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中圖分類號: F407 文獻標識碼: A
正是因為電氣工程的發展,才有今天龐大的電力工業,人類才不可逆轉地進入偉大的電氣化時代。人類發展到任何時候也離不開能源,而能源是人類永恒的研究對象,而電能是利用最為方便的能源形式,以電能為研究對象的電氣工程及其自動化專業有著十分強大的生命力。
一、專業內容介紹
電氣工程及其自動化涉及電力電子技術、計算機技術、電機電器技術信息與網絡控制技術、機電一體化技術等諸多領域,是一門綜合性較強的學科。電氣工程及其自動化的專業范圍主要包括電工基礎理論、電氣裝備制造和應用、電力系統運行和控制三個部分。電氣工程及其自動化專業的基礎性也決定了它具有很強的學科交叉和融合能力。
培養要求:該專業培養能夠從事與電氣工程有關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研制開發、經濟管理以及電子與計算機技術應用等領域的“高素質、強能力、應用型”高級工程技術人才。學生主要學習電工技術、電子技術、信息控制、計算機技術等方面較寬廣的工程技術基礎和一定的專業知識。本專業主要特點是強弱電結合、電工技術與電子技術相結合、軟件與硬件結合、元件與系統結合,學生受到電工電子、信息控制及計算機技術方面的基本訓練,具有解決電氣工程技術分析與控制技術問題的基本能力。
主干學科:電氣工程、計算機科學與技術、控制科學與工程。
主要課程:電路原理、電子技術基礎、電機學、電力電子技術、電力拖動與控制、計算機技術(語言、軟件基礎、硬件基礎、單片機等)、信號與系統、控制理論等。
電氣工程一般分為電力系統和應用電子(也就是電力電子)。
二、專業發展前景
電氣工程學科涉及工業、農業、交通運輸、國防及人民生活等各領域,與電子科學與技術、計算機科學與技術、控制科學與工程、信息與通信工程、環境科學與工程、生物醫學等學科交叉滲透,拓寬了電氣工程學科的內涵與外延。隨著科技的發展,電氣工程的學科結構、研究領域、技術領域發生了很大變化。電氣工程愈來愈多地應用信息技術、計算機技術、通信技術、電力電子技術和自動化技術,電氣工程及其自動化專業內涵也發展演變為強電和弱電結合、電工技術和電子技術結合、軟件和硬件結合、元件和系統結合。例如“電氣工程”和“電子技術”以及“控制科學”交叉融合產生了“電力電子技術”; “電氣工程”與“材料科學”的交叉融合產生了“超導電工技術”和“納米電工技術”; “ 電氣工程”與“機械工程”及“計算機學科” 的交叉融合產生了“機電一體化”新學科,已形成了以“機械”為主體、電氣工程和計算機控制為技術核心、“機械+電氣+計算機”的有機融合,“機電一體化”技術實際上就是電氣自動化技術高度發展的一個階段的必然產物,它是電氣自動化領域中機械技術與電子技術有機結合的一種高新技術,也可以說隸屬于“電氣工程及其自動化”的專業范疇。隨著科學技術的高速發展,電力成為國民經濟中重要的生產資料及人民生活中必不可少的生活資料。當今,電氣化水平的提高使得各種經濟活動都離不開電(用油的交通工具除外),我國電能占終端能源消費的比重已接近20%,高于世界平均水平。我國的電氣化水平也決定了電力數據具有大范圍的覆蓋性。有專家表示,電力工業的發展方向是智能電力系統,或者是堅強智能電網或者是智能電網。智能電力系統是實現電力工業發展價值特征的最有效途徑,也是現代電力工業的發展方向,發展智能電力系統能夠確保更安全、更經濟、更綠色、更和諧,同時智能電力系統是一個廣義的堅強智能電網,能夠有效地破解未來發展的挑戰。
三、專業應用與就業方向
電氣工程及其自動化的幾個方向:
1.電力系統方向
電力系統專業方向是電氣工程及其自動化專業中最具有優勢和特色的專業方向,為國家級一類特色專業的重要組成部分,主要培養從事高壓電器設備設計、制造和運行維護等方面的高級工程技術人才。該專業方向依托電氣工程一級博士學位授權學科和博士后科研流動站,覆蓋了高電壓與絕緣技術和電介質工程2個二級博士、碩士學位授權學科,電力系統為國家級重點學科。同時,該專業方向設置高電壓絕緣技術和電氣絕緣與電纜兩個專業模塊。
就業方向:可在電力設備制造行業從事高電壓設備的設計、開發、生產和管理等工作,可在電力系統從事高壓設備的運行維護方面的技術工作和管理工作,就業于電業局、供電局、發電廠,也可在科研院所從事教學和科研工作。
2.電氣技術方向
電氣技術是電氣工程及其自動化專業的一個方向。該專業是重點專業,具有電氣工程一級學位博士學位授予權,電氣工程領域擁有博士后流動站,在高電壓與絕緣技術、電機與電氣和電力電子與電力信息處理學科具有工學碩士授予權。
就業方向:電氣技術方向主要培養電氣測量與控制技術方面的高級電氣工程技術人才,從事電參量和磁參信息獲取與處理技術研究工作,以及電氣技術自動化控制領域的裝置與系統的設計開發與應用研究工作。學位獲得后,可在電氣工程技術領域的企業、承擔理論研究、技術開發、運行管理等技術工作,也可以在研究機構和高等學校從事研究與教學工作。
3.電機與電氣方向
電機與電氣學科在一體化電機的理論與技術方面,主要研究了步進電機、無刷直流電機、感應同步器等。在電機的電力電子驅動技術方面,研究了電動車、電機驅動系統的結構與控制策略,變頻電源諧波抑制技術。在高環境、高可靠電機與電器方面,研究了高環境電器可靠性理論與技術航天電器的理論與技術、衛星姿控用飛輪的可靠性設計。在新型電磁機構的理論與應用方面,研究了特種電機、磁性流體密封、旋轉軸的在線平衡、電磁成型技術。其中在步進電機和無刷直流電機等特種電機及航天電器方面具有較大的影響。
就業方向:可在電力、電子、通信、機械、交通、建筑等行業從事電子領域的研究、設計、開發、運行及管理等工作,也可以在研究機構和高等學校從事研究與教學工作。
4.應用電子技術方向
應用電子技術方向是電氣工程及其自動化專業的一個特色專業方向,特點是電氣與電子兼備,電力電子與信息電子相融。培養從事電氣工程、電子技術、電力電子技術、自動控制、信號變換與處理等方面工作的寬口徑、復合型高級工程技術人才。
就業方向:可在電力、電子、通信、機械、交通、建筑等行業從事應用電子技術領域的研究、設計、開發、運行及管理等工作,也可以在研究機構和高等學校從事研究與教學工作。
結束語
總之,隨著我國經濟的飛速發展,計算機科學與技術也在不斷進步,通過計算機軟硬件控制,實現電氣化已成為現實。計算機模擬操作,更為現實電力系統運行狀況提供了方便快捷的監視和判斷功能。PC和網絡技術已經在工商管理中得到普及。在電氣自動化領域,基于PC的人機界面普遍被采用,并以其直觀性、靈活性和易于集成等特點備受用戶青睞。選擇了電氣工程及其自動化專業,就應該立志成為一位優秀的電氣工程人才,讓我國的電力工業不落后于國際先進水平,推動社會主義現代工業化進程。
參考文獻 :
[1]巫云飛,陳小松.探討電氣的自動化在電氣工程中的融合運用[J].大觀周刊,2011(38)
[2]張禮崇,郜祥,王焱,李興。電氣自動化工程控制系統的現狀及其發展趨勢[J]。技術與市場,2012,(1).
[3]朱仲海.分析電氣工程及其自動化的建設與發展[J].城市建設理論研究,2012.(12).
【關鍵詞】電氣工程;自動化;問題;策略
由于我國各項生產活動都離不開電氣工程的作用,電氣工程是我國工業發展的重要保障。只有在電氣工程的作用下,才能夠保證工業生產的正常運行。由于電氣工程具有如此重要的地位,使得電氣工程及其自動化的管理顯得尤為重要。電氣工程的自動化,能夠有效的提高電氣工程的效率,避免生產安全事故的出現,是電氣工程順利發展的保障。在電氣工程自動化發展的過程中,存在一些問題,影響了電氣工程及其自動化水平的提高。
1 電氣工程的問題
1.1 電氣工程存在的節能問題
當前我國的電氣工程中,普遍存在節能問題,主要是指建筑電氣節能的設計及其使用方面。隨著科學技術的快速發展,涌現了大批先進的智能化設備,這些設備儀器也被應用于電氣工程中,發揮著越來越重要的作用,電氣工程管理直接決定了建筑工程的質量,對電氣工程的要求也越來越高。電氣工程的水平與能源利用存在著一定的沖突,電氣工程要滿足建筑項目各方面的不同需求,不僅需要提供照明和溫度調節,還需要保證娛樂場所等用電,必然會消耗大量的能量。近年來,隨著人們生活水平的提高,節能降耗成為現代人們新的追求,人們已經意識到了綠色生態的重要性,因此,電氣工程的節能成為人們關注的重點。在電氣工程很好的提供建筑各方面需求的同時,很難避免產生浪費能源的問題,這是造成了電氣工程存在嚴重節能問題的原因所在。
1.2 電氣工程的質量管理問題
我國很多電氣工程管理部門普遍存在過分重視質量結果的問題,主要是對質量檢測方面的關注較多,然而,卻忽略了施工質量的管理和控制,在一定程度上限制了電氣工程的發展。由于電氣工程質量管理不足,影響了電氣工程的施工,無法有序、順利的完成電氣工程施工的整個過程,導致電氣工程質量不能夠達到預期的目標,不僅影響了電氣工程的施工進度,還降低了電氣工程的整體質量,不利于電氣工程企業的發展,在日益激烈的市場競爭中,使得電氣工程部門處于弱勢的一方,嚴重妨礙了電氣相關部門競爭力的提升。
2 電氣工程問題的對策
2.1 優化電氣工程節能設計
為了解決目前電氣工程中的節能問題,電氣部門應該加強對節能降耗的認識,充分考慮到電氣工程各個環節的能量消耗,從根本上找出損耗能源較高的環節,在滿足實際工業需求的基礎上,采取有效的措施,優化電氣工程的節能設計,降低能源消耗,加強電氣工程的節能管理。例如,對于供電系統變壓器的選型,考慮到節能降耗的目的,應該采用繞組阻值相對較小的變壓器類型,能夠有效的減少電流的損耗,節約變壓器的運行費用;由于高層建筑、地下建筑和化工企業的消防設計要求較高,這些建筑的變壓器要采用低損耗節能型干式變壓器,在保證消防安全的前提下,也能夠很好的實現電氣工程的節能設計;對于建筑的照明,應該充分利用自然光的作用,盡可能的減少照明設施的使用,在走廊等地方,選擇功效高、壽命長的智能照明裝置,在無人通過走廊時,照明設備是關閉的,沒有能源消耗,當有人通過走廊時,照明設備會自動感應,啟動照明功能,實現智能化的運作。
2.2 加強電氣工程質量管理力度
對電氣工程進行質量控制,能夠有效的解決電氣工程現狀中的質量問題。電氣工程相關企業和部分要提高對電氣工程質量管理的認識,加強電氣工程質量管理力度。首先,要加強電氣工程質量管理人員隊伍的綜合素質水平,進行電氣工程建設隊伍的定期和不定期專業技能培訓,建立績效考評制度,激發工作人員的積極性和工作熱情,提高相關技術人員的綜合素質水平。其次,要嚴格控制電氣工程的原材料和設備管理,對于進場的原料和設備,必須要保證材料具有正規的出廠報告和質量證書,經過嚴格的檢測后,才能夠進入施工現場,并且要做好材料和設備的管理記錄,保證電氣施工的正常進行,提高電氣工程的質量控制水平。
3 電氣工程自動化的問題
3.1 系統集成性不強
電氣工程自動化的提升,必然會經歷系統集成的過程,但是,我國電氣工程自動化仍然處于“多島自動化”的現狀,存在功能單一、互不連接、信息獨享的問題,影響了電氣工程自動化的進程。
3.2 網絡構架不統一
電氣工程自動化發展過程中,由于很多相關企業和部門的網絡構架不統一,使得電氣工程無法建立快捷、高效的自動化系統。并且,不同企業的程序接口存在差異,影響了通過軟件、硬件進行的信息和書的運輸和交流,無法實現企業間的資源信息共享。
3.3 過于受主觀支配
在電氣工程自動化技術的開發、應用中,技術人員之間的技能水平有很大的不同,受到技術人員主觀意識的支配,使得自動化系統平臺之間的較大差異,增加了電氣工程自動化的成本。
4 電氣工程自動化問題的對策
4.1 電氣工程的科技化。電氣工程自動化進程中,要加強新科技、新材料、新設備的運用,一方面,要響應節能降耗的號召,積極推廣降耗新鏟平、新方法,另一方面,加強計算機信息技術、網絡技術與自動化技術的結合,致力于研發新的高效的自動化產品,提高電氣工程自動化水平。
4.2 電氣工程的信息化。由于電氣工程是經濟發展的重要保障,在科學技術成為主導的今天,電氣工程的自動化要加強信息化水平的建設,計算機優化與仿真技術、人工智能分析技術已經廣泛的應用于電力設備制造領域,體現了電氣工程信息化的重要性。只有不斷加強電氣工程的信息化,才能夠保證電氣工程自動化進展。
4.3 電氣工程的開放化。信息共享是提高電氣工程發展的有效途徑,電氣工程的開放化是實現信息共享的有效方式,電氣工程的自動化,要求電氣工程建立于外界有效的接口,通過與外界網絡相連的計算機系統,進行信息和資源的交換和共享,進而實現電氣工程自動化的管理和控制,是電力系統自動化的核心內容。
4.4 針對電氣工程及其自動化存在的由于硬件接口不統一導致的數據傳輸出現誤差等問題,應制定標準化的統一接口和轉換編譯工具,如此可以解決數據傳輸不安全和不準確的問題,保障數據傳輸的可靠性,降低商業損失,促進商業間的信息交流。
4.5 對于不同的企業而言,在電氣工程及其自動化方面都有著自己獨有的工作環境和開發技術,因此所應用的平臺各有不同,如此也造成了很多不便,實用性也受到了影響。面對這個問題,應該制定一個統一標準的應用平臺,如此便可增加程序的使用性,減少軟件重新開發的成本,也節約了時間,降低了企業開發的成本,有利于經濟的發展。
4.6 就目前的條件來看,我國的電氣工程及其自動化水平還不成熟,教學水平雖然大幅推進,但是頂尖人才稀少,因此培養專業化的人才也是必要的,可以推動此專業發展,更能夠推動工業化的進程,促進經濟的快速發展。培養高端的電氣自動化人才,也需要學校的努力,制定合理有效的科學培養方案和擁有一批實力雄厚的師資隊伍,都是培養相關人才不可或缺的因素;優化教學體系,對于培養創新型技術領域人才是至關重要的。
關鍵詞:電氣工程 自動化實驗室 研究
1“遞進式”實驗的內涵與特征
“遞進式”實驗是指從基礎性實驗到綜合性實驗,以及創新性實驗的順序進行實驗。根據電氣工程及其自動化專業的培養目標和要求,通過實驗室結構的調整,將原來單一課程單一實驗室的基礎上,整合成三大模塊,將本專業實驗室分成三個層次:①基礎性實驗,就是把本專業基礎課程對應的實驗室整合到一起,滿足各門課程實驗教學的需要;②綜合式實驗,就是實驗項目不局限于某門單一的課程,通過實驗室結構的整合和調整,將課程相關的實驗室建立在一個綜合性的實驗室,支持開出將幾門課程綜合運用的實驗項目,這既有利于提高學生綜合運用知識的能力,同時為課程設計和畢業設計提供了一個平臺;③創新式實驗,就是根據本專業培養目標的特點,建立起產學研結合的開發性實驗室。創新性實驗是在指導師指導下,在自己的研究領域或老師選定的學科方向,針對某一課題或某一研究方向,進行研究和探索的實驗,是學生參加科學研究、教學科研相結合的一種重要形式。
2“遞進式”實驗模式的探索與實踐
電氣工程專業實驗室是學院建設較早的實驗室,在多年的教學改革和實踐中,實驗教學一直是學校進行改革的重點。六年來,按照基本原理、基礎應用、綜合實踐、應用設計四個層次來規劃和改善實驗條件;通過整合教學內容、改進教學方法來更新教學觀念;通過強化管理、培養隊伍素質來確保實驗教學的改革。
2.1 整合專業實驗教學設施
圍繞電氣工程及其自動化專業的人才培養目標整合實驗教學內容,學院電氣工程及其自動化專業自升本以來,根據社會人才培養的需要,開設了“電力系統及其自動化”和“工業自動化”兩個專業方向,在實驗室的改革與建設中也依據兩個專業方向的要求整合。將原來按課程開設的實驗項目、課程設計及畢業設計,整合為反映課程體系的基礎實驗、突出應用能力的綜合性實驗及培養創新型人才的設計性實驗和探索研究性科研項目,形成了“基礎性實驗-綜合性實驗-創新性實驗”三個層次遞進的實驗教學體系,強調了學生能力培養的系統性和科學性。在具體運作上,兩個專業方向的基礎課程相同,因此,建立了一個統一的基礎性實驗平臺和專業綜合性實驗平臺,這樣可以同時滿足兩個專業方向實驗教學的需要,起到資源共享的目的。專業方向實驗平臺的建設,是根據本專業開設的兩個專業方向的需要,建立專門的實驗室,電力系統及其自動化專業實驗分室是以發電、配電及其自動化控制為目標的實驗教學基地,工業自動化實驗分室是以工業生產的過程自動化控制為目標的實驗教學基地。
建立兩個相對獨立的實驗室,不僅是目前兩個專業方向和人才培養的需要,也為今后兩個專業方向的發展提供了有利的保障,有利于兩個專業方向今后的發展。
2.2 整合實驗教學內容、改進實驗教學方法
根據學院電氣工程及其自動化專業教學計劃的要求,針對學院原來實驗教學的狀況和存在的問題,科學整合實驗教學內容,并不斷探討和改進實驗教學方法。在教學內容上,徹底改變原來單一課程開設單一實驗的狀況,對教學內容進行“遞進式”的整合。
在教學方法上,改變過去以老師講授和演示為主的教學方法,采取引導和啟發的方式培養學生的操作能力和創新思維。對于基礎性實驗教師作技術指導,對于綜合性、設計性及研究探索性實驗項目建立以學生為主體的教學方法。對于綜合性和創新性實驗,學生需填寫課題項目申請書(課題來源、課題研究目的、具備的實驗條件、擬采取的方法、預期的實驗效果),讓學生多角度、多方位地思考,培養學生進行科學研究的能力,培養學生運用所學知識分析和解決工程實際問題的能力。與此同時,根據學生動手能力的高低進行因材施教,加強過程監控,通過學生自查、教師中期檢查、遞交結題報告并進行結題答辯等形式,加強全部實驗過程的管理,這樣,較好地實現了“遞進式”實驗的預期效果,也適應了不同層次人才培養的需要。
2.3 加強實驗教學管理
電氣工程及其自動化專業“遞進式”實驗教學模式的實施必須有完善的管理體制和管理措施作保證。在具體的實踐中,通過和其他高校實驗教學管理制度的交流和學習,再根據學院的實際情況,制定了一套行之有效的管理制度,建立反映學生實驗能力和創新能力的實驗教學評價體系,對具備條件的實驗室實行開放,實現了“遞進式”實驗教學的有序進行。
2.4 加強師資隊伍建設
師資隊伍建設是實驗室建設的重要因素,是確保實踐教學的前提和條件。近年來,通過引進和培養兩種方法來提高實驗隊伍的素質。對實驗隊伍先從學歷上進行提高,采用派遣教師到工廠企業進行培訓和學習等形式來提高實驗技能,強化隊伍建設。實現了學歷上達標,年齡結構、學員結構及職稱結構合理,實驗技能提升的實驗團隊,使每個指導教師具備輔導兩門實驗課程的能力。此外,學校還將在實驗室工作評優、實驗室建設工作量計算、實驗室工作人員職稱晉級、待遇等方面采取一些穩定隊伍的措施,讓優秀實驗教學人才“引得進,留得住,用得好”。
關鍵詞 卓越工程師教育培養計劃 導師制 培養模式
中圖分類號:G451 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.08.032
The Implementation Strategy of "A Plan for Educating and Training
Outstanding Engineers" Based on Tutorial System
ZHAO Xilin, FU Bo, CHANG Yufang
(Department of Electrical and Electronic Engineering, HuBei University of Technology, Wuhan, P. R. China 430068)
Abstract Hubei University of Technology introduces the tutorial system into the implementation of “a plan for educating and training outstanding engineers (PETOE)”, in the hope of providing professional guidance to the students during the university working program and the enterprise working program. The strategy can guarantee the personalized training requirements of PETOE, and can also provide reference for universities to develop and implement PETOE programs for the training objective of high quality talent.
Key words plan for educating and training outstanding engineers (PETOE); tutorial system; training mode
引言
“卓越工程師教育培養計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》的重大改革項目,也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。①
為主動適應國家能源戰略和地方經濟發展需求、優化專業結構、加強專業內涵建設,湖北工業大學在傳統電氣工程及其自動化專業基礎上增設太陽能技術與工程專業方向,并以此為基礎于2011年申請、入選“卓越計劃”。旨在針對本專業建設過程中存在的問題,以突出優勢、強化特色為原則,以創新人才培養模式、大力提升人才培養水平為出發點,提高專業建設水平。
“卓越計劃”實施的主要目的在于培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才。其培養體系具備三個特點:(1)企業深度參與培養過程;(2)從學校通用標準和行業標準兩個維度培養工程人才;(3)強化培養學生的工程能力和創新能力。②③④因此,“卓越計劃”的實施過程中,將在教育教學理念、師資隊伍建設、人才標準的定位等幾個方面對傳統教育模式進行變革。⑤如何制訂科學、有效的“卓越計劃”培養方案將對其順利實施至關重要。湖北工業大學在電氣工程及其自動化專業的“卓越計劃”實施過程中,通過創新實踐環節的設置,將研究生教育的導師制引入本科生教育中,取得了較好的培養效果。
1 導師制的提出與內涵
導師制教育培養模式最初是在十九世紀由牛津大學提出并推行的。其最大特點是師生關系密切,導師對學生的學習與研究進行全方位、近距離指導,使教師與學生之間建立起引導關系,針對學生個性特征進行差異化指導,以實現學生培養的目的。
在我國的高等教育過程中,導師制主要存在于研究生教育中。考慮到“卓越計劃”的培養特點,需要在學生培養過程中提高其理論運用和創新能力,體現出本科培養的個性化特征。因此,在進行電氣工程及其自動化專業的“卓越計劃”執行階段,將導師制引入實施流程中,使導師的指導貫穿于學生培養的全過程,無疑將提高“卓越計劃”執行過程中學生培養的個性化程度,將有助于學生實踐能力與創新能力的提升,更好地達到“卓越計劃”的人才培養目標。
在導師制的運行過程中,有兩個方面的因素需要認真思考。其一是導師制的實施需要高素質的導師隊伍。導師在學生培養過程中具有重要的引導作用,因此,導師必須具備較高的思想政治素養、教學科研水平和科學嚴謹的治學態度;同時,考慮到本科教學與研究生教育的規模差異問題,一名導師將負責多名學生的指導,導師必須具備高尚的品德、責任心和奉獻精神才能將導師制的運行落到實處,是學生的成長符合“卓越計劃”的培養目標。其二是導師制運行過程中必須有完備的制度作保障。導師制施行需要包括選拔聘用、組織管理、過程管控、效果評價與激勵等一整套的規章制度,其中尤以過程管控和效果評測最為重要,因為這兩個過程是“卓越計劃”實施過程中運行效能的直接體現,需要重點規劃與構建。
2 基于導師制的“卓越計劃”實施流程
湖北工業大學在電氣工程及其自動化專業“卓越計劃”實施過程中,注重體系結構設計、過程管控及效果評價,將促進人才全面發展和適應社會需要作為衡量“卓越計劃”人才培養的根本標準。同時,以創新實踐環節為平臺,將導師制引入其中,使學生獲得個性化培養,以此探索符合學校特色及“卓越計劃”培養要求的人才培養體系。湖北工業大學電氣工程及其自動化專業“卓越計劃”實施流程如圖1所示。
首先,根據“卓越計劃”培養要求,進行“卓越工程師教育培養計劃――電氣工程及其自動化專業(太陽能技術與工程方向)”實驗班的組建與學生選拔工作。實驗班以當年入校電氣大類全體新生為選拔對象,對其進行實驗班相關政策的宣講及報名意向征集;在此基礎上,根據學生入學高考及檢測成績為選拔標準進行實驗班的組建。
其次,進行學校培養方案的實施,主要包括:
(1)培養計劃修改與實施。以本專業大類培養計劃為基礎,結合專業方向的特殊性對實驗班培養計劃進行了修改與完善。結合社會和企業的實際需要設置課程體系,開設側重工程技術培養訓練的課程,將培養工程素質和創新能力貫穿于課堂教學、實踐環節和課外活動的各個方面。并根據學校的學科專業優勢與特色建立課程與知識技能體系,通過電氣工程及太陽能技術兩個方面,在基礎知識、專業知識、專業技術與專業技能等方面對學生進行培養。同時,在不違背教育部對本專業主干課程設置的前提下,對專業課程設置模塊及其培養時序進行了較大的改革與更新,使其在面向太陽能應用的電氣工程及其自動化專業培養模式的基礎上,兼顧普遍性與特殊性的特點,將部分任選課教學周期前移,以提高其可執行度,并保障計劃在時間周期內的順利實施。
(2)教學實踐環節改革。為適應“卓越計劃”對學生綜合能力的培養要求,加強實踐教學管理,提高實驗、實習實訓、實踐和畢業設計(論文)質量,并對教學中實踐環節進行改革,增加了創新實驗的教學實踐環節設置。以本校電工電子省級實驗教學示范中心為實施平臺,在教學計劃中,設置六個學分對該環節進行考核與控制,并制訂相應的實施細則。該環節分布在五、六、七三個學期中實施,與第八學期的畢業設計相貫通。要求學生在指導教師的引領下,參與導師各項科研計劃中,擬通過兩年的導師制培養,延長學生實驗、設計環節,增強其實踐能力,同時提高畢業設計的水平與質量。
第三,進行企業培養方案的實施。企業培養方案的實施是學校培養計劃執行的拓展,自“卓越計劃”實施以來,先后與湖北省電力公司等多家企業簽訂了聯合培養協議,就合作內容、雙方的責任與義務等方面進行了約定,以保障人才培養計劃的順利實施。同時,在學校課堂教學的基礎上,為提高學生工程實踐能力,擴展學生知識面,由學校與合作企業根據行業發展特點,共同開發實踐課程,并根據培養計劃要求安排在第七學期7-18周工程實踐階段進行統一授課,課程考核統一納入工程實踐考核當中。為保障企業培養方案的順利實施,導師制要求老師對學生的指導將貫穿于整個過程的始終,使學生時刻能夠獲得學習上的指導。
3 導師制模式下的“卓越計劃”實施效果分析
湖北工業大學在2011年“卓越計劃”獲批并實施的同時,即針對電氣工程專業的學生試行了基于創新(下轉第83頁)(上接第68頁)實踐環節的導師制培養模式,并取得了明顯的效果。
表1描述了本校電氣工程及其自動化專業學生近四年參與競賽的獲獎信息,信息顯示:自2011年實施導師制培養方式以來,經過兩年的實踐能力培養,各類學生獲獎人次及獎項級別均較以前有大幅提高。
同時,從表2顯示的本專業畢業生近三年就業情況也能看出:從導師制實施后的2013屆及2014屆畢業生,在學生數量大幅增加的前提下,畢業率及學位獲得率亦有明顯增加。
數據表明:導師制在本科生培養過程中,能夠有效提高學生的理論運用與實踐能力,由此培養的學生也更符合企業的需求。
4 結束語
“卓越計劃”的實施旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才,要求培養的學生具有較強的工程實踐與創新能力。湖北工業大學在電氣工程及其自動化專業“卓越計劃”培養過程中,通過創新實踐環節的引入,使學生能夠在導師制培養模式下全程接受導師的指導,提高了培養目標實現的可能性,是高校“卓越計劃”實施模式的有益嘗試。
基金項目:湖北省教育廳教研項目(No.省2011258)
注釋
① 林健.“卓越工程師教育培養計劃”通用標準研制.高等工程教育研究,2010.4:21-29.
② 林健.“卓越工程師教育培養計劃”專業培養方案再研究.高等工程教育研究,2011.4:10-17.
③ 林健.高校工程人才培養的定位研究研究.高等工程教育研究,2009.5:11-17.
論文關鍵詞:實踐教學體系;電氣工程及其自動化;應用型;綜合能力
電氣工程及其自動化專業是一門實踐性、應用性很強的學科,大多數專業課程都需要通過適量的實踐活動來培養學生的實際動手能力和創新能力。根據我校關于本科培養方案指導思想的要求:以培養應用型高級人才為主,加強學生的創新意識、競爭意識和適應能力的教育,注重學生的知識、能力、綜合素質的協調發展。因此,應用型本科專業在具體的實踐教學中,應把培養學生分析和解決問題能力作為構建良好的實踐教學體系的基礎和核心。
一、實踐性教學體系建設
1.實驗室建設
隨著我校順利升格為本科院校及我系電氣工程及其自動化本科專業的設置,提升電氣自動化、電力系統的實驗水平就迫在眉睫。但是眾所周知,建設電力系統的相關實驗室要求條件十分苛刻,加之所需的實驗設備造價昂貴,而我院做為近幾年剛剛升本的院校,爭取上級有限的科研經費相對較為困難,導致對實驗室建設的資金投入相對不足,實驗條件相對有限,短期內難以滿足電氣工程及其自動化的相關實驗要求。因此,這就要求我們必須廣開門路,通過其他行之有效的措施和方法,不斷滿足該專業相關的實驗要求。
在學習和借鑒外校實驗室建設和管理的基礎上,依據本校學生的基本素質和我校現有的實驗條件,我系對實驗室建設做以下改進。
(1)構建實驗平臺,滿足課程需求。通過學院的持續投資和我系教師的不懈努力,我系建立了具有層次化、綜合性的系統實驗平臺——電力系統綜合實驗室,該平臺是對“電力系統分析”、“發電廠及變電站電氣部分”、“供電技術”、“電力系統繼電保護原理”、“電力系統自動裝置”、“電力系統微機保護”及“電力系統綜合自動化技術”等主要專業課程實踐實驗環節的系統整合。在此平臺上,不僅能滿足本專業核心課程的基礎實驗和綜合實驗的要求,還能使學生自主完成相關課程設計。
(2)依托仿真技術,調動學生興趣。在課程中推廣和運用仿真實驗手段,實現仿真實驗與相關課程的有機結合。教師在講授專業課時,有選擇的向學生介紹ANSYS、PSPICE、MATLAB等仿真軟件以及應用組態王軟件,并且通過較多實例的仿真講解,使學生對該專業課有更深入的理解和應用,同時要求學生對該課程的實驗內容預先進行仿真。這樣既能提高學生的學習興趣,又能使學生對該課程有更加全面的掌握。
(3)完善互動平臺,提升教學效率。我們在現有的教學條件下,廣泛收集網絡上豐富的實驗環節資源,建立完善了相關課程的網絡實驗室。如在《電力系統繼電保護原理》教學網站上,增加了微機繼電保護等教學、實驗內容,搭建了師生互動平臺,以此彌補實驗教學時間的不足。教師的教學效率得以大大提升,也為學生更好的進行學習、實驗創造了便利條件真正實現了教師與學生的教學互動和溝通交流。
(4)建立合作關系,拓寬實驗領域。洛陽作為河南乃至全國有影響的重工業基地,本地眾多的大中型工業企業也希望通過加強與科研院所的溝通聯系來提高自己的技術水平。通過洛陽市政府的牽線搭橋,我們結合自身的學科優勢和人才資源,近年來先后與黃河同力水泥有限公司、洛陽供電公司、龍羽電氣等單位簽訂了校外實習合作單位協議,不斷加強合作交流。我校每年都選送大批學生到相關企業,在其生產實驗室內進行實踐活動:如在龍羽電氣有限公司進行的《高低壓電器》實驗,在黃河同力水泥有限公司進行的《工廠供電》實驗,在龐屯變電站進行的《變電站綜合自動化》實驗等等。這樣既解決了我們的有關實踐難題,又提高了學生的實際動手能力。
(5)引入科研項目,注重實踐培養。實踐教學將由淺入深,由基礎到綜合將教師的科研內容和科研成果、工程實際問題等引入到實驗教學中,把知識學習技能訓練、能力培養等融合在一起,增強學生的實際應用能力,提高教學效果。適時引入設置創新型實驗項目,讓學生及時了解實驗新技術的發展,注重培養學生掌握新實驗技術的能力。此外,我校還組織學生積極參加全國技術大賽,進一步鍛煉學生的綜合能力。我校在全國電子設計大賽和“挑戰杯”大賽中均取得了優異的成績。
2.實習基地建設
本專業現有兩個實習基地,分別是電工實習2和模擬變電所。
“電工實習2”實習基地分為兩個部分,學生要在兩周時間內完成電機的拆裝和控制柜的安裝實訓,該實習基地主要面向經過專業課程學習,具有一定理論基礎的大三或大四學生進行,該實習項目側重工程技術應用、重視實踐環節的鍛煉,具有較強的工程適應能力,對于提高學生的實踐動手能力、解決實際問題的能力,具有很大幫助。該實習項目至今已培訓過數千名學生,學生反映實習效果非常好。
模擬變電所主要由380V模擬10kV電壓進線,由真實的高低壓一次設備完成整個的工廠供配電以及控制過程。該變電所模擬工程氣氛濃厚,學生可以在該變電所中得到較好的工程鍛煉機會。
除了校內實習基地的進一步建設與完善,還需要繼續加強與同力水泥、洛陽供電公司、龍羽電氣等合作單位在科研、人才培養、校外實習基地等方面的合作。
3.課程設計和畢業設計建設
專業課程設計建設的重點是如何提高學生的綜合能力,而實現這一目標的前提是選擇合理的課程設計題目。但是傳統的課程設計題目大多較為單一,與具體的生產實際要求脫節較為嚴重,并且設計的標準也與工程規范相差甚遠。因此,我院在具體的課程設計中,十分注重實踐性和可操作性,要求選題與有關科研項目和相關企業緊密結合,如在工廠供電課程設計中,從企業得到第一手的詳細資料,發給學生真學真練,使學生從中汲取更多的經驗,既鍛煉了獨立思考的能力,也增強了實際操作能力。
畢業設計作為重要的實踐教學環節,關鍵是要實現課題的真實性、知識的綜合性和設計的創新性。近年來,隨著電氣工程及其自動化專業學生人數的不斷增多,教師數量和畢業設計課題數量相對不足的問題日益突出,而用人單位也對新錄用人員實際動手能力的要求越來越高。為此,我們在畢業設計課題的選擇上,要求每位畢業生的畢業設計,或結合教師的科研項目,或結合企業的技術項目,或組織學生到外地公司和工廠開展畢業設計等工作嘗試,使學生的綜合素質、創新能力得到進一步提高。從2009屆開始,我校就選送部分畢業生到龍羽電氣和市內其他變電站進行畢業實習和畢業設計,并取得了較好的效果。
二、專業師資人才隊伍建設
如何培養建設一批高水平人才,是每個高等院校都面臨的共同難題。這不僅要求每一位教師具有扎實的理論知識,更要具備較強的實際動手能力。為此,我校積極做好人才的培養工作,把提升師資隊伍的層次、優化師資隊伍的結構、提高師資隊伍的整體水平作為師資隊伍建設的重點工作。以兩個專業研究方向為目標,加強師資隊伍建設,注意教師進修提高,積極引進博士,鼓勵和支持青年教師攻讀在職博士學位,促進學術帶頭人后備力量的培養工作,從而形成一支整體水平高、結構合理的教學和科研型教師隊伍。主要通過以下幾方面措施來實現。
(1)加大高層次人才引進力度,優化教師隊伍的結構,不斷增加師資隊伍總量。
(2)加強專業帶頭人、課程負責人及骨干教師隊伍建設,進一步明確其權利和義務,以激發教師積極向上的熱情。
(3)充分培養和挖掘現有教師隊伍的潛力,加強“雙師型”教師的培養。一方面從企業引進工程技術人員,另一方面通過各種途徑提高教師的實踐技能。
三、實踐性教學教材建設
通過綜合了解國內、省內其他院校電力系統及其自動化專業教學、實驗方面等情況,發現近年來在實踐教材特別是綜合實驗方面教材編寫的不多。因此,我們必須高度重視此項工作,以切實發揮實踐性教學教材在教學、實驗中的重要作用。
根據不斷改進和完善的實驗設備和實習場所的情況,我校組織一批教學、實驗經驗豐富的教師編寫了相關的實驗(實習)大綱和指導書,課程設計大綱和指導書等教材,并順利通過了學院的嚴格審核。特別是針對我系建設的電力系統綜合實驗室,我系教師專門編寫了嚴謹完整的實驗指導書。該實驗教材既能滿足實驗設備和教學實踐的要求,又能增強學生的實訓能力,使得學生的綜合設計能力和創新意識不斷得到提高。
一、整合教學內容
專業課教學過程中,大多數存在教學內容多、繁、雜與教學課時數偏少以及學科專業技術發展快與教材更新慢的矛盾,要達到創新型、復合型人才的培養目標,必須首先對所授課程的教學目的和知識點的內涵十分明確。所以,要根據專業特征,結合學科專業發展方向和行業發展最新技術,優化整合教學內容,對現有的教材進行整合。應該以“同類合并、相對集中、教學內容與當前專業最新技術相結合”原則來優化教學內容,創新課程教學體系。其教學內容改革理念就是指將原分散在各個章節屬同一類或相關的教學內容進行優化重組,刪除過時的舊內容,增加學科專業當前的最新技術、發展動態、研究熱點等內容;在內容編排上按照“基本原理與方法——應用技能——當前研究動態”的層層誘導遞進式順序來編排,使重組后的課程教學內容與知識結構更加科學合理、先進實用。如增加未來電力系統、新能源的開發與利用、新型電氣設備的發展趨勢等,以培養學生的專業思維和創新靈感。同時,電氣工程學科也要與時俱進,要和信息科學、自動化科學、計算機科學、電子科學、能源科學等其他學科進行交叉和融合,以求自身發展。
二、實施多種教學方法,激發學生的學習熱情
一是可以將課程的整個教學內容劃分為重要內容、一般內容和自學內容三個模塊。重要內容(主要是指基本原理、基本方法和應用技能)在課堂上精心講解,并通過課外作業、專題研究、實驗等其他環節的訓練得到鞏固和提高;一般內容(主要是指新技術、新產品的應用介紹等)則充分利用現代化教育技術進行展示、介紹;自學內容(主要培養學生的專業綜合素質和創新能力,進行個性化教育)則通過設問、質疑、寫讀書筆記、小論文的形式得到訓練。
二是采用“全程案例貫穿式”教學方法引起學生興趣。是指根據課程特點與專業特征精心選擇或設計一個規模大、有代表性、有實用價值的案例,通過案例引導學生進入課程,隨著課程教學的展開,讓學生一步步深入到案例中,學到案例中相關的知識,隨著課程教學的結束,學生在不知不覺中已把案例中的相關問題一一得到了解決。
三是采用技能訓練資格認定和校企互動方式,使學生學習知識與社會需求直接掛鉤,大大地調動學生的學習積極性,增加就業機會;同時,教師、學生深入企業,發現問題,找到研究問題的切入點,讓學生多角度、多方位地思考,培養學生進行科學研究的能力,培養學生運用所學知識分析和解決工程實際問題的能力,并將研究成果應用于企業,幫助企業解決生產過程中所遇到的難題和關鍵技術問題,產生經濟效益,形成教學、科研、實踐良性循環。
三、加強實踐教學
電氣工程及其自動化專業是一門實踐性很強的學科,學生需進行大量的實踐活動,才能培養其動手、創新等專業綜合能力,必須十分強調實踐能力的培養和訓練。因此,實踐教學體系至關重要,必須高度重視。
一是加強專業實驗教學設施建設,滿足專業實驗教學的需要。根據專業建設的需要,結合學科發展前沿,將實驗室建設成集實驗、實習、新產品開發與設計及科學研究于一體的多功能實踐教學平臺,實現工程素質訓練、科學研究試驗與專業技術進步的有機結合。
二是針對原來實驗教學的狀況和存在的問題,科學整合實驗教學內容,并不斷探討和改進實驗教學方法。對教學內容要進行“遞進式”的整合,采取引導和啟發的方式培養學生的操作能力和創新思維;同時進行因材施教,加強過程監控,通過學生自查、教師中期檢查、遞交結題報告并進行結題答辯等形式,加強全部實驗過程的管理。這樣,較好地實現了“遞進式”實驗的預期效果,也適應了不同層次人才培養的需要。
三是在實習基地方面,在與已有的擔任實踐教學任務的校外實習基地保持良好聯系的基礎上,積極尋找與電氣工程及其自動化專業實踐教學環節相符合的校外實習基地,保證完成實踐教學任務,使學生的工程實踐能力真正得到培養。
四、加強師資隊伍建設
關鍵詞:智能化技術;電氣工程;自動化控制
21世紀以來,隨著我國社會經濟的快速發展以及科學技術的不斷進步,生產領域智能化水平得到了大幅度提升,在這樣的背景環境下,生產制造領域紛紛進行了改革,加強對智能化技術的有效應用,使生產效率得到了大幅度的提升。筆者在中國神華哈爾烏素露天煤礦機電管理部門工作,結合筆者的工作經驗來看,電氣工程自動化控制的發展,是現代化煤礦開采必須把握的一個重點內容,也是煤礦開采效率和開采質量提升的有力保障。電氣工程自動化控制目標的實現,離不開對智能化技術的有效把握,只有了解智能化技術內涵,對智能化技術的應用要點進行有效把握,才能夠更好的滿足電氣工程自動化控制發展需要,使自動化控制的水平和質量得到更好的提升。但在實際工作過程中,電氣工程自動化發展,存在著效率低下的問題,如何在技術層面進行創新,是電氣工程自動化發展必須把握的一個重點。本文在對相關問題研究過程中,結合筆者的切身體驗,就智能化技術應用問題展開了研究和探討。
1智能化技術相關理論概述
電氣工程自動化控制發展過程中,其智能化、自動化水平關系到了電力工程自動化發展的效果和質量。智能化技術在應用過程中,從原來的信息搜集、信息處理等方面,擴展到了電子電氣技術等領域,使其應用范圍得到了較大的拓展。智能化技術范圍的拓展,為智能化技術在電氣自動化控制中應用創造了有利條件[1]。智能化技術是電子信息技術的一個重要組成部分,其在應用過程中,注重提升電氣工程自動化控制的效率,能夠對電氣工程的成本進行較低,從而為工作人員提供較大的便利。智能化技術的發展,為電氣工程自動化技術發展創造了有利條件,對于更好的滿足實際生產需要,打下了堅實基礎[2]。
2智能化技術在電氣工程應用的特點分析
智能化技術在電氣工程中應用,具有其獨特性,正因如此,使智能化技術在電氣工程領域得到了有效的推廣,更好的滿足了電氣工程自動化控制技術的發展需要。結合實際情況來看,智能化技術在電氣工程中應用,其特點主要表現在了準確性、控制智能化、控制模型三個方面[3]。
2.1準確性
智能化技術在電氣工程自動化控制中應用,能夠很好的提升控制的準確性,從而使相關處理技術的效果得到大幅度的提升。隨著電氣工程自動化的發展和進步,其在實際應用中的作用越顯突出,如何提升控制的準確度成為電氣工程自動化控制考慮的一個關鍵性問題。智能化技術在進行數據信息處理過程中,不論是常用數據還是不常使用的數據,都能夠使數據處理效果得到較好的提升,保證數據處理的準確性。智能化技術的應用,考慮到了傳統電氣工程控制存在的不足,能夠實現對全體對象準確、可靠、高效的控制,為電氣工程自動化發展創造有利條件[4]。
2.2無人化操控
與傳統的電氣工程自動化控制技術相比,智能化控制技術在應用過程中,能夠對電氣工程的魯棒性變化情況進行較好的把握,從而滿足電氣工程自動化控制的實際需要。在對智能化技術應用時,只需要結合設計情況,對相關程序信息進行設計,可以實現無人化操控,節約人力,并能夠減少人力操控過程中可能存在的實際問題。通過無人化控制,能夠保證電氣自動化控制的效果和質量,使電氣設備運行更加可靠、穩定[5]。
2.3不需要使用控制模型
智能化技術的應用,能夠在很大程度上解決生產現場存在的復雜問題,實現對復雜問題的有效控制,保證電氣工程發展更好的滿足實際需要。智能化技術在對復雜動態方程進行處理過程中,能夠將控制對象模型的相關內容進行處理,保證電氣工程自動化控制技術根據生產具體情況,進行相應的控制和調節工作,從而保證電器自動化控制技術的效果和水平[6]。
3智能化技術的具體應用分析
隨著社會經濟的快速發展,煤礦開采對于電氣自動化控制技術的要求不斷提升,如何提升電氣工程自動化控制技術的智能化水平,成為現階段智能化技術應用面臨的一個關鍵性問題。智能化技術在電氣自動化控制技術領域應用,要結合智能化技術自身的特征,考慮到電氣工•122程的特點,將二者進行有機結合,才能夠更好的發揮智能化技術的優勢[7]。
3.1智能化控制器的應用
智能化控制器的突出特征在于智能化水平較高,通過有效的程序設計,能夠使智能化控制器在電氣工程自動化控制技術應用過程中,發揮更加突出的作用。相對于傳統控制器而言,智能化控制器不需要對被控對象設計控制模型,這使智能化控制器的應用效率得到了較大幅度的提升,并且能夠對控制過程中存在的復雜因素問題進行較好的解決,使控制器的精度得到一定的提升。智能化控制器在應用過程中,其魯棒性呈現出一定的動態性,借助于控制的下降時間和響應時間,能夠對控制系統進行有效調節,這樣一來,可以為電氣設備的自動化控制提供可靠的保障[8]。同時,智能化控制器在應用過程中,其具有自動調節的特征,可以根據電氣設備的實際情況,對相關參數信息進行調整。這種情況下,可以減少設備出現故障的幾率,使電氣設備在運營過程中,可靠性得到了較大幅度的提升。另外,結合筆者工作經驗,在進行機電設備控制過程中,被控對象的差異性,會對控制效果產生較大的影響。傳統控制器在應用時,由于適應性問題,導致相關控制難以達到預期的要求,導致智能化控制器的效果和作用不能夠得到較好的發揮。針對于這一情況下,需要結合系統的情況進行相應的調整。智能化控制器在應用過程中,控制系統的具體情況必須進行把握,以此進行智能化控制器的相關參數調整,使智能化控制器在實際應用中,發揮更好的功能和作用[9]。
3.2PLC控制系統應用
智能化技術發展過程中,PLC控制系統在電氣工程自動化控制領域發揮了重要的作用。PLC控制系統具有較強的抗干擾性,并且其智能化水平較高,這為電氣自動化控制技術發展創造了有利條件。PLC是一鐘可編程邏輯控制器,在電氣自動化控制領域的應用,很好的實現了電氣自動化控制目標。在煤礦生產領域,各項工藝流程以開關控制和順序控制為主,這一控制方式缺乏智能水平,可能由于工作人員的疏漏,給實際控制帶來不利影響。PLC控制系統在應用過程中,能夠從整體角度出發,對各個環節進行有效的把握,使控制效果得到較大幅度的提升。PLC控制系統能夠對工藝流程進行有效的控制,并結合電氣工程情況,對煤礦生產的各個環節進行協調,從而使煤礦生產效率得到大幅度的提升。PLC控制系統的應用,還包括了在上煤、儲煤、配煤等方面的利用,在這一過程中,為了實現PLC控制目標,需要借助于遠程I/O站,對數據信息進行傳輸,從而對各個環節的生產情況進行把握。PLC系統在應用過程中,關鍵點在于如何實現對各個系統的有效監控,使PLC系統能夠對電氣工程的運行狀態進行有效的監控。一般來說,PLC在對電氣系統監控過程中,通過I/O接口,能夠對數據信息進行快速的傳播,在對數據信息處理后,對各部分運行狀態予以把握。當系統在運行過程中,若是出現問題,能夠在第一時間預警,從而實現對問題的解決。PLC控制系統在電氣工程中應用,原來的實物軟件逐漸被繼電器取代,這使電氣系統的可靠性得到了較大幅度的提升。借助于PLC系統的自動轉換功能,使供電系統的精度得到了提升,為煤礦電氣工程的發展,創造了更加有利的條件。
3.3模糊邏輯與控制的應用
模糊邏輯與控制原理對于改善現階段電氣工程自動化技術的控制效果來說,具有十分重要的意義。隨著電氣工程自動化控制技術的發展,一些模糊控制設備如何發揮功能,是確保電氣工程自動化效果實現的關鍵。一般來說,模糊控制設備能夠對PID控制器進行代替,主要以S型和M型控制設備為主。以M型控制設備為例,M型控制設備在應用過程中,主要涉及到了知識庫、反模糊化、推理機等部分,這些環節的協調,是實現智能化控制目標的關鍵。隨著煤礦開采行業的快速發展,煤礦電氣工程自動化水平得到了大幅度的提升,在這一過程中,模糊控制設備得到了有效的應用。模糊邏輯與控制在電氣自動化控制技術中應用,注重結合以往的經驗,對原有技術進行創新,從而使電氣工程自動化控制技術水平得到較大幅度的提升。在這一過程中,CAD技術在電氣自動化控制中得到了有效的利用。CAD技術通過計算機輔助,能夠結合電氣工程特征,設計出完善的自動化控制系統,從而使產品的制造時間得到大幅度的縮短。CAD技術的應用,實現了對原有電氣自動化控制技術的一種有效變革,使更多新技術、新手段在電氣工程自動化控制中進行了應用,例如遺傳算法。遺傳算法是一種先進的計算方法,其在應用過程中,能夠實現對系統的優化目標。遺傳算法在電氣工程自動化控制系統中應用,可以實現對電氣自動化控制技術的優化目標,使電氣工程自動化控制效果得到大幅度的提升。
3.4故障診斷方面的應用
電氣工程自動化控制系統在應用過程中,由于應用時間以及在應用過程中可能面臨著一定的復雜環境,從而導致系統出現故障,影響到實際工作。如何快速、可靠的對電氣工程自動化系統進行故障診斷,發現故障產生的原因,成為電氣工程自動化控制系統發展必須解決的一個重要問題。傳統故障診斷模式應用,大多憑借著工作人員的經驗,對設備故障進行一一排查,從而對故障點進行確認,之后采取一定的措施對故障問題進行解決。這一解決辦法,無法很好的滿足故障診斷需要,可能導致故障診斷效率較低,或是對一些潛在故障無法把握,給電氣工程自動化控制系統可靠運行,帶來諸多不便。隨著電氣工程自動化控制系統的發展和應用,其運行的安全性和可靠性,成為人們關注的一個重點問題,如何采取有效措施消除安全故障隱患,必須進行有效考慮。就以煤礦電氣工程中的變壓器故障為例,當電力系統出現故障后,傳統的檢修方式會逐一偏差設備運行情況,最終對故障進行確定,從而采取相關措施進行故障解決。而借助于智能化技術,可以通過設置故障監視系統,快速的發現故障問題,找到故障解決辦法。智能化系統在應用過程中,可以對設備運行狀態進行監控,通過設置相應的參數信息,一旦設備出現故障,勢必引起參數信息的改變,從而對故障進行快速確定,實現對故障問題的有效解決。
4結論
通過上文的研究和分析來看,智能化技術在電氣工程自動化領域發揮了重要作用,它在很大程度上解決了電氣工程自動化控制技術的現實問題,提升了電氣工程自動化控制技術的智能化水平,為該技術在實際生產中應用,創造了有利條件。電氣工程自動化控制技術的發展,其目的在于解決實際生產的問題,通過技術更新、換代,能夠更好的滿足生產需要。圍繞智能化技術本身來看,其對計算機技術進行了應用,以計算機技術作為基礎,對傳統技術手段進行了創新。首先,在生產領域,智能化技術對生產技術進行了革新,提升了電氣工程自動化控制的效率;其次,在優化設計領域,借助于模糊邏輯、CAD技術、PID控制等,使電氣工程自動化控制技術的效果得到了大幅度的提升;最后,從故障診斷方面來看,借助于智能化技術,利用PLC控制系統,能夠實現對設備狀態的有效監控,當故障發生后,能夠在第一時間進行預警,尋找故障發生點,并對故障進行可靠的解決。因此,電氣工程自動化控制技術發展過程中,要注重對智能化技術進行把握,不斷的提升自動化控制系統的智能水平,使之更好的滿足現代生產需要。
參考文獻
[1]曹益凌.基于PLC技術在電氣工程自動化控制中的應用分析[J].山東工業技術,2017(03):84.
[2]蘆振波.基于電力系統電氣工程自動化的智能化應用[J].現代工業經濟和信息化,2017(01):103-104.
[3]周賀,王占峰,王朔.人工智能技術在電氣自動化控制的應用分析[J].電子世界,2017(03):96-97.
[4]苗淑男.電氣工程自動化的智能化技術應用分析[J].河北企業,2017(02):153-154.
[5]連海能.試論電氣工程及其自動化的智能化技術應用[J].黑龍江科技信息,2017(01):32.
[6]李宏明.智能化技術在建筑電氣工程中的應用研究[J].綠色環保建材,2017(01):132.
[7]段宇音.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用分析[J].綠色環保建材,2017(01):230.
[8]劉凱.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用探討[J].數字技術與應用,2017(01):14-15.
地方高校擔負著為地方產業發展提供合格人才的重任,同時也面臨高校之間激烈的競爭。應用型人才培養要求地方高校各專業構建的課程體系應根據地方產業的特點做出適當的調整,以滿足地方產業發展對人才的需要。結合中小企業的需求及學校現有師資,著力培養學生在擁有厚實的專業基礎之上擁有一技之長。我們主要從以下三個方面來構建:(1)加強公共基礎課與專業基礎課的建設。(2)專業平臺課的整合。(3)強化專業方向。在人才培養方案中我們總體的結構是:基礎加發展模塊。教學計劃分有四個模塊:通識教育平臺、學科基礎平臺、專業基礎平臺和專業發展平臺。“基礎”包括通識教育、學科基礎和專業基礎,讓學生具備深度和廣度都適合的公共基礎和比較寬厚的電氣工程學科的專業基礎。“發展模塊”是根據需要設置的適用于不同的專業方向的特色課程群。其中有:工業電氣控制與應用能力模塊課程、電力系統分析與應用能力模塊課程、微機應用能力模塊課程等。這樣可以保證學生具有較深厚的學科基礎,且可以結合就業需要和個人的興趣愛好,選擇專業方向和特色課程。部分具體的特色課程群及對應的培養方向如表1所示。
2實踐教學體系建設
根據我校電氣工程及其自動化專業的培養方案及課程設置,提高本專業的實驗水平迫在眉睫。但是建設電力系統的相關實驗室條件艱難,設備昂貴。且我校剛升本沒多久,爭取有限的科研及建設經費較難,導致實驗室的建設不夠完善,實驗條件相對有限,短時間內難以滿足相關實驗要求。因此,這就要求我們必須集思廣益,通過其他行之有效的措施和方法,來滿足該專業相關的實驗要求。(1)構建實驗平臺。通過學校的支持和我們教研室老師的不懈努力,我們建立了電力電子及電機控制實驗室、過程控制實驗室、及電力自動化和繼電保護及工廠供配電技術綜合實驗室能夠完成“電力電子技術”“、自動控制原理”“、電力拖動與運動控制系統”、“PLC原理與應用”、“電力自動化”,“繼電保護”、“工廠供配電技術”等課程的相關實驗教學。(2)仿真技術。在課程中運用仿真實驗手段,實現仿真實驗與相關課程有機結合。教師在講授專業課時,有選擇地向學生介紹GXDeveloper、Multisim、MATLAB等仿真軟件以及應用組態王軟件,并且通過實例的仿真講解,同時要求學生對該課程的實驗內容預先進行仿真,來提高學生的學習興趣,同時也提高了教學效果。(3)引入科研項目,建立合作關系。百色平果很多鋁工業及其他中小型企業也希望通過和院校合作來提高自己的技術水平。我們結合自身的資源和學科優勢,近年來先后與拉達發電站、百色電機廠、廣西平果鋁合金精密鑄件有限公司等單位簽訂了實習合作單位協議,不斷加強跟企業的合作。把工程實際中的問題引入到日常的實驗教學中,增強學生的實際應用能力,提高實驗教學效果。此外我們還組織和鼓勵學生多參與各種技術大賽,進一步提高自己的綜合能力。
3師資隊伍建設
師資隊伍建設關系到學校的生存和發展,是學校的一項根本性任務。沒有一支高素質的隊伍,任何創新都必將大打折扣,很多宏偉的目標也只會是可望而不可及。如何建設一批高水平的師資隊伍,是每個高等院校都要面臨的難題。特別是新升本科院校,辦學基礎比較薄弱,條件比較艱苦。原因在于,一是地域受限;二是拔尖人才的引進和成長既需要高端儀器設備的硬環境,又需要團隊的軟環境,而我們很難在這兩方面同時滿足。所以我們主要通過以下幾方面措施來加強師資隊伍建設:(1)加強對外宣傳力度,制定一系列引進高層次人才的優惠政策,試圖引進省級乃至國家級的學科帶頭人或者返聘退休的高層次人才,優化教師隊伍的結構,不斷增加師資隊伍總量。(2)加強專業負責人、課程負責人及骨干教師隊伍的自我建設,出資送教師去企業或者高一級的院校培訓和學習。進一步明確其權利和義務,以激發教師積極向上的熱情。(3)充分培養和挖掘現有教師隊伍的潛力,加強“雙師型”教師的培養。一方面從企業引進工程技術人員進校授課,聯合培養學生。另一方面通過各種途徑提高現有教師的實踐能力。
4總結
關鍵詞:水處理;電氣自動化;應用
1 前言
自動化工業生產是當前先進性、現代化工業科學推進、與時俱進、全面拓寬的核心技術,是其持續發展、健康高效運營的物質基石,同時也是工業邁向現代化、科技化的核心標志。伴隨經濟全球化、時代信息化、社會進步化發展步伐的持續深入,社會對工業生產自動化控制需求日益強烈,電氣自動化技術也越來越廣泛的應用至各行各業中,發揮著重要服務價值作用。目前較多工業生產技術均與電氣自動化技術保持著緊密聯系,令兩者在相互促進中實現了快速發展與共進提升。尤其是飛速發展的電子技術更是進一步推進了自動化電氣技術向著人性化、智能化、科學化的方向持續發展、勇攀高峰。
2 電氣自動化技術內涵與應用特征
2.1 電氣自動化技術內涵
電氣自動化技術具有較豐富的涉及面,因而其應用實踐范疇必然極其廣泛,涉及較多學科領域知識,例如涵蓋了電子技術、電力工程、電工電子技術、控制理論與計算機硬件、軟件技術等知識內容。我國自上世紀五十年代初期便涉足了電氣自動化領域令其在工業生產企業逐步開始了實踐發展。我國雖經歷了對電氣自動化技術幾次較大規模的更新調整,然而由于其涵蓋較寬的專業面、較廣泛的適用性,因此直至目前電氣自動化技術仍舊具有較強的提升態勢,實現了生機勃勃的發展。依據我國教育部統籌安排,電氣自動化技術從屬于電氣信息工科類,并賦予了其新的稱謂,即電氣工程及其自動化。目前,我國電氣自動化現代工業根據教育部的相關安排,從屬于工科電氣信息類,新名稱為電氣工程及其自動化。當前我國現代工業在各生產服務領域均實現了電氣自動化的廣泛實踐應用并創設了良好、優質的實踐效果。
2.2 電氣自動化技術應用特征
信息化時代,社會實踐發展中,電氣自動化技術發揮著不容忽視的重要作用,并逐步體現了兩類重要特征。首先其涵蓋較寬的技術面,由于該技術具有較強的普遍應用性,因此在較多工業生產單位均會或多或少的涉及該項技術的應用。同時由于電氣自動化技術具有較高的技術含量,在系統設計進程中,需要統籌開展整體系統的軟件設計與硬件設計,并依據應用場合及行業的不同,科學選擇最適宜的應用方案,這些環節均需要工作人員掌握系統、全面的技能知識。另外,電氣自動化技術具有較強的依賴電子技術特性,伴隨電子科學現代化技術的持續進步發展,較為典型的自動化電氣控制系統由傳感器信號采集至控制器運算處理信號再到執行機構進行運算結果的最終執行,均需要電子技術的密切配合,由此可見,電氣自動化技術的科學發展更新離不開現代化電子技術的不斷飛躍與進步。
3 多重行業中應用電氣自動化技術趨勢
當前,電氣自動化在多重行業中的應用已相當普及,可以說幾乎所有生產行業均令電氣自動化技術有了良好的用武之地,令其由最初的自動化工廠生產逐步發展為當前集中自動化控制管理系統、由最初系統供配電應用技術發展為廣泛應用的自動化智能樓宇技術,由此可見電氣自動化技術在人們日常生活、工作的各層各面均時刻發揮了無可取代的重要作用。伴隨現代化技術的持續發展更新,電氣自動化技術逐步向著網絡化、分布式、開放化的科學方向持續發展。同時,社會的進步、人們對生活質量與生產效率要求水平的持續提升將繼續令電氣自動化技術應用于更廣泛的行業領域中發揮核心價值作用。
4 水處理生產中電氣自動化技術科學應用
4.1 水處理生產應用
城市生產發展中自來水廠屬于一類服務性重要基礎設施,其生產水平、處理質量獎直接影響到人民群眾的生活、工作與社會各方各面。目前臭氧消毒雖然已廣泛服務應用至水廠水處理生產工藝中,然而由技術經濟層面來講,加氯處理在我國水處理中仍舊應用較為廣泛。而加氯操作不當則會生成有害物質并對人體健康形成不良影響。因此自來水廠水處理生產工藝中,我們如何科學處理好前后加氯、補氯的適應性投加劑量應用,綜合考量采用氯氨進行合理消毒并降低投氯的不良負面影響,則是當前水處理生產應主要解決的重點問題。要處理好該項難點問題僅依靠人工操作是不現實的,較易形成各類誤差現象,而倘若我們采用電氣自動化技術,便可以有效控制并降低誤差,提升投加劑量總體精度。我們可利用PLC系統發揮控制器作用,開展系統設計進而便捷實現通訊與控制功能。例如某水廠中我們布設七臺PLC組成控制水處理系統,其中采集電量與流量PLC一臺,用于加氯PLC系統一臺、另一臺為加氨控制系統PLC,加藥系統與加藥配料則各布設兩臺PLC,同時我們可科學應用網絡結構進行系統平臺控制,借助上位機與現場PLC基于光纜實現通訊目標。
4.2 加氯控制應用
加氯控制應用包括過濾前后的消除藻類與消毒處理。過濾之前我們采用流量比例加氯方式,即將PLC依據設定投加率與原水流量調節比例,將控制信號至加氯器,該類方式為開環控制模式。過濾后進行的加氯則利用投加復合環路方式,該類控制方式較過濾前控制加氯方式相對復雜,屬于一類閉環方式的控制,即基于濾后流量按照比例投加,待管道一段時間的混合后,位于充分混合位置輸送取樣水至分析余氯裝置儀器中進行余氯值測量,并反饋相應余氯值信號至PLC加氯機中,其依據出廠水設定余氯標準與相應計算結果得出同余氯值設定存在的差值。同時我們通過對該差額值實施PID計算后便可獲取控制相應增量進而實現加氯器裝置科學投加比例的控制,確保余氯值最大化貼近于設定值。
4.3 控制加藥、加氨應用與系統運行
控制水處理加氨方式同過濾之前控制加氯方式基本相同,而控制加藥方式則基本一致于過濾后控制加氯方式,因此我們可基于上述應用原則理論構建電氣自動化水處理系統。同時我們應基于PLC科學實施濃度、流量的信息采集,令其數值同設定值實施細化對比,并通過偏差運算獲取科學控制參數,進而指導系統執行控制機構進行科學反應動作進而實現高校控制目標。基于PLC技術具有較快的處理速度、高度的安全可靠性,因此令整體水處理系統的精確性、及時快速性、高效性得到了全面的保障。
5 結語
基于電氣自動化技術的應用優勢我們只有科學明晰其技術內涵、應用特征,把握其科學應用發展趨勢,在水處理生產實踐中實現科學的加氯、加氨、加藥應用控制,確保系統的高效、有序、穩定運行,才能真正令電氣自動化技術營造優質、全自動化生產服務模式,提升工業生產現代化水平,進而創設顯著的社會效益與經濟效益,并促進水處理行業真正實現可持續的全面發展。
參考文獻: