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時間:2023-03-23 15:15:35
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇電氣與自動化工程論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞:工程設計;安全供電;節能降耗
中圖分類號:S611 文獻標識碼: A
引言:能源的短缺越來越引起發達和發展中國家的普遍關注。其中,電力能源的耗費和電力設計也引起了人們的高度重視。人們在追求智能樓宇、博物館建筑、住宅樓和校園建筑的舒適、安逸、安全和人性化的同時,也開始注重電氣自動化工程的節能設計,既要做到合理、達到用戶使用需求,又要兼顧到節能設計。
一、電氣工程設計原則
1、優化供配電設計。促進電能合理利用
在做水庫工程電氣設計時首先考慮的是適用性,就是要能為水工設備的運行提供必要的動力:為在水庫建筑物內創造良好的人工環境提供必要的能源;應該滿足用電設備對于負荷容量、電能質量與供電可靠性的要求;應能保證電氣設備對于控制方式的要求,從而使電氣設備的使用功能得到充分的發揮。做到供電系統高效、靈活、穩定、易控、多樣、便捷、暢通。其次考慮的是安全性,電氣線路應有足夠的絕緣距離、絕緣強度、負荷能力、熱穩定與動穩定的裕度;確保供電、配電與用電設各的安全運行:有可靠的防雷裝置:防雷擊技術措施;在水庫特殊功能的場合下還應有防靜電、防浪涌的技術措施;按水利建筑物的重要性與火災潛在危險程度設置相應必要的技術措施。在滿足水庫電氣工程的實用性和安全性的基礎上,利用先進的技術,優化供配電設計。促進電能合理利用。
2、提高設備運行效率。減少電能的直接或間接損耗
在滿足水工建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下,盡可能減少建設投資,最大限度的減少電能與各種資源的消耗。選用節能設備、均衡負荷、補償無功、減少線路損耗、降低運行與維護費用,提高電源的綜合利用率,提高設備運行效率、減少電能的間接或直接損耗。
3、合理調整負荷,選取合理的設計系數,提高負荷率和設備利用率在滿足水工建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下,設計時盡可能提高電能質量、合理調整負荷、選取合理的設計系數、在特殊用電的情況下選擇合理的節能措施,提高負荷率和設備利用率節約電能。
二、供電節能技術
1、減少電能傳輸的損耗
電路線路上必然會存在電阻,因此只要有電流通過線路就會產生有功功率能耗,對于這樣一種形式的能量損失,我們就需要根據其能耗的機理來進行設計處理,考慮到線路上的電流是不允許改變的,因此就只能夠在線路的電阻上做文章,也就是說,只要能夠在不影響線路正常運行的狀況下減小線路上的電阻,就能夠有效的起到節能的作用。我們更進一步的來探討,與線路電阻有關的是線路自身的電導、線路截面和線路的長度,相應的節能方式也就可以分為三個大類:一是選用電導率比較小的金屬材質來作為線路的輸電導線;二是盡可能的減少線路的長度,這一點可以通過線路少走彎路、不走回頭路來實現;三是適當的增大導線截面的面積。
2、變壓器的節能設計
變壓器是電力自動化工程中的重要設備,承擔著轉換電壓、電流和功率的重要作用。變壓器是耗能的大戶,當變壓器處于空載運行狀態時,低壓系統的能源損耗絕大部分是變壓器自身的運行損耗。因此,變壓器的節能設計是否合理是整個電力工程節能設計的關鍵環節。通常,變壓器的節能設計要從下面幾個環節來考慮:
(1)減少變壓器的型材損耗。例如,變壓器用的硅鋼片、鋼材、銅線和絕緣材料、絕緣子和變壓器油等都是正常變壓器所構成所必備的材料,這些材料的設計選擇如果不合理,要消耗供電系統的大量電能,若是本著厲行節約的理念,在滿足變壓器工作要求的前提下,周密合理地選擇材料和運行介質,可為電力工程間接地節約施工成本和節約電能。
(2)為降低變壓器的電能損耗,配電線路和配電柜,應盡量選擇銅材并且采用換位導線措施,基于降低變壓器的空載損耗考慮,應降低磁密并應盡量的選取冷軋用的高質硅鋼片,在滿足設備運行要求的條件下,盡量采用較薄的硅鋼片,達到節能的目的。
(3)選用節能方式的變壓器。目前,S11和S10都是為節能的設計要求而“量身打造”這種變壓器不僅繼承了原有變壓器的優點,還具有高效的節能特性,從生產長期運行來看,節能效果比較顯著,可作為節能設計的首選變壓器。同時,設計時,要注意選擇合理的變壓器接線方式,合理的接線方式對節能的影響也十分重要,同時,在變壓器的生產運行期間,不應讓變壓器長期過載運行,使得變壓器處于超溫運行狀態,這樣不僅加速變壓器的老化,同時也增加了變壓器的電能損耗。
(4)在工廠車間或大型智能樓宇,由于生產負荷率很大,變壓器按設計規范要求通常都放置在電力負荷的中心位置,盡量地與冰凍機、空壓機、大型引風機、離心機等大的生產負荷放置在一起,這樣便于生產管理,更重要的是可以減少現場電纜的長度、減少輸配電線路的事故率,降低線路的電壓降和電能的損失,同時提高了系統的功率因數和電能的質量。具體的放置位置要根據生產現場工藝設備的分布和實際情況來布局。對于大型的智能高層建筑,為了經濟考慮,應盡量放地下層,因為智能高層用電量大的電氣設備多數在低層。
3、供配電系統的設計
通過供配電系統的合理設計來實現節能無疑是最為直接也最為有效的方式之一,具體來說可以從以下三個方面來著手進行:一是盡可能的減少配電的級別,這樣能夠有效的提高供配電系統的穩定性和可靠性;二是要要結合實際的用電狀況來對供配電的狀況進行確定,盡可能的保證變壓器處于負荷的中心位置,這樣就能夠最大程度的降低供電半徑,從而實現電力節能,并且,這樣一種節能方式還能夠一定程度上提高供電的質量。
4、照明節能
在電氣自動化的節能設計中,還可以通過照明節能來實現,具體來說同樣是有兩種方式,一種就是直接利用高效光源,傳統的白熾燈雖然簡單便宜,但是其發光的效率比較低;另一種就是充分的利用自然光,這就需要對構筑物的門窗進行擴大,或者是對建筑物或者是構筑物選擇一個較好的朝向。
結束語:
電氣系統也隨著社會的發展在不斷的進步,而對于電氣自動化中的節能技術而占也正處于發展階段?,F在的節能技術能夠達到節能的效果,而今后研究的節能技術將會朝著更好的方向發展。而現在要做好電氣自動化的節能設計則應該從導線的選擇到最后安裝的完成都應該做到最好,并且還要讓節能技術在電氣系統中發揮到最好的效果。
參考文獻:
[1]劉江,淺析220 kV變電電氣自動化[期刊論文]-中國科技博覽2010(26)
[2]劉沫然,發電廠電氣自動化技術分析[期刊論文]-科學時代(上半月)2010(4)
關鍵詞:卓越工程師教育培養計劃;教學改革;創新教育;培養模式
作者簡介:朱培逸(1980-),男,安徽潛山人,常熟理工學院電氣與自動化工程學院,講師;徐本連(1974-),男,江蘇鎮江人,常熟理工學院電氣與自動化工程學院,副教授。(江蘇常熟215500)
基金項目:本文系常熟理工學院教研教改項目“大電類專業實踐教學體系平臺設計與研究”(JX11012104)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)13-0017-02
根據常熟理工學院電氣與自動化工程學院自動化專業培養卓越工程師計劃的標準,以個人發展和行業企業需求為導向,以自動化專業所需的工程技術為主線,以企業工程項目為背景,遵循企業開發實際項目的要求,以增強學生的工程實踐能力、設計能力和創新能力為核心,改革、整合和優化現有的課程體系,以滿足培養復合型、高素質、滿足未來需要的優秀工程型人才的需求。[1-3]從提高人才培養質量、實現培養標準的角度,在堅持人文精神與科學精神融合、通識教學與專業教育整合、個性培養與社會責任并重的同時,著力推動基于問題的學習、基于項目的學習、基于案例的學習等多種研究性學習方法,加強學生創新意識和創新競賽訓練,“真刀真槍”做畢業設計,從而進一步提高學生能力和素質的培養,充分發揮課程教學在卓越工程師培養中的重要作用。[4,5]本文將介紹實踐教學、創新教育、國際化教育和校企合作培養模式等方面的探索實踐。
一、加強實踐教學
常熟理工學院自動化(智能低壓電器技術)專業“卓越工程師教育培養計劃”堅持聯系工程實際,強調以智能低壓電器行業為背景,通過學生在本科四年學習期間的專業認識實習、專業課程群實踐、專業綜合性工程實踐和畢業設計四個環節進一步加強實踐教學。通過專業認識實習建立智能低壓電器領域的整體概念,以各生產車間現場輪流實習、集中講解、個人調研等形式完成實習,使得學生了解智能低壓電器、智能低壓電網供配電系統等電氣技術對工農業生產及社會生活的影響和作用;了解智能低壓電器、智能低壓電網供配電系統的工作原理、基本結構與組成、生產工藝與組裝流程等;重點了解智能型低壓電器、智能低壓電網供配電系統生產過程、技術工具、系統架構、管理規范、實施過程、電氣技術及應用系統的發展趨勢等。專業課程群實踐主要是與專業課程知識密切相關的企業學習階段,通過結合生產實際,系統學習自動化(智能低壓電器技術)專業的企業核心課程群即智能低壓電器技術課程群中的低壓電器設計與制造、智能電網供配電系統、運動控制系統、現代電力電子應用技術四門課程;課程的理論部分由相關企業導師進行講解,結合課程的理論學習所進行的現場參觀、考察、講解和操作,使學生驗證、理解并掌握課程理論的內容,提高學生應用理論解決實際工程問題的能力。同時增加專業綜合性工程實踐,通過采取跟班工作或頂崗工作方式讓學生了解智能低壓電器產品的設計、制造和檢測等過程,掌握工程研發過程管理及文檔編寫,全面提高學生工程意識、創新意識等。畢業設計環節是實踐教學改革最為關鍵的部分,要求學生能結合企業的實際工程問題進行有針對性的工程研究與實踐,畢業設計的題目和內容由校內導師與企業導師共同制訂,設計指導采取雙導師制,在企業完成;畢業設計要求學生獨立完成,通過設計、畢業論文的撰寫和答辯過程使學生具備綜合運用所學理論知識和工程技術與解決實際問題的能力,獨立完成具有智能低壓電器行業背景和實際應用價值的畢業論文,使學生運用知識的能力和解決工程實踐問題的能力得到顯著提升。
二、注重創新教育
卓越工程師創新教育就是以培養學生的創新精神和實踐能力為基本的價值取向,就是以實現學生的全面發展和培養創新型人才為主的教育;就是增強學生銳意進取、開拓創新的精神,使學生形成創造性的思維和能力,具有堅強的意志、持久的毅力,具有求真務實的科學態度和科學精神;就是培養學生善于發現問題和解決問題的能力;就是培養學生善于質疑、樂于動手、勤于實踐的意識和習慣,提高實踐操作能力;就是培養學生能夠參與生產經營、推動技術進步的實踐,促進科技成果向現實生產力轉化的能力,能夠適應和支撐產業發展,掌握過硬實用技能,具有較高科學文化素質的工程人才。[6]注重創新教育,抓住關鍵環節,掌握其內在規律,才能取得理想的效果。首先,培養創造型人才的關鍵是要有創造型教師,因此,對教師進行創新教育要加強教學團隊和專業平臺建設。通過在教學團隊和專業平臺上精心設計教學內容,提高教師的創造能力,譬如自動化(智能低壓電器技術)專業的核心課程群(即智能低壓電器技術課程群中的低壓電器設計與制造、智能電網供配電系統、運動控制系統、現代電力電子應用技術四門課程)在教學內容上拋棄了傳統的教學內容,完全采用基于工程背景的方式來編寫教材,將傳統教材中的原理描述融合到工程問題、工程案例和工程項目中,將課程理論的講述直接搬到企業的工程現場,派工程經驗豐富的企業導師和實踐能力較強的校內導師共同講解,將以前學生感覺工程原理和工程實際完全脫鉤的現象徹底扭轉。其次,還要加強創新教育的課程和內容,增強學生學習的興趣,利用課程知識運用所產生的社會價值激發學生濃厚的學習興趣和強烈的創新激情。樹立以人為本的教育理念,注重學生的個性發展。因此卓越計劃教育不僅要培養學生的創造才能,更要注重學生的個性和志向的發展,做到愛護、尊重和激發學生學習的主動性、積極性和獨立性,讓每個學生的個性和潛能得到更大的發展。再次,需要加強教學方法的創新。在教學方法方面,凡教學內容與生產實踐關系密切、工程知識密集的課程,如智能低壓電器技術專業課程群所涉及的課程(現代電力電子應用技術、低壓電器檢測技術、低壓電器制造過程控制工程、計算機控制技術、電網供配電系統組態軟件及其應用等),以工廠、車間、工段、生產線、單機設備等為教學背景,或結合工廠實際講授,或在企業培訓期間對相關課程的內容進行強化。通過自學、討論、設計、研究、訓練和競賽等方式設置能力培養型課程。以課程設計類的大作業替代部分作業和考試,進行基于問題、基于項目、基于設計的教學,增強學生的工程設計能力和工程知識運用能力,改革課程的考核方法??己朔绞綉撌箤W生由評價的客體轉變到評價的主體,增加學生課堂學習的主動性和參與實踐的積極性,充分發揮學生的學習自。最后,作為卓越計劃的最后一個環節――畢業設計不僅要求畢業設計的內容形式上注重其創新性,同時還可以檢驗卓越計劃的效果。畢業設計要求結合企業的實際工程問題進行有針對性的工程研究與實踐,畢業設計的題目和內容由校內導師與企業導師共同制訂,設計指導采取雙導師制,在企業完成。畢業設計要求學生獨立完成,通過設計、畢業論文的撰寫和答辯過程使學生具備綜合運用所學理論知識和工程技術與解決實際問題的能力,獨立完成具有智能低壓電器行業背景和實際應用價值的畢業論文,使學生運用知識的能力和解決工程實踐問題的能力獲得顯著提升。
三、強調國際化
“卓越工程師教育培養計劃”樹立了“面向工業界、面向未來、面向世界”的工程教育理念,因此要加強學生國際化的培養。[4]首先,課程體系的國際化。一方面培養學生能在國際化和多元文化的社會工作環境下生存的能力;另一方面吸引外國留學生到本校學習,他們的參與對本專業學生和教學過程都有益處。通過設置與國際接軌的課程體系和教學內容,提高課程國際通用程度,實現課程的精品化、國際化與網絡化,從而提高學生應用外語來學習和掌握學科專業先進知識的能力。其次,語言學習國際化。為學生提供國際化的語言學習環境,采用前兩年分級模式的英語課程、后兩年自主選修提高層次的英語課程,輔以英語專題實訓、競賽等課外活動實現外語教學四年不斷線,因材施教,使不同水平基礎和不同發展需求的學生的英語水平和能力得到發展,具備外語交流的可持續發展能力。同時積極組織學生參與國際交流、到海外企業實習,拓展學生的國際視野,提升學生跨文化交流、合作能力和參與國際競爭的能力。最后,教師隊伍國際化。積極引進國外先進的教育資源和具有高水平國際知識、經驗的工程教師,提高師資隊伍的國際化水準,一方面可以通過增加教師出國訪問進修的人員比例以及到國外進行學術交流的人數,另一方面邀請知名學者、專家來校進行訪問和舉辦講座,聘請著名學者為客座教授或高級訪問學者等措施,使教師構成呈現國際化的特征。[7,8]
四、注重企業參與
“卓越工程師教育培養計劃”實行3年校內的系統理論學習、1年校外的企業工程實踐的人才培養模式,因此企業的參與是該計劃的關鍵。首先,專業認識實習階段將以企業的各個生產車間現場為主題,輪流實習、集中講解、個人調研等形式完成實習,企業將為學生認識階段的學習提供場地――企業的生產車間,提供學習的對象――企業生產的產品以及講授的老師――企業提供具有豐富實踐經驗的企業導師,學生通過聽取企業文化教育專題報告、參觀企業產品展示中心、到企業各生產車間現場實習與輪流調研、網上調研與查找資料等方式,增加對自動化(智能低壓電器技術)專業的認識。其次,針對智能低壓電器技術課程群教材的編寫,我們將充分發揮企業導師實踐經驗豐富、校內教師歸納、概括能力較強的優勢,結合企業的工程問題、工程案例和工程項目編寫出版《低壓電器設計與制造》、《智能電網供配電系統》、《低壓電器檢測技術》、《低壓電器制造過程控制工程》、《電網供配電系統組態軟件及其應用》等教材,而且課程的理論部分也由相關企業導師進行講解,結合課程的理論學習所進行的企業現場參觀、考察、講解和操作,使學生驗證、理解并掌握課程理論的內容,提高學生應用理論解決實際工程問題的能力。再次,專業綜合性工程實踐環節采取跟班工作或頂崗工作方式讓學生了解智能低壓電器產品的設計、制造和檢測過程;通過參與企業實際項目完成規定的實踐環節學習。在企業進行專業綜合工程實踐過程中安排具有工程師資格的現場人員做指導教師,鍛煉學生的專業綜合應用能力。最后,畢業設計環節也是結合企業的實際工程問題進行有針對性的工程研究與實踐,設計指導采取校內導師與企業導師雙導師制,在企業完成。整個學習過程中,企業將全程提供場地并且通過向學生展示或學生參與智能低壓電器領域相關產品的設計、制造、檢測、調試、維護、系統集成、管理等過程。同時,從實習單位聘請一批穩定的、經驗豐富的工程師擔當學生在企業學習階段的指導老師,其中包括企業實習教師、企業授課教師和企業導師。企業實習教師承擔學生企業實習環節的指導;企業授課教師承擔在學校內或企業中的課程教學、專題講座等;而企業導師主要負責學生的日常學業指導和學生的畢業設計(論文)指導,進行學生實踐能力的培養。企業導師一般為企業有豐富工程實踐經驗的工程技術人員,在企業學習階段實行校內導師和校外導師指導的雙導師制,在企業學習過程中通過學校教師、企業相關技術人員授課,學生現場學習,通過認識實習、專業課程群實踐、專業綜合性工程實踐和畢業設計四個環節參與企業的生產、工程項目和科研實踐。
參考文獻:
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[3]林健.“卓越工程師教育培養計劃”專業培養方案再研究[J].高等工程教育研究,2011,(4).
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[5]袁劍波,鄭健龍.工程實踐能力:培養應用型人才的關鍵[J].高等工程教育研究,2002,(3).
[6]王志偉,鄒超英.應用型理工類本科人才創新教育的研究與實踐[J].黑龍江高教研究,2010,(11).
現階段,人們對各種家用電器和樓宇自動化的依賴程度越來越高,節能環保意識普遍增強。安全合理、高效美觀的住宅建筑電氣設計不但成為廣大設計人員的研究重點。也引起了人們的廣泛關注。由于建筑電氣設計時既要考慮相關設計規范的要求,又要考慮一些建筑使用上的特殊需求,往往使得建筑電氣在設計上出現不完善和不合理的現象,給日后使用、維護帶來不便甚至埋下事故的隱患。本文就住宅建筑方面的電氣設計進行探討,結合真理道甲一號的項目工作經驗,拋磚引玉。
關鍵詞:電氣工程設計;安全供電;節能降耗
中圖分類號:TU976+.1文獻標識碼: A 文章編號:
引言:
新的住宅建筑電氣設計規范JGJ242-2011已經于12年4月1日正式生效。和舊規相比,新的規范里面將全面貫徹執行國家的節能環保政策,同時也反應出人們在追求智能樓宇的舒適、安逸、安全和人性化的同時,也開始注重電氣自動化工程的節能設計。在設計時既要做到科學、合理的方便人們的使用需求,又要兼顧到節能設計。住宅及住宅小區的電氣工程直接關乎百姓的切身利益,同時也是各級政府的關注重點,無論是商品房還是經濟適用房、公租房、安置房、定向安置房等住宅的電氣設計,都與百姓的衣食住行息息相關,因此都必須在電氣設計施工中體現安全可靠、經濟合理、技術先進、整體美觀、維護管理方便的原則。
一、電氣工程設計原則
1、設計前調研,精確計算,優化供配電設計。
在電氣工程設計時首先考慮的是適用性。在設計之初,必須進行各類電力負荷的計算。電力負荷是供電設計的依據參數,是電氣設計中最重要的環節之一。各城市、地區的發展水平不同,需求也就有區別。城市電力系統的規定、要求也是千差萬別,供配電系統在滿足負荷容量、電能質量與供電可靠性要求的同時;應能保證控制方式的靈活多樣要求,從而使電氣設備的使用功能得到充分的發揮。做到供電系統高效、靈活、穩定、易控、多樣、便捷、暢通。其次考慮的是安全性,供配電系統應保證適度余量,針對真理道甲一號工程不同子項的特點,對各單體高層住宅樓、地下車庫及小區內學校、幼兒園、小型商業等多種負荷進行相關調研、估算。在經過多次負荷計算、系統優化的基礎上確定最終的供配電方案。本工程包括由市政道路劃分形成的三個地塊,即A、B、C三個小區,每個小區內分別設置專用及公用變電站。在設計中,通過對變壓器選型、回路劃分、線纜路由及整定、無功補償、系統防雷、防火災漏電報警等多項技術手段實現電氣工程的實用性和安全性,利用先進、成熟的技術,優化供配電設計。促進電能合理利用。
2、提高設備運行效率,減少電能的直接或間接損耗。
首先,應對各類負荷充分考慮其運行特點,對各類負荷的最大負荷出現的時間段進行分析、調研及估算,在系統設計中有效的“錯峰填谷”,使變壓器盡量在經濟負載率下長期、穩定運行;其次簡化配電級數,配電回路。有些工程的配電系統設計得比較復雜,配電級數過多,使供電系統故障率增高,故障面擴大,不易管理,操作維護不方便等。為能正確理解配電系統的配電級數和保護級數,提高設計水平,提高配電系統的可靠性,特撰此文以期能起到拋磚引玉的作用。 (詳《供配電系統設計規范》(GB50052一2009)第4.0.6條的相關規定)。
第三,優化主干線纜路由,減少線路損耗;設置安全的無功補償,提高電源的綜合利用率,提高設備運行效率盡可能減少建設投資,最大限度的減少電能與各種資源的消耗。
第四,選用節能型設備,如選用節能型變壓器、各類高效電機、電子鎮流器等低能耗、高效率的電氣器件降低運行與維護費用,減少電能的間接或直接損耗。
設置建筑設備管理系統對風機、水泵及公共照明等負荷分別管理,有效提高效率,節能降耗。
3、各部分能耗進行獨立分項計量。
各類負荷按照明、動力、空調、水泵等分類別設置計量裝置。計量裝置包括機械式電能表,數字式電能表、多功能電表及數據信息管理平臺,為系統運行提供記錄、分析、監控、報警等多項功能。
二、住宅電氣設計中的自動化節能技術
環保理念在現代電氣設計工程中具有重要的地位,在進行設計考慮時,應盡可能的使用先進技術和設計理念。盡可能的從多個角度多個方面來實現。
1、配電設計考慮三相負荷平衡。保持三相負荷平衡,將負荷均勻分布在三相電源上。三相配電的各相負荷應保持三相負荷的平衡(最大相負荷不宜超過三相負荷平均值的115%,最小負荷不宜小于三相負荷平均值的85%)。
2、地下車庫以高效節能細管徑(T8)緊湊型熒光燈為主。熒光燈燈具選配電子鎮流器。功率因數不低于0.9。疏散指示燈、出口標志燈選用發光二極管(LED)。
3、帶防護罩燈具效率≥60%,開敞燈具效率≥75%。
4、照明功率密度值低于《建筑照明設計標準》GB50034-2004。
5、配電箱靠近負荷中心,盡量縮短低壓供電線路長度。
6、照明采用統一管理相結合的方式,分組分時控制,實現節電。
7、設置功率因數集中補償裝置,補償到0.9以上,并設置3、5、7次諧波吸收裝置。
8、經濟合理地選擇導線截面,電力干線的最大工作壓降不大于2%,分支線路的最大工作壓降不大于3%或分支線路的長度超過30m時,線纜截面積相應增大。
9、選用低能耗、高效率的變壓器及電氣元器件如節電信號燈等。
10、動力、照明等各部分能耗進行獨立分項計量。設備負荷按照明、動力、空調、水泵等分類別設置計量裝置。
11、集中采暖系統要求供熱公司二次設計時,考慮計算機節能控制系統。
12、高次諧波諧波含量超過國家標準限制的泵房、換熱站等,應由相關廠家及配套單位考慮設置高次諧波抑制的相應設備及措施。
在設計時,我們應當積極開發新能源,積極推動太陽能、地熱能、原子能等新能源在建筑中的應用。這些能源的開發利用日益引起世界各國的重視,它將是解決世界能源危機的根本措施。我國已有這方面的研究應用,如地源熱泵系統、太陽能-水能源熱泵系統及太陽能-空氣能熱泵系統等。這些系統高效節能、無污染,不失為一種有效利用自然能的好途徑。
三、電氣工程中一些具體的質量控制措施
1、施工準備階段的質量控制。
監理工程師不能只停留在按圖施工的水平,要全面熟悉設計圖紙,努力并善于發現圖紙中的不足,與設計、施工方溝通后及時提出處理意見 。施工方要根據工程的實際情況編制施工組織設計(施工技術方案)并嚴格審查,要求有完善的質量保證體系、保證工程質量的各項技術措施,而且應符合經會審的設計圖紙及國家現行的有關電氣工程的施工及驗收規范。 根據業主及土建工程的總體進度編制電氣工程進度計劃、人員計劃、機具計劃并組織落實,工程過程中要根據實際情況及時修改及補充。
2、 施工階段的質量控制。
施工中必須根據已會審后的電氣設計圖紙和有關技術文件,按照國家現行的電氣工程施工及驗收規范,地方有關工程建設的法規、文件,經審批的施工組織設計(施工技術方案)進行。施工中若發現圖紙問題應及時提出并處理,不允許未經同意私自變更設計。要求嚴格堅持執行和落實“三檢”制,關鍵部位,實施旁站監理。 嚴格推行規范化操作程序,編制符合規范、工藝標準、可操作的質量控制程序。平時注意及時收集和整理資料,特別是隱蔽工程的驗收資料及隱蔽簽證。未經有關人員在隱蔽驗收表上簽字,不得進行下道工序,防止監督流于形式。記錄好監理日志。
結束語
在日常生活中,為了滿足各種使用功能的需要,人們所使用的電氣設備的種類和數量越來越多,而且分布廣泛,使得建筑電氣設計與施工在建筑工程中的重要性變得越來越明顯。建筑電氣設計的好壞將直接關系整個建筑的質量,因此建筑電氣設計人員對建筑電氣設計應引起足夠的重視,在進行電氣設計前要做好充分的調研和準備工作,對設計中的每個環節都要實施有效的控制,盡量使電氣設計做到安全、可靠、經濟、合理、方便,以減少和避免住宅電氣事故和電氣火災的發生。
參考文獻:
[1]劉江,淺析220 kV變電電氣自動化[期刊論文]-中國科技博覽2010(26)
[2]劉沫然,發電廠電氣自動化技術分析[期刊論文]-科學時代(上半月)2010(4)
[3]鄧超,淺談電氣自動化的應用與發展[期刊論文]-新一代(下半月)2010(2)
[4]劉松才,工廠供電. 北京:機械工業出版社,1990
[5]楊治業,變壓器試驗技術(16) [J].變壓器。2004
一 人才培養方案的研究隊伍
該項目具有能力較強的研究隊伍,課題組成員年齡結構和知識結構合理,掌握教學規律和授課藝術,同時具有較高的專業能力和學術水平,并具有多項研究成果。課題組老師均擔任電氣自動化專業課程的教學工作,對教學內容、教學方法、教學效果等有著較深的認識,這些都有利于課題開展。參加本課題研究的老師,都從事一線教育教學,平均年齡在30歲左右。經歷過其他課題的研究,并且針對所研究的課題,他們大多數人有相關的研究經驗,有數篇論文在各級評比中獲獎或發表。其次,實施人才培養教學過程中的老師,專任教師中同時具有技師資格證和高校教師資格證的“雙師”素質教師占100%。專任教師中有企業工作經歷5年以上的占50%。研究隊伍的構成,保證人才培養方案研究的正常進行和實現預期目標。
二 人才培養方案的研究過程
人才培養方案的研究與實踐過程按照“調研、方案設計、實踐、成果”研究方案進行。第一階段為初步研究階段。研究教育部高職教育教學綱領文件;開展職業崗位調研、畢業生跟蹤調查、人才需求調查工作;根據調查結果,整理出人才需求調查報告。第二階段為人才培養方案擬定階段。根據前一段的工作總結,提煉出典型工作任務并進一步優化;擬定電氣自動化技術專業人才培養目標,完成行動領域向學習領域的轉化;成果形式為電氣自動化技術專業以就業為導向的課程體系,及相應課程的課程標準。第三階段為實踐與修訂階段,通過三年人才培養改革實施實踐,完善人才培養方案,同時建設核心課程資源,改革教學方法,建設校內外實訓基地。第四階段為形成成果階段。完善并形成最終“基于就業導向的電氣自動化技術專業人才培養方案”,提交專業建設委員會審批;確定教學條件建設方案;完成研究報告;并建成電氣自動化專業院級、省級精品課程。
三 人才培養方案的研究方法
該人才培養方案的研究與實踐主要采用由外到內、由宏觀到微觀、理論與實踐相結合的研究方法和思路。在現代教育理論指導下,理論與實際緊密結合,運用調查法、比較法、文獻檢索法、行為研究法、經驗總結法等進行教育教學實踐活動和方案研究工作。在具體操作上,以學校開設的電氣自動化技術專業班級為研究對象,進行循環招生、循環教學、循環試驗,在實踐中構建和完善符合崗位要求、滿足就業競爭力需求的電氣自動化技術專業的高端技能型人才培養模式。
四 人才培養方案的研究內容
該人才培養方案研究的主要內容包括:
1 人才需求與學生就業取向調查分析
針對京津冀、山東省內、長三角經濟帶的多個廠家和參與各個工作崗位的電氣自動化技術專業的畢業生做了大量調查,得出調查結論,明確人才培養改革的緊迫性。
2 基于就業導向的人才培養目標定位
對所調研的數據進行整理、分析,得到電氣自動化技術專業就業的職業領域和主要就業崗位群,最終將人才培養目標定位為:本專業培養具有良好的職業素質,掌握電氣自動化技術的基本知識和技能,具備與本專業未來工作崗位相適應的職業素質、較強的職業發展能力、較強的電氣設備安裝調試和自動控制技術應用能力,能夠從事自動化產品的電氣系統安裝調試、自動化生產線的運行維護、自動化工程設備升級改造等工作的高端技能型專門人才。
3 構建基于就業導向的“平臺+模塊”人才培養課程體系
課程體系構建過程采用六步法完成:(1)通過市場需求調研確定電氣自動化技術專業的職業崗位或崗位群;(2)通過崗位分析確定各個崗位的工作任務;(3)歸納出典型的工作任務;(4)通過典型工作任務分析確定專業應具備的能力(專業能力、方法能力、社會能力);(5)通過職業能力分析確立學生應具備的知識、技能、態度;(6)最后完成從行動領域到學習領域的轉換,即從教學內容歸納出課程體系。
在構建時,組織專業教師、企業的一線專家等組成分析小組,在課程設計專家的指導下,引入創新教育理論,采用能力/素質分析的方法,根據能力解析表和專業教學目標,提出課程的教學目標以及考核評價標準,通過這種方式篩選出課程內容和課程體系,最終確定了“平臺+模塊”的課程體系。
該課程體系的具體構成包含公共基礎課程平臺、專業群課程平臺、專業課程平臺、專業方向課模塊、選修模塊(包括專業拓展課程和公共選修課)、素質拓展模塊、專業集中實踐模塊等,構建了“三平臺+四模塊”的課程體系。
學生職業綜合素質和就業競爭力的培養主要通過寓于課程體系全過程來實現。
4 開發提升就業競爭力的“做、學、教一體化”教學
在教學團隊指導下,采取邊開發邊實踐再反饋的思路,開發一體化課程。在一體化教學實施過程中,按照圖1的方法進行分階段教學。制定了合理的一體化學習效果評價方案,加強過程性評價。
五 人才培養方案的實施成效與特色
人才培養方案從改革研究到最終方案實施,已經經歷了五屆畢業生,從企業的反饋到畢業生的評價,學生的就業競爭力和企業的認可度都非常好。其成效具體表現在:第一,形成了與區域產業發展相融合,與企業需求密切銜接的電氣自動化人才培養方案。第二,提升了高職自動化專業學生就業能力,提高了畢業生好評率。第三,建立了以符合企業需求、基于工作過程的專業課程體系。第四,構建了職業院校電氣自動化專業校企合作培養模式。第五,建設了院級、省級精品課程群。第六,打造了一批高水準的師資團隊。
該人才培養方案實施又具有以下幾個特色和創新點:
1 參與人員廣泛是人才培養方案研究與實踐成功的保證
在人才的培養的各各環節,除了優秀專職教師的傾心付出,學院還聘請、引進了企業中經驗豐富的專家、工程師和一線的技術人員。這一點上突破了原來只是聘請企業專家的做法,而是通過更廣泛的人員的參與,更加真實地了解了企業崗位的設置、人才需求、人才類型等許多的信息。
2 “工學結合,校企合作”作為人才培養的重要模式
通過實習基地建設和實踐教學綜合改革,先后與包括亞太集團、皇明集團等多家公司簽定了共建協議,投資上千萬元,在實驗實習、畢業生就業、科技服務等方面進行全面合作,建設了設備先進、能滿足教學、科研、實習等需要的實訓基地。該項目已經運作兩年,取得了很好的效果。
3 建成的省級精品課程群是人才培養方案實施的重要成果
構建自動化專業核心課程群,建設院級、省級精品課程,是課題組及專業建設委員會的初期目標,而在幾年的課題研究實踐中,最終也實現了這一目標。精品課程的建設,完善了專業課程資源,是人才培養方案改革實施的重要依據。
5 以大賽為抓手,促進學生就業競爭力提升是創新途徑
教學團隊的成員積極組織學生參加各種比賽,如山東大學生機電創新設計大賽、山東大學生電子設計競賽、山東省職業技能比賽等,這些比賽極大地激發了學生的學習興趣和學習熱情,同時,這些競賽用到了許多的工程和企業常用的知識,對于提高學生的就業競爭力有著極其重要的作用。
六 結語
基于就業為導向的電氣自動化技術專業人才培養方案實踐已經取得了良好的成果,這些成果可以直接應用到教學中去,對電氣自動化技術專業人才的培養確定了指導方向,對提升畢業生的就業競爭力有很大的幫助,同時對相關專業的教學有一定的指導作用。
參考文獻
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索與實踐[J].北京工業職業技術學院學報,2005(3).
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京:清華大學出版社,2007.
關鍵詞:供電系統;電氣施工技術;防雷;接地保護
Abstract: Along with China's rapid economic development, social life and production of parties in power demand more and more. This paper first device from the design principle of power supply system and power supply system introduces the basic knowledge of power supply system, and then introduces the technology of electrical engineering in the construction, including transmission line construction technology, general requirements, residential lighting design for distribution line installation and low voltage isolation switch, knife switch, leakage protection installation requirements. At the end of the power supply system of the protective earthing and lightning protection.
Keywords: power supply system; electrical construction technology; lightning protection; grounding protection
中圖分類號:U223.6文獻標識碼:A文章編號:
引言:現如今,生活的方方面面無不需要電力資源的支持,與此同時,供電系統在不斷的增加,電網也在紛繁復雜的覆蓋著整個國家。但是電氣施工是一項比較危險施工難度也比較高的工程項目。電氣工程師們也必須不斷更新自己的知識,掌握最新發展動態來充實自己,能夠深入了解和掌握各種建筑智能化系統和產品的技術性能。只有這樣才能跟得上時代的發展,與時俱進。
供電系統概述
現在我們的國家乃至整個世界都已被復雜的電網覆蓋,人們的日常生活、社會的正常運轉,工廠的正常生產無一不能離開電力支持。一般每個國家的供電系統的分布是不一樣的,就比如水力資源一般會集中在有較大的水位差的河流旁邊,像煤炭、石油一類的資源一般會集中在盛產這些資源的地方。依照這個規律,電力系統也一樣,有需才會有求,大城市和工業區對電力資源的需求會更加的多,因此供電系統一般集中在這些地方。供電系統的兩大主要功能就是產生電能和輸送電能,因此主要組成部分就是用于產電的電源系統和輸電的輸配電系統。
供電系統的設計原則主要有,首先要保證可靠供電,如果不能可靠持續的供電,這會更人們的生活帶來很多麻煩甚至是危險。其次就是要能夠安全靈活的實行,無論科技多發達,安全仍然是需要放在第一位去關注的問題,因此供電系統這種本身具有一定危險性的能源系統,更要保證接線的安全以及便于檢修。最后一點就是要能夠操作方便,要在設計電網連接的時候盡量簡化供電系統的層次以及操作時的程序,方便日后維修以及檢查。
供電系統中常用的自動裝置包括備用電源自動投入裝置以及自動重合閘裝置等。供電系統要保證其可靠性,因此一般的供電系統都會有兩路以上的電源接線,其中一路屬于備用線路,當正在使用的線路出現問題的時候,另一路備用線路便可以投入使用,這就需要備用電源自動投入裝置,簡稱APD。在APD的作用下,即使供電線路出現問題,也能將備用電路及時投入使用,造成不必要的損失。在施工過程中,施工人員一定要注意對備用電源自動投入裝置的安裝。下面再來介紹自動重合閘裝置,通過供電系統的員工的經驗表明,現在電力系統中的很多故障都是暫時性的,一般在短時間內都可以自行修復,自動重合閘裝置的作用也在此處顯現,它能幫助系統迅速恢復供電,避免了長時間的停電,大大提高了供電系統的效率。
電氣施工技能要求
輸電線路施工技術
首先要在工地現場來復查和審核設計圖紙上的用于指示方向的方向樁的位置,當基礎位于斜坡或水田等不平整的地方時,需要先平整施工路面后再進行施工,此過程中可以采用人力或者機械來開挖,必要時也可以使用爆破作業。接下來是分坑,這項工作的主要目的是要確定基礎坑在地面上的位置。接下來便始進行基礎挖坑工作,待運輸來基礎材料后,便要開始澆制工作,澆制工作共分為四步,分別為操平、扎筋、支模以及澆制混凝土。
2、民宅照明設計的一般要求
民宅一般照明設計一提“設計”二字,常人都認為那是專家的事兒。其實,生活在基層的電工,最了解居民、農民的需求,只要具備了電工專業知識,就能設計出滿意的圖紙??v觀當今建筑市場,大量的民宅和小型建筑的設計,都是當地電工的杰作。
不同房間、不同用途對光源的要求是不同的。為創造一個安靜而舒適的環境,民宅一般采用白熾燈和熒光燈。白熾燈的光是連續的,顯色指數高,屬暖色調,所以廣為采用。房間面積在10平米以下采用30~40w燈泡,20平米以下采用60w燈泡就以足夠。
3、 配電線路的安裝
配電線路在安裝之前需檢測地溝、支架、開關位置是否符合設計圖紙和有關的要求以及設備運行的工藝需要。在安裝室內線路時需注意,室內線路工藝上有明配線和暗配線兩種,其中導線若沿著墻壁、天花板或柱子等鋪設則成為明配線,線路穿過電線管理設在墻內、地坪或頂棚中等讓人看不見的地方時,稱為暗線。另外所用導線的額定電壓應盡量大于線路的額定工作電壓,并且在暗配線安裝時應盡量避免導線的接頭。導線連接和分支處不應受到機械力的作用,但必須注意,穿在管內的導線不能有接頭,如確實需要,可把接頭放在接線盒或燈頭盒內。
4、低壓隔離開關、刀開關、漏電保護的安裝要求
首先開關是應該垂直安裝的,在個別情況下可水平安裝,比如在不切斷電流、有滅弧裝置或用于小電流電路等情況。在水平安裝時,分閘后可動觸頭不得自行脫落,其滅弧裝置應比較固定可靠。雙頭倒閘開關分閘位置時,刀片應可靠固定,不能自行合閘。
漏電保護器的安裝要按產品標志進行電源側和負荷側接線, 帶有短路保護功能的漏電保護器,安裝時應確保有足夠的滅弧距離。
三、供電系統的接地保護與防雷
電流對人體的傷害是非常嚴重的,當電流強度非常大時,甚至可能會危及人的生命。我們國家規定觸電時間不超過1s的安全電流為30mA。供電系統的設計一定要保證安全。
接地裝置主要包括接地極以及接地線,接地極就是用于和大地接觸的金屬導體,這一部分是要埋入大地中的。決定接地電阻的因素有很多,主要因素有土壤電阻、接地線的電阻以及接地極的電阻。為了保護人體因為意外觸及帶電設備時免發生意外,需要把電氣設備的金屬外殼進行接地。漏電保護器的類型按照工作原理可以分為電壓動作型、電流動作型以及交流脈沖型。其中電流動作型的檢測特性比較好,因為它不僅可以用作系統總保護,也可以用作干線、支路的保護,因此現在應用比較廣泛。當然,具體使用哪種方案還要視具體情況而定。
雷電沖擊波具有波的傳導特性,輸電電路如果遭受到雷電的沖擊后果將不堪設想。在民用建筑電氣安裝工程防雷接地部分常常出現以下問題:設計人員在輕型彩鋼屋面板上設置鍍鋅鋼筋作避雷網時,避雷接地極測試點說明不妥;防雷接地極,避雷網施工中,焊接不符合要求。上述問題的主要解決對策和途徑為:設計輕型彩鋼屋面板避雷網帶時,如果固定,要考慮怎樣充分的利用彩鋼板;利用基礎鋼筋做接地極時,一般用內外兩根主筋,焊牢整個基礎內外兩根主筋一圈的搭接處,再把圈內縱橫基礎兩邊的主筋與兩根主筋搭接焊牢,有樁基的用兩根樁筋按設計要求的點連接到基礎主筋上,然后按圖紙指定的柱筋一般用外側兩根焊接到基礎主筋上作為引下線,防止側雷擊在門框窗戶上從一層至頂層每隔一層的圈梁主筋搭接處跨鋼筋焊牢,再接到避雷引下線的柱筋上作為均壓環。
四、結語
供電系統在我們日常生活中扮演著非常重要的角色,可以說少了它,我們的生活沒辦法正常進行。但同時電本身就是一種很危險的資源,每天都有因為觸電或是電擊等發生意外的人們,因此我們在利用電力時必須要合理加以利用,電氣施工人員一定要不斷學習與鍛煉,增加自己的施工技能,把電氣施工過程中的安全和質量問題放在重要的位置上,同時監督管理人員要做好質量管理工作,以便能保證施工的質量,從而使電氣施工工程變得安全可靠,做到讓工程驗收人員安心,讓用戶居民放心,保證建筑整體運行的先進性和穩定性。
參考文獻:
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[3] 席川. 電氣設備安裝工基本技能. 哈爾濱市:哈爾濱工程大學出版社,2010
20xx年最新達州市鄉村教師補貼消息
一、目的意義
實施農村教師生活補助,是加強農村教師隊伍建設的重要舉措,充分體現了黨和國家對農村教師的關心和對農村教育的重視,對于增強農村教師職業吸引力、鼓勵城鎮優秀教師到農村薄弱學校任教、提高農村教育質量、保障農村學生接受優質教育、促進義務教育均衡發展和保障教育公平具有重大現實意義和深遠的歷史意義。
二、政策內容
按照一縣一策,自主實施的原則,宣漢縣、萬源市2個國家扶貧開發工作重點縣補助資金由省定額補助,其他縣(區)由縣(區)自籌資金并納入財政預算。
(一)補助對象。農村教師生活補助的發放對象為除城區和城關鎮所在地學校以外的鎮(鄉)、村公辦義務教育階段學校在編在崗教師,不包括職工和離退休(職)教師。嚴格落實以崗定補,在崗享受,離崗取消的補助原則。生活補助只針對農村教師工作崗位的補助,教師在崗時享受,離崗(包括退休)后自然取消。經縣(市、區)及以上教育部門批準到農村公辦義務教育階段學校的支教教師和特崗教師同等享受。在編不在崗、3個月以上外借、3個月以上外派(掛職、學習等)、退休(退職、退養、離崗待退)教師不得享受。已享受邊遠貧困地區、民族地區和革命老區人才支持計劃教師專項計劃工作補助的支教教師,不再享受農村教師生活補助,但若低于當地發放標準的應予補齊。對代課教師或臨時聘用教師,由當地政府統籌兼顧,同步考慮。
(二)補助標準。宣漢縣、萬源市最低補助標準為每人每月400元(省財政按每人每月220元給予定額補助),其他縣(區)最低補助標準為每人每月200元。鼓勵有條件的地方自籌資金,提高補助標準。各地應根據教師工作、生活條件的艱苦程度等因素,合理分設檔次和具體標準,重點向村小和教學點傾斜、向條
件艱苦地區傾斜,不吃大鍋飯、不搞平均主義,充分發揮政策吸引優秀教師到鄉村學校(教學點)任教的作用。
(三)補助時間。從1月1日起實施。
三、組織實施
(一)加強組織領導。地方政府是落實農村教師生活補助的責任主體。各地要高度重視,足額落實經費預算,穩步推進農村教師生活補助工作??h級教育、財政部門負責制定切實可行的實施辦法,報同級政府批準后實施,并將實施辦法報市級教育、財政部門。
(二)加強監督管理。補助資金要按時直接發放到教師個人工資賬戶,實行實名制管理,防止虛報、冒領、套取補助資金。各地要及時研究和妥善處理政策實施過程中出現的問題,確保平衡實施。要建立問責制度,健全監督檢查機制,定期進行督導,對實施情況進行全過程監督。
(三)堅持陽光操作。各地要主動、及時對農村教師生活補助政策實施情況進行公開公示,保證各個環節公開透明、陽光運行。要設立監督舉報電話和舉報信箱,廣泛接受教師和社會監督。
(四)完善配套措施。各地要加大農村教師培訓力度,將農村教師培訓學習、對口幫扶等措施規范化、制度化。建立農村教師招聘補充機制和縣域內教師定期輪崗交流等制度。研究完善教師職稱評定和職務晉升向農村學校和教學點傾斜的政策措施,落實教師職稱評定和職務晉升時要求有農村學校任教經歷的規定。
(五)加大政策宣傳。各地要加大政策宣傳力度,采用多種形式,積極主動宣傳政策,吸引更多優秀教師到農村學校任教,讓更多的人關注農村教育、關心農村教師,努力營造全社會尊師重教的良好氛圍。同時,要做好政策解讀和教職員工思想政治工作,把教職員工思想認識統一到文件政策上來,推動政策順利實施,維護正常的教育教學秩序,確保教育系統穩定。
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20xx年達州市中級職稱評審條件高級職稱評定時間
本機構常年提供中高級人事局職稱評審項目,工程師,會計師,經濟師等均可以申報,提供申報條件即可辦理。
20xx年中高級工程師職稱申報專業:(助理、中級、高級)
1 建工類:工民建工程師、建筑工程師、建設設計工程師、建筑施工工程師、測量工程師、地質勘測工程師、建筑預算工程師、建筑管理工程師、道路與橋梁工程師、土木工程工程師、市政工程師、公路工程師、土建工程師、土建結構工程師、造價工程師、建筑監理工程師、路橋工程師
2 機械、自動化類 :機械工程師、自動化工程師、機電設備工程師、機械設計工程師、鑄造設計工程師、機械制造工程師、采礦工程師、機電一體化工程師
3 裝飾設計類:環境藝術設計工程師、建筑裝飾工程師
4 水暖、化工類:建筑水電安裝工程師、消防水電工程師、給排水工程師、水利水電工程師、暖通工程師、熱處理工程師、暖通空調工程師、化工工程師
5 建筑電氣:電氣工程師、電氣設備工程師
6 計算機、電子、通信:計算機工程師、電子儀表工程師、通信工程工程師、電子信息工程工程師、計算機及應用工程師、電子技術工程師、光電子技術工程師、電子信息工程師
7 園林、園藝類:農藝師、園藝師、講師、園林設計工程師
8 船舶、冷凍類:船舶技術工程師、冷凍工程師
20xx年中高級工程師職稱評定條件
1、助理工程師:大學本科畢業后從事本工作滿 1 年以上;大學專科畢業后從事本專業工作滿 3 年以上;
2、工程師(中級職稱):大學本科畢業,擔任助理級職務滿 4 年以上;??飘厴I后,擔任助理級職務滿 5 年以上;
3、高級工程師(高級職稱):大學本科畢業,從事本專業技術工作 (工作年限可算在畢業前后),取得中級職務任職資格,并從事中級職務工作 5 年以上.
4、各省市對優秀人才和有重大貢獻的人才有破格申請的政策(詳細內容請來電或QQ:9183~88989咨詢)
20xx年中高級工程師職稱評審申報材料要求
1 專業技術職務評審申報表;
2.學歷證書影印件、身份證影印件、職稱外語和計算機應用能力考試合格證書影印件(按情況可免試)、專業學術論文;
3.近期1寸免冠照片(紅藍底不限);
4.申報人員須符合規定的學歷、資歷條件和業績成果要求。
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關鍵詞:數字信號處理;MATLAB仿真;教學改革
作者簡介:李磊(1981-),男,河南南陽人,鄭州大學物理工程學院,講師;楊潔(1983-),女,河南商丘人,鄭州大學物理工程學院,講師。(河南 鄭州 450001)
基金項目:本文系2012年度教育部大學生創新創業訓練計劃課題(項目編號:1210459084)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)23-0056-02
“數字信號處理”課程是電子信息、通信工程、自動化工程及相近專業必修的專業課,在電氣工程、測控技術、計算機技術等領域得到了廣泛應用。[1]當前國家越來越重視大學生的創新意識和實踐能力的培養。通過實施教育部大學生創新創業訓練計劃和卓越工程師計劃,促進高等學校轉變教育思想觀念,改革人才培養模式,強化創新創業能力訓練,增強高校學生的創新能力和在創新基礎上的工程實踐能力,培養適應創新型國家建設需要的高水平創新人才。為了提高學生的創新意識和應用知識解決實際問題的工程實踐能力,需要調整“數字信號處理”課程的教學內容,引入新的教學手段和教學方法來提高學生學習的積極性,這是專業基礎課教師所面臨的重要課題。筆者介紹了一種針對本科生教學的分層教學模式,突破單一的理論灌輸的教學弊端,顯著提高學生們學以致用的能力,并運用實例介紹了這種分層教學模式。
一、“數字信號處理”課程教學現狀
數字信號處理是一門理論性很強的課程,內容抽象,公式繁多,課程內容涉及很多數學推導與計算。目前,傳統的教學模式主要存在以下問題:[2,3]
1.教學內容過度重視理論推導,不注重理論和實踐相結合
國內大學的很多任課老師往往注重講授公式性質、定理的由來,注重理論的嚴謹與正確性,這勢必大大占據有限的授課時間。這種教學思路使課程陷于數學推導和計算,而使學生感到枯燥乏味,抓不住重點,教學效果大打折扣。
2.課程實驗內容單一,與工程實踐還有距離
課程實驗內容一般都以MATLAB軟件作為仿真平臺,對課程中的時域離散信號、系統的時頻域理論和數字濾波器設計理論進行仿真實驗。誠然,MATLAB仿真軟件作為信號處理的實驗手段,具有信息量大、形象直觀的特點,在很大程度上補充了單一的理論教學模式。但是仿真手段畢竟是理論的數學編程,還是脫離了工程應用的實際背景。仿真不能完全取代本課程的實驗和實踐內容。算法仿真內容過于形式化、過于簡單,只能作為工程實踐的前期階段設計內容。
二、分層教學法原則與內容
傳統的數字信號處理課程大多只討論算法的理論及其推導,較少涉及工程實現方法及相應的軟硬件技術。大學的教學應是理論教學、實踐教學和科學研究為一體的,實踐教學作為理論和科學研究的橋梁,是現有理論的源頭,也是未來科研開拓的基礎。理論課程應實現教學形式的多樣化,包括多種實驗、課程設計、科技競賽和創新活動等。數字信號處理課程可以分為理論學習,算法仿真,數字信號處理工程應用平臺實驗,課題為導向的數字信號處理課程工程實踐拓展訓練四個層次。[4]
1.第1層:理論學習
廣義來說,數字信號處理是研究用數字方法對信號進行分析、變換、濾波、檢測、調制、解調以及快速算法的一門技術學科。目前本科生只是學習經典的數字信號處理理論,主要包括有關數字濾波技術、離散變換快速算法和譜分析方法。因為教學時間有限,現代信號處理或者數字圖像處理的內容只能根據項目需求有針對性進行學習和研究。教師可以鼓勵學生去搜索相關文獻,查找資料,激發他們的自學熱情和能力。
2.第2層:算法仿真
算法仿真往往是電子信息工程實施以前必經的重要階段。MATLAB語言具有強大的科學計算和可視化功能。它作為數字信號處理的有力助手,成為教學的重要部分。其以矩陣運算為基礎,具有豐富的數值計算功能,強大的繪圖功能,更重要的是具有完備的數字信號處理函數工具箱。比如FIR濾波器的設計,包含三種方法:程序設計法、FDATool設計法和SPTool設計法。其中FDATool(Filter Design & Analysis Tool)是MATLAB信號處理工具箱專用的濾波器設計分析工具,操作簡單、靈活,可以采用多種方法設計FIR和IIR濾波器。在MATLAB命令窗口輸入FDATool后回車就會彈出FDATool界面。SPTool是MATLAB信號處理工具箱中自帶的交互式圖形用戶界面工具,它包含了信號處理工具箱中的大部分函數,可以方便快捷地對信號、濾波器及頻譜進行分析、設計和瀏覽。學生可以采用MATLAB進行電子工程中算法的前期仿真,然后將MATLAB程序轉換成C語言移植到硬件平臺上。
3.第3層:數字信號處理工程應用平臺實驗
數字信號處理算法需要借助特有的硬件平臺實現工程應用,采用的編程語言一般是C語言。目前數字信號處理系統的硬件實現方式一般有三種:(1)利用通用可編程DSP芯片進行開發的方式。由于是采用基于C語言進行編程,算法實現過程簡單,但資源受到限制,并行度差。(2)采用專用集成電路ASIC方式進行開發。雖然效率高,但開發流程長,成本高,開發出來的系統不能更改。(3)采用FPGA芯片進行開發??梢蕴峁└咝屎透哔|量的數字系統。在實際硬件平臺選型中,使學生能夠對單片機、ARM、DSP、FPGA的應用領域加以區分,從而更加深刻認識到DSP和FPGA實現數字信號處理的巨大優勢。
4.第4層:課題為導向的“數字信號處理”課程工程實踐拓展訓練
課題為導向的教學模式是提高學生實踐能力的新型教學模式。它以大學生創新實驗項目為平臺,以基于案例為教學模式,以科學研究的方式組織和引導學生獲取和運用知識,培養學生創新性思維和分析解決問題的能力。這種方式克服了教學和實驗中單純模仿的弊端,發揮學生的主觀能動性,拓展學生的眼界,引導學生解決開放性問題,促使學生不斷提出新問題、發現新問題和解決新問題。
以上這四個層次并不是單一的順序遞進關系,而是不斷交互的關系。比如工程實際問題的解決過程往往促使學生回歸理論學習層次去深入研究,反過來能夠更好地去解決工程實踐中遇到的技術難題。算法仿真采用的MATLAB語言需要轉換成數字信號處理工程應用平臺實驗使用的C語言進行移植,這也需要第二層和第三層內容的不斷交互。
三、教學實例
為了實現對學生實踐能力的綜合培養、潛力開發和工程創新精神的激勵,學校積極為學生們搭建工程實驗平臺,為學生參加“全國電子設計競賽”、全國挑戰杯、大學生創新實驗計劃項目等活動奠定基礎。下面基于教育部大學生創新實驗課題“基于麥克風陣列聲源定位的動態視頻跟蹤系統”來例證“數字信號處理”課程的分層教學模式。[5]
首先,學生們經過調研確定項目需求,選取合適的算法模型進行研究?;谡n題驅動的教學模式促使學生從需求這個工程項目源頭進行考慮。經過廣泛的調研,學生們發現在日常生活中,常規的攝像頭監控系統的攝像頭安裝是固定的,監控方位是靜態的,只能監控有限的方位區間。這樣的監控系統監控方位區間狹窄,難免存在很大的監控盲區,無法很好地實現監控功能。由人類的耳朵和眼睛協調工作的仿生原理得到啟發,人類的耳朵相當于一個二元聲音傳感器陣列,捕捉到聲源信息,通過大腦判斷,得到聲源的方位信息。然后驅動我們的脖子扭轉到聲源方向,我們的眼睛就可以實時看到聲源目標,做出視覺的判斷。為此,學生們用微型麥克風陣列來代替人耳,用一個步進電機來代替脖子,用攝像頭代替眼睛,用DSP處理器來代替人腦實現信號的運算處理和控制功能,從而實現一個基于麥克風陣列聲源定位的動態視頻跟蹤系統,如圖1所示。這樣,該視頻監控系統通過麥克風陣列進行多傳感器聯合信號處理,可以首先根據聲源的聲音有無來判斷是否啟動監控,再通過聲源的方位可以驅動步進電機,自動轉動攝像頭跟蹤實時運動的目標,實現無盲區、全角度實時自動監控。
算法模型的確定促使學生廣泛閱讀文獻,最終找到了陣列信號處理理論作為麥克風陣列數學建模的理論基礎。通過MATLAB仿真分別分析了仿真的寬帶音頻信號和實驗采集的音頻信號,驗證理論模型和實驗結果能夠很好地匹配。該本科生研發團隊把寬頻聲音信號的特點和傳統的遠場聲源方位估計算法相結合,依據到達時間差的聲源定位原理,提出了一種頻域波束形成算法,系統框圖如圖2所示。系統上電后,多路麥克風分別接收音頻信號,并進行采樣緩存,送入DSP處理器中進行端點檢測,如當前信號為噪聲或無用信號,則丟掉已采集的信號幀數據;如檢測到有用信號,則對其進行頻域波束形成和進一步處理,最后采用基于能量值的譜搜索算法計算出聲源的方位,從而控制步進電機驅動攝像頭轉向聲源所在方位,使聲源出現在攝像頭視野范圍內。該課題針對當前智能視頻監控存在的監控盲區的問題,提出并實現了一種基于麥克風陣列的寬頻聲源定位系統。通過采用頻域波束形成和基于能量值的譜搜索算法,實現了二維空間聲源的快速準確定位。經驗證該系統在室內及室外對各種聲源的實時響應表現良好,在現代視頻監控中具有一定的工程實用意義。通過該課題學生們申請了實用新型專利和發明專利各一項,學術期刊論文2篇,了解了電子信息工程設計的步驟和培養了科學研究的基本素養。
四、結語
按照上述的分層次遞進教學模式,使學生按照基礎理論實驗、仿真實驗和DSP工程實現理論和實踐的交互學習。這一體系從簡單到復雜,從理論到實踐,循序漸進,逐步提高。經過工程實踐的訓練,激發了學生們學習“數字信號處理”課程的熱情,鞏固了課本上的知識,拓展了工程實踐的視野。同時,大大提高了學生們獨立解決問題的能力和工程實踐創新能力。學生在專利申請和論文撰寫的訓練中,實踐了科學研究的方法,為將來的科學研究奠定基礎。通過上述的教學實踐,取得了良好的教學效果,得到了廣大師生的認可。
參考文獻:
[1]程佩青.數字信號處理教程[M].北京:清華大學出版社,2007.
[2]王典.數字信號處理課程分類和分層教學模式探索[J].實驗技術與管理,2013,(2):31-32.
[3]魏強,等.課題驅動式教學在《數字信號處理》課程中的探索與實踐[J].教育教學論壇,2012,(20):212-213.