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关键词:必要性;问题;建议;措施
中图分类号: TM411+.4 文献标识码: A 文章编号:
序言
随着信息化的进程加快,电力企业的变电站信息化也在逐步完善,视频监控系统取代人工值班已成为现实,也成为生产管理和日常安全的重要组成部分。通过“遥视” 监控系统,配合变电站的测量、监视、保护、控制的“四遥”系统,具有性能安全,特点协调性与兼容性。
形成无人、少人值守的目的。但也存在不尽人意的问题,例如图像受电磁场干扰、远距离的监控效果差、常出现回放的清晰度低等情况。本文就常见问题及解决的措施,探讨变电站数字化、网络化、智能化的技术过程的发展。
1.变电运行专业的必要性
1.1专业人员素质低
近年来,社会经济的快速发展,各省市电力公司依据经济发展的需求,制定了电网发展规划,变电站也随着增量,变电站增加运行人员的数量。然而老企业换新装,内部人员老龄化显而易见,专业知识、技术应用匮乏,跟不上时代需要。实施无人值班变电站,施行集中控制的管理,是非常必要。
1.2逐渐形成规模的无人值班变电站
“两网”改造不断深入,电网运行信息化程度的提高,采用了综合自动化系统,远程监控操作变电站越来越多,这样提高了劳动生产率,减少了可能人为操作的失误,减轻了监控人员复杂工作。一次投入设备,发挥稳定性、可靠性的性能,逐步采用减少人工停运检修的操作,形成状态检修的管理模式,可以满足少量运行人员巡视操作多站等工作的需要。
1.3资源共享协同的流程
目前,供电企业存在资源共享度低和独立工作界面问题。如何解决问题:(1) 一线班组工程师和技师的“双师配置”,促进班组的主动管理和创新。解决技术和管理问题。(2)逐步推动协同流程再造,高度分化专业的方向发展。形成资源共享局面。(3)非核心和安全风险低的维护保障,可以面向社会招聘,利用社会资源,达到节约成本的目的。
2.存在的问题
无人值守变电站自动化系统经常无人变有人的尴尬现象,尤其新建变电站投产初期,生产单位不敢无人值守运行,具体原因:
2.1设备匹配问题
(1) 上传数据不一致,RTU上传的远动数据与监控系统远动工作站数据不符。
(2)直流系统故障时,还须人工排查故障。
(3) 不全面微机继电保护装置动作信息量,调度部门难以判断和处理事故。
(4) 遥控断路器拒动现象出现,遥信误发。
2.2管理制度与无人值守运行方式冲突
综合自动化变电站的建立与现行运行规程规定不符,每天对重要关口计量必须到现场抄表,无人值守站如果距离较远,无人变有人,不如留守运行模式,这样既经济又可靠,结构不稳定,单一通信方式,满足不了联网通信和信息共享的要求,协调功能不完善,制约了变电站的安全可靠运行。部分设备出现性能质量不可靠,不统一通信规约,形成通信不畅,可靠性不能保障。运行管理和运行维护人员专业素质低,处理能力差。疏于维护,巡视不到位,导致设备运行状况较差。
3.运行问题分析及建议
3.1 RTU安全性影响监控系统的问题
RTU主控模块设计时, 3块主控模块的配置,是对CPU负载问题的
考虑。
RTU主控模块接入并分担测控装置和操作屏等,信息量转换规约频繁。遇到不明因素扰动,负荷过重,形成空白屏或死机。有问题后没有报警信号、不能刷新遥测数据或遥信,人工操作断路器时,是否死机才能判断。如果在电网发生事故时,由于不能及时发现和处理死机,监控中心成为盲眼,延误处理事故的时间,造成电网的安全事故。重新对RTU组态,对CPU负载均匀分配如下图,解决了上述问题。对于RTU运行可靠性得到保证,是无人值守的必要条件。具体实施时的建议:冗余配置的方式,采取双机配置,双重化的远动通道,能自动切换系统;远动设备具有自诊功能,能自动告警,监视远动系统。设计时重点关注RTU负载问题,规约转换装置必要时应专门设置,调度接收由规约转换装置发送远动信息。
3.2遥信误发的问题
遥控动作信号的准确性,涉及到系统运行状况。电网事故过程中,引起结果是遥信正确动作率低,被遥信“抖动”导致正确信息丢失严重,抗干扰性能需要加强。遥信误发目前尚无完全根除的方法,主要是电磁干扰、遥信回路串模干扰、继电器接点抖动、开关辅助接点、通道误码等。采取措施有:(1)消除接点抖动的滤波处理;对采集的开关量处理,施工过程远动设备的接地,连接的电缆采用屏蔽电缆。(2)判别遥信误发积累经验,结合负荷的变化,事故总信号和开关变位判断是误发信号,还是真正的事故信号。
3.3装置信息采集的保护问题
只提供保护动作总信号接点的微机型继电保护装置,导致继电保护动作信息量不全。解决这个问题有几种模式:(1) 串口通信:也就是站内微机保护装置与RTU串口通信,形成规约转换。(2) 监控中心设置1个分站:保护管理变电站信息,站内专设置规约转换装置,以便保护信息。保护信息由规约转换装置发送到监控中心,分类的远动信息和实现分流无人值守后,保护设备通信口发出的信息和硬接点信息向调度、监控站大量传送。形成大量信息在运行中涌现,增加监控人员的工作量,事故状态下的信息处理非常不利。大量信息上传通过的远动通道,容易形成拥挤,淹没甚至被延时重要遥信信号,远动数据的实时性和准确度受到影响。建议:对远动信息可靠性要求高的无人值守站,通信通道采用光纤或微波。或采用对信号进行分流的多通道。
3.4成功率及对象的遥控问题
目前,国内采用运行和生产的刀闸,不能确保每次合闸成功率100%,无人值守站操作的弊端,采用刀闸需持慎重态度。无人值守站设计一种具备远方遥控的功能电动刀闸,但万一过重的负荷,出现死机。
3.5接口和规约转换的通信问题
通信问题:由于站内配置出现多种不同保护厂家,设备的不同保护类型,而不是一套完整体系,对规约转换困难。个别变电站出现初期无人值守,多期改造、工程扩建后,反倒有人值守的情况。原因是不断改造更新设备,版本更新换代的微机保护装置软件,没有按统一的标准规约设计通信接口,促成与监控系统之间通讯不畅。
4. 解决运行中出现的问题措施
4.1日常运行维护
无人值守站的日常维护,应认真对待站内的每一项工作,尤其特殊天气运行、设备的异常运行、特殊运行方式等情况,应做好特巡,特别检查与维护直流系统,做好定期测试与充放电。间隔层的运行显示、测量误差、零漂等检查是否正常,后台监控机软硬件运行是否良好,监控主机应保持运行良好状态,是否符合要求的遥控执行情况、核对当值值守记录与保护信息是否一致、动作是否正确、是否能正确可靠的五防功能。
4.2缺陷管理制度的建立
日常要有缺陷记录,发现缺陷时,应及时果断处理并上报。设备的异常状态,应做好事故预案准备和针对事故演习。不同的季节气候,必须做好设备的维护保养工作,确实建立缺陷管理制度。
4.3建立设备技术档案
综合自动化系统是一项复杂和各种设备相互配合协调的工作。出现故障时,管理和工作人员要综合分析由监控中心提供的各种信息数据,能准确查找定位。要掌握系统的基本原理,包括全部施工图纸、各种规程、出厂试验报告、甚至说明书等,变电站安装要积极参与调试,设备未投运时,要熟悉相关设备的功能特点,从中掌握设备的性使用方法,建立健全完整的设备技术档案。
5.结束语:
无人值守变电站设备故障主要原因是远动系统的问题,管理、监控、维护保养人员应加强设备和系统原理学习,日常应及时、详细记录系统方面的故障。通过采取种种技术措施,积累经验,减少事故发生,使变电站更加稳定、可靠运行,提高变电站整体自动化水平,
参考文献:
[1]黄晓鸣 电力系统一体化设计信息安全防护 2008(02)
Abstract: An experimental system was designed with Matlab and ModelSim. This article described how to design a CIC digital filter with MATLAB and implement it with VHDL. The practice indicates thatthe design of experimental system makes students understand and master the basic theory of the course better, also can improve the ability of students to apply it in engineering.
关键词: 软件无线电;MATLAB;ModelSim;CIC
Key words: SDR;MATLAB;ModelSim;CIC
中图分类号:G43文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)02-0233-02
0引言
高校专业课程的教学内容应紧密跟踪专业领域的新技术新方法。目前,3G技术已投入商用,作为电子信息工程专业的大学生,应建立起3G技术的基本概念,掌握3G中关键技术的基本原理,毕业后才能迅速投入电子通信领域的工作。软件无线电(SDR,Software Defined Radio)技术是解决3G标准不统一等问题的关键技术,因而高校开设软件无线电课程,普及软件无线电基本理论显得十分必要。然而,软件无线电理论较抽象,有大量的公式,学生不知道这些公式在实际工程中如何使用,因而不能保持足够的学习兴趣,也不利于学生的理解吸收。为此,有必要精心设计实验课程,通过实验现象帮助学生理解有关理论。由于高校的软件无线电教学主要目的是普及基本理论,因此,实验过程以软件仿真为主。笔者对软件无线电课程的仿真实验内容进行了研究,基于MATLAB和ModelSim软件,训练学生用易懂的编程语言实现理论公式,并观察以图形为主的仿真结果。实践表明,实验内容大大提高了学生的学习兴趣,加强了理论教学的效果。
1实验内容
软件无线电的架构如图1所示。
图中的可编程处理器部分是软件无线电课程讨论的重点。目前,软件无线电平台中的可编程处理器通常包括两种:FPGA芯片与DSP芯片。其中DSP芯片主要负责完成各类通信算法,FPGA芯片主要承担数字混频器与数控振荡器的功能。
本文所研究的实验内容针对软件无线电理论基础知识,大部分功能可以由FPGA实现。归纳起来,主要有[1]:①A/D/A技术;②CIC滤波器;③HB滤波器;④FIR滤波器分布式结构;⑤FIR滤波器的多相结构;⑥数控振荡器等。可以通过MATLAB语言与VHDL语言对以上各个知识点进行编程进行仿真实验。限于篇幅,本文对其中的CIC抽取滤波器的仿真实验进行了详尽的描述。软件无线电接收机中,经过高速ADC得到的数据速率很高。当系统要设计窄带滤波器时,高速ADC的采样率远大于窄带滤波器的带宽,这就要求FIR滤波器的系数数目很大,随之产生的是对大量乘法器的需求,这些都是FPGA实现时希望避免得。
2CIC抽取滤波器的MATLAB仿真
2.1 CIC抽取滤滤器在软件无线电中的作用CIC滤波器即级联积分-梳状滤波器(cascaded integrator-comb CIC),这是一种线形相位FIR 滤波器,其优点可以概括为:不需要乘法器、不需要系数存储器、中间暂存单元较少、减、只需要很少的外部控制和很少的定时电路[2]。正是因为CIC具有以上优点,所以它在软件无线电系统中得到了广泛的应用。
2.2 CIC抽取滤波器的原理CIC滤波器的传输函数为:
H(Z)=
将HCIC分解为HI与HC两部分,其中
H(Z)=,H(Z)=1-Z
显然,HI是单级积分器的传输函数,HC是单级梳状滤波器的传输函数。其中,HC的R表示抽取倍数,M表示单级梳状滤波器的延迟系数。根据单级CIC滤波器的传输函数,令Z=e-jωf,其中f是抽取前的采样频率,代入HCIC(Z),可以求得其幅频特性为:
H(f)=
该式表明,单级CIC滤波器在f=1/(RM)的整数倍频率处是零点,因此在抽取率R固定的前提下,调整参数M能够调整零点的位置。
单级CIC滤波器的传输特性只由R、M来控制,频率特性不理想。实际工程中需要将单级滤波器级联形成N级级联CIC滤波器。图2给出了一种N级级联CIC滤波器的基本结构图[3],从图中可以看到,N级CIC滤波器的输入模块为N级积分器,积分器的输出经过抽取送给后续的N级梳状滤波器的第一级作为输入,整个CIC滤波器的滤波结果由第N级梳状滤波器输出给后续电路。
N级CIC抽取滤波器的传输函数为
H(Z)=H(Z)H(Z)=
2.3 CIC滤波器的MATLAB仿真实验过程中,要求学生借助MATLAB的滤波器设计工具FDATOOL计算指定参数的CIC滤波器的频率特性、通过MATLAB语言编程对CIC滤波器的工作原理进行仿真验证。
例如:设CIC滤波器的输入信号为3KHz、9KHz、270KHz三个信号的叠加,输入采样频率为1MHz,用FDATOOL设计CIC抽取滤波器,确定N、R、M参数,要求抽取后混叠部分被衰减40dB,编写MATLAB程序进行仿真。
2.3.1 打开FDATOOL工具中的create a multirate filter界面,指定设计目标为CIC抽取滤波器,然后设置采样频率、N、R、M等参数后,即可分析幅频特性、相频特性。图3是设置N=4、R=16、M=1后得到的频率特性图。分析该图可知,基带信号均在通带范围内,而且基带信号在横坐标为f/(RM)的整数倍频率处为零点,并且相位线性,理论亦得以验证。
2.3.2 编写MATLAB程序实现N=4、R=16、M=1的CIC滤波器,程序的运行结果如图4、图5所示。图4的(a)、(b)为滤波前的原始输入信号波形与频谱,由于采样频率远大于基带信号,所以图中未显示出清晰的基带频率。图4的(c)、(d)与抽取后信号的波形与频
谱,图中可以看出,由于抽取的原因,一方面数据个数少了16倍,并且原高频信号向基带信号靠近,并已发生了一定程度的混叠。
图5为CIC滤波后的信号波形与频谱,图中显示,混叠信号被衰减了40dB。
关键词:航天测控;教学改革;教学模式
作者简介:陆必应(1976-),男,安徽舒城人,国防科学技术大学电子科学与工程学院,副教授;王建(1981-),男,湖北宜城人,国防科学技术大学电子科学与工程学院,讲师。(湖南 长沙 410073)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)25-0141-02
“航天测控”是国防科学技术大学电子工程专业本科生的一门专业必修课程,同时也是通信工程和信息工程专业本科生的选修课程。课程重点讲述基于无线电的航天测控系统的概念、体制、组成和工作原理,引导学生了解现代航天测控技术的发展动态和方向。[1,2]作为一门专业课,一方面要传授学生航天测控系统的专业知识,另一方面要培养学生对复杂电子系统的分析能力并掌握设计方法,加强学生的工程素养。航天技术的发展及其在军事和国民经济中日益广泛的应用,特别是我国载人航天技术的跨越式发展,激发了学生学习本课程的热情,同时对课程的教学也提出了越来越高的要求。[3]本文先分析“航天测控”课程特点和教学中存在的问题,随后介绍以教学内容、教学方法、教学实践环节相配套的教学改革探索和实践,以实现专业知识学习和工程能力培养兼顾的教学目标。
一、课程特点与教学现状
“航天测控”课程教学具有如下特点:一是基本概念多,涉及领域广 。包括天文学基础、航天器轨道运行基本原理、无线电测距定位原理、高速无线数据传输原理等。二是基本原理复杂,涉及的理论基础宽,包括随机信号分析、信号与系统、雷达原理、通信原理等。三是系统复杂,安排实践环节困难。航天测控系统是复杂的电子系统,而先修课程偏重基础知识的学习,对电子系统的介绍偏少,学生很难通过一两个简单的实验课达到理解和掌握复杂航天系统的目标。以上特点决定采用传统的方法进行教学时,教师讲授难度大,学生学习理解困难,学习效果差。
该课程教学现状与存在的主要问题有:
1.教学内容多,课时少
本课程内容包括航天测控的基本原理、统一载波测控系统、跟踪与数据中继卫星系统、全球定位系统及其在航天测控中的应用四大部分,仅统一载波测控系统就包括跟踪测轨分系统、遥测分系统、遥控分系统。上述每一门技术都具有相对的独立性,涉及的理论、方法和系统都有其独特的内容。国防科学技术大学(以下简称“我校”)电子科学与工程学院早期设有航天测控专业,上述内容安排80~120课时讲授,现行的教学大纲仅安排了40课时,教学内容却没有减少,要完成教学任务,学生学习上存在较大困难。
2.教材相对陈旧,新技术介绍少
本课程的教材编写于1998年,内容上继承了航天测控专业所用内部教材的精华,重点内容为统一载波测控系统的原理、系统分析和系统设计。其优点是基本概念清楚,理论推导详实,系统分析深入,但也存在如下几个问题:一是内容过多,部分内容分析得过于深入,基础稍差的学生掌握起来有困难;二是近年来航天测控技术进步迅速,不断涌现出新概念、新方法和新技术,航天测控体制也从传统的统一载波测控体制加速向以跟踪与数据中继卫星系统为代表的天基测控体制发展,而教材没有充分反映航天测控技术的新发展。
3.教学手段单调,实践环节不足
原先的课程教学以教师板书讲授为主,配合以少量的幻灯片和课后习题作为辅助手段;学生的学习停留在阅读教材和参考书目、做课后习题上,缺少必要的实践环节。这种以讲授为主的教学模式无法充分调动学生的学习兴趣和积极性,缺少必要的实践环节,学生对理论和技术的理解无法深化,学生的主观能动性没有充分发挥,分析问题、解决问题的能力和工程素养得不到提高。
二、教学改革探索与实践
1.突出教学重点,合理选择教学内容
综合考虑航天测控技术的发展现状,并结合电子工程专业本科生的预修课程以及学时数,对教学内容进行了重新安排,修订了教材。将教学内容根据测控体制划分为统一载波测控系统、跟踪与数据中继卫星系统、全球定位系统的原理及其在航天测控中的应用三个部分。对统一载波测控系统部分内容进行了三个方面的删减:一是与先修课程内容有重复或雷同的,如跟踪测轨技术中的角度测量技术,在先修课程“雷达原理”中已有讲述,直接删除;二是要求具备比较专业的预修知识而学生又不具备的,如遥控编码体制,对电子工程专业的本科生来说由于不具备相应的预修课程,理解存在较大的困难,进行了删减,并提供相关的参考书籍供有兴趣的学生参考;三是难度太大的内容,如测控信道的设计,这部分内容要求学生在理解信号调制理论的基础上,结合特定工程实际设计出最佳波形,对大部分学生来说要求过高,也进行了删减。根据航天测控技术的发展趋势,对跟踪与数据中继卫星系统的组成、工作原理以及采用的新技术等部分内容进行了扩充。调整后的教学内容,既重视基本原理的教学,也重视测控系统的分析,还涉及测控新技术的介绍。
2.采用多种模式教学方法,提高教学效率
对课程的总体教学目标和教学所包含的知识点进行了分析,并对教学方法和教学过程进行精心设计。针对不同的教学内容,采取多种形式的教学方法,包括课堂理论教学、比较教学、案例教学、讨论教学等,并有机地结合起来。
基本原理如测控信号基本理论、测距原理、GPS工作原理等内容采用课堂理论教学,开发了多媒体教学课件,除传统的公式推导和文字描述外,配以适当的图片、动画,直观地说明理论分析结果,使学生对一些重要的结论留下深刻的印象,强化教学效果。
航天测控系统的教学若采用简单的讲授教学,由于学生工程实践经验少,往往不能深刻领会系统的内涵,抓不住重点,因此采用案例教学法与比较教学法相结合的教学方法。选择航天测控系统中较为简单但具有代表性的“单通道锁相接收机”作为教学案例,先对系统作简单介绍,使得大家对航天测控系统有一个感性认识,然后提出问题,供同学们分组分析、讨论。如跟踪测轨系统锁相接收机与一般雷达系统接收机进行比较,通过比较启发学生思考二者结构上的根本区别是什么,工作原理有什么不同,航天测控系统采用这种特殊类型接收机的原因是什么。通过比较学生较易理解航天测控跟踪测轨系统与一般雷达系统的异同,达到触类旁通的效果。通过开设讨论环节,营造生动、活跃的课堂气氛,培养学生思考问题、解决问题的能力,变被动接受为主动思考。最后以科研成果进课堂的形式对案例进行总结,同时引导学生了解航天测控系统设计基本方法。将教学团队在航天测控接收机领域所作的科研成果——某改进型航天测控接收机实物搬进课堂,分析传统接收机存在的缺陷,改进型接收机性能有哪些改善,从哪几个方面着手进行改善,如何进行改进等。通过这一具体案例,充分激发了学生的积极性,对航天测控系统设计方法这一难点也有了初步的认识。
在教学手段上,除采用计算机辅助教学外,还充分利用校园网资源,开展网络教学。编制适合网络教学的课件,提倡学生网上提问,进行网上答疑,对课外拓展性的内容提供更多的学习资料和参考文献。此外,利用网络教学可部分缓解教学内容多而课时少的矛盾。
3.重视实践环节,提高学生工程素养
“航天测控”是一门理论较深、实践性强的课程,提高学生的工程素质也是本专业课的一个重要学习目标。航天无线电测控系统是一个复杂庞大的系统,没有条件开展针对整个系统的实践性教学,但在基本原理和分系统教学过程中增加了实践性环节,如简单的实验设计、开放式研究性习题设计等。另外,对深空测控、小卫星测控、星座测控等测控领域的新课题、新技术、新发展,根据情况开设一两个专题讲座,使学生了解航天测控技术的最新发展,提升学生应用能力。
4.加强教学团队建设
作为一门专业课,虽然面向的专业范围窄,学生层次相对统一,只要一两名老师就可完成课程的教学任务,但不能因此就忽视教学团队的建设。作为教学活动中的关键要素之一和教学活动的具体实施者,教师本身的专业理论知识、实践能力、教学能力、科研能力对课程的教学效果有决定性的影响。因此,我校建立了一个由教授、副教授、讲师等不同层次教师组成的教学团队。团队中所有成员都从事航天测控领域的科研工作,由同时具有丰富科研经验和教学经验的副教授担任主讲老师,由教授开展航天测控领域新技术、新发展专题讲座,其他成员的科研成果为教学案例提供支撑。同时通过“跟、帮、带”,促进年青教师的成长,保证教学团队教学水平的稳步提高。
三、结束语
随着航天技术在国防、国民经济中日益广泛的应用,航天测控技术也获得了快速发展和广泛重视,对“航天测控”课程教学提出了越来越高的要求。本文对“航天测控”课程存在的问题进行了分析并提出了切实可行的改进措施,通过教学内容、教学方法、教学过程和师资队伍建设的改革,精简了教学内容,采用了以比较教学法和案例教学法为主导的多样化教学方法,充分调动了学生的学习积极性和主动性,培养了学生自主学习能力、分析解决问题能力,达到了专业知识学习和专业技能培养并举的目标。
参考文献:
[1]周智敏,陆必应,宋千.航天无线电测控原理与系统[M].北京:电子工业出版社,2008.
作为近年来组织与引导学生开展自主学习、科学研究与设计创新的第二课堂,大学生实践培训基地已逐渐引起国内各高校的关注,对于形成“课内外结合、全方位、立体化”的科技活动平台,提升学生工程实践能力起到了重要作用。近年来,桂林电子科技大学投资过百万创建了电子设计培训中心,该中心既是电子设计竞赛的学生培训基地,也是广西区电子设计竞赛的测评场所,更是桂林电子科技大学的电子信息科技活动平台。其建设思路定义为:以全国大学生电子设计竞赛为主线,整合电子信息类教学资源,以学生为中心,以创新思维和实践动手能力的训练为核心,以培养创新务实高素质的应用型人才为宗旨,以创新思维、基本科研技能及知识综合应用能力等多层次训练为目标的电子信息科技文化活动平台。中心根据学生科技活动特点及学科发展要求,除购置了电脑、示波器、信号发生器、稳压电源等常用仪器设备以外,还配置了EDA开发系统、DSP开发系统、单片机开发系统、德国“乐普科”自动制版系统等设备。中心网站定期公布一些题目,全校学生均可自愿参加制作,经培训中心指导教师验收合格后,即可进入中心学习。中心在时间、空间、资源、指导等方面对学生进行开放式管理,培养学生的自觉研究习惯。培训中心的主要功能包括:
1.1开展一系列分项目、分层次的讲座,包括有关电源、DDS信号源、扫频仪的原理,设计思路,高频电路,FPGA,单片机,控制理论,论文写作等专题以及电路调试中的实用方法和技巧。近三年来,电子设计培训中心在区内开出公开讲座2次,校内讲座10余次。
1.2编写《Protel设计与提高》、《FPGA实践与应用》等培训教材,面向电子设计爱好者组织经常性的培训,通过训练考核促进学生设计与制作能力的提高。同时,利用与电子行业相关企业建立的合作机制,由企业主动提供新产品、新设备,对师生开展进校集中培训,介绍行业的新知识、新理论、新技术。
1.3为有较强创新意识和实践动手能力的学生参与创新性实验项目、教师科研、毕业设计、课程设计等提供技术指导及设备支持。“小功率数控交直流电流源”、“基于FPGA的RFID实训平台”、“智能无线搜救系统”、“基于软件无线电的数字SSB无线收发机”等一批学生项目相继完成并通过测试。
1.4作为大学生电子设计竞赛广西赛区的测评基地,为整个广西赛区作品的测评提供全套设备和良好的测试环境。培训中心的管理采用教学改革项目模式,学校每年验收一次,根据中心当年的培训规模、参赛成果等划拨下一年度经费。电子信息类专业学生通过中心的活动扩大了知识面,同时学校也遴选出了一批参加区级和国家级竞赛的种子选手。
2注重兴趣培养,夯实入门基础
在学生入校之初,就宣传“先实践、后理论、再实践”的学习方式,鼓励学生及早参与竞赛培训、体验实践创新。通过获奖学生经验介绍会等形式,使新生深刻意识到:具有大赛经历的学生,会带着大赛中的许多实践问题学习理论课,迅速渡过认知阶段,加深对理论知识的理解。因此,并非要课程都学完才能参加大赛,要提前介入,介入得越早越好[4]20-22。参与培训的学生以自愿为基础,采用三人组队形式。组队时,提倡专业搭配、学科交叉,具有电路制作、软件仿真、单片机编程、机械设计等专长的学生合理分工,优劣互补。组队形式从一开始便基本固定下来,经过长期的磨合、磋商后,一旦有了赛事,小组成员之间即可默契配合、各司其职,为获取佳绩奠定了基础。对于刚接触竞赛培训的学生,组织参观演示性强的往届学生获奖作品,提高学生的参与兴趣。分别从数字电路、模拟电路、单片机、DSP及EDA等几个方面介绍基础理论知识,然后开设一些简单的单元制作项目,具体内容包括:信源电路、抢答器、计时器、放大器、传感器、滤波器等。这些单元电路既是各种通用电路的基础,又都具有趣味性和可欣赏性,可以作为独立的成果进行展示,从而激发学生学习电子信息类知识的热情和自信心,初步体验电子设计制作的基本流程,迈出实践创新的第一步。
3研究竞赛选题,推行层次化训练
全国大学生电子设计竞赛的选题范围“以电子技术(包括模拟电路和数字电路)的应用设计为主,可以涉及单片机、可编程器件及微机(微机主要作开发用)。题目尽可能考虑到教学的基本要求,并兼顾新技术的发展。”历年竞赛题目主要分为:(1)无线收/发信机;(2)数据采集、测量、传输与控制系统;(3)高、低频信号源;(4)交、直流放大器。细化到实际课程中,则涵盖模拟电子电路、数字电子电路、高频电路、传感器技术及应用、微机原理、单片机接口技术、PLD可编程技术、自动控制原理等多门课程[5-7]131-148,415-420,130-132。根据大学生电子设计竞赛的题型和内容倾向,针对需要掌握的基本知识、技术及技能,结合电子信息类应用型人才培养方案要求,开展层次化训练。
3.1分项训练对于具备一定设计制作基础的学生,根据模拟电路、数字电路和单片机电路模块分别进行分项专题训练。模拟电路部分主要训练项目为:音频功放(包括音调、功率放大)、电源(稳压、稳流)、程控放大器;数字电路部分包括:常规器件实现数字钟、方波的展宽与变窄、常规器件实现的频率计;单片机电路部分包括:单片机配合A/D转换器实现数字电压表、单片机与D/A转换器实现的波形发生器、单片机对电机的控制。
3.2综合训练融合基础层次的多个模块给出设计题目和参数要求,启发性地讲解设计要点,使学生建立起系统的概念并自主设计、制作作品。
3.3跨学科集成训练集中进行涉及自动化、机械、光学等多方面、跨学科的综合训练,包括:直流稳压源、信号发生器、无线收/发信机、信号检测与控制系统、数据采集与控制等。指导教师给出参数要求和大致参考方案,具体的设计和实施则通过学生查阅资料、教师答疑和学生自己的实践来完成[8]154-156。
3.4赛前冲刺在开赛前期,参照电子设计竞赛模式,采用模拟试题,要求学生以2-3人组队的形式,在设定的时间限度内完成资料查阅、方案选择、电路制作、程序调试、问题排查、论文写作等一系列工作,体验竞赛氛围和工作模式。同时,邀请有丰富竞赛经验的指导教师或企业工程师开设专题讲座,讲评电子制作作品,补充竞赛方法和技巧,开拓学生的知识结构,使学生的实战能力得到快速提高[9]120-123。为了能更真实地反映出学生电子设计制作的实际水平,当前在区级赛和国家级赛中,逐渐加设了全封闭式的制作类专项竞赛。由组委会提供仪器设备、电路元件、万能板等硬件设备,各参赛队只能携带参考书籍和未写入程序的单片机小系统板入场。参赛队员需自行查阅资料、设计电路方案、列出元件清单并领用元件、在万能板上布设元件、焊接电路、调试并测量数据。针对这一竞赛形式,反馈到赛前培训中,则更需要加强对学生基础知识、独立工作能力和拼搏精神的培养和锻炼。
4开展校级竞赛,提供练兵舞台
学科竞赛是考查学生基本理论知识和提高解决实际问题能力的重要途径,同时也是培养学生实战经验和良好心理素质,从而在电子设计竞赛中获取佳绩的重要保障。参照电子竞赛的题型设置和考核方式,结合学校电子信息类专业培养目标,定期举办多项校级竞赛。竞赛依托丰富的校企合作资源,多采用企业提供竞赛经费或器件设备的形式,在题目中引入企业生产的实际问题,使竞赛来源于实践、服务于实践。“TI杯”模拟电子设计赛、“柯蓝杯”电子设计竞赛、ARM嵌入式系统设计竞赛等各类赛事为学生提供了真刀真枪比能力的练兵平台,同时极大地丰富了校园科技文化的内容,营造出浓厚的创新实践学习氛围。在竞赛种类的安排上,贯彻“高低年级并行、基础与提高并重”的方针,注意涵盖各年级学生的需求。针对低年级学生,定期举办实验仪器操作技能大赛,鼓励学生熟练掌握仪器设备使用、数据读取及常见故障处理技能,为之后的电子设计制作训练奠定坚实的基础。
关键词:电路教学;教学方法;多媒体教学
作者简介:单小琴(1986-),女,江苏大丰人,南京理工大学紫金学院电子工程与光电技术系,助教。(江苏 南京 210046)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)08-0027-02
电路课程是高校电子信息类专业的第一门专业基础课,更是自动化、电气等强电类专业的基础课,后继课程如模拟电子技术、数字逻辑电路、电力电子技术、传感器、运动控制等专业课都以电路为基础,可见其重要性。其实在初中物理中学生就开始接触一些最基本的电路知识,所以电路课程对他们来说并不陌生。电路来源于物理,又不同于物理。物理更微观更抽象,电路虽然也有点抽象,但是毕竟已建立起电路模型,更接近真实。后继课程中的电子线路就是实际的器件了,比如二极管、三极管(或者晶体管)、电阻器、电容器等都是实实在在的器件,但是要达到熟悉掌握的程度都要以学好电路为基础。
从目前各高校电路教学的现状来看,主要存在以下问题:由于电路是基础课,大多采用大班教学;学生的基础知识、学习水平参差不齐;很多课堂采用“灌堂式”、“填鸭式”的教学模式,教师采用现代多媒体,一节课下来学生感觉收获不多。笔者根据近两年的电路教学实践,针对目前电路教学中存在的问题提出了自己的一些思考和想法。
一、教学内容的整合和分类
电路理论按研究方法可分为电路分析和电路综合两部分。电路分析是指给定电路参数和输入激励来求解输出响应,而网络综合则指给定输入激励和输出响应来求电路参数。当然电路分析更直接更基础,而网络综合则要考查学生应用型创新设计思维。而电路课程主要进行电路分析部分的教学。电路分析的主要目的是通过对电路模型的分析计算预测实际电路的特性,从而改进实际电路的电气特性和设计出新的电路。其主要任务是掌握电路的基本理论和电路分析的方法。从电路性质来分,主要分为几个大类:直流电路部分、动态电路部分、正弦交流部分和多端网络部分。其中直流电路部分包括:电路模型和电路定律、简单电阻电路分析、电阻电路的一般分析、电路定理、运算放大器;动态电路部分即一阶电路和二阶电路;正弦交流部分包括正弦电流电路基础、正弦稳态电路的分析、含耦合电感的电路、三相电路、非正弦周期电流电路;多端网络即二端口网络中网络参数和端接电路的分析。
电路的经典理论已经非常精炼,没有可修改的地方,但是可以按照培养目标从突出各专业特色方面来优化调整教学内容。比如电气专业可以重点学习网络函数和频率响应方面的内容以弥补不开设信号与系统课程的缺陷,将运算放大器的内容放到后续的模拟电子技术中重点讨论。总之,各个专业的授课内容尽量做到全中有重,在经典内容优化的基础上强调专业的特色。
二、教学方法的研究
1.理论联系实际,激发学生的学习兴趣
电路理论与后继的电子线路课程相比还是比较抽象,学生在学习的过程中无法体会其在实际生活中的应用。而目前的电子电气技术迅速发展,作为专业基础课的电路课程肯定不可能脱离专业学科的内容,而且学生在以后的专业课学习中也会逐步加深对电路理论的理解。所以作为教师,在教学的过程中就要注意把生活中的实际问题与电路理论联系起来,通过电路理论解决这些遇到的实际问题会激发他们的求知欲,提高学生学习电路的热情和兴趣,同时也加深了学生对理论知识的理解。
举个例子,在第一节课即电路的绪论中,从最朴实易懂的话语入手介绍电的基本应用。在现代人类生产、生活和科研活动中一刻也离不开电。信息的处理和传输也要靠电,计算机、通信网和无线电等无不以电作为信息的载体。现代高科技的发展也离不开电,从探索物质粒子的加速器到探索宇宙天体的飞船和卫星,从研究可在人体血管内爬行的电机到研究可作为未来能源技术的受控核聚变装置,都需要电的支撑。人们在实际的工作和生活中会遇到很多的电路。实际电路是由电路元器件(包括电阻器、电容器、电感线圈、晶体管、变压器、电动机等)相连接而构成的。当电路通上电流就可以进行能量的转换、传递、分配和信号的处理。
在讲到电路可以实现能量的传输和转换时,让学生思考长距离的强电传输问题。从南京的发电厂所发出的电要输送到遥远的内蒙古该如何实现?学生讨论热烈,气氛很活跃,很显然激发起了他们的求知欲。发电厂只发220V的交流电,想要进行长距离的电能传输必须进行升压处理,比如通过升压变压器升到500kV,但是经过几百公里长距离的传输到了内蒙古,一个普通的家庭也只需要220V的交流电即可,所以还要通过降压变压器进行降压处理。提醒学生:高压线旁不安全,不能靠近;若走进高压,电磁漩涡会把人卷进去,跨步电压将是致命的;人离6~10kV的高压线路应10米远;不要湿手去摸灯口、开关和插座。再比如讲弱电的处理问题时可介绍一般大歌星开演唱会时都是自带大功率功放等音响设备的。从这些最朴素的例子中把抽象的电路理论变成容易理解和摸得着的现实问题,学生也会在今后的学习中更有目的和针对性了。
2.重点难点的讲授和强化
对于电路理论第一章节中关于电压、电流的参考方向以及关联方向的知识点,学生开始不以为然,觉得很简单,但是在往后的解题中学生经常会在这个看似很简单的知识点上出问题,分不清电压和电流的关联参考方向如何判断,就是因为学习的时候掉以轻心,不把这个问题当回事,所以在解题的时候才会出错。一定要提醒学生这个知识点是重点,不要看似明白却不真正明白,敲响他们的警钟会得到很好的效果。同样对于基尔霍夫定律来说也是如此。基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)是电路理论中最基本的两个定律,在介绍这个章节时一定要强调,虽然不难,但它们是研究电路理论和分析解题的指挥棒,不管多复杂多困难的问题,归根结底就是要列出电路的KCL和KVL方程,包括以后所学的各种电路分析方法和电路定理都是通过列出KCL、KVL方程整理而得。
再比如说,含受控源的电路分析是电路理论中的一个难点,很多学生见到受控源的电路就傻了眼,不知道该如何处理。所以作为教师就应该想方设法帮助学生克服对受控源的恐惧心理。可以采用受控源专题讲授方法,从它的定义来源、各种处理受控源的解题思路着手进行强化训练,想必经过一到两次专题训练,学生会对含受控源的电路分析有很大的收获。从定义入手,受控源不同于独立源,是一种非独立源,当一条支路上的电压或电流受其他支路上的电压或电流控制时就称为受控源。对含有受控源的电路分析时常采用基本的电路分析方法,包括支路电流法、网孔电流法、节点电压法列写方程,在建立方程的时候对受控源的处理与相应的独立源一样对待,受控电压源当成独立电压源,受控电流源当成独立电流源,由于引进了控制量这个未知数,所以还要添加控制量与变量之间的补充方程。在用戴维南定理分析含受控源电路时,求开路电压时将受控源视作对应的独立源处理,但在求端口等效电阻时采用外加激励法,这是求解含受控源电路等效电阻的基本方法。在讲解的过程中给学生灌输一种理念:把受控源视作对应的独立源处理,注意控制量和变量之间的关系。通过不断练习、不断强调,学生会渐渐解决电路学习中的难题了,促进他们的学习和探索。
3.归纳总结法
对于电路课程来说,有很多知识前后都是连贯相同的。作为教师应该善于总结归纳,更利于学生把前后的知识融会贯通,有助于更好地吸收和消化。比如说在电路理论中,等效的概念经常出现。等效的定义为:如果一个端口网络在端口处的伏安关系和另一个端口网络在端口处的伏安关系完全相同,则称这两个端口网络是等效的。从等效的概念推导出电阻的串并联、三角型—星型的变换以及电源的串并联后的等效电阻和等效电源。实际电源的等效变换更是利用等效的概念把由一个电压源与一个电阻串联而成的实际电压源变换成由一个电流源与一个电阻并联而成的实际电流源,而不改变其端口处的伏安关系。后面二端口网络的等效同样遵循这个原理。所以说,一个共通的概念应该贯彻到电路教学的整个过程中,让学生能够举一反三,融会贯通。
电路理论中还有一个重要的思想就是对偶。电路中某些元素之间的关系用它们的对偶元素对应地置换后所得到的新关系也一定成立。如电压与电流、电阻与电导、电感与电容、串联与并联、短路与开路、KCL与KVL等等。对这些对偶关系的总结有利于学生的对比记忆,更有助于消化。
三、多媒体和传统板书教学完美融合
多媒体教学虽然可以将教学素材更加形象生动地表达出来,通过文字、图片、动画的形式让学生有直观的感受,但是由于电路课程的理论性,如果只是单纯地依赖多媒体,教学的效果并不会很好。有些重要的公式推导、电路的分析还是要求教师采用传统的板书教学,只有通过学生自己一笔一划地记下笔记,学习才会打下扎实的基础。
四、结束语
大学的课堂教学不仅教给学生知识,更要教其学法。通过电路课程的教学,教给学生工科专业的思维方式,指导其在今后的课程学习乃至以后的工作中运用这种思维方式,这才是最重要的,“授之鱼,不如授之以渔”。因此,教师在教学过程中就要不断提高自己、严格要求自己,善于发现总结经验,激发学生主动学习的热情,培养学生独立思考的精神,实现真正意义上的自主学习。
参考文献:
[1]黄锦安.电路[M].北京:机械工业出版社,2007.
[2]刘兴华,丁光彬,简新平.对电路教学的思考[J].河北建筑科技学院学报,2006,23(1).
一首甜滋滋的歌来自梦想,是梦想心灵的一部分,当梦想开放的那一天即是你最快乐的一天也是你最无法接受的一天。共同阅读关于梦想即兴演讲范文三分钟,请您阅读!
梦想即兴演讲1当我们年少的时候,我们踌躇满志,带着出身牛犊不怕虎的勇气,大言不惭地说着“给我一个支点,我就能撬起这个地球。”然而随着时间的流逝,我们进一步接触社会,接触生活,我们发现现实并不如想象地那么美好。渐渐地,我们原有的豪情都化为了苦闷与迷惘,有人把那些曾经的梦想放在心底,选择一条看似是“捷径”的人生道路,向现实作出妥协和让步;也有人因为现实的不如意,选择逃避,在网络中找到了精神寄托,浪费了大好的青春时光。梦想的萎缩不仅使我们的青春年华变得乏味,更是对自己不负责任的一种表现。
上了大学,没有了高考的指挥棒横在那里,曾经有段时间我过得有些懈怠。想偷懒的时候就安慰自己明天可以再努力,我总以为时间还有很多。直到在别人取得成绩的时候我还一事无成,在别人为梦想拼搏的时候我还在原地踏步,我才恍然:原来不再回头的,不只是那古老的光阴,也不只是那些个夜晚的星群和月亮,还有我们的青春在流逝着。四年,我们有幸拥有着这四年,但多少人的四年已一去不返;还有多少人在为能拥有这四年,而埋头于题海和各种各样的考试中呢?当初我们从他们这种状况中走出来,走进许多人梦寐以求的大学,难道就把这宝贵的四年白白荒废了么?
青春是一笔巨大财富,谁越是有效地利用它,谁的人生价值就越大。不要以为青春是一个很轻松的话题,以为你拥有的一切都是理所当然,你的生活可以随心所欲。你拥有青春,就意味着你肩负着一份青春赋予你的责任,一份祖国未来需要你的责任,一份你必须对自己对父母对家庭承诺的责任。当然,责任也好,梦想也好,只有建立在行动的基础上才不至于成为空谈。有了梦想和追求,我们才不会迷失方向,而有了责任感,我们才有了前进的动力。
“许多年以前,伟大的大不列颠探险家,那位最后死在珠穆朗玛峰的乔治马洛里,当被问到为何要攀登这座高峰时,他回答:因为它在那里。”
太空在那里,我们决心攀登;月亮和行星们在那里,我们决心冒险;获取新知的明天在那里,实现梦想的新希望也在那里。不要害怕布满荆棘的路途,年轻的我们定能走出康庄大道;不要害怕生活的磨难艰辛,拥有梦想的我们经得起平淡的流年;不要害怕责任的沉重,要相信自己能够全力以赴。
在今天这样一个机会与竞争并存,希望与困惑交织的时代,如何实现自我价值,履行好社会和家庭赋予我们的责任,是一道摆在我们每一个人面前的课题。我们应当在青年时期多做一些有意义的事情,那么,等到多年以后回过头来看看,我们可以骄傲地说,我无愧!
梦想即兴演讲2“放飞梦想,大声歌唱,挑战自我,让自己足够坚强;放飞梦想,青春绽放,梦想就在不远的前方……”一曲溢满激情的旋律,牵动了多少年轻的心。是啊,我们谁不曾仰望天际,带着憧憬,放飞梦想;谁不曾高呼着“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”踏上追梦旅途。每个人都有自己的梦想,每个人都渴望描绘人生的美好蓝图,当然,我也不会例外,我的梦想就是:携起文的手,永永远远走下去!
说到我的梦想,不禁想起了海子和路遥,想起了他们对于文化和写作的态度,那种神圣而崇高的态度。从**年3月26日到1992年11月17日,这两个日期似乎真的成了神圣写作和崇高写作的忌日,我不知道今后还会有几个海子、几个路遥,但我作为一名中学生,我想我要做的,就是为梦想拼搏,为钟爱的文学守护一片纯真。
曾经,多少次默默的在心底编织着梦想与希冀;曾经,多少次双手合十祈愿梦想的种子开花结实。但我知道,梦想在远大也不过是一颗小小的种子,香甜的果实还要靠付出的雨露来灌溉。所以,在以后的日子里,我会带上信念,勇往直前!
奔跑在追梦的旅途中,我发现,其实理想不该只为自己,梦想的花朵,该为他人绽放,哪怕是一点淡淡的馨香,也该让它弥散的很远很远。眺眼古今,多少文人墨客将梦想的花朵献给祖国,芳名永存。遥望唐朝,我看到了李白,醉态酩酊,吟诗千首,为中国留下了无价的文化瑰宝;回首近代,我看到了鲁迅,用“我以我血荐轩辕”的誓言和刚强的文表达着他的爱国情怀;举目当今,我看到了季羡林,年过耄耋依然笔耕不辍,用心书写着他所深爱着的祖国……一个个馨香的梦想,一个个高尚的灵魂,无不让我感慨万千。所以,我会以他们为榜样,找到自己的坐标,让梦想之花尽情绽放,为自己绽放,更为祖国与他人绽放!
我深知,没有谁的梦想不去付出即能实现;我明白,梦想的实现要靠不懈的努力与坚持。追梦的路上,挫折、打击总会接踵而至,但我坚信,只要多一份自信,少一份恐惧,多一份坚强,少一份软弱,我们终归会登上梦想之巅俯瞰众山!
人生长路漫漫无期,在未来的旅途中,我会带上希望,放飞梦想,将心浓缩到纸上,放大到生命里!
梦想即兴演讲3尊敬的老师、亲爱的同学们:
大家上午好!
今天我演讲的题目是《放飞梦想》。
每年的春天,万物复苏,人们都会走出家门放风筝。望着这满天的风筝,我们可曾想过:是不是我们的梦想也可以像这风筝一样放飞呢?
给大家讲一个故事:一个平凡的乡村邮差,每天都会在来回的路上拾一些石子,人们问他为什么做这样无聊的事,他说,他要建一座自己的城堡。他一天一天坚持不懈,日复一日,年复一年,当乡里的人们早已忘了这事时,一座美丽的城堡已经建成了,这就是邮差的城堡,他梦想的城堡。这就是梦想的力量。如果心中有了一个梦想而永不改变,朝着这个方向去努力,不管路上有多大的困难与坎坷,都不要望而却步,梦想总会实现。
在我们每个人的心里,都有一个梦想,但是,生活中却有这样的人:某个人想要考上名牌大学,如果他天天只说不做,大家想想,他的梦想能实现吗?当然,这个梦想只会是一个妄想。我们要行动起来,把梦想分为一个个小目标,大到一学期,小到一天24小时。比如说:今天作业得优,月考要在全班前5名…一个个小目标拉近你和梦想的距离,总有一天,会到达梦想的彼岸。
月考即将来临,同学们都在热火朝天地学习,这正是我们放飞梦想的时候,趁着现在,我们一起努力奋斗,实现梦想,放飞梦想吧!
我的演讲完毕,谢谢大家!
梦想即兴演讲4人人都有梦想,有的想成为杨立伟一样的航天员,登上太空,自由自在地遨游,探索太空的奥秘;有的想当无所不能的工程师,设计建造出高科技的桥梁和摩天大厦;有的想当技术精湛的医生,攻克医学上的疑难杂症,让更多的人远离疾病的痛苦;还有的想当大红大紫的歌星,在世界各地展开歌喉,为大家唱出一首首优美的歌曲……我有一个光辉的梦想,那就是当一名象体育健儿刘翔一样的奥运冠军。
当我随着国家队,穿着印有五星红旗标志的运动服,夹在亚、非、拉、美短跑运动员中间,雄纠纠、气昂昂地跨上__年的奥运赛场,满载着全国人民的殷切期望,当我像离弦的箭直奔终点,黄、白、棕、黑的世界奥运健儿都被我远远地甩在了身后。
汗流满面的我更加充满了自信,握紧拳头暗暗给自己加油:“一定要超过他们!我一定能行!中国人一定能赢!”当庄严的五星红旗高高地飘在我的头顶,当雄壮的中华人民共和国国歌为我奏起,当光彩夺目的金牌被挂在我的脖子上,当清脆的橄榄枝编织的花环戴在我的头顶,望着美国选手和日本选手向我投来羡慕的目光,热泪盈满了我的双眼。
我双手举着五星红旗围着赛场跑了一圈又一圈。全场为我欢呼,中国人民为我欢呼,全世界的华人为我欢呼!我赢了,中国人赢了!我终于为中国赢得了荣誉,在中国的金牌榜上又添了一块金牌!我高兴地蹦着跳着,队友们把我举起来在天空中抛着,抛着……
当奥运冠军的感觉真棒!我简直沉浸在我辉煌的梦想里了。但是,我知道这仅仅是一个梦想,要想实现这个梦想,必须付出巨大的努力,我今后一定要加强锻炼,积极参加学校组织的运动会、越野赛等一系列体育活动,好好学习,用知识武装自己的头脑,吃常人吃不了的苦,流常人流不了的汗,在意志、毅力上超过他人。从我做起,从现在做起,我想在不久的将来的奥运会上,我一定能够拿到一枚真正的金牌,实现我光辉而灿烂的梦想!
相信我吧,庄严的五星红旗一定会为我升起,雄壮的中华人民共和国国歌一定会为我奏响的!
梦想即兴演讲5人生并不是非要梦想成真才算成功,也许梦想永远都实现不了,但是追寻梦想的过程当中,得到了更多,充实了原本的生命,完成了生命的意义。
有个人,小时候,他梦想当科学家,立志长大后要做像爱因斯坦、牛顿、伽利略、达尔文………那样的人,为人类做出杰出的贡献。为此他拼命地学习科学基础知识,但长大后他发现真正伟大的科学家不仅仅要执着,还要天赋,他想自己脑袋瓜不可能像爱因斯坦一样“超时空转移”,所以他放弃了科学家的梦想。上小学时,他喜欢画军舰,画飞机,自己动手做航模,梦想有一天能成为航母的总设计师,心想如果做不了总设计师就当航母的总建造师,但随着自我“嘿五类”成分的清晰认识,这类梦就想都不敢再想。后来他又迷上了无线电,成天拆撤旧家电,认真研读完三大本清华大学《电子线路》,再后来因为上大学学的是“机械制造”,这个梦想也就不了了之。大学里他狂热地追逐做个“手风琴演奏家”,但对艺术“刻苦钻研”没有让他在艺术上有所成就,因为他“实在”没有艺术细胞。当南斯拉夫的《桥》热映时,影片中那座宏伟的、优美的、精致的桥,以及桥梁设计工程师为“热爱”而悲壮献身的精神给他留下了极为深刻的、难以磨灭的印象,他就想自己能当桥梁设计师或者摩天大楼的设计师多好。实际上大学后,他被分配到石油系统中工作,父亲对他有一个期望,希望他能够做一个合格的工程师。他想太小觑我了!要做也要做一个世界级的石油专家。工作多年后,随着对石油价值与储量的深入了解,他发现石油是个没有前途的行业,他再次抛弃了自己的专业,投入到一个全新的领域,研究太阳能,终于太阳能做出来了,他又想让人人用上太阳能,37岁时,他毅然辞职,全力追寻他的太阳能梦想……
他不断地梦想,梦想又不断的破灭,一个梦想还没破灭,另一个梦想毫不迟疑地跟上。有的梦想实现了,有的梦想也许永远都没法实现。这样的一生,你认为成功吗?如果你的人生正在经历这样的过程,不断的梦想,又不断地破灭,你感到焦躁吗?你会无望吗?已经快到了不惑之年事业还没有所谓的立,你是否还将继续梦想下去?
也许有人已经猜到这个人就是37年之前的我,认为我的成功是得于之后找到了属于自己的“太阳能梦想”。实际上,我个人认为我之前所有的梦想,无论是实现的还是没有实现的梦想,每个梦想都为下一个梦想做了积淀。比如说认真学习的科学基础知识、无线电的专业知识在后来的工作和创业过程中都一一用到;摆弄航模的也好还是拆拆旧家电也罢,甚至做太阳能,锻炼了我的动手能力,而这种能力在工作中显得越来越重要了。艺术的熏陶也使我对企业宣传游刃有余,皇明早期产品说明书,广告语都是出自我的创意。对工程师梦想的追寻,让工程师执着、务实的精神、严谨的作风渗入我的骨髓,形成血液。在树立皇明企业文化时,将“大胆设想小心求证”加入企业文化,相信这种严谨的作风,无论是在学术上还是在经营当中,抑或是在生产制造当中,任何领域任何时候都不会过时。现在集团正在规划和建造可再生能源国际交流中心、节能住宅,我在跟一群工程师、建筑师合作,共同在营造绿色家园,因为建筑师的情结,使得我多了一份学习的热情,凭空学了不少东西……
现在回过头来看,我的每一个梦想都有价值,追梦的过程中留下了自己青春的足迹,积累了很多东西,也成熟了。有的梦想就算别的没有积累,也增加了自己的抗打击能力。而且很多梦想,因为我不断地努力追寻,在不经意之间,阴差阳错地被其他梦想捎带脚地实现了。例如我现在虽然还是一个科学家,但我不仅仅上了北大、清华等高等学府的讲坛(小时候科学家与教授分不清,以为成为教授就是科学家),被聘为许多学校的兼职教授,还组织了一批科学家团队,算是圆了自己科学家的梦,这种思想虽有点浅薄,有点庸俗,但总是不经意地就会在他脑海中跳出来。
程控交换机是用程序来控制信息交换的仪器。目前,该仪器在通信行业已经开始普及应用。针对程控交换机的无间断通信的应用条件,对程控交换机进行维护和管理是非常必要的。这种定期维护和管理可以提前预测和清除一些交换机故障,从而维持通信系统的正常运行。
一、程控交换机的维护特点
(一)对工作人员素质要求高。程控交换机是集成电路技术、计算机技术和通信技术综合密集型电子系统工程。要求维护人员应具有以上三种技术的基础知识。了解程控交换机系统结构,经过专业的维修培训,能熟练的运用英语和各种人与程控交换机命令的操作说明和含义。
(二)系统可靠性高,工作量小。程控交换机大多采用集成电路,分立元件很少,集成度高、体积小、耗电低、可靠性高。不但采用的器件技术先进,而且装备工艺严格;元器件装板上以前已经过抽测、筛选、老化处理,制好的印制电路板经过单板测试、整机测试及老化处理,使得可靠性大大提高。
(三)具有自诊断功能。①可以随时打印交换系统对整个系统的运行、操作和故障状况,以便操作人员及时掌握系统状况。维护人员可以根据打印出的故障资料,进行分析判断。②在程控交换机软件系统中,诊断程序和检测程序占相当大的比例。诊断又分为定期诊断测试和随机诊断测试两种:定期诊断可以通过人机命令,使交换设备在话务负荷清闲时,对系统作一次全面测试。而随机诊断测试在交换设备运行中的同时进行。
二、程控交换机的维护内容
(一)程控交换机硬件维护。程控交换机硬件由单板、背板、插箱和机架组成。程控交换机开机后,在正常运行过程中,其印刷电路板和接插件等部件不能随便触动。因此,维护人员对程控交换机硬件的日常管理和维护主要是除尘保养和技术维护。程控交换机主要板件应有备件,一旦出现故障要及时进行更换,以缩短故障时间。定期检测交换机的地线和保安设施,使之符合要求。根据告警信息的提示,及时对可疑部件进行检测和维修,并及时更换。定期检查交换机的进出线,及时更换老化和破损线。
(二)程控交换机软件维护。程控交换机的软件管理和维护主要有以下几个内容:保管好随机带的软件磁盘,以防系统瘫痪重装需要。正确设置操作员操作权限,以免误操作引起系统故障。增删和修改用户数据、局向数据前数据备份,避免操作不成功能恢复原数据。定期测试软硬件功能,定时备份局、用户数据。查看各级告警信息,根据信息正确诊断并处理故障。配合厂家作好软件远程维护工作。及时对服务器,维护终端,计费器,话务台进行软件杀毒,保护主机和软件的安全。
(三)机房的维护。①电磁环境。目前电磁环境的污染情况十分严重,在程控机房内和附近,不允许安装大功率无线电台,以防止电磁辐射影响交换机的正常工作。在机房内,交换机的各种电缆与市电交流电源线应尽量远离,不能长距离并排铺设,以免造成电磁耦合或阻容耦合干扰。必要时,各类线缆应互相交叉通过。②防静电要求。程控交换机内部电路采用了大量的半导体MOS、CMOS等器件。由于这类器件对静电的敏感范围为25~1000V,而静电产生的静电电压往往高达数千伏甚至万伏以上,这样高的静电电压足以击穿各种类型的半导体器件。由静电引起的故障可以涉及到交换机的各个部位,严重时还可造成交换机整个系统的瘫痪。③机房温度和环境。程控交换机对机房的温度和环境要求较高。用户量越多,能耗也越大,散发出来的热量也越大,因此需要在恒温、干净的环境中运行。机房温度要保持在20摄氏度左右。注意温度的同时还要保持机房的一定湿度,如机房太潮湿,会使机器的金属部件生锈,腐蚀设备,甚至会造成线路绝缘降低,电路短路等现象。机房过于干燥,则容易产生静电,直接威胁到交换机的安全。按规定,机房的湿度应保持在40%~60%。温度和湿度可通过温度计等监视,必要时,可以安装空调、加湿机或抽湿机等进行调节。
(四)程控交换机的维护。交换机的维护大致分为两种:预防性维护和纠正性维护。预防性维护是通过监视、测量和抽查等手段,收集各种所需要的数据,并对这些数据进行分析,进而提出排除故障隐患的具体办法及措施;纠正性维护是在设备出现故障后,采取必要的措施。平时设备的维护以预防性维护为主,防患于未然。这就要求维护人员在日常维护过程中,要善于发现设备潜在的故障,找出可能诱发故障的因素,消除设备的隐患。在设备出现故障以后,要及时找出这些故障的根源。因此,维护人员要认真做好各种告警、故障记录,收集全部有关数据,仔细分析观察,积累总结经验。
三、加强程控交换机的维护对策
(一)严格维护管理制度。为保证程控机房的科学化、制度化管理,应严格建立和执行维护管理制度。需要制定有关制度:程控机房管理制度;机务员值班制度;交接班制度;备品备件管理制度;技术资料和原始记录管理制度;机房清洁卫生制度;安全保密制度。
(二)完善维护工作内容。采用交接班负责制对设备进行全日程的维护管理,一般的检查内容包括:①机房温湿度的检查;②中继闭塞状态显示;③设备告警显示;④有无重大事故发生;⑤有无上级重要指示、业务通知;⑥工具、仪表、资料是否齐全;⑦主机及设备运行情况、障碍情况;设备、电路变更情况;⑧有无其它未完成事项和其它须由下班继续处理和监护的问题等。
(三)加强日常维护管理。维护人员上岗,每天应检查:机房环境温度及湿度情况;交、直流配电屏上的输入、输出电压,电流和频率等指示是否在正常运行范围内;备品、备件、工具、仪表是否齐全;通过终端,显示一下系统各部分工作状况;了解系统有无告警及告警系统是否正常;测试系统的各种音源信号,如拨号、忙音、回铃音及铃流等;
(四)预防软件故障措施。操作人员严格按照操作手册使用终端,避免错误的命令或数据。随时保持冗余的磁带或磁盘信息的内容与系统内存信息的一致性。经过检查I/O设备是否正常,尤其对软盘驱动器或软盘的检查。经常检查分析故障资料,及时修改错误数据或补打人遗漏的数据。对用户使用话机和特种业务功能方法做好宣传工作,避免用户拍打叉簧和误操作。
结束语
通信程控交换机作为通信系统中的主要设备之一,在信息加工、传递、储存中发挥了重要作用。强化技术人员的专业技能,对程控交换机的故障维修与管理有非常重要的意义。作为程控交换机维护、操作人员,应不断加强自我学习,更新理论知识,理论联系实际,在工作中不断总结经验,做好程控交换机的维护与管理工作。
参考文献
[1]乐章民.程控数字交换机硬件软件及应用[M].北京:清华大学出版社.2001.
[2]王静.论通信程控交换机的维护与管理[J].科技创新导报.2012.
作者简介
1.系统可靠性高,工作量小
程控交换机大多采用集成电路,分立元件很少,集成度高、体积小、耗电低、可靠性高。不但采用的器件技术先进,而且装备工艺严格;元器件装板以前已经过抽测、筛选、老化处理,制好的印制电路板经过单板测试、整机测试及老化处理,使得可靠性大大提高。
在程控用户交换机的系统结构上,有的采用分散控制方式,关键部位用冗余技术,较大容量的采用双工热备控制方式,以提高交换设备的系统可靠性。
2.具有自诊断功能
(1)在程控交换机软件系统中,诊断程序和检测程序占相当大的比例。诊断又分为定期诊断测试和随机诊断测试两种:定期诊断可以通过人机命令,使交换设备在话务负荷清闲时,对系统作一次全面测试。例如可对接口电路逐个测试,并把测试结果存放在记存器中,随时可由维护人员调用查阅。而随机诊断测试在交换设备运行中的同时进行。发现故障按照其级别、类型、影响范围大小,采取不同的方式进行反映,或告警,或记存在存储器内,或启动冗余设备等。
(2)可以随时打印交换系统对整个系统的运行、操作和故障状况,以便操作人员及时掌握系统状况。维护人员可以根据打印出的故障资料,进行分析判断。必要时可通过人一机命令再对系统作追踪性主动测试,重点测试,以得到准确的判断,迅速地排除故障。
3.对工作人员素质要求高
程控交换机是集成电路技术、计算机技术和通信技术综合密集型电子系统工程。要求维护人员应具有以上三种技术的基础知识。了解程控交换机系统结构,经过专业的维修培训,能熟练的运用英语和各种人一机命令的操作说明和含义。当然作为一个好的维护人员,除具有一定专业水平外,经验积累和交流也是十分需要的。所以在日常维护过程中,第一要对发生故障认真分析及时排除,第二要认真总结经验,并作好故障记录。
二、程控交换机的维护与管理探讨
1.机房的维护与管理
(1)防静电要求。程控交换机内部电路采用了大量的半导体MOS、CMOS等器件。由于这类器件对静电的敏感范围为25~1000V,而静电产生的静电电压往往高达数千伏甚至万伏以上,这样高的静电电压足以击穿各种类型的半导体器件。由静电引起的故障可以涉及到交换机的各个部位,严重时还可造成交换机整个系统的瘫痪。因此程控用户交换机机房应铺设抗静电活动地板,地板支架要可靠地接地。墙壁也应做防静电处理,机房内不可铺设化纤类地毯。工作人员进入机房内要穿防静电服装和防静电鞋,避免穿着化纤类服装进入机房。交换机柜门平常应关闭,工作人员在机房内搬动设备和拿取备件时动作要轻,并尽量减少在机房内来回走动的次数,以免物体间运动摩擦产生静电。
(2)机房温度和环境。程控交换机对机房的温度和环境要求较高。用户量越多,能耗也越大,散发出来的热量也越大,因此需要在恒温、干净的环境中运行。机房温度要保持在20摄氏度左右,如果温度太高,会造成机器散热困难,使机器的元器件参数发生变化,电路的稳定性降低,严重时还会损坏设备。注意温度的同时还要保持机房的一定湿度,如机房太潮湿,会使机器的金属部件生锈,腐蚀设备,甚至会造成线路绝缘降低,电路短路等现象。机房过于干燥,则容易产生静电,直接威胁到交换机的安全。按规定,机房的湿度应保持在40%~60%。温度和湿度可通过温度计等监视,必要时,可以安装空调、加湿机或抽湿机等进行调节。此外,机房还要求有防火、防尘措施,电缆管道施工完毕后要认真堵塞,以防止小动物进入。
(3)电磁环境。目前电磁环境的污染情况十分严重,在程控机房内和附近,不允许安装大功率无线电台,以防止电磁辐射影响交换机的正常工作。在机房内,交换机的各种电缆与市电交流电源线应尽量远离,不能长距离并排铺设,以免造成电磁耦合或阻容耦合干扰。必要时,各类线缆应互相交叉通过。2.程控交换机的维护
交换机的维护大致分为两种:预防性维护和纠正性维护。预防性维护是通过监视、测量和抽查等手段,收集各种所需要的数据,并对这些数据进行分析,进而提出排除故障隐患的具体办法及措施;纠正性维护是在设备出现故障后,采取必要的措施。平时设备的维护以预防性维护为主,防患于未然。这就要求维护人员在日常维护过程中,要善于发现设备潜在的故障,找出可能诱发故障的因素,消除设备的隐患。在设备出现故障以后,要及时找出这些故障的根源。因此,维护人员要认真做好各种告警、故障记录,收集全部有关数据,仔细分析观察,积累总结经验。以下为分析总结了的交换机常见故障。
2.1告警部分
交换机在运行过程中,一旦某些部件出现故障,系统会产生一系列告警信号,提示维护人员进行必要的处理,保障设备的正常运行。告警系统根据故障对设备的影响程度、重要性及紧迫性分为严重告警、主要告警及次要告警。
(1)严重告警
当系统出现严重故障,无法正常运行时,发出严重告警,对应信号为维护面板红灯(Critical)亮。故障内容涉及主控板(MainControllerCard)、硬盘驱动器模块(HardDiskModule)、交换控制板(PeripheralSwitchContrller)、过载及再启动等。
(2)主要告警
当系统中部分用户无法通信或通信质量严重下降时,发出主要告警,对应面板上为红色指示灯(major)亮。故障内容涉及普通用户板(ONSline)、长线用户板(OPSline)、功能用户板(COVline)数字网用户板(DNIline/2B+D)、数据用户板(DataseLine)、环路市话中继板(LS/GSTrunk)、E/M中继板、双音多频记发器(DTMFReceiver)等。
(3)次要告警
当系统中只有极少数用户的通信质量受到影响时,发出次要告警,对应维护面板上红色指示灯(minor)亮,相应用户的用户板对应红灯亮,这种告警不必及时处理,但对交换机运行状态要心中有数,故障内容涉及到倒换失败、个别用户故障、故障排除等。
当系统发出告警信息后,应及时按以下原则对故障进行分析和处理:
(1)尽量不影响全局通话,最好在话务空闲时处理。
(2)从单板指示灯和维护台观察单板状态,分析相关单板,不要盲目更换单板,以防故障扩散。
(3)插拔单板时,一定要佩带防静电腕套,并将接地端可靠接地。
2.2用户部分
在日常维护工作中,用户部分故障是最常见的故障,一般可分为外线故障和交换机相关功能部件故障,常见的外线故障有断线、短路、接地、话机故障等,可通过在配线架甩开外线的方法确定故障部位下面讨论由交换机相关功能部件造成的用户故障的处理方法。用户故障发生在普通用户板的个别用户时,可通过更换用户板解决,也可通过应急方法处理,如更改用户对应的电路号码,并将外线改接到对应的用户电路上,再进行呼叫转移,将故障号码转移到更改的号码上。用户的故障处理方法有:
(1)连续16个用户故障,更换损坏的普通用户板;
(2)整个用户模块故障,检查接口控制板及-48V馈电;
(3)用户故障常用的处理方法是,以最小配置运行,判断分析单板故障,或通过拆半法逐步排除和定位,找到影响其他单板工作的故障板。2.3中继部分(半自动接入公网时)
与中继部分相关的有中继板、中继线及软件中的与中继线有关的表格的设置等。中继部分的故障处理方法有:
(1)所有的用户都打不出外线,可检查中继线、中继线指定(TrunkAssignment)、中继组指定(TrunkGroupAssignment)、自动路由选择指定(ARSAssignment)、路由指定(RouteAssignment)、限制等级指定(ClassofRestrictionGroupAssignment)、数字更改指定(DigitModificationAssign2ment)等的设置。
(2)只有个别用户打不出外线,可检查中继板及分机限制等级(ClassofRestrictionGroupAssignment)。
(3)只有部分用户组,如长途、微波、市话等打不出,则要检查中继线及自动路由选择指定表和路由指定表。
(4)拨打外线用户时经常听到说。没有这个号码。,或刚接通时能听到对方讲话,而对方要经过延迟几秒钟才能听见主叫讲话。则要检查中继线的极性是否按左正右负的方式连接到配线架。
(5)当交换机与公网实行全自动连接时,则要检查PRI接口板、光纤及光端机。
3.硬件上应注意的问题
程控交换机硬件由单板、背板、插箱和机架组成。程控交换机开机后,在正常运行过程中,其印刷电路板和接插件等部件不能随便触动。因此,维护人员对程控交换机硬件的日常管理和维护主要是除尘保养和技术维护。程控交换机主要板件应有备件,一旦出现故障要及时进行更换,以缩短故障时间。定期检测交换机的地线和保安设施,使之符合要求。根据告警信息的提示,及时对可疑部件进行检测和维修,并及时更换。定期检查交换机的进出线,及时更换老化和破损线。交换机应定时进行除尘,清理交换机硬件灰尘前,应先绘制出交换机示意图,在电路板、交换机连线上贴好位置标签。待停电后,拔出电路板,记录拔码开关或跳线开关位置。然后用专用清洗剂或软毛刷除去硬件灰尘。除尘完成后,根据记录与示意图插好电路板与连线,加电恢复正常运行。4.软件上应注意的问题
交换机一侧称为前台,服务器、操作维护台称后台。前后台的计算机组成一个局域网,后台通过人机命令界面向前台传递操作维护指令,并接收前台的告警信息,完成交换机日常监控、维护与管理工作。程控交换机的软件管理和维护主要有以下几个内容:保管好随机带的软件磁盘,以防系统瘫痪重装需要。正确设置操作员操作权限,以免误操作引起系统故障。增删和修改用户数据、局向数据前数据备份,避免操作不成功能恢复原数据。定期测试软硬件功能,定时备份局、用户数据。查看各级告警信息,根据信息正确诊断并处理故障。配合厂家作好软件远程维护工作。及时对服务器,维护终端,计费器,话务台进行软件杀毒,保护主机和软件的安全。
三、故障的预防和常见处理措施
(1)加强日常维护管理。维护人员上岗,每天应检查:机房环境温度及湿度情况;交、直流配电屏上的输入、输出电压,电流和频率等指示是否在正常运行范围内;备品、备件、工具、仪表是否齐全;通过终端,显示一下系统各部分工作状况;了解系统有无告警及告警系统是否正常;测试系统的各种音源信号,如拨号、忙音、回铃音及铃流等;
(2)预防软件故障措施。操作人员严格按照操作手册使用终端,避免错误的命令或数据。随时保持冗余的磁带或磁盘信息的内容与系统内存信息的一致性。经过检查I/O设备是否正常,尤其对软盘驱动器或软盘的检查。经常检查分析故障资料,及时修改错误数据或补打人遗漏的数据。对用户使用话机和特种业务功能方法作好宣传工作,避免用户拍打叉簧和误操作。
(3)严格维护管理制度。为保证程控机房的科学化、制度化管理,应严格建立和执行维护管理制度。需要制定有关制度:程控机房管理制度;机务员值班制度;交接班制度;备品备件管理制度;技术资料和原始记录管理制度;机房清洁卫生制度;安全保密制度。
四、结束语
目前、不同的通信公司使用的设备并非完全一样,有的主要使用贝尔,有的使用华为,但设备的型号并不是维护和管理的关键,我相信作为工作人员,只要有过硬的本领、扎实的作风和很强的责任心,都可以将交换机、机房的维护和管理工作做的非常好,为国家的通信事业发展做出更大的贡献。
参考文献:
[1]张永霞程控交换机的管理和维护[J]电力系统通信2002
[2]乐正友,杨为理程控数字交换机硬件软件及应用[M]北京:清华大学出版社,1991
[3]叶卫民程控交换机的维护与管理[J]西北电力技术2004