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关键词:电气工程;自动化技术;技术应用;优化方案
1引言
在市场经济发展日新月异的背景下,各行各业都迎来了良好的发展趋势。而电气工程及其自动化技术的应用,更是给行业建设模式带来了翻天覆地的变化,也为人们的生活提供了极大的便利性。为了充分利用电气工程自动化技术,最大限度地发挥其价值,需要掌握相应的技术特点,并制订切实可行的推广方案,促进该项技术的广泛应用。
2电气工程及其自动化技术的优势和特征
(1)电气工程及其自动化技术的优势。电气工程及其自动化技术涉及到诸多信息技术,与互联网设备的联系密不可分,因此具备多种优势。首先,该技术的实施效果十分可靠,在技术研发人员的不懈努力下,技术应用已经达到稳定的程度,能够满足人们的各种需求,在各领域发挥着不可或缺的作用,充分体现自身的应用价值。例如,应用电气工程及其自动化技术,能够促进电力系统正常高效地运作,从而实现继电保护系统的功能,保障整个电力系统的安全有序。这无疑减轻了电力系统维护人员的负担,优化了整个维护过程,对于电力系统的可靠运行而言具有积极意义。此外,电气工程及其自动化技术还能够检测到系统中的异常现象,一旦系统运行过程出现故障,该项技术的应用能够帮助维修人员及时定位故障发生位置,提高了维修效率,降低异常情况造成了损失,也节省了大量的资源和时间。(2)电气工程及其自动化技术的特征。电气工程及其自动化技术最显著的特征,就是其高度的集中控制性。电气工程系统在发挥作用时,涉及到的各种设备和装置处于较为集中的位置,这样设计的目的,是方便对其进行统一管理,尽量提高技术的实施效率。此外,这一设计也为集中监控提供了可能性,对于系统运行的高效性有显著的促进作用。监控工作的有效开展,全面提升了系统运行的安全性。同时,借助相关设备,例如计算机等,电气工程及其自动化技术还能够实现远程控制。在此背景下,技术人员不用耗费过多的时间和精力,就能够对电气设备进行控制管理,灵活地进行日常维护工作,打破了空间的限制。
3电气工程及其自动化现状及技术在生活中应用体现
(1)电气工程及其自动化发展概况。电气工程及其自动化技术的应用对诸多领域的发展都有着促进作用,产生的积极作用也愈来愈明显,在当前的市场经济发展环境下,需要从多角度进行考虑,将电气工程及其自动化技术在生活当中进行更为广泛的应用,从整体上提升技术的应用水平。但在当前电气工程及其自动化的发展中,还面临诸多挑战,技术发展存在的不足之处也比较突出,主要有以下几点不足:其一,自动化系统集成度有待提升。电气自动化系统的集成度不高会直接影响技术的应用效果,我国在电气自动化系统方面的发展还没有达到成熟的水平,和西方一些发达国家的电气自动化系统发展水平相比还存在着一定差距,自动化系统存在着一些缺陷,如互相独立,缺乏联系,信息的共性性差,功能单调等,这些都需要在未来的发展当中进一步的优化,从而提高技术系统的应用质量。其二,自动化网络架构缺乏统一性。电气自动化网络架构没有统一,就会影响系统发挥积极作用。我国的电气自动化发展方向是高效快捷,但是在实际发展中由于受到网络架构不统一因素的影响,在这一目标的实现方面还存在着诸多的困境。由于网络架构的不同,这就会影响电气工程自动化发展,对企业间信息交流和传送以及共享等都会产生不利的影响。其三,技术应用主观支配影响。由于电气自动化企业在自动化技术的应用开发的效果不同,技术开发程度受到技术人员因素影响比较大,如技术人员理论以及实践能力、逻辑思维能力等,对技术的开发应用都会产生相应的应用。而我国在这一方面的专业开发人才还相对比较缺乏,这就会影响技术系统的进一步发展,当前从人才战略上要予以重视。(2)电气工程及自动化技术在生活中的应用体现。其一,在制造行业内的应用。目前阶段,在市场经济的推动下,我国制造行业蓬勃发展,在较短时间内取得了突破性进展。为了挖掘制造行业发展潜力,并为其长远发展提供坚实的基础,就需要积极引入先进的科学技术。国家加大先进技术在制造行业内的推广力度,从而有效提高制造水平,促进我国早日成为世界制造行业的引导者。就目前情况来看,制造行业对电气工程及其自动化技术的依赖程度较深,因此该项技术的实施效果,对制造水平起着决定性作用。在竞争激烈的制造行业内,制造企业要想提供自身竞争实力,在市场中占据一席之地,就必须充分意识到电气工程及其自动化技术的重要地位。积极应用该项技术,不仅能够显著提高生产效率,还能节省大量人力资源和时间,降低企业的经济成本投入,给企业创造理想的经济效益。其二,电力系统的应用。电气工程及其自动化技术在生活中的应用,电力系统的应用发挥着比较重要的作用,这是和人们的生活密切相关的领域。电气工程及其自动化技术的应用下,能够对电力系统的安全稳定运行起到保障作用,电力调配方面对电气工程及其自动化技术的应用就能实现准确的调度,提高电网调度的整体质量水平,在自动化的程度以及供电质量上都能按照标准要求执行。电力的调配中按照实际人们对电力的需求,实现精准高效的调度,达到电力系统运行的平衡化发展的目标。电气工程及其自动化技术应用愈来愈广泛化,电网电镀外涉及的显示器以及网络设备等也都是比较重要的设备内容。
关键词:电气工程;自动化技术;应用;领域;行业
中图分类号:TM76 文献标识码:A
随着我国科学技术的进步以及我国经济的迅速发展,电气工程自动化所涉及的学科范围也越来越广,电气工程及其自动化技术的应用,使得一些领域的工作效率得到了提高,而且完善了各个生产过程,使企业获得了较多的经济利润,并在市场经济中使其经济得到了稳定、可持续的发展。
一、在建设供热系统的过程中应用了电气工程及其自动化技术
(一)电网的调度
在建设供热系统的过程中,需要利用当今先进的信息技术建立一个可以全面控制供热系统的网络系统。其中供热系统所使用的局域网和整个网络系统之间是进行相互连接的,然后利用变电站或者利用发电厂,最终满足居民区人们的供电及供热需求。将电气工程及其自动化技术应用到供热系统中,可以完成供热的自动控制工作,可以保证在供电和供热的调度过程中更加灵活,还可以使供热系统达到自我调节的目的,避免出现任何损失,可以科学评价供热系统的运行状况,利用当今的信息技术手段可以做好供热信息的采集及分析工作,有利于工作人员及时处理各种疑难问题。
(二)变电站自动化
在变电站中应用电气工程及其自动化,能够提高日常工作质量,并对监控网络进行优化。电气工程及其自动化技术可以对变电站进行智能化操作,简化复杂的工作流程,减轻工作人员的工作压力,还能够在很大程度上提高工作效率,电气工程及其自动化技术应用到变电站中,还可以对变电站实际工作进行全面监控,使变电站的运行更加安全、可靠,同时所设置的监控系统在操作上面也是比较简单的,具有传输数据快的特点,能够及时记录相关的数据,并对数据进行全面的剖析。
二、在智能化建筑中应用了电气工程及其自动化技术
(一)安全保护接地
对于一些智能化建筑来说,需要安装一定量的金属设备,以保证数据及时有效的处理,最终达到人们的需求,金属设备的安装,使得建筑安全受到了影响,所以,将电气工程及其自动化技术应用到智能化建筑中,将安全接地装置装在建筑上,使电阻大大降低,避免出现电流向外泄露的问题,也可以防止漏电,使人们的生命及财产安全得以保障。
(二)屏蔽、防静电接地
在对建筑进行设计的过程中,在阴雨、干燥等天气中,要注意一些电子设备所发生的静电问题,然后采取有效措施及时处理好静电,避免积累的静电到一定程度会对设备的内部以及芯片受到影响,严重时还会阻碍电子设备的运行。为了防静电,作为设计师,可以把PE线同电子设备的外壳部分进行相互连接在一起,对管路的两侧进行屏蔽,这样可以对屏蔽接地进行逐步完善。
(三)直流接地
智能化建筑需要利用现代的信息技术来完善信息的传输等过程,在进行执行时,必须借助微电流,此时会有很多的电能被消耗,整个过程极易引发电气灾害。对于较大型的智能化建筑而言,还能保证其使用的电源、电压的稳定性,最终使设备能够更加安全、稳定的运行。
(四)防雷接地
如果发生雷电灾害,就会给我国很多个领域造成影响和伤害,对于智能化建筑而言,在建设的过程中必须做好预防雷电灾害的发生,当前,可以应用电气工程及其自动化技术,以对系统进行安全性防护,并把防雷接地作为智能化建筑接地功能中最为基础的系统。
三、在我国钢铁行业中应用了电气工程及其自动化技术
在当前我国电气工程及其自动化迅速发展的背景下,在我国快速发展的钢铁行业中也应用了电气工程及其自动化技术,这种技术可以有效控制钢铁的整个生产过程,通过自动化控制,能够提高钢铁的生产效率,使钢铁的生产更加安全。钢铁行业中应用电气工程及其自动化技术,可以使企业获得很大的经济效益。由于这种技术可以给钢铁生产企业节约成本,使钢铁行业能够得到快速的 发展。
四、在设计机器人的过程中应用电气工程及其自动化技术
在对机器人进行设计时,就要对各种各样的部件进行 组装,在设计时还要遵循一定的程序,使机器人的各个部件都能正确的完成各自的动作。电气工程及其自动化技术的应用,能够自动控制零部件,如果让机器人发生运动情况,就应该借助电力,使其零部件能够在电力的带动下完成动作的运作,对于设计师来说,要按照相应的指令,之后进行跳跃或者行走的动作。
设计师在设计完机器人以后,要检测机器人的运行状态,整个检测的工作离不开检测装置所发挥的作用。利用电气工程及其自动化技术,可以将信息进行快速的传送,并能够及时处理各种信息,可以快速的记录各种运行状态,使机器人的设计精度得以提高,同时还能给人们的工作带来很大的方便。
总之,电气工程及其自动化技术在我国机器人设计的过程中发挥着不可忽视的作用,为我国的科技发展做出了很大的贡献。
结语
综上所述,现如今,随着我国发展领域越来越广阔,电气工程及其自动化的应用范围也越来越广,无论是应用在哪个领域中,都给人们的工作带来了积极的影响,可以减缓工作人员的工作量,能够很快的处理各种繁杂的问题,有利于企业更好的生产和经营,是一种辅很强的工具。随着人们生活质量的提高,在日常生活中,电气工程及其自动化技术的应用会更加频繁,会被人们更加广泛的使用和推广,也会给人们的生活带来很大的变化,使人类发展得到进步。
参考文献
[1]郑嘉智.电气工程及其自动化技术的应用[J].中国科技投资,2013(10).
[2]徐秀军.电气工程及其自动化技术的应用[J].黑龙江科学,2014(01).
[关键词]电气工程;自动化技术;实际应用
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)07-0365-01
引言:电气工程目前已经受到了社会各界的广泛关注,而自动化技术随着科技的发展也取得了长足的进步,目前,各个行业都在追求自动化,以提高生产力,降低人力的损耗,减少成本提高利润。因此,将电气工程与自动化技术有机结合一直是有关工作人员关注的重点,但是令人担忧的是,虽然有种种优点,电气工程及其自动化技术的应用情况令人担忧。其应用范围不够普遍,应用的效果不尽如人意。在这样的背景下,对于这一课题进行研究显得很有必要。在本文中,笔者将首先叙述电气工程以及自动化技术的概念,并以此为基础,介绍并分析其实际的应用情况。
一、电气工程及其自动化技术
1.电气工程与其自动化技术的概念
自从电力被人类开发并广泛利用之后,电气工程作为一种衍生品而产生。在电子产品出现之后,人们把有关于电子产品的科学与电气联系起来,统称为电气工程。电气工程的概念之后随着现代信息技术的进步不断扩大。它出现在我们生活的各个角落,例如,我们经常使用的电灯开关,充电系统等等。
电气工程的整体运行可以大体上被分为硬件和软件两大系统,经过学者专家不断的调查研究,从这两大系统上影响电气工程的发展的主要因素有信息技术和物理技术。因而,在对电气工程及其自动化技术的应用进行研究时,要从硬件和软件应用两个方面来考虑。目前从实际应用的情况来看,电气工程及其自动化技术的应用主要覆盖了电力系统,工业生产和建筑三点。而自动化主要体现在对有关设备的自动化,对系统运行的整体控制,以达到减少人为因素对工程的影响。目前我国的电气工程及其自动化应用方兴未艾,其发展程度与西方发达国家还有着一定差距,因此更需要我们进行系统化的研究,促进其发展。
2.电气工程与自动化技术设计
正如笔者在前文中叙述的,对于电气工程及其自动化技术的应用,需要从软件和硬件两个方面进行分析。其基本流程是:确定重要服务器;选择设备;选择连接线路;连接系统;系统运行;故障检查;运行。在实际的应用过程中,首先要严格按照这一基本流程,其次要对工程的实际情况进行分析,做出适应的可行性分析。而对于软件系统的设计,要依据硬件系统的情况进行适应的设计。
二、电气工程及其自动化技术的实际应用
电气工程及其自动化技术的应用目前已经渗透进了诸多行业,受篇幅所限,笔者不能面面俱到地将所有应用都列举出来,因此,笔者选择了几种有代表性的应用进行分析。
1.电气工程及其自动化技术在建筑工程上的应用
电气工程及其自动化技术在建筑工程方面的应用十分广泛。首先是楼宇的自动控制系统,这一概念指的是对楼宇的图片,相关数据等利用计算机进行集散性质的控制,作为建筑智能化的评价标准。
计算机的集散控制的主要内容涵盖了排水系统,逃生系统,安全设施,消防设施,照明系统等各个方面。其中最为关键的就是楼宇机电设备监控系统,这一系统的作用在于影响建筑中机电设备的控制。系统自动地采集楼宇的温度,湿度等基本数据,依据这些数据对居民生活区做出判断,以此控制有关设备,保证居民的舒适生活。同时,居民本身也可以对设备进行控制,依照自身实际需求进行配置。因此,在这一系统运行过程中,需要加强相关的管理,对于运行状态,数据显示和检查全方位的进行控制。
其次是在开关设备上的应用,电气工程及其自动化技术的未来一大趋势就是开关系统的智能化。这是因为这种智能化能够促进自动控制系统的运行。所谓开关设备的智能化指的是为了实现计算机网络的快速连接,进而达到自动控制的由高低压设备提供的接口。
最后是在控制安全和能耗方面的应用。首先我们知道在目前的楼宇等建筑中,存在着大量的金属设备,这些金属设备往往会给我们带来许多问题。电气工程及其自动化技术技术可以保证这些金属设备与建筑的结合的安全性,通过安装一定的接地设施,这样即使金属设备外层的绝缘层出现损坏,泄电等问题的出现几率也会大大降低,很大程度上杜绝了安全隐患并保障了人民的生命和财产安全。电子设备容易受到天气的影响而产生静电,对设备造成破坏,电气工程及其自动化技术能够通过连接PE线,将导线接地,进而将静电对于设备运行的影响降到最低。此外,τ诳赡艹鱿值睦椎缭趾Γ电气工程及其自动化技术建立了防雷接地系统,改变了传统的防护措施,大大提高了防护性。
2.电气工程及其自动化技术在钢铁行业的应用
随着自动化研究的深入,毫无疑问的是,这种技术已经深入到了工业生产的各个方面,其中,在钢铁行业的应用尤为明显。钢铁行业的电气工程自动化技术主要体现在对钢铁生产过程的自动化控制,除了有利于钢铁产品生产效率和质量的提高,还极大地增强了生产的安全性。这从整体上提高了生产力,降低了成本,使得钢铁行业与电气工程自动化技术的结合愈加紧密。目前,钢铁行业自动化技术的发展目标是降低自动化的成本,使其能够为广大的中小型钢铁企业所用,并使自动化技术大范围地扩展。
3.电气工程及其自动化技术的智能化
智能化是电气工程自动化的重要发展方向之一。智能化可以极大地解放人力,例如,当设计一个具体实施的方案时,面对众多的数据和图像,人工操作并解决问题往往耗时耗力,这时如果能使用电气工程自动化技术,我们就可以利用其智能化的程序和软件解决一些有规律性的,由软件解决不会出现失误的问题。智能化的软件还可以给我们的设计提供一定的建议,排除可能出现的错误等,这样就提高了我们工作的效率,使设计出来的方案的可行性大大提高。再比如,我们所使用的机器设备有时会出现一定的故障,给系统的整体运行造成一定的障碍,而通过人工的检查,分析虽然可以排除这些故障,但是在时效性上往往难以满足实际情况的需求。这时,电气工程自动化技术的智能化就可以发挥它的作用,我们可以利用智能化分析对故障发生处进行相关的检测和排查,并对事故发生原因进行分析,提供可行的解决方案,然后再由人力介入,这样,排除和解决问题的时间大大缩短,故障所造成的危害也能得到控制。
4.电气工程及其自动化技术在电力系统方面的应用
电力系统是国家正常运行的重中之重,必须对电力系统进行科学有效的管理,控制,保证其安全稳定的运行。而电气工程及其自动化技术对电力系统的空中能起到很大的促进作用。首先,在电网调度方法,可以使用自动化技术调动电网,监控电网的运行,对可能出现的问题进行分析,避免事故的发生。其次,电气工程及其自动化技术可以应用到变电站的维护和监控上,对于提高监控的效率,降低人力物力的消耗有很大帮助。
结束语
综上所述,我们可以得出结论,电气工程及其自动化技术能够应用到生产和生活的方方面面,因此,对于这一课题的关注和研究很有现实意义。笔者希望本文能为有关工作提供一定的参考,也希望我国的电气工程自动化取得更大的发展。
参考文献
[1] 张守斌.电气工程及其自动化技术的应用研究[J].科技创新与应用,2016,(36):147.
【关键词】:电气工程;自动化;存在问题
【引言】:电气工程智能化是电力工程行业与科学技术整合发展的产物,促进了我国经济和科学技术的不断发展。随着社会的进步和改革的不断深入,人们的电气工程自动化的要求越来越高,因此电力行业要不断增进自身的自动化功能,对于自身发展的弊端进行改革和创新,促进自身的全面发展,以满足社会的发展需要。
1、电气工程和科学技术化的发展背景
随着经济全球化的发展,我国的电气工程自动化也在不断的进行改革和创新,以满足经济全球化体系下,社会的发展要求。电气工程和科学技术化的有效发展,是科学技术进步的体现,其自身具有时代性的特点。从学术领域来看,电气工程和科学技术的有效结合,具有科学知识和技术体系的综合型学科。电气工程和科学技术的一体化,和整个社会的运作活动具有密切的联系。尤其是近些年,我国工业社会的不断发展,电气工程和科学技术的一体化发展,极大的促进了我国各个企业的发展,间接的推动了我国经济的发展,方便了社会的再生产活动。电气工程自身具有多样性的特点,其与农业、军事、工业等等行业都具有密切的关系,不仅促进了工农业的进程,也增加了科技和工农业的紧密联系性。
2、电气工程及其自动化发展过程存在的问题
2.1能源消耗问题
电气工程及其自动化技术虽然具有诸多优势,被广泛地应用在我国诸多领域当中,但是其自身也存在一些问题,对该技术的发展产生了不利影响。电气工程及其自动化在运行的过程中,能源消耗非常严重,从而产生了不必要的资源浪费,这是制约电气工程发展最主要的原因。我国的可利用资源就非常少,电气自动化高能耗使得我国雪上加霜,资源急剧短缺。要想实现电气自动化技术快速发展的目标,就必须对电气工程及其自动化技术进行改进,降低运行能源消耗。
2.2系统缺乏集成性
系统的集成性是成熟的自动化系统的一个重要的标志,但是电气工程自动化的一些特点阻碍的电气自动化的进步,比如系统用途比较单一、系统与系统间的交互不足。而且在实际的工程应用中,操作人员的个人因素对系统整个技术水平的影响也不小,同时操作人员的专业能力相差较大,也阻碍了电气工程及其自动化技术长处的发挥,从而使公司蒙受损失。
2.3工程管理方法有瑕疵
作为电力工程重要组成部分的电气及自动化工程的施工比之其他项目而言,更要求工程施工管理人员要深入到一线施工现场对工程进度和具体情况做出判断和指导,但现实情况是工程施工的一线很少会有领导者进行实地考察,因此也就谈不上对工程进度及工程施工质量的把握,在进行工程决策和管理时也就只能根据以往经验来制订施工进度计划。另一方面电气及自动化工程的施工相对于其他工程施工部分的技术含量还是偏高的,用现有工程粗放式的管理模式来进行电气及自动化工程的施工管理就难免会出现矛盾、纠纷或其他不尽如人意的地方,这些都会在一定程度上影响到电气及自动化工程的施工管理工作。
3、电气工程自动化中不足的解决办法
3.1全力构建出统一的科学电气及自动化系统
对于电气及自动化工程技g设备的提供商,电气工程企业要不断地进行健全和完善电气自动化功能的工作,努力构建出统一、科学的系统,在学习国内外先进技术的同时,加快技术落地速度,实现技术的自我消化。对系统在运行、测试等多环节进行编程设计时还可以多多地融入科学的设计理念,实现最大程度完善电气自动化系统的目的。同时根据国情可以通过行业协会等部门实现企业间的软硬件情况交流,减少在施工过程中存在的各企业间软硬件不通用的现状,使电气及自动化工程的施工在实现信息资源共享的同时,还能推动相关电气工程企业的良性发展。
3.2加强电气运作活动的质量监管
对电力运作活动的质量监管工作的有效进行,首先电力企业要在整个运作活动中,全面贯彻质量的重要性理念,其促进整个电气运作活动高质高效运作。同时,也要提高电气运作不同机构和部门的工作质量,对于施工人员进行质量重要性的培训,对于技术型的工作人员,要建立合理的培训周期,进行合理化的专业技能培训,以保证整个电力运作活动的运作质量。对于工程运作的设备和运作材料的选择,也要秉承高质量的目标,保证整个工程的安全质量。最后,要建立合理化的质量监管体系和评判机制,对于实际运作活动中的弊端计算发现,及时改进,保证整个电力运作活动依据相关的工程安全部署进行,促进电力工程任务高效进行。
3.3提高电气自动化设备性能
当今时代,科学技术日新月异,每时每刻都会产生新的技术,新的方法,新的理念。在电气自动化过程中,我们要将不断采用先进的方法,使得电气系统贯穿于生产的每一个环节。同时计算机技术要与电气自动化相结合,让人机交互取代以前的机械重复发工作,实现人工智能。在电气自动化过程中使用相同的装置,使得装置与对应的编码协调工作,降低系统出现故障的几率,从而使整个工程正常运行。
3.4提高集成效率
因为我国电气工程及其自动化系统网络架构不统一,所以电气自动化的兼容性不高,集成化效果不太理想。为此,在设计电气自动化系统时,应该尽可能选择相同的系统开发平台,严格要求工作人员的专业技术与素质,对系统进行创新研究,从而提高电气自动化系统的集成效率,提高系统之间的兼容性,实现资源共享的目标,减少系统运行、维护等方面的成本。
结束语
综上所述,电气及自动化工程的施工管理离不开整体建筑工程的管理,而且管理水平的高低还会影响到企业的长远发展。电力自动化技术应用于电力工程质量与稳定性的重要技术,它的应用不仅有利于整个电力工程质量与稳定性的提升,同时经济成本也大大降低,整个电力工程的经济与社会效益均得到了显著提升,充分满足了人们对电能的需求量。
【参考文献】:
关键词 CDIO模式;电气工程及其自动化专业;课程设置
中图分类号:G642.3 文献标识码:B
文章编号: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背景介绍
电气工程及其自动化专业隶属于电气类,目标是培养具有电气工程领域相关的基础理论、专业技术和实践能力,并且能在电气工程领域从事设计、研发、运行等工作的专业技术人员[1-2],具有典型的工科学科特征,即理论与工程实践相结合的学科[3-4]。
CDIO分别指Conceive(构思)、Design(设计)、Im-
plement(实现)、Operate(运作),是由美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯工业大学、皇家技术学院和林雪平大学在2000年提出的一种工程教育改革模式,经过十几年的发展和不断完善,目前已有全球97所相关工程类高校加入,代表了新世纪国际工程教育改革的优秀成果(IET: Engi-neering and Technology Skills & Demand in Industry Annual Survey)。CDIO这一理念的核心是强调工程师的工程能力必须在真实的工程实践和解决工程问题的过程中取得,4个步骤代表了一个工业系统或过程的整个生命周期的所有环节[5]。
2 案例研究与比较
本文以提出CDIO理念的工程高校之一的麻省理工学院电子电气类专业本科最新设置为例,分析该校电气专业培养方案的特点,并与石河子大学电气工程及其自动化专业培养方案作对比,提出新的专业课程设置方案。
麻省理工学院电气与计算机科学系核心课程设置 麻省理工学院电气科学与工程专业最新的核心基础课由2门学科入门课、3门基础课(4选3)和3门专业课(4选3)组成,其中2门入门学科为实验课,结构如图1所示。
从图1可以看出,不同于传统授课形式,该专业的课程设置采用实验理论实验的授课方式。以实验课程入门,可以使学生参与理论模型推导、归纳和验证环节,加强基础概念认知,提倡和鼓励学生自主探索,并且通过后续的专业实验课程能够再来验证前期形成的理论,这样就构成整个学习与实践的循环。
麻省理工学院的电气科学与工程专业在长期的工程实践教育中逐渐形成具有鲜明工程培养特色的课程体系。通过分析麻省理工学院电气科学与工程专业课程的设置特点,对比目前正在实施的石河子大学电气工程及其自动化2013级培养方案的专业课程设置,发现目前石河子大学的电气工程及其自动化的专业设置存在“重理论、轻实践,重专业、轻人文,重必修、轻选修”的现象,具体表现为:
1)培养计划中工程实践课程所占比例较小,理论与实践课程教学相互独立,课程衔接性较差,课程内容较少涉及工程实际;
2)培养计划中工程科学和基础科学课程较少,专业技术课程比例过高,导致学生对于基础的科学知识没有了解;
3)轻视人文社科类课程教学,忽视学生个性的培养,课程计划中人文社科类课程所占比例较小,工科学生的人文素养较差;
4)必修课程和选修课程比例分配不平衡,选修课程数量不足,必修课比例过高,学生自主选择的范围有限。
表1中列出具体的数据,并且给出调整的方向和大小。
3 我国电气工程及其自动化专业本科课程体系模型重构
数据分析与结论 通过表1可以看出,与CDIO模式下的培养计划中各类课程在总学分中的比重相比,石河子大学电气工程及其自动化专业本科课程计划的课程结构模块存在偏高或偏低的比例差距。这不仅反映了课程比例设置不合理,更重要的是反映了电气工程专业在教育理念、培养模式等根本性问题上的差距。因此,想要实现电气工程及其自动化专业本科课程体系模型的重构,不仅仅是对课程结构比例的调整,更重要的是对工科教育的指导思想和教育理念的改革。
在课程体系设计方面,目前石河子大学电气工程专业本科课程体系还是采用传统的公共基础课程、专业基础课程和专业课程的模式,这种模式下课程虽然是循序渐进的,但是各个课程之间关联性较差,理论和实践环节的联系不够紧密,导致学生理论和实践脱节,实际工程能力较差。所以,基于CDIO理念重新设计电气工程及其自动化专业本科课程体系,就要改变目前的课程设置模式和授课方式,将整个学科看作一个整体,按照知识接受程度规划课程进度,并将能力训练或项目设计交叉其中,达到理论与实践相互结合,知识、能力和创新培养一体化。
基于CDIO理念的电气工程及其自动化专业本科课程体系模型 分析目前培养计划不足,借鉴CDIO理念,提出电气工程及其自动化专业本科课程体系,如图2所示。
从图2可以看出,该课程体系模型中,从左到右是按课程或项目的时间进度安排,从下到上表示可以同时开展的课程。整个课程体系模型清楚地显示了电气工程及其自动化专业课程结构和课程组织形式,理论与实践知识相互支撑的一体化课程体系。具体来说,体现在以下两个方面。
1)项目培养为主线。课程体系模型中按照系统化理念分为三级项目,其中,―级项目用以提供基础工程的经验和能力;二级项目为学期项目,主要围绕主题内容进行课程群学习,并以课程群为基础,推动课程计划中―级项目的开展;三级项目属于课程群内课程间或课程内的小规模设计实践活动,可以根据课程自身的内容和特点灵活安排,其目的是强化学生对理论知识的认知和理解,提高学生实践和创新能力,促进二级项目的开展。
2)围绕核心课程的课程群。在课程组织方面,为了推动和促进二级项目的实施,将电气工程及其自动化专业的课程按照不同的主题内容进行组织,形成相关核心学科课程群。
4 总结
本文首先探讨CDIO理念下课程结构组织原则,并具体分析石河子大学机械电气工程学院电气工程及其自动化专业本科课程计划与CDIO标准专业课程计划相比存在的差距。通过差距分析,认为石河子大学电气工程及其自动化专业课程体系应该在课程设计、课程计划的顶层设计和课程体系结构要素设计三个方面进行教学改革。在CDIO理念的指导下,本文重新构建电气专业的课程体系模型,以系统化的三级项目为主线,与理论教学紧密结合,并按照核心课程构建课程群,实现知识、能力和创新培养的一体化,理论与实践的融合。
参考文献
[1]邢贵宁.工学结合模式下电气自动化专业课程开发的研究[D].石家庄:河北师范大学,2011.
[2]潘再平,黄进,赵荣祥,等.全面优化本科教学平台,培养电气工程创新人才:浙江大学电气工程及其自动化特色专业建设[J].电气电子教学学报,2010,32(S1):20-23.
[3]陈晓英,任国臣,巴金祥,等.电气工程及其自动化专业实验教学体系的构建[J].当代教育理论与实践,2016,
8(2):51-53.
[4]马桂芳,吴春富,谢煌生.电气工程及其自动化专业实践教学体系的研究与建设[J].湖北理工W院学报,2015,
[关键词]电气工程,智能化,技术应用
中图分类号:TP212.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)21-0381-01
前言:在信息化的21世纪,智能化技术应用于社会的各个领域,并且在我国电力行业迅猛发展的大背景下,将智能化技术与电气工程有效融合,促进了电气工程的自动化。但早期的电气工程存在一定的缺陷,将智能化技术应用于电气工程,有效的解决了这些问题。故而,加大对智能化技术的应用,无论是对自身还是对社会,都是一种长足的进步。但当前智能化技术的应用还不够成熟,还有很大的发展空间,因此,电气工程的自动化还有很长的一段路要走。
1 智能化技术应用的理论基础
智能化技术在运用过程中的理论基础涵盖了控制学、语言学、信息学、生物学以及医学等众多学科,它的综合性相对较强。它最先兴起于高新技术领域,才短短数年,智能化技术已经运用于社会的各个领域,其根本作用是让机器拥有人工智能,使其可以独立完成一些高难度、高危险的工作,但随着科技发展,智能化技术也得到了更为良好的研究和开发。究其本质而言,智能化技术在电气工程自动化控制领域中的应用原理是通过模仿人类大脑进行计算机编程,完成信息的收集、处理与分析、反馈的内容要求。大量事实证明,智能化技术在电气自动化工程中的应用,不仅提高了电气自动化控制过程中的工作效率,而且还降低了工程的投入成本,减轻了控制人员的工作压力,实现了对人力资源的合理配置。
2 智能化技术在电气工程中的应用
2.1 故障诊断
电气工程自动化系统在运行过程中不可避免地会发生电气设备故障的问题,但是为了降低故障问题所带来的麻烦就要做好故障提前诊断工作。所谓万物发展都有一定的渐变性,故而在故障发生前一定会有一系列与故障本身存在一定联系的征兆出现,但一般工作人员都不能及时发现设备中出现的问题。因此,在电气工程自动化控制中引进智能化技术,发挥智能化技术的优势对设备故障进行全面、准确的诊断。智能化装置在使用时将与电气工程的计算机系统相互连接,当设备出现故障时,计算机系统就可以自动的对机器故障情况进行检测。其最主要的诊断方式,就是通过对变压器中渗漏油的分解气体进行分析,快速找到变压器发生故障的大致范围,然后再把范围逐步缩小找出发生故障的具置并对其进行检修。这样做不仅加快了对故障的诊断以及检修速度,而且它还避免了故障对电气设备造成损害的情况出现,使得电气设备的运行经济效益在某种程度上得以提升。
2.2 智能控制
在我国步入节约型社会和环保友好型社会后,电气工程领域也需要进行资源的优化配置,而且电气工程及其自动化系统工作时往往会面临高空作业或者深水作业的情况,一般具有一定难度和危险。针对这种情况,智能化技术的智能控制就有着巨大的优势,让人工智能操
作代替人为操作,实现电气工程自动化控制的无人操作、远程操作,达到智能操作的高效化和自主化的目的,给智能化控制创造一个良好的发展空间。智能化控制在电气自动化技术中的广泛应用更加肯定了智能化技术的优越性,并使其在其他领域的发展奠定了良好的基础。
2.3 优化设计
电气工程及其自动化系统的设计程序极为复杂,关系到众多物理性的理论,它不仅要求设计人员对磁力、电气、电路等学科的知识要有足够的认识并能恰当的运用到设计工作中,而且它对设计人员的工作经验也有比较高的要求。但传统的电气自动化方案设计中,主要依靠人工进行设计,这使得设计效率和方案的成功率都非常低,而且一旦出现问题之后,极易造成成人、物、财三方面的巨大损失。但将智能化技术应用到自动化方案设计中之后,设计效率及成功率得到了很大的提升, 其中运用最多的就是CAD图形设计软件。通过CAD软件许多人脑无法实现的设计程序或者图形都可以在计算机软件中得以实现,使设计方案的实用性和质量都有了质的飞跃,而且设计时间也大为减少;遗传算法也是优化设计的过程中智能化技术应用的具体形式之一,它具有非常强的实用性和先进性,它的使用在一定程度上对设计进行了优化。
3 智能化技术在电气工程领域的发展前景
3.1 功能方向的发展
智能化技术在电气自动化应用中性能的发展方向主要体现在两个方面。一方面,智能化技术将向着高速度、高精度和高效化方向发展。在电气工程中,大多数时间都是以效率、精度以及速度对其自动化的水平进行衡量的,而在电力系统中采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善电力系统动态、静态特性等有效措施,这种高效系统给电气自动化系统运行提供了更高的保障。另一方面,智能化技术将向着柔性化方向发展。一般说的柔性化主要涉及了电气自动化群拉系统和数控系统两个方面,一是为了使群控系统能够最大限度的发挥自己的效能,能够动态的调整信息流和物料流,同一个电气自动化的群控系统必须遵照每一个生产流程的具体要求;二是数控系统采用模块化设计,且覆盖面较大,这样可以在一定程度上满足不同用户的需求。
3.2 性能方向的发展
增强智能化技术在电气工程自动化控制中的功能作用,要充分利用用户界面图形化、科学计算可视化、内装高性能PLC、多媒体技术等要素。用户界面是电气自动化数控系统与使用者之间的对话接口。智能化的图形用户界面使得人们可以通过窗口和菜单进行简单的操作,极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作,便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。科学计算可视化可以使信息交流不再局限于文字和语言表达,并且可以直接使用一些可视信息,这样就进一步拓宽了智能化技术的使用领域,比如说无图纸设计。在电气自动化数控技术领域,可视化技术可用于CAD/CAM,如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。在电气自动化数控系统内装高性能PLC控制模块,以方便用户进行编辑修改,从而建立自己的应用程序。在控制领域中应用多媒体技术,可以对信息进行智能化、综合化的处理。这对于处理一些电气自动化的一些数据信息具有很大的实际意义。
3.3 体系结构的发展
通过智能化技术的运用,电气工程及其自动化体系结构向着集成化、网络化和模板化发展。其中代表性的技术就是LED显屏技术,这种技术不但科技含量高、体积小、质量轻,而且可以以超大尺寸的形式显示信息,很大程度地提高电气工程自动化相关显示器的性能,提高了集成电路的密度。同时,将电力系统模板化,可以帮助提升电气工程及其自动化系统整体结构的集成性,便于实现其控制系统的标准化。所以说在应用了智能化技术后可以协助电气工程自动化系统达到集成化和标准化的目标。未来电气工程自动化系统还能与网络相结合,并且将网络的便捷性充分利用起来,使电力机床实现无人操作和远程控制,这对电气工程企业人力资源的合理分配和降低成本都起到了一定的帮助。
结语:在实践的检验下,智能化技术着实推动了我国电力行业的发展繁盛。因此,我们更要重视智能化技术在电气工程中的应用,坚持科学发展,不断开拓创新。相信在智能化技术的不断完善下,我国的电力行业将会上升到一个新的高度。
参考文献
关键词:电气工程 工程应用 培养体系 建设研究
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)11(c)-0168-02
1 该文研究的背景
1993年,麻省理工学院前院长莫尔提出“大工程观”这一概念,此后,世界高等工程教育领域要求“回归工程”的呼声越来越大。在美国很多工学院设有称为“Special program”的工程实践项目,培养学生工程实践能力。欧洲工程教育整合了工程中的理论与实践,提出了融合“专家型”与“通用型”培养目标、满足多样性需求的课程体系。比利时鲁汶工程联合大学坚持“基于项目的学习”,并通过项目“工程师的一天”,完成学生对于工程师的认知学习。
国内学者也对工程教育进行了深入研究,赵婷婷在《课程综合化:中国高等工程教育改革亟待解决的问题》中强调课程体系的综合化是工程学科综合化当前亟待解决的问题之一。浙江大学王沛民在《工程教育基础-工程教育理念和实践的研究》中,论述了工程教育课程的相关问题。刘吉臻等在《工程教育课程改革的思维转向:工程化的视角》中指出,课程目标要从学科知识体系转向为工程技术与实践能力的培养,必须运用集成化的思维去构建课程体系和内容。王仲民等对传统课程设置中“理论-实践,认识-技能,基础-应用”的单向思维模式提出了质疑,强调工程教育要围绕工程实践重新组织课程。2006年6月,教育部战略研究重大专项课题“面向创新型国家建设的中国工程教育改革”第三次研讨会在徐州召开。此次会议纪要提出:要使课程设置从单一的“工程专业课程”转变为以“大工程观、大系统观”为指导的课程架构体系。高等工程要教育培养出能适应社会经济、科学技术、文化发展需要的工程人才。
2 该文研究的目的和意义
电气工程及其自动化专业本身就是一个工程性很强的工科专业,课程体系与结构的设置水平,直接决定其工程应用能力的高低,在改革其课程体系过程中,应突出地反映这一特点。以“大工程观”教育理念为指导,将工程所需的知识、方法、手段等融合到课程体系中,特别是与工程紧密相关的人文、管理、社会责任等,在大工程观的教育理念下采取项目教学的方式将实际工程问题带入课程内容,完善其课程体系,让学生从一个个完整的项目学习过程中,潜移默化地接受工程意识,从而达到增强工程意识与能力的目的。
党的十七大提出了走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署,实现这个目标势必需要大批工程技术人才。这就需要在构建培养体系时突出工程能力的培养,工程能力是工程师最基本的素质之一, 但其培养却是我国当前高等学校教育体制中的薄弱环节。我国高等院校发展近年特色不明显,并偏于强调通才教育的重要性,大部分本科院校的培养目标执着于培养各种高层次的研究型人才,培养的学生侧重于基础理论与研究,本科层次的实践动手能力没有得到应有的重视,从而造成了高等教育人才培养体系中工程实践教育一定程度的缺失。
3 构建面向实践与应用的电气专业课程体系
通过分层次总结和分析国内外高等院校电气工程及其自动化及相关专业培养体系的现状,对国内研究型大学以及国外著名高校的电气工程及其自动化及相关专业培养体系进行分解对比,结合实际,初步制定了电气工程及其自动化专业培养体系框架。在突出特色的同时,希望既能培养电气工程及其自动化专业学生的工程应用能力,又能强化学生的科技创新能力。
根据该校的师资和学生情况,将专业培养目标设定为培养具备电气工程领域扎实的基础理论、专业技术和较强的实践能力,能够在电力系统及其自动化、电力电子及电力传动等电气工程领域从事系统设计、研发、运行维护等工作的工程应用型技术人才,并分为电力系统及其自动化、电力电子与电力传动两个专业方向。电力系统及其自动化方向主要围绕电力系统的规划、运行、调度和监测及控制技术,面向电力系统运行的运行控制、调度等领域进行培养。电力电子与电力传动方向以电气工程领域内的大功率电力电子器件、电气传动控制系统为主要研究对象,培养学生在电能质量控制与新能源技术、现代电力电子器件等方面的技术应用能力。
所有课程分为公共基础课、学科基础课、专业课三大部分,为提高学生的人文素养,在公共基础课中设置了素质选修课,强化人文素质。公共基础课和学科基础课与其它电气类专业大体相同。专业课分为必修,方向选修和任选三部分。为了强化培养学生的工程能力,在课程学时比例设置上加大了实验、实践环节所占的比重。针对主干课程和学生工程能力培养的需求,设立了工程训练、计算机实习、电工电子实习、电子线路课程设计、数字电路课程设计、电力电子技术课程设计、自动控制原理课程设计、运动控制系统课程设计、认识实习、电气控制及可编程控制器课程设计、生产实习、电气工程基础课程设计、电力系统分析课程设计等实践环节,总学时达到了35周,在整个教学环节中所占比重明显提高,达到了总学分比例的20.3%。此外,实验学时在课程总学时的比例也进行了调整,大部分课程都缩减了理论学时,增加了实验学时。如电机及拖动基础,实验由8学时增加为16学时,电气控制及PLC由8学时实验增设为34学时,理论教学缩减为32学时。
4 结语
该文以建立工程应用型电气工程及其自动化专业培养体系为主要研究内容,以提升电气工程自动化专业本科生的工程素质为研究目标,对电气工程及其自动化专业课程体系的建设进行了初步探讨,对于培养面向新型工业化的电气工程及其自动化专业高级工程技术人才具有一定的参考意义和实用价值。在实践过程中还需要根据实际执行状况不断进行反馈,逐步对培养体系进行修正,不断完善培养体系。该文参考了诸多院校网上公布的有关专业的培养方案,在此表示感谢。
参考文献
[1] 赵婷婷,雷庆.课程综合化:中国高等工程教育改革亟待解决的问题[J].高等工程教育研究,2005(2):32-36.
[2] 王沛民.工程教育基础-工程教育理念和实践的研究[M].高等教育出版社,2015.
关键词:电气工程及其自动化;专业改革;学习产出
1专业现状及存在的问题
我院是在一所具有65年办学历史的省属普通高校基础上进行管理模式和运行机制改革的新型高校。学校现有全日制在校生2万余人。我校的电气工程及其自动化专业是在我院的前身———浙江农村技术师范专科学校的电工电子专业(专科)基础上逐步发展起来的,2004年开始本科生的教育,经过多年的发展与建设,本专业在教学条件、师资队伍、人才培养方案等方面都具备了一定基础,并形成了较明显的特色。本专业是2009年宁波市服务型教育专业群核心专业之一,2012年获得宁波市特色专业。目前本专业已累计培养1600余名本科人才[4]。但与国内其他高校相比,在电气工程专业发展和人才培养过程中仍然存在课程体系设置不合理、教学过程和行业脱轨严重、教学成果评价体系单一等问题。这些问题直接导致学生工程应用能力差、就业压力大,严重影响了人才培养目标的实现,具体体现在:
1)培养目标定位与社会需求脱节
从OBE教育模式的要求出发,其中一个核心的问题是“学生要学什么”,说到底就是“社会需求什么样的人才”,因此在人才培养目标中必须明确学生学习的内容和掌握的内容,包括知识、能力和素质的要求。随着社会科学技术的快速发展,也对电气工程及其自动化专业的人才培养提出了更新的要求,原先企业中技术落后、的生产设备已在逐步淘汰,取为代之的是技术先进、自动化程度高的新型企业,这就需要专业来培养一大批既具备先进专业理论知识,又有专业操作技能的电气工程及其自动化应用型人才[2]。
2)课程设置不符合“以学生为中心”的思想
要做到教育的“以学生为中心”,在课程设置过程中首先要考虑学生的就业需求。针对学校对应用型人才培养的总体目标,本专业在一些基础核心课程中开展了“项目化”、“做中学、学中做”、“任务驱动”等教学方法,结合“互联网+”等手段开展了一系列的教学改革和课堂教学改革,也取得了国家教学成果二等奖等一些教学成果。目前主要存在两个问题,第一专业核心课程和模块课程在教学改革上比较落后,基本上还停留在传统的教学方法上,教师无法深入有效地展开教学,只能通过多媒体课件,进行“填鸭式”的教学。学生的逻辑思维能力和综合统筹能力弱化,往往只通过死记硬背来掌握课程知识、应付考试,导致理论很难与实践结合;第二目前不同模块方向的设置,只考虑到了不同的就业方向,而并没有考虑不同学生的学习能力情况,没有进行分层分类教学的探索,结果导致部分学生学习困难,部分优秀学生又“吃不饱”的矛盾现象存在。另外,课程设置以及教学过程的开展需要具体的教师进行实施,而师资队伍与行业实际情况的脱节,也导致很难做到“以学生为中心”。这也导致因人设课现象严重,不是按照培养高素质应用型人才的需求来配备教师,导致课程体系缺乏系统性和关联性,甚至出现课程内容上的重复。
3)学生学习成果评价体系单一
目前开展“项目化”的课程,其评价方式相对多样化一些,比如本专业的“模拟电子技术及实践”课程将课程内容融入到4个项目中,根据每个学生完成的项目情况给出项目分作为平时成绩的一部分,期末考核再占一部分成绩。没有开展“项目化”的课程,其评价方式则比较单一,基本上还是按照传统的平时成绩加上期末考试成绩进行简单的考核。但是这两种考核方式都有需要改进的地方,目前的考核方式漏掉了一个关键点,就是对学生平时理论知识掌握程度的考核。综上所述,虽然我校电气工程及其自动化专业经过多年的建设和改革,取得了不少成果,为社会输送了大量应用型人才,但是随着浙江省区域经济的大力发展,电气行业的升级和转型,急需能够满足当前社会需求的高素质应用型人才。因此,只有紧紧抓住适应新时期经济形势和电气行业的发展要求,建设和发展基于OBE思想的电气工程及其自动化专业人才,坚持“以学生为中心”,时刻思索“学生需要学什么”、“如何让学生取得学习成果”、“如何评价学生是否取得学习成果”等核心问题,实现本专业人才培养与电气行业的市场发展、岗位实际要求、职业资格标准的接轨,将基础知识、应用技术能力和职业素质的培养转化为实践能力、就业能力、创业能力、创新能力,才能促进电气工程及其自动化专业人才培养事业的发展。
2主要改革内容
1)人才培养方案
培养方案是人才培养模式的核心,决定着所培养人才的质量。针对当前社会新经济、新产业对高素质应用型人才的需求,进一步梳理和调整人才培养方案,包括培养目标、毕业要求及知识、能力、素质实现矩阵、人才培养计划等内容,使之更契合满足区域经济发展的应用型人才培养的要求。
2)课程体系
基于本专业取得的教学改革基础,在“项目化”、“做中学、学中做”等教学方法中引入企业实际项目作为教学案例,将课程知识点和企业项目实际需求进行有机结合;引入分层分类教学思想,模块课程中设置竞赛模块,培养学生参加本专业相关的各类竞赛,课赛结合,提升人才培养质量。
3)“双师型”师资队伍
电气工程专业技术发展日新月异,新兴行业不断涌现,只有具备专业理论知识和企业实战经验的师资队伍,才能培养出符合社会需求的高素质应用型人才,具体包括引进具有行业背景的新教师,出台政策鼓励专任教师到企业挂职锻炼,兼职教师队伍建设等。
4)学习过程监控和成果评价体系
开展教学质量监控工作,除了正常的督导听课制度,建立专业内部听课等制度,及时反馈和改进教师的教学效果;建立有效的学生学习成果评价体系,建立具有平时课堂考核和期中、期末多次考核功能的考核系统,对学生的学习成果和效果进行全程监控和考核,在本专业课程进行试点并推广。
3具体实施方案
首先要坚持以OBE的三个核心问题为导向。制定详细的、切实可行的专业改革研究计划和实施方案。在具体实施过程中,通过对本校和兄弟院校的专业改革情况进行分析总结,调研浙江省区域经济对人才的需求,邀请省内同类院校专业负责人以及本专业教学实践基地负责人,对研究计划和实施方案进行论证和完善。总体上分三个阶段展开实施。1)实施阶段一:首先要了解当前社会和行业对人才的具体需求,才能明确学生应该学什么和掌握什么。电气工程及其自动化专业仍为目前急需的热门专业,人才需求量很大,且呈逐年增长的趋势。在《中国制造2025规划》和工业4.0的背景下,电气工程及其自动化领域在地区经济驱动下,将呈现更深层次的网络化和智能化等特征。因此必须在全省范围内开展电气工程及其自动化专业人才需求调研活动,本部分的研究综合运用文献分析法、问卷调查法、访谈与座谈、个案分析与比较等方法。2)实施阶段二:以成果导向的课程体系设置要求每门课程对应具体的学生学习成果,对学生学习成果的达成都有具体的教学内容与之对应。①毕业要求与课程的关系应清晰体现在课程的教学大纲中,使大纲成为规范教师教学行为,指导学生学习行为的契约性文件。在具体的教学过程中引入企业实际项目案例,可以采取头脑风暴法、小型研讨会等方法,邀请专业社会服务做得比较出色的教师参加,同时积极吸纳产业界的各种校外机构和企业参与到教学活动中来。②在新增模块课程中,除了在课程设置和教学过程中坚持产教融合、坚持以学生成果为导向外,模块学生的挑选可以尝试采用目前比较成熟的竞赛学生挑选方法,可以从对大一学生的宣传、大二进入开放创新实验室、参加各种竞赛进行选拔,这个选拔过程在本专业已经执行多年,从学生获得的各种竞赛奖项来看还是非常有效的。③师资队伍建设也是保证学生取得有效学习成果的关键,这个可以和课程体系建设同步进行。一方面通过电气系向学院提出引进新的人才,另外一方面,以提高专任教师实践能力为目标,通过电气系以及二级学院的共同协商,在系里进行试行。3)实施阶段三:专业改革以学习成果为导向,保证学生获得相应的学习成果是重点要求。在前两个实施阶段的基础上,一方面将在电气系教师内部听课制度,通过对教学环节的过程监控和对课程成绩的质量评价来实现教学活动、课程大纲、师资队伍和支撑条件等的持续改善,该机制的主要任务是课程目标达成度评价;另一方面将改进目前课程的评价体系,建立更加有效的学生学习成果评价体系,建立具有平时课堂考核和期中、期末多次考核功能的考核系统,对学生的学习成果和效果进行全程监控和考核,在本专业课程进行试点并推广。以教学监控和考核结果反馈为依据,对本专业的培养方案、课程体系、师资队伍建设等建设内容进行持续改进。
关键词:电气工程;自动化控制;PLC技术;应用
0引言
PLC技术的应用,不仅全面促进了电气工程及其自动化行业的发展,也进一步推动了行业的改革和创新。PLC技术对比传统技术,在电气工程机器自动化控制中的应用要具有更加显著的优势,可以有效提高系统的稳定性和可靠性,同时还能够提升电气工程自动化系统的整体运行性能。电力企业的相关工作人员应加大对电气工程及其自动化控制的研究力度,并采取有效对策,全面提升电气工程的自动化控制水平,促进行业的快速发展[1]。
1PLC技术概述
PLC技术主要是指可编程逻辑控制器,在具体应用过程当中可以编程和模拟相关数据,并使数据环境的安全性和稳定性得到有效提高。而通过PLC系统的有效运行,可以实现内部的逻辑运算以及顺序控制等具体操作,同时还能够对相关器械和电机进行有效控制。一般情况下,电气自动化主要使用传统控制器系统,但其可靠性相对较低,而且接线过程十分繁琐,会导致大量能源消耗。除此之外,该系统自身的灵活性相对较低,因此无法结合实际情况来灵活调整操作系统。PLC系统具体包括电源、存储介质、输入输出接口等相关构成部件,而在对系统进行应用时,相关用户可以结合自身的具体需求以及操作的相关标准要求,对能够完成辅助控制的外部设备进行合理增加。首先,在PLC控制系统当中,电源是十分重要的一项内容,可对系统的关闭或接通进行控制。其次,在使用PLC控制系统时,通过输入输出接口可以有效传递和接收相关指令。再次,在PLC控制系统中存储介质可以有效存储相关数据和信息。最后,中央处理器在PLC控制系统当中具有重要的作用,可以有效分析数据,并对其进行快速处理,从而对用户所输送的指标或者数据进行有效接收。在系统具体运行过程当中,相关工作人员可以根据系统操作要求将电源接入,之后中央处理器在接收到相关指令后,便会进行自动诊断,并结合诊断结果和相关标准有效处理网络信息。当系统完成相关准备操作后,可以全面扫描用户程序,并借助输入输出口来有效传输和控制数据。一旦在运行中出现异常,工作人员可以结合实际情况进行重复诊断[2]。
2PLC技术在电气自动化控制中的应用
在电气工程自动化控制系统当中,应用PLC技术不仅可以有效收集和分析信息,而且还能够使系统按照具体指令有效完成相关控制动作,从而使控制管理效率得到有效提高,进一步缩短系统的反应时间,使相关生产操作能够达到最高效率。目前,PLC技术已在电气工程自动化控制系统当中得到了广泛应用,但在实际运行过程当中还存在着一些问题,因此需要加大研究力度,进一步优化PLC技术的应用,使该项技术所具有的优势得到充分发挥[3]。
2.1控制顺序
PLC技术,在应用时可在企业生产和人们生活过程当中,将顺序控制器的作用进行有效发挥,以此来满足社会的发展需求。例如可以在火力发电厂当中应用PLC技术,通过技术所具有的相关优势,从而有效清理火力发电厂的飞灰和炉渣,提升火电厂运行的稳定性。而在顺序器的具体控制过程当中,往往会受到相关因素的影响,因此在系统运行时一旦受到外力阻拦,将会降低生产效率,对系统的整体运行水平产生严重影响。针对PLC技术进行分析,在按顺序控制过程当中往往涉及到许多内容,而且范围比较广泛,目前来说具体包括远程控制、现场传感等相关内容。而通过科学合理的系统设计,可以有效优化相关环节,并确保系统运行的规范性,使PLC技术的主要功能和作用得到充分发挥。
2.2逻辑运算
PLC技术的相关操作比较简单,具有良好的控制效果,在具体的逻辑运算过程当中,其使用空间相对较大。信息编程数据十分重要,而编程需要坚持简明扼要的原则,在对其使用功能不产生影响的基础上将多余操作简化,因此逻辑预算具有较高的要求,不仅要确保运算准确,还应具有清晰的逻辑。而从PLC技术角度来看,其最大的优势在于简洁,该技术是一项新型的计算机控制手段,可在信息编程过程当中使网络编程的繁琐性得到有效改善,对最为直接的控制器、控制设备进行有效运用,从而开展相关逻辑运算,不仅精确度有所提高,而且还能够给定出具体的标准化格式。除此,PLC技术还能够反复进行运算,具有良好的自我检测能力,可以有效实现信息的再次采集和分析,并根据数据系统合理进行总结[4]。
2.3闭环控制
在电气工程及其自动化控制过程当中存在着许多非固定量,为了避免在工程运行中出现相关问题,需要有效控制这些非固定量,使二者之间实现无障碍转化,并通过相关编程仪器有效控制和操作模拟量。对PLC技术进行有效应用,可对目前闭环控制应用系统的运行情况进行及时掌握,并能有效监控闭环控制系统。在该过程当中,相关操作人员需要对PLC技术和闭环控制应用系统之间的关系进行明确,并要结合实际情况,使二者能够有效融合,从而使PLC技术和闭环控制应用技术的主要优势得到充分发挥,更好地解决电气控制工程当中所存在的相关问题。例如当恒速工作的具体速度出现变化时,可通过PLC技术利用传感器输出相关的模拟电流信号,并在模块中输入模拟量,根据相关数据将模拟量有效转化为相关的电流信号,并实现闭环控制,从而确保设备的安全稳定运行。
2.4数控系统
在电气系统的具体运行过程当中,可在机械加工等环节当中有效运用数控系统。数控系统具体包括直线控制系统、点位控制系统、连续控制系统等相关组成部分。在新时代背景下,企业为了能够更好的满足时代的发展需求,需要通过对PLC技术的有效应用,从而对数控系统的抗干扰问题进行有效解决,并合理调整机床功能,使企业生产经营过程的灵活性得到有效提升。传统电气系统在具体运行过程当中往往会消耗大量的能量,而且功率相对较高,灵活性相对较差,无法有效满足企业的实际发展要求。而随着我国科学技术的不断发展,电气系统对相关技术手段也有了更高的要求。PLC技术不仅具有较强的抗干扰能力,而且可靠性相对较高,在具体使用时也十分方便,因此将其在电气工程及其自动化控制系统当中进行应用,可以更好地发挥出产品的主要优势,提升产品质量,促进企业的快速发展。除此之外,在电气工程中应用PLC技术还能够使相关费用成本得到有效控制和减少,因此其对比传统电气工程系统而言具有更高的应用价值,应在电气工程当中得到有效推广和应用[5]。