工业电气工程范文

时间:2023-12-05 18:06:56

导语:如何才能写好一篇工业电气工程,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

工业电气工程

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【关键字】 电气自动化;自动控制;环境监控

一、自动控制技术优势

工业电气化工程运行和管理方面,自动控制技术近年来得到了广泛推广并且在实践中发挥了巨大的作用,与传统的控制技术相比,自动控制技术具有以下优势。

1.快速高效

自动控制技术通过数字信息对相应的设备发出操作指令,指令立即到达且十分精准,发生误操作的几率远远小于传统人工操作。而自动控制技术具有良好的交互性能,可以与控制中心进行信息数据的,进一步保障控制的高速与准确。

2.便于实现全过程全时段监控

由于工业电气工程是全天运行的,电气故障的多发时段和多发地点恰好是管理疏忽的深夜或难以到达的盲区,而这些时段或区域,传统管理模式难以实现有效控制。自动控制技术通过监控系统和指令系统,实现了对整个系统的实时高效调配和控制。

3.安全性大大提高

电气工程自身具有一定的危险性,它自身存在一定的故障机率,外部环境以及操作人员的误操作等很多因素都会造成电气系统的障碍或局部瘫痪,更甚者使操作人员的人身安全受到威胁。而自动控制技术具有良好的远程监控功能,可以随时对整个系统进行监视和控制,能够对异常情况及时的作出反应,将事故消灭在萌芽状态,大大降低了人员的伤亡几率。

二、系统自动化控制方式

1.集中监控方式

它的优势是运行维护方便,控制站要求的防护度不高,系统设计容易,但是处理器的任务相当繁重,处理速度也会受到一定的影响,但由于电气设备全部进入监控,伴随着监控系统的不断增大,电缆数量会增加,主机的任务量会增加,投资也将加大,而长距离的引入会影响系统的可靠性。

2.现场总线监控方式

目前,对于以太网、现场总线等计算机网络总线以及普及于变电站综合自动化系统中,已经积累了丰富的经验,智能化电气设备也有了较快的发展,这些都是网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的发展基础。它不仅具有集中监控方式的所有优点,还可以减少大量系统与监控系统通过通信线连接,可以节约大量的人力和物力,从而有效的降低有效的成本。而且,各装置的功能都相对独立,装置之间仅通过网络连接,网络主体灵活,使整个系统的可靠性大大提高,一般情况下装置故障仅影响相应的部件,导致系统瘫痪的可能性不大.

3.远程监控方式

远程监控方式具有节约大量光缆,节省安装费用,节约材料,可靠性高,组态灵活等特点。由于各种现场总线的通信速度不是很高,而电厂电气部分通信量相对较大,所以这种监控方式适合小型的监控系统。而不适应于全厂的电气自动化监控。

三、自动化控制的措施

有自动化控制技术的巨大作用,目前其在电气工程的运用发展很快。在这方面,我们可以从以下几个方面入手。

1.建立自动控制的系统架构

工业电气工程的自动控制系统需要处理那些问题?具备哪些功能以及需要建立哪些层次,这是电气工程自动系统需要解决的问题,在自动控制的系统架构中一般我们可以根据实际需要设置相应的管理模块,在每个模块设置相应的功能,然后再根据这样的系统架构去引导和规范后续的系统建设及相关人员设置。常见的模块应包括数据管理、电气工程管理、电力设施养护、运行监控、人员管理。

2.自动控制设备的合理选用

自动控制设备是电气工程中自动控制技术的重要基础,自动控制设备的合理选用将对整个系统自动控制技术的效率和安全科学性产生重大影响。一般而言,电气工程的自动控制设备可大致分为三类,一类是作业类设备,通过作业类可以实现开关、换闸等一系列的电气工程操作,尤其是当外部出现潮湿、积水等一些较为危险的情况,自动控制技术中的作业类设备就可以实现实现远程监控和精确动作,从而大大降低了其危险性,第二类是信息收集收集传递设备,可以对整个系统的运行进行实时监控,监控信息可以以数字化和图形化的形势反馈到控制中心,控制中心可以了解系统的实时状态。第三类则是控制处理类。包括控制终端和处理器等,控制中心可以通过处理类设备对系统进行监控,保证运行的正常和及时有效地处理突况。目前自动化控制设备正朝着无人化、高效化和智能化的方向发展。

3.环境监控

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【关键词】工作研究;工艺程序;石化装置;预制安装;电气铜母排

0.引言

工业工程(Industrial Engineering,简称IE)是运用工程技术的专门知识和系统工程的原理与方法对生产系统进行的规划、设计、评价与创新,目标是降低成本、提高效率和质量。

某公司是中国石化系统的大型企业,其大型石油化工装置分布区域广,设备高大,种类齐全,相应的电气安装工程工作面广,工程量大,高空作业多,技术含量高,工期短,专业性强,安全性、可靠性要求高。电气安装工程则是大型石化装置安装施工工程中的一项复杂而又重要的子工程,其中的电气铜母排预制安装工作又是工程项目施工的重点和难点.如何切实有效地提高电气铜母排预制安装工作的效率和质量已成为石化项目施工企业越来越关注的一项紧迫任务。为此,运用工业工程的原理与方法,通过对以往电气铜母排预制安装工作中存在的施工效率低,安装质量问题多等情况的考究与分析,寻求解决问题的对策,使电气铜母排预制安装工作能高效率、高质量地进行,以确保整套石化装置安装施工工程的进度和质量。

1.存在问题的考究

电气铜母排预制安装工程是石化装置电气安装工程的附属工程,它主要包括铜母排原料型材从到货检验、平整校直、下料切割、钻孔精磨、刷漆上色、螺栓连接直到检查试验等作业过程。电气铜母排预制安装工程质量的优劣对于整个石化装置电气安装工程的总体质量有着直接而重要的影响。

由于电气铜母排的电气负荷不同和到货原因,其型号规格多样,长短不一,施工中要求认真区别,仔细下料,严格按国标GBJ149-90要求进行施工,其难度很大;而且预制精确度要求高,电气专业特点强,安装工序复杂,致使安装工程质量难以保证。为此,笔者全面考究了以往同类工程的有关数据,对电气铜母排预制安装工程中存在的主要问题进行了归纳整理与综合分析。

2.质量问题的分析

根据存在的质量问题统计表,母排钻孔不标准和搭接面未处理好两项问题不合格点数最高,因此解决好该两项问题是提高铜母排预制安装质量的关键。

施工人员质量意识较差,对规范中的相关要求未全面掌握;施工材料全部为铜制,较软,钻孔过程中产生高温,变形较严重,每种母排的钻孔规格及要求不尽相同;施工中所用摇臂钻床的钻头摆动大,钻头中心定位性较差;施工方法方面存在的主要问题有:钻头规格型号有限,有时选择不到合适的钻头,钻孔时速度往往过快,造成铜母排钻孔处高温变形,钻孔工艺方法陈旧。

经过调研分析发现,母排钻孔不标准的主要原因是施工机具精确度较差和钻孔方法陈旧。

施工人员质量意识较差,而且对相关作业规程未能熟练掌握;施工材料平整性较差,铜母排规格尺寸常因用途不同而参次不齐,常需变换施工要求;母排搭接面镀锡工艺复杂,工序繁琐,镀锡质量不易掌握。

经过调研分析发现,母排搭接面未处理好的主要原因是搭接面镀锡不光亮和要求不统一。因此,整个电气铜母排预制安装质量的关键要素是施工机具和施工方法。

3.施工方案的改进

工艺程序的分析与改进:

根据石化装置电气安装工程中的电气施工工作实际,笔者经过整理,绘制了以往的电气铜母排单根预制安装施工工艺程序图。

在对各检验和操作步骤进行逐一分析后发现:操作0-2中使用了无齿锯切割母排,由于高温硬性切割,致使铜母排截面变形较严重操作0-6中使用摇臂钻床加工出来的孔外径明显变形,导致尺寸精度偏差大;操作0-9和检验1-5中费时费力,新标准规定铜母排的搭接在干燥的室内可直接连接;操作0-10中弯制母排时间过长;操作0-11, 0-12和检验1-7中采用手工方式刷漆,刷漆速度慢,外观不均匀,干燥速度慢,严重影响质量和工效。

应用工作研究中的ECRS (取消、合并、重排、简化四大原则,对安装工序进行改进,确定了以下改进方案:

①用母排小型冲断器代替无齿锯。

②用小型的液压冲孔器代替摇臂钻床,改变钻孔方式为冲孔。

③取消操作0-9和检验1-5。

④用弯制母排成型机代替母排煨弯机。

⑤母排接触面涂以电力复合脂。

⑥操作0-11, 0-12和检验1-7采用喷漆工艺改变以往的手工刷漆。

根据此改进方案,其工艺程序。

电气铜母排以TMY100×10为例,单位为小时。比较可知,改进后的工艺程序比原先少了两项操作和一项检查,并对母排钻孔工艺和刷相色漆工艺进行了改革,同时对搭接面清洁的工序进行了位置调整,整体时间由原来的7.65小时缩短为4.8小时,显著地提高了安装工程的质量和效率。

应用5S法优化现场管理5S活动,即施工生产现场的整理(Seriri)、整顿(Seiton)、清扫(Seisoh)、清洁(Seiketsu)和素养(Shitsuke)等五项活动的统称,其目的是对施工现场进行整理整顿,清扫清洁,改善环境,提高施工人员装作业区划分图素养。为了全面确保电气铜母排施工的高质量和高效率,笔者借公司推广应用5S活动之际,从电气安装工程的实际需求出发,在实用性与可变性的原则下,重新规划布置了电气铜母排预制安装作业区。运作效果表明,改进后的作业区很好地满足了实际作业需要,理顺了物流关系,提高了整个作业区的运作效率,有力地促进了现场管理的优化工作。

4.效果与总结

在某公司一新建的大型石化装置电气安装工程的铜母排预制安装项目中,通过运用IE的方法研究和现场管理技术,分析和改进了电气铜母排预制安装工程的施工工艺程序,并采用了相应的施工现场管理对策,从而在实际应用中取得了明显的效果。主要表现在:

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摘要:我国经济的发展促进电气化水平的不断发展,与此同时,自动化技术的应用发展成为推动工业电气工程飞速发展不可或缺的重要因素。本文探究了电气工程与自动化技术在我国的发展现状以及自动化技术在工业电气工程中的主要方式、特点及发展趋势,旨在为工业电气工程智能化、职能化、一体化发展提供借鉴。

关键词:自动化技术;工业电气工程;特点;应用及发展

电气工程及其自动化是电气信息领域的一门新兴学科,与人们生产生活息息相关,近年来发展迅速。随着自动化技术在电气工程领域的实践和创新,自动化技术不断加深与各学科领域的紧密结合,电气工程发展不断创造质的突破,为我国经济发展做出了突出贡献。

一、电气工程与自动化技术发展现状

随着我国科技的不断进步,科学技术的更新为电气工程及其自动化技术发展奠定了理论与实践基础。自动化控制技术又进一步促进了行业之间的的交流与发展,进而推动了电气工程与自动化在商业领域的普遍应用,带动了经济高速发展。电气工程的高速发展离不开现代化信息技术的飞速发展与自动化技术在实践领域结合,二者相辅相成为电气工程的全面发展提供了高效的应用工具和优质的处理手段。另一方面,自动化技术在生物学、光子学及机电系统领域的拓展与融合又成为电气工程始终走在科技前沿的保证。以上因素的综合作用之下,电气工程与自动化技术满足了工业自动化发展需求,成为推动我国经济发展的重要支柱。

二、自动化技术在工业电气中的特点

1.低成本,高效率

自动化技术在工业电气中采用远程控制方式,有效的节省了材料、提高工程的可靠性,并且通过灵活的组合减少各种安装费用,结余了电缆。其采用的数据传输方式在特定设备上操作指令,完成指定工作。因为操作时指令传输转换的即时性,也保证了操作的精确性,有效的节省了时间,保证了失误操作发生的概率。如今,因其快速、高效的特点自动化技术已经被广泛应用于工业电气工程中。

2.削弱限制因素,完成高难度任务

长期以来,传统的电气工程作业中,一些特殊环境下工作,容易使工作人员身体受到影响,有危险系数的同时也降低了工作效率。自动化技术设计方便,便于系统维护,能够克服高强度辐射及紫外线和超低温等人体难以承受的恶劣环境,完成人工难以完成的高难度任务,在工业电气工程中的作用不可小觑。

3.智能控制,缩短周期

自动化技术通过智能化控制,减少大量的模拟量变送器、端子柜以及间隔设备等,完成对所要操作对象的智能控制,其强效的数据反馈系统进一步保证了电气工程中控制的高效性,缩短了整个系统更新周期。通过和监控系统的连接以及网络连接的`活组合,还能提高系统的安全性和可靠性,为电气工程高效运行提供了保证。

三、自动化技术在工业电气工程中的具体应用

1.诊断病因,完成实时监测

电气工程故障诊断中,传统的人工法诊断方法对人员的专业技术水平有着严格的要求,诊断起来复杂且可靠性低,数据问题以及设备问题有时处理不够及时。自动化技术则通过电子操控,大大降低了以上问题的发生概率。在电气工程电网调度中自动化技术通常应用于自动化控制系统中,通过运用局域网技术进行监控,及时调度电压信息,同时,根据监控反馈的可靠信息进行实时监测与分析比对。这样,在整个系统中电网调度系统完成自动预测,从而在可控范围内第一时间锁定故障并且排除故障,继而提高电网调度的运行效率、运行环境以及运行的敏感度以节约成本。

2.优化设计,实现操作智能化

电气化时代要求电力、电子技术、信息处理、电子计算机技术等领域的知识的融会贯通,电站运行的高效与否就取决于这些自动化技术能否在电站中充分运用。这就需要设计人员结合以上专业知识在实践中总结经验,反复研究与改进,探究出一套能够有效解决复杂问题的设计系统,用最便捷有效的方式解决复杂问题,提高运行过程中采集数据的精确度,改善设计样式,保证工程的自动化运转。另外,通过通过有效的设计,完成计算机设备、网络技术和传感技术的智能化操作与装置的自动监测。从而解决一定程度上的人力资源浪费,节省出来的这部分人可以运用于更有价值的地方。其次,改善了人工效率低,危险系数大的问题,提升了变电站数据提取的准确性。这也是电气工程追求安全化、智能化、稳定性目标的体现。

3.强化智能系统建设,实现控制自动化

传统的电气工程控制环节多,并且需要人工后台操作,在故障检测也只能通过逐一检查发现,找出故障点需要耗费大量人力物力,加强智能化技术在电气工程系统中的应用,实现自动化控制能够节约成本,提高效率。智能化系统建设包括三方面:专家控制、模糊控制和神经网络控制。其中的神经网络控制层次多、结构复杂,对其进行反向学习算法来判断和调控其中的子系统,实现信号处理精确化,效果显著。自动化控制技术应用于电气工程管理后,通过计算机设备、网络技术和传感技术的智能化操作,及时发现故障点,通过智能化监测对问题进行及时反馈,并且能快速的解决问题,提高供电效率。

四、自动化技术在工业电气中的发展趋势

1.智能化

自动化技术比起传统操控技术更趋向于智能化的方向发展。首先,一定程度的无人化操控通过调节下降和响应时间来实现对整个系统的控制,既节省人力又能控制系统的正常运行。其次,无需控制模型,使得自动化控制器大大提高了它的紧密系数,提高了评估、预测的可控范围。此外,自动化系统在处理不同数据时也表现出相当程度的智能化。具体表现在对数据的采集、处理与评估上,通过其他技术与设备的帮助,自动化系统准确评估所输入的具体数据,经过快速处理实现准确的评估。在遇到控制对象不稳定的情况时,自动化系统常常以其多样化处理方式取胜,但因为现实状况的复杂性,自动化技术在整体的控制上还存在一定的缺陷,有待技术上进一步的突破。

2.一体化

人与系统的一体化。系统控制代替人的体力劳动,还能代替人的脑力劳动,在一定程度上能够协助人员更好的进行工作。自动化系统在进行制造的时候,实现了人和整个系统的协调性,同时在管理和控制方面也得到了更好的发展。电气工业自动化在功能方面实现了代替人员体力劳动的作用,但这仅仅是自动化功能目标体系中的一小部分。自动化的功能表现在很多的方面,现在已经逐渐形成了一个有机的体系。

整个运作过程的一体化,从整个工业电气动态运作的过程来讲,自动化技术有着更为深刻的内涵。首先是程序单元,在这个基础单元中确定做什么、怎么做。其次是作用单元,主要是通过施加能量来进行定位,确保第一时间获取可靠信息。第三是传感单元,对性能和状态进行深入检测。第四是制定单元,通过制定单元筛选信息、监测信息,并对接收到信号的做出相应指令。

结语

自动化技术因其智能化、一体化的优势在电气工程中的应用广泛。加之其控制便利,操作简单,一定程度上解放了人力,提高了电气工程运作系统的效率,保证了整个电力运行的稳定性。在数字化飞速发展的今天,电气工程的自动化技术发展对我国经济发展具有显著意义,也是促进我国电气工程走向健康、持续、绿色发展的必由之路。

参考文献:

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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。

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[关键词]建筑工程;电气施工;管理措施

引言

由于电气施工的多样化、总体性和复杂性,电气施工管理具有以下几个特点:电气施工的多样性体现在电气系统子系统的多样。这些子系统之间不仅相互独立运行,还有相互连接和交叉的关系,因此在施工中要遵循不同的施工流程、规律及标准。总体性体现在施工的工序多、周期长等方面。电气施工伴随着建筑施工的始终,并且晚于建筑施工完成。还要进行接地、埋管、接线、试验、调试等一系列操作,因此要对电气施工进行总体规划。

一、电气工程施工前的准备工作

1、全面掌握设计图纸

在建筑项目施工之前,电气专业工程师要对图纸进行仔细研读,不仅要了解图纸中各项标注和要求,还要了解图纸设计思想、设计深度,这样才能对施工中存在但是图纸中没有提到的问题进行有效解决。

2、制定合理的施工方案

施工现场情况复杂多样,设计人员并不能全部掌握,因此设计图纸也会有不尽合理的地方。施工单位要认真对图纸进行复核,对发现的问题及时上报解决。在保证设计图纸完整无误的情况下制定施工方案。施工方案要符合国家法律法规,遵循质量第一、安全第一的原则,保证施工措施安全可行。特别要注意对交叉系统的施工,需要准确的配合进行。施工之前要做好材料和设备的准备工作,以此保证施工进度。

3、做好设备选型工作

电气设备质量是否过关是电气施工质量好坏的重要因素,除此之外施工用的各种工程材料以及器件,都决定了整体施工的质量。在建筑电气施工过程中,相应的管理人员要对设备、器材、材料的规格、型号、种类等信息了如指掌。对于设备的选型,要严格按照性能、用途以及相关要求选择、订货、采购。

4、提高施工人员素质

在对施工人员进行素质培训时要制定相关的奖励机制,充分激发施工人员的学习兴趣,以促进工作热情和施工水平。此外,还要向施工人员教授最新的施工知识、技术,以提高电气施工人员的综合水平,从而达到提升施工质量品质的目的。

二、施工阶段的管理

1、对基础施工的管理

在施工阶段首先进行的是基础施工,在此阶段,要根据设计图纸做好防雷接地引下线的焊接工作,同时还要与土建做好配合工作,将强电、弱电的进户电缆穿墙套管这方面的任务处理好。这一任务要求在外墙体防水处理之前完成,否则该项电气施工将会破坏墙体的防水层,造成墙体渗水、漏水。在施工时,要预留、预埋好止水套管,并提前准备好与止水套管相应的螺栓、配电柜等基础设备,为后续施工做好准备。

2、对主体施工的管理

主体施工是整个电气施工的重点环节,在施工时,必须明确施工过程中的重点部位以及重点工序,例如:要认真对待电线电缆、电力装置以及配电箱柜三项重点分项工程的交接与验收,严格执行设计规范和设计标准的要求,做好技术交底工作,预控好工程质量。在混凝土楼层施工时,电气施工要与土建施工紧密配合,按照土建施工的进度要求与作业顺序做好线管、线盒的铺设工作。在混凝土浇筑时,要时刻注意配管与开关盒是否有移位现象,防止在浇注混凝土时配管损坏或开关盒移位。若管路有所损坏,要及时上报并采取修复措施,将质量隐患及早消灭。

3、对设备安装的管理

电气设备的安装要根据建筑物施工顺序和进展进行,逐层进行电气设备的安装和管线的铺设。使设备安装的进度与建筑物施工的进度相协调,任何一方的施工如未能按时保质保量完成均会对整个项目的施工造成重大影响,同时也会影响建筑的质量。为了检验电气施工的质量,减小返工返修来带的困难,需要对安装完毕的电气设施进行调试,这也是对设备在使用之前的一次全面检查。

4、对装饰阶段的管理

建筑的装饰管理主要指对预留孔洞、插座和开关位置等管理。按照设计图纸对照建筑装饰进行检验,对标高、粉刷层厚度进行复核。预埋的线盒不能与墙面显得凹凸不平。对墙面的粉刷、边角处的浇筑密实等处收口要平整光滑、吊顶内明配管要横平竖直、固定牢靠、跨界地线齐全、装饰棚面灯位提前做好排布,确保成活后整齐划一、协调美观。

三、建筑电气工程施工技术管理

1、避雷装置安装的施工技术

防雷避雷技术是建筑电气工程施工的重点,主要控制的项目是接闪器、引下线、基础接地装置三块内容,工业建筑领域中涉及的轻钢结构主体一般利用屋面的金属钢板作为接闪器,有框架结构的单体一般采用沿女儿墙上敷设圆钢或扁钢作为接闪器,这里要严格控制施工人员按照图纸设计的接闪器保护半径安装,并确保接闪器安装、焊接牢固,搭接倍数、焊口防腐有效。钢结构主体一般利用金属钢柱体作为防雷引下线,而框架结构主体一般利用主内主筋作为引下线,引下线钢筋的数量根据主筋的规格确定,一般设计图中会计算好,施工人员需按图做好焊接。基础接地体一般利用桩基、独立基础承台、地梁中的内部钢筋作为接地本体,要求施工人员按图纸设计的接地形式焊接成闭合环路,过程中要控制好焊接中容易犯的质量通病。

2、管路敷设技术

线管的敷设分为明敷设与暗敷设两种形式,明敷设主要应用在装饰吊顶内,一般采用金属管路,暗敷设采用金属与PVC材质管路均可,结合设计要求实施。管路明敷设要时要注意管路连接方式、弯扁度、跨接地线、吊点距离、路由是否与其他管道冲突、与其他管道平行及交叉敷设时的安全净距是否科学合理,过线盒的设置要求,一般为管路无弯时,每隔30m;管路有一个90度弯时,每隔20m设置;管路有二个弯时,每隔15m设置;管路有三个弯时,每隔8m设置。暗敷设管路一般是隐蔽在混凝土浇筑的楼板或墙体内,与明配管的技术要求大体相同,区别在于管路的连接方式不同、暗埋管要考虑保护层厚度,照明暗配管保护层需不小于15mm以上,还要注意浇筑混凝土过程中可能造成的管路破坏,需要在浇筑过程中有专职施工人员跟踪检查。不论是明配线管还是暗配线管,都要加强看护管路的连接管口处理以及固定盒位置,弯曲半径、标高等,施工前一定要对施工人员做好相应技术交底。

3、桥架与电缆电缆敷设技术

电缆桥架水平敷设时距地面的高度一般不低于2.5m,垂直敷设时距地1.8m以下部分应加金属盖板保护,但敷设在电器专用房间内时除外。电缆桥架水平敷设在设备夹层或上人马道上低于2.5m应采取保护接地措施;电缆桥架、线槽及其支吊架使用在有腐蚀性环境中,应采用耐腐蚀的刚性材料制造,或采取防腐蚀处理防腐蚀方式处理方式应满足工程耐久性是要求。

结束语

电气设施的施工管理应严格遵循“安全第一、质量第一”原则,从施工前准备,到正式施工阶段每个环节、每道工序都要做到精细把控、科学管理,并根据施工实际,积极采取相应措施,全面提升施工质量。

参考文献

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关键词:电气工程自动化;产业机器人;设计要点

国家近些年推出智能战略计划,产业机器人由此应运而生。我国部分地区积极出台相应文件以支持机器人产业发展。上海曾出台《上海市高端装备制造业“十二五”发展规划》,指出要重点发展产业机器人,将其投用到包装、焊接、装配、喷涂、搬运等生产环节中,同时关注研发机器人的核心部件,包括电机、驱动器、控制器、传感器、网络控制系统等。此外,包括广东、杭州、北京等地都陆续出台相关政策,明确了产业机器人的发展方向。电气工程自动化与产业机器人的结合已经成为必然趋势,而如何将电气工程自动化技术与产业机器人的设计活动以及应用环节有机融合在一起,则成为当前发展产业机器人需研究的关键课题。

1产业机器人中的电气工程自动化技术

1.1新生代电气自动化技术

电气自动化技术是近些年兴起且发展迅速的新型技术之一,且在电气自动化技术不断升级应用的过程中,信息技术也在不断发展,由此不断催生出各种新型的电气自动化技术,包括高精度运动控制、模块化与嵌入式控制系统设计、高可靠性实时通信网络、复杂设施设备系统仿真技术等。将其应用到产业机器人领域,则能够满足不同产业的实际需求。面对更高的控制精度要求以及更加简化与智能化的控制流程要求,在应用电气自动化技术时,要注重对产业机器人的核心部件与电气自动化技术连接在一起,包括伺服电机、控制器等,同时要注重对服务型机器人的研发,确保产业机器人整体发展水平较高。

1.2PLC控制系统

在电气自动化控制技术中,PLC控制系统是标志性的自动化控制技术的集合控制形式,PLC又称为可编程逻辑控制器,与工业生产环境有较高的适应性,在数字运算操作电子系统的支持下,能够更加可靠与高效的开展工作,且能够更加快速的进行编程。和计算机类似,PLC控制系统中主要包括中央处理器、存储器、外部设备接口等组件,工作流程则为采样、用户程序执行和输出刷新。在PLC系统的支持下,可以帮助产业机器人在实际的运作过程中实现对机器人的点位控制、智能控制、力矩控制和轨迹连续控制。PLC控制系统要加强与产业机器人控制器之间的连接,要形成智能化的控制路径,以提高机器人的环境适应能力和学习能力,并确保产业机器人能够稳定、高效的完成工作。

1.3机械零件拼接、驱动与程序编排技术

在对产业机器人进行设计时,电气工程自动化技术的一个主要功能在于对机器人的零部件进行组装设计。设计人员要借助电气自动化技术对组装的零件设备进行质量检测,并对相应的信息数据进行处理,并实时反馈零部件信息,确保不出现偏差。在完成初步的拼接工作后,设计人员要借助电气自动化技术对零部件进行驱动检测,要依托于计算机系统中的驱动装置设定运行信号,判断机器人根据信号工作的能力。最后则要进行机器人操作程序的编排,要搭建中心监控与操控系统,实时调整机器人的运行状态。此外,还要注重加强机器人和云服务器之间的连接,提高产业机器人处理多种环境的能力,确保产业机器人的自动化以及智能化操作水平高。

2提高电气工程自动化背景下产业机器人设计水平的具体措施

2.1搭建行业开放式资源平台

机器人行业的发展规模在不断扩大,针对产业机器人的发展,设计人员要关注搭建行业开放式资源共享平台,要以行业协会、学会以及产业联盟为基石,对上述第三方机构加强协调,搭建交流平台,拓宽产业机器人的开发渠道和技术研究渠道,真正的推动机器人行业在产品、人才、资源、技术等方面的流动。各个省市可以举办机器人竞赛和挑战赛等,激发爱好者的兴趣,并提供可交流经验的竞技平台,以储备产业发展人才,形成科学的产业发展格局。

2.2科学进行硬件和软件系统设计

2.2.1硬件系统设计对产业机器人进行设计,设计人员基于生产要求应对伺服电机进行科学选择,考虑到便于维护和易于实现智能化这两个要求,应选用直流伺服电机。直流伺服电机的精度由电机后端编码器控制,能够更加低速和平稳的运行,具有较强的过载能力。DSP传输控制信号,电机执行,并由闭环控制进行精准定位,在电机编码器反馈信号采样的基础上,驱动器可以快速响应。其次,要合理的选用和设计控制器,控制器中应包括单片微控制器、DSP数字信号处理器、PLC可编程逻辑控制器、工业控制计算机等,同时要在电气自动化技术的支持下使用控制算法,形成控制信号后可对控制对象进行精准控制。设计人员要根据产业机器人的自身特点以及产业生产的实际要求,科学的选择DSP控制器。对继电器进行设计,要从操作安全性以及抗干扰性、灵敏度等方面进行把控,可选择固态继电器,其组成部分包括分离电子器和微电子电路等。可以将控制信号输送到输入端,从而有效控制大电流负载驱动。

2.2.2软件系统设计在设计产业机器人的过程中,要将产业机器人的软件设计作为要点之一。设计人员要从上层开发环节、驱动程序以及底层控制程序三个方面进行科学设计。上层开发设计的目的在于提供测试控制器,基于此,用户可以在满足控制要求的软件平台上进行操作。在开发驱动时,则要考虑到控制器的抗干扰性,要从提高在不同网络下的适应性角度出发进行设计。在进行底层设计时,设计人员则要以伺服驱动的运动功能为基础,并借助C语言进行编程开发,为整个控制系统提供可靠支撑。设计人员要依托于传感器的状态值自动切换无刷电机和电路电压,并且可以借助相关算法提高对电机位置以及电机速度的控制精度。在电气自动化技术和PLC控制系统的帮助下,可以实现对产业机器人运行过程中可能出现的软件故障的监测和诊断,主要包括CAN的通信故障和功率器件的过载故障等。设计人员应选用更加高效的C编译器,提高兼容性,同时要借助CCS推出的软件集成开发技术,更加科学的开展设计工作。

2.3精准执行焊接机器人功能调试操作

在完成产业机器人的基础设计工作之后,设计人员要对设计完成的产业机器人进行功能调试。首先要检查伺服电机的运动极性,要依次施加小电流和大电流。在完成极性检查之后,设计人员要对机器人的关节活动情况进行检查,要确保产业机器人的各个关节能够根据预定的程序灵活的进行运动。在调试产业机器人的关节时,要对基本轴进行预先调试,接着要对机器人的腕部轴进行调试,确保机器人能够正常的完成上臂带手腕回转、机器人手腕上下运动以及机器人手臂回转操作。

2.4全面优化设计细节

从提高产业机器人工作效率和工作质量的角度出发,设计人员要结合设计要求对设计细节进行优化。要借助电气自动化技术和操作平台对已经完成设计的产业机器人进行试运行,并找出基础结构中可优化设计的细节。以采茶机器人的优化设计为例,设计人员可以将机械结构改为悬臂梁式,即对传统的Z轴改为与Y轴平行的结构改变成左Y轴与右Y轴相互独立的结构,并将左Z轴与右Z轴设置在两Y轴上。在进行滑台设计时,则要从有效控制三轴运行的角度出发进行设计,实现对有效运行行程、长度、最大速度以及重复定位精度等参数的控制。设计采摘爪手时,设计人员要提高其自动化和智能化程度,要使用推拉式电磁铁,电磁吸力可以帮助制动,同时弹簧弹力可以帮助归位,此外,在微型轴承的作用下,固定销、转动铰链间可以实现高效配合,从而提高作业效率。基于此,设计人员在进行产业机器人设计时,必须依托于产业生产的实践要求,对产业机器人的结构细节进行优化,确保结构简单、稳定且易于操作。

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【关键词】高等教育电气工程及其自动化专业实践教学探索及思考

1前言

电气工程及其自动化专业是高等院校为满足国家对该方面人才需求而设立的电气信息领域的一门学科。由于该门学科和人们日常生活以及工业生产联系紧密,这几年发展较为迅速,专业内课程设置及人才培养方向也日益成熟,该专业培养的人才已为高新技术产业发展做出了重要贡献,为推动国民经济发挥了积极作用。高等院校在进行传统理论教育中应更多涉及实践教学环节,加大学生实践技能培养,这对发挥电气工程及其自动化专业优势,扩大学生就业领域及提高学生综合技能水平起到重要作用。

2高等院校电气工程及其自动化专业教学现状分析

电气工程及自动化专业在目前发展中越来越受到关注,参与该专业课程学习的学生逐年上升,学生就业率也不断加大。该专业综合性较强,难度较大;通过该专业的学习,能使学生获得系统控制、电气控制、电力自动化、电气自动化等领域的基本技能,能为各行业培养从事电气工程及其自动化、经济管理等领域的复合型高级工程技术人才,同时该类人才的培养可为我国现代化建设作出重要贡献。随着各个高校对该专业的重视程度,越来越多教育工作者及学生加入了该领域相关工作。各种教学资源的引进使得教学规模逐渐扩大,教学成果也逐渐提高。但由于该专业涉及工程领域较多,耗费资源较多,实践课程多,在该专业教学中仍存在不少问题[1]。首先电气工程及其自动化属于实践性很强的专业,部分学校在课程设置中未能充分考虑实践课程对于该类专业教学的重要性导致学生理论与实践脱节。其次由于实践课程设置不合理,未能形成科学的教学体系使得对学生的培养没有明确的计划与目标导致教学过程目的性低。还有由于该专业涉及行业较多,实验器材及实践教学专业人员相对缺乏,导致学生无法很好的将所学理论有效的应用于实践,无法实现学以致用的目的。基于上述几点问题,在日常教育中,学校及老师应加强管理,提高教学质量,增加学生对专业知识的掌握水平。

3关于高校提高电气工程及其自动化专业实践教学的探索及思考

基于电气工程及其自动化专业人才在未来社会发展中的重要作用,各个高校应引起足够关注及加大对各教学资源的投入。实践教学是电气工程及其自动化的重要课程之一,实现实践教学的重要基地在实验室。因此在现有基础上应加大实验室相关设施的投入,保证学生实验的基本条件。例如在学校资源经费允许的情况下加大对各种实验设备的引进,如建立电力系统仿真实验室、电磁实验室及各种新型发电系统实验室等[2]。通过这些基础设备的引进,确保学生可以得到足够的教学资源,使他们能够充分将所学理论知识应用于实践。其次在教学资源充足的情况下,一支高质量的实践课程教学队伍将对电气工程及其自动化专业的实践课教学起到必要的推动作用。由于学生对电气相关的实践操作接触较少,缺乏足够的经验,若仅靠理论课程所学知识则无法有效在实践中应用。这种情况下,有经验丰富的老师在场进行指导与监督,一方面可以起到辅助学生实际操作的作用,另一方面也可监督学生谨慎操作避免危险事故发生。而目前高校实践课程教师基本属于科班出身,没有丰富经验,在实际实践课程教学中只能起到对学生进行有效监督防止意外事故发生的作用,很难达到实践教学的真正目的。再者电气工程及其自动化专业教学中应完善实践教学制度,实现实践与理论相结合,避免出现实践教学与理论教学相脱节现象。学校应制定实践教学制度及管理办法,建立有效的约束及监督体系,把实践教学落实到实处;人员分工应明确,各个岗位及实践课程教研人员应各做好本职工作;加大实践课程考核制度,适当加大实践课程课堂学习情况的比重使学生意识到实践课程的重要性。还有电气工程及其自动化专业实践课程涉及领域较广,未来学生就业面多,若仅进行在校资源的实践与模拟教学,很难起到与实际接轨的目的。因此,学校应加大与企业方面的合作,通过技术交流、实践实习的方式实现学校与企业资源的共享[3]。学校可以通过和企业进行技术共同开发的方式加强与企业的接触以实现学生进入企业实习的目的,同时企业也可选派工程技术人员入校教学实现资源的交流与共享。学校与企业进行学生订单式培养也是校企交流与合作的方式,通过这种方式不仅培养了更适合企业的专业化人才,同时对提高学校该专业的就业率起到一定作用。最后学校可以通过举办各种活动加大学生实践能力的培养。目前高校内举办的电子技能大赛、挑战杯等活动均吸引了部分学生的广泛参与并取得了一定的成绩及宣传效果。另外积极鼓舞大学生加入教师专业课题的研发也是学生实践课程教学的主要手段,通过参与教师课题的研发,学生在接受教师指导的过程中实现了理论知识的综合应用与提高。

4结语

多元化的教学方式一直是我国高等教育教学改革的重点,实现实践教学与理论教学相结合一直是很多高校教学改革努力的方向。科学的发展与社会的进步对人才提出了更高的要求。加强电气工程及其自动化专业实践教学适应高等教育教学的要求,适应时代的发展,有助于培养专业能力强,综合素质高的电气工程及其自动化专业人才。

参考文献:

[1]迟正刚.“二部制”教学模式的特点及其对电气工程专业的影响[J].电气电子教学学报,2005(03).

[2]程明,李扬,黄学良.江苏省品牌专业“电气工程及其自动化”建设的实践与思考[J].电气电子教学学报,2006(04).

[3]徐旭东.高等教育大众化进程中大学定位研究[J].高教探索,2003(01).

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关键词:电气工程及其自动化专业;教学改革

中图分类号:G712文献标识码:B文章编号:1006-5962(2013)02-0045-01

今天的电气工程及其自动化是一种综合应用现代高科技、跨专业、尖端的科学专业,有广阔的应用现实和前景。它是在工业化和电气化的基础上的重要组成部分,在加快我国现代化过程中扮演了重要的角色。在高等教育领域内,电气工程是现代科学技术领域中的核心科目,是不可分割的一部分,高科技领域重点学科。因此,对电气工程及其自动化专业教学的改革具有重要的现实意义。

1电气工程及其自动化专业特点及其发展

电气工程及其自动化专业是一个工程性很强的专业,电气工程及其自动化的专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制三个部分。电气工程及其自动化专业的基础性也决定了它具有很强的学科交叉和融合能力。例如,“电气工程”和“电子科学”以及“控制科学”的交叉融合产生了“电力电子技术”;“电气工程”和“材料科学”的交叉融合形成了“超导电工技术”和“纳米电工技术”“;电气工程”与“机械工程”及“计算机学科”的交叉融合产生了一门“机电一体化”新学科,已形成了以“机械”为主体、电气工程和计算机控制为技术核心、“机械+电气+计算机”的有机融合,“机电一体化”技术实际上就是电气自动化技术高度发展的一个阶段和必然产物,它是电气自动化领域中机械技术与电子技术有机结合而应运而生的一种高新技术,也可以说隶属于“电气工程及其自动化”的专业范畴。今后若干年内对电气工程及其自动化领域发展影响最大的主要因素有以下三个。

1.1信息技术的决定性影响。信息技术广泛地定义为包括计算机、世界范围高速宽带计算机网络及通信系统以及用来传感、处理、存储和显示各种信息等相关支持技术的综合。

1.2与物理科学的相互交叉面拓宽。由于晶体管的发明和大规模集成电路制造技术的发展,固体电子学在20世纪的后50年对电气工程的成长起到了巨大的推动作用。电气工程与物理科学间的紧密联系与交叉仍然是今后电气工程学科的关键,并且将拓宽到生物系统、光子学、微机电系统。

1.3快速的发展变化。技术的飞速进步和分析方法、设计方法的日新月异,使得我们必须每隔几年对电气工程问题的过去解决方案重新全面思考或审查,这对我们如何改进教学、如何培养学生带来很大影响。

2培养专业人才,符合社会的需要

随着科技的发展,电气工程愈来愈多地应用信息技术、计算机技术、通信技术、电力电子技术和自动化技术,电气工程及其自动化专业内涵也发展演变为强电和弱电结合、电工技术和电子技术结合、软件和硬件结合、元件和系统结合,要求培养的学生应受到电气工程、电工电子、信息控制、计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程与自动控制技术问题的基本能力。电气工程学科的主要任务是提高电力系统和用电设备的技术含量、运行质量,提高运行的合理性和可靠性,提高运行效率。

2.1以学生应该具备和接受的知识结构、能力结构来构建课程体系。随着社会经济和科学技术的发展,对于电气工程及其自动化专业学生的知识结构而言,培养范围不仅要有一级学科“电气工程”的特色,应具备“强弱电”的知识结构,而且也应当具备较广的人文、社会等方面的知识,有较强的实践动手能力。

2.2运用认知理论构建课程体系。按照认知结构理论,认知结构中有两种具体的组成成分,一是知识块,二是知识的组织形式。因此,应在国家、地区及学校的总体课程框架下,根据认知科学对人的认知结构的理解,分析在什么阶段设置什么课程才能更好地为学生构建有利于以后学习所必须掌握的知识体系。由此,在设置课程框架时,应考虑加强各知识块的统合,建立相应的课程体系结构,这样才能避免结构主义课程论中出现的各知识块孤立、隔离和过于专业化的现象。

3完善教学,提高学生素质

3.1凝炼和建立体现个性化教育和工程应用的实践教学新模式,系统构建实践教学新体系。根据“五条线”课程体系的工程应用和创新能力培养要求,建立四层次(认知层、基础层、拓展层、创新层)结构实验教学体系及四种类型(基本型、设计型、综合型、研究创新型)的实验课程内容体系,将工程训练融入于四层次中,强化工程意识、工程能力和创新思维,强调自主开发、自主研究,培养学生的创新精神和创新能力,开拓学生个性潜力、激励学生实践创新,增强学生的工程设计和综合应。

3.2深化“四位一体”综合改革,打造优秀教学团队。按人才培养目标,开展“四位一体”(将课程、专业、学科和实验室建设融为一体)综合教学改革,以课程(群)建设为基础、品牌特色专业建设为重点、学科建设为龙头、实验室建设为保障,建立以课程带头人、专业带头人、学科带头人和实验室建设负责人为首的教学团队,组成国家特色专业“电气工程及其自动化”建设小组。以打造优秀教学团队为重点,促进科学研究与教学工作的有机融合,大力加强教师队伍的教学能力建设和整体提高工作,特别是青年教师的工程能力培养工作;适当引进电气制造企业(集团)的工程技术人员参与教学工作,努力建设一支教学水平与学术造诣高、学历职称结构合理、充满生机和活力的高素质、高水平教学团队,为进一步提高人才培养质量奠定坚实基础。

3.3优化课程设计和毕业设计课题,建立完善的系统制度。课程设计、毕业设计的完成质量,其选题、实际过程、教师指导等都至关重要。建立系统制度是进一步深化高等教育教学改革的重要举措。建立系统制度可以使学生通过课程设计以及提前的毕业设计课题选题或预研,可以尽早地参与学术活动、科学研究和创新活动。通过与指导老师或课题组其他成员的交流,不断发现问题、解决问题,使自身能力得到提高,为走上工作岗位或进一步深造打下坚实的基础。

参考文献

[1]高安帮,徐建俊,刘利宏.“电气工程”应向着多学科交叉融合的方向快速发展[J].时代人物,2008,(3):201-203

[2]杨泽斌,谭伦农.新形势下电气工程及其自动化专业建设的探索与实践[J].中国电力教育,2006,(6):62-64

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关键词 电气工程及其自动化 工程实践能力 地方经济发展

中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2016.05.024

Exploration on the Development of Electrical Engineering and

Automation Specialty in Local University

JIA Qun

(School of Mechanical and Electrical Engineering, Huai'nan Normal University, Huai'nan, Anhui 232038)

Abstract Local Application-oriented Institutions Oriented open electrical engineering and automation professional must serve the local economic development, to teaching as the center focus on expansion of the engineering practice ability of students, to meet the demand of the professional personnel from the local economy. In place of the normal universities, the transition to engineering and other aspects of the adjustment process, because of its engineering professional foundation is weak, professional accumulation time is short, local colleges and universities need to further integrate various resources, find out for their own development characteristics of students training objectives, requirements, quality requirements.

Key words Electrical Engineering and Automation; engineering practice ability; local economic development

电气工程及其自动化专业是一门特色非常鲜明的应用型工程技术类专业。本专业主要是研究有关于电能的生产、输送、应用、测量、转换和控制等方面的内容。电气工程及其自动化专业适用范围广,毕业生既可以从事于强电领域、又可以从事于弱电控制等领域,也可在国家电力生产行业、国家电网、火电、水电、风电、太阳能等绿色新能源领域工作,对于地方性本科院校在电气工程及其自动化专业的发展上更应注重学生应用性能力的培养。

1 地方院校培养电气工程及其自动化专业的定位

电气工程及其自动化专业是一个归并了多个电类专业的宽口径专业,它以物理学、电子学、电工学、自动控制、计算机、测量技术等原理为基础的一门综合性技术科学。在电气工程学科的历史沿革中一直具有很强的实际应用背景,航天、航空、交通、电力、冶金、化工、电力、石油、食品、生产制造等行业的需求是自动化学科的诞生和发展的主要动力,可以说电气工程专业的应用范围已经涉及到社会生产和发展的各个方面,电气工程学科必然能够为实现国家战略目标和国民经济的跨越式发展发挥巨大的作用。①

随着我国能源利用的结构性调整,未来我国在核能的利用和发展、高铁电气化线路的规划和实施、广大农村的电网改造工程、城镇电网和变电站的优化和升级工程、电动汽车及充电桩电网工程等,这些具有标杆性的国家大项目、大工程的建设和发展上,将对具有高素质、电气技术过硬的电气工程专业毕业生保持旺盛的专业需求。我校申办电气工程及其自动化专业主要考虑到学校所在城市是国家重要的煤炭、电力、化工、能源基地,需要电气工程及其自动化专业及相关强电专业背景的人才,同时安徽省在近些年经济快速发展过程中也需要大量的本专业人才来充实到工业生产的第一线,可以说电气工程及其自动化专业应该和区域经济社会发展需要有较强的吻合度。所以,在电气工程及其自动化的专业建设上应需要厚实基础,有效地进行专业积累,整合各方面的教学资源,专业特色的挖掘,找出适合自身发展的目标,而不能停留在模仿和学习别人,要在别人经验基础上找出适合自己发展的途径,并立足于教学这条生命线,积极根据职场的定位需求,认真合理地找出本专业的定位。②③④

2 电气工程及其自动化专业培养目标分解

关于人才培养模式,教育部原副部长周远清曾作过简明扼要的阐述:所谓人才培养模式,实际上就是人才培养目标、培养规格和基本方式。

教育部《关于深化教学改革,培养适应21世纪需要的高质量人才的意见》也指出:人才培养模式是学校为学生构建知识、能力、素质结构,以及实现这种结构的方式。

在电气工程及其自动化本科专业人才培养方案修订过程中,应遵循教育教学规律,更新教育教学观念,正确处理理论与实践、知识与能力等关系,注意协调统一;进一步优化和整合课程结构体系。⑤⑥ (如表1所示)

3 适合我校电气工程及其自动化专业特点的培养目标和要求

我校是一所地方性、应用型本科高校。学院在升本后这几年的发展过程中,始终本着以“质量立校、人才强校、特色兴校、依法治校”的发展策略,不断地进行改革和创新,并进一步统筹办学规模与质量、统筹师范教育与非师范教育、统筹招生与就业、统筹办学资源与办学效益、统筹师资队伍数量与结构,努力做到规模、结构、质量、效益的协调发展,初步形成具有特色的教学和科研发展工作的新局面。我院明年将面临本科专业评估,这要求我们在抓教学质量的同时必须上规模,只有尽快创造条件进行规模建设,从而降低办学成本,提高办学效益,所以我们考虑整合现有的教学资源,融合其他相关的学科,构成互相交叉,共同发展的学科群,根据人才市场的需求来调控教学模式和培养方向的能力。

突出以教师为主导、学生为主体,加强实践教学环节、创新实践教学的内容,培养应用型、创新型人才为重点,深化教学体系改革,优化课程教学体系及注重教学环节的实效,使电气工程及其自动化专业的教育理念、教学内容、教学方法、教学手段、教学效果以及教学模式,能后适应本阶段培养人才的需求,创造良好的教学情境与教学氛围。贯彻好我校师范性、地方性、应用型的办学定位,人才培养的强弱结合、强电为主。立足淮南,服务周边,面向安徽,辐射全国,为本地区及安徽省内其他地区的电力行业、工矿企业、研发单位、科研院所、技术公司等输送具有宽口径、厚基础、强能力、高素质,优秀的应用型工程技术人才。

培养目标:本专业培养能够掌握电力系统自动化、电机及其控制等工程技术领域基础理论和基本知识,具有电气工程师基本素养,能在电力工程、制造加工、化工生产等行业领域,从事设计制造、研制开发、试验分析、系统运行、自动控制、电力电子技术、生产管理以及电子与计算机技术应用等方面工作的高素质应用型专门人才。

知识要求:掌握高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理等数理知识,掌握电路分析、模拟电子、数字电子等电子技术基础知识;了解电气工程领域的新技术、新方法,掌握电机学、电力系统分析、电力电子技术、自动控制原理、电力系统继电保护等电气工程专业知识。

能力要求:掌握电子技术、电工技术等方面的基本知识和实验技能;具有一定的制图绘图能力、程序设计能力、电子设计能力。具备电力系统工程理论分析、设计能力和应用能力,具有较宽的知识面、较强的适应和发展能力,并具有自主学习的能力。

素质要求:具有强烈的社会责任感和主人翁意识,具有良好的环境保护意识和职业道德;养成良好的体育锻炼和卫生习惯,具有健全的心理和健康的体魄,达到国家规定的大学生体质测试标准要求;了解相近专业及基本的人文社科知识,具备较宽的知识面和一定的社会实践能力;具有良好的从事实际工作的心理准备。

4 以教学为中心的具体措施和初步成效

(1)实验装置潜能的挖掘:随着学校政策倾斜和支持力度加大,应该说近两年来电气工程及其自动化专业实验室建设发展速度很快,购置了很多大型、重型设备,但同时由于实验装置本身具有一定的复杂性,且教师人数偏少,所以今后随着教学任务的开展,我们教研室的主要工作就是要深入挖掘实验装置的潜能,合理安排教学资源,构思好设计性、综合性实验项目等。

(2)教师的应用能力水平需要进一步提高:教师要注重学习、注重知识的更新、注重理论联系实际、做好“双师型”方向的发展,结合好这两年新建的实验装置,充分发挥实验装置的效能及实验项目的延伸。

(3)课程之间内容上的关联性需要深入梳理。专业课程之间在内容上往往会有很多的相关性、关联性,由于任课教师在授课环节上基本上是独立进行的,且根据自身的知识结构在授课内容可能有一定的随意性,这可能会造成学生在上不同的课程时会感觉到有些内容是不同教师重复讲过的内容,这将造成教学效果的下降。所以,针对这一问题应积极开展教学内容、教材内容的梳理,同时规范各门专业课程内容合理的教学范围,以此规避教学内容上的重叠。

我校电气工程专业虽起步迟,但通过多年来不断的工作付出和卓有成效的努力,逐步建立起较为完善的立体化教学体系,并在学校的政策支持下不断地进行实验室硬件建设,形成了具有发电厂电气控制仿真系统、供配电控制系统、电力系统分析平台、电工技术实训平台等较为完备的电气工程方向实验实训教学框架体系,在此基础上本专业学生在西门子、飞思卡尔等全国知名工程类赛事上获得了较优异的(下转第104页)(上接第48页)成绩。

4 结语

总之,做好一个专业需要投入较大精力,地方院校可能更关注生源和招生数量,往往在资源配置上由于专业较多很难集中有效的教学力量来切实有效地应用到电气工程专业发展和建设中。专业方向要有所调整和分析,要紧随国家能源政策的步伐,在课程的开设上力图符合时展的脉搏。

基金资助:淮南师范学院2014年校级教研项目(编号:2014hsjyxm03)基金资助

注释

① 巫付专,王晓雷,付邦胜.电气专业应用型人才培养方案的构建[J].中国电力教育,2010(6):46-47.

② 赵丽华.电气工程及其自动化专业水电特色实践教学体系探索[J].科教导刊,2014(10).

③ 艾欣,刘宝柱.华北电力大学电气工程及其自动化专业的建设及发展[C].第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集:92-95.

④ 宋起超,杨春光,乔爽,王希凤.应用型本科院校电气工程及其自动化专业多元化实践教学模式的构建[J].中国冶金教育,2010(2):12-15.

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关键词:电气;自动化 ;实践体系

实践教学体系,是培养电气工程人员的关键环节,本文对这方面的内容做了粗浅的探讨。

1 实践教学体系建立的目标及基本要求

1.1 目标实践教学体系建立的目标是培养德智体全面发展的,能适应社会主义现代化建设需要,具有电力系统及其自动化、继电保护及自动化、电气技术、计算机应用等方面的基本理论素质、专业基本知识和较高综合素质的复合型高级工程技术人才。毕业生能在电力部门、科研院所、国民经济管理部门、工矿企业等单位从事与电气工程有关的系统运行与维护、自动控制、电力电子技术、信息处理、实验分析以及电子与计算机应用等工作一线的应用型高级技术人才。

1.2 要求根据专业培养的目标,本专业学生必须具有以下能力:

1.2.1 具有较扎实的数学、物理等基础知识,具有良好的人文社会和管理科学基础及外语综合能力。

1.2.2 系统地掌握本专业领域必需的较宽的技术基础理论知识,主要包括电工理论、电子技术、信息处理、控制理论、计算机软硬件基本原理与应用等。

1.2.3 获得较好的工程实践训练,具有较熟练的计算机应用能力。

1.2.4 了解本专业学科前沿的发展趋势。

1.2.5 具有较强的工作适应能力,具备一定的科学研究、科技开发和组织管理的实际工作能力。

2 实验、实践教学的安排

通过对电气工程及其自动化专业培养要求的分析,并考虑学院所在地区大量水电站的修建及工业园区的兴建对电气专业人才的需求情况,对西昌学院电气工程及其自动化专业的实践教学环节几经修改,最后的专业实验、实践教学的课程安排如下:大学一年级除了公共实验课以外,专业实践课有大学物理实验、电路原理实验;大学二年级的实验、实践课程有:电路原理实验、计算机辅助设计上机练习、数字电子技术实验、电机实验;大学三年级的实验、实践课程有:PLC实验、PLC设计、微机原理实验、运动技术设计系统、继电保护课程设计、发电厂实习、单片机控制实验、专业英语读写训练、数值计算方法上机实验、项目管理案列分析、自动检测技术设计;大学四年级的实验、实践课程有:变电站(所)实习、生产实习、计算机仿真技术上机练习、电力市场调查毕业实习、毕业(论文)设计。 3 科学合理性的分析

3.1 形成模块化、系统化的教学体系整个教学体系分为三个模块,为公共实践必修课、专业实践必修课、专业实践选修课。这三个模块之间相互联系,应用于某个学科方向或学科方向的分支形成体系和系统,使实践教学的内容从相对独立到学科融合,使学生从单门课程、系列课程到专业方向的实验,由点到线、由线成面、由面建体,逐步的、分层次的、全方位培养实践能力和创新意识[1]。如学生将专业实践必修课中的数电模电与专业实践必修课中的单片机和自动检测技术这几门课程相互联系起来就能向计算机控制技术发展。

3.2 分层次提高学生的实践能力一年级为公共基础实验训练阶段,如外语视听、计算机上机、体育、社会实践等,还有专业实践如普通物理学实验,大学物理实验是学生进入大学后接受系统实验方法和实验技能训练的开端,是对学生进行科学实验基本训练的重要基础。二年级为专业基础或专业技术基础实验训练阶段,如模拟电子技术实验,数字电子技术实验,这些实验使学生掌握了基本电路参数测量方法,常用电子仪器使用方法以及中、小规模数字集成电路使用方法。三年级为学科专业主修及专题设计性实践训练阶段,如PLC实验和设计,继电保护课程设计,同时还安排学生到发电厂实习,使学生进一步了解、熟悉专业知识及其在发电厂的应用,培养学生学习专业知识的兴趣,使学生树立专业思想。四年级为专业综合能力,安排学生毕业实习,将前三年学的理论知识和实践相结合,将各门课程相结合最后进行毕业设计。培养了学生的创新精神和创新能力,提高学生的工程设计和综合应用素质。各教学层次均有课程实验教学,实践教学环节从基础到专业、自底向上可形成体系,从单一实验到综合实践环节,分模块、成系统的培养学生的实践能力,使学生从进校开始就接受由易到难、由简到繁、由浅入深的实践训练。

3.3 增加实践教学的比例在教学计划的编制中,落实《西昌学院本科学分制实施办法》中实践教学模块学分不低于三分之一的总体要求,充分体现了应用型人才培养目标,达到培养服务于地方经济和社会发展需要的应用型高级技术人才。

3.4 其他强弱电结合能,强电包括了电机、继电器等,弱电包括了单片机、自动检测技术等,他们的结合能向控制方向发展;电工技术与电子技术结合向电力电子方面发展;软件与硬件结合;元件与系统相结合。专业宽,既具有电气工程方面的专业知识和技能,又有自动化和信息技术方面的基础知识和基本技能,可以使学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练。

3.5 加强实验教学管理电气工程及其自动化专业“递进式”实验教学模式的实施必须有完善的管理体制和管理措施作保证。在具体的实践中,通过和其他高校实验教学管理制度的交流和学习,再根据学院的实际情况,制定了一套行之有效的管理制度,建立反映学生实验能力和创新能力的实验教学评价体系,对具备条件的实验室实行开放,实现了“递进式”实验教学的有序进行。是电气工程及其自动化专业实验教学模式运行体系。