机系统中的驱动设备在机器人中按照指定信号装置,当信号一放出,机器人即能够自动工作。其主要依靠电气工程机器自动化学科中的计算机软件系统、信号监控系统来实现机械装置的自动位移。
最后,机器人虽然能够根据已编排的程序自动动作,但是大多时候仍是人类进行控制,因此监控系统就显得尤为重要。目前的监控系统主要为集中式的控制系统,也就是指需要一个中心监控装置就可以实现对机器人的全部控制,该中心装置一般是一台微机[3]。该步骤需要运用到电气工程机器自动化学科中的单片机技术,单片机本身即为一台微机,因此将其安插在机器人结构中,只需要插入电源就可以运行,从而自如的控制机器人工作。
从以上分析内容可知,在机器人设计中加入电气工程及其自动化专业技术能够使机器人设计更加顺利,其拥有的功能会相对比较多且符合现代的技术水平。但,同样的,机器人设计是一个比较复杂的研究工程,其中涉及到的技术类型多样,仅仅依靠电气工程机器自动化专业技术根本无法满足人类对高度人性化机器人的要求。因此,只有不断的研究多种技术,才能使机器人真正成为人类工作和生活的好助手。
参考文献
[1]wilson.机器人设计经验之谈[J].电子制作,2011,32(09):102-103.
【关键词】电气自动化;现状;发展;应用
前言
迈入21世纪以来,我国各方面事业都得到了很大的提高与发展,尤其是经济建设方面更是获得了长足的进步。这其中的电气工程技术经历了从电磁学理论的建立到新技术革命时期电气工程技术学科的形成这样一个形成与发展的过程。本文先概述一下电气工程及其自动化的发展历史,再对实际操作过程中的问题进行分析,针对电气工程及其自动化的发展和建设中的问题提出合理化的建议。旨在促进今后我国的电气工程及其自动化的建设,使我国的电气工程及其自动化实现跨越式的发展。
1概述电气工程及其自动化的发展历史
电气工程是现代工业发展的关键领域,随着科技的不断更新和发展,电气工程及其自动化的技术平台逐渐形成了独立的系统。电气工程技术经历了从电磁学理论的建立到新技术革命时期电气工程技术学科的形成这样一个形成与发展的过程。这种系统正逐渐迈向快捷,方便的方向发展。它为我国的工业发展节约了成本,提高了效率。而且,电气工程还逐渐涉足商业领域,为商业间的交流与传输提供越来越多的满足。我国作为工业为主导的社会,只有大力发展工业才能促进我国经济的飞速发展。所以,只有电气工程及其自动化在社会发展的地位中占有一席之地,才能促进电气工程及其自动化的长足发展,立足世界。
2工业电气自动化的特点和设计原则
2.1工业电气自动化的特点
工业电气设备分别安装在各配电室以及电机的控制中心部位,这是就系统的安排方面来说的。一般情况下,系统配件数量相对较多的,其执行信息的处理量就会比较大,若系统配件一旦受到损坏,维修工作相对而言会变得更加复杂。电气自动化系统与其他的热工系统相比,操作的次数和频率都相对较低。通常我们都想让关键的设备维持在一种比较正常的操作运行状态下,但如果使用其他热工系统的话,就会造成这种不良后果:下次操作运行可能需
要花很长的时间才能够达到正常的水平。而如果使用电气自动化系统设备,前提就是必须保证相关的配置达到正常水平的速率,保护相关设备的操作行为可以在最短的时间里被实施完成。电气设备通常是由工业电气系统进行控制的,其主要设备监控也需要导入DCS系统。如果2台系统一起运行,一台系统的检修不得影响另一台系统的正常运行。因此,这就需要考虑2台机组DCS。电气控制的模式,以保证控制的稳定性。根据电气设备的主要特点在构建系统结构时,一方面在保证系统正常运行的情况下,还要确保信息收集的准确性和数据处理的有效性,同时需提出相应的应急措施,以保证工业电气自动化系统可以在最好的状态下运行。
2.2工业电气自动化的设计原则
(1)优化供配电设计,促进电能合理利用。例如,在设计一个水库电气系统时,设计的适应性就是首先需要考虑的一个因素,在为水利工程提供必要动力的前提下,需建立一个良好的周围水库环境,满足各项建设的基本要求,最大化地发挥电气化设备的作用。另外,设备的安全运行也是设计过程中考虑的关键。要保证电气线路设计的安全性与稳定性,保证供电设备运行的安全强度。
(2)要不断提高设备的运行效率,减少电能的直接或间接损耗。在电气系统设计过程中,在满足建筑对运行系统要求和安全运行的前提下,尽力减少成本,最大程度地降低和减少各种消耗。优先选用节能设备,减少线路损耗,降低运行和维护费用,提高电力设备的利用率。
3电气工程及其自动化存在问题的对策
3.1优化电气工程节能设计
对于电气工程的节能问题,首先就应该量体裁衣,即满足实际需求的基础上尽量降低过多的能量消耗,即节约成本也提高工作效益。如在供暖系统变压器应用过程中,绕组阻值相对小的变压器较绕组阻值相对大的变压器更能够降低电流损耗和运行成本;而对于一些对消防要求较高的场所如化工企业、酒店、高层建筑、地下作业场所等,在选择变压器的时候应该选择一些低损耗节能型干式电力变压器;而对于那些对供电照明要求较高的场所,则应该优先选择使用自然光,在充分的利用自然光后选择的照明系统应该能够做到降低照明和配套设施的使用量,不同的场所选择不同的照明设备,如室内与走廊应使用不同的设备,走廊等场所对照明要求较低就应该使用首选智能型照明设备,在选择设备的时候也应该充分考虑设备的性能,多选用功效高、寿命长的照明设备等。其次是正确选材,在整个电气工程施工的过程中,工程材料的选择十分重要,不仅要适得其选,而且更要质量可靠,因此,选择工程材料一定要从正规厂家中获得,并及时严格的检验材料的防水和防潮灯要求,这不仅可以保证施工质量的要求,更给施工人员提供安全保障。最后,提倡使用新材料,引进新设备。电气工程自动化的发展和应用始终离不开的就是现代化的科技支持,而要发展的关键就是创新,在加强信息化的基础上,以降低能源消耗、提高效率为目的努力研发新材料、新技术是当今信息技术时代改变电气节能问题的关键。
3.2加强电气工程质量管理力度
电气工程的质量管理问题是人为因素可以制约的,这主要就取决于管理者的管理手段和力度是否到位。首先,要培养专业的电气工程人才。在引进新员工时一定要严格筛选,并进行系统的专业技能培训和考核,对于考核不能通过的可以予以一对一培训,争取让所有员工都能参与到提升自身综合素质打造扎实专业技能的行列中来,为电气工程的建设提供必要的保证。其次,作为管理者也应该对电气工程质量管理严格把关,充分重视,无论是电气工程的专业性、材料质量、管理方法等都是应该重视的方面。
3.3建立通用网络系统和统一的程序接口标准
对于电气工程中存在的数据传输安全性问题,首先应该建立一套适合电气工程及其自动化的完整网络系统,它不仅可以让每个企业之间实现工业领域的自动化过程,还可以让电气设备的控制系统,技术监管和企业管理等诸多步骤通过网络有效连接在一起,从而合理的优化资源配置,让企业部门之间的信息交流更加准确和安全,数据传输的更加快捷和高效。其次,要建立统一的数据标准对接,只有电气工程及其自动化系统的数据能够实现信息的标准化对接,该系统信息传递的安全性和高效性才能得到充足的保障。所以,实现程序接口的完美对接在当今的电气工程及其自动化的发展中时关键的步骤,这样能够有效的减少开发的时间和费用。
4工业自动化的发展趋势
工业自动化的发展趋势应该是分布式、开放化和信息化。分布式的结构是一种能确保网络中每个智能的模块能够独立的工作的网络,达到系统危险分散的概念;开放化则是系统结构具有与外界的借口,实现系统与外界网络的连接;信息化则是使系统信息能够进行综合处理能力,与网络技术结合实现网络自动化和管控一体化。
5结束语
综上所述,在我国目前经济已经与全球发展一体化的情况下,电气自动化也在整个社会经济运作和社会发展过程中处于一个极为重要的地位,并且其电气自动化系统也不断在应用的过程中完善起来,从而更好的实现了电气化系统与外借互联网联接的功能,使得电气自动化的系统信息能够拥有更快速的综合处理速度,并且与外界互联网联接之后促使管控一体化和自动化的实现,加快电气自动化的发展速度。
参考文献
[1]黄雪芳探讨电气工程中自动化技术的应用.(J)广东科技,2012,(7)
关键词:三化;三动;应用型;电气工程及其自动化;实践教学改革
作者简介:刘旭明(1975-),男,江苏宿迁人,金陵科技学院机电工程学院,副教授。(江苏 南京 211169)
基金项目:本文系教育部人文社会科学研究专项任务项目“工程科技人才培养研究”(项目编号:13JDGC018)、金陵科技学院教学改革项目(项目编号:40713017)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)14-0170-03
金陵科技学院作为一所新建地方应用型本科院校,在人才培养中坚持以社会需求为导向,以培养学生能力为根本,坚持“知识、能力、素质”协调发展,培养“高素质、应用型、复合型、创新型”的高级应用型人才。电气工程及其自动化专业作为一个应用型工科专业,始终把实践教学作为培养学生应用能力和创新能力的主要手段,近年来在学校教学主管部门的领导下积极进行实践教学改革的探索,不断更新实践教学理念和高实践教学质量与水平,以“课程设置岗位化,课程组织模块化,课程实施工程化”的“三化”标准构建实践教学体系,以“技能推动,项目驱动,创新带动”的“三动”理念促进实践教学改革,全面促进了学生实践应用和创新创业能力的培养。“三化”与“三动”的关系如图1所示。
一、以“三化”构建实践教学体系
电气工程及其自动化专业以“课程设置市场化,课程组织模块化,课程实施工程化”的“三化”标准构建实践教学体系。一是在实践课程的设置上“岗位化”,即以就业岗位需要为目标设置了当前学生求职时所需技能必备的实践课程。二是在课程的组织上“模块化”,按照“基础实践课程、专业实践课程、研究创新性实践课程、社会生产实践课程”设置了4个实践课程模块。三是在实践课程的实施上“工程化”,即选择工程化的课题实施实践教学,课题的设置以满足实际工程应用为标准。
1.课程设置岗位化
当前的工程教育是动态的,随着电气行业新产品、新技术的不断出现,本科应用型人才的课程设置尤其是实践课程的设置必须通过市场调研不断进行更新和调整。电气工程及其自动化专业在培养计划的制订中坚持高等应用型院校的工程教育须以求职为导向,在实践课程课目的选择和安排上坚持以市场需要为目标,在培养计划中设置了当前学生求职时所需技能必备的实践课程,重点培养学生学以致用、理论联系实际以适应将来求职之需的能力和素质。在实践教学效果评价上,将学生的从业能力作为检验人才培养质量的重要指标。
通过与企业及行业的专家交流,金陵科技学院结合对毕业生调查反馈,在历年的培养计划修订中及时对实践课目的选择进行调整和完善。除了专业课程的基础性实验之外,本专业重点加强集中性实践环节的课程教学,根据调查统计,电气专业的毕业生在毕业后一部分从事企业的电气控制与维护工作岗位,故安排了电工工艺实习、电机控制设计、电气工程系统设计等集中性实践课程;一部分学生从事电力系统工程实施和维护工作,故安排了电力电子实习、电力工程实习、电力系统设计等强电方面的集中性实践课程;一部分从事单片机系统开发工作,故安排了电子技术设计、单片机系统设计、电工电子综合设计等弱电方面的集中性实践课程;还有的是从事自动化生产线方面的工作岗位,故安排了自控系统设计、系统仿真设计、综合实践等集中性实践课程。
2.课程组织模块化
在电气工程及其自动化专业的人才培养方案修订中,合理配置、循序渐进地安排基础性实践课程、专业性实践课程、研究创新性实践课程、社会实践课程四个模块组成的实践教学内容,全面培养学生的基本实践能力、专业应用能力、创新能力和综合实践能力,并将各专业课程教学的目标和任务落实到具体的实践教学环节中,让学生在实践教学中掌握系统的电气工程师必备的技能和技术,达到本专业具体的实践能力标准。电气工程及其自动化专业实践课程模块如图2所示。
从上述实践课程模块中可以看出,电气工程及其自动化专业的实践教学体系按照“基础实践课程、专业实践课程、研究创新性实践课程、社会生产实践课程”四个实践课程模块进行组织。其中基础实践课程模块主要由各专业课程的课程实验组成,目标是培养学生的基本实践能力;专业实践课程模块主要由专业课程的集中性实践环节组成,目标是培养学生的专业实践能力;创新性实践课程模块主要由集中性实践课程中的综合性课程为主,配合各类创新实践项目和学科竞赛等,目标是培养学生的研究创新能力;社会生产实践课程模块主要由社会生产实习、毕业实习及毕业设计等课程组成,目标是培养学生的专业与社会适应能力。
3.课程实施工程化
在安排实践课程的教学内容时,改变以往的实践课程内容主要是验证教材的原理性理论知识。在实践课程的实施时,按照电气工程行业的工程应用来设计教学内容,要求学生完成一个完整的工程化课题,以培养学生在电机及其电力拖动技术、电力电子与电气传动技术、电气控制技术、电力系统自动化技术等方面的工程技能,增强学生在电气领域的知识应用水平和综合创新能力。在学校立项建设的“电气工程及其自动化专业集中性实践课程指导教程”编写过程中,各个专业课程均在此作出了较为明确的规定,不拘泥于某一具体的课题,而是结合当前的工程应用进行开放式选题,在课题选择时注重工程化应用。
二、以“三动”促进实践改革
电气工程及其自动化专业在实践教学的建设与改革过程中逐渐形成了“技能推动、项目驱动、创新带动”的“三动”并举式学生实践能力培养模式。“技能推动”是学生应用能力培养的三大动力之一,是一个“注入”的概念,是培养学生应用能力最直接的手段,通过对学生职业技能的培养推动实践课程改革、优化实践课程结构、夯实学生实践基础。“项目驱动”是通过在集中性实践教学环节具体实施中采用项目化教学,通过一个完整的项目对专业课程进行知识融合,是一个“集聚”的概念,是提升层次、促进知识结构调整的重要载体。“创新带动”是依靠创新项目和学科竞赛激发与带动学生自主学习能力与创新能力的提升,是一个“转化”和“释放”的概念,是学生实践能力培养的最终目标。
[关键词]电气工程;自动化;问题;措施
中图分类号:TM85 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)12-0048-01
引言:电气工程,是我国工程建设的重要的组成部分,随着科学技术的发展,实现自动化,是提高工程建设质量和效率的有效手段,是降低施工成本的重要的环节。但是目前我国电气工程之中的自动化设计还不够完善,存在一定的问题,这就导致了自动化管理出现了漏洞。所以,依据存在的问题,主要提出了加强节能措施,实现高质量管理,符合相关标准的方法。其次,则是对自动化系统进一步的完善,并且构建了一个完善的网络,实现自动化全方位的管理,保证工程质量。
一、电气工程及其自动化存在的问题
(一)能源消耗大
能源消耗大,是目前我国电气工程之中,实现自动化系统设计的一个重要的问题。这是因为自动化系统,提高生产的效率和质量,因此相关材料的消耗也更大,而且电气工程的运行次数和频率也变高,对系统的材料和设备的磨损也变得更高,从而产生了能源消耗更大的情况,这对于实现全面推广电气系统具有一定的影响,而且与我国的可持续发展要求是相悖,所以,应该手中能够是自动化系统带来的能源消耗比较大的问题,并且有针对性的解决这个问题,促进自动化的推广。
(二)施工标准不达标
电气工程的施工标准要求是很高的,不仅仅能够保证电气工程的施工质量,还能保证施工安全。而自动化系统的引进,在一定程度上,可以提高施工的质量,但是目前存在的问题,施工标准达到不相关要求。一方面是因为自动化系统的设计存在一定的问题,不能精准的控制相关的施工环节,一方面是因为施工人员技术不达标,或者是与自动化管理不熟悉,导致施工要求和标准不到标的情况发生。所以,应该重视施工标准不到标的问题,并且积极的解决相关的问题。
(三)自动化集成系统不完善
自动化集成系y,是实现电气工程自动化的主要环节,但是目前继承系统是不健全的和不完善的,主要是因为在设计的过程之中,系统的平台设计不健全,不能起到信息交流的作用,其次则是设计模型存在一定的缺陷,依据模型设计的系统不完善,最重要的是,自动化集成系统的运行的独立性不够,不能独立处理相关的问题,导致系统和功能之间不匹配,不能指令到达就完成相关的工作。因此,需要重视集成系统不完善的情况,然后依据实际的情况进行改进和完善。
(四)网络构架存在差异
在电气工程之中,实现自动化系统,需要构架一个网络构架,只有这样才能保证信息互相交流。但是目前的网络构架不统一,存在一定的差异性,导致结构不一致,不能顺利的使用相关的平台,数据共享不了,这样不利于自动化集成系统的运转,也是影响自动化发展的主要原因。而且网络构架存在差异,也导致了系统之间不兼容的情况发生,不利于电气工程之中的自动化发展。所以,应该针对这个问题进行解决。
二、电气工程及其自动化问题解决措施
(一)实现节能措施
自动化系统设计,主要是为保证电气工程的施工和建设全面实现节能的作用。因为自动化系统,可以提高施工效率和施工质量,同时可以对施工所需要的材料以及设备进行精准的控制,这样可以进一步的减低施工材料的浪费,达到节能的目标。但是目前自动化的节能存在一定的问题,所以应该依据节能问题进行设计,实现全面节能的设计要求和标准。因此,需要采用的是低阻值的绕组,进行设计变压器,这样可以保证降低变压器的能源损耗,而且还可以减少变压器运行过程之中,维修和维护的成本,有效的起到节能的作用。
(二)提高质量管理标准
提高质量管理标准,是解决电气工程的自动化管理的一个重要的环节。首先,是从施工人员的素质管理标准的培养和提高,进行专业的培训计划,提高施工技术,同时提法施工人员管理技术标准的意识和概念。其次,则是对材料和设备的管理需要达到标准,按照专人对材料以及设备进行检查,是否符合相关的标准,这样才能保证后期的施工达到相关的要求。最后,则是对不同环节的施工标准进行重新定义,而且对不同的环节进行监督和管理,达到相关的施工标准和要求。同时电气工程之中的自动化标准,也要随着技术的发展,不断的提高相关的标准,这样才能保证施工的质量。
(三)提高和完善自动化集成系统
在电气工程之中,自动化的实现是科技进步和社会发展的需求,目前因为技术以及相关条件有限,所以导致自动化集成系统存在一定等问题,但是随着技术的不断发展,在一定程度上,可以有效的弥补和完善系统之中不完善的地方,这样可以保证自动化系统全面的发挥作用,保证了电气工程的进步和发展。因此,需要提高和完善自动化集成系统,主要是采用高效编程系统的模型进行设计,结合绿色和科技设计理念,进行全面的设计和完善,让自动化系统可以满足电气工程之中的不同需求和要求。而且需要开发系统平台,保证系统具有一定的兼容性,以及容错性,同时还需要保证系统的主观能动性,这都是自动化集成系统的关键环节和内容,而且还可以降低自动化系统的运行成本,同时也起到了节能的作用。
(四)构建统一网络
网络的构建是实现自动化的一个核心环节和重点环节。因为构建的网络不同,会导致各个网络之间不兼容,从而导致出现了命令传达和信息传输不畅通的情况。因此,想要实现电气工程的自动化,就构建统一的网络,这样才能保证全面调动系统,实现接口一致,这样方便了不同的的商家,对于电气工程的自动化推动和发展也具有一定的重要作用,同时实现了信息和资源的共享,保证了整个网络运行的更加的稳定。因此,构建一个统一的网络,对于建设自动化的电气工程系统具有重要的、积极的作用。
结束语
电气工程在各个行业和领域以及建设之中,起到了巨大的作用。尤其是在信息技术和互联网技术的支持下,实现了自动化的系统设计。但是由于技术问题,以及管理措施等问题,导致自动化存在一定的问题。文章经过讨论,主要从四个方面可以完善电气工程之中的自动化。即采用节能措施,实现绿色自动化的目标,其次则是需要完善管理体系和提高管理标准,最后则是进一步的设计自动化系统以及建设统一网络,这样才能保证电气工程自动化系通过运行的稳定性和有效性。
参考文献
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关键词:电气工程;自动化;现状;对策
中图分类号:F407文献标识码: A
引言
随着我国的电气自动化水平正趋近于世界先进水平,将自动化技术应用于电气工程中,可以确保电气系统的高效稳定运行,可见,要建设高效而性能良好的电气系统,有必要实施电气自动化在电气工程中的融合运用。
1、电气自动化的发展现状以及应用
在我国的实际工业生产中,电气自动化的技术是通过对相关技术和电子信息进行结合,最后形成实际的电气应用技术。
1.1、主要影响原因
在整个电气自动化的实际发展中,起到主要作用的是电子的信息化技术,其也是自动化实现的重要基础。有关电子信息的不断创新也是电气快速发展的重要前提。与此同时,我国信息技术的不断发展也让实际的生产更加先进、智能化,在一定程度上提高了我国的生产安全。在整个生产操作中相关的自动化技术也会受到一定的电子信息相关影响,与此同时,还会作用于最新的电子信息。除此之外,还要积极地建立一个可以实现在物理条件之下的自动化技术应用。
1.2、有关电气自动化的现状
在实际的工业生产中,相关的设备和机器都会受到信息技术的不断影响。因为工业的实际生产中所使用的设备具有多元化特征,其主要包括了传感器和执行器,除此之外,还包括了控制器以及仪表等。目前,在我国的相关技术使用中通常被用到分布式的实际控制内。在电气自动化的实际应用中具有智能性等作用,其是自动化系统与相关的智能设备进行连接的一种设备,同时要将实际分支串行在总线上。在整个信息的自动化中其实际的硬件性技术和相关的信息化技术要不断地进行渗透,不断促进。在电气管理中想要实现是要由电子技术、信息技术以及相关管理方法来进行的。然而,除此之外,电气自动化可以对相关企业的财务数据、具有机密性的数据进行管理,然后通过有效的电缆进行串行连接,最后将控制性软件和计算机设备以及仪表等设备进行连接。最终,通过中央处理器将收到的信息进行研究分析,同时相关的企业也可以对实际生活生产中的相关设备进行监督,在第一时间具体准确地了解实际生产情况。
1.3、电气自动化技术在我国建筑行业中的应用
近年来,我国的建筑行业得到了突飞猛进的进展,与建筑工程项目施工有关的各方面也在逐渐的提高,而电气系统作为建筑工程项目施工中占有非常大比重的施工系统也必须尽快进步来适应建筑行业的发展,
1.3.1、电气自动化技术被引入到了建筑行业
在电气自动化技术引入到建筑行业之后使得建筑行业的电气系统管理更加的规范,使得电气设备在工作的工程中得到了有效的监控,减少了电气设备工作时出现事故的可能性。在电气自动化技术引入到建筑行业之前的电气系统在管理和运行方面都存在较多的缺陷,使得电气设备在工作时经常出现事故,造成了巨大的损失。而电气自动化技术融入到电气系统之后即使电气设备的工作更加的规范,而且有效地将配电、照明、消防和空调等电气自动化技术配合成一个整体以提高系统的联运效果,使得电气系统实现了结构的复杂化和功能的多样化的目标。
1.3.2、电气自动化技术在我国钢铁工业中的应用
钢铁到目前为止仍然是我国使用最多的金属材料,每年我国炼制的钢铁材料的数目都非常的巨大,而随着时代的发展,人们对钢铁的质量的要求也越来越高,但是,大家都知道在炼制钢铁的时候需要使用到高温将钢铁融化,在进行锻造,而高温融化钢铁在进行锻造的过程时非常危险的,一旦融化的钢铁喷溅而出就会造成生产人员的伤亡,因此,在钢铁行业中引入电气自动化技术是非常必要的,电气自动化技术在钢铁行业中的应用主要用于检测原材料、生产环境安全性和产品质量。而且电气自动化技术的应用使得很多不能够单独依靠人工完成的工作得以很好的使用设备就能够完成,使钢铁行业在生产时变得更加的便利,使钢铁行业得到了更大的进步。
1.4、电气工程及自动化简述及发展
第一次工业革命标志着人们进入蒸汽时代,第二次工业革命让人们进入电力时代,而电气工程自动化的发展就是从欧美等国家在工业生产、产品制造等方面以提高生产效率减少劳动力以及提高生产质量等为目的一种技术。随着技术的发展,电气工程技术逐步形成,电气工程系统不断变得快捷、高效。发展至今,电气工程及自动化的概念已经有了突飞猛进的发展,气涉及面涵盖了几乎所有电子工程技术,就连生活的许多技术都与他息息相关。工欲善其事必先利其器,我国经济想保持不断增长的趋势,就不会离不开电气工程自动化的发展。由于电气工程自动化发挥的作用较大,必须加快其发展,促进对其知识的了解,努力提高自动化的水平。
2、电气工程及其自动化的解决措施研究
电气工程自动化的应用范围面很广,特别是在我国现代化、工业化等方面建设问题发挥了巨大的作用,合理、正确的运用可以事半功倍,不但能迅速提高工作效率而且经济效益的提高有明显作用。乐观的是,电气自动化所能经历考验能应对许多突然因素,空间进一步压缩,有益降低企业生产成本。在激烈的市场竞争中,有发展的空间。但另一方面,综合世界电气工程及自动化的发展水平与我国的成熟程度相比,仍有一些问题需要进一步加强。
2.1、优化电气工程节能设计
对于电气工程的节能问题,应该满足实际需求的基础上尽量降低过多的能量消耗,节约成本也提高工作效益。例如在供暖系统变压器应用过程中,绕组阻值相对小的变压器较绕组阻值相对大的变压器更能够降低电流损耗和运行成本;而对于一些对消防要求较高的场所如化工企业、酒店、高层建筑、地下作业场所等,在选择变压器的时候应该选择一些低损耗节能型干式电力变压器;而对于那些对供电照明要求较高的场所,则应该优先选择使用自然光,在充分的利用自然光后选择的照明系统应该能够做到降低照明和配套设施的使用量,不同的场所选择不同的照明设备,在选择设备的时候也应该充分考虑设备的性能,多选用功效高、寿命长的照明设备等。
2.2、制定标准化的统一接口
针对电气工程及其自动化存在的由于硬件接口不统一导致的数据传输出现误差等问题,应制定标准化的统一接口和转换编译工具,如此可以解决数据传输不安全和不准确的问题,保障数据传输的可靠性,降低商业损失,促进商业间的信息交流。2、对于不同的企业而言,在电气工程及其自动化方面都有着自己独有的工作环境和开发技术,因此所应用的平台各有不同,如此也造成了很多不便,实用性也受到了影响。面对这个问题,应该制定一个统一标准的应用平台,如此便可增加程序的使用性,减少软件重新开发的成本,也节约了时间,降低了企业开发的成本,有利于经济的发展。
2.3、提高能源利用率,不断促进工作效率的提高
电气工程的重点都是节约成本,减少损耗,使资源利用率达到最大化、无谓的能耗最小化,减少不必要的损耗,因此在选择供电系统的变压器时,应考虑绕组阻值相对小的变压器,目的是使电流损耗减少从而达到降低变压器的运行成本的目的。实际上由于我国工业化的不断进步与发展,高集成化、智能化、全新化的电气自动化设备正慢慢计入工业化,但由于国内工业生产利益需求的急切性及新设备的花费不容小觑,许多工业都有意回避新设备,这就进一步造成能源利用率低的问题。因此,要加大对新设备、新技术的推广,建立更加完善的条例,来提高工作效率。当然全球化的今天,知识、资源共享已是主流。因此建立一个统一的系统平台事完全有必要的,更是利大于弊的。试想如果将目前掌握的各种先进的技术融合利用,达到实现科学化管理目标,将先进思想的合理利用可以达到意想不到的效果。
2.4、促进电气工程及自动化全面科技发展
应提高对科技化的认识与理解,创新是发展的动力和核心,面对着不断出现的新材料、新技术,技术人员应努力加快寻找各方面的切合点,以达到更高更的发展。当然,没有付出,就不会有收获,我们应鼓励加强信息化的投入,不断加强设备的更新、技术的引进、先进思想、最前沿技术的学习。回望历史,世界电气工程自动化发展没有一定的发展基础是完全不行的。同时,应加大与外界的联系,闭门造车是完全行不通的,应开放外界网络互连,实现资源共享,达到效益最大化。
3、结语
随着社会智能化发展和信息科技水平的不断发展,电气工程及其自动化也得到迅猛发展,技术的发展也要与时俱进,也要不断改进完善,技术更新速度也应适应时代的需求。但是电气工程及自动化在不断快速发展的同时,相应的问题也随之产生,因此需要技术人员在以后的发展过程中,不断学习新技术、新思想,各个企业也应该把握住机会,尽力去完善。众所周知,电气工程及自动化对社会工业生产和人民生活的影响也越来越大,应抓住机遇,强化队伍专业技能,不断引进和学习新技术,进一步去利用信息共享、知识迅速传递的优势,实现自动化综合处理能力及效益的不断提高。日积跬步,不断改正、不断完善,促进电气工程及自动化水平全面发展。
参考文献
[1]刘佳.浅析电气工程及自动化专业人才培养[J].经营管理者,2010,11:249.
关键词:汽车电子;电力电子;教学改革
作者简介:吴晓刚(1981-),男,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,副教授;周美兰(1962-),女,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,教授。(黑龙江 哈尔滨 150080)
基金项目:本文系黑龙江省高等教育教学改革项目(项目编号:JG2201201107)、哈尔滨理工大学高等教育研究重点项目(项目编号:A201200004)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0098-02
随着汽车产业的发展,电子技术在汽车上的应用已成为汽车设计研究部门考虑汽车结构革新的重要原因。在国外,平均每辆汽车上的电子装置在整车成本中占20%~25%,一些豪华轿车上装有40多个微处理器,有的汽车电子产品甚至占整车成本的50%以上。许多汽车制造商都认为,增加汽车电子装备的数量,促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的有效手段。[1]
在对汽车电子技术的教学研究中,文献[2]提出优化“汽车电子与控制”配置课程的内容、改革结构体系、改革教学方法和手段、加强实验建设和课程设计环节等改革思路。文献[3]分析了“汽车电子控制技术”课程在理论教学和实践教学方面的问题,提出了灵活多样的理论教学改革方案和采用项目教学法等加强实践环节教学的建议。文献[4]介绍了汽车电子控制技术课程精品实验项目的设计思想、主要环节及具体实践。文献[5]将虚拟仪器LabVIEW软件应用于汽车电子技术综合性和设计性虚拟实验中,并进行了实验教学的实践。文献[6]开发了汽车电子控制系统实验教学所需要的嵌入式系统,完成了实验箱硬件及教学实验所需的支撑软件,并在此基础上开展了教学实践。文献[7]介绍了在电子信息工程专业开设汽车电子系列特色课程的研究。
在汽车电子中,涉及到电力电子技术的内容通常称为汽车电力电子技术,并且成为了电力电子技术的重要分支。哈尔滨理工大学(以下简称“我校”)电气工程及其自动化专业下的电力电子方向,在汽车电子研究上已有了十几年的基础。在依托汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程研究中心和黑龙江汽车电子技术研究中心科研基地的基础上,形成了以新能源汽车动力系统控制和汽车电子驱动控制为特色的研究方向,并培养了大量的硕士研究生和博士。因此,为了在本科教学中体现我校电气工程及其自动化专业的办学特色,结合在汽车电子方向上的研究成果,在2010年制定的电气工程及其自动化专业电力电子方向本科生培养方案中,特别增设了“汽车电子技术”专业方向选修课。本文以“汽车电子技术”课程作为研究和实践对象,通过课程结构优化设置和考核方式改革,结合现场教学和研究性教学的教学方法,实现具有特色的专业选修课教学。
一、“汽车电子技术”课程结构
“汽车电子技术”课程开设在大学四年级上学期,为专业选修课程,2学分,共32学时。其中理论教学22学时,实践教学10学时。根据电气工程及其自动化专业的基础课程和平台课程设置,结合汽车电子技术的主要特点,“汽车电子技术”课程的理论教学可分为6个模块,如图1所示。
在“汽车电子技术”课的理论教学环节中,第一部分,先介绍汽车电子的基本概念,回顾汽车电子技术的发展历史,通过实例分析介绍汽车电子对汽车安全与节能的影响,结合电气工程及其自动化专业的相关知识,讲述汽车电子与电力电子的关系。
第二部分,介绍汽车电子技术中常用的器件。包括光电、霍尔、电阻等各类传感器,常用于汽车电子控制系统中的单片机选型及选用依据,汽车电子控制系统中所用的交直流电机、电磁阀等执行器件的工作原理和控制方法。
第三部分,在以上介绍的基础上,着重介绍汽车变速器电控、ABS系统、动力转向电控等汽车电子控制系统的设计方法,主要内容包括电控系统开发遵循的标准、硬件电路设计和软件编程方法,特别强调目前汽车电子控制系统中所用的V流程开发模式。
第四部分,结合新能源汽车的热点问题,充分发挥电气工程及其自动化专业知识在电动汽车方面的运用。本门课与目前车辆工程专业所开设的“汽车电子技术”不同之处在于,省去了传统以发动机作为主导的汽车动力系统控制部分,强化了电驱动系统的匹配与设计部分。该部分内容除了包含对于汽车动力系统设计方法和匹配规律的介绍外,还增加了对于电动汽车动力系统控制的一般方法介绍。
第五部分,介绍汽车电器系统,包括汽车仪表系统、灯光照明系统、电动门锁系统、电动车窗、电动后视镜、电动天窗、电动座椅、车载空调系统、车载音响系统、车载电视娱乐系统、车载无线通讯系统、电子导航与全球定位系统、智能交通系统和车载网络系统等方面的内容。
第六部分是课程的最后部分,介绍汽车电子控制系统中可靠性的评价标准和一般的故障诊断方法。
以上六部分构成了我校电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”理论教学的主要内容。
在“汽车电子技术”课程的实践教学过程中,主要有实验和课程设计两种方式。实验课作为学生在校内实现理论联系实际的一种比较有效的手段,学生通过实验能够加深对课程理论知识的理解,并能够培养一定的实践能力。我校在电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”实验课的设置上,主要分为5个部分,如图2所示。
课程设计是提高学生分析问题和解决问题能力的重要手段,它不但可以使学生加深对理论和实验课程的理解,而且能够使学生将所学的课程内容与相关课程综合起来,提高了知识的应用能力。[8]“汽车电子技术”是一门实践性很强的课程,课程设计主要结合我校电气工程及其自动化专业平台课的知识,以电动汽车控制系统作为设计目标,让学生结合电力电子技术的相关知识进行设计。
二、“汽车电子技术”课程教学方法的改革
对于“汽车电子技术”课程来说,涉及到的汽车电子控制系统单靠语言描述是很难讲清楚的,而通过传统的板书教学方式,也很难清晰勾勒出汽车电子控制系统的原理和工作过程。因此本门课在授课方式上采用多媒体教学的方式,通过多媒体课件制作出的动画及示意图等来展示汽车电子控制系统的结构、组成及工作原理,使教学的内容直观清晰,易于理解。
在“汽车电子技术”课程的教学过程中,除了正常的多媒体课堂教学外,还采用了现场教学结合研究性教学的授课方法。现场教学即依托我校汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程中心的实验平台,使学生到工程中心参观现场演示,并试用工程中心开发的汽车电子产品实验样机。这些教学手段可以使学生对汽车电子的功能及开发有更直观的认识。除此之外,教学内容中以汽车电子产品的项目开发作为主导。例如在“汽车电子控制系统的设计”这部分内容讲授时,可自始至终以工程中心开发的汽车变速器控制单元作为对象,从汽车电子产品开发的前期调研、方案论证,到中间环节的样机开发、功能验证,再到最后环节的样机标定、测试等进行全方位的介绍。通过这样的讲授,学生对汽车电子的感性知识加深,在理论学习中的目的就会变得明确,清楚地认识到需要掌握的主要内容。
三、“汽车电子技术”课程考核方式
为了有效地组织教学,突出“汽车电子技术”课程的实践性,改革了这门课程的考核方式。我校其他专业课程的考核方式大部分是以平时成绩占30%,期末卷面成绩占70%的比例进行综合评定。而由于“汽车电子技术”课程面向电气工程及其自动化专业电力电子方向的本科生,选课人数基本维持在40~60人范围内,这样的人数规模便于授课教师进行小范围内的专业指导,因此在考核方式上提出了平时成绩、作业成绩、实验成绩、课程设计与专业论文撰写相结合评定的方式。与其他课程不同之处还在于,其他课程安排的课程设计都是最终给定一个独立的成绩,而作为专业选修课,本门课程的课程设计成绩只是最终成绩的其中一部分。
目前该门课程的考核采用平时成绩占10%,作业成绩占10%,实验成绩占10%,课程设计占30%,专业小论文占40%的比例权重进行成绩的评定。这样做的好处是,不但能够充分发挥本门课理论与实践紧密结合的特点,并且可以充分激发学生的学习兴趣,培养学生的团队合作精神。
专业小论文作为考核的主要部分,在撰写过程中,授课老师首先利用2学时的时间对学生进行科技论文撰写的培训,而后引导学生充分利用学校图书馆的资源,根据各自分配到的科技论文主题进行文献的检索;学生分成了3至4名成员一组,选择关于汽车电子的主题项目,可建议主题为电动汽车整车控制器的设计、汽车防抱死ABS系统设计、汽车自动变速器控制系统设计等,学生也可以自己提出新的主题。给定主题一段时间以后,学生提交科技论文,并以学术会议的形式在课堂上进行交流,老师和其他同学可以自由根据报告者的内容提问,并提出意见和建议。该部分成绩可以当场给出,这样做的好处是激发学生的积极性,所给定的成绩能够实现主观与客观兼顾的效果,令所有同学信服。
四、结论
根据“汽车电子技术”理论与实际紧密结合的特点,结合所开设课程在电气工程及其自动化专业的实际情况,提出了教学中课程内容优化配置,现场教学结合研究性教学的授课方法;考核上提出了平时、作业、实验、课程设计与科技论文撰写相结合的方式。通过这些教学改革,提高学生学习的积极性和主动性,真正能够在有限的学时内获得最实用的知识,增强学生的实践能力。
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