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关键词:自动化生产线;教学方法;电机与电气控制;PLC;课程设计
中图分类号:G712文献标识码:B文章编号:1006-5962(2013)02-0027-02
高职机电一体化专业课程设置的培养目标是:面向工业企业生产现场,电气控制系统制造公司、机电设备制造公司、机电设备、电气设备、工控设备制造公司或公司、科技开发公司,培养适应社会需要,全面发展,适应本专业相对应职业岗位的高等技术应用性专门人才,主要岗位群定位是自动化设备安装员、自动化设备调试员、中高级维修电工等,本专业有五个主干学科:电气工程、电子工程、机械工程、计算机科学与技术、控制科学与工程,都是为了岗位需要设置的专业知识。其中《自动化生产线安装与调试》作为一门核心专业课在第四学期进行了贯穿和综合。
1自动化生产线的课程设置
机电一体化专业人才培养能力有:识图绘图能力、机电安装调试维修能力、电控系统调试检修能力、自动线调试维护能力、机电设备管理能力及机电产品营销能力等。《自动化生产线安装与调试》前序课程有PLC技术、传感器技术、电机与控制,后序课程有机床维修等。在我们所要实现的教学目标中知识目标涉及到:机械手工作原理、握机械手控制原理、机械手气动原理、熟悉安全操作规程;能力目标有:对已安装的机械手机械部件进行测量;对机械手的气路进行基本调试;根据故障现象判断故障部位;检查分析、找到故障点并分析解决故障;遵守安全操作规程;素质目标有严谨的职业态度、规范的操作习惯、创新精神、团结协作精神、自主学习精神及沟通能力。
此核心课程以项目驱动教学开展课程教学,提升学生的职业能力,以具体自动化生产线为载体,融合认知、安装、调试和检测等内容,实现教、学、做、评一体化教学,突出课程的职业性、实践性和开放性。以学生为主体,采取多样化教学方法。以自动化设备改造为工作过程,涉及电路图分析、电气图设计、程序设计、设备组装、设备运行调试、设备检测、设备维护等行动领域,设置六个学习情境:零配件拆装、传感器检测、气路检测、异步电机检测、步进电机检测、整体检测调试,分成20个任务。
项目一:供料站的安装,有机械拆装、气路拆装、电器拆装三个任务;项目二:加工站的安装,设计任务有加工站组装、光电传感器检测、限位传感器检测三个任务;项目三:装配站的安装,设计任务有装配站组装、电磁阀检测、气缸检测三个任务;项目四 :分拣站的安装,设计任务有分拣站组装、传送带的检测、异步电机的检测、变频器的检测四个任务;项目五:输送站的安装,设计任务有输送站组装、光纤传感器检测、机械手检测、步进电机的检测、溜板检测四个任务;项目六:整体运行调试,有PLC控制网络构建、程序编写、综合调试三个任务。
2自动化生产线的教学方法与评价设计
2.1教学方法。
(1)讲授法:讲解项目任务,传授项目任务相关的知识点,针对学生实施过程中出现的不足进行知识点的说明。
(2)现场教学法:在符合生产要求的工作环境中进行操作技能和维修应用能力实践,提高职业氛围,在工作过程中提升学生的职业道德、职业素养和岗位适应能力。
(3)任务驱动法:将教学过程融入项目任务中,让学生自主讨论分析实施,学生在工作过程中得到知识。
(4)小组讨论法:学生每六~八人为一个小组,小组讨论分析,讨论解决,分工协作完成项目任务。
六步教学实施:明确任务、讨论分析、制定方案、检测故障、检验效果、总结分析。老师交代目标,注意观察和记录小组对现象分析情况,解答学生提出的问题,对跟主题分析偏离太远的小组予以引导,让学生自行摸索,在后期对学生可能会引起事故或损坏设备和工具的异常操作给予纠正,最后老师组织小组进行故障排除工作汇报,互评,并对每组进行考核评价,再引导学生自行总结。
2.2评价设计。
课程采用过程考核与期终考核相结合、企业考核与校内项目考核相结合、教师考核与学生考核相结合的多元化考核方式,利于理论联系实际,有利于学生的学习创新和思考,更督促他们到实际中去发现和改进,去寻找合适自己的项目和课题。
课程考核为:校内项目,企业,综合实训三大类。当堂课的考核有:教师考核、小组互评、小组自评;教师考核内容为五项:任务分析情况,实施方案制定,任务完成质量、分工协作精神、故障检测手段、安全操作规范、小组总结。
和很多专业课一样,多种教学方法和全面的评价方案,有效保证了教学效果。
3相关课教学
3.1电机与电气控制的教学。
本课程以发电机为主题,以工作任务为导向,以工厂实用型电气控制系统设计、安装、调试与维护情景教学为主线贯穿全课程,用实物进行直观性教学,使学生感性认识强,理性认识够。
典型的教学任务有三相异步电动机全压启动、三相异步电动机长动控制、三相异步电动机正反转控制、三相异步电动机延时启动控制(或三相异步电动机Y-降压启动)、机械手控制等。
课程特色是学生充分利用所学知识、网络资源、闲瑕时间作为期三个月的“继电控制课程设计”。任务书要求能够根据功能要求选择个元器件的类型及其型号;了解个元器件的工作原理和使用方法;把各元器件连接起来实现本课程设计的要求。设计内容和要求:两台电动机都存在重载启动的可能,任何一级传送带停止工作时,其他传送带都必须停止工作,控制线路有必要的保护环节,有故障报警装置。课程设计书要有课题介绍、题目、摘要、总体方案设计、设计目的、控制要求、设计要求、 硬件选型、主电路原理图的设计、 控制电路原理图的设计、重载保护电路设计、欠压保护电路设计、总结。
3.2PLC教学。
PLC是可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)的简称,早期是一种开关逻辑控制装置,随着计算机技术和通信技术的发展,其控制核心采用微处理器,功能有了极大扩展,除了最广泛的取代传统的继电器-接触器控制的开关量逻辑控制外,还有过程控制,数据处理,通信联网与显示打印,PLC接口采用光电隔离,实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离,减小了电磁干扰。
PLC有5种编程语言:
(1)顺序功能图(SFC)。
顺序功能图常用来编制顺序控制类程序,包含步、动作、转换三个要素。顺序功能编程法是将一个复杂的控制过程分解为小的工作状态,这些状态按顺序连接组合成整体的控制程序。
(2)梯形图(LD)。
梯形图沿袭了继电器控制电路的形式,是在常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的,形象、直观、实用,电气技术人员容易接受,要求用带CRT屏幕显示的图形编程器才能输入图形符号,是目前用得最多的一种PLC编程语言。
(3)功能块图(FBD)。
功能图编程语言是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言,与数字电路中的逻辑图一样,极易表现条件与结果之间的逻辑功能。
(4)指令表(IL)。
采用经济便携的编程器将程序输入到可编程控制器就用指令表,使用的指令语句类似微机中的汇编语言。指令表程序较难阅读,其中的逻辑关系很难一眼看出,所以在设计时一般使用梯形图语言。如果使用手持式编程器,必须将梯形图转换成指令表后再写入PLC,在用户程序存储器中,指令按步序号顺序排列。
(5)结构文本(ST)是文字语言。
编程语言的学习是PLC教学的一项重要内容,中间加以不同的应用实例:顺序控制电路、常闭触点输入信号的处理,使用多个定时器接力定时的时序控制电路、三相异步电动机正反转控制电路、钻床刀架运动控制系统的设计,LED数码管显示设计,还经常根据继电器电路图设计梯形图。
增加的学习情境还常有如下任务:洗手间的冲水清洗控制、进库物品的统计、竞赛抢答器装置设计、彩灯或喷泉PLC控制;寻找数组最大值并求和运算、电热水炉温度控制等。
3.3单片机。
单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。用于示波器、报警系统、移动电话、彩电等日常方面,在智能仪器仪表、工业控制、家用电器、计算机网络和通信领域、医用设备领域、工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域也都有广泛应用。
数据大都在单片机内部传送,运行速度快,抗干扰能力强,可靠性高,微型单片化集成了如看门狗、AD/DA等更多的其它资源。教学内容以80C51为核心讲授单片机的的引脚、存储器组织结构、典型语句,以实例应用为线索:单灯受控闪烁、P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯、单片机做加、减、乘、除运算等项目。各子任务都作硬件电路及工作原理分析、主程序流程图设计、源程序的编辑、编译、下载、单片机的I/O接口分配及连接。
教学采用ISP-4单片机实验开发板,可以完成大量的单片机学习、开发实验,对学习单片机有极大的帮助。该板采用在线可编程的AT89S51单片机,有程序下载功能,可将编辑、编译、调试好的单片机代码下载到AT89S51单片机中。
3.4变频器技术及应用。
变频技术让学生熟练掌握各种电力电子器件的工作原理、主要参数、驱动电路与保护技术;掌握交-直-交变频器、交-交变频器、谐振型变频的工作原理和应用范围;掌握脉宽调制控制、矢量控制和直接转矩控制等先进技术;了解变频器与感应电动机组成变频调速系统、变频器与双馈电机组成调速系统、变频器与同步电动机组成变频调速系统,掌握电力电子电机系统的组成、工作原理、控制方法、运行特性等,是强电应用和现代技术推广的有力体现。
3.5传感器与自动检测技术。
传感器技术代替人的感观,在各种环境下应用,检测技术是一套有效的反应体系,包括信息的获得、测量方法、信号的变换、处理和显示、误差的分析以及干扰的抑制、可靠性问题等。因此掌握常用传感器的工作原理、结构、性能,并能正确选用,了解传感器的基本概念和自动检测系统的组成,对常用检测系统有相应的分析与维护能力。对工业生产过程中主要工艺参数的测量能提出合理的检测方案,能正确选用传感器及测量转换电路组成实用检测系统的初步能力。
教学过程进行小论文制作,让学生提高计算机应用水平,使学生从文字处理水平提高到办公处理水平。对分节、目录、文献标识作严格要求。题目如数字显示电子称、基于霍尔传感器的转速表、单片机电子秤研究、光纤测温仪、烟雾报警器、小车寻迹设计、电熨斗自动恒温系统、电涡流探伤、电感测厚仪等。
4毕业论文指导分析
毕业论文专业联系实际,通常小型自动化系统以单片机为主,大型自动化生产线以PLC为主,系统运行动力离不开电机,观察离不开传感器,调速可用变频器,综合所学,学生的论文涉及广泛,有效教学可对应从如下方面侧重指导。
4.1立意选题。
根据实际和研究方向做好侧重和体现,如“触摸屏控制的碱液配置系统”和“两种液体混合装置的PLC控制系统”的系统性和方向性,“车库自动门的PLC自动控制”和“测速雷达信号处理系统”的检测指标要求等。
4.2材料整合。
在任务要求明确的基础上,首先确定相关技术指标,对应查找并列出论文结构,一份毕业论文至少含有三到五门课的内容,对应于研究方向进行相应编排和取舍。
4.3技术处理。
所搜集图片的背景往往有水印,要去掉,图片按要求进行不同方向的剪切。图表里的文字应是五号或小五,注意表格标题要单独标出等等格式要求。流程图、梯形图的设计与表现。
多种教学方法和理论联系实际教出具有学习能力和创新能力的学生,系统的学习与应用创造练就出具有竞争力的学生,专业课的有效教学和毕业论文的顺利设计将显示本专业沉甸甸的含金量。
参考文献
[1]吕景全.《自动化生产线安装与调试》,中国铁道出版社,2010年7月
[2]马玉春.《电机与电气控制》,北京交通大学出版社,2011年1月
[3]李建新.《可编程控制器原理及应用》,机械工业出版社,2012年9月
关键词:滴灌自动化;控制;质量监理
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.257
0 引言
滴灌自动化控制在我国发展依然处于起步阶段,滴灌自动化技术的应用不仅提高了农业灌溉的有效率,也从根源上解决了我国水资源紧缺等问题。与此同时,监理控制主要是从工程各方面分段控制,做好技术准备工作、设计阶段的控制和施工过程的控制,有效保证工程的质量,进而提高工程项目的灌溉率[1]。一般来说,滴灌自动化要做好施工质量控制工作,从各个方面了解设备性能,确定施工安装的技术要求与方法,并从设备安装工程角度明确施工要点,从均匀灌溉角度与节水灌溉角度加深滴灌自动化控制质量的监理,才能逐步提升滴灌自动化控制质量,更好的服务农业经济发展。然而,如何做好滴灌自动化控制|量的监理,论文作了以下简要概述。
1 滴灌自动化控制质量监理工作的技术准备
滴灌自动化控制质量监理工作的技术准备,加强专业技术能力的储备、总结滴灌自动化项目经验、深入分析水力自动化工程特点、加强水利自动化工程控制工作等方面进行。具体体现如下所示:
第一,加强专业技术能力的储备。滴灌自动化工程主要有自动控制、计算机、系统工程、信息技术以及地理信息等,相对而言滴灌自动化工程包括的专业比较多。快速发展的自动化技术产品升级较快,也有更新速度非常快的设备,需要体现滴灌自动化工程的专业性与复合型。
第二,总结滴灌自动化项目经验,发现问题并解决问题。滴灌自动化控制原有设计不可避免存在各种问题,比如说选择合适的滴灌带、确定阀门位置时没有分析自动化的根本需求,也就增加了自动化成本,降低灌水均匀度,也带来了滴灌故障一系列问题。然而,自从滴灌应用自动化技术后,从滴灌自动化的需求出发,才降低了系统成本,逐步提高了系统运行可靠性。
第三,深入分析水利自动化工程特点。一般来说,水利自动化工程比较复杂,相关人员仅提供方案和一些设备清单,缺乏详细施工设计图纸,以至于工程项目前期控制作用不突出。监理工作进行时需要耗费很多精力规划图纸,做好图纸会审工作,应从设计交底角度做好结构体系与关键环节的控制。滴灌自动化控制质量监理工作的进行,就要从设计意图、设备选型、施工工艺角度综合考虑。
第四,水利自动化工程的控制,就要从切实可行的监理细则出发,制定合理的监理规划,从规范标准和仪器设备角度做好工程的控制工作。与此同时应做好监理规划工作,加深人们对工程的熟悉与认知,才能有效开展监理工作。
因此,滴灌自动化控制质量监理工作的进行,技术准备工作必不可少,加强监理工作人员的专业知识技能,应从前瞻性的角度总结滴灌自动化项目经验,应分析项目现实情况,做好自动化工程的质量控制工作。
2 管网改造设计阶段与自动化设计阶段的控制
滴灌自动化控制的监理工作并不是单一的,而是需要从设计环节做起,确定切实可行的设计方案,进而做好自动化设计的有效控制。一般来说,滴灌自动化控制质量监理工作的进行,可从管网改造设计阶段做起,提升灌溉效果,做好自动化设计控制工作,才能保证系统的稳定进行。
第一,管网改造设计阶段的控制。管网改造时要及时发现并解决原有设计的问题,从自动化需求角度选择滴灌带、确定阀门数量和未知。先导式电磁阀打开要借助于水头压力的作用,这一过程必然损失了水力,灌溉效果极其不佳。改造官网时要从工程遇到的问题出发,监理方、组织专家与建设方要积极参与考虑,从自动化需求角度出发,进一步降低项目成本,才能保证系统灌水的均匀性,提高系统的稳定可靠运行性。
第二,自动化设计阶段的控制。确定项目工程地点,由于一些野外大田的气候条件比较恶劣,昼夜温差比较大,自动化设计环节需要从网络拓扑结构与设备功耗角度出发,与此同时应从设备性能与网络稳定性角度出发,才能做好田间灌溉控制工作。一般来说,田间灌溉控制环节,主要有现场总线通信方案、有线通信方式、GPRS通信方案与433MHz星型无线网方案等,而方案的确定要根据实际施工情况确定与之合理的施工方案。
3 施工质量控制
做好施工质量控制工作,可从监理细则角度严格审查施工法,做好产品质量控制工作,加强工程质量检验工作。原材料和设备进入场以后,即使检查设备型号、规格与数量等,以巡视和跟踪的方式做好系统测试工作。应及时抽查与测试设备的关键性能指标。质量控制环节,就要做好灌水均匀度测试工作,一般来说,作物的生长情况和灌水均匀度密切相关,一旦损坏了管道的水头,灌水均匀度也就受到很大的影响。施工方与设计方就要对任一地块进行均匀度试验[2]。这一信号的测试需要从现场情况规划设计信道,并确定规划文档。测试阀控器稳定性时,要从阀控器设备本身的稳定性角度出发,测试电磁阀开关控制的稳定性。与此同时应做好阀控器功耗测试工作,选用5号干电池实现供电,设计过程保证灌溉电池的使用量。一旦阀控器稳定性高,且功耗性低,系统才会有高质量的运行,进而为用户带来更大的效益。施工控制环节也要做好首部控制器的测试,可从专业技术角度出发,采取旁站监理的方式全面监控测试的结果。应测试监控中心软件,认真核实设计方案与实施的计划,一旦开发完成以后,从审核角度确定测试计划与测试用例,应做好施工方测试记录准备工作,进一步明确测试分析报告。测试分析报告提交以后,从业主试运行角度编写测试用例,并对其进行抽测,确保质量。
4 结语
总而言之,滴灌自动化监理控制需从多个角度做起,这就要求监理工作人员专业技术高超,应有更强的专业能力。滴灌自动化监理工作的推进,监理工作人员应从借鉴学习角度及时补充专业知识,做好自我技术能力的储备工作,应始终保持认真负责的态度,合理使用质量控制手段,确保滴灌自动化控制工程的顺利完成。
参考文献:
关键词:数字技术;工业电气自动化;应用;创新
近年来,计算机技术得到了十分迅速的发展,其应用领域也越来越广泛,基于数字理念的新技术在电力工业领域中的使用范围也越来越广泛,与普通的技术手段相比而言,数字技术的可操作性与可靠性更加的理想,性价比也较高,能够实现工业电气自动化的智能操作,也可以在一定程度上促进电力工业的发展,为了更好的实现工业电气的自动化发展,就需要对数字技术在工业电气自动化中的应用进行分析与创新。
1.数字技术在工业电气自动化中应用的作用
电气自动化对于国民经济的发展有着重要的作用,这不仅是科技产业化的载体,也是科学技术物化的重要基础,在科技水平的发展之下,数字化技术已经在电气工业自动化领域中得到了广泛的应用,这不仅能够促进该领域定量化与综合化的发展,也能够提升工业自动化领域的自动化水平。截止到目前为止,自动化技术也应用在电气工程、过程控制、科学计算、经济、信息、人工智能机网络通信系统以及计算机辅助系统之中,从这一层面而言,将数字技术应用在工业电气自动化中能够对计算机系统起到应有的辅助作用。
此外,数字技术不仅能够辅助计算机系统进行检测与管理,也能够对工业电气自动化开展维护,数字技术的广泛应用可以减少工业电气自动化设备的使用,也可以显著的提升其准确率与便捷性,此外,数字技术与光纤网络和数字化互感器的融合也可以显著的提升自动化应用的有效性以及安全性。与普通的技术相比而言,数字技术也具有操作简单、逻辑能力强的特征,可以更好的对数据信息进行识别,这样便可以减少人力、物力与财力的浪费,也能够保证工业电力自动化的持续性。在具体的操作过程中,操作人员仅仅需要对相关的指令进行传达与指示,数字技术便可以判别出其中包含的信息,并通过网络、光线、微波、电缆等完成信息的传送过程,这就大幅的提升了系统的工作效率。
2.数字技术在工业电气自动化中的创新应用方式
截止在现阶段,数字技术已经在工业电气自动化中得到广泛的应用,也取得了一定的发展,但是由于各种因素的影响,数字技术在工业电气自动化中的应用还存在一些不足之处,最为突出的表现就是发展时间短,未出现标准、统一的规范,且专业性的技术人才数量较少,这就限制了数字技术的应用。此外,我国互联网技术虽然得到了完善的发展,但是其智能化水平也相对降低,这就导致数字技术的智能化水平也普遍偏低。在社会的发展之下,电力行业对于数字技术的应用要求也越来越高,为了满足电力行业的发展,必须要创新数字技术,就目前的情况来看,数字技术的创新方式包括完善程序化操作、智能化安装以及使用虚端子几种形式,下面就针对这几种形式进行深入的介绍。
2.1. 完善程序化操作
完善程序化操作的前提就是调度命令,为进行调度命令之前,必须要将审核票据进行数字化处理,并设置好人工操作界面,并以此为基础设计开关与闸刀,并不断完善整个系统的功能。此外,为了保证提升系统的各项功能可以得到顺利的实施,可以先进行模拟工作,保证系统能够达到默认识别的状态,这时,即使工作人员不在场,系统也可以实现正常的运作。
2.2. 实施智能化安装
为了实施智能化安装,可以广泛的将光纤技术利用起来,在连接的过程中,利用间隔层与智能终端实现数据的采集与控制,以便完成双重设计终端的操作,其中一部分能够实现对现场信号的传达与遥控的保护,另外一部分则需要提升整个系统的可靠性。与此同时,还需要完善工业电气自动化程序的接口,设置好PC自动化平台,并将此平台与MES和ERP系统来接连,此外,为了保证数据质量,一般情况下,通讯标准则使用TCP/IP,这样就能够满足用户对不同数据标准的实际需求。这样不仅可以提升通讯的智能化效果,也能够解决平台自动化的问题。考虑到以上的因素,将数字技术应用于工业电气自动化的过程中,要做好相关的智能安装工作,保证整个工业自动化程序可以得到有序的进行。
2.3.虚端子的使用
虚端子在整个工业电气自动化中有着十分重要的作用,因此,在测控装置与智能终端的信息交换过程中也得到了广泛的应用,虚端子可以对母线、全站线路、主变、开关来进行控制,也可以将跳合功能开启,这样便可以实现不同装置间的通信,也能够保护连闭锁功能与测控遥控装置间隔层的保护,此外,虚端子也能够对二次回路进行管理,这种管理不仅包括对温度的调控,也包括对档位的调节,这样即可对非电量信息进行操作。此外,为了将数字技术的作用充分的发挥出来,还应该创新数字化装置的设计,以便满足工业电气自动化的发展需求。此外,在应用过程中,还要对虚端子进行相关的优化,以便对智能终端系统进行更好的控制。
2.4. 实现操作理念的程序化
对于数字化技术而言,执行力有着十分重要的作用,在下达调度命令之前,还有一些前期工作需要依靠电脑来完成,在进行实际操作时,应该设置好人工预界面,进行开关、闸刀设备的控制,为此,就必须要实现操作理念的程序化,这样才能够促进工业电力自动化的开放化与信息化发展。
3 .结语
将数字技术与工业电气自动化进行有机的结合便可以完成计算机系统的计算、检测与管理功能,同时,也能够减少对企业内部人力、物力和财力的浪费,促进电力工业的信息化发展。相信在科技水平的发展之下,数字技术应用性能将会得到不断的提升。
参考文献:
[1]马建华.数字技术在工业电气自动化中的应用与创新[期刊论文]. 制造业自动化,2012,03(25)
关键词:自动化专业;专业英语;综合运用能力;教学经验
中图分类号:G642.0 文献标志码:B 文章编号:1674-9324(2012)03-0034-03
在自动化专业的课程体系中,《专业英语》是一门比较重要的课程。该课程是以高等数学、大学基础英语、模拟电路、数字电路、信号与系统、传感器技术、电机拖动与控制、仪器仪表过程控制、单片机原理等为基础的课程。《专业英语》是自动化专业的基于大学基础英语和专业课程的综合应用英语的课程,培养学生在自动化专业的英语综合运用能力,其目标是培养学生的专业英语资料阅读和翻译能力,也就是通过本课程的学习,扩大学生的自动化专业以及相关信息专业的词汇量,提高该专业的英语文献及资料的阅读理解能力,并锻炼学生翻译中的译文组句成文的能力[1]。科技化、信息化、经济全球化的趋势越来越明显,这就要求培养的学生不仅具有扎实的自动化专业基础知识和基本的专业工作能力,并且要拥有不断跟进国际上最先进技术的能力,通过英语资料学习最先进的技术,并且能用英语与别人进行交流,因而要具备较好的专业英语的综合运用能力。自动化《专业英语》的课程内容既考虑到一般科技英语的基础内容,又要重点突出自动化专业的特色,是基础英语与自动化专业的结合的课程,同时还要考虑到学生运用英语与专业人士进行交流的训练内容,因此在专业英语教学中既要考虑训练学生的阅读、翻译和写作能力,使学生能够阅读原版的英文资料,并翻译成大家能理解的中文资料,又要让学生具备通过写作英文信件和报告进行交流,以及进一步发表英文文章的能力。作者教授自动化专业英语已经有四年历史,现将教授自动化专业英语的心得体会总结如下:
一、首先让学生明确学习自动化《专业英语》的必要性和重要性
作者认为,在上任何一节课之前,要让学生明确所学课程的必要性和重要性是非常重要的。因此我一般是花一节课的时间,让学生认识到学好专业英语就是掌握技术的一门工具,也是谋求个人良好发展的奠基石,从而激发学生学习专业英语的自觉性。比如通过网站上工程师招聘信息中的招聘要求来说明很多行业都需要专业英语,工作中有学习最新资料和工作交流需要;研究生必备文献阅读与检索的基本能力,是开展课题研究的基本能力,以便于查询和阅读最新的国际上相关课题研究进展和发展方向,在此基础上再开展相关课题研究,并且课题的研究成果将在国际会议上以及进一步在国际期刊上发表,展示相应的研究成果,引起国际上同行的关注等,都离不开专业英语能力。
二、培养学生《专业英语》的翻译技巧
从某种意义上说,真正掌握专业英语的翻译能力,首先要学生明确知道高水平的翻译标准是什么,然后才能有针对性地训练翻译的技能。翻译学家严复认为,高水平的翻译要达到信、达、雅[2]。“信”就是不要改变原文的意思,译文要准确;“达”即语言通顺,上下文衔接流畅;“雅”则是文字优雅,符合高水平的中文要求。但专业文献的翻译更注重表达准确和翻译内容的流畅,文字优雅方面一般不建议采用。专业英语文章中的长句很多,而且比较难,而且经常出现具有多个从句的长句,为了帮助学生长句的翻译,首先给学生讲授长句的划分方法,分清主语、谓语、宾语和状语,将复杂的句子如何划分成多个简单句子。为了达到学生掌握长句的翻译技巧,每次都以一个典型的长句为例,训练学生进行翻译,让同学先进行翻译,学生上讲台进行讲解,并且同学们进行评价,然后教师再针对以上答案和问题进行分析和总结,使学生们逐渐增长了长句化成短句和整体翻译的能力。
三、《专业英语》泛读能力的培养
针对文献的细读是为了对专业英语进行翻译,而时常学生为了快速获得外文方面的信息,需要对材料进行泛读,泛读能力的训练也是很重要的。给学生找一些网站和英文科技期刊上很典型的文献进行快速浏览阅读,分析科技文献的主要语言特征和结构,使学生明白科技英语的主要结构是论文标题,在文献的最前面是摘要以及关键词,文献的正文开始是引言,正文后面是结论和参考文献。针对科技文献的语言特点,训练学生通过标题判断出文献的主题,以及通过摘要了解文献的主要内容;并使学生使用引言获取文献的背景材料,包括研究的现状、存在的问题以及解决的方案架构,快速阅读后认为该文献有价值,将对正文的科技内容进一步快速阅读,从而达到实现对文献由粗到细的全面快速阅读。
四、学习过程中,努力提高学生英语听力
以往传统的教学都是采用板书方式,现在多媒体技术很广泛地应用于教学当中,这些技术手段可以达到增加教学的信息量,在课堂里节省出时间用于学生参与课堂的教学[3]。作者经常借助PPT、音频、视频和动画让课堂变得非常活跃。例如:在网易公开课上寻找相关的专业英语的听力材料,下载下来在课堂上播放给学生听;另外,在一些专业公司的网站上下载介绍产品的英文视频,便于学生更好地接触地道的专业英语听力资料。还有就是通过放英语歌曲、最新的英语电台内容等教学方式,学生感觉不枯燥,听英语也不感觉累,总体提高了学生在课堂上学习的积极性。
五、上课时要进行互动,以提高英语口语能力
传统的教学方法是老师讲,学生只是被动地接受教师的授课内容,有些学生英语听力差一些,自然课程的效果会较差。《专业英语》教师不仅要培养学生阅读和翻译专业文献,更要训练学生的专业英语运用能力,特别是使用英语进行交流的能力。因此在课堂上进行交流互动,让学生多参与到教学过程中来。教育学家法雷尔提出在课堂要采用各种模式促进教师与学生的交流[4]。往常的专业英语教学中,一般都采用询问式交流方式,学生是被动地回答问题,处于被动状态。作者认为可以采用让学生表达其自己思路的方式,老师与学生互动以及学生与学生之间进行互动,因而建议在课堂老师讲解时间减少一下,把时间留给学生,让学生更多参与到课堂的教学中。让学生在上课前收集课程相关的内容,将准备的材料做成PPT,并配上英文的文字以便于介绍,学生讲解后,其他同学针对材料进行讨论[5]。通过这种方式,让学生在课堂上占有一定的主动性,通过英文的讲解和讨论提高学生的实际运用的口语表达能力。
六、提高学生多方面的素质
学生能熟练运用常用软件,上网查询资料以及综合表达能力也极其重要。作者结合教学实践,组织学生查找相关国外网站资料,展开课堂辩论,并介绍国内外资料的检索方法、国内自动化专业的英文文献查询方法、国外大学网站的自动化研究进展查询方法、国内外自动化专业方面的期刊。充分利用网络平台,立体化教学资源,满足学生的多层次需求。向学生推荐学习网站,建立QQ群,开通群空间。通过这些方法的实践,学生的学习积极性提高了,学习成绩也上升了。
七、《专业英语》的科技写作训练
从《专业英语》的课堂教学现状来看,教学主要是关注专业英语的文献阅读能力训练,增加一定的听说时间训练,但在时间紧的情况下忽视了科技写作的培训,而科技英文写作是从事自动化专业工作的很重要的能力[6]。目前实际情况是学生普遍存在英语书写信件和邮件有困难,用英语表达专业方面的思想和工作,更感到困难。尤其是在毕业论文撰写中,英文摘要的写作需要老师反反复复地修改,才能达到基本流畅,而且基本上是中文式的专业英语写作。由于学生不管是从事科学研究还是在企业第一线,在日常的工作中都要面临着科技英文报告的撰写问题。由于科技英语与一般的英文写作有差别,不论在文献的格式上、表达的语气上都有很大的差别,因而必须在专业英语课堂讲解专业英语的写作规范和写作方法,使学生在以后的工作中能顺畅地用英文表达工作的内容和成果。鉴于此,上课时,作者经常给8~10分钟时间,让学生练习命题写作。刚开始一两堂课,时间到了有的同学只写了二三行字。即使写出来,语法错得离奇,拼写难以辨认,上下左右不留空格。经过练习、讲评几次,同学们慢慢习惯了,到了期末多数同学都有了明显进步。
自动化《专业英语》该门课程是以信息领域和自动化专业的知识为基础的,然而信息行业和自动化专业快速发展,如果内容不更新,学生就不能了解到最新的技术,因而需要对教材不断更新[7]。自动化《专业英语》的教学中会出现很多新问题,要不断地分析问题,采取各种更合适的教学方法,最终目的是激发学生学习专业英语的热情,让学生感到学习专业英语是相当有有用的,有了学生学习的内动力,才能使学生积极参与到课堂的教学中。作者还认为进一步组织好教学的内容也是相当重要的,并且不断尝试新的教学手段和方法,提高学生课堂教学的参与程度,才能达到《专业英语》教学的教学效果。
参考文献:
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【关键词】:电力系统;自动化系统;防雷;措施;方法;
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
一.引言
随着经济的发展,科学技术的不断进步,通讯技术和计算机技术不断得到提高,电力系统的自动化水平也不断提高,越来越多的计算机、RTU以及一些其他的自动化设备被应用到电力系统中,我们指导微电子设备的工作电压只有几伏,工作电流十分微弱,正是如此其对外界的干扰抵抗十分弱。再加之,由雷电带来的瞬变磁场十分强,对于微电子器件产生的干扰很大,严重的甚至直接损坏微电子设备,给电力系统带来损失。近几年,尽管电力企业在不断的采取措施加强对电力系统的防雷保护,但是雷害事故还是时有发生,所以加强电力系统防雷措施的研究和探讨还是十分必要的。
二.对于雷电侵入波产生的过电压的保护措施
一般而言,电力企业对于雷电侵入波产生的过电压的保护是通过避雷器以及避雷针来实现的,这两者相配合的实现了对进线段的有利保护,效果比较好。通过对进线段的保护,可以利用其阻抗限制雷电流幅值,以及利用其电晕衰耗来达到降低雷电波陡度的目的,再在进线段上安装避雷器,通过避雷器的作用可以使得电流不超过绝缘配合所要求的数值,这样就可以有效的实现第一道防雷。
三.对于UPS过电压的保护措施
感应雷或沿电源线进入室内的雷电侵入波会使电源电压急骤升高,从而导致UPS及后接设备损坏。有些UPS中尽管装有压敏电阻,但还是很难保护自己及后接微电子设备。对电源,可靠有效的防雷方法是采用四级保护。每一级用三极气体放电管,将大的雷电限制到后续保护系统可允许的范围;第二级用限流模块;第三级用压敏电阻;第四级用TVS管,使输出的箝位电压达到规定的要求。采用上述四级保护后,UPS或被保护电源一般不会因雷击而损坏。
四.对于载波机过电压的保护措施
载波机遇雷击易损坏的部分通常为电源盘、用户话路盘及高频电路盘。高频电路盘上通常装有放电管,具有一定的耐雷水平;电源部分可采用上述电源过电压保护方式;用户话路盘由于铃流电压与通话电压不一致需要在保护装置设计上精心考虑,使之在两种不同电压下均能有效的地保护用户话路部分最好的办法是将保护器件置于载波机内,考虑到实际情况,外置保护模块应设计考虑得周全一些。为了有较好的防雷效果,我们在防雷时可以使用Modem、程控交换机通信线、用户话路盘以及信号线来实现四级保护,同时可以安装自动报警装置。
五.接地电阻与屏蔽
1.接地。合理的接地设计是整个电力系统防雷措施中的重要组成部分。一般会有构筑物接地、配电系统及强电设备接地、计算机自控系统接地等三种接地方式,因此,科学设计,使得这三种接地方式之间互相配合,有助于大大降低雷击通过接地网络对系统的毁坏。以计算机自控系统为例,一般采用系统工作接地、直流工作接地、安全保护接地等几种接地方式。在防雷措施中,要根据实际情况,将各种接地方式合理的组合,使得接地电阻值最小,取得最佳的效果。防雷接地是为防雷保护需要而设,以降低雷电流通过时的地电位升高,因此良好的接地是防雷中至关重要的一环。接地电阻值越小过电压值越低。因此,在经济合理的前提下应尽可能降低接地电阻。 在接地时要尽量的减低电阻,可以通过以下方法:深埋式接地极,如地下较深处的土壤电阻率较低,可用深井式或深埋式接地极;填充电阻率较低的物质或降阻剂。如附近有可以利用的低电阻率物质可以因地制宜,综合利用;敷设水下接地装置,如杆塔附近有水源,可以考虑利用这些水源在水底或岸边布置接地极,可以降低接地电阻,提高泄流能力。
2.屏蔽。为了达到减少雷电电磁干扰的目的,主控楼、通信机房的建筑钢筋、金属地板均应相互焊接,形成等电位法拉第宠。设备对屏蔽有较高要求时,机房六面应敷设金属屏蔽网,将屏蔽网与机房内环行接地母线均匀多点相连。架空电力线由站内终端杆引下后应更换为屏蔽电缆;室外通信电缆应采用屏蔽电缆,屏蔽层两端要接地;对于既有铠带又有屏蔽层的电缆应将铠带及屏蔽层同时接地,而在另一端只将屏蔽层接地。电缆进入室内前水平埋地10m以上,埋地深度应大于0.6m;非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平埋地10m以上,铁管两端应良好接地。若在室外入口端将电力线与铁管间加接压敏电阻,防雷效果会更好。
六.综合性防雷措施
1.建立健全科学合理的整体防雷系统
从整个电力系统而言,要做好防雷措施,首先要从整体上做好防雷规划,从内到外,做到防雷措施的全面覆盖。整体而言,外部可以安装避雷针,接闪器等,避免雷电直接打击输配电线路或者是相关的线缆配电箱等基础设施,引起火灾或者事故。同时,内部要做好电磁屏蔽、等电位连接、共用接地系统和浪涌吸收保护器等一些子输配电系统,通过它们可以将引人建筑物内的浪涌电压和浪涌电流泻放到大地,并将其钳位在一定的电压范围内,以完善地保护电气设备。从整体上做好防雷规划,内外覆盖,这是采取具体防雷措施之前的基础性工作。
2.实施多级保护措施,做好配电系统的防雷
电力系统自动化是保证整个电力系统功能正常运转的关键部分,而输配电系统也是容易遭受到雷电袭击的部位之一。因此,做好配电系统的防雷措施,是整个防雷系统中的重要环节。虽然目前大多都会在配电系统的进线处安装避雷器,避雷带等防雷器件,但是,经过很多次实践证明,单一的防雷措施或者是防雷器件难以真正保障配电系统的正常运转,当雷击降下时候,建筑物的自控设备的电源机盘依然会受到电击而产生损坏。在对配电系统防雷时候,要据实际情况做好多级防护措施。在具体的工作中我们要加强对地网的改造,我们可以在容易受到雷击的部位安装ZGBZ-Ⅱ型载波机过电压保护器、DGBZ-Ⅱ型电源过电压保护器、MGB-Ⅰ型Modem过电压保护器和XGBZ-Ⅱ型信号线过电压保护器。通过工作实践证明了其作用是十分有效的。
七.结束语
我们必须要充分的认识到电力系统自动化防雷工作的必要性,但是与此同时我们所研究的防雷措施只是小小的一部分,对于整个电力系统自动化防雷工作而言它不能解决所有的问题,而整个电力系统防雷以及安全是一项复杂艰巨的任务,而且可以肯定的说在今后的工作中我们还将遇到各种各样的问题和难题,我们在遇到这些问题的时候,必须正确看待,从实际情况出发具体问题具体分析找出适合的解决方法。同时我们在工作的过程中要不断的积累经验,不断的学习探讨新的技术措施,不但的将得出的新方法以及新技术运用到实际工作中去,相信防雷工作一定会提到一个更高水平。
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关键词:电子设计自动化,课程创新,教学改革,实验设计
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)03-0082-02
随着微电子技术在世界范围内的飞速发展,以及各相关产业对电子电路技术的需求日益增长,《电子设计自动化》已经成为电子信息工程等相关专业的重要课程,也是国内外诸多理工科一流高校的电子信息类专业必修的核心课程[1-3]。尤其在近年来,智能硬件的发展与半导体技术的革新为电子系统设计带来了革命性的变化,电子设计自动化技术已经一跃成为现代电子工业的核心学科,引领了现代信息技术的发展方向,也成为了电子信息工程专业本科生考研深造与就业所必需的重要技能[3]。综上,考虑到创新研究型实验对学生的创新意识和能力培养的重要作用,笔者作为学校《电子设计自动化》课程的任课教师,对本课程的实验课程进行了综合性的思考与建设。
一、《电子设计自动化》课程实验改革的必要性
我们通过对国内外一流高校的调研发现,许多著名高校的EDA技术本科教学有两个明显的特点:一是课程在各工科专业的普及率极高;二是在实验中大量引入新技术、新方法与新器件,更多地注重创新性、设计性、综合性项目,突出EDA技术的实用性,以及面向工程实际的特点[4]。这些特点让我们认识到,通过《电子设计自动化》课程实验的改革与建设,既能够帮助学生更好地理解《电子设计自动化》的理论知识,增强学生的实践能力,更能够紧跟学科和行业的需求发展,为课程拓宽评价方法,提高教学效果,为学生树立创新精神,培养科学素质,增强科创能力,最终增强其综合素质,提高学院与学生的综合竞争力有很好的帮助。
二、实验改革方案及主要工作
为了充分结合现有的实验课程基础,全面提高试验课程效果,笔者从实验过程管理、实验设计、考核与评价反馈四个角度对《电子设计自动化》实验进行了综合性的方向改进,具体内容如下。
1.实现项目化的实验过程管理。笔者基于对科研与教学工作的熟悉,以《电子设计自动化》课程实验为改进对象,将其现有的实验课程学时进行压缩,补充对应EDA能力所需要的主要课程知识点,融合现代EDA技术的最新发展,并将最后四个学时设置为一次综合性、设计性的“综合实验”,实验过程及实验报告作为实验课程成绩的重要评价因素。该综合实验采用项目化的过程管理,学生须在给定的范围中任选题目或自选题目,在四个小时内完成该题目的主要设计,并在课程完成后提交课程报告时以“项目任务书”的形式填写实验报告,系统阐述选题原因、题目关键环节、设计时遇到的主要困难及解决方案、最终成果演示及存在不足分析等。
2.设计层次性的“综合实验”项目。为了确保实验教学的实际效果,保持学生的创新热情,全面提高电子设计水平,在上述“综合实验”的实验项目设计的基础上划分为三个层次:第一层次为逻辑行为的实现;第二层次为控制与信号传输功能的实现;第三层次为电子系统模块的实现。每个层次设置三至五个题目。此外,考虑到学生实验时间的约束,随着教学课程的进行,预先在教学中对“综合实验”进行题目的预告和必要的讲解,让学生提前进行课外的准备和练习,并将该四个学时的“综合实验”集中安排在一个下午进行,学生通过集中性的高强度的学习、讨论和实验,完成主要的“综合实验”功能。
3.设置创新导向的评价激励形式。考虑到该门课程的授课时段为大三下学期的后半段,学生的专业基础课及绝大多数专业课业已经结束,笔者在课堂上渗透该门课程对于考研及科学研究的重要意义,以及对于科创及电子行业就业的作用,在完成课程教学的同时讲授和提供论文撰写及专利申请与重要竞赛的资料信息,并鼓励学生利用课余时间进行深入钻研、挖掘,并主动利用配套实验课程进行研究性学习,进而促进学生的科创热情向论文(算法)、软件著作权(程序)、专利(电子电路)及重要竞赛(电子设计类)的成果转化。
4.提供实时动态的评价反馈渠道。结合自身工作特长与经验,笔者利用信息技术手段,设置了“韩博士工作室”教学专题网站(http://),为学生及时访问和评价的反馈提供渠道。通过调查问卷、在线信箱、有奖问答、专题活动等方式,在授课过程中进行多次课下问卷调研,并开设贯穿授课全过程的实时反馈渠道,作为授课、答疑等必要教学活动的有效补充,便于及时了解学生对于综合性实验的接受程度以及对课程各方面的综合评价。
三、实验改革周期及内容
为了更好地实现对《电子设计自动化》课程实验的改革与创新,笔者制定了以十二个月为周期的长期方案,主要分为以下五个关键性阶段。
1.第一阶段,时间为1个月。结合《电子设计自动化》学科发展现状及人才培养需要,更新课程教案,丰富和扩充现有教学大纲及授课内容,补充相关多媒体与软硬件资料,完成“综合实验”的选题与设计。
2.第二阶段,时间为2个月。截至开学前,与实验课程老师进行充分的沟通和协调,完成各个“综合实验”项目的软硬件环境配置、具体要求、实施细则及评价方法,严格制定精密科学的给分标准。
3.第三阶段,时间为2个月。完成课程的教学与本项目的实施,除了完整进行原有授课内容的教学以外,按照既定方案进行综合性创新意识的培养、综合能力的渗透、实验技能的提高,并全面介入、观察、管理和把控“综合实验”的开展、实施与评价等各个环节。
4.第四阶段,时间为4个月。结合课程成绩,在课程结束后主动发现和联系具有良好科创能力的学生,在学生的自我意愿的基础上为其推荐和设置针对性的毕业设计选题,同时鼓励和推荐其参加与之水平相适应的科创竞赛,并进行必要的指导和培训。
5.第五阶段,时间为3个月。根据前期各个阶段的进展情况,稳步完成此次立项的后续各项相关工作,总结此次立项成绩与不足,鼓励、指导优秀学生将其成果、申请专利或获取软件著作权。
四、实验改革实践成果与创新点
自《电子设计自动化》课程实验改革在学校实施一年以来,已经取得了良好的效果。首先,对于学生而言,实验改革的实施有效地拓宽了学生的视野,并实现教学与行业的相互影响与促进。大部分学生在结课后的反馈表明,通过完成本项目所涉及的授课课程,使学生熟悉了具有一定强度的开发过程,培养了其科学的态度、严谨的作风与创新的精神。截止课程结束,已经有相当数量的学生能够掌握基本的EDA项目开发、电子设计类专利申请及学术论文撰写、电子设计类科创竞赛准备及参赛等综合性的技能,一大批学生在各类相关竞赛中获奖;其次,对于学校而言,通过实验改革的实施,实现了以项目模式重构实验课程内容,构造了“教―学―做―研”一体化的EDA教学模式,有效实现了学校《电子设计自动化》课程的教学深度挖掘与教学效果的提升,并进一步实现了学校EDA课程相关实验室的建设与完善,使得进行综合性、设计性实验所必需的软件、系统、例程、方案及芯片、板卡、连接线缆等软硬件设施得到了补充;最后,对于任课教师而言,通过本项目的发展与磨合,有助于任课教师及实验教师更好地了解学生现状,为后续编制符合学生学习特点与发展需要的新教材、新课件与新方案打下基础,从而实现对现有EDA实验项目的更新和发展。
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Reform and Innovation of "EDA" Experiment
HAN Peng,LI Yan ,LIU Zhi-gang,NIU Xue-fen
(Northeastern University at Qinhuangdao,Qinhuangdao,Hebei 066004,China)
论文关键词:变电站;综合自动化
变电站综合自动化系统是以计算机和网络通信技术为基础,将保护、控制、远动、自动装置、故障录波等分散的技术集成在一起,从而实现电网的现代化管理,并可以给运行、安全、设计、施工、检修、维护、管理等诸多方面带来直接或间接的经济效益和社会效益。
1 变电站综合自动化的结构
变电站综合自动化的结构有两种:集中式和分布式。
1.1 集中式结构
集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I/O接口,集中采集变电站的模拟量和数量等信息,集中进行计算和处理,分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。集中式结构也并非指只由一台计算机完成保护、监控等全部功能。多数集中式结构的微机保护、微机监控与调度等通信的功能也是由不同的微型计算机完成的,只是每台微型计算机承担的任务多些。
集中式的特点:能实时采集各种模拟量和开关量,完成对变电站的数据采集和实时监控;成本低,占有空间小等。前置管理机任务繁重、引线多,降低了整个系统的可靠性,若前置机故障,将失去当地及远方的所有信息及功能,所以一般采用双机并联运行。软件复杂,修改工作量大,系统调试繁琐。组态不灵活,对不同主接线或规模不同的变电站,软、硬件都必须另行设计,工作量大并且扩展一些自动化需求的功能较难。
1.2 分布式结构
分布式结构是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成,一般按功能设计,采用主从CPU系统工作方式,多CPU提高了处理并行突发事件的能力,解决了运算处理的瓶颈问题。各功能模块之间采用网络技术或串行方式实现数据通信,选用具有优先级的网络系统较好的解决了数据传输的瓶颈问题,提高了系统的实时性分布式结构方便系统扩展和维护,局部故障不影响其它模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构,较多地使用于中、低压变电站。这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点:
(1)可靠性提高,任一部分设备故障只影响局部,即将危险分散。
(2)可扩展性和开放性较高,利于工程的设计及应用。
(3)站内二次设备所需的电缆大大减少,节约投资也简化了调试维护。
2 变电站自动化系统可以实现的功能
2.1 继电保护
是对站内所有的电气设备进行保护,包括线路保护,变压器保护,母线保护,电容器保护及备自投,低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能:(1)基本设置。(2)故障记录。状态数据、模拟数据和跳闸记录。(3)存储多套定值。便于定值之间切换。(4)显示和当地修改定值。(5)与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息,动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值,校对时钟等命令。通信应采用标准规约。
2.2 控制和操作功能
操作人员可通过后台机屏幕对断路器,隔离开关,接地刀的分合闸操作,变压器分接头控制调节,电容器组投切进行远方操作,并实现保护信号的远方复归。为了防止系统故障时无法操作被控设备,在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段,并实现保护信号的远方复归。
2.3 数据采集及处理功能
包括状态数据,模拟数据和脉冲数据。采集了所有断路器、隔离刀闸、接地刀闸的状态;主变的、分接头档位,主变油温,所有系统电气量(电压、电流、频率、有功、无功、功率因数、电度等);直流系统的所有量,所用变的电压,电流,功率;所有的保护动作信号,断路器、保护装置、自动化系统、公用系统的各类告警信号;全面完整地实现了对整个变电所的监视,能实时显示和实时打印各种信息。
2.4 事件记录(SOE)
事件记录应包含保护动作序列记录,开关跳合记录。实现顺序事件记录,SOE历史数据库能在计算机查询并打印。 转贴于
2.5 报警功能处理
自动化系统实现了事故告警预报信号和模拟量越限告警,开关不同告警信号启动不同的音响和画面显示,并能实现事后的检索。
2.6 故障录波测距
变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现,一是集中式配置专用故障录波器,并能与监控系统通信。另一种是分散型,即由微机保护装置兼作记录及测距计算,再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。
2.7 系统的自诊断和自恢复系统
系统内各插件应具有自诊断功能,并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能,方便维护与维修,可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查,能快速发现装置内部的故障及缺陷,并给出提示,指出故障位置,要具有可维护性和可扩展性。
2.8 数据处理和记录
历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容,它包括上一级调度中心,变电管理和保护专业要求的数据,主要有:(1)断路器动作次数;(2)断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数;(3)输电线路的有功、无功,变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大,最小值及其时间;(4)独立负荷有功、无功,每天的峰谷值及其时间;(5)控制操作及修改整定值的记录。根据需要,该功能可在变电站当地全部实现,也可在远动操作中心或调度中心实现。
2.9 GPS同步功能
用GPS卫星对时系统,确保了系统内所有单元时钟的同步性和精确性,有利于故障时对整个电网系统的全面分析。
2.10 人机联系系统的自诊断功能
系统内各插件应具有自诊断功能,自诊断信息也像被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心与远方控制中心的通信。
3 提高变电站综合自动化系统可靠性的措施
变电站综合自动化系统具有功能强、自动化水平高、缩短维修周期及可实现无人值班等优越性,但由于它是高技术在变电站的应用,目前不少工作在变电站第一线的技术人员与运行人员,对它的技术和系统结构还不了解,对其可靠性问题还比较担心;另一方面,变电站综合自动化系统内部各个子系统都为低电平的弱电系统,但它们的工作环境是电磁干扰极其严重的强电场所,确实会影响到各个元器件的正常工作。
3.1 抑制干扰源的影响
外部干扰源是变电站综合自动化系统外部产生的,无法消除。但这些干扰往往是通过连接导线由端子串入自动化系统的。因此,可采取屏蔽措施及减少强电回路的感应耦合等方法。
3.2 接地和减少共阻抗耦合
接地是变电站综合自动化系统抑制干扰的主要方法。在变电站设计和施工过程中,把接地和屏蔽很好地结合起来,可以解决大部分干扰问题。行之有效的接地有一次系统接地、二次系统接地、变电站综合自动化系统的工作接地等。
3.3 隔离措施
采取良好的隔离和接地措施,可以减小干扰传导侵入。在变电站综合自动化系统中行之有效的隔离措施有模拟量的隔离、开关量输入、输出的隔离及其他隔离措施。
3.4 滤波
滤波是抑制自动化系统模拟量输入通道传导干扰的主要手段之一。模拟量输入通道受到的干扰有差模干扰和共模干扰两种。对于串入信号回路的差模干扰,采用滤波的方法可以有效地滤除;对于共模干扰可采用双端对称输入来抑制。
论文摘要:论述构建自动化专业课程教学资源库的必要性,系统地将本学科的特点、课程的特点贯穿于资源库建设的各环节中,在现有教学的框架和条件中,充分发挥教学技术力蚤,形成保障长效机制的管理模式,整合现有的教学资源,将课程教学改革与专业课程建设一体化运作,从而达到提高教学质贵的目的。
自动化作为一门基础性学科,其应用已经涉及到自然科学和社会科学的各个领域,自动化专业的重要性也得到了广泛的认同,并成为现代工科大学一门重要的应用型专业。在专业课程教学环节中,以学生的学习为目标主体,强调建构自动化专业课程教学资源库的重要性,加强师生之间的信息交互,注重对课程信息的储藏、加工、传播,优化教学情境,注重为学生创设自主式学习环境,可以在很大程度上调动学生学习的主动性,对于培养学生的综合应用能力和自主独立学习的能力具有深远的意义。
一、构建自动化专业课程教学资源库的必要性
自动化学科以工程实践应用和控制理论研究等方面应用于其他专业学科,同时自动化学科的自身发展也依赖其他学科的支持和融合。因此,自动化专业课程教学体系的建设应是开放的而不是封闭的。通过横向与纵向课题的研究,与其他相关的课程专业体系形成交互机制,交互的平台在教学中体现为一个共同的实验和实践平台。在自动化专业的课程建设中,一定要考虑相关交叉课程体系的有机联系,整合教学资源形成一个资源共享的平台,以满足优质教学资源在本学科专业中教学需要的共享,达到全面提高教学质量,提高学生创新综合能力的目标,并适应教学改革不断发展的要求。
二、以精品课程为平台、以构建资源库为发展
要发挥精品课程的示范和辐射作用。自动化专业的课程体系、教材体系、教学方式和教学手段等方面的建设需要长期的积累修正和不断完善。可以通过申请省、院级精品课程争取到更多的经费支持进行课程资源库的建设,可以大大提升自动化专业课程教学的水平与层次。我系已将《数字电子线路》、《信号与系统》等相关课程建设成省、院级的精品课程,通过几年的努力积累了大量的教学素材资源,形成了一定规模具有一定教学素养的专业教学团队。随着专业培养方案的逐步修改完善和教学研究的深人,进一步扩大教学影响力。通过教学方式的改善和教学手段的现代化,进一步提高教学质量;通过高质量的毕业生的辐射和影响,提升我系自动化专业的培养质量。
三、构建长效机制的自动化专业教学资源库
(一)构建自动化专业教学资源库是保障教学质量的重要途径
现在网上的课件、实验指导等资源很多,但各个学校的专业教学环境和特点不同,具体的专业教学要求和实施等方面存在较大的差异。对于我系自动化专业而言,构建符合本系教学要求的多媒体资源库将能够使各类教学资源得到充分的整合,同时对于有效地提高课件的统一性、针对性、实效性将产生深远的影响。构建适合教学特点的资源库,前提是需要设计制作出高质量适合教学特点的多媒体课件,而非把书本或黑板上的东西搬到电脑屏幕上,再配上一些声音、图像或动画就可以了。要系统地将自动化学科的特点、课程的特点贯穿于课件资源库建设的各环节中;并形成保障长效机制的管理模式,充分调动教师的工作热情,充分引导和调动教师的积极性、创造性,并在很大程度上强化系部团队的合作精神。同时,整合现有的教学资源,将自动化课程教学改革与专业课程建设一体化运作,能够将教学改革有机地融人到教学资源库建设的全过程中,在很大程度上提高教学质量和投资效益。
丰富的教学资源对于教学是至关重要的。新型教学结构以建构主义理论为基础,在这种建构观教学体系下,课堂教学本身应该能够提供丰富的、高质量的教学资源,给学生提供进行自主发现和自主探索的平台。打破教师主宰课堂、学生被动接受知识的状况。同时,应能够合理地整合资源,以多元的方式进行教学内容的展开和呈现,这将有助于课堂教学效果的显著提高。构建教学资源库的过程体系如图1所示。
(二)教学资源库的评价体系是保证构建模式实现的重要途径
计算机技术在教育领域的应用,是以建构主义学习理论、多元智能教学理论以及教育传播理论为支撑的。计算机技术与教学课程的有效整合,必须正确、灵活地运用各种理论来进行指导和实践。鼓励学生积极主动地参与学习,以保证对知识的主动建构,这就要求构建对教学资源库的评价体系来保证构建模式的实现。
(1)设计目标的评价保证:首先对教材的内容特点、使用要求、环境要求等均应全面了解,在集思广益的基础上进行多种方案构思。对所选教学内容进行深人细致的分析,了解教学大纲的要求,分析重点、难点,明确在教学过程中克服使用传统教学方法难以解决的地方。设计原则和理论进行多种方案的分析比较,选择最合理的设计方案作为基本方案。
(2)开发过程的评价保证:计算机技术弥补了传统教育技术和手段的不足,改变了传统的知识储存、传播和提取方式,为建构主义教学实践提供了强有力的支撑。建立较为完善的评价体系可以保证在教学资源库过程中,创设一些情景对话的情境,建立新颖的、思维形象化的学习环境,可以增强学生学习的兴趣,改变传统的学生学习模式。评价的标准不光是利用现代信息技术方便快捷的功能、丰富的图形呈现与制作功能、大量数据的处理功能,以及提供交互式的学习和研究环境等优势,更重要的是突出教学活动中学习本身的特点,改变传统、单一的“听、练”学习方式,让学生有自主探索、合作交流、积极思考等活动的空间和机会。既注重教学内容的深化和提升,又兼顾教学模式的转换或新教学模式的实现。
(3)实践过程的评价保证:通过实践对这种运作形式进行分析评价,是形成长效机制的重要途径。任何软件的开发过程并不是一成不变的,在日常教学中、教师与学生的交互中发现教学资源库中存在的间题,不断地实践进行修改和完善。
四、自动化专业课程教学资源库建设体系
根据构建主义的基本理论和多媒体课件应适应学生发展等诸多因素,构建基于创设性环节设计的模式,应该由开发目标体系、专家论证体系、技术实施体系、评价体系等组成,体系结构之间都应有数据关联和技术支持。开发目标体系需要教师在教学实践中对于课程体系要有全面的把握,课程多理论定位、内容上的难点、重点都应该在设计脚本中充分体现出来,这也是整个模式体系中最为关键的部分。创设性环节必须事先根据课程特点进行总体的规划,要通过对比分析,在课程教授过程中可能采用的教学方式、教学方法、与学生的交互、创新意识到引导等环节要有一个初步的预案。专家论证系统是对开发目标体系这一过程进一步深化,整个教学过程如同排兵布阵要有一定的谋划,环节之间要有过渡、照应、层次递进。创新环节的设计需经过专业专家从其可行性、实效性等方面进行分析和论证。技术实施体系是对经过专家论证的开发目标体系具体实施化的过程,这就需要开发者确定所采用的开发软件、效果的实现、教学的素材组织等相关具体环节。