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关键词:教学改革;电气工程概论;互动式教学法;教学效果
作者简介:韩杨(1982-),男,四川成都人,电子科技大学机电学院,讲师。(四川 成都 611731)
基金项目:本文系电子科技大学中央高校基本科研项目(项目编号:2672011ZYGX2011J093)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0057-02
“电气工程概论”课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课。课程围绕电气工程领域的几个主要分支——电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工新技术等方面进行全面系统的介绍。通过该课程的学习,学生对电气学科的发展历史和应用现状有全景式的了解,对进一步深入电气工程学科类专业学习起到导航作用,并逐步培养对电气科学与工程的崇尚与追求的专业精神以及创新意识。[1,2]
实践表明,学生总是习惯于知识的“定量”化灌输模式,而对于这样一门以“定性”介绍为主、没有公式讲解和详细专业理论分析的课程,最初还有些不适应。如何激发学生对电气专业的兴趣,引导学生通过网络搜索和图书馆资料查询等手段,去主动了解和掌握一些专业知识背景,是课堂教学中需要着重思考和实践的课题。[3-5]笔者经过两三年的电气工程概论教学后,在重点讲述电力系统自动化、电力电子与电力传动等的基础上,把互动式教学方法成功应用到教学实践中。课堂教学表明,这对于提升学生学习兴趣和培养学生自主学习能力方面是非常有效的。
一、 采用互动式教学方法,探索改革教学模式
“电气工程概论”课程涵盖内容多,采用传统满堂灌式教学方法,效果不佳。笔者通过教学实践,摸索出一套有效的方法,教学安排按照如下顺序:教师理论讲解—多媒体PPT展示—视频演示—给学生布置课后调研题目—学生自主学习、分组研讨、制作PPT—学生课堂专题演讲—同学问答互动、教师总结—教师提出整改意见—学生课后再次收集资料、完成研究报告。这种互动式方法培养了学生对课程的兴趣,使他们在PPT演讲、书面表达、创新能力培养方面都起到积极作用。
二、调整更新教学内容,提升课堂教学质量
1.课程绪论
(1)主要内容:电气工程在国民经济中的地位;电气科学与工程的发展简史、前景、理论基础和常用计算机程序,譬如EMTP、MATLAB、BPA、EMTDC、PSPICE等。应达要求:了解电气科学与工程的产生过程;了解电气工程及其自动化专业的二级学科分布;了解电气工程学科的发展前景和在国民经济中的主要应用和作用。
(2)教学设计:围绕使学生对本课程的专业背景、主要应用前景有一个清晰的认识和激发其对本专业的热爱这一目标来展开。在讲授过程中,补充智能电网、新能源的开发利用技术等当前国内外的研究热点,扩展学生的专业视野。
2.电机电器及其控制技术
(1)主要内容:电机的作用及其发展简史;电机的分类与结构、应用领域、选用与运行控制;电机学的研究内容概要;电器的发展历史和分类。应达要求:了解电机的基本作用、发展简史、电器的发展历史;理解电机在国民经济中的应用领域;掌握电机的可逆原理;理解电机学的主要研究内容、高压电器与低压电器的基本结构与作用;掌握电机分类方法和不同类别的电机特点。
(2)教学设计:介绍电机与电器学科的概况、发展简史,使学生对电机学等后续专业基础课程以及电机的微机控制技术等专业课程的学习建立初步的感性认识。通过FLASH制作的同步电机励磁过程和旋转磁场模拟动画来加强学生对电机学理论知识的理解。对于电器部分,通过图片的形式向学生展示各种电器,增强学生的感性认识;对于高压电器部分,由于装置体积庞大,采用视频录相讲解的方法,拉近学生对高压电器的感性距离。
3.电力系统及其自动化技术
(1)主要内容:电力系统发展简史;电力系统简介;发电厂、电网概述;电力市场简介;电力新技术与发展趋势。应达要求:了解电力系统的发展简史和我国电力工业的发展概况、交直流输电技术的发展过程、各种类型的能源发电原理及其特点;了解电力市场的概念、电力新技术的发展趋势;理解电力系统的功能与作用、现代电力系统的主要特点和运行过程。
(2)教学设计:主要讲授电力系统的概况、基本概念,内容涉及发、输、供、配、用几大部分,按发电部分、电网运行与调度、电力应用三个环节顺序介绍。教学过程中首先从系统的角度对电力系统进行介绍,使学生建立对电力系统整体功能及结构的认识,在此基础上,进一步对各个组成部分分别阐述。在讲述电力系统发展前沿技术的时候,本着自动化、数字化、智能化的发展主线,将智能电网的概念引入课堂。
4.电力电子技术与电力传动
(1)主要内容:电力电子技术的作用与发展简史;电力电子技术的特点和研究内容、应用领域;电力电子技术的地位、发展方向和电力传动概况。应达要求:了解电力电子技术的作用、发展历史;了解电力电子技术的主要应用领域和新技术的发展趋势;了解电力传动的主要应用领域;理解电力电子技术的概念与特点和直流电机、交流电机传动的基本原理。
(2)教学设计:介绍电力电子技术的作用、历史、主要特点及其发展趋势。电力电子技术是我院电气专业一门重要的专业课程。对半导体变流技术的发展历程进行讲授,让学生明确电力电子技术的本质和重要意义;将实验室电力电子器件作为道具,在课堂上实物演示,让学生建立感性认识。在讲述电力传动部分时,结合工程实践进行案例教学,使学生明确电力传动在工业中的应用概况;结合科研课题,将典型案例通过PPT向学生展示。
5.高电压与绝缘技术
(1)主要内容:高电压与绝缘技术发展简史及主要内容;高电压新技术及其在各领域的应用。应达要求:了解高电压与绝缘技术的作用;了解高电压的产生原理和试验设备;了解高电压新技术及其在各领域的应用;理解基本的高电压及绝缘试验操作。
(2)教学设计:介绍高电压与绝缘技术的发展历程、应用领域及其试验技术。本章具有很强的专业背景,因此在教学时,采用了PPT讲授和视频演示相结合的教学手段,突出高电压技术的产生背景、发展历程、试验条件和环境等,达到让学生建立一个感性认识的目的。
6.电工新技术
(1)主要内容:电工新技术发展趋势、超导电工技术、聚变电工技术、磁流体技术、可再生能源技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术、飞轮储能技术和微机电系统。应达要求:了解电工新技术的发展趋势、超导电工技术、磁聚变电工技术的基本原理及应用,磁流体发电和推进技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术及应用,飞轮储能技术及应用和微机电系统的基本概念。
(2)教学设计:主要以PPT讲授为主。对超导电工、聚变电工、可再生能源发电、燃料电池技术和微机电系统等前沿技术进行专题概述。
三、改革教学方法,创新互动式教学模式
1.注重课堂引导,激发学生学习兴趣
在教学过程中,借助网络资源,向学生介绍电气行业的应用情况和相关企业的产品和市场情况,譬如给学生介绍联合证卷行业深度分析“电力电子,我们可以看得更远”,重点介绍电力电子变频器、整流设备、无功补偿设备SVG、开关电源、直流输电装备等技术的实际工程应用,介绍相关企业和上市公司产品和市场概况,激发了学生的学习兴趣。
2.加强课堂互动,调动学生积极性
为了加强课堂互动,采用了PPT讲解和视频教学相结合的方法,进行多个专题介绍。譬如:核裂变之历史回顾、中广核集团介绍、日本核事故回顾、欧洲核聚变装置、中国托克马克聚变装置、日本新干线与中国高速铁路、国家电网、南方电网公司宣传片;汽轮发电机、水轮发电机安装视频和三峡发电厂简介。学生观看完视频后,进行提问:裂变和聚变的区别是什么?日本核泄漏事故的原因是什么?避免核事故的方法有哪些?日本新干线和中国高铁的技术要点有哪些?汽轮机和水轮机的原理是什么等等。鼓励学生回答问题,凡是举手回答问题的学生,在平时成绩上加2分,调动了学生的积极性。随后,教师进行总结评论。
3.推行专题报告,活跃课堂气氛
采用学生专题演讲方法,激发自主学习兴趣和收集整理资料的能力。学生3人一组,分工协作完成资料收集、PPT制作和课后研究报告撰写。学生报告题目有:智能电网概述、电气化铁路接触网介绍、电能存储技术的发展概况、地热发电的现状与技术要点、PLC的原理与应用、国内外智能电网发展趋势、柔性太阳能电池、国内外高压直流输电工程简介、电力系统柔性输配电技术、城市轨道交通供电系统和电动汽车电源系统等等。学生报告后,其他学生提3~5个问题,报告者首先作答,教师随后总结,并对相关技术问题进行详细讲解。对提问的同学,在平时成绩上加2分。这样课堂气氛非常活跃,学生争先恐后举手发言。
四、结束语
通过和学生的沟通发现,学生非常喜爱这种互动式教学方法,感觉课堂不再枯燥,而是充满活力,在知识获取和创新、演讲能力和书面表达方面都得到全面的锻炼,收获颇丰。学生的积极性被充分调动起来了,课堂气氛活跃,学生学习中找到了快乐,对电气工程专业提升了兴趣。教学实践表明,互动式教学方法在电气工程概论课程的应用是成功的。
参考文献:
[1]刘晋,牛印锁,文俊.国内外“电力电子技术”课程教学研究[J].中国电力教育,2012,(6):64-65.
[2]杨鸿波,高晶敏,侯霞,等.“电路分析”课程教学改革的探索与实践[J].中国电力教育,2011,(2):99-100.
[3]蒋陆萍,蒋宇琦.自主教学法在“电力生产概论”课程教学中的应用[J].中国电力教育,2012,(15):67-68.
通过采用启发式和讨论式的教学模式,使学生产生较高的学习热情,进而提高课堂教学效率和教学质量,使培养的学生觉得学有所用,学有所长。师生在讨论式互动教学过程中坦陈已见,做到良好沟通,促进教学良性循环,从而达到教学相长的目的。
教师既要在课堂上讲好本课程的基本概念、基本原理和基本计算、分析方法,又要指明本课程的重点和难点,使学生对所学知识有整体把握。这就要求教师讲课时能够做到突出重点,牢固基础,透析各知识点的内在联系,连接好知识网络。对于本课程和相关领域内的新知识点、新技术应用及时适当补充、说明,拓展学生视野,以适应其工作需求。对于本课程教学中的一些相对次要内容,可以采用多媒体课件的形式,或引导、帮助有兴趣的学生课后学习。这种针对不同教学内容采用不同教学手段的教学模式,可以充分发挥现代化教学设备的功效。所采用多媒体课件和仿真实验、配电柜装配、试验台操作等的先进教学手段,可以较好地改变过去的教师讲、学生记的弊端,对于一些比较抽象的物理概念,通过直观化图形、动画教学课件使学生理解相对容易,并可吸引学生注意力,培养其学习兴趣。并不是要求所有课程内容都采用多媒体教学模式,要根据不同章节的不同知识内容采用不同的教学方法。对于电力负荷计算、导线截面选择、短路电流计算及电气设备校验等内容,仍采用传统的板书教学方法,在课堂上讲授好重点知识,学生通过课后习题、作业等对知识点进行加深理解和拓展。对电气工程基础等基本概念,继电保护装置整定计算,工厂供配电装置防雷与保护接地,高低压供电线路选择、设计与敷设,变电所地址选择与供电系统设计、布置,以及系统无功补偿与高/低压放电实验等内容,可以采用计算机仿真教学、观看现场录象和校外供电厂实习基地教学等手段,进一步增强学生对该知识点和领域的掌握与理解程度。对变压器和高低压供、配电设备,如各种配电柜等的结构、原理、设计方案和设计标准等内容,则充分利用校外配电柜实习基地的便利条件,以下厂培训为主,实物教学为辅,使学生充分理解和消化相关内容。
二、增加课程设计环节
电气工程基础课程设计是对学生进行工程概念渗透和培养的重要教学环节,也是电气工程基础课程教学与实践的有机结合。通过课程设计训练,可以让学生集中精力进行课程复习与设计,包括工厂供配电系统设计方案经济、技术比较,方案选择,具体设计步骤及设计内容等,保证了课程设计质量。通过课程答辩,强化学生对知识点的掌握,到企业后经比较短的见习就能较快适应本专业技术工作。
(一)选择设计题目
通常选择10/35kV变电所作为设计蓝本。在设计中,提供给学生较新的参考资料,如设计规范、设备手册等,供学生设计时参阅。这样,可以使学生课程设计内容与当前电气工程基础技术相适应,不至于落后甚至流于形式。同时,采用AutoCAD等工程设计软件,使学生能够跟上社会发展,满足社会对毕业生工作技能的要求。
(二)加强过程管理
加强并做好课程设计过程管理工作,充分利用并发挥班级学生干部和学习骨干的带头作用。将学生分成几个小组,每小组中选出一到两名学习成绩较好、责任心较强的学生为小组长,全面管理本小组设计工作,如制定设计方案,合理安排设计进程,对设计任务和小组成员进行任务分配与协调,定时进行考勤和组织讨论等,向教师提供本小组的设计成果,并进行总结与报告。指导教师主动、及时与小组长联系,既不包办,也不放任。指导教师可以提出指导性建议和意见,培养团队精神和协作能力,使学生课程设计能够圆满完成[7]。
(三)注重总结和考核,及时点评
关键词:信号与系统;教学改革;教学方法
作者简介:刘蓉晖(1975-),女,湖南邵阳人,上海电力学院电气工程学院,讲师;杨尔滨(1958-),男,上海人,上海电力学院电气工程学院,副教授。(上海 200090)
基金项目:本文系上海电力学院2012年度085智能电网技术本科课程教改研究项目(项目编号:C-8209-11-056)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0063-02
“信号与系统”是电气工程及其自动化本科专业的一门重要的专业基础课,所涉及的基本概念和研究方法已逐渐应用于电气技术中的各个领域。“信号与系统”课程研究信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法,应用现代数学的方法和结论阐述和解决物理问题,将物理意义与数学论证结合起来。由于该课程理论性较强,数学公式和理论推导较多,在教学上具有一定的难度,且该课程的教学质量关系到后续课程的教学质量。本文结合笔者对上海电力学院(以下简称“我院”)电气工程及其自动化专业本科大学三年级学生的“信号与系统”教学过程中的实践和体会,在教学内容、教学方法和实验教学等方面进行了一些探索和研究。
一、教学内容的选取
针对上海电力学院(以下简称“我院”)电气工程及其自动化专业的本科学生特征,选择由我院教师编写、清华大学出版社出版的《信号处理原理与应用》作为教材,该教材介绍了连续时间信号与系统和离散时间信号与系统的原理和分析。[1]我院电气工程及其自动化专业大学二年级的“电路”课程包含正弦交流电路频域分析(相量法)、非正弦电流电路分析(傅里叶级数展开分析方法)、电路的复频域分析(拉普拉斯变换的方法)、系统的网络函数、状态方程等内容,这些也是传统的“信号与系统”课程的授课内容。对于这部分内容,“信号与系统”课程重点从“系统”的角度进行讲授。由于电气工程及其自动化专业后续课程中不再开设“数字信号处理”在“信号与系统”课程中加入了离散傅里叶变换、模拟滤波器和数字滤波器的原理与设计等相关知识,让学生能够更多地了解数字信号处理的相关知识和技术。[2]
二、教学方法和教学手段的改革
为了提高“信号与系统”课程的教学质量,培养学生实践能力及创新能力,我院对教学方法和教学手段进行了改革,体现在以下几个方面:
1.将“电路”课程和“信号与系统”课程的内容有机结合
“信号与系统”课程的核心是几种变换域方法的原理和应用,[3]通过建立“电路、信号与系统”的概念,帮助学生理解各种变换方法。对于连续时间信号与系统,“电路”课程从“路”的角度分析电路的电压、电流和功率;“信号与系统”课程从“系统”的角度分析电路,将该电路看作系统,研究该系统的输入与输出的关系。“时域分析”用数学的方法求解电路,阐述信号与系统的物理意义;“频域分析”研究是系统的幅度频率响应和相位频率响应;“复频域分析”通过拉普拉斯变换的方法,将时域变换到复频域,以较简便的数学方法求解电路。
在“电路”课程中,用相量法对正弦交流电路进行分析,其实质就是采用变换域的方法,将时域变换到频域下进行研究,在讲授“电路”课程的时候,强调变换域的思想;在后续章节讲授拉普拉斯变换,继续阐述变换域的方法,并说明两种变换之间的关系。学生在“电路”课程中较早接触到变换域的思想,对“信号与系统”课程中连续时间信号与系统的傅里叶变换,离散时间信号与系统的Z变换和傅里叶变换,学生容易掌握,在教学方法上突出了承上启下、循序渐进的教学理念,教学效果良好。
2.对比教学
“信号与系统”课程学习过程中,大部分学生对连续时间信号与系统能够较好的理解和掌握,但是学习离散时间信号与系统存在一定的困难。针对课程中的连续时间信号与系统和离散时间信号与系统具有平行相似的特点,采用对比法讲授两类信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法,学生在了解数学基础较好的连续时间信号与系统理论的同时,通过联想举一反三地充分理解数学基础比较薄弱的离散时间信号与系统理论。
3. 教学手段的多样化
“信号与系统”课程的数学公式和理论推导证明比较多,采用板书式的教学手段不能调动学生的主观能动性,学生的积极性不高,教学效果不好。采用计算机辅助教学手段,利用Powerpoint、Matlab等软件制作教学课件,实施多媒体教学,大大提高了学生的学习兴趣。
多媒体教学的信息量大,可以直观演示可视化的结果,能够多角度调动学生的注意力,提高教学的效率。然而完全采用多媒体教学手段,存在一些问题:信息量太大,信息停留的时间短,造成学生理解困难。在实际教学中采用板书与多媒体相结合的教学手段。在学习非周期信号的傅里叶变换时,为了帮助学生更好地理解其概念和物理意义,需要先研究周期信号的幅频特性和相频特性,先用传统的板书方式进行理论推导,在学生建立了定性的概念之后,再用Matlab软件演示周期和脉宽等参数与周期信号频谱的关系,让学生更加感性直观地看到通过改变周期和脉宽的大小对周期信号的幅频特性和相频特性的影响,学生容易理解,提高了教学质量。
4.教学内容与实际紧密结合
“信号与系统”是一门内容抽象的应用性课程,课堂教学中重点阐述信号与系统理论与方法的物理意义,重视案例教学法的应用。教学中加强数学解析的物理含义阐述,有利于提高学生的学习热情,培养创造性思维能力。在学习离散傅里叶变换时,结合具体工程案例介绍快速傅里叶变换(FFT)在电力系统谐波分析中的应用,案例教学有利于增强学生创新意识和实践能力,提高学生的综合素质。
三、加强实验教学
对于“信号与系统”实验教学环节,结合我院的实际情况,将Matlab软件引入“信号与系统”虚拟软件实验教学中。Matlab软件具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化,为该课程的实验体系提供了强大的支持。其中的Simulink支持线性和非线性系统、连续时间系统、离散时间系统、连续和离散混合系统,而且系统可以是多进程的。[4]
学生利用Matlab软件实现连续时间信号的卷积运算,离散系统的频率响应和输出响应,用快速傅里叶变换(FFT)实现信号频谱分析,循环卷积与线性卷积的实现,IIR数字滤波巴特沃斯滤波器的设计等,通过编程实现这些仿真实验,一方面锻炼了学生用计算机解决实际工程问题的能力, 另一方面为后续的相关课程以及毕业设计奠定了基础,培养了一定工程和基本科研能力。在加强基础性实验的同时,增加开设了综合设计性实验内容,例如通过Matlab软件实现在周期方波信号中提取各次谐波分量这样的综合设计性实验,来训练学生综合分析问题和解决问题的能力。
四、结束语
结合我院“信号与系统”课程教学改革的实践,从学生评教和督导听课来看,学生和督导认可教师的授课方式,大部分学生增强了学习热情,考试成绩也有很大的提高。教学改革有助于提高教学质量,增强学生的实践能力及创新能力。
在教学过程中仍会面临一些问题,例如多媒体课件的制作,如何制作更多更好的交互课件,使学生更加容易理解“信号与系统”中重要概念及其物理意义;如何更好培养学生实践能力及创新能力,可以通过后续的课程设计、毕业设计等环节使学生受到工程和基本科研能力的培养,这些问题还有待进一步探索和研究。
参考文献:
[1]靳希,杨尔滨,赵玲.信号处理原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2008.
[2]李远禄.“信号与系统”课程教学改革的思考与实践[J].中国电力教育,2009,(4):42-43.
关键词:电气工程;自动化;智能化;技术
当今社会,城市化进程的不断推进让人们生活质量得到了大幅度提高。在这种大环境下,智能化技术也逐步成为社会未来发展的主体趋势和方向。医院电气工程及自动化在现阶段也已展开智能化技术的各项具体应用,这种情况不但能够确保医院资源优势的各项优化以及调整,还可以有效推动医院电气工程的前进步伐,全面促进医院事业的可持续健康发展。
一、解读智能化技术的基本概念
随着科技迅速发展,现阶段我国的电气工程行业在智能化以及自动化等方面获得了更广泛的应用领域和应用范围。客观而言,电气工程行业领域中,自动化与智能化控制是科技时代下发展的两大必要项目。自动化与智能化重点涉及到的具体领域包含了计算机网络技术、机电一体化技术以及电子技术等各项技术。据笔者调研,当前的电气自动化技术已在智能化方向上打破了传统技术的许多局限性。现阶段的电气自动化相关专业技术已完全覆盖了几乎所有的光学、电学等等相关工程[1]。但实事求是的讲,电气自动化技术在现阶段并没有得到最大程度上的完善,信息化技术与物理化技术的发展还是在某种程度上对自动化技术的发展产生着诸多影响。
二、现阶段医院电气工程及自动化的智能化技术的重要性
(一)大幅度简化电气工程系统操作流程一般来说,智能化技术手段合理化、科学化的应用到医院电气工程及自动化日常工作中,能够充分达到电气工程运行系统流程有效简化的首要目的。除此之外还能够充分借助鲁棒性变化等条件来对医院电气工程的日常运行实施有效、合理的控制。智能化技术手段的合理化应用,不仅可以促使整个医院电气工程运行系统的改善以及调整更为顺利,还能够有效提升电气工程系统的各种实际功能。平心而论,当前阶段以智能化技术为核心理念的医院电气工程及自动化运行系统和传统的电气工程系统相对比,前者无疑更具有实用性优势以及各项实际操作方面的优势,能够全面性推动现阶段医院电气各项具体工作的落实,对整个电气行业的未来发展极为有利。
(二)可有效提高电气工程系统控制性能客观而言,在先进的智能化技术具体应用期间,相关人员能够对医院电气工程的各项数据信息以及机械设备进行科学化、严格化、合理化的监督管理,继而让医院电气工程可以一直处于一个较为安全稳定的工作环境之下。与此同时,相关工作人员在医院电气工程运行期间对相应的各项电气设备进行调控时,必须要针对现阶段医院电气工程系统中可能存在的各项安全隐患做好应急防范工作,倘若发现问题,必须要在第一时间找出安全隐患产生的具体原因,并做出相应判断和解决方案,力争全面提升医院电气工程的实际运行水平。此间相关工作人员仍需注意的是:工作人员在日常工作中完全可以通过智能化技术手段来对电气工程以及自动化工作全面实施各项远程控制操作,能够有效提高医院电气工程整体控制性能。
(三)能够确保各项数据处理的准确性当前阶段,医院电气工程及自动化日常工作中已经开始逐渐引入许多有关数据方面各项信息。但据相关调查资料显示:传统数据的处理技巧和处理手段往往不够精准,经常性会出现各种隐患以及问题。智能化控制设备的全面应用,可以让大数据处理变得异常方便、简洁,并且还可以在第一时间迅速的针对数据处理期间所存在各种问题进行合理且准确的判断,促使数据处理工作更加准确,数据处理效率得到极大提升。
三、智能化技术在现阶段医院电气工程自动化控制中的三大应用
(一)智能化技术在PLC技术的相关应用从概念上讲,PLC技术又被称作:编程逻辑控制器。PLC技术具有非常强的安全性和可靠性,并且具有较高的抗干扰性优势而被广泛应用到现阶段的医院电气工程及自动化系统日常运行中,这种技术不仅可以全面实现对医院电力生产各环节的协调和控制,还能够全面提高电力运行的安全稳定性。此外,PLC技术还可以有针对性的对电气工程及自动化展开更加高效、合理的控制。毫无疑问,PLC的出现和应用为现阶段的医院电力系统稳定运行提供了最佳保障[2]。
(二)智能化技术在故障诊断技术的相关应用客观而言,医院电气工程的日常实际运行环节中,经常会受到机械设备整体工作负荷重且时间长等客观因素影响,致使整个医院电气工程经常受到各种安全故障隐患的威胁和干扰。现阶段的大多数电气机械设备存在诸多的复杂性和不稳定性,导致工作人员一旦展开故障排查工作的准确率较低,这种状况在智能化技术全面推广和应用之后得到了明显的改善的解决,毫不夸张的说,智能化技术在客观上全面提升医院电气工程故障诊断安全系数和准确度。
(三)智能化技术在智能控制技术的相关应用实事求是的讲,现阶段将智能化技术科学化、合理化的应用到医院电气工程及自动化系统运行的日常工作中意义重大,不但可以对医院电气工程及自动化系统全面开展自动以及远程管控,还可以全面提高医院电气工作的日常效率,让医院电气工程及自动化高效且迅猛化发展。与传统控制手段相比较,智能化技术无疑具有更大的灵活性和便于调节等等优势,在日常的医院电气工程具体应用期间对于一些存在的不确定因素进行调控和管理,并且在这期间并不需要相关的专业人士进行指导,杜绝了人力浪费情况,有利于全面实现医院电气工程及自动化系统现阶段的资源优化配置。
关键词:EDSA;潮流计算;辅助教学
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)19-0069-02
近些年来,随着电力系统规模不断扩大,像PWS、PSASP、MATPOWER、PSCAD、MATLAB-PSAT等电力系统分析仿真软件已日趋成为电气工程师的主要应用工具。另外,利用电力系统分析仿真软件作为课堂辅助教学软件还有利于帮助学生理解基本概念,加深对系统运行的认识。美国EDSA公司开发的电力系统设计分析软件包,是一个功能强大的电力电气系统设计、分析、模拟、控制的综合性的工具软件包,广泛适用于包括太空站、核电站、潜水艇、海上石油平台、炼油厂、化工厂、发电厂、电网、机场及其空中指挥与管制设施、医院等各种设施的电力、电气系统的设计与分析。该软件可分析最多包含2000个节点和8000个支路的复杂系统。该软件不仅能用于电力系统及相关领域的工程设计与科研,还可用于高等学校电气工程及相关专业的仿真教学。本文首先介绍EDSA软件包的功能特点,然后以电力系统潮流计算为例,阐述EDSA仿真软件在“电力工程基础”课程教学中的应用。该软件可为电气工程类的仿真教学提供参考。
一、EDSA的功能特点
EDSA是由美国EDSA公司开发的全图形英文界面的电力系统仿真分析/计算高级应用软件。EDSA软件是全球电力系统设计和分析的标准软件,也是目前唯一通过ISO9001质量认证和10CFR50(美国联邦法规核能卷)规定的电力系统综合仿真软件。该软件拥有直观及友好的操作界面、强大而完善的计算分析功能、开放式数据库连接,能对电力电气系统进行设计计算、分析、模拟及控制。EDSA的分析应用程序与Drafix CAD相组合,并且内置了Autodesk公司的CAD引擎,可以让用户在进行输入和编辑的过程中轻松地复制、粘贴和拖拽,非常方便地绘制直流、交流、单相、三相乃至交/直流混合系统。EDSA提供完整的图形和编辑器,以最简洁的方式建立单线图。利用单线图的编辑工具条,可以图形化地增加、删除、移动或联接设备;放大或缩小;显示或隐藏网络;改变设备大小、方向、符号或显示方法;输入设备属性;设置运行状态等。可以按照不同的连接方式、不同的运行要求、不同的负载状况、不同的电气工程参数、不同的计算参数等来设置或改变系统运行状态,并在此基础上进行各种计算与分析。EDSA的计算分析设计模块种类繁多、功能强大,包括谐波分析、潮流计算、短路计算、电机启动、暂态稳定、最优潮流、可靠性分析、直流系统分析、地下电缆系统、变电站接地和继电保护配合等分析计算功能。作为一个标准化的国际一流软件,目前EDSA软件产品已在国际上广泛推广。在我国,ABB、西门子、北京石化公司、大庆油田设计院以及部分高校科研院所等单位都已成为它的用户。
二、基于EDSA的潮流计算仿真应用
1.潮流分析步骤。(1)通过菜单栏定义绘图页面大小,页面的文本注解显示电气元件(节点和支路)的位置,CAD页面上的层的属性以及这些电气元件的对齐方式。在操作过程中唯一需要注意的是电气元件对齐方式的选择,它分为节点对齐方式和支路对齐方式两种。电气元件的对齐方式决定了电气元件本身放置在CAD的绘图页面上的位置和互联方式。用户可以通过集成在CAD界面中的节点和支路属性编辑器来查看电网拓扑结构是否正确地被输入。(2)数据输入。大体可分为四步操作:第一步,确定要放置的电气元件类型,例如发电机节点、母线节点、负荷节点、变压器支路、电缆支路以及断路器支路等。第二步,确定适当的元器件对齐方式,例如发电机节点及母线节点,可以选择对齐绘图纸的网格;将发电机和母线节点互联起来的变压器支路,可以选择其一端对齐发电机的标注点,另一端对齐母线中点。第三步,将该电气元件放置在图纸上合适的位置。第四步,针对不同的电气元件输入相应参数。如发电机的参数有电压大小、容量以及暂态和次暂态电抗等;输电线的参数有长度,单位长度的正、负、零序电抗等等。当然,EDSA也提供许多常用的不同规格的电气元件参数,供用户直接选择,不必再行输入。(3)数据输入完毕,调用Analysis菜单中的Load Flow下的AC命令进行负荷潮流计算。EDSA仿真软件提供了好几种潮流算法,如牛顿-拉夫逊法、快速解耦法、高斯-赛德尔法等等,可根据实际情况选择不同的算法。另外,分析报告可以选择多种输出格式,如文本格式、自定义的图文结合的PDF报告格式等。针对仿真分析结果,如果需要修改,可以直接返回CAD集成环境作相应改动。
2.算例仿真。本文以某地区220kV电力系统为例加以说明。首先搭建如图1所示的系统,并利用这一系统进行潮流计算仿真分析。
设备参数如表1所示。
选择快速解耦法,点击“计算”按钮后,出现迭代次数和运行时间对话框。同时,分析结果采用文本文件的格式输出。为了发挥图形界面的直观性,EDSA软件还提供了单线图标注功能,即负荷潮流计算的各种结果可选择性地标注到单线图上,比如节点电压的角度、负荷侧的功率因数、节点电压降、支路功率损耗、支路潮流等等。通过上述潮流分析流程可以看出,采用EDSA软件进行潮流计算可靠而且方便,是电气工作者分析系统稳态运行的一个有利工具。
EDSA仿真软件具有良好的交互性及强大功能,它在实际工程中广泛应用。为了提高《电力工程基础》课程的教学效果,做到理论联系实际,可以将EDSA引入到实践教学环节。这样,不仅能帮助学生加深对系统运行的认识,而且可以提高学生的工程应用能力。EDSA是一款非常优秀的教学辅助软件,应在该软件的辅助教学应用方面开展积极的拓展。
参考文献:
[1]王颖.PWS在电气工程专业毕业设计中的应用[J].中国电力教育,2012,(6):100-101,103.
[2]郭涵,金帅军.MATPOWER在电力系统教学中的应用研究[J].中国电力教育,2013,(19):65-67.
关键词:电气工程自动化;智能化技术;应用
伴随国内经济的全面发展,电气工程自动化的智能化水平也随之得到了完善。现阶段,智能化技术已渗透至电气工程自动化控制与管理,是电气工程自动化主要的构成因子,同时起到了无可替代的作用。为了电气工程自动化的长远发展,设计工作者要持续深化设计水平,开发出前沿的智能化技术,使智能化技术推动电气工程自动化的发展。文章将以基于电气工程自动化的智能化技术应用分析作为切入点,在此基础上予以深入的探究,相关内容如下所述。
1电气工程自动化与智能化技术概述
1.1智能化技术基本理念
此理念即仿真人类的思维予以评定或分析事物,能够予以自主操作及控制,智能化技术在其应用环节侧重于计算机技术,完善的传感技术,全球定位技术跨学科的应用。现阶段,智能化技术在智能机器人方面已全面开展,同时效果也十分显著,能够实现整体的智能化操作。智能化技术的特性即节能环保,同时深化了机器的自动化水平。完善了操作人员作业条件,降低了工作强度,深化了作业品质及有效性。深化了设施的稳定性,减少了维护投资。
1.2电气工程自动化的基本概念
电气工程与自动化技术涵盖了电子电气技术以与计算机技术,电气工程自动化现阶段主要被应用于工业生产。其特性即自动化的体系与相关理念。自动化的理念与技术体系是工业与生产制造领域的核心技术。但是,伴随市场经济的全面发展,常规的电气工程与自动化技术已无法满足于市场需求,进而深化原技术已成为大势所趋,而智能化技术的广泛应用是深化电气工程自动化的先决条件。因此,为了有效的匹配于市场需求,促进电气工程自动化的发展,智能化技术的应用已成为大势所趋。
2电气工程自动化的智能化技术应用
2.1故障分析
电气工程自动化运行环节,一些设施无可避免会发生故障问题,而智能化技术可以对电气设施故障予以实时测检。我们都知道电气设施故障可能会造成连锁反应,针对此情况能够通过智能化技术对电气设施予以整体测检,辅助工作者第一时间实施维护,进而有效处理设施故障。常规的人工检测无法评定故障因素,但是通过智能化技术就能够根据实际情况去明确故障因素,在此基础上缩小故障范围,进而找到故障因素,这在一定程度上节约了检测耗时。
2.2智能化技术控制
目前智能化技术在很多领域都可以满足其自身需求,同样适用于电气自动化控制。智能化应用于电气工程自动化运行,可以深化电气系统智能控制,智能技术在电气工程自动化中的有效应用,满足了电气工程自动化智能控制的需求,深化了无人操作化及远程化的发展。智能化技术应用范围涵盖了实时处理及采集电气系统撒气量、开关量数据,监督各种电气系统与设施运行情况等,同时可以予以在线诊断。
2.3完善设计
对电气设施予以完善的设计即电气工程自动化控制的核心构成因子,电气设施的设计环节具有繁琐的特性,且涵盖了很多学科的知识内容,其中有电气、电路以及磁力等学科,常规的手工设计举措在方案调整环节会存在一定的困难。伴随计算机自动化技术的全面发展,常规的手工设计已被计算机设计所代替,现阶段的设计基本都依附于CAD技术和计算机辅助软件,不但缩减了产品的周期,且有效控制了产品的投资,折让国内产品设计的品质有了质的飞越。
2.4可编程逻辑控制技术的应用
众所周知,电气工程自动化设备是较为常用的一类工业设施,对电气工程自动化设备予以按时的安全性检测是企业安全运行的有力保障,因为电气工程自动化设备存在运输安装繁琐的特性,所以可靠性一般性检测通常要在工程现场进行。若依附于以往的人工操作,那么检测则无法达到十分精准,更无法满足当今安全检测的相关需要。因此检测装置要方便接线,方便携带、可靠性高,控制灵活。而可编程逻辑控制技术能够达到上述的相关需要。近年来国内科技已趋于世界的前沿,可编程逻辑控制技术也被应用于很多行业,在机电控制方面意义深远。所以,能够通过可编程逻辑控制技术达到电气工程对于电力运行的一系列需要,更好地匹配于电力生产,因此深化控制电气工程自动化运营。可编程逻辑控制软继电设备在很大程度上可以代替电气工程系统实物元件的应用,可编程逻辑控制技术可以使供电系统自动切换,完善了电气工程供电系统的稳定性及可靠性。所以,相关系统要持续拓展可编程逻辑控制技术在电气工程领域的应用,因此从根本控制电气工程的稳定运营。
3结论
综上所述,自动化的理念与技术体系是工业与生产制造领域的核心技术。但是,伴随市场经济的全面发展,常规的电气工程与自动化技术已无法满足于市场需求,进而深化原技术已成为大势所趋,而智能化技术的广泛应用是深化电气工程自动化的先决条件。因此,为了有效的匹配于市场需求,促进电气工程自动化的发展,智能化技术的应用已成为大势所趋。在智能化技术应用方面,我们都知道电气设施故障可能会造成连锁反应,针对此情况能够通过智能化技术对电气设施予以整体测检,辅助工作者第一时间实施维护,进而有效处理设施故障。智能化应用于电气工程自动化运行,可以深化电气系统智能控制,智能技术在电气工程自动化中的有效应用,满足了电气工程自动化智能控制的需求,深化了无人操作化及远程化的发展。伴随计算机自动化技术的全面发展,常规的手工设计已被计算机设计所代替,现阶段的设计基本都依附于CAD技术和计算机辅助软件,不但缩减了产品的周期,且有效控制了产品的投资。通过可编程逻辑控制技术达到电气工程对于电力运行的一系列需要,更好地匹配于电力生产,因此深化控制电气工程自动化运营。可编程逻辑控制软继电设备在很大程度上可以代替电气工程系统实物元件的应用,可编程逻辑控制技术可以使供电系统自动切换,完善了电气工程供电系统的稳定性及可靠性。
参考文献
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[4]孙宏斌,孙元章,陈永亭,姜齐荣,童陆园.电力系统本科专业课的研究型教学模式[J].中国高教研究,2013(3).
[5]孙宏斌,孙元章,陈永亭,姜齐荣,童陆园.电力系统本科专业课的研究型教学模式[J].中国高教研究,2014(3).
其基础性指的是应对电工技术与电子技术的基本概念、规律、方法、应用等进行分析;其应用性体现在学习知识的实际应用性;先进性,指的是在教学中,应体现出电工电子现展的水平及最新进展。根据其教学的要求,在进行电工电子教学中,应注重学生基础知识的培训,结合实际应用,重视技能训练,做到理论结合实际,加强学生综合处理问题的能力,并根据当前先进电工电子技术的发展情况,坚持先进性教育。在电工电子技术实践教学中,其教学内容的安排不合理,理论学习与基础实践的时间安排不科学。在教学中,其内容与生产实践结合程度偏低,且缺乏先进性,如电工电子教学中还存在着应用电感式镇流器的现象,而随着科学技术的不断发展(如电光源照明技术),有些技术已经十分落后,并不适用。
2电工电子技术实训课程体系的改进
针对电气工程教学中存在的问题及基本要求,需要在教学内容的基础上,进一步整合教学资源,合理安排电气工程训练及电工电子技术应用的内容。在实践教学中,应让学生对参与到电气产品的研制、组装及调试等过程中,充分将理论知识与工程实践相结合,及时最前沿电工电子科学技术,保证教学内容符合生产实践的情况。
3加强电气工程训练及电工电子技术
教学的措施通过改进传统的教学模式,推动电气工程训练及电工电子技术应用的有效落实,应打造新型的教学体系。在新的教学体系中,应将独特性及差异性作为教学工作的基本准则,以学生为本,开展教学任务。
3.1因材施教,充分提高学生综合能力
在实践教学中,因学习基础等,学生与学生之间的动手实践操作的能力存在着不同程度的差异,为此,在教学活动中,应坚持因材施教的原则,整体提高学生学习效率。通过因材施教,对理解能力低,实践操作水平较差的学生给予重点支持与鼓励,通过科学引导,提高学生学习的兴趣。要求学生根据自身实际情况,制定出将要达到的目标。在理论教学中,应紧密结合实践操作,增强学生学习兴趣,并提高学习效率。因材施教还可以缓解师生关系,打造和谐课堂,提高教学效果。
3.2完善教学内容,提高教学质量
电工电子技术的教学内容主要包括三个方面,第一,电路基础知识与其分析方法,包括单向交流电路、直流电路、电路瞬态过程等;第二,电机与控制部分知识,如磁路知识、变压器结构、异步电动机等知识,第三为电子技术部分,主要包括数字电子技术、组合逻辑电路、半导体器件等知识。其课程内容的确定,应综合考虑对学生的专业技能、实践技能的培养。电气工程教学主要分为基础性、综合性及创新性三个层次。在完善教学内容的同时,应加强对基础实训内容的教学,提高教学质量,需要重视技术应用及设计实践能力的培养,鼓励实训创新性教学,可以带领学生参与电子设计大赛等。在教学方式上,可以通过多媒体教学、演示教学及实训教学等多种形式相结合的教学方法,通过丰富教学形式,改善教学氛围,培养学生的观察能力及分析能力。应尽量多的安排合作项目,对学生的团队精神进行培养。
3.3调动学生学习的兴趣
为达到实践教学的目的,完成教学任务,应充分调动学生学习的兴趣,通过调动学生学习兴趣,培养学生主动参与及创新能力。为此,需要做到教学灵活性,在教学过程中,将理论知识与实践相结合,利用多种方式的教学,提高教学质量。建立不同的考核标准,在进行电气工程实践教学中,应考虑到学生基础及水平的差别,对实践内容进行调整,合理安排不同达到考核标准,避免统一标准下挫伤部分学生学习积极性及信心。不同考核标准可以让不同程度的学生在学习中获得成就感,从而调动学生学习兴趣。可以建立奖励制度,如在实践教学中,将所有学生分为几个组,并安排组与组之间进行比赛,通过分组比赛的形式,培养学生的团队意识,对表现优秀的小组给予奖励,通过奖励制度的建立,调度学生学习及实践的兴趣。
3.4提高学生动手能力,充分实现理论
结合实际从教学中我们发现,学生对一些电路能进行分析,电路图也能读懂,但一遇到实际问题就懵了,不知从哪儿着手。更有甚者,他们对一些最基本的元器件都不认识,存在着严重的理论与实际相脱离的现象!为此,笔者认为,实际的动手势在必行。对于一些电子电路,可让学生动手制作。从印刷电路板的设计、元件的选取、安装焊接都由学生自己动手。经检查安装无误后,由老师指导调试。实践证明,通过一系列的动手操作,可以有效地克服理论与实践相脱离的痼疾,让学生掌握真正的知识!
3.5改变传统观念,建立实际需求的理念
在传统电子工程教学中,其教学的安排多是在理论框架内进行的,虽然这种教学方式可以全面的介绍各种理论知识,但其缺乏明显的重点,仅仅将知识的完整性体现,却忽视了教学的实践性。为此,应改变传统的教学观念,建立以实际需求为基础的教学理念。及时关注最新电工电子等科学技术的进展,合理安排实践教学,提高学生教学实用性。
4结语
关键词:微课程;电气工程;专业教学;工厂供电
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)37-0114-02
一、引言
微课程是指时间在10分钟左右,以阐述某一知识点为目标,以短小精悍的在线视频为表现形式,以学习或教学应用为目的的在线教学视频[1]。由于微课程具有“位微不卑”、“课微不小”、“步微不慢”、“效微不薄”等优势,近些年在高校掀起了微课程的研究之风[1,2]。但是,目前高校的微课程研究多集中于基础类课程教学,而在专业课程的教学中应用甚少[3]。基于此,笔者在多年教学经验的基础上,进行了电气工程类专业课程“工厂供电”的微课程设计探索,并将微课设计过程中的体会分享给大家。
二、微课选题
工厂供电是我校自动化专业的一门主干专业课程,其主要任务是以企业供配电系统的一次部分为主,使学生初步掌握一般企业供配电系统和电气照明运行维护和设计计算所必需的基本理论和基本知识,是一门理论与实际结合较紧密的课程。笔者从事工厂供电的课堂教学已经十余年,具有一定的课堂教学经验,现将该课程制作成微课的形式,既服务于电气专业学生,又可以为非电气专业的学生敞开学习第二专业知识的大门[1]。
受微课自身特点的限制,一个微课中所包含的知识内容是有限的,因而在微课中重点和难点不应设置太多,重点、难点解析应尽可能简洁明了,从而达到10分钟就能掌握某方面的知识或技能的目的[4]。基于此,微课选题应偏重基本知识点。应用到本课程,变电站的各种主接线方式、负荷统计的方法、继电保护的基本要求等都可以做成微课的形式。本文选择变电站电气主接线中的一个基本知识点――“桥形接线”作为微课设计的案例,探讨电气专业课程该如何进行微课设计。
三、微课制作过程
(一)选题背景
“工厂供电”是我校自动化专业唯一的一门强电课程,设置于第七学期,该课程的先修课程为“电机与拖动基础”。该专业学生在学习该课程之前,未接触电力系统的任何专业知识,因此,在进行微课设计的时候,应尽量使微课构思设计巧妙、有趣,循序渐进地引导学生,以达到最佳的学习效果。
本次微课选择的内容为该课程第1章“供电系统基本概念”中的第二小节。在第一小节中,已经对电力系统的基本概念、电压等级、供电系统在电力系统中的地位和作用、供电系统的主接线方式等基本概念做了一定的介绍。本次微课,承接上堂课的教学内容,介绍工厂供电系统中变电站的电气主接线形式。变电站的电气主接线是由各种电气设备及其连接线所组成的,用以接受和分配电能,是供电系统的重要组成部分,其设计的好坏直接关系到电气设备的选择、配电设备的布置及运行的可靠性与经济性,因此是变电站设计的重要任务之一[5]。从整个课程体系来看,本节内容处于一个比较重要的地位。
(二)教学目标
本次课的教学目标:掌握桥形接线的适用场合、桥形接线的类型,理解桥形接线的特点。要求:识别和绘制桥形电气主接线图,结合变电站电气主接线实例理解其适用场合。其中桥形接线的类型为本次课重点,桥形接线的特点为本次课难点。
(三)教学方式
授课形式采用以多媒体教学为主,板书为辅。教学手段采用启发式、案例式、比较法、列举法等多种教学方法相结合。
(四)教学设计
1.桥形接线适用场合。首先从企业变电所的设计现状出发,分析企业变电所为了保证对重要的一、二级负荷可靠供电,广泛采用由两回电源线路受电、企业内部装设两部变压器的情况,从而采用启发式教学,引出桥形接线的适用场合:桥形接线适用于企业变电所中只有两台变压器和两条线路的情况。
2.桥形接线图。指出“根据桥连断路器的位置不同”,桥形接线分为两种类型,即内桥和外桥,让同学们以此识别内桥和外桥接线图,如图1、图2所示。
3.桥形接线的特点。此处重点以内桥接线为例,分析该接线形式的优缺点。
(1)内桥接线的优点:①线路投、切灵活,不影响其他回路的工作。结合多媒体上的电气主接线图,以动画的形式展现线路投切时的操作顺序。此处涉及到投切线路时隔离开关和断路器的操作顺序务必正确的问题,顺序错误会导致严重后果,因此,笔者在此处插入一个视频短片,描述在工作现场发生实际的误操作而导致严重的人身和设备危害问题,让学生对误操作的后果留下足够深刻的印象,从而掌握正确的操作顺序。也就是说,通过视觉和听觉的共同冲击,增强学生对该知识点的感受。②布置简单,占地面积小,可发展为单母线分段接线。此处以动画的形式展现如何由内桥接线发展为单母线分段接线的过程。
(2)内桥接线的缺点:接着从内桥接线的优点出发,相应地引出与此对应的内桥接线的缺点,即:变压器投切操作复杂,故障检修影响其他回路。此时亦以动画的形式描述变压器投入和切除时的操作步骤,让同学们对高压开关的操作顺序有更加深刻的体会。
4.内桥接线的适用场合。从内桥接线的优缺点出发,采用“启发式”教学,让同学们总结出内桥接线的适用场合:适用于受电线路较长(即线路故障多),而主变年负荷利用小时数高(即主变不经常切换)且无穿越功率的场合。
5.外桥接线的适用场合。由于外桥接线的优缺点恰恰与内桥接线相反,借此机会,利用翻转课堂理念,调动学生参与的积极性,让学生利用“比较法”,自己分析外桥接线的特点。此时任课教师可以略讲此环节。
6.全桥接线。从前面的讲述出发,可以很自然地延伸出全桥接线图,如图3所示。此时学生很容易识别该接线图,理解该接线形式的优点:对变压器和线路的操作均方便,运行灵活,适应性强;缺点:所需设备多,投资大,变电所占地面积大;适用场合:适用于少数用电量很大且非常重要的大型企业的总降压变电所。
7.案例分析。采用“案例法”,以学校35kV总降压变电站桥形接线电气主接线图为例,让同学们把所学理论知识与现场实践有效结合起来,达到学以致用的目的。
8.布置作业。树立“以学生为中心”的理念,充分发挥学生是知识的主动构建者身份,布置学生课外收集相关企业变电站的桥形电气主接线图,结合现场实际进行桥形接线的具体分析。
四、总结
笔者围绕“桥形接线”这个知识点,在本次微课设计过程中采用现代化的多媒体课件为主、传统板书和视频短片为辅的教学形式,对教学路线进行了精心的设计,将教学内容深入浅出地传达给学生,达到了较为理想的教学效果。
“工厂供电”课程的特点是理论与工程实践联系紧密,因此在微课设计过程中不拘泥于课本原始内容,适当的引入工程实际现场出现误操作的视频案例,引入本校35kV变电站的电气主接线图案例,激发学生更强的学习兴趣,以达到最佳的教学效果。
总之,希望通过本次微课程的设计,达到“抛砖引玉”的效果,对电气类专业课程微课设计的发展起到一定的推动作用。
参考文献:
[1]张一春.微课建设研究与思考[J].中国教育网络,2013,(10).
[2]梁乐明.微课程设计模式研究[J].开放教育研究,2013,(19).
[3]王颖,陈卫民,邵悦,蔡慧.“电力系统继电保护原理”微课程探讨[J].中国电力教育,2014,(23):23-24.
[关键词]电气工程;自动化;应用;分析
中图分类号:TN830.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)07-0344-01
随着我国经济的发展,科技水平有了很大的提高,但是与西方发达国家相比,由于我国发展的时间较短,因此在很多领域中,技术水平还比较落后,因此近年来国家加大了对相关领域的投入,尤其是电气工程等行业,根据实际的发展情况,针对性的出台一些优惠政策,鼓励和扶持我国企业的发展。电气工程作为一门新兴的学科,是现代科技的核心,如电气工程中的电子技术,是现代信息化的基础,很多人认为,电气工程的出现,使得人们从机械时代进入到了信息时代,不但改变了人们的生活方式,也改了工作的模式,因此电气工程的发展水平,已经成为了一个国家信息化的重要标志。
一、电气自动化的基本概念
电气自动化主要是通信技术、计算机技术和运动控制技术的有效综合,通过电气自动化设备和系统,实现自动化控制,具体涉及电气工程中的系统运行、自动控制、信息处理、电力电子设备应用等多个领域。随着科技的不断进步,电气自动化得到不断发展,在电力生产和电力应用中发挥着自动检测和调节功能,可以实现电气设备和电气系统的自动保护,通过信号采集、处理、传输等保障电气工程的高效、稳定运行。
二、电气工程自动化的应用
目前,电气工程自动化在以下两个方面得到了广泛应用:智能建筑领域。建筑的发展越来越智能化,而智能化离不开电气自动化。随着人们生活水平的提高,高档智能化建筑成为了人们居住选择的大方向,同时,也是世界建筑业发展的方向之一。智能化建筑利用电气的自动化实现了资源和设备的合理利用,其内部包含了大量的电子电气设备和复杂的布线格局,并且这些设备和布线需要较高的抗干扰性和耐压性。作为一级负荷建筑,智能化建筑还需具有多层屏蔽的防雷体系。②空调净化系统。自动控制和空调净化系统能够作为单独的系统进行测量,也可以作为具备计算机控制管理功能的复合型系统使用。尤其是在控制温度时,空调净化系统对电气工程自动化的要求较高,可使用DDC控制。在回风管部位装有温度传感器,可对较监温度与设定温度进行比较,并运用微积分等数学预算进行控制操作,以输出相应的电压信号,进而控制加热电动调节阀或冷水电动调节阀,将温度保持在合理的范围之内,使建筑内的温度符合要求。
三、电气工程及其自动化技术应用的发展
理论的发展要基于实际应用,而理论进步了以后,又能够指导实际应用,因此二者之间有着密切的关系,电气工程及其自动化技术是随着工业的发展,而逐渐形成的一门学科,现在的很多高校中,都开设了相关的课程,从某种意义上来说,电气工程及其自动化技术,是为了满足实际生产的需要,在传统的工业生产中,采用的主要是人工的方式,虽然机械设备出现后,人们可以操控机器来进行生产,极大的提高了生产的效率。但是经济的发展速度更快,对产品的需求量越来越大,在这种背景下,仅仅依靠操作机器的生产方式,已经无法满足市场的需要,必须进一步提高生产的效率,为了达到这个目的,很多企业都实行了二十四小时生产,通过实际的调查发现,采用这样的生产方式,机器可以不停的运转,操作人员却需要足够的时间休息,因此必须增加企业的员工,这样就提高了生产的成本,在市场竞争越来越激烈的今天,企业要想获得更多的效益,必须对生产的成本进行控制,于是有人提出了让机器自行运转的概念,这就是自动化技术。
四、电气工程及其自动化发展中的问题及建设策略
电气工程及其自动化是工业发展不可或缺的一种技术。随着社会的发展,商业间的交流越来越多,交易也越来越复杂,商业和工业的发展带动了经济的腾飞,从而促进了科学技术的进步,反过来也使电气工程及其自动化技术得到更进一步的发展。但是电气工程及其自动化技术在发展过程中仍然面临着一些困难与挑战:①现阶段的电气工程及其自动化的建设没有针对性,面对各个不同的企业的实际需要,在现有的技术成果上再逐个进行针对性的设计不但使成本增加,对于电气设备的设计、运行、调试、使用也增加了不必要的困难,加大了人力、物力的投入,最终使工程的总成本增加,没有达到企业成本控制最优化的目标,给企业造成了一定的损失。②现今社会是一个讲求效率的社会,在保证质量的前提下提高运行效率,加快社会发展的步伐是时代的迫切需求。面对不同的对象进行不同的设计,要力争做到操作方法简便易懂,更容易让人接受,使每个企业在缺乏或者没有相应的专业技术人员时也可以安全地进行操控,这样的电气工程及其自动化的设计才能体现出其自动化的成功性。③电气工程及其自动化专业的发展为人民生活带来了巨大便利,与此同时也给环境造成了巨大污染。如何发展低能耗、高效、无污染的电气设备,也是电气工程及其自动化学科的热点话题。④网络结构的多样化,对电气工程及其自动化产品造成了一定的影响,这是电气工程及其自动化发展与建设过程中不可忽视的问题。电气工程及其自动化现在普遍应用于商业中,而在商业用途中数据传输是非常重要的,既要求数据传输的准确,更要求信息传输的安全。电气工程及其自动化在数据传输方面还是存在一定问题的:在不同企业等商家制造的硬件和软件等产品在信息交换的过程中,受开发商程序接口不同的影响,给数据之间的传输和通信造成了一定的困难,从而增加了电气工程及其自动化数据通信的困难。
结束语
电气工程及其自动化技术作为现在一个热门的学科,由于其能够极大的提高生产效率,因此受到了足够的重视,要想提高工业的生产效率,必须培养大量的专业人才,通过全文的分析可以知道,受到特殊的历史因素影响,我国的经济和科技发展的时间较短,与西方发达国家存在较大的差距,在实际的工业控制中,我国很多企业还没有实现自动化,严重的影响了生产的效率,相信随着国家的重视,必然会加大对企业的扶持力度,这种现象会得到明显的改善。
参考文献
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