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中圖分類號:G642 文獻標識碼: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
電氣工程及其自動化專業是一門特色非常鮮明的應用型工程技術類專業。本專業主要是研究有關于電能的生產、輸送、應用、測量、轉換和控制等方面的內容。電氣工程及其自動化專業適用范圍廣,畢業生既可以從事于強電領域、又可以從事于弱電控制等領域,也可在國家電力生產行業、國家電網、火電、水電、風電、太陽能等綠色新能源領域工作,對于地方性本科院校在電氣工程及其自動化專業的發展上更應注重學生應用性能力的培養。
1 地方院校培養電氣工程及其自動化專業的定位
電氣工程及其自動化專業是一個歸并了多個電類專業的寬口徑專業,它以物理學、電子學、電工學、自動控制、計算機、測量技術等原理為基礎的一門綜合性技術科學。在電氣工程學科的歷史沿革中一直具有很強的實際應用背景,航天、航空、交通、電力、冶金、化工、電力、石油、食品、生產制造等行業的需求是自動化學科的誕生和發展的主要動力,可以說電氣工程專業的應用范圍已經涉及到社會生產和發展的各個方面,電氣工程學科必然能夠為實現國家戰略目標和國民經濟的跨越式發展發揮巨大的作用。①
隨著我國能源利用的結構性調整,未來我國在核能的利用和發展、高鐵電氣化線路的規劃和實施、廣大農村的電網改造工程、城鎮電網和變電站的優化和升級工程、電動汽車及充電樁電網工程等,這些具有標桿性的國家大項目、大工程的建設和發展上,將對具有高素質、電氣技術過硬的電氣工程專業畢業生保持旺盛的專業需求。我校申辦電氣工程及其自動化專業主要考慮到學校所在城市是國家重要的煤炭、電力、化工、能源基地,需要電氣工程及其自動化專業及相關強電專業背景的人才,同時安徽省在近些年經濟快速發展過程中也需要大量的本專業人才來充實到工業生產的第一線,可以說電氣工程及其自動化專業應該和區域經濟社會發展需要有較強的吻合度。所以,在電氣工程及其自動化的專業建設上應需要厚實基礎,有效地進行專業積累,整合各方面的教學資源,專業特色的挖掘,找出適合自身發展的目標,而不能停留在模仿和學習別人,要在別人經驗基礎上找出適合自己發展的途徑,并立足于教學這條生命線,積極根據職場的定位需求,認真合理地找出本專業的定位。②③④
2 電氣工程及其自動化專業培養目標分解
關于人才培養模式,教育部原副部長周遠清曾作過簡明扼要的闡述:所謂人才培養模式,實際上就是人才培養目標、培養規格和基本方式。
教育部《關于深化教學改革,培養適應21世紀需要的高質量人才的意見》也指出:人才培養模式是學校為學生構建知識、能力、素質結構,以及實現這種結構的方式。
在電氣工程及其自動化本科專業人才培養方案修訂過程中,應遵循教育教學規律,更新教育教學觀念,正確處理理論與實踐、知識與能力等關系,注意協調統一;進一步優化和整合課程結構體系。⑤⑥ (如表1所示)
3 適合我校電氣工程及其自動化專業特點的培養目標和要求
我校是一所地方性、應用型本科高校。學院在升本后這幾年的發展過程中,始終本著以“質量立校、人才強校、特色興校、依法治校”的發展策略,不斷地進行改革和創新,并進一步統籌辦學規模與質量、統籌師范教育與非師范教育、統籌招生與就業、統籌辦學資源與辦學效益、統籌師資隊伍數量與結構,努力做到規模、結構、質量、效益的協調發展,初步形成具有特色的教學和科研發展工作的新局面。我院明年將面臨本科專業評估,這要求我們在抓教學質量的同時必須上規模,只有盡快創造條件進行規模建設,從而降低辦學成本,提高辦學效益,所以我們考慮整合現有的教學資源,融合其他相關的學科,構成互相交叉,共同發展的學科群,根據人才市場的需求來調控教學模式和培養方向的能力。
突出以教師為主導、學生為主體,加強實踐教學環節、創新實踐教學的內容,培養應用型、創新型人才為重點,深化教學體系改革,優化課程教學體系及注重教學環節的實效,使電氣工程及其自動化專業的教育理念、教學內容、教學方法、教學手段、教學效果以及教學模式,能后適應本階段培養人才的需求,創造良好的教學情境與教學氛圍。貫徹好我校師范性、地方性、應用型的辦學定位,人才培養的強弱結合、強電為主。立足淮南,服務周邊,面向安徽,輻射全國,為本地區及安徽省內其他地區的電力行業、工礦企業、研發單位、科研院所、技術公司等輸送具有寬口徑、厚基礎、強能力、高素質,優秀的應用型工程技術人才。
培養目標:本專業培養能夠掌握電力系統自動化、電機及其控制等工程技術領域基礎理論和基本知識,具有電氣工程師基本素養,能在電力工程、制造加工、化工生產等行業領域,從事設計制造、研制開發、試驗分析、系統運行、自動控制、電力電子技術、生產管理以及電子與計算機技術應用等方面工作的高素質應用型專門人才。
知識要求:掌握高等數學、線性代數、概率論與數理統計、大學物理等數理知識,掌握電路分析、模擬電子、數字電子等電子技術基礎知識;了解電氣工程領域的新技術、新方法,掌握電機學、電力系統分析、電力電子技術、自動控制原理、電力系統繼電保護等電氣工程專業知識。
能力要求:掌握電子技術、電工技術等方面的基本知識和實驗技能;具有一定的制圖繪圖能力、程序設計能力、電子設計能力。具備電力系統工程理論分析、設計能力和應用能力,具有較寬的知識面、較強的適應和發展能力,并具有自主學習的能力。
素質要求:具有強烈的社會責任感和主人翁意識,具有良好的環境保護意識和職業道德;養成良好的體育鍛煉和衛生習慣,具有健全的心理和健康的體魄,達到國家規定的大學生體質測試標準要求;了解相近專業及基本的人文社科知識,具備較寬的知識面和一定的社會實踐能力;具有良好的從事實際工作的心理準備。
4 以教學為中心的具體措施和初步成效
(1)實驗裝置潛能的挖掘:隨著學校政策傾斜和支持力度加大,應該說近兩年來電氣工程及其自動化專業實驗室建設發展速度很快,購置了很多大型、重型設備,但同時由于實驗裝置本身具有一定的復雜性,且教師人數偏少,所以今后隨著教學任務的開展,我們教研室的主要工作就是要深入挖掘實驗裝置的潛能,合理安排教學資源,構思好設計性、綜合性實驗項目等。
(2)教師的應用能力水平需要進一步提高:教師要注重學習、注重知識的更新、注重理論聯系實際、做好“雙師型”方向的發展,結合好這兩年新建的實驗裝置,充分發揮實驗裝置的效能及實驗項目的延伸。
(3)課程之間內容上的關聯性需要深入梳理。專業課程之間在內容上往往會有很多的相關性、關聯性,由于任課教師在授課環節上基本上是獨立進行的,且根據自身的知識結構在授課內容可能有一定的隨意性,這可能會造成學生在上不同的課程時會感覺到有些內容是不同教師重復講過的內容,這將造成教學效果的下降。所以,針對這一問題應積極開展教學內容、教材內容的梳理,同時規范各門專業課程內容合理的教學范圍,以此規避教學內容上的重疊。
我校電氣工程專業雖起步遲,但通過多年來不斷的工作付出和卓有成效的努力,逐步建立起較為完善的立體化教學體系,并在學校的政策支持下不斷地進行實驗室硬件建設,形成了具有發電廠電氣控制仿真系統、供配電控制系統、電力系統分析平臺、電工技術實訓平臺等較為完備的電氣工程方向實驗實訓教學框架體系,在此基礎上本專業學生在西門子、飛思卡爾等全國知名工程類賽事上獲得了較優異的(下轉第104頁)(上接第48頁)成績。
4 結語
總之,做好一個專業需要投入較大精力,地方院校可能更關注生源和招生數量,往往在資源配置上由于專業較多很難集中有效的教學力量來切實有效地應用到電氣工程專業發展和建設中。專業方向要有所調整和分析,要緊隨國家能源政策的步伐,在課程的開設上力圖符合時展的脈搏。
基金資助:淮南師范學院2014年校級教研項目(編號:2014hsjyxm03)基金資助
注釋
① 巫付專,王曉雷,付邦勝.電氣專業應用型人才培養方案的構建[J].中國電力教育,2010(6):46-47.
② 趙麗華.電氣工程及其自動化專業水電特色實踐教學體系探索[J].科教導刊,2014(10).
③ 艾欣,劉寶柱.華北電力大學電氣工程及其自動化專業的建設及發展[C].第四屆全國高校電氣工程及其自動化專業教學改革研討會論文集:92-95.
④ 宋起超,楊春光,喬爽,王希鳳.應用型本科院校電氣工程及其自動化專業多元化實踐教學模式的構建[J].中國冶金教育,2010(2):12-15.
【關鍵詞】電氣工程及自動化技術;應用;發展
引文:
在當今這個科技高速發達的時代,電氣工程與自動化這門技術在電廠中應用最為廣泛而且廣受好評。因為它能夠大大提高工程建設的效率,節省了許多人力、物力、財力,質量也有所提高,人們的工作量負擔減輕,更使得我國的電氣工程自動化進入了新的發展高度。本研究對它在各領域的應用進行闡述,讓人們了解到它帶來的生活便利,社會建設的便利。
1電氣工程與自動化技術的發展現狀
電氣工程與自動化技術應用非常廣泛,涵蓋了生活中的方方面面,大到大型的建筑物小到平時的開關、插排等都是它的應用。由于人們對電的需求十分大而且時刻都會用到,因此這門技術快速的發展,從而更好地服務于人民群眾、整個社會國家。但是這其中也有許多不足。其一是這項技術的成本比較高。我國的電氣工程與自動化技術的系統不夠完備,而且在實際操作中往往是運用所了解到的理論知識和一些往常的經驗進行研發建設,在這個過程中會消耗掉大量的人力、物力、財力,得不償失發展也會隨之倒退。其二是這項技術的效率比較低。但現如今電氣工程與自動化技術的發展層次參差不齊,所以只有提高效率,研發出合理高效的工作流水線才是最重要的。其三是電氣工程與自動化技術在傳輸工作上存在不足。傳輸工作需要注意安全問題,在運用中會涉及電子自動化這一方面的知識,但是每個人接觸到這方面的都是不一樣的,水平也就不同,而且信息在傳遞過程中成本也會提高,因此要保證進行安全地傳輸。
2電氣工程在自動化控制方面的應用
2.1電氣工程自動化控制應用于電網方面
在電氣工程應用時,基礎是局域網的操作。通過局域網,可以把各個需要連接的地方連接起來,然后收集信息,再把這些信息全部發送到客戶終端,在終端進行統一地安排控制,這樣一來,自動化的控制就實現完成了。在生活中,它可以運用到檢測評估,自動調試電氣系統。在發熱系統建設時,借助現代信息科技的力量和互聯網,在一個網絡系統平臺上實現對供熱系統的全面控制。整個網絡系統由調度中心的計算機網絡、大屏幕顯示器、打印設備、工作站和服務器等構成與供熱系統的專用局域網連接再通過變電站、發電廠等終端實現對企業以及居民區的供電與供熱。電氣工程與自動化技術通過對供電、供熱靈活的調度,避免了不必要的浪費損失。電氣工程的自動化可以對于整個電氣系統實現信息的采集,然后對其進行一定程度的控制,一般,通過電網相關數據的分析,我們可以對于整個系統有一個比較大概的了解,然后就可以進行統籌安排,使整個系統有條不紊的進行。
2.2電氣工程的自動化控制應用于變電站方面
在變電站的應用中,需要大量的人力,但是人具有很強的主觀能動性,會在工作中犯一些不可避免的錯誤,因此為了減少此類情況的發生,就對電氣工程實行了自動化控制。這樣一來,不僅解放了人力,最重要的是可以借助計算機對整個系統的數據進行匯總然后統一地安排,減少了錯誤的發生,使企業獲得更大的經濟效益。在電氣工程當中應用與電氣自動化控制技術就是全方位和多層次的監控的系統正常運行的狀態,進一步有效完成控制。
3電氣工程自動化技術在智能化方面的應用
3.1電氣工程自動化應用于智能化監測故障
機器在長時間的使用下可能會出現各式各樣的故障,令工作人員十分頭疼。通常而言,機器出故障之前,會有一些不尋常的特征出現,如果這時能夠通過系統的分析然后及時解決,也就可以繼續正常工作了。但若是找不出故障所在的地方和原因,那么工作將不能進行下去,電氣工程的自動化技術在這個方面就得到了應用。
3.2電氣工程自動化應用于智能優化設計
在以前的工作設計時,會消耗掉大量的時間,而且設計的方案也可能出現差錯。自從電氣工程自動化應用于智能優化設計中,通過智能軟件的規律性、可靠性的解決,整個方案的實用價值有所提高,方案更容易通過進行,從而提高了整個工程的進度。
4電氣工程及其自動化的發展對策
現階段電氣工程及其自動化的技術水平因企業而異,不同企業的電氣工程及其自動化的技術水準也不一樣,在這樣的情況下,就增加了企業的成本投入,同時也對企業的長遠發展非常的不利。所以作為企業的技術人員要不斷的鉆研技術,突破技術難關,對于電氣工程及其自動化的設計方案,要有條不紊。在設計初期就要對行業和用戶的特點逐一研究,以此來確定開發的目標,再確定設計的方案。而且所設計的方案要結合實際情況,要考慮到實施和運行的每一個步驟。與此同時,對于運行的成本和時間問題也要考慮進去,要控制在企業的預算內。也要注意到電氣工程及其自動化在商業項目上運行的特點,根據不同用戶的需求,建立統一獨立的平臺,這樣可以大大的減少運行的成本。
技術創新對于電氣工程及其自動化的發展也有重要的作用,現階段隨著經濟的不斷發展,客戶的需求也在不斷的提高,只有滿足了客戶的需求,才能有企業的立足之地,得到長遠的發展。在這樣的情況下就需要建立一個系統性的平臺,對于這樣一個平臺的建立,需要加大技術創新,只有技術水平提高,才能有助于降低系統的設計成本,滿足客戶的需求,為客戶創造更多的經濟效益,推動電氣工程及其自動化的快速發展。
為了有效的保證電氣工程及其自動化在工作過程中的數據的安全性,就要建立電氣工程及其自動化的一個通用的網絡系統。建立起通用的網絡系統,可以優化資源的配置,保證了商業之間信息傳輸的安全性。要使企業的設備控制、技術監督和企業管理等諸多步驟得到合理的優化配置,就要將各個系統用網絡銜接。最好的方法就是建立電氣工程及其自動化的一個通用的網絡系統,這樣可以使得系統之間的數據安全高效的轉換,對于整個企業的發展都有巨大的作用。
同時也要對電力工程的質量問題加大管理,監督管理者在落實工作方面的成效。對管理人才要加大培養和管理的力度,加大管理者的考核力度。在企業內部要開展一系列的系統培訓,為電氣工程及其自動化的工作人員提供保障。對于管理人員而言,要對整個電力工程的質量層層把關,無論是材料的質量還是工程的專業性方面都要嚴格管理,以此來保障企業的長遠發展。
5結語
在當今這個繁忙的時代,追求一種更高效化、便捷化的生活發展方式是非常重要的。電在我們生活中應用極其廣泛,所以更應該大力推廣電氣工程與自動化技術。它給生活帶來了便利,使工程的效率飛速提高,企業獲得更大的經濟效益利潤。相信它在未來的發展道路上,一定會加以改進,擁有廣闊的發展前景,從而更好地服務于整個社會主義建設,為人民群眾營造和諧的生活環境。
參考文獻:
關鍵詞:電氣專業;電機電器;培養模式
作者簡介:黃麗霞(1982-),女,福建寧德人,寧德師范學院物理與電氣工程系,講師;吳必瑞(1981-),男,福建寧德人,寧德師范學院物理與電氣工程系,講師。(福建 寧德 352100)
基金項目:本文系寧德師范學院服務海西項目(項目編號:2012H307)、寧德師范學院服務海西項目(項目編號:2012H408)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)03-0018-02
寧德師范學院是福建省師范類普通高等本科院校,學院堅持“為地方發展服務、辦人民滿意大學”的辦學宗旨,走“求精、求特、求優、求強”的內涵式發展道路,基本形成以教師教育為基礎,理、工、文、管協調發展的學科專業結構。寧德師范學院的發展定位是:立足寧德,面向海西,為地方社會發展和經濟建設服務,突出師范性、應用性、地方性,努力把學校建成高水平、多科性、應用型的地方特色強校。電機電器產業是寧德市的支柱產業之一,寧德共有電機電器企業1000多家,從業人員近20萬人,實現工業產值逾370億元,是“中國中小電機出口基地”和“中國中小電機之都”,已經形成了比較完整的產業體系,進入了“保質量,求創新、謀發展”的新階段。鑒于現階段電機電器行業對于電氣專業人才的渴求,加強電氣專業電機電器及其控制方向建設是非常必要的。因此,寧德師范學院把電機電器方向作為學校的兩大重點資助學科之一。同時,寧德師范學院的電氣工程及其自動化專業入選2012年“福建省本科高校專業綜合改革試點”項目。為此,寧德師范學院應堅持辦好特色電氣專業電機電器及其控制發展方向,積極探索有效的人才培養方案,改革與完善理論、實踐教學內容,全面提升學生的創新能力、實際操作能力。
一、相關專業方向的開設現狀
1998年根據教育部公布的新專業目錄,將電力系統自動化、電機電器、電力電子等強電專業合并為電氣工程及其自動化專業。[1]合并后的專業是一門綜合性較強的交叉學科,其涉及的領域非常寬泛,各高校對該專業的人才培養方案設置二級學科方向。目前福建省內高校較多開設有電氣工程及其自動化專業,但多開設的方向為“電力自動化”,開設電機電器及其控制方向的高校很少。由于寧德市電機電器產業發展迅速,與之相適應的電機控制技術也得到了迅速發展,為在寧德師范學院本科階段開設電氣專業電機電器及其控制方向奠定了基礎。
二、專業方向培養目標及要求
寧德師范學院電氣工程及其自動化專業的培養目標是:培養德、智、體、美全面發展,基礎扎實、實踐能力強,具有科學發展觀和創新意識,適應區域經濟發展和社會需要,掌握電氣與自動化等相關領域的基礎理論、專業知識及基本技能,畢業后從事電機與電器的產品工程設計、加工制造、運行分析和檢測控制、經濟管理等方面的應用型高級專門人才。該電氣專業方向的培養要求是:使學生成為綜合素質高、專業基礎知識扎實、實踐能力與創新能力強、能適應社會需要的應用型高級專門人才,為地方經濟建設和社會發展服務。主要學習“電路”、“電子技術”、“自動控制理論”、“電機學”、“電機電子技術”、“現代電機測試技術”、“單片機原理及應用”、“電磁場”等專業課程知識。能應用所掌握的專業理論分析和解決工程應用中出現的實際問題。[2,3]
制訂人才培養方案、課程標準和教學方案,適應經濟建設和社會發展的需求,通過水平評估、服務社會、畢業學生的評價去完善培養模式等,其中圖1為電氣專業電機電器及其控制方向人才培養的結構框圖。[4,5]
三、專業課程體系
在設置電機電器及其控制專業方向課程時,充分體現實踐性、應用性,以滿足地方經濟建設對人才的需求,考慮了電氣專業的專業必修基礎課程、電機電器及其控制方向限選課、選修課模塊的特點,并注意課程之間的融會與貫通。
基礎課程安排有:“大學英語”、“高等數學”、“大學物理”、“計算機應用基礎”、“工程制圖”、“線性代數及概率論與數理統計”等。人文通識課安排有:“基本原理”、“思想和中國特色社會主義理論體系概論”、“中國近現代史綱要”等。專業基礎課安排有:“電路”、“模擬電子技術”、“數字電子技術”等。專業平臺課安排有:“自動控制原理”、“電機學”、“單片機原理及應用”、“C程序設計”、“電氣控制與PLC”、“電力工程基礎”等。專業方向限選課安排有:“機械設計基礎”、“電器理論”、“特種電機及控制”、“現代電機測試技術”、“電機電器制造工藝”、“電機設計”、“電機控制”等。專業選修課安排有:“DSP技術”、“電磁場”、“高低壓電器”、“單相電機”、“電氣絕緣材料”、“傳感器原理與檢測技術”等。工具課安排有:“MATLAB基礎”、“AUTOCAD軟件上機”、“Altium Designer軟件上機”、“ANSYS軟件上機”等。其中表1為電氣專業電機電器及其控制方向限定選修課的課時和學時安排。
四、特色的教學體系
1.專業方向定位明確
針對福建省寧德市區域經濟發展及企業人才需求,就電氣專業電機電器及其控制方向形成鮮明的服務地方電機電器行業的專業定位。形成以“產學合作、做學融合、研學融合”的工程教育理念為指導,不斷提高人才培養質量,大力培養拔尖創新人才,充分發揮電機電器的行業特色優勢和地域優勢,建立優質教育資源共享、協調合作的體制機制,實現工程技術拔尖人才培養的協同創新。
2.建立導師制培養
從大二下學期開始為每位學生確定導師。導師優先安排由副教授以上職稱或由骨干青年教師擔任。導師應負責不定期的與學生溝通,解決一些學習中遇到的問題。引導優秀學生參與教師的科研項目,不定期舉辦溝通交流、學術報告,邀請已畢業的優秀學生、企業管理人員及工程師等進行工作體會交流。有針對性的指導學生申報校級及以上大學生創新性實驗項目,培養學生的協作管理、策劃組織和自主創新能力。
3.案例教學及深度交流
定期邀請行業專家、教授來校做學術專題報告,以提升學生專業技能的前瞻性;聘請產業界專家講授部分專業課程,使學生跟蹤技術發展和應用前沿,具備良好的工程實踐能力。
4.課外創新實踐
通過全校任意課、社會調察和參加志愿者的形式,培養學生正確的人生觀、價值觀。積極開展各種課外科技創新實踐活動,提倡每位學生大學期間至少參加一項大學生創新實踐項目,如“全國大學生電子大賽”、“挑戰杯”、“全國數學建模大賽”等,以提高學生的實踐創新能力,豐富學生的專業知識結構。[6]
5.校企聯合畢業設計
培養方案的最后一個環節是畢業設計,主要是讓學生應用所學的綜合理論知識,分析解決工程實際問題。畢業設計安排在本科生培養的最后一個學期執行。畢業設計采用校內、校外導師共同指導,學生帶著企業實際問題構成的畢業設計題目,其范圍緊扣電機電器及其控制關鍵技術,突出電機的控制策略、電機信號檢測與分析的方法等,強調實際的產品設計、硬件電路的開發與設計。
五、結論
我國電機電器產業發展迅速,但缺失專業技術人才已成為企業發展的瓶頸。本文對電氣專業電機電器及其控制方向進行了分析,針對該專業方向的知識結構提出了培養目標、培養要求以及專業方向的課程體系,對特色的教學體系進行了詳細、全面的闡述,并論述了該專業方向的探索與實現。
參考文獻:
[1]黃文力,何琳琳.電氣工程及其自動化專業應用型人才培養探索[J].中國電力教育,2013,(8):5-7.
[2]蔣小洛,吳桂初,吳烈.面向區域產業的電氣工程專業人才培養模式探索[J].中國電力教育,2013,(2):36-37.
[3]仇祺沛,呂崇帥.電氣工程及自動化工程的發展前景探討[J].硅谷,2013,(13):12-13.
[4]劉昱溢.淺談電氣工程及其自動化的建設與發展[J].電源技術應用,2013,(4):63-64.
【關鍵詞】電氣工程;自動化;優勢;探索;實踐
一、電氣工程自動化的優勢
(一)信息的集成
電氣工程自動化充分利用信息技術來收集大量的信息數據,為企業的目標決策提供重要的依據。信息集成能夠讓管理者對企業的具體情況有清晰的認識,分析和處理不同種類的信息數據。同時電氣工程自動化中采用的信息集成技術還能代替人工操作,提高了工作質量和效率。
(二)高效率
電氣工程自動化中采用人機合一的方式,利用計算機本身的優勢減少工作中的失誤,不僅保證了工作質量,還大大提高了工作效率。在自動化和規范化的工作模式下,生產工作流程也得到完善,很大程度上提高了企業的市場競爭力,為今后的發展創造了有利的條件。
(三)安全性
隨著工業生產的發展,對于安全性的要求更高,工作人員的人身安全是首要考慮的因素,只有安全得到了保障才能順利進行下一步的工作。目前我國工業生產的水平還降低,大部分采取的是人工操作的方式,在生產中很容易出現安全事故,給工作人員的安全造成了嚴重的威脅。電氣自動化技術能夠很好避免生產中的安全問題,危險系數較高的設備可以直接由系統控制,系統還能自動識別工作人員的操作是否規范,一旦生產中出現安全問題,系統會自動發出警報或者是直接停止工作,大大改善了工業生產的環境。
二、建設電氣工程自動化的具體措施
(一)根據實際情況科學規劃
建設電氣工程及自動化技術之前應該分析實際情況來樹立正確的觀念,了解建設的目標、目標用戶以及行業的發展現狀,了解各方面的信息之后才能制定明確的計劃,規劃系統的運作流程以及發展方向。科學規劃能夠將建設的成本控制在合理的范圍,利用有限的資源創造出最大的價值。由于受到企業自身條件以及客戶需求的限制,建設的系統平臺一定要符合相關的規定,滿足不同產品的生產要求。建設統一化的系統平臺不僅能夠對生產工作進行有效的管理,提高工作質量,還能降低建設的成本,為企業下階段的發展奠定基礎。
(二)重視系統接口的規范化建設
系統接口的設計直接決定了整個電氣工程及自動化技術的運作效率,標準化的接口設計能夠高效安全地完成信息傳輸工作。系統接口設計中要充分利用先進技術的優勢,在應用過程中自動實現不同接口之間的連接,既實現了建設的目標,還減少系統開發的成本。標準化接口設計是實現電氣工程及自動化系統與其他系統之間信息傳輸和共享的關鍵,因此開發和建設階段要特別重視。
(三)建立科學完善的網絡結構
電氣工程及自動化系統離不開網絡結構的建設,網絡結構能夠對企業的生產活動、管理活動以及技術等方面進行動態的監控,不同系統之間能夠高效、安全實現信息數據的交換。網絡結構是電氣工程及自動化系統建設過程中不可或缺的一部分。網絡結構不僅能夠對企業的一切活動進行有效的管理,還能大大提高信息傳輸的速度,實現資源的共享。
(四)重視人才的培養
為了適應社會發展的需要,培養電氣工程自動化人才是十分必要。人才是企業發展的基礎和前提,員工的素質直接決定了企業的實力。電氣工程自動化人才不僅要掌握各種電氣專業知識、自然科學知識和管理知識,還要能夠靈活處理計算機問題,工作人員應該在實踐活動中不斷積累知識,提高自身的職業技能,為企業的自動化建設貢獻自己的一份力。
三、電氣自動化技術的實踐應用
(一)電氣自動化在配電系統中的應用
1、就地控制技術
就地控制技術簡單地說就是指根據電壓的實際情況采取相應的措施,一旦電壓系統出現故障系統就會立即斷電修理。就地控制技術不用檢測電壓就可以實現故障的隔離,當電氣系統出現故障,生產工作中很容易出現跳閘的情況,給生產設備造成危害。面對這種情況就地技術會讓故障兩端的負荷分開,使重合器重新開始工作。當負荷開關達到規定的時間就可以將故障與其他部分隔離,電氣系統故障處理之后就可以繼續工作。
2、遠程遙控技術
遠程遙控技術是電氣工程自動化系統中重要的組成部分,在電氣工程中應用的范圍十分廣泛。這種技術主要是借助通信技術的優勢來對線路的開關進行遠程控制。其中包含負荷開關、控制中心以及遠程控制終端三個部分,遠程控制終端能夠很好地收集開關的使用情況,根據生產的實際情況來判斷電氣系統中是否存在故障,控制中心會對故障部分實行詳細的分析和研究,通過分析終端獲得的信息來確定故障的準確位置,對負荷開關進行遠程控制,一旦系統中出現故障就會自動關閉,處理完故障后系統重新開始工作。
(二)自動化技術在電力系統中的應用
1、電網調節
電網的自動化調節是實現電力系統自動化的關鍵步驟,我國的電網可以分為國家、大區、省級、地區以及縣級五個不同的等級。自動化技術在電網調節工作中要發揮很重要的作用,不僅能夠對電力系統的運行狀態給出客觀科學的評估,還能預測調度工作中的電力負荷,針對不同地區的用電情況來發電,調節各地的用電矛盾。
2、分散監控系統
分散監控主要包括工作站、控制單元以及通信網絡等幾個部分,分別負責不同環節的工作,過程控制單元由主控模件和智能模件組成,主要是對發電廠的生產過程進行監督和控制,當系統接受熱電阻、電氣量以及開關量等信息后會自動進行運算。分散監控系統會將設備的運作狀態以及各項參數顯示出來,利用自身的優勢來控制設備的使用,動態控制和管理生產過程,一旦設備在運作中出現問題,分散監控系統會給出提示并立即采取措施予以解決。
3、變電站使用自動化技術
變電站采用自動化技術的主要目的是加強對工作環境的監控,提高工作質量和效率,自動化技術能夠很好解決變電站中存在的問題。變電站工作期間,自動化技術會監控各種電氣設備的使用情況,提高設備的性能。自動化技術可以用微機化的設備代替傳統的電氣設備,提高工作效率和安全系數。自動化技術在監控過程中會將相關的信息顯示在屏幕上,便于工作人員了解電氣設備的運行狀態,一旦發現問題可以及時采取措施解決,減少了經濟損失,保證生產工作的順利進行。
總 結
在經濟發展和社會進步的條件下,我國的工業生產獲得了更大的發展空間,但與此同時也面臨更多的挑戰,工業化建設是促進社會進步的主要手段。電氣工程及自動化系統的建設不僅能夠促進工業的發展,還能改善人們的生活水平,因此加強自動化系統的探索和實踐是必然的發展趨勢。電氣工程及自動化系統在發展的過程中會出現各式各樣的問題,隨著科學技術的不斷進步和完善,電氣自動化技術也會不斷完善,為工業的發展提供重要的保障,實現社會的長遠穩定發展。
參考文獻
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[3]王維晨.小議電氣工程及其自動化發展[J].科技創業家 ,2013(13)
《中國電力教育》:我們注意到在2013年教育部公布的《2013-2017年高等學校教學指導委員會委員名單》中,成立了“電氣類專業教學指導委員會”,而在此之前電氣工程學科是以“電子信息與電氣學科教學指導委員會”下設的分委會存在的。能否請您介紹一下這一調整的背景?
王澤忠:各專業類教學指導委員會,作為教育部聘請并領導的專家組織,有著明確的工作任務,那就是:組織和開展本科教學領域的理論與實踐研究;就高等學校的學科專業建設、教材建設、教學實驗室建設和教學改革等工作向教育部提出咨詢意見和建議;制訂專業規范或教學質量標準;承擔有關本科教學評估以及本科專業設置的咨詢工作;組織教師培訓、學術研討和信息交流等工作;承擔教育部委托的其他任務。
在前兩屆的高等學校教學指導委員會中,電氣工程及其自動化與自動化、電子科學與技術、電子信息科學與工程、光電信息科學與工程和電子電氣基礎課程等6個教學指導分委會設在“電子信息與電氣學科教學指導委員會”下。2012年,為貫徹落實教育規劃綱要提出的要適應國家和區域經濟社會發展需要,建立動態調整機制,不斷優化學科專業結構的要求,教育部對1998年印發的普通高等學校本科專業目錄和1999年印發的專業設置規定進行了修訂,形成了新的《普通高等學校本科專業目錄(2012年)》和《普通高等學校本科專業設置管理規定》。新目錄的學科門類由原來的11個增至12個;專業類由原來的73個增至92個。其中“電氣信息類”做了重新的劃分,劃分成了電氣類、電子信息類、自動化類、計算機類4個一級學科。電氣類下設電氣工程及其自動化專業。除了一級學科劃分的更細,原有的很多相近或相關專業也進行了合并或調整。如新分出的電氣類下的“電氣工程及其自動化”專業由原先的“電氣工程及其自動化、電氣工程與自動化、電氣信息工程、電力工程與管理、電氣技術教育、電機電器智能化”幾個專業合并而來。新目錄分為基本專業(352種)和特設專業(154種),并確定了62種專業為國家控制布點專業。順應新目錄的調整,在2013-2017年的新一屆高等學校教學指導委員會中,設立了“電氣類專業教學指導委員會”,旨在進一步發揮教學指導委員會和專家委員們在人才培養、教育教學改革和教學質量保障體系建設等方面的研究、咨詢、評價和指導作用,促進電氣類教育工作內涵發展,提高人才培養質量。
《中國電力教育》:新成立的電氣類專業教學指導委員會工作重點有哪些呢?
王澤忠:根據教育部的指示,高等學校教學指導委員會的主要任務是“四個著力”,即著力推動教育理念轉變,確立科學的人才培養質量觀;著力研究制定國家標準,推動建立本科人才培養質量標準體系;著力研究改革人才培養模式的重大理論和實際問題,探索人才培養新模式;著力提高教師教學能力,推動建設優秀師資隊伍。那么,新一屆的電氣類專業教學指導委員會也將圍繞這4個方面重點展開工作:
第一,將利用多種形式推動各高校樹立科學的人才培養質量觀。首先,強化以人才培養為中心的理念,把人才培養質量作為衡量辦學水平的最主要標準;其次,強化以適應社會需要為檢驗標準的理論,把社會評價作為衡量人才培養質量的重要指標;第三,強化以學生為本的理念,把一切為了學生健康成長作為教育工作的首要追求;第四,強化以學生評價為先的理念,把學生評價作為衡量教育教學質量的重要依據。
第二,將推動建立具有中國特色、世界水平的本科人才培養質量標準體系。把促進人的全面發展和適應社會需要作為衡量人才培養水平的根本標準;認真聽取相關部門、科研院所、行業企業的意見和建議;分步實施國標、行標、校標,初步形成適應大眾化階段,具有中國特色、世界水平的本科人才培養質量標準體系。
第三,積極探索科學基礎、思想品德、實踐能力和人文素養融合發展的人才培養新模式。加強專業建設研究;完善高校與有關部門、科研院所、行業企業聯合培養人才機制研究;強化實踐教學研究。
第四,推動建設一支師德高尚、業務精湛、結構合理、充滿活力的師資隊伍。加強教師教學能力發展過程中重大理論和實際問題的研究,為高質量建立教師教學發展中心提供理論支撐和實踐指導;配合教育部門組織開展本學科專業任課教師培訓,提高他們的師德水平和教學能力;積極開展教學交流研討活動,促進教師更新教育理念,改進教學方法和手段;建立專業類教學資源共享平臺。
《中國電力教育》:剛才您談到“推動建立具有中國特色、世界水平的本科人才培養質量標準體系”將是新一屆教指委的一項重點工作。據了解,2013年教指委就已著手開始制定新的《電氣類專業教學質量國家標準》,目前這個標準的編制情況如何?能否就標準中的一些核心內容做一介紹?
王澤忠:目前《電氣類專業教學質量國家標準》(草稿)的編制工作剛剛完成,《標準》起草過程中參照并吸收了之前的專業規范、學科發展戰略的精華,并在此基礎上進行了更為深入、全面細致地研究與完善。現在這一《標準》正在征求意見階段,我們將廣泛征求專家及社會各方的意見,并認真將各位專家反饋意見進行總結,進一步修改完善。2014年年底在上報教育部并經審定后,最終該標準將成為我國高校電氣類設置本科專業、指導專業建設、評價專業教學質量的依據。本標準適用的專業范圍包括電氣工程及其自動化和3個特設專業:智能電網信息工程、光源與照明、電氣工程與智能控制。
在《標準》中提出電氣類專業的培養目標:能夠從事與電氣工程有關的規劃設計、設備制造、廠網建設、系統調試、信息處理、系統運行、保護控制、狀態監測、維護檢修、環境保護、經濟管理、市場交易等領域工作,具有一定的科學研究、技術開發與組織管理能力的復合型工程科技人才。除數學、自然科學和通識教育外,該專業學生主要學習電工理論、電子技術、信息技術、控制理論、計算機技術等方面較寬廣的技術基礎知識和以電能產生、傳輸和利用為核心的相關專業知識;培養利用所學知識提煉科學和技術概念、解決工程問題和構建復雜工程系統的能力;具有良好的社會道德和職業道德、形成符合邏輯的思維方式和適應社會發展的綜合素養。畢業后,經過實踐鍛煉達到工程師的職業要求。
具體在人才培養方面,要求學生經過4年的本科學習,在業務方面:①具有人文社會科學素養、社會責任感和工程職業道德;②具有從事電氣工程專業所需數學、自然科學以及經濟和管理知識;③掌握電氣工程基礎知識和電氣類專業的基本理論知識,具有系統的工程實踐學習經歷;了解電氣類專業的前沿發展現狀和趨勢;④具備設計和實施工程實驗的能力,并能夠對實驗結果進行分析;⑤掌握基本的創新方法,具有追求創新的態度和意識;具有綜合運用理論和技術手段設計系統和過程的能力,設計過程中能夠綜合考慮經濟、環境、法律、安全、健康、倫理等制約因素;⑥掌握文獻檢索、資料查詢和運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法;⑦了解與電氣類專業相關的職業和行業的生產、設計、研究與開發、環境保護和可持續發展等方面的方針、政策和法津、法規,能正確認識工程對于客觀世界和社會的影響;⑧具有一定的組織管理能力、表達能力和人際交往能力以及在團隊中發揮作用的能力;⑨對終身學習有正確認識,具有不斷學習和適應發展的能力;⑩具有國際視野和跨文化的交流、競爭與合作能力。此外,對學生思想政治、德育方面以及體育方面也提出了相應的要求。
對師資隊伍提出的要求是:第一,數量和結構要求。電氣類專業的專任教師不少于10人,且專業生師比一般應不高于18:1;年齡在55歲以下的教授及40歲以下的副教授分別占教授總數和副教授總數的比例原則上應超過50%,中青年教師為教師隊伍的主體;具有碩士及以上學歷(學位)和講師以上職稱的教師占專任教師的比例不低90%,中青年專任教師中擁有博士學位比例不低于60%;學科帶頭人學術造詣較高、專業分布合理,學科隊伍陣容整齊,學術梯隊的年齡及知識結構合理,有數量適宜的骨干教師,為專業發展所需的學科基礎提供基本保障;有企業或行業專家作為兼職教師。第二,背景和水平要求。專業背景――大部分專任教師在其本科、碩士研究生和博士研究生的學歷中至少有一個階段是電氣類專業學歷,部分教師具有相關專業學習的經歷;工程背景――專任教師應了解電氣工程相關企業生產和技術發展現狀,保證在教學以外有精力參加學術活動、工程實踐,不斷提升個人專業能力。主講教師應具有工程背景,有企業工作經歷或承擔過多項工程項目的教師需占有相當比例。
此外,對實驗室、實踐基地等教學設施、計算機網絡以及圖書資料等信息資源及教學經費等教學條件做出了要求。為保障教學質量,還要求:專業應建立教學過程質量監控機制,建立畢業生跟蹤反饋機制以及有高等教育系統以外有關各方,特別是相關行業和企業參與的社會評價機制,對培養目標是否達成進行定期評價,專業應將各個環節的內部和外部評價結果用于專業的持續改進。
《中國電力教育》:在研究制定標準的過程中,教學指導委員會的專家委員們對目前的人才培養標準有什么建議?
王澤忠:我們對電氣類專業知識體系和核心課程體系提出了一些建議:
首先,在知識體系上,①通識類知識:數學與自然科學類課程至少占總學分的15%;人文社會科學類課程至少占總學分的15%,使學生在從事電氣工程設計時能夠考慮經濟、環境、法律、倫理等各種制約因素。②學科基礎知識應包括工程基礎類課程、專業基礎類課程,至少占總學分的25%,應能體現數學和自然科學在本專業應用能力培養。③專業知識應包括專業課程,至少占總學分的10%,應能體現系統設計和實現能力的培養。學校根據自身定位和專業培養目標設置專業課。在實踐性教學環節上,工程實踐與畢業設計(論文)(至少占總學分的20%)。應設置完善的實踐教學體系,與企業合作,開展實習、實訓,培養學生的動手能力和創新能力。對畢業設計(論文)的指導和考核應有企業或行業專家參與。
其次,專業類核心課程設置上。課程體系由學校根據培養目標與辦學特色自主構建。構建電氣類專業課程體系時,可參考標準附件專業類知識體系的要求。特別是技術基礎知識和專業基礎知識,必須達到對核心內容的基本涵蓋。課程名稱不必與知識領域完全對應,可以將知識領域進一步劃分并進行組合形成課程。課程設置應能支持培養目標的達成,課程體系構建應有企業或行業專家參與。理論課學分占80%,實踐課學分占20%。在設置必修課保證核心內容的前提下,根據學校管理水平逐步加大選修課比例力度。
第三,對人才培養的多樣化建議。電氣類專業是一個寬口徑的專業,隨著國民經濟的發展,許多領域對電氣人才都有需求,各學校服務對象不盡相同,因此建議設置電氣類專業時要在堅持專業核心知識的同時拓展專業課特別是專業方向課內容,使專業畢業生更好適應就業要求。
《中國電力教育》:新一屆的教學指導委員會目前取得了哪些工作進展?下一步有怎樣的工作計劃?
王澤忠:首先,建立起完善的組織架構。為高效推進教指委的各項工作,圓滿完成教育部“四個著力”的任務部署,教學指導委員會成立了發展戰略研究、人才培養研究、評估認證、師資培養與學術活動4個工作小組及秘書組。發展戰略研究工作組主要進行專業發展戰略、教育理念研究;人才培養研究工作組則是對人才培養模式與方案、課程與教材建設、教學模式改革、實踐基地建設等進行研究;評估認證工作組主要職能是負責對專業規范、專業教學質量標準、工程教育認證進行指導;師資培養與學術活動工作組主要負責師資培養、學術年會、學科競賽、創新活動、國際交流等。
第二,制定教學質量國家標準。剛才已經對《教學質量國家標準》的制定情況和一些具體內容進行了介紹。“本科專業類教學質量國家標準”是為保障本科專業類教學質量而制訂的國家標準,是對客觀條件(硬件)的最基本要求。制定標準是教學指導委員會的一項重要工作,同時,指委會還同時為工學專業類教學質量國家標準(2013年版)提供咨詢。
第三,舉辦大學生創新競賽。加強學生創新意識、合作精神、工程實踐能力的培養,是當前高等教育教學改革的重要內容之一。以競賽為載體,推動大學生的課外科技活動,將對深入開展高等學校教學改革,促進學生基礎知識教育與綜合能力培養、理論與實踐的有機結合等方面起到積極地推動作用。2013年8月5日-9日,我們在南京工程學院舉辦了第七屆大學生自動化大賽暨自動化系統創新設計競賽。目前,我們已經啟動“第八屆三菱電機杯全國大學生電氣與自動化大賽”,大賽將于2014年8月1日-4日,在金華職業技術學院舉辦。
第四,舉辦專題教學改革研討會。2013年6月14日在北京召開了全國電氣工程學科研究生教學與教材編寫研討會,會上討論了如何將近年來電力工業發展成果、新技術、新方法、新理論融入教材;確定了第一批待開發的27種電氣工程學科研究生系列教材,并明確了教材編寫牽頭院校。今年的1月2日-4日,在哈爾濱召開了2014年全國高等學校電氣類專業卓越工程師教育交流研討會。會議上對電氣類專業卓越計劃人才培養標準與評價體系;卓越計劃人才培養理念、目標定位及計劃模式、課程體系,人才培養方案的制定和執行,教學改革和創新模式;實踐創新能力培養體制與平臺建設,實踐基地與工程能力培養等問題進行了探討。
第五,建設專業導論精品視頻公開課。通過聯合東南大學、北京交通大學、武漢大學、西安交通大學、哈爾濱理工大學等幾所高校,建成了專業導論精品視頻公開課。
第六,建立教指委網站。希望能夠通過此網絡平臺的搭建,加強學科間委員、教師間的相互交流,提供信息的共享,努力使研究的成果及時分享,及時獲取相關反饋,使研究發揮積極作用。
顧中原
(華晨汽車集團控股有限公司 遼寧 沈陽 110044)
[摘 要]電氣工程中電氣自動化的水平是衡量一個國家經濟與科技發展水平的重要標準,將電氣自動化進入到電氣工程中,可以使電氣工程的運行達到高
效的效果,而且面對社會日益增加的需求量,電氣自動化的應用有效的滿足了社會的要求和需求,所以,我國將不斷改進電氣自動化在電氣工程中的應用,力求達
到更好的發展效果。
[關鍵詞]電氣工程;自動化;融合
1 電氣工程自動化技術的概況
1.1 電氣自動化技術的概念
電氣工程主要指的就是電工程,主要有電網的設計、電能的產生和電力系
統等多方面的因素構成的。而電氣自動化技術指的就是電氣技術、電氣設備等
涉及電氣方面的內容,是屬于自動化技術的重要組成部分。為了順應這個時代
的發展,我國也相應的進行了多方面電氣自動化人才的培養,并相應的擁有了
一批高技術管理的應用型人才。總的來說,電氣自動化在機械設備生產管理的
過程中,實現無人管理就可以自動檢測、信息處理等多方面預期操作的過程。
1.2 電氣自動化技術的應用現狀
在經濟全球化不斷加快的今天,國際間的交往越來越頻繁,而影響國家經
濟實力的因素主要是知識和技術。我國的發展要取得一定的成就,就必須依靠
知識和科技的力量,并將發展的重點放在綜合型人才的培養上。在這樣的背景
下,我國電氣工程自動化技術也得到了相應的重視,并在自動化效率和編程周
期兩方面取得了一定程度上的發展。但是,我國目前的發展水平還遠遠的落后
于發達國家的水平,尤其是電氣自動化技術平臺,一直都沒有達到國際化的標
準。不過,我國已經逐漸的加強在這方面的投入,試圖建立一個靈活的集成控制
系統,最終滿足不斷發展著的工業自動化技術方面的需求。
2 電氣自動化在電氣工程中的應用
電氣工程中分散測控系統的應用。傳統的電氣工程中的分散測控系統實際
應用的是“分層分布”的構成結構,其工作內容的構成部分主要有數據高速通訊
網、以太網、過程控制單元以及工作站,電氣自動化在過程控制單元的應用是比
較直接的,可以實時顯示設備在運行中的狀態以及運行中的相關參數,并且可
以及時的打印和輸出信號,一方面可以實現向工作站發送信息,另一方面接受
由工作站發來的電力指令,為工程師在工作站的參數設置以及診斷維護提供基
礎。
電氣自動化在電網調度中的應用。電氣自動化的在電氣工程電網調度中的
應用形成了電網調度的自動化系統,電網調度自動化系統的構成包括大屏幕顯
示器、中心服務器、工作站、打印設備以及網絡,結合電氣工程系統中的特有局
域網自動化的實現電網調度的全過程,并且合理有效的實現了電氣工程中的發
電廠、下屬級別的調度中心以及終端變電站自動化連接,所以,電氣工程對電氣
自動化技術的應用可以針對電氣系統實行實時性的評估預測,通過電氣系統運
行狀態的累計數據,預測電力負荷實行經濟合理的電網調度,電氣自動化技術
可以幫助電氣系統及時采集、處理和監控電力數據,在電力數據的支持下進行
電網運行狀況的安全分析。電氣工程管理中的電氣自動化的應用。電氣工程中
的管理充分體現了電氣自動化技術的應用,并在自動化技術在應用過程中側重
于編程上的調試,通過對儀表的工程管理進行分析,傳統的儀表管理工作集中
在流量、溫度、壓力以及液位儀表的顯示等內容上,引入自動化技術后,儀表管
理的工作內容轉向基于集中 PLC 和集散 DCS 控制系統自動化的管理上,
可以對多個溫度、流量和壓力進行集中采集數據、監測控制、輸出控制以及最終
處理,保障儀表管理和控制的精確性和穩定性。自動化技術對電氣工程中的施
工資料、程序系統、隨機性文件以及記錄的調試和檢驗實現由始至終的程序管
理,保證了電氣工程的工作質量和工作真實性。
電氣自動化在變電站中的應用。電氣工程中傳統的變電站的主流工作模式
是采用人工的方式進行電話操作和監視,自動化技術的應用大大降低了人工方
面的開支,而且對于變電站的監控具有強化作用,變電站中自動化技術的主要
應用是體現在對各種設備的運行狀態和狀況實現全方位、多角度的監視,從而
達到對設備有效控制的目的,自動化信息處理方式的參與,減少了傳統變電站
人工操作的環節,使變電站的監測控制呈現系統性狀態,但是極小部分還是需
要人工進行的,比如電力數據的整理。
3 電氣自動化在電氣工程中的融合不足
保持好電氣系統穩定、安全的運行,關鍵是在于能夠充分利用電氣自動化
裝置的功能,并將其所具有的功效全部發揮出來。相比較于傳統的裝置,電氣自
動化既可以極為準確的進行任務的執行,而且其對于電氣設備或者所監測線路
出現的異常或者故障反應非常迅速,可以在極短的時間內根據情況作出合情合
理的判斷。因此,電氣自動化在保證電網穩定、安全、高效運行方面特別有效。同
時,電氣自動化裝置可以取代傳統的員工輪流值班、電站儀表監測和預警信號
等復雜監測方式。此外,其還能夠與 GPS 技術進行融合,迅速的報警錄波出
故障或者異常的情況,為解決電氣系統安全、穩定運行提供有力的支撐和服務。
但是,我們也要看到,此裝置現在還處在初級發展的階段,有些技術在實際
應用時并不是特別成熟,也就難免會造成電氣系統繼電保護中出現問題。比如
說,無法滿足現代變電站所要求的一些內容,無法有效負載現代電網等。同時,
電氣自動化裝置所要求的計算機對于外部環境電壓和外部電壓都有非常高的
要求,這樣就極大地增加了電網的投入成本。還有,該裝置沒有很好的方法能抵
抗雷擊造成的電磁輻射,較容易被電磁輻射干擾到,需要在防雷擊干擾方面增
添一些其他的輔助設備,這無形中又會極大地增加電網的投入成本。因此,該自
動化裝置在電氣系統中的使用情況仍需要我們作進一步的探索。但是,如果電
網有使用需要的話,可以再不斷地完善和補充該裝置的功能、在防護和管理等
方面做好研究和部署,最終實現該裝置功效的有效發揮,進而有效地增強電氣
系統的安全性和穩定性。
4 電氣自動化的發展前景
電氣工程中的電氣自動化技術的發展是具有非常大的潛力的,在未來的發
展中,電氣工程中的一次設備會向著智能化方向發展,實現在線監測,并且電力
互感器的發展方向為“光互式”。
一次設備的智能化發展需要以二次設備的功能時間為基礎,降低一次設備
與二次設備之間連接使用的控制電纜和強信號電纜的使用,保證兩設備之間的
信號傳輸不受距離的影響,所以通過對一次設備結構方面的研究,實現自動化
技術的應用,并且實現某些一次設備重要參數的不間斷的檢測,不僅監視一次
設備平時的運行狀態,同時也預測某些重要參數的變化和波動趨勢,實現設備
故障的可預測性,提高設備的檢修保證,降低檢修周期和檢修成本。而光互式電
力互感器的自動化發展趨勢是有一定的困難度的,需要考慮的因素比較多,比
如如何在較高伏的電壓等級下保證有效的絕緣、如何保證電力互感器設備的質
量、體積以及狀態飽和時的信號穩定。所以這一比較困難的研究課題的存在,使
電氣自動化技術在電氣工程中的發展具有更大的前景。
5 結語
總之,電力自動化技術在我國電力工程的使用中還處于一個發展中的階
段,各方面的技術還不夠成熟,需要相關的研究者加強對這方面技術的研發和
使用。電力自動化技術在服務性場所中的使用,主要是通過現代計算機和網絡
的共同作用,以實現服務性場所照明系統的自動化控制。為了更好的發展電氣
自動化技術,相關電力工作人員還應當注重在結合信息化、智能化的基礎上,不
斷進行自動化技術的研究,最終促進電氣自動化技術達到國際化的水平。
作者簡介
顧中原,出生日期:1984年07月28日,性別:男,民族:漢,籍貫:遼寧省沈陽
市,職稱:助理工程師,所在單位:華晨汽車集團控股有限公司,遼寧省沈陽市
關鍵詞:應用型;分類培養;實踐教學;改革創新
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)30-0121-02
一、問題的提出
目前,新建本科院校正面臨著轉型期的考驗,轉型院校與老牌本科院校相比存在較大的差距,與同類院校、職業院校面臨激烈的競爭。如何完成轉變,順利度過轉型期,是地方新建本科院校亟待解決的問題。
在國家“地方性、應用型”發展目標的指引下,我校提出“基于分類培養的應用型本科人才培養模式”,即以分類培養為背景,將應用型技術技能型人才培養分成技術型、工程型、研究性人才,突出學生實踐能力的培養并貫穿于整個培養過程之中,在培養方案和課程體系上注重實踐能力,重視知識的應用性、實用性,加強與企業的深度合作,從多方面提高人才的培養質量。
因此,以我校電氣工程及其自動化專業為實施對象,明確了以“培養具有創新精神的應用型、技術技能型人才”為目標,以“近期求就業、遠期求發展”為目的特色鮮明的專業人才培養方案。將人才培養定位于輸送生產第一線、實踐能力強的技術型人才;具有開發、設計能力,能夠從事設計、生產管理的工程型人才。
二、實踐教學改革與創新
基于明確的人才培養目標和定位,我校以電氣工程及其自動化專業為例,在實踐中不斷加強教學改革,尤其對實踐教學體系做了大膽改革和創新,以保證人才培養目標的實現。
1.構建適合地方經濟的專業課程體系。結合東北地區經濟和建筑類院校特點,制定了電氣工程及其自動化專業的課程體系如圖1所示。主要包括人文社科課、公共基礎課、專業基礎課、專業課以及實踐環節五部分。
課程體系在基礎培養方面體現厚、實,專業培養方面體現寬、新,即培養科學基礎厚,專業口徑寬,應用能力強,整體素質高的應用型、技術型人才,以整體優化為主,加強創新能力的培養,重視綜合素質的提高。其主要特點是突出智能建筑技術特色,重視在課程設置中注意課程的整體性和合理性,開設了建筑通信工程、土木工程概論、建筑設備自動化等反映本專業的特色課程,同時加大了專業實踐環節的學時,增加了智能建筑實習和智能建筑技術綜合課程設計、CAD集中周等實踐教學內容,有利于提高學生對智能建筑技術知識的綜合運用能力、實踐能力和創新能力。課程體系注重強電與弱電結合、軟件與硬件結合、電氣工程與控制工程結合、電氣自動化與智能建筑技術結合,充分體現注重基礎知識、加強實踐環節、重視專業特點、突出智能建筑特色、反映時展需求的特點。
2.健全實踐教學體制。在應用型人才分類培養方案中加大實踐教學力度,將實踐教學環節設置為:專業基礎課實驗、專業課實驗、課程實習、課程設計、認識實習、CAD集中周、專業實踐、畢業設計、專業實訓、實踐教學活動等。
在構建實踐教學體系時,將各實踐環節有機結合,形成系統、科學、完善的實踐教學體系,同時在專業基礎實驗和專業實驗的課程內容上從整體上考慮內容的完整性和系統性,使教學內容前后銜接、循序漸進、由簡單到復雜、層次分明、特色鮮明。
實驗教學以“實驗+工程訓練”為載體、全面提高學生的工程應用素質為目標,建立分階段、多層次、模塊化、開放型、教學模式。根據理論教學、實驗教學和自主研學的現代教學模式確定模塊功能,根據模塊功能確定實驗項目。根據建筑電氣與智能化技術的發展,引進具有建筑智能化工程應用背景的綜合性、設計性實驗項目,更新實驗內容。將實驗分成:基礎理論驗證實驗、綜合設計性實驗、開放研究實驗,滿足不同層次學生的要求。
課程實習和課程設計,結合電氣工程及其自動化專業特點,設置建筑供配電及照明課程實習、課程設計;智能建筑技術課程實習和課程設計,課程實習和設計與理論課內容緊密結合,突出專業特點,課程設計內容體現先進性、綜合性、實踐性。在智能建筑課程設計中,通過智能建筑工程實例設計,提高學生工程設計能力、知識的綜合運用能力、分析問題和解決問題的能力。以《建筑供配電》課程為例。該課程中期配有實驗,采用天煌廠家電力系統自動裝置試驗臺,針對繼電保護等內容進行不少于16學時的實驗課程。使學生通過實踐操作加深繼電保護等工作原理,做到理論與實踐相結合。課程結束后配有實習,讓學生親自給配電柜安裝和接線,使學生直觀了解供配電的原理和組成。實習結束后配有課程設計,利用實際工程項目,在條件圖的基礎上,讓學生獨立完成民用住宅的照明、插座、供配電設計和防雷設計等內容,每人一題,真題真做,以答辯的形式結束驗收。
充分利用大學生實踐教學基地,開展大學生科技活動,大學生電子設計競賽和專業實訓達到創新培養的目的。通過不同的渠道設立多種的學生自主實驗項目和研究項目,創造學生自主實驗、個性化學習的實驗環境,支持學生參加各種競賽,引導學生參與教師科研項目,將科研成果和科研經驗引入實驗教學,使學生能充分理解實驗項目在科研中的應用背景,引導學生的科技創新思維,讓學生參與教師科研項目,提高學生的科研能力。
3.采取多樣化教學方法,深化考核方式改革。改變以往課堂上老師“滿堂灌”的教學方法,在教學中培養學生的實際動手能力。以工程應用類課程為例,課堂上除了講述、多媒體展示等方法外,還可以給學生布置大作業,針對教學內容中某一重點內容讓學生主動查閱資料,獨立制作幻燈片,在課堂上與老師同學展開深入討論。這樣既能鍛煉學生查閱資料、整理資料的能力,又能鍛煉學生語言表達能力,為今后就業打下良好基礎。
改革原有重理論、輕實踐,重結果、輕過程的考核方式,加強對學生能力的考核,注重過程考核,鼓勵教師通過開放式作業、課程論文等方式進行過程考核,注重對學生學習過程的考查,對學生實行分階段教學效果評估,每學期通過幾個階段進行評估,形式不拘泥于筆試,可以是PPT報告、大作業(小論文或小設計)或口試。
4.加強師資隊伍建設。建設一支高水平師資隊伍是做好實踐教學工作的基礎和前提。著眼學生實踐能力和創新能力的培養,圍繞著社會對應用型人才的需要,應用型地方高校應打破傳統的師資體系,建立一支數量充足、結構合理、實踐動手能力強的“雙師型”的實踐教師隊伍,以完成應用型本科實踐教學內容。教師在教學過程中不僅要把知識傳授和應用能力培養有機地結合起來,更要開發學生創新創業精神。只有教師隊伍強大了,才能無限大開發學生潛力。
5.積極開發校內外實踐基地。實踐基地是實現實踐教學的主要場所。對建筑類高校實踐活動的組織者和管理者來說,應根據學校和專業特點積極探索新形勢下高校實踐形式,引導學生由參觀、調查、訪問為主轉向參加項目申請過程、設計實際工程項目、參與工程驗收、開展科研攻關、技術服務、產品開發、推廣等形式,逐步使實踐活動走向專業化,為廣大學生創建知識創新的平臺。
根據建筑類學校特點,我校建立了校內變電所和開閉所為實踐教學基地,與遼寧省建筑設計院、中科院自動化研究所、鵬博士網絡公司等單位建立長期穩定的合作關系,建立校外實習實訓基地10個。讓企業參與到人才培養的各環節之中,滿足社會對應用型人才需要,有效提高學生的實踐能力,縮短學生參加工作后的崗位適應期。
參考文獻:
[1]張耀武.對于高校實踐教學改革的研究[J].教育教學論壇,2014,(01).
關鍵詞:電氣工程 電氣自動化 問題 應用
一、前言
電氣工程和電氣自動化涉及的范圍和領域十分廣泛,主要有電子、電工、計算機工程和自動化等學科及綜合,電氣自動化屬于傳統的國民經濟發展需求的基礎性專業學科,目前很多崗位都要求具備本專業的技術人才。強弱電的相互結合、計算機技術和自動化技術的結合是電氣自動化專業的重要特點,從而實現大型生產中智能型設備和生產過程的電氣自動化。我國從二十世紀九十年代以后,現代電器設備就已經發展為以通信技術、計算機技術和網絡技術等多種叫配電綜合的電氣自動化系統。
二、電氣工程和電氣自動化概述
電氣工程是如今高新技術領域中十分重要的學科,也是現代科學領域中研究的十分熱門的學科。目前最有成就的就是電子通信技術的廣泛應用推進了以計算機網絡為中心的信息時代的發展,而且已經徹底改變了人們原有的生活方式和工作方式。從某種程度上來看,電氣工程的發展已經能夠從一定意義上表現國家的科技水平。 電氣自動化是電氣工程及其自動化的簡稱,應用范圍十分廣,從電氣開關的設計到科技航天研究,都會應用到電氣自動化。電力發展也很大程度的促進和提高了人們的生活水平,電力應用的深化和發展,促使在當今時代電氣自動化已經成為國民經濟和生活現代化的標志。
三、電氣自動化技術在電力工程中的應用
1.電網調度的自動化
以電網調度的打印設備、工作站、中心服務器、大屏幕顯示器和計算機網絡構成的電網調度自動化系統,都是通過電力系統專門的局域網在系統的可調度范圍內的發電廠、夏季電網調度中心,以及測量控制設備等終端實現自動化系統。在現在的電網調度領域中,電氣自動化技術的作用十分重要,主要包括電力系統運行狀態的評估、根據數據對電力負荷的分析和預測,以及在此前提下實現發電控制和經濟調度的自動化,但是一般情況下,只有省級網上的電網才會允許這樣做。電力工程在生產過程中,對數據實施收集、處理和監控是核心內容,獲取數據后對電網運行情況和安全情況進行掌握,能夠更好的控制現代電力市場的需求。
2.電廠分散測控系統
多數在發電廠中的分散系統都利用分層結構,在實際的應用過程中,主要是由高速數據通訊網、以太網、過程控制單元、運行人員工作站及工程師工作站等構成。其中過程控制單元由可溶于配置的主控模件和輸入輸出模件構成,而主控模件是通過冗余只能輸入輸出及其總線模式來實現通訊的連接。既可以用于直接生產過程的有過程控制單元,也可以直接接收電氣量、熱電阻、開關量、現場變送器和脈沖量等多種信號,通過運算處理之后,實現對設備運行的參數和狀態進行顯示,并打印和輸出信號,采用這種方法能夠實現對運行機構的直接驅動,并且對生產過程中的檢測、聯鎖保護和控制有很大幫助。運行員工和工程師工作站利用的是人機接口,由兩個部分組成,其一是接收由工作站發來的指令,其二是運行員工工作站發送信息,這兩種方法都能實現控制機組運行狀態金控和操作人員監視。還有一種是工程師工作站,主要為工程師提供各種設置,并對系統組態的診斷和維護方式進行修改。
3.變電站自動化
在電氣工程的變電站自動化生產過程中,為了加強監控能力,利用電氣自動化技術代替了人工堅實和電話及人工操作,就是電氣自動化技術應用的重要原因,并且該技術的應用在實際的運用過程中,能夠提高變電站運行效率和水平。也就是說,實現變電站全面性多層次的監視電氣設備的運行狀態和效率,并實現高效率的控制,這就是自動化技術應用的最終目的。利用電氣自動化技術的變電站具有以下幾個特點:利用全微機化的先進設備代替原來使用的點此話設備;操作監視利用計算機屏幕形式;計算機電纜傳輸數據的形式被電力信號電纜接收數據來代替;自動化的管理和統計變電站的各種數據。對于上述總結出的變電站的自動化應用是很容易發現的,在當代的電力生產中,實現變電站的自動化是十分重要的部分,也能夠滿足和適應變電站的各種任務和操作,從而形成了如今的電網調度自動化是電氣自動化技術應用的必不可缺的一部分。
四、電氣自動化的發展趨勢及可能要面臨的問題
電氣自動化應用領域很廣,如電器開關、飛機汽車生產等,那么電氣自動化的發展方向就應該有全局思考。首先是向核心競爭力方向發展,我國應該投入雄厚的資金用于電氣自動化的創新和研發;其次是向電器智能化發展,如自動控制、CIMS、機器人和專用集成電路等方面。
根據我國建筑行業的相關法律法規,建筑行為中各類房屋建筑及其附屬設施的建設及配套管路行為中的建設管理活動都做出了相關規定。但是實際情況確實住房城鄉建設部門、鐵路部門、水利部門及交通運輸等多個部門交叉對相關的建筑項目進行管理。這樣看來現有的這些法律法規是遠遠不夠的,而且這些法律法規沒有及時更新,并不能適應現在的實際情況,管理過程中存在諸多問題。例如組織機構設置不統一,沒有落實相關法規政策等等。為了更夠更好地發展電氣自動化,技術人員及管理人員應該做出適當更新,在適合我國發展特色的情況下適當借鑒國外好的經驗,取長補短。在我們堅持不懈地努力之下,我國的電氣自動化事業一定會得到更好更快發展,同時為具有我國特色的社會主義事業的發展貢獻一份力量。
五、結語
總之,電氣自動化運用在電氣工程中,已經成為國家經濟發展水平的標志,也已經成為電氣工程技術的重要支柱。現代化、國家化和全球化的科技發展背景下,電氣自動化已經成為工業發展的動力和基礎,并且有了很大的變化及快速的發展。上述對電氣自動化在電氣工程中的應用進行分析和研究,并對電氣自動化的發展可能面臨的問題進行探討,希望對相關學者和研究人員有參考價值。
參考文獻
[1]劉鵬,羅繼承.談談數控技術在電氣工程中的應用[J].商品與質量,2010,(03).
【關鍵詞】電氣工程 學科方向 認識
一、電力系統及其自動化
電力系統是指:發電,變電,輸電,配電,用電等設備和相應輔助系統,按規定的技術和經濟要求組成的一個統一系統。電力系統的根本任務是向用戶提供安全,可靠,優質,經濟的電能。對電力系統的基本要求:有充足的備用容量,實現快速控制。
就目前時局背景來看,全世界提倡節能減排,發展新能源已經成為各界共識。從長遠來看,氣候變化要比金融危機更加重要,因為它涉及人類的生存和發展。在經濟發展越來越受到資源和環境約束的今天,已經迫使全人類不得不重新思考自己的發展模式。如何應對氣候變化、堅持可持續發展、走綠色復蘇之路,而解決氣候變化問題的根本措施就是發展新能源。作為新能源,太陽能、風能可以利用,但如果大規模、遠距離輸送電的難題沒有解決,水電、煤電還是要作為主要的能源。
在此背景下大力發展新能源,如何解決新能源發電上網就是重點,也就是運用現代控制理論,電子技術,計算機技術,通信技術,圖像顯示技術等科學技術的最新成就來實現電力系統自動化,實現數據監測,設備狀態評估,判斷可能出現的故障,并提示相關工作人員設備可能存在的不安全因素;根據數據,控制中心調整網絡結構和運行方式。依據設備狀態,工作人員幫助優化設備檢修和設備更換時機,減少維修成本和停電時間等。
二、電器與電機及其控制工程技術
自從工業革命以來,機器的生產逐漸取代了手工生產,而機器生產就少不了電機的存在,無論是在發電領域還是在用電領域電機在其中都站了重要的地位,隨著時代的進步,電機的重要性在機器生產和發電中更加突出。而電機也從從前的單一電機變為了功能各異的專業性電機。在發電領域,如核能發電機,磁流體發電機,風能發電機,太陽能發電機,潮汐能發電機。而在電動機領域,如高性能永磁電機,交流異步電動機,單相異步電動機,罩極式電動機,磁滯同步電動機等。
電機的發展不僅極大的提高了人類的生產力,同時也極大的豐富了人類的生活。在我們的日常生活中,電機無處不在,我們的空調,我們的電冰箱,我們的微波爐,我們的電腦,或多或少都有電機的存在,甚至有人把一個家庭中擁有電機的數量看作是衡量一個家庭生活水平的標準。可見電機在我們生活中的重要性。
隨著一些新技術的發展,電機的性能還會得到更大的提升。例如,如果常溫超導材料研發成功的話,這將使超導電機繞組的電阻損耗降為零,既解決了電樞繞組發熱、溫升問題,又使電機效率大為提高。更重要的是超導線的臨界磁場強度和臨界電流密度都很高,使超導電機的氣隙磁通密度和繞組的電流密度可比傳統常規電機提高數倍乃至數十倍。這就大大提高電機的功率密度,降低電機的重量、體積和材料消耗。這不僅將極大的方便人們的生活,在軍事領域更是起到無比重要的作用。
三、高壓絕緣技術
這個領域的技術水平要求很高,有“三強”,即:試驗性強,理論性強,交叉性強(尤其與材料學的交叉)。對于電力生產者來說,在實現可持續發展的條件下保證高質量、高效率、低污染的電能供應,以達到保護生態環境,節約能源,實現電力供應與經濟、社會環境的可持續發展相適應是必須的。高壓與絕緣技術是實現這一目標不可或缺的一部分。
該學科的主要運用范圍:建立有工頻高電壓、支流高電壓、雷電沖擊高電壓、操作沖擊高電壓、沖擊大電流以及高功率脈沖技術等裝置;測量用的有靜電電壓表、高壓示波器、專用的分壓器、分流器等。近年來,隨著計算機和微電子技術的廣泛應用,數字化測量技術和電器設備在線運行狀態的再線監測、故障診斷技術得到了很大的發展。
四、電工新技術
電工學科涉及新材料、新工藝、新能源、新環境,它在國防、醫療和一些工業領域有著舉足輕重的地步。我國是一個開放大國,必然要在這個領域上同國際上的強國競爭。從長遠考慮,無論是經濟上、軍事上還是技術上,都要依靠科技的發展才能有強大的競爭力。
國內在電工新技術方面研究的問題大致可以分為以下幾項:
①高功率脈沖技術 ②等離子體技術 ③超導電工新技術 ④環境保護中的電工技術 ⑤精密微細電加工技術 ⑥生物、醫學中的電工新技術 ⑦電磁場對生態環境效應
研究電工新技術可促進核能和可再生能源的應用發展,使之更快的在技術和經濟上成熟起來,例如:核電發電、磁流體發電、風能發電、太陽能發電、其他新能源發電。電工新技術可以促進交通運輸方面的磁懸浮列車、磁流體推進船、電動車的發展推進,醫學上的超導核磁共振成像裝置的研究等。
五、電力電子技術