时间:2022-03-22 16:43:51
导语:在电子设计工程论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
1.档案保管方式不同。传统的项目图纸等实物档案,按照卷册号有序地存放于库房的档案排架上,依照档案库的防火、防霉、防盗等规定进行保管。数字档案的安全保管建立在数据中心的系统安全管理、设备操作管理、访问权限管理、数据备份管理等一系列的安全管理措施之上,侧重于防病毒、防攻击、防灾害等数据安全管理,其安全性明显高于传统档案。
2.档案利用方式不同。传统档案利用需要设计人员亲自到档案馆借阅,且受限于实体档案的数量、档案的借阅情况、档案馆的开馆时间等,利用率较低。数字档案充分利用网络数据传输的便捷性和实时性,随时为用户提供浏览或下载档案服务。数字档案的使用率远远高于纸质档案,使档案充分发挥出其自身的价值。但是,数字档案的频繁访问也对档案系统的健壮性、数据结构的合理性、档案编研的科学性,提出了更高的要求。
二、在电力工程设计中加强数字档案管理的对策
1.加强档案管理业务平台建设。档案管理服务于电力工程设计工作,所以,数字档案管理平台不是孤立的,而是与协同设计平台集成于同一工作平台。电力设计院的设计人员与档案管理人员,都使用该平台进行设计和档案管理等工作,并通过该平台实时在线沟通。在协同设计平台上设计完成的电力工程,其电子档案基于网络审核合格后,由档案管理人员负责接收、整理和网上归档。应用档案管理业务平台实现在线档案收集,保证了电子文档的真实性、及时性和有效性,并能定期对电子文档进行版本更新,极大地提高了工作效率。
2.构建各类档案信息库。档案数字化是一项细致而繁琐的工作,底图和文书档案需进行扫描,声像档案可采用录像转视频文件、照片生成电子图片等方式,集中进行数字化处理。工程档案采用大流水工作方式数字化后,需进一步进行网上编目,自动生成流水号、文档挂接等工作,构建各类档案信息库。档案管理平台具有电子档案密级和权限划分功能,可以根据密级和权限划分规则,对全部电子档案进行密级和权限划分,从而实现了档案信息库的自动安全管理。
关键词:火电基建工程图纸资源
一、引言
火电建设工程中各种资源的配置即具有很强的特殊规律,对工程建设的成败有至关重要的作用,绝不容忽视。火电厂建设工程有其固有的行业特点,其需要的资源可以分为资金、人力、机具、设备、材料、图纸,以及施工场地、空间和道路等,缺少任一资源都会对工程建设造成重大影响。本文就图纸资源的特点及配置进行分析。
二、设计工作及图纸资源的特点
图纸资源是设计单位取得必要的设计基础资料后,经过设计过程完成的,图纸是指挥现场施工的必须条件,没有施工图纸,就无法制定施工组织设计方案,无法组织材料、人力以及机械,更无法进行验收和质量控制。笔者在火电基建工程实践中总结了设计工作的特点:
1.设计周期长,时间跨度大。由于火电建设工程系统复杂的特性,设计工作量很大,而且各专业之间相互配合很多,许多卷册还需要结合现场实际进展进行设计变更,故设计周期很长,一般从初步设计开始到施工图基本完成要经过初步设计、司令图设计、施工图设计、竣工图设计等阶段,前后至少两年时间,其中施工图设计高峰就需要经过六至八个月时间。
2.设计进度受基础资料的影响很大。火电工程的设计需要设备厂家的资料才能开展,设备厂家向设计单位提交设备的大小、接口尺寸、动静荷载、电负荷等参数,设计单位才相应设计设备的位置、基础、连接管道、电源等。假如在设计过程中上述设备没有订货,或者设备厂家没有向设计院提交资料,设计工作自然无法进行。
3.各个工程的设计具有不可复制性。由于地质条件、气候环境、燃料品质和设备厂家的不同,主辅设备的参数和建筑物的结构显然不可能完全相同,系统配置也有多种方案可供选择。而且由于原始场地条件的差异,各厂附属系统的布置位置也不可能完全一样,需要根据实际情况进行设计。
三、图纸资源配置
1.图纸资源的特性
图纸资源即设计院或设备厂的设计成果,是一类特殊的资源,其设计特点决定了其设计工作需分步进行,图纸是随着建设进度分批提供的,不可能在施工前将图纸全部设计完成。施工中一旦某个环节卡壳,现场就有可能出现停工待图现象。从工程施工的角度讲,图纸资源相对工程是唯一的,到位得越早,越有利于施工方案和材料的准备,且其到位得早对其他资源的配置也没有负面影响。
尽管当前设计院由于工程较多比较繁忙,但相对而言,设计工作的弹性远比设备制造要大,制约其到位的主要因素还是设备的招标定货和提供设备资料的早晚。这些都需要项目公司超前策划,加强过程监督,才能保证设计进度,使图纸资源按要求配置到位。
相对设计单位的设计图纸,设备厂家的图纸也是影响工程进度的重要资源。不过厂家设备一般都是成型产品,图纸相对稳定,其交付进度是有所保障的。
2.火电工程建设各资源的配置关系
(1)图纸资源与材料资源的关系
图纸资源与材料资源之间是因果关系。要想使材料按时到场,图纸必须提前到位。按照电力建设的惯例,图纸应先于施工开始前三个月到场,以便项目公司和电建公司准备甲乙供材料。尤其对于一些制作工期较长或非通用的材料,更需要提前准备。而且图纸中的设计错误对材料准备的影响也很大,在实际工程中,由于设计本身错误或设备厂家资料错误导致的图纸和材料清册错误很常见。
(2)图纸资源与机械工器具资源的关系
对于施工工艺较复杂的分项工程,根据设计图纸的要求,会制定出不同的施工方案,必然涉及到机械和工器具的需求。比如某些混凝土预制件的制作,预制件的大小和形状的设计要考虑最终整体强度、接缝处的二次灌浆等因素,单个预制件越大就越需要大的起重工具完成吊装。再如烟道支架等,某些工程设计采用钢支架,某些工程设计采用采用混凝土支架,后者就需要准备浇筑混凝土用的模板。所以图纸资源制约工器具资源的配置,也需要图纸尽早到场以便尽早准备。
(3)图纸资源与人力资源的关系
除材料和机械工器具外,根据图纸要求制定的施工方案也会对施工人员的数量、素质提出要求。尤其是一些需要特殊工艺的项目,会要求特殊的人员施工。比如高温高压管道的焊接,要求必须使用有相应材质焊接资质的焊工完成,不同的防腐工艺、也需要不同专业的施工人员完成。
(4)图纸资源与场地道路资源的关系
在火电厂为提高土地利用率和降低投资,在设计中会尽量减少空余场地的面积,厂区内道路、通道和空地的面积很小,而且这些场地也会布置地下管道、沟道等。所以基建施工场地分为两类,一类是在建设区域外租赁来的场地,一般用于组装、制作、物资存放、办公、生活;另一类则是通过科学的施工组织设计,合理安排工序,临时占用一部分建设用地,作为另一部分施工作业的施工场地,用于机械布置、现场物资中转、施工作业。道路资源也同样,除正式道路外,在施工期间根据施工要求,也会在建设用地中开辟一些临时性通道。故而良好的设计会充分考虑到施工需要,使场地能够周转使用。
(5)设备资源与图纸资源的关系
对于同一设备,不同的厂家设计制造的产品,也有不同规格、接口尺寸、重量和控制方式,所以设计院在设计系统图纸时,必须掌握设备的具体资料,才能将各设备连接等系统。设备资料是设计图纸的前提条件。
关键词:高校教育;培训班;实训
目前的大学生很多沉湎于网络游戏,学校的首要任务是将他们的兴趣从网络游戏引导到实验室,关键点就是兴趣的转移。当学生有了学习的兴趣,教师的教学引导就变得非常重要。如何培养学生的实际动手能力,培养学生的工程实践能力,是摆在教师面前的新任务。
一、必要性分析
社会就业形势的发展,要求建立新的教学理念,培养学生的学习兴趣。当前我院高校教师工程实践能力亟待提高。目前大部分的高校教师都是从院校到院校,缺少企业及工程实践的经验。很多教师由于长期教一、二门课,知识水平及将专业知识综合运用及融会贯通的能力都很欠缺,这样的教师是很难培养出具有工程能力的学生的。
二、建设目标
(一)开设高校教师继续教育培训班
学院在基地定期的在学校开设培养教师综合知识的运用能力及实际动手能力的培训班,聘请企业电子设计专家现场或网络授课,从最基本的焊接开始,到系统设计、硬件、软件调试等。通过长时间的培养和锻炼,为我院造就一批有一定工程实践能力的高校教师。
另一方面,在引进人才方面,学院应引入具有工程实践的背景的教师,为基地输送后备人才,他们的思维习惯及教学方法完全与工程实践相结合,这就使他们教出来的学生进入社会后能够很快被企业认可。
(二)依托电子设计竞赛,建立多层次的电子设计培训计划,扩大创新教育的受益群体
全国大学生电子设计竞赛的根本宗旨是推动高等学校的教学改革,提高人才的培养质量,实际真正组队参赛的学生数量还是少数。为了扩大学生的受益面,满足不同专业学生的需求,以培养、发现更多的优秀人才,可以在基地开设不同层次的电子设计方面的培训课程。
1.电子设计基础训练班
培训群体:面向非电类专业或大学一年级的电子爱好者开设。
培训内容:主要训练学生的电子设计的基本内容、基本操作技能、基本调试方法,使学生达到“六会”-会看图、会焊接安装、会测量、会调试、会查阅资料、会写实验报告。
2.电子设计综合训练班
培训群体:面向电类专业二年级以上本科生。
培训内容:主要训练学生综合运用"模拟"、"数字"电子技术知识的能力,训练独立进行电子设计的能力,使学生能很快地使用新器件、独立设计小型电子产品、掌握电子设计的计算机辅助设计分析方法等。
3.高级电子设计训练班
培训群体:面向参加电子设计大赛的本科生
培训内容:重点培训学生的综合应用所学知识的能力,要涉及到电子电路、电子测量、自动控制、仪器仪表、机械等多方面的知识,使学生掌握电子控制系统的设计方法、技巧,具有独立开发单片机、大规模可编程逻辑器件的能力,训练撰写科技论文的能力。
4.建立电子设计工程师资格认证中心
全国大学生电子设计竞赛是高校电子信息领域一个比较有号召力的赛事,但是受惠的学生数量毕竟有限,而认证正好弥补了这个缺陷。
电子设计初级工程师认证的宗旨是着力提高学生的实践能力。该认证以能满足企业对电子工程设计人员的要求为最终目标,认证体系以教育部电子工程类教学指导委员会的课程为依托,以企业电子设计实际工作内容为主导,并与电子设计竞赛充分结合。使通过电子设计初级工程师认证的应届毕业生能够更好的为企业所用。
三、依托“实训基地”,开展“校企合作”
(一)弥补校内实训基地的不足,提供真实或仿真实的实训场景
校外实训基地是对校内实训基地设备、场所和功能缺陷的有效补充,能有效解决学校实训基地建设所需经费和空间不足的矛盾。由于校外实训基地的运行往往由企业技术骨干作为兼职教师共同参与,并能指导学生的理论与技能学习,也能减轻校内实训教学安排上的压力。更为重要的是,由于学生在校外实训基地接受的是一种直接在生产和实际工作的现场培训,所以十分有利于他们掌握岗位技能、提高实践能力、了解岗位的社会属性。
(二)提高学生就业竞争力,缩短工作适应期
现在,用人单位对毕业生的实践动手能力和工作经验要求越来越高。学生通过在生产、建设、管理、服务第一线的校外实训基地的工学交替、顶岗实习,可以接受现代企业氛围的熏陶,熟悉相关行业先进的设备、技术路线和生产工艺,尽快掌握相应岗位所需的基本技能与专业技术,取得实际工作经验,巩固、综合、强化实践能力,并能培养现代化生产和科技发展倡导的团队协作精神、群体沟通技巧和组织协调能力等综合素质。同时,校外实训基地所在单位的一系列规章制度及员工日常行为规范,也可以为学生提供形成综合实践能力、职业素质、职业道德、职业意识的实践氛围。总之,在真实的工作环境中,按照规范的职业标准开展项目实训,能提高学生就业竞争力,缩短他们的工作适应期。
(三)促进学校教育教学改革,提高整体办学实力
校外实训基地为高职院校"工学交替"准备了条件。另外,通过校外实训基地的建设和运行,学校可以及时了解社会对人才培养的要求,发现学校师资培养、专业设置、课程目标与内容、教学计划与方式等方面存在的不足,从而有针对性地开展教育教学改革,提高人才培养质量和整体办学实力。如通过选派教师到基地企业挂职锻炼和聘任企业技术骨干担任兼职教师的互动方式,提高学校的师资水平;聘请企业专家参与调整专业设置、调整教学计划、开发工学结合课程和编写校本教材等工作。
论文关键词:电子设计竞赛;卓越工程师培养;实践能力;创新能力
为解决高校工科教育重理论、轻实践、毕业生工程能力缺乏的现实问题,培养一批适应产业发展的创新型工程人才,教育部于2010年6月启动了“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)。卓越计划拟用10年时间培养数百万高质量的各类型工程技术人才,为建设创新型国家,实现工业化和现代化奠定人力资源优势。卓越计划具有三个特点:一是行业企业深度参与培养过程,二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才,三是强化培养学生的工程能力和创新能力。目前,教育部已在全国65所高校中开展了卓越计划的试点工作,郑州大学名列其中。
在当前高校学生普遍缺少工程实践环节、动手能力较差的情况下,如何突出专业特色,培养创新精神,提升学生的工程实践能力,造就社会所需的卓越工程师将是卓越计划实施的关键问题,也是工科高等教育发展需要探索的重要课题。
对于高校工科电子类学科来说,参加大学生电子竞赛,利用电子竞赛改革课程教学体系、完善实验设备、培养学生的专业兴趣、工程实践能力和创新能力,改变学生的工作方式、工作思维、工作效率、协作能力将是实施卓越计划的重要途径。
全国大学生电子设计竞赛是1993年由原国家教委倡导的在全国普通高校组织开展的四大学科竞赛之一,是培养学生创新能力和提升就业能力的一个有效手段和途径。在历年的比赛中,参赛学生数量巨大,受益匪浅,不仅加深了对专业知识的掌握能力,而且培养了创新精神和实践能力。
一、大学生电子竞赛概述
全国大学生电子设计竞赛每逢单数年的9月份举办,赛期4天,目前已主办九届。竞赛采用全国统一命题、分赛区组织,通过“半封闭、相对集中”的方式进行。竞赛以三人作为一队,以队为基本单位独立完成竞赛任务。
每届电子竞赛包括6~8道题。内容以模电和数电设计为主,涉及模-数混合电路、单片机、DSP、ARM、可编程器件、EDA软件和PC应用。题目包括理论设计和实际制作调试两部分,一般具有工程应用背景,实践性强、综合性强、技术水平发挥余地大。所涉及的专业课程包括:电路原理、模拟、数字电子技术、单片机原理、可编程器件设计、电子测量、计算机控制等;实践性教学有:电子线路实验课、单片机原理实验课、课程设计、生产实习、实训等;可选用器件有晶体管、集成电路、大规模集成电路、可编程逻辑器件等;设计手段可采用传统,也可采用现代电子设计工具。电子设计竞赛反映了电子技术的先进水平,注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力。而这正是卓越工程师培养过程中所必需的内容。
二、大学生电子竞赛实战
大学生电子竞赛需要在四天三夜的短暂时间内完成一套符合功能要求的电子设备。竞赛过程一般包括如下几步:题目选择、系统分析及整体方案设计、子系统设计与制作、系统综合、制版与装配、调试与测量、完成作品和设计报告等。
各部分完成的具体任务如下:
1.题目选择
主要是明确题目的设计任务、系统功能和指标,在此基础上选择最熟悉和最有条件完成的题目。题目选择需对题意仔细分析,主要包括题目需完成的任务、系统功能、性能指标等方面。
2.系统分析及整体方案设计
根据题目的具体功能需要对系统进行整体构建,采用层次分析法和模块化方法,划分系统的功能子模块。同时对各子模块之间的数据关系和接口进行定义、设计。在进行模块划分时,强度模块内部高的内聚性,模块之间低的耦合性。
3.子系统设计与制作
对每个子系统进行分析和设计。先通过查阅资料提出几种不同原理的方案;然后再从功能、技术指标、元器件、完成时间等几个方面进行综合,选择一个最优的方案。在方案确定以后,画出子系统的硬件设计电路图,并完成子系统的相应程序。
4.系统综合
在完成各个子系统的设计后,对系统整体进行综合实现,包括各个模块及其数据接口。绘制系统整体的硬件电路图,完成系统整体软件的编制。
5.制版与装配
即实际硬件的制作,包括绘制电路板图、腐蚀电路板,并进行装配等工作。对于模拟部分,特别是高频部分,制版时要考虑电磁干扰。因此,需通过覆铜、模地和数地分离等方法降低电磁干扰的影响。对于高频数电部分也要采取覆铜、避免环路等方法降低干扰。
6.调试与测量
先进行外观检查,用万用表检查是否短路,再进行通电检查。调试时应先调试各部件,然后整机调试,最后测试技术指标。先测部件或分机指标,再测整体指标。
三、电子竞赛对学生能力的培养
1.提升学生工程实践能力
目前,高等工科院校的教学以理论为主,一般采取先理论后实验的方式。实验以演示实验和简单连线居多,对学生实践能力提高帮助甚微。很多学生几乎未接触过任何专业电子设备。因此,工科学生不会用电烙铁和万用表等基本设备也就是很正常的事情。而参加电子竞赛必须要制作实际的电子设备,因此,要求学生能够使用常用的电子仪器设备进行元器件选型、电路板制作调试等各种复杂的工程实践。从某种意义上来说,电子设计竞赛可看作是高校电子类学科真正的工程实训。通过电子竞赛,学生对实际元器件和电子设备制作方法均有深刻认识,其动手能力明显提升,从而解决了卓越工程师培养过程中工程实践能力缺乏的难题。
2.加强学生创新能力培养
由于电子学科是实践性非常强的学科,其与生产生活紧密结合。参加大学生电子竞赛将促使学生加深对本专业知识和技能的理解。同时,由于大学生电子竞赛题目均具有一定的复杂性和创新性,将促使学生迎难而上,开拓思维,不断创新。学生只有通过在现有知识基础上的不断创新,才有可能突破竞赛题目的瓶颈,取得满意的竞赛效果。因此,从某种意义上来说,大学生电子竞赛并不是简单的电子制作竞赛,而是对学生动手能力和创新能力的一次集中强化训练。其成功开展将极大激发学生的创新热情和能力,为卓越工程师培养提供取之不尽的创新源泉。
3.加强学生对专业知识和技能的掌握
目前,学生对所学理论普遍缺乏深刻的认识和理解,对理论的实际应用缺少直观的了解,学习积极性和兴趣一般不高。而大学生电子竞赛的准备和实战过程中将涵盖高校电子类专业的大部分专业基础课和专业课,是一次理论的集中运用,也是学生学以致用、检验所学知识的绝佳场合。电子竞赛也使学生加深了对专业知识的理解和认识,并提高了深入学习专业知识的积极性。即学生对专业知识的态度由无兴趣到有兴趣,发生了根本的改变。通过往届对参加电子竞赛学生的跟踪调查发现,参加电子竞赛的学生,其专业技能的熟练掌握程度明显高于未参加电子竞赛的学生,并且普遍成为本专业领域的技术能手。
4.加强理论联系实际的学风
目前,我国高等工科教育的教与学两方面均存在重理论轻实践的风气。老师以理论讲解为主,对理论的实际应用只是简单描述。而学生学习以掌握理论、获得高分为目的,因此高分低能现象比较普遍。很多学生学完了单片机却连基本的“跑马灯”实验也不会,理论与实践严重脱节。而大学生电子竞赛试题内容涵盖了电子学科主要的专业课程,参赛者必须将所学理论全部应用到实际设计过程中才能圆满完成竞赛试题。理论与实际的紧密结合对于解决竞赛中的瓶颈问题将起到关键作用。
四、电子竞赛对卓越工程师培养的影响
1.工作效率
大学生电子竞赛将提高学生的工作学习效率。由于电子竞赛需在短短的4天3晚完成一套具有一定功能指标的设备,因此需要参赛者夜以继日、争分夺秒的工作。有些学生甚至每天只睡2个小时。而这种惜时如金的工作方式在高校的其他学科竞赛及教学活动中几乎没有,这对于提高学生工作效率、改变拖拉懒散的工作作风具有促进作用。众所周知,随着市场竞争日趋激烈,追求效率已成为各企业提高竞争力的重要手段。实际工程项目工期一般较短,客观上要求工程设计人员具有较强的时间观念和较高的效率。而参加大学生电子竞赛将提高学生的时间观念和工作效率,使学生更好地融入工程实践中,为培养高效率的卓越工程师提供保障。
2.工作方式
学生通过参加大学生电子竞赛,将完成第二节所述竞赛实战全过程。而以上过程是电子信息领域实际工程项目的一个简单浓缩。通过以上过程的锻炼,学生不仅设计了符合功能要求的电子设备,也学习到电子信息领域的工程设计方法和实际工程的开展方式。这种竞赛驱动下的实践,相对于教科书枯燥的理论说教具有更深刻的意义,能够极大地提高学生的实际电子工程设计能力。参加过电子竞赛的学生到企业,只需简单培训即可上岗工作,这一点已被各高校和广大企业实践所证实。以至于有些企业在招聘中直接把参加大学生电子竞赛作为一个重要的聘用条件。因此,电子竞赛将改变学生工作设计方式,为造就卓越工程师提供技术保障。
3.工作思维
大学生电子竞赛试题不仅有基本功能,还有扩展功能。而扩展功能一般带有一定的性能指标。要想获得较高级别奖励,需要完成扩展的指标性功能。这种竞赛方式改变了高校电子类学科实验一般只重功能而忽略技术指标的现状。在真正的工业电子产品中,功能只是基本,而稳定性、误差、精度等指标才是决定产品质量的真正因素。因此,电子竞赛以技术指标来要求竞赛者,将与电子行业的工程实际标准相吻合,使得学生的竞赛设计行为与未来的工程实际设计相符,将扭转电子类学生普遍重功能、忽略性能指标的现状,使得学生在未来的电子设计活动中更多地考虑性能指标,与实际工程接轨。大学生电子竞赛将改变学生的工作思维方式,使其与卓越工程师的培养目标相一致。
4.团队协作
大学生电子竞赛是以3人作为一个团队参加比赛。每一个参赛队就好比是一个工程项目组。因此,参赛选手需要紧密团结、共同努力、分工合作、互相协助才能较好地完成电子竞赛任务。在每个团队内部,需根据队员的特点和优势进行合理分工,包括总体软硬件设计者、分模块设计者等。总体软硬件设计者实际上相当于项目负责人,技术上需要具有项目的整体设计能力,同时要有团队的组织和领导能力。而其他两名队员将作为团队的技术骨干,配合负责人完成整个制作任务。这种团队协作的开发模式本质上与实际工程的项目团队制完全吻合。实际工程中,每个项目建立一个项目组,由项目经理领导并负责,按照既定的计划和分工开展项目实施工作。因此,以团队的形式参加大学生电子竞赛将改变学生以自我为中心的学习和工作模式,使学生提前适应未来的团队工作模式。因此,参加大学生电子竞赛将为卓越工程师的培养提供组织上的保障。
关键词:毕业设计;多样化;思考
毕业设计是高等学校人才培养的重要环节,它对提高学生的创新实践能力、知识的综合运用能力、科学写作能力等方面具有其他教学环节无法替代的作用,中外皆然,毋庸置疑。因此,各高等学校对毕业设计都非常重视,在设备条件上不断加大投入,在过程上严格检查,在质量上严格把关。
一、多样化毕业设计教学方法的可行途径
(1)基于大学生创新性实验计划及工程训练项目的毕业设计教学方法。当前,国家级和学校级大学生创新性实验计划项目和工程训练项目正在各高等院校广泛开展,其影响力和在人才培养中的作用日益体现。从学校领导到普通教师,以及教学管理人员都高度重视并积极参与,参加的学生更是与日俱增,需择优选拔。全国性大学生创新论坛和工程训练比赛定期举行。在这种形势下,可以将国家级或学校级大学生创新性实验计划项目和工程训练项目作为大学生的毕业设计任务来执行。用学生的实践作品作为毕业设计成果,用项目总结形式完成毕业设计论文,其中论文内容和格式也不同于传统的毕业设计,以作品公开展示和现场汇报的形式完成答辩。
(2)结合各种设计大赛项目的毕业设计教学方法。全省或全国性的挑战杯设计大赛、机器人设计大赛、电子设计大赛、程序设计大赛、数学建模大赛等,正有规律有秩序地开展。由于就业、求学和兴趣的驱动,参赛人员日益增多。将这些大赛内容作为毕业设计任务来完成,在导师的指导下,对参赛项目进行理性思考、深入研究,进而撰写毕业论文。把论文与参赛作品共同作为毕业设计成果。这样,由于研究时间加长、投入增多,加之参加竞赛的多数学生是出于兴趣驱动,因此学生乐于投入精力,易于产生创新性研究成果,使学生从中感受到收获的喜悦。
(3)通过指导学生发表高水平学术论文完成毕业设计的教学方法。有的学生理论基础较好,科研总结和写作能力较强。经引导和正确选题,他们完全具备发表较高水平论文的能力。学生撰写论文的动力,一方面来自自身素质和兴趣;另一方面是来自继续求学,尤其是国外求学的需要。为了被所申请的学校录用并获得高额奖学金,对计划出国求学的学生来说,撰写论文的积极性是很高的。发表高水平论文的学生可以申请用他们的论文作为毕业设计成果。这样,一举两得,学生易于写出高水平的学术论文。
(4)灵活的毕业设计周期。改变毕业设计仅在最后一个学期进行的固定周期。即使是传统的毕业设计模式,也可以提前到最后一个学年或更早些。事实上,除考研学生外,其他学生在第7学期的学习压力相对较轻并具备了一定的理论和实践基础,这时便可以开始毕业设计工作。这样学生可以带着问题学习后续的专业课程。而第8学期也不必是单纯的毕业设计,可以开设一些诸如学科前沿课程或讲座课程(选修性质),从而减少由于单纯的毕业设计任务所造成的纪律松散和时间浪费的现象。对以创新性实验项目、工程训练项目、竞赛项目等作为毕业设计任务的学生,其开始时间更是灵活机动。
二、多样化毕业设计的可操作性
(1)先从外界条件来分析。由于高等学校教育质量工程的推进,各高等学校对学生实践能力和创新意识的培养格外重视。通过利用教师的科研条件,并借助创新实验基地建设和工程训练中心建设,使得更多的学生有更多的机会,可以较早地开展实践性锻炼。教务部门使这些实践环节规范化、制度化,落实在了本科培养方案中。并在政策上加以引导,例如在评定奖学金、保送研究生、优秀毕业生等评比中,越来越强调学生的实践能力和创新活动。这就从硬件设施、制度建设和政策激励等外部环境上为学生营造从事实践活动的和谐氛围。
以大连理工大学为例。学校建有创新实验学院,国家级电工电子实验教学示范中心,各学院还建有本院的创新实验基地。每年都积极参加国家大学生创新性实验计划项目和各类竞赛项目,并为全国交流提供平台。2009年承办了全国大学生工程训练大赛,2010年承办了第三届全国大学生创新论坛。学校明确要求每位教师都要付出时间并提供条件,亲自指导学生从事创新性实践活动。
(2)再从内部条件分析。学生也非常渴望得到符合自己兴趣的实践能力的锻炼,以便为就业、升学(尤其是异国求学和保研)奠定重要基础。学生在自己的推荐信中都希望有对实践能力的描述,因此学生对这些实践性活动格外积极。
在具备了足够的实践机会,并且得到越来越多学生响应的情况下,毕业设计教学环节也就具备了改革的外在和内在条件,亦即可以开展多样化毕业设计教学,使得在毕业设计这个重要环节更好地实施因材施教,以便对传统的毕业设计进行有机补充。教学管理部门向学生公布可能的毕业设计形式,由学生根据自身情况任选其一,也可选择传统的毕业设计模式。这样,学生处于主动,而非被动地接受教师规定的形式和题目。体现了“以学生为本”的人才培养理念。
三、多样化毕业设计的特色
(1)利于个性化毕业设计教学,学生选择符合自己兴趣的毕业设计形式,利于学生潜能的发挥,孕育优秀的科技创新成果。
(2)抑制论文抄袭或网络拷贝等学术不端现象。因为学生所从事的毕业设计内容符合其兴趣,学生处于主动选择。不像传统的毕业设计那样,学生被动地接受着规定的任务和程式化的过程,无奈之中便选择了抄袭。
(3)更好地实施大学生创新性实验计划项目及其他实践性项目,从事这些项目的同学可以一举多得。
(4)毕业设计成果可以和未来创业项目相结合,迅速服务于国民经济建设,促进就业。
关键词:电子信息专业;毕业设计;本科;导师制
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)13-0218-02
电类专业的理论与实践结合十分紧密,既要求学生具备系统的理论知识,又要有较高的工程实践技能。毕业设计是电类专业实践性教学的重要形式和内容之一,能够提高学生独立、综合运用专业知识的能力,进一步训练学生在实践应用中分析问题、解决问题的能力,并培养学生的创新意识和创新精神。毕业设计教学效果直接影响专业人才的培养质量。
一、当前毕业设计环节存在的问题
目前,在电类专业毕业设计环节的教学实践中普遍存在着一些客观因素和问题,严重影响了毕业设计环节的教学效果,具体体现在以下几点[1,2]。
1.毕业设计和毕业生就业、考研等在时间上重叠,大部分学生都在忙于就业或疲于考研,没有心思和精力认真完成毕业设计任务,为毕业设计教学的有效开展造成了影响。
2.大多数用人单位要求学生就业实习,所以已找好工作单位的学生并不能安心在学校进行毕业设计,而是靠实习之余加班完成,这致使毕设任务在时间上无法保障。课题要求的电路制作和软件编程、调试等任务没时间完成,毕业论文大多为“纸上谈兵”,“真题真做”成为一句空谈,严重降低了毕业设计教学的预期效果。
3.学生在毕业设计选题时时间一般比较仓促,对题目的认识和理解不到位,对题目要求的专业知识、能力,以及自身具备的知识和专业技能能否满足任务需要等缺乏正确评判,因此选题存在一定的盲目性,导致后期完成题目时难度大,任务重,难以取得较好的设计结果。
4.部分学生在专业知识学习期间缺乏教师引导,学习目标不明确,学习方法不得当,技能训练缺乏针对性,导致毕业设计时不具备课题必需的基本技能,给后期毕业设计完成效果造成很大的影响。
5.如今毕业设计都集中在短短十周之内完成,而教师所指导学生一般都在10个左右。教师同时还承担着其他繁重的教学任务,用于指导毕业设计的精力非常有限。此外,学生的知识水平和能力也参差不齐。在时间短、任务重的客观现实下,导师在指导中难以做到因人施教、细致入微、面面俱到。
二、改革内容与措施
针对上述问题,许多高校都开展了毕业设计教学的改革探索[3,4]。我们以推行导师制为核心,进行了电子专业毕业设计教学的改革研究与实践。
1.改革内容。①加强对学生专业课学习的过程指导,让学生具有明确的、感兴趣的专业主攻方向,掌握正确的学习方法。训练学生具备一定的专业特长,为后期毕业设计任务的完成奠定坚实的专业基础。②改变传统在大四下学期做毕业设计的教学体制,根据情况让学生在大三就开始进入毕业设计的选题和设计过程。这样不仅可以避开毕业设计阶段与学生就业、考研之间的时间冲突,又可以相对延长毕业设计的时间,既能确保学生有时间在校安心完成课题任务,提高学生学习效率,又能让导师有充足的时间对学生进行指导,提高毕设指导效果。③进行毕业设计环节相关制度的修订和完善,严格过程管理与考核。让指导教师切实负起责任,让学生认识到毕业设计的重要性,端正学习态度,提高学习积极性和学习效果。
2.改革措施。在实践中,我们采取的主要措施是建立了专业导师负责体制[5]。所谓专业导师负责制,是指每一个学生都在大三开始选择一名专业指导教师,并在专业导师的指导下进行专业课程的学习、专业技能的训练,最后由专业导师布置和指导其毕业设计课题。
实施专业导师制,有利于密切师生关系,发挥教师言传身教、潜移默化的熏陶作用,促进教风和学风建设;有利于促进不同年级、不同层次学生之间的相互交往,发挥榜样带头作用,培养团队合作精神;有利于促进学生课外科技活动的开展,提高学生以创新精神和创新能力为核心的综合素质。
3.实施办法。①建立专业导师制度。从学生大三开始,为每个学生分配一名专业指导教师。学生和导师之间可通过双向选择确定,由专业导师指引学生确定专业发展方向,指导学生进行专业知识的学习和专业技能训练,引导学生构筑扎实的专业基础,掌握毕业设计阶段所必需的专业基础知识和基本技能,为毕业设计课题的顺利有效实施奠定良好的基础。在运行模式上,由学科专业带头人和科研、教学骨干教师担任专职专业导师,同时注重从企业聘任工程实践经验丰富、理论水平高的优秀专业技术人员作为兼职专业导师。每个学生在导师的指导下有计划、有重点地开展专业基础课和专业课的学习,并通过参与导师承担的项目开发、技术服务项目、实训指导项目,以及参加每学期由导师制定的专业训练项目等实践活动,培养学生的自主学习能力和实际动手能力,提升学生的技能水平。在培养模式上,大三为导学阶段。导师引导学生学习专业知识,并根据学生的毕业去向(就业或读研)来指导学生专业课程的学习,根据本专业特点提出学习要求,并帮助其正确认识职业特点,强化职业意识和创业意识,指导学生做出职业生涯规划;大四为导能阶段。导师为学生制定专业技能训练计划,培养学生实践技能和创新能力,同时指导学生完成毕业设计课题。②加强专业导师队伍建设。专业导师须具备渊博的专业知识,了解本专业教学计划及课程设置,熟悉本专业工程领域的前沿动态和发展趋势,关注相邻的交叉学科的发展,才能更好地指导学生。因此,保证专业导师制能够有效实施的前提是要建立一支高素质的专业导师队伍。在专业导师制下,学生可以自主地选择理论功底厚、工程实践能力强、科研水平高、教学质量好、工作态度认真的老师。这就敦促教师要不断地提高自身素质,提升科研水平和工程实践能力,真正地起到传道授业解惑的作用。要建立一支良好的专业导师队伍,就要鼓励教师重视教学和科研,争取各类课题;此外,还要培养教师的创新精神,以此带动对学生创新能力和创新意识的培养,把学生培养成理论基础扎实、动手能力强、创新意识高的高水平应用型专业技术人才。③提前进入毕业设计环节。在专业导师制基础上,由专业导师指导学生在大三就开始熟悉毕业设计课题,并提前进入毕业设计的选题、调研和实施工作,这就相对延长了毕业设计的时间。专业导师通过强化毕业设计的组织与管理,跟踪用人单位的实际需要确定毕业设计题目,既有利于搞好毕设环节教学,又有利于学生就业选择。学生可以安心做设计、写论文,并能合理制订求职计划和安排求职时间。在专业导师的指导下,大三上学期就让学生熟悉毕业设计课题,并进行毕业设计的选题工作。学生可以在课程学习之余,围绕课题的设计内容和要求进行文献检索,有针对性地进行专业知识的学习和技能训练,为后续的课题设计与制作奠定基础;大四上学期,导师指导学生按照毕业设计题目所要求的设计内容,完成硬件电路的设计制作和软件的编写、调试,最后完成系统的安装、调试、测试和分析;大四下学期,导师按照学士学位论文撰写的规范和要求,指导学生撰写毕业论文,培养学生撰写科技论文的能力。因为学生已经真正完成了题目要求的设计任务,所以在撰写毕业论文时就会有丰富的内容和切身的体会,论文的撰写也就变得非常容易。④加强配套制度建设。建立与专业导师制相适应的监督、考核制度和管理办法,激发指导教师的工作积极性和责任感;提高对学生毕业设计作品的考核和评定标准,强化毕业设计在学生心目中的重要性和严肃性。修改当前对毕业设计结果验收与考核的标准,并严格按照“真题真做”的原则对教师的指导效果和学生的毕业作品进行评判和成绩评定。
三、改革效果
通过导师制的实施,我院教师队伍综合水平有了较大的提高,教学条件更加完善,学生的实践创新能力也得到了很好的锻炼。我们以教师科研项目为载体,以教授、博士为主体,建立了12个博士、教授工作室,通过参与教师科研项目的研究与实践,学生的实践创新能力得到很大提高。在毕业设计题目申报上,我们进行严格论证和把关,确保90%以上题目为工程设计型,所有题目在三年内不得重复,并做到一生一题,真题真做。鼓励学生积极参加各类全国性专业竞赛,包括全国大学生电子设计竞赛、“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国信息技术应用水平大赛等。近两年来,学生在多项赛事中屡获佳绩。2012年,获“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛西部赛区二等奖3项。获“西门子杯”全国大学生工业自动化挑战赛全国总决赛三等奖2项,西北赛区二等奖1项;全国信息技术应用水平大赛全国个人一等奖2项、团体二等奖2项;在2013年第八届全国大学生智能车竞赛华北赛区现场比赛中,本专业选派的6支参赛队伍分别获得3个一等奖,3个二等奖,并有两支队伍进入了全国总决赛,分别获得国家一等奖和二等奖。
四、结语
在电子专业毕业设计改革中,我们主要是让学生在前期专业课学习中做到目的明确,方法正确,系统地开展专业知识学习和技能训练,为毕业设计课题的顺利完成奠定坚实的基础。通过调整毕业设计的时间,使学生有充足的时间和精力进行作品的设计与制作,真正实现了“真题真做”。大部分学生通过毕业设计感受到了前所未有的学业成就感。通过改革,切实提高了我校电子专业的人才培养质量,为我校其他工科类专业的毕业设计教学起到了引领示范作用。
参考文献:
[1]刘玉敏,孙永河.毕业设计形状分析[J].价值工程,2012:167-168.
[2]成强,张奇惠.电子信息专业本科毕业论文改革实践[J].绍兴文理学院学报,2010,30(7):84-87.
[3]李庆武,霍冠英.电类专业学生毕业设计教学改革探索[J].电子电气教学学报,2011,33(1):9-10.
[4]詹华伟,张瑜.电子信息工程专业毕业设计选题的质量控制[J].理工高教研究,2010,29(1):74-77.
[5]成强,张奇惠.电子信息专业本科毕业论文改革实践[J].绍兴文理学院学报(自然科学),2010,30(7):84-87.
针对“大学生过剩”与“技工严重缺乏”的就业结构型矛盾,解决问题的核心是教学方法和培养目标的改革。今后,中国将以建设现代职业教育体系为突破口,对教育结构实施战略性调整,加大技术技能型人才的培养。从国家层面,本次高校改革调整的对象是1999年大学扩招后“专升本”的600多所地方本科院校。这些高校将率先从培养学术型人才向职业教育转变。嘉应学院于2001年升为本科院校,在改革院校之列,应做好规划应对学校即将到来的人才培养目标和办学定位的转型。
2电子信息工程专业培养方案改革目标
广东省高端新型电子信息产业发展方向包括了软件和集成电路、数字家庭以及高端消费类电子产品。本次电子信息工程专业培养方案改革应契合产业发展方向,针对智能家电、智能家居、智能医疗和智能安防领域,培养应用型本科人才。此次电子信息工程专业培养方案改革的目标是培养学生动手能力,强调与产业的对接,强化学生的就业能力。为实现该目标,需要对目前电子信息工程专业培养方案进行修订。
3电子信息工程专业培养方案改革思路
3.1培养学生的职业定位
以电子信息工程专业为例,研究型高校中电子信息工程专业的学生参加工作后主要从事系统软硬件底层开发。硬件相关工作方面:学生通过传感器、变送器和执行元件等基本原理的学习,能够从事相关基础元器件的研发工作。软件相关工作方面,学生通过操作系统、处理器内部体系结构和接口电路工作原理的学习,能够编写硬件的底层接口程序,从事一些基础的研究工作。高职高专学校培养的电子信息工程专业学生,需要熟悉生产设备的工作过程,能够应用和操作设备生产出合格的产品。应用型高校中电子信息工程专业的学生层次处于上述两种类型学校学生的中间,必须要实现差异化培养,具有自身不同于研究型和高职高专学生的特色,在产业结构中寻找自己的定位,这样才能保证在未来的就业竞争中取得优势。应用型高校培养的电子信息工程专业学生应该熟悉传感器、变送器和执行元件的工作原理,了解元器件的性能参数以及影响其工作的因素,能够根据客户提出的设备的性能指标和不同要求,“选择”传感器、变送器和执行元件,通过合理的组合连接,形成生产设备,或是能够测量某些物理参数的仪器和仪表,或者是智能家居中的控制系统、安防系统等等。该类型学生主要从事的是系统集成工作。从目前我国产业发展结构来看,大部分企业还是生产型的,从事研发的企业和研发方面提供的工作岗位相对较少,所以对从事底层设备研发的人才需求有限,而对系统集成人才需求较大。
3.2工作岗位分析
根据以上分析,确定嘉应学院电子信息工程专业的改革思路。智能化是电子信息技术发展的一个必然的趋势。未来的仪器设备会根据预先设定的程序和算法运行,脱离人的控制,具有一定的智能性。基于此,确定培养的学生的未来的职业定位为智能电子产品设计工程师。广东省电子行业发达,提供的相关产业岗位较多,95%以上的学生会在广东省内就业。就业的学生主要从事智能电子产品的设计、调试和安装工作。作为智能电子产品设计工程师,就业之初可以做为企业研发部门的软件、硬件工程师,随着相关经验和技术的积累,以及自己本人的不断努力和学习,有部分优秀的智能电子产品设计工程师可以成长为产品的项目工程师。如果掌握企业的核心技术,则可以成为企业的技术负责人,只要努力,职业提升空间较大。
3.3课程模块设置
学生要想在将来能够胜任智能电子产品设计和系统集成工作,需要掌握的知识要点包括信息采集、数据处理、信号转换变换、总线接口和软件编程等方面的知识。需要学习的模块设置为基础模块、提高模块和产业对接模块。针对学生将来从事的智能电子产品设计工作,要求学生学习的课程体系如下:基础模块包括了电路分析基础、模拟电子技术、数字电路与数字逻辑、信号与系统、传感与检测、数字信号处理、虚拟仪器设计和C语言程序设计。提高模块包括了应用电子设计自动化、嵌入式系统、微机与单片机原理和数字信号处理技术及应用。产业对接模块含有数据采集与智能仪器、电子产品设计与实践和智能家居等课程。基础模块电子系统工作的基本原理和基本的分析方法,为提高模块的学习打下基础。提高模块中的课程主要学习由8位,16位和32位处理器内部体系结构和编程方法和系统硬件描述语言,这些是智能电子产品的核心。而产业对接模块开设的课程主要要求学生能够根据所学知识设计满足生产和人民生活需要的智能电子产品系统。
4电子信息工程专业培养方案框架
4.1通识教育课程模块
该模块包括国防教育、思想政治理论课、语言与技能课、体育和全校性公共任选课,总计57学分,1004学时。具体课程为军事理论与训练、思想道德修养与法律基础、廉洁修身、基本原理概论、思想和中国特色社会主义理论体系概论、中国近现代史纲要、形势与政策、大学英语I-IV,含口语与写作)、大学计算机基础、健康与心理教育、大学语文(含应用写作)、大学生职业发展与就业指导、创业教育、体育(含选修),公共任选课。通过通识教育课程的教授使学生掌握一定的外语、法律和国学知识,具有一定的人文情怀,成为一个道德和人格上成熟的人。
4.2专业课程教育模块
该模块包括专业必修课、专业选修课、毕业实习和毕业论文(设计),总计105学分,1498学时。其中专业必修课包括学生必须了解的本专业的一些基础知识。其中学科基础课电子类工科学生必须学习的本学科的基础知识,含30学分,总计548学时,主要课程有:大学物理及实验、高等数学、工程数学、概率论与随机过程、工程制图与AutoCAD、电子工艺训练、电路分析基础、电路分析基础实验。专业基础课是学生学习后续专业课程的基础,是本专业不同于其他专业的基础课程组合,通过专业基础课程的学习学生可掌握本专业的基础知识。含18学分,总计287学时,主要课程有:C语言程序设计、数字电路与数字逻辑、数字电路与数字逻辑实验、通信电子线路、模拟电子技术、模拟电子技术实验、电子技术课程设计及见习。专业课程组合则是本专业的一些较为重要的课,按照不同专业方向开设不同的专业课,总计13学分,204学时。智能电子系统方向主要专业课程有智能电子系统方向、信号与系统、微机与单片机原理、嵌入式系统。专业选修课是本专业的一些特色课程,包括专业限选课18学分,28时,课程主要课程有:数据采集与智能仪器、数字信号处理原理及技术、传感与检测、电子产品设计与实践、虚拟仪器设计与应用。专业任选课10学分,170学时,主要课程有计算机网络、印刷电路板设计、Matlab程序设计、电子设计自动化、智能家居系统设计等。毕业设计是本科教学最为重要的环节,需要学生应用所学知识设计符合生产实际的能够实现一定功能的智能电子系统。毕业实习是学生毕业前进行的直接参与企业生产实践的活动,相当于入职前的岗前培训,均为8学分,8学时。
4.3职业教育模块
该模块均为选修课程,包括心理学2学分,32学时;教育学2学分,32学时;教师职业技能2学分,32学时;教育实习4学分,4周。学生可以在修完此模块后申请教师资格证,扩大就业面,从而拓宽就业途径。
5电子信息工程专业培养方案改革内容
5.1调整专业方向,强调产业对接
紧密结合广东省十二五规划中高端新型电子信息产业发展规划内容和专业的发展方向,根据专业技术技能型人才培养需要,将专业方向调整为智能电子系统方向。为实现专业调整和改革的最后一公里,最终摆脱学生所学知识与到企业工作后所需能力相脱节的现状,开设与企业生产实际相近的课程,如数据采集与智能仪器、电子产品设计与实践和智能家居等课程。提高学生的学习兴趣的同时,真正做到与企业生产实际的对接,让学生到企业工作后可以尽快进入角色,找到自己在企业的一席之地。
5.2突出专业基础课和专业方向课的核心地位
针对学生到企业工作后主要从事智能电子系统设计相关技术的工作,专业基础课中的核心课程设置为:数字电路与数字逻辑、通信电子线路、模拟电子技术、电子技术课程设计及见习、C语言程序设计。专业方向课中的核心课程设置为:数据采集与智能仪器、数字信号处理原理及技术、传感与检测、电子产品设计与实践、虚拟仪器设计与应用、嵌入式系统课程设计及见习。强化学生在智能电子系统设计方面的专业技术知识,为学生将来在本行业从事技术工作打下坚实的基础。让学生在此基础上,能够有较大程度的职业上升空间,使开设的专业课程更有利于学生将来在专业技术方面的成长和发展。由于专业选修方向的调整,增加了相应课程,如数据采集与智能仪器、电子产品设计与实践和智能家居系统设计。删除了理论性较强的相应课程,如信息论基础和数字图像处理。
5.3进一步强化实践教学环节
根据应用型本科教学工作面临的形势和特点,提出加强和改进实践教学工作的几项措施:一是加强实践教学师资队伍建设,鼓励教师从事实践教学工作;二是推进科学研究与实践教学的有效结合,不断提高教师的实践教学水平;三是加大经费投入,通过优化、整合加强实验教学示范中心和工程训练中心等实践教学平台建设;四是推进产学研合作,建设好大学生实习和实践基地;五是实施好卓越工程师计划,培养和造就高层次工程型人才。实践教学是学校进行人才培养的重要组成部分,可以有效提高人才培养质量,是与课堂教学相辅相成和互相促进的重要方面。
6结语
【Abstract】With the development of time, the PLC automatic control system based on the advanced computer control technology and electrical automation control technology, has been actively applied in many areas, and rapid developed. This paper explores the integrated design of PLC technology automation control system.
【关键词】自动化控制系统;PLC技术;集成设计
【Keywords】automatic control system; PLC technology; integrated design
【中图分类号】F407.67 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2017)03-0100-02
1 引言
在衡量一个国家生产力发展水平以及生产发展中,工业自动化水平是一个重要的指标,并且在工业自动化中,电气自动化是其重要的组成部分。在基于可编程控制器基础之上PLC技术的发展和生产,不仅仅克服了之前控制的许多缺点,还提升了电气自动化控制的水平,解决了甚多技术上的难题,有着较好的应用和推广前景。该研究中所提到的单片机选择变频器与PLC,方便用户管理,维修相对比较方便。为了较好地发挥PLC自动化控制系统所产生的积极作用,论文就从PLC自动化控制系统以及PLC技术优化设计的基本论述出发,对基于PLC技术的自动化控制系统的集成设计展开讨论。
2 PLC自动化控制系统以及PLC技术优化设计
2.1 PLC自动化控制系统
每一种控制系统所进行的优化设计都是为了更好地提升自动化生产的效率和质量,更好地满足被控制对象的基本工艺要求,然而在PLC自动化控制系统中,不仅要遵循优化设计的原则,还需要依据一定的生产工艺要求[1]。
2.1.1系统安全性的保证
在控制系统进行优化的设计过程中,应该保证可靠、安全这一条主线,在保证不断提升PLC自动化控制系统质量以及效率的过程中,保证系统的使用可靠性和安全性。
2.1.2 被控制对象基本工艺要求的满足
优化设计最基本的原则,就是要最大限度地满足被控制对象的基本工艺要求。在PLC自动化控制系统进行优化设计之前,就需要先进行必要的调查研究,关于控制系统的重要应用环境和基本用途,将相关的数据资料进行整理和搜集。详细地优化设计方案的形成就需要有专业的设计人员并做好准备工作。协同各方面的关系积极解决设计过程中出现的问题。
2.1.3 生产效率的提升
在PLC自动化控制系统的优化设计中,生产效率的提升就是其目的,这样的过程还需要在许多工艺的改进和生产路线伴随之下进行。所以在选择PLC容量的过程中,紧密地联系实际,为日后优化改造留有一定余地,并确定合理的容量。
2.1.4 优化设计方案的优化
对于PLC自动化控制系统而言,为了使基本的使用功能不受影响,就需要在最大的可能之下优化PLC自动化控制系统的优化设计方案。为了实现合理而且经济简便的优化设计方案,就需要达到更佳的控制效果并进行更为简单的设计。
2.2 PLC技术
所谓的PLC技术,就是一个关于可编程控制器的简称,自身的计算机技术的一种表现,也是在计算机基础之上发展而来的一种全新的技术,而且这样的技术日趋成熟,也为电子自动化生产创造出了一种具有较强专业性的自动化控制器,不断地被应用在电气自动化控制中。实现电气自动化的控制实现,就需要按照不同用户的需求,依据既定的顺序和命令进行处理,通过相关的软件进行控制。与传统的电气自动化控制系统进行比较,PLC控制系统进行连接只需要通过相关的软件,以及较少的接线量,通常情况下其他的线路是不需要实际线路连接的。另外,还可以依据既定的程序,将这种系统所涉及的信息存储、处理以及获取进行。
3 PLC自动化控制系统的集成设计
相较于传统的电气自动化控制系统而言,其需要通过多种连接线才可以将处理和连接实现,从而消耗较多的财力、物力以及人力,还不能够积极地促进高效维护和统一管理,各式各样的障碍对系统的正常运行产生着严重的阻碍。然而,随着时间的发展,在先进的计算机控制技术以及电气自动化控制技术的基础之上所发展开来的PLC自动化控制系统,已经在许多的领域被积极地运用,并且自身迅速地发展[2]。
3.1 集成设计之软件设计
在PLC 控制系统的设计上,首先要设计出电源回路(见图1)。选用80 至240VAC 的电源作为PLC 的供电装置。由于适用于PLC 的电源较多,其对电源的适应范围较广,因此在安装电源时要加装电源净化元件,以此来达到抗干扰的目的。抗干扰元件选择1:1 的隔离变压器、电源滤波器等装置。按照控制要求将工艺流程图转化成梯形图,这就是软件设计的主要任务,也是PLC应用最关键的问题,并且软件设计的具体表现就是程序的编写。在控制工程的应用中,优秀的软件设计方便工程技术人员对系统进行日常的维护以及系统调试。生产过程控制复杂程度不同,模块化程序以及基本程序的结构分类也不同。
3.2 集成设计之硬件设计
3.2.1 硬件设计之PLC自动化控制系统的输出电路设计
在对于输出电路进行设计的时候,做好相关的电路设计准备工作,就需要按照基本的生产工艺要求进行,通过晶体管将输出电路所需要的各式频器的调速和控制以及指示灯输出,需要晶体管作为支撑的,最主要的就是频率过高的PLC控制系统。通过继电器输出,说明其有着过低的频率,不仅设计简单还可以提升系统的负载能力。
3.2.2 硬件设计之PLC自动化控制系统的输出电路设计分析
对于PLC自动化控制系统的输入电源而言,AC85-240V就是通常情况下供电电源的电压,有着比较多的应用和比较广的适用范围。在电源上面安装必要的电源净化原件,更好地减少外界环境对电源的干扰,隔离变压器和电源滤波器就是最主要的。我们所引入的双层隔离技术,就是在隔离变压器的使用过程中引入的,可以通过屏蔽层减少高低频脉冲的干扰。
4 结语
PLC作为一种电子操作系统,专门在工业环境下进行,使用时可以在没有任何保护措施的情况之下。当有着电磁干扰以及过分恶劣的工作环境的时候,就会有整个系统或者设备失灵的现象发生。所以将PLC自动化控制系统进行进一步的优化设计就成为了必要选择。PLC自动化控制系统的优化设计以及集成设计,是一个非常系统化的工程,为了实现最优化的设计,就需要在反复的设计和实践过程中对其进行不断地优化和总结,优化其集成设计。
【参考文献】
培养具有实践动手能力和创新意识与能力的应用型、创新型人才,已普遍成为独立院校本科人才培养的共识。毕业设计作为理工科类学生4年系统学习专业后,综合运用所学理论和专业知识进行设计实践,为今后从事实际工作奠定基础的重要环节,因其具有较强的设计性、实践性、综合性和创新性,已成为独立院校应用型、创新型人才培养的一个重要方面[1-2]
1独立院校毕业设计难以收到较好效果的原因
大部分独立院校依托一本、研究型院校而建,毕业设计教学方式、方法或多或少受母体和传统教学模式影响,因此,在实施过程中暴露出了诸多的问题,严重影响了毕业设计的质量,使得毕业设计难以起到较好的效果,更不用说提高学生的创新能力和实践能力,主要原因[3-5]有:(1)独立院校相对教学条件、师资力量薄弱,教学资源紧张,指导教师科研项目少、实践经验欠缺,加之有些指导教师业务水平有限、责任心不强。(2)毕业设计历年选题大同小异,缺乏创新和新颖性,多年下来,指导教师积极性降低,网上抄袭较为严重。(3)大部分毕业设计题目与指导教师科研课题、实际项目脱钩较严重,学生被动选题,不具吸引力,毕业设计单人单题,毕业设计目的不够明确,缺乏竞争性和协作性,使得指导教师和学生态度不够积极,应付了事。(4)一本、研究型、传统的毕业设计课题侧重研究,一定程度上缺乏实践性,易导致假题假做、假题真做,难于实现真正意义上的真题真做。(5)毕业设计题目有的过大,任务内容设置过多,在规定的毕业设计周期内无法完成,有的较小,工作量达不到标准。(6)与学生就业找工作、考研、考公务员、考事业单位等各类考试时间冲突,迫使高校难于实施严格清晰的评判标准,各种答辩趋于形式化。因此,如何结合应用型、创新型人才培养目标和独立学院自身特点,对毕业设计教学过程进行整体优化,拓宽毕业设计的途径,改进和完善毕业设计内容和措施,提高毕业设计的质量,已成为教学过程中亟待解决的问题。
2结合创新竞赛开展毕业设计的启示
近几年,各种创新竞赛得到了很大的发展和衍生,成为培养学生创新能力和实践动手能力的有效载体,对培养和提高学生的创新思维、创新能力、团队协作精神、解决实际问题和实践动手能力等方面具有极为重要的作用。大学生创新竞赛目前越来越受到各高校的重视及社会的认可,尤其是国家级、省级创新竞赛,例如电子设计竞赛、数学建模、大学生“挑战杯”、机器人大赛、广告设计大赛、网页设计竞赛、软件设计大赛、电子商务竞赛等[6-8]。通过调查分析不难发现,大部分创新竞赛的题目在形式、内容、难易度等方面都与毕业设计选题较为类似,因此很多毕业设计指导教师都尝试从竞赛题目中遴选课题,大多数学生也非常愿意结合与竞赛相关的课题进行毕业设计、参加实际项目,动手做出实际的系统或演示装置,尤其是参加竞赛的学生,经常提出能否把竞赛的题目作为今后毕业设计的题目。较为突出的是,即使限于名额不能参加竞赛,许多学生也希望能到竞赛基地在竞赛系统平台上开展工作或验证自己的思路与做法。为此,我们结合近年来的竞赛组织、管理、指导经验,对结合创新竞赛开展毕业设计工作的优势进行了深入分析和探讨总结发现:(1)近几年来,各项创新竞赛越来越侧重立足行业、政企合作、结合实际、注重前沿、学科交叉。创新竞赛,尤其是国家级、省级创新竞赛的题目,往往是由来自于行业的专家、专业的知名教授、企业的设计工程师等资深人物取材于生产实际项目和行业、专业的一些重要问题、热点问题、前沿问题,或必备的专业知识和学科交叉知识。因此,毕业设计与创新竞赛结合起来,一定程度上可有效避免与实际项目脱钩或老套过时,切实提高学生解决实际问题的能力,同时更有助于学生了解行业的实际以及发展现状和发展方向。(2)突出创新和实践。创新竞赛不只是强调理论层面上的设计与研究,更注重系统实现和发挥,学生需经历特定工程背景下的“学习—创意—设计—制作—调试—包装—成品”一整套类生产实际过程,最终都要求有自主创意设计制作成型的作品,实现真题真做,对学生创新和实践能力的锻炼较为突出。(3)团队协作加强。创新竞赛,尤其是大型的竞赛项目,往往需要多名学生组成团队通过团结协作才能完成,合理的分工以及各成员之间的协作精神也会对整个项目的实现产生举足轻重的影响。在团队中,每一个学生既要有自己突出的专业能力,同时也要有良好的交流沟通能力。这样才能在方案的探讨、分析、讨论的过程中产生思维碰撞,逐渐形成清晰的实现思路,同时也能在不断的交流沟通中获取不同的思想、态度和方法,完善自身的专业知识技能,弥补传统毕业设计单人单题单做、片面强调独立性带来的不足。(4)竞赛题目与毕业设计课题结合起来,具有非常明确的比赛规则、胜负规则和清晰的评判标准,存在竞争性、驱使力和激励机制,更具有吸引力,目标也更加明确,因此学生更感兴趣,可以极大地提高学生的积极主动性。同时,创新竞赛一般从大二、大三开始做起,毕业设计准备时间前移,保证了充足的时间,可以有效缓解与就业找工作、考研、考公务员、考事业单位等各类考试时间发生冲突。(5)由于创新竞赛选题范围广,涉及到多门学科,并且鼓励新技术的应用。这就要求赛前指导教师要有更广泛的知识面和更丰富的实践经验。教师在指导学生的过程中相互学习,共同提高,知识和经验的相互渗透和补充使得指导教师的业务素质有了很大提高。面对学生提出的各种创新性问题和要求,有时教师也要重新学习,也要知识更新。为了方便学生的实践,教师常常根据学生的要求自己动手设计或改装新型的实践装置,力求引导学生在实践性教学环节中有所发现,有所创新。这无疑使得教师能够在日常的教学和科研中发挥更重要的作用,推动了师资队伍建设[9]。这些特点正是应用型、创新型人才培养所需,因此,我们完全可以将毕业设计和创新竞赛有机结合起来。基于这种考虑,我们对以创新竞赛为依托开展应用型本科毕业设计进行了一些有益的探索,建立了关系模型,如图1所示,提出了几点教学策略。
3毕业设计与创新竞赛相结合的教学策略
3.1毕业设计时间前移,采用循序渐进的培养思路一般可以从大学一、二年级开始鼓励、组织、遴选对创新竞赛感兴趣的学生参加兴趣班、基础技能班、选修课等,三年级开始,指导学生跨专业、跨系、跨学院多学科交叉综合组建创新团队,并分配指导教师,成立指导教师组。不同阶段不同专业的学生在专业知识、设计实践、创新能力等方面存在着较大差异,除正常教学计划外,还需要指导教师组按照循序渐进的方式,集中组织、管理、开设好一些创新竞赛培训班、选修课等供学生根据兴趣爱好和特长选择参加。不同阶段学生学习相应阶段的知识和进行相应的能力训练,加上多鼓励、督促学生进行自主学习,并结合毕业设计和创新竞赛的基础知识和技能强化训练及一些子项目和子课题训练,可较好地实现学生从基础知识和技能的积累到综合知识的融会贯通,再到能力创新的飞跃。
3.2结合创新竞赛题目选定毕业设计课题学生经过必要的前期准备和团队磨合之后,有能力、也有信心参加学科相关方面的创新竞赛或开展更大规模、更新、更贴近生产实际的项目,边竞赛边提高,各方面锻炼越来越多、越来越大。在毕业设计选题时,指导教师最需要做的是适时整合学生以往训练过的项目和做过的创新竞赛题目,对其进行拓宽和延展,并结合学生的专业方向,拟定出毕业设计题目,或通过学生自拟、指导教师把关后作为学生毕业设计的选题,继续发挥创造性,提出新观点,创新内容,把课题做大、做活。
3.3强化管理和监控,杜绝流于形式教学环节必须通过有效的管理、监控才能有积极的效果,否则再好的教学模式也会流于形式。我们采取的措施主要有:(1)建立规范合理的组织管理和操作程序,细化各项规定,明确责任。选派工作积极主动、责任心强、专业基础雄厚、有一定指导经验,尤其是实践动手、创新能力强并对此感兴趣的教师担任指导。(2)根据学生的空余时间,保证充足的时间量,合理安排学生到创新竞赛基地,实施严格的考勤签到制度,并作为今后的考核和选拔依据。(3)学生到创新竞赛基地来,必须要有明确的任务或具体项目,并拟定初步方案,作好日程安排和工作计划,可以由指导教师指导确定也可以自拟,最终由指导教师审核通过。(4)实施全过程监控,结合平时检查、不定期抽查和中期检查,负责人检查与指导教师检查相结合,书面材料检查与实际检查相结合,综合检查情况,组织专门研讨会研究、查摆问题,及时给予解决[10]。最终安排学生进行方案讲解、提问答辩和作品演示,严格评估机制和标准,评定出成绩和结果。当然在管理学生的同时,也应监督指导教师的工作情况,对其指导工作的质量进行检查。
3.4配套政策和激励机制制定配套政策和激励机制[11]。参加创新竞赛需要花费大量的时间和精力,难免会影响学生其他课程的学习。学校可以根据实际情况,对参加创新竞赛的学生给予一定的课程替代。如对在短学期参加集训和创新竞赛的学生,其所在专业安排在短学期集中进行的实践环节成绩将由集训表现和竞赛获奖替代,也可以充抵素质能力任选课或选修课。对获得奖项的学生给予适当的物质奖励或奖金也是必要的。同时若参赛作品获省级奖项且内容符合所学专业方向,可以允许该学生在创新竞赛结束后,以个人名义提出替代毕业设计的申请,获准后按照毕业设计标准对申请替代的论文及设计进行整理和修改。指导教师也一样,相对传统的毕业设计模式,需要投入更多的时间和精力,对指导教师应给予课时酬金,对指导学生获奖的教师也应有适当鼓励,还应该在教师评优评先、定岗和晋级时优先考虑。
3.5培养精英,模范带头,以点带面限于教学条件、教学资源、师资力量等软硬条件有限,以及创新竞赛的特点,创新竞赛需要实行必要的选拔机制,择优参加,因此绝大多数学生与创新竞赛无缘,从而使绝大多数学生失去更深层次锻炼的机会,这与培养大量的应用型、创新型人才的精神相悖。为了解决这个不足,我们充分发挥优秀学生的模范带头作用,采用了培养精英、以点带面,带动广大学生积极参与的方式,这种培养方式有效地扩大了创新型人才的培养面。具体做法[12-13]如下:(1)在三、四年级的学生中选拔优秀学生,并配上有丰富经验的指导教师,系统地完成专业训练,把他们作为参加创新竞赛的后备人选,再从优秀的获奖学当中选拔出尖子,充当指导教师的角色。(2)让参加创新竞赛的后备人选去带动其他一、二年级新手或未能参加创新竞赛的三、四年级学生,采用传帮带、结对子等形式,形成后备人选梯队。(3)后备人选梯队经过初步训练后逐渐掌握了相关理论和实践知识,经过选拔成为新一轮的主干力量,再带动更多的学生,形成良性循环,构建“塔形”梯队,如图2所示。