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1.1优化课程设计
以培养应用型人才为目标,在课程的设计上,正确分析企业对于电气专业人才的需求情况,并做到充分了解当前电气工程行业的发展情况。将课程设计与社会对人才的需求紧密结合。在对课程的优化中,更加注重对实践的践行。正确分配理论课与实验课所占的比例。适当的缩短理论课所占的课时,占到总课时的40%。将整个实践分为三部分:一是理论课实验的学习,培养学生充分掌握专业的理论知识,将理论知识应用到学校内的实验课上,实验主要包括数电、电路、模电实验、电机拖动基础实验、PLC实验、传感器实验与单片机等实验,做到对常用芯片工具的应用;二是课外的课程设计,主要包括参加电子设计大赛,智能车设计大赛等电子类竞赛,单片机等的课程设计;三是参加一系列的实习,金工实习、认识实习、电子电气实习以及毕业实习。
1.2强化实验管理
培养学生实际动手能力,改革实验的内容,鼓励学生自己动脑,不限定实验室用的方法,也不限定所使用的器件,真正做到以学生为动手的主体。并让学生意识到实验的重要性,将实验成绩计入学生成绩总评定系统中,并与期末奖学金等荣誉的评定挂钩。从而激发学生对实验的热情,主动性,提高学生动手能力。
1.3理论联系实际
将课程设计的内容与实际相结合,培养学生对实际问题的思考与解决能力。指导教师在对课程设计内容的选择上,应该选择实用性与综合性较高的设计内容。例如设计生活中常见的万用表,洗衣机模块。电梯、红绿灯设计,与实际相联系。实验教师将课程设计的任务书提前发给学生,但是不要制定设计步骤与所用器件,让学生自由发挥,自由选题。由学生自己查阅相关资料,拟定设计方案,并且鼓励学生之间相互讨论。再与老师讨论方案是否可行。最后由学生独立完成设计、编程与调试工作。最后撰写课程的设计报告。这对提高对专业认知能力有很大帮助,并有助于培养学生自己动脑分析问题,解决问题的能力。
1.4鼓励学生参加电子类设计大赛
随着企业对应用型人才需求的提高,电子设计大赛的含金量越来越高,这就应该鼓励学生多参加类似的电子设计大赛。培养学生的竞争意识,合作意思。而且无论是对于企业还是高校来说,电子设计大赛的获奖证书都被大家所认可。参加此类的竞赛也可以培养学生的自信心,与来自全国各地的同学一起交流,学到知识的同时也可开拓视野。学校也可以自行组织校内的电子设计创新大赛,培养学生的创新意识,让学生主导。积极开展课外电子创新竞赛活动,让学生们自拟题目、自行设计,到实验室自己动手研制出各种实用性强,构思独特,想法先进的产品。学校实验室给学生提供经费、场地,由学生自行采购需要器件,并由学校负责报销费用。同时配备教师进行指导,允许小组合作。同时鼓励大一新生参与进来,做些简单的工作,为他们以后更快地进入课题做好充分准备。为激励学生更多的参与进来,学校应该设立相应的奖励措施,对于在比赛中表现突出的同学进行表彰。这样不仅可以调动学生的积极性更能够提高学生的实践能力。更好的实现培养实用型人才的目标。
1.5优化生产实习,毕业设计
学校在联系生产实习工厂地点的之前,一定要选择与学生将来就业密切相关的工厂。生产实习的目的是让学生在了解企业的生产线,了解社会的需求。所以学校在选企业时要选择专业知识雄厚,拥有先进仪器与技术工人的企业,在组织学生进行参观实习的过程中多思考,多动手,多向技术娴熟的工人学习,交流,从而提高学生对社会的认知能力,对自己将来从事的工作有进一步的了解。至于毕业设计,毕业设计是学科建设的非常重要的环节。所谓毕业设计的目的是要学生综合运用所学的基础理论和专业技能,提高分析与解决工程实际问题的能力。做好毕业设计的关键是选毕业设计的题目。毕业设计课题应该是结合实际生产的实际项目,有较强的应用背景。同时课题要符合电气工程专业培养目标,要有一定的广度和深度。指导教师可以让学生自己选择毕业设计的题目,但是得经过老师的审核,确定方案是可行的,而不仅仅是停留在理论阶段。在选题的过程中可以让学生之间相互讨论。在确定了毕业设计的题目之后,学生应该自己独立思考,老师要随时监督学生的涉及进展。
2加大教学经费投入,加强师资队伍建设
学校应对专业教学加大经费的投入,进一步改善电气工程及自动化专业基本条件建设。实验室的面积,仪器设备要达到教育部要求的标准,尽量引进先进的仪器设备,并且合理安排课程,保证每个学生在做实验时都有仪器可用。专业教学经费都要达到相应的标准。加强电气工程专业师资力量是实现高素质人才培养的关键。学校应做到对师资力量的结构做到合理分配,包括年龄和学历。并且做到及时更新结构的设定。因为目前很多高校都出现中年骨干教师数量少的情况。同时学校的青年教师比重偏大,高级职称的教师数也在少数,教师队伍的比例不合理,人才断层现象比较严重,因此要对教师的选聘、晋升、待遇等方面创新机制。同时学校鼓励从知名企业中聘请技术娴熟的技术人员来校作报告,使学生更好地了解就业前景。学校也应该定期开展学术报告之类的学术交流。同时鼓励教师与学生都参加。
3结语
电气工程自动化技术的实现可以有效提升员工的工作效率,并实现企业效益最大化。与此同时通过电气工程自动化技术的使用可以增强员工工作的安全系数。电气工程自动化技术可以给处于激烈市场竞争中的相关企业提供强有力的支撑。目前,我国的电气工程自动化技术还处于发展的初期阶段,存在一些不足,将对今后电气工程自动化技术的发展造成一定的影响。
(1)在电气工程自动化技术应用的过程中会出现安全问题。在电气工程自动化技术应用的最初领域是工业领域,该项技术通过在工业领域中的应用得到了不段的发展与完善。随着电气工程自动化技术的逐步发展与日益完善,该项技术已经越来越多的应用在商业领域中,但是在商业领域应用的过程中,数据与信息的安全传输就显得尤为重要。
(2)在电气工程自动化技术应用的过程中出现人为干扰。在电气工程自动化技术使用、设计期间,由于不用的工作人员对技术的理解与运用不同,而且在技术的运用方面并没有相关的标准,这就使得电气工程自动化技术的应用与设计主要以相应工作人员的理念为依据进行,这使得相应平台的建设存在着一定的不同,会导致运营费用增加,同时也会增加系统的负荷。
(3)木有统一的标准对电气工程网络进行约束。就目前来看电气工程自动化技术的发展趋势是使得电器工程与自动化系统更简便、搞笑的为企业服务。但是在现在的企业中存在这一个影响电气工程自动化技术发展的障碍,那就是在一个企业中其网络构架存在不同,由于电气工程自动化技术主要通过网络构架进行运转,这就制约了电气工程自动化技术的发展。并且,在一部分企业中,由于一些产品的程序接口不同,严重影响了企业的数据传输,使得电气工程自动化技术没有用武之地,称为一种"名不副实"的技术。
(4)电气工程自动化技术与企业的实际需要有差异。目前我国电气工程自动化技术的现状并不是一个独立的技术系统。在系统运行的期间,需要相关的设计人员在已有的技术基础上结合自己的工作经验进行设计,会导致各项成本增加。
(5)需要提升电气工程自动化的工作效率。在电气工程自动化技术应用的时,首先要注重提高企业的工作效率,在社会高速发展节奏较快的今天,较高的工作效率往往会给企业带来较大的经济效益,甚至影响到一个企业的生存发展。所以在应用电气工程自动化技术时一定要以提高工作效率为首要任务。
2电气工程自动化技术的发展趋势
(1)做到数据的标准的对接。在进行数据对接的过程中要首先确保在电气工程自动化相关设备具有较高安全性。
(2)电气工程自动化体现开放性。开放性主要指的是和外界建立接口,使系统与外界网络实现连接。计算机网络可以进行信息的实时交换,实现信息的共享。
(3)注重信息化。信息化指的是在电气工程自动化中,凸显信息化的地位。在设计以及运行电力设备的过程中,运用计算机技术,采用人工智能分析的方法,使用网络通信技术,凸显信息技术的地位。
(4)建立通用的网络系统。在电气工程自动化中建立通用的网络系统,可以对资源进行优化配置,商业信息交流安全性得到保证。企业需要进行设备的控制,对技术进行监管,如果优化配置企业的资源,采用网络进行连接。建立通用网络,系统中数据的交换更加高效,促进企业的发展。
(5)要发展具有较高科技含量的电气工程技术。电气工程实现科技化主要指的是在电气自动化发展的过程中,应当产生新的技术以及产品。以创新为基础,注重节能,应用新的技术、工艺等,对于材料以及技术的使用进行创新,加大信息技术、自动化技术的应用,不断开发出新的产品。
3结语
关键词:电气自动化技术 应用电力系统 发展前景
中图分类号: TM712 文献标识码: A 文章编号:
一.引言
我国对电气自动化技术的研究与发展始于上世纪50年代,它是一门综合性较强的技术学科,也是生产现代化的一种标志,近些年,计算机技术、通信技术、电子技术及嵌入式技术迅猛发展,也促进了电气自动化技术在各行各业的应用取得了很大的进展。也引发了工程领域的一场技术革命。电气自动化让各个行业都走进了现代的、先进的生产方式与管理领域,走入了自动化发展阶段。电力系统的发展使对电力的生产、传输及计量等提出了更高的要求,因此,将自动化技术应用于电力系统是行业发展的必要,自动化技术也是电力行业的发展中发挥出越来越重要的作用。
二.自动化发展趋势。
自动控制技术正趋向于智能化、最优化、协调化、适应化、区域化发展。在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用,保证了控制操作的高可靠性。在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。
自动化的发展则趋向于:
(1). 由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制);
(2). 由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统);
(3). 由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展;
(4). 由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展;
(5). 装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变;
(6). 追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制;
(7). 由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如管理信息系统在电力系统中的应用。
三.机电自动化中电气自动化技术应用方向。
1. 电力系统自动化实时仿真系统的应用。
该仿真系统在可提供大量实验数据的前提下,还可多种电力系统的暂态及稳态实验同步进行,还能用以协助科研人员测试新装置,且多种控制装置都能与其构成闭环系统,从而为灵活输电系统及研究智能保护的控制策略提供了一流的实验条件。电力系统数字模拟实时仿真系统的引进,方便了对电力系统负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行深入研究,从而建成具备混合实时仿真环境的实验室。
2. 综合自动化技术与智能保护的应用。
目前,国内的综合自动化领域的研究已达到国际先进水平,智能自动化保护技术领域的研究相对处于国际领先水平,研制的分层式综合自动化装置能够适用于各种电压等级电站。将国内外最新的人工智能、网络通信、微机新技术、自适应理论、综合自动控制理论等应用于电气自动化保护装置中,对电力系统自动化保护的新原理进行了研究,可以大大提高电力系统的安全水平,使得新型保护装置具有智能控制的特点。
3. 电力系统中人工智能的应用。
电力系统及其元件的故障诊断、运行分析、规划设计等方面将模糊逻辑、专家系统以及进化理论应用到实际研究,并且结合电力工业发展的需要,开展了电力系统智能控制理论与应用的研究,同时也开展了在上述实用软件研究的基础上以提高电力系统运行与控制的智能化水平。
4. 电力系统配电网自动化技术。
该技术采用的模型为最新国际标准公共信息模型,输电网的理论算法采用与配网实际与高级应用软件相结合,负荷预测时配合应用人工智能灰色神经元算法进行,最后进行潮流计算时采用配网递归虚拟流算法。电力系统配电网自动化技术取得了重大技术突破,主要表现在信息配网一体化、高级应用软件、配网模型、中低压网络数字方面,最终,解决了载波正在配电网上应用的路由、衰耗等技术难题,正是因为采用数字信号处理技术,才得以提高了载波接收灵敏度。
四.电气自动化在办公自动化中的应用。
1. 办公系统需要实现自动化。
办公系统主要应用于企事业单位的管理系统等方面,构建企业自动化管理系统需要很多技术的支持,例如计算机技术,通信技术及自动化技术。自动化办公系统是提高工作效率与管理效率的有效方法,因此,实施办公自动化信息战略是企事业实现现代化办公的需求与趋势。企业的办公系统实现自动化可以基于软件来实现,也可基于硬件与软件相结合的方法来实现,但是要注意到系统的开放性,可扩充性及升级的简易性。现行的办公系统还要具有良好的兼容性,这样可以有效的节约系统的资源,还可以节约成本,在实际的办公自动系统中已经有了很多成功的案例。
2. 办公自动化的技术平台。
当前,有代表性的三种主流的办公自动化技术主要有三种,既LotusDomino/Notes平台上办公自动化系统,它也是最早的办公自动化应用系统;基于Microsoft平台的办公自动化系统模式,主要采用WinNT/2000操作系统,以ASP为开发语言提供内容存储;还有就是基于基于Jsp/Java平台的办公系统,其实现原理与上一种技术基本是一样的,只在是使用的开发语言上略有不同,且其在系统的维护上费用较高。这三种技术平台在设计与实施办公自动化系统上有不同的应用领域,也是推动办公系统自动化进程的主要技术。现在已经演变出更多的技术来实现办公自动化。
3. 办公自动化系统的核心功能的实现。
办公自动化系统的核心功能主要是公文的收文、批阅、流转与存档等。但在对公文处理一岙会涉及到公文的流转,其过程实现是较为复杂的,在开发的过程中也会受到很多方面的制约。其中有公文的查阅权限调协,公文的、修改、删除等操作,都要在办公自动化系统中实现,其中的关键技术主要有数字签名技术、传输加密技术以及审批身份验证技术等。办公自动化系统核心功能的划分与实现要与客户的需求分析为依据,其主要原则则是要达到理念优先、技术先进、功能齐全、性能优良、价格合理。这些也是办公自动化系统发前的前景与方向。
五.电气自动化在汽车性能设计上的应用。
近些年,我国的经济取得了很大的发展,但是伴随着汽车数量的增加与路况复杂程度的不断提高,驾驶的难度也越来越高,并且开始逐渐融入人类的能力范畴。当前,汽车驾驶自动化的实现主要借助于计算机技术及控制技术来实现。现在,汽车的竞争已经进入了白热化的状态,汽车生产厂家都下大力气在汽车性能的提升上,其中自动化就是它发展的一个重要方向。驾驶者可以在计算机的协助下将驾驶工作逐渐转移到用自动化技术来实现,通过厂商的大力发展,自动化技术在提升道路利用率,降低车辆的制造成本及燃油消耗方面都取得了进展与突破,收获了可观的经济效益。
六.发展前景。
1. 电气自动化工程系统的统一化。统一电气自动化工程系统对电气自动化产品的设计、测试、开机、维护都有重要意义。能够把开发系统从运行系统中独立出来,这对电气自动化工程控制系统来说,是跨越性的一步,能够将系统通用化。系统的网络应该保证现场的设施、监管体系、企业工程的管理数据保持共通。
2. 电气自动化工程控制系统的市场化。产品想长久的发展,就要深化制造部门的体制改革,还要关注市场化的影响,以便保证产品能够满足市场的需要。同时,企业不仅要在技术的开发上投入,还要使零件的配套生产市场化、专业化。产业市场化是产业发展的必然趋势,这对提升资源配置效率有着显著的促进作用。
3. 电气自动化控制系统的标准化接口。采用微软公司的标准化技术后,工程的成本大大降低了,成功地实现了数据资源的共享。考虑到自动化系统策划方案的重要,当企业进行系统连接时,必须采用微软操作系统,那么这种情况下办公室使用的就是 IP 系统,管理系统和自动化控制之间联系的建立就是通过 PC 系统。程序标准化接口使厂家之间的数据交换有了保证,解决了通讯产生的难题。
4. 电气自动化工程的生产将更加的安全。安全防范技术的集成化是电气自动化工程控制系统的一个发展方向,重点就是保证系统的安全。在非安全状态下,用户要如何选择才能实现安全。在分析我国市场的发展特性后,我们应该从最高安全级别开始,逐渐延伸到安全级别低的领域,硬件设备与软件设备,公共设施层与网络层,实现对此系统的安全设计的全面研究。
5. 电气自动化工程控制系统的创新技术。在我国电气自动化发展计划的指导之下,随着市场化的环境,不断提升电气自动化工程控制系统的创新能力。并且企业不断吸收创新技术以提升自身的创新能力,而科研的投入,为电气自动化的创新提供了更加广阔的空间,加强政策上的扶持,健全、完善机制对创新都是非常有利的。目前我国企业主要生产一些中低档次的产品,产品主要服务于中小型的项目,企业应该打开自主创新的新局面,转换经济增长模式,逐渐提升创新能力。
电气自动化可以与地球数字化互相结合。此设想包含了自动化的创新经验,可以把大量的相关数据整体为坐标,最终成为一个电气自动化数字地球。将信息全部放入计算机中,与网络结合,不管人们在什么地方,根据地球地理坐标,便能知道任何地方的数据信息。还可以加强企业与相关院校之间的合作。鼓励企业到此专业的学校中建立车间,进行技术生产等,建立学习形生产培训基地。还可以走入企业进行教学。将实践能力和理论学习结合在一起。此外,还要与现代网络联系起来,积极利用已有的科学技术。加强专业培训,提供研究人员水平等。
七.结束语
电气自动化技术我国有几十年的发展历程,其中经过了多次变革与专业的调整,但是由于其应用范围广泛,在社会的各种生产层面都会有所应用,与其他科学技术相结合,也对推动了社会生产力的发展,促进了各个行业的发展。电气自动化技术与其他科学技术的结合与渗透革新了传统的方法与理念,必将为我国经济发展起到了重要的作用。
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关键词 控制工程;专业学位研究生;实践能力;职业素养
中图分类号:G643 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2017)04-0007-03
WANG Biao, ZHU Zhiyu
Abstract Aiming at the existing problems of assimilation with aca-
demic degree postgraduates and lack of application ability for profe-
ssional degree postgraduates, a new training mode has been con-ducted to improve their vocational ability and innovation ability. Combined with the industry features of the school, we explore the
new training mode of both professional skills and occupation skill development by establishing a new curriculum system, an innovative practice platform, an innovation tutor team and a comprehensive evaluation mechanism. The reform will improve practical ability and comprehensive quality of professional postgraduates.
Key words control engineering; professional degree postgraduate; practical ability; professionalism
1 引言
随着研究生教育的发展,学术型人才培养的重心已向博士研究生转移,硕士生的培养目标更多地偏向于应用型、专业型人才的培养。与学术型研究生相比,专业型研究生的培养要以职业能力为导向并突出实践性[1]。同时,社会经济的发展和产业的升级换代需要高新知识和科研成果向生产力转化,行业、企业需要高校培养出多样性、职业性的创新型人才。因此,如何提高专业学位研究生的培养质量,培育出具有创新能力和职业技能的高素质人才,是我国研究生教育质量提升必须面对的重大课题。
经过多年的探索和改革,专业学位研究生教育需具有职业性和实践性特质已逐渐被高校及社会各界认同。但总体来看,与国外相比,一些高校提出的“实用型专家”“职业型人才”等目标,抽象程度和标准过高,很难实施[2]。很多高校专业学位研究生的培养模式与学术型学位研究生趋同,未凸显其应用型和实践性的特色,专业学位与职业任职资格关联度弱,使得专业学位研究生教育存在同化、弱化、矮化的弊端[3-4]。
针对以上问题,江苏科技大学围绕专业定位,在人才培养体系中,以国家对海工装备和高技术船舶的发展战略为指引,以行业对控制工程人才的实际需求为牵引,通过优化课程体系、培育创新型科研平台、组建创新导师团队和建立多元化考核机制等,探索专业研究生的培养模式,形成“面向船海,校企协同,工学结合,强化实践”的人才培养理念,建立了船舶与海洋工程特色鲜明的“创新应用型、知能复合型”工程人才培养体系。
2 提高专业能力和职业素养的课程体系
与学术型研究生不同,专业型研究生偏重于应用和实践,所以专业学位研究生的课程设置应体现特定的行业特点,突出职业能力和综合素质培养目标[5]。在课程阶段应侧重于专业知识的学习和职业技能的训练,课程内容和各项实践环节能充分反映行业对应用型人才的知识与能力要求;在论文阶段应侧重于工程应用并兼顾学术价值,着力培养研究生在工程背景下处理实际问题的能力和对新技术的应用。
1)在课程设置上,控制学科所在学院围绕研究生的就业方向和社会需求,以实际应用为导向,基于船舶自动化、智能电气与系统和集成控制系统等研究方向,增设船舶机舱自动化、船舶电力系统、船舶先进控制和船舶伺服系统等课程,以弥补培养体系中工程技术领域课程不足的问题。
2)合理布局R悼纬蹋坚持课程的实用化取向,增加实践教学的分量。开设先进控制理论应用、智能信息处理等实践课程,培养学生理论联系实际和解决工程实际问题的能力。
3)为了反映行业发展的最新水平、拓宽研究生专业知识面和开阔学术视野,增设控制科学与工程前沿课程、水下机器人控制和船舶机舱自动化等跨学科课程。
4)部分课程设置及考核与相关职业资格考试进行有机衔接,引导学生参与企业实训及全国工业自动化人才认证培训(IAAT)和工信部全国信息化工程师岗位技能(NCIE)项目,推动专业学位研究生与自动化从业资格认证相衔接,加强学生的实践能力和职业技能培养。
3 产学研协同,打造创新型实践平台
实践能力与职业能力是专业学位研究生教育目标的关键因素,它们必须在实际应用中形成和发展[6]。通过与企业合作组建的研究生工作站为载体,实现企业与高校优势互补,促进产学研合作,有利于加速高校科技成果转化,同时为学生提供接触学科前沿的职业型实践机会[7];依托学科实践平台,可以缩小教学实验与社会实际应用的差距,促进教学和科研相互转化,带动多学科多专业的协同发展。
学院通过建立和完善江苏省企业研究生工作站等多种形式,多方位培养学生工程实践能力,同时在项目开发过程中提炼课堂案例和实验案例,逐步形成“研究生―教师―综合实验中心―研究生工作站―船舶企业”的教育生态体系,如图1所示。学院与上海外高桥造船有限公司、沪东中华造船有限公司和镇江赛尔尼柯电器有限公司等多家国内外著名企业共建有工程实践教育中心和协同创新中心,成为研究生科研的孵化器和推进器。中心围绕船舶与海洋工程电气自动化、轨道交通车辆装备研发和智能家居等方向开展工程化技术研究,实现学科链和产业链的对接,为培养高质量、专业面宽、具有创新精神和实践能力的应用型人才创造了条件。
学院除了与Rockwell、Cypress、西门子和浙大中控等国内外多家知名企业共建联合实验室,还拥有为探索船舶与海洋工程综合自动化和数字化构建的教学、科研与科技开发三位一体的综合型实验室,如江苏省船舶与海工装备自动化工程实验室、船舶综合电力系统实验室和江苏船舶电气自动化工程技术研究中心等。这些特色实验室凝练了控制学科的研究方向,在船舶综合控制、船舶与海洋平台综合监控系统、船舶自动化系统集成等方面拥有一批具有自主知识产权的自动化装置和产品,有利于提高研究生在船舶自动化技术领域的研究与开发水平,推动教学与科研的共同发展。
4 组建创新导师团队
作为研究生教育的主导者,研究生导师的水平直接影响着研究生的培养质量[8]。由于单一导师在思维方式、知识结构和学术视野方面都具有一定的局限性,不能满足一些学科交叉、跨专业的研究课题要求,因此建立导师组,实现导师之间的强强联手和团队式培养,将有助于研究生拓展学术视野和扩大知识面,提高其综合素质的培养。
本专业建立了有效的工程实践教育基地机制、企业兼职教师聘用机制、青年教师企业研修机制、学位论文多导师制等一系列“产学研用”一体化的协同育人机制。学院制定并实施了《青年教师工程实训管理暂行办法》《校外兼职教师聘任与考核管理办法》等系列政策文件,同时鼓励校内导师到企事业、职业部门的科研和生产等实践领域进行培训和锻炼。这些措施丰富了师资队伍的工程背景,改善了导师队伍的结构,形成师资队伍的开放式动态协作。
依托具有行业特色的科研创新项目,如“海洋工程船动力定位控制系统研究”和“面向海洋水下结构检测与清污的水下机器人导航与控制研究”等,多个学科导师和工程企业专家组成项目驱动型创新团队。根据创新项目的研究目标和技术路线,导师团队从中抽取和派生出课题,作为研究生创新能力和工程实践能力培养的驱动课题。在项目实施过程中,通过团队导师的共同管理,激发研究生自身的学术潜质和科研意愿,不断孕育出阶段性的创新成果,强化团队的整体协同创新能力,从而最终实现高校、企业和研究生多方共赢。
5 建立综合评价机制
考虑到专业学位研究生的应用性和职业性的特点,研究生的实际工作能力和职业素质指标需要被重视[9]。因此,需要建立多元化的考核机制,采取毕业论文、课程成绩、实践成绩和科研奖励相结合的形式,对研究生学习期间获得的科研成果、课题项目完成情况、科技竞赛获奖情况、学术情况、国家专利申报情况和成果转化情况等因素进行评价。
学院对专业硕士按照年度目标考核指标体系进行考核,以确保专业硕士培养目标和质量。第一学年的课程成绩和实践成绩是主要的评价指标,其中课程成绩的考查侧重于考试和小论文的形式,实践成绩的考查侧重于实践报告和企业导师评价相结合的方式。第二、第三学年的主要考核是学位论文、创新实践活动以及衍生的科研成果,其中论文的工程技术背景和应用价值会作为一项重要的指标;学生参加创新活动要结合导师科研项目或企业的研发需求,其学术能力和工程实践能力通过科研成果进行综合评价。一方面通过学术论文和专利评价其理论水平、科研水平,另一方面通过科研工作的经济效益或社会效益评价其应用价值。
6 Y语
近4年来,江苏科技大学电子信息学院培养的专业学位研究生的综合能力有了显著提高。从学术方面,获得江苏省及校优秀硕士论文共4篇,发表国内外学术论文120 多篇,获得国家专利30多项。从应用方面,参与了船舶标准化和船舶与海洋工程电气化发展规划的制定,参与研制的工程船监控系统关键装备和船舶综合后勤保障等系统,技术指标达到国际同类水平,并已成功应用于多艘海洋工程船;研发的无人机舱自动化系统在多家造船企业产业化,并在国内外多艘船舶上装备。实践证明,新的培养模式在强化学生的创新意识、实践能力和提高学生的职业素养等方面取得较好的成效。
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【关键词】建筑电气与智能化;毕业设计;模式
在建筑电气与智能化专业的实践教学体系中,毕业设计是一个非常重要的实践教学环节,也是理工科学生从学校走向社会的重要过渡阶段。自2014年起,“建筑电气与智能化专业多校联合毕业设计”在高等学校建筑电气与智能化学科专业教学指导委员会的支持和鼓励下,不断推进和发展,在青岛理工大学、北京建筑大学、天津城建大学、山东建筑大学、吉林建筑大学、郑州轻工业学院六所北方院校建筑电气与智能化专业多校联合毕业设计模式实践过程中,探索出了一些经验,但同时问题也不断显露出来,制约着联合毕业设计进一步发展,所以针对联合毕业设计模式的总结和思考尤为重要。
一、本科生联合毕业设计模式改革
以参加联合毕设的青岛理工大学为例,该校自动化工程学院在2015年首次参加联合毕设,对于学生的选择都是学院指定,没有通过学生申报和筛选,所以学生的覆盖面和积极性相对差些。在第二年的教学改革方案中该院建筑电气与智能化专业多校联合毕业设计经过学生自由申报,学院筛选的方式,通过这样的方式每年除了遴选出若干优秀大四学生参加本年度的多校联合毕业设计,还鼓励大三的学生提前参与到多校联合毕业设计当中去。采取这种方式的联合毕业设计既可保证完成专业培养计划,又有利于拓宽学生的知识面,培养学生创新能力;既可使学生在毕业设计阶段能够接触更多的工程实际课题,又有利于培养学生工程设计、科学研究能力及团队合作精神,对提高教学质量具有重大的现实意义。
二、确保多校联合毕业设计选题的高质量和创新性
本科生毕业设计题目的选择和确定,是毕业设计工作成功与否的第一步,毕业设计题目的质量将直接影响到毕业设计论文的质量。毕业设计题目可以来自企业,也可以合作开发。但是,对于建筑电气及智能化专业这种工程应用类专业,毕业设计题目一定要保证具有一定的工程技术背景和创新性。在确定联合毕业设计题目后,出题教师要及时与各校沟通,将学生论文题目及摘要大纲、建筑图纸等发给各校,以保证各校的指导教师及其学生对毕业设计课题足够了解。学生在联合毕业设计过程中,如有疑问可与出题教师进行及时的沟通,以便更好的完善联合毕业设计题目。因此,对联合毕业设计的题目进行仔细的分析和充分的探讨,尽早确定题目,保证题目的质量和数量,是多校联合毕业设计至关重要的第一步。
三、建筑电气及智能化专业多校联合毕业设计评价体系的建立
如何评价这些参加多校联合毕业设计的学生的表现和成绩以及指导教师的工作成果,使之与本校毕业设计环节相吻合是至关重要。通过三年的联合毕设实践经验,我们建立了一套建筑电气及智能化专业多校联合毕业设计评价体系来衡量评价参与学生和指导教师。评价体系中针对学生的各项评价指标包括:开题汇报成绩、中期汇报成绩、最终答辩成绩、设计图纸质量、指导教师评价。针对指导教师的各项评价指标包括:是否为出题教师、出题质量、学生参与面和积极性、指导学生毕业设计成绩。
四、通过建筑电气及智能化专业多校联合毕业设计模式,促进卓越工程师培养计划的实施
我们通过对联合毕业设计模式的探索与实践,为建筑工程各专业的毕业设计找到了一个新的方向和思路。在学生毕业设计这一重要阶段,联合建筑电气及智能化专业相关学校,发挥群体智慧,使学生拓展视野,提高设计能力和专业合作能力,教学内容也得以丰富并完善,但同时也对我们的教学提出了新要求,通过持续的实践探索,更多更好地培养社会需要的卓越工程师。
作者:刘胜荣 杨世忠 崔明辉 单位:青岛理工大学自动化工程学院
参考文献:
[1]叶晓甦,曹宇薇,吴书霞,邹开.基于《华盛顿协议》的土建类多专业联合毕业设计质量评价机制构建研究——以重庆大学为例[J].高等建筑教育,2016,(3).
[2]张绢,李雪莲,黄薇,史增录.面向“卓越计划”的农业机械化及其自动化专业实践教学改革探讨[J].中国管理信息化,2016,(15).
[3]章瑾,朱欣尔,侯伟.建筑工程多专业联合毕业设计模式的探讨——以某大学实验楼工程改造设计为例[J].当代教育实践与教学研究,2015,(8).
关键词:自动化控制 信息技术 有效结合 工业技术 技术应用
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)11(c)-0070-02
自动化控制技术对于现代工业发展起到了重要的推动作用,成为工业发展的基础条件。而自动化控制则是借助于自动化设备或者装置来实现操作的,包括机器、仪器以及仪表等装置,从而代替人工操作[1]。信息技术则是现代化的信息传输方式,借助于计算机以及通信设备等来实现信息的快速传播。在现代化工业生产过程中,综合运用了自动化控制技术和信息技术,使其成为促进现代工业发展的重要推动力[2]。该论文主要是从研究自动化控制和信息技术综合运用的角度出发,通过其技术发展探索,从而找出其未来发展趋势,为技术的进步提供参考性意见。
1 自动化控制与信息技术分析
工业自动化控制技术对工业发展,社会进步都起到了重要作用,成为重要的推动力。分析整个工业发展进程可知,我国的传统制造业自动化水平较低,对于技术的应用和融合不足,在现代化工业进程中发展较为缓慢;在社会发展变化的影响之下,我国工业也开始运用自动化控制技术,逐步实现了自动化进程。自动化控制技术在国民经济发展方面做出了较大贡献,尤其是信号制式改进技术,促进了现代化控制技术和信息化技术的进一步运用。有统计数据表明,工业自动化技术主要应用于现代化的工业设备预测诊断,设备资产管理和操作技术等方面,还具有广阔的发展空间,需要进一步完善自动化技术的深广应用。自动化仪表的阐释,将自动化技术的应用推到了一个新的高度,目前的发展应用水平还较低,需要进一步加强应用[3]。
PLC技术是较为常用的工业自动化控制技术之一,通过编订程序的方式实现对于电子系统的控制和操作,让整个工业生产的过程都能够处于自动化控制当中。这一技术的运作流程是,在编程存储器内进行逻辑运算,以此实现对用户进行计数,定时或者计算等方面的操作指令,而操作指令采用的是数字模拟来进行输入和输出的,进而实现现代工业控制操作。
另外,还运用到了DCS技g,也可以称之为集散控制系统,采用网络通信技术进行过程全面管控,促进现代化控制技术的升级运用。还应当注意的是,这些技术的运用还需要其他现代化高新技术的配合运用,综合发挥作用才能够确保自动化控制技术的有效运用,确保工业自动化控制能够高效、开放运行,实现工业生产的分散控制,集中操作和分级管理以及灵活配置的功能。例如:工业PC,这是一种分布式的系统基础技术,比原有的PLC,DCS系统更加先进,具有很强的替代性。具体来说,工业PC能够实现私人定制,提供更具有针对性的服务器模式,兼容客户机,服务器机,以通信网络为基础从而实现管控融合的自动化控制操作。这些技术的推广应用,促进了现代化工业水平的提升,实现了工业企业内部的资源共享和信息交流,使得信息的作用得到了有效发挥[4]。
信息技术对于工业发展具有重要的推动作用,在现代化社会当中,更是必不可少的技术手段。但是,传统工业也具有自身的优势,在某些方面是自动化技术所不能取代的。国家的发展,尤其是工业的发展,代表着一个国家经济发展的水平,在信息化时代,要充分运用信息化技术的手段来促进工业发展,提升工业的质量和水平,促进传统工业与现代化技术的融合运用。
2 自动化控制与信息技术的有效结合应用研究
2.1 自动化控制与信息技术的有效结合在工程机械应用分析
(1)高精度GPS系统的应用。这一系统的技术优势在于高精度,可以精细化到厘米级别,其技术应用基础是GPS差分技术,并与其他多种技术相结合使用,包括全站仪,多传感技术,激光以及超声波等技术,同时,系统中的虚拟仪表又可以帮助实现对于施工工地的信息模拟功能,能够在施工前提供工地的三维图形,机器三维坐标等内容。因此,施工工地应用这一系统能够提高施工效率和精准度,在大型施工现场中的多种机器同时作业过程中成效显著。这也就带来了施工管理方面的提升,促进了施工效率的有效提高[5]。
(2)闭路监视系统以及超声波后障碍探测系统应用。这主要应用于大型工程机械中的系统,主要功能是:保证司机的安全高效作业,其工作原理是:随时为司机提供音频和视频信号,与此同时,微机监控和自动报警集中系统这两大系统,对于机器的故障处理方面具有明显效果,主要表现在:缩短维修程序,提高效率。
(3)自动化控制的应用。中央微处理机是进行自动化控制的枢纽,其重要功能主要表现在:一方面,接收司机室中的所有操纵装置的相关指令信息,这些信息的传递是通过电位计以电流的形式来传送给中央微处理机的;另一方面,微处理机将所接收到的信号又进行了转发,转给各自对应的阀,从而利用这些信号来开启阀。微处理机的功能实现依赖的是既定程序的芯片,通过芯片程序的启动可以保证泵能够具有足够的功率。
2.2 自动化控制与信息技术的有效结合在电气工程应用
(1)地球数字化技术。地球数字化技术是一种综合运用的技术类型,表现为电气自动化工程和信息技术两大技术的结合,其功能实现途径是:基于电气自动化技术,可以实现将地球所有的数据信息都能够以坐标的形式来呈现,这些信息的精准度非常高,这是基于信息技术来实现海量精准信息的动态多维呈现,最终使得地球通过技术形式转化为电气自动化数字的形式。这些信息在集中之后存储进计算机网络当中,那么,通过信息的调取和系统运行就可以获取任何人的精准地理坐标,从而获取详细的数据信息内容。
(2)现场总线技术。这一技术的产生背景是,现场总线和以太网主导的计算机网络技术是电气自动化工程控制系统基础应用,在不断地应用处理过程中,促进了电气设备的自动化和智能化发展趋势,从而进一步产生了现场总线技术。因此,这一系统属于经验积累性的应用,相当于连接了企业基层设施的通信互联,促进了上下沟通实现。
2.3 自动化控制与信息技术的有效结合在工业生产控制应用
(1)信息化技术呈现出过程检测仪表和执行器往数字化,智能化和柔性智能化以及网络化的发展趋势。该技术的发展依托于人工智能理论和方法,通过拟人智能功能向固态传感器以及智能传送器发出信号,促进其精准化操作。智能阀门定位器由于是由微控制器所控制的,而这种控制器的精准度极高,可以实现的功能有:组态控制参数,线性分程控制和等百分比等特性修正,表现出极强的智能化操作特性。
(2)有很多控制软件和控制系统都在进一步的完善和强化之中,主要包括:生产执行系统(MEC),供应链管理系统(SCM),企业资源计划系统(ERP),CAD、CAM、CAP等,这些系统和技术的升级都不是单独进行的,而是与其他系统相连同步升级的。
3 结语
自动化控制与信息技术的有效结合对于工业技术发展有着重要的促进作用,是现代工业发展的必要条件。在未来自动化控制与信息技术的有效结合需要进一步智能化水平,借助大数据和云网络,提升信息控制能力,从而让工业自动化获得新发展。
参考文献
[1] 赵杨,丁宝峰,杜翠女,等.浅谈电气自动化技术在火力发电中的创新与应用[J].硅谷,2011(3):93-94.
[2] 唐华国.工业自动化控制的现状和发展趋势分析[J].才智,2011(23):69.
[3] 王晓光,王厉,厉励.石油化学工业信息化和自动化控制技术的现状及发展[J].河南化工,2004(3):1-4.
在私营企业、港澳台侨独资企业、民营科技企业以及其他非公有制经济组织中从事专业技术工作的人员和在市、县人才交流中心实行人事的专业技术人员,均可申报评审相应的专业技术职务任职资格.
二、基本条件
1、助理工程师(初级职称):大学本科毕业后从事本工作满半年以上;大学专科毕业后从事本专业工作满一年以上;中专、高中、初中毕业后担任员级职务三年以上。
2、工程师(中级职称):大学本科毕业后,担任助理级职务满三年以上;专科毕业后,担任助理级职务满四年以上;中专、高中毕业后担任助理级职务满五年上。
3、高级工程师(高级职称):大学本科毕业后,从事本专业技术工作10年以上,取得中级职务任职资格,并从事中级职务工作5年以上;参加工作后取得本专业或相近专业的大学本科学历,从事本专业技术工作10年以上,取得中级职务任职资格5年以上。
三、材料要求
为了保证申报材料的真实性,凡涉及申报对象的学历、专业年限、考试成绩、任职年限及本人的工作能力和主要业绩、奖惩情况,须由申报单位核实后,按规定的要求提交以下主要材料:
1、《专业技术职务评审表》(中、初级一式二份)、附件表(一式一份);
2、上一年度的《专业技术人员考核登记表》;
3、专业论文和业务工作总结;
4、其它能反映本人工作能力和重要业绩的相关材料;
5、《专业技术人员水平能力测试合格证》;
6、一寸免冠彩照5张、身份证复印件2份、最高学历证书复印件2份。
四、评审专业类别
关键词:电气工程设计;安全供电;节能降耗
中图分类号:TU855文献标识码: A 文章编号:
引言:随着世界能源的大规模使用及其不合理的浪费,能源的短缺越来越引起发达和发展中国家的普遍关注。其中,电力能源的耗费和电力设计也引起了人们的高度重视。人们在追求智能楼宇、博物馆建筑、住宅楼和校园建筑的舒适、安逸、安全和人性化的同时,也开始注重电气自动化工程的节能设计,既要做到合理、达到用户使用需求,又要兼顾到节能设计。
一、电气工程设计原则
1、优化供配电设计。促进电能合理利用
在做电气工程设计时首先考虑的是适用性,就是要能为电气设备的运行提供必要的动力:为在建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源;应该满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求;应能保证电气设备对于控制方式的要求,从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。做到供电系统高效、灵活、稳定、易控、多样、便捷、畅通。其次考虑的是安全性,电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定的裕度;确保供电、配电与用电设各的安全运行:有可靠的防雷装置:防雷击技术措施;在特殊功能的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施;按建筑物的重要性与火灾潜在危险程度设置相应必要的技术措施。在满足电气工程的实用性和安全性的基础上,利用先进的技术,优化供配电设计。促进电能合理利用。
2、提高设备运行效率。减少电能的直接或间接损耗
在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下,尽可能减少建设投资,最大限度的减少电能与各种资源的消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用,提高电源的综合利用率,提高设备运行效率、减少电能的间接或直接损耗。
3、合理调整负荷,选取合理的设计系数,提高负荷率和设备利用率在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下,设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施,提高负荷率和设备利用率节约电能。
二、电气自动化节能技术
在进行电气自动化的技能设计时,主要就是希望能够通过一些可靠的新技术和新思路来保证设备的安全运行和成本的有效控制。在实际的设计与施工过程中,可以从多个角度多个方面来实现,下文中分类简述之。
1、减少电能传输的损耗
电路线路上必然会存在电阻,因此只要有电流通过线路就会产生有功功率能耗,对于这样一种形式的能量损失,我们就需要根据其能耗的机理来进行设计处理,考虑到线路上的电流是不允许改变的,因此就只能够在线路的电阻上做文章,也就是说,只要能够在不影响线路正常运行的状况下减小线路上的电阻,就能够有效的起到节能的作用。我们更进一步的来探讨,与线路电阻有关的是线路自身的电导、线路截面和线路的长度,相应的节能方式也就可以分为三个大类:一是选用电导率比较小的金属材质来作为线路的输电导线;二是尽可能的减少线路的长度,这一点可以通过线路少走弯路、不走回头路来实现;三是适当的增大导线截面的面积。
2、无功补偿
在电气自动化系统中,无功功率占有供配电设备的很大一部分容量,因此增大了线路的损耗,从而造成电网的电压下降,从而大幅度影响到电能质量和电网的经济运行。因此,为了实现无功就地平衡,减少损耗,可以选用恰当的无功补偿设备,这样也能够有效提高社会和经济的双重效益。具体而言,对无功补偿设备有以下几点要求:一是在使用电容器补偿时,电容器容量的确定应该根据具体参数,如目标功率因数、配电电压的容量、负荷等等,通过对这些参数的计算来确定;二是为了达到良好的补偿效果,应该采用集调节平滑、跟踪准确、适应面广等优点为一体的模糊投切方式,因为以前的补偿电容组中电容器的分担方式、投切开关的方式、按编码配置的方式、按比例分配的方式等,都不能达到现在我们想要的补偿效果;三是最好选择无功功率作为投切参数物理量,以有效防止投切振荡、无功倒送等情况的发生。此外,无功补偿装置最好就地安装,实行就地补偿,这样才能使线路上的无功传输减少,达到节能的目的。
3、使用有源滤波器
为了有效避免与电网联结电气设备的误动作,就必须消除谐波,而消除谐波最有效的方法就是使用有源滤波器。误动作主要是由于电气设备数量的增加,产生的谐波越来越多,又由于这些谐波电流在电网阻抗上产生的电压与基波电压重叠,就会引起电压的畸变,从而造成电气设备产生误动作。概括起来,有源滤波器主要以下特性:具有优异的动态性能;反应快;能使功率范围更宽大等,能使无功补偿达到更好的效果。一般情况下,采用有源滤波器对产生的谐波进行过滤,在电气设备误操作之前就能够将其阻止,使电气设备的运行更加有效率,从而达到节能的目的。
4、选择电压等级
电压等级的合理配置同样能够起到较好的节能效果,一方面是处理好高压和低压配电的电压等级选择,另一方面就是在进行供电电压的确定时,需要综合性的考虑多方面的影响因素来进行,包括用电设备的性质、设计的前景规划、电网的发展计划以及供电回路的数量等。
5、供配电系统的设计
通过供配电系统的合理设计来实现节能无疑是最为直接也最为有效的方式之一,具体来说可以从以下三个方面来着手进行:一是尽可能的减少配电的级别,这样能够有效的提高供配电系统的稳定性和可靠性;二是要要结合实际的用电状况来对供配电的状况进行确定,尽可能的保证变压器处于负荷的中心位置,这样就能够最大程度的降低供电半径,从而实现电力节能,并且,这样一种节能方式还能够一定程度上提高供电的质量。
6、提高自然功率因数
自然功率因数就是在没有配备无功补偿装置的供配电系统中有功功率与无功功率的比值。用电设备根据其性质可以分为直流、电感和电容三大类,而在实际的应用中通常这三种性质的电器都会同时存在,这时候系统中就会因为感性和容性电器的存在而产生一部分无功功率,我们所需要做的就是通过系统自身超前的无功引入将其抵消掉。从这样一种状况中我们就可以看到,提高功率因数的好处就在于能够在保证负荷有功功率不发生任何变化的情况下降低无功功率来实现线损降低的目的。在实际的设计过程中,实现功率因数降低的方式有两种:一是直接采用功率因数较高的同步电动机,二是采用电容器来实现补偿。
7、照明节能
在电气自动化的节能设计中,还可以通过照明节能来实现,具体来说同样是有两种方式,一种就是直接利用高效光源,传统的白炽灯虽然简单便宜,但是其发光的效率比较低;另一种就是充分的利用自然光,这就需要对构筑物的门窗进行扩大,或者是对建筑物或者是构筑物选择一个较好的朝向。
结束语:
社会还在不断的发展,电气系统也随着社会的发展在不断的进步,而对于电气自动化中的节能技术而占也正处于发展阶段。现在的节能技术能够达到节能的效果,而今后研究的节能技术将会朝着更好的方向发展。而现在要做好电气自动化的节能设计则应该从导线的选择到最后安装的完成都应该做到最好,并且还要让节能技术在电气系统中发挥到最好的效果。
参考文献:
[1]刘江,浅析220 kV变电电气自动化[期刊论文]-中国科技博览2010(26)
[2]刘沫然,发电厂电气自动化技术分析[期刊论文]-科学时代(上半月)2010(4)
[3]邓超,浅谈电气自动化的应用与发展[期刊论文]-新一代(下半月)2010(2)
关键词:电气工程;安全供电;节能降耗
中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:
随着世界能源的大规模使用及其不合理的浪费,能源的短缺越来越引起发达和发展中国家的普遍关注。其中,电力能源的耗费和电力设计也引起了人们的高度重视。人们在追求智能楼宇、博物馆建筑、住宅楼和校园建筑的舒适、安逸、安全和人性化的同时,也开始注重电气自动化工程的节能设计,既要做到合理、达到用户使用需求,又要兼顾到节能设计。
1电气工程设计原则
1.1优化供配电设计。促进电能合理利用
在做电气工程设计时首先考虑的是适用性,就是要能为电气设备的运行提供必要的动力:为在建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源;应该满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求;应能保证电气设备对于控制方式的要求,从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。做到供电系统高效、灵活、稳定、易控、多样、便捷、畅通。其次考虑的是安全性,电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定的裕度;确保供电、配电与用电设各的安全运行:有可靠的防雷装置:防雷击技术措施;在特殊功能的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施;按建筑物的重要性与火灾潜在危险程度设置相应必要的技术措施。在满足电气工程的实用性和安全性的基础上,利用先进的技术,优化供配电设计。促进电能合理利用。
1.2提高设备运行效率。减少电能的直接或间接损耗
在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下,尽可能减少建设投资,最大限度的减少电能与各种资源的消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用,提高电源的综合利用率,提高设备运行效率、减少电能的间接或直接损耗。
1.3合理调整负荷。
选取合理的设计系数,提高负荷率和设备利用率在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下,设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施,提高负荷率和设备利用率节约电能。
2电气自动化节能技术
在进行电气自动化的技能设计时,主要就是希望能够通过一些可靠的新技术和新思路来保证设备的安全运行和成本的有效控制。在实际的设计与施工过程中,可以从多个角度多个方面来实现,下文中分类简述之。
2.1减少电能传输的损耗
电路线路上必然会存在电阻,因此只要有电流通过线路就会产生有功功率能耗,对于这样一种形式的能量损失,我们就需要根据其能耗的机理来进行设计处理,考虑到线路上的电流是不允许改变的,因此就只能够在线路的电阻上做文章,也就是说,只要能够在不影响线路正常运行的状况下减小线路上的电阻,就能够有效的起到节能的作用。我们更进一步的来探讨,与线路电阻有关的是线路自身的电导、线路截面和线路的长度,相应的节能方式也就可以分为三个大类:一是选用电导率比较小的金属材质来作为线路的输电导线;二是尽可能的减少线路的长度,这一点可以通过线路少走弯路、不走回头路来实现;三是适当的增大导线截面的面积。
2.2无功补偿
在电气自动化系统中,无功功率占有供配电设备的很大一部分容量,因此增大了线路的损耗,从而造成电网的电压下降,从而大幅度影响到电能质量和电网的经济运行。因此,为了实现无功就地平衡,减少损耗,可以选用恰当的无功补偿设备,这样也能够有效提高社会和经济的双重效益。具体而言,对无功补偿设备有以下几点要求:一是在使用电容器补偿时,电容器容量的确定应该根据具体参数,如目标功率因数、配电电压的容量、负荷等等,通过对这些参数的计算来确定;二是为了达到良好的补偿效果,应该采用集调节平滑、跟踪准确、适应面广等优点为一体的模糊投切方式,因为以前的补偿电容组中电容器的分担方式、投切开关的方式、按编码配置的方式、按比例分配的方式等,都不能达到现在我们想要的补偿效果;三是最好选择无功功率作为投切参数物理量,以有效防止投切振荡、无功倒送等情况的发生。此外,无功补偿装置最好就地安装,实行就地补偿,这样才能使线路上的无功传输减少,达到节能的目的。
2.3使用有源滤波器
为了有效避免与电网联结电气设备的误动作,就必须消除谐波,而消除谐波最有效的方法就是使用有源滤波器。误动作主要是由于电气设备数量的增加,产生的谐波越来越多,又由于这些谐波电流在电网阻抗上产生的电压与基波电压重叠,就会引起电压的畸变,从而造成电气设备产生误动作。概括起来,有源滤波器主要以下特性:具有优异的动态性能;反应快;能使功率范围更宽大等,能使无功补偿达到更好的效果。一般情况下,采用有源滤波器对产生的谐波进行过滤,在电气设备误操作之前就能够将其阻止,使电气设备的运行更加有效率,从而达到节能的目的。
2.4选择电压等级
电压等级的合理配置同样能够起到较好的节能效果,一方面是处理好高压和低压配电的电压等级选择,另一方面就是在进行供电电压的确定时,需要综合性的考虑多方面的影响因素来进行,包括用电设备的性质、设计的前景规划、电网的发展计划以及供电回路的数量等。
2.5供配电系统的设计
通过供配电系统的合理设计来实现节能无疑是最为直接也最为有效的方式之一,具体来说可以从以下三个方面来着手进行:一是尽可能的减少配电的级别,这样能够有效的提高供配电系统的稳定性和可靠性;二是要要结合实际的用电状况来对供配电的状况进行确定,尽可能的保证变压器处于负荷的中心位置,这样就能够最大程度的降低供电半径,从而实现电力节能,并且,这样一种节能方式还能够一定程度上提高供电的质量。
2.6提高自然功率因数
自然功率因数就是在没有配备无功补偿装置的供配电系统中有功功率与无功功率的比值。用电设备根据其性质可以分为直流、电感和电容三大类,而在实际的应用中通常这三种性质的电器都会同时存在,这时候系统中就会因为感性和容性电器的存在而产生一部分无功功率,我们所需要做的就是通过系统自身超前的无功引入将其抵消掉。从这样一种状况中我们就可以看到,提高功率因数的好处就在于能够在保证负荷有功功率不发生任何变化的情况下降低无功功率来实现线损降低的目的。在实际的设计过程中,实现功率因数降低的方式有两种:一是直接采用功率因数较高的同步电动机,二是采用电容器来实现补偿。
2.7照明节能
在电气自动化的节能设计中,还可以通过照明节能来实现,具体来说同样是有两种方式,一种就是直接利用高效光源,传统的白炽灯虽然简单便宜,但是其发光的效率比较低;另一种就是充分的利用自然光,这就需要对构筑物的门窗进行扩大,或者是对建筑物或者是构筑物选择一个较好的朝向。
3结束语
社会还在不断的发展,电气系统也随着社会的发展在不断的进步,而对于电气自动化中的节能技术而占也正处于发展阶段。现在的节能技术能够达到节能的效果,而今后研究的节能技术将会朝着更好的方向发展。而现在要做好电气自动化的节能设计则应该从导线的选择到最后安装的完成都应该做到最好,并且还要让节能技术在电气系统中发挥到最好的效果。
参考文献:
[1]永恒,绿色自动化改变生活——施耐德电气自动化暨Modicon40周年现场报道[期刊论文]-自动化博览2008,25(8)
1.1电气控制类课程设计创新教学模式的思路
课程设计是综合一门或多门课程知识的实践性环节,是学校实践教学环节的重要组成部也是培养学生综合素质的重要环节。对于电气控制类专业,比如自动化和电气工程及其自动化等专业,常见的课程设计有计算机程序课程设计、电子技术课程设计、嵌入式系统课程设计、电气工程综合课程设计、可编程逻辑控制课程设计和工业控制系统综合课程设计等,大部分课程设计都具有“硬件和软件相结合”的特点,实践性和实用性很强,与企业需求结合非常紧密,契合度较高。基于该类课程设计的特点,在课程设计教学中,笔者打破原有的课程设计教学思路,采用与企业深度合作,将企业需求职位的专业和技能要求融入课程设计教学过程中,对学生进行有针对性的训练,在培养学生的创新精神和实践能力的同时,注重培养其良好的职业素养和综合能力。课程设计的内容结合相关企业的某个工程项目,教学过程尽可能与工程项目的运作过程接近,使学生熟悉工程项目的运作流程和不同职位的工作内容和专业技能要求。学生以团队合作的形式,由3~5人组成一个工作小组,根据企业需求,每位成员都有相对独立的任务分工。通过这种方式的课程设计,学生可以对企业的需求有深入的了解,对自己的能力有进一步的认识。在此基础上结合自己的专长和爱好,学生可以尽早明确自己的工作方向,完善个人的职业规划,最大可能成为企业需求的综合性人才。
1.2基于企业需求的电气控制类专业的职位
在课程设计创新教学模式中,课程设计的过程尽可能与企业中工程项目的运作过程接近。根据对企业职位设置的调研,笔者将该教学模式中团队中各成员的职位和任务说明如下:
(1)项目管理工程师是一个团队的核心人物,负责制定和管理项目进程,组织必要的讨论和会议。对于项目管理工程师而言,如何调动团队内每个成员的工作积极性,最大程度地发挥成员的专长是其主要任务。可见,良好的沟通能力和个人魅力最为重要。这个职位为学生毕业后的个人创业或某些管理职位提供了基本的训练。
(2)硬件工程师和软件工程师完成整个项目的核心技术工作,包括系统的方案设计、绘制图纸等。在国内外倡导工程教育的背景下,工程师的工作尤其要与企业需求和行业规范相结合,指导教师对软硬件工程师的具体工作提出严格的要求。
(3)外观或结构设计师需要机械类专业的知识,不是电气控制类专业的主要学习范畴,在教学实施过程中将机械类与电气控制类专业的学生进行混合,组成一个更加专业的团队,不仅有利于更好地完成任务,而且扩大了团队成员的知识面。而且,一般情况下电气控制类专业的学生也会学习机械制图(或AutoCAD),若设计要求不是很高,他们也能完成任务。
(4)销售工程师在企业人员的职位中也是比较重要的角色。在我校电气控制类专业的毕业生中,有不少同学都从事市场或销售方面的工作。一方面企业需要有该类专业背景的毕业生,另一方面电气控制类专业某些学生善于言谈,亲和力强,更喜欢做与人沟通的工作。销售工程师需要掌握一定的销售理论,做全面的市场调研,提炼产品特色和产品卖点,制定完整的销售计划。
(5)秘书的主要任务是会议记录,制作项目陈述PPT,撰写论文等文字性工作。从方案设计开始,秘书就开始构思并撰写论文。秘书的工作是整理和总结资料,大部分的文档原始资料都需要其它成员提供。秘书需要经常和每一个成员沟通,尽量按照毕业设计论文的标准完成课程设计论文的撰写。
2课程设计创新教学模式的实施
2.1对课程设计团队的要求
团队人数要适宜,若人数过多,任务分配不均,必然有成员的工作较轻松,易偷懒,造成不团结;若人数过少,每个人承担任务较多,不能起到成员间交流合作,培养良好职业素养的目的。经过实践,根据任务复杂程度,一个课程设计团队的组成人数以3~5人为宜。团队中每个成员根据需要可以承担多项工作,比如项目管理工程师可以兼任其他任何职位,外观设计工程师兼任销售工程师,采购人员兼任秘书;而软件和硬件工程师一般独立设置,而且在项目软件编程任务较多时,可以采用模块化设计,由多个人共同承担。团队内每位成员按照分工都有自己明确的工作任务,具有强烈的责任感和使命感。而且,由于是团队工作的性质,团队之间的竞争更为激烈,在工作过程中每位成员也会强烈地感受到集体的凝聚力和荣誉感。在这种情况下,个体能力强并不意味着集体的成功,只有大家团结合作、互帮互助才能取得最终的成功。因此,在做好课程设计的同时培养了成员的工作主动性、积极性和团队协作意识。
2.2选题要求
多数应用型大学的电气控制类课程设计都是诸如电子钟、交通灯的控制之类的小题目,设计题目单一,与专业技术的当前应用脱节[4],而且容易查找到现成的资料,不利于培养学生的实践能力和创新精神。由于以团队形式工作,人数增加,可以适当地增加课程设计题目的难度。课程设计选题可以结合教师科研项目,与企业进行深度合作并能为其解决实际问题的综合性选题最好。比如在单片机系统课程设计中,与某企业合作,设计题目为“多功能电压力锅”;在工业控制系统综合课程设计中,与某自动化公司合作,设计题目为“恒压供水系统的PLC控制与远程监控”[5]。在课程设计过程中不满足于只考虑软硬件是否能实现任务要求的基本功能,还可以在图纸的完整性和规范性、系统的安全性和可靠性等方面提出更高的工程要求。
2.3工作流程
在课程设计实施过程中,教师引导团队的工作过程尽可能与实际项目的运作过程接近[6],在任务量、时间节点等方面制定详细的计划,使成员在具有一定压力下,既紧张又有条理地完成任务。课程设计基本工作流程如图1所示。小组会议是一个较为正式的环节,由项目管理工程师主持,秘书做会议记录,指导教师或企业工程师以及组内成员参加,目的是引导学生明晰工作目标和工作内容,合理安排时间,顺利完成任务。在第一次会议上,项目管理工程师陈述系统总体设计方案,各成员分别总结前期研究内容和明确后期的工作步骤和内容,并制定详细的工作计划。在团队成员分工后,项目管理工程师也可以根据需要多次组织会议,秘书做好会议记录,为最终的论文提供素材。指导教师在以学生主导的会议中,有目的、有意识地引导,培养学生在设计过程中有计划地学习、研究问题,综合运用自己的理论、专业和实践知识进行解决问题,从而提高实践创新能力[7]。指导教师通过提问掌握每个学生的工作进展情况,并对存在的问题做出正确的启发,鼓励学生进行互动讨论。各成员总结自己的阶段性成果,提出工作中遇到的困难,成员之间充分沟通。项目陈述和答辩环节是课程设计创新模式中重要的一个环节,培养学生总结能力、表达能力和PPT的制作和展示能力,使其学生在公众下能够不怯场,敢于表现自己。
2.4考核与评分
在课程设计创新教学思路和创新模式的引导下,考核也要更新观念,要与人才培养目标相一致。借鉴荷兰高校对学生实践能力的考核方法,不仅注重基于任务分工表现出的实践应用能力,而且还要兼顾学生在课程设计过程中展现的思路创新、表达沟通和团队协作能力[8]。由于课程设计的教学时间一般为一至两周,所以考核与评分不能过于繁琐,笔者在两轮课程设计实践基础上总结了一套与培养目标一致、相对公平和便于实施的考核评分方案,如表1所示。个人的最终成绩是由小组成绩和个人成绩两部分组成[9],各占50%,其中小组成绩由指导教师根据不同分项及其权重给出,个人成绩由指导教师和组内成员共同给出。组内成员互评均分权重为0.2,这个独创的考核细节大大激发了学生的工作热情并营造了工作团队内互帮互助的和谐氛围,培养了学生的团队合作精神。
3课程设计创新教学模式的支撑体系
(1)加强师资队伍的培养。对于应用型大学而言,高水平的师资队伍是应用型创新人才培养的关键。要培养出企业需要的应用型人才,必须建立一支综合素质强的“双师型”教师队伍。而大多数教师从学校毕业又进入学校授课,本身没有在企业工作过,教师的工程素质和实践经验不足,具有丰厚工程背景又有学术水平的“双师”型教师尤其缺乏[10-12]。一方面,可以建立教师有计划分批次轮流到企业锻炼的常规制度;另一方面,吸引企业的优秀工程师兼职或全职到教师岗位,充分发挥其多年来的企业工作经验。
(2)重视校企合作。校企合作是解决实践教育缺失的根本途径[13-14]。一方面大力吸引企业参与到高校实践教学过程中来,在教学计划和教学内容上广泛征询和适当采纳相关业内专家的意见;另一方面,增加学生在企业进行专业技能训练和专业拓展课程的学习机会,理论联系实际,开拓视野,拓宽思路,促进学生的创新意识与创新灵感,为课程设计创新教学模式提供强有力的实践平台支撑。与相关企业建立长期合作关系,良性循环,最大可能实现更多学生毕业和就业上岗的零过渡,校企共同培养“适销对路”的应用型人才。
(3)开设公共选修课。公共选修课是高校面向全体学生开设的综合素质培养课程,对学生知识结构完善,知识面扩大,兴趣和个性发展和综合素质提高有重要意义。对于工科专业来说,根据企业对人才的需求,高校开设如市场营销、会计、社交技巧等人文类和经济类选修课,不仅有利于培养学生的综合能力,而且学生也可以结合自身职业生涯规划科学地进行选课,为将来的职业储备和积累知识[15]。
4结语
论文摘 要:在专业建设过程中人才培养方案与核心技能课程是专业建设的重点和难点,通过深入广泛的专业调研,分析电气自动化技术技能型人才的需要,从工作过程出发, 对电气自动化技术专业主要岗位典型工作任务进行剖析,归纳得出相应的工作领域,并转换为对应的专业核心技能课程,构建基于工作过程与职业岗位对接的专业人才培养方案, 设计以能力为核心、以素质为本位的模块化专业课程体系,从而提升高职学生的竞争力。
“十二五”时期国家以科学发展为主题,以加快转变经济发展方式为主线,把经济结构战略性调整作为主攻方向,促进经济长期平稳较快发展和社会和谐稳定。因此,我国高等职业教育也正在加快改革与发展的步伐,为地方经济发展服务、为就业服务,培养生产和服务第一线的技术技能人才,培养敬业创新的优秀人才。由于种种原因职业院校设置的专业往往与社会经济的发展需求存在偏差,一方面有的专业毕业生过剩,有的急需人才缺乏相应专业的培养,出现“产销不对口”现状;另一方面毕业生所具备的职业能力与其就业岗位的要求相差甚远,不能与职业岗位进行很好的对接。
我校是国家首批重点建设的高职示范院校,电气自动化技术专业是国家重点示范建设专业之一,在示范和后示范建设以及人才培养工作评估过程中非常重视专业的内涵建设,对专业人才培养方案重新进行了审定,把提高教学质量、创新教学模式和打造专业特色作为重点,以对接产业为切入点,实行校企合作、工学结合,促进教学内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接、学历证书与职业资格证书对接。
1 通过专业调研明确专业定位与培养目标
1.1 深入市场调研分析人才需求
人才需求分析是制订专业人才培养方案的基础。通过制订详细的调研计划,采用“走出去、请进来”的方式进行深入和广泛的专业调研。“走出去”就是分批派出专业调研组到相关企事业单位、院校、毕业生就业单位进行实地走访,“请进来”就是聘请企业的专家和技术能手到学校进行研讨。了解毕业生在哪些单位、哪些岗位从事哪些工作,这些岗位需要什么职业资格证书和等级;了解专业发展状况及对人才的需求情况,企业对人才培养的规格和质量要求,以及社会对本专业毕业生的评价等。针对调研的信息进行综合分析,明确毕业生就业岗位及岗位群,找出专业人才培养过程中存在的问题和偏差,从而确定电气自动化技术专业的专业定位、专业培养目标和人才规格与质量标准,为专业课程体系设计提供依据。
1.2 面向就业岗位和职业证书要求准确把握进行专业定位
通过专业调研汇总的电气自动化技术专业毕业生主要面向就业岗位分布来看,近50%的学生从事电气自动化设备及系统的安装、调试、运行与维护等工作,近30%的学生从事电工、电子类产品质量检验监督等工作,有近15%的学生从事生产管理工作,其余5%的学生从事产品销售或其他工作。因此,电气自动化技术专业要面向企业生产第一线培养具备专业职业能力和技能,具有较强的继续学习能力和创新能力,具有良好职业道德和较强法律意识的高技能人才。由于行业准入制度对职业资格证书的严格要求,毕业生在毕业前至少应该获取对就业有帮助的一种国家职业资格证书或技术等级证书,如电工上岗证、电气设备安装工证等。
2 基于岗位工作过程分析构建专业课程体系
2.1 以岗位工作任务为导向设置专业核心课程
电气自动化技术专业教学团队从产业、行业、企业、职业调查入手,广泛听取企业专家、技术能手、企业兼职教师、下企业锻炼教师、顶岗实习学生和毕业生及家长的意见,对专业主要岗位的典型工作任务进行剖析,得出工作岗位的业务范围,通过归纳得出相应的工作领域,并转换为对应的专业核心技能课程。如“工业自动化工程师助理”工作岗位的职务范围是从事自动化设备及系统设计、选型、系统编程、系统集成和维护等工作,其工作领域为电气工程制图、成套电器控制柜安装调试、PLC自动化系统设计和维护,自动化生产线安装调试及维护、工控网络设备及系统的安装与维护,在课程设置中转换为相应的核心课程。
2.2 以职业技能培养为核心构建模块式专业课程体系
通过分析相同专业在不同岗位的工作过程,分析学生毕业后所从事工作任务和应具备的职业能力,突出企业需求和学生自我发展,从知识、能力和态度3个方面,设计“融素质教育与业务培养为一体,知识传授与能力培养为一体”的模块式专业课程体系。由职业核心能力课程、专业基本技能课程、专业核心技能课程、职业拓展课程、顶岗实习等模块组成专业课程模块。使之具备:基础性—为学生就业打下坚实的文化基础和专业基础;针对性—以职业核心技能课程为主干,培养学生的技术与技能;实践性—加强实践操作技能培养,提高学生的岗位胜任力;实用性—技能训练针对学生的岗位设置;拓展性—相同专业不同岗位能力的培养,满足企业岗位能力需求,拓宽毕业生就业渠道,增强就业竞争力。
2.3 以工作过程为主导设计项目化课程
对于专业核心技能课程和职业拓展课程模块,打破传统学科性“理论+实验+实习”的课程体系结构,把围绕核心能力培养和职业适应性的原有理论课程和实践教学环节重新分解整合,设计了基于工作过程的项目化课程结构,确定了本专业7门专业核心技能课程和4门职业拓展课程,不再单独设置实验和实习等实践教学环节。在项目化课程标准中引入国家职业资格标准、行业标准、技术规范,教学内容中精选实际工程案例并经教学化处理形成学习型项目,每个项目又分解为若干个对应的学习型工作任务,将知识点、技能要求融入到各个项目和任务中,并将职业资格鉴定考核与课程考核相融通,以实现课程内容与职业标准对接。
3 以工学结合为切入点的创新教学模式
3.1 灵活、可操作性强的教学组织设计
在教学设计上采取“3+2+1”的教学组织形式,第1~3学期主要学习职业核心能力课程和专业技能基本课程,在培养学生掌握专业基本理论的基础上,融入基本职业技能训练,学会表达、交流、沟通的方式和方法,具备基本职业素养;第4、5学期安排专业核心技能课程和专业拓展课程,培养学生具有必备的职业(岗位)技能,同时组织开展学生的职业技能培训与鉴定,使学生获取相关的职业资格证书或技术等级证书;第6学期进行毕业前的综合职业技能实训,安排学生到企业顶岗实习,实习结束后完成论文撰写及答辩,在真实的工作环境中不仅易于将理论知识转化为实际操作技能,而且易于养成良好的工作作风、职业道德、职业素养,有利于学生融入社会。因此,在整个教学组织过程中应贯穿、覆盖适应社会能力、职业能力的教育与训练。
3.2 贯穿职业能力培养的递进式课程教学模式
针对不同的课程模块采用不同的教学模式。专业基本技能课程以校内学习为主,采用“理论+实训+实习”的教学模式,基础理论以“必需、够用”为度,精讲多练。实践教学中将“指导书”更改为“任务书”,采用“实践与创作”相结合的方式,按照任务书的要求,学生自主完成方案设计、仪器设备选择、制作、测试,充分调动学生的积极性,促使学生感知体验、观察探究,在培养职业基本技能的基础上,养成独立思考、科学严谨的工作作风。
专业核心技能课程和职业拓展课程实行分段集中强化训练的教学模式。在实训室以单班为单位采用项目化课程组织教学,如2010级电气自动化技术专业4个班在同一时间分别进行4门专业核心技能课程的教学,根据学期教学计划每门课程4~5周,依次轮换。课程教学在实训室以学习型项目为载体,以教师为主导、学生为主体组织实施,经过强化实践训练师生共同完成一个完整的项目,在“教、学、练、做”有机融合的一体化教学过程,实现职业(岗位)技能和职业素质的培养,达到教学过程与生产过程的对接。
3.3 “课程考核+职业技能认证”的考核方式
按照课程类型的不同,采用不同的考核方式。职业核心能力课程的考核以校内为主,引入国家职业核心能力测评标准,主要考核“与人交流、与人沟通、信息处理、自我学习、解决问题、数字应用”等6项职业核心能力。专业技术基础课程以校内考核为主,采用过程考核与期末考试相结合的方式,不仅考查学生的知识积累和素质养成,也对学生的知识运用能力进行考核。
专业核心技能课程和职业拓展课程考核关注学生的素质培养,采用“课程考核+职业技能认证”的方式。课程总成绩由课程考核成绩和技能认证成绩两部分组成,二者各占一定的比例。课程考核采用百分制按项目分别考核然后汇总,每一个项目均从知识、技能、态度3方面考核,知识考核重在考查知识的应用和相关的操作规程,技能操作考核采用现场实际操作方式,态度考核则重在对学生合作意识、沟通能力、创新思维等方面的评价。职业技能认证有理论和实操两部分组成,分为两种情况:一是国家职业资格证书对应的课程,在课程结束后可直接参加国家职业资格认证考核;另一种是课程结束后,参照国家职业资格考核标准由学院统一组织进行考核。
4 结束语
电气自动化技术专业经过几年的重点建设,在课程体系建设、师资队伍建设、实验实训条件建设等方面取得了一定的成绩,专业建设的整体水平有了显著提高,也积累了一些建设经验。深刻体会到专业建设必须坚持校企合作,只有深入企业,才能了解企业的需求,把课程体系切实融入职业岗位要求,将专业技能标准与职业标准相融合,将考核与评价和职业资格认证相衔接,强化学生职业技能的训练,培养出企业需要的高技能人才。
参考文献
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[2] 李斯杰.高职院校人才培养方案设计中需要厘清的若干问题[J].职业教育研究,2010(11):7-9.
关键词:工程人才;创新能力;考试模式;教学方法
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)37-0047-02
工业自动化技术作为21世纪现代制造领域中最重要的技术之一,其技术水平已成为衡量一个国家国民经济发展水平和现代化程度的直奔。与发达国家相比,我国工业自动化比例依然不高,普遍缺乏自主创新能力。如何培养出具有创新能力的自动化人才是从事自动化教学的我们需要思考的主要问题,我校围绕着以下几个方面进行了自动化专业工程人才培养模式教学的改革。
一、深化教学研究,注重因材施教是改革的基础
学生是学习的主体,因材施教是人才培养模式教学改革的根本。辽宁科技学院作为一所二本类地方院校,就业范围主要面向冶金企业的操作、应用岗位。无论是就业单位的需求还是生源定位,都要求我校的自动化教学总体规划上应轻理论、重实践,即压缩理论教学总课时,增加实践教学课时,重视工程训练及应用,逐步构建宽基础、应用型、创新型工程人才培养模式。培养高级人才是理想,但一定要考虑生源情况,因材施教。我校生源质量与名牌重点院校相比是有较大差距的,数学基础普遍较差,过多过深的自动化控制理论既占用了大量的学时,又增添了学生的学习负担,造成学生厌学且收效甚微。理论教学强调以应用为目的,够用、会用即可,要将教学重点转移到实践教学及工程训练中去,让学生在操作、实践应用及工程训练中对理论知识再理解、再学习,并逐渐具备独立分析、解决生产实践问题的能力,进而培养学生自学能力、创新能力。
二、改革教学方法,唤醒学生自主学习
教学方法直接影响着学生知识的获得及合理的知识结构的形成,对学生多样思维方式的培养起着至关重要的作用。我院自动化专业学生因生源问题,普遍自主学习能力较差,我们推出“思考参与”式课程教学与“引导鼓励”式创新实践相结合的教学模式,唤醒学生自主学习。
1.“思考参与”,所谓“思考”是指教师在课堂上对教科书内容融会贯通,并能够将相关知识相互融合,边讲解、边提问,引领学生去思考,发现并分析问题,利用多种渠道去解决问题,“思考”是让学生走进知识,引领他们自主学习;所谓“参与”是学生主动提出问题,参与课堂、参与教学,与老师共同探讨,提倡“百花齐放、百家争鸣”,推崇多种学习思路、多种解决方案,充分调动学生对教学内容的追踪、再认识。强调培养学生的创新型思维能力。
2.“引导鼓励”,是指在实践教学中,“引导”学生独立分析、调试并解决实践操作过程中的各种相关问题,并把启发式、讨论式、分层次、研究式等教学方法贯穿到具体的实践教学环节;“鼓励”学生自主开发适当的实践环节,提出问题,并通过相关实践独立解决所提问题;“鼓励”学生参加各种实践比赛。从而唤醒学生自主学习。
三、以研促教,推进教学内容的改革是改革的核心
科研是教育发展的基础和内在动力。以科研促发展已成为现代教育的一个重要标志。
1.以科研促教学,推进教学内容的改革。以教学创新为指导思想,将教师在本领域最新的研究成果融入教学内容中,将教学研究成果转化成有特色的教材和创新性实验项目。根据学生技能水平和创新能力培养规律,结合本校教学资源设计创新性实验环节,同时把专业教师的优秀科研成果转化成创新性实验内容,这不仅实现了科研与教学的结合,还有利于教师对学生创新性实验过程的针对性指导。
2.将本科毕业设计融入到教师科研项目中去,注重产学研结合,突出自动化创新应用特色。自动化专业毕业设计是在校期间最重要的综合实践,在毕业设计中,以科研项目和生产应用项目进行真题真做,使学生受到严格的工程实践和科研训练。
四、丰富完善考试形式是改革的有效措施
学校教育中考试对教与学都有很强的评价、导向、激励和促进作用。在对多家企业进行的调查问卷中发现,企业对应届学生的要求越来越高,包括专业能力、职业素养、创新能力等。当然,这需要在课程设置、课堂教学等环节进行多方位的调整,其中考试模式的调整也是关键的环节之一。合理的考试模式将有助于激发学习兴趣,提高教学效果。以自动化的专业课《PLC原理及应用》为例,应加强上机测试,学生通过实际操作、调试运行,可增强学生独立分析问题、解决问题的能力,比单一的闭卷笔试更能反映学生的真实水平。同时增强平时考核的比例(50%~70%),将口试、答辩、小论文、设计、实践操作等纳入到平时的考核体系,即丰富和完善了考试形式,又激发了学习积极性和创新性思维。
五、科研实践是改革的有效途径
学生的自动化工程应用能力形成的有效途径就是科研实践,我们从以下几方面进行尝试。
1.教师是学校的科研实践的引领者。近几年来,我校组建了多层次的科研团队,加强中青年教师的科研能力;其次学校每年拿出专门经费资助中青年教师参加科研活动,鼓励中青年教师积极申报科研课题;最后鼓励并组织教师积极参与校企合作单位自动化项目研发与系统革新,加强教师自身的工程实践能力。
2.实验室开放教学。实验是学生学以致用的第一步,例如,在《PLC原理及应用》教学中,面对对象的实践操作是分析问题、解决问题的最好途径。开放实验室,学生随时遇到问题、随时解决。在巩固理论知识的基础上,开发他们的创造思维能力、实际动手能力。
3.积极鼓励本科生早进课题、早进实验室、早进团队。通过本科生参与科研活动,早进课题,使学生从“要我学什么”变成“我要学什么”;对于自动化专业,实验室是最好的学习场所,当学生学在实验室时,既提升了学生的实验研究与使用各类专业仪器设备的技能,又增强了学生的实践能力与综合运用所学知识解决问题的能力,培养了创新科研素养与团队合作精神;邀请企业或共建单位的高级工程技术人员走进课堂、学术报告厅及毕业指导教师岗位,作为特聘教师,传授第一手的自动化工程实践专业知识、系统故障及解决办法、安全操作规程、技术前沿及最新自动化技术成果等。把工程技术人员领进学校,使自动化人才培养面向工程实际,这对学生现代工程设计思想、方法的培养,以及综合运用多方面的知识解决工程问题的能力的培养起到了强烈的促进作用。
通过辽宁省2013年省级试点专业的教学改革重点资助项目“自动化专业应用型人才培养的改革与实践”各项措施的实施,通过实践教学内容的调整完善,丰富的考试模式、科研实践的稳步落实,使我院自动化专业学生具有更强的创新实践能力,逐步符合并达到自动化专业创新应用型工程人才培养模式的需要。
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2006-2012年,我国高等工程教育专业认证中电气信息类有19个专业点通过了认证,其中截至2011年共有9所院校的“电气工程”专业通过了认证,2012年具体认证情况还未正式对外公布。
学校名称:东南大学
专业名称:电气工程及其自动化
专业简介
东南大学电气工程系的前身为国立东南大学电机工程系,创建于1923年,至今已有80多年办学历史。1995年起,电气工程系以电气工程及其自动化专业类招收本科生,不再细分专业,实行宽口径培养。1999年,根据教育部颁布的新专业目录,电气工程系制订了全新的本科教学计划,全面实行电气工程及其自动化宽口径的培养方案。
专业优势与特色
完善的符合中国国情的宽口径专业教学计划
1999年以来,东南大学电气工程系对国内外著名大学电气工程专业的教学计划和培养方案进行了广泛调研,根据中国国情和东南大学的传统和特色,对培养方案进行了两次修订。在不断完善通识教育的基础上,注重个性化培养的大电气工程专业培养方案,不断转变观念,树立符合时代要求的教育思想,培养的人才既要有“知识”又要有“能力”,更要有使知识和能力充分发挥的“素质”;从终身教育观念出发,努力加强和拓宽学科和专业基础,做到基础扎实、知识面宽、适应性强;在加强素质教育的同时,积极鼓励学生的个性发展。重基础,重实践,重能力。
结构合理、高水平的师资队伍
电气工程专业现已建立起了由学术带头人、主要学术骨干组成的年龄结构、学历结构、学缘结构和职称结构较为合理的梯队,中青年教师已成为教学科研的主力军,队伍比较稳定。为了提高教学水平和教学质量,采取了青年教师岗前培养制度、试讲制度、参加校首次开课教师培训和青年教师授课竞赛制度等一系列有效的措施,促进了年青教师的尽快成长。还采取了一些行之有效的措施,如:主干课程必须由高级职称教师领衔授课;晋升高级职称要满足对本科生主讲课程门数和教学工作量的要求,教学效果评价和考核达到优良;教学研究成果和论文与科研同等对待;严格执行教师手册中的条例和规定等;积极动员并鼓励青年教师在职攻读博士学位,并努力创造条件将年青教师送到海外深造,有效地提高了学历层次,改善了学缘结构,调动了积极性;充分发挥老教师的传、帮、带作用,提倡名师、名教授上讲台。通过上述措施,使东南大学电气工程专业具有了一支结构合理的、高水平的师资队伍。
起点高、素质高的学生队伍
电气工程专业在东南大学是录取分数最高的专业之一,专业的生源很好,新生起点高、素质高。另外,东南大学对新生采取了有效的激励机制。包括招生时高分学生的高额奖学金制度;培养过程中滚动式奖学金制度;毕业时优秀学生选择职业的竞争机制;第一年后可以换专业的制度;教学计划中规定可扩大选课自由、自主选择课程组;教学内容、方法以及考试方法中调动学生积极性的措施;课程设计、生产实习、毕业设计优秀成绩由学生自报、大组答辩确定;实行因材施教,优秀生导师制及筛选制度;免试研究生报名、考核、面试制度,并在选拔过程中加大获得省市竞赛奖、、创新成果等所占的权重,等等。这些激励机制,使得许多优秀新生对东南大学电气工程专业很向往,更加保证了优质生源。
重视实践能力,特别是创新能力的培养
东南大学在电工电子教学实验方面实力很强,其电工电子教学实验改革在全国享有盛誉,有很大的影响。东南大学电气工程专业在学生的教学实践环节也充分发挥了这一优势。这为培养学生的实践能力,特别是培养学生的创新能力提供了十分有利的条件。
科学规范的教学质量保障体系
东南大学全校及电气工程系都有一套相当完善的教学管理制度,大学生手册和教师手册中的各项制度、规定齐全。行政领导班子注重教学工作的基础性地位,分工明确,协调配合。教务线和学生管理线协调配合,抓好学风建设,严格执行校规校纪,确保正常教学秩序。注重教学文件建设,各类文件齐备。充分发挥教研室、教学委员会、学位委员会、学术委员会的作用,各司其职。充分利用计算机和网络等先进技术,提高教学管理水平和质量。
学校名称:上海交通大学
专业名称:电气工程与自动化
专业简介
上海交通大学电子信息与电气工程学院下设电气工程系、自动化系、计算机科学与工程系、电子工程系、信息检测技术及仪器系以及电工电子实验中心。目前,电气工程系有电气工程与自动化本科专业1个;有电力系统及其自动化、电机与电器、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术二级学科5个,其中,电力系统及其自动化为上海市重点学科;电气工程一级学科具有博士学位授予权,并建有博士后流动站;有电力工程新技术教育部重点实验室。2004年,在教育部一级学科排名中,上海交通大学电气工程学科综合排名第五。
专业优势与特色
“宽口径、厚基础、重实践”的电气工程创新人才培养体系
随着经济和科学技术的发展,社会对工程技术人才需求的格局发生了很大变化,一些工程技术问题的解决往往需要多学科多专业知识的交叉及综合,也更需要多样化、适应性强的人才。创新行为来源于不同的知识结构,创新性人才的培养已成为世界一流大学人才培养的共同目标。
基于上述理念,上海交通大学在1998年开始在对电气工程专业整合、实施宽口径电气工程与自动化专业人才培养的实践基础上,以及1999年至2001年举办的电气信息工程(EIE)试点班教学实践基础上,又于2003年开始对本科生实施按院招生按类培养模式。参照国际著名大学同类本科教学体系,构建了包含厚实的公共基础课程模块、宽口径的大电类学科基础课程模块、以电气工程一级学科为核心的专业主干课程和专业方向前沿与特色课程模块,以及贯穿始终的创新实践教学模块在内的人才培养体系。相应的课程设置反映了电气工程与自动化专业的立体化模块知识结构:理论基础模块知识、电工电子技术模块知识、计算机与信息处理模块知识、电力系统模块知识、电气设备与控制系统模块知识,体现了本专业以强电为主,强弱电结合、软件与硬件结合,抽象(电磁场)与形象(机电装置)结合,器件、设备与系统三位一体的模块知识结构特点。创新实践教学模块将实验教学、集中实践教学环节与课外的科技竞赛、大学生科研训练项目等有机结合起来。形成了包含实践-技能层、基础-提高层、综合-创新层和科技-研究层的多层次立体化实践教学体系,多方位提高学生的创新意识和实践能力。
从2003级开始,学生进校后的前两年在统一的大平台上进行基础课程学习及能力训练,经过一年半时间的学习后,学生根据个人专业志向并按一定要求选择专业,继续后面的专业课程学习。
高水平的师资队伍
电气工程与自动化专业长期坚持引进和培养并举建设教师队伍的原则,坚持教授必须承担本科生的教书育人工作。在本专业教学中采用校院系三级统一调配师资,打破院系界限、学科教研室界限,实现师资队伍的优化组合,由教学经验较为丰富、学术造诣较深的教授或副教授领衔组成课程组。近五年来,电气工程系绝大部分教授均为本科生上课,一些资深教授和博导通过指导毕业设计、指导课外PRP研究项目等形式参与本科生人才培养工作。
全方位教学管理、质量监控与服务体系
上海交通大学拥有一套完整的本科教学管理体系,该体系对教学全过程实行规范化管理,涉及本科专业设置、培养计划制订、课程建设、招生录取、教学管理条例、学生学籍管理及学生工作管理、教师工作规范条例、教师聘任条例、任课教师职责、教务员工作条例、监考职责以及教学事故认定和处理办法等等。在本科教学质量监控体系中,对教学全过程实行严格、规范的定期监控管理。
深入开展教学改革,促进人才培养质量的提高
学院除执行全校公共基础大平台课程体系外,还构建了由14门学科基础课程及4门独立设课的实验课程组成的大电类(电气信息类)基础课程教学大平台,这些课程的学习为学生今后的发展奠定了坚实的基础。电气工程与自动化专业通过课程优化整合形成了9门专业核心课程,即《电机学》、《电气工程基础》(一)(二)、《电力电子技术基础》、《数字信号处理》、《电机控制技术》、《电力系统继电保护》、《电气与电子测量技术》、《电力系统自动化》。结合电气工程一级学科专业培养特色,除了设置一级学科方向公共课程外,还灵活设置了多个二级学科专业前沿和特色以及跨学科选修课模块,并提供多种课程设计以及电气设备实验和系统综合实验等。
从2001级学生开始,学校实行学分制管理模式,提供学生更大的自主学习选择空间。在电气工程与自动化专业教学培养计划(如2005级)中,强调宽口径模块化专业培养模式,淡化了专业方向,对学生选不同的专业特色课程以及课程设计没有强制性规定,学生可以结合本人特长和兴趣,自行设计知识模块构成。在多项集中实践教学环节中,更加注重培养学生的创新能力和社会实践能力。
在电气工程与自动化专业的教学计划中,确立了《信号与系统》、《数字信号处理》、《通信原理概论》等课程为双语教学课程。此外,《基本电路理论》、《机电能量转换》、《自动控制原理》、《电力电子技术基础》等课程为部分学生选修的双语教学课程。双语教学采用英文教材、英文作业、英文试卷。
为了突出学生实践能力和创新能力培养,除部分课内实验分布于理论课程的整个教学过程外,该专业还将重要的基础课程实验、实践环节以及课程设计等独立设课,有专门的教学计划和任课教师,进行单独考核、单独计算学分和成绩。第8学期的整个一学期集中开展毕业设计工作。通过实验教学及创新实践环节,培养了学生设计和进行实验以及对实验数据进行分析、整理的能力;发现、定义和解决实际工程问题的能力;应用必要的技术和现代化工具的能力;团队合作与领导能力;书面和口头表达能力;科学思维能力;创新研究能力。
上海交通大学通过“211工程”、“985工程”投入大量资金建成了6个国家级重点实验室,以及一批国家部委、上海市、国家863重点(开放)实验室和国家工程研究中心,建成了具有国内先进水平的国家级教学示范中心——大学物理实验教学示范中心、国家工科基础课程教学基地——电工电子教学基地等。电气工程系建有电力工程新技术教育部重点实验室、上海市高压电器检测中心。通过校企联合,电气工程系还建成了上海交通大学——德州仪器TI联合实验室、上海交通大学-施耐德电气联合实验室、上海交通大学——嘉兴联胜联合实验室。此外还有电工电子实验中心、电力系统动模实验室、高电压实验室、电机实验室、电力电子与电力传动实验室等专业基础和专业实验室。重点实验室、联合实验室和专业实验室的建设为加强学生的实践能力培养奠定了重要物质基础。
在不断完善校内实践基地的同时,积极通过“产学研”结合建立长期稳定的校外实习基地。让学生直接参与供电公司、变电所等的管理,了解和接触生产实际,学到了校内课堂上无法学到的东西。目前,电气工程与自动化专业已建立了石洞口电厂、新安江水电站、上海电 机厂、闵行电厂、吴泾电厂、施耐德(中国)有限公司、思源电气有限公司、上海市电力公司、上海外高桥电厂等多个校外教学实践基地,这些实习基地的建设为电气工程与自动化专业学生的实习提供了有利的条件。
学校名称:重庆大学
专业名称:电气工程与自动化
专业简介
重庆大学电气工程专业1936年成立,1952年进行了专业调整,1955年增设电机与电器专业,改革开放后又增设了高电压与绝缘技术、电气技术、电磁测量等专业。1998年按照电气工程及其自动化专业招收和培养学生,2001年改为电气工程与自动化专业,现有电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、建筑电气与智能化等5个专业方向。该专业是重庆大学电气工程学院唯一的本科专业。
目前,重庆大学电气工程学院拥有国家工科电工电子基础课程教学基地、国家电工电子实验教学示范中心,电气工程一级学科为国家重点学科,拥有电气工程一级学科博士学位授权及博士后流动站,建有“输配电装备及系统安全与新技术”国家重点实验室及3个省(市)级重点实验室,拥有“高压输变电设备安全运行科学与新技术”教育部创新团队。专业现有专任教师109人,本科生1889人,全日制硕士研究生470人,博士研究生153人。
专业优势与特色
专业目标明确,课程体系设置既有先进性又切合实际。密切结合国家和地方重大教改项目,不断探索和实践专业人才培养模式、教学内容体系改革及专业建设,其成果获得国家教学成果一等奖1项、二等奖2项。
学科优势明显,师资水平高。依托国家重点学科、国家重点实验室、国家教学基地、国家实验教学示范中心,初步形成了教学、科研、学科建设三位一体、人才交融、协调发展的格局,提供了高水平本科人才培养的支撑条件。
注重产学研结合,培养高质量专业人才。毕业生供不应求,社会需求现状和预期好,为国民经济建设做出了积极贡献,深受用人单位欢迎。
学校名称:西安交通大学
专业名称:电气工程与自动化
专业简介
西安交通大学电气专业起源于1908年,是国内最早创立的电机专业,1917年从专科改为本科,1998年以前设有电机电器及其控制、高电压与绝缘技术、电力系统及其自动化、工业自动化等4个专业,1998年根据教育部颁布的引导性专业目录名称,将上述专业合并为电气工程与自动化专业,设有6个专业方向。
目前,该本科专业所在学院拥有电机与电器、高电压与绝缘技术、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动、电工理论与新技术5个二级学科,2007年电气工程一级学科被评为首批国家重点学科,拥有电力设备电气绝缘国家重点实验室。在教育部2006年以及此前的第一次一级学科排名中,西安交通大学电气工程学科均综合排名第二。该专业现有专职教师109人,本科生1432人(包括本硕连读生178人),工学硕士研究生669人,博士研究生164人。
专业优势与特色
长期以来,该专业秉承西安交通大学“起点高,基础厚,要求严,重实践”的办学传统,形成了以下优势与特色:
专业建设与教学改革水平目前处于国内领先地位,充分发挥了示范辐射作用。从1996年开始,该专业先后主持了4项国家级教改项目,围绕电气信息类专业人才培养方案、教学内容和课程体系改革、电气工程类教改成果整合、专业规范制定等方面开展研究,获得2项国家级教学成果二等奖,所取得的教学成果被全国许多所大学应用。拥有1名全国教学名师和2名省级教学名师。
拥有电气工程(一级学科)国家重点学科和电力设备电气绝缘国家重点实验室,学科优势明显,提供了高水平本科人才培养的支撑条件。
拥有国家工科电工电子基础课程教学基地、国家电工电子实验教学示范中心。通过“基地”与“中心”的建设,促进了实验教学体系的改革和优化,科学构建了三层次的实验教学体系,开出了一批新实验,增加了设计性和综合性实验的比例,在实验中注重培养学生的工程意识和创新精神。电气工程与自动化专业的学生在科技创新活动和全国性的科技竞赛活动中,取得了一批优秀成绩, 教材建设和课程建设成果突出。该专业编写出版了《电路》等5部“十五”国家级规划教材和2部“十一五”国家级规划教材。所编写的教材被许多高校采用,在全国具有广泛影响;拥有电力电子技术、电路、工程电磁场、电工电子技术等4门国家级精品课程。
学校名称:华北电力大学
专业名称:电气工程及其自动化
专业简介
1958年建校时,原北京电力学院就设置了电气工程专业,其首先设置的4个专业中就包括了电力系统自动化和继电保护与自动远动技术两个专业(从哈尔滨工业大学搬迁而来)。随着教学改革的不断深入,专业名称几经改变。1998年,华北电力大学按照教育部新的专业目录中的“电气工程及其自动化”专业招收和培养学生,下设电力系统及其自动化、继电保护与自动远动技术、高电压技术、城市供用电、电力电子技术、电力市场、电气技术7个专业方向。
电气与电子工程学院拥有1个国家级重点学科,5个省部级重点学科和电气工程博士后流动站,具有一级学科博士和硕士学位授予权。拥有2门国家级精品课程和多门省部级精品课程。学院现有教师338名,其中,中国工程院院士1名、国家杰出青年基金获得者1名,长江学者讲座教授1名,国家百千万人才2名。学院有博士生导师22名,教授75名,副教授106名。教师师德良好,教学和科研水平较高,结构合理。
专业优势与特色
该专业具有如下优势与特色:面向电力行业,有明确的培养目标;师资队伍结构合理,重视青年教师培养;依托电力行业,有完善的实验与工程实践条件;产学研结合紧密。
学校名称:西南交通大学
专业名称:电气工程及其自动化专业
专业简介
西南交通大学电气工程及其自动化专业始于1949年7月成立的“电气运输”专业。1962年,发展为“电气化铁道供电”和“电力机车”2个专业。1981年,“电气化铁道供电”专业更名为“铁道电气化”专业。1985年,“电力机车”专业更名为“电力牵引与传动控制”专业。1996年,按照培养厚基础、宽口径,知识、能力与综合素质协调发展的人才培养模式,按大类培养将“铁道电气化”和“电力牵引与传动控制”2个专业纳入“电气工程及其自动化”专业。目前,该专业设有“电力系统及其自动化”、“铁道电气化”、“电力牵引与传动控制”、“磁浮与城市轨道交通自动化”4个专业方向。
电气工程及其自动化专业为国家级特色专业建设点,拥有2门国家级精品课程、电气工程基础国家级实验教学示范中心、“轨道交通电气化与自动化”国家教学团队和1名国家教学名师。拥有国家重点学科“电力系统及其自动化”、国家重点(培育)学科“电力电子与电力传动”、四川省重点学科“电工理论与新技术”和铁道部重点学科“铁道牵引电气化与自动化”,拥有“电气工程”一级学科博士学位授予权和博士后科研流动站,建有“磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室”、“铁道电气化与自动化铁道部重点实验室”和“四川省轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心”,拥有“磁浮技术与磁浮列车”教育部创新团队。
目前该专业所在的电气工程学院拥有教师188人,本科生1336人,全日制硕士研究生670人,博士研究生81人。
专业优势与特色
以国民经济建设和社会需要为导向,主动适应轨道交通发展需要,面向轨道交通电气化与自动化,培养高素质人才。专业培养目标明确,规格要求合理,行业优势明显,师生认可程度高。
坚持教育教学改革和质量工程建设,构建了多层次个性化人才培养体系,在人才培养模式、课程建设、教材建设、教学团队建设等方面取得了优良的成果,形成了优质的教学资源。
“重基础,强实践,求创新”构筑和实践了全方位多层次实践教学新体系,采用“以软带硬、资源共享”的建设理念,坚持“产、学、研”结合,加强国际交流与合作,建成了以个性化实验和科研项目实践为主的个性化、创新实践平台,建立了专业人才工程实践能力和创新能力培养的长效机制。
专业生源质量好,毕业生就业率高。毕业生在我国铁路电气化、电传动机车和车辆的发展建设中作出了重要贡献,得到社会和用人单位的广泛认可。
学校名称:山东大学
专业名称:电气工程及其自动化
专业简介
山东大学电气工程及其自动化专业始建于1946年,是该校工学门类中历史较悠久的学科之一。1952年设立发电厂及电力系统专业,后改称电力系统及其自动化专业。1956年设立电机电器专业,后改称电机及其控制专业。1978年设立继电保护及自动远动技术专业。1980年设立电气技术专业。1998年,将电力系统及其自动化专业、电机及其控制专业、继电保护及自动远动技术专业和电气技术专业等4个专业合并成现在的电气工程及其自动化专业。
山东大学电气工程学科是“211”和“985”重点建设学科。2007年电力系统及其自动化二级学科成为国家重点培育学科。目前山东大学电气工程学院拥有省级重点学科2个,省级重点实验室1个,省级工程技术研究中心4个。
2006年电气工程及其自动化专业成为山东省特色专业,2007年电气工程及其自动化专业成为国家第一类特色建设专业。
电气工程学院现有博士研究生导师15人,硕士研究生导师42人,长江学者特聘教授1人,长江学者讲座教授1人,进入国家“百、千、万人才工程”一二层次的学者1人,教育部新世纪优秀人才2人,省级有突出贡献的中青年专家3人,山东大学教学名师3人。
师资队伍构成:教授23人,副教授39人,其他高级专业技术职务10人,其中具有博士学位的40人(占48.2%),分别毕业于清华大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学、沈阳工业大学、山东大学等高校,其中三分之一教师有海外研修经历。
近年来该专业出版教材、专著和译著等40余部,完成国家、省部和企业科研项目100多项,获得国家级发明奖和科技进步奖5项,省部级科技奖励30多项。自该专业设立以来为国家培养了近万名工程技术人才,为国家电力事业的发展做出了重要贡献。
专业办学的主要特点
山东大学电气工程及其自动化专业适应国家与地方发展的战略要求,以培养中国电气工程领域优秀本科生为目标,具有鲜明特色:
关键词:PLC,电力拖动一体化,应用
中图分类号:F407.61文献标识码: A
前言
近几年来,随着我国经济的不但发展,电力系统的自动化水平也在不停的进步,PLC 技术以其各种优异的性能被应用到电力拖动一体化系统中并取得了良好的进展。并且就目前状况而言 PLC 的需求在不断的扩大。在应用此项技术时。了解其运行原理是十分有必要的。
1. PLC 技术的概念原理及特点
1.1 PLC 技术的概念原理
PLC 技术即一种可编程控制器。根据相关标准中对 PLC 技术还有一种阐述:PLC 技术是一种电子装置,该装置适用于工业环境。它通过编制程序的存储器来对其内部进行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算数运算等命令。通过对数字的控制进而产生对机器命令的指令,从而达到对机械进行控制的目的。由此可见 PLC 的特点是具有高的可靠性、完善的功能、所使用的编程语言简单易做、后期维护容易,还有能耗较低等优点。下面我们来一一进行介绍。
1.2 PLC 技术特点
由 PLC 技术的概念原理可以知道,PLC 系统的优点适应现实的需要,所以 PLC 在电力拖动一体化工程中应用较为广泛。
首先 PLC 具有较高的可靠性。不论何种设备,可靠性是使用时关键的因素。没有可靠性就谈不上日常使用了。PLC 是由大规模的集成电路组成的,有较为先进的技术组保证,其抗干扰能力很强,这就为 PLC 的可靠性打下了良好的基础。据可靠数据表明,基于 PLC的控制系统故障率和系统复杂程度都大大降低。并且该系统还可以自我检测并报警,通过此种途径有大大提高了系统的可靠性能。其次 PLC 的功能完善性,通过技术人员不断的探索与发展,有了较为可靠的数据以及技术作保证,使 PLC 技术在工业上的应用已经较为成熟,可以满足电力系统的自动化工程的需要。再者 PLC 的编程语言非常简单易学,一些不是相关专业的人也可以通过基础的学习来对此编程。还有 PLC 系统因其简化了许多的程序和设备,相对于过去的系统减少了很多接口以及外部接线。运用存储逻辑,平时的维护也变得容易起来。
最后,由于 PLC 设备器型小,既节约了占用空间,还可以减少能耗。
2. PLC 在电力拖动一体化中的应用
基于 PLC 系统的电力拖动一体化工程主要分为几个部分进行控制。它们分别是顺序控制、开关量控制(包括断路器控制和备用电源自动投入装置)和安全回路几个部分。
首先顺序控制。传统的电力拖动一体化系统多为继电控制器,但是这种控制器因为 PLC 技术的进步而不断的被取代。由于 PLC 系统控制更加的可靠且自动化水平相对于继电控制器有了更高的性能。除此之外,我国正在倡导节能减排,减少资源的损耗和提高企业的效益与效率也是每个企业所要达到的目标。所以 PLC 因为以上优势得到了广泛的应用。PLC 控制具有可调节性,可以控制部分电路,也可以对整个系统进行控制。对于一般的发电输送系统主要工作就是上煤、储煤、卸煤、配煤还有与其相适应的辅助系统组成。这里的输送系统又分为三层,分别为主站层、远程 IO 站、现场传感器。那么PLC 就位于主站层。这一层主要在系统集控室内进行控制。外面的主站层通过光纤和远程 IO 站与控制室相连,使工作人员通过显示屏实时了解系统运行情况,工作人员可以通过显示屏上的各种控制按钮来对整个系统的控制。
在 PLC 的主机中,输入和输出的电源之间不存在任何的关系,所以二者不会相互的音像,在供电上采用了光电耦合的方式,所以保证了系统运行的可靠性。在 PLC 控制系统中采用了循环扫描的方式,可以查找没一个环节的漏洞,同时在 CPU 的作用下可以对内部的电路进行检测,所以系统在运行中可靠性非常的高。选择电器元件也是非常严格的,在每一个生产环节中都要遵循生产章程,各模块都具备屏蔽的特性,所以就避免了辐射作用对元件造成的影响。在实际的运行中,提升了元件的使用性能,所以使用 PLC 控制技术保证了系统的安全性能,如果系统中的元件在运行中出现了故障,通过反馈功能将故障所在的位置传送到 PLC 控制中心,就可以进行快速的排查,在很大程度上提高了工作的安全性和可靠性。
然后开关量控制,开关量控制又分为两个部分一是断路器控制,二是备用电源自动投入装置。
与过去的电磁继电器相比,现代的断路控制器更加的安全可靠。传统的控制器主要有电磁继电器,这种继电器需要大量的电磁元件,以至于接线十分的复杂,维修起来就很困难,这就使系统的可靠性降低。而现代的 PLC 控制系统运用软继电器来代替原来的电磁继电器,还可以进行和分闸操作并且系统还会根据实际情况来给出相应的指示信号。PLC 控制因为其自动性能好,所以可以简化电路控制接线和简化辅助开关的数目等优势。
备用电源自动投入装置也是 PLC 技术的一个产品。顾名思义,这种装置可以根据设备运行的需要来启动还是停用备用的电源,它具有判断能力,根据设备运行的信号作为设备启动依据,以保证在条件不良的情况下保证设备的运行。由此可见备用电源自动投入装置具有数据处理和逻辑判断的功能。该装置具有很强的抗干扰的能力,同样这也为系统的可靠性和便利性提供了保障。
最后安全回路,安全回路是保障泵类的安全使用来设置的。现有的自动化泵类的启动方式有多种,如自动启动,机旁屏手动启动等。在电力拖动一体化工程中主要运用 PLC 的顺控模块对泵类进行自动控制,这种控制的主要依据是泵类的运行时间的长短。现代的泵类控制有 PLC 何常规的控制两种,这两种控制共同应用于日常电力系统自动化控制系统中,即使它们中有一个出现故障,另一个还是能保证设备的正常运行,由此看来,这就使设备的可靠性能达到了一个新的层次。
电力拖动一体化控制系统通过以上的顺序控制、开关量控制和安全回路几个部分相互协调和配合,使整个系统的运行流畅且有条理,从而保证电力企业的日常运转。
结语
综上所述,本文从 PLC 技术的原理出发,详细介绍了 PLC 在电力拖动一体化工程中的应用,从实际情况看来 PLC 技术的应用大大提高了系统的自动化和可靠的性能。伴随着我国科学技术的进步,PLC 技术不断发展,技术和成本不断有所突破,使 PLC 的应用越来越普遍,需求量也在不断的上升。虽然 PLC 技术已经很纯熟,但是为适应新要求新挑战,技术人员还需要不断的进行研究,以取得新的进展.
参考文献:
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[3]张利恒.PLC系统在热力站控制中的应用分析[J].黑龙江科技信息.2010.20.
[4] 高美霞;柏建普;旋转流管式膜微滤污水处理系统的 PLC 控制及在组态中的实现[A];全国冶金自动化信息网 2010 年年会论文集[C];2010 年 67-68.
关键词:工科;规格定位;毕业设计;题目类型
作者简介:姜波(1955-),男,吉林怀德人,新疆大学电气工程学院,教授;甫拉提・阿不里米提(1959-),男,维吾尔族,新疆伊犁人,新疆大学电气工程学院,副教授。(新疆 乌鲁木齐 830047)
基金项目:本文系教育部人文社会科学研究“工程科技人才培养研究专项”(项目批准号:10JDGC009)的研究成果。
中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)04-0154-02
毕业设计环节是工科本科生四年学业中的最后一个教学环节,又是一个极其重要的、有专门质量要求的综合性教学环节,这一环节的实施和完成过程有别于学生在校进行的所有其他教学环节,具有独立性、综合性、系统性和实践性等特征。它将在指导教师一对一的指导下,综合前7个学期所学习掌握的专业知识,通过调研和必要的资料参考,结合本专业的新理论、新技术、新方法独立完成毕业设计内容,完成毕业论文撰写并进行答辩。事实证明,工科学生通过毕业设计,其专业与工程素质和综合能力会得到大幅度提升。
一、毕业设计题目类型影响因素
确定毕业设计选题是这个教学环节的首要任务。从理论上讲,不管学生选什么类型的题目都有意义。对于工科毕业设计选题,从专业角度讲大致可分为理论与工程技术研究类、工程设计类和技术应用类等类型。从宏观上看,不同高校(主要指人才培养规格定位)选题类别比重有较大差别;客观上毕业设计选题又与所学专业的办学资源(如师资和实验室条件等)、报考研究生研究方向,以及就业去向有直接关系。对于研究型大学(如“985工程”高校),其本科生以研究型人才培养为主流,毕业设计选题也以理论和技术研究类题目为主,题目通常来源于指导教师的研究课题;对于“985工程”之外的“211工程”高校、地方重点大学等其本科生人才培养规格定位一般以工程研究应用类为主、以应用技术类为辅,毕业设计选题具有明显的多元性,包括理论与工程研究、工程设计、技术应用等;而一般地方工科院校(应用型大学)人才培养规格定位则是应用技术型或技术技能型,毕业设计选题以工程设计、技术应用实践为主。
新疆大学是国家“211工程”建设高校、国家西部大开发重点建设高校、国家教育部与自治区政府共建高校,是一所综合性大学,其中工科专业有二十多个,并且多数工科专业(指本科)在新疆高校所独有。近年来,学校各工科院系,结合自治区经济建设发展的实际需要,将工科本科生人才培养规格定位为工程研究应用型和应用技术型,毕业设计选题更注重相关行业用人单位对毕业生专业素质和实践能力的需求,同时也考虑到考研学生(尤其推免生)的选题与后续学业的连续性。
以新疆大学电气工程学院自动化专业和电气工程及其自动化两个本科专业为例,这两个专业都是在20世纪50年代建立的老专业,其人才培养规格定位为汉族班以工程研究应用型为主流,民族班以应用技术型为主流。在毕业设计选题上有意控制理论与工程研究、工程设计、技术应用三种类型选题的大概比例,收到了较好的效果。
二、毕业设计题目选定
1.题目来源与
题目的产生是达到该教学环节教学效果的关键。教师的科学及工程研究课题、产学研及企业委托项目、典型的工程设计项目,以及个别学生自己提出的题目等都是毕业设计题目的来源。题目类型比例上要考虑学生就业去向(包括读研究生)以及汉族班和民族班的特点;题目内容和要求尽可能与行业发展的技术需求接轨,尤其是来自企业的实际选题,应达到毕业实习―毕业设计―就业一体化效果。题目及其内容要求经过教研室两次论证通过之后才能。
2.选题指导与选题
题目按照学生自己选择的原则来确定。选题前,教师应做好必要的选题指导,给全体学生讲解每个题目的意义、目的和要求,学生可根据自己的特长、就业志(去)向等进行选题。新疆大学电气工程学院这两个专业近三届共计684名毕业生选题情况。
3.启发性指导,独立完成
新疆大学电气工程学院要求毕业设计过程反映学生对方法的掌握和能力的提高,而设计内容则必须反映时代特征,突出“新”字。因此该教学环节要坚持教师启发性指导、学生独立完成的原则,引导学生自己发现和提出问题、解决问题。指导教师与学生每周要有1~2次面对面的讨论。
三、经验与体会
从20世纪80年代到现在,国家和自治区工业化持续发展,尤其进入21世纪以来,电力和自动化工程领域的新理论、新方法、新技术、新装备等都进入一个快速发展期,随着创新型国家战略实施,新型工业化建设、智能电网建设等工作的开展,对学生专业素质提出了新的要求。因此,毕业设计题目类型比例和内容均发生了巨大变化。从内容上讲,毕业设计题目及内容要求不断更新;从题目上看,工程研究、技术开发与应用类型题目明显增多,而传统的工程设计类型题目反而减少了。近年来,新疆大学电气工程学院更加重视毕业设计环节,尤其是对选题案例的总结。一方面题目及内容必须要求更新,而类型数量比例应视人才培养定位和就业去向来定。如20世纪80年代的两个经典设计型题目:“变电所电气部分初设”和“直流调速系统”至今仍保留着,只是在具体内容中要反映现代新技术、新方法、新部件。在工程设计类型选题上结合行业典型工程项目和技术改造项目,总结出一些体现新技术的工程设计案例,在把握适当的深度、难度和设计工作量的基础上,提出新的工程设计型选题。除把握选题类型比例外,对题目内容提出了以下几点要求:
一是题目要突出”新”字,让学生接触到新理论、新技术,学会用它们去解决实际问题。
二是设计类和应用类题目一定要贴近生产和工程实际。比如用来进行工程分析和工程设计的软件平台均采用与当前行业同等的版本或同等版本的教学版。
三是对于工程设计类选题,从内容要求上必须贴近工程实际,给出的设计任务书及技术指标参数要真实,让学生熟悉设计规范、标准的使用,要求他们除掌握工程设计计算书、说明书、工程图纸的编写和绘制外,还应初步掌握工程造价预算书的编制。
四是对于技术开发和技术应用类选题,教师要创造条件让学生在实验室完成,或者让其直接参与教师的实际项目。让一部分已签定就业协议的学生完成来自用人单位的实际选题,该选题在企业、校方和企业(双导师制)共同指导下完成。
少数民族工科人才培养是新疆高校的一项极其重要的中心工作,是“质量工程”、“卓越工程”、“本科教学工程”建设的重要教改内容。鉴于少数民族学生入学时汉语语言障碍和中学文化基础薄弱而对专业学习的影响及特点,选题以技术应用类和工程设计类选题为主,以工程师的最基本素质要求为目标。毕业设计任务书在内容和难易度要求上提出基本内容要求和选作内容要求,鼓励学生做出优秀的毕业设计。同时,指导教师要加强对学生的指导,使学生真正在面对问题与解决问题的思路、方法、手段上得到提高。
“工程化”的师资队伍培养,基于工程研究与技术应用为主流的定位,师资队伍建设是关键。学校应建立必要的政策和机制,强化教师的工程素质,增多产学研校企合作形式,让教师能够掌握新理论、运用新技术拥有不间断的工程经历。
四、结束语
“过程反映方法和能力,内容反映时代特征”。在这个总的指导思想下,从实际出发,精心做好选题设计、科学提出任务要求,加强教师间互相交流,保质保量完成毕业设计。从近三届毕业生选题情况来看,三种类型选题比例(即理论与工程技术研究、工程设计、技术应用)分别为汉族班大致是4.5∶1.8∶3∶7,民族班大致是1.4∶2.5∶6.1,这与这三届毕业生实际就业(包括考研)情况趋于吻合,绝大多数学生的专业素质和能力得到了用人单位的认可。
参考文献: