车辆管理中物联网技术的应用:基于物联网技术的智能小区车辆管理系统研究 【摘要】本文针对智能化小区车辆停车管理难题,提出了一种基于物联网技术与嵌入式技术、无线传感网技术相结合的智能小区车辆管理系统方案,通过综合运用物联网的思想、概念和方法,采用无线技术、网络和设备,以构建一个信息化、自动化、网络化、无线化的车辆管理系统,实现智能小区车辆动态、合理、高效地管理。 【关键词】物联网;ARM;无线;车辆管理 近年来,随着社会经济快速发展,人们的生活水平不断提高,机动车辆越来越多地进入百姓家庭,住宅小区“停车难、管理乱”的问题日趋突出。智能小区车辆管理正在逐步趋于规范和科学,实现小区车辆智能化管理已经成为必然的发展方向与研究热点。 1.系统设计方案 利用物联网、嵌入式、无线传感网等技术,实现智能小区车辆管理系统,将智能无线传感器安装在车辆、智能小区信息采集点,通过无线感知周边的温度、湿度、光线、位置等信息。在无线传感器节点内同时集成CPU、无线通信模块、天线、电源等,使得该无线传感器节点具备与周边传感器节点协作、通信的功能,组成无线传感网络。每个节点即是信息的采集点又是路由中转点,采集到的数据通过路由算法在各个节点中传送,最终到达嵌入式智能小区网关。小区网关基于S3C6410与嵌入式Linux操作系统平台之下,能有效运行协议转化软件,将无线传感网传输的数据通过以太网发送到智能小区控制服务器,服务器接收到数据后发出相应的控制命令,经由智能网关发送到每个无线传感节点。通过智能小区车辆管理无线传感网,实现对智能小区内车辆的管理和控制,提高智能小区内车辆的管理效率。整个系统由出入口管理系统、停车场管理、小车辆区管理,无线节点管理四部分构成,其系统框图如图1所示。 图1 系统框图 2.关键技术介绍 2.1 物联网关键技术 2.1.1 物联网的概念 物联网(IOT)是指将所有物体通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、等信息传感设备,按约定的协议,与互联网相连接起来,实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。从技术架构上来看,物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。和传统的互联网相比,其特征和优势一它是各种感知技术的广泛应用,二它是一种建立在互联网上的泛在网络。 2.1.2 射频识别技术 RFID是射频识别技术的英文缩写,又称电子标签、无线射频识别,是一种非接触式的自动识别技术。一个完整的RFID系统硬件通常由标签(Tag)、阅读器(Reader)天线(Antenna)组成。其中,标签由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象;阅读器读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式或固定式;天线在标签和读取器间传递射频信号。目前,RFID技术已经被广泛应用于物流系统、电子收费系统、安防系统、供应链系统、车辆识别系统等各个行业。 2.1.3 车牌识别技术 车辆管理工作智能化的发展趋势也让通信技术以及计算机技术被广泛应用于车辆管理领域中,其精度强、自动化程度高的特点在车辆管理领域逐渐突显。其中车牌识别技术就是在此过程中引起广泛关注的重要技术之一, 车牌识别是通过计算机的视频及模式识别功能,对车辆拥有的唯一车牌号进行定位识别的系统技术。技术的主要环节包括对图像开展预处理、对车牌进行定位、对字符进行分割以及对字符进行识别。 2.2 嵌入式技术 嵌入式系统(Embedded system)是一种“完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计的专用计算机系统”,根据英国电气工程师协会的定义,嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机系统不同,嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务,因此能够对它进行优化,减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产,所以单个的成本节约,能够随着产量进行成百上千的放大。近年来,随着医疗电子、智能家居、物流管理和电力控制等方面的不断风靡,嵌入式系统利用自身积累的经验,在已经成熟的平台和产品基础上与应用传感单元的结合,扩展物联和感知的支持能力,发掘某一领域物联网应用,成为物联网系统技术的重要组成部分。 2.3 无线传感技术 无线传感网,简称WSN,是指由一组随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的传感器以自组织方式构成的无线网络,用于实时监测网络覆盖区域的各类监测对象的信息。WSN综合了传感器技术、无线通信技术、嵌入式系统技术、分布式信息处理等技术,是一项集成了多学科的技术领域,已成为构建无线物联网的重要技术。 3.关键技术实现方法 3.1 车辆识别 RFID读写设备主要完成车上卡片与主机上的信息的交换,用于识别车辆信息以及完成收费等一系列服务,此部分要求模块稳定度高,灵敏度高,可以实现2米以上读卡,读卡速度可以设定,至少是lOms,相同ID信息输出时间间隔设定为2分钟以上,与上位机通信采用232接口,系统可以在很短时间内稳定地实现收费等系列服务。摄像头作为RFID读写器的辅助设备,可以在缴费、登记时对车辆进行监控、抓拍,防止在无人值守情况下发生车辆作弊行为。系统图像采集模块采用基于CMOS图像传感器的OV7620感光器件及OV511微处理芯片组成的USB接口摄像头。 3.2 无线传感网络 系统利用CC2431协议技术和NesC技术进行无线传感节点的软硬件设计,为构筑智能小区内车辆在无线传感器网络,每个传感器节点需要同时具备传感器及计算功能。无线传感节点硬件采用8051 MCU控制单元及CC2420 RF传输芯片相结合的SoC TI CC2431,以支持使用TI CC2431 ZDK的Zigbee协议,并通过TinyOS 2.x实现实时传感器网络。在CC2431的控制下选择不同的传感器以实现不同的数据信息的采集。软件采用无线传感器网络的专用操作系统TinyOS 及TinyOS下具有类形式组件(component)结构的NesC语言来开发节点程序,完成不同传感器的程序编写以实现数据采集和无线传输,达到数据采集功能,并通过对无线传感网MAC协议的优化和改进,最大限度减少电池的能量消耗,延长传感器的使用时间。 3.3 嵌入式网关 要完成有线和无线的通信、融合,需将无线节点发送的数据通过智能小区嵌入式网关或智能家居嵌入式网关进行协议转换,并通过以太网发送到小区控制主机,同时将主机的指令通过嵌入式网关转换为无线指令发送到无线传感器节点。系统中采用基于S3C6410微处理器与嵌入式Linux相结合的智能小区网关,并完成Linux下的协议转化软件的编程。 4.结论 本系统提出了一种将物联网技术与嵌入式、无线传感网技术相结合,利用先进的控制技术实现智能小区车辆管理系统方案,是一种高效、方便快捷、科学的车辆管理手段。能体现智能小区车辆管理要求高可靠性、高实时性、高安全性、低维护性,实现信息资源共享和任务综合管理特点。 车辆管理中物联网技术的应用:浅析物联网技术在车辆管理系统中的应用 摘要:随着我国高速公路体系的快速发展,半自动收费和人工收费的方式费时费力,已无法满足高速公路现代化管理的需要。因此,在车辆管理系统之中引入物联网技术,设计一套专门应用于高速公路的车辆管理系统具有非常重要的意义。本文对物联网技术在车辆管理系统中的应用进行了研究。 关键词:物联网技术;车辆管理系统;高速公路 1 引言 随着我国高速公路体系的快速发展,半自动收费和人工收费的方式费时费力,已无法满足高速公路现代化管理的需要。而电子不停车收费的收费方式常常在实际使用过程中存在着用户缴费和收费管理不便等各种问题,主要有用户对预付卡恶意盗用和冒用等问题。因此,在车辆管理系统之中引入物联网技术,设计一套专门应用于高速公路车辆管理的车辆管理系统具有非常重要的意义。系统通过自动标识通行车辆,然后系统自动通过物联网对银行服务系统进行访问,完成相关费用的收缴。这样解决了原收费系统必须需要预付卡购买、储值和收费等环节,有利于车辆管理系统的应用 [1]。 2 物联网技术概述 物联网的英文简称为“IOT”,所谓物联网是指“物与物相连的互联网”,对于物联网的定义国内外有很多说法,其中最为常用的一种定义是:网联网是通过红外感应器、射频识别(RFID)装置、激光扫描器、全球定位系统等信息传感设备,按约定的物理网协议,把互联网与任何物品相连接,以实现相关信息通信和交换,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[2]。 3 基于物联网技术的车辆管理系统设计 3.1 车辆管理系统结构 本文设计的车辆管理系统主要由以下几个部分构成:车辆识别系统、监控中心系统、信息服务系统。其具体工作过程是:在高速公路上当车辆通过收费口时,在车辆上附着的电子标签进入了RFID磁场,系统对由标签读写器所发出来的射频信号进行接收,然后射频系统依靠感应电流所获得的能量,发出相关的车辆信息。车辆的相关信息由系统的标签读写器读取,然后由解码器进行解码,送至监控中心系统,再通过本地及远程接口,存储到访问远程服务器或本地服务器进行相应数据处理[6]。 3.2 系统的硬件设计 3.2.1 电子标签选用 本文设计的系统采用的电子标签芯片是Philips的UCODE HSL,本文系统之中采用的电子标签主要有3个,这三个电子标签分别嵌入到车牌、发动机缸体和车体框架之中。这三个电子标签分别对车辆的号码、发动机和车架的出厂编号信息进行记录,这样多标签的设计可以防止车牌的盗用、套牌等违法行为。 3.2.2收费站车辆入口、出口设计 收费站的车辆入口、出口主要由车辆感应器和道闸控制器、车辆检测传感器、LED信息提示牌、接收天线及标签读写器组成、多点摄像系统。具体的工作流程如下:车辆进出高速公路收费口时,车道下面的检测传感器对车辆的相关信息进行检测,然后多点摄像系统对驾乘人员和车辆进行拍照和录像,同时,车辆的电子标签芯片被标签读写器激活。同时,将电子标签的相关信息与照片、录像信息等信息打包传输给远程主机,进行相关检测后,进行放行[8]。 3.2.3监控中心设计 车辆系统的监控中心主要有入口主机系统和出口主机系统构成,入口主机系统主要用来接收识别系统发来的车辆信息,然后对相关信息进行确认,并将相关信息传输并存储给到本地服务器多媒体数据库中,数据库对车辆信息进行查询,若没有发现该车辆的相关信息,则再到远程数据库进行查询。出口主机系统主要用来当车辆到达出口时,对系统发来的车辆信息进行接收和识别,然后将相关信息与入口发来的信息进行核对,对违规车辆进行处理,并计算出该车辆应缴纳的里程和费用等等[9]。 3.2.4信息服务系统设计 本地信息系统主要由数据库管理系统软件和2台服务器构成,对这2台服务器进行主从配置,其中从属服务器主要用于数据的实时备份[10]。以确保相关数据的绝对安全可靠。由服务商提供远程信息系统,使用多表结构设计本地数据库,分别对车辆的基本信息、车辆通行信息、缴费信息、车主基本信息、录像等多媒体信息、车辆和人员照片等进行记录。 3.3 EPC编码功能设计 本系统采用EPC编码,这种编码格式主要有:64位、96位和256位。这种编码格式的特点是简单和安全,这种编码具有惟一性和分层扩展性。本文设计的系统为了降低电子标签的成本,采用EPC-64Ⅲ型64位编码格式[12],其中域名管理26,位版本号2位,这种编码格式可以作为厂家识别的代码。由于国内车辆是按照省、地、县市分级管理,所以系统车牌的编码采用分段式结构,对车辆号码逐级分层管理,有利于扩展和提高信息查询效率。 3.4 Savant系统 本文的Savant系统由以下几个部分构成:事件管理系统,实时内存事件数据库,任务管理系统。这个系统的功能是负责整个车辆管理系统的程序集成和整体控制。Savant系统提供了标签读写器和应用程序等两个接口。其中标签读写器主要与车辆管理系统的标签读写器相连接,而应用程序接口主要是为了实现通讯功能与外部应用程序相连接。系统的具体工作流程如下:Savant系统通过接口读取系统标签读写器中的车辆EPC,将信息做平滑、协同及转发后,存入RIED数据库中。 3.5 ONS系统 车辆管理系统之中的ONS系统采用BIND程序进行配置,ONS相当于Internet中的域名系统DNS。它可通过Internet域名解析实现与互联网的连接。具体来说,ONS就是为了完成“主机名”和IP地址之间的转换,实现与外部Internet系统连接。同时ONS系统的具体工作流程如下:车辆管理系统的Savant系统获取车辆EPC,然后将车辆EPC传递给ONS,进行IP地址的转换。同时,车辆管理系统在Internet上搜索该IP地址对应的计算机和相应服务,从PML服务器中获得车辆的描述信息,进行完成相关车辆信息的调用。 4 结论 在我国交通快速发展的今天,在车辆管理系统之中引入物联网技术,设计一套专门应用于高速公路车辆管理的车辆管理系统具有非常重要的意义。本文就此问题进行了分析。文章在通过认真分析物联网技术的基础上,完成了基于物联网技术的车辆管理系统的设计,具体分为:车辆管理系统结构,,系统的硬件设计,EPC编码功能设计,Savant系统,ONS系统。 车辆管理中物联网技术的应用:物联网技术在智能车辆管理中的应用探究 【摘要】物联网技术作为一种全新的技术措施,在智能车辆管理系统中实现了信息的交换、管理与监控,随着车辆的不断增加,物联网技术应用于智能车辆管理的体系也越来越健全。本文在了解物联网技术内容的基础上,对物联网技术在智能车辆管理系统中的应用进行了探究。 【关键词】物联网技术 智能车辆 管理系统 技术应用 一、物联网技术简介 随着经济的飞速发展和社会的不断进步,城市人口数目有了很大范围的增加,汽车数量也在持续增多,交通堵塞、拥挤的现象愈加严重,因此而引发的大气污染、噪声污染、能源消耗等也成为各工业发达和发展中国家所面临的严峻问题。智能交通系统(ITS,Intelligent Transportation System)作为近年来逐渐兴起的技术措施,可以有效改善交通阻塞问题,使得交通拥挤问题得以解决,这一措施也越来越受到国内外专家学者和政府决策部门的重视,在许多国家和地区也开始了更为广泛的应用。随着近年来物联网技术在国内的快速发展,智能交通领域也被赋予了更为丰富的技术内涵,同时,在管理理念及相关技术手段上也引起了革命性的变革。 顾名思义,物联网(IOT,The Internet of Things)就是物物相连的网络,一般认为,物联网指的是通过传感器网络、射频识别及全球定位系统等信息传感设备,按提前约定的协议,把某物品与互联网连接起来,以便进行信息通讯及交换,从而实现智能化识别、跟踪、定位、监控及管理的一种网络。从1999年物联网概念的提出直至2005年国际电信联盟(ITU)年度互联网报告引发全球范围内的对物联网的相关讨论,再到2009年IBM提出“智慧地球”的概念,物联网的定义及范围都发生了巨大的变化,其覆盖范围也有了较大的拓展,不再仅仅是基于RFID技术的互联网。物联网技术应用于智能化车辆管理,使得交通事件从“事后处置”转变为“事前预判”这一模式,是智能交通领域内一次较为深刻的变革。 二、智能车辆管理中的物联网技术应用 (1)射频识别技术。射频识别技术是智能车辆管理中对车辆出入的一种管理,比如根据企业事业单位对于人员出入车辆的管理需要,会给员工车辆发放一张远距离识别卡,将卡片固定在车的某一部位(如:前挡风玻璃),在道闸前段部位地面下安装远距感应器,当携有RFID卡的车辆到达此区域时,远距离读卡器将读到的RFID卡号传递给控制器,进而控制器对所读卡号进行合法判断,在卡片合法的情况下,控制器上继电器工作,从而使得与之相连接的智能道闸打开,反之,卡片不合法时,继电器则不会工作,道闸不打开,同时传递给计算机一个引发警报的信息。这种利用远距离自动控制技术和射频识别技术共同开发成的具有国际领先水平的智能化管理系统,可以实现人员车辆进出速度快、更便捷的目的。它不仅可以使人员车辆出入的批准步骤得以简化,而且可以实现人性化的自动识别人员车辆的身份,使得人员车辆的管理更加简单、精准,而且可以有效提高企业的形象。射频识别技术的应用具有感应距离远、多重识别、读信息速度快等优点,这种技术拥有着较高的稳定性和可靠性,一车一卡,资料存档,防伪性极高,在保证安全性的基础上,避免了人为控制带来的诸多不便,车辆出入资料更便于工作人员监督。 (2)车辆定位技术。车辆定位技术使用包括通讯器和定位器两部分的RFID硬件设备,以电子标签作为标识码,驾驶员使用人员标签,车辆使用车辆标签,具备了数据可靠、有效通讯距离长、不宜破损等特点,电子标签的基本原理则是利用射频信号及其空间耦合与传输特性实现的对移动或静止的待识别物体的自动识别。利用电子标签并结合车辆内所具有的视频监控设备,建立起一套较为完整的车辆定位跟踪管理系统。车辆定位技术可以自动检测受控目标经过受控区域的时间及地点信息,并可以实现对受控目标的统计及安全管理的自动化;具有成熟可靠的网络通信系统,对信息可以进行实时采集,整个过程无需人为参与;具有完备的信息查询与数据统计软件,为高层人员管理与查询提供了全方位的服务;该技术具备较强的安全、可靠、稳定性,对于异常情况可以及时发现,并有报警呼叫系统的高级配置。 (3)车牌识别技术。车牌识别技术是智能车辆管理中的一项重要技术,也是智能车辆管理时所关注的内容。如今,车辆管理工作越来越注重追求车辆管理的高质量、高效率及高精确度,由此,车辆管理自动化程度和管理精度自然而然地成为了智能车辆管理的主要关注对象。车辆的识别较为冗杂,首先需要在动态的运行车辆中抓取快照,通过对照片的预先处理获取较为清晰的照片,接着通过计算机对车牌信息进一步自动识别车牌数字信息,根据自动定位技术采集的车辆位置信号与车辆进行对应,并进行位置定位,由此完成车牌的识别。车牌对于整辆车来说较小,而且车牌处于整辆车下部较为隐蔽的位置,这也就增加了车牌的检测难度。然而车牌识别在车辆管理过程中是尤为重要的一个环节,工作人员需要根据检测到的车牌确定各车主,并且可以通过视频监控和模式识别等功能对车辆进行实时定位。 (4)底盘扫描技术。对车辆进行底盘的识别有利于保障车辆的运行安全性,对于车辆正常行驶有着极其重要的意义。底盘检测相对来说也存在一定的难度,通过肉眼观察以及人工安置反光镜为较为传统的检测方法,受管理人员能力与经验的影响,这种方法检测效率不高、精确度较低,同时也不利于检测工作的顺利进行。智能化的车辆管理系统在克服低效率、低精确度问题的基础上,实现了检测数据化存储与分析处理,满足了更多车辆管理的需求。智能的底盘扫描系统则是利用现代化的传感器装备来检测底盘的形状、运行特性参数及零部件位置等,通过将检测信息与标准信息对比,在一定时间内对其进行预测,当预测的检测结果超过了所设定的阈值时便可对底盘故障进行判断,并发出故障预警。此外由于底盘的检测环境有所不同,底盘检测技术要对于环境的改变及时做出灵活调试及转变,以便适应较为复杂的车辆状况。 三、结语 物联网技术应用于智能车辆管理系统需要遵循一定的管理机制,随着车辆智能化管理的实现,根据所需管理车辆的规模对终端监测节点和上位机监控界面进行合理设计,在解决交通阻塞、交通拥挤问题和减少交通事故的前提下,车辆的管理效率也将会得到大幅度提高。对于较大规模的车辆管理工作可以通过中央控制系统进行层层下分,以便保证整个系统的协调高效运行。
浅谈无线通信工程的作用:嵌入式短程无线通信工程系统硬件设计 摘要:在医疗、工业、智能建筑、消费电子等领域,短程无线通信工程设备设备应用日益广泛,并呈现强的增长势头。本文较为详细地从元器件选择、原理图设计、PCB板设计、接口吸系统传输距离等方面介绍嵌入式短程无线通信工程系统硬件设计。 关键词:短程无线通信工程 MAX1472 MAX1473 接口 通信距离 引言 在短程无线通信工程系统中,常见的有基于802.11的无线局域网WLAN、蓝牙(blueTooth)、HomeRF及欧洲的HiperLAN(高性能无线局域网)。但其硬件设计、接口方式、通信协议及软件堆栈复杂,需专门的开发系统,开发成本高、周期长,最终产品成本也高。因此,这些技术在嵌入式系统中并未得到广泛应用相反,普通RF产品就不存在这些问题,加之短距离无线数据传输技术成熟,功能简单、携带方便,使得其在嵌入式短程无线产品中得到广泛应用,如医疗、工业、智能建筑、消费电子等领域。这些产品一般均工作在无执照(Unlicensed)无线接入频段,如出一辙15/433/868/915MHz频段。本文讨论的嵌入式短程无线通信系统,一般包括无线射频RF前端、微控制器(MCU)、I/O接口电路及其它外围设备等。 1 元器件选择 (1)微控制器的选择 嵌入式系统选择处理器时主要需要考虑以下几个方面:处理器性能,所支持的开发工具,所支持的操作系统,过去的开发经验,处理器成本、功耗、代码兼容性及算法复杂性等。 (2) 射频芯片的选择 通常,射频芯片的功能框图如图形卡所示。随着无线技术的发展,无线收发芯片的集成度、性能都大幅度提供,芯片性能也各有特色。因而,无线收发芯片的选择在设计中是至关重要的。正确的选择可以减小开发难度、缩短开发周期、降低成本、更快地将产品推向市场。目前,生产此类芯片的厂家主要有Nordic、XEMICS、Chipcon、TI、Maxim等。选择无线收发芯片时,应考虑以下几个因素:功耗、发射功率、接收灵敏度、传输速度、从待机模式到工作模式的唤醒时间、收发芯片所需的外围元件数量、芯片成本等;同时还须注意当地的无线电管理规定。 (3) 分立元件的选择 所有的RF芯片制造商都在努力提高芯片的集成度但仍然有一些元件很难或者根本无法集成到芯片中去。常将这些分立元件安放在芯片外部,如晶振、PLL环路滤波器、VCO的电感等。在射频电路中,电磁波的波长已可以与分立元件的尺寸相比拟,普通应用于DC和低频集总参数系统的基尔霍夫类型的电流、电压定律已不再适用,须考虑这些分立元件的高频特性及其分布参数。因此,在详细设计时,应多参考所选用芯片资料及相关元件的数据手册。 2 系统原理图设计 嵌入式短程无线通信系统硬件的关键在于其射频电路。这里采用Maxim公司的MAX1472和MAX1473芯片进行射频电路设计。图2是发射器射频电路,图3是接收器射频电路。 MAX1472是一微型3mm×3mm的引脚SOT-23封装的VHF/UHF基于锁相环ASK发射机。当工作电压降至2.1V的脱离节锂电池工作,待机模式时仅耗电100nA。在发射过程中,MAX1472发射功率为-10dBm~+10dBm。工作电压3.3V;发射功率+10dbm时,工作电流仅9.1mA。最高数据速率达100kbps。 MAX1473是一个300~450MHz,采用28引脚,SSOP封装的超外差ASK接收机;具有-114dBm的高灵敏度,高于50dB的用户可选择中心频率镜像抑制并可选择3.3V或5V电源工作电压。在关断模式下电流低于1.5mA,接收时电流为5.2mA;数据速率达100kbps;从关断模式到有效数据输出的过渡时间小于250μs 。 MAX1473包含一个一级自动增益控制(AGC)电路,在射频输入信号功率大于-57dBm时,可降低低哭声放大器(LNA)35dB的增益。接收机使用带有接收信号强度指示(RSSI)的10.7MHz中频滤波器,内置片上集成的锁相环与VCO、基带数据恢复电路。 在原理图设计时,为提高系统的灵敏度,要特别注意天线、低哭声放大器(LNA)和晶振的适配,如图3中标有1、2、3的三处。 3 PCB板设计 高频信号很容易由于幅射而产生干扰,导致振铃(ringing)、反射(reflection)串扰(crosstalk)等;而RF电路对此又特别敏感,因此在PCB板设计时,必须加以重视。为此电源设计时,应在条件许可下采用多层板,提供专用的电源层和地线层。如采用电源总线方式,应尽可能地加粗电源线和地线;尽量减少板上的通孔(包括插件元件的引脚、过孔等);多增加一些地线;分开模拟电源与数字电源;隔离敏感元件;在信号线边上可放置电源线,以最小化信号环路面积,减少环路数量。传输互布线应尽量满足以下规则:避免传输线阻抗不连续(阻抗不连续点是传输先突变点,如直拐角、过孔等,它将产生信号的反射。为此,布线时应避免走线的直拐角,可采用45°角或弧线走线,尽可能地少用孔);不要用桩线。其次,要减少串扰。串扰是信号间产生的耦合,分容性串扰和感性串扰两种,通常感性串扰远大于容性串扰。串扰可通过一些简单的办法抑制:①由于容性串扰和感性串扰的大小随负载阻抗的增大而增大,所以应对串扰引起的干扰敏感信号进行适当的端接。②增大信号线间的距离,以减小容性串扰。③为减小容性串扰,可在相邻信号线间插入1根地线;但须注意,此地线每1/4波长要接入线层。④对感性串扰,应尽量减小环路面积,如允许,应消除次环路。⑤避免信号共用回路。最后,随着电路速度的提高,电磁干扰(EMI)越发严重,还须减小EMI。减小EMI的途径通常有:屏蔽、滤波、消除电流环路和尽量降低器件速度。滤波通常有三种选择:去耦电容、EMI滤波器、磁性元件。最常见的是去耦电容,去耦电容用于电源线路滤波。通常在电源接入电路板处放置一个1μF~10μF的去耦电容,以滤除低频噪声;在板上每个源器件的电源引脚处放置0.01μF~0.1μF的去耦电容,以滤除高频噪声。对去耦电容,要注意其放置位置。 4 RF芯片与MCU接口 通过RF芯片实现数据传输。接收端MCU采集RF芯片输出信号通常有三种办法:重复采样(over sampling)、脉冲边沿检测(edge detection)、使用MCU的通用串行通信口(UART)。 重复采样时,用一个三倍于比特率的速率对RF芯 片输出信号复复采样,采用采样加权表。对噪音有抑制作用的,适合适应于距离要求较长、可靠性要求较高的场合;但时序要求严格,软件实现时较为复杂。RF芯片与MCU接口可采用MCU的输入输出口。脉冲边沿检测使用数字信号脉冲实现同步,用RF芯片输出信号作为MCU的中断请求信号。中断程序计算每一比特的采样时间,可处理各种速率的数据流;但每比特仅采样一次,对噪音较敏感,实现算法比重复采样方式更复杂。RF芯片与MCU接口可采用MCU的中断系统及输入输出口。 为简化设计,可使用MCU的通用串行通信接口(UART)。UART对噪声较敏感,但可在软件设计中加以解决,因此通常采用这种接口形式。 5 系统传输距离 (1) 无线通信距离计算 这里给出自由空间传播时的无线通信距离的计算方法。所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播,是理想传播条件。电波在自由空间传播时,其能量既不会被障碍物所吸收,也不会产生反射或散射。通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。 自由空间下电波传播的损耗: Los=32.44+20lgd+20lgf Los—传播损耗,单位dB;d—距离,单位km;f—工作频率,单位MHz。 如一个工作频率为433。92MHz,发射功率为+10dBm(10mW),接收灵敏度为-105dBm的系统在自由空间的传播距离:①由发射功率+10dBm,接收灵敏度为-105dBm,得Los=115dB。②由Los、f计算得出d=31km。 这是理想状况下的传输距离,实际应用中会低于该值。这是因为无线通信要受到各种外界因素的影响,如大气、阻挡物、多径等造成的损耗。将上述损耗的参考值计入上式中,即可计算出近似通信距离。假定大气、遮挡等造成的损耗为25dB,可以计算得出通信距离为:d=1.7km。 图3 (2) 增加无线通信距离 在工作频率固定的情况下,影响通信距离的主要因素有:发射功率、接收/发射天线增益、传播损耗、接收机灵敏度等。对设计者而言,有的因素是无法选择、改变的,如传播损耗、多径损耗、路径损耗、周围环境吸收等;而有的因素是设计者可以控制的,如发射功率、接收/发射天线增益、接收机灵敏度等。通过调整这些因素,可增加无线通信系统的传输距离。为增加传输距离,设计者常会想到增加发射功率。但增加发射功率会带来一些不利因素。如:由于功率放大器的转换效率低,增加发射功率会大大增加系统的功耗,这对嵌入式系统来说是很不利的;加大发射功率会产生较大的谐波干扰和噪声,并对通信信道产生其它影响,有时反而会影响通信距离。因此,在嵌入式系统中并不提倡采用增加发射功率的办法来增加传输距离。增加传输距离的比较好的办法是,增加接收/发射天线增益一般是选用高增益天线。采用高增益天线具有集成天线、体积小、成本低,实现简单,无需增加额外功耗和元器件等优点。 结语 对一完整的无线系统而言,还有天线设计、MCU及外围电路设计等。此外,由于射频链路的可靠性、误码率(BER,Bit Error Rate)等都比常规有线系统高几个数量级,因此,嵌入式短程无线通信系统一定要加强系统测试,特别是系统误码率(BER)的测试。要把赞成过多误码的背景哭声点找出来,提高系统的性能。限于篇幅,本文不过夜此类问题。 浅谈无线通信工程的作用:无线通信工程维护过程分析 【摘要】 随着我国经济快速发展之时,无线通信也在伴随着城市化进程不断发展。在当今现代化城市建设的过程中,无线通信技术逐渐的渗透至人民生活各方面中,并且在人们生活中占据着十分重要地作用。本文主要对无线通信工程和维护的研究方式与分析过程进行分析,希望可供相关从业者的参考借鉴。 【关键词】 无线通信工程;维护方法;过程分析 前言: 随着网络技术不断地发展,人们对无线通信工程的要求也是越来越高。无论是在卫星通信及移动通信、无线局域网通信方面,我国的无线通信技术也取得了一定的突破。下面就对无线通信工程的特点进行入手,阐述了其维护方法。 一、无线通信工程的特点 无线通信工程的特征表现:涉及范围广、实用性较强和技术含量较高,所涉及到卫星通信、移动通信、数字通信和IT行业方面。无线通信工程主要有下面几点的特点:第一,技术含量高,更新速度较快。在科学经济不断发展情况之下,无线通信工程发展也随之发生了相应的变化,如从WLAN技术WIMAX技术,从移动3g技术移动4g技术,从技术推出到网络和设备更新速度快。第二,人员操作技术的要求较高。无线通信设施设备已实现了精密化与高端化,在安装及测试、维护等过程中,需要配套专用的设备,并且要求了操作人员具有更高层次的技术操作能力。第三,工作协调程度要求高。通信网络在整个生产过程中,整个网络的多学科以及专业特点,在整个通信工程建设过程中,要求了在无线通信网络建设、网络运营、网络维护、网络升级等环节的所有工作人员进行协调,进而有效的保证整个通信网络建设有效进行。第四,环境要求更高。无线网络通信项目中对温度、湿度、防火、节能等是强制性的要求,对通信工程的建设环境要求较高。 二、无线通信技术的现状分析 1、从阶段的整体情况进行分析 无线通信技术主要有下面四种:移动通信第三代3G技术、宽带固定无线接入技术、蓝牙技术、宽带无线技术的新产物-WIMAX。移动通信3G技术已发展较为成熟,并且日益向全球化发展。然而我国是根据相关的数据为用户提供3G网络服务的运营商已经超过了多半部分。固定的宽带无线接入技术在使用的过程中,有其独特的优势在宽带无线接入技术的设计和应用技术优势是非常独特的。大量的固定宽带无线接入技术的有点不仅仅是在某种程度上比其他方法更加灵活,其建设速度上也远远快于其他访问技术。不过它仍然有一部分不好的地方,其中大量的固定宽带无线接入技术标准并不统一就是最大的缺陷。普遍的四个固定宽带无线接入技术分别是:LMDS、MMDS、红外通信和卫星宽带接入技术。然而蓝牙技术体现了利用所有的技术和通信技术的最高技术水平,并且是全球语言通信和无线数据的规范,以及在成本上占有很大的优势,同时还从基础上给一些移动终端或相关的设备提供相应的一些固定的终端访问。超宽屏技术在某些领域方面也被称为超宽带技术。此技术是运营商的无线传播技术,也就是技术已经改变了数据的传输方式,在纳秒级的非正弦波取代了原来的正弦载波。超宽屏技术相对较低的发射功率谱密度,被其他低设备系统的在容量上有一定程度的简化,取向能力及其精度非常高,而且通常不觉得信道的衰落和许多其他方面的优势。 2、无线通信的维护 在社会和科学不断进步与发展的同时,无线通讯技术也快速发展,越来越多的参透到我们生活的各个领域中去,发挥了越来越重要的作用。无线通信的维护也要与时俱进,只有这样才能为无线通讯的进步和发展提供保障。通信在无线通信网络是核心,维护无线通信在最后的分析是通信网络的维护。在目前我国通信网络有许多问题需要解决。为了在一定程度上减少风险,并使用安全通信网络的维护,维护工作必须从建立通信线路传输的信息在整个过程中逐渐渗透到各个方面。对一些非法入侵的,我们将使用无线通讯进行拦截维护工作等措施,而且对用户进行注册立账,用密码来识别身份的用户权限对系统进一步的分类。如果身份验证访问限制的用户将会在这个过程中暂停链接服务器访问的地址,从而达到无线通信维护的影响。 三、通信网络的维护的具体技术 1、防火墙技术。在通讯网络中,软件和硬件设备组合而成的就是防火墙。它为内部网和外部网、专用网和公共网之间的一个良好的信息维护,它不但在通信网络安全中占有主导地位,而且还是了计算机网络安全技术保障。这样有效的建立内部和外部网络之间的一个屏障,并且阻止外部网络的不良入侵。 2、入侵检测技术。防火墙虽然能阻止外来的进攻,但是却不能良好的维护内部的进攻。然而入侵检测主要是指“通过一些不正当的方法盗取重要的信息,从中获取暴利。入侵检测就是检测和响应计算机误用的学科,其作用包括威慑、检测、响应、损失情况评估、攻击预测和起诉支持。 3、网络加密技术。通信网络安全的中心枢纽就是网络加密技术,就是为了预防网络信息被人拦截货盗取,在网络安全中发挥了重要的作用。网络加密技术不仅仅在很大程度上对数据传输的机密性有很大的提高,而且还加强了信息的完整性。 4、身份认证技术。它不但能确保信息的机密性和完整性,而且还能确保信息的不可抵赖性和可控性,所以身份认证技术相对而言是比较安全可靠的。 5、漏洞扫描技术。漏洞扫描是对相应的信息扫描出不完整的数据,通过扫描对指定的计算机系统进行安全的检测,它也是一种发现可以利用的漏洞的安全检测行为。 四、市无线通信工程的发展趋势 近几年来,在无线通信行业的快速、健康和可持续发展的情况下,整个通信行业在国民经济建设中起着重要的作用,然而通信工程建设的社会经济占有重要的市场经济份额。所以在新时期的发展中无线通信工程必须跟上时代的步伐。通信工程的发展未来是利用高速无线宽带网络技术和云技术实现无线网络的发展战略。为了满足人们对网络通信的需求服务的前提就是要充分利用通信工程技术。然而人们在日常生活中通过各种智能终端设备导航服务的网络交易、互动娱乐、远程医疗以及远程教育等。在2013年底4G移动牌照的发放,为将来新一轮的移动通信建设创造了更高的领域,许多新型通信技术的发展为我国城市无线通信网络的信息水平和信息化程度有较大的提高。城市无线通信项目将呈现的趋势如下: 4.1网络更加融合 由于目前无线网络技术的种类繁多,因此技术也需要不断创新。建立一个新的无线网络需要巨大的资本投资,承担一定的技术风险,所以不同的网络连接,通过城市网络发展的趋势。网络集成包括核心网络的集成、网络集成和融合终端的访问等等。 4.2网络的安全性 有线网络比无线网络更加安全,无线网络和容易就暴露相关的信信信息,很容易就被犯罪分子盗取,给人们带来经济或生活上的损失。同时随着网络不断出现安全问题,在不久的将来保障信息的隐私和安全性的通信技术将被更广泛的应用,比如WAP安全技术、无线局域网安全技术,各种加密技术、签名和认证及密钥管理等技术。 五、结束语 随着时代的不断进步,无线通信业日益壮大成熟了,同时网络安全工作时放手和进攻之间的博弈,给人们生活上带来了很大的帮助,为更够顺利的工作开展奠定得了坚实的基础。及时和精确的审视自己信息化工作的弱点,审视自己信息平台上的漏洞和问题,让它在这场信息安全战争中立于不败之地,同时才能有效地保障社会安定的秩序。 作者:张剑雄 单位:广东晟祥信息科技有限公司 浅谈无线通信工程的作用:谷歌地球在无线通信工程测量的运用 【摘要】随着科学技术水平的不断提升,谷歌地球在无线通信工程测量中的应用不仅提升工作水平,还能发挥其较大意义。基于此,武陟县第一中学针对谷歌地区的具体特点,研究谷歌地球在无线通信工程测量中的主要应用,从而为相关人员工作的开展提供一定参考依据。 【关键词】无线;通信工程;测量;谷歌地球 由于无线通信工程在实际工作中会受到各种因素的影响,导致实际测量的结果并不准确。所以,需要研究新的测量手段,提高测量的准确性。谷歌地球得深化不仅形成的功能更为完善,利用的形式也更为多样,从而在较短时间内为测量工作打下良好基础。 1谷歌地球 谷歌地球是一种虚拟地球仪软件,能够利用GIS地理信息系统、卫星照片以及航空照相的结合将相关数据还原到虚拟的地球仪上,从而形成一种虚拟的实景地球。谷歌地球在各个领域都得到较大利用,特别在考古、地址勘探中获得较大成果。在对其实际应用期间,谷歌地球不仅来源的数据多样,还能促进航拍与卫星图像的有效结合。谷歌地球具有全天候、高精度、实物性以及免费的特点,全天候主要是谷歌地球能够不受时间的限制,随着数据的不断更新,也会符合地球的实际变化情况。而且,谷歌地球还具有较高的图像分辨率,利用多种方式能够展示出景貌,将其应用到无线通信工程测量中,具有较大的可行性。 2无线通信工程测量中谷歌地球的运用 2.1测量定位 根据实际情况,对实际测量的工作进行分析。在对其测量工作中,最为关键的为定位,只有准确的定位才能促进后期测量的准确性。谷歌地球对全球经纬度进行可相关的数据分析,因此,在经纬度准确下,可以将经纬度输入到谷歌地球中,并对其检索。其中,如果检索的结果与实际情况一致,就可以将经纬度作为的工程测量的基本节点;如果检测的结果与实际情况不一致,相关的测量人员就要根据检索的结果对经纬度进行适当调整,并对节点进行重新定位。利用谷歌地球对测量节点进行定位,在软件正确运行下,能够促进数据测量的及时性与真实性。利用谷歌地球在对其测量过程中,不需要进行实地考察,就能完成测量工作的准确性,为测量工作人员节省更多时间,从而提升实际的工作效率。在实际测量期间,需要对经纬度进行选定,并利用谷歌地球找出相应的虚拟图像,这样,不仅能促进工程测量活动的全面性,还能实现较强的控制能力。 2.2快速调整 通信天线能够对谷歌地球的调整进行快速调整,在确定测量节点后,需要明确出实际的测量路径。一般情况下,在建立测量结果下,要按照两个节点进行分类,并在两个测量节点之间形成相关的路径。利用谷歌地球能够对测量节点之间的距离进行计算,并消除一些因素对测量结果产生的不必要影响,这样才能为实际的操作情况提供准确、可靠的数据。然后,根据实际测量的结果,将一些干扰因素排除掉,能够得到准确的测量结果。在该情况下,主要是在两点之间形成一定反应,并保证测量的结果与真实数据具有较大联系。利用无线通信对工程进行测量期间,一般都会受到信号、网络等相关因素的影响,所以,要制定出合适的测量方案才能完成工程测量工作。并且,还要利用相关方式对天线对端进行积极调整,这样不仅能保证通信设备的相互接收和传输,还能对天线进行准确调整,以使信号的强大达到最大。 2.3统计分析 根据测量定位以及快速调整,能够对无线信号通道准确确定。在谷歌地球应用基础上,可以对于通信通道进行有效评估,不仅能够明确出通信的质量和水平,还能采用测量数据图表实现合理的设计工作。统计分析是无线通信工程测量工作中的主要环节,它能对测量的结果进行全面分析、合理评价,并使测量数据能够准确发挥出来。利用谷歌地球实现测量数据统计分析工作,在工程测量工作中发挥其较为有利的作用。在具体实施期间,首先,要将测量的节点记录下来,并对其中存在的数据、图像进行整合、处理,然后将各个数据实现融合,从而为路径的选择奠定有力基础。在一定条件下,还要谷歌地球上标出测量节点的位置,这样才能标出测量路径。然后,在工程测量工作中,要按照一定流程将检测的数据、原始数据分析出来,并促进数据具有一定的价值。最后,在获得准确的测量结果后,还要对这些数据进行记录分析,保存到相关日志中去,保证能够为以后的分析提供有力依据。 3总结 近几年,将谷歌地球应用到无线通信工程测量工作中具有重要作用,不仅提高了工作质量,还提升了工作效率。所以,各行各界的工作人员加强了对测量工作、谷歌地球的积极研究,并促进了谷歌地球在无线通信工程测量中的有效应用,从而发挥其较大价值。 作者:王矿岩 单位:武陟县第一中学 浅谈无线通信工程的作用:无线通信工程实施和维护的研究 摘要:在科学技术飞速发展的今天,通信技术的创新与变革的速度也很快,信息传递更加具有便捷性,从而对,k4t3的生活影响较大。但是,在通信技术快速发展之时,通信工程的建设带来了更加严峻的挑战,通信工程施工过程变得更复杂,难度也会增加不少。本文首先阐述了无线通信技术发展的现状,并对无线基站工程的实施与维护进行了相关研究。 关键词:无线通信工程;S护研究 前言 在3G牌照发放之后,我国有几家移动业务经营商就开始加快3G基站建设的步伐。特别是近几年来,我国的无线基站网点迅速遍及各大省市。基站建设工程的大规模开展,给经营商的无线基站建设提供了宝贵的经验。 1.无线通信技术的现状 在社会和科学技术迅猛发展的今天,无线通信技术发展也很快。无线通信技术在我们的生活中的作用变得越来越重要。对于无线通信的维护,也需要跟上时展的步伐,如此才能实现无线通信技术的提高。众所周知,在无线通信中,通讯网络是非常关键的,对其维护是非常重要的。从目前的情况来看,国内的通信网络存在一些需要解决的问题。要使通信网络产生的风险最小,就要大力保障通信网络的安全。因此,对于维护工作人员而言,要将工作渗透到各个环节中去。对于非法入侵,要采取严格的防范措施。另外,在无线通信的维护中,可使用一些防卫措施:要对用户进行注册立账,通过用户的密码对用户的身份进行鉴别,进而实现网络系统的权限进一步分级。用户一旦在经过身份鉴别后受到限制,那么其网络连接服务就此而中止。 2.无线基站工程实施 在采购物资时,要根据合同的标准妥善执行。依据书面指令与说明书对运输机的存储进行控制。在对物资进行检查时,要逐一检查好装箱单,只有在核实了货物没有问题之后才可签字。 在安装无线基站工程的硬件的时候,可按下面步骤进行:首先,在安装机柜之前,可在标记号的位置运用冲击钻,配合图纸进行打孔操作,在打孔完成之后,将孔内灰尘除掉,最后将机柜用膨胀螺丝紧固。其次,在对地线和电源线进行安装之时,注意地线和电源线的电压的不同,前者为0V,后者为48V。电源线的连接方法是:一端跟BTS机柜电源线线柱连接在一起,另一端跟电源柜接线排连接在一起。地线的连接方法是:两端分别跟机柜连接保护、室内保护地排连接在一起。再次,在不放告警采集线之前,先对BTS机柜与安装位置的距离进行仔细观察,在布线时,可遵循美观原则,安装PVC走线槽。避免信号干扰等问题的出现,传输线跟强信号电缆、交流直流电源线仪器应保持一定的距离。第四步,安装天馈系统,若安装于室外,施工人员配备应急药包、安全保险、安全帽,并选择晴朗的白天进行安装。安全处理可能滑落的器具,为向现场行人进行提醒,应作出鲜艳标语,使其安全绕行,以防止造成人员伤害。安装天线时,天线应伸出铁塔平台一米以上,还应在避雷针有效保护范围内。注意一致天线的设计图纸、挂高、型号。严格按照图纸设计安装定向天线与全向天线。利用指南针,调整安装后的天线方位角度,将偏差控制在5度以内,最后将螺丝固定好。布放馈线时,切割馈线过程中,不能踩踏碾压以及小角度弯折。在确定了馈线长度后,进行切割前应预留四米左右,将相应的标签贴在切完后的中间及两端,这样可有效避免在进行排线时产生混淆。安装避雷系统,天线的避雷系统由避雷器、天线上端避雷针以及馈线接地夹组成。在室外应做好3次馈线接地工作,根据塔上及室外馈线的长短,将避雷接地夹的工作做好。第五步,检查安装质量,当安装完毕室外设备后,需要开展系统、全面的检查。具体有:是否保护好没有连接的接线头、告警线与电源的外皮安全与否、天线正前方二百米之内是否存在建筑物阻挡、塔与走线架及馈线是否存在摩擦情况、天线的角度与方位是否符合要求等等。第六步,调测基站,将安装调测文件以及调测工具准备就绪,将空开打开,各设备电压所与标准相符,可加点操作模块。进行单机测试,并对基站数据进行下载,基站的开通在下载成功后实现,机柜全部指示灯为绿色。 3.无线基站工程维护研究 对于无线基站工程的维护,需要注意三个方面:首先是要每隔一段时间对机械设备进行清洁保养。这是因为如果烟雾、油污等长时间累积在机械设备表面会使设备的通信质量下降,从而使设备的工作效率和稳定性降低。当情况严重时,还可能导致火灾事故的发生。其次,要对无线基站工程中的每一条线路进行检测,重点检查天线俯仰角度和天线有无老化现象以及定向站的方位问题。要预防线路长时间使用而导致功能下降的现象的发生,在必要时,可把天线更换掉。再次,在对机房设备进行检修之时,要注意检修的计划性和预防性,充分把握蓄电池温度、空调、电源、传输设备的运行状态,对其中的存在的安全隐患有正确的认识。对于硬件设施与存在问题的基站硬件,要对其及时恢复正常运行。 4.小结 基站是借助移动通信交换中心,在移动电话终端进行信息传递的平台。公用移动通信基站也可称为是无线电台站的形式之一。在科学技术和信息化建设飞速发展的今天,与通信技术相关的设备也需要跟上人们对通信的需求。通信工程越来越复杂,对无线基站的建设也提出了越来越高的要求。因此,在对无线基站工程进行施工和维护之时,必须引起重视,从而确保通信工程质量。 浅谈无线通信工程的作用:无线通信工程设计项目的质量控制研究 摘要:目前我国通信行业发展迅猛,为保证无线通信工程项目建设能顺利进行,就必须将项目设计做好。市场经济的不断发展促使通信设计单位问的竞争越加激烈,因此,加强无线通信工程设计项目的质量控制和管理尤为重要。将质量控制和管理做好,才能保障通信项目设计的质量,从而利于通信行业的持续健康发展。本文首先对无线通信工程设计项目的质量管理现状进行了分析,找出了工程项目在具体设计中的质量问题,并根据这些问题提出了相应的建议和措施。 关键词:无线通信;工程设计项目;质量控制 前言 当前我国国民经济发展迅猛,通信事业的发展也有了新的突破。但与此同时,市场竞争也愈加激烈,运营商和通信设计单位之间的关系也在逐步的发生变化。运营商受到项目管理和资金等各方面压力,会不断提高通信要求,此外运营商对通信设计单位逐渐形成约束,不断提高了通信工程项目的整体设计要求。切实将通信设计项目的质量控制做好,更利于科学合理地对通信工程进行设计,以达到运营商和通信设计单位实现双赢,不断促进通信事业的发展。 1.无线通信工程设计项目质量管理现状 社会的进步,科技的发展促进了通信事业的迅猛发展,随着用户的日渐增多,无线通信领域也在大幅度的增加,通信手段不断得以完善,新技术的创新和应用率也大幅提升。在此种大环境下,每年通信网络运营商都会对网络进行升级和扩建,并根据具体业务发展情况来对新的技术是否应用进行决定。无论是无线通信设计单位还是运营商都是从自身利益、角度、情况出发,期望和要求也会有一定差异。设计单位希望能有足够的设计时间,设计进度宽松,设计款项能及时到位,客户能够密切配合等等。而运营商希望在建设上能够见效快速,投入资金少,各方功能齐全,设计规范,设计项目能够提供更多的服务。两者在不断磨合、妥协中追求各自的最大利益,以利益为主的同时很容易造成质量问题的产生,所以,对无线通信工程设计项目在质量管理上必须引起重视。当前质量管理在大型通信设计单位中已占据重要地位,在所设计的项目中,无论是工作流程还是工作内容都配备有相应的质量管理规范指导书,并将管理职能具体、细化到个人,各生产单位以及项目组均制定了相应质量计划,定期召开质量分析会议,不断对质量管理问题做进一步改进和总结,并对下一阶段质量管理工作做好部署和安排。 2.无线通信工程设计项目质量问题 (1)质量管理案例 以某市3G无线通信工程设计为例,此项工程设计需要将设计时间控制在3个月之内,建设时间6个月之内。该3G无线通信工程在建设的过程中,需增设新的室外站点数103个,确保工程建设完成后能够将该市的农村地区全部覆盖。经由此项工程,达到覆盖率100%的3G无线网通信,从而进入真正的通信网络时代。因此,此项工程比较复杂,需要把握好工程设计项目的质量管理,设计单位在进行设计之前,需要让项目经理将项目预先指导做好,不断加强与客户间的交流,从而编制出更好的设计方案,确保设计在客户满意的情况下达到科学合理。项目组在具体质量管理上,需要将各项指标进行严格控制,同时对质量问题做有效的调查,强化策划管理,最终实现该项目最佳质量管理。 (2)质量问题 从当前的情况看,无线通信工程设计项目质量问题主要表现在以下三个阶段方面:①选点勘察阶段。此阶段处于设计之前,在这个阶段需要做好收集勘察资料工作,切实结合当地实际情况,进行科学规范的勘察,达到勘察Y果的合理化、实际化。但是在具体勘察过程中,普遍存在工作人员不负责,勘察资料不全面,以及在采购中出现遗漏等情况,从而导致项目设计方案上出现问题。②图纸设计阶段。进行图纸设计比较复杂,出现的问题也多样化,在格式方面图纸中的日期、字体、比例、站名等内容都必须正确。在对底图进行设计中,无论是底图比例、文字标注,还是机房的选择上,都需要特别注意。对设备图进行设计的过程中,工作量统计、设备配置、设备安装、设备容量计算、线路设计等都必须注意。对工艺图进行设计,机房预留、插座位置、装修等问题都要进行慎重的考虑。此外,还需将线缆布放和路由图设计工作做好。③文本编制和概预算阶段存在的问题。进行文本编制工程中,特别要注意设计模板的套用、文档的格式、设计输入方面的相关问题。进行概预算,需将概预算表格做好,表格中无论是格式还是内容都必须确保正确无误。另外,图纸在完成后,审核和监督部门需要切实做好自身所担负的责任,认真落实三级校审。 3.无线通信工程设计项目质量管理体系的建立和改善 无线通信工程设计项目由于其本身具有的特点,在进行选点勘察、图纸设计、三级校审等环节中很容易出现质量问题,所以,必须建立起系统、科学、有效的无线通信工程设计质量管理体系。该体系的建立对工程设计在质量管理水平的提高上有着重要作用,有利于降低工程设计的质量风险,有利于增强客户的信赖度和满意度。 3.1对选点勘察流程进行规范化 在选点勘察环节中,项目负责人必须要对勘察人员和勘察负责人进行确定,而项目的相关工作人员必须对工程的具体地域范围、规模以及各专业间接口关系有比较详细的掌握和了解,对勘察进度要做到明确,并能及时同客户进行交流和沟通,定期向客户通报勘察的内容计划。与此同时,专业负责人需要对勘察项目内容进行确定,在进行勘察前必须将勘察基础资料准备好,具体包括了工程项目目标书、任务书、委托书、合同、勘察工具、仪表、地图等。勘察完毕后,勘察人员需要给客户汇报相关勘察结果,同时对一些重要资料做签名,用以表示勘察现场的确认。记录勘察的相关人员必须要对勘察情况如实记录、正确填写,而且也需要进行签名用于备案。此外,工程勘察的相关资料在设计完成后,需要资料管理员在规定时间内对资料进行归档管理。 3.2对图纸设计流程进行规范化 在无线通信工程设计中,勘察是进行设计的前提和基础。设计人员在进行图纸设计前,需要对勘察记录、照片等相关勘察资料做细致的对比和详细了解,以保证勘察资料的真实性和一致性。设计人员在对工程整体进行设计和考虑中,头脑中要有清晰、明确的设计方案,而且设计的图层必须结合实际情况做相应的布置和安排,保障设计内容的完整性和版面布局的合理性。此外,工程设计中所绘制的图纸需符合公司对图纸出版的要求,保障各图层在图面布局上合理、有序、整洁。图层比例、字体、符号等在选择时要合适、合理,图衔必须正确,字体、符号、栏目等必须与最新的模板保持一致。 4.结束语 当前通信行业正处在快速发展时期,各类新技术不断更新和应用,这在很大程度上提高了对通信工程设计项目的质量要求。无线通信工程设计项目中,质量管理直接决定了客户的满意程度和通信企业的发展命运。通信企业需要不断提升管理质量和服务质量,才更利于在激烈的市场竞争中占据有利地位,保障企业的持续健康发展。
生物医学工程应用特色分析:应用型生物医学工程人才培养模式 摘要: 科研与教学的互动是高校的重要特征,是提高人才培养质量的重要手段。针对当前高校科教融合中所存在的问题以及生物医学工程学科背景与特色,桂林电子科技大学依托生物医学工程领域的优势科研资源,凝聚老师与学生的科教相融的共识,将老师的科学研究与本科教学过程、学生第二课堂紧密结合,培养学生的专业实践能力,探索并实施科教融合的应用型生物医学工程人才培养模式,取得了良好的成效。 关键词: 生物医学工程;科教融合;人才培养模式 全面提高教育教学质量,必须不断拓展人才培养资源与渠道,将多方面的办学优势转化为人才培养的优势。人才培养与科学研究是高校的主要职能,实现两者的有机融合,对于提高人才培养质量具有重要的意义[1,2]。科教融合是指科学研究与教书育人有机地结合,充分发挥高校科学研究的优势培育高素质专业人才。生物医学工程是一门理、工、医高度融合与交叉的学科,应用型生物医学工程专业主要培养具有扎实的生物医学、电子技术理论基础以及医学与电子信息相结合的工程技术能力,能在医疗器械、医疗卫生等相关行业从事工程技术开发、服务、管理和教育等工作的应用型人才[3]。全面推进科教融合,可以有效地培养生物医学工程本科生的创新能力和动手实践能力,进而提高其专业基本能力与素质。但在高校人才培养过程中,科学研究与人才培养往往没有得到很好地结合,主要表现在三个方面。一是学校重视科研而轻视教学,提升高校科学研究能力与水平,学校可以获得更多地经费、吸引大量地生源、获得更高的声誉。同时,在教师职称评定、岗位聘任、年终考核,甚至资源分配的过程中,以承担科研项目的数量、的情况等作为考察重点,而授课内容、课时量甚至教学方式和效果仅仅作为参考方面不起决定性作用。二是老师往往重视科研、忽视教学工作。部分老师教学热情不够,为教学而教学,没有站在人才培养的高度去教学,由于科研任务繁重,占据了大师的工作时间,在教学上面所花的时间与精力相对较少。三是本科生参与科研项目的机会相对较少[4]。一方面大学期间学生的课程学习压力比较大,很难有地时间参与专业方面的科学研究;另一方面本科期间在专业知识的掌握程度还不高,基础还不扎实,在老师的科研项目中所起到的作用甚少,老师更希望研究生来参与科研项目。针对当前高校科教融合所存在的普遍的问题以及生物医学工程学科背景与特色,我校生命与环境科学学院利用广西生物医学工程重点学科、八桂学者岗位、广西工程技术研究中心等生物医学工程专业相关的优势学科研究平台,以及以国家科技支撑计划项目、国家自然科学基金项目等主要的重大科研项目和以广西八桂学者为带头人的高端师资队伍为主的科学研究资源,积极制订相关措施与政策,将学科平台和科研资源带入到人才培养过程中去,切实提高人才培养质量。 一、定期举办以科教融合为主题的讨论活动,凝聚专业老师与学生的共识 科教融合,思想先行。不仅要让专业老师认识到科教融合的重要性,更要让学生在思想上认识到科教融合是提升学生专业实践能力,提高人才培养质量的重要途径。因为学生是科教融合的主体,只有学生愿意参与,老师愿意参与指导,才可能实质性地提高人才培养质量。学院定期举办学院层面的专题讨论,围绕科研服务本科教学的模式与途径这一主题展开讨论,甚至将一些典型案例在会上进行分享。在讨论会上,除了专业老师参与外,学生代表也应出席,通过老师与学生面对面的交流,可以逐步凝聚大家对科教融合模式的共识,还可以让老师与学生进行相互地了解,为更好地贯彻科教融合专业实践活动奠定基础。科教融合对于老师与学生双方面都是受益的。一方面,科教融合可以让学生接受到最新的前沿专业知识,既可以培养学生创新能力和专业实践能力,还可以培养学生的社会适应能力,可以成为课堂教学的有效或者不可或缺的补充。另一方面,学生的思维方式比较活跃,跳跃性较强,老师可以在与学生的交流过程中获得新的科研思路。科教融合的实施不仅是提高人才培养质量的有效途径,更是推动“大众创业、万众创新”的重要举措和动力源泉。 二、将老师科研成果引入理论与实践教学,实现科学研究与教学过程的有机融合 课堂教学是实施专业教育的主要阵地,是教师给学生传授知识和技能的全过程。要求任课老师在课程教学内容上进行改革,结合自身的科学研究实施课堂教学和专业教育,既可以提高学生的学习兴趣,同时增强的课堂教学效果[5]。我校生物医学工程专业定位于培养生物医学电子仪器行业的工程应用型人才,在课程教学内容上要求老师围绕这一核心安排教学内容。在教学计划的制定和实施中,结合老师的科学研究,充分体现解决医疗器械产业关键工程技术问题能力的培养要求,在课程体系设计、教学活动组织、教学方式的探索、学生成绩的考核等方面,增加科教融合方面的内容。比如在有限的课时内,改革了生物医学工程专业基础课《算法与数据结构》的授课内容,增加与生物医学仪器研制直接相关的算法方面的知识点,如插值、拟合等,在课程教学过程中结合老师在生物医学信息检测方面的科学研究组织教学内容。又比如在《传感器原理》、《医学仪器原理》等专业课程的教学中,要求老师有一定的科学研究的经历,并在医学仪器的研究中取得了一定的科学研究成果。改革实验课堂教学和课程设计的组织形式,要求教师在教材的编写与选择、教学内容与方法、作业布置与评改等环节与领域贯彻工程实践能力培养要求,注重理论与实际的紧密结合,特别鼓励专业老师结合科学研究中的关键技术问题设计实验项目,在实践教学环节培养学生的科学素养。 三、让学生参与科研项目研究,实现科学研究与学生第二课堂的有效融合 第二课堂的作用是培养学生专业兴趣,拓宽专业知识面,培养专业思维能力、动手能力和创新能力。第二课堂的开展必须遵循适应性、创新性和主体性原则,即第二课堂应当与大学生的专业培养目标相适应,要以提高人才培养质量为目标,同时应注重培养学生的创新性,过程应有一定的挑战性。老师的科学研究与学生的第二课堂活动有效融合,对于提升学生专业工程实践能力具有重要的意义[6]。它既体现了“教师主导,学生主体”的指导思想,也由于科研项目本身具有一定的创新性,学生实质性地参与老师科研项目的过程具有一定的挑战性,对于培养学生创新能力和专业素养具有重大地促进作用。我校生物医学工程专业的第二课堂活动的开展主要是围绕学生参与生物医学传感与仪器、生物医学信息处理等方面科研项目的研究。第一,定期向学生公开教师科研课题,让学生选择参加老师科研项目。要求老师认真指导学生专业科技活动,让学生实质参与。要求大学一、二年级的学生以阅读文献、参与学术讨论等方式参与课题,大三和大四学生可以参与科学实验、数据分析等项目研究过程。第二,鼓励老师从科研项目中凝练大学生创新项目由学生承担,除了承担国家级和广西自治区级大学生创新项目外,学院还设立专项经费,定期支持一批院级大学生创新项目,并明确鼓励学生结合指导老师承担的科研课题的研究内容组织申报。第三,鼓励老师从科研项目中根据毕业设计的要求,拟定毕业设计题目,供学生承担。在2015届本科毕业设计题目中,有超过50%的题目与老师的科研项目有关,还有20%左右的题目与学生承担的大学生创新项目有关。第四,积极组织学生参加学校组织的科协协同育人计划项目。依据我校《科教协同育人计划项目管理办法》的规定,学生参与老师主持的科研项目,完成一定的科研工作,通过学校的考核后可以替代部分课程设计、实习甚至毕业设计的学分。一方面大大地激发了学生参与科研项目的兴趣,另一方面由于需要完成一定的科研任务才能获得相应的学分,这给了学生一定的责任与任务,同时也可以协助老师完成科研项目的研究。第五,依托生物医学电子领域的企业和大型医院建立完善的专业实习实践基地,为学生提供更多地来自于生产实际的科研资源,依托合作企业或医院的专业技术人才,建立指导学生科学研究的专业师资队伍。加强校企医合作,充分利用企业和医院的资源培养学生的专业工程实践能力,派出学生到企业或者医院通过实习、做毕业设计等方式实质性参与专业领域的科学研究。 四、扩大学科科研平台的开放,实现科学研究与人才培养过程的无缝对接 对于生物医学工程这一工科专业来说,实验室既是实验教学的重要阵地,也是培养工程实践创新人才的基础平台。学科科研平台面向本科生开放,建立健全实验室开放机制,切实增加学生专业工程实践的机会,是实施科教融合过程,保障科教融合效果的重要手段[7]。学院立足专业办学实际情况,加强实验平台硬件保障,构建实践教学共享平台,出台了《实验室开放的管理办法》,完善了学院的实验室管理制度,规范了本科生进入实验室的管理,既为学生进入实验室从事专业实践活动提供了方便,也加强了学生的安全责任意识以及实验室的有序管理。经过近几年的实践,已经构建并形成了符合学院学科专业特点的学生进实验室模式与制度。在周末、在晚上都会有学生在实验室进行实验。专业老师经常在实验里直接指导学生参与专业实践活动。总之,通过近几年鼓励生物医学工程专业学生融入老师的科研项目研究活动中,取得得了良好的成效,提升了学生的专业实践能力。学生参与科研项目研究的积极性得到了大大地提高,直接参与老师科研项目的比例达到了30%以上,还有大约40%的学生通过大学生创新项目、毕业设计的形式参与了科学研究。学生在科学研究的过程中取得了良好的研究成果,近3年,本科生发表科研论文30余篇,申请各类专利15件,获得各类科技竞赛奖励20余人次,而且这些本科生研究成果在逐年提高。 作者:陈洪波 单位:桂林电子科技大学生命与环境科学学院 生物医学工程应用特色分析:浅探问题驱动法在生物医学工程专业电子技术课程中的应用 摘 要:针对生物医学工程专业电子技术课程偏重于理论教学,无法与专业特色相关联的问题,本文提出将问题驱动的教学模式应用于生物医学工程专业的电子技术课程,探讨了在实施过程中教师需要考虑的问题。 关键词:电子技术;生物医学工程;问题驱动 1 引言 生物医学工程是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的新兴学科,其主要研究方向是运用工程技术手段,研究和解决生物学和医学中的有关技术问题保障人类健康为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务[1]。多学科的交叉使得生物医学工程不同于那些经典的学科,也有别于生物医学和纯粹的工程学。我校生物医学工程专业是工程技术为主,医学知识相结合的专业,以培养能在医疗仪器、医学信息处理等领域从事研发、教学、管理等工作的人才为目标。电子技术在生物医学工程研究和医疗仪器开发中有着重要作用,任何一台现代医学仪器或设备中都需要电子技术完成信息检测与处理、系统控制等核心功能[2]。 “电子技术”包括模拟电子技术和数字电子技术两门主要课程,课程的技术性和实践性较强。通过理论知识的学习要求学生掌握电子技术的基本概念,基本电路和基本技能,同时相关的实验培养学生的工程素质、动手能力、创新能力以及自主设计的基本能力[3]。目前,国内很多高校生物医学工程专业开设的电子技术理论和实验课程都普遍存在着一些问题: (1)理论知识和实验内容与生物医学工程专业的关联性不突出; (2)偏重于理论教学为主,实验为辅,学生被动的接受知识,学习兴趣不高; (3)实验内容固定,验证性实验过多,缺乏学生自主创新的设计性实验。因此,探索切实可行的适合于生物医学工程专业的电子技术课程的教学模式与教学方法已成为提高电子技术课程教学质量的必然要求。 2 问题驱动法 问题驱动式教学方法近年来得到了很多教学人员的关注,在众多的课程中得到了应用[4-5]。百度百科中定义:问题驱动教学法即基于问题的教学方法(Problem-Based Learning,PBL),区别于传统的LBL(Lecture-Based learning,LBL)[6],PBL教学模式是一种以学生为主体、以专业领域内的各种问题为学习起点,以问题为核心规划学习内容,让学生围绕问题寻求解决方案的学习方法。 问题驱动教学法要求学生与教师转变在传统LBL教学中的固有地位,学生由被动的知识接受者转变为主动的信息加工者和知识构建者,教师从知识的灌输者转变成为学生主动加工信息、构建知识的引导者。问题驱动教学法大概分为四个步骤:(1)提出问题;(2)分析问题;(3)解决问题;(4)结果评价[7]。教师在教学前期,要明确教学目标,设计执行方案,提出问题。在教学过程中,教师安排学生活动,引导学生自主分析,相互讨论和交流。然后在分析的基础上,让学生们提出解决问题的方法,进行实践。最后,对过程和结果进行评价。可以看出,问题驱动法能够提高学生学习的主动性以及在教学过程中的参与程度,激起学生的求知欲。但是并不意味着教师的参与程度减少了,这种教学方法对教师的要求更高,教师必须具备较强的课堂掌控能力和引导能力。 《电子技术》课程作为是工科专业的基础必修课,具有理论性和实践性并重的特点。其课程内容、基本概念、技术术语、电路种类多,学生学习起来比较困难。为了提高电子技术课程的教学质量,很多学校都开展了电子技术课程的教学改革,其中问题驱动法就是选择的新教学模式之一。但是,由于各种原因,如教学目标的定位、问题驱动法的理解、具体实施过程中的执行力等,基于问题驱动法的教学改革并不是一帆风顺的。作为生物医学工程专业的基础必修课,《电子技术》又有其特殊性,其课程的教学目标侧重于让学生掌握面向生物医学及医学仪器的电子技术,如果理论知识和实验内容与生物医学工程专业的关联性不突出,学生对于课程内容在专业上的应用不甚了解,就会影响到对后续专业课程的学习,甚至影响到将来从事生物医学工程专业相关工作的能力。因此,有必要研究具有生物医学工程专业特色的电子技术课程的问题驱动法。 3 问题驱动法的实施 进行问题驱动的教学模式,需要教师有效掌控和恰当引导。下面,主要从教师的角度来阐释需要注意的问题,对问题驱动法的四个步骤进行分析。 (1)提出问题;在课程开始之前,教师要制定问题,需要其具有全局的概念,考虑各方面因素,包括:教学大纲、培养方案、授课教材等。在问题的选择上应该考虑以下几个方面[8]: 1)问题是否和某个单元的教学内容相关; 2)问题是否对学生具有吸引力; 3)问题实施的时间和硬件条件是否能够保证; 4)问题是否联系实际,是否与生物医学工程专业的应用相关; 5)问题之间是否具有连续性,是否具有系统性; 为了突出生物医学工程专业特点,问题设计必须贴近专业应用。问题之间最好具有关联性,由小的模块小的问题,最终组合而成大的模块大的系统,解决与专业相关的问题。 举例说明:在模拟电子技术中,所选用的教材为高等教育出版社出版,童诗白、华成英主编的《模拟电子技术基础第四版》[9]。根据教材中的内容,结合生医专业应用,可以围绕心电信号检测仪的各个模块展开,设计以下问题:微弱生理信号放大、信号滤波、非矩形波整形为矩形波、直流电源设计。下表1中显示设计问题与教材章节的知识点对应。从表中可以看出,除了第九章的内容没有体现,其他章节的知识在问题中均有涉及。由于学时的限制,教材第九章的功率放大电路目前并不在本校生物医学工程的模拟电子技术教学大纲中。 在布置问题的时候,加入情景带入,首先向学生讲解人体心电信号的特点,心电监测的临床意义,再提出心电监测仪的采集、放大、滤波、整形、供电问题。其中在信号放大部分,涉及的知识点较多,要对前级放大和后级主放大进行分开设计和说明。随着课程内容不断深入,问题不断得到解决之后,可以将各个模块组合,并加入右腿驱动电路或50Hz陷波电路,实现简易的心电信号检测电路。最后的整体电路进行实际人体测试,用示波器观察信号,这样学生在学习模拟 电子技术知识的同时,锻炼了实践动手能力,还能与专业应用结合起来,了解电子技术知识在生医专业中的用武之地,一举三得。 (2)分析问题;在课程教学中,教师按照进度向学生一一展示问题,引导学生根据所学知识,对问题进行分析。在这个阶段,教师需要做到以下几点: 1)引导学生进行分组,任务分配; 2)引导学生对问题内容进行分析; 3)引导学生将问题与所学知识相关联; 4)引导学生文献查阅资料; 由于学生的基础有限,在这个阶段,可能会遇到以下情况:对问题的分析存在偏差,无法与知识点相结合、查阅获取文献的能力不足,教师要及时的提供帮助,在学生为主导的前提下,掌控整体过程。 (3)解决问题。在问题分析完成的前提下,学生提出解决问题的方案,并具体实施。教师需要考虑的是: 1)方案是否具有可行性;学生所提出的方法是否合理正确。对于存在问题的方案,是放手让学生尝试,还是进行适当的干预提示其改正,需要教师结合具体情况进行操作。 2)方案实施是否顺利;方案的实施需要时间与精力的付出,《电子技术》中的问题解决往往需要实际的电路焊接和调试环节,课程的学时如何安排,硬件实验环境如何保证是教师需要考虑和协调的。此外,对于初次进行电路制作的学生,教师运用经验为学生提供元器件选择和购买、电路焊接及调试训练等实践方面的帮助,也是必不可少的。 解决问题的整个过程由学生完成,教师不可代办,但是在适当的时候提供帮助,能够提高完成效率,保证进度。 (4)结果评价。对于整个过程中学生的表现,需要比较客观的评价。常用的方法将自我评价、小组互评、教师评价三个方面相结合。 自我评价是学生回顾和反思过程中的得失,对自我形成清楚客观的认识。小组互评是组间成员根据参与度、贡献度、工作表现、沟通能力等对组员同学进行分析点评。 虽然在问题驱动的教学模式中,教师的身份发生了转变,但是并不意味教师的地位和重要性降低了。教师要密切关注学生的状态和表现,最终对其进行评价。为了激励学生,帮助学生正确认识自我,树立学习后续课程的兴趣和信心,教师在对学生进行评价的时候要注意以下几点: 1)评价公正,也不忘因人而异;对待学生的评价要做到客观中肯,但是也需要考虑学生的差异性。成绩优异的学生与基础较差的学生在小组中的分工不同,贡献度有区别。为了激发学生的积极性,教师的评价不能采用单一标准,而是应该多元化,从合作精神、交流能力、文献收集、电路制作、文字编写等各个方面入手,照顾到各个层面的学生。 2)评价能力,也不忘评价态度;对待学生的评价不光要考虑其知识与技能,还要注重他们在情感、态度方面的表现。课程内容的学习只是一个方面,关注学生知识技能之外的情意发展,有助于其更长远的进步和成长。 3)评价结果,也不忘评价过程;教师的评价不应该过分关注最终解决问题的结果是否正确,而是要侧重于学生在分析问题、解决问题的过程中所表现出来的能力、态度和情感。学生在过程中的提升和收获,才是教育的主要目的。 4)评价个人,也不忘评价团队;教师的评价除了针对学生个人,还要涉及到团队。强调团队的分工合作,有利于培养学生交流沟通,与人协作的能力。 4 结论 问题驱动法能够提高学生学习的主动性,激起学生的求知欲,其教学模式十分适合《电子技术》此类工程性和实践性较强的课程,在许多高校教学改革项目中得到应用。生物医学工程专业的电子技术课程要与学科特点相结合起来,因此问题驱动法的实施既有与其他课程的共性,也有其自身特点。教师在问题的设计环节,要结合生物医学工程专业的电子技术应用,让学生在学习电子技术知识和技能的同时,对专业发展及就业方向有一定的认识,同时也为后续的专业基础课打下基础。 生物医学工程应用特色分析:生物医学工程学在医院的应用 1医学工程学发展历史 从17世纪列文虎克(Leewenhock)用自己研制的光学显微镜发现微生物开始,医学的每一次重大进展都留下了工程技术的痕迹。200多年前Galvani和Volta两位科学家在电生理方面的先驱性研究,常为追溯生物医学工程的发展时提起。现代生物医学工程孕育于19世纪,其作为一门独立学科的发展历史还不过数十年时间。1985年X射线发现后,X光机很快进入医学临床,开创了医学图像学。以后航天技术、微电子技术、计算机等高技术的飞速发展,为人类研究和改善生命运动过程开辟了新的前景,工程技术与医学更加广泛深入地渗透结合,于是逐步形成了多学科与生物医学交叉融合的生物医学工程学科。生物医学工程在20世纪50年代形成学科领域,60年代崛起发展。1953年,德国在ILMENAU大学建立了第一个生物医学工程系。1964年,世界性的生物医学工程联合会(theInternationalFederalofMedicalandBiologicalengineering,IFMBE)成立,到1991年已举办九届世界生物医学工程大会。1979年,美国物理学家科马克(A.M.Cormack)和英国的电气工程师亨斯菲尔德(G.N.Hounsfield)发明了用电子计算机将X射线穿透人体形成重叠影像展开技术,无创伤地取得人体横断面图像,创造了X射线CT,因而获得诺贝尔生理学与医学奖,更成为工程技术与医学交叉融合而对医学进步产生巨大推动作用的标志。自20世纪60年代以来,美国许多著名大学都开始了生物医学工程高层次人才的培养,代表了全世界生物医学教学和研究的前沿。美国生物医学工程从基础教育到研究生培养,从理论教学到行业训练乃至职业培训,都有一套较为完善的制度,从而在生物医学工程领域长盛不衰。我国的生物医学工程学科是1978年由国家科委正式确立的,1980年成立了中国生物医学工程学会,1986年正式加入世界生物医学工程联合会IFMBE。截止2003年,我国已有48所综合或理工科大学、18所独立医科大学设立了生物医学工程专业,培养从本科到博士各层次专业人才,另有9所专科院校开设了医疗器械专科教育。 2国外医学工程学科的发展方向 在国外,医学工程专业已经深入到医学的各个领域,发挥着重要的作用。主要体现在医疗设备研发、医疗设备管理、医疗设备维护以及医疗设备的质量控制方面。 2.1医疗设备研发 各种医疗设备的研发均源于医学临床实践,国外的医学生经过4年的理工科大学学习,其医生均为生物医学工程和临床医学的双学士。因此,国外医疗设备的研发速度和思路远大于国内,许多最新的医疗设备发明均源于国外临床实践[2]。 2.2医疗设备管理 医疗设备管理主要是通过科学化管理更大效能地发挥医疗设备的作用,为医疗机构创造更大的效益。其中包括医疗设备的采购、医疗设备的监控及医疗设备的效率评价等。 2.3医疗设备维护 医疗设备使用过程当中维护、保养异常重要,因此医疗设备的维护是医学工程专业在国外医疗机构的主要职能之一。 2.4医疗设备的质量控制 医疗设备若保证其诊断治疗质量则必须进行定期的质量控制,包括计量检测、周期检验、强制检验和维修后计量修正等,确保医疗设备的性能和准确性[3]。 3国内医学工程发展情况 国内医学工程专业起始于20世纪80年代,军队主要有第一军医大学生物医学工程系(现更名为南方医科大学生物工程学院),每年全国招生40人左右,主要方向是:放射医学专业和医学影像专业,突出的成就是研制出了我国第一台X刀放射治疗系统。第四军医大学生物医学工程系每年全国招生20余人,主要方向是:电子工程与计算机智能化,突出成就是全国第一次研制人体阻抗断层成像。地方大学开设生物医学工程专业的主要有浙江大学、清华大学、四川大学、天津大学及成都电子科技大学等[4]。地方大学培养生物医学工程专业与部队有差别,军队主要是以医科大学为基础,毕业生的医学理论基础较好,但是理工科稍微欠缺;地方大学主要是理工科为基础,基础医学有所欠缺。因此,之后北京大学、四川大学开设生物医学工程专业时则结合了双方的优势,取得了很好的效果。医学工程专业的人员不深入临床是无法获得创新灵感的[5]。就生物医学工程专业人才分布流向而言,主要是去往大型国外医疗设备公司做销售、售后服务;去往国内医疗设备公司做研发、销售;去往各类医院的设备科、信息科、网络中心等。 4医学工程专业在医院的发展 医学工程专业是医院发展的主流方向,医学工程在医院虽然属于辅助科室,但对于医院的发展实属不可或缺,其主要工作是设备管理、设备维护、质量保证和设备计量。 4.1医疗设备管理 医院的医疗设备管理工作非常重要,医院的核心竞争力是医院的先进的医疗设备。如何最大限度地发挥医疗设备的作用和医疗设备的全生命周期管理是医疗设备管理的主要目标[6]。(1)设备的购置论证。以购置何种医疗设备最有利于医院的学科建设和发展为目的,每采购一种医疗设备均需进行严格的购置论证。(2)设备的购置管理。设备的购置需要调研、论证及招标等多个环节,购置管理需要采用科学化的方法优化流程、提高效率及避免商业腐败。(3)设备的档案管理。医疗设备使用和后期的管理必须进行科学化的医疗设备档案管理,目前网络化、电子化档案管理是发展的趋势[7]。(4)设备的发放储存。设备和耗材的发放和储存是物流管理的范畴之一,如何降低库存减少资金积压、提高储存的质量等需要进行科学、精心的研究[8]。(5)设备的使用监督。医疗设备能否有效使用需要监督和管理,提高设备的使用效率,加强设备的使用监督是医疗设备管理中的重要环节。(6)设备的报废回收。设备使用一定的时间需要报废,何种设备符合报废的标准、报废的设备如何处置等是医学工程人员的重要研究范畴。(7)设备的效益评估。何种医疗设备可以继续购置、何种医疗设备购置后会亏损等是对医疗设备的效益评估,同时也是医院领导对医疗设备采购决策的主要依据。(8)设备的租赁管理。有些医疗设备没有必要每个临床科室都去购买,设备租赁是提高设备的利用率的好办法。做好医院内设备的租赁管理,合理高效地调整设备是医学工程科室的重要管理范畴。4.1.1医疗设备管理目标和原则(1)医疗设备管理目标:设备检查收益是医院最大的利润增长点,应围绕新技术、新设备开展医院的新业务,设备管理的目标就是使得设备在医院收益中发挥最大的作用。(2)医疗设备管理原则:科学化管理,科学化决策,以经济效益为中心对设备进行科学化评估和决策,避免设备的闲置、浪费、重复性购置,把设备的效益发挥最大化。4.1.2医疗设备管理中存在的问题及对策(1)现阶段医院在设备管理方面存在以下主要问题:①设备采购盲目,事先的评估不足或者评估误差大;②采购的设备其发挥效能低下,无预先的盈亏控制体系,无法发挥设备的效能;③设备管理混乱,使用率、开机率不足,无法有效调动临床使用科室的积极性;④设备的监控体系缺乏,无法对具体设备的效益做出定量评估,致使再次采购缺乏依据。(2)针对以上存在的问题可以采取以下的一些对策:①医学工程科应该承担起自己的职能,配合院领导做好设备购置的科学决策;②设备管理是科学,决策的原则是效益,围绕效益做好医院的设备统筹;③设备管理包括设备的购置、监督、报废、评估,是医疗设备“全生命周期”的科学管理,是医学工程学科研究的主要方向;④因地制宜发挥医疗设备的最大效能。 4.2医疗设备维护 设备维护是延长设备使用寿命、提高设备使用率和效率的关键[9]。现在的设备维护不同于过去,设备维护主要应做好以下工作:①设备维护从过去的简单修补到设备的效益保证转变,能发挥设备的最大效益是核心;②设备维护从简单的元件维护,到整机的保障,着重强调时间和经济效益的比例;③设备维护从简单设备的维修到复杂大型设备的工作保障;④设备安全维护的出发点和立足点是医院的经济效益和社会效益;⑤医疗设备维护应该从以往的集中统一维护逐步过渡到专人保养维护,提高设备的使用率,将设备的故障隐患消灭在萌芽状态之中;⑥医疗设备维护应该从以往的等待设备随机故障发生后的紧急随机维修逐步发展到对设备预防性维护保养,充分发挥设备的效能。 4.3医疗设备质量保证 医疗设备的质量保证是发挥医疗设备作用的前提,医疗设备的精度和准确度直接关系到诊断和治疗的结果。因此,对医疗设备的质量控制是医疗设备管理的重中之重。国外的大型医疗设备有严格的治疗控制流程和管理人员。医疗设备的保证已经逐步成为医学工程学科的一个重要分支。医院的大型医疗设备必须进行定期的周期检验和质量监控。为此,医疗设备质量控制工程师应运而生,成为医疗设备发挥作用的“保护神”[10]。 4.4医疗设备计量 医疗设备计量是保证医疗设备诊断治疗准确的前提。设备计量包括:设备使用前的计量检定;设备维修后的计量检定[3]。设备的检定类型:国家强制计量检定(强检);周期性计量检定(周检)。《计量法》是医疗设备计量工作的依据。军队计量体系规定军区总医院建立三级计量站,为医院医疗设备进行计量的强检和周检。医疗设备计量是医学工程科的重要职责。 5结语 每一次的医学进步都与工程学息息相关,因此作为医学工程师应该要深入临床一线,发现问题解决问题,成为真正的临床工程师。只有理解了临床的问题才能有新的思路和新的科研方向。科研创新应该从基础做起,把握科研发展的方向。应用于临床诊断数据的获取、分析的单片机技术以及在医学中应用的计算机技术是医学工程飞速发展的基础;设备管理的自动化和科学化、检测设备的无创化、小型化及家庭化是科研发展的重要方向。 作者:张虎军 张超群 张楠楠 蔡峰 顾建文 工作单位:成都军区总医院医务部 生物医学工程应用特色分析:3D打印技术在生物医学工程中的研究及应用 摘 要:3D打印正在引发全球制造业革命性变革,它与生物技术结合,可以仿生与个性化地制造、特别是有生命的人体组织与器官,成为支撑第三次产业革命中生物材料科学与产业颠覆性变革的关键技术。文章综述了3D打印技术的分类,三维仿生重构建模技术的发展,以及3D打印技术生物医学工程中的应用情况。 关键词:3D打印;生物医学工程;发展现状 前言 三维打印(Three Dimension Printing,简称3DP)属于一种快速成型(Rapid Prototyping,简称RP)技术,它由计算机辅助设计(CAD)数据通过成型设备以材料逐层堆积的方式实现实体成型。“三维打印”在技术界也叫“增材制造”、“自由成形”、“快速成形”或“分层制造”等[1]。三维打印起源可追溯于上世纪八十年代,1984年查尔斯・赫尔发明了将数字资源打印成三维立体模型的技术,并于1986年成立了3D Systems公司,开发了第一台商用立体光敏3D打印机,1988年,斯科特・克伦普发明了熔融沉积成型技术(FDM)并于1989年成立了Stratasys公司,随后在2012年合并以色列3D打印公司Objet。3D Systems和Objet是目前世界上最大、最先进的两家3D打印公司。我国清华大学颜永年教授于1988开始研究3D打印成型技术,华中科技大学王运赣教授以及西安交通大学卢秉恒院士等,纷纷于上世纪90年代起就开始涉足3D打印成型技术的研究。 1998年,清华大学的颜永年教授又将3D打印成型技术引入生命科学领域,提出生物制造工程学科概念和框架,并于2001年研制出用于生物材料快速成型的3D打印设备,为制造科学提出了一个新的发展方向--生物制造。生物制造的一个重要手段即是生物3D打印。生物三维打印是以活细胞(living cells)、生物活性因子(proteins and bio-molecules)及生物材料 (biomaterials)为基本成形单元,设计制造具有生物活性的人工器官、植入物或细胞三维结构,是制造科学与生物医学交叉融合的新兴学科,它是目前3D打印技术研究的最前沿领域,也是3D打印技术中最具活力和发展前景的方向[2,3]。 1 3D打印技术的分类 目前比较典型的3D打印快速成形技术主要分为三种[4]: 1.1 粉末粘结3D打印光固化材料3D打印与熔融材料3D打印 粉末粘结3D打印是目前应用最为广泛的3D打印技术,其工艺过程如下:首先,在工作平台上均匀铺洒单位厚度的粉末材料;其次,依据实体模型离散层面的数字信息将粘结剂喷射到粉末材料上,使粉末材料粘结,形成单位实体截面层;再次,将工作台下降一个单位层厚;最后,重复第一步至第三步,逐层堆砌,形成三维打印产品。其存在缺点是,通过粉末粘连成形的零件精度和强度偏低,一般需要后续工艺提高其强度,但后续处理工艺会导致零件体积收缩,变形严重。 1.2 光固化3D打印(光敏三维打印) 该技术使用液态光敏树脂作为原料制作零件模型,光敏材料三维打印成形基于喷射成形技术和光固化成形技术,喷头沿X方向往复运动,根据零件的截面形状,选择性喷射光固化实体材料和光固化支撑材料形成截面轮廓,在紫外光照射下光固化材料边打印边固化,层层堆积至制件成形完毕。但其应用于骨骼类产品打印的主要缺点是,当前具有生物活性的骨骼类材料如羟基磷灰石,生物玻璃等材料自身不是光敏性材料,需与光敏材料混合使用,因此影响产品的生物活性在打印后将受到很大影响。 1.3 熔融材料3D打印成形 熔融材料三维打印成形基于熔融涂覆成形(FDM)专利技术,分别加热两种丝状热塑性材料至熔融态,根据零件截面形状,选择性涂覆实体材料和支撑材料形成截面轮廓,并迅速冷却固化,层层堆积至制件成形完毕,其原理与光敏材料3D打印成形类似 [16]。目前熔融材料三维打印成形,可采用由磷灰石和骨骼所需的有机盐配置而成的骨水泥,不需要额外添加紫外光照射固化所需的光敏介质,有利于保证材料后续的生物相容性和生物活性。但由于挤压式喷头的喷嘴处压力大,容易造成阻塞现象,因此对喷嘴和材料浆料的粒径要求较高。 除三维打印外,应用比较广泛的商业化快速成形工艺还包括立体光刻成形(SLA)、选择性激光烧结成形(SLS)堆叠、实体制造(LOM)、熔融堆积成形(FDM)等,但这些工艺大多需要配备价格昂贵的激光辅助系统,且成型工艺实质上还是类似于上述三种材料叠加-固化技术。因此,三维打印技术被认为是最具生命力的快速成形技术,发展潜力巨大,在医学中的应用前景广阔,其推广应用将对传统的医疗产品生产模式带来颠覆性的影响。 2 三维仿生重构建模技术的发展 基于医学图像的三维重构建模技术是生物3D打印技术的重要研究内容之一。3D打印生物构件的实现首先需要在计算机环境下有效重构和建模,生成可用于驱动打印喷头的指令数据进而操控成型设备实现产品成型。随着医学影像技术的发展,人体组织的二维断层图像数据可以方便地获取以进行医学诊断和治疗。但是,二维断层图像只是表达了某一截面的解剖信息,医生可以凭经验由多幅二维图像去估计病灶的大小及形状,“构思”病灶与其周围组织的三维几何关系,可三维打印设备却无法根据这些断点数据进行立体三维成型,因此,基于医学图像的三维重构建模技术是生物3D打印技术的重要前驱步骤。 由于CT或MRI等检测设备扫描得到的二维图像信息不能直接用于快速成型,只有通过专用软件将二维断层图像序列重建为三维虚拟模型,并生成为快速成型机可以接受的STL(Stereo Lithography)格式图形文件,才能最终制造出生物产品三维实体模型。近十多年来,欧美等发达国家的科研机构对于医学图像三维重建的研究十分活跃,其技术水平正从后处理向实时跟踪和交互处理发展,并且已经将超级计算机、光纤高速网、高性能工作站和虚拟现实结合起来,代表着这一技术领域未来的发展方向。 在市场应用领域,国外已经研制了三维医学影像处理的商品化系统,其中,比较典型的有比利时Materialise公司的Mimics、美国Able Software公司的3D.Doctor和VGstudio MAX。在国内,中国科学院自动化研究所医学影像研究室自主开发的3D Med是基于普通微机的三维医学影像处理与分析系统,系统能够接收CT、MRI等主要医疗影像设备的图像数据,具有数据获取、数据管理、二维读片、距离测量、图像分割以及三维重建等功能。清华大学计算机系研发的人体断面解剖图像三维重构系统能给外科手术中的影像诊断提供一定的参考。中国科技大学在应用Delphi开发三维重构软件的研究上取得了很好的成果。国内企业也研发了一些三维医学影像处理系统。如西安盈谷科技有限公司“AccuRad TM pro 3D高级图像处理软件”于2005年4月投入市场。它能对二维医学图像进行快速的三维重建,并能对临床影像的数据进行科学有效的可视化和智能化挖掘和处理,为临床提供更多有价值的信息。但目前国外优秀软件如Mimics、3D Doctor、VGStudio MaX等的价格非常昂贵,且其技术严格保密。国内的产品大多没有自主知识产权和成熟的商业应用模式。 3 3D打印技术在生物医学工程中的应用 3D打印技术在生物医学工程中应用广泛,其应用领域大致包括:体外器官模型、仿生模型制造;手术导板、假肢设计;个性化植入体制造;组织工程支架制造;生物活体器件构建以及器官打印;药物筛选生物模型等。如图1所示为3D打印在生物医学工程中的各种应用情况[5-7]。 3.1 体外器官模型、仿生模型制造。该类应用主要用于医疗诊断和外科手术策划,它能有效地提高诊断和手术水平,缩短时间、节省费用。便于医生、患者之间的沟通,为诊断和治疗提供了直观、能触摸的信息,从而使手术者之间、医生和病人之间的交流更加方便。 3.2 手术导板、假肢设计。该类应用便于订制精确的个性化假体,实现个性化医疗需求。根据患者缺损组织数据量身订制的假肢,可提高假肢设计的精确性,提高手术精确度,确保患者的功能恢复,减少患者的痛苦。 3.3 个性化植入体制造。人体许多部位的受损组织,需要个性化定制。如人类面部颌骨(包括上下颌骨) 形态复杂, 极富个性特征, 形成了个体间千差万别的面貌特点。人类的头颅骨,需要准确与颅内大脑等软组织精确匹配扣合,人体的下肢骨、脊柱骨等会严重影响患者今后的步态及功能恢复。因此这类修复体可通过3D打印技术实现个性化订制和精确 “克隆”受损组织部位和形状。 3.4 组织工程支架制造。如通过3D打印技术设计和制备具有与天然骨类似的材料组分和三维贯通微孔结构,使之高度仿生天然骨组织结构和形态学特征,赋予组织工程支架高度的生物活性和骨修复能力。 3.5 生物活体器件构建以及器官打印。此方面的应用大多涉及活体细胞的生物3D打印技术。细胞三维结构体的3D构建可以通过活细胞及其外基质材料的打印构建活体生物器件。如英国赫瑞瓦特大学和一家干细胞技术公司合作,首次将3D打印拓展到人类胚胎干细胞范围。这一突破使得利用人类胚胎干细胞来“打造”移植用人体组织和器官成为可能。美国康奈尔大学研究人员最近在其发表的研究论文中称,他们利用牛耳细胞在3D打印机中打印出人造耳朵,可以用于先天畸形儿童的器官移植。 3.6 药物筛选生物模型。药物筛选指的是采用适当的方法,对可能作为药物使用的物质(采样)进行生物活性、药理作用及药用价值的评估过程。作为筛选,需要对不同化合物的生理活性做大规模横向比较,因此有研究人员指出通过3D打印技术,精确设计仿生组织药物病理作用模型,可以使人们开在短时间内大规模高通量筛选新型高效药物。最近,四川大学联合加州大学圣地亚哥分校等科研机构,通过3D打印技术设计了一款肝组织仿生结构药物解毒模型(如图1-c),该研究成果发表在最近一期的Nature Communications上,受到3D打印研究领域的广泛关注。 3D打印在生物医学工程中应用:(a)3D打印磷酸钙骨组织工程支架; (b)3D打印细胞、活体器官构件;(c)3D打印肝组织仿生结构药物解毒模型。 4 结束语 三维打印技术正处在蓬勃兴起的阶段,3D打印技术在生物医学工程中得到了广泛的应用,其应用以及发展现状表明:3D打印在体外器官模型、组织工程与再生医学、个性化医疗以及新药研发等方面展现出广阔的应用前景。抓住生物材料及植入器械的三维打印技术新一轮发展浪潮,发展我国生物三维打印技术,对发展我国生物材料医疗器械产业步入国际先进水平具有十分重要的意义。
浅析网络拓扑结构及应用:浅谈网络拓扑结构在现实中的应用 【摘要】本文对初中信息技术课程中讲授的网络拓朴结构进行了学习和研究,详细介绍了其优点、缺点和在现实网络中的使用,对所学的知识进行拓展,并对使用过程中出现的一系列问题进行了分析研究,找到了解决的方法,对于网络初学者提供了详实的资料,对现代信息技术课程的研发和教学有积极的现实意义。 【关键词】网络 ; 拓扑结构 ; 节点 网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局,就是用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。网络拓扑是网络形状,或者是它在物理上的连通性,构成网络的拓扑结构有很多种,拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接,它的结构主要有星型结构、环型结构、总线结构。 1星型 星型结构是最古老的一种连接方式,大家每天都使用的电话属于这种结构。目前一般网络环境都被设计成星型拓扑结构。星型网是目前广泛而又首选使用的网络拓扑设计之一。 星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。网络有中央节点,其他节点(工作站、服务器)都与中央节点直接相连,这种结构以中央节点为中心,因此又称为集中式网络。 星型拓扑结构便于集中控制,因为端用户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点,也带来了易于维护和安全等优点。端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信。同时星型拓扑结构的网络延迟时间较小,传输误差较低。但这种结构非常不利的一点是,中心系统必须具有极高的可靠性,因为中心系统一旦损坏,整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份,以提高系统的可靠性。 现有的数据处理和声音通信的信息网大多采用星型网,目前流行的专用小交换机PBX(Private Branch Exchange),即电话交换机就是星型网拓扑结构的典型实例。它在一个单位内为综合语音和数据工作站交换信息提供信道,还可以提供语音信箱和电话会议等业务,是局域网的一个重要分支。 在星型网中任何两个节点要进行通信都必须经过中央节点控制。因此,中央节点的主要功能有三项:当要求通信的站点发出通信请求后,控制器要检查中央转接站是否有空闲的通路,被叫设备是否空闲,从而决定是否能建立双方的物理连接;在两台设备通信过程中要维持这一通路;当通信完成或者不成功要求拆线时,中央转接站应能拆除上述通道。 由于中央节点要与多机连接,线路较多,为便于集中连线,目前多采用一种称为集线器(HUB)或交换设备的硬件作为中央节点。 2环型 环型结构在LAN中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个端用户,直到将所有的端用户连成环型。数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输,信息从一个节点传到另一个节点。这种结构显而易见消除了端用户通信时对中心系统的依赖性。 环行结构的特点是:每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式操作,于是便有上游端用户和下游端用户之称;信息流在网中是沿着固定方向流动的,两个节点仅有一条道路,故简化了路径选择的控制;环路上各节点都是自举控制,故控制软件简单;由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点,当环中节点过多时,势必影响信息传输速率,使网络的响应时间延长;环路是封闭的,不便于扩充;可靠性低,一个节点故障,将会造成全网瘫痪;维护难,对分支节点故障定位较难。 3总线型 总线上传输信息通常多以基带形式串行传递,每个节点上的网络接口板硬件均具有收、发功能,接收器负责接收总线上的串行信息并转换成并行信息送到PC工作站;发送器是将并行信息转换成串行信息后广播发送到总线上,总线上发送信息的目的地址与某节点的接口地址相符合时,该节点的接收器便接收信息。由于各个节点之间通过电缆直接连接,所以总线型拓扑结构中所需要的电缆长度是最小的,但总线只有一定的负载能力,因此总线长度又有一定限制,一条总线只能连接一定数量的节点。 因为所有的节点共享一条公用的传输链路,所以一次只能由一个设备传输。需要某种形式的访问控制策略、来决定下一次哪一个站可以发送.通常采取分布式控制策略。发送时,发送站将报文分成分组.然后一次一个地依次发送这些分组。有时要与其它站来的分组交替地在介质上传输。当分组经过各站时,目的站将识别分组的地址。然后拷贝下这些分组的内容。这种拓扑结构减轻了网络通信处理的负担,它仅仅是一个无源的传输介质,而通信处理分布在各站点进行。 在总线两端连接有端结器(或终端匹配器),主要与总线进行阻抗匹配,最大限度吸收传送端部的能量,避免信号反射回总线产生不必要的干扰。 总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式,也就是说,连接端用户的物理媒体由所有设备共享,各工作站地位平等,无中央节点控制,公用总线上的信息多以基带形式串行传递,其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散,如同广播电台发射的信息一样,因此又称广播式计算机网络。各节点在接受信息时都进行地址检查,看是否与自己的工作站地址相符,相符则接收网上的信息。 使用这种结构必须解决的一个问题是确保端用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。在点到点链路配置时,这是相当简单的。如果这条链路是半双工操作,只需使用很简单的机制便可保证两个端用户轮流工作。在一点到多点方式中,对线路的访问依靠控制端的探询来确定。然而,在LAN环境下,由于所有数据站都是平等的,不能采取上述机制。对此,研究了一种在总线共享型网络使用的媒体访问方法:带有碰撞检测的载波侦听多路访问,英文缩写成CSMA/CD。 这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据,其它端用户必须等待到获得发送权;媒体访问获取机制较复杂;维护难,分支节点故障查找难。尽管有上述一些缺点,但由于布线要求简单,扩充容易,端用户失效、增删不影响全网工作,所以是LAN技术中使用最普遍的一种。 4无线电通信 传输线系统除同轴电缆、双绞线、和光纤外,还有一种手段是根本不使用导线,这就是无线电通信,无线电通信利用电磁波或光波来传输信息,利用它不用敷设缆线就可以把网络连接起来。无线电通信包括两个独特的网络:移动网络和无线LAN网络。利用LAN网,机器可以通过发射机和接收机连接起来;利用移动网,机器可以通过蜂窝式通信系统连接起来,该通信系统由无线电通信部门提供。 网络可采用以太网的结构,物理上由服务器,路由器,工作站,操作终端通过集线器形成星型结构共同构成局域网。 总之,网络时代的到来,使人类构造了一个与现实世界相对应的虚拟的信息世界,了解网络的连接和使用,处理现实生活中网络的拓扑结构,为学习信息技术的基础知识做好铺垫。 浅析网络拓扑结构及应用:光纤有线电视网络拓扑结构 摘要:光纤网建设中采用何种拓扑结构是一个很重要的问题,既要考虑目前的需要,又要考虑以后的升级。现阶段CATV是以光缆为干线的光纤加同轴电缆混合网(HFC),即干线和部分支干线采用光缆,支线或分配器以下部分由同轴电缆传输。不少网络经营者已在超干线、干线甚至支干线上采用光纤技术。光纤网建设中采用何种拓扑结构是一个很重要的问题,既要考虑目前的需要,又要考虑以后的升级。常见的几种拓扑结构有:总线形、环路形、树枝形、星形等四种,下面逐一分析。 关键词:光纤 有线电视 网络 拓扑结构 现阶段CATV是以光缆为干线的光纤加同轴电缆混合网(HFC),即干线和部分支干线采用光缆,支线或分配器以下部分由同轴电缆传输。不少网络经营者已在超干线、干线甚至支干线上采用光纤技术。光纤网建设中采用何种拓扑结构是一个很重要的问题,既要考虑目前的需要,又要考虑以后的升级。常见的几种拓扑结构有:总线形、环路形、树枝形、星形等四种,下面逐一分析。 1.总线形结构 所谓总线网是以一种传输媒介作为公共总线(母线),各终端通过光耦合器与总线直接相连而构成的网。总线网属于串联型结构,但网络各结点是并在总线上,当个别结点出现故障或毁坏时,不会影响其他结点的通信,系统的稳定性较高;各结点共享传输线,成本较低,节省投资;设备简单。它的另一个优点是,该种结构适合于计算机通信的“以太网”,有利于城市网络的建立与发展。 在发射机功率范围内,光结点数不能太多,也就是总线网的网径和容量较小。另外,在共享线上,容易发生信号碰撞,给系统的运行造成一定的困难,只有在保证不小于10Mbit/s数据速率的情况下,矛盾才有所缓解。还有,这种拓扑结构对光接收机的动态范围要求较高。由于上述劣势,限制了总线形光纤网在城域网中的应用,往往只能满足区域网的需求。 2.环形结构 环形结构属于串联型结构。各结点共同用一条链路,自成一封闭结构,采用双向光纤。其优点是:①节目可双向传输,传送的信号分为主路信号和备路信号,提高了网络的自由度、灵活性及可靠性。②系统的链路损耗小,增加了网络的网径和容量,一般来说网的周长可达200km,结点数目可达几百个。 由于环形结构具有结点串联的特点,各结点发送的信号可在环上鱼贯而行。充分利用了网的容量,因此适合于高速网。另外环形结构网对结点接收机的动态范围要求较小,因为该网中最大传输损耗与最小传输损耗之间差距不大。 在大型有线电视系统中采用光纤环形结构。由本地前端出发通过一级环形网络和多个中心前端相互传输信息,由中心前端通过二级环形网络和若干个主光结点相耳传输信息。主光结点可以输出光信号和射频信号,射频信号通过三级放大器以后带动电缆分配网络;集中供电电源安装在主光结点上,主光结点和以下的光结点之间既有光缆又有电缆连接,电源通过电缆向射频放大器供电。 它的明显不足之处是,环形网结点站的结构比较复杂,对硬件和管理软件要求较高; 从经济方面来看,环形网的代价较高,结点的设计与制造也比较困难。这在某种程度上限制了环形结构在有线电视领域中的应用和推广。 3.树形结构 光纤树形网类似于现有的同轴电缆树形网,呈树枝状。树形结构包含有较多的光无源器件,除结点外,网络中无任何有源器件,因而对带宽、波长和传输方式无任何限制,是解决本地入网的最佳途径。这是它明显的优点。 树形网由于光无源器件多,一方面造成的链路损耗较大,在允许链路损耗范围内,为保证末端载噪比指标,结点数目不能太多,即网径和容量不会太大;另一方面,光无源器件较易产生光信号失真(包括反射和散射等),为保证系统的CTR、COS指标,对光端机的接收性能要求较高。其缺点之二是,这种树形结构实质上是分支总,形结构,不适合电话通信。因此,在CATV光纤网方案时较少采用树形结构。 4.星形结构 所谓星形结构,是每一个端局都设一根独立的光纤与前端相连,光分配一次到位,光线除经过光耦合器外,中间不再有任何分支, 所用光分路器少,光纤连接点也少,因此光路全程损耗小,也就决定了网络的容量和网径极大。 这种结构属于并联型结构,将具有控制和转换功能的星形耦合器作为中心结点,通过光纤连接数个结点,以此构成以中心结点为中心的网络层结构形式。这种结构各结点间相互独立,保密性强,容易实现多端无源网络,大大提高了系统的可靠性,这正是星形光纤网易被CATV组网时广泛采用的一个重要原因。 此外,星形拓扑结构业务适应性较强,易于升级,特别是随着集中式交换机技术性能的提高和改进,这种结构更适合高速网,系统内可进行多功能开发,能与B–ISDN相衔接,在网内向用户传送多媒体信息。 它的不足之处是:耗用光纤数目较多,提高了成本。 在大型网络中,为充分发挥光纤传输的优势,常利用长距离超级干线将光分路器置于远端构成所谓双(或多)星形拓扑结构。 光缆CATV网络现阶段以单向广播型信号为主,网上各用户的,号内容相同,且信号为模拟残留边带调制技术体制。故网络设计以距离最短为原则。因此,单向广播型模拟信号光缆传输网络理论上的最佳结构应为星树形网络。对于数字视频信号光缆传输系统,由于其无中继而使传输距离可达50km以上。作为城市有线电视超干线的数字视频光缆传输网络,拓扑结构的设计则应以网络的安全性为主要设计目标,同时兼顾双向业务的交换容量及业务流量分配,不再是距离最短原则。而是从其安全性与多路由保护代价来看,环形网络优于星树形网络。 5.光纤CATV网络拓朴结构的发展趋势 (1)光纤到结点(FTF) 国内外新建的光纤CATV网主要采用FTF模式。该模式中从前端或分前端到各个分配光结点之间采用星形拓扑结构光缆,在各结点处进行光电转换。而从各光结点处再以树形方式敷设同轴电缆或用户电缆到该区域内各用户家庭,在同轴电缆分配网络内不再使用干线放大器,一个光结点的服务区域的大小一般在2000~5000户家庭,一条支线上放大器为3~5个。 (2)光纤到路边(FTC) 光纤CATV网正逐步狗宽带综合业务用户网过渡,即还要利用该网络实现许多非广播电视业务的双向业务,如电话、计算机通信、影视点播及各类交互式视频业务等。若一个光结点的用户数太多,则双向传输的上行频道就会存在两个问题:一是若接在一条同轴电缆支线上的成百上千用户的回传信号,同时抢占同一放大器狭窄的上行频道,将会造成通信阻塞;二是在树形或星形网络中,一多个反向放大器的输出噪声向一个通路汇集,加上上行频道处于低频频段,易受外界干扰,导致上行通路的信噪比很小。为此,必须縮小模式中光结点的服务区域,让光纤尽可能地渗透到用户附近,置路边(Curb)平台,一个Curb管辖的范围最好在500户以下,且只含有一级或两级放大器。可在FTF模式基础上改造为FTC模式,即逐步增加光结点的光接收机与回传光发射机,相当于增加了光结点,使每个光结点所服务的用户数相应减少,且随着发展逐步地把光接收机和回传光发射机向用户推进。 (3)光纤到最后一个放大器(FTLA) 目前国外正在研究FTLA,该模式为无源同轴网络结构,该结构是在光接收机后不再使用放大器,完全靠无源同轴电缆及部件把射频信号直接分配给每一用户,这样网络的可靠性得到进一步提高,而信息的回传也将非常畅通。 浅析网络拓扑结构及应用:广域继电保护分层系统结构的网络拓扑设计 摘 要:广域继电保护是针对传统后备保护中存在的突出问题所提出的的一种电力继电保护新思路,在进行广域继电保护的设计实现过程中,拥有实时、可靠的通信网络是实现广域继电保护的重要基础,广域继电保护的分层系统结构就是针对这一要求设计实现的。本文主要结合广域继电保护的分层系统结构,从广域继电保护的IED接入变电站网络以及广域继电保护的IED接入电力通信网等方面,对于基于MSTP平台的广域继电保护分层系统结构的通信组网设计进行分析论述,以推进广域继电保护网络技术与通信水平的发展提升。 关键词:广域;继电保护;分层系统结构;通信网络;拓扑结构;设计;分析 随着现代信息技术的发展提升以及智能化电网建设的不断加快,在现代化电网建设中,先进计算机信息应用技术以及网络通信技术、电力电子技术等,不仅在电网建设中的应用实现更为广泛,并且对于电网建设与发展的促进作用也越来越明显。电网建设与电力系统工作运行过程中,传统的后备保护方式不仅保护整定比较复杂,并且保护动作延时较长,电网运行过程中,一旦电网结构或者运行工况发生预设以外的变化时,电网的后备保护功能与作用很难得到保障,因而会对于整个电网的工作运行以及稳定性产生不利影响,基于网络通信以及广域测量技术的广域继电保护就是针对这种传统后备保护模式的问题,提出的一种电网运行保护新思路和新模式。广域继电保护模式在进行电网运行保护中,根据该保护模式的保护算法与分层系统结构情况,进行高效以及双向、实时、自愈、安全、可靠的通信网络构建,是广域继电保护模式实现的基础。本文将结合广域继电保护模式的分层系统结构特征,从广域继电保护模式中IED与变电站网络的接入实现,以及广域继电保护IED与电力通信网络的接入实现两个方面,对于基于MSTP平台的广域继电保护分层系统结构的网络拓扑设计进行分析论述。 1 广域继电保护的分层系统结构特征分析 广域继电保护作为电网运行保护的一种新模式以及电力系统的新增业务,其分层系统结构主要将整个保护网络分为三个结构层次,即接入层、汇聚层以及核心层。广域继电保护分层系统结构的通信网络设计中,关键是对于与数字化变电站网络以及电力通信网络的接入进行设计实现,以在满足广域继电保护功能的同时,不对于变电站以及电力通信网络中现有的业务功能产生影响。在该广域继电保护分层系统结构中,主要采用的是变电站信息集中和区域集中决策相协调的分层系统结构模式。在该分层系统结构中,变电站以及调度中心内部网络结构,在该结构中IED1到IEDn均表示智能电子设备,其中,子站中的广域继电保护IED被定义为TCU,主站中的广域继电保护的IED被定义为DCU,而调度中心的广域继电保护IED则被定义为MU,而目前所谓的广域继电保护主要是指实现同一电压等级下的线路保护;在广域继电保护分层系统结构中,通常情况下,从广域通信网络的结构层面上来看,同一电压等级的整个电网广域继电保护分层系统结构主要包含三个层次结构,即接入层以及汇聚层、核心层,在进行广域继电保护通信网络构建过程中,将整个广域电网看作是若干个有限区域共同组成,然后在每个区域选择其中的一个变电站作为主站,将所有区域的主站设置为汇聚层,对于子站TCU上传的信息内容进行汇聚,同时以主站为中心进行区域划分实现,将区域内部除主站外的其他变电站归结设置为子站,这样一来整个广域电网内的子站就构成了接入层,而广域电网的调度中心MU则是整个分层系统结构的核心层。 在广域继电保护的分层系统结构中,子站中的广域继电保护主要由信息采集单元和跳闸执行单元两个结构部分组成,其中,信息采集单元的主要功能作用包括,进行启动元件的判断以及被保护线路模拟量与开关量的测量等,并且在进行被保护线路模拟量测量中,进行模拟量测量预处理后,进行相量值的计算,并将计算所得的相量值与开关量通过远程通信网络传送到主站中;而在子站广域继电保护的跳闸执行单元结构部分,其主要功能为接受主站的控制命令,并在与本地的传统在后备保护进行综合决策后,进行相应断路器的跳合闸操作控制,同时上传指令到广域电网主站与调度中心结构部分。而在广域继电保护分层系统结构中,主站中的广域继电保护主要由信息采集单元与综合决策单元两个部分组成,其中信息采集单元在承担主站中的TCU任务,进行本区域内TCU上传信息的收集同时,进行调度中心下指令的接受;而主站中的广域继电保护综合决策单元,则具有定时根据子站上传信息进行广域继电保护运算,并且在区域内出现故障问题后,进行故障问题处理决策的制定与下发,以实现对于相关故障问题的切除控制。最后,广域继电保护的调度中心结构部分,主要是进行各区域广域继电保护系统运行情况以及全网实时拓扑结构、故障记录查询等的实施协调与监控。 2 广域继电保护IED接入变电站网络与电力通信网 2.1 广域继电保护IED接入变电站网络 对于广域继电保护IED接入变电站网络,需要结合数字化变电站网络的通信设计方案,在确定数字化变电站网络的通信方案后,进行广域继电保护IED接入变电站网络的设置实现。通常情况下,在数字化变电站通信中,应用较多的通信网络方案主要有独立过程网络与全站统一网络两种网络通信方案。其中,独立过程网络是一种比较容易实现的数字化变电站网络通信方案,而全站统一网络具有信息高度共享的特征优势,是数字化变电站通信网络的最终方案形态。以220kV的两电压等级数字化变电站为例,在广域继电保护TCU/DCU接入数字化变电站的全站统一网络拓扑结构中,数字化变电站的低压侧主要采用的是集中备用的双星形冗余网络拓扑结构,而在数字化变电站的高压侧,对于每一套单一间隔设备通过间隔交换机和本间隔内的合并单元以及断路器智能终端等过程层设备进行相互连接实现从而形成一个通信子网,数字化变电站的低压侧单一间隔设备则通过间隔交换机与集中备用交换机,与本间隔内的过程层设备进行相互连接实现。此外,对于上述网络拓扑结构中,跨间隔设备在高压侧是通过公共交换机与本间隔内过程层设备相连实现,低压侧保护则是通过另一公共交换机与连接实现。 2.2 广域继电保护IED接入电力通信网 广域继电保护IED与电力通信网的接入实现,则是在以MSTP作为传输平台的情况下,通过将广域继电保护的网络通信业务接入到电力通信网的方式,实现广域继电保护IED接入电力通信网,即为广域继电保护业务与变电站其他业务通过MSTP平台设备接入到电力通信网的传输模型结构。 3 广域继电保护分层系统结构的网络拓扑设计 根据上文所述可知,在进行广域继电保护分层系统结构的网络拓扑设计实现过程中,主要是以MSTP设备的接入或者说是以MSTP作为平台设计实现的。 首先,在进行广域继电保护分层系统结构的HVPLS网络拓扑结构设计过程中,接入MSTP平台设备的以太网接口业务主要包括,广域继电保护数据网、调度数据网、综合数据网等,各种业务通过不同以太网接口的接入,并以各自独立的虚拟网桥,实现相互连接。在广域继电保护模式中,分层系统结构的广域继电保护是一种集中式业务形式,保护区域内子站广域继电保护信息均向主站汇集,并最终汇集到核心层结构中,以组网方式实现点到多点、多点到点的网络通信传输结构形式。此外,在进行广域继电保护分层系统结构中信息传输方式以及过程的设计中,由于MSTP以太网业务处理单板具有汇聚功能,能够通过以太网进行多个接口的数据连接实现,因此,在进行广域继电保护分层系统结构信息传输方式与过程设计中,主要是以这种子站、调度中心以及主站等结构相互连接的方式设计实现,以满足广域网运行过程中,运行传输业务对于传输通道的带宽需求,同时对于降低广域网通信传输过程中的故障率也有着积极的作用。。 结语 总之,高效、稳定的网络通信是广域继电保护实现的基础,进行广域继电保护分层系统结构的网络拓扑设计,有利于促进广域继电保护在电网运行与建设中的推广应用,对于电网的安全稳定运行实现有着积极作用和意义。 浅析网络拓扑结构及应用:计算机网络拓扑结构分析 摘要:通过对计算机网络拓扑结构的概念、分类、特点的介绍,在分析其复杂网络结构的基础上,探讨出计算机网络拓扑结构模型的有效构建,对其在实际应用中的冗余设计进行了研究,提高了网络系统设计的可靠性、安全性。 关键词:计算机网络;拓扑结构;网络协议;冗余设计 作者简介:吴亚军(1974-),男,江苏如皋人,江苏教育学院如皋分院如皋高等师范学校讲师,研究方向为计算机网络。 0引言 计算机网络的拓扑结构分析是指从逻辑上抽象出网上计算机、网络设备以及传输媒介所构成的线与节点间的关系加以研究。 1计算机网络拓扑结构的概念和分类 计算机网络的拓扑结构是指网上计算机或网络设备与传输媒介所构成的线与节点的物理构成模式。计算机网络的节点一般有两大类:一是交换和转换网络信息的转接节点,主要有:终端控制器、集线器、交换机等;二是各访问节点,主要是终端和计算机主机等。其中线主要是指计算机网络中的传输媒介,其有有形的,也有无形的,有形的叫“有线”,无形的叫“无线”。根据节点和线的连接形式,计算机网络拓扑结构主要分为:总线型、星型、树型、环型、网状型、全互联型拓扑结构。 如图1所示。 图1计算机网络拓扑结构图 总线型主要是由一条高速主干电缆也就是总线跟若干节点进行连接而成的网络形式。此网络结构的主要优点在于其灵活简单,容易构建,性能较好;缺点是总线故障将对整个网络产生影响,即主干总线将决定着整个网络的命运。星型网络主要是通过中央节点集线器跟周围各节点进行连接而构成的网络。此网络通信必须通过中央节点方可实现。星型结构的优点在于其构网简便、结构灵活,便于管理等;缺点是其中央节点负担较重,容易形成系统的“瓶颈”,线路的利用率也不高。树型拓扑是一种分级结构。在树型结构的网络中,任意两个节点之间不产生回路,每条通路都支持双向传输。这种结构的特点是扩充方便、灵活,成本低,易推广,适合于分主次或分等级的层次型管理系统。环型拓扑结构主要是通过各节点首尾的彼此连接从而形成一个闭合环型线路,其信息的传送是单向的,每个节点需安装中继器,以接收、放大、发送信号。这种结构的优点是结构简单,建网容易,便于管理;其缺点是当节点过多时,将影响传输效率,不利于扩充。网状型主要用于广域网,由于节点之间有多条线路相连,所以网络的可靠性较高。由于结构比较复杂,建设成本较高。 2计算机网络拓扑的特点 随着网络技术的发展,计算机网络拓扑结构越来越呈现出一种复杂性。近些年来对于计算机拓扑的研究,越来越趋向于计算机拓扑节点度的幂律分布特点。这种分布在规模不同的网络拓扑中表现出一定的稳定性,也就是指,在规模不同的计算机拓扑中,它们的节点度表现出一种幂律分布,即:P(k)=k-β。其中,β一般在2―3这个小范围内进行波动,k是指节点度,P(k)表示度为k的节点出现的概率,即分布率。 计算机网络作为一个复杂网络,从其通信网络的优化目的来说,其实现节点间平均距离最小化、网络边数最小化是其拓扑优化的主要目标,即未来通信网络的趋势就是小世界网络。可是计算机网络所覆盖的范围非常巨大,具有全球性,其拓扑结构的发展还面临着许多技术上的问题。所以,对于计算机网络拓扑结构的优化目标的实现有点不大可能。但尽管计算机的发展并不能实现拓扑设计的整体优化,它的小世界、较少边、高聚集等特性足以表明其还是具有小范围优化的特点,这些特点的产生可表现出其一些规律,即计算机网络具有优先连接和生长的规律。生长表示的是计算机具有动态增长的特性,所以计算机的拓扑结构也是一个动态的过程。优先连接规律表示新节点进入计算机网络的规则,即在新节点加入网络时会选择拥有较大连接数的节点进行连接。 3计算机网络拓扑模型的构建 3.1一种复杂网络拓扑模型 在世人发现计算机网络节点度具有幂律分布的规律之后,计算机网络拓扑模型的构建产生巨大的转变。大家更多的选择从优先连接和生长等这一网络拓扑规律入手进行计算机网络的拓扑建模,其主要是为了让符合现实计算机拓扑性质的模型通过一些简单规则的演化让其自动地产生出来。利用优先连接来对新节点加入网络的过程进行描述还比较粗糙,首先是因为新节点在加入之前,对网络全局的信息进行了解和把握具有很大的难度,其次一个原因是单一的优先连接不能够描述复杂的加入决策过程,而且在全网中容易形成少量的集散节点。所以要建立更加符合现实计算机拓扑特征的网络模型则需要考虑更完善的加入规则。 现在对于构建计算机模型主要是依据自治域级和路由器级,但由于计算机网络拓扑特性在不同层次和不同规模中表现出某种本质上的相似性,所以,本拓扑模型的构建都适应于这两个级。此模型主要的规则是前面提到的通过生长和局部优先连接,来形成计算机拓扑模型,这种形成机制就好像一个层次化比较强的选举过程,如图2所示: 图2计算机网络拓扑模型 此模型首先假设在一个平面中分布着n个节点,并存在着一个离散的均匀走动的时钟,这些节点都清楚自己是何时进入网络的,这些节点进入网络的时刻分布是从零时刻开始至具体某一特定时刻内的随机分布。每个节点进入网络前后的动作就是接收和发送消息及依据所接收的消息产生响应。发送和接收的消息中包括了自己的优先度以及消息传达的范围等内容。并且这些节点优先度将对其消息传送的范围即辐射半径产生直接的影响。在节点接收消息之后往往是按照消息源的优先度来确定其是否跟发送消息的节点建立连接,若所接收到的许多消息源节点存在相近的优先度,其将会随机地选择一个消息源节点进行连接。通过这种规则进行不断的演化和发展,将会得出图2的结果。其中a图表示计算机网络形成的初始阶段,那时仅仅只有一小部分节点进行活动,每个节点度都比较小,其发送和接收消息的范围还比较小,所以这些节点往往只跟自己相邻的节点进行连接。而随着时间的不断推进,节点度的不断增加,各个节点的消息所能到达的距离越来越远,即所形成的连接会越来越大、越来越多。在局部区域胜出的节点代表整个区域参与更大范围的竞争,以致形成更大区域的代表。这个过程将持续下去,直到网络中形成几个较大的聚集中心。如图2(b)、(c)所示,这种自组织的层次网络并不具有预先设置的层次数。这就是计算机网络拓扑结构的形成模型,是一种消息自组织和传递接收的模型。 3.2网络拓扑结构体系与网络协议的设置 由于网络拓扑类型的多样性,使得计算机网络结构复杂多变。在这个系统中,网络服务供给者和请求者之间的通信是在一个复杂网络中进行的。对于复杂网络中的问题,必须建立起符合计算机网络拓扑结构体系的网络协议。具体问题如下:①语言不同的网络实体如何才可实现彼此通信?②如何才能保证网络实体正确接收数据?③怎样实现网络中各实体之间的联系?④数据怎样传送给指定的接收者?⑤怎样避免网络上数据传输冲突问题,怎样对数据流进行控制以避免数据信息丢失?⑥如何通过介质进行网络数据信息的传输?⑦在物理上的各种传输线路是如何建立的? 对于上述问题的解决,建立计算机网络拓扑结构体系是一种有效途径。计算机网络拓扑结构体系主要是对网络结构系统功能进行有效的分解,接着对各种分解后的功能进行设定,以满意用户的需求。这种网络拓扑结构体系其实就是一个层次结构,它的特点主要是任何一层都是在前一层的基础上建立起来的,其低层总是为高层服务。比如,第N层中的实体在实现自身定义的功能时,就充分利用N-1层提供的服务,由于N-1层同样使用了N-2层的服务,所以N层也间接利用了N-2 层提供的功能。N层是将以下各层的功能“增值”,即加上自己的功能,为N+1提供更完善的服务,同时屏蔽具体实现这些功能的细节。其中,最低层是只提供服务而不使用其他层服务的基本层;而最高层肯定是应用层,它是系统最终目标的体现。 因此,计算机网络拓扑结构体系的核心是如何合理地划分层次,并确定每个层次的特定功能及相邻层次之间的接口。由于各种局域网的不断出现,迫切需要不同机种互联,以满足信息交换、资源共享及分布式处理等需求,这就要求计算机网络体系结构标准化。在计算机网络分层结构体系中,通常把每一层在通信中用到的规则与约定称为协议。协议是一组形式化的描述,它是计算机通信的语言,也是计算机网络软硬件开发的依据。网络中的计算机如果要相互“交谈”,它们就必须使用一种标准的语言,有了共同的语言,交谈的双方才能相互“沟通”。考虑到环境及通信介质的不可靠性,通信双方要密切配合才能完成任务。通信前,双方要取得联络,并协商通信参数、方式等;在通信过程中,要控制流量,进行错误检测与恢复,保证所传输的信息准确无误;在通信后,要释放有关资源(如通信线路等)。由于这种通信是在不同的机器之间进行,故只能通过双方交换特定的控制信息才能实现上述目的,而交换信息必须按一定的规则进行,只有这样双方才能保持同步,并能理解对方的要求。 4计算机网络架构冗余设计分析 计算机网络架构冗余设计主要是指节点之间的链路冗余,也就是指在一条链路发生断路时,可以通过其他冗余的链路进行通信,以保证数据的安全。网络架构冗余设计一般是包括核心层和接入层两个方面的冗余设计,核心层冗余设计主要是采用了节点之间的连线的网状结构进行,即在一条线路断路时可以通过其他的两条或者两条以上的线路进行通信;接入层冗余设计一般是通过双上联或者三上联的方式进行的。 5结束语 在实际应用中,为了适应不同的要求,拓扑结构不一定是单一的,往往都是几种结构的混用。这些结构的混合使得计算机网络复杂性极强,在其拓扑结构构建和形成中表现出来、具体所形成的拓扑规则是:Internet网络中节点的生长性和优先连接。通过其不断的生长以及生长出的节点的优先连接,从而使网络拓扑形成一种消息自组织和传递的过程,最终发展成一种网络拓扑结构体系,其核心是一种层次结构,通过协议加以沟通,进行信息的传递。此外在设计过程中,还应充分考虑网络的冗余设计,最大限度地保证网络系统的可靠性、安全性。
计算机方面论文:计算机网络安全方面存在的问题以及防护措施 摘要:随着计算机网络技术的不断发展,计算机网络的应用深入到我们日常生活的各个方面,计算机网络具有资源共享性、开放性等特点,使得计算机网络在安全上存在问题。本文主要从计算机网络安全存在的问题进行分析,并提出相关的安全防范措施。 关键词:计算机网络;安全;问题;防范措施 一.网络安全的定义及特征 1.网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护,不因偶然的或者恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露,系统连续可靠正常地运行,网络服务不中断。 网络安全从其本质上来讲就是网络上的信息安全。从网络运营商和管理者的角度来说,他们希望对本地网络信息的访问、读写等操作受到保护和控制,避免出现病毒、非法存取、拒绝服务和网络资源的非法占用和非法控制等威胁,制止和防御网络“黑客”的攻击。网络安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性学科。 2.网络安全根据其本质的界定,应具有以下基本特征: (1)机密性。是指信息不泄露给非授权的个人、实体和过程,或供其使用的特性。在网络系统的各个层次上都有不同的机密性及相应的防范措施。在物理层,要保证系统实体不以电磁的方式向外泄露信息,在运行层面,要保障系统依据授权提供服务,使系统任何时候都不被非授权人使用,对黑客入侵、口令攻击、用户权限非法提升、资源非法使用等; (2)完整性。是指信息未经授权不能被修改、不被破坏、不被插入、不延迟、不乱序和不丢失的特性; (3)可用性。是指合法用户访问并能按要求顺序使用信息的特性,即保证合法用户在需要时可以访问到信息及相关资料。在物理层,要保证信息系统在恶劣的工作环境下能正常进行。在运行层面,要保证系统时刻能为授权人提供服务,保证系统的可用性,使得者无法否认所的信息内容。接受者无法否认所接收的信息内容,对数据抵赖采取数字签名。 二.计算机网络安全存在的问题 2.1计算机病毒的入侵。随着计算机网络技术的快速发展,计算机入侵病毒的种类也千变万化,不断增加,据统计,已经有几十万种病毒威胁到计算机的安全了。所以,计算机病毒是计算机网络安全最常见的威胁。计算机病毒就像寄生虫,它无法自己传播,必须依附一定的载体,隐匿在计算机的某些程序中,通过程序运转入侵计算机,他的传播途径主要有软件、网页访问、FTP文件、硬盘、电子邮件等。计算机病毒具有隐匿、传染、潜伏、破坏等性质,对于计算机有严重的破坏作用,瞬间造成计算机系统的崩溃。 2.2网络软件存在安全漏洞。一些网络软件在编程设计上难免会存在一定的漏洞或缺陷,这些不可避免的漏洞或者缺陷会埋下网络隐患。另外,某些软件的编程不是一成不变的,所以一些软件的编程人员都会为自己建立一个后门,为了日后进行修改。 2.3黑客攻击计算机网络。黑客的含义是专门利用计算机网络系统出现的安全漏洞恶意对他人的数据信息进行破坏或者窃取的人。对于现在计算机网络信息安全威胁最大的因素之一就是黑客。黑客最常利用的攻击手段是拒绝服务、破解密码、入侵系统和监听网络。严重破坏他人的网络数据信息,导致他人或单位的数据信息或者机密得到泄露,甚至导致整个网络系统进入瘫痪,严重威胁计算机网络信息的安全。 2.4网络协议的安全漏洞。TCP/IP是计算机网络中常见的两种网络协议,它本身就存在安全漏洞,IP地址可以证明计算机的所在地址,当然它极易发生改变,假冒或者进行欺骗。还有一些应用层的网络协议因为缺少相应的认证和保密设施,非常容易遭受威胁或者攻击。 三.计算机网络安全防范措施 3.1 技术防范措施 为了计算机网络的安全运行,提高计算机网络的可靠性,可以从以下几个方面入手:(一)防火墙技术。防火墙是位于计算机和网络之间的软件,可以对流经它的网络通信进行扫描,从而将对计算机进行的恶意攻击进行过滤,防止计算机执行具有安全威胁的命令。另外,防火墙可以防止特殊站点的非法访问,为计算机网络的安全运行提供保障。(二)加密技术。加密技术可以防止数据被非法读、写、篡改等,为数据的安全提供技术保障。当前计算机网络加密技术主要包括对数据信息进行加密和对网络信息传输协议进行加密。(三)漏洞扫描技术。 3.2.数据加密与用户授权访问控制技术 与防火墙相比,数据加密与用户授权访问控制技术比较灵活,更加适用于开放的网络。用户授权访问控制主要用于对静态信息的保护,需要系统级别的支持,一般在操作系统中实现。数据加密主要用于对动态信息的保护。对动态数据的攻击分为主动攻击和被动攻击。对于主动攻击,虽无法避免,但却可以有效地检测;而对于被动攻击,虽无法检测,但却可以避免,实现这一切的基础就是数据加密。 数据加密实质上是对以符号为基础的数据进行移位和置换的变换算法,这种变换是受“密钥”控制的。在传统的加密算法中,加密密钥与解密密钥是相同的,或者可以由其中一个推知另一个,称为“对称密钥算法”。这样的密钥必须秘密保管,只能为授权用户所知,授权用户既可以用该密钥加密信急,也可以用该密钥解密信息,DES是对称加密算法中最具代表性的算法。 3.3 管理防范措施 除了在技术方面加强计算机网络的安全防范之外,还需要加大对网络安全管理。首先要加强对网络设备的管理,可以对重要的设备进行集中管理,对终端设备的管理细化的人,从而规范管理人员的责任。其次建立安全有效的管理制度,加强对网络管理人员的培训,提高管理人员的素质和安全意识,防止网络设备使用不当造成的计算机网络安全问题的发生。 总结: 计算机网络已经覆盖到人们的日常生活和工作中,但是,计算机网络技术就是一把双刃剑,可以给人类带来快捷与方便,同时,计算机的安全性也备受人们的关注,它可以给人们的日常工作和生活带来巨大的困扰。所以,计算机网络安全问题成了计算机网络中需要解决的首要问题。 计算机方面论文:试论计算机技术在设备管理方面的应用 摘要:随着社会经济迅速发展,计算机技术取得了进一步发展,并逐渐成为社会各个领域发展中不可缺少的一部分。设备作为企业生产的基础和核心,其运行稳定与否直接影响企业生存和发展,然而,传统管理模式已经无法适应现代企业发展需要,计算机技术参与设备管理的融合成为一种新趋势受到越来越多的关注。本文将对设备管理运用计算机技术的重要性进行分析和研究,并结合计算机技术特点提出计算机技术在设备管理工作中的应用,从而为提高企业设备管理水平提供参考。 关键词:计算机技术;设备管理;应用 前言:近年来,改革开放背景下,我国企业蓬勃发展,并逐渐成为国民经济发展的中坚力量。设备管理作为企业日常管理的重要组成部分,在提高生产效率、促进企业发展等方面具有十分重要的作用。计算机技术在设备管理中的应用,能够实现动态管理目标。因此,加强对计算机技术在设备管理方面应用的研究具有指导意义。 一、设备管理运用计算机技术的重要性 计算机技术自身具有高精度、高效率等特性,能够对企业运行设备实现实时监督和控制,不仅是企业生产顺利进行的保障,也是实现企业现代化管理目标的前提,其重要性体现在两个方面: 首先,运用计算机对数据信息的处理能力,能够对设备运行数据进行收集、分析和储存等处理,及时了解和掌握设备运行实际情况,并为日常设备管理和维护提供支持[1]。 其次,在设备管理过程中,运用计算机技术,能够实现自动化管理,在很大程度上为企业节省了大量人力、物力,降低企业管理成本,与此同时,通过精准的计算,能够为企业科学购置设备提供可行性方案,另外,计算机技术也同时兼顾部门之间的数据传输,在提高工作效率等方面占据不可替代的位置。因此,积极推广和普及计算机技术在设备管理中的应用显得尤为重要。 二、计算机技术在设备管理工作中的应用 通过国内外计算机技术实际应用情况可知,国外计算机技术设备管理工作很普遍,我国尚处于发展阶段,加强对计算机技术的推广势在必行。计算机技术涉及范围较广,其中每一个部分在设备管理中的应用也存在一些差异。 (一)建立完善信息结构,提高细节管理水平 信息结构作为设备管理的基础,其准确、专业与否在很大程度上决定工作人员的工作效率和质量。“细节决定成败”,企业设备较多,为了能够避免遗漏某一个设备,按照功能将设备进行分类能够提高管理效率,例如:控制层、执行层等,并明确每一个层次管理人员的职责,将管理落实到每一个环节中;在完成基础分层后,还需要对每一个设备进行分类,例如:设备用途、性质等,为构建信息技术结构奠定基础,从而对设备进行合理的组织,开展有序化管理。 (二)使用设备管理软件,科学、合理管理设备 企业设备在长期运行过程中,涉及到寿命周期管理费用,通过NC管理软件对设备运行相关数据进行深入分析,能够得出其寿命周期、检定情况,为企业制定维护方案提供支持;另外,针对设备更新方面,利用计算机技术对设备改造和更新产生的费用进行计算,在出现维修设备费用超过更新设备费用、设备已经超过寿命年限等情况时,企业可以根据自身经济等实际情况,制定设备采购方案,在控制成本的同时,也避免了盲目购置设备而造成的资金浪费。通过计算机技术参与设备管理,不仅能够最大程度满足企业生产需求,也能够减少成本投入,提高企业经济效益[2]。 (三)引进质量管理体系,进行设备状态考核 质量管理体系作为衡量现代企业管理的重要指标,可以将设备经营、规划等方面作为基础,分析其重要层次而进行的强化重点的改进和优化方案,在设备管理过程中,企业管理者可以安排专门技术人员对设备进行数据考核、研究,及时发现不足之处,并递交给上级管理部门,采取针对性措施,加以调整和优化,确保设备稳定、安全运行。将质量管理体系纳入到设备管理过程中,不仅能够提高设备管理水平,还能够规范设备管理工作行为,促使设备管理逐渐融入到日常管理工作中。 (四)重视设备故障分析,保障生产稳定运行 设备运行过程中,受到环境等因素的影响,极易出现各类故障,例如:腐蚀、检修等,而计算机技术的应用,能够在确保设备运行的前提下,诊断出设备故障发生位置及造成故障的因素,计算机技术主要通过简易及精密诊断两种途径实现对设备的监测,后者较前者而言,主要是增加了专业技术人员的进一步诊断,以此来提高诊断准确性,通过故障诊断,相关部门及人员进行修复,从而保障生产活动有序进行,避免由于故障导致停止生产而带来的经济损失。 (五)构建预警系统,实现预防和治理结合 技术人员通过利用计算机预警系统对故障进行观察、记录等,了解和掌握设备故障产生的原因,例如:工作强度、环境等因素在设备运行过程中产生的影响,发现其中的规律,制定科学、合理的预警方案,规避设备突发故障,另外,工作人员也可以根据预警方案进行设备维护,从而确保设备安全、稳定性[3]。 结论:根据上文所述,面对日益激烈的市场竞争,企业只有不断提高自身管理水平,才能够立于不败之地,设备管理作为企业管理的关键,将计算机技术融入能够实现动态化管理,是提高企业综合实力的有效途径,企业要掌握计算机技术特点,重视计算分析工作,引进KPI体系,构建预警系统,提高管理水平,实现现代化建设,确保设备稳定运行,从而为我国国民经济发展贡献一份力量。 计算机方面论文:计算机技术在电压无功方面的应用 [摘 要]从改善电能质量和节约人力方面比较电压无功优化自动控制装置具有不可比拟的优势。通过一系列自动化技术将其功能整合在一起。自动化,计算机技术在电压无功方面的应用。 [关键词]计算机技术,电压无功,自动化,应用 随着社会经济的飞速发展,居民和各类企业对供电质量和可靠性的要求日益提高,从改善电能质量和节约人力方面比较电压无功优化自动控制装置具有不可比拟的优势,已逐步取代原来通过值班员手动调节档位和投切电容器来调整电压的方式,在维系电力系统稳定中的作用已充分展示出来。论文参考,自动化。电压无功优化自动控制装置由大量的数据采集、数据计算、数据传输、数据控制、程序执行元件组成,通过一系列自动化技术将其功能整合在一起,因此,了解电压无功优化自动控制中的自动化原理对于研究电压无功优化自动控制有着十分重要的作用。为此本文着重分析了电压无功优化控制中的自动化技术。 一、自动控制系统的结构 (一)调压方式 无功优化控制系统设计在设置母线电压限定范围后,自动对高峰负荷时段、低谷负荷时段的电压值进行适当调整,以保证在合格范围内的电压满足逆调压方式。论文参考,自动化。当电压超出额定范围时,则与同级和上级变电所的电压进行比较,然后判断出应该调节同级还是上级变电所的主变档位。 (二)调整策略 电压无功优化自动控制包含两个方面,分别是电压优化和无功优化: 1、电压优化 当母线电压超上限时,首先下调主变的档位,当不能满足要求时才切除电容器;当母线电压超下限时,首先投入电容器,当不能满足要求时再上调主变档位,总之要确保电容器最合理的投入。 2、无功优化 当系统电压保持在限定范围内后,通过系统的自动控制,决定各级变电所电容器的先后投入,使得无功功率的流向最平衡,最能提高功率因数。 二、自动化数据采集、计算和传输 作为一个自动控制系统,全面的数据采集是整个控制过程最关键的一部,其采集数据的精度和安全直接影响整个系统的精度和安全。论文参考,自动化。一个完善的无功优化自动控制系统应该能实时自动的从调度中心、各监控站采集电网电压、功率、主变档位、电容器运行状态等数据并能确保当遥测遥信值不变时不与SCADA系统进行数据传输,减少系统资源占用。 在采集到实时数据后,过往的自动控制系统都是通过“专家系统”对数学模型进行简化和分解,然后利用潮流计算和专家系统等方法进行求解。随着自动化技术的高速发展,自动控制系统能够突破优化计算难于寻找工程解的难题,采用模糊控制的算法,充分考虑谐波,功率因数摆动,电压波动和事故闭锁等因素,通过一系列精密芯片的配合计算出使电网电能损耗最小的变压器档位、电容器投入量和电网最优运行电压以供控制部件执行。 系统在数据传输上使用只与内存交互数据而不存取硬盘的内存数据库技术,既提高了数据的存取速度,又节省了硬盘使用。为了提高传输效率,系统还会根据传输数据的类型和要求的不同,自动采用不同的传输协议:使用TCP/IP协议传输大量的重要数据,使用UDP协议传输少量的广播数据。在数据传输准确度方面,子站在接受到数据后会自动向主站发送反校信号,以验证所受数据的准确性。 三、系统的自动控制 电压无功优化控制的基本过程如下:首先是主站控制系统进行电压无功计算,然后把计算得到的各级变电所的功率因数、电压的区域无功定值结果通过光纤通道传达至各级变电所的电压无功控制系统。各级变电所的控制系统周期性的把本站的功率因数、电压和接收到的定值结果比较,以判断是否越限。 为了保证电网损耗最低,主站的控制系统要不断跟紧电网运行方式的变化,随时计算出最新的区域无功定值结果并传达至各级变电所的电压无功控制系统。由于主站的控制系统计算最初的区域无功定值时需要一定的时间,这就会造成各级变电所从启动控制系统至接收到第一个信号间有一个时间段,系统定义这段时间内的定值是按照本地系统运行的。论文参考,自动化。 当主站系统遇到特殊情况(如有影响电网拓扑结构的遥信变位发生)时,能够即时撤销子站控制系统当前正在执行的区域无功定值。子站控制系统即以本地无功定值运行,待再次受到主站重新计算的定值时才转以新定值运行。论文参考,自动化。子站控制系统实时监视主站的定值下传通道是否正常,通信异常时,立即改为执行本地定值,直至通道恢复正常。论文参考,自动化。 四、系统自动化的安全保证 目前国内的一些系统仅仅只做到了一层闭环控制,安全可靠性根本无法保证。而随着自动化技术的发展,最新的系统则是采用主站和子站同时的双层实时闭环反馈控制结构。实验证明由于采用了双层实时闭环反馈控制结构,当运行中发生用户定义的需要闭锁的异常事件时,控制系统能够立即执行闭锁,符合电网结构和调度运行特点,适合各种大小电网的安全可靠运行,能更有利地保证提高电网的电能质量,其具体的安全策略如下: 自动估算电网电压,使电容器平稳投切,避免出现振荡;自动估算电压调节后的无功变化量,使主变档位平稳调整,避免出现振荡。 当需要调节的变电所的主变并联运行时,为了避免出现其中一台主变频繁调节的情况,首先调节据动率较高的那台主变的档位。应对于主变和电容器出现的异常情况,系统能够自动减少主变档位调整次数,使设备寿命增加,电网安全得到保证。当遭遇设备异常时,系统自动闭锁,而且必须人工手动来解除封锁。具体的异常情况有:电容器或主变档位异常变位;系统需要采集的数据异常;系统数据不刷新。特别的当发生10kV单相接地时,系统自动闭锁电容器的投切。为避免采集到的数据不准确,系统采用同时判断遥测数据和遥信数据的方式,提高了采集数据的准度。 五、结论 本文通过对电压无功优化控制系统的浅要介绍,分析了其包含的自动化技术,从一个侧面反映了我国电力系统自动化科技的发展,也展现了电力行业专业人才的卓越才能。本文对电压无功优化控制系统从设计思想,系统构成方面进行的论述,可作电力专业的教辅材料,也可供电压无功优化控制装置设计和运行参考。 计算机方面论文:浅谈网络信息处理与安全方面的计算机应用 论文关键词: 信息处理网络安全计算机应用 论文摘要: 现代社会,计算机已经应用在各个方面,信息的处理,以及在网络中的信息处理和网络的信息安全都成为我们探讨和研究的问题,就网络信息处理和网络安全方面涉及的内容,探讨计算机在这些方面的应用问题。 信息处理是指对数据进行处理,使它获得新的结构和形态,或者产生新的数据。比如,网络和计算机系统就是一种信息处理系统,通过对输入数据的处理,可获得不同形态的新的数据。信息处理包括信息的采集和输入、信息的传输、信息的加工、信息的存储和信息的输出等处理工作。 1 网络信息处理与计算机应用 目前,信息正朝着以电子形式替代的无形化方向发展,从而使社会的一切活动向着无形化发展,人大缩短了活动的时间和空间,运用基于Web的网络信息处理技术就是这种优势的主要体现。从技术手段来看,与传统方法相比,网络信息处理解决了存储介质、查询速度、快速复制和远距离传播与处理等问题。网络和计算机给人们带来许多合形的和无形的利益,使人们通过各种信息处理技术加工生成新的信息资源,按需提供给各方面、各层次的人共享,人们可以及时且非常容易地取得自己所需要的信息,进行有效的管理,从而加快信息流通的速度,降低办公成本,更容易实现企业、学校、政府等各组织之间的沟通与合作,使管理的范围从组织内部扩大到外部。 网络信息处理能处理网络中的所有信息,包括信息的采集、定制、、传输、存储、交流、分类检索等技术,囊括所有人、财、物等方方面面的企业管理、市场营销、教育、医疗、保障服务信息等所有商务和政务信息。政府办公人员可以通过网络办公(电子政务),商务人员可以通过网络做生意(电子商务),管理人员可以通过网络进行管理,教师可以通过网络实现师生之间传递教学信息,学生可以通过网络进行协作学习,服务人员可以通过网络提供及时的服务。 网络所具有的功能都是通过计算机以及网络信息处理技术来实现的。有人说,计算机网络信息处理的功能只有你想不到的,没有你做不到的,具体表现在以下几个方面: 1)信息功能。计算机通过网络信息经过处理后有很强的及时、方便的功能,不但能文字信息,还可以多媒体信息、广告信息,还有一些时效性很强的信息,如天气预报、产品供求等信息,从而位信息传播更加广泛,提高了信息利用率,真正做到“秀才不出门,全知天下事”。2)信息采集功能。计算机网络信息处理技术不但能采集到组织内部信息,还可采集到外部信息,扩大了信息采集的渠道,使信息采集更具目的性和针对性,使决策更有依据、管理更有成效。网络信息采集的效率指标,如采全率、采准率、及时率、费用率和劳动耗费都比一般的方法和工具要好。信息采集主要依靠留言板、网络调查等技术来实现。3)信息管理功能。是指计算机主要用于政府各部门、企业的事务处理,提高办公效率,提供方便,如人、财、物的管理,报名、租借、预订等工作都可以在网络上进行。4)信息检索功能。利用计算机可以在最短的时间内查询到所关心的信息。5)信息传输功能。计算机的网络快速传递信息的功能是Internet迅速发展和计算机应用的主要原因。信息传输包括用户的计算机网络下载、上传和邮件形式。6)信息交流功能。计算机和网络具有用户之间相互交流的功能。这种交流有实时交流,如聊天空,还有非实时交流,如BBS、网上答疑等。7)信息存储功能。按一定数据结构将信息存放在计算机的网络数据库,供查询与检索,实现数据共享。8)综合应用功能。利用计算机浏览各种大型专业网站实际上就是各种功能的综合应用的组合。 总之,与传统的信息处理方法相比,利用计算机、网络处理和管理信息有以下优势:被授权者随时随地都可以进行信息管理和处理工作,不再需要客户端;可以在全球范围进行产品、企业、服务的宣传;可以方便地与所有用户进行交流,获取他们的反馈信息;充分体现Internet上的信息及时、快速、多变和灵活的特性,信息的更新速度加快;实现信息的资源化、系统化和标准化,信息采集自动化,为信息的进一步挖掘提供了可能。 2 网络信息安全与计算机应用 随着计算机的应用和技术的飞速发展,信息网络已经成为社会发展的重要保证。信息网络涉及到国家的政府、军事、文教等诸多领域,存储、传输和处理的许多信息是政府宏观调控决策、商业经济信息、银行资金转账、股票证券、能源资源数据、科研数据等重要的信息。其中有很多是敏感信息,甚至是国家机密,所以难免会吸引来自世界各地的各种人为攻击(例如信息泄漏、信息窃取、数据篡改、数据删添、计算机病毒等)。网络应用给人们带来了无尽的好处,但随着网络应用的扩大,网络面临的安全威胁和风险也变得更加严重和复杂。原来由单个计算机安全事故引起的损害可能传播到其他系统和主机,从而引起大范围的瘫痪和损失;另外加上缺乏安全控制机制和对网络安全政策及防护意识的认识不足。这些风险正日益加重。通常利用计算机犯罪很难留下犯罪证据,这也大大刺激了计算机高技术犯罪案件的发生。计算机犯罪率的迅速增加,使各国的计算机系统特别是网络系统面临着很大的威胁,并成为严重的社会问题之一。 计算机网络的发展,使信息共享应用日益广泛与深入。但是信息在公共通信网络上存储、共享和传输,会被非治窃听、截取、篡改或毁坏而导致不可估量的损失。尤其是银行系统、商业系统、管理部门、政府或军事领域对公共通信网络中存储与传输的数据安全问题更为关注。如果因为安全因素使得信息不敢放进Internet这样的公共网络,那么办公效率及资源的利用牵都会受到影响,甚至位人们丧失了对Internet及信息高速公路的信赖。由于计算机网络系统存在各种各样的危险训不安全因素,影响到整个系统的止常运行,因此必须通过一系列的手段、措施来增强计算机网络的安全性,确保系统正常运行。例如采用先进可靠的安全技术,一般有计算机的身份认证技术,防治病毒的技术,计算机加密技术,防火墙技术等等,这些技术是网络安全的基础,它可以减少网络的脆弱性,提高网络的安全性能。 3 结语 综上所述,随着计算机和通信技术的迅速发展,信息己成为当今杜会的首要资源。信息与越来越多人的社会生活密切相关。人们利用各种公共通信设施接收、存储、处理和传输各种信息。用户不仅要求信息处理和传输过程是有效的和可靠的,还要求重要而敏感的信息是秘密的、完整的和真实的。这些信息的收集和处理,网络的利用和安全保障技术都是通过计算机来进行操作和维护,所以计算机往往成为这些技术的操作工具和机器。没有计算机的广泛应用和计算机软件、硬件设施的发展,就没有计算机网络技术的进步,那么网络安全也无从谈起。 计算机方面论文:计算机在生产统计方面的应用分析 摘 要 计算机技术作为科学技术发展的产物,在我国社会当中有着重要作用。近年来,我国市场经济取得了飞速发展,计算机技术被广泛的应用到我国社会生活的方方面面,尤其是现代的事企业当中,企业生产规模不断扩大,工作量增加,数据不断复杂,要想保障企业的生产效率,就必须在生产统计方面做到智能化、科学化、网络化。文章对计算机在生产统计方面的应用进行相关的分析。 关键词 计算机;生产统计;应用 1 计算机在生产统计方面应用的必要性 计算机是科技发展的产物,代表着先进的生产力,在我国社会发展过程中能够有效地保障社会的稳定发展[1]。时代在进步,在现代社会当中,数据越来越复杂,企业生产规模越来越大,生产量不断增加,传统的手工统计方式已经不能满足现代社会发展的,现代企业要想在这个竞争激烈的市场环境中求得生存,就必须转变统计方式,利用先进的计算机技术,实现生产统计智能化,提高生产效率,从而保障企业的经济效益。 2 计算机在生产统计方面的应用 2.1 生产数据的收集方面的应用 现代企业在生产过程中会出现大量的数据,而这些数据直接关系到企业的经济效益[2]。传统的人工统计速度慢、效益低,很难满足现代企业发展的需求,计算机有着高效率、高速度、超大容量等特点,在企业生产过程中,利用计算机,采用“网络直报”这种全面调查方式,对收集到的数据以最高的速度进行处理,既提高了企业的生产效率,同时又节约了企业的生产成本。 2.2 生产数据的计算与分析方面的应用 数据对于企业来说是非常重要的,面对日益膨胀的数据,传统的统计方式已经很难保障数据计算的准确性,随着计算机技术的广泛应用,在现代企业的数据分析与计算方面,企业在生产过程中所产生的数据往往是大量的,而这些数据对企业的发展有着重大影响,工作人员利用计算机技术,将这些数据输入到计算机系统中,工作人员只需要对数据编写一道正确的程序,计算机就能自动的实现数据的计算与处理,节省了人力,保障了数据分析与计算的准确性,提高了生产效率,为企业的经济效益提供了保障,同时计算机系统有着高速率的计算功能,工作人员只需下达口令,计算机系统数据进行分析,并将数据按照一定规律储存在计算机系统中。计算机技术应用于生产统计领域是社会发展的必然,计算机技术也在不断丰富统计方法,推动着统计这门科学向前发展。 2.3 数据汇总方面的应用 现代企业在发展过程中,会产生各种各样的数据,而这些数据的复杂性增加了人们在统计方面的工作难度,利用计算机,只需要根据数据的特点,在计算机建立统一数据格式,只需要将数据输入到计算机中,计算机就能对数据进行汇总,节省了工作人员的工作时间,提高了书记统计的效率,使得数据汇总更加系统、科学,从而保障生产统计工作的质量与效率。 2.4 报送报表方面的应用 传统统计对于报表的报送有很多种,比如传真报送、邮寄报送以及电话报送等等,但是上述这些报表方面都无法与计算机网络报送相比。随着统计自动化系统建设的日臻完善,工业生产统计的数据传送环节已经从过去的单机操作人工传输的点对点计算机远程通讯,发展成为联网传送,能够实现信息共享、网络传输、远距离传输。目前,社会发展对统计信息的时效性越来越高,而计算机网络报送以其巨大的优势已经成为统计报送的最佳选择。 3 提高计算机在生产统计方面应用水平的措施 在这个信息化飞速发展的时代,人们所面对的数据不断增加,数据形式越来越复杂,利用计算机技术已成为社会发展的必然,而计算机的利用关键在于人,只有专业的人才才能保障计算机功能得到最大发挥,同时为了促进生产统计方面的质量与效率,对于计算机网络而言,必须加强网络建设,保障生产统计方面的安全。 3.1 加强专业人才的培养 我国社会主义市场经济体制不断完善,市场竞争也越来越激烈,未来的市场竞争必将成为人才与科技的竞争,我国现代企业生产统计利用计算机来提高生产统计效益和质量的关键是在于专业的人才,专业的统计人员是计算机在企业生产统计能否发挥效果的关键[3]。因此,现代企业要加强专业人才的培养,培养他们的计算机实际操作能力,加强他们统计方面的知识的培养,只有专业的人才才能在工作当中有效的保障企业生产统计的效率与质量,减少误差的存在,提高生产统计的科学性。 3.2 加强计算机网络完全建设 网络是一把双刃剑,在计算机为企业带来高速率的工作效率时,同时企业也要注意网络安全问题,现代网络中出现了许多利用网络来窃取企业重要信息的黑客,而数据对于企业来说关乎企业的经济效益,因此企业必须加强网络安全建设。例如,在某企业的生产统计方面,企业对统计出来的数据进行数据备份,同时将数据进行多层加密,对数据的访问做了权限限制,在计算机系统中二十四小时开放防火墙,该企业对数据的存放做足了安全防范,防止了病毒的入侵以及黑客的恶意攻击,保障了企业生产统计数据的安全性。 4 结束语 我国企业规模不断扩大,企业生产也在不断增加,为了保障企业的经济效益,在企业生产统计方面利用计算机网络技术已成为社会发展的必然,计算机技术能够提高生产统计数据的质量,实现数据的高效传输,而且它能够完成手工无法完成的分析任务,为现代企业的经济效益提供技术保障。因此,推进计算机在生产统计领域的广泛应用有着非常重大的意义。为了提高计算机在生产统计方面的应用水平,企业必须加强专业人才的培养,加强计算机网络安全建设,充分发挥出计算机应有的作用,为生产统计数据的效率、安全提供保障。 计算机方面论文:关于计算机网络安全方面的研究 摘 要:随着科学技术的发展,计算机已经在我们的生活中占据了重要的地位,给生活带来了很大的便利。计算机网络在迅速的发展同时,也面临着其他方面的挑战,网络安全问题就是最常见的问题。网络安全是计算机经常出现的问题,严重限制了计算机的正常发展,给使用计算机的人带来了困扰。加强计算机网络安全方面的研究,有助于发现计算机问题的原因,从而找到更好的办法提高网络安全的效率,给人们的生活带来便利。 关键词:计算机;网络安全;研究 计算机得到了迅速的发展,在人们的生活学习中都有很大的提高。我们在享受着计算机带来的便利的同时,也面临着严峻的挑战,计算机网络安全就严重的影响了我们的生活健康。计算机网络安全受到了病毒、黑客等攻击之后,重要的数据丢失,给人们能够带来巨大的财产损失,因此要加强计算机网络安全的监控,提高人们的生活质量。 1 计算机网络安全的内涵 计算机在人们的生活生产中发挥着重要的作用,已经成为了生活中不能缺少的重要成分。计算机网络安全是指计算机相关的网络和计算机信息资源在各种情况下受到的破坏和危险。计算机网络安全主要是有两个方面的内容:逻辑安全和物理安全。由于计算机的使用者的功能不一样,所以计算机的要求也不同,所以计算机网络对于每个人而言的概念也是不同的。计算机网络安全主要是说计算机相关的信息管理和信息传输相关的信息,有没有受到入侵或者是网络攻击等一系列的问题。 2 计算机网络安全问题 2.1 物理安全问题。计算机网络受到的物理安全问题主要是水灾、火灾、地震等自然问题造成的伤害,计算机的网络环境会受到环境的限制,环境要做好防雷电、防火、防水、防电磁干扰等。 2.2 计算机病毒问题。计算机病毒是严重影响计算机安全网络的问题,计算机病毒主要是说编制者将破坏计算机数据或者是功能的程序代码或者是一系列的指令,通过计算机网络进行传播,这些病毒还能够实现自我复制功能。计算机病毒对于网络系统的破坏性很强,它的传染性和复制性导致了计算机病毒具有很强的破坏性。计算机病毒主要是使用网络进行传播,这也是危害计算机网络的重要原因。在2010年的极虎病毒导致了360安全卫士、瑞星杀毒等程序自动关闭,还篡改系统的文件、感染系统文件、破坏杀毒软件,让账户信息被盗泄密等情况。 2.3 软件漏洞、操作系统等问题。漏洞主要是在协议、软件、硬件中存在的系统上的缺陷,漏洞能够在攻击者没有获得授权的情况下对系统进行破坏。虽然现在的操作系统例如windows7等都已经具备了良好的系统功能,但是还是会存在各种各样的系统漏洞。黑客和病毒就是通过这些漏洞对系统进行攻击,造成严重的计算机网络安全。 2.4 黑客攻击问题。黑客是指专门利用网络上的安全漏洞对系统进行攻击从而获得资料的人。黑客通常都是使用计算机中存在的系统漏洞,篡改和盗取使用者的账户资料,窃取商业机密,窥探个人隐私,获得自己的利益。更有甚者,会侵入到国家的安全网络系统,造成公共设施和社会财产的损害。黑客通常采用的形势就是攻破防火墙、PING炸弹、获取密码、信息轰炸等形式,轻则造成数据篡改,重则造成服务器拒绝服务导致系统瘫痪。在2010年,百度就遭到了黑客的攻击,导致了百度上所有的信息都不能正常的显示出来,用户主要登录到百度上,就会进入荷兰的网址,造成了极大的伤害。 2.5 人为因素问题。计算机网络安全中,使用者的计算机水平也是重要的影响原因。计算机使用者在进行网络连接的时候,缺乏安全意识,导致了网络用户操作口令泄露、网络管理员密码泄露、设置错误、临时文件被窃取等情况,都会造成网络安全问题。其次,计算机网络使用者的水平差距很大,有的用户在使用的时候不自觉的就造成了系统的漏洞,对网络系统造成了损害。而且,网络系统的监管存在一些漏洞,没有明确的统一管理形式,导致了网络安全中的监督力度和执行力度都不够,让网络安全存在了很大的隐患。 3 提高计算机网络安全对策 3.1 重视计算机网络安全。在进行计算机网络安全保护过程中,要认真的做好计算机安全网络工作,提高网络安全的应急措施和网络管理。我国要建立完善的计算机网络安全体系,加强计算机网络安全建设手段和能力,积极的进行计算机网络安全,让所有的计算机使用者都能够一同努力,共建良好的计算机网络环境。相关工作人员要加强安全技术管理,细化和完善一系列的管理措施,提高安全作业的执行力度和安全预警能力,建立完善的指标考核体系,做出更好的网络安全系统。要进行日常的日志审计系统、口令管理系统、防中病毒系统,以及其他系统的综合管理,提高管理的措施。 3.2 提高网络安全技术的使用。在计算机网络安全系统中,加强网络安全技术的使用情况,能够很好的提高网络安全技术,让计算机网络更加安全健康。网络安全技术的使用关系到计算机网络的安全,所以要加强相关人员的计算机素质,提高计算机网络技术的使用现状。首先对于网络工作人员,应该掌握专业的网络知识,能够使用良好的专业化软件,修补网络安全中的漏洞。其次,要加强网络安全教育工作,在网页上给广发的网民进行网络安全知识教育工作,提高网络使用者的素质和能力,让网络安全技术更加具有说服力。 3.3 采用信息加密技术。在进行网络安全漏洞管理的时候,使用信息加密技术能够很好的减少信息泄密的情况。信息加密技术将电子与通信、计算机科学、结合数学等知识进行交叉,能够很好的保护用户的信息得到了加密,能够通过系统安全手段、秘密分存、身份验证、数字签名等手段,减少篡改和伪造信息、信息被窃取等情况的发生。在网络安全中经常使用的计算机加密方法主要是保护关键秘钥、动态会话秘钥、定期变化加密秘钥等方法。 3.4 防火墙技术。防火墙技术主要是在网络的边界中建立一些网络通信监控系统,从而将内部系统和外部系统进行隔离,让外部的系统很难进入到内部的信息中,这样能够阻止网络中的非法操作。在进行防火墙技术的时候,能够有效的提高网络信息传播的安全性和可靠性,还能够将不安全的信息过滤拦截下来。如今网络中主要是使用防火墙和过滤防火墙,这两种防火墙能够根据用户的要求不同而发生变化。 3.5 计算机杀毒和防毒。计算机病毒会对计算机造成比较严重的危害,所以要在计算上安装一定的杀毒软件,从而保证计算机的正常运转。计算机杀毒软件主要是通过定期杀毒,消除系统中的安全隐患。用户在使用计算机杀毒软件的时候,要定期更新升级计算机杀毒软件,从而保证杀毒软件能够消灭最新的病毒。最常用的病毒查杀软件是瑞星杀毒、360安全卫士等。在如今使用的计算机网络中,通常都是存在很多的系统漏洞,例如windows7、windowsXP等都有漏洞,用户在进行使用的时候,要在官方网站上下载漏洞安装的补丁程序,这样能够很好的抵制黑客的攻击,让计算机系统安全运行。 对我国比较大型的网络安全事件进行分析,主要原因是使用者对于计算机网络安全缺乏专业的知识,从而造成了网络安全事故。计算机网络相关部门要加强使用者的计算机水平,提高网名的安全上网意识,提高网名的整体素质,规范操作者的行为,提高网络安全。 计算机网络安全问题已经对用户的正常生活安全等造成了严重的危害,所以要使用正确的方法,提高网络安全程度。要建立完善的网络环境,使用多种网络安全软件,提高计算机网络使用者的计算机水平,从而减少计算机网络安全事故的发生,提高网络的安全性。 计算机方面论文:浅析计算机在教学方面的应用 【摘要】实施素质教育就要求教师解放学生,让学生在课堂上有更多的主动探索、合作学习、独立获取知识的机会。多媒体计算机网络教学无疑是给学校教育插上了一双有力的翅膀,为学生提供开放性的自主学习环境和资源,培养学生具有终身学习的态度和能力,成为教师进行教学模式变革的手段,使学校变成充满活力和创意的学习场所。以为网络教学提高了教师的业务水平,并使教师构建了新型的教学模式,为教学创设了理想的环境,为培养学生的探索合作精神提供了有利的条件,最终为实施素质教育服务。 【关键词】计算机;教学;应用 在二十一世纪的今天,计算机网络教学――是教育教学改革的需要,是适应现代化教学的需要。计算机网络教学也是素质教育的一个重要环节,新课程改革的需要。有关计算机网络教学的问题,在笔者近两年来电脑教学实践中摸索并探究一些经验和问题。下面来谈谈自己的一点看法。 一、提高教师素质 现代化的教育手段给教师提出一个新的任务,那就是随着科学技术的发展教师的素质也在随之提高,以达到与时代同步,适应社会的发展需要。计算机网络教学在中小学《信息技术》课程中的应用,促使教师必须掌握和运用电脑技术,一方面提高本身素质,另一方面可以拓宽学生的思维想象能力,让学生插上想象的翅膀,培养新世纪的德、智、体、美、劳全面合格人才。在教授过程中,教师们会遇到很多困难。如,在多媒体电脑教室给学生上课时,有时学生机操作系统出故障,缺少某一程序,电脑无法启动,就得重新安装操作系统,那就是进行网络拷贝。对这一技术,我刚开始接触,操作时不是很熟练,通过浪潮公司来人指导,自己虚心学习后,基本上运用自如。有时一些学生机的应用软件无意之中删掉,还得重新安装。有时学生机无法开机,根据自己的无线电维修的经验,自己将主机打开进行修理,解决不少电脑故障。从此看来,光是掌握电脑的一般操作还是不够的,还得对电脑在正常使用中,学会软硬件的维护和维修的技能技巧。才能真正把多媒体电脑网络教室充分发挥它的作用。 二、计算机网络教学是教育事业发展的必然 由于我国的计算机网络教学起步较晚,加上本国的国情,在教育方面的投入不足,网络教学还在困境中徘徊。特别在义务教育阶段的农村中小学校,要搞计算机网络教学,就好像白日做梦。但是,在国家对教育方面的投资力度加大,以及人们奔小康的步伐加快,现在我市正在建立“校校通”工程,校校通网络和远程教育,在不久的将来会实现全国的中小学校不分城乡,都能进行网络教学。这就要求教师是操作电脑的能手或高手。因此,教师必须提高业务水平,学历提高一个档次――学习才能达到。 由于多媒体计算机网络介入了教师们的备课、上课和教学研究中,教师对应用计算机网络辅助教学的认识不断提高,逐步建立了新的教学理念。即教师是学生学习的指导者、活动的组织者;学生是活动的主体、知识的探索者;教学的内容不仅是知识,还有方法、能力、品格;教学媒体是学生的认知工具,既作为感知的对象,又作为认知的途径;教学方法应为“情景创设”、“主动探索”;“协作学习”、“商讨会话”和“意义建构”等多种新型方法综合运用;教学的进程必须是“问题──发现──探索──创造”。新的教学理念的建立使教师们不断的追求高效能的课堂教学模式,那就是培养学生创新意识和创新思维习惯的学生主动探索、合作学习的新型教学模式。我校利用这种指导思想设计了各年段“作文三维教学模式”的课例,并上研究课,为学生 创设了主动发现、自主探究、积极意义构建的愉悦作文环境,学生的表达能力明显提高。可见这样的教学模式正使原有的课堂教学质量有了新的突破和质的飞跃。 三、计算机网络教学中的优劣 1.网络教学的优点:是使用计算机网络教学,学生感到新鲜、有趣,直观性强,知识面宽阔,大大激发了学生的学习积极性,收到了事半功倍的效果。如我在《信息技术》课的教学中,利用多媒体电脑教室这一软件进行教学演示时,声音、图像、文字、动画、学生在自己的电脑屏幕上直接可以观看操作的全过程,学生观看了以后,很快可以在自己的电脑上进行操作。学生最喜欢上电脑课,兴趣很浓,学习的积极性很高。有时上节课刚下课,就进微机室,就连大休息的20分也不放过,下课时还恋恋不愿离去。 2.不足之处: ①计算机网络教学缺少自己的应用软件,这有待于软件开发商的开发; ②自己的课件制作还不完善,有待于自己开发制作。 ③多媒体网络教室上网的费用高,给上网带来不便,这有待于有关部门的大力支持,解决上网费用高的问题。 ④网络教学不仅在多媒体教室上信息技术课运用,还应在其它各学科教学中应用。充分发挥网络资源,网络资源共享,把网络教学落实在教学的全过程中。 四、创设了理想的教学环境 计算机技术把文本、图形、图象、动画、声音和视频集成处理,使信息更生动更丰富多彩。多媒体计算机网络应用在学科课堂教学当中,创设了理想的教学环境,取得更高的教学效率与效益。首先网络化的教学系统实现了高度的资源共享。如在备课时,我们有针对性地指导教师充分利用已有的优质教案库和计算机教学软件库中的资源,设计教案,以提高备课质量。教师通过浏览、选择、组编,设计成一个个符合本班学生实际的教学方案,既快捷又高效。课堂上应用这些教学方案进行教学,深受学生的欢迎。我校教师还常常浏览互联网上的“中国中小学教育教学”站点中的栏目。教师们常常把“小学教学艺术”、“教学论文”、“名家点评”等资源下载下来以供学习参考。栏目中优秀教师的课堂教学思想和教学艺术给教师们很多启示;教学资源库常为教师们备课提供丰富的内容,使教学设计更科学、更有新意。网络化的教学系统可创设教学情景,大大的激发学生的学习兴趣,强化学习动机。在教学中,多媒体网络的介入使学生进入光怪陆离的大千世界,学生常被友好的界面所吸引,思维得以激活。在软件演播中,不断的培养学生的学习兴趣,稳定学生的学习兴趣,发展学生的学习兴趣,使我们的课堂教学真正点燃学生的智慧火花,滋润学生的感情幼芽,使学生显示各自的聪明才智和潜在的力量,使学生在学习过程中真正获得探究的乐趣、认识的乐趣、审美的乐趣、创新的乐趣、积极向上的乐趣。并将这些乐趣转化为学习的内在动机。 五、结束语 计算机在教学中的应用将会推动教育改革,但这是一项非常艰巨的事业。不仅需要社会物质生产部门为学校、为家庭提供足够数量和适用的硬件设备,还需要在软件开发和应用的研究方面做更大量的工作,后一点容易被忽视。任何一项具有比较深远影响的改革,都不是短时间内简单的一、两个招式就能够“立竿见影”地反映到学生的成绩统计表上面的。二十一世纪是知识爆炸的时代,知识的更新很快。教育事业必须跟上现代化步伐,所以,计算机网络教学势在必行,这是事实不可否认的。路,是人走出来的。世上本来没有路,走的人多了便有了路。我们要历经千辛万苦,踏出一条计算机网络教学的新路来。 计算机方面论文:微电子技术在计算机方面的研究和应用 摘 要 根据我国电子行业发展历程上看,随着社会科技水平不断提高,微电子技术也逐渐提高。当下,微电子技术已经开始占据电子行业市场,文章分析了微电子技术在计算机方面的研究和使用。 【关键词】微电子技术 计算机 应用 1 前言 微电子技术是研究微型电路、系统电子学之分支,最核心的研究方向是电子或者是离子。当下,微电子技术发展水平提高,在电子学、物理学、计算机中都有使用。最明显的发展成就是,电子器件实现微型化,实现系统集成。 2 微电子技术的定义以及影响 2.1 微电子技术的定义 微电子技术是在本世纪60年代随着集成电路IC随之出现的,这是一门新的电子技术。在大型电路集成中,表现最为突出,而且其中会包含大量的器件物理设计、系统电路设计、工艺技术等等。简单而言,微电子技术就是微学电子中,各项高工艺技术综合。随着发展不断推动,在1947年时,晶体管开始被发展起来。 2.2 微电子的影响 当下,社会科学技术发展速度非常快,发展水平非常高。在发展势力不可阻挡的当下,发展势头最好,影响最大,最具代表性的就是微电子技术。微电子技术成为电子信息发展的核心。微电子在讯通技术、生活工作以及网络技术产生的影响非常大,这些影响都具代表性。我国使用微电子技术,随着使用的深度加深,引起了世界电子行业革新。在微电子技术支撑下,我国电子行业发展水平逐渐提高,取得了突飞猛进的效果,从而满足我国市场需求。另外,微电子对人们的影响也比较大,微电子使得信息收集,信息处理,传输等等得到提升。另外,大量的微型器件出现,方面了人们生活。 3 当前微电子技术发展所面临的限制 微电子技术在电子行业发展中,最常表现在集成电路芯片研制中。随着科技社会不断发展,电子技术得到创新和更新,研制出来的大量单晶硅片已经被投入电子行业中,不断推动电子行业高速发展。而且,IC芯片容量也逐渐得到完善。但是,摩尔定律分析,微电子技术在发展中,会面临巨大的挑战,这个挑战可以归结成以下三种。第一,物理规律限制。微电子技术发展基础是硅基互补金属氧化物半导体,这是集成电路性能不可缺少的必要器件,基层电路性能提高,需要获得微型器件支撑。但是,基层电力在缩小过程中,这个缩小度是受到限制的。一般会受到氧化层、电源电压厚度限制。在当前,基层电路中,一把都无法基于物理学来克服这些问题,因此从根本上阻碍了电子技术发展。第二,材料限制。决定微电子材料性质的参数主要有载流子的迁移率μ、介电常数ε、击穿电场强度E c、载流子的饱和速度vs、热导系数K等,目前世界上微电子技术所用的主要材料都是硅,而硅的这些性质使得微电子技术在集成电路的高度集成时就容易受到限制,影响微型化的进步发展。第三,工艺技术限制。微电子工艺技术主要针对的是微电子应用制作,主要包括了微细线条加工以及高质量薄膜的离子注入在内,并且得到控制。这个工艺的使用需要借助光刻设备,需要发挥出设备实际效益。根据摩尔定律发展规律上看,当前光刻设备已经不断微缩,缩小的比例也很小。但是如果想要进一步得到微化,这显然不可能。第四,半导体限制。半导体在常温条件下时,它的使用状态介于导体和绝缘体之间,微电子技术使用受到材料性质影响,使得电子技术应用面临巨大挑战。而且,微电子技术在设计仿真过程中,还面临了诸多限制。 4 微电子技术使用于计算机中 4.1 微电子技术优势 根据专家预测,在不断发展中,摩尔定律会持续有效,但是发展的速度会慢一些。随着微电子技术不断发展,我国集成电路宽度可以实现0.05微米,甚至更细。但是,这个电路宽度也不是无限制得以发展。因为,当一个器件被研制而出的,这个器件起码由一个或者是几十个原子组成,这势必会借用到统计力学以及量子力学,才能逐渐实现极限。为了突破物理极限的影响,随着研究深度加深,大量纳米数量级的器件被生产出来。不论是计算机、航空、卫星通讯等等,都需要借助芯片得以完成工作。一个计算,美国每年由计算机完成的工作量超过4000亿人年的工作量,而日本国家,每个家庭平均拥有的芯片大约为100个,可以定义当下的微电子无数不在,而且将其引入计算机应用中,使得计算机功能更加强大,运行效率更高。 4.2 辅助分析 使用微电子技术统,最关键的就是对计算机辅助系统进行分析,尤其是计算机运行效率处理。引进边界元件,将其使用于计算机结构,同时也可以引入优化设计方法,进行综合开发,从而保障系统使用灵敏度,使得动态修改得以顺利进行。一般可靠性分析都需要借助测试数据来分析,因此,这个过程需要建立起计算机算法库,开发应用该部分时,涉及的内容比较广,有些产品需要进行质量保障和开发设计,这样才可以更好的缩短开发周期,才可以提升设计质量,而且在使用过程中,还可以增加设计合理性以及科学性。 4.3 数据库技术 数据库技术使用,一般都需要建立起计算机工业基本情况,可以从产销数据、工厂规模、生产工艺等基础上建立数据库,这个数据包含的计算机数据有国内的计算机数据以及国外计算机数据。数据库囊括的内容比较多,有产品数据库、有零部件数据库,工艺制造数据库等等。另外,还需要建立起产量、销量相关预测模型。如果是国外数据库,还需要建立起进口量、创汇额数据模型等。同时,在进行设计过程中,还可以便于管理。建立起的预测模型,可以对计算机基本情况动态更好的把握,深度了解计算机产量情况、计算机出口量以及市场变化情况等。信息收集分析,可以为有关部门决策提供参考意见。 4.4 集成制造系统 在上述各项工作的基础上,综合应用计算机辅助设计(CAD)、辅助分析(CAA)、工程数据库、辅助工艺过程(CAPP)、成组技术(GT)以及辅助制造等各项技术,逐步开展CIMS的研究、开发和应用工作,不断跟踪国内外先进水平。在开发应用工作中,应以工作站和微机相结台,行业内研究开发、行业外借鉴吸收、国外引进消化相结合。 5 结束语 当下是信息社会,信息成为人们工作和生活基础,社会发展实现信息化,这有赖于通讯机以及计算机。然而计算机的基础便是微电子。微电子技术不断发展过程中,极大的改变了社会发展现状,促进社会变革,推动社会进步。 作者单位 江苏省盐城市阜宁县财政局 江苏省盐城市 224400 计算机方面论文:浅谈网络信息处理与安全方面的计算机应用 在信息数字化飞速发展的今天,随着计算机网络技术的日趋成熟,信息处理也在慢慢走向无形式化的全新时代。这也直接导致与计算机有关的社会活动逐渐变得不拘泥于形式,很大程度上影响人们传统的生活模式,不断得在缩短人们的活动空间。在当前现代化的网络环境下,信息处理技术和传统的技术手段比起来,具有相当明显的优势。它不仅在根本上解决了存储媒体、快速拷贝以及传播和处理方面的顽疾,而且大大提升了浏览速度。在各个领域,计算机都起着决定性的作用,因此在网络中的信息处理和信息安全成为目前炙手可热的研究课题。 应用 网络安全 计算机 信息处理 现代社会计算机已经应用在各个方面,信息的处理以及在网络中的信息处理和网络的信息安全都成为我们探讨和研究的问题,就网络信息处理和网络安全方面涉及的内容探讨计算机在这些方面的应用问题。 1、网络信息处理与计算机应用 目前,信息正朝着以电子形式替代的无形化方向发展,从而使社会的一切活动向着无形化发展,大大缩短了活动的时间和空间,运用基于Web的网络信息处理技术就是这种优势的主要体现。从技术手段来看,与传统方法相比,网络信息处理解决了存储介质、查询速度、快速复制和远距离传播与处理等问题。网络和计算机给人们带来许多合形的和无形的利益,使人们通过各种信息处理技术加工生成新的信息资源,按需提供给各方面、各层次的人共享,人们可以及时且非常容易地取得自己所需要的信息,进行有效的管理,从而加快信息流通的速度,降低办公成本,更容易实现企业、学校、政府等各组织之间的沟通与合作,使管理的范围从组织内部扩大到外部。 网络信息处理能处理网络中的所有信息,包括信息的采集、定制、、传输、存储、交流、分类检索等技术,囊括所有人、财、物等方方面面的企业管理、市场营销、教育、医疗、保障服务信息等所有商务和政务信息。政府办公人员可以通过网络办公(电子政务),商务人员可以通过网络做生意(电子商务),管理人员可以通过网络进行管理,教师可以通过网络实现师生之间传递教学信息,学生可以通过网络进行协作学习,服务人员可以通过网络提供及时的服务。 网络所具有的功能都是通过计算机以及网络信息处理技术来实现的。有人说,计算机网络信息处理的功能只有你想不到的,没有你做不到的,具体表现在以下几个方面: ⑴信息检索功能。利用计算机可以在最短的时间内查询到所关心的信息。⑵信息采集功能。计算机网络信息处理技术不但能采集到组织内部信息,还可采集到外部信息,扩大了信息采集的渠道,使信息采集更具目的性和针对性,使决策更有依据、管理更有成效。网络信息采集的效率指标,如采全率、采准率、及时率、费用率和劳动耗费都比一般的方法和工具要好。信息采集主要依靠留言板、网络调查等技术来实现。⑶信息交流功能。计算机和网络具有用户之间相互交流的功能。这种交流有实时交流,如聊天空,还有非实时交流,如BBS、网上答疑等。⑷信息功能。计算机通过网络信息经过处理后有很强的及时、方便的功能,不但能文字信息,还可以多媒体信息、广告信息,还有一些时效性很强的信息,如天气预报、产品供求等信息,从而使信息传播更加广泛,提高了信息利用率,真正做到“秀才不出门,全知天下事”。⑸信息传输功能。计算机的网络快速传递信息的功能是Internet迅速发展和计算机应用的主要原因。信息传输包括用户的计算机网络下载、上传和邮件形式。⑹信息管理功能。是指计算机主要用于政府各部门、企业的事务处理,提高办公效率,提供方便,如人、财、物的管理,报名、租借、预订等工作都可以在网络上进行。⑺信息存储功能。按一定数据结构将信息存放在计算机的网络数据库,供查询与检索,实现数据共享。⑻综合应用功能。利用计算机浏览各种大型专业网站实际上就是各种功能的综合应用的组合。 总之,与传统的信息处理方法相比,利用计算机、网络处理和管理信息有以下优势:被授权者随时随地都可以进行信息管理和处理工作,不再需要客户端;可以在全球范围进行产品、企业、服务的宣传;可以方便地与所有用户进行交流,获取他们的反馈信息;充分体现Internet上的信息及时、快速、多变和灵活的特性,信息的更新速度加快;实现信息的资源化、系统化和标准化,信息采集自动化,为信息的进一步挖掘提供了可能。 2、网络信息安全与计算机应用 随着计算机的应用和技术的飞速发展,信息网络已经成为社会发展的重要保证。信息网络涉及到国家的政府、军事、文教等诸多领域,存储、传输和处理的许多信息是政府宏观调控决策、商业经济信息、银行资金转账、股票证券、能源资源数据、科研数据等重要的信息。其中有很多是敏感信息,甚至是国家机密,所以难免会吸引来自世界各地的各种人为攻击(例如信息泄漏、信息窃取、数据篡改、数据删添、计算机病毒等)。网络应用给人们带来了无尽的好处,但随着网络应用的扩大,网络面临的安全威胁和风险也变得更加严重和复杂。原来由单个计算机安全事故引起的损害可能传播到其他系统和主机,从而引起大范围的瘫痪和损失;另外加上缺乏安全控制机制和对网络安全政策及防护意识的认识不足。这些风险正日益加重。通常利用计算机犯罪很难留下犯罪证据,这也大大刺激了计算机高技术犯罪案件的发生。计算机犯罪率的迅速增加,使各国的计算机系统特别是网络系统面临着很大的威胁,并成为严重的社会问题之一。 计算机网络的发展,使信息共享应用日益广泛与深入。但是信息在公共通信网络上存储、共享和传输,会被非治窃听、截取、篡改或毁坏而导致不可估量的损失。尤其是银行系统、商业系统、管理部门、政府或军事领域对公共通信网络中存储与传输的数据安全问题更为关注。如果因为安全因素使得信息不敢放进Internet这样的公共网络,那么办公效率及资源的利用牵都会受到影响,甚至使人们丧失了对Internet及信息高速公路的信赖。由于计算机网络系统存在各种各样的危险训不安全因素,影响到整个系统的正常运行,因此必须通过一系列的手段、措施来增强计算机网络的安全性,确保系统正常运行。例如采用先进可靠的安全技术,一般有计算机的身份认证技术、防治病毒的技术、计算机加密技术、防火墙技术等等,这些技术是网络安全的基础,它可以减少网络的脆弱性,提高网络的安全性能。 3、结语 综上所述,随着计算机和通信技术的迅速发展,信息己成为当今杜会的首要资源。信息与越来越多人的社会生活密切相关。人们利用各种公共通信设施接收、存储、处理和传输各种信息。用户不仅要求信息处理和传输过程是有效的和可靠的,还要求重要而敏感的信息是秘密的、完整的和真实的。这些信息的收集和处理,网络的利用和安全保障技术都是通过计算机来进行操作和维护,所以计算机往往成为这些技术的操作工具和机器。没有计算机的广泛应用和计算机软件、硬件设施的发展,就没有计算机网络技术的进步,那么网络安全也无从谈起。 计算机方面论文:计算机在教学方面的应用 摘要:对于计算机的教学,我们要持之以恒,不断学习,通过自我的努力,逐步深入研究计算机的各方面知识,形成自己的知识体系,结合自己的教学感受,整理成自己的学习笔记,多看看,多练练,通过学习提高自我,通过感悟升华自我。让自己在计算机教学中寻找它的乐趣吧。 关键词:小学;计算机;教学 1.优选教法,培养学习兴趣 学习兴趣是学生基于自己的学习需要而表现出来的一种认识倾向,它在学生的学习中具有重要的作用。乌申斯基曾说过这样一名话:“没有兴趣的强制性学习,将会扼杀学生探求真理的欲望。”尤其是小学生,他们的年龄、心理特征都决定了他们做事往往从兴趣出发,对于那些单调、枯燥的练习和难以理解的理论知识,教师应特别注意教学方法的选择,以保持和提高学生的学习兴趣。 1.1形象教学法:我们面对的是以具体形象思维为主的小学生,所以要注意运用形象法教学,使他们在轻松愉快的教学氛围中,主动地学习计算机知识。如在教学《认识计算机》一课,由于小学初次接触计算机时,大多怀有一种好奇的心理,很想知道计算机可以用来干什么,更想切身体会一下操作计算机的乐趣。“儿童学习任何事情的最合适的动机是当他们兴致高、心里想做的时候。”我抓住这一契机先提出这样一些问题:“你见过计算机吗?”、“计算机有什么作用呢?”、学生纷纷举手,各抒己见。接着我再利用教学演示光盘,向学生展示了一个色彩缤纷的电脑世界,通过观看,学生不由自主地产生了“人们可以利用计算机进行画图、制作动画、编辑声音等工作,它的作用 真大”的想法。这时学生学习兴趣倍增,教学气氛活跃,从而顺利进入了新课的学习。 1.2比喻教学法:对于小学生来说,计算机教学中的一些概念和名词术语最难被他们接受,适当应用一些形象生动的比喻,对学生计算机知识的学习尤为重要。这样不仅有助于提高他们听课的兴趣,而且还能达到帮助理解和记忆的目的。例如:在介绍文件夹的知识时,学生往往不明白文件夹的含义,我用了这样一个比喻:“文件夹就好像我们用的资料袋一样,里面可以装一些文件在里面。新建一个文件夹要给它命名,用来区分各种类型的文件。”诸如此类的比喻,可以帮助学生的理解,达到了比较理想的教学效果。 1.3游戏学习法:爱玩是孩子的天性。电脑游戏由于具有极强的交互性、趣味性、挑战性,对孩子们来说更是挡不住的诱惑。我在教学中大胆引入游戏,却不是仅以玩为目的,而是把它作为激发学生兴趣和引导学生学习知识、技能的手段。例如,小学生刚开始操作鼠标显得极为笨拙,我在讲解完鼠标的基本操作(单击、双击、拖动)后,就让学生玩起了“鼠标点击”游戏,在点击的过程中,学生熟练了单击操作,在移动位置时,又巩固了双击和拖动操作。这样一来,学生不仅玩得欢,而且学得好,进一步激发了他们学习电脑的兴趣。 新一轮基础教育课程改革指出:教师应由知识的传授者、灌输者转变为学生主动学习的帮助者、促进者,要充分激发学生的学习兴趣,帮助他们形成正确的学习动机。因此,教师在教学中多动脑筋,在现有的教学条件下,不断进行教学研究,在教学理论指导下,采用多种有效有教学方法,激发兴趣,让学生自始至终愉快地学习,尽力满足学生的求知欲,不断提高教学效率。 2.让电脑成为学生学习的工具 相对传统媒体而言,电脑能同时呈现文字、图像、声音、色彩等信息,也具有动画、播映、绘画等功能,是现代社会小学生拓宽视野的一大“窗口”。让孩子从小接触电脑,有利于开发智力和增强对新技术的适应性。 2.1注重电脑的应用。电脑是人类的智力工具,小学生应尽早掌握这个工具。小学生没有必要去学习电脑的内部结构、工作原理和它的发展史,主要应该把电脑作为工具,用电脑学习写字、画图、音乐、以及用电脑学习数学、语文、自然、英语、和其它科学文化知识,并利用电脑开发智力和培养创作能力。所以小学生学习电脑只要学会一些简单的操作,会使用多媒体学习软件,让电脑能够成为他们学习文化知识的帮手,这就达到了我们电脑教育的目的。 2.2开发学生的信息素质。以前,我们评价教学效果的惟一标准是考试分数。知识的拥有量是一个人是否是人才的一个重要标志,但在信息社会,知识量的急剧膨胀使得一个人不可能拥有全部知识,大量信息的存储、检索极其方便,使得博闻强记已经不很重要,相反,如何利用现有知识如何创造新的知识,如何利用、检索、加工复杂的信息则更为重要。 3.利用投影,提高教学效果 现在,很多学校都买了计算机,由于资金问题,暂时还不能实施大屏幕教学和网络教学,这样就出现了教师在讲台演示,而由于显示器屏幕小,学生多,后面的学生看不清楚的难题。怎样解决这一难题呢?我想到了学校常用的幻灯机投影放大,不但解决了上述难题,而且使学生感到新鲜有趣,集中了学生注意力,起到了较好的教学效果。如教学生“DOS操作系统常用命令”一节时,将使用DIR命令带参数和不带参数后的计算机屏幕显示内容分别制成幻灯投影放大,使全班学生都清楚地看到了这些不同显示结果,然后让他们自己根据这些显示结果,找出显示方式的不同点与共同点,从而总结出什么时候用DIR命令时不带参数,什么时候带/P参数,什么时候带/W参数。通过对比,学生很快掌握了显示文件目录命令的使用方法。在计算机教学中激发学生的创新意识,培养学生的创新思维,提高学生的创新能力,促进学生个性的发展,是教师义不容辞的责任。 创新能力的培养是创新教育的核心,实践是创新的源泉,因而教师在教学中要联系实际,注重学生实践能力的培养,求新出异,提高学生创新的积极性。 计算机方面论文:计算机在近代教学方面的应用 [摘 要]教育是要对未来负责的,教育的改革是为了让教育可以面向未来发展。计算机在近代教学中具有很大的助力,让教学工作向着更加好的方向发展。多媒体教学过去仅仅是以优质课实验表演为目的,而如今则是更加普遍的存在于各大院校中,属于常规的教学方法。我国自70年代开始,就已经着手进行现代化生产和管理,也开始在学校开展计算机教学实验,其获得了较快的发展。目前我国的教育领域,从内容到方法都相对于社会发展来说有无法满足的情况,因此使用计算机来进行辅助教学,是必须的。 [关键词]计算机 近代教学 联系 一,引言 教育是为社会发展以及生产管理提供人员输送的途径,也因此各国都在中小学就开始了计算机技术的普及和教育。我国将计算机教育作为一个重点的发展方向来培养。在教育这方面,无论是国内还是国外的教育学者,都主张将计算机教育作为基础教育来开展。教育和上层建筑具有相似性,是社会生产力以及生产关系发展的必备物质,对社会的发展起到了推动作用,反之,社会的发展也对教育起到了促进作用。教育是为了多年以后的社会提供人才而开展的活动,因此其主要的目标还是未来,这是教育的本质。 二,教育教学过程是特殊的信息传输与处理过程 教师在教学中的作用其实是传道授业解惑的主体,自古以来,我国就对教师的定义为传道授业解惑,是知识传递的载体。现代教育观念中,古时候的传道所指的道,就是现代教育教学的信息,是人体脑海中的信息。我们将存储的信息应用于社会的时间中,就是授业中所指的具体实质化的内容,其也只能力和技能。解惑是在传道以及授业的过程中对学生的疑惑进行解答,让传和授能够顺利的完成,起到了信心的互通作用。 不管是传道还是授业,本质目的都是希望将知识传递给学生,传递给下一代,传递的都是信息。信息无法独自存在,需要借助载体来体现,其运动也是需要以载体来实现。知识是大脑中的信息,信息的载体可以不同。古时候有结绳记事,甲骨刻字、竹板刻字等等,这些都是将脑中的信息进行实质化的过程,将其进行传递。信息储存后会因为各类因素而出现丢失的情况,因此人脑无法确保信息永久的储存,需要通过各种介质来进行信息的储存,这回储存和处理之间的关系。记忆数量的庞大是不可想象的,孤立的信息具有比较短的半衰期,因此这些初级的记忆需要通过整合来形成高级记忆,在讨论和研究的过程中,就是将这些初级记忆进行整合的过程。 近代教学论把培养能力放在比获得知识更为重要的位置上。以计算机内存的信息为比喻:有孤立的数据,如某一变量的值,某一次计算的结果;有结构化的数据文件,根据其结构特点能够方便于查询、调用和整理加工;也有的是一段程序、一个功能模块或者一个软件。它也由一系列数据代码组成,但能根据一定的目的处理有关信息并得出一定的结果。在信息论中通常称为“产生式”。计算机的能力与总内存大小及内存中目标库文件是否丰富有关系,更重要的是软件(包括深层系统软件和固化的软件),还有按一定逻辑结构设计的中央处理器(CPU)。人脑所贮存的信息中必须有大量类似于系统软件的由许多产生式组合起来的模块。能力是信息的高级形式。人的能力要有先天的物质基础(大脑)。在一定物质基础上,人的能力主要靠后天的教育、培养、锻炼和贮存足够数量的高质量的信息块(包括产生式)。 三,多媒体在教学中的应用 现代教学模式是传统教学与现代教学媒体进行结合的综合体,能够让课堂的教学效率获得质的飞跃,激发学生的学习热情。可是,对于多媒体教学,也应该持有辩证的态度,它可以让课堂教学优化,同时也会引起一些问题。通过笔者对于多媒体教学的调查研究,认为,其新颖性是吸引学生注意力的一个主要特点,表达能力强,表现能力强,信息量大。可是其会将教师的主导地位削弱,让传道授业解惑中的解惑被弱化了,缺乏了师生的交流和沟通,反而让学生的注意力跑偏了,因此其应用还是需要有一定的限制。 “多媒体”一词译自英文“Multimedia”,媒体(medium)原有两重含义,一是指存储信息的实体,如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等,中文常译作媒质;二是指传递信息的载体,如数字、文字、声音、图形等,中文译作媒介。从字面上看,多媒体就是由单媒体复合而成的。计算机多媒体是一组硬件和软件设备,结合了各种视觉和听觉媒体,能够产生令人印象深刻的视听效果。在视觉媒体上,包括图形、动画、图像和文字等媒体,在听觉媒体上,则包括语言、立体声响和音乐等媒体。用户可以从多媒体计算机同时接触到各种各样的媒体来源。多媒体包括文本、图形、静态图像、声音、动画、视频剪辑等基本要素。在进行多媒体教学课件设计的,也就是从这些要素的作用、特性出发,在教育学、心理学等原理的指导下,充分构思、组织多媒体要素,发挥各种媒体要素的长处,为不同学习类型的学习者提供不同的学习媒体信息,从多种媒体渠道向学习者传递教育、教学信息。 计算机多媒体的交互性、集成性和控制性是其主要的特点,能够多方面的刺激人体感官,让信息通道变得更宽,传递的速度更快,在对抽象内容的表达上,可以进行具体话,将微观事物宏观化,能够多方面的提供教学信息给学生,这是其最大的优势。 四,结束语 教学中使用计算机是现代教学的主要特点,也是一项需要长期发展的事业,其难度比较大,但是对未来教育的影响具有很大的促进作用。短时间内不会有较大的改变,但是长期发展下去,将会看见成效,体现在学生的综合能力方面。 计算机方面论文:计算机在社会保险方面的运用 【摘 要】现代社会是个信息化高速发展的社会,很多企业都很注重自身的信息化建设,国内很多保险企业亦是如此,都在积极开展数据中心的建设。运用计算机技术,建立一套规范的社会保险管理信息系统已成为当务之急。本文主要阐述了保险企业计算机信息安全管理的体系构建问题,通过计算机信息安全管理达到信息化建设的健康发展。 中国【关键词】信息安全管理;保险企业;体系构建 .引言 社会保险工作不仅是一项政策性强、涉及面广、信息流量大、计算复杂、准确性要求高的工作,而且要求处理的数据量相当大,数据及档案保存的时间相当长(因为要记载每一个参保职工每月的投保情况及其个人帐户的累计缴纳情况,包括逐月利息情况,直至其退休)。要把这项工作搞好,使之稳定、健康地发展,仍凭手工操作、搞人海战术显然行不通,而且是很不现实的。因此必须应用计算机来管理,充分发挥网络系统速度快、精确度高、自动化程度高、信息资源充分共享和数据批量处理的特点,以适应保险工作的需要。 1.保险企业信息安全管理的现状 计算机信息安全问题不是保险企业才存在的问题,是全球企业都存在的普遍问题,越发达的地区,信息安全存在的隐患越多。一方面,现在互联网的发展速度非常快,信息技术的日趋完善,出现了很多的恶意攻击工具,再加上信息系统本身的漏洞,让一些破坏分子更是有机可乘;从另外一个角度来看,企业自身对信息安全管理不重视,也是导致出现信息安全问题的首要原因之一。近年来,保险行业处于高速发展的时期,暴露出的问题也相对比较多,我们应该重视起来。下面列出了当前的保险企业在信息安全管理上存在的主要几点问题: 1.1没有相关的法规来约束 与信息的安全有关的分散于各种法律、法规、标准、道德规范和管理办法的条文较多,但尚未形成一个较为规范完整的保障信息安全的法律制度、道德规范及管理体系。同时现有的法规,由于相关安全技术和手段还没有成熟和标准化,法规也不能很好地被执行。因此,保险行业的信息安全标准和规范的缺少和无体系化,导致保险企业不能很好的制定合理的安全策略并确保此策略能被有效执行。 1.2没有引起足够的重视 很多保险企业的管理层对信息安全管理不太关注,不够重视,没有投入足够的人力、物力和财力去管理。大部分保险企业在公司治理上重点关注的是企业的业务规模发展,销售策略调整,组织结构和运营流程的优化等,对信息安全管理不太重视,不太相信信息安全问题能给企业会带来严重危机,直到发生了信息安全事件后之后才开始重视。因此,保险企业必须在公司日常治理中投入足够的时间和精力去完善企业的信息安全管理体系。 1.3对存在的风险评估不够 很多保险企业在设计搭建相关信息系统的时候对存在的风险评估不够,没有充分考虑到信息化所带来的安全风险,通常只是考虑到信息技术问题,对于信息系统应用后出现的信息安全问题欠缺考虑。其实对信息系统安全风险不做评估或评估不充分,都会带来严重的后果,一旦信息系统出现严重缺陷或漏洞的时,系统受到破坏,正常的业务操作无法进行,严重的可能会导致企业内部机密、客户个人信息的泄露或者重要数据被盗、被篡改等。所以,保险企业面临解决诸如系统本身缺陷、操作失误等带来的安全问题的。 1.4没有制定相应的安全管理条例,无明确责任划分 保险企业相关的信息技术安全之所以存在一系列的问题,和企业没有制定相应的安全管理制度,没有明确责任划分等有很大的关系。没有相关的信息安全管理制度去制约,出了信息安全问题以后的责任划分不清晰,长此以往,信息安全问题的监管就会出很大的漏洞,也很难形成一个可控的信息安全管理体系。保险企业的信息安全管理应该是整个企业员工共同面对的问题,而不是企业某个部门或者某些个人能够决定的事情。保险企业的信息安全管理应该有相应的制度和明确的责任划分,每个部门都应该有信息安全的负责人,出了问题要做到有人承担,如果不这样的话就会影响到信息安全管理体系的构建,成为企业信息安全管理的绊脚石。 所以,针对以上种种问题和现状,保险企业必须要形成一个良好的信息安全管理体系,这样才能从根本上解决问题,发挥信息化建设的作用,保障企业的计算机信息安全。 2.社会保险计算机网络建设的重点 “计算机就是网络,网络就是计算机”。我们要一改过去的做法,社会保险自动化建设将由过去的封闭单一型向开发型过渡;从以社会保险内部业务管理为重点转向以公共信息服务和提高社会化管理程度为重点;由过去的单机操作向网络过渡,最终全面实现网络管理。 一个社会保险机构成功与否,取决于以下三个因素:一是在政策支持下的经费投入决定了硬件设备的规模,这是系统的外部条件。二是一套功能齐全、着眼点高、符合开发系统标准的应用软件,这是网络系统的灵魂。三是内容丰富、符合国际标准、具有本地特色和一定参保覆盖面的信息数据库,这是网络自动化的基础。这三个因素既是社会保险机构网络建设的关键因素,又是建设的重点。 3.保险企业计算机信息安全管理的体系构建 3.1掌握安全管理标准,构建安全管理基本框架 要熟悉掌握信息安全管理标准,对信息技术的安全管理标准要进行不断深入的理解,不能仅仅考虑到信息技术,而忽视了信息安全管理。国际上对安全管理研究已经取得了一定的成果,推出了信息安全标准,成立了信息安全标准化组织,搭建了信息安全标准体系框架。在我国,虽然信息安全的研究起步比较晚,但是也在不断的完善中,已经制定了适合我国国情的信息安全管理标准。我国提出的关于《计算机信息安全保护等级划分准则》中就明确了安全管理的标准,主要把信息安全划分成自主保护级、系统审核保护级、安全标记保护级、结构化保护级和访问验证保护级等五个安全程度不同的安全等级,根据这五级标准,也分别提出了关于建立安全管理体系的相关措施。所以,保险企业应该参考这些标准,构建适合自身行业、企业信息的安全管理基本框架,这对于企业的健康稳健发展是非常有意义的。 3.2实现科学的信息安全管理 保险企业要实现科学的信息安全管理,不能不考虑信息安全影响而随意的进行信息管理。保险企业的信息安全管理应该要包括对机构安全管理和人员安全管理以及技术安全管理和场地设施安全管理。保险企业需要采用一些科学的方法,如科学化企业信息资产评估和风险分析模型法、设计完备的信息系统动态安全模型等,建立科学的可实施的计算机系统安全策略,采取规范的安全防范措施,选用可靠稳定的安全产品,设计完善的安全评估标准和等级,实施有效的审核措施等来实现对信息的安全管理。 3.3进行有效的安全风险评估 保险企业在搭建信息化平台的时候,必须要进行安全风险的评估,没有风险的评估是很难实现信息安全管理的。同时,还需要在对信息安全风险的评估中制定出风险的应对方案,便于应对突发问题,从最大程度上保证信息的安全。 3.4合理配置安全产品 对于评估出来的风险,保险企业可以对信息系统配置一些安全产品来规避信息安全风险。比如说系统存在一些漏洞,这些漏洞很容易受病毒的攻击,那么企业可以配置一些能够定期更新的杀毒软件和防火墙来防止病毒的侵入。在配置产品的时候需要注意配置的合理性,不能什么安全产品都去配置,要通过最优化的安全产品配置达到企业信息的安全管理。 结语 随着社会保险制度改革的不断深人,社会保险业务管理工作日趋繁琐,其业务量、数据量大幅度增加,对信息处理的及时性和准确性要求也越来越高。社会保险管理信息系统的建设,要紧密结合各级社会保险机构的业务需求,遵循信息工程的理论和方法进行,其总的指导方针是:统一规划,统一标准,城市建网,网络互联,分级使用,分步实施。促进社会保险改革和发展,完善社会保障制度的需要。 计算机方面论文:计算机网络信息处理与安全方面的应用 [摘 要]随着社会经济的快速发展,计算机被普遍应用在各个行业,由此,网络中的信息处理和网络的信息安全都成为我们研究的重点,本文简单分析了网络信息处理和网络安全方面所涉及的内容,探讨计算机在这些方面的应用。 [关键词]计算机应用 网络安全 信息处理 信息处理是指对数据进行处理,使它获得新的结构和形态,或者产生新的数据。比如,网络和计算机系统就是一种信息处理系统,通过对输入数据的处理,可获得不同形态的新的数据。信息处理包括信息的采集和输入、信息的传输、信息的加工、信息的存储和信息的输出等处理工作。 1 网络信息处理与计算机应用 目前,信息正朝着以电子形式替代的无形化方向发展,从而使社会的一切活动向着无形化发展,大大缩短了活动的时间和空间,运用基于Web的网络信息处理技术就是这种优势的主要体现。从技术手段来看,与传统方法相比,网络信息处理解决了存储介质、查询速度、快速复制和远距离传播与处理等问题。网络和计算机给人们带来许多有形的和无形的利益,使人们通过各种信息处理技术加工生成新的信息资源,按需提供给各方面、各层次的人共享,人们可以及时且非常容易地取得自己所需要的信息,进行有效的安排,从而加快信息流通的速度,降低办公成本,更容易实现企业、学校、政府等各组织之间的沟通与合作,使管理的范围从组织内部扩大到外部。 网络信息处理能处理网络中的所有信息,包括信息的采集、定制、、传输、存储、交流、分类检索等技术,囊括所有人、财、物等方方面面的企业管理、市场营销、教育、医疗、保障服务信息等所有商务和政务信息。政府办公人员可以通过网络办公(电子政务),商务人员可以通过网络做生意(电子商务),管理人员可以通过网络进行管理,教师可以通过网络实现师生之间传递教学信息,学生可以通过网络进行协作学习,服务人员可以通过网络提供及时的服务。 网络所具有的功能都是通过计算机以及网络信息处理技术来实现的。有人说,计算机网络信息处理的功能只有你想不到的,没有你做不到的,具体表现在以下几个方面: 1)信息功能。计算机通过网络信息经过处理后有很强的及时、方便的功能,不但能文字信息,还可以多媒体信息、广告信息,还有一些时效性很强的信息,如天气预报、产品供求等信息,从而位信息传播更加广泛,提高了信息利用率,真正做到“秀才不出门,全知天下事”。2)信息采集功能。计算机网络信息处理技术不但能采集到组织内部信息,还可采集到外部信息,扩大了信息采集的渠道,使信息采集更具目的性和针对性,使决策更有依据、管理更有成效。网络信息采集的效率指标,如采全率、采准率、及时率、费用率和劳动耗费都比一般的方法和工具要好。信息采集主要依靠留言板、网络调查等技术来实现。3)信息管理功能。是指计算机主要用于政府各部门、企业的事务处理,提高办公效率,提供方便,如人、财、物的管理,报名、租借、预订等工作都可以在网络上进行。4)信息检索功能。利用计算机可以在最短的时间内查询到所关心的信息。5)信息交流功能。计算机和网络具有用户之间相互交流的功能。这种交流有实时交流,如聊天空,还有非实时交流,如BBS、网上答疑等。6)信息传输功能。计算机的网络快速传递信息的功能是Internet迅速发展和计算机应用的主要原因。信息传输包括用户的计算机网络下载、上传和邮件形式。7)信息存储功能。按一定数据结构将信息存放在计算机的网络数据库,供查询与检索,实现数据共享。 总之,与传统的信息处理方法相比,利用计算机、网络处理和管理信息有以下优势:被授权者随时随地都可以进行信息管理和处理工作,不再需要客户端;可以在全球范围进行产品、企业、服务的宣传;可以方便地与所有用户进行交流,获取他们的反馈信息;充分体现Internet上的信息及时、快速、多变和灵活的特性,信息的更新速度加快;实现信息的资源化、系统化和标准化,信息采集自动化,为信息的进一步挖掘提供了可能。 2 网络信息安全与计算机应用 随着计算机的应用和技术的飞速发展,信息网络已成为社会发展的重要保证。信息网络涉及到国家的政府、军事、文教等诸多领域,存储、传输和处理的许多信息是政府宏观调控决策、商业经济信息、银行资金转账、股票证、能源资源数据、科研数据等重要的信息。其中有很多是敏感信息,甚至是国家机密,所以难免会吸引来自世界各地的各种人为攻击(例如信息泄漏、信息窃取、数据篡改、数据删添、计算机病毒等)。网络应用给人们带来了无尽的好处,但随着网络应用的扩大,网络面临的安全威胁和风险也变得更加严重和复杂。原来由单个计算机安全事故引起的损害可能传播到其他系统和主机,从而引起大范围的瘫痪和损失;另外加上缺乏安全控制机制和对网络安全政策及防护意识的认识不足。这些风险正日益加重。通常利用计算机犯罪很难留下犯罪证据,这也大大刺激了计算机高技术犯罪案件的发生。计算机犯罪率的迅速增加,使各国的计算机系统特别是网络系统面临着很大的威胁,并成为严重的社会问题之一。 计算机网络的发展,使信息共享应用日益广泛与深入。但是信息在公共通信网络上存储、共享和传输,会被非治窃听、截取、篡改或毁坏而导致不可估量的损失。尤其是银行系统、商业系统、管理部门、政府或军事领域对公共通信网络中存储与传输的数据安全问题更为关注。如果因为安全因素使得信息不敢放进Internet这样的公共网络,那么办公效率及资源的利用率都会受到影响,甚至于人们丧失了对Internet及信息高速公路的信赖。由于计算机网络系统也存在着各种各样的危险性和不安全因素,影响到整个系统的正常运行,因此必须通过一系列的手段、措施来增强计算机网络的安全性,确保系统的正常运行。例如采用先进可靠的安全技术,一般有计算机的身份认证技术,防治病毒的技术,计算机加密技术,防火墙技术等等,这些技术是网络安全的基础,它可以减少网络的脆弱性,提高网络的安全性能。 3 结语 综上所述,随着计算机和通信技术的迅速发展,信息已成为当今杜会的首要资源。信息与越来越多人的社会生活密切相关。人们利用各种公共通信设施接收、存储、处理和传输各种信息。用户不仅要求信息处理和传输过程是有效的和可靠的,还要求重要而敏感的信息是秘密的、完整的和真实的。这些信息的收集和处理,网络的利用和安全保障技术都是通过计算机来进行操作和维护,所以计算机往往成为这些技术的操作工具和机器。没有计算机的广泛应用和计算机软件、硬件设施的发展,就没有计算机网络技术的进步,那么网络安全也无从谈起。总之,网络安全是一个综合性的课题,涉及技术、管理、使用等许多方面,既包括信息系统本身的安全问题,也有物理的和逻辑的技术措施,一种技术只能解决一方面的问题,而不是万能的。 计算机方面论文:浅论计算机在数据通信方面的应用 摘 要:随着信息技术的飞速发展,计算机的通信方式已经进入了数据通信时代,这极大地丰富了计算机与通信的内涵。计算机在数据通信方面的应用越来越普遍,这促进了社会的发展,具有良好的发展前景。 关键词:信息技术;计算机;数据通信;应用 在早期,计算机与通信是分开工作的,二者并没有联系,随着科学技术的不断进步,计算机的功能越来越强大,在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。网络通信是基于计算机的逐步完善而实现和发展起来的,计算机网络中传输的信息都是数字数据,计算机之间的通信其实就是数据与数据之间的通信,数据通信是计算机和通信线路相结合而产生的一种新的通信方式。它以数据传输为基础,以计算机作为数据信息传递的平台,通过数据传输、数据交换和数据处理等过程实现不同地点数据终端软、硬件和信息资源的共享。计算机在数据通信技术的应用实现了计算机与计算机之间以及计算机与终端之间的良好传递,对社会发展产生了巨大的影响,并且具有很好的发展前景。 1 数据通信及其发展历程 1.1 数据通信简介。数据通信是以“数据”为业务的通信系统,数据是预先约定好的具有某种含义的数字、字母或符号以及它们的组合。数据通信是20世纪50年代随着计算机技术和通信技术的迅速发展,以及两者之间的相互渗透与结合而兴起的一种新的通信方式,它是计算机和通信相结合的产物。随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展,数据通信应运而生,它实现了计算机与计算机之间,计算机与终端之间的传递。一般的数据通信系统主要由信源、信宿和信道三部分构成。其中,我们通常将数据的发送方称为信源,而将数据的接收方称为信宿。信源和信宿一般是计算机或其它一些数据终端设备。为了在信源和信宿之间实现有效的数据传输,必须在信源和信宿之间建立一条传送信号的物理通道,这条通道被称为物理信道,简称为信道。 1.2 通信技术的发展。通信技术的发展经过了五个阶段。第一阶段以语言为主,通过人力、马力、烽火等原始手段传递信息,方式简单,内容单一;第二阶段以文字、邮政为主,使信息由通过语言向通过文字传递,增加了信息传播的手段;第三阶段以印刷为主,扩大了信息传播的范围;第四阶段:以电报、电话和广播为主,1876年,贝尔发明电话机,利用电磁波不仅可以传输文字,还可以传输语音,使通信技术进入了电器时代,由此大大加快了通信的发展进程。1895年,马可尼发明无线电设备,从而开创了无线电通信发展的道路;第五阶段以计算机为主,除传递语言信息外,还可以传递数据、图象和文本等,通信技术进入了信息时代。 2 计算机与数据通信的相互关系 数据通信是在计算机网络的基础上逐步发展起来的,尽管通信系统本身与计算机网络并不等同,但是在信息技术高度发达的今天,二者并不是独立的,在某些方面相互融合和相互联系,并且已经形成了相辅相成和相互促进的发展局面。通信系统通过计算机技术的结合,把非通信的信息服务扩张到计算机网络的方向上来;计算机网络通过与各种先进通信系统的进一步融合,向更高级的计算机网络方向发展。伴随着新的通信系统和计算机网络信息技术的不断出现和运用,二者的融合与发展还会更加深入和紧密。 3 计算机数据通信的分类 3.1 有线数据通信。有线数据通信依赖于有线传输,只能用于固定终端与计算机或计算机与计算机之间的有线通信。可分为以下三种:(1)数字数据网(DDN)。数字数据网的基础是数字传输网,它必须采用以光缆、数字微波、数字卫星电路为基础,才能建立起数字传输网。主要由本地传输系统、交叉连接和复用系统、数字信道和网络控制管理系统组成。其主要特点是:1)传输速率高,网络时延小;2)传输质量高、误码率低;3)信道利用率高;4)网络运行管理简便;5)不需要价格昂贵的调制解调器;(2)分组交换网(PSPDN)。分组交换网是继电路交换网和报文交换网之后一种新型交换网络,是数据通信的基础网,分组交换是一种存储转发的交换方式,它将用户的报文划分成一定长度的分组,以分组为单位进行存储转发。其主要特点是:1)传输质量高;2)信息传递安全可靠;3)允许不同类型的终端相互通信;4)电路传送的误码率极小;5)分组交换的网络管理功能强;6)电路利用率高;(3)帧中继网(FRN)。帧中继是在用户―网络接口之间提供用户信息流的双向传送,并保持信息顺序不变的一种承承载业务。帧中继网是从分组交换技术发展起来的,通常由帧中继存取设备、帧中继交换设备和公共帧中继服务网组成。其功能特点为:1)使用可变长度分组;2)帧中继只使用了物理层和链路层的一部分来执行其交换功能,大大简化了处理过程,提高了效率;3)采用虚电路技术,适合于突发性业务的使用;4)通常的帧长度比分组交换长,吞吐量非常高;5)其时延小。 3.2 无线数据通信。无线数据通信是通过无线电波传送数据进行通信的,能实现移动状态下的通信,故也称移动数据通信,就是计算机与人之间或计算机与计算机之间的无线通信,它可通过与有线数据网互联,把有线数据网扩展到移动和便携用户。 4 计算机在数据通信方面的应用 4.1 有线数据通信的应用:(1)数字数据电路的应用:1)通过DDN的专线上网;2)用户可以利用DDN提供的专线服务来构成自己的专用网,还可以组建自己的电视或电话会议系统;3)实现局域网的互连,实现资源共享和文件传送、事务处理等业务。4)用于各种实时性较强的数据交换,如通过DDN网将银行的自动提款机(ATM)连接到银行系统大型计算机主机。5)此外通过DDN网证券行情,也是许多证券商采取的方法;(2)分组交换网的应用:1)利用分组网组建本系统的管理信息网,如利用虚拟专用网对公司计算机广域网进行监控;2)利用分组网进行数据库查询,开展信息服务,如电子图书馆、电子商业、旅游等;3)利用分组网进行本系统的实时业务处理,如金融系统的通存通兑、电子汇兑、销售点业务(POS)等;还可开发与提供某些增值数据业务:电子信箱业务、电子数据交换业务、传真存储转发业务和可视图文业务等;(3)帧中继技术的应用。主要应用在广域网(WAN)中,常用于:1)组建帧中继公用网,提供帧中继业务。2)在分组交换机上安装帧中继接口,提供业务。3)为用户提供低成本的虚拟宽带业务。4)局域网(LAN)与广域网(WAN)的高速连接。5)LAN与LAN的互联。6)远程计算机辅助设计/制造文件的传送、图像查询以及图像监视、会议电视等。 4.2 无线数据通信的应用:(1)移动数据通信在业务上的应用:1)基本数据业务的应用有电子信箱、信息广播、传真、局域网接入等。2)专用业务的应用有GPS汽车卫星定位、车、船、舰队管理、计算机辅助调度、个人移动数据通信和远程数据接入等;(2)移动数据通信在工业及其它领域的应用:1)固定式应用是指通过无线连接公用数据网的固定式应用系统及网络。如偏远山区的计算机入网、加油站以及灾害的遥测和告警系统、部队人员及装备的监测与控制等。2)移动式应用包括野外勘探、施工、设计部门和交通运输部门所用的运输车、船队以及快递公司通过无线数据网络来指示或记录实时事件,实现业务调度、远程数据访问、报告输入、通知联络和数据收集等。3)个人应用是指专业性很强的业务技术人员、军队人员等需要在外办公时,通过无线数据终端进行远程打印、传真、访问主机、数据库查询、查证。 5 结束语 数据通信目前已成为当代通信发展的主导力量之一,计算机在数据通信方面的应用正在以更广的覆盖范围和更高的速率向前发展,与计算机结合的数据通信将会逐步实现快速的发展,其发展前景也将会更好。
机电技术应用论文:浅析煤矿机电管理技术的应用及管理 摘要:煤炭是我国重要的能源,煤炭工业的大力发展,在我国的国民经济建设发展中占居重要的地位。采用机电一体化产品的煤矿,能够获得可观的技术、经济和社会效益。随着现代化设备的不断投入使用,对机电管理人员的业务素质也提出了新的要求,只有熟识电气设备的功能,才会更好的完成本职工作。因而,近年来各级煤矿企业领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广。本文对煤矿机电一体化技术的应用进行研究。 关键词:机电管理人员;煤矿机电一体化产品;煤炭生产 我国电气自动化的应用使采煤的过程更加人性化,综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性是国产采煤机研究的主要内容。该系统能够实现综采装备液压支架和采煤机的远程监控,使采煤机根据煤层的变化实现自动割煤、煤层的软硬自动调节采煤速度,检验并完善动态监测综采支架液压系统压力和各受力点的状态,自动调节支架推移输送机的拉移等,使综合机械化水平上一个新的台阶。 煤矿机电一体化技术矿井运输提升产品的应用在煤矿生产中,因为现代化煤矿发展的需要,对煤矿机械化采煤提出更高的要求,因此随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今,对于国外一些采煤技术比较先进的国家,煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机,他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式,主要以电力电子器件为核心。 1 机电一体化 机电一体化是集机械技术、微电子技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、接口技术、软件编程技术等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进了相关技术的发展和进步。我国在20世纪80年代成立机电一体化领导小组,并将该技术列为“863”计划。机电一体化正朝着智能化、网络化、微型化、柔软性化、系统化发展,它的发展对煤炭系统产生了很大的冲击,采用机电一体化产品将大大改善煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数,同时在降低能耗、保证安全生产方面也实现了特定的价值。它可不必更换设备,而对产品结构和生产过程进行必要的调整、改革,对传统的机械工业注入新鲜的血液,实现文明生产。 2 煤矿机电一体化产品 煤矿机电一体化产品已在许多煤矿得到广泛应用。国产的以计算机为核心的电牵引采煤机、全数字直流提升机已占领国内市场,我国已能生产用计算机监控的掘进机、胶带运输机、矿井供电设备等。另外煤矿安全生产监控系统、胶带机集中控制系统、矿井生产过程自动控制和信息化管理、图像监视井下关键设备和主要工作地点、调度室的装备实现数字化、计算机网络管理系统在生产调度、财务、人力资源、设备、销售及办公自动化都得到了普遍应用。煤矿机电一体化产品实现了设备的自动化、智能化、信息化等等,为煤矿生产实现高安全、高可靠、高效率和高效益提供了保障。 3改进煤矿机电管理的办法 3.1重视管理,提高机电管理水平 重视机电管理,首先是矿井领导人重视机电管理,这是加强机电管理的关键。机电管理人员要经常向矿领导汇报机电工作,多提工作建议,以获得领导的支持。 3.2因矿制宜建立机电管理机构,授予职权,统一管理 矿井机电管理机构体系不论采取哪处形式,都必须授予机电部门职权,实行统一管理。一般机电部门要具有以下职权,即:制定机电管理规章制度权;编制部署机电工作计划权;设备配件分配权;制止违章作业权;追查机电事故权;检查评比考核奖罚权;机电业务骨干调整调动工作监督权。 3.3加强机电标准化管理,建立健全标准化管理组织,提高全体机电人员的质量标准化意识,按标准化要求开展机电工作。 机电标准化是确保矿井机电安全生产的基础,地方煤矿应逐步完善机电标准化工作,成立标准化领导小组,制定标准化建设奋斗目标及具体措施、完成时间。实行“三抓”,即面上抓质量升级,线上抓达标头面、机道、机房,点上抓薄弱环节。建立机电标准化奖罚制度,开展机电标准化竞赛活动,树立标准化样板机电区队、机房硐室、机道,推动机电标准化工作的全面开展。 3.4扎实地做好设备综合管理工作 设备管理的基本任务是掌握设备动态,建立、保管设备档案,办理设备调拨转移手续,掌握设备技术性能状态,编制审查设备购置、更新、改造、修理、配件计划,掌握大修资金的使用,对设备实行全过程的管理。各矿应建立设备综合管理体系,完善设备综合管理制度,配齐设备管理人员,实行流程化管理,扎实地做好设备综合管理工作,确保设备管理制度化、正常化、规范化。 3.5认真落实规章制度 规章制度是机电业务活动的准则,是做好机电工作的纪律保证,应建立健全。当前,规章制度执行不利是突出的问题,特别是操作、维修、综合平衡、质量验收、现场管理等制度的执行方面尤为突出。矿井机电管理的主要工作对象是设备,落实规章制度也必须以管好、用好、修好设备为主要工作内容。目前急需重点落实的规章制度是:机电管理人员责任制度;设备使用操作规程;设备维护保养、检查、维修、质量验收制度;机电事故管理、设备现场管理、技术管理、综合平衡、班组经济核算等制度。 4 对我国煤矿机电一体化技术的思考 在 20世纪,我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展,机电一体化技术应用到了煤矿每个环节,但相对国外先进煤矿还是比较落后的。因此,要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平,必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态。 应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度;以计算机为机电一体化的核心装置,因为计算机运算和存贮能力非常强,且体积和功耗小,更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品,在设计煤矿机电一体化产品时,应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机,从而保证工作性能更可靠;对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能,同时,要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块,方便与控制网络进行连接通信控制;煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平,能判断机电设备和周围环境的状态,使设备能自动适应环境并以最优的状态工作,同时能快速地对所采集的参数进行分析,从而对故障进行诊断,再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测;要对矿用传感器进行深入研究和开发,提高矿用传感器的可靠性和使用寿命,同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化,使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量,并保证其测量准确度,并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能;要关注国内外高新技术的发展,将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品,从而提高煤矿现代化,达到煤矿自动化生产。 5 结束语 煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础,更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术,煤矿机电一体化技术在采、掘、运、装备等方面的应用和推广,大力地推动我国煤矿综合生产力,同时,为实现安全、高效、洁净、结构优化的现代化、高科技煤炭工业生产打下了坚实的基础。 机电技术应用论文:机电应用中的检测技术分析 作者:刘成良;战丽红;周恩才 摘要:高等职业教育工学结合的中机电一体化专业的前端检测技术学习与分析,实现了学生的高素质技能型人才培养和教师的实践学习。 关键词:机电一体化;传感检测;传感器;机器视觉 高等职业教育作为高等教育发展中的一个类型,肩负着培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的使命,《国务院关于大力发展职业教育的决定》的2006年16号精神,要求以科学发展观为指导,促进高等职业教育健康发展,改革教学方法和手段,融“教、学、做”为一体,强化学生能力的培养,教学过程实践性、开放性和职业性,突出实验、实训、实习三个关键环节,加强学生的生产实习和社会实践及校内生产性实训基地建设的校企组合新模式等,提高学生的实际动手能力。 我院的机电一体化专业通过和周边区域、企业工学结合、顶岗实习,走产学结合发展道路,使学生、教师的实际能力获得了极大巩固和提高,为社会主义现代化建设培养千百万高素质技能型专门人才。 一、机电一体化 机电一体化又称机械电子学,英语称为mechatronics,它是由英文机械学mechanics的前半部分与电子学electronics的后半部分组合而成。现在的机电一体化技术,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,它的发展使冷冰冰的机器有了人性化,智能化。 机电一体化具体包括以下内容:机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术。 机电一体化主要课程机械方面有机械制图,机械设计,金属工艺学,数控编程技术,autocad;电工方面有可编程控制器plc,单片机,自动控制原理,电工电子。实习课程:电力拖动,plc,单片机,钳工,普通车、铣、刨床,数控车、铣,加工中心。 主要就业岗位:机电一体化设备的安装、调试、维修、销售及管理;普通机床的数控化改装等。次要就业岗位:机电一体化产品的设计、生产、改造、技术服务等。 二、传感检测技术 传感检测技术是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验,它是机电一体化系统达到高水平的保证。 检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路,其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化,并将信息传递给电子控制单元,电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。 国家标准gb7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 可以用不同的观点对传感器进行分类: 按传感器的物理量分类,可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器。 按传感器工作原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。 电阻式传感器是将被测量,如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。 电阻应变式传感器。传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,电阻应变片主要有金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。 压阻式传感器。压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式。用作压阻式传感器的基片(或称膜片)材料主要为硅片和锗片,硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视,尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。 热电阻传感器。热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合,这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等,它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃~+500℃范围内的温度。 按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量的开关型传感器;输出为模拟量的模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。 按传感器材料分类:可分为金属、聚合物、陶瓷、混合物传感器。 按传感器制造工艺分类:可分为集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器。 集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。? 薄膜传感器是通过沉积在介质衬底(基板)上的,相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时,同样可将部分电路制造在此基板上。? 厚膜传感器是利用相应材料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是al2o3制成的,然后进行热处理,使厚膜成形。 陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶-凝胶等)生产。? 完成适当的预备性操作之后,已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性,在某些方面,可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。? 每种工艺技术都有自己的优点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低,以及传感器参数的高稳定性等原因,采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。 三、机器视觉技术 采用机器代替人眼来做测量和判断的“机器视觉”,第一步靠的就是传感器技术。 机器视觉系统是通过图像摄取装置把图像抓取到,然后将该图像传送到处理单元,再通过数字化处理,根据像素分布和亮度、颜色等信息,来进行尺寸、形状、颜色等的判别。进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。 机器视觉技术日臻成熟,在现代加工制造业中,广泛应用于食品和饮料、化妆品、制药、建材和化工、金属加工、电子制造、包装、汽车制造等行业。在现代自动化生产过程中,广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。机器视觉系统能提高生产的柔性和自动化程度,提高了生产效率和生产的自动化程度,机器视觉易于实现信息集成,是实现计算机集成制造的基础技术。 四、机器视觉工业检测系统类型 机器视觉工业检测系统从检测性质和应用范围而言,分为定量和定性检测两大类,每类又分为不同的子类。机器视觉在工业在线检测的各个应用领域十分活跃,如:印刷电路板的视觉检查、钢板表面的自动探伤、大型工件平行度和垂直度测量、容器容积或杂质检测、机械零件的自动识别分类和几何尺寸测量等。此外,在许多其它方法难以检测的场合,利用机器视觉系统可以有效地实现。机器视觉的应用正越来越多地代替人去完成许多工作,这无疑在很大程度上提高了生产自动化水平和检测系统的智能水平。 用微波作为信号源,根据微波发生器发出不同波涛率的方波,测量金属表面的裂纹,微波的波的频率越高,可测的裂纹越狭小。 自动光学检测 (aoi) 指的是通过在受控照明条件下使检测目标(如 pcb 的一部分)成像进行的目标检测。 在aoi 系统中,捕获和重建3-d 形状的能力是非常必要的。3-d aoi从检测图像中可以萃取出不同类型的信息。其表面颜色一直被成功用于检查零部件情况,对于焊点检测,精确确定焊点质量,形状信息比颜色信息更有用。 高等职业教育坚持育人为本,德育为先,立德树人的根本任务,培养学生的社会适应性,教育学生树立终身学习理念,提高学习能力,学会交流沟通和团队协作,提高学生的实践能力、创造能力、就业能力和创业能力,培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。 重视学生的职业道德教育和法制教育,重视培养学生的诚信品质、敬业精神和责任意识、遵纪守法意识,培养出一批高素质的技能性人才。 机电技术应用论文:试探机电一体化技术的应用 摘要:随着 科学 技术日益走向整体化、交叉化和数字化以及微 电子 技术信息技术的迅速 发展 ,机电一体化技术的应用也越来越广泛。本文对机电一体化技术的应用进行阐述,并对其发展进行探究。 关键词:机电一体化 应用 发展 0 引言 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着相关技术的不断发展,其内容将不断更新。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、 计算 机技术、光学技术、电力电子技术、接口技术等群体技术,合理配置各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术,它使 工业 生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 1 机电一体化技术的应用 1.1 在 现代 机械制造业中的应用 传统机械制造业是建立在规模 经济 的基础上,靠 企业 规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它强调资源的有效利用,以低成本获得高质量和高效率,其生产盈利是靠机器取代人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业,其特征是全球化、 网络 化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展,充分利用电子计算机技术,使制造技术提高到新的高度。近年来,制造工程领域的新技术相继诞生,如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。 1.2 在饮料行业中的应用 机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高,而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高,使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量,提高其国内、国际竞争能力。 1.3 在钢铁企业中的应用 1.3.1 计算机集成制造系统(cims) 钢铁企业的cims是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。 1.3.2 现场总线技术(fbt) 现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。 1.3.3 交流传动技术 随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 1.3.4 开放式控制系统 “开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 1.3.5 分布式控制系统(dcs) 分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性,是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2 机电一体化技术的发展趋势 2.1 智能化 智能化即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在cnc数控机床上增加人机对话功能,设置智能i/o接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊数学、神经网络、灰色理论、心 理学 、生理学和混沌动力学等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 2.2 数字化 微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、通用性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程控制操作、诊断和修复。 2.3 模块化 是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。从而避免利益的冲突,并能使之标准化、系列化。 2.4 网络 化 网络技术的兴起和飞速 发展 给社会各个领域带来了巨大变革。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以 计算 机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 2.5 自源化 自源化是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。 2.6 人性化 人性化是各类产品的必然发展方向。机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说更 自然 ,更接近生活习惯。 2.7 微型化 微型化是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电系统是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件和系统。微机电系统产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、信息等方面具有不可比拟的优势。 2.8 绿色化 工业 发达给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果,所以绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 3 结束语 随着机电一体化技术的发展,各种产品与装置实现了机电一体化,有利实现整体优化,提高产品质量和生产效率,缩短开发新产品的生产准备周期,加速科技成果向商品转化,有利推动传统产业发生深刻变革,同时,随着新产品的研发及高精密等设备的发展,要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展,从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。 机电技术应用论文:浅论机电一体化技术的应用及其发展趋势 【论文关键词】:机械工业 机电一体化 数控 模块化 【论文摘要】:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手: (一) 机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二) 传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三) 信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四) 驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五) 接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六) 软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一) 数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、 总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多cpu、多主总线的体系结构。 2、 开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、 wop技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、 大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了cnc系统的控制功能。 5、 能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、 系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、 以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二) 计算机集成制造系统(cims) cims的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三) 柔性制造系统(fms) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四) 工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展: (一) 智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二) 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除rs232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三) 微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四) 模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五) 网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六 ) 绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:浅析传感器技术在机电一体化中的应用 摘要:文章概述传感器 研究 现状与 发展 ,探讨传感器在机电一体化系统中的 应用 ,并 分析 我国传感器技术发展的若干 问题 及发展方向。 关键词:传感器技术;机电一体化;应用 在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受器官,能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验,是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测,系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。 一、传感器的研究现状与发展 传感器是能感受规定的被测量并按一定 规律 转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。随着人类探知领域和空间的拓展, 电子 信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。 从20世纪80年代起,逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”,各先进 工业 国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。传感技术已成为重要的 现代 科技 领域,传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。 二、传感器在机电一体化系统中的应用 传感器是左右机电一体化系统(或产品)发展的重要技术之一,广泛应用于各种自动化产品之中: 1.机器人用传感器。工业机器人之所以能够准确操作,是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态,包括:其自身状态信息的获取通过内部传感器(位置、位移、速度、加速度等)来完成,操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现,这个过程非常重要,足以为机器人控制提供反馈信息。 2.机械加工过程的传感检测技术。 (1)切削过程和机床运行过程的传感技术。切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或(金属)材料的切除率等。切削过程传感检测的目标有切削过程的切削力及其变化、切削过程颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削过程辨识等,而最重要的传感参数有切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程电机的功率等。对于机床的运行来讲,主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等,其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却润滑液的流量等。 (2)工件的过程传感。与刀具和机床的过程监视技术相比,工件的过程监视是研究和应用最早、最多的。它们多数以工件加工质量控制为目标。20世纪80年代以来,工件识别和工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲,工序识别是为辨识所执行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件识别是辨识送入机床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同时还要求辨识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿。此外,还可以利用工件识别和工件安装监视传感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成这些识别与监视将采用或开发许多传感器,如基于tv或ccd的机器视觉传感器、激光表面粗糙度传感系统等。 (3)刀具(砂轮的检测传感。切削与磨削过程是重要的材料切除过程。刀具与砂轮磨损到一定限度(按磨钝标准判定)或出现破损(破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称),使它们失去切(磨削能力或无法保证加工精度和加工表面完整性时,称为刀具/砂轮失效。工业统计证明,刀具失效是引起机床故障停机的首要因素,由其引起的停机时间占nc类机床的总停机时间的1/5-1/3.此外,它还可能引发设备或人身安全事故,甚至是重大事故。 3.汽车自动控制系统中的传感技术。随着传感器技术和其它新技术的 应用 , 现代 化汽车 工业 进入了全新时期。汽车的机电一体化要求用自动控制系统取代纯机械式控制部件,这不仅体现在发动机上,为更全面地改善汽车性能,增加人性化服务功能,降低油耗,减少排气污染,提高行驶安全性、可靠性、操作方便和舒适性,先进的检测和控制技术已扩大到汽车全身。在其所有重点控制系统中,必不可少地使用曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、气敏传感器等各种传感器。 三、我国传感器技术 发展 的若干 问题 及发展方向 传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节,也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一,其水平高低在很大程度上 影响 和决定着系统的功能;其水平越高,系统的自动化程度就越高。在一套完整的机电一体化系统中,如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号,我们所需要的用于系 统控制的信息就无法获得,进而使整个系统就无法正常有效的工作。 我国传感器的 研究 主要集中在专业研究所和大学,始于20世纪80年代,与国外先进技术相比,我们还有较大差距,主要表现在: (1)先进的 计算 、模拟和设计 方法 ; (2)先进的微机械加工技术与设备; (3)先进的封装技术与设备; (4)可靠性技术研究等方面。因此,必须加强技术研究和引进先进设备,以提高整体水平。传感器技术今后的发展方向可有几方面: 1.加速开发新型敏感材料:通过微 电子 、光电子、生物化学、信息处理等各种学科,各种新技术的互相渗透和综合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先进传感器。 2.向高精度发展:研制出灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。 3.向微型化发展:通过发展新的材料及加工技术实现传感器微型化将是近十年研究的热点。 4.向微功耗及无源化发展:传感器一般都是非电量向电量的转化,工作时离不开电源,开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向。 5.向智能化数字化发展:随着现代化的发展,传感器的功能已突破传统的功能,其输出不再是一个单一的模拟信号(如0-10mv),而是经过微电脑处理好后的数字信号,有点甚至带有控制功能,即智能传感器。 机电技术应用论文:机电一体化技术专业“项目教学法”应用的探索与实现 【摘 要】高等职业 教育 培养目标是为社会提供大量的应用型技术人才,但高等职业教育的现状是满足不了社会的需求,为此,要求职业教育进行课程改革。本文根据高职学生的实际情况,结合本课程特点,从高职 电子 教学实际出发,在高职电子课堂教学中如何将传统的教学方法与 现代 化教学方法有机的结合,根据课程内容将项目教学法应用于课堂教学中。 【关键词】机电一体化技术专业;项目教学;应用 为进一步落实 科学 发展 观,坚持以学生为本,深化职业教育教学改革,办出职业教育特色,提高人才培养质量,增强职业教育对 经济 和社会发展的贡献力,各级各类职业学校都在进行课程改革,构建以能力为本位、以职业实践为主线、以项目课程为主体的模块化专业课程体系。新课程实施的原则是要使学生“会学”,而不是“学会”。教学不单是知识的传递,更重要的是知识的处理和转换,以培养学生的创新能力。积极探索与新的课程体系相适应的教学模式,改变目标单一的以知识传授为主的教学方法,构建体现项目课程特性的新型教学关系,逐步形成以项目教学法为主要特点的教学,促进教师教学方式、学习者学习方式的根本改变。探索建立“教学内容模块化、能力培养项目化、实践指导个性化”的教学模式。 1.项目教学法的定义 项目教学法,是指将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目,围绕着项目组织和展开教学,使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。在教学活动中,教师将需要解决的问题或需要完成的任务以项目的形式交给学生,在教师的指导下,以小组工作方式,由学生自己按照实际工作的完整程序,共同制定计划、协作完成整个项目。在项目教学中,学习过程成为每人参与的实践与创造活动,它的价值体现主要在完成项目的过程中,而不是最终的结果。 2.项目教学法在机电一体化技术专业中的设计原则 项目教学法与传统教学法相比,有很大的区别,主要表现在改变了传统的三个中心,由以教师为中心转变为以学生为中心,由以课本为中心转变为以项目为中心,由以课堂为中心转变为以实际经验为中心。具体来讲,要遵守下面的五项原则: 2.1 项目教学的科学性。我们制定的教学目标,必须有利与开发每个学生的学习潜能,而且还注意把教师和学生所花费的时间和精力控制在合适的程度,以防师生负担过重。 2.2 项目教学的系统性。项目教学面向每一个学生的个性发展,尊重每一个学生发展的特殊需要,最重要的是创新能力的培养。对于一个职高学生来说,要很快具有创新能力是不现实的,但是使他们具有创新意识和创新精神是能够做到的,也是必须做到的。除了学科的整合,另外还与教师培养、设施设备条件关联,项目教学是一个系统工程。 2.3 项目教学的实践性。项目教学和现有学科教学最大的不同点是它不对学生进行纯学术性的书本知识的传授,而是让学生自己动手实践,在实践中获得信息时代所需要的能力,这才是设立项目教学这一课程的最根本的目的。如果说,其他课程主要让学生获得基础知识,那么,项目教学则强调让学生得到实践能力的训练。 2.4 项目教学的层次性。项目教学的开展,决不是为了取代学校现有的学科教学。因为职校学生还处在长知识、打基础的阶段,学科教学中的知识、能力训练是他们成长所必需的。不具备一定的从学科教学中获得的知识,开展项目教学只能是无本之木、无源之水,无从谈起。从这个意义上说,“项目教学”的开展非但不取代,相反还有赖于学科教学的质量。 2.5 项目教学的自主性。项目教学是以学生的直接经验或体验为基础而开发和实施的。它是以学生的直接经验为基础而对学科知识的综合运用,是对学科的逻辑体系的超越。在“项目教学”的开发和实施过程中,鼓励学生的自主选择和主动探究,将学生的需要、动机和兴趣置于核心地位,为其个性充分发展创造空间。 3.项目教学法在机电一体化技术专业中的应用 依据项目教学法在高职机电一体化技术专业课程教学中应用的基本原则,现将机电一体化技术专业课程作为实施研究的对象,开展项目教学法的研究。 机电技术应用专业项目大致可以分为: 3.1 典型的切削加工项目:可以构建以《机械设计基础》、《机械制造技术》、《数控技术基础》等形成的项目课程,作为第一个学习领域; 3.2 典型的 电子 装配项目:构建《电工基础》、《电子技术》、《电工与电子操作技能》等形成的项目课程,作为第二个学习领域; 3.3 典型的机电一体化控制项目:构建以《电力电子技术》、《电气控制》、《机电一体化技术》,《数控机床故障诊断与维护》作为第三个学习领域。 3.4 典型的机电产品装配、维修服务项目:构建《单片机接口技术》、《传感器技术》、《液压与气压传动》、《自控控制系统》、《plc可编程控制器》作为第四个学习领域。 这些从一到四的学习领域,按照学制及认知的 规律 ,从简单到复杂,从低级到高级,从一般到特殊展开项目教学过程。每个项目的实施步骤如下: (1)确定项目任务。组织教师分析项目涵盖的跨学科的知识及涉及到的专业科目,确定项目的目标和任务,详细编写《项目(课题)任务书》。 (2)布置项目。分发《项目任务书》,讲解项目要求,使各小组明确学习任务和要求。 (3)各工作小组拟订活动计划与方案,教师审核计划。项目小组拟订课题实施计划,设计一份详细的《项目活动计划》,每个小组成员都要有成果汇报任务,各小组都要有成果汇报.在计划书中学生可随时记录项目进展情况,以便教师随时检查和指导。 (4)项目小组的活动实施,学生动手实践。根据计划,各小组成员开始分头执行各自的任务。学生通过翻阅、取舍、整理资料,进行项目任务的设计和验证,通过解构单元实体、到实验室做实验验证相关结论、在实习室进行实际装接操作和调试等实际环节,不断提出问题,再通过小组讨论、请教教师等途径解决问题,最终完成课题任务。 (5)项目答辩与师生评价。在此阶段,通过“项目成果汇报、学生自己进行自我评估、组别互评、教师点评、师生共同 总结 ”等程序完成对各小组课题任务完成的评价。并将项目任务完成的评价结果列为项目学习成绩的一个部分。 (6)归档或结果应用。项目教学总结,并把项目工作的结果归档或应用到 企业 和学校的生产教学实践中去,以使项目工作的结果尽可能具有实际应用价值,指导后续工作。 各种教学法没有绝对的对错、优劣之分,都有一定的适用性,因此,“教学有法,教无常法。教学法选用的基本原则就是以“适合”为宜。总之,职业 教育 是一项任重而道远的任务,其教学方法的改革与创新也是无止境的。教师在传授知识的同时,要注重培养能力,在发挥教的主导作用的同时,又要调动学的主体作用,既重视理论学习又要倡导动手实践,只要我们不断地更新思想,推动教学方法的革新,就一定能培养出一大批适应社会 发展 的高素质劳动者,为发展职业教育事业,实现中华民族的伟大复兴和全面建设和谐社会贡献我们的力量。 机电技术应用论文:港口机电设备故障诊断技术的应用研究和推广 [摘要]随着港口吞吐量和机械化程度的增加,对港口设备的要求也越来越高,港口机电设备出现故障的现象也逐渐增多。本文首先介绍了设备故障诊断技术的 发展 及研究现状,分析了传统的设备故障诊断技术方法,然后针对港口机电设备故障诊断技术应用及研究进行了详细分析,并以内燃机为例详细说明了港口机电设备故障诊断的步骤。由于港口设备数量和种类较多,因此港口机电设备故障诊断技术应向自动化和智能化方向进一步发展。 [关键词]港口设备 故障诊断 应用 推广 我国的 交通 运输业是国民 经济 的重要组成部分,自从改革开放以来,我国的水运行业发展迅速,随着港口的大型机电设备的自动化程度的日益提高,我国港口吞吐量增长较快,促进了水运行业的发展,使得我国的交通运输行业在国民经济发展中所占的比重也逐渐增大。随着港口吞吐量和机械化程度的增加,港口机电设备在水运行业中的作用越来越重要,对港口设备的要求也越来越高,港口机电设备的结构及其组成也愈加复杂,负荷越来越重,因此港口机电设备出现故障的现象也逐渐增多,这直接影响了港口作业的质量和进度,降低了港口水运的经济效益。因此,对港口机电设备故障诊断技术的研究成为港口水运行业的的一项迫切的重要任务。 一、设备故障诊断技术发展及现状 机电设备故障诊断技术发展分为三个阶段:初级阶段-感官、专业知识和经验判断; 现代 化阶段- 计算 机技术、传感器技术和动态监测技术综合诊断;智能化阶段-集故障监测、诊断、设备管理和调度一体化的智能化阶段。机电设备故障诊断技术起源于20世纪,并在此期间取得了较大的发展和进步。航天 工业 的发展使该技术取得较快地发展,随后计算机、微 电子 和传感器技术的发展和应用使得该技术逐渐地完善,此时还在航天和核电等大型部门应用较多,其他部门发展较为缓慢,到20世纪末机电设备故障诊断技术在农业、化工、冶金矿山、发电、交通运输和机械制造等各部门开始应用,并且发展较快,取得了显著的经济和社会效益。21世纪,机电设备故障诊断技术在我国国民经济的各部门都已取得长足的发展和普及应用,技术发展转向智能化。 二、设备故障诊断技术及手段 ①机械振动监测诊断技术。通过对振动参数进行监测,来判断设备的运转情况,由于其此种方法简单偏于操作,且对设备没有损伤,因此机械振动监测技术成为首选方法;②磨屑监测诊断技术,该技术主要用于液压系统和润滑系统,由于磨损方式和磨损速度不同而产生的磨屑粒尺寸和形态有所差异,从而来判断破损类型和磨损部位;③温度监测诊断技术,由于设备不同部位产生的温度变化不同,利用温度变化程度来判断设备的运行情况,利用红外线来监测可以实现非接触、远距离监测,且能够进行运算、处理和判断精确测定设备各部分的温度变化;④无损探伤监测技术,该技术应用较广,尤其是γ射线扫描。该技术是射线在物质中的衰减 规律 ,扫描得到相关参数变化的谱线,然后通过系统分析确定设备故障的部位。 三、港口机电设备故障诊断技术 1.港口机电设备故障诊断技术研究情况 港口设备分小型装卸机械和大型装卸机械两类,其中小型机械数量大,流动性大,但活动范围小,大型机械种类多,作业分散,操作要求较高。国内鉴于港口机械的工作性质和工作环境,提出了柴油机、结构裂纹、液压传动、钢丝绳和制动器、粮仓、电器系统、皮带纵向撕裂、监测中心和测试车、设备管理和维修体制改革10个方向的相关的研究专题。 国内外设备故障监测技术与手段的发展,在港口机电设备故障诊断技术中也得到了广泛地应用。目前国内在各港口开展了设备监测研究和故障诊断研究,取得的成果有:上海港务局与上海海运、上海交大和同济大学等院校进行相关课题的合作,上述10个研究课题中9个课题开始进行研究,部分课题已列入交通部和上海市的科技攻关项目。 2.港口机电设备故障诊断实例分析 港口设备动力一般由内燃机提供,内燃机可能会出现故障,以内燃机为例简要分析港口设备故障诊断技术的应用。针对内燃机动力不足问题进行简要分析。 (1)故障现象。港口上使用时间较长的内燃机存在动力不足的现象。 (2)故障原因。内燃机油箱油量是否充足;内燃机的供油管是否有漏油或断裂现象;内燃机的喷油泵油量调节杆是否卡住、锁紧螺栓是否有脱落现象等;内燃机的燃油是否含有空气或其他杂质等;内燃机供油管是否堵塞;内燃机的燃油滤清器是否堵塞;内燃机的供油时间是否合适无延迟现象。 (3)故障排除。内燃机的供油管有没有漏油等问题,内燃机的油箱的油量多少,内燃机的喷油泵油量调节杆有无卡住,内燃机的油量控制杆锁紧螺栓是否脱落,内燃机的燃油成分检查是否空气含量较高,内燃机的供油管和滤清器是否堵塞,最后检查内燃机的供油时间。 (4)采取措施。首先应检查内燃机的油箱油量是否充足,如果油量不足应增添燃油;其次检查内燃机的供油管是否漏油或断裂,发现漏油或断裂及时进行维修,如果是由漏油原因引起则维修内燃机后还要排除管路中的空气壁面油的纯度不够;检查内燃机的调节杆卡住和内燃机的油量控制杆的锁紧螺栓是否紧固,如果在内燃机的运行过程中有异样声响,则需要将部件重新锁紧;然后拆下内燃机的燃油管的进油端进行连续压动,如无燃油流出,可能是供油管或燃油滤清器发生了堵塞,采取措施为进行逐段进行排除;内燃机的供油时间不合适,延迟或过早都会引起动力不足。 四、结论 自从改革开放以来,我国的水运行业 发展 迅速,我国港口吞吐量增长较快,对港口设备的要求也越来越高,因此港口机电设备出现故障的现象也逐渐增多。 本文首先介绍了设备故障诊断技术的发展现状,目前传统的机电设备故障诊断技术主要包括:机械振动监测、磨屑监测、温度监测以及无损探伤等,港口设备故障诊断技术水平已越来越高,然后随着故障现象的增多,港口设备故障诊断技术应向自动化智能化方向进一步发展。 机电技术应用论文:基于 Web3D技术的机电产品虚拟设计及其应用 论文关键词 :web3d技术 机电产品 cult3d技术 汽车 虚拟现实 论文摘要:主要介绍 了 web技术和 3d技 术相结合的产物一web3d技 术的基本概念、特点及实现技术.并以实例的方式详细阐述了web3d技术之一的 cult3d技术 .在机 电产品虚拟设计 中的工作流程,从而可以有效地提高机电产品的信息传达效果,为新产品开发提供一种崭新的互动设计模式,最终提 高企业的竞争力。 0 引言 随着数字化设计技术 的发展 .人们已不再满足在网上浏览一些静态的、文本类 、二维的产品图片,而对那些具有动态的、三维可视化效果的产品需求越来越迫切。以计算机网络和计算机三维图形学为基础的web3d技术以其特有的形象化展示功能、强大的交互性能和对现实世界的模拟功能在电子商务 、远程教育 、工程技术 、计算机辅助设计等领域已经获得 了广泛的应用。利用此技术设计的产品可以做到全方位展示 、色彩设计实时装配等 ,从而提高用户的参与性 。增强体验感。 1 web3d技术概述 1.1 web3d技术的基本概念 虚拟现实 vr (virtual reality)技术是一种逼真地模拟人在 自然环境中的视觉 、听觉、运动等行为的人机界面技术,web3d技术是虚拟现实技术的一种实现形式 [21。web3d还可以简单地被看成是 web技术和 3d技术相结合的产物 。实际上也就是本机的 3d图形技术 向互联网的扩展.网络性、三维性和交互性是其显著的本质特征。它与本机的3d图形技术的主要差别在于:第一,实时渲染 :它是由渲染引擎进行实时渲染从而实时显示的;第二,具有无限的交互性:因为是实时渲染,这就为交互性提供了基础;第三,优化和压缩:由于网络带宽的限制 .文件必须经过优化和压缩以保证用户端快速下载。通过应用 web3d技术 ,用户可以在 网上浏览以三维形式表现的物体 ,并对其进行交互性操作 以体验身临其境 的奇妙感受。 1.2 web3d技术的实现手段 web3d的实现技 术主要分成三大部分 .即建模技术、显示技术 、三维场景中的交互技术 [31。建模技术是虚拟现实技术的基础。把建立 的三维模型描述转换成人们所见到的图像,就是所谓的显示技术。三维复杂模型的实时建模与动态显示技术可以分为两类 :一是基于几何模型的实时建模与动态显示 :二是基于图像的实时建模与动态显示 。交互技术是 web3d的关键技术 ,交互功能的强弱 由 web3d软件本身决定 。但用户可以通过适当的编程来弥补软件的某些不足。 在众多的 web3d软件系统中 。基 于 java内核的cult3d技术因其在交互性能、文件体积和画面质量等方面的优越性而得到用户 的普遍欢迎 ,现已广泛应用于众多电子商务网站的 3d机电产品展示中。 2 cuil3d技术及其开发流程 cuh3d是一种全新的 web3d技术 .它有一纯 软件跨平 台的渲染引擎 ,主要包含 cult3d exporter plug—in、cuh3d designer和 cuh3d viewer plugin三大部分。 开发设计人员可 以使用 3d设计领域广泛使用的 3dsmax或 maya来设计 产 品 3d模 型 .使 用 cuh3d exporterplug—in来转换设计模型 ,在 cuh3d designer中为模 型加入交互 、音效等其它效果 ,再无缝隙地嵌入到 html页面和其他应用程序中 [41。其开发流程如图1所示。用户 即可在网上实时观看 3d模型 ,还可通过 鼠标对其进行旋转 、放大或缩小等操作。 3 cult3d‘技术在产品虚拟设计中的应用实例 3.1 创建汽车 cult3d对象 为方便输 出,必须使 用一个 三维模 型制 作 软件f3dmax或 maya1制作物体 的三维模型。制作前必须先下载插件 cult 3d exporter for 3dmax或 cult 3d exporter for maya。只 有安 装好 输 出插 件 ,3dmax或maya才可以将 3d模型输出成 cult 3ddesign的 c3d格式。在制作模型的细节、真实度上多下点功夫,尽量用最少的面来做模型,以控制好模型的大小。太多的面不仅会加长网络传送的时间 ,更是对浏览者机器 的考验。最后输出成 c3d格式的 3d模型 。 3.2 对汽车 cult3d对象进行交互设置 cuh3d对象的交互设计就是在 cuh3d designer的事件地图窗 口中建立事件、动作和场景的相互关系,使浏览者触发某个事件或某个事件 自动做出相应的动作 ,并将可视化的过程和结果实时反馈给浏览者达到交互的目的。 汽车的时间地图如图2所示,它可以通过鼠标控制实现汽车任意角度的展示、车门的开关、车轮的转动和汽车尾气排放等。在cult3d designer中完成设计后,需将culturald对象导出为可的co格式。在导出过程中还可对文件中的几何图形、声音等特征进行进一步压缩。 3.3 汽车cult3d对象 可cult3d对象的程序有多种,其中基于网络的应用较为广泛,用户可以通过网络或在本地机种用ie或netscape浏览器查看。基于网络的需要编写想应得网页,在编写网页时,有两项主要工作: (1)在网页中编写语句嵌入cult3d对象。ie浏览器是通过activex组件来cult3d对象。ie使用 object 的标签命令来在网页中嵌入activex组件。 netscape浏览器不支持 activex控件 .需要另外设置外挂程序的语法 。netscape浏览器使用 embed 的标签来嵌入 外挂组件 。另外 ,必须安装 cuh3d viewer插件,才能在浏览器网页时播放 cult3d对象。对于 ie浏览器需要在 object 这个标签内插入 codebase指定其下载网址.netscape浏览器需要在 embed 标签内插入 type=“application/x--cuh3d--object”语法说明外挂程序对象.pluginseape指定其下载网址。 同时支持 ie和 netscape浏览器的超文本语句如下 : object classid= clsid:31b7eb4e一8b4b一 11d1一a789--00aocc665 1a8 width= 宽 height= 高 codebase=http:///dianzijixie/" 电子商务模块使用。 4 结束语 虚拟现实技术作为一支崭新的综合性信息领域中的奇葩 ,体现出较高的人性化科技特色与风格。而将虚拟仿真技术同机电产品设计产业相结合 ,为设计师与企业厂商们提供了非常好的技术支持与解决方案.更为产品的推广营销创造了巨大的商业价值。无论是与传统影视媒体 、多媒 体软件 ,还是 与传统虚拟现实技术 比较 ,web3d技术都表现出了在机电产品设计中的独特优势和潜力 。随着网络技术的高速发展必将有更新的 web3d技术出现,服务于设计 、服务于大众、服务于未来 。 机电技术应用论文:机电一体化技术的应用与发展前景 摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手。 (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多cpu、多主总线的体系结构。 2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、wop技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了cnc系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(cims) cims的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三)柔性制造系统(fms) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展。 (一)智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除rs232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三)微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四)模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五)网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六)绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:煤矿机电一体化技术应用探究 摘要:煤炭是我国重要的能源,煤炭 工业 的大力 发展 ,在我国的国民 经济 建设发展中占居重要的地位。因而,近年来各级煤矿 企业 领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广。本文对煤矿机电一体化技术的应用进行研究。 关键词:煤矿 机电一体化 应用 1 概述 煤矿机电一体化产品是把各项高新技术融于一体的高科技产品,其主要技术包括:微 电子 、 计算 机、自动控制、人工智能、传感产品可靠性等等,这些都是科技高速发展的热门技术。在煤矿企业中,开始利用机电一体化技术对煤炭系统进行改造旧设备和开发新产品,并取得了巨大的成功,这让人们清楚地意识到,机电一体化技术和产品的发展是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。 2 煤矿机电一体化技术产品的应用 2.1 矿井运输提升产品的应用 在煤矿生产中,因为 现代 化煤矿发展的需要,对煤矿机械化采煤提出更高的要求,那么随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今,对于国外一些采煤技术比较先进的国家,煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机,他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式,主要以电力电子器件为核心。在英国和意大利等国家,高性能、高可靠性的磁阻电机在煤矿提升系统中也得以应用。还有德国自主研发的内装式交——交变频调速提升机,它采用机电一体化技术把电机和滚筒做成一体,这样的融合技术不论在机械结构设计方面还是在电气控制系统方面在世界上都处于领先地位。 在我国,大多数煤矿井下生产已经实现了皮带化,采用大巷强力带式运输机运输的方式也非常普遍。另外,计算机控制系统发展也非常迅速,它们具有很多种及时故障诊断和自我保护等功能,如应用过程中的轴承温度、倒转、跑偏及断带等故障,可能在某些方面没有面面俱到,在使用上还不能满足一些功能,但是从发展的角度看问题,这的确是一个很好的开始。目前,我国直径在两米以上的提升机有1700多台,其中90%为交流提升机,并且均是采用转差功率消耗型的转子串电阻调速,电控系统部分绝大多数仍采用继电器——接触器系统,只有一小部分采用可控制编程器。直流提升机多数为发电机拖动,虽有部分可控硅供电系统,也均为模拟量控制。而plc可编程控制器使用比较简单,程序设计起来也比较容易,不需要一些复杂的输入输出接口装置,抵抗外界的干扰能力也很强,因此,它能在环境比较恶劣的情况下进行长时间工作。 2.2 综合机械化采煤 1970年,我国自主设计制造装配了第一套综合机械化采煤工作面,并在大同矿务局进行试验使用,一直试验使用到80年代后期,这项技术的使用标志着我国的煤矿综合机械化采煤有了重大的突破性发展,推动了煤矿自动化的发展进程,同样,采煤机也由液压牵引开始转向电牵引;液压支架的控制系统也逐渐向计算机化发展,以计算机为核心,采用电液控制,移架自动化得以实现。另外,对工作面刮板运输机也进行了微机监控装置的配置,实现计算机自动化控制。机电一体化技术在综合机械化采煤中的应用,使设备动作趋于协调,且安全性、可靠性大为提高,操作性能更加完善,为煤炭企业带来了更高的经济效益。 2.3 矿井安全生产监控系统 从多数煤矿使用监控系统的效果来看,还存在一些问题,但是主要问题是传感器的不足,并且使用过程中,其稳定性相对较差,使用寿命不足,一些研究所和使用单位在这方面进行了大量的研究,对一些关键技术也实施多次再设计改进措施,但仍然没有得到预期的效果,因此这些在实际现场应用率不是很高。在国外,由于 计算 机 网络 软硬件技术 发展 很快,运行速度和质量也在不断提高,传输介质由同轴电缆发展到光缆,信息媒体由字符发展到声像,煤矿的安全监控系统有了很大的发展,他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有了非常高的水平。我国煤矿安全生产监控系统是煤炭行业内部机电一体化技术推广应用最快的产品,一些高校、科研所和 企业 正在研究和生产煤矿安全生产监控系统。 3 对我国煤矿机电一体化技术的思考 在20世纪,我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展,机电一体化技术应用到了煤矿每个环节,但相对国外先进煤矿还是比较落后的。因此,要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平,必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态。 应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度;以计算机为机电一体化的核心装置,因为计算机运算和存贮能力非常强,且体积和功耗小,更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品,在设计煤矿机电一体化产品时,应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机,从而保证工作性能更可靠;对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能,同时,要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块,方便与控制网络进行连接通信控制;煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平,能判断机电设备和周围环境的状态,使设备能自动适应环境并以最优的状态工作,同时能快速地对所采集的参数进行分析,从而对故障进行诊断,再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测;要对矿用传感器进行深入研究和开发,提高矿用传感器的可靠性和使用寿命,同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化,使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量,并保证其测量准确度,并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能;要关注国内外高新技术的发展,将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品,从而提高煤矿 现代 化,达到煤矿自动化生产。 4 结束语 煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础,更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术,煤矿机电一体化技术在采、掘、运、装备等方面的应用和推广,大力地推动我国煤矿综合生产力,同时,为实现安全、高效、洁净、结构优化的现代化、高科技煤炭 工业 生产打下了坚实的基础。 机电技术应用论文:浅谈机电一体化技术在煤矿的应用 摘要:近年来,我国各行各业竞相 发展 ,依靠机电一体化技术,大幅度地提高产品的性能、质量和可靠性,提高制造水平,增加产品的应变能力,提高劳动生产率,节约大量能源和材料消耗。煤炭系统也在利用机电一体化技术改造旧设备和开发新产品方面做了大量的工作,取得一定的成效。它已使人们清楚地认识到,机电一体化技术和产品的发展,是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。本文对机电一体化技术在煤矿中的应用进行阐述,并对其发展趋势进行分析。 关键词:机电一体化技术 煤矿 应用 发展趋势 1 概述 机电一体化技术就是机械、 计算 机、信息处理和自动控制技术综合运用的复合技术,是微 电子 技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。机电一体化技术顺应了当今 科学 技术发展的 规律 ,显示了强大的生命力。由于煤炭生产是将数百、数千万吨煤炭从地层深处采掘、运送到地面,因此需采用大量的机电设备才能实现这一目标,而机电一体化煤矿产品则是实现高产高效的最好选择。机电一体化将机械与电子技术融为一体,使物流、能流、信息流融为一体。 2 机电一体化技术在煤矿中的主要应用 2.1 机电一体化技术在提升机中的应用 矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备,全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一体,机械结构大大简化,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,大大简化了电器安装,此外,硬件配置简单,互相兼容。“九五”期间,国产数字化直流提升机已成为煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机,其核心部分ascs是由双cpu构成的计算机系统,其性能先进、操作简便、准确可靠。此外,我国还应用simadynd和s7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。目前,最大装机容量已达到5000kw,主、副井提升机可做到全自动化,不需要专门的绞车司机。 2.2 机电一体化技术在采煤机中的应用 电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机的一个典型应用。与液压牵引相比,它具有一下特点:①良好的牵引特性:可以在采煤机前进时提供牵引力,使其克服阻力移动,也可以在采煤机下滑时进行发电制动,向电网反馈电能。②可用于大倾角煤层:牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1.6~2.0倍,所以电牵引采煤机可用在40°~50°倾角的煤层,而不需要其它防滑装置。③运行可靠,使用寿命长,电牵引和液压牵引不同,前者除电动机的电刷和整流子有磨a损外,其它元件均无磨损,因此工作可靠,故障少,寿命长,维修工作量小。④反应灵敏,动态特性好:电控系统能及时调整各种参数,防止采煤机超载运行。⑤结构简单、效率高:电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻,电能转换为机械能只做一次转换,效率可达99%,而液压采煤机的效率只有65%-70%左右。 1991年煤炭总院上海分院与波兰玛克公司合作,研制成功我国第一台采用交流变频调速mg344-pwd型薄煤层强力爬底板电牵引采煤机以来,我国的电牵引采煤机有了较快的发展。国内上海天地公司、太原矿山机械厂、西安煤机厂、鸡西煤机厂等都生产交流变频和直流电牵引采煤机,而且得到了广泛的应用。经过近20年的研制开发,我国的电牵引采煤机一逐步走向成熟,为煤矿生产技术的进步起到了积极的推动作用。 2.3 机电一体化技术在带式输送机中的应用 带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点,已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。因此,成为近几年来机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的cst可控软启动装置。它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷,如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台cst驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术,我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多,一般为3点驱动,这样就限制了输送机的单机长度和运量。而且,输送机的监控设备功能少、可靠性较差、灵敏度和寿命都较低,和发达国家相比存在显著的差距。 2.4 其他煤矿机电一体化装置 液压支架则向电液控制方向 发展 ,将 计算 机技术与液压控制有机结合,实现定压双向邻架或成组自动移架,避免对顶板和支架产生冲击载荷。我国神华集团大柳塔矿采用从德国和美国引进的电液控制的支架,移架速度为6~8s/架,最快的移架速度达3s/架。电液控制装置还可检测支架的工作状态。 煤矿供电的特点是供电要可靠,质量要高,能满足大功率设备的要求。因此应该推广节能型产品。高压开关柜采用维护量小,使用寿命长的真空开关。采用集中补偿和就地补偿相结合的办法提高功率因数,减少供电系统无功电流,减少无功功率损耗。目前高、低开关柜普遍采用了“微机保护”,具备 网络 功能,可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。 3 煤矿机电一体化技术应用的发展趋势 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。这些设备在煤炭生产中的广泛应用,不仅减轻了操作人员的劳动强度,而且极大地提高了煤矿的生产水平和能力,创造了巨大的 经济 效益和社会效益。但是,我国的煤矿机电一体化技术与发达国家相比,还有一定的差距,因此还有很多的工作需要继续研究,其未来的发展趋势是:①开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术,研究具有自主知识产权的核心装置;②增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;③开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等;④煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点之一。 4 结束语 近年来,随着微电子技术、计算机技术、软件技术、传感器技术和自动化技术的飞快发展,信息流成为机电一体化的主要特色。其产品实现自动化、数字化、智能化,在性能和功能方面均实现了质的飞跃。因此,机电一体化技术是 企业 信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭 工业 生产打下了扎实的基础。 机电技术应用论文:机电一体化技术在汽车设计中的应用 摘要:经济的发展和汽车科技水平的提高大大加快了汽车机电一体化技术的发展速度,这对汽车产业的发展具有重要的推动作用。在汽车设计中应用机电一体化技术可以将汽车的性价比大大提升。但是在汽车设计中应用机电一体化技术仍然存在一些问题,对其造成不利影响。所以本文主是对汽车设计中机电一体化应用的进行了具体的研究。 关键词:机电一体化技术;汽车设计;应用 随着我国汽车行业的发展速度不断加快,大大拓展了汽车设计中机电一体化技术的应用范围,同时也大大提高了机电一体化技术的水平。稳定性、经济性和安全性等是机电一体化技术具备的特征,通过对汽车设计中机电一体化的应用进行研究,不但可以将汽车的整体稳定性提升,同时可以为机电一体化技术质量提供保障,从而对我国汽车行业的发展具有重要的推动作用。 1在汽车设计中机电一体化技术存在的问题 1.1陈旧机电一体化技术设备 我国汽车机电一体化设计技术具有较晚的起步时间,这样传统手动汽车控制系统的设计无法使汽车用户的实际需求得以满足[1]。同一汽车厂对不同车型的设计标准和操作流程没有统一的制定,这样无法规范汽车机械零件的设计方法,从而使机电一体化技术出现一些问题,如不够科学和规范以及无法安装等,使人们对现代化汽车设计的基本要求无法满足。这些问题的存在对汽车设计中机电一体化技术的提升和改进产生不利影响。由于汽车设计应用设备的落后性不但对大量的人力、物力和财力造成了浪费,同时使汽车设计中机电一体化技术的成本提升,从而对机电一体化产品的更新和机电一体化设计技术的创新造成阻碍。 1.2汽车设计理念的落后性 由于落后的机电一体化设计理念会大大降低汽车整体运行的性能和工作效率,这对汽车本身的设计方案造成一定的破坏,使汽车发生故障的次数增加,对创新和发展现代化机电一体化汽车设计技术造成影响[2]。另外由于汽车设计理念的落后性,无法有效的推广新型机电一体化技术方法,无法为汽车良好的运转性提供保障。在汽车实际运行中,传统的汽车维修人员对创新汽车设计理念工作并不重视,这样无法进一步推广和使用机电一体化技术,对创新汽车设计方法和提升汽车运行的整体安全性造成影响。 1.3汽车机电一体化技术人员较低的综合素质 由于不断增加汽车需求量,使汽车行业缺乏相应的汽车实际人才,这样在汽车行业中会使用一些非专科毕业的工作人员,从而对机电一体化技术的使用范围无法提供保障。另外汽车设计具有复杂的程序和较高的技术含量,如果汽车汽车人员的专业技术不丰富,会在安全过程中忽视一些小的零部件,这对汽车运行中的稳定性无法保障。而且由于汽车机电一体化技术人员具有较低的综合素质和专业素质,对安装检查汽车机电一体化技术设备造成影响。 2在汽车设计中完善机电一体化技术的措施 2.1将现代化机电一体化技术设备不断更新 在设计汽车过程中,机电一体化技术人员应该对计算机应用软件正确的使用,这样可以对汽车工程领域中机械技术的改善具有重要的作用[3]。技术人员要对机电一体化技术设备不断的改善,从而可以将汽车设计中处理信息的技术提升,而且要将汽车驱动技术和计算机集成技术等合理的应用到汽车的设计系统中。汽车设计中各个方案的执行是通过不断创新机电一体化设计技术设备来完成的,这样可以将汽车运行的整体功能性大大提升,使汽车电子系统与机电运行系统充分融合的目的得以实现。 2.2对传统的汽车设计理论进行创新 在设计汽车过程中关键的技术主要是机电一体化技术,所以在完善汽车性能的过程中机电一体化技术的创新设计的作用是不可代替的,同时创新汽车设计程序和理念可以将汽车的整体性能大大提升。但是在这个过程中要对各个因素阻碍进行克服,造成这种现象的主要原因是人们出行的安全问题,如生命财产安全会受到汽车内部各个零部件运行质量的影响。因此要充分的融合汽车的微电子精算技术和设计机技术,不断提升汽车的整体性能。只有在汽车设计中充分的应用汽车机电一体化技术,才能够将汽车机电一体化的微电子技术水平不断加强,从而可以进一步提升汽车的稳定性和安全性。 2.3将汽车设计人员的综合素质不断提升 智能化和功能化是目前汽车设计中机电一体化技术的主要发展方向,所以引进汽车机电一体化设计的人员不但要掌握较高的专业技术,同时其专业素质要符合要求[4]。同时要对新技术培训和专业考核制度的力度不断加强,这样机电一体化设计人员可以将汽车整体的机构和运行系统的专业规范熟练的掌握,从而可以为汽车的运行质量提供保障。同时汽车设计人员应该将相应的理论和专业技术不断完善,将微电子技术的应用范围不断推广,这样不但可以将技术人员的实践操作能力提升,同时可以将汽车运行的整体水平大大提升。 3结论 由此可见,随着在技术设计中机电一体化技术的应用力度不断加强,消费者逐渐用更高的标准要求汽车的安全性和稳定性等。在汽车设计中应用机电一体化技术,对机械领域各个方面的发展都具有重要的推动作用。但是其也存在一些相应的问题,这需求汽车企业采取针对性的措施,将这些问题合理的解决,从而可以在汽车设计中更好的应用机电一体化技术,进而可以大大提升汽车设计水平。 作者:徐群杰 邢敏 李娜娜 李莎 单位:山东劳动职业技术学院 山东财经大学东方学院 机电技术应用论文:煤矿机电技术管理在安全生产的应用 摘要:阐述了煤矿机电技术管理在安全生产中的作用,分析了煤矿机电技术管理现状,提出其在安全生产中存在的问题与不足,最后结合多年实践经验,针对煤矿机电技术管理在安全生产中的应用提出几点看法,以供参考。 关键词:煤矿;机电技术管理;安全生产;应用 0引言 要想实现煤矿生产安全高效,建成现代化的矿井,必须提高装备水平。矿井的装备水平、对装备的重视程度及使用情况对机电安全管理起到重要作用,具体应做到:要引进技术先进、运行安全可靠的装备;要严管理,建立健全管理机构和制度,统一队伍建设;要加强设备检测与管理;并提前做到对产品进行对比后购买,实现安全高效。 1煤矿机电技术管理在安全生产中的作用 1.1提高机电设备应用的规范性 煤矿机电设备故障大多是由于没有规范使用机电设备。如果操作不规范,就会加大设备损坏的概率,同时还会给煤矿生产安全构成严重威胁。相关统计表明,大部分煤矿安全事故都是由于设备操作不规范引起的,而导致设备操作不规范的主要原因就在于没有合理运用机电技术管理措施。为此,为了使煤矿设备操作更加规范,提高设备运行的可靠性与安全性,使安全事故得到有效控制,就必须对机电技术管理予以强化,确保在生产中对其的应用得到落实。 1.2保障机电设备安全 煤矿生产对机电设备的需求量较大。目前,很多设备没有得到及时更新,存在的安全隐患非常多。然而,有的煤矿企业依然在使用这些设备,使得事故发生率大大增加。而机电技术管理的有效实施,可以使机电设备的维护与检修水平得到提升,通过定期检查,这些设备的正常运行才能得到有效保障,对于煤矿安全生产有着十分重要的意义。 1.3提高机电技术水平 现阶段,中国很多煤矿企业缺乏专业的机电技术人员,难以满足煤矿生产的需求,导致机电设备操作不当,没有得到准确的检测与维护,进而给煤矿安全生产构成了严重威胁。而采用科学、有效的机电技术管理方法,能有效提高工作人员技术水平,在一系列培训中他们的专业技能得到强化,使煤矿机电设备操作更加规范,对于安全生产有着十分重要的意义[1]。 2煤矿机电设备技术管理存在的问题 2.1对煤矿机电设备标准化不够重视 在煤矿生产实践中,有的企业在机电设备标准化人员配置方面存在严重不足。即使有安排相关管理人员,他们大部分也属于兼职,专业水平并不高,进而导致机电设备管理不合理问题时有发生。且有的机电管理人员受限于专业素质低、标准化意识薄弱,在管理煤矿流动设备与固定设备时,没有严格遵守相关规范规定,难以满足管理要求。相关调查显示,在机电设备管理中,很多煤矿机电管理人员对规范制度的落实情况并不理想,时常出现机电设备的编号、标志不全的问题。这一现象在选型、采购、验收及安装等环节非常突出。有的机电设备的更新也存在问题,在长期运转之下,没有及时进行报废处理,导致设备运行存在诸多安全隐患。 2.2机电设备管理部门的职能没有得到充分发挥 就煤矿生产现状而言,尽管大部分煤矿企业针对机电设备管理设置了机电科,然而这些煤矿机电管理部门却没有充分发挥部门职能作用,更多的是追求设备的生产效益,对煤矿机电设备技术管理的重视程度并不高。受这一问题的影响,除了有可能造成管理机电运行的网络中断之外,机电管理人员匮乏问题也越来越严重,在缺乏完善的机电专业组织的情况下,机电管理部门就难以体现出自身价值。 2.3机电管理人员队伍建设不到位 实践表明,尽管大部分煤矿企业都根据有关制度与规范,针对机电管理人员队伍进行建设与发展,并定期或不定期地采取一系列培训与教育措施。然而实际培训效果却不甚理想,很多培训的工作内容与形式的针对性不强,大多停留在理论方面,显得过于抽象,甚至存在与现实脱节的问题。这种走过场的培训与教育显然难以满足工作人员的需求,缺乏实际意义,员工的积极性与主动性无法得到有效提高[2]。 2.4煤矿机电设备管理人员水平有待提升 作为煤矿企业,其机电设备技术管理人员的特点在于流动性很强。而生产需求的增加迫使煤矿企业引进更多的新员工,这些员工在投入生产之前,往往没有经过培训,专业知识水平较低,管理经验也相对匮乏。受限于技术水平与专业素养,这些工作人员在操作中难以严格遵守规章制度,导致煤矿正常生产受到不利的影响。 2.5煤矿机电设备更新不及时 目前,大部分煤矿企业缺乏完善的机电设备保护机制,难以满足煤矿安全规程的要求。有的煤矿企业出于生产进度要求,不得不提升机电设备的负荷,使其长期处于高强度作业状态,进而加速了机电设备的老化。再加上这些设备本身就没有得到及时更新,并且定期维护与保养工作也不到位,使得煤矿机电设备安全状态受到影响,严重威胁到煤矿安全生产。 3煤矿机电技术管理在生产中的应用对策 3.1强化设备的现场管理 a)在设备安全方面,必须提高安全质量,为机电设备运行的可靠性与安全性提供强有力的保障。在安装前必须对安装流程进行合理设计,如果没有有关部门的审核批准,就不得投入使用,如此才能从根源上消除设备安全问题。机电安全部门必须严格按照有关制度规定对设备安全进行检查与验收,在进行下道工序之前,必须有设备管理人员的签字确认;b)设备运行质量的提升也至关重要。煤矿企业必须加强设备检查制度建设,对设备进行定期点检。为了完善点检标准,应对相关数据进行研究与分析,对机电设备运行进行了解,如此才能使故障得以及时发现并得到解决。技术人员应做好设备的跟踪调查工作,确保其得到及时的维修,应对点检周期进行合理制定,使设备点检工作更加合理、有效;c)煤矿企业要针对设备检修予以重视。应对设备采取停产检修措施,在这之前应对检修计划进行制定与完善,使检修工作得以顺利开展。同时还要强化检修人员的责任意识,对检修工作责任制度进行完善,将设备检修质量责任落实到个人,为设备运行的可靠性与安全性提供保障[3]。 3.2加强机电设备检测 a)应加强检测管理制度建设。在检测之前要对相关制度进行完善,对设备运行进行定期检测与检查。针对设备故障问题,要做好故障诊断与预测,应不断改进技术方法,提高检测水平,以此来保证设备运行正常;b)做好对检测人员的考核工作,将设备检修质量责任落实到个人身上。可采用小组形式对设备进行检修,使相关责任得到明确。此外还要做好现场检查工作,定期检测设备运行参数;c)必须提高技术人员业务水平。煤矿企业要做好人才培养工作,坚持以人为本的原则,为机电设备技术管理人员提供机会接受培训。在培训中,必须结合实际情况,使管理人员的专业水平得到有效提升。企业还可以制定激励机制,使员工的积极性得到提升。为了实现这一目标,企业就必须加大资金投入,引进先进技术手段,提高培训质量,使技术人员的实际应用水平得到提升。且要不断完善责任制度,使煤矿生产中存在的责任问题得到解决,将技术人员的作用充分发挥出来。 3.3加强机电技术管理队伍建设 作为开展煤矿机电设备技术管理工作的主体,建设机电技术管理队伍对于煤矿生产正常运行而言有着重要意义。为此,煤矿企业必须重视管理人员的综合素质的提升,促使其业务素质、文化水平得到全面提升,在操作设备的过程中严格遵守规章制度,为煤矿机电设备管理工作的有效开展提供强有力的支持。 4结语 煤矿机电技术管理对于煤矿安全生产而言有着重要意义。然而现阶段中国煤矿生产中,机电技术管理依然存在诸多不足,因此必须对此展开研究,针对煤矿机电技术管理存在的问题进行分析,并以此提出有效的应对措施,使煤矿机电技术管理在安全生产中的作用得到充分发挥,为煤矿企业的发展提供强有力的保障。 作者:乔斌 单位:山西诚正建设有限公司 机电技术应用论文:机电工程技术应用及其自动化问题 【摘要】现代科学技术的逐渐发展与完善,相关学科间开始有相互渗透、交叉的情况,为工程领域(尤其是机械工程)带来了变革。当前,计算机、微电子技术的迅猛发展,不但扩展了应用范围,还开始广泛应用于机械工业领域,并衍生机电一体化,利于机械工业的发展,另外机电一体化实现了机械工业产品结构、管理系统以及生产方式等方面的改善,预示着机电一体化时代的到来。 【关键词】机电工程;技术应用;机电一体化;核心技术;发展前景 当前,计算机、微电子技术的发展,开始广泛应用于机械工业领域之中,并逐渐发展形成机电一体化局面,改善机械工业的同时加速了机械工业的发展。本文就机电工程技术应用、机电工程的核心技术以及机电工程技术的未来发展前景进行分析,加速机电工程一体化发展。 1机电工程技术应用分析 1.1机器构造 就机电工程技术而言,其应用期间涵盖多种生产机器,而生产机器自身有发动机、配器、行驶以及制动等较多的组成部件,想要确保机械的运行效率,需要进行运转精度、改善性能等方面的优化。同时,进行机械效率优化期间,仅考虑机器结构存在明显的片面性,还需要对相关材料进行考虑以及改进。一般传统机器产品的原料为钢铁,但是随着传统机器产品市场竞争力的下降,开始倾向性的选择非金属复合材料以及更优质的金属材料,通过新型生产原料的选择,不但成功降低了机器自身的重量,还降低了能力方面的消耗,在提高驱动系统功率的同时提高机器效率。 1.2技术的优化 想要进行机电工程技术的应用,最为行之有效的方法就是进行弱电控制线路的提高,在提高的同时保证工作的有效运转。具体从提高传感器、电机、微型计算机等方面的综合性能展开分析,提高弱电控制线路,内容如下。 1.2.1电机 电机作为驱动机的代表,应用期间电机响应速度、工作效率存在问题,想要进行电机综合性能的提高,可以研发并选择新型驱动单元,并在期中加入传感器以及控制组件等。 1.2.2传感器 就传感器而言,科技含量低会影响信息精准度、敏锐性以及信息传入的及时性,所以想要提高传感器工作效率,前提就是提高传入信息的敏锐性、精准度。当前,光纤传感器是最为常用的传感器类型,非接触性检测屈董单元是信息传播的介质,能够在避免外界因素干扰的情况下提高信息的可靠性。 1.2.3微型计算机 微型计算器作为信息处理设备之一,在机电技术应用、微电子学发展方面具有积极意义。想要提高微型计算机的综合性能,前提条件是提高信息处理设备自身的快速、准确、可靠,并对干扰等相关问题进行处理。另外,要进行专项技术人才的培养,达到在控制研发成本的前提下研发高速快递方式,确保机器运作效果。 2机电一体化核心技术分析 机电一体化涵盖两方面技术,即软件、硬件(机械本体以及传感器等),为了确保机电一体化发展,需要从机械本体技术、传感技术、信息处理技术、驱动技术、接口技术等5个方面进行分析,内容如下。 2.1机械本体技术 机械本体需要综合考虑几个方面,包括性能方面的改善、质量上的减轻、精度上的提高。机械产品的主要材料就是钢铁材料,想要减轻质量,前提是进行结构改进,并考虑材料的替代,在坚强机械本体重量的情况下实现驱动系统小型化,并最终达到机械本体优化的目的。 2.2传感技术 传感器问题主要考虑三个方面,即可靠性、灵敏度、精准度,并预防干扰。电干扰的预防应采用光纤电缆传感器,外部信息传感器选择非接触型检测技术。 2.3信息处理技术 当前,信息技术的发展与普及,直接促进了机电一体化,所以想要更好的带动并发展机电一体化则必须考虑到信息处理设备自身模/数转换设备、输入输出的可靠性情况,提高处理速度。 2.4驱动技术 基于电机驱动机使用期间的快速响应、效率问题,所以开始研发内部装有编码器、伺服驱动单元替代传统的电机。 2.5接口技术 想要实现和计算机之间的通信,需要确保数据传递具备格式上的标准化以及规格化,利于实现信息传递、维修处理,并进行设计简化。当前,技术工作人员开始在合理控制经济成本的条件下进行高效接口的研发,以解决接口中所涉问题。 3机电一体化技术前景分析 就当前机电一体化发展情况以及高新技术的不断应用,未来机电一体化主要有智能、系统化、微型化、模块化、网络化、绿色化等6个发展方向,内容如下。 3.1智能化 当前,智能化俨然已经成为21世纪机电一体化的主要发展方向,智能机电一体化产品能够有效的进行人类智能的模拟,有一定的判断、推理、思维、决策能力,在工作开展期间逐渐的替代某种程度的人脑劳动。 3.2系统化 系统化表现特征包括两个方面,即开放式/模式化总线结构以及加强通信功能。系统在灵活组态的情况下,能够进行裁剪、组合,以实现系统的协调以及综合管理。就未来的技术发展而言,机电一体化需要着重考虑产品、人之间的关系发展,尽可能的实现产品中部分人的性能,包括智能、情感等,趋向于生物系统化发展。 3.3微型化 微型机电一体化涵盖微机械、微电子、软件技术,成为机电一体化发展方向之一。当前微电子机械系统逐渐朝向更小尺寸的纳米以及微米方向发展中。微机电一体化系统自身兼具诸多优势,包括体积以及耗能小、灵活性等,能够进入一般机械都无法达到的空间中,利于精细化操作,且开始应用于生物、航天、农业等领域的发展中,未来发展前景更为广阔。 3.4模块化 在机电一体化中,产品的种类丰富多样,生产厂家繁多,进行机械接口(电气以及动力等)的研发是复杂且重要的事,需要经历较长的时间,并制定相关标准,确保部件以及单元、接口的匹配。就企业而言,可以借助标准单元进行新产品的开发,并合理的进行生产规模的扩大化。 3.5网络化 就当前网络技术发展而言,网络化是最常听到的词汇,并广泛应用于各个行业中,对于机电一体化来说网络技术同样产生了很大的影响,使此行业向网络化发展。机电一体化产品所涵盖的种类较多,所以网络的对应方式以及形式也会有所不同,网络的普及使得远程控制终端设备成为了机电一体化产品。 3.6绿色化 当前,工业的兴盛发展,在降低资源的同时,更好的提高了人们的物质生活。为了降低生态环境可能受到的污染问题,绿色产品应运而生并占有最突出的市场地位。绿色化已经成为时展的主要趋势,所谓绿色化是指使用期间不污染生态环境且报废期间不进行回收,目的是在产品的整个生命周期(包括设计、制造以及运输等)中将生态环境危害降低到最低,并且最大程度上提高资源的利用效率。另外,绿色化已经成为制造业的可持续、健康发展模式。 4结语 综合本文上述内容,机电一体化已经成为自动化技术发展的最高阶段,机电一体化技术的发展是社会所需、是社会生产力发展所需、是传统机械设计变革所需,在推动机械产品发展的同时,振兴机械工业的发展。另外,机电一体化有智能化、系统化、微型化、模块化以及网络化、绿色化等未来发展方向,也对相关科研工作人员提出了更多的要求,以利于机械工业行业的发展。 作者:梁战昌 单位:岑溪市水利供水有限公司 机电技术应用论文:机电工程技术应用和自动化问题 【摘要】现代科学技术的逐渐发展与完善,相关学科间开始有相互渗透、交叉的情况,为工程领域(尤其是机械工程)带来了变革。当前,计算机、微电子技术的迅猛发展,不但扩展了应用范围,还开始广泛应用于机械工业领域,并衍生机电一体化,利于机械工业的发展,另外机电一体化实现了机械工业产品结构、管理系统以及生产方式等方面的改善,预示着机电一体化时代的到来。 【关键词】机电工程;技术应用;机电一体化;核心技术;发展前景 当前,计算机、微电子技术的发展,开始广泛应用于机械工业领域之中,并逐渐发展形成机电一体化局面,改善机械工业的同时加速了机械工业的发展。本文就机电工程技术应用、机电工程的核心技术以及机电工程技术的未来发展前景进行分析,加速机电工程一体化发展。 1机电工程技术应用分析 1.1机器构造 就机电工程技术而言,其应用期间涵盖多种生产机器,而生产机器自身有发动机、配器、行驶以及制动等较多的组成部件,想要确保机械的运行效率,需要进行运转精度、改善性能等方面的优化。同时,进行机械效率优化期间,仅考虑机器结构存在明显的片面性,还需要对相关材料进行考虑以及改进。一般传统机器产品的原料为钢铁,但是随着传统机器产品市场竞争力的下降,开始倾向性的选择非金属复合材料以及更优质的金属材料,通过新型生产原料的选择,不但成功降低了机器自身的重量,还降低了能力方面的消耗,在提高驱动系统功率的同时提高机器效率。 1.2技术的优化 想要进行机电工程技术的应用,最为行之有效的方法就是进行弱电控制线路的提高,在提高的同时保证工作的有效运转。具体从提高传感器、电机、微型计算机等方面的综合性能展开分析,提高弱电控制线路,内容如下。 1.2.1电机 电机作为驱动机的代表,应用期间电机响应速度、工作效率存在问题,想要进行电机综合性能的提高,可以研发并选择新型驱动单元,并在期中加入传感器以及控制组件等。 1.2.2传感器 就传感器而言,科技含量低会影响信息精准度、敏锐性以及信息传入的及时性,所以想要提高传感器工作效率,前提就是提高传入信息的敏锐性、精准度。当前,光纤传感器是最为常用的传感器类型,非接触性检测屈董单元是信息传播的介质,能够在避免外界因素干扰的情况下提高信息的可靠性。 1.2.3微型计算机 微型计算器作为信息处理设备之一,在机电技术应用、微电子学发展方面具有积极意义。想要提高微型计算机的综合性能,前提条件是提高信息处理设备自身的快速、准确、可靠,并对干扰等相关问题进行处理。另外,要进行专项技术人才的培养,达到在控制研发成本的前提下研发高速快递方式,确保机器运作效果。 2机电一体化核心技术分析 机电一体化涵盖两方面技术,即软件、硬件(机械本体以及传感器等),为了确保机电一体化发展,需要从机械本体技术、传感技术、信息处理技术、驱动技术、接口技术等5个方面进行分析,内容如下。 2.1机械本体技术 机械本体需要综合考虑几个方面,包括性能方面的改善、质量上的减轻、精度上的提高。机械产品的主要材料就是钢铁材料,想要减轻质量,前提是进行结构改进,并考虑材料的替代,在坚强机械本体重量的情况下实现驱动系统小型化,并最终达到机械本体优化的目的。 2.2传感技术 传感器问题主要考虑三个方面,即可靠性、灵敏度、精准度,并预防干扰。电干扰的预防应采用光纤电缆传感器,外部信息传感器选择非接触型检测技术。 2.3信息处理技术 当前,信息技术的发展与普及,直接促进了机电一体化,所以想要更好的带动并发展机电一体化则必须考虑到信息处理设备自身模/数转换设备、输入输出的可靠性情况,提高处理速度。 2.4驱动技术 基于电机驱动机使用期间的快速响应、效率问题,所以开始研发内部装有编码器、伺服驱动单元替代传统的电机。 2.5接口技术 想要实现和计算机之间的通信,需要确保数据传递具备格式上的标准化以及规格化,利于实现信息传递、维修处理,并进行设计简化。当前,技术工作人员开始在合理控制经济成本的条件下进行高效接口的研发,以解决接口中所涉问题。 3机电一体化技术前景分析 就当前机电一体化发展情况以及高新技术的不断应用,未来机电一体化主要有智能、系统化、微型化、模块化、网络化、绿色化等6个发展方向,内容如下。 3.1智能化 当前,智能化俨然已经成为21世纪机电一体化的主要发展方向,智能机电一体化产品能够有效的进行人类智能的模拟,有一定的判断、推理、思维、决策能力,在工作开展期间逐渐的替代某种程度的人脑劳动。 3.2系统化 系统化表现特征包括两个方面,即开放式/模式化总线结构以及加强通信功能。系统在灵活组态的情况下,能够进行裁剪、组合,以实现系统的协调以及综合管理。就未来的技术发展而言,机电一体化需要着重考虑产品、人之间的关系发展,尽可能的实现产品中部分人的性能,包括智能、情感等,趋向于生物系统化发展。 3.3微型化 微型机电一体化涵盖微机械、微电子、软件技术,成为机电一体化发展方向之一。当前微电子机械系统逐渐朝向更小尺寸的纳米以及微米方向发展中。微机电一体化系统自身兼具诸多优势,包括体积以及耗能小、灵活性等,能够进入一般机械都无法达到的空间中,利于精细化操作,且开始应用于生物、航天、农业等领域的发展中,未来发展前景更为广阔。 3.4模块化 在机电一体化中,产品的种类丰富多样,生产厂家繁多,进行机械接口(电气以及动力等)的研发是复杂且重要的事,需要经历较长的时间,并制定相关标准,确保部件以及单元、接口的匹配。就企业而言,可以借助标准单元进行新产品的开发,并合理的进行生产规模的扩大化。 3.5网络化 就当前网络技术发展而言,网络化是最常听到的词汇,并广泛应用于各个行业中,对于机电一体化来说网络技术同样产生了很大的影响,使此行业向网络化发展。机电一体化产品所涵盖的种类较多,所以网络的对应方式以及形式也会有所不同,网络的普及使得远程控制终端设备成为了机电一体化产品。 3.6绿色化 当前,工业的兴盛发展,在降低资源的同时,更好的提高了人们的物质生活。为了降低生态环境可能受到的污染问题,绿色产品应运而生并占有最突出的市场地位。绿色化已经成为时展的主要趋势,所谓绿色化是指使用期间不污染生态环境且报废期间不进行回收,目的是在产品的整个生命周期(包括设计、制造以及运输等)中将生态环境危害降低到最低,并且最大程度上提高资源的利用效率。另外,绿色化已经成为制造业的可持续、健康发展模式。 4结语 综合本文上述内容,机电一体化已经成为自动化技术发展的最高阶段,机电一体化技术的发展是社会所需、是社会生产力发展所需、是传统机械设计变革所需,在推动机械产品发展的同时,振兴机械工业的发展。另外,机电一体化有智能化、系统化、微型化、模块化以及网络化、绿色化等未来发展方向,也对相关科研工作人员提出了更多的要求,以利于机械工业行业的发展。 作者:梁战昌 单位:岑溪市水利供水有限公司
煤矿类论文:健康管理煤矿机电论文 一煤矿机电设备健康管理系统研究意义 煤矿机电设备的健康管理的意义主要体现在以下几个方面:(1)作为煤矿生产中最关键的环节,生产安全是煤矿企业运行的前提条件。通过加强煤矿机电设备的健康管理,可有效的避免因设备故障或事故导致的生产安全问题,并且对提高煤矿企业生产效率也有积极的作用;(2)由于当前多数煤矿机械化生产以通过人员对机械设备操作为主,若机械设备维护和保养不到位,则极易造成操作人员人身财产生命危险,通过加强煤矿机电设备的健康管理,可有效的对机械设备进行定时检查、维护和保养,降低了机械设备事故发生率,进而避免了操作人员人身财产存在安全隐患;(3)煤矿企业生产经济效益受机械设备能否正常运行影响较大,若机械设备发生故障或事故频率过高,则极大的影响了企业生产效率并增加了设备检修费用,从而降低了企业的经济效益。通过加强煤矿机电设备的健康管理,可有效的加强了设备维护力度,降低了设备维护实际工作量,实现了机电设备维护工作效率高、成本低等目标,并且有效的提高了机电设备的实际使用率,从而增加了煤矿企业的经济效益。 二煤矿机电设备的点检制度 在煤矿机电设备的健康管理体系中,煤矿机电设备的点检制度属于较关键的技术,其有效的为煤矿机电设备的健康趋势预测提供数据基础。 1点检制度含义 点检制度指的是对机电设备各关键部件按一定周期和标准进行检测,确定其是否运行正常,若机电设备部件运行出现异常或故障,及时采取相应解决措施进行检修维护,从而确保机电设备各关键部件能够正常运行的一种机电设备管理办法。点检制度既是检查机电设备正常运行与否的方式,又是一种制度和管理方法。机电设备的点检制度通常依据相关的技术指标,对机电设备进行定标准、定点、定人、定方法、定量、定流程等方式进行检测和记录,并通过对检测和记录结果进行分析,已达到对所测设备进行量化评价的目的。煤矿企业通过推行机电设备的点检制度可有效避免“欠维修”和“过维修”问题,并对减少机电设备故障发生率、提高机电设备安全操作性、降低机电设备维护保养费用等方面具有积极的作用。 2点检制度的组成 煤矿机电设备的点检制度主要由点检位置的选择、点检参数的选择和点检周期的确定三部分组成。(1)在点检位置的选择方面,应依据所测机电设备自身特点,对所检测位置进行科学合理选择,通常将设备的关键部件和劣化部位作为点检选择位置,并对其进行标记,以确保检测位置正确。(2)在点检参数的选择方面,通常以采集机电设备的温度、声音和振动三个重要数据作为点检参数。温度在机电设备点检制度中具有不可代替的地位,通常可通过接触式或非接触式方法进行温度测试。机电设备振动是评价其性能的重要指标,通常以振幅、频率和相位三个参数指标对机电设备振动情况进行评价。(3)在确定点检周期方面,主要从确保机电设备操作的安全性和机电设备维护费用最小化两方面进行考虑。在确保机电设备操作的安全性方面,为确保机电设备的正常安全运行,通常规定机电设备维护检修周期一般要低于机电设备内潜在故障发展为功能故障所需周期。在机电设备维护费用最小化方面,由于机电设备进行预防性维护检修费用远远的低于机电设备功能性维护检修费用,因此,通过以机电设备维护检修费用最小为原则进行点检的检测周期确定。 三基于点检数据的趋势预测 1最小二乘支持向量机(LS-SVM) 支持向量机(SVM)最早由Cortes在上世纪九十年代末提出的,基于统计学习理论,解决非线性、高位模式识别和小样本等实际问题的一种计算方法。该方法有效的解决了神经网络学习中欠学习与过学习、收敛速度慢、训练过程中样本不足以及局部极点小等问题,并并成功地应用于分类、函数逼近和时间序列预测等方面。最小二乘支持向量机(LS-SVM)在支持向量机基础上,通过将不等式约束改进为等式约束,并把损失函数、误差平方认定为训练集的经验损失,从而使解二次规划问题转换为求解线性方程组问题,进而有效的提高了问题解决的速度和精确性。该方法最大的优点就是其结构简单,能在较短的时间内解决规模较大的计算问题。 2预测模型的建立 采用机电设备点检过程中所得的数据序列对其未来走势做出相应预测,以验证最小二乘支持向量机方法是否可行或有效。通过选取大柳塔煤矿921胶带输送机高速轴非驱动端温度为点检参数进行研究,并建立预测模型。并通过采用预处理方法,提高了所建模型的精确度。对数据进行归一化处理,有效防止了数据范围较小的属性被数据范围较大的属性控制,有效解决了计算过程中的困难问题。最终通过将预测值与真实值比较发现,预测值与真实值间误差小,走势趋势相近。 四小结 随着科技水平不断发展,煤矿机械化生产发展迅速,这就对煤矿机电设备安全生产提出了更高要求。通过加强煤矿机电设备的健康管理,可有效的加强了设备维护力度,降低了设备维护实际工作量,实现了机电设备维护工作效率高、成本低等目标,并且有效的提高了机电设备的实际使用率,从而增加了煤矿企业的社会和经济效益。 作者:向德林单位:重庆市天府矿业有限责任公司三汇一矿 煤矿类论文:维护措施下煤矿机电论文 1简析煤矿机电设备中的管理问题 1.1煤矿企业没有建立一个完善的机电设备管理机制 目前,有些煤矿企业在生产过程当中,没有对机电设备进行很好的管理,这就让许多已经超过了检修期限的设备还在继续运行,这些设备或许有些都已经不能够满足煤矿生产的需求了,可是企业还是在对它们进行使用,这就使得它们在运行的过程当中,引发出了许多意外事故。这些意外事故的出现,不仅危机到了工人的生命安全,还对煤矿企业造成了巨大的经济损失。 1.2煤矿企业对机电设备的管理理念不足 一方面,许多煤矿企业太过于注重对生产,而轻视了对机电设备的管理,他们普遍认为这些机电设备不会出现什么大的故障,即使是出现了一些故障,那么等到故障出现的时候,再进行维修和检查也不迟。正是因为企业的这种侥幸心态,往往让一些存在着隐患的机电设备酿成了巨大的意外事故。另一方面,企业对机电设备的管理制度根本就不完善,而且也没有按照管理制度当中的条例去进行。此时,机电设备管理制度就相当于是一个空壳,根本就起不了任何作用。这样长期以往下去,就会让机电设备中存在的问题越来越严重,甚至到最后还会形成一个巨大的安全隐患。 2探究煤矿机电设备的管理和安全措施 2.1对煤矿机电设备的采买进行严格的筛选 煤矿企业在对机电设备进行采购的时候,要严格的依照国家规定对机电设备进行选择,比如:机电设备的型号、材质、质量和性能等等。当这些机电设备采买进厂的时候,管理人员还要对这些设备进行检验和审核,以确保这些机电设备的可用性。其中,对机电设备的检验和审核要做到以下三点:(1)有质量问题的设备拒收。(2)没有出产证明和合格证的拒收。(3)设备有缺陷的拒收。检查完成之后,管理人员还要将这些设备的资料进行存档,以便以后可以对这些设备的资料进行查看和管理。值得提出的是,在机电设备安装的整个过程当中,管理人员必须对其进行严格的监督,以保证机电设备的安装方式符合煤矿生产的要求。 2.2严格执行煤矿机电设备的检修 煤矿企业应当按期对所有的机电设备进行检修。其中,机电设备的检修内容主要有:通风系统、提升系统、排水系统和电路路线等等。与此同时,企业在对这些机电设备进行检修的时候,应当安排专业的、个人素质良好的、有多年机电设备检修经验的技术人员,以确保他们对工作能够做到尽心尽责。其次,煤矿企业还应当给机电设备建立一个管理操作平台,利用强大的电脑技术来帮助管理人员对机电设备进行有效的管理,比如:当某一设备出现故障的时候,管理人员就可以通过这个平台,对这个出故障的设备进行数据检测和分析,然后总结出一个能够有效解决这个故障的办法。 2.3提高管理人员的管理水平 管理人员的管理水平对机电设备的管理起着决定性的作用。如果一个管理人员自身的管理水平就达不到要求,那么他在工作的过程当中,就不会及时的发现一些机电设备潜藏着的问题,并且当机电设备出现故障的时候,他也不能够对这个故障进行很好的分析和解决。于是,这就大大增加了机电设备在运行中出现故障的概率,还有可能会造成严重的安全事故。因此,煤矿企业应当定期的对管理人员进行管理知识和技能上的培训,来提高机电设备管理人员的管理水平。 2.4对机电设备进行实时监控和保护 煤矿企业应该安排专门的技术人员,来对机电设备进行实时的监控和保护。其中,要以机电设备运行的整个过程为主。那么一旦机电设备发生故障或者是存在着什么问题,那么技术人员就可以及时的发现,并采取相应的措施,在不影响整个系统运行的情况下让这个有问题的设备停止运转,然后对其进行全面的分析,最后找出一个能够有效解决这个问题的办法。 2.5机电设备的更换要符合“时代性” 所谓的“时代性”就是随着高科技技术的不断发展,煤矿企业要更换掉一些落后的机电设备,将更具有效能的设备引用进来。这样一来,不仅可以从很大程度上避免了一些存在隐患的机电设备,还可以提高煤矿企业的生产量,从而给整个企业带来更多的经济效益。 3试析煤矿机电设备的管理和维护措施 对煤矿企业的影响煤矿企业对机电设备的管理和维护措施是企业能够实现正常生产的前提条件,现将机电设备的管理和维护措施对煤矿企业的影响进行简单的分析,可以将其概括成以下几点:(1)让煤矿企业实现了安全生产。(2)大大降低了煤矿生产过程中发生安全事故的概率。(3)让煤矿工作人员能够在一个安全的环境之下进行工作。(4)提高了煤矿企业的生产量。(5)增加了煤矿企业的经济效益。(6)进一步促进了我国煤矿事业的发展。总的来说,煤矿企业加强了对机电设备的管理,并能够制定出很好的维护措施,对于煤矿企业以及煤矿工作人员来说,都是大有裨益的。 4结束语 总之,煤矿企业要想增强对机电设备的管理力度,并提出更具有效力的维护措施,就必须要有针对性的对现有的机电设备管理制度进行更为深入的分析和探究,以此来总结出之前管理工作当中的不足之处,然后对其作出相应的改变和完善。因为只有这样,才能够让煤矿企业实现安全的生产。 作者:张玉杰单位:冀中能源股份有限责任公司葛泉矿 煤矿类论文:安装质量问题煤矿机电论文 1煤矿机电设备的安装质量问题 1.1安装技术不合格 安装技术不合格也是导致煤矿机电设备的安装质量问题的重要前提之一。众所周知机电设备的一般问题的出现与产生都可以合理的追本溯源,在这之中安装技术始终都有着非常重要的影响。例如煤矿机电设备没有实际操作性往往是导致煤矿机电设备的安装质量问题出现的重要因素。除此之外,安装技术不合格还主要体现在工作人员并没有根据具体的工作环境和工作情形来进行有针对性的安装工作,最终使得煤矿机电设备正常运行受阻,同时带来较为严重安全隐患,与此同时也为后续煤矿的开展过程带来了较为阻碍。 1.2安装管理不严格 管理措施不严和监督措施不到位都是导致煤矿机电设备的安装质量问题的原因,与此同时也是机电设备安装质量较差的重要因素之一。在实际的煤矿机电设备的安装工作中,部分工作人员和管理人员由于一受到自身的技术和知识水平所限制,又或者是工作态度不好,导致了相应监管工作无法得到进一步的落实,这样往往也会导致设备故障的产生。最终使得煤矿机电设备安装技术措施无法得到及时的落实与加强。 2煤矿机电设备的管理措施 煤矿机电设备的安装质量问题需要诸多管理措施的有效应用才能解决,其主要内容包括了技术措施的有效落实、注重提升设备质量、日常养护的持续进行、合理实施管理措施等内容。以下从几个方面出发,对煤矿机电设备的管理措施进行了分析。 2.1技术措施的有效落实 技术措施的有效落实是煤矿机电设备的管理措施的基础和前提。在技术措施的有效落实过程中工作人员应当注重对于每一个技术应用过程都进行合理的技术落实,并且注重展开较为严谨和非常认真的工作,从而能够在此基础上有效实现提高煤矿安装质量的目标。除此之外,在技术措施的有效落实的过程中工作人员应当注重进行设备的核查,并且根据具体的设计需求和要求,在购买到设备后进行相应的设备验货工作。另外,在技术措施的有效落实过程中,设备供应商、施工方和建设方,应当进行相应的零部件核查工作和逐步清点工作,并且在相应工作完毕后做好相应的零件数据记录。从而在此基础上促进煤矿机电设备的管理措施应用水平的有效提升。 2.2注重提升设备质量 注重提升设备质量对于煤矿机电设备的管理措施的重要性是不言而喻的。在注重提升设备质量的过程中工作人员应当时刻注意到设备工作温度和设备工作环境的较大幅度变化。例如散装设备在组装过程中的精细程度往往都会受到工作温度和工作环境的较大影响。除此之外,在注重提升设备质量的过程中工作人员应当注重根据之前的工作经验和相应的设备标准来进行工作,从而能够在此基础上有效避免人为因素对于设备质量造成的影响并且能够合理的减小客观因素造成的影响。另外,在注重提升设备质量的过程中工作人员应当注重结合设备自身固有的特点来选择最适宜的安装过程并且同时进行有效的调整,从而能够在此基础上最终实现累计误差的消除并且达到最精确的设备安装效果,因此能够较好的促进煤矿机电设备的管理措施应用效率的有效进步。 2.3日常养护的持续进行 日常养护的持续进行是煤矿机电设备的管理措施的核心内容之一。在日常养护的持续进行中,工作人员应当注重根据电路设备按照相关的技术标准和相关要求来检验煤矿机电设备的工作线路是否保持完好,并且其规格和预先设计的是不是较为符合,只有在这些检验工作都进行完毕之后,工作人员才能进行相应的启动工作。除此之外,在日常养护的持续进行过程中工作人员应当注重持续加强设备的维护保养和质量检修工作的实施,从而能够最大程度的降低故障发生几率,最终能够在此基础上促进煤矿机电设备的管理措施应用可靠性的不断提升。 2.4合理实施管理措施 合理实施管理措施是煤矿机电设备的管理措施的重中之重。工作人员在日常工作中应当明确,实施高要求管理措施的最终目标就是为更好地提高机电设备的安全质量。除此之外,在合理实施管理措施的过程中,为了更好地加强监督和管理工作,煤矿企业应当注重从人和事两方面开展工作:首先应当注重对设计施工图纸"方案"技术和人员进行相应的核查,并且判定其是否符合安装技术标准。另外,在合理实施管理措施的过程中煤矿企业不能忽略安全事故和安全隐患的消除问题,即应当注重坚持安全隐患要从细微处抓起并且对于自身的安全管理措施体系进行有效的完善,从而能够在此基础上促进矿机电设备的管理措施应用合理性的持续提升。 3结语 随着我国国民经济整体水平的不断提升和煤矿行业发展速度的持续加快,煤矿机电设备的安装质量问题与管理措施的应用得到了越来越多的关注。因此在这一前提下工作人员应当对于煤矿机电设备的安装质量问题有着清晰的了解,从而能够在基础上通过管理措施的有效应用来促进我国煤矿行业整体水平的有效提升。 作者:杨晖泽单位:山西晋煤集团晋城宏圣建筑工程有限公司 煤矿类论文:探究式教学煤矿安全论文 一探究式教学在煤矿安全培训中的可行性分析 1必要性分析 煤矿企业在日常生产中,安全培训是一项基础性工作,做好该工作能够确保煤矿安全生产的顺利进行。通过对煤矿员工进行安全教育培训,在一定程度上可以帮助员工树立安全意识,同时提供安全技术水平,使其在日常工作中,牢固树立“安全第一,预防为主,综合治理”的思想,通过强化自保互保能力,促进安全生产的顺利进行。对于安全培训的重要性,虽然已经被许多煤炭企业所认识,并且成立了相应的教育培训中心,组织开展了安全教育培训活动。但是,这种传统的安全培训模式依然是为了培训而培训,培训方法比较单一,培训手段缺乏灵活性,进而在一定程度上制约了学员的自主性和创造性,同时对学员的发散性思维、逆向性思维造成了束缚,进一步影响学员创新能力的发展。在我国,随着经济的不断发展,使得煤炭产品的需求不断增大。在安全生产方面,国家加大了监督管理的力度,同时在新设备、新技术方面加大了对煤矿安全生产的投入。在这种情况下,为了将新技术、新装备转化成生产力,进一步适应现代企业发展的需要,因此需要从业人员具备较高的素质和效率。对于煤矿企业来说,安全培训工作是一项艰巨的任务,多年来煤矿企业采用灌输式的教育方式对员工进行安全教育培训,与现代煤炭企业管理的需要相比,这种教育模式早已不能适应。为了确保煤矿安全生产的顺利进行,需要改变传统的培训方式,采用新思维、新方法,组织开展好培训工作。探究式教学法是一种有利于促进学生自主学习,有利于学生“学会学习”的方法。如果想要实现观念的转变,对学员实施探究式教学是非常有必要的。 2适宜性分析 2.1培训对象的适宜性煤矿企业在组织开展安全培训时,其培训对象是成人,在探究需求方面,成人表现的更为强烈。对于成人来说,一般具备探究式学习的条件,与青少年学生相比,成人的实践经验比较丰富,丰富的经验为成人学习积累了宝贵的资源,这些资源为实施探究活动奠定了前提条件。由于探究式教学具有较强的综合性,在这种情况下,需要学习者对自身的相关知识和技能进行充分的调动,进而发挥功效。受社会实践的影响和制约,成人的探究经历存在一定的差异。通过对心理学的“经验律”进行分析可知:当一个人的知识越丰富,那么其直觉就会越完善,对应的感知就容易,同时有利于将感性知识转化为理性知识。成人在日常的工作、生活中,都会有意无意地进行过探究活动,当他们遇到问题时,都会对问题进行判断、分析、解决,进而在一定程度上进行着探究训练。对于成人来说,通常情况下更喜欢在问题中进行学习,可以说培训活动是一个目的十分明确的过程,在这一过程中,针对工作生活中的实际问题进行学习,同时具有通过学习解决问题的强烈愿望。而探究式教学的特征就是以问题为中心进行教学。 2.2培训内容的适宜性煤矿安全培训的教学内容主要包括3部分:安全基本知识;安全技术基础知识;安全操作知识。煤矿安全培训主要内容虽然包含陈述性知识,但是,主要还是程序性知识和策略性知识,学会怎样安全做事。由于煤矿井下工种较多,如采、掘、机、运、通等方面的工种、专业,安全培训教学大纲不一致,进而使得课程内容比较复杂。在安全教育培训过程中,这些课程涉及的知识面比较广,并且具有实践性、应用性强的特点,要将这些内容在短暂的时间内传授给学员,其教学难度非常大,同时增加了学员学习的难度。因此,在教学过程中,需要采取措施,激发学员的学习兴趣,提高课堂效率和教学质量。探究式教学是以提出问题开始,采取一定方法和步骤去确定和解决,最终达到探究问题,解决问题的目的。这种以调查探究为基础的教学模式所产生的知识技能和价值观,能够比较容易让学生记住并运用,同时还能够鼓励学生积极参与各种活动。在安全培训中实施探究式教学,在一定程度上能够发挥探究式教学的优势。综上所述,探究式教学更适合成人学习,更适合职工培训。 二探究式教学的具体运用 对于探究式教学来说,通常情况下,可以分为问题情境阶段、实践体验阶段和结果表达交流阶段,也就是提出问题、做出假设、制定计划、实施计划、得出结果、表达交流这六个步骤。 1问题情境阶段提出问题 既是探究的基础,又是探究过程的核心。教师指导学员大量批判性地阅读有关信息资料以及相关的应用背景,通过思考和集思广益,根据教学目的设置一些问题情境,使学员置身其中。此种形式特别适合传授避灾方法或井下创伤急救等方面的知识。 2实践体验阶段 实践体验阶段其实也就是解决问题的阶段。这一阶段主要是针对提出的问题做出假设、制定计划、实施计划等。在培养学生创造性思维、自主探究的学习过程中,实践体验阶段起到不可替代的作用。例如学员针对问题情境阶段中所提出的问题做出假设,面对这样的情况,应该采取什么样的措施。学员可以根据已有的知识和经验做出假设。在做出假设之后,教师引导学生针对自己的假设制定计划与方案,教师应根据学员的原有知识类别或层次进行分组,可以以分组的形式进行规划、设计方案。教师要起到“导向”的作用。在开始进行时,教师需要更多地引导,随着讨论问题的深入,学生更多理解他们的学习要点,教师就可以慢慢地“隐退”,真正实现由“学会”到“会学”的转变。学员在探究的过程中,难免会出现问题,此时教师需要用恰当的问题或事例来引导,找出问题所在。 3结果表达 交流阶段得出结果、表达交流这是一个评价阶段。在解决问题的过程中,学员得出相应的结论,同时与同伴进行交流,通过与实验前的假设进行对比分析,进一步形成新的体验,从而使探究得到新的升华。在这个阶段,教师可以让学员以小组的形式进行汇报成果,比如是完成一个报告或进行一场辩论等。在相互交流、评价的过程中,不应只是来自于教师的评价,还要适当结合小组内的互评,小组内的互评更有利于激发成人学习理论的兴趣,学会用所学的理论知识创造性地解决问题。 三运用探究式教学应注意的问题 1选取合适的探究课题 探究式学习课题的内容不仅来源十分广泛,而且课题题目的深度和层次可高可低。面对煤矿企业的员工文化参差不齐这种情况,教师在确定探究课题时,一定要考虑学员的原有知识以及当前的学习水平、能力和知识结构等因素。例如有次新工人培训班,大多数都是退伍军人,在遵守纪律和学习上就比较自觉,接受能力也比较高。这时选择较深的探究课题,学员比较容易接受。而另外一种情况,学员文化程度低,安全培训意识不高。在认识程度还有接受程度都不太高的时候,教师可以选择比较简单的探究课题。 2采取合适的探究方式 对于安全教育培训来说,其特点主要表现为时间短、针对性强、与实际问题联系紧密等。在短期内要求培训的学员,一方面需要传授系统性、发展性、实用性的知识,另一方面需要结合工作的实际情况,解决学员工作中遇到的困惑等。这是安全培训的特点也正是与普通教育的区别之处。通过对这些区别进行明确,在进行培训探究式教学时,会使我们有一个比较清晰的指导思想,并采取适合成人特点的探究方式,而不至于一味模仿普通教育。 作者:李芳单位:平煤集团八矿职教中心 煤矿类论文:课堂教学煤矿安全论文 一课堂教学演示系统的开发与应用效果分析 安全监测监控这门课程是从事工业自动化、安全管理等行业人才所应具备的基础控制技术的重要教学内容。该课程任务是使学生掌握可编程控制器的基本组成和工作原理,理解工业控制网络及现场总线技术,了解安全监测监控系统的组成,掌握可编程控制器的各种单元、规格,内部继电器及数据区,理解其通信功能,能按照可编程控制器的设计步骤去分析和设计对应的控制系统。因为该课程的理论性和实践性都很强,所以为了提高教学效果,在学习理论知识的同时,必须利用课堂教学演示系统提高教学效果,加强认知实践能力的培养,以培养适合面向生产一线的高技能人才,满足社会的需求。教学演示系统是为教学而设计,鉴于课堂教学的特殊性,其应该具有以下几个特点: 1)系统结构小巧,便于携带,操作方便,且可与可编程的PC机一块置于实验台上,随时进行编程和实验。 2)实验装置采用插头和插座式的连接方式,硬件导线的连接十分简易,在实验室可以实现即插即用,不用任何工具即可进行实验。 3)突出教学实习、实验装置的实用性,具有模拟量和开关量多种输入方式,设计了可以实现这两种实验的实验模块,简单实用。 4)具有很好的可扩展性。作为整个课堂教学演示系统的核心部分,PLC教学模拟控制板需要进行组装,组装过程中要遵循以下原则: 1接口的分布要合理,恰当。 2器件的布置要做到美观,符合人们的使用习惯。 3在焊接的过程中要避免短路,使焊点之间保持一定的距离。该模块在制作过程中,先把PLC、EM231、EM232固定在印刷板上,模块和模块之间通过电缆进行连接。在印刷板正面,通过导线将PLC及其扩展模块各接口引到前面的接线柱上面,在印刷板底部,利用烙铁将接线柱底部和排线插头底部连接起来,在这个过程中,要确保接口的合理分布以及连接可靠,避免脱落、短路的情况出现,连接后的模块。开关量输入模块作为实验系统的主要部分,在组装过程中除了要遵守一般的器件组装原则之外,还要根据实验的内容和要求,合理布置器件在印刷板上的位置和间距,由于器件比较多,板子上空间有限,所以,在组装的过程中要特别的注意。方法和PLC及其扩展模块的组装方法一样,板子正面通过接线柱连接,板子底面用烙铁把排线插头和接线柱连接起来课堂教学演示系统在教学过程中提高了学生的学习兴趣,课堂教学演示系统有多种输入输出方式,实验效果明显,便于观察,可以增强同学们学习的积极性,将枯燥的专业课教学转变为类似的“案例教学”。课堂教学演示系统还可以实现的实验内容丰富多样,学生可以根据不同的实验要求,利用不同的输入输出元件,编写相应的控制程序,使理论学习与实践操作紧密结合,提高学生的编程能力和创新思维能力,大幅度的提高学习效果。 二完善课程设计的各个环节及整体的拓展训练 课程设计是本科实践教学的一个重要环节,以培养和提高学生创新能力和综合解决问题能力为目的,传统的课程设计方式无法与自动化信息化技术的发展及社会需求发展相适应,为了提高学生的实践能力,结合课堂教学的改革及开放实验室的建设,培养学生理论与实践相结合能力、工程设计能力、创新能力,完成工程师基本技能训练。通过分析课程的课堂教学,提出挑战性的设计题目、指导教师的主导作用及评分机制等教学内容对课程设计的作用效果,构建将多种教学元素与课程设计交汇融合的创新课程设计模式,对课程设计的各个环节进行全面改革和拓展。为了提高课程设计的教学实践效果,具体通过以下几个方面进行改革: 1)加强课堂教学与课程设计的交汇融合,在课堂教学中间阶段适时地把课程设计的题目、任务、要求等告知学生,通过课堂教学引导学生的创新思维,将课堂教学与课程设计融会贯通,使学生在课程设计时就有了充分的准备和认知,更能发挥学生的创新潜能。 2)提高学生的创新思维能力,鼓励学生大胆创新,在课程设计的每一个环节都要融入创新思想和意识,选题一定要具有前沿性和挑战性,设计过程中要注重创新思维。教师在指导过程中要善于启发、鼓励学生,增加网络信息资源的查阅量,切实通过课程设计提高学生的理论知识和实际工程的结合能力,为以后工作打下良好的基础。 3)教师在课程设计的指导过程中要做到因材施教,充分考虑学生间的个体差异及学习的层次基础,分不同的难度系数对每一组学生安排课程设计题目,最大限度发挥每一位学生的潜能。 4)改变课程设计的评分机制,打破对设计图纸和设计说明书进行综合评分确定总分的传统方法,融入答辩式评分模式,最好能融入到设计的每个阶段,激发学生的辩论思维能力,提高答辩权重,保证课程设计的创新性和应用性,培养学生解决实际问题的能力。 三结论 通过对煤矿安全监测监控课程改革进行全面分析,全方位的对课堂教学、实验课程及开放实验室建设、课程设计等方面的改革进行了论述,获得了如下结论: 1)设计了基于PLC的综合教学实验系统,整合了实验原有的监测监控系统资源,建成了集教学科研于一体的开放实验室,既可以满足基本教学科研的实际应用,又节省了大量的实验装置,经济实惠,一举两得。 2)研制了一种新型的可编程控制器教学演示系统———PLC教学模拟控制板,着重培养学生的认知实践能力,并给学生留有足够的发挥空间,提高了学生的学习兴趣,实现了良好的学习效果。 3)通过课堂教学与课程设计交汇融合、提出挑战性与创新性的设计题目、指导教师的主导作用、评分机制等四个方面进行课程设计的教学改革。构建了多种教学元素与课程设计交汇融合的创新模式,全面提高了学生理论知识和实际工程结合的实践能力。 作者:王凯蒋曙光吴征艳邵昊裴晓东单位:中国矿业大学 煤矿类论文:PCPR煤矿安全论文 一降低重特大事故的发生的新对策 要想做到较低的安全事故发生率,有研究表明可以采取如下措施:降低事故严重度的措施方法、强化安全事故管理等措施。降低重特大事故在煤矿企业中的发生,3点措施是必须需要采取的。然而,众所周知的是,我们把注意力主要放在了其他两点上,而没有采取积极的措施去控制事故严重度。在目前这种情况下,借助管理手段和技术手段来预防发生事故,在煤矿安全领域是目前的主流指导思想,却很少关注通过什么措施来降低事故的严重度。如果只将重点放在预防事故的发生上对于降低重大事故是远远不够的,我们还应该研究当事故发生后如何防止事故进一步恶化,减少损失的扩大和蔓延。通过统计数据分析得到,大部分的重特大事故之所以会发生是由于火灾事故、瓦斯突出喷出事故和爆炸事故、透水事故造成的,主要集中在这些事故当中。 二PCPR体系概述 利用PCPR煤矿安全体系来降低事故的严重度以及事故的发生率两方面带来的危害,它是由4个部分组成的包括:源头预防、过程控制、安全防护、以及应急救援。下面就四个部分进行详细的阐述。第一,为了达到降低危害的目的,必须从源头上进行预防。保证系统和生产设备在源头设计上安全可靠和本质安全,同时充分整合现有资源、借助管理手段使系统安全的功能达到我们理想的程度。第二,所谓过程控制就是抑制事故发展的一种技术手段。像瓦斯爆炸透水等这种在目前的矿井中是主要的危险源的因素,主要的因素是包括进风巷的外因火灾。对于透水即便是把源头预防作为主要的措施,然而也需要强有力的技术手段在灾害发生时候能够阻断事故的发展过程,争取到更多井下的人员取得生还的机会。第三,事故一旦发生后为了提高被困井下人员的生还几率需要为逃生人员提供临时的避难空间。从以往的矿难中不难发现,灾难发生后只有大约10%的伤亡是直接伤亡人数,大多的是因为事故发生后人员遭受产生的有毒有害气体蔓延于侵入窒息和中毒身亡。为了使人员伤亡的损失在煤矿事故中尽量的减少,增强矿井的抗灾、健在能力,提供譬如井下救生舱、避难硐室等临时避难空间,提高生还率是十分必要的。第四,应急救援。通过事前做好充分的准备,并对应急预案的效果进行充分的论证,想尽一切可以想到的办法,保护井下人员安全,做到万无一失,防范事态进一步扩展,使人员、财产和环境的损失在事故当中降到最低点。PCRM煤矿安全体系通过使事故严重程度、事故发生率得到最大程度的降低,并最终使系统达到最优化的安全状态为最终目的。 三关键技术 1过程控制瓦斯爆炸事故范围扩大的防治过程控制措施。巷道安装隔爆岩粉棚或者隔爆水棚等措施是不稳定的,容易造成效果差等问题。以主动抑爆防火为目的HS矿井阻燃抑爆系统是我国为此而引进的系统,它能够有效地形成抑爆物质物理屏障,在短时间内抵挡由于爆炸而产生的高温强压,对灾害范围进行减小。外因火灾事故大多是发生在进风巷,主要是皮带火灾和电缆火灾。在《煤矿安全规程》中规定进行全矿井反风当进风巷发生火灾时,但是前提是必须将火源进风侧的人员撤出,指挥部在下达反风命令。然而矿井反讽有种种缺陷,为了避免这些缺陷,利用救灾门来控制火灾后的烟流流向,使其直接排入回风中而不经过工作面。防水闸门可以拦截透水事故中的水流,继而控制水流方向,创造更多的时间为工人来逃生。但是,往往起不到应有的效果,之所这样是因为来水突然,对于防水闸门的操作难度大。也就是因为这样人们开始尝试利用远程控制防水闸门的设计。 2安全防护所谓矿井安全防护就是指当事故发生时,为了给来不及逃生的井下人员通过合理设计和布局避难硐室和救生舱而提供的临时的避难场所,赢取更多的求生时间,并且利用通讯设备及时的与救援人员取得联系、沟通使井下的被困人员生还率得到大大的提高。 3事故应急救援对于事故发生后的应急救援,之前人们从不同的方面进行了研究,包括水灾时的生存条件、排水路线、火灾时的避灾路线等,另外还有可视化的救援指挥装置、应对重特大事故的信息管理系统等,科学的指导了应急救援的制定和实施。 四PCPR煤矿安全体系的应用 潞安集团常村煤矿,具有接近94400万t的可采储量,其中主采的3#煤层,生产能力年近710万t,厚度平均在6m左右,2009年对常村煤矿瓦斯进行的鉴定结果显示,瓦斯的相对涌出量为5.3m3/t,CO2的为1.24m3/t,瓦斯的绝对涌出量70m3/min,CO2的为15m3/t。PCPR煤矿安全体系对于煤矿灾难事故的抵抗与减少具有重要的意义,能够很好的使之得到增强。目前北三采也已经采用此系统,势必会进一步推进常村煤矿的安全发展,促进构建本质安全型矿井的步伐。 五结论 借助于控制危险来达到系统的最优化状态是研究安全系统的最终目的,而控制危险的关键又在于降低事故的严重度和事故的发生率。PCPR煤矿安全体系正式把二者放在了等同的重要地位来进行研究,这一系统的实施对于我国的煤矿安全现状势必会产生重要的影响,大大降低重特大事故的伤亡人数与发生次数。随着PCPR安全体系研究的进行,到目前为止它的某些重要技术已经取得了圆满的成功,可以应用到煤矿实际生产当中去。PCPR煤矿安全体系在常村煤矿的成功应用就是一个典型的成功案例。 作者:高平边冰单位:河北联合大学 煤矿类论文:加强煤矿安全管理论文 1加强煤矿职工的教育及安全技能培训 1.1加强员工的安全岗前培训教育在煤矿企业的生产过程中,井下作业是相对而言比较危险的工作区域,因此在职工下井作业前,要加强他们的思想教育工作,在他们下井作业前,应该通过岗前动员或者岗前讲解,向他们讲解井下作业的危险性,并督促他们认真学习井下作业的安全规范和安全要领,使他们在下井前明确哪类动作具有危险性,哪类动作不具有危险性。在岗前培训环节,除了说明危险因素外,还应该让煤矿职工明确,一旦遇上矿井坍塌或者地下水倒灌等危险时,如何通过团队来紧急避险,让煤矿职工明确井下的避险路线等。在岗前培训环节,还应该通过激励法来提升煤矿职工的安全生产意识,通过物质奖励的原则来促进员工的安全责任心,通过相关处罚来警醒广大职工按照规范作业,避免危险动作。 1.2落实安全教育课程除了加强煤矿职工的岗前培训外,还应该严格落实安全教育课程,将安全教育课程系统化、规范化,确保安全教育课程的周期性和普遍性。安全教育课程要落到实处,可每周举办一两次,将未下井作业的职工组织起来,由专门的安全教育老师来给职工上课,课程内容可以是国内外的煤矿安全事故思考或者一些数据,尽可能地使安全教育课程生动形象,吸引广大职工的注意力。在安全教育课程上,还可以组织老员工来通过自身经验或经历,向新职工讲解井下安全操作的重要性和紧急避险的一些方法。职工在经过安全教育课程后,需要进行汇报总结,安全教育老师根据职工的总结内容进行评定,并与绩效等挂钩,提升职工对安全教育课程的重视程度。 2落实安全制度和技术操作规范 2.1井下挖掘方面的安全管理制度在煤矿生产中,井下挖掘是最危险的区域,也是人员比较密集的区域,因此抓好煤矿企业安全生产首先应该从抓好井下挖掘的安全管理工作开始。 2.1.1一线工人的安全操作。在煤矿企业井下挖掘作业前,应该根据前期科学的测定和相关经验方法,编制合理的挖掘作业流程,确定挖掘方式方法,并根据挖掘面积及挖掘手段,制定适宜的安全技术措施。在正式挖掘前,应该就挖掘方法与一线工人、领班、技术骨干等做好技术交底工作,让所有下井挖掘的人都了解挖掘面积、挖掘流程。虽然挖掘流程是事先制定好的,但在实际的井下作业过程中,可以随时根据井下出现的异常情况,及时调整挖掘进度和挖掘方法。在井下作业时,一旦发现有工人违规操作,要及时停止作业,做好整顿教育工作。 2.1.2做好测绘测量工作。在煤矿生产前,应该做好科学的测绘测量工作,督促测绘测量人员严格执行测量测绘方法,深入井下,仔细排查,科学测量,为挖掘工人提供准确的技术参数和地质资料。 2.1.3做好安全检查工作。在煤矿企业下井挖掘作业时,要严格落实安全员的安全管理职责。安全员应该明确挖掘流程、挖掘技术方法等,在一线工人挖掘作业时,如果安全员发现有工人存在违规操作或者不按照挖掘流程作业时,应予以制止。同时在遇到比较困难的挖掘作业时,安全员还应该协助一线工人,共同处理。 2.1.4做好瓦斯检查工作。在井下作业的过程中,瓦斯检测员的工作非常重要。瓦斯检测员要做好作业面瓦斯监测和检测工作,确保井下环境的安全。在检查过程中,一旦出现瓦斯超标或者存在其他危险气体,要及时通知工人撤离,同时在煤矿生产过程中,瓦斯检测员还应该做好通风口的管理工作,定期定时为作业面通风。 2.2严格落实煤矿生产的机电运输管理工作在煤矿企业生产过程中,确保机电设备的良性运转,确保煤矿输送设备的正常运行,对于煤矿企业的安全生产来说,同样是非常重要的。 2.2.1加强机电设备的安全检查工作。为了确保煤矿生产的机电运行安全,有必要加强对井下作业面及井上等所有机电设备的安全检修工作,定期或不定期对机电设备进行安全巡检,一旦发现机电设备出现故障,要及时解决,避免机电设备损毁。同时做好机电设备的安全保养工作,对于有可能影响煤矿生产效率的机电设备要及时进行淘汰。 2.2.2加强煤矿的运输管理工作。保证煤矿运输环节的安全是提升煤矿安全生产的重要环节,因此要加强对煤矿运输设备的维修与保养,定期检查煤矿传输带、运输车辆等运输设备是否处在良性运转的状态下,防止掉轨、翻车等安全事故的发生。斜井提升则要做到钢丝绳、矿车碰头、三环链、绞车、钩头等提升设备的检查工作。在检查过程中,一旦发现运输设备存在安全隐患,要及时排查及时检修,并将容易出现问题的运输设备登记在案,在后期的跟踪检查中,重点做好安全检修工作。 3合理划分安全责任区域和签署 安全责任书在煤矿生产过程中,要将安全责任化整为零,合理划分安全责任区域,确定安全责任范围。 3.1划分安全责任区域在煤矿生产过程中,根据不同的级别、不同领域、不同作业面,要合理划分安全责任区域,在该区域内由指定负责人做好区域安全管理工作,同时由煤矿企业的安全总负责人做好区域安全的统筹管理工作。这样可以将安全责任明确到个人头上,在煤矿生产过程中,更有利于安全制度和安全技术等的落实和推进。 3.2签署安全责任书为了将区域安全管理工作落到实处,在区域安全管理过程中,有必要由区域安全负责人签署各自的安全责任书。在责任书上要明确区域安全管理人员的具体职责,并明确出现安全事故后的处罚条例,通过安全责任书,能够提升区域管理人员的工作责任心。 4做好灾害预警管理工作 在煤矿生产过程中,除了容易造成作业面坍塌、瓦斯爆炸等危害性比较大的事故外,还容易引发水灾、火灾等灾害,因此有必要做好煤矿生产的灾害预警工作。 4.1做好火灾防范措施火灾对于煤矿井下作业面来说,其危害是致命性的。在煤矿生产过程中,要做好火灾防范措施。禁止明火进入作业面,严禁煤矿职工在作业面及出矿口等附近抽烟、在井下使用明火需做好安全防范措施。在井下作业面要做好消防器具的设置和摆放,以便在发生火灾后能第一时间进行消防扑救。 4.2做好水灾的预防在矿井周围要做好对当地水文的调查,根据降水量来判断地表流向和水流量,并做好地面积水的排泄工作。在矿井里要做好排水工作和封堵水工作,以防止水淹没作业面。 5结语 做好煤矿安全管理是确保煤矿安全生产的重要措施,在安全管理工作中,可以通过思想教育、制度建设及灾情防范等确保煤矿安全生产。 作者:谭军生单位:广西来宾市兴宾区水政监察大队 煤矿类论文:维修和管理煤矿机械论文 1我国煤矿机械设备维修和管理所采取的措施 1.1加大煤矿设备维修中的备件管理力度 1)要对备件的质量严格把关。因为同种型号的备件可能存在很多供应商,并且这些来自不同供应商的备件质量彼此之间存在差异,而备件的使用寿命以及整个系统的可靠性与备件的质量密切相关,如果维修人员使用的是优质备件,可以在很短时间内解决设备出现的故障,并让整个系统的稳定性得到大幅提高,同时也可延长整个系统的正常运转时间,让整个系统的整体性得到提高。 2)加强对维修中所更换备件的管理。很多情况下,煤矿机械设备出现问题是甲备件损坏,但是被换掉的却是乙备件。又或是机械设备出现问题仅仅是需要重新调整,但是却重新更换了备件,这就是一种浪费,针对这样的问题,应当加大对备件管理的监督力度,要求每一个维修人员都要对自己所更换的备件负责,并且有专门的人员在备件更换之后对备件进行检查,如果发现所更换的备件其实并没有问题,就需要考虑对维修人员实施一定的惩罚措施,确保维修人员不会轻易更换备件。 1.2对职工进行多技能培养一般情况下,皮带司机仅仅负责开皮带运输机,最多再做一点清理浮煤的工作。所以相比之下,皮带司机工作还是比较简单的,而作为一个皮带司机应该懂得如何基本地简单地维护皮带机头设备。此外,皮带运输机有固定的工作时间,在皮带运输机停止工作的时候,皮带司机可以对皮带运输机头进行日常的简单维护,确保每一位职工的能力得到全面的发挥。要安排一些文化程度高的职工去处理技能有较高要求的工作,主要是因为文化程度比较高的职工具有较强的接受能力,可以更加容易地学会一些对于技术要求较高的技能,从而实现一技多能。在对职工进行岗位分工的时候,需要因人而异,有针对性地进行岗位分工,确保每一位职工发挥最合适的作用。 1.3加强机电设备的使用和维护人员的技术培训只有专业队伍技术过硬,才能够保证使用好和维护好煤矿机械设备。而想要保证专业队伍的技术,就必须加强对职工的专业技术进行培训,只有职工切实了解了这些设备的基本工作原理,在未来使用和维护设备的过程中才能做到游刃有余,并且会自觉地按照设备的要求进行正确的操作,保证设备的可靠性和稳定性。可以采用定期进行理论培训的方式对专业技术职工进行培训,让职工深入了解所使用的设备,并且定期进行考试,以检查和督促专业技术职工对于理论知识的学习。并且在日常工作中,专业技术职工需要参与到日常的生产作业中,采用理论和实际相结合的方法,让专业技术职工实际上机操作,从而保证专业技术职工的技术水平得到真正的提高。 1.4组织专业人员对设备检修进行验收设备在检修之后的质量验收是一个非常重要的环节。在验收过程中主要对隐蔽部件的检测和修理记录进行检查,并且按照规定检测外露部件,进行安全装置的动作实验,以及单机的空、轻载、重载以及满载的实验,并且尝试进行整体试生产。在设备验收完成之后,需要做好相关记录,并且将验收记录的主要内容归入设备档案。主要包括:规定检修内容和实际完成情况;进行更换和修理的零部件的名称以及数量;检修所占用的总工时以及总时间;对于隐蔽部件的验收情况;以及进行检修的负责人和工序的负责人签名。 2结语 保证煤矿机械设备在生产过程中的安全和可靠,对于煤矿机械设备的维修和管理是必不可少的,只有提高了煤矿机械设备的维修和操作人员的技术水平,才能大幅度降低机械设备出现故障的可能性,从而保证煤矿的生产效率。 作者:刘冲单位:山西焦煤西山煤电 煤矿类论文:润滑管理和保养煤矿机械论文 一、润滑管理和保养存在的问题 (一)润滑管理制度不完善我国煤矿企业普遍存在润滑管理制度不完善的问题,对于大型煤矿企业来说,凭借自身的优势建立和完善了润滑管理制度,但是对于中小企业来说,受资金规模的影响和制约,仅仅对设备进行简单的维修,其润滑管理和保养根本没有给予重视,甚至没有安排专职人员负责润滑管理和保养。 (二)设备设计时忽视润滑油在设计煤矿机械设备的过程中,润滑油通常情况下由设计人员根据自身的经验来选择,设备生产商只重视选择批量产品润滑油,对于工作环境、设备材料等因素没有进行综合考虑。 (三)保养措施不规范,使用机械油代替润滑油煤矿企业在对机械设备进行维修保养得过程中,在保养措施方面,普遍存在不规划、不合理的现象。在生产成本方面,由于机械油远低于润滑油,在这种情况下,不少企业使用机械油取代润滑油,一方面国产润滑油品种比较单一,并且价格比较高,另一方面在设备使用手册中,只是重点介绍机械油,对于润滑油没有给予一定的重视。 二、润滑管理和保养的基本原则和任务 (一)基本原则为了确保机械设备正常运行,在选择润滑油的过程中,需要遵循:低能耗,在确保机械设备安全运行的基础上,选择的润滑油尽量黏度小;对于机械零部件来说,如果在高速、低负荷的状态下运转,在这种情况下,收稿日期:2014-10-31作者简介:雷鹏(1976-),男,现人陕北矿业涌鑫公司安山煤矿机电科科长。需要选择黏度小的润滑油,反之需要选择高黏度的润滑油;对于零部件来说,如果工作在低温环境下,这时需要选择黏度小、抗低温的润滑油,反之需要选择高黏度的润滑油;对于零部件来说,如果需要承受冲击负荷或者需要进行往复运动,在这种情况下,需要选择大黏度的润滑油。 (二)基本任务煤矿企业在日常生产过程中,为了确保机械设备正常运行,需要对其进行润滑管理和保养,其中建立专门的润滑管理机构是基础。通常情况下,对机械设备进行润滑管理和保养,涉及的内容主要包括:建立健全规章制度和岗位工作细则,以及职责条例等,对机械设备进行润滑管理和保养;全面贯彻落实“五定”管理;在组织开展润滑保养工作的过程中,为了便于对操作人员、维修人员进行正确的指导,需要编制润滑图表、工艺流程等润滑技术档案;对于润滑材料,需要做好供应、存储和使用;按照月份、季度和年度,编制相应的设备清洗换油计划;对于设备的润滑情况,需要按定期时进行检查,及时解决发现的问题;组织、开展技术培训,同时做好宣传工作;学习使用新产品、新技术,对于先进的管理模式、管理经验进行积极的学习和推广。 三、加强设备润滑管理和保养的政策建议 (一)加强润滑管理和保养的具体措施 1.编制基础技术管理资料在组织开展机械设备润滑管理工作的过程中,为了便于指导工作人员规范地开展设备润滑工作,通常情况下需要编制设备润滑卡片、日常消耗定额、换油周期等。 2.定期检测煤矿机械设备在运行过程中,需要对设备的润滑状态进行定期的检测,进而在一定程度上便于解决设备存在的问题。在检查过程中,需要认真记录,同时对设备润滑情况和清洗换油情况进行分析,进一步改进和完善润滑管理。在使用设备的过程中,需要严格遵守操作规程,同时做到不超速、不超负荷;严格执行巡回检查制度,对于检查人员来说,需要手持抹布、听诊器、扳手等,通过听、擦、闻、看、比等方式对设备按时进行检查,同时做好设备的清洁、防腐、紧固和润滑工作,进一步确保设备、工具的完整性;管理原则,对机械设备实行三级过滤管理。 4.执行交接班制度在实际生产过程中,为了避免发生事故,操作人员需要严格执行交接班制度,同时明确事故的责任。 5.日常管理机械设备在运行过程中,检修人员需要按时做好相应的巡回检查,对于发现的问题需要及时处理,同时协同操作人员做好安全生产。通过对机械设备进行日常管理,在一定程度上可以确保设备正常运行,对于设备的日常管理,需要管理部门、检修人员给予高度重视,防患于未然。 (二)选择润滑油 1.选择使用高性能的润滑油目前,随着科学技术的不断发展,机械设备朝着小型化发展,其效率不断提高,使用时间不断延长,为了进一步提高设备的效率,在润滑油中添加了硫、氯等高效添加剂,这些添加剂通过在金属表面产生化学吸附膜,在一定程度上提高了润滑效果。 2.选用多级油机械设备在启动初期,如果使用了其他的润滑油,通常情况下会产生较大的磨损,为了减少初期磨损,一般选用多级油。对于多级油来说,其重点主要表现为:可以改善黏温性,在高温时能够确保润滑油具有足够的黏度和润滑性,在低温时一方可以确保较低的黏度,另一方面可以很快地被输送到需要润滑的部位,进而在一定程度上减少磨损,节约能源。 3.使用固体润滑剂对于固体润滑剂来说,其优势主要表现为:使用寿命长、适应性能好等,能够用于高温、污染等环境下。另外,在使用固体润滑剂的过程中,不需要额外使用润滑剂。 四、结论 在对煤矿机械设备进行管理时,设备的润滑管理和保养作为基础性工作,在企业正常生产、安全生产方面发挥着重要的作用。对于机械设备的润滑管理和保养工作,需要煤矿企业的管理者以及相关的工作人员给予高度的重视,对于润滑管理制度,需要进行不断的完善,同时严格执行。通过建立和完善管理制度以及提高人员管理水平,进一步确保煤矿机械设备运行的安全性、稳定性,不断降低企业的生产成本,强化企业的市场竞争力。 作者:雷鹏单位:陕西涌鑫矿业有限责任公司 煤矿类论文:齿轮失效下的煤矿机械论文 1齿轮失效形式 1.1磨损煤矿机械,特别是掘进机械,采掘煤岩体,强度较大,齿轮所受载荷高,因此齿轮特别容易造成磨损,由于磨损产生的原因不同,磨损类型主要为正常磨损、中重度磨损、擦伤性磨损、疲劳性磨损(点蚀)等。齿轮受长期工作发展缓慢损耗,齿轮均具有一定的寿命期,如果磨损处于寿命期内,则不会影响其正常的工作性能,但一般来说,设备磨损量必须控制在维修标准范围内。 1.2表面疲劳由于机械设备齿轮反复遭受交变应力的作用,存在于齿轮表面或其下面的材质初始裂纹会产生疲劳,如果受到的交变应力超过材料的疲劳极限,初始裂纹就会不断扩展,逐渐的产生凹坑,或者产生移动,随着设备的继续工作,已经产生的凹坑的尺寸将会不断增大,最终合并为一起。根据疲劳产生的原因,一般有破坏性点蚀和疲劳剥损两种类型。 1.3胶合如果齿轮处于超负荷运行时,啮合区温度就会升高,齿轮接触面的油膜受重载作用发生挤破,就使得两齿轮间直接金属接触,则有可能导致其熔焊为一体,将会产生软齿起沟现象。加之煤矿机械均处于低速种载状况,不易于形成齿面间的油膜,因此也易产生胶合破坏。 1.4塑性流动塑性流动包括3种类型:塑性变形、起波纹和起皱。塑性变形是齿轮较软齿部分金属的塑性变形,如果塑性变形严重,可能会发生飞边、齿顶变圆现象,导致主、被动轮齿均市区正常的结构齿形;起皱纹多发生于淬火的齿轮上,使得齿面形成类似波纹的外观;起皱是指齿面出现呈人字形或鱼尾状。 1.5断裂断裂则说明齿轮彻底破坏已经失去本身具有的性能,如果继续使用,后果将严重,依据断裂产生的原因,一般有疲劳断裂、磨损断裂、超载荷断裂等几种。 2齿轮失效原因分析 由于煤矿处于不间断生产状态,因此对于机械设备的性能要求较高,如果一旦发生齿轮失效状况,不仅严重影响产能,也有可能对井下人员安全造成影响,因此必须对煤矿机械设备齿轮失效的原因进行分析,一般来说主要包括以下3个方面: 2.1原始设计由于矿用机械设备均工作于复杂的环境,因此原始设计就必须与普通齿轮不同,必须要对机械设备所处的具体环境进行考虑,绝不能采用传统的设计方式,且必须对已经设计研发的设备进行工业性试验,否则将不具备煤矿机械化高效安全生产的条件,按齿轮接触疲劳强度来算,由于煤矿机械设备处于高负载低速运行状态,因此所算出来的强度都将较传统设计较高,如采煤机和刮板输送机,但其韧性较差,易产生断齿。 2.2加工质量齿轮在机床加工过程中,必须按照设计的尺寸、外观等具体要求严格加工,如果不按照具体规格参数加工,将使得制作产品达不到预定标准和技术要求。如齿轮制造中存在具体化学成分偏差,将会降低齿轮的材质性能;由于齿轮热处理技术不过关所导致的强度不足,这些问题将直接影响齿轮所能服务的期限。 2.3安装过程煤矿机械设备如果不能稳定安装,将使得齿轮无法达到最好的工作性能。例如齿轮轴中心线的平行度、水平度、中心距、轮齿啮合间隙、接触面积以及轴承安装等安装问题都会引起齿轮的工作寿命;若在生产中润滑剂达不到技术要求,均会影响齿轮的正常运行以及加速其磨损。 3失效的处理对策 根据齿轮失效的原因,提出了以下具体的改进措施,将最大幅度提升齿轮的使用期,具体的改进措施包含以下6个方面。 3.1原始设计依据煤矿的具体工作条件,优化齿轮加工制造的参数,必须准确计算齿轮所承载的载荷且必须考虑修正强度;齿轮齿形结构、加工材料、以及加工工艺,尽可能提高齿轮的硬度以及啮合参数,且在设计阶段就得想好怎么对齿轮形成如何润滑机制进行考虑。 3.2材料选择必须考虑到煤矿机械超负荷低速运行的状态,因此对于齿轮的韧性、强度及工艺性能要求很高,因此必须要选择与此匹配的材料。目前来说,我国煤矿机械齿轮所选用的材料主要为低碳合金渗碳钢。如果齿轮所承受负荷或受冲击力较大,则采用Ni-Cr和Ni-Cr-Mo合金渗谈钢;如果希望机械能够在负载工作时尽量保持稳定则选用Ni-Mn钢。3.3工艺质量对机械设备的齿轮进行加工时,必须提升滚齿质量要求水平,分清楚粗、精滚工序,使得滚到精度大幅提高,齿面的粗糙度必须按照规范要求,大部分粗糙度好的齿轮设备寿命将显著增加,因此需要采用较先进的抛光技术提高齿面粗糙度。 3.4热处理工艺煤矿机械齿轮承载能力的高低主要是通过提高齿轮硬度达到,但也不是唯一的决定因素,齿轮表面向芯部间区域的剪切强度的比值也是非常重要的影响因素,此值一般小于0.55。采用深层渗碳淬火的热处理方法,将能够很好实现这一目标。 3.5安装工艺必须正确调整两齿轮轴间的垂直度和水平度,使所存在的间隙处于合理范围内,避免出现扭斜现象,使齿轮啮合间隙处于合理范围,将大幅降低断齿发生几率。 3.6设备使用和维护方法煤矿机械设备齿轮对于润滑要求较高,在使用过程中,需要定期对其进行润滑处理,且必须选择合理的润滑黏稠度,并及时对润滑油进行清洁处理;对于非外露性齿轮,必须经常对齿轮机箱进行清洁处理,提高其散热强度,及时的检测可以避免齿轮失效的发生,从而延长其使用寿命,保证设备正常运转。 4结语 为保证煤矿能够高效安全生产,必须大幅降低机械设备的事故率,而机械设备事故率很多都是齿轮失效。因此,通过对齿轮失效的形式及原因进行探讨,研究得到降低齿轮失效的改进措施,将能够为煤矿生产提供重要的借鉴。 作者:白瑞东单位:山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿
电气工程自动化论文:刍议智能化技术在电气工程自动化控制中的应用 摘 要:随着科学技术的不断进步,在我国电力行业中逐渐发展起智能化技术。作为近年来兴起的高新技术,智能化技术是采用计算机技术和人工智能理论进行结合的一种技术。虽然该技术的发展时间还比较短,但因其自身的优势,已在我国各个领域中得到广泛的应用。本文首先概述智能化技术及其在电气工程自动化中应用现状,并对电气自动化控制系统的设计原则与思想及应用进行探讨。 关键词:自动化控制;智能化技术;电气工程 随着我国社会经济的不断发展,也带动了部分与电力相关行业的快速发展。智能化技术的发展已成为电力行业发展的重要标志。目前,随着智能化技术的不断进步,推动了电气工程自动化控制技术的不断发展。随着智能化技术在电气工程自动控制中的广泛应用,大大推动了电气设备的智能化发展,并有效提高了电气工程自动化控制系统的稳定性与安全性,从而促进我国供电企业的发展。 1 智能化技术 智能化技术是计算机技术中一种重要的分支,其研究重点是通过计算机编程与设计来实现信息的收集、分析、判断及自动识别文字图像等能力,以帮助人类在解决生活、工作中的各种问题。智能化技术是一种将计算机技术、gps定位技术及精密传感技术等进行综合应用的技术。通过应用智能化技术,能有效改善操作者的工作环境,并降低其劳动强度,对操作者的工作效率与质量能起到有效的提高作用[1]。另外,智能化技术在危险性较高的施工领域中应用,从而有效提高危险性施工的安全性。在电气工程自动化中,智能化水平与自动化程度得到有效的提高,不仅降低了设备的维护成本,还能有效提高其可靠性,从而实现设备的智能化操作。 2 在电气工程自动化中智能化技术的应用现状 2.1 电气产品的设计 智能化技术能有效优化电气设备的设计,该优化过程是一个复杂的过程,既要运用到电机电气设备、电路及电磁场等方面的知识,还要求设计者必须要具备过硬的专业素质与丰富的工作经验。在传统的电气产品设计中,主要是依靠设计者的经验进行手工式的设计,导致电气产品的设计出现一定的不合理性与局限性,不利于电气产品的全面发展。随着计算机技术的不断进步,其在电气设备中的应用越来越广泛,从而有效缩短产品的开发周期,且能有效提高产品的准确性与科学性。通过引进智能化技术,能有效提升电气产品的设计效率与设计质量[2]。 2.2 智能化控制 智能化技术在数据信息的收集与处理、运行管理、操作控制、运行监控、画面显示、故障录波、在线分析及参数的修改与设定上得到有效的应用,并实现这些方面的智能化控制,而部分控制功能于电气自动化系统中应用非常广泛。 2.3 智能化技术在电气工程自动化控制中的发展 智能化技术的研究与开发是电气自动化系统控制的主要方向,其主要进行电子电气技术信息的收集和处理,在电气工程自动化控制中得到广泛的应用,且具有较强的实用性与适应性。智能化技术作为计算机技术中的重要分支技术,其在电气工程自动化控制中的取得一定的成功,且已成为电气工程技术发展的主要方向。 3 电气自动化控制系统的设计原则与思想 3.1 设计原则 电气自动化控制系统的设计原则就是要实现最大化的满足生产工艺与机械设备对电气控制的要求。其要求就是电气设计的主要依据,要求以检测元件与工作循环图等形式进行提供,对于要求调速的设备,还要给出相应的调速指标。另外,在适应控制要求的基础上,要求设计方案必须要具有简单性与经济性。同时要有效处理好电气设备与生产工艺之间的关系,并从设计要求、结构以及设计成本上进行两种关系的协调,并选用合理的电器元件,从而保证电气设备的安全性与可靠性。 3.2 设计思想 电气自动化控制系统的设计思想就是要实现集中式的监控,且设备运行维护方便,对控制站的防护要求较低,且系统的设计难度较低等。但这样的设计思想就要求将系统中的各种功能集中到相同的处理器上进行处理。因此,该处理器上的处理任务非常繁重,从而对处理器的速度造成极大的影响。而远程监控的优点就是能有效节约大量的材料、安装费用,且可靠性与实用性较高。目前,现场总线监控方式在电气工程自动化系统中的应用越来越广泛,且智能设备的安装,可直接连接监控系统通信,从而起到降低安装成本与工作量。同时,现场总 线监控的功能具有独立、灵活、可靠性,也是电气工程自动化系统未来的发展趋势[3]。 4 在电气工程自动化控制中智能化技术的应用 4.1 智能控制 在电气工程自动化控制中应用智能化技术,能有效实现电气工程控制的远程化、自主化、高效化及无人操作化,从而为智能化技术的发展提供了一个良好的平台。目前,智能化控制技术在电气自动化技术中的普遍应用已充分将智能化技术的优势充分地体现出来,并为该技术在社会各领域发展中提供良好的基础。 4.2 优化设计 在传统的电气工程自动化系统控制中,也会经常涉及到电气设备的设计,但由于电气设备的设计程序非常繁琐,并对设计人员的专业技术与工作经验要求比较高,且需要结合电气、电磁力等知识进行系统的设计。因此,传统中的自动化系统主要是由设计者依据经验进行手工设计的,不仅达标率非常低,且系统维护、修理难度比较大。随着科学技术的不断发展,现阶段的设计方案都是利用计算机辅助软件与cad辅助设计完成的,不仅能有效缩短设计时间,还能有效提高设计方案的使用性能与质量。在优化设计中应用遗传算法是智能化技术的具体形式,其在先进性与实用性上的功能比较强大,从而实现设计方案的有效优化[4]。 4.3 故障诊断 电气工程自动化系统在长期的运行中,电气设备出现故障现象是无可避免的,而在电气设备故障发生前,通常都会出现一系列与故障有关的征兆,因此需要采用有效的措施进行及时、有效的处理。而智能化技术的应用,就能对系统中的故障进行有效、准确、全方位的诊断。由于变压器是电气设备的组成部分,对电气设备的正常运行均有重要的意义。因此,电气设备监测人员要加强对其运行情况检测的重视,且要加强对设备的定时与不定时检测与维修。但电气故障由于长时间的运行,其故障的产生是无可避免的,因此,必须要及时、准确地找出故障部位与故障原因,并进行及时、有效的检修,以将电气故障引起的损失降低最低。而智能化技术无疑是检修故障的最佳选择。在运用智能化技术诊断变压器故障时,最重要的诊断方法则是分析变压器渗漏油的分解气体,以快速、有效地找出变压器故障的大体位置,并根据大体的位置逐渐缩小范围进行寻找,直到找到故障的具体位置,从而进行有效的检修[5]。通过智能化技术的应用,不仅能有效减少对故障的诊断与检修时间,还能有效预防故障对电气设备造成严重的损害,还提升电力设备的运行效率。 5 结束语 综上所述,随着科学技术的不断进步,人工智能技术越来越成熟,随着该技术的广泛应用,各种施工均实现了智能化。因此,在电气工程自动化中运用智能化技术,能有效促进企业的生产,从而有效促进企业的健康发展。 电气工程自动化论文:电气工程及其自动化专业电力电子技术课程学习心得 1、引言 随着电力电子器件制造技术和微机技术的发展。电力电子技术在电气工程的各个领域得到了广泛的应用,电力电子技术在各个领域的应用带来了相应领域的技术革命。电力电子技术是气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课。课程的最大特点就是电路图和波形图较多,实践性强。如何在有限学时内获得最好的教学效果,使学生较好地掌握课程内容,并培养学生的工程实践能力和创新精神,提高学生的学习兴趣,是急需解决的问题。为此,必须从教学内容、教学方法及实际应用等方面对电力电子技术课程进行改革,开创出一条适合培养应用型人才的教学模式 [1]下面就几个方面探讨一下本人在信号与系统这门课程学习过程中的一些心得。 2、充分发挥多媒体的特点制作有特色的课件 多媒体课件不能将课本的内容用ppt直接投到屏幕上,采用这种课件对教学是无益的。要将、文、声、像以及视频等融合为一体,在备课时充分该特点,对教学内容进行充分理解和掌握,把自己课程内容的理解、分析和总结等写入ppt,插入必要的电力电子技术实验原理的flash动画演示,精心设计每一张多媒体课件的页面,制作有自己特色的多媒体课件[2]。让学生在听课的中对教材中的内容一目了然。例如:在讲授电力电子技术中的同步信号为锯齿波的触发电路时,该电路结构相对较复杂,利用多媒体将电路图和工作波形图同时分解为几部分,将每一部分的电路图和相应的工作波形图放在一张图片中,利用多媒体的动画效果对电路中的电压、电流等进行处理,在讲授时,电路图中的电压电流路径用醒目的箭头象形地表示出来,同时工作波形中的该物理量的波形也进行动作,并将该知识点的重点用文字写在图开的边上。通过教师的控制,分节演示,使图中的路径动画和波形动作同步,从而给学生以感官上的综合刺激,同时可以节省板书与绘图的时间,扩大了教学的信息量。丰富了教学内容,能生动地展示各种教学素材,提高学生对本课程学习的积极胜,激发学生的学习兴趣,能极大限度地满足学生的求知欲望。 3、加强实践能力培养 教师应注重实践能力的培养。电力电子技术有很强的实践性,实验是培养理论联系实、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段。在实实践教学改革是“电力电子技术”课程改革的一重要环节。学生要认真完成基本实验,巩固实验基础。根据课堂教学内容的教学安排,学生必须完成一些验证性的实验。如电力电子器件的特性研究、基本电路的输出电压、电流波形验证等基本实验。通过这砦实验,学生不仅可以加深对课堂所学内容的理解,而且可以熟悉整流、斩波、变频和逆变的相关概念有更深刻的认识和理解。在此基础上,我校现在已淘汰传统的分立元件实控制柜,采用浙江天煌教学仪器公司的“电力子与电力传动实验台”。我们采取的措施有:将实装置介绍及实验要求挂到电力电子技术课程网站,提供基本操作示范录像;减少验证性实验,增加合性和设计性实验;开放实验室,同时鼓励学生参教师的科研活动和实验室建设。实验改革的基本思路如下:①要求实验内容全,包含各类半控、全控型功率开关器件和pwm控实验;②融合相关课程(如自动控制原理、电机拖、计算机控制)的综合实验;③分层次设置实验,使生可自行搭接和组合设计,以便将其扩展成新实;④学生的实验活动建立在自主设计的基础上。教师要提高毕业设计环节的质量[3]。毕业设计的题目不求过大过难,但要使学生能真正明白其工作原理并能亲自动手制作出可行的实际电路。如以布置一个利用单片开关集成调整器芯片设计一个简单电源的题目。要求学生自行查阅相关的芯片资料及典型应用电路,用protel画出原理图并仿真,仿真结果正确后再要求学生排版生成pcb电路,然后再利用刻板机或自己刷板子制作出实际的线路板,把所需元件焊接完成后再进行测试,直至输入输出正确。这样做的目的是培养理工科大学生的工程实践能力,使学生能尽快适应将来的工作岗位。毕业设计论文通常涉及元器件购买、电路板加工与制作、测试分析等费用开支,没有一定的经费投入及实验条件难以完成教学任务。 4、教师应讲好绪论课并提高自身素质,采用双语教学 教师在整个教学环节中占有重要的位置,教师自身素质的好坏不仅关系到教学质量的好坏,而且对学生也有很大的影响。因教师应加强自身的意识,讲好绪论这第一堂课,激发学生的学习热情教师可以通过搜集丰富的图片、录像等感性材料来说明电电子技术的具体应用领域,使学生明白他们在课堂上将要学的看似“枯燥”的电路图,波形图及公式推导在工程实践中非常有实用价值的。由于电力半导体器件和微电子半导体器件日新月异的发展,电力电子技术每隔不久便有一个新飞跃,其应用领域也在不断扩大。教育重要的是培养学生站在全系统的高度上分析和解决问题的能力。要从把知识点分得过细、缺乏联系转变为强调知识的整体性和培养综合运用知识并创造性地解决问题的能力。一方面突出重点,理论联系实际。“电力电子技术”是一门非常实用的课程,应用与我们的生产生活关系密切。本科教学中开展双语教学,是教育部提出的在新形势下推进教学改革,提高教学质量的重要举措,也是全面实施素质教育的有益尝试,是全球经济化的必然趋势,是教育国际化的客观要求,是人才培养的必然要求。双语教学现已成为我国高等教育课程教学改革的一个热门话题。将双语教学运用于电力电子技术课程,其主要目的是传授先进的专业技术知识,同时给学生提供应用英语学习的机会。双语教学施行之初,学生往往会不适应,易失去学习的兴趣,所以在教学内容的设计上和教学手段方面充分考虑到了初学者的认知能力和接受能力。 5、结束语 电力电子技术课程的教学实践改革措施应与各高校的人才培养目标相一致,我校对开设该课程相关专业的目标是培养工程实践型人才。因此,在该课程的教学实践改革中要及时更新和补充目前工程应用中真正用得到的主流技术来充实我们的教学内容,积极改进教学手段和教学方法,提高学生的学习积极性,鼓励任课教师积极参与到该课程的相关科研实践中来,科研与教学共同进步。随着电力电子技术发展应用的广泛和深入,该课程的改革也一样会不断地向前推进,各种各样的探讨和方法也会不断涌现。因此,围绕学生,追寻电力电子技术发展前沿,锻炼和培养学生的实际工作能力和激发其创新能力,是课程改革发展的方向。 电气工程自动化论文:电气工程及其自动化 一、电气自动化的应用 (一)它可应用于建筑。 智能化建筑的发展必然离不开电气自动化,随着我国国民经济的飞速发展以及数字电子化科技发展,高档智能化建筑无疑已经成为当今建筑界的主要发展方向。自然达到合理利用设备,在资源方面,人力的节省就有了建筑设备的自动化控制系统。智能化建筑内有大量的电子设备与布线系统。这些电子设备及布线系统一般都属耐压等级低,防干扰要求高,是最怕受到雷击的部分。智能建筑多属于一级负荷,应该设计为一级防雷建筑物,组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。 (二)它也可以应用于净化空调设备。 净化空调系统控制自动监控装置,可以设计成单个系统的测量、控制系统,也可以设计成以数字计算机控制管理的系统。在温度控制方面,净化空调系统采用ddc控制。装设在回风管的温度传感器所检测的温度送往dx一9100,与设定点比较,用比例加积分、微分运算进行控制,输出相应电压信号,控制加热电动调节阀或冷水电动调节阀的动作,控制回风温度应保持在18-16度之间,从而使得洁净室温度符合gmp要求。在湿度控制方面。装设在同风管内的湿度传感器所检测的湿度,送往控制器与设定湿度比较,用比例加积分运算控制,输出电jk信号,控制蒸汽电动调节阀的动作,控制回风湿度应该保持在45%-65%之间,这样洁净室湿度方能满足gmp要求。 二、电气自动化控制系统设计的一般原则和设计思想 (一)设计原则。 ①最大限度满足生产机械和工艺对电气控制的要求。生产机械和工艺对电气控制系统的要求是电气设计的依据,这些要求常常以工作循环图、执行原件动作节拍表、检测元件状态表等形式提供,对于有调速要求的场合,还应给出调速技术指标。其他如启动,转向、制动、照明、保护等要求,应根据生产需要充分考虑;②在满足控制要求的前提下,设计方案应力求简单,经济;③妥善处理机械与电气的关系。很多生产机械是采用机电结合控制方式来实现控制要求的,要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用维护方便等方面协调处理好二者的关系;④正确合理地选用电器元件;⑤确保使用安全、可靠;⑥制造美观、使用维护方便。 (二)设计思想。 (1)集中监控方式。集中监控方式不但运行维护方便,控制站的防护要求也不高,而且系统设计也很容易。但由于这种方式是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,所以处理器的任务相当繁重,处理速度也会受到一定的影响。由于电气设备全部进入监控,致使主机冗余的下降、电缆数量增加,投资加大,长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时,隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线,由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位,这也会造成设备无法操作。这种接线的二次接线比较复杂,查线也不方便,而大大增加了维护量,还存在在查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。 (2)远程监控方式。远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高和组态灵活等优点。但由于各种现场总线的通讯速度不是很高,使得电厂电气部分通讯量相对又比较大,所以这种方式大都用于小系统监控,而在全厂的电气自动化系统的构建中却不适用。 (3)现场总线监控方式。目前,对于以太网(ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中,而且已经拥有了丰富的运行经验,智能化电气设备也有了较快的发展,这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了坚实的基础。现场总线监控方式使系统设计更加具有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样就可根据间隔的情况进行设计。这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外,还可以减少大量的隔离设备、端子柜、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接,节省了大量控制电缆,节约了很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。此外,各装置的功能相对独立,组态灵活,使整个系统具有可靠性而不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。 电气工程自动化论文:建设电气工程及其自动化优势专业的探索与实践 1.引言 目前全国已有311所院校开设了电气工程及其自动化专业。电气工程专业高等教育出现了百家争鸣、各具特色的格局。虽然众多高校纷纷设立电气工程学科,但是教学水平和学生素质参差不齐。我校电气工程及其自动化专业是2004年开始招生的,通过借鉴和分析其它高校相同专业的人才培养模式及实践教学体系,结合区域经济的产业优势和我校的办学定位,从人才培养模式、课程教学体系、实践环节等方面进行规划和设计,经过近十年来的努力,我校电气工程及其自动化专业,形成该专业的人才培养模式和专业特色。2007年成为学校确定的重点建设专业,给予了重点支持和投入,2008年成为浙江省重点建设专业,校优势专业。 2.创建人才培养模式、提高人才培养质量 2.1 找准定位,明确方向。 从2004年招生以来,经过了3次人才培养方案的调整,遵循了强化基础、注重能力、按宽口径培养的改革原则,基本思路是突出创新性、应用型人才培养的目标,体现电气工程新理论、新技术的应用,更加体现服务地方经济的根本。因此,专业要适应地方经济建设的需要,适应科学技术的进步,适应学生就业需求,明确理论和实践的规格要求,要在培养规格上体现突出创新性、应用型。围绕嘉兴地区光伏产业基地、风力发电产业基地、以及浙江省制造业基地、水电、热电联产巨大的系统优势,根据地方经济建设和社会发展的实际,特别是多元化的电力企业布局和嘉兴学院自身的办学条件,专业设置了电气传动与控制、电力系统自动化2个方向。专业人才目标是:本专业培养系统掌握电气工程及其自动化的知识和技术,具有较强工程实践能力,能够在工业电气传动控制领域、电力系统自动化领域,从事与电气工程有关的装备制造、系统运行、自动控制、试验分析、技术开发和经营管理工作的应用型高级专门人才。 专业一直坚持专业的培养目标和办学定位,加强的应用型、创新型人才的培养,探索和创新具有本专业特色的人才培养模式,为装备制造业、电力工业、电子信息产业培养应用型、创新型人才,为地方经济建设和社会发展服务。 2.2 创新型与应用型协调,探索人才培养模式。 以深化教学改革为动力,以培养具有较强创新能力、应用能力的电气工程高素质应用型人才为核心,以提高办学水平和教学质量为目的,通过积极开展教学研究,转变教育思想和观念,深化教学改革,在人才培养模式上进一步将创新型与应用型融合,构建适宜的培养模式,既重视学生创新精神、创新能力培养,也将学生应用能力的训练落到实处,做到二者兼顾,不偏不废,切实保证人才培养目标的实现。 强化创新型和应用型人才培养模式的落实,依托产学研结合的平台、校内学科实验室平台和团队,实施的人才培养模式为: (1)加强“依托学科平台培养创新能力”的培养模式。 吸引学生参加实验室开放选题、参与实验室在研的科研项目,参加各种学科创新竞赛,不断提高学生的创新意识与能力。形成“听中学”、“学中做”和“做中学”有机结合的环境,构建“学科实验室+实训基地”为平台,横向、纵向结合的人才培养模式。 (2)加强“专项培训认证”的培养模式。 专项技能培训既可以是来自校内的,也可以是来自社会的,培训内容不仅是职业工种的训练,主要是对本专业领域内某一新技术、新产品的开发应用能力的训练,并通过社会机构的认证,取得相应的资质。从大二开始,建立了“电子电子信息技术人才认证(eitp)”、“注册电气工程师”、“自动化系统工程师(ase)”“维修电工”等认证相适应的教学模式,按照认证所必须具备的能力结构及其形成特点,专业规范的培养目标和规格、能力结构要求和知识结构要求,来设置培训课程和课程内容,以达到培训认证应具备的理论知识基础、专业知识和工程实践能力等方面素质的培养要求。体现了“教室与实验室结合、学校与社会结合、教育与培训结合、专项强化与全面发展结合”。人才的市场竞争力得到加强,每届均有学生参加专项技能培训,培训和资格认证率均达到80%以上。 (3)加强“五位一体”学生科技创新体系。 更系统、更充分地建设“创新领导小组+创新协会+创新基地+开放管理机制+创新活动”科技创新培养体系。吸引学生实验室开放选题、参与科研项目、参加各种技能竞赛等。学生通过参与科研实践,接触科学前沿技术,学到先进、实用的专业知识和技能,理论联系实际,达到学以致用的目的,学生长期接受工程技术和工程意识的培训,在学生中产生了导向性、示范性的作用,学生参加教师的科研、参加各种竞赛的积极性极大的提高,本专业每年校级及以上的科技竞赛获奖每年达到10项以上。 2.3 进一步梳理课程体系与教学内容。 在明确培养目标和培养模式的前提下,以课程改革成果为依托,更新教学内容为抓手,改革教学方法和教学手段为保证,突出课程建设为基础性作用,进一步优化教学内容和课程体系,实现经典与现代的融合,基础课与专业课的协调,理论与实践环节搭配的合理,为本专业构筑起有利于学生个性发展的理论和实践教学体系,提高课程建设的质量,梳理课程内容和边界,课程与培养规格一一对应,切实保证人才培养目标的实现。 经过2006年、2009年、2012年三次进行的人才培养方案修订,已经建成了较为合理的课程体系。理论课程体系按照公共基础课、学科平台课和专业基础课、专业方向课三个层次设置. 同时结合区域产业优势特点和学生就业状况及市场需求情况,为满足专业人才培养多样化要求,注重培养学生知识和能力的,及时调整教学内容。 (1) 构建模块化、系列化课程体系设置,加强双语教学课程建设,建立电气传动与控制、电力系统及其自动化两个专业模块方向的“课程库”。 (2)更新教学内容,增加专业选修课数量。将专业课按专业方向划分成几个系列模块,使学生选修时更具有针对性和系统性。打破课程设置受教学计划更新速度的限制,充实新的理论和技术,调整内容重点,加强课程教学的针对性,如新能源发电、新能源电气控制、物联网等与国家战略新兴产业、地方经济发展相关的课程。 (3)紧扣“创新型”“应用型”主题,改革课程设置 与教学内容,切实拓展专业优势,进一步探索人才培养模式,采取有力措施保证“创新教育”不断线,进一步突出学生能力培养不断线。 (4)立足于相关课程的融合,课程重新组合,避免内容的重复,提升课程的层次和水平,使各门课程内容得当、边界清晰,整体优化课程的内容,使课程的知识结构更加合理,内容更加丰富、新颖。 2.4 构建实践教学体系,拓展实习基地功能。 建立体现工程应用的实践教学体系。依据课程体系的培养要求,建立基础层、拓展层、创新层的结构化实验教学体系,培养学生的创新精神和创新能力,激励学生自主实践和能力训练,增强学生实际能力。 (1)构建“工程导向”的实践教学体系。 对实践教学体系进行顶层设计。积极组织教师开展实践教学改革,发挥工程实际背景结合紧密的优势,强化“面向工程、项目驱动、能力培养、全面发展”的教育理念,以工程为导向、以项目驱动为手段、以能力培养为关键、以全面发展为目标,进行教学实践体系的教学改革。提升学生的创新能力与应用能力;以“工程”的观念指导教学实践,以“工程”的思路组织教学实践。实际操作中在一门课程中,或以一门课程为主,多门课程协同,从一个工程实例入手,围绕工程问题的提出;工程解决方案的确定;具体工程方案的设计;工程设计的实施;工程的运行维护等工程问题解决的过程,在学习课程知识的同时,培养学生的“工程”意识。 (2)紧密结合产业结构的调整,增加新的实践教学内容。 依托地方、行业和校内资源,积极与科研院所、企业单位加强联系,拓展校外实习基地,不断丰富实践教学的内容,激励学生的学习兴趣。 (3)以培养应用能力和创新能力为核心,狠抓实验、实习、实训环节。 省级实验教学示范中心作为校内实验教学平台,承担“电路原理”等学科平台课、“电机学”等专业基础课;中央与地方共建的电气工程实验室负责专业课程实验教学“工厂供电”、“电力系统分析”等专业方向课的实验教学,以及电子工艺实训、电气工程实训等实训环节。新能源及耗能控制教学平台和嵌入式系统教学平台等为依托构建科研平台,为学科建设、学生创新活动、研究课题开放服务;利用校外实习基地进行实习环节的教学。 (4)分类型建设校外实习基地。 目前,依托校外已建立的15个实习基地,基本满足学生的生产实习和毕业实习的需要。需要进一步分类型加强校外实习基地建设,主要任务有: 巩固基地型校企合作:本专业实习教师将与企业专业技术人员合作,共同指导认识实习、生产实习,使学生获得真实有效的实际经验。扩大毕业设计型校企合作:部分毕业设计选题结合工程实际,题目来源于企业,学校和企业共同选派导师,以“双导师制”形式指导学生毕业设计。培育专业培养深度参与型校企合作:校企共同研究制定培养计划,从课程设置、培养方向、教学的实践环节与内容、毕业论文的课题等全方位参与,教师需积极主动融入企业,实现校、企良性互动,实行校企深度合作,构建良好的合作环境。 3.专业优势更加凸显、人才培养质量明显提高 通过精心培育专业特色,学生的创新能力,实践能力明显提高,近年来,毕业生就业率高于全省同专业平均水平,保持在95%以上;毕业生考研率达到25%、达线率15%、录取率10%,位于全校各专业前列;校级及以上的科技竞赛获奖每年达到10项以上。 电气工程及其自动化专业在专业方向上围绕电能的产生、传输、分配、使用,构建知识能力素质体系。在人才培养规格上体现了强电与弱电相结合、电工技术与电子技术相结合、硬件与软件相结合、元件与系统相结合。在人才培养模式形成了课堂与实验室相结合、校内与校外相结合、教育与培训相结合、专项强化与全面发展相结合。在培养质量上形成了高就业率、高考研率、高(竞赛)获奖率。专业特色体现在: 3.1 培养方向的特色。紧密围绕发电、输电、配电、用电四大环节进行专业培养方向的设计,设置电力系统自动化(以发电、输电为主)、机电传动自动化(以配电、用电为主)培养方向,根据应掌握的核心知识能力精心设置理论和实践教学内容,增加新能源发电和装备的内容等新型产业的内容,主动适应地方经济发展,支撑培养目标的实现。 3.2 培养方法的特色。实施“在通才教育平台上实施专项专才教育”的培养模式,在实施“专项技能培训认证”的应用能力培养模式基础上,创建“依托学科团队培养创新能力”的培养模式,构建培养“创新型、应用型”并举的人才培养模式;使理论教学、实验实习、专项培训相互支撑、协调促进,实现了“教室与实验室结合、学校与社会结合、教育与培训结合、专项强化与全面发展结合”。 3.3 培养结果的特色。根据学生自身情况鼓励个性成才,引导学生参加考研、竞赛、培训,逐步形成各三分之一比例。考研比例20%以上(录取10%以上),参加学科竞赛比例20%以上(获奖约20%),参加培训比例80%以上(获得职业职称资格认证50%以上)。 进一步凝练和提高已经初步形成的专业特色,坚持内涵发展,在原有基础上积极创新,总体培养质量有更大的提高。 4.培养效果的跟踪和反馈 建立了创新型、应用型人才培养的闭环系统。将培养方案中的理论教学和实践教学作为控制通道;研合作机制作为修正系数;学生参与科技竞赛、社会与用人单位评价和毕业生反馈评价作为反馈通道。产学通过这个闭环系统,及时跟跟踪和反馈培养效果,调整和修改培养方案,以满足社会对人才培养的需求。 5.结论 电气工程专业自成立以来,立足于面向区域经济建设培养人才,突出工程教育,注重实践能力的培养目标,长期致力于人才培养模式改革与实践。经过多年的探索和实践,我们积累了比较丰富的经验,也取得了一系列的改革成果;深化教学改革提高了教学质量;依托学科平台培养创新能力,促进了学生自主发展;五位一体的学生创新体系提高了学生的学习能力和学习兴趣;深度参与型校企合作增强了学生的实践能力;毕业生质量受到用人单位的赞誉。 电气工程自动化论文:关于电气工程自动化实验的研究 摘 要:电气工程及其自动化专业的实验教学是专业教学最重要的环节之一,学生的实践能力和创新能力是衡量该专业办学的重要指标。实验室既是实现知识转化成能力的场所,也是连接社会的纽带和桥梁,现就其简要分析。 关键词:电气工程 自动化实验室 研究 1“递进式”实验的内涵与特征 “递进式”实验是指从基础性实验到综合性实验,以及创新性实验的顺序进行实验。根据电气工程及其自动化专业的培养目标和要求,通过实验室结构的调整,将原来单一课程单一实验室的基础上,整合成三大模块,将本专业实验室分成三个层次:①基础性实验,就是把本专业基础课程对应的实验室整合到一起,满足各门课程实验教学的需要;②综合式实验,就是实验项目不局限于某门单一的课程,通过实验室结构的整合和调整,将课程相关的实验室建立在一个综合性的实验室,支持开出将几门课程综合运用的实验项目,这既有利于提高学生综合运用知识的能力,同时为课程设计和毕业设计提供了一个平台;③创新式实验,就是根据本专业培养目标的特点,建立起产学研结合的开发性实验室。创新性实验是在指导师指导下,在自己的研究领域或老师选定的学科方向,针对某一课题或某一研究方向,进行研究和探索的实验,是学生参加科学研究、教学科研相结合的一种重要形式。 2“递进式”实验模式的探索与实践 电气工程专业实验室是学院建设较早的实验室,在多年的教学改革和实践中,实验教学一直是学校进行改革的重点。六年来,按照基本原理、基础应用、综合实践、应用设计四个层次来规划和改善实验条件;通过整合教学内容、改进教学方法来更新教学观念;通过强化管理、培养队伍素质来确保实验教学的改革。 2.1 整合专业实验教学设施 围绕电气工程及其自动化专业的人才培养目标整合实验教学内容,学院电气工程及其自动化专业自升本以来,根据社会人才培养的需要,开设了“电力系统及其自动化”和“工业自动化”两个专业方向,在实验室的改革与建设中也依据两个专业方向的要求整合。将原来按课程开设的实验项目、课程设计及毕业设计,整合为反映课程体系的基础实验、突出应用能力的综合性实验及培养创新型人才的设计性实验和探索研究性科研项目,形成了“基础性实验-综合性实验-创新性实验”三个层次递进的实验教学体系,强调了学生能力培养的系统性和科学性。在具体运作上,两个专业方向的基础课程相同,因此,建立了一个统一的基础性实验平台和专业综合性实验平台,这样可以同时满足两个专业方向实验教学的需要,起到资源共享的目的。专业方向实验平台的建设,是根据本专业开设的两个专业方向的需要,建立专门的实验室,电力系统及其自动化专业实验分室是以发电、配电及其自动化控制为目标的实验教学基地,工业自动化实验分室是以工业生产的过程自动化控制为目标的实验教学基地。 建立两个相对独立的实验室,不仅是目前两个专业方向和人才培养的需要,也为今后两个专业方向的发展提供了有利的保障,有利于两个专业方向今后的发展。 2.2 整合实验教学内容、改进实验教学方法 根据学院电气工程及其自动化专业教学计划的要求,针对学院原来实验教学的状况和存在的问题,科学整合实验教学内容,并不断探讨和改进实验教学方法。在教学内容上,彻底改变原来单一课程开设单一实验的状况,对教学内容进行“递进式”的整合。 在教学方法上,改变过去以老师讲授和演示为主的教学方法,采取引导和启发的方式培养学生的操作能力和创新思维。对于基础性实验教师作技术指导,对于综合性、设计性及研究探索性实验项目建立以学生为主体的教学方法。对于综合性和创新性实验,学生需填写课题项目申请书(课题来源、课题研究目的、具备的实验条件、拟采取的方法、预期的实验效果),让学生多角度、多方位地思考,培养学生进行科学研究的能力,培养学生运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。与此同时,根据学生动手能力的高低进行因材施教,加强过程监控,通过学生自查、教师中期检查、递交结题报告并进行结题答辩等形式,加强全部实验过程的管理,这样,较好地实现了“递进式”实验的预期效果,也适应了不同层次人才培养的需要。 2.3 加强实验教学管理 电气工程及其自动化专业“递进式”实验教学模式的实施必须有完善的管理体制和管理措施作保证。在具体的实践中,通过和其他高校实验教学管理制度的交流和学习,再根据学院的实际情况,制定了一套行之有效的管理制度,建立反映学生实验能力和创新能力的实验教学评价体系,对具备条件的实验室实行开放,实现了“递进式”实验教学的有序进行。 2.4 加强师资队伍建设 师资队伍建设是实验室建设的重要因素,是确保实践教学的前提和条件。近年来,通过引进和培养两种方法来提高实验队伍的素质。对实验队伍先从学历上进行提高,采用派遣教师到工厂企业进行培训和学习等形式来提高实验技能,强化队伍建设。实现了学历上达标,年龄结构、学员结构及职称结构合理,实验技能提升的实验团队,使每个指导教师具备辅导两门实验课程的能力。此外,学校还将在实验室工作评优、实验室建设工作量计算、实验室工作人员职称晋级、待遇等方面采取一些稳定队伍的措施,让优秀实验教学人才“引得进,留得住,用得好”。 3结束语 电气工程及其自动化专业在“递进式”实验教学改革中,以专业培养为目标,通过整合内容形成了科学的实验教学体系;通过优化资源配置,构成了基础实验平台、专业综合实验平台和专业方向实验平台;通过改进教学方法,培养了学生的创新能力;通过完善管理,建立了先进的实验运行模式,从而使学生的动手能力和创新意识得到明显提高。实践教学是一项长期而系统的工程,还需要在不断的探索与实践中得以提高。 电气工程自动化论文:电气工程及自动化在智能建筑中的应用 【摘要】随着计算机云计算互联网服务的增加,智能概念融入到现代生活的各个行业中。智慧建筑快速覆盖的背景下,电气工程及自动化技术的运用越来越广,伴随着人们的高体验需求,对电气工程提出更高的要求和新的考验。本文主要通过对电气工程自动化技术的阐述,以对其在智能建筑中应用作出论述。 【关键词】电气自动化;智能建筑;电气技术 智能建筑是融入计算机云处理技术、自动化技术以及现代绿色建筑为一体的综合性服务建筑,主要目的是为用户提供一个智能、快捷、绿色、安全、高效的居住环境。电气工程自动化技术是智能建筑的重要组成部分,主要提供电力安全、电力资源合理配置、电气设备智能化和通讯系统的有效输出。电气工程自动化技术在智能建筑中的应用举足轻重。 一、智能建筑电气工程自动化的含义 随着我国建筑行业的发展,建筑的功能逐渐从使用层面上升到感官体验层面[1]。智能建筑电气自动化是指建筑通过计算机和电气自动化技术的运用,对建筑的配电输出、楼栋小品灯光、建筑气流、排水系统和消防系统等功能环节进行自动化控制,从而形成建筑与周围环境和电气配置之间的完美结合,通过建筑环境、设备自动化监测和建筑设备功能自动解决问题系统,以确保建筑安全、高效智能化,实现建筑智能化。 二、电气工程自动化与智慧建筑的关系 电气工程自动化是智慧建筑形成的必要条件,智能建筑各项功能的实现是在电气工程自动化条件下才能够完成,比如智慧建筑中的火灾预防功能,该功能是通过互联网数据连接监控、感应系统和火灾报警器、自动喷水系统等形成火灾预防系统,在火灾感应设备感应到建筑环境内温度超过警戒线或烟雾浓度高于警戒线时会进行区域锁定,并将数据反馈到后台监控主机,主机自动传导信息到报警系统和自动喷水系统,进行火灾报警和临时性灭火,以保证建筑安全的功能[2-3]。因此,智慧建筑形成的前提是电气工程自动化的科学应用。只有实现电气自动化与建筑功能的结合,才能保证建筑资源的合理配置,以实现建筑智能化。 三、电气工程及自动化技术在智能建筑中的应用 1、自动化技术在配电设备中的应用。配电系统是建筑运营的核心,是建筑电梯运营、公共照明系统、安防系统等运营的支撑,也是智能建筑有效运营的保障。自动化技术在配电设备的应用可以有效提升配电功率、降低能源损耗和提升安全防护质量等,具体应用体现在:在供电系统应用过程中,通过电量输送负荷监测,在保证建筑运营的前提下,对电路输出功率进行调配,而自动化技术能最高限度地提升配电效率,以避免资源浪费。比如电路声控系统和感应系统在建筑照明上的运用,通过对周围环境的声音、光线、温度进行监控和判断,调配电路输出功率高低,合理划分照明区域,有效提升电力使用效率;在配电安防方面的应用,配电设备中应用安防自动化技术,对电路温度、电流量进行监测,通过数字电子技术测算出地面上与含电荷量物体之间的安全距离,比如当电路温度异常、漏电现象出现时,通过感应系统反馈到计算机反馈系统,通知维修人员进行维修,并及时对供电系统予以断电,达到安全维护功能。2、在楼栋控制系统上的应用。智能化建筑主要体现在建筑体验感上的优势,例如通过对建筑楼栋之间的空气、温度、湿度、排水的调整,增加建筑楼栋之间的健康、舒适程度。而智能建筑楼栋控制系统是由排风系统、供排水系统、消防系统以及安防系统构成,通过对自动化监测、调整而达到人们的居住条件,比如排风系统和排水系统,在建筑墙体设立感应系统,当空气流动值低于或高于标准值时,感应系统传输信息,排风系统增加空气流动量;而当空气湿度低于标准或空气过于干燥时,或传输信息到排水系统增加空气湿度。电气工程自动化技术在智能化建筑楼栋系统上的应用可以最大限度增加现代建筑舒适程度和智能程度,更能够从体验上满足人类对现代居住的水平上的需求。3、自动化技术在通信服务上的应用。智能化建筑关键在于信息的传递,而通信服务是连接智能建筑的核心纽带。只有通讯服务得以健康运营,才能实现智能设备效用的最大发挥。电气自动化技术在通信服务上首先要构建信息处理系统,像人类大脑一样,进行数据的收集、处理和储存;其次构建连接系统,通过IP通讯、个人通讯系统、卫星通讯系统,进行外界个人与整体的信息连接、交换;最后,构建自动反馈系统,对信息进行自动储存和处理,对于疑难问题进行衔接解答,并进行信息处理,将结果予以汇总反馈,有助于未来通讯服务发展。 四、结论 综上所述,智慧城市是现代建筑发展的必要趋势,智能建筑是智慧城市进程的必要组成,电气工程及其自动化在智能建筑的构成中发挥至关重要的作用。因此,在智能化建筑的设计中,要将电气自动化合理运用在建筑监测、电气配置、建筑环境调节和通讯服务构建中,从而实现安全、绿色、高效的智能化建筑。 作者:汪岩佳 单位:东北农业大学电气与信息学院 电气工程自动化论文:电气工程电气自动化技术应用 摘要:随着我国电气工程发展速度的不断提升,其对电气自动化技术的水平要求也在不断提高。本文主要从电气自动化技术的特点出发,探讨其在电气工程中的应用策略。 关键词:电气自动化;电气工程;应用分析 随着我国人们生活水平的不断提高,各类电气的需求量也在不断增加。在这一背景下,电气工程发展进入了快车道,原有的电气化技术存在着一定的局限性。基于此,电气自动化技术在应用的广度与深度方面都获得了很大水平的提升。因此,本文从电气自动化技术的内涵特点出发,探讨其在电气工程中的具体应用策略。对于促进该领域相关研究有着积极的借鉴作用。 一、电气自动化的内涵 电气自动化是科学技术发展到一定阶段的产物,是充分借助现代计算机来对相关的电子元件进行自动化控制的总称。电气自动化有效的降低了原有的电气工程成本,将电气工程推向更加智能化方向发展。电气自动化在发展过程当中逐渐形成了以下几个方面的特点。首先,应用范围日趋广泛。由于电气自动化技术本身所具有的优势,因此,它被广泛应用在电气工程的诸多领域。可以说,在社会生产生活的各个方面,都能看到电气自动化技术的应用。在具体的应用过程当中,电气自动化技术越来越呈现出高端化、智能化、人性化的发展态势。随着其综合技术指标的不断提升,电气自动化的技术也将给人们的生产生活带来很多积极的改变。其次,对电子技术有较强的依赖性。电气自动化技术需要借助电子计算机技术来完成相关的功能。无论是在信号的采集,还是在相关数据的处理都离不开电子计算机的辅助,可以说,现代的电子计算机技术的快速发展在客观上也为整个电气自动化水平的提升提供了良好的技术支撑。 二、电气自动化技术在电气工程中的应用现状 从整体上来看,电气自动化技术在电气工程应用中得到了突飞猛进的发展。但是,由于诸多方面的原因,我国的电气自动化技术在电气工程应用中还存在着科学技术创新不足以及与国际合作交流机会不多、助推民生发展中作用不够凸显等方面的问题。具体来说,在科技创新领域,我国的电气自动化技术虽然在某些专业方面取得了一定的成绩,但是,无论是从技术的核心性上,还是技术专利的拥有量上,我国电气自动化技术所具有的优势并不是很突出,这充分体现出我国在科研创新领域还存在着一定的短板。其次,国际交流有待强化。科技是助推整个人类文明向前发展的主要动力。当前,我国在电气自动化技术方面还在不同程度上存在着闭门造车等方面的问题,由于缺乏国际高水平的对话与合作,这在一定层面上严重影响了我国进行电气自动化研发的前瞻性与创新性。因此,不断加强国际交流与合作,是未来我国电气自动化技术在电气工程应用中水平的主要思路。最后,电气自动化技术还需要更多的向民用方向倾斜。从整体上来看,我国很多电气自动化技术主要聚焦高精尖领域,与一线的民生关联度有待进一步的提升,让科学技术更好的造福大众的生活,改善他们的生活质量,是我国科技未来发展的重要落脚点。所以,从这个角度上来看,不断的提高我国电气自动化技术在民用领域的利用率是我国电气自动化技术未来很长一段时间需要关注的主要方向。 三、电气自动化在电气工程中的应用改进策略 在上文中主要探讨了电气自动化技术的基本内涵与特点,围绕其在电气工程应用领域的不断扩大,其在具体的操作过程中的稳定性上、安全性上、智能性上以及人性化上都面临着诸多的挑战。因此,本文在借鉴相关研究成果的基础上,从以下几个方面来探讨今后提升电气自动化技术在电气工程中应用水平的具体实施策略。首先,注重技术创新。当前,科技发展日新月异,尤其是云计算、大数据等新兴领域的发展,为电气自动化技术的科技创新奠定了良好的基础。当前,我国电气自动化技术在电气工程应用过程当中还存在着借鉴有余,创新不足的现象,尤其是一些电气自动化技术的核心技术,还没有拥有绝对的优势。这不仅影响着我国电气自动化技术的发展,也影响着其在电气工程应用水平的提升。所以,在这一背景下,要加大电气自动化技术科技创新力度,大力培养电气自动化技术创新人才,为其搭建良好的技术研发平台与环境。为电气自动化技术创新以及电气自动化技术在电气工程中的创新应用提供必要的支持。其次,积极开展国际合作。在电气自动化技术应用在电气工程当中难免会存在一些技术层面的问题,一方面,我们需要攻坚克难,突破技术难关。另一方面,我们需要加大与国际电气自动化技术相关组织的合作力度,通过他山之玉可以攻石的方法,来更好的缩短中国与国际电气自动化发达国家之间的差距。例如,可以通过成立电气自动化技术国际交流平台的方式来定期的举办论坛,讲座,经验交流,学术讨论等,在这一系列的举措下,今后的电气自动化技术在电气工程中的应用将会得到更大层面的技术与理论支持。最后,不断的从问题出发来解决当前在电气工程应用领域中存在的诸多问题。例如,人工智能问题、远程控制问题以及人性化的设计问题等等。通过这种方式,可以不断的将电气自动化技术不断应用在民间领域,助推大众生活水平的改善。总之,在我国今后电气自动化技术应用在电气工程过程当中,需要不断的在技术创新领域、国际交流与合作领域以及满足公众电气工程需要领域进行诸多层面的提高。只有这样,我国电气自动化技术才会更好的发挥出其应有的价值与作用。 四、结语 本文主要探讨了电气自动化技术的基本概念与特点,以及当前当前电气自动化技术在电气工程中应用的现状。在此基础上探讨了电气自动化技术在电气工程应用中的改进策略,希望本文的研究能为我国电气自动化技术在电气工程相关问题中的研究提供一定的借鉴。 作者:冯国庆 单位:辽宁省政兴集团工业工程有限责任公司 电气工程自动化论文:电气工程及其自动化问题与对策 【摘要】随着现代工业的快速发展,电气工程及其自动化得到了快速的发展,已经逐渐形成了电气工程及其自动化的技术平台。虽然我国的电气工程及其自动化得到了非常快速的发展,但是就像任何新技术发展过程一样,必然会存在着这样那样的问题。本文主要介绍电气工程及其自动化存在的问题,同时提出相应的解决对策,希望能够对相关人士有所帮助。 【关键词】电气工程及其自动化;问题;解决对策 引言 虽然经过了很多年的发展电气工程及其自动化技术已经有了较大的进步,但总的说来还属于一门新兴的技术,但是其技术已经日渐成熟,在我国的各个领域(包括工业生产、社会发展以及人们生活等等)都有了广泛的应用。通过电气工程及其自动化技术创新不断推动着控制系统等相关领域的发展,不但能够有效提升信息资源的传输效率,有效降低运营成本,同时也能够提升电气工程及其自动化技术的科学性和合理性。总的来说,随着电气工程及其自动化技术的不断完善,对于现代化工业技术的发展会有越来越重要的作用和意义。 1电气工程及其自动化技术存在的问题 1.1会消耗大量的能源 社会发展到如今的时代,电气工程对于我国工业生产来说作用是非常巨大的,已经涉及到了工业生产的各个层面,这是确保工业生产能够顺利实施的基础和前提。随着社会生产智能化水平越来越高,越来越多的高科技电气设备应用到了工业生产当中,这不但能够有效提升生产效率,同时也能够确保产品的质量。但问题在于在电气工程和自动化应用过程中存在着巨大的能源消耗问题,这就在一定程度上增加了我国能源紧张的问题,同时也会对我国工业生产节能减排的目标形成障碍,对于工业企业的健康发展以及社会的可持续发展造成了非常不利的影响。 1.2电气工程质量不能很好的满足标准要求 随着人们知识结构的提高以及安全意识的提升,在电气工程施工过程中对于电气工程的质量要求越来越高,并且也认识到电气工程质量情况直接影响着电气工程的使用寿命,同时也影响着电气工程投入后的使用质量和使用效果。但从目前情况来看,很多电气工程在施工过程中对于施工质量没有给予足够的重视,并且自身的安全意识相对较差,缺少专业的监管制度,这就造成了质量管理工作不能有效落到实处,造成了工程质量很难得到保证。因为电气工程质量无法达到预期的相应标准,所以会给工程质量造成非常大的影响。 1.3电气自动化系统的集成度相对较低 随着技术的提升,电气工程自动化在技术水平和功能方面都有了较大的提升以及改善,电气工程及其自动化系统更多的向着集成化的方向发展。但从目前情况来看这种集成化的发展还存在很多问题,例如受到独立自动化、发展起步较晚等因素的影响造成集成化程度水平相对较低,这就造成了整体系统内部相应的子系统以及不同工程之间缺少必要的连接。若是此种情况长期维持就会无法实现信息资源的充分共享,也无法充分发挥出电气工程自动化的优势。另外,从目前电气工程及其自动化技术发展当中来看,如何有效构建更加科学合理、更加实用高效的电气工程自动化技术已经成为了非常重要的课题。但是目前的电气工程及其自动化技术发展还缺少统一的电气自动化系统网络架构,企业不同所具有的网络架构也是有差异的,这就很大程度上限制了电气工程及其自动化技术的快速稳定发展。同时,电气工程及其自动化技术在兼容性方面还存在较大差距,这就使得在系统硬件更换时具有接口不统一的问题,在很大程度上限制了信息资源共享。 2电气工程及其自动化中存在问题的解决对策 2.1改善升级电气自动化的节能技术 在进行电气工程及其自动化设计过程中,要充分考虑到节能优化设计方面的内容,确保电气工程能够在具体使用过程中满足节能减排方面的相关要求,最大程度上降低能源消耗。另外,在电气工程设计过程中要最大程度上选择电阻相对较小的供电系统变压器,从而有效降低变压器的损耗,降低运行成本。对于那些相对较高的建筑来说,可以充分采用低功耗、节能型的电力变压器,最大程度上利用自然能源(例如太阳能等),形成节能减排的效果,不断推动电气工程及其自动化技术的持续发展。 2.2进一步增强质量管理水平 可以从很多方面来进一步增强电气工程及其自动化的质量管理水平。①对于电气工程企业来说要通过各种科学有效的措施来增强电气工程施工建设质量管理,要从思想上认识到质量管理的重要性。只有这样才能够在质量管理方面投入精力,全身心的投入到工作当中去,从而提升电气工程的质量;②要不断加强电气工程施工队伍综合素质的建设和提升,可以采用定期培训、外部的沟通交流、邀请专家等方式来进行员工队伍的教育,使其拥有先进的技术和理念,从而有效提升施工队伍的综合素质;③管理人员要真正的履行自身职责,增强对施工相应环节的监督、检查以及管理,确保施工过程要严格按照相应的标准规范进行,保证工程能够获得良好的质量。 2.3要形成较为系统的自动化体系 对于电气工程及其自动化技术来说,在其发展和使用过程中要对整个系统进行不断的建设以及完善,通过不断引进先进的电气工程技术来形成建立起科学统一的自动化系统,从而有效提升电气技术的科学化管理水平。在电气系统运行的各个时期都要加强先进设计理念的引入,同时要充分利用现代化的管理思想来最大程度进行系统的开发,确保电气工程企业能够健康稳定的发展,有效提升电气工程自动化平台的独立性。通过在电气自动化系统当中引入先进的、科学的管理理念使其能够满足信息化共享的平台建设,从而进一步推动电气工程及其自动化领域的快速发展。 2.4要加强专业型人才的培养和引进 电气工程及其自动化技术是专业性、综合性非常强的工程内容,所以为了能够保证企业健康、持续、稳定的发展就要不断引入专业性的技术人员来确保工程具有足够的技术支撑。所以企业要建立起长期的培训和教育计划,要和相应的教育培训机构或者高校建立起长期的合作机制,要定期为企业输送专业性人才。另外,企业要制定出战略性的人才培养计划,通过人才培养工程形成强有力的人才梯队建设,以此为企业的长期健康发展提供人才基础。 2.5要建立起电气工程及其自动化的通用网络系统 建立起电气工程及其自动化的通用网络系统能够对相应资源进行优化配置,确保商业间的信息交流能够更加安全、更加准确的进行。企业所包括的内容比较多,例如技术监管、设备控制、企业管理等等相应内容,想要使得这些内容资源得到有效合理的配置就需要通过相应的网络将其联系起来。通过建立起电气工程及其自动化的通用网络系统能够使得各个系统之间的数据得到更加高效、更加便捷的应用和交换,从而推动整个企业能够更加快速有效的发展。 2.6加强远程监控 在今后的发展过程中,电气工程及其自动化技术需要更加重视并提升其远程监控的水平和能力。采用有效的远程监控能够很大程度上节约电气工程管理系统的电缆设施,不但能够节约材料资源,同时能够节省相应的安装费用,提升系统整体的可靠性以及灵活性。但此种方式会可能会受到现场总线通讯速度方面的影响和限制,对于较大的系统监控是不合适的。所以在实际应用过程中需要提升线路的通讯速度。由于电气工程的施工规模比较庞大,因此采用远程监控能够有效提升监控的效率。 3结束语 随着科学的发展以及技术水平的提升,电气工程及其自动化技术对于现代工业发展的作用越来越重要。现代社会电子信息技术发展日新月异,人们对于生活质量的要求也在不断提升,这就使得电气工程技术人员面临的压力越来越大。随着电气工程及其自动化水平的一次次提升和一次次改变,在有效解决现有问题的同时会不断有新的问题出现,所以相关企业以及人员要加强对电气工程自动化水平的重视程度,要加强工程质量方面的管理,要加强技术水平方面的创新,只有这样才能够进一步推动电气工程及其自动化技术的发展,使其成为社会现代化工业化发展的有力保障。 作者:辛玉敏 单位:国网湖北省电力公司襄阳供电公司 电气工程自动化论文:自动化教学改革视域下电气工程论文 1教学实践改革 1.1优化课程设计 以培养应用型人才为目标,在课程的设计上,正确分析企业对于电气专业人才的需求情况,并做到充分了解当前电气工程行业的发展情况。将课程设计与社会对人才的需求紧密结合。在对课程的优化中,更加注重对实践的践行。正确分配理论课与实验课所占的比例。适当的缩短理论课所占的课时,占到总课时的40%。将整个实践分为三部分:一是理论课实验的学习,培养学生充分掌握专业的理论知识,将理论知识应用到学校内的实验课上,实验主要包括数电、电路、模电实验、电机拖动基础实验、PLC实验、传感器实验与单片机等实验,做到对常用芯片工具的应用;二是课外的课程设计,主要包括参加电子设计大赛,智能车设计大赛等电子类竞赛,单片机等的课程设计;三是参加一系列的实习,金工实习、认识实习、电子电气实习以及毕业实习。 1.2强化实验管理 培养学生实际动手能力,改革实验的内容,鼓励学生自己动脑,不限定实验室用的方法,也不限定所使用的器件,真正做到以学生为动手的主体。并让学生意识到实验的重要性,将实验成绩计入学生成绩总评定系统中,并与期末奖学金等荣誉的评定挂钩。从而激发学生对实验的热情,主动性,提高学生动手能力。 1.3理论联系实际 将课程设计的内容与实际相结合,培养学生对实际问题的思考与解决能力。指导教师在对课程设计内容的选择上,应该选择实用性与综合性较高的设计内容。例如设计生活中常见的万用表,洗衣机模块。电梯、红绿灯设计,与实际相联系。实验教师将课程设计的任务书提前发给学生,但是不要制定设计步骤与所用器件,让学生自由发挥,自由选题。由学生自己查阅相关资料,拟定设计方案,并且鼓励学生之间相互讨论。再与老师讨论方案是否可行。最后由学生独立完成设计、编程与调试工作。最后撰写课程的设计报告。这对提高对专业认知能力有很大帮助,并有助于培养学生自己动脑分析问题,解决问题的能力。 1.4鼓励学生参加电子类设计大赛 随着企业对应用型人才需求的提高,电子设计大赛的含金量越来越高,这就应该鼓励学生多参加类似的电子设计大赛。培养学生的竞争意识,合作意思。而且无论是对于企业还是高校来说,电子设计大赛的获奖证书都被大家所认可。参加此类的竞赛也可以培养学生的自信心,与来自全国各地的同学一起交流,学到知识的同时也可开拓视野。学校也可以自行组织校内的电子设计创新大赛,培养学生的创新意识,让学生主导。积极开展课外电子创新竞赛活动,让学生们自拟题目、自行设计,到实验室自己动手研制出各种实用性强,构思独特,想法先进的产品。学校实验室给学生提供经费、场地,由学生自行采购需要器件,并由学校负责报销费用。同时配备教师进行指导,允许小组合作。同时鼓励大一新生参与进来,做些简单的工作,为他们以后更快地进入课题做好充分准备。为激励学生更多的参与进来,学校应该设立相应的奖励措施,对于在比赛中表现突出的同学进行表彰。这样不仅可以调动学生的积极性更能够提高学生的实践能力。更好的实现培养实用型人才的目标。 1.5优化生产实习,毕业设计 学校在联系生产实习工厂地点的之前,一定要选择与学生将来就业密切相关的工厂。生产实习的目的是让学生在了解企业的生产线,了解社会的需求。所以学校在选企业时要选择专业知识雄厚,拥有先进仪器与技术工人的企业,在组织学生进行参观实习的过程中多思考,多动手,多向技术娴熟的工人学习,交流,从而提高学生对社会的认知能力,对自己将来从事的工作有进一步的了解。至于毕业设计,毕业设计是学科建设的非常重要的环节。所谓毕业设计的目的是要学生综合运用所学的基础理论和专业技能,提高分析与解决工程实际问题的能力。做好毕业设计的关键是选毕业设计的题目。毕业设计课题应该是结合实际生产的实际项目,有较强的应用背景。同时课题要符合电气工程专业培养目标,要有一定的广度和深度。指导教师可以让学生自己选择毕业设计的题目,但是得经过老师的审核,确定方案是可行的,而不仅仅是停留在理论阶段。在选题的过程中可以让学生之间相互讨论。在确定了毕业设计的题目之后,学生应该自己独立思考,老师要随时监督学生的涉及进展。 2加大教学经费投入,加强师资队伍建设 学校应对专业教学加大经费的投入,进一步改善电气工程及自动化专业基本条件建设。实验室的面积,仪器设备要达到教育部要求的标准,尽量引进先进的仪器设备,并且合理安排课程,保证每个学生在做实验时都有仪器可用。专业教学经费都要达到相应的标准。加强电气工程专业师资力量是实现高素质人才培养的关键。学校应做到对师资力量的结构做到合理分配,包括年龄和学历。并且做到及时更新结构的设定。因为目前很多高校都出现中年骨干教师数量少的情况。同时学校的青年教师比重偏大,高级职称的教师数也在少数,教师队伍的比例不合理,人才断层现象比较严重,因此要对教师的选聘、晋升、待遇等方面创新机制。同时学校鼓励从知名企业中聘请技术娴熟的技术人员来校作报告,使学生更好地了解就业前景。学校也应该定期开展学术报告之类的学术交流。同时鼓励教师与学生都参加。 3结语 教学实践课改革不是一蹴而就的,是一个长期的过程,特别是对学生加强实践能力不是一朝一夕能完成的。因此要变换思维,让学生自己成为学习的主体。培养实践动手能力,并且努力激发他们的创造性。只要老师与学生同时努力,目标才能实现。同时学校要积极优化课程设计,对课程的设计要与实际相结合,促进高校的电气工程及其自动化的专业建设,努力为社会培养实用型的人才。 作者:徐昕 单位:长春建筑学院 电气工程自动化论文:自动化低压电器中电气工程论文 1继电器的基本概况 1.1继电器的作用 继电器是一种安全控制元件,通过对电流的有效控制,减小了电气设备被损坏的几率。它里边有感应结构,能够对输入的电流进行充分反映。另外,继电器在使用中,主要通过驱动特性对相关的电路进行断开或连接控制。继电器的主要作用有:电路控制、电信号综合控制、扩大控制能力等。 1.2继电器的组成 继电器的主要组成部分有两个,其一触点,其二线圈。但根据不同使用情况,也可以加入其它构件,以提高控制功能。另外,在电力工程中,继电器通常由特定符号表示,有时用一组触点表示,有时是一个长方形或多个长方形。在有特殊要求时,在长方形内部附加“J”符号。在线圈和触点组装好之后,进行字符刻画,通常在长方形一侧,或者在控制电路中。在符号刻画时,应根据不同继电器类型,标注不同符号。一般情况下,继电器符号有H、Z、D三种类型。 1.3继电器的分类 随着电力工程不断发展,低压电器设备种类不断增加,对应的继电器种类也日益繁多。为了方便购买,有必要将他们进行分类。分类主要依据外形特征、防护类别及控制原理等。如根据工作原理,可分为温度类型继电器、高频类型继电器,固体类型继电器等。根据尺寸大小,可以分成微型继电器、小型继电器等。根据功率可以分为微功率继电器、弱功率继电器及中功率继电器等。 2继电器在电气工程自动化低压电器中的实施要点 主要表现在以下几个方面: 2.1继电器测试 在继电器使用之前,应给予测试,以保证在使用中不出现差错。继电器中,主要组件是触点,所以在使用之前,必须对其进行检测,如发现问题,及时解决。触点检测时,通常利用万能表,这时,继电器电阻值应为零,尚属正常,而触点的电阻值应为无穷大。在测量中,如果出现和上述不相符合的情况,应及时分析,找到出错点,并给予解决。 2.2线圈电阻测量 继电器线圈通常环绕在条形磁铁上,具有连接续流二极管的功能,当线圈中通电时,会在两端产生感应电动势。当断电之后,原先的电动势方向会发生变化,并对电路中的元件产生反向电压。当该电压高于元件的承受上限时,会对三极管等元件造成破坏。所以,在继电器使用时,应对线圈电阻给予测量,以免对里边的元件造成破坏。通常情况下,利用万能表进行测试,以判断线圈是否存在断路等情况。 2.3吸合电流及电压测量 在吸合电流及电压测量之前,准备好电流表和电压表及电源。然后以电源为中心,将电流表、继电器及电压表连接到电路中,组成闭合电路。电路连好之后,分别打开电流表、电压表、继电器及电源开关,使电路畅通,并经过电流。这时应观察电流表的数值及继电器的运行情况,当电流表数值较小,并且继电器运行正常时,应逐渐提高电压值,直至继电器出现吸合,此时应记录吸合时的电流值及电压值。为了使吸合测试更加准确,在电路连接之前,应对电压表及电流表进行校对,并在测试时,多测量几组数据,以计算平均值,使得吸合电流及电压更加准确。 2.4释放电流及电压测定 在使用继电器之前,释放电流及电压也应作为测定内容被给予重视。在测量时,和吸合电流及电压测量一样,也准备好电压表、电流表、电源、开关机继电器,将它们组成闭合电路,需要指出的是,在电压表及电流表连接之前,应给予校对,以增加测量准确性。测量前,检测电路是否有断路情况,无误后,闭合开关,观察电流表及电压表数值,同时对继电器运行情况给予关注,当继电器出现吸合现象之后,逐渐减小电压值,当继电器出现声响时,测量结束,将这时对电压值及电流值记录。为了取得较为准确的测量数据,应将这一步骤重复操作数次,并一一记录测量数据,以求得平均值。吸合电流及电压和释放电流及电压具有一定的联系,通过二者之间的关系便能判断出继电器能否正常运作,如当释放电压在吸合电压的10%之内时,继电器便不能正常运作;正常运作时二者的关系是:释放电压在吸合电压的10%-50%之内。超过50%或低于10%,均会影响继电器正常使用。 3结语 随着人们生活质量迅速提高,低压电器使用数量不断增加,使用中电器被损坏的几率也不断增加,严重影响了电器使用效果。继电器作为一种电流控制元件,被广泛使用,使低压电器出现故障的几率明显减少。本文就继电器在电气工程自动化低压电器中的实施要点给予分析,希望具有参考价值。 作者:姜锋 单位:无锡技师学院电气工程系 电气工程自动化论文:自动化技术视角下电气工程论文 1电气工程及自动化技术的应用 1.1在电网调度中的应用 电气工程自动化技术在电力系统方面的应用体现在对于电网调度方面。正是由于电气自动化技术的应用才打破了传统继电器独步天下的电气保护的时代,进而进入了微机继电保护的现代电力系统调度自动化时代。电网调度的自动化、计算机化是电网的发展趋势也是智能电网时代的开端。正是由于电气工程及其自动化技术的应用实现了站内设备的实时监控、并将站内全部资源组成一个局域网,可以随意调用和控制,实现了站与站之间的通信和互联,进而组成一个难以置信的庞大的电力系统调度网,并实现了发电厂、下级调度中心及变电站终端之间的有效的连接。 1.2在化工生产单位电厂分散测控系统中的应用 电气工程及其自动化技术在化工单位中的应用主要采用分层分布结构,具体包括了现场仪表、传输线路、工程师站、通讯网络及过程控制单元等。系统可以对整个生产过程进行实时和全过程监控,并对数据进行动态分析和处理,并驱动执行机构,实现对整个生产过程的检测、保护、联锁、控制。操作人员通过后台向远方设备发出控制指令,实现对现场仪表的控制,并同时接收来自现场及其他工作站的各种信号和指令。 2电气工程及自动化技术的发展方向 2.1低频向高频发展 随着科技的发展及工业化程度的不断加深。传统单一频率运行的自动化技术已经无法满足现代工业发展需要。电气工程技术也逐渐变得复杂化、多样化,同时满足节能环保要求。因此电器产品已不可能在仅仅的单一频率运转,而是逐渐实现可以随意调节,以满足不同负荷和环境下的要求。因此,我国工业生产从低频向高频生产阶段发展是必然趋势。 2.2充分地融合计算机技术 互联网技术的发展,为现代社会带来了巨大变化和飞跃。电气工程技术随着互联网技术的发展也逐渐变的智能化、集成化。可以说电气自动化技术与互联网技术的融合给未来人类社会带来质的飞跃,两者的融合使电气网络的智能化成为可能。如今我们通常把电气工程技术和互联网技术结合的技术称为微机技术。可以说微机技术的发展实现了生产过程数据的实时分析处理,同时大大节省了劳动力、降低工人劳动强度、改变人们的生活方式,实现了工业生产的自动化。 2.3开关设备智能化 伴随着微机技术的发展,伴随着开关设备也变得越来越智能化以实现自动控制系统的流畅运行。可以说智能化设备与微机技术共同奠定了未来智能电网的基础。开关设备智能化指的是高低压设备及其辅助装置可以提供接口以方便与计算机网络连接,从而实现自动控制。一次开关元件包括各类电器设备等,其中的智能监控单元包括输出、监测、通信等重要模块。开关设备的智能化是电气工程技术发展的趋势,在未来应用、运行等方面发挥着至关重要的作用。 2.4操作人员专业化发展 电气工程技术的发展朝着自动化、智能化方向发展的同时,也对其操作人员提出了更高的要求。操作人员往往在设备运行时才进行相关技术培训,而忽视了设备安装时设备调试等各个环节发现的问题。因此也就失去了最佳掌握该技术的时机。因为自动化生产设备一旦调试完成,出现问题的几率将会大大减小。如果不在调试期间熟悉设备,就很难更好的理解现代化技术。况且现代电气工程技术是一门系统性综合性技术,如果不从设备安装环节、调试环节注重人员培养,就无法理解这些特定安装的意义和作用。只有每个操作人员能轻松的对故障原因作出快速准确的判断处理,才能减少生产过程中不必要的损失。 2.5其他方面的发展 随着电力电子技术的发展,现代电气工程技术已经由半控型时代全面进入全控型时代。并且现代电力电子器件无论从开关时间、性能稳定性等各个方面均有巨大进步。同时交流调整控制理论、矢量控制等各种理论百家争鸣、百花齐放,使控制技术的发展也有了巨大飞跃。 3结束语 电气工程自动化技术在电气工程中起着决定性的作用,其余各个学科的综合又催生了一个又一个新的领域,必将为电气工程技术带来新的血液。不过在电气工程技术飞速发展的同时,我们也得关注由此带来的问题,因为只有这样这门技术才能更好的造福人类。 作者:刘晗冰 单位:八一农垦大学 电气工程自动化论文:建筑自动化技术的电气工程论文 1电气工程自动化技术的应用 在我国当前的电力系统中,自动化技术已经得到了广泛应用,其组成结构主要包括电网调度和变电站的自动化技术,以及分散测控系统。其中,分散测控系统主要运用的是分层分布方式,具体由运行员工作站、过程控制系统、高速数据网络通讯设备、工程师工作站等四个部分组成。电网调度自动化主要由调度计算机电子系统、显示装置、服务系统等组成。变电站自动化主要由发电厂、变电终端装置以及下级电网调度中心等几部分组成。 2建筑电气工程自动化技术的体现 建筑电气工程自动化技术主要体现在以下几个方面:首先,需要对建筑进行接地性测试,并一定要在接地性测试通过以后,再对建筑进行施工,尤其要对防雷自动技术充分重视,以保证接地引下线。另外,在对建筑施工的过程中,相应施工人员需要对钢筋进行标记,以防止施工现场出现混乱。其次,关注相关的接地支线,也就是说,在建筑电气工程中,不是所有的装置与配件都需要应用金属材质,也可以使用新型的塑料制品,因此,相关施工人员应当对接地的支线种类与作用进行系统明确的区分。再次,施工过程中需要对接地的支线与分线进行合理选择,其原因在于不同用途的接地线其线路直径也各不相同,如果出现差错,不仅会在很大程度上影响接地效果,还会给用电户带来安全风险。最后,建筑工程完工以后,工作人员需要运用电气工程自动化技术对接地线路进行监测,以防止线路被腐蚀,同时也对火灾事故做出预防。 3建筑电气工程自动化技术的应用 3.1变配电系统 1)变电系统的施工过程。 变电系统对建筑电气工程自动化系统来说,有着非常重要的作用,因此,在整个施工过程中,应充分重视变电系统的施工,其具体的施工过程主要涉及到以下几个步骤:首先,准备好建筑电气工程施工所能够应用到的一系列材料与装备,之后对变电系统进行定位与测量,与此同时,还需要对设施定时开箱检验。其次,装置变电系统设施所需要的基础型钢,并测量母线槽上下角度的水平与尺寸。最后,装置变电系统所需要的电缆桥架,之后进行连接与铺设,再进行试验,并根据变电系统的情况做出合理调整。 2)低电压配电系统。 所谓的低压配电,事实上指的是以低压电线为载体的配电,其配电方式主要有树形结构、放射性结构以及链形结构三种。当前的很多建筑中,其电气工程系统普遍使用的都是低电压干线这种配电方式。一般情况下,低压配电系统主要由配电线路以及配电设施共同组成,从我国当前的电压标准来看,低压配电设备的使用标准为1kV以下,在建筑工地中,常用的低压配电装置包括熔断器、开关、低压配电柜、接触器等。在进行电气工程自动化时,还要对其安全性进行充分考虑,低压设备往往容易引发火灾,在施工过程中,一定要对其倍加关注。 3)高电压配电系统。 我国当前规定的高压配电设备需要保证其电压值要在1kV以上,但如此高的电压值会令配电系统承受相对高的放射性电压,因此,在选择配电方式的过程中,要充分注重客观条件,进行科学合理的选择。在建筑施工过程中,常用的高压配电装置主要包括高压的隔离开关、熔断器、开关柜、避雷器、负荷开关、互感器、断路器等,在建筑中运用电气工程机器自动化技术,会很大程度上提升配电设备的电压,因此,在整个施工过程中,要充分注意电气事故的预防与控制。 3.2楼宇自动化系统 普遍意义上讲,楼宇自动化控制系统的核心为分散控制集中管理,而该系统中的分散控制器一般情况下使用的是数字控制器,即Charge-CoupledDevice简称CCD,也叫电荷耦合原件,该装置主要利用上位计算机来控制与管理想用的计算机画面,而其主要的方式则是由一系列专门化的动画、文本、曲线、控件、数据、脚本等组成。楼宇自动化控制系统内部主要分为消防、电梯、照明、通风、给排水、保安、电力等几大系统,在对楼宇自动化控制系统进行设计的过程中,其根本目的在于将系统中的基点设施进行分析与整合,并对系统整体装置进行统一管控,从而保证整个系统中的其他子系统可以协调有序,将其工作场所搭载得更加舒适、安全、高效,并在最大限度内降低能源与成本的消耗,节省工程造价。 3.3电气安全 自人类进入电气时代以来,用电安全问题便一直得到社会大众的普遍关注,而建筑电力工程的电力安全问题始终威胁着施工人员的生命财产安全,因此,保证建筑电力工程的电力安全,是当前急需解决的主要问题。 1)安全载流量。 所谓的安全载流量,指的是建筑电气工程中,能够不间断在导体里通过的相应电流量。正是因为其电流量不间断,因此,在其内部的电流超出了安全载流量时,便会导致导体发热,而当导体发热到一定程度之后,随着其温度的升高,便会造成绝缘装置的损坏,严重时还可能会造成漏电,甚至产生火灾,对整个系统的用电安全产生严重威胁。因此,在建筑电气工程中,采用适合的导体安全载流量,能够有效帮助相关人员对设备进行选择,同时也对确定导体截面有着非常重要的作用。 2)安全距离。 所谓的安全距离,指的是人或物在接近带电物体的过程中,能够保持安全的距离,这个距离能够在最大限度内防止带电物体中的电流对人体或物体产生伤害。举例来说,在建筑电气工程中,带电体与人体,或与其他设备之间,都需要保持一定的安全距离,不仅如此,带电体之间以及带电体与地面之间,也都需要保持安全距离。所以,在建筑电气工程的配电与变配电工作中,需要注重保持设备之间的安全距离,另外,在检修以及安装变配电方面,也需要注意安全距离。 3)电气绝缘。 因为电具有一定的伤害性,所以在建筑电气工程中,需要对电气装置以及配电线路进行绝缘处理,这样做能够在最大限度内保证施工人员的人身安全。同时,还要对电气装置进行绝缘检验,以在最大限度内避免电气工程中电力安全事故的发生。 4结语 想要建筑电气工程能够更加安全高效的运行,不仅仅需要相关施工人员具备良好的专业技能与综合素质,还需要对自动化施工技术有一个认真的工作态度,不能忽视施工中的每一个细节,只有这样,才能够在最大限度内保障施工的安全性,确保施工质量。 作者:曾云 单位:西昌学院工程技术学院 电气工程自动化论文:CAD自动化电气工程论文 1CAD技术在电气工程中的作用分析 CAD技术指的是利用计算机技术将电气工程的结构设计构思通过三维立体形式呈现出来,因此,其既可以作为电气工程施工的依据,同时也在相关的装修和维护过程中发挥着重要作用。在日常生活中,不管是小家电,还是工程项目图,都需要首先进行设计,并让设计构思更好、更清晰地呈现出来。此外,考虑到电气设备的重要性,要想为后期的施工以及维修工作提供便利,设计时就需要使用规范的文字符号、标准图形,让呈现出来的电气工程设计图可以将实际供配电关系、电气运行原理、接线情况、功能和安装等都清楚地反映出来。利用CAD技术不仅可以达到以上要求,同时还可以规范设计图,通过三维立体技术来呈现电气工程设计图,让其内部结构得到更加清晰的呈现。 2CAD技术的应用及体现 CAD技术在电气工程及其自动化中的应用具体体现在电气设备的结构和设备之间连接情况的反映。CAD技术一般使用dwt模版进行绘图,通过对标注、字体、线形和图层的不同设置来体现不同结构之间的不同之处,同时,该技术也是确保绘图清晰、准确和高效的基础。比如,对于某种电气设备的绘图,CAD技术是通过调整比例的方式将其缩小、绘制出来,标注主要是对其中某些重要、可能会被忽视或者容易误解的地方进行补充说明,以提供绘图的精确性;字体的不同主要是反映设备的不同部位,比如最外面的一层通常较厚,为设备的外壳,对设备起到保护作用,因此字体一般较粗;线形的不同一般是对结构的解读,比如在绘制角度方向时,部分内部结构的线条无法看见,为了与结构设计相符并更好地呈现结构特点,可以通过虚线予以表示,这样既不会与实线所表示的结构混淆,又可以将内外部结构更好地表示出来;图层是整个AutoCAD软件中最为关键且最重要的设置,其具有很多属性,比如图名、颜色、线宽、线形等,不同的图层需要对相应合格使用的参数进行特定设置,不用的图层,颜色不可一样,否则可能会对正在操作图元的判断造成影响。 3CAD技术应用带来的积极影响 AutoCAD最早是在20世纪80年代由美国Autodesk公司研发出来的一组绘图程序软件包,后来受到广泛欢迎,因此其技术也获得深入研究,最终不断完善,成为国际上较常使用的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户界面,主要通过命令方式和交互菜单来执行各种操作。由于AutoCAD拥有多文档设计环境,因此,即便是非计算机专业人员,也可以很容易学会相关操作并使用,同时在实践过程中更熟练地掌握其各种应用、操作方法和快捷操作方式,进而不断提高工作效率。CAD技术在电气工程及其自动化中的应用为电气工程的相关工作带来了很多便利,具体包括以下积极影响:①CAD技术适应性较强,运行环境较多,对各种图形显示设备也有着较高的支持率,可以同时实现电气设备的设计、绘制、修改和成图,进一步为电气工程的自动化发展创造了条件。②CAD技术具有完善的绘制功能,可以更加详细地呈现出电气设备的结构以及连接中的小细节,实现对电气工程的全面覆盖,为电气工程的精细化提供了有力依据,相关安装以及维护工作的质量依据效率均可以因此获得提高。③CAD技术可以实现多种图形格式之间的转换,数据交换能力较强。在设备条件有限的情况下,CAD技术可以通过转换格式的方式来支持相关工作的顺利进行,克服了环境条件中的不利因素,适应能力较强。④功能全面。AutoCAD具有捕捉追踪、极轴追踪、对象捕捉和正交等绘图辅助功能,为电气设备图形的绘制提供了便利。比如,正交功能可以让绘制用户更好地绘制水平、竖直直线;对象捕捉则可以帮助用户精确拾取图纸结构上的特殊点,以免出现偏差。⑤具有通用性和易用性。从AutoCAD2000开始,该软件包又增加了更加强大的功能,比如局部加载和打开、标注功能的增强、新的对象捕捉功能、Internet驱动、多文档设计环境和AutoCAD设计中心等,使设计功能更加完善。而以上这些功能都具有通用性和易用性,可以普及到电气工程的设备图纸中去,让不同电气设备可以使用统一的规范表示,实现了统一标准。 4结束语 综上所述,CAD技术凭借其完善的功能和强大的支持能力在电气工程的自动化发展中逐渐得到了广泛应用,不仅为相关设计的绘制工作提供了便利,提高了工作效率,同时也为相关的安装以及维修工作提供了依据,应用效果较好,发挥了重要作用。 作者:卓弘键 单位:国网福建寿宁县供电有限公司 电气工程自动化论文:自动化电气工程论文 1电气自动化分析 1.1电气自动化的概念 近些年来,在电子通信技术的发展之下,电气自动化逐步被社会所熟知,电气自动化的广泛应用让人们的工作与生活模式发生了翻天覆地的变革,人们的生活变得更加便捷。截止到目前为止,电气工程已经涵盖到了光子、电子研究范围之中,通俗而言,电气自动化就是电子工程及其自动化,各类电器都与电气自动化有着密切的关系,电气自动化已经开始应用到各类行业之中,发挥着越来越重要的作用。电气自动化也成为了促进社会经济发展的主要手段之一。 1.2电气自动化的特征 电气自动化系统的操作与企业系统有着较大的不同,一般而言,不需要将设备设置在控制室与配电室中,只要将其设置在控制中心即可,与一般的系统相比而言,电气自动化系统操作次数与操作频率相对较小。为了保障电气设备运行的安全性与稳定性,就需要设置好科学合理的保障措施,提升系统的抗干扰性,此外,还要保障电子设备异常情况能够被及时检出,这样才能够保障电力系统运行的安全性与稳定性,为人们的生活与生产提供更大的方便。除此之外,电气自动化还具有便捷性、广泛性及高效性等特征。 2电气自动化在电气工程应用中需要遵循的设计理念 2.1集中化监控式理念 电气工程的维护是十分方便的,对控制站的要求也不高,系统设计工作很容易实现,同时,电气工程主要是将系统功能集中起来进行处理,这就在一定程度上加重了处理器的任务,这也会影响系统的处理速度。此外,如果电气设备处在监控环境下,主机冗余也会降低,电缆数量则会加大,为了防止电缆影响系统运行的安全性与可靠性,就需要将集中化监控式理念应用在设计过程中。 2.2现场总线监控式理念 目前,以太网、现场总线技术也在电气工程自动化中得到了广泛的使用,将现场总线监控理念应用在其中可以有效提升设计工作的针对性,也能够根据间隔的实际情况进行科学的设计,如果将该种措施应用在较远程监控系统中,还可以有效减少设备模拟量,因此,该种方式也开始在电气自动化中得到广泛的使用。 2.3远程化监控式理念 将远程化监控式理念应用在电气工程中可以有效节约材料费用、安装费用以及电缆用量,也有着良好的可靠性。但是,由于各类因素的影响,电气工程通讯量较大,通讯速度低,因此,该种设计方式仅仅适宜用在小型电气工程中,不适宜应用在大型工程中。 3电气自动化在电气工程中的应用分析 3.1电气自动化在电气工程管理工作中的应用 在技术水平的发展之下,电气自动化技术也开始在高新技术中得到广泛的应用,其应用工作更加注重编程调试工作。例如,在仪表工程管理工作中,只要将电气自动化技术应用在其中就可以将传统的管理重点转化为集中PLC控制系统以及集散DCS管理工作上来,将自动化管理系统应用在仪表工程管理工作中能够实施采集温度、流量以及压力数据的采集,也能够实现输出控制以及监测工作的功能,这不仅可以有效提升管理稳定性,也可以有效降低维护工作的资金投入量与工作维护量。可以说,电气自动化技术的应用能够有效提升工程电气工程管理工作的信息化水平,这也是未来的技术发展趋势。 3.2电气自动化在变电站中的应用分析 将电气自动化技术应用在变电站之中可以实现全自动化操作与监控,也能够有效提升变电站的综合监控能力、运行效率与运行水平。在将电气自动化应用在设备中之后,可以用全微机设备取代传统电磁装置,这就实现监视工作的屏幕化,为正常工作的开展提供了很大的便利。 3.3电气自动化在分散测控系统中的使用分析 分散测控系统是发电厂的重要组成部分,对于发电厂的运行有着十分重要的地位,在应用过程中主要使用分层控制结构,其结构有工作站、以太网、过程控制单元、数据高速通讯网几个部分。在这几种结构之中,工作站包括运行员工作站与工程师工作站两个部分,运行员工作站负责信息发送以及信息接收的工作,工程师工作站则负责相关信息的诊断、设计以及维护工作。将电气自动化应用在分散测控系统可以让系统处于自动运行状态中,既可以减轻工作人员的工作压力,也能够提升系统运行的稳定性。 3.4电气自动化在电网调度中的使用分析 将电气自动化技术应用在电网调度中可以有效提升调度系统运行的准确性,其应用范围涵盖到了电网调度工作站、网络、中心服务器、打印设备、大屏显示器中,该种技术的应用可以实现发电厂、变电站终端与下级调度中心的连接。同时,电气自动化技术还可以实时评估系统的运行情况,并对数据进行累计,继而实现相关的预测功能,此外,电气系统还可以对数据进行及时的采集、数据与监控,可以帮助管理人员及时的掌握系统的安全情况,这能够有效促进系统的现代化发展。 4电气自动化未来的发展趋势分析 电气自动化的应用范围是十分广泛的,有着良好的发展趋势,在未来阶段下,需要在电气自动化的发展中投入更多的资金与精力,并着重关注这一技术在电器智能化上的应用。 4.1利用统一系统开发平台 统一的系统开发平台的平台能够支持包括设计、测试、调试、开机运行以及维护在内的自动化项目的各个环节,该项技术能降低费用和时间,减少投入的成本,各个用户可以根据要求进行运行代码的设置,主要在于开发的平台与运行的平台是相互独立的。 4.2电气工业的自动化与信息技术 在市场经济的推动下,信息技术不断向工业行业渗透,主要体现在:一是管理层进行纵向的渗透,二是信息技术向自动化设备和系统进行横向的扩展。 4.3自动化技术操作人员专业化 在今后的发展中越加重视操作人员的专业素质,在系统的安装过程中,操作人员应了解安装的过程,进行专业的培训,掌握专业性的技术。 5结语 总而言之,在现代社会,电气自动化的发展有效推动了我国社会经济水平的发展,各类新理论、新技术也开始应用在了电气自动化之中,作为现代电气工程行业的重要技术电气自动化技术,只有在原技术上有所创新,才能推荐电气工程的进一步发展。但是,与国外发达国家相比而言,我国的电气自动化技术还相对落后,在未来阶段下,需要积极借鉴国外发达国家的发展经验,开拓新技术、新理论,培养一批专业的技术人员与管理人员,这样才能够推动电气自动化技术在电气工程中的应用。 作者:王霞红 单位:中国能源建设集团山西省电力建设三公司
1概述 一次性机械设备和零件相较于传统机械设备零件,其最大的特点是使用寿命短,但其材质较轻、体系较小。一次性机械设备在军事活动中(例如火箭和导弹等消耗性、一次性、瞬间性产品)应用十分广泛。一次性机械设备虽然寿命短,但其质量要求并不能降低,反而由于应用于军工等环境的特点,其质量要求往往更严格。一次性机械是机械设计、机械制造和机械自动化专业学科中较为重要的部分之一,也是依靠融合高科技技术的产业。 2一次性机械设计的特点 2.1一次性机械化设计的多元化。随着我国科学技术水平的不断进步和市场经济的不断发展,机械设计产品、设备和零件已经融入了各行各业,并成为人们生活、工业生产和军工活动不可缺少的元素。一次性机械的设计也在各种高尖端机械设计制造中得以广泛应用。针对一次性机械在各行各业中的大规模应用,其设计方式具有独特的多元化。例如在伺服电机设备、火炮控制系统、医疗微创手术技术等方面均有发展空间。 2.2一次性机械设计的稳定化。凭借大量的资料显示一次性机械设备在实际科技生活中的应用,其发展速度远远快于普通的机械设备,追根究底就是采用正常的机械设备设计模式,在很多地方并不能最大化的压缩工业生产的所需成本,起到优化设计确保机械承载能力的预期效果,而采用一次性机械设备的话其内部结构的稳定性则大大增强。 2.3一次性机械设计的性能优势。一次性机械设计虽然在使用寿命上和磨损度上不占优势,但其在短时间内的机械强度、机械精度和机械性能保持度均可超过传统机械器件的性能,在前期、短期的工作过程中展现的优势十分明显,十分切合我国工业高速发展的背景。 3一次性机械设计的应用 3.1一次性机械设计应用前模型的建立与测算。在设计一次性机械设备或零件前,必须精确建立应用数学模型,以达到设计要求。在电动方面的一次性设备结构的设计上,要确保电动机械整体结构的科学性,全面升级设备的设计实力,用科学理论化的手段给予机械设备设计方案的合理性。例如在锥齿轮儿类设备的设计开展时,就要特别注意在材料上进行调制处理,凭借正火处理的方法,针对可能影响齿轮失效的问题进行排查处理,从传统的设计模式中总结经验,就以往的齿轮疲劳导致的老式机械问题进行特别的设计,建立齿轮接触面强度计算模型,采取高强度的计算模式,加大材料接触强度对比。 3.2一次性机械设计应用前的性能测试。当一次性机械设备的设计方案确定后,接下来要进行机械设备的实际性能测试。在测试过程中,必须尽量贴近设备实际运行环境,例如电机机械设备中,对设备最大负荷的测试,是其减速器装置是否满足设计要求的保证。一次性机械设备在测试中必须不断进行有效完善,对设备研究和改善做到精益求精。 4一次性机械设计的使用条件 4.1多方面影响因素的排除。一次性机械设备的设计过程中,其影响因素较多,必须一一进行克服与回避,才能提高一次性机械设计的质量。首先在一次性机械设计的过程中将操作人员的行为因素作为重点,由于在设计与操作过程中,操作人员的素质、经验以及能力均布相同,因此必须对操作人员的综合能力进行有效划分和分析,提高操作人员团队的素质素养,是保障一次性机械设计产品质量的关键。其次是根据设备的使用量、运行量及使用频率、生产大环境相关参数进行合理分析,在一次性机械设备的应用中,必须考虑其失效和磨损的可能性,以保证一次性机械设备的使用效率达到最高。除此之外,还要考虑设备的周期疲劳因素,以各种有效手段提升设备的强度和质量,从而更好适应当前时代下科技发展,建立科学、高效的一次性机械设计的体系。 4.2科学确保使用效益的最大化。在电动机对航天器的控制实践中,由于一次性机械设计在整体空间局限性的影响下,因此要参考长期设备使用的方式完成设计。在电机减速装置的实践中,应当结合实际背景开展设备的一次性机械设计,以发挥最大收益为设计目的。在电机运转设备的实践中,根据设计要求必须降低电机运转整个过程中的复杂程度,以实现降低传动机整体质量的要求,从而实现设备长时间稳定运行的目的。由此可见在一次性机械设计的时间中,必须对电机的转动效率进行合理的数学模型建立,并根据实际参数整合,调整电机转动参数,从而提升装置齿轮整体运行性能。 5结论 一次性机械设计,是提高相关设备综合性能的关键技术,在中国提出的“中国制造2025”的首个十年发展纲领下,一次性机械设计的应用,配合非标机械化设备、非标自动化设备和智能制造机电一体化设备,将为从传统制造向智能制造转变注入一剂强心剂,为工业化快速发展提供坚实的依靠。
计算机毕业论文:大学生计算机毕业设计影响思索 本文作者:王宁 王子方 单位:沈阳大学 沈阳农业大学 计算机应用技术影响大学生毕业设计质量的因素 由于全国高校近年来的扩招,教学设备的建设相对迟缓或维持原状,工科学生们毕业设计所需实验研究仪器设备是否具备,所需经费的投入能否充分,实验室场和图书网络资源是否齐全等直接影响了毕业设计的质量。文档、动画和图纸是毕业设计成果的重要呈现的方式,尽管大学们都已经接受过专业的计算机基础类课程的教育,学生计算机素养也逐年进步,但调查对象对水工应用的基本软件实践来看,对office、CAD、3D等操作水平低,灵活性差,文字排版、图表编排、公式编辑、CAD操作命令混乱、精密运算不准确、三维动画多媒体演示障碍等方面直接影响了毕业设计的进度和内容结构,不规范的命令操作和不熟练的技能运用严重影响了毕业设计的质量。 由计算机应用技术而影响到毕业设计质量的解决方案 学生要从自身提高对计算机技术对毕业设计质量影响的认识,了解这一实践环节的重要性,特别是专业的计算分析能力培养。建立研究团队,小组成员交流,相互取长补短,不仅掌握计算机应用技术的知识技能,更重要的是在专业领域中灵活运用计算机技术,为以后的学习、工作打下坚实基础。为保证毕业设计质量,指导教师必须规范选题范围,指导教师组织主导学生毕业设计全程,对指导教师而言,除了完成本职教学任务和高度的责任感外,更要加强工程科学知识和现代工程设计创新的引导,必要时也可让学生参与教师科研课题的部分子课题的研究,对于毕业设计过程全面掌控,要结合学生自身能力科学选题,保证理论切合实际,适应时展,从而提高毕业设计的质量。专业高效整合的因素。目前国内各院校四年制本科水利水电工程专业开设课程有计算机文化基础、计算机辅助设计、水利工程计算机绘图,水利工程制图等课程,基本为每周2~4课时,考虑到学生基础差异和自主学习效果差异,最有效的解决办法就是将计算机应用类基础课程与水利水电工程专业课程整合起来,使课程设置体系与时俱进,进而提高毕业设计质量。以一个专业为整体拟定人才培养方案,每种计算机技术在不同项目中的作用可能截然不同,例如:“90年代以来陆续开发的水电站地面厂房CAD系统、重力坝CAD系统、隧洞CAD系统等实例中包含了很广的专业技术知识,如:坐标画线、沿曲线标注、表格生成等,每种计算机技术在每个项目中的研究方向有所不同,因此因材施教、分流培养,这有利于提高教学质量,也为毕业设计各个方向的研究创建人才基础。 高校作为人才储备基地应该为学生提供实践平台,结合课堂理论使学生掌握软件的选用、计算机技术的选择方法、软件的升级、怎样保证科学计算的准确性等,要解决理论与实践脱节这个弊端,作为学校和教师有责任有义务,极尽所能为学生创设实践基地,发挥计算机时代教育优势。目前毕业设计的成绩评定还不能完全做到公正和客观,各位指导教师的评价标准也有所不同,建立和完善毕业设计质量评价标准也是一个提高本科生毕业设计质量的有效措施。拟定一个质量评价标准如下:选题。选题应当来自水工科学、工程建筑、社会实验、模拟应用等方面的研究,有一定的创新性和前沿性。调研论证。通过查阅书刊文献和网络资料和实体工程项目考察等形式调研提出合理的解决方案,具备分析问题、处理数据、解决问题的能力,顺便考查学生对外语和计算机技术应用能力。毕业设计内容和方法的创新性。实施方案、数据、图纸以及对设计数据的分析、论证科学正确、反映分析和解决问题的能力、方法和手段新颖独特、理论与实际结合,在某项研究上体现独创的见解、设计成果有实际价值。适当利用计算机辅助软件,不忽视手工计算的必要性和重要性。提倡计算机辅助手段和手工计算有效结合,对必要的技术提出手算要求,促进学生对算法切实体会和深入研究。毕业设计文档撰写质量。主要是主题明确、结构完整、精准的数据表述安全有效、原理引用得当、论据充分、推理缜密、逻辑性强、行文流畅、设计成果和结论科学合理,参考文献资料翔实,格式规范等。毕业设计成果应该包括设计计算书、设计说明书、设计图纸以及实践日记等,严格要求毕业答辩环节。本科毕业生原则上均应参加毕业设计或毕业论文的答辩,答辩组老师要严格把关,考查学生对目标实现和专业发展的关键问题的见解,客观公正打分。此外,评价标准可参考阶段评价、目标评价、理论结合实践的一体化评价等,注重评价的多样化和多元化等。 结语 综上所述,通过努力可以探索出一系列有效解决计算机应用技术而影响毕业设计质量的方案来,使学生加深对毕业设计中计算机技术应用重要性的认识,同时也期待高校建立约束机制和激励机制,完善人才培养方案和课程设置方案,强化计算机应用技术的可持续发展,相信通过大家的共同努力可以使大学生毕业设计质量有效提高。 计算机毕业论文:计算机毕业计算机普及教育 一、当前计算机普及的形势 现在在全国范围内已掀起波澜壮阔的第三次全国计算机普及高潮。为了更深刻地认识这一高潮的特点,我们有必要回顾一下我国计算机普及的历程。 我国计算机普及教育始于70年代末、80年代初。在那以前,就全国范围来说,基本上谈不上计算机普及教育,只有少数科研部门进行计算机的应用开发,在大学的非计算机专业基本上都没有开设计算机课程。使用计算机,只是少数专家的事情。 80年代出现第一次计算机普及高潮 80年代初在我国掀起了第一次计算机普及高潮,1981年,中央电视台、中国电子学会计算机普及委员会和中央电大联合举办计算机知识普及讲座,由我向全国讲授BASIC语言,当年收看人数超过100万人,次年起年年重播,收看人数超过300万人。在占世界人口五分之一的国度里掀起这样规模壮阔的群众性的普及计算机知识的活动,不仅对中国、而且对世界都是一件具有深远意义的大事。 在第一次计算机普及高潮中,普及的对象主要是以下三种人;(1)大学中非计算机专业的师生;(2)部分在职科技人员和管理人员;(3)大城市中的部分中学生。普及的内容偏重于计算机知识,尤其是计算机高级语言。通过十年的努力,己经在大学的所有专业普遍开设了计算机课程,结束了大学毕业生仍然属于“计算机盲”的历史。大家取得如下共识:计算机知识是当代知识分子知识结构中不可缺少的重要组成部分。 根据当时的条件,普及的内容主要是计算机高级语言。 90年代出现第二次计算机普及高潮 从90年代初,在我国掀起了全国性的第二次计算机普及高潮。如果说第一次高潮的普及对象主要是具有大学以上文化程度的知识分子,那末第二次高潮的对象已扩展到广大公务人员、企业管理人员以及具有高中以上文化程度的一般知识分子,包括所有机关、团体、学校、企业中的人员。涉及的对象范围比第一次计算机普及高潮广泛得多。这次普及带有职业和岗位的特点,应用计算机的能力成为人们求职的重要条件,各地各部门都制定了对工作人员在晋升职务、职称和工作考核中在计算机方面的要求,并要求通过相应的计算机等级考试。普及的内容主要是文字处理以及常用的一些应用软件。 经过第二次计算机普及高潮,我们在计算机应用领域缩小了和发达国家的差距,对这十年在计算机普及方面的成果应当有足够估计。 新世纪初出现新的计算机普及高潮 刚刚进入21世纪,人们已经清楚地看到在我国己开始出现了一次新的计算机普及高潮。这次高潮的普及的对象是一切有文化的人。 下面举几件重大的事情∶ (1)根据教育部的规划,在21世纪的前10年,将分三步在全国中小学中普及信息技术课程,即∶2001年前全国所有高中都要开设信息技术课程,2005年前全国所有初中都要开设信息技术课程,2010年前全国所有小学都要开设信息技术课程。应当说,这是一项具有深远意义的大事。以后凡是受过义务教育的人都有初步的计算机知识和初步使用计算机的能力。 (2)全国总工会决定在全国职工中普及计算机应用。争取在3年内在全国2.4亿职工中,至少有50%掌握计算机知识,提高职工自主择业和岗位竞争能力。 (3)全国高校的计算机基础教育上了一个新的台阶,大学生应用计算机的能力有了很大的提高,在新世纪中,大学的计算机教育将再上一个新台阶。 (4)全国所有领域将全面普及计算机的应用,所有公务人员和在职干部都要学习计算机知识和掌握计算机的应用。 在这次高潮中,学习计算机的切入点将是网络应用。 三次普及高潮,一浪高过一浪,学习计算机的人数成指数增长。如果在第一次普及高潮中学习计算机知识的人数以百万计的话,那末,在第二次普及高潮中学习计算机知识的人以千万计,在第三次普及高潮中学习计算机知识的人数以亿计。 这样规模的群众性学习计算机活动,不仅在中国历史上从未有过,而且在世界上也是一件影响深远的大事。这是一次难得的机遇,是一个巨大的市场。这是我们当前开展工作的外部环境和有利条件。 面对这一大好形势,我们应当怎么办?我认为应当注意以下几点∶ 搞好规划。制订出既先进又可行的向各部分人普及计算机的规划。 落实措施。必须有落实的措施和政策,否则规划就会落空。 建立队伍。要建立一支数量巨大的、强有力计算机普及队伍。 改变观念。要改变不利于计算机普及的某些传统观念。 二、计算机普及教育中的误区 这个问题讲的就是改变观念的问题。 摆在我们面前的一个严重任务是∶怎样使亿万群众更容易更有效地进入计算机应用的大门。现在一方面形势要求我们向亿万群众普及计算机知识和应用,另一方面却有不少人不敢学计算机,正在学计算机的初学者感到计算机难学。这就形成一个尖锐的矛盾,必须认真研究,加以解决。 在计算机普及教育中存在误区 有的同志要求计算机的初学者学习计算机的工作原理,学习不同数制间的转换,学习原码、反码和补码,要他们背诵几十条DOS命令,还要记住哪些是外部命令,哪些是内部命令。许多种考试都有数制转换的考题,例如1378.9876的二进制形式是什么?其实这是完全没有必要的。这些都是源于计算机专业的《计算机原理》课。 现在大家都比较重视计算机普及工作了,许多计算机专家也投入了这项工作,发表了许多意见,这无疑是好事。但是光重视还不够,还应该解决观念的问题。我认为有些同志愿望是好的,但往往自觉或不自觉地混淆计算机专业和非计算机专业的区别、学校和社会的区别、计算机专业人员与计算机应用人员的区别。把计算机专业学习的要求和内容搬到非计算机专业,把学校的模式搬到社会,要求计算机应用人员也像计算机专业人员一样系统学习许多理论课程。这些就造成一个误区。这个问题不解决,将严重影响计算机的普及。 应当看到∶在从事计算机工作的队伍中有两部分人∶(1)从计算机专业毕业的计算机专门人才,占整个队伍的比例不足10%,他们是理论研究、科研、专业教学、系统开发的骨干力量,是专业登山队。(2)从非计算机专业毕业的计算机应用人才,占整个队伍的90%以上,他们遍及各个领域,是计算机在各行各业中应用的主力军。大部分应用软件都是由非计算机专业毕业的计算机应用人才编写的。对这部分人的作用决不可低估。显然,这两部分人的知识结构、能力结构和学习特点是不一样的。 计算机教育的三个层次 就整个社会来说,计算机教育可分为三个层次: (1)计算机入门教育。对象为原来基本上没有接触过计算机的人群。应当通过本层次的教育使他们初步掌握计算机的基础知识和基本操作。这实际上是计算机的启蒙教育,即“扫盲”教育,是面向全社会的。 (2)计算机技术教育。对象是那些用计算机作为工具处理各种任务的人们。例如工程人员利用计算机进行工程计算和工程制图,教师利用计算机进行辅助教学,管理人员利用计算机进行数据管理,……。显然,他们需要具有比第一层次更多更实用的知识。这个层次的特点是以应用为目的,以应用为出发点。 (3)计算机专业教育。对象是高等学校计算机专业的学生、研究生以及从事计算机研究开发的专业人员。他们需要掌握系统的理论知识和最先进的开发技术。 通常把前两个层次(计算机入门教育和计算机技术教育)统称为计算机普及教育,以区别于计算机专业教育。它的对象是广大非计算机专业的人群,他们占全体人员的95%以上。 显然,对不同层次的教育,无论其教学目标、教学内容、教学方法以及所用教材都各不相同,绝对不应混为一谈,否则将事倍功半。 应该从应用入手 有人认为学计算机应当从学习原理入手,有一位读者写信给我说∶他很想学计算机知识,心想应从原理学起,就到书店买了一本《计算机原理》,结果愈学愈糊涂。我对他说∶你的路子错了,对大多数人来说,学计算机不应从原理入手,而应从应用入手。 有的人认为∶现在是数字化时代,不懂得二进制怎么生存?而且学了二进制和数制转换也没有什么坏处。我想,没有坏处的事多了,难道都要学吗?问题在于怎样有效地利用有限的学习时间,使初学者容易入门。应该看到∶制造计算机的人和使用计算机的人所需要的知识是不同的。例如不能要求飞行员和设计飞机的人具有相同的知识结构,同样不能要求开汽车的人先学习汽车的工作原理和构造。现在已经有了数字电视和数字相机,是不是也要求看电视的人和用数字相机的人先学进制原理呢?当然大学生学一点二进制知识是必要的,但对广大公务员和老百姓就显然是不必要的。 要多为初学者着想 不应当把计算机专家或大学老师自己的学习经历照搬到广大业余初学者身上。不能说自己学过什么就要求别人也要学什么,自己怎么学的也要求别人怎么学。我们要为初学者考虑,替他们找出一套事半功倍的有效学习方法,使他们能轻松自如、兴趣盎然地进入计算机应用的大门。不要难倒他们,更不要吓跑他们。 有时在讨论问题时,有些计算机专家和计算机专业的老师与搞计算机普及的老师看法往往不同,甚至谈不到一块去。有些计算机专家和计算机专业的老师比较多地强调水平、理论、系统知识,而从事计算机普及的老师则更多地强调对象的基础、学习的规律、普及的特点。应该通过实践,正确处理好普及与提高的关系,没有普及就谈不上提高,老百姓首先要的是“下里巴人”,而不是“阳春白雪”。我们搞计算机普及的人不要怕别人指责我们“水平低”,只要符合广大群众需要,我们就应当坚持,做出无私奉献。 在为初学者设计学习内容时,应当从实际出发,围绕应用组织教学,坚决舍弃现在用不到、将来也用不到的内容。要提倡急用先学,立竿见影,在用字上狠下功夫。 在方法上,要按照初学者的认识规律进行教学。在学校中讲授理论课程时,传统的三部曲是∶(1)提出概念;(2)解释概念;(3)举例说明。我们在对计算机初学者介绍计算机应用知识时,采取了新的三部曲∶(1)提出问题;(2)介绍解决问题的方法;(3)归纳出必要的规律和概念。 一般理论课程采用的方法是∶先理论,后实际;先抽象,后具体;先一般,后个别。我认为对计算机应用课程应当采用的方法是∶从实际到理论;从具体到抽象;从个别到一般;从零碎到系统。事实证明,这样的方法是十分有效的,是符合广大计算机初学者的特点的。 在教材编写上必须首先让读者看得懂,如果看不懂,别的都谈不上。现在市场上不少书是低水平重复,有的是直接从“帮助”搬过来的,按功能和菜单介绍软件的使用。这犹如靠字典学英语一样,好象很全面,但是看完全书以后还是不会用。我在20多年前学计算机时,曾经找过不少计算机的书看,结果发现许多书像“天书”一样,一般人是看不懂的。我当时就想∶我以后要写一些让老百姓能看得懂的计算机的书,要把计算机从少数计算机专家手中解放出来,使之成为广大群众手中的工具。 有一位同志说了这样一个顺口溜∶只有明白不明白的人为什么不明白的人才是明白人。我觉得很好,要做到这点很不容易,这是一个学问,要经过长期的修炼才能真正做到。 今年初,《计算机世界》报组织的“世纪评选”评出了我国“20世纪最有影响的IT人物”10个人,我是其中之一(排在笫2位)。说我的功绩是把千百万群众带入计算机的大门。我是盛名之下,其实难符。但是这件事对我很有震动和启发,广大群众对于看似平凡、默默无闻的从事计算机普及的人们是不会忘记的。群众需要我们,我们离不开群众。 我希望有更多的人投入计算机的普及工作,希望所有从事计算机普及的人能认清自己工作的意义,深入研究计算机普及的规律,把工作做得更有成效。 三、关于计算机证书考试 近年来,各种社会考试风起云涌,尤其是计算机的考试更令人注目。我认为在改革开放深入发展的今天,出现社会考试的热潮不是偶然的,它是市场经济发展的必然产物。学历在整体上反映一个人的知识水平,而证书则在一个侧面反映持证者的能力。例如同一个班的两个毕业生,都有大学毕业证书和学士学位,但是一个英语通过了6级,计算机通过4级,而另一个英语通过4级,计算机通过了2级。显然前者在谋职中比后者具有更大的优势。在每年的大学毕业生就业谘询会上,不少毕业生手中拿着四、五个证(毕业证、学位证、英语等级证、计算机等级证书、还有公务员考试证书、驾驶证等),以证明他的能力。只要有人才存在,证书考试就不会消亡,相反会更加成熟、更加规范。 目前计算机证书考试的种类有∶ (1)信息产业部主办的软件水平考试; (2)教育部主办的∶ 全国计算机等级考试 全国计算机应用技术证书考试(NIT) 全国少儿计算机考试(少儿NIT) (3)劳动部主办的高新技术技能测试 (4)各地方、各部门举办的考试,如职称计算机考试、大学生计算机统一测试等。 以上几种考试对象各不相同,程度也有区别。 有人问∶计算机证书考试有没有含金量?通过以后有什么好处?我的看法是∶证书考试是一种社会考试,目的是提供一个科学的、公正的、客观的标准,供用人单位参考。但是通过了考试,不会自动增加工资或晋升职称或职务。含金量是有的,但不是由考试机关赋给的,而是由于考试得到社会认可,被有关单位赋予了含金量。例如北京市规定40岁以下的干部晋升科级以上职务必须通过等级考试一级B的考试,有些科技部门要求所有技术人员都要达到二级标准,国家税务总局规定所有业务人员都要有通过NIT的模块测试,有些省市规定凡持有全国计算机等级考试证书或NIT证书的,可以免考自学考试的一门计算机课程等等。这些都为计算机证书考试创造了很有利的环境,使它具有强大的吸引力。 有人问∶全国计算机等级考试与NIT有什么区别?我认为∶等级考试是通用性的考试,它大致反映一个人计算机知识的水平。如同跳高的标竿,不论你的职业和岗位,你跳过一级的竿,表示你已有初级的计算机知识。全国计算机等级考试自94年开考以来,发展很快,至今已有400多万人参加了考试。NIT是应用技能型的考试,侧重培训过程,采取模块化的方式,与职业、岗位紧密结合。例如你想当秘书,可以学计算机基础、文字处理、Internet等模块,你想当广告设计人员,可以学计算机基础、图形图象制作等模块,拿这几个证书去求职,有针对性。全国计算机等级考试与NIT都是教育部考试中心主办的,是不同类型的考试,两者是互为补充的。不同的人可以根据需要选择考哪一种。 前一时期,社会上对计算机证书考试有不少议论,有褒有贬。我认为∶主流是好的,但也有一些问题需要解决。具体说,它的好处有∶ (1)提供客观公正的社会标准,供用人单位参考。 (2)为应试者提供证书,有利于证明个人能力。 (3)不少单位借鉴证书考试的大纲和内容,作为教学和培训的内容,推动了社会的计算机的普及。 在充分肯定成绩的前提下,我们从事这一工作的同志也要清醒地看到目前存在着的一些问题,我觉得有以下一些问题∶ (1)考试内容和大纲往往跟不上计算机技术的发展。例如有一个大城市的职称考试,今年还在考Windows3.1,机关、学校、企业都已用了Win95/98,为了考试,还要倒过去学Windows3.1。 (2)用标准题难以测量出计算机应用的实际水平。 (3)有些学校和单位规定全体人员必须参加某一种考试,按这种考试的内容来组织教学或培训。这种统一的要求可能难以照顾到各单位的特点。例如农学院本来可以结合农业领域的实际需要和例子进行教学,而为了参加统一考试,只能按统一的内容进行教学,最后再举农业领域应用的例子,显然绕了一个弯,降低了效率。 四、学习计算机知识的作用 大家都在学习计算机知识,也都多少知道为什么学习计算机知识,但是我感觉到在我们的宣传上有时讲得不是太全面,我想谈一下自己的认识,供大家作宣传时参考。 学习计算机不是可有可无的事,无论对社会、对个人都是一件影响深远的事情。 (1)计算机是一种现代通用智能工具。在21世纪,各行各业的发展都离不开计算机,无论是科学家还是办事员,都不能离开计算机,因此,计算机知识和应用能力已成为当代知识分子知识结构中不可缺少的重要组成部分。 (2)计算机不仅是工具,而且是文化。工具是可选的,譬如我要敲钉子,就去买一个锤子,如果不需要敲钉子,就不必买锤子。而文化却是每个人所必备的。举个例子,在中学,每个学生都要学习几何、三角和代数,但并不意味着他们以后每天都要去计算多边形的面积、解联立方程式或证明两个三角形相似,但是这些课程却是他们今后进一步发展知识的基础。 当前计算机知识的作用也是这样,如果一个人对计算机一无所知,以后可能连报纸都看不懂。譬如去年报纸刊登了一消息说,在因特网上的域名中,中国许多著名企业的名字都被外国人恶意抢注了。我国许多企业的老总看不懂这条消息,他们说∶“我们已登记了商标,又申请了专利,现在怎么还冒出个“域名”来?到哪里去‘挂号’啊?”这就反映了他们所具有的文化中缺少了计算机的内容。 因此,虽然对不同的人来说计算机所起的作用是不同的∶对有的人的作用是直接的,有的人则是间接的;对有的人的作用是有形的,有的人则是无形的;对有的人是当前起作用的,有的人则是以后起作用的。但是对每一个干部、公务员、知识分子和大中学生,计算机知识是绝不可缺或的。计算机知识是当代文化的一部分。 (3)人们在学习计算机的过程中,不仅学习了具体的科学知识,还学习了科学思想和科学方法。世界上的知识浩如瀚海,任何人都不可能通晓天下成为万能科学家。比学具体知识更重要的是学习科学思想和科学方法,在需要时能发展自己的知识,并且能用科学的思想和科学的方法去分析事物。计算机是现代科学技术的结晶,内容十分广泛丰富,应用十分灵活多样,促使人们深入思考,掌握规律,举一反三,发展知识,因而普及计算机知识是当前科学普及的一个重点。 (4)有利于全面素质的培养。中央多次强调要对学生进行全面的素质教育,而计算机教育有助于培养学生的良好素质。表现为以下6个方面∶ ①启发学生对先进科学技术的向往; ②激发学生对新知识的学习热情; ③培养学生的创新意识; ④提高学生的自学能力; ⑤加强学生的实践能力; ⑥锻炼学生综合运用各种知识的能力。 事实证明,计算机学得好的人一般不会是死读书的书呆子,他们头脑灵活,思想活跃,有创造性,能动手,会学习。因此,在学校中开展计算机教育能促进学生生动活泼、主动地进行学习,有利于学生的全面发展。 计算机毕业论文:计算机毕业新世纪软件产业和集成电路产业 为推动我国信息产业和集成电路的发展,增强信息产业创新能力和国际竞争能力,带动传统产业改造和产品升级换代,国家实行“集成电路税收优惠、软件企业上市优先”的政策,国务院已于1999年7月印发了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》。 为打破几十年来,国内“硬件不做CPU,软件不做操作系统”的现象,中国国家高技术智能计算机系统专家组日前以国家的行为通过各种方式联合攻关,这为新世纪的软件与集成电路产业大发展吹响了世纪的号角。 中国科技大学的金西老师,获邀参加了中国国家高技术智能计算机系统(863-306)专家组主办的第一届中国自由软件发展战略研讨会,并作了演讲。现在我们将其在会议演讲文稿及通过各种渠道了解到的发展动态综述出来,答谢读者多年来对我刊的支持与厚爱,同时衷心祝贺我国的软件与集成电路产业在新世纪蒸蒸日上。 1国家鼓励的主要产业政策 国家鼓励的有关软件产业和集成电路产业的主要产业政策如下: 第十条支持开发重大共性软件和基础软件。国家科技经费重点支持具有基础性、战略性、前瞻性和重大关键共性软件技术的研究与开发,主要包括操作系统、大型数据库管理系统、网络平台、开发平台、信息安全、嵌入式系统、大型应用软件等基础软件和共性软件。属于国家支持的上述软件研究开发项目,应以企业为主,产学研相结合,通过公开招标方式,择优选定项目承担者。 第十一条支持国内企业、科研院所、高等学校与外国企业联合设立研究与开发中心。 第四十二条符合下列条件之一的集成电路生产企业,按鼓励外商对能源、交通投资的税收优惠政策执行。 (一)投资额超过80亿元人民币; (二)集成电路线宽小于0.25μm的。 2软件产业 2.1我国软件业现状 进入21世纪,信息技术将渗透到经济建设和社会生活的各个方面,软件将会成为突出体现一个国家经济优势的产业。我国软件业在1990年软件的销售额仅为2.2亿元人民币,1999年中国软件市场总销售额增加到176元亿人民币,增长79倍,每年的发展速度都在20%以上;2000年中国软件市场的销售额约225亿元人民币左右,较1999年增长27.8%。软件产业做为支柱产业的形象越来越明显。 2.2我国软件业与印度软件业的差距 我国软件业的发展和国外软件业相比还有很大的差距,独立自主开发的软件所占比例还很小。早在1998年的统计资料就表明软件产品市场销售额为138亿元人民币,约占当年世界软件市场份额的1%;软件产品出口约为6500万美元,而同期印度的软件出口额已达到26.5亿美元,约是我国的40倍。2000年印度软件产业销售额达57亿美元左右,出口达39亿美元,这比我国2000年销售总额要多40%左右。 2.3我国政府对软件产业的态度 软件业已成为衡量一个国家综合国力的标志之一。软件产业的快速发展对各国保持经济稳定、持续发展起到了关键作用。在发达国家,软件业已超过钢铁、汽车和石油等传统产业成为国民经济的重要支柱;而在中国信息产业中,软件市场尚不及硬件的20%,软件产业发展的滞后已经引起我国政府和有志之士的高度重视。 科技部副部长徐冠华谈到,90年代以来,信息技术及其产业发展令人目不暇接,国际信息产业结构正在进行战略调整。由以硬件为主导向以软件为主导过渡,软件的重要性日益显著。在软件产业方面,正在发生着由销售导向向服务导向转变。以Linus为代表的共享软件的出现,促使软件由垄断封闭型开发,向社会开放型的开发方向演化,这代表已在网络上合作进行研发的新趋势。这种趋势迫切要求不甘落后的国家,必须尽快形成自己的软件开发实力,壮大自己的软件产业,在未来经济和产业之林中占有一席之地。软件园在国家整个软件产业发展中的核心作用、牵引作用和示范作用都已得到体现,软件园的建设发展,已成为当地开拓新经济增长点的重要方向,集中发展是实现软件产业能够快速发展的战略选择。 软件产业是以智力和人力为主要经营资源,以知识和信息为经营载体,以创新为主要经营特色的知识、智力密集型产业,是典型的知识产业,是知识经济的核心。信息产业部副部长曲维枝指出,软件产业有以下两个显著的特点: (1)软件产业以人才为本,高素质、高水平、稳定的软件技术人才队伍是产业发展的必要条件。 (2)软件产业以创新为主要发展动力,必须在技术、产品、市场和管理的不断创新中取得发展。 曲副部长还指出:我国政府应从以下几方面着手,为软件产业营造良好的政策和经济环境: (1)尽快制定配套的软件产业政策,推动我国软件产业的快速发展。 (2)通过设立软件专项基金等措施启动市场,推动软件产业发展。 (3)重视对软件的产业化、软件人才队伍的稳定和培养。 (4)强化行业管理、严格质量控制。要在系统集成商与软件开发商中大力推广ISO9000和CMM认证及软件企业的资质认证,以及对系统集成工程要实行工程监理制度。 (5)开展国际合作,开拓国际市场。 3CMM模型 3.1CMM的由来 软件是知识产品,是人类智慧的结晶,软件系统的复杂程度也是超乎想象,不同于一般的生产过程。美国卡内基·梅隆大学软件工程研究所(CMN/SE)受美国国防部的委托,开发了软件能力成熟度模型(CMM),为软件工程过程管理和实施开辟了一条新的途径。CMM主要用于评估和改进软件企业中的以软件能力为标志的软件活动。它能帮助软件企业改进和优化管理,在提高软件开发水平和效率的同时提高产品的质量和可靠性,实现软件生产工程化。根据软件生产的历史和现状,CMM框架用5个不断进货的层次来表达软件组织活动的行为特征及相应问题,其中初始层是混沌的过程;可重复层是经过训练的软件过程;定义层是标准一致的软件过程;管理层是可预测的软件过程;优化层是能持续改善的软件过程。在CMM框架的不同层次中,需要解决具有相应层次特征的软件过程问题。因此,一个软件组织首先需要了解自己处于哪一个层次,然后才能针对该层次的行为特征解决相关问题。任何软件组织致力于软件过程改善时,只能是循序渐近地向相邻的上一层进化;而且向更成熟层次进化时,原有层次中那些已具备的能力还应该保持和发扬。 3.2CMM的国际地位 CMM已得到了国际上普遍的认可,并对计算机软件行业产生了深远的影响,它可以通过对软件组织软件能力的评价、软件过程的评估及改进,提高开发软件产品的能力和质量,是我国软件企业走向世界迅速发展的必由之路。我国软件业和印度相比出口额差别很大,其中原因很多,就企业自身管理而言,我们比印度差得更多。从行业本身角度来看,印度软件行业导入CMM模型是其成功的重要因素。目前,全球已有72家企业通过了CMM4级和5级评估,其中印度就有24家,通过CMM模式的管理,印度大幅度提高了其软件开发能力及软件产品的质量,保证了向美国和欧洲软件出口的高速增长。与此相比,我国软件企业2000年前只有北京鼎新公司通过CMM2级认证。 我国的软件开发整体水平是印度十年前的水平,软件生产方式普遍是手工作坊的软件生产过程,处于有章不循和无章可循的混沌状态。外部环境的改善、政府的支持和保护、资金问题的改善,给软件业的发展提供了一个良好的发展平台;但外因是要通过内因来起作用的,在我们抱怨资金缺乏、不堪税赋、人才流失等问题时,应该好好的反思软件企业的自身问题,用CMM作为一面镜子去发现、查找、评估企业在软件生产过程中的问题,我们缺乏的是科学化、系统化、规范化的管理,也就是突破CMM2级的问题。实施CMM是软件企业加强自身管理,提高素质,摆脱困境的必经之路,是软件业与国际接轨的重要举措。 3.3中国的CMM认证 令人欣慰的是,在这次2000年中国自由软件发展及应用战略研讨会上,摩托罗拉中国软件中心的经理在演讲中公布,摩托罗拉中国软件中心是中国大陆第一个基于“软件能力成熟模型”(CMM)开展其业务的软件开发机构。CMM由五级组成,第一级为最低,第五级代表最高水平。目前,大部分软件组织通过的认证属于一级或二级。摩托罗拉中国软件中心已于2000年9月通过了顶级(五级)评估,成为中国首家达到顶级的软件企业,也使中国成为继美国、印度之后第三个拥有顶级企业的国家。那位经理特别强调整个摩托罗拉中国软件中心完全是由中国人组成,中国人也能做到CMM顶级。 会上,有不少软件开发商质询摩托罗拉中国软件中心说,CMM2级认证过程需百万美金以上费用,有没有这个必要吗?摩托罗拉中国软件中心用一组数据展示其在向争取高级别认证过程中的大幅提高效率作了肯定的答复,也就说明了,随着项目复杂度的日益增加,“软件能力成熟模型”已经成为及时和高品质软件产品的保障,是企业竞争力提高的象征。摩托罗拉中国软件中心不仅在公司内部使用“能力成熟模型”,而且积极倡导并推广该模型的应用,同时为国内外其他软件组织提供软件工程方面的咨询服务。 CMM的思想、原理、工具、方法无疑对我国软件产业的加速发展起到巨大的推动作用,它必将对我国软件产业的评估、认证、引导以及软件企业内部的优化与发展产生深远的影响。 4集成电路产业 4.1集成电路制造技术已推进到深亚微米领域 集成电路制造技术进入深亚微米领域的发展趋势主要有: 1.加工微细化 微细化的关键是光刻。据研究,光学光刻的极限是0.12μm。通过开发短波长光源、大数值孔径镜头、变形照明、移相掩膜以及先进的抗蚀剂工艺技术等已将光学光刻推进到实用线宽0.25μm,可满足256MDRAM制造的需要。日立公司已用这些技术实现了0.13μm的线宽。 2.硅片大直径化 芯片尺寸随着集成度提高而增大,使圆片能分割的芯片数减少,导致成本增大。世界各大IC厂商集团经讨论决定将新世纪第一个主流硅片直径定为12英寸。 3.加工环境、设备及材料超净化 随着加工微细化、超净要求越来越高,如线宽为0.25μm时,要求硅片缺陷尺寸小于0.05μm,工艺气体>0.02μm的杂质每立方英尺少于1个,对生产环境、设备以及各种气体、化学品、原材料等的尘粒及杂质都有严格的限制。 4.生产线自动化、柔性化 加工的复杂性、精度和净化的要求不断提高,生产线自动化。 4.2新材料、新器件研究 除了Si和GaAs、InP等Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体器件之外,近年来SiGe、SiC和金刚石材料及器件的研究取得了较大进展。 SiGeIC在高速、高频、低噪声、低电压工作等许多方面其特性比GaAsIC更优越,而且成本低、对环境污染小。特别是与Si工艺兼容,可沿用成熟的Si工艺技术和设备。目前SiGeIC技术已逐步从实验室走向商品生产。IBM已建立了SiGeIC制造线,1994年中已可商品生产。IBM已采用0.25μmBiCMOSSiGe工艺和HBT工艺进行IC设计。据报道SiGe器件能在高达125GHz的频率下工作。而且还可用于制作太阳能电池及其它光电子器件。AnalogDevices公司已可提供1GHz12位D/A转换器,据说其功耗仅为GaAsIC的1/4。SiGe技术将扩大市场,并经济地满足日益增长的高性能应用的要求。 SiC的材料性质使它适于制作高频、高功率、耐高温、抗辐射的器件,并可制作发光器件。近年来在材料和器件研制方面都取得了较大进展,已对SiC的MOSFET、MESFET、JFET(结型)以及双极晶体管进行了实验研究,并取得了一定进展,但目前还在进行实用化研究,在SiC衬底及外延层质量、肖特基接触、低阻欧姆接触、刻蚀技术及SiC/SiO2界面等器件制造工艺方面都还需做大量实用化工作。 作为Si器件后的新型晶体管的研究也在广泛地进行,如量子器件、超导晶体管、神经网络器件、单电子器件、塑料晶体管及柔韧型晶体管等等。 4.3国内集成电路设计与投片 国内通过引进、吸收,已经有了可以投产0.35μm甚至0.25μm线宽的集成电路工艺线,正在建设中还有更小线宽的工艺线。集成电路设计水平也在不断提高,已具有几百万门级集成电路的前端设计能力。相信通过类似像CPU一类大型集成电路设计、投片试制,将对我国微电子事业起到实质性推动作用。 5信息家电的发展与动态 目前,最有量产效益和时代特征的信息产品应是与Internet上有关的信息家电(InformationAppliance),如Web可视电话、Web游戏机、WebPDA、WAP手机、STB(机顶盒)、DVD播放机、电子阅读机等。 5.1信息家电的定义 在因特网的迅猛发展下,加上集成电路芯片制造能力的快速提高以及嵌入式软件的应用,一些产品的形态变得更加轻薄短小、简单易用且价格低廉,我们称这些产品为信息家电(InformationAppliance,IA)。一般可认为,那些低单价、操作简单、可通过因特网发送或获取信息,将逐步分割或替代PC的某些功能,并能与其它信息产品交换资料或讯息的产品可统称为IA。 5.2信息家电的分类 IA产品按类型可大致分为: (1)网络电视(NetTV)。(2)网上游戏机(Internetgamingdevice)。(3)智能掌上型设备(Internetsmarthandhelddevice)。(4)网络电话(InternetscreenPhone)。(5)ConsumerNCclient等。 因此,综合市场上对于IA产品的认知条件与需求要素来看,IA产品具下列4点特性: (1)处理器发展趋向低成本、高整合性与低耗能。 (2)整合数字与模拟处理的技术。 (3)较PC更强调通讯能力。 (4)利用软件增加产品的差异性(高附加价值的关键)。 5.3我国IA产品的应用情况 据计算机与微电子发展研究中心市场信息中心(CCID—MIC)分析和预测,到2003年我国有4723万人需要不通过计算机而实现联网,嵌入式操作系统作为信息家电的核心,仅机顶盒一种产品的市场容量就达2000万台,市场估值达到40亿元。其它家电如VCD、电冰箱、洗衣机、微波炉等,如果都实现信息化,嵌入式操作系统每年将带来上百亿元的收入。 CNNIC最新统计我国上网人数1680万,每半年可增长100%,2000年底将达到3000万,可能超过日本,成为仅次于美国的国家。目前,机顶盒(Set-TopBox)是最接近家电的IA产品,从增加电视遥控选台功能,到配备MPEG解压缩功能、数字加密功能,未来可能整合在数码电视中,很可能成为家庭信息、娱乐中枢。 目前,国内有很多IA的开发厂商正加大投入、开发和研制新产品,特别是一些外资大公司积极和国内电器方面的大公司合作推出很具竟争力的IA产品。 5.4嵌入式Linux在IA上的应用开发前景 (1)与硬件芯片的紧密结合 新世纪的智能设备已经逐渐地模糊了硬件与软件的界限,SOC系统(SystemOnChip)的发展就是这种软硬件无缝结合趋势的明证。随着处理器片内微码的发展,在将来可能出现在处理器片内嵌进操作系统的代码模块。 嵌入式Linux的一大特点是:与硬件芯片(如SOC等)的紧密结合。它不是一个纯软件的Linux系统,而比一般操作系统更加接近于硬件。嵌入式Linux的进一步发展,逐步地具备了嵌入式RTOS的一切特征:实时性、与嵌入式处理器的紧密结合。 (2)开放的源代码 嵌入式Linux的另一大特点是:代码的开放性。代码的开放性是与后PC时代的智能设备的多样性是相适应的。代码的开放性主要体现在源代码可获得上,Linux代码开发就像是“集市式”开发,任意选择并按自己的意愿整合出新的产品。 对于嵌入式Linux,事实上是把BIOS层的功能实现在Linux的driver层。目前,在Linux领域,已经出现了专门为Linux操作系统定制的自由软件的BIOS代码,并在多款主板上实现此类的BIOS层功能。 嵌入式Linux技术的普及发展,为国内单片机工程师在软件功能方面提供了极大的支持,为软件引入了TCP/IP网络特性,引入了软件操作系统的健壮性,这都极大增加了系统的功能和极大提高了系统的性能。 (3)嵌入式Linux与硬件芯片的紧密结合 对于许多信息家电的应用来说,嵌入的性能指标是最难满足的,只有靠提高芯片的集成度与装配密度来解决。 嵌入式Linux与标准Linux的一个重要区别是嵌入式Linux与硬件芯片的紧密结合。这是一个不可逾越的难点,也是嵌入式Linux技术的关键之处。嵌入式Linux和商用专用RTOS一样,需要编写BSP(BoardSupportPackage),这相当于编写PC机的BIOS。这不仅仅是嵌入式Linux的难点,也是使用商用专用RTOS开发的难点。硬件芯片(SOC芯片或者是嵌入式处理器)的多样性也决定了代码开放的嵌入式Linux的成功。信息家电的发展,必然导致软硬件无缝结合趋势,逐渐地模糊了硬件与软件的界限,在将来可能出现SOC片内的操作系统代码模块。 随着处理器片内微码的发展,在将来应出现在处理器片内嵌进操作系统的代码模块,很显然模块将具有安全性好、健壮性强、代码执行效率高等特点。着眼于未来的信息家电等智能设备的发展,我们基于对嵌入式Linux技术的深入研究,更重要的是对嵌入式处理器以及SOC系统的深刻理解和研究,发挥对EDA技术的深入研究,以及对模拟数字混合集成电路芯片的深入研究,正在对SOC片内进行嵌入式Linux操作系统代码的植入研究。此类的研究有可能减轻系统开发者对BSP开发的难度要求,并使得嵌入式Linux能够成为普及的嵌入式操作系统,而大大提高嵌入式Linux的易用性,大大提高其开发出的高智能设备的安全性、稳定性,同时也大大提高智能设备的计算能力、处理能力。 (4)解决好软件开发问题 目前,中国众多的家电厂商以制造业为主,当投身IA领域之际,首先面临了不擅长的软件开发工作,找到容量小、稳定性高且易于开发的操作系统对于大家至关重要,嵌入式Linux核心则扮演了一个很好的桥梁的角色,这是一个跨平台的操作系统,到目前为止,它可以支持二三十种CPU,众多家电业的芯片都开始做嵌入式Linux的平台移植工作,在网络方面一般要支持TCP/IP和标准的以太网协议,支持标准的X-Window和中文输入。建议开发商选择一个成熟的方案提供商,从而达到降低开发平台门槛的目的。众多的开发商在成熟的开发平台上可以较为容易加入用户的应用程序,形成个性化、系列化的应用产品。 (5)自身开发实力的评估 我们认为主要应从以下几个方面考虑: 有没有技术积累优势?有没有将待开发IA产品有关领域的整合能力?产品有没有可重用性、模块化?有没有成系列化的可能?有没有市场和售后服务保证?最终用户群的拓展范围有多大? 解决好这些问题后,关键就是开发人才梯队的建设,资金融入等运营管理问题。 6结束语 在21世纪,软件产业、集成电路产业大发展时期中,加入WTO后的中国将迎来新机遇、新挑战,也随时有被抛弃的危险。我们认为软件产业应以CMM模型来规范我们的软件企业、软件圆区建设,将国家的“集成电路税收优惠、软件企业上市优先”的政策落到实处。集成电路从业人员要努力提高设计能力,找准市场需求,融入世界上最新有关集成电路的创新成果,尽快缩短与世界先进水平的差距。对信息家电这样的热点,应紧紧把握用户的消费需求,迅速融入和整合最新科技成果,努力达到以具有高附加值的IC芯片和版本免费的嵌入式Linux方式来开发,并成为面向计算机、通讯与消费性信息家电领域的解决方案。我们期待着我国的厂商能够在信息家电的核心芯片设计以及软件开发中拥有自主产权和广泛的应用。 计算机毕业论文:计算机毕业定性仿真理论及应用 摘要:本文首先介绍了定性仿真的产生背景及理论发展状况,然后说明了定性仿真在各领域的应用情况,最后对定性仿真的发展方向进行了探讨。 关键词:定性仿真,定性模型 1定性仿真的产生与理论现状 定性仿真(QualitativeSimulation)是以非数字手段处理信息输入、建模、行为分析和结果输出等仿真环节,通过定性模型推导系统的定性行为描述。定性仿真是系统仿真的一个分支,是系统仿真与人工智能理论交叉产生的新领域。相对于传统的数字仿真,定性仿真有其独到之处:这种仿真能处理多种形式的信息,有推理能力和学习能力,能初步模仿人类思维方式,人机界面更符合人的思维习惯,所得结果更容易理解。 定性仿真的研究中,美国学者起步较早。70年代后期,美国XEROX实验室的JohndeKleer和SeelyBrown在设计一个电路教学系统时发现,以常规的数学模型和仿真方法难以使学生很快明白电路的工作过程,而在实际教学中,老师并不是先给出数学公式,而是先讲解电路的工作原理,采用定性的描述方法,那么是否可以用计算机来模拟这一方法呢?同样在许多的实际工作中,人们更多的是依靠这种对系统原理性的理解,而这种理解的基础就是定性知识。很多专家学者开始探索如何在数字仿真中引入定性知识。 1983年,JohndeKleer和SeelyBrown发表了有关定性仿真的第一篇论文AQualitativePhysicsBasedOnConfluence?[1],产生了巨大反响,揭开了定性仿真研究热潮的序幕。美国麻省理工学院的KennethD.Forbus则对定性仿真理论作了全面的总结[2];1986年美国德州大学的BenjaminKuipers在QualitativeSimulation”一文中提出了动态仿真算法QSIM[3],使定性仿真接近于实用。1984年人工智能杂志第一次出版了关于定性问题的专集。此后定性问题的研究成为人工智能和系统建模与仿真领域的一个热点,许多学者加入到这一研究领域中,产生了大量的研究成果。1991年,人工智能杂志又出版了有关定性推理的第二本专集,标志着该领域理论研究逐渐成熟并且向应用领域扩展。90年代以来,该领域的研究情况可谓方兴未艾,在IEEE的相关杂志上和撊斯ぶ悄軘等国际刊物上经常可以看到定性仿真方面的研究成果。国内该领域的研究起步较晚,目前从事定性理论研究的仅限于少数院校的少数研究者。 定性仿真产生之后,在理论上出现了百家争鸣的局面,研究者们根据自己的见解提出了各自的建模和仿真理论。目前,基本可分为三个理论派别,即模糊仿真方法、基于归纳学习的方法和朴素物理学方法。 模糊数学方法可以解决模型信息与测量数据的不确定性,所以在定性理论中一般用来作为一种描述手段。最初,系统的定性值是采用区间模糊数的行为来描述的,英国的QiangShen进一步将其发展到用凸模糊数来描述定性值[4],在数据表示上前进了一大步。此后,又有人在其基础上引入了概率论,来度量生成的多个行为的可信度。当前的模糊定性理论,在模糊数表示方面都存在一大弱点,那就是系统真实值与模糊量空间的映射问题,即如何确定描述系统的模糊量。 归纳推理法是定性仿真的一个新方向,它起源于通用系统理论,主要利用其中的通用系统问题求解(GeneralSystemProblemSolve)技术。输入尽可能多的行为,通过归纳学习的方式,构造系统的定性模型,进行仿真研究。归纳推理法最突出的优势在于它完全不需要对象系统的结构信息,不需要预先提供任何模型。但是,这种方法需要采集大量的数据并处理和维护;而且,由于现实条件的限制,不能保证归纳的完备性。 朴素物理方法在理论和应用上发展得最为成熟,它兴起于一些人工智能专家对朴素物理系统的定性推理研究。根据建立系统定性模型的方法,又可分为很多派别,比较有影响的有:SeelyBrown和JohndeKleer提出的基于摿鲾的概念的理论,K.D.Forbus的定性过程理论,B.J.Kuipers基于约束的用定性微分方程描述的定性仿真理论等。 2定性仿真的应用 现在,定性仿真技术与物理、化工、生态、生物、社会等学科相互渗透、结合,在系统监测、故障诊断、系统行为分析、解释以及预测等方面发挥着越来越大的作用。国外文献报导较多而且应用取得成效比较明显的应用领域主要有:工程和工业过程;电子电路分析和故障诊断;医药和医疗诊断;社会经济领域。下面有选择地按照应用领域介绍其中比较典型的项目。 2.1工程和工业过程 这里工程指传统的工程领域及一些工程设备,如蒸馏塔、高压锅炉、汽轮机等人造设备;工业过程指一些连续系统,如机械制造、发酵、化工过程和电站等。这方面的应用项目比较多见。 ARTIST是欧洲的ESPRIT计划中的一个项目[5],项目领导者是苏格兰的Heriot-Watt大学的Leitch.R,完成于1993年7月。此项目建立了定性动态模型,应用于过程监测与故障诊断。Leitch等人建立了一个基于定性微分方程(QDE)和模糊量空间的定性仿真器:Fusim,现已应用在输配电网络和化工厂蒸馏塔的过程监控、分析、诊断上。 ESPRIT计划中另一应用定性推理的重要项目是:TIGER工程-汽轮机的监测、诊断系统[6]。现已应用在Exxon化工厂的大型工业汽轮机以及Dassault航空中心的宇宙飞船辅助动力单元。系统应用定性仿真来预测汽轮机启动及负载改变时的可能行为。 2.2电子电路分析和故障诊断 定性仿真的一个很重要的应用领域便是电子电路分析和故障诊断。定性推理的先驱人物deKleer早在1976年便开发了使用定性知识研究电子线路的系统LOCAL,即根据电路部件已测知的正常行为和错误行为,分析实际行为和预测行为的不一致之处,然后指出电路的故障点。这种思想后来发展成了基于模型的故障诊断理论(model-baseddiagnosistherory)。时至今日,由于定性推理和仿真技术的不断进步,该应用领域的发展前景更为广阔。 这类项目中,最为典型的是Dague.P等人开发的模拟电路故障诊断工具-DEDALE[7]。Dague对该系统进行了一系列实验,声称:DEDALE系统能诊断出电路故障的75%,另外的25%故障没有构成对电路性能的显著影响,并且可以通过其他手段检测出。ElectroniqueSergeDassault继续这个领域的研究工作,已推出一个名为“DIAGMASTER”的商业化产品。 2.3医药和医疗诊断 人工智能中的专家系统,尤其是医疗专家系统,为人工智能的振兴起了推波助澜的作用。而定性仿真在医疗专家系统的应用方面也很活跃。 Bratko.I将定性推理应用在心电图的识别上[8],目的在于根据心电图辨识心律,判断病症。定性模型用来产生心脏工作状况,规则归纳系统用于产生诊断规则库。他给出了心电图诠释系统-KARDIO,澳大利亚的Telectronics公司已将此系统的部分成果应用于他们的心脏病诊治系统IntelligentPacemaker中。 Kuipers和Kassier给出了QSIM理论的定性推理和模型简化方法[9],并给出了在医学专家系统中的具体应用过程。该系统可以对肾脏的水份、盐份平衡过程进行仿真,作为肾炎综合诊治系统的辅助分析工具。 2.4社会经济领域 定性推理由于其处理不完全知识及模糊数据的突出能力,一直在社会科学、人文科学、商业流通等领域的研究上占有重要位置。 Daniels.HAM,Feelders.AJ给出了一个商业行为分析定性仿真模型[10]。作为例子,他们对某个公司的销售量、商品价格、资金状况进行建模,分析其商业行为的变化,如为什么广告量的减少会带来销售量的下降,什么原因导致公司资产减少,是否存在经营危机等。对于银行贷款之前的商业调查,该模型具有广阔的应用前景,荷兰的AMRO银行正在此基础上进行深入的研究工作。 美国的Farley.A,Lin.KB使用QSIM算法,研究市场预测的定性仿真模型,即当市场需求、供给、价格等诸因素变动时,预测可能引起的市场变化[11]。 3定性仿真的发展方向 定性仿真目前仍然是新兴的研究领域,很多基础性的理论工作尚待完善和突破,因此该领域的发展前景十分广阔。对于定性仿真理论,概括来说,有以下几个发展方向: (1)采用定量与定性结合的仿真方法 由于定性模型中包含系统的不完全知识,定性仿真会产生一些虚假和二义的多余行为,当实际系统很复杂时,定性仿真产生相当数量的多余行为,如何有效地减少定性仿真产生的行为数,成为当今定性推理研究的主题。很多研究者纷纷采用定量与定性结合的仿真方法。在定性仿真中加入相当的定量知识,将定量与定性有机地结合起来,将大大减少系统的预测行为数,增强定性仿真的生命力。 (2)采用模型分解方法 定性仿真走向应用时,往往涉及到规模较大的系统,即使省略某些细节,模型仍是非常复杂的。所以,定性理论中,必须有处理这种复杂性的手段。 模型分解方法将系统模型分为若干部分,称为部件(component),系统的联系紧密的变量将集中在一个部件中,并为部件建立状态,系统的描述将以这种状态为单位,若需要不同部分的变量的事件对应性,可以通过不同部分之间的连接来产生。并且,仿真算法上也作了相应的变动,以局部的部件描述为基础的仿真取代了以全局状态为基础的定性仿真算法。大大提高了模型建立工作的效率和准确性,并降低了仿真的时间和空间运行代价。 (3)采用并行定性仿真方法 当前定性仿真在减少冗余或虚假行为的研究上取得了很大进展,但同时也带来了一些始料未及的副作用:定性与定量知识的结合,使知识的表示和推理机制复杂化,数据量明显增加;由于信息不完备,系统的搜索空间增大,使得定性仿真在一定的情况下比定量仿真的速度更慢;再者随着定性仿真逐渐走向应用,参数数量的增长使问题的规模成指数增长,仿真的速度也明显下降。并行定性仿真能较大幅度地提高定性仿真的效率,因此成为一个新兴的发展方向。 鉴于定性仿真技术的诸多优点及巨大的实用价值,许多学者纷纷投入到该领域的研究中,各国政府部门及研究机构在研究经费等方面大力扶助,我们有理由相信在不远的将来定性仿真研究会取得更大的进展。 计算机毕业论文:计算机毕业数控技术和装备发展趋势及建议 摘要:简要介绍了当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状,在此基础上讨论了在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性,并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。1数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面[1~4]。1.1高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。 在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。 从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。 在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。 在可靠性方面,国外数控装置的MTBF值已达6000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。 为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。 1.25轴联动加工和复合加工机床快速发展 采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。 当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。 在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。1.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、欧共体的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController),中国的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。 网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“ITplaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。1.4重视新技术标准、规范的建立1.4.1关于数控系统设计开发规范 如前所述,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定1.4.2关于数控标准 数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准,即采用G,M代码描述如何(how)加工,其本质特征是面向加工过程,显然,他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此,国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制,能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造过程,乃至各个工业领域产品信息的标准化。 STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命,对于数控技术的发展乃至整个制造业,将产生深远的影响。首先,STEP-NC提出一种崭新的制造理念,传统的制造理念中,NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下,NC程序可以分散在互联网上,这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次,STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸(约75%)、加工程序编制时间(约35%)和加工时间(约50%)。 目前,欧美国家非常重视STEP-NC的研究,欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1~2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEPTools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者,他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(SuperModel),其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。2对我国数控技术及其产业发展的基本估计我国数控技术起步于1958年,近50年的发展历程大致可分为3个阶段:第一阶段从1958年到1979年,即封闭式发展阶段。在此阶段,由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制,数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期,即引进技术,消化吸收,初步建立起国产化体系阶段。在此阶段,由于改革开放和国家的重视,以及研究开发环境和国际环境的改善,我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间,即实施产业化的研究,进入市场竞争阶段。在此阶段,我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期,国产数控机床的国内市场占有率达50%,配国产数控系统(普及型)也达到了10%。 纵观我国数控技术近50年的发展历程,特别是经过4个5年计划的攻关,总体来看取得了以下成绩。 a.奠定了数控技术发展的基础,基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术,其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础,部分技术已商品化、产业化。 b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上,建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。 c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。 虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步,但我们也要清醒地认识到,我国高端数控技术的研究开发,尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快,但横向比(与国外对比)不仅技术水平有差距,在某些方面发展速度也有差距,即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看,对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。 a.技术水平上,与国外先进水平大约落后10~15年,在高精尖技术方面则更大。 b.产业化水平上,市场占有率低,品种覆盖率小,还没有形成规模生产;功能部件专业化生产水平及成套能力较低;外观质量相对差;可靠性不高,商品化程度不足;国产数控系统尚未建立自己的品牌效应,用户信心不足。 c.可持续发展的能力上,对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱;数控技术应用领域拓展力度不强;相关标准规范的研究、制定滞后。 分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。 a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足;对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足;对我国数控技术应用水平及能力分析不够。 b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多,从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少;没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。 c.机制方面。不良机制造成人才流失,又制约了技术及技术路线创新、产品创新,且制约了规划的有效实施,往往规划理想,实施困难。 d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强,核心技术的工程化能力不强。机床标准落后,水平较低,数控系统新标准研究不够。 3对我国数控技术和产业化发展的战略思考3.1战略考虑 我国是制造大国,在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移,即要掌握先进制造核心技术,否则在新一轮国际产业结构调整中,我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价,交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”,而非掌握核心技术的制造中心的地位,这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。 我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题,首先从社会安全看,因为制造业是我国就业人口最多的行业,制造业发展不仅可提高人民的生活水平,而且还可缓解我国就业的压力,保障社会的稳定;其次从国防安全看,西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质,对我国实现禁运和限制,“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。3.2发展策略 从我国基本国情的角度出发,以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向,以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标,用系统的方法,选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容,实现制造装备业的跨跃式发展 强调市场需求为导向,即以数控终端产品为主,以整机(如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等)带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件(数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等)的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品;没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品;当然,没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。 在高精尖装备研发方面,要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合,以“做得出、用得上、卖得掉”为目标,按国家意志实施攻关,以解决国家之急需。 在竞争前数控技术方面,强调创新,强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品,为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。 计算机毕业论文:计算机毕业多媒体技术地理信息系统 摘要将多媒体技术应用于地理信息系统中的关键问题是:如何有效地管理多媒体数据和空间数据;其次,在区域分析过程中,怎样实现多媒体播放功能.指出用扩充的关系数据模型作为多媒体数据模型较适宜;多媒体功能的实现则取决于多媒体数据的格式是否为RIFF格式以及对多媒体数据的应用要求.最后展示了多媒体技术在地理信息系统中的应用前景. 关键词多媒体技术,地理信息系统,空间数据,属性数据,区域分析,数据模型. 现今由于多媒体技术的迅速崛起和高速发展,越来越多的应用软件都大量使用了多媒体技术.如果将多媒体技术应用于地理信息系统(geographicinformationsystem,简称GIS)软件中,势必大大增强GIS信息的表现能力,扩大GIS的应用领域.那么怎样将多媒体技术应用于GIS软件中呢我们认为应从两方面来设计:其一是怎样将多媒体数据溶于GIS数据库中,并保证提供GIS软件的双向检索及各种分析功能;其二是在应用过程中,怎样实现多媒体的播放功能.以下就这两个内容及其应用前景谈谈我们的看法. 1多媒体数据的有效管理 通常,应用软件中的多媒体数据有两种生成方式:一种是媒体播放之前,将其数字化到数据库当中,播放时从数据库中取数据;另一种是播放时,边生成边播放.而GIS软件中的数据库又分为空间数据库和属性数据库,即我们可根据媒体数据的特性或应用软件的要求将多媒体数据分别溶于空间数据库和属性数据库中. 1.1GIS数据库中多媒体数据的管理 1.1.1GIS空间数据库中多媒体数据的管理目前,多数GIS应用软件所能描述的空间目标都是静态的,实际上,很多GIS所要表达和研究的空间目标都不会是一成不变的,因此,GIS研究者已广泛关注能对时空过程和时空目标进行描述和分析的时态GIS(temporalGIS).时态GIS的组织核心是时空数据库,即设计一个合理的时空数据模型是建立时态GIS的关键所在.虽然目前还没有较成熟的能支持时态GIS产品的时空数据模型,一但时空数据模型的研究有所突破,不仅能解决时态GIS的应用问题,还将解决空间数据库中动画数据的管理问题,即可通过使用动画技术来实现在屏幕上动态播放时空过程.如动态显示卫星云图的变化情况、地壳变动情况、森林沙化和城市化情况以及海岸或河滩的侵蚀或淤积变化情况等. 有关时空数据模型,张祖勋[1]提出使用分级索引方法来对基本修正法进行改进.这种方法就是不存贮研究区域中每个状态的全部信息,而只存贮某个时间的数据状态(称为基态)以及相对于基态或邻近状态的变化量.在此基础上,建立分级索引,以便能快速找到所需的时空过程的数据. 要使用这种建索引的基本修正法,需要考虑两个问题,一个是如何建立索引;另一个是如何设计用来描述两个状态变化量的差文件. 关于建索引的问题,笔者认为:基态,亦a,b,c,d分别表示时态GIS的4个时期;T.时间轴;t0,t1,…,tn分别表示时态在GIS某个时期的n+1个时态,其中tn为基态,即“现在”时态一次数据状态——“现在”时态总是变化的,每产生一个新的现在时态,就应生成一个现在时态与前一次时态的差文件,同时根据现在时态所处的时间位置来决定是否产生新的索引差文件.以四叉树为例,如图1所示,当n为2i(i=2,3,…)的整数倍时,就需产生tn-2i~tn的索引差文件.相应地为了减少索引差文件所占的存贮空间,而又不影响对任一时态的检索速度,可将tn-2i+1~tn-2i的索引差文件删掉,所删的索引名文件个数正好比新建的索引差文件个数少一个. 关于差文件,笔者认为在设计中应考虑如下几个因素.(1)由于差文件是通过对两个时态的目标信息进行异或而产生的,这意味着差文件包含有两类目标信息:一类是前一时态有而后一时态无的目标信息;另一类是前一时态无而后一时态有的目标信息.为了能根据差文件快速、连续地由一个状态到过去另一状态或最近另一状态进行检索,应在差文件中将这两类目标信息予以标识区分.(2)两个状态之间目标变化应是有对应关系的,即01(目标从无到有);10(目标从有到无);1N(目标从一个变成多个);N1(目标从多个变成一个),以及目标空间信息无变化,属性信息有变化;目标局部空间信息有变化等.为了能进行快速检索,在差文件中应将两类各目标之间的对应关系予以标明,当然,这会增加差文件生成过程的复杂性.(3)和所有地图数据库模型类似,差文件也由空间信息、属性信息和关系信息组成,差文件中应将每个目标这3种信息之间的关系予以标明. 1.1.2GIS属性数据库中多媒体数据的管理有些G IS的应用中,认为多媒体数据是一种特殊的专题属性数据.怎样选择多媒体数据的数据模型,使得既能遵循其自身特点,又能有效地建立起它与空间数据的联系,是多媒体技术在GIS应用中的关键所在. 目前,多数GIS属性数据库使用的是关系模型.为能将关系模型应用于多媒体数据管理系统中,就必须对现有的关系模型进行扩充,使它不但能处理格式化数据,也能处理非格式化数据.杨学良[2]就这个问题提出了3种技术策略:将多媒体数据文件名作为关系中元组某列(或属性);将每个元组作为一个完整文件保存;元组中存贮格式化数据以及非格式化数据的引用项,而非格式化数据单独存贮. 对比这3种技术策略,第一种技术策略方法简单、容易实现,适宜于对多媒体数据进行播放.第二、三种技术策略虽然能够实现并发控制和恢复,以及实现对多媒体数据进行编辑和拮取的应用,但由于此两种技术策略将每个元组所对应的空间目标的专业属性和多媒体属性混在一起,这既增大了应用程序设计的复杂性,又不利于那些只需使用空间目标的专业属性的一些应用的实现.为此,我们认为,在第一种技术策略的基础上,增加一个或多个属性项,用于存放多媒体数据的文件信息和数据流信息,当我们需要对多媒体数据文件进行特殊应用时,可根据文件信息和数据流信息对多媒体数据文件进行操作. 1.2GIS区域分析中多媒体数据的生成 多媒体数据生成的另一种方式是在GIS应用中,边统计、分析运算,边生成结果数据——多媒体数据. 1.2.1空间分析中多媒体数据的生成空间分析是一组分析结果依赖于所分析对象的位置信息技术[3],因此,空间分析要求获得目标的空间位置及其属性描述两方面信息.空间分析主要有:地形分析、叠加分析、缓冲区分析和网络分析等. 为了能更清楚地表示上述一些空间分析的结果,我们可用虚拟现实技术来实现.所谓虚拟现实[4]是一种由计算机生成的高级人机交互系统,即构成一个以视觉感受为主,也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境,使用者通过专门的设备可在这个环境中实现观察、触摸、操作、检测等试验,有身临其境之感.比如,可用虚拟技术来观察地形分析或网络分析得到的空间效果,使用者可用交互操作的方式来控制自己与观察对象的角度、距离以及光照等,使观察对象随使用者的操作而动态旋转.此时以动画形式显示的媒体数据随使用者的操作产生并显示. 1.2.2统计分析中多媒体数据的生成统计分析就是用数理统计方法开展区域分析.数理统计方法主要有:统计特征值、研究两种或多种地理现象之间的相关分析,通过一组实际观测数据分析系统变量之间因果关系的回归分析,以及主成分分析等. 为了更加形象化,我们可以将数理统计结果以直方图、曲线、曲面或区划图表示,甚至可以将重要的部分以醒目的颜色、特殊的符号或闪烁的显示形式来告诉使用者,还可以配上解说词,以增加系统的感染力,而表现这些现象的媒体数据是在统计分析之后由系统自动生成并播放的. 2GIS应用系统中多媒体功能的实现 在GIS应用软件中进行多媒体功能实现,首先是受GIS应用软件自身开发平台的限制.多数情况下,GIS应用软件的多媒体开发平台宜选择编程语言,如VC++,VB或BC++等,以利于和GIS应用软件相结合.一旦多媒体开发环境确定下来,那么怎样实现区域分析中多媒体功能 2.1空间数据库中多媒体数据的播放 由前所述,空间数据库中存贮的多是各期间的时空数据,这些数据的结构与MCI所能接受的多媒体文件格式RIFF(resourceinterchangefileformat)不同,所以应用程序不能直接调用MCI函数和API函数,必须根据时态GIS的空间数据库结构,设计一个相应的动画播放程序来实现动态显示功能. 下面简述动态显示时态GIS中ti~tj状态的算法步骤(0≤i≤j≤n,其中n为现在时态).(1)由基态开始检索各索引差文件直到生成ti状态信息.(2)显示ti状态信息.(3)根据ti差文件,擦除ti状态有而ti+1状态无的信息,显示ti状态无而ti+1状态有的信息.(4)i+1i.(5)当i<j时,转(3);否则结束. 字4 如果用上述算法来实现动态显示时空过程,还有很多细节需要设计.首先,在(1)步骤,从基态开始,逐级逐步检索,每检索到一个状态差文件,就需根据差文件来生成该状态信息,直到ti状态处;其次,在(3)中,需要用到动画技术,擦除前一状态信息实质为恢复该处显示内容,而显示后一状态信息之前,需保存后一处信息内容,再予以显示新状态信息. 性数据库中多媒体数据的应用 一般来说,多媒体数据主要应用于两个方面:一个是简单播放;另一个是对多媒体数据进行编辑和拮取.对于前者,只要使用MCI函数或API函数按属性数据库中其他属性的要求进行播放;对于后者,这就要求程序员熟悉多媒体数据文件格式RIFF,根据多媒体数据的文件信息和数据流信息,通过调用多媒体文件输入/输出函数来实现多媒体的播放、编辑、拮取以及同步控制等操作. 3多媒体技术在GIS中的应用前景 (1)实现资源信息的科学管理,提供信息服务.GIS一改为用户管理提供单一的图表、数据信息形式,而在管理空间信息的同时,对图形、图象、视频、声音、动画等形式的信息进行管理和播放,大大增加了信息的表现能力.(2)家庭教育和个人娱乐.将多媒体和GIS溶于一身,会丰富教育、娱乐软件的内容及表现手段.比如有关地理、历史等课程的教学软件和娱乐软件的设计.(3)销售和演示信息系统.GIS和多媒体技术合为一体的这类系统会比以往的信息系统更具有表现力.比如房地产公司的销售系统,既能表明所售住房的空间位置,又能从中检索其住房环境及内部结构,而且可以动态地删去当天已售出的房子,给出不同价格等;旅游导游系统,可以在为观光游客制定导游路线时,就能对不同地方的景点产生身临其境的感觉.总之,将多媒体技术和GIS技术相结合,是计算机应用领域的一个发展方向,它会改变人们的工作、生活、思维方式,推动信息社会的前进. 计算机毕业论文:计算机毕业变频调速器龙门抓上应用 厂输煤系统使用的是5T龙门式装卸桥,跨度为40.5m,抓斗的提升、开闭机构由二台45KW绕线式异步电动机驱动,小车行走机构分别由二台22KW绕线式异步电动机驱动,大车行走机构分别由二台11KW绕线式异步电动机驱动。在抓斗的提升、开闭,大车及小车前进、后退的传动控制过程中,为了确保机械设备运行的平稳性,采用了绕线式异步电动机转子串接电阻的调速方式。在多年的使用过程中发现该控制方式中存在着很多难以解决的问题,比如调速性能差、接触器动作频繁致使经常更换接触器、串接电阻故障多、操作不规范造成电气回路及机械部件损坏等。 一、问题的提出 经现场实地查看,发现,该5T龙门式装卸桥的抓斗的提升、开闭以及小车的前进后退的调速性能均较差,而且使用按扭控制起停、主令开关设定速度段,这样就会有两种情况:1.绕线式异步电动机一起动很快达到设定的电机最大转速,速度太高以及变化太快容易造成电器、机械部件的损坏;2.如设定速度低则会延长等待时间,使生产效率降低。另外,针对抓斗的提升及下放也存在一些潜在的问题,即:当抓斗提升,但在空中停车再起动时,有可能致使抓斗出现“溜车”现象(轻微下滑),这时电机工作在反接制动状态,但是制动转矩小于负载转矩,电机电流非常大。当下放抓斗时,电机在重力与电动转矩的作用下以极快的速度运行在第四象限,电机工作在回馈制动状态,转速大于同步转速,停车时(抱闸),由于抓斗的惯性及下降速度太快停车效果差,非常危险。针对上述问题,现要采用变频调速技术予以解决。 二、抓斗的提升、开闭变频控制 抓斗有两台电机控制即抓斗开合电机、抓斗提升电机。抓斗抓煤时,仅有开合电机运转,抓满煤开始提升时,提升和开合两台电机均要工作,相互间需要有速度配合才可使系统稳定可靠运行。根据以往制作类似提升、下放重物变频控制装置的经验及查阅ABB公司起重专用变频器的相关技术资料,变频器采用制动单元和制动电阻后能够提供100%的制动转矩,使抓斗下放时,电机工作在制动状态,变频器的制动单元能够完全吸收掉这部分能量使电机稳定工作在第四象限,且转速连续可调。这些通过调整开合电机变频器及提升电机变频器的频率、 加速时间,使之相互配合,调整方便。 抓斗的提升、开闭机构采用SIEMENSS7-200系列PLC控制,其输入、输出均由继电器进行隔离。采用PLC控制后使系统的维护量大大减少,修改或调整控制关系灵活、方便。 三、大车、小车运行机构变频控制 该系统的大车、小车运行机构基本象似,都是由两台电机控制,只是电机的功率不一样,对两台电机分别采用两台相同的西门子MASTERDRIVES系列矢量控制型变频器进行起动及速度控制。由于两台电机是驱动的同一负载,为保证两台电机的同步运行,每台变频器均配置一块TSY型同步板来实现同步控制。每台变频器还需要加装直流母线上的制动单元实现四象限运行。 采用变频器调速时,每台变频器分别单独供电。设定一台变频器为启动变频器,另一台为工作变频器,两台变频器设置参数完全一致,在SIEMENSPLC(S7-200系列)的控制下,绕线电机的转子短接接触器吸合。在接受到起动按扭发出的起动命令及速度信号后,两台变频器同步工作,当需要快速停车或反向运转时,两台电机的能量回馈通过制动单元释放,达到快速起停的目的。 四、其它 原转子串接电阻调速方式的控制装置的电源和控制部分回路保持不变,变频控制与原控制系统可通过转换开关相互切换。四台变频器均采用矢量型变频器并配以制动单元、制动电阻以确保在机械失灵的情况下人身及设备的安全。由于变频器调速属高效调速系统,运行效率高,调速灵活、方便,系统反应速度快,所以采用变频器控制并没有影响龙门抓的抓煤量。 五、小结 该系统经改造后运行近一年来,未出现电器或机械部件损坏,操作简便,减少了操作人员操作强度,为我公司带来了可观的经济效益。需要补充的是如果有条件的话可在抓斗控制机械制动回路增加变频器故障跳闸联锁,变频器一旦故障机械制动立即动作,使之停车,这样龙门抓的运行可靠性将会得到大大提高。 计算机毕业论文:计算机毕业PLC实现变频调速器多电机控制 [摘要]本文介绍了一种PLC与变频调速器构成的多分支通讯网络,阐明了该网络控制调速系统与一般模拟量控制调速系统相比的优越性,给出了系统框图及PLC程序。 [关键词]PLC变频调速器多电机控制网络通讯协议 一、引言 以变频调速器为调速控制器的同步控制系统、比例控制系统和同速系统等已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。以比例控制系统为例,一般的系统构成如图1所示。 工作时操作人员通过控制机(可为PLC或工业PC)设定比例运行参数,然后控制机通过D/A转换模件发出控制变频调速器的速度指令使各个变频调速器带动电机按一定的速度比例运转。此方案对电机数目不多,电机分布比较集中的应用系统较合适。但对于大规模生产自动线,一方面电机数目较多,另一方面电机分布距离较远。采用此控制方案时由于速度指令信号在长距离传输中的衰减和外界的干扰,使整个系统的工作稳定性和可靠性降低;同时大量D/A转换模件使系统成本增加。为此我们提出了PLC与变频调速器构成多分支通讯控制网络。该系统成本较低、信号传输距离远、抗干扰能力强,尤其适合远距离,多电机控制。 二、系统硬件构成 系统硬件结构如图2所示,主要由下列组件构成; 1、FX0N—24MR为PLC基本单元,执行系统及用户软件,是系统的核心。 2、FX0N—485ADP为FX0N系统PLC的通讯适配器,该模块的主要作用是在计算机—PLC通讯系统中作为子站接受计算机发给PLC的信息或在多PLC构成n:n网络时作为网络适配器,一般只作为规定协议的收信单元使用。本文作者在分析其结构的基础上,将其作为通讯主站使用,完成变频调速器控制信号的发送。 3、FR—CU03为FR—A044系列比例调速器的计算机连接单元,符合RS—422/RS—485通讯规范,用于实现计算机与多台变频调速器的连网。通过该单元能够在网络上实现变频调速器的运行控制(如启动、停止、运行频率设定)、参数设定和状态监控等功能,是变频器的网络接口。 4、FR—A044变频调查器,实现电机调速。 在1:n(本文中为1:3)多分支通讯网络中,每个变频器为一个子站,每个子站均有一个站号,事先由参数设定单元设定。工作过程中,PLC通过FX0N—485ADP发有关命令信息后,各个子站均收到该信息,然后每个子站判断该信息的站号地址是否与本站站号一致。若一致则处理该信息并返回应答信息;若不一致则放弃该信息的处理,这样就保证了在网络上同时只有一个子站与主站交换信息。 字串4 三、软件设计 1、通讯协议 FR—CU03规定计算机与变频器的通讯过程如图3所示, 该过程最多分5个阶段。?、计算机发出通讯请求;?、变频器处理等待;?、变频器作出应答;?、计算机处理等待;?、计算机作出应答。根据不同的通讯要求完成相应的过程,如写变频器启停控制命令时完成?~?三个过程;监视变频器运行频率时完成五个过程。不论是写数据还是读数据,均有计算机发出请求,变频器只是被动接受请求并作出应答。每个阶段的数据格式均有差别。图4分别为写变频器控制命令和变频器运行频率的数据格式。 2、PLC编程 要实现对变频器的控制,必须对PLC进行编程,通过程序实现PLC与变频器信息交换的控制。PLC程序应完成FX0N—485ADP通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换及变频器应答信息的处理等工作。PLC梯形图程序(部分程序)如图5所示。字串2 程序中通讯发送缓冲区为D127~D149;接受缓冲区为D150~D160。电机1启动、停止分别由X0的上升、下降沿控制;电机2启动、停止分别由X1的上升、下降沿控制;电机3启动、停止分别由X2的上升、下降沿控制。程序由系统起始脉冲M8002初始化FX0N—485ADP的通讯协议;然后进行启动、停止信号的处理。以电机1启动为例,X0的上升沿M50吸合,变频器1的站号送入D130,运行命令字送入D135,ENQ、写运行命令的控制字和等待时间等由编程器事先写入D131、D132、D133;接着求校验和并送入D136、D137;最后置M8122允许RS指令发送控制信息到。变频器受到信号后立刻返回应答信息,此信息FX0N—485ADP收到后置M8132,PLC根据情况作出相应处理后结束程序。 四、结语 1、实际使用表明,该方案能够实现PLC通过网络对变频调速器的运行控制、参数设定和运行状态监控。 2、该系统最多可控制变频调速器32台,最大距离500m。 3、控制多台变频器,成本明 显低于D/A控制方式。 4、随着变频器的增加,通讯延迟加大,系统响应速度低于D/A控制方式。 计算机毕业论文:计算机毕业制造业CIMS工程实施和应用 中强电动工具有限公司信息化建设经验/施吉鸣 摘要:本文介绍了国家电动工具制造行业骨干企业宁波经济技术开发区中强电动工具有限公司CIMS工程实施与应用过程中的经验,为宁波市、浙江省制造企业实施CIMS提供了可借鉴的模式。 关键词:CIMS;CAD;PDM;ERP 1993年正式投产的中强电动工具有限公司在我国电动工具制造行业竞争近乎白灼化的今天不仅站稳了脚跟,而且实现了产量和销售平均每年递增35%以上的快速增长,人均产值及利润连续多年在全国同行业中处于领先水平,目前已成为中国首屈一指的各类中高档电动工具专业制造商,拥有员工2000人,年产值10亿元。中强公司的优势在于秉承“以人为本,科技创新”的立业理念,采用最有效的管理模式,集约社会资源,拥有产品市场和技术开发两大核心竞争力,而核心竞争力的背后则是拥有完善和强大的IT体系。 1CIMS工程概况 中强公司的CIMS工程主要由计算机网络/数据库分系统、工程设计(CAD)分系统、产品数据管理(PDM)分系统、企业资源计划(ERP)分系统等四部分组成,包括: 工程设计(CAD)分系统:二维CAD绘图设计已完全普及,引进三维设计软件并逐步应用在新产品造型设计、总体设计、结构设计、零部件设计及总体装配等工作中,大大加快了设计开发进程,并提高了设计质量,优化了产品设计,缩短了产品开发周期。 字串5 产品数据管理(PDM)分系统:采用上海思普信息技术有限公司开发并由宁波联科电脑技术有限公司实施的产品数据管理(SIPM/PDM)系统和图档管理系统EDM,有效地解决了设计流程、技术资料的规范化,技术信息传递、流转、反馈快速流畅,并保证了数据的完整性、安全性和保密性,目前已运行在公司产品设计部门,实现了产品设计、工作流程的无纸化管理。 企业资源计划(ERP)分系统:采用宁波万通软件公司ERP系统,并分批实施了制造数据管理、销售管理、技术工艺管理、生产计划、车间作业、物料需求计划、采购管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、设备管理、计件工资成本管理、PDM接口等一系列子系统,此外还开发实施了基于Internet的订货管理子系统,作为销售管理子系统的上游子系统,为其提供数据。 系统集成:在基本完成各分系统应用后,对整个项目的系统集成进行了安装和调试,目前,整个系统已经可以集成运行,实现了CAD、PDM和ERP的信息集成。 通过CIMS工程的实施,中强公司在管理上已逐步形成一套快速响应市场变化、满足客户需求的企业内部运行机制,实现了产品销售、技术开发、生产计划、物料管理、财务管理等各个部门业务管理计算机化。 字串7 2软件产品的选择 在中强公司CIMS工程中,主要应用软件均采用了国产软件,如IntelCAD和PDM软件是上海思普信息技术有限公司的自主软件产品,ERP系统选用的是万通软件有限公司自主研究开发的ERP系统软件,国产软件费用占软件总费用的70%以上。选用国产软件主要是基于以下考虑: 2.1考虑中国国情。国外有许多好的管理软件,但是拿到中国后多数都不太适用,有些企业就是勉强用了也用不好。究其原因,主要是中国的企业管理水平和现状很难与国外软件的标准管理模式融合。企业花了很大的代价,花了很长的时间,实施的结果是弃之不舍,留之难用。中强公司选用的这些应用软件有较多的国情化处理,比较符合中国企业的实际情况,技术上较成熟,在国内有广泛的用户,且软件公司具有雄厚的技术实力和丰富的实施经验,技术支持力度强。 2.2考虑投入产出。企业做任何事情都要考虑投入产出,要考虑风险,国外软件动则几十万上百万美元,对国内企业来讲是一个不小的负担,同时也增加了软件实施的风险,还有软件今后的升级费用等问题,都需要企业认真考虑。目前,国产软件(如两维CAD、PDM、ERP等)的水平有了很大的提高,已能够满足国内企业实际工作的需要。字串6 2.3考虑售后服务。软 件特别是象ERP、PDM这样大型软件的实施都会有一个较长的周期,企业应用咨询、软件原理培训、软件应用培训、软件客户化修改都是必不可少的,国外软件高昂的技术支持费用是国内企业难以承受的,更难长时间承受。同时国外软件的封闭性使国内企业的软件人员很难进行修改和变动。而国产软件则不同,尽管国产软件也要收取技术支持费用,但其收费标准国内企业可以承受,而且国产软件其源代码相对开放,较大的客户化变动委托给软件公司,一般性的修改完全可以由企业自己来解决。 当然,国产应用软件也不是十全十美,今后应该在专用界面、决策支持、特别是PDM软件在工程项目中的管理与控制、安全性管理、工作流的并发机制处理、多BOM视图形成等方面还须不断改进和提高。 3CIMS工程的综合效益 中强公司应用国产软件实施CIMS工程,不仅提高了企业管理水平,同时也获得了良好的经济效益。直接经济效益如表一所示。 表一:直接经济效益 响应市场的速度 提高了30%,对快速占领市场发挥了重要作用。 字串3 新产品开发 开发速度加快25%以上,为新产品及早占领市场抢得先机。 生产率 提高生产率17%。 资金周转率 提高资金周转率0.2次,公司每年可节省开支90万元。 间接经济效益则表现在: l规范了企业的基础管理和运作方式,使公司建立起科学的管理体系和快速反应的企业经营机制,推动了企业管理流程的规范化、制度化,使各部门职责更加明确、科学合理。 l大大提高了工作效率,增加了管理工作的深度,提高了管理工作水平。 l提高企业的声誉,增强了市场的竞争能力和应变能力。 此外,中强公司CIMS工程所产生的社会效益也是显著的,一方面为宁波市、浙江省制造企业实施CIMS提供了可贵的经验和可借鉴的模式,具有广泛的示范意义和推广应用价值,另一方面,为国产软件的发展和完善提供了机遇和舞台,树立了国内企业使用国产软件的信心,促进了国产软件的不断发展和提高。同时,实施CIMS工程,使中强公司产品更具有市场竞争能力,能以较高性价比的产品满足日益增长的市场需要,为加速我国电动工具行业的发展贡献了力量。 字串3 4结论 中强公司CIMS工程的实施与应用,使中强公司建立了高速、通畅的计算机通讯网络,实现了CIMS各分系统间的数据共享,实现了公司内部的信息以及与Internet信息的集成,初步实现网上的供应链管理及售后服务管理,同时,为公司发展成为以宁波为管理、技术、销售中心,以各地的生产基地为基础,通过Internet和Intranet,实现对生产基地的营销、技术、资金等方面的管理,实现与国内外客户和供应商的广泛联系与合作,能快速响应市场变化的敏捷制造型企业奠定了坚实的基础。 无锡市制造业信息化ASP公共服务平台 计算机毕业论文:计算机毕业宽带化电信发展必由之路务 随着社会经济和科技的飞速发展,通信网络正在发生深刻的变化,电信业务正在逐渐从传统的以电话业务为主的窄带业务向集语音、高速数据和图像为一体的多媒体宽带业务发展。多媒体通信已成为建立公用宽带网的主要动力。传统电话网将不可避免要过渡到以数据业务、特别是IP业务为中心的下一代电信网,这些都对电信网的宽带化提出了迫切的要求。 宽带网络就是依靠宽带技术为基础构建的网络体系。众所周知,多媒体信息的数据含量远远超过以前以单一形式传输信息的数据量,在传输速率不能降低并且同时信息容量增大的情况下,电信网络必须努力提高传输通道的容量和速度,否则必然不能保障信息及时、准确、完整地传递。因此,要实现社会信息的多媒体化,必须依靠宽带技术。 宽带网络按其技术结构来说可以分为宽带传输网、宽带交换网和宽带接入网三个部分。传输网是所有信息元素传输的基础通道,信息单元和数据就是通过传输网络实现从源地址到目的地址的转移。宽带交换网络通过对信息的接收、分拣和转发的过程,实现了信息的相互交换过程;接入网是整个宽带网络中与用户相连的最后一段,用户通过接入网连接到宽带网上。 宽带接入网 接入网的建设占全网投资的比例较大,是技术最复杂、实施最困难、影响面最广的一部分。要因地制宜,因时制宜,尽量合理地发展接入网。先进的光纤接入网发展既要考虑光纤接入网与原电缆接入网拓扑结构的兼容性,又要明确接入网的全光纤化方向;既要节省投资成本,又要坚持高起点、分期实施的原则。因此在接入网的建设过程中我们应该循序渐进,从低速业务开始,逐渐向高速业务发展。当前常用的窄带接入技术有频带Modem技术,V.90标准的Modem下行速率是56kbps;窄带ISDN接入技术能在一对普通的电话线上,通过基本速率(2B+D,144kbps)接口,为用户提供端到端的全数字连接的多种电信业务。目前,宽带接入技术主要有下列几种: (一)基于电信网用户线的数字用户线(DSL)接入技术 DSL技术是一系列基于双绞铜线的用户线高速传输技术,包括HDSL、SDSL、ADSL、RADSL及IDSL等,统称为xDSL。 ADSL ADSL(非对称数字用户线)技术,其下行速率达8Mbps,上行速率达640kbps,能传输3~5km的距离。ADSL所支持的主要业务是因特网和电话,该技术接入速度可满足宽带因特网接入和部分宽带应用(如会议电视、视频点播等)。更重要的是结合ATM等宽带干线网络技术,可以支持广播级的视频分发和VoD。 利用ADSL技术开展宽带接入业务的优势非常明显,首先可以充分利用电信网现有的铜缆资源,保护这一巨大投资,并充分发挥铜线的潜力。其次,用户随时可以上网,无需每次重新建立连接,而且不会影响电话的使用,每个用户都可以独享高速通道,没有阻塞问题。其主要缺点是对线对的要求苛刻,目前只有大约30%的线对可以开通ADSL业务。 目前一种简化型的、无分路器的ADSL标准已经问世,称为G.Lite。其基本特点有两点:第一是速率降低到1.5Mbps左右,第二是在用户端不用电话分路器,价格可以下降,安装更为方便。它具有自适应速率适配能力,抗射频干扰的能力比ADSL强,主要业务为因特网接入、Web浏览、IP电话、远程教育、在家工作、可视电话和电话等。 VDSL系统 有关ADSL系统发展的第二个趋势是进一步提高系统的下行带宽,即演变成甚高速数字用户线(VDSL)系统。这种技术在双绞线上下行传输速率可以扩展至25Mbps~52Mbps,同时允许 1.5Mbps的上行速率,其传输距离则分别缩短至1000m或300m左右。很适合光纤到小区(FTTC)的接入方式。由于它能提供高速接入带宽,且能满足高清晰度电视和视频点播的要求,所以是一种比较现实的、理想的宽带混合接入方案。 (二)基于CATV网HFC传输设施的电缆调制解调器(CableModem)接入技术 有线电视网是用来传输模拟电视信号的地面网络,所有用户共享下行带宽,是真正的宽带网络。HFC(HybridFiberCoaxial,光缆同轴混合)技术推动了CATV网络的发展,HFC网不仅可以提供原有的有线电视业务,而且可以提供话音、数据以及其他交互型业务。CableModem方案是以HFC为基础的高速接入技术,CableModem用户共享下行数据带宽,而每一个子信道下行通道的数据吞吐量都可以达到25Mbps~40Mbps。 传统的有线网只能传输单向业务,必须升级为双向的HFC网络才能实现双向宽带传输数字化多媒体信息,可开通VoD、远程教学、远程医疗、因特网高速接入及语音电话等多种新的增值业务。CableModem的开通率高,不存在ADSL因线缆质量和串扰引起的开通率低的问题,只会因为共享用户数的增多而降低每个用户的可用数据带宽。 (三)基于光缆的宽带光纤接入技术 宽带有源光接入 在各种宽带光纤接入网技术中,采用了SDH技术的接入网系统是应用最普遍的。这种系统可称之为有源光接入,主要是为了与基于无源光网络(PON)的接入系统相对比。SDH技术是一种成熟、标准的技术,在骨干网中被广泛采用。在接入网中应用SDH技术,可以将SDH技术在核心网中的巨大带宽优势和技术优势带入接入网领域,充分利用SDH同步复用、标准化的光接口、强大的网管能力、灵活网络拓扑能力和高可靠性带来的好处,在接入网的建设发展中长期受益。 SDH技术在接入网中的应用虽然已经很普遍,但仍只是FTTC(光纤到路边)、FTTB(光纤到楼)的程度,光纤的巨大带宽仍然没有到户。因此,要真正向用户提供宽带业务能力,单单采用SDH技术解决馈线、配线段的宽带化是不够的,在引入线部分可分别采用FTTB/C+xDSL、FTTB/C+CableModem、FTTB/C+局域网接入等方式提供业务。 宽带无源光接入网 基于ATM的无源光网络(ATMPON)是既能提供传统业务,又能够提供先进多媒体业务的宽带平台。PON的业务透明性较好,原则上可适用于任何制式和速率的信号。APON下行采用TDM,而上行采用TDMA技术,其下行速率为622Mbps或155Mbps,上行速率为155Mbps,可给用户提供灵活的高速接入。ATMPON最重要的特点就是其无源点到多点式的网络结构。光分配网络中没有有源器件,比有源的光网络和铜线网络简单,更加可靠,易于维护。特别是如果FTTH大量使用,有源器件和电源备份系统从室外转移到了室内,对器件和设备的环境要求可以大大降低,维护周期可以加长。APON的标准化程度很高,使得大规模生产和降低成本成为可能。此外,ATM统计复用的特点也使ATMPON能比TDM方式的PON服务于更多的用户,ATM的QoS优势也得以继承。 采用波分复用技术是扩大光纤传输容量的一种有效手段。以波分复用技术为基础的无源光网络(WDMPON)用于接入网有着广阔的发展前景。 计算机毕业论文:计算机毕业基于ClientServer数据完整性约束实现技术 摘要:本论文主要讨论基于Client/Server数据完整性约束及其如何实施企业业务规则,并以SQLServer和PowerBuilder为例,介绍了数据完整性约束的实现技术。 关键词:Client/Server,数据完整性约束,企业业务规则 DBMS已从早期的分散的一个个计算模型、网络/文件服务计算模型(针对文件)发展到现在的Client/Server计算模型(针对表中的一行)。Client/Server模型是非对等的(decoupled),客户发出服务请求,服务器作出响应,提供服务,即所谓的"请求驱动"。DB的Client/Server系统由DBServer、客户应用程序和网络组成。DBServer(即后端)负责有效地管理系统的资源,主要负责数据处理、并发控制、数据安全性、数据完整性和数据的备份和恢复等。客户应用程序(即前端)是系统中供用户与数据进行交互的部件,主要任务是提供交互式界面完成数据的录入、分析、检查和显示,向DBServer发出请求(SQL语句)并接收结果和错误信息。网络和通信软件是系统中客户和服务器之间数据传送的工具。 由于现在的数据库都是开放、多用户共享,因此维护数据库的正确性至关重要。数据库的完整性描述为数据库内容的完整性约束集合,其中完整性约束指数据库的一个状态是否合理,这是一组谓词。DBS检查数据的状态和状态转换,判定它们是否合理,是否应予接受。对一个数据库操作,要判定其是否符合完整性约束,全部断言无矛盾时才可以执行。完整性约束的形式化定义I=(O,P,A,R),其中O是完整性约束所涉及的数据对象集合,P是对象所满足的谓词,A是触发检查的条件,R是约束不满足时的反应动作[2] 一、常见的数据完整性约束 根据分类角度不同,可将完整性约束分为如下几类: ·域、元组、集合完整性 ·立即约束和推迟(到EOT)约束 ·状态约束和状态演变约束。 ·标准和定制的数据完整性约束 实际的系统中,一般将数据完整性约束分为标准的数据完整性约束和定制的数据完整性约束。标准的数据完整性约束是DBS已经实现的内部规则,包括域完整性、实体完整性和引用完整性。 域完整性(FieldIntegrity)保证一个数据库不包含无意义的或不合理的值,即保证表的某一列的任何值是该列域(即合法的数据集合)的成员。方法是限制列的数据类型、精度、范围、格式和长度等。 实体完整性(EntityIntegrity)保证一个表中的每一行必须是唯一的(元组的唯一性)。为保证实体完整性,需指定一个表中的一列或一组列作为它的主键(PrimaryKey)。一个表中每行的主键必须确实含有一个值。一个表只能含有一个主键,如需要从其它列中除去重复的值,可以将一个或一组非主键列指定为一个候选键或唯一值键。 引用完整性(ReferenceIntegrity)定义了一个关系数据库中不同的列和不同的表之间的关系(主键与外键)。要求一列或一组列中的值必须要与相关的一列或一组列中的值相匹配。从属的一列或一组列称之为外键(ForeignKey)。被引用的列或一组列称之为父键,父键必须是一个主键或唯一键。外键属于子表或明细表,父键属于父表或主表。若父键和外键属于同一表,则称之为自引用完整性。子表某行的外键必须与主表的主键相匹配,只要依赖于某主键的外键仍存在,主表中包含该主键的行就不能删除。 由于每个公司的数据库都有自己独特的业务规则集,所以系统必须有一种方式来实现定制的业务规则即定制的数据完整性约束。定制的数据完整性约束可由如下几种方法实施。 一种最原始的方法是将将每一个完整性约束编入要访问数据库的每个应用程序中,缺点是在每个相关的数据库应用程序中,开发者都要对相同的完整性规则进行编码、测试和排错。若某一规则变动,所有相关的应用程序都得改动。应用程序须向DBServer请求大量的数据,以执行该应用程序内部的数据完整性规则检查,这将阻塞网络。因而这是一种耗时、低性能的方法。 用户定义的数据类型(User-definedDataType)是由标准数据类型导出的新数据类型,它比标准的数据类型更准确地限定了数据输入的范围。 约束(Check)用于限制列的值域,在数据类型限制的基础上对输入的数据进一步进行限制。通过逻辑表达式来定义列的有效值。 缺省(Default)定义了一个数值,当用户向数据表插入数据时,若某个域未给定值,系统自动将定义在该域上的缺省作为输入 值,保证数据库数据的合理性。 规则(Rule)是一个用来绑定域或用户定义数据类型的数据库对象,规则说明了哪些数据可以输入到域中。任何时刻,用户输入或修改数据(INSERT或UPDATE),DBMS都将检查该数据是否违反绑定在域上的规则。 存储过程(StoredProcedure)是由编译过的SQL语句、控制流语句、变量说明和赋值运算等组成的集合,由开发者创建并存储在数据字典(大部分DBMS叫系统表)中。我们可以通过存储过程中的语句来定义企业业务规则,特别对于复杂的表与表之间的饿关系,用存储过程来实现将变得相当容易。 触发器(Trigger)也是一个存储过程,该过程在插入、修改和删除等操作事前或事后由DBS自动激发(执行)。经常用于实现逻辑上相关的数据表之间的数据完整性和一致性。触发器非常适合于实施企业规则,如果某个输入违反了其中的某个企业规则,触发器可以显示相应错误并中止正在执行的数据库动作。 计算机毕业论文:计算机毕业网络营销和传统营销相比有何优势 网络营销是一种以消费者为导向,强调个人化的营销方式 网络营销最大的特点在于以消费者为主导。消费者将拥有比过去更大的选择自由,他们可根据自己的个性特点和需求在全球范围内寻找满足品,不受地域限制。通过进入感兴趣的的企业网址或虚拟商店,消费者可获取产品的更多的相关信息,使购物更显个性。 这种个性消费的发展将促使企业重新考虑其营销战略以消费者的个性需求作为提供产品及服务的出发点。但是,要真正实现个性营销还必须解决庞大的促销费用问题。网络营销的出现则为这一难题提供了可行的解决途径。企业的各种销售信息在网络上将以数字化的形式存在,可以以极底的成本发送并能随时根据需要进行修改,庞大的促销费用因而得以节省。企业也可以根据消费者反馈的信息和要求通过自动服务系统提供特别服务。 网络营销具有极强的互动性是实现全程营销的理想工具 传统的传统的营销管理强调4P(产品、价格、渠道和促销)组合,现代营销管理则追求4C(顾客、成本、方便和沟通),然而无论那一种观念都必须基于这样一个前提:企业必须实行全程营销,即必须由产品的设计阶段开始就充分考虑消费者的需求和意愿。 遗憾的是,在实际操作中这一点往往难以做到。原因在于消费者与企业之间缺乏合适的沟通渠道或沟通成本太高。消费者一般只能针对现有产品提出建议或批评,对尚处于概念阶段的产品难以涉足。此外,大多数的中小企业也缺乏足够的资本用于了解消费者的各种潜在需求,他们只能凭自身能力或参照市场领导者的策略进行产品开发。 而在网络环境下,这一状况将有所改观。即使是中小企业也可以通过电子布告栏、线上讨论广场和电子邮件等方式,以极底成本在营销的全过程中对消费者进行即时的信息搜索,消费者则有机会对产品从设计到定价(对采用理解价值定价法的企业尤为重要)和服务等一系列问题发表意见。这种双向互动的沟通方式提高了消费者的参与性与积极性,更重要的是它能使、企业的决策有的放矢,从根本上提高消费者满意度。 网络营销能满足消费者对购物方便性的需求,提高消费者的购物效率 现代化的生活节奏已使消费者用于外出在商店购物的时间越来越短。在传统的购物方式中,从商品买卖过程来看,一般需要经过看样棗选择商品棗确定所需购买的商品棗付款结算棗包装商品棗取货(或送货)等一系列过程。这个买卖过程大多数是在售货地点完成的,短则几分钟,长则数个小时,在加上购买为购买商品去购物场所的路途时间、购买后的返途时间及在购买地的逗留时间,无疑是大大延长了商品的买卖过程,使消费者为购买商品而在时间和精力上作出很大的付出。同时,拥挤的交通和日益扩大的店面更延长了消费者购物所耗费的时间和精力。然而,在现代社会,随着生活节奏的加快,使得人们越来越珍惜闲暇时间,越来越希望在闲暇时间内从事一些有益于身心的活动,并充分地享受生活。在这中情况下,人们用于外出购物的时间越来越少。 网络营销给我们描绘了一个诱人的场景,是购物的过程不在是一种沉重的负担,甚至有时还是一种休闲、一种娱乐。让我们看一看网络营销是怎样简化购买过程的吧! 售前:向消费者提供丰富的的产品信息及相关资料(如质量认证、专家品评等),而且界面友好清晰,易于操作执行。消费者可以在比较各种同类产品的性能价格比以后,作出购买决定。 计算机毕业论文:论计算机专业毕业设计质量的影响因素 一、影响计算机专业毕业设计质量的因素分析 1.获取信息渠道的多元化,影响了学生写作能力的培养随着计算机技术、通信技术及网络技术的发展,人们的生活发生着翻天覆地的变化。网络给学生的生活和学习带来了极大的乐趣与方便,虽然提高了学习效率,但同时也降低了学生的动手、动脑能力,严重影响了学生的写作主动性。越来越多的学生成了电脑控、手机控,大量的时间浪费在玩电脑、玩手机上,能用在学习上的时间少之又少。当需要写作时,他们就从网络上搜出一篇模板,修改完事,这样“写”出来的论文,质量难以保证,该现象严重影响了学生的写作能力。 2.学生忽视对专业知识的学习,致使学生掌握理解专业知识的广度、深度不够专业知识的学习是在校大学生最基本、最重要的任务。只有灵活掌握与熟练运用专业知识,才能写出好的论文来。而在校期间,大学生偏向参加一些不必要的活动、社团及协会,忽视了对专业知识的学习,造成了在解决问题时眼高手低的现象,甚至连最基本的专业知识都理解不了。经过多年的知识累积,在毕业之际,学生竟然找不到可以研讨的专业问题,这也是教育者需要认真面对和思考的问题。 3.就业形式严峻,使学生不能全身心的投入毕业设计随着毕业生数量的增加,就业压力越来越大。学生要进行毕业设计,又要参加各种就业考试,顾此失彼。为了顺利拿到毕业证、学位证,毕业设计应付了事,在这种心理的驱使下,他们的毕业设计质量就可想而知了。 4.教学任务重,指导教师辅导学生的精力有限指导教师的教学、科研任务繁重,精力、时间有限,不能经常给予学生指导,对发现的问题不能及时与学生沟通、交流,同时也没有充分把学生引入到科学研究中,从而影响了毕业设计的质量。 二、提高计算机专业毕业设计质量的方案及建议 针对前文分析的影响计算机专业毕业设计质量的因素,本文提出了提高计算机专业毕业设计质量的分析模型,通过对学生参与科研情况、学生就业反馈情况、社会对毕业生技能需求情况等方面的调查,经过分析研究制定了解决方案,从而切实提高了学生毕业设计的质量,分析模型如图1所示。 1.学生参与科研情况分析 大学生参与科学研究能有效提高他们的动手能力,同时培养他们自主学习的意识与创新精神。通过让学生参与科研项目的研究,发现学生的学习兴趣很高,他们能很快融入科研氛围中并能很快适应角色的转变,由被动学习转变成主动出击,其动力和潜力能很快的释放出来。在理论知识变成实践能力的过程中,学生只有对自己研究方向范围内的知识有着较为深刻、透彻的了解,才能了解自己该学习和掌握哪些知识。同时通过不断总结知识和积累经验,可以帮助他们建立一套适合自己的学习方法。学生的这种求是精神是提高毕业设计质量的基础和保障。 2.学生就业反馈情况及社会需求分析 通过对学生就业反馈情况及社会人才需求情况的调查,发现学生在校期间学习无目的、无目标,而社会对他们的期望又很高,因此学生总在参加工作后才明白需要什么技能。根据调查结果,可以采取多种方法来提高学生的学习兴趣,如在原来的基础上修改人才培养方案、定期请一些毕业生作报告等,来提高学生的学习积极性,使他们学习目标更明确、更有针对性,从而为提高毕业设计质量打下坚实的专业知识基础。 3.邀请招聘单位参与答辩 为了让学生重视毕业设计,更为了给学生提供更多的就业机会,在毕业设计答辩时邀请一些用人单位来答辩现场观摩,与用人单位达成协议,同意用人单位现场招人。这样既可以调动学生做毕业设计的积极性,又能展示学生的综合素质和专业技能。在制度的驱动下,学生就会精心准备,认真做好毕业设计,从而保证毕了业设计的质量。 4.创新教学模式 计算机专业毕业设计是培养应用实践型人才的一个重要环节。目前,“填鸭式”的授课方式使学生缺乏独立思考的时间,更缺乏创新意识的培养。学生在课堂上不停地被灌输知识,却很少有时间去消化,使学生产生了学习疲劳情绪,学习效果较差。因此,首先应加强实践教学环节,培养计算机专业学生的实践能力、创新能力。其次在授课过程中,教师要改变教学方法,激发学生的学习兴趣,从而提高学习效果。 三、结语 本文首先分析了计算机专业毕业设计质量下降的原因,随后提出了提高计算机专业毕业设计质量的分析模型及建议。计算机专业毕业设计是实践教学中的一个很重要的环节,如何提高学生的实践创新能力一直是研究领域里涉及面很广又比较复杂的问题。毕业设计的管理规范如何有效执行和实施、如何让大部分学生参与科研或者如何形成一个有效的管理制度等问题都是将来研究的重点。 本文作者:陈纪龙、姚江河、高贤强、司春景、劳东青 单位:塔里木大学信息工程学院
电子工程论文:电子信息类专业学生工程素养培养模式的构建 随着近年信息产业的迅猛发展,工程素养作为目前电子信息类专业培养规格中的核心指标之一,已受到越来越多的高等教育者的关注,尤其是地方性本科学校正在接受更加严峻的挑战,且很多国家都将工程科技人才培养提升到国家战略的高度。虽然电子信息工程类专业学生的培养取得了不少成绩,但由于多种原因,学生的工程素养培养大打折扣,无法满足社会对人才培养的要求,学生的就业压力也日益加大。本文结合当前实际,探讨电子信息类专业学生工程素养培养模式的科学合理构建,以有效地培养学生的工程素质,迎合社会发展需求,为尽快提高办学水平和质量奠定良好的基础。 一、工程素养的定义 众所周知,工程素质是工科学生最重要、最基本的素质之一,主要包括四个方面的内容:有良好的数学、自然科学和相应的人文科学知识基础;有比较扎实和比较宽广的技术学科基础;接受过必要的工程意识和工程实践的训练;有分析解决工程实际问题的初步能力。北京大学资深教授、全国大学生电子设计竞赛组委会主任沈伯弘先生曾结合清华大学、上海交大及哈佛大学、普林斯顿大学等国内外着名高校的培养模式,明确指出了当代大学生应具有的工程素质的基本涵义:是在基本技能的基础上,具有一定的独立学习能力、设计与创新能力、初步的研发能力,能适应新世纪社会对人才需求的一种综合体现。因此,工程素养就是一个工程师应具备的基本知识、基本理论和基本技能,一定的工程实践训练、严格有素的工程意识和工程习惯及综合的工程能力。 二、学生工程素养薄弱的原因分析 1.对工程素养的认识不够全面 很多人对其根本涵义的理解仍停留在传统意义上,甚至在一定程度上存在误解,认为只是基本技能的综合训练,而忽视了其核心的设计与创新内容,或把设计与创新和工程素质割裂开来,也没有包含工程意识和工程习惯等内容。这就无法适应21世纪现代化建设对培养高素质、高层次的创造性人才的要求。 2.工程素养培养模式较单一 现行的工科教育模式本身也具有严重的弊端,主要是专业面过窄过细,在培养方式上,重专业轻基础、重知识轻能力、重技术轻素质,培养出来的学生只能在很窄的专业范围内发挥作用,缺乏对知识和技术的综合、重组和创新能力。在培养过程中,教学的相对独立始终是一个通病,教学缺乏实用性和时代性,尤其是实践环节,设计和创新成分少,只停留在实验教学的层面,且现有的校外实践过于形式化,起不到实际作用。 3.任课教师的工程素养不足 当前,高校很多教师是从学校到学校,自身的知识结构多为理论知识,很少接受工程训练,也缺乏工程实践经验。教学过程中,只从书本到书本的教师很难说能帮助学生建立更多的工程概念,且对学术前沿较少涉及,无法激发学生的工程兴趣。 4.培养工程素养的工程氛围较淡 一方面,课堂授课内容多为理论教学,学生参与实践的机会较少,参与面也不广;另一方面,学校的实验室并未最大限度地对学生开放,更没有单独的学生创新实验室。 三、工程素养培养体系的构建 1.以卓越工程师计划为契机,建设高水平工程型师资队伍 “卓越工程师教育培养计划”期待培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量的各类型工程技术人才,高校可以行业企业对人才的标准与要求为导向,强化学生的工程实践与创新能力。教育部陆续公布了两批“卓越工程师教育培养计划”高校名单。然而,学校的师资队伍并不符合“卓越工程师教育培养计划”培养需求,这就要求学校人事部门建设高水平工程型师资队伍,优先聘用有工程经历的优秀教师,鼓励企业专家参与高校教学任务,并创造条件鼓励校内教师到企业工作;同时,改革工程型教师的评聘与考核制度,将对他们的评聘与考核从侧重评价理论研究和,转向评价工程项目设计、专利、产学合作和技术服务等方面。 2.以加强教学改革为中心,提高学生的工程能力 学校教务部门应主要从课程体系、专业课程教学方法和实验教学环节以及课程设计等方面进行改革。学校教务部门引入“以科学方法论为主线”的新课程体系,包括科学方法论、人文科学基础、自然科学基础、主修专业课,增加了“唯物辩证法”“科学方法论”等类似课程。一方面,在制订专业计划时给予统筹安排,将对学生工程素养的培养列入任课教师的教学任务,配套建设强化工程概念的新教材。另一方面,教师也应意识到对学生进行工程素养教育的迫切性和重要性,自觉实践培养学生的工 程素养,利用自己的专业知识让学生充分地了解将来可能会从事的职业,同时,向他们多传授课本以外的专业知识。实验教学按照从低年级到高年级三个层次的拓展能力和素质训练计划进行:大学一、二年级强化基础;三年级培养专项技能与工程实践;四年级训练综合能力,增加设计型和综合型实验内容比重,开放实验室,鼓励学生在感兴趣的研究领域做探索。课程设计要求学生从解决现实生活中的实际问题出发。 3.以“产学研”联合培养为抓手,多渠道推进工程素养培养 “产学研”结合要求高校从学校内部培养走向开放和多元的校企合作培养,教育部和行业部门都在积极促成此事。这一合作培养模式可以多样化,合作可以全方位,共商人才培养方案、共建课程体系和教学内容、共创教学实验室、共施培养过程、共督培养质量。充分发挥学校和企业的优势,提供各自的条件,互为补充,共同培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。如,与企业建立校外实训基地,提供生产管理的真实氛围,社会交往情景和职业情景,可以促进教学相长,提高学生从事和胜任职业岗位的能力,在学以致用中进步和成长。 4.以职业指导体系为主线,增强学生的工程思想、职业道德和社会责任感 当前的职业生涯规划课教学,由于任课教师对学生所学专业知识的匮乏,多数停留在职业规划理论的教学上。而建立一套职业指导内容体系,对于树立学生工程思想有重要作用。对于一年级的学生,注重专业教育,了解专业培养目标,帮助学生了解所学专业以及专业可覆盖的一些职业,将来可能会从事的职业,这些职业对从业人员的素质结构要求以及发展前景。如,电子工程师、软件工程师等。同时,告诉他们这些职业的工作内容,将来还有可能遇到的挑战等。对于大二学生,要根据专业要求及其人生规划、职业规划,培养其职业素质。深入专业学习,探索专业发展方向,了解外部工程环境,营造一个工程环境,培养学生的工程意识。如,介绍与本专业相关的公司、新闻、着名人物等,同时,让学生了解电子设计大赛、程序设计大赛、挑战杯、数学建模等相关大赛,并引导学生积极参与,投身其中。对于大三学生,提升专业素质,明确就业方向,鼓励更多的学生参与到教师的课题研究中,引导学生实地参观学习,开展职业角色模拟演练等。对于大四学生,引导学生到生产单位实习,把前期积累的专业知识应用到实习过程中,在实际工作中进一步提升工程素养。 总而言之,构建电子信息类专业学生工程素养培养模需要具备较丰富工程经验的教师、教务部门的统筹安排、社会工程企业单位的支持、学生的自觉配合和积极参与,各个环节紧密相扣,缺一不可。 电子工程论文:电子信息工程专业高频实验的改革 摘要:本文针对本校“高频电子线路实验”教学中普遍存在的问题。从教学内容和教学方法等方面进行了分析研究。对高频电子电路实验教学的现状·提出了高频实验教学应采用的方法及手段,提高教学质量,使学生能够尽快适应现代电子线路设计的需要。 关键词:高频电子线路实验教学方法教学手段 (一) 目前高频电子技术试验课的现状 高频电子技术是电子信息类专业的重要基础课程,是一门理论性、工程性与实践性都很强的课程,它的内容丰富,应用广泛。该课程的任务是研究高频电子线路的基本原理与基本分析方法,以单元电路的分析和设计为主。其主要内容包括:高频电路的基本知识、高频小信号调谐放大器、高频谐振功率放大器、正弦波振荡器、振幅调制和解调、环形混频器等内容。 随着电子技术的飞速发展,对高频电子技术试验课提出了更高的要求。 1.1 教学现状与需求分析 当前大部分“高频电子线路”教学仍然沿用较为经典的内容。例如。在功率放大器章节中,动态负载线和丙类功率放大器的分析方法依然是其核心内容,而在目前的射频功率放大器设计中,由于c类放大器具有非线性特性,所以应用较少,D类和E类放大器已经成为当前设计应用的主流;当前教学中,调制与解调主要以模拟调制(AM/FM,PM)方式强调,这些内容有助于理解调制与解调的基本概念,是教学内容中不可或缺的部分;因此, “数字调制”方面的内容和要求在教学大纲中有待加强。 随着科技的飞速发展,创新渐渐成为当今的主题。因此。在高频电子线路实验中的创新也变得极为重要。这就需要学生能用所学的理论充分与实际相链接,达到自主创新的目的。 如:开展电子设计大赛等相关的活动,不仅激励学生学习的积极性。而且充分的调动了大家对于实验的兴趣。同时,大大提高了学生的动手、动脑能力。 1.2 实验设备存在的问题 首先,由于设备的使用寿命有限,试验室的设备损坏的程度比较严重,设备的更新和维护问题成为关键。 其次,再进行高频实验中,试验设备很容易受到干扰,如何解决设备的干扰问题也尤为重要。 最后,就是实验设备的选择问题。现行高频电子线路实验课程中采用的高频电子线路实验箱,将高频实验所需的直流电源、频率计、低频信号源和高频信号源设计成一个公共平台。而且,这种整机实验如果某部分电路或元件被损坏,实验员检修很困难,模块不宜更换,且很难配置。因此,实验器材的选择也要予以考虑。 1.3 学生自身存在的问题 根据多年从事高频实验教学工作来看,学生在做实验的时候自身也存在各方面的问题,比如有的学生害怕接触实验仪器。可能出于实验设备昂贵的原因,学生都不敢随便动用设备上的任何一个旋钮或开关,这主要是因为学生的自信心不足造成;因此,培养学生的自信心及对实验的重视和兴趣成为关键问题。 (二) 高频电子实验教学的方法和手段 为了使学生更好的掌握高频电子线路理论课程的内容。提高学生的学习兴趣,培养学生的创新能力,这里就其浅谈一下对高频实验教学的方法和手段。 2.1 高频实验教学的方法 首先,针对设备的老旧及维修问题,应当充分的考虑到学校的实际情况,将一些可以维修的器件进行维修,破损严重或不可维修的设备再进行更新;在设备的选择上,除了配置的实验箱外,应当采用单独的示波器和信号发生器及辅助工具。 本校在设备的维护上有专职的维护人员,定期对设备进行维护;在课程的安排上。将数电、模电、信号与系统等基础理论课程,放在高频课程之前,层层深入,有助于学生的渗透和吸收。而且,在实验前,要求学生进行实验的预习。外部采用单独的示波器和信号发生器,以及一些辅助工具。避免了设备的单一化,提高了学生对理论知识的掌握能力。 其次,对一些高频电子线路实验课程作为专业课实验,应结合电子线路基础课程,通过高频电子线路实验课程更加熟练的掌握电路的连接,及一些基本测试工具的使用方法。这样不仅有利于老师的授课,更有利于学生对于理论知识的理解和掌握。 再次,高频电子线路实验课要求学生要有很强的实际操作能力和分析能力。因此,应当培养学生独立思考和动手的能力,鼓励学生要有创新思维。将理论与实际充分结合,运用到实际的生活中来。 2.2 高频实验教学的手段 针对实验教学的方法以及目前高频电子技术试验课的现状,总结出如下的教学手段: (1)制定实验室设备维护手册,放置于实验台上。学生在进行实验时,发现设备有损坏的现象,就在手册中进行填写,这样既有助于维护人员的工作,又可以达到及时维修的目的; (2)在实验之前,要求学生进行实验的预习;在实验时,按照指导书的要求,按步进行操作。并要求学生记录数据及予以分析;在实验后,要求学生写实验报告; (3)将实验的课时与理论课的课时中分离出来,实验室在休息日全天开放,学生可以进行实验的复习或者自主设计电路; (4)为了维护设备的清洁。应制定好实验室的值日计划,定期打扫实验室,保持室内清洁。学生在进实验室之前,应当佩戴鞋套。 (5)加强考试的力度。在实验考试时,可以让学生自己通过所做的实验,自己设计一个电路,实现相应的功能。 (6)针对学生自身存在的问题要分别采取不同的措施,比如对于部分信心不足的学生,老师的帮助会直接影响到学生的实验态度,引导学生自己去分析问题、发现问题,合理的解决问题,这样既能增加学生的信心,又能使得学生的动手能力和解决问题的能力得到有效的提高。 电子工程论文:对推进建设工程电子化招投标的思考 前言 随着信息技术的发展和招投标管理理念的不断提升,应全面推进公共资源交易信息化建设,尤其是大力推进建设工程项目电子化招标投标工作,使招投标当事人最大限度地共享市场资源和信息,同时促进建设工程招投标业务管理和操作的精细化、科学化、规范化,切实提高公共资源交易工作效率和服务水平,构建招标投标活动在信息公开透明、市场公平开放的环境下自主运营、自我约束的机制,把公共资源交易中心建设成一个公正开放、有序竞争、服务到位、监管有力、透明高效的招投标全过程的服务平台。 一、推进建设电子招投标的作用 电子招投标是招投标的电子化、网络化。大力推进电子化招投标有利于解决当前招投标过程中存在的突出问题。对于打造高效透明的招投标市场竞争环境, 改变传统的纸质招投标方式, 全电子化过程,提高了效率、降低了成本 电子招投标系统运用工程造价、数学、统计学和计算机快速运算等多种原理和方法,可在数秒内对几十万个数据进行全面核算、分析、比较,节约资源和降低成本, 具有积极作用。具体表现在以下几个方面: 电子招投标打造阳光采购、阳光交易。电子招投标可实现无纸化招投标, 从而节约大量纸张和装订费用, 真正做到绿色低碳环保。整个招投标活动从招标公告、下载标书、投标、开标都在网上进行,招标机构不再预售标书,开标时投标人可以不在现场,开标前任何人都不知道有哪些企业进行了投标,投标人具有不确定性和保密性,减少了投标人之间相互串通的机会,遏制了招标人、招标机构与各投标人之间的幕后交易。评标过程和结果网上公开,招标人和投标人可随时查看投标信息和结果,使招投标过程时时处于公众的监督之下,预防了各种腐败问题的发生。与传统的招投标方式相比, 电子招投标的整个流程可大幅度削减招标人和投标人的人力成本。电子评标可以更公正透明, 减少评标人的主观臆断和评标过程中的人为干预因素, 能有效减少工程招投标中的腐败行为。电子招投标和计算机辅助评标有利于规范市场秩序、防止权力寻租与腐败, 最大限度地减少暗箱操作、虚假招标、权钱交易, 有利于推动招标投标工作的公开化、法制化, 使得招投标工作更加公正、透明。电子招投标作为电子商务的一种交易形式, 是一种建立在网络平台基础上的全新招标方式, 极大地提升了招投标的价值, 它是一种必然趋势。 二、目前建设工程电子化招投标存在的问题 1、建设工程电子化招投标 的安全性和可靠性缺乏保障互联网开放性带来的核心问题是网络安全,要进行建设工程项目电子化招标投标的实务操作,必须联入互联网。系统接入互联网后遇到的网络安全问题主要有以下几个方面:系统受竞争对手或黑客等外界攻击或入侵、内部人员有意的破坏与泄密、数据信息的安全被泄露;除了联入互联网的网络安全外,还有电子化招标投标系统本身的安全性、系统身份认证、信息数据的加密、存储数据的加密等问题无法确保;由于第三方运营服务认证的机构尚未健全,电子签章的真实性、安全性、通用性无法得到有力的保证。这些因素都有可能给电子化招投标工作带来很大的危害,影响建设工程招投标电子化的顺利开展。 2、建设工程电子化招投标标准不统一、系统重复建设,信息不共享 许多地方都在构建电子化招投标系统,但都属于自行研发、自己使用、各搞一套,自成一体。招投标行政管理体制由于条块分割,行业之间、地方之间的招投标流程存在一定程度的差异性,缺乏统一的规划和指导协调,信息无法实现共享,无法实现资源的最佳整合,各地的低水平的重复建设将来势必会造成不必要的损失。 3、建设工程电子化招投标 潜藏着缺乏!法规支持的风险到目前为止,不论是《招标投标法》、《政府采购法》,还是各部委出台的相关招标投标管理办法,都是基于传统招投标活动而制定的。尽管 2005 年颁布了《中华人民共和国电子签名法》,解决了建设工程招投标电子化的大部分法律问题,但相关权威部门并没有出台直接适用于建设工程招投标电子化的行业规则,在实际操作过程中,仍有不少政策不甚明了。建设工程招投标的电子化工作每向前一步都有可能会受到质疑甚至诉讼的潜在风险。而一旦电子化工作陷入质疑或诉讼,其调查、取证和处理将是一个既繁琐又漫长的过程,这在一定程度上会阻碍建设工程招投标电子化的推进工作。 三、完善建设工程电子化招投标的对策和建议 1、完善认证管理,利用先进技术化解网络安全风险 建设工程电子化招投标过程中大力推行 CA 证书,一定要选择获得工信部《电子认证服务许可证》的正规电子认证机构,确保认证的权威性和公证性。同时,完善数字证书关联技术。除使用PIN 码保护外,要在电子证书中加入使用者的头像、指纹,甚至是虹膜纹等生物特征,确保电子证书和使用者关联的惟一性。为确保数据的安全性和稳定性,应建立若干套系统实现应急备份。在此基础上,制订黑客病毒攻击、电子标书传送失败、设备故障、通讯不畅等常见情况的应急预案,定期开展预案演练,发现异常及时补救,最大限度地化解安全风险。 2、健全立法,化解法律法规风险 目前,国家发展改革委根据中央部署,联合有关部委并组织有关专家已经完成了《电子招标投标办法》及其《电子招标投标系统技术规范》的制定。这些规定的出台将为推进建设工程电子化招投标提供充分的法律依据和较高的行业标准,有助于建设工程电子化招投标的推广应用。各地方政府可以根据各地实际情况,根据《招标投标法》、《政府采购法》、《电子签名法》等法律出台地方性规定,对建设工程电子化招投标的适用范围、电子标书的制作要求、远程评标操作程序、评标专家的管理规则等进行有益的探索,在条件成熟后上升为国家层面的法律法规。 3、建立招标人和投标人统一的信用服务平台 要想实现建设工程电子化招标投标,首先要建立招标人和投标人统一的信用服务平台。信用服务平台需要建立建筑企业、招标机构和项目 经理三大信用档案数据库,实现网上信息化管理。信用服务平台涉及工商、税务、银行、CA 认证、行业服务、行业监督等相关监督管理系统,要求形成互联、互通、互认关系,以实现招投标信息资源交互共享,为建立健全招投标社会公众监督机制以及招投标诚信体系提供基础。信用服务平台同样不应当是一个惟一和孤立的平台,而应是由国家、省、市、县四级电子招投标信用平台通过网络对接交互,共同构成网络平台体系。这样可以避免招投标过程中因信息不共享、不透明、不对称而导致弄虚作假情况的产生,逐步推进建设领域诚信体系建设,净化招投标环境。 4、逐步推进和完善建设工程电子化招投标 建设工程电子化招投标系 统应分层次、分步骤稳步推进,预留发展空间,逐步完善,保证各阶段、各层级、各地方电子化招投标系统平台之间以及与项目交易平台之间信息统一对接,交互畅通、高效、安全、可靠。国家对整个建设工程电子化招投标的发展规划要有整体的指导意见,倡导和鼓励各地因地因时有序发展电子化招投标工作,要求不同系统之间能有序发展、互联互通,共享信息技术成果;要防止因管理、技术和利益壁垒而形成信息、资源和应用孤岛,避免无秩序、无标准重复建设,以免今后付出沉重的代价进行重建和整合。 结束语 可以说,推进建设建筑工程电子招投标使评审结果更加科学、合理。同时,计算机自动开标、评标,评标结果自动生成,具有不可更改性,限制了专家的自由裁量权,使领导干部批条子、打招呼等人为因素干扰失去效用,使暗定中标人,以及其它以权谋私、行贿受贿等违纪违法问题降到了最低限度。 电子工程论文:对电子工程教学革新模式分析 自主式课题教学法 针对目前课堂教学的现状,提出自主式课题教学法。其基本理念就是改革课堂教学,即在课堂上系统地讲授电路设计方法,而不是仅仅教会学生解题。此外,将学生分成若干个学习小组,给每个小组布置不同的电路模块设计课题,通过完成自己的课题达到初步实践电路设计方法的目的。同时,由于学生都是带着设计课题听课的,这样也会提高学生自主学习理论知识的积极性。具体实施步骤如下: 在课程教学初期,指导学生自由组成学习小组,提供若干模块设计课题供各小组挑选。选定的模块设计任务伴随该小组整个课程学习过程。这个阶段的教学要点如下:①尽量保证学生按照自己的意愿组合形成学习小组,这样小组成员在课题设计过程中才能有较好的默契,相互配合,依靠团队的力量完成设计任务。②该阶段是课程教学初期,学生对各个模块设计课题还不了解,教师应占用一定的课堂时间对课题进行解释和指点,充分激发学生自主学习的积极性,使学生自发地利用课余时间收集资料,选定设计方案。③当学习小组初步完成课题资料的收集和整理后,则安排一次课堂报告,由各个小组制作幻灯片向全班同学汇报其对课题的理解以及初步选定的设计方案,并由任课教师进行点评,指出其下一步工作重点。④模块设计课题应涵盖所讲授课程的各个章节,这样利于在讲课过程中通过讲解各个模块设计方法串联课程各章节的知识点。同时,讲课内容与学生正在进行的设计任务相关联,容易调动学生自主学习的积极性。 在课程教学中期,将模块设计课题融入到各个章节的课堂教学中,教会学生具体的电路设计方法,同时在实验课上指导学生进行电路调试以及指标测试。这个阶段的教学要点如下:①要求各小组通过课堂学习不断改进自己初期拟定的电路设计方案以及元器件参数计算方法。充分体现了自主式课堂教学法的教学理念,即激发学生的学习主动性,从而自主采用课堂讲授方法改进自己的电路设计,使其感受到如何将课堂所学理论知识运用到实际的电路设计中。②向学生灌输团队设计的理念,针对电路设计和调试过程中团队成员间的沟通和讨论,使学生认识到如何进行团队协作,同时在教师和团队间建立畅通的交流渠道,使学生的问题能得到解答,从而有信心完成课题设计任务。③安排课堂报告,各小组制作幻灯片向全班同学汇报课题设计进展,由任课教师对学生的设计进行中期考核并指出下一步工作重点。 在课堂教学后期,对各学习小组制作的模块电路进行验收和总结。这个阶段的教学要点如下:①督促各学习小组做好指标测试工作,验证自己设计的电路是否达到设计要求,同时总结整个设计过程的经验教训。②安排课堂报告,各小组制作幻灯片向全班同学汇报课题制作成果,由任课教师对设计成果进行总结。③各小组提交课题设计报告,详细介绍整个电路设计原理、参数计算过程,并记录系统的性能指标,总结电路调试过程中发现问题、解决问题的经验教训。 自主式课题教学法的应用实例 我们在通信电子线路课上使用了这种教学法。首先,根据整个课程内容设计8个模块的设计课题,将该课程的主要知识点都融合在这几个课题中,课题名称。 第一阶段:由学生自由组合形成学习小组并从这8个课题中选择一个,作为该小组在课程学习期间的设计任务。由小组成员相互配合进行资料收集以及设计方案的论证。在课程开始后的第二个教学周,组织各小组制作幻灯片报告该小组拟定的设计方案以及设计时间安排。需要说明的是,各小组进行方案设计的时候,相应的知识点还没有在课堂上进行系统地讲授,完全由学生先自学各自课题相关基础知识,然后进行资料收集整理,通过内部讨论,最终确定课题的初步设计方案。这个阶段需要学生充分发挥自己的主观能动性去熟悉课题、讨论方案以及确定初步方案。从实际情况来看,学生在这个阶段常常表现出很大的学习积极性,进行方案汇报时的现场气氛也很热烈。此外,由于设计课题涵盖了这门课程的主要知识点,相应课题方案的初步确定过程也是学生对课程知识的预习阶段。这样可以充分激发他们的求知欲,当教师在课堂上讲到相应的知识点时,能抓住学生的注意力,获得较好的教学效果。 第二阶段:主要完成各个章节知识点的讲授,这一阶段应该注意在课上重点讲解如何充分运用教材中的知识完成模块设计课题,让学生意识到,这些书本知识并不是抽象的理论知识,只要稍加变通就可以有效地指导生产实际。例如在讲到求解高频功率放大器的题目时,计算电路输出功率用到公式(1):200cmVPR=(1)其中P0为电路输出功率,Vcm为电路输出电压幅值,R0为电路负载电阻。而在真正设计功放电路时,电路的输出功率及输出电压幅值常常是已知条件(见表1),而具体的电路以及电路中所采用元器件的参数如电阻阻值是需要进行计算的。因此只需要将公式(1)转化为公式(2):200cmVRP=(2)转化后即可用于电路中所采用负载电阻的计算。整个课程讲授过程都要将知识点具体化,让学生意识到,只要将这些公式进行简单的变化(常常是翻转)就可以用于电路设计过程中元器件的参数计算,从而使学生可以一边学习课堂知识,一边将所学知识应用起来,真正做到活学活用。此外,在实验课中要指导各小组的电路焊接以及调试工作,并监督其设计进度,从而掌握学生对所学内容的理解程度。在这个阶段,真正实现了本教学法所强调的理论联系实际,即学生可以做到边学习,边使用,边检验,整个课程的教学效果良好。最后一个阶段是课程的结束阶段,主要做好各小组课题的验收工作,并对各小组所设计:请记住我站域名的模块进行点评,最后安排一次期终汇报作为整个课堂教学的结束。本教学法已经实践了两年,学生对这种教学法的满意度较高。此外,学生的平时成绩与模块设计课题制作情况挂钩,因此各学习小组都投入了较多精力用于电路模块制作,成功率也较高。并且学生通过电路模块的制作过程也了解到了如何运用课堂所学知识进行电路设计。 改进和展望 本教学法还存在一些不足,如各学习小组都有自己的设计课题,在学习课堂知识的过程中偏向于学习与自己课题相关的内容,而对其他知识点不够重视。针对这个问题,我们计划在各小组课堂报告时鼓励学生对其他小组的报告内容进行提问,通过建立一个良好的讨论氛围,提高学生对各设计课题的兴趣。通过两年多自主式学习教学改革实践,学生具备了自主学习意识,增强了对课堂所授知识的兴趣,同时提高了运用知识的能力。 电子工程论文:浅析基于可靠性工程的电子信息装备质量管理研究 【论文关键词】可靠性工程 电子信息装备 质量问题 质量管理 分析 【论文摘要】电子信息装备的质量是实现现代社会经济发展和竞争的必要条件,对于现代社会经济的发展与提升各种竞争力有着决定性的作用。本文主要从电子信息装备日常应用中的质量问题出发,结合电子信息装备质量与可靠性工程建设,对基于可靠性工程的电子信息装备质量以及管理进行分析研究。 现代社会经济发展和竞争中,电子信息装备促成社会经济发展和竞争的重要因素。电子信息装备对于社会经济发展信息竞争发展的有着重要的作用。在社会经济发展和信息竞争中,电子信息装备的质量对于社会经济发展以及信息竞争力有着决定性的影响。现代社会经济发展和竞争中,对于电子信息技术等条件的要求都非常高,因此电子信息装备的质量问题对于电子信息技术体系的整体运用以及实施效果有着很大的影响作用,尤其是电子信息装备的质量可靠性对于电子信息装备系统和社会经济发展等都有着很大的影响作用。 1.电子信息装备的质量问题 电子信息装备实际应用中,对于电子信息技术装备系统有着重要影响的。最主要的问题是电子信息装备的质量问题。根据有关调查,电子信息装备的质量问题主要表现在电子信息装备的设计、电子信息装备的生产、使用管理以及电子信息装备的配套装置中。其中,电子信息装备设计以及生产、使用管理过程中出现的质量问题比电子信息装备在相关配套装备中出现质量问题的机率要相对较大。在有关调查中,电子信息装备的实际应用中,那些新型的电子设备装置中出现的质量问题多是由于电子信息装备的设计缺陷造成的质量问题,而且在实际应用过程中,这部分的电子信息装备的质量问题大部分是在应用中的使用管理阶段开始暴漏质量问题,而电子信息装备的质量问题一般是由电子信息装备的设计以及生产阶段造成的。电子信息装备应用过程中,另外一部分电子信息装备的质量问题主要是随着现代信息技术的提高和电子信息装备的复杂性的增加,电子信息装备在实际应用中不仅对于电子信息装备使用维护费用提高,而且也面临着一定的质量和使用完好问题。电子信息装备应用中之所以会出现各种影响电子信息装备质量的问题主要是由于电子信息装备系统的复杂性以及电子信息装备应用中的错误操作或者使用、电子信息装备的生产等造成的。 2.可靠性电子信息装备质量管理研究 2.1 可靠性工程以及与质量的关系 实际应用中,可靠性工程主要是针对缺陷的一种预防以及对于出现问题的一种有效改正,是对于产品以及工程质量的一种保证。它为了达到产品设备的相关质量或者可靠性要求实施的一系列建设工作。进行可靠性工程建设其实就是对于产品工程可靠性的确定和对于产品工程质量可靠性的保证,在实际应用中,可靠性工程主要是通过对于产品的可靠性设计、可靠性管理以及可靠性试验进行产品工程可靠性和产品工程质量可靠性的获取保证的。其中,对于产品工程的可靠性设计就是通过对于产品工程设计过程中的可靠性模型建立,可靠预计、分配和分析等实现对于产品工程的可靠性设计,以保证产品工程应用的可靠性。对于产品工程的可靠性管理主要是通过一些可靠性的计划制定和文件制度的建设,以实现对于产品设备以及工程的设计、生产等阶段的管理。对于产品工程的可靠性试验主要是产品工程的生产环境以及运行应用等可靠性的鉴定试验,是进行产品工程可靠性确定有效途径。 在电子信息装备应用中,可靠性工程与质量之间的关系主要表现在可靠性管理是产品全面质量管理的一个个重要组成部分,实现对于电子信息装备的质量管理首先应该进行电子信息装备的可靠性管理,通过对于电子信息装备系统的可靠性技术的应用、监控,通过电子信息装备的可靠性目标来逐渐实现对于电子信息装备的质量管理的可靠性的实现。在进行基于可靠性工程的电子信息装备的质量管理过程中还应注意对于电子信息装备的可靠性管理和质量管理之间的区别的划分,以能够真正的实现对于电子信息装备的质量的管理,保证电子信息装备应用质量。 2.2 可靠性电子信息装备质量管理应用 电子信息装备系统是一项拥有较为庞大并且复杂的系统结构,因此在实际应用中,电子信息装备系统的质量可靠性要求要相当的高,因此才能保证整个电子信息装备系统的稳定运行。对于电子信息装备系统来讲,提高电子信息装备系统的可靠性是通过对于电子信息系统的可靠性运行的分析实现的。一般情况下,在进行电子信息装备系统的设计过程中,通过对于电子信息装备系统的相关纠正措施,可以避免后期的生产以及应用过程中各种故障的发生,对于提高电子信息装备系统的可靠性有一定的作用。电子信息装备系统可靠性分析的方法有很多种,在进行电子信息装备系统的可靠性分析中使用的分析方法是根据电子信息装备系统的情况选择的。基于可靠性工程的电子信息装备的质量管理是通过在进行电子信息装备系统设计过程中装备的各种故障模式的分析,对设计中的薄弱环节的纠正,并对于电子信息装备系统中的关键系统部分进行控制,以实现对于电子信息装备系统质量的可靠性管理。保证电子信息装备系统的质量可靠。 3.结束语 总之,在电子信息装备系统中,电子信息装备系统的部分系统装备的可靠性,并不能够保证整个电子信息装备系统的可靠性,同样并不代表整个电子信息装备系统的质量可靠。电子信息装备系统质量的可靠性管理是在电子信息装备系统功能的可靠性维护上的。 电子工程论文:电子信息工程专业“卓越工程师”专业课程体系与培养方法研究 1.引言 “卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目,其目标是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,同时对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。 天津工业大学电子与信息工程学院于1998年设立电子信息工程专业,并于1999年开始招生,自开设以来学校非常重视该专业的建设,十几年来,为社会培养了大量电子信息行业急需的人才。2012年6月,经市级专家组对本校电子信息工程本科专业卓越工程师教育培养计划培养方案进行论证后,该专业被入选校级“卓越工程师”试点培育计划。 2.电子信息工程专业课程的特色 电子信息工程专业培养的学生应适应国家经济建设的需要,具备信号检测、信号传输、信息处理、电子系统工程等专业理论知识及检测与仪表、自动控制、计算机应用技术等较宽广领域的工程技术基础和基本技能,最终具备“基础实、口径宽、能力强、素质高”卓越工程创新人才能力。电子信息工程专业“卓越工程师”培养计划旨在为国家电子信息行业培养造就一批创新精神与实践能力强、适应企业发展需要的优秀工程师,因此在专业课程体系建设方面应加强理论与实践教学的有机结合,建立模块化的理论与实践教学体系和运行机制,同时建立可持续的校企合作人才培养模式。 因此学院按照“综合化、科学性、系统性、先进性”的原则对电子信息工程的专业课程体系进行整体优化,要求突出专业定位与特色,形成以“信息流”——信息获取、传输、处理、控制的模块化课程体系,最终通过电子信息系统设计类型课程对所学专业知识的模块整合,专业课程体系结构图如下图所示。在教学体系中的每一个模块都由与专业知识紧密相关的课程组成,在理论教学结束后,还有相应的实践环节进行支撑,加深学生所学专业知识的理解。每门课程都有相应的专业教师课程组负责,同时邀请电子信息类相关企业参与讨论制定教学方案与内容,包括课程的设置、课程内容的取舍衔接与整合,将企业对所需人才的工程实践能力的要求落实到具体的课程体系及教学环节中,通过校企合作与工程教育完成人才培养。其中本专业课程体系中“EDA原理及应用”、“自动控制原理”、“虚拟仪器技术”、“微机控制技术”、“嵌入式系统”等课程是本专业的重点建设课程。 3.课程教学与教师科研相互结合的教学方式 电子信息产业的迅速发展要求电子信息工程专业须与相关企业更紧密结合,尤其是近几年来,国家所推广的“战略性新型产业”相关专业中,电子信息工程作为其中一个重要相关方向,只有紧跟最新的工程技术发展,培养电子信息类专业的“卓越工程师”人才,才能更好地满足社会需求。同时高校是科研创新的重要基地,因此电子信息工程专业“卓越工程师”专业课程教学内容中应采用新的教学理念:将实际工程项目引入课程教学中,以工程项目驱动教学,将课堂教学与实验室教学紧密结合,形成“在实践中学习”的教学模式,同时将教师科研课题与教学内容有机结合,由教师指导学生在课内实践环节或课外科技活动中完成教师所承担的实际项目,从而有效培养学生的工程实践能力与创新意识。 4.结语 与国内着名高校相比,我校的电子信息工程专业历史相对较短,专业培养特色不突出;因此还需在相当长的一段时间内对教学模式进行不断的改革与创新。由我系教师申报的天津市教育教学改革课题“电子信息工程专业卓越人才培养模式的研究与实践”已获得立项资助。凭着“卓越工程师”试点专业的契机,同时借鉴国内外着名高校的办学经验,结合“十二五”发展规划,充分利用现有师资条件,从课程体系改革入手,坚持加强课程建设、教材建设、校企联合实践基地建设等,为社会培养一批能应用现代科学理论和技术手段的高级电子信息工程创新人才而努力。 电子工程论文:全电子化策略下的核电工程文档管理信息系统建设 经过近三十年的发展,我国在核电工程文档管理方面积累了丰富的经验,形成了比较完整、有效的核电工程文档管理体系,并建立了与其相适应的工程文档管理信息系统。但随着信息技术的不断发展,在核电工程建设过程中出现了数量越来越多、种类越来越复杂的电子文件和档案(以下简称电子文档)。为了应对电子文档作为有效的工作文件被广泛使用的现实,在采用了第三代EPR核电技术的台山核电项目的建设过程中,作为项目业主方,台山核电合营有限公司提出了建设全电子化策略下的核电工程文档管理信息系统(以下简称“系统”)的思路,并取得了阶段性进展。 所谓全电子化策略,即所有核电工程文档在整个文件生命周期内均以电子文件的形式进行运作的策略。从文档使用范畴的视角来看,应是全部核电工程文档的电子化,在此视角下建设的文档管理信息系统才能具有普适性;从文档处理流程的视角来看,应是文件从产生到保管、利用直至销毁的全流程的电子化,在此视角下建设的文档管理系统才能真正与业务融合,体现前端控制和全程管理的电子文档管理理念。需要说明的是,本文中“电子文件”是指原生电子文件(digital-born),而不是纸质文件经过扫描而生成的数字化(digitalized)电子文件。 系统建设的动因分析 首先,以数字化电子文件为主要管理对象的传统工程文档管理信息系统的处理效率已无法满足核电工程建设要求。由于核电工程的特殊性,根据核电质保要求,纸质文档仍是工程建设的最终依据。通常的做法是以电子文件的形式产生,其后打印成纸质文件签署生效或进行数字化加工后向业主提交。因此,业主方在接收到工程文件后,需要花费相当多的精力与物力对工程文件接收着录或二次数字化。同时,纸质文档的传输效率十分低下,核电工程建设的合作方遍布全球,一份文档从国外产生到国内录入系统,往往需要一个星期左右时间。另外,纸质文档的分发也存在实体复制与传送的限制。显然,面对众多合作单位在文件产生阶段已经是电子文件的事实,传统核电工程文档管理信息系统已经很难适应核电工程建设的步伐,尤其在工程文档数量倍增的第三代核电工程建设中,这一矛盾尤为突出,迫切需要以全电子化作为核电工程文档管理信息系统建设的逻辑起点。 其次,信息技术的发展为核电工程电子文档提供更加广泛的处理手段,使面向全电子化的核电工程文档管理信息系统得以实现。全电子化的电子文档丰富了文档管理手段和方式,极大提高了文档部门和业务部门的工作效率。例如,台山核电项目传递工程文件时,各方可通过e-mail、共享空间乃至VPN等多种方式交换文档,使得跨国、跨地区间的文件传输简单易行,随传随收。 再次,建设系统,有助于开展前端控制和内容管理,从而提高核电工程文档的质量水平。传统的核电工程文档管理,对原生电子文件(digital-born)的产生缺乏有效的控制,许多由文件产生者生成的元数据,无法在后续过程共享与复用,使得文档管理人员必须重新着录,不仅导致文档管理人员重复工作,而且降低了文档着录的时效性与准确性。全电子化策略下核电工程文档管理信息系统,重视前端控制与全程管理,使得文档管理者在文件产生甚至文档管理信息系统规划阶段即进行业务规范,如对文件产生的模板、格式、文档系统的审批流程等进行设置。而且对文档流转和归档的全部环节进行监控和管理,如跟踪文件办理进度、全程检查文档质量等。前端控制和全程管理的工作方式能及早发现并解决遇到的问题,从而有效保证了文档业务的工作质量。同时,全电子化策略下的核电工程文档管理信息系统逐步淡化了传统核电文档管理各阶段间的界限,强化了各阶段间的因果关系,为文档管理一体化的进一步推进奠定了技术基础。 系统的优势 1 核电工程文档处理效率得以大幅提升 第一,系统实现了文件和档案的同信息技术平台管理,文件业务和档案业务在流程上既相互独立又相互衔接。第二,单个流程的更新调整不影响其他流程的使用,所有流程共用相关的系统功能。从而使得文件与档案业务可以同时进行,提高了文档及其数据的复用性。第三,可在系统中直接生成工作文档,从源头上提高了文档的电子化率,减少了文档传输时间和文档数字化的时间,提高了文件传递的时效性。第四,采用标准分发、智能关联分发、指令分发相结合的方式分发文件,提高了文件分发的时效性与准确率。 2 全项目文档管理理念得以落实 核电项目规模大,周期长。从事设让施工、安装、调试等各类工程的合作方超过百家,各方的信息化及文档业务水平参差不齐,直接影响了文档管理规范的一致性和文档交换质量,增加了信息沟通成本,降低了工作效率。因此,业主方在系统建设过程中,需要立足于全项目文档管理的视角。其一,不仅是业主方,项目的全体合作方都是文档管理信息系统的最终用户,要在业主内部与承包商之间统一数据标准,预留系统接口及应用外延,实现文档系统与各业务系统间的无缝对接与一体化管理;其二,对设计、施工、安装、调试等工程全过程中产生的文档进行集中统一管理,从数量上保证整个核电工程阶段文档的完整性;其三,对各类文档产生、流辕归档、保管、利用等文件业务实行全过程管理,从质量上保证文件各业务环节的规范可控,即文件全程管理思想。 3 与工程管理业务有机融合 在核电工程管理过程中,每个阶段都伴随着信函、技术文件、商务文件等工程文件的生效、传递与反馈,可以说,核电工程管理过程就是文档的利用过程,因此工程文档业务与工程管理业务的深入融合是核电工程文档管理发展的重要趋势。工程核心业务需要与文档业务融合以保障其高效运作;而核心业务的提升则可以进一步促进文档业务流程的优化,推动文档流程集约化管理。 以台山核电为例,设计文件的审查与文件管理融合,文件接收、文件分发、文件生效流程与设计审查业务的审查文件、答复文件流程紧密结合,形成闭环,成为设计文件审查的办公平台和此类文件的管理平台。 4 文档利用更加便捷、高效、安全 系统是一个具有网络化、数字化和充分共享特征的工作环境,各方共享一个统一的文档信息沟通和处理平台,实现文档信息的深度共享和广泛交流,为全体工程管理人员提供了更加便捷和高效的文档利用方式。 通过工程文档管理系统的建设,大量的电子文件将通过系统直接产生或由外部导入,以建立工程文档目录数据库、原文数据库、多媒体数据库等海量信息资源数据库,实现对工程文档信息资源的集中统一管理和综合开发利用,形成良好的知识共享体系。 系统还从系统安全和文档安全两个层面提供了灵活、有效的安全管理手段。在系统安全层面,可以通过冗余方案、多机热备份进行系统架构上的安全保证;通过系统自动对进入其中的各项操作进行详细、如实的日志记录,实现系统的审计功能;在文档安全层面,将主要文档进行加密处理,对文档的打印、内容复制、离线等操作进行控制;采用多 种安全机制,实现文档版本和修改历史的管理,确保电子文档数据在生成、流转、接收、保管、利用过程中的安全可控。 系统建设的难点思考 1 电子文档的法规标准建设问题 2002年,美国的《萨班斯——奥克斯利法案》对企业的电子文件的管理提出了严格要求,我国也在2008年制定了《企业内部控制基本规范》,对企业电子文件的管理进行规范。但是,总体而言,我国的电子文档法规标准,总体还不完善。截至2009年,在电子文档管理方面,我国只有五个国家标准,两个管理办法和两个行业标准,尚未有一部电子文档管理的专门法,而且已有的法规标准也基本上是对电子文档归档阶段的规范,对电子文档的形成、维护、长久保存和利用并没有明确的要求。另外,在核电工程文档管理系统建设方面,我国也没有相应的系统功能需求规范和系统实施指南。在此背景下,业主方在全电子化策略下开展工程文档管理信息系统建设,既要以现有的高标准要求自己,又要密切关注国家、行业的电子文档管理新要求、新方法,避免闭门造车,事倍功半。 2 双轨制、双套制问题 全电子化策略下的核电工程文档管理信息系统,其最终目标是实现工程文档的无纸化运作。但是,目前我国的电子文档管理技术水平和法规标准还不能完全支撑无纸化办公的要求,尤其是电子文件的长期保存问题。为了保证电子文件的有效性及长期留存,目前行业内普遍是采取双轨制或双套制的纸电文档管理策略。因此,在电子文件的长期留存问题尚未彻底解决之前,现阶段可采用纸电共存的管理策略,并根据电子文件的种类或保管期限等要素对有需要的文件实施双套制管理。 3 电子文档管理的专业人才短缺问题 系统的建设既要满足文档业务规范,又要考虑法规遵从;既要进行业务管理,又要进行技术管理;既要考虑提升文档工作效率,又要兼顾文档工作的准确性。这对文档管理者的素质与能力提出了新的挑战。我国目前核电工程文档工作者一般是档案学的专业背景,其研究重点在文件归档以后的档案管理阶段,以阶段性的静态管理理念为主,而电子文档的管理则需要关注全程,特别是前端控制,需要宏观的动态管理理念。面对挑战,文档工作者应迅速转变角色,熟悉业务过程与业务需求,学习电子文档管理的方法、理念,掌握文档信息系统建设的相关专业知识,把自己培养成具备研究、管理和技术实施能力的复合型电子文档管理人才。转贴 电子工程论文:核电工程电子化招标系统建设 作为关系社会公共利益、公众安全的大型公用工程建设项目,核电工程建设项目与招标投标活动密不可分;而基于优化工作流程,提高工作效率,实现信息的有效利用,企业信息化建设势在必行。以此为基础,将核电工程信息化建设与招标采购工作相结合,企业应着眼于采购信息系统尤其是电子化招标系统的建设。 1. 电子化招标系统的组成及发展现状 信息系统的建设应以工作流为基础,以工作流建立信息流。按照招标流程,可以将招标工作划分为立项、招标、投标、开标、评标、定标、归档七大环节。依据各环节的工作内容,电子化招标应实现以下功能:立项阶段的立项审批功能;招标阶段的资格预审文件及招标文件编审功能、招标信息功能;投标阶段的招标文件购买功能、投标文件递交功能;开标阶段的网络远程开标功能;评标阶段的专家库维护及专家抽取功能、电子评标功能;定标阶段的中标结果公示功能;归档阶段的信息管理及统计分析功能。 目前,国内电子化招标总体上处于起步阶段,已经投入使用的系统基本上以信息类型为主,部分地区建立了专家库系统,但协同运作的电子平台在国内尚未得到有效应用。从企业的角度看,随着信息技术的发展,企业越来越认识到电子化采购的方便、快捷和低成本的特点,一些集团企业开始引进或开发电子采购系统。但这些系统对于复杂的招投标过程管理尚未实质性介入。 2. 核电工程电子化招标信息系统建设的必要性和重要性 2009年9月,国家发展改革委会同有关部门制定并颁布了《规范工程建设项目决策行为和招标投标活动指导意见》,对研究起草电子招标投标政策办法和技术标准,推行电子招标投标作出了明确要求。2012年2月1日起正式实施的《中华人民共和国招标投标法实施条例》也明确指出,国家鼓励利用信息网络进行电子招标投标。法律法规及意见的描述,从政策层面明确了电子招标投标的发展趋势,实质上指出了推行电子招标投标的重要性。 与一般建设工程不同,核电工程通常具有规模庞大、技术复杂、概预算体系复杂等特点。在开展招标工作的过程中,常常由于上述特点,加之时间紧任务重,各个招标项目容易形成信息孤岛,难以形成有效的协同,一定程度上影响了招标的效果。另外,由于核电项目地理分布广,职能管理和项目管理的交叉导致招标工作的标准化难以有效推进。通过电子化招标系统的建设,企业能够借助信息化推动流程整合和再造,促进工作的标准化和经验的分享。电子化招标还能够借投标报价的电子化,节省概预算人力成本,提高概预算的准确性,提升合同管理的效果,为企业开展成本控制奠定基础。 3. 核电工程电子化招标系统的建设 3.1 电子化招标系统版块划分 依据招标流程的分析,将各类功能予以分类,有助于企业在系统建设的过程中逐步推进,及时优化,更好的发挥信息化的效果。因此,较为适宜的方法是以功能面向的对象作为版块划分的依据,以权限管理作为主要的管理手段。 电子化招标内部系统 在招标过程中,需要招标人做好充分的基础工作,但由于保密等原因,并不需要投标人直接参与其中,我们将这种主要由招标人参与的系统称为内部系统。内部系统主要用以实现立项审批、文件编审、专家库及专家抽取、电子评标、信息管理及统计分析等五大功能。其中立项审批、文件编审功能需要通过工作流实现;专家库及专家抽取功能由于涉密原因,必须独立建设并做好安全预案;电子评标功能可作为完全独立的封闭系统,也可与专家库系统协同建设,但需要考虑系统间的信息存储和共享问题;信息管理及统计分析功能依赖于数据支撑,因此必须考虑数据接口问题,以实现数据的统一管理。 电子化招标外部系统 在招标过程中,有部分工作需要招标人与投标人之间开展互动,我们将这种需要招标人和投标人共同参与的系统,称为外部系统。外部系统主要用以实现招标信息、招标文件购买、投标文件递交、网络远程开标、中标结果公示等五大功能。其中招标信息及中标结果公示功能为单向信息流,可作为独立的系统开发;网络远程开标功能主要利用网络视频会议技术;招标文件购买及投标文件递交功能为双向信息流,应与其他系统予以区分,且投标人反馈的信息流与内部系统存在信息接口,应作为开发的重点。 3.2 核电工程电子化招标系统建设流程 在对电子化招标系统进行版块划分后,应结合核电项目招标的特点,以由易到难,分批次实现为原则开展建设,对于独立功能可以考虑独立开发,独立运行。 电子化招标内部系统 立项审批和文件编审功能方面,核电工程具有成本控制严格、文件涉及部门多等特点,以施工招标为例,需要合同管理、设计管理、进度控制、成本控制、施工管理、质量安全等多个部门参与,接口繁多,可以考虑后行开发。专家库及专家抽取功能方面,专家库是独立系统,产品市场相对成熟,可列为先行开发功能。电子评标功能的定位是该功能开发的核心问题,由于核电专业性强,工程量清单庞杂,若考虑通过电子评标实现电子化工程量清单比价,则难度必然增加。因此定位是首要问题,并不急于开展开发工作。信息管理及统计分析功能方面,较依赖于前期数据的积累,因此可以考虑作为最终节点全过程贯穿开发。 电子化招标外部系统 招标信息、中标结果公示功能属于信息功能,仅需要投标人接入系统并接收信息,开发比较简单,仅需考虑核电行业潜在投标人的范围及接入方式。这一系统功能可以前期独立开发,并独立投用。招标文件购买及投标文件递交功能涉及投标人的保密问题,需注意信息安全,且涉及评标环节,建议与电子评标系统一并考虑。网络远程开标功能的开发难度不大,但涉及对原工作习惯的改变,需要投标人的支持,因此不建议急于开发,可视信息化进展程度决定。 3.3 核电工程电子化招标系统建设重点 信息安全 由于招投标环节涉及保密,系统建设过程首要解决的应是信息安全问题。在电子化招标系统中,外部系统应是重点保护对象。招标文件购买、投标文件递交均涉及信息保密,而可能与之存在接口的电子评标,以及可能与电子评标存在接口的专家抽取系统均应将信息安全作为第一要务。 信息库建设 系统建设前,应关注信息导入所形成的信息库的建设,尤其是“投标人库”和“专家库”的建设。投标人库方面,应考虑潜在投标人的引入。招标信息的除利用企业自有电子化招标平台外,应考虑在知名站点或报刊上同步以保障更多的企业参与到核电项目中来。专家库建设方面,需要着力解决专业的划分。合理的专业划分,有利于评标专家抽取时的专业选择,使对口的专家参与到评标过程中,以达到评标效果的最优化;有利于跨行业专家参与到核电行业的评标过程,使核电行业能够更多的与其他行业互通有无,达到共同进步的目标;有利于核电项目专业化和标准化的区分,扩大核电行业的覆盖面,促进核电行业的发展。 电子评标 电子评标实际上是电子化招标系统建设最为核心的环节,企业对电子评标的定位直接影响到信息系统的建设 效果。电子评标的数据流入和流出,一方面要求信息系统具有强可控性,另一方面也为实现信息系统对工作流的反向促进起到关键作用。核电行业作为成长型行业,需要大量的数据支持。前期数据的导入,多项目间的数据比较,以往项目的统计分析,可以为核电招标提供重要的指导。以工程量清单施工招标为例,电子评标系统能够实现投标报价的标准化管理,实现从招标阶段对整个造价的电子化控制,有利于企业开展造价管理工作,提升成本控制的效果。电子评标的全局化定位,能够更好的促进电子化招标系统的建设。 电子工程论文:电子信息工程专业本科人才培养体系建设的探索 本科人才培养体系是根据人才培养目标,对人才的知识结构、培养环节、课程体系(包括其他教学环节)的设计、配置与构建。高速发展的信息技术及其产业,对从业人员提出了更高的创新能力要求,这要求电子信息工程专业的本科人才培养方案要能够适应这种社会需求。我校电子信息工程专业培养目标的定位是:一是满足社会需求。按照新的专业目录所培养的学生,必须能满足社会对电子信息工程专业学生的基本要求。所培养的学生应具有可持续发展的能力。二是适应科技发展。随着科学技术的发展和进步,各学科之间交叉、融合的发展趋向越来越明显,新的专业培养目标应当反映和适应这种发展。三是主动服务广东经济社会发展,面向地方企业需求,培养高素质的工科应用型的专门人才。 遵循以上原则,我校电子信息工程专业最新确定的培养目标是:通过各种教育教学活动发展学生个性,培养学生具有健全的人格;具有高素质、高层次、多样化、创造性人才所具备的人文精神以及人文、社科方面的背景知识;具有提出和解决实际问题的能力;具有进行有效的交流与团队合作的能力。培养学生掌握信息获取、传输、处理以及应用方面的基础理论和相关技术,具备较强的电子信息系统设计和应用开发能力,能在信息技术相关行业从事电子信息产品及信息系统的研究、开发、设计、集成以及运营管理等方面的高素质应用型专门人才。 围绕这一培养目标,结合我校的实际情况,本文对电子信息专业课程体系建设进行了改革探索,基于“重基础、强实践、培能力”的培养思路,通过注重人文素质培养、专业基础课教学、模块化专向培养、改进实践教学、培养科研创新能力等措施,来优化培养方案,提高教学质量,保证培养符合时展需要的高素质应用型专门才人才培养目标的实现。 一、电子信息工程专业本科人才培养体系总体特点 广东工业大学电子信息工程专业的人才培养体系根据专业的培养目标和人才培养定位,并以广东工业大学的素质教育实施纲要为指导思想,体现电子信息学科“高素质应用型”的人才培养的特点。具体来说具有以下特点: 1.体现了我校“电子信息工程”专业的特色,即我校的“电子信息工程”专业是光、机、电、算相结合,以电子信息为主的专业。培养从事信息获取、传输、处理以及应用方面具有创新精神与能力的“高素质应用型”高级工程技术人才。 2.体现“重基础、强实践、培能力”的培养思路,按一级学科口径设置专业基础平台。为了提高学生的计算机和外语能力,本专业学生每学年都有相关的逐步提高的课程,做到四年不中断;在不放松学生硬件方面能力培养的同时,加强学生软件方面的设计能力。加强实践综合性、设计性实验在学生实验中的比重;加强第二课堂教学、工程训练和课程设计,加强教学与科研相结合;将信息学科的前沿技术引入教学中,注重新知识传授。 3.强调学生的个性化发展和共性化发展的和谐统一。学生应具有扎实的自然科学基础,良好的人文、艺术修养和社会科学基础。 二、课程体系的建设 课程设置是人才培养模式的落脚点[3]。通过对国内典型工科学校的电子信息工程专业教学大纲进行了研究和比较[4,5],本课程体系的设置充分体现培养“高素质应用型”人才的特色。课程体系中包括通识教育基础课程、专业基础课程、专业主干课程、模块化专业选修课程、实验系列课程和实践环节等五类;教学安排中体现文理渗透,理工经管结合,学科交叉(见表1)。 本科培养计划的学分和学时分配中,适当向通识教育基础课程和电子信息大类学科基础课程倾斜;压缩课内学时,压缩学分,增加实践环节和实验课程,实践教育环节注重学生创新能力的培养;通过适当降低验证性实验、增加设计性综合实验来增强学生综合应用知识能力和创新能力培养;确保学生计算机应用能力和电子技术应用能力培养不断线。 图l为我校电子信息工程专业课程之间的关系,从层次关系上可以分为通识教育基础课、电子信息类专业基础课、专业主干课和模块化专业选修课四个主要层次。 第一层次为通识教育基础课程,全校所有工科专业基本统一。第二层次为电子信息类专业基础课程,共设置14门课程,其中“C语言程序设计”、“模拟电子技术”、“信号与系统”、“数字电子技术”、“电路”、“微机原理与应用”等6门课程为我校电子信息类专业共同开设、共同建设的课程,这6门课的实验课程和实践环节由我校电工电子中心统一安排。另外8门电子信息工程专业基础课电子信息工程系确定为“专业导论”、“数据结构”、“线性代数”、“复变函数与积分变换”、“概率论与数理统计”、“通信原理(双语)”、“专业英语”。“高频电子线路”。第三层次为专业主干课程,全部由我院承担。包括“面向对象程序设计”、“单片机原理及接口技术”、“数字图像处理”、“计算机网路”、“传感器技术及应用”。第四层次为模块化专业选修选课,实验课程和实践环节由我系负责安排,跨学科选修课则由开课所在系安排。我系的专业选修课根据学科方向的不同,采用模块 化的设置思想,分成2个专业选修课模块供学生选择,分别是嵌入式系统方向、软件工程方向。嵌入式系统方向设置“EDA技术”、“DSP原理与应用”及“嵌入式系统”课程,软件工程方向设置“数据库原理及应用”、“网路编程”及“3D仿真/游戏引擎原理与应用”课程。此外提供“matlab编程”、“多媒体技术”专业选修课。 我校电子信息工程专业通过加强课程群建设,调整相关专业课程及课程设计内容,强化专业核心课程比重,增加专业特色选修课程,删除与专业关联度较弱或内容重叠的课程等措施来进一步突出专业培养重点,优化课程设置。其特点具体体现在以下几个方面。 1.在通识教育基础课方面,保证学生应具有扎实的自然科学、人文科学和社会科学基础,具有良好的人文、艺术修养。在本科一二年级阶段,强调基础知识和自学能力,培养对本专业的兴趣。 2.重视专业基础课程的设置。在专业基础课程方面,保证学生具有较宽实的电子技术、网络与通信、计算机技术、以及软件设计的理论知识和基本技能。确保每门课程均配实验。 3.在专业主干课程方面,保证学生具有本专业领域的传感技术、软件设计、图像处理理论、单片机设计等技术基础理论和动手实践能力。 4.在专业选修课程方面,模块化组织两个不同方向的专业课模块,供学生选修,保证学生根据需要和兴趣在信息类大平台上具有更为宽广的专业知识,满足学生个性化发展的需要,同时保证专业方向学习的系统性。 5.加强实践性教学环节,加强实验课程建设,我系所开课程基本上均有相应的实验内容,增加开放性和设计性实验,培养学生创新实践能力,特别强调发现知识的能力。 三、强化实践教学的建设 根据信息工程专业的培养目标要求,结合专业的建设现状,作者认为新的实践教学体系应以思想、观念转变为先导,以培养学生的工程素质、实践能力和创新意识为目标,以硬件和软件同步建设为内容,提高综合设计类实践教学,并通过教学计划落到实处,做到一条龙、不断线、分层次,最终达到加强基础、扩大知识面、提高学生专业素质、增强学生工程实践能力的目的。根据培养目标的要求,实践教学体系可分为四个层次,即基础实验层、专业设计层、综合应用开发层、科技活动层,各层次数量比例约为:35:35:25:5。这一体系与理论教学有机结合,呈塔形结构贯穿整个教学计划始终。 1.基础实验层。相对基础理论课程而设立,以验证性实验为主,位于金字塔底座,影响面最大、最广、最深。包括电路实验和信号与系统实验:低频电子线路实验、数字电子技术实验和高频电子线路实验;微机原理及接口技术实验。通过该层次的教学,使学生加深对基本知识和基础理论的理解,掌握基本的实验手段和方法,培养基本的实验技能。 2.设计实验层。相对专业主干课程而设立,以小型设计类实验为主。包括系统仿真与虚拟实验;EDA实验;可编程器件及应用实验;DSP技术与应用实验;单片机系统设计实验和课程设计等。通过该层次的教学,使学生熟悉和掌握现代化的设计手段,逐步培养学生的工程素质以及自主设计和开发的能力。 3.综合开发实验层。要提高其实践能力和设计能力,应努力开发设计型和综合型实验,加大综合性和设计性实验的比例。根据课程性质和特点,确定开设设计型实验的课程和项目,并逐步加大比例。通过该层次的教学,培养学生综合应用知识的能力、分析问题和解决问题的能力以及初步的创新能力。 4.课外科技竞赛层。位于金字塔尖,包括全国大学生电子设计竞赛、大学生“挑战杯”科技竞赛以及学校的各种科技竞赛活动等多项/赛事。培养学生的实践与创新能力,必须给学生提供创新实践活动场所。充分发挥开放实验室在本科人才培养中的作用,制订科学有效的开放实验室管理办法,确保开放实验室的有序进行[6]。根据不同层次学生的需求,开放不同层次的实验室,加强实验室开放的针对性。通过开放实验室,突出体现学生的个性化发展这个教学理念,在个性化工程素质培养的基础上,引导、启发、鼓励学生大胆创新。 建立电子技术实践基地。培养一批专业能力强的学生骨干,并通过他们的示范和带动作用,逐步形成良好的专业学习氛围,发挥其专业导向作用;同时通过训练,为参加各类设计竞赛选拔和输送人才,争取在全国电子设计竞赛和挑战杯等科技竞赛中取得较好成绩,激发学生学习的积极性和创造性,促进专业的建设和发展。 四、培养方案实施出初步效果 近年来我校的电子信息工程专业培养方案的实施和应用取得了重要的社会效益,培养了一大批从事仪器仪表研究、开发、应用和管理等工作的,具有可持续发展能力和创新能力的“高素质应用型”的人才,学生的综合素质和创新能力得到明显提高,具体体现在: 1.我校电子信息工程专业本科生科技创新能力突出,各类竞赛获奖人数在逐年递增,获奖等级在不断提高:2009年获第十届“挑战杯”科技作品竞赛广东省一等奖1项,全国大学生电子设计竞赛二等奖4项,第十一届全国“挑战杯”科技作品竞赛二等奖1项;2010年获第七届“挑战杯”广东大学生创业计划竞赛金奖1项,广东省电子设计大赛1等奖1项;2011年获十二届全国“挑战杯”一等奖1项,广东省电子设计大赛三等奖1项。2012年获广东省电子设计大赛一等奖2项,二等奖4项,三等奖5项,“飞思卡尔”杯智能车竞赛全国二等奖4项。 2.近年来我校电子信息工程专业本科生的毕业生就业率达到99%以上,毕业生一次就业率一直在全省名列前茅。社会普遍认为我专业为广东省的经济建设培养了一批工程型应用人才,培养的学生质量高,能力强,基础扎实,创新思维活跃,社会适应能力强。 五、结束语 高校本科人才培养体系的建设是一项复杂的系统工程,各高校应根据自身专业建设定位和培养目标,借助自身资源,合理确定教学方案,探索具有自身特色的专业教学体系,为国家/!/培养更多的专业素质高、动手能力强、创新意识浓的大学生。 本文通过对广东工业大学电子信息工程专业的人才培养体系的建设,学生的知识、能力、和素质培养上达到预期目标。具体说就是:在知识方面,较系统地掌握本专业领域的基本理论、基本知识和实验技能,掌握了掌握电子电路的基本理论和实验技术,以及信息获取、处理、传输的基本理论和应用的一般方法,掌握信息检索与利用、资料查询的基本方法,了解电子设备和信息系统的理论前沿知识;在能力方面,具备分析和设计电子设备的基本能力;具有设计、集成、应用及计算机模拟信息系统的基本能力;在电子与信息技术领域,可运用计算机做辅助分析、辅助设计,能分析和设计智能化的产品。具有较强的单片机应用开发能力和程序开发能 力,较强的外语应用能力;具有自学能力、实践能力、创新精神和初步的科学研究和实际工作能力。在素质方面基本形成一个科学的世界观、人生观、价值观和方法论。具有较强的创新思维和时代精神。具有良好的人文素养和身体素质。形成良好的专业技术素质和谦虚严谨的科学工作作风 电子工程论文:电气工程及其自动化专业电力电子技术课程学习心得 1、引言 随着电力电子器件制造技术和微机技术的发展。电力电子技术在电气工程的各个领域得到了广泛的应用,电力电子技术在各个领域的应用带来了相应领域的技术革命。电力电子技术是气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课。课程的最大特点就是电路图和波形图较多,实践性强。如何在有限学时内获得最好的教学效果,使学生较好地掌握课程内容,并培养学生的工程实践能力和创新精神,提高学生的学习兴趣,是急需解决的问题。为此,必须从教学内容、教学方法及实际应用等方面对电力电子技术课程进行改革,开创出一条适合培养应用型人才的教学模式 [1]下面就几个方面探讨一下本人在信号与系统这门课程学习过程中的一些心得。 2、充分发挥多媒体的特点制作有特色的课件 多媒体课件不能将课本的内容用PPT直接投到屏幕上,采用这种课件对教学是无益的。要将、文、声、像以及视频等融合为一体,在备课时充分该特点,对教学内容进行充分理解和掌握,把自己课程内容的理解、分析和总结等写入PPT,插入必要的电力电子技术实验原理的Flash动画演示,精心设计每一张多媒体课件的页面,制作有自己特色的多媒体课件[2]。让学生在听课的中对教材中的内容一目了然。例如:在讲授电力电子技术中的同步信号为锯齿波的触发电路时,该电路结构相对较复杂,利用多媒体将电路图和工作波形图同时分解为几部分,将每一部分的电路图和相应的工作波形图放在一张图片中,利用多媒体的动画效果对电路中的电压、电流等进行处理,在讲授时,电路图中的电压电流路径用醒目的箭头象形地表示出来,同时工作波形中的该物理量的波形也进行动作,并将该知识点的重点用文字写在图开的边上。通过教师的控制,分节演示,使图中的路径动画和波形动作同步,从而给学生以感官上的综合刺激,同时可以节省板书与绘图的时间,扩大了教学的信息量。丰富了教学内容,能生动地展示各种教学素材,提高学生对本课程学习的积极胜,激发学生的学习兴趣,能极大限度地满足学生的求知欲望。 3、加强实践能力培养 教师应注重实践能力的培养。电力电子技术有很强的实践性,实验是培养理论联系实、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段。在实实践教学改革是“电力电子技术”课程改革的一重要环节。学生要认真完成基本实验,巩固实验基础。根据课堂教学内容的教学安排,学生必须完成一些验证性的实验。如电力电子器件的特性研究、基本电路的输出电压、电流波形验证等基本实验。通过这砦实验,学生不仅可以加深对课堂所学内容的理解,而且可以熟悉整流、斩波、变频和逆变的相关概念有更深刻的认识和理解。在此基础上,我校现在已淘汰传统的分立元件实控制柜,采用浙江天煌教学仪器公司的“电力子与电力传动实验台”。我们采取的措施有:将实装置介绍及实验要求挂到电力电子技术课程网站,提供基本操作示范录像;减少验证性实验,增加合性和设计性实验;开放实验室,同时鼓励学生参教师的科研活动和实验室建设。实验改革的基本思路如下:①要求实验内容全,包含各类半控、全控型功率开关器件和PWM控实验;②融合相关课程(如自动控制原理、电机拖、计算机控制)的综合实验;③分层次设置实验,使生可自行搭接和组合设计,以便将其扩展成新实;④学生的实验活动建立在自主设计的基础上。教师要提高毕业设计环节的质量[3]。毕业设计的题目不求过大过难,但要使学生能真正明白其工作原理并能亲自动手制作出可行的实际电路。如以布置一个利用单片开关集成调整器芯片设计一个简单电源的题目。要求学生自行查阅相关的芯片资料及典型应用电路,用protel画出原理图并仿真,仿真结果正确后再要求学生排版生成PCB电路,然后再利用刻板机或自己刷板子制作出实际的线路板,把所需元件焊接完成后再进行测试,直至输入输出正确。这样做的目的是培养理工科大学生的工程实践能力,使学生能尽快适应将来的工作岗位。毕业设计论文通常涉及元器件购买、电路板加工与制作、测试分析等费用开支,没有一定的经费投入及实验条件难以完成教学任务。 4、教师应讲好绪论课并提高自身素质,采用双语教学 教师在整个教学环节中占有重要的位置,教师自身素质的好坏不仅关系到教学质量的好坏,而且对学生也有很大的影响。因教师应加强自身的意识,讲好绪论这第一堂课,激发学生的学习热情教师可以通过搜集丰富的图片、录像等感性材料来说明电电子技术的具体应用领域,使学生明白他们在课堂上将要学的看似“枯燥”的电路图,波形图及公式推导在工程实践中非常有实用价值的。由于电力半导体器件和微电子半导体器件日新月异的发展,电力电子技术每隔不久便有一个新,!飞跃,其应用领域也在不断扩大。教育重要的是培养学生站在全系统的高度上分析和解决问题的能力。要从把知识点分得过细、缺乏联系转变为强调知识的整体性和培养综合运用知识并创造性地解决问题的能力。一方面突出重点,理论联系实际。“电力电子技术”是一门非常实用的课程,应用与我们的生产生活关系密切。本科教学中开展双语教学,是教育部提出的在新形势下推进教学改革,提高教学质量的重要举措,也是全面实施素质教育的有益尝试,是全球经济化的必然趋势,是教育国际化的客观要求,是人才培养的必然要求。双语教学现已成为我国高等教育课程教学改革的一个热门话题。将双语教学运用于电力电子技术课程,其主要 目的是传授先进的专业技术知识,同时给学生提供应用英语学习的机会。双语教学施行之初,学生往往会不适应,易失去学习的兴趣,所以在教学内容的设计上和教学手段方面充分考虑到了初学者的认知能力和接受能力。 5、结束语 电力电子技术课程的教学实践改革措施应与各高校的人才培养目标相一致,我校对开设该课程相关专业的目标是培养工程实践型人才。因此,在该课程的教学实践改革中要及时更新和补充目前工程应用中真正用得到的主流技术来充实我们的教学内容,积极改进教学手段和教学方法,提高学生的学习积极性,鼓励任课教师积极参与到该课程的相关科研实践中来,科研与教学共同进步。随着电力电子技术发展应用的广泛和深入,该课程的改革也一样会不断地向前推进,各种各样的探讨和方法也会不断涌现。因此,围绕学生,追寻电力电子技术发展前沿,锻炼和培养学生的实际工作能力和激发其创新能力,是课程改革发展的方向。 电子工程论文:基于电子自动化实现工程管理 摘 要:自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术,对工程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策,达到增加产量、提高效率等目标的综合性技术,在越来越多的领域得到应用。 关键词:电子自动化; 高效; 管理;电子标签 引言 在国民经济的各个部门中,将系统工程的理论应用于管理,这 就是国外当前广泛推行的所谓管理自动化系统。管理自动化系统的基本原理是应用经济数学方法和电子计算技术,通过一定的组织手段来自动调节和解决管理中的各种问题,对于项目工程来说,就是解决工程实现过程中的各种问题,例如方案决策,计划编制,生产的物质、技术准备,材料供应,质量控制,产品销售,财务核算,情报处理等问题,目的是提高社会生产的效果,降低成本,增加收入,实现管理的现代化和科学化。一般满足两个要求:第一,加速工程的完成和社会销售情报的交换和处理过程,及时根据需要制定与调节计划,第二,根据经济预测选择最优的方案决策,按消费要求的质量创造最大的经济价值。 一.电子自动化系统的应用 (一)物流工程自动化管理系统 电子标签是一种被称作“射频识别”的技术,简称RFID(Radio Frequency ID)。利用射频方式进行非接触双向通信,以达到识别目的并交换数据。其最大的优点在于非接触、无需光学可视,完成识别工作时无需人工干预、适于实现自动化且不易损坏,可识别高速运动物体,并可同时识别多个射频卡,操作快捷方便等诸多优点,可以轻松满足信息流量不断增大和信息处理速度不断提高的要求,改变了传统的数据采集方法,它信息含量大,可以根据需要实时更改,简化了物流的中间环节,缩短了物流人工操作时间,其准确性和快速性越来越得到行业的认同。 物流自动化管理系统的功能分为以下几个部分:1)射频识别系统,主要是输出和读入电子标签2)进货物识别系统,主要功能是根据电子标签读写器读取的电子标签上的信息,能正确判断出货物的相关信息,并可将这些信息与仓库物流中心管理系统进行交互;3)立体库货物的自动存储、提取,根据指令使机械手、轨道输送机将货送出;4)物流管理系统,主要分为:系统管理、出/入库管理、订单管理、发货计划、报表管理、查询、异常物流、数据维护及帮助。 (二)高速公路自动化电子收费系统 高速公路往往代表国民经济的发达程度和国家的发展情况,发达国家都有完善的高速公路网络和收费制度,保证运输的畅通无阻。我国已规划建设了基本的高速公路网络,但目前主要采用停车收费的形式,这种收费方式使高速公路的通行能力大大下降。智能交通系统在高速公路收费中的应用,即集计算机、信息、电子通讯等众多高科技手段于一体的自动化电子收费系统。该系统的应用,将会保持车速的连续性、减少交通延误,从而提高道路的通行能力。 自动化电子收费系统的基本原理是使安装在车辆上的车载装置通过无线通信与安装在收费口的收费装置进行信息交换,根据车载装置中保存的与收费相关的数据(车辆类型、账户信息等),即时计算并征收通行费用。电子收费系统用户的缴费方式有两种,一种是预先支付,另一种是事后支付。两种方式均需预先建立用户的账户信息,并存储于中心处理器。 (三)医疗机构电子自动化信息系统 随着生活水平的提高,医疗机构成为目前社会上比较大型的公益机构,是否能够高效运行对人们的健康有很大的影响。自动化信息管理系统建立医疗机构统一的信息诊断环境,为病人提供更好的服务,进行有效的医学分类管理,解决远距离管理、观察、诊断和交换医疗信息的问题。 (四)水利工程管理自动化系统 水利工程主要控制和调配自然界的地表水和地下水,达到除害兴利目的而修建的工程。也称为水工程。只有修建水利工程,才能控制水流,防止洪涝灾害,并进行水量的调节和分配,以满足人民生活和生产对水资源的需要。水利如果不能有效管理,整个国家都会面临巨大的危险。 二.电子自动化系统工作原理 自动化系统的功能一般包括:(1)数据采集和过程控制;(2)顺序控制;(3)报警时间处理和操作记录;(4)实时过程数据,图形或数据方式显示;(5)过程变量趋势显示;(6)生产数据模型图及动态数据更新;(7)维护管理;(8)数据库管理;(9)报表处理。为了实现自动化功能,具有工业控制能力,电子自动化一般工作于较强的网络。系统工作时通过生产现场的设备层、控制层与信息层的集成 ,实现控制与管理的数据通讯与共享;通过开发基于中间件技术的控制软件,将对生产过程的控制、监测能力随着网络的扩展而自然延伸,直至实现通过互联网络进行的异地远程监测与维护。 三.总结 现代科学技术的进步,推动了电子自动化系统的发展,推动了管理的高效运行。目前应大力增加管理计算技术成套设备的生产,并逐步推广使用容量更大的更加迅速精确的电子自动化系统,采用配套的外围设备,逐步消除各计算系统效率上的不协调,进一步提高自动化的程度和控制的准确性,扩大最优决策和最优计划的范围,提高报告资料传递和使用的系统性和系统功能的可靠性,更好地选择技术设备及其机能工艺的系统配置,设备进一步向定型化和标准化的方向发展。 作者简介:王晓虹,女,江苏省连云港市职业技术学院机电工程学院电子教研室讲师。 电子工程论文:发展电子信息工程技术 目前,电子信息工程是信息化的现代产物,它将电子技术和通讯信息技术完美的结合起来,并应用于生产和生活的各个领域。但是我们不能满足于它的发展和应用的现状,应该对其不断的完善和更新,以更好更快的发展.更好地为社会主义现代化建设服务。 一、电子信息工程的概念 电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术与一体的专业。电子信息工程的基本含义就是利用计算机等先进技术对电子信息进行控制和处理的学科,其研究的信息内容主要是电子设备与信息系统的设计、开发及集成。随着时代的发展,电子信息工程的内容更加广泛,电话信号处理、手机声音、图像传递、网络数据传递、信息数据传递等都需要与电子信息工程现代化技术相关联。现代的电子技术达到对信息的有效控制和各种相关处理的一种工程形式。电子信息工程控制的信息包括应用于各种设备中的信息技术。另外,电子信息工程在经过我国的这些年的发展和进步后,其涵盖的内容也更加广泛,并且在实际应用中同其他的先进的现代化技术开始出现交叉和融台的趋势。所以,我们要想更好的研究电子信息工程与其技术,可以从其产品入手。并且我们可以看到随着社会分工的细化.电子信息工程与其技术参与到的产品研发和应用的部分越来越多。 二、电子信息工程现代化技术的作用 电子信息工程的发展21世纪的前20年是我国在科学技术领域赶超世界先进水平的关键时期,信息技术作为科学技术领域发展最快的门类之一,其重要作用已受到国内外的广泛重视,并成为维护国家安全、增强综合国力的关键所在。党的“十六大”明确指出:“优先发展信息产业,在经济和社会领域广泛应用信息技术。”这是在新的历史条件和时代进步背景下,加快我国信息技术发展的重大战略部署。电子信息技术已经渗透到人们生产和生活的各个领域。 虽然目前来看我国的电子信息工程与其技术发展的还算比较迅速,但是仔细研究就会发现,我国虽然对此技术的应用范围比较广,但是真正掌握的核心技术和手段还是不够的。并没有一个属于自己的电子信息工程和技术的发展体系,大部分的先进技术还是直接引进先进国家的成果。这种情况必须予以改变,因为这样会严重的阻碍我国的电子信息工程技术的长期发展,没有自主研发的技术和产品是不会在电子信息工程的发展中立足的。随着信息技术迅速的发展,电子信息工程已经成为时代的推动者,对社会电子商务的应用越来越重要。三、促进电子信息工程发展的途径 (一)加大投入力度,促进信息化建设 要想使现代化电子信息工程技术更好的发展,就应该加大支持力度,以促进信息化项目建设的发展。应该加大投资力度,不断的拓宽投资和融资渠道,并建立电子信息工程基金,以保证电子信息产业的发展。国家应引导移动通信产业跨越式发展、数字电视、电影推广、互联网的应用及软件信息服务等工程的开发,以促进产业自主创新及技术改造项目的顺利进行。 (二)优化发展环境,培养创新型技术人才 要想使现代化电子信息工程技术更好的发展,人才是必不可少的,而人才要想更好的发挥其作用,就应该创造一个有利于电子信息工程人才发展的环境。这二者是相辅相成的。因此,电子信息企业应该创造一个有利于人才发展的环境并建立以人为本的价值观。 (三)不断扩大网络平台交流 面对纷繁复杂的社会,多姿多彩的网络世界,有利于人们网络交流。网上交友,工作、学习、生活越来越方便,加强了人们之间的沟通、充分发挥了科技工程信息作用。让世人进入网络世界。 (四)促进产品服务创新,培育电子信息经济增长点 增强自主创新认识和知识产权保护意识,培育企业新经济增长点。 要想使电子信息工程现代化技术更好的发展,就应促进产品服务创新,培育新的经济增长点。在激烈的国内、国际竞争环境下,特别是经济危机的环境下,推陈出新才是电子信息企业的生存之计。在这种情况下,电子信息企业就应该加强和设备制造企业的合作,并建立以企业为主体的技术创新体系,以增强国内发电子信息工程的核心技术研发及制造能力,以实现产品创新和技术创新,以增强电子信息产品在国际的竞争力。 (五)着力培育人们自我维护 电子信息工程网络是一个开放的空间,特别是在因特网上,除了要做到本人不攻击他人之外,还要学会预防来自外界的攻击。诸如教会人们应用防火墙和反黄软件来防毒和防黄。在网上聊天时留意激进身份机密,不要随意将电话告知对方等,更不能随意和网友见面。保管好本人上网时运用的各种密码,不要随便泄露给其别人等等。 (六)合理、适时指导学生应用资源 在当今网络时期,作为一个信息技术工程不应局限于本人的喜好,应该组织人们应用网络带来的便利。通过网络联系增强团结、推进网络道德素养的建立,寓教于学、应用。这样既能让他们更多更深地去理解应用网络,更能使他们逐步认识到本人才是网络的真正主人。孙中山先生早在上个世纪初就说过:“世界潮流汹涌澎湃,顺之者昌,逆之者亡。”网络化是当今世界推进社会进步的潮流,上网是二十一世纪公民的“必修课”,我们要以积极的态度来引导人们学习使用网络,同时也要加强网络道德教育,使人们学会正确运用网络,享受科技成果,真正成为新世纪网络世界的主人。 总之,随着信息化产业不断的发展,电子信息工程也在不断的发展中,发展电子信息工程技术的探析,为人们工作、生活带来了方便。电子信息工程作为现代化信息技术,已经成为人们生活工作必不可少的应用技术。 电子工程论文:有关电子信息工程的现代化技术探究 随着我国科研力度的增大,我国科学技术得到了较快的发展,尤其是最近几年,电子信息工程技术的发展速度尤为快,在实际生活中的应用也比较广泛,已经给我国人民的生活带来了巨大的变化,对我国企业的经济发展也做出了重要贡献。但是从总体上来看,我国电子信息工程的现代化技术发展时间并不长,能够取得现在的实际效果可见我国现代技术发展速度之快。 关键词:电子信息工程 现代化技术 探究 电子信息工程在实际生活中的应用效果正在被人们普遍接受着,人们的工作生活也因为电子信息工程的存在实现了自动化、智能化,为我国社会进步做出了重要贡献。信息化的良好发展就为我们带来了信息工程这个产物,其完美的实现了信息技术和电子技术的结合,但是,社会经济的现代化发展也客观上要求电子信息工程实现现代化。 1 电子信息工程简论 电子信息工程已经成为了现代社会发展所不可缺少的媒介,基于对电子信息工程的发展和应用,电子信息产业的发展也为我国经济的发展做出了重要贡献,因此,在未来的社会经济发展中,电子信息工程发展现状远远不能够满足社会发展需要,因此,要积极推动电子信息工程实现现代化。 电子信息工程是“通过使用网络等现代的信息技术达到对电子信息的控制及处理的一种科学。”电子信息工程这门学科研究的主要内容为“信息的获得与处理,以及电子设备和信息系统的线管设计、开发与应用、集成等。”随着科学技术的发展,电子信息工程的研究范围正在不断扩展,并在实际应用中与其他科学技术出现了交叉与融合,推动了新的应用技术发展。这种电子信息工程的发展不但对我国社会和经济产生了深远的影响,而且对我国政治、法律等工作开展形式产生了很大的影响,因此,推动电子信息工程尽早实现现代化,是我国整体发展的一种客观要求,对我国社会发展具有实际意义。 2 电子信息工程现代化技术研究的意义 之所以要研究电子信息工程现代化技术,是因为其具有重要的作用,尤其是对我国经济发展、新型产业链的形成等的作用尤为明显。但是,我国所掌握的核心技术非常少,并没有形成一个系统的核心技术体系。因此,进行电子工程现代技术研究是具有一定意义的。 虽然我国电子信息工程应用范围比较广泛,但是很多应用技术都是从国外引进的,国内技术力量还是相对比较薄弱的,这样就会严重影响我国电子信息工程的可持续发展,失去自自我技术核心的发展是无法稳固立足的。同时,我国经济发展中电子商务的实现完全依靠于电子信息工程相关技术,并在发展中对其产生了一定的依赖性,很多企业都认识到了电子商务对企业工作效率和质量提高的重要意义,都在积极建立自己的电子商务平台,这就导致了电子商务的实现能力和先进能力成为了企业的竞争方式之一,这样就能够很大程度上促进企业的发展。 在我国很多传统企业的发展一度遇到瓶颈,与现代企业相比其竞争力严重不足,但是,电子商务的出现就缓解了传统企业发展中所遇到的窘境,逐渐实现了信息的公开化发展,并根据企业发展实际状况建立了“数字化、网络化、智能化管理平台”。随着市场经济发展程度的加深,我国企业在发展中对电子信息工程提出了更高的要求,适应这种要求,我国也出现了电子信息产业,该产业正在实现工业发展与电子信息的完美结合,大大推动了我国经济发展的转型。从中我们看到,电子工程信息技术的发展能够“提升产业升级”、“产业战略性发展”。 3 电子信息工程的现代化技术发展措施研究 电子信息工工程对社会和经济的作用我们也有所了解,因此,我们要寻找有效措施来推动电子信息工程现代化技术的发展,具体的发展措施可以从以下几个方面着手。 (1)加大人才培养力度,优化环境。 人才是强国之本也是推动技术发展的重要因素,因此,要想更好的推动电子信息工程的现代化技术发展,就要从人才培养开始着手。而人才的养成与培养环境有着最直接的关系,所以企业在发展的过程中也要创造更好的人才发展环境,树立一种“以人为本的价值观”。企业发展需要人才作为支柱,因此,企业要想发展就需要完善技术团队,为创新性人才的培养提供一个宽松的发展环境,也就是说要建立一个“公平、公正、公开”的企业人才竞争机制,并在人才评价中逐渐根据企业的能力建立和完善人才奖惩机制,这样就能够提高人才创新和自我发展的积极性,推动企业内部人才青出于蓝而胜于蓝,为相关企业的发展那做出贡献。同时,企业技术团队在自我创新和发展的同时,也要积极借鉴国外先进的技术并总结成具有自我特色的工作经验,在实际电子信息工程技术研究过程中要把这些先进的经验应用到研究工作中,以推动我国电子信息工程现代化技术的发展。对于留学归来的高能力技术人员,电子信息产业企业也应该积极引进,优化企业自身的人才结构。这样企业就能够为人才的发展提供一个平等竞争、充分发展的环境。 (2)增强政府对电子信息工程的扶持。 政府对电子信息工程的扶持可以从两个方面来进行,第一,要加大对电子工程研究项目的资金投入,给电子信息工程的研究提供充足的资金支持,除此之外,政府还可以为电子信息工程的融资提供便利条件,建立专项的发展基本,这样就能够保证电子信息工程朝着产业化方向发展。第二,从政策上进行扶持。政府要用政策积极引导电子信息工程的应用和发展,比如“引导移动通信产业跨越式发展、数字电视、电影推广、互联网的应用及软件信息服务等工程的开发。”这样就可以推动该产业的自主创新和持续发展。 (3)创新电子信息工程产品的服务。 创新不但是一个民族兴旺发达的灵魂,其也是市场经济中的企业兴旺发达的关键,对于电子信息产业来说,要想在激烈竞争中实现稳定发展,就要不断创新产品服务,寻找新的经济增长点,因为,推陈出新一直都是“发展”的必要条件。因此,电子信息企业要寻找合作伙伴,并建立一种以企业为中心的技术研究体系,以市场需求为中心进行产品和服务的创新,积极推动电子信息工程现代化技术的实现。由于现代化发展对电子计算机的需求量越来越大,因此,电子信息产业可以积极与计算机产业合作,从而实现两种产业的优化升级。 4 结语 现代社会经济的发展正在向市场中的各个企业提出更高的发展要求,企业要想发展就必须不断进行创新和改革,而对于电子信息工程来说,其发展的关键就是要适应时代的要求向现代化技术方向发展,并不断的为人们的生产生活做出贡献,其实现的措施可从三个方向进行,即人才培养、政府扶持、自我创新等。 电子工程论文:浅论电子信息工程的应用 【摘 要】 电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在,电子信息工程已经涵盖了社会学的诸多方面,例如电话交换局处理各种电话信号;收拾传递的声音甚至图像;我们周围的网络传递数据等,都实际到电子信息工程的应用技术。本文主要分析电子信息工程在建筑工程上的应用。 【关键词】 电子信息工程 建筑工程 应用 信息技术在我国建筑施工企业中的全面应用起步较晚,随着管理部门对信息技术重要性的认可度越来越强,骑在建筑施工工程中的应用得到了切实推广。例如利用功能性计算机工具软件进行施工流程管理、促进施工进度的高效提升;利用设计计算机系统开展工程模板设计、详细施工设计、支护设计以及利用项目管理系统开展建筑工程的成本预算管理、质量完善、信息日常维护管理等,因此,电子信息工程技术的应用具有重要的意义。 1、建筑施工运用电子信息化的原因 1.1 客观原因 随着我国经济的飞速发展,建筑业也随之发展起来,基础建设作为其他建筑形式的领头羊也如雨后春笋般飞速发展起来。因此,传统的人工计算工程造价,人工描绘施工图纸、设计图纸,以及单纯的靠人工劳动力进行建设的建设行为已经不能满足我国现今现代化生产建设的需要。所以,为了寻求更有效、快捷的方式,在建设施工方面,引进高科技的信息技术已经成为必要的手段,这也是市场经济大环境下对建筑施工企业提出的必要客观的要求。将信息技术运用到建设施工过程中的同时,也为建筑施工企业在激烈的市场竞争条件下,提高自身的管理水平和企业竞争力提供了可靠的技术保证。 1.2 主观原因 在我国加入世贸之后,为了增强国内建筑施工企业的市场竞争力,打破了传统的由国家政府分配项目的方式,进而转变为通过招投标的方式,由建筑施工企业或者是开发商自行承包的建筑施工模式,促使我国建筑业在世界经济全球化的发展形式中占有一席之地。这种对建筑企业采取“投标竞争”机制的形式,有利于建筑企业提高自身的业务能力和市场竞争意识,进而根据自身的实际情况进行调整和改进。 2、电子信息化管理在建筑施工项目管理中的必要性 建筑施工的主要目的是利用一定的施工技术,建设有一定使用功能的建筑物。建设而成的建筑物具有位置固定、结构形式多变、外形变化多样、结构施工复杂、体积较大等特点决定了建筑施工工期较长、施工使用的材料和资源品种较多,同时,还需要对施工过程中的人力、物力和财力进行有计划、有组织的分配和控制,这也是建筑施工项目管理的重要内容。下列就对建筑施工项目管理的主要特点进行简单的阐述。 2.1 涉及部门较多 建筑施工项目管理是一个涉及到多个部门、多个专业综合全面的管理,各部门之间协同合作,共同管理的管理形式。它不单单包括施工过程中的施工管理,还包括技术管理、施工质量管理、材料管理、施工安全管理和项目合同管理等等管理内容。 2.2 工作量大 建筑物的形成,不仅需要大量建筑材料和建筑物资的投入,还需要大量的施工人员共同参与建筑施工活动。这就需要企业对施工过程中的材料和资源进行统一的管理和计划,众所周知,一个建筑物从建成到使用,期间涉及到的材料和资源的种类繁多,数量巨大,因此,造成建筑施工项目管理工作的难度加大、复杂程度加强、工作量增加等等问题。 2.3 较强的制约性强 任何一个建筑物的建设,其项目管理工作必须符合施工准备施工竣工验收,这一内在的需要循序渐进的建设规律。所以,施工项目管理工作不仅要符合工程施工中相关的现行规范要求,还要做到不同工种之间彼此协作,施工顺序安排合理有序。 3、电子信息技术在建筑工程项目管理中的应用 建筑工程项目管理是按照工程建设的常规规律,综合的运用系统的观点和理论以及现代科学技术手段对施工项目进行有计划、组织、安排、指挥、管理、监督、协调等全过程的管理。在此过程中需要综合各个方面的需求,并运用有效的经济手段达到预设的目标,是建筑工程项目管理的目标。下面就对计算机这一电子信息技术在建筑工程管理中应用的几个方面进行介绍。 3.1 实现企业范围内的数据共享 计算机信息管理系统最主要的,也是最大的优点就是保证了对企业数据的共享。这就意味着能在建筑企业范围内采用的标准能够达到的统一。并且可以根据现代计算机数据库管理系统查找有效的计算方法,它能够在庞大的数据库中仅用几秒的时间,同时还可以运用较为复杂的组合条件进行查询,或者是模糊查询等。 3.2 能够很好的保证资料的准确度 建筑工程项目的数据可以通过动态的形式以指定的精度向项目管理人员传递,杜绝了由人工层层向上汇报带来的弊端和误差,也避免了对实际情况的判断和时间上的延误。这些情况的发生给企业积累项目经验带来了很大的困难和压力。但是通过计算机项目管理系统就可以避免这种状况的发生,可以通过模拟技术,得出项目实施数千次的数据,然后将这些数据进行统计和分析,有利于辅助项目管理人员进行科学合理的决策措施。 3.3 实现了施工过程的数据通信 建筑施工过程中,通过计算机管理系统和网络技术,可以实现项目管理人员之间的数据传输以及信息的,可以利用互联网和公共的通讯手段将企业、施工现场 、业主或开发商、供货商之间的数据交流,实现了企业对数据的远程控制和总结分析。 4、计算机信息技术在建筑工程造价中的应用 计算机在工程造价管理与控制中的一个重要运用,随计算机技术和信息化技术的不断发展,形成了工程造价管理信息系统。它指的是能够对工程造价信息进行搜集、加工、整理、运算、分析、预测、辅助决策、传递、存储、维护和使用的计算机系统,它既包括代替人工繁琐工作的各种日常处理系统,也包括为管理人员提供有效信息、协助领导者决策的支持系统。也就是说工程造价管理系统是以计算机和通讯技术为基础,综合利用各种数据、信息加以整理,以企业战略竞优、提高效率为目的,支持企业的高层决策、中层控制和基层运作。 建设工程造价信息系统针对投资控制的敏感性、复杂性,将分部分项工程量数源进行有效的分类、加工、处理、统计,通过分层技术和GIS 系统表现出来,将每个工程项目的技术数据、经济指标、合同数据等通过数据库进行集成管理,计算机作为造价控制的依据正确计算工程量,核定月工程进度款,并及时将有关“量”的变更和工程款信息输入计算机,工程项目管理中的造价控制任务均可由计算机来完成,利用计算机对工程投资结构进行优化管理,并对资源投入进行优化分析。因此,计算机在建筑工程造价管理中起着举足轻重的作用。 5、推广电子信息技术,促进计算机控制软件在建筑工程的全面应用 目前电子信息技术在建筑工程施工中的应用主要停留在管理层面,少数应用到了设计层面,为了切实提高施工效率、促进建筑施工企业的科学化、创新化发函,我们必须拓宽电子信息技术的应用渠道,促进计算机工艺控制软件在建筑施工中的创新应用。例如电子信息技术在大体积混凝土施工环节的质量控制应用,在高层建筑中对其垂直度的科学控制规范、预拌混凝土的自动化上料、整体安装大型构件及设备的同步提升管理、脚手架的整体提升、建筑施工材料的安全性能检测与数据采集管理、建筑物的沉降的检验、测量与控制领域的应用等。 6、结语 现如今,我国已经迈入了一个全新的电子信息时代。在建筑工程中使用电子信息技术,对建筑施工企业内部的资源整合、工程建设管理、施工进程产生了巨大的影响。并且,我们只有在强化施工企业熟练应用信息化拘束实施日常施工管理的同时,更要注重开展特色化、人性化的信息技术决策辅助管理自动化、智能化施工控制管理。只有这样,才能切实提高建筑工程施工项目的管理水平,将建设做的更好。 电子工程论文:可靠性工程的电子信息装备质量管理研究 【论文关键词】可靠性工程 电子信息装备 质量问题 质量管理 分析 【论文摘要】电子信息装备的质量是实现现代社会经济发展和竞争的必要条件,对于现代社会经济的发展与提升各种竞争力有着决定性的作用。本文主要从电子信息装备日常应用中的质量问题出发,结合电子信息装备质量与可靠性工程建设,对基于可靠性工程的电子信息装备质量以及管理进行分析研究。 现代社会经济发展和竞争中,电子信息装备促成社会经济发展和竞争的重要因素。电子信息装备对于社会经济发展信息竞争发展的有着重要的作用。在社会经济发展和信息竞争中,电子信息装备的质量对于社会经济发展以及信息竞争力有着决定性的影响。现代社会经济发展和竞争中,对于电子信息技术等条件的要求都非常高,因此电子信息装备的质量问题对于电子信息技术体系的整体运用以及实施效果有着很大的影响作用,尤其是电子信息装备的质量可靠性对于电子信息装备系统和社会经济发展等都有着很大的影响作用。 1.电子信息装备的质量问题 电子信息装备实际应用中,对于电子信息技术装备系统有着重要影响的。最主要的问题是电子信息装备的质量问题。根据有关调查,电子信息装备的质量问题主要表现在电子信息装备的设计、电子信息装备的生产、使用管理以及电子信息装备的配套装置中。其中,电子信息装备设计以及生产、使用管理过程中出现的质量问题比电子信息装备在相关配套装备中出现质量问题的机率要相对较大。在有关调查中,电子信息装备的实际应用中,那些新型的电子设备装置中出现的质量问题多是由于电子信息装备的设计缺陷造成的质量问题,而且在实际应用过程中,这部分的电子信息装备的质量问题大部分是在应用中的使用管理阶段开始暴漏质量问题,而电子信息装备的质量问题一般是由电子信息装备的设计以及生产阶段造成的。电子信息装备应用过程中,另外一部分电子信息装备的质量问题主要是随着现代信息技术的提高和电子信息装备的复杂性的增加,电子信息装备在实际应用中不仅对于电子信息装备使用维护费用提高,而且也面临着一定的质量和使用完好问题。电子信息装备应用中之所以会出现各种影响电子信息装备质量的问题主要是由于电子信息装备系统的复杂性以及电子信息装备应用中的错误操作或者使用、电子信息装备的生产等造成的。 2.可靠性电子信息装备质量管理研究 2.1 可靠性工程以及与质量的关系 实际应用中,可靠性工程主要是针对缺陷的一种预防以及对于出现问题的一种有效改正,是对于产品以及工程质量的一种保证。它为了达到产品设备的相关质量或者可靠性要求实施的一系列建设工作。进行可靠性工程建设其实就是对于产品工程可靠性的确定和对于产品工程质量可靠性的保证,在实际应用中,可靠性工程主要是通过对于产品的可靠性设计、可靠性管理以及可靠性试验进行产品工程可靠性和产品工程质量可靠性的获取保证的。其中,对于产品工程的可靠性设计就是通过对于产品工程设计过程中的可靠性模型建立,可靠预计、分配和分析等实现对于产品工程的可靠性设计,以保证产品工程应用的可靠性。对于产品工程的可靠性管理主要是通过一些可靠性的计划制定和文件制度的建设,以实现对于产品设备以及工程的设计、生产等阶段的管理。对于产品工程的可靠性试验主要是产品工程的生产环境以及运行应用等可靠性的鉴定试验,是进行产品工程可靠性确定有效途径。 在电子信息装备应用中,可靠性工程与质量之间的关系主要表现在可靠性管理是产品全面质量管理的一个个重要组成部分,实现对于电子信息装备的质量管理首先应该进行电子信息装备的可靠性管理,通过对于电子信息装备系统的可靠性技术的应用、监控,通过电子信息装备的可靠性目标来逐渐实现对于电子信息装备的质量管理的可靠性的实现。在进行基于可靠性工程的电子信息装备的质量管理过程中还应注意对于电子信息装备的可靠性管理和质量管理之间的区别的划分,以能够真正的实现对于电子信息装备的质量的管理,保证电子信息装备应用质量。 2.2 可靠性电子信息装备质量管理应用 电子信息装备系统是一项拥有较为庞大并且复杂的系统结构,因此在实际应用中,电子信息装备系统的质量可靠性要求要相当的高,因此才能保证整个电子信息装备系统的稳定运行。对于电子信息装备系统来讲,提高电子信息装备系统的可靠性是通过对于电子信息系统的可靠性运行的分析实现的。一般情况下,在进行电子信息装备系统的设计过程中,通过对于电子信息装备系统的相关纠正措施,可以避免后期的生产以及应用过程中各种故障的发生,对于提高电子信息装备系统的可靠性有一定的作用。电子信息装备系统可靠性分析的方法有很多种,在进行电子信息装备系统的可靠性分析中使用的分析方法是根据电子信息装备系统的情况选择的。基于可靠性工程的电子信息装备的质量管理是通过在进行电子信息装备系统设计过程中装备的各种故障模式的分析,对设计中的薄弱环节的纠正,并对于电子信息装备系统中的关键系统部分进行控制,以实现对于电子信息装备系统质量的可靠性管理。保证电子信息装备系统的质量可靠。 3.结束语 总之,在电子信息装备系统中,电子信息装备系统的部分系统装备的可靠性,并不能够保证整个电子信息装备系统的可靠性,同样并不代表整个电子信息装备系统的质量可靠。电子信息装备系统质量的可靠性管理是在电子信息装备系统功能的可靠性维护上的。
自动控制系统论文:自动控制系统控制工程论文 1自动控制系统的应用 1.1集成自动控制 集成自动控制系统是我国机械自动化工程当中是十分重要的一项。而集成化自动控制系统就是保留原有的信息技术,然后加以修改,取其精华,去其糟粕,使机械自动化系统变得更加完善。集成化自动控制系统能将原有的信息技术和与生产相关的信息糅合起来,不仅使得机械工程中的集中工程得到了加强,还将为械工程的生产与发展拓展到了更广阔的领域。计算机技术是机械自动控制系统的基础,而计算机技术在不断的发展,集成自动美国控制系统得到了多方面工程制造的认可,深入到了各个领域。同时,集成自动控制系统也在计算机技术的更新下得到了完善与提高。 1.2柔性自动控制系统 机械自动控制系统不能够保持原有的自动化成分,需要不断的更新研发与创造。而柔性自动控制系统就是新发展的一项自动技术,它不仅包含了其他自动化控制系统的特性,能够自动化生产,还能够在生产中智能化。在机械工程不断发展的同时,柔性自动控制系统已经成为了其中重要的组成部分。在机械工程的发展与应用中,柔性自动控制系统将信息技术、现代化机械生产技术与先进的计算机信息化设备进行结合,利用数控技术进行生产,这样的科学生产方式使得机械制造不断进步。 1.3智能自动控制系统的应用 所谓智能自动控制系统,就是在人工技术与计算机网络技术的共同作用下,对机械工程中的任意一个过程进行模拟和控制,让机器变得人性化,让机械自动控制系统工作时能够与人的大脑相类似,能够收集数据和采集信息。智能自动控制系统有效的结合了人工智能技术和机械工作的过程,这样,不仅使得生产效率大大提高,生产过程更易控制,还节省了人力,创造了更大的经济效益。 2自动控制系统的发展前景 未来的科技技术会比现在更加发达,而每一个国家和地区的经济水平都在不断发生着变化,我们国家的发展和经济水平也都在不断的提高。这些都离不开机械工程,而自动控制系统是机械工程的重要组成部分,只有自动控制工程不断的更新发展,机械工程才能够不断的创新,变得越来越科技化,才能呢个拓展到更多的领域。在自动控制系统在网络信息技术不断发展的背景下,在机械工程的应用中将实现先进的网络化发展,并通过网络的传播,迅速渗入到各个行业中。当今社会经济的发展更注重的可持续性,无论多啊么先进的自动控制系统,在生产生活中都应该更注重环保和节约。在生产自动化控制装置时,应该以环保为首要考虑,节约能源,这样才能够可持续发展。 3结语 在经济迅速发展和科技不断进步的今天,自动控制系统已经成为了我国生产中最有力的系统,也是不可缺少的一部分。而集成化自动控制系统、柔性化自动控制系统和智能化自动控制系统的发展不仅能够给我国的机械工程行业带来很大的经济效益,同时也能够帮助企业更好地管理机械工程,对我国机械工程的生产与发展有十分重大的作用。 作者:郭华 单位:阿勒泰地区七六〇三台 自动控制系统论文:自动控制系统的汽车电子技术 一、自动控制系统下的汽车电子技术 1.1创新汽车制动系统的研究 汽车制动系统性能好坏直接影响汽车行驶安全性和停车可靠性,多数汽车机械故障导致的事故是由制动系统引起的。据汽车安全性研究相关资料,如今众多交通事故中,由于制基于自动控制系统的汽车电子技术分析文/田荣随着科学技术的不断进步,电子电工工业技术不断更新,汽车行业高速发展,自动化、智能化的不断革新,这给汽车电子中的自动控制领域带来新的挑战和机遇。如何让人们更好地掌握汽车电子、电工技术,以便适应日新月异的发展需要。本文主要结合汽车电子的现状和当前汽车电子发展所存在的问题,阐述了自动控制系统对汽车电子技术的机遇与发展。。摘要动系统故障导致的高达45%。为了保证行车安全、停车可靠,对汽车制动系的工作靠可性问题的研究已成为汽车行业研究的重要课题之一。制动系统的作用主要是使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车,使已停驶的汽车在各种道路条件下稳定驻车,使下坡行驶的汽车速度保持稳定,在汽车领域内,一切都是以安全为前提,在此基础之上,对自动控制技术加以研究,能够在科学上加强安全性。 1.2汽车电子中的电子元件开发 汽车电子技术涉及到许多电子元件,每一个元件都有其相应的用处,有的甚至有着至关重要的作用,如何确保每一个电子元件都能够应用到位,如何开发创新新的电子元件,是汽车电子中的必修课。所谓的汽车电子一般是指车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置。车体汽车电子控制装置,包括发动机控制系统、底盘控制系统和车身电子控制系统(车身电子ECU)。汽车电子最重要的作用是提高汽车的安全性、舒适性、经济性和娱乐性。用传感器、微处理器MPU、执行器、数十甚至上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统。由于汽车上的电子元器件的装置数量的急剧增多,为了减少连接导线的数量和重量,网络、总线技术在此期间有了很大的发展。总线技术是将各种汽车电子装置连接成为一个网络,通过数据总线发送和接收信息。电子装置除了独立完成各自的控制功能外,还可以为其它控制装置提供数据服务。由于使用了网络化的设计,简化了布线,减少了电气节点的数量和导线的用量,使装配工作更为简化,同时也增加了信息传送的可靠性。通过数据总线可以访问任何一个电子控制装置,读取故障码对其进行故障诊断,使整车维修工作变得更为简单。 1.3发动机系统的改善 目前汽车发动机主流是汽油发动机,对于环境污染严重的今天来说,汽油发动机可以说是罪魁祸首,只有在抛弃汽油发动机的提前下,对发动机系统的进行创新和技术开发,才能让汽车电子的发展显得更加有意义。天然气汽车逐渐得到了普遍的认同与应用,作为一种新型的能源汽车,发动机燃料主要采用压缩天然气。从某种程度上来讲,与一般的汽油发动机对比,一定限度地降低了碳氢以及一氧化碳的排放量。立足于柴油发动机,天然气发动机几乎没有排放任何颗粒物。目前,天然气发动机主要存在两种形式:一是由汽油机改装成双用燃料发动机,二是由柴油机改装成单燃料发动机。由此可知,当进气道处要实施天然气喷射时,将会存在诸多的问题,主要表现在四个方面:第一,降低了发动机充气效率;第二,平均有效压力出现降低;第三,动力性出现下降;第四,排放性能与原车水平保持一致。因此,必须要充分发挥天然气能源优势,不断完善稀燃技术、缸内直接喷射技术以及电控多点顺序喷射技术等新型的发动机控制技术,改善压缩天然气发动机的性能。 1.4利用计算机多媒体进行技术创新 计算机多媒体技术的运用已经应用在各个领域内,如3DMAX软件的运用,能够实现各种模型的创立,能够直观的反应于现实中,把相关图片、数据图以及视频分析穿插进自动控制系统的开发中。汽车电子技术的研究在许多人开来是非常专业化的领域,导致其局限性,其实不然。在信息化的今天,任何知识都可以通过上网和网上媒体进行快速了解,通过网络,能够把无法形象讲述该专业领域内汽车器件结构的安装、线路的走向清晰地呈现出来,对汽车电子技术的发展有着重要作用。 二、结语 综上所述,随着21世纪社会主义市场经济竞争日趋激烈,信息化、自动化、网络化的日新月异,市场对汽车电子技术的开发和创新要求越来越高,只有不断的专研和创新,才能在汽车电子行业中立足,但也不能冒进,对于我过汽车电子而言,自动化控制系统的研究只是一方面,还有许多不足之处,希望以后可以不断的发展和完善。 作者:田荣 单位:黔东南民族职业技术学院 自动控制系统论文:污水处理厂自动控制系统设计探讨 摘要:污水处理是治理环境的重要手段之一,能有效缓解我国当前的环境污染问题。在实际的污水处理过程中,其处理系统具有随机性与非线性特征,因此,在污水处理厂处理污水时,应设计配电系统,从而保证自动控制系统稳定运行。基于此,作者对污水处理厂自动控制系统设计进行详细的研究分析,以供人员参考。 关键词:污水处理厂;自动控制系统;设计 随着时代快速发展,人们用水量逐渐增大,产生的污水不仅严重影响自然环境,更影响人们的正常生活。当前,由于污水量逐渐增多,原有的污水处理系统逐渐满足不了当前的污水处理需求,因此,利用现有的自动化控制技术,提升污水处理效率,是当前污水处理厂的首要研究目标,以此来提升污水处理效率。 1污水处理工艺流程 污水处理厂的工作任务是将污水中部分有毒污染物质与水进行分离,同时将有毒的污染物质进行转化,得到无毒的物质,从而将水净化,充分利用资源。在实际的污水处理过程中,主要分为预处理、一级处理、二级处理、深度处理以及污泥处理五个阶段。在我国,常用的处理手段主要是过滤与混凝沉淀,并在实际的处理过程中,结合实际情况,进行详细的调节,当前,污水处理工艺流程为:格栅、沉砂、曝气、二次沉淀、生物过滤以及消毒排放。 2污水处理厂自动控制系统设计要求与原则 在对污水处理厂自动控制系统设计时,应严格遵循以下几点要求:首先,相关控制系统所涉及的电气设备应具备手动操作与自动操作两种形式,并且相关的系统运行状态与故障情况可以在终端监控系统显示;其次,在控制系统运行过程中,系统设定的具体数值与参数可以人为进行更改,方便相关工作人员结合实际情况进行调整,并设置保密措施,保证只有管理人员才能对数值进行更改;最后,在污水处理厂自动控制系统运行过程中,其系统本身应具备一定的监控能力,并对自身的系统进行全方位监控,以保证系统高效稳定地运行。与此同时,在污水处理厂自动控制系统设计过程中,还应遵循经济性、可靠性、先进性、开放性以及实用性原则,以此来满足污水处理厂的污水处理工艺、生产管理以及设备稳定运行对自动化控制的需求[1]。 3污水处理厂自动控制系统硬件与软件设计 3.1自动控制系统硬件设计 硬件设计是污水处理厂自动控制系统的重要组成部分,贯穿污水控制系统全过程。在污水处理控制系统中,存在大量的启停装置,以便于及时掌握系统的运行与故障。在自动控制系统设计过程中,其系统主要包括三条通讯链路、三个ET200M从站以及两套CPU412控制器,通过相关的监控软件,利用自动控制系统,实现对污水处理厂所有设备监控,并提供生产报表和水质数据记录等功能,从而实现污水处理。在系统实际运行过程中,自动控制系统的核心是自动控制柜,其功能是按照PLC编写的程序运行。PLC控制系统硬件是指,可编程逻辑控制器,在工业领域应用范围广泛,但在实际的设计应用过程中,应结合实际情况选择合适的PLC的种类。PLC控制系统自身的信号输出是利用模拟量与数字量的形式进行输出,改变了传统的继电器控制模式,其系统主要由CPU模块、电源模块、输出模块、数字模块、通讯模块以及模拟量输入等组成,其工作过程中主要分为三个阶段,即输入采样、程序执行以及输出刷新,从而保证系统稳定运行。 3.2自动控制系统软件设计 自动控制系统的软件设计,主要是保证控制系统具有良好的协调性,以此来使控制系统的操作指令可以在不同设备之间顺利执行,污水处理厂自动控制系统软件设计主要分为以下两点:第一点,上位机的监控软件设计,在实际的软件开发设计过程中,其各个步骤都需要在组态软件上完成,所以,相关的监控软件需要选择组态灵活、趋于人性化的界面以及功能较强的应用软件,以此来保证污水处理过程中的数据采集、工艺过程等得到有效的监控。监控系统在监控过程中,需要将污水处理过程中的所有工艺流程进行监控,基于此,在监控软件设计过程中,设计人员应将各部分的信息进行紧密的结合,以此来保证自动监控系统的稳定性。当前,上位机监控软件主要分为三部分模块:第一部分,监控模块;第二部分,预测模块;第三部分,登录管理模块。第二点,PLC控制程序在实际的软件开发过程中,应以污水处理厂的污水自动控制系统为基础,根据相关工作原理,研究循环扫描和建立映像区,由程序确定映像区的大小,保证系统的所有输入点与输出点在映像区内存在相关的对应点,为控制系统提供外部信息。同时,将程序开发作为主要的研究内容,并围绕污水处理工艺的流程进行开发设计[2]。 4结束语 综上所述,在污水处理厂自动控制系统研究设计过程中,相关设计人员应结合实际情况,设计符合当前国家相关部门基本要求的自动控制系统,并且注意控制系统的设计成本与后期维护支出等因素,提升污水处理效率。但在实际的设计过程中,还存在一些问题,需要相关人员不断改善,以此来缓解环境污染现状。 作者:刘洋 李爽 单位:国电东北环保产业集团有限公司沈水湾污水处理厂 自动控制系统论文:热力站自动控制系统电磁干扰问题分析 摘要:热力站自动控制系统的稳定直接关系到热力站的安全运行,来自自动控制系统内外的各种电磁干扰是对系统安全、稳定运行的最大威胁。针对热力站自动控制系统在设计、施工和维护中容易被忽视的电磁干扰问题,从自动控制系统的受干扰源分析出发对干扰源进行分类研究,并在此基础上提出一些自动化控制系统的抗干扰措施,以减少或避免电磁干扰的影响。主要对热力站自动化控制系统的抗电磁干扰方法进行了分析探讨,希望对相关从业人员具有借鉴作用。 关键词:热力站;自动控制系统;电磁干扰;屏蔽技术 随着社会的进步和工业技术的提高,生产设备的自动化控制程度越来越高,大部分企业都基本实现了生产过程的自动化控制。热力站也实现了电气化自动控制,在热力站内,循环泵、补水泵等动力设备不断地启停运行,自控设备和电气动力设备相互交叉,使得现场的电磁环境非常复杂,干扰严重,从而导致测量的数值误差较大或控制指令、通讯异常等影响自动化控制系统的正常运作。因此,加强对其工业自动化控制系统的抗干扰技术的研究就显得十分重要了。结合自身的工作实践经验,在设计中就要考虑如何避免和减少电磁干扰,并在施工调试的过程中严格按设计要求合理布线,可靠接地,尽量减少强弱电的交叉耦合,减少设备之间的电磁干扰。 1热力站自动控制系统受电磁干扰的影响 1.1热力站自动控制系统的简单介绍 热力站自动控制系统主要设备有现场PLC控制器、现场总线、通讯设备、温度传感器、压力传感器、流量计、电动调节阀、电子远程水表、循环泵和补水泵的变频控制柜等设备,其结构示意图如图1所示。 1.2自动控制系统受电磁干扰的主要影响 热力站自动控制系统受电磁干扰的主要影响有:传感器采集的数据产生较大偏差,数据传输过程引起数值的波动,PLC控制器受电磁干扰不能稳定工作发出错误指令,通讯不畅不能正常传输数据,执行机构(调节阀、变频器、电气控制柜)异常动作等。当热力站自动控制系统受到电磁干扰引起上述现象时,整个热力站将受到干扰不能正常工作,从而影响到供热系统的稳定运行。所以在现实控制中,如何减少和避免电磁干扰显得尤为重要。 2如何减少或避免电磁干扰 要想减少或避免电磁干扰,就得弄清楚电磁干扰是如何产生的。从电磁干扰原理得知,构成电磁干扰必须有干扰源、干扰耦合的途径和受干扰设备三要素,减少或避免电磁干扰的技术就是围绕这三要素所采取的各种措施。只有弄清了电磁干扰是怎样产生的,主要的干扰源又是什么,哪些设备容易受到电磁干扰的影响,如何减少电磁干扰进入系统的途径,才能针对不同电磁干扰问题采取不同的处理措施,从而有效地减少或避免电磁干扰问题。 2.1热力站自动控制系统的主要电磁干扰 热力站自动控制系统的主要电磁干扰有强电设备循环泵、补水泵、变频器的启停、调速产生的电磁干扰对弱电设备传感器、PLC控制器、通讯设备、传输线路的辐射干扰,以及各种传感器、控制器等弱电设备之间的电磁相互传导干扰等。主要干扰源有电机、变频器、电动阀、传感器、PLC控制器等。 2.2减少或避免电磁干扰的方法和措施 2.2.1合理的空间布置及布线根据热力站的空间布局,合理安排设备的安装位置,综合考虑器件或设备的布置及布线,将强电设备间和弱电设备间分开布置在房间的两侧,强电电缆入地走地沟,弱电电缆架空走桥架,各自控设备间保持适当的距离,综合考虑场地空间大小和大型设备的布局,合理安排布置各设备的位置,尽可能地增大干扰源与受扰电路之间的距离。增大空间距离能有效地减弱电磁辐射干扰的传播,从而降低了设备受干扰的概率,降低整个系统故障的风险。2.2.2屏蔽技术给主要的干扰源及受扰设备都安装屏蔽保护外壳。屏蔽外壳通常是由导电良好的金属材料做成屏蔽罩、屏蔽壳等,将被保护的设备电路放置在其中。将变频器放置在变频柜中,PLC控制器放置在自控柜中,其他设备都有金属保护外壳,这样既可以使屏蔽罩、屏蔽壳内的设备不受外部电磁干扰,又不让其电磁干扰外泄。系统连接的数据线、信号线必须采用屏蔽电缆线,这样能避免数据信号传输时受到电磁干扰。屏蔽线的屏蔽层必须可靠接地,并与主电路线及控制线完全分离。屏蔽一般分为静电屏蔽、低频磁场屏蔽和电磁屏蔽。2.2.3接地技术接地有保证安全和抑制干扰2个作用。正确的接地方式是保证人身和设备安全及抑制干扰的一种有效方法。设备的金属外壳接地是安全保护接地,是为了防止人身触电和保证设备安全;系统连接的数据线、信号线的屏蔽层接地是屏蔽接地,干扰电压对地形成低阻通路,干扰电流通过接地线导流入地,以防止干扰其他电子设备。自动化控制系统是由多台自动化电气设备和各类传感器构成,整个系统必须只能在一处接地,如多点接地,就会在电路中会形成多个接地回路,当低频信号或脉冲磁场经过这些回路时,就会引起电磁感应噪声,形成电磁干扰。2.2.4隔离措施隔离的作用是破坏电磁干扰传播的途径、切断电磁耦合的通道,从而达到抑制电磁干扰的目的,包括变压器隔离、光电耦合器隔离、继电器隔离等。在热力站变频柜和自控柜中都使用了单独的24V电源开关将强电信号和弱电信号隔离开来,减少了相互之间的干扰;在控制回路中使用了大量的继电器将控制回路得电气连接阻断,切断了电磁干扰的传播途径;在变频器和控制器接收传输信号端加装光电耦合器隔离,保证了输入回路和输出回路的电气隔离,能很好地解决不同电位、不同逻辑电路之间的信号传输和电气隔离,从而减少了电磁干扰。2.2.5滤波技术滤波技术就是将相应频带的滤波器接入信号传输通道中滤除或尽可能衰减干扰信号,使信号传输过程中不受外部电磁干扰的影响,以达到提高信噪比、抑制干扰的目的。在变频器的输入电流端安装交流电源滤波器和电抗器,能有效地抑制外来的高频干扰和电源的低频谐波电流干扰对变频器控制信号及其他电子设备的电磁干扰。在自动检测系统中,传感器的直流电源是共用的一个开关电源,为了避免在同一电源内造成几个电路之间的相互干扰问题,应在每个传感器电路中加上RC或LC退耦滤波器。 3总结 热力站自动控制系统的稳定与否直接关系到热力站能否安全运行,尽可能地减少自控系统内外的各种干扰是非常重要的事情。在热力站自控系统设计之初就应充分考虑,要根据场地空间的大小、设备设施的种类、主要干扰源和受干扰设备及干扰的途径等具体情况,采用与之相适应的各种抗干扰措施,尽可能地减少和避免电磁干扰,保证自控系统能可靠、稳定地工作。在施工和维护过程中,要严格按设计要求和规范进行,保证每项措施都能起到应有的作用。此外,在选用电子元器件、传感器等设备时,必须选用性能参数稳定、可靠,能适应工作现场条件的器件和设备,从而保证系统组成后能安全、稳定地工作。 作者:杨利勇 单位:太原市热力公司 自动控制系统论文:智能建筑楼宇自动控制系统探讨 【摘要】智能建筑是现代建筑行业的发展区域,越来越多的工程项目,设计成了智能建筑。智能建筑楼宇中,比较重要的结构是自动控制系统,加快了智能建筑楼宇的发展速度。智能建筑楼宇提高了对自动控制系统的重视度,采取高效的控制方法,规范自动控制系统在智能化建筑楼宇中的应用。本文主要探讨智能建筑楼宇自动控制系统的几点内容。 【关键词】智能建筑;楼宇;自动控制系统 自动控制系统是智能建筑楼宇的核心部分,通过自动化技术、通信网络以及计算机技术,规划了自动化控制部分,应用到智能建筑楼宇内,满足楼宇智能化的基本需求。目前,我国建筑行业表现出了智能化、自动化的发展特征,直接提高了智能建筑楼宇的服务能力,由此对自动控制系统有一定的需求,目的是通过自动控制系统,优化智能建筑楼宇自动化的运行环境。 一、智能建筑楼宇自动控制系统的设计 1.系统设计自动控制系统主要参与智能建筑楼宇的运行控制,其在设计中,注重功能性的运行内容,管控好楼宇的运行和消耗,促使楼宇内的各项自动化项目,保持在最佳的状态[1]。自动控制系统的设计,可以规划成3个模块,分别是:(1)安保管理,自动化监测智能建筑楼宇,实行防火防电及防爆,同时还要执行安全中的数据管理,提高数据传输的水平,达到数据传送的规范标准;(2)物业管理,自动控制系统中,辅助计算出智能建筑楼宇的资金消耗,监督各项设备的运行状态,及时发现有异常的设备,制定设备更新计划,更换异常设备;(3)环境能源管理,自动控制系统管控智能建筑楼宇内的照明、空调以及运输项目,重点规范照明系统和空调系统的能源分配,有效控制能源消耗,实现节能降耗,自动控制系统在运输方面的环境能源管理,是指电梯、停车场等项目的控制,保障能源分配的合理性,才能完善自动控制系统的设计。2.系统分区自动控制系统在智能建筑楼宇中的系统分区,分为两个部分。分析如:(1)控制分区,自动控制系统分为集中控制与集散控制两个部分,集中控制是指计算机为自动控制的基础,所有监控点均连接到监控中心的计算机体系中,计算机处理好运行数据后,重新传送到设备的执行器内,缩短了运行控制的时间,集散控制的核心是分布式控制,监控中心采用通信总线结构,在智能建筑楼宇的监控区,实行分级分布式的控制方法,分散的状态下,完成自动化控制;(2)协调分区,是指对智能建筑楼宇中的子系统,实行协调化的自动控制,不同子系统,其核心功能不同,采用自动化控制系统,确保子系统能够在协调的状态下独立运行,子系统单独连接到自动控制系统内,做到协调运行。 二、智能建筑楼宇自动控制系统的应用 本文以某商务型的智能建筑楼宇为研究对象,该案例中,建筑楼宇占地120585.21㎡,建筑总高度是85.3m,该智能建筑楼宇,集酒店、办公、商业、车库等功能于一体,该建筑在建设初期,就提出了智能化要求,落实了自动化系统的应用,探讨几点自动化系统在该楼宇中的应用表现,如下:1.智能卡系统该商务型智能建筑楼宇,自动控制系统的应用,构建了智能卡系统,专门用于保护楼宇内部的安全性,确保出入人员的安全性。自动化控制中,包含了智能化系统,出入人员通过刷卡的方式,通过智能化系统,向自动控制系统提交认证信息,符合认证才能正常出入[2]。该案例的门禁、车库等位置,均采用了智能卡服务,实现了自动化的识别。自动化系统中有数据库,其可主动识别智能卡的用户,身份匹配成功后,才能安全放行。该楼宇的人流量大,因为楼宇存在多项功能,所以在酒店、办公等位置,专门配置了自动化的门禁系统,采取自动化的识别方法,门禁属于智能卡系统的一部分,执行刷卡识别,保障楼宇内部的安全。2.视频监控系统自动化控制在楼宇视频监控中,表现出了高效的应用。楼宇的运行根本是安全,结合自动控制系统,在楼宇中安装视频监控系统,专门用于监督楼宇的内外环境。该楼宇中的安全管理方面,不仅安装了视频监控系统,还配置了防盗报警、信息巡防等模块,其在该建筑楼宇的公共部位,安装了视频监控,以便实时掌握楼宇内外的环境状态,避免发生突发状态[3]。该楼宇内,不同功能的区域,管理人员之间相互协调,尽量扩大视频监控系统的监测方法,遵循“以人为本”的保护方式,落实视频监控系统的应用。例如:该案例的商业区,突发了安全事故,周围居民及时按下了防盗报警,信号迅速传达到了安全监控室,值班人员根据视频监控系统与防盗系统,迅速找到了事故位置,及时排除了安保人员,解决了事故问题,有效避免了人员伤亡。3.设备管理系统智能建筑楼宇中,安装的设备非常多,增加了设备管理的负担,而自动控制系统,可以应用到设备管理上,缓解了各项设备的运行压力。设备管理上的自动化,在智能建筑楼宇中,营造了舒适的环境[4]。该智能楼宇在设备管理时,以自动控制系统为基础,引入了多项先进的技术,专门控制好智能建筑楼宇中的设备运行。例如:该楼宇中的空调设备,建筑内,安装了30台空调机组,其中8台是空气净化变频机组,空调机组中,采用了PLC编程控制,促使空调能够根据楼宇内的环境,自动调节变风量和温度,实现了室温控制空调的方式,空调机组中安装传感器,夜间会降低或停止空调运行,降低了空调设备的能源消耗,体现了自动化控制在设备管理系统中的优势,不仅具有管控的作用,还起到节能降耗的作用。自动控制系统除了在空调设备上,还应有到了通风排水、电器运行、电机等设备中,完善了智能楼宇的设备运行。 三、智能建筑楼宇自动控制系统的发展 智能建筑楼宇自动控制系统是信息时代的产物,其具备良好的发展前景。随着通信技术和计算机技术的发展,自动控制系统在智能建筑楼宇中,可以更为及时、便捷的实行功能管理。未来发展中,自动控制系统可以参与智能建筑楼宇的各方面管理,不仅仅是现代几点功能控制上,而是提供综合的管理方法,充分体现自动化控制系统的功能。自动化控制系统在未来发展中,朝向高级化的方向发展,在智能建筑楼宇中,形成高级管家,提升自动化服务的水平,还要和通信自动化、办公自动化相互配合,完善智能建筑楼宇的运营环境,充分发挥自动控制系统的功能优势。 四、结束语 智能建筑楼宇的自动控制系统应用中,以规划设计为基础,满足智能建筑楼宇的功能需求,体现自动控制系统的高效性。自动控制系统在智能建筑楼宇中,得到了积极的发展,结合系统的设计和应用,推进自动控制系统在智能建筑楼宇项目中的发展,以便在楼宇中,开发更多的自动化控制功能。 作者:吴涛 单位:四川省煤炭设计研究院 自动控制系统论文:自动控制系统在污水处理的改进措施 摘要:水资源在全球范围内都是重要的资源,水资源在我国经济发展中也占据很大的比重。因为水资源量在很大程度之上影响着我们国家经济发展的速度。伴随着近代工业的迅猛发展,以水资源为代表种种资源都受到相当大程度的污染,对污水处理的问题成为了目前最迫切的问题。文章分析了自动控制系统于处理污水时的的作用,先介绍了自动控制系统的组成特点,然后研究了自动控制系统在污水处理中的应用现状以及今后的改进措施进行探讨。 关键词:自动控制系统;污水处理;改进措施 前言: 目前,我国的环保力度逐渐加强,国家对污水处理上的处理方式也渐渐由点到面,进行了全方位的处理。因为我国国土很辽阔,各种工厂分布在很分散的位置为我国污水处理无形中增加了很大的难度。但是污染过水资源如果未经处理或者是处理不妥就排放到江海湖泊中,不仅为我国生活用水造成严重的影响,同时会对我国工业产业产生阻碍无法正常发展。因而,污水的处理是迫切的问题。电气自动控制系统在污水处理中的应用,可以提高处理污水效率,可以为我国经济的发展奠定出一个很良好的发展平台。得到很多有用的结论,自动控制系统能够提升自动控制系统整体性能,令污水的处理可以最高效率、最科学的进行,给经济的发展以及社会的整体发展扫除了麻烦。 一、自动控制系统的组成以及特点 自动控制系统的组成比较复杂,一般由数据采集、信号处理以及自动控制等各方面的内容组成。在实行污水处理时,只有这些部分协和配合,各尽其能,就会使污水达到最好的处理效果。主要负责系统运行的自动控制部分,令系统在没有人操控的情况下,也可以按照原来设立的系统进行运行,将人从危险、繁重的工作中拯救出来;主要负责系统监控的数据采集部分,当系统属于运行状态时,数据采集部分可以对污水处理的状况进行检验,能够保证系统的正常化运转;信号处理部分是对采集的数据进行处理,若发现系统出现异常状况时,就会迅速的对系统开始进行修复,保证污水处理的质量与效率。自动控制系统是一个多部分组成的整体化的设施,需要各部分之间相得益彰,污水的处理才可以实现高效化。 二、自动控制系统在污水处理中的应用现状 (1)电气自动控制系统所采用的检测设备检测精度不理想我国的科技发展不均衡,有些技术的发展还处于初级阶段,和总体科技水平差距太大,所以在使用设备的配套时,往往有些方面的落后会拖垮了设备整体的本能。当前我国的电气自动控制系统中,检测设备相当不完备,整体设备的性能的滞后。在电气自动控制系统进行处理污水时,很多的仪表、检测表由于精度不够,令系统没办法对突然出现的问题准时处理,造成了不必要的亏损,降低了处理污水的效率,减小了经济效益的空间,因而很大程度上限制了企业的发展。(2)污水的排放标准太低为了扩大经济效益空间有些厂家进行污水处理时,通常省略或简化水质的检验。近几年,由于我国环保部门监控力的加强,有些企业、工厂用PH、DOORP等进行对水质的限制,可是在电气自动控制系统进行操纵时,若检测系统检测到水质还有处于不合格状况时,系统接到反馈单单只是延长污水处理的时间,而却不是再一次进行对污水水质的检验,这样通常会造成处理的污水完不成预期的成效就直接排泄到环境中去。(3)设备维护不到位一些污水处理工厂一方面为提升污水的处理效率,另一方面为了减少污水处理成本,所使用的污水处理设备都是直接从国外直接买来。可是从外国买回来的设备基本都会有维护的要求,一旦没有满足维护标准设备不能正常工作,令污水处理效果不理想。 三、自动控制系统在今后的改进措施 因为我国污水的自动控制处理系统和经济发展现状没能完美的符合,这很阻碍到处理污水效率和质量,利用对我国目前污水处理现状,为相关方面采取必要措施,来提高处理污水效率和质量。(1)控制设备的检测精度在污水处理工厂引进新处理的设备后,必须注重对设备的检测,尤其是设备的精度问题。如果检测设备的精确度有缺陷,会令污水处理结果产生问题,经常令没有达标的污水因检测不出就被误排放了,这会造成无法挽回的各种方面的损失。因而,在引进新处理设备之时,就要注重检测设备精度的问题,我们必须要使处理的污水排放后不会产生较大的危害后果。(2)提高污水排放标准污水处理在实际生活中,排放的标准过低令污水处理现状和理想相差很大。利用对提高污水处理标准,从而减少不达标的污水被排放的量,这样可以从整体上将污水处理的效果得到保障。(3)相关设备的维护目前来说我国很多污水处理厂都是直接从国外引进设备,设备的维护问题有多方面的难题。可是只有好的处理污水的设备,才可以确保污水处理的结果。所以,工厂要必须加强设备维护的重视度,为克服各种方面的困难,把设备维护工作做到位,污水处理结果可以得到保证。(4)培养专业的人才培养专业的人才在污水处理方面是可持续发展有重大意义,可是我国目前污水处理人员都是接受简简单单培训就上岗,没有了解很多相关知识,这样使得在实际操作时易产生大问题。特别是在电气自动控制系统需要维护或者是出现问题时,特别难找到这方面专家进行指点。培养专业人才或者引进专业人才就十分重要了,这样不仅仅可以为我国污水处理的水平提高,也可以为污水的处理提供长期的保证以及将来的发展问题作出筹备。结语:综上所述,自动控制系统于污水处理之中有相当高的地位,一方面大幅度的降低污水处理的经济成本。另一方面,可以令污水处理效果获得明显的改善,创造出了很好的社会效应。文章利用对目前我国污水处理现状进行着手分析,提出很多改进措施,希望我国业内人员在提高污水处理质量以及改善污水处理等方面能有更大的进步。 作者:潘亚楠 赵磊 宋淼 单位:沈阳理工大学 自动控制系统论文:智能建筑楼宇自动控制系统研究 【摘要】随着我国建筑业的不断发展与进步,智能化建筑也得到了相应的发展,其中自动化控制系统在其中扮演着极其重要的作用。本文主要就智能建筑,简要分析自动化控制系统在其中的应用。 【关键词】智能建筑;楼宇自动化控制系统;空调系统管理 1前言 建筑中的自动控制系统在其中占有着非常重要的组成部分。它有着以下几方面的优点,第一能够有效的节约能源,第二能够确保设备的运行处于安全的范围,第三能够创造安全的工作环境。以上的这些优点使得当代的建筑已经发展为智能的建筑,发展为会为人类思考的建筑。 2自动控制系统的发展历程 随着自动控制技术的不断发展与进步,建筑内的自动控制系统也随之发展而来。在我国建筑行业的发展过程中,楼宇的自控系统经历了以下几个阶段的发展。第一个阶段是集中式控制系统,第二个阶段是集散式控制系统,第三个阶段是现场总线控制系统,第四个阶段是网络集成系统[1]。 3自动控制系统的发展趋势 智能化的自动控制系统,尤其是有着集成能力的自控系统这一概念出现的时间较短。故此,在系统的选型讨论时往往存在着一些争论。自动控制系统主要是由以下两方面结合产生的,第一方面是计算机的控制技术,第二方面是通信技术。所以,建筑的自动控制系统必定是会采用计算机领域的最新研究技术。 4自动控制系统在建筑工程中的应用 4.1工程概况苏州的南溪江路商务中心地处苏州吴中区,总建筑面积在十二万平米左右,建筑高度高大85.3米。主要有以下几方面的功能,第一就是商业功能,第二就是作为办公写字楼的功能,第三就是作为五星级酒店功能,第四可以作为地下停车场。其中该建筑采取了自动控制系统以达到能够对建筑进行智能管理的目的,下文主要介绍空调能耗管理系统在建筑中的应用。4.2设计依据采用国家规范标准进行建筑设计,如建筑设计防火规范、防雷设计规、智能建筑设计标准规范、低压配电设计规范等。4.3设计目标4.3.1一次设备的运行能够达到设计的标准“一次设备”指的是能够体现其使用功能的设备,如锅炉、电梯、路灯等能够直接方便用户使用的设备,建筑的自动控制系统就是控制类似以上的设备来为用户进行服务的,故此我们也可以称自动控制系统的设备为“二次设备”。楼宇的自控系统最主要的目的是能够保证“一次设备”的运行达到设计的要求,确保南溪江路商务中心获得舒适的工作环境。4.3.2降低设备的使用能耗在当代建筑工程中,为了尽最大可能的去满足用户的需求,机电设备在建筑中占据着越来越重要的地位,而这些机电设备的能耗也是建筑运行所要支出的主要部分。据调查研究发现,仅仅中央空调的能耗就在建筑中占据其中的百分之四十以上,在楼宇内采取自动控制系统有助于节约能约能耗,节省运行资本。4.3.3方便物业的管理为了给南溪江路商务中心大楼提供一个较为舒适的工作环境,那么其中的机电设备必然数量较多,然而由于这些设备分布较为分散,那么就会使得这些设备的管理非常困难,采用自动控制系统有助于物业管理者能够采用远程控制的方法来减轻工作人员的劳动强度,实现物业管理的现代化。对于那些使用较为规律的设备,我们可以用电脑时间程序管理来进行控制。4.4设计原则4.4.1合理性合理的自动控制系统不但能够满足用户的需求,更是以系统的实用为主要目标来对南溪江路商务中心进行控制。4.4.2先进性采用最为先进的技术来进行设计,方便日后的使用过程中能够跟踪行业的发展。4.4.3开放性不但能够兼容其他的设备监控,并且用户能够自主的选择其他的系统来进行更新维护。4.4.4友好性有些系统较为复杂那么就需要专业的操作人员来进行操控管理,而该软件的友好性则是使用较为简单,方便工作人员操控管理。4.5系统原理此次设计运用的是新型的集散控制系统,将其中的控制功能进行分配,分配到每个控制回路,并体现在现场的仪表之中,进而提升系统的可靠性,从而达到分布式的控制。本系统分为以下三个层面,第一层是设备层,第二层是控制层,第三层是管理层。主要的监控对象大体分为以下几类,第一是PAU空调系统,第二是水泵设备,第三是电梯设备等。南溪江路商务中心大楼的BA系统的监控设置在一楼的监控中心之内,大楼中共设有30多台空调机组,当中有5台采取了变频机组。一般而言,变风量空调的原理是送风传感器或者回风传感器来进行冷水、热水调节阀的控制,于此同时可以依据需要来进行风管电加热的分级调节,然后设置高温保护开关,当开关动作时,就需要对电加热器进行关闭操作,当风机停止运转时,要对电动二通阀进行关闭操作。对组装式空调器进行控制时,由室内温度来进行控制调节,调节冷水、热水的电动二通调节阀。然后设置高温保护开关,开关的设置在电热器后面。当开关动作时,就需要对电加热器的电源进行关闭处理,当风机处于停止的状态时,要将电动二通阀进行关闭处理。需要注意的是,风机开,电加热器才能进行开启处理。随着过滤器的阻力发生改变时,可以通过控制变频器来维持风量,以达到保证换气的稳定,进而延长过滤器的使用期限。4.6供电电源系统电源是由及控制室的配电箱引接进来,容量为三相5kw。DDC数字控制器安装在各空调机房内部,电源就通过最近的配电箱进行引出,容量为单向0.5kw。4.7电气接地在一栋建筑物中,其供电配电的设计至关重要,影响整个建筑物的有效使用。在其中,接地系统在其中占据着非常重要的组成部分,因其能够对供电系统的安全运转有着最直接的影响。尤其是近些年来,随着科技的不断进步与发展,建筑内的自动控制系统在给我们带了了巨大的方便的同时也产生了一些问题。在南溪江路商务中心大楼的工程中,采用的是TN-S系统。在进行系统的设置时,要注意以下几点问题,第一是它的工作零线,第二是其专用的保护线,第三是它们相连接的位置,以达到保证智能化建筑的安全。 5结语 建筑内的自动控制系统在智能化建筑中扮演着极其重要的角色,它能够实现整个建筑的智能化服务。智能化建筑的设计施工需要许多单位进行协调配合,如施工单位、业主、设计单位等。通过在建筑内设置自动控制系统,有助于实现整个建筑的节能效果。在今后的建筑业的发展过程中,建筑内的自动控制系统的发展也将会越来越成熟。 作者:张亮 自动控制系统论文:自动控制系统对污水处理的应用 摘要:在我国经济发展的过程中,水资源占据着重要的地位,他的资源量将很大程度上影响着我国经济的发展速度。而随着近代工业的崛起,以水资源为代表的各类资源均受到很大程度上的污染,所以对污水的处理已经成为当前最突出的问题。本文就自动控制系统在污水处理中的应用进行全面的分析,提高自动控制系统的性能,使得污水处理能够最大效率的进行,为社会、经济的发展扫除障碍。 关键词:自动控制系统;污水处理;应用 引言 近年来,随着我国环保力度的逐步加大,对污水的处理上逐渐由点到面,实行全方位的覆盖。由于我国幅员辽阔,各类工厂分布较为分散的状况给我国的污水处理增加了难度。而污染的水资源如果处理不当而直接排放进江海湖泊,不仅给我国的生活用水带来影响,也会阻碍工业等相关产业的发展,所以对污水的处理已经成为一件急需解决的问题。电气自动控制系统的应用,将提高污水处理的效率,为我国的经济发展奠定一个良好的发展平台。 1自动控制系统的组成以及特点 1.1自动控制系统的组成 自动控制系统的组成较为复杂,一般由自动控制、数据采集以及信号处理等方面的内容组成。在进行污水处理时,只有这几个部分协调配合,各尽其能,才能使污水的处理的效果达到最好。自动控制部分主要负责系统的运行,使得系统在无人控制的情况下,也能够按照原有设定的系统进行运行,将人从繁重、危险的工作中解救出来;数据采集部分主要负责系统的监控,当系统属于运行状态时,数据采集部分能够对污水处理的状况进行检测,保证系统的正常化运行;信号处理部分是对采集的数据进行处理,当发现系统出现异常状况时,就会及时的对系统进行修复,确保污水处理的效率与质量。自动控制系统是一个整体化的设施,只有各部分之间相辅相成,才能实现污水处理的高效化。 1.2自动控制系统的优点 从另一种角度而言,自动控制系统可以分为软件和硬件两部分。这两部分虽然完全不同,但是却是缺一不可。为了实现电气自动控制系统的方便化操作,自动控制系统中往往嵌入了目前发展较为成熟的软件工程技术。操作员进行操作时,可以结合软件的优点通过功能图块进行编程,提高系统操作的便捷性。除此之外,对于一些较为复杂的工程项目,可以利用高级语言完成相关的数学算法,在简化项目复杂程度的同时,可以实现功能块的嵌套,优化系统的性能。硬件与软件不同,但是在一定程度上被软件限制选择的范围。通常情况下,一款软件的集成程度越高、功能越强,那么对硬件的配置要求就越苛刻,污水处理工厂的成本就会增加。所以在软件的制作过程中,我们要兼顾硬件的选择,只有这样才能在不影响污水处理效率的情况下,节省开支,实现经济效益的最大化。 2自动控制系统在污水处理中的应用现状 随着科技的发展,越来越多的设备处在日新月异的变革之中,设备的更新周期远远低于历史上的任何一个时期。电气自动控制系统就属于其中发展较快的一类,且从整个经济结构角度来看,电气自动控制系统对于人类来说具有巨大的应用价值。然而事实表明,实际应用的情况并没有达到理想的效果,其中存在着较多的缺陷和不足。下面我们就简述一下电气自动控制系统在污水处理中具体应用的现状。 2.1电气自动控制系统所采用的检测设备检测精度不理想 我国科技发展不平衡,某些技术发展还处于基础阶段,与总体科技水平不相吻合,所以在设备的配套使用时,往往某方面的落后拖垮了设备整体的性能。目前我国的电气自动控制系统中,检测设备相当不完善,滞后了整体设备的性能。在电气自动控制系统进行污水处理时,很多的检测表、仪表由于精度不足,使得系统无法对突然出现的问题及时处理,造成了不必要的损失,降低了污水处理的效率,压缩了经济效益的空间,从而很大程度上制约了企业的发展。而且,如果处理的污水没有达到设定的标准就进行排放,那么其中的污染物就会对环境以及相关生物造成极大的危害,给国家和人民造成不可估量地财产损失。 2.2污水的排放标准太低 一些厂家进行污水处理时为了扩大经济效益空间,往往简化或者省略水质的检查。近年来,由于我国环保部门的监控力加强,一些企业、工厂用ORP、DO、PH等进行对水质的控制,但是在电气自动控制系统进行操作时,如果检测系统检测到水质尚处于不合格状态时,系统接到反馈仅仅只是加长污水处理的时间,而并非再一次进行污水水质的检测,这样往往造成处理的污水达不到预期的效果就直接排放到环境中去。 2.3设备维护不到位 我国的污水处理工厂为了提高污水处理的效率,减少污水处理的成本,一些污水处理设备都是从国外直接购买。而这些设备往往都有维护要求,只有满足维护的标准之后,设备才能够更好的工作,使污水的处理效果实现最大化,但是目前国内工作人员对这些设备的了解较少,很难满足设备的维护需求,使得设备的维护工作名存实亡。而且这些设备的造价往往十分昂贵,维护的费用也是一笔巨大的开支,严重挤占了工厂的利润空间,使得部分污水处理厂做的不够到位。 2.4缺少相关的专业性人才 从相关部门的统计数据来看,我国污水处理行业员工的能力普遍偏低,往往都是通过简单的培训就直接上岗。在这种情况下,如果处理系统一旦出现问题,或者处理设备需要维护的时候,由于缺乏专业人才,就会导致污水的处理效果与理想的标准相差较大。 3自动控制系统在今后的改进措施与发展方向 3.1自动控制系统的改进措施 由于污水自动控制处理系统与我国的经济发展现状不能够很好的契合,严重阻碍了污水处理的效率与质量,通过对目前我国污水处理现状的分析,对相关地方采取一些必要的措施,以提高污水处理的质量与效率。3.1.1体改电气自动控制系统检测设备的检测精度在进行污水时,我们要保证经过处理的污水排放到环境中时不会产生大的危害。然而由于检测设备的精确度有着严重的缺陷,使得污水处理的结果产生一系列的问题。检测设备搜集数据时,因精度问题,往往使得未经达标的污水因检测不出而被误排到环境中,造成了无法挽回的损失。所以,当污水处理工厂引进新的处理设备时,一定要注重检测设备的精度问题,只有这样,才不会影响处理系统整体的性能。3.1.2提高污水排放标准在实际的生产生活中,污水处理标准的过于低化使得污水的处理现状与理想相差甚大。通过对污水处理标准的提高,减少污水不达标而被排放的概率,从整体上提高污水处理的效果。3.1.3对相关设备进行维护由于目前我国大多数的污水处理工厂都是从国外直接引进设备,在维护的问题上存在着多方面的问题。但是只有良好的机器设备,才能保证污水处理的效果。所以工厂应该加强对设备维护的重视程度,克服多方面的困难,将设备维护的工作落实到位,为污水的处理结果提高保障。3.1.4引进和培养专业人才目前我国的污水处理工作人员基本都是仅仅接受简单的培训就直接上岗,缺乏相关方面的知识,在实际操作中往往容易产生大的漏洞。尤其是在电气自动控制系统出现问题以及设备需要维护时,很难找到相关方面的专家进行指导。所以引进和培养专业人才就显得十分的重要,他不仅能够提高我国污水处理的水平,又能为污水的处理结果提供保证。 3.2自动控制系统的发展方向 目前,控制理论向着两个方向进行发展,一是在科技飞速发展的大环境下,注重某一种方法的研究,将先进、成熟的科技技术应用到方法的实践中,提高污水处理的效率与质量;二是将多种方法结合使用,相互之间取长补短,发挥他们所具有的优势,共同提高污水的处理效果。就目前而言,第二种的发展趋势明显高于第一种,且已经取得了良好的效果。 4结语 自动控制系统在污水处理中占据着重要的地位,不仅大大的降低了污水处理的成本,而且使得污水处理的效果得到了明显的改善,创造了良好的社会效益。笔者通过对目前我国污水的现状进行具体分析,提出一系列相关改进的措施,希望在改善污水处理、提高污水处理质量方面能所帮助。 作者:李家栋 单位:曲阜师范大学工学院 自动控制系统论文:谈污水处理厂的自动控制系统 【摘要】随着国家、企业、社会等对于环境问题的重视程度越来越高,污水处理厂的自动控制系统和污水处理工艺也得到了企业的高度重视,污水处理厂的自动控制系统包括了硬件和软件等部分,每一个部件的正常工作才能保证整个污水处理自动控制系统的正常工作,本文将讨论和分析污水处理厂的自动控制系统。 【关键词】污水处理;自动控制系统;污水处理工艺 在实际的污水处理过程中存在着一些难点问题,污水处理自动控制系统的应用可以解决一些传统污水处理工艺面临的难点问题,但是污水处理厂的自动控制系统自身也面临着一些需要解决的难点问题,这就需要人们不断研究污水处理自动控制系统,不断改造和升级现有的污水处理自动控制系统,使其更好的发挥作用。 1污水处理厂中污水处理工艺的一般流程 污水处理厂中污水处理工艺的一般流程主要包括污水处理工艺,污泥处理工艺和出水消毒工艺等流程,在污水处理厂中污水处理工艺的每个环节都有相关的规定和标准需要遵循。第一,在污水处理工艺中首先要对进水水质进行技能分析,在进行进水水质技能分析使应该根据相关的污水厂进水水质技术性能指标进行操作,如当污水中水质5BOD/CODCr比值为0.565时,较适合的处理工艺是生化处理工艺;当C/N的比值为3.71时,此时较为适合的污水处理工艺是生物脱氮工艺;当5BOD/TP的比值为43.33时,这时最为适合的污水处理工艺是生物除磷工艺,且不需要与其他工艺混合使用,这些只是污水水质进技能指标中较为有代表性的一些指标,可以采取对应的适宜处理工艺进行处理,当污水水质指标出现其他数据时,也应该根据相应的标准进行污水处理。污水处理工艺中对于不同的污染物质需要采用不同的方法和工艺进行处理,如为了去除污水中的SS就主要采取沉淀的方式;为了去除水质中超标的5BOD主要采取微生物吸附和代谢的方式以及泥水分离方式;为了去除污水中的COD,可以采取与去除5BOD类似的处理工艺和方式;为了高效率地去除污水中的N,可以采用的工艺是脱氮工艺;对于P的去除来说,主要是依靠生物除磷的方式。第二,污泥处理工艺流程主要包括污泥稳定工艺,污泥浓缩脱水工艺和污泥的最终处置。厌氧消化,好氧消化,加热干化,加碱稳定和热处理等工艺都是能够达到污泥稳定的工艺,但是其中厌氧消化是污水厂最常用的处理方式,因为加碱干化,加热干化和热处理等直接稳定污泥处理工艺的成本耗费较高;在进行污泥浓缩脱水环节时,机械浓缩和脱水方式能够使处理后污泥含水量低于百分之八十,因此目前污水处理厂通常情况下会采用机械浓缩脱水方式来进行污泥的浓缩脱水处理;污水厂在处理污水的过程中,污泥的出现是一种必然现象,污泥虽然是固体废弃物,其中既含有一些有用的物质如氮磷钾等元素,而且污泥中也含有病原菌,寄生虫和重金属等有害物质,在进行处理时必须结合当地环境考虑其对于生态环境的影响。第三,污水厂的出水需要经过消毒过程,目前对污水厂进行出水消毒主要采用氧化法、加氮法、紫外线消毒法等,臭氧可以彻底的杀菌而且对于环境的影响非常小,因此进行出水消毒时最常用的氧化剂是臭氧;由于液氮成本低而且消毒效果比较稳定,液氮是利用加氮法进行污水消毒最常用的方式;紫外线的有点是可以在短时间内达到消毒的目的,而且不会产生二次污染,因此,紫外线也成为污水厂进行出水消毒过程中使用的方法,主要注意的是这三种出水消毒的方式在应用时也有其弊端,污水厂必须权衡这些消毒方式的利弊,选择具体的出水消毒方式。 2污水处理厂中自动控制系统的硬件设计 2.1现代污水处理厂自动控制系统的简单介绍 现代的污水处理厂自动控制系统主要有两种类型:一种是可编程序控制器PLC,另一种是现场总线控制系统FCS。可编程序控制器PLC是一种利用可编程序存储器进行操作和控制的电子系统,由于电子技术的应用,使得可编程序控制器PLC具有很高的控制能力,而且这种自动控制系统的可靠性也非常高,,即便在较为恶劣的污水处理环境中,也可以正常的工作。现场总线控制系统FCS可以实时地检测污水厂处理现场的相关数据,而且FCS采用智能技术和通信网络技术,能够使污水处理的现场形成一个智能的通信网络,可以提高污水处理过程的操作性和现场设备互联性。在实际的应用中,可编程序控制器PLC与交换机、工控机的结合使用是污水厂污水处理中实用性很强的污水处理厂自动控制系统,因此在下面的介绍中,会更侧重于对可编程序控制器PLC的介绍。 2.2现代污水处理厂自动控制系统的构成 在编程序控制器PLC、交换机、工控机结合使用的现代污水处理厂自动控制系统中,系统结构主要分为控制层和信息管理层。对于现代污水处理厂自动控制系统的控制层,主要采用PLC自动控制方式、就地手动控制方式和中控室集中控制方式等进行控制,通过对控制层的有效控制,不仅能够实现各个编程序控制器PLC之间的数据交换和协调,而且可以实现编程序控制器PLC中个智能化控制设备间的数据交换和数据协调,以及一些程序的编译和维护工作,如果远程设备中出现了错误也可以通过对控制层的控制查询错误。现代污水处理厂自动控制系统的信息管理层主要依靠通信网络进行信息的管理和传输等,信息管理层所采用的通信网络是标准以太网,这种网络可以有效快速地处理信息和管理信息。为了保证现代污水处理厂自动控制系统的正常运转,自动控制监控系统也是必不可少的一部分。 3污水处理厂中自动控制系统的软件设计 准确确定污水处理厂中自动控制系统的自动控制方式,设计下位机PLC程序,精确计算关键控制环节的相关数据,设计上位机人机界面等四方面的工作是确保污水处理厂中自动控制系统正常高校工作所必须做好的工作。自动控制方式在上文中已经做过简单的介绍,其中现场手动控制方式是污水厂应该优先考虑的一种控制方式,这种控制方式主要能够解决现场调试和检修等问题;PLC自动控制方式需要利用相关软件进行设计,主要完成对隔栅间,沉砂池A/O池,脱水车间,进水泵房和二沉池消毒池等区域的控制;中控集中室控制方式是一种远程的控制方式,操作人员需具备相当的分析能力和专业能力,因为采用这种方式时,虽然操作人员所做的操作主要是开或关,暂停或启动,但是进行这些操作之前需要对中控系统操作站或操作面板的监控画面和数据进行合理地分析。除此之外PLC的程序设计以及模糊自整定PID参数算法的确定及计算也是非常重要的软件设计步骤。 4结语 通过分析污水处理厂的自动控制系统,可以发现污水处理自动控制系统的结构复杂,而且对于电子技术和智能技术等的要求非常高,因此想要成功地实现污水处理自动控制需要大量的工作和学习,也需要研发人员的不断努力和创新,才能够使污水处理厂的自动控制系统更高校更成功地发挥作用。 作者:周亚楠 单位:河北省晋州市城市污水处理厂 自动控制系统论文:自动控制系统在污水处理的应用 自从我国工业化进程加快以来,污水的排放及其处理已经成为越来越受国家关注的一个重点。水资源的利用直接关系到人类生存,关系到人类可持续发展。早期工业废水、城市生活废水全部直接排放进自然中,直接利用自然的自我净化调节功能来分解废水。但是随着我国工业化程度的不断加深,仅仅通过自然自净能力已经很难将庞大的废水量处理完,这时建设城市污水处理厂的必要性就突显出来。早期的城市污水处理厂一般都是由工作人员到现场进行勘察以及调研,但是污水处理厂的构成复杂、建筑物繁多,在测量多种项目指标时,常常给现场勘测调研带来极大困难。随着科技革命带来各种新技术,污水处理厂渐渐开始引用自动控制技术,这项技术得到广泛应用是因为自动控制技术操作起来非常方便,可以进行实时监测,并且非常节省人力。在20世纪70年代的美国,部分污水处理厂可以实现对加药过程进行计算机控制,如污水处理厂通过计算机对加钒过程进行掌控,很好地降低了钒的使用量,与之同时发生的是管理效率的显著提高和水质的大为改善。除此之外,像德国、日本等国家的一些污水处理厂也较早实现了用计算机来控制污水处理过程。污水处理系统发展到现在已经取得很大进步,其自动化程度跟以前相比也更高。 1污水处理系统中自动化技术的应用现状 所谓自动控制系统就是把控制设备、执行器件、检测元件和主计算机之间利用通信网络连接起来,这样主计算机可以对它们进行集中控制,进而达到集中监控、集中调度、集中分析和集中数据处理的目的。经过对国外引进技术和设备的消化和吸收,我国的污水控制系统也有所进展。工业Ethernet配合着FCS,再与PLC控制站结合起来,这种自动控制系统是我国最新一代的控制系统。现在自动控制系统在污水处理中的应用有了新的进展,如FCS、PLC、DCS等。其中FCS是现场总线控制系统(FieldbusControlSystem),近年来它发展迅速,可以算得上是最新型的自动控制技术,它旨在用网络传输代替比较传统的硬件传输,这是FCS通过现场控制网络将众多控制器、传感器和执行器连接起来实现的。PLC是可编程控制系统(ProgrammableLogicControlSystem),它使用计算机技术以实现开关量的逻辑控制,其最大的优势就是具有超高的可靠性和抗干扰能力,这种优势使它在污水处理中占有很重要的地位。DCS是集散控制系统(DistributedControlSystem),它是一种新型的4C控制技术,实现了连续物理量的监视与调节,与PCL相结合的DCS控制系统在污水处理厂中的应用可以说已经相当成熟了。 2自动控制系统在污水处理过程中的特点以及主要表现 2.1自动控制系统的主要特征 相比于其他的自动控制系统,在污水处理中应用到的自动化控制系统比较繁琐复杂。因为其中涉及到的物理量非常多,而且其中不仅有模拟量,还有数字量。与此同时,控制方式也有开环控制和闭环控制、顺序控制和时间控制等多种控制方式。而要使处理后的水质达标,就要使处理过程中的各项参数都要合格。这就需要对处理设备的运行状态、进排泥量和排水量等进行综合控制,这无疑会加大自动控制系统的复杂性。现在的自动控制系统已经具有良好的开放性、适应性和经济性等,这和自动控制系统有简单的逻辑控制阶段发展成为分散控制阶段是密切相关的。 2.2自动控制系统在污水处理过程中的主要表现 2.2.1过程控制。自动控制系统对污水处理整个过程中的工艺参数以及流程进行实时监控和采集分析数据,然后根据分析结果对现场的设备的运行进行控制,这就是我们所说的自动控制系统的过程控制。其中可以实现运行数据的采集和存储、调度和管理。整个运行过程的系统是中央控制系统,中央控制系统可以对整个工艺的运行和停止以及一些紧急事件进行直接控制。2.2.2在线监视功能。在线监视功能使动态的工艺流程图显示在中央控制室的计算机屏幕上,同时可以显示在子站界面上的是现场设备的运行状态和一些非常重要的工艺参数的变化情况。必要的情况下,我们可以利用鼠标和键盘对系统的运行状态进行干预。2.2.3故障诊断及报警处理。当设备在运行过程中产生一些可以或者不可以避免的故障的情况时,故障诊断功能可以将其监测出来,并随后进行查找和报警。此外,故障诊断系统还可以分析和调整一些简单的事故,从而使系统运行更加稳定。报警时系统可以显示报警的画面,这样可以让操作人员在对故障进行处理时得到提示。 3自动控制系统在应用时存在的问题及今后的改进方向 3.1自动控制系统在应用时存在的问题 虽然上述过程中我们的确展示了自动控制系统的众多优势,但是自动控制系统的发展毕竟还是不够完善,从各个污水处理厂的调研中我们总结了自动控制系统现今存在的一些问题:3.1.1自动控制系统的在线稳定性不够。随着PLC、DCS以及FCS技术的发展,自动控制系统的稳定性已经得到了一定的提高。但是由于污水处理实在是一个很复杂的过程,系统中的设备在运行过程中会涉及很多参数,而且每个参数还在不断的变化中,这就给自动控制系统对整个污水处理过程进行有力的监督控制造成了障碍。所以,一般污水处理厂除了自动控制系统外,还需要现场的工作人员来操控运行过程,并对有些分析结果进行调整,以期保持整个处理系统的稳定性。3.1.2已建的污水厂存在仪器、工作人员方面的限制性因素。目前大部分已建的污水处理厂的自控技术水平落后,污水处理效能与自控关系不明确,与之配套的自控设备和仪器匮乏,同时现今的排放标准也普遍提高,再加上污水处理过程中与自动控制设备相关的自动化方面的知识比较复杂,引进的大部分设备都是外文说明书,厂区的工作人员缺乏必要的自动控制方面的知识,这些劣势只靠对厂内工作人员的培训是无法轻易转化的。3.1.3目前我国众多的污水处理厂虽然监视良好、但是控制能力却明显不足。对于监视过程中得到的数据,工作人员并不能很好地进行分析和利用,这样就使自动控制系统失去了一开始我们想要它能提供给的便捷。并且自动控制系统在污水处理厂的运行过程中带来的由于节能降耗引起的直接经济效益并没有被充分认识到,这从另一个方面阻碍了风险投资者在投资污水处理厂时对自动控制系统的投资欲望。与此同时,自动控制系统引入污水处理厂后可以保障污水的排放达到标准,提高环境效益和社会效益,在这点上污水处理厂监管部门的认识也不到位,他们缺少与风险投资者的协调,以上种种都是限制自动控制系统在污水处理厂推广的重要原因。3.1.4自动控制系统本身还有待完善。例如与自控技术相关的软件、仪器行业并不规范,先进的自动控制技术大都从国外引进等。更详细一点举例,像污水处理过程中使用的探头很多,它们用于数据的采集,且都是被淹没在污水中的。但是如我们所知污水中的成分相当杂乱,这些探头很容易被缠结进而影响采集数据的准确性,更有甚者会损害探头。 3.2自动控制系统今后的改进方向 一是在自动化控制系统的稳定性还没有得到确保时,污水处理系统中应该配备必要的工作人员,以弥补自动控制系统稳定性不够带来的分析结果的误差。二是接下来一段时间内应该在污水处理厂中配备相应自动控制方面的专业人员,这样既可以对其他厂区的工作人员有一定的培训和指导,也可以避免因工作人员专业素养不够引起的操作失误甚至事故。这对厂区的正常运行有很大的影响。三是依然要不断开发智能控制在污水领域的应用深度,如模糊控制、神经网络控制、专家控制等技术,这些技术仍然需要理论上的进一步发展。通过数学建模和仿真,结合污水处理新技术的市场需求,将这些智能控制方法相结合,争取提出更加行之有效的新控制策略。四是争取将污水处理厂的自动控制系统与高速数字技术和网络技术结合,通过遥感遥测遥控技术实现污水处理厂的自动控制,以解放所有的现场操作人员。 4结语 如上所述,自动控制系统在传统的污水处理领域已经取得了众多成果,可以极大地提高污水处理的效率,提高出水质量,大大减少了有害物质的排放,其产生的经济效益和环境效益是值得肯定的。但是,我国的污水处理中自动化技术的应用起步是比较晚的,所以在这方面我们不可避免地落后于西方发达国家,这集中体现在我们的控制系统大都从国外引进,缺少自主研发的系统,同时相应的污水处理设备、测量监测仪器的质量一直得不到提高。显然国家应该加大对这方面的投入,以缩小与世界先进水平的差距。我们有理由相信,随着我国科学技术的不断发展,污水处理系统会有更好的完善,而自动控制系统也会在污水处理领域发挥其应该有的作用。 作者:杨博英 单位:株洲市城市排水有限公司 自动控制系统论文:电气设备自动控制系统运用分析 1将PLC控制系统设计到电气设备自动化控制系统中 (1)设计科学合理的流程。明确电气自动控制的任务,并加以评估,将PLC控制范围确定下来。最后技术人员根据PLC的功能和性价比来确定程序控制器的主机。在此基础上确定各模块及相应的各单元,如显示设定单元、模拟量单元及位置控制单元等。(2)确定输入/输出地址。PLC接线端上的I/O信号的地址是PLC控制系统设计的基础。只有确定了输入/输出地址,才能进行下一步的软件编程工作;I/O地址的确定是控制柜及PLC外围接线绘制装配图、电气接线图、安装人员装配的基础。以表格的形式列出I/O的名称、代码和地址是很有必要的。(3)设计控制系统。控制系统分为硬件部分和软件部分。PLC控制程序的编写是系统设计中软件部分的组成。除了程序编写之外的控制系统设计基本都是属于硬件设计,如电气线路的设计、PLC控制器的设计、抗干扰的设计及PLC控制器外围线路的设计等。1)设计系统的硬件。硬件设计的主要包括确定电气控制元件;设计抗干扰措施;设计电气控制系统。2)设计系统的软件。主、子程序及中断程序是软件设计的三大主要部分。设计PLC控制程序时编程是主要的方法但更重要的依靠设计者自身累积并总结经验。应用较多的编程方法有流程图法、状态表法、逻辑代数法及功能图法等。设计程序常见步骤为:①查找输出对象,确定出其启动及关断条件;②输出对象的启动条件及关断条件有制约条件的,要找出来;③大多情况下,输出对象以FK=(X开+K)•X关关公式加以编程,有制约条件的,以FK=(X开•X关约+K)•(X关+X关约)公式加以编程;④代入相应数据入公式中,结合PLC编程的要求,建立梯形图;⑤全面检查并修改程序。梯形图编程设计系统程序与语句表编程相比,更直观,更加一目了然,但具有需要修改时比较麻烦工程量大的缺点。一般对于比较清晰的并发、单及选择顺序的控制任务,应用功能图进行设计程序较有优势。(4)调试系统。系统硬件的模拟调试工作必须在主电路断开的环境下实行,并且只能够调试手动控制部分的功能正确与否;只有模拟出各种开关信号输入的情况才能够对系统软件部分进行调试,通过综合应用电位器、万用表及开关模拟多种现场信号,观察此时PLC输出的逻辑关系是否与控制要求相符;与此同时,也可应用电脑直接模拟加以调试。通过反复修改与调试来确定程序的完全正确。(5)系统联机调试,下载已经编制并且调试好的程序到现场PLC控制系统中实行运用。首先断开主电气然后才开始调试,只能对控制电路实行联调。联调过程中,发现问题,要反复全面检查系统接线与软件设计里程序的编写与调试,只有系统控制功能正常,并满足控制要求才能交付使用。整个体系完成后,系统完成后,必须整理相关技术资料以存档,为以后系统的维护、检修及改进等提供依据。 2电气设备自动控制中PLC控制系统的操作过程 (1)选择合适的电源。选择电源时,最基本的要求时其额定输出电流各模块消耗的电流总和。(2)相匹配功能模块的选择。选择的基础是要选择可靠性高的机型,并且在系统运行的过程具有很好的稳定性。(3)设计控制元器件。设计辅助程序、故障应用措施,分配存储空间、编制功能子程序是设计系统控制元器件的主要内容。(4)正确的输入/输出模块的选择。1、输入/输出模块点数的确定;2、运用离散系统来实现输入与输出的模拟;3、编入具有特殊功能的输入与输出。(5)控制系统连接与安装的实现。PLC控制系统多个部件在配线板上的实现,按照相应的系统接线图对其进行安装工作。(6)调试实现PLC的运行。1、调试PLC控制系统硬件与软件,以保证试运行的稳定性;2、试运行过程中,设计人员必须注重PLC控制系统各个部分运行情况详细观察运行的细节,对出现的各种情况必须立即做出停机处理,找出出现问题的原因与源头,并及时的选择正确、有效的方式处理掉出现的情况;3、确定PLC控制系统试运行准确无误后,要整理好技术文件,并且交付使用。 3PLC控制系统应用领域 (1)PLC控制系统在数控系统中的应用。传统的控制系统具有多种控制方法,随着PLC控制系统的出现,在业内引起了非常广泛的关注。在数控系统中实现了PLC控制系统的应用,大大促进其控制定位变的精确与方便。(2)PLC控制在交通控制系统中的使用。交通控制系统中PLC控制系统的应用关键体现在控制交通系统总线方面。采用PLC控制系统使得交通系统工作效率得到极大程度改善,在一定程度上进一步完善和高效化了监控。(3)中央空调系统中的PLC控制系统运用。当下,控制中内空调系统的方法有如下三种模式:(1)继电器的传统控制模式。(2)数字化的直接控制模式。(3)控制器可编辑的控制模式。在此三种控制模式中,继电器的传统控制模式与直接数字控制模式由于其自身缺点原因,在实际中其应用广泛度逐渐减少。而PLC控制系统因抗干扰性能高、较稳定、便于维护等优势,在中央空调系统中的应用越发广泛。 4结语 电气设备中应用PLC控制系统后,使得传统复杂电器逻辑得到简化,在具备简单易操作特点同时,又大大降低了故障率,还提高了运行过程中稳定性。极大促进了电气PLC控制系统的运用。 作者:魏潇韩 单位:西安有色冶金设计研究院 自动控制系统论文:电气自动控制系统功能及发展探讨 1电气自动控制系统阐述 1.1电气自动控制系统概念 电气自动控制系统是指自动控制系统在无人为直接参与操作下,利用控制设备、检测仪器对电气设备或设施的运行进行控制的一种自动控制技术。电气自动控制系统的运行包括自身起到控制作用的控制器,如检测仪器和自动设备;被其控制的电气设备,称为控制对象。在整个自动控制系统中,需要各种参照数据进行控制指令的输入和输出,其参照数据称为被控参数,而输入或输出的过程则表示自动控制器与被控制对象的变化。 1.2电气自动控制系统的性能要求 电气自动控制系统根据其实用性及运作性质必须具有抗干扰的性能和跟随输入性能,由于电气自动控制系统应用到电气运行中,电气设备很多,自动控制在运行时有可能会受到其他因素的干扰,对控制系统的参数或数据等造成一定的偏差,为了提高控制系统的运转正常,提供可靠的数据依据,所以自动控制系统中必定要具有抗干扰的性能。同时,电气自动控制系统数据的输出一定是随着输入参数而改变的,有时候也会出现例外,由于输入数据不是按照时间输入的,则参量输入时也可不按时间输入,但总体来说还是根据输入方式的原则进行输入的。 1.3电气自动控制系统的分类 电气自动控制系统的分类方式很多,可根据其任务定型、数学模型、信号形式、系统规模、智能化情况等进行不同的分类。例如,按照数学模型可将自动控制系统分为线性或非线性两类控制系统,或者是时变或非时变量类;按照任务的分配方式可分为随动控制、调节控制和程序控制三类系统分型;按照信号形式分型可分为离散或连续两种控制系统分型。而电气自动控制系统整体上可分为开环、闭环及复合式三种控制系统类型。 2电气自动控制系统的功能 电气事业自动化生产水平在随着市场经济的不断发展而进步,推动自动化生产的主要机制是自动化控制系统,它是促进电气设施生产、运转的操作系统,不仅可替代人力不可操作的部分,而且可大大提升电气设施工作的效率,因而电气自动化控制系统具备很多功能。 2.1自动控制功能 电气设备运行过程中,自动控制系统必须安装,因为它具备自动切断电路的功能,可以在设备运行线路发生故障或设备发生故障时,自动将电路切断跳闸,对设备起到一种保护作用,从而对整体的运行也起到保护和控制作用。 2.2保护功能 电气系统的正常运行是各种设备、设施共同运行的体现,但在各类设备运行中有很多未知的故障发生,如电流或电压过大或过低均会影响线路的正常导电,引起设备发生问题;或者用电功率过大也会影响线路和设备的正常运行,而一系列问题的发现及制止,均需要一个能够起到保护作用、自动处理的系统来显示,因而自动控制系统是不可缺少的一种传达故障信号,对线路、设备起到保护作用的设施。 2.3监控功能 自动控制系统中均配有监控功能,因为设备控制的传感均需用电,电是利用传感器介质进行信号传输的,人用直观观察是看不见的,所以在判断对设备的控制、及设备是否有电,均需要传感介质进行输送,因而其具备这样一个监控系统,进行数据、信号等的传送。有了这样一个监控功能,在设备发生故障时,它会自行经过传导报警,提醒工作人员设备发生了问题。监控的方式分为三种:一种是集中监控,它的优点是可以集中管理、维护,比较方便,缺点是处理器的工作量比较大,由于内储会造成其运行速度的减慢,而且连接线路也比较多且繁杂,导致线路的查找比较困难;一种是远程监控,远程可以减少材料的利用,降低安装费用,但由于其通讯速率比较慢,所以适合小的设备系统应用;一种是现场总线监控,它具有省料、省钱的优点,而且可以减少电缆的利用率,连接通信线便可使用,不仅整体上节省了费用,而且还便于维护。 2.4测量功能 工作人员是通过眼睛看、耳朵听,根据设备数据的显示来判断其是否正常工作的,工作人员是利用外界测试工具对设备工作状态进行检测的,但自动控制系统自身具备对电气设备的电流、电压和功率进行检测的功能,它可以详细地检测其数据,从而提高了对电气设备的控制效率,为工作人员的管理和工作也带来了便捷。 2.5智能化功能 自动化控制系统具备智能化的功能,智能化功能是随着科技的发展、电子计算机及网络的发展不断研发的新技术,它利用电子计算机控制便可对设备的生产进行操作,并具有高效性和安全性,可以节省人力的工作。 3电气自动化控制系统的发展趋势 社会在不断进步,人类思想也在随之不断进步,越来越多的电子软件技术被广泛应用并得到了高度重视,随着科学技术的不断发展,电气自动控制系统也将会向集成系统的方向发展,从而改变传统单一的设备运行时代。随着电子商务不断发展和广泛利用,将电气自动化系统结合IT共融应用的联合方式,会随市场经济的不断发展而被广泛应用,它是将IT技术与多媒体技术与电气自动化系统融合的一种形式,可以通过内存系统的应用,利用显示器的浏览来从事各种生产的需求,不仅节省人力、物力、劳资,而且还提高了效率,所以说将电气自动化系统与IT结合应用是将来一大发展趋势。同时,随着电子计算机技术与互联网技术的快速发展,不仅提高了软件、通讯、组态环境的功能和利用效率,而且也提高了各项电子技术间的配合使用度,因而将计算机与互联网应用到电气自动化系统中是必然的发展趋势。 4结语 通过本文对电气自动控制系统功能与发展趋势的探讨和分析,电气自动控制系统就是一种在无人力直接参与工作的状态下,自行对电气设备进行控制和检测的技术系统,不仅可以提高电气设备运行的工作效率,对电气设备起到安全、保护和监控作用,而且可以减少工作人员的工作量,对电气事业的经济费用也起到一定的降低作用。同时随着科学技术的不断发展,将电气自动控制系统与IT、计算机和网络融合应用则是必然发展的一个趋势。 作者:李艳红 单位:国网吉林省电力有限公司延边供电公司调控中心 自动控制系统论文:DCS锅炉系统自动控制系统探析 1DCS系统的基本构成 DCS系统在很长时间就已经得到了相关方面的普及工作,而且其在实际中的应用效果也是非常好的,可以说在各个领域的自动化控制技术领域都有其不可取代的地位。DCS系统就是集散的控制系统,系统的核心思想是通过分散控制,进而进行集中操作的指导方针。DCS系统主要是由上位系统还有下位系统构成,上位系统应用的是工业控制计算机,现场的数据,存储,还有报警处理,打印以及控制参数的设定等,都是运用组态软件来完成实时的显示工作。在实际的作业工作中,通过借助于工业控制计算机,然后对上位系统进行全方式的控制,这方面的内容主要包括应用WinCC组态软件,实现对现场数据进行的实时的显示,处理,还有对各种参数进行的设定,以及对所有数据进行存储的工作,对一些可能出现问题的数据,实现自动报警,还有最终数据的输出功能等。而下位系统是由PLC构成的,同时还要连接现场的一些设备。在上下位系统之间,通过应用Ethernet来实现通讯,其根本目的就是要满足对数据的实时监控。就目前而言,基础的自动化控制系统组件主要有S7-300系列的PLC硬件,而系统平台的主要界面是Windows2010,其监控软件是WINCCV6.0,相应的编程软件是STEP7V5.3。 2针对于DCS系统的锅炉系统自动化控制系统的整体方案 2.1控制任务的运行方法。 (1)自动调节.通过对锅炉运行参数进行自动的调整,这样来适应外界的负荷,还有工质参数的要求,同时还能让锅炉保持在比较经济的工作状况下运行。(2)程序控制。在程序控制方面而言,比如引风机,鼓风机,还有炉排的启动顺序等,它们控制开关的启、停以及运行等动作,通过先进的技术进行自动化的控制。(3)保护联锁。如果是从保护联锁方面而言,比如锅炉在运行的过程中,这个系统配置对水位是否正常,以及压力是否正常等情况能够进行报警的系统功能,同时还包括那么针对保护作用的,对压力以及水位异常情况下的连锁保护功能。建立电气联锁保护系统,可以有效的预防和杜绝在设备关闭过程中的操作性失误。 2.2控制系统本身的功能 (1)控制燃烧系统.燃烧系统的控制的目的就是确保蒸汽管内的压力稳定,与此同时还要保证有足够的燃烧效率。所以为了平衡这二者的关系,操作人员在调节锅炉负荷以及燃料的时候,就需要及时的对送风,还有引风量进行有效的调节和改变。如果负荷增减的度量比较大,还可以选取调节措施为停开数层或某一层。(2)锅炉送风自动控制系统。锅炉送风的主要目的是让投入的燃料,在炉膛燃烧的时候,能够自动的投入合适的风量,进而保证锅炉的原料的有效燃烧,从而来提高锅炉的工作效率。这里需要涉及到控制参数,而对送风的控制参数而言,主要是送风参数,还有煤气的压力参数,这两个参数可以让锅炉的热效率得到保证,通过借助不断的对送风机挡板开度的大小进行调整,进而来实现送风压力的自动调节的目的。如果有两台送风机同时的在运行,就应该并列其中的一个,而对另一个的送风机的挡板进行调节。(3)对炉膛内负压力的调节。平衡量和引风量的目标,是当锅炉的运行处于稳定的状态时,要保持它的为微负压,做到这一点,系统就可以有效的并且安全的运行。炉膛中的负压自动控制机制,是通过调节引风机入口的风门开度来实现的,这个过程中,一定要保持炉膛内的负压在-20到10Pa的微负压状态之间,进而就可以保证锅炉安全的燃烧。(4)对蒸汽温度的调节.在蒸汽温度的调节方面,现在基本上都是选用自制的冷凝水喷减温装置。它的工作原理是按照蒸汽的出口处,对温度测量的结果来判断的,通过自动打开调节阀,然后对温度进行有效的调整,以此来保证温度处于正常合理的范围之内,也就是在430到450℃之间。这些就是DCS系统的锅炉系统自动化控制系统的整体方案,这个方案的有效落实,在实际的生产中,不仅能够给相关的操作人员以很大的方便性,而且还能有效的保障各个行业的生产加工工作,尤其是在对燃烧的锅炉的保护方面,只要按部就班的执行每一项的工作内容,而不是偷工减料的落实工作,锅炉在工作方面是不会出现比较严重的事故的,所以相关的领导和技术人员对一线的操作人员,一定要做好相关的培训工作,进而保证DCS控制系统在实际的生产中发挥其最大的作用,给企业创造出更大的价值。 3针对于DCS控制系统的控制联锁保护技术 3.1锅炉的保护设计和技术应用 为了安全的监控炉膛,更好的保证稳定的锅炉燃烧情况,所以就需要控制好DCS的软硬件。在运行的时候,被输送到燃烧炉跟前的高炉煤气,还有焦炉煤气分别从锅炉的燃烧器,送入到炉膛内部而进行燃烧过程,煤气燃烧所需要的空气是由鼓风机提供给,而鼓风机在工作的过程中,先要把冷空气送到空气的预热器内,然后通过加热后,再让热风道把热空气送进炉膛内。如果煤气的压力过低,或者鼓风的引风因为其他的故障而停止了工作,锅炉的内部就会发生回火而造成爆炸的事故,对锅炉中的所有气动阀来说,在切断层面上都必须要进行连锁控制,这样才能保证在出现异常的时候,所有的安全气阀都可以被自动的连锁系统给切断,也就是说,点火煤气压力控制点火小的气动阀,而喷气自动阀,还有高炉煤气压力控制高炉的大喷气动阀,在它们之间实现连锁和切断,这对于所有的气动阀来讲,如果让引风机以及鼓风机进行全部的控制,那么一旦出现鼓风,引风机停止作业的情况,就会造成所有的气动阀都会被快速的连锁切断。 3.2水位连锁保护技术的应用 针对于DCS控制系统方面,其在处理水位变化方面能够实现非常好的自动化控制。这个系统内设置了因压力的大小而导致水位偏高或偏低的声光报警装置,还有因水位偏低而停炉热工连锁保护保护功能。尤其是气泡水位的控制设计方案,其可以根据给水的流量,还有气泡液位和蒸汽的流量对给水阀进行合理化的调节,进而保护了锅炉水位的稳定性。 这种DCS系统的锅炉系统自动化控制系统,不仅能够达到上面的效果,而且还能很好地实现节能,环保以及降耗,并且最终能够达到良好的经济效益以及社会效益目的,以上通过对自动化控制系统设计经验的分析,尤其是在DCS系统反面下的锅炉系统自动化控制系统应用的阐述,希望能给业界人士提供一些借鉴。 作者:王玮琳 单位:西安磐石电力科技有限公司 自动控制系统论文:电缆屏蔽层自动控制系统分析 1概述 化工行业的自动化程度的提高对于各类控制系统的安全可靠程度提出了较高的要求。系统中各温度测量数据、压力测量数据、流量测量数据、转速测量数据、震动测量数据、阀门控制数据通常采用模拟量4~20mA电流信号进行传输。由于在控制现场设备频繁的启动、停止再加上现场动力线路与控制线路密布在一起,导致传输模拟量等信号的控制线路存在严重的电场和磁场干扰;化工工业系统中往往又分部几百乃至几千个输入输出通道,控制线路之间的相互耦合也会形成电磁干扰。在存在干扰环境中的控制电缆的屏蔽层若不能合理的进行处理,就会对整个控制系统的稳定性造成严重影响使其不能正常工作。自动控制系统经常出由于控制电缆受到的电磁干扰信号没有得到有效的释放进而影响到系统中的模拟量、数字量等信号,而由其中的跳车信号引的系统跳车现象。因此我们需对电缆屏蔽层在控制系统中所起到的作用引起高度重视,下面关于控制电缆屏蔽层的两种接地方式及如何才能做到最有效的防干扰来进行论述。 2控制电缆屏蔽两种接地方式和优缺点 2.1控制电缆屏蔽两种接地方式 (1)控制电缆屏蔽层的一端接地即是电缆屏蔽层的一端直接接地,电缆的另一端不做接地或者进行保护接地。电缆屏蔽层单端接地情况下,没有接地的一端金属屏蔽层与大地之间会产生感应电压,电缆中感应电压的大小与电缆的长度成正比,但不会产生电势环流通过电缆的屏蔽层。电缆屏蔽层一端接地的目的就是利用抑制电势电位差达到消除电磁干扰的效果。(2)控制电缆屏蔽层的两端接地就是将屏蔽电缆的两端的金属屏蔽层均与接地装置连接,电缆屏蔽层两端接地的情况下,这样就不会产生感应电压存在屏蔽层中,但是受到干扰磁通的影响时会在屏蔽层中产生环流,若果两端接地点的电势不相等,就会在屏蔽层中形成较大的电势环流,产生的环流就会对通讯信号产生抵消和衰减的影响。电缆屏蔽层两端都接地,电磁感应就会在屏蔽层上产生感应纵向电流,该电流会产生一个和主干扰方向相反的二次场,这样就会抵消主干绕场的影响,就会显著降低磁场耦合所产生的感应电压,查阅资料中的实验证明这种情况下可将感应产生的电压降到不接地时感应电压的10%以下。 2.2控制电缆单端接地与两端接地的优缺点 (1)控制电缆屏蔽层一端接地,一是:可有效阻止控制电缆的线芯与外界环境形成电容,这样控制电缆的线芯就不会因环境中的电场变化而产生充放电的现象,这样就可以防止静电干扰的影响。二是:屏蔽层采用一端接地,避免由电缆屏蔽层两端产生的电位差使屏蔽层内形成接地环流,造成设备误动或损坏的现象。控制电缆屏蔽层单端接地也存在问题,单端接地方式适合长度较短的线路和电磁感应的干扰不大的场合。静电感应电压有时会影响电路信号的稳定,还比较容易形成天线效应。(2)控制电缆屏蔽层两端接地的的优点,一是:当控制电缆由磁通包围时,将会感应出屏蔽电流在控制电缆屏蔽层中,这样屏蔽电流就会产生磁通可以抵消由磁通对电缆线芯的影响。若是屏蔽效果理想,在两种磁通共同作用下,就会使被屏蔽层完全包围的控制电缆线芯中的磁通为零,屏蔽层产生力一个理想的法拉第笼。二是:电缆屏蔽层的两端接地,可以降低由于大地电位升高产生暂态感应电压。当雷电通过避雷器引入到地网,使接地系统中的冲击电流增大时,就会在系统中产生暂态的电位波动,与此同时接地网的视在接地电阻也将升高。当电缆在上述电位升的区域敷设时,电缆就会因为电位的波动而受到干扰。控制电缆的屏蔽层两端接地也存在一定的问题,一是:当接地系统中出现短路电流或者雷击电流时,因电缆屏蔽层两端的电位不同,就会在屏蔽层内流过电流,会产生额外的冲击和干扰电压;二是:当电缆屏蔽层内流过电流时,就会对每个线芯将产生干扰信号,若果电缆芯在强电回路上时这样就因电缆屏蔽层中的电流产生的干扰信号影响就不大。 3自动控制系统中电缆屏蔽接地注意事项 (1)在现场施工时要尽量采用远离技术:通讯信号的控制线路要远离强信号的线路敷设,尤其是要远离动力电缆线路;敷设电缆式避免平行进行敷设,在施工现场可以采用敷设不同桥架的方式来隔离不同的电缆。这样来减少控制线缆之间的串扰。(2)抑制磁场耦合所引起的干扰,尽可能的屏蔽干扰源:对于像变频器这样的强干扰源设备要和控制电缆之间采取有效的屏蔽措施,可以把产生强电磁干扰的设备和控制系统的信号传输通道设计在不同的箱体。变频器的动力变频电缆建议选用带屏蔽层的电缆,采用单端接地的连接方式。(3)通讯信号的输入输出大多项目现场均选用带双绞屏蔽的电缆。这样设计的优点是感性耦合引起的干扰可以通过双绞屏蔽线的信号线与其返回线绞合来减少。双绞线的阻抗是一样的,这样线芯本身产生的磁场干扰或环境中磁场干扰都可以较好的抵消。同时,采用这种平衡式传输方式也具有很强的抗共模干扰的能力。 4结语 在控制系统中对信号精度要求较高,干扰比较严重的情况下,抑制信号传输过程中收到的干扰采取的方式要从多方面进行考虑。首先,必须正确的选择信号线路来抑制串模干扰的影响。现场传输的通讯信号精度要求较高的电缆要选择屏蔽双绞线或同轴电缆。选择了合适的通讯线缆滞后后,还必须正确地进行敷设:敷设的线路要尽可能的远离干扰源;传输模拟信号和数字信号的线路不能共用同一股芯线;传输信号的电缆与供电电缆必须分开敷设,尽量避免平行敷设。若是现场条件有限,信号电缆和电源电缆敷设在一起时,要采用设置与大地连接的隔板或者在电源电缆上安装屏蔽罩等措施。其次,在安装电缆时,传输信号的屏蔽层的接地方式要合理选择,原则上屏蔽层的接地应采取和信号源与接收装置端相同的接地方式,在施工现场屏蔽层大多都是在控制装置侧接地。不管使用哪种接地方式,根据接地理论,都必须遵守低频电路(频率 lMHz)应单点接地的原则,这样可以避免地环路的形成,来防止地环路产生的电流引入到信号回路中而引起干扰。无论是单端还是双端,原则是死的,实效才是目的,需以能解决现场问题和设备的稳定可靠运行为重,往往只能灵活处置。 作者:于传涛 单位:中国化学工程第三建设有限公司 自动控制系统论文:新工艺炭黑生产装置自动控制系统设计 1主要控制回路的设置及仪表选型 1.1反应部分 在炭黑生产的反应部分,进反应炉的燃烧空气、燃料油、原料油及添加剂的流量、压力等都有自动控制。这里介绍几个重要的控制回路。 1.1.1反应炉燃烧空气流量调节 准确测量空气量是这个调节回路的关键点。通过孔板测得的流量还要进行温压补偿,同时,还需要引入空气湿度值(露点)。再由DCS进行计算,从而得出准确的空气量,并以此为依据,来控制空气进空气预热器的流量。由于这里的管道口径较大,所以,控制阀选用气动调节蝶阀。 1.1.2进反应炉原料油流量调节 由于原料油温度较高(280℃),故需采用高温型质量流量计,以获得准确流量值,确保调节信号的精准,达到流量稳定的目的。 1.1.3添加剂流量调节 由于添加剂的流量很小,且精度要求高,所以,采用质量流量计。控制阀为小口径气动调节阀,过去是靠进口,现在国内也有生产,使用效果尚可! 1.1.4反应炉急冷温度调节 新工艺炭黑的最大特点,是采用双高温技术,即入炉燃烧空气高温(800℃),入炉原料油高温(280℃),而炉内的最高温度达1900℃以上,一急冷后为1050℃,对此点温度的调节关乎产品的品质,所以温度的准确测量与给水量的准确控制是关键。 1.2收集部分 收集部分主要控制对象是主袋滤器、排气袋滤器和再处理袋滤器。 1.2.1主袋滤器及排气袋滤器尾气出口反吹阀门顺控 主袋滤器和排气袋滤器各箱体都需要定时轮流吹扫。轮流定时关闭各箱体之一的出口蝶阀,打开反吹蝶阀,吹扫一定时间后,关闭反吹风阀,打开出口蝶阀。接着,再进行下一个箱体的吹扫,其时间间隔可用DCS设定。反吹时间一般为20~30s,几个主袋滤器箱体中,总有且只有一个在反吹,由DCS安排轮换的次序。在DCS画面上可用颜色显示阀门的开闭状态。 1.2.2再处理袋滤器阀门反吹脉冲控制 它是由设置在造粒厂房控制室内的脉冲控制仪来完成的。另外,主、排袋滤器各箱体袋子的压降情况,可通过差压变送器测得,DCS将根据差压值的变化,调整反吹的时长,当差压值过大时,更换过滤袋子。为防止引压管堵塞,测量管线应考虑加装吹扫装置。 1.3造粒干燥部分 湿法造粒干燥控制系统,是由诸多调节回路组成的调节系统。 1.3.1复杂调节回路 (1)粘合剂流量和造粒水流量组成双闭环比值控制系统,以水流量为主回路,粘合剂流量为副回路。(2)造粒水流量和造粒机功率组成串级调节系统,以造粒机功率为主参数,造粒水流量为副参数。(3)尾气燃烧器的尾气流量和燃烧空气组成双闭环比值调节系统,以尾气流量为主回路,空气流量为副回路。(4)尾气流量和造粒水组成双闭环变比值控制系统。 1.3.2其他主要监控回路 (1)造粒机温度自动调节:通过调节加热蒸汽的流量来实现。(2)尾气粉尘浓度检测:考虑到要满足环保的要求,近几年,在炭黑设计中,已增设了对脉冲袋滤器出口管的放空尾气,进行粉尘含量监测的仪表,即气体粉尘检测仪。需要注意的是,该仪表在使用时,应考虑配置吹扫装置。 1.4包装部分 包装部分的监控,主要是炭黑贮罐的料位超限检测,包括不合格品贮罐和产品贮罐。当料位超高时,DCS将有声光报警。该料位开关选用射频导纳式或电极式料位开关均可。新工艺炭黑装置的仪表均为隔爆型或本安型。其远传温度计,多为热电偶(K或B),控制阀中,口径≤150mm的,选用Globe气动调节阀,口径>150mm的,选用三偏心气动蝶阀。 2主要的报警、联锁 2.1主要的报警设置 仅在反应部分就有多个报警对象。 2.2主要的联锁设置 一急冷温度超高联锁停车(如温度大于1010℃时)。空气预热器出口烟气温度超高联锁停车(如温度大于710℃时)。当尾气加压风机(GB301)停机时,联锁打开主袋滤器放空蝶阀(FV-1131)。作为最重要设备之一的主供风机,其振动、轴温、电机电流及故障等信号,也都是紧急停车的依据。 3控制系统的选择 如今,选择DCS作为生产装置的控制系统已很普遍,只是DCS与现场仪表间的信号传输方式有所不同。“传统方式”是每台仪表与DCS系统,都有单独连线,信号为4~20mADC、1~5VDC、脉冲频率等,信号通过DCS电缆,由现场仪表直接进出DCS的I/O卡。另一种方式是采用现场总线来进行现场仪表与DCS间的信号传输。以PROFIBUS总线为例,其信号为PA、DP,信号不能由现场仪表直接接DCS,而是中间还需设置PA/PA接线盒、DP/PACOUPLER耦合器(见图1)或在现场加装ET200信号转换单元。可见,“传统方式”的信号传输结构简单明了,接线简单,只是电缆用量较大。而“现场总线方式”的信号传输结构较复杂,现场接线及调试的工作量较大,但电缆(总线专用电缆)用量很少。就总体投资来说,“现场总线方式”的资金投入更大。所以,当监控点较多(如大于2000点)且现场仪表分散时,“现场总线方式”有优势,若反之,还是“传统方式”更好!我们认为,对于中等规模的炭黑装置来说,更适合采用“传统方式”。 4几点需要注意的问题 一急冷后烟气温度TICAS-1104与TIAS-1104A的热电偶插入深度应短些,一般为入反应炉内壁200~300mm为宜。在开车时,反应炉烤炉的前几天用TE-1114(分度号K)(470℃),后几天用TE-1114A(分度号B)(1800℃),入反应炉内壁10mm即可,主要是观察炉壁温度。由于尾气中含有H2O、H2、N2、CO、CO2、H2S等多种成分,而主袋滤器中的尾气是有可能泄漏出来,而使其附近有少量CO和H2存在,根据《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》的规定,需要在主袋滤器附近,分别设置有毒气体探测器、可燃气体探测器。干燥机出口附近,由于温度较高,所以仪表电缆需采用耐高温型电缆。 5结语 自动控制系统的设计水平,是保证新工艺炭黑生产长期平稳可靠运行,产品质量达标创优的关键,只有不断提高自控设计水平,才能满足生产工艺不断创新的要求。只有以先进的控制方案以及合理的仪表选型进行设计,辅以正确的现场施工,才能使建成一条经济、高效、节能环保且产品品质一流的新工艺炭黑生产线成为可能! 作者:王勤 单位:天津市化工设计院
浅谈电子信息工程专业建设:面向工程教育的电子信息工程专业建设 [摘要]介绍了基于三面向三融合(Three Orientation,Three Fusion,TOTF)人才培养模式的电子信息工程专业建设。简单介绍了TOTF人才培养模式的基本概念以及基于TOTF人才培养模式的专业建设目标,详细论述了专业建设内容,包括人才培养模式、课程体系、教学基地、师资队伍和质量保障体系等内容。五邑大学电子信息工程专业被评为国家特色专业建设点,对同类高校相关专业建设具有示范辐射作用。 [关键词]TOTF;专业建设;人才培养模式 0 引言 广东省教育发展“十二五”规划提出,要加大扶持与广东省支柱产业相关的学科专业建设,大力提高工科类专业比例,积极发展地方经济建设急需专业,而电子信息产业是广东的龙头产业之一。作为我国电子信息产业强聚集态势的三大产业基地之一的广东珠三角洲,电子信息产业发达、名牌家电企业众多,为电子信息行业创造了良好的区域发展空间和就业环境。 高等工程教育包含三个要素:产、学、研,主要强调通过企业参与、产学研合作方式培养学生工程应用能力。近几年来,我国政府部门及各个高校提出了一系列基于工程教育的人才培养模式改革思路,提出了卓越工程师理念,引进国外的CDIO工程教育理念等思路,并提出与国外工程教育接轨。工程教育的教学改革实践正在各个学校如火如荼地进行。 五邑大学结合学校十余年产学合作办学经验,在工程教育实践基础上,针对电子信息工程专业提出并建立了基于TOTF(Three Orientation,Three Fusion,TOTF)工程教育的全新人才培养模式。TOTF代表“三面向,三融合”。三面向指面向企业、面向工程、面向珠三角洲;三融合指教学内容与企业项目相融合、教师科研与企业研发相融合、教学评价与企业评价相融合。基于TOTF工程教育人才培养模式的专业建设,五邑大学电子信息工程专业被教育部批准为第六批高等学校特色专业建设点。 TOTF工程教育人才培养模式的具体内涵为:与企业深度产学合作,在人才培养计划、教学大纲中充分体现企业对工程意识、工程素质和工程实践能力培养的要求,使之落实到每一门课、每一个模块、每一个教学环节中;聘请企业家担任专业课程教学;实时将企业需求、技术前瞻、用人标准以及企业管理等信息融入本科教学中,以满足企业对工程人才质量的需求。同时,教师作为科技特派员,服务于企业,指导学生在课内实践环节或课外科技活动中完成企业的实际项目,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。对教学质量和人才质量的评价不仅来自教师和学生群体等校内考核,更要来自企业对学生的评价,尤其是对学生工程实践能力和产业经验的评价,为珠三角洲乃至整个广东省的电子信息行业培养造就一批创新精神与实践能力强、适应企业发展需要的优秀工程师。 1 基于TOTF工程教育的专业建设目标 依照《珠江三角洲地区改革发展规划纲要(2008-2020)》的精神,五邑大学电子信息工程专业经过2年的专业建设,人才培养方案和课程体系更加科学完善,专业课程与教材建设以及实践教学特色鲜明,探索出一套基于TOTF工程教育、具有地方高校特色的电子信息工程专业高素质应用型工程人才培养新模式,形成一套基于TOTF工程教育的专业建设模式。电子信息工程专业建设在2年中将得到快速发展,教育教学思想、人才培养方案符合珠三角经济发展对高素质应用型技术人才的要求,所培养的人才下得去、留得住、用得上、干得好、能创业,具有行业技术应用的时代特色和专业特色,为珠三角洲乃至整个广东省的电子信息行业培养造就一批创新精神与实践能力强、适应企业发展需要的优秀工程师,使五邑大学电子信息工程专业人才培养质量及其专业建设、管理水平在同类高校中起到示范和带头作用。 2 基于TOTF工程教育的专业建设内容 2.1 建立基于TOTF工程教育的人才培养模式 五邑大学电子信息工程专业工程教育人才培养模式,是基于TOTF工程教育的运行机制,以本地区电子信息产业人才需求为背景,以校企联合培养有较高工程素质的应用型人才培养理念为主线,以掌握理论知识为基础,以培养工程实践能力和提高工程素质为重点,将教学内容与企业项目相融合、教师科研与企业研发相融合、教学评价与企业评价相融合;理论教学、实践教学与企业应用紧密衔接,工程素质教育和科研能力培养相互补充,集理论知识、实验与实践能力和素质教育于一体的人才培养模式。图1为基于TOTF工程教育人才培养的任务和目标。基于TOTF工程教育的人才培养方案按四大模块设计实施,即基本数理基础模块、人文教育及工程设计模块、专业基础课程模块、专业高技术课程模块。 大学一年级强调学生打好两项基础:一是数理基础;二是基本功训练,包括电子焊接技术、基本仪器仪表使用技能等。基本功训练主要由专业导师对学生进行专业思想教育和技能引导。 人文教育及工程设计模块新增以电子信息工程设计为背景的“电子信息工程导论”课程,将原有“电子实习”等课程进行整合,内容涵盖电子设计工程、电子焊接工艺、生产安装工艺等企业生产过程中的技术和理论问题,并纳入“工程经济”课程,培养学生的产品设计、生产成本的评估能力。同时,结合企业提供的项目实施,锻炼学生技术文档写作能力、口头表达能力、查找资料能力以及提高工程实践能力,培养团队合作精神等。 基于TOTF工程教育的专业基础课程模块将原来独立设课的基础课实验分别整合到相应的理论课教学中,将理论课与实验课相结合,要求理论课教师参与实验教学,有利于在实验室中完成理论课程中部分内容的教学,提高教学效率和质量。同时,将企业提出的技术课题,纳入到课堂教学之中。在专业基础课程的基础上按计划进行各级项目的实施,对不同基础、不同兴趣的学生结合实际完成二级项目;通过质量评价体系客观考核学生的能力提高状况,由此适时调整教学方式方法,加强对学生的辅导与交流。同时,利用教师与企业建立的网络,帮助学生到企业进行社会实践或寒暑期实习,并对参加实习实践的学生给予相应学分。 基于TOTF工程教育的专业高级课程模块引入“嵌入式系统原理与设计”和“DSP技术及其应用”课程,使学生结合单片机、ARM以及DSP等技术,进行语音数据采集与处理、图像数据采集与处理、传感器网络数据采集与处理。在本科四年级期间,结合学生深入企业实习和毕业设计的人数,将四年级第一学期的一些专业课程搬到企业去上课,涉及到具体系统、设备、电路等工程问题,请企业工程师授课,在企业完成部分实验。鼓励学生将在校学习期间所学技术结合企业提供的研发性课题进行实际的工程设计,结合企业的实际项目完成毕业设计,并由企业技术人员与学校教师共同参与相应的毕业设计答辩。 2.2 建立适应TOTF工程教育的课程体系 电子信息工程专业按照TOTF工程教育人才培养模式,研究适应TOTF工程教育的人才培养方案,对该专业方向和课程体系进行改革和调整。同时,以现代教育教学理论为指导,坚持科学发展观,以当前大学教学实践为基石,重点突出工程教育中的“大工程”概念;在现有应用电子技术、信号处理两个方向的基础上培育建成第三个方向——微电子技术方向。通过宽口径、厚基础、强技能、重实践的新培养方案,加大邀请企业工程师来校讲课的比重;结合企业对电子信息工程本科生的基本要求,注重培养学生的自我学习能力、解决问题能力、工程设计能力、团队合作能力以及终身学习能力,为珠三角洲乃至整个广东省的电子信息行业培养造就一批创新精神与实践能力强、适应企业发展需要的优秀工程师。新的课程体系以培养学生工程能力为核心,以企业项目和工程训练为手段,以创新应用为目标。 2.3 建立满足TOTF工程教育的人才培养实践教学基地 基于TOTF工程教育的人才培养实践教学基地集校外产学合作教育基地、校内实践教学基地为一体,是具有创新意识、工程素质和行业竞争力的电子信息类人才培养基地。该实践教学基地包括与国内外知名企业联合共建的实验室。其建设目标为:依照TOTF工程教育的人才培养模式,面向广东省珠三角电子信息行业,不断向外拓展产学合作教育基地;加强校内实验室建设;强化实践教学环节;构建与国际工程教育接轨、覆盖当前、适应未来的电子信息工程类课程体系;建立一支教育理念新、教学效果好、学术水平高、创新精神强的师资队伍;在全国同类高校中形成具有推广作用的教学改革成果,并成为具有示范作用的电子信息类专业人才培养实践教学基地。 2.4 建立一支适应TOTF工程教育的师资队伍 适应TOTF工程教育的师资力量是实施工程教育的重要因素,要真正落实学校基于TOTF工程教育的高素质应用型人才培养目标,提高教师的工程素质十分重要。基于TOTF工程教育的教师既有深厚的理论教学和科研能力,又具有一定的工程设计应用能力,对培养高素质应用型人才非常有利。青年教师是教师队伍的一个重要组成部分,是事业发展的希望,是保障改革顺利进行的生力军。提高青年教师的思想政治和业务素质,是教师队伍建设中一项重要而又紧迫的任务。因此,该专业为青年教师提供宽松的成长环境,对新走上工作岗位的青年教师实行工作量减免;同时,加强对青年教师的督促与管理,促进其快速成长。要求每个青年教师指导学生的实践教学环节;作为科技特派员,服务于企业,提高工程素质。 提高教师工程素质的主要途径有:(1)派教师深入企业实践,与企业建立良好合作机制;创造条件鼓励教师积极与企业进行新产品研发或新技术市场开发等,了解新技术在工厂中的应用,获得第一手工程背景材料和经验等,提高教师的工程应用能力。(2)充分利用现有校外产学合作教育基地,与企业建立持久而有效的合作机制;聘请企业兼职教授担任专业课教学、进行新技术应用讲座等;将企业需求、技术前瞻、用人标准以及企业管理等信息融入本科教育中。(3)将科研课题工程化实现,学生的科研课题与企业的工程项目密切结合,将企业的实际项目引到学生课内实践教学环节或课外科技活动中。 2.5 建立适应TOTF工程教育人才培养模式的质量保障体系 建立与TOTF工程教育模式相适应的人才评价和质量监控体系,以此评估学生的综合素质和能力。TOTF工程教育人才培养模式的教学质量和人才质量评价方式不可单一,要多样化;对学生能力的评价不仅要来自学校教师和学生群体等校内考核方式,更要通过TOTF工程教育方式获得来自企业对学生的质量评价,尤其是对学生工程实践能力和产业经验的评价。 结合五邑大学的办学方针,电子信息工程专业研究基于TOTF工程教育、适应地方高校电气信息类本科应用型人才培养模式,贯彻“原理、工程、工艺和管理”四位一体及“教学、研发、产业”统一的教学理念。以“低频电子线路”为试点,提出并实施以“课程+课题+实验+成果+报告”方式进行课程考核,其中的课题来源于企业提出的基本要求。因此,理论教学、实践教学和企业项目融为一体,提高了该专业的工程教育质量,在培养电气信息类工程应用型人才方面形成了特色。 3 结束语 五邑大学电子信息工程专业是国家特色专业。近年来,该专业经过长期的积累和特色学科专业的强化建设,在多年产学合作教育实践的基础上,借助先进的工程教育理念,提出并建立了基于TOTF工程教育的人才培养模式,并应用于电子信息工程专业的实践;在基于TOTF工程教育的人才培养方案优化、课程体系、实践教学体系、师资队伍、质量保障体系等方面的建设以及教学内容与方法的改革方面做了大量的工作,取得了显著的成效。该专业培养的人才下得去、留得住、用得上、干得好、能创业,深受用人单位的好评,为珠江三角洲乃至整个广东省电子信息行业的发展做出了重要贡献。TOTF工程教育是一种全新的人才培养模式,更是一种全新的教育教学理念,必将在我国工程教育中发挥十分重要的作用,具有广泛的推广价值。 浅谈电子信息工程专业建设:电子信息工程名牌专业建设探索与实践 [摘要] 以广东省高等学校电子信息工程名牌专业为例,介绍了提高办学质量的一些方法和措施,包括师资队伍建设、人才培养计划制订、课程建设、加强实践教学环节、倡导课外创新活动以及进行专业文化建设等方面。 [关键词] 电子信息工程;教学质量;专业建设 1 引言 “十五”以来,我国高等教育的改革与发展取得重大进展,本科教育的规模迅速扩大。截至2007年,全国共有30省市自治区321所高等院校开办电子信息工程专业(含香港)。为了全面贯彻落实科学发展观,切实把高等教育重点放在提高质量上,教育部、财政部于今年1月开始实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”。华南农业大学电子信息工程专业开办于1999年,2004年被评为广东省高等院校名牌专业,2005年广东省高等院校学科建设专项资金对本专业进行立项建设。 2 进行专业定位,确立专业建设目标和特色 华南农业大学地处广州,逐渐形成了“以农业科学为优势、生命科学为特色”的多学科协调发展大学。为了满足广东省经济发展的需求,并结合我校在农业和生物方面的学科优势,电子信息工程专业的定位是:立足广东,面向全国,为电子信息产业培养基础厚、口径宽、素质高、能力强的复合型人才。专业的建设目标是为农业现代化和农村信息化服务,力求在数字农业、精细农业方面凸现出专业特色。 3 教学团队与教师队伍建设 要建设好一个专业,首先要有一支教学质量高、结构合理的教学团队。随着近年了办学规模不断扩大,师资队伍也在不断壮大。在引进高学历、高职称教师的同时,从中山大学、武汉大学、华中科技大学、华南理工大学等全国著名的综合性大学调入了部分年轻教师。教师队伍平均年龄41.7岁,师资队伍的职称、年龄、学历和学缘结构基本合理。 教师爱岗敬业,治学严谨,积极进行教学内容和方法改革和研究,认真开展教学研讨和教学经验交流。注重推进教学工作的老中青相结合,既鼓励、要求教授担任专业授课,同时利用“1+1”等方式进行传、帮、带,加强对青年教师的培养。鼓励青年教师提高学历、学位层次,计划在三年内,获得博士学位或正在攻读博士学位的教师达到90%以上。 采用参观调研、提高进修、新技术培训等“走出去”的方式,鼓励教师参加行业交流;鼓励和吸引国内外著名专家学者和优秀企业人才开设技术型、管理型讲座,为师生接触学科前沿、了解行业发展态势创造机会。 3 完善人才培养计划,抓好课程建设 3.1 动态修订人才培养计划。人才培养是高校的根本任务,人才培养计划是人才培养目标、基本规格以及培养过程和方式的总体设计,是保证教学质量的基本教学文件,是组织教学过程、安排教学任务、确定教学编制的基本依据。 ①适应社会需求。组织本专业在企业工作的毕业生、用人单位代表、学校教师和管理千部一起组成专业指导委员会,每四年对人才培养计划进行一次大范围的修订,结合学校的实际,确定人才培养目标和学生知识、能力、素质结构,努力体现专业特色。 ②建立培养平台。围绕培养基础厚、专业宽、素质高、能力强的合格人才,结合组织学生参加全国大学生电子设计竞赛的经验体会,进行了系列课程改革和动态调整,整个培养方案不断得到优化,目前已形成了本专业的培养平台:一级平台由学校工科公共基础课组成,二级平台由电类专业的主要专业核心课组成,三级平台由主要专业课和选修课组成。 ③发挥名牌专业示范作用。依据广东省名牌专业建设目标,探讨名牌专业的办学思路和人才培养模式,实现教学资源共享,扩大受益面,发挥对相关专业的示范带动作用。 3.2 课程体系建设。质量是高校的生命线,课程建设是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分,也是人才培养的重要基础。 ①课程体系改革。适应时代要求,密切关注有影响力的高新技术的发展,并及时将其加入培养计划,让学生掌握几门新技术、新方法,使学生走出校门后,能马上投入到社会实践当中去。近年来陆续开设了“全球定位系统”、“DSP技术及应用”、“可编程逻辑器件”、“嵌入式系统”等选修课程。对由于新增课程造成教学内容有部分重复,部分内容陈旧过时的情况,在修订培养计划进行了合并和删除。 ②双语课程建设。双语教学是本专业课程建设的一个重要组成部分。积极鼓励学科带头人、留学回国人员、具有博士学位的教师和部分优秀青年教师开设双语课程,并在工作量计算方法上给予倾斜。按照专业建设规划,“电子线路CAD”、“可编程逻辑器件”、“单片机原理及接口技术”、“移动通信”和“DSP技术与应用”5门课程列为双语教学课程,双语课程开出率占全部专业课程的比例为17%。截至2006年,本专业讲师队伍中有4人获得学校的双语讲师资格认证。 ③精品课程建设。精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程,名牌专业的建设离不开精品课程建设。目前,本专业开出的“微机原理及应用”被评为校级精品课程。按照专业建设目标,“模拟电子技术”、“单片机原理与接口技术”、“可编程逻辑器件”、“自动控制原理”争取获得学校精品课程。 3.3 教学方法改革。①改进教学方法。充分发挥多媒体教学手段的作用,在经费上给予支持,鼓励全体教师在广泛获取资料的同时,结合自己的教学经验,制作多媒体教学网络课件,使本专业主干课程全部具备电子课件。开办电子信息工程名牌专业课程网站,使本专业课程的多媒体课件全部上网,既方便教师授课,也有利于学生课后上网浏览、自学,同时,便于师生交流、互动。鼓励教师教学方法灵活多样,黑(白)板板书与电子课件相结合,使教学方式、教学手段、教学效果更上一个台阶。 ②组建课程队伍。每一门课程最少配备2名教师,其中1名为主讲教师。主讲教师具备博士学位或讲师以上职称,负责本门课程的教学研讨、教学计划及课程建设,做好对青年教师的传、帮、带;鼓励教师攻读博士学位,提高教学、科研水平;组织讲师到周边高校或省外著名高校进行课程进修,吸收其他学校的教学方法精髓和教师的教学、科研精华。按照有关文件精神,本专业3名教授全部承担本科生授课任务。 4 实践教学环节 电子信息工程是一门实践性要求很强的专业,实践教学环节是培养高质量创新性电子信息工程专业人才的重要环节。 4.1 实验室建设。2002年,建设广东省高等学校电子信息工程教学重点实验室。2006年,中央与地方共建基础实验室――电子信息工程基础实验室立项建设。实验室建设为开展电子信息工程及其他相关专业提供了良好基础和可靠保障。 4.2 加强实践教学。①采用开放式实验教学模式,加强学 生实践能力培养。实验课给学生留有自主思考的余地,提高学生自我获得知识、更新知识和扩展知识的能力。实验指导书并没有将全部实验程序给学生,要求学生自己根据“任务书”的要求,了解并掌握实验内容,补充填写所缺的一些关键语句,才能完成实验任务。在完成阶段性实验内容后,采用学生提问、师生讨论、关键实验演示、学生自行总结等多种形式,定期举行课程实验讨论会。 实验室实行开放式管理,推行网上预约实验的方法,有效解决了学生人数多、实验室安排时间过分集中的问题。 ②设计性、综合性实验是一种能够培养学生综合应用知识和创新能力的很好方法和途径。本专业以设计性、综合性实验建设来推动专业实验教学的整体改革和创新。首先是对实验教学内容的改革,以课程主要内容为基础,注重实验内容的整合规范,达到综合设计的要求。其次在实验过程中,减少验证与观察环节,增强实验的综合设计环节,提高学生综合运用知识的能力和水平。电子信息工程专业课程教学改革立足于培养和训练学生的智能与开拓创新能力。专业课程实验基本形成了基本实验一综合设计性实验一研究型实验(部分课程)的教学模式。通过课程实验教学实践,证明了这种教学模式能够达到培养电子信息工程专业本科生的实验技能和创新能力的目的。 5 课外创新活动与专业文化建设 积极组织学生参加多种课外科技创新活动,如全国大学生电子设计竞赛、“挑战杯”竞赛、嵌入式系统设计竞赛等活动。在2001年以后的各届全国大学生电子设计竞赛中,本专业都取得了好成绩,获得全国一等奖、全国二等奖和广东赛区一等奖、二等奖等。学生还多次自行组织竞赛活动,邀请老师作评委并进行颁奖。鼓励和支持学生参加其他类的竞赛活动,如全国大学生数学建模竞赛、全国大学生英语竞赛以及全国大学生物理竞赛等,以增加学生的技能训练,营造浓郁的学习氛围,树立良好的学习风气,全面提高学生的自身素质。 专业开办之初,以99级为首的学生创办了我校唯一的专业刊:电子信息工程专业刊――《星韵》。刊物的征稿、打字、编辑、排版、印刷等全部由专业学生自己完成,印刷经费主要由各班级勤工俭学解决,专业也资助部分。自1001年以来,每届学生自动向后传接,每年出版1期,目前已经刊印7期。《星韵》刊物的出版发行,激发了学生的学习热情,加强了整个专业的凝聚力,特别是增加了新生对专业的认同,为师生之间进行沟通提供一个有效渠道。通过专业文化建设,在学生中形成“笃学、求知、活跃、创新”的学风。 6 结束语 提高教学质量,培养社会主义经济建设需求人才是电子信息工程专业的根本任务。本文结合广东省高等学校名牌专业建设,介绍了我校电子信息工程本科专业在专业定位、师资队伍、培养计划、课程建设、实践教学和学生参加课外创新活动等方面采取的措施和经验,通过名牌专业建设,带动辐射其他相关专业建设,达到资源共享、提高办学绩效的目的。 浅谈电子信息工程专业建设:电子信息工程专业建设对策分析 摘要:电子信息工程专业是飞速发展的专业,结合电子信息工程专业的学科特点和实际情况,指出学科实践教学中所存在的问题,并从理论和实际的角度提出了完善电子信息工程专业教学的相关对策。 关键词:电子信息工程;专业教学;教学实践 1 完善电子信息工程专业教学的措施 1.1 加强基础课程的教学改革 以电子信息类专业学科主干课为核心,进一步优化课程体系,整合和更新内容。在对电路系列课程和计算机系列课程实施改革时,要求既要与应用型本科教育教学相适应,又要与现阶段学生的实际水平相适应,深入企业进行调查研究,广泛听取生产第一线专家对课程内容设计的建议,同时考察兄弟院校,参考往届毕业生的意见,最后组织任课教师认真分析、讨论,明确课程的地位、作用和教学内容,改善课程体系结构。 1.1.1 建立基础课程体系和专业课程体系 基础课程体系的教学目的在于让从未接触过电子技术的学生学习、了解电子元器件基本知识、基本单元电路工作原理和电子电路分析方法,掌握电路计算机仿真程序的应用方法,熟悉以简单单元电路为核心组成的实用电路工作原理,接触电子技术应用的系统概念,为学生进一步学习打下基础。重要的专业基础课程设置包括模拟电子线路、数字电子线路、通信电子电路、信号与系统等。专业课程体系的教学目的在于让具有一定基础的学生能够学习、掌握一些实用性、先进性较强的电子领域新技术与实验手段,逐渐建立电子系统的概念,并能够利用所学知识,借助计算机和实验设备,进行具有一定实用性的电子系统设计与实现。这部分课程的内容包括:单片机原理与应用、数字信号处理、传感器与检测技术、PLC可编程器件、DSP技术应用、嵌入式系统与应用、综合电子系统设计等。 1.1.2 重点培养学生的动手和工程实践能力 整个课程体系中,所有课程均强调理论联系实际,安排大量的实验和课程设计,重点在于培养学生的动手能力和工程实践能力。PLC可编程器件、单片机原理与应用、DSP技术应用、嵌入式系统与应用、综合电子系统设计等课程的理论课学时和实验学时可以按1.5∶1的比例来配置。除了以某个具体计算机作为背景机的教学方法,并应该加强综合性实践环节,即一门计算机课程除有适当的实验教学外,还加强了EDA实验,进行系统性实验,并要积极创造条件从而能进行集成电路设计的实验。 1.2 加强计算机技术和电子信息工程专业基础知识的融合 计算机技术的发展已使得计算机技术成为各学科专业不可缺少的工具和重要组成部分,其中电子信息工程专业与计算机技术联系最为紧密。电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成,对学生使用计算机的能力、利用软件和硬件技术开发应用计算机技术的综合能力要求很高,其本科教育中计算机基础教育的基本任务就是培养学生操作使用计算机的能力和开发应用计算机的软件设计能力。因此,学生应具备较强计算机应用方面的理论知识和实践能力,除了会使用已开发的软件包外,还应对已有的软件包进行二次开发或直接利用某种高级语言进行设计开发,也能从事控制电路、接口电路等方面的设计与调试工作。因此,电子信息工程专业计算机基础尤为重要,学生的计算机能力关系到能否达到培养目标、能否适应电子信息产业对人才的需求。 1.3 建立实验教学质量的监控和评估机制 建立实验教学质量的监控和评估机制,强化开放实验教学的组织与管理,确保开放实验教学质量。开放实验教学管理的好坏直接影响最终的教学效果。在开放实验教学过程,既坚持“以学生为本,自主学习”,满足学生课内外的要求,又及时给学生提供正确的引导。对于课程内规定完成的实验,要采用提前集中授课的方式,让学生完成预习后,在网上预约实验时间。计算机管理系统及时为学生排位,根据学生的实验记录各种相关信息,供教师和学生查询。针对开放实验后可能会存在学生抄袭实验数据、实验报告等问题,要建立实验教学质量的监控和评估机制。
数字电子技术的发展及应用分析:网络中数字电子技术的应用 【摘要】当今社会,我们处在一个信息技术不断更新换代的时代,信息技术已经成为人们现实生活中不可或缺的一部分。本文在论述数字电子技术在网络中的基本特征的前提下,指出了数字电子技术在网络中的作用,分析了网络的优势特点,明确了数字电子技术在网络中的应用,为今后数字电子技术在网络中的应用和研究奠定了坚实的基础,促进了网络信息技术的进步和发展。 【关键词】数字电子技术;网络;应用分析 网络是电子技术重要的工作环境和信息平台,在网络技术环境下,电子技术可以通过自身优势将人们的生产生活联系起来,进而推动网络技术应用的进一步普及和发展。 一、数字电子技术在网络中的基本特征 1.网络搜索与查找 具有时间性搜索与查找是网络出现伊始人们赋予其的主要作用和功能,对于时间概念的要求相对较低,网络的时间性可以利用其它途径展现出来,一是利用网络的对应性特征,网络内容具有对应性是网络的基本特征,发挥网络内容对应性优势满足人们对于网络的基本要求;二是网络具有开放性特点,网络世界包罗万象,不仅可以查找自身的有关信息,也可以利用网络的交互性优势,查找所有与之相关的信息内容,使得查找内容更加整体性特征明确,为人们快捷有效的查找信息提供了便利。 2.网络信息的多种呈现形式 网络信息世界宽广犹如大海,信息的种类和内容也是多种多样的,文字、视频、音频等都可以是网路信息世界的重要组成部分。人们在利用网络查找信息资源时,可以根据自己的实际需求,自主的搜索所需要的各类资源。还可以利用网络信息处理技术,将各类信息资源整合在一起,形成一种图文并茂的信息呈现形式,帮助人们能够更加直接有效的获取信息资源关键点,提高信息资源利用率。 二、数字电子技术在网络中的作用 随着现代科技的进步和发展,数字电子技术在网络世界中的应用更加广泛,是当今社会使用范围和频率最广最频繁的电子技术之一。网络已经融入人们生产生活的各个方面,二进制代码的选用和普及,使得网络连接更加流畅、转换更加自如,计算机技术和数字信号联网以及网络的智能化和自动化程度提升,为网络信息技术的发展进步起到了积极的促进作用。具体体现有: 1.数字信号抗干扰能力强 数字信号抗干扰能力是信息传达质量的重要影响因素,为信息的长距离运送质量增添了优势,在信号的数字通讯过程中运用数字电子技术,能够有效地防止外界声音对传输信号的干扰,实现数字信号信息的高效传输和获取。 2.数字信号储存简便安全 将信号进行数字化信息转换以后,信息的加密解密程序在简单的数学运算操作之后变得简单了很多,可行度也大大增加,能够有效地解决当下人们普遍关心的网络信息安全问题,在提高信息加密安全设置的同时有利于使得数字信息的储存变得简单易行,能够在开放性的网络环境下自由的传输和发展。 3.数字信号设备集成化优势 数字信号储存设备走向集成化是当前数字电子技术发展进步的主要目标和方向,电路中的数字电子技术能够有效的降低电子运行功率、缩小信息体积、将计算机和数字信号结合以后,能够促进通信网络管理的自动化程度和智能化水平,进一步提升网络集成电路的规模。 三、网络的优势特点 1.有利于资源共享 网络环境的开放性特征决定网络世界是一个高度开放的虚拟环境,网络世界中的信息资源具有共享性优势,借由网络这一平台实现网络资源的共享,是充分发挥网络技术优势,提升网络服务质量的重要选择。 2.有利于信息检索 信息化时代,信息爆炸已经成为人们面临的主要问题之一,面对纷繁复杂的信息世界,越来越多的人感觉到信息检索的无从下手。网络数字电子技术利用多种信息检索程序,如各种浏览器和搜索引擎等,使信息和检索的门槛降低,人们能够自主的选择检索内容和自认为有价值的信息资源和其他人共享,还可以通过各种信息平台进行评价反馈,有效的缩短了人与人之间的距离,方面人们之间的信息交流与沟通。 四、数字电子技术在网络中的应用 数字电子技术已经成为了人们不可缺少的重要生产生活工具,既有利于人们生产生活的便捷性,也有效的促进了网路技术的进步和发展,在整个网路应用中扮演者极为重要的内容和角色,是网络中起关键作用的重要内容,也是现代科技进步和发展的必然选择。 1.信号处理 数字电路信号处理是现代科技进步和发展的重要体现,随着网络技术的不断成熟于完善,数字电路信号处理技术优势逐渐凸显和表现出来,其在信号处理中的优势主要变现为:一是信号处理过程简单易行,信号处理的具体程序就是将模拟信号转换为数字信号,在通过数字信号系统对其进行恰当的处理,在将经过数字信号处理的信号代码转换为模拟信号,根据不同人群的实现需求,有选择性的输出具有信息内容。二是数字电子技术充分发挥了强大的数字电路信号功能作用,这一点是信息处理工作过程中的关键内容,在数字化时代不断完善和进步的背景下,数字电子技术在各个领域逐渐开始发挥关键优势作用。 2.网络信号 处理将数字电子技术应用在网络上,可以有效地开展网络信号的处理和发展。基于二进制码这一数字信号基本变现形式,能够为数字电路处理过程中,有针对性的操作过程提供便捷。数字信号具有很强的信息干扰能力,不会因为外界的干扰而产生变化,因此,人们在生产生活中使用的范围和频率大而广实际应用中的普遍性程度极高。 3.信号数字化处理 数字信号处理主要采用随机抽样、量化以及编码等操作环节,其中,随机取样是指在信息处理过程中将模拟信号进行分散处理,量化是要打乱已有的信号连续取值顺序,改变成恰当的分解取值顺序。编码就是将已有的设计方案和与之能够连续在一起的数字对象进行编辑和整合,增强数据之间数字电子与高能芯片的时间作用的处理效果,间数字信号转换为人们生产生活所需要的数据流值,有效的完成数字信号的处理和研发。经过信号数字化处理过程的数字信号,能够在各种电缆和无限传输通道中有效的传输和传播,提高了数字信号处理和传输的速度。 五、小结 信息化时代,对于信息资源的掌握和运用是现代社会生存和竞争力的核心要素,随着信息技术的不断完善和进步,人们的生产生活与信息技术之间的联系越来越紧密,尤其是网路普及度不断上升的背景下,数字电子技术对人们的生活影响越来越大。网络技术为人们信息资源和获取和利用提供了方便,缩短了人与人之间的距离,而数字电子技术是当前使用频率较高,使用范围较广的现代科技之一,是未来人们重点关注和研究的重要内容,已经成为了网络世界中不可或缺的重要技术,引领未来信息技术的发展和进步。 作者:卢芳革 单位:广西第一工业学校 数字电子技术的发展及应用分析:模拟电子技术与数字电子技术的比较 摘要:在信息化时代的今天,电子技术也逐渐应用到人们生活和生产的各个领域,本文主要主要从电子技术的两个发展方向进行技术分析,即模拟电子技术和数字电子技术,从而比较两者的优缺点和应用领域,为不同产业提供适应自身的一种信息电子技术。 关键词: 信息电子领域;模拟电子技术;数字电子技术;比较分析 1 技术分析与应用 1.1 模拟电子技术分析与应用 模拟电子技术主要通过连续的电子信号进行技术处理,模拟电子技术的应用领域是非常广泛的,像电子电路和工业设备等,模拟电子技术都有应用。从自然界的角度进行分析,包括模拟的和数字的两种不同的研究方向,前者是连续的,后者则是不连续的。模拟和数字的电子技术都是在基本元器件基础上进行功能操作的,应用于电路中,模拟电子技术应用的电路,其造价成本相对于数字电子技术而言,造价比较低,而且模拟电子技术相对来说比较的成熟,在传输效果方面,和数字电子技术还是有很大的不同,模拟电子技术采用模拟信号,需要对所设计的放大器进行增益处理;在信号接收方面,模拟电子技术受噪音的影响,其接收的效果也受到了不同程度的影响。 1.2 数字电子技术分析与应用 数字电子技术通过数字信号进行传播,通过对模拟信号进行抽样探究,形成较为精确的电子信号。数字电子技术在进行加密的处理过程中,采用更加高级的加密系统,所以在进行信号传输的过程中,保障了接收信号的安全。因此,数字电子技术应用的领域要求其对传输设备尽可能精度,并且数字电子技术受噪音影响比较小,在信号接收方面,接收效果比较理想。现在流行的数字电视,就是运用的数字电子技术,数字电视,通过在进行信号传输的过程中,依靠译码和解码进行信号传输和接收,在这个过程中,接收到的信号的噪声越小,信号传播使用的译码和解码的过程相对比较简单,从而确保了传输信号的效果,数字电视的画面也更加的清晰。利用数字电子技术进行信号传输,能够提高电子信号传播的精确度,另外,在进行电子信号传输的时候,降低噪声对于信号传输的影响效果。从信号安全的角度,这种数字电子技术所传输的信号可以进行加密,因此能够确保传输的安全性。 2 模拟电子技术与数字电子技术对比分析 2.1 信号形式与电路形式对电子技术的主导作用 模拟电子技术,顾名思义,采用的是模拟的电子信号,在进行技术匹配的时候,模拟电子技术按照模拟电路的特点,对相关的技术进行匹配和设计,另外,模拟电子技术在进行电子信号传输的过程中,由于需要通过放大器进行增益处理,所产生的噪声也没有更好的进行过滤,对于接收端所接收到的信息,其准确性相对的比较低,而且接收到的效果也不是特别的好。容易受到噪声的影响,从而影响了整个传输效果,虽然模拟电子技术采用的模拟电路,其成本造价比电子电路低,而且技术也比较娴熟,但是在信号传输的效果方面,不能保障传输信号的精度。例如我们以前使用的电视,采用的是模拟的电子信号,在进行电子信号传输的过程中,由于受到噪声的影响,其接收的画面不是十分的清晰,而且电视的效果,也不是特别理想,有时候还存在着画面的失真。数字信号在传输的过程中,采用高端的设备,信号的精确度非常的高,从而所接收到的数字信号的质量也比较高,因此对于信号传输的精度和接收的效果,都有了一定保障,同时也保障了传输过程的安全性;另外,数字电子技术在传输的过程中,通过译码和解码进行处理,受到噪声影响越小,其译码和解码的过程也就越简单,从而提高了数字电子信号的效率。但是这种技术应用在高端的电路设备,因此造价比较高,应用起来比较复杂。 2.2 模拟电子技术与数字电子技术之间的优势对比 由于模拟电子技术采用的模拟信号使连续的,在自然界,连续信号也是普遍存在的,所以模拟电子技术操作原理比较简单,而且也非常的实用。在电路应用中,一般都会采用模拟信号,简单的原理操作,降低了模拟电子技术的造价,所以,模拟电子技术在市场上应用比较广泛,但是,模拟电子技术也存在着不足,由于信号的连续性,在进行传播的时候很容易受到噪声的影响,从而影响了信号接收的效果,同时也不能保障信号接收的安全性;而数字电子技术,由于要求的设备是先进的,采用高端的电子电路,所以在信号传输过程中,保证了信号的精度,同时采用高级的加密系统,保障了信号接收的安全性。 3 结语 模拟电子技术和数字电子技术作为信息电子技术的两个发展方向,有各自的优缺点:模拟电子技术原理简单,容易操作,但是受噪声的影响比较大,信号接收效果也受到不同的影响;数字电子技术受噪声影响小,信号精确而且安全,但是由于复杂的原理和操作技术,造价比较高。因此两种不同的电子技术在应用领域上也有很大不同,前者适应于一般的技术产业,后者则适应于高端设备的技术产业,无论采用哪一种电子技术,都要结合领域实际情况,选择适合的电子技术。同时,模拟电子技术和数字电子技术在电子信息化时代,发展前景十分广阔,因此,发展各自的优势,进行创新,改善各自不足的地方,为信息电子技术的发展贡献力量。 作者:吴姿英 单位:泉州师范学院 数字电子技术的发展及应用分析:数字电子技术在网络中的运用 摘要:现在我们处在一个信息技术不断更新变换的时代,不得不说社会经济的迅猛发展,科学科技的不断进步,都离不开数字电子技术的应用。随着网络时代的到来,数字电子技术也迎来了它的发展契机,可以说计算机网络作为新媒介,为数字电子技术的发展与普及提供了一个更为广阔的平台,而电子技术在网络中的应用也极大的推动了网络的进步与发展。本文从数字电子技术在网络发展中的重要作用入手,提出数字电子技术的必要性,进而分析数字电子技术在网络中的具体应用,提出了数字电子技术在网络中的意义,以期能在未来发展中能够更加充分的加以应用。 关键词:数字电子技术;网络;作用;应用 1数字电子技术在网络中的作用 众所周知,数字电子技术因其应用十分广泛,成为当今社会发展最为迅速的科技,它不断地推动着社会的发展与时代的进步。那么网络,更是作为人们越来越离不开的科技,充斥在各行各业,甚至是各家各户,由于普及性,它的发展的进步更是人们热议的焦点。由于二者在信号形式上都是选取二进制代码,在这种基础上实现联网,处理转换信号,为工作的开展提供便利。因此,计算机和数字信号的联网,实现了网络的智能化与自动化,对网络信息技术的进步有重要作用,具体表现以下几个方面: 1.1数字信号抗干扰能力强 因为数字信号的抗干扰能力很强,所以信息在长距离运送、运送质量上都有着极大的优势,运用数字电子技术实现信号的数字通讯,有效的阻滞了外界声音对它的干扰,便于实现信息流通的顺畅的高效性与传播的准确性。 1.2数字信号储存简便安全 经过了信号的数字化转换,简单的数学运算程序使信息的加密解密运作变得简单可行,有效解决了网络信息的安全问题,使数字信号的储存变得简单的同时提高了信息加密的安全性,适合网络开放性的发展环境。 1.3数字信号设备集成化优势 设备的占用空间趋于集成化,因为数字电子技术在电路中可以有效降低功率、缩小体积,计算机和数字信号联系在一起实现了通信网络管理的自动化和智能化,这使得网络设可以达成规模性的集成电路。目前来看,网络技术和数字通讯技术的发展由于其先进性和应用的广泛性已走在时展的最前沿,而通过计算机和通信网络构成的计算机通信网络系统,可以有效的简短信息流通的长度,在一定程度上缩短了读取信息的时间,使信息流通更加迅速。这样便将人们的生产生活方式与社会发展紧密联系到一起,对人们的生活有着重大的改变;另一方面,人们对于网络的应用十分广泛,而且越来越普及,越来越依赖,而在网络中运用数字电子技术对网络信息进行处理,加快了处理进度,因此成为不可缺少的重要技术应用。 2数字电子技术在网络中的应用 如今数字电子技术已经成为社会发展的必然选择,它为人们提供了便利的同时,也促进了网络的发展,它在网络中的应用成为网络进步中非常重要的角色,起着关键的作用,是科技发展和进步的必然趋势。 2.1信号处理 随着现代信息化社会的发展,数字电路信号处理的优势越来越突出。其应用过程简单易行,具体作业的过程就是转换模拟新号成为数字信号,在数字电路系统中,对这个数字信号进行适当的解析处理,将处理完的数字信号再转换成对应的模拟信号,依据实际情况的要求,有选择性的开展输出工作。其实这项技术最大的优势还是充分发挥了数字电路信号功能十分强大的优点,这一点对于信号的处理工作至关重要。随着数字化时代的不断发展与进步,数字电子技术优势在关键领域中得到了充分的发挥与运用,已经成为社会发展进程中不可或缺的技术,它的出现,可以说改写了社会发展的历史。 2.2网络信号处理 数字电子技术在网络上的应用,便于对网络开展信号处理机制。其实,二进制码这种数字信号就是这当中的一种形式表现,这样在数字电路处理过程中,有针对性的处理二进制码就更加的方便,由于数字信号抗干扰能力很强,因此不会轻易受到外界环境产生的干扰,因而在实际生产生活中得到广泛的认可,实现了普遍的应用。除此之外,数字信号在加密与储存等方面也有着一定的运用优势,这里不一一列举,总而言之,数字电子技术在网络中对于网络信号的加强应用,具有很大的优势,不仅如此,在我们生活中也随时体现着它的独特性与可靠性,因而应用的十分普遍。 2.3信号数字化处理 在信号数字化处理中,随机抽样、量化以及编码等环节的操作是十分必要的。其中,随机抽样就是指在实践中将模拟信号进行分散;量化就是打乱之前信号的连续取值,将其改变成有限的分散取值过程;编码就是将原先设计方案与相联系的数字对象进行编码,将其转换为对应的数据,脉冲信号作为离散信号进行信息传输,加之大量数字电路与高性能芯片时间信号的作用,将数字信号转换成为需要的数字信号流,完成信号数字化的处理,经由这个过程得出的数字信号可以完全能够在电缆以及卫星通道等线路中完成飞速的传播与运输过程。 2.4网络信息的处理与传输 数字电子技术在网络中另一个十分关键的应用表现在对网络信息的处理与传输方面,它不仅提高了网络信息的处理速度,而且对于处理完信息的传输速度也得到了加强,实现将网络信号迅速转变为数字信号并传输的高效处理过程。数字电子技术通过对模拟信号的接收、转换、处理、传输等一系列过程的操作,即完成实现了网络通信的数字化过程。在通信系统中,数字信号作为信息的传输载体,在信息传送阶段,利用数字进行通信的方式达到信息传输的对于容量与速度的要求,从而演变成为高速信息电子网络,此网络包含许多的网络系统,其中以计算机、数据库以及通信网络最为常见,借此实现了电子信息技术在网络信息的高效处理与传输过程中的有效应用。 3结语 数字电子技术是科技发展与社会进步的必然产物,近年来,数字电子技术有了很大的发展,并且在人们生活工作的各个方面都得到了广泛的应用,尤其在网络中的应用有着更为重要的作用,它不仅实现了信息的高速流通,而且推动了网络技术的进步和发展。相信在未来科技的发展中,还将赋予电子技术更多的应用与创新,我们拭目以待。 作者:曹凯 单位:沈阳工业大学电气工程学院 数字电子技术的发展及应用分析:数字电子技术在网络中的应用 [摘要]在互联网覆盖率极度广泛的现代社会中,“宁可食无肉,不可居无网”成为了现代人的生活常态。科学技术的突飞猛进,使得数字电子技术如雨后春笋般茁壮且生猛地发展起来,而数字电子技术在网络中的应用更是极大地推动了网络互联网的发展,给人们的生活带来了便利,增添了欢乐。数字电子技术在网络中的应用逐渐健全了虚拟的网络世界,使得人与人之间通过网络这个平台的交流更加安全,烽火戏诸侯的闹剧在能够及时迅速传递信息的网络的冲击下,不攻自破。 [关键词]信息的综合传播;沟通与交流;信息的时效性 1数字电子技术在网络中的应用推动了信息的综合传播 在瞬息万变的互联网时代,良莠不齐的信息爆炸式呈现,每个人都可能是信息的接收者和传递者,作为一个有血有血,鲜活的生命个体,对于这样纷繁复杂信息的狂轰乱炸有着自己的筛选,主动屏蔽和主动搜集信息获取。传统媒体中信息的呈现方式相对单一,影响个体对信息的接收和理解,数字电子技术在网络中的应用,使得信息的传递方式更加地丰富和多元化,全方位360度无死角的渗透方式,大大提高了信息的综合传播程度。只根据语言描述和图形示意而进行的天马行空般的臆想,不利于受众对信息的正确理解。文字、图片、音乐、视频等作为辅助信息传播的载体,在网络这个信息传递的平台上得到了很好的相互融合,多种信息传播载体的相辅相成,使得受众对信息获取的渠道有了更多的可选择性,多种信息呈现方式带动了视觉、听觉等感觉器官共同发挥作用,对所要获取信息的印象更加深刻,理解更加透彻。生活在这样一个快节奏的社会中,每个人都像是上了发条的机器人,紧绷的神经,随时可能崩溃的情绪,都使人被迫变得浮躁,迫于生活的压力下的人们,只能心甘情愿的过着连轴转的麻木生活。日常生活中的深度阅读变成了一种奢侈,静不下来的心和不充足的属于自己的时间,于是碎片化的时间,碎片化的阅读,碎片化的信息获取的局面出现,在这样的大环境大背景下,网络这样一个视觉冲击力更强,阅读更加便利的信息传播平台的重要性就显得尤为明显,在这里,受众可以随时看随时下载,大大节约了受众的时间,提高了阅读的效率,这样一个对时间空间要求度都极低的平台,自然轻而易举就俘获了无数渴望改变又无力改变现状的人的心。数字电子技术的发展使得信息的传递更为准确和及时,速度甚至超过了电视媒体中的新闻报道。一个由大量数据库,互联网络、计算机和多种电子产品组成的网络体系大量快速地传递着人们生活中所需要的信息,数字电子技术使得互联网络更加具有包容性。 2数字电子技术在网络中的应用增强了人与人之间的沟通与交流 “烽火连三月,家书抵万金”,人这种生物,作为一个丰富情感的集合体,从诞生之日起就渴望沟通,沟通虽然不同于信仰,但却和信仰有着一样能够给予人安全感和温暖的作用,每个人的内心深处的都有一种声音在在呼唤渴求着安全感,作为社会中的一员,人和人之间总有着千丝万缕的联系,独处虽然可贵,但真正摆脱社会群体独立存在的个人几乎是没有的。告别了曾经的四合院,也告别了曾经可以亲密无间的友邻,人和人之间的沟通变得越来越少,不仅对陌生人,对邻居连对自己的亲人的关心都呈现与日俱减的现状,以“忙”为借口的人,总是在自己的不经意间和理所当然中忽视了在乎自己的人。网络通讯的出现,拉近了人与人之间的距离,打破了这种尴尬的局面,便捷的通讯技术,使得人与人之间的关系迅速升温,人们终于不用整日只停留在点头之交的程度上,越来越假的不走心微笑终于变得少了起来。享受着数字电子技术在网络中的应用带来的便利,不管是亲情、友情还是爱情都在很大程度上得到了巩固和提高。在外求学的孩子,牵肠挂肚的父母,毕业之后,各奔东西,生活在不同城市中的同学,痛并快乐着的异地恋情侣,都因为数字电子技术的发展,互联网络的完善,多了份想念,少了份牵挂,多了份信任,而少了份猜忌,这样的转变让我们感到欣慰,感激数字电子技术和网络的发展,科学技术不仅是第一生产力,也是增进彼此感情的强力胶。 3数字电子技术在网络中的应用保证了信息的时效性 紧跟时代潮流,与时俱进,适时的改变和创新,才能保证企业的长期发展和生命力的可持续性,不管是国际还是国内的企业都认识到了这一点的重要性。信息的时效性要求传播速度的迅速和传播范围的准确性,纸媒介显然很难满足这样的要求。现代生活中的人都有像鱼一样七秒钟的记忆,很多东西看到一转生就忘记了,各种主动或被动的头脑风暴,杂乱无章般信息的狂轰滥炸,更加突出了信息时效性的重要性,后知后觉的企业会给人一种索然无味,味同嚼蜡般的感觉,数字电子技术在网络中的应用,使得借势营销大行其道,紧抓热点事件的内容营销往往会收获意想不到的效果,借着热点事件高关注度的东风,吸引到更多的人关注。曾经企业形象、品牌形象的树立成本非常高,但随着数字电子技术的日益发展和完善,低成本,互动性高,传播范围更加广泛的网络媒介,在保证信息时效性的前提下,也达到了宣传营销的目的。各大企业通过浏览各大新闻门户网页、微博、微信等的推送,使得每条信息都能够被及时的接收到,并迅速对有价值的信息作出总结和反馈,在这个共享性、互动性、灵活性突出的网络平台上,企业对信息的接收也变得更加有意义。 4数字电子技术在网络应用中的重要性 各种逻辑门电路、集成器件的功能和应用,集成芯片各脚的作用等是数字电子技术研究的范围,这样一门专业性极强,在网络中应用极度普遍的技术,在数字化传播中的抗干扰能力远远超过了模拟器件提供的模拟信号,保证了互联网络中信息传播的准确性和可信性,信息传播的速度得到提高,缩短了受众信息交流的距离。数字电子技术在网络中的应用增强了互联网用户的粘性,对网络的依赖程度呈指数爆炸般增长,人和人之间社会生活的紧密程度进一步加深。电子邮件的诞生取代了纸质信件,几秒钟,邮件的投递就可以完成,只需借助网络而无需人力,这种交流方式显然具有明显的便利性。信息加密也作为一种生活需求被提出来,渴望信息加密的呼声变得日渐高涨,数字电子技术使得信息加密的破解更加困难,保存在网络中加密的信息比放在柜子中加密的信息安全程度更高,网络具有的巨大的存储能力也得益于数字电子技术的发展和应用,当我们去面试和进行与其他公司的谈判合作时,电子材料的携带和展示往往显得更加便捷、更有说服力和吸引力。数字电子技术在网络中的应用也激发了电子读物的盛行,当今时代,电子产品大行其道,种类繁多,功能不一的电子产品充斥着人们生活的各个角落,公交车上、火车上、地铁上随处可见用智能手机,平板、掌上电脑、电子本等来进行阅读的人,以报纸、杂志等为代表的纸媒不得不在功能强大,携带便捷,储存信息量更大的电子产品面前低下头颅,但这并不是说纸媒一定会消失,在某些方面纸媒依然发挥着它独有的不可替代的作用。下载量大,浏览免费这些都是数字电子技术带给人们的好处。某宝强大信息库的建立使得它在同类电商中的竞争力更强,营销更加精准,一对一的人性化推送总能在不经意间抓住消费者的心,刺激潜在消费,营销不再是满大街“走过路过不要错过”的茫无目的的吆喝。数字电子技术在网络中的应用给商家带来了史无前例的巨大利润空间,数字电子技术用的好,商家的发展就会异乎寻常的顺风顺水。想要走出国门和国外企业合作互利共赢,没有及时准确充分的信息交流与沟通往往会使合作的结果事与愿违,数字电子技术利用数字通信,把来自外界的干扰统统排斥在外,实现信息沟通的快捷和安全,信息的传递不只局限于文字,音乐、图片、视频等都能畅通无阻的进行传递。 5结语 时代的变迁悄然无声,却能够在潜移默化中影响和改变人们的生活,人是一种适应性非常强大的动物,从一开始的陌生不习惯到后来的习以为常,如鱼得水的转变并不需要过长的时间。看不见的空气中似乎有一张巨大的用网络编织起来的网,数字电子技术使得这张网更加完善,随着数字电子技术的应用,人们生活在这个巨大的网络中越来越便捷。 作者:古丽巴努·阿不来提 单位:新疆阿克苏职业技术学院 信息工程系 数字电子技术的发展及应用分析:数字电子技术的应用与发展分析 摘要:进入21世纪,随着我国现代化进程的不断深入,数字电子技术也得到了飞速的发展。作为连接传统产业与新兴信息产业的桥梁和纽带,数字电子技术在信息的处理与传输、USB总线微波功率以及雷达接收3个方面发挥着重要的作用。 关键词:数字电子技术;网络信息;微波功率 近年来,数字电子技术作为电子技术领域中的一项新兴科技,越来越受到关注,尤其是数字电子技术在各行各业的广泛应用,更使它拥有了广阔的发展前景。本文主要采用文献研究法和数据分析法,文献研究法主要通过搜集、整理、归纳和分析数字电子技术方面的专著及文献资料,了解数字电子技术发展的现状、应用的领域,并在此基础上探析其未来的发展趋势。数据分析法主要应用在对数字电子技术内容及工作原理的分析和探究上。 一、数字电子技术概述 数字电子技术是电子技术下的一个分支,与模拟电子技术相比,数字电子技术的稳定性和抗干扰能力更强,在信息传递过程中,模拟信号总要转换成数字信号才能更好地传播。本部分首先从数字电子技术的概念进行界定和分类,然后从数字电子技术应用的3个方面进行论述。 (一)数字电子技术的界定 数字电子技术包含多种方面的内容,它是集各种集成器件的功能研究、逻辑门电路和时序电路的分析与设计、集成芯片各脚功能研究于一体的一门技术学科。近年来,随着经济的发展和人们物质生活水平的提高,人们对于生活的质量要求相对的也更高了,这就给数字电子技术的发展提供了良好的环境。由于数字电子技术本身就是研究集成电路和芯片的,所以越来越多的领域开始使用这一技术。举一个最简单的例子,现在的手机为什么会屏幕越做越大,但机身却越来越薄,这其中自然少不了数字电子技术的功劳。 (二)电子技术的分类 从上述可知,电子技术包括数字电子技术和模拟电子技术两大类。这两大类技术有着相辅相成的联系,其中最明显和被广泛使用的就是数字电路信号的处理,即模拟信号(“0101”信号)与数字信号的相互转换。但这两者之间也存在着一些不同之处。首先,与模拟信号相比,数字信号波形更简单易识,没有太多的变化,只有高电平和低电平两种,出现误差的几率很小,这无疑也给信号的接收和处理方面提供了更加便捷的条件,这一点本文将在后文进行详细的论述。其次,因为数字电子技术的诸多优点,例如稳定性强、可靠性高等,很多模拟信息被电子信息所取代,其中最明显的就是在声音和图像的存储方式上,过去声音和图像是由模拟信号组成的磁带、磁盘来储存,而现在这些都变成了光盘存储,无疑更加便捷也更易保存。 (三)数字电子技术的应用 1.实现网络信息的快速处理和传输 随着大数据时代的到来,人们每天都被无数的数据所包围,现在就是一个信息爆炸的时代。面对如此巨大的数据群,对数据的快速筛选收集和处理就显得格外的重要。而数字电子技术就在这方面发挥了巨大的作用。数字电子技术可以快速地对网络中的信息进行收集处理,并进行迅速而广泛地传输。并且,基于数字电子技术本身具有的内容和功能,它可以将接触到的信息转变为数字信息,使其更便于存储和传播。 2.在基于USB总线的微波功率计上的应用 几年来,数字电子技术开发的基于USB总线的“微波功率测量计”也得到了广泛的应用,可以说,数字电子技术使微波功率的测量变得更加精确成为可能。基于USB总线的“微波功率测量计”主要分为两个部分:USB接口和微波检测电路。该微波功率计的测量工作过程主要是:通过探测仪收集功率信号;然后再通过微波检测电路对信号的处理;最后,根据处理结果,对信号数据进行进一步的修正、处理和上传。这个过程中,设备的精确度是十分高的。 3.在雷达接收器上的应用 雷达接收器作为高精密度的设备,它也是数字电子技术应用的成果。众所周知,雷达接收器必须要有超高的精准度和超强的信号稳定性,然而这两点正是数字电子技术最突出的特点。这两大特点对于工作频段要求高、灵敏度要求高的雷达接收器来说,是至关重要的。雷达接收器中涉及的数字电子技术主要有数字滤波技术、数字变频技术等。 二、数字电子技术的优势与发展趋势 (一)数字电子技术的优势 数字电子技术作为一种具有重要作用的新兴技术,在我国电子信息化的进程中发挥着巨大的推动作用。近年来,数字电子技术以其波形简单、精确度高、抗感染能力强等多重优势,在多种方面的应用中发挥了重要的作用,为我国经济社会和信息产业的发展作出了巨大的贡献。 (二)数字电子技术的发展趋势 进入21世纪,随着计算机的迅速普及,大数据时代悄然而至,社会经济的发展越来越离不开数字电子技术,同时它也对数字电子技术的发展提出了更多更高的要求,有理由相信,数字电子技术将会在经济社会发展的大背景下,完成更高水平的技术革新和应用。未来,我国的数字电子技术将会在广大学者的共同探索下,实现更高的数字化进程。目前,我国的数字电子产品更新换代速度之快,正是数字电子技术发展的最真实反映。 三、结语 数字电子技术伴随着科技的发展和经济的繁荣,未来将会在人们的生产生活中有更加大的发展和进步。大力发展数字电子技术,并不代表就要抛掉传统技术,而是要将新兴的电子技术与传统技术手段相结合,从而得到更好的发展空间。 作者:马晓晨 单位:沈阳师范大学
版图设计论文:一种基于厚膜工艺的电路版图设计 摘 要: 在电子线路版图设计中,通常采用印刷线路板技术。如果结合厚膜工艺技术,可以实现元器件数目繁多,电路连接复杂,且安装空间狭小的电路版图设计。通过对3种不同电路版图设计方案的理论分析,确定了惟一能满足要求的设计方案。基于外形尺寸的要求,综合考虑电路的性能和元件的封装形式,通过合理的电路分割和布局设计,验证了设计方案的合理性和可实现性。体现了厚膜工艺技术在电路版图设计中强大的优越性,使一个按常规的方法无法实现的电路版图设计问题迎刃而解。 关键词: 电路版图设计; 电路分割设计; 厚膜混合集成电路; 厚膜工艺 0 引 言 随着电子技术的飞速发展,对电子设备、系统的组装密度的要求越来越高,对电路功能的集成度、可靠性等都提出了更高的要求。电子产品不断地小型化、轻量化、多功能化。除了集成电路芯片的集成度越来越高外,电路结构合理的版图设计在体积小型化方面也起着举足轻重的作用。 1 厚膜工艺技术简述 厚膜工艺技术是将导电带和电阻通过丝网漏印、烧结到陶瓷基板上的一种工艺技术[1]。 厚膜混合集成电路是在厚膜工艺技术的基础上,将电阻通过激光精调后,再将贴片元器件或裸芯片装配到陶瓷基板上的混合集成电路[2]。 厚膜混合集成电路基本工艺流程图见图1。 图1 厚膜工艺流程图 厚膜工艺与印制板工艺比较见表1。 2 电路版图设计 2.1 设计要求 将电路原理图(图2,图3)平面化设计在直径为34 mm的PCB板上(对电路进行分析后无需考虑相互干扰),外形尺寸图见图4。其中:序列号及电源为需要引出的引脚。 表1 厚膜工艺与印制板工艺比较 图2 原理图(1) 图3 原理图(2) 图4 外形尺寸图 2.2 设计步骤 2.2.1 分类清点电路中的元器件数量 分类清点电路中的元器件数量见表2。 表2 元器件数量 2.2.2 确定电路设计方案 根据电路原理图,对以下3个方案逐一进行分析: (1) 方案1:在印制板上双面布线 简单计算一下各种元器件所占面积:贴片电阻电容:4.8×46=220.8 mm2;贴片二三极管:8.9×5=44.5 mm2; 贴片集成电路:77×3+72=303 mm2;贴片运算放大器:33.44×11=367.84 mm2;电 位 器: 38×4=152 mm2;晶振:16 mm2。 元器件的总面积:220.8+44.5+303+367.84+152+16=1 104.14 mm2≈11 cm2。 印制板的可利用面积(单面):3.14×14.52=660.185 mm2≈6.6 cm2。 很显然,利用双面布局布线,印制板的面积远远满足不了设计的需要。另外,印制板为圆形,元件布局时面积的利用率更低。所以仅仅利用印制板的面积来进行平面化设计,理论上不可行。 (2) 方案2:印制板上安装双列直插式厚膜电路模块 采用厚膜工艺和印制板工艺相结合的方法进行布局布线。首先将电路原理图进行合理分割,确定要利用厚膜工艺进行设计的那部分电路,剩余部分电路则布线到印制板上。用厚膜工艺的电路,在陶瓷基板上采用双面布线,组装贴片元器件,可以增大布线的面积。然而,为了和印制板结合起来,双列直插式厚膜电路模块的引出端数目需求较多,采用最多的引出脚数量,也满足不了印制板与厚膜电路电连接的需要。 若采用裸芯片元件进行布线,则必须采用金属全密封封装。由于金属外壳的存在,导致基片的面积变得更小,模块的引出端数目随之减少。另外,裸芯片的电路只能采用单面布线,这样不能满足元件放置的需要,更不可能实现布线的需求。 所以该方案也不可行。 (3) 方案3:印制板上安装2个单列直插式厚膜电路模块 由方案1和方案2得知: (1) 必须在印制板上安装厚膜电路模块; (2) 采用2个单列直插式厚膜电路模块,且均采用双面布线。 2个单列直插式厚膜电路模块和1个双列直插式模块进行比较,虽然引出脚数目相等,但2个单列直插式电路比1个双列直插式电路的布线面积增大了1倍。对于圆形的印制板,将2个厚膜电路模块平行放置在直径上和与直径平行的最近位置,就可以保证厚膜电路模块和印制板之间的过渡线数目最多,且高度不会超过允许高度。经验证,这样的布局达到了厚膜电路模块和印制板上电路连接的需要,而且所有元件达到合理放置。 所以,方案3是可行的。 2.2.3 电路版图设计过程[3?4] 根据印制板外形尺寸的要求,2个单列直插式厚膜电路模块的陶瓷基片分别选用32 mm×16.5 mm×0.8 mm和30 mm×16.5 mm×0.8 mm两种,根据电路的工作原理,对2个电路原理图进行合理分割,可调元器件和大体积元件放置在印制板上,不可调部分分别放置在两个陶瓷基片上,经过合理布图,陶瓷基板上PCB图分别见图5,图6。 图5 厚膜电路1(正面和反面) 图6 厚膜电路2(正面和反面) 红色为一次导体,浅绿色为介质,深蓝色,红色为一次导体,湖蓝色为介质,为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,紫色为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,共有13个引出脚。共有12个引出脚。 将两个厚膜电路模块按照厚膜电路的工艺进行封装完成后,作为印制板上的两个元器件,将其与厚膜电路模块外的元件在印制板上进行布局布线设计,即可完成整个电路的版图设计,并达到了设计要求。整个产品的印制板装配图见图7。 图7中,W1~W4为电位器,X为晶振,J1和J2分别为两块单列直插式厚膜电路模块。C2为片式钽电容,U7为SO?8集成电路,R*为片电容,其余为引出脚。 图7 印制板装配图 3 结 语 在电路版图的设计过程中,充分考虑到调试的需要,将需调试的元件和体积较大的元件放置在印制板上,无需调试的小体积元件放置在厚膜电路模块里,使得仅利用印制板难以完成的布图任务因巧妙利用厚膜工艺集成而大大缩小了产品的体积,从而实现了复杂电路体积小型化的目的,而且使产品美观,调试方便。 厚膜技术从早期应用在航空航天、卫星通信等领域,发展到现在的汽车、家用电器、音响设备等工业领域,无不说明厚膜工艺技术有着很好的发展前景和实用价值。 版图设计论文:《集成电路版图设计》课程教学改革与探索 【摘要】《集成电路版图设计》课程对微电子专业学生理解电路设计的概念和工艺技术的认识,起到承前启后的作用,对此课程教学方法的研究有着重要的理论和现实意义。 【关键词】集成电路版图;教学方法;改革 集成电路版图设计是集成电路设计的最终结果,版图质量的优劣直接关系到整个芯片的性能和经济性,因此,如何培养学生学好集成电路版图设计技术,具备成为合格的版图设计工程师的基本潜质,是摆在微电子专业老师面前的一个普遍难题。如何破解这个难题,我们做了以下探索。 一、突出实践,理论配合 传统的《集成电路版图设计》课程采取理论教育优先,学生对于版图的基本理论和设计规则非常熟悉,但动手实践能力缺乏培养,往往在学生毕业后进入集成电路设计企业还需二次培训版图设计能力,造成了严重的人力资源浪费。这是由于没有清晰的认识《集成电路版图设计》课程的性质,造成对它的讲授还是采取传统教学方式:老师讲,学生听,偏重理论,缺乏实践,影响到学生在工作中面临实际设计电路能力的发挥。《集成电路版图设计》是一门承接系统、电路、工艺、EDA技术的综合性课程,如果按照传统方式授课,课程的综合性和实践性无法得到体现,违背了课程应有的自身规律,教学效果和实用意义不能满足工业界的要求。我们在重新思考课程的本质特点后,采取了实践先行,理论配合的教学方法,具体如下:集成电路版图是根据逻辑与电路功能和性能要求,以及工艺水平要求来设计光刻用的掩膜图形,实现芯片设计的最终输出。版图是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图使用不同的图案来表示。我们首先讲授版图设计工具EDA软件的使用,让学生掌握EDA软件的每一个主要功能,从图形的选择、材料的配置,让学生从感性角度认识实际的版图设计是如何开展的,每一个步骤是如何使用软件完成的,整体芯片版图设计的流程有哪些规定,学生此时设计的版图可能不是很精确和完美,但学生对于什么是版图和如何设计版图有了初步的感性认识,建立起版图设计的基本概念,对于后续的学习奠定了牢实的实践基础,此时再去讲授版图设计理论知识,学生更能理解深层的工艺知识和半导体理论,真正做到了知行合一,实践先行的教育理念,对学生能力的培养大有裨益。 二、注重细节,加强引导 传统方式讲授《集成电路版图设计》理论占大部分时间,学生知道二极管、晶体管、场效应管、电阻、电容等基本元器件的工作原理和构成要素,但是在版图设计中,这些元器件为什么要这样设计,其实内心中充满着疑惑和不解。针对学生的疑惑,我们从工艺细节入手来解决这个问题。作为集成电路版图设计者,首先要熟悉工艺条件和期间物理,才能确定晶体管的具体尺寸、连线的宽度、间距、各次掩膜套刻精度等。版图设计的规则也是由工艺来确定的,掌握了工艺也就掌握了版图设计的钥匙。我们将通用工艺文件的每一条规则向学生讲解,通用元器件的规则整理出它们的共性,最小宽度、长度、间距的尺寸提醒学生要记忆,不同芯片生产厂的工艺对比学习和研究,学生在这一系列规则的学习过程中,慢慢理解熟悉了工艺规则文件的组织构成及学习要点,能够举一反三的在不同工艺规则下,设计同一种元器件的版图,即使电路元器件的数量巨大,电路拓扑关系复杂,在老师耐心的讲解下,学生也能够依据工艺规则设计出符合要求的版图,这都是在理解了工艺规则细节的基础上完成的。所以,关注细节,加强引导,是提高学生学习效果的一个重要方法。 三、完善考核机制,争取比赛练兵 学生成绩的提高,合理完善的考核机制不可或缺。以往《集成电路版图设计》课程的考核主要是理论知识作业和课程报告,学生的学习效果和实际动手能力没有得到考核,造成不能全面评价学生的学习成绩。我们采取项目形式,全方位考核学生的学习效果。根据知识点,将通用模拟电路分成五大类,每个大类提取出经典的电路10种,使用主流芯片加工厂的生产工艺,由经验丰富的老师把它们的版图全部设计出来,作为库单元放在服务器中供学生参考。在学生充分理解库单元实例的基础上,将以往设计的一些实用电路布置给学生,要求在规定的时间内,设计出合格的版图,以此作为最终的考核结果。学生在学习课程期间,可以接触到不同工艺、不同结构的多种类电路,而且必须在规定的时间内设计出版图,这极大的促进了他们学习的积极性和时间观念。学生在设计版图的过程中,会遇到多种问题,他们会采取问老师答疑,和同学讨论的多种方式解决,不仅能督促他们平时上课认真听讲,而且对遇到的问题也能多角度思考,最重要的是他们亲自动手设计版图,将工艺、电路、器件综合考虑,在约定的时间内能力得到极大提高。老师根据学生上传至服务器中设计的不同项目版图打分,而且将每个项目的得分出具详细的报告,对学生的成绩进行点评。学生通过查阅报告,能够知道课程学习的缺点和得分项,为下一次提高设计成绩是一个很好的参考。除了日常学习设计版图项目,学生可以争取参加微电子专业的一些比赛,通过比赛体会一些具有挑战性的版图设计项目,来提高学生在实际场景下如何发挥设计能力和项目组织能力,为他们未来进入职场从事版图设计工作奠定坚实的专业能力和实际解决问题能力。 四、总结 《集成电路版图设计》课程是一门兼具理论基础和实践锻炼想结合的课程,对它的讲授不仅需要扎实的理论基础,还需合理的实践环节配合,才能取得良好的教学效果。 版图设计论文:微电子专业集成电路版图设计的教学研究 摘要:集成电路版图设计涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向。以CMOS反相器和基本MOS差分放大器为例,介绍了集成电路版图设计的教学内容。学生通过集成电路版图设计的教学环节,巩固了专业课程的理论知识,提高了集成电路设计的实践能力。 关键词:集成电路设计;版图;CMOS 集成电路(Integrated Circuit)产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业,是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,是新一代信息技术产业发展的核心和关键,对其他产业的发展具有巨大的支撑作用。经过30多年的发展,我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举的发展格局,产业链基本形成。但与国际先进水平相比,我国集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平急待提高、产业链有待完善等问题。在集成电路产业中,集成电路设计是整个产业的龙头和灵魂。而我国集成电路设计产业的发展远滞后于计算机与通信产业,集成电路设计人才严重匮乏,已成为制约行业发展的瓶颈。因此,培养大量高水平的集成电路设计人才,是当前集成电路产业发展中一个亟待解决的问题,也是高校微电子等相关专业改革和发展的机遇和挑战。[1-4] 一、集成电路版图设计软件平台 为了满足新形势下集成电路人才培养和科学研究的需要,合肥工业大学(以下简称“我校”)从2005年起借助于大学计划,和美国Mentor Graphics公司、Xilinx公司、Altera公司、华大电子等公司合作建立了EDA实验室,配备了ModelSim、IC Station、Calibre、Xilinx ISE、Quartus II、九天Zeni设计系统等EDA软件。我校相继开设了与集成电路设计密切相关的本科课程,如集成电路设计基础、模拟集成电路设计、集成电路版图设计与验证、超大规模集成电路设计、ASIC设计方法、硬件描述语言等。同时对课程体系进行了修订,注意相关课程之间相互衔接,关键内容不遗漏,突出集成电路设计能力的培养,通过对课程内容的精选、重组和充实,结合实验教学环节的开展,构成了系统的集成电路设计教学过程。[5,6] 集成电路设计从实现方法上可以分为三种:全定制(full custom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可编程器件设计。全定制集成电路设计,特别是其后端的版图设计,涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向,目的是给本科专业学生打下坚实的设计理论基础。 在集成电路版图设计的教学中,采用的是中电华大电子设计公司设计开发的九天EDA软件系统(Zeni EDA System),这是中国唯一的具有自主知识产权的EDA工具软件。该软件与国际上流行的EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它的某些功能如版图编辑、验证等已经与国际产品相当甚至更优,已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了强大的功能,并成功开发出了许多实用的集成电路芯片。 九天EDA软件系统包括ZeniDM(Design Management)设计管理器,ZeniSE(Schematic Editor)原理图编辑器,ZeniPDT(physical design tool)版图编辑工具,ZeniVERI(Physical Design Verification Tools)版图验证工具,ZeniHDRC(Hierarchical Design Rules Check)层次版图设计规则检查工具,ZeniPE(Parasitic Parameter Extraction)寄生参数提取工具,ZeniSI(Signal Integrity)信号完整性分析工具等几个主要模块,实现了从集成电路电路原理图到版图的整个设计流程。 二、集成电路版图设计的教学目标 根据培养目标结合九天EDA软件的功能特点,在本科生三年级下半学期开设了为期一周的以九天EDA软件为工具的集成电路版图设计课程。 在集成电路版图设计的教学中,首先对集成电路设计的一些相关知识进行回顾,介绍版图设计的基础知识,如集成电路设计流程,CMOS基本工艺过程,版图的基本概念,版图的相关物理知识及物理结构,版图设计的基本流程,版图的总体设计,布局规划以及标准单元的版图设计等。然后结合上机实验,讲解Unix和Linux操作系统的常用命令,详细阐述基于标准单元库的版图设计流程,指导学生使用ZeniSE绘制电路原理图,使用ZeniPDT进行NMOS/PMOS以及反相器的简单版图设计。在此基础上,让学生自主选择一些较为复杂的单元电路进行设计,如数据选择器、MOS 差分放大器电路、二四译码器、基本RS触发器、六管MOS 静态存储单元等,使学生能深入理解集成电路版图设计的概念原理和设计方法。最后介绍版图验证的基本思想及实现,包括设计规则的检查(DRC),电路参数的检查(ERC),网表一致性检查(LVS),指导学生使用ZeniVERI等工具进行版图验证、查错和修改。 版图设计论文:基于平衡技术的微带低通滤波器版图优化设计 摘要:微带线结构的不连续性,使反射损耗和插入损耗较大,影响滤波器性能。利用平衡法提升滤波器并联分支中较低的特性阻抗,达到降低微带线宽度的目的,从而均衡整个滤波器的宽度,使版图仿真优化。以一个5阶切比雪夫微带低通滤波器设计为例,仿真结果表明,滤波器通带内反射损耗从-9.566 dB降低到-15.837 dB,插入损耗从0.679 dB降低到0.322 dB,与直接采用Richards变换和Kuroda规则设计微带低通滤波器相比,该方法能缩短滤波器设计周期,获得满意的滤波器性能。 关键词:低通滤波器; 微带线; 平衡技术; 版图优化 收稿日期:20110911微带滤波器是无线通信的重要部件。随着无线通信系统的发展,加速了微带滤波器的研究进程,发明许多Q值适中、重量轻、稳定性好的微带滤波器。计算机辅助设计软件的出现,使设计者在设计过程中避免繁杂的计算过程,提高复杂电路设计效率,缩短设计周期。设计者通常运用Richards变换与Kuroda规则设计微带低通滤波器[13]。该方法设计的滤波器在接头处会由于相邻耦合线线宽不同产生不连续性,使插入损耗较大,不满足一些射频通信的要求。为了解决此问题,采用电磁带隙结构与高低阻抗线结合的方法,改善了通带性能,但阻带性能变差,体积变大[4]。运用分形技术设计高低阻抗滤波器取得了一定的效果,但设计方法复杂,对于加工精度要求较高[5]。 本文提出一种采用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,并以5节切比雪夫微带低通滤波器为例,通过在低特性阻抗并联传输线节点处再并联相同长度的微带线,修改两条微带线特性阻抗为原来的两倍达到优化版图的目的。原理图仿真和版图仿真均验证了该方法的可行性。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,具有良好的应用前景。 1平衡技术设计原理 使用Richards变换和Kuroda规则设计微带滤波器,所得串并联传输线长度理论上是相同的。选取各支节传输线长度l为截止频率下波长的1/8,由终端开路传输线阻抗分布表达式:Zin(l)=-jZ0tan β1(1)式中:传播常数β=2π/λ;Z0为特性阻抗。将l=λ/8带入式(1)可得:Zin(l)=-jZ0(2)若传输线长度l保持不变,使两条特性阻抗Z0相同长度l相等的终端开路传输线并联于同一点,则其输入阻抗会减半为Z0/2;反之,将两段并联终端开路传输线特性阻抗提高1倍并联于同一点且保持传输线长度l不变,则输入阻抗保持不变为Z0。 由以上推导可知,用平衡技术修改滤波器并联终端开路传输线不影响各节的输入阻抗。 2用Richards变换、Kuroda规则设计微带低通滤波器由于当频率较高时电感和电容应选的元件值过小,由于寄生参数的影响,如此小的电感和电容已经不能再使用集中参数元件并且工作波长与滤波器元件的物理尺寸相近,滤波器元件之间的距离不可忽视,需要考虑分布参数效应[67]。基于以上原因,设计者先设计出有电感、电容组成的集中参数滤波器,然后运用Richards变换和Kuroda规则转换为合适的微带滤波器结构。 本文设计的微带低通滤波器指标如下: 截止频率为f0=3 GHz,通带内波纹为0.5 dB,在2倍截止频率处具有不小于40 dB的带外衰减,输入/输出阻抗为50 Ω。基板厚度H=0.762 mm,基板相对介电常数Er=3.66,磁导率μ=1 H/M,金属电导率为5.88 mS/m,封装高度Hu=1.0+33 mm,金属层厚度T=0.035 mm。 通过计算选用5阶切比雪夫微带低通滤波器模型进行设计[8]。电路原理及其仿真结果如图1所示。 图1微带低通滤波器原理电路及仿真结果由图可以看出串联和并联的微带线长度均为λ/8,而宽度与特性阻抗大小相关。 由于原理图仿真是在理想条件下进行的,而实际的电路板需要考虑耦合和干扰等因素的影响。ADS版图仿真是采用矩量法进行电磁仿真,对版图的仿真结果更符合电路实际情况[8]。图1所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图2所示。 图2微带低通滤波器版图结构及仿真结果3用平衡技术设计微带低通滤波器 由于微带传输线的特性阻抗越高,传输线的宽度就越窄。反之,阻抗越低,宽度就越宽。从第2节中的滤波器原理图可看出,TL3和TL5两段并联的微带线,他们的宽度比较宽即特性阻抗偏大,使用平衡技术,在TL3并联点处再并联一根相同长度的终端开路微带线,将两根线的特性阻抗扩大为原来的2倍,并运用ADS软件中的LineCalc工具推算出线的宽度W。对于TL5用同样的方法设计。电路原理及仿真结果如图3所示。 图3改进后微带低通滤波器原理电路及仿真结果图3所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图4所示。 图4改进后微带低通滤波器版图结构及仿真结果由图1和图3的原理图仿真结果可以看出,优化前的反射损耗,插入损耗与优化后的数值几乎相同。这与使用平衡技术修改原理图后不改变原有滤波器阻抗的结论相一致。 由图2和图4的版图仿真结果可以看出,通带内反射损耗由-9.566 dB降低到-15.837 dB,插入损耗由0.679 dB降低到0.322 dB。 可以看出,运用平衡技术均衡微带低通滤波器微带线宽度后,使通带内反射损耗明显改善,插入损耗明显降低,达到了性能指标。证明了该方法的有效性。 4结语 本文提出一种用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,讨论了平衡技术的设计原理,并以一个5阶切比雪夫微带低通滤波器设计为例,仿真结果表明此滤波器版图仿真性能优于传统方法设计的微带滤波器。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,有效地缩短了设计周期,具有良好的应用前景。 版图设计论文:引入CDIO模式的《集成电路版图设计》课程开发实践 摘要:伴随着高等职业院校的教育改革,将CDIO的教育模式引入到《集成电路版图设计》教学开发中。鉴于CDIO教育理念的先进性、教学层面的系统性及其广泛的适应性,对《集成电路版图设计》课程进行了重新设计。本文从引入CDIO教育模式的必要性与必然性的分析到课程评估的结论,阐述了该课程设计开发的整个过程。 关键词:CDIO;高职教育;集成电路版图设计;课程开发 CDIO是基于项目学习的一种模式,是工科教育“做中学”的一种。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate),它以工程项目生命周期为载体,培养学生的学术知识、职业道德和运用知识解决问题的能力、终生学习能力、团队交流能力和大系统掌控能力。此教育模式是由麻省理工学院(MIT)和瑞典皇家工学院等发起,现已运用到几十个大学的众多专业,并获得产业界认可。 高职教育改革及引入CDIO教育模式的必要性与必然性 高等教育是在完成中等教育的基础上进行的专业教育,是培养高级专门人才的社会活动。职业教育是对受教育者施以从事某种职业所必需的知识与技能的训练,因此,职业教育亦称职业技术教育或实业教育。“高等职业教育”是“高等”与“职业教育”两个概念的复合。 我国高等职业教育的人才培养目标从开始提出的“技术型人才”、“应用型人才”,到后来的“实用型人才”,再到现在提出的“高技能人才”,多年来一直处于变化不定之中。高职培养的人才类型是实用型、应用型,与普通高等教育培养的人才是有差异的。所谓高技能人才,工作内涵是将成熟的技术和管理规范转变为现实的生产和服务,工作场合和岗位是基层第一线。 苏州工业园区职业技术学院的办学理念为“企业的需要,我们的目标;学生的需求,我们的追求”。近些年,我们在专业建设和课程教学改革方面做了许多探索,协助毕业生提高就业信心,实现优质就业,传统教育下的毕业生上岗适应慢,沟通能力差,动手能力弱,缺乏团队合作经验,缺少创新精神和创新能力、职业道德、敬业精神等人文素质薄弱,频繁“跳槽”等,而这些都难以符合现代企业的需要。教育模式的改革势在必行,而CDIO教育模式恰恰有针对性地对传统教学中存在的诸多弊端做出了全面、系统的指导,CDIO教育模式引领了高等职业教育改革的必然性。 应用CDIO模式开发《集成电路版图设计》课程 (一)《集成电路版图设计》的课程理念与思路 《集成电路版图设计》课程是一门实践性很强的课程,针对课程特点,课程设计的基本思路是从岗位实际需求出发,从培养学生学习兴趣入手,在传授知识过程中重视能力培养,强化学生的自学能力和分析、解决问题的能力。具体做法是: 全程实施项目教学 本课程围绕多个相对独立的案例展开。案例的选择强调源于工程实际,注重内容的代表性、针对性、实用性以及先进性,理论知识的选择以“必需,够用”为原则。教学实践表明,案例教学使教学内容直观、具体、形象,易于接受,也使教学内容与工程实际及职业岗位紧密联系,有利于课内知识向工程实际拓宽、技术知识向工程实践迁移,从而有力促进了学生职业能力的发展。 全程实施情境式教学 本课程改变了将理论与实训分开的传统模式,在教学中设计了8个学习情境,每个情境都以相应的工业案例为主线,按照“资讯决策计划实施检查评价”的流程授课,使学员在学中做、做中学,以提高IC版图设计技能训练的水平。同时,通过情境式教学,学生的学习兴趣和参与度大大提高,不仅培养了团队合作精神和沟通能力,还培养了学生的组织协调能力。 小班互动式教学 为达到更好的教学效果,本课程采用24人小班制教学,全程在实训室教学。根据教学内容采取“先讲,后练”、“边讲,边练”、“先练,后讲”等方法,从第一次课开始就设置实训操作内容,调动学生的主观能动性,增加师生互动性。 企业实训 通过校企合作建设校外实训基地的方式,安排学生到专业设计公司进行实训,扩展学生的知识面和工程认识,同时,提高学生对项目整个流程的认知,提高学生的抗压力,对职业道德和敬业精神的培养具有实践意义。 (二)《集成电路版图设计》之课程标准 《集成电路版图设计》课程标准涉及四个方面内容。 专业知识设计 专业知识方面围绕IC版图设计职业标准所要求的必要的基础知识和基本技能把本课程的内容分成多个模块:基础模块(系统操作部分)、应用模块(软件使用部分)、 基本技能训练模块(基本单元的版图设计)、技能提升模块(整体布局与项目掌控)等4个模块包含了8个情境。具体内容包括:Linux基础、版图识读与电路提取、design rule简表整理、绘制符合design rule的NAD2/NOR2版图、DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell的框架结构制定、standard cell版图设计、芯片CD4013的版图设计等,每一个情境都对应了某个特定岗位的部分工作内容。这些情境不仅可提供学生对岗位的认知机会,同时,也可激发自主学习的能动性和积极性。 个人职业技能和职业道德培养 在教学中注重对学生职业技能培养的同时也加强对学生职业道德的养成,用企业对员工的标准来要求学生进行实训,采用定期上交项目总结报告和分组进行项目实施进度报告等方式,为学生今后在企业的发展奠定基础。 团队意识的培养 能够快速地融入一个集体当中是从事设计与研发人员必备的能力,而常常被教育者和学生所忽视,因为传统的教育方式更多地关注对单独个体培养的成效,而实际工作中“独自作战”的时代过去了,取而代之的是团队合作,绝大多数的设计工作需要一个团队协作完成,所以这时人际交往就凸显其重要性。在教学中,我们让学生意识到团队协作的重要性和必要性,并在实训过程中从点滴做起,让学生具有团队合作的意识,如文件夹命名方式、文件管理等采取利于团队完成项目的方式进行设置。 《集成电路版图设计》课程的CDIO系统的搭建 《集成电路版图设计》课程的CDIO系统按照下面的框架完成了搭建任务,如表1所示。 (三)《集成电路版图设计》课程CDIO系统的具体实施 我们在CDIO教学大纲的指导下,对《集成电路版图设计》课程进行设计如下:本课程以源于企业真实的项目(如design rule简表整理,见表2)为载体,将所有需要学习和掌握的内容都围绕该项目设计,形成一个整体。紧紧围绕知识体系教学专业技能提升职业道德养成主线组织教学,快乐教学、快乐学习,引导学生主动学、能做事、会做人。 本课程特色 (1)双语教学,强化应用,适应外企工作。 教师采用双语教学课件与讲义,用两种语言进行教学,学生采用两种语言进行作业,从而强化专业词汇的学习,为适应全英文的工作环境打下了良好的基础。(2)按企业标准建设,内容先进、实用。采用了与众多研发设计公司一致的SUN工作站,建立以UNIX/LINUX系统为基础的网络,安装版图设计普遍使用的Cadence工具软件。(3)企业项目实训。以企业的研发项目(Reverse、design rule简表整理;DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell库的建立、芯片CD4013设计等)为载体,在真实的环境(按照企业标准进行实训室配置)下,完成生产性实训任务,完成课程开发教学任务的教师具有多年在外企研发设计的工程背景,学生完成工学结合的作品符合企业设计需要。(4)综合全面的评价体系。理论与实践评价结合,技能训练与表达训练结合,校内教师评价与企业评价结合,学生的自评与互评结合。评价方面包括学习态度、5S素养、项目报告的书写、项目汇报、实践考核和理论考试(按版图设计职业标准四级难度要求随机从题库抽取试题)。(5)增强教师的教学技能。中青年教师、工程师都有学院内部培训课程和企业项目参与的经验,并且要求每年都要开新课和实验、训练项目。每个月都有业务和管理能力评价和学期段考核。参加过的培训都要有项目报告和培训体验交流。在实行课程轮换的同时,实行岗位轮换,使教师熟悉专业核心技术并有扎实的基本功。专业教师通过深入企业和承当企业培训等途径,促使教学与生产实际结合。倡导教师既是讲师、又是实训指导教师,还是培训师和项目工程师,促进“双师型”教师培养。组织教师参加行业比赛,掌握行业的发展动向和需求,客观评价教师的技能水平。 课程质量监控体系的建立 教学质量的好与坏,不单是从学生的考核成绩上来评价,还在学院内设立了专门的教学监管体系,督导组会不定期地进行课堂教学的抽查与监管。更重要的是毕业的学生受到企业的好评,这是对我们课程质量最客观的评价。 课程评估 (一)基本达到预期目的 经过多年的教学实践,CDIO教学模式在《集成电路版图设计》课程中已初见成效,不仅学生在学习过程中表现出很高的积极性,参加职业资格认证测试的微电子专业的学生全部取得了集成电路版图设计师四级职业证书,通过对2008届、2009界毕业生就业调查,我院微电子类专业的毕业生,被苏州工业园区、苏州新区多家知名外企争相录用,就业率达100%。这些企业普遍认为我院的学生工作上手快,适应能力强,担任技术员及助理工程师以上岗位的占75%左右,不少学生已升任工程师助理及工程师。 (二)改进方向和途径 配合微电子专业建设,进行课程教学改革,使我们培养出来的学生全方位发展,符合企业的需求,不是单搞课程的开发,而是要建立起贯通的课程体系,从研发到制造,把先进的CDIO教学模式合理运用到自己的教学实践中去,不能机械地照搬照抄;要针对学生的实际水平和教学内容,提供知识供学生学习。要加强与企业的合作,紧随行业技术的更新步伐,及时更新案例项目。 CDIO教育模式的先进性、普遍实用性是毋庸置疑的,许多学院结合本校和行业特点都探索出新的模式。我们借鉴新加坡南洋理工学院教学模块化的成功案例,利用CDIO教育模式对《集成电路版图设计》课程进行开发,对高等职业教育的课程改革有一定的指导和借鉴作用。 版图设计论文:基于九天EDA系统的全定制版图设计 摘要:以反相器等基本单元版图设计为基础,利用华大电子推广的九天EDA系统软件,采用0.6um硅栅CMOS工艺,按照全定制集成电路的后端设计流程,即基本单元建立、版图布局布线以及版图验证对用于数据采集的D触发器进行版图设计。其中着重对数字电路基本逻辑门版图设计技术进行了探讨。此版图已用于相关芯片的设计中,结果表明通过该软件系统设计的D触发器完全符合设计要求。 关键词:版图设计;九天EDA系统;D触发器 1引言 集成电路(Integrated Circuit,IC)把成千上万的电子元件包括晶体管、电阻、电容甚至电感集成在一个微小的芯片上。集成电路版图设计的合理与否、正确与否直接影响到集成电路产品的最终性能[1]。目前,集成电路版图设计的EDA ( Electronic Design Automation)工具较多,但主流的集成电路版图设计的EDA工具价格昂贵,而我国自主开发的九天EDA系统,具有很高的性价比,为我们提供了理想的集成电路设计工具。 2基本概念 2.1 版图 版图是将三维的立体结构转换为二维平面上的几何图形的设计过程,是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图用不同的图案来表示。它包括了电路尺寸、各层拓扑定义等器件的相关物理信息,是设计者交付给代工厂的最终输出。 2.2 版图设计 它将电路设计中的每一个元器件包括晶体管、电阻、电容等以及它们之间的连线转换成集成电路制造所需要的版图信息。主要包括图形划分、版图规划、布局布线及压缩等步骤[2]。版图设计是实现集成电路制造的必不可少的环节,它不仅关系到集成电路的功能是否正确,而且会在一定程度上影响集成电路的性能、面积、成本与功耗及可靠性等[3]。版图设计是集成电路从设计走向制造的桥梁。 2.3 集成电路版图实现方法 集成电路版图实现方法可以分为全定制(Full-Custom)设计和半定制(Semi-Custom)设计[4]。半定制设计方法包括门阵列设计方法、门海设计方法、标准单元设计方法、积木块设计方法及可编程逻辑器件设计方法等。全定制设计方法是利用人机交互图形系统,由版图设计人员从每一个半导体器件的图形、尺寸开始设计,直至整个版图的布局和布线。全定制设计的特点是针对每一个元件进行电路参数和版图参数的优化,可以得到最佳的性能以及最小的芯片尺寸,有利于提高集成度和降低生产成本。随着设计自动化的不断进步,全定制设计所占比例逐年下降[5]。 3九天EDA系统简介 华大电子推广的应用的九天EDA系统是我国自主研发的大规模集成电路设计EDA工具,与国际上主流EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了作用,成功开发出了许多实用的集成电路芯片[6]。其主要包括下面几个部分[7]:ZeniSE( Schematic Editor)原理图编辑工具,它可以进行EDIF格式转换,支持第三方的Spice仿真嵌入; ) ZeniPDT ( Physical Design Tool)版图编辑工具;它能提供多层次、多视窗、多单元的版图编辑功能,同时能够支持百万门规模的版图编辑操作;ZeniVERI ( Physical Design Verification Tools)版图验证工具它可以进行几何设计规则检查(DRC) 、电学规则检查( ERC) 及逻辑图网表和版图网表比较(LVS)等。 版图设计用到的工具模块是ZeniPDT,它具备层次化编辑和在线设计规则检查能力,并提供标准数据写出接口。其设计流程如图1所示[8], 4设计实例 任何一个CMOS数字电路系统都是由一些基本的逻辑单元(非门、与非门、或非门等)组成,而基本单元版图的设计是基于晶体管级的电路图设计的。因而在版图设计中,主要涉及到如何设计掩膜版的形状、如何排列晶体管、接触孔的位置的安排以及信号引线的位置安排等。以下以一个用于数据采集的D触发器为例进行设计。 4.1 D触发器电路图及工作原理 D触发器电路图,如图2所示,此电路图是通过九天EDA系统工具的ZSE模块构建的,其基本工作原理是:首先设置CLB=1。当时钟信号CLK=0时,DATA信号通过导通的TG1进入主寄存器单元,从寄存器由于TG4的导通而形成闭合环路,锁存原来的信号,维持输出信号不变。当CLK从0跳变到1时,主寄存器单元由于TG2的导通而形成闭合回路,锁存住上半拍输入的DATA信号,这个信号同时又通过TG3经一个与非门和一个反相器到达Q端输出。当CLK再从1跳变到0时,D触发器又进入输入信号并锁存原来的输出状态。对于记忆单元有时必须进行设置,电路中的CLB信号就担当了触发器置0 的任务。当CLB=0时,两个与非门的输出被强制置到1,不论时钟处于0还是1,输出端Q均被置为0。 4.2 D触发器子单元版图设计 图2所示的D触发器由五个反相器、两个与非门、两个传输门和两个钟控反相器组成。选择适当的逻辑门单元版图,用这些单元模块构成D触发器。 对于全定制的集成电路版图设计,需要工作平台,包括设计硬件、设计使用的EDA软件以及版图设计的工艺文件和规则文件。此D触发器的设计硬件是一台SUN Ultra10工作站,设计软件是九天EDA系统,采用0.6um硅栅CMOS工艺。 CMOS反相器是数字电路中最基本单元,由一对互补的MOS管组成。上面为PMOS管(负载管),下面为NMOS管(驱动管)。由反相器电路的逻辑“非”功能可以扩展出“与非”、“或非”等基本逻辑电路,进而得到各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。 在电路图中,各器件端点之间所画的线表示连线,可以用两条线的简单交叉来表示。但对于具体的物理版图设计,必须关心不同连线层之间物理上的相互关系。在硅CMOS工艺中,不能把N型和 P型扩散区直接连接。因此,在物理结构上必须有一种实现简单的漏极之间的连接方法。例如,在物理版图中至少需要一条连线和两个接触孔。这条连线通常采用金属线。可得如图3(a)所示的反相器的局部的符号电路版图。同理,可以通过金属线和接触孔制作MOS管源端连接到电源VDD和地VSS的简单连线,如图3(b)所示。电源线和地线通常采用金属线,栅极连接可以用简单的多晶硅条制作。图3(c)给出了最后的符号电路版图。 通过九天版图设计工具绘制的反相器版图如图4所示。其他基本单元的版图可依此建立。 4.3 D触发器版图设计 先建立一个名为DFF的库,然后把建立的各个单元版图保存在DFF库中,同时在库中建立名为dff的新单元。调用各子单元,并进行相应D触发器的版图布局,接着就是单元间的连线。主要用到的层是金属1、金属2和多晶硅进行连接布线。接触孔是用来连接有源区和金属1,通孔用来连接金属1和金属2,多晶硅和多晶硅以及相同层金属之间可以直接连接。版图设计完成后,再利用版图验证工具ZeniVERI对该版图进行了版图验证。最后,经过验证后D触发器的版图如图5所示。 5结语 在分析CMOS 0.6um设计规则和工艺文件后,采用九天EDA系统,以D触发器为例进行了版图设计。实践表明,九天EDA系统工具具有很好的界面和处理能力。该版图已用于相关芯片的设计中,设计的D触发器完全符合设计要求。 版图设计论文:企业版图设计教学与实践 一、企业对IC版图设计的要求分析 集成电路设计公司在招聘版图设计员工时,除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外,大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求:熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺;熟悉集成电路(数字、模拟)设计,了解电路原理,设计关键点;熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则;掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具;完成手工版图设计和工艺验证[1,2]。另外,公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广,而国内学校开设这方面专业比较晚,IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大,所以拥有一定工作经验的设计工程师,就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4,5]。 二、针对企业要求的版图设计教学规划 1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件,它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时,一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等,鉴于很少有学校开设这门课程,可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计,可以由Foundry厂提供,也可由公司自定制标准单元版图库,因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中,无论是CMOS还是双极型电路,主要目标并不是芯片的尺寸,而是优化电路的性能,匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者,更关心的是电路的性能,了解电压和电流以及它们之间的相互关系,应当知道为什么差分对需要匹配,应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的,面积在某种程度上说仍然是一个问题,但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中,性能比尺寸更重要。另外,模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手,经常需要与前端工程师交流,看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等,这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此,对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高,版图设计工作还涵盖了电路提取与整理,这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程;而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。 三、教学实现 1.数字版图。数字集成电路版图在教学时,一是掌握自动布局布线工具的使用,还需要对UNIX或LINUX系统熟悉,尤其是一些常用的基本指令;二是数字逻辑单元版图的设计,目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺,因此,必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时,可以做个形象的PPT,空间立体感要强,使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪,教师一边讲解电路和绘制版图,一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项,学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图,同时教师可适当调整教学速度,适时停下来检查学生的学习情况,若有错加以纠正。这样,教师一个单元版图讲解完毕,学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随,学生的注意力更容易集中,掌握速度更快。课堂讲解完成后,安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元,并具有代表性、扩展性,使学生可以举一反三,扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范,比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求;单元版图一定要最小化,如异或门与触发器等常使用传输门实现,绘制版图时注意晶体管源漏区的合并;大尺寸晶体管的串并联安排合理等。2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现,经常需要与前端电路设计工程师交流。因此,版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理,学生能识CMOS模拟电路,与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响,熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上,依然采用数字集成电路版图的教学过程,实现教与学的同步。在内容安排上,一是以运算放大器为例,深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理,版图匹配时结构采用一维还是二维,具体是如何布局的,以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例,深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺,要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时,做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程,达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路,需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时,说明数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性,做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理,因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理,使其他人员也能看出你提取电路的功能,做到准确通用规范性。集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。 作者:李亮工作单位:苏州市职业大学电子信息工程学院 版图设计论文:基于Virtuoso平台的单片射频收发系统电路仿真与版图设计 引言 在当前通信市场的带动下,通信技术飞速向前发展,手持无线通信终端成为其中的热门应用之一。因此,单片集成的射频收发系统正受到越来越广泛的关注。典型的射频收发系统包括低噪声放大器(LNA)、混频器(Mixer)、滤波器、可变增益放大器,以及提供本振所需的频率综合器等单元模块,对于工作在射频环境的电路系统,如2.4G或5G的WLAN应用,系统中要包含射频前端的小信号噪声敏感电路、对基带低频大信号有高线性度要求的模块、发射端大电流的PA模块、锁相环频率综合器中的数字块,以及非线性特性的VCO等各具特点的电路。众多的电路单元及其丰富的特点必然要求在这种系统的设计过程中有一个功能丰富且强大的设计平台。在综合比较后,本文选定了cadenceVirtuoso全定制IC设计工具。 Virtuoso是Cadence公司推出的用于模拟,数字混合电路仿真和射频电路仿真的专业软件。基于此平台,Cadence公司还开发了面向射频设计的新技术,包括射频提取技术、针对无线芯片设计的两个新设计流程。不仅如此,目前的Virtuoso已经整合了来自合作伙伴安捷伦、Coware、Helic和Mathworks等公司的技术,射频设计能力大为增强。使用该项新技术,可以减少设计反复,并缩短产品上市时间。其AMS工具可以实现自顶向下、数/模混合的电路设计;Composer工具可以方便地进行电路设计的输入和管理;spectre/SpectreRF仿真器精度高,适合不同特点的电路设计;Layout工具包含了布局、交叉参考、布线、版图验证、参数提取等功能;此外,Virtuoso能进行可靠的后仿真和成品率控制。 基于Virtuoso的行为仿真和系统规划 射频收发系统的设计最终能否成功,以及模块指标分配是否合理可行,都有赖于具体电路设计之前对系统的行为建模和计算,即所谓的行为仿真。这也是自顶向下设计模式的关键一步。Cadence内置的Verilog-A和VHDL仿真器,以及混合输入模式的仿真方法提供了这种可能性。而且,Cadence软件免费提供了大量的行为模型供选择使用,对于射频系统设计,所要做的就是调用并设定各个模块预期的指标要求,通过仿真很快就能得到系统的行为特征。根据要求可以方便地修改各个模块的指标重新仿真,直到系统的行为满足要求为止。以接收机为例,接收系统。每个模块的指标设定非常具体,如输入输出阻抗、增益、隔离度、噪声系数NF、线性度IP3、直流偏移IP2等。仿真完成后,每个模块的指标分配任务也同时完成。 每个模块用具体电路实现后可以逐一取代相应的设计模块,进行系统仿真,可以看出每个模块是否满足系统的需要,进而评估每个实际模块对系统性能的影响。 基于Virtuoso Spectre/SpectreRF的电路模块仿真设计 基于上述的行为仿真结果和指标分配结果,可以划分系统模块设计任务,对每个单元块分别进行设计仿真。 LNA LNA是射频接收机最前端的一个有源部件,它决定了系统的噪声性能。对它的要求主要是具有尽量低的NF和足够的功率增益、好的输入匹配,其次是高线性度和隔离度。其电路如图3所示。利用Spectre的SP分析或SpectreRF的PSS+Pnoise分析都可以进行NF分析。还可以利用NFmin的结果来挑选晶体管的尺寸,以使最优源阻抗满足最小的噪声要求。 Mixer 混频器是收发机的核心,由于完成的是变频工作,其主要仿真方法需采用SpectreRF仿真器。混频器的益、NF等与输入输出有关,但输入和输出工作在不同的频段上,往往要在PSS分析的基础上进行其它分析才能得到正确结果,如PSP、Pnoise、PAC等。混频器的结构是典型双平衡吉尔伯特。 VGA 基带VGA由于频率低、增益大,因此对噪声要求不高,主要是对线性度、增益等指标有较高的要求,SpectreRF的PSS扫描可以方便地对模块的输入进行扫描并自动对扫描曲线作延长,直接标示出线性度PldB和IIP3的交点位置及数值大小,非常方便直观。这种方法与传统的two tone测试相比更加灵活高效。VGA在不同增益状态下的IIP3指标的仿真只需把控制写成变量,在ADE环境中进行扫描变量的值即可完成。所得的结果可以方便地进行比较分析。通过调整可以获得理想的VGA电路。甚至可以把ADE下的各种设置保存成ocean的脚本文件,利用脚本的自动运行,只要事先安排好各种仿真任务,Cadence就能自动完成各项仿真并保存数据结果。对数据进行比较分析后能获悉电路的性能,以此为指导逐步改进,便可获得一个满足系统需要的电路模块。 PLL模块 PLL各模块的仿真是一个比较有挑战性的任务,PLL本身是一个数字/模拟混合的模块,但是一般都用模拟的方式设计各个模块。PLL的仿真包含了上百项指标的测试工作,这些仿真要用到几乎所有Spectre和SpectreRF的仿真工具。以其中VCO和CP的仿真为例,VCO非线性的工作特点决定了它的噪声计算不能以小信号的方式进行,采用PSS+Pnoise的方式则可以准确地仿真VCO的相位噪声性能。通过扫描可以得到VCO的频率调谐增益Kvcvcd。 电荷泵输出电流特性是衡量CP性能的常用曲线,CP决定了PLL环路的增益和带内噪声性能。通过扫描也可以容易地得到CP在不同状态下电流源的恒流和匹配特性。 以上所述是射频接收机几个典型单元模块的电路设计仿真过程。系统各个单元块的仿真是可以同时展开的,完成的模块可以随时代人行为系统来验证设计结果。经过若干次反复修改与验证,最终可以得到符合要求的接收系统。 温度分析 要保证最终系统设计的可靠性和成品率,很关键的一步是在各个单元块的设计中进行温度、极端情况等分析。这些功能可以在CadenceVirtuoso中通过设置不同的仿真温度、通过仿真模型的Corner设置,以及直接使用其提供的MonteCarlo仿真工具来进行。 射频收发系统的整体电路仿真 各个模块电路分别设计验证完成以后,就可以把所有模块连成系统,并加上PAD、ESD等构成一个完整的芯片系统,对这个系统加上激励进行仿真测试,可以对整个系统电路进行仿真。如果仿真计算所用的硬件资 源足够大,可以直接对系统进行tran、SP、PSS,以及PSP、Pnoise、PAC等分析,获得整个芯片的性能。如果资源不足,则可以考虑对系统按功能进行分组、分块仿真。由于分出的块之间相对独立,因此整体系统的特性与分块仿真差别不大。 版图设计与后仿真 在各模块的设计指标满足自身及系统要求的基础上可以开始各个模块的版图设计,首先利用Layout-XL的元件调入功能可以直接由原理图调入版图元件,进行各个模块的粗略布局,主要是安排与其它模块的连接端口以及一些重要元件的预布局。然后从系统上将所有模块的预布局调入进行整体布局考虑。利用Virtuoso Layout工具所具有的层次化管理和操作的特性,可以对每个模块的安放及其与其它模块的衔接进行系统考虑。 系统布局以后,将边界条件分配给每个模块。在模块单独的布局过程中要遵守其边界约定。版图进行到一定阶段后,即可以调入到系统版图中来检查,随时作必要的调整以满足每个模块的具体情况。 具体版图绘制过程中可以充分利用Virtuoso版图工具的强大功能,比如充分发挥快捷键功能可以使版图设计流畅高效;利用Layout-XL的交叉参考可以随时发现错误的连线或因疏忽造成的短路;利用DRD的实时规则检查可以避免绝大多数违反设计规则的布图。 版图的规则检查可以采用Virtuoso的Diva工具,DRC、LVS、Exlract等工作都可以在其友好的界面下完成。对于射频电路版图元件数规模不大的特点,利用Diva完成绝大部分工作是很合适的。如果想进一步提高版图提取和后仿真的精确度,可以考虑采用Assure工具来进行。 结语 本文详细讨论了基于CadenceVirtuoso设计平台的单片射频收发集成电路的设计过程。讨论了利用Virtuoso工具完成的自顶向下、从系统到模块、从前端都后端的整个设计步骤,直到实现一个完整的射频芯片。可以看出,Virtuoso平台工具在IC设计的各个阶段所发挥的重要作用。 文中所述的单片射频芯片设计中所采用的Virtuoso工具只是Virtuoso家族中最常用的几个工具,依靠他们的强大功能足以完成复杂的射频系统设计,是性价比较高的一种解决方案。如果再结合Virtuoso的AMs、UltraSim、VoltageStorm、ElectronStorm等工具,将会使设计效率更高,设计更精确。 版图设计论文:数模混合集成电路版图设计的涨缩技术 摘 要:文章介绍了在数模混合版图设计中,如何把版图不同模块的涨缩需求,用一种完善的自动化程序技术方案来实现,并且可以批处理所有需要涨缩的版图数据。 关键词:数字;模拟;集成电路;版图设计;人工处理;程序化处理 随着集成电路技术的进步,晶体管尺寸越来越小。对于很多经过晶圆片验证的产品,需要通过版图等比例缩小,直接用于更小的工艺平台,不用重新设计版图,就可以流片,从而获得高集成度的效果,极大地提高了效率,节省了成本。而一个数模混合产品中包含数字部分和模拟部分,对于数字 IP,尤其是标准单元, 用于更小工艺平台的时候,可以直接采用版图等比例缩小的方式;而对于一些模拟IP来说,应用于更小工艺平台的时候,为了保持性能的最优化,需要保持原验证的同等条件;而对于工艺的临界尺寸(Critical Dimension, CD)来说,希望整个产品的接触孔的宽度是一致的。对于这样一个产品多种涨缩,部分还需要层次之间布尔操作的需求,本文提供一种完善的自动化流程方案来解决这种版图特殊涨缩的方法,可以程序化地批处理所有需要涨缩的版图数据。 1 客户项目涨缩需求概述 华润上华0.18 μm工艺线有3个差异不大的平台―0.18 μm, 0.162 μm ,0.153 μm。客户的产品很多已经在0.18 μm工艺平台验证过,为了增加单片晶圆片上的管芯的数量,提高利润空间,客户会直接把0.18 μm工艺平台验证过的产品等比例缩小到0.162 μm或者0.153 μm的两个工艺平台进行重新流片。而数字IP可以直接等比例缩小,但是模拟IP希望能直接用0.18 μm工艺平台设计方案,这两种IP类型共存于一个数模混合产品中,需要分别对这两种IP进行不同的操作,而且由于工艺要求需要,某些版图层次需要进行其他特殊的处理。 图1是数模混合的简化示意图,包含了数字IP和模拟IP。客户需求有两个要求:(1)模拟IP尺寸保持不变,数字IP尺寸缩小到原始的0.9倍;(2)整个产品的接触孔的宽度保持原始的0.22 μm。 2 人工涨缩技术操作方式 传统的操作技术中,大部分需要靠人工干涉和人工画图来实现,效率很低,下面简述一下传统人工操作技术方案: (1)在图1的版图EDA工具窗口菜单中,调用图2版图属性对话框,通过修改其参数选项Magnification等于0.9,把数字IP缩小到原始的0.9倍。 (2)这种修改的方式会导致版图层次之间出现0.001 μm的gap(空隙),如图3所示,金属层出现的gap图形;这种0.001 μm的gap会出现在很多不同分层结构的连接层次之间。 (3)人工修补版图,首先要把所有出现gap的图形一一填充好,然后把模拟IP和数字IP之间的连接金属线的位置分别调整好。 (4)因为原始接触孔宽度等于0.22 μm,如图4所示,而缩小到0.9倍以后数字 IP部分的接触孔宽度等于0.198 μm;为了保持全芯片的接触孔宽度一致,必须人工的把数字 IP内部的接触孔宽度修改为0.22 μm。 每一个数模产品都是非常巨大的,包含的contact的数量是数以万计的,模拟IP和数字IP连线也都是非常复杂的,而且要从底层单元开始修改,单靠这种传统的人工修改,工作量是超负荷的,从而使客户产品直接shrink的效率就大大降低,影响到客户产品的上市时间。 3 程序化处理涨缩技术 3.1 程序化涨缩技术原理 针对传统方案的缺点,结合我们客户需求,同时更多的是依赖个人技术经验,发明了一种自动化批处理,人工干预少的技术方案,从而大大提高了客户产品涨缩的效率。核心技术方案是采用EDA工具calibre drc语言,编写涨缩程序,再运行程序,从而达到客户需求。图5是客户数模产品的涨缩批处理流程。 基本原理:整个程序分为涨大(enlarge)和整体缩小(shrink )两个过程。IP涨大以后,会把相关的接触孔的宽度恢复到0.22 μm,然后把涨大后的IP重新整合在原始的版图中,最后把整合好的数据进行整体shrink,从而达到版图等比例缩小的目的。 3.2 批处理程序的结构 根据图5的客户需求原理,我们用calibre语言需要编写了两个程序,一个是enlarge程序,一个是shrink程序,两者程序架构大体相同。程序架构包含以下几个方面。 (1)Specification Statement(规范说明):定义版图数据基本信息和需要的功能选项。 (2)Input Layers Statement(输入层次说明):把版图数据的所有输入层次信息定义出来。 (3)Layer Operations(版图层次运算):根据项目要求,进行所有层次之间的布尔运算。 (4)Output New Layer(输出新的版图层次):把最终完成各种处理的版图数据输出。 通过上面3个语句,就可以把版图Metal1层次的gap修补,以此类推,所有需要修改gap的版图层次都可以按照此语法命令结构来完成。 整体shrink的程序和enlarge的程序结构相同,在shrink程序中可以把客户所有层次之间的布尔运算需求,通过命令语句执行,从而完成客户数据光罩层次的输出。其中的shrink选项,只需要在程序的规范说明里面来定义即可,命令行如下:DRC MAGNIFY RESULTS 0.9,即可完成shrink 90%的功能任务,如果定义DRC MAGNIFY RESULTS 0.85,即可完成shrink 85%的功能需求。 3.4 q缩程序的执行 编写完程序以后,把版图数据等比例缩小的任务就可以按照步骤执行,首先运行enlarge(涨大)程序,然后运行shrink(缩小)程序。步骤如下: (1)在enlarge程序里面定义要涨大的版图数据的gds;运行enlarge程序:caliberCdrc Chier enlarge程序。 (2)把前两步运行出来的版图数据,放入原始的版图gds中,修补接口连线;在shrink程序里面把第(3)输出的版图数据定义进入;运行shrink程序:calibre Cdrc Chier shrink程序。 (3)通过这几个步骤,我们就可以把版图等比例缩小,同时还维持了模拟IP的原始状态。 (4)程序运行出来的版图,我们就可以直接拿到工艺厂流片。 4 结语 本文详细讲述了如何利用常用的EDA calibre工具语言,批处理集成电路版图等比例缩小的方法。现在集成电路行业发展迅速,工艺水平不断提高,而器件特征尺寸也随着摩尔定律不断缩小,如果一些数模混合产品经过缩小,可以在新的工艺平台流片,有些经过验证的IP希望在原始的工艺尺寸下复用,这些客户需求,都可以通过本文所阐述的技术原理,高效率地实现,极大地节省了设计成本。涨缩程序可以推广于任何后端版图设计中,简单编写一个小的程序,就可以代替人工繁重的全定制版图设计,从而大大提高设计效率。 版图设计论文:“集成电路版图设计”教学探索与实践 摘要:集成电路版图设计起着承接电路设计和芯片实现的重要作用,是集成电路设计流程中必不可少的环节,同时也是应用型集成电路人才的培养方向。对集成电路版图设计理论教学和实验教学过程的实施进行了探索和实践。以CMOS与非门为例,介绍了基于主流EDA工具的完整集成电路版图设计流程的教学实例。 关键词:集成电路设计;版图;EDA 集成电路是当今信息技术产业高速发展的基础和源动力,已经高度渗透与融合到国民经济和社会发展的每个领域,其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一[1],美国更将其视为未来20年从根本上改造制造业的四大技术领域之首。我国拥有全球最大、增长最快的集成电路市场,2013年规模达9166亿元,占全球市场份额的50%左右。近年来,国家大力发展集成电路,在上海浦东等地建立了集成电路产业基地,对于集成电路设计、制造、封装、测试等方面的专门技术人才需求巨大。为了适应产业需求,推进我国集成电路发展,许多高校开设了电子科学与技术专业,以培养集成电路方向的专业人才。集成电路版图设计是电路设计与集成电路工艺之间必不可少的环节。据相关统计,在从事集成电路设计工作的电子科学与技术专业的应届毕业生中,由于具有更多的电路知识储备,研究生的从业比例比本科生高出很多。而以集成电路版图为代表包括集成电路测试以及工艺等与集成电路设计相关的工作,相对而言对电路设计知识的要求低很多。因而集成电路版图设计岗位对本科生而言更具竞争力。在版图设计岗位工作若干年知识和经验的积累也将有利于从事集成电路设计工作。因此,版图设计工程师的培养也成为了上海电力学院电子科学与技术专业本科人才培养的重要方向和办学特色。本文根据上海电力学院电子科学与技术专业建设的目标,结合本校人才培养和专业建设目标,就集成电路版图设计理论和实验教学环节进行了探索和实践。 一、优化理论教学方法,丰富教学手段,突出课程特点 集成电路版图作为一门电子科学与技术专业重要的专业课程,教学内容与电子技术(模拟电路和数字电路)、半导体器件、集成电路设计基础等先修课程中的电路理论、器件基础和工艺原理等理论知识紧密联系,同时版图设计具有很强的实践特点。因此,必须从本专业学生的实际特点和整个专业课程布局出发,注重课程与其他课程承前启后,有机融合,摸索出一套实用有效的教学方法。在理论授课过程中从集成电路的设计流程入手,在CMOS集成电路和双极集成电路基本工艺进行概述的基础上,从版图基本单元到电路再到芯片循序渐进地讲授集成电路版图结构、设计原理和方法,做到与上游知识点的融会贯通。 集成电路的规模已发展到片上系统(SOC)阶段,教科书的更新速度远远落后于集成电路技术的发展速度。集成电路工艺线宽达到了纳米量级,对于集成电路版图设计在当前工艺条件下出现的新问题和新规则,通过查阅最新的文献资料,向学生介绍版图设计前沿技术与发展趋势,开拓学生视野,提升学习热情。在课堂教学中尽量减少冗长的公式和繁复的理论推导,将理论讲解和工程实践相结合,通过工程案例使学生了解版图设计是科学、技术和经验的有机结合。比如,在有关天线效应的教学过程中针对一款采用中芯国际(SMIC)0.18um 1p6m工艺的雷达信号处理SOC 芯片,结合跳线法和反偏二极管的天线效应消除方法,详细阐述版图设计中完全修正天线规则违例的关键步骤,极大地激发了学生的学习兴趣,收到了较好的教学效果。 集成电路版图起着承接电路设计和芯片实现的重要作用。通过版图设计,可以将立体的电路转化为二维的平面几何图形,再通过工艺加工转化为基于半导体硅材料的立体结构[2]。集成电路版图设计是集成电路流程中的重要环节,与集成电路工艺密切相关。为了让学生获得直观、准确和清楚的认识,制作了形象生动、图文并茂的多媒体教学课件,将集成电路典型的设计流程、双极和CMOS集成电路工艺流程、芯片内部结构、版图的层次等内容以图片、Flash动画、视频等形式进行展示。 版图包含了集成电路尺寸、各层拓扑定义等器件相关的物理信息数据[3]。掩膜上的图形决定着芯片上器件或连接物理层的尺寸。因此版图上的几何图形尺寸与芯片上物理层的尺寸直接相关。而集成电路制造厂家根据版图数据来制造掩膜,对于同种工艺各个foundry厂商所提供的版图设计规则各不相同[4]。教学实践中注意将先进的典型芯片版图设计实例引入课堂,例如举出台湾积体电路制造公司(TSMC)的45nm CMOS工艺的数模转换器的芯片版图实例,让学生从当今业界实际制造芯片的角度学习和掌握版图设计的规则,同时切实感受到模拟版图和数字版图设计的艺术。 二、利用业界主流EDA工具,构建基于完整版图设计流程的实验体系 集成电路版图设计实验采用了Cadence公司的EDA工具进行版图设计。Cadence的EDA产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计、功能验证、集成电路(IC)综合及布局布线、物理验证、PCB设计和硬件仿真建模模拟、混合信号及射频IC设计、全定制IC设计等。全球知名半导体与电子系统公司如AMD、NEC、三星、飞利浦均将Cadence软件作为其全球设计的标准。将业界主流的EDA设计软件引入实验教学环节,有利于学生毕业后很快适应岗位,尽快进入角色。 专业实验室配备了多台高性能Sun服务器、工作站以及60台供学生实验用的PC机。服务器中安装的Cadence 工具主要包括:Verilog HDL的仿真工具Verilog-X、电路图设计工具Composer、电路模拟工具Analog Artist、版图设计工具Virtuoso Layout Editing、版图验证工具Dracula 和Diva、自动布局布线工具Preview和Silicon Ensemble。 Cadence软件是按照库(Library)、单元(Cell)、和视图(View)的层次实现对文件的管理。库、单元和视图三者之间的关系为库文件是一组单元的集合,包含着各个单元的不同视图。库文件包括技术库和设计库两种,设计库是针对用户设立,不同的用户可以有不同的设计库。而技术库是针对工艺设立,不同特征尺寸的工艺、不同的芯片制造商的技术库不同。为了让学生在掌握主流EDA工具使用的同时对版图设计流程有准确、深入的理解,安排针对无锡上华公司0.6um两层多晶硅两层金属(Double Poly Double Metal)混合信号CMOS工艺的一系列实验让学生掌握包括从电路图的建立、版图建立与编辑、电学规则检查(ERC),设计规则检查(DRC)、到电路图-版图一致性检查(LVS)的完整的版图设计流程[5]。通过完整的基于设计流程的版图实验使学生能较好地掌握电路设计工具Composer、版图设计工具Virtuoso Layout Editor以及版图验证工具Dracula和Diva的使用,同时对版图设计的关键步骤形成清晰的认识。 以下以CMOS与非门为例,介绍基于一个完整的数字版图设计流程的教学实例。 在CMOS与非门的版图设计中,首先要求学生建立设计库和技术库,在技术库中加载CSMC 0.6um的工艺的技术文件,将设计库与技术库进行关联。然后在设计库中用Composer中建立相应的电路原理图(schematic),进行ERC检查。再根据电路原理图用Virtuoso Layout Editor工具绘制对应的版图(layout)。版图绘制步骤依次为MOS晶体管的有源区、多晶硅栅极、MOS管源区和漏区的接触孔、P+注入、N阱、N阱接触、N+注入、衬底接触、金属连线、电源线、地线、输入及输出。基本的版图绘制完成之后,将输入、输出端口以及电源线和地线的名称标注于版图的适当位置处,再在Dracula工具中利用几何设计规则文件进行DRC验证。然后利用GDS版图数据与电路图网表进行版图与原理图一致性检查(LVS),修改其中的错误并按最小面积优化版图,最后版图全部通过检查,设计完成。图1和图2分别给出了CMOS与非门的原理图和版图。 三、结束语 集成电路版图设计教学是电子科学与技术专业和相关电类专业培养应用型集成电路人才的重要环节,使学生巩固了集成电路电路原理、工艺和器件等理论知识,掌握了集成电路版图设计流程、方法和主流的EDA版图工具的使用,提高了学生的工程实践能力,同时培养了学生分析问题、解决问题的能力。随着集成电路飞速发展到纳米工艺,版图相关的新技术和设计规则不断涌现。因此,在今后的教学改革工作中,与时俱进,围绕先进的实际设计案例将课堂教学和设计应用紧密结合,构建集成电路版图设计的教学和实践体系,具有重要的意义。 版图设计论文:汽车电打火控制芯片的输入模块的版图设计与验证 摘 要 本文介绍了一款应用于汽车工程领域的电打火控制芯片的输入模块的版图设计与验证。采用标准双极工艺,全定制的设计对输入模块进行布局布线,并完成了后端验证。本芯片功耗低、成本低,性能稳定。 【关键词】电打火控制芯片 版图设计 1 引言 汽车电打火控制芯片是为使用霍尔效应管的无触点点火系统所设计的一款电打火控制芯片。芯片通过驱动外接的NPN达林顿管来控制点火线圈,使其获得足够的点火能量,只伴随很少的能量损失。本次设计的汽车电打火芯片共包含10个模块:基准电压模块、霍尔效应管输入模块、过压保护模块、占空比控制模块、限流保护电流模块、控制转换模块、缓慢恢复模块、不饱和感应模块、衡通保护模块、驱动电路模块和RPM模块。本文主要讨论了在系统设计和电路设计完成后,对输入模块:基准电压模块和霍尔效应管输入模块电路进行详细分析,并进行仿真,然后完成后端设计以及相关的验证工作。 本文电路中所采用的器件全部是双极型器件,采用5微米标准双极工艺进行版图设计。由于芯片整体电路图比较大,所以将电路图分成若干个模块分别设计,设计前先要将每个模块中的器件的大致位置规划好,在后面的整体版图整理中,再根据工艺线给出的封装结构调整各模块中器件和焊盘的位置。 2 电路分析、仿真结果以及版图设计 2.1 基准电压模块 电路如图1所示,当V3开始给整个电路供电时,随着V3的升高,Q58先导通,从而使Q60导通,Q57、Q58构成达林顿管。Q60的导通,使得镜像电流源Q59-1和Q59-2导通,开始为Q56,Q53,R33组成的能隙基准源供电,并最终在Q38的基极上产生1.25V的基准电压。基准电压产生后,Q61的B极电位为1.9V左右,高于Q60的B极电位(1.4V),所以,Q60截止。R31,Q57,Q58,Q60组成了基准电压部分的启动电路。 基准电压模块中的关键器件: (1)Q53和Q56的面积比要严格匹配,R33的大小影响基准电压值。 (2)R27、R28匹配。 基准电压模块的版图设计:根据隔离区划分标准,集电极电位相同晶体管可以放在同一个隔离区内,将基准电压模块电路图划分成10个隔离区。然后在各个隔离区内设计器件。 2.1.1 晶体管的设计 设计芯片一般情况下先调整晶体管的尺寸。虽然将晶体管的尺寸调到最小,会增大串联器件的电阻和增大时间常数,但是可以减小芯片面积,权衡利弊,缩小器件尺寸所Ю吹暮么σ远远大于它所带来的坏处。设计晶体管版图,首先要设计出一个最小尺寸的晶体管,这个最小尺寸的晶体管是根据本工艺线的工艺水平定出来的,本设计中最小尺寸晶体管的发射极面积是14×14μm2,然后在这个基础上考虑图形最小间距,逐步套合成一个最小尺寸的晶体管,也就是单位管。 根据对电路的分析、仿真,计算出电路图中所有晶体管发射区的尺寸,以单位管为标准,将计算出的发射区面积都表示为单位管的N倍。然后根据单位管的尺寸和本条工艺线所给出的最小设计规则,设计出各个晶体管的版图。 2.1.2 电阻的设计 根据不同类型的电阻具有不同的方块电阻,将大阻值的电阻设计为注入电阻,小阻值的电阻设计为扩散电阻,更大阻值的电阻设计为夹层电阻。 根据电阻公式: 可以根据工艺线的端头修正因子和版图中的布局情况电阻的形状和拐角个数。模块中共有15个电阻,经过计算分析,其中有一个是基区扩散电阻,其余的是注入电阻,方块电阻数全部标注在电路图中。 2.1.3 电容的设计 模块中只有一个电容,电容值为2pF,根据式(2)可以算出电容面积为: 算出电容的面积后,将这个电容做成梳状电容,使P区和N区的重迭面积为5000 就可以满足电容值为2pF的要求。 将电路图中的每个器件设计好之后,对比电路图,符合低风险合并规则的器件可以合并以减少面积。然后再参考电路图进行布线。基准电压模块版图设计如图2所示。 2.2 霍尔效应管输入模块 电路如图3所示,Q108的基极为其输出信号。霍尔效应管产生的信号从PIN5进入(V1),直接传给Q113的B极,Q113的B极与Q119的B极电位进行比较。当霍尔效应管产生的信号为高时,Q113极的B极电位为高,高于Q119的B极电位,所以,Q119导通,Q113截止。Q119的导通,使得Q111的B极电位为高,导通,从而将Q120-2的电流全部拉走,使得没有电流从Q108、Q112和R75中流过,此时模块的输出(Q108的基极)为低,约为0V。反之,上述各管子工作状态相反,模块输出为高,约为0.7V。Q114、Q115和D4组成了一个过压保护,使从霍尔效应管输入的信号不会过高,将其上限限定为(Vcc+2.1)V。霍尔效应管输入电路模块版图设计如图4所示。 3 版图验证 完成版图设计的电路性能由于诸多物理因素的介入,与逻辑设计、电路设计的结果相比,会有一定的变化,因此必须对版图进行验证,主要包括几何设计规则检查(DRC),电学规则检查(ERC),网表一致性检查(LVS),电路功能和性能验证(后仿真)等部分。这些检查工作能为电路的版图设计的正确性提供依据。本设计对绘制完的版图进行了DRC和LVS验证。 4 结论 这款电打火控制芯片的设计成功,填补了国内类似芯片的设计空白,更重要的是这款芯片的所有元器件几乎都采用最小设计尺寸,使芯片面积、功耗最小,从而提高了芯片的利用率,节省了设计成本。 版图设计论文:JFET输入双运算放大器集成电路芯片的版图设计 摘要:介绍了基于4μm双极对通隔离兼容JFET工艺的双运算放大器集成电路芯片的版图设计。版图设计的主出发点是高精度、高速和高可靠性三方面。版图中各模块采用对称设计,关键元件的匹配采用了共质心对称设计。芯片测试结果表明,JFET输入双运算放大器的输入偏置电流和失调电流均达到了200pA以下,电路的转换速率达到了10V/μs,增益带宽积4.5MHz,很好的实现了预定电路功能。芯片成品率达90%。 关键词:JFET;运算放大器;版图设计;可靠性 0 引言 该JFET输入运算放大器主要用在高速积分器、快速D/A转换器、采样-保持等电路中,其关键技术指标是高精度、高速和高可靠。作为集成电路设计流程中最重要的一个环节,芯片版图的设计将是提高电路精度、成品率和可靠性的关键因素。 1 芯片功能及原理图 本文设计的JFET输入双运算放大器输入偏置电流最大200pA,失调电流最大50pA,失调电压最大2mV,共模抑制比最小85dB,电源抑制比最小85dB,电压增益最小90dB,转换速率最小10V/μs,增益带宽积最小4.5MHz。电路由失调调零电路、输入ESD保护电路、偏置电路、差分输入电路、电压放大电路、输出扩流电路、保护电路组成。电路原理图如图1所示。 2 芯片版图设计 2.1 芯片版图的平面设计 本文设计的JFET输入双运算放大器最大的热源就是输出扩流电路,为了保证电路精度,降低温度对输入部分的影响,应该将差分输入电路远离输出扩流电路;保护电路需要测量输出管的电流和结温(主要是电流),因此需把它放在贴近输出扩流电路的位置;电路失调调零电路考虑到电路中测应放在芯片边缘;偏置电路采用正温度系数的扩散电阻和负温度系数的齐纳二极管串联,基本消除了温度的影响,可以放在输出扩流电路边上,同时降低了温度对差分输入电路的影响。 考虑到电路的高可靠性能,在电路的输入、输出、电源端均加上ESD保护电路,提高电路抗静电等级。 综上所述,结合具体布线情况,得出了芯片版图的整体布局,如图2所示。 2.2 主要模块及元器件版图设计 本设计采用4μm双极对通隔离兼容JFET工艺,单层金属布线,共15次光刻版,全部采用负胶接触光刻。最小特征尺寸为4μm,外延层厚度12μm,电阻率3Ω・cm,基区结深2.5~3.0μm。 2.2.1 标准元器件版图设计 本设计中用到的标准元件主要有P沟道JFET、外延型JFET,小功率npn晶体管、横向pnp管、电阻、电容。P沟道JFET沟道长度设计为10μm。外延型JFET沟道宽度设计为32μm。小功率npn晶体管发射区下限尺寸主要受光刻精度的限制,小于4mA的npn晶体管发射区为φ22μm圆形,发射极电流按0.1mA/μm计算【1】;4~25mA的npn晶体管发射区设计为200μm×18μm的矩形。纵向pnp晶体管发射区设计为350μm×30μm的矩形,同时在发射区做重掺杂,提高纵向pnp管的大电流增益。横向pnp管基区宽度设计为14μm。 另外,设计时还采用了发射极铝层大面积覆盖(过EB结势垒区),以减少表面复合,提高npn管和横向pnp管的小电流放大倍数【1】。 本设计中采用的电阻主要有基区电阻和高硼注入电阻。对于精度要求高、匹配性好的电阻采用基区电阻,如差分输入端要求精确匹配的电阻。为了保证电阻的精度和好的匹配性,设计时尽量避免弯头的出现。其余要求不高且阻值较大的电阻采用高B注入电阻,为了形成可靠的欧姆接触,在接触孔下的扩散区做了重掺杂。 电容器的设计采用MIS电容器,考虑电路对转换速率的要求,电容面积按2pF/10000μm2计算。 2.2.2 差分输入电路的版图设计 差分输入电路的精度是影响JFET输入运算放大器的最主要因素。因此,在版图设计时除了合适的布局外,还要充分考虑到该部分电路所用元器件的匹配性,设计时主要采用以下匹配原则:(1)JFET采用统一的几何形状,放置在最相邻的位置,采用共质心拓扑结构交叉耦合的版图设计【2】;(2)JFET所属隔离岛外围实行N+重掺杂,保证隔离岛等电位,减小JFET表面漏电;(3)npn晶体管发射区采用φ22μm圆形结构,放置在JFET边上,采用交叉耦合的版图设计,减小输入级有源负载失配对失调的影响;(4)匹配好的JFET远离芯片热源,放置在芯片的对称轴上;(5)所用电阻均为基区电阻,条宽为20μm。采用上述原则设计出如下结构: 经布局规划,模块实现和版图优化,得到芯片的整体版图(图4),芯片版图尺寸为:3380μm×1860μm。 3 流片结果及分析 芯片版图经总体布局、布线设计完成后,对版图进行了DRC和LVS检查,并在流片厂双极对通隔离兼容JFET工艺线成功流片,芯片图形如图5所示。 表1是该运算放大器样品的上机测试参数与国外同型号产品对比结果。从表1可以看出,该运算放大器达到了国外同型号产品的参数要求(实测时TI公司同类产品IB为100pA左右,Linear Technology公司同类产品IB为150pA左右),可以替代进口的同型产品。 4 结语 为了实现高精度、高速、高可靠运算放大器,本文设计出了一种输入级完全对称的版图结构。芯片版图经总体布局、布线设计完成,并在流片厂成功流片。结果表明,该芯片的性能指标优于国内同型产品,版图设计很好地实现了电路功能,初测芯片的成品率达90%。 版图设计论文:面向企业的IC版图设计教学探讨 摘要:本文在分析国内集成电路(IC)设计企业对版图设计要求的基础上,调查了已从事版图设计的一些学生在校期间所学的版图知识与企业要求的差异,针对版图教学存在的一些教学与企业对版图设计具体要求的不同,深入探讨IC版图教学内容和实现方法,规划版图教学与实践的紧密结合。强调版图教学与目前主流工艺、常用电路以及设计软件同步并重。 关键词:版图设计;集成电路;教学与实践 目前,集成电路设计公司在招聘新版图设计员工时,都希望找到已经具备一定工作经验的,并且熟悉本行业规范的设计师。但是,IC设计这个行业圈并不大,招聘人才难觅,不得不从其他同行业挖人才或通过猎头公司。企业不得不付出很高的薪资,设计师才会考虑跳槽,于是一些企业将招聘新员工目标转向了应届毕业生或在校生,以提供较低薪酬聘用员工或实习方式来培养适合本公司的版图师。一些具备版图设计知识的即将毕业学生就进入了IC设计行业。但是,企业通常在招聘时或是毕业生进入企业一段时间后发现,即使是懂点版图知识的新员工,电路和工艺的知识差强人意,再就是行业术语与设计软件使用不够熟练、甚至不懂。这就要求我们在版图教学时渗入电路与工艺等知识,使学生明确其中紧密关联关系,树立电路、工艺以及设计软件为版图设计服务的理念。 一、企业对IC版图设计的要求分析 集成电路设计公司在招聘版图设计员工时,除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外,大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求:熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺;熟悉集成电路(数字、模拟)设计,了解电路原理,设计关键点;熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则;掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具;完成手工版图设计和工艺验证[1,2]。另外,公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广,而国内学校开设这方面专业比较晚,IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大,所以拥有一定工作经验的设计工程师,就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才。 二、针对企业要求的版图设计教学规划 1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件,它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时,一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等,鉴于很少有学校开设这门课程,可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计,可以由Foundry厂提供,也可由公司自定制标准单元版图库,因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。 2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中,无论是CMOS还是双极型电路,主要目标并不是芯片的尺寸,而是优化电路的性能,匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者,更关心的是电路的性能,了解电压和电流以及它们之间的相互关系,应当知道为什么差分对需要匹配,应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的,面积在某种程度上说仍然是一个问题,但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中,性能比尺寸更重要。另外,模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手,经常需要与前端工程师交流,看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等,这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。 3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此,对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高,版图设计工作还涵盖了电路提取与整理,这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程;而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。 三、教学实现 1.数字版图。数字集成电路版图在教学时,一是掌握自动布局布线工具的使用,还需要对UNIX或LINUX系统熟悉,尤其是一些常用的基本指令;二是数字逻辑单元版图的设计,目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺,因此,必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时,可以做个形象的PPT,空间立体感要强,使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪,教师一边讲解电路和绘制版图,一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项,学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图,同时教师可适当调整教学速度,适时停下来检查学生的学习情况,若有错加以纠正。这样,教师一个单元版图讲解完毕,学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随,学生的注意力更容易集中,掌握速度更快。课堂讲解完成后,安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元,并具有代表性、扩展性,使学生可以举一反三,扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范,比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求;单元版图一定要最小化,如异或门与触发器等常使用传输门实现,绘制版图时注意晶体管源漏区的合并;大尺寸晶体管的串并联安排合理等。 2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现,经常需要与前端电路设计工程师交流。因此,版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理,学生能识CMOS模拟电路,与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响,熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上,依然采用数字集成电路版图的教学过程,实现教与学的同步。在内容安排上,一是以运算放大器为例,深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理,版图匹配时结构采用一维还是二维,具体是如何布局的,以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例,深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。 3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺,要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时,做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程,达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路,需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时,说明数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性,做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理,因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理,使其他人员也能看出你提取电路的功能,做到准确通用规范性。 集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。 版图设计论文:做好凹版图文设计 提高印品质量 在凹版印前制作中,需要对客户设计好的图文进行适当地修改,使其尽可能满足凹印的要求。其中,线条、文字和色彩等都是重要的考查对象,只有设计和控制合理,才能达到理想的印刷效果。下面,笔者将谈一谈我公司凹版图文设计的要点,供同行参考。 文字和线条设计 文字和线条的设计一般应注意以下3个方面。 (1)由于较细小的文字和线条在印刷时不宜采用多色套印,所以,不能在套色图案上设计更加细小的反白字,且不宜在套色图案上留白后,再套印其他细小的文字,否则会增加套印难度。 (2)文字字号不应小于5号字,字高不得小于2mm;线条线宽不得小于0.1mm,但如果采用金属油墨印刷,考虑到金属油墨颗粒太大,在印刷时较难呈现理想的效果,所以其线条线宽就要大于0.1mm;细小的线条、文字等在设计时需要加上宽度为0.02mm的实边,加上实边后这些文字和线条本身的宽度应保持不变。 (3)文字与底图之间的压边在印刷时往往容易出现变色问题,如果客户不能接受这种问题,在图文设计时就要在文字边缘加白边,且白边宽度不得小于0.3mm。 色彩控制 (1)对人像等套印精度要求较严的图像,在图文设计时黄品青各色之间尽量不要加入其他色彩。 (2)印品上条形码的色彩多以黑色、深蓝色为主,不宜采用金属油墨或浅色油墨印刷。另外,条形码的大小应符合国家要求,为保证条形码印刷的完整性及清晰度,条形码的线条方向应尽量与版辊圆周方向一致。 (3)在油墨色彩能够达到客户要求的前提下,设计图文时尽量不使用叠色,例如,如果直接采用黑色挂网能够满足色彩要求的话,就不要选择由黄品青叠加而得到的黑色;过渡网能通过改变加网线数来达到色彩渐变效果的话,就不需要采用多色叠加去完成。 其他方面 加网时必须充分考虑80%和5%这两个色彩跳跃区,渐变挂网时最小网点极限应在10%以上,可印刷的最小网点面积率为15%~25%,尽量不要做大面积挂浅网,以免大批量印刷时造成网点丢失。另外,透明油墨和金属油墨必须要采用专色版,大面积实地底色最好要与网目调图案分开制版,且尽量采用专色版。
计算机科学与技术的应用篇1 几十年前,计算机科学还是个陌生的概念,当时很少有人接触过网络,近些年,随着社会经济的高速发展,计算机科学与技术在各行各业都扮演了重要的角色,该项技术已不再遥远和陌生,无论是对于社会建设、工业生产还是人们的日常生活,都离不开计算机科学与技术的支持,可见,该项技术给人们的日常生活和社会生产都带来了极大的便捷[1]。电子银行、电子商务、现代化的企业管理、信息服务业以及学校远程教育和现在的电子社区等都以计算机网络系统为基础,毋庸置疑,现代社会的方方面面都离不开计算机技术,计算机科学与技术是现代社会的“心脏”。然而,随着社会的不断进步,人们物质生活水平的提高,信息技术的更新换代,人们对计算机技术的创新提出了更严格的要求,计算机科学与技术也面临着巨大的挑战,需要不断发展和完善来满足现代化的需求,目前,计算机科学与技术的发展现状中还有诸多方面有待提高。本文从实际出发,对计算机科学与技术的应用现状进行了分析,列举出当下存在的问题,并对今后的发展目标进行了展望,以期促进计算机科学与技术的发展进步。 1计算机科学与技术应用现状 目前,计算机科学与技术已应用到科学、技术、社会等多方面领域,极大的节约了人力、物力和财力的要求,进而提高了工作效率。随着计算机科学与技术的不断完善,计算机进入各个领域表现出了更多的可能性,具体应用主要表现在以下几个领域: 1.1在智能化建筑中的应用 智能化建筑是一个全新的概念,它融合了计算机科学与技术的许多优点,在传统建筑系统中,施工过程中经常会因为人力、物力的制约,使得对整个施工过程无法进行严密、有效的监控,然而及时、准确收集、处理、传递施工期间的各项施工信息是十分重要的,这不仅会影响工程施工进度,还可能会导致工程施工时间延误。智能建筑是随着人们对建筑内外信息交换、安全性、舒适性、便利性的要求产生的,智能建筑能提高工作效率,提升建筑适用性,降低使用成本,将计算机科学与技术应用在智能化建筑中,不仅可以及时准确的收集、传递施工信息,保证相关部门能够准确掌握工程施工情况及进度,还有利于相关管理人员及时协调、管理工程施工现场,从而大大提升工程施工效率,节省工程施工成本,智能建筑的不断发展应用已经成为发展趋势,在我国现代化建设中体现出了巨大的应用价值[2]。 1.2在交通领域中的应用 现阶段,虚拟现实技术发展迅速,该项技术在计算机科学与技术领域占据了重要的位置。虚拟现实技术给城市交通和道路规划都带来了极大的福音,一方面,我们可以在室内进行虚拟现实技术下的交通模拟,另一方面,我们可以通过电子地图对道路交通进行实时查询,清晰了解道路状况以及交通拥堵情况,具有简单、直接、方便和省时的特点,可谓说是让人足不出户就能了解到“外面的世界”,给城市生活带来了极大的便利[3]。此外,该项技术对日常的交通管制以及道路规划方面也起着重要作用,近几年,国家正大力推进数字城市的建设,可以见得,计算机科学与技术在交通领域中的应用价值将会日益凸显。 1.3在工程项目建设中的应用 对于传统的工程项目管理方式主要是以记录台账为主,需要耗费大量的人力、物力和财力,管理起来十分冗杂,资料还有丢失的风险,严重制约了现代化工程项目的发展。近年来,随着计算机科学与技术的普及,该项技术正逐步趋向简单化和智能化,因此,将该项技术融合到现代化工程项目建设中具有重要的意义。具体价值主要体现在:(1)可实现对资金、技术和资源的一体化管理;(2)简单高效,加快项目建设;(3)应用模拟软件,对技术方案模拟,优化方案,保证技术的科学性和准确性;(4)合理规划资金流转,保障项目建设稳定、有序进行,加快推进工程项目建设的发展[4]。与此同时,计算机科学与技术还能够对工程项目进行全生命周期的管理,从项目的投标、到预算、审计、监理等环节进行实时管理,保障各个环节、步骤有序进行,提升了工作效率,保证了项目的进展,进而促进了工程建设项目经济效益的显著提升。 1.4在经济管理上的应用 对于经济管理工作而言,具有信息量大,数据庞大,实务冗杂的特点,需要大量的人力、物力和财力支撑,可以说是企业中的重要环节。面对庞大的数据资源,如何及时、有效、准确的处理显得十分关键,这直接影响了企业的发展方向及管理决策,在现实工作中表现出了一定的重要性。因此,传统的大量依靠人力处理数据的方法已逐步被淘汰,难以满足当下信息时代发展的需求,因此,计算机技术在经济管理上的作用将得到发挥。随着计算机技术的提升,对海量信息的存储、传输和处理,这正是计算机科学技术的特长,这些数据处理方法的应用和普及将不再是遥远的事情,计算机科学与技术为当代经济管理者提供各种数据处理的方法,服务于经济管理,有利于科学化管理,提升工作效率[5-6]。 1.5在现代教育中的应用 现代教育中越来越重视新科技、新技术的应用,而计算机科学与技术给如今的现代教育事业作出了巨大的贡献,其在知识信息的接收和资源的整合方面表现出了良好的优势,主要表现在[7]:(1)摆脱教育时间的束缚。打破了以往单纯依靠课堂教学的模式,能够将学习资料及时存储、传播,进行课下学习,打破了以往时间上的限制,为各种教学信息的处理和资源的传输储存提供了极大便利;(2)摆脱教育空间的限制。当下,线上教学模式优势日益凸显,特别是经历了一场重大的疫情后,线上教学模式更加得到了重视和普及,十分满足当下的需求,将教学内容以音频和视频的模式传播,积极运用计算机科学与技术,实现了该项技术在当下教育环境中的跨时空运用;(3)计算机多媒体辅助教学。采用计算机科学与技术来开发和制作课件,将教学内容更具有丰富多样性,还能够活跃学习氛围,让学生感受不一样的教学课堂,轻松掌握知识,加强教学过程中的互动性,利于学生综合素质的提升。可见,计算机科学与技术在当下教育事业中扮演了重要的角色,他的价值将会发挥到最大化,积极引领现代教育事业的快速发展。 2现存问题 近年来,计算机科学与技术得到了快速发展,为人类和社会做出了巨大的贡献,但与此同时也暴露出了诸多问题,具体表现在以下两个方面: 2.1信息安全 计算机可以处理、存储和传递信息,给人们带来了快捷与舒适,极大的提升了工作效率,计算机科学与技术可与网络技术相结合,拓宽其应用领域,将其价值发挥到最大化,在计算机科学与技术给人类带来便利的同事,也存在着一定的风险、隐患,例如近些年网络诈骗、信息窃取等多起网络案件的发生,给人们的生活带来了极大的安全隐患,特别是计算机技术的日益普及,该问题更是显得尤为重要,因此,单位以及供应商等都应该加强网络安全教育,强化个人网络安全意识,保证信息安全,促进行业健康发展。 2.2操作困境 各种具有新功能的软件被不断开发、使用,但一般情况下,软件的使用者大多为非专业人士,甚至有些人对计算机知识掌握的少之又少,因此,在实际应用过程中,将暴露了诸多问题,如操作难度大,易于出错,数据恢复难等,可见,种种现实问题日益凸显,这就如同一把双刃剑,在给工作带来便利的同时,也会由于操作困境给工作带来一些数据缺失、丢失以及程序遭到破坏等风险,还有一些情节严重的甚至会导致信息泄露,让一些不法分子得到有机可乘,后果难以想象。可见,软件开发者应重视该问题,以及后期的应用前的培训也是尤为重要。 3计算机科学与技术发展趋势 计算机科学与技术的发展要不断顺应时代的进步,在新时代背景下,数据库技术将不可避免地渗透到新的应用领域中,计算机科学与技术今后的发展方向就是要以实际出发,逐步趋向简单化、日常化和功能化,在系统开发过程中,要注重实用性的考量,保证该项技术在实施过程中的平稳落地,实现价值最大化。在计算机科学技术的今后发展目标来看,要想实现在更多领域的应用和普及,就需要从技术根本出发,从系统建设上,数据库技术应用上,不断发展、积极创新,加快推进新技术的应用,不断顺应时代发展的需求,努力为我们现代化建设增砖添瓦。 4结语 综上所述,在技术飞速发展的时代下,计算机科学与技术经历了不同的发展阶段,取得了一定的进步和创新,现如今无论在军用还是民用领域,计算机科学技术都表现出了巨大的应用价值,社会生产和人们日常生活都已经离不开计算机科学技术的支持,计算机科学与技术对于现代化建设的重要性不言而喻。基于此,当下应从实际应用情况出发,科学分析并有效解决目前存在的问题,明确未来的发展方向,加快推进计算机科学与技术的进步。 作者:杨远智 单位:湖北第二师范学院 计算机科学与技术的应用篇2 计算机科学与技术具有运行速度快、操作便捷等优势,现已融入社会生活的各个领域。计算机科学与技术的现代化运用为数据信息传播和存储提供了丰富的条件,而且凭借计算机科学与技术的快速处理优势,也有效提高了工作的质量和效率。特别在大数据时代环境下,技术手段所具备的优势愈发显著。计算机科学技术有庞大的存储空间与快速的运行速度,有助于数据信息的管理、共享和运用。计算机科学与技术获得普及发展和广泛运用,促进了社会迈进现代化的发展进程。然而,目前计算机科学与技术的运用仍不够深入,还处于发展初期阶段。为切实推动社会进步和发展,探究计算机科学与技术的现代化运用有现实意义。 1计算机科学与技术的现代化应用意义 计算机科学与技术是先进、前沿的应用型技术手段,此技术能为社会大众提供高效率的运算,并且具有便捷的操作优势,已在各个行业获得普遍应用。而计算机科学与技术作为诸多软件工具的基础运行技术,在大众现实生活当中发挥着促进各项活动协调安排和交换的关键作用[1]。该技术的现代化运用为大众生活和工作提供助益,而且在较强的运算和分析功能的支持下,也能够保障运算的准确性与生活的便捷性。另外,在数据信息储存方面,计算机科学与技术具有其他科学和技术难以比较的关键作用。以餐饮行业为例,以往餐饮行业需要顾客到实体店消费用餐,只有这样才能完成这一消费闭环。而借助计算机科学与技术,便可通过外卖平台接单、外卖员配送,凭借外卖平台计算与分析功能,高效提升了餐厅备餐速度与外卖员配送速度,在切实保障顾客消费权益和体验感的基础上,实现餐厅、消费者及外卖平台的利益最优化。而这就是现阶段计算机科学与技术实现现代化运用的缩影,可切实提升各领域工作的效率与质量,转变各领域传统工作模式,有效推动经济增长。 2计算机科学与技术的现代化应用问题 2.1存在安全问题 计算机科学技术的现代化运用需以互联网和应用系统为媒介,网络中包含海量信息内容,为社会大众提供了诸多便利。但是,在大众应用网络信息内容的同时,其安全性问题亦逐渐凸显。国内有关法律和管理制度尚未完善,还难以有效约束社会大众的行为,从而会出现木马或黑客盗取数据的现象,难以有效保障受众信息的安全。研究表明,越来越多的人遭受网络诈骗,解决计算机科学与技术现代化运用中存在的安全性问题已十分迫切。 2.2相关人员综合素养不高 信息时代来临,促进国家愈发重视计算机科学与技术的实际发展水平,并在经费层面亦给予了一定的支撑。在此环境下,学习计算机技术相关知识的学生不断增加,社会大众对计算机技术水平和功能的要求亦不断提高。然而,与计算机有关领域的职工的综合素养还亟待提升。因此,计算机科学与技术从业者必须不断提高个体的综合素质和修养,持续夯实专业基础,以便日后顺应计算机科学技术发展需要。 2.3出现违法与违规操作现象 新时代计算机技术的发展,在为社会群体生活提供便利的基础上,也产生了信息安全等诸多问题。而信息安全问题会使计算机使用者的隐私权难以获得有效保障,部分不法分子利用非法手段盗取他人资料,进行敲诈勒索、网络诈骗以及入室抢劫等违法犯罪活动。而这些不法行为均会给受众带来较差的使用体验和感受,进而影响计算机科学技术的发展。国内尚未充分落实此类信息安全问题所制定的管理措施,难以高效解决凭借网络技术进行犯罪违法行为的问题。另外,与以往相比,虽然我国已经加大了对计算机科学与技术领域的投入,但仍存在过度依赖进口核心技术的问题,计算机科学技术现代化运用相关体系尚未完善,导致计算机技术发展和进步受限。 3计算机科学与技术的现代化应用策略 3.1完善化监管措施,切实加大网络监管力度 计算机科学技术犹如一把双刃剑,在为大众工作与生活提供便利的同时,亦在某种程度上持续侵害着大众权益。政府部门与相关企业单位应完善相关监管措施,加大监管力度,从而在源头上扼杀计算机科学与技术不合理的使用行为。各级政府与企业单位在实施计算机科学技术的监管工作时,主要对涉及借助计算机科学与技术实施网络诈骗、倒卖个人资料、计算机系统安全侵害犯罪等诸多违法行为的监管。在拟定具体监管措施的过程中,相关监管部门要正确认知计算机科学与技术实现现代化运用的时代意义,若使用计算机科学与技术时出现不当行为,或用其进行违法犯罪活动,所产生的后果极为严重。所以,相关部门必须有效规避个人与企业数据的暴露,针对凭借计算机科学技术实施违法犯罪行为的个体与单位给予严厉处罚,重点打击网络违法犯罪行为,进而切实加大网络监管力度。 3.2提高技术人员素养,有效实现现代化的应用 完善与开发计算机科学与技术的现代化应用系统有助于促进该技术的可持续发展[2]。计算机工程师必须具备较高的技术水平和充足的专业知识,相关单位还应注重培育计算机工程师的价值观与人生观。技术人员要把个体切身利益与企业实际利益有机结合,促进计算机技术快速、健康发展。同时,在持续改进与优化计算机性能的基础上,技术人员必须转变以往服务理念,促进计算机科学与技术在企业现代化建设进程中发挥应有作用。此外,技术人员还要健全计算机科学与技术的现代化应用实操管理体系,促进计算机技术不断发展、进步,从而实现计算机技术的广泛应用。就计算机操作专员而言,积极的职业观念是其必备的职业素养。在技术研究与开发的过程中,计算机操作专员要考虑新时代受众实际需求,还要规避消极竞争的问题。在计算机科学与技术的现代化运用的过程中,相关从业者应具备统筹能力,不断深挖技术应用中的不足之处,有效实现计算机科学与技术的现代化应用。 3.3增强技术实用性,充分满足不同受众的需求 计算机科学与技术尽管为社会大众生活与工作提供了诸多便利,而不同受众对计算机科学与技术的功能需求有所差异。所以,为有效增强技术实用性,在计算机系统开发层面,相关技术人员要融合不同受众多样性的应用需求,提供针对性的计算机配置。例如,普通办公室职员对计算机科学与技术的运用,普遍是利用Excel与Word等办公软件工具进行表格制作和数据储存等。又如,针对网吧等网络游戏场所,游戏娱乐需要在配置较高的计算机设备和技术支持下才能够实现顺畅运行,所以对计算机配置要求较高。故此,计算机科学技术的现代化运用需要考虑实用性,唯有实用性较强,才能充分满足不同受众的多样性需求。以计算机科学与技术在教育领域的现代化运用为例,在教育领域引进计算机科学技术,能切实丰富教育资源。同时,在动画与音频等多元因素的影响下,可以调动学生的多感官,促进学生深度理解知识,实现活跃课堂气氛的教育效果。另外,计算机科学与技术还可合理营造教育情境,丰富教育信息。在教师的引导下,可有效且充分地发挥学生的主体性地位,还能激发学生的兴趣和热情,从而显著提升学生的学习效率和教师的教育质量[3]。计算机科学技术能够形象化地为学生呈现教育内容,并深化与现实生活的联系。这样一来,不仅能够增强教育过程的生动性,还可延伸学生的认知,从而激发其学习兴趣和动机。 4结束语 计算机科学与技术是新时代发展进步的必然产物,也是社会进步的主要标志,亦可有效推动社会大众不断发展。现如今,社会大众工作和生活等诸多领域均与计算机科学与技术的现代化运用息息相关。因此,为提高社会大众生活质量和幸福指数,相关人员应该加大计算机科学与技术现代化运用力度,切实拓展计算机科学技术的使用范畴。 作者:秦蓉 单位:长治职业技术学院 计算机科学与技术的应用篇3 就当代社会的生产生活实际来说,计算机科学与技术已经在社会各个领域中得以广泛应用,并且在计算机科学与技术应用支持下,实现了多个领域的创新性发展。然而在计算机科学与技术应用发展过程中,其产生的效能具有双面性,一方面为人们生产生活中的具体工作提供了便利,另一方面由于计算机科学与技术成为了人们生产生活的必需品,必须与时俱进地进行更新发展,才能满足于人们生产生活中不断增长的技术需求。因此,基于计算机科学与技术实践应用价值提升角度考虑,本文就计算机科学与技术的发展趋势展开深层次剖析,既有显著意义,又要显著的研究价值。 1计算机科学与技术的实际应用分析 在计算机科学与技术研究不断深入的背景下,其技术水平得以大幅度提升,并广泛应用在人们的生产和生活中,为人们的生产生活提供了便利,一定程度上促进了社会的进步与发展。现从教育、电力、无人机等专业领域系统地介绍计算机科学与技术的价值体现,具体如下: 1.1计算机科学与技术在教育领域中的应用 在经济和科技不断发展的支持下,我国教育事业得以快速发展,大量先进技术设备及软件被应用在教育实践中,如利用网络检索教学资源,为优化教学过程提供了支持。但是基于教育领域中计算机科学与技术的应用现状来说,其功能未能完全开发,计算机科学与技术的应用仍然需要进行拓展,并做好全面分析,才能发挥其优势作用来弥补和完善传统教学模式的缺陷,以此助力于教育改革发展和教育质量的提升[1]。如运用多媒体生动直观展示的优势,吸引学生的注意力和调动学生的学习积极性,使得学生能够主动配合并参与教师设计的各类教学活动中,从而有利于教师高质高效地完成教学任务。另外,在教育领域中,计算机科学与技术的应用可以融入中考、高考等大型考试项目中,充分利用电子档案功能实现学生信息的存储、整理、分类等一体化操作,以便学生更好地查询成绩[2]。 1.2计算机科学与技术在电力领域中的应用 本文以风力发电为例,由于风力发电场建设选址往往以人烟稀少的空旷区域,如海边、山区、沙漠等,这些环境虽然在地理条件上适合风力发电场建设,但是这些地区的环境相对恶劣,对发电机往往会造成相对严重的损害[3]。因此,为保障发电机的高效、稳定运行,应注重发电设备的安全运行,这要求实时掌握发电设备的运行状态。在计算机科学与技术支持下,相关工作人员可以实现发电设备的远程监控,从而能够实时掌握发电机的运行状态,并且可以在发现发电设备故障发生后,及时地探明故障发生的具体位置,便于相关维修人员及时维修,从而能够大量节约时间和人工成本,并有利于发电设备安全稳定运行[4]。 1.3计算机科学与技术在无人机研发领域中的应用 在现代科技不断发展支持下,我国无人机领域的研发工作取得了一定的成就,并在一些领域中广泛应用。以军事领域的无人机应计算机科学与技术的实际应用分析白青松(沈阳现代制造服务学校辽宁省沈阳市110148)用为例,无人机可以完成各类武器的试验和训练,并且具备良好的侦查性能与作用[5]。而在民用领域中的应用,可以大幅度提升防火减灾的能力,且可以在搜索营救、资源勘探、国土资源勘测等方面发挥着重要作用[6]。但是需要注意的是为保障无人机在各个领域中发挥出良好的作用,需要加强无人机研发工作,在此过程中,计算机科学与技术可以提供有效支持,使得无人机得以在各个领域中的应用保持正常运行状态。具体来说,无人机在各个领域中的应用,往往会受到复杂环境的电磁干扰,使得其难以保证正常运行状态,不利于无人机既有作用的发挥[7]。因此,在无人机研发领域中,应依托计算机科学与技术,不断优化和弥补无人机在电磁抗干扰能力方面的缺陷,不断提升无人机在各种场景中的应用性能[8]。 2计算机科学与技术的发展方向分析 计算机科学与技术在现代社会中的应用相当广泛,但是随着社会的发展,计算机科学与技术要持续发挥出良好的应用效果,应注重技术研究的深入,更好地适应社会发展需求。因此,计算机科学与技术的发展方向,往往会迎合社会各个领域发展对计算机科学与技术的实际需求,具体如下: 2.1宏观层面的发展方向 基于宏观角度来说,计算机科学与技术的发展方向具体包括高性能、深层次和广领域。具体如下: (1)高性能。CPU性能与计算机系统运行效率及信息处理能力息息相关[9]。而随着时代的发展,无论对生活的便捷要求,还是对生产工作的高效率,人们都要求计算机拥有更强的性能,尤其是在信息处理方面。因此,计算机科学与技术的发展要想满足于人们未来生产生活的实际需求,应注重信息处理能力的提升。因此,在未来计算机科学与技术发展中,应以CPU技术研发为核心,不断地研发出适应人们生产生活需求的高性能计算机,才能提升计算机的信息处理能力和协同能力[10]。 (2)深层次。在计算机应用手段中,自动化控制手段十分常见,借助计算机科学与技术可以实现互联网资源的有效处理,从而可以为计算机用户提供更多的有价值的信息,便于用户在短时间内获得有价值的信息。另外,在计算机科学与技术未来发展中,若可以进一步发展感知能力,便于提前感知人们在生产生活中的实际需求,继而可以提供针对性的便捷服务,使得人们在生产生活中可以获得良好的体验。 (3)广领域。就计算机科学与技术实践应用来说,其应用范围往往十分广泛,不仅在高新技术领域有着广泛的应用,还在人们的现实生活中有着相对广泛的使用,为人们的生活提供了巨大的便利。在传统生产行业中应用计算机科学与技术,可以在计算机等硬件设施和软件控制系统等支持下,实现自动化生产和远程控制。由此可见,要促进计算机科学与技术价值的最大化,应注重其应用领域的扩大。 2.2微观层面的发展方向 基于微观角度来说,计算机科学与技术的发展方向具体包括芯片技术应用、网络计算技术应用、并行处理技术应用三方面,具体如下: (1)芯片技术应用。微型计算机的研发与普及应用,为人们的生产和生活提供了巨大的便利,并且为现代科学研究工作的变革发展指明了方向。单片机技术作为集成性电路芯片,在计算机系统中的应用要借助超大规模技术,集合CPU、ROM、RAM等电路,进而构成完整的计算机应用系统。计算机科学与技术中的重要技术基础是芯片技术,一个芯片往往由多个微电路整合连接在一起,同时,由于芯片的体积较小,芯片微电路所产生的脉冲可以控制管理计算机及其自动化装置。 (2)并行处理技术应用。此项技术应用在计算机系统中,能够在同一时间节点展开不同信息的处理工作,可以大幅度提升计算机信息处理工作效率,从而有利于计算机运行效率的提升。通常来说,并行处理技术的应用形式具体包括三类,分别是时间并行、综合并行和空间并行。当前,在计算机系统中,并行处理技术的应用为系统并行处理能力的提升提供了技术支持。其中,时间并行形式指的是在计算机信息处理中,通过轮流使用设备,有效提升计算机系统硬件的运转速度;而空间并行则是指计算机系统中应用空间因素,可以实现计算机信息处理效率最大化目标;综合并行形式则是基于软件技术应用,按照时间顺序实现CPU共享,在此基础上,在计算机系统中建立多道系统,通过多系统同时运行,可以大幅度提升系统信息处理能力,进而可以大幅度提升计算机信息处理速度。 (3)网络计算技术应用。在计算机领域应用发展背景下,网络计算的内涵不局限于数学领域的一个名词,还可以将非计算机语言进行编译,成为一个个具有特定用途的不同代码。同时,网络计算结构可以细分为应用服务器、通用数据服务器等,在计算机系统中的应用能够大幅度提升其运转的可靠性和集成性。另外,在计算机科学与技术未来发展中,网络计算结构的发展与应用,实现了客户系统和Web应用的无缝集成,从而能够大幅度提升计算机系统运行的安全性、稳定性和高效性。 3计算机科学与技术的发展趋势分析 对于计算机科学与技术的出现与发展应用来说,对人们的生产生活方式产生了重大影响。为满足人们未来生产生活中对计算机技术的实际需求,计算机科学与技术的发展趋势应包括以下几个方面: 3.1光能计算机 基于能源角度考虑,光能相比常规化石能源来说,不仅具有可再生的优势,还具备清洁无污染的优势,更为关键的是光能使用成本偏低,在现代社会发展中广泛应用光能,是建设和谐社会的主流趋势之一。因此,在计算机能源系统中,广泛使用光能资源具有十分重要的现实意义,可以有效降低计算机应用系统温度对计算机电源的影响,从而可以规避温度对计算机元件的负面影响,进而有利于计算机相关硬件使用年限的延长。 3.2生物计算机 在未来的计算机领域中,计算机科学与技术的包容性特征会更加显著,各项先进技术被广泛应用在计算机中,以生物技术为代表的技术,通过与计算机科学与技术相结合,可以极大地提升计算机的整体应用性能,具体所起到的积极作用集中体现在系统上,既可以提升系统运行效率,又可以提升系统信息处理能力,如当前计算机领域中已经出现的生物质芯片,既实现了存储空间的拓展,又实现了“波”信息的传递,极大地提升了计算机的应用性能。 3.3超智能计算机 在社会不断发展中,人们对智能的需求不断增加,具体到计算机领域,亦是如此。当前,在具体的超智能计算机研发实践中,程序设计是关键的一个环节,而在此环节应用平行处理技术,可以使得计算机具备协同处理多条指令的能力,从而使得计算机系统的数据分析处理能力和效率得以大幅度提升,满足于当前社会发展对计算机的实际需求。3.4纳米计算机就纳米技术来说,作为现代科技中一种性能相对稳定的新型技术,在现代社会多个领域中已经得以广泛的应用,所起到的作用是不可忽视的。在计算机科学与技术中应用纳米技术,减少计算机构成元件整体大小的同时,可以有效降低计算机整体质量和消耗,从而有效增强计算机系统的整体性能。在计算机芯片制造过程中,传统的制作方式以硅器件为主,但是在纳米电子期间应用之后,可以大幅度提升计算机的工作效率,相比于硅器件,工作效率可以提升一千倍以上,并且纳米电子器件在能耗方面,少于硅器件的一千倍。不仅如此,纳米计算机在存储量方面,也有着显著的优势。因此,纳米计算机与超智能计算机、生物计算机等,都是计算机科学与技术未来发展的重要趋势。 4结语 综上所述,计算机科学与技术直接推动了社会多个领域的变革发展。因此,在未来的发展中,计算机科学与技术的主要发展方向为高性能、领域广泛。同时,计算机科学与技术的发展趋势将表现为光能计算机、超智能计算机等,其对社会各个领域的发展将产生更大的积极作用,从而有利于现代社会的进一步发展。 参考文献 [1]李红艳.校企合作的实践教学模式探析——以计算机科学与技术专业为例[J].电脑知识与技术,2021,17(06):123-124. [2]王军,邓承志,王员云,吴朝明.依托行业背景与卓越计划引领的人才培养模式探讨——以南昌工程学院计算机科学与技术专业为例[J].电脑知识与技术,2021,17(05):170-171+182. [3]李薇,黑新宏,王磊,于蕾.一流本科教育背景下计算机科学与技术专业培养方案构建[J].计算机教育,2021(02):122-125. [4]刘福意,白兵,程晓东.基于“互联网+”背景下的计算机科学与技术发展探究[J].网络安全技术与应用,2020(12):141-143. [5]王浩杰.浅析新时代背景下计算机科学技术发展的新方向[J].计算机产品与流通,2020(09):13. [6]汤小斌.浅议新时期下计算机科学技术的现状及其发展前景[J].计算机产品与流通,2020(09):174. [7]卢滔.试论“计算机科学与技术”教学如何适应就业形势[J].教育教学论坛,2020(28):356-357. [8]刘伟亮.大数据时代计算机科学与技术专业教学的创新方向分析[J].中国新通信,2020,22(11):199. [9]彭凯.计算机科学与技术专业人才培养中校企合作模式探索与实践[J].南方农机,2020,51(09):173. [10]卿宇.高校计算机科学与技术专业应用型人才培养模式探究[J].佳木斯职业学院学报,2020,36(05):114-115. 作者:白青松 单位:沈阳现代制造服务学校
工厂电气论文:浅谈工厂电气设备的故障及维护 [摘 要]随着我国电力工业迅速发展,工厂企业电气自动化程度越来越高,电气设备随之不断的改进、更新,与此同时对运行维护人员的要求也越来越高。如果日常的运行维护工作没做到位,造成不应有的损失,将直接影响到企业的经济效益。因此,如何加强对工厂企业电气设备的运行维护,正确果断处理设备的异常现象,是每一个电气技术人员需要认真考虑的问题。 [关键词]电气设备;维护;故障诊断 1、电气设备维护的一般方法 (1)观察 通过眼睛的观察可以发现设备的异常现象有:破裂、断线;变形;松动;漏油、漏水、漏气;污秽;腐蚀;磨损;变色;冒烟(产生火花);有杂质异物;不正常的动作等等。 (2)听闻 设备由于交流电的作用而产生振动并发出特有的声音,并呈现出一定的规律性。如果仔细倾听这些声音,并熟练掌握声音变化的特点,就可以通过它的高低节奏,音色的变化,音量的强弱,是否伴有杂音等,来判断设备是否运行正常。电气设备的绝缘材料因过热而产生的特有的焦糊气味,大多数的人都能嗅到,并能准确地辨别。 (3)触摸 运行人员可用手触摸被检查的设备,对设备的温度、发热、震动等情况来判断设备的缺陷和异常。应该强调的是,用手触试带电的高压设备是绝对禁止的。 (4 )了解运行状况 设备检修人员向运行人员了解设备的运行状况,发生故障时的具体现象,产生故常的环境条件,以往发生类似故障的记录及解决的办法等。通过这些“问”,可以较快地掌握设备运行的最基本的情况,便于检修人员快速完整地处理事故,避免事故查找工作进入误区而延长停电时间,扩大事故范围。除了上述几种方法外,还可以借助一些先进的检测工具来了解设备的运行情况。如用热成像仪来检查电柜母排,电缆、电机等的发热情况,用轴承听诊器和频谱分析仪来判断电机轴承的磨损情况等。通过这些先进工具可以更好的发现设备运行问题,有助于提早做好检修计划,从而达到消除故障隐患的目的。 2、工业生产中常见故障分析 (1)电动机故障分析 起动故障;当电器接通电源后,电动机不工作,并且电动机无任何声响。分析其主要原因:一是与电动机相配的起动电器出现故障,此时需要检查如星三角转换装置、变频器、软起动器或相关电气连锁等状态是否正常。另一种情况是电动机内部绕组短路,局部绕组烧毁,导致电动机停止工作。当一旦怀疑电动机自身故障时,最简单的检测方法是用万用表电阻档测各绕组阻值。 (2)电动机的维护 1)使用环境应经常保持干燥,电动机表面应保持清洁,进风口不应受尘、纤维等阻碍。 2)当电动机的热保护连续发生动作时,应查明故障来自电动机还是超负荷或保护装置整定值太低,消除故障后,方可投入运行。 3)应保证电动机在运行过程中良好的润滑, 一般的电动机运行5000h左右,即应补充或更换滑脂,运行中发现轴承过热或润滑变质时,应及时换润滑油。 4)当轴承的寿命终了时, 电动机运行时的振动及噪声将明显增大,检查轴承的径向游隙一定数值时,即更换轴承。 5)拆卸电动机时,从轴伸端或非轴伸端取出转子都可以,如果没有必要卸下风扇,还是从非轴承伸端取出转子较为便利,从定子中轴出转子时,应防止损坏定子绕组或绝缘。 (3)变频器故障分析与维护 目前变频器广泛应用在工业控制等领域,变频器本身具有各种保护和报警警告功能变频器长期可靠地运行,与日常的维护保养是分不开的,再好的变频器得不到正确合理的维护,其寿命将大为缩短,甚至造成不必要的损坏,同时也暴露出不少问题,主要有以下几方面: 1)电机电缆发热,易出现过载过流问题,电流大,负载重,需要优化参数,尽可能提高输出电压,适当提高载频,优化转矩提升,使用DTC矢量控制(定期对电机参数自整定);加电抗器,尤其输出电抗器,直流电抗器;换专用电机;降低负载或上限频率。 2)干扰问题的预防,做好预防措施,将EMC影响减少,做符合EMC安装规范的布线;良好的接地;控制电缆单端接地,动力电缆双端接地。 3)干扰问题的解决,调整参数,调低载频;干扰路径做隔离。 4)应定期对变频器进行清灰除尘。由于变频器内部器件紧凑,内部积灰很难用风机或吸尘器清除干净,这就需要对变频器解体,将变频器控制板、主板拆下,用毛刷、吸尘器清扫变频器线路板及内部IGBT模块、输入输出电抗器等部位。利用每年的停热期,将检点放在变频器日常运行时无法巡视到的内部:检查变频器内部导线绝缘是否有腐蚀过热的痕迹及变色或破损等,如发现应及时进行处理或更换;检查变频器螺丝等紧固部件是否松动,应将所有螺丝全部紧固一遍;检查输入输出电抗器、变压器等是否过热,变色烧焦或有异味等。 3、负载匹配问题 生产机械的种类繁多,性能和工艺要求各异,其转矩特性是复杂的,大体分为三种类型:恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。针对不同的负载类型,应选择不同类型的变频器。 (1)恒转矩负载 恒转矩负载是指负载转矩与转速无关,任何转速下,转矩均保持恒定。恒转矩负载又分为摩擦类负载和位能式负载。摩擦类负载的起动转矩一般要求额定转矩的1 50%左右, 制动转矩一般要求额定转矩的100%左右, 所以变频器应选择那些具有恒定转矩特性,并且起动和制动转矩都比较大,过载时间长和过载能力大的变频器。 (2)风机泵类负载 风机泵类负载是目前工业现场应用最多的设备,虽然泵和风机的特性多种多样,但是主要以离心泵和离心风机应用为主,通用变频器在这类负载上的应用最多。风机泵类负载是一种平方转矩负载,这类负载对变频器的性能要求不高,只要求经济性和可靠性,所以选择具有U/f-const控制模式的变频器即可。如西门子的MicroMaster430系列变频器。风机负载在实际运行过程中,由于转动惯量比较大,所以变频器的加速时间和减速时间是一个非常重要的问题, 变频器具体设计时,在变频器起动时不发生过流跳闸和变频器减速时不发生过电压跳闸的情况下,选择最短时间。 (3)恒功率负载 恒功率负载是指转矩大体与转速成反比的负载,如卷取机、开卷机等。利用变频器驱动恒功率负载时,应该是就一定的速度变化范围而言的,通常考虑在某个转速点以下采用恒转矩调速方式,而在高于该转速点时才采用恒功率调速方式。我们通常将该转速点称为基频,该点对应的电压为变频器输出额定电压。 结语:提高电气设备的维护管理水平,保证电气设备经常处于良好技术状态, 是电气管理人员的基本职责。因此,我们不仅要做到维修,更要做到在故障发生之前就能及时的发现并处理,使工业生产正常进行,尽可能减少损失。 工厂电气论文:《工厂电气控制技术》课程教学改革 摘要:《工厂电气控制技术》课程是电气自动化和机电一体化专业的一门核心专业课,对学生职业能力培养和职业素质养成起主要支撑作用,也为学生考取中、高级维修电工资格证书做准备。通过本课程的学习,学生能够独立完成中等复杂程度控制电路安装、调试、维护和设计,并能获得电气控制国家职业技能中级证书,并为后续课《电气综合实训》、《毕业设计、毕业实习》打下坚实的基础。 关键词:课程教学模式;专业能力目标;职业岗位能力 一、目前存在主要问题分析 《工厂电气控制技术》是电气工程及其自动化、机电一体化技术等专业的一门技术基础课程。它的培养目标是:使学生掌握交直流电机拖动、低压电器控制技术等方面的基本知识和技能,将学生培养成为高素质技术应用性人才,同时为学习后继课程打好基础。但传统的《工厂电气控制技术》课程教学方式主要采用课堂讲授的形式,以讲授工厂电气控制相关各种理论知识为主,实践环节偏少,致使理论与实践脱节,学生对电气控制的设计能力和动手能力很欠缺,不能很好地将理论应用于实际,与教育培养高级技能型专门人才相悖。为了改变这一现状,适应“以就业为导向”的教学改革,我们认为应当对《工厂电气控制技术》课程进行教学改革,重点突出考核学生在电气控制方面的设计能力和实际动手能力,立足于工学结合。 二、教学改革的内容、主要特色 根据电气工程技术应用专业的人才培养模式,本课程从应用的角度出发,基于工作过程采取“阶段性、梯次递进”的由简到难的原则,以项目为例学习,完成工作任务或项目,驱动教学对象实现对工作过程的认识和对完成工作任务的体验,从而形成职业岗位能力。确定了该课程的教学模式:是以职业核心能力培养为主线,以电气控制设备和机床类电气设备的设计、运行、安装、调试与维护等项目为载体,并将项目分解为若干个任务用以培养和训练学生的职业岗位能力;在教学过程中,以学生为主体,实施以“教、学、做一体化”和“任务驱动,项目导向”为行动导向的基于工作过程的教学模式。教师的任务是对整个学习或工作的过程进行发动、监督、帮助、控制和评估。教学放在实验室中进行,介绍各种典型控制电路工作原理,各种工业控制低压电器的性能、特点及使用方法并配合现场动手操作,帮组学生理解所讲内容,提高实际分析问题和解决问题的能力,做到真正的理论与实践相结合,教师只是针对性的讲授、示范、引导,重点突出技能培养。整个教学中,要安排三分之二的左右的学时让学生自己连接控制电路。实行“教、学、做”一体化项目教学。 课程教学内容:根据机电技术应用专业核心职业岗位所需要知识、能力、素质要求选取的教学内容,教学内容要涵盖国家职业标准(中、高级)相关应知、应会内容,教学内容选取要考虑岗位职业要求,注重岗位化能力培养,按由简到难、由单一到综合、循序渐进的原则,以基本控制线路为主线,学习从低压电器的认识、低压电器的结构及工作原理、基本控制线路的分析和设计、典型工厂控制线路的分析、调试和设计、评价全过程。每一学习情境均以工作任务承载教学内容,基于工作过程设计课程内容,来达到即定的培养目标。 三、本项目预期的主要目标 1.专业能力目标: 1)掌握各种电器元件的基本原理、技术参数,能够根据需要正确选择; 2)能够正确使用常用的电工工具完成低压电器元件的安装; 3)熟练掌握低压电器元件的文字和图形符号,具备识读电路图能力; 4)能够根据给定电气控制原理图进行电气接线; 5)能熟练使用万用表进行低压电气控制电路故障排查; 6)能实施常用机械设备电气控制电路的故障排查; 7)可以根据给定的控制要求,完成简单控制电路的规划与实施; 8)了解PLC的结构和工作原理,掌握PLC基本指令、功能指令和编程方法; 2.方法能力目标: 1)通过理论实践一体化课堂学习,使学生获得较强的实践动手能力,使学生具备必要的基本知识,具有一定的资料收集整理能力,制定、实施工作计划和自我学习的能力; 2)通过该课程各项实践技能的训练,使学生经历基本的工程技术工作过程,学会使用相关工具从事生产实践,形成尊重科学、实事求是、与时俱进、服务未来的科学态度; 3)通过对电机及控制方法的认识和深刻领会,以及教学实训过程中创新方法的训练,培养学生提出问题、独立分析问题、解决问题和技术创新的能力,使学生养成良好的思维习惯,掌握基本的思考与设计的方法,在未来的工作中敢于创新、善于创新; 4)在技能训练中,注意培养爱护工具和设备、安全文明生产的好习惯,严格执行电工安全操作规程。 四、课程的总体安排及考核方案 1.课时的分配及进度:授课12周,每周4学时,总学时48。理论授课16学时,实验实习32学时。 2.考核方案:《工厂电气控制技术》课程理论考核以够用、实用为基本原则,降低了理论考核的要求。重点突出考核学生在电气控制方面的设计能力和实际动手能力考核,强调实践效果。 考核评价方式采用过程考核+理论考核+技能鉴定。课程考核评价和职业技能鉴定紧密结合起来。学生必须参加劳动和社会保障部组织的电气控制中级工职业技能鉴定,并将学生参加职业技能鉴定所取得的成绩作为学生《工厂电气控制技术》课程考核评价的组成部分(占40%)。其中理论考核以闭卷形式进行,考察学生对电气控制原理的基本概念、原理、应用的了解。考试成绩的20%记入期末总成绩。实践考核在电气实训实验室进行,每一位学生随机抽取任务工单,含有设计和安装调试接线,成绩的40%记入期末总成绩。 工厂电气论文:《工厂电气控制设备》教学的几点体会 【内容摘要】《工厂电气控制设备》是电气运行与控制类专业的一门重要专业课。要求学生掌握基本理论知识和专业操作技能,为今后的学习和工作提供必备的基础理论知识和技能。在传统教学过程中,由于中职学生基础差,缺乏学习兴趣和自信心,自制力差等原因,导致教师在课堂教学中出现“满堂灌”现象。本文结合中职生动手能力强,对新事物容易接受,适应性强的特点,教师细化技能目标、利用微视频教学等教学方法来上好第一次课,从而激发学生学习兴趣。 【关键词】工厂电气 技能目标 微视频教学 《工厂电气控制设备》是典型的教学项目的学习,本书是中等职业教育电子技术应用专业课程改革成果教材,按照“浙江省职业教育六项行动计划”和课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接等有关精神编写而成。本书坚持“做中学,做中教”在职业教育特色,以电气技术应用专业岗位工作任务为主线,将基本理论知识的学习和专业核心技能的培养与生产生活中的实际应用相结合,引导学生通过电气控制设备安装与维修工作过程的体验,提高学习兴趣,激发学习动力,掌握电气控制设备安装与维修核心技能。 如何提高学生的学习效率是一线中职教师应该深思的问题。在实际教学过程中,教师应该更新教学观念,努力创设各种有效情境,巧用各种科学的教学方法,以激发学生的学习兴趣,树立学生的自信心,充分调动学生的积极性、主动性,使学生觉得“学习有味”,主动参与到教学中。 一、上好第一次课,激发学习兴趣 孔子曰:知之者不如好之者,好之者不如乐之者。学习兴趣是指学生对学习活动产生的心理上的爱好和追求的倾向。学生只有对专业感兴趣,才能变“要我学”为“我要学”,从而学好专业课。因此,如何激发学生学习专业的兴趣,是提高教学质量的关键。 在实际教学过程中,我会精心设计第一次课的教学过程。比如,我们学校有个加工中心,我就带学生去参观各种机床的工作过程,并介绍这种机床就要有良好的电气控制系统才能正常运行,然后对一台事先准备好模拟机床进行排故演示,让学生明确本学科要学习的目标是安装电气控制系统和检修系统,这样他们会树立更大的学习自信心,激发学习兴趣。 二、细化技能目标,分阶段实施技能实训 技能目标是实训教学活动的出发点(起点)和归宿,是技能教学活动的核心和灵魂。它决定着教学内容的确定与安排,教学方法的选择与运用,教学效果的高低优劣。因此,在备课前,应该首先确立技能目标,然后才是为了达成目标而选择的教学策略、拟定的教学程序,以及为实施目标所进行的教学活动过程。 对于学生,我要求他们尽可能掌握的专业技能目标主要是:①电工仪表的正确使用;②电气控制设备的测量与识别;③电气控制线路的分析、安装及测试等核心技能;④培养学生的规范操作、安全生产意识、提升其职业能力。 根据学生知识和技能掌握的程度不同,在实际教学中把整个技能目标分阶段实现(详见下表)。 通过以上四个阶段的学习,学生既明确各阶段的目标,又分解技能难度,既能树立学生自信,又能有的放矢,这样有利于提高学生学习效率。 三、运用微视频教学,提升课堂教学效果 大家都知道电路中的电流、电压等物理量相对比较抽象,而且技术要求高、实践性强,在按传统的教学过程中,一个老师要负责30人左右的学生,一般要分6个学习小组,当老师讲解重难点时,分别对6个小组进行讲解,所以要求老师至少要讲6遍,既浪费时间有费力。如果运用微视频教学,恰如其分地解决了这样教学上的困惑。例如,在讲到空气式阻尼时间继电器的通电型与断电型互换时,老师可以先录制时间继电器互换过程的视频,然后通过视频演示,让学生清清楚楚看明白。如果遇到难以理解的知识点时,还可以重复或暂停播放微课,这样一来,就可以将整个课堂翻转,将课堂时间大部分花在交流讨论和实际操作上,让大部分学生能够掌握相应的技能,整体提高教学效果。 另外每次操作课时,利用相机拍摄记录学生在操作过程中出现的规范的和不规范的动作,制作成微视频,在下次课前加以比对播放,这样可以让学生规范操作要领。 总之,《工厂电气控制设备》是电气运行与控制类专业的一门重要专业技术基础课。要求学生掌握基本理论知识和专业操作技能,为今后的学习和工作提供必备的基础理论知识和技能。所以在实际教学过程中,应根据每个班级,每个学生的具体情况而定,做到因地制宜,因材施教。还要进行积极的教学改革,不断探索,勇于实践,寻找一种适合中职教师和学生的教学模式,不断提高学生知识与技能,为社会培养更多的技术型人才。 工厂电气论文:化工厂电气与自动控制系统的防雷技术研究 【摘 要】随着我国经济不断发展,计算机技术,自动化控制技术逐渐成熟,被广泛使用于化工工厂生产中。科学技术发展速度迅猛,工业自动化控制系统逐渐得到改善,系统发展超多功能和大型化方向迈进。然而,由于化工自动控制系统机房、信号线以及化工仪表等等受到雷击问题较为严重,导自动控制系统无法运行。文章分析化工厂电气和自动控制系统防雷措施。 【关键词】化工厂电气 自动控制系统 防雷研究 1 前言 随着电气设备和电子设备大量出现,设备被广泛应用。逐渐实现工业生产自动化,自动化发展水平高。但是,在使用过程中,自动化控制设备和电气设备抗干扰能力比较低,时常受到雷电影响,严重阻碍工业经济发展。一般而言,在设备运行中,一旦电压过低,就特别容易出现雷电危害。 2 雷电对化工厂控制系统造成的危害 2.1 直击雷的危害 众所周知,雷电是一种常见的自然现象,雷电的出现会带来经济破坏和生命安全,后果非常严重。雷电对化工厂控制系统危害非常大,产生的电磁脉冲干扰影响也很大。如果化工厂遭到雷击,不但是建筑受到了损害,会使得电子系统和DCS无法运行,从而导致设备损坏加重,影响化工厂无法正常运行,人们生命安全难以得到保障。直击雷产生的危害非常大,它直接作用于自动化仪表和化工控制设备上,雷电一旦产生,会形成大量的电流,使得设备遭受破坏。最明显的危害是,连接装置中会形成较强的电流,会影响到电阻压降,从而使得电位逐渐升高,这直接破坏了系统。 2.2 电磁脉冲干扰 电磁脉冲干扰主要是在打雷瞬间形成的,当强大的雷闪电电流产生之后,脉冲电磁场会特别强,会有超强的电磁脉冲出现。在一定范围内,产生巨大影响。因此,这也被称为感应雷。这种雷击对化工厂设备产生巨大影响,会使得设备和导线出现破坏,从而埋下巨大安全隐患。 3 化工厂电气和自动控制系统雷电防护 3.1 合理接地 该方式实践证明,自动化控制和化工厂电气使用合理的接地方式之后,对雷电防护有重要作用。合理接地最为关键的环节是,根据接地电阻大小来确定,接地电阻数值较小,雷电流泄放的能力会非常强。对雷击物高电位保持能力会非常低,导致的危害特别大。在化工雷电防护进程中,选择合理的接地方式,能发挥出巨大的作用。而合理的接地防水主要有建筑物接地、强电系统接地和计算机控制系统接地这几种。其中计算机控制系统是一项特殊的电气系统,系统接地电阻使用标准较低,需要进行重新设置。举个例子:计算机系统直流工作电阻应该小于2欧,系统运行工作电阻应该小于4欧姆,安全保护地电阻应该小于4欧姆。在化工厂计算机系统遭受到,雷击之后,计算机系统同地网系统会形成较高的电位。因此,在进行设置进程中,需要使用计算机和地网控制系统,在保持距离10以上执行安全防护。当需要引入接地线时,电网和接地线理当保持一段距离。因此,需要选择屏蔽或者是绝缘措施进行应对。 3.2 电磁屏蔽 在化工厂电气和自动控制系统中引入或者引出的电缆线需要设置在电缆槽盒内,并且在不同的阶段的电缆槽盒之间应该采用金属进行联接,从而保证整个电缆槽盒内的电路畅通。就不会形成新的电子脉冲,当槽盒被雷击之后,槽盒内的电缆线不会出现被破坏现象,因此也不会出现危害或者干扰。设计过程中,为了保障槽盒雷电电压满足自动化控制需求,需要将电缆引入控制内,进行设置时,激昂电位相连接在一起。并且对其他的管线也理当执行电位相连接,避免雷电危害出现。在化工厂防雷设置时,借助自动化控制室和电气控制室,在墙面、门窗以及钢筋位置进行连接安装,从而形成一个有效地避雷网。这就能有效地避免因为雷电形成的电磁脉冲影响,保障自动化控制系统和电气安全运行。针对于一些特殊的仪器仪表,电缆没有进行完好设置,电缆槽盒进行雷电设计,应该选择合适的方式,实现电缆线设置。保障屏蔽层和化工厂控制系统实现相互电位连接。 3.3 使用SPD 可以合理使用SPD,化工厂电气和自动化控制系统中,使用了SPD,最重要的作用是,当电感应直接流入信号传输线中时,电力线瞬间会受到电压限制。保障了自动化设备和电气设备不会受到电压穿极影响。使用SPD还可以将自动化设备和电气电压控制在合理的范畴内,较好发挥出防雷作用。在化工厂自动控制系统中,控制系统都会选择电位连接方式,为了避免电磁场干扰现象。控制系统的启动会形成一个较大的避雷网,防止不必要的电流进入。因此,在控制系统中,线路的安装一般都会采用SPD系统。而且在配电系统和仪表设备之间,现场仪表以及PLC控制设备之间都需要有SPD系统保障。能使得整个化工厂系统都被保护起来,这能有效地防止雷电危害出现。 4 结语 随着社会不断发展,化工厂和自动化控制系统雷电危害主要有电磁脉冲和雷电危害两个重要干扰。因此,雷电防护过程中,需要进行合理的接地安装,使用电磁屏蔽方法对化工厂和自动化控制系统进行防雷设置,这对于化工厂经济建设有重要作用。当有效地保障了自动控制系统安全运行,有效提高化工生产经济效益。随着科学技术不断发展,将会出现更多的防雷技术,这将有效地提高自动化设备运行水平和化工厂运营效率。 工厂电气论文:磷肥化工厂电气维修中常用的方法探究 【摘 要】现在,随着科学技术的发展,人们运用电气设备的频率越来越高,电气设备的性能得到了很大的改善,电气设备越来越朝着智能化、自动化的方向发展,与此同时,电气设备的结构也越来越复杂,人们在对电气进行维修的时候也必须掌握很多的知识,对电气维修人员的要求也越来越高。电气的维修不仅仅要掌握电气本身相关的专业知识,同时也要了解计算机知识和网络方面的知识。本文通过分析磷肥化工厂电气故障,分析电气故障解除的相关经验,,从而能够及时地排除电气故障,提高维修的效率。 【关键词】磷肥化工厂 电气维修 方法 探究 当电气出现故障的时候,要尽快地查出故障的原因,一般都会采用一些诊断仪器,但是这类仪器的价格高,所以,在电气维修过程中,为了能够节约经费,在电气维修中,坚持采用几种常用的方法,可以提高维修的效率。 1磷肥化工厂电气维修采用先“静”后“动”的方法 当磷肥化工厂的电气出现故障的时候,维修人员首先不能慌张,先对故障原因进行分析,对电气的操作人员了解电气的使用情况,电气故障的特点,在面对电气故障时要通过听、观察、闻电气是否出现了烧焦的味道,然后通过分析电气使用人员在故障发生时所观察到的现象,从而分析电气出现故障的原因,做到心中有数,再进行修理。因此,在磷肥化工厂电气出现故障时,应该采取先静后动的方法,找准磷肥化工厂出现故障的原因后,再进行维修,可以提高维修的效率。 2磷肥化工厂电气维修要采用先“外”后“内”的方法 当磷肥化工厂的电气出现故障时,应该遵循先外后内的原则,因为磷肥化工厂的电气故障一般都是出现在外部的元件上,内部的系统几乎不会出现故障。例如,当磷肥化工厂的电气出现显示屏不能显示的时候,设备就会停止运转,这时,通过对电器柜中的元件进行查看,发现系统上的报警灯亮着,然后再查看电气的维修手册,可以发现当报警灯亮起时,说明要将电气的电源拔掉,然后对电气的电压进行测量,发现电气的电压是正常。在通过测量磷肥化工厂电气的电阻,发现接地的电阻几乎不显示数值,从而分析是电气的主板出现了问题,但是,通过对电气维修经验来分析,电气系统的主板出现故障的几率很小,从而可以分析出磷肥化工厂的电气故障是由外部原因引起的。于是对磷肥化工厂电气的外围设备进行故障分析,端子代表的输出和输入信号的电压是正常的,为了进一步分析是否是电气的主板出现的了问题,将端子处的线路切断,然后重新启动磷肥化工厂电气,结果发现信号灯亮着,而且电源的报警信号没有再显示,从而说明磷肥化工厂的电气主板是没有问题的。进一步分析电气外部线路是否出现短路问题,将电气外部的线路逐一进行实验,从而分析出电气的短路问题。可以分析,如果当磷肥化工厂电气故障发生时,不采取由外到内的故障检查,直接将电气的主板换掉,会造成很大的经济损失,同时电气主板的更换需要耗费很多的时间,由此不利于磷肥化工厂的生产。 3磷肥化工厂电气故障维修应该运用先简单后复杂的方法 在对磷肥化工厂的电气进行故障维修的时候,应该先从简单的问题入手,然后再分析复杂的问题,很多故障都是由一些小的问题引申的,如果不注意,就会引发大的问题,所以,先将小的故障排除,可以提高电气维修的效率。 在对磷肥化工厂电气进行维修时,电气出现了滚丝筒不送丝的问题,通过维修人员的经验进行判断,首先先从简单的故障进行分析,分析电气的热保护是否出现了故障,再分析电气的开关是否出现了问题,显示的结果都是正常的,然后,再分析滚丝筒是否出现了问题,让电气操作人员先摇晃下滚丝筒,经过反复地摇晃,滚丝筒就自动地运转起来。 从上述的例子可以看出,磷肥化工厂电气不是出现了大的故障,而是由于操作人员操作不当引起的问题,如果在开始故障判断阶段没有遵循先简单后复杂的方法,直接对滚丝筒进行更换,则会造成很大的麻烦。 4磷肥化工厂电气故障维修要运用先公用后专用的方法 当磷肥化工厂的电气出现故障的时候,首先应该检查公用线路是否出现了问题,如果公用线路是正常的,则要逐一检查专用的线路,这样能够从复杂的故障中逐渐缩小故障的范围,能够及时地排除故障。 例如磷肥化工厂中的电气运行分为X轴和Y轴两个方向,当X轴方向的运行正常时,Y轴的运行就会出现问题,这时,在进行故障排除的时候,可以采取替换法,将X轴和Y轴的电机交换,从而分析是否是两条运行线路出现的问题。也可以采用由外向内的方法,判断磷肥化工厂电气的故障是否是出现在驱动设备上。 5结语 文章中所论述的以上四种磷肥化工厂电气故障维修方法能够有效地排除电气的故障,节省时间,节省资金,能够使磷肥化工厂电气的故障迎刃而解。在磷肥化工厂电气故障维修时应该运用先“静”后“动”的方法、先“外”后“内”的方法、先简单后复杂的方法、先公用后专用的方法,将复杂的故障变得简单。磷肥化工厂的电气故障一般都是出现在外部的元件上,内部的系统几乎不会出现故障,因此,要先检查外部元件是否出现了故障,外部元件的故障是极好解决的,内部元件的故障需要耗费大量的时间才能排除。当磷肥化工厂电气发生故障时,维修人员要先分析故障的原因,不能慌张,也不能盲目进行维修。 工厂电气论文:节能技术在工厂电气系统中的应用 摘 要:随着社会经济的不断发展,电能的重要性得到了越来越大的凸显,在经济发展和社会进步过程中,都发挥着不可替代的重要作用,但是当前社会中还存在着十分要种的电能浪费现象。在工业生产领域当中,工厂的电气系统运行需要消耗大量的电能,不可避免的也会存在一定的电能浪费情况。因此,为了在确保工厂电气系统正常运行的基础上,尽量降低电能消耗,就应当在工厂电气系统中,应用节能技术,从而得到节能减排、降低成本、提高效益的目的。 关键词:节能技术;工厂电气系统;应用 前言 在工厂当中,电气系统是最为重要的基础性系统之一,为工厂其它机械设备的运行提供重要的保障。电气系统在运行中需要消耗大量的电能,因此,在工厂电气系统中应用结能技术,能够有效的控制电能消耗,在维持电气系统正常运行的同时,实现节能减排的绿色可持续发展。 1 工厂电气系统的节能设计原则 1.1 实用性 在工厂电气系统的节能设计当中,应当充分结合工厂存在的实际目标,尽量提高经济效益。在实际的节能改造过程当中,应当加强对材料、设备等方面的节能管理。以工厂的实际节能需求为基础,才能实现更为良好的节能效果,得到降低能耗成本、提高经济效益的目的。 1.2 适应性 对于工厂的电气系统来说,并不是节能量越高越好,而应当综合考虑工厂电气系统的运行目的和电能需求,应当以工厂电气系统的实际情况为基础,选择最为恰当的节能设计方案,从而在确保电气系统正常运行的基础上,实现节能效果[1]。 1.3 节能性 节能技术的应用,对于工厂电气系统的发展来说,具有十分重要的意义。节能技术的选择和应用,能够直接影响电气系统的节能效果。因此,在工厂电气系统的设计和改造当中,除了提高经济效益之外,还需要注重系统的节能性。如图1所示,在运行管理、供电系统、用电设备等方面,都应当建立有效的节能措施,通过可持续发展的方式,提升工厂的长期效益。 图1 电气系统节能设计 图2 节能启动控制生产电机 2 节能技术的实际应用 2.1 降低线能损耗 在电气系统当中,由于各条线路都具有电阻,因此,在电流流经的过程中,将会损耗一定的有功功率。对于线能损耗的降低,可以通过优化输电线路的设计,将导线的长度缩短,让负荷中心尽量靠近变压器。同时,如果条件允许,要尽量采用直线的方式来敷设线路,从而使导线长度缩短。此外,还可以适当的将导线横截面积增大,在合理的范围内,以经济电流密度为基础,合理的确定导线横截面积[2]。 2.2 节能启动控制生产电机 电机控制是工厂电气系统中电能消耗较大的部分,因此,有效对生产电机进行节能启动和控制,能够取得良好的节能效果。在传统的改造方式中,只是对电机接线方式进行改造,通过降低电机启动瞬间的电流冲击,来减小对电机部件的冲击力,从而实现软启动电机。但是,这种方法只能起到保护电机内部元件的作用,对电能消耗没有实现有效的控制。而节能技术的应用,结合定子电压、启动电流之间的关系,可以通过定子电压的降低,限制启动电流,从而实现降压启动[3]。在启动过程中所产生的冲击电流,如果某些环节难以承受,就可采取这种方式。 在节能启动过程中,主要包括采用软启动、自耦变压器降压启动、延边三角启动、定子串电阻降压启动等方式。在负载当中,如果限制了电动机的启动电流,或是没有过高要求电机启动力矩,就可以通过降压启动的方式启动运行。在启动过程中,对电机进行星形接线,在启动之后,再转变为三角接线。此时,只需要全电压启动电流的三分之一,就能够实现电机的启动,使得电能消耗得到了有效的降低。 2.3 控制变压器负载 在工厂电气系统当中,变压器也是电能消耗极大的设备,而在变压器的运行过程中,最为重要的就是控制变压器的负载。在节能技术的应用下,可以将其最大负载下的负载率进行提升。在工厂的工业生产当中,应当结合实际生产情况,对变压器的容量与数量进行确定,同时结合节能技术进行相应的调整。此外,还可以利用“削峰填谷”的节能措施,其具体指的是对用电侧和发电侧进行调度,将一部分负荷由尖峰负荷时段调整到低谷负荷时段,从而使电气系统整体的负荷率得到提升[4]。发电厂的供电是全天候进行的,用电高峰通常在白天,而用电低谷一般是在晚上。而发电厂在白天和晚上并不会对电力供应进行改变,因此,会出现白天电量不足,晚上电量剩余的情况。对此,工厂可以将电气系统高峰时段的负荷适当的转移到晚上进行,从而提高电力能源的利用效率,达到节约电能的目的。 2.4 制定电机设备检修计划 在工厂的日常运行管理当中,通常是根据相关数据来管理电气系统。利用数据采集与监控系统,优化调度工厂中的电气设备,从而达到电气系统的节能要求。对电机的运行状态进行监测,对其输出电压、输出电流、输出转矩等输出特性参数进行实时监测。利用相应的传感器,来采集和监测这些参数,同时在反馈环节进行应用,从而完成闭环控制电机,提高电机的运行特性和运行效益。另外,随着运行和工作时间的延长,其中的部件、性能等也会发生老化的现象,从而导致电机消耗的不断升高。因此,对于电机设备的检修与维护,应当制定出有效的计划和方案。在传统的检修维护当中,主要的方法都是事后维修,不但维修效率低、效果差,同时也会影响电气系统的正常运行,从而影响工厂的经济效益。而且,电机经常出现故障,将会导致电机的老化和损坏速度加快,从而进一步增大能耗。因此,在电机运行过程中,结合节能技术的应用,应当采取状态维修的策略。在实际工作中,应当定期全面检查电机的运行状态,以相应的体检参数作为标准,来确定和分析电机的运行状态。此外,可以根据电机的运行状态,建立相应的数据库,结合科学、系统的数据资料,对电机可能发生的故障进行预判,提高电机设备检修的准确性,从而实现电机能耗的降低。 3 结束语 电能是我国当前社会中最为主要的能源之一。旦由于近年来我国电能消耗量不断增长,供电压力不断增大,对社会经济的持续发展造成了一定的不良影响,对此,应当从各个方面实现节能。在工厂的电气系统中,能耗十分巨大,因此,应当采取相应的节能技术,在其中进行充分的应用,从而实现工厂电气系统的节能。 工厂电气论文:探析现代工厂企业电气设备的维护方法 【摘要】本文结合作者工作实践,对现代工厂企业电气设备的维护方法进行了探讨,以供同仁参考。 【关键词】现代工厂企业;电气设备;维护方法 一、前言 随着我国国民经济水平的不断提高,工厂企业中的电气自动化水平也是得到了明显的改善,随着大量电气设备的更新与改进,我们对电气设备的维护工作也提出了更高的要求,我们一定要通过学习,掌握各种电气设备的维护知识,通过对电气设备的不断维护工作,来保证设备的可靠性,杜绝事故的发生,继而促进工厂企业的不断发展。本文结合作者工作实践,对现代工厂企业电气设备的维护方法进行了探讨,以供同仁参考。 二、工厂电气设备的维护方法 (1)观察法。通过仔细的对设备进行观察,查看是否有异常现象,例如不正常转动、有杂质异物、冒烟、变色、磨损、腐蚀、漏气、漏水、漏点、松动、变形、断线以及破裂等现象。 (2)倾听法。 由于电气设备在正常运转的时候会由于震动而发出一种有规律性的、独特地声音。如果我们在电气设备正常工作的时候可以仔细倾听,熟悉这些声音,到时仅通过声音是否有杂音、声音的强弱、音色以及高低节奏的变化来判断设备的工作状态。 (3)嗅觉法。当电气设备由于连续长时间处于过热状态就会导致绝缘材料的焦化现象,发出独特地非常刺鼻的味道,绝大多数人都能通过嗅觉来准确识别发生部位。 (4)触摸法。我们维护人员可以通过带着防烫伤手套来对电气设备表面的温度、振动等情况进行检查,及时发现其中的异常现象,但是一定要注意的是,万万不可触摸带电的高压设备。 (5)掌握设备的运行情况。我们维护人员一定要掌握设备的运行情况以及发生那类故障时的具体表现情况,以及解决这种故障的办法等,这就需要和设备的操作人员进行技术交流。通过这类的交流活动,我们可以更快捷、有效地掌握设备的各种性能以及基本状况,对我们快速处理电气设备的故障非常有帮助,同时还可以避免由于工作失误而造成的其他方面的影响。 除了上述五种常用的维护方法,我们也有一些应用的范围不是很广但是也非常有效的方法,例如用先进的检测工作来对电气设备进行检测,比如:使用频谱分析仪以及轴承听诊器来分析轴承的磨损情况,用热成像仪来观察电机、电缆以及电柜母排等的运行温度情况。通过先进的技术虽然也可以及时有效的发现电气设备的故障,提前解决,但是由于其应用的局限性,所以一直的不到普及。 三、工厂企业生产中主要电气设备的日常维护 (1)电力线路的维护。首先要进行的是巡线的工作,在日常的工作里,巡线人员若发现导线和电缆断落在地面上或者是悬挂在空中时,要及时报告相关管理人员,做好相关措施,设法让行人避开断线点。其次,巡视人员要对所巡视的设备的结构和接线非常熟悉,且不能越过围栏和遮拦。再次,还要注意检查电线是否被老鼠等动物咬坏,设置好挡鼠板。最后,要制定点检表,对线路进行检点,如电力线路是否靠近热源,是否是阳光直射,是否存在机械的损伤、绝缘的状况是否良好,螺丝头的松紧程度等等。 (2)变压器的维护。变压器的正常运行对于电气设备的正常工作起着决定性的作用,一旦变压器出现故障,电气设备就很容易停止工作。在日常的工作中,对变压器进行维护主要包括检查变压器的防鼠设施是否完好;保证变压器周围没有积水和杂物;及时清理积尘;检查紧固螺栓的松紧程度,若有松动就及时紧固,防止漏油;检测油的温度和油位,监视电压、负载电流。另外,还要注意变压器工作的运行声音,若有异常要及时解决。 (3)发电机的维护。发电机在日常工作中的维护,首先要检查燃油箱里的存油量,以避免在使用发电机时,出现油不够的情况,而且还要对油底壳内的液面高度进行检查,清洁发电机的附属设备,重点的清洁对象为散热器,油过滤器,其次,要检查冷却水的水位及传动皮带是否能正常使用;最后,还要检查机组水的预热系统是否能正常工作,检查起动的电池的电解液的浮充状况和液位。 (4)断路器的维护。断路器指能够承载、关合与开断在正常回路里的电流,能够关合规定时间里的承载与开断异常的回路条件里的电流开关装置,也包括短路。而且当它们严重过载或短路、欠压时,还能自动地切断电路。对于断路器的维护主要从检查并及时更换橡胶件、检查和更换主要的部件、保持空气干燥和管道的洁净三个方面入手,其中检查和更换主要部件中,其主要部件分为灭弧室、非线性电阻、主阀、传动风缸、通风塞门等,对这些部件进行更换是为了保证断路器能处于良好的工作状态。 (5)PLC的维护。PLC系统也就是我们所说的“可编程控制系统”,现阶段,这种系统被广泛运用在工厂的生产中。PLC 系统是一种高精密的设备,它的运行时间比较长,对配套环境要求较高,因此在日常的生活中对它进行维护与对其他设备进行维护有很大的不同。(1)首先要确保PLC 电气设备的运行环境符合该设备的要求,如,防尘、防水、防火、防雷击和高温等等。在对它进行维护的时候,必须要熟悉PLC 设备维护的工作流程和它内部各个模块的相关资料,对现场的布局也要有一定的了解,然后检查检测工具是否完好;(2)PLC 系统在正常的情况下其CPU 的电池电压应该是3V,所以,在对它进行检查的时候,必须要进行电压的检测,避免出现因检测遗漏而造成的巨大损失;(3)在日常的维护中,工作人员可以利用系统停机的时间,对PLC 的控制柜进行降温和除尘,此外,还要对UPS(Uninterruptible Power System 的缩写,是指不间断电源,它是一种含有储能装置,以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源)进行维护,以保证PLC 系统在电路断电时情况下也能正常工作一段时间;(4)检查接地电阻的接线螺丝是否松动,观察外观上是否存在异常的变化以及接线的接触是否良好,及时进行程序的人工的备份。以上这几种检查方法,在运用的时候要注意灵活性,并严格遵守安全操作规章和相应制度。对于发生故障的设备和系统要查明故障原因,然后再进行维护和更换;在进行电压的测量时应考虑到导线的压降;不能违反设备电器控制的原则,在测试的时候,手不得离开电源开关,并且保险应使用等量或略小于额定电流;注重测量仪器的档位的选择。 四、结论 总之,在对工厂电气设备的维护过程中,我们要以该电器设备正常运行的相关规定作为标准进行维护,而且还要注意一些易被忽视的问题,如对于一些小零件的检查较为简单,没有经过认真的考量,有些小零件已经失效不能发挥其作用,但是却没有及时更换从而导致电气设备无法正常运行。还有一些情况是,电气设备的磨损情况较为严重,但是操作人员为了给企业节省开支,就没有及时地更换零件,而且发现了异常的声音也没有及时对机器进行全面检查,任其自生自灭。这些都是在日常维护中容易被忽略的一些细节,但是它们对于设备的正常运行却起着重要的作用,因此在日常的工作中要注意这些方面的维护。只有在日常的维护中将问题及时的发现,解决,才可以杜绝电气设备故障的发生。因此,我们一定要将电气设备的维护工作当成我们当前工作中的重点以及难点,只有这样才能确保电气设备的维护工作得到全面的进步,并且推动我国可持续发展的不断向前发展。 工厂电气论文:工厂电气安装工程的缺陷及质量提升策略 电气安装环节作为工厂建设中的一项关键性的环节,对电气安装整体工程的质量实施及时、完整、有序的控制是不容忽视的.随着我国经济建设的不断发展,人们对建筑工程中电气安装质量的要求也越来越高.为了能够满足工厂对电气安装工程的需求,加强电气安装工程的质量已经成为了企业相关部门的首要任务.只有将电气安装工程的质量从根本上提升,才能够确保工厂电气设备的有效运行. 1. 工厂电气安装工程中存在的问题 1.1 设备材料的质量问题 设备材料的质量问题是目前工厂电气安装工程施工中所面临的一项主要问题,材料的质量达不到施工标准,会在很大程度上影响安装工程的整体质量.因此,在安装过程中,管理人员一定要对所有进场的材料进行严格的检查与验收.就我国目前电气安装工程的施工现状来看,设备材料容易出现的问题主要包括:许多产品没有合格证、生产许可证、技术说明书以及检测试验报告等文件资料.此外,由于在电气安装工程中涉及许多电压试验,这些试验都需要对设备进行科学、合理的选用,设备的质量达不到工程标准,势必会对工程的质量造成影响. 1.2 电气安装施工人员的综合素质偏低 目前,我国电气安装施工人员普遍存在着素质偏低的情况,施工人员所掌握的都是单一的电气知识,而不是系统的专业知识,虽然施工队伍具有丰富的现场施工经验,但是却缺乏专业理论知识,从而导致施工人员不能对施工图纸的设计意图进行充分了解,现场施工也是凭借自身的经验来进行,从而导致工程的整体施工质量不能够满足当前社会下电气工程的施工需要. 1.3 电气安装路线铺设存在问题 路线铺设是电气安装工程中的一个重要环节,对电气安装的质量有直接的影响.然而,从我国目前电气安装路线铺设的现状来看,却存在着许多有待改进的问题,这些问题主要包括;管路暗敷处出现规则裂缝;金属管没有做好跨接接地线或者不根据具体的材质,一律焊接跨接接地线;管字通过结构伸缩缝及沉降缝的时候,没有设置必要的过路箱,从而留下不安全的隐患.这些问题都会在一定程度上对电气安装工程质量带来影响.除此之外,镀锌管直接采用套管熔焊连接,套管连接不牢以及明、暗管进箱进盒不顺直,挤成一捆,露头长度不合适等也是电气安装路线铺设过程中应该高度重视的问题. 2. 工厂电气安装工程的质量控制措施 上文中所提到的问题都会对整个电气安装工程的质量带来影响,因此,为了确保能够在电气安装施工过程中对这些问题进行有效控制,采取科学合理的施工管理方法是不容忽视的,在对工厂电气安装的管理上,管理人员主要可以从以下几个方面入手,来确保工程的整体质量. 2.1 对设备材料的质量进行严格的控制 设备材料质量是决定工程质量的关键因素,因此,相关单位领导一定要给予高度的重视,设备材料的采购人员以及监理人员应该充分认识设备材料质量的重要性,从而对材料质量进行严格的检查,坚决杜绝不合格的设备材料进入施工场地.为了确保设备材料质量,采购人员可以经过查询,去一些规模较大、产品质量较好的厂家进行直接进货.此外,电气设备和材料运到施工场地之后,监理人员应该对材料的相关信息进行检查,其主要包括设备的型号、规格参数,确保其与设计相同.对于一些较为重要的材料,应当有质量证明书或者出厂合格书. 2.2 提高施工队伍的综合素质 建筑电气在施工安装工程中,各相关人员需要努力提高自身的素质和专业能力,充分做好电气工程质量的控制。电气安装是一项专业性很强的工种。但目前有些施工人员无资质证书,作业人员无上岗证,大多数作业人员没有经过专业技术培训的情况很多,使施工水平达不到规范要求,安装工程质量达不到规定指标的要求。因此,作为电气工程师首先需要熟悉操作规范,把好质量关,切不可疏忽大意。电气施工质量的规范条文繁多,这就不得不要求控制人员通过积累,把规范条例牢记于心。在实际控制工作中,要结合实践,把理论应用于实践,专心认真,吃苦耐劳,肯钻研,有责任心;深入现场把行动落实到实处,把质量管理严格抓起。材料的质量、性能是施工质量好坏的关键所在,要始终把控制材料设备的质量,贯穿落实到工程建设的全过程。加强采购人员素质,把好材料质量关。可通过市场考查的方法,直接到有一定生产规模、信誉好、产品质量过硬的厂家进货,减少中间环节。只有严禁伪劣产品用于工程,才能保证电气施工工程的安全。在电气工程质量控制中,确定电气施工中的重点关键环节,明确关键,制订措施,根据规范进行超前控制,达到对工程质量的预控。必须在控制好重点环节后,以点带面,推动整个系统工程的质量控制。一定要加强工人队伍素质的培训,树立长期思想,培养一批懂管理、技术水平好的管理人员,打造一支施工水平好的工人队伍。现场管理人员要严格坚持三检制度,管材不符合要求不准施工,达到施工规范要求后,方可进入下道工序施工。各个相关人员要做到相互协调配合,土建工人与电气工人要密切配合,现场施工人员要服从管理人员。 2.3 在安装和铺设的时候,要及时进行检查 在电气安装工程施工中,对于安装和铺设工作应该要进行及时的检查,需要分段检查和整体检查相结合,包括的内容主要有预埋、穿线、安装各个工序阶段进行分段检查,尤其要重视对预埋和穿线工序脱节的问题以及和电气专业的配合问题的检查工作,一旦发现问题应该及时进行质量通报,对砸圈梁、楼板剔槽不规范,开关插座安装不到位置等质量问题及时进行质量通报,限期整改,并对完工的电气安装工程从原材料、安装部位、安全用电、使用功能各个方而进行整体检查,以此来保证电气安装工程的整体效应. 2.4 提高施工队伍的施工质量 施工队伍的施工质量对整个工程的质量也起着关键性的作用,因此,工程管理人员一定要对施工队伍的施工质量进行不断提高与完善,对施工过程中容易出现的由施工引起的质量问题采取合理的措施进行有效控制,从而将一些隐患彻底消除,确保工程的质量. 除此之外,建筑工程的管理人员还应该做好建筑电气施工的设计工作.整体施工设计工作应该做到全面、科学、合理,设计人员要依据设计和国家施工规范技术标准,来完成建筑工程的电气安装工程设计,并且要确保施工人员能够严格按照设计图纸来进行规范施工. 结语 综上所述,随着我国工业化社会发展脚步的不断加快,电气安装工程作为工厂建设中的一个关键环节,对其施工质量的要求一定会越来越高.因此,相关部门如果想要将电气安装的质量从根本上提升,就必须针对目前电气安装工程施工中存在的问题进行科学合理的分析,从而针对其产生原因,采取有效的解决措施,以此来确保整个工程的质量. 工厂电气论文:LNG液化工厂电气自动化的设计及应用研究 摘 要:随着社会和经济的飞速发展,我们在引进电气技术消化吸收的基础上,以可靠、节能、智能、信息化为特征的电气自动化技术设备不断创新, 电气自动化设备的安装使用已经成为现代化水平的标志。本文介绍了电气自动化控制系统的监控方式和应用,阐述了综合自动化技术的发展趋势。本文阐述了LNG液化工厂电气自动化的设计与应用,并且分析了LNG液化工厂电气自动化的发展趋势。 关键词:LNG液化工厂 电气自动化 设计 1 LNG液化工厂电气自动化的设计 1.1 电气自动化的设计原则 电气自动化应该满足生产设备和生产工艺对电气控制的要求;在满足控制要求的基础上,电气自动化的设计方案应该简单、经济、安全、可靠;对于生产装置与电气自动化的关系,应该从生产成本、工艺要求、工艺复杂性、管理维护等方面进行妥善处理,很多生产装置都是通过机电结合控制方式实现控制要求;科学合理地选用生产中所需要的电器元件。 1.2 电气自动化的设计理念 (1)现场总线监控。现场总线、以太网等计算机网络技术已经在变电站综合自动化系统中得到了广泛的应用,而且运行经验非常丰富,智能化电气设备的发展也十分迅速。另外,自动化设备的功能是独立的,组态相当灵活,不会导致系统的瘫痪,使整个系统具有可靠性。 (2)集中监控。集中监控有利于系统管理和维护,而且系统设计简单,控制站的防护要求不高。但是集中控制将整个系统的功能全部集中到一个处理器进行处理,因此处理器的任务非常繁重,会影响到处理器的处理速度。 (3)远程监控。远程监控能够节约大量电缆、节约安装费用、节约安装材料,而且远程监控的可靠性非常高、组态非常灵活。但是LNG液化工厂的电气部分通讯量很大,而远程监控现场总线的通讯速度比较低,因此远程监控适合于小系统监控,不适合LNG液化工厂的电气自动化系统。 2 LNG液化工厂电气自动化的应用 2.1 先进控制 (1)先进控制的特点。在LNG生产过程中,生产工艺比较复杂,很难建立数学模型。当对自动化过程实施控制的时间,如果常规控制的效果不理想,那么久可以实施先进控制。同传统的控制技术相比,先进控制能够对模型进行预测和推断,并逐渐向智能化方向发展。另外,先进控制能够进行对变量耦合、大时滞等,对复杂的对变量进行处理和控制。 (2)先进控制的应用。在LNG生产过程中,通过辨别技术,可以确立变量之间的关系;通过建立动态的数学模型,能够表示实际装置生产过程,控制和约束输入变量的关系;在进行数据采集和处理的时候,很容易受到现场噪音的干扰,因此当采集和处理数据时,对采集的变量数据进行滤波处理,保证它们的有效性和可靠性;对于不可测量的变量数值一定要进行实时计算;通过软测量技术,获取指标数值。 先进控制的应用不仅包括传统的比值、串级和前馈控制等过程,还包括先进的专家系统、智能控制系统、模糊控制、神经网络等内容。智能控制系统可以诊断自动化生产的故障,监控自动化生产的过程。神经网络能够对复杂多变的模式及联想预测和记忆进行控制和处理。 2.2 现场总线 (1)现场总线的特点。现场总线通过运用计算机网络信息技术,连接自动化系统和智能现场设备。现场总线将仪器仪表设备和现场连接起来,并进行了有机整合。现场总线对于LNG生产工艺技术控制领域具有非常大的影响。现场总线基于计算机网络自动化技术,使系统的单回路调节器、现场变送器、现场执行器、可编程序控制器、数据记录仪等生产设备实现数字信息化、双向串行以及对变量。现场总线控制系统通现有的DCS、PLC等相比,能够进行多点通信、控制现场设备状态、还具有开放性和互可操作性的特点,现场总线控制系统是目前LNG生产行业自动化系统发展的趋势。因为网络冗余性的问题,FCS的功能没有DCS完善,可靠性也没有DCS强,市场上的应用也没有DCS广泛。 (2)现场总线控制系统的应用。采用现场总线控制系统,能够在LNG液化工厂电气自动化过程中,节约生产成本费用、生产装置的安装费用和投资费用。但是现场总线控制技术的室内设备非常少,总线结构简单,一对双绞线就可以连接很多的设备和仪表,所以硬件投资额度比DCS系统低,能够减少电缆和槽盒的使用量和安装费用,减少前期基础性投资,减少控制系统的设计和安装程序,减少了操作人员的工作量,降低操作人员的工作强度,简化工作流程。 运用现场总线控制技术,还能够节约自动化生产的后期投资。当生产现场发生变化的时候,比如生产后期需要增加一定的控制设备,那么不需要重新添置新电缆,只需要在原先的旧电缆的基础上就近连接,就能够扩大规模,从而节约后期电缆投资费用和用于敷设电缆的费用。另外,现场总线控制技术还有利于操作管理人员准确快速地了解和查询自动化生产情况,实时掌握和控制生产现场以及自控设备的运行状态,及时发现问题,解决问题,保证总线控制系统的安全性、可靠性以及有效性。 3 LNG液化工厂电气自动化的发展趋势 小到开关设计,大到宇航飞机,都有着电气自动化的身影。电气自动化的应用非常广泛,包括电气工程有关的系统运行、自动控制、经济管理、电子信息处理技术、试验技术、市场研制和开发等技术领域。通过电气自动化的应用,我们可以加快现代工业的发展,节约有限资源,降低成本费用,创造出更好的社会效益和经济效益。大力发展电气自动化使用水平和质量,大大缩短我国与其他发达国家天然气利用的差距,实现自主研发,促进国民经济发发展,实现电气自动化的规模化生产,规范我国电气自动化技术方面的标准。 现代分布式、开放式、信息化是LNG液化工厂电气自动化的发展趋势。分布式的机构能够在网络中建立独立的网络,分散系统的危险,确保系统的正常运行;开放化能够实现各方网络连接,将系统与外界联系起来,提高信息的处理能力;而信息化能够将设备与网络技术结合起来,使网络自动化和管理控制一体化。 4 结语 当前,市场竞争越来越激烈,我国应该引进国外LNG液化工厂电气自动化的先进经验和工艺流程,实现自主开发。同时,还应该以科学发展观为知道思想,根据不同地区的实际情况,及时总结经验,发现问题,并且寻找一条科学的发展道路,使电气自动化逐步实现现代化、国际化和全球化。 工厂电气论文:自动化控制工厂中电气自动化控制技术研究 摘要:在电气自动化控制系统在实际发展中,由于信息化技术手段以及智能化手段的实际推动。使得电气自动化控制系统逐渐走上科学化、信息化发展方向。同时,随着科技不断进步,会使得针对电气自动化控制系统相关行业的发展得到推动,实现技术更新速度的提升。现代企业在实际发展中,应该针对电气自动化控制技术进行不断完善和更新,保证设备运行高效性以及可靠性,促进电气自动化控制技术可持续发展。 关键词:工厂 电气自动化 控制技术 正文: 一、当前电气自动化控制技术的状况与发展 早在上个世纪50年代,人们就是对电气自动化进行研究开发,而随着科学技术的不断发展,人们也将许多先进的科学技术和管理理念应用的电气自动化当中,从而电气自动化控制技术进行相应的改进和完善。目前,电气自动化控制技术已经被人们广泛的应用到了各个行业当中,并且取得了不错的效果。 1.1电气自动化控制技术的实际状况 近年来,人们也将现代化的信息技术应用的到了电子自动化技术当中,这不仅有利于电气自动化系统的业务信息数据的管理,还可以对电气自动化系统的整个运行过程的实际动态进行监控,从而实现生产数据的现代化、规范化的管理。并且将信息技术应用到电气自动化当中,也可以充分的发挥出电气自动化设备的应用效果,这也有利于人们对电气自动化的控制系统的日常维护工作和检修工作的开展。此外,在当前社会经济的发展的过程中,人们也可以借助计算机技术来对电气自动化系统进行有效的控制,进而将人员工作和计算机运作紧密的结合在一起,使得人们在对电气自动化系统进行维护和检修的过程中更加便利。 1.2电气自动化控制技术的发展 目前,电气自动化技术已经得到了广泛应用,这不仅有效的促进了我国社会经济的发展,还有利于我国电气自动化技术的改革,为我国国民经济的发展提供一个持续、稳定、健康发展环境,从而进一步的强化了企业或者事业单位在当前社会主义市场经济体制中的竞争力,使其工作效率得到全面的增长。 二、电气自动化技术优势 1)实现了设备与系统全工作流程内的高效监控。现代建筑电气系统结构复杂、功能多样,传统运行方式常留下管理盲区,导致故障的发生。而现代自动化技术通过“采集―处理―反馈”模块,对系统进行实时的数字化监控,能及时将控制中心的指令传达到系统,并将反馈信息同时传递到控制中心,实现对整个系统的高效控制。 2)联动性的提高。电气自动化技术将建筑中照明、配电、消防、空调等系统连接为一体,提高了其联动效果,解决了电梯系统依照各层用户流量实现其速度的自动调节,以及紧急情况下系统的自动识别、判断,及时实现预设的应急处理方案,实现子系统间的配置与互动。 3)安全性强。因电气系统固有的危险性,操作失误、设备故障等都可能造成系统产生安全风险,而自动化控制有利于系统对异常情况做出及时反应,并可通过遥控模式降低故障对维修管理人员产生直接伤害的风险。 4)数据完备、计算精确。自动化系统可综合其操作流程、故障处理等数据建立准确清晰的数据库,为后期优化的决策提供信息支持。 三、电气自动化控制技术研究 针对电气自动化控制技术进行实际研究,主要根据电气自动化控制技术特征、技术作用、设计理念等方面进行实际研究,明确整个电气自动化控制技术在企业生产过程中的重要作用。 1.电气自动化控制技术基本作用 1.1 电气自动化控制系统自动控制 整个技术在企业生产过程中的使用,能够实现自动化控制方式进行实际控制。在具体运行过程中,选用分散式控制系统进行控制,实现系统的集中控制。当整个设备无法实际运行时,控制系统会检测故障问题,进行自动切断运行电源,保证设备运行安全性提升。这就需要一整套技术进行实际操作与控制,实现控制过程完整性,提升生产效率性[2]。 1.2 电气自动化控制技术具有保护作用 电气设备在企业实际生产过程中,会存在相应故障发生的可能性。如电路实际运行电流超过电路最大限制,会导致系统运行出现问题,致使故障发生。这就需要安全措施进行保护,实现具体问题应对策略制定,实现自动化控制技术对设备运行问题进行解决。同时需要针对系统实际运行过程中,出现的具体问题进行实际分析,通过电气自动化控制系统自动控制进行实际调整或者更换,保证电气系统运行安全[3]。 1.3电气自动化控制技术监督功能 电气自动化控制技术在实际使用中,内部电流无法用肉眼观察。并且系统实际运行过程中内部是否有电流通过,也需要进行实际信号以及指示灯的设定。在整个监督系统下,进行电气自动化控制系统下指示灯的设计,能够实现故障问题及时预警。同时,应该严格管理与控制电气自动化控制系统设备安全性,控制故障发生。这样系统设计,能够有效减少设备故障发生频率,利用电气设备维护质量问题实现效率的提升。 1.4 电气自动化控制技术测量功能 保证企业生产质量以及实现高效生产,需要对于设备整个运行过程进行实时监控,保证设备运行安全性,随时对设备进行实际观察,检查运行过程中可能出现的问题。电气自动化控制技术的使用,能够及时通过相应数据测量参数分析具体故障原因,并制定良好的控制方式,实现设备运行稳定性的提升[4]。 2. 电气自动化控制技术设计理念 电气自动化控制技术具体设计方式分为三种,分别为集中控制、远程控制以及现场总线控制方式。 2.1集中控制 集中控制是整个自动化控制系统当中的重要方式,其在实际控制过程中,主要优点:处理过程中由中央处理机进行集中处理,实际设计过程相对简单,并且具体保护措施设定过程中要求较低,设备运行以及维护过程相对便捷;主要弊端:由于所有信息处理过程由中央控制系统进行集中处理,处理器工作量巨大,导致处理器运行压力增加,导致处理速度缓慢,生产投资加大。同时,在进行长距离电缆干扰也会影响系统安全性,错误操作机率提升。 2.2 远程控制 远程控制系统在电气自动化控制技术当中有所应用,优点:远程控制实际组态灵活,并且节省电缆,节约成本,并且在实际使用过程中具有材料靠抗性较高等特点。弊端:由于远程控制电气设备实际通讯量较大,使得现场总线实际使用过程中处理速度缓慢。远程控制系统在设定过程中只能够满足电气设备系统需求,不能够在大型电气自动化系统当中进行实际应用,导致应用范围降低。 2.3 现场总线控制 以太网技术以及现场总线技术的应用,对于电气设备的发展具有重要意义,实现智能化电气自动化设备可持续发展。现场总线控制方式能够针对电气设备当中具体问题进行实际分析,实现现场总线设备有效控制,其在实际应用当中具备以上控制方式的所有优点。并且节省变速器、隔离设备以及I/O卡件等等。并且智能设备在实际安装当中具有较好效果,实现安装与维护工作量成本较低。由于整个系统各项功能装置具备安全性,不会出现设备运行与信息处理过程中设备瘫痪状态出现,实现电气自动化控制技术的有效发展。 四、建筑电气自动化控制的发展方向 随着科技的不断发展,建筑电气自动化控制水平也得到了较快的发展,自动化控制也成为了建筑电气自动化控制发展的必然趋势。在Windows平台越来越普及的背景下,可以很好的将网络技术与其电气技术结合起来,这有利于促进建筑工程电气自动化的良好发展。计算机技术以及网络技术在各个领域中运用得越来越广,建筑电气自动化控制已经成了市场发展的必然趋势。 另外,实现IT平台与自动化相结合也是顺应电子商务发展的趋势。随着网络技术的发展和多媒体技术的不断普及,自动化控制技术在未来的发展中有着十分广阔的前景。从建筑电气自动化控制的发展现状来看,自动化控制技术将应用于多个领域中。此外,相关科研人员要根据实际情况对电气自动化控制系统不断的改进,使之更好的适应社会发展的需要,在提高生产率的同时还要降低生产成本,从而有效扩大产品的市场占有率。 结束语: 由于自动化控制技术在实际应用的过程中,容易受到各方面因素的影响,而出现许多问题,因此我们就要采用合理有效的解决措施,来确保电气自动化控制系统的正常运行。随着社会的不断发展,电气自动化控制技术也已经广泛的被人们应用到各个领域当中,这虽然有效的促进了我国国民经济的增长,但大大的降低了工作人员的劳动强度。 工厂电气论文:浅谈电气自动化控制技术在工厂实践中的应用 [摘 要]电气自动化控制技术在工厂企业中的应用非常广泛,随着科技发展和电气自动化程度的不断提高,电气自动化控制系统的开发和应用备受关注。本文阐述了工厂电气自动化控制技术的基本概念,以及该技术在工厂实践中的应用范围,同时对目前存在的问题进行简单分析。 [关键词]电气自动化 变换器 自动化控制 一、引言 随着科学技术的迅猛发展和社会的不断进步,工厂电气自动化控制技术发生了翻天覆地的变化和变革,突飞猛进。这不仅大大提高了社会、企业、生产线等各个层面上的工作效率,同时也提高了企业的自动化水平和电气管理水平。随着电气自动化控制技术的不断更新和广泛应用,人类研究出适用于各行各业的电气控制技术,同时也对电气管理的观念、方法、手段都提出了更高的要求和标准。本文主要介绍我国工厂企业电气自动化控制技术的应用、现状以及改善对策,通过分析电气自动化控制技术在工厂中的应用情况和发展特征,提出有利于改善工厂电气自动化控制技术的策略和方法。 二、工厂电气自动化控制技术 简而言之,工厂电气自动化控制技术主要是指由软件、机械和电子等共同构成的一个能够大大提高工厂生产速度和效率的控制系统,它主要依赖于先进的计算机和微电子等技术的支撑,目的在于精确保障工厂的生产效益过程。我国引进电气自动化控制技术最早始于二十世纪八十年代初期,当时主要将自动化控制技术应用于PLC、变频器和工控机等少数领域。这些新技术的运用和开发,大大地推动了整个中国制造业的自动化发展进程,为我国的现代化建设作出了不可替代的巨大贡献。 理论上看,所谓电气自动化,指的就是把电气设备控制、可编程序控制器电力拖动、电机学等结合在一起而形成的专业。电气自动化以其操作性强、设备简单、应用领域广等特点在经济社会发展中的各个领域得到广泛的应用。工厂中加强电气自动化控制有利于提高工厂效率,减少劳动费用支出,解放生产力,降低生产成本,缩短生产周期,增加工厂效益,促进企业的平稳较快发展。可以提高生产的柔性,增强产品对市场的适应性,提高产品质量,减少生产准备时间和库存,增加企业员工对企业的满足感,增加用户满意度等。简言之,电气自动化的目的在于提高生产效率,降低生产成本,从而实现生产效益的可持续性发展。但是,当前我国工厂中电气自动化控制技术较之西方发达国家相比仍存在一定的差距,电气自动化控制技术使用不够广泛,在使用过程中的控制和管理不够规范,不利于电气自动化应用能力的有效发挥,不能更好的促进国民经济的又好又快发展。因此,必须对工厂中电气自动化控制技术加以系统化的介绍和普及,使得各类工厂在电气自动化控制技术的应用过程中能够更好的发挥其作用,促进工厂效益的提高。 三、电气自动化控制技术在工厂实践中的应用 工厂中电气自动化控制技术几乎处处可见,任何一个现代化工厂都离不开电气自动化控制技术的支撑。笔者总结,自动化控制在工厂实践中的应用主要体现在以下几个方面: 第一,电气自动化控制技术在火电厂的应用。 电气自动化控制系统作为火力发电站主控制系统的重要内容,其主要任务是保持发电机组的各项输入和输出之间的能量平衡,同时要不断消除运行过程中内外干扰信号,以满足电网对于机组负荷的需求,确保机组稳定运行在火电厂中,电气自动化控制技术的主要功能是参与调频和调峰,接受电网负荷调度,控制汽机锅炉之间能量传输平衡,协调锅炉内燃料、引风、送风以及给水等各个子系统的控制。 第二,电气自动化控制技术应用于变换器电路的控制管理。 在工厂电气自动化控制技术中,变电器电路逐渐呈现出由低频向高频方向发展的趋势。随着科学技术的不断发展,我们发现PWM变换器能够更好的适应电气自动化控制设备的各项性能,在优化设备参数的同时,还能减少谐波对电网的影响,帮助我们解决低频区的电动机转矩脉动问题。因此,这种方式应该更好地在工厂电气自动化控制过程中广泛应用。 第三,电气自动化控制技术应用于监控管理。 工厂中电气自动化控制技术最为普及和常见的应用在于监控管理,比如:现场总线的监控,集中监控和远程监控等。现场总线监控工作的应用基础是以太网和现场总线等计算机网络技术的广泛应用,它在对监控系统进行设计的时候更有针对性,可以根据不同的间隔对其功能的利用、分析进行,从而可以在很大程度上减少大量的模拟量变送器和隔离设备,有利于减少成本支出,缩短工作周期,促进工厂电气自动化控制技术的更好发展;集中监控的优点在于简便易行,不论是维护工作和是运行工作以及系统设计,都具有很强的可操作性;相比而言,远程监控方式具有一定的局限性,往往只对较小的系统起到良好的监控效果,不适合全场的电气自动化系统的构建,但远程监控也有其自身的优点在于它能够最大限度的节约电缆的使用量,从而减少费用支出,具有很强的灵活性,可靠性也比较高。电气自动化控制技术使监控方式更加集中化,大量信息能够被中央控制器集中采集和分析、控制,达到良好的监控效果,降低运行费用,使各个功能模块之间的装置相对独立。 四、电气自动化控制技术的问题分析 随着科学技术的不断发展,以及Microsoft的Windows平台的广泛应用,使得电气自动化控制技术和计算机技术紧密结合。电气自动化控制是工业现代化发展的重要标志,也是现代科学技术的关键。依靠现代科学技术的进步是电气自动化控制发展的必然选择也是必然要求,对电气自动化企业来说,自动化技术可以大大降低人工的劳动强度和企业成本,提高检测的准确度和信息传输的时效性,为企业的生产过程提供进一步的技术保障体系,同时也可有效地避免安全事故的发生,保证设备的安全运行。目前,电气自动化控制经过长期发展和完善,取得了显著成效,但是仍然存在着一定的问题:第一,电气自动化控制系统的问题,目前,大多数发电厂中的升压站隔离开关的操作仍然使用传统的按钮操作模式,这种方式在运行时间相对较长时容易在开关节点处出现异常,最终导致无法正常操作等问题。目前市场上按钮质量无法得到保证,备品备件更换后使用寿命短,而且对运行设备进行按钮的更换风险大,使用成本高而且经济效益低,工厂内部使用的公用系统操作存在着使用不方便的问题。第二,电气自动化控制技术在监控应用中遇到的问题,传统监视系统无法实现对工厂内微机机电保护装置及电气自动装置的故障报告等信息的监视,操作人员无法直接查看到相关报告信息,对这些装置的运行状况无法准确掌握,无法及时采取相关信息。目前,这些报告信息的整理和保存均需要人工整理、存储和传输,且大多数工厂对电气自动化设备信息的监视仍然采用传统的中央信号光字牌,因此传统设备存在寿命短、成本高、耗能大、经济效益和社会效益差等问题。电气自动化控制系统在使用过程中,上述问题或弊端是难免的,这就要求企业在应用电气自动化控制系统时能够及时采取措施解决问题、排除障碍:随着电气化的不断发展,电气设备对操作人员的要求也越来越高,电气自动化控制系统在设计与安装时,往往忽略对操作人员培训工作,因此在电气自动化系统安装过程中,应随时让维护和操作该设备人员了解安装过程,这有助于操作人员对新系统产生感性认识。通过专业培训,操作人员能更好理解电气自动化控制系统,科学合理地应付突然出现故障及恶劣运行环境下维修,有利于设备的稳定顺行。 五、结束语 随着社会现代化发展和网络化的逐步普及,自动化控制涉及的产业和领域也在不断拓宽,同时促进了相关科学技术的更新,使得控制系统更加完善,自动化程度也越来越高。经济全球化的不断深入发,电气自动化工程控制系统在我国社会经济发展中起着越来越重要的作用。 工厂电气论文:关于工厂电气自动化控制技术的探析 摘 要:目前,随着我国国民经济的快速发展以及科学技术的不断进步,工业企业的健康 发展也得到了有效性提升与创新,而电气自动化控制技术更是在工厂实际生产活动中得到了广泛运用,这对于工厂的可持续发展来说具有至关重要的作用和意义。现阶段,电气自动化控制技术已开始成为工厂发展与生产的一种重要手段,且过去的传统型人工生产与操作技术已逐渐转变成现代的先进电气自动化控制技术。本文简要叙述了当前电气自动化控制技术的状况与发展,详细分析了工厂中电气自动化控制技术的各个重要功能,以期为工厂的日常生产活动提供更好的服务,最终使工厂取得最大化经济效益和社会效益。 关键词:电气自动化控制技术 工厂 在工厂中采用电气自动化控制技术, 可以说一直以来的效果和运行情况都非常的好, 在实际工作中采用自动化控制技术其可靠性非常的高, 稳定性方面也比较好,而且在实际操作过程中,其操作方法也非常的方便,但是,随着生产规模的发展和提高, 很多设备在应用方面还是出现了一些问题, 需要我们在实际工作中不断的对其完善和创新。 一、电气自动化控制技术的发展和现状 在电气自动化控制技术的发展过程中,电子信息技术的作用是不可忽视的,很大程度上来说,电气自动化控制技术是依赖于电子信息技术的,随着智能化控制的不断发展,它经历了从无到有的过程,并不断朝着更加成熟的方向发展。上世纪50 年代,人们是从电气设备的出现中得到启发,开始关注电气自动化技术,继电器和接触器开始投入电气运行,使得机器能够依据人的意愿以及事先设定的目标来进行工作;60年代开始,出现了现代控制理论,生产的过程控制及管理得到有效优化,进一步推进了自动化进程,电气自动化也得到了质的飞跃;70 年代,通信及微电子技术以迅猛的发展速度闯入人们的视野,电气自动化面临更为复杂的控制系统,仅仅借助以前的现代控制理论的技术难以应对,由此开始出现人工智能与计算机通信技术相结合的高新技术,大大促进了电气自动化的发展;直到80 年代,电气自动化控制技术已经发展得较为成熟,在很多领域得到了应用。分析电气自动化控制技术的现状,可以从两个方面入手。 1.电气自动化系统的信息化 信息技术不断渗透到电气自动化中,首先,从管理层面上来看,信息技术不断简化电气自动化系统中的业务数据处理,实现对生产过程的全面动态监控,确保数据的全面和完整;其次,在电气自动化设备的更新上,信息技术发挥着重要作用,比如:微电子技术使得电气自动化控制系统中的一些设备的界线由过去的定义明确向模糊化转变 。 2.在检修和维护上,电气自动化控制技术使系统更加简单和易操作 电气自动化依托计算机技术来实现对系统的控制,具有很好的人机操作界面,相应的控制系统灵活,并且易于集成,Windows 操作平台的使用使得维护和检修更加直观和简单。 二、电气自动化控制技术的影响因素 1.设备元器件质量问题 由于电气自动化控制设备元器件的生产厂家众多,产品质量高低不同。一般,生产设备元器件的厂家规模较小,没有健全的质量管理体系,其元器件质量难以合格;此外,在市场经济体制下,元器件厂家之间的恶性竞争会使部门厂家重价格而轻质量,造成电气自动化控制设备的可靠性指标偏低的现象,对设备的正常控制和安全工作产生影响。 2.工作环境多样,操作维护不当 不同的行业具有不同的工作环境,有些工作环境甚至是非常恶劣的。电气自动化控制设备需要面对多种多样的工作环境,以应对环境因素对电气自动化控制设备的不利影响。这些不利的环境因素主要包括气候因素、机械作用力因素和电磁干扰因素等。 三、工厂中电气自动化控制技术的重要功能 在工业企业中实施电气自动化控制技术,主要是为了能够实现可持续发展与现代化生产,其对于工业企业的持久发展来说具有至关重要的作用和意义。因此,一定要在工业企业中全面发挥电气自动化控制技术的效用,并不断更新与完善其功能,只有这样工业企业才能健康、稳定的发展。下面本文就工厂中电气自动化控制技术的保护功能、测量功能、自动控制功能和监控功能展开讨论。 1.保护功能。电气线路与设备实行自动化控制时,在不同条件下会产生各种不同的故障,如果电路电流高于设备电路规定的实际使用限度与范围,那么系统就会及时终止运行,而实现这一过程就要合理的制定出一套健全且完善的排除故障与检测体系,依照不同情况自动更换与调整系统设备的相应电流与线路,将保护设备的效用充分发挥出来。 2.测量功能。电气设备运行时,一定要做好相应的观察与测定工作,其主要是为了能够在日常运行活动中找出所存在的不足之处,并加以完善和改进,以达到提高电气设备生产效率与使用效率的目的。若想要全面了解与掌握工厂中电气设备的实际运行状况,就要合理选用测量线路的相应参数设备和仪表测试器,通过有效性措施做好观察与控制工作,最后利用已掌握和控制好的有关信息来完善与创新电气设备的运行及操作。 四、工厂电气自动化控制技术的前景与未来发展趋势 目前,随着我国国民经济的快速发展以及科技水平的不断提高,工业企业的各种电气设备生产工艺也得到了相应改进、完善与创新,尤其是在计算机技术运用方面更为突出,从传统型发展转变成智能化发展是必然趋势,也只有这样才能促进电气自动化控制技术不断向前发展。尽管当前的电气自动化控制技术仍是把微计算机作为主要核心的网络化自动控制体系,但在不同程度上均已表明电气控制技术与计算机技术相同,所以在此前提与计算机技术快速发展的条件下,电气自动化控制技术的前景与未来发展趋势一定会十分光明,最终迈向科学化与智能化的发展道路。 五、结束语 综上所述,根据过去的实际运行工作发现,工厂实施电气自动化控制技术不但能够获得显著成效,还可以得到最大化经济效益和社会效益。电气自动化控制技术的应用在很大程度上能够增强工厂电气设备在日常运行过程中的安全性、稳定性与可靠性,使操作程序更为简单快捷,大大减缓了工人劳动强度以及缩短了工人劳动时间。但近年来随着工业的快速发展以及生产规模的逐步壮大,许多电气设备的运用也开始出现各式各样的问题,针对这一情况必须要对电气自动化控制技术进行合理调整与改进,以便电气自动化控制技术能够为工厂生产提供更好的服务,最终使工厂获得最大化经济效益与社会效益。 工厂电气论文:节能技术在工厂电气技术中的应用 关键词:技能工厂管理 内容摘要:本文主要从厂用电节能设计、节能设备应用、厂用电管理等方面进行阐述,目的是降低厂用电量,达到节能的预期目标。 节能减排是经济社会发展的必然趋势,也是建设环境友好型社会的必由之路。对于工厂而言,降低生产成本、提高产品质量是企业发展的根本之道,因此,在控制企业用电成本这块我们尝试过很多办法,也取得了很好的经济效益和社会效益,比如变频器在工业生产中的广泛应用,比如说无功补偿装置在客户端的大量投入,尤其是用电大户端,再比如说节能设备的大量使用,如节能变压器、低阻电缆等,另外在用电管理方面也制定了很多措施,小到企业的照明管理等。下面就阐述一下节能技术在工厂电气技术中的应用。 1使用节能型供配电系统 供配电系统节能的重点应该在设计、优化阶段,而这块往往容易被大家忽视,很多时候电厂配电系统以及部分设备并不是完全由工厂自己决定,另外考虑到初投资的问题,因此对于使用节能型供配电系统并没有得到完全认可。 1.1合理的供电电压 供电电压的选择应根据用电容量和供电距离并考虑当地电网现状、用户的用电负荷性质及未来发展规划等因素综合而定。一般而言,如果是6~10kV的配电电压,由于10kV技术经济指标较好,如供电系统能耗和有色金属耗量均较小,因而高压配电电压应首选10kV;当用户6kV设备居多、且容量较大、在技术经济上合理时,考虑采用6kV;当用户有少量3kV电动机时,可用10(6)/3kV专用变压器供电。 1.2节能型变压器 变压器是输变电行业中的耗能大户,据估计,我国变压器的总损耗占系统总发电量的10%左右,如损耗每降低1%,每年可节约上百亿度电,推广节能变压器事在必行。推荐使用干式变压器,如果是已经有旧的油浸变压器,在条件允许的情况下进行改造,油浸变压器维护的工作量和费用相对也比较大,这也是油浸变压器的明显的不足之一。 1.3无功补偿装置 功率因数的高低对工厂企业来说其重要性不言而喻,因此,必须设法提高工厂供电各相关部分的功率因数,以充分利用变、配、用电设备的容量,增加其输电能力,减少功率损耗和电能损耗,以达到节约电能、提高供电质量和提高设备利用率的目的。在客户端设置无功补偿装置是有必要的,尤其对大客户,特别是有大型电机居多,感性设备居多的情况下有必要考虑无功补偿装置,提高供电品质。 2选择节能设备 目前,节能设备得到了广泛的应用和推广,其中尤以变频器最为引人瞩目,而且确实取得了非常好的节能效果,另外节能灯具、Y型高效电机等也都得到了广泛的应用。 2.1推广使用变频器 通过近几年的发展,高压变频调速技术已经日趋成熟,已经开始在各个领域广泛应用,工矿企业中可能有大量的风机、水泵等大动力设备一直在工频状态下运行,这样就需要利用闸阀控制风量、流量,结果就是损失了大量的电能。而改为变频调节后,通过改变电机的转速(也就是改变了电机的输出功率)来调节风量、流量,我们知道,功率和转速的平方成正比,因此大大减少了损耗,从而实现节能的目的。 2.32 使用节能型照明电器 节能型照明电器优点很多,高效低耗,节能环保,驱动电压低,响应速度快安全性高,使用寿命长。照明设计的要求不仅要掌握照明设计的理论,还要了解国内外有关照明技术的新动态。采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品(电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材,以及调光控制器和控光器件),改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量,从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境,充分体现现代文明的照明。 2.3使用低阻电缆,合理选择导线截面 我们都知道,输电线路的损耗和电阻有着平方的关系,线路的阻值越大,那么消耗的能量就越多,因此散发出来的热量也越大。为了减小电缆上的电能损失,建议使用低阻值的电缆,这样可以减少输电线路损失,同样电缆散热量较小,在高负荷、高温度的夏季也减少了事故的可能性。另外合理选择导线的截面积也是必须的,设计电缆的时候,在充分考虑负荷容量和扩建可能性以及必须的安全裕度下尽量选择小截面的电缆,减少投资。 3加强工厂用电管理,合理使用峰谷电力资源 峰谷用电:电力行业中峰谷的含义是用山峰和山谷来形象比喻用电负荷特性的变化值。通常白天8:00至22:00的用电为高峰用电,深夜22:00至次日8:00的用电为低谷用电。“峰谷电价”意义在于,鼓励居民利用低谷电价的优惠条件大量消费低谷电力,比如电热水器、空调和其他电器设备。同时,对电力部门来说,将高峰用电转移到低谷时段,既缓解了高峰电力供需缺口,又促进了电力资源的优化配置,是一项“削峰填谷”的双赢策。对于工厂而言充分利用低谷电量进行生产是非常必要的,对于有条件的企业鼓励低谷期间用电,这样可以节省大量的用电成本,实际工作中,我们也发现很多工厂白天期间线路负荷很小,夜间线路负荷很大,这样就大大节省了企业的生产成本,经济的杠杆作用明显。 4加强工厂电力计量管理 企业需要加强对电力计量的管理,有两层含义,其一就是加强管理可以避免因为计量问题而给企业经营带来的隐患,对运行的重要电能计量装置施行质量跟踪、状态监测、抽样检定、动态管理,定期进行对在用计量装置测试数据分析,避免计量装置失准运行,提高在用电能计量装置准确性;其二就是根据电能计量的结果制定相关长效机制,比如说同样的办公室或者车间用电量的比较,比如说空调、照明电量的比较等等,通过这些电量可以看出设备的使用情况,进而制定出相关措施,减少不必要的电能损耗或者使用,降低企业产品的成本。 5结语 企业降低成本的方法有很多,其中通过节能技术在电气方面的应用就可以大大降低企业的用电量,提高企业的核心竞争力。 工厂电气论文:对于化工厂电气接地技术应用的探讨 摘要:电气接地措施包含的原理和因素是多种多样的。因此,作为化工厂电气行业一员的我们,一定要努力学习好专业知识,只有这样,才能在实际的工作当中,将理论和实际相结合,预防化工厂的电气事故的发生,消除电气安全事故的隐患,防患于未然。只有这样,才能最大限度的保证车间的正常运转,员工工作环境的安全。 关键词:化工厂 ;电气接地 在化工厂中,电气接地具有多种的类型,主要包括以下几个方面。首先是为了安全的因素而进行的保护接地。其次是为了防止发生静电而进行的接地。第三个方面是电子设备的接地。 一、对于接地原理的探讨 接地是一种为方便电流流入大地而提供的低电阻或是低阻抗途径。它的实际意义就是在线路或者是电气设备发生某些接地故障的时候为故障电流流回电源提供的一条低电阻或是低阻抗路径。所以,总的来讲,接地就是将电气系统、电路及设备等与大地进行很好的互相连接,或者是和范围广泛且能用来代替大地的具有同等效果的金属导体连接,以便于传导电流在大地或具有同等效果的金属导体之间互相来往。电气接地技术最主要的作用就是使得输电线路与变配电设备以及用电设备绝缘不会遭到一定的损坏,全力保证电力系统的正常运行,防止和避免出现人身触电伤亡的现象,预防发生不确定的火灾事故、防止静电放电产生的一系列危害,防止和避免设备受到雷击的损坏等等。而接地的作用主要是利用接地极把故障电流或雷电流以最快的速度导入到大地当中,保护人身安全和电气设备安全的目的。 二、电气接地的类型 1 基于安全原因的保护接地 基于安全原因的保护接地是要为了防止化工厂内的电力设施或电子电气设备绝缘受到损坏而危及到正常的生产活动和人身安全,此种接地方式可以消除化工厂在进行生产的过程中产生及积累的静电,能够进行电磁感应而对化工厂内的电子设备的金属外壳、屏蔽罩或屏蔽线外皮进行有效的屏蔽接地。 2 防静电接地 在化工厂内进行生产活动的过程中,静电产生的危害会在多方面影响着化工厂的正常工作运行。例如:静电会导致化工厂内的生产系统、生产设备、生产工艺过程及所生产出来的产品等等发生不定程度的故障危害,静电会产生一定的高电压而可能造成人身触电,威胁人身安全,产生的静电严重时更有可能会造成很大损害的火灾及爆炸事故。接地是消除静电的最简单和最有效的方法措施,所以要对化工厂内可能会产生静电的所有设备都实施防静电接地,以保护化工厂内的生产活动正常稳定的进行。要根据化工厂内物体的不同类型采取不同的静电接地方式,静电导体要采用金属导体方式直接的进行静电接地,移动式设备及人体要采用非金属导电材料或者是静电材料以及防静电制品进行间接的静电接地。 3 电子设备的接地 化工厂中的电子设备的接地主要是为了保证和提高电子设备工作的准确,以便于化工厂更好的进行工作运行。化工厂内的高频电压本身并不会对人体产生危害,而且即使化工厂内的电子设备的外壳没有进行接地,而与大地保持绝缘状态的时候,电子设备的外壳与大地形成电容,伴随着频率不断的增高,而形成的电容电抗值将会相对的减少,当频率的数值到达一定的程度时,就相当于是在进行接地。 三、接地的两种方式 接地是指将电气设备与接地装置进行电气连接。接地分为与大地相连接、与代替大地的导体相连接两种方式。 1、与大地相连接 一般情况下人体离不开地球,因此人们使用的各种电气系统都以大地的电位为参考电位。取得大地电位的前提是与大地连接,为此需连接地极用作与大地连接的接线端子,通过接地线的传导取的地电位,这就是我们通常所用的接地。 2、与代替大地的导体相连接 电气技术的发展日新月异,当前对接地赋予了新的含义,即与代替大地的导体相连接也是接地,比如汽车的轮胎属于绝缘物质,所以汽车上各类电气系统的接地其实是接代替大地的金属车身。在许多用电过程中,过大的电位差是引发电击、电气火灾等电气事故的重要因素。例如如飞机上采取的主要的电气安全措施是用机身代替大地来进行低阻抗的等电位连接。以与代替大地的导体相连接而实现接地的实质是与导体间进行低阻抗的等电位连接。同样,连接地极的接大地就是与大地进行等电位联结,只是接地极的接地电阻以Ω计,其值非常大, 引起的电位差较大,效果不是很好。 四、化工厂电气接地技术应用的探讨 1.化工厂接地的因素 化工厂内的易燃液体、气体的设备、储气罐、干燥器、过滤器等等加工存储物品和设备都属于引燃物品,极易引发大量的危险事故,一旦发生爆炸和火灾事故,将会使化工厂内的电子设备和人身安全受到严重的影响和危害,必须要采取相对严格的对应接地方法措施,以控制事故的发生及危害,避免造成换工厂的生产损失及人身危害。化工厂内的所有易燃性的液体、气体的设备、干燥器、储气罐、过滤器等都一定要进行适当的接地保护措施。化工厂内的所有可能会产生静电的部位要连接成一个连续的导电体,并进行相对应的可靠性接地保护。 2.化工厂防直击雷技术措施 一般情况下的化工厂内的车间、仓库都是单层框架结构的金属屋面厂房,较为适宜选用避雷带沿屋檐敷设,还应在厂房的各檐角安装上避雷短针以防止和避免雷击。因为化工厂车间、仓库内有许多易燃物品,因而铁板的厚度不能小于4mm,且不可以有绝缘被覆层。在屋面接闪器的保护范围之外的非金属物体要根据相应的实际情况装设上接闪器,还要与屋面防雷装置进行良好的互相连接。每根引下线的冲击接地电阻都一定要小于等于10Ω,防直击雷接地适合与防雷电感应接地及化工厂电气设备接地共用接地装置。 3.化工厂静电防范接地措施 静电在化工厂内的生产过程中具有多种多样的危害。静电现象会导致生产系统、设备、工艺过程、产品等发生故障,静电产生的高电压会引起人身触电,静电严重时可能会引起火花放电,甚至会造成火灾甚至爆炸事故。对所有会产生静电的设备都应保护可靠接地,化工厂内的静电防范接地措施为:进行静电接地,固定设备与接地线或连接线采用螺栓连接以固定设备外壳;当设备较大时,其接地点至少应是两处,接地点应沿设备外围均匀布置;皮带传动的机组及其防护罩,都要进行接地;储藏、生产化工物品的房间及场所应设置防静电端子板,所有设备的外壳及防静电地板均应与其连接;应在干燥季节的储藏、生产化工物品房间设置加湿装置,以保证场所的湿润。应根据需要进行静电接地的物体类型而采取不同的相对应的静电接地方式,可以采用金属导体直接进行静电接地、人体和移动式设备需要采用非金属导电材料或静电材料以及防静电制品进行间接静电接地;静电非导体除应间接静电接地外,尚应配合其它的防静电措施。 防爆静电接地报警器在石油化工、有机化工、加油站、油库付货台、铁路油槽车及液化气装卸等易燃易爆场所都发挥着非常重要的作用。防爆静电接地报警器可以将化工厂易燃易爆化工原料及产品储罐或输油作业过程中产生的静电导入大地,连续自动监测,确保生产和作业的安全。 工厂电气论文:浅谈化工厂电气设备及供电系统的保护 摘要:伴随生产技术水平的不断提高,人们对生产安全管理的要求也越来越高,特别是化工厂由于其本身所具有的特点,因而使得其电气设备以及供电系统的安全重要性尤其是当前化工企业所要关注的焦点问题。需要指出地是,在生产过程中对化工厂的电气设备以及供电系统进行有效保护,必须要建立在对实际情况进行检查以及做好科学合理防范措施的基础之上。 前言 化工厂是一个放置有许多具有爆炸性或是有毒的物质的地方,如果没有安全的保护措施,尤其是电气设备及供电系统这一类能引起爆炸或是火灾的系统的保护,就会导致非常严重的事故发生,爆炸事故是常常发生的。为此,必须要对化工厂中爆炸危险场所的等级以及危险介质的级别进行严格细致地划分,同时还要保证防爆电气设备的选择符合经济性及合理性的要求,另外还要加强对化工厂电气设备及供电系统的保护工作,以便使得化工企业的生产及工程建设安全得到有效的保障。 1.保护化工厂电力设备及供电系统的重要性 化工厂的电气设备和供电系统的正常运营直接决定了电气设备和工作人员的生命安全,同时还能够减少设备损坏带来的经济损失,也能够促进化工企业的正常运转,为企业和国家带来更大的经济效益。对化工厂的电气设备及供电系统的保护要遵循正确的检测操作,利用比较精密的检测仪器进行化工厂电气设备及供电系统的各项安全指标的正常检测。 为了确保电气设备的安全稳定运行,并有效预防设备遭到损坏,就需要对电气设备及供电系统进行严格的保护,并将设备诊断作为基础,建立与之相应的设备故障维护措施。同时还要确保在对化工厂的电气设备以及电力系统的各项运行指标进行检查及测量的过程中,采取的方法准确无误,选用的检测设备质量精度符合标准要求。此外,还要依据实际的情况,对化工厂电气设备及供电运行的情况加以充分掌握,从而使得化工厂生产活动的正常运行得到有效保证,以便能进一步提高化工厂的生产效率。 由于我国社会主义市场经济的逐渐发展,我国的供电制度在不断地发生变化,由过去的国家统一供电改成如今的企业自给自足的供电,因此为了给化工厂的正常运转带来保障,就要对化工厂内电气设备及供电系统的具体的详细情况有所了解和掌握,以便在故障发生的时候能够在最短时间内分析出环境内是哪部分出现了问题。 2.化工厂电气设备的有效管理 (1)采用巡检的方法来维护电气设备的安全。为了确保对化工厂电气设备的安全检测维护得到切实落实,从而使得化工厂电力设备的运行安全得到有效保证,所以必须在事故发生之前,及时找到并以最快速度消除事故的火苗等安全隐患。一般情况下,电气设备事故的发生包括三个阶段,即设备正常、出现隐患以及事故产生等。因而需要及时地对化工厂中的电力设备进行检测和维护,以便在事故出现质变之前,及时地将处在量变中的安全隐患给彻底消除。这就需要操作人员在管理化工厂的电气设备时,要具备极强的责任心,并且端正自己的态度,对设备进行详细细致的观察,同时还要具有敏锐的思维分析能力,通过对专业理论知识的认真学习,对电气设备的结构、性能及运行参数做出深入的了解,学会对系统中细微的变化进行正确的分析和研究,并能将事故发生的真正原因找出来,从而有效预防安全隐患的进一步扩大。此外,还要保证电气设备的管理及操作人员在工作时要严格依照相关的规程及规范进行,以便能及时发现并消除系统所产生的隐患。 (2)对电气设备进行巡查的具体项目。在油浸式变压器中起着冷却及绝缘作用的油,其油位会伴随温度的变化而发生改变。并且通常情况下,变压器油为浅黄色,油中透明而不存在任何杂质,而一旦见到油中出现了由电弧燃烧引起的黑色碳化物,就必须要对分接开关、桩头引出线、线圈等进行详细检查,以确定黑色碳化物的来源。不同温度下对应的油位在变压器上均有刻度,通常情况下,油位要保持在某个刻度值以上,而一旦发现油位过低,便需及时对变压器的温度进行测量,还要仔细观察是否变压器出现了漏油情况。对于密闭式变压器,则要将放气阀提起来,同时检查其中是否出现假油位的现象。对于起着绝缘作用的瓷套管,要确保其表面的清洁,同时还要仔细检查其是否出现裂纹、破损以及放电等现象。此外,还需实时地检查转换开关、断路器以及指示灯的显示状态,保证各绝缘子、传感器以及断路器表面的清洁、干燥以及无破损、无放电等。 3.化工厂供电系统的有效维护 3.1、对电力线路的安全检查 当前,由于部分化工厂没有足够重视对电力线路的安全检查及运行维护,因而通常会导致供电系统的个别部分产生电气事故。为此,作为化工企业,必须要进一步加强对化工厂供电系统的安全检查及运行维护工作。对电力线路的安全检查包括:(1)对化工厂的电线杆子进行详细检查,检查其是否出现倾倒、变形、腐蚀、损毁以及下沉等安全隐患;(2)对沿线路的地面进行详细检查,检查其上是否堆放有一些腐蚀性极强或者易燃易爆的危险物品;(3)对沿线周围进行仔细查看,检查其周围是否存在某些隐藏的危险性建筑;(4)在雷雨及大风季节,要做好对电力线路的防护工作,以保证电力运行的稳定;(5)及时将悬挂在线路上的树枝、风筝等杂物进行祛除,使得供电系统的安全稳定得到有效保障。 3.2、对电缆线路的安全检查及维护 通常情况下,要每个季度都对电缆线进行一次安全检查,检查电缆终端是否出现破损的现象以及瓷套管是否产生放电的痕迹;检查电缆表皮是够出现腐蚀及损伤的现象,以及其沿线挂钩是否出现脱落;检查埋地电缆沿线的覆盖物是否出现挖掘过的痕迹,以及路线标的完整性等。 3.3、对车间配电线路进行安全检查 通常情况下,要每星期都对车间配电线路做一次详细的安全检查,对导线的发热状况、线路的负荷状况、配电箱、开关、熔断器、传感器、断路器等进行仔细的检查和维护,充分确保车间配电线路的运行安全。 3.4、化工厂内的配电线路的检查 化工厂内的配电线路的安全检查尤其重要,因为车间内是易燃易爆物和有毒物质集中的地方,对于配电线路走线状况、所用导线的型号、配电箱和配电箱的开关放置问题等等,都要进行详细的检查。每周对于化工厂厂房内部进行1至2次配电线路的例行检查,对于导线周围环境的潮湿度要进行频繁的检测,直到达到标准值为止,对于易燃易爆物品要和线路进行绝对的隔离,还要进行绝缘监测,严禁导电、漏电情况的发生。 结束语 化工工厂由于其危险物品和有毒害物质放置的特殊性,必须要有非常专业和安全的防范措施,尤其是对于能够引发严重后果的,容易引发爆炸和火灾的电气设备及其供电系统更加要注意保护不仅毁坏建筑物、土壤,甚至会造成非常严重的人员伤亡。由此,必须要有足够的思想认识;用专业的知识对化工厂根据危险等级进行场地划分;确保厂内电气设备和供电系统的各项保护措施实施和完善等。通过一系列的措施保证化工厂的正常运转在安全模式下进行,减少甚至避免恶性事故的发生,将损失控制在最小范围内。
油田注水开发中,油田注水系统占据着非常重要的地位,其主要由注水泵、电机、增注泵、管网、注水井、配水阀组以及配水间等多个部分组成,各部分相互连接,共同构成一个注水整体。为实现节能降耗,油田注水系统以往也采取了诸多措施,但效果却不尽人意,且注水站数量非常多,这就给油田注水系统的节能降耗增加了一定的难度。面对这样的情况,应站在整体性角度考虑,针对油田注水系统,设计有针对性的节能降耗对策。 1加强对油田注水系统相关设备的维护,减少因设备损坏而导致的能源消耗 有研究指出,由于油田注水系统的设备老化、损坏或者是腐蚀等原因而导致的能源损害,约为油田注水系统能源总损耗的15%。这一比例虽然看似不大,但却是可以提前采取措施避免的。通过对油田注水系统中的相关设备进行定期维护,并加强质量检验,避免设备损坏,便可以减少油田注水系统的能源浪费与资源损耗。由此可以看出,加强对油田注水系统相关设备的维护、检修,是最简便、最直接的一种节能降耗措施。首先,应建立专门的设备维护部门,并与专业的设备维修单位合作,定期对油田注水系统开展维护、检修,对老化、使用年限较长以及腐蚀比较严重的设备或管道,应及时维修或者是更换,应重点检测管道分支、管道阀门以及设备的重要零部件,以避免其在运行过程中发生故障而导致的事故。其次,加强对新技术、新材料、新设备的应用,与时俱进地对油田注水系统进行更新与完善,以确保油田注水系统的长期、稳定、安全运行。 2提高油田注水系统的运行效率 采取分压注水技术进行油田开发的过程中,通常情况下是按照水井内注水压力的不同,分梯度进行注水分配,这样的方法,不仅可以确保水井内部压力始终稳定,不会影响油田注水系统的整体运行,也可以直接控制水井内部的注水压力,从而降低了分别管理时的电能损耗问题。就分压注水技术现阶段的实际应用情况来看,较为常用的是双管网注水系统,分压注水方法的各项功能比较齐全,不断进行仿真模拟,并对试验数据进行修改,便可以使双管网注水系统的性能不断优化、完善。例如,我国某油田,在开展采油工作的时候,根据油井吸水能力的差异,对不同层段进行区分,并按照一个统一标准,将其划分为低低吸水层、高吸水层,划分层次之后,采取有针对性的采油工艺技术,不仅提高了设备利用效率,还有效改善了油层注水质量,可谓一举两得。 3加大对节能水泵的应用 在油田注水系统中,注水泵的耗电量占据着非常大的比例,为实现油田注水系统的节能降耗,必须采取有效的措施,降低注水泵的耗电量。首先,以油田注水系统的实际运行情况为根据,对水泵进行更换,应用新型大排量水泵。相比较于小排量离心泵,大排量离心泵不仅有着气密性好、效率高、功率大、能力利用完全等一系列特征,在离心阻力、过流面积等方面上也有显著优势。但是,同样与小排量离心泵相比,大排量离心泵的价格相对较高,且不适宜在小型油田中使用。面对这样的情况,采取在油田注水系统中应用大排量离心泵的方法来节能降耗的时候,必须结合油田实际情况,选择型号符合油田实际需求的离心泵,在确保油田正常生产运营的基础上,尽可能地节能降耗。其次,准确记录、采集油田注水系统运行过程中的各项数据及相关指标,并应用仿真软件,借助计算机,模拟大功率高压变频器的最优化控制,在此基础上,与现代制造技术有机结合,研发新型节能元器件、注水泵。此外,还可以应用新型高分子材料结构、高效率电机,以减少油田注水系统实际运行过程中发生的机械损耗问题,从而实现油田注水系统的节能降耗。 4运用仿真运行优化系统 在油田注水系统中应用仿真运行优化系统,具体来说便是,依托网络技术、大数据技术,建立油田注水系统的仿真运行优化模型,并在中心注水站对仿真运行优化模型进行集中控制,同时,各个注水站也可以采取手动方式或者是微机巡控的方式来对仿真运行优化模型进行调节,以确保油田注水系统的高效运行。在仿真运行优化模型运行过程中,通过一次表采集参数信号,经过微机处理后,再进行数据转换,并传输到中央控制室,对系统软件进行优化分析。 5结语 综上所述,为实现油田注水的节能降耗,可以采取加强对油田注水系统相关设备的维护,减少因设备损坏而导致的能源消耗,提高油田注水系统的运行效率,加大对节能水泵的应用,运用仿真运行优化系统等措施。通过实现油田注水的节能降耗,有利于提高油田注水开发的效益,这对于促进我国石油行业的持续、健康发展,有着十分重要的意义。
智能农业论文:山东农业大学图书馆RFID智能管理系统实施的基础 摘 要:文章通过分析山东农业大学图书馆实施RFID智能管理系统,介绍了图书馆RFID智能管理系统的原理和特点,根据山东农业大学图书馆的实际情况对老旧图书馆馆舍进行改造,以适应图书馆RFID智能管理系统要求,调整整个图书馆馆藏结构,以及与图书馆RFID智能管理系统相匹配的芯片加工和转换数据等一系列基础工作,深刻解读了图书馆实施RFID技术所需的图书馆基础支持。 关键词:山东农业大学图书馆 RFID技术 应用基础 目前国内在图书馆管理系统中普遍采用的是“安全磁条+条形码”的技术手段,以安全磁条作为图书的安全保障,以条形码作为图书的身份证,虽然解决了图书管理中的些许问题,但是图书顺架、排架困难,读者查找图书以及馆员清点馆藏数量繁琐耗时,图书馆管理自动化程度低,缺乏人性化,而且磁条容易消磁、老化,防盗效果差,安全系数低等一系列问题需要解决;同时图书馆管理人员强烈意识到在新的形势下,需要大幅度提高图书馆管理的信息化程度,现代图书馆需要做到图书自动盘点、自助借还,图书区域定位、自动分拣以适应图书馆当前发展的需要。因此,2012年山东农业大学图书馆成功实施了RFID智能管理系统,围绕RFID项目的实施图书馆开展了许多基础性的工作。 1 图书馆RFID智能管理系统的原理与特点 RFID是一种利用射频通信实现的非接触式识别技术,即无线射频识别,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。它利用先进的RFID技术,将门禁、校园卡、图书标签、标签转换装置、自助借还机、移动盘点平台和馆员工作站系统软件融合为一体,实现了迄今最便捷的图书管理自助功能。它具有以下特点。 (1)简化读者借还书手续,缩短了图书流通周期,提高图书借阅率,提升图书馆服务水平,充分发挥图书馆公共服务职能。 (2)利用移动盘点平台为图书馆提供全新盘点模式,降低管理人员的劳动强度,大幅提高图书盘点及错架图书整理效率。 (3)图书定位使读者方便快捷查找错架图书,挖掘出潜在图书资源,提高图书资料利用率。 (4)安全门禁系统支持离线与在线工作模式,未借出图书通过门禁时,系统会自动发出声光报警,防止图书被带出图书馆,防盗技术更强,系统更安全、可靠。(如表1所示) 2 图书馆实施RFID智能管理系统的基础保障 随着图书馆长期的文献积累,无限增长的馆藏文献和有限的图书馆馆舍面积成为制约图书馆发展的尖锐矛盾;同时也无法适应RFID图书馆管理系统要求的一门式管理模式。图书馆首先对原有图书馆馆舍进行了大规模地改造工程,图书馆的原有建筑是框架结构,大开间、大跨度,改造工程只需要将原来各个独立书库、阅览室的隔墙打开,将其合并形成开放式的借阅。 2.1 图书馆馆舍的改造与利用 由于农大图书馆是20世纪90年代建成的老式图书馆,随着学校大规模的扩招在校学生数量猛增,教师队伍也随之发展壮大,图书馆读者群数量同时随之增多,而图书馆馆舍面积维持在原有的基础上没有大的改观,使得图书馆借阅环境和阅览空间紧张,同时对门厅进行改造,安装了RFID项目的安全门禁系统及电子大屏幕,充分利用图书馆有限的馆舍面积,提升了图书馆的整体形象,同时改善了图书馆愉悦的学习环境、温馨的文化氛围和浓厚的人文气息,为RFID项目的实施提供基础。 2.2 图书馆文献资源结构的调整 2.2.1 首先对改造后的图书馆馆藏文献进行馆藏结构调整 图书馆馆员对各个时代的文献资源进行甄别,部分脱离时展的旧观念、旧知识、旧技术以及部分老化、破损、低借阅率的图书文献进行剔旧处理。调整初期遵循图书馆文献剔旧工作的原则和规律,从该馆整体馆藏文献的针对性、完整性、系统性、未来发展等方面综合考虑,本着藏以致用,高效服务,发挥馆藏功能,满足读者需求的原则,以及保持该馆馆藏文献体系的完整性、科学性,馆藏的专业性与任务相一致的原则,对原有馆藏文献保留了各个时期具有经典性、代表性的著作,摒弃过时、陈旧的内容和学术观点,增强藏书活力和利用率,节约藏书空间,保证馆藏文献有效地反映最新知识和科技成果。 农大图书馆是学校教学、科研的信息服务中心,具有符合学校教学、科研发展的馆藏文献特色。在长期的图书馆馆藏文献建设中,突出与学校专业发展相适应的馆藏文献的收藏;有超前服务的藏书思想,对于一些与学校专业设置相关的领域以及专业拓展的书籍,图书馆馆员要有能力做出判断,在藏书剔旧过程中,对于非专业性图书的剔除从宽处置,一般普及性图书及发展较快的应用科学图书,保存期可以短些,而对于专业性图书的剔除要从严处置,避免造成文献的流失。并在工作过程中按照该馆文献剔旧工作统一的标准执行,如,内容陈旧,不宜久藏的图书;复本量过多,长期压架无人利用的图书;破损的、质量低劣的图书;专业不对口的图书,图书馆馆员根据该馆读者需求、馆藏特色对部分图书进行剔旧,同时设置密集书库。对尚有一定参考、利用价值的书刊,做下架处理,移至密集书库,并在自动化系统中,标明此书在密集库,以供少数读者查阅。这样既保留了馆藏资源,又使得馆藏资源不流失。优化了馆藏结构。 2.2.2 对剔旧后的图书文献资源进行数据结构调整,以适应图书馆RFID技术的应用 对于原有图书馆馆藏结构进行了全面调整,按照图书馆RFID智能管理系统的要求,图书馆将实行开放式、一门式服务,根据改造后图书馆馆舍的实际情况,对原图书馆各书库、阅览室的图书、期刊文献资源进行调整、合并,按照大类分别放置,保存了原有工具书库,将其与过期期刊合并存放成为综合借阅室,而现刊则根据图书按照大类归属于各个书库,形成了以第一和第二自然科学借阅室,以及第一和第二社会科学借阅室和综合借阅室为基础的开放式服务模式,满足了图书馆RFID智能管理系统借阅模式的需求。 山东农业大学选用的是远望谷集团公司的图书馆RFID智能管理系统,必须通过标签转换系统将RFID唯一识别信息与图书唯一条形码信息实施绑定,并将RFID技术与现有图书馆管理系统(ILAS)挂接,实现对图书、读者详细信息的访问,从而将RFID技术集成到现有图书馆管理(ILAS)系统中,实现与现有图书管理软件(ILAS)的无缝链接。因此,图书馆需将调整合并后的图书馆文献资源进行加工、整理,对缺失书标的图书补贴书标,有利于顺架工作的开展,将完成调整的图书由原来的馆藏地点转换到新的馆藏地点,即转馆藏,对每一本图示进行夹芯片(RFID电子标签)工作,并通过标签转换装置将数据信息转换到芯片(RFID电子标签)上,就是转数据,这些工作的顺利完成使图书馆原有的条形码借阅模式改为图书芯片借阅模式,为RFID技术在图书馆的应用提供了基础保障。 3 图书馆实施RFID智能管理系统的体会 山东农业大学校本部图书馆实施RFID图书馆智能管理系统,安装声光报警系统以及视频监控系统,极大地提高了图书馆的安防能力,改变了借阅模式和管理模式,由独立分散管理变为开放式统一管理,由各独立个库室变为藏借阅合一的借阅模式,增加阅览桌椅,增加馆藏面积,优化馆藏结构,提高馆藏质量,增强读者的自由度,实现了图书精确定位,便于读者快速查找,自助借还模式方便读者借阅,提高馆员服务水平。为便于整个图书馆的统一管理,建议南校区图书馆可以实施RFID系统,实现图书馆统一借阅模式、统一管理模式,方便读者利用图书馆,提高图书利用率,节约图书馆馆舍,提高馆藏数量和质量,提升图书馆的服务水平。 4 结语 图书馆RFID智能管理系统的顺利实施,简化了读者借还图书的手续,改变了图书借还流程,变手工借还为自助借还,改进了图书馆读者服务质量,缩短了图书流通周期,提高了图书的流通率;为图书馆员提供了全新的盘点模式,即利用移动式或手提式盘点系统,对所需盘点图书的书架进行扫描,通过无线网络传输将数据录入数据库,快速地完成图书盘点,极大地降低了图书馆馆员的劳动强度;RFID安全门系统实现零误报避免读者与馆员之间的矛盾,管理更加人性化,安全系数大大提高;同时RFID馆员工作站打造一体化的图书管理系统,极大地减轻了图书馆员在藏书管理和流通服务上的劳动强度,提高了图书馆的服务水平。 智能农业论文:农业机器人智能充电系统设计 摘 要: 针对农业机器人的充电现状,设计了基于PIC16F887和UCC3895的农业机器人智能充电系统。该系统采用UCC3895对全桥变换器进行移相控制,在较宽范围内实现了软开关。采用单片机PIC16F887控制充电电路的启停以及实现过压、欠压、过流保护,并对充电过程进行了实时管理,将充电数据进行实时显示并向上位机传输保存。实验证明,充电系统功能完善、性能稳定、充电快速、功耗低。 关键词: 农业机器人; ZVS; UCC3895; PIC16F887; 充电控制 0 引 言 中国作为一个农业大国,农业生产的规模化和精准化是现代化农业水平的重要标志。农业机器人在改善农民劳动环境、降低农民劳动强度和提高劳动效率等方面具有重要意义,尤其在育苗、采摘、灌溉、收获等方面得到了一定程度的应用 [1?2]。因此国家已把农业机器人技术及其应用列为农业工程领域的重点研发对象之一。但农业机器人技术在推广过程中受到了时间和空间的限制,其主要原因就是机器人动力源问题。因此作为机器人动力源的蓄电池以及能量补给的充电系统就显得尤为重要[3]。调查表明,现在的蓄电池由于充电设备落后、充电方法不当导致其使用寿命只有2~3年,远低于其设计指标10~15年的要求,既增加了使用成本又造成了资源的极大浪费。 目前,一般的蓄电池充电系统完成一次充电需要8~12 h,显然无法满足机器人对充电系统的要求以及生产的需要。因此设计一种快速、高效和安全的智能充电系统是农业机器人技术得到大力发展的重要前提。本文以80 V机器人车载铅酸蓄电池为研究对象,设计了基于UCC3895和PIC16F887的充电系统,此系统实现了充电过程的高效、快速、稳定并具有充电过程管理功能。 1 充电系统总体设计 为了做到高效快速的充电,又能实时掌握整个充电过程电池的状态,充电系统由两个模块组成:上位机监控管理模块和下位机充电模块。系统的总体设计框图如图1所示。 本系统的核心是充电模块,主要由充电主电路和控制电路组成。充电主电路由输入整流滤波、DC/DC变换器、输出整流滤波三部分组成;控制电路由UCC3895控制芯片、单片机PIC16F887、检测电路和外围电路组成。系统通过检测充电电压和充电电流实现电压、电流的闭环控制;上位机监控管理模块完成与单片机的通信,实现对充电电压、电流以及电池温度等数据的显示保存,并为后期系统功能的改进提供数据支持。 2 硬件电路设计 2.1 充电主电路的设计 三相交流电经输入滤波、整流后得到直流电压,该直流电压又作为DC/AC逆变器的母线输入。经DC/AC逆变器变换后得到高频脉冲电压,再由高频变压器进行隔离变换,经过输出整流滤波得到充电所需的直流电压。 本文采用ZVS移相全桥变换器作为逆变器,其工作波形[4]如图2所示。其主电路拓扑是利用开关管的输出电容或外接并联电容与变压器自身的漏感或原边串联电感进行谐振,谐振电感储存的能量向电容[C1~C4]释放,使开关管两端电压下降到零并使反向并联二极管导通,由此实现开关管零电压开通和关断。系统选用IGBT模块作为开关器件,为了减小大电压和大电流对IGBT的冲击,设计了RC吸收电路[5]。 2.2 充电控制电路设计 2.2.1 检测及信号处理电路设计 输入检测电路主要负责采集母线电压与电流信号。信号处理电路1将此模拟信号进行变换送入UCC3895的CS端,实现对全桥变换器滞后臂驱动信号占空比的控制;并将其变换后送入PIC16F887的A/D输入端,实现对充电主电路的过压、欠压和过流保护。输出检测电路[6]主要负责采集充电电压、电流、温度信号,信号处理电路2将得到的模拟信号进行变换后送入UCC3895,实现对IGBT驱动信号占空比和相位差的控制;并也将其送入PIC16F887的A/D输入端,实现对充电主电路的启停、显示和报警控制。 2.2.2 UCC3895控制电路设计 本文选取UCC3895作为全桥变换器的移相控制芯片[7]。UCC3895芯片是Texas Instruments 公司生产的专用PWM移相全桥变换器新型控制芯片。该芯片在UCC3875的基础上增加了PWM软关断能力与自适应死区设置功能,能够适应负载变化时不同准谐振条件下的软开关要求。UCC3895采用低功耗的BICMOS工艺,其工作频率、效率、可靠性得到大幅度提高。通过连接不同的外围电路,使其电压工作模式和电流工作模式可以进行切换,并且软启动/软停止可按要求进行调节。 UCC3895主要功能是实现闭环控制。母线电流经检测和变换后送至UCC3895的CS端,如果母线电流增大,CS电压升高形成斜波信号,该信号与UCC3895的CT引脚产生的锯齿信号比较后送UCC3895进行计算,输出可改变占空比的滞后臂驱动信号。如果母线电流瞬间增大,使CS引脚的电压超过2.5 V,UCC3895就会关断PWM输出。从而防止过流烧毁IGBT器件。 UCC3895还内置了可以调节PWM输出占空比的误差放大器EA,它在UCC3895上有3个端口:EAP端pEAN端和EAOUT端。当EAOUT端输出小于500 mV时,UCC3895停止PWM输出,当EAOUT端输出大于600 mV时,恢复PWM占空比调节功能。在本设计中,误差放大器EAN和EAOUT接成跟随电路,将充电电压、电流信号经检测和变换后送至UCC3895误差放大器EAP端,当充电电压或电流大于给定值时,EAP电压减小,导致EAOUT电压下降,UCC3895自动增加超前臂和滞后臂驱动信号的相位差。UCC3895控制框图如图3所示。 2.2.3 单片机控制电路设计 本文选用美国微芯科技公司生产的PIC16F887单片机作为充电系统控制芯片[8?9]。PIC16F887自带A/D转换功能,将检测电路采集的充电电压、电流和温度转换成数字量,通过程序控制IGBT驱动信号的占空比,并把数据进行显示的同时传给PC机进行存储。将采集的母线电流、电压信号变换成数字量,通过程序完成主电路的过压、欠压和过流保护。 2.3 通信接口电路设计 由于单片机与上位机的接口电平不同,因此通信电路采用RS 232总线技术和美信MAX232转换芯片,既实现了20 m左右的异步通信,又实现了充电过程中蓄电池的充电电压、电流和温度等信息的保存。上位机与下位机通信RS 232接口电路如图4所示。 3 系统软件设计 3.1 单片机控制程序设计 充电系统以硬件电路为基础[10],通过程序控制完成了预充电、大电流恒流充电、恒压充电、小电流恒流充电和涓流充电五个充电阶段,充电程序控制流程如图5所示。 3.2 人机交互界面软件设计 充电系统上位机人机交互界面以VC作为开发工具。通过模块化划分管理,设置了登陆、电池充电状态、充电数据、打印记录等菜单。用户可以清晰地掌握蓄电池的充电状态、充电电压、充电电流、温度等信息。 4 试验结果分析 通过不断的计算和调试,使电路参数设计达到了最优。图6和图7表明轻载时超前臂和滞后臂的IGBT都实现了ZVS,大大降低了充电电路的功率损耗,提高了充电效率。 5 结 论 本文设计了农业机器人充电系统的主电路和控制电路,编写了相关控制程序,实现了五阶段智能充电。系统硬件设计采用UCC3895和PIC16F887对全桥变换器进行移相控制,实现了IGBT模块的ZVS,大大降低了功率损耗。实验证明,此充电系统结构简单,充电快速,充电效率高,功能完善,具有广阔的应用前景。 智能农业论文:基于ZigBee与GPRS的智能农业传感节点的设计 【摘要】 本文设计了一个可以远程采集农业大棚中光照强度、空气温湿度以及土壤温湿度的智能农业传感节点。本设计通过使用CC2530芯片和SIM600A芯片,将ZigBee协议与GPRS协议相结合,使得传感节点同时兼具终端节点和中继节点双重功能。经过测试,本设计具有采样精度高、组网快、组装方便等特点。 【关键词】 CC2530 ZigBee 智能农业 传感节点 GPRS 一、引言 现代社会早已进入信息化的时代,物联网技术正在逐渐向工业、商业、医药卫生、交通、农业等领域渗透。同时,具有无线传感、远程控制、自动组网及智能计算的传感网络极大地方便了人们的生产与生活。调查显示,我国目前的农业智能化普及率只有不到1%,但是市场需求年增长接近50%,由此可见智能农业还有极大的发展空间。本文设计了一种基于CC2530芯片的智能农业传感节点,通过使用低功耗、可灵活组网的ZigBee技术以及可以连接互联网的GSM技术实现了远程采集农业大棚里的光照强度、空气温度、空气湿度、土壤温度和土壤湿度的功能。传感节点采用低功耗设计,成本低廉,可以轻松地推广。 二、原理与结构 本文设计的智能农业传感网络节点需要实现环境传感和无线传输两大功能。环境传感既采集农业大棚里的环境光照强度、空气温湿度以及土壤温湿度。无线传输上,本文设计的节点能够实现终端节点和中继节点两种角色。终端节点只能采集数据并发送给中继节点,而中继节点不仅保留采集数据的功能,还可以汇集终端节点传来的数据,并通过GSM模块将数据传送到互联网服务器。此外,本设计的节点还可以通过显示屏实时显示采集的结果。主控制器采用低功耗的MSP430芯片。整个系统由5V电源适配器通过DC005接口直接接入供电。图1中给出了本设计无线智能农业节点的结构原理图。 三、系统硬件设计 3.1环境物理量传感器模块 图2 SHT11与主控制器通信电路示意图 空气温湿度采用瑞士进口的SHT11芯片进行测量,该芯片温湿度反应灵敏、误差小、各项指标均高于国产DHT22等温湿度模块。资料给出,该芯片的湿度测量范围在0~100%RH,温度测量范围为-40~+123.8℃,其中湿度测量精度为 ±3%RH,温度测量精度只有±0.4℃。此外,该芯片还具有响应时间快及低功耗的优势。图2为该芯片与主控制器之间的通信电路示意图。 由于其具有可完全浸没的特点,故土壤传感器我们也使用了SHT11作为主要芯片,并采用了铜粉烧结技术制作了外壳,用铜合金粉末高温烧结而成,过滤精度高,透气性好。 光照传感器我们则采用了环境光传感器BH1750,能够直接通过光度计来测量环境光照强度,其量程为1~65535流明(注:光通量的单位)。图3给出了BH1750芯片的电路原理图。光照强度计算可以通过公式1表示: L=COD/(1.2*ε*R) (1) 其中,L为实际值,CODE为测量值,ε为透光率,R为高精度模式2调整值。 3.2基于CC2530的无线传感模块 节点间通信采用TI的CC2530解决方案,它是一种集成了ZigBee协议栈与增强型8050内核的无线通信芯片。该芯片采用ZigBee通信协议,可以通过实际情况配制成路由节点或者广播节点。本设计在主控MCU内部完成中继节点和终端节点的区分,终端节点将CC2530无线通信模块配置为广播模式,做为一个节点,每一组约3-6个节点。其中包括一个中继节点,配置成中继节点的传感节点,每个节点都有独立的数据采集能力。不同的是,普通节点采集数据后将数据通过CC2530发送出去,而中继节点则将收到的数据存入自己的内存之中,在适合的时机下通过GPRS协议将数据传送到互联网服务器。 3.3基于SIM900A的GPRS模块 节点与远程服务器的通信采用SIM900A模块,内部集成了GPRS功能,芯片与主控制器之间采用AT指令进行通信。本设计通过使用SIM900A模块的GPRS协议将数据传送到指定服务器中。 四、系统软件设计 本文设计的传感节点将实现无线组网及中继通信功能,此外还将采用低功耗设计。系统开机后将首先判断自己的配置是终端节点还是中继节点。如果是中继节点则进入休眠模式,由时钟定时1分钟唤醒一次。当程序唤醒时将分别采集光照强度、空气及土壤温湿度存储到部内部存储器中,同时将数据发送给中继节点。所有功能完成后再次进入休眠模式,等待下一次唤醒。此外,主控制器还可以通过外部按键唤醒,唤醒后可以在15s内持续显示各项环境参数。作为中继节点的设备将始终保持正常运行状态,收到的终端节点的数据将保存在存储器内,一旦收到服务器的查询指令即可立刻将数据传送到互联网服务器。程序流程见图4所示。 五、系统测试 本设计经过测试,可以发现各项功能运行状态良好,采集的光照强度,空气温湿度以及土壤温湿度均保持在误差较少的范围之内。无线组网功能可靠性高,组网速度快。最终成果见图5所示。 六、结论 本文根据现有的农业发展状况以及智能农业发展现状进行分析,提出了一种设备装配简单,可自主组网、远程检测农业大棚内光照、空气温湿度及土壤温湿度的智能农业传感节点产品。通过测试,本设计具有低功耗、传感精度高、可快速组网并与互联网服务器通信等优势,系统运行可靠性高。 智能农业论文:用于农业生产环境监测系统的智能传感器节点设计 摘 要 本文实现了一种低成本、多参数、分布式、自组织的三层农业物联网架构,能够实现高速率远程接入和信息共享的农产品生产环境监测。本文描述了该系统的整体架构设计和智能节点设计方案,实现了对农业生产环境的无人值守监测功能。 【关键词】农业物联网 智能节点 环境监测系统 农业生产环境的监测由于农业生产的范围大、气候和环境多变,需要监测内容较多,一直是困扰农业物联网技术广泛应用的技术难题。 基于智能传感器技术和物联网技术的综合农业生产环境监测技术是农业物联网技术实施的技术基础和重要应用。农业生产环境涉及到气候、农作物及其生产环境的众多方面,需要的观测量众多,各观测量所采用的传感器技术、变送器方法各不相同,而且在分布范围广和监测时间较长的情况下,智能传感节点的设计需要综合考虑安装环境、网络连接、可用时间等众多因素,设计一种能够适用于多种节点类型,分布式布局、自组织网络的农业物联网系统,首先需要在网络架构上采用灵活部署和分布式的物联网架构,然后是分布式的智能节点设计。具体监测的参数包括大气条件、土壤情况、病虫害和农作物生长形态等。 基于农业物联网技术的农业生产环境监测系统网络,可以实现农业生产的基础数据采集和存储,通过无线传感器网络构成的无人值守的自组网结构,可以准确感知农业生产环境信息和作物信息。 本文介绍了一种基于农业物联网网络架构的智能节点设计方案,可实现农产品生产环境监测。该环境监测系统采用分布式的智能传感器现场布局,这些传感器节点可以准确感知农业生产环境信息和作物信息,通过自组织的Zigbee网络,连接到上层的智能网关,组建农业生产信息基础数据库,利用数据库的共享功能,用户可远程访问数据库,获取需要的信息,指导农业生产过程。 1 农业物联网系统网络架构设计 农产品生产环境监测系统将Zigbee传感器网络与3G/4G 网络融合并接入互联网,系统采用三层结构设计:感知节点层、网络传输层和业务应用层。感知节点层由众多分布式部署的感知节点组成,节点能够搭载多个标量及多媒体传感器节点,在读取农业环境信息的同时,还能够自组织构成可自愈的高效无线数据传输网络,与上层的网关节点保持通信;网络传输层的主要设备是智能农业网关,有能够收集下层感知节点的ZigBee主节点模块和向上与互联网连接的3G /4G无线传输模块;业务应用层的数据中心包括农业基础信息数据库和 Web服务器,农业基础信息数据库负责数据保存,Web服务器负责向互联网信息。系统的工作过程如下:智能感知节点主动构成自组织的无线传感器网络,数据融合后与智能网关进行数据传输,智能网关在保存数据内容后,再通过3G/4G网络向使用者提供互联网服务,然后定期将数据上传给上级监管部门的数据服务器;上级监管部门或农业指导部门可以根据数据内容形成报告提供给农业从员者;各类用户可通过互联网终端访问该系统,查询感兴趣的农业环境参数,如有可能,还可对部分可控节点进行控制操作。 网络传输层的无线传感器网络采用类似于ZigBee的协议,智能农业网关通过ZigBee网络与多个节点或路由器相连,构成一个星形网络。 在网络接入协议的选择上,系统可根据环境要求和应用需要,自主切换到无线WIFI或3G/4G网络,并在节能需要的情况下关闭网络开关,形成速率自适应和节能的网络接入。 2 感知层的ZigBee智能感知节点设计 智能感知节点作为整个监测系统的信息采集源头,能够为整个系统提供完整和准确的数据。节点能实时采集农业生产相关的环境信息与作物信息,并且能够通过集成多种传感器,搭建一个自组织的ZigBee网络。其中的传感器种类,包括大气条件、气象信息、土壤湿度、水环境PH值等标量数据传感器,以及为农业生产者提供直观影像的图像传感器(摄像头)。经由节点采集的数据首先在节点处进行数据处理,然后经由ZigBee网络汇聚到网络区域内的智能网关。 考虑到各类传感器节点的能耗、购买成本、覆盖范围以及传输距离的限制,如摄像头的能耗较大、价钱相对较贵,可以覆盖较大范围,一个监测区域内安放一个摄像头就可以满足应用的要求。因此不必在同一监测区域内的节点上都采用同样的设计结构,可以分别连接不同的传感器连接网关。 3 结论 本文设计实现了一种基于物联网三层结构的农产品生产环境监测系统,该系统利用可灵活部署的智能节点实现了分布式的传感网络总局,实现了对农业生产现场的环境监测和基础农业数据采集。具体采用了自组织的Zigbee网络将广泛分布在农业现场的各类农业生产数据组织在一起,利用网络传送到智能网关给农业从业人员使用。系统重点解决了在分布式环境下对于智能节点的可靠性可用性设计、冗余数据的融合处理和网络的自组织问题,是农业物联网技术的一次成功应用。 智能农业论文:浅析智能仪表系统在农业电气自动化中的应用 摘 要:智能仪表系统现已经在农业中得到了应用,尽管目前应用并不广泛,但却足以证明智能仪表在农业中拥有着巨大的潜力。我国现阶段正在进行着新农村建设,智能仪表系统在农业电气自动化中的应用,无疑为新农村建设提供了科技基础。本文首先对智能仪表系统的工作原理进行了介绍,其次对智能仪表系统的功能特点进行了概述,最后探讨了其在农业中的应用,希望能够为我国农业发展提供借鉴。 关键词:智能仪表系统;农业;电气自动化;应用 由于科技的发展进步,仪表系统越来越向着智能化的方向发展,尤其是测量控制仪表系统发展十分突出。现如今,智能化测量控制仪表种类已经非常多,比如流量计、温度仪、调节器等都已经实现了智能化。这些智能化仪表系统的发展,为我国农业的发展起到了积极的作用。农户借助智能仪表系统,可以对农作物进行自动化的控制,以此提高农作物的产量以及质量。 1 智能仪表系统的工作原理 智能仪表系统要想在农业电气自动化中达到彻底的应用,有关人员必须对其工作原理完全了解,依据其工作原理,将其恰当好处的应用在农业中。传感器是智能仪表系统中不可或缺的一部分,其可以说是该系统的心脏。传感器拾取被测参量的信息,并转换成电信号,经滤波去除干扰后送入多路模拟开关。由单片机逐路选通模拟开关,将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器,放大后的信号经A/D转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中。单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理。运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印;同时,单片机把运算结果与存储于片内或EEPROM(电可擦除存贮器)内的设定参数进行运算比较后,根据运算结果和控制要求,输出相应的控制信号。 2 智能仪表系统的功能优势 2.1 能够进行自动化操作。智能仪表系统应用在农业中,使得农业生产逐渐的摆脱了人类劳动,农户可以从土地中解放出来,去从事其他方面的工作。农业自动化是现代化的典型标志,因此智能仪表系统的应用是我国农业走向现代化的重要表现。智能仪表系统每一个测量环节,都是微控制器进行操作,因此每个测量环节都是自动化。 2.2 能够进行自测。智能仪表系统的自测功能有比较多,比如能够自动凋零、自动诊断、自动检验等。如果系统出现了异常情况,系统会进行自动检测,将故障部位查找出来,如果系统十分高级,甚至能够诊断出故障原因。此种功能可以在仪表启动时就发挥作用,在仪表运行过程中也能够发挥作用,因此不必再派专门的人员进行监控。系统运行期间发生故障,自会发出警报,诊断出故障部位,这对检查人员来说,十分方便。 2.3 能够进行数据处理。这是智能仪表系统最为显著的特点。因为绝大多数智能仪表系统应用的是单片机或者是微控制器,这样如果某些问题硬件逻辑难以解决,软件系统可以解决。比如数字万用表基本不具备处理数据功能,只能进行电流、电压测量,而智能仪表系统中的万能表,除了能够测量数据外,还能够对测量结果进行数据处理,比如取平均值、统计分等。这使得用户不必为自己进行数据处理,同时也确保仪器测量精度。 2.4 能够进行人际对话。智能仪表系统能够进行人机对话,这使得人们只要输入相关的数据信息,就能够找到相应的信息,以便能够及时采取对策。智能仪表系统应用的是键盘,其与传统的切换开关相比,更加的方便灵活,工作人员只需要掌握键盘输入命令,即可进行测量。另外,智能仪表系统还能够将数据信息处理结果报告给操作人员,操作人员通过显示屏即可了解数据信息,这样仪表操作不仅方便,还具有直观性。 2.5 能够进行可程控操作。因其具备这一功能,所以才得到了广大农业研究者的欢迎。现代智能仪表系统绝大多数都有通信接口,比如GPIB、RS485等,这样系统能够与PC机或者是其他仪器设备连接起来,构成完整的测量系统,该系统功能更加齐全,能够对复杂任务进行测试。 3 智能仪表系统在农业中的应用 随着智能仪器以及农业现代化的发展,智能仪表系统逐渐走入农业产业化中,更好的为农业产业化做贡献,其中TFW-VIII型智能化农业环境监测仪得到了广泛的应用。TFW-VIII型智能化农业环境监测仪是一种综合性能较全、测量精度较高、操作较简单的一种智能化农业及生态环境实用的测量仪器,可以对土壤、水和空气进行现场监测。该仪器内设置了GPS全球卫星定位装置,可以对测试地点的方位(经纬度)和海拔高度有较准确的测定。在土壤方面,它能较精确地测试土壤内的氮、磷、钾和有机质的含量,可以对土壤中的酸碱度(pH)值、盐分(电导)、其他微量元素和地层温度进行测量,对土壤的容积含水量进行现场速测,还可以对化肥进行检测。在水质测试方面,可以测试水中的溶解氧、水的浊度、温度、pH值和水的电导率。除此以外,还能对测点空气的温度和湿度进行实时在线监测。该仪器是一部数字化的智能型仪器,不仅设制了操作菜单、数据存储和打印,还可以与计算机实现联网,能最大限度满足使用者对被测物数据的测试、记录和存储的要求,是土肥站、农科所及相关农业环境监测部门首选的仪器之一。 4 智能仪表系统的优化 4.1 测量精度的提高 在智能仪表设计时,以测量精度作为主要的参数之一,为了提高仪表的测量精度,一般除了选择性能好和精度高的元器件外,同时也可以利用微处理器对测量数据进行加工与处理,以减少测量过程中产生的随机误差和系统误差。 4.2 系统的低功耗设计 高效率,低耗能是每个仪器的最终目标。智能仪表系统的低功耗设计是系统优化设计的一个重要方面。在低功耗设计时,应重点考虑以下几个方面:一是可选用CMOS集成电路,这是由于CMOS电路具有功耗低、抗干扰能力强和工作温度范围宽等特点;二是系统功耗和系统供电电压存在着一定的关系,一般来说,供电电压越高,系统功耗越大,因此低功耗单片微机系统应尽量采用低电压供电,这样既能减少系统功耗,又有利于电池供电。 结束语 综上所述,可知对智能仪表系统在农业电气自动化中的应用进行研究十分必要。农业作为我国第一大产业,其发展直接关系到我国国民经济的发展,也关系到农民的生活水平。智能仪表系统在农业中的应用,能够促进我国农业尽早的实现现代化,尽管目前,该系统并不完善,甚至有诸多不足之处,但是将其应用在农业电气自动化中是农业发展的必然。随着使得的发展,智能仪表系统会成为农户日常中不可缺少的设备,也是我国农业研究者重点研究的对象。 智能农业论文:基于yeelink网络平台的智能农业远程控制 民以食为天,农业的发展一直是社会发展与进步的基础,利用现代传感器技术可以使人们更有效地调整和控制大棚农作物生长的环境,从而达到提高农作物的产量,有效地利用资源,缩短农作物的生长周期的目的。而针对传统远程监控系统不能历史数据存储以及需要固定外网IP地址的瓶颈,从而设计了基于yeelink云存储的远程大棚监控器,文章详细介绍了系统组成,工作原理,以及实验结果。实验结果表明,该装置组网简单,使用方便,结果精确。 【关键词】农业 网络平台 智能控制 单片机 1 系统控制要求 远程控制界面使用4个虚拟按键(电灯控制器、电热丝开关、移动天窗开关、喷滴灌系统开关)用于远程控制;使用光照传感器、温度传感器、湿度传感器、土壤传感器、烟雾传感器对环境进行数据测试并且通过W5100发送到yeelink网络平台;数据带有临界报警功能。 2 系统方案 以arduino单片机为控制器,以W5100网络模块为核心,单片机的I/0直接与W5100网络模块通信,系统在程序的的控制下,按照网络yeelink协议把数据循环排队传到yeelink云存储上或下载到单片机上,方便用户实时查看过去任何一段时间的数据和控制单片机进行相应的处理。 3 工作原理 远程环境监控器是一款基于yeelink网络平台的数据云存储,它是以 arduino单片机为处理核心,通过各种传感器探测环境数据,并且通过w5100网络模块接入互联网,通过循环排队等候的方式源源不断把数据发到yeelink网络平台上和把yeelink网络平台上的数据接受到单片机上面,方便用户实时查看过去任何一段时间的数据和控制单片机进行相应的处理。 4 硬件设计 采用光照传感器、温度传感器、湿度传感器、土壤传感器、烟雾传感器作为数据采集点,然后通过arduino单片机进行处理,把数据通过W5100网络模块发送到yeelink云存储平台 5 软件设计 到yeelink官网免费申请帐号,通过帐号申请ID号码,如果没有外网IP,则把路由器设计成自动获取IP地址,并且在程序里面改成自动获取IP地址。 6 远程电脑网页监控 如图1所示。 7 远程手机监控 如图2所示。 8 结论 采用yeelink网络平台实现农业现代化管理,有效提高农业生产效率和大大降低农民的工作量,将大量的传感器节点构成监控网络, 通过各种传感器采集信息, 以帮助农民及时发现问题, 并且准确地确定发生问题的位置, 这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。一场农业科技革命的浪潮正在席卷中国大地:越来越多的人放弃了传统耕作模式,开始用传感器与农作物进行“交流”,成为智慧农业时代的“新农人”。这就是设计基于yeelink网络平台的智能农业远程控制价值所在。 作者单位 邵阳学院 湖南省邵阳市 422000 智能农业论文:农业智能节水灌溉系统的设计分析 摘 要:我国是一个农业大国,然而我国水资源非常缺乏,这就阻碍了农业的发展。农业灌溉所需要的水资源非常多,而现阶段我国农业灌溉技术相对落后,这就造成了在农业灌溉中水资源得到了大量的浪费。随着我国科学技术的发展,人们开始重视农业生产,将一系列的先进技术引入到农业生产中,其中在农业灌溉中充分利用计算机技术和信息技术,设计出了各种不同类型的智能化节水灌溉系统,这不但节约了大量的水资源,还使得农作物的灌溉更加科学合理,提高农作物的产率。文章简要分析了农业智能节水灌溉系统的设计方案,希望能给读者一些帮助。 关键词:农业灌溉;智能节水;设计分析;单片机 目前,农业智能节水灌溉系统主要是把AT89C52单片机作为主控芯片,而外围又是有多个传感器以及电路共同组成,主要包括:湿度传感器、超限警报电路、数据处理电路和LED动态显示电路等。该智能节水灌溉系统主要是通过由湿度传感器监测土壤的湿度,然后将湿度值报告给单片机,单片机再根据预先设定的湿度值控制其它系统对土壤输送水分,待达到规定的湿度值后,系统则自动停止补充水分,让土壤始终保持最合适的湿度,进而促进农作物的快速生长。 1 智能节水灌溉系统的整体设计 智能节水灌溉系统是把型号为AT89C52的单片机作为系统的主控芯片,在土壤中安装多个湿度传感器,由它来监测土壤中水分含量。当土壤中含量低于标准值时,湿度传感器则将这个信息转化成电流信号,再通过信号处理电路进行一系列的处理后就变成了可用的电压模拟性信号,然后通过A/D转换器将它转化为数字信号,直接传输到主控芯片单片机中,单片机就对整个系统进行合理地调控,在数码管上会显示出湿度值。一旦湿度值发生了变化,该智能节水灌溉系统就会自动控制水泵开关。农业智能节水灌溉系统结构框图如图1所示: 图1 智能节水灌溉系统结构图 2 单片机的最小系统 AT89C52单片机具有功耗低、性能高的优点,在农业智能节水灌溉系统中得到较为普遍的应用。该单片机在工作时的额定电压为5V,在单片机的内部存在一个256B的RAM和一个8kB的PEROM,这就保证单片机能够与标准MCS-51指令系统共同控制运作,这主要是运用了由ATMEL公司研制出的高密度生产技术和非易失性存储技术,在单片机内部还分布着Flash存储单元和8位CPU,芯片为40个引脚,这就包括了32个外部双向I/O口、2个全双工串行通信口、2个外部中端口、2个16为可编程定时计数器。该芯片不仅能够实现常规编程,还能够实现在线编程,依靠可反复擦写的Flash存储器与MCU将其有机结合,这就直接使得芯片的灵活性得到大幅度提升,还减少了系统的制造成本。 3 时钟电路 单片机的内部结构从根本上分析也即是同步时序逻辑电路,其核心就是时钟电路,主要依赖于时钟信号对时序逻辑系统进行有效控制,并且CPU具备的不同种指令功能即是在由时序单路生成的时钟信号控制下逐一实现的。其中,MCS-51型号的单片机中所含有的时钟信号可以分为两种方式:通过外部电路生成;通过单片机内部的振荡电路生成。 4 复位电路 为了确保CPU与其它相关的功能部件均可以从某个确定的状态开始工作,因此,单片机在每一个开机时都必须重新复位,此时,复位电路就起到了关键作用。复位电路一般分为按键复位和上电复位等形式。在对MCS-51型号的单片机进行复位时,主要是由外部复位电路来完成,其工作原理为:当按下按钮之后,就使得RC电路进行充电,且RESET端发生高电平,此时只要将高电平始终维持在10ms以上,即可完成单片机的复位工作。 5 数据采集处理电路 由传感器监测到的模拟信号是非常微弱的,并且此时存在很多干扰信号,所以信号在传输到主控芯片之间就必须通过滤波、信号放大以及模数转换等步骤。该智能节水灌溉系统通过运算放大器U2、U3把信号进一步放大,进而能适应之后A/D转换器的工作要求。 ADC0809主要包括一个A/D转换器、一个8通道模拟开关、一个三态输出锁存器和一个地址译码锁存器等,该数据采集处理系统可以同时允许8个模拟信号传输,并实现A/D转换器的转换共享。 6 LED显示系统电路 在采用单片机的系统中,一般所采用到的显示器件包括数码管和显示器。这两种器件具备的优势十分明显,包括价格便宜、配置容易、与主控芯片接口简便等。可以在农业智能节水灌溉系统中采用共阴极数码管,实现动态显示。把数码管的LED的引出端与单片机I/O口的8位线进行连接,调节共阴极数码管的高电平使之有效,再选择8位并行输出端,则就可以在LED显示器上实时显示不同的数值。 7 超限警报电路 如果该智能节水灌溉系统的运行环境超出预置的范围,就需要设置一个超限警报电路来提醒使用者,以便及时采取有效措施加以解决,现今普遍采用的报警电路主要包括:蜂鸣报警、闪光报警及语音报警等。例如,采用语音报警装置,则一般选择采用1SD1420型号的语音报警芯片,由A/D转换器传出的数字信号经过主控芯片的P0接口输送到主控芯片内,然后由主控芯片对信号进行智能化处理并与配置值作对比。如果比预置值要小,那么P2.1口将会输出低电平,单片机就会控制语音芯片发出报警信号;反之,那么P2.1口将会输出高电平,系统不会出现语音报警信号,则系统运行正常。 8 结束语 本文简要介绍了农业智能节水灌溉系统设计组成,这体现了自动化技术在我国农业灌溉中的有效应用,同时也体现了我国农业科技水平的显著提高。而目前,我国农业灌溉的智能化水平在整体上看来偏低,这需要国家农业部门进一步加大农业智能化研发力度,在农田灌溉方面设计出高度智能化、自动化的供水系统,既能节约大量的水资源,还能促进农作物快速成长。 智能农业论文:农业节水灌溉智能控制及信息化系统的研究与推广 【摘 要】介绍了一种适用于广大农村推广使用的节水灌溉信息化系统。只监测用电量就实现了对水量使用的有效控制,控制器内存储的灌溉记录极大地便捷了各级管理部门的工作。结合北京市多个实际项目的实施及售后经验总结,通过对几款不同特色信息化系统的优缺点分析,文章最后对该系统的推广与发展趋势进行了探讨。 【关键词】节水灌溉;无线通信;信息化管理;水电计量 1 技术背景 随着电子技术及信息化的飞速发展,计算机控制与管理技术的运用已广泛深入到各个领域。智能灌溉控制器,是为了提高灌溉效率并实现信息化智能管理而发展起来的一款电子产品。考虑中国土壤面积广、人多、地形复杂以及人文特点,绝大部分的土地无法实现智能灌溉。为了实现准确计量和有效管理,广大农村可采取简单可行的节水灌溉控制措施。此举不仅具有广阔的市场前景,而且具有不可估量的社会价值。 2 农业灌溉智能控制的现状 农业灌溉用水一直主要考虑收取电费,对用水量没有概念。用户灌溉前,需找电工记录电表读数,灌溉后再记录一次,向村里缴纳电费即可。这样既浪费了人力资源及大量的时间,又不准确,且不便于统计管理,尤其对于科学灌溉和信息化管理毫无作用。鉴于此,市面上出现了各种IC卡预付费电表,当用户IC卡内金额足够的时候,刷卡时候预付费电表通过内部控制电路发出开泵指令,启动井泵开始灌溉;当用户主动刷卡停泵或是IC卡内金额不足时,电表发出停泵指令,停止井泵运行。虽然方便了电费的收取,一定程度起到了管理的目的,但是经笔者调查,用户普遍反映设备故障率较高维护不及时,影响用户使用;管理系统只记录了售电情况,管理系统不完善,没有受到上级管理者的认同和推广。 3 农业节水灌溉信息化系统的研究与发展 3.1 精细型信息化系统 此系统需要提前收录该村所有用户的用户名、所有地块信息(包含地块的位置、面积以及种植作物类型)和灌溉方式,并写入智能控制器内。使用过程中,用户通过IC卡识别出自己的资料,并选定地块及作物后启动井泵开始灌溉,同时开始计量电量,当用户再次刷卡时结束灌溉,控制器存储该用户此次的记录信息。由管理员定期利用智能掌上电脑(下文简称PDA),通过蓝牙的无线通讯,将控制器内存储的所有记录信息传送到PDA内。再通过USB数据线将PDA连接到PC机上,在管理软件中导入所有的记录信息,统计出每月的总用水量及每种作物的灌溉时间及用水量,经由GPRS无线传送给上级管理部门。如下图1所示。 图1 节水灌溉信息化系统 此款设备操作明了,记录信息详尽,但也存在一些不足:(1)控制箱的设计存在一定问题;(2)前期所提供数据量太大,村里管理员用到的数据量很小,且上级管理部门目前也不具备全面管理所有地区灌溉资料的力量;(3)控制器内存储的信息过多,设备老化快;(4)控制器与PDA之间是双向操作,对设备的寿命及稳定性都造成不利影响;(5)蓝牙传输不够稳定且速度太慢,不够人性化。 3.2 简单实用型信息化系统 考虑精细型操作过于复杂,在第二代产品的研发过程中,将人性化设计和有效管理放在了第一位。用户直接刷卡进行灌溉,控制器自动存储灌溉的起始时间、终止时间、用户信息、使用电量;管理员利用PDA通过红外技术将控制器内的灌溉信息抄取到PDA内;再将PDA与村级管理平台PC机连接,信息导入管理软件中;由GPRS无线传输给上层管理平台。 改进点:(1)控制器内部芯片也进行了升级,确保了设备的稳定性和寿命;(2)控制器只通过村庄编码来识别用户卡,简化了操作方法,保证灌溉记录的完整性和准确性;(3)在管理软件上,针对机井录入了相对的灌溉面积及作物种类,统计灌溉时间、用电量,通过水电转换系数来变换成相对的用水量,满足用户需求;(4)将蓝牙传输改为红外传输,确保了数据传输的稳定性和完整性。(5)改进了控制箱的设计,将进线孔全部封闭。 经过一段时间的运行,设备返修率仅为5%,且满足上级管理部门的基本需求。在定期维护时候,又发现了一些新问题:(1)灌溉记录的抄取需要人为操作,且抄取时间不定,不能同时满足各级管理者的不同需求;(2)通过估算水电转换系数,来计算用水量,误差太大。 3.3 实用拓展型信息化系统 在此基础上,经过笔者公司相关专业人员的研究,应管理部门的新需求,在北京顺义区又展开一个新项目,在简单实用型的基础上,又开发了控制器与超声波水表之间的无线数据传输、控制器与村级管理PC机的无线传输两种新功能,以及健全信息化系统。(1)设备的使用环境条件较好,配备了超声波水表,可以将水表读数直接无线数传给灌溉控制器,在用户使用过程中实时显示灌溉的用水量以及用电量,保证了用水量及用电量数据的准确性,同时为水电系数计算提供了参考数据;(2)控制器可以直接将灌溉记录定时通过无线组网方式无线传输给村级管理平台的PC机,并由PC机通过GPRS传输到上级管理平台。(3)在管理平台上,细化了机井的各种信息,并关联了用户的地块面积、作物类型,由管理员记录到软件管理平台上。可以随时按照用户名、机井来统计总的用水量、用电量,使得管理更加智能化。 设备运行良好,维护率很低,且管理简单,受到了用户、村级管理员和上级管理部门的好评! 4 农业节水灌溉信息化系统的应用与推广 目前在大兴、顺义多地大力推广该系统的使用。电子化、信息化、智能化、网络化是管理系统的发展必然趋势,提高无线传输的稳定性、更人性化的处理用户误操作导致的设备故障,以及更恰当的迎合上级管理部门的需求,才能最终实现节水灌溉控制及信息化管理系统的全面推广。 智能农业论文:基于ZigBee传感网的农业智能照明系统 摘要:将LED技术和ZigBee技术相结合,设计了一种智能照明系统应用于农业照明。结果表明,系统能实时监测环境参数并报告故障,对LED灯进行实时控制,节约了电能。解决了农业照明不同光色、光照度及照射时间等需求,提高了管理水平。 关键词:ZigBee;LED驱动;PWM控制 ZigBee网络属于短距离的无线通信网络,能适应复杂的网络环境并快速方便地添加或重新配置网络节点,形成短距离无线通信子网。节点布网成本低、灵活性和可扩展性强,适合组建短距离的无线传感网。ZigBee技术是基于IEEE802.15.4标准,以星、树、簇等拓扑方式实现了数千个微小的传感器之间的协调沟通[1]。 随着节能减排技术的发展,基于无线传感器网络的分布式LED智能照明系统的研究与设计具有重要的现实意义。不同的发光二级管P-N结构成的LED灯其发光颜色不同,此次介绍的农业LED灯则根据不同农作物的需要选取。LED灯的颜色由其本性决定,这里着重介绍LED灯驱动电源的设计及其驱动方式。 1 系统硬件选型及电路搭建 系统采用点对点控制方式、树形组网[2],以PC(Personnel Computer)基站式和手机移动式两种方式控制WSN(Wireless Sensor Network)的各个节点,以PWM(Pulse Width Modulation)方式控制各个终端的发光亮度,通过光照度传感器采集光照度信息以达到适应不同的外部光照环境来实时控制,有手动和自动控制两种方式。系统硬件大致分为传感网模块和LED驱动电源模块,软件是上位机应用软件。 1.1 节点设计方案 系统中各终端设备和路由设备采用相同设计,充当路由的设备完成信息转发的中继功能,由终端设备完成信息的采集和对LED驱动电源的控制。协调器设备完成网络的发起和建立,并为各个节点分配LAN内的短地址,以RS232串口和计算机互联通信,完成对节点的控制和信息显示。 系统的硬件要求控制芯片应满足工业环境监测要求的通信延迟、通信的可靠和能量损失小的要求[3]。通过ZigBee协议标准的编制,使用成本低、开放、低功率无线互连的国际标准的片上系统芯片CC2530为本系统的传感节点。它能建立低功耗、大规模的传感网络[4]。CC2530采用F256版本,具有256 kB的闪存。 根据CC2530芯片的内部架构设计了射频外围组件,作为其信号收发前端,并将其安置到外围电路上,组成一个能收集现场信息并能控制LED驱动芯片的终端节点。该节点上有温湿度传感器、光照度传感器,节点将现场感知信息通过路由设备传输到协调器设备,协调器根据设定的光照度阀值和现场光照度发送PWM控制命令,再通过终端节点完成对LED驱动电源PWM_D脚的控制。图1是系统的射频前端电路,图2是节点模块电路,图3是协调器电路。 1.2 LED驱动电源设计 系统提供的LED驱动电源能满足LED日光灯、球泡灯等LED灯的恒流驱动,能满足高可靠性、高效率、高功率因数、浪涌保护及电磁兼容的要求。智能调光方式为根据对高功率LED驱动芯片HV9910的PWM_D脚输入PWM信号来对MOS管进行开关控制来调光,最高输入为300 kHz,以满足LED灯不同亮度的要求。 电流输出方式是根据控制MOS管的断开时间来控制输出电压,终端节点输出的PWM信号最大为300 kHz。试验中所使用的LED灯设定的正常工作电流ILED为350 mA,纹波电流正常取ILED的30%。振荡器的工频可以用外部电阻接在HV9910芯片的ROSC端将其控制在25 k~300 kHz,频率值计算方式为FOSC=25 000/(ROSC[k?赘])[kHZ]。根据HM9910数据手册,电感的计算方式为:正常整流后的电压为 ■VIN,因此开关占空比D=VLED/■VIN,则功率管的导通时间TON=D/FOSC,由这些必要的值求出电感大小为L=(VIN-VLED)TON/(0.3ILED)。 2 软件设计流程 软件设计部分分为协调器模块(路由模块)和终端模块,协调器模块负责网络的发起和建立,并选择优先信道,建立好网络后便充当一个路由设备与PC互联,将终端感知的温度、湿度和光照度等信息通过UART方式传输至PC控制软件,在控制软件上可以对各终端选择控制,图4是协调器的工作流程。 终端模块先申请加入网络,稳定工作后实时将采集的现场信息传输给协调器,再根据协调器的命令对LED驱动电源发送PWM信号,以能够实时控制LED灯的亮度。图5是终端的工作流程。 在控制方式上有两种,一种是在上位机上直接操作,有手动和自动两种方式可选。另一种方式是通过手机发送短消息给终端节点,以完成点对点控制,不过这种方式要求知道终端节点的节点号,不便于操作。表1是终端控制参数设置方式。 3 实测效果 系统中各节点采用树形组网方式,将各个终端节点分布在照明现场,各终端LED灯色根据不同应用进行选取。终端及时地将现场信息采集至管理处,在PC终端可查看现场的温度、湿度、光照度信息,系统有手动和自动两种控制方式,控制人员根据现场采集的信息发送控制命令给每个终端,进行点对点控制,节省了人力和电力。图6是部分LED灯PC端的控制信息。 4 小结 将ZigBee技术和LED应用相结合,设计出了一种应用于农业大棚照明的智能系统,降低了能源消耗,提高了照明的可靠性,在照明方式和实时控制上能取得显著的效果。ZigBee传感网的建立在其节点的能耗上有一定的时限,并且在定位应用的精准度上有一定的困难,具体还有待进一步研究。 智能农业论文:刍议农业智能物联网 摘 要 农业物联网平台适应于多种农业生产场景(植物种植、禽畜饲养、水产养殖等),覆盖农业产业链的种养、检验、销售采购、物流运输和安全回溯等多个环节。农业物联网平台由传感器系统和云控制服务平台构成。农业物联网传感器系统是由大量的传感器节点构成监控网络,采集环境温湿度、光照强度、土壤墒情、空气状态等信息,以帮助管理人员准确地发现定位问题,这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。 【关键词】农业智能 物联网 基于UHF抗扰加密技术的农业物联网传感器系统以先进的正交频分复用(OFDM)和时分复用(TDM)通信同步综合技术为核心,采用新一代软件无线电平台架构,创造性的使用射频信号分集收发、发射器功率泄漏对消、跳频通信抗干扰、时隙轮询握手交互、基于密钥分散和3DES算法的通信数据加密等领先技术,具备高速并行计算处理能力,能够适用300-348 MHz、400-464 MHz和800-928MHz等ISM频段及短距装置(SRD)频带实时双向通信。农业智能物联网应具备如下功能: 1 发射器功率泄漏对消软件自适应算法,有效提升通信传输距离 设备的泄漏对消机制是指从射频发射器前向射频信号中耦合获得参考信号,并根据参考信号产生对消信号,用于利用所述对消信号对所述泄漏信号进行对消处理,经对消处理后的泄漏信号的幅度小于原泄漏信号的幅度,使得射频反向通信干扰信号大幅降低。 2 软件无线电技术,同步综合使用OFDM和TDM技术,抗干扰能力大幅增强 系统基于软件无线电技术的DSRC基带信号处理引擎,独创的信号纠错、还原、再生处理算法,先进的分集接收技术和解码算法,提升了对低质量弱信号的识别能力。 系统使用OFDM和TDM同步综合技术。在物理层,实现多个设备集(以无线网关为核心)处于不同频段,一旦发生通信碰撞,设备集将使用跳频通信算法自动选择新的频段,避免不同频段(多个设备集间)的通信干扰;在应用层,一个设备集是以无线网关为核心的星形拓扑结构,网关和各个采集设备使用基于时隙轮询的握手算法,分时同各个设备单独通信,避免同频段设备(设备集内)的通信干扰。 在相同通信频率和同一应用场景的情况下,针对多组通信距离,本系统设备通信成功率提高12.5%~75%。 3 通信数据使用3DES算法和密钥分散的软件加密机制,数据安全性显著提升 为了保证无线网关和采集器及控制器之间传输通道安全,系统设计了基于3DES加密算法和密钥分散的软件加密机制。3DES又称Triple DES,是DES加密算法的一种模式,它使用3条56位的密钥对数据进行三次加密。系统具备智能休眠和唤醒算法,实现性能和功耗的最佳平衡状态。 4 支持智能远程监控功能,对接云服务平台 完善的设备自检功能,多参数综合检测,故障快速定位及告警功能,方便工作人员及时掌握设备运行状态。支持智能化的远程监控技术,通过远程监视实现对设备系统的操作、升级、配置、查询、维护等操作。支持脚本化功能配置,灵活对接云服务控制平台。 智慧农业物联网系统是在与现有农业设施的机械、电气控制系统兼容的前提下,构建了一套功能完整、可裁剪、低成本农业生态信息远程监测控制物联网应用平台。该平台适应于多种农业生产场景(植物种植和禽畜养殖等),覆盖农业产业链的种养、销售采购、物流运输、安全回溯等多个环节。 从功能角度,农业生态信息智能化物联网应用系统由传感控制器网络系统和云服务控制中心构成。 传感控制器网络的核心部分是无线网关。该设备基于支持多天线超高频无线通信和有线通信模式,支持10M/100M/1000M以太网通信,支持WLAN/GSM/GPRS/3G无线通信。采集器和控制器可以使用有线或无线的方式连接到网关上,形成完整的农业现场传感器控制网络系统。 5 UHF无线通信技术 常用的无线通信包括3G/GPRS、蓝牙、WiFi、红外传输(IrDA)、ZigBee、SRD UHF等。这些通信方式各有特点,或基于传输速度、距离、耗电量等的特殊要求,或着眼于功能的扩展性,或符合某些单一应用的特别要求,或建立竞争技术的差异化等。 6 正交频分复用技术OFDM原理 正交频分复用技术OFDM是多载波调制的一种。其主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开,这样可以减少子信道间相互干扰ISI。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落,从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分,信道均衡变得相对容易。 7 跳频通信技术原理 跳频是最常用的扩频方式之一,其工作原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式,也就是说,通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。 近50年来,中国农业走过了一条高投入、高产出、高速度和高资源环境代价的道路。目前,我国农业水平和以生产效率高、经济效益好、技术密集与可持续发展等为主要标志的现代农业相比,存在较大的差距。2013年4月,国家农业部余欣荣部长视察天津农业工作时曾提出:“党的十八大提出了‘四化同步’发展战略,其中工业化是引领,城镇化是动力,农业现代化是基础,信息化是灵魂。” 作者单位 天津机电职业技术学院 天津市 300131 智能农业论文:智能中文农业垂直搜索引擎体系的架构与实现 摘要:针对互联网农业信息的多样性、复杂性以及我国“三农”的特殊性,研究并实现了智能中文农业垂直搜索引擎AgriRoom,介绍了AgriRoom的体系架构和系统实现中涉及到的关键技术:基于网页分类和多元线性回归分析的信息过滤技术、物理存储模式的分页式倒排索引技术、基于随机索引和潜在语义分析的语义检索模型。该系统目前已投入使用,取得了较显著的应用效果。 关键词:农业信息;垂直搜索引擎;体系架构 20世纪90年代初,搜索引擎开始应用于农业领域,多由商业公司开发,也有一些是由组织机构和政府部门研发的。从搜索引擎的质量来看,组织机构、政府部门开发和维护的农业搜索引擎的质量高于商业公司,主要是因为政府部门和组织机构都是农业相关部门,拥有先天优势。典型代表有美国农业网络信息中心(AGNIC)与美国普林斯顿建立的Agriscape Search等[1]。2007年,中国首个农业垂直搜索引擎――“农搜”上线,是目前全球数据量最大的中文农业垂直搜索引擎,其实现了“全文检索+语义检索”的智能检索功能[2]。同年上线的“华农在线”利用自然语言语义分析技术实现了信息处理的应用和在农业行业的垂直搜索。与此同时,我国还出现了一些提供农业信息搜索功能的网站。随着搜索引擎技术的发展,面对我国“三农”的特殊性以及互联网农业信息的多样性和复杂性,许多问题需要探讨,本研究构建了智能中文农业垂直搜索引擎AgriRoom,并从体系的架构、信息过滤、物理存储模式以及语义检索模型等方面进行了介绍,为构建智能中文农业垂直搜索引擎奠定了基础。 1 智能中文农业垂直搜索引擎体系的架构 课题组基于前期研究成果设计并实现了一个功能完备的智能农业垂直搜索引擎AgriRoom,其体系架构如图1所示。AgriRoom作为专注于互联网农业信息的垂直搜索引擎,从初始的种子站点到主题词库等都体现了农业特性,同时系统还具有专门的信息过滤模块筛选与农业相关性高的网页,从而既可以节约存储空间,又保证了信息的准确性。同时,为后期高效地检索打下良好的基础及保证系统的查准率和查全率,AgriRoom采用基于双索引库模式的潜在语义检索方式。首先,系统利用索引模块建立高效的分页式倒排索引库;然后,利用检索模块将其转换为双重语义空间,为后面的语义检索作准备。体系的架构图见图1。 1)专业网络蜘蛛[1]从农业种子站点列表中获得网页的URL,如果该地址不在舍弃URL队列中,则对互联网中相应的Web服务器进行网页抓取,并解析抓取的网页,提取该网页中的超链接信息和网页内容信息送信息过滤模块。然后,网络蜘蛛再继续抓取下一个网页进行同样的处理。 2)信息过滤模块接到专业网络蜘蛛送来的已解析页面后,根据农业主题词库中的主题词及其权值,分析该页面的内容是否与农业主题相关、是否是垃圾网页或导航页面。如果页面与农业主题相关度比设定的阈值低或页面为垃圾页面,则将此页面的URL送入舍弃URL队列。否则,将页面送入索引模块准备建立索引,同时,还将该页面存入农业网页数据库中。 3)索引模块将获得的页面信息,进行相应处理后,建立分页式倒排索引并存入索引库[3]中。 4)当所有抓取的页面都被索引后,检索模块读取分页式倒排索引库中的索引,通过随机索引[4]和潜在语义分析[5]建立较高效的双重语义空间。 5)用户输入查询条件后,检索模块对其进行解析和处理,转换为标准的查询语句;检索模块将查询语句和语义空间中的信息进行语义分析后,获得查询结果。最后,形成结果页面返回给用户。 2 智能中文农业垂直搜索引擎体系的关键技术 AgriRoom的实现需要综合应用多项技术,除了常规的网页抓取[1]、中文分词技术[6]外还涉及到了3项关键技术:信息过滤技术、分页式倒排索引技术以及语义检索技术。 2.1 信息过滤 为了有效地减小索引规模和提高系统效率,AgriRoom采用了一种基于网页分类技术和多元回归分析[7]的信息过滤模型如图2所示。整个工作流程可以分为训练过程和测试过程。在训练过程中,训练集实例经过预处理(文本抽取、中文分词)、抽取特征项、向量表示后,构建多元线性回归的数学模型,最后进行回归分析获得回归方程;在信息过滤过程中,每一个待过滤的中文网页经过预处理、向量表示后,代入多元回归方程中,判定该网页是否为农业网页。 从图2可以看出,构建该信息过滤模型的关键因素包括:建立训练集、网页预处理、特征选择算法、多元线性回归分析: 1)建立训练集。训练集是研究的起点和基础,但是与众多的面向英文的标准网页训练集相比,标准的中文网页训练集的起步很晚。到目前为止,只有一些中文文本训练集,还没有出现标准的中文网页训练集。为了解决该问题,动员100个学生手工在互联网上采集农业网页50 000张,其中,35 000张作为训练集,15 000张作为测试集;然后,以百度作为网络蜘蛛的种子站点,在互联网上随机抓取 12 000张网页,人工挑出7 000张非农业网页,其中的4 000张作为训练集,3 000张作为测试集。通过反复测试,最终确定训练集实例用于信息过滤。 2)网页预处理。网页预处理过程主要包括网页正文抽取;借助于中文分词工具对抽取后的文本进行中文分词;对分词后的结果建立索引。 3)特征选择算法。特征词不但是用来建立回归模型的因子,也是区分农业网页和非农业网页的最关键因素,特征词选取方法将对模型的识别效果产生重大影响。文本在深入研究了中文网页分类中典型的特征词提取方法的基础上,结合实际应用提出了一种新的特征词选取方法,其步骤如下: a.从农业训练集索引文件中获取农业训练集分词结果集合Term1(t1,t2,…,tn)和对应文档频率集合Df1(df1,df2,…,dfn); b.从非农业训练集索引文件中获取非农业训练集分词结果集合Term2(t1,t2,…,tm)和对应文档频率集合Df2(df1,df2,…,dfm); c.从集合Df1中查询Term1中所有词条ti的文档频率,记为ny_dfi,再从集合Df2中查询词ti的文档频率dfi,记为fny_dfi,计算词条ti在农业训练集和非农业训练集中文档频率差值的绝对值C,即C=ABS(ny_dfi-fny_dfi)。对词条ti按C值逆序排序,选取C值大于预先设定的阈值的词条ti为区分农业网页和非农业网页的特征词。通过分别比较不同分词工具的特征词选取结果,最终确定了前100个特征词(表1)。 4)多元线性回归分析。多元回归分析[8]是一种处理自变量与因变量的统计相关关系的一种数理统计方法。虽然自变量和因变量之间没有确定性的函数关系,但可以设法找出最能代表它们之间关系的数学表达形式。回归分析有很广泛的应用,例如经验公式的求得、因素分析、产品质量的控制等。在进行中文农业网页识别过程中,利用获得的前40个特征词和MATLAB进行多元线性回归分析,最终获得可用于分类的回归方程,即分类器:y= -0.368 4+0.187 4x[0]+0.210 4x[1]+0.202 4x[2]+0.125 8x[3]+0.364 2x[4]+0.188 2x[5]+0.135 7x[6]+0.083 7x[7]+0.126 8x[8]+0.045 5x[9]+0.061 6x[10]+0.053 8x[11]+0.105 0x[12]+0.097 0x[13]+0.404 0x[14]+0.071 1x[15]-0.018 4x[16]+0.076 1x[17]-0.372 7x[18]+0.118 8x[19]-0.098 9x[20]+0.078 7x[21]+0.065 8x[22]-0.088 4x[23]-0.054 9x[24]-0.028 5x[25]+0.047 5x[26]-0.083 6x[27]+0.036 6x[28]-0.134 3x[29]+0.003 4x[30]+0.004 5x[31]+0.034 4x[32]+0.045 6x[33]+0.020 3x[34]+0.038 0x[35]-0.063 9x[36]-0.026 6x[37]+0.092 7x[38]-0.083 2x[39]。 式中的x[i]为第i个特征词的对应值,若该词在网页中出现了,x[i]的值为1,否则为0;最终计算出的y值如果大于0,说明网页为农业网页,否则不是农业网页。 2.2 分页式倒排索引 为了解决常规倒排索引的检索效率低、不易更新等缺点[9],AgriRoom采用一种分页式倒排索引结构(图3)。该倒排索引的存储模式采用数据库与磁盘文件混合存储,只将文档集合D存入数据库中而将词条集合T和倒排索引集合IT存入磁盘文件中。为了提高检索速度,AgriRoom将倒排索引散列为100份。每个文件夹下有3个文件,分别是IND、SITES和URLS,均为顺序文件。其中,IND文件中存储了每个词条在SITES文件中的偏移量(SitesOffset),包含该词条的站点个数(SiteCount)、该词条的文档个数(UrlCount)以及词条在文档集合D中出现的总次数(TotalCount)。SITES文件中存储了词条在各站点(Site_ID)倒排索引中的偏移量(UrlsOffset)。URLS文件存储词条的倒排索引并按照Site_ID聚合。 为了提高倒排索引的检索和更新效率,倒排索引文件在磁盘中以分页方式存储[10]。为了减少文件页内碎片,AgriRoom将倒排索引集合IT存入多个文件中,每个文件具有不同页大小,并在配置文件中指定每个文件的路径、文件名以及页大小(页大小是文件系统页大小的整数倍)。每个倒排文件有一个头页(HeadPage)和若干个数据页(DataPage)。在头页中存储该文件的页大小(PageSize)、页个数(PageCount)以及下一个空闲页的页号(NextFreePageNo)。在数据页中存储该页的页号(PageNo),如果单个词条的倒排索引数据长度大于数据页的大小则存储下一个数据页的页号(NextPageNo)、索引长度以及索引数据。一个数据页中最多只能存一个词条的倒排索引数据。由于HASH数据结构在内存中的等值查找性能最好,所以词条集合T和倒排索引集合IT在内存中以HASH数据结构存储以提高检索效率。倒排文件和词典文件在磁盘和内存中的结构如图4所示。 2.3 基于双重语义空间的语义检索模型 检索技术是智能中文农业垂直搜索引擎实现高效检索的核心技术之一,针对语义检索的现状和存在的问题,AgriRoom采用了一种新型的基于双重语义空间的语义检索模型[11]。该检索模型的基本思路是将检索过程分解为两个阶段:①利用改进后的随机索引技术[11]生成农业测试集的文档空间和词空间,然后获得查询句的语义向量,与文档空间中的向量进行比较,获得初选文档列表;②利用潜在语义分析技术生成文档空间的文档相似度矩阵[12],利用文档间的相似度值,对初选文档列表中大于指定阈值的文档查找相关文档,并更新文档列表,最终获得结果列表返回给用户。AgriRoom的语义检索模型见图5。 3 系统的实现 基于系统的总体设计和相关研究成果,课题组构建了功能完备的智能中文农业垂直搜索引擎AgriRoom。从种子站点开始抓取互联网中的相关网页,并经过信息过滤后,建立农业网页数据库和分页式倒排索引库,再经过进一步的语义分析后,建立语义索引库,最终能够为用户提供方便、准确的农业信息检索服务。 3.1 开发环境与工具 系统开发的硬件环境为:64位曙光刀片服务器,其主要配置为4 GB内存,260 GB硬盘容量;软件配置为:Redhat Linux操作系统,其内核为2.6.31.5-127.fc12.i686.PAE,编译器为GCC 4.4.2,Web服务器为Apache 2.x。系统的后台数据库为:MySQL。 4 小结 面对海量的互联网信息资源,如何快速而有效地获取个性化的农业知识和信息资源成为数字农业迫切需要解决的问题。智能中文农业垂直搜索引擎的出现将有效解决农业信息“迷航”问题。因此研究构建了智能中文农业垂直搜索引擎的关键技术,提出了基于网页分类和多元线性回归分析的信息过滤技术、分页式倒排索引技术以及基于随机索引和潜在语义分析的语义检索模型。最终,构建了功能完备的智能中文农业垂直搜索引擎AgriRoom。经过实际应用证明,该系统能够为用户提供方便、准确的农业信息检索服务。 智能农业论文:基于NRF905的智能农业无线通信系统设计 摘 要:智能农业是农业领域推出的第一代拥有自主知识产权的远程环境监测系统。它是通过光照、温度、湿度等无线传感器,对农作物温室内的温度、湿度信号以及光照、土壤含水量、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数进行实时采集,自动开启或者关闭指定设备(如远程控制浇灌,开关卷帘等)。同时在温室现场布置摄像头等监控设备,实时采集视频信号。用户通过电脑或智能手机终端,随时随地观察现场情况,查看现场温湿度等数据和远程智能调节指定设备的运行状态。现场采集的数据,为农业综合生态信息检测,对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。前端设备支持多种传感器的接口,同时支持音频,视频功能,可以有效的为农业专家提供第一手的现场专业数据。 关键词: 智能农业;无线传感器;远程监控;实时采集 一、物联网概述 (一)物联网技术的背景 物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮,物联网技术被誉为全球一个新的经济增长点,国家和政府部门非常注重物联网产业的发展,据新华社报道,在各省启动的十二五规划中,有23个省份将物联网作为重要的发展目标。 物联网(The Internet of things)是指通过射频识别(RFID)、传感器、全球定位系统(GPS)、二维码等信息感知设备,按约定的协议连接起来,通过有线或无线网络的组织模式进行信息交换和通信,以实现智能化识别、数据采集、智能控制、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物联网技术在农业中的应用,既能改变粗放的农业经营管理方式,也能提高动植物疫情疫病防控能力,确保农产品质量安全,引领现代农业发展。 农业物联网是将大量的传感器节点构成监控网络,通过各种传感器采集信息,以帮助农民及时发现问题,并且准确地确定发生问题的位置,这样农业将逐渐地从以人力为重心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和技术为中心,大规模地使用各种自动化、智能化、远程控制的设备的生产模式。 短距离无线数据通信系统一般情况下由终端节点、通信系统节点及管理器节点组成,其系统结构框图如图1所示。 (二)智能农业系统的功能介绍 物联网智能农业平台系统由前端数据采集系统、无线传输系统、远程监控系统、数据处理系统和专家系统组成,其各部分系统功能介绍如下: 1.智能农业数据采集系统 数据采集管理系统主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量等传感器采集的数据以及视频监控数据的采集和管理。可为用户在电脑与手机终端上实时、直观的展示采集到的数据。用户可以在平台上查看自己需要的数据,包括实时数据采集、历史数据管理,以及为用户提供自定义打印报表,提供各种汇总统计信息,对数据库备份等服务,从而方便的得到数据信息,辅助决策等。 实时采集的数据主要为各类传感器采集的数据和视频监控采集的现场视频数据。温度包括空气温度、浅层土壤温度(土下2cm)、深层土壤温度(土下5cm);湿度主要包括空气的湿度、浅层土壤含水量(土下2cm)、深层土壤含水量(土下5cm)。传感器采集数据的上传采用ZigBee无线传输模式,ZigBee发送模块将传感器的采集数据传送到ZigBee节点上。 用户可以在农业物联网平台上或通过手机终端等查看现场的实时采集的数据,并且在界面上可显示实时采集数据的曲线图。 2.智能农业视频监控系统 视频监控系统采用高精度摄像机对农田或大棚等进行视频监控,系统清晰度和稳定性等参数均符合国内相关标准。 在大棚内安装视频监控系统,平台将视频监控文件进行处理传给后台管理子系统,可在微机终端进行查看,后台管理系统将视频监控文件进行处理通过WAP方式利用手机终端进行查看。企业管理层或相关管理结构负责人可通过手机视频来了解农业示范区现场动态情况。系统可以通过视频监控植物的成长过程(实时、录像)供远程学习。 3.智能农业预警系统 当采集数据超过系统预先设置的限制是,将开启系统报警功能,并发送短信告知相关管理人员,便于对农作物生产的管理。 4.智能农业设备远程控制系统 设备远程控制系统主要有控制设备和相应的继电器控制器控制电路组成,通过继电器可以自由控制各种农业生产设备,包括喷淋、滴灌等喷水系统和卷帘、风机等空气调节系统等。用户可通过电脑或手机终端对设备直接操控,完成日常工作。 二、NRF905的概述 (一)NRF905概述 NRF905单片无线收发器是挪威Nordic公司推出的单片射频发射器芯片,工作电压为1.9-3.6V,32引脚QFN封装(5mm×5mm),工作于433/868/915MHz 3个ISM频道,频道之间的转换时间小于650us.自动产生前导码和CRC校验码,可以很容易通过SPI接口进行编程配置。[8] 外围器件连接简单,无需外部SAW滤波器。芯片内部本身附带功率放大器、频率合成器、调制器和晶体振荡器等部分,其中输出功率以及通信频道可通过编写程序进行配置。从NRF905的芯片手册中查到,其功耗十分小,当以10dBm 的功率发射时,工作电流仅有 30mA,同时支持多种低功率工作模式,待机模式下电流仅为12.5μA,节能设计更加方便。 (二)工作原理 该系统主要是实现的是点对点无线收发数据的过程,单片机将地址和数据写完后,就要控制NRF905无线收发模块将接收到的数据发送出去,NRF905发送模式会自动产生字头和CRC校验码,当发送过程完成后,数据准备好引脚(即DR)通知单片机数据发送完毕。下面是NRF905发送数据的流程:(1)当单片机发送数据的时候,根据时序图将要发送的数据以及接收机的地址通过SPI接口传送给NRF905,SPI接口的速率在通信协议和期器件配置时已经确定;(2)通过单片机置高TRX_CE和TX_EN,激发NRF905的射频发送(ShockBurstTM)模式;(3)NRF905的ShockBurstTM发送;(4)若单片机将AUTO_RETRAN寄存器设置为高电平时,此指令表明需要再次发送数据,NRF905无线模块将实施重发,持续到STC89C516RD+单片机将TRX_CE变为低电平为止;(5)当TRX_CE被置低时,表示NRF905发送数据过程完成,芯片将自动进入空闲模式。[14] 三、系统硬件设计 节点硬件结构。本系统的通信底板以STC89C516RD+单片机为核心,通过Altium Designer软件自行设计通信子系统的PCB板,将NRF905无线收发模块安放在预先设计好的的系统板上。串口电路部分采用MAX232芯片,外围搭建光照强度传感器、温度传感器、湿度传感器等,硬件结构简单,性能稳定,同时有效的节约了成本。 四、系统运行流程 软件构架。本系统工作时首先节点1先设定为发送模式,通过外接各种传感器将采集到的数据传送数据给节点2,然后等待节点2接收,当节点2得到正确的数据之后,又将反馈信息发送给节点1,当节点1得收正确的反馈信息之后,系统板上的LED灯将会点亮,则说明发送接收成功。 五、运行结果 系统硬件连接实物图如图2所示。 数据收发完全正确,其结果显示如图3所示。 短距离无线数据业务以其低功耗、数据传输可靠、信息容量大等特点正被应用到广阔的应用领域。本文首先对其发展前景和应用现状及无线通信系统的广泛应用进行了概述,重点是对本课题所采用的STC89C516RD+型单片机与无线收发模块NRF905,再使用LCD液晶显示器进行实时显示来完成NRF905的无线通信系统设计,同时对短距离无线通信技术的结构特点进行了较为详细的论述,对其发展前景也进行了深入的研究。 无线通信技术,正在迅猛发展并广泛应用于各个领域。本文对其在盲区无线智能通信系统中的应用作了一些有益的研究并取得了一些成果,但仍有许多问题可待进一步的研究解决。(1)提高节点集成化,缩小体积。本文制作完成的节点是由微控制系统板和射频通信板组成的,体积较大。在以后的电子技术发展中可以同时将射频通信系统和微控制系统以及一些相关应用集成到同一芯片上,将会极大缩小节点体积。(2)能耗管理智能化研究,进一步降低能耗。本文所作研究对能耗管理方面通过采用系统定时休眠来达到节能的目的。进行能耗管理提高系统自身运行的稳定性,延长系统的使用时间,最终提高了系统自身的应用效益。 利用无线传感器网络实现数据传输是农业环境测控系统通信问题的有效方法。将无线传感器网络技术的农业系统环境信息采集与监测控制系统用于农业环境数据的接收、实时显示和存储,并通过无线方式实现与远程管理中心的通信,成功地解决了传统农业下的各种问题,无线传感器网络技术必将更大更广阔的农业领域中发挥越来越重要的作用。 [作者简介]葛付伟,南开大学滨海学院电子科学系,教师;毛建新,南开大学滨海学院电子科学系,本科在读。 智能农业论文:基于ZigBee技术的智能农业大棚的研究 【摘要】智能农业控制通过实时采集农业大棚内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤水分等环境参数,自动开启或者关闭指定设备;可以根据用户需求,随时进行处理。本文提出了利用ZigBee技术进行无线传感的智能农业大棚设计,为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据。 【关键词】ZigBee;智能;农业大棚;物联网 一、概述 “物联网”被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。 智能控制是为了达到节能、舒适、便利的目的,要求对市政、家庭、农业等的智能控制和监视制定细致的策略和方案。但是,传统的智能控制系统由于很多因素的制约,很难达到要求。为了解决这些问题,业界尝试了很多办法,但基本上都属于封闭式的,多采用私有协议,彼此间难以互通,导致结构不透明,灵活性、扩充性不佳。从长远看,智能控制系统的发展趋势是走向开放,尤其是智能控制与互联网的融合是其中一个重要发展趋势。 二、智能农业大棚的应用分析 通过对农业大棚内的温湿度信号、光照度以及土壤的水分等参数的采集,能够根据用户设定的参数,自动开启或关闭设备,来达到大棚内的参数平衡。这样,可以实现农业生态信息的自动监测,对大棚内设施进行自动控制和智能化管理。 大棚监控及智能控制解决方案是通过光照、温度、湿度等无线传感器,对农作物温室内的温度,湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度等环境参数进行实时采集,自动开启或者关闭指定设备(如远程控制浇灌、开关卷帘等)。在每个智能农业大棚内部署空气温湿度传感器2只,用来监测大棚内空气温度、空气湿度参数;每个农业大棚内部署土壤温度传感器2只、土壤湿度传感器2只、光照度传感器2只,用来监测大棚内土壤温度、土壤水分、光照度等参数。所有传感器一律采用直流24V电源供电,大棚内仅需提供交流220V市电即可。 每个农业大棚园区部署1套采集传输设备(包含中心节点、无线3G路由器、无线3G网卡等),用来传输各农业大棚的传感器数据、设备控制指令数据等到internet上与平台服务器交互。 在每个需要智能控制功能的大棚内安装智能控制设备1套(包含一体化控制器、扩展控制配电箱、电磁阀、电源转换适配设备等),用来传递控制指令、响应控制执行设备。实现对大棚内的电动卷帘、智能喷水、智能通风等行为的实现。 三、系统架构研究 1、总体架构 系统的总体架构分为传感信息采集、视频监控、智能分析和远程控制四部分。 2、传感信息采集分析: 数据采集系统,主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量以及视频等数据的采集和控制。数据传感器的上传采用ZigBee无线传感模式。 传感器的数据上具有Zigbee模式和RS485模式两种,RS485模式中数据信号通过有线的方式传送,涉及大量的通讯布线。而在Zigbee传输模式中,传感器数据通过Zigbee发送模块传送到Zigbee中心节点上,用户终端和一体化控制器间传送的控制指令也通过Zigbee发送模块传送到中心节点上,省去了通讯线缆的部署工作。中心节点再经过边缘网关将传感器数据、控制指令发送到上位机的业务平台。用户可以通过有线网络/无线网络访问上位机系统业务平台,实时监测大棚现场的传感器参数,控制大棚现场的相关设备。Zigbee模式具有部署灵活、扩展方便等优点。所以,在这里我们采用的是Zigbee模式。 3、控制系统分析: 控制系统主要由一体化控制器、执行设备和相关线路组成,通过一体化控制器可以自由控制各种农业生产执行设备,包括喷水系统和空气调节系统等,喷水系统可支持喷淋、滴灌等多种设备,空气调节系统可支持卷帘、风机等设备。 采集传输部分主要将设备采集到的数值传送到服务器上,现有大棚设备支持3G、有线等多种数据传输方式,在传输协议上支持IPv4现网协议及下一代互联网IPv6协议。 业务平台负责对用户提供智能大棚的所有功能展示,主要功能包括环境数据监测、数据空间/时间分布、历史数据、超阈值告警和远程控制五个方面。用户还可以根据需要添加视频设备实现远程视频监控功能。数据空间/时间分布将系统采集到的数值通过直观的形式向用户展示时间分布状况(折线图)和空间分布状况(场图)、历史数据可以向用户提供历史一段时间的数值展示;超阈值告警则允许用户制定自定义的数据范围,并将超出范围的情况反映给用户。 四、智能农业大棚主要功能 1、数据采集 能够对智能农业大棚内的数据进行无线采集,可以采集内部的温湿度、光照、以及土壤的水分等参数。 2、视频监控 用户能够实时地通过电脑或手机进行监控,观察大棚内作物生长状况。 3、数据存储 系统能够对历史数据进行保存,以便日后对这些数据进行分析,方便日后查询。 4、数据分析 系统将采集到的数据进行曲线图或柱状图分析,生成报表,根据分析后的数据,可以由此判断出在什么条件下更适宜农作物的生长,为以后种植的提供依据。 5、远程控制 只要能够联网,在任何时刻都可以对大棚内的设备进行远程控制,以调节内部的参数。 6、超限报警 用户可以自行设置超限值,当参数越过超限值时,可以通过监控器或手机进行实时报警,以便及时提醒用户。 五、结束语 随着物联网的普及,智能农业大棚将会在以后扮演越来越重要的角色。对农业生产起着非常重要的作用,同时也会推动农业经济的发展以及农业信息化的发展。
电子测量技术论文:电子测量技术的发展及应用 【摘要】本文通过介绍电子测量技术的相关内容,包括电子测量技术产品的发展及应用、电子测量技术的发展及应用优势,以及电子测量技术在未来社会的发展及应用方向等几个方面内容,重点介绍未来电子测量技术在软件平台、总线接口、虚拟测试和专家系统等方面上的应用情况,分析和探究电子测量技术的发展及应用,以期能够给予广大的电子测量技术人员和相关部门一些参考和帮助。 【关键词】测量;电子测量技术;发展及应用;分析和探究 一、引言 新形势下,随着现代化科技的蓬勃发展,电子测量技术在实际生活中的发展及应用越来越受到人们的广泛关注和重视。电子测量技术,作为大多数电子产品精密及准确测量的重要技术,广泛应用于测量电能量、信号特性及其所受干扰、元件及电路参数等电专业的测量。就目前的电子技术市场来看,可以说,电子测量技术的应用早已进入了一个较为理想和成熟的发展环境。对于新时期下如何进一步促进电子测量技术的发展及应用,需要从事电子技术行业的技术人员加以重视考虑,可以从电子测量技术的软件平台、总线接口、虚拟测试、专家系统等几个方面加强分析和探究。现具体分析如下。 二、电子测量技术的产品发展及应用 电子测量仪器,是基于电子测量技术,并结合计算机技术、通信技术、数字技术、软件技术和接口技术等发展起来的一种机械测试系统。从国家安全角度、经济产业角度以及科技发展角度来看,融合了大量的高新科学技术的电子测量技术与电子测量仪器工业有着密不可分的关系,同时也被广泛运用于各个领域,为国家的科技进步和原创核心技术的发展带来了重要的推动作用。而未来电子测量仪器的发展,则主要集中在测量仪器的通用化、模块化、网络智能化等各个方面上。 三、电子测量技术的发展及应用优势 从目前的电子测量技术发展程度来看,电子测量技术主要具有以下几个方面的优势。 (一)电子测量技术的测量频率范围宽、量程广 相对于以往的测量技术来说,电子测量技术具有测量频率范围宽、量程广等优势。通过电子测量技术的实际应用,能够利用电子测量仪器,进行深海压力、高温炉温度等特殊环境下的测量工作,一定程度上降低了测量人员的工作强度,同时也有效保证了测量结果的准确性和客观性。此外,电子测量技术的测量频率范围宽、量程广,还表现在测量电子欧姆表的测量能力上。通过电子欧姆表,可以测量几欧姆到几十兆欧姆的电阻,整个量程跨度的数量级高达7个。 (二)电子测量技术测量准确、高速 由于电子测量技术测量准确度更高,测量速度更快的应用优势,促使电子测量技术在社会各行各业的应用越趋于广泛,尤其是在时间和频率等问题的测量上,更具备发展优势。从电子测量技术的测量速度能力来看,电子测量技术主要是采用电磁波或是电子运动来实现的,相对于传统的测量技术而言,其测量效率相对要高出很多,且测量结果的误差也要更小。 (三)电子测量技术能够实现遥测以及不间断测量 电子测量技术的遥测优势,具体表现在电子测量技术能够帮助人们解决在不便长期作业或是难以直接到达的区域的测量工作,而且不间断测量,又能够保证测量的数据具有高度的实时性。同时,电子测量技术的显示方式又较为直观、清晰,能够为测量人员的测量工作带来更大的便捷性。例如在测量发光二极管时,电子测量技术将数据以数字的直观形式显示出来,将频率以示波方式显示在荧光屏上,都能起到直观、清晰分析参数信息的重要作用。 (四)电子测量技术与计算机技术的相结合 除了上述三种优势之外,电子测量技术还实现了与计算机技术等多种高新技术的相结合。通过利用D/A、A/D的变换功能,能够将电子测量技术测量得出的电信号传输到计算机上,达到方便保存测量数据和及时做好记录的目的。尤其是当今微型计算机的不断发展,更是使得电子测量技术的测量结果能够便于随身携带,及时对需要更改的数据参数进行记录和更新保存,进一步体现了电子测量技术的多功能、高性能。 四、未来电子测量技术的发展及应用方向 通过综合考虑当前的电子测量技术,了解到未来电子测量技术的发展及应用方向主要集中在软件平台、总线接口、虚拟测试以及专家系统等层面上的革新和进步。 (一)基于软件平台的电子测量技术 软件平台技术,是电子测量技术的重要组成部分。在未来的电子测量技术发展中,应该重视软件平台技术的研发,包括软件的可兼容性和可移植性等方面。同时,重点对软件技术的DCOM、CORBA、COM等语言的研究,也能够进一步提高电子测量技术软件的综合应用。针对这种情况,一方面,电子测量技术人员应该致力于提高电子测量软件的集成性,解决测量软件在移植、兼容和重用等方面上的问题,以便实现测量软件在异构环境下的普及应用。另一方面,电子测量技术人员应该让被测量对象和客户之间保持相对的独立性。在不了解被测量对象的具体位置以及测量过程的前提条件下,客户可以通过利用软件平台技术,实现整个测量语言在整个电子测量软件平台系统的集成。 (二)基于总线接口的电子测量技术 总线接口,在电子测量技术的发展中,充当着组合电子测量系统,促使电子测量系统模块化、标准化的重要角色,能够为整个电子测量系统的软件、硬件提供兼容和互换环境。通过在电子测量系统中推广使用总线接口,还能够减小电子测量仪器的重量和体积,保证测量进程的便捷性。与此同时,由于总线接口高度的可靠性和简洁的系统设计,也方便技术人员对电子测量系统的日常维护工作,便于系统的简便升级和换代。 (三)基于虚拟测试的电子测量技术 近年来,随着电子测量技术与其他多种高新科技的相融合,虚拟技术在电子测量技术中的应用也日趋普及。采用虚拟测试技术,能够优化测量结果数据,改进电子测量技术过程的具体参数,增强电子测量技术的工程实用化。就目前来看,将虚拟测试应用到解决电子测量技术的实际问题当中,不但能够起到有效指导被测对象进行实际测量工作的作用,同时对于整个测量的数据进度以及测量效率的提高,也有着不容忽视的意义。 (四)基于专家系统的电子测量技术 专家系统,是在模拟人类专家的基础上,通过利用互联网上海量的数据信息和经验,对电子测量技术中出现的问题加以判断和推理,并提供相应的解决措施的一种计算机系统。同时,专家系统技术的采用,还可以让整个电子测量系统更加具备扩充性、灵活性,起到改进和完善整个电子测量系统的重要作用。在未来电子测量技术的发展应用中,加强专家系统的研发,对于提升整个电子测量系统实现高效、精准化管理和运行,有着不可取代的推动作用。 五、结束语 通过电子测量技术的分析和探究,促进广大电子测量技术人员及相关部门对电子测量技术的认识和了解,掌握未来电子测量技术的发展方向,普及电子测量技术的应用,对于推动整个电子测量技术行业的发展进步,有着极为重要的研究意义。 电子测量技术论文:基于创新人才培养的“电子测量技术”课程教学改革探讨 摘要:“电子测量技术”是电子信息类本科生的主要专业课之一,为了适应培养创新型、复合型人才目标的需要,针对目前教学中存在的问题,对本课程的教学内容、教学方法及考核方式进行了有益的改革探索。实践表明课程改革调动了学生的积极性,达到了良好的教学效果。 关键词:电子测量;教学改革;创新型人才 培养具有实践创新能力的应用型人才是当今高等教育的培养目标之一,课程教学改革是培养创新人才的根本措施。“电子测量技术”是现代科学获取信息的重要手段,是从事现代电子科学研究的必备基础,该课程也是电子信息、电气自动化和机械电子等专业的骨干专业必修课程,旨在提高学生所学专业课程中的专业基础理论和单元技术知识及独立设计、构建、调试仪器与检测系统的能力,强化学生对仪器与检测系统工程的感性认识。本课程是实践性非常强的一门专业课程,近年来,随着科技迅速发展,特别是随着自动化技术和信息技术的发展及其在工业控制中的广泛应用,电子测量技术在测量技术的研究、生产测试方法、信号处理方法和技术等方面发生了一系列的变革。为了配合高等学校培养实践创新性人才的需要,同时也为了培养的人才能适应现代科学技术的发展,教研室人员对“电子测量技术”课程的授课内容、教学方法和考核方法等进行了一系列的改革探索,教学中的实践证明该课程的一系列改革取得了良好的教学效果。 一、课程内容的改革 由于目前科学技术的迅速发展,电子测量技术正从传统的电子测量仪器向智能化、复杂化自动测试仪器和虚拟仪器等方向发展,使得当前的“电子测量技术”课程内容结构已经不能满足当前人才培养的新要求。其主要缺陷包括电子测量技术教材建设的滞后,该课程内容未及时全面反映技术新发展而导致体系陈旧等。因此,电子测量技术教材应与时俱进,在讲述传统测量内容的前提下应补充智能化仪器、虚拟仪器和复杂自动测试系统等一些新的技术理论,以及先进的仪器设计方法和操作方法,而且授课内容应全面反映现代测量技术的新方向和新技术。 在该课程教学内容的改革中,主要以电子测量技术的教学大纲为主要依据,以该课程的原理、结构和测量系统为主要体系,从电子信息科学的角度来理解和观察该课程,突破以往教学中就器件论器件的传统教学方式,努力做到思路开阔,层次清晰,阐述准确,结构科学合理。按照“理论教学模块”和“实践教学模块”相结合的体系结构进行授课,课堂教学主要采取理论教学模块,重点讲授该课程教学大纲基本要求的内容。内容主要分为:检测系统的误差理论部分,非电量检测方法及智能仪器设计应用部分,信号调理与数据采集技术部分和检测仪器系统设计部分。辅以实践教学模块,主要以实验教学、调研论文、智能仪器及虚拟仪器测试技术综合设计为主。 根据学生的专业方向选取不同的授课教材,并且根据不同的专业实际情况自编讲义加以补充,主要对教材中没有涉及的内容和讲解不充分的内容进行补充。还可以联系社会热点问题,如社会上地沟油问题出现之后,教师随时给学生补充探讨地沟油的测量方法,这样课堂和现实生活紧密联系在一起,使学生感觉到课堂授课内容的重要性和实用性,提高了学生课堂听课的积极性。 为了在授课中缩短理论与技术实践的差距,在课堂授课中,通过运用案例教学,大大提高了学生解决客观实际问题的能力,教学过程中进行校际合作,提高教学效果。让学生从教学内容融入到实际科研项目中去,比如讲到电磁检测时,给学生列举一些在研的省部级科研项目,使学生了解管道泄露的不同检测方法,使学生认识到某一种物理量不同测量方法,让学生体会到检测一些物理量的新方法、新思路,引发学生思维,激发他们的创新意识,取得了很好的教学效果。 为适应创新型本科人才培养目标和教学实际,在实验课程的教学中,把理论教学和实验教学结合起来,适当增加设计型实验和综合型实验对学生能力的锻炼,共设计了4个验证性实验和3个设计性实验。实践教学中一方面为了使学生理解电子测量技术的基本原理保留了基础性的实验,另一方面,开发了新的工程应用性综合性实验,可以对高年级各专业学科之间的学生因材施教。 二、教学方法的改革 1.重视第一堂课的教学 课程的第一堂课是最基本的,对培养学生对该课程的兴趣也至关重要,所以如何激发学生对该课程的学习兴趣,吸引学生的注意力是第一堂课要解决的主要问题。一般在第一堂课中,主要结合课程教学内容,列举大量学生熟悉的实例,如电阻、电容的测量方法,电饭煲、空调等家用电器中温度如何控制和检测,主要讲解一些生活常用电器的检测技术。采用问题式教学方法,使学生提高学习兴趣,如空气中的微尘颗粒对人体健康具有很大的危害,如何测量微尘的浓度和颗粒大小;啤酒厂对发酵温度等参数的自动测量,然而如何获得这些参数以及机器人如何识别周围环境等等。结合实际应用,使学生充分了解上述物理量测量的一些智能仪器,通过课堂讲授的这些实例深深激发了学生的学习兴趣,使学生逐渐认识到学习该课程的重要性,为学习该课程的后续内容作了充分的准备。 同时教师根据所讲授的内容安排一些自学任务给学生,让学生在课外学习中查找资料或参加各种实践活动来完成任务,教师只是在必要时对学生进行专业知识的指导和帮助,发挥一种引导作用。这样使学生的课外实践学习和本课程始终相关,使学生在完成学习任务的过程中,充分发挥自身的主动积极性,体验到了成功的喜悦,满足了他们表现自我的愿望,同时也学到了原本以为非常神秘高深的知识,促进了学生学习和掌握知识的能力。 电子测量技术论文:“电子测量技术”一体化教学教改内容探讨 摘要:“电子测量技术”是一门技能性极强的课程,其教学目标是让学生熟练地掌握一些常用电子仪器的使用。为了更有效地实现教学目标,从教学场所、教师素质等七个方面来探讨其一体化教学的教改内容,力争使一体化的教学合理、可操作和有效,使学生的综合素质得以切实提高。 关键词:电子测量技术;一体化教学;教学效果 所谓一体化教学,就是以学生为主体,把“教、学、做”融为一体,即把理论教学与实践教学有机地合二为一的教学过程,它体现了以培养学生的动手能力和发现问题并解决问题的能力为本位的教学特点,教师的教学过程围绕着以学生会“做”为主要目的而进行设计,从而提高学生的学习兴趣并同时激发学生的创造性思维,使学生实现动脑与动手过程的有机结合,真正做到理论与实践相结合的新型教学手段,为实现高职人才的培养目标开创一种行之有效的教学手段。 “电子测量技术”是一门具有一定理论性,但技能性又特别强的课程,因此,其教学目标就是使学生能够熟练地掌握运用常用电子仪器来测量各种电路的参数,并由此判断电路性能的优劣。所以,它最主要的教学目的就是教会学生如何熟练地操作电子测量仪器,即体现在让学生会“做”上。其教学目标正好与一体化教学的精神相吻合,故此,对“电子测量技术”进行一体化教学改革有其现实性、必要性和可操作性,它将更有利于实现“电子测量技术”课程的教学目标,并在一体化的教学过程中同时锻炼学生的动手能力和发现问题、解决问题的能力,从而更好地实现高职院校的人才培养目标。 对于“电子测量技术”的一体化教学改革,我们从以下七个方面着手进行。 一、教学场所的一体化 所谓教学场所的一体化,即把通常的理论教学场所(普通教室或多媒体教室)和技能训练场所(实验室、实训室或实习车间)有机地组合在一起,它既能满足理论教学的需要,又能满足实践教学的需要,从而使理论教学和实践教学能够紧密地组合在一起进行,其目的是给师生提供一个边教、边学、边做的合理空间,给一体化的教学实施提供场所保证。 在进行“电子测量技术”一体化教学改革时,首先要把教学场所转移到实验实训室,把该课程所涉及到的理论和实践技能训练内容全部在该场所进行,让师生真正做到了边教、边学并边做的一体化教学过程。 二、教师素质的一体化 通常的教学是理论教师进行理论教学,实验员、实训指导教师进行技能性教学,这容易造成理论教师不积极提高自身的实践技能能力,而实践教师也会同样不积极提高自己的理论水平,导致出现理论教学与实践教学各自独立,互相脱节的情况,对高职院校人才培养目标的实现造成一定的困扰,因此,对教师素质的一体化培养在高职院校中显得更为重要,特别是在进行一体化教学的执行过程中。既能胜任理论教学又能指导实验、实训操作的高素质一体化教师队伍,是实施一体化教学并实现其人才培养目标的关键因素。 教师素质的一体化,也就是通常所说的“双师型”素质的教师,它是一体化教学能够顺利实施的基础,也是一体化教学质量的保证,因此,在进行一体化教学改革时,“双师型”教师素质培养是至关重要的一环。 在实际培养的过程中,可通过组织理论教师利用节假日到工厂顶岗实习,进行技能培训;或让实验、实训教师传、帮、带理论教师,以弥补其操作技能的不足;或组织实践指导教师参加成人教育、自学考试以提高其理论水平;或让实践指导教师在理论教师的指导下从事相应专业的理论教学;或从企业技术人员中引进相关师资等形式,来培养一批一体化“双师型”师资队伍。 在进行“电子测量技术”一体化教改之前,就有目的地让理论教师参与到该课程的实验、实训教学过程中,当他们也熟练地掌握了实践教学技能后,就开展该课程的一体化教学改革,让这些教师充当该课程的一体化教学教师,从而也实现了教师素质的一体化,即理论教师与实践教师的一体化,同时指导学生的学与做,为实现一体化的教学目标提供技术保障。 三、教学过程的一体化 进行一体化教学时,其教学过程有别于理论教学与实践教学分开时的情况,一体化教学主要体现在师生的“边教、边学、边做”上,因此,“教、学、做”需有机地融合在一起进行。在一堂课当中,它们互相交叉地进行,主要让学生在“学中做”和“做中学”,充分发挥学生学习的主动性、能动性,充分启发学生进行思考,培养学生的思维能力和发现问题、解决问题的能力。在整个一体化教学过程中,教师的“教”则主要体现在对学生的“做”进行指导,对学生不理解的地方进行解释并启发学生对出现的问题进行思考,帮助学生充分发挥自己的能动性来解决问题。在这一过程中,学生是主体,教师只是起到辅导性、启发性的作用,充分体现了让学生在“做中学”的精神,有效地培养了学生的自主性、创造性学习能力和综合实践能力。 在“电子测量技术”进行一体化教学的教学过程设计时,我们充分地考虑了“教、学、做”的混合进行以及学生的主体性。如:设计“示波器使用”的一体化教学过程:教师辅导学生认识实验室示波器教师辅导学生连接相关仪器使示波器显示波形教师辅导学生使用并掌握面板上各开关、按钮的作用教师辅导学生读取示波形的参数教师辅导学生分析波形、参数的特性和正确性教师布置实训课题并辅导学生完成任务教师和学生一起总结教师和学生讨论示波器的组成及各部分电路的作用、工作原理教师介绍各种示波器及其特点、适用范围教师布置课后任务让学生查找有关示波器的使用范围及发展方向教师再布置开放性的实训课题并辅导学生完成任务教师和学生一起进行课堂总结结束。 四、教学方式的改革 实施一体化教学时,采用项目式的教学方式,即把电子测量技术的内容分为几个实训项目来实施,每个项目中则包含该项目所必须掌握的理论知识和实践技能能力,这有利于理论与实践的紧密结合,有助于更好地培养学生的综合素质和能力,也更加符合一体化的教学精神。 五、教学方法的改革 教改之前,理论教学主要以讲授法为主,实践教学主要以实验实习法为主。一体化教改后,则主要以教师指导学生独立获取知识和技能的教学方法为主,如练习法等,以启发式的教学方法培养学生独立思考问题、发现问题并解决问题的能力。 六、教学手段的改革 一体化教改后,教学手段主要以多媒体为主,特别是具有动画效果的实验、实训演示课件,以便增加现场感和学生的感性认识,同时活跃课堂气氛,使学生在轻松的环境下获取各种知识和锻炼各种能力。 七、人才培养模式的一体化改革 一体化教改之前,理论教学和实验教学采用分散式培养模式,实训教学则采用集中式教学培养模式。教改之后,则不再分理论教学和实验、实训教学,而是把“电子测量技术”课程采用集中教学方式,分为几个实训项目进行综合教学,把理论教学和实践教学揉合在一起,集中在一段时间内完成该课程的教学任务。这样,经过一段时间的连续性学习和训练,有助于学生熟练地掌握理论知识和实践技能,并有效地将理论与实践相结合,最终高效地完成课程的教学目标。 技术和知识正在日新月异地发展变化,因此,以培养生产、经营、管理、服务第一线技能型人才为己任的职业教育必须深化改革、加快发展,才能适应科技进步、知识更新和社会发展的需要。而作为职业教育的一种新型教学模式,一体化教学也必须与时俱进、不断充实、不断完善,才能发挥其积极、有效的作用,才能培养出适应社会需要的高素质技能型人才。 电子测量技术论文:浅谈学习迁移理论在“电子测量技术”教学中的运用 摘要:通过分析学习迁移理论的丰富内涵及形成条件,结合高校专业基础课“电子测量技术”的教学实践,提出了促进学习迁移的策略与方法。经过授课实践,这些策略与方法既可以减少学生探索新知识的盲目性,提高学习效率,又可以让学生根据自己的体验达到对学习方法的真正掌握,收到了很好的教学效果。 关键词:学习迁移;心向;电子测量技术 学习迁移是指在一种情境中获得的技能、知识或形成的态度对另一种情境中技能、知识的获得或态度的形成的影响。学习迁移的本质就是一种学习对另一种学习的影响,它是一种普遍的现象,贯穿于整合教学系统。它不仅存在于知识和技能的学习中,而且存在于认知策略和态度品德的学习之中。因此,“为迁移而教”已经成为当今教育工作者的共识。[1]按照学习迁移的规律展开教学活动,可以有效促使学生将知识、技能顺利转化为能力,这对大学生以后的工作、学习和生活都将产生深远的影响。“电子测量技术”是一门应用性很强的高校专业基础课程,通过该门课程的学习,能够使学生掌握近代电子测量的基本原理和方法,熟悉新型电子测量仪器的应用技术,使学生在以后的学习、工作实践中有能力制订合理的测量、测试方案,选用正确的测量仪器,以获得最佳的测量结果。因此,将学习迁移理论运用于“电子测量技术”这门理论与实践紧密结合的课程中,通过改进教师的教学策略与方法,更好地促进学生对该门课程的学习,这对于提高“电子测量技术”课程的教学质量有着重要的指导意义。 一、学习迁移的内涵和形成条件 1.学习迁移的内涵 现代认知心理学的相关研究,把对学习迁移的研究视角深入到了人的大脑,研究结果表明:迁移与人的信息加工过程有密切联系。迁移涉及到信息加工(信息的编码、存储和提取)的整个过程,同时,个人的主观因素――心向,也对迁移的产生起着关键作用。[2] (1)编码。学生能否将在一种情境中学习的知识有效地运用到另外一种学习情境之中去,在很大程度上与他们在学习知识时怎样对信息进行编码有密切关系。也就是说,学生对所获取的信息用什么方式进行编码、编码的水平如何、效果怎样等,将直接影响到后来在新情境中的学习。 (2)组织。迁移的产生与人对接受的信息所进行的组织与重组呈正相关。进行合理的组织,迁移的效果就好。没有进行组织或组织得不合理,就不能形成迁移或出现负迁移。 (3)辨别。有效的迁移是以有效的辨别为前提和基础的。心理学中有关前摄抑制的实验充分说明:学习者在两种学习情境中学习,如果对先前所学习的知识辨别不清,在后来学习中,先前知识会干扰新知识的掌握,这样就会产生负迁移。 (4)心向。迁移的产生不仅与人的认识过程相关,与人的动机态度也有关系。迁移与心向密切相关。心向也称定势,是指先于一定活动而指向这种活动的心理准备状态。它对于学习迁移既有可能产生积极影响,也可能起阻碍作用。当后面的任务是前面任务的同类课题或它的特例时,心向能对后来课题的学习起积极的促进作用。但是,当新的学习任务与先前任务不同类或者是需要灵活变通的相似任务时,心向就可能干扰新的学习,对学习迁移起阻碍作用。 2.学习迁移的形成条件 有学习就有迁移,但是,积极的、高水平的学习迁移通常不是自动发生的,而是需要一定条件、受到一些因素影响的。为了促使大学生积极、高效学习迁移的有效开展,大学教师必须了解影响学习迁移的条件,掌握促进大学生学习迁移的有效方法,根据学习迁移的规律有的放矢地指导大学生进行学习。相关研究已经表明,有效学习迁移的发生需要具备许多条件,这些条件既有外在环境因素,也有内在心理因素。其中最主要的条件因素有:学习对象的共同因素、已有知识的概括水平、认知技能与策略以及心理定势的作用等。[3] (1)存在相同成分的学习内容。有关学习迁移理论表明,两种学习内容在客观上存在一定的相同点是实现迁移的必要条件。通过运用、学习内容中存在的相同成分,促进学习迁移一般都能收到良好的效果。 (2)较高概括程度的已有知识。已有知识具有一定的概括性或结构性是学习迁移产生的最重要条件。布鲁纳在阐明原理和态度的迁移时指出,学生所掌握的知识越基本、越概括,对新学习、新问题的适应性就越广泛,也就越能产生广泛的迁移。 (3)一定的技能和策略。现代认知心理学研究结果表明,学习迁移是通过复杂的认知活动实现的。在迁移过程中,长时记忆中储存的已有知识发挥着重要的作用。这种已有知识既指陈述性知识,也包括通常称之为技能的程序性知识,还包括作为特殊程序性知识的认知策略。 二、促进学习迁移的策略与方法 在教育、教学实践中,学习迁移(正迁移)并不都是自然而然发生的,真正有效的学习迁移策略,是在教师真正理解了影响学习迁移的要素后,有效地运用正迁移的强大力量所采取的一系列措施。这些策略能在学生的学习过程中,促进学生的日常学习、问题解决和各类作品的创作。[4]在“电子测量技术”课程教学中,采用合适的策略与方法能够有效促进正迁移的产生,获得事半功倍的教学效果。 在实际教学中,要有效地促进学生形成积极的迁移,教师必须按照迁移产生的规律来确定教学内容、安排教学过程、选用教学的方式方法,也就是要依据迁移产生的心理机制来组织教学活动。[5]教师在教学过程中可以通过以下几个方法促进正迁移。 1.指导学生进行合理的信息编码 教师在进行教学设计和课堂教学活动中,必须充分考虑如何让学生进行合理的信息编码,要运用有利于学生以后能够更加灵活地提取信息的方法来传授知识、组织教学。 在“电子测量技术”课程的信号发生器一章中,需要讲解函数发生器的基本原理。其中,构成函数发生器的大部分基本电路,例如双稳态触发电路、比较器、积分器等,都是学生在之前的课程中学习过的。因此,可以采用启发式的教学方法,即,首先给出所需要的信号波形(矩形波、三角波、正弦波等),然后由学生利用已有知识,自行搭建函数发生器的电路模块。教师在此过程中仅给予必要的提示。当学生在利用三角波实现正弦波遇到障碍(新知识点)时,教师再将二极管整形网络引出,并详细讲解。利用这种启发式的教学方法,可以引导学生将已经掌握的知识和新知识有机地联系起来,使新知识能够纳入到学生的认知结构中。这种编码的结果使获取的信息不仅具有稳定性,而且具有清晰性和可辨别性,学生日后提取也就准确而方便了。 2.引导学生对知识进行科学的组织 无组织的知识不但阻碍学生学习活动的顺利展开,更能影响学生的迁移,因此,课堂教学在遵循教学方案的前提下,要按照知识本身的内在逻辑顺序依次展开,既要有教学的灵活性,又要体现知识的系统性。哪些该教,哪些不必教;何处需要多教,何处需要少教甚至不需要教等等,都应该做到心中有数,切忌把零零散散、支离破碎的知识教给学生。 仍旧以“电子测量技术”的信号发生器一章来说,噪声信号发生器是信号发生器的一种,常常用来帮助测量接收机的极限灵敏度,放大器的噪声系数等。在这一节中,噪声发生器的结构原理及其用途是重点,需要详细讲解。相对而言,各种噪声源,例如气体放电管噪声源、固态噪声源等内容,不仅涉及到了各种噪声源器件,而且与各种噪声有关。对于本科三年级的学生,所掌握的噪声相关知识非常有限,因此,噪声源的相关内容只需要简要介绍,以免干扰学生对噪声发生器原理等知识的理解和记忆。 3.帮助学生对所学的知识进行辨别 教师在讲授新知识时,既要引导学生认识新旧知识之间的联系,更要帮助学生弄清新旧知识之间的区别;既要引导学生掌握一般的原理,也要指导学生明确每个知识点的特点和应用范围,使学生能够把知识的概括和知识的分类有机结合起来。 混频器曾在“电子测量技术”的多个章节中出现(信号发生器、频率时间测量和相位差测量等),都是利用了混频器能够将两个输入函数进行相乘的特点,但应用目的、混频器个数却不尽相同。教师在讲解这些既相关又有所区别的内容时,可以采用前后对比的方法,这样不仅可以加深学生对相关知识点的理解,而且可以把它们的应用进行合理分类。 4.帮助学生建构迁移的心向 心向使人们倾向于以一种特定的方式进行反应,这种倾向性本身就是一种活动经验。这种经验对学习和解决新问题既有积极作用,又有消极作用。在教学中,既要注意利用心向的积极作用,帮助学生掌握解决同类问题的方法,又要培养学生积极动脑,养成对问题认真分析的态度,根据问题的特点采取灵活的解决方法,防止心向对学习的干扰。 电子示波器的相关知识点是“电子测量技术”课程的重要内容,其中,在讲解示波管偏转系统的原理时,教师可以结合学生已有的关于电子在磁场中受力偏转的知识进行分析。在学生掌握了相关知识点后,教师可以继续引入激光扫描测振仪的相关知识,使学生们学会触类旁通地分析同类型的不同问题,逐渐养成创新的思维方式。 三、结束语 “教是为了不教。”在当今信息社会,终身学习已是一种生存方式,这就要求大学教学不只是要让学生掌握几门学科的具体知识,更重要的是让学生“学会如何学习”。通过在中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院的教学实践,充分说明了采用促进学习迁移的教学策略与方法,既可以减少学生探索新知识的盲目性,提高学习效率,又可以让学生根据自己的体验达到对学习方法的真正掌握。 电子测量技术论文:“电子测量技术”课程教学改革与实践 摘要:文章分析了“电子测量技术”课程的特点和当前发展趋势,介绍了该课程作为中国计量学院精品课程在教材建设、教学内容、教学方法和手段、实践教学、师资队伍建设等方面进行的一系列改革措施和创新性实践教学。 关键词:电子测量技术;教学改革;教材 “电子测量技术”是中国计量学院的一门特色课程。电子测量技术在科学技术、国防建设、工农业生产、通信、医疗、环保等各领域都有广泛的应用,在现代生活中电子测量技术也成为不可缺少的手段,例如电子称、电子表、电子体温计等等。“电子测量技术”课程的开设目的是使学生熟悉和掌握常用电参量的测量原理与测试方法,掌握典型电子仪器的原理、性能及使用方法;使学生能够正确选取适当的测量仪器组成测试系统,准确测量电测量及正确处理测量数据,以获得准确可靠的测量结果;同时要使学生了解电子测量技术在数字化、智能化、虚拟化、网络化方面的最新发展进程。笔者结合科研背景,尝试对本课程教学内容和教学方法进行改革与实践。 一、教材建设 教材的编写应具有科学性、先进性和适用性,立足理论与实践相结合,基本概念与现代技术相结合,注重作为教材的可读性和知识点的内在逻辑关系,深入浅出,系统而全面。我们根据“电子测量技术”课程教材变化和课程教学改革的需要,编写并公开出版了《电子测量技术》的新教材。[1]新教材主要有如下特点。 1.科学性 电子测量技术教材应该阐述测量科学的丰富内涵。本教材对测量和计量的基本概念给予准确科学的描述,介绍了经典误差理论和测量不确定的概念和评定方法,并将误差分析和测量数据处理贯穿于全书。 2.先进性 相比同类教材,内容较新、实用性强。例如示波器部分,许多教材介绍数字存储示波器原理时是在模拟示波器的基础上额外加一个数字化存储电路,经过数字存储之后的信号仍然需要转换为模拟信号送给静电偏转CRT进行显示。事实上在新型的数字示波器中,被测信号通过数字化存储以后不再转换为模拟信号,而是经过计算机处理,直接以像素的方式显示出被测波形。 3.适用性 “电子测量技术”是一门理论与实践结合紧密的课程,本教材的编写充分注重测试技术、实验方案在培养学生动手能力和创新能力中的重要作用。在教材内容的选择上突出应用型人才培养的特点,在介绍基本测量原理的同时充实应用实例。例如示波器的应用部分,介绍了示波器的基本测量方法、选择示波器应考虑的主要技术指标及使用示波器检测电子电路、AM/FM无线电测试和用数字示波器检测故障信号等。通过实例将学生的应用能力培养融汇于教材并贯穿始终。 二、理论教学 我们对“电子测量技术”课程的理论部分与实践教学进行了统一规划,重点加强学生实际测试测量能力和应用能力的培养。根据电子测量技术应用广泛的特点,在教学中突出实用性、前瞻性和趣味性。 1.课程网站 利用学校的Blackboard教学平台建立了“电子测量技术”课程网站。在此平台上设有网络课程,展示整个教学板块,学生可以自主选择要学习的部分进行学习。学生之间以及师生之间可以通过Blackboard 教学平台进行讨论、交流。 “电子测量技术”课程教学网站建有丰富的资源,设有网络课堂、教学课件、在线测试、视频资料、实践教学、知识拓展、讨论与答疑等板块。通过“讨论区”、“交流”等工具,可以实现教师生之间的交流与互动,很好地解决了师生课外交流少的问题;答疑板块及时为学生在学习中的疑问提供解答和帮助。通过讨论区教师可以及时了解学生在学习过程中碰到的学习难点和共性问题,以便在课堂讲授中进行更清晰的讲解。 如今高等院校都具备良好的网络设施,这为多媒体资源的共享提供了必要的硬件支持。在我们的网络教学平台上,有各种多媒体资源,如美国安捷伦公司、泰克公司、国家仪器(NI)有限公司的视频资料。多媒体资源能使枯燥且缺乏吸引力的内容变得生动有趣、图文并茂、动静分明,对教学有着很好的补充作用,尤其适用于“电子测量技术”这类综合性、实用性很强的课程。专业视频资源可以让学生了解电子测量行业的最新进展、电子测量仪器的正确操作和广泛用途。通常学生知道示波器可以测量电压、频率、相位,实际上在汽车修理中示波器也是很常用的仪器。 2.教学内容及方法 教学方法和手段的改革,就是要改变过去那种灌输式的教学方法,使学生能够以主动方式获取知识。现代教学模式中教师是教学活动的主导者,学生是教学活动的主体。教师一方面需要传授课本上的知识,另一方面更应传授分析问题和解决问题的方法,使学生由被动学习转变为主动探索。我们应大力提倡启发式教学方法,在教学过程中突出学生的学习主体地位,提高学生的综合能力。 在“电子测量技术”的教学中,课堂上主要是介绍电参量的测量原理及电子测量仪器的工作原理。我们使用动画、视频、LabVIEW软件进行辅助教学,给教学带来了新的活力。例如,电子示波器的扫描过程是一个动态过程,在书本上则只能给出静态的过程,在多媒体课件中利用动画,可使抽象的知识内容形象化、趣味化,加深学生对所学知识的理解和记忆,适合个性化学习,调动了学生学习的主动性、积极性。通过介绍一些当前新技术,比如教师有针对性地介绍自己的科研心得和成果,使学生了解电子测量技术的前沿动态。 3.考核评价 考核评价应当针对学生的基本素质培养效果和质量来展开。遵循知识向能力转化、理论向应用转化的原则,建立与教学内容相适应的考试模式,形成考知识与考理解相结合,考理论与考应用相结合,考能力与考创新相结合的评价体系,适应人才培养模式和教学模式的改革。在考核方式上,采取理论考试、实践考核和写读书报告三合一的考核方式。理论考试重点考核学生对理论知识的掌握程度;实践环节考核学生的动手能力及创新能力:设计一个电子仪器(如数字示波器、任意波形发生器),通过教学平台提交;写读书报告,针对电子测量领域的新测试技术、新测量仪器发表见解。 三、实践教学 实践教学的重要性是毋庸置疑的,它与理论教学相辅相成,在“电子测量技术”课程教学中起着举足轻重的作用。加强实验教学是为了能够培养学生的动手操作能力和创新思维能力,是培养创新型人才的前提。 “电子测量技术”课程教学改革强调理论和实践教学并重,在制订课程体系中,课程组就培养创新人才达成了共识:在学生创新能力的培养中,学习乃基础,思考是关键,实践为根本。通过调研和论证,结合现有的实验设备,选取一些具有创新设计价值的实验项目,让学生进行开发设计。为培养学生的操作技能、知识综合应用能力和创新能力,在实验内容的安排上建立由浅入深的多层次体系,以验证型实验为基础、设计型实验为主体、综合型实验为提升的实验体系,以培养学生的工程实践能力。由于“电子测量技术”课程需要培养学生利用常用的电子仪器(如各种电压表、示波器、信号发生器等)进行信号分析和处理的能力,因此开设一些仪器操作的验证性实验,同时,结合当前技术特点,利用现有的实验设备(如Labview软件)增加综合性、设计性、创新性实验。 随着计算机技术的发展,将计算机技术和仪器技术相结合,产生了一类新型测试仪器――虚拟仪器(VI)。虚拟仪器是一种由用户在计算机等通用设备组件的基础上自行定义设计的仪器。实际上,它是以通用计算机为核心的系统,配合一定的标准电子测量功能组件,利用专门编制的计算机应用软件实现信号的采集和后期数据处理等工作,并以一个如普通仪器面板一样的操作界面呈现出来。由于虚拟仪器技术具有实践性强的特点,对于学生的应用能力、创新能力的培养具有重要意义。利用计算机强大的软件技术,配上数据采集卡,学生可以自行设计出符合需要的各种电子仪器,如数字存储示波器、逻辑分析仪、任意波形发生器等。 四、结语 “电子测量技术”课程的教学改革是一项综合性的教改工程。近年来课程建设已经取得了一些成果,教学质量和教学水平正在逐年稳步提高。学生是课程建设的最大受益者,丰富的教学资源为学生学习提供了方便,综合性、创新性实验有利于学生深入理解和掌握课程原理,提高实际应用能力。通过课程建设也有力促进了青年教师的培养,他们参与教材建设、实验建设、网络资源建设等各方面的工作,并积极投身教学实践中,在课程建设中得到发展和提高。 电子测量技术论文:《电子测量技术》理论教学改革之实践 摘要: 本文对电子测量技术课程的理论教学改革的思路进行了阐述,并对怎样搞好电子测量技术课程的理论教学提供了教学改革方案。 关键词: 电子测量技术 理论教学 探索和实践 电子测量技术是一门综合课程,它的内容涉及很广。在以往的高职教学中,由于实习实训硬件条件较差,教学过于偏重于书本理论学习,加上高职学生与普通高校学生学习基础相比要差些,学生大多因学习吃力而渐渐失去兴趣,导致教学效果不甚理想。随着我国经济条件的改善,政府加大了对高职教育的基础设施和实验实训设备的投资,实验实训的硬件条件得到了巨大改变,加上校企联盟逐渐成熟化,形象化教学在高职作为重要的教学手段逐步得到推广。我院在创办全国高职示范以来,更是加大了实验实训的课时量,学生的职业能力得到了发展。电子技能是一项基于复杂脑力活动的高级技能,电子测量技术的课程教学亦有两个方面要求――原理学习和职业技能训练,二者并不矛盾,相互促进,故教学中不应厚此薄彼,这也是符合高等职业技术教育要求的。对于高职教学来说,怎样才能达到技能训练和理论学习的统一?如何使两者完美结合,使教学效果最大化,达到“润物细无声”的境界,是每一个高职教学工作者必须面对的课题。 在电子测量技术教改课程建设中,我院在加大实验实训课时比重的基础上,对于如何开展电子测量技术理论教学,进行了一些探索和实践。 一、重整课程模块 电子测量技术课程涵盖模拟、数字、电路和微机方面的知识内容,甚至涉及高数和统计数学方面的知识点,可谓内容“庞杂”,教师首先要对教材进行分析,明确理论要讲哪些内容、讲到什么程度,都要进行细致的分析。要寻找与实验实训内容的切入点,很好地将理论教学融合到实验实训教学中。为此,我们制订了新的课程标准和基于项目的教学设计,在对教材分析的基础上,把理论教学分为基础理论和新技术新仪器的介绍两个部分。基础理论部分是相对固定的,而新技术新仪器则是动态的,可以随时进行更新。电子测量技术课程理论教学可以分为五个模块,每个模块由若干要点组成。一是测量误差与数据处理模块,要求学生掌握电子测量误差分类以及运用测量误差理论进行测量数据处理及测量结果的表示。二是电子测量仪器的原理与使用模块,主要内容包括信号发生器、示波器、电压表、电子计数器原理与使用,学生通过实验任务完成,能熟练使用仪器。三是基本电参数的测量,主要根据测量任务,组建电子测量系统。四是电信号特性的测量,主要是使用频率特性测试仪和频谱仪原理和使用。五是小型电子测量系统的设计,内容包括信号发生器、时基发生器、频率计和数字电压表等设计项目,根据教学课时量的多少进行选用。其次是理论讲到什么深度,这要根据学生的就业方向决定。例如,就业方向是检测方向的,就要具有一定的理论支撑。电子测量技术理论要讲得深些,但是也要适度,要本着够用的原则。 二、加强理论内容载体实验实训项目的设计 我院进行了教学改革,把课程按职业能力递进思路分为两个层次。 一层主要是基本电子测量仪器的使用模块。该层主要体现在教学手段为“教学做合一”、强化“双基”能力的培养。在这个模块教学中,由于学生已经修完模电、数电等课程,如果把学生完成实验实训任务看成是“做”的过程,教师就要把理论知识嵌入到具体的实验实训项目中,理论教学实施可以在“做”前讲,可以“做”的过程中讲,也可以“做”后讲,即在实验实训任务完成后进行理论知识的归纳和总结。“复习”起到温故而知新的作用,是电子测量技术理论知识的“反刍”阶段,是知识系统化的过程,能够更好地体现“知识够用”的教学目的。在这个教学模块中,我们根据现有的实验室仪器,适时嵌入理论知识点,让学生看着具体的实物讲解电路原理和各旋钮的功能,从而避免了课程教学的抽象问题,有利于学生对理论知识的消化和吸收。例如在信号发生器应用实验中,嵌入模电的正弦信号产生以及波形变换等知识点。二层是整机测试模块。该层主要体现学生根据电子测量任务,组建电子测量系统,完成实际的电子测量实际操作,采集数据并且处理数据,提取被测对象最具特征信息的能力。它是“就业”前的适应期,能够起到加快学生职业能力养成的催化作用。我们在该层加入收音机装调和电视机调修两个实训模块。当然也可以根据不同的生产任务和岗位需求,适当调整模块的相应实训内容。 三、课赛结合,培养学生电子仪器的设计能力 创造能力是一个民族强盛标志之一,是一个国家快速发展的推进剂。电子仪器的精度和智能水平反映了一个国家的科技水平。为此,每两年国家都会举行全国大学生电子设计竞赛,在每年的设计题目中,都有关于电子测量仪器方面的、旨在提高大学生电子仪器的设计能力的题目。从2007年后,该项竞赛分为高职高专组和本科组两个组别。高职高专组更强调对动手能力、电路调试能力以及设计报告的撰写能力的考查,因而在电子测量技术教学中,我们有意识地加入小型电子仪器设计,通过设计了解电路设计步骤、设计方案选择、电路参数的计算、电路组装和调试。每个设计都是相对复杂的、综合的项目工程。例如在学完信号发生器子模块内容时,就可以进行函数信号发生器设计与制作;在学完电子计数器后,进行数字频率计的设计和制作。经过几个电子设计项目之后,学生通过电子仪器的设计,理论水平和动手能力都得到了显著的提高,同时也激发了学生的创造热情。我院积极组织学生参加全国以及江苏省电子设计竞赛,都取得了较好的成绩。 四、通过网站建设,加大习题库和试题库建设,编写了大量试题和习题 这有利于学生课后知识的消化和自主学习能力的养成,也有利于学生“工学交替”,方便学生去工厂实习,学生遇到学习困难或者发现问题后,可以通过网络BBS论坛和电子邮箱,及时得到教师指导,有利于电子测量技术理论与实践的结合,从而进一步促进职业能力的形成。 五、跟踪电子测量新技术和新设备 电子技术的特点是发展更新较快。为了更好地应对变化,更好地与市场接轨,在电子测量技术教学中,教师要不断跟踪电子测量技术的最新发展,增加对新仪器介绍。例如在示波器内容学习时,教师有意识地讲解数字示波器方面的知识,每年全国电子设计竞赛都有关于数字示波器方面的设计内容,在岗位工作中,也有相当多的企业使用的是数字示波器;在信号发生器内容学习时,给学生介绍DDS技术――每年电子设计竞赛的热点,另外还要介绍虚拟仪器等方面的最新检测知识点。由于课时有限,教师讲授内容不可能过于细化,深度也要合适。对有兴趣深入的学生,教师要积极引导他们利用网络资源,查找相关的内容。关注电子测量技术的前沿知识,有利于学生毕业后更好地适应岗位的需求。 随着我院示范建设的不断推进,我院各方面的实验实训条件不断改善,教改项目的不断深化和细化,教学质量达到极大的提升,学生的职业能力得到很大的提高,但是还有一些问题依然存在,我们还要不断完善和改进,最终达到“止于至善”的目标。 电子测量技术论文:浅谈项目式教学在高职电子测量技术课程中的应用 摘 要:项目式教学是当前职业教育中一种比较有效的教学方法,也是当前职业教育教学改革的基本取向。电子测量技术亟待进行教学改革,文中阐述了项目式教学改革的具体实施方法,打破了知识的学科逻辑,精选引导项目和引深项目,教、学、做融为一体,引导学生在完成工作任务的过程中主动建构理论知识,激发学习能动性,提升学生的职业技能。 关键词:高职院校;电子测量技术;引导项目;引深项目 电子测量技术是高职院校电子信息类专业的职业技能性课程,它旨在培养学生电子测量综合应用能力以及对电子产品的检验技能,以使学生毕业后能胜任电子信息技术领域的设计制造、开发应用、安装调试、运行维护、管理及产品的销售与技术服务等方面的工作。近年来,我国电子信息产业得以迅速发展,对一线高素质技能型人才需求的数量和要求也越来越高。电子测量技术课程建设的好坏将直接影响到培养学生质量的高低。在新的教育形式下,认真探究电子测量技术课程的教学改革以改进教学方法和模式、提高学校总体质量就显得尤为重要了。 一、电子测量技术教学改革的紧迫性 1.高职院校电子测量课程授课对象的现状客观要求进行教学改革 高职院校的扩招使学生生源中文科生的比例大增,这些学生的工科基础理论相对薄弱;电子测量技术课程的授课对象多为大三学生,他们刚刚经历了专转本的筛选,这些学生的综合素质总体较差,搞错周期和频率单位、不知两者互为倒数关系的学生大有人在;部分学生有学习的欲望,但又苦于前面课程底子没打好。这些学生又有阳光、活泼,动手能力较强的优点,具有一定的可塑性。学生学习主动性是发挥智慧的基础,面对当前高职院校电子测量技术课程授课对象的现状,改进课程设置,加强该课程的内涵建设,将质量提升起来,是电子测量技术课程亟待进行教学改革的客观要求。 2.教育部有关高等职业教育的文件及当前“用工荒”现象主观要求进行教学改革 《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中明确指出“培养学生的社会适应性,教育学生树立终身学习理念,提高学习能力”“提高学生的实践能力、创造能力、就业能力和创业能力”“积极推行订单培养,探索工学交替、任务驱动、项目导向、顶岗实习等有利于增强学生能力的教学模式”等要求;《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中也提出“把促进学生成长成才作为学校一切工作的出发点和落脚点”的要求。新一轮高职院校人才培养工作评估要求也需要我们系统地谋划教学工作,深化教育教学改革和管理模式改革,创新人才培养模式。准生产型的人才培养目标主观上也迫切要求电子测量技术课程进行教学改革。 二、电子测量技术教学改革的措施 高职教育教学方法的研究在逐渐深入,教学方法必须以培养高等技术应用型人才为切入点也得到了职教界的共识,广大教学工作者亦在积极探寻教学方法改革,改进教学模式。目前,我国高职院校电子测量技术课程教学主要存在如下两方面的问题。 其一,大部分高职院校电子测量技术课程沿用了传统教学体系,其教学方法和模式依旧桎梏于传统教学理念的影响上,教学内容没有从实质上突破传统单一式,理论色彩过于浓重,同时所授内容滞后于高职教育的需要,以至于并没有将学生的学习能动性完全地激发起来。其二,某些高职院校电子测量技术课程教学过程中,从其课程结构以及结果上来看,诸多方面有待实践中来完善。电子测量技术进行教学改革,其教学方法和教学模式具体怎样个改法,确实是门学问。现就我校电子测量技术实施教学改革的具体措施阐述如下。 1.彻底改变过去与任务相脱离的、单纯学习知识的课程模式,倡导以学生为中心的“教、学、做”合一的教学方法 项目式教学=理论教学+实验教学+实训,项目式教学不能说是高职教育发展的方向,但大家都在这样做了。可以说,项目式教学是当前职业教育课程改革的基本取向。电子测量技术课程必须彻底打破按照知识本身的相关性组织课程的传统模式,应该按照工作任务的相关性来组织课程。在基于工作过程的教学过程中,精心组织项目,教师在做上教,学生在做上学,通过营造愉悦的氛围,使学生学习不再成为一种痛苦的经历,不再避而远之。项目式教学模式易于激发学生在与工作任务的联系过程中主动学习知识的积极性,从而能更有效地培养学生的职业能力。 2.按照项目工作体系从宏观和微观两方面重构课程结构,适当删减理论知识,强调知识体系的纵向衔接 项目式教学突出强调课程结构,要让学生获得哪些知识,而且要让学生以什么结构来获得这些知识,将直接影响学生职业能力的形成。以工作结构为基本依据开发课程结构,不但要使课程的宏观结构以工作结构为基本依据,而且其微观结构也应以工作结构为基本依据。电子测量技术是一门综合性很强的课程,其内容涵盖了高等数学、电路、模拟电子技术、数字电子技术以及微机原理等多方面的知识,我们将其偏深、偏难的理论知识予以删减,把握理论内容“必须、够用”的真正内涵,兼顾一定程度的可持续发展性要求,将教学内容重组,相关知识打包,在教学过程中围绕工作任务,先把学生带入工作场景,并初步授以技术实践知识,然后深化到技术理论知识,借助“引导项目”和“引深项目”,由浅入深,梯式推进。电子测量技术实施项目式教学的具体过程举例如下。 遵循认知规律,从学生比较熟悉的放大电路出发,以“电压串联负反馈放大电路的设计与装调”作为电子测量技术学习的第一个项目,在学生开始做该项目之前,教之电子测量基本概念、测量误差分析及数据处理、电子元器件的基本常识等技术实践知识。然后学生动手搭接电路的过程中授之晶体管特性图示仪的使用方法、万用表检测元器件及测量放大电路静态工作点的方法,结合交流毫伏表、信号发生器和示波器测量电路放大倍数后,给学生初步阐述信号发生器、示波器等时域测量仪器的基本原理,同时讲授频域测量的相关知识。随后在学生做的过程中掌握用失真度仪测量波形失真度的方法和用扫频仪测量放大电路的中心频率值、频带宽度等幅频特性的方法。以上述第一个项目作为引导,以“音响放大器的设计与装调”作为引深项目,在学生做的过程中,在理论上从高频和低频两部分深化对信号发生器的认识,深化模拟示波器和数字示波器在结构组成、多波形显示及示波器应用上的认识。以“数字万用表的设计与装调”作为第二个引导项目,知识链接到万用表的测量原理、电压测量基本知识、数字域测量基本知识,学生在做的过程中用到的仪器有万用表、信号发生器、示波器、逻辑笔等。以“基于单片机数字频率计的设计与装调”作为第二个引导项目的引深项目,深化对时间和频率测量的认识,该项目中还涉及到电子计数器、智能仪器及虚拟仪器的使用。总的来说,通过精选典型项目,在“教学做”相结合的过程中用到什么内容就教什么内容,既把握了理论内容的深度,又达到了学科内容的完整性。同时精选的项目能较好地引导学生在完成工作任务的过程中主动建构理论知识,使学生在做的过程中激发了学习动机,提升了职业技能。 3.采取与项目式教学相匹配的考核方式 项目式教学强调学生在项目活动中能力的发展过程,传统的考核方式已不适应项目式教学。项目式教学评价涉及项目任务进行过程中各阶段的学习评价、项目任务的完成质量和平时表现等多方面的综合评价。 三、结束语 面对当前我国职业教育的发展形势,项目式教学已是当前职业教育课程改革的基本取向,但从长期来看,项目式课程改革是不可能一蹴而就的,而是一个相对较长的过程。对于高职教育工作者来说,我们当前工作的重点是遵循教育规律,抓住战略机遇,坚持实践落实科学发展观,打破知识的学科逻辑,同时又能一定程度的兼顾学科的系统性来制定项目式的课程体系表,通过典型项目的教、学、做,来提升高职教育的整体品质,为社会输送多层次、多样化的应用型人才。 电子测量技术论文:《电子测量技术》课程实践教学探讨 摘 要: 《电子测量技术》是电子类专业的专业基础课程,课程的实践性较强。本文结合学院实际情况,介绍了该课程实践教学的特点及教学思路,并对该课程实践教学提出了一些有效的措施和经验。 关键词: 《电子测量技术》 实践教学 项目教学 《电子测量技术》课程是电子信息工程专业必修的专业基础课,同时也是理论性、应用性及综合性很强的课程。课程内容包括测量误差及误差分析、常规仪器的工作原理及仪器操作使用。《电子测量技术》课程实践性较强,课程的学了掌握必要的理论知识外,更重要的是掌握各种电子测量仪器的选择原则和使用方法。在国外,该课程一般都是直接在工厂进行课程的学习。在我国,高教16号文指出高职教育要改革教学方法和手段,强化学生能力的培养。结合高职高专学生的特点和实际教学经验,我就《电子测量技术》实践教学谈几点体会。 1.课程实践教学的思路 实践教学是培养学生能力的重要教学模式和手段,对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有举足轻重的作用。通过实践教学,学生能更好地掌握各种常用测量仪器的正确使用方法,培养应用知识和解决实际问题的能力。在教学中我们贯彻“行动导向”的教学思想,强调学生是学习过程的中心,教师是学习过程的组织者与协调者。根据学生接受新知识的规律,分层次、有步骤地逐步强化学生的实际动手操作能力。实践教学具体的设计思路为:教学讲解理论知识以后,首先设计出相应的实验题目来巩固理论知识,掌握仪器的基本工作原理及基本操作;其次设计出综合项目,对仪器的综合使用进行训练,使学生能够非常熟练使用仪器,并解决遇到的问题;最后运用仿真软件进行仪器的虚拟仿真使用,从侧面强化电子测量仪器的知识及使用方法。 2.实践教学的实施 在运用多媒体课件讲解理论知识以后,就要逐步进行相应知识点的实践教学。下面以信号示波测量技术为例,阐述实践教学的具体实施步骤。在信号示波测量技术的理论教学中,要讲解示波的原理、示波器的组成及示波器的使用方法。在讲解示波器的使用方法时,采用实物演示教学法,即教师边讲边操作仪器,使学生对讲解的知识有更直观的认识。然后分别进行试验教学、项目实践教学和仿真软件的实践教学。 (1)实验教学 在实验教学中针对示波测量技术,因实际工作中常用到模拟、数字两种示波器,所以我们设计两个实验内容,即模拟示波器的使用和数字示波器的使用。进行实验教学时,教师首先要按照规范要求操作演示一遍,然后学生两个人一组分别进行实验。学生在实验过程中遇到问题可以随时请教老师,教师给予讲解指导。教学过程如图1所示。实验内容为示波器的校准和直流、交流信号的测量等基本使用。通过实验教学,学生能了解仪器的功能,掌握仪器的基本操作。 (2)项目实践教学 理论和实验教学之后,学生对仪器的基本使用有了初步的掌握。但是在工作中,对仪器的使用往往是综合的,涉及各个方面的知识和细节。为此我们设计了综合项目实践教学,采用项目式教学,每个知识点以落实项目为出发点。由任课教师讲解项目的基本原理及测量要求,学生4―5人一组分析讨论仪器的使用及测量步骤,教师对于学生项目整体实践情况给予点评。教学过程如图2所示。实践内容我们选择典型的稳压电源电路,电路中涉及交流、直流、半波信号、全波信号、滤波信号及稳压信号的测量。综合项目的实践能够培养学生的独立思考及创新能力,强化仪器的熟练使用。 (3)仿真软件的实践教学 在教学中采用软件辅助教学,能够加深学生对实际仪器的功能和使用的理解,并且能激发学生的兴趣,调动学生学习的积极性。常用的软件为Multisim,该软件是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的以Windows为基础的仿真工具,提供了具有多种测试仪器、元器件品种齐全的虚拟电子工作平台,具有丰富的仿真分析能力。教师在进行仿真实践教学时,首先要给学生典型的电路(我们通常采用综合项目测量的电路)及虚拟测量仪器使用的要求,学生每人一台电脑进行虚拟仪器的仿真测量。教师检查学生的测量波形及数据。教学过程如图3所示。通过仿真软件的实践教学,学生能够巩固掌握的知识及仪器使用的技能。 3.结语 《电子测量技术》实践教学有效地把理论和实践教学结合起来,力求落实“突出应用性、强调工具性、体现先进性”的原则,突出了高职教学重在应用的特色。针对高职教育培养技术应用型人才的目标,课程的实践教学模式更有利于激发学生学习的兴趣和培养学生自主学习的能力。仿真软件实践教学使得教学手段更加现代化。当然,我们深知,实践课程改革是一项长期而又系统的工程,只有不断探索、改革、创新与实践,才能进一步提高教学质量,培养出高素质的技术应用型人才。 电子测量技术论文:《电子测量技术》课程教学方法的探索与实践 摘要:《电子测量技术》是电子信息科学与技术、自动化等高等教育专业的一门专业必修课。通过教学工作的探索与实践,对该课程的理论教学和实验教学做了尝试性的改革,将理论教学与实验教学融合为一体进行授课,在理论教学内容上突出原理及新技术,在实验教学上充分运用实验室开发学生的动手能力和创新能力。、实践教学结果证明教学效果获得较大提高。、 关键词:电子测量 教学方法 理论教学 实验教学 1 引言 现代科学技术的发展,如现代数学、物理学、微电子学、材料学等科学的发展为电子测量技术的发展创造了条件。电子测量技术的发展又为各行各业科学技术的发展提供了有利的工具,推动了现代科学技术的发展与进步。当今的各行各业都离不开电子测量技术和电子测量仪器,甚至在一些原先与“电”无关的专业,如化学、生物、医学、土木建筑等行业也都得到了充分的利用。各式各样的精密电子测量仪器在各种实验室里早已成为不可替代的基本工具和设备,因此电子测量技术的课程绝对不是可有可无的。当代大学生、研究生必须把电子测量技术和仪器作为一门基本功,认真学好。不论哪行哪业,在今后的工作中都将会大有益处、受益非浅。《电子测量技术》如此重要,如何更有效的展开本课程的教学工作,是一个值得我们深思的问题,本文笔者从理论教学和实践教学两个方面对《电子测量技术》课程的教学方法进行探索与实践。 2 理论教学 电子测量技术课程的内容主要包括电路参数测量、频谱分析、时域信号的测量、晶体管特性测量等电子测量的基本原理和测量误差分析,并包含了相关电子测量仪器的工作原理、性能指标、实际应用和相关仪器的最新成果等。与很多课程一样,该课程的理论内容非常枯燥,如果在教学过程中将理论内容和实验内容严重脱节,只是一味的介绍理论知识,将使得学生无法全面掌握电子测量的核心技术。若要出色的完成这门课程的教学是一项非常有挑战性的任务。理论教学工作作者是从教材选择、教师的自我提高、逆向思维教学法三个方面展开的。 2.1 教材的选择 一本好的教材不仅可以使教师易教,大大提高教学效果和教学质量,而且还可引导教学改革和教学思想的转变,而且可使学生易学,启发学生思维、引导学生创新。 笔者选用的教材是电子工业出版社出版的由桂林电子科技大学陈尚松等编写的《电子测量与仪器》,该书按高等学校电子信息科学与工程类专业的教学要求编写,教材中的内容与时俱进,技术上跟进更新。书中的内容是按发展历程讲解仪器原理,容易入门,叙述深入浅出,图文并茂,宜学宜懂,同时也包含了扩展或深入的内容可供教学和科研的不同需求选用;该书的具体内容做到了理论联系实际,既讲电子测量原理,又讲具体仪器应用,通过实例与仪器型号参数介绍,加深对仪器的认识和对国内外技术水平的了解。在内容上每章均附本章要点、小结和思考题与习题,便于学生预习、复习和总结。 2.2 教师的自我提高 在任何一门课程的教学过程中教师都具有主导作用,教师知识水平的提高可使教学质量得到有效地提高。我们知道电子技术的发展是非常迅速的,电子产品的发展速度呈摩尔定律所描述的规律,即集成电路的规模和微处理器的性能每18个月都会提高一倍,在这一速度的带动下各种电子测量仪器的生产厂家不断发展更新自己的产品。作为《电子测量技术》的教师,一方面应该时刻关注研制和生产电子测量仪器的商家的产品动态,要实时关注Aglient、Tektronix等这些大的电子仪器生产厂家的产品动态,定期查阅他们产品的资料,用来深化和扩展教学内容,将这些新内容、新知识在课堂上呈现给学生,丰富课堂内容激发学生的学习兴趣和热情,拓宽学生视野做到与时俱进;另一方面教师要主动进行电子测量方面的科学研究,促使教师对该方面的知识有更深入的理解,多参加学术交流会议,到科研水平较高的国内国际会议或其它相关的平台学习,通过与他人交流学习来提高教师自身的水平。 2.3 逆向思维教学法 任何一门课的理论学习都是一个枯燥的过程,如何化枯燥的理论学习为一个有趣的学习过程也是教师要思考的一项重要内容。这要求教师明确教学目的,在双重考虑教学目的和本专业实际情况的条件下,选取授课内容和授课方法。本课程主要介绍电子测量的原理及仪器使用部分,教师将理论教学的阵地从教室转移到实验室,直接面对仪器教学,使用逆向思维的方法进行理论教学,先从教学生如何使用测量仪器开始,让学生对仪器的结构有一个直观的感性认识,懂得仪器的各个旋扭或按键分别实现了什么功能,以及各旋扭或按键间如何协调工作,以使用过程中遇到的问题引发对理论知识的思考与学习。 以信号源和示波器的教学为例,这一教学过程将第三章和第六章的内容结合起来,先对信号源和示波器两种仪器的表面结构进行讲解,让学生使用示波器测量信号源输出的信号,学生使用仪器并利用仪器观察到信号后学习积极性也被调动起来,教师由实际操作引导理论知识的学习。如在信号源的使用过程中,信号的形状会发生变化,由此引出怎样才能使信号的波形发生改变,这就指引学生去学习“函数信号发生器的基本组成”部分的内容,这里讲解了常见信号波形的产生和转换方法;再如我们可以从示波器上观察到信号源的频率可以从低频段调到调频段,在同一频段内频率也会在一定范围内发生变化,信号源是如何实现这些频率变化的呢?带着这样的问题能引导学生学习信号源内部电路设计中的多种频率合成方法。在示波器的使用过程中同样提出问题,引导学生去学习示波器的理论内容,如打开示波器观察到光点,通过辉度与聚焦的调整引导学生学习示波管的原理及构造,这一显示原理也用于其他的显示设备上,如频谱仪、扫频仪等,做到触类旁通;通过示波器的触发模式调节键观察不同触发模式下信号的显示变化,反过来引导学生去研究是怎样的设计变化促使了显示屏信号的相应变化,带着学生学习示波器X通道中的触发电路的组成、触发耦合方式、触发电平、触发极性等知识;再如使用示波器观察信号源的同一个信号波形时,通过调节垂直或水平偏转旋扭观察信号波形的变化,为何会出现这种变化?带着同样的思考引导学生学习X通道、Y通道的放大电路设计等等。 3 实验教学 本课程的实验教学采取验证性实验和设计性实验相结合的策略。 3.1 验证性实验 验证性实验的目的是让学生通过操作各个实验项目,使他们对电子测量的基本概念、原理及方法有更加深入的认识和理解,培养学生独立思考的习惯,提高学生理论联系实际的能力和分析、解决问题的能力。在本课程的理论教学过程中,学生已基本掌握了实验所用用仪器的操作和使用方法,学会利用现有设备采取正确方案进行一些简单的测试测量。教师设计一些具有锻炼学生思考能力的实验给学生。如:通用计数器的应用,该实验要求学生理解通用智能计数器工作原理,掌握测量频率周期的测量方法及其检定高频信号源频率准确度,熟悉计数器的其他扩展功能;再如通用示波器的应用,要求学生理解示波器的工作原理、技术指标,熟练掌握通用示波器测试信号参数的方法等。 3.2 设计性实验 《电子测量技术》课程综合运用了电子、计算机、通信、控制等方面的技术知识,教师结合本专业的基础课程,设计了本课程的设计训练题目,目的是培养学生将科学理论与实际工程相结合的能力,通过设计训练,要求学生在掌握电子测量仪器基本理论的基础上,能根据所学知识综合设计简单的测量电路,运用单片机、FPGA、Protel等工具对简易电子测量系统进行仿真与设计,从而提高学生的创新设计实践能力。 设计题目主要有简易信号源设计、简易计数器设计、简易频率计设计、简单的数据采集卡设计等,让学生通过这些题目进一步对课本理论知识进行深入的学习。设计要求学生首先要写出《设计任务书》,包括以下内容:第一,仪器名称、用途、特点及简要设计思想;第二,主要技术指标;第三,仪器应具备的功能;第四,仪器的设备规模;第五,系统的操作规范等。该任务书反映同学的设计目标,同时也是教师作为设计完毕进行验收的依据。在设计之前要先学习基本的设计方法;在设计过程中除写好《设计任务书》外,还要做到理论联系实际,实现书本知识到工程实践的过渡,要求学生在每一步设计结束要及时与教师沟通,尽可能完善设计工作。硬件电路设计前要画好硬件原理框图,过程中要绘制详细的电路图,仿真无误后方可制作电路板;硬件完成后要规划软件控制流程图,根据流程图逐步、逐点编写程序;最后进入软、硬件联调、实验,最后还要撰写设计报告。教师根据任务书中的指标逐项检查设计成品。 通过课程设计同学们学习了硬件电路设计、软件程序设计、电路调试等知识,使学生深入理解并掌握了测量仪器的基本原理,硬件结构和工作原理。掌握程序的编制方法和程序调试的方法,掌握常用接口的设计及使用。学生为其它课程、项目和毕业设计做了大量的知识储备,也为将来在自动化、智能检测、电子信息工程、测试计量技术及仪器、电子科学与技术及其它领域工作打下良好基础及应用实践能力。 4 结论 作者在课程教学过程中采用理论教学与实验教学相结合的教学模式。教师在“做中教”,学生在“做中学”。教师充分利用实验室现有的实验仪器、智能仪器控制软件、虚拟仪器软件等,较为全面地介绍电子测量技术的基本知识、电子测量仪器及测试系统的工作原理以及它们在工程实际中的具体应用,让学生尽可能广的学习到本课程所涉及的专业知识。经实践,本文提出的理论教学和实验教学方法证明了该方法的构建激发了学生的学习兴趣,巩固和加深了学生对理论知识的掌握与理解,提高了学生分析问题和解决问题的能力并加大了授课的信息量,符合创新人才培养和社会发展的要求。 电子测量技术论文:大学电子测量技术课程改革探讨 摘 要:“电子测量技术”是一门理论知识和实践性都很强的一门学科,开设这门课程旨在培养大学生的基本动手操作能力和提高综合设计能力。教师从理论教学、实践教学和考核方式三个方面进行探讨,目的是通过改革激发大学生的内在动力,提高大学生的自主学习能力。 关键词:电子测量仪器;教学方法;教学效果 “电子测量技术”是一门理论知识和实践性都很强的学科。“电子测量技术”这门课程的内容包括测量误差的性质、特点、分类和测量结果的处理,常见元件(电阻、电容、电感)标注方法和测量方法,电参量(电流、电压、功率)的测量,常用的测量仪器的原理、使用方法,时域测量频域测量和数据域测量的基本特点。学习本课程的目的是使大学生初步学会选择合适的测量仪器、制定合理的测试方法,学会设计一个最佳的测试方案,并且学会对测量结果进行误差分析和处理。开设“电子测量技术”课程旨在培养大学生的基本动手操作能力和提高综合设计能力。该课程涉及知识点多,数学公式推导复杂,学习难度大,容易造成大学生学习疲劳,致使学习效率下降。因此,我们不仅要加强大学生理论知识的学习,还要注重大学生创新和动手能力的实践培养。我们可将实验分为基础验证实验和综合设计实验。在基础验证实验中要求大学生能够识别常用元件,并能对简单的电路进行测量。在综合设计实验中,要根据大学生电子协会和电子设计大赛比赛要求事先拟定题目,使课堂教学和实践教学相融合,加强大学生的设计和创新能力。通过改革,我校大学生近几年的参赛均取得了可喜的成绩。本文从理论教学、实践教学和考核方式几个方面进行了改革,目的是为了激发大学生的内在动力,提高大学生的自主学习能力,通过一系列的改革取得良好的效果。 一、课程内容的改革 当前的“电子测量技术”课程体系陈旧,过多的介绍一些繁杂的公式,对于专科大学生来说难度过大,因此我们联合黄河水利职业技术学院的教师编写了适合大学生使用的“电子测量技术”“电子测量技术教学大纲”和“电子测量技术实验实训指导书”。该套教材介绍常见电参量的测量方法、常用元器件的特点以及测量方法和测量常用仪器的工作原理、使用方法和测试技能,并且介绍了误差理论和误差分析,时域测量、频域测量和数据域测量的基本方法。该套教材的特点是突出应用性和实践性,在课程内容上能够将知识点与能力点有机结合起来,注重培养大学生解决现场实际问题的能力。在内容安排上,力求广度和深度的统一,对电子测量的主要方面做了全面、系统的介绍,对于具体测量问题,选择典型的具有代表性的例题,使大学生既能够建立基本测量理论和基本概念的学习,又能加强基本操作技能的培养和提高。在课程内容上增加了现代测量新技术如无线通信测试、蓝牙测试、光通信测试等,每一部分均附有例题和习题,供大学生练习,以加深理解。在每章的开始部分增加实训项目,在选择实训内容时,应结合现场工作需要和我校实验室的设备条件,所选择的仪器都是全国各大高校普遍使用的测量仪器。 二、课堂讲授 在课堂讲授中,不再采取满堂灌的“填鸭式”的方式,而是将大学生进行分组,选择具有代表性的例子引导大学生自己去讨论、自己制订测量方案,使每个大学生都能够全身心地投入到课堂的学习中来。授课过程中,对于基本公式、基本定理的推导采用传统的板书形式,既能使大学生加深理解,又方便大学生记录。对于电路的测试技术和方案,利用多媒体技术、动画演示等手段,通过形象直观的演示,增加了传授的信息量。在教学过程中以大学生为主体,使大学生参与到课堂中来,改变了以往在课堂上教师乏味的讲解方式,教师在课堂上起引导作用,大学生才是主体。对于难点、抽象的知识点,教师要给大学生讲解清楚。同时,教师要在课堂上设置训练项目,让大学生先对项目进行分析,然后到网上和图书馆查阅资料,通过自己搜集信息,了解每种测量仪器的优缺点、适用范围和测量精度,从而学会建立一个优化的切实可行的测量方案。 三、加强实践技能训练 在实验环节的安排上,增加实验台、实验课时和实验数目。我们把整个实验内容分为基础验证型实验和综合设计型实验,在基础验证型实验中使大学生学会常用元器件的识别方法,学会常用测量仪器的使用方法,会对简单的电路进行测量;在综合设计性实验中,强化大学生创新能力的培养和综合设计能力的提高。同时,布置一些难度适中的题目和一些高难度的题目,难度适中的题目能使大部分的大学生经过自己的努力就可以完成,高难度的题目可以使少部分有探索精神和创新能力的大学生脱颖而出,从而带动其他的大学生,营造一个优良的学习氛围。 四、考试方式的改革 为了杜绝考前突击几天就能过关的现象,对大学生的考核方式也进行了改革。以前的测试就是笔试,以至出现了大学生眼高手低、只会纸上谈兵的现象。为了彻底杜绝这种情况的发生,我们更注重大学生平时的课堂表现、出勤率、作业情况以及在实验操作中的具体表现,这样给出的成绩更加客观公正,能大大提高了大学生的学习积极性,使大学生在平时的课堂上能更好地参与到课堂讨论中来。 五、结束语 通过这几方面的改革,激发了高校大学生的学习的兴趣,充分调动了大学生的主观能动性。近年来,我校的大学生参加河南省电子技能大赛、全国电子大赛还有电工证的等级考试,取得了良好的成绩,促进了他们的成长成才。 电子测量技术论文:《电子测量技术与仪器》课程基于工程应用的实践教学改革 摘 要:电子测量技术与仪器教学改革引起了高职院校教学改革的热点讨论。根据我院实际教学情况和学生自身特点,对电子测量技术与仪器”课程的教学进行了讨论、探索和实践,并提出理论指导实践、强化应用、分组指导教学等良好的建议。 关键词:电子测量技术与仪器;工程应用;分组指导;教学改革 1 强化实践操作的《电子测量技术与仪器》课程教学内涵 目前,《电子测量技术与仪器》课程作为移动通信专业的必修理论课,该课程对理论和实践的要求都比较高,高职学生在移动通信工程中所需的测量技能以及微波理论知识需要有较高的要求,传统教学中实验操作较少,电子测量仪器种类较少,如何通过教学改革,强化学生的理论知识和实践操作技能,形成具有高职自身特色的教育课程,值得我们深入研究和思索。 结合该课程特点,我认为其教学内涵应体现任务驱动的本质,一是理论性和实践性。理论性是指对学生的基本理论知识要求较高,因为移动通信专业的知识外联性较低,学生以前接触的很少,因此我们要求学生掌握基本的电子测量技能,并能够运用理论去指导本专业的实践操作。实践过程必须以提高学生基础和应用能力为主线,使其能够胜任岗位基本要求。二是任务性。《电子测量技术与仪器》课程教学将工作任务细分,同时配备多种电子测量仪器,让学生在实际操作中练习各种测量技能,学和做相辅相成,更重要的是在学习中以实际电子仪器作为载体,遴选、重构课程内容,将工作任务作为终极努力目标。 2 教学改革实施 依据高职院校培养高端技能型专门人才的培养目标,本课程实践教学改革的原则如下:⑴以电子仪器或模块作为课程载体。⑵将实际工程应用引入实践教学。⑶以实践作为教学的主线,通过实践带动知识、技能的学习与职业素养的养成。 在上述原则的指导下,对该课程教学进行如下改革: ⑴在教学中以学生为主体,以教师为主导,充分发挥主导的导向作用,使主体具有自主学习的能力。主导教师应加强自身理论知识水平的提高和技能的锻炼,同时及时更新专业动向。主体学生需要在理解理论知识的基础上,着重锻炼自身实践操作。通过调查分析及学生反馈,移动通信专业对于电子测量的能力要求为熟练使用各种电子仪器,运用自己所学理论指导实践,进行高频微波各种信号的测试,对相关数据进行记录分析并处理。因此,本课程从专业需求入手,充分利用实训室条件,培养学生分析问题,解决问题的能力。 ⑵充分采用多种教学方法,逐步培养学生自主学习能力。在实践教学中,引入实际工程应用,以任务作为驱动,积极引导学生学习。主导教师介绍任务,将学生分组,每组同学分贝完成不同任务,在同一组中,每位同学轮流当组长,指导该组学生进行整个任务的完成流程。在授课过程中采用课前预留,让同学们在课下时间充分利用网络资源丰富和准备即将学习的知识,在后续课中鼓励同学们上台展示,给学生发挥的空间。将教学内容分为基本模块和拓展模块两部分,基本模块用于提高电子测量能力,拓展模块用于培养学生的创新能力。 ⑶以电子仪器作为载体,联合企业开发多项实验实训项目,构建理论实践统一的教学体系。通过整合电子测量实践教学,合理有序的安排实验项目,根据不同的工程环境、工作任务及精度要求,选取科学合理的测量方案,选取正确的测量仪器。主导教师给定测量要求,学生自行确定实验方案,配置实验仪器,分组制定实验步骤,完成实验任务。比如测量射频放大器参数实验,不同组别的学生可以选取不同测量模块,自行查阅实训手册,分别制定不同实验步骤,最终完成测量任务。同时提出扩展性任务,添加学生自己的新思维,锻炼学生分析问题解决问题的能力。构建虚拟实验平台,引入Lab View虚拟仪器平台,利用虚拟仪器测量相关实际电路测试点,得出仿真结果,从而掌握电子产品发展新方向。 在综合性课程设计中,要求学生使用DXP、Multisim等软件进行项目设计与仿真。根据仿真通过的电路结构与参数,进行搭建实际电路并进行实际参数测量,要求学生提交测量结果,完成课程实习报告的书写,同时在实训结束前预留一定时间,自行讲解实训原理、数据处理过程、实训过程中碰到的问题及如何解决等,指导教师进行点评与打分。整个过程其他同学均可参与讨论,学生分析与解决问题的能力得到了进一步的升华。 3 总结 通过对电子测量技术与仪器课程进行的教学改革,学生有了较强的自信心,理论知识在不断的展示讲解中得到了进一步的提高,而有目的的实践又能够帮助学生从全局角度完善整个任务,进而提高学生整体思路思考方式的锻炼。师生在教学过程中关系融洽,面对问题能够共同讨论解决,学生的学习积极性有了明显的提高,真正落实了理论实践深层次理论的过程,学生探究性的学习精神得到提高。课改过程中学校和企业关系进一步增进,教学内容贴近实际要求,因此,基于工程应用的电子测量技术与仪器课程实践教学意义深刻。 电子测量技术论文:基于案例引导、任务驱动教学法在《电子测量技术与仪器》课程教学中的应用 【摘要】对于《电子测量与仪器》课程的教学改革,通过基于案例引导、任务驱动教学方法提高学生的职业素质出发,适当调整理论教学的内容、加强实践教学环节、积极改进教学方法、扩展课程外延,培养学生的职业能力和创新能力等观点。 【关键词】案例引导;任务驱动;教学 《电子测量技术与仪器》是一门注重理论性、应用性及综合性很强的课程。课程内容包括测量误差及误差分析、常规仪器的工作原理及仪器操作使用。除了学习和掌握必要的理论知识外,更重要的是能掌握各种电子测量仪器的选择原则以及使用方法。但我们一般的教材理论部分较多,具体测量方法特别实例分析、实训项目等内容介绍较少,教学也相对枯燥,学生的学习热情不高,学习效果不佳,所以需要更多的实践课程,利用案引导和任务驱动教学,更好地学习《电子测量技术与仪器》。 1.案例引导和任务驱动教学的应用 1.1 案例引导 20世纪初,哈佛大学创造了案例教学法。就是围绕一定培训的目的把实际中真实的情景加以典型化处理,形成供学员思考分析和决断的案例(通常为书面形式),通过独立研究和相互讨论的方式。来提高学员的分析问题和解决问题的能力的一种方法。 以往在讲解电子测量基本仪器的原理时,教师按课程的理论体系阐述知识点,学生听老师讲解,适当时候教师提问。这样课堂气氛沉闷,不利于调动学生学习积极性。采用案例引导教学法有利于改变这种状况。例如讲解频率测量这一章节,教师可先拿教师自己或上一届学生设计的一个简易数字频率计向学生演示,介绍其功能和设计过程,再介绍其基本工作原理,这样学生的积极性被有效地调动起来,学习兴趣大增。讲完后,再让学生思考这个作品还存在什么问题,或者还可以采用什么新的方案,并及时布置与之相关的研究性学习任务,以小组为单位进行学习交流与研究。在这个过程中每个学生根据兴趣选择一个内容完成开学时布置的小制作及小论文。上交作品或小论文时对学生进行面试,以避免抄袭现象。另外,教师在平时的教学科研工作过程中要注意收集与电子测量相关的小产品,充实到案例教学中。这种教学方法对理论基础相对较差的学生帮助也很大,其动手能力、应用能力可得到较好的锻炼。案例引导应着眼于学生正确和熟练地使用仪器这一教学目标,围绕这一主线展开讨论。对于电子测量仪器,主要强调其基本组成与整机工作原理,不对整机电路作较多的讨论。教学中的仪器内容及选型注意与当前生产、科研实践相联系,使其具有一定的代表性。在介绍典型仪器产品时,把仪器的面板构成和原理框图相联系,有利于学生把所学的理论知识与实践相结合。 不过需要注意的是:(1)案例的来源往往不能满足培训的需要。研究和编制一个好的案例,需要较长时间。同时,编写一个有效的案例需要有技能和经验。因此,案例可能不适合现实情况的需要。(2)案例法需要较多的培训时间,对教师和学员的要求也比较高。在案例引导的过程中建议:1)案例讨论中尽量摒弃主观的成分,教师要掌握会场,引导讨论方向,要注意培养能力,不要走过场。2)案例教学耗时较多,因而案例选择要精当,开始时组织案例教学要适度。3)学生一般都具有实践经验,不必担心讨论不起来,但一定要有理论知识作底衬,即案例教学一定要在理论学习的基础上进行。 1.2 任务驱动教学 任务驱动教学就是在学习信息技术的过程中,学生在教师的帮助下,围绕共同的任务活动中心,在问题动机的驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,引导学生产生一种学习实践活动。它要求“任务”的目标性和教学情境的创建。使学生带着真实的任务在探索中学习。学生获得成就感,激发他们的求知欲望,形成感知心智活动的良性循环,从而培养出独立探索、进取的自学能力。 把课堂搬到实验室,针对具体的测量仪器来介绍工作原理及电路组成,同时观察实验效果。鼓励讲授理论的教师同时承担实验教学,此教学形式的改进能帮助教师拓展知识结构,理论教师通过实验课程指导,能深刻体会实验对理论教学的重要促进作用,提升教师自身教学和工程实践能力。令学生学生能够独立设计测量方案、熟练运用电子仪器、利用已学理论知识分析测量结果。通过任务驱动教学让学生充分掌握以下几点:(1)了解主要电子技术中如电压、电流、频率、元器件参数、阻抗、噪声等物理量的测量原理;(2)了解电压表、信号发生器、电子示波器、扫频仪、逻辑分析仪等电子测量仪器的工作原理并能熟练操作和使用这些测量仪器;(3)针对具体的物理量的测量,能够设计出合理的测量方案、正确操作测量仪器、并对测量结果能科学分析。 在仪器的新技术方面,我们建立了虚拟仪器实验室。通过Virt ualBench 等软件在教学中应用,使学生认识到在虚拟仪器中,一台计算机可当作多台仪器使用,“软件即仪器”;还可以根据自己的需要,应用Lab VIEW 等图形化编程软件编制软件,使计算机变成自己所需要的仪器。这样,大大地扩宽了学生的视野,提高他们的学习兴趣,也培养了他们的创新能力。 任务驱动教学需要注意的是:(1)教学进度不易把握。每一组的探究程度和进度教师很难把握,实训结束时,有的组提前完成,有的组不能完成,影响效果。所以后需采取一些措施,要既能保证探究效果,又不影响进度。(2)课堂管理待改进。探究性学习法的课堂更为生动,这也导致个别学生干扰他人。采取措施在行动上约束学生,最好能使学生都积极参与起来。(3)评价上有困难。任务驱动教学法,可能有个别学生滥竽充数、混水摸鱼,给教师造成教学质量好的错觉,影响到教学效果。 1.3 小结 总之,案例引导和任务驱动的教学模式改变了传统的教与学的结构,使学生真正成为学习的主体,教师除了具有辅导者、引导者的身份外,不具备其他任何权威。在这一模式下,学生将可能通过计算机网络随时获取帮助,并随时成为教师。这种教学方式全面应用到技能教学相信只是一个时间上的问题,它将完全改变传统的教学方式,使因材施教真正落到实处,让每个学习者将学习当作一种享受。 2.建立新型的考核评价体系 传统的考试制度比较注重理论和笔试,实验成绩虽占有一定的比例,但比重较小,这不利于人才的培养,理论测试与实践动手能力考核应同等对待。理论考核应从培养学生分析、解决问题的能力和创造能力出发。而实践考核中,既为不同层次学生提供更加公平的评价方式,也为那些擅长动手和创造的学生提供空间和时间,帮助他们脱颖而出,对学生的评价更客观、更全面。突出了实践环节的重要性。 3.重视教师自身素质的提高 教师在教学活动中是处于主导地位的,很难想像一个专业化程度不高、业务一般的教师能教出一批好的学生。而且随着新技术、新方法、新仪器的不断出现,测量应用领域的拓展,对教师知识结构、素质和能力也提出了新的挑战。为此教师一方面必须积极参加科研,掌握学科前沿动态,另一方面定期到企业挂职锻炼,掌握相关电子产品生产测试实际情况,丰富实用教学案例,把自己获得的实际经验、所掌握的最新信息传授给学生。 4.小结 21世纪是知识经济时代,知识经济时代对人才的素质和创造能力提出了越来越高的要求,对人才培养工作产生极其深刻的影响。大学作为培养高级人才的摇篮,只有紧跟时代的发展脉搏,改革人才培养模式,转变教学观念,更新教学内容,探索各种教学方法和教学手段,切实提高教学质量,才能很好担当起为社会输送合格人才的重任。在本课程的教学过程中,我们采取了多种教学方法,虽然取得了一定的成绩,但教学改革毕竟是一个长期探索、不断完善的过程,需要我们去不断总结经验,探索更有益的方法。 电子测量技术论文:浅谈电子测量技术和仪器的重要性 摘 要:本文对电子测量技术与电子测量仪器在经济发展和技术进步中的重要性进行了分析和讨论。本文首先对电子测量的对象及其应用特点进行了介绍,然后重点对其应用场景和重要性进行了讨论,最后对其发展前景做了分析。 关键词:电子测量技术;电子测量仪器 信息技术的发展拓展了参数测量的应用场景,提升了对参数测量的应用需求,为获得更高精度、更快速度以及更多功能的测量结果,电子测量技术及电子测量一起得到了飞速的发展。完善有效的测量方法配合先进的电子测量设备逐渐成为电子专业测量的主要实现方式。 一、电子测量的特点 (一)电子测量的对象 早期的电子测量主要是对被测量对象的电参数信号、传输特性、受干扰特性进行测量,之后随着信息技术的发展,电子测量技术及其相关设备也被逐渐应用到其他内容的测量当中,如通过传感器等设备将诸如机械物理量、热物理量以及光物理量等转化为量化的电信号量进行分析等。目前电子测量技术和仪器主要被应用的场景为:电能量信号的测量,如电功率、电压与电流等;干扰量及干扰后的信号特性测量,如信噪比、频谱、相位、失真度等;电路元器件测量,如电容与三极管的参数测量、集成电路的性能参数测量等。 (二)电子测量的优势 现代电子测量仪器的应用拓展了参数可测量的范围,现代测量技术的应用拓展了可被测量参数的种类,传统测量方式下所无法获得的测量,都可以通过相应的电子测量技术获得高精度的测量结果。具体来说,应用电子测量技术和设备所具有的测量优势主要体现在以下几个方面。 1.能够在更宽范围内对参数进行测量。电子测量仪器的量程更广,精度更高,量程数量级更大,可测量的频带范围更宽。如电阻电子测量设备的量程宽度可达到六至七个数量级,这是普通的欧姆表所无法达到的。 2.测量精度和测量准确度更高,测量速度更快。电子测量仪器对参量的测量主要是通过电磁波或电子运动来实现的,因而所能够实现的测量精度和测量准确度更高,特别是在时间量和频率量测量方面其优势更为明显。同时,相较于其他信号而言,电磁信号的速度更快,能够在更短时间内获得测量结果。 3.可进行在线测量和远程测量。电子测量技术可以在相关仪器中添加多种类型的传感器,这些传感器可被放置于不便于停留或无法达到的区域对相关信号进行采集,若能够集成到相关位置,还能够在不改变被测量对象工作状态的情况下实现不间断在线测量,并将测量结果以有线或者无线的方式传输给接收端进行显示、存储或打印等。 4.便于计算机处理。电子测量所获得的数据大多都是数字信息,这些信息更加便于在计算机端进行处理与分析,配合使用计算机能够有效扩展被测量的应用范围。 二、电子测量技术与仪器的应用重要性分析 电子测量技术和仪器以测量技术为基础,吸收融合了计算机技术、数字处理技术、传感器技术、通信技术等多种计数方式,可以将被测量对象或系统的参数以电量、光量以及其他非电量的方式传递给处理端进行处理和分析。电子测量技术和仪器已经在各行业各领域得到了广泛的应用,是推动科技进步和科技创新的重要条件。 电子测量技术和仪器配合使用基本能够实现对任何参数的测量,因而其应用场景非常广泛,几乎涉及到了人们生活与社会发展的各个方面。其测量结果对各项技术的发展具有指导意义。如对无线通信速率的测量以及空间噪声特性的测量可以有效指导无线通信系统的技术革新;光栅、磁尺以及激光测量设备等在机械行业的应用推动了高精度数控机床产业的发展,使得越来越高精度的器件生产成为可能。 特别地,电子测量技术与仪器的发展更是同步甚至于超前其他技术进行发展的。统计资料显示,二十世纪九十年代的发达国家中,电子测量技术与仪器所占的国民生产总值只有百分之四左右,但是其对整个国民经济的推动作用却占据了超百分之六十的份额,与国民经济的关联度达百分之九十。电子测量技术和仪器是国家综合技术的客观体现,是国民经济发展的重要保障。 三、电子测量技术和仪器的发展前景 总体来看,电子测量仪器的未来发展方向主要集中在通用化与平台化、模块化、虚拟测试化等方面。 通用化与平台化是指现代测量仪器和技术正在逐渐由依赖硬件性能向依赖软件性能转变,各种测量软件和功能逐渐被集成到一台测量仪器中,且测量对象与测量设备相互独立,只需要根据测量需求适当的更改软件功能即可实现单台测量仪器的多参数、多用途测量。 模块化是指整个测量系统提供总线接口,各功能采用模块化思想进行设计,在应用时可实现快速配置和模块更新。这样既能够有效减小测量仪器的体积和重量,还能够依照最新的测量技术和方案对测量系统进行更新或升级,使得整个测量仪器的兼容性更强。 虚拟测试化是指应用虚拟测试技术对测量结果进行优化,对具体参数测量过程进行改进,增强电子测量技术的工程实用性,进而提升测量效率和数据测量进度。 四、总结 随着被测试系统和器件的发展速度越来越快、体积越来越小、应用场景越来越广泛,人们对测量技术和测量仪器提出了更高层次的要求,促进了新技术和新方法在电子测量技术和仪器中的应用。电子测量技术和仪器的应用对整个社会的发展具有先导作用,代表着一个国家的科技实力,影响着社会经济的发展速度。可见,正确认识电子测量技术和仪器的作用和功能具有重要的指导意义。 电子测量技术论文:电子测量技术实践课程教学改革浅析 摘 要:本文分析了电子测量技术课程在实践教学环节存的问题,并结合实际情况提出了实验课程改革措施。 关键词:电子测量;实验;教学;改革 电子测量是高等院校电子信息工程专业和电子信息科学技术类学生的一门重要专业课。是具有较强的理论性和实践性的课程。包括电子测量的基本理论和方法、主要电子仪器的工作原理、误差分析、电参数的测试方法、实际应用以及该领域的最新发展等。电子测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。通过本课程的学习,使学生具有电子测量技术与仪器方面的基础知识和实际应用能力,以后在科学实验和生产实践中能制定先进的测量方案,合理地选用测量仪器,能正确处理测量数据,以获得最佳的测量结果。课程较强的实践性要求在教学过程中要加强实验教学环节,提高学生的动手能力。 1 电子测量技术实验课程教学存在的问题 ⑴测量课程的理论内容相对独立。在好多电信学生的心目中,测量课程是独立的,实验更是由于本课程的特点即与其他课程内容的有机联系和综合应用,使得学生容易产生误觉,好象在重复其它课程的实验,无太大新意,而变得好象索然无味,使得本课程成为了一门抽象难懂、深不可测、高不可攀、望而却步的“难学难用”课程了。而使得学生对此门课程兴趣不大或兴趣全无。其实不然,测试一直贯穿于学生的整个大学阶段。刚入校时所学的高数是测试技术的理论依据;计算机是现代测试的重要工具;电路、低频电路、高频电路就是讲解的测试电路;信号与系统、数字信号处理、信息论与编码讲解的就是测试原理。也就是说学生的知识不应是孤立的,而应有机的联系成一体。 ⑵本课程具有很强的实践性,必须结合实验等实践环节才能理论联系实际提高综合应用能力。但随着科学技术的发展,各学校为了培养宽口径的人才,增开各种课程,使得电子测量的学时数日渐减少,与其在专业里的重要性不相符合。一般高校的测试技术大概就是40多学时,有的学校实验学时还包含在里面,对于学生的理论知识的掌握和实践上的应用及创新思维和能力的培养远远不够。 ⑶实验教学内容不尽合理。现有的测试技术的实验不外乎是一些基本测试仪器的使用,非常片面。使得学生容易产生误觉,一是好象在重复其它课程的实验,二是学生好象有点知道,但又感觉知道的不是很透彻,觉得无太大新意,而变得 索然无味,使得本课程成为了一门抽象难懂、深不可测、高不可攀、望而却步的“难学难用”课程了。其实测试技术应该贯穿于整个电子信息专业的实践当中。 2 电子测量技术实验课程改革措施 ⑴研究电子测量实验可与其他课程实验的整合。测量在电信工程专业中起着举足轻重的作用,并一直贯穿始终。无论是从高数、计算机基础到电路、低、高频电路,再到信号与系统、数字信号处理、信息论与编码;从微机原理、单片机到EDA、MATLAB、DSP、ARM,无不与测试技术相关。高数是测试技术的理论依据;测量电路与系统由各种电路、传感器和计算机构成;测量仪器的使用和测量电路的设计与调试过程中可利用一些计算机语言进行辅助设计和仿真。测量技术的讲解可以站在信号的高度上讲解,使得学生起点更高,更能充满信心的找到自己未来的人生目标。故而可将学生四年的实验课统一安排,统筹规划;先从实验仪器的基本使用,到应用实验仪器测量基本电路及其电参数,再到实验仪器的熟练使用、扩展使用;最后到自行选用实验仪器,计算参数,构成测量电路,设定实验步骤,完成各种任务。这样即可合理安排学时,避开学时压缩对课程带来的不利影响;又可避免重复劳动所带来的厌倦心理;还方便开设一些综合性课题。 ⑵合理设置实验内容。实验教学作为电子测量课程的重要组成部分在内容安排上也不能一成不变照本宣科,实验内容的选取要做到适应不同层次学生的需要,将单纯的验证性实验逐步向综合应用实验和创新实验类型发展,增强学生的参与意识,提高学生的动手能力。就是以验证性实验为主,对于设计性实验我们都是要求学生利用传感器等来间接测量一些与实际应用有关的参数,如温度、液位、重量、位移等。这样一方面提高了实验的难度,另一方面提高了实验的趣味性。在整个实验过程中,学生独立设计方案,确定实施方法与手段;对实验过程中遇到的问题进行多方位思考并借助于测试仪器认真地分析,教师仅在适当的时候加以启发引导。在参与实验的过程中,一切都由学生独立思考和动手,自己寻求正确答案,真正成为实验的主体,从而提高了学生的实验兴趣,激发了学生的创新意识,培养了学生的创新能力。可以让学生较系统地掌握电子测量系统设计过程的选项立项、方案论证、工程设计和实现、系统调试、文档整理等全过程的各个环节,充分发挥学生的主观能动性和创造力,培养学生的协作能力和团队精神。 ⑶建立虚拟实验平台,电子测量课程面临两个难以回避的瓶颈,其一是传统实验手段落后的瓶颈,其二是实验设备资源的瓶颈,构建基于软硬件结合的仿真实验平台,既可充分利用学校计算机房的现有设备减少实验设备的硬件投入及维护工作量,又可以帮助学生更好、更快地掌握理论教学内容,加深对概念原理的理解,有利于促成课程和教学改革更有利于具备工程实践能力的应用性人才的培养。 电子测量技术论文:我国电子测量技术的发展 【摘 要】21世纪以来,我国已经进入了科技化信息化时代。各种先进的科学技术都在涌现,其中也包括电子测量技术。它是新时代不断发展创新的产物,具有很大的发展潜力。 【关键词】电子测量;技术发展;广阔前景 0 前言 随着我国经济不断发展,我国居民的生活水平都在提高,使用先进的科学技术是必然趋势。电子测量技术应用于我们生活的方方面面,能够精准高效率的测量许多数据,方便人民的生产生活,下面我们就来阐述一下电子测量技术的发展历程。 1 电子测量技术的简单介绍 新形势下,随着现代化科技的蓬勃发展,电子测量技术在实际生活中的发展及应用越来越受到人们的广泛关注和重视。电子测量技术,作为大多数电子产品精密及准确测量的重要技术,广泛应用于测量电能量、信号特性及其所受干扰、元件及电路参数等电学专业的测量。就目前的电子技术市场来看,可以说,电子测量技术的应用早已进入了一个较为理想和成熟的发展环境。电子测量仪器是知识密集、技术密集、高速发展中的行业。由于微电子技术、计算机技术的高速发展及其在电子测量技术与仪器中的应用,新的测试理论、测试方法、测试领域以及新的仪器结构不断涌现,在电子、电力、航空、航天、能源、交通、广播、电视、通信及其信息系统、微电子及电子元器件测试等方面已冲破了传统仪器的概念。电子测量主要应用于电学专业的测量,例如,电信号传输特性的测量。电子测量也广泛的应用于非电学专业的测量,例如,它通过各种类型的传感器,能量转化器把非电量(如热力学、光学、机械学的物理量)转换为电量(如电流、电压、频率等)进行研究,而后得出反映出非电量的测量结果。随着电子技术的不断发展,测量的内容愈来愈广泛,通常包括以下几个方面:(1)电能量的测量,包括对于电流、电压、电功率的测量。(2)信号的特性及所受干扰的测量,例如信号的失真度、频率相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信噪比等。(3)元件和电路参数的测量,例如电限、电感、电容、电子器件(电子管、晶体管、扬效应管等)的测量,集成电路的测量,电路频率响应、通频带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减和增益等的测量。然而目前国际上著名仪器公司电子仪器销售额所占比例不断下降,国内电子仪器厂所处的状况大致类同。因而研究我国当前电子测量仪器行业发展战略决策,已成为仪器行业专家们共同关注的问题。 2 电子测量技术的优点 2.1 电子测量技术的测量频率范围广 相对于以往的测量技术来说,电子测量技术具有测量频率范围宽、量程大等优势。通过电子测量技术的实际应用,能够利用电子测量仪器,进行深海压力、高温炉温度等特殊环境下的测量工作,一定程度上降低了测量人员的工作强度,同时也有效保证了测量结果的准确性和客观性。此外,电子测量技术的测量频率范围宽、量程广,还表现在测量电子欧姆表的测量能力上。由于所测量的大小相差极大,要求测量仪器的量程也极宽,同一台电子仪器,经常能做到量程涉及很多数量级。例如一台普通的欧姆表,可以测出几欧姆至几十欧姆电阻,量程宽达六、七个数量级。 2.2 电子测量技术能够实现遥测 电子测量技术的遥测优势,具体表现在电子测量技术能够帮助人们解决在不便长期作业或是难以直接到达的区域的测量工作,而且不间断测量,又能够保证测量的数据具有高度的实时性,同时它拥有直观、清晰的显示方式,能够为测量人员的测量工作带来更大的便捷性。电子测量技术能够将传感器设置在人类无法到达或者无法长期停留的地方,在对象运行的状态下能够持续进行测量,并直观地记录下相关的数据,这样就方便人们对被测对象进行了解和分析。例如在测量发光二极管时,电子测量技术将数据以数字的直观形式显示出来,将频率以示波的方式显示在荧光屏上,都能起到直观、清晰分析参数信息的重要作用。同时,电子测量技术在实现遥测和不间断测量时能够利用荧光示波法和发光二极管来直接显示出测量的结果,具有直观、清晰的效果,便于测量人员直接对被测对象的行为特征进行认识和掌握。荧光屏示波法,便于形象直观地给出被测量的特征。测量结果还便于打印、绘图或启动指示灯显示。 2.3 与计算机技术相结合 电子测量技术的高速发展离不开计算机技术的大力支持,因此电子测量技术和计算机技术的紧密集合是又一个应用优点。随着现代计算机技术的高速发展、计算机硬件价格的不断下降,通用硬件平台和虚拟仪器也正在成为趋势。通用硬件平台主要包括用于数据采集、信号分析处理和信号输出显示等带有共性的硬件,例如微型计算机、A/D和D/A变换器、显示器等,有了这些通用硬件平台,根据不同仪器的具体技术要求,开发出相应的软件,就可以产生不同的测试功能,输出多种测试信号。虚拟仪器充分利用了微型计算机强大的软硬件技术,可以设计出风格不同的人机操作界面,并且易于随着计算机软、硬件的升级而升级。虚拟仪器允许用户在通用硬件平台上根据自己的需要构造仪器,充分发挥计算机或数字信号处理器的作用,对仪器功能进行变换组合,因而比实物仪器更具有灵活性。在当今科技的高速发展中,测量技术和实验手段的现代化已成为科技现代化的重要条件和标志。随着计算机技术与智能传感技术的不断发展,检测仪器也将朝着“更快、更宽、更深”方向发展。微型计算机的不断发展,让电子测量仪器能够更加便捷地携带,能够对测量的数据、结果以及变化情况进行记录和保存,体现了电子测量技术多功能、高性能的特点。 3 电子测量技术的发展前景 随着信息技术的高速发展,信息和信息化已成为推动经济、技术和社会发展的要素,它反映了当代经济发展、科学技术进步的趋势,被认为是国家现代化水平和综合国力的主要标志之一,从而成为各国竞争的热点。对此各发达国家均把实现社会信息化作为重要的国策竞相投入了大量的人力、物力和财力。电子测量仪器与测试技术正是这些系统与技术的支撑。传统的仪器与测量方法已经很难适应这种需求,必须大力发展测试系统技术、测试软件技术等,用以研制开发新的仪器和新的测试方法。如能适应这种需求,仪器行业将得到很大发展。电子测量仪器经历了从模拟仪器到数字仪器、智能仪器,再到目前的虚拟仪器的发展历程,微电子技术和计算机技术的迅猛发展推动了电子测量仪器的发展。随着电子测量仪器的应用领域不断扩大,现代科学技术的发展和现代化工业大生产,必定会对电子测量仪器提出更高的要求,相应地,电子测量仪器的发展会呈现出新的特点,主要会包括:测量仪器的通用化;测量仪器的模块化;融合大量的高新技术;测量仪器的网络化。 4 结束语 通过本研究的介绍,我们对于电子测量技术的发展有了一定的了解。根据它的诸多优点,相信在未来一定会有更好的发展前景,应用到我们的生产和实践中去,为我们提高优质的生活。 电子测量技术论文:电子测量仪器抗干扰技术措施分析 [摘要]随着电子技术的飞速发展,人们对电子产品提出了越来越高的要求。许多企业都在使生产实现自动化,在实现自动化的过程中需要用到较多的电子测量仪器来检测生产过程中的参数,通过检测到的参数来指导生产操作。所以,电子测量仪器必须要保证其测量数据的准确性,防止出现误差。在实际的操作过程中,利用电子测量仪器检测参数容易出现干扰问题,干扰问题的出现会降低信号的质量,影响设备的正常使用。因此,提高电子测量仪器的抗干扰性能非常重要本文对干扰现象进行了介绍,研究了几种常用的电子测量仪器抗干扰技术和措施,并得到了相关的结论。 [关键词]电子测量仪 干扰 抗干扰 问题 技术 措施 一、干扰现象 (一)、干扰的定义 干扰是指对系统的正常工作产生不良影响的内部或外部因素。对于电测系统来说,干扰就是指对电测系统或仪器的测量结果产生影响的各种内部或外部的无用信号。干扰因素包括电磁干扰、温度干扰、湿度干扰、振动干扰和声波干扰等等,其中,电磁干扰是最为常见的干扰方式,电磁干扰对于系统的影响也最大。电磁干扰容易对系统的性能或信号传输产生有害的影响,使信号的数据发生瞬态变化,加大误差,严重时可能会导致整个系统出现故障。 (二)、干扰的来源 产生干扰必须具备三个因素:干扰源、传播途径和接受载体。对于电磁干扰来说,许多的设备都能够成为干扰源,例如继电器、变压器、微波电器、电动机、高压电线等,这些设备都能够产生电磁信号,对电子测量仪器进行参数检测造成影响。另外,宇宙射线、太阳光和雷电这些自然现象也会产生电磁信号,成为干扰源。电磁信号在空中是直线传播的,具有极强的穿透能力,电磁信号还能够通过导线传人电子测量仪器,传播的途径众多,也是电磁干扰现象十分广泛的原因之一。电子测量仪器就是很好的接受载体,它会吸收干扰信号,影响参数检测。所以,干扰是会对系统造成有害影响的,除去干扰形成因素的任何一个,都能够有效地避免干扰。抗干扰技术就是针对干扰的三个要素进行研究和处理,破坏其中的一个或几个干扰生成的要素。 二、几种常用的电子测量仪器抗干扰技术措施 电子测量仪器容易出现干扰问题,通过干扰现象的来源进行分析,可以知道,提高电子测量仪器抗干扰性能最理想的方法就是抑制干扰源,使其不向外产生干扰或者将其产生干扰造成的影响限制在允许的范围之内。对于生产车间来说,想要生产的过程中不产生干扰源几乎是不可能的。有些干扰是避免不了的,例如电网和外界环境的干扰。所以,在电子测量仪器来说,除了要对一些干扰源进行抑制之外,还需要在产品自身设计方面进行研究,提高其抗干扰性能。常见的电子测量仪器抗干扰技术措施如下所述: (一)、屏蔽技术 屏蔽技术室利用导电或导磁材料制成的盒状的或壳状的屏蔽体,可以将干扰源或者受干扰对象包围起来,这样就可以割断或者削弱干扰源的空间耦合通道,组织干扰源向受干扰对象传输电磁能量。根据屏蔽的干扰场的性质的不同,一般可以将屏蔽分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种类型。通常采用电场屏蔽的方式来消除或者抑制由于电场耦合而引起的干扰,使用铜和铝等导电性能良好的金属材料充当屏蔽体,且屏蔽体要保持良好的接地。磁场屏蔽是为了消除或者抑制由于磁场耦合而引起的干扰,一般可以用高磁导率的材料来充当屏蔽体,从而保障磁路的畅通。对于一些电气设备,既存在电场耦合,又存在磁场耦合,例如,变压器、发电机等等,变压器的电磁屏蔽一般采取的是在变压器绕组线包的外面包一层铜皮作为漏磁短路环,漏磁短路环会产生反磁通来抵消部分的漏磁通,从而使变压器外的磁通减弱。另外,在同轴电缆中,可以在电缆线中设置屏蔽层,防止信号在传输的过程中受到电磁干扰。同时,为了防止电磁干扰发生在通信电缆里面,可以在生产车间的通信电缆外面包裹一层薄膜,这样就能够起到屏蔽外界电磁干扰的作用。需要注意的是,对电磁干扰的屏蔽效果与屏蔽层的数量和每一层的厚度是有很大关系的。 (二)、隔离技术 隔离技术是抑制干扰的有效手段之一,它是指把干扰源与接收系统隔离开来,从而让干扰耦合通道被切断,使得干扰信号无法传输。比较常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。光电隔离需要用到的仪器是光电耦合器,光电隔离借助光作为媒介来耦台隔离两端输入和输出的电信号,它所具有的隔离能力比较强,能够有效地提高电子测量仪器的抗干扰能力;变压器隔离主要用在传输交流信号的过程中,需要用到隔离变压器来阻断交流信号中的直流干扰和抑制低频干扰信号的强度;继电器隔离主要是利用继电器的线圈来接受电信号,在利用其触电来控制和传输电信号,这样就可以通过不和电产生联系而将强电和弱电分离开来。 (三)、滤波技术 滤波的形式有多种,主要有波形滤波、频率滤波、时间滤波、空间滤波、软件滤波和幅度滤波等。滤波主要是通过挡住噪声,只让有效地信号输出。干扰源发出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽很多,所以可以采取滤波的方式来抑制干扰。根据滤波器频率的特性,可以将滤波器分为低通、高通、带通、带阻等类型。 (四)、接地技术 为了提高电子测量仪器的抗干扰性能,还可以通过接地技术来实现。接地技术主要是将电路、设备机壳等与大地相连,这样就能够给系统提供一个基准电位。接地可以分为保护接地、屏蔽体接地和信号接地三种类型。通过接地的方式,不仅能够防止设备使用时漏电造成人身安全,还能够有效地抑制干扰。 三、结束语 综上所述,在电气化的环境下,干扰现象时有发生。如果干扰源不能够消失,就需要想办法让其对其他设备的使用造成的干扰降低到最小。通过屏蔽技术、隔离技术、滤波技术和接地技术能够有效地抑制干扰信号的传输,保证电子测量仪器能够在允许的范围内进行参数检测。 电子测量技术论文:现代电子测量技术与仪器仪表的发展 近几年来科学技术迅猛发展,以信息技术为代表的新科技促进了电子行业的飞速增长,也极大地推动了测试测量仪器仪表的快速发展。电子测量仪器的发展为我国国民经济、企业发展,科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,鉴于中国在全球制造环节和设计环节的重要地位,使得中国成为全球各大仪器厂商青睐的大战场,同时,也带动了中国测试测量仪器的研发与测试技术应用的迅速发展。 电子测量技术的现状及存在的问题 目前国内的电子测量技术已有了很大的发展,中国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了各个方面的重视,状况有了很大改观。测试仪器行业目前已经越过低潮阶段,重新回到了快速发展的轨道,尤其最近几年,中国的仪器取得了巨大的进步,特别是通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面,与国外先进产品的差距正在快速缩小,给国外电子仪器龙头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟电子技术的发展,为中国的测量仪器行业带来了新的契机,加上各级政府越来越重视,以及中国自主应用标准研究的快速进展,都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计中可以看出,中国的电子测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中,无疑催生出了许多测试行业新创企业,也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品,现在已基本上采用了标准化,模块化的设计体系,已从CAMAC、PC总线、STD总线向VXI、PXI总线发展,从堆叠式测试系统向标准化、模块化测试系统发展,并先后研制出国产化VXI模件、VXI测试系统及PXI系统,使我国测试系统技术水平逐步进入国际先进行列。 虽然国内的测试测量产业快速的发展,但客观地说中国的测试测量仪器还普遍落后,表面上看的有精度不高,外观不好,可靠性差等,深入分析则存在以下问题: 人们在整个产品的制作流程中对测试这个环节不够重视。在传统的产品的制造流程中,研发始终处于核心地位,而测试则处于从属和辅助位置,研究者对测试不够重视。 数字化、标准化、模块化结构有待提升。“数字化时代”是社会与经济现代化的最新标志,关系着一个国家在科技领域“核心竞争力”的高低。模块化则是国际电子测量仪器发展的方向。由于历史的原因,中国仪器配套行业的企业多为良莠不齐的小型企业,标准化的研究也没有跟上需求的快速发展,从而导致仪器的材料配套行业的技术水平较低。虽然目前已有较大的改观,但距离整个产业的要求还有一定距离。所以,还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。还有,在技术水平没有达到的条件下,一味地追求精度或追求高指标,而没有处理好与稳定性之间的关系。这些都是制约本国仪器发展的因素。 软件技术、集成技术不够发达。软件技术在电子测量仪器中的作用,就如同人的大脑一样,然而现代我国的电子测量仪器中的软件技术还远远没有体现出来。电子测量仪器硬件,即电子电路技术、同轴器件组件技术、波导器件组件技术的集成技术,在电子测量仪器中是其重要的核心技术,它与总线技术、软件技术、模块化技术共同组成现代化的电子测量仪器,这是我们电子测量仪器企业尚待攻克的一个难关。 面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。中国的仪器设备厂商只是重研发,重视生产,重视狭义的市场,还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用,但无法满足目前整体解决方案流行年代的需求。所以,为了快速缩小与国外先进公司之间的差距,国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。特别是随着国内应用需求的快速增长,为这一过渡提供了根本动力,应该利用这些动力,跟踪应用技术的快速发展。 目前电子测量仪器的高技术成果 成功研制微波毫米波矢量网络分析仪。微波毫米波矢量网络分析仪是我们成功研制的被称为“世界电子测量仪器之王”的仪器。该仪器的突出特点主要有以下几个方面:工作频带宽;测量精度高;大动态范围;高速实时测试。 调制域分析仪的成功研发。调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。 VXI总线技术取得重大进展。VXI可以大大减小设备的体积和重量,还可以大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍,它测试系统的适应性、灵活性大为提高并且价格适中,有利于充分发挥计算机的作用。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。 电子测试仪器向毫米波推进。通信测量仪器达到高技术水平。通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。 现代电子测量仪器的发展方向及趋势 电子测量仪器的生产和设计是衡量一个国家工业基础和工业生产能力的重要标志,因此在仪器仪表生产技术的研究中要注重解决好产品的设计和过程监管模式,研究新型的仪器仪表应注重高精度,高质量,稳定性,可靠性,可维护性,可操作性,易升级性等。 我国电子测量技术的发展应保证产品性能更加优异,逐步与计算机融为一体,使测试及仿真软件在仪器中广泛应用,提高自动测试系统的性能,测量数据采集和处理的自动化,实时化,数字化,测量数据管理的科学化,标准化,规格化,测量数据传播于应用的网络化、多样化、社会化,GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进的地面测量仪器等广泛应用与工程测量中,并发挥其主导作用。
浅谈建筑电气工程项目管理:建筑电气工程项目管理思考 摘要: 市场经济的快速发展为我国的建筑行业带来了新的发展机遇,而建筑电气工程管理在建筑行业中占有很高的地位,因此科学地实施建筑电气工程项目管理就显得尤为重要,文章将从建筑工程的质量,建筑工程的材料及设备构建,人员,实施建筑工程的各环节及安全等方面实施一系列的措施来进行科学化的管理。 关键词: 建筑电气工程;科学化;项目管理 随着经济的快速发展,为了适应市场优胜劣汰的竞争法则,基于建筑电气工程在建筑行业占有重要的地位,建筑行业对建筑电气工程要求越来越高,为了满足这一要求,那么对建筑电气工程项目管理进行全方位的改进显得很有必要。 1建筑电气工程项目管理的重要性 随着建筑智能化的飞速发展,电气工程的作用越来越明显,它与工程的质量、工期、投资、预期效果息息相关。而电气工程的发展给人们的生活带来了很大的益处。由于电气技术的发展,人们的生活水平也有了明显的提高,有线电视,电脑,消防报警,供水等设施都涉及到电气工程的应用。虽然建筑工程的应用范围在不断扩大,但是它也会给建筑工程的建设增加造价与工程建设的难度与复杂性。并且倘若一旦发生安全事故,则会造成重大的人员伤亡和经济损失,因此做好建筑电气项目的管理就显得尤为重要。 2实施一系列的电气工程项目管理的措施 2.1从建筑工程的质量方面进行改进 2.1.1接地防雷处理在对建筑工程进行施工时,不仅要形成防雷系统,还要避免因漏洞而发生安全事故。因此在建筑施工时,不仅要将工程的钢筋系统以及金属构件纳入到这一金属网络系统中,而且还应将相关的管网与供电干线有机地连接起来,并且要保证与机电器械金属构件能互通互联,以完成建筑物从内到外,从上到下的互通互联,从而自然地形成防雷系统。除了形成防雷系统之外还要避免因漏电而发生的安全事故。在对建筑施工时,要将建筑物中的所有带电导电的金属构件进行妥善的接地处理,这其中不仅包括穿线保护钢管,还包括机电器械的金属壳。通过电气设施将工程接地网牢固地连接到接地体,不仅能保证相关焊接的质量,还能形成完善的系统。 2.1.2电线管敷设处理对于电线管的监管,监管人员要严格要求下料配管必须按照设计和规范,对于不符合要求的不准施工。同时施工人员也要提高自己的技能,有过人的安装技术,在安装过程中要尽责高效地完成这项任务。 2.1.3隐蔽工程的施工控制在电气工程施工过程中,由于有很多电缆线、接地管必须穿越楼板、隔墙或其他建筑物,所以接地扁钢必须要与建筑物底板钢筋、基础槽钢等焊接。倘若这些过程发生差错,那么不仅会导致返工,还会存在安全隐患,因此必须严格监控隐蔽工程的施工质量。电缆、母线型号规格是否符合要求,控制电缆、动力电缆是否分开敷设;管子排列是否整齐,弯曲半径是否符合要求,预埋管的型号材质规格是否符合要求。 2.2从材料,购进设备等方面进行改进对于电厂电气安装的材料和设备要严格按照国家标准来进行采购,只有符合标准的材料、设备才能予以采购和使用。因此采购人员和监管人员应提高相关材料和设备标准的知识储备。对于提高材料与设备的质量,可以从以下方面进行提高。首先严格监控材料和设备的采购,材料和设备购进后要马上检查合格证书、检测证书是否符合标准,同时还要对购进的材料和设备进行抽样调查,如果达标直接投入生产,不达标的话要准备调试阶段,并且做好记录,随时观察是否合格,直至达标为止。 2.3从人员管理方面进行改进施工人员是实施建筑电气工程项目管理的重要因素,因此对施工人员的素质和工作技能要求比较高,在整个工作过程中,施工人员对于电气安装工程的程序、工艺以及相关技术应该牢牢掌握,倘若某一注意事项或者是工作流程不熟悉,那么将极大地影响工作效率;同时施工人员也要有很强的责任心和团队意识,只有这样才会有极大的工作热情,那么工作就能更有效的完成。 2.4从实施建筑工程的各环节进行改进 2.4.1设计好委托书,选择合适的设计单位设计委托书是建筑电气工程的基础,它决定了设计图纸的质量,因此电气工程项目的管理人员应该认真参与设计委托书的起草工作,详尽有效地提出对拟建项目电气使用的各项具体要求:明确标示施工设计图中电气的各项功能、对主设备的要求、建筑体预留的电源位置、供电设计等级、保障系统设备的重要参数、备用电计算系数和与其他建筑电气相连方式和技术要求等等。在委托书设计好的前提下,应选择合适的电气设计单位为建筑电气工程设计图纸。 2.4.2严格审核设计图纸,确定电气分布网络现在,很多工程设计单位的人员流动性大并且设计任务繁重,因此图纸设计方面会出现错误,因此管理人员要严格审核设计图纸,发现不合理的地方及时更改,为下一步建设消除隐患。管理人员在收到设计图纸后,应该先审核设备的布局、电气强弱电的电路布线和电气各类指标是否和实际委托书相一致。这一阶段的审核是粗审,应把握原则性问题审核设计图的方案和总体线路是否合格,以此来确定建筑电气工程的网络布局。接下来的审核是细审,是对施工单位的图纸做全面说明。第二次审核确定的内容包括:(1)电气设备的型号和摆放位置。(2)电气管线布局走向。(3)齐全的现场施工图,施工图说明和包工施工图大样等。 2.4.3管理好电气工程项目施工准备阶段在建筑电气工程项目施工准备阶段,相关人员要对电气工程项目所牵涉的总体技术和各阶段的施工规程做好交底工作,明确规定电气工程项目的施工顺序以及操作程序,及时做好电气工程项目管理工作所需要的材料、设备、图表、文件和规范等资料,并根据电气工程项目的实际情况进行调整。 2.4.4加强对电气工程项目施工阶段管理建筑电气工程项目管理人员对工序和部位的质量进行严格的把关,并且要经常检查指导电气工程施工、安装等。工作人员可以在很多方面进行把关,如测试电阻的阻值,连通基础底板钢筋,预埋箱盒与配管,确保电气设备安装的定位、接地和接线相序等工作。 2.4.5保证建筑电气工程项目的顺利完工建筑电气工程项目管理人员应认真核实好全过程相关的电气材料和技术文件,并将其整理为内容详实、完整、准确,签证齐全的竣工文件,同时也应该认真检查测试各项电气设备是否符合标准,是否遵循相应的运行方案、操作程序和工作顺序。 2.5加强电气工程项目的安全工作建筑电气工程项目工作人员的安全问题一直是我们所重视的问题,在实施项目工程时不仅要顺利完工,更要保证项目工作人员的安全。要做到这些,项目工作人员要注意很多东西,譬如设备本身所存在的问题,还有项目工作人员能否正确操作,以及在电气设备实施过程中所发生的突发意外等等。对于这些问题,建筑电气工程项目的管理人员应该做好对员工的培训工作,要求工作人员熟练地操作电气设备,并且要定期检查机器设备是否完好,同时员工自己也要时刻保持安全意识,警惕周围潜在的危险。 3结束语 随着电气工程的广泛应用,电气工程项目不仅要在质量上进行改进,而且更要进行技术革新来满足日益激烈的市场竞争,电气工程项目的管理也是一个核心项目,在完善了电气工程项目的一系列缺陷后,进行电气工程的技术革新是我们接下来要努力的工作。 作者:杨晓毅 单位:广州市机电安装有限公司 浅谈建筑电气工程项目管理:论建筑电气工程项目管理的几点关键 摘要:在现代科学技术发展迅猛的今天,重视电气工程的管理是非常必要的。所以,电气管理人员之间要密切配合,严格要求,互相促进,互帮互助;赶工期时更要严把质量控制关,充分发挥把“关”作用。一个优良工程的创建离不开各电气管理人员之间的技术、技能与管理经验的密切配合。 关键词:施工质量;电气施工;现场管理 0 前言 在实践中,建筑电气工程,一般包括建筑强电系统和弱电系统,在整个建筑工程项目中虽不是工程的主体专业,但是,近些年来,随着建筑物服务功能的不断增加和扩大,提高了建筑电气化的标准,这就使得建筑电气专业在建设工程中的复杂程度和投资比重越来越大。在整个工程项目建设过程中,从工程设计到建设施工阶段,建筑电气专业施工的质量、投资控制、工期保证等方面,在一个项目工程各专业中显得越来越重要。建筑电气工程,对于一个建设工程的使用功能、竣工后运行的安全可靠程度、投资效益的体现等,都有着举足轻重的地位。对于一项建筑电气工程而言,从开工到竣工,施工现场管理自始至终都起着至关重要的作用,施工现场管理的好坏直接影响工程项目的质量、进度、安全乃至经济效益,尤其是施工中的关键问题,电气工程管理人员必须做到心中有数。本文就如何加强建筑电气工程的施工管理问题进行了探讨,提出要做好电气施工前期的准备工作,加强电气施工阶段的管理,并进行设备调试,以保证使用功能。 1电气施工前期的准备 基本建设工程项目从立项、方案论证、可行性研究到初步设计,施工图设计和施工,直到最后竣工验收各项工作中都会含有电气工程部分,如需建设单位参加研究的讨论会,也应对电气部分给以足够的重视,以便提供必要的资料。 (1)做好电气设计委托书。设计委托书应包括电气要求篇章,如果设计委托书不能详尽地有效地表达出建设单位对拟建工程的各项电气使用的具体要求,设计单位完成的施工图将是不完整的。委托书应明确施工图设计对电气的要求、功能,应包括各项技术指标,主要设备的情况及建设位置提供电源的位置和方式,各相关专业与其他建筑物电气连接的要求和条件以及使用性质,并包括工作制和工作时间,以决定供配电设计的级别及设备用电计算利用系数等。设计委托书特别应对影响保障系统设备起重要作用的参数明确指出,对可燃气体报警器,如不告知气体元素名称,就无法知道它的特性、比重,无法选用合适的探测器,也不能确定探测器安装高度。所以委托书的质量将直接影响设计图纸的电气工程质量,作为电气主管人员应该认真参与委托书的起草工作。 (2)把好审图关。设计单位提交设计图纸后,建设单位电气部门主管人员应及时审核电气设计指标、设备布置、强电和弱电电路布线等。第一阶段的审图应着眼于总体性、方案性等重大原则问题。如这一关不能严格把住,就势必造成一边建设一边修改或建成后马上改,造成浪费。在完成第一阶段的审图后,第二阶段的审图即为技术交底和开工前的准备,设计单位向施工单位做一次较全面的图纸说明,这期间电气部分的审图内容主要包括: ①管线布局走向是否合理和可行; ②各设备位置是否合理; ③施工图大样、做法和施工图说明是否齐全; ④配管线是否合理; ⑤设备型号规格说明是否清楚。 (3)做好设备选型。 一般情况下工艺设备由使用单位提供,保障系统由建设单位按图纸要求定货,严格控制质量,严格选择供货单位。现代建筑的灯具不仅仅是用于照明,其装饰性、艺术性在建筑物内起着重要作用。灯具选择要特别注意其电气性能指标,使其具有安全、实用、美观的综合性能;灯具必须看样定货,以选择合适的产品。工程材料、器件和设备质量,是保证工程质量的先天因素,电气管理人员须认识电气设备和材料的种类、型号、规格的不同,性能和标准也有所不同。材料设备质量的好坏直接影响着电气工程的质量,因此必须对设备材料严格按质量标准和设计要求进行订货、采购、运输和保管,这其中某个环节处理不当都将会影响工程质量。这就要求对进场的设备和材料进行严格的检验,包括外观检查、电气性能检查和必要的解体检查。同时还要核实材料和设备的合格证、说明书、装配图和试验报告等有关资料。做到不合格的设备和材料不采购、不验收、不使用。对进场的合格材料和设备要及时填写“工程材料报验单”,并附材料清单、材质证明(检验报告),经检验认定合格后,方允许用于工程,并妥善保管,防止受潮、发霉、损坏。使用实行强制管理的电工产品,必须符合中国电工产品认证委员会的安全认证要求,其电气设备上应带有安全认证标志,其生产厂家必须持有“电工产品认证合格证证书”,凡未经认证的此类产品均不准使用,须采用国家有关部门认可的定点厂家生产的产品。对于重要、关键性工程材料、器件、设备,厂家的制造工艺、质量控制、检测手段、管理水平等,必要时管理人员应到生产厂家做实地考察,以确定最佳的供货单位。如若在电气安装施工中发现所用材料并非合格产品时,应立即下达“暂停施工”指令,并查明情况,依具体情况进行处理。在具体安装过程中,对于电气材料的各种电气性能试验(如交流耐压、直流耐压、泄漏电流试验、绝缘电阻测定、接地电阻测定等)均应按规范要求进行;对于电气设备的各项试验应按规范要求,参照出厂说明书及试验报告,在安装工作接近尾声或具备试验条件时进行;电气工程的系统试验,应在交工前与有关人员共同进行。 2电气施工阶段的管理 一个建设项目工程是由多个分部工程组成的,只有每个分项分部工程质量都达到合格(或优良),才能创造出合格(或优良)的项目工程。因此从工程开工建设起,电气施工管理人员就要经常到施工现场检查指导,尤其是未经验收及签认的隐蔽工程不得进行隐蔽或下道工序,切实把握关键部位、关键工序的质量关。电气管理人员在日常检查检验的关键部位有:结构施工中建筑电气,主要是跟紧结构施工进度的预留、预埋作业,如: (1)接地工程:基础底板钢筋的贯通,柱与底板主筋的焊接,防腐,做接地电阻阻值测试,是否符合图纸设计及有关规范,必要时可增加人工接地极,以减小接地电阻值。 (2)防雷引下线:当采用立柱主筋做引下线时,必须将作为引下线的主筋自上而下都做标记;当采用专用引下线时,应注意上下贯通成一体,并做好焊接、防腐处理。 (3)配管与箱盒的预埋、预留、位置、标高须符合设计和规范要求,管线内外壁应按规定做除锈和防腐处理,剔除管口毛刺,入箱入盒时需加护口,弯曲半径须符合规范要求;采用硬质、半硬质阻燃塑料管的预埋须根据埋入的墙体种类进行可靠的保护。 当施工完成主体结构工程后,建筑电气工程将随着装饰、装修工程的开始进入安装期,其关键工序有: (1)吊顶配管,重点是跨接地线的焊接与防腐;消防报警系统、通讯电话系统等所用的电线管种类须符合规范要求。 (2)管内穿线时要根据要求按色标分色,以区分零、地、相线。 (3)电缆桥架与金属线槽安装要求横平、竖直,支点间距符合规定,并连成整体妥善接地。 (4)电器设备安装的重点是定位、接地、接线相序。 (5)屋顶避雷网与接地引下线焊接是否可靠,是否上下已构成一个贯通的接地体。在工程竣工验收阶段,主要是: 一是系统测试与试运行工作,电气管理人员必须在现场认真查看,并检查各测试结果是否符合规范要求,一切试运工作应服从指定的专人指挥。无论送电和停电均应严格执行操作规程,试运的指挥人员和参加试运的操作人员,应沉着镇定,严格按试运方案、操作规程和有关规定进行操作,使整个试运工作有条不紊,紧张而有序地进行。 二是竣工资料的收集和整理。竣工资料是体现内在质量的文件,是贯穿于项目工程的整个施工过程的,是竣工阶段必须重点抓的一项工作,因此务必达到客观、准确地反映工程施工的内在质量。电气工程施工技术资料应统一管理,提高工程质量管理水平,将施工过程中形成的各种技术文件材料经收集、审查和整理,作为对工程进行验收、管理、使用、维护、改建和扩建的依据,工程施工技术资料应随施工进度及时整理,并做到各项文件资料内容完整,数据准确、真实,签 证齐全。 3进行设备调试、保证使用功能 调试,是对前述大量工作的一次检查。电通灯亮是调试的第一项工作,配电箱柜要做好标签明确控制对象;设备调试要按产品说明书和设计图纸要求,对其性能指标逐项进行,如空调机制冷、温度控制范围、安全保护等指标需逐项检查、试验,特别是有关安全的各种控制、操作设备,一定要反复试验,使其达到设计要求;设备调试过程是电气专业人员和各专业管理及使用单位密切配合对本项工程进行最后检验的关键性工作,决不能仅由调试单位进行,要请使用部门的有关人员参加调试。这样做的目的,一方面可以监督检查设备的安装质量和设备的内在质量;另一方面通过参加调试为今后的使用管理打下基础。在整个调试工作完成后,还要经过时效考验,稳定可靠后,才能交付使用单位。 4结束语 总之,就是要切实加强对建设工程的电气部分的管理。一项工程如电气工程质量存在若干问题或隐患,设备不能正常稳定运行,且可能造成重大安全事故,这个分项工程就是不合格工程。在现代科学技术发展迅猛的今天,重视电气工程的管理是非常必要的。所以,电气管理人员之间要密切配合,严格要求,互相促进,互帮互助;赶工期时更要严把质量控制关,充分发挥把“关”作用。一个优良工程的创建离不开各电气管理人员之间的技术、技能与管理经验的密切配合。 浅谈建筑电气工程项目管理:论加强建筑电气工程项目管理的途径和方法 【摘要】我国经济的快速发展带动了建筑行业的发展突飞猛进。在为我国房地产事业和基础建设事业做出巨大贡献的同时,建筑的质量问题,特别是建筑电气方面的问题,也频频显露出来。本文就建筑电气工程项目管理方面的实施办法及其途径等进行分析和研究,希望能为相关人员提供参考。 【关键词】建筑;电气工程;途径和方法 智能化电气技术的发展将整个电气工程行业的地位提升到了另一个高度,由于其飞速的发展使得电气工程的作用日益凸显。建筑电气工程的质量影响着建筑的使用功能以及项目建设完成后其运的安全可靠性,就建筑电气工程来说,项目质量的全方位管理意义十分重大。探讨加强电气工程质量管理的途径和方法关乎整个工程实施进度,其质量水平的高低严重影响着建筑施工功能的好坏,决定着用建筑电气工程质量水平。 1 加强建筑电气工程管理的重要意义 不管是工业建筑还是民用建筑,电气工程都是建筑体的重要组成部分。早期建筑的电气系统仅仅是为了给室内提供简单的照明,随着科技与社会的发展,建筑电气系统的功能有了极大的丰富,尤其是智能化控制电力系统的出现,不仅仅为建筑提供了丰富多样的照明功能,也支持建筑内各种设备的运转,从工作设备到供暖排气设备,从网络交流到自动报警与联动功能,电气系统已经是建筑的血液和经脉,是建筑体的生命保障之一。 在实际建筑施工中,电气工程的地位和作用越来越重要,直接关系到整个工程的质量、工期、投资和预期效果。工程质量直接影响到建筑物整体设备的安全运行、节能效果及建筑物投入使用后的使用功能,包括工作、生活在其中的人员的舒适性、安全性、高效性。特别是建筑的安全,它涉及到电气设备的安全可靠运行、电器线路是否存在漏电或火灾隐患,电气火灾报警及联动控制系统功能是否完善、运行正常,消防设备、应急照明的供电是否可靠,保安监控系统是否完备等等。电气系统总的来说是管线工程,大部分铺设在混凝土内部,具有一次安装、不便修理的特点。所以,在建筑的施工阶段一定要考虑到各种可能发生的状况,为未来的电气系统升级做好准备。 2 建筑电气工程管理对电气工程师的要求 建筑电气工程师是管理电气安装的主要人员,应该具备以下几个素质: 2.1 电气工程师要有较高的责任心与工作能力 电气工程师应有对所负责的电气工程质量高度负责的责任心,充分应用自己的专业水平,深入、细致地搞好电气工程的技术、质量、签证、进度、安全等管理工作。一个好的电气工程师首先要有全面的专业知识,不仅要掌握强电各系统的内容及施工规范,还要有丰富的弱电各系统的知识和经验。要有积极地心态时刻更新自己的知识,不断地学习新技术,新方法。因为社会的技术发展水平更新很快,只有不断的为自己充电才能进一步满足自己的工作需求。 2.2 电气工程师要有较强的制图与审图能力 电气工程师不能只停留在按图施工的水平,要全面熟悉设计图纸,努力并善于发现图纸中的不足,及时提出处理意见,对业主而言是维护其利益,对自己也是提高。要审查设计图纸是否符合相关规范或有关技术质量标准,设计是否合理和优化。特别是对建筑智能化的设计,要防止盲目求大、求全,应以适用为主,考虑经济承受能力和投资取得的回报。同时要为电气系统的进一步升级和换代留下余地,为将来可能发生的各种意外做好应急准备。 要根据工程的具体功能情况,明确业主对其项目的定位和需求。应提供意见和建议与业主,及早协调明确要设置哪些系统,以便所设系统与主体工程同步进行,避免主体完工后再上系统,难于施工,剔凿造成对建筑的破坏和浪费。尤其对建筑智能化各系统的设计,因系统综合性强、产品更新换代快、投资风险大,应慎重考虑实施。综合考虑工程的经济性能与便利性能,既要对自身的工作内容负责又要时刻为业主着想,采取措施减轻业主的负担。 2.3 电气工程师要有有效的质量控制措施 电气工程师要根据工程的实际情况编制施工组织设计(施工技术方案)并严格审查,要求有完善的质量保证体系、保证工程质量的各项技术措施,而且应符合经会审的设计图纸及国家现行的有关电气工程的施工及验收规范。对工程所需的资料表格及相关技术文件、要求、标准做到心中有数。对工程中所有的材料、设备进行考查和确认,为下一步工作创造条件。 施工中必须根据已会审后的电气施工图纸和有关技术文件,按照国家现行的电气工程施工及验收规范,地方有关工程建设的法规、文件,经审批的施工组织设计(施工技术方案)进行。施工中若发现图纸问题应及时提出并处理,不允许未经同意擅自变更设计。严格推行规范化操作程序,编制符合规范、工艺标准,具有可操作性的质量控制程序。每道工序未经有关人员在验收表上签字,不得进行下道工序,记录好工作目志,防止监督流于形式。 3 建筑电气工程管理的实施途径及方法 现代建筑的电气部分已不只是埋管穿线,电通灯亮的简单内容,随着科学技术的进一步发展,大量现代化电气设备和装置的安装使用,已是建筑物现代化水平和质量高低的重要标志。 3.1 电气工程的安全管理措施 首先要树立“安全第一,预防为主”的工作指导方针,编排好施工安全手册,对技术人员进行安全技术交底,并且设立安全巡查制度,时刻监督工作人员规范施工。建立安全教育和培训制度,定期对专业电工及用电人员进行用电安全教育和培训,凡上岗人员必须持有劳动部门核发的上岗证书,严禁无证上岗。施工方要为施工人员提供一定的安全防护用具,还要考虑到地域与季节的变换,采取防暑和防寒措施。 3.2 电气工程的质量控制措施 施工的进行必须按照相关的图纸开展工作,严格遵守国家的有关法律和技术文件,不经过审批的施工方案不得开工。要有积极地意识去主动处理施工中暴露的各种问题,及时的与上级领导和技术人员反馈,严禁随意的的更改施工方案,对于图纸出现的问题要经过施工设计方集体讨论修改后才能实施,不能自己随意的变更。在施工过程中要善于捉住重点,捉住细节,对于容易出现问题的地方多留心,反复的核实检验,确保工程质量。每一个重要的施工环节,都要有施工记录,要落实责任到人,以激发工作人员对于工作内容的严谨态度。采取适当的激励与惩罚措施,坚决清除玩忽职守的害群之马。 3.3 电气工程的检测验收措施 要有独立的部门对建筑电气工程进行检测验收,一切按照相关国家标准和图纸为依据,检测电气工程是否存在安全隐患,是否达到施工目标,是否有偷工减料的现象。某些重要的设备,例如防火报警装置,火灾照明指示装置,电源短路保护装置等能否在关键时刻发挥作用。施工方配合验收单位的验收工作,提供足够的资料,不能有瞒报漏报的行为。 4 结语 论文简述了电气工程在建筑施工中的地位和作用,提出了加强建筑电气施工项目管理的途径和方法。文章建议主要从四个方面入手加强建筑电气施工项目管理,即:加强电气工程师的培养和管理;加强施工组织规范,严格遵守施工章程施工;安全施工;建立有效的工地监督与建后验收机制。未来的建筑电气工程还将会越来越复杂,对于施工方的要求也会越来越严谨。对此,我们必须时刻更新自己的观念,以紧迫的意识来做好建筑电气工程项目的管理工作。
智能建筑论文:智能建筑弱电工程设计的若干技术问题 摘要: 本文通过对智能建筑弱电工程实例列举、分析,对设计上出现的一些问题进行归纳、总结,强调智能建筑弱电设计应以稳定、可靠、合理、实用为原则;同时应注意加强各相关专业间的相互协调和配合。 关键词:智能建筑 弱电工程 稳定 可靠 合理 实用 近年来,智能建筑以适应时展潮流,符合人们追求安全、舒适、便捷需求的鲜明特点,在社会上广受关注和欢迎。在其推广应用过程中,由于人们认识上的误差,工程实践经验的不足,也出现过一些曲折和发展不平衡的问题,影响了智能功能和效益的正常发挥。本文将通过作者几年来从事智能建筑行业实际工作经验的总结,提供一些处理问题的做法和观点,供各位同行在今后的工作中参考借鉴。 一、切莫贪大求全,但求专、精、经济实用 作为现代建筑不可缺少的配套专业,智能化系统工程同样受到技术、经济和时间等因素的制约,必须根据建筑物的专业特点与使用需求有机地紧密结合起来,综合考虑其使用功能、管理和经营要求、工程投资能力等因素,分清主次,突出重点,保证主要功能,选择适用的各个专业子系统、系统集成程度、标准等级和经济规模。 例如,智能型办公大厦就要突显其办公自动化、通信网络化等方面功能定位;大型公共建筑(例如会展中心、图书馆)就要突出专业服务功能和业务管理设施等,技术环境和水平的提升。又如:视频点播(VOD)系统在旅馆、酒店行业较为常见和实用,而在其他服务行业却并不尽然。在星级酒店旅馆中,电子门锁已得到普遍应用,而其他场合只会设在某些特别重要机房和安全等级高的关键部位。工程设计上要因地而宜。 前几年,某些工程从商业利益出发,追求广告效应,片面地强调所谓“nA”功能,含大求全,什么功能都想要,而实际上缺乏统一规划,设计考虑不周、出现偏差,必备的相关设施和配套环境不能及时跟进和提供,结果智能化系统成了摆设品,头脑发达、四肢不灵,发挥不出应有功能和作用,投资也得不到回报,这类例子并不少见。因此,应从此类案例上吸取深刻教训,从实际需要出发,在工程设计一开始时,就全面地做好智能建筑的规划、设计和配套工作。 二、跟踪主流技术,走成熟、可靠、稳健发展的技术路线 智能技术发展日新月异,工程设计上应注意当前IT产业发展动态和趋势,紧跟智能建筑技术发展主流,同时要注意智能建筑工程与科研和开发工作极不相同。它通常只能一次性成功,工程现场不具备反复变动、多次试验的条件和可能,而且受工程周期和进度的限制、工程投资的约束则更为明显。因此,在实际工作上,要慎重选用某些新技术,除非有稳妥、可靠的保障措施。通常,要以采用可靠、成熟、稳定的先进技术为原则,选用经过市场考验、实践证明可靠和成功的产品及设备。一般情况下,已批量生产和投入使用的系列化品牌产品是设计上首选对象。同时,要考察产品兼容性、升级换代的可能性、技术上开放性、市场上技术支持度,以及厂商在当地技术服务和支持的能力。 十兆——百兆——千兆以太网组网技术的发展过程,给了智能化工程一个有益启示:稳健地追求技术先进性,对工程成功、系统具备生命力至关重要。 三、遵循因地而宜、实事求是、科学合理的原则 每一系统和设备都有其适用范围,功能和性能上的局限性,设备不是“万能”的,贪图所谓“最好”“最新”“最全”的观念,是不切实际的看法。 例如,某会展中心大型展厅配置公共业务广播系统,是按照普通语言扩音标准设计的,曾有某承包商为了提高造价,竟宣称其能在大型展厅做到音乐厅、影剧院的音响效果,多次要求变更原设计,增加设备、更换档次。这在建筑声学等条件满足不了,设备上也做不到,实际上也没必要的要求,其结果当然是被驳回。否则,不但产生不合理投资,还可能因原因、责任不明引起纠纷。 又如,某一工程为了满足局部现场教学转播的业务需求,设计上不恰当地与安保闭路电视监控系统合在一起,整个系统复杂化了、技术等级和标准随之提高了,图象质量还达不到规定要求,使用上既不灵活、也不方便。经纠正,改为二者分开,另设一套专业电视录播小型系统专用于电视教学转播,既满足使用要求,又简化系统、不增加造价,使投资更为合理。 四、重视系统可用性、稳定性和可靠性问题 建筑智能化系统使用寿命可能少则几年、十几年,多则几十年,通常投入使用后要24小时不停机运行,肩负着保障建筑物内各类活动、人身安全的任务。除要注意设备和系统选型外,对要求较高的场合,应有其他的技术保障措施,例如:双机热备份、软件备份、热插拔硬盘或使用RAID、增加系统冗余量,增设UPS电源,采用强制散热、快速恢复措施等。要求7×24小时运行的特殊系统,更应强化可用性、应急管理、安全保护等方面的保障措施。 根据以往工程经验,诸如消防报警系统、楼宇自控系统等输入、输出控制点数,不宜超过其系统最大可用容量的80%;扩音系统负载的实际消耗功率宜控制在额定输出功率70%以下。应注意采用设备厂商的设计推荐值。 五、妥善处理需求和成本关系,提升系统性价比 工程上要考虑在满足使用要求前提下,尽量简化系统、降低投资和运营成本,不同的控制组合组合方式不但关系到智能系统本身的投资,而且还会直接影响到被控机电设备的技术要求和设备费用。 以智能照明控制系统为例,宜多采用开关控制方式,少用无级调光控制做法。照明亮度和场景的变化与控制,可通过灯具布置上的变化、照明配电回路细分和增设来调配实现,同样达到多级控制、多种变化的效果。这样做不仅简化了系统复杂程度,也降低了照明灯具、光源的技术要求,又可大幅度降低投资多达3-5倍以上。因此,除必须进行无级调光的特殊场合外,建议照明调节采用多级开关控制方式。 六、弱电线路设计也应注意工作稳定、可靠的问题 在弱电系统线路设计上提倡采用较可靠联接方式,例如采用环形总线接法、适当增加回路或备用回路、限制单一回路设备接入数量等。某一大型工程消火栓系统,启泵回路采用极少用的常闭触点串接做法,分十多个回路,每个回路串接着数十个触点。施工中发现任一常闭触点的开路常会引起水泵误动作,每次要到现场去逐个查找、排除故障,时间长达1-2小时,多次整改效果不好,后来只好全部返工改回较为可靠的常开触点并接启泵接线方式。该问题曾在图纸会审时提出,未引起设计者重视,事后再返工非常麻烦。 工程设计上应注意,受产品质量和现场条件的限制,同一回路串联/并接多个触点连锁或联动控制设备的数量不宜过多。 此外,主干回路上线管、线槽中电缆和导线的密度、分隔铺设的要求也常会被忽略,结果造成施工困难,产生使用过热,易相互干扰等隐患。对于长距离(例如百米以上)多负载传输回路,像DC工作电源回路,设计时要核算线损引起的电压降,提醒调试时检查回路末端的工作电压,这是设备工作不正常的常见原因之一。 七、某些系统应适度超前,留有今后发展空间 通信自动化是智能建筑三大内容之一,目前这方面的发展迅速、需求尤为急切,要有一定的超前考虑,提高设计标准与要求,加重其投资比例。 综合布线是智能建筑的神经元,遍及建筑物各处,是各个行业通信网络化的基础,近来市场价格也降低不少、所占费用比例不高。因此,建议建筑内外各使用空间、墙体、地面都要充分考虑今后发展需要,多增设一些信息点,按照智能建筑标准要求适当增加些系统余量,避免今后使用空间的用途一有变化,飞线、明线到处是,极不便利和雅观。千兆网是今后发展必经之路,适当的部位要考虑留有光纤信息点或增容管道,也可采用吹光纤技术进行预留。此外,要求设有信息点位置的附近,一定要配套电源插座或配电设施。 对某些分期实施的系统,预埋件、预留孔洞、预埋管线要提前设计留设,便于以后安装施工。例如,在弱电出户管道进建筑的位置,应适当多留2-3根直径100mm左右地下穿墙钢管,以备以后增扩,大型建筑物还适当多留几处。 八、要特别注意专业系统、设备之间接口的配套与落实 这是某些工程智能化系统无法联动和正常运转的常见原因之一。设计上要明确提出与机电专业设备接口、控制/通信协议的详细标准和技术要求。 以硬线直接联接方式控制的设备主要规定与要求有:输入、输出触点的工作电压、驱动电流、匹配阻抗;而与之相应的,智能系统控制模块在连接时,要注意输出/输入端口工作电压应相同,要核实其带负载能力和容量大小是否足够?同时应注意与被控设备的电气隔离或电气共同问题。工程上常见到不相匹配时,轻者无法正常驱动设备,重者引起设备毁坏,损失不可预测。 利用标准通信和控制接口的系统、设备(如采用RS232C、RS485、LonWorks,BACnet等等的)也应注意设备端口的实际接法会随具体产品有所不同,设备和系统间的通信和控制协议要求应相互开放。这些问题设计上要先查证、核实清楚,并在各类盘、箱、柜、冷水机组、空调机组、水泵、电梯等设备订货要求中明确说明。可能的话应将样品交给系统集成商先行试验,以提前发现、处理问题。 九、大中型建筑物各楼层应考虑设置专用弱电间和井道 现代建筑中其弱电系统大量增多,而电子设备对环境条件要求较高,特别对温度尤为敏感。现场设备需要有足够空间与位置,以满足安装、测试、使用、检修上的要求,而且弱电设备和线路与其他专业设施紧邻,也存在着安全、干扰、稳定性方面的隐患。即使是普通建筑物也应考虑,若干年后也有翻修、改建、更新换代上的需求,因此建议新建工程各楼层部位应尽可能设立独立的弱电设备间和井道。 专用弱电间应考虑有良好的通风散热措施和工作照明,配置充足的工作电源,最好由专用回路或应急供电回路配送,有时还得由控制室集中管理和控制,弱电间还应有进出孔洞封堵和防止小动物进入的措施。 楼层弱电间涵盖的服务范围要受到系统、设备信号总线传输距离的限制。例如:综合布系统水平工作区长度不得超过90米,考虑到线路上下弯曲绕行,服务半径通常不超过50米,否则应调整弱电间位置和数量,改变网络架构。 十、从设计上做好与其他设备专业管槽、管道的综合工作,设备空间等的预留工作 智能化弱电系统管道、线槽在建筑工程中是属于辅助设施,通常应避让于风管、水管、强电管槽,故设计上要主动先与其他专业沟通,安排好合适的布线途径、高度和位置。在设计图纸综合及会审时,更要注意这个问题,避免设计上赶出图时间而疏忽,造成施工上冲突、返工与浪费。 大体量设备(如大型显示屏、大音箱等),在土建结构、装修设计时,就应商量好留有足够大的空间和最佳位置,预留尺寸适宜的孔洞和安装固定的预埋件。安装吊支架应牢固可靠,设备部位最好由装修统一归口,达到较好装饰效果。 十一、对中央控制室/操作控制室统一规划布置和设计 智能化子系统较多,要求各异,又常共用主机房。在各子系统基本确定后,应把它们对机房布置的具体要求归纳起来,统一由设计总包协调、规划、设计,制定装修标准,避免施工上各自为政、管理上混乱无章。为了方便使用和管理,建议中控室应按有关规定标准设置独立的通风空调系统或恒温恒湿设施,铺设防静电架空地板,进出洞口要有防堵措施,不能有无关的管道穿过。要统计各系统用电消耗功率,留足容量,设置专用的电源配电箱,建议采用双回路供电末端切换的方式,并且各个子系统可共用一套UPS电源。重要的机房消防设施?如各种气体灭火装置?应同时规划设计。中控室还应提供连接各个弱电子系统的专用接地端子排。要统一布置安排布置各种设备盘、柜、显示屏幕墙、台座支架的排列方式和位置,走线应规整划一。保证各个系统总体安装效果既美观、实用,又便于以后使用和管理。 十二、选用设备及安装方式应便于今后检测、维修 在高大空间建筑物中,常有一些受控联动/反馈的阀门、执行机构等,设置于高空地带/不能上人的吊顶内,造成调试、维修、检查、复位极其困难与不便,常要大动干戈重搭脚手架和工作平台,遇到每年年检也很麻烦费事。因此,这些场所应选用能自动/电动复位的设备和产品,也可改用其他的安装方式便于人员查看和操作,有特别要求的还要考虑设置专用维修通道。 上述种种问题在工程上经常会碰到,设计规范大多也有要求,但在工作中也常被忽略和遗漏。作者希望通过实践和探索,不断地总结经验教训,注意设计工作上的协调和配合,使智能化工程技术与现代建筑更完美地结合,更好地服务于社会。 智能建筑论文:论电气技术与智能建筑 摘要:智能建筑是计算机、通信、自动控制、传感、多媒体等一系列先进技术发展的结晶。综合性强,涉及专业的领域更广,本文通过实际案例的分析和处理充分验证了电气技术在智能建筑中的重要作用。 关键词:智能建筑、电气技术、谐波、电磁干扰、等电位。 关键词:电气技术 智能 建筑 1、前言 智能建筑产业是随着信息产业的发展而诞生,且迅速发展起来的。现代建筑物的电气发展是经过电气化阶段、自动化阶段和当今的智能化阶段。 智能建筑技术的发展非常迅速,它是由电子技术、通讯技术、网络技术、计算机技术、自动控制技术、传感技术及多媒体技术等一系列最先进技术飞速发展的结晶。特别是智能建筑系统工程,它作为弱电系统工程的延伸和发展,综合性强,涉及的专业领域更广,新的弱电系统不断加盟到智能建筑技术领域内。建筑物使用功能现代化的需求和相关技术的不断更新和进步,共同促进智能建筑弱电系统技术的快速发展。 智能建筑弱电系统中的电子和微电设备较多,这些弱电系统的设备耐受电压较低,如电子设备耐受电压为5V,微电子设备耐受电压只有1.5V,这些设备过电压、过电流的能力差。信息系统设备(包括缆线)在遭受雷害和电磁干扰(如地电位升高、磁耦合、电耦合和电磁耦合等)时,必然会使信息系统中的设备、网络和布线将遭受感应过电压和电磁干扰的危害;各种高频、超高频的通信设施不断涌现,相互间的电磁辐射和电磁干扰日益严重,大量的运行和实践证明,电磁干扰和谐波对智能化设备和布线系统危害的案例和教训也应引起我们足够的重视,不可掉以轻心。 智能建筑需要不同行业的专家共同参与,除了业主之外,设计师、自动化技术、信息技术、通信技术、人造智能技术及电气技术众多专家一起密切合作才能得以实现。 “弱电较弱”正是指在智能建筑中,整体弱电系统工程是建筑电气工程中较薄弱环节,无论是技术力量、人员素质、设计与施工、智能化系统工程施工监理等相对较弱。这对我国的智能建筑的迅速发展是很不利的。 2、网络与布线 智能建筑的实质是诸多智能设备的网络化问题,它包括智能建筑弱电系统的集成(BMS或IBMS)。但由于火灾自动报警系统及消防联动(FAS)是采用集散型控制方式,所以FAS系统目前我国还是独立的控制系统,只是留有通信接口待今后与BAS系统集成,而美国的FAS系统是分散型控制方式可与BAS系统集成。 综合布线系统作为全新概念的布线系统,其优越性是传统的布线系统无法比拟的。主要体现在综合布线系统的开放性——向所有的通信协议开放,灵活性——设备的开通更改只需增加设备和跳线管理,可靠性——器件通过ISO等组织认证,星形拓朴结构等一条线路故障不影响其它线路正常运行;先进性——采用最新通信标准的5类、超5类、6类双绞线或光纤,实时传输多路多媒体信号;经济适用性——将分散线缆综合到统一标准布线系统中。 从网络架构上来分,网络可划分为局域网(LAN),控制网(Infrenet),广域网(WAN)和城市网(MAN)。世界公认的网络协议标准——TCP/IP协议,使得局域网和广域网实现了无缝连接。城市网是在局域网的基础上发展起来的一种新型的数据网,介于广域网与局域之间把多个局域网互相连起来,构成覆盖范围更大,支持高速传输和综合业务,成为适合城市范围使用的计算机网络。 为了保证系统的开放性和可操作性,实现与信息网络的互联互融,尽管目前控制网络中多种总线标准同时存在,但由于以太网速度控制性价比高,我区一直在控制网络中推广应用TCP/IP协议的以太网。在众多的现场总线技术中推广Profibus、Interbus、LonTalk、Modbus及CAN等总线。由于这样的规定从而使我区的智能建筑还没出现瘫痪现象。 3、目前智能建筑存在的问题 《智能建筑》刊物2004年第5期“谈工业以太网及其在智能建筑领域的应用”一文中写到“事实上目前有60%的智能建筑是瘫痪的”,其原因一是在众多的总线标准中Lon Work协议是非常完善的控制面层的总线协议,它有完善的七层协议,BACnet协议则是系统集成层面的协议标准,但没有在我国得到很好运用;二是多种现场总线并存,系统集成当然很困难;三是中国的物业管理技术水平相对较差,厂家在还能运行,一旦厂家支持不在时,系统很可能瘫痪”。 针对目前智能建筑存在的问题谈一下个人的看法: (1)我国智能建筑缺少一整套完善的行之有效的可操作的设计、施工和验收标准。现有的智能建筑设计、施工验收标准有《民用建筑电气设计规范》JGT/T16-92。上海市工程建设规范《智能建筑设计标准》、《智能建筑评估标准》、新疆行业工程建设标准《智能建筑设计标准》XJJ002-1999、国家标准《智能建筑设计标准》GB/T50314、新疆《综合布线施工验收标准》、《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000、《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2000等。这些国家、行业、地方标准对智能建筑的设计、施工、验收起到一定的积极作用。但还缺少智能建筑的火灾自动报警系统及消防联动、安全防范、计算机房等施工验收标准和规范。现行的《智能建筑设计标准》针对不同类型的智能建筑的可操作性还有些欠缺。这给智能建筑弱电系统的设计带来了较多的难点。 (2)智能建筑的设计应由具有智能化设计资质总承包单位的设计院来承担。再由集成商进行多次的深化设计并交设计总承包单位审查方可招标施工。这是因为设计院熟悉和掌握国家、行业、地方的设计标准,设计中始终遵循国家的方针政策,坚持技术先进成熟、经济合理、实用可靠;系统设计和设备选型符合标准,且要求具有开放性、灵活性、和可扩性,不是以追求高额利润和推销产品为目的。设计院掌握设计程序和全过程,与施工、监理、质量监督和业主沟通较容易,与各专业配合也密切。设计院能给集成商创造一个良好的建筑平台和环境,反之集成商并不了解智能建筑设计程序和全过程并与相关专业配合十分困难。集成商也不熟悉土建施工图绘制规定和表达方法。集成商由于自行设计、自行施工,施工图设计纸质量就较差,达不到施工图设计深度的要求。 由于建设单位并不完全了解智能建筑的内涵,如系统众多、复杂、施工周期长、设备和线缆的性能等等。也不了解智能建筑弱电系统的重要性、综合性和技术难度大等特点。故目前建筑智能化系统大多数是单独招标、独立签约,中标后集成商自行采购、自行设计、自行施工、自行管理、自行约束,这种没有智能化资质的监理公司监理的智能建筑,将给今后的弱电系统的安装、调试、运行、维护管理带来无穷的后患。 当前由土建监理公司代替有智能化资质的监理公司监理的现象还很普遍,它将会给智能化系统工程带来设计方案失控、采购产品失控、施工进度失控、工程质量失控等等弊端。 4、电气技术在智能建筑中的重要作用 智能建筑是在建筑平台上实现的,脱离了建筑这个平台,那么智能建筑也就无法实施。智能建筑中弱电系统的设备、缆线安全必须依靠电气技术如:电源技术、防雷与接地技术、防谐波技术、抗干扰技术、屏蔽技术、防静电技术、布线技术、等电位技术等众多的电气技术来支持方可奏效。 下面从列举的几个案例中就能验证了电气技术在智能建筑中的重要作用。 (1)案例1: 阿拉山口海关闭路电视监控系统的主要功能,是辅助保安系统对整个海关建筑物内外现场实况进行监视。 详见监视电视系统图。该系统图是由现场的摄像部分(摄像机、云台、防护罩)、传输系统(光纤、光发射机)、监控中心(光端接收机、视频分配、监控服务器、矩阵主机)等部分组成。其监控中心的操作采用了计算机系统,以用户软件编程的全键盘方式来完成驱动云台的巡视、视频切换、报警处理、设备状态的检查等工作。 数字视频监控报警系统采用计算多媒体技术,CCD摄像机作为报警探头。探头将获取的视频信号经光电转换传输到主机,主机里的高速图像处理器对视频信号进行数字化处理,将视频信号形成的图像与背景图像进行分析比较,若发现有差异就报警,这种全屏幕报警系统最大特点是不易漏报。主机自动采集报警图像并存入计算,事后用户可根据时间、地点随时查阅报警现场的图像,以了解报警原因。该系统将电视控制系统与报警系统合二为一,实现了监视、报警与图像记录的同步进行,而且这种系统中没有录像机,没有视频分析器,一切报警记录都在计算机的硬盘内,所有操作都根据屏幕上的软件提示操作,对用户和使用者来说是一种全新概念的安全防范系统。 该系统设备的选型:摄像机为日本松下产品;云台、防护罩为美国派而高产品;光端传输设备数据接口选用美国NTK产品,这些也都是国外品牌产品,应该不会出现什么问题的。 但该系统开通以来,光发射机(A、B、C、D)的光端数据接口Rs422,室外摄像机的防护罩配置的温度继电器、冷却风扇、电加热器、雨刷器经常被烧毁,更换和维护量很大,工作极不正常,用户意见很大,集成商也很头疼。经分析是光发射机的220VAC电源质量存在问题,尽管选用了高精度稳压电源也是承受不了瞬流(包括电涌)的冲击,瞬流可以损坏任何一种电器,何况耐受电压很低的电子和微电子设备呢?摄像机因距海关大楼较远无法保证AC220V专用线供电。前端机电源就近接在30kW直流电磁铁的配电线路上,该线路上的瞬流和电涌从发生到消失的过程极快,属于微秒到皮秒级,其电压幅值可高出工作电压的几十倍、几百倍甚至几千倍。根据当地供电部门反映,80%的瞬流是从电力系统内部产生的,主要是由于电力负载的频繁开关和负荷频繁变化引起的。另外电磁铁的直流电源是由三相可控整流取得的,故电源线路内含有大量的3、5、7、9等奇次谐波,远超过谐波电压限制和谐波电流允许值,谐波严重危害配电线路及设备的安全。 因此,智能化系统应选用净化电源,有效地抑制瞬流、谐波的产生。低压配电线路还上应具有雷电过电压、电磁兼容(EMC)、电磁脉冲(LEMP)的保护功能,最大程度地改善和提高电源质量,以确保整个智能化系统的安全。然而上述案例中全然没考虑,所以系统不能正常开通,并经常损坏系统中的设备。 (2)案例2 新疆人民银行业务楼是座现代智能型超高层建筑,具有建筑物楼层多、建筑物高、人员流动大的特点,垂直运输与通信系统(国内联网)同样倍受重视。电梯系统是超高层智能建筑中不可缺少的重要设施。为高层、超高层的智能建筑服务时,不仅要求自身有良好的性能和自动化程度,作为建筑设备的自动化系统的一个组成部分,它是以计算为核心,构成对电梯设备的监控系统,该系统属于BAS的一个子系统与整个BAS协调运行,并受BAS中央计算机的监视、管理及控制。 电梯是用于垂直升降的机电一体化运输设备,该大楼选用三菱VVVF方式——交流调压调频的拖动方式, VVVF电梯具有抗干扰、高效、节能、舒适的控制系统,体积小、动态品质性能优越。控制部分采用双微机结构,主微机完成集选功能规定的操纵控制,付微机是实现拖动系统的速度控制。主、付微机采用并行通讯,整个系统由主控制器、控制屏(DDC)、显示装置(CRT)、打印机、远程操作台及串行通讯网络组成。但该电梯起初无法正常工作,电梯忽而上至顶层,忽而下降到底层,不按指令停层,后来发现未做功能性接地所致。该建筑是座旧楼无法利用钢筋混凝土钢筋作为联合接地,也无法做局部等电位联结。那么只有在机房内设置一根独立的接地线(绝缘线缆与动力线等截面),采用非金属接地模块独立式接地,接地电阻R≤0.4欧。接地极与原接地极距离为20~25m呈零电位。做了电梯功能性接地后,电梯正常工作已达5年之久,未出现过任何故障。 (3)案例3 新疆建筑设计研究院选用迅达电梯,对于功能性接地甲、乙双方持不同意见。VVVF型电梯同样是双微机结构。安装人员坚决按厂里规定要求做独立式的功能性接地。我们考虑该业务楼是座智能建筑设有计算机网络和信息系统,强、弱电系统已经采用联合接地(共用接地)系统,《智能建筑设计标准》GB/T50-2000,第10.2.6条,联合接地电阻R≤1欧(而该楼的联合接地电阻实测为0.29欧),该建筑物内已经设置了总等电位联结和局部等电位联结。最后建筑单位采纳了等电位联结和联合接地方式,而没采用厂商提出的独立的功能性接地。因为独立的功能性接地做法经实践证实了并不利于计算机逻辑接地(单点接地),这是因为建筑物做了等电位联结,逻辑接地(单点接地)已不复存在了。在钢筋混凝土的高层民用建筑中功能性接地、保护性接地与防雷接地的三组接地装置要达到相互独立的要求是很难做到。而联合接地(共用接地)还可避免雷电的反击危害。经实测联合接地电阻R≤0.293欧。利用联合接地后,电梯运行至今一直正常。联合接地做功能性接地时接地线需从基础接出,不得与其它接地混接、短接,接地线宜选用25mm2~35mm2绝缘线缆。为保证人身安全和弱电系统的抗电磁干扰,局部等电位联结是最有效的措施之一。 (4)案例4 电子计算机中心的接地装置不但要满足人身的安全,还应满足电子计算机正常运行和网络系统设备的安全。办公自动化系统包括:计算机、数字化设备等,除产品系列的不同外,高层、超高层建筑由于场地、位置、施工和投资等条件的限制,因此电子计算机在“接地”问题上有着不同的见解,国外经济发达的国家也有不同的观点。电子计算机“接地”系统是比较复杂的,如处理不好将造成电子计算机不能正常工作。工作在弱信号条件下数字设备接地线的脉冲干扰不容忽视。目前计算机工作频率多在100MHZ、200MHZ今后甚至1000MHZ及1GHZ、10GHZ。这时分布电感,分布电容会引起电流通路的阻抗发生很大的变化,当这些参数对谐波产生共振时又会产生超出常态阻抗和能量,将会直接危及计算机网络系统的安全。 有关电子计算机的接地有以下几种方式: 交流工作接地、安全保护接地、工作接地、防雷接地等四种接地方式,在智能建筑中宜采用联合接地(共用接地)。经过大量高层、超高层建筑接地方式的调研,联合接地完全可利用其结构钢筋和基础钢筋做接地装置。接地电阻一般值不会超过0.4欧,很适宜作为电子计算机的接地装置。但是中银广场的计算机中心和计算机机房装修设计人员,坚持计算机系统的接地采取单点接地(逻辑接地)。因此,花费了很大力气和资金从四楼计算中心机房,引出VV35m2单芯电缆,穿管经地下室引至室外距基础25m做了一组闭环式逻辑接地极,接地电阻为4欧。采用这种单点接地方式,计算机一直无法正常工作,后经建设单位研究决定,按照设计院设置的计算机房内局部等电位联结及联合接地做为电子计算机的接地,计算机经安装调试后至今一直运行良好。 这是因为在同一建筑物内,采用同一个联合接地系统(共用接地系统),以避免不同接地系统间的电位差引发电气事故和干扰。做了建筑物总等电位联结包括局部等电位联结、局部信息系统的网形和星形等电位联结结构、利用钢筋混凝土钢筋做接地装置(含钢筋混凝土基础接地体),其联合接地(共用接地)接地电阻R≤0.4欧,远低于《智能建筑设计标准》GB/T50-2000的接地电阻R≤1欧的阻值要求。更远远小于电子计算机直流接地阻4欧的要求,即不花费投资又不费工,还保证电子计算机的正常工作,何乐而不为呢? 目前计算机信息系统和网络系统的应用已遍及各行业各部门乃至家庭。目前防雷技术已提出“建筑物综合防雷系统”的概念,新国标《建筑物电子信息系统防雷规范》已批准实施。建筑防雷工程必须综合考虑,将外部防雷措施和内部防雷措施(接闪功能、分流影响、均衡电位、屏蔽作用、合理布线加装过电压保护等多项重要因素),作为整体来统一考虑防雷措施。从而使计算机电子信息系统、网络系统、布线系统在智能建筑中真正成为标准、灵活、安全、无误的网络与布线系统。 5、新疆智能建筑市场发展的前景 新疆维吾尔自治区地处祖国的大西北,与独联体接壤,占地面积为全国面积的1/6(约9600万平方公里),地下埋藏着丰富的石油、天然气和煤矿,还有铁矿、铜矿(2000万吨仅次于智利),铝矿和稀有金属,风力发电量居世界第二,仅次于美国。有丰富的火力发电、水力发电、风力发电和太阳能发电的资源。 现阶段新疆还属于经济较不发达地区,与经济发达地区如上海、广州、深圳、北京等地相比,智能建筑的数量和标准上都还有着较大的差距。全国数千幢以上的智能建筑中,上海就有400幢之多。随着西部大开发,这几年国内外投资日益增多,国家投资了我区最长的数千公里光纤通信系统,使我区的通信系统与全国接轨。光纤通信使我区的通信得到了高速地发展,前不久塔北油田通信系统已做到光纤到桌面,乌市和塔北等油田的居住小区通信系统光纤已入户。 光纤作为通信系统的传输线路,我区也已被广泛采用,随着经济建设的发展人类社会已进入信息社会,信息逐步渗透到人们工作、生活的各个领域。随着计算网络系统和通信网络系统的范围不断扩大及相关技术的高速发展,智能住宅小区、电力、高档写字楼、金融、会展中心、各级政府、生产建设兵团、校园,各行各业越来越依赖计算机技术、通信技术、网络技术和信息技术。就房地产商的业主目前也认识到戴上“智能大厦”的桂冠如:高级写字楼、智能住宅小区容易销售。自治区的1A智能住宅小区是由建设部下达的花园房产世纪花园及新特变的居住小区,现已竣工验收投入运行效果良好,销售率远比一般的住宅小区要高得多。很多业主重视到并提出效率管理,那种智能化得不偿失的说法已不复存在。克拉玛依石油和独山子石化总厂国家投资了500多亿,目前全疆住宅小区处于停滞状态,但克拉玛依市住宅小区纷纷上马,势头较猛。这些住宅小区,是按照国家建筑标准设计《住宅小区建筑电气设计与施工》03D603标准设计(新疆建筑设计研究院主编),包括强弱电设计。其中弱电包括安全防范系统、通信系统、信息管理系统、火灾报警与消防联动系统集中抄表系统等等。独山子市五万多平米的五星级宾馆已出基础,同时日本投资兴建五万多平米的高级写字楼正在设计。金融系统乌鲁木齐市和各地州市也正建设各分支机构。移动、联通和银监行通信系统各地州市都正兴建项目。新疆大学、石河子大学等大专院校,新疆医学院的研究生教学大楼,师范大学教学楼等等。前不久刚接到新疆生产建设兵团机关综合楼建办发出的兵团机关综合楼工程初步设计评审会议的邀请函中写到:“兵团机关综合楼是集办公自动化、信息化、管理智能化、设备现代化、环保节能的高科技综合性智能建筑”。新疆大学电气工程学院为发展新疆智能建筑事业的发展不但开办了“智能建筑”专业,而且建立了智能建筑BAS实验室。根据需要,自治区党委和人民政府、军区都建立了高速、快捷、安全、可靠的通信网络系统。库车石化总厂的办公区综合布线投资高达1000万元。智能建筑已成为新的亮点,网上获取丰富多彩的信息服务已成为新的时尚,我区公用网络的发展必将随着信息社会的发展而腾飞,坚信网络技术及布线技术有着广阔的前途,在我区必将获得更加广泛的应用。 智能建筑论文:智能建筑弱电系统的电磁兼容性 摘要:电磁兼容是一门新兴的综合性学科,文章介绍电磁兼容涉及的学科内容;电磁兼容技术标准制定及认证工作的现状;着重论述了智能建筑弱电系统工程设计中的电磁兼容性问题。 关键词: 电磁兼容 电磁干扰 智能建筑 弱电系统 1 电磁兼容性的提出 随着现代电子科技的飞跃发展,电子技术和电子产品已广泛地应用于各个行业生产领域和人门的日常生活中。尤其是微电子技术和数字计算机技术的发展使人类进入了信息技术时代。"电脑,上网,手机,智能化……"已成了人人皆知的名词。然而,电器设备和电子产品的普及应用与发展也造成了日益严重的电磁污染,给我们的生产和生活带来了不容忽视的影响,甚至造成严重问题。这个矛盾日益凸现,并屡见不鲜。 例如:电力设备的电位异常与谐波干扰,电动工具的电火花,都会影响通信系统和广播电视系统的正常工作;手机、手提电脑 在飞机上使用时会干扰飞机上导航控制系统的可靠工作,甚至造成飞行事故;医院里的心电起博器等医疗设备受移动通信装置无线电波干扰而影响正常使用等等。在工业生产中,以微电子电路为主体的自控仪表系统的工作环境和检测控制对象往往是高电压大电流的,这些电子仪表设备常常会受到电磁幅射、电磁脉冲、地电位异常、雷电冲击、静电感应、电弧、强负荷电流冲击、电源谐波、高频电噪声等等有害因素的干扰影响。这些干扰轻则会引起自控仪表装置的工作可靠性降低,重则甚至造成自控仪表系统的误动作或死机故障。 凡此种种都是常见的在同一电磁环境中的电子设备相互干扰而不能正常工作的现象。要解决这些问题,即如何使在同一电磁环境下工作的各种电子设备、电子系统都能互不干扰地正常工作,达到兼容状态,这就要看电子仪表设备的电磁兼容性(EMC)。 2 电磁兼容的学科内容 电磁兼容性(Electromagnetism compatibility)是一门新兴的综合性学科。它的主要研究内容是电磁干扰和抗干扰问题。还涉及到抗雷电、静电、太阳电磁场等自然干扰源、核电磁脉冲、无线电频率资源的分配和管理、信息系统电磁泄漏失密、电磁环境污染与生态效应等等领域,关系到大多数现代工业部门和军事部门。在工业环境中,主要致力于对电磁干扰源,电磁干扰传播途径,电子设备的抗干扰能力等几个关键环节的研讨。 2.1 电磁干扰源 电磁干扰源主要有自然环境中的电磁噪声和人为外界干扰信号。 电磁噪声是不带任何信息的杂散电磁场。常见的有由大气中的雷电、太阳磁爆、风尘、地岩应力等各种原因引起的静电积聚与放电;电力设备中的感性负荷切断及投运时产生的瞬变脉冲噪声;各种电器产生的电弧,电火花等。信息技术设备的工作信号都是数字脉冲信号,由频谱分析理论可知:脉冲信号前沿越陡峭及脉冲频率越高,其包含的高次谐波及高频能量就越大,就会对外发射电磁能量。设备内的元器件,线路板轨线及连接线等都会对外发射电磁干扰。 无线电通信、广播电视、雷达等系统发射出的电磁波信号,相对于外系统而言是一种无用信号,对其它电子设备也是一种干扰。 2.2 干扰的导入途径 电磁干扰的传输途径主要有通过传输线路和空间辐射两种方式。 在传输线路方面?干扰主要通过共阻抗耦合和地线环路耦合方式产生影响。当电子设备或元件共用电源或地线时,就会通过公共阻抗产生相互干扰。电源内阻或地线自身的电阻值很小,但其包含分布电感,在高频时其阻抗不容忽视。高频干扰电流会在公共阻抗上产生干扰电压,叠加到其它电路上。 两设备之间的地电位不同时,就会产生地环路干扰。传输线路分布范围较大的仪表控制系统均应注意防止这类干扰。 空间辐射干扰多是通过高频电磁场传播的,仪表设备内部的电路之间和设备系统之间相互间都会产生这类干扰。 3 电磁兼容的技术标准制定和认证工作 电磁兼容涉及的内容十分广泛,实用性极强。工业、民用、军用等几乎所有的生产、生活领域都需解决电磁兼容问题。世界上一些发达国家,如美国、欧洲共同体国家、日本等,在20世纪60年代就开始重视与发展这门学科,目前已形成了一整套完整的电磁兼容体系。这些国家已制定了完整的电磁兼容标准和规范,设立了能有效地对军用和民用产品进行电磁兼容检测和管理的机构,配备有高精度的电磁兼容测试系统设备。还研制了很多关于电磁兼容预测、分析和设计的程序软件。不断推出用于电磁兼容对策技术的新材料、新器件、新工艺。这些完善而周密的体系可以有效地保证电器设备从设计、制造、进入市场和检测验证的全过程得到控制,最终实现全面的电磁兼容。 电磁兼容问题几乎在各个工作领域中普遍存在,影响面极广。因而,制定完善的科技管理法规就势在必行。世界上工业发达的国家都设有电磁兼容(EMC)标准制定工作的专业委员会,并逐步走向国际统一标准。目前,国际上具有权威性的电磁兼容标准有:国际电工委员会的CISPR标准和IEC标准;欧洲共同体的EN标准;德国的VDE标准;美国的FCC标准和军用标准MIL-STD。 我国过去经济及科技基础比较薄弱,电子技术工业落后,电子仪表产品应用较少,电磁兼容的矛盾不突出,所以在电磁兼容领域起步较晚,与国外的差距很大。我国对电磁兼容的重视始于20世纪70年代的军工产业。至80年代才成立了"全国无线电干扰标准化技术委员会",研发并制定了一些电磁兼容标准。90年代初的海湾战争震惊了国人,交战中一方施放的电磁干扰竟能使对方的防空指挥系统陷于瘫痪失灵,使我们看到了电磁干扰与抗干扰在现代战争中的威力,象制空权、制海权一样,电子战的实质其实是争夺制电磁权。 接着,欧共体颁布的电磁兼容指令89/336/EEC使民用企业也感受到了对电磁兼容技术认同的迫切性。该指令规定自1996年1月1日起,凡不符合电磁兼容标准的产品一律不准进入欧洲市场,这给我国的民用电子产品的出口造成了很大压力。在此背景下,目前国内生产的个人电脑PC机出厂时,都已标注了抗干扰电磁兼容的等级标志。 今年我国已加入WTO?而根据WTO/TBT协议(贸易技术壁垒协议)?如果我国自身没有对产品进行电磁兼容认证的技术标准及要求?则国外的不符合电磁兼容要求的"拉圾"产品就会大举入侵我国。令人遗憾的现象是:目前国内市场上销售的各类进口电子仪表系统及产品几乎都没有标示出电磁兼容的技术指标参数?这一重要性能内容没有引起人们足够重视。建设和完善我国自己的电磁兼容标准体系已是刻不容缓的事情。 经过广大科技工作者和政府主管部门的努力,近年来我国也已陆续制定了约70多种电磁兼容标准。例如:国标GB/T17618-1998《信息技术设备抗扰度限值和测量方法》和国标GB4343.2-1999《电磁兼容家用电器?电动工具和类似器具的要求:抗扰度》等等。 这些标准规定了各种类型的电气电子设备在各个频段的电磁干扰发射值限值和抗扰度限值,并规定了相应的试验方法、仪器设备和试验场地。2000年我国成立了"中国电磁兼容认证委员会",并建立了认证机构--中国电磁兼容认证中心。目前又公布了首批进行强制性电磁兼容认证的产品细化目录和检测项目,涉及到10个产品类别的约80多种产品。国家出入境检验检疫局也对六种进口电子产品实施电磁兼容强制性检验。我国的电磁兼容认证工作正在逐步地全面开展并开始与国际接轨。 4 电磁兼容控制技术 智能建筑弱电系统的主体设备是采用信息技术的各种电子设备。提高智能建筑弱电系统的抗干扰性能必须采用多方面的综合抑制措施?才能获得满意效果。对于弱电系统而言?应从电子设备的内部结构、电源回路、信号传输线路等几个方面来考虑抗干扰措施。 4.1 弱电设备内部结构的抗干扰措施 弱电设备的外壳、机箱(柜)应采用金属材料,或在塑料外壳内喷涂一层金属膜作为屏蔽层。弱电电子设备外壳的通风孔、进出线孔、连接缝隙等要足够小(d<λ/20)。机箱的接缝处可使用导电衬垫,通风窗可使用波导管,面板显示窗可使用屏蔽玻璃材料。这些措施可用于切断通过空间辐射传播的电磁干扰。 弱电电子设备内部的电路板之间?电路板与电源板之间?电路板上射频元件区域都应使用厚度不小于0.7mm的镀锌铁板予以电磁屏蔽。屏蔽铁板应采用镀银铜线与外壳地连接。 弱电电子设备的输入、输出端接口电路设计中应设置消除雷电影响的抗电涌抑制器(SPD)、高低频滤波器、光电耦合器等电路,并尽量设法采用平衡传输制式,可有效抑制地环路干扰。 尽可能减小电路板中的相互电磁干扰。可采用多层电路板以减少引线;布线尽量短粗以减小环路电阻;布线转角处要圆滑,以利于阻抗匹配;不同类型的电路单元要分路接地等等。 电磁兼容控制技术极大地依赖于新材料、新器件、新工艺的发展。如广泛采用的表面贴装工艺(SMT);近年来迅速涌现的"电磁干扰对策元件"系列(EMI)已获得普遍应用。如:电感类EMI元件、三引线电容器、馈通电容器、压敏电阻、平面变压器、片式EMI滤波器、固态继电器、固态开关、导体丝网、导体薄膜,以及形形色色的EMI接插件、缆线、涂料、编织物等等。这些新器件、新技术的应用大大提高了电子设备的抗干扰性能。 电子设备内部的抗干扰措施主要应由弱电电子设备制造厂商去致力研究,但是作为智能建筑弱电系统设计的工程师,了解些这方面的知识,对于判断及选择优良品质的弱电设备是大有好处的。 4.2 电源装置的抗干扰措施 电源装置是弱电电子系统的动力源?电源的稳定可靠与否对弱电系统的影响极大。有资料表明:电子系统设备的故障有1/2~1/3是来自电源部分。对电源的干扰来源主要有?雷电冲击电流;大容量感性负载投运或切断时造成的欠压或浪涌电压干扰?电网中的高次谐波干扰等。 为抑制浪涌电流干扰?可在电源的输入、输出端装设瞬变电压抑制器(TVP);在电源输入端隔离变压器的一次侧与二次侧之间加入接地的金属屏蔽层?这对降低高能量的瞬时脉冲干扰十分有效。在电源单元的设计中?应采用有隔离作用的宽工作电压范围(交流85V~265V)开关电源,可大为提高电源抗电网电压跌落的能力。 在电源输入端加装LC滤波电路是消除对电源环节造成影响的高频干扰和共模干扰的有效办法。在电源与负载之间串接"电磁干扰对策元件"--铁氧体磁环,可以很经济方便地抑制高频干扰,同时还能减小电子设备通过电源对电网中其它设备的干扰。 4.3 传输信号线路的抗干扰措施 这个方面是从事智能建筑弱电系统工程设计的工程师们可以充分发挥主动性的领域,在做综合布线系统以及大面积区域或长距离的计算机数据网络、闭路电视系统、楼宇设备自控系统的布线设计时尤其应认真考虑这些问题。 (1)从现场测控器件至总控制室之间的长距离传输信号线宜采用双绞线,并选用小节距的双绞线。当多根双绞线在一起敷设时,最好采用不同节距的双绞线;当两对双绞线长距离平行敷设时,每隔一段距离应做一次位置交叉,以抑制噪声。传输线中应尽可能避免使用接插件等不连续连接的接插件。长距离传输线的终端应并联一阻抗器件进行阻抗匹配。 (2)关于智能建筑弱电系统的接地问题,过去往往要求弱电系统设置单独的接地系统,不与其它电气系统接地网共用。然而,近些年来一些引进的国外建筑工程设计和学习国外技术的建设项目中,采用大建筑面积的建筑物以及建筑群日益普遍。弱电系统要设置单独的接地体,实施起来常有困难。随着现代建筑技术的发展,目前,建筑物基础一般都采用"大底板"结构。把所有的桩基、地面基础、柱梁内的钢筋结构都联接成一体,作为接地体。其接地电阻往往非常小。弱电系统的接地宜考虑利用建筑物基础作接地体。 按照现代电磁兼容技术理论,电子仪表系统和电气系统的接地实质上都是一种"等电位联结",用以消除外界电磁干扰和安全保护。根据这些理论研究进展,近年来,国内外的有关设计技术规范也都有所修订与调整。例如:我国在参考了国际电工委员会"IEC60364-4-443:1995","IEC60364-5-534:1997"等文件后,于2000年修订出版的强制性国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年修订版)中,就新做了以下规定: 第(3.3.4)条:--防直接雷接地宜和防雷电感应,电气设备,信息系统等接地共用同一接地装置,并宜与埋地金属管道相连; 第(6.3.3)条:--每栋建筑物本身应采用共用接地系统?其原则构成示于图(6.3.3)(图中把包括信息系统在内的所有电气设备的接地母线均连接在同一接地体上)。 按照上述国家标准的规定,弱电系统的接地可与其它电气系统共用接地装置。 (3)采用有屏蔽层的传输电缆是减少电磁干扰的一项基本措施。过去有些设计规定要求:信号传输电缆的屏蔽层,一般应在控制室的接地汇流排处接地,不应浮空或重复接地。即采用单端接地方式,但这种接地方式存在缺陷。 传输电缆屏蔽层仅一端做接地而另一端悬浮时,它只能防静电感应,防不了因磁场强度变化所感应的干扰电压。为减少屏蔽层内芯线上的感应电压,在有些弱电设备的技术要求屏蔽层仅一端做了接地连接的情况下,应采用有绝缘层隔开的双层屏蔽电缆,其外层屏蔽层至少应在两端做接地连接。这样,外屏蔽层与其它同样做了接地连接的导体构成环路,感应出一电流,因此产生降低源磁场强度的磁通,从而基本上抵消掉没有外屏蔽层时所感应的电压。最新修订的国家标准GB50057-2000版,第(6.3.1)条中已肯定了这种做法:"当系统要求只在一端做等电位联结时,应采用两层屏蔽,外层屏蔽按前述要求处理。" (4)在传输线路的终端装设电涌保护器(SPD),可有效抑制瞬时电脉冲干扰。采用光电耦合隔离可消除一次元件与控制系统之间因地电位差产生的共模电压干扰对测控系统内部电路的影响。 5 结束语 抑制电磁干扰应从各个环节着手,采用综合治理方法,从全系统的立场上来全面考虑电磁兼容问题。对于从事智能建筑弱电系统设计的工程师来说,应从对弱电设备的考察、选型(对电子设备内部构造的了解、挑选)开始,对弱电系统的组成配置、现场电缆管线的布置设计、现场安装施工、系统调校时分析干扰性质及来源等全过程都采取有效措施,才能确保整个弱电系统的电磁兼容性满足要求。 智能建筑论文:智能建筑的弱电工程——谈上海万豪大酒店弱电系统设计 摘 要 文章从智能建筑弱电工程的系统组成、衡量标准出发,结合上海万豪大酒店具体项目,从智能建筑的公共广播,共用天线电视,无线寻呼,电话通讯,火灾报警,安保监控以及结构化布线几方面的系统设计进行了阐述。 关键词 智能建筑弱电工程 公共广播 电视 寻呼 电话 火灾报警 监控 结构化布线 电源接地 衡量城市建筑的现代化标准,建筑的设计形态和智能化是两个主要方面。智能建筑的弱电系统主要由以下各系统组成: (1)通信网络系统;(2)办公自动化系统;(3)建筑设备监控系统;(4)火灾自动报警及联动控制系统;(5)公共安全防范系统;(6)结构化布线系统;(7)弱电电源及接地系统。 智能建筑弱电工程设计的出发点,应以建筑为平台,配置各功能系统,为人们提供一个投资合理、高效、舒适、便利的环境空间,以适应当前现代建筑的需要。从具体设计上,应从智能建筑的实际性质出发,充分考虑业主和使用者的各种功能要求,使设计能在总体结构上尽量现代化,技术上先进实用,经济上合理,同时需考虑智能建筑各系统的可兼容性和扩展性。 上海万豪大酒店,坐落于上海虹桥新区,是集宾馆、展厅、办公为一体的五星级酒店。其占地面积2.2万多平方米,建筑面积4万多平方米。酒店高8层,地下2层。整个酒店分A、B、C段三个部分,其AB段为酒店大堂、客房层部分,C段为展厅及办公楼部分。 以下,就上海万豪大酒店弱电工程的部分系统:通信网络系统中的公共广播传呼系统、共用天线电视系统、内部无线寻呼系统、电话通信系统;火灾自动报警及联动控制系统;公共安全防范系统中的闭路电视监视系统、防盗报警系统以及车库管理系统;结构化布线系统以及弱电电源与接地系统谈谈其设计。 1 公共广播传呼系统 酒店广播传呼系统分2类,一是面向公共区(如大堂展厅,酒店前台服务区域等)的公共系统,平时进行背景音乐广播,火灾或紧急情况时可被切换为紧急广播,二是面向办公会议区域及车库区域的广播系统(在一些特殊区域和大宴会厅等则要单独设置专业广播设备)。 公共广播传呼系统构成见图1。 公共广播传呼系统设计主要考虑以下几个因素:即系统方式(一般选定压式),划分广播分区,按扬声器特性确定扬声器与功放器,紧急广播的切换功能,广播线路与楼梯方式等。 万豪大酒店广播系统划为4个逻辑分区(即酒店、展厅、车库和办公楼),其中对应于紧急广播为19个子分区,对应于内部呼叫为19个子分区,确定扬声器与功放器的原则是必须考虑扬声器的广播效果并根据其功率确定功放器,万豪大酒店在酒店前台服务区域及办公楼部位选用造型好、频响及声压指标高的6W吸顶扬声器,在车库选用10W号角扬声器,在展厅选用20W声控。 公共广播传呼系统应具有2个主要功能,即平时的背景音乐或普通广播以及紧急广播。紧急广播总控制器有最高逻辑优先权。万豪大酒店紧急广播总控制器当有消防控制触发信号抵达时,通过启动各分区的逻辑控制模块将相应的负载回路切换成对应的紧急广播回路。在平时,无消防信号时,各分区独立操作,将相应回路切换成普通广播回路,而当无普通广播控制信号时,则处于背景音乐或客房音响状态。 2 共用无线电视系统CATV和卫星接收系统 智能建筑的共用无线电视系统是适应人们使用功能要求的一部分,系统不仅用于接收广播电视,还能传送自行播送的节目及调频广播。系统组成见图2。 作为智能建筑的CATV系统设计,对系统保证用户电平,解决弱场强收视问题,保证图像的传输质量以及节目来源均应予以充分考虑。系统的前端设备CATV的主要部分,其对信号处理的质量好坏直接影响整个系统的质量,因此前端系统输出应具有较高的质量来满足分配系统所需电平。 万豪大酒店前端设备采用放大-混合式,其传输系统采用分配-分支方式,以适应酒店用户终端数量多且分布不规则的特点。酒店系统的传输带宽为(5~860MHz)共可传输40套电视节目,传输系统复盖530个电视用户终端。 卫星接收系统的选址地安装及调试是一个重要部分,经接收、解调、调制后的卫星信号混合入共用无线电视系统前端部分,经传输分配系统送至各用户终端。万豪大酒店采用了套板状卫星电视接收天线,分别用于接收不同电视卫星的电视信号共10套。 万豪大酒店设置了VOD视频点播服务系统,其功能是作为酒店前台进行节目控制及信号服务,作为后台管理可进行信息记录、查询收费、节目增改及信息服务。 3 内部无线寻呼系统 智能建筑的信号管理部分,使用先进寻呼系统是非常重要的。万豪大酒店无线寻呼系统设计采用微蜂窝寻呼技术。微蜂窝寻呼系统是利用蜂窝小区技术来实现定场强的专用寻呼网络,它是一种单向通信系统,供建筑内部使用。系统由无线寻呼控制中心、微蜂窝发射单元,数据传输线路和寻呼接收机组成。系统框图见图3。 寻呼控制中心设在酒店地下层,其与酒店的程控电话交换机连接,实现交换机分机寻呼或人工键盘寻呼。寻呼信号通过线路送至各楼层蜂窝发射单元再向外发射,使处在场强复盖范围内的接收机收到寻呼信号。 对于智能建筑的寻呼系统设计,一般会遇到二个问题。一是内部信号对建筑外信号的干扰,二是建筑内的寻呼“盲区”。采用无线微蜂窝,使其场强覆盖控制在10~50m范围内,利用小区组网技术,在酒店的三维立体空间上构成限定空间场强的寻呼系统,另外,设计还可通过微蜂窝的布置组成任意形态的无线通信系统,通过对发射单元功率的调节(10~100mW)均可使无线场强分布在所限定的酒店空间范围内,这与“单点式”无线寻呼系统的功率大,不宜调节,发射距离远,易对外界产生干扰的特点有很大区别。 在智能建筑内,由于建筑物材料(钢筋混凝土结构)固有的屏蔽作用,使得寻呼信号电平在穿透损耗后无法接通形成“盲区”或信号微弱形成“弱区”(应增加发射单元、调整发射单元位置以达到所需场强)。 4 电话通信系统 万豪大酒店电话通信系统由交换设备、传输系统、终端设备组成。酒店采用1200门程控交换机设备,话务台功能较强。数字式程控交换机可以根据酒店不同需要实现众多服务的功能如系统功能、话务功能和用户分机功能,另外还具有选择功能(包括无线寻呼即通过交换机与寻呼主机连接实现寻呼功能以及酒店管理如登记结帐、话务计费、状态输入、打印帐单、读卡功能等)。 酒店的电话机房设在地下层,包括传输设备室、交换机房及话务室。 酒店的电话线路配线方式采用单独式,其特点是故障范围小,检修、扩建改造简单,在各楼层电话布线采用放射式。酒店电话线路采用3类4对双绞线,电话终端采用RJ11插口,这样不仅通话质量高,又能满足用户拨号上网的需要。 在各楼层电话分线箱的选择上,应尽量留有余量,以备将来扩展。 5 火灾报警及联动控制系统 万豪大酒店的智能消防控制系统,是一套完整的防火安全,报警系统。其又分为4个子系统:火灾探测系统、中央控制系统、火灾报警系统、灭火联动系统。见图4。 中央控制系统设在酒店一层的消防中心,由3套智能消防控制盘组成。每套智能消防控制盘拥有10个监控回路,每个回路可带99个智能探头和99个监控模块。3套控制盘实际控制28个回路共2700多探测点以及模块(包括办公楼)。消防智能控制系统通过中央处理单元对整个系统所有模块进行通讯监控,并反馈显示其故障情况,在其可编程存贮器中存有“事发控制程序”,一旦系统检测到火警信号后,能自动执行该程序,并通过火灾报警系统通知酒店内所有人员。系统对报警信号具有确认作用,系统可根据酒店内不同场合,将烟感探头灵敏度设定为昼/夜灵敏度转换模式。 作为消防控制系统的眼睛,火灾探测器分布酒店各个受保护部位。在酒店的前台服务区域及客房层均设置带址式感烟探头;在后台管理区域设感烟探头;在厨房、车库等设置感温探头;在煤气表房设置气体探测器。通过可编址智能探头,手动报警以及控制模块组成一套可靠的火灾探测系统。 酒店的火灾报警系统由区域报警显示盘、警铃、声光报警器及控制模块组成。酒店的灭火联动系统包括:(1)对设在各层的喷淋系统水管的水流指示及压力开关器的监视和启动喷淋泵及稳压泵。(2)消火栓直接启动消防泵。(3)对防火卷帘门,排烟风机及加压风机的监控。(4)对空调系统的监控等系统控制。 6 闭路电视监视系统 采用现代科技日益完善的公共安全管理设施,向酒店提供舒适和安全保障是设计的出发点。 万豪大酒店闭路电视监视系统由摄像机探测装置,图像传输与控制设备,图象处理与显示设备3部分组成,见图5。 7 防盗报警系统 对酒店的贵重物品库房,财务记帐室等重要场所采用红外或微波技术信号探测器进行定向保护,对酒店一些大门设置门磁报警保护。以上报警信号以有线形式传送到安保中心。这是酒店技防的一个重要技术措施。 8 车辆进出口管理系统 在现代建筑中,对车库的综合管理越来越重要。酒店的地下2层为车库,其地下车库综合管理系统包括IC卡读卡机、电动栏杆、车辆控制器、动态电脑显示器等。 9 结构化布线系统 作为智能建筑的基础,结构化布线是一种具有全新概念的布线系统,用以服务建筑物中所有通信和计算机设备,满足现在和将来的布线要求。 设计应以智能建筑的现时和计划需求为依据。在万豪大酒店,设计未将电话通讯归入结构化布线,这是因为作为酒店,语音与数据两种终端的分界很明显,且位置不易变更。另外,从技术经济上考虑,3类线带宽16MHz,可传输10Mbps及其以下低速数据,作为语言传输是廉价而效果很好的媒介。 万豪大酒店的结构化布线是计算机管理系统的结构化布线。酒店的计算机管理系统分为行政局域网系统和收银系统(POS)。万豪酒店前台与后台共有终端信息点500多个,行政局域网的信息终端分布在地下层办公区域和一至三层的酒店后台行政管理区域,收银系统的信息终端分布在酒店一至三层的前台服务区域。 酒店结构化布线分为4个子系统部分: 9.1 工作区子系统部分 通过各楼层的配线箱至楼层的各信息终端。其由5类4对双绞线及RJ45终端插口组成。此部分具有抗干扰,可靠与灵活性好的特点。 9.2 干线子系统部分 采用多模光缆连接酒店电脑机房与各层的配线箱(即总配线架与各层分配线架连接)。多模光缆传输速度可达500Mbps以上,有足够带宽,可为今后布线系统发展留有足够余地。 9.3 管理子系统部分 由各层的配线箱组成。酒店的前台服务、后台管理区域面积大,信息终端数量多分布广,总电脑机房设在一层。考虑到各楼层配线箱信息终端的最大距离不超过100m,因此在各楼的前台服务及后台管理区域均设置配线箱(箱内安装光缆/双绞线适配器、集线器、双绞线跳线架等) 9.4 设备间子系统 由设在电脑机房的设备及主干线等组成。 10 弱电电源与接地系统 智能建筑的弱电电源系统必须是可靠稳定和无干扰的。其中,计算机及外部设备、消防火灾报警设备以及通讯设备属一级用电设备负荷,采用双电源末端自切供电。对终端计算机设备配置单独UPS装置。 万豪大酒店的弱电工程中,火灾自动报警系统、计算机行政局域网和收银系统的电源均采用双电源末端自切供电。双电源切换柜的电源来自酒店变配电间的2台变压器低压回路及1台柴油发电机供给。 酒店弱电工程的各个系统,都设有独立的电源配电箱控制。 弱电系统的接地是弱电系统的一个重要环节。 为减少干扰和保护设备,弱电接地系统必须单独接地,万豪大酒店的弱电接地中各个弱电系统接地均采用大于25mm2以上的铜芯导线与室外接地桩连接。 11 结束语 智能建筑弱电工程涉及面广,技术性强,设计中要有全面的观点。 随着现代社会高新技术的发展,对智能建筑的弱电工程及计算机控制通信和设备自动化管理技术要求也日益提高,这就要求不断掌握新技术,不断完善设计。 创造投资合理,环境舒适的智能建筑的建设是迫切需要的。 智能建筑论文:ABB智能照明系统在智能建筑中的应用 摘要:智能化已经成为当今建筑发展的主流技术,涵盖从空调系统、消防系统到安全防范系统以及完善的计算机网络和通信系统。但是长期以来,智能照明在国内一直被忽视,大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式,部分智能大厦采用楼宇自控(BA)系统来监控照明,但也只能实现简单的区域照明和定时开关功能。相比之下,智能照明系统体现出强大的优越性,它在智能建筑中的应用越来越广泛。 关键词:ABB 智能照明系统 智能建筑 应用 1 智能照明系统在智能建筑中的应用效果 智能化已经成为当今建筑发展的主流技术,涵盖从空调系统、消防系统到安全防范系统以及完善的计算机网络和通信系统。但是长期以来,智能照明在国内一直被忽视,大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式,部分智能大厦采用楼宇自控(BA)系统来监控照明,但也只能实现简单的区域照明和定时开关功能。相比之下,智能照明系统体现出强大的优越性,它在智能建筑中的应用越来越广泛。智能照明系统在智能建筑中的应用效果如下: (1)实现照明控制智能化。采用智能照明控制系统,可以使照明系统工作在全自动状态,系统将按先设定的若干基本状态进行工作,这些状态会按预先设定的时间相互自动地切换。例如,当一个工作日结束后,系统将自动进入晚上的工作状态,自动并极其缓慢地调暗各区域的灯光,同时系统的移动探测功能也将自动生效,将无人区域的灯自动关闭,并将有人区域的灯光调至最合适的亮度。此外,还可以通过编程随意改变各区域的光照度,以适应各种场合的不同场景要求。 智能照明可将照度自动调整到工作最合适的水平。例如,在靠近窗户等自然采光较好的场所,系统会很好地利用自然光照明,调节到最合适的水平。当天气发生变化时,系统仍能自动将照度调节到最合适的水平。总之,无论在什么场所或天气如何变化,系统均能保证室内照度维持在预先设定的水平。 (2)改善工作环境,提高工作效率。传统照明系统中,配有传统镇流器的日光灯以100Hz的频率闪动,这种频闪使工作人员头脑发胀、眼睛疲劳,降低了工作效率。而智能照明系统中的可调光电子镇流器则工作在很高频率(40~70kHz)不仅克服了频闪,而且消除了起辉时的亮度不稳定,在为人们提供健康、舒适环境的同时,也提高了工作效率。 (3) 可观的节能效果。智能照明控制系统使用了先进的电力电子技术,能对大多数灯具(包括白炽灯、日光灯,配以特殊镇流器的钠灯、水银灯、霓虹灯等)进行智能调光。当室外光较强时,室内照度自动调暗,室外光较弱时,室内照度则自动调亮,使室内的照度始终保持在恒定值附近,从而能够充分利用自然光实现节能的目的。除此之外,智能照明的管理系统采用设置照明工作状态等方式,通过智能化管理实现节能。 (4)提高管理水平,减少维护费用。智能照明控制系统将普通照明人为的开与关转换成了智能化管理,不仅使大楼的管理者能将其高素质的管理意识运用于照明控制系统中去,而且将大大减少大楼的运行维护费用,并带来较大的投资回报。 2 智能照明与传统照明系统比较 2.1 线路系统比较 (1)单控电路系统比较。传统照明单控电路特点:①控制开关直接接在负载回路中;② 当负载较大时,需相应增大控制开关的容量;③ 当开关离负载较远时,大截面电缆用量增加;④ 只能实现简单的开关功能。 总线式智能照明系统单控电路特点:① 负载回路连接到输出单元的输出端,控制开关用EIB总线与输出单元相连。负载容量较大时仅考虑加大输出单元容量,控制开关不受影响;② 开关距离较远时,只须加长控制总线的长度,节省大截面电缆用量;③ 可通过软件设置多种功能(开/关、调光、定时等)。 (2)双控电路系统比较。传统照明双控电路特点:① 实现双控时用两个单刀双置开关,开关之间连接照明电缆;② 进行多点控制时开关之间的电缆连线增多,使线路安装变得非常复杂,工程施工难度增大。 总线式智能照明系统双控电路特点:① 实现双控时只需简单地在控制总线上并联在一个开关;② 进行多点控制时,依次并联多个开关,开关之间仅用一条总线连接,线路安装简单、省事。 2.2 智能照明与传统照明控制系统比较 (1)控制方式比较。① 传统控制采用手动开关,必须一路一路地开或关;② 智能照明控制采用低压2次小信号控制,控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高,通过实现场景的预设置和记忆功能,操作时只须按一下控制面板上某一个键即可启动一个灯光场景(各照明回路不同的亮暗搭配组成一种灯光效果),各照明回路随即自动变换到相应的状态。上述功能也可以通过其他界面如遥控器等实现。 (2)照明方式比较。①传统控制方式单一,只有开和关;② 智能照明控制系统采用“调光模块”,通过灯光的调光在不同使用场合产生不同灯光效果,营造出不同的舒适氛围。 (3)管理方式比较。① 传统控制对照明的管理是人为化的管理;② 智能控制系统可实现能源管理自动化,通过分布式网络,只需一台计算机就可实现对整幢大楼的管理。 3 智能照明系统的节能分析 3.1 集中管理,减少人为浪费 现代高层办公大楼中,人为造成照明能源浪费的现象仍然非常严重,无论房间有人还是无人,经常是“长明灯”。智能照明系统既能分散控制又能集中管理,在大楼的中央控制室,管理人员通过操作键盘即可关闭无人房间的照明灯。 3.2 自动调光,充分利用自然光 智能照明系统中的光线感应开关通过测定工作面的照度,与设定值比较,来控制照明开关,这样可以最大限度地利用自然光,达到节能的目的,也可提供一个不受季节与外部气候环境影响的相对稳定的视觉环境。一般来讲,越靠近窗自然光照度高,从而人工照明提供的照度就低,但合成照度应维持在设计照度值。 3.3 自动调光,保持照度的一致性 一般照明设计师对新建的建筑物进行设计时,均会考虑到随着时间的推移,灯具的效率和房间墙面反射率会不断衰减。因此,其初始照度均设置得较高,这种设计不仅造成建筑物使用期的照度不一致,而且由于照度偏高设计造成不必要的浪费.采用智能照明系统后,虽然照度还是偏高设计,但由于可以智能调光,系统将会按照预先设置的标准亮度使照明区域保持恒定的照度,而不受灯具效率降低和墙面反射率衰减的影响,这也是智能照明控制系统可节约能源原因之一。 3.4 安装便捷,节省线缆 ABB智能照明系统采用二芯线控制,用EIB总线将系统中的各个输入、输出和系统元件连接起来,大截面的负载线缆从输出单元的输出端直接接到照明灯具或其他用电负载上,而无须经过智能开关。安装时不必考虑任何控制关系,在整个系统安装完毕后再通过软件设置各个单元的地址编码,从而建立对应的控制关系。由于系统仅在输出单元和负载之间使用负载线缆连接,与传统控制方法相比节省了大量原本要接到普通开关的线缆,也缩短了安装施工的时间,节省人工费用。 3.5 延长灯具寿命 灯具损坏的致命原因是电网过电压,只要能控制过电压就可以延长灯具的寿命。智能照明控制系统采用软启动的方式,能控制电网冲击电压和浪涌电压,使灯丝免受热冲击,灯具寿命得到延长。智能照明系统通常能使灯具寿命延长2~4倍,不仅节省大量灯具,而且大大减少更换灯具的工作量,有效地降低了照明系统的运行费用,对于大量使用灯具和安装困难的区域具有特殊的意义。 采用智能照明控制系统不仅可满足便捷控制、灯光效果等要求,而且由于可观的节能效果(节电可达到20%~50%)及灯具寿命的延长(灯具寿命延长2~4倍),又能在降低运行费用中得到经济回报,还能省去常规照明所需的大部分配电控制设备,大大简化和节省穿管布线工作量。此外,智能照明系统还有潜在的价值回报,如智能控制系统能使整个系统工作在使人们最舒适的状态,从而保证了人们的身心健康,提高了工作效率。 智能照明控制系统广泛地应用于建筑领域,无论室内、室外、大小场合无处不可应用。该系统是办公大楼、宾馆酒店、娱东场所、商业中民、体育场馆、公寓别墅、庭院景点等理想的照明控制设备。 4 实例 厦门国际会展中心 厦门国际会展中心是一个综合性展览中心,共五层,总投资约人民币12亿。 i-busò智能安装系统的总造价约人民币600万元,占总投资的0.5%,系统可为1064个回路作开关控制,为266个回路作调光控制,并设有63个五对按钮和55个移动监测器,1个电话开关和16个光亮感应器,在中控室设有一台计算机进行系统监控。厦门国际会展中心在2000年9月8日已投入使用。 1. 所有区域的灯光均可进行统一的开关控制。可按要求进行定时控制,在平时、会展期间、节假日等不同时间给予不同的灯光效果。 2. 大堂、多功能厅等区域设置日照补偿功能,可根据室外自然光的强弱自动调节室内照明的亮度值,各灯光协调营造出一个明快、舒适、庄重、典雅的迎宾环境。 3. 在会议室、贵宾室、国际演讲厅等区域均设场景功能,当需要改变灯光场景时,只需按一下按键或使用遥控器,就可达到所要的灯光效果。同时可与会议系统进行联动,达到灯光、音响、摄像同步一致的效果。例如在需要播放投影时,会议室的灯自动缓慢的调暗,关掉摄影仪,灯光又会自动柔和的调亮。 4. 以上功能均可在中控室内的控制主机上进行。同时在中控室内还有电话开关,可通过电话进行远程控制。 昆明邮政办公楼 昆明邮政综合楼是一栋21层的综合性办公楼,i-bus智能安装系统控制包括地下室车库的照明,1-21层办公楼、会议室、公共走廊、热水器、及UPS等照明系统和用电负荷的管理和一层的玻璃破碎传感器。整个大楼的照明可根据时间外部光线控制照明,也可以通过中央控制,热水器等用电负荷可根据时间控制或集中控制,所有的灯光控制和加热器等用电负荷可以在中央控制计算机上进行操作、监控和故障记录,使办公楼的用电负荷管理达到了智能化。 以下是昆明邮政大楼使用EIB系统所用的功能: 地下车库节能: 12个移动传感器的使用有效的降低了地下车库照明所用的能源。为了覆盖每一个地方,我们把移动传感器放在每个入口处及必要的拐角处。一旦它们哪个被触发,其相应的区域的灯就立即打开,并在5分钟后关闭。只要移动传感器感觉到一个运动就打开相应的灯。这种自动灯开关装置节约能源且方便车主。 1/F的场景灯控制: 该系统使用的是Busch-tritor开关,所有的灯可由一个按钮操作,最多可设置10种不同的场景。其中房间里的16套灯可独立控制,每套灯的功率可达3000瓦;另外12套灯可调光,每套灯不超过1000瓦。所有功能也能通过红外线手持控制器来实现。 G/F玻璃破坏时的保安功能: 在建筑周围的地层上有60个玻璃破裂传感器,任何一种击碎玻璃的行为都将激活区域终端,并发出一个指令到双值输出控制外置灯及摄像机上和记录这个现场击碎玻璃的人,同时一个警报信号出现在监控室的显示屏上。 2/F的场景灯控制: 该系统使用的是Busch-triton开关,所有的灯由一个按钮操作,最多可设置10种不同的场景。其中房间里的10套灯可独立控制,每套灯的功率可达3000瓦;另外12套灯可调光,且每套灯不超过1000瓦。所有功能也能通过红外线手持控制器来实现。 3/F的场景控制: 该系统使用的是Busch-triton开关,所有的灯及窗帘可由一个按钮操作,且最多可设置10种不同的场景。其中房间里的16套灯可独立控制,且每套灯的功率可达3000瓦;另外12套灯不超过1000瓦。所有功能也能通过红外线手持控制器来实现。 4/F会议场景灯控制: 该系统使用的是Busch-triton开关,所有的灯及窗帘可由一个按钮控制,且最多可设置四种不同的场景。其中大厅里的4套灯可独立控制,且每套灯的功率可达3000瓦;另外2套灯可调光,每套灯功率不超过500瓦。所有房间周围的电动窗帘用2组单独的开关控制。所有的功能也可通过红外线手持传感器来实现。在门口附近安装安装移动传感器,预设的灯在有人进入房间时打开,且在人离开后又会熄灭。使保安检查更易且节约能源。 从7层到20层的各层电源控制及监视 中央控制室的Win-Switch通过一根双绞线控制各层的双值输出,并由此控制所有的公共灯、办公室灯、热水器及UPS。通过电流感应器和电流调整器将信号转换后,Win-Switch能显示各层负载电流的百分率(负载如公共灯、办公室及UPS电路等)。Win-Switch具有指示和报警功能,并且可以用时间控制每个回路。当超负荷时就报警,如收到一个烟雾探测器的指示信号就关断该层所有电源。 21/F多功能房间的场景控制: 该系统使用的是Busch-triton开关,所有的灯及窗帘可由一个按钮操作,最多可设置10种不同的场景。其中房间里的4套灯可独立控制,每套灯的功率可达3000瓦;另外6套灯可调光,每套灯不超过1000瓦,另外还有6套(每套负载电流不超过6A)可以应用。所有大厅周围电动窗帘由两组独立的开关控制。所有功能也能通过红外线手持控制器来实现。在门口附近安装两个移动传感器,预设的灯在有人进入房间时打开,出去一段时间后关闭。这实际上使保安检查更容易且节约能源。 北京万泉新新家园 北京万泉新新家园,在一期半和二期的工程中每户都安装了EIB智能安装系统。因为智能系统在家居中的应用在国内还是全新的概念,所以房地产公司在房产市场中赢得了很多的顾客的关注,到现在所有的房屋都已售完。智能安装系统给客户带来舒适、安全、有品质的生活空间,给房产商带来了全新的销售理念。 北京万泉新新家园提出了智能家居的概念,要实现家电控制智能化、防盗报警智能化、家庭照明智能化,房地产商选用了ABB i-bus 智能安装系统,给用户提供了如下的基本配置: 照明控制系统: 在住宅内设置开关,可以对照明灯光进行开关控制,方式灵活多样,可依照用户的要求自由的调控。 远程家电控制: 每户设置电话控制盒,可以在室外的任意地方通过电话来控制家中电气设备,例如:可以关闭忘掉的灯光,回家提前打开空调或电饭锅煮饭。 报警系统: 安保系统的信号(例如:烟感、门磁、窗磁等)接入电话控制盒,通过预先设置好的电话号码进行报警,以保护用户的财产安全。预先设置了业主、物业管理中心等三个电话。如果安保系统得到信号,电话控制盒就会自动的依次拨打设置的电话。 预留扩展: 以上只是基本配置,只是给用户提供了智能系统平台,ABB i-bus智能安装系统优越的扩展功能为将来用户个性化的选择提供了方便,用户可以根据需要和喜好增加其它功能。 北京万泉新家园在一期半和二期的工程中选用了ABB i-bus智能安装系统,共11栋多层住宅楼498户,其中多层和复式的户型共202户,平层户数共296户。 对于平层户型:EIB系统控制的房间为客厅和主卧室的灯光控制、客厅的空调插座、厨房小家电插座;对于复式和跃层:EIB系统控制的房间为客厅、主卧室和家庭室的灯光控制、客厅的空调插座、厨房小家电插座。 每个楼门设一个EIB,每套房间设一个EIB控制箱、设一个电话控制盒;对于标准房:客厅和主卧室设总线耦合器;对于复式和跃式:客厅、主卧室和家庭室设总线耦合器。 系统的结构为每个楼门1条线,共111条线,约2300个总线元件。 总之,随着EIB系统在中国市场的进一步的推广,ABB i-bus? EIB系统将越来越显示出其独特的优点,给用户带来各种各样的功能,并在智能建筑技术的发展中占据领先地位。 智能建筑论文:论智能建筑中的电源质量要求 摘要:文章通过对影响电源质量,诸如电压波动、频率波动、瞬变浪涌等主要因素的分析,提出一些消除电源污染的方法,以保证在智能建筑中计算机和精密电子设备的正常运行。 关键词:智能建筑 瞬变浪涌 电滋干扰 瞬变脉冲 随着国际信息潮流冲击和微电子科技的沸腾,加上通讯、计算机及自动控制技术日新月异,使得建筑开始走向高品质、高功能领域,形成一种新的建筑形式??智能建筑(Inetlligent Buildings)。由于在智能建筑中运用了许多计算机和微电子设备,对其供电电源的质量提供了新的要求。因为电源品质的好坏,将直接影响智能建筑中设备的运行稳定性和可靠性,甚至导致重大人身、设备事故和造成巨大的经济损失。这种影响不仅来自供电电源的电压、频率及电流等基本要素是否满足用电设备的要求,而且也来自所提供的供电电源的电网质量。 由于电子计算机、微处理器以及其他电子仪器设备普遍存在着绝缘强度低、对供电电源的质量要求高、过电压耐受能力差的弱点,使得这些高灵敏的电子系统在运行时,经常出现程序运行错误、数据错误、时间错误、死机、无故重新启动甚至造成用电设备的永久性损坏,给人们日常生活造成巨大损失。为此,在智能建筑中,研究其供电电源质量,实施有效的防护措施,已是必然的趋势,而且受到世界各国普遍关注。 1 电源质量的技术指标 衡量电源质量的技术指标主要包括:电压波动、频率波动、谐波和三相不平衡等。众所周知,供电电源质量会受到多种因素的影响,如负荷的变化、大量非线性负载的使用、高次谐波的影响、功率因数补偿电容的投入和切断、雷电和人为故障、公共设施(如电动机、电梯等)等都会影响电源的品质,从而降低供电电源的质量。 1.1 电压波动(Undulating voltage) 理想电源电压正弦波的波形是连续、光滑、没有畸变的,其幅值和频率是稳定的。当负荷发生变化时,负荷出现较大的增加时,特别是附近有大型设备处于启动时,使得供电电源正弦波的幅值受到影响,产生低电压。当供电电源电压波动超过允许范围时,就会使计算机和精密的电子设备运算出现错误,甚至会使计算机的停电检测电路误认为停电,而发生停电处理信号,影响计算机的正常工作。一般计算机允许电压波动范围为:AC 380V、220V±5%。计算机在电压降低至额定电压的70%时,计算机就视为中断。为此,《电子计算机机房设计规范》GB 50174-93(以下简称《规范》)对电压波动明确规定,将电压波动分为A、B、C三级(见表1)。 电压波动等级表1 电压等级 A级 B级 C级 波动范围 ±2% ±5%+7%~-13% 1.2 频率波动(Undulating frequency) 供电电源频率波动主要由于电网超负荷运行而引起发电机转速的变化所致。而计算机的外部设备大多采用同步电动机,一般计算机频率允许波动范围为50Hz±1%.当供电电源频率波动超过允许范围时,会使计算机信息存储的频率发生变化而产生错误,甚至会产生信息丢失等。《规范》对频率波动明确规定,将频率波动分为A、B、C三级(见表2)。 频率波动等级表2 频率等级 A级 B级 C级 波动范围 ±0.2% ±5%+7%~-13% 1.3 波动失真(Waveforn distortion) 产生电源电压波形失真的主要原因是由于电网中非线性负载,特别是一些大功率的可控整流装置的存在会对供电电源的电压波形产生烃,还会使计算机的相对控制部分产生不利的影响;这种波形畸变,还会使计算机直流电源回路中的滤波电容上的电流明显增大,电容器发热;还由于锯状波形的出现,会使计算机的停电检测电路误认为停电,而发出停电处理信号,影响计算机的正常工作。衡量波形失真的技术指标是波形失真率(Waveform distortion rate),即用电设备输入端交流电压所有高次谐波之和与基波有效值之比的百分数。《规范》对波形失真率规定分为A、B、C三级(见表3) 波形失真率等级表3 波形失真等级 A级 B级 C级 失真率(%) 3-5 5-8 8-10 1.4 瞬变浪涌和瞬变下跌 瞬变浪涌(Transient voltage surge)是指正弦波在工频一周或几周范围内,电源电压正弦波幅值快速增加。瞬变浪涌一般用最大瞬变率表示。瞬变下跌(Tran-sition voltage fall),又称凹口,它是指正弦波在工频一周或几周范围内,电源电压正弦波幅值快速下降。瞬变下跌一般用最大瞬变下跌率表示。瞬变浪涌和瞬变下跌,瞬间内电压幅值快速增加或减小会对计算机系统形成干扰,导致其运算错误或者破坏存储的数据和程序。目前,国内未对瞬变大瞬变率:(半周或更长)≤20%;恢复过程中降至15%以内,为50ms;然后降至6%以内,为0.5s。允许最大瞬变下跌率:(半周或更长)≤30%;恢复到-20%以内,为50ms;恢复到-13.3%以内,为0.5s。 1.5 瞬变脉冲(Transient voltage pulse) 瞬变脉冲,又称尖峰或者电压闪变,是指在小于电网半个周期的时间内电网理想正弦波上叠加的窄脉冲。引起瞬变脉冲的原因很多,一般主要由以下几方面: 1.5.1 内部过电压(Internal overvoltage) 即在电力系统的内部,由于重负荷、感性负荷、补偿电容的投入和切除,开关和保险装置的操作以及短路故障的发生,都会使系统参数发生变化,引起电力系统的内部电磁能量的转化和传递,在系统中出现过电压。据统计,在整个瞬变脉冲事故中因内部过电压造成的占有80%。 1.5.2 雷电(Lightning) 在雷电中心1.5km~2km范围内都可能产生危险过电压,损坏电路上的设备。当雷击输电线或雷闪电发生在线路附近时,通过直接或间接耦合方式雷闪放电形成暂态过电压将以流动波形式沿线路传播,危及设备安全。据统计,在整个瞬变脉冲事故中因雷击产生过电压造成的约占18%左右。 计算机和精密仪器设备的信号电压很低,一般只有10V左右,所以对闪电脉冲过电压极为敏感,极易受闪电脉冲过电压的干扰和损坏。一般电气设备允许的闪电脉冲电压为6,000V,而计算机和精密仪器设备估计在几十伏到几百伏就会受到损坏。 1.6 三相不平衡(Unbalance three phase circuit) 由于三相负荷分配不均等,使三相负荷电流不对称,由此产生三相负序分量。不平衡度是衡量三相负荷状态的指标,主要包括电压不平衡、电流不平衡、相角不平衡。三相不平衡窨到什么程度才会影响计算机的稳定、可靠运行,目前尚无完整资料。只有参考厂商关于三相不平衡具体要求,以保证计算机及其设备正常、稳定运行。一般计算机允许相电压不平衡≤120o±3o。 1.7 瞬间停电(Interrupt power-supply) 如果发生电网瞬间停电,将直接影响计算机的正常运行。当电源中断1.5ms以内是,可由计算机主机的大电容器放电来维持计算机的继续运行,对系统无影响。而当在电源中断1.5ms以上时,由于存储器一般采用MOS电路,一旦停电时间长,计算机就会失去记忆,使大量运算过程的数据丢失,致使计算机运算错误乃至停机.一般计算机要求电源中断在10ms之内.对于瞬间停电允许持续时间,《规范》中对供电质量规定分为A、B、C三级。 A级:Oms~4ms;B级:4ms~200ms;C级:200ms~1500ms 1.8 电磁干扰(Electromagnetic Interference 简称EMI) 电磁干扰,有也称电磁污染,它是电子系统辐射的寄生电能。电磁干扰主要来自以下两方面: ①电缆、电线既是造成电磁干扰的主要发生器,也是主要的接收器。作为发生器,它向空间辐射电磁波,对计算机系统形成的干扰。作为接收器,它也能敏感地接收从其它相邻干扰源所发射电磁波的干扰。由于计算机系统中的逻辑脉冲前沿很陡峭(纳秒级),对30Hz~100Hz的电磁干扰十分敏感,会使计算机系统中的逻辑出现错误动作。 ②核电脉冲(Nuclear Electromagnetic Pulse简称NEMP)核爆炸产生的电磁脉冲强度高、覆盖面大、持续时间短(1μs)、等值频率可高过100MHz。电磁脉冲将在电网络中耦合产生暂态过电压,危害极大。 以上是衡量电源质量的主要技术指标,这些技术指标的好坏,反映了电源质量的情况,将直接影响计算机系统的运行,为此,应视电源污染的程度以及计算机系统对电源品质的要求,采取相应的防护措施,防止电网中其它设备的干扰,提高供电质量,使计算机系统能够稳定、可靠运行。 2 改善电源质量的方法 影响电源质量的因素是复杂的,然而,当受到污染后的电源为计算机和精密电子设备供电时,对其运行是极为有害的。当城市电网的电源质量不能满足要求时,要根据需要,采用合理的供电系统以及必要的技术措施,有针对性地消除污染电源对计算机和精密电子设备的影响。这些措施包括:采用隔离变压器、滤波器、稳压设备、不间断电源以及瞬变信号、滤除高频噪声、稳定电压与城市电网隔离,消除电压和频率的偏差以及吸收浪涌等各种干扰,从而获得理想的电源。 常用的几种计算机供配电系统主要有直接供电系统,隔离变压器、稳压器和滤波器组合系统;不间断供电系统等。 2.1 直接供电系统 直接供电系统就是将市电(通常为AC380V,50Hz)直接接至配电柜,然后再分送给计算机设备。直接供电系统只适用于电网质量的技术指标能满足计算机的要求,且附近没有较大负荷的启动和制动以及电磁干扰很小的地方。直接供电系统优点是:供电系统简单、设备少、投资低、运行费用少、维修方便等。它的缺点是对电网质量要求高,对电源污染没有任何防护,易受电网负荷的变化影响等。 2.2 隔离变压器、稳压器和滤波器组合系统 隔离变压器、稳压器和滤波器组合系统是计算机房多采用的一种配电系统。该系统消除电网中的瞬变干扰、较大负荷的启动和制动、电压波动及电磁干扰等。该系统优点是价廉、运行可靠、维修方便、运行费用低等。它的缺点是在电网的较大频率波动时和突然停电等电源污染没有防护。 2.3 不间断供电电源 不间断供电电源(Uninterruptable Power Supply,简称UPS),它是电力变流器、储能装置(蓄电池)和开关组合成的一种电源设备。不间断供电电源具有稳压、稳频、抗干扰、防止浪涌等功能。而且,当发生突然停电时,不间断供电电源可以对用电设备继续供电一段时间,使人们能及时处理计算机等设备中内存的信息,或者立即启动备用电源,使计算机等设备继续工作。 2.4 瞬变浪涌保护器(Transient voltage surge protector) 暂态过电压是配电系统中最常见的干扰形式,雷电仅是一种;主开关操作、无功补偿电容器及电梯等重负荷设备的投入和切除,都会产生暂态过电压。大部分过电压的产生带有随机性和重复性,往往伴随电网中其它干扰发生而产生。上面的几种供电系统,包括稳压电源和不间断电源均不能消除过电压,因为稳压电源和不间断电源对快速脉冲过电压不能及时反应,甚至会将稳压电源和不间断电源损坏。因此,必须采用瞬变浪涌保护器,来保障电子设备免受暂态过电压的干扰和侵害。 2.4.1 高频信号保护器 高频信号保护器主要防止天线的雷击和感应雷击,因为天线受雷击或雷电感应时,天线对偶极子上都将形成对地的暂态过电压,天馈线上两极导线上的暂态过电压是对共同地的,即形成共模暂态电压。高频信号保护器其内部采用特制的电感线圈,线圈两头并接于馈线上,中心抽头接地。在正常工作时,由于信号频率高,并接在信号线两端电感线圈呈高阻抗,不影响正常工作。当出现暂态过电压时,形成的暂态过电流经电感线圈两端到电感中心入地,线圈两半处于并联工作状态。由于暂态过电流流过两半线圈时,在两半线圈中产生的磁通量相互抵消,暂态过电流对地呈低阻抗,从而有效地限制信号线对地的共模暂态电压幅值。高频信号保护器主要用于防护雷击或雷电感应引起的天馈线对地的共模暂态电压幅值,从而保护通信设备免受暂态过电压侵害。 2.4.2 电源过电压保护器 雷电及其它瞬变浪涌冲击现象,对精密电子设备和计算机设备(包括UPS电源),造成很大的危害。电源过电压保护器是利用快速响应模块,通过其优良的非线性伏安特,来实现抑制暂暂态过电压的。在正常工作时,模块呈高阻抗特性,泄漏电流很低,不影响正常工作。当出现暂态过电压时,模块呈低阻抗特性,使暂态过电流迅速泄放,从而抑制暂态过电压,维持电压稳定。 2.4.3 采用等电位联结 为了彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差,就特别需要实行等电位联结。等电位联结是指为达到等电位目的而实施的导体联结,电源线、信号线、金属管道等都要通过过压保护器进行等电位联结。这些导体的联结,正常工作时不通过电流,只传递电位,仅在故障时才通过故障电流。等电位联结,又可分为总等电位联结和局部等电位联结。关于等电位原理和工程作法这里不再赘叙。 综上所述,随着智能建设的不断发展,人们对电源质量要求也愈加严格,然而,如何提高电源质量,消除电气中的隐患,保证计算机及精密电子设备正常运行,将是工程设计人员一直要关注的问题。 智能建筑论文:发挥华东地区智能建筑优势——迎接加入WTO挑战 摘 要:本文从华东地区智能建筑的发展概况、入世对智能建筑业的要求出发,论述华东地区的优势,提出了迎战WTO之后的对策。 关键词: 华东 智能建筑 优势 WTO 挑战 一. 华东地区智能建筑的发展概况 华东地区具有广阔的巨大的智能建筑市场,是中国经济最发达地区之一,智能建筑市场(包括大厦及小区)启动早,市场大,今后将有更大的发展,是WTO以后国外企业必争之地,也是国内企业必争之地。由于华东地区资金雄厚,据不完全统计,迄今为止,上海已新建智能大厦四百多幢,智能小区二百多个。其中已建成的优质工程有上海博物馆、金贸大厦、上海期货大厦、久事复兴大厦等号称上海智能建筑“四大天王”,新建浦东国际机场,上海大剧院,上海科技城也都闻名天下。江苏省迄今为止已建成智能建筑二百余幢,小区一百五十多个;南京中信大厦,南京军区总医院新病房大厦及江苏省政协大厦都为优质工程。聚福园、天地小区是建设部小区示范工程。 浙江人杰地灵,是我国东南沿海技术和经济发达地区,也是一个建设大省。1997年建成使用的浙江日报社大楼,在浙江省首次开通了楼宇自控系统,堪称是浙江省第一座达到3A配置的智能化大楼,从而揭开了浙江省智能建筑建设的序幕;1998年建成的浙江省外经贸联建大厦和华浙广场都是代表当时浙江省先进水平的智能建筑,其中华浙广场还代表浙江省参加了建设部组织的优秀智能建筑评选活动。目前浙江省已建成的智能化大楼主要有浙江世界贸易中心、杭州电力调度大楼、浙江省建行大楼、杭州铁路新客站、浙金广场、杭州五洲大酒店、浙江省商检大楼等约90余座,主要集中在杭、宁、温地区。 二、入世对中国智能建筑业的要求 我国已加入WTO,进入WTO意味着我国经济完全融入国际化市场,必须遵守WTO的原则和规定。根据WTO协议市场准入原则和国民待遇原则,将使我国智能建筑技术面临更加广阔的发展空间、更加剧烈的市场竞争。而我国现行的建设事业政策法规和行业管理体制与WTO的规则和国际通行模式存在较大差异,调整改革完善现行体系和体制的任务相当艰巨,形势紧迫。 我国加入WTO后经济发展的国际化,必将对各种建筑,尤其是办公建筑的智能化水平提出新的更高要求,不仅对新建的办公楼,而且对量大面广的已有的办公建筑的改造也带来了智能化需求。 WTO对我国智能建筑要求具体表现在: 1. 根据《建筑领域加入WTO后的对外承诺》,我国加入WTO后五年,允许外商成立独资企业,取代外商在我国现有的办事处机构,他们可以直接在我国签定内贸合同,从而使产品和工程质量有了进一步的保障。 2. 按WTO取消数量限制和关税减让原则,我国将降低对外市场准入程度,届时会有更多智能建筑产品和系统进入中国市场参与竞争,为我们提供更大的选择余地,并得到更多的实惠。 3. 随着国外企业参与我国智能建筑行业的竞争,他们会把国外成熟的管理体制、规范的运行程序和操作技巧带入中国,有助于提高中国智能建筑行业的整体水平。 三.华东地区优势 1.学会健全,学术活动活跃。 以上海华东建筑设计研究院温伯银总工为首的上海专家,在全国率先于1994年成立上海智能建筑工程研究会。这是全国第一个智能建筑学会组织,成员有高校、设计院及企业技术人员几百人,它集中了上海智能建筑界科技精英。在组织报告会、展览会(上海历届智能建筑大型展览会)、验收评估上海甲级智能化大厦(如上海久事复兴大厦等)起了巨大作用。温总和上海同济大学程大章教授(正副会长)的贡献已载入中国智能建筑历史,功不可没。以陈众励、瞿二澜、赵济安、王东伟高工及上海大学赵哲身教授等为代表的中青年骨干专家已经成长,在国内也有较大影响。 1996年,以南京建筑工程学院(现改为南京工业大学)建筑智能研究所、江苏省建筑设计院及东南大学建筑设计院为主体成立的江苏省土木建筑学会智能建筑学术委员会,在国内也是较早成立的智能建筑学术组织,成员有二百多人,每年举办学术年会,奉行“技术开放,市场开放” 方针。常年举办学术报告会及国内外厂商新产品报告会。自办了省内杂志《智能建筑信息》。 2001年以浙江省建筑设计院为主体成立的浙江省土木建筑学会智能建筑学术委员会。虽成立时间不长,但青年一代学会领导骨干力量成长很快,成员已发展到几百人。在组织浙江省智能建筑报告会、展览会方面,做了大量的工作。 2.编写出台智能建筑标准。 1995年上海市出台智能建筑设计标准(DBJ08—47—95),它是以上海华东建筑设计院内部标准修改而成,是中国历史上第一个智能建筑标准,为全国规范智能建筑设计市场起了示范与指导作用。2000年在建设部领导下,以温伯银总工为首的编制组率领团结全国专家编制出台了我国(乃至世界上)第一个智能建筑设计标准(GB/T50314—2000)开创了中国智能建筑新纪元,填补了空白。评审专家认为该标准已达到国内领先、国际一流的水平。 1998年,在江苏省建委领导下,在温总关心指导下,江苏出台了江苏省建筑智能化设计标准(DB32/181—1998),1999年获得建设部科技进步奖三等奖。1999年又出台了三个标准: (1)江苏省建筑智能化系统工程检测规程 DB32/365—1999 (2)江苏省建筑智能化系统工程实施及验收标准 DB32/366—1999 (3)江苏省建筑智能化系统工程评估标准 DB32/T367—1999 构成了整套标准,促进了省内IB的发展;2001年中信实业银行南京分行大楼(28层4.2万平方米)通过检测验收与评估获得江苏省首幢甲级智能化办公大楼称号。 3.撰写论文、编写著作,成果丰厚。 1995年上海华东建筑设计院首先汇编出智能化建筑论文选,其中温总、瞿二澜、赵济安高工等论文在国内影响很大,开创了全国建筑建筑论文的先河。1996年上海华东设计院温总为首的编写组又出版了大型经典著作—《智能建筑设计技术》。目前正在修订将出第二版。 上海举办了历届高水平智能建筑报告会,如中国超高层建筑技术研讨会具有国际影响。 上海同济大学程大章教授等编写出版了《住宅小区智能化系统设计与工程施工》(同济大学出版社2001.6)以及《智能化大楼的建筑设备》(中国建工出版社1997.11)。 上海九海金狮物业公司诸建华总经理在总结上海久事复兴大厦兴建及物管经验与陆伟良教授合作于2002年8月编写出《智能建筑物业管理》一书(电子工业出版社出版)。 浙江省建筑设计院杨绍胤教授级高工先后编写出二本著作:《智能建筑—原理、规划和设计》(1999.2)以及《智能建筑实用技术》(2001年)。 4.华东地区具有广阔的巨大的智能建筑市场 目前上海正申办2010年上海国际世博会。预计2008年上海高层建筑将达2000幢,据国外某公司称,世界最先进的智能建筑新技术可去中国上海参观。江苏目前正兴建南京地铁工程(8个站,投入72亿),南京玄武湖隧道工程(3公里),由于江苏省申办成功2005年全国第十届运动会,日前正在南京新建奥体中心。相应的体育场馆新建22个,将在江苏省无锡、苏州、常州等地新建。南京市在河西新城开工投入120亿,打造十大标志性建筑。南京国际经贸广场,维多利亚国际商务中心,夏华国际广场、南京中大科技大厦、联强大厦、紫鑫中华广场、欧洲城、东成大厦、浙江国际贸易中心、东渡大厦等。南京市将兴建十大体育工程:全民健身中心、皮划艇激流回旋场地、马术赛场、中山门竞技中心、击剑比赛训练馆、龙江体育中心二期网球工程、南京中山国际公园、环湖体育带及南京足球训练基地。 目前浙江在建的智能化大楼约有上百座,市场红火,其中有杭州凯悦大酒店、杭州国际金融大厦、杭州国税局大楼、浙江省高级人民法院、杭州日报大楼、杭州海关大楼、杭州第二长途电信枢纽大楼、浙江省人民大会堂、杭州滨江区行政中心、元华广场、湖州市中心医院、义乌中心医院、湖州市能源调度中心、湖州市行政中心、嘉兴市行政中心、东阳市行政中心、安吉县行政中心、永康市行政中心、温州晚报社大楼等。杭州地铁工程也已启动。浙江省智能建筑近两年后来居上,已兴建上百栋智能大厦,数百个智能小区,近期还在杭州兴建杭州大剧院、杭州市民中心、浙江电力大厦等均以大量巨额资金投入,近期新建智能工程发展之快、数量之多已名列全国前茅。 5.华东地区拥有大量外资企业生产基地及实力雄厚的智能建筑工程承包商 在建设部已获得系统集成和单项资质的有近百家,其中上海市27家,杭州地区20家,南京地区28家。他们都承担过上海金茂大厦、上海浦东机场等上百项智能工程,取得了营建大中型智能工程的经验,有着较好的声誉。大量外资企业生产基地及办事处均落户上海。 四.做好工作、迎接WTO挑战 1.认清国际智能建筑发展趋势,推动智能建筑健康发展。 2l世纪是信息社会知识经济时代,同时又是生态文明时代。从总的方向,国际先进生产力水平正在运用已掌握的建筑智能化高新技术,探寻人类生存、生产和生活聚居环境空间的可持续发展模式。 当前智能化建筑直接利用的技术是建筑技术、计算机技术、网络通信技术、自动化技术。在21世纪的智能建筑领域里,信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术(含Bluetooth技术)、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等等,都将会有更加深入广泛地具体发展应用。特别是开放性控制网络技术正在向标准化、广域化、可移植性、可扩展性和互可操作性方向发展。 但是,智能化技术只是手段,智能建筑作为一个整体建筑物业产品的技术发展来说,“可持续发展技术”才是2 l世纪智能建筑技术发展的长远大方向。因而,除继续利用上述现有智能化高技术实现可持续发展目标外,新兴的环保生态学、生物工程学、生物电子学、仿生学、生物气候学、新材料学等等技术发展,正在渗入渗透到建筑智能化多学科多技术领域中,实现人类聚居环境的可持续发展目标。从而在国际上也形成所谓“可持续发展技术产业”。目前,欧洲、美国、日本等发达国家也正在开发利用这些高新技术去处理垃圾、污水、废气、公害,节能、节水,消除电磁污染,资源可持续利用,建筑人工生态环境等等:也正在尝试运用高新技术有规模建设智能型绿色建筑、智能型生态建筑,“既满足当代人的需要不损害后代人满足需求的能力”。 2.认清与国际先进技术的差距,努力向国际标准靠拢。 2l世纪的可持续发展智能建筑技术必须将工作、居住、休息、交通、通讯、管理、公共服务、文化等各种复杂的要求,在时间空间中结合起来。 由于智能化建筑系统是多学科、多技术的系统集成整体,因而开放式可互操作性系统技术的规范化、标准化,就成为实现智能化建筑及其产品设备与系统的产业化技术水平的核心关键。目前国际楼宇业界公认认同较先进的开放式系统行业协议标准技术有两个:一个是美国Echelon公司的LonWorks技术的LonTa1k标准协议;另一个是美国采暖、制冷与空调工程师协会(ASHRAE)制定的《楼宇自动控制网络数据通信协议(BACnet)》BACnet同时还成为美国国家标准及欧共体标准草案。两者都是基于国际标准化组织(ISO)的“开放系统互连模型”(OSI)的。因此两者在开放系统技术上是可以互相补充互为依存的,前者着重现场控制域,后者着眼于信息应用域。而且BACnet的协议层次里数据链路层和物理层的五种选择中就包含有LonTalk协议。况且两者技术都正在不断地完善发展,至于我国智能化建筑在开放式互操作性系统技术发展研究上严格讲尚未真正起步,差距颇大,亟待投入。南京工业大学智能建筑研究所正在开发国产化楼宇自控新系统。 3.努力搞好学(协)会工作 按照WTO的原则和规定,加快行业协会自身适应市场经济体制规则,调整优化行业的组织机构,成为增强行业自律的自治组织,协助政府建立一个有序和公平的竞争市场。建设部已批准即将成立中国勘察设计协会工程智能分会。这是我国加强管理智能建筑业的大事,华东地区作为地方学(协)会要在上级学(协)会的领导下努力做好贯彻执行工作,加强市场管理,防止低价恶性竞争,保证工程健康实施。有条件时争取成立地方行业协会。 4.加强团结,加强合作,共同提高学术水平 华东地区以目前三地(上海、浙江、江苏)学会要加强团结,互相学习,取长补短,共同提高,要在举办报告会、展览会等方面加强合作,促进学术水平的共同提高。同时,积极参加全国性学术会议,有条件时争取举办国际智能建筑研讨会,以提高我国学术地位与声誉。 5.加强宣传,提高建设业主的认识,搞好定位和管理能力 由于部分业主对智能建筑的过于迷信,必然导致“重建设轻管理”的思想,他们认为既然“智能”就应该无所不能,更有甚者将该项目的投资仅作为提高“身价”的目的,不清楚智能化建筑工程是当前信息化时代物业管理重要的基础,认识不到日常运行中所需的微利投资能得到高额利润的回报。因此,建议应该有国家政府部门尽快出台相应的政策、管理规范和服务体系,强制性的将系统日常运行管理纳入正常轨道,提高全社会的经济效益。 6.协助政府搞好注册电气工程师复习培训工作,提高工程技术人员水平 据了解,国家人事部将在2003年6月第一次开考注册电气工程师。其中,建筑电气业属于此系列,智能建筑弱电设计师大部分也要参加此系列考试。目前,有关单位正在编写复习参资料,建议华东地区也要作好考试复习培训工作。 最后作者衷心希望华东地区智能建筑业在国家有关部门领导下,在业主、设计师、工程技术人员以及专家努力下,营建出更多的高质量优质智能建筑工程。 智能建筑论文:发挥华东地区智能建筑优势??迎接加入WTO挑战 摘要:本文从华东地区智能建筑的发展概况、入世对智能建筑业的要求出发,论述华东地区的优势,提出了迎战WTO之后的对策。 关键词: 华东 智能建筑 优势 WTO 挑战 一. 华东地区智能建筑的发展概况 华东地区具有广阔的巨大的智能建筑市场,是中国经济最发达地区之一,智能建筑市场(包括大厦及小区)启动早,市场大,今后将有更大的发展,是WTO以后国外企业必争之地,也是国内企业必争之地。由于华东地区资金雄厚,据不完全统计,迄今为止,上海已新建智能大厦四百多幢,智能小区二百多个。其中已建成的优质工程有上海博物馆、金贸大厦、上海期货大厦、久事复兴大厦等号称上海智能建筑“四大天王”,新建浦东国际机场,上海大剧院,上海科技城也都闻名天下。江苏省迄今为止已建成智能建筑二百余幢,小区一百五十多个;南京中信大厦,南京军区总医院新病房大厦及江苏省政协大厦都为优质工程。聚福园、天地小区是建设部小区示范工程。 浙江人杰地灵,是我国东南沿海技术和经济发达地区,也是一个建设大省。1997年建成使用的浙江日报社大楼,在浙江省首次开通了楼宇自控系统,堪称是浙江省第一座达到3A配置的智能化大楼,从而揭开了浙江省智能建筑建设的序幕;1998年建成的浙江省外经贸联建大厦和华浙广场都是代表当时浙江省先进水平的智能建筑,其中华浙广场还代表浙江省参加了建设部组织的优秀智能建筑评选活动。目前浙江省已建成的智能化大楼主要有浙江世界贸易中心、杭州电力调度大楼、浙江省建行大楼、杭州铁路新客站、浙金广场、杭州五洲大酒店、浙江省商检大楼等约90余座,主要集中在杭、宁、温地区。 二、入世对中国智能建筑业的要求 我国已加入WTO,进入WTO意味着我国经济完全融入国际化市场,必须遵守WTO的原则和规定。根据WTO协议市场准入原则和国民待遇原则,将使我国智能建筑技术面临更加广阔的发展空间、更加剧烈的市场竞争。而我国现行的建设事业政策法规和行业管理体制与WTO的规则和国际通行模式存在较大差异,调整改革完善现行体系和体制的任务相当艰巨,形势紧迫。 我国加入WTO后经济发展的国际化,必将对各种建筑,尤其是办公建筑的智能化水平提出新的更高要求,不仅对新建的办公楼,而且对量大面广的已有的办公建筑的改造也带来了智能化需求。 WTO对我国智能建筑要求具体表现在: 1. 根据《建筑领域加入WTO后的对外承诺》,我国加入WTO后五年,允许外商成立独资企业,取代外商在我国现有的办事处机构,他们可以直接在我国签定内贸合同,从而使产品和工程质量有了进一步的保障。 2. 按WTO取消数量限制和关税减让原则,我国将降低对外市场准入程度,届时会有更多智能建筑产品和系统进入中国市场参与竞争,为我们提供更大的选择余地,并得到更多的实惠。 3. 随着国外企业参与我国智能建筑行业的竞争,他们会把国外成熟的管理体制、规范的运行程序和操作技巧带入中国,有助于提高中国智能建筑行业的整体水平。 三.华东地区优势 1.学会健全,学术活动活跃。 以上海华东建筑设计研究院温伯银总工为首的上海专家,在全国率先于1994年成立上海智能建筑工程研究会。这是全国第一个智能建筑学会组织,成员有高校、设计院及企业技术人员几百人,它集中了上海智能建筑界科技精英。在组织报告会、展览会(上海历届智能建筑大型展览会)、验收评估上海甲级智能化大厦(如上海久事复兴大厦等)起了巨大作用。温总和上海同济大学程大章教授(正副会长)的贡献已载入中国智能建筑历史,功不可没。以陈众励、瞿二澜、赵济安、王东伟高工及上海大学赵哲身教授等为代表的中青年骨干专家已经成长,在国内也有较大影响。 1996年,以南京建筑工程学院(现改为南京工业大学)建筑智能研究所、江苏省建筑设计院及东南大学建筑设计院为主体成立的江苏省土木建筑学会智能建筑学术委员会,在国内也是较早成立的智能建筑学术组织,成员有二百多人,每年举办学术年会,奉行“技术开放,市场开放” 方针。常年举办学术报告会及国内外厂商新产品报告会。自办了省内杂志《智能建筑信息》。 2001年以浙江省建筑设计院为主体成立的浙江省土木建筑学会智能建筑学术委员会。虽成立时间不长,但青年一代学会领导骨干力量成长很快,成员已发展到几百人。在组织浙江省智能建筑报告会、展览会方面,做了大量的工作。 2.编写出台智能建筑标准。 1995年上海市出台智能建筑设计标准(DBJ08?47?95),它是以上海华东建筑设计院内部标准修改而成,是中国历史上第一个智能建筑标准,为全国规范智能建筑设计市场起了示范与指导作用。2000年在建设部领导下,以温伯银总工为首的编制组率领团结全国专家编制出台了我国(乃至世界上)第一个智能建筑设计标准(GB/T50314?2000)开创了中国智能建筑新纪元,填补了空白。评审专家认为该标准已达到国内领先、国际一流的水平。 1998年,在江苏省建委领导下,在温总关心指导下,江苏出台了江苏省建筑智能化设计标准(DB32/181?1998),1999年获得建设部科技进步奖三等奖。1999年又出台了三个标准: (1)江苏省建筑智能化系统工程检测规程 DB32/365?1999 (2)江苏省建筑智能化系统工程实施及验收标准 DB32/366?1999 (3)江苏省建筑智能化系统工程评估标准 DB32/T367?1999 构成了整套标准,促进了省内IB的发展;2001年中信实业银行南京分行大楼(28层4.2万平方米)通过检测验收与评估获得江苏省首幢甲级智能化办公大楼称号。 3.撰写论文、编写著作,成果丰厚。 1995年上海华东建筑设计院首先汇编出智能化建筑论文选,其中温总、瞿二澜、赵济安高工等论文在国内影响很大,开创了全国建筑建筑论文的先河。1996年上海华东设计院温总为首的编写组又出版了大型经典著作?《智能建筑设计技术》。目前正在修订将出第二版。 上海举办了历届高水平智能建筑报告会,如中国超高层建筑技术研讨会具有国际影响。 上海同济大学程大章教授等编写出版了《住宅小区智能化系统设计与工程施工》(同济大学出版社2001.6)以及《智能化大楼的建筑设备》(中国建工出版社1997.11)。 上海九海金狮物业公司诸建华总经理在总结上海久事复兴大厦兴建及物管经验与陆伟良教授合作于2002年8月编写出《智能建筑物业管理》一书(电子工业出版社出版)。 浙江省建筑设计院杨绍胤教授级高工先后编写出二本著作:《智能建筑?原理、规划和设计》(1999.2)以及《智能建筑实用技术》(2001年)。 4.华东地区具有广阔的巨大的智能建筑市场 目前上海正申办2010年上海国际世博会。预计2008年上海高层建筑将达2000幢,据国外某公司称,世界最先进的智能建筑新技术可去中国上海参观。江苏目前正兴建南京地铁工程(8个站,投入72亿),南京玄武湖隧道工程(3公里),由于江苏省申办成功2005年全国第十届运动会,日前正在南京新建奥体中心。相应的体育场馆新建22个,将在江苏省无锡、苏州、常州等地新建。南京市在河西新城开工投入120亿,打造十大标志性建筑。南京国际经贸广场,维多利亚国际商务中心,夏华国际广场、南京中大科技大厦、联强大厦、紫鑫中华广场、欧洲城、东成大厦、浙江国际贸易中心、东渡大厦等。南京市将兴建十大体育工程:全民健身中心、皮划艇激流回旋场地、马术赛场、中山门竞技中心、击剑比赛训练馆、龙江体育中心二期网球工程、南京中山国际公园、环湖体育带及南京足球训练基地。 目前浙江在建的智能化大楼约有上百座,市场红火,其中有杭州凯悦大酒店、杭州国际金融大厦、杭州国税局大楼、浙江省高级人民法院、杭州日报大楼、杭州海关大楼、杭州第二长途电信枢纽大楼、浙江省人民大会堂、杭州滨江区行政中心、元华广场、湖州市中心医院、义乌中心医院、湖州市能源调度中心、湖州市行政中心、嘉兴市行政中心、东阳市行政中心、安吉县行政中心、永康市行政中心、温州晚报社大楼等。杭州地铁工程也已启动。浙江省智能建筑近两年后来居上,已兴建上百栋智能大厦,数百个智能小区,近期还在杭州兴建杭州大剧院、杭州市民中心、浙江电力大厦等均以大量巨额资金投入,近期新建智能工程发展之快、数量之多已名列全国前茅。 5.华东地区拥有大量外资企业生产基地及实力雄厚的智能建筑工程承包商 在建设部已获得系统集成和单项资质的有近百家,其中上海市27家,杭州地区20家,南京地区28家。他们都承担过上海金茂大厦、上海浦东机场等上百项智能工程,取得了营建大中型智能工程的经验,有着较好的声誉。大量外资企业生产基地及办事处均落户上海。 四.做好工作、迎接WTO挑战 1.认清国际智能建筑发展趋势,推动智能建筑健康发展。 2l世纪是信息社会知识经济时代,同时又是生态文明时代。从总的方向,国际先进生产力水平正在运用已掌握的建筑智能化高新技术,探寻人类生存、生产和生活聚居环境空间的可持续发展模式。 当前智能化建筑直接利用的技术是建筑技术、计算机技术、网络通信技术、自动化技术。在21世纪的智能建筑领域里,信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术(含Bluetooth技术)、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等等,都将会有更加深入广泛地具体发展应用。特别是开放性控制网络技术正在向标准化、广域化、可移植性、可扩展性和互可操作性方向发展。 但是,智能化技术只是手段,智能建筑作为一个整体建筑物业产品的技术发展来说,“可持续发展技术”才是2 l世纪智能建筑技术发展的长远大方向。因而,除继续利用上述现有智能化高技术实现可持续发展目标外,新兴的环保生态学、生物工程学、生物电子学、仿生学、生物气候学、新材料学等等技术发展,正在渗入渗透到建筑智能化多学科多技术领域中,实现人类聚居环境的可持续发展目标。从而在国际上也形成所谓“可持续发展技术产业”。目前,欧洲、美国、日本等发达国家也正在开发利用这些高新技术去处理垃圾、污水、废气、公害,节能、节水,消除电磁污染,资源可持续利用,建筑人工生态环境等等:也正在尝试运用高新技术有规模建设智能型绿色建筑、智能型生态建筑,“既满足当代人的需要不损害后代人满足需求的能力”。 2.认清与国际先进技术的差距,努力向国际标准靠拢。 2l世纪的可持续发展智能建筑技术必须将工作、居住、休息、交通、通讯、管理、公共服务、文化等各种复杂的要求,在时间空间中结合起来。 由于智能化建筑系统是多学科、多技术的系统集成整体,因而开放式可互操作性系统技术的规范化、标准化,就成为实现智能化建筑及其产品设备与系统的产业化技术水平的核心关键。目前国际楼宇业界公认认同较先进的开放式系统行业协议标准技术有两个:一个是美国Echelon公司的LonWorks技术的LonTa1k标准协议;另一个是美国采暖、制冷与空调工程师协会(ASHRAE)制定的《楼宇自动控制网络数据通信协议(BACnet)》BACnet同时还成为美国国家标准及欧共体标准草案。两者都是基于国际标准化组织(ISO)的“开放系统互连模型”(OSI)的。因此两者在开放系统技术上是可以互相补充互为依存的,前者着重现场控制域,后者着眼于信息应用域。而且BACnet的协议层次里数据链路层和物理层的五种选择中就包含有LonTalk协议。况且两者技术都正在不断地完善发展,至于我国智能化建筑在开放式互操作性系统技术发展研究上严格讲尚未真正起步,差距颇大,亟待投入。南京工业大学智能建筑研究所正在开发国产化楼宇自控新系统。 3.努力搞好学(协)会工作 按照WTO的原则和规定,加快行业协会自身适应市场经济体制规则,调整优化行业的组织机构,成为增强行业自律的自治组织,协助政府建立一个有序和公平的竞争市场。建设部已批准即将成立中国勘察设计协会工程智能分会。这是我国加强管理智能建筑业的大事,华东地区作为地方学(协)会要在上级学(协)会的领导下努力做好贯彻执行工作,加强市场管理,防止低价恶性竞争,保证工程健康实施。有条件时争取成立地方行业协会。 4.加强团结,加强合作,共同提高学术水平 华东地区以目前三地(上海、浙江、江苏)学会要加强团结,互相学习,取长补短,共同提高,要在举办报告会、展览会等方面加强合作,促进学术水平的共同提高。同时,积极参加全国性学术会议,有条件时争取举办国际智能建筑研讨会,以提高我国学术地位与声誉。 5.加强宣传,提高建设业主的认识,搞好定位和管理能力 由于部分业主对智能建筑的过于迷信,必然导致“重建设轻管理”的思想,他们认为既然“智能”就应该无所不能,更有甚者将该项目的投资仅作为提高“身价”的目的,不清楚智能化建筑工程是当前信息化时代物业管理重要的基础,认识不到日常运行中所需的微利投资能得到高额利润的回报。因此,建议应该有国家政府部门尽快出台相应的政策、管理规范和服务体系,强制性的将系统日常运行管理纳入正常轨道,提高全社会的经济效益。 6.协助政府搞好注册电气工程师复习培训工作,提高工程技术人员水平 据了解,国家人事部将在2003年6月第一次开考注册电气工程师。其中,建筑电气业属于此系列,智能建筑弱电设计师大部分也要参加此系列考试。目前,有关单位正在编写复习参资料,建议华东地区也要作好考试复习培训工作。 最后作者衷心希望华东地区智能建筑业在国家有关部门领导下,在业主、设计师、工程技术人员以及专家努力下,营建出更多的高质量优质智能建筑工程。 智能建筑论文:智能建筑的系统构成及造价确定 1综述 智能建筑是传统建筑工程和新兴信息技术相结合的产物。 智能建筑是指运用系统工程的观点:将建筑物的结构(建筑环境结构)、系统(智能化系统)、服务(住用、用户需求服务)和管理(物业运行管理)四个基本要素进行优化组合,以最优的设计,提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助建筑物的主人,财产的管理者和拥有者等意识到,他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。 其中结构和系统方面的优化是指将4C技术(即Computer计算机技术、Control自动控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术)和集成技术(Integration)综合应用于建筑物之中,在建筑物内建立一个计算机综合网络,使建筑物智能化。 2建设智能建筑的目标 智能建筑要满足两个基本要求。 (1) 对使用者来说,智能建筑应能提供安全、舒适、快捷的优质服务,有一个有利于提高工作效率、激发人的创造性的环境。 (2) 对管理者来说,智能建筑应当建立一套先进科学的综合管理机制,不仅要求硬件设施先进,软件方面和管理人员(使用人员)素质也要相应配套,以达到节省能耗和降低人工成本的效果。 3智能建筑的系统构成 智能建筑是楼宇自动化系统(BAS:Building Management Automation System)、通信自动化系统(CAS:Communication Automation System)和办公自动化系统(OAS:Office Automation System)三者通过结构化综合布线系统(SCS:Structured Cabling System)和计算机网络技术的有机集成,其中建筑环境是智能建筑的支持平台。 3.1楼宇自动化系统 BAS的功能是调节、控制建筑内的各种设施,包括变配电、照明、通风、空调、电梯、给排水、消防、安保、能源管理等,检测、显示其运行参数,监视、控制其运行状态,根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备,使其始终运行于最佳状态;自动监测并处理诸如停电、火灾、地震等意外事件;自动实现对电力、供热、供水等能源的使用、调节与管理,从而保障工作或居住环境既安全可靠,又节约能源,而且舒适宜人。 BAS按建筑设备和设施的功能划分为十个子系统。 (1) 变配电控制子系统(包括高压配电、变电、低压配电、应急发电等),主要功能有监视变电设备各高低压主开关动作状况及故障报警;自动检测供配电设备运行状态及参数;监理各机房供电状态;控制各机房设备供电;自动控制停电复电;控制应急电源供电顺序等。 (2) 照明控制子系统(包括工作照明、事故照明、舞台艺术照明、障碍灯等特殊照明),主要功能有控制各楼层门厅及楼梯照明定时开关;控制室外泛光灯定时开关;控制停车场照明定时开关;控制舞台艺术灯光开关及调光设备;显示航空障碍灯点灯状态及故障警报;控制事故应急照明;监测照明设备的运行状态等。 (3) 通风空调控制子系统(包括空调及冷热源、通风环境监测与控制等),主要功能有监测空调机组状态;测量空调机组运行参数;控制空调机组的最佳开/停时间;控制空调机组预定程序;监测新风机组状态;控制新风机组的最佳开/停时间;控制新风机组预定程序;监测和控制排风机组;控制能源系统工作的最佳状态等。 (4) 交通运输控制子系统(包括客用电梯、货用电梯、电动扶梯等),主要功能有监测电梯运行状态;处理停电及紧急情况;语音报名服务系统等。 (5) 给排水设备控制子系统,主要功能有监测给排水设备的状态;测量用水量及排水量;检测污物、污水池水位及异常警报;检测水箱水位;过滤公共饮水、控制杀菌设备、监测给水水质;控制给排水设备的启停;监测和控制卫生、污水处理设备运转及水质等。 (6) 停车库自动化子系统(Parking Automation System简称PA),主要功能有出入口票据验读及电动栏杆开闭;自动计价收银;泊位调度控制;车牌识别;车库送排风设备控制等。 (7) 消防自动化子系统(Fire Automation System简称FA),主要功能有火灾监测及报警;各种消防设备的状态检测与故障警报;自动喷淋、泡沫灭火、卤代烷灭火设备的控制;火灾时供配电及空调系统的联动;火灾时紧急电梯控制;火灾时的防排烟控制;火灾时的避难引导控制;火灾时的紧急广播的操作控制;消防系统有关管道水压测量等。 (8) 安保自动化子系统(Safety Automation System简称SA),包括门禁系统、闭路电视监控系统、防盗报警系统和防火报警系统。门禁系统主要功能有刷卡开门;手动按钮开门;钥匙开门;上位机指令开关门;门的状态及被控信息记录到上位机中;上位机负责卡片的管理等。闭路电视监控系统主要功能有电动变焦镜头的控制;云台的控制;切换设备的控制等。防盗报警系统主要功能有探测器系统在入侵发生时报警;设置与探测同步的照明系统;巡更值班系统;栅栏和振动传感器组成的周界报警防护系统;砖墙上加栅栏结构,配置振动、冲击传感器组成的周界报警防护系统;以主动红外入侵探测器、阻挡式微波探测器或地音探测装置组成的周界报警防护系统;用隔音墙、防盗门、窗及振动冲击传感器组成的周界报警防护系统等。防灾报警系统主要功能有煤气及有害气体泄漏的检测,漏电的检测;漏水的检测;避难时的自动引导系统控制等。 (9) 公共广播与背景音乐系统,主要功能有背景音乐;用软件程序控制播音;可根据需求,分区或分层播放不同的音响内容;有广播、背景音乐及扬声器线路检测功能;紧急广播和背景音乐采用同一套系统设备和线路,当发生紧急事故(如火灾时),可根据程序指令自动切换到紧急广播工作状态;火灾报警时,可进行报警层与相邻上下两层的报警广播;提供任何事件的报警联动广播;手动切换的实时广播等。 (10) 多媒体音像系统,包括扩声系统、会议声频系统、同声传译系统、立体声电影放声系统、视频信息点播系统(Video On Demand简称VOD)等。扩声系统主要功能是把自然声源(如唱歌、演奏、演讲等)的声音信号加以增强,提高听众的声压级,使远离声源的听众也能清晰的听到声源发出的声音。会议声频系统由主席机(含话筒和控制器),控制主机和若干部代表机(含话筒和登记申请发言按键)组成,大型国际会议系统由数字会议网(DCN)构成。同声传译系统是将一种语言同时翻译成两种或两种以上语言的声频系统。立体声电影放声系统采用放映室内的杜比器声道还音系统,利用标准机柜将电影录音,经功放分若干路引至观众厅四周的扬声器组,以达到最佳的立体声效果。VOD系统有随时自主点播精彩影视、各种账单查询、宾馆酒店信息查询、查看交通信息、气象预报、股市行情、商业信息、完成电视购物、卡拉OK音乐点播、Email、Internet浏览、收看闭路电视等功能。系统自动完成点播记费并可与宾馆酒店计算机管理系统联接。 3.2通信自动化系统 CAS是保证建筑物内语音、数据、图像传输的基础上,同时与外部通信网(如电话网、数据网、计算机网、卫星以及广电网)相连,与世界各地互地互通信息的系统。CAS主要由程控数字用户交换机网(Private Automation Branch exchange简称PABX)和有线电视网(CATV)两大网构成。CAS按功能划分为八个子系统: (1) 固定电话通信系统,设PABX或采用公网的集中小交换机。 (2) 声讯服务通信系统(语音信箱和语音应答系统),具有存储外来语音,使电话用户通过信箱密码提取语音留言;可自动向具有那个语音信箱的客户提供呼叫(当语音信箱系统和无线寻呼系统连接后),通知其提取语音留言;通过电话查询有关信息并及时应答服务功能。 (3) 无线通信系统,具备选择呼叫和群呼功能。 (4) 卫星通信系统,楼顶安装卫星收发天线和VAST通信系统,与外部构成语音和数据通道,实现远距离通信的目的。 (5) 多媒体通信系统(包括Internet和Intranet),Internet可以通过电话网、分组数据网(X25)、帧中继网(FR)接入,采用TCP/IP协议。Internet是一个企业或集团的内部计算机网络。 (6) 视讯服务系统,(包括可视图文系统、电子信箱系统、电视会议系统)它可以接收动态图文信息;具有存储及提取文本、传真、电传等邮件的功能;通过具有视频压缩技术的设备向系统的使用者提供显示近处或远处可观察的图像并进行同步通话的功能。 (7) 有线电视系统,可接收加密的卫星电视节目以及加密的数据信息。 (8) 计算机通信网络系统,由网络结构、网络硬件、网络协议和网络操作系统、网络安全等部分组成。 3.3办公自动化系统 OAS分为办公设备自动化系统和物业管理系统。办公设备自动化系统要具有数据处理、文字处理、邮件处理、文档资料处理、编辑排版、电子报表和辅助决策等功能。对具有通信功能的多机事务处理型办公系统,应能担负起电视会议、联机检索和图形,图像,声音等处理任务。物业管理系统不但包括原传统物业管理的内容,即日常管理、清洁绿化、安全保卫、设备运行和维护,也增加了新的管理内容,如固定资产管理(设备运转状态记录及维护、检修的预告,定期通知设备维护及开列设备保养工作单,设备的档案管理等)、租赁业务管理、租房事务管理,同时赋予日常管理、安全保卫、设备运行和维护新的管理内容和方式(如水、电、煤气远程抄表等)。 3.4结构化综合布线系统 SCS又称综合布线系统(Premises Distribution System简称PDS),它是建筑物或建筑群内部之间的传输网络。它把建筑物内部的语音交换、智能数据处理设备及其广义的数据通信设施相互连接起来,并采用必要的设备同建筑物外部数据网络或电话局线路相连接。其系统包括所有建筑物与建筑群内部用以交连以上设备的电缆和相关的布线器件。 3.5计算机网络 智能建筑采用的计算机网络技术主要有以太网、FDDI网(Fiber Distributed Data Interface)、异步传输模式(ATM)、综合业务数字网(ISDN)等等。 4智能建筑系统造价组成 智能建筑各系统的工程造价(文章中不探讨一般建筑工程费用)主要由设备购置费、安装工程费和软件编程及调试费组成。 4.1设备购置费 设备购置费由设备原价、设备运杂费和备品备件购置费构成。 设备购置费=设备原价+设备运杂费+备品备件购置费 (1) 设备原价按国产设备和引进设备分别计算。 国产设备原价是指设备制造厂的出厂价或订货合同价。 引进设备原价是指引进设备抵达买方边境港口或边境车站并完税为止形成的价格。 引进设备原价=货价+国外运费+运输保险费+银行财务费+外贸手续费+应纳关税费+应纳消费税额+应纳增值税额+海关监管手续费 1、 货价一般指装运港船上交货并平舱价(FOB Trimmed),即含理舱费和平舱费的船上交货价。理舱费是指为了使货船上的货物按照舱图位置放置妥善和装载合理,并在货物装入船底后进行垫置和整理等费用;平舱费是指为保持航行时船体平稳和不损害船身结构,对装入船仓的货物进行整理作填平补齐所需的费用。设备货价为分原币和人民币货价,原币货价一律折算为美元表示,人民币货价按原币货价乘以外汇市场美元兑换人民币中间价确定。 2、 国外运费指从装运港(站)到达我国抵达港(站)的运费。 国外运费(海、陆、空)=原币货价(FOB)×运费率 国外运费(海、陆、空)=运量×单位运价 其中,运费率或单位运价参照有关部门或进出口公司的规定执行。 3、 运输保险费指办理进口货物运输保险所支付给保险公司的费用。 运输保险费=(原价货价(FOB)+国外运费)/(1-保险费率)×保险费率 其中,保险费率按保险公司规定的不同货物品种和险别的保险费率计算。 4、 银行财务费一般是指中国银行结汇手续费。 银行财务费=人民币货价(FOR)×银行财务费率 银行财务费率一般为0.4%-0.5%。 5、 外贸手续费指外贸公司手续费,以货物到岸价格(GIF)为计算基础。 外贸手续费=货物到岸价格(GIF)×外贸手续费率货物到岸价格(CIF)=(原币货价(FOR)+国外运费+运输保险费)×汇率 外贸手续费率一般取1.5% 6、 关税是由海关对进出国境和关境的货物、物品征收的一种税。进口货物一般以其到岸价格(CIF)为关税完税价格。 应纳关税额=货物到岸价格(CIF)×适用税率 其中,适用税率按关税有关规定计算。 7、 消费税是只对部分进口设备(摩托车和小汽车)征收的一种税。 应纳消费税额=(货物到岸价格(CIF)×应纳关税额)×(1-适合税率)×适用税率 其中,适用税率按消费税有关规定计算。 8、 进口环节的增值税是对报关进口的货物征收的一种税。 应纳增值税额=组成计税价格×增值税税率 组成计税价格=货物到岸价格(CIF)+应纳关税额+应纳消费税额 进口设备增值税税率一般为17%。 9、 海关监管手续费是指海关对进口减税、免税、保税货物实施监督、管理、提供服务的手续费。对于全额征收关税的货物不计取本项费用。 海关监管手续费=货物到岸价格(CIF)×监管手续费率 海关监管手续费一般为3‰。 其中,保税、免税货物按海关审定的到岸价格的3%计征,减税货物按实际部分到岸价格的3‰计征。 (2) 设备运杂费是指从设备制造厂交货地点至安装工地仓库或施工现场堆放点所发生的运费、途中包装费、装卸费、采购与仓库保管费、供销部门手续费等。 设备运杂费=设备原价×设备运杂费率 其中,设备运杂费率按各部门及各省市有关规定计取。 (3) 备品备件购置费 备品备件购置费是指在初期系统运行期间为保证设备的正常运转必需购置的备品备件费用。不包括应随设备本体带来的易损备品备件及专用材料。 备品备件购置费=(设备原价+设备运杂费)×备品备件购置费率 其中,设备原价中不包括引进设备的价值,费率按各部门有关规定计取。 4.2安装工程费 智能建筑各系统的安装工程费主要由工资、材料费、安装机械使用费、管理费、开办费、利润等组成。 工资主要包括基本工资、加班费、津贴以及招聘、解雇费用等;材料费包括材料原价、运杂费、运输损耗及采购保管费、有关税金等;安装机械使用费包括自有机械使用费和租赁机械使用费;管理费包括工程现场管理费和公司管理费;开办费包括安装施工用水电费、脚手架费用、临时设施费等。 4.3软件编程及调试费 智能建筑各系统控制软件的费用包括系统编程及调试费用。 5智能建筑系统造价的确定 由于智能化系统在国内隶属于建设、公安、邮电、广电、消防、电业等行业管理,大部分系统造价要由各行业计价定额来确定;又由于智能化系统技术涉及自动控制、通信、计算机网络、广播电视、卫星通信等高新技术领域,各有关造价管理部门在智能建筑造价确定上还未能全方位介入。它的部分系统造价确定已经市场化,即由市场自由竞争决定系统工程造价。 设备原价和软件编程及调试费的确定多由几家设备或软件厂家集中报价,业主择优选购;或业主货比三家,比较询价后购买。 安装费用的确定分两种情况,对于由设备厂家自行安装的设备,安装费用由设备厂家报价;对于另行组织安装施工的,则需要独计价。 对于隶属不同行业管理的子系统,安装费用的计算需依据不同行业的计价定额。BAS中变配电控制子系统、照明控制子系统、通风空调控制子系统、交通运输控制子系统、给排水设备控制子系统、消防自动化子系统等的造价确定基本上要以建设部颁《全国统一安装工程预算定额》为基础,其中消防自动化子系统的内容是在2000年的新安装定额中规范的。其余几个系统的安装费用基本上由设备厂家报价。CAS中有线电视系统安装费用由广电系统的有关部门规范管理,其余系统安装费用由电信系统的有关部门规范管理。对于OAS、SCS及计算机网络的设计施工管理比较复杂,信息产业部和建设部都各有发文管理,需针对不同工程区别对待。因此其安装费用的确定也要有所区分。 6、智能建筑造价管理的趋势 随着我国加入WTO步伐的加快以及社会的进步、科技的发展和人类需求的增长,智能建筑的系统会不断完善,对于智能建筑系统造价的管理工作也要不断适应市场的发展,最终实现通过市场竞争形成工程价格。 鉴于目前建设市场公平竞争的环境尚未形成,加上各种不正之风特别是腐败现象的存在,智能建筑工程造价管理的改革还不具备完全开放、由市场形成价格的条件,只能是调放结合、循序渐进。 智能建筑论文:探析智能建筑系统构成 论文关键词:智能建筑 条件 目标 系统构成 论文摘要:智能住宅不仅仅可为人们提供舒适,便利的环境,还具有可持续发展的节能功效。智能住宅应该满足人类与自然和谐共存的需要,是满足未来发展需要的建筑。 智能建筑是传统建筑工程和新兴信息技术相结合的产物。智能建筑是指运用系统工程的观点:将建筑物的结构(建筑环境结构)、系统(智能化系统)、服务(住用、用户需求服务)和管理(物业运行管理)四个基本要素进行优化组合,以最优的设计,提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助建筑物的主人,财产的管理者和拥有者等意识到,他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。 一、智能住宅的含义 所谓智能住宅,是指将家庭中各种与信息的通讯设备,如计算机、电话、家用电器和家庭保安等装置通过家庭总线技术连接到一个中心进行集中或异地的监视、控制和家庭事务性管理,同时能与住宅外部世界联系,并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调,从而给住户提供一个安全、高效、舒适、方便适应当今高科技发展要求的人性化住宅。 构成智能住宅的基本条件有如下三点: 1、具有相当于住宅神经的家庭网络; 2、能够通过这种网络提供各种服务; 3、能与社会等外部世界相连接。 一般认为智能住宅应具备的四种功能 1、安全防卫自动化系统; 2、身体保健自动化系统; 3、食物烹调自动化系统; 4、文化、娱乐、信息自动化系统。 二、建设智能建筑的目标 智能建筑要满足两个基本要求。 1、对使用者来说,智能建筑应能提供安全、舒适、快捷的优质服务,有一个有利于提高工作效率、激发人的创造性的环境。 2、对管理者来说,智能建筑应当建立一套先进科学的综合管理机制,不仅要求硬件设施先进,软件方面和管理人员(使用人员)素质也要相应配套,以达到节省能耗和降低人工成本的效果。 三、智能建筑的系统构成 1、楼宇自动化系统 BAS的功能是调节、控制建筑内的各种设施,包括变配电、照明、通风、空调、电梯、给排水、消防、安保、能源管理等,检测、显示其运行参数,监视、控制其运行状态,根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备,使其始终运行于最佳状态;自动监测并处理诸如停电、火灾、地震等意外事件;自动实现对电力、供热、供水等能源的使用、调节与管理,从而保障工作或居住环境既安全可靠,又节约能源,而且舒适宜人。 BAS按建筑设备和设施的功能主要划分为几个子系统。 (1)变配电控制子系统(包括高压配电、变电、低压配电、应急发电等),主要功能有监视变电设备各高低压主开关动作状况及故障报警;自动检测供配电设备运行状态及参数;监理各机房供电状态;控制各机房设备供电;自动控制停电复电;控制应急电源供电顺序等。 (2)照明控制子系统(包括工作照明、事故照明、舞台艺术照明、障碍灯等特殊照明),主要功能有控制各楼层门厅及楼梯照明定时开关;控制室外泛光灯定时开关;控制停车场照明定时开关;控制舞台艺术灯光开关及调光设备;显示航空障碍灯点灯状态及故障警报;控制事故应急照明;监测照明设备的运行状态等。 (3)通风空调控制子系统(包括空调及冷热源、通风环境监测与控制等),主要功能有监测空调机组状态;测量空调机组运行参数;控制空调机组的最佳开/停时间;控制空调机组预定程序;监测新风机组状态;控制新风机组的最佳开/停时间;控制新风机组预定程序;监测和控制排风机组;控制能源系统工作的最佳状态等。 (4)交通运输控制子系统(包括客用电梯、货用电梯、电动扶梯等),主要功能有监测电梯运行状态;处理停电及紧急情况;语音报名服务系统等。 (5)给排水设备控制子系统,主要功能有监测给排水设备的状态;测量用水量及排水量;检测污物、污水池水位及异常警报;检测水箱水位;过滤公共饮水、控制杀菌设备、监测给水水质;控制给排水设备的启停;监测和控制卫生、污水处理设备运转及水质等。 (6)停车库自动化子系统,主要功能有出入口票据验读及电动栏杆开闭;自动计价收银;泊位调度控制;车牌识别;车库送排风设备控制等。 (7)消防自动化子系统,主要功能有火灾监测及报警;各种消防设备的状态检测与故障警报;自动喷淋、泡沫灭火、卤代烷灭火设备的控制;火灾时供配电及空调系统的联动;火灾时紧急电梯控制;火灾时的防排烟控制;火灾时的避难引导控制;火灾时的紧急广播的操作控制;消防系统有关管道水压测量等。 (8)安保自动化子系统,包括门禁系统、闭路电视监控系统、防盗报警系统和防火报警系统等等。 2、通信自动化系统 CAS是保证建筑物内语音、数据、图像传输的基础上,同时与外部通信网(如电话网、数据网、计算机网、卫星以及广电网)相连,与世界各地互地互通信息的系统。CAS按功能划分为几个子系统: (1)固定电话通信系统,设PABX或采用公网的集中小交换机。 (2)声讯服务通信系统(语音信箱和语音应答系统),具有存储外来语音,使电话用户通过信箱密码提取语音留言;可自动向具有那个语音信箱的客户提供呼叫(当语音信箱系统和无线寻呼系统连接后),通知其提取语音留言;通过电话查询有关信息并及时应答服务功能。 (3)无线通信系统,具备选择呼叫和群呼功能。 (4)卫星通信系统,楼顶安装卫星收发天线和VAST通信系统,与外部构成语音和数据通道,实现远距离通信的目的。 (5)多媒体通信系统(包括Internet和Intranet),Internet可以通过电话网、分组数据网(X25)、帧中继网(FR)接入,采用TCP/IP协议。Internet是一个企业或集团的内部计算机网络。 (6)计算机通信网络系统,由网络结构、网络硬件、网络协议和网络操作系统、网络安全等部分组成。 3、办公自动化系统 OAS分为办公设备自动化系统和物业管理系统。办公设备自动化系统要具有数据处理、文字处理、邮件处理、文档资料处理、编辑排版、电子报表和辅助决策等功能。对具有通信功能的多机事务处理型办公系统,应能担负起电视会议、联机检索和图形,图像,声音等处理任务。物业管理系统不但包括原传统物业管理的内容,即日常管理、清洁绿化、安全保卫、设备运行和维护,也增加了新的管理内容,如固定资产管理(设备运转状态记录及维护、检修的预告,定期通知设备维护及开列设备保养工作单,设备的档案管理等)、租赁业务管理、租房事务管理,同时赋予日常管理、安全保卫、设备运行和维护新的管理内容和方式(如水、电、煤气远程抄表等)。 4、结构化综合布线系统 SCS又称综合布线系统(Premises Distribution System简称PDS),它是建筑物或建筑群内部之间的传输网络。它把建筑物内部的语音交换、智能数据处理设备及其广义的数据通信设施相互连接起来,并采用必要的设备同建筑物外部数据网络或电话局线路相连接。其系统包括所有建筑物与建筑群内部用以交连以上设备的电缆和相关的布线器件。 现在国内智能化建筑选用的设备大部分都从国外进口。但近几年来我国计算机系统技术水平与产品质量提高的也非常快,完全可以满足一些中小型智能化建筑的使用要求,相信在不久的将来,智能建筑一定能发展兴盛起来。 智能建筑论文:智能建筑暖通空调系统优化方法研究 摘要: 目的:研究实现智能建筑暖通空调系统节能的有效途径和优化方法。方法:分析比较建筑物内部主要耗能单元的节能措施。结果实现了对BA控制系统(主要是暖通空调系统)的传感器、执行器、控制器、网络等若干环节分级优化,从系统的各种可能结构和参数中找到最佳匹配,使整体效能最佳,从而提高系统的效率。结论:确立智能建筑暖通空调系统能量管理与控制系统优化的基本出发点、优化原则及技术措施对于智能建筑节能实现具有重要的现实意义,BAS系统是实现智能建筑节能的有效途径之一。 关键词: 智能建筑 暖通空调系统 节能分析 系统优化 BAS系统 1 概述 智能建筑节能是世界性的大潮流和大趋势,同时也是中国改革和发展的迫切要求,是21世纪中国建筑事业发展的一个重点和热点。节能和环保是实现可持续发展的关键。从可持续发展理论出发,建筑节能的关键又在于提高能量效率,因此无论制订建筑节能标准还是从事具体工程项目的设计,都应把提高能量效率作为建筑节能的着眼点。智能建筑也不例外,业主建设智能化大楼直接动因就是在高度现代化、高度舒适的同时能实现能源消耗大幅度降低,以达到节省大楼营运成本的目的。 2 智能建筑暖通空调系统能量管理与控制系统的优化 智能建筑楼宇自控系统将建筑内所有设备集成一个系统,实现信息共享,进行综合管理,其作用和效益是巨大的,要实现这些作用和效益,就必须实施优化,建筑智能化工程的最优化设计与常规设计相比,有以下特点:1)可以从系统的各种可能结构和参数中找到最佳匹配,使整体效能最佳,从而提高系统的效率,降低投资和运行费用;2)可以对系统及其过程进行定量化的状态模拟,减少控制环节,提高可靠性与稳定性,发生故障概率降到最低可能限度,系统响应输出最优化;为通过优化控制方案达到节能目的的是一种“主动节能”,它有别于墙体结构、门窗的形式和设置的改造的“被动节能”。智能建筑暖通空调系统能量管理与控制系统优化措施见表1 3 智能建筑BA系统优化方法(主要针对暖通空调系统) 3.1 控制策略的优化 空气处理机的DDC通常采用P工D控制,选择合适的P工D参数对空调系统的稳定运行是非常关键的。P工D系数高,空调对室内温度波动的反应特性曲线陡,达到设定温度的过渡过程较短;相反P工D系数低,达到设定温度的过渡过程较长。但并不是P工D系数越高越好,否则易引起DDC控制系统失稳,表现为室内温度的振荡和水侧的电动调节阀周期性的来回运动无法在固定开度上运行。P工D能解决大部分场合的空调控制,但对于影剧院等大热惯性空调场合,靠高的P工D系数来提高空调机组对负荷变化的响应速度是不足以解决问题的。这时可以采用双级控制,即分别在空调的送风道和室内安装温度传感器,室内的温度设定由主DDC控制器完成,水阀的驱动由副DDC根据风道温度传感器和主DDC的指令完成,由于风道温度变化速度快于房间温度的变化,这一控制方式加速了系统对温度波动的响应。在实际的工程设计中,BA系统对空调的节能控制有多种手段可以采用,例如室内外焙值比较法、二氧化碳等污染物浓度检测法确定新风量,基于日程表的定时操作等等。工程设计中可以视需要灵活运用,以达到最优的效果。例如,办公、商场等场合,夏秋季在清晨时通过程序启动空气处理机域新风机),利用室外凉爽空气对室内全面换气预冷,既节约新风能耗又提高了室内空气品质。 3.2 控制权的优化 通常BA遵从的是中央控制站集中管理的原则。有时也有其不便的一面。在某些场合(如会议室)将空调、通风系统的参数的设定功能放置在现场可能更符合使用者的需要。DDC本身并不提供这样的功能,需要专门部件来实现。这类功能接近VRV控制面板的设定器给房间的使用者带来极大的便利和舒适性,必要时应积极采用。 3.3 直接数字控制器(DDC)的优化 主流BA系统供货商都能提供大中小不同处理能力的DDC,冷冻机房、热力站监控点是密集场合应优先采用大型控制器,以减少故障率和控制器间的通讯。对空气处理机、新风机、通风机一般采用中型或小型的控制器即可。近年来,可编程逻辑控制器件(P LC)进步很快,其应用不再局限于工业场合,在空调通风的现场设备控制工程中不应将其排斥在外。 3.4 控制网络优化 在满足扩展性和灵活性的前提下,控制网络的拓扑结构应 尽可能简化、清晰,无论基于RS485总线或基于LonTalk总线的控制网络都是如此。分支、分级多的网络管理复杂、可靠性低。LonTalk总线在理论上可以组成任意拓扑结构的网络,这种布线设计的随意性如果运用不当,在工程实践中仍然是有技术风险的,并可能增加系统的投资。小型工程尽可能运用基于Rs485总线的控制网络,采用“手拉手”的布线方式,大型工程可以考虑楼层网络分级。 3.5 BAS监控中心 BAS监控中心负责监控整个空调、通风、动力系统,一般与消防控制、安保监控等合用一室。由于该机房通常远离冷冻机房、锅炉房,在这里远程操作这些关键设备是不合适的。推荐的做法是在冷冻机房和锅炉房现场控制室另设置一台监控分站,由该分站负责冷冻机、锅炉监控功能,并且该分站功能受权局限为冷热源设备。 4 结论 对智能建筑的分析和评价应坚持节能的原则。确立智能建筑暖通空调系统能量管理与控制系统优化的基本出发点、优化原则及技术措施对于智能建筑节能实现具有重要的现实意义.BAS系统是实现智能建筑节能的有效途径之一。智能建筑BAS控制方案的优化是整个智能建筑节能优化方案实施的具体体现,它包含了建筑物内部主要耗能单元的节能优化。通过对BA控制系统(主要是暖通空调系统)的传感器、执行器、控制器、网络等若干环节的探讨,力图使BA系统更好地服务于受控的空调通风系统,最大限度地节约建筑物能源。 智能建筑论文:关于智能建筑中空调自控系统的几点浅谈 摘要: 本文简要地介绍了智能建筑中的空调自控系统,介绍了近年来发展起来的VAV-TRAV空调系统的做法。 关键词: 智能建筑 变风量空调系统 末端调节 一、引 言 空调自控系统是智能建筑集成系统的重要组成部分,空调自控设备是智能建筑物中重要的自控设备,而空调设备本身是建筑的耗能耗电大户,而且由于智能建筑中大量电子设备的应用使得智能建筑的空调负荷远远大于传统建筑物,变风量空调系统用改变送风量的方法,维持室温恒定,以适应不同的室内负荷,VAV系统(变风量空调)有突出的优点:节能潜力大,控制灵活,可避免冷冻水、冷凝水上顶棚的麻烦等;近几年特别是计算机工业的发展,使变风量空调设备具有智能能力,因此,应用范围不断扩展,在国内外特别是美国、日本、香港等地的实际工程中得到了普遍广泛的应用。 二、空调自控功能介绍 智能建筑空调自控主要包括建筑物内的空调机组控制、新风机组控制、变风量末端(VAV)控制等。它们在楼宇自动化系统的监控和管理下,使建筑物内的温、湿度达到预期的目标,同时以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常工作,以求取得最低的运行成本和最高的经济效益: 2.1空调机组控制空调机组系统包括新/回风阀门驱动器、风管式温/湿度传感器、过滤网压差报警开关、防冻报警开关、恒速风机、电动调节阀、配电装置和空调机组控制等硬件,该系统包括新风、回风和送风三部分: (1) 机组启/停:机组可控制定时启/停,也可强制启/停;(2)风机控制:风机随机组启/停而自动启/停,也可强制启/停或机旁手动启/停,运行时间和启/停次数累计,有风机故障报警输出网络变量;(3)温度控制:夏季送冷风,冬季送热风,过渡季节送新风以节能,根据回风温度与设定值的偏差,控制电动水阀,调节冷/热水阀门的开度,使回风温度维持在设定的范围内,可进行冷/热水阀门的强制开度控制和机旁手动开度控制(0~100%);(4)湿度控制:在冬季模式下才进行湿度的控制。当回风湿度下降到下限时,控制加湿阀开启,增加空气中的湿度含量;当回风湿度上升到上限时,停止加湿阀的工作。可进行加湿阀的强制启/停控制和机旁手动启/停控制;(5)新/回风阀门控制:在冬/夏季新风阀门开至最小开度,回风阀门开至最大开度;在过渡季调节新/回风阀门的开度来调节温度,亦可进行新/回风阀门的强制开度控制和机旁手动开度控制(0~100%);(6) 联锁控制:防冻报警开关和风机、水阀、新/回风阀门联锁控制;(7)报警:过滤网堵塞报警、风机故障报警及防冻开关报警。 2.2 新风机组控制新风机组系统主要由新风阀门驱动器、风管式温/湿度传感器、过滤网压差报警开关、防冻报警开关、电动调节阀、恒速风机、配电装置和新风机组控制等硬件组成,该系统包括新风、送风两部分: (1) 机组启/停:机组可控制定时启/停;(2)风机控制:风机随机组启/停而自动启/停,也可强制启/停或机旁手动启/停,运行时间和启/停次数累计,有风机故障报警输出网络变量;(3)温度控制:夏季送冷风,冬季送热风,过渡季节送新风以节能,根据送风温度与设定值的偏差,控制电动水阀,调节冷/热水阀门的开度,使送风温度维持在设定的范围内,可进行冷/热水阀门的强制开度控制和机旁手动开度控制(0~100%);(4)湿度控制:在冬季模式下才进行湿度的控制,当回风湿度下降到下限时,控制加湿阀开启,增加空气中的湿度含量;当回风湿度上升到上限时,停止加湿阀的工作,亦可进行加湿阀的强制启/停控制和机旁手动启/停控制;(5)新风阀门控制:在机组运行时,新风阀门全开,可进行新风阀门的强制开/关控制和机旁手动开/关控制;(6)联锁控制:防冻报警开关和风机、水阀、新风阀门联锁控制;(7) 报警:过滤网堵塞报警、风机故障报警和防冻开关报警。 2.3 变风量(VAV)末端控制功能(1) 风机控制:由手动开关控制风机的启/停,有风机状态的输出网络变量;(2) 温度控制:根据室内温度测量值,调节风阀的开度值勤,使室内温度保持恒定;(3) 湿度控制:根据室内湿度测量值,控制水阀的开/关,使室内湿度保持恒定。 三、VAV-TRAV空调系统 VAV空调系统的原理:变风量空调系统(VRV)用改变送风量的方法,维持室温恒定,以适应不同的室内负荷,关键需要实现变风量原理的末端送风装置,特别地有关末端装置以及整个VAV系统的自动控制设备,在最近二十年左右的时间里,不仅VAV末端装置,而且相应的控制系统,甚至变风量空调系统的型式都发生了很大变化,有关的新产品和新技术不断涌现,由于 VAV技术的快速发展,特别是有关的DDC和网络技术的发展,美国学者提出了TRAV的新概念,TRAV(Terminal Regulated Air Volume,末端调节的变风量系统)和VAV一样,也是一种变风量系统,通过调节风量来创造舒适环境,但TRAV不采用VAV中的静压调节,而由末端装置直接控制送风机,TRAV基于末端装置实时的风量需求,采用先进的控制软件,实施对送风机的控制,在传统的VAV系统里,当负荷下降并导致流量减少时,末端风阀关小以节流,管道内静压保持不变;而在TRAV系统中,在相同的情况下,末端风阀保持打开,而管道静压降低,于是在相同的流量下,TRAV系统所要求的风机功率要低得多, TRAV是建筑在 "集成控制"、和"动态控制"等概念的基础上的:(1)所谓"动态控制",是指有预测的、随时间而变化的控制,就房间的热状态来说,它不要求时时热平衡从而保持房间状态于某一"点",而是充分考虑各种热因素的相互作用从而保持房间在某一个舒适范围;(2)所谓"集成控制",是指:设定点的计算和控制决定被安排在控制级以上进行,控制器只是简单地用于保持当前的设定值,在高性能控制中不使用控制器的重新设定(controller resets)和串级控制器,这样做的目的,是可以集中、统一地考虑与HVAC系统有关的各种因素,避免传统方法中各分立模块独立运行可能导致的相互冲突,而且有可能最大限度地利用自由冷源(热源)和建筑物本身的蓄热放热作用,因此,集成控制将使系统更稳定,而且更舒适、更节能。 四、总结 智能建筑是信息技术与建筑技术结合的产物,概括地说,它是以建筑为平面,具有通信自动化、建筑设备自动化和办公自动化三者的智能化集成系统,它为人们提供舒适、安全、高效、方便的环境,空调自控系统是组成智能建筑很重要的一部分,特别是近年来控制技术的发展特别是微电子和计算机技术的发展,使空调仪表走向智能化,功能大量增加,为变风量空调技术的发展和实际应用提供了可靠的保证,从而为智能建筑提供高舒适低能耗的系统。
科技制作论文:科技小制作让幼儿超越自我 在科学教育活动中,我们常会看到:能力强的聪明的孩子面对完全可以战胜的困难,却轻易地放弃了获取成功的机会;平时自信好强的幼儿在遇到失败后失声痛哭,甚至迁怒于一起活动的同伴,或是活动的材料。从中我们可得出这样的启示:智商高的人不一定是成功者,而性格活泼开朗的普通人却能够成为成功者。科技小制作活动能培养幼儿具有稳定、持久的情感,鼓励幼儿提出问题和要求,鼓励幼儿用不同于常规的方法去认识事物,从而激发他们再探索、再创造的精神,让幼儿形成超越意识。 一、让幼儿学会自主学习 科技小制作引领幼儿走入了一个崭新的科学殿堂,给幼儿提供了更多的空间,创设了更多自主学习的机会。在活动中,孩子的主体性得到了充分的培养和发展。依据孩子的年龄特点和实际水平,我们为孩子们制订出了各种有趣、好玩的科技小制作,如:跳跳娃、魔术大公鸡、纸偶不倒娃、自制桥、果奶帆船、美丽的风筝、飞机、好玩的拨浪鼓等。在教师的指导下,幼儿设计图纸、绘制流程图,积极主动参与、自主探索制作。就这样,孩子们在看看、想想、做做、玩玩中发现了其中的科学秘密。 给幼儿更多的空间和时间,给幼儿充裕的材料,让他们放开思想、放开手脚,大胆尝试、大胆实践。例如,在科技小制作“桥”中,我们请来在桥梁公司工作的员工,给孩子们讲述桥的发展、桥的种类、桥的规模和风格,在操作区放置了各式桥梁模型。然后在轻松的谈话中讨论:“你准备做什么样的桥,它牢固吗?”“选择什么材料来制作?为什么?”在整个设计制作的过程中,孩子们都是根据自己心目中的桥,选择合适的材料,自己动手制作。老师只是参与其中,提醒孩子们:弓形桥用什么材料制作最合适,斜拉索怎样牢固地固定在桥面上,使他们进行更有逻辑、更为严密的思维。 二、让幼儿懂得坚持不懈 现在幼儿遇到挫折的机会很少,许多孩子一遇到困难和失败便半途而废。在科技小制作活动中,幼儿会碰到一系列的障碍。在老师、同伴的帮助下克服困难,有利于增强其对挫折的心理承受能力,从而培养其坚持性。例如:在制作玩具“各种各样的车子”活动中,为幼儿提供方形的轮子,使他们制作的车子走不了;在制作房屋的活动中,为幼儿提供过期的电池,使他们的房子通不了电等。然后在他们要放弃实验的时候教育他们要多动脑筋想办法才会把事情做好,如果半途而废,就完不成作品。老师则鼓励帮助幼儿克服困难,想办法坚持把作品做完,培养幼儿的坚持性。 当孩子完成了一个作品或者有了新的发现时,老师要及时给予肯定,对他们说:“祝贺你,你成功了!”当他们遇到困难时,老师要对他们说:“让我们一起想办法解决,一定会成功。”在不断的鼓励、赞许声中,孩子的精神上获得满足和愉悦,体验到活动所带来的乐趣,使制作活动成为一件愉快的事。 三、让幼儿学会与人合作 在未来的社会中,只有能与人合作的人,才能获得生存的空间;只有善于合作的人,才能赢得更广阔的发展。合作是幼儿健康心理的一种表现。在科技教育活动中,有许多活动需要幼儿与同伴相互配合、共同操作、共同探索来完成,这就需要使幼儿在活动中学会交流的方式和方法。例如:在制作风筝骨架时,教师惊奇地发现孩子们自发两两合作系绑绳子,又方便又牢固,体验到了合作的成功。又如:霖霖制作好了拨浪鼓的鼓槌,拿起透明胶准备把穿好珠子的棉线粘贴到盒子上。他找到牛奶盒侧面的中心点,把线头按上去,用透明胶去粘住,感觉位置不对,又撕下来,粘了几次,没有成功。他灵机一动,马上向旁边的妮妮求救,很快他们就把两个鼓槌牢固地固定在盒子侧面的中心点上,他高兴极了,忍不住摇动了一下盒子,“咚咚咚”,拨浪鼓发出清脆悦耳的声音,霖霖脸上露出了胜利的表情。幼儿在与他人合作过程中,逐步摆脱了以自我为中心,学会了与他人合作,与优秀人合作。 四、让幼儿形成超越意识 科学小制作活动其实就是一种超越活动,孩子在完成作品的同时也达到了超越自己的目的。“要学会游泳就得下水。”因此组织幼儿科技小制作活动时,应该以幼儿为主体,让孩子们自己找出正确的制作方法,制作出既科学又美观牢固的作品。 在自制“桥”的活动中,幼儿都喜欢制作跨越能力大、造型美观挺拔的斜拉桥。他们在制作由主塔放射出的斜拉索时,通过实践得到很多的方法:用胶布粘贴固定斜拉索;在桥面上打洞固定斜拉索;将斜拉索绑在每个桥墩上等。然后通过观察比较,否定了费时费力的方法,有的幼儿还提出每根斜拉索要均匀固定,这已远远超越了最初制作的目标。 科技小制作活动,如同一把钥匙,开启了幼儿的想象力、思维能力、创造力。因此我们要继续为幼儿选择一些适合他们年龄特点的、有趣的内容,积极地引导幼儿参与科技小制作的学习活动。活动中,教师要始终鼓励幼儿用各种方法去尝试,支持他们的想法,鼓励自主探索,使幼儿在制作中不但了解科学知识,而且通过自制作品,感受美、表现美和创造美,获得成功的体验,不断超越自我。 (作者单位 江苏省苏州市张家港市机关幼儿园) 科技制作论文:如何引导学生参与科技小制作与小发明活动 美国著名管理学家迈克尔・波特教授提出:“任何产业都有可能通过增加知识投入来提升其附加值”.因此,知识的价值越来越大,生产知识的科技工作越来越重要,科技竞争成为全球综合国力竞争的焦点. 梁启超先生在《少年中国说》一文讲过“少年智则国智,少年富则国富,少年强则国强,少年进步则国进步……”,因此,激发青少年科技制作与小发明的兴趣,培养青少年发明创造的意识,开发青少年发明创造的潜能,是进行素质教育的重要任务.创新要从教育抓起,创新要从小做起,创新意识要从这里起步,这就显得对青少年科技创新教育尤为重要. 从物理学科的角度来讲,引导学生进行科技小制作和科技小发明是对学生进行科技教育的重中之重.下文就谈谈如何引导学生参与科技小制作与小发明活动. 1教师要树立素质教育观 1.1物理教师应接受物理大师教育思想 物理学本身是以实验为基础的一门严格定量科学.物理学中所有的结论都是物理现象和实验事实升华的结晶;求真务实,一切从实际出发的科学态度和力戒弄虚作假,倡导严谨求实,一丝不苟的作风,都贯彻于物理教学的始终;还有物理学家为造福人类探索知识而不怕牺牲,无私奉献,孜孜不倦,开拓创新的科学精神以及渗透在物理学中瑰丽多姿、丰富多彩的科学研究方法(象观察、实验、假设、理想模型、等效替代、科学推理等),这些都无不给学生以深刻的熏陶和感染,促进学生科学素养的形成和提高,从而为学生深入学习,为将来从事科研,从事创造工作打下扎实的基础.伟大的物理学家爱因斯坦说:“学校教育的目标,不仅应当培养有独立行动和独立思考的个人,而且培养学生把为社会服务看做是自己人生的最高目的”.要通过教育:“个人自由而有责任心的发展,使他得以在为全人类的服务中自由地、愉快地贡献出自己的力量”.他还指出学校教育“应当防止向青年人鼓吹那种习俗意义上的成功作为人生的目标,看一个人的价值,应当看他贡献什么,而不应看他取得什么”.爱因斯坦还明确地指出:“学校的目标始终应当是,青年人在离开学校时,是作为一个和谐的人,而不是作为一个专家”.这位伟大的物理学家的教育思想是:要培养具有创新精神和全面发展的和谐人.从物理学的特点来看,物理学应该注重“物”的过程,然后才到“理”的结论.物理教学恰恰应该而且完全能够在形成和提高学生的科学素养方面作出自己的贡献.物理的课堂教学应注重实验与探究,也要注重科技小制作与小发明的教学.物理教师应该根据物理学科的特点,接受物理大师们的思想,对学生进行素质教育. 1.2教师应接受最新教育理念 中国教育改革和发展纲要明确指出:“中小学要由'应试教育'转向全面提高国民素质的轨道,面向全体学生,全面提高学生的思想道德、文化科学、劳动技能和身体心理等素质,促进学生生动活泼地发展.”为此我国将原来的“教学大纲”改为“课程标准”.课程标准提出了三条改革:第一是课程的价值趋向从精英教育转向大众教育;第二是课程目标着眼于学生素质的全面提高;第三是从只关注教师教学转向关注课程实施过程.课程标准规定教学改革的主要任务是:首先真正确立起与新课程相适应的体现素质教育精神的教育观念.观念是行动的灵魂,教育观念对教学起着指导和统率的作用,一切先进的教学改革都是从新的教育观念中生发出来的;一切教学改革的困难都来自旧的教育观念的束缚;一切教学改革的尝试都是新旧教育观念斗争的结果.确立新的教育观念,是教学改革的首要任务.教育观念不转变,教学改革无从谈起;教育观念一转变,许多困难迎刃而解.教师只有提高认识,强化责任,把教育思想观念统一到素质教育的要求上来,统一到新课程的方向上来.教育观念的转变将会真正焕发出教学的生命力和创造力.其次,要坚定不移地推进教学方式和学习方式的转变.先进的教育观念要通过先进的教育方式体现出来,此外,教育观念转变本身也要在教育方式转变中进行,二者是相辅相成的关系.观念不转变,方式转变就没有了方向,没有了基础;方式不转变,观念转变就失去了归宿,失去了落脚点.所以,教学改革既要重视观念改革的先导作用,又要重视方式改革的载体作用.教学改革不仅要改变教师的教育观念,还要改变他们每天都在进行着的习以为常的教学方式、教学行为.就教与学关系而言,教师教育观念、教学方式的转变最终都要落实到学生学习方式的转变上.学生学习方式的转变具有极其重要的意义,这是因为学习方式的转变将会牵引出思维方式、生活方式甚至生存方式的转变.学生的自主性、独立性、能动性和创造性将因此得到真正的张扬和提升.学生不仅将成为学习和教育的主人,而且还将成为生活的主人,成为独立的、积极参与社会的、有责任感的人.学习方式转变因此被看成是课程改革的显著特征和核心任务. 课程标准强调实现学生学习方式的根本变革,转变学生学习中这种被动的学习状态,提倡和发展多样化的学生学习方式,特别是提倡自主、探究与合作的学习方式,让学生成为学习的主人,使学生的主体意识、能动性、独立性和创造性不断得到发展,发展学生的创新意识和实践能力.物理课程标准指出:科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一.在科学探究中,学生像科学家构建、描述科学原理那样经历探究的过程,将自己的经验协调起来并纳入逻辑系统,从而形成科学的概念与原理,建立自己的知识结构,使认知结构、知识技能、情感态度及价值观都得到发展.教师在探究教学中要立足于转变学生的学习方式,培养学生的独立性和自主性,引导他们质疑、调查和探究,学会在实践中学,在合作中学,逐步形成适合于自己的有效的学习策略.学生在探究中学会动手实验、学会动手制作,还要在课外活动中学会科技制作与小发明,这才是落实课程标准的有力保证.作为物理教师,应贯彻国家教育方针,接受最新教育理念,真正树立正确的素质教育观. 2教师要向学生渗透科技制作与小发明活动的意义 开展科技制作或小发明活动,一般先进行宣传,或以黑板报形式通知或以文件形式通知.组织形式上常以教研组或任课教师为组织者,成立兴趣小组,再布置任务.在宣传和组织的过程中,多渗透活动的意义.最好是通过培训讲座,联系学生身边熟悉的生活现象,讲解科技制作与小发明活动的意义. 科技制作论文:快乐DIY,模型制作在科技活动中的新模式 摘 要:模型课是历史最为悠久的科技制作活动类课程,是一种科技含量较高的活动,这些活动能让我们掌握丰富的知识,带来体验动手的乐趣,同时也成为现代人一种更加休闲、健康的娱乐方式,有着极为广泛的拥戴者。 关键词:科技制作活动; 模型课 模型活动的本身,也有难度与形式上的区别,比如飞机模型,从构造上来看,有用一张纸、几分钟就能制作好的最简单的纸模型飞机;也有要用上千个零件、花几千个工时才能制作好的无线电遥控像真模型飞机。从性能上看,有只能飞几米远、在空中停留几秒钟的模型;也有能飞几百千米、在空中停留几十小时的模型,所以各个学校开设情况不尽相同。模型制作活动的方式也应当做出适时的创新,才能适应新时期的教学环境。 一、实现自主设计,海陆空模型制作活动要有明确的动机 每个同学在选择模型课前,应当先问问自己为什么要制作海陆空模型,你的目的和动机是什么?其次,最好不要每人都去购买成品器材。Do it yourself !对,一定要让学生参与到模型制作的比赛中来,测试一下自己的动手能力,增加模型活动的竞争性。第三,要实现学生的自主设计,这是提高教学效益的最有效手段,不要像文化课那样,把不同的学生教成一个模样。当然,模型课不能上成发明创新课,因为从指定的制作对象来说并不要求我们去创新,其中最主要的目的是锻炼自己的制作技能,而不要期望自己在课程中会新发明一个作品。 最后,要采用KISS(Keep It Simple Stupid)方法:保持简单、目标明确,这可能没有创造性,但我们的目的也正在于学会设计,提升动手制作技能,它能使我们同学自然而然地产生不断革新技术的创造欲望,有利于培养创造型人才。 二、化繁为简,善于使用小组合作的方式,突破制作障碍 模型活动要用到材料学、结构学、工艺学、空气动力学、电子学、无线电学和电动机科学等多方面的知识和技术。因此一般中学的科技活动课在其他老师与家长眼里只是“剪刀加浆糊”、“锤头加榔头”、“锯子加斧头”,他们根本不会相信在中学里学生会有什么高深的技术。 为了解决这一问题,我们在教学中应分步实施。首先可以按知识点对学生进行分组,各组教授不同的知识点,这样可以大大缩短学习时间。当老师的课堂教学完成以后,再重新分组,即把不同知识点的同学组成一个新的小组,那么这个小组通过合理的分工,分别从原理、设计、材料、绘图及动手制着等方面入手,就可以实现针对多知识点的复杂设计与制作,因为这是建立在前面知识基础上的再学习与深化,学生往往能创造出更有技术含量的作品。 在我校,学生们通过自身努力,利用常见的材料,已经制作出了几十件“飞机能上天、潜艇能入水”的作品,这都要归功于学生团队合作的教学尝试。 三、富有个性的设计,是模型课程的灵魂所在,是模型制作中的重头戏 初学者可能会在设计上遇到困难,因为他们不知道什么可以工作什么不能,但是我仍然建议先设计。设计的好坏是制作成功的关键。在设计过程中教师一定要严格把关,不符合设计要求的作品一定不能进入制作阶段。 模型制作中的设计基本要素主要包含以下几个方面: 1.材料的选择设计 需汇总制作中所需要的各种附件名称、材质、数量、国标号以及用途等,形成附件材料单。材料可以多方获取。其实作品中用的最多的也就是生活中常见的材料(木头、金属、塑料、绳子、电线等)。 2.一定要有尺寸的设计 加工图需明确表明各种加工方式及各部位的加工尺寸,并在需要表达装配关系的地方配组装图,表达要求有三维特点,所有这些应该符合其实际的尺寸和比例。 3.要采用KISS方法,保持简单、目标明确,寻求功能成本的最优化 设计的同学在设计阶段应充分考虑模型的性价比,力求使整个制作活动的造价与其性能、功能相匹配。 4.一定要是全面的设计 比如设计视觉效果要求,人员分工等。在小组合作的情况下,可以安排专门人员从事设计工作,一份好的设计方案,不亚于一份好的制作样品的作用。 5.一定要是可行性的设计 应尽量保证原主题设计风格不变,即车就是车,船就是船,让别人能直接体会到。 6.应该考虑加工的难易程度及装配的可靠方便性,考虑好结构配套是否可以实现该功能,从而制定出更优的配套方案及合理的加工方案;要注重配套五金件、粘胶剂的选择,满足强度的要求 四、选择合适自已的设计工具软件 由于网络的普及,学生的非课本知识量很大,他们总有一些比较独特的见解,有很强的设计欲望,但最大问题就是学生用什么方式来表达和展示自己的设计理念。针对这种情况,如能在课堂上使用“CAXA”或者“SKETCHUP”等一些设计软件,就可以很好的解决这个问题。本学年我校的学生在上设计课时就是使用该软件来进行,同学们在前几次的熟悉过程中很容易的学会了大部分基本操作,基本可以很好的把自己的设计意图画出设计图纸来。对于同学们完成的设计图纸,不管是数量和质量都比以前用徒手草图的形式要好得太多。下面是一些学生的设计作业: 五、合理安排教学内容,提高课堂的效率 利用在通用技术课程的开设经验,我们改进了模型课的教学方式,并进行了近两年的尝试,逐步形成了一套行之有效的开设方案。 科技制作论文:高科技数字切割设备助力高效商业广告制作 随着数字喷墨印刷技术的不断发展,越来越多的新词汇出现在我们面前:UV平板打印、特殊材质印刷、高品质打印、工业数字切割、异形切割……这些新技术也日益改变和影响着我们的行业和我们的生活。 目前,国内广告制作行业许多走在技术革新前列的先锋型商业广告制作企业,如上海康达喷画、上海柏连艾广告等公司近年来都添置了许多新型的数字喷墨印刷设备,近期又完善了印前数字流程及印后的高速数字切割设备,如UV工业平板打印设备、超宽幅UV卷对卷打印设备、Latex卷对卷环保型打印设备、ESKO高速数字切割设备、Caldera色彩及打印流程管理软件等等,以期以完整的自动化工艺流程为中国商业广告用户提供更加优质的产品和服务。而整个行业也正在如火如荼地朝着工厂化、自动化、规范化、流程化、品质化、环保化以及输出多样化的方向发展。 目前在全球市场上领先的数字化印后加工技术公司ESKO,拥有从设计、异形排版、成本计算到印后切割的完整流程解决方案,带来前所未有的生产效率和完美的跨平台管理模式。ESKO公司的高速数字切割设备Kongsberg(康斯博)是最受欢迎的数字切割机之一,号称工业数字切割设备中的“劳斯莱斯”,是展示架及展板制作生产线的主力军,也是ESKO最为畅销的印后加工系统。它可以提供不同于其他设备的切割材料的广泛适用性,同时智能易用的软件系统保证其生产的自动化、高效率以及精确度。它集合了高速、稳定、精确的切割制作特性,特别适用于那些“24/7”生产型商业广告制作的公司。其每分钟100米的线型切割速度使其成为市场上同类产品中的领先者,从而满足那些批量灵活、快速生产型企业的需要。 Kongsberg系列切割机领先于其他同类型设备的特点在于其高效率、自动化以及广泛的切割材料适用性。同时,与切割机配置的其他工具、如压力控制、高精确度的V切工具,针对瓦楞纸和泡沫的往复式震动刀具,针对固体材料的静态切刀,以及针对包装材料的压痕工具等,也是非常受客户欢迎而实用的工具。这也是针对商业广告和标识道具制作的完美补充,实现了全数字化生产流程的POP展示及短版包装的全套自动化作业。 ESKO的ArtiosCAD(雅图)及i-cut套件,极大地提高了整个流程——从设计到印前、再到数字印刷以及数字化印后加工的自动化。即便是印刷公司收到的文档丢失重要信息甚至是出现错误,软件也可以自动地帮助纠正,从而实现有效的版面布局设计以及数字化印刷和印后加工,有利于缩短一些不完整文件的处理时间和减少材料的浪费。i-cut套件包括三个主要模块,i-cut预飞检查PDF文档的正确性,或者在加工之前发现并解决问题,i-cut版面设计和排版保证了加工材料的最大化使用效率,同时减少印刷次数,全面提高生产率。i-cutVisionpro保证切割与印刷图像的轮廓的完美拼合。 中国商业广告制作市场已经被全球广告业公认为是一个巨大的市场,而拥有完整流程和高效率自动化设备的公司必将赢得市场的先机。高科技数字切割设备也必将成为商业广告制作流程的重要组成部分。因此,企业应该清楚看到这些高科技设备和自动化高效流程带来的实实在在的价值,让企业摆脱束缚,一同迎接这个新的工业革命的到来和拥抱新的市场机遇。 科技制作论文:如何培养学生科技体育模型的制作兴趣 〔关键词〕 体育教学;科技体育模型;制作兴趣;指导 科技体育运动是指不需要直接的身体对抗,而是运用特定的知识、技能与科技含量较高的器材展现运动成果和技术水平的体育运动。其主要包括模型制作、定向运动和无线电运动三类项目。夸美纽斯曾说:“兴趣是创造一个欢乐和光明的教学环境的主要途径之一。”在新课程背景下,教师应如何根据学生的心理和生理特点,合理地运用教育教学手段,培养他们对科技体育模型制作的兴趣呢? 一、提高认识,树立正确的指导思想 在开展科技体育模型制作活动之前,辅导教师应树立正确的指导思想,要使学生明确科技体育模型自身的特点,让他们知道其与玩具的不同之处。组织学生参与这一活动应以学生自愿,不影响他们文化课学习为前提,以提高学生科学素养和创新意识为目的。要使学生通过这一活动身心得到协调发展,逐步形成科学精神,成为德智体美全面发展的社会主义建设人才。 二、循序渐进,提高学生分析与实践能力 当代中学生大多为独生子女,因受家长的溺爱,部分学生在家中缺乏动手的机会,其分析问题与动手实践的能力很差,做起事来杂乱无章,并且想象力与创造力也未得到很好的发展。制作科技体育模型能够有效地培养学生做事的条理性。在模型制作过程中,学生必须先认真阅读操作说明,然后进行观察、比较,最后再进行设计、组装。他们在动手动脑的同时,可逐步养成科技体育运动的习惯,树立起终身体育的意识。为了更好地开展这一活动,辅导教师要根据学生的实际,在活动设计方面下工夫。如,开展手掷飞机制作比赛、美化家园的小能手比赛,力争让每一名学生都能参与到科技体育模型制作活动之中。其间,应遵循循序渐进的原则,要建立健全活动管理制度,创设良好的科技教育环境,引导学生按照活动方案进行活动。从细节做起,不能急于求成,否则会使一部分学生丧失科技体育模型制作的兴趣,导致他们宁愿站在旁边观看其他同学制作模型,也不愿动手动脑。学校可结合实际情况设立科技体育模型陈列室,以供学生存放、展示自己的制作成果,并购置一些科技体育模型、模具、科普读物等,从而为这一活动的开展奠定良好的基础。 三、以身作则,提高辅导教师自身素养 在指导学生开展科技体育模型制作活动中,辅导教师应以身作则,不断提高自身素养。其一,加强师德修养,为学生树立良好的榜样。要求学生做到的,自己首先要做到,要以饱满的工作热情投入到这一活动之中,以高度的责任感引导学生全面发展。其二,要有过硬的业务素质,熟练掌握科技体育知识及科技体育模型制作技能,具备较强的活动指导能力和科技体育运动能力。其三,在实践中不断总结经验教训,发挥自身主导作用,想方设法地激发学生的运动兴趣,满足他们的学习需求,使学生在良好的氛围中提高科学素养,实现身心和谐发展。 四、多元考核,建立科学合理的评价体系 班级是开展科技体育模型制作活动的基本单位。学校如果能将这一活动纳入到对班级工作的综合考评中,则会为这项活动的开展提供有力支撑,而建立科学合理的评价体系,可进一步激发学生的模型制作兴趣。评价方式要由教师单一评价向学生自评、互评及教师综合评价转变。在建立评价体系时,应严格遵循新课程理念,注重过程评价和多元考核,评价要点在于学生的活动表现、非智力因素的发挥和体育与健康知识的掌握及科学素养的提高等。 五、定期比赛,给予学生适当奖励 要培养学生科技体育模型制作的兴趣,教师还应组织他们定期进行比赛。如,手掷模型飞机、橡筋动力扑翼模型飞机、橡筋动力固定翼模型飞机、电动自由飞模型飞机比赛等。这样既能增强学生的体质,又可以促使他们养成健康的生活方式。通过比赛,还可以培养学生的团队精神,增进同学之间的友谊,同时也彰显了学生的个性。其间,教师要合理运用激励机制,对比赛成绩好的学生要给予适当的物质或精神奖励,对模型制作优良的学生要给予表扬,从而促进科技体育模型制作活动深入开展。 科技制作论文:从课外科技作品《梦系青花》的制作谈水墨在青花中的运用 摘 要: 中国瓷器历史悠久,而青花瓷釉质晶莹清亮,白中泛青,给人以清洁雅致之感,富有感人的艺术魅力和浓厚的民族色彩,是我国陶瓷史上一颗璀璨的明珠。近几年,由于古典艺术与现代设计的融合,青花瓷在各种风格的设计作品中呈现出独特的视觉效果。探究以青花瓷为素材制作的动画设计作品,对弘扬中国传统文化,以新的视角绽放青花的艺术魅力有着深远的意义。 关键词: 中国传统文化 《梦系青花》 水墨 青花 引言 中国瓷器历史悠久,而青花瓷釉质晶莹清亮,白中泛青,给人以清洁雅致之感,富有感人的艺术魅力和浓厚的民族色彩。青花瓷以白底蓝花为主要特征,瓷面洁白晶莹,青花纹饰优美,色泽清新,幽雅苍翠。尽管只有“青”、“白”两种颜色,但能将写意之美发挥得淋漓尽致。古人曾用“白如玉、明如镜、声如罄、薄如纸”作为青花瓷的真实写照。 被誉为“国之瑰宝,瓷质荣光”的青花瓷最能体现文人的诗意、画意和情境。“白釉青花一火成,花从釉里透分明。可参造化先天妙,无极有未太极生。”是中国陶瓷史上一朵艳丽的奇葩。青花明净素雅,色泽清新,纹饰优美,在世界上享有极高的声誉。水墨画有着悠久的历史和独特的表现形式,追求浓淡、枯涩、空灵、清远的意境。青花瓷的制作起源和中国的水墨艺术密不可分,它们的共同特征是使用单色进行描绘和表现。青花瓷在制作工艺中灵活地运用中国水墨典型的黑白体系表现手法,看似简单,却十分富有表现力。 一、动画作品《梦系青花》的创建思路 任何一个动画作品都要有鲜明突出的主题,这样才能吸引人,所以制作之前的构思就显得很重要。作者的制作水平和技巧都会在动画作品中表现出来,所以认真分析制作思路、制作方向等非常重要。动画作品在制作前要充分设计好动画脚本,即动画剧本,需要制定好所表现的主体,设计好分镜头及每个镜头的表现手法,制定好特效的制作方案,这样有利于后期制作,也有利于团队的分工合作。在《梦系青花》动画作品的制作中,至少有两种思路:一是充分考虑到青花瓷传承了水墨画的精髓,同样拥有兼收并蓄的绘画特点,意境十分优美。而水墨画是中国人文精神中极具代表性的文化遗产之一,画风与中国人的民族文化紧密联系,不仅印证了中国儒家的伦理学,还涵盖了道家的自然观和佛家的禅语等。制作的作品从整体上要充分体现青花中水墨意境的美。二是强调细部特征的表现特征,在设定好一个动画漫游线路之后,按照该线路所要表现的青花纹饰单体的具体形象进行科学的纹饰单体的建模工作。在构思表现手法时,还要突出动画技术优异于实景拍摄的特点,可以利用在实物拍摄中无法完成的以虚拟表现的画面实现方法。 二、青花瓷中的水墨意境 要想在作品中充分体现青花中水墨意境的美,就必须了解中国水墨画与青花瓷的内在关系。青花瓷在制作工艺中灵活地运用中国水墨典型的黑白体系表现手法,看似简单,表现力却十分丰富。黑白体系是中华民族对世界艺术宝库所做出的巨大贡献,是中华民族独特的审美情结。中国的绘画艺术,特别是水墨画艺术中的黑白体系,可以说,世界上没有任何一个民族能像中国人一样把黑白体系运用得如此炉火纯青,形成魅力无穷的黑白世界。青花瓷正是将这种独特的中华魅力巧妙地进行运用延伸,成就了又一个民族经典。青花瓷传承了水墨画的精髓,同样拥有兼收并蓄的绘画特点,意境十分优美。水墨画是中国人文精神中极具代表性的文化遗产之一,画风与中国人的民族文化紧密联系,不仅印证了中国儒家的伦理学,还包括道家的自然观和佛家的禅语等。 水墨韵味悠远,变化精彩纷呈,整个创作过程充满无数的可能与悬念。它看似温润、淡泊、平和的外表下实则隐藏了一股不可撼动的稳固的力量。青花瓷白底蓝花,静静伫立,就像一位美丽的仙子,让人感觉到一种生命的激情与律动;它的白,并不是单纯的白,而是白里泛青,犹如玉脂,看似简练却有不动声色的低调奢华;用色单一却不单调,疏疏密密、浓浓淡淡、浓浅相映、粗细相交,于一蓝一白间,创造出不同的意境,表达出作者的思绪,幻化出无穷的神奇。 三、青花纹饰中的水墨画 在《梦系青花》作品中青花瓷器纹饰是主要的展现部分。如何在作品中更好地表现青花瓷器中的纹饰就显得非常重要。青花瓷器的纹饰与绘画风格,是一部浓缩的绘画史,并具有鲜明的时代风格。最具代表性的当属元青花的纹饰。元青花的纹饰构图丰满,层次有序,笔法干练流畅有力,勾勒渲染粗壮沉着。元青花瓷器绘画题材丰富,有植物、动物与人物故事等,主题纹饰的题材有人物、动物、植物、诗文等,辅助纹饰多为卷草、莲瓣、古钱、海水、回纹、朵云、蕉叶等。元青花装饰内容有作为边饰的图案,如回纹、锦纹、龟背纹、变形莲瓣、莲花瓣里加折枝番莲、团菊、牡丹、流云,其他还有缠枝花卉、海涛纹、如意纹、如意纹内加海马、卷枝蔓草等。 青花瓷不仅在工艺上体现名贵与成就,而且具有丰富的文化内涵。青花的素净雅致与釉里红的深沉艳丽和谐地统一在画面上,这正是中国儒、释、道及伊斯兰等各大文化融合的自然体现。这种文化底蕴不可能一时体会得完全,需要我们在以后的日子里多关注多留意,这样才能领略中华文化的博大精深。可以说每一种青花纹样,都是一幅中国水墨画作品的延伸。 四、在作品创作中巧妙运用水墨的技巧 “墨分五色”主要是指作画时用水调节墨色的浓淡干湿变化,表现不同物象的明暗、肌理等,所谓“五色”即指墨色的焦、浓、重、淡、清,这在水墨画创作中运用得十分广泛。在陶瓷艺术中与之相通的是青花分水,即头浓、二浓、正浓、正淡、影淡,所显示浓淡变化与中国画的五色一样,在坯上分出各种深浅不同的层次,使单一的色料富有奇妙的变化,达到浓淡分明的艺术效果。因此,无论是中国画还是陶瓷绘画,彼此都是可以相互转换的,就像是音乐,不论使用什么音符,一样能奏出美妙的音乐来。这就是艺术的相通性。 我们说,现代青花既继承和发展了中国传统水墨画的表现形式,又结合了一些现代审美理念,所以我们可以在古代文人画的基础上,把水墨画的笔墨技巧和现代青花瓷的工艺相结合,创作出别具一格的艺术形象。 科技制作论文:初中物理科技小制作活动的实践探索 一、开放性的教学方式 物理活动课,不是随意的课外活动,而是课堂内外各种方式相结合的课程。教师的角色被摆到组织者和总结者的位置,应该尽量给学生创设一种自主参与探究的开放性情景,让学生积极参与观察现象、研究过程、提出问题、寻找答案等这样一个再发现、再创造过程,使学生通过书本获得的间接经验和通过实践活动获得的直接经验相结合。老师和学生在交互过程中,通过各种方式共同建构具体的教学内容和教学方式,完成学习内容的选择、组织和编排。学生可以自我选择内容、自由组合、采用尽可能的方式,例如亲身实践、查阅书籍、浏览网页、观看科技节目、求助于家长、社区中心等获得的各方面的知识信息,然后对这些信息进行综合加工和处理,最后课堂组织形式则以讨论、交流等方式进一步加工处理,完成一个小实验、一个科学探索过程或制成一件小制作。例如,在一次学习家庭电路的过程中,林嘉俊同学提出:“老师,我们对家庭电路的知识只建立在理论上,感觉很空洞,我想做一个家庭电路的模型。”当天的下午我和他们几个同学把模型做出来后,我问他们:“现在还模糊吗?”每一个同学都会心的笑了,那是一种满足的笑。当我们学习到某方面的知识时,我们会组织学生参观有关方面的实践活动、观看相关的视频片段或请有关方面的人物向学生们进行讲座形式的教育。例如:当我们学习到电子器件的知识时组织学生参观电子器件的制造工厂,让学生亲眼感受生产线上的实践;又比如学到有关电灯等器件的知识时,组织同学们观看有关Edison等发明家发明创造的一些片段,组织学生上网查阅中山古镇灯饰发展的情况,让学生体验科学家的艰辛,体验家乡建设、发展的成果,激发他们热爱家乡,努力学习的热情。在上述过程中,我们将最大限度地运用实验教学,为此我们建立了专门的活动教室,打破传统的教室格局,采用面对面的小组组合形式。 二、教师设计一些简单的现成的实验套餐 学生根据自己的特长和爱好选择制作。在桌面上和抽屉里摆放着小实验工具“套餐盒”,盒内是生活中简单的材料。如:铅笔、导线、铁钳、铁锤、铁钉、水杯、胶水、木版、玻璃板、橡皮筋、蜡烛、纸张等等日常的简易工具。学生可以根据自己的需要填充工具盒,自由选择、结合实验材料,并鼓励和引导学生尝试运用这些物品演示多个课本上的实验和小实验。在此过程中,往往有的学生会制作出很多与课本的实验相关的有创新的制作的。例如:在去年的小制作小发明活动中,有部分同学找来了一些大可乐瓶子、打气筒、一些密封的胶水等,加上老师提供的细小玻璃管、橡皮塞等工具,决定做一个“水顶球”(一个利用大气压把瓶内的水压出顶起乒乓球的实验)。他们将玻璃管穿到橡皮塞中(多次试验才做成功),然后自己想办法密封、固定,当时发现水柱很难竖直,他们想了很多方法,最后采用了某个同学提出的在可乐瓶子的底中央涂上一点红色,调节玻璃管使管的底部对正红点的方法才把玻璃管竖直了。还有卢淑贤同学在课堂上观看滑动变阻器的演示实验后,向我提出“老师我觉得学校的滑动变阻器操作不够方便,老师演示时,由于导体细小,可见度小,我想到一种比它还好的。而且如果成功的话,全班的同学都可以自己进行堂上实验了”于是她找到了一些电阻率适合的吉他弦,一些小钉子、几根导线、一个电池盒和电池,我们用了三个小时的时间把她想到的便携式滑动变阻器做出来了。而且在学校举办的小制作比赛中获得了二等奖。经过这样的一个动手和动脑的过程,同学们可以用自己的方法创造出一个来自同一原理但不一样的制作。老师在指导的过程中,必须注意这些实验的器材最好是一些利用废品和日常工具可完成的,这样既可以训练学生动手也可以培养他们节俭和环保的习惯。 三、制作一个属于自己的小制作 经过一段时间的训练后,学生已经初步具有制作的能力和创新的思想。我们可以尝试让学生自己去找资料初步定出一个方案,然后辅导教师在尊重学生的思想的前提下加以修整。定题后,组织学生进行创作。这是一个把所学到的东西应用在实践中的创新过程,必须对学生给以充分的支持和鼓励以及帮助。例如:去年的活动中初二(10)班的陈金龙同学,他从课外书上看到一段关于“失真房”的文章时,他对这一现象产生了很大的兴趣,他马上想把它缩小做成一个小制作。他把设想告诉了我,看完那篇文章后我发现把它缩小不会影响到它的失真效果,于是大力的支持他去做,我们一起研究它的构造,查阅一些相关的文章和刊物,其间我向他提出了一些建议和一些必要的帮助。最后他成功地把失真房做出来,而且在这次学校的小制作活动中获得了一等奖。后来,他和同班的杨志斌同学两人在一次下雨天回家的路上,观察到雨点垂直落到雨伞中央部位的声音特别大,而落到倾斜的雨伞边缘则小得多,于是产生了创作灵感。能否减小雨点打到屋顶时发出的声音呢?在老师的指导和启发下,几经挫折,不断完善,终于完成了“消音雨蓬”的制作。“消音雨蓬”在学校小发明、小制作评比中获得了一等奖。林嘉俊、杨志斌、卢淑贤等同学所获得的成绩正好体现了科技小制作的成功,他们经常这样对我说:“老师没有你的教育,我们的学习还停留在理论上,小制作活动让我们懂得了研究的重要性,让我们明白了什么是真正的学习,并体会到学习的快乐。” 四、公开的评价 以鼓励性评价为主,其中特别注意形成性评价和综合性评价的结合,尽可能挖掘他们的优点和进步,给予表扬和鼓励让学生体会成功的喜悦,学习的乐趣。主要通过记录学生平时参加活动的过程和方法,对学生的观察能力、提出问题能力、作出猜想和假设的能力、收集信息和处理信息的能力、交流的能力等进行形成性的评价。通过本校每年一度的科技节的小制作评比对学生的活动、创新能力,对科学技术、社会问题的认识程度等的综合性评价,作出优秀的作品给予奖励。去年我们分别奖励了一批小制作:一等奖“失真房”、“消音雨蓬”等五个项目;二等奖“便携式滑动变阻器”、“水汽火箭”、“一纸顶千斤”、“多功能大气压演示瓶”、“双向楼梯灯”等十个项目;三等奖“投石车”等十五个项目。通过表扬让学生感觉到成功并非高不可攀,使他们增强自信心,从而更好地发挥特长。 五、实验结果 经过一段时间的以物理为主的活动课教学,我们发现学生学习的积极性、实践能力、科学探索能力、思维灵活性和创新意识等方面都有提高,下面使实验结果小结: 1、通过调查统计:98%的同学喜欢活动课,其中90%的同学认为趣味性强,可以动手实验;82%的同学认为思维的灵活性有所提高;76%的同学经常会有一些创新的想法。50%的同学在课外喜欢动手制作或做实验。全部参加小制作活动的同学都初步掌握了一定的科学研究方法。 2、小制作活动的学习和制作,同学们的提出问题、探讨问题的能力和整理信息的能力都有所提高。并使同学们养成了实地调查、实验、查阅书籍、浏览互联网、求助于家长等习惯。这有助于开阔学生的视野和知识面。 六、问题讨论 我校的小制作活动还是处于探索阶段,如何完善本课题的内容和方式并没有一个固定的模式可以参考,许多问题还有待指导和不断改正和实践。 科技制作论文:如何使用Illustrator软件制作科技期刊插图 摘要:介绍了使用Adobe Illustrator获取EPS格式文件的途径、步骤和EPS格式图形的处理方法及需要注意的几个问题。认为利用Illustrator软件的强大矢量图形处理功能制作EPS格式科技期刊插图是一种方便有效的手段,可以明显增强科技期刊插图的清晰度和美观程度,插图的输出质量可以达到与正文一样的效果。 关键词:期刊插图;Illustrator软件;EPS格式。 国内科技期刊排版多采用方正排版系统,而其中大多数期刊插图都采用TIF等位图格式,所以图形、线条和字符输出质量都明显不及正文。随着北大方正排版系统的升级,推出的版本已经支持Illustrator软件生成的EPS格式文件,从而为科技期刊描图的处理提供了新的途径。 EPS(Encap sulated PostScript)是由Adobe公司设计的用PostScript语言描述的一种ASCII码文件格式。EPS称为封装(内嵌)的PostScript格式,它继承了PS的所有优点,且能够被无损地嵌入到其他PS文件中,所以很适合于用做插图文件格式。 Illustrator系统是由Adobe公司开发的一种矢量绘图处理软件,它能够以又快又精确的方式制作出彩色或黑白图形,也可以设计出任意形状的特殊文字并置入影像。用Illustrator制作的文件,无论以何种倍率输出,都能保持原来的高品质。它的操作界面及常用工具与Photoshop类似,所以,对于熟练使用Photoshop的编辑或描图人员很容易学会并熟练使用。此软件与EPS文件格式出自同一家公司,这使两者具有更好的矢量兼容性。 一、ESP文件的主要获取方式 1.直接调用 如果作者提供单独的矢量格式文件,就可以在Illustrator系统下用“打开”方式直接调用。在Illustrator CS版本下可以直接调用的文件格式有27种之多。常见的科学计算软件生成的矢量格式图形文件,多数都能被Illustrator系统识别,有的虽不能被识别,但只需要利用第三方软件作适当的格式转换,生成通用的矢量格式图形文件就能被Illustrator系统识别。这样可以充分利用科学计算软件资源,也为期刊插图的处理提供了极大的方便。 对打开的矢量文件作适当的处理(后文将介绍)后,即可另存为EPS格式的文件。具体方法为:单击Illustrator选单栏中“文件”“存储为”,出现保存对话框,选择保存路径,键入文件名,保存类型选择“Illustrator EPS(*.EPS)”,单击“保存”,出现“EPS本地格式选项”对话框,设置数据,单击“确定”,EPS格式的转存文件保存。 2.拷贝粘贴 (1)选择目标插图。将目标插图选中,进行复制。选取对象可以是电子文稿中的插图,也可以是图形处理系统中打开的图形。使用相应软件选单栏中的“编辑”“复制”,也可使用方便的功能键“Ctrl+C”直接复制。 (2)在Illustrator中建立新插图。运行Illustrator系统,单击“文件”“新建”后出现“新建插图”对话框,对“版面设置”和“颜色模式”对话框进行设置后单击“确定”,出现新建插图界面。 (3)粘贴目标插图。在Illustrator激活状态下,单击选单栏中“编辑”“粘贴”,或用功能键“Ctrl+V”,目标插图拷贝入新建插图界面中。 (4)Illustrator下的编辑加工。可对整体图像进行放大、缩小,或对图形对象进行删除或增加,及其位置、大小、线条的粗细等进行精细加工。如不进行Illustrator下的编辑加工操作,则可以跳过此项操作。 (5)文件转存,方法同EPS文件存储方法。 3.底图绘制 有时作者提供的原图是非矢量格式,如果图片的质量再不高,就可以采用Illustrator在原图的基础上进行重新绘制,生成的新图片也可以成为EPS格式的插图。 (1)首先启动Illustrator并打开一幅要处理的线条图原稿。 (2)在软件操作界面右边的图层控制面板中新建一个图层,选择钢笔工具,并在画笔选项中设定线宽、顶点和转角的形状;放大原稿(便于准确跟踪路径),用钢笔工具描出原图中的实线。 (3)实线部分完成后,再在图层控制面板中创建一个新的图层,同上设定画笔形状后,选虚线,设定虚线与间隔的宽度,再用钢笔工具描绘出虚线。 (4)如有更多的线条,则通过新建图层和修改笔画选项来创建新的线条。 (5)所在图线描完后,删除原来的底图图层,并在重新描绘后的图上标注文字。 (6)全部工作完成后,即可进行文件存储,方法同EPS文件存储方法。 二、用Illustrator处理图形文件的方法 1.去除游离点和剪切蒙版 由于有的图形可能存在看不见的游离点或剪切蒙版,必须去除,否则可能影响图形大小,导致发排后的插图长宽比例失调,形状失真,甚至会导致在北大方正排版系统中图形无法显示。去除的方法有两种: (1)选择菜单栏中的“选择”“对象”“游离点”(“剪切蒙版”),此时可以看到图形中看不见的游离点或剪切蒙版已经被选中,按键盘上的“Delete”键将其删除。 (2)使用“直接选择”工具(默认快捷键A),框选图形,找到游离点或剪切蒙版位置,再逐个用“直接选择”工具框选中游离点或剪切蒙版,并用“Delete”键删除。 有时会出现图形比实际可见的部分大很多的情况,这是因为在可见的部分图形较远的位置存在不可见的游离点的缘故(检测方法:按Ctrl+A选中全部图形,此时在“信息”窗口上可以看到图形大小,“W”后面的数值表示宽度,“H”后面的数值表示高度;再用“直接选择”工具框选中可见的图形,在“信息”窗口查看图形大小。如果前后数值相差明显,则说明存在不可见的游离点)。此时,也可以用“直接选择”工具框选中可见图形,在菜单栏“选择”“反向”,按“Delete”键删除即可。 2.修改图形中的线条 用“直接选择”工具并配合“shift”组合键,选中需要加粗或变细的线条,在工具栏中选择线条的磅数为0.5 pt,具体的磅数大小因不同期刊对图形的要求而异。对于同样粗细或相同描边颜色的线条,也可以使用菜单栏中的“选择”“相同”“描边粗细”(或“描边颜色”)来选中,再修改线条粗细或描边颜色。 (1)修改(或添加)虚线:选中需要修改的线条,在工具栏中可以看到蓝色的“描边”字样,选中“虚线”并设置虚线和间隙的磅数。 (2)修改(或添加)箭头:选中需要修改的箭头所在的线条,在菜单栏中选择“效果”“风格化”(Illustrator效果中的)“添加箭头”,在弹出的对话框中选择线条始点或终点的箭头类型。 3.修改图形中的文字 EPS插图需要并且允许配以矢量字符,在输出EPS文件之前,应该对已有的字符进行编辑和补充。通过处理可使作者植入的矢量文字得到充分的利用,并且可以选择跟正文一样的字体。 用“直接选择”工具并配合“shift”组合键,选中需要修改的字,此时在工具栏会出现字体工具,可以通过调整参数修改字体类型和字体大小。图形中的汉字,最好选用与期刊正文完全相同的字体(如方正书宋);字母和数字最好选用Times New Roman字体。如果图形中字母存在斜体,所以字体类型中选择“Italic”,这样所选择的字母即为斜体了。 由于Illustrator中植入的字符有些不能直接在北大方正排版系统中显示出来,所以编辑好的字符需要作“轮廓化”处理。在菜单栏中“选择”“对象”“文本对象”,选中需要轮廓化的所有字,右键选择“创建轮廓”(Ctrl+Shift+O)即完成了字的轮廓化工作。也可通过“直接选择”工具并配合“shift”组合键选择需要创建轮廓的字。这样处理后,字符变成了矢量图形再输出EPS插图,避免字体的嵌入,在发排时也不需要调用终端上的相关字库。 三、需要注意的问题 1.文件保存 考虑到与北大方正排版系统兼容性问题,制作的Illustrator文件的保存类型为“Illustrator EPS”,即文件的后缀名为“.EPS”。EPS图形文件主要用于北大方正排版系统的图文混排,保存的版本应选择“Illustrator 8 EPS”的保存版本。如果选择其他版本保存的EPS格式文件,可能不会被方正排版系统识别,会造成图形显示不出来,发排后的插图将成为空白图形框。 为了方便修改,建议在字符“轮廓化”前后分别保存至不同的文件夹,轮廓化之前的文件主要用于后期排版、校对中方便于对图片中字符的修改,它对保存版本的选择不必特别要求,默认即可。 2.颜色模式选择 由于目前彩色插图采用的是CMYK四色印刷,因此制作的EPS彩色图形要确保为四色模式,否则在发片时会出现错误。在新建图形对象时,在“新建文档”对话框中,要将“颜色模式”设置为“CMYK”。在处理已打开的彩色图形文件时,需要特别注意色彩模式的转换,将专色转换为四色。具体方法为:“文件”“文档颜色模式”设置,将图形对象的RGB颜色模式转换为CMYK模式。 3.处理文字时的图形大小 在图形处理时,建议将图形实际大小调整为排版时的图形大小,这是为了使Illustrator中设置的字体大小,不因排版输出时图形的缩放而造成字体大小发生变化。 4.其他 (1)在排版系统中使用Illustrator生成的EPS图形文件,其方法可参考相应的软件使用说明。如,在飞腾4.0版本中使用EPS文件,方法同使用TIF格式文件一样。在书版10.0版本中使用EPS格式文件的命令为: [|PS,[,][][][][#][%][:]|] (2)Illustrator用来处理Auto CAD、Grads、Microcal Origin、Excel等软件绘制的图形非常方便,这些图形都能被Illustrator以矢量图的形式识别。然而有些作者由于对编辑行业的不了解,以为提供的图片无需修改,从而错误地将原本易于使用Illustrator处理的矢量格式图形转变成位图格式,给插图的编辑加工造成了不必要的麻烦。 科技制作论文:以校园科技节节目制作焕发学校主题活动魅力 摘 要:在组织开展校园主题活动的过程中,选择一个学生感兴趣的、贴近他们生活实际的、能够亲历体验的好主题,往往决定着一项活动能否成功。校园电视节目由于其画面直观、形象,内容通俗易懂,在为儿童提供多感官体验的同时,也陶冶了儿童的审美情操,特别受学生的喜爱。优秀的电视节目形式对开阔孩子视野,增长知识,提高认识能力非常有教育意义。如果主题活动能以电视节目形式为载体,将校园电视节目制作和主题活动有效整合,从“定主题、演节目、说新闻、考知识”的方式来丰富主题活动的内容,让学生在享受快乐的同时又有所收获,不失为一条极佳的途径。 关键词:校园电视节目制作;科技节;主题活动;有效途径 校园电视作为一种新兴的现代化教育手段,具有传播信息量大、形象生动的特点,对求知欲旺盛的儿童起着增长见闻、开阔视野的作用。在校园电视节目制作过程中,对于培养学生的创造性和自主发展意识以及全面提高学生素质具有极其重要的作用,它调动了学生的积极性和主动性,让他们参与到电视节目的制作中,从栏目的策划、采访到摄像、主持都将活跃着学生的身影。如果能将一些优秀的电视节目形式运用到主题活动中来,不仅能丰富学生的活动内容,还能锻炼学生的综合能力,让学生在享受快乐的同时又有所收获。本文试以学校科技节节目制作为例,探讨开辟主题活动的另一种有效途径。 一、“焦点访谈”法――定主题 陶行知先生说:“整个社会的活动都是我们的教育范围。”社会是一个大熔炉,我们在开展主题活动时必须与社会生活相合。现在的电视节目中,访谈节目越来越多,而且也深受广大观众的喜爱。比如:“焦点访谈”“杨澜访谈”“鲁豫有约”“咏乐汇”等等。这些访谈节目往往选择“政府重视、群众关心、普遍存在”的话题,坚持“用事实说话”的方针,反映和推动解决了大量社会进步与发展过程中存在的问题。教师要善于从中挖掘主题,千方百计为学生创造尽可能多的亲历体验,引导学生走出课堂,走出校门,走向社会,从而培养学生感受生活,学会与人交往的社会实践能力。在组织开展主题活动过程中,选择一个学生感兴趣的、贴近他们生活的、能够亲历体验的好主题,往往决定着一项活动的成功与否。因此,选择活动的主题是相当重要的。我们可以借鉴访谈节目的做法,让学生观察和采访学校和当地社会生活中人们普遍关心的问题,了解情况,听取人们的不同看法,然后通过讨论确定主题。 比如,在制作学校科技节节目前,我首先组织学生去访一访学校里的老师、同学,家里的爸爸、妈妈等,了解学校和家长目前最关心的问题。结果,对60名孩子的采访中,有48名孩子都表示,最近学校正在开展第三届科技节,科技节活动是学校的热门话题。围绕着科技节活动,每个班级、每个年级里都发生了一些有趣的小故事,对活动内容、评选出来的“科技小明星”,老师和同学都热衷讨论。于是,通过学生自己的采访,我们达成共识,确定了本次活动的研究主题――学校科技节。当然,由于是在学生自己的采访下确定的时下最流行的活动话题,所以学生参与的积极性更是激情高涨了,并且他们仍然会处在一个继续采访和调查的学习过程中,收到的效果是非常好的。在确定好“学校科技节”这个活动主题后,我按照“焦点访谈”的做法,让学生为自己的研究课题命名,如制作《科技小实验》节目的研究小组,命名为“小云访谈”,访一访同学们在做实验过程中的趣事、得到的收获等。在这个访谈节目的策划中,研究小组的成员在准备什么问题、邀请什么嘉宾、如何应对节目现场中发生的各种问题等方面进行了讨论。在这个过程中,学生深深地体会到了团结协作、互相帮助的重要性,使他们养成了互相合作的良好习惯。 二、“梦想剧场”法――演节目 每个人都有表演的欲望,也都有表演的天赋,尤其是小学生,他们特别渴望有一个能充分展示自己的舞台。很多人都喜欢看综艺类的电视节目,比如:老毕的“梦想剧场”、李咏的“非常6+1”、还有滑稽的“乡村大世界”等。这些节目都突出了观众的参与性,为广大表演爱好者提供了展示才华的机会,观众自己唱主角,自编、自导、自演节目。我们的主题活动也要增强全员的参与意识,让更多的学生有兴趣参与,才能取得更好的效果。 1.注重活动参与性 在开展活动的过程中,我们要充分调动学生参与活动的积极性和主动性,为所有学生上台表演创造机会。校园电视节目的策划与制作坚持以学生为主体,教师为主导的原则。活动方案的制订、节目的编排、录像的采编、拍摄脚本的编写、演播厅的布置、活动的组织、现场主持等工作人员均是以学生为主体。在活动中,无论参与的学生擅长什么,或是对什么感兴趣,都能找到自己的用武之地。因此,在制作学校科技节节目前,我就借用了“梦想剧场”里的那句经典口号:“梦想大舞台,有才你就来!”学生根据自己的兴趣、爱好与特长进行自由选择,建立各制作小组。我要求各个制作小组成员在规定时间内,一起合作完成一个与科技节有关的电视节目。一期优秀的电视节目,需要经过许多工序,由许多人共同协作才能完成。如专题片《自制泡泡水》的录制历时近半个月,有20多名工作人员,5个六年级班级参与其中。在节目准备阶段,大家合作收集电视素材,一起对资料进行推敲,确定节目的形式与风格;在拍摄现场,边拍摄边沟通;在后期,一起探讨片头、特技、配音、字幕等内容,精诚合作,为这期节目出谋划策。在这个自发组织的过程中,孩子们的热情、智慧、能力已经完全得到了证明,他们自己研究体会到的教育更是不可估量。这个“梦想剧场”,不但为学生提供了发挥自己特长的平台,还战胜了自己胆怯的心理,教师只要因势利导,善于挖掘他们的潜能,就会收到意想不到的效果。在这次活动中,那些后进生也表现得非常积极、突出。 2.注重形式多样化 一个活动主题我们往往可以从不同的角度来表现,其形式可以是“说、看、动”相结合,这样就能不断刺激学生的大脑兴奋中心,从而创设活跃的活动氛围。由于学校科技节的节目形式丰富,播出的内容反映的是学生的生活,加之科技节节目中的演员都是学生身边熟知的人,学生便想看、爱看,极易对此产生兴趣。此次学校科技节的节目形式真是丰富多彩,有专题片《最有趣的挑战实验赛》,学校电视台对“纸陀螺竞时赛”“扔不破的鸡蛋挑战赛”等科技挑战赛进行现场直播,这些精彩的挑战实验吸引了所有观众,有的瞪大双眼,有的屏住呼吸,期待着实验的结果,大大地激发了学生探索科学奥妙的兴趣;有纪录片《“火箭”的诞生》,记录了一个学生从自制火箭到试射成功的全过程,让学生在观看这期节目中发现问题、提出问题、自己研究探索问题,最后得出科学的结论;还有家庭DV《鸡蛋的沉浮》,一位学生在家里做这个科技小实验时,请家长帮忙把整个实验过程拍摄下来,然后通过校园电视台播放给全体师生观看,看着这位学生专注实验的身影,听着他滔滔不绝的解说,观看电视的学生沉浸在浓浓的科学氛围中,收到了良好的效果。学生在制作节目的过程中,不仅享受到了表演的乐趣,还体验到了合作与成功的喜悦。只要学生有好的创意,且切实可行,校园电视台都可以为他提供一个展示才华与能力的实践舞台。 三、“小强热线”法――说新闻 新闻是新近发生的事实报道,它向公众传递生活中的各种信息。如今,越来越多的人开始关注并喜爱收看新闻节目,比如“小强热线”“师爷说新闻”“1818黄金眼”等等。因为节目中有大众所关心的话题,并能了解一些身边最新的生活动态和一些奇闻乐事。将这样的体裁,通过学生的编排和创造,同样可以运用到我们的主题活动中。 在制作学校科技节节目时,我模仿“小强热线”的做法,先让学生自己推选一位队员来做新闻主持。结果,大家一致推选一位叫丁晨可的队员来做节目主持人,并将节目取名为“小丁热线”。丁晨可在同学们的帮助下,编排报道了一则《城北小学“体验科学 快乐成长”活动在城市广场火热上演》的新闻。报道结合了各种途径收集到的图片资料,与解说同时进行展播,并且现场采访了参加活动的同学,手持话筒的小丁俨然一位电视台主持人的形象。节目主持人的台风、口头语言表达能力、肢体语言表达能力、多方面的知识储备、临场应变的能力、调动现场气氛的能力,在主持节目的过程中得到了提高。不仅仅主持人,其他参与制作和配合制作节目的同学、嘉宾、现场观众,都在这次活动中得到了多方面的锻炼提升。“说新闻”活动,不但发挥了班级活动的阵地建设,丰富了学生的业余生活,而且让学生在浓烈的气氛中受到了良好的教育。 四、“开心词典”法――考知识 每一个少先队员都是好胜的,赛一赛、比一比对他们来讲都特别感兴趣。如今这样的电视节目也层出不穷,“开心词典”“超级大赢家”“超级辨变辨”等等,深受广大观众的喜爱。小学生喜欢挑战,喜欢参与具有挑战性的活动。在主题活动的准备过程中,因为知道有知识问答环节,学生的求胜心理一定会促使他们更加关注周围的一切,并不断地去主动汲取更多的知识养分,为求成功而努力。这样既丰富了主题活动内容,还从真正意义上促进了学生对知识的渴求,取得更好的教育效果。 在制作学校科技节系列节目时,我们就安排了一期《科技知识知多少》的节目。学生在参与制作电视节目的过程中,都认真地做了赛前准备,从各种报纸上、网上和图书室搜集有关资料,还积极地向老师和同学请教,通过广泛的调查访问、信息收集、专业知识充电、多方研讨等活动来推陈出新,形成了一种非常激烈的学习和讨论的氛围。《科技知识知多少》节目的开展,充分发挥学生的主体作用,使学生被动学习变为主动进取。 综上所述,校园电视节目制作就相当于一股“东风”,为我们老师提供教学资源,让学生从中吸取构建活动主题的养分。将校园电视节目制作和主题活动有效整合有其独特的教育功能,通过“定主题、演节目、说新闻、考知识”等方式,调动学生的积极性,体验共同参与、团结合作的快乐,引导学生在实践和体验中接受潜移默化的教育和影响。 科技制作论文:科技创新训练选修课程电控部分教学演示动画的设计制作与应用 摘要:本文全面分析了科技创新训练选修课程的教学对象、教学组织形式的特点,研究了制作教学演示动画的必要性及可行性。在此基础上综合运用多媒体软件Flash、Photoshop、Pro/E、3D max及Director制作了交互式教学演示动画并应用于教学,取得了理想的教学效果。 关键词:教学演示;动画制作;实践教学 多媒体教学不仅是教学手段现代化的一种体现,更是教学改革的突破口。实践证明,多媒体教学符合学生的认知心理;有利于激发学生的学习积极性;提高了教学效率。通过开展多媒体教学应用,可以促进教学观念与授课形式的变革,促进教学思想与教学理论的变革,促进教学体制与教学管理的变革,促进教学模式与教学方法的变革。随着多媒体技术及相关应用软件的快速发展,出现了多种形式的多媒体教学手段,其中就包括教学演示动画。 为了使多媒体技术更好地服务于具体课程,达到优化教学内容、提升教学效果的目的, 我们首先要分析课程的教学对象和教学组织形式的特点。 一、科技创新训练选修课程的特点 1.教学对象的特点 科技创新训练选修课的教学对象从年级上分是大一、大二的学生;从专业上分主体应是理工类的学生,此外还有少量经管、人文类的学生。 对于大一、大二的理工类学生,他们还处于基础课的学习阶段,专业课几乎没有接触。 这时他们参加选修课很大程度上是出于对学生科研立项及业余科技活动的好奇。对于经管、人文类的学生,他们能参加这门选修课,除了为获取毕业所需的学分外,更多的是为了开阔视野,拓宽自己的知识面。总之,科技创新训练选修课教学对象的共同特点是,学习积极性高,求知欲望强,对动手实践、参与业余科技活动具有比较浓厚的兴趣;同时,专业知识不成体系,不具备基本科研能力及缺乏经验,又使他们在实践过程中面临各种各样的困难,很容易丧失信心。 2.教学组织形式的特点 科技创新训练选修课每学期1-10周开课,上课时间为周六全天,上午理论授课,下午动手实践。根据教学计划,每次上课学生都必须完成一个完整的教学模块,并且教学模块之间衔接紧密。以电控部分为例,教学模块的设置顺序为:直流5V电源制作、单片机最小系统、智能小车驱动板原理与焊接、Protel电路原理图绘制、C51程序设计基础、流水彩灯控制、舵机驱动、直流电机调速等。如果学生在某一个环节上出现问题,没有掌握全部的知识点,会直接影响他下一个教学模块的学习。 二、制作教学演示动画的必要性和可行性 从以上分析可知,在科技创新训练选修课中,教师要帮助学生在4学时的理论授课时间内,理解、记忆尽可能多的知识点,并在随后的4学时内通过指导动手实践,使学生重现所有知识点,做到真正掌握。单纯依靠传统的教学方法,很难达到上述目的。例如,在讲解直流5V电源制作的教学模块中,如果单纯依靠电路原理图,虽然可以使学生理解每部分电路的基本功能,但很难对电源波形的变化过程形成一个完整、直观的印象;而且原理图上的符号毕竟不是真正的电子元器件,即使学生掌握了电路原理,但由于不熟悉元器件的特性,在电路焊接时经常无从下手。如果能在电路原理图上用元器件实物照片替代相应的符号,并以动画的形式演示电源波形的变化过程,上述问题就迎刃而解了。 现代多媒体技术及相关应用软件的快速发展,使我们有足够的能力将文字、图片、模型及影像融合在一起,形成一套交互式的教学演示动画。 三、交互式教学演示动画的设计与制作 下面以直流5V电源制作为例,简要叙述交互式教学演示动画的原理背景、制作方法及演示效果。 直流5V电源制作。直流5V电源的工作原理是,交流220V市电通过9V变压器后,进入桥式整流电路,电源波形由交流变成直流;220V极性电容起到低通滤波的作用,使波形变化幅值变小;稳压芯片78L05使电源波形稳定在直流5V;瓷片电容104起到高次滤波的作用,使电源波形更加平稳。 在教学演示动画主界面上,用元器件实物图替换了原理图中的符号。在授课过程中,点击不同的元器件图片,会出现相应的文字介绍及电源波形图,按照电流的走向依次点击,可以使学生完整、形象的理解直流5V电源的产生机理。 四、交互式教学演示动画的应用 对于参加科技创新训练选修课的低年级同学,我们的教学目标是让他们理解最基本的工程概念,掌握最基本的工程方法。如果单纯借助于文字、理论公式或工程图纸,很难让学生们在很短的时间内掌握某一概念或方法的本质。交互式教学演示动画恰恰弥补了传统教学方法的不足。在教学中我们将两者结合起来,首先对基本概念、方法做概述;然后运用教学演示动画分部讲解,将理论和实际效果有机结合,使学生加深印象;接下来学生可以参考演示动画及教材进行动手实践,完整地掌握一个教学模块的全部知识点。 在2010-2011年春季学期的科技创新训练课程的教学过程中,我们将教学演示动画融入理论授课中,取得了比较理想的教学效果。参加课程的学生分为41个小组,最终有34个小组完成了所有的教学环节,做出了实际作品(程控小车),成品率达到了82.9%。 科技制作论文:科技素质教育课程教学中演示型CAI的设计制作及应用 摘要: 本文从科技素质教育课程的特点出发,阐明了CAI课件在该类课程教学中应用的重要性,并详细介绍了演示型CAI课件的设计制作方法,最后以科技素质教育课程之一的《生命科学》课堂教学效果反馈的内容证明CAI课件的应用可优化课堂教学结构,提高课堂教学效率。 关键词: CAI课件 设计制作 教学应用 效果反馈 1. 引言 以提高文科院校大学生科技素质为目的的课程是包括科学知识、科学方法、科学思想在内的综合性教育课程,其中科学知识是有形的可量化的内容,而科学思想、科学方法和科学精神却是寓于科学知识的传媒之中。所以教与学是进行科技素质教育的首要问题。以计算机多媒体和网络技术为平台支撑的计算机辅助教学(Compute Assisted Instruction,简称CAI)具有教学信息可重现、表现手法多样化的优点,从而成为课堂教学模式发展的趋势和方向。随着各高校多功能教室的增多,越来越多的教师运用了CAI教学。而CAI教学的重要问题是课件的制作,笔者在实践中认识到,只有对教材内容把握全面而又有一定的制作技巧的教师才能制作出较高质量的课件。 2. 演示型CAI课件的设计制作 演示型CAI课件是教师课堂授课所用的一种多媒体课件,因其与传统的教学模式最接近,而成为目前课堂教学中最常见的一种形式。但多媒体课件的开发不同于教科书和讲稿,其主要是对教学内容和教学方法进行优化设计。一套优质课件除应遵循科学性、教学性、可操作性、简约性、艺术性等原则外,还应具有层次分明、结构清晰,操作简单直观,便于日常维护与修改的特性。 心理学家Trechler对感官与学习的关系研究发现,通过视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉而获得的知识分别占知识总量的83%、11%、3.5%、1.5%、1.0%。这表明,各种感官都与知识的获得相关联,而对于同样的学习内容,单用听觉学习,3小时后能记住60%;单用视觉学习,3小时后能记住70%;如果听觉和视觉并用,3小时后能记住90%。这充分说明了视觉和听觉对学习的重要性。演示型CAI课件教学能兼用形象与声音来呈现教学内容,使学生看课加听课,这种形象、生动、自然的学习方式,不仅增强了学生的记忆,还达到了感性认识与理性认识的高度融合,从而使学生在对所学知识产生深刻印象的同时更准确地掌握知识。 2.1 课件制作所用软件的选择 用于演示型CAI课件的制作可以基于多种软件,如Word、Authorware、PowerPoint。通过分析比较我们认为: Word简单易做,文字信息及图像信息都能很好地展现,特别是“显示比例”调节功能,使教师在讲解过程中可以随时调整屏幕上字符的大小并根据教学需要添加内容。但对于某些科技知识,如生命科学的微观内容的动态画面无法实现,复杂的实验过程及基因工程、细胞工程技术程序无法演绎。 Authorware做出来的课件虽然具有交互性,但教师在讲解过程不能根据教学需要添加内容及强调重点,且对于非计算机专业的教师来说制作起来有一定的难度。 PowerPoint是一种专用于制作演示用的多媒体幻灯片的工具,它以页为单位制作演示文稿,然后将制作好的页集成起来,即可形成一个完整的课件。利用PowerPoint,可以非常方便地制作各种文字,绘制图形,加入图像、声音、动画、视频影像等各种媒体信息,并根据需要设计各种演示效果,且随时可以进行修改。上课时,教师只需轻点鼠标,就可播放出预先制作好的一幅幅精美的文字和画面,并能通过设定链接按钮进行调选所需要的文档文件、动画文件、视频文件进行播放。 基于以面授教学为主的课堂教学模式,多于100人的综合教学班,PowerPoint是制作演示型教学课件的最佳软件。 2.2 课件内容的收集 通过对科技素质教育课程的教材选定及内容把握,在制定了教学大纲及教案的基础上,利用已有讲稿,界定了文本内容、图片内容、动画内容及视频内容。 文本是课件中不可缺少的构件。包括讲稿中的各标题、知识性概念、定义及必要的解释性内容,如引导性解释、图片的简要说明等。在选择文本内容时考虑到很多学生喜欢满片记笔记,这必将影响听课效果,因此尽量显示少量清晰的文本,做到选择词汇准确、简明扼要、易产生联想。 图片是构成多媒体课件的可视元素。静态图片是课件中最重要的内容之一,来源有利用平板彩色扫描仪将所需图片输入到计算机中或从网上搜索。 动画是多媒体中一种重要的图像表示法,它利用人的视觉暂留生理现象,快速播放一系列连续图片,产生动态的视觉效果。收集过程是将静态图片进行分解,压缩成后缀为JPG的图像文件存储后备制作时调用。利用PowerPoint 2003中的自定义动画功能,可将静态图片进行分解,再按有序的步骤及路径随鼠标的点击而出现。 视频是CAI课件的辅助元素,选择与教学相关的科学教育影片中的某些片段穿插在知识点中播放,不仅可以使复杂难懂的知识简单化,还可以使学生们在轻松愉快的环境中理解掌握知识。利用Windows Movie Maker将与教学相关的科学教育影片中的特定内容进行剪辑制作后保存,即可成为小影片供制作时链接。 2.3 CAI课件的制作 多媒体教学软件的制作是一项复杂的系统工程,一个好的课件来自于成功的设计,每一堂课都应有核心的内容。如何针对核心内容设计出具有创意而又新颖的教学课件,是体现教师的教学思想和教学意图的根本,也是抓住学生注意力、提高学生学习兴趣的关键,同时也能说明教师对该堂课在认识上、理解上所独具的特色。例如课程之一的《生命科学》的课件制作。该门课所选教材是教育部高等教育司组编的大学生文化素质书系中的《生物工程与生命》,该教材内容编排的特点是向大学生全面系统地介绍现代最先进和发展最迅猛的基因工程、细胞工程及支撑这些技术的基础理论。鉴于科技知识是开放的,科学理论不论新旧总是不断地被进行着验证、修改,这就要求课程内容应在教材基础上有所扩展。但根据课程的性质,该课程只设置了36课时,这就要求课件制作时不仅要解决生命科学领域晦涩枯燥的概念难以理解的问题,生命奥秘的微观领域不可视的问题,生命科学中的某些实验过程,以及基因工程、细胞工程的原理在课堂中的展现等,还应解决课时与信息量之间不成正比的矛盾。 2.3.1 统一背景的制作 PowerPoint虽有自带的设计模板可作为背景,但为了与教学内容相适应,我们自制了各章的统一背景。制作方法是首先选择适宜的图片(均是与生命科学有关的,如中山大学医学院实验室、细胞、人体身份的认证、DNA结构的确立等),然后新建空白演示文稿,单击菜单栏的插入按钮,选择下拉菜单中的图片/来自文件,然后在给出的对话框中查找并选择预先保存的图片。将插入的图片放大到与幻灯片版面等大,打开图片编辑器,单击颜色选项,在下拉菜单中选择冲蚀,即可将图片设置成半透明状。接着在图片的上下各绘制一长条矩形做边框,并为边框选择合适的颜色。上边框的宽度略大,添加上章节的名称。最后将上下边框及图片一起选中,单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择组合,则一张背景图片即制作成功,将其予以保存以便调用。 2.3.2 投影内容的组织及编排 投影内容组织得好,有利于体现教师的讲课思路,也有利于学生把握知识要点,提高课堂教学效果。在选取和组织投影内容时,可以按以下几点做: 2.3.2.1 简明扼要。 CAI教学课件不是教材的翻版,而是一个由丰富、准确的科学内容和鲜明完整的艺术形式有机结合的作品。因此应用最简洁的文字表达讲授要点,使投影的内容简单明了,主次分明。 2.3.2.2 合理的页面设计。 良好的页面设计对激发学生使用课件的积极性和有效地与计算机交换信息都有着十分重要的作用。因此文字颜色与背景的匹配应合理。鉴于多媒体教学投影所用的都是白色幕布,文字投影到屏幕上时其对比度比计算机屏幕上所显示的要差很多,并且计算机产生的字符属点阵型字符,经投影放大以后字符的清晰度又进一步打折扣,因此字体颜色的选择首先应考虑投影效果。视觉艺术中的色彩对比研究告诉我们补色对比是最鲜明的色彩结构,因为互补色可建立完美的色彩视觉平衡。根据课件背景的色系较浅,字体颜色宜选深色的红、蓝、黑、绿。在文字的字型选择方面我们兼顾了视觉效果和美感,大标题用楷体,正文用宋体,字号选择注意教室后排学生的视觉。鉴于多功能教室的投影屏幕的规格根据教室的大小分别是120英寸(60人)、150英寸(120人)、180英寸(多于240人),经反复对比,根据不同字型、字号在投影屏幕上放大的情况,以后排学生正常视力为标准,选择了幻灯片上标题字为32号(小标题为宋体时)或36号(大标题为楷体时),正文选28号字。 在内容的排列方式上,为了突出重点,把教学内容放在屏幕最显著的位置,但由于在投影过程中难以做到常规教学中的“逐字”展示,而过多的暴露往往会造成学生先入为主的感觉,不利于他们积极地思考,因此屏幕信息的出现是一次操作(单击鼠标左键)呈现一个信息,讲解完毕再进行下一次的操作。对于某些特殊操作步骤则给出有关下一步操作的指示信息,例如:在按钮上注写必要的文字予以说明作用,对于有些超链接则直接选中文本,利用字体颜色的改变加下划线提示超链接操作。 2.3.2.3 使用插图、动画及视频有明确的目的。 课件需要借助一定的艺术形式,只有当充实的内容与完美的外在形式有机结合时,才能真正达到传授知识、调动学生积极性、改善教学环境的目的。由于感官与学习的关系中,通过视觉而获得的知识是83%,因此适时地插入与教学内容匹配的图片、动画及视频并配以语速适中、声音响亮的解说,就可以使学生们在轻松愉快的环境中理解掌握科技知识。 动画是利用PowerPoint 2003中的自定义动画功能制作的。虽然这种动画显得呆板,但可以随着讲解分步实现,这对于大学的教学是一种良好的尝试。方法是在幻灯片中插入扫描后经处理、分解及保存的图片,根据需要对图片进行适当的缩放,选择透明背景,再利用PowerPoint 2003中的自定义动画功能,选择进入方式为“出现”及动作路径为“直线"或者“曲线”,并将其定义为“从上一项开始”即可实现。一个完整的动画过程少则4―5个图片,多则十多个图片,因此这对制作过程的细心和耐心也是一个考验,而这种细心、耐心的工作态度本身也是对学生进行科学教育的素材。 3. CAI课件教学应用及效果反馈 3.1 教学过程的应用 从启发式教学原则的要求来看,传统的讲解加板书的推理论证过程,才是课堂上最精彩的部分。因此,在多媒体教学过程中,一些需要详细分析、仔细推导的过程,应该通过使用键盘、鼠标等输入设备在大屏幕上现场进行演绎。而生命科学教学中需要详细分析、仔细推导的内容不适宜现场演绎,虽然在制作过程中已表现在幻灯片上,但为了引起学生的注意,教学中可充分利用PowerPoint放映中指针转换功能,对需重点阐述的内容将指针换成画笔,一边讲解一边在投影屏幕上的重点内容处作记号。 3.2 教学效果反馈 多媒体课件以其生动形象直观的画面、清晰规范精练的文字对学生造成了多种感观刺激,不仅加深了他们的理解力,还拓宽了他们的思维。在课件制作的过程中某些理论的解释画面经历了静态画面、动态画面及传统的黑板粉笔的板演。为了对比三种方式的教学效果,教学中选择了有代表性的教学内容“蛋白质合成”,来进行教学后的效果反馈(见下表)。 分析: ①所用时间:传统教学用时最长,因为除了必要的板书,还需边讲解边画出翻译元素及过程。静态画面用时较少,是因为省略了板书及绘画过程,但为了使学生的视线、思路跟上讲解速度,每一过程间有一定的停顿。动态画面用时最少,是因为文字和图形随着鼠标的单击操作、教师的清晰讲解而适时出现。 ②课后思考题的正确率:静态和动态的媒体教学相差不多,但与传统教学相比相差最大的是对三种RNA的认识,原因在于直观表象胜于口授,对于指出教材P135所述翻译的错处,动态与静态表现出差异较大,原因是人的视觉暂留生理现象与看课加听课的效应综合的结果。 4. 结语 CAI课件的应用可优化课堂教学结构,提高课堂教学效率,任课教师只有通过对教学情景、教学内容和教学目标等的深刻理解和教学经验的长期积累才能制作出适应课堂教学的精品课件。但教师富有个性的教学方法和教学技巧是任何形式的电子媒体所不能代替的。因此,在整个教学过程中,仍然要注意教学方法,当不同教学方法有机结合、优势互补时,才能收到事半功倍的教学效果。 科技制作论文:浅议运用现代科技对传统画笔制作工艺的改造 摘要:画笔在欧美有着广大的市场,学生自小学开始就普遍使用,良好的艺术氛围使更多的人一直保持着绘画的爱好和习惯。国外市场对画笔的需求量很大。随着国内人民生活水平的提高和对精神文化的追求,国内市场有着巨大的潜力。中国是画笔制造大国,出口量占世界总销量2/3以上。但作为传统手工工艺产品,画笔制作的工艺水平与发达国家相比仍有较大差距。因此有必要运用现代科技手段对传统工艺进行改造,达到提升产品档次、增强产品国际竞争力的效果。 关键词:现代科技;传统工艺;画笔制作 中国的画笔制造行业,自20世纪50年代开始起步。改革开放以来,随着技术装备不断更新,品种产量大幅增长,以及产品质量逐步提高,中国生产的画笔类产品不仅满足了国内消费市场,还远销世界一百多个国家和地区,产销量均居世界首位。但客观的分析,就目前来说,中国成为世界制笔大国也仅就制笔生产的数量而言。2008年中国出口各类画笔12.17亿支,出口创汇仅7 615万美元,平均每支笔的出口价仅为0.063美元。由此可见,中国的画笔类产品档次低到何等程度。中国出口这么多的画笔类产品,但在国际市场上却没有一只响当当的中国制笔品牌,因此,改造中国的传统的画笔制造业及其生产工艺已迫在眉睫。 一、画笔及其制作工艺简介 画笔是一种专用绘画工具,一般笔杆多为木制,笔毛为猪鬃,也有少数狼毫和化纤的。得心应手的画笔,能给艺术家的工作带来情趣,也是广大中小学生学习绘画艺术以及家庭主妇和各类艺术爱好者休闲娱乐的重要工具。 (一)画笔形状及功能 1.圆形画笔:最古老的一种画笔。它有一个钝的笔尖,可用来制造较圆润柔和的笔触;小号圆形画笔可用来勾线,侧锋使用能出现大面积的模糊的色晕,也可用于点彩技法。 2.平头画笔:扁身平头画笔直到19世纪才出现。用于制造宽阔、拖扫式的笔触;可用平头侧边画出粗糙的线条;转动笔身进行拖扫式用笔,可出现粗细不均的笔触。 3.榛形画笔:扁身圆头,又叫“猫舌笔”。兼有圆头、扁平两种画笔的特性,但难以控制。在表现曲线状的笔触时,它是一种更优雅、更流畅的画笔。 4.扇形画笔:属于新型特制画笔,笔毛稀疏,呈扁平的扇状。用于湿画法中的轻扫与刷,或柔化过于分明的轮廓。喜欢薄画法的画家常使用这种画笔。使用扇形笔揉色时,必须保持清洁,否则会妨碍它的灵巧性。 (二)画笔型号与材质 画笔型号与用途的关系最为明确。大型号画笔通常用于制作大笔触肌理和铺大色块,而小型号画笔通常用来画细线与色点。鬃毛等硬质画笔大小型号齐全,貂毛等软质画笔一般没有大号笔,而扇形画笔(多为鬃毛或人造毛)则没有小号的。 1.鬃毛画笔:多为猪鬃,弹性强、结实、有强度。着色时常会留下鬃毛印痕,能挑起浓稠的颜料。可搓、擦、刷,一般不会出现笔毛粘在一起的现象。多用于厚实的有笔触肌理的画法。 2.貂毛或獾毛画笔:属于高级画笔,软硬适中,着色时较柔和、均匀,没有笔触痕迹,适于画面的细部刻画。松鼠毛、猴子毛画笔也属于软毛画笔。 3.牛毛和骆驼毛画笔:属于软毛画笔,多用于罩色。 4.人造毛画笔:具有貂毛、獾毛等高级画笔特性。人造毛可制作出不同形状的画笔,这种笔既能柔和局部颜色,又能进行细部刻画。但它不能放入水中浸泡,其毛在水中易变形。 除上述产品而外,通常所说的画笔还包括下列两种型号:(1)板刷:特别适宜画大幅画,有时小板刷可替代大号画笔使用。板刷另外一个作用是给干透的画面上光。(2)绘画滚子:用来铺开颜色和创造质感。使用绘画滚子从刚画过的地方轻轻滚过可以将笔触压平,并使颜色扩散开来,产生其他绘画工具难以达到的效果。 (三)画笔制作工艺 画笔通常由笔头、笔管和笔杆三部分组成,其制作过程中首先三部分各自独立完成,然后将成型的笔头装进笔管(并由特殊胶水粘牢),最后将它们与笔杆配套,完成整枝笔的组装。 由此可见,画笔制作工艺的要点首先在于对于各种毛色的笔头处理,其次在于对包括铜材、铝材以及塑料材质的笔管加工,最后是木杆、塑料杆以及有机杆等笔杆的表面处理。 1.传统的笔头处理方法纯粹沿袭国画及书法中毛笔的制作工艺:即首先将各种笔毛在水中浸泡,漂洗后再进行梳理,清除浮毛、杂毛,然后开始手工分毛,根据型号大小分出均等数量的笔毛,用细绳或细线扎好,等待装入笔管。 2.笔管的表面处理工艺相对复杂一些:铜质材料通常需要电镀,使其表面发亮,达到很好的艺术效果;而对于铝质材料而言,仅仅将表面抛光打磨,进行简单的表面氧化处理就可以达到效果了。 3.笔杆的表面处理工艺相对较为烦琐而复杂,也最耗费人工:首先要打磨木质笔杆,使其表面平滑,然后手工打底即上1~2道底色,然后要根据需要在上5~8道面色,要求更高的还要再罩上一层光油,以达到晶莹剔透的艺术效果。 由于上述工艺基本依赖手工操作,除了生产能力的局限性和劳动效率低下的问题,还有就是很难保证产品工艺的一致性和质量的稳定性。因此,要争取成为名副其实的画笔生产制造大国,能够真正具备较强的国际竞争力,就必须在画笔制造工艺方面花大力气,运用现代高新技术来改造我们的文化传统产业。 二、运用高新技术改造画笔制造工艺的主要内容 技术工艺,是衡量一个企业是否具有先进性,是否具备市场竞争力,是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。随着中国画笔市场的迅猛发展,与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。了解国内外画笔生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格,提高市场竞争力十分关键。 (一)笔头处理方面 用化学浸染法取代纯净水漂洗法。传统的漂洗需要相当长时间,而且未必能够洗净笔毛中的杂质。国外技术人员经过长期跟踪研究和调查实验,发现在水中添加某些化学成分不仅可以加速漂洗时间,而且可以最大限度清除杂质和污垢。运用这一工艺处理后的笔毛,爽滑平整,甚至可以免掉原先必不可少的手工梳理一道工序,从而大大提高劳动效率。尤其是对高档猪鬃笔毛的处理,在经过高温蒸煮并使用特殊化学溶剂浸泡后,笔毛会自然收缩成环状(即所谓Interlocked),不仅吸墨性能增加,更可以在若干次反复使用后仍然保持收拢的峰型。可以断定,这一技术在画笔行业的普遍运用和推广,必将大大提升中国画笔产品的档次和质量,并提升中国整体行业的实力和形象。 (二)笔管处理方面 中国笔类产品的表面处理水平明显不及国外。画笔制笔行业的电镀大多采用传统的陈旧工艺,镀层质量不能保证。目前国际上出现了许多新颖的电镀工艺,如脉冲电镀、高速电镀、复合电镀、震动电镀等,这些高新技术都可引入中国画笔制笔业的表面处理。 针对铜管表面电镀工艺而言,目前国际上计算机技术已广泛应用于电镀行业。应用计算机与近代分析技术结合,对电镀工艺进行控制。除电镀时间、镀液温度外,还对镀液的PH值、金属离子浓度,添加剂的消耗速度进行测定、调整和维护,使工艺能控制在最佳状态,以保证产品质量,提高生产效率。 此外,目前国际上激光技术在电镀中也得到了采用。利用激光能影响镀层结构,使晶粒细化,改善镀层质量,采用计算机控制激光束运动轨迹,还可以得到预期的复杂几何图形,不采用屏蔽便可进行选择性电镀。我们画笔制笔行业也可将计算机技术、激光技术应用于制笔电镀中,从而进一步提高制笔的电镀质量。 针对铝管表面处理工艺,目前国外已研制成功不锈钢着色工艺。采用化学着色法、电化学着色法、高温氟化法、有机物涂复法,气相裂解法以及离子沉积法等工艺在不锈钢表面进行着色。此项技术也可引人我们画笔制造行业,以提高笔类产品的表面处理水平。 此外,我们还可以将金属漆涂复于铜质或铝质笔管的表面,以提高产品表面的光洁光亮度,从而达到提升产品档次的目的。 (三)笔杆表面处理方面 中国木杆的制造历史已近八十年。如今中国木质笔杆的年产量是全球之最,笔杆的品质处于世界的中游,尤其是笔杆的外观(涂料的涂布与表观性)与国外发达国家相比较还存在很大的差距。相对国际名牌油画笔外观铮光发亮,看似塑料涂层,中国的笔类产品外观短期内光泽度和丰满度等尚可,但数月后失光产生了,笔的外观再也没有原先的光亮与丰满。为提高画笔木杆外观的光泽与丰满,防止失光的产生,应当从笔杆油漆、涂料等方面寻求上述问题的解决之道。 1.封闭漆:木材均含有一定量的水分,随着环境气候的变化,它能吸收与挥发水分。虽然画笔木杆的木材经过变性处理及杆面涂布油漆,但木材的吐纳水分的本能未消失。画笔制造工艺规定笔杆制成后必须在一定时间内涂上油漆,不然就要产生质量问题。虽然笔杆已涂了油漆,由于现行笔杆底漆(配方与材料)的封闭不严密,随着水分的吐纳,木质纤维收缩,表面缝隙加大,漆膜随缝隙下陷而下陷,漆膜下陷之后导致表面不平整。因而表现出光泽下降,丰满度下降,所以应当选择一种分子量大、收缩率小、封闭性好而且抗水分渗透更好的树脂,这样就在基础上防止了木质画笔笔杆的光泽和丰满度下降。 2.底漆:底漆一般都是填充料量比较多的一类油漆,它的作用,一方面提高漆膜的丰满度,使木质的表面空隙部分得到填补,另一方面增加漆膜的厚度,提高表面的平整度,减少面漆的次数。底漆的颜填料也要求有一定的细度标准,只有当颜填料的表面积达到一定数值,才能降低油漆实干后漆膜表面的收缩量,从而保证笔杆表面的平整度。 3.面漆:面漆在木杆油画笔表面涂装中是关键的材料,面漆既为木杆油画笔五彩缤纷的颜色,又给使用者提供一种美的享受,为此对面漆提出如下要求:(1)面漆中所采用的树脂互相之间要有很好的相溶性,而且配方中所选择的溶剂要做到两个平衡:溶剂的溶解平衡和挥发平衡,这样才能降低漆膜实干时的收缩率,保证漆膜表面的平滑度。(2)面漆中所采用的颜料一定要研磨到一定的细度标准,而且要得到一个颜料颗粒分散稳定的体系(储存时的稳定性与涂布时的施工性)。如果颜料颗粒分散不稳定,随着时间的增加,颜料颗粒会出现返粗现象,这样就破坏了涂料的施工性能及笔杆表面的平滑程度,直接导致光泽的下降。需要指出的是:即使在漆膜表面用光漆罩光,一般仍不能弥补光泽度的损失,而且还有可能出现浮色发花现象。(3)面漆中尽量少用或不用填充料,因为填充料对油漆有一定的消光作用(它在油漆中仅仅起到降低成本作用),这样虽然面漆中的成膜物质增加了,但漆膜表面的光泽度有一定的损失。 4.光漆:光漆在木杆画笔中是决定外观最重要的涂料,它一方面为笔杆表面提供光亮如镜的漆膜,另一方面为漆膜提供一定的硬度。光漆的耐磨程度和抗划伤性能,同时亦是影响光泽的几多因素,光漆的光泽度与笔杆漆面的平整度有关,更与漆膜分子的结构性质有关。为此必须对光漆提出如下几个要求:(1)光漆中所采用树脂互相之间要有很好的相溶性,而且能为漆膜提供一定的硬度和透光度。(2)光漆中所采用的溶剂要做到两个平衡:即溶解平衡和挥发平衡,使所采用的树脂均处于溶解的稳定状态,而且在溶剂的挥发过程中,溶剂的混合物始终使树脂处于溶解的稳定体系,直至最后溶剂挥发完时各种树脂均能平稳地流平。这样才能保证光漆从湿漆膜到干膜的过程中始终处于一种良好的稳定的状态,而不因为光漆中某种树脂析出而导致漆膜的光泽下降。 (3)选择合适的助剂来增加光漆漆膜的手感,但同时也要考虑到上光以后的其他工艺,特别是不影响漆膜的重涂性。 5.针对其他材质的笔杆如塑料杆、有机杆等,可以采用自动喷涂及烫塑、印花等工艺,增强其表面平整度和光洁度。尤其是目前已广泛运用于汽车制造及电子产品等领域的流水线喷涂工艺,借鉴到画笔笔杆表面工艺处理方面来,可以提高产品质量,能够极大地节约工人手工劳动时间,成倍地提高劳动生产率。 三、运用高新技术改造油画笔制造工艺的主要举措 1. 2010年9月中央公布的《文化产业振兴规划》中明确要求,以创新思维带动文化企业的发展。提高创新意识,加大科技投入也是油画笔制造行业振兴的必由之路。 主席曾经提出,创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。要利用高新技术,改造传统的画笔制造产业,必须提高创新意识,提高思想观念上的创新,要用世界眼光调整和改变思维方式,审时度势,提高创新本领,在体制、机制创新的同时,要加强科技创新。科技创新已成为世界经济全球化和世界科技全球化的重要竞争手段。为此,各制造企业必须加大科技投入,必须保证将年销售收人的3%~5%用于科技创新,并不断提高这个投入的比例。 2.利用高新技术,改造传统产业,关键是人才。由于种种原因,画笔制造行业的人才流失现象很严重。要在行业内进一步造成尊重知识,尊重人才,人尽其才的环境和气氛。要千方百计留住现有的科技人才,加大对科技人员实行激励机制的力度,进一步调动广大科技人员的积极性,对现有的科技人员要加强培训,更新知识,从而促进产品开发、科技成果转化。同时要大力引进外行业甚至国外的科技人才,不断提高画笔制造行业应用高新技术的能力。 3.重视信息,利用信息,不断引进高新技术,改造传统产业。融人经济全球化,伴随着知识经济的不断升温,电子商务的不断发展,信息网络的建设和利用显得十分重要。信息资源的及时获取从某种意义上讲将决定企业的发展重点和方向,将决定企业在激烈的竞争中能否争取主动,能否立于不败之地的关键所在。从这种意义上说,信息就是财富,信息就是效益,信息就是实力。因此,我们要充分重视信息资源,利用信息资源不断地从国外、从其他行业引进高新技术,改造传统的画笔制造产业,给制笔产业以新的活力和发展空间。 科技制作论文:让课外科技小制作在“变”中闪光 当前我国中学基础教育战线上正在进行一场如火如荼的新课程改革,这种课改在很多方面就犹如邓小平同志曾经说过的“我国的改革开放政策是摸着石头过河”。这就意味着处于新课改一线的教育工作者必须不断学习、实践、总结和调整,从而使自己的教学理念和教学方式能更好地适应不断变化的教育新形势。 要做到这些,其中最重要的一点就是处于课改一线的教师们应该有一种捕捉灵感的思考习惯,哪怕是平时的一个现象、一个物体或书本中的一段话都可能是触发思维灵感的火花。例如一次偶然的机会我看到一个外国的电视节目《超级变!变!变》,看完后,我被这个看上去似乎是为了引人发笑而开设的娱乐节目深深地触动了。联想到我校课题组在中期评估中出现的一些困惑,猛然有一种豁然开朗、思维突变的感觉。 一、思想上的“变” 分析国外《超级变!变!变》节目中凸显的先进理念――做一名善于观察和思考的学习者。 1.这种节目的出发点就渗透了很多先进的理念:参赛节目不一定要有多少深厚的科技知识,只要能够选用自己身边的材料以最少的成本完成一个任务的演变过程,它可以是一个物体的演变或一个现象的展示,也可以是一个有创新的科技小制作,不管科学成分的多少或档次的高低,只要能让评委和观众在“变”中觉得眼前一亮,就都能顺利过关,甚至可以得到高分。 2.节目的评价目标上也体现了很多先进的理念:在整个节目过程中,我们看到的只有表演者的激情参与,没有失败的沮丧,没有扫兴的冷场,更没有不文明的举动。在表演台上是表演者努力、尽心、放开的展示,而且时不时地在主持人富有幽默感的激励和赞扬语句中掀起一浪浪高潮;在台下,我们看到的是穿着平易近人甚至令人发笑的,但绝对没有板着脸令人胆战心惊的评委。他们同样不时用一些鼓励性举动和肯定评价伴随着身后观众阵阵的笑语和如雷的掌声中送给台上努力的表演者,让他们自然而真实地了解自己设计的节目有多大价值。 3.该节目真正做到了面对全体公民:其广泛程度令人吃惊,在参与的表演者中,既有富有创造精神的主流年轻人,又有很多热情且极为投入的儿童,甚至有老态龙钟但热情不减的老人,这不仅体现了这种节目的全民参与性,而且展示了老一代与新一代在创新理念上的传承和发展。 4.参与者的团体协作精神让人敬佩:在参赛的节目中,既有一个人的创新火花,又有两、三个人的小配合,甚至有七八个人的共同表演。表演分工和难度存在很大差异,但在表演过程中这些大大小小的参与者们所体现出来的责任性与团体合作性让人吃惊。在表演中不管你处于哪个环节,有可能是观众关注的,也有可能是观察始终都不能看清脸的配角,但他们从不在乎角色的重要程度,也不在乎观众是否关注自己,他们只在乎团体的参赛节目能否获得成功,这种团体合作精神正是新课改中的一种努力目标。 二、行动上的“变” 反思课题研究中的困惑,调整研究理念和方式――做一名思考和实践相结合的实践者。 反思这些《超级变!变!变》中的先进理念,我想到了我校研究课题《课外科技小制作与创新教学》在实践中出现的一些困惑,终于得到了解决: 1.在活动目的上要“变”:活动设计中应充分考虑学生,尤其是农村初中学生的实际情况,应以培养学生活动的兴趣和激发学生的参与意识与创新意识为主,活动中的科技小制作作品档次和科学知识成分如何是次要的,我们要倡导和实施学生主动参与、乐于探究、勤于动手的活动方式,使学生真正成为活动的主体,通过自主活动得到主动发展。在活动中要强调“促进每个学生身心健康发展”,培养学生爱科学、学科学、用科学的愿望乃至终身学习的愿望;让学生准备器材、应用相关知识真正自主设计蓝图、动手创造,并在老师的引导下从学知识走向用知识,从全盘接受老师、书本的理论到用实践验证这些理论并这些理论为基础走向创新的殿堂。 2.在培养目标上要“变”:对于将在中国土地上实现现代化的未来建设者来说,收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力,都是基本的至关重要的“看家本领”,在活动中必须集中力量认真地加以培养,否则活动的实施就与新课改总的三维目标相悖。 3.在活动方式上要“变”:课外物理科技小制作活动把课堂上所学的物理知识与实践结合,集趣味性、科学性于一体。但因为学生学习的主要是间接经验,在学习时间有限的情况下,可以考虑用听科普讲座、看科普电影、写科技小制作小论文的形式辅助小科技小制作活动,这样既发展了学生的智力因素,又有利于非智力因素的提高,还大大地丰富了学生们的课余生活,使他们在“减负”后不至于无所事事,从而真正达到了“减负”的目的,全面提高学生的综合素质。 4.在评价内容上要“变”:要更多地关注学生的情感体验和创新程度,如用小科技小制作展、小科技小制作论文评选、创新奖、学习奖、科技奖、合作奖、进步奖等评价方式让尽可能多的学生在方方面面体验成功的喜悦,从而使物理课外小科技小制作活动真正成为学生乐意参加的第二课堂。 科技制作论文:如何在小学科学课上开展科技小制作活动 【摘 要】 在小学生的所有学习课程中,科学课是一门将理论知识和实践应用完美地结合在一起的课程。科学课的学习有利培养学生的创造性思维,帮助他们初步了解这个世界的规律,激发他们自主学习和探索的求知精神,在很大程度上也决定他们未来的方向和兴趣选择。在小学的科技课上开展科技制作的小活动,是在整个教学活动中必不可少的环节,它决定了知识最后产生的效用性。考虑到小学生的学习特点和年龄特点,在开展科技制作的活动时,应该合理地安排教学的目标和过程,本文就如何在小学科技课上开展有效的科技制作小活动,来进行具体的措施探讨。 【关键词】 小学科学课;科技小制作;活动开展;策略方法 小学的科技小制作指的是,教师结合课程的一些科学知识与内容,来对里面的某一个科学制作进行模仿式的学习和实践;或者,教师给定一个课外的主题,鼓励学生开拓思维,来进行自主的科技学习和探索。在传统的小学科技课的教学中,我们可以发现教师往往很少让小学生来进行单独的动手操作,而是自顾自的将一个实验的过程或者制作的方法和学生做一个简要的概述和演示,这种单一的方式很难真正让学生提起对科技制作的兴趣,更加不易从小培养他们科学的思维和生活态度。对于小学生来说,他们对于许多的科学知识的理解还处在比较初级的阶段,因此,教师在教学的过程中,只需要把握整个活动的全局动态,要时时注意引导学生的思维而整个课堂的大部分的主权需要教师来交还给学生。笔者结合自己近几年在自己课堂上实施的科学教学的经验,谈谈其在教学过程中开展科技类小活动时的方法策略。 一、激发学生的科学探索的欲望,培养学生动手的兴趣和能力 从学生的角度出发,在科学课的教学过程中要想让实践类的小活动得到顺利、有效的开展。那么,教师对于学生的兴趣培养一定要放在所有教学策略的第一位。兴趣是帮助人们认知事物、探求真理的一个坚实基础,人们可通过培养自己对一门学科的兴趣从而进行更加深入的学习和探究。因此,兴趣是学生学习最好的老师。对小学生而言,他们天性喜欢丰富多彩的东西,对于抽象的科学知识理论的兴趣相对较低。不仅如此,他们处于低年龄段,自制能力差,注意力难集中,因此,教师在正式开展小活动以前,要适当地开展一些和教学内容相关的小活动,巧妙地设计游戏的流程,就能提升课堂的趣味性和学生的活跃度,在很大程度上激发他们对科学制作的兴趣。例如,我在教三年级的小学生学习雨衣裙子的制作时,在正式开展科技制作的环节时,我会先将自己提前制作的科技作品给学生进行展示和使用。雨衣裙子是一种简便式的雨衣制作,针对在日常的雨衣使用过程中,常常会出现雨衣的裙边被雨水黏住裤边从而打湿裤脚和鞋子的现象,我们会在雨衣的裙边加一圈泡沫的裙边,从而撑起整个裙摆,防止出现这个情况。我在课堂上演示了这个具体的状况。极大地激发了学生的学习兴趣和欲望,后来的制作过程都能处在一种十分积极、主动的状态下。 二、创建以“教师主导―学生主动”为中心的课堂模式 针对传统的小学科学教学中出现的课堂单一性的问题,我们从整个课堂的教学模式出发,创建一种以“教师主导―学生主动”为中心的课堂教学模式。所谓以“教师主导”和“学生主动”为中心的课堂教学模式,是两种教育理念和教学方式的结合。即将在明确了教师在课堂中的作用的同时,还有力地加强了学生在课堂的主观能动性。关于这个课堂模式的创建,教师主要注意教学情景的创设。 教师通过创设有趣的情境导入以及与教学科目相关的内容,来引导学生进入学习的氛围。情境导入的目的是为了给学生创造一个和谐的学习环境,明确告诉学生课程学习的知识重点是什么。然而具体的情境导入需要教师结合具体的教学实际内容去进行设计安排,在小学的科学小制作活动开展的过程中,情景的导入使得课堂的教学环节得以轻松、自然地进行下去,易于促进学生进入学习的状态。 三、提升学生学习主动性,采用分组学习合作法 分组学习合作法是将不同水平层次的学生进行合适的分配,也是在开展科技小活动时的一个不错的课堂组织方式。它的主要方式是让学生群体以小组的形式进行学习任务的完成。小组内由组长和组员来共同完成一个作品的制作,每个组员都有自己要承担的任务。例如,我教一些简易的科学模型制作时,在教学过程中我运用了分组学习合作法。让小组之间进行合作探究,这样的分组合作学习法,加强了学生在课堂上的主体性,平衡了不同学生的学习差异和水平,而且让整个教学的气氛达到一个不错的顶点,学生也体会到了合作学习的重要性。教师在这个过程中,只要把控好整个课堂的场面,在合适的时候给予学生一定的指导和意见。 在小学的科学教学中,兴趣是最好的老师。教师要采取多种多样的形式来诱发学生的学习兴趣,让整个教学过程能够充满着活力和乐趣。而学生也能够在这个过程中提升自身的学习能力、加深对知识点的理解,促使学习由被动变为主动。同时,教师要注意灵活地转换课堂的教学模式,创设合理的教学情景来帮助学生更好地进入学习的状态。利用分组合作法,让学生能在合作性的探究学习中共同、主动地发现问题、提出问题、解决问题、总结问题,从而完善自身的学习方式。当然,最重要的一点是我们必须要让学生的兴趣变得持久而稳定。也就是说要学生在学习的过程中不断地设立目标,并且鼓励学生去积极地实现自己的目标,才能从真正意义上让学生在学习上有所成就。 科技制作论文:在科技小制作活动中培养幼儿的动手能力 《指南》中指出:为幼儿提供观察、操作、试验的机会,支持、鼓励幼儿动手动脑大胆探索。陈鹤琴老先生在“活教育”理论体系中提出了方法论。即:做中教、做中学、做中求进步。在科技活动中,小制作活动成为一项幼儿喜欢的动手活动,小朋友平时在游戏活动中就喜欢把各种盒子做成一辆汽车、一次性纸杯做成一朵菊花、卫生纸卷筒做成一个小丑娃娃……而这些活动也能使幼儿手指的小肌肉很快发展起来,动作变得协调而灵活,从而也促进幼儿大脑的发展。通过提供多种材料、多种形式的小制作活动来发展幼儿的动手能力。 一、有效地“导入”,激发幼儿的动手兴趣 科技小制作活动中导入环节是非常重要的,它能激发幼儿的兴趣和好奇心,使幼儿在好奇心的驱使下,积极地投入到动手活动中去,感受科技的奥秘,从而产生“我要学”的愿望。如果我们能创设一个轻松自由的学习环境,对于幼儿主动参与科技小制作的学习过程是非常有帮助的。但是,如果在导入环节中,教师显得非常的平淡,幼儿就会觉得整节课活动是非常枯燥无味的,从而失去了兴趣,导致幼儿不愿主动去学习去动手。 如我们可以设置情境导入科技小制作活动。在开展大班科技活动《魔盒》时,我以变魔术的形式吸引幼儿的注意力,让幼儿思考:为什么老师的魔盒能成功放在桌边?让幼儿也产生制作这样一个魔盒的好奇心,有了进一步动手的欲望。将枯燥、单调的科技知识蕴含在情境中,就能使幼儿在活动中自然而然地接受科技知识的熏陶,激发幼儿的动手兴趣。再如《升降小桶》活动中,鸟宝宝掉到陷阱里了,鸟妈妈该怎样救她的宝宝呢?设置这样一个情境让幼儿想各种可行的办法,从而引出幼儿对升降小桶的兴趣,尝试去动手制作它。 除了以上这种方式之外,还可以有提供合理的材料导入活动、根据幼儿已有的经验导入活动、以游戏的形式导入活动和创设适当的环境导入活动等。只有导入环节设计得生动、巧妙,才能激发幼儿主动动手的兴趣,提高幼儿的动手能力。 二、合理的材料,促进幼儿动手能力的提高 《指南》中指出要为幼儿提供多种操作的材料。幼儿年龄小,他们喜欢摆弄任何东西,而小制作活动正好能促进幼儿的动手能力的提高。在平时的活动中,教师应根据幼儿的年龄特点及发展水平的不同,在科技区中投放不同层次水平的材料。促进了幼儿动手能力的提高。在这样的环境中,幼儿可以根据自己的水平与爱好自选材料来进行科技小制作活动。 例如:在科技小制作活动“瓶盖溜溜球”中,能力较强的孩子已经能够自己制作完成,自己拧螺丝,自己打结等,那么在科技角内,他就可根据溜溜球的特点选择其他制作“溜溜球”的材料,进一步巩固制作技能。而能力较弱的孩子则可以选择半成品进行制作,如为他们打好结的绳子等,他们的内心得到了满足,技能也慢慢有所提高。当幼儿拿着自己做成功的溜溜球互相欣赏、玩耍时,他们的脸上都洋溢着成功的喜悦,不仅激发了幼儿的兴趣,也提高了幼儿的动手能力。 三、制作活动,树立幼儿自己动手的观念 科技小制作活动主要树立一下自己动手制作的观念。激发幼儿自己制作的欲望。在活动中。如果教师看到了幼儿有了一点点的进步的时候,就需要及时表扬。让幼儿有获得成功的体验。这样幼儿就会非常有信心。推动幼儿自己动手制作的欲望。动手操作的能力也能够得到相应的提高。 在小制作活动中,幼儿也需要老师的热情鼓励与积极参与。我国著名教育家陈鹤琴先生在讲到孩子心理特点时也指出“小孩子是喜欢成功的”“小孩子是喜欢称赞的”,可见鼓励的作用对幼儿有多么重要。当幼儿在制作完一个作品后,内心一定是非常开心的,他希望与老师、同伴共同分享喜悦,也希望得到老师和同伴的称赞。此时,如果教师用否定、嘲笑的语言评价幼儿的作品的时候,幼儿一定会失去信心,会非常伤心,而反之,如果教师用鼓励的语气和欣赏的眼光来评价幼儿的作品的话,那幼儿一定会在这样的言语中体会到成功的喜悦,感受到了老师对他的喜爱,渐渐地从不想做到想做,从不敢做到敢做。 四、一日活动,强化幼儿的动手操作能力 在科技活动中,幼儿时常需要使用一些简单的技能。如:我们时常会让幼儿进行撕纸、剪纸的活动,幼儿的兴趣非常浓厚,但是由于刚接触剪刀,他们都非常想剪好,可是越是心急,孩子们就越是剪得不好,一条直直的线被他们剪得歪七扭八的,但是,我并没有怪任何一个孩子,而是提醒他们:“小心一点,当心别剪到手哦。”甚至我会手把手教他们。这样慢慢练习了之后,幼儿的剪纸能力也提高了不少,一条直直的线也基本都能剪出来了。在平时的活动中,幼儿还会使用到糨糊、双面胶等常用的工具,通过这种方法,我们让幼儿掌握了一些基本的制作技能,强化了幼儿的动手能力。在科技角中,我们也提供了各种工具,让幼儿自己去摆弄、去尝试、去发现,在不自觉中就提高了幼儿的动手操作能力。 幼儿的动手能力不是一天两天就能提高的,我相信,只有在平时生活中不断培养幼儿的自主动手能力,幼儿才能创造出新的事物、新的方法、新的思路,并不断丰富他们内在的精神世界,创造出新的生命历程。 【作者单位: 昆山市西湾幼儿园 江苏】 科技制作论文:电教手段在幼儿科技小制作活动中的应用 随着计算机多媒体信息技术的发展,电教手段也逐渐被应用到教育教学中。所谓的电教手段,意即电化教育手段,它是一种利用电化媒体的方式来开展教学活动的方法,其主要方式包括:电子计算机、投影、电影、幻灯、录音等。在一定程度上促进幼儿的发散思维,提高幼儿在科技制作小活动中的创新探究能力,是值得提倡并加以推广的。 一、电教手段在幼儿科技小制作活动中的应用探究 教学案例一:自制传声筒 1.创设情境,成功导入 导入在整个教学活动中占有重要地位,一次成功的导入可以有效激发学生的学习兴趣和学习欲望,幼儿教学亦不例外。幼儿园科技制作小活动教学中,教师可以借助电教手段,利用其图文声像并茂的形式来为幼儿创设情境,从而实现教学内容的导入。就“自制传声筒”的科技制作教学活动而言,上课之前,教师可以通过播放幻灯片的方式为学生展示不同类型的传声筒,然后问学生:“这些图片好看吗,你们知道它的名字吗?”幼儿会根据自己的认知经验做出回答。接着,教师为学生播放两个人利用传声筒传声的动态画面,并配备相应的声音信息,然后问学生:“你们想不想自己动手制作一个传声筒呢?”这时,幼儿受好奇心的驱使,会给教师一个肯定的回答,教师的导入目的也达到了。 2.分组合作,情境化教学 这个过程中,教师可以让学生进行自由组合,两个人一组来完成这次的小科技制作。首先,材料展示。利用电子计算机和投影为学生展示制作材料:线、两个纸杯、一个起子,并把材料发到每一组学生的手中。其次,播放录音。先利用计算机为学生展示制作方法的文字信息:①用起子在杯底钻一个小孔;②拿出线,分别穿过两个杯底的小孔,打上死结。为了加深幼儿对制作方法的记忆,教师要利用声、文结合的方式,把制作方法用录音的形式让幼儿再听一遍。接着,合作实践。传声筒制作成功后,教师把传声筒的玩法用影视动画形式为学生进行演示,并适当进行解说:两人分别拿着一个纸杯,一人把耳朵对着传声筒,一人对着传声筒说话。然后让学生以合作的形式完成科技小制作实践活动,教师并作一定程度的总结。 教学案例二:会变色的花 1.视频导入 “会变色的花”是一项科学小实验活动,它需要学生自己动手进行操作,在实践操作中,通过观察和分析。总结出一定的科学小知识。在此之前,教师要利用一定的方式把幼儿的思维引入到这个科学小实验活动中,这就需要采用一定的方式进行知识导入。就“会变色的花”这个科学小实验活动而言,教师可以采用播放动态视频的方式来实现知识导入。视频中要呈现以下画面:两朵浅颜色的花,向其中一个花瓶中注入一定的液体,接着,注入液体的那瓶花的颜色发生了变化。播放视频的时候,教师要在旁边对视频内容进行解说。视频播完后,教师要问学生:“两朵一样的花,为什么其中一朵花的颜色发生了改变?”幼儿会根据自己所见,回答:“因为其中一个花瓶中注入了水?”教师接着问:“什么水这么神奇呢,能使花的颜色发生改变?”这个时候幼儿的好奇心就被勾起,教师也成功实现了知识内容的导入。 2.实践教学 “会变色的花”是一项科学实验活动,幼儿自然是实践的主体,教师在活动中起到引导的作用。在这项实验教学活动中,首先,材料展示。教师利用计算机把实验所需要的材料用图像的形式展示给幼儿:两朵浅颜色带茎的花,两个同样的透明瓶,蓝墨水。幼儿在对材料进行识别后,教师把相应的材料发到幼儿手中。其次,展示操作方式。对实验操作方式的展示可以先通过文字信息的展示:①注水。在两个瓶中注入相同量的水,但是其中一个瓶中要滴入几滴蓝墨水;②观察。把两朵花分别放进瓶中,在接下来的几天中观察花的颜色变化;③记录。指导幼儿对花的茎以及花朵颜色变化作好相应的记录。但是基于幼儿的认知能力有限,教师需要把其中的文字信息利用录音的方式传达给幼儿,并且教师要对此作一定程度的解说。 3.实验总结 教师在指导幼儿进行实验操作的基础上,让幼儿对花朵的茎以及花朵的颜色进行观察并做好记录,接下来教师就要收集幼儿的观察记录,并作一定的汇总,把汇总的结果用视频展示的方式呈现给幼儿。并利用图文声像结合的方式把科学小知识传授给幼儿:播放花朵颜色变化的实验操作画面,配有相应操作方式的录音。然后用声音传达的方式为幼儿展示这次的科学实验知识:茎对植物来说,具有运输水分和养料、维持植物生命的作用,是植物的营养器官。植物的茎可以由下而上把根中的水分输送给植物的各部分。实验中花朵颜色的变化就是因为花的茎把蓝墨水输送到了植物的各个部分。然后教师可以让学生利用其他植物进行验证,比如说用香菜、芹菜等植物代替花朵来做实验。 二、总结 总的来说,就幼儿园科学教育活动而言,科技小制作是必不可少的。在幼儿园开展科技小制作活动,可以增强幼儿的科学意识,培养幼儿对科学的学习兴趣,提高他们的实践操作和创新探究能力,帮助他们建构科学思维,同时,让他们在动手操作的过程中感受到成功的乐趣。电教手段的利用在吸引幼儿学习兴趣的同时,也为幼儿带来了轻松愉悦的学习氛围,增强了教师教学的有效性,是值得借鉴和推广的。 【作者单位:昆山市西湾幼儿园 江苏 】 科技制作论文:流程图在科技小制作运用中的思考与探索 科学教育从儿童抓起,是“科教兴国”国策在学前教育落实的体现。近年来,我园以“科技”为特色,围绕着“两小科技活动”制订了一系列具有我园特色的课程,以大班年龄段幼儿为主体,以科技小制作为载体,开展了幼儿看流程图、设计流程图等多种形式的科技活动。在使用各种流程图中,幼儿在活动中能自主参与,老师也不断地尝试,探索出多种适合幼儿年龄的可观察、利操作的流程图,有效地把教材和生活紧密联系起来,真正体现“从生活走向科技,从科技走向社会”的宗旨。 一、流程图在科技小制作中运用的意义 1.丰富学习内容 在科技活动中加入流程图,能激发幼儿的探索兴趣,又能培养幼儿实践能力和思维能力。科技小制作不一定强制是课程中知识的活动,只要幼儿的知识层次与能力层次允许,都可让幼儿更多地利用流程图有效地开展活动,增强幼儿的综合素质。 2.增强学习能力 依据“授之以鱼,不如授之以渔”这个道理,我们只有把课堂教学延伸到园外,使幼儿离开幼儿园后还能继续学习和探究,这样一堂活动完成并不代表就结束了,也应是一个新的开始。在活动的开展中,我们可以引导幼儿采用看流程图、设计流程图来让幼儿在日常生活中发现与探索,记录下来与同伴一同分享。在这个活动中,幼儿是主体,老师是一位旁观者,在活动中,教师可通过巧妙的点拨引导,促使幼儿来涉猎更广阔的科学领域知识。 二、流程图在科技活动中重要作用 科技小制作的魅力正如教育家赞可夫所说,让幼儿自己提出目标,拟订行动计划,可以产生一种强有力的动机,使他们去完成既定任务,解决道路上所遇到的困难。因此,形式多样的流程图在科技活动的开展中起着更为重要的作用: 1.多样化流程图,激发幼儿学习兴趣 在幼儿科技活动中,由于每个活动内容科学原理不同,就需选择合适的流程图来开展有效地活动。比如:大班科技活动“空中缆车”,制作步骤比较简单,这时就可运用照片流程图,形象地展示,依次串联排序,让幼儿观察,他们就能看着照片来制作缆车了。但大班科技活动“会自动行驶的小船”,如果单用照片流程图来展示,最后一环节,教幼儿旋转螺栓不清楚,这时拍个螺栓旋转的视频加入流程图中,这样更有利幼儿自主地进行活动了。当然,也有一些比较简单的科技活动。 2.巧妙运用流程图,激发幼儿自主探索 在开设活动前,老师应考虑到幼儿的年龄特点,设身处地为幼儿设想,使流程图的环节明了化,这样的流程图让幼儿在实际操作中快乐地进行轻松操作活动。另外,在幼儿操作过程中,老师增加一些自编的操作儿歌,比如:大班科技活动“拉拉乐”中,“小小线儿洞里钻,钻过一个又一个,两个头儿打个结”――老师自编的形象儿歌让幼儿轻松学会制作拉拉乐的基本技能,通过形象语言来完成钻洞、打结环节,让幼儿在轻松自主中习得科技操作技能,获得了小制作成功的体验。这样的制作教学方式,也更受到幼儿的欢迎,激发幼儿去探索。 三、多样化流程图种类的好处 在科技活动的设计与开展过程中,流程图的种类上,分为照片、视频、实物的科技小制作流程图。这些不同形式种类的流程图具有强烈的吸引力,适合幼儿的年龄特点、好奇好动的特点。幼儿在小制作模型的制作过程中不断遇到新的问题,通过看流程图或是设计流程图来开展活动,使他们逐步感到流程图给科技活动带来的方便,从而产生求知的欲望,并获得了成功的喜悦。 多样化流程图使探究活动富有多样性、智慧性和创造性,幼儿探究的自主性、创造性也随之提高。幼儿在进行探究活动时,老师要让幼儿去选择探索的材料,将探究、思考与表达的过程给予幼儿,让他们自主地亲身经历、深刻感受。这样,幼儿才能设计出自己眼中的科技小制作的流程图,表达出当时年龄独有的探究活动的过程、方法和结果,才能亲身经历、感受、体验和表达探究活动的乐趣,全身心地投入到科技小制作活动中。 四、完善流程图,避免小问题 在科技活动中,流程图的设计与制作中拉近了幼儿与创造设计的距离,使他们的思维分散和扩展,想象力得到充分发挥,艺术和科学素养得到了进一步提高。那么在完善流程图中,我们也要注意避免小问题的存在,才能使流程图在科技活动中得以有效使用。 1.在流程图的设计上,老师应考虑流程图上图片是否利于幼儿观察操作、各个图片之间比例与实际事物的比例相匹配等。让幼儿在观看实物来设计流程图,平时还要注意引导幼儿关注一些身边常见物品,才能设计出所用材料的样子和制作相关的步骤。 2.家庭是科学教育中一片重要的天地,老师要调动家长的积极性,让家长和老师一起来关注幼儿的科学行动,和幼儿一起参加科技小制作,记录流程等,有效引导他们到园内外去学科学、用科学。鼓励家长,让幼儿带着自己的成果到课堂中来,对于每一个幼儿的制作流程图,老师让幼儿讲自己最困惑的,认为最难解决的,如果有幼儿不会,就请会的幼儿来帮助,鼓励幼儿合作、互相帮助,一起来解决流程图中出现的问题。 通过一次又一次流程图在科技活动中的使用,在我们不断地完善中,这样的科技制作活动,幼儿能自己看流程图、自己为小制作来设计流程图,幼儿的主动学习被充分调动了起来,在做做玩玩中,幼儿已不知不觉地开启了探索科学原理和想象的兴趣之门,更全身心投入到这样的科技教学活动中!
电子测量论文:电子测量仪在船舶计量中的应用 [摘 要]随着我国社会经济的快速发展,船舶运输行业也取得了巨大的发展与进步,鉴于此,就针对船舶做好相关的计量工作也越来越重要。而传统所普遍采用的测深钢卷尺计量方法,因受到测量器具与人为性操作因素的影响而导致各种误差情况时有出现,因而随着我国船舶运输行业的高速发展,在进行计量操作时亟需采取相关的电子测量仪器。本文就基于对电子测量仪的构造及其原理的分析与探讨,来进一步阐述了其在船舶计量当中的具体应用情况。 [关键词]电子测量仪;船舶计量;构造;原理;应用 近些年来,在船舶计量方面所采用的测量仪器发展迅速,尤其是以电子测量仪器为代表的计量设备在国外已经得到了大规模的推广应用。而我国在这一方面的应用水平还相对较为滞后,完全无法满足于快速发展的船舶计量需求。为了提高我国船舶计量管理的水平,我们不但要尽快加强对有关计量技术的学习,同时还应引入先进的电子测量仪器,尽快追赶上国际水平,以实现对企业效益的有效维护。 一、仪器构造及原理 本文就以美国霍尼韦尔公司(honeywell)所生产的HERMetic UTI2000 TOUCH电子测量仪器为例,详细介绍了这一电子测量仪器的仪器构造及原理。这一测量仪器目前在船舶计量方面有着十分广泛的应用,主要被用作于大型容器当中的液体空距、温度和底水计量方面。其可借助于尺砣上的电子传感探头,依据声波位于不同介质环境下传播速度差异来实现对于液面的精确定位,同时通过超声波的传输时间长短来就超声传感器和被测量介质之间的位高情况,具备一体化的测量效果,可实现智能化的自主校正,具备良好的测量精准性与稳定性。 (一)仪器构造 1、电子传感探头 这一部分内容就包括了导电性、温度传感设备、剩余空间、参考高度等内容,其还具备一项磁性开关,在将探棒伸入进储油罐内实施测量作业之时在通过两处位于存储罐底端位置的磁铁之时便可将探棒当中的电源开启。 2、电子终端 此部分仪器就包括有指示灯、显示屏、键盘、蜂鸣器、变压器等。其作用价值主要是通过将由传感器所获取到的信号转换成为蜂鸣器声响,同时指示灯发出闪烁并将数值读出并显示。将所测量介质的温度、稳定性、导电性及相关信息显示于显示屏之上。 3、存储管 这一仪器主要是通过不锈钢所进行制造的,在操作的过程当中可对传感探头发挥出较好的保护效果,在存储管当中安装了快速连接探头,仪器设备能够十分高效的被安装至船舱计量口阀门位置,其上端安装有顶盖,能够在不应用时对传感探头起到一定的固定及保护效果。 4、不锈钢卷尺 不锈钢尺是传感探头和显示单元信号传输与地线连接的重要中间介质,在卷尺的两面都印有一定的刻度值,其中一面为公制刻度另一面为英制刻度,在进行船舶计量时通过观察其刻度数值便能够准确的了解到反应点与读数标识间的距离,卷尺读数窗口具有明确的读数指示与视窗刷;其中所预先设置的清洁器能够有效的预防运输介质被吸入外壳当中,在清洁器上设置了两个开关按键,另外还有一个专门用作维护的工具。 (二)仪器原理 仪器传感探头即为不锈钢管,在其末尾出封闭有PFA头,主要是应用在对于高、低粘性液体的测量过程当中,其具体涵括有温度传感器、超声波液位传感器、导电电极等设备。能够通过一次测量便可完成对于船舱以及储藏罐体静态容器空高液位、温度、底水等四方面指标的测量。 仪器空距感应设备主要是采用两项压电陶瓷板以及电子电路所共同构成,在感测探头一端被浸入至石油液体当中,接收器即可获取到所发射出的超声波信号,同时将其所测得的各类信号及编码发送至接收器来引起蜂鸣器的持续声响,进而便能够实现对于空距的测量。通常在设备出厂之前已经对于传感器进行了校对验证,因此在投入应用之后的具体操作过程当中已经无需再对其空间与界面进行调节处理。 温度传感设备是由铂电阻温度检测设备所构成的一种元器件,其更多的情况下是被安装于温度电极当中,为了能够将测量反应时间尽可能的减短,在此电极当中便添加了一种导热体,能够将温度检测元器件所发出的信号转换为数字信号,此传感器电阻式温度检测器元件电阻值对于温度特性曲线均会存储于传感器存储器当中,且由于船舶发生偏移或是漂移等情况而产生出的误差值均可通^安装于传感器探棒当中的微处理器来予以校对与补偿,微处理器能够将更多的数据信息予以串行化同时将之显示于控制面板,将所测得的数据如实的显示出来。此时若要对传感器亦或是卷尺再进行更换也无需再次予以校对验证。空距、温度转换和设定等相关操作均可借助于控制面板来实现。 在对介质界面进行检测之时,主要是利用单个测量电极与接地电极间的导电性来对液面分界点进行测量,在仪器通过非导电液体空间进入至导电液体空间之时,传感器导电电极和与之相关的电子电路编码信号便会将蜂鸣器声响从长时间的持续,转变为中间存在一定间隔的声音,进而便能够完成对于介质界面的精确测量。 二、在船舶计量中的应用 (一)参考高度测量 在船舱计量口阀门处正确连接仪器,同时做好对地线的连接工作,卷尺清洁器应被设定为关闭状态,开启舱计量口阀门同时启动电子测量仪,之后将不锈钢尺的把手旋转按钮松开,持续放入到船舱罐体当中,促使传感器能够完全浸入到所要测量的介质当中,在传感器触碰到基准底板后,按下开启按键,把仪器转换为浸入与温度存储单元,其中“+”键能够切换出仪器的浸入功能,在此过程之中偏移量往往采用毫米为单位而展示于显示屏上,同时蜂鸣器每间隔2s鸣响1次。持续下放传感器直至其触及基准板蜂鸣器连续鸣响即可逐步将卷尺卷收直到蜂鸣声完全停止,在此过程之中要做好对显示高度的记录工作。 (二)空高测量 使卷尺清洁器处于开启位置,同时卷回直至蜂鸣器每间隔2s鸣响1次。而后关闭卷尺清洁器在传感器和船舱储罐当中的存储介质发生接触后,对蜂鸣器采取适当的控制措施将会即刻使其转变为持续性的蜂鸣,此时应当位于反应处逐渐下放传感器以确保能够实现更加精确性的测量,相应的这时面板当中所标识出的数值即为剩余的空间高度。若仪器数值标识与剩余空间高度存在出入时,应当对读数采取及时的更正处理。 (三)温度测量 在对船舶存储舱体空高完成了测量工作后,即可调整仪器至温度测量处,依据空高测量数值来选取适宜的温度测量点,将曲柄把手旋转按钮松离,持续下放卷尺促使传感器可进入至规定液位高度,将传感器在这一液面高度进行摇晃,以保障温度探棒能够逐渐测得附近介质的平均温度。温度对于介质稳定性的影响信息会交替显示于仪器面板,在其所显示的数值趋于稳定后便可进行读取并予以记录。 结束语 总而言之,在日常的工作实践中,应用便携式电子测量设备,不但具备先进的技术优势,且其功能种类十分多样,操作起来也十分便捷,同时还可极大的提高测量作业的安全性,有助于降低油耗及污染情况,可大幅度的提高计量工作的精确性,能够同时实现对介质温度、液位与底水的精确测量,在船舶计量方面作用价值巨大。 电子测量论文:浅谈电子测量的应用 【摘要】 随着科技的不断发展,国家的科技力量也不断增强,计算机、通信技术等高科技产业也不断的更新换代。与此同时,“电子测量”这一名词就出现在我们大众的视野。并且也作为一门课程进入到各大高校,之后就不断的被运用到各大领域中。电子测量技术凭借自身的优势,在科学技术领域具有重要地位。下面我们就电子测量技术进行深入的研究。 【关键词】 电子测量 应用与发展 虚拟时代 一、电子测量 如果我们想要对研究对象进行定量评价,就必须通过测量来实现,而在所有的电子技术中,能对研究对象作出中肯的分析和评价的只有测量。那么电子测量到底是什么呢?电子测量是以电子技术为基础手段的一种测量技术,也是测量学和电子学相互作用下的产物。它主要运用电子科学的原理、方法和设备等对各种电量、电信号的性能进行测量,而且也可以通过各种传感装置对非电量进行测量。 二、电子测量的特点和作用 电子测量被广泛的应用,其自身肯定具备了其他技术所没有的特点。首先就是电子测量的测量量程广。量程,就是仪器测量范围上限值与下限值之差,而我们所要测量的大小差距较大,这就对测量的要求更高,量程广就是电子测量技术的显著特点。其次是电子测量的测量速度快。因为电子测量是通过电子的运动和电磁波的传播来进行工作的,所以测量速度是其他技术所不能比拟的。当然不止这两个,例如测量准确度高、频率范围比较宽等也同样是电子测量的特点。 电子测量不仅在科技领域有很大的作用,在我们日常的实际生活中也有很大的意义。电子测量的出现使人们认识了电磁波,对波的了解更加深入;显微镜的不断换代,使人们发现了生命活动的基本单位――细胞。“没有测量,就没有科学”,门捷列夫用这句名言肯定了电子测量的作用,可见电子测量在科学发展中至关重要。 三、应用与发展 电子测量可以通过传感器将非电量变为电量进行测量,这也就是广义上的电子测量。而狭义的电子测量则包括更多的方面,如能量的测量、电路参数、信号特性、设备性能的测量等。电子测量的出现也使一大批电子测量仪器出现。这些仪器经历了从模拟仪器、数字仪器、智能仪器,最后到虚拟仪器的发展过程,到达了二十一世纪电子测量发展的前端。随着科学技术的不断发展,这也就对电子测量提出更高的发现要求,所以应该致力于电子测量技术的深入研究。在未来的发展过程中,电子测量的发展方向有以下几点: 1.加大与计算机、通信技术的融合。计算机、通信是这几年来发展速度飞快的信息技术,电子测量依然是其重要的组成部分。利用先进的科技手段,使电子测量技术与计算机、通信的应用更好的结合起来,相信在未来的发展中可以看到电子测量技术在计算机、通信行业中的应用有更好的发展。 2.制造技术趋于现代化。针对电子测量所研究制造出的测量仪器也不断的发展,但应该加快其发展。在国外,EDA、SMT等制造技术,大大提高了产品的制造质量。而我国也应大量采用CAD、等技术,实现技术的“模块化”,使测量仪器的研究周期不断缩短,这样就是电子测量仪器更新换代加快,有效的提高我国在电子测量领域的发现水平。 3.电子测量仪器的通用化。传统的测量仪器过多的依赖于硬件性能,这就使电子测量仪器在科技领域中的发展受到了限制。硬件性能的操作、控制等在一定条件下会使电子测量仪器不能正常的使用,从而对相关产业的发展产生影响。我们可以根据电子测量的需要,把控制性能与其紧密结合,改变软件的设计从而达到改变测量仪器的功能,使得一台测量仪器可以同时实现多种功能,增加测量仪器的用途。 4.测量平台的扩大化。国家在前期的发展中着重制造业的发展,通过制造业的壮大来提升我国的实力。但随着电子测量的出现,我过也开始发展能为电子测量提供平台的服务行业。但是目前来说服务业的发展数量并不能很好的满足电子测量的发展,所以我国在今后的发展中要大力发展服务业,鼓励那些经济实力雄厚的电子仪器高新技术企业更好更快的发展,给予他们更多的政策支持,促进电子测量技术的发展。 四、虚拟时代 二十世纪八十年代,第一台虚拟仪器在美国诞生。随后就在全世界范围内引起一系列的效应,各国纷纷开始朝着虚拟化方向发展。虚拟仪器产品在全世界所占比重在不断增加,我国也正积极的投入到虚拟仪器的研究中。想要打破国外企业的垄断局面,促进电子测量仪器虚拟化的快速发展,从而带动国内企业的发展,进一步提高自身实力。 结语:第三次科技革命以来,我国科技发展水平走了质的提高,电子测量技术在我国的发展成效也特别显著。但是,未来电子测量技术的发展依然是科技发展的重要部分,而我们更是要实现“兼容性,模块化,软件化”三位一体的发展模式,才能使电子测量技术得到更好的发展。总之,电子测量技术是多领域共同发展的结晶,电子测量技术的发展也必然推动着国民经济的发展,提高我国的国防实力。 电子测量论文:基于项目教学法和微课在《电子测量与仪器》实验教学中的应用 摘要:随着我国电子测试技术进入标准化阶段,企业要求从事电子测试的人员的实际能力也在不断的转变,而目前高职教育中《电子测量与仪器》课程的实验教学由于实验项目缺乏创新,还是以课本理论实验传授为主的模式,很难适应现代化企业对电子人才的要求,因此本文讨论了项目教学法和微课在电子实验教学中的必要性,并提出了项目教学法和微课在实施过程中的几点思考。 关键词:电子测量与技术;实验教学;项目教学法;微课 0. 引言 人们通过测量来认知世界,揭示世界运行的客观规律,从而拥有改造世界的能力,可以说没有测量就没有科学,而电子测量的应用在科学技术发展过程中几乎涉及到所有的技术领域。《电子测量与仪器》是高职各电子类专业的必修核心课程,其实验教学环节对学生掌握常规测量仪器的原理、选用原则、如何进行电子产品调试和测量等方面起到至关重要的作用,实验教学有利于提高学生思考问题、解决问题的能力,更好的培养学生专业职业技能及实际动手操作能力[1,2]。 而目前国内许多大中专学校都存在实验教师队伍人员缺少、人员能力的不足、实验室管理体制不健全、实验设备过于成就和实验项目缺乏创新等情况,同时在电子测量与仪器的实验教学中,由于传统的实验教学模式与教学方法的限制,往往学生们在实验室所做的实验跟不上实际企业的需求,存在着严重的滞后问题,已经很难适应现代化社会发展对电子人才的需求[3]。 一般的电子测量实验教材理论分析较多,针对具体的问题的测量方法介绍较少,且实验过程也相对枯燥,往往学生们面对实验元件没有头绪,不知从何先手,所以需要更多的实践教学实验[4]。 1. 当前《电子测量与仪器》实验教学中问题 《电子测量与仪器》是高职各电子类专业的必修核心课程,其实验教学环节对提高的实践动手能力和电子测量水平对至关重要。笔者通过查找和参照相关的的文献,并结合自身多年的电子测量实验教学经验,归纳和总结了当前《电子测量与仪器》实验教学中的问题,主要有以下几点[5]: (1) 实验教学资源的匮乏 高职教育一般比较注重理论的教学,侧重于基本知识的传授,往往不重视实验室的建设,而《电子测量与仪器》是一门突出实践性和应用性的课程,重在培养学生的技术能力和创新性,但受实验室管理体制不健全、软硬件资源的缺少,教师队伍建设不足和实验项目缺乏创新等方面的限制,许多实验教学不能实践性地进行操作,只能进行理论知识的讲解,导致大部分学生不能准确把握知识点,难以理解电子测量实验的技术要点。 (2) 内容有些枯燥乏味。 实验教学课程主要内容是关于各类电子测量仪器及系统的工作原理与应用,如模拟式电压表的检波器基本原理与结构,数字式电压表中A/D转换器的的分类及主要原理框图组成,万用表的组成原理等,都涉及了许多基础电路图和原理框图,内容比较枯燥乏味,难懂不易理解,学生易产生抵触厌学情绪。 (3) 测量仪器分类较多,但实验教学课时有限。 随着电子产品新材料、新工艺、新制造技术的不断更新发展,大量新的一代电子元器件诞生,电子测量仪器功能越来越丰富,技术指标和性能也不断提高,用于特定的测量对象和测量条件的电子测量仪器也越来越多,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势,测量仪器分类越来越多。 2. 项目教学法和微课的实验教学实践 在理论基础欠缺的情况下实施项目教学法,完全由学生独立设计与实施显然是不合适的,可先在老师的指导下,通过针对实验教学中某个实验任务,由学生和老师共同制作实验室微课,加快学生得到新知识和新技能的储备过程,然后实施项目教学法,加深学生对理论知识点理解,提高实际操作能力,最后让学生以自己的视角设计实验并制作微课视频,通过PDCA循环进一步的改善实验教学效果。 (1)项目选择 由于《电子测量与仪器》这门课程与工程实践应用密不可分,因此老师在实验授课时通过播放与实验相关的微视频来缩短理论知识讲解时间,如某型号信号发生器的演示视频,基于虚拟仪器的电压测量系统等等,经实践证明,通过微视频的播放,能极大的提高学生的学习兴趣,吸引学生的注意力,加快了学生的理论知识的理解和储备。 (2)项目设计 项目设计的目的为了让学生更好的掌握理论知识点,以工程实践需求对实验教学内容进行设定,项目的具体任务要让学生结合自身的知识素养和能力而定;项目设计时,不一定要涵盖所有实验知识点,但重点知识必须涵盖;根据实验项目总体要求,把实验教学内容隐含在具体的项目,让学生在执行的过程中自己提出问题,提高综合解决实践问题的能力。 (3)项目实施 首先老师可结合该项目才工程实践中的应用,讲解项目的目的和要求,让学生对整个项目有个总体的了解,其次,老师应确定好项目的分组情况,由项目小组成员共同推荐项目负责人和各个成员的职责。 (4)目评价 项目的评价可分为三个阶段:自评、互评和综合评价。自评是在项目负责人的主持下,项目小组成员通过反思在项目实施过程中遇到什么样的问题,怎样解决的,解决效果怎样,最终实验成果是否符合要求等方面,明确项目的得与失,并探讨失败的原因和改进的措施。互评是在老师的主持下,各个项目小组负责人展示自己实验项目的成果,然后通过公开答辩,且其他小组成员均可以对该项目提出问题,以评价促进学习,大家共同提高。综合评价是老师总结各个项目小组完成情况,给出的完成类似项目应该具备的理论知识和技能要求,且老师应注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核,对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励,全面综合评价学生能力。 3. 总结 微课作为一种新出现的教学方式,很适合在《电子测量与仪器》实验教学中开展,结合项目教学法,可构成PDCA循环圈,且在整个循环圈中,学生都是直接的参与者,不仅培养了学生的思考、分析、解决和创新等综合能力,更可让学生明白团队的能量。通过实践证明,项目教学法和微课相结合的方法,必将极大的推动《电子测量与仪器》的教学效果,同时,也更加的切合专业技术培养方向,为学生以后就业、创业和发展创造了条件。 电子测量论文:我国电子测量技术的发展 [摘 要]随着世界经济的发展,计算机技术和通信技术也在不断的发展着,电子测量仪器的准确性和速度以及检测的功能都在迅速提高,对这些方面的要求也在不断提高,电子测量仪作为测量的重要仪器,他的准确度也在一定程度上反映了国家科学技术的水平,所以,我们应当顺应时代的发展,了解电子测量技术的发展、技术指标、结构特点等等全方面了解电子测量技术,对现有电子测量技术通过运用先进的技术,对电子测量技术不断创新发展,做出更大贡献。 [关键词]电子测量技术 发展 现在世界的发展主要依赖于科技的发展,要想在现在世界中立足,必须发展自身的科学技术,满足现代社会工业化和现代化的发展要求。但是,随着社会发展的日新月异,社会生产以及创新的日益发展,对电子测量仪器的发展不能满足现代社会的需求的现状是对电子测量技术的一个重大考验,电子测量仪器需求不断的更新换代,并将软件技术、虚拟技术和无线通信技术等新技术应用到电子测量技术中,使电子技术在智能化、精确化、简约化和多功能化等多方面得到提高,同时,这也是未来电子测量技术的发展方向和发展趋势。同时,应该注重对这些方面的创新,如果出现了现在的技术条件不能满足电子测量仪器的要求的情况,通过这些时间也可以为后续改良电子测量设备的做出积累,我们要结合现代社会对电测测量仪器的需求和专业的电子测量技术的知识,对未来电子设备的发展做出贡献。 1.电子测量仪现状 1.1 多功能化 现有电子测量仪器应当和以往的传统电子测量仪器不同,原有测量仪器仅仅只是依靠硬件设备发挥检测的功能作用,这一测量方法限制了测量设备的用途,现在已经发展成为了对一些有特殊要求的测量任务,现在通过对测量仪器的改进,让一台电子测量仪同时可以完成几种任务,不仅仅是针对单一的任务,大幅度的提高了电子测量仪的使用率,实现了电子测量仪的多功能化。通过对任务的整合转换,使电子测量仪能够同时实现热能、光能、电能等多种能量之间的转换,使电子测量仪对多种数据进行测量,从而使电子测量仪具有多功能化的特点。 1.2 模板化 模板化,指的是设计技术采用功能模板化。通过对测量仪器的模板化进行调整,对测量仪器起到及时配置的要求。在对测量仪器的性能上实现模板化的调整,将模板化技术运用在电子测量仪器中,⒋蠓度的缩短创建一个新模板、新系统的时间,减少了新建的测量步骤等等。在电子测量仪器的更新上,我们也可以运用到模板化设计理念和模板化技术,能够辅助测量仪器的更新,使测量数据更加精确,保证了在测量中数据的准确性,所以模板化理念和模板化技术将是电子测量仪器未来发展中一个具有较好发展势头的一个新兴技术、 1.3 多技术综合化 电子测量仪器技术的发展理念是智能化控制,通过相互结合多项技术,对设计理念、生产工艺和发展模式等多项技术进行改进,使电子测量技术更进一步。可以将技术应用在电子测量技术中,例如在电磁检测仪器中,通过对无线通信技术、超导体传输技术、微电子设计和纳米技术的结合,使测量仪器成为具有现代化技术的创新性技术。除此之外,还可以把大数据计算和传统的电子器件测量仪器相互融合,测试人员能够在最短的时间内得到电路的测量转换数据,加快工作效率、减少数据获取的时间,在最短的时间内对电路做出调整。 2.未来电子测量技术的发展 2.1 软件技术 软件技术指的是将微管理芯片技术这一软件技术应用在电子测量设备中,这种方法受到了大家的好评。从上世纪80年代起,软件技术就已经开始被专业的一起技术研究者使用。随着科学技术的迅速发展,在20世纪90年代时,DP结合软件技术组合成的虚拟电子设备新兴软件技术出现,软件技术在电子测量仪器中的运用一直持续到现在任然被认为是一个可以长足发展的技术,有越来越多的软件技术被应用到电子测量设备的设计中,例如RC-42、CIB、USB等许多的新型电子技术都被运用到测量仪器中,这样的设计为设备的测量功能提供了标准的结构器件,例如将计算机软件技术应用到仪器中,我们就能通过对计算机的windows页面进行操作取得测量结果,有计算机的操作系统和统计系统对测量数据进行收集、排列、整理、计算和统计,然后将数据但应到显示页面,增强了仪器的说一句管理的性能,所以,软件技术是新一代电子测量仪器中是一个很大的进步,我们在未来的发展中应该更多的应用该技术,使电子测量技术做出进步。 2.2 虚拟测量 虚拟测量是属于一种数据精确度较高的测量技术手段,虚拟测量技术在电子测量技术中的应用将会带动电子测量技术的发展,但目前虚拟测量技术并没有得到较好应用,虚拟测量技术对测量仪器的要求较高,要作用虚拟测量技术,必须提高当前电子测量仪器的质量。虽然目前虚拟测量技术没有得到应有的重视和应用,但任然有技术专家对该技术进行测量应用,并且取得了一定的发展进步,为未来虚拟测量技术的发展打下了坚实的基础。在对电子测量设备的研发中,在各类传感器、元件和技术中的研发条件下,研发出了各种适用于不同类型的专业、迅速、智能化的专业仪器。虚拟测量技术是未来电子测量仪器发展的重要特点,我们应该对此加以研究,获得更准确地数据。 2.3 无线通信 无线通信技术指的是将无线信号传输到与各个地区相互联系的互联网进行综合应用的新型移动网络技术,是属于未来通信设计中一种重要的手段。现在的无线通信技术应用广泛,例如WiFi,WiFi技术是一种盛行于全世界的无线网络技术,WiFi技术是由世界以太网络兼并组织命名的一种专业的网络术语。WiFi技术也是一种短距离的无线信号运输技术,指在几百米的范围类电子设备可以通过与互联网相互连接获取无线信号。WiFi技术仅仅只是无线通信传输技术中的一种技术,除此之外,还有许多的远程无线网络技术也可以在电子测量设备设计中被推广。例如,现在光纤远程信号传输技术属于比较新型的网络技术,能够在较远的距离之间进行信号传输,也能成为一种远程监控的无线网络技术。所以,我先通信技术也是我国未来电子测量仪器中一种比较特殊的应用,将成为新一代电子测量设备的技术特点。 3.结语 在科技飞速发展的今天,电子测量仪器也在不断的发展。在21世纪中,我们对于电子测量仪器的需求量越来越大,电子测量仪器的市场需求也在不断增加,在市场竞争激烈的现在,对电子测量设备的设计技术奥球也越来越严格。要具有兼容性、精确性高和稳定性强的电子测量设备才能满足现代工艺、生茶和生活的要求,我国目前的电子测量设备具有了一定的先进技术,为我国的电子测量设备市场输出了许多先进的设备,但是任然存在着巨大不足,尤其是现在技术不能满足高速变化的技术和要求,在电子科技技术水平这一方面任然还存在着许多的不足,有着较大的进步空间,所以,我们在对电子测量设备进行设计时,必须和想在发展技术相结合,明确我国电子测量技术的特点,结合创新研制出世界领先的电子测量设备。 电子测量论文:电子测量误差分析研究 摘 要:如今人们的生活中,电子测量仪器的应用已经十分的普遍,但是在实际的测量中很容易受到其他外界因素的影响,就使得测量的结果存在误差,难以进行我们之后的数据需求。在文章的讨论中,主要就电子仪器测量中存在的误差问题进行分析,从电子测量误差的概念进行出发,分析了造成电子测量误差的原因,并且针对这些原因,提出了一定的建议,希望能够在之后的测量中减少误差,提高我们测量的精准度,更好的应用于生活中。 关键词:电子仪器;测量;误差分析 前言 现在生活中的技术已经渗透到我们生活的方方面面,可以说其中的电子测量是无所不在的,在我们的生活中处处都有着应用,给我们的生活带来了极大的便利。例如我们经常使用的电子秤,测量中使用的电压表、电流表等,都涉及到电子技术的应用。但是在电子的测量中,由于它们的灵敏性,往往不规范的操作或其他原因的影响就会造成实际测的数据具有偏差,给我们接下来的数据应用造成严重的影响。所以在接下来的分析中,主要就电子仪器测量中的误差问题进行分析,保证能够对测量中的误差降到最低,从而更加准确的反映出我们所测量数据的准确性。 1 电子误差存在的类型 电子仪器测量中根据造成误差的原因不同,大概将这些误差进行了简单的分类,在之后的降低误差中能够有着更好的针对性。由于电子测量中所应用的计算数据思路存在着一定的偏差,难以对数据准确的进行计算,这属于系统误差;接下来就是在实际的测量中,由于操作过程中,每次的实际操作不能够完全一致,这就使得在所得到的数据上有着一定的不同,这类误差一般为随机误差,可通过多次测量,减少其误差;同时由于在实际的操作中,由于操作人员的操作流程不够规范,并且可能在读数中有着人为因素的影响,造成了测量的结果与实际值有着较大的偏差,这种误差被称为疏忽误差。在这几种误差中,有的可以通过人为的进行多次操作或者规范操作将误差降到最低,增强电子测量的数据的准确性。 2 电子误差产生的原因分析 2.1 测量设备的误差 测量的设备存在`差主要是所使用的测量仪器的附加件引起的误差,一般是由于仪器的读表精确度较低、仪器表的固定不够严谨或者仪表的零点存在问题、刻度不准等等问题。同时仪器所使用的电压不同、电流不稳定等情况都会给电子仪器的测量结果带来影响,造成所测得的结果不够精准的情况。这些由于电子仪器所存在的问题造成测量结果的误差是较少的,但是在实际的应用中,由于它在不同环境下的存放问题,也会产生一定的误差影响,不过这种误差可以通过对仪器的校准的方式对其进行降低,保证能够更好的为数值的测量提供依据。 2.2 人为使用的误差 人为误差主要是相关的测量工作人员在实际的测量操作中造成的影响,一般是由于测量人员的分辨力、视觉疲劳或不良习惯等造成的,同时不否认部分测量人员缺乏责任心使得测量的结果存在问题,同时不好的操作习惯和对于刻度读错也是其中重要的问题之一。并且对于仪器的应用操作中所使用的规范程度也会给测量的结果造成巨大的影响,或者说在测量中没有按照操作规范进行预热、调节和校准等工作,都会给接下来的测量造成误差。同时在不同的人员进行测量中,不同人员之间的差异也会造成读数的误差,使得测量的结果出现不同,造成数据的不准确,给接下来的数据的使用带来困扰。 2.3 外界环境影响的误差 对于不同仪器所使用的环境也是不一样的,在实际的测量操作中外界环境的影响也是巨大的。外界环境中的温度、湿度、电磁场和外界振动的影响对于仪器的测量要求条件的不一致性也会引起对于测量结果的误差。同时在校准的过程中,对于所需要的外界环境的达不到规范的要求,就使得仪器在首先的校准中就造成了误差,这样的结果对于仪器测量结果的影响是显而易见的。所以在实际的电子仪器的测量中,外界环境的因素对其影响是不容忽视的,这就需要引起我们密切关注。 3 减小误差的主要方法 3.1 对设备误差进行减少 不同的仪器设备有着不一样的测量精度,在这样的测量中能够保证测量的数据的准确性,并且在每次的测量中,都需要对仪器进行校准,保证仪器的准确性。同时对于一定时间内不使用的仪器,需要对其进行定期的检测,减少仪器本身的问题所带来的误差,这样才能够在一定程度上提高测量的准确度。因此在对仪器的问题提高测量的准确度的时候,需要尽量将被测量出现在接近仪器表满刻度的区域内,这样便在一定程度上增强了读数的准确性。同时在使用之前对于仪器的校正更是十分必要的,要求能够将仪器的刻度、指针等问题进行准确的校正,同时需要保证仪器的附近没有磁场等严重干扰物的存在。对于仪器所存放的环境也需要进行一定程度上的保证,这样也不会对仪器造成损坏,在之后的使用中出现误差等问题。 3.2 规范人们的操作方法 对于仪器的使用,都是会经过人工的测量,在人工进行测量中,相关测量工作人员的操作方式对于测量的结果也是有着较大的影响的。对于人为因素所产生的误差,大多是由于人们在实际操作中没有按照规范的操作流程进行测量,这样便不能够有效的保证测量数据的准确性。需要注意的是,纵使有些电子仪器设备在实际测量中严格按照操作的规范进行测量,对于仪器的不同,也会存在着一定的误差,这也是需要人为进行注意到的。并且在对数据进行读数的过程中,需要提高工作人员的责任能力,准确的对这些数据进行记录,保证为接下来的数据处理提供更好的数据。同样为减少误差的出现,我们在进行读取数据和记录中,可以通过多次进行记录或者采用多人对同一数据进行记录,最后求得其平均值,增强数据的准确性。 3.3 降低环境对设备的影响 对于电子设备对数据的测量中,外界环境的影响虽然比较难以注意到,但是经过实际的评定,电子仪器外界环境对测量数据的影响也是十分巨大的。首先对于电子仪器的调节,需要保证外界环境符合电子仪器校准的要求,这样才能够更好的保证仪器在接下来的使用中测量的更加准确。同时环境中湿度、温度、电磁场和热源的影响对于仪器的考验也是比较大的,在外界环境多变中进行存放测量的设备,肯定会对设备造成一定程度上的损坏,在之后的测量应用中,不能够准确的进行测量的工作。并且在电子仪器进行实际测量中,需要特别注意周围电磁场的影响,因为电磁场的存在会严重影响到小磁针的指示,这样纵使操作再规范,也难以保证读出精确的数据。所以在电子仪器的测量中,需要特别注意外界环境的影响,增强测量的准确性。 4 结束语 在如今的生活中,电子仪器应用的十分普遍,但是对于影响其测量精准度的影响因素也是很多的,同时由于测量的方式,不管通过怎样的测量方式,多么先进的测量设备,测量结果存在误差是难以避免的,但是在实际的测量中,我们可以通过对出现误差的原因进行分析,在一定程度上降低误差,使得测量的结果更加的接近准确值,在最大程度上反映出测量的本质属性,以满足人们的需要。同时对于影响电子仪器测量的分析,这样便能够对我们之后的测量方式进行调整,采取一定的措施减少误差的影响,避免不必要的误差产生,提供测量的精准性,提供可靠的数据来源,方便人们的研究工作。 电子测量论文:数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用 摘 要:数字信号处理技术在电子仪器测量中是非常重要的,人类社会的发展是离不开测量的,电子仪器在使用的过程中主要的作用就是要进行相应的测量,因此,将数字信号处理技术应用到电子测量仪器领域就变得越来越重要。本文就是对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行分析,为相关的研究提供借鉴。 关键词:数字信号处理技术;电子测量仪器;应用 数字信号处理技术就是指利用计算机或者是其他的信息设备来对相应的信号进行分析和处理,从而得到有用的信息的过程的一门技术。数字信号处理技术可以将同一类型的信号转变为数字信号,这样计算机就可以进行相应的处理。目前,人们对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行了大量研究,数字信号处理技术对于电子仪器的测量有着非常重要的意义,必须要重视数字信号处理技术。 一、数字信号处理技术的重要性 (一)测量的作用 测量也可以使得生产活动的行为更加规范,在机械零件制造的过程中,已经生产完成的机械零件必须要进行相应的检查,判断这些零件是否符合相应的标准,而且通过测量也可以了解相应零件的各个环节是否符合零件的使用要求,工作人员对于零件的参数进行充分的了解,才能够在生产制造的过程中落实到每一个生产环节。 (二)数字信号处理的意义 测量技术在不断地发展,目前测量工作使用的都是电子测量仪器,电子测量仪器的应用使测量结果更加精确,也提高了测量的效率,但是电子测量仪器的测量结果都是利用电信号的形式来进行表示的,这样测量人员就很难对测量结果进行相应的分析,但是数字信号处理技术可以将电信号进行转化,转变为数字信号,这样工作人员就可以利用数字信号处理技术来对相应的数字信号进行分析,保证了后续工作的稳定运行。在电子测量仪器测量的过程中,如果使用的是直流电压,那么就要进行数模转换,如果使用的是交流电压,那么就要先进行交流电压和直流电压的转换,之后再进行数模转换。这样就可以使得测量的结果更加准确。通过相应的实验可以发现数字信号在利用的过程中可以对整个电子测量仪器的测量过程进行简化,这样复杂的问题简单化,就使得工作人员的工作效率提升,减少了各种因素对于测量结果的不利影响。 二、数字信号处理技术在电子测量仪器领域的应用 (一)在发生器上的应用 发生器就是信号源,这是一种十分重要的电子测量设备,发生器使用的是频率合成技术,但是无论是直接的数字频率合成技术还是间接的锁相式频率合成技术,都必须要利用低通波滤器来完成相应的测量工作,数字信号处理技术的主要内容就是进行滤波,而合成信号源能够克服晶振仅仅能够提供特定频率的相应缺陷,提高了信号输出频率的准确性和稳定性,还能够使得输出信号频率达到与基准频率相同的高度,在这样的情况下,数字信号处理技术就能够提高发生器的功能,使得信号源变得更加稳定。 (二)在电业测量中的应用 电子测量的过程中,电业测量是非常常见的,也是最为基本的测量方式。电业测量的机理就是将测量的电压转变为直流电压之后再进行相应的测量。目前电业测量已经被数字化,数字信号处理的过程中涉及两个核心的问题:一个是交流电压和直流电压转换之后再进行A/D转换,另一个就是在得到了直流电压的时候直接进行A/D转换。但是无论是哪一种转换,A/D转换所包括的量化和取样都是数字信号处理技术中非常基础的环节。在实际的应用中,将这两者应用在了电压表上,这样电压表的测量准确性就得到了一定程度的提升,测量的范围、抗干扰能力和分辨能力都得到了提高。 (三)在示波器中的应用 示波器是一种利用波形硐允静饬拷峁的一种电子测量仪器,被测量的信号必须要将电子束打在相应的荧光物质上,这样屏幕上就会显示出相应的图像,工作人员就可以对所显示的图像进行分析和解读。如果使用的是常规的电量,那么示波器均能够进行相应的显示,例如频率、峰值、电流和电压。但是如果遇到了特殊的电量,就要通过一定的调整才能够利用示波器进行测量,例如调幅度和相位差等。示波器是一种常见的电子测量仪器,但是示波器在使用的过程中必须要符合相应的规范,如果违背了相应的操作要求,就会导致测量结果出现偏差。在正常的情况下,示波器设备所显示出来的图形能够准确地描述出被测量的信号,以下就是对数字信号处理技术在电示波器中的应用进行分析: 如果将示波器设备当作是信息系统,那么就可以得到相应的关系式:s0(t)=s(t)*h(t)。 其中,s(t)是我们需要测量与观察的相应信号,s0(t)是在示波器上所显示出的相应的波形,*是一种卷积运算的符号,h(t)是指已经输入的信号源。因此为了保证测量人员所观察的信号和示波器上所显示出来的信号的契合度较强,那么就要保证示波器的输入激响能够满足迪拉克函数的要求。这一函数为h(t)=δ(t)。 只有这一函数成立的时候,s0(t)与s(t)才能够相等,按照斯彭斯的信号理论可以得知,如果上述的说法要想成立,那么就示波器的宽带就要无限大,但是在实际的应用中,这一条件是无法达到的。而且示波器在使用的过程中,还会受到相应的3db带宽的影响。进行估算的时候,使用的是方根原则,而且被测量的信号就是高斯信号,而且高斯信号也是方根原则能否成立的关键,在实际的应用中,高斯信号极少,这样就导致了高斯信号与示波器之间会出现较大的误差。要想减少这一误差就要利用数字信号处理中的反卷积技术,相应的关系式如下:s(t)=s0(t)(l/*)h(t)。 在这一公式中,l/*就是指反卷积计算,在这对关系式中可以将误差缩小,这一计算公式在过去仅仅是在理论推力中得到广泛的应用,而在实际的应用中很少被应用。但是在科技不断发展的今天,通过数字信号技术就可以将这一理论应用到具体的项目测量中,使得电子测量仪器的应用范围更加广泛。 假设使用一个标准信号,将其输入到相应的示波器中,并且将这一输出信号设定为s(k),在这样的情况下,就能够准确地计算出示波器对于信号的离散型算式h(k),在对这一离散型算式进行存储的过程中,需要加存一个信号重构的反卷积算法,在这样的情况下,就可以得到以下的结论:无论示波器达到了什么样的标准,信号是否存在着失真的现象,都能够根据现有的信号进行重构,从而得出我们想要得到的信号。这样,进行电量信号的观测便无须再受到示波器的限制。 结论 人类社会发展的过程中永远离不开测量工作,其是社会生产实践活动的重要基础,而电子测量技术与电子测量仪器则是当前测量工作所使用的高级手段,为实现测量工作的精确化提供了重要保障。通过上文我们可以看出,数字信号处理对于提高电子测量效果以及电子测量仪器的使用有着非常重要的作用,甚至能够让电子仪器测量的性能提高至原效果的数倍以上。虽然当前该种方式仍然存在着一定的问题,但这也为我们的研究提出了更加丰富的思路,让我们可以进一步在科学的高峰上继续攀登。 电子测量论文:虚拟电子测量仪器技术 摘 要 近年来出现的虚拟仪器突破了传统仪器的束缚,是仪器发展史上的一次革命。虚拟仪器技术是以计算机为核心的测试测量仪器组建技术,由计算机操纵,利用高性能的软硬件平台及模块化硬件板卡,结合高效灵活的应用软件,完成各种测量、测试任务。 【关键词】虚拟仪器 测量 LabVIEW 1 虚拟仪器概述 虚拟仪器(Virtual Instrumentation)是一种计算机控制的仪器系统,以通用化计算机作为核心的硬件平台,由使用者自己设计定义,具有计算机操作界面,测试功能由软件来实现。它通过应用程序,将通用化计算机与功能化硬件相结合,这样使用者可以通过友好图形界面,自己操作计算机,完成对被检测量的采集、判断、分析、显示、存储数据等功能。 1.1 虚拟仪器与传统仪器的比较 虚拟仪器是以计算机为基础的软硬件测试平台,它可代替传统测量仪器并自由构建专有仪器系统。传统的测量仪器受到硬件的限制不能发挥很大的互联。而虚拟仪器将仪器硬件搭载到计算机平台,再加上应用软件,将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合,大大缩小硬件成本和体积,通过软件实现对数据的显示、存储及分析处理。 1.2 虚拟仪器系统的构成 虚拟仪器系统由硬件和软件构成,硬件是基础,软件是核心。基本硬件是计算机和信号采集调理部件。计算机自身包括微处理器、储存器、显示器等部件;信号采集调理部件为GPIB仪器控制模块,VXI/PXI,仪器模块/总线标准模块以及数据采集卡。软件构成主要有开发平台软件和用户应用软件。目前使用最多的计算机语言是美国国家仪器公司(national instruments,NI)的LabVIEW。LabVIEW全称laboratory virtual instrument engineering workbench(验室虚拟仪器集成环境),是功能强大灵活的仪器和分析软件应用开发工具,图形化,用图标来代替文本行,创建应用程序。 LabVIEW具有以下主要特点:图形化的仪器编程环境;高效内置的程序编译器;灵活的程序调试手段;数据采集与仪器通信应用的支持;数据处理和分析函数库;支持多种系统平台;开放式的开发平台等。LabVIEW程序包括三个部分:前面板、框图程序、图标和接线端口。前面板模拟真实仪器前面板;框图程序利用图形语言控制前面板上的对象;图标和接线端口把LABVIEW程序定义成子程序,实现模块化编程。 2 虚拟电子测量仪器概述 2.1 传统仪器测量系统概述 传统电子测量仪器,如信号发生器、逻辑分析仪、示波器、频谱分析仪等,都是硬件化的技术方案,因其结构上的先天局限性,决定了相互之间没有令人满意的互联与通信机制,不能实现充分的信息与资源共享,所以在不改变设计思路的情况下,难以组建成综合测试系统或电子测量平台,也就不能完成对被测系统的综合分析、评估,进而得出准确判断。 2.2 虚拟电子测量仪器集成系统设计概述 虚拟仪器技术是以计算机为核心的测试测量仪器组建技术,由计算机操纵,利用高性能的软硬件平台及模块化硬件板卡,结合高效灵活的应用软件,完成各种测量、测试任务;除信号的输入输出外,测量、控制、分析、变换、显示等功能均由软件来实现。 2.3 虚拟仪器与传统仪器测量系统比较的优点 虚拟仪器技术的优势是,使用者可以自定义专用仪器系统,功能灵活容易构建,应用面广。它符合“硬件软件化”发展趋势,被称作“软件仪器”。它的功能齐全且多样化,价格合理,因此具有很强的竞争力,在仪器计量领域有很大的发展空间。它主要有以下特点:软件是虚拟仪器的核心;性价比高;缩小仪器厂商与使用者之间的距离;扩展性强,开发维护费用低,可配置性强;有良好的人机交互界面;信息量大,测试过程完全自动化,数据可编辑、打印、存储,有完整的时间记录和测试说明;通过软、硬件的升级,可便捷地提升测试系统的水平和能力;信号电缆少,故障率低,有操作保护;系统开放、灵活,功能可更改,技术更新快;可以和其他设备互联;软、硬件都具有模块化、开放性、可重复使用及互换性等特点。 3 虚拟电子测量仪器设计原理 虚拟电子测量仪器的软件应用程序,由LabVIEW编程环境开发,动态链接库通过CLF节点调用,达到与USB控制器的互联通信。LabVIEW程序编写分为前面板和后面板,前面板有登陆界面和各个虚拟仪器界面。后面板是编程程序框图,对前面板的各个模块进行编程,再把它们整合在一起,组成一个大的、整体的程序框图。 程序设计中,使用软件模板提供的旋钮、按钮、开关、数字显示、图表、图形等控件,在前面板设置输入输出对象,按照使用者的实际需求,设计图形化交互界面。框图程序设计是图形化程序的源代码,与前面板一一对应,使用软件提供的结构控制、数值运算、字符串运算、数组运算、布尔运算、信号分析、波形处理、文件输入输出、仪器控制等控件,按照使用者的需求,控制和分配前面板的输入输出。程序中的数据信号根据程序逻辑关系,沿数据线流动,满足“数据流驱动”。 在虚拟电子测量仪器中,硬件部分由USB控制卡,信号发生卡和信号采集卡组成。12V电源供电,通过USB2.0连接到计算机,与软件连接相通。 作者单位 榆林职业技术学院神木校区 陕西省榆林市 719300 电子测量论文:与时俱进优化电子测量实验教学 【摘要】电子测量是获取信息的重要手段,是一切科学的依据,本文从电子测量的发展趋势和当今高校电子测量实验教学的现状出发,依据多年教学经验,对如何优化电子测量实验教学进行了探讨. 【关键词】电子测量 虚拟仪器 互动 开放 杰出科学家门捷列夫曾说“没有测量,就没有科学”。电子信息科学是现代科学技术的象征,它的三大支柱是:信息获取(测试/测量技术)、信息的传输技术(通信技术)、信息的处理技术(计算机技术),三者中信息的获取是首要的,因为测量是获取信息的重要手段,因此,国内外许多高校的许多工科专业,尤其是电子信息类专业,都把“电子测量”作为一门十分重要的技术基础课程。 电子测量是现代科学获取信息的重要手段,是从事现代电子科学研究的必备基础,也是培养学生实践动手能力的重要标志性课程。其特点是综合性强、实践性突出、应用面广泛、更新迅速。 电子测量包括测量仪器和测量理论两部分。当前电子测量仪器已经经历了由模拟仪器发展到数字仪器,又由数字仪器发展到智能仪器阶段;现在电子测量仪器的发展,主要呈现以下几个趋势: 1)量限扩大化趋势 2)集成化、模块化趋势 便携式仪器越来越多,使用者要求集成化、微型化,例如简单的数字温度计、湿度计等,成本低,可靠性高;仪器模块化,可以方便安装选件,可以方便升级,可以方便故障诊断和维修。 3)智能化趋势 具有很强的自校准、自诊断、自补偿功能;很强的存储、计算、报表输出功能;很好的用户界面,使用户很方便使用。 4)数字化趋势 无论高档还是低档仪器,数字化越来越普及。随着微电子技术的发展,数字电路的成本越来越低;随着各类仪器装上了CPU,实现了数字化后,软件上投入了巨大的人力、财力。今后的仪器归纳成一个简单的公式:“仪器=AD/DA+CPU+软件”,AD芯片将模拟信号变成数字信号,再经过软件处理变换后用DA输出。 5)虚拟化趋势 虚拟仪器的构成:计算机+软件+硬件(用于解决信号的输入输出) 虚拟仪器的特点:性价比高,传统仪器贵,虚拟仪器便宜。传统仪器功能固定,虚拟仪器改变软件即改变了仪器,可根据使用的需求随心所欲地组成仪器。 6)网络化趋势 通过局域网或INTERNET来控制和使用电子仪器,使工程师远在千里之外仍能遥控仪器和获取结果。 7)跨专业多功能化趋势 一台仪器,可测量多种参数,具有多种用途,而且这些参数是跨越传统上我们认为是不同的计量专业的。好处是节约投资,节省空间,携带使用方便。 而测量理论也由经典测量理论发展到经典测量理论与现代测量方法相结合、传统的测量技术与最新的信息科学技术相结合的新时期下的新的测量理论:如误差理论与测试信息论的结合、测试与控制工程结合的测控技术、测试与计算机技术结合的自动测试系统技术、测试与软件和信息处理相结合的虚拟仪器、测试与通信和计算机网络结合的网络化测试技术等。同时,与其他相关课程内容(如模拟数字电路、信号和系统、微机原理和接口技术、通信与控制等)的处理上,充分体现出了本课程与其他课程内容的有机联系和综合应用。 然而现状却是: 1、测量课程的理论内容相对独立。在好多电信学生的心目中,测量课程是独立的,实验更是由于本课程的特点即与其他课程内容的有机联系和综合应用,使得学生容易产生误觉,好象在重复其它课程的实验,无太大新意,而变得好象索然无味,使得本课程成为了一门抽象难懂、深不可测、高不可攀、望而却步的“难学难用”课程了。而使得学生对此门课程兴趣不大或兴趣全无。其实不然,测试一直贯穿于学生的整个大学阶段。刚入校时所学的高数是测试技术的理论依据;计算机是现代测试的重要工具;电路、低频电路、高频电路就是讲解的测试电路;信号与系统、数字信号处理、信息论与编码讲解的就是测试原理。也就是说学生的知识不应是孤立的,而应有机的联系成一体。 2、学时数日渐减少,与其在电信专业里的重要性不相符合。一般高校的测试技术在非电信专业大概就是30―40学时之间,在电信专业为30―60学时之间(还包括实践教学),实验学时就更少的可怜了,对于学生的理论知识的掌握和实践上的应用及创新思维和能力的培养远远不够。 3、随着高校教学改革的深入,虽然每个院校都购入了一些测量仪器,但跟扩招的学生数相比,却还是不够,当然这也与每个学校办学经费紧张有关,但毕竟对于提高学生动手能力和将隐性知识变为显性知识颇为不利。 4、实验孤立,与实际应用之间的联系好象不大。现有的测试技术的实验不外乎是一些测试仪器的使用,非常片面。其实测试技术应该贯穿于整个电信专业的实践当中。在电路实践中反应的是实验仪器的使用;在低频电路、高频电路的实践中反应的是实验电路;在信号、电子测量、传感器中反应的是实验原理;在大学生课外科技活动、电子设计大赛、数学建模、毕业设计中反应的是其综合应用。即其实验的体系结构应以实验仪器为基础、以测量方法为线索、以误差分析来提升、以实际应用为归宿。 故而要优化电子测量的实验教学,必须从现有的这些问题入手,提出相应的改革与整合方法,提高学生的学习兴趣,培养学生的综合能力。可以从以下几个方面入手: 1、研究电子测量实验可与其他课程实验的整合。 测量在电信工程专业中起着举足轻重的作用,并一直贯穿始终。无论是从高数、计算机基础到电路、低、高频电路,再到信号与系统、数字信号处理、信息论与编码;从微机原理、单片机到EDA、MATLAB、DSP、ARM,无不与测试技术相关。高数是测试技术的理论依据;测量电路与系统由各种电路、传感器和计算机构成;测量仪器的使用和测量电路的设计与调试过程中可利用一些计算机语言进行辅助设计和仿真。测量技术的讲解可以站在信号的高度上讲解,使得学生起点更高,更能充满信心的找到自己未来的人生目标。故而可将学生四年的实验课统一安排,统筹规划;先从实验仪器的基本使用,到应用实验仪器测量基本电路及其电参数,再到实验仪器的熟练使用、扩展使用;最后到自行选用实验仪器,计算参数,构成测量电路,设定实验步骤,完成各种任务。这样即可合理安排学时,避开学时压缩对课程带来的不利影响;又可避免重复劳动所带来的厌倦心理;还方便开设一些综合性课题。 2、提高学生的学习兴趣。 我总认为:“兴趣是学生最好的老师”,在多年教学中发现,如若学生对某一课程兴趣盎然,则其学起知识来必然事半功倍,在学习中能够化繁为简,化难为易,记忆力增强,跳跃性思维活跃,即其学习的主动性、独立性、积极性、批判性、创造性大大增强。 (1)模块化、多层次教学方法:多年来,我们在如何更好的实现学生能力培养方面进行了一些有益探索,我们认为,学生能力培养需 电子测量论文:电子测量与智能仪器课程教学与实验改革探索 [摘 要]针对目前电子测量与智能仪器课程在教学与实验过程中所存在的不足,课题组依托河南理工大学国家级实验示范中心和省级重点开放实验室平台,分别从教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践。对该课程进行的“自主、探究与合作”模式下的教学与实验改革,在培养学生自主学习,提高学生综合能力方面取得了很大成效,为工科课程教学改革提供了很好的借鉴。 [关键词]教学方法;教学手段;实验;改革 电子测量与智能仪器是高等院校电子信息工程专业和电子信息科学技术类学科的重要专业课。该课程具有很强的实践性、技术性和综合性,是一门理论性和实践性相结合的综合课程。课程与工程实际结合紧密,在专业课程体系中占有重要地位,它对培养学生的创新思维能力和实际动手能力具有重要的作用。但是由于受传统教学模式的影响,该课程存在着教与学严重脱节的现象。学生对这门课学习的积极性不高、兴趣不浓,听课不能够集中精力,使该课程的课堂教学效果不够理想。另外,该课程让学生学习的内容、方式也存在问题,目前主要还是以做作业习题为主,即使增加了该课程的课程设计环节,但基本上也是“纸上谈兵”,不能够与实际应用结合,效果也不够理想。 针对以上传统教学所存在的问题,根据课程特点,我们通过积极探索,大胆改革,以“自主、探究和合作”的模式通过实践探讨出一套科学、实用的“教、学、做”一体化的方案,分别从该课程的教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践,并取得了一定成效。这对提高该课程的教学质量,促进学生创新能力和实际工作能力的培养,提高在新形势下学生的竞争能力具有重要而积极的作用。 一、 注重课堂教学改革 (一)更新教学内容,改进教学方法 针对课程教学内容,首先,我们在教材选用上进行了大范围的筛选工作,最后选定了国家精品课程配套教材,古天祥等编著的《电子测量原理》。该教材主要是在学习测量原理的基础上侧重于讨论测量技术与方法、误差分析和实际应用,而且在涉及具体电子仪器时是基于仪器的基本原理及应用,而不是基于仪器的设计与制造,对于非测控专业的电子类专业学生来说十分适合。其次,在日常教学过程中,根据给定学时,我们对课堂授课内容进行了有效节选,在讲述课程各部分内容时,注重从原理、误差及应用三个方面进行阐述,以测量原理作为基础,通过测量误差分析来提升,以其实际应用为归宿展开课堂教学。最后改进传统的、较为死板的课堂讲述,在课堂教学中增加案例分析。例如在讲到电子计数器时,教师可以把往届学生的毕业设计作品先进行实物演示,在成功抓住学生兴趣的同时,进一步介绍它的基本组成和工作原理,并采用启发、引导等教学方法鼓励学生思考其实现方法和设计过程,这样将极大增强学生学习的积极性和主动性。课后再根据给出的实例给学生布置课后作业,要求学生从自己的视角对给出的毕业设计实例进行性能分析。学生自己成立讨论小组,采用比较、讨论等方式从设计方案、技术指标等方面得出作品的不足之处以及改进方法,以课程设计报告形式通过Sakai网络教学平台上交任课教师,教师通过网络与学生进行交流。这种教学方法不仅有助于活跃课堂氛围,也可以促进师生之间的互动和交流。 (二)教学手段多样化 电子测量与智能仪器课程具有较强的实践性,涉及很多仪器以及具体操作等知识,单一的课堂讲授会使学生感觉知识非常抽象。因此在教学环节中,我们根据课程实际情况,结合河南理工大学现有的教学设施,最大限度地进行了教学手段多样化改革,其主要表现为: 1.多媒体课件动起来 在传统的多媒体课件上,有效地加入声音、图片、动画、视频等多种元素,使多媒体课件动起来。根据课程的属性,将课程讲授中涉及的许多先进电子测量仪器通过彩色图片的形式展示给学生,不仅可以在最短的时间内提供最大的信息量,还能大大提高学生的学习兴趣;利用多媒体课件的动画效果,以动态的形式对电子计数器、示波器等典型仪器的结构、使用方法进行探讨、分析,将其组成工作原理生动、形象地展示出来,从听觉和视觉两方面刺激学生的感官,促进学生联想记忆,加深对知识的掌握;课件中通过嵌入仪器的实际应用操作视频进行课堂演示,使学生更快、更好地掌握电子测量仪器的使用方法。多元素嵌入的多媒体课件在课堂上有效地动起来,大大调动了学生的学习积极性,学生的日常出勤率和上课的专注度都大幅度提升了。 2.SAKAI网络平台用起来 随着计算机网络的发展,基于信息技术的教学工具已经成为教师与学生交流、互动的重要平台。本课程教学组充分利用河南理工大学网络平台――Sakai(赛课)网络教学平台,将多媒体课件、电子教案和阅读资料等资源整合后挂在网络课堂上,学生可以拥有更长的时间与更广阔的空间对其进行充分浏览、慢慢消化。该网络教学平台还具备布置作业、点名、练习与测验、讨论等功能,教师可以根据教学内容的需要实时在网络教学平台上进行信息,将课堂上所讲述的内容进行有效延伸、消化。比如之前提到的毕业设计实例分析,学生成立讨论小组完成讨论后,以电子作业的形式进行上传Sakai平台,教师可以实时进行跟踪,通过讨论的方式与学生进行沟通,及时解决学生提出的问题。这在很大程度上提高了教师的“教”和学生的“做”两方面的效率,也拉近了师生之间距离,大大提高了学生学习的积极性。 三、实验实践改革 作为“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化教学改革中非常重要的一个环节,学生的“做”显得尤为重要。电子测量与智能仪器课程是理论与应用相结合的综合课程,学生在掌握基本原理和相关理论知识的基础上,还要学会使用各种仪器,搭建各种测试系统,学会对电子测量结果进行分析,因此该课程的实验教学也就显得特别重要了。本文展开的课程实验教学改革是在河南理工大学国家重点实验中心――电工电子实验中心和省级重点开放实验室的基础设施平台上进行的,学生可以随时进入实验室进行课程实验。实验内容除了常规的验证实验外,任课教师还给学生布置了大量的测量、测试实验,学生可以自由组队,进行测试系统设计,利用实验室实验模块完成测试系统搭建,并进行相关实验测试验证。学生自由组队完成的测试系统实验在经过教师的验收后可以充当常规实验。对于验收效果较好的实验,教师要给出优秀的实验成绩,以此调动学生参与的积极性。 四、考核方式的改革 考试是教学的一个重要环节,教学和课程方法的多样性带动了考试考核方法的多样性。考核方法上,摒弃了仅仅由平时成绩和最后试卷成绩共同决定最后成绩的传统方法,进而改成由平时成绩、考试成绩、实验成绩和课外活动成绩共同决定。 (一)平时成绩考核 平时成绩考核20%,由考勤、Sakai网络平台点名、作业以及讨论答辩成绩共同来决定。其中考勤和作业占平时成绩的50%,讨论答辩成绩占平时成绩的50%。第一部分是考勤和作业,这是指在教学过程中,根据课程教学进程要求学生完成的学习任务,要结合Sakai网络教学平台,依据学生完成作业的次数和质量按百分制进行评定。另外,考勤记录是学生平时成绩的依据之一,教师要将学生的出勤情况记录在“点名册”内,最后作为给出成绩的依据之一。第二部分是讨论答辩成绩,这项成绩通常是在小组学习的基础上,学生共同完成一个课题、一个论文或一个项目,通过Sakai网络教学平台讨论区进行讨论、网络答辩,最后由任课教师给出。 (二)期末卷面成绩 期末考试内容覆盖教学大纲要求的知识点,考题可以灵活多样,以闭卷为主,适当增加了理论设计题目的考核,使得试题能真正考查出学生的真实能力,以及全面系统地考核学生掌握课程知识的能力。该项成绩占总成绩的50%。 (三)实验成绩 实验成绩占30%,其中课程开出的常规实验成绩占实验总成绩的50%,自主实验成绩占实验总成绩的50%。大力提倡学生进行自主实验,调动学生参与的积极性,自主实验给出的成绩比例在这个环节得以体现。 (四)课外活动成绩 该课程考核方式改革力度最大之处体现在课外活动成绩的给定上。为了鼓励学生积极参与学校的第二课堂,我校在考核方式上进行了相当大的改革变动。任课教师可以根据学生参与程度以及所获得的相应成果,在总成绩上直接给定课程成绩。 同样,学生参与的各种电子设计大赛、测试系统开发项目,也可视为加分项目。如此一来,学生学习、参与的积极性空前高涨。 五、总结 本文对河南理工大学电子测量与智能仪器课程几年来的教学和实验改革进行了论述和分析。实践证明,“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化课程教学改革取得了明显的教学效果。 电子测量论文:电子测量与仪器课程的教学方法探索及考核方法改革 摘要: 深化中国大学课程教学方法和考试考核方法的改革是保障大学教学质量、提高人才培养质量的重要方面。针对目前电子测量与仪器课程在教学中的不足之处,我们进行了教学方法和考试改革的探索和实践,同时通过考试环节的完善和创新,力图达到提高学生的分析能力和综合素质的目的。本文系统的阐述了电子测量与仪器课程教学方法的改革和考核方法的改革思路,并取得了一定的效果。 关键词: 电子测量;教学方法;考核改革 0引言 教学方法由于是决定教学效果的十分重要因素而被人们所重视,教学方法的改革也就理所当然地成了教学改革中的重要一环。课程考核评价系统,是教学过程中必不可少的重要环节,贯穿于教学的全过程,课程考核的结果不仅可以反映教与学的实际状况,对学生各阶段乃至整个学习阶段有一个明确的评价,更是衡量学校教学质量的重要依据。然而,目前的课程考核评价系统只是通过单纯的卷面成绩考核,并不能真正衡量学生的综合能力。下面以《电子测量与仪器》作为试点课程,在测控本科专业的教学过程中,详细阐述该门课程的具体教学方法和考核方式的改革。 1电子测量课程的特点 电子测量是测控专业的一门专业必修课程,内容包括:电子测量的基本原理和基本的测量方法,常用的电子测量仪器的基本组成和工作原理,仪器的操作和应用。要求通过该课程的教学培养学生理论联系实际和动手能力以及解决问题的能力。该课程涉及比较深奥的理论,算法比较抽象且难懂;同时电子测量与仪器课程涉及面很广,它的应用包括了整个电子、通讯、自动化等多种学科的很多领域,比如取样、信号合成、自动化等多种技术都在电子测量中得到应用,因此教学中还要涉及如何把电子测量理论与实际应用相结合的应用问题。 2教学方法的探索及改革 针对《电子测量与仪器》这门课程的特点,基本拟订了改革的方法如下: 2.1 增强学生参与性。不同于以往的一味灌输的教学方法,在讲解了某种仪器的基本原理以及功能和操作后,要求学生以各种途径查询资料,并以报告的形式写出目前最新的技术指标,之后要抽点学生下一次课上来讲解,学生可以选择自己喜欢的一种型号产品为例子来写报告,同时,将学生分成几个小组,每个同学在组内都要讲解他说查到的仪器资料和型号,以及这个仪器的特点,阐明电路结构并进行分析性讲解,这就使得学生要了解这类产品的技术指标,必然在课后就要去查询相关的技术原理,小组讲解使得每个同学都有参与,所以每一个学生都会去查找资料并准备讲稿,比老师单纯的对仪器知识的理论灌输有效果,这样的方式,给学生学习上带来了一定的主动性和积极性,增强了参与性,同时,也培养学生对仪器学习的兴趣。 2.2 围绕教学大纲,把握住理论教学的方式方法,讲授方面从易到难,让学生逐渐对仪器建立起兴趣爱好。但大学的教育也必须注重理论环节,这和实践环节有等同的重要性,在某一种仪器以及电子测量方法介绍完后,要求学生自己拟出一个题目来讨论,将所有学生进行分组,比如,10人一组,共8个小组,最后,一个小组拟出一道题目。 2.3 测量技术发展很快,电子测量仪器在不断更新,这就要求适应形势,适当调整教学内容,将一些现代的电子测量手段以及先进的仪器作为例子引入到课堂上来,激发学生的学习兴趣。 2.4 结合实验教学,不再完全理论和实验脱节,理论讲解的时候,就要结合实验例子讲解。有某些理论课程可以到实验室进行讲解,让学生更加直观的理解仪器特点,真正做到教与学结合。由此,可以增强学生的参与意识,激发学生创新思维。 3考核方式的改革 考试是教学的一个重要环节,教学和课程方法的多样性带动了考试考核方法的多样性。考核方法上,采用了平时成绩和最后试卷成绩共同决定最后成绩。平时成绩占30%,期末卷面成绩占70%。 3.1 平时成绩考核30%,由考勤,实验成绩,讨论答辩成绩共同来决定。考勤和作业占到平时成绩的30%,实验成绩占到平时成绩的30%,讨论答辩成绩占到平时成绩的40%。 第一部分是考勤和作业,在教学过程中,根据课程教学进程,要求学生完成的学习任务,依据学生完成作业的次数和质量按百分制进行评定。另外,考勤记录是学生平时成绩的依据之一,将学生的出勤情况记录在“点名册”内。最后作为给出成绩的依据之一。第二部分是实验成绩,是结合实验具体操作情况来打分的一项成绩。 这一项成绩在一定程度上反应了学生具体动手能力和操作能力情况。第三部分是讨论答辩成绩 ,这项成绩通常是在小组学习的基础上,大家共同完成一个课题、一个论文或一个项目,然后通过演讲答辩的方式,向全班同学作介绍。小组外的全体同学还要提出各种问题请小组答辩的成员回答。最后以小组答辩和工作完成的水平和质量作为依据,决定每个人的成绩,由小组外的其他同学和教师评价给出。 3.2 期末卷面成绩以教学大纲为参考,覆盖面广,考题可以灵活多样,以闭卷为主,可以考核一些新的仪器技术,另外,增加了理论设计题目的考核,使得试题能真正考核出学生的真实能力以及全面系统的考核学生系统掌握课程知识的能力,该项成绩占到70%。 4总结 现代大学教学方法,应该是能够激活师生思想、情感、潜能、智慧,发挥师生积极性、主动性、创造性的教学方法;而考核方式的改革依赖于教学方法的改革,我们将继续努力并研究该门专业课程的特点,通过不断的改革和改进,摸索出一套有效的教学方法,这样,才能做到考核方式真正有效的改革。 电子测量论文:仿真软件在电子测量学教学中的运用分析 【摘 要】近年来,测量学在社会诸多领域得到了广泛应用,在提高测量准确性等方面发挥着积极作用。但受到客观条件的限制,无法通过实验将实际电路组成展示给学生,导致学生无法深入理解测量学知识和理论。而仿真软件不受时空限制、便于检测,能够为电子测量教学提供更多支持。文章分析仿真软件概念及其对教学产生的积极作用,最后提出在电子测量教学中的运用策略,旨在为我国教学实践提供参考。 【关键词】仿真软件;电子测量学;教学活动;运用 信息时代背景下,计算机技术与教育教学深度结合,形成了很多教学软件。其中仿真软件能够克服客观条件,充分展示学习内容。电子测量作为一门具有实践性、抽象性特点的课程。当前教师在教学中采用传统教学模式,向学生传授的理论知识过于抽象,不够具体,无法帮助学生日后形成完善的理论知识结构。利用仿真软件开展电子测量教学活动,不仅能够提高教学活动效果和效率,还能够增强学生对教学内容的印象。因此加强对该问题的研究具有非常重要的现实意义。 一、仿真软件概述 所谓仿真软件,是指建立在集成电路、计算机技术基础之上的一种高级、快速的电子设计自动化工具。其融合了数据库、图形学及计算数学等学科形成一种通用性软件包。现有电子类仿真软件有View logic、OrCAD等,其中Multisim是国内外最为常用的DEA仿真软件。在实践应用中,不同仿真软件各具特色,如PSpice功能较为强大,适合对复杂电路进行分析和优化,而Protel综合性能较好,且使用范围非常广,能够将电路仿真及PCB设计有机整合到一起,提高仿真效果。 将仿真软件引入到电子测量教学中,能够突破传统教学抽象、枯燥教学方式,将教学内容以动画、图文等多媒体视听形式呈现出来,在轻松、愉悦的氛围中进行自主探究学习。电子测量技术试验需要设备投入非常大、且难度较大。如果引进仿真软件进行模拟操作,能够节省更多资源投入,且达到预期的教学目标,为师生交流提供良好的平台。总而言之,将仿真软件引入到实践教学中非常必要,不仅是教育教学现代化改革的需求,也是提高教学质量的有效手段。 二、仿真软件在电子测量教学中的运用 1.开展演示教学 在实践教学中,教师可以将仿真软件虚拟设备引入到课堂教学,帮助学生理解和消化理论知识。如果条件允许,可以配合电子白板进行师生互动,使得演示更加形象、具体,以此来调动学生学习热情。如在进行函数信号发生器相关内容教学中,可以借助虚拟设备进行仿真。经过仿真处理的信号发生器,图形更加逼真、形象,无论输入、还是输出端口都能够完全呈现出来。不仅如此,点击鼠标能够对设备进行操作,与真实的设备操作具有一致性。如选择输出波形、频率。在此基础上,教师组织并引导学生进行相关理论的讲解,然后操作控件,最后与真实的设备进行对比,以证明演示教学具有较强的说服力。 2.简化实验过程 众所周知,电子测量具有实践性特点,单纯依靠理论讲解远远不够,需要借助实践操作进行相应的补充,以此来达到预期的培养目标。以往试验教学中,教师需要搬运设备,不仅对设备性能产生诸多不良影响、缩短设备使用寿命,且使得演示操作过程繁琐、麻烦。对此,教师可以积极引入仿真软件,以此来简化实验过程。如利用示波器跟踪测量信号波形、测量电路等,在有限的时间内获得最佳教学效果。此外,教师还可以向学生介绍仿真软件操作方式和方法,使得学生进行独立的操作。 3.实现远程控制 现阶段,在实际教学中,我们不仅能够在智能设备中应用,还可以与计算机连接到一起实现远程控制目标。如在具体教学中,数字存储示波器作为一部重要的设备,对其进行讲解时,该设备自带STO实时监控软件,与计算机连接后,我们能够在电脑仿真界面上对设备进行针对性操作,如信号输入、探头衰减倍数的设置等。采取这种方式,能够对传统教学过程进行补偿,且能够帮助学生感受到对设备的真实性操作,增强学生对知识的体验,循序渐进地形成完善的理论知识体系。 4.加强课程设计 目前,社会对电子测量人才提出了更高要求,尤其是人才的实践能力。但现行教学活动中,往往侧重课程知识的讲解,实践课程相对较少,不利于学生创新意识及动手能力的培养。对此,基于仿真软件教学,我们将电子测量学与其他课程结合到一起,如模拟与数字电子的结合,设计出详细的虚拟电路图,然后进行波动监控、数值测量等相关知识的分析,计算并获取数据,为具体的安装、焊接等活动提供科学依据。上述过程,教师都可以引导并组织学生参与其中,给予学生更多自主权利,进行自主探究学习,跟随知识发展脉络开展实践学习。采取这种方式,既能够为学生提供动手机会,还能够培养学生实践综合能力。 不可否认,仿真软件对于电子测量教学具有促进作用,但从本质上来看,仿真软件的应用是一种教学辅助工具,不能够一味地使用,教师要注重虚实结合,兼具理论与实践,设置趣味性课堂,不断提高教学有效性。 三、结论 根据上文所述,仿真软件作为计算机技术发展的产物,是多学科共同作用下的结果,在提高教学质量、培养学生实践能力等方面占据非常重要的位置。因此在教学中,教师要加强对仿真软件的认识与分析,熟练掌握软件操作方式,并立足于电子测量教学内容,将仿真软件运用其中,构建趣味性课堂,调动学生积极性,优化课程设计、开展展示教学,深化学生对教学内容的理解,不断提高教学质量,从而促进电子测量教学持续开展,为社会培养更多专业人才。 电子测量论文:《电子测量技术》课程中应用Proteus仿真的教学改革实践 【摘 要】分析目前高职《电子测量技术》课程教学中存在的问题,研究将计算机仿真技术应用于课程教学中去,采用项目教学法,使得学生加深对基本知识的理解,提高学生的动手能力和研发能力,培养学生成为与时俱进的创新型人才。 【关键词】电子测量技术;Proteus仿真 1 电子测量教学中存在的问题 《电子测量技术》是高等职业院校电子信息类专业的一门专业课,其目的在于使学生理解常用电子测量仪器结构、原理,会正确选择和使用电子测量仪器进行测量,培养学生成为具有电子信息技术基本技能和综合职业能力的,在电子信息领域适应生产、建设、管理及服务第一线工作的高级技术应用型人才。该课程传统的教学方法多采用老师首先讲授理论,然后再实验室验证性实验的方法,随着现有高职生源水平的下降,传统的教学方法已经不能取得良好的教学效果,这就要求教师要根据实际情况,利用先进的教学手段和技术条件进行教学方法和形式上的改革。 多媒体技术是现代教育的一种有效的教学手段,教师可以将晦涩难懂的理论知识利用图片,动画等多种形式演示出来,既能引起学生兴趣也能使学生更容易理解知识。但是单纯的图片或者动画演示对于《电子测量技术》这门课程显然的不够的,它涉及到很多具体电路和仪器的工作原理,这些仪器的构成原理和使用方法较难理解。 2 Proteus仿真在电子测量教学中的应用 计算机仿真技术已成为现代工程中的一种有效手段,所以我们在教学过程中使用了电路仿真软件Proteus。Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的一款EDA工具,它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。 我们以信号发生器为例,将计算机仿真技术应用与教学中来,采用项目教学法,让学生利用之前所学的电路知识设计信号发生器。 信号发生器总方案如下: 信号发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件,也可以采用集成电路。产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波―方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题采用先产生正弦波波―方波,再将方波变换成三角波的电路设计方法。由RC桥式正弦波振荡器产生正弦波,经过迟滞比较器产生方波,再由积分电路产生三角波。 学生通过设计信号发生器的电路了解了信号的发生器的结构原理,也对振荡器,延迟比较器和积分电路原理和应用有了更深的掌握。而且通过计算机仿真软件来设计和搭建电路也节约的时间和硬件等资源,同时也避免了搭建实际电路时,由于焊接水平影响而出现的一些问题和故障。 3 总结 将Proteus仿真技术应用于《电子测量技术》这门课中,不仅使教学方式和考核方式多样化,也激发了学生对学习的兴趣和主动性,提高了教学效果和实践能力,也有助与学生在国家电子类各项竞赛中取得优异成绩,对毕业设计,创新项目和课外活动也起到了一定作用。 电子测量论文:微课在《电子测量与仪器》课程教学中的应用研究 摘要:目前在电子测量与仪器课程的教学过程中,正面临着种种难题亟待解决,如教学内容枯燥乏味,知识点多但是课时有限,学生的学习主动性不高等等。近年来,随着微课这一新的教学方式的出现,为提高《电子测量与仪器》的教学效果提供了希望。本文通过对微课和《电子测量与仪器》的特点分析,简要探讨了将微课应用到《电子测量与仪器》的教学过程中的前景。 关键词:电子测量与仪器;微课;教学方法 一、引言 对于我国高等院校的各电子类专业,如电子信息工程、电子科学与技术等而言,电子测量与仪器这门课程由于其独特的特性,对于学生专业技能的培养以及实际动手操作能力的提高具有重要的意义[1]。但是由于传统教学方式的限制,使学生在听课过程中经常感到枯燥无味,并缺乏学习热情。为了激发学生的学习欲望,提高授课效果,需要授课老师不断提高自身业务能力,改变传统教学思路,寻找更为新颖、高效的教学方法,为学生创造轻松、愉快的课堂氛围。 近年来,伴随着微课的兴起,为电子测量与仪器课程教学方式的改革提供了新的思路与方法[2-3]。本文将结合微课与电子测量与仪器这门课程的特点,对微课在电子测量与仪器课程教学过程中的应用前景进行重点讨论。 二、什么是微课 1.微课简介。微课(microlecture),顾名思义,指的是一种长度较短的教学过程,时长通常为5~8分钟。它以视频为主要载体,围绕着某一具体的教学知识点展开。“微课”最早是由美国圣胡安学院的高级教学设计师戴维・彭罗斯(David Penrose)提出的,一经引入,就迅速在我国的各中小学以及大中专高等院校中推广开来,并引起了众多教育工作者广泛的研究热情[4]。 微课的核心是关于某个知识点的课堂教学视频,同时还包含了与该知识点相关的教学设计、素材及点评等辅助性内容。教师在编制微课课件的过程中,可以将教学内容以动画的形式形象地展示给学生们,引起学生的学习兴趣,同时还可以添加音频内容,将对该知识点的点评加入到课件中去,使学生在学习时同时受到视觉和听觉上的刺激,由于此时学生的注意力较平时更为集中,因此会使教学效果大幅提高。 2.微课的特点。微课经过近几年的不断发展,逐渐形成了如下几个自己独特的特点: (1)短小精悍。在传统的教学过程中,对某一具体知识点的讲解可能需要10~20分钟的时间,包括板书、PPT等教学资源的使用,但收到的效果却是一般。而微课虽然长度只有短短的几分钟,但是它以更为直观形象的方式将教学内容传递给学生,辅以声、光等多种感官刺激,势必取得更为良好的教学效果。 (2)重点突出。由于微课的时间短,因此它所包含的内容都是经过精挑细选的,并且都是与教学内容的主旨密切相关的,这就使得教学内容的重点更为突出,便于学生接受与掌握。 (3)素材丰富。微课的教学素材来源丰富,并且形式多种多样,除了传统的图片、视频等,目前还有各种专门用于制作微课课件的软件,如可以进行屏幕录制的Camtasia Studio,制作交互式视频课件的Adobe Ultra、Adobe Captivate,以及对视频进行后期处理的Adobe Premiere等,这些都为微课课件的制作提供了大量新颖的素材,是微课质量的重要保障。 (4)学习时间灵活。借助现在发达的英特网,只要将微课课件上传至指定服务器后,学生们就可以在任何时间访问这些课件并进行自主学习,而且由于时间短、重点突出等这些特点,学生在进行微课学习时不易疲惫,并且会迅速掌握教学内容的重难点,取得事半功倍的效果。 三、目前阶段《电子测量与仪器》课程教学面临的问题 《电子测量与仪器》该课程处于电子类专业课程中的后继阶段,是其他基础课程和专业基础课程的综合应用,对学生提高实践能力和电子测试水平至关重要。笔者通过近年来对《电子测量与仪器》课程的教学授课经验,并结合查阅相关的文献,对目前阶段《电子测量与仪器》课程教学面临的问题进行了归纳总结,主要有以下几点: 1.部分内容枯燥乏味。在《电子测量与仪器》这门课程中,前期内容主要是关于各类电子仪器的原理性介绍,如示波器中示波管的结构与各部分功能,各种类型的模拟信号发生器的组成以及内部的主要模拟电路等,都涉及了大量的电路图和原理分析,需要耗费大量的课堂时间对其进行详细讲解,容易使学生产生枯燥乏味的厌学情绪[5]。 2.知识点多但课时有限。随着电子技术和大规模集成电路技术的不断发展,现阶段的各种电子测量仪器正逐步朝着多功能的方向发展,各种性能不断提高,各种新颖的功能也层出不穷,直接导致了该门课程知识点的迅速增多。仅以数字示波器为例,在课堂讲解时不仅要对各按钮、按键的功能进行说明,还要针对不同形式的波形信号的具体调节进行讲解才能使学生对该仪器有一个全面的了解与掌握,这就会占据大量的课时资源。在上实验课时,由于学生数量较多,因此不可能对学生进行逐一辅导,直接导致了事倍功半的教学效果。 3.学生缺乏学习主动性。《电子测量与仪器》课程的开课时间一般是在大三的上学期或者下学期,此时的学生经过两年大学生活的洗礼,逐渐产生两级分化,有的学生保持了高中阶段好的学习习惯,能够积极主动地进行学习,有的学生则放松懈怠,上课时注意力不集中,自然得不到好的学习效果。 综上所述,针对目前阶段《电子测量与仪器》课程教学所面临的种种问题,需要授课教师不断探索,寻找一种更为新颖有效的教学方式来提高学生们的学习积极性与学习兴趣,才能从根本上保证该门课程的教学效果。 四、微课在《电子测量与仪器》中的应用研究 由于《电子测量与仪器》这门课程与实际应用密切不分,因此笔者在授课时经常会找一些与授课内容相关的小视频播放给学生观看,如某型号数字示波器的演示视频,基于应变片的自动测试系统等等。通过观察笔者发现,学生们对这些视频的兴趣很高,通过播放短片能够极大地吸引学生们的注意力,此时学生们认真听讲的程度较之传统的语言讲解高了不止1~2倍。 微课正好拥有这种短小精悍的特点,而且它本身作为一种特殊的视频资源,能够极大地引起学生们的学习兴趣。将微课这种新颖的教学方式引入到《电子测量与仪器》课程的教学过程中来,必将取得良好的效果。 同时,《电子测量与仪器》这门课程本身所具有的一些特点,也特别适合进行微课的开展。在这门课程中,不仅包含了各种电子仪器,如示波器、信号发生器、电压表、万用表等的使用方法、注意事项,还包含了自动测试系统的组建和实现,以及虚拟仪器的使用,这些教学内容都特别适合使用微课来进行展示。例如,可以将基于LabVIEW的虚拟仪器的组建和演示过程用屏幕录像软件进行录制,然后通过后期的处理,添加一些动画特效,将其制作为一个5~8分钟的微课课件。不仅能在课堂上对学生进行演示,还可以使学生在课下进行随时的观看。这样的教学方式,不仅新颖,而且收效更好。 五、总结 作为一种新出现的教学方式,微课正在因其自身的各项优点引起诸多教育工作者的关注。本文通过对微课的介绍,以及对《电子测量与仪器》这门课程现阶段所面临的各种问题的深入分析,对微课在《电子测量与仪器》中的应用前景进行了简要探讨。经过分析笔者得出结论,由于《电子测量与仪器》本身的一些特点,特别适合进行微课的开展,通过对微课的合理利用,必将对提高《电子测量与仪器》的教学效果起到极大的推动作用。 电子测量论文:模块化设计在电子测量与仪器实验教学改革中的应用 摘要:电子测量与仪器是测控专业的重要课程。针对以往该课程实验教学中存在的不足,结合专业实际情况,提出了模块化设计的改进思路,并以计数器实验为例,阐明了模块化设计的实现。在实验教学过程中,取得了良好的教学效果。 关键词:电子测量与仪器;模块化设计;计数器 一、引言 电子测量与仪器课程是测控相关专业的重要课程,主要运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量及电路元件的特性和参数进行测量[1]。使学生掌握电子测量的基本概念,测量误差理论及数据处理方法,掌握基本电参量的测量原理、方案设计及结果分析方法。 该课程所包含的实验要求学生熟悉常用仪器仪表(电压表、示波器、计数器、信号源等)的使用[2],掌握仪器仪表工作原理,学会利用现有设备采取正确的测试方案进行一些简单的测量,能根据所学知识综合设计简单的测量电路。 二、实验教学过程中的不足 以计数器实验为例,计数器实验要求了解和掌握通用计数器的组成及工作原理和操作方法,掌握频率比测量方法和测量误差处理方法。在以往的实验过程中,直接使用通用计数器进行相关参数的测量。虽然在实验之前会向学生讲解相关测量原理,但学生往往只记住了通用计数器的操作方法,即如何测量频率、周期和频率比,而对于通用计数器的内部工作原理则没有结合理论课上的内容进行深究。这样,实验效果大打折扣,学生的认识还只是停留在表面,没有自觉的深入探讨工作原理,理论与实际没能结合到一起。 三、改进思路 针对这个问题,可以将实验改成设计性实验。设计性实验教学对学生技能的提高,思考方法的训练,知识的综合运用起了很好的作用[3]。如果让学生自己设计制作一个简易的通用计数器,当然会有一定的改进效果。但又有可能让学生的注意力转移到了调试细节上,而又重新忽视了测量原理。因此,在细节的划分上要有一个折中,模块化设计是一个解决方案。我们重新设计了实验项目,制作了实验板,将通用计数器内部的主要模块分离出来,体现在实验板上。 计数器测量信号频率的原理框图如图1所示,其中,fA为被测信号,经过放大整形后变成标准的方波。门控电路产生门控信号,控制闸门的开启和关闭。闸门可以用逻辑门电路中的与门来实现,门控信号为低电平时,与门关闭,方波信号不能通过与门;门控信号为高电平时与门打开,方波信号能通过,此时要求门控信号的频率要小于方波信号。门控信号的高电平持续时间为闸门时间。闸门时间内通过的方波送入计数器进行计数,并将计数结果显示出来。计数结果N再除以已知的闸门时间即得到fA的频率。 将图1所示的原理框图稍作修改就可以用来测量信号周期。将fA整形后的方波看成门控信号,而将原来的门控信号频率提高并看成被测信号fg,此时fg的频率要高于fA且fg的周期已知。这样,在fA的方波高电平持续期间,fg信号可以通过闸门,计数器对fg进行计数。计数结果N再乘以fg的周期tg即得到高电平持续的时间,若高低电平时间相等,那么fA的周期应为N*tg*2。 计数器测量两个信号频率比的原理框图如图2所示,fA与fB为不同频率的两个输入信号,假设fA的频率大于fB的频率。fA经过放大整形后直接送到闸门的输入端,而fB经过放大整形后的信号作为闸门信号输入。此时,在fB高电平持续期间,fA整形后的方波能通过闸门进入计数器进行计数,计数的结果是fB的半个周期内(假设fB的正负半周期相等)通过的fA的脉冲数,因而频率比为计数结果N*2。 根据以上的分析,测量电路中的关键模块为:放大整形电路、闸门、门控电路、计数器及显示器。因此,设计图3所示的电路模块。其中,计数器及门控电路由单片机构成,可以通过键盘设置标准闸门信号的时间长短。将这几个模块使用PCB电路板实现,要求学生根据测量原理在这几个模块之间进行连线,搭建正确的电路对信号的频率、周期以及频率比进行测量。并写出计算表达式。期间,要求学生使用示波器对连线的各个结点的波形进行测量记录,进一步领会相应的测量原理。这样,学生面对的是这几个抽取出来的主要模块,对通用计数器内部结构会有一个更清晰的认识,能够将注意力放在测量原理上。 四、结论 该实验板在我院2012级测控专业与自动化专业中进行了使用,取得了较好的实验效果。主要体现在以下几个方面: 1.将通用计数器内部结构通过若干主要模块体现出来,屏蔽了一定细节,减少了学生的重复劳动,有助于学生将注意力集中到理解测频原理上来; 2.同样的几个模块,连接方法不同,实现的测量目标(测频、测周、测频率比)也不同,有助于学生灵活运用所学知识,提高动手能力; 3.通过使用示波器测量各个连接点的波形,有助于学生理论联系实际,提高电路调试能力。
1变频节能技术概述 变频节能技术利用半导体器件的调节作用改变交流电源的频率,将原本固定的频率调整为用户所需频率,达到降低设备功耗的目的。该技术的核心元件是变频器,主要由逆变器、控制部分、整流晶闸管和中间直流环节四个部分组成。将变频器加装到线路之后,线路中发动机等设备的运行频率就会被变频器控制,达到控制设备运行速度的目地。在煤矿机电设备中,电动机的负载会因为实际任务的不同而频繁变化,因此安装变频器来调节电动机的工作频率将会大大减少设备的能源损耗,优化设备性能。 2变频节能技术的基本原理 变频器在工作过程中,交流工频电源先通过一个整流器,此时频率、电压不可调节的交流电就会被转换成直流电,之后在运行指令的控制下,控制电路会对电源的频率和幅值进行控制,之后再通过逆变器将直流电转化为当前状态下电机所需的频率、电压可调的交流电来带动负载工作。通常情况下,我们还需要给变频器安装一些辅助设备比如自动空气开关、噪声消除器等来保证输出电流的安全可靠性。大量实验数据表明,与工频相比,各种负载在变频状态下运行,其效率在不同程度上各有提升。 3变频节能技术的发展 以前的煤矿开采中,经常发生坍塌事故。对事故原因进行调查后发现,很多是由对设备的使用不当造成的。国家近些年加大了煤矿管理力度,禁止无资质、不合格的企业进行煤炭开采工作。在新的标准中,对开采设备的要求也比较高。一些主要设备上,例如提升机、胶带机、空压机等都有使用变频器。随着变频技术的不断发展,到了20世纪80年代,人们还研究出了PWM智能模块,提高了变频的功率,使设备的运行更加稳定。变频器实现控制功能的原理是矢量和转矩的控制。目前,我国在变频器的应用方面已经处于比较先进的水平,也发表了很多比较先进的言论,例如模糊自动化理论、人工神经网络控制理论等。纵观我国变频技术的发展历程,早已从早期的单片机处理发展到了如今的编程控制。 4变频节能技术在煤矿机电设备中的应用 1)变频技术在提升机中的应用。提升机主要是将煤炭从矿井深处运送到地表,在其运行过程中,很多时候需要对其运行速度进行调节,传统的金属电阻虽然也能够实现这一功能,但从整个电路安全角度进行分析,这种调速安全性并不高,电能消耗也很大。而引入了变频技术之后,不仅提高了设备的稳定性,保证了速度调节的及时性,而且减小了故障的发生率,在保证物料正常运输的同时,还确保了操作人员的安全。随着变频技术的不断发展,目前已经研制出提升机专用变频器,该设备兼容性强,为煤企带来了良好的经济效益。 2)变频技术在采煤机中的应用。采煤机一旦出现故障,整条生产线必须停止工作。变频器节能技术的引入,在很大程度上有效地解决了这一难题。目前,我国的变频采煤技术处于世界领先水平,我国生产的电牵引采煤机最大功率可达到2×110kW,设备在工作过程中,变频器的额定电压为380V时能够实现主从控制。实际应用过程中,在变频器的带动下,能够保证设备的牵引速度恒定,且不发生下滑跑车现象。在控制过程中,还具有操作简单、反应快等优点。 3)变频技术在胶带输送机中的应用。从应用原理上进行分析,变频技术在胶带机中的应用原理和提升机的应用原理是相同的。在运输煤块过程中,胶带与滚轮之间的摩擦力越大,能够运输的煤炭重量也就越大,但是运输的煤炭越多,对设备造成的压力也就越大。而变频器的应用,则帮助人们找到了运输量和设备负荷之间的平衡。以往为了保护设备的安全性,都是使用液力耦合器完成胶带的软启动,长此以往,容易对胶带造成损坏,导致其老化、断裂。而变频技术的使用,能够降低设备在启动过程中的电流,保护设备在启动过程中避免受到大电流的损害,有效解决功率的同步问题。 4)变频技术在流体负荷设备中的应用。在流体负荷设备中加入变频技术可以对风机和水泵进行变频调速。变频器越来越多地应用于煤矿风机中,技术人员通过对煤矿环境的研究,调配出了适合煤矿环境下的变频调速装置。在对风机加装了变频器之后,最低转速相对于改装之前有了大幅度下降,不仅更加适用于井下,还可节省大量的电能。在液用泵、矿区给水中,变频设备的应用也十分灵活,不仅提高了控制效率,还增强了设备的灵活性。无论是哪一方面功能的增强,都为煤矿系统的安全运行打下了良好的基础。 5结语 我国拥有大量的煤矿资源,人们对于煤炭资源的需求量也很大,随着人们对环境问题、安全问题的重视,在进行煤炭资源开采时,需要注意的地方也越来越多。变频技术就是节能环保的一个重要研究方向。虽然目前变频节能技术在煤矿开采过程中发挥了重要的作用,但是其功效并未完全发挥出来。根据目前的实践经验,变频节能技术已经展现出了节能、减排方面的功效。我国的煤炭生产企业应该加强对变频技术的研究,增加其带来的环境效益和经济效益。
浅谈电梯远程监控技术的应用:分析电梯远程监控技术的应用及其发展 摘 要:电梯远程监控是建筑智能化系统的重要组成部分,在高层建筑运输中起着重要的作用。电梯是特种设备,结构复杂,安全运行的可靠性要求很高,很长一段时间以来,许多公司和科研院所从事电梯远程监控方面的学习和研究,相继出现了一些新方法、新思路。然而,目前国内外尚无一个完善、通用的电梯远程监控系统。针对这一问题,结合国内外电梯远程监控的现状,对近几年来国内外电梯远程监控技术和系统进行全面综述,并对电梯远程监控系统提出看法和发展方向。 关键词:电梯远程监控 智能建筑 特种设备 一、电梯远程监控的基本内容和组成 1.电梯远程监控的基本内容 电梯监控系统集计算机技术、通信技术、智能控制技术的优势于一身,可以实现基于网络技术的电梯远程监控和故障诊断。通过远程监控,实时监控电梯的状态,对电梯故障及时进行处理,甚至可以根据电梯运行的状态预测可能出现的故障信息,并将其排除在发生之前,变被动维护为主动维护。从而提高维修效率,降低电梯故障发生率和维保费用。 2.电梯远程监控系统的组成 电梯远程监控系统主要分为 3 个子系统:信号采集系统、信号传送系统和后台控制系统[3]。 2.1信号采集系统 信号采集系统与电梯是直接连接的,通过采集器收集电梯运行的各种信号。电梯监控数据采集器采集到的电梯控制柜和轿厢内的电梯运行数据和音频视频信号等,通过远程数据发送系统传送数据到远程监控中心。 2.2信号传送系统 信号传送系统把采集到的信号传送到后台进行处理,处理后的控制信号也通过此传送系统发送到电梯控制器,其主要方式有局域网、电话拨号、互联网、无线网等。 2.3后台控制系统 后台控制系统对信号进行分析处理,从而达到对远程电梯的监控,主要由远程数据接入系统和计算机管理系统等组成。 二、电梯远程监控技术和方法 从电梯监控系统的现状来看,开放性是其发展的唯一途径,因为无论是从电梯公司管理的角度来看,或者从建筑物或小区信息综合管理系统的角度来看,以最快的方式实现电梯信息最大限度的共享,是进行优化管理的重要基础,是实现网络化管理的根本前提。 1.基于客户/服务器模式的远程监控系统方案 基于客户机/服务器(Client/Server,C/S)模式的远程监控系统现在已经得到了越来越广泛的应用。 C / S模式是最常用的网络技术的计算模式,建立直接的客户端和服务器端,对于 C/S 模式的远程监控系统,客户端负责执行前台功能,如数据处理和报告请求等。而服务器端执行后台服务,如管理共享外设、控制对共享数据库的操作、接受并应答客户机的请求等。因此服务器端的工作模式一般是多线程的。通信部分编程则主要采用 Scoket 编程,Scoket 编程可以基于TCP,也可以是 UDP。 当客户端访问到远程服务器时,必须知道远程服务器的端口。因为客户端任务较重,服务器端的任务较轻,C / S模式实际上是被称为“胖客户端”模式。这种模式是更适合于小规模的、较少的用户,并且在单一数据库且有安全性保障地局域网环境下运行。随着客户数目的不断增加系统性能就会不断下降,甚至出现瓶颈的状况;在多用户、多数据库的环境下,可能造成用户长时间等待、死锁和系统崩溃的潜在可能性。系统不易扩展等。 2.浏览器/服务器模式的远程监控系统方案 随着互联网技术的发展,浏览器/服务器(Brows-er/Server,B / S)模式应运而生。 B / S模,是由C / S模式发展而来,是C / S模式在Web应用程序的例外,它提供了一个简单、一致的跨平台的应用环境。它具有良好的开放性的特点,并且这种模式具有成本低、扩展性好等优点,更适合于Internet / Intranet的数据库版本信息系统的开发和维护。B/S 模式的远程监控系统由两部分组成,即客户端和服务器端。在客户端由若干浏览器组成,它们负责接收用户请求,并将请求出 Internet/Intranet 送服务器:同时,浏览器将从 In-ternet/Intranet 获得的信息以 HTML 格式解释,并最终展现给用户。 浏览器/服务器模型是建立静态信息的基础上的,其数据格式为静态的 HTML文件。随着 Web 应用的普及,越来越多、越来越复杂应用要求的提出,使得 Web 本身的一些不足显现出来,并逐步成为必须要解决的问题,这些问题主要表现在: 2.1实时性差:Web信息基于静态HTML文件,这使得信息更新慢,不能满足实时数据应用。 2.2安全:在浏览器和服务器之间的信息交换的HTML格式的文本文件。没有提供可靠和安全的机制。无法给用户提供信用保护。 2.3数据管理模式单:Web服务器进行数据管理仍然停留在基于文件的管理模式。 3.基于 Brows e r/C lie nt/S e rve r 模式的远程监控系统方案 B / C / S模式的远程监控系统是使得B / S系统和C / S系统互连更好的解决方案,它们实现了对传统系统数据处理的继承功能。客户端发出的数据访问请求,首先交给 Web 服务器,再通过 Web 网关由应用服务器或中间件到达 SQLServer;而数据的返回则相反。这种计算模式的监控系统具有良好的开放性、开发及维护成本低、系统安全性好、扩展性好等优点。而且 Web 支持底层的 TCP/IP 协议,紧密结合了 Internet/In-tranet 技术,使 Web 与目前使用的局域网做到无缝连接[4]。 三、电梯远程监控的发展 1.智能建筑中电梯远程监控与智能化系统的集成 智能建筑的本质是以建筑物为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。 2.城市电梯远程集中监控 随着城市的不断扩大,电梯安全检查部门应该掌握全市各类电梯,从而及时有效的预防各类事故电梯的运行状态。系统由图形工作站和地理信息系统软件构成,可以动态显示城市的主要道路、单位、楼宇、医院的电梯分布,并通过导向的方法对任何一台电梯运行进行查询和检查。 所有主要的无线报警装置安装在电梯上,通常情况对,电梯安全监控中心可以是任何一个城市的电梯进行检验。电梯何时出现故障、维修人员何时到现场、电梯何时恢复正常等数据都会记录在数据库中。监控中心可以清楚了解到一个城市的电梯运行状况以及故障状况,还可以对维修人员在电梯故障后的到位情况、维修情况科学地、有效地监督管理。 四、总结 本文对近年来国内外出现的电梯远程监控技术和方案进行了综述。然而,到目前为止,还没有一个完全通用的电梯远程监控系统。这将导致不可能实现了普遍和广泛的电梯监视。如果可以将多种技术和方案融合,集各家所长,才能有可能拿出一个更实际的电梯远程监控系统。 浅谈电梯远程监控技术的应用:基于GPRS和物联网技术的电梯远程监控系统设计 [摘 要]随着GPRS和物联网技术的不断推广,该技术广泛应用于各行各业,具有非常好的发展前景。将GPRS和物联网技术应用于电梯行业,可实现实时监控,便于及时了解电梯的状态和故障情况,达到电梯安全性的要求。基于此,本文对基于GPRS和物联网技术的电梯远程监控系统设计进行分析。 [关键词]GPRS;物联网技术;电梯远程监控系统 1.GPRS和物联网技术 GPRS是General Packet Radio Service的简称,即通用分组无线服务技术,是一种移动数据业务,是一项重要的数据传输技术。GPRS是基于GSM网络发展而来的,在其基础上叠加了支持高速分组数据的网络,对GSM进行补充,可向用户提供WAP浏览以及E-mail等多项功能,促进了移动数据业务的快速发展,使移动通信技术与数据通信技术得以完美结合。 物联网技术,又称M2M,是一种网络化的应用与服务,核心是及其终端智能交互[1],该技术促进了我国信息发展,掀起了我国第三次信息革命。物联网根据应用服务的对象,可分成三类:个人、家庭和行业。物联网技术在机器的内部嵌入了无限通信模块,采用无线通信、光纤等接入方式,向顾客提供综合的、信息化的解决方案,实现指挥数据采集和测量、指挥调度以及监控等功能。 2.系统规划 电梯远程监控系统主要包括三部分,前端机、传输信道以及监控终端[2]。其中,前端机的主要作用是通过外接传感器,采集电梯的运行数据以及故障信息。采用外接传感器的方法不仅可以及解决采集终端的接口通用性问题,而且还能够有效防止采集器由于自身故障而影响电梯的正常运行;传输信道主要采用了GPRS技术;监控终端为用户提供了查询界面,用户可通过Inernet或手机WAP来查询电梯的运行情况。电梯远程监控系统将移动运营商的GSM网络构成监控网络,不仅节约了组网成本,降低了组网时间,而且便于维护,增加了网络的扩展性。 3.前端信息采集端 作为电梯远程监控系统的重要部分,前端采集端是一个具有多种功能的综合性电梯管理平台,具体包括电梯日常管理、故障预警、故障报警、隐患防范、质量评估以及困人援救等功能[3]。前端信息采集端通过多种传感器来对电梯的运行数据进行采集,然后再通过微处理器分析所采集的数据,最后可通过多种传输方式,如GPRS网络传输、局域网传输、公用电话线传输以及485通讯传输等,来实现其功能。 前端信息采集端的主要作用有收集电梯监控系统的数据、检测并判断故障,以及与上位机通讯等,具体内容为:(1)对电梯的运行状态信号,包括开关门信号、层站、方向以及呼梯等,进行实时采集;(2)对电梯的各种故障信号进行实时采集,故障信号主要涉及门锁故障、制动器故障、电源故障以及安全回路故障等;(3)在微处理器中对实时采集的电梯信息进行处理,并将其按照一定的格式储存在特定的区域;(4)若电梯外部的按钮被按下,则对这层门系统的外部等待区进行全方位的人像检测,在电梯运行过程中,如果发现没有人乘坐电梯,则电梯会自动将该停留位置取消,并且对下一个按钮进行自动响应;(5)前端机采集的信号通过串联接口形式来通信上位机。 4.上位机监控平台 下位机经由无线或有线的方式将相关数据信息传送至上位机,上位机不仅会显示当前电梯运行的各项采集参数,而且还会按照所获取的采集信号,来构建样本数据库。此外,上位机会展开实时在线故障检测,对故障信号进行直接检测,或者依据检测信号对故障进行检测,而后展开故障报警[4]。根据目标用户的需求不同,上位机可设计出不同的显示界面。 (一)对于电梯生产单位。上位机会记录并保存检修电梯故障的时间,然后进行统计,为后期评价与改进电梯性能提供有效参考。对电梯的各项参数进行统计分析,主要包括电梯出现的不同类型的故障的发生时间和频率、以及器件的运行状态数据,通过分析结果使产品的质量得到提升,提升用户的满意度,进而提高经济效益。 (二)对于使用用户或单位。电梯的使用效果、动力费用以及业主的满意度是用户关注的焦点,因此,上位机具有以下功能:(1)可对操作人员的信息进行编辑,如进行添加、修改以及删除等操作,对操作人员的使用权限进行设置,此外提供多种使用模式,如分权查看和分权查看等;(2)可对操作人员的基本信息,如名称、权限设置、密码等,进行显示;(3)对电梯外部进行监控,对门系统外部等待区域进行人像检测,若检测无人乘坐,则自动响应下一个按钮,从而缩短了时间,减少了能源消耗,降低了电梯磨损,不仅节能,而且确保电梯安全运行;(4)对电梯运行状况进行实时了解,若发生故障,则可及时采取措施,使业主的人身安全得到保障。 (三)对于监督管理部门。通常情况下,监督管理部门每月通过运维单位提供的检测报告来对电梯运维状况进行了解,只有接到业主投诉后才展开协调作业,无法准确、及时了解并处理故障。因此,电梯远程监控系统应具有以下功能:(1)对故障进行及时排除,主要经由网络对故障进行远程分析与处理;(2)通过控制命令对电梯的运行状态以及部分功能进行控制;(3)通过远程数据监测对电梯进行主动保养,提前预告和排除故障,便于维护,降低电梯的故障发生率和停梯时间;(4)通过记录、统计并保存电梯故障,评价并改进电梯的性能,同时有利于制定不同的电梯故障检测系统;(5)可制定故障应急预案,对潜在故障进行决策分析;(6)显示维保单位的档案信息;(7)实现信息化管理;(8)编辑维保单位的档案信息;(9)扩展多媒体电梯维保监护功能,采用先进的RFID技术,便于监督和管理定期维保工作;(10)记录、统计并保存电梯故障的检修时间。 (四)对于电梯维护保养单位。电梯远程监控系统主要包括以下功能:(1)显示电梯的档案信息,包括合格证编号、安装日期和地址、使用单位名称、上次维保日期等基本信息;(2)对电梯档案信息进行编辑,展开添加、修改等工作;(3)可查询、打印电梯的档案信息,提供多类查询方式;(4)在线显示单台或多台电梯实时运行信息,如电梯门的开关、当前所在楼层等信息;(5)显示电梯故障的信息,如发生时间、故障类型等;(6)查询电梯故障信息,提供多种查询方式。 浅谈电梯远程监控技术的应用:电梯远程监控技术及其发展 [摘要] 随着计算机技术和网络技术的飞速发展,以及信息化的快速实现,电梯网络化也是电梯行业管理发展的必然趋势。所以组建一个电梯监控专用的网络,即能确保电梯安全运行,又能实现故障诊断与排除,这是一个即经济又实用的好方法。 [关键词]电梯,远程,监控,发展 1.引言 在城市高速发展,高层建筑大量涌现的今天,电梯作为现代人们生活中的必不可少的运输工具,其安全性能也越来越受到广泛观注。当前国产电梯的技术水平和产品质量都已进入世界前列,但是电梯事故却时有发生,电梯的质量焦点反映在运行可靠性上。电梯运行的可靠性一方面需要通过改进设计,提高制造和安装质量来解决;另一方面要领先完善的维修保养体系和先进的监控手段来解决。从长远角度考虑,利用电梯监控系统组建区域电梯管理网络,对区域内运行电梯实行宏观规范化管理具有现实意义[1]。 2.电梯远程监控技术 2.1远程监控技术的优点 电梯远程监控技术是随着计算机控制技术和网络通信技术的发展而产生的一种对运行电梯进行中央集中遥控监测的新兴技术,它提出了一种全新的产品概念和服务观念,是当前电梯服务管理领域的前沿技术。它能24小时全天不间断地对电梯进行监视实时地分析并记录电梯的运行状况,根据故障记录自动统计电梯故障率,通过它可对电梯状况和修理单位工作质量实行有效的监督,并为检验考核提供可靠依据。 利用电梯远程监控系统不但可以在监控中心内接收到现场随时发回的电梯故障报警信息,还可通过计算机的监控界面很直观地观察到每台电梯的运行情况,预测电梯故障隐患,从而避免故障的发生,把被动的故障维修变为主动的维护保养。如果电梯出现故障,一方面能够及时通知相关管理人员及维修人员,并进行诊断,帮助工作人员及时排除故障,减少停运时间;另一方面可采取紧急救援措施,及时解救被困者。该系统为电梯的安全运行提供了极大的保障,为管理人员及维修人员带来了极大的方便,提高了工作效率和服务水平,同时提高了产品和服务的竞争力。 2.2远程监控系统的实现技术 早期的远程监控系统是DOS环境下的,之后发展为Windows操作系统下的、基于面向对象的可视化高级语言的。近些年来,随着组态软件的成熟和广泛应用,当前大多数的远程监控管理系统都以组态软件为平台,结合实际监控管理系统的具体需求,应用组态软件通用性强、良好的人机交互界面和图形处理工具、丰富的RTU设备驱动、高可靠性等优点,设计出远程管理系统。 因为电梯是特种设备,安全应是第一位的,这关系到电梯和乘客的安全,以及电梯生产企业的声誉,所以,电梯远程监控系统应包括远程操作和紧急操作等功能。 在每台被监控的设备上设置摄像头,采集监控数据和故障诊断数据,通过服务中心或MODEM,借助于公共电话与监控中心的服务器进行连接,实现远程设备和监控中心服务器实时数据交换。 从控制方式上,可将远程监按分为以下几类: (1)保持型远程监控方式 远程监控仅仅向设备控制系统发出控制命令,而由设备自主的完成这个命令,监控设备只对设备进行监视,在必要时对设备进行干预。这样就要求设备不断向远程监控系统发送设备运行信息,远程监控系统保持对设备的监控能力。 (2)完成型远程监控方式 远程监控系统仅仅向设备控制系统发出控制命令,而由设备自主的完成这个命令,监控系统不对设备的具体实现过程进行监控,设备完成任务后向远程监控系统报告。设备的操作控制完全在本地进行,设备在本地操作人员的监控下未完成。 (3)完全型远程监控方式 设备的本地控制系统仅仅控制设备的执行机构,全部的操作控制由远程监控系统完成。该方式的设备,其控制系统和设备是分离的,而在设备控制系统内信号的传递速度要求很高,控制系统能立刻对现场进行反应,因此要求通信要准确 、高速、可靠,所以该方式通常用在一些特殊的。 (4)人机交互式远程监控方式 设备在本地操作人员和远程监控系统的协调控制下工作,往往在远程监控系统的指挥下工作,由本地操作人员对设备进行控制和维护工作。在执行任务的过程中,可随时建立通信,进行人机对话,在远程监控端可随时能够采用设备的状态信息。 3.远程监控技术的发展方向 自改革开放以来,我国电梯的数量不断增长,为保证每台电梯都能够可靠运行,促进电梯技术进步和提高物业管理水平,开发具有远程监控、管理与故障诊断等功能完善且应用广泛的系统,是未来电梯技术的发展方向。 目前我国电梯远程监控、电梯管理和故障诊断系统等技术仍然处于起步阶段,系统的功能还需要进一步的完善和提高。主要体现在以下几个方面: (1)故障的早期诊断和预警,这个功能可以实现防患于未然。 (2)远程调试和故障排除功能,该功能可以在维修人员不能及时到达现场的情况下,进行电梯的调试和故障排除。 (3)电梯运行与故障、运行时间、停机时间及故障次数的数据库管理。 (4)需要提高同时监控的设备数量和数据传输的速度。 从更长远考虑,投资组建一个容量大、通用性好、兼容性强的电梯专用网络系统,组成地区电梯专用网站,把本地区电梯全部用该网络监管起来,可以说将是一个即经济又实用的好方法。 采用网络化全方位监管,把每台电梯及相关单位的资料全部放到网上,形成一个智能化的大网络体系,这样,电梯管理人员在值班室或监控室就可以通过电脑时刻了解电梯的运行状况,及时准确的定位报警,并且快捷地采取正确解救措施,从而提高管理及维修效率,保证电梯正常运行,确保了乘客的安全。 总之,集远程监控、管理、故障报警、预警、分析为一体,且适应性强,通用性好、价格合理的电梯远程监控系统将是未来发展的趋势[2]。 4.总结 随着计算机技术和网络技术的飞速发展,各行各业都将实现信息化,电梯网络化是电梯行业管理发展的必然趋势。所以组建一个电梯监控专用的网络,应该是一个经济、实用的好方法。 浅谈电梯远程监控技术的应用:基于GPRS和物联网技术的电梯远程监控系统 【摘要】电梯是现代高层建筑中最常用的一种垂直运输交通工具,由于电梯结构复杂,承担的工作(搭载人员)安全性要求非常高,因此实时监控、掌握电梯的运行状态和故障情况成为电梯管理、维护和安全运行的迫切需要。文章提出基于物联网技术的电梯远程监控系统,能有效解决当前在电梯运行过程中产生的各种问题。 【关键词】GPRS;物联网;电梯;远程监控; 1.引言 物联网技术作为能够掀起我国第三次信息革命浪潮,物联网(又称M2M),是一种以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务。它通过在机器内部嵌人无线通信模块,以光纤、无线通信等为接入手段,为客户提供综合的信息化解决方案,以满足客户对监控、指挥调度、数据采集和测量等方面的信息化需求。M2M根据其应用服务对象可以分为个人、家庭、行业三大类。电梯作为现代高层建筑中最常用的一种垂直运输交通工具,不仅极大的节省了人们的时间和体力,同时也为日常生活提供了诸多方便。然而电梯维护每年都要耗费大量的人力、财力。本文提出了一种基于GPRS和物联网技术的电梯远程监控系统,主要针对电梯生产单位、使用单位/用户、监督管理部门及电梯维护保养单位的不同需求出发,根据每个使用对象所获取的信息的侧重点不同,提出了不同的电梯监控管理方案。 2.管理方案规划 电梯远程监控系统由前端机、传输信道和监控终端三部分构成。其系统总体结构图如图1所示。前端机主要负责采集电梯的运行数据和故障信息。通过外接传感器采集电梯的相关参数。采取传感器外接的方式既能解决采集终端的接口通用性问题,又可以避免采集器自身的故障给电梯运行带来影响。 传输信道主要是通过GPRS(通用无线分组业务)技术实现的。监控终端用户可以通过Internet查询该用户监控的电梯的运行状况,也可以通过手机WAP的方式访问。该系统通过移动运营商的GSM网络组成监控网络从而大大的减少了组网时间,节约了组网成本,网络的维护也变得简单,而且网络的扩展性强。 3.前端信息采集端 前端信息采集端主要是采用多种传感器采集电梯运行数据,通过微处理器对采集的数据进行分析,经由GPRS网络传输、公用电话线传输、局域网传输与485通讯传输多种方式实现电梯故障报警、故障预警、困人救援、日常管理、质量评估、隐患防范等功能的综合性电梯管理平台。 前端信息采集端是电梯远程监控系统功能实现的核心。前端信息采集端主要完成电梯监控系统的数据采集、故障检测和判断并与上位机进行通讯等工作。该系统中前端信息采集端能够实现以下功能: (1)实时采集电梯的运行状态信号(如方向、层站、呼梯、开关门信号等); (2)实时采集电梯的各种故障信号(电源故障、门锁故障、安全回路故障、制动器故障等); (3)实时采集的电梯信息在微处理器内部进行处理,以一定格式存放在指定区域; (4)当电梯外部按钮被按下时,该层门系统外部等待区域就处于全方位的人像检测中,在电梯往该层移动过程中,若发现无人乘坐电梯,电梯将取消该停留位置,同时自动响应下一个按钮; (5)电梯前端机采集的信号采用串行接口方式与上位机通信。 4.上位机监控平台设计 当上位机接收到下位机通过有线或无线方式传送过来的数据信息后,上位机除了显示当前电梯运行状态的各采集参数外,还需要根据所获得的采集信号,建立样本数据库;同时,上位机进行实时在线故障检测,直接检测故障信号或根据检测信号判断故障,然后进行故障报警。 上位机的显示根据目标用户(电梯生产单位、使用单位/用户、监督管理部门及电梯维护保养单位)的不同需求可以设计了不同的显示界面。各用户的需求有很多交叉功能,在这里介绍主要功能。 4.1 电梯生产单位 对电梯故障的检修时间进行记录并进行保存,进行统计,以此作为日后对电梯性能评价和改进的参考资料。 对本品牌的电梯出现不同类型的故障发生的频率、时间,对器件的运行状态数据进行统计分析,通过分析结果不断提高产品的质量,提高产品的客户满意度,从而增加市场份额。 4.2 使用单位/用户 用户比较关心的是电梯设备的使用效果,业主的满意度,动力费用,在这方面系统的平台可以从电梯在不同时段的使用率来为用户方节省成本。主要实现以下功能: (1)操作人员信息列表功能 可显示操作人员的基本信息,如操作人员的名称、密码、权限设置等信息。 可对操作人员信息进行添加、修改、删除等操作,可设置操作人员的使用权限。系统提供了分级查看、分权查看等使用模式,只有具备相应权限的操作人员才可以查看符合其权限的信息。 (3)通过对电梯外部的监控,当电梯外部按钮被按下时,该层门系统外部等待区域就处于全方位的人像检测系统中,在电梯往该层移动过程中,若发现无人乘坐电梯,电梯将取消对本层的响应,而响应下一个按钮。这样就大大减少了时间、能源的消耗以及电梯本身的磨损,既能节能,又能保障电梯本身的运行安全。 (4)通过监控系统,实时了解电梯运行状态,一旦发生故障,根据故障等级及时采取措施,确保人员安全。一旦发生人员被困的情况,可通过视频系统和语音系统与电梯中的人员进行视频通话,缓解被关人员的心里压力,让被困人员安心等候救援。 4.3 监督管理部门 目前,监督管理部门都是每月由运维单位向他们提供设备检测报告报表来了解电梯设备运维情况,在接到业主投诉后再进行多方协调等工作,不能够做到及时、准确的了解和处理问题。对质检部门来说,电梯远程监控系统主要实现的功能如下: (1)及时排除故障,当电梯发生故障时,可以通过网络进行远程的故障分析和处理,能和困在轿箱中的用户进行语音视频通讯,以此来获得电梯内部具体状况,同时对用户进行心理安慰和尽快逃生指导;
电气科技论文:科技馆展项电气设备维修的不足 摘要:在当今时代电气工作设备的日常维修对科技馆这类公共建筑而言是非常重要的,它的运行状况被电气工作设备的维修效果所影响,为了避免电气工作设备在运行中出现的各种各样的故障,普遍采用状态维修的方式,就是利用高超的监测技术对电气工作设备进行实时监测,对设备可能会出现的故障进行预测,在它可能发生故障的情况下,对电气工作设备进行维修。首先介绍了科技馆展项电气工作设备维修的必要性,然后概述了其维修工作现状,最后讨论了一下电气设备工作中存在的不足之处,希望为电气工作设备维修人员提供参考。 关键词:设备维修;文献调查法;电气设备 引言 笔者在查阅了数十篇会议记录,学术期刊,运用文献检索法,发现了科技馆中展项电气设备维修中的不足之处,比如针对电气设备的状态预测技术研究仍不成熟,没有突出状态维修中各项技术要求,检修人员的专业素养参差不齐等问题,旨在增加电气设工作备使用寿命的同时,也希望可以降低科技馆置办电气设备的成本。因为电气工作设备不同的产品类型与不同的生产厂家,电气设备质量也不大相同,而且,有一部分电气工作设备长期处于露天环境中,基于此,在对电气工作设备进行维修时,一定要多方面考虑各种因素,避免故障的再一次出现。 1科技馆电气设备维修的现状 科技馆内的电气工作设备维修受到非常多的条件约束,对它的技术要求相对来说严格了点,但设备自身条件的影响也影响了技术的应用,例如中国国家制造的电气工作设备与从其他国家进口的电气工作设备所执行的技术标准就不同,就算都是中国国家制造的电气工作设备或者全是从其他国家进口的电气工作设备,由于科技馆的不同的技术水平与不同的管理水平,电气工作设备的使用状况自然也会不同,有时候甚至是从一个工厂制造出来的电气工作设备,各个部件之间的制造水平不一样,也会影响电气工作设备的使用质量,所以说,工厂生产的电气工作设备会因为制造的批次不同、时期的不同出现质量不相同的现象,最后我们可以得出结论,每个电气设备最开始运行时,它的状态都是不一样的]1[。除此之外,科技馆的电气工作设备的运行状况与它当时所位于的运行环境紧密相关,优良的运行环境自然更有利于电气设备的运行,一般情况下,电气工作设备的运行环境有两种,一种是位于自然环境中,电气工作设备中的供配电设备占比很大,因为这些电气工作设备几乎都在科技馆的室外进行作业,所以它的运行状态和室外环境密切相关,尤其是危险的天气状况,比如雷雨天,台风天,直接关系到科技馆外部的电气工作设备运行是否仍在安全范围,自然环境包括的因素很多,比如空气湿度,日照,温差等,基于此我们在进行电气工作设备维修时要考虑到以上因素;另一种情况则是设备所位于的空间大环境,不同的电气工作设备因为自身不同功能,所以空间位置不同,有时候科技馆内部出于管理方便的需求,将设备放在固定的位置上,但恰恰是这些电气工作设备位置的不同,它们所承受的电压级别以及电流级别不一样,尤其是当电气工作设备出现故障时,每个电气工作设备的短路容量差异相当大。科技馆内的电气工作设备维修面临的现状就是这样的,所以我们在实际维修时,务必要思考到这两种情况,才能将设备维修工作落到实处,真正的体现出设备维修的价值]2[。最后,需要特别提出来的一点就是,一部分科技馆由于在设计之初没有考虑到之后的展项安排以及场馆扩建,只是在一片空地上修建起了场馆的外形,内部却有着大量的空置面积或者拥挤的堆放展项,空间利用率极不合理,也导致了电气设备接线安置的困难,以及日常检修的困难,相比于上文中所提出的电气设备本身的问题,科技馆内部管理人员对馆内空间规划以及未来规划的能力问题更令人担心。 2科技馆电气设备维修的必要性 这里所说的电气设备是指防雷与接地设备,供配电设备,照明设备,电力自动化管理设备等等。电气设备维修分为多种类型,在这些类型中,最广泛使用的维修方法是状态维修。状态维修,顾名思义就是按照电气设备当时所位于的运行状态而展开的维修方法,主要是采用高端的监测技术对电气工作设备进行实时监控,它为获取电气设备的运行状态提供了方便,如果设备出现了故障,就会马上发出示警信息,通知值班人员,状态维修这种维修方式最大的优点就是能够预测故障信息,在故障处于萌芽中,对设备进行维修。状态维修主要包括三个方面的内容:第一方面,电气工作设备的状态监测;第二方面,电气工作设备的状态诊断;第三方面,辅助维修决策,它们互相联系,监测为维修提供了电气工作设备的运行信息;也正是根据监测结果才可以对电气工作设备的运行状态进行下一步的判断,从这可以看出,电气工作设备的状态维修主要是识别设备运行是否处于良好的状态,这是从总体上来看的]3[。电气工作设备维修对科技馆来说,是一项很重要的工作,科技馆能否正常运行工作与电气设备运行状态密切相关,我们如此重视电气工作设备维修工作,主要是为了保证科技馆的正常运作,而这也是节约成本的关键。因为对电气工作设备进行正确的维修,可以减少设备的损耗,提高它的使用寿命,降低科技馆置办电气工作设备的成本,一定程度上,这也是提高了科技馆的经济效益。 3科技馆电气设备状态维修工作策略存在的问题 3.1针对电气设备的状态预测技术研究不成熟 电气设备的运行状态参数值客观上有一定的规律性,很强的随机性也是其特点,设备在未来某一时间点的参数值常与预测期的气象因素,过去的参数值、当前的运行状况等紧密相关。不仅仅是科技馆内的电气工作设备具有这一问题,所有的电气工作设备都有这样的问题。所以我们不能够掉以轻心,不能一昧相信数据,以为有了状态预测技术就高枕无忧,需知技术在进步的同时,问题也会增多,也会升级]4[。 3.2没有突出状态维修中各项技术要求 现在仅以状态监测技术作为例子,在现今我们无法实现或不必要对所有的电气设备状态参数进行实时监测的情况下,电气工作设备状态监测间隔周期的选取对它的状态维修具有极大的意义。间隔期太短的话会引起资源浪费的问题,增加科技馆的维修成本;间隔期太长的话,则会出现漏检的情况,加剧引起预防性维修的失败]5[。 3.3检修人员的专业素养参差不齐 据相关部门统计分析,设备绝缘缺陷是引起电力系统中65%以上的停电事故的原因,绝缘缺陷也是引起其他电气设备故障的主要原因,了解并且掌握电气设备的绝缘状态对科技馆电气设备的状态监测与故障诊断极其重要。有些科技馆内的电气设备维护的实际工作者对电气检测的理解仅限于绝缘检测,通过对科技馆内电气设备进行定期或者不定期的绝缘检测了解它的劣化状态,确定应该进行维护和更换或者继续运行。但是对科技馆内电气设备故障诊断工作来说,故障诊断和绝缘检测应该是两个相似而又不同的概念,在一定程度上,绝缘检测是故障诊断方法的一个方面,但二者有着不同的特点。绝缘检测,就是绝缘材料性能的检测,绝缘材料的腐蚀,破损,老化等导致设备在相同的受电条件下绝缘性能下降,而导致发生闪络,接地等故障,这是问题的一个方面,隶属于电气设备检测,诊断的范围。但除绝缘之外还有属于非性能劣化的内容,比如转子断条,控制柜电缆线各种连接的过热烧熔,电机转子磁中心偏移,被外界损伤的动力电缆的故障点确定等。这些并不能靠定期的老化绝缘检测发现,只能靠我们从设备故障诊断的观点出发,把各种故障信号采集并加以分析,诊断。在本段中我之所以强调故障检测和诊断,并非是排斥绝缘检测。只是想使更多科技馆内的电气设备维护人员在谈及电气设备检测时,不仅能想到绝缘检测还能探索出绝缘检测之外的其他方法,不被这一项所禁锢,而是不断丰富电气设备故障监测与诊断的内容。也希望维修人员可以努力提高自身专业素养,从各个方面来思考解决问题的方法,推动学科的进步。 4结论 本文首先介绍了科技馆展项电气设备维修的必要性,因为准确及时的维修可以极大避免电气设备使用寿命缩水,也是在为科技馆节约资金,便于科技馆自身的运行维护。其次文章中概述了科技馆展项的电气设备维修工作现状,不仅仅与电气设备自身的工作性能与使用环境有关,也与科技馆内相关管理人员对馆内的建设布局有关,希望相关人员可以更加深入思考科技馆内电气设备的安置运行,而不是白白消耗设备寿命。最后本文还探讨了科技馆电气设备工作中存在的不足之处,如状态预测技术尚未成熟,不能完全相信数据,除此之外也没有突出状态维修中各项技术的特殊要求,最后也指出了相关从业人员的专业素养亟待提高,希望我的文章能够对维修工作人员提供参考。 作者:赖培立 单位:广东科学中心 电气科技论文:小议电气试验实训在电力科技人才培育中运用 电气试验在电力系统生产中占有举足轻重的地位。电力系统运行着众多的电力设备,而电力设备的安全运行是保证安全可靠发供电的前提。电气试验人员在保证电力设备安全运行方面担负着重要责任,电力企业对电气试验从业人员的能力和素质提出了较高要求。而电气试验是一门实践性很强的技术,依靠传统的以理论讲授为主的人才培养模式达不到培养学生实践动手能力和职业素质的目的,导致学生入职后不能尽快进入角色,因此,有必要在电力技术人才培养中实施电气试验实训。电气试验实训是立足于电气试验实训室建设,按照电力企业电气试验的标准化作业流程来组织教学的,学生有动手操作的条件,且在教学实施过程当中充分体现了职业性,很好地解决了上述难题。 一、电气试验实训室的建设 1.电气试验实训室的基建 四川电力职业技术学院(以下简称“学院”)于2008年7月被教育部和财政部确定为“国家示范性高等职业院校建设单位”,共批准了6个示范建设专业和48个实验实训室(区)建设项目。电气试验实训室建设项目正是其中之一,将以高压实验室为基础进行扩建。 学院原有的高压实验室是为满足“高电压技术”课程教学需要而设立的,教学仪器设备少,仅能开展几个常规的高压试验项目和气体放电的验证性实验,因场地和课时有限,基本上都由教师演示给学生看,学生动手机会少且与生产实际脱节,不利于培养学生的动手能力。为建设好电气试验实训室,秉承学院“服务川电、面向全国、走向市场、科学发展”的办学指导思想和“植根电力,与光明同行”的办学理念,按照“资源优化、实践为主、工学结合”的思路,加强与行业内电力企业的合作,组织教师进行调研,与来自四川省电力公司等企业专家讨论,共同制订建设方案。 考虑到变电检修实训场地和一次设备以及投资费用、教学安全等因素,实训室的基建以试验仪器设备购置为主,能基本实现电力设备预防性项目试验方法、原理和结果分析判断等实训功能,满足“实践教学、技能培训、职业技能鉴定和资格认证、生产技术服务及承办技能比武”的要求,确保每一位学生有足够的训练时间和操作次数,达到真正掌握各项试验技能的目的,并体现出建设的先进性、生产性、综合性、开放性和示范性。 项目建设方案获得批准后,学院按照要求有条不紊地进行了设备招标采购、合同签订、到货验收、配套设施建设等各项工作,确保了建设项目的顺利进行。 2.电气试验实训项目的开发 电气试验实训项目的开发是实训室建设的另一项重要任务,关系着项目的建设成效。 实训项目的开发既要满足专业教学标准的要求,为校内生产性实训提供良好条件,践行“工学结合,以就业为导向”的人才培养模式,又要服务于企业、社会的培训功能需求,可以对电力企业生产岗位人员进行岗位技能训练,实现校企合作,共建共享,培养电力行业和社会需要的高素质技能型人才。因此,和供电企业专家一起共同开发了55个实训项目。在设备采购合同签订后,编写了《电气试验实训指导书》。这本指导书是参照企业电气试验工作的标准化作业流程,在按照教学规律提炼加工后,以教学模块形式展现,共有55个具体试验项目的实训指导书。考核标准采用的是《四川省电力公司电气试验岗位技能考核标准》,实现学院与企业岗位的有效对接。这些教学资料的准备一方面能满足“电机设备运行与检修”、“电气设备检修”、“高电压技术”和“电气设备运行与维护”等专业课程的教学需求以及电气试验实训环节的教学需求,培养在学校生具有电气试验的基本能力,为今后从事变电运行、变电检修和电气试验工作打下一定的基础。另一方面还能有效服务社会,承担培训和技术服务等工作,服务于四川省电力公司电气试验工的技能培训,同时兼顾变电检修工的岗位资格培训、在岗学习、技能调考、职业技能鉴定、优秀技能人才选拔等需要以及四川省电力公司新进人员和电力类专业毕业生技能训练。 二、电气试验实训的教学特点 1.实训教学场地机动灵活 为模拟真实的企业工作环境以及适应电气试验实训项目增多的变化,电气试验实训突破了原有实验室的场地限制和被试设备的依赖,将变电检修实训场地及其电力设备一并作为教学设施开展电气试验实训教学。电气试验实训教学没有固定场所的限制,可根据需要随电力设备流动,只要具备试验条件就可以开展实训教学。 2.实训教学以点带面 实训项目的开展依赖于电力设备的配置。鉴于教学场地和投资有限等因素,作为被试设备的电力设备不可能包含生产性企业所有种类、规格的设备,但设备配置尽量兼顾了代表性和前瞻性。因此,电气试验实训项目的选择和开展要立足现有电力设备进行以点带面的教学,辅以教方法、教思路,注重能力培训,让学生到工作岗位后仍然不落伍。 3.实训教学情境现场化 首先是电力设备模仿变电站间隔进行布置,其次是配备了与企业班组水平一致的工器具,最后是相关的安全设施一样不少,电气试验完全可以现场化。一个合格的电气试验人员首先要具备全面的安全技术知识、良好的安全自我保护意识。对于在学校学生来说,安全也是第一重要的。在学校学生没有从业经验,必须在一定的情境中强化他们的安全意识。 4.实训动员 为强调电气试验工作的严肃性和安全的重要性,要在实训前对学生进行动员,将电气试验工作与医生的诊病工作进行对比,医生给人看病需要责任心、识、技能、经验及不断改进的医疗检测仪器与手段,电气试验人员也同样需要责任心、知识、技能、经验及不断改进的试验仪器与技术。要让学生认识到,电气试验人员的工作失误可能既危及电网及电力设备的安全又危及自身及他人的生命安全,这就是悬在所有电气试验人员头上的“达摩克利斯之剑”,在教学中必须要贯彻始终。 三、电气试验实训的教学组织 电气试验实训教学过程体现了工学结合,是参照四川省电力公司标准化作业流程的要求进行的,目的是确保学生入职后能尽快进入角色。实训教学过程分为试验准备、试验、试验总结和考核这三个阶段,每个阶段按照实训指导书都有具体的要求,学生在实训过程中完成必须的工作任务,教师完成对学生操作技能、工作态度等的考核。 1.试验准备 (1)准备工作安排。在教师的指导下,学生一要现场勘察,掌握现场实际情况;二要做好技术准备,相关技术资料准备齐全,制订试验方案并获得批准。 (2)作业人员要求。学生(现场作业人员)的身体状况、精神状态良好;具备必要的电气知识,基本掌握本专业作业技能及《电业安全工作规程》的相关知识;教师必须具备电气试验实训指导资格。 (3)仪器仪表和工具点检。学生按照指导书的要求逐项核查试验用仪器仪表和工具的名称、规格和数量。 (4)危险点分析。教师向学生详细交代试验中可能危及安全的事项:作业场地的特点,如带电、交叉作业、高空等可能带来的危险因素;工作中使用的仪器仪表、设备、工具等可能带来的危害或设备异常;操作程序颠倒、接线错误、操作方法的失误等可能带来的危害或设备异常;学生身体状况不适、思想波动、不安全行为、技术水平能力不足等可能带来的危害或设备异常;其他可能带来危害或造成设备异常的不安全因素。 (5)做好安全措施。教师向学生交代安全措施:接拆试验电源应采取的措施;使用各类工器具的措施,如梯子、电动工具等;特殊工作措施,如高空作业等;专业交叉作业措施,如检修、保护传动等;设备加压应采取的措施,被试设备设围栏、加压前注意监护并大声呼唱等;试验过程中仪器仪表移位、消除故障的措施;试验结束后,接地放电、拆除试验线和短路线的措施;对危险点、相邻带电部位所采取的措施;工作票中规定的安全措施。 (6)试验分工。教师明确每个学生所承担的试验项目,明确每一项试验项目的接线人和仪器操作人。 2.试验 (1)开工。办理工作票,在现场教师以工作许可人身份向学生交代工作票及安全措施,教师又作为工作负责人和学生共同负责检查安全措施;教师交代工作票内容及危险点;学生在工作地点设安全围栏,向外悬挂“止步,高压危险”标示牌,至少每5m一个标示牌。 (2)试验项目和操作标准。教师交代试验项目、方法、接线、安全措施注意事项、试验结果判据和责任人。试验器具应靠近被试电力设备,所有带电部分应互相隔开,面向试验人员并处于视线之内。操作者的活动范围及与带电部分的最小允许距离应满足规定要求。因试验需要断开电气设备接头时,拆前应做好标记,恢复连接后应进行检查。试验接线应清晰明了、正确无误,操作顺序应有条不紊。 (3)竣工。学生关闭试验电源、拆除试验线;清点工具、回收材料、清理工作现场,不留任何物品;教师检查现场恢复情况后,学生撤出试验现场,填写试验记录,办理工作票终结手续。 3.试验总结和考核 (1)学生应根据试验记录,对试验项目、测量数据、被试设备名称和编号、仪器仪表名称、气象条件及试验时间等进行详细记录,作为分析和判断设备状态的依据,对被试电力设备做出整体评价;记录存在问题及处理意见。 (2)教师对学生执行指导书情况进行考核,重点考查学生对安全技术知识的掌握情况和试验技能的掌握程度以及实训过程中表现出来的工作态度、工作能力、团队合作精神等综合素质。学生只要具备了基本的安全技术知识、较为熟练的试验技能和严谨的工作作风,就可以评定为“合格”等级。 四、电气试验实训教学过程中要注意的问题 电气试验是一门实践性很强的技术,因此在实训教学过程中,首先要注重学生试验技能的培养,要求学生熟练地掌握试验方法,正确地使用试验仪器,能对被试电力设备进行正确的试验,还要注意从以下几个方面引导学生逐步提高发现问题、分析问题和解决问题的能力:对试验中的环境条件、被试电力设备外部状况、试验中各种干扰对试验结果的影响进行分析排除;对电力设备除了掌握其原理外,还要对其内部结构、绝缘材料、导电材料、主要部件及其在运行中的工作状况进行了解,关注容易出问题的部件及故障原因,这些故障与哪些试验参数相关,会引起哪些参数发生变化,可以通过哪些试验手段、项目检测出来。 五、结语 综上所述,要将电气试验实训办好,达到培养高素质技能人才的目标,实训室必须设备设施齐备,教师要按照电力企业标准化作业流程组织教学,培养学生的试验操作技能和根据试验结果分析判断被试电力设备状况的能力,并在实训中强化学生的安全意识和严肃认真的工作态度,以确保学生入职后能尽快进入角色。 电气科技论文:电气信息类大学生科技创新实践能力的培养途径分析 【摘要】高级工程技术应用型人才的培养是国家发展的战略核心,针对电气信息类大学生科技创新实践能力的培养,本文通过基础知识学习与综合素质培养并重、加强实践与实验类课程及实训实习类教学环节、引导学生积极参与科技创新实践活动、重视指导教师的积极引导作用几方面做了分析与阐述。 【关键词】科技创新实践能力;培养途径;培养模式 1.研究背景和意义 自主创新是建设创新型国家培养创新型人才的关键, 是我国的发展战略核心。随着社会发展,人才是科技进步、社会发展的决定性因素之一,尤其是具备科技创新实践能力的新型人才。高校作为创新型人才培养的主体场所,对人才素质的培养至关重要,越来越多的高校以培养学生的创新思维、实践动手能力和科研科技创新实践能力作为人才培养目标。大学生的科技创新实践能力与自身因素有关,还收到外界校园学习与锻炼的环境制约,如学校课程体系结构、指导教师的综合能力、学校对学生开展各类活动的关注程度和政策倾斜等。因此结合社会需求,明确大学生具备科技创新实践能力的特性,分析影响大学生科技创新实践能力的因素,探讨如何培养大学生的科技创新实践能力具有十分重要的意义。 电气信息类大学生具有自己的学科特点和专业特点,对于他们的科技创新实践能力的培养有几方面途径,如注重基础知识学习与综合素质培养同时进行;课程体系建设方面注重实践与实验类课程及实训实习类教学环节的设置;鼓励学生广泛参与专业相关的如大学生电子竞赛类的活动等。本文即对如何培养电气信息类大学生科技创新实践能力的培养途径做了分析与阐述。 2.基础知识学习与综合素质培养并重 以培养具有科技创新实践能力的高级工程技术应用型人才为培养目标,制订了新的人才培养方案。在基础知识学习与综合素质培养并重的科技创新实践能力人才培养指导思想的基础上, 根据不同专业发展和社会需求特点, 制订了学科交叉、凸显应用性特质的课程体系,形成了各具特色的创新性人才培养方案。其中理论课程(包括实验)与实践教学环节(包括创新与素质拓展教育)的学时比例保证在3:1左右,保证理论基础知识学习的同时,在课内的实验实践课程上让学生的综合素质得到锻炼。 基础知识学习与综合素质培养并重大学生正处于身心、学识不断发展的阶段,在外界环境和自身因素的作用下,他们表现出主动性、实践性、协作性、发展性的特点。大学生科技创新实践能力要关注他们专业知识的学习,更要关注对他们综合知识、思想品德方面的培养。加强学习深度、拓宽学习的宽度,扩充知识储备,鼓励学生多参与社团活动与社会实践,敢于怀疑、敢于质疑,勇于向权威挑战。培养敏捷的思维理性的判断力、楚初的毅力以及强烈的好奇心。使其具备丰富广博的基础知识和全面发展的综合素质。 3.加强实践与实验类课程及实训实习类教学环节 以工程应用为主线, 按知识模块构建课程群体系, 强化学科的系统性和完整性。课程体系分为六大模块,分别为公共课、基础课、专业基础课、专业课、实践教学环节和创新与素质拓展教育。理论课分为必修和选修部分,实践教学环节包括课程设计及实习实训,如电气工艺实习、专业实习、毕业实习、单片机课程设计、传感器技术课程设计等;实践教学内容以理论学习和应用为目的,引导学生在实践教学环节中边学边做。开设大型综合性、设计型实验课, 培养学生的知识运用能力、动手能力、独立分析问题解决问题的能力,激发学生内在的科技创新实践能力。 建设设备先进,功能完善,特色明显的电气类实验教学中心,建立校内外实习实训基地,为学生基本技能训练和具有科技创新实践能力的人才培养提供实践教学平台。加强学生综合素质培养的同时提升教师的实践教学能力。 4.引导学生积极参与科技创新实践活动 各电气类科技创新实践活动,如大学生电子设计竞赛、大学生创业创新素质训练项目等,引导学生积极参与其中,对科技创新实践能力也有极大的促进作用,可以培养学生的创新思维,激发学生的创新动机,提高学生的创新技能。同时促进对于处理人际关系的能力的培养、良好的团队协作精神的培养,并在活动过程中获得充分的自我肯定与自信心。 组织学生参与科研项目与活动,鼓励积极参加课题设计与研究,把科研成果引入本科教学,使学生接触本学科的科研前沿。引导学生进行科技作品设计、撰写学术论文、数学建模,选择经验丰富的教师作为指导,组织学生参与创新设计与制造等为主要内容的课外科技创新活动。 5.重视指导教师的积极引导作用 在对学生科技创新实践能力的培养过程中,指导教师具有不可忽视的引导性作用,尤其是在学生创新人格、创新技能的培养方面。学生在活动中个人表现出的新意识、个性与特质,指导教师要给与及时关注,并予以肯定与鼓励,正确引导其发展,对其创新人格的培养和创新技能的提升起直接作用,从而使学生逐步具备创新意识和独立解决问题的能力。指导教师的有效指导能提高大学生的科技创新实践能力。指导教师的自身素质对大学生的科技创新实践能力提高起积极的引导作用。 指导教师应加强具自身素质的提高,使自己具有较高的学术水平;在科技创新实践活动中应鼓励学生有批判质疑精神;在活动中与学生经常互动,将学生的主动性与积极性充分调动起来,发掘学生的创造性思考能力。使学生可以运用所掌握的知识创造型的解决新问题。 6.总结 大学生的科技创新实践能力对其自身发展起到至关重要的作用,包含科学研究能力、专业实践能力、创新创业能力等方面。科技创新实践能力的培养是一个复杂的系统工程,尤其是电气信息类学生,从人才培养模式到课程体系建设,各个环节都必不可少,要不断探索电气信息类高级工程技术应用型人才培养方式中的普遍规律,不断提高学生的科技创新实践能力。 电气科技论文:施耐德电气Galaxy VX 自带多项“黑科技” 日前,施耐德电气IT业务部举办了“遇见璀璨V星”厦门工厂客户体验日暨Galaxy VX新品会。本次活动的一个重要内容是与中国用户分享Galaxy VM落地厦门工厂后的本地化成果,同时在用户的见证下Galaxy VX。 Galaxy V系列是施耐德电气2014年推出的一个高端UPS品牌,包含有多科技创新成果。此番推出的Galaxy VX是该系列的第二款产品,是一款主要面向大型、超大型数据中心的大功率UPS。 Galaxy VX是一款超高能效、高可靠、可扩展的三相不间断电源,系统扩展采用250kW功率的柜体扩容系统,在初始安装完成后可通过添加机柜来实现负载增容或提高冗余度,适用于Colo托管型数据中心,工业、半导体、金融及工业制造以及医疗行业的大型及超大型数据中心用户。 这款被视为新一代UPS代表的Galaxy VX具有超高能源效率、模块化、可扩展等特点,可为执行关键任务的业务系统提供有效可靠的三相电源保护,以避免核心业务系统发生故障停机和数据丢失。 而Galaxy VX之所以具有这么多的优势,原因在于其集中了众多UPS的前沿技术,比如,施耐德电气创新的四电平逆变专利技术、自如切换的三种运行模式(双变换、ECO模式和E变换)、冗余模块化设计以及兼容锂电池在内的多样化储能选择。 在这些创新技术中以四电平技术和E变换运行模式尤为优秀,其中的四电平是施耐德电气的专利技术,而E变换模式则是施耐德电气迄今为止专门为UPS申请注册的三个商标之一。 电气科技论文:电气信息类大学生科技创新能力培养的研究探索 摘要:为适应激烈竞争、富有创新的时代要求,高校应加强大学生的科技创新能力特别是创新精神的培养。本文基于电气信息类大学生科技创新能力培养的本质特点,对大学生科技创新能力培养的途径和方法、条件和保障等方面进行了研究探索,对高校能够起到一定的借鉴和指导作用。 关键词:电气信息类;科技创新;大学生;能力培养 随着信息化时代的快速发展和全球经济一体化的到来,国民经济的各个行业已经被电气信息类技术所渗透,因此社会生活的各个方面对电气信息类人才的要求也越来越高。在国家倡导的“创新驱动发展”的战略要求下,高校应紧跟时代的步伐,高度重视电气信息类创新人才的培养,特别是具有科技创新精神和创新能力人才的培养。本文根据电气信息类专业的特点以及该行业对科技创新能力的特殊要求,结合河南城建学院应用型人才培养的思路,探索如何加强大学生科技创新能力的培养,突破原有课程的界限,对教学体系进行整体优化,重点在培养学生的创新意识、启发创新思维、培养科技创新能力。 一、大学生科技创新能力的含义及本质 在科技迅速发展的今天,一个优秀的大学生须具有创新能力,特别是科技创新能力。而电气信息类大学生在思维方式和专业知识上,以及在将来所从事的科研或设计等工作上,都和科学信息技术保持着密切的联系。大学生的科技创新能力培养的内容包括对大学生基本素质的培养,即大学生在面临艰巨问题时,能够有恒心、有毅力,在面对具体科研和设计问题时,能具有一定的想象力、思维力和洞察力,并且要培养大学生的志向和兴趣。因此,大学生的科技创新能力指大学生在科学思想和技术思维指导下,能够运用科学信息的先进理论和方法,在创造性发明领域进行开拓创新,从而取得新的科技成果的能力。其本质是创造性思维能力,在面对任何问题时,并且在发现问题和解决问题的过程中,能够表现出科技创新能力人才的基本素质及基本特征。 二、电气信息类大学生科技创新能力培养的途径和方法 (一)改革和优化当前教学模式 对于课堂教学,应充分发挥学生的主观能动性,教学方法实现由“注入式”向“启发式”、由“教师主宰”向“学生主导”、由“重结论”向“重过程”转变,营造创新型课堂。对于教学手段,实现多媒体与板书的有机结合,并且要求教师能够熟练运用计算机软件来设计课程和教学。对于教学管理,注重发展个性教育,强调因材施教,为培养大学生各方面的发展提供良好的环境和空间。 (二)建立相关创新型课程体系 以培养电气信息类大学生的设计能力为主线,优化相关课程的设置。大学生在大一大二的课程学习中具备专业基础课程的相关理论,这些理论虽各有侧重,又相互配合。在大三大四的课程体系中,加强综合知识的学习力度,将相关理论应用到工程实践中去,建立创新型课程体系。对实践和应用性较强的课程进行课程改革,诸如:FPGA和CAD等课程,可以进行相应改革,变传统授课为师生交流性探讨和实用性、应用性授课,变理论说教为实践应用,发挥学生个性品质中的协作特征,最大程度的激发他们的创新潜能。 (三)开展各类大学生科技创新竞赛活动 为了对课堂教学进行延伸和拓展,可以举行各类科技创新竞赛活动,从而激发学生的创新兴趣和创造潜能,并为培养大学生团队协作意识提供有效的途径。大学生在科技创新活动中,充分利用所学专业知识,加强与其他同学的沟通和交流,并能使所学的知识视野进一步开阔,知识结构更加完善,最终提升学生的就业综合竞争力。例如鼓励学生积极参加全国大学生电子设计大赛、“西门子杯”工业自动化竞赛、GE大赛、飞思卡尔智能汽车设计竞赛、“亚龙牌”智能建筑设计竞赛、“互联网+”竞赛等,并取得了优异的成绩。通过参与这些竞赛,学生能认知本专业相关知识,更好地将专业知识应用于实践,培养了学生的团队协作能力及科技创新能力。 (四)建设科技创新实验室 创新来源于实践,而科技创新实验室搭建了一个大学生走向实践的平台。科技创新实验室的建设,除了兼顾各专业的课程设计与毕业设计等本科日常教学外,最主要的是提高大学生的工程实践、创新意识和科技创新能力,即促进大学生课外科技活动和学科竞赛活动的健康持续发展,同时还可以为教师的科研工作提供实验服务平台。 河南城建学院电气与信息工程学院建设有实训创新实验室、全国电子设计大赛创新设计实验室、电路制版实验室、飞思卡尔智能汽车设计实验室、与美国通用公司GE联合建立的智能化自动化控制实验室等,以培养国家和地方经济建设所需要的电气信息类应用型人才打下良好基础。同时创新实验室对学生开放力度进一步加大,制定相关制度,鼓励学生进入实验室,并且合理引导,培养学生实践兴趣,提高实验室利用率。实验室为低年级学生精心设计一定的验证性和综合性实验项目,为高年级或实践应用能力强的学生设计创新设计性实验,积极发挥实验室在学生科技创新能力培养中的作用。 (五)探索产教融合人才培养新模式 牢固树立党的十八届五中全会确立的“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,积极探索产教融合、协同育人的人才培养新模式,加快电气信息类大学生科技创新应用型人才培养。院系与地方企事业单位联合建立多个大学生实践基地,与多家单位签订了校企合作协议。学校积极融入区域经济社会发展,更好地与当地创新要素资源对接,引领区域经济的新产业、新业态发展,形成创新人才培养和技术创新的新格局。 三、培养大学生科技创新能力的条件与保障 (一)建立健全组织管理机构 学校设立了科技创新能力培养领导小组和学术指导小组,领导小组由教务处、科研处、财务处、学生处、共青团以及各院系等相关部门的负责人组成,领导小组制定相应的政策措施,加大科技创新能力培养资金的投入,加强创新基地的建设,营造良好的科技创新文化氛围,推广应用科技创新项目,并对各院系提交的问题进行分析和解决。学术指导小组由学校各方面的专家、社会上的有关专家和企业专家组成,其职能包括对学生的科技创新项目审核评定、对受资助的创新项目进行监督和指导、制定相关政策、对校级科技创新竞赛进行评审及技术指导。 参照学校的组织管理机构,院系也设立相应的活动领导小组和学术指导小组,并充分发挥院系学生会的自我管理,学生社团的自我服务,科技创新团队的自我培养教育等功能,从而充分调动大学生群体参与科技创新的积极性。 (二)健全科技创新活动的奖励机制 为了培养高素质的科技创新人才,提高学生创新能力,增强学生创新意识,学校下发相关文件,对参加各种科技创新活动并取得名次的学生给予物质和精神奖励。同时将科技创新成果与学分挂钩,如学生参加飞思卡尔智能汽车设计竞赛、全国电子大学生设计大赛等,可根据竞赛获奖级别取得一定的学分。再者建立对指导老师的奖励制度,如设立优秀指导教师奖、对教师指导学生参与科技竞赛给予计算工作量等方面的制度。 (三)加强科技创新指导教师队伍的建设 科技创新能力培养中,指导教师至关重要。教师不仅要传道、授业、解惑,更应该培养学生的创新精神、启发学生的创新思维。教师须有科技创新意识,进行科学研究,才能站在新的高度去构思培养人才的新途径。教师要不断更新知识结构、具有获取新知识的敏感性和求知欲,大胆地吸取新概念、新知识、新技术。同时加大“双师型”人才建设力度,鼓励并督促教师深入一线学习,丰富其工程实践素养,更好的服务学生,为培养创新型人才打下坚实的基础。 四、结论 培养更多科技创新能力强的电气信息类人才,是社会发展的必然需要,是高校教育工作者义不容辞的责任。高校需抓住机遇,迎接挑战,把培养科技创新能力强的大学生与社会进步和经济发展紧密联系,为各行各业源源不断输送人才,以满足知识经济的挑战,实现科教兴国。 电气科技论文:家园电气公司科技创新潜力巨大 摘要:家园电气公司采用索洛增长速度方程这一数学模型,分别计算了先后两个时期的科技进步率,准确测定了科技进步在企业发展中的巨大作用。 关键词:科技创新,增长速度方程,科技进步率,产出弹性。 一、科技进步在家园电气公司发展中的巨大作用 家园电气公司创办于20世纪80年代,开始几年是探索阶段,90年代是粗放型发展,2000年总产值达到4000万元,比1990年320万元增长11.5倍,平均每年递增28.73%;进入21世纪,努力实行科技创新,逐步实现集约型发展,到2011年总产值达到20.88亿元,比2000年增长51。2倍,平均每年递增43。27%,这11年高速发展的主要因素是科技创新。 应用美国经济学家索洛创立的增长速度方程,分别计算上述两个时期的科技进步率,即科技进步对总产值增长率的贡献,就可充分论证科技创新在企业发展中的作用。索洛创立的增长速度方程为:y=a+ ak+bl 式中:y 为产出增长率; a 为科技进步率; k 为资金增长率; l 为劳力增长率; a为资金的产出弹性; b为劳力的产出弹性; ak为资金投入增长对产出增长率的贡献; l为劳力投入增长对产出增长率的贡献。 增长速度方程中的增长率,均系平均增长速度。科技进步率,是产出增长率扣除生产要素(资金、劳力)增长对产出增长率的贡献后的余量。科技进步率的计算,可对索洛增长速度方程移项,得到科技进步率方程,即:a= y- ak-b l 家园电气公司总产值、资金、劳力资料见表1 总产值增加绝对值:2000年比1990年增加绝对值=4000 320=3680万元; 2011年比2000年增加绝对值=208800 4000=204800万元。表1中年均递增率是几何平均数。 以上分析表明,家园电气公司进入21世纪以来,总产值高速增长,有资金和劳力投入增长的贡献,但主要是科技进步的贡献,1991年至2000年总产值年均递增28.73%,其中,科技进步率为10.76%,占产出增长率的37.45%;2001年至2011年总产值年均递增43.27%,其中,科技进步率为22.67%,占产出增长率的52.39 %,仅此增加总产值超过10亿元。 二、家园电气公司的科技创新 家园电气公司的科技创新是广泛的、深刻的。主要有以下几个方面: 1、大力创新技术,保证产品质量,不断提升市场竞争力。厂房、设备、工艺、技术力争全国一流,为客户服务追求卓越。因此,市场不断扩大,从湖北到北京,从北京到天津、上海、重庆,然后扩展到许多个省。 2、不断开发新产品,适应各类用户需要。上世纪末主要生产二十多种高低压配电设备,随着市场扩大,用户增多,技术的进步,新产品不断被开发出来,现在已达到五十多个品种。 3、体制创新。实行统一领导、分级负责、自主经营、自负盈亏的管理体制,最大限度的发挥各级、各部门,以及每一位员工的积极性。 4、企业文化创新。公司创造了帮就业、帮创业、帮立业,温暖和谐,昂扬向上,追求卓越,奉献社会的企业文化,使公司具有凝聚力和旺盛的生机活力。 科技创新是永无止境的,家园电气公司的广大员工,正满怀信心地在集约型发展道路上飞奔,继续提高科技进步率,努力走向全国,走向世界。 电气科技论文:地方高校电气电子信息类学生科技创新能力培养探析 摘要:近几年来国家对大学生的工程和创新能力培养高度重视,其宗旨就是提高大学生的工程和创新能力。根据地方高校电气电子信息类学生科技创新能力特点,通过科技竞赛从培养大学生科技创新能力主要内容、培养大学生科技创新能力途径与方法、培养大学生科技创新能力条件与保障3个方面进行研究,对大学生创新能力培养做了初步探索和实践,对地方高校能够起到一定的指导和借鉴作用。 关键词:科技创新;大学生;指导教师;能力培养 一、导语 近十多年来,我国高等教育获得了迅速发展,高等教育毛入学率已达到27%,但学生适应社会和就业创新能力不强。为了培养大学生科技创新和就业能力,教育部十二五规划教育纲要第七章提出高等教育(十九)提高人才培养质量,全面实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”。创造力是体现科技创新能力的根本标志,正如哈佛大学校长陆登庭所说:“一个人是否具有创造力,是一流人才与三流人才的主要区别”。许多学者在研究中发现,科技创新能力与个性有密切关系,追踪调查发现:有科技创新能力与无科技创新能力之间的差异主要不在于能力,而在于个性特点的不同(如是否勤奋、刻苦、有恒心、有毅力等)。他们认为,组成科技创新能力的因素应包括这样两部分:智能因素和非智能因素。智能因素主要指观察力、记忆力、想象力、思维力等;非智能因素主要指志向、兴趣、意志等。我们认为科技创新能力人才除应该具备一般人才的特征外,还应具有强烈的创新意识、创新精神和创新能力,也就是要具备创新素质的人才。[1] 本研究主要从佳木斯大学信息学院电气及自动化、电子信息及通信、计算机科学与技术等专业入手,总结几年来培养学生科技创新能力经验。 二、大学生培养科技创新能力培养的主要内容 1.培养大学生勤奋、刻苦、有恒心、有毅力的精神 勤奋、刻苦、有恒心、有毅力是科技创新能力人才的基本素质,也是成功人士的的基本素质,这是放之四海而皆准的道理。如何培养大学生勤奋、刻苦、有恒心、有毅力精神是大学教师面临的艰巨问题,宏观的道理基本差不多,但是微观上大学生各个个体不同、各个学校的条件情况不同,方法和措施必须具有针对性。 2.培养大学生观察力、记忆力、想象力、思维力 观察力、记忆力、想象力、思维力等是科技创新能力人才的基本特征,观察力是洞察事物的规律,非凡的记忆力可以记录大量信息,对于后续关键的信息梳理和取舍至关重要,想象力、思维力是科技创新和创造力的源泉。 3.培养大学生志向、兴趣、意志 做任何事情必须有目标,没有目标就没有方向,没有方向就没有成功可能,所谓目标和方向对大学生来说就是志向,大学生的兴趣至关重要,当今大学生大部分是独生子女,条件比较好,往往以自我为主,自己对什么感兴趣就愿意去做,不感兴趣往往是敷衍了事。教师应充分认识到这一点,培养大学生的兴趣和意志。 三、大学生科技创新能力培养的途径与方法 1.构建科技创新环境和氛围 为了确立大学生的志向和目标,营造科技创新环境和氛围,学校从2008年开始开展科技创新能力培养。在此之前只有电气自动化开放实验室、电子协会、ACM小组等,电气自动化开放实验室由电气工程系主办,电子协会由电子信息系主办,ACM小组由计算机科学与技术系负责,只是完成一些基本的培训。2008年开始学院把以上科技创新组织统一为信息电子技术学院科技创新基地,由相关院长书记亲自抓这项工作,明确各自工作,具体落实场地、仪器、器件、经费等。 为了吸引更多的学生积极参加科技创新活动,学校布置科技作品展区和展版,展出获奖作品和获奖证书(彩色复印件),展示科技创新优秀学生事迹。每年学校召开科技创新活动表彰奖励大会,表彰奖励在科技创新活动中做出突出贡献的师生,学生参加科技创新活动非常踊跃,仅以参加大学生电子设计竞赛为例,学院2008年3个队参加,2009年6个队参加,2010年12个队参加,2011年16个队参加,2012年18个队参加,2013年21个队参加,获奖队数也逐年增加。 2.根据不同专业的学生确定不同科技创新培养方向 学院目前有计算机科学与技术、生物医学工程、通信工程、电子信息、自动化、电气工程及自动化等6个本科专业,根据专业特点,计算机科学与技术专业学生的科技创新以程序设计为主要方向,参加ACM国际大学生和“蓝桥杯”程序设计竞赛,其他5个专业以电气电子电路和自动控制设计为主要方向,参加大学生电子设计竞赛。其中生物医学工程、通信工程、电子信息专业的学生在通信和信号电子电路方面进一步加强,自动化、电气工程及自动化专业的在运动自动控制设计方面进一步加强。 采用案例教学法培养大学生的勤奋、刻苦、恒心、毅力,把优秀毕业生请回来作报告,讲述他们的成功经历。让大学生参加老师的科技项目,培养观察力、记忆力、想象力、思维力等能力。 3.根据不同层次的学生采取不同科技创新培养方式 参加科技创新的学生基础知识和能力水平参差不齐,针对这种情况采取初级、中级、高级三级培养方式,即:对于低年级的学生和初学者进行元器件的认识和电路板设计与制作初级培训,同时进行兴趣培养;对于有一定基础的学生进行单元电路设计中级培训,同时进行C语言程序设计、嵌入式系统的设计等培训和训练;对于基础好能力强的学生主要进行竞赛高级培训。竞赛对科技创新能力培养意义重大,竞赛是一个增长知识、交流信息的过程,是全面展示学生勇气、雄心、才能、智慧、风度和口才的最佳时机之一,是向小组成员和有关专家学习、请求指导的好机会,是学习、锻炼辩论艺术的一次良机。 四、培养大学生科技创新能力的条件与保障 1.设立科技创新活动领导小组 学校主管学生工作副书记担任组长,学校主管教学、科研工作的副校长任副组长,成员包括团委、学生处、研究生处、科技处、教务处、学生就业指导处、财务处及各学院(系)主要负责人。领导小组定期召开会议,制定或审定主要制度,通过年度工作要点,决定重要事项及年度预决算,监督资金使用,并对学院(系)提交的相关问题进行协调和裁决。成立由主管教学、科研工作的副校长任组长的专家指导委员会。专家指导委员会为学生科技创新项目评定审核及技术监督的最高机构,对学生科技创新项目进行评定审核,对受资助的项目进行指导和监督,定期召开学生科技创新项目评审会议,指导制定相关政策,负责校级科技竞赛的评审及技术指导工作。[2] 2.建立健全科技创新活动的奖励机制 为培养高素质创新人才,增强学生创新意识,提高学生创新能力,下发《佳大校发[2010]8号》文件至各个单位,经学校选拔参加省赛区竞赛获一、二、三等奖者,分别奖励1500元、1000元、500元;参加全国决赛获一、二、三等奖分别奖励学生3000元、2500元、2000元;指导教师按照学生的奖励办法同等金额奖励。校级学生科技创新竞赛一、二、三等奖分别奖励500元、300元、200元及证书;指导教师一、二、三等奖分别奖励300元、200元、100元及证书。学院科技创新活动90%以上是以作品形式完成的,也就是实物,这就要求必须有经费支持才能完成。按照学校文件可以申请项目资助经费:一般项目在500元至1000元,重点项目在1000元至5000元。学院领导从校长基金、教务处、团委、科技处等多方筹集经费,大力支持学院科技创新活动。[3] 3.参加科技创新活动师生享有优惠政策 针对教育部的《关于做好“本科教学工程”国家级大学生创新创业训练计划实施工作的通知》,佳大下发校发[2012]21号文件,教职员工指导学生科技创新创业活动可以增加教学学分,可以申请学生科技创新采用活动项目,按学校教科研项目对待,指导学生获奖者,同等情况下在评优、职称晋升等方面给予倾斜。学生在科技创新创业活动获奖的可以减免相应的学分,获奖科技创新创业活动作品可以作为毕业设计,以优秀成绩记入,同等情况下在评优、竞聘学生干部、入党等方面给予优先。 4.科技创新指导教师队伍的建设 科技创新离不开指导教师和学生,指导教师至关重要,指导教师必须有高尚的思想觉悟和过硬的业务素质。指导教师平时付出很多时间进行科技创新活动,学校给予的一点点补助和付出的劳动相差甚远,心里极度不平衡,这就要求必须有高尚的思想觉悟;指导学生科技创新要求指导教师真才实学,才能胜任学生科技创新指导工作。可以聘请科技创新校外辅导教师,把责任心强、有一技之长、愿意为学生科技创新活动做贡献的校外人员吸收为校外辅导教师,学院颁发科技创新校外辅导教师聘书。[4] 五、结语 我国经过10多年的教育改革和发展,尤其是“211”工程和“985”工程的建设,高等学校建设已经初具规模[5],同时也发现了一些问题,特别是工程和创新能力培养方面,教育部专门下发多个文件,可见其重视程度。经过实践表明科技创新能力可以提高就业率和就业质量[4],为学生以后的职业规划打下良好的基础。全国既不是国家重点投资又不是经济发达和省会以下城市的地方高校有200多所,也肩负培养国家人才责任,但是师资、生源、地理位置相对比较弱,在这种情况下进行创新能力培养面临许多困难,我们做了初步探索和实践,希望有一定的指导和借鉴作用。 电气科技论文:公司评级:置信电气、丹邦科技、怡亚通 置信电气:发展空间拓宽 宏源证券预测数据 与重庆市巴南区政府签订协议。5月16日,公司与重庆市巴南区政府签订战略合作框架协议,公司将为巴南区企业提供耗能数据采集、用能监测(控制)、节能评估、节能项目改造等服务。该项目是公司新发展的节能业务的首单,推断此次签订的框架协议后续将陆续进入具体项目签约阶段。 从制造厂商向节能领域拓展。5月14日公司已将经营范围增加了节能业务,包括了节能工程的咨询、设计、承包、实施和维护;节能工程的合同能源管理及金融支持服务;节能环保成套设备及产品的设计、生产、销售、安装和维护,同时成立了节能事业部。由此,公司发展的天花板就由变压器等设备的市场容量扩容至广阔的节能行业,成为公司新的战略定位。 或成国网电科院节能业务平台。节能产品及服务业务在国网电科院已经进行了一段时间的培育,由于公司此前主营非晶合金变压器属于节能产品的一种,此次业务领域的拓宽合乎发展逻辑。公司或将成为国网电科院乃至国网的节能业务的平台,并有望获得大股东在人才、技术及资金等方面的支持,将该业务迅速做大,提供未来重要的增长点。 操作策略:二级市场上,该股经过较长时间的底部调整后,向上猛攻,上涨非常强势。 丹邦科技:积极向膜材料进军 平安证券预测数据 国内软板行业龙头企业。公司是全球少数拥有完整产业链布局的厂商,技术积累深厚,毛利率常年维持在50%以上的水平。其主要产品FPC、COF等涉及电子产业链各主要环节,下游应用范围广泛。 募投产能即将释放。公司在东莞松山湖已投资4.97亿元建设柔性封装基板及COF产品项目。公司募投项目需要环评认证,由于审批进度的原因迟迟不能落地,影响了公司产能的释放。公司过往业绩的低增速有客观条件的限制,不是公司真实竞争力的体现。公司年报中预计6月份松山湖项目将投产,未来随着募投项目的达产实施,公司业绩有望迎来拐点。 FPC行业将受益于智能终端高增长。由于新一代智能终端讲求轻薄、印刷电路板设计讲究空间效率,同时又加入触控、镜头等多种功能,因此单机软板的需求不断提升,FPC为PCB产业中移动智能终端的最大受益者。 单机软板使用量及产值都将大幅提升。软板的特性就是轻薄、可挠曲,可根据空间大小及形状进行立体配线,而这些特性是符合科技产业发展大趋势的。根据IEK的数据,12年全球软板行业产值达到68亿美元,同比增长5.9%,预计13、14年将保持6个点以上的行业增速。 操作策略:二级市场上,该股走势强劲,后市经过调整有望再次上涨。 怡亚通:多头均线上攻 兴业证券预测数据 公司实现扁平化管理。公司对外投资设立13家省级公司,投资总额1.9亿元。由于380平台业务量不断增长,垂直化管理对运营效率的提升弊大于利,省级公司的设立目的是搭建深度供应链管理的省级平台,具备投融资管理及平台管理职能,兼具业务运作管理职能,实现深度公司对下级子公司的扁平化管理,为开展企业咨询服务提供便利和寻找到更多的投资机会。 当地经销商加入公司体系。除设立13家省级公司外,重庆、四川、广西省级公司还投资设立三家项目公司。项目公司与当地经营多年、渠道成熟的经销商合资能快速实现业务增长,而后者能够借助深度公司的资金、系统管理及人才优势,对经销品牌和渠道进行整合,增加对上下游话语权,并拓宽现有品牌品类,规范操作,降低经销成本,提高收益水平,达到互利共赢。 深度供应链逐渐规模化。380平台设立省级公司意味着业务已成规模,未来随着各省级公司运营效率的提升,380平台的盈利增长值得期待。而扩张过程中与原有成熟经销商深度合作的模式,保证了公司成长的动力强劲,预计此类模式未来将逐步铺开,公司成长的可持续性得到一定保证。 操作策略:二级市场上,该股呈多头均线排列的形态,投资者可积极关注。 正泰电器:前进中进行蜕变 东方证券预测数据 公司收入基本持平。一季度公司收入20.7亿元,基本持平,主要是因为经济弱复苏,下游需求启动较慢。其次,公司去年底适当调低价格,对收入增长也有影响,第三,年底厂房的搬迁对公司一季度的生产也造成一定影响。 一季度综合毛利率提升1.5%。一季度,公司的综合毛利率为29.18%,同比提升1.5%,环比下降4.08%。公司2012年的综合毛利率为29.94%。公司一季度毛利率同比提升主要来自于产品结构的调整,产品工艺的优化调整。第二个是因为去年四季度毛利率过高。 销售和管理费用率基本维持稳定。一季度公司销售费用1.11亿元,同比增长3%,销售费用率为5.37%,同比持平。管理费用1.68亿元,同比下降2%,管理费用率为8.12%,同比基本持平。财务费用为-1137万元,而去年同期为-2614万元,由于去年的几个并购,今年公司剩余资金有所减少,财务利息收入将有所减少。 研发投入上国内外并举。公司和上海电器科学研究所合资成立了电科电器有限公司,投入研发资金3.9亿元。另外,公司加强对试制中心和模拟中心的投资,并在北美设立了三个研究室。这有助于公司提升研发水平和产品质量,占领高端市场,向国际一流竞争对手靠拢。 操作策略:二级市场上,该股经过一段时间的横盘震荡后,开始缓步上攻,投资者可择机介入。 数码视讯:新型业务有望突破 中信证券预测数据 立足广电领域,布局五大业务。公司是中国最大的数字电视软件及系统提供商,产品已进入全国34个省级网络,200多个地市级网络。高科技是公司支柱板块,目前包括:硬件业务群(EMR/IPQAM/VOD/云转码),软件业务群(CA/中间件/OTT/智能终端),宽带网改业务群(CC/EPON/超光网),金融业务群(第3方支付/移动支付/电视支付)。同时公司近期开始涉足影视剧作产业。公司立足于广电领域,基本形成五大业务群的业务结构。 海外有望带来新增市场空间。公司的传统业务CA卡,跟随着国家模拟转数字的进程稳步的增长。在公司收入的占比多年维持50%左右,今明两年CA的市场主要来源于中部地区县级城市,西部地区的改造。公司积极布局海外市场,今年在印度市场有望获得新的突破。公司的另一项传统业务前端设备在国内市场份额在30%左右,处于领先位置。 新业务未来发展潜力巨大。当前公司超光网利用行业先发优势地位,面对新的巨大市场空间,产品率先推出,在开局阶段占据了绝对的市场领导地位。目前公司已经和多个省份签订了合作协议,预计今年超光网能对公司贡献的收入约在千万级别。 操作策略:二级市场上,该股自筑底反弹以来,保持良好的上涨态势,成交量显著放大。 新安股份:步入调整期 申银万国预测数据 草甘膦价格上涨,有机硅销量提升。2012年公司营业收入为61.11亿元,同比增长25.9%,公司两大主导产品的营业收入同比均有较大幅度提升,其中农药产品收入为28.32亿元,同比增长32.2%;有机硅产品收入为26.65亿元,同比增长15.1%。 盈利增量主要由草甘膦贡献。2012年公司整体毛利率上升3.52个百分点至13. 4%,其中农药产品毛利率上升9.53个百分点至12.0%,主要是因为草甘膦价格同比大幅上升。公司有机硅业务因行业景气低迷,毛利率略有下滑,因此虽然收入有所增长,但对于盈利增长贡献不多。由于公司2012年期间费用率总体稳定,因此其盈利增量主要来自于草甘膦。尤其是去年4季度以来,伴随草甘膦价格的大幅上涨,公司经营情况进一步向好,4季度综合毛利率攀升至19.3%,为近年来较好水平。 行业未来的发展空间广阔。受益于海外需求旺盛,以及国内农药市场因环保力度加大导致供应端收紧,公司草甘膦业务有望保持较高景气;有机硅行业处于低位整固阶段,但上游原料的低价有利于下游制品对于其他材料的替代,行业未来的发展空间较为广阔,公司的全产业链优势有望得到发挥。 操作策略:二级市场上,该股经过一段时间的上涨,开始冲高回落,但仍具有波段操作机会。 电气科技论文:应用科技大学信息电气类专业本科生能力培养探讨 摘要:以应用科技大学中信息电气类专业的本科生为例,从鼓励学生参与实际工程实践项目、加大企业在人才培养改革方案中的参与度、鼓励教师下企业和建立完善的学生实践考评机制等四个方面,探索如何建设以提高学生的工程实践能力为主线的人才培养方案改革,通过工程实践能力培养,促进学生知识的学习和素质的提升,使之成长为既熟练掌握基础理论知识又具备较高实践能力的高等应用型人才。 关键词:应用科技大学;本科;工程实践;能力培养 教育部“应用科技大学改革试点战略研究”项目于2013年1月底启动,旨在探索构建我国应用型高等教育体系,促进地方本科高校转型发展。共有来自13个省市自治区的30余所高校参与该项目研究。山东交通学院(以下简称“我校”)作为其中的试点单位,将在教学和管理等各个方面进行大范围深入探索和改革。其中,在学生培养方面,如何建设以提高学生的工程实践能力为主线的人才培养方案改革,通过工程实践能力培养,促进学生知识的学习和素质的提升,使之成长为既熟练掌握基础理论知识又具备较高实践能力的高等应用型人才就至关重要。目前在欧美大专院校实施的CDIO培养模式,以及我国的卓越工程师培养模式等等,都是依托于项目以起到培养学生工程能力的目的,这些以能力培养为主线,带动知识的学习和素质提高的培养模式,对我校在人才培养模式改革方面起到一定的借鉴作用。 一、我校本科生工程实践能力培养模式现状 金赛(Mc.Kinsey)全球研究所发表的一份调查报告表明,中国学生的实践能力差,创新能力弱,其中有确切数据提到,在2005年,大约60万毕业学生中只有不到百分之十的工程技术人员才适合在国际化公司工作,原因是:中国的教育偏于理论,学生几乎没有工程项目的实际训练,而欧美的学生则通过具体的工程项目,以团队合作的方式解决实际问题。[1] 对于山东交通学院来说,学校主要培养在交通行业生产一线从事工程技术和技术管理的应用型人才,对于信息科学与电气工程学院来说,其培养的学生主要强调其要具备较强的工程实践能力和动手能力。而且,从个人的发展来说,学生工程实践能力的提高是其在步入工作岗位后能够持续提升的关键。 目前我校在本科教育方面依然采用传统的教育模式,通过课程讲授为主,配合实验教学和课程设计,然后参加期末考试,这样经过几年的知识积累,在临毕业前到相关企业实习,或者有的学生就在校内实习,然后通过毕业设计来锻炼提升其综合应用知识的能力。这种传统教育模式将理论教学与实践分阶段分割开来,其弊端就在于学生在进行理论学习时,以通过考试为最终目标,在实习时有针对性对一些实践所需的必要知识进行恶补,使得理论与实践之间产生脱节,不能起到良好的能力培养效果。这就使得大学生在就业时,适应期过长,实际动手实践能力偏弱。 二、CDIO及卓越工程师介绍 CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。[2] 教育部“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”),旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。“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。[3] 三、应用科技大学大学生工程实践能力培养改革探讨 通过将CDIO和卓越工程师教育培养计划中的成功和有效地经验吸取进来,结合信息科学与电气工程学院信息电气类专业和行业的特点,有针对性制定出以工程实践能力培养为主线的人才培养方案,才能更好地为社会和地方经济发展服务。通过探索和借鉴,可采取以下措施提高学院信息电气类专业大学生的工程实践能力。 1.以大赛为引,以项目为本,鼓励学生参与实际工程实践项目 CDIO培养模式以及卓越工程师都是依托于项目以起到培养学生工程能力的目的,各类学生科技立项和大赛在提高学生工程能力和知识的掌握方面有异曲同工之处。而且,学生科技项目和各类学生科技竞赛具有时间短、复杂度低、易组织和见效快等特点。通过以大赛为引,鼓励学生参与到各类学生科技立项和大赛中,易于调动教师和学生的积极性,并取得良好的效果。为此,学院制定了一系列的激励措施和政策引导:在学生层面上,对参赛的学生实现包括学分奖励、成果奖励、获奖奖励、学分置换、优秀毕业设计推荐,优先奖励推荐等组合激励措施;在教师层面上,在教师的绩效考核中,在学生参赛指导、学生参赛获奖奖励等方面设置考核点,并加大奖励力度,提高教师指导学生参赛的积极性。 对于信电类专业,本科生由于基础薄弱,工程实践能力不强,因此在以往很少能实际参与到教师的实际工程实践项目中去。通过参加大赛,使得本科生具备了一定的研究基础和科研能力,可以进一步更深入参与到教师的实际科研项目中去,同时,科研项目阶段性的研究成果反过来又可以继续参加相关竞赛,这样,本科生参与教师的科研项目就有了一定的延续性和上升动力。同时,学院对于本科生参与的科研项目,在绩效考核方面给与相关政策倾斜和支持,也在一方面调动教师吸引本科生参与自己项目的积极性。 2.加大企业在人才培养改革方案中的参与度 为什么要注重学生的工程实践能力?不论是CDIO培养模式还是卓越工程师培养计划,企业的参与是必不可少的,企业参与的程度越深,培养出来的人才才能越接近企业对人才的需求。 培养本科生的工程实践能力仅靠校内资源是无法满足要求的,加大企业在人才培养改革方案中的参与度,是提高学生工程实践能力必须要做的。从人才培养计划的指定、专业课程内容的设置到课程设计、实习实践环节,在各个环节都通过到企业中进行需求调研、实践、再调研,实现企业深入参与学校的人才改革方案。例如,从课程内容来说,由于工程教育要培养具有实践能力和创新能力的工程人才,教学大纲从制定开始就应该引入企业进行评估,要求课程内容能够在一定程度上体现企业的实际需要,保障学生能够根据课程大纲所学到的知识、技能和能力真正应用到企业中去。企业的参与是被动的,这就要求高校方面要主动深入到企业中去调研,摸清企业需求的规模、方向和基础,然后实践应用到人才培养计划的制定中去,再请企业对人才培养计划进行评估,进行调整、再调研、再调整,通过往复循环,不断完善能够真正培养出符合企业需求的人才培养计划。 3.鼓励教师下企业,企业引进来 CDIO培养模式或卓越工程师培养计划中的很多项目都是从企业的实际项目中提炼出来的。所以,教师作为知识的传授者,更应该了解企业的需求,而这种了解仅凭短期的调研是不能深入了解的,这就需要教师长期到企业中去。在这方面,学院鼓励年轻教师采用直接到企业挂职、参加职业培训等多种形式赴企业进行锻炼。结合教师的挂职意向、学术专长和企业的用人需求,学校出面与企业接洽,通过企业与教师的对接双向选择最终确定。同时,学院还为教师下企业实践出台了一系列的倾斜政策,例如,在挂职期间,生活方面给予额外补助,教学工作量酌情减免,在职称评定、晋职方面优先考虑。[1]使得青年教师认识到下企业进行实践锻炼是成长的重要途径,也是改进课堂教学进而提高人才培养质量的重要途径。 企业引进来是对企业需求了解的另一个有效途径。引进来包括引进两个方面的内容:首先是项目的引进,通过教师下企业,可以深入了解企业的需求,并引入企业相关项目到学校中来,利用学校科研相关资源实现横向项目合作,并在项目研究过程中引入学生的参与,进一步提高学生工程实践能力。其次,引入企业中具有很强工程实践能力的一线工程师和管理者到高校中来,通过讲座、授课、指导学生课程设计和实习等多种形式参与到对学生的教育中去,同时,教师之间的交流也更有利于教师对企业需求的了解。 4.建立完善的学生实践考评机制 为激励本科生积极参与科研和实践活动,需要制定相应奖励政策,不断完善激励机制。如何有效搭配和设置各类奖励,实现包括学分奖励、成果奖励、获奖奖励、学分置换、毕业设计,优先推荐奖励等组合激励措施,在有限资源情况下,怎样能充分调动学生参与科研和实训项目的积极性,保障学生科研项目和实践训练的顺利开展和高质量的完成,是需要深入研究的课题内容。 通过制定有效的制度,给予科技大赛各方面支持,例如,可由教师引导将专业学科竞赛与课程实践结合起来,在人才培养方案制定、课程规划、课程设计和时间安排等方面向专业学科竞赛方面倾斜,建立参与大赛与学分和奖学金挂钩制度,激发学生参加各类大赛的积极性。 四、结束语 在实际探索过程中,要注重总结,并且要注重调研、实践、再调研的环状步骤,只有这样,才能真正了解企业的实际需求,并把这种需求转化为如何提高学生相应的工程实践能力方面,真正培养出既熟练掌握基础理论知识又具备较高实践能力的高等应用型人才。 电气科技论文:电子科技大学(成都)与美国著名大学电气专业教育培养特点比较简析 【摘 要】当前,电子科技大学(成都)提出了建设国内一流大学的战略目标,要实现这一目标,学校各专业的本科生培养必须能够适应这一需要,达到一流水平。本文简述了国外电气工程专业发展概况, 介绍了美国一些著名大学电气工程专业使命、教育目标及结果, 并以此为依据分析了该学科专业的发展特点。 【关键词】教育目标;美国大学; 电子科技大学(成都); 电气工程 1 国外电气工程类专业发展概述 电气工程(Electrical Engineering简称EE)是现代科技领域中的核心学科之一。就目前国际水平而言,电力的需求将不断增长,社会对电气工程及其自动化科技工作者的需求量呈上升态势。因此, 电气工程的教育和科研在发达国家高校中一直占据着十分重要的地位。 国外该学科(系)在科研、教学及学术组织形式上与国内电气工程学科有较大不同。了解国外学科状态及教学、科研方向,对调整我们的学科方向、提高教学、科研水平具有十分重要的作用。下面分析美国著名大学电气专业教育培养特点,并与电子科技大学(成都)的电气工程专业的培养目标、课程设置等多方面进行对比分析,对我校课程设置提出一些建议。 2 电子信息与电气工程专业的使命、教育目标及结果 2.1 电子科技大学(成都)(University of Electronic Science and Technology of China) 使命 使学生具备本学科和跨学科的基础与综合素质,专业能力强、综合素质高,具有国际视野的宽厚型、复合型优秀人才。 本科生培养目标 1.具备扎实的自然科学基础与较好的人文科学基础。 2.掌握强电与弱电、电力电子、硬件与软件、多学科的基础理论。 3.掌握电力电子设备与系统的基本分析与设计方法;具有设计、开发、调试、应用电气系统的基本能能力。 4. 了解电气系统的基本方针、政策和法规;了解该领域最新进展与发展动态;具有良好的外语基础与国际交流能力,具有一定的科学研究和实际工作能力。 主干课程: 电路分析基础、信号与系统、模拟电路基础、数字逻辑设计及应用、微型计算机系统原理及接口技术、电力拖动自动控制系统、嵌入式控制系统等。 主要实践教学环节 1.实验:电机与电拖自动控制实验、电机的微机控制技术实验。 2.上机:软件技术基础上机、单片机原理及应用上机。 3.课程设计:电路分析基础课程设计、电力拖动自动控制系统课程设计、电力电子技术课程设计、电机拖动与PLC控制系统课程设计、供配电课程设计、二维精密伺服系统设计课程设计。 4.实习实训:基础工程训练、电工电气技术实训、电装实习、生产实习、综合课程设计、毕业设计等。 2.2 麻省理工学院工程学院电气工程与计算机科学系( Department of Electrical Engineering and Computer Science,School of Engineering,MIT) 使命: 电气工程与计算机科学系的首要使命在于培养学生。发展创新技术、思维及实践并培养能够处理世界复杂问题的创新型领导。 本科生教育目标 1.提高学生电气工程与计算机科学必要的数学工具、基础科学和基础知识的应用能力。 2.发展学生对电气工程与计算机科学的专业理解以便为未来就业做好准备。 3.发展学生对社会、工商业、技术以及人类生存环境的重要性的理解,以便产品设计的程序符合实际需要。 本科生学习结果 1.基础:了解科学与工程的基础, 并能够加以应用。 2.广度:熟悉包括电气工程(EE)和计算机科学(CS)基本要素在内的多种重要的技术领域。 3.深度:运用电气工程领域的V1- 1课程计划、计算机科学领域的V1- 3课程计划、以及这两个领域的V1- 2课程计划的一种或多种专业方向全面的知识。 4领导能力:在EE 和CS 设计和发展所面临的更大的挑战背景下的鉴别能力。 电气工程学士学位( BSEE) 课程计划的教育目标 必修课与选修课的结合确保学生在电路、数字系统、电子设备、电磁以及线性系统等专业领域获得一个宽广的知识基础。 BSEE课程计划的目标 BSEE 课程计划使学生在毕业后为取得以下职业和专业成就做好准备: 1.通过设计、产品开发、研究、生产、咨询测试、销售以及管理等技术性作业来练习电气工程。 2.熟练使用现代化的设计工具。 3.参与和提供由多种专业和文化背景的个体组成的团队的领导。 4.掌握有效的书面和口头沟通技能以传递信息、表达观点。 2.3 斯坦福大学工程学院电气工程系( Department of Electrical Engineering,School of Engineering,Stanford University) 使命 本科课程计划的毕业生被要求掌握电气工程的基础知识和至少一门专业领域的知识。毕业生被要求具有基本的实验、设计和沟通能力以便为研究生阶段的继续学习做好准备, 或者为要求掌握电气工程、科学与技术的一门基础知识的初级岗位做好准备。 教育目标 1.技术知识: 提供电电气工程原理的基础知识、必要的计算支撑知识、工程基础、数学和科学。培养计划必须至少包括一个有深度的专门领域, 当前包括计算机硬件、计算机软件、控制、电子、场与波、通信与信号处理。 2.实验室与设计技能: 培养进行和设计实验方案需要的基本技能,培养简述问题与描述方案的能力, 培养采用先进技术知识和技巧, 规划求解方案的过程的能力。 3.交流技能: 培养组织编撰报告的能力, 用英文进行写作和演讲的能力。 4.为深造打基础: 为后续研究生、或终身成功学习准备足够宽深的知识。 5.为就业作储备: 培养适应很多不同职业岗位的技能和品质, 包括经济头脑、道德规范、领导能力、专业组织能力、安全意识、服务态度、协作精神等。 电气工程本科课程改革趋势 本科新课程主要变化: 在2- 3 年级采用一组由6 门课程组成的核心课程, 为学生在7 个EE 分支学科从事高级学习提供一个基础。通过将必要的链条扁平化, 作为高年级学生, 学生能够从一个更广泛的高级课程中进行选择。 3 电子信息与电气学科专业教育基本特点比较及分析 从以上学校介绍及分析可以看出: 总体来说,国外的电气课程具有如下特点: (1)教学体系呈现百花齐放的态势,教学内容涵盖面广。 (2)在所分析的几所美国大学里, 在同一学院, 不同学科的低年级学生在同一基础平台上接受相同的教育, 淡化专业方向, 这有利于培养学生宽广的知识面并使其就业途径更加多样化。 (3)各校该学科专业的使命和教育计划都强调厚基础, 重视学生解决实际问题的能力、理论与实践相结合的能力、创新能力、终身学习的能力、有效沟通和交际的能力以及人文和社会科学素养的培养和提高, 重视学生个性的和谐发展年, 重视专业教育与道德教育的结合。 在教学内容和教学方式上,国外大学有很多值得我们借鉴的地方。在教学内容上,必须强调抽象方法的应用,这对于学生理解分析方法和建立实际器件和电路的概念都会有帮助。我国的教学内容遵循比较完整的经典理论体系,近年来在更新知识体系与内容方面做了一些工作,但是在反映新技术新方法、紧密联系快速发展的电子技术方面仍显得不足。 国外的教学组织和管理运行机制与国内最根本的区别在于:国外的教学是以学生为主导的,在学习知识的过程中,学生的主动性、自觉性和自律性更强,国外高校的学分制体系和学生的高淘汰率,保证了较高标准的教学水平。 故我校可以参考以下建议进行改进 1.关于课程教学方法 实现从单一传授知识向综合能力培养转变;实现从重教轻学向以教师为主导以学生为主体转变;充分利用计算机技术和网络技术为教学服务;使课程网站和课程教学紧密结合,加强好课件的使用交流。 2.关于课程实验教学内容 目前,各个学校都十分注重对学生动手能力的培养,在课程中加强实践性教学环节。应加强工程实践内容,增加综合设计性和研究性实验。 3.关于教材建设 在广泛吸取国外教材成功经验以及总结我国教材建设经验的基础上,建议各高校根据人才培养目标的定位和实际需要,编写一些更具特色的教材。 由此,只要我们深入学习并结合本校实际情况,认真分析并学习国内外名牌高校的优势所在,加强师资建设、对课程设置进一步优化、提高学生实践学习时间,就一定能够培养出知识面宽、基础扎实、能力强、素质高的大学本科毕业生。 电气科技论文:华映科技、森源电气岁末尾盘急拉超5%疑为华商、泰达宏利为做净值影响股价 每逢岁末,基金为争夺排名而采取“小动作”已是业内公认的事实。2013年同样如此。记者注意到,在2013年最后一个交易日的最后几分钟,一些股票出现明显的异动,分析人士认为,这不排除部分基金为了争夺年度排名而刻意拉升股价。其中,可能涉及操纵股价的行为。 比较典型的一个案例是华映科技(000536)。集合竞收盘价,成交190.8万股,成交额达5150万元,这一金额占全天成交总金额的70%。 记者注意到,截至2013年三季度末,该股前10大流通股东中,包括华商基金三只公募产品,合计持股超过2000万股。显然,华商基金是华映科技尾盘股价大幅拉升的最大受益者。有分析人士表示,华映科技是华商基金旗下多只产品的重仓股,而该股流通股本较小,成交量稀疏,比较容易控制,不排除是华商基金为做净值刻意为之。 值得注意的是,在华映科技的前十大流通股东中,还包括甘肃省信托有限公司及旗下一只阳光私募产品,而甘肃省信托有限公司与华商基金大股东华龙证券均为甘肃省国资委参股的金融机构。 类似岁末尾盘股价拉升的现象还出现在森源电气(002358)中,同样是最后的收盘集合竞价突然拉升超过5%。而该股最大受益主体则是泰达宏利基金,其下三只产品合计持股超过2400万股。其中,泰达效率优选持仓数量最高,超过1600万股。 对于记者的质疑,泰达宏利基金一位工作人员反问记者,“泰达宏利效率优选基金在90只同类产品中排名20,操纵一个股票,对排名能有多大帮助?” 记者按照2013年三季度泰达效率优选基金持有森源电气近10%的仓位测算,上涨5%对基金净值的影响大约为0.5个百分点。而泰达效率优选基金12月31日的净值上涨0.35%,在该公司三只混合型基金中当日涨幅最高。如果扣除森源电气异动的影响,该基金当日净值很有可能是下跌的。 “我们真正操盘的人都看得出来,这种股价异动显然就是基金为了做净值的行为。”一位私募基金经理向记者表示。 业内人士认为,如果证实此类尾盘拉升股价行为确系基金所为,则有操纵股价的嫌疑。当然,基金为了避嫌,未必是通过持仓较重的公募产品直接拉升,不排除通过专户资金甚至一些隐秘的关联账户进行操作,这也给监管部门的认定带来难度。 电气科技论文:大学生科技创新电气技术实践平台建设的研究 摘 要:针对目前国家对电类科技人才科技创新能力的需求,分析了高校电类大学生科技创新中存在的问题,提出了通过开放现有电类实验室资源、设计独立的电气创新实验室、整合教师资源,建立电类教师创新团队等多种措施建立能够提高学生科技创新能力的电气技术科技创新实践平台。 关键词:科技创新 电气技术 实践平台 建设创新型国家,提高自主创新能力,是我国发展战略的核心和提高综合国力的关键。到2020年,我国要进入科技创新型国家行列。为了能够实现这一目标,关键要靠培养具有创新能力的人才。高校是培养人才的重要基地,高校的科技创新在我国的科技创新中占据着非常重要的地位,高校的大学生科技创新能力的高低直接决定着我国国家人才科技创新能力的高低,促进和发展我国高校的科技创新能力是促进和发展我们国家科技创新能力的必然需求。同时,提高高校的科技创新能力也是高校和大学生自身发展的必然要求。正因如此,各个高校正在积极努力的通过组建各种形式的大学生科技创新平台和大学生科技创新团队来提高大学生的科技创新能力和团队协作能力,培养具有科技创新能力的科技创新型人才。但由于各种原因,目前高校对大学生科技创新能力的培养还存在着这样或那样的问题,本文从电类专业的角度出发,研究了电类学生在科技创新中存在的问题,并提出了建设电类专业学生的科技创新电气技术实践平台的具体措施。 1 电类大学生科技创新存在的问题 1.1 参与科技创新的认知不够、积极性不高 学生由于对国家发展的认识不是很深入,对国家需要什么样的人才理解不是很透彻,又由于很少在社会上实践,对企事业单位需要什么样的人才也知之甚少,所以对大学生科技创新活动的参与积极性不是很高。大部分学生都侧重于课本上的学习,没有充分的认识到科技创新能力对自己将来的发展起着决定性的作用,没有认识到通过大学生科技创新活动可以培养他们的发现问题、思考问题、解决问题的能力,没有认识到通过科技创新可以提高他们团队协作能力。 1.2 学校对科技创新的宣传、组织力度不够 通过调查发现,很多高校的大学生在校期间不知道学校有没有科技创新的活动安排,有没有创新活动的场所,国家、省里有哪些科技创新竞赛活动,这充分说明了学校对大学生科技创新的宣传力度不够。有些高校仅仅让少数人参与国家或省里的一些竞赛活动,或以创新小组的形式进行小范围的科技创新活动,这使得科技创新的成果有限,也无法让绝大多数同学参与其中。 同时,高校在大学生科技创新活动的组织方面,缺乏对学生和老师的激励机制,对学生激励机制的缺失就不能肯定学生的科技创新能力。对教师激励制度的缺失使得教师对学生科技创新精力投入不够。 1.3 科技创新实践资源有限 目前的高校实践教学体制都是以班为单位,实践教学也全是配合着每门课程理论教学进行实验,在实验过程当中,验证实验教学占据着实验总量的绝大部分。学生做完实验,实验室对学生关闭。此种教学方式在一定程度上加深了学生对理论知识的理解,但对学生科技创新的培养意义不大。有很多高校目前都没有为科技创新的学生配置专业的实验基地、场所和教师。学生及使有参与科技创新的想法也无从下手。 2 大学生科技创新电气技术实践平台建设措施 对于电类学生来说,如果要提高科技创新的能力,除了要有深厚的理论知识体系之外,同时还要实时的参与到科技创新活动中去,因此就必须建立一个良好的电气技术实践平台。如何建设一个良好的电气技术科技创新平台,如何让学生在这个平台上够发挥主观能动性和创造性,提高自身的科技创新能力,一些建设措施必不可少。通过参加多年的学生科技创新活动,我们认为建设一个良好的电类科技创新平台应该有以下几方面措施。 2.1 对科技创新学生开放现有电类实验室资源 以某高校为例,该校电信学院电类专业一共有四个,即通信、电子、自动化、建筑电气。每个专业都有若干个与专业课程相配套的实验室。目前,每个实验室在保证正常的实验教学之外,平时都向学生开放,在业余时间学生如果对自己所做过的实验或有新的想法和思路都可来实验室进行设计并调试,通过这种方法不仅使学生参与科技创新的人数大大增加,同时对提高他们对所学理论的认识也大有好处。这也充分利用了实验室资源,避免了浪费。 2.2 设计独立的电气创新实验室 科技创新能力的培养如果只通过现有实验室的开放还不能满足要求,如果提高科技创新能力就必须亲自设计科技作品,而现有的教学实验室还不能满足学生制作各种科技创新作品的要求,这就要求学校能够提供制作科技作品的创新实验室。创新实验室除了提供场地外,还需要有相关的仪器设备。比如:计算机、电子示波器、频谱分析仪、万用表、操作台等各种相关设备。创新实验室要以学生创新为中心,以培养学生的创新能力和创新思维为重点,着重提高学生的各种创新精神,使学生通过创新实验室这个平台能够创作出优秀的科技作品,为他们将来能够成为一名优秀的科技人才打下坚实的基础。 2.3 整合教师资源,建立电类教师创新团队 学生本身由于接触专业的实间不长,对专业的认知不是很深刻,科技创新能力不强,尤其是电类的学生,专业要求素质较高,制约因素较多。为了尽快的提高学生的科技创新水平,高校应该以专业为单位设立教师科技创新团队,以教师引领学生,科技创新团队里面的老师应当具有丰富科研经历,能够把握本学科的发展方向,具有责任心和创新能力及意识,能够理论联系实践,具有较强的动手能力和知识面,具有团队精神。能够帮助和指导学生独立思考,因材施教。高校里面的每个专业都会有科研项目的老师,有科研项目的老师可让学生参与到科研项目当中,比如项目的设计、安装、调试,让学生参与一些实际的科研工作,学生在助研的过程中无形的就提高了科技创新能力和水平。负责科研项目的老师定期的与学生进行交流,讨论一下学生们近期学习了什么,什么方面还有问题,哪些方面还需要提高,应该往哪个方向发展等等。 2.4 建立创新评价体系和创新基金 完善的创新评价体系是学生科技创新持续发展的重要保障,创新评价体系要以公正、公平、公开为原则,通过创新评价体系积极有效的引导大学生参与到科技创新活动上来。通过完善的体系充分发挥学生科技创新的积极性和主动性。做到奖惩合理,对认真研究,积极参与,科技创新能力强的同学给予表彰和奖励。对有违科技创新精神的人给予批评教育或处罚。在有完善的科技创新评价体系的基础上,为了更好的调动学生的积极性和参与热情,保证大学生科技创新项目的顺利开展,学校应给予适当设立创新基金。 2.5 让学生多参加电子设计竞赛和电类科技创新大赛 为了检验本校学生科技创新能力的高低,为了提高学生科技创新的热情和科技创新的深度,学校要鼓励学生积极参加国家和省里的各种电子科技创新大赛,学生通过多参加竞赛才能提高发现问题、思考问题、分析问题、解决问题的能力,发现自己与别人的差距,提高科研活动的能力,学生通过参加科技竞赛能够提高团队合作能力。 2.6 实践与日常教学相结合 学生科技创新能力的培养不仅仅要通过制作科技作品,还要与平时都教学相结合,教师在传授理论知识的同时将科技创新理念传输给学生。在课程设计、生产实习、毕业设计过程中体现科技创新内容,使得科技创新能力的培养体现在平常教学都方方面面。 3 结论 科技创新是推动国家科技实业能够健康发展,提高科技管理水平,促进科技资源优化配置的重要保障和手段,高校作为培养人才基地,应努力的培养出具有科技创新能力的人才。电类专业人才的培养有自身的规律和特点,高校为了能够培养出优秀的电类人才,就需要建设电气技术实践平台来满足科技创新要求。本文通过描述对科技创新学生开放现有电类实验室资源、设计独立的电气创新实验室等几方面措施提出了电类学生电气技术科技创新实践平台的建设思路。这对每所高校培养优秀的科技创新人才具有重要的指导意义。 电气科技论文:克拉玛依市西南科技园区保障性住房工程电气控制性详细规划 摘要:根据周边电力和通讯现状,结合本次建设用地使用性质,提出电力和通讯工程外配套系统构成框架。 关键词:变电站;用电需求预测;电压等级;10kV电网;开闭所;环网供电;电缆排管及通信管道建设;报警系统联网;通信配线光缆线路;小区监控系统。 一、概况 克拉玛依市西南科技园保障性住房工程位于西南科技园区内,经三路南北穿过建设用地。根据《新疆油田公司“十二五”发、供电专项规划》和《克拉玛依市城市供电专项规划(2011-2020) 克白城镇组群》,该项目所在区域用电属于文体中心110kV变电站供电范围,配电电压等级须采用10kV。文体中心110kV变电所站计划2014年投运,容量为2×50MVA,两路110kV电源均引自克拉玛依220kV变电站。变电站站址选在纬四路与经三路交叉口东北侧,距纬四路约30m,距经三路约30m,位于本次项目南北2大地块区域的地理中心位置,经三路东侧拟建有电缆排管。 二、 用地规划布局 克拉玛依新居住区二期用地由居住用地、道路广场用地、绿化用地、公共服务设施用地等构成。 三、 电力工程外配套系统说明 3.1、 用电需求预测 用电需求预测采用单位建筑面积负荷密度及需要系数法进行预测。 根据本次规划所提供的用地功能及相关控制指标,采用单位建筑面积负荷密度法,指标参考《城市电力规划规范》(GB50293-1999),考虑克拉玛依城市发展的实际情况,取值取中间值。根据规划中各地块的用地功能、建筑面积、用电指标,该区域计算负荷为4.028MW。 3.2、电压等级 本区域内为三类建筑,用电负荷等级为二级和三级。根据城市总体规划和建设用地区域内实际情况,规划电压等级为10/0.4kV两级供电网。 3.3、 供电电源 文体中心110kV变电站建成后,由变电站引2条10kV电缆线路为西南科技园保障性住房区域提供10kV供电电源。10kV电缆采用(ZRB-YJV22-8.7/15kV 3×240)型,载流量为349A,单条电缆供电能力约5.7MW。在建设用地用电负荷中心设2座开闭所(1#、2#)作为南、北2个地块10kV电源引接点,开闭所采用2进8出结构。其中1#、2#开闭所及其有关线路由供电部门提供,不在本工程建设范围之内。 3.4、 10kV配电网构成 根据该负荷分布情况,设置10kV开闭所4座。单个开闭所最大供电负荷为4000~10000kW,服务范围半径宜控制在250-500米。 开闭所采用手拉手式环网接线方式。环网供电闭环设计,开环运行。开环点根据实际负荷确定。一个电源故障时,开环闭合,由另一路电源供电,每环可带负荷约3000-5000kW。 本区10kV配电线路全部采用电缆穿管敷设,电缆穿管拐弯、分支及直线段每隔80m设电缆井一处。主干电缆采用ZRB-YJV22-8.7/15kV 3x240型,分支干线电缆采用ZRB-YJV22-8.7/15kV 3x120型。 3.5、低压配电电网构成 按地块建设10/0.4kV箱式变电站,变压器容量不大于630kVA,负荷率不大于85%,变电站供电半径不超过250m~300m。小区内路灯采用专设箱变三相供电,微电脑自动控制,节约电能,光源以节能光源为主。低压接地系统采用TN-S系统。低压电缆均采用直埋敷设方式敷设。 地下车库、大型公建等应预留10kV变配电设施用房,并满足有关技术指标要求。需独立占地的10kV变配电设施应结合周边环境统一设计,在保障安全运行的前提下做到美观协调。 3.6、变压器设置 地块B内拟设置住宅用箱变1座,变压器容量为630kVA*2;拟设置商业用箱变1座,变压器容量为400kVA*2。 地块F内拟设置住宅用箱变1座,变压器容量为630kVA*2(含商业)。 地块G内拟设置住宅用箱变1座,变压器容量为630kVA*1。 地块H内拟设置住宅用箱变1座,变压器容量为630kVA*2。 地块I内拟设置住宅用箱变2座,变压器容量为630kVA*2。 地块J内拟设置住宅用箱变1座,变压器容量为500kVA*2;拟设置商业用箱变1座,变压器容量为500kVA*1。 地块K内拟设置住宅用箱变1座,变压器容量为630kVA*1,拟设置商业用箱变1座,变压器容量为400kVA*1。 地块L内拟设置住宅用箱变1座,变压器容量为630kVA*2;拟设置商业用箱变1座,变压器容量为500kVA*1。 3.7、节能与环境保护 箱式变电站10/0.4kV变压器采用S11型变压器,较之目前的S9系列变压器的空载损耗还要降低30%,更适合于负荷波动大、平均负荷率低的地区。 采用高效节能光源免维护照明灯具和微电脑自动控制设备,推广绿色照明工程,可降低照明负荷及用电量。 小区内配电变压器及配电开关采用无油化、低噪声、材料可回收的设备,以减少对环境的破坏和影响;采用电缆埋地敷设,避免了树线交叉,减少了电磁干扰和污染,增加了绿地面积,协调并美化了环境。 3.8、供电设施保护 埋地电缆深度为0.8-1.0m,其线路两侧各0.75m所形成的两条平行线内的区域为保护范围。 3.9、 主要工程量及设备 1)10kV开闭所:4座; 2)箱式变电站:13座; 3)10kV电缆线路:6.5km; 4)0.4kV电缆线路:35km。 3.10、问题与建议 本项目所在区域目前为枢纽110kV变电站6kV出线供电。根据《新疆油田公司“十二五”发、供电专项规划》和《克拉玛依市城市供电专项规划(2011-2020) 克白城镇组群》规划原则,本项目所在区域用电属于文体中心110kV变电站供电范围,配电电压须采用10kV等级。目前文体中心110kV变电站处于初步设计阶段还未批复,本次项目须和文体中心110kV变电站同步实施,才能满足本项目所在区域供电需求,故建议加快文体中心110kV变电站的建设进程。 四通信部分外配套系统说明 4.1范围 外配套通信系统设计内容包括火灾报警系统联网设计、通信配线光缆线路设计、小区监控系统设计、电梯应急电话系统联网设计以及居住区内的通信管道建设等。 4.2设计原则 根据居住区的实际特点和需求出发,本着技术先进,经济合理的原则,利用已建成的通信系统现状,综合考虑其语音及今后各类弱电系统需求,提出科学合理、可实施的通信系统方案,满足居住区内各单体建筑的语音和数据业务的需求,坚持统筹规划,合理利用资源,优化网络结构,达到最佳的系统性能价格比。 表10通信管道需求表 4.3通信系统内容 (1)语音通信系统部分 建议在居住区居中位置新建一座约240m2的通信机房,机房配线架设备配置按居住区内总用户量考虑,其余通信设备由各家运营商自行负责实施。 (2)有线电视部分 因居住区用户量大,建议考虑有线电视局站1座,从新建电视局站引主干光缆至各小区光接点箱。 (3)小区视频监控系统 在小区的主要道路口设置室外一体化摄像机,视频监控主机均安装在各区门卫室内,由门卫保安负责监控系统的管理。 (4)火灾报警系统 高层住宅建筑设置有火灾自动报警系统,其火灾报警系统线缆均由就近门卫室火灾报警系统主机引来。各小区均由门卫保安负责其火灾报警系统的管理。 (5)电梯应急电话系统部分 火灾报警系统内含有消防应急电话总机,消防应急电话可满足电梯内应急电话的要求,故将消防应急电话与电梯应急电话两套系统合建共用。 (6)通信管道部分 在小区主干道上建设6孔主干塑料通信管道,并与小区外已建通信管道连通;在分支道路下新建2~4孔分支塑料通信管道,为各通信运行商以及物业公司的光电缆的敷设及维护提供便利。 (7)光电缆敷设方式 室外光电缆均穿新建通信管道敷设,无管道处穿钢管埋地敷设。 结束语 大型住宅小区一般按二级负荷供电,用电负荷中心设中压开闭所,采用环网接线形式,环网平时开环运行,每环可带负荷约3000-5000kW。小区适当位置设置箱式变电站,不占建筑面积。箱变内中压侧采用单母分段接线,变压器采用2台,容量不超过630kVA,满足二级负荷供电要求。中压电缆采用排管敷设方式,至建筑单体和小区道路照明低压电缆采用直埋地敷设方式。 电气科技论文:电气系统自动化科技的研究及革新 摘 要:本文结合自己的工作现实经验,针对全控型电力电子开关、变换器电路、交流调速控制、通用变频器、单片机、集成电路及工业控制计算机的发展几方面论述了电气自动化在电力体系中的运用。 关键词:电气自动化;科技;设计思想;将来发展 1 前言 文章经过论述电气综合自动化体系的性能,讲述了当下电气自动化掌控体系的规划理念(以发电厂为例子),展望了将来电气自动化掌控体系的发展态势。设备智能化水准的提升促使对现场设备情况的精确掌控变为可能,通讯科技的发展则为大容量的数据传输提供了平台。在工业自动化领域,基于Pc的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的采纳。 2 电气自动化控制系统的设计理念 2.1集中监控方式 这种监控办法优势是运营维护比较便捷,掌控站的防护准求不高,系统规划比较简单。但是因为集中式的主要特征是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,处理器的任务相当繁重,处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控,伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加,投资加大,长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时,?隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线,由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位,造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂,查线不方便,大大增加了维护量,还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。 2.2远程监控方式 远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如Lonworks总线,CAN总线等)的通讯速度不是很高,而电厂电气部分通讯量相对又比较大,所有这种方式适合于小系统监控,而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。 2.3现场总线监控方式 目前,对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络科技已经普遍应用于变电站综合自动化系统中,且已经积累了丰富的运行经验,智能化电气设备也有了较快的发展,这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外,还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接,可以节省大量控制电缆,节约很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。另外,各装置的功能相对独立,装置之间仅通过网络连接,网络组态灵活,使整个系统的可靠性大大提高,任一装置故障仅影响相应的元件,不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。 3 探讨电气自动化控制系统的发展趋势 3.1 OPC(OIJEforProcessControl)科技 OPC(OIJEforProcessControl)科技的出现,IEC61131的颁布,以及Microsoft的Windows平台的广泛应用,使得未来的电气科技的结合,计算机日益发挥着不可替代的作用。IEC61131已成为了一个国际化的标准,正被各大控制系统厂商广泛采纳。Pc客户机/服务器体系结构、以太网和Internet科技引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融和,电子商务的普及将加速着这一过程。Internet/Intranet科技和多媒体科技在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据,也可以对当前生产过程的动态画面进行监控,在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实科技和视频处理科技的应用,将对未来的自动化产品,如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。 3.2 变换器电路从低频向高频方向发展 随着电力电子器件的更新,由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时,直流传功的变换器主要是相控整流,而交流变频船动则是交一直一交变频器。当电力电子器件进入第二代后,更多是采用PWM 变换器了。采用PWM方式后,提高了功率因数,减少了高次谐波对电冈的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。 但是PWM 逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,使之超过人耳能感受的范围,但是电力电子器件在高电 压大电流的情况下导通或关断,开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。 1986 年美国威斯康星大学 Divan 教授提出谐振式直流环逆变器。传统的逆变器是挂在稳定的直流母线上,电力电子器件是在高电压下进行转换的‘硬开关’,其开关损耗较大,限制了开关在频率上的提高。而谐夺式直流环逆变器是把逆变器挂在高频振荡 过零的谐振路上,使电力电子器件在零电压或零电流下转换,即工作在所谓的‘软开关’状态下,从而使开关损耗降低到零。这样,可以使逆器尺寸减少,降低成本,还可能在较高功率上使逆变器集成化。因此,谐振式直流逆变器电路极有发展前途。 3.3 交流调速控制理论日渐成熟 1971年,德国学者F.Blaschke阐明了交流电机磁场定向即矢量控制的原理,为交流传动高性能控制奠定了理论基础。矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式,把定子电流的磁场分量和转矩分量解耦开来,分别加以控制。这种解耦,实际上是把异步电动机的物理模型设法等效地变换成类似于直流电动机的模式,这种等效变换是借助于坐标变换完成的。它需要检测转子磁链的方向,且其性能易受转子参数,特别是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性,使得实际的控制效果难于达到分析的结果。 1985 年德国鲁尔大学的 Depenbrock 教授首次提出了直接转矩控制的理论,接着 1987年又把它推 广到弱磁调速范围。大致来说,直接转矩控制,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节(Band 一 Band 控制)产生 PWM 信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。它省掉了复杂的矢量变换与电动数学模型的简化处理,大大减少了矢量控制中控制性能参数易受参数变化影响的问题,没有通常的 PWM 信号发生器,其控制思想新颖,控制结构简单,控制手段直接,信号处物理概念明确,转矩响应迅速,限制在一拍之内,且无超调,是一种具有高静动态性能的新型交流调速方法。 结束语 电气系统自动化科技的研究对于水利的进步有着非常重要的意义,只有不断的革新电气系统才能够更好的为水利建设服务。
浅谈微特电机技术:驱动用微特电机及其控制系统的可靠性技术探讨 摘 要:在驱动领域中,微特电机的应用越来越广泛,可靠性问题影响到其能够得到顺利应用,为此,加大对微特电机的研究,进一步提高其可靠性,是避免故障、减少损失的前提。本文主要探讨了微特电机的控制系统可靠性技术,主要目的是为微特电机日后的应用提供有效的借鉴和参考。 关键词:驱动领域;微特电机;控制系统;可靠性技术 20世纪30年代,微特电机开始兴起,它是应军事装备、科学技术发展而快速发展起来的一门技术,按照其用途可划分为驱动用微特电机和控制用微特电机两种类型。对于驱动用微特电机来说,转换能量是其最主要的任务,在农业、工业等各个领域中发挥着不可替代的作用。在微特电机及其控制系统运行过程中,电力电子器件不可避免地出现故障现象,影响到电机驱动系统的可靠性,尤其是在军事装备以及航天等重要领域,对电机驱动系统可靠性要求更为严格。为此,加强对驱动用微特电机系统可靠性技术的研究,具有重大的现实意义。在国际的相关研究成果中,把可靠性技术划分为冗余和容错两种方法。本文主要是从微特电机驱动系统可靠性、系统主要故障进行分析,并在此基础上提出提高微特电机驱动系统可靠性建议,希望能够引起国内相关科研人员的高度重视,加大对驱动用微特电机及其控制系统的可靠性技术研究,推动国内在此领域技术进一步发展。 1. 可靠性理论概述 所谓的可靠性主要是指在规定的时间以及条件内,产品可以顺利完成某一规定功能的一种能力,或者说是产品维持功能的时间。电机驱动系统在多个领域当中都得到了充分应用,电机驱动系统在不同的场合完成规定功能的能力也会存在差异。例如:对于电动车来说,虽然它的驱动系统有一部分发生了故障,但因为系统具备容错能力,为此可以带故障继续运行,及时电动出的转速质量在不断地下降,这些故障不会影响到它的运行。可以及时把电动车送到维修店进行维修,在这种情况下,可以说电动车在存在故障的情况下顺利完成了规定的功能,它的功能并没有失效。又例如,对于高射炮来说,它的3个主要功能分别为射速、射程和命中精度3个方面,如果该电机驱动系统发生了故障导致仅有两个功能符合要求,这种情况下是不能说明其顺利完成规定的功能。所以,在判断一个产品是否顺利完成规定功能,首先需要把判断故障的主要依据明确出来,接着再于实际情况进行结合分析。工况不同,判断产品功能失效的标准也会有所不同。 2. 电机驱动系统主要故障 一般来说,电机驱动系统的故障情况可划分电气故障和机械故障两种。 不同的类型,其表现出来的故障也会存在差异。对于电机结构来说,其内部一般存在励磁绕组和电枢绕组两套绕组。因此,电机本体内的主要故障主要是指励磁绕组和电枢绕组两套绕组发生短路或者断路。对于永磁电机来说,其电机体内只有电枢绕组没有励磁绕组。在条件相同的情况之下,绕组发生故障的几率往往比较低。但是,永磁电机自身也存在一定的局限性:因为永磁体主要是在转子的表面进行安装且不容易冷却,容易导致高温发生退磁故障现象。在运行环境一样的条件之下,和其他一般的电机对比,开关磁阻电机发生故障的几率也是比较低,因为在内部均不存在永磁体,也不存在绕组。 一般来说,电机本体故障主要分为以下几种情况: (1)绕组发生断路。 (2)绕组匝间、绕组出线端、绕组相间发生短路。 (3)永磁体励磁发生故障。 此外,驱动电路的功率变换器故障也是电机驱动系统的故障表现,一般可分为以下几种: (1)直流母线接地。 (2)输入电源对地短路。 (3)开关器件操作过程中发生失误。 (4)功率开关器件操作过程中,发生断路。 对于电机驱动系统来说,要具备高可靠性应满足以下几个基本特征:电机的结构设计以及驱动控制电路相间的电耦合、磁耦合、热耦合可以达到最小,当发生以上描述的各种故障的时候,可以及时对一部分故障进行物理隔离,在最大程度上降低故障产生的影响,即发生一个或者多个故障的时候,电机依然可以在仅符合某一种技术指标的条件下带着故障继续运行,具备比较高的可靠性。 3. 如何进一步提高微特电机驱动系统可靠性 一般来说,可通过以下几个有效途径来进一步提高微特电机驱动系统可靠性: 3.1 从驱动电路拓扑结构着手 不断开发高容错性的驱动系统电路拓扑结构是提高微特电机驱动系统可靠性的关键。在一般情况下,并联冗余相和提高缺相容错能力的方法来实现高可靠性的电路拓扑结构,电路需要具备一定的独立性是两者的前提要求。当发生故障现象的时候,其他相会承担这一部分的工作,不会给其他相的工作造成任何的影响。冗余技术可以确保系统正常运行,并进一步增强电机驱动系统的可靠性。并对控制线路和相数进行备份。虽然采用冗余结构可在很大程度上提高驱动电路的可靠性,但是由于用相的驱动电路增加了,也进一步增加了整个系统的成本,在一定程度上造成累赘以及浪费。 3.2 从电机本体结构着手 电机本体自身具有良好的容错性,对于SR电机来说,双凸极是其主要的结构,磁体、绕组、电刷等都没有在转子上安装,由于结构比较简单,当其处在高速度运行状态系的时候可以降低故障发生几率。集中绕组是R电机定子主要采用的方式,从空间上来分析,相对的定子极串联形成一相,所以它们之间是相对独立的,这种独立又可以分为电路的独立和磁路的独立。当发生短路或者断路等故障的时候,不会给其他相关的工作造成影响,利用检测装置,对故障及时进行监测,并及时在该系统把该相进行切除,防止电机运行的过程中出现故障。当电流一定的时候会不但会促使转矩脉动不断变大,还会促使平均转矩不断下降,为了提高电机在断路故障下的运行特性,把驱动电路分别于每一个极下的绕组互相进行连接。如果在运行的过程中,某一极绕组发生了故障,且该极下绕组电压为零,此时电机的转矩主要是由该相的另外一极的绕组来产生。但是,当SR电处在这种结构下发生故障的时候,不但会产生比较大的径向力,还会导致电磁力产生不平衡感。针对这些存在的问题,使用双绕组结构的SR电机进行布局可以进行弥补。 3.3 从传感集成技术着手 在电机驱动系统中,传感器是重要的组成部分,发挥着无可替代的作用。与此同时,它也其中一个安全隐患之一,长时间使用之后,受到各种因素的影响,传感器会出现不同程度地损坏,加之灰尘会给光电信号造成阻挡,容易导致系统发生故障,给整个驱动系统的正常运行造成影响。为此,在电机驱动系统的传感器集成技术方面还需要进一步深入研究,才能进一步提高系统的可靠性。 在无位置传感器技术方面,很多国外相关学者也进行了大量的研究,并或缺了很多成果,总结出很多方法。一般来说,无位置传感器检测方法主要是通过构造一个转子位置信号的检测电路,而不是在定子上直接安装位置传感器。采用较为先进的检测技术和计算机技术,主要从硬件、软件两个方面来着手,电机本身具备一定的电压、电流参数,可以充分借助这些参数达到获取转子的位置信息的目的。续流二极管法、查表计算法、反电势法以及查表计算法等等都是经常被使用到的方法,且都比较成熟。此外,在国外有很多类型的研究成果,研究者主要借助相关的软件和硬件对电机驱动系统的温度传感器以及电流传感器进行研究,并取得了较为理想的研究成果,这些成果为日后微特电机驱动发展以及应用提供了有效的借鉴和参考。 结语 综上可知,对高可靠性的微特电机及其控制系统进行开发具有重大的现实意义。本文分析了可靠性工程的基本原理,并探讨了提高微特电机驱动系统可靠性的有效途径,虽然对于微特电机驱动系统可靠性技术的研究取得了一定的成果,但由于起步较晚,技术还未完善,理论和技术还需要加以完善。 浅谈微特电机技术:微特电机的误差测试分析 【摘 要】当今社会文明最基本的支撑技术中有一项就是电机技术的发展和广泛应用,电机的使用改变了我国传统的生产和生活方式。而微特电机是电机技术领域最先进、最活跃、最具有潜力的一个分枝。在我国已经渐渐发展成为一个相对比较完善、独立的产业体系和技术体系,并且拥有自己的一套技术考核标准,成为应用较为广泛的一个电机门类。 【关键词】微特电机;误差测试;分析 微特电机在人们的生产生活中使用较为广泛,为人们带来方便的同时也存在一些问题,需要对微特电机的测试误差加以控制。微特电机的测试误差是测量过程中无法避免的,测量技术中检测仪器的测量误差和误差的记录方法一直是备受大家关注的话题。 一、微特电机的发展方向 微特电机的发展方向大致分为六个方面,第一,机电一体化的发展趋势,此阶段的特点是借助数字化的传感器、集成化的电路等技术实现电机系统的机电一体化。第二,高智能化的发展趋势,对电机的转矩、运行速度等进行了控制。第三,小型化和微型化发展趋势,追求低噪音,电机小巧的特点。第四,永磁无刷化的发展趋势。第五,直接驱动的发展趋势,要求高速大功率。第六,大功率集成化的发展趋势,追求电机驱动单元的网络集成化。 二、交流异步感应电机转速测量 电网频率的大小直接影响着交流电机的同步转速,电网频率低,交流电机的同步转速就慢;电网频率高,交流电机的转速就快,电机的实际转速随着电网频率的高低变化而发生变化,电网频率的不稳定导致交流电机转速出现不稳定。为了加强对交流电机转速的控制,有了相对转速和绝对转速的区分。相对转速是交流电机在50Hz电源频率标准下的转速;绝对转速则是电机运行标准中一分钟的实际转速。电动机的相对转速和绝对转速随着电网的频率高低呈现出两条不同的波浪线,当电网的实际频率大于50Hz的标准时,相对转速高于绝对转速;当电网的实际频率正好是标准的50Hz时,相对转速与绝对转速相同;当电网的实际频率小于50Hz的标准时,相对转速低于绝对转速。 交流电机的测试工作需要注意一些问题,当交流电机的测试工作涉及到转速是判断电机是否合格的临界点时,需要采用相对转速作为评价的标准,就是通过电网频率的分布得到电机自动伸缩闸门的时间。电网频率最高时,电机的转速也最快,闸门自由伸缩的时间最短,测量的结果是相对于标准50Hz的转速;电网频率最低时,电机的转速最慢,闸门自由伸缩的时间最长,测量的结果同样是相对于标准50Hz的转速,通过这种方法补偿电源频率不稳导致的误差,对电机的转速做出正确的评价。如果闪光测速仪中配备了50Hz相对转速测试的功能,交流异步电机的转速测试最好采用相对转速的测试档,以此避免因电网频率变化造成电机测试误差;如果没有具备相对转速测试档,需要对电网的频率进行鉴别。 三、多级旋转变压器电气误差测量中相对误差与绝对误差 相对误差是用户使用的标准指南,反映了“基准电气零位”误差偏离实际值的大小,使用者通过产品的相对误差值就可以知道使用过程中产生误差的大小。相对误差是对产品提出的更高生产要求,即使相对误差是绝对误差的两倍甚至是极端值,只要绝对误差很小,生产出来的产品就是合格的。相对误差符合电机的实际使用情况,所以现行的多级旋转变压器电气误差测量中普遍采用相对误差的表示方法。传统的电气误差标准只在乎生产制造,忽视了用户的使用环节,因此现行的误差标准针对传统标准的弊端做出了修改。相对误差标准对产品的生产规格和测试环节都提出了更加严格的要求。相对误差把“基准电气零位”作为参考点,真实、准确的反映电机的误差,误差的测试环节具有重复性。绝对误差可以选择“基准电气零位”作为测试的参考点,也可以选择其他的“电气零点”为参考点,两者测量出的绝对误差值都是固定不变的。因为相对误差选择“基准电气零位”作为误差测试的参考点,具有一定的局限性,无法精确地评点电机合格与否。 四、步进电动机的步距误差测量采用绝对误差 步进电动机步距误差分为累积误差和分步距误差。累计误差是指根据步进电动机起始位置的相对值、每一步转的实际角度与理论值的差,选取这一周转动中最大正值和最大负值的绝对值之和记为步进电动机步距误差测量中的累积误差。分步距误差是步进电动机每一步实际歩距和理论歩距之间的差,通常选取一周中步距误差绝对值中最大的数值作为实际的分步距误差。累计误差的测试点是随机选取的,因此累积误差不能采用相对误差进行表示,不同测试点产生的误差数值不同,误差的测试工作不具有重复性。绝对误差测试中无论测试的参考点是什么,都不影响误差值的变化,符合了步进电动机误差测试参考点随机性的特点。分歩距误差实际上是相对误差,测量得到的误差数值大小一样,只是测量误差选择的起点不同,每个起点中表示误差的符号不同。 五、微特电机误差和仪器仪表误差的不同之处 微特电机测量的绝对值中没有理论上的真值,只是有类似于真值的数值。例如步进电动机误差测量的歩距角和位置角,都只是理论上的角度,绝对误差就是测量时电机实际的旋转角度和理论角度的差。还有一种绝对误差测试中只有实际值没有理论数值,例如多级旋转变压器电气误差测试中测量得到的电气角度影响着正切函数电桥绕制的准确率。仪器仪表的绝对误差是测量值与真值的差,具有正负数的区分。真值需要借助高一级的测量工具得到,在没有利用低一级测量工具得到的测量数值时,此数值也只能是实际值,不可以称为真值。 仪器仪表误差的表示方式和电机产品的误差表示方式基本一样,但是由于电机产品误差测量具有一定的特殊性,误差的表示方法也存在一些不同。例如相对误差的表示方法,仪器仪表采用百分比的表示方法。虽然电机中旋转变压器的余弦函数采用百分比的表示方法,但在实际的操作过程中为使用的方便通常用各点的角度误差代替百分比的误差表示方法。多级旋转变压器电气误差的测量不能选用百分比的表示方法。多级旋转变压器电气误差是以“基准电气零位”为标准的电机实际旋转的角度和理论电气角度的差,并且即使随着转角的角度不断增大,误差数值的大小基本不变,误差数值之间不存在任何比例关系,因此多级旋转变压器电气误差用“基准电气零位”的最大正负值表示误差,不采用百分比的表示方法。 六、结语 伴随着科技的进步、经济的飞速发展和社会文明的不断进步,微特电机凭借它自身高效率、高节能和机电一体化的特点会迎来一片快速发展的新天地。虽然我国微特电机使用范围广泛,但是微特电机的产业结构布局还不完善,微特电机的技术水平发展还比较落后。我国必须加大微特电机技术研发方面的资金投入,提升微特电机在市场竞争中的核心力,使我国微特电机的发展迈向一个新的高度。 浅谈微特电机技术:《微特电机及系统》教学改革与实践 摘要:《微特电机及系统》是电气工程及其自动化专业运动控制研究领域的一门重要的专业课。针对新成立的应用型本科院校,为了提高教学质量,培养高素质复合型应用人才,本文从教学内容、方法、手段以及实践环节几个方面,提出了《微特电机及系统》课程建设的改革与实践。实践表明,学生学习《微特电机及系统》的积极性和主动性提高,激发了学生的创造型思维,在教学实践中取得了较好的成效。 关键词:微特电机及系统;教学改革;实践;电气工程及其自动化 微特电机系统通常是由与常规电机结构、性能、用途或原理不同,体积和输出功率较小的微型特种精密电机、控制器及驱动硬件电路组成的复杂系统。融合了电机、计算机、电力电子、控制、机械、新材料和新工艺等高新技术,是现代武器装备、工业自动化、办公自动化和家庭生活自动化不可缺少的重要技术[1]。本文结合新成立的本科院校的特点,以培养应用型人才为目标,准确定位本课程在电气工程及其自动化专业中的地位和作用,对现有的教学内容、方法及实践环节进行改革与实践,为培养高素质创新型应用人才提供必须的平台与保障。 一、教学改革与实践 1.人才培养目标定位。针对新成立的应用型二本院校的特点,明确人才培养目标定位,在明确课程地位的基础上做好课程性质、任务和教学目标的细化工作[2]。学校提出以“应用型人才”作为人才培养的最终目标,落实到《微特电机及系统》这门课程中,就是要培养出能够将微特电机技术、控制技术和计算机技术相结合,能够在微特电机系统遇到的问题中,分析、定位好问题的所在,提出问题解决方案的应用型人才。 2.教学内容的改革与实践。①增加预备知识。《微特电机及系统》是以电机学和电机拖动基础等课程为基础,但有些同学电机基础薄弱,因此在课程讲授前,应将电机学的基本内容和概念作详细讲解[3,4],为进一步学习打下基础。②优化课程体系,调整教学内容。笔者所在的学校电气工程及其自动化专业主要分为电力系统、高电压技术与电气工程三个学科方向。教学计划将课程分为:公共基础课、专业基础课、专业限选课、专业任选课等,缩短专业课程的学时,精简课程教学内容,形成“伺服电机—测速发电机—步进电机—自整角机—旋转变压器—永磁无刷直流电机”的教学主线,通过试点,取得了满意的效果。③增加新型电机教学内容。随着控制技术等相关技术的发展,电机在很多方面突破了传动概念,已经不再局限于传动的电磁理论,而是与其他学科相互结合、互相渗透。 3.教学方法与手段改革。①采用推理式教学方法。采用推理思路教学,如交变电流交变磁场交变磁通交变电势电流电磁转矩,推动转子旋转,进而输出机械功率。通过诸如此类的推理式教学,学生不仅可以准确理解“电机的本质就是一个能量转换工具”,而且有利于他们理解电机的可逆性原理。②采用对比式教学方法。大部分微特电机在结构和分析方法上存在共性内容,因此,比较不同种类的微特电机结构和原理,根据已经学习的内容帮助学生掌握新知识。如学生对开关磁阻电机和磁阻电机的原理和控制方法理解比较困难,而对步进电机非常熟悉,这时,可根据步进电机工作原理和控制方式来讲解开关磁阻电机的内容。③互动法教学。采用互动法教学,积极发挥学生的主观能动性,如在讲解直流测速发电机的结构和工作原理时,应根据其与普通直流发电机原理的相似性,提问学生,让学生回忆已学过的直流发电机的相关内容,然后再分析直流测速发电机的独有特性。同时还可以采用课堂讨论的方式,如解决永磁式同步电机启动问题,首先讨论得出无法自启动的原因:第一,转子本身存在惯性;第二,定、转子磁场之间转速相差太大,进而得出永磁式同步电机自行启动方法:在转子上安装启动绕组,启动时,依靠鼠笼式启动绕组产生电磁转矩,使转子转动起来,当转速接近同步速时,定子旋转磁场就与转子永磁磁场相互吸引牵入同步。这样通过讨论和归纳,学生就明白了为什么永磁式同步电机转子上会安装启动绕组。④理论联系实际教学。学习《微特电机及系统》目的是为了应用,教师讲解时只要重点把握微特电机结构和基本原理,并增加应用实例,激发学生的兴趣。如在讲解微特电机的基本用途时,一枚导弹中需要60多台电机,仅一艘潜艇导航仪表配套设备就用90多台电机,并采用多媒体动画教学的方法演示随动系统跟踪和定位过程,形象地让学生了解随动系统中的力矩电动机、自整角机和伺服电动机在其中所起的作用。当学生听到和看到这些生动的微特电机应用实例,他们就会明白《微特电机及系统》这门课程和高新技术是紧密结合的,具有广泛的用途,能激发学生在课堂上的学习兴趣。 二、实践环节的改革 1.理论教学穿插实验教学。结合电子与电气工程学院电工实验中心为国家与地方共建项目的契机,添置了新的微特电机教学模型和实验设备,在进行理论教学的过程中穿插实验教学,教学模型通电时,可以让学生直观的看到电机运行中的起动过程、制动和可逆等。因此,学生在学习理论知识的同时,对电机也有了直观的认识。 2.严格要求实验预习报告。在学生进入实验室之前,应详细检查学生的预习报告,应该包括以下几个方面:本实验的目的、该电机的结构和工作原理、电机的静态特性和调节特性、转速如何调节、主要性能参数和指标有哪些、控制系统硬件组成、完成本实验需要用到的仪器设备、实验的具体步骤等,可通过提问的方式完成实验预习的检查,使得学生对实验有整体的把握,使他们带着目的做实验,这样在实验过程中易于发现、解决问题。 3.增加设计性综合实验。传统的实验教学都是单一的验证型实验,为培养创新性应用人才,设计性综合实验势在必行。在设计性综合实验中,教师只需给出实验目的、实验要求和注意事项,具体的实验方案和实验步骤、以及所需的仪器设备,都由学生自己拟定。 4.专业方向课程设计。由于《微特电机及系统》课程的特殊性,通常的考核方式难以体现学生的学习效果,在结束理论学习后,要增加两周的专业方向课程设计对学生进行考核,将每五个学生分成一组,选择以不同的微特电机为对象,给出设计要求,完成控制系统硬件和软件的设计工作,最后通过答辩确定学生成绩,这样可以充分激发学生的创造性。 《微特电机及系统》是一门内容丰富、理论抽象、实践性非常强的运动控制方向专业课程。在课程教学中,应进一步丰富内容,尽可能大的提高学生学习的积极性和主观能动性,采用多种灵活的教学方法,注意理论联系实际,特别注重实践教学环节,改革课程考核方式,拓展学生的知识面,培养学生的创新意识和动手能力,从而取得令人满意的教学效果。
库存管理论文:互联网采购与库存管理研究 摘要: 利用互联网思维模式建立物资的采购和库存管理的概念,分析了物资采购和库存管理是整个工程施工中最为重要和基础的环节。就互联网的出现给企业所带来的新的发展模式进行了探讨,结合传统模式上的物资采购和库存管理方法,确立了互联网思维模式进行物资材料的采购与库存管理方法。 关键词: 互联网;采购;库存管理;应用 互联网在铁路物资采购和库存管理上的运用使得企业的管理效率大大地提高,对传统的企业采购和库存管理模式产生了极大的冲击和影响。互联网的应用也充分地整合了产业链上的各个企业,促使企业的物资管理模式向供应链管理模式发展,这种互联网的整合方式,降低了企业成本,提升了企业效率,使企业能够实时地、精准地实现对物资的采购和库存管理。 1互联网思维模式下的采购管理 1.1互联网思维模式下的采购 1.1.1采购的一般定义。采购一般是指为了保障企业物资供应而对企业采购进货活动进行的管理活动,是对整个企业采购活动的计划、组织、指挥、协调和控制活动,是面向整个企业的管理经营活动。采购管理包括支持、审核、优化、批准和实施几个步骤,管理的对象是计划、认证、订单和合同4个环节。 1.1.2互联网思维模式下的采购定义。互联网模式下的采购可以分为电子商务采购、电子商务贸易、电子商务采购合同等。从细分的角度来讲,互联网模式下采购是企业通过使用互联网,能够在互联网上进行几乎全部的物资采购管理活动。换句话说,就是企业通过互联网操作,可以从开始时的寻找供应商开始,一直到合同洽谈、物资采购订货、在线付(收)款、开据货物发票、物流配送、库存控制、物资的管理及价格的核算等过程全部通过互联网来完成。即企业可以通过互联网,就可实现采购所需的信息流、商流、资金流等。传统采购管理工作是对采购整体活动的管理过程,涉及物资采购人员、物资采购部门、物资采购过程、物资采购供应商和物资采购结果等。而利用互联网模式下的采购管理的目的就在于可以以最低的成本、最高的效率保证物资采购管理工作的正常进行,可以避免因为采购过程中所发生的不可预料到的问题而影响到企业的生产进程。 1.2互联网思维下的采购模式 1.2.1企业通过自有网站采购模式。是指采购企业通过互联网,在网上所需采购的物资材料种类、型号、数量等,由物资供应厂商在物资采购企业方的网站上进行投标,供物资采购方进行网上评估,再通过进一步的信息沟通和信息确认,进而完成企业物资采购工作的整个过程。在这种模式中,物资采购企业可以通过互联网,在网上直接限定所需要采购物资的目录种类、规格和数量,并且可以通过对不同人授予不同的权限,让不同的人员按照之前所设定好登录权限,进行不同的决策,以此达到可以控制整个采购流程的目的。同时物资供应方和物资采购方可以通过已有的物资采购方的网站进行信息的传递,这样也有利于对物资采购网站和后端的信息处理系统进行有效的连接,使这些信息能够及时、准确地被物资采购方后台系统所识别并加以及时处理。由于这种模式本身的性质,使用这种模式的企业必须有一定的规模和影响力。这种模式的起初则要求物资采购企业利用自身已有的巨大财力和物力,通过前期不间断地投入,建立起本企业物资采购的网站模式。然后再利用本身的巨大影响力,来吸引全国乃至全世界的物资供应企业到自己的网站进行注册,让各物资供应企业根据采购企业的采购需求,主动地在网站上物资信息。 1.2.2企业通过供应商网站采购模式。是指物资供应企业通过互联网,在网上其所生产的物资材料的种类、型号和数量,而物资采购企业则可以通过网站来选取自己所需相关的物资材料信息,通过分析判断,直接在线选取所需要采购的物资材料目录,通过网站上的在线支付功能,实现一站式物资采购工作(如京东网上商城)。和上一个物资采购模式所不同的是,通过这种模式进行采购的企业,相对而言容易获得自己所需要采购的物资材料信息。但是这种模式本身也有一定的弊端,当物资采购企业在进行物资供应企业的选择时,物资采购企业必须先要通过不断地查询,并大量浏览物资供应企业的网站,从中挑选出符合自己需要的物资供应企业,然后再进一步地选取所需要采购的物资材料种类,进行网上在线选购,达到物资采购的目的。然而不同的物资供应企业所建立的物资供应网站会有所不同,通常这些物资供应企业的网站都有各式各样的网站界面、布局和样式。因此,对于物资采购企业来说,这样不便于快速寻找和比较,通常需要物资采购企业花费大量的时间和精力在网上进行选取,这样也就达不到互联网模式本身所具备的快速采购的目的。但如果采购方和供应方能够达成协议,使供应方之间使用相同的互联网物资供应体系标准,且互联网采购系统能与系统后端的各方企业内部信息系统很好地集成在一起,这样则会极大地简化这种模式本身所带来的繁琐过程。 1.2.3企业通过第三方网站采购模式。是指物资供应企业和物资采购企业之间,利用第三方企业所设立的专业互联网采购网站来进行物资采购工作(如阿里巴巴网上采购平台)。和前面两个互联网采购模式所不同的是,在这个互联网采购模式里面,不管是物资供应企业还是物资采购企业,双方都只需要在已有的第三方互联网网站上自己的物资材料供应信息或者是物资材料采购信息,而第三方互联网网站除了对自己的网站进行运营和维护外,其他则只需要负责对物资双方企业所的这些供需信息进行一定的归类和整理,然后通过界面呈现给企业。需要进行物资采购的企业则只需要登录第三方互联网网站进行所需物资材料的选取即可,而物资供应企业也只是需要登录到第三方互联网网站上自己所生产的物资材料即可。这样对于双方企业而言都免去了繁杂的网站建设和运营工作,使企业可以专注地做自己领域的事,提高了企业管理工作效率。这种采购模式优势主要是体现在第三方互联网企业本身的专业性和专注性上。 1.3中国中铁采购电子商务系统V2.0 中国中铁采购电子商务系统V2.0是中国中铁股份集团公司开发的,利用互联网思维进行物资采购的网站。系统为使用单位提供了物资(设备)采购的信息管理平台,系统的业务流程包括物资采购计划、采购管理、物资采购合同签订、物资材料的供应、物资材料的验收、材料款项的结算等。系统所对应的业务模块包含物资计划管理、物资采购管理、物资采购合同管理、物资采购协同、支付电商货款等。其中项目部、三级公司、集团公司、股份公司则按照各自的采购管理权限,在系统中进行相应的操作。 1.4互联网思维模式下的采购优点 1.4.1实现采购过程透明公开化。可以将传统采购过程在网上实现一站式采购,这样有利于采购过程的公开化,管理人员可以随时对物资采购过程进行监控并提出相应的采购建议。这样不仅可以使采购工作更加规范,而且可以避免因为交易双方的私下谈判而发生的暗箱操作行为。通过互联网上的采购操作,还可以实现自动设定采购物资的价格、采购期限以及所需要的相应的采购服务等,整个采购过程全部公开于网上,方便全体人员进行监督。 1.4.2采购信息明细、准确,便于管理人员决策。网上采购方便快捷,可以利用互联网络强大的数据库管理功能,方便管理人员随时随地了解当前网上所列物资的种类、数量和价格等。就拿V2.0系统来说,V2.0系统内部拥有几乎所有的物资材料信息,当采购人员需要进行物资采购时,可以很方便地查询自己所需要的物资材料信息,当工程公司将所需要采购的物资材料信息确定好以后,点击提交,当前所列的工程所需物资材料会提交到集团公司进行审批,如果审批无误,集团公司级会进一步提交到股份公司领导进行审核,当股份公司级的领导审批无误以后,V2.0系统才能完成接下来的网上采购流程。 1.4.3采购管理更加科学化。可以利用互联网模式下的大数据和云计算等先进的分析方法,为物资采购人员提供更多的采购意见,避免了传统物资采购下消息匮乏、信息传递缓慢、采购环节比较繁杂的问题。同时,互联网采购模式的应用也大大改善了物资采购企业与物资供应企业之间的关系,使得双方的沟通更加容易,方便了物资采购企业实现准时化采购的目标,也帮助了物资供应企业可以按照物资采购企业的需求进行适量、适度生产,从而减少了生产浪费。 2互联网思维模式下的库存管理 2.1互联网思维模式下的库存管理 2.1.1库存的基本概念。库存,即储存状态下的货物,是将用于将来目的的资源暂时处于闲置状态。库存的另一层含义还包括在制造加工状态和运输状态的货物。为了能保证工程施工中物资材料的及时供应需求,就必须储存一定数量的物资材料。适量的库存可以增加工程施工过程中的柔性,以便能够应对复杂多变的内外部施工需求。如果库存不足,会造成物资材料供应不及时甚至供应链出现断裂,严重时会影响到工程的施工进度。 2.1.2库存管理的分类。库存管理按照不同的需求可以从不同的角度划分为:长期需求性库存管理,一般需求性库存管理,短期需求性库存管理。 2.2互联网思维下的库存管理模式 2.2.1入库管理环节。物品的入库管理就是对进入仓库的物品进行检验,并对其进行分类、核对和登记,列入库存物品清单,记录物品的名称、分类、规格型号、入库时间、生产厂家、生产日期、数量等信息,并将这些信息更新到库存记录。这些工作准确性要求高、工作量大,人工作业所耗费的人力、物力以及时间成本比较大。因此,利用互联网思维模式下的管理方式来代替人工管理,可以减轻管理人员的工作量,提高物资库存管理的工作效率。利用互联网进行物资材料入库管理的优势在于,物资管理人员只需要通过在网上输入相应的物资材料到料信息,确认无误后点击提交按钮,则系统会自动的生成相应的到货报告单,这样可以省去以往比较繁杂的纸质形式的单据管理。 2.2.2在库管理环节。互联网技术充分地应用在铁路物资材料库存管理中,其实就是利用了互联网所提供的高效的管理能力,实现实时的库存管理和控制,实现更加精细化和动态化的管理,提高相应物资材料的利用率。物资材料库存管理人员的主要工作内容是:保证工程施工过程中所需要的物资材料的质量。在不同时间段内提供所需要的物资材料的数量。定期对已有库存物资材料进行统计,对于产品质量不过关的要及时联系相关的厂家进行索赔和更换,对于存放时间过长而导致生锈的材料,要及时进行喷漆保护,防止进一步恶化。对库存剩余量不足的物资材料进行统计并及时上报,提出相应的采购意见。利用互联网思维的管理方式,可以使物资管理人员更加实时、方便、准确地掌握物资材料的库存信息,加上互联网的数据库管理功能,可以对已经采购的物资材料所对应的厂家信息、材料型号、数量、采购时间等进行全面的记录。互联网思维模式下的物资材料管理还可以实现对库存管理智能化控制的目的,利用网络的实时监控,可以及时地查看已有材料的库存信息。当物资材料管理人员发现材料数量与库存信息不相符时,物资材料管理人员还可以在网上很方便地调取材料的出入库明细,并迅速地核对,及时找到出错点。 2.2.3物资材料发放环节。当已经入库的物资材料有工程施工需求,需要进行物资材料的发放时,物资材料管理人员可以利用互联网,直接在系统上制作发料单据。在填写完所需要发放的物资材料的信息后,点击提交,系统自动生成发料单据,物资管理人员只需进行打印,然后找相关领料人员进行签字确认即可。利用互联网系统制作的单据在提交以后会在网上进行自动存储,并按照类别自动分类,在数据库中生成对应的物资材料发放记录,方便物资材料管理人员后期的查看与核对,减少管理人员的操作细节,提高物资材料管理上的工作效率。 2.3中国中铁项目物资管理信息系统V7.0 中国中铁项目物资管理信息系统V7.0是中国中铁股份集团公司开发的,利用互联网思维进行项目物资管理的网站。系统为使用单位提供了物资管理的信息管理平台,系统的业务流程主要包括基础数据、计划管理、合同管理、进料登记、验收管理、收料管理、发料管理、消耗管理、库存管理、成本分析、周转材料管理、查询和报表。其中项目部、三级公司、集团公司、股份公司则按照各自的管理权限,在系统中可以进行相应的管理操作。中国中铁项目物资管理信息系统V7.0系统的使用,可以规范现场物资管理,从基础数据、计划管理、合同管理、进料管理、验收管理、收料管理、发料管理、消耗管理、库存管理、周转材料管理、成本管理、数据查询志报表等12个管理环节入手,规范数据的流向,使物资管理业务数据及时受控。 2.4互联网思维模式下的库存管理优点 2.4.1实现管理功能多样性。V7.0系统的开发是根据施工现场的需要以及项目部日常业务管理的过程,设计的功能有物资现场管控功能、辅助业务控制手段、中铁物资称重影像系统、中铁物资条码化管理系统、中铁混凝土核算管理系统等,利用比较先进的互联网管理技术手段强化对现场实物收发管理,减轻了物资管理人员负担,实现物资材料数据一次性录入,全系统共享的特点。 2.4.2实现管理功能统一性。V7.0系统较以往传统的物资管理方式而言,在设计上实现了物资材料的集中统一式管理,这样不仅使物资材料管理更加简洁化,也更有利于各层级物资材料管理人员对物资材料数据进行逐级汇总和分析,可以说V7.0系统的开发和使用,方便了各级公司人员物资材料的业务管理工作。 2.4.3方便各层级领导的审批。V7.0系统在系统架构的设计上,采用的是树形结构的设计方法,这种设计方法的使用可以清晰地展现股份公司各单位组织架构。V7.0系统的设计是按照股份公司、集团公司、子分公司(专业公司、管理公司)、项目部、工区5级组织模式建立,保证了V7.0系统的组织架构不仅符合了集团公司管理的实际需求,也使各种物资材料业务的审批流程能够顺畅流转。 3展望 在互联网快速发展的时代,新型的科学技术和科技成果层出不穷,所以铁路物资采购与库存管理的模式也应当与时俱进。结合互联网思维模式下的采购和库存管理的方式,利用互联的优越性,可以使管理更加的方便、快捷。在不久的将来,随着数据库研究的不断更新,数据库存储物资材料信息的能力越来越强,互联网网站的建设更加丰富多彩,通过互联网进行网上物资材料供应与采购的企业也越来越多,当互联网络真正意义上的普及到了千家万户,且互联网络与人们的生活密不可分的时候,一切的生活活动都将通过网络来进行,包括我们所谈论的物资材料的采购和库存管理也将通过互联网来实现。互联网的出现被看作是社会生活领域的一次重大创新与发展,互联网的应用已经遍及人们生活、工业生产和企业管理的方方面面。利用互联网技术可以构建出新型的物资采购与库存管理模式,可以更加快捷、有效地提高企业管理操作中的工作效率,不仅可以有效避免人员管理中可能出现的错误,而且可以大大地提高库存管理流程中各个环节的工作效率。 作者:卢永彬 杨雁虎 单位:中铁武汉电气化局集团有限公司成都分公司 库存管理论文:供应链联合库存管理研究 摘要: 通过研究供应链环境下的库存管理,简述了供应链上产生需求放大现象亦即牛鞭效应的原因与影响,还分析研究了传统的库存控制模式与供应商管理库存模式存在的主要缺陷,并重点分析研究了供应链环境下的联合库存管理模式及其实施策略。 关键词: 库存管理;供应链管理;牛鞭效应;联合库存管理 1研究背景及研究意义 随着经济全球化程度的日益提高和用户需求的个性化与多样化,产品更新换代的速度愈来愈快,企业面临随时被淘汰出局的种种压力,如缩短交货期、降低成本、提高产品质量和优化服务等,如是催生了20世纪80年代的供应链管理(SupplyChainManagement,SCM)模式。供应链环境下的库存管理也是企业管理的重要部分,是价值链增值的关键环节,而处于供应链上的各节点企业,其库存管理长期以来相互独立,各自建立了一套库存控制方法,势必会产生需求放大现象,引发所谓的“牛鞭效应”,从而加剧库存风险,损害整个供应链的增值能力。随着SCM理论和实践的不断发展和完善,库存管理模式也不断得到改进,出现了供应商管理库存(VendorManagedInventory,VMI)和近年来较受欢迎的联合库存管理(JointlyManagedInventory,JMI)。联合库存管理是一种更有效率的库存管理模式,体现的是集成式管理思想,可十分有效地控制库存风险。与传统库存模式不同的是,JMI是针对供应链上的核心企业进行库存管理,而不是对供应链上的各节点企业进行多库存点、多级别的库存管理,如此核心企业便能主动控制原材料与产成品的数量,进而优化整条供应链的库存管理。库存控制的管理流程得到简化、库存点减少带来的库存费的降低及物流环节减少带来的物流成本的降低,无疑大大提高了整条供应链的运作效率。JMI将SCM系统分为上游、下游两个中心进行协调管理,对由节点企业间的不确定与需求信息传递过程中的失真所造成的库存波动起到了抑制与消除的效果,进而增强了供应链的稳定性。 2国内外研究文献综述 2.1国外相关研究动态 随着对供应链管理的应用愈来愈广泛,学术界将供应链管理环境下的多级库存控制作为研究重点,对供应链上的库存问题开展了大量研究,大致可分为为生产/库存系统,库存/配送系统,生产-库存-配送系统,生产/配送四个方面。还有不少学者扩展了基本模型,G.Padmanabhan,PremVart(1995)考虑了产品销售的环节,以单位时间利润的最大化为目标,提出不缺货、部分缺货、完全缺货情况下的三种存货影响销售率时的库存模型。Kun-JenChung,PeterChu和Shaw-PingLan(2000)提出了供应商和零售商联合的经济批量模型,Goyal&Hill分别对其进行了改进,Hill针对单一供应商和单一零售商的二级供应链建立了联合生产库存模型。在一对多的两级供应链方面,Hariga.Gumus&Daghfous(2013)对单一供应商与多个零售商所组成的,由供应商对库存进行管理的供应链进行了分析,运用混合整数非线性规划来解决供应商和零售商间的订货周期不同步问题,通过联合库存管理实现存储成本的最小化。FengTao等(2012)通过研究在供应商管理库存下,结合库存控制与路径选择策略而建立了动态规划模型来进行求解,并通过仿真模型对其进行了验证。 2.2国内相关研究动态 潘玮和王英(2001)总结出了生产企业供应链库存管理的模式,还总结了VMI、多级库存优化与控制、联合库存管理三个方面的基本思想。刘春全和李仁刚(2008)综述了我国关于供应链管理的研究现状;张于贤和李雷(2008)则对VMI的研究进行了综述。李良等人(2010)对考虑顾客服务水平的供应链库存管理进行了研究,并将顾客价值函数引入两级树型库存系统,构建出了新的评价库存成本和客户服务水平的模型。陈美霞、张正祥等对联合库存管理模式下的库存成本模型进行了研究,并开发合适的算法对其进行优化求解。熊浩,孙有望(2012)放宽了对于生产商-销售商験合生产库存系统的一般性假设条件,根据生产商和销售商的库存一时间图推导出系统整体的库存一时间图,利用该图推导出最优订货策略的一般数学模型。刘思峰等(2013)综合考虑生产能力、随机需求、供应链结构等因素,构建了供应链库存网络模型。全春光等(2013)考虑在需求随机时,单个供货商与两个分销商所组成的联合补货模型,并以价格补贴方式对其间的利益进行了平衡。 3供应链环境下的库存管理 3.1供应链环境下的库存管理现状 供应链环境下的库存问题反映的是集成化管理思想对库存产生的影响,从而和传统的企业库存问题区别开来。传统库存管理的重点是对单一库存成本进行优化,它主要是通过权衡订货成本与存储成本来确定订货量、订货点及安全库存。如果单从库存角度来考虑,该方法有其一定的适用性,但在当今复杂的市场环境下这种单一的库存管理方法显然难以满足要求。目前供应链环境下的库存问题主要有四点。 3.1.1缺乏供应链整体观念 供应链是由各节点企业串联成的一个整体,故其绩效应由供应链各节点企业的绩效来决定,而这些企业又是相对独立的个体,各有其独立的战略思想和经营目标,其中有些与供应链整体目标无关,甚至还可能与整体目标发生冲突。加之供应链系统普遍没有建立考察供应链全局的绩效指标,因而对于供应链中的某些问题环节无法及时发现并进行处理和改进,长此以往必会影响到供应链整体的运作效率。 3.1.2低效的信息传输系统 供应链上的各节点企业间的需求预测、生产计划、库存状态都是重要的库存管理数据,然而它们处于各个节点组织中,如果要快速并有效地响应客户需求,就要求需求信息必须能及时准确地在供应链间进行传递。而目前的供应链信息传输效率低下,常得到一些扭曲或过时的信息,影响生产计划的同时也无法满足用户需求,所以必须对其进行相应改进,运用信息系统集成的方法,及时、快速地共享供应链中的库存数据。 3.1.3协调与合作性差 供应链应被看作一个整体,要保证其运行的效率需对链上各个企业的活动进行协调,使有用的信息能顺利且及时地在供应链上传递,以使产出能满足客户的需求,更有效应对市场的复杂性与多变性。若企业间协调与合作性较差,则很可能会延迟交货期、降低服务水平、拉升库存水平。此外,供应链上各组织为应付需求的不确定性,通常会设安全库存,他们相互间信息共享度不高,彼此间信任度也不高,目标与绩效评价尺度也不同,结果便是设定更高的安全库存,从而致使整个供应链付出更高的代价。 3.1.4库存控制策略过于简单 之所以进行库存控制,是要维持供应链运作的连续性及控制需求不确定性的影响。库存控制策略的制定应该针对具体产品来进行,然而很多企业并无此意,其控制策略十分单一,所有产品均使用同种策略,丝毫未考虑到产品的不同种类所携带的需求和供应中需求的不确定性与异同处。加之传统的库存控制通常是面向单个企业,需求与供应信息的来源渠道也只是局限于企业自身,完全没有运用供应链管理的集成与整体思维。 3.2牛鞭效应的内涵、影响及原因分析 终端客户的需求沿着供应链往上游传递的过程中波动程度会逐级放大,这与人挥动鞭子时手轻微用力鞭梢便大幅摆动的现象类似,故被形象地称为“牛鞭效应”,即需求放大效应。传统库存管理中的企业各自为政,库存控制策略不一且信息不互通,导致需求信息的不确定性沿着供应链往上游方向不断增大,结果便产生了牛鞭效应。牛鞭效应将给企业带来一系列严重的后果:高库存水平导致高库存费用、供应链总成本提高、服务水平降低等,最终将导致供应链整体竞争力的低下,使供应链成员利益受损。故应深入研析“牛鞭效应”其成因,制定出相应的对策,弱化直至根除该效应的负面影响,从而提高供应链的整体效益。引发“牛鞭效应”的主要原因有:需求预测修正、批量订货、价格波动、短缺博弈。“牛鞭效应”产生的直接原因是需求预测修正。供应链上的企业都要跟其相邻的上游企业订货,所以如果企业仅单纯地将其相邻下游企业的报订数作为需求信息来进行决策时,需求就被放大了。零售商以预测的市场需求信息加上其设定的安全库存作为订货量向上游进行订货,通常以指数平滑法预测平均需求及方差,观察数据越多,对预测值的修正越多,因而需求的变动性越大。同样,分销商则以其下游零售商的订数预测需求,并对其需求进行修正,以此类推,当需求信息到达供应链的最上端时,已被多次修正,变动更加大,“牛鞭效应”便产生了。“牛鞭效应”的加速产生原因则是批量订货、价格波动及短缺博弈。考虑到订货成本和安全库存,企业一般会进行批量订购,故从零售商到分销商到制造商最后到供应商,订购量要远远超过实际的市场需求量,再加上供应商所设定的安全库存,“牛鞭效应”便不可避免地产生了。另外,因为订单是一般是随机分布的,甚至有时会发生重叠现象,那么一旦顾客订货周期发生重叠,就会导致同一时段内订货数量的高度集中,这样牛鞭效应的高峰便出现了。有时,上游供应商为鼓励其下游多订货,通常会采取一些促销手段与价格折扣,这些都可能促使下游的采购数量远超出市场的实际需求数量,这种人为加剧的需求波动,无疑又扩大了牛鞭效应的不利影响。市场供需状况是不断变化的,当产品的供给量小于需求量时,制造商一般会进行配额式限量供应,这时销售方为获取更大的量往往谎报比实际需求更大的订数,而需求变淡时,制造商收到的订单寥寥无几,短缺博弈所引发的这种需求信息变异现象,最终导致牛鞭效应的产生。 3.3VMI对牛鞭效应的消除作用 VMI是指由供应厂商来管理用户的库存,该模式下,供应商与零售商之间紧密合作,供应商可以与零售商共享其销售数据、库存数据以及当前的存货数据,从而供应商可以主动来实现对零售商的补货行为,而不是被动地接受零售商的订单,由此作出更准确合理的生产供应计划,从而降低相应的库存成本,提升对订单的反应速度,进而优化服务水平,提高客户满意度。VMI的主要思路是将库存控制权交由供应厂商掌握,零售商所获得的市场需求信息要及时传递给供应商,从而供应商能以此预测市场需求量、确立库存水平并作出恰当的生产供应决策。VMI是一种运用供应链集成化管理的思想进行决策的模式,该模式下,供应商客户及分销商或批发商行使库存决策权,从而打破了传统的先有订单再补货的供应模式,这种以实际或预测的市场需求作为补货依据的方式,不仅减少了因多方预测引起的重复次优选择,还消除了传统方式下需求信息由分销商往供应商的传递过程中需求信息的放大和扭曲,从而极大地削弱了牛鞭效应的不利影响。 3.4联合库存管理 3.4.1联合库存管理思想 传统库存控制的方法是产生“牛鞭效应”的主要原因,而VMI模式单由供应商来行使库存决策权也存在诸多局限性,二者都不能彻底消除“牛鞭效应”。为了克服VMI的局限性,并避免传统的库存控制方式在供应链管理环境下所存在的问题,便出现了联合库存管理(JMI)。JMI强调从供应链整体的角度出发,注重的是供应链上的各方同时参与,库存控制计划由各方共同制定,以实现整个供应链的同步化运作,因而消弱了因需求信息的扭曲以及供应链环节间的不确定性所引起的库存波动,提高了整体运作效率。JMI体现出供应链各方的高度协作,供应链的各方组织之间不仅实时共享需求信息,实现利益共享,而且建立了一整套协调管理机制,既能对供应链整体的成本与效益及风险进行权衡,又能明确供应链上各方成本、风险和利益的合理分担与分配,在实现对各组织的激励之余,也避免了各方为谋取自身利益而做出的有损其他成员和整个供应链利益的行为,因而极大地增强了整条供应链的稳定性。JMI实时共享信息的优势有效地消除了传统库存控制下的各节点企业库存相互独立所引起的需求变异现象,大幅提升了整条供应链的运作效率,有利于实现供应链同步化与一体化。实行联合库存管理,从而建立能适应当前市场发展的协调供应与运行机制,是实现供应链库存管理优化的明确方向。但JMI的实行要求企业间实现系统集成,这还需要较长时间的实践才能有所突破,目前亟待进一步改进与完善。 3.4.2JMI实施策略 (1)建立一套有效的供应链管理协调机制。JMI的优势要得到充分发挥,需要供应链上各企业秉持协同合作的经营理念,在发挥自己的核心竞争力之余,还必须合力构建一套行之有效的协调管理机制,明确规定各方权责,为JMI的实施提供保障。具体可从三个方面入手:第一,建立共同愿景。愿景即供应链上各个组织共同奋斗的目标与方向。只有本着互惠互利的原则,了解供需双方面向目标市场的相同之处与冲突之处,而后确立共同合作目标,最后经双方协商达成共同且双赢的愿景,这样供应链上各个企业才能凝成一个整体,实现协同效应。第二,建立联合库存协调控制的方法。构建JMI协调管理中心为的是实现对供应链各方企业的利益进行平衡与协调,以实现整条供应链的协作效率。这一协调中心需明确规定优化库存管理的方法,包括需求预测、库存水平、多个组织间的库存分配等。第三,建立利益分配与激励机制。要使联合库存管理协调中心的运行有效率和效果,一套公平合理的利益分配机制则是不可或缺的,同时还需建立起对积极配合与参与协调的各企业的激励与监督机制,避免自利行为与投机倾向对供应链预期运行效果造成的不利影响,从而提高企业间的协作与协同性,以实现供应链的持续健康发展。(2)构建畅通的信息传输渠道。供应链上各方都要依据市场实际需求信息做出生产订货决策,而这一信息的传递通道却十分不畅,由此引发的需求变异现象与各方多重预测极大地降低了供应链的整体运行效率。这些不利影响要得到改善甚至消除,就必须构建一条有效的信息传输通道,借助于信息技术,从供应链整体出发,建立一套库存信息管理系统,使市场需求信息能够实时地在供应链上传递,从而提升整个供应链的协调运作效率,最终提高产品或服务质量。(3)选择正确的JMI模式。供应链JMI的模式有两种:一种是以供应链上的核心企业为库存中心,各供应商的零部件库存直接转移到核心企业的原材料库存中来。该模式下,核心企业的库存成为供应链库存管理的重心,核心企业既要保持一定的库存量来抵御缺货风险、满足市场需求,又要控制总的库存成本。另一种是无库存管理模式,即核心企业与供应商均不设立库存,实现准时化生产与供货。无库存模式无疑能极大限度地降低供应链的总成本,同时实现供应链的高效运转,但其对核心企业与各供应商自身的运作效率以及彼此间的协作与配合程度要求十分高。企业应从自身实际情况出发,通过合理分析选择适合自己的模式。(4)充分利用第三方物流。联合库存的实现可借助第三方物流(ThirdPartyLogistics,TPL),即由供需双方以外的物流公司来提供物流服务。将库存管理的部分非核心模块转移给第三方物流,这样企业就能够将更多的资源和精力集中在核心业务方面。第三方物流系统直接面向协调中心,供应链各方的独立库存将失去存在的必要性,也因此而增强了供应链的协调性与灵敏度,提升了其运作效率与服务水平。 3.4.3JMI的优势 (1)成本优势。联合库存管理运用集成化管理思想,实现了供应链上从零售商到分销商到制造商最后到供应商的一体化过程,从而为各方的准时采购与生产创造了条件,准时采购与生产不仅能减少库存量,还能缩短订货提前期,加快库存周转,因而降低了采购成本及库存成本。(2)信息优势。JMI将供应链上的所有节点组织有机地联合成一个整体,彼此之间建立战略合作关系,相互间信息互通,从而使市场需求信息能够顺畅并准确在各组织中传递,进而有利于供应商作出及时准确的生产决策,实现供应链中的资源调配,提高运作效率。(3)战略联盟优势。JMI的实施是以供应链上各方的相互合作与充分信任为基石的,各企业紧密联系,缺一不可。供应链上的协同合作在实现供应链的整体利益的同时,也能使链上的每个成员获取收益,实现多赢的局面。当这样一条链通过合作与信任牢牢地凝成一股时,将难以被新入者或竞争者破坏,其有效运作模式一旦形成也将很难被竞争者模仿与替代。 4结论与展望 本文在通过比较分析传统库存控制、供应商管理库存及联合库存管理三种模式,得出以下结论:传统库存模式中因各节点组织都有其独立的库存控制方式,信息不互通,由此引发了需求放大现象;供应商库存模式中因库存决策权交由供应商,故能对需求放大现象产生一定的抑制作用,却也不免会在决策时造成偏差;而联合库存模式注重的是供应链上的各方同时参与,库存控制计划由各方共同制定,以实现整个供应链的同步化运作,因而消弱了因需求信息的扭曲以及供应链环节间的不确定性所引起的库存波动,并提出了实施联合库存管理的可行性策略,作为供应链环境下库存管理的理论支持。近年来,供应链管理在国外已经成为其学术研究与企业实践的热点,国内学术界相关理论研究也日渐丰富,但实践方面还非常欠缺。在理论研究不断完善并深化的同时,也要加强实践对理论的检验。本文还存在很多不足之处,如本文进行的主要是理论研究,未结合企业实践检验理论的可行性。今后需加强对联合库存管理的实践研究,广泛收集尽可能准确的信息,加工整理成有用的数据,然后采用科学的方法检验理论的准确性,并对其进行修正。 作者:邓慧 单位:中南林业科技大学 库存管理论文:物资供应中心库存管理研究 【摘要】 库存控制与管理对企业的生存和发展起着极大的影响,企业要可持续、健康地发展,必然要做好库存控制与管理工作。企业在日常的生产经营活动中如何做好库存控制与管理工作?对于企业合理储备物资、加速资金周转、确保物资安全具有重要的意义。本文阐述了企业库存控制与管理的相关概念,并结合物资供应中心的实际情况,针对目前库存控制和管理中存在的问题,分析其产生的原因并提出了加强库存控制与管理的对策,探讨了如何做好物资供应中心库存控制管理工作。 【关键词】 库存控制,库存物资,积压物资,储物于商 库存是指仓库中处于暂时停滞状态的物资,主要包括原材料、备品备件及产成品等。库存控制是对库存物资进行管理和控制,使其储备保持在经济合理的水平上。库存控制是使用控制库存的方法,力求尽可能降低库存水平,减少库存积压与报废、贬值的风险,加速资金周转,有利于降低平均资金占用水平,提高企业获利能力。狭义的库存控制是企业仓储部门的责任,而广义的库存控制应该是整个需求与供应链管理部门,乃至整个公司的责任。本文所阐述的库存控制与管理并不是指狭义的仓储部门的责任,而是指整个公司的责任。在保证企业正常生产、经营需求的前提下,使库存量保持在合理的水平上;通过掌握库存量动态,适时、适量提出订货,避免超储或缺货;减少库存空间占用,降低库存总费用;控制库存资金占用,加速资金周转,提高企业的综合竞争力。为保证正常生产与经营,合理库存非常重要。库存量过大会增加仓库面积、库存成本和管理成本等;占用大量的流动资金,造成资金呆滞,又会影响资金的时间价值和机会收益,不利于企业提高管理水平。而库存量过小又会影响生产过程的正常进行和应急需求。库存控制与管理的目标就是合理设置企业资源计划控制策略,防止超储和缺货,保障合理库存、减少库存积压、降低库存成本。 一、库存现状及问题分析 物资供应中心负责局下属各生产单位的物资管理工作,目前物资供应中心计划、采购、财务结算已经集中统一管理,但物资储备尚未统一储备集中管理。局下属生产单位主要是以海洋钻井工程服务和海洋物探及海洋拖带服务为主,由于其钻井平台、多用途工作船、物探船等大型装备远离陆地,海上作业时间长,备品备件等物资供应周期长,所以各生产单位通常都采取增加维修备件库存量的方法来提高设备的运行率,而为了保证生产的正常运行以及对生产装备的应急抢修和保养,维修备件仓库都是设在这些大型装备上的。目前总库存物资中资金占用量最大的是备件库存,备件库存约占总库存量的89%,而备件库存中进口备件占用量很大,进口备件库存约占库存总量的70%。截至目前,库存物资中常规储备物资占总库存量的60%、特殊储备物资占总库量的30%、积压物资占总库存量的10%。基于目前的库存情况,集中反映出以下五大问题: (一)库存物资未统一储备、集中管理 目前物资供应中心只是对各生产单位的库存物资进行汇总统计、负责制定相关规章制度进行指导、监管和管理。实物库存还是由各生产单位分别储备并负责管理的,各生产单位分别在每个平台、每艘船舶都储备各自的备件物资,备件重复储备,积压物资不减反增,从而导致总库存物资规模大,库存结构不合理。 (二)库存备件规模大,资金占用比高 截止目前为止,物资供应中心库存物资中备件库存量占总库存量的89%,进口备件的库存量占总库存量的70%左右。而且近三年来,库存物资总量逐年上升,库存备件总量也随之上升,这不仅占用了企业大量的资金,也给企业的发展带来了不利因素,影响了企业的竞争能力。 (三)仓库管理员综合素质不高 仓库管理人员需要具备一定的专业技能,能够有效管理仓库。目前各生产单位的仓库管理员总计46人,其中专职仓库管理员17人,兼职仓库管理员29人。专职仓库管理员并没有进行专项岗位培训,其技术素质和业务能力一般,对仓库管理也只是简单粗放型管理,而兼职仓库管理员更是来自各专业的人员,对仓库管理只是进行简单的统计计帐,并不能有效合理地管理仓库。随着物资管理标准化、操作规范化、流程程序化的管理要求,仓库管理员在库存管理中显得更重要,也更需提升综合素质。 (四)供需脱节 各生产单位负责上报需求计划,物资供应中心负责汇总计划、采购、过程控制等流程,物资供应中心并不能真正了解各生产单位的实际需求计划,供应与需求在一定程度上脱节。 (五)资源未共享,管理未信息化 由于各生产单位分别管理各自的库存物资,物资管理信息系统还未上线运用,相互之间的库存物资并未互通互联,所以物资信息不能共享。目前由于ERP系统尚未上线,钻井平台、船舶上陆续在安装运用适合海上钻井平台和船舶作业所需的设备和库存管理信息系统(PMS)。由于PMS系统主要是用于设备管理的,库存管理只是其中的一个小模块。PMS系统并不能实现在线实时传输数据,对于库存物资的管理也并不能实时动态管理。 二、现状问题原因分析 (一)历史原因 基于钻井平台、多用途工作船、物探船等大型装备作业于海上,其各自有着自己的仓库,并根据自己的装备分别配备库存备件,有些相同的设备在不同的船舶或平台上,也要配备相同的库存备件,库存备件通用性很差。另一原因是库存定额不合理,由于过度考虑了设备运行的安全性而提高库存备件的储存量和库存备件的储存品种。仓储管理零散,集中化、集约化程度不高。库存物资各生产单位分别管理,物资信息独立,资源无法共享。由于这些历史原因导致库存物资总量大,库存资金占用大。 (二)积压物资形成原因 目前积压物资主要是钻具、油套管、物探设备配件,钻井设备配件、柴油机配件、电器类物资、五金类物资等物资。由于作业模式的改变造成部分物资无法消耗,如某平台由总包井转为日租金井模式,从而导致部分钻具和套管类物资形成积压物资。因市场变化或项目取消造成物资积压。由于石油行业处于寒冬期,市场竞争激烈,为了符合甲方要求(招标文件或验船要求)赢得市场,需提前准备物资,而当项目取消(或未中标),前期采购的物资就形成了积压。 (三)库存管理简单化 目前库存管理只是被动的、简单化管理,主要是以生产不间断为核心,库存管理是为生产服务的,并没有对各项物资进行合理的配置。而各单位的仓库管理人员也是对库存物资进行简单出入库统计明细,并没有达到真正有效管理库存、控制库存。 (四)管理制度不完善 由于大型生产装备的备件从申请、报计划、审批到采购的周期较长,特别是进口备件的采购周期更长,所以,各单位在上报备件采购计划时都会多增加备件的采购量。另外,各单位上报采购计划是其设备部门,而设备部门又是根据生产装备如钻井平台、船舶上的管理人员所上报的采购计划来上报的,各层级管理人员都是采取了本位主义而增加上报采购计划额,这样又增加了库存总量。另外,部分备件属于长期无动态物资,也未及时进行报废程序处理,占用了企业资金,增加了仓储成本,降低了企业资金周转率。 (五)协同管理机制形同虚设 虽然文件要求财务、企管、生产、设备、工程等相关部门和单位,共同参与物资储备管理,建立协同管理机制。但事实上,协同管理机制形同虚设、落实不到位,而鉴于目前的考核机制,各单位、各部门人员由于害怕承担责任,都采取本位主义的做法,对于需求计划的准确率和及时率并不真正清楚。而各生产单位在上报年度需求计划时,为了在应急维修时能够及时提供相应的备件,以避免因备件缺乏而影响了生产,所以对大型设备的备件通常都是备全备齐,从而导致库存物资规模增大。 三、管理对策 (一)合理分类维修备件需求,提高需求计划准确率 目前物资供应中心采购部门是以各生产单位需求计划为采购依据,重点关注的是采购价格与质量,并没有关注需求计划是否准确,而提高需求计划准确性是做好备件库存控制工作的重要前期工作。如果把仓储管理比作一条河,那么需求计划是这条河的源头,仓库是这条河的下游,而库存控制就是这条河的终点。唯有从源头抓起,把控各个节点,才能做到有效控制。合理分类维修备件需求是提高需求计划准确率的重要基础工作,需根据不同类型的需求计划设置不同的安全库存量。维修备件根据品种和其作用的不同,可以将其需求计划分为以下三类:第一类是计划型的维修备件需求——依据设备部件的设计使用寿命来制定维修标准和计划;第二类是可控型的维修备件需求——设备技术维修人员与管理人员根据设备历年的使用状况、检修情况的数据统计结果来比较和分析设备部件的磨损情况,从而推断预测并控制备件需求计划;第三类是无法预测和控制的维修备件需求——通常是生产设备的突发故障需要应急抢修所需要的备件,由于其需求的不确定性,如果缺货会给企业的正常生产带来重大的影响,因此根据设备的使用情况和出现故障的频率,设置合理的安全库存量。当然平时应加强生产设备的预检保养,减少生产设备突发故障的发生率,提高设备的完好率,这样才能真正提高备件需求计划准确率。 (二)加强“储物于商”管理 “储物于商”即通过加强供需合作,充分利用供应商库存资源来储备企业所需的库存物资,使企业的库存占用压缩到最小程度。“储物于商”能有效地调整库存结构,使得物资储备更趋合理。“储物于商”的管理意义在于以下三点:一是在确保物资按企业需求的数量、时间和地点的及时供应的同时,最大限度地减少企业的流动资金占用,增加其库存资金的周转次数;二是维修备件供应商及维修备件生产企业有一个相对稳定的客户市场而给予价格优惠,有效降低采购的费用,有利于企业降本增效;三是通过维持相对稳定的供需关系,企业可以得到相对稳定的物资质量和便捷的售后服务保障。并不是所有的物资都适用“储物于商”的,适用“储物于商”的前提条件也可列出三点:一是“储物于商”物资的市场价格在一定的时期内相对稳定,“储物于商”是企业与供应商以框架协议或合同的形式约定在一段时期内的储备模式,其中包含库存数量、地点、现场响应时间、补库周期、保质期、库存信息维护、现场核查、供应商奖惩和结算方式以及储备目录清单等。二是“储物于商”的物资应为采购过程中产品的规格、型号、品种过于零散,使用数量相对不稳定的物资。三是使用概率比较低的,一旦出了问题影响比较大的维修备件,为了应对突发事件又不得不备用的物资。目前钻井平台、船舶等大型装备都有卡特彼勒柴油机组,其备件存在很大的通用性,比较适合执行“储物于商”,并签订相关协议。另外,在总部框架协议的基础上,油套管也签订了“储物于商”协议。这样既提高了采购效率,又有效减少了库存,避免了物资积压。 (三)加强进口备件管理,逐步实现国产化 在大型生产装备中,进口设备占比例较大,而近几年企业新增大型装备较多,所以总库存量中进口库存备件大幅度增长。虽然进口备件的质量有所保证,但进口备件的价格昂贵,其采购周期比较长,由于报关等因素,很难控制到货日期。因此各单位会采取提前上报并增加进口备件的采购计划额,这势必增加了维修备件的库存总量,占用了大量的资金。因此,企业可以依据实际情况,选择备件价格较为便宜而且质量也符合技术标准的国产备件替代进口备件,实施国产化后不但价格较低,购买周期也短,到货日期又能控制,其中部分备件还可以实现“储物于商”,这样既可以降低企业的经营成本,又能保证企业生产活动的正常运行,提高企业的经济效益。目前平台积极推进部分柴油机配件、泥浆泵配件等进口物资的国产化工作,按照规格和性能要求统一标准进行国产化,这样也有利于在几个平台之间根据各自的库存量调剂使用,既满足了应急需要,又能有效控制平台物资的库存和积压。 (四)库存物资统一储备、集中管理 储备物资分散在众多小仓库会造成管理困难,目前船舶和平台上有部分设备是相同型号的设备,因为各自设立仓库,所以各自根据自己船舶和平台的设备配备了备件储备,造成了备件重复储备,增加了库存资金占有量,降低了库存资金周转率,而库存物资统一储备集中管理有利于控制储备规模,共享储备资源,加速物资周转,减少积压物资,提高储备资金的利用效率。库存物资统一储备集中管理,有利于解决平台和船舶因设立备件仓库使空间减小的困难,同时也相应减轻了平台和船舶上的工作量,尤其是船舶上,由于船舶人员的编制要求,船上仓库管理人员均是兼职的,兼职仓库管理人员的技术素质和业务能力都无法满足标准化库存管理的要求。因此,船舶和平台上除储备少量日常消耗的设备备件外,其他物资和备件均统一集中储存在陆地仓库之中,集中统一管理,这样有利于提高管理水平、降低储存成本。库存物资统一储备集中管理,有利于减少各单位重复储备,降低储备规模和资金占用。由于各生产单位的每条平台、每艘船舶都储备各自的备品备件物资,导致备件库存总量规模很大,同时各平台、船舶每年仍各自上报需求计划,不同平台上的相同型号设备、不同船舶上的相同型号设备都重复购买备品备件,进一步导致备件库存规模增大。库存备件统一储备集中管理后,备品备件可在各平台、船舶中互济有无,从而使备件库存量控制在最佳储备量。例如各条平台上的顶驱设备中,相同型号的顶驱设备占总顶驱设备的40%;泥浆泵设备中,相同型号的泥浆泵设备占总泥浆泵设备的35.7%;而平台柴油机中相同型号的柴油机占总柴油机组的70%;各艘船舶中某一型号主机共有6台,另一种型号主机共有8台,发电机组中某相同型号的发电机共有7台。对于这些相同型号的设备,其备件集中储备时只需配备1至2套备品备件,少量多批,这样有利于降低备件库存规模,减少备件库存积压,提高库存资金周转率。库存物资统一储备集中管理,可以进一步提高仓储管理效率。库存物资统一储备集中管理是将多库存点的库存管理模式转化为统一集中库存管理,物资供应链通过对各种备品备件实施有效控制,更进一步发挥大规模采购的优势,降低采购成本,就能达到对整个供应链库存的优化管理,更适合应用现代管理技术和ABC分类法,也更能发挥社会仓库的力量来达到储物于商,降低库存资金占有率,提高企业效益最大化。库存物资统一储备集中管理,有利于标准化、精细化管理。目前各单位的物料编码都是应用56大类中的前6位数字进行简单粗放管理的。集中储备统一管理后就可以进行编制统一的16位物料编码,这样可以采用数字技术管理仓库,从而使库存管理工作标准化、专业化、信息化。数字技术应用是对每个备件建立唯一的16位物料编码来标识,在每个16位物料编码中包含备件的一些相关信息(如:名称、规格、生产厂家、价格等)。在备件验收入库时,我们可以利用扫描枪或数据采集器扫描备件上的数字序列号进行入库,备件库存数量也就随着增加,在对备件出库时,也可以利用扫描枪或数据采集器扫描备件上的数字序列号进行出库,库存的备件数量也就随着减少,通过电脑可以查询到每个备件在出库的哪个仓位上,同时也可以通过电脑进行仓库备件的盘点工作,及时采购库存的不足备件,利用数字技术能够实现物料信息快速、准确的采集,今后将数字技术引入到ERP系统中不仅可以实现数据的即时采集,减少信息录入时的出差率,提高工作效率,从而能够实现实时在线检查库存总量,有利于降低库存总量,减少积压物资,提高库存管理水平。库存物资统一储备集中管理,有利于专业化管理,同时减少积压物资的产生。备件仓库需要防尘、干燥、通风良好等,而有些精密备品备件存放要求更高。但由于船舶和平台上的空间和条件有限,备品备件的储存仓库都无法满足这些存储要求的,此外,有些备件仓库位置还处于高温、高湿环境中,这对于备品备件特别是金属精密制品和橡胶类备品等有较大的危害,导致这些备件的性能下降、使用寿命缩短,而有些备件甚至无法再具备利用价值,直接造成资源浪费。集中储备统一管理会实施标准化、专业化管理,有利于加强备品备件的保管、保养,有利于合理储备、加速周转,减少积压,提高仓库管理水平。 (五)提高仓库管理员的综合素质 优秀的员工是企业的重要财富,高效仓储管理势必会对人力资源进行最佳配置。虽然物资管理本身是对“物”的管理,但这种管理又是由人来实现的,人在库存控制管理中是不能被自动化技术所代替的。因为只有人才具有主观能动性,而科学地、不间断地对仓库管理员进行综合素质的提升,才能对库存物资进行有效的管理,实现库存控制与管理的良性循环。随着物资管理标准化、操作规范化、流程程序化的管理要求,对仓库管理员的要求也逐步提高。如果忽视对仓库管理员的重视和提升,那么企业的库存管理水平是不可能上升的。为了提高仓库管理员的综合素质,必须做好以下几方面的事情:物资统一储备,招聘具备物流管理知识的专业人才任职专职仓库管理员。对现有专职仓库管理人员进行岗位专项培训,提升其业务能力和技术素质。随着仓储管理水平的提高,更加需要既有物流专业知识又具备财务、计算机知识的复合型仓库管理人员。完善仓库管理人员的考核与激励机制,对于不合格的仓库管理人员及时调整岗位。不定时的进行理论知识和实践能力的竞赛,把优秀的仓库管理人员提拔到领导管理岗位,畅通仓库管理人员的人才成长通道。 (六)把库存控制工作纳入各单位经济责任制考核 库存控制仅靠物资供应中心来控制与管理是无法达到有效控制与管理的。要做好库存控制管理工作,各单位除了需要建立有效的库存控制组织机构图、管理职能图,加强相关部门的职责和考核,更重要的是建立责任追究制。要真正做好库存控制工作,必须做好事前计划控制、事中采购与过程控制、事后的库存管理工作。而目前物资供应中心的事前计划控制仅仅是汇总各单位的需求计划,并不能真正做到计划控制。各单位领导对于年度上报的需求计划是否合理和准确,并不能真正掌握。事前计划控制是库存控制工作的源头,源头无法控制,库存控制工作只能是纸上谈兵。唯有把库存控制工作纳入各单位经济责任制考核范围,才能让各单位领导真正重视库存控制工作,也才能把库存总量控制在较为合理的水平,减少积压物资存量,提高资金运作效率,达到资源有效利用。 (七)及时消化积压物资 目前积压物资占总库存量的10%,及时消化积压物资,减少经济损失,增加库存占用资金周转率,消化积压物资有以下几种方法:第一是通过改代利用措施,优先使用积压物资,盘活库存,减少积压物资资金占用额,进一步降本减费。所谓改代利用是指库存物资在本企业内部代用或加工改制后利用。例如积压物资钻具通过改代用于自营井项目,并根据自营井作业情况,将积压物资钻具、油套管等投入生产中使用,使积压物资资金占用额得到了一定程度的降低。第二是调度调剂即通过各企业之间的物资调拨使用手段,减少积压物资。充分利用集团公司BW系统库存物资调度调剂平台,加大油套管等积压物资在系统内的调度调剂工作。下半年计划将某船用油漆调剂到其它船舶上使用,某平台柴油机修理所需物资,也计划从其它平台调拨使用,这样有效减少积压物资。另外,各单位新购设备时尽量统一品牌、型号,通用物资尽量标准化,有利于库存物资的互相调剂。第三是对长期无动态物资及时进行报废处置。认真梳理国内物资3年以上、进口物资5年以上且无使用方向的积压物资,该报废的物资按照废旧物资处置流程及时进行报废处置。 四、结束语 库存控制管理工作在企业管理工作中的重要性是不言而喻的。要做好物资供应中心库存控制管理工作,完成总部所下达的物资储备和库存管理考核指标,重点必须做好以下几方面工作:首先是必须选址建立现代化的陆地仓库,真正做到库存物资统一储备集中管理;其次是加强相关部门责任考核制的执行力度,特别是加强各单位负责人的经济责任制考核;第三是要选择合适的库存控制模型进行更有效的库存控制与管理;最后是加强仓库管理人员的综合素质的提高。高效的库存控制管理是企业创新管理,降本增效的重要工作,只有做好库存控制管理工作,才可以降低库存成本,加速资金流转,提高企业的总体经济效益,也才可以确保企业持续、稳定、健康地发展。 作者:朱兴发 单位:中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司物资供应中心 库存管理论文:化工企业原料采购库存管理研究 摘要: 本文以大型煤化工生产制造企业的原料采购和库存管理控制为研究和分析对象,提出了多数企业在原料采购和库存管理存在的普遍问题,在对存在问题的原因深入分析的基础上,提出了化工原料在采购和库存管理方面的改进对策,以期能够为相关经营管理者提供原料采购和库存管理方面的建议,降低成本和提高管理效率。 关键词: 采购;库存管理;对策 煤化工产业在“十三五”期间“循环化、差异化、规模化、高端化、清洁化”的发展理念下,将依靠技术创新驱动煤化工产业转型升级,向质量效益型发展。化工行业日均原料消耗极大,原料的采购和库存成为了供应链中重要环节。如何做好采购与库存管理的工作对于煤化工企业降低生产成本、立足市场起到巨大作用。 一、大型化工企业原料采购与库存管理中存在的问题 1.内部库存决策不统一,库存管理效率不佳。一般各大煤化工公司生产装置的主管部门,生产要求和职能不一致,对各自库存控制的要求有所不同,在决策中所考虑的角度也不同。另外,不同供应基地的情况也不尽相同,有的供应基地临近海港追求的高库存、晚进销存,导致公司总体库存水平和库存管理难度增大;有的供应基地供应量波动较大,为追求低库存、低风险,难以抓住市场机会;有的基地处于原料市场的聚集地,在运输上和存量上,具有很大优势,而疏忽节约采购成本的措施。针对分散的采购基地现状,企业的采购决策意见时有不同,在实际运作过程中经常出现由于供应商局部利益观念而导致与库存控制思想相悖的决策,造成库存管理效率较为低下。 2.库存管理方式缺少灵活变化,原料预测信息存在偏差。大型化工企业采购时习惯依靠老关系供应商,有时候不能灵活应变市场变化。库存管理依靠传统管理方式,缺乏应对紧急情况下的备案措施,以及缺货情况下的补救方案。针对于市场的急剧变化情形,供应商往往是在临近接受订单时才收到需求预测,导致供应商仓促接单赶货。在物料用量、价格等基本信息上与采购商的沟通也不够充分,导致原料的采购价格与库存价格有一定的偏离。针对大头供应商在提供了原料时,极易出现原料的量价、时间等信息在与供应商的协商中出现不一致现象,这导致供应商在不能得出准确供给计划,在一定程度上提高了合作风险。 3.供应商交货延误,质量存在一定问题。在交货期的问题上普遍存在供应商延误的情况。由于化工原料市场产量少,装置多,造成很多厂家卖期货的现象,并且受生产稳定性的影响,产品指标也不尽相同,很多原料都是供应商交货后,发现三苯、含氯、含硫等化工指标超标,这无形中增加对生产装备带来腐蚀,间接提高了生产成本等。因此,采购部门的催单和跟单工作十分重要,质检组的任务更是至关重要。 4.库存缺货,潜在损失大。煤化工企业为了保证日常生产装备的稳定运转,供应链上各个环节必须做到及时沟通,信息共享,仓储一定的安全库存。当原料库存量过多时,则占用流动资金比例过高、成本大,影响企业经营效率;当原料库存量过少时,则会有缺货的风险发生,影响生产装备的正常工作,导致无法提供额定的产品而不能履行销售合同,损失大量的潜在机会成本以及企业信誉的无形价值。 二、原料采购和库存管理中形成问题的原因分析 1.组织结构问题。存在问题的根源一般都与企业的组织结构有关,应当反思采购部门与其他部门划分的合理性与科学性,是否存在采购部门权力过大,部门间的交流和沟通不顺畅,采购部门组织结构权责对应不相符等现象和因素。 2.人员素质问题。企业核心竞争力来源于人才,人力资源是积累和创造资本、开发和高效利用资源促进企业获得高回报的发展动力。知识结构上,采购和库存管理人员从基础工程技术人员中提升和选拔,多数是专科或本科学历,对工程专业有较强的了解,但是缺乏系统的管理知识培训和教育。工作岗位上,采购专员的职责比较重大,部分人员的知识涵养与专业技能较为低下,专业素质还不能完全适应现代采购管理的广为要求。 3.库存管理思维问题。大型生产制造企业原料消耗大,采购量大且频繁,不能固守传统的老方法,而基于整个供应链角度的库存策略往往比传统方法更加平稳,形成多赢的局面。一方面是客观障碍的存在,即企业和供应商之间的信息沟通及其透明度;另一方面是主观思维的固化,即高层领导和决策者的思维仍然是保守的,接受信息化的步伐总是慢几拍。 三、大型化工企业原料采购和库存管理的对策 1.重视采购与库存,建立人性化考核机制。首先是增加库存信息化管理的关注力度。必须全力获得高层领导的同意,获得充分的关注度,由领导引导实施,改变旧的模式,打造新的管理理念:(1)增加领导对采购和库存的认知;(2)实时汇报领导,动态管理库存;(3)不断改进,完善库存问题。另一方面即制定新的采购和库存考核机制,必须基于人性化的角度对现有考核制度不合理的地方进行调整和修改,使之能够激励采购员工的积极性和工作热情,又具备较强的人性化,促进能者多劳多得。 2.加强库存管理信息化的战略规划。在营造企业库存信息化运行环境方面,首先,改变旧的库存观点,培训全体员工信息化理念。信息化库存管理需要相关部门人员高度参与,具备相关的理论知识,达到思维统一的认知及技能。其次,规范工作内容。包括数据录入的规范化,操作业务的规范化,实施流程的规范化。最后,完善信息化软硬件的基础设施,例如计算机、网络硬件、适用的管理软件等方面的设施,必须齐备。在构建适应的库存信息化平台方面,开发和完善内部ERP信息系统平台,优化采购活动的流程,使得ERP信息系统操作简洁流畅。整合与条理化供应商的信息,通过等级评定ERP信息系统中分类对待,将战略型供应商纳入信息共享平台,而重要型和一般型供应商则保留重点信息,达到部分信息共享。 3.培养采购和库存人员素质,提高预测能力。人才是企业的核心竞争力。公司管理层人员的素养提升问题,一方面,个人因素十分重要,个人在工作和生活中是否对相关领域认真钻研,细心维护客户的关系影响重大;另一方面,离不开公司和部门无条件的有组织、有计划的培训和培养。采购和库存专员的培训和培养要么委托集团部门,要么进入高校再学习,但是不能离开既有工作岗位。化工原料的市场波动巨大,因此需要专业人才对其进行预测。定性与定量的预测都十分重要,在充满不确定的现代管理领域具有重要的作用和广泛的应用价值。定性预测主要指主观上的预测,通过收集不同领导各个层面的信息和意见绩效综合性的评价和分析,具有简单实用、综合性全面的特点。定量预测则是依靠数理模型用数据说话,具备准确性和科学性等特点。依据公司内部信息和数据,提出符合企业的预测方法,在大批量化工原料采购和库存管理的成本支出上会大大地节约资金、提高效率。 四、结语 大型化工生产制造企业原料的采购和库存管理对实现企业整个战略经营的目标至关重要,做好采购和库存活动能够极大地节约资金和提高公司生产运营效率。通过对大型化工企业原料采购与库存管理中存在的普遍问题较详细地分析,进而对其原料采购和库存管理上主要提出了三方面相应的对策和建议,为相关行业的经营管理者提供一定的参考依据。 作者:安润民 单位:燕山大学经济管理学院 河北邢台旭阳煤化工有限公司 库存管理论文:通用物资安全库存管理实践 摘要: 结合当前“以需定供”和“储备保供”两种通用物资管理存在的问题,提出了航天产品通用物资安全库存管理的模式,从安全库存的作用、模型的原理、最低库存量和最高库存量设定公式、补库机制进行了研究探索,并通过物资清单的确定、安全库存的维护、采购补库、监督及总结等机制,规范安全库存的管理。以二次电源产品为例进行了安全库存管理实践,加快了库存周转,提高了资金利用率和管理效率,进而提升了产品的竞争力。 关键词: 通用物资;安全库存模型;安全库存管理机制 近年来,随着国家的发展形势,航天产业竞争性发展、国际化发展将成为新常态,对航天器的技术指标、长寿命、研制周期、价格等提出了新的更高的要求。同时,各军工企业、科研院所及高校参与航天研制任务越来越多,航天企业面对的市场环境已日益激烈,如何快速、低成本的完成产品研制是一个单位竞争的最大优势。物资的供应管理作为一个产品整个生产链条的基础起到至关重要的作用,尤其是针对在物资配套中占比最大的通用物资,必须打破传统的管理模式,勇于创新、不断实践,科学解决好目前存在的问题,保证科研生产任务,防止库存积压,提高资金利用率,将对单位的发展具有十分重要的意义。 1目前单机产品通用物资管理的问题 由于航天物资“供货周期长、质量要求高、配套时间紧、专业性强、不确定因素多”等特点,要实现航天物资的“零库存”是无法保障科研生产,因此目前的单机产品通用物资的供应方式主要有“以需定供”和“储备保供”两种方式,这两种方式尽管都能解决物资配套的基本问题,但是存在的缺陷也较为突出。“以需定供”,即当任务明确后根据产品的实际设计提出物资需求清单,清单一般是在设计评审之后,且是一单一需求一采购。这种方式需求准确,库存积压少。但是供货周期长,效率低,批次多,质量保证费用也高居不下。“储备保供”即每年通过对后续2-3年的任务预计,提前进行储备订货采购。这种方式物资配套快、效率高。但是库容需求大、占用资金多、库存积压风险大。2013年到2015年,通过“储备保供”的方式,型号物资库存正在持续增大,元器件从76万只增加到了目前的181万只。物资库存的持续增大,已向物资管理提出了新的挑战。如何在保证物资按时配套的同时又不能有过多的库存,是单机产品物资供应管理亟待要解决的关键问题,也是物资精细化管理的基本要求。 2单机产品通用物资安全库存模型研究 2.1安全库存的概念及作用 库存能起“缓冲”作用,这种“调节”作用使整个物资供应系统有效地运行。因此“安全库存”是航天产业中更科学的库存管理方式。安全库存用于满足提前期需求。通过安全库存可以规避采购风险、缩短交货期,便于实施部组件的通用化组批生产,保证物流的畅通,无呆料。 2.2安全库存模型建立的原理 安全库存需要设定一个范围,低于最低数将有较大的缺料风险,大于最高数将会产生呆料发生。经分析,影响安全库存的主要因素有:物资使用量和供应商供货周期。安全库存建立的核心原则为:从采购之时起开始采购直到物资到货,库存量均能满足需求。安全库存量=预计每周平均耗用量×供货周期(周)。安全库存的设定一般说很复杂,虽然有理论公式,但是没有标准的设定方法。实际操作中,主要根据企业以往的历史数据、经验等进行设置,因此为了简单可操作使用以上的公式作为标准。最高库存量和最低库存量是在安全库存量的基础上通过系数来确定。 2.3最低安全库存 最低库存量的系数主要考虑损耗、任务量突增、供货延期等因素,设定系数较高库存周转率低,设定系数较低将存在缺料的风险。根据综合因素和历史经验,设定为1.3倍。最低安全库存量=预计每周平均耗用量×供货周期×1.3。 2.4最高安全库存 最低库存量确定之后,最高库存量系数是决定安全库存的维护周期和每次订购量,设定系数较高使库存数量较大库存周转率低,设定系数较低使采购频次多效率低。为了不过于频繁的进行库存维护,根据供货周期按照小于半年、一年、一年半和年平均使用量120只、600只、1500只进行测算,最高系数范围在1.3到2.3之间,因此取中间值1.8作为最终的最高安全库量系数。最高库存量=预计每周平均耗用量×供货周期×1.8。 2.5补库机制 当库存量小于最低库存量,进行采购补库,补库量为:补库量=最高库存量-现有库存量+补库周期内平均消耗量补充订货周期为:补充订货周期=(最高库存量-现有库存量)/平均周消耗量+供货周期。该模型适用于均衡生产且供货周期在一年半之内的通用物资供应。对于供货周期一年半以上、停产、禁运等风险的物资,至少应需满足2~3年的使用量,并进行专项管理。 3单机产品通用物资安全库存管理 在建立安全库存模型基础上,安全库存的管理也至关重要。安全库存的管理主要分为安全库存管理的物资清单确定、安全库存的维护、安全库存的补充订货、监督检查及总结改进。 3.1安全库存物资清单的确定 根据航天物资的供应特点,可将通用元器件/原材料,批量产品的额定元器件/原材料,通用标准件、通用辅料确立为安全库存管理的物资。按照安全库存品种的准入条件对型号物资品种进行筛选,最终确定纳入安全库存管理的物资品种清单。 3.2安全库存的维护 安全库存的维护机制以物资信息系统为平台,物资信息系统管理员负责在信息系统中设定安全库存物资最低安全库存和最高安全库存基线,通过信息系统预警的方式进行管理。物资采购员负责对安全库存的维护工作,按照安全库存清单对库存情况进行监视和统计。 3.3安全库存的补充订货 安全库存补充订货工作是安全库存管理的关键环节。物资采购员根据信息系统预警和库存统计监视等情况,按照规定的采购时机进行补库并提出安全库存补充订货采购需求表。为了避免库存不足,当“库存数量”低于“最低库存量的115%”时进行预警,当小于最低库存量时启动补充订货程序,补库量按照安全库存模型补充订货。 3.4安全库存的监督检查及总结 安全库存要实施监督检查机制,避免工作疏忽导致物资缺料。物资采购员、物资管理部门、生产管理部门对安全库存管理运行和整体管理进行监督检查,及时发现问题并解决。物资管理部门每年对安全库存的运行情况进行总结,积累经验、分析问题,不断持续改进,真正在保证“要就有”的同时进一步降低科研资金的占用。 4实践情况 通过以“二次电源”产品为例具体阐述安全库存管理实践的过程。二次电源产品是本单位电子产品产量、产值最大的单机产品,也是电子元器件使用量最大的单机产品,是物资配套工作难点。物资配套追求的“及时”和“库存”很难平衡,于是在2015年初启动了二次电源产品的通用物资安全库存管理。根据《二次电源类产品物资选用目录》对选用目录中230种元器件2012、2013、2014年三年的使用量进行了统计分析,最终将105种通用元器件纳入了安全库存管理。将在前两年经常短缺的1N5811U、1N5822U、等31种进口元器件和ZW104UR、2220封装贴片电容等74种国产元器件进行了安全库存管理。在日常安全库存管理中,根据安全库存模型针对已建立的105种元器件的安全库存基线进行动态维护。通过安全库存管理,严格控制了二次电源元器件的采购量,2015年二次电源产品的正常采购金额约394万元,物资库存量明显降低,还实现了该类物资的按时配套完成率100%。 5结束语 本文对航天单机产品通用物资的安全库存进行了一些简单的思考和研究,努力将物资需求为主的“被动式”管理向以“安全库存”为主的“主动式”管理转变。安全库存管理还在探索阶段,模型的适用性还需充分实践,安全库存的管理机制也需要结合新管理要求和信息化手段持续改进。进一步将“选用管理”和“库存管理”有效结合起来,真正实现“合理库存”。 作者:曾芳 解小强 张洪鹏 谢经国 彭正琴 单位:兰州空间技术物理研究所 库存管理论文:物资供应零库存管理研究 摘要: 以往在煤炭企业的物资供应过程中,大多数人们都采用传统的储备式供应方式,随着社会经济的飞速发展,物流管理模式有了很大改变,物资供应管理也逐渐朝着零库存的方向发展。落实物资零库存模式能够促进物资的流通,在很大程度上减少企业的物资成本投入,确保企业规模的不断扩大。下面文章中首先论述了当前煤炭企业的物资库存现状,然后提出了强化物资供应的零库存管理对策,希望能够有效提升企业的物资管理水平。 关键词: 煤炭企业;物资管理;零库存 所谓的企业物资管理就是指,对企业正常生产过程中运用到的一系列物资进行科学管理的过程,主要的管理工作包含物资的购买、储存以及使用等。充分发挥物资管理方式的作用能够把企业的物资库存量控制在合理范围内。对于企业来说,物资管理的最终目的就是尽量做到零库存。实际上,零库存并不是说没有库存,而是一个相对的说法,具体来讲就是指仓库里的物资数量几乎为零。当然这里所说的零库存并不是真正的没有库存,也不是说没有足够的生产物资,而是指除去企业正常生产运营所需的物资外几乎没有多余的物资库存,这样能够最大限度的节约企业的生产成本。下面文章中根据煤炭企业的物资供应管理现状,探究了物资管理的零库存模式,在这个社会竞争日趋激烈的时代,煤炭企业的未来发展需要融入零库存管理理念。 一、当前煤矿企业物资库存现状分析 以往的煤矿企业物资供应管理模式大部分是储备式的管理模式,这种管理模式比较落后,库存的物资较多,减少了企业的流动资金,制约着企业的未来发展。最近几年,我国科技水平有了很大提升,煤炭企业面临的发展压力越来越大,要想提升企业自身的竞争力,最大限度的节省企业生产成本,就应该提升企业的资金利用率。因此,物资零库存管理的出现能够较好的解决这一问题,提升企业的资金利用率,这种管理模式应该受到人们的重视。零库存管理模式的使用就是在按需采购的基础上,定期清点仓库内已有的物资,尽量减少企业的库存积压数量,从根本上改善企业的物资存储理念,尽量做到企业的物资零库存管理。 二、不断强化物资供应零库存的管理对策 对于目前的企业物资管理工作来说,零库存管理模式是人们理想中的管理模式,这种管理模式能够缓解企业物资管理的压力,还能为企业节省成本投入、实现企业资金的高效利用。当前,实现企业物资零库存管理的途径和方法主要有以下几种:首先,我们可以采取委托保管的方式实现企业的物资零库存管理,加之当前的物流行业发展较快,更好的促进了零库存管理模式的落实。通常情况下,企业都会利用一些原则把企业自身的一些物资管理问题转交给中间的物流公司代为管理,企业只要定期支付相关的管理费用即可。这种新型的物流管理方式能够更好的落实物资的零库存管理,还能提升企业的物资管理效率,然而,这种管理方式也存在一些缺点,也就是说仅仅改变了物资存储的模式,并没有改变物资占用资金的比例,主要是利用库存转移的方式完成物资的零库存管理,这样并没有改变企业的总库存量,进而无法减少企业的投资成本。其次,我们可以采取代销代存的方式实现企业的零库存管理,经过仔细研究不难发现,这种管理模式更倾向于一些标准件或使用较频繁的物资的管理。也可以这样理解,企业仓库内的物资都来自于供应商,要想提升企业的流动资金利用率以及生产运营效率,完成企业的物资零库存管理目标,企业可以寻找一些符合要求的物资供应商,让他们与企业合作,帮助企业代为存储物资,这样不仅能够更加方便的购买企业所需的物资,还能最大限度的减少企业的库存,采购资金可以定期与合作供应商进行结算。这种物资库存管理模式能够从根本上改变企业的物资采购方式,也就是说,企业可以结合自身的发展需求有针对性的采购物资,通过科学分配所需的物资提升物资的利用率,还要和供应商商讨物资的质量与价格,确保物资的及时、高质量供应。这种物资管理模式有利于零库存的实现,还能确保物资的及时准确供应,还能减少企业的生产成本,促进企业的长远发展。最后,我们可以通过物资配送方式实现企业物资的零库存管理。所谓的物资配送,就是指企业利用物流公司这个平台完成物资的配、送货,其实就是指物资供应商通过科学的信息管理和物资调配,结合企业的采购需求把企业所需的物资派送到指定地点的方式。要想实现企业的物资供应零库存,就要科学落实这种新型的物资管理模式,这种管理模式的落实离不开企业和供应商的大力支持,当然也少不了高质量、高信用物流公司的长期配合与理解。到目前为止,物资配送模式仍然能够体现现代物流的发展精神,是当前经济发展模式下最有潜力的一种物资供应模式。大部分的煤矿企业都是运用的这种物资配送方法,只有这样才能从根本上落实企业的零库存管理,推动企业的长远健康发展。 三、结束语 简而言之,在所有的煤矿企业管理工作中,物资的零库存管理发挥着非常重要的作用。储备式的物资供应管理模式已然落后,跟不上时代的发展步伐,加之当前煤炭企业之间的竞争日趋激烈,现代化的管理模式逐渐代替了传统的物资管理模式,物资的零库存管理就是典型的现代化管理模式。另外,还应该不断落实企业的物流化建设目标,只有这样才能更好的实现企业物资的零库存管理,推动企业的长远发展,到目前为止,企业降低成本最受欢迎的一种方式就是把落后的储备式物资供应模式转变为先进的物流管理模式。对于所有的企业来说,物资零库存管理是最理想的管理状态,当然,现在煤炭企业的零库存管理工作尚处于初始阶段,我们需要不断努力、认真学习,才能充分发挥出零库存管理的作用,才能更好的规范物资流通市场,改善落后的物资供应模式,重视零库存管理在企业发展中的作用,这样才能完成企业物资的零库存管理,才能有效境地企业的生产成本,确保煤矿企业的物资供应。 作者:鲁俊峰 单位:陕西清水川能源股份有限公司物资管理部 库存管理论文:医院物资采购库存管理探究 摘要: 随着医改的进一步推进,医院高层对医院物资采购及库存管理要求更高,加强物资采购及库存管理,不仅有利于医院经营成本的降低、医院经济效益的提高,而且可以有效遏制物资采购领域腐败现象的出现。文章通过研究相关文献并进行实地调研,系统分析部分医院在物资采购和库存管理方面存在的问题,提出健全规章制度、监控物资采购活动、加强管理中标合同、严格对账制度、强化监督检查等强有力措施,为其他医院进行物资采购及库存管理提供借鉴。 关键词: 医院;物资采购;库存;管理 伴随着医院规模的不断增大,医院对物资的需求量也与日俱增。相应地,完善物资采购及库存管理的重要性也日益凸显。深化医院改革,有效进行医院经济管理,亟需规范物资采购及库存管理。提高物资采购及库存管理的水平,不仅有利于医院经营成本的降低、医院经济效益的提高,而且可以有效地从源头上遏制物资采购领域滋性腐败现象的发生。医院高层应该更加重视物资采购及库存的管理工作。 一、医院物资采购及库存管理工作中存在的一些缺陷 笔者通过研究相关文献并在了解多家医院实际情况的基础上,认为医院物资采购及库存管理主要存在以下四个问题: 1.缺乏采购规章制度的构建。部分医院没有建立完善的采购工作制度及流程;部分医院虽然建有比较完备的制度及流程,但是缺乏执行力,导致医院采购工作的随意性较大、采购管理漏洞较多。 2.缺乏物资采购管理专职机构。部分医院没有对库存管理活动进行全盘管理监督,而是采取分散管理模式,即总务科、设备科等分别管理。而且,基本依靠科室内部自我控制,院内虽有院纪委、审计科、行风办、工会等部门参与监控,但监督力不强,往往流于形式,极易造成腐败。 3.缺乏物资采购的事前监控。医院对物资采购没有采取事前调查、分析,部分采购业务未经院领导批准即可办理,有时采购业务发生后,再进行相关手续的补办。 4.缺乏针对采购过程的风险防范措施。物资采购的过程中往往隐藏着廉政风险,有时物资价格与市场情况不相符,则会导致议价不力。此外,物资采购需用医院大量现金,结清不及时的情况时有发生,致使跨月报账,部分票据有时会出现遗漏现象。 二、规范医院物资采购及库存管理的着力点 1.建章立制、规范流程。医院要以“重视计划、招标采购、质量为主、价格适中”为主要内容,以“成本降低、保障供给、堵塞漏洞”为主要目标,建立科学、规范、合理、完整的工作流程和规章制度,使物资采购工作更加规范,责任到人,层层把关,严格落实。为此,在工作中对各项规章制度落实不到位,执行不到位的问题,应严格追责。 2.健全机构,职责明确,强化对物资采购活动的监控力度。医院可以设立物资采购中心,确定分管领导,由分散管理变为集中管理,对大宗物资材料实行招标采购,个别物资材料采取综合采购询价、议价管理措施,切实保障采购价格的合理性。同时,材料采购人员及仓库管理人员应全面了解和掌握物资材料使用及库存状况,根据材料招标及议价再进行调查核实和市场调查,跟客户签订材料采购合同。在此过程中必须要在有院纪委、审计、行风办、工会等部门参与监管的前提下完成。要依照物资采购、物资供应以及物资使用“三原则”背景下加强市场调查,对管理工作中及物资材料采购工作中出现的问题进行整改,进一步避免采购工作、库存管理工作中的盲目性,降低物资的非正常耗损。医院要统一购进物资、集中统一管理,对物资供需数量和材料质量进行监督、控制,发现问题及时处理,进而改变各自为战的现象发生。同时,合同还要统一集中管理,防止因医院财务资金支付款而导致的资金流失与财务风险的发生。 3.加强中标合同管理,严把进货质量关。严格按照《合同法》要求,与配送公司签订购销合同,明确品种、规格、价格、回款时间,履行方式、违约责任等内容,认真履行合同约定的义务,禁止合同外采购行为。仓库管理人员对购进物资、卫生材料严格检查,严格把关,对物资产地、规格、价格、票据进行严格检查,从而确保物资采购的最终质量,为医院提供性价比更高的产品。 4.加强库存管理,严格对账制度。加强监督检查,仓库会计月底严格与财务对账制度,确保入库物资总额与财务账金额账实相符,落实对账记录签名制度,并做到仓库每月清仓查库,每年由国资办组织全院对库存物资进行清查,做到账实相符,发现问题及时整改。 5.注重教育培训,强化监督控制,从思想上防止滋生腐败问题的发生。为确保各项采购管理制度的贯彻落实,须注重对仓库管理人员、采购人员的教育培训工作,同时在监管上,采取“统一领导、统一管理、集中负责”的措施,使预算权、采购权、验货权、付款权相分离。通过这些措施,使权力分散,减少腐败现象的滋生。医院审计科应当强化对医院材料采购的全过程跟踪,并实施监管与控制。院纪委、工会应当参与对医院物资采购全过程的监督,对违规采购、不规范采购行为,依法依规进行问责处理。 6.利用网络软件系统进行物资采购管理及仓库物资管理,提高管理水平。在仓库材料管理中,账务处理是整个物资库存管理全过程的重要一环。材料管理软件的应用既可以提高仓库管理人员账务处理的及时性、准确性,同时又能克服手工操作、签字容易出错的弊端,为及时准确地完成财务、成本核算创造条件。同时材料管理软件可对物资报表格式实现统一模式,做到所出具的报表一致、数据准确,并及时与财务对账。因此要加强物资管理方面的软件投资,实现物资采购、验收、发放、存放、盘点等方面的数据直接与财务数据进行有效对接。医院科室分布广、用人量大,特别是使材料在发放使用过程中的材料成本管理的数据分析,能变得更加方便。对材料成本差异、量价对比情况,在执行过程中所反映的问题,能做到及时发现,及时整改。 三、结束语 总之,医院物资采购及库存管理中存在不少问题,如对供应商的管理不到位,采购人员、库存管理人员素质不高和监督重点把握不准等。为此,在今后的采购工作中,应加强培训工作,提高采购人员、库存管理人员的综合素质。通过招标为主、多种采购方式并存,才有可能堵塞采购中存在的漏洞,降低物资采购成本,保证供应,实现医院的可持续发展。 作者:李娟 刘慧云 单位:山东省莱芜市人民医院 库存管理论文:手术室外来器械库存管理研究 【摘要】 针对目前手术室外来器械院间频繁流动易致院内感染、疾病传播的特点以及目前对其管理存在的缺陷,提出了基于J2EE架构的Struts手术室外来器械库存管理系统,可以有效实施全程无缝隙管理。分析了该库存管理系统的设计模块,并据此讨论了系统模型的实现。 【关键词】 手术室护理;外科器械;Struts;J2EE 1引言 大量外来手术器械因器械流动性较大等因素给医院控制感染带来极大威胁,因此,需加强关于外来器械的管理。对于我国广大医院而言,管理系统只有力求实现较为良好建设,才能得以充分运用。通过管理模式不断创新,积极引入供应链管理,可逐步完善业务操作流程等诸多方面,有效提高库存周转率。对于机械进出库,能够充分实现彼此之间衔接统一。工作效率方面,通过运用自动化管理模式,可逐步实现有效提高[1]。医院各项事务管理充分落实,逐渐得到有机强化,医疗质量方面,统一得到改进,从而真正促进现代化医院发展。 2基于J2EE平台的Struts管理系统实现外来器械库存管理 目前,J2EE平台逐渐得到发展,以服务器组件作为有机式样,程序得以充分有效利用,扩展性不断提升,安全性方面同样得到有效保障。而对于开发成本方面,其已逐渐降低,且系统更稳定,同时具备良好的可移植性。应用基于J2EE平台的Struts管理系统于手术器械可有效保障外来手术器械使用的安全性及正确性。对于管理体系,涉及诸多方面,如模型、视图(JSP文件来实现)、控制器(Actionservlet类和Action类共同担当)。对于整个系统,数据库充分体现核心作用,系统结构逐步扩展。而对于整个系统的逻辑结构,业务数据库较关键,同时涵盖业务终端,包括管理终端(图1)。基于Struts架构的库存管理系统以数据库为核心,在业务终端方面,通过相应业务数据库,数据可充分共享;对于数据库,可通过网络服务功能,使分布式业务得以顺利开展。目前,基于J2EE平台的Struts管理系统已成功用于石油企业设备管理、农资市场监管、公司采购、生产制造及销售材料等的库存管理,且得到了非常高的成就及评价。基于J2EE平台的Struts手术室外来器械库存管理系统,可以达到器械进出库的衔接统一,自动化管理来提高工作效率,强化医院管理,也为进一步在其他医院推广提供有益借鉴。 3基于J2EE平台的Struts手术室外来器械库存管理系统的设计与实现 3.1系统模型设计 采用J2EE架构平台的服务器组件形式将系统部件进行封装,针对Struts框架中的模型(业务实体和业务规则),将模型组件集中,提高组件的可重用性。本研究采用Model2模型原理,关于该项业务处理,流程具体如下:首先,对于广大用户,从JSP页面方面着手,合理有效提交表单数据[2]。其次,对于应用程序,能够充分实现数据获取。然后,表单数据获取完成后,能够充分实现业务逻辑调用。再次,业务逻辑只有经过有效处理,通过数据库调用,数据交互工作得以有效落实。最后,对于DAO,能够通过DTO作用,充分实现数据返回,通过之前JSP页面,实现数据更新,并充分向广大用户显示。 3.2控制器设计 对于控制器组件来说,主要接收来自于浏览器或其他相关网络的请求,然后有效决定请求去向。对于系统框架而言,控制器组件较复杂,主要包括以下3个部分:①消息控制模块部分。通过消息控制模块作用,对于用户全部请求,能够有效发送,通过消息总线模块,在视图映射模块作用下,引导消息处理模块发挥应有作用,执行相关处理逻辑,同时能够按照请求视图,进行科学有效的处理。②消息处理模块同样属于较为重要组成部分。通过消息处理模块作用,消息能够实现有效逻辑处理与分析。针对Struts来说,由Action予以充分进行。③映射模块。对于控制器逻辑来说,需要充分实现与视图逻辑密切配合。一般来说,在配置模块作用下,可充分构建映射模块链接。 3.3视图组件设计 通过视图组建,可充分显示动态网页内容。对于视图功能,一般根据JSP予以充分实现[3]。视图应用方面,需要充分明确核心。库存管理系统采用ActionForm设计,通过创建ActionForm在用户和业务层之间与用户输入数据建立联系,使程序人员工作效率更高。通过validate方法和reset方法实现ActionForm覆盖,完成具体的ActionForm验证规则和初始化。通过合理运用方法,验证规则能够得到充分肯定,对于广大执行用户,输入检验过程中,合法性得以充分凸显。 3.4系统本身功能完善 对于该系统,为实现自身不断完善,需要充分考虑功能范围。为充分实现库存良好进销存,需要遵循相关流程,通过库存管理核心作用,充分实现辅助记录,管理同样需要落实到位。使用Struts作为基础专注于应用程序的业务逻辑实现,采用自顶向下的实体-联系方法(Entity-RelationApproach,简称E-R方法),通过分析得到的用户需求抽象为概念模型。①外来器械如何实现进库:对于系统模块输入项,涉及面相对较广,如对外来器械进行合理编号,需要充分掌握器械名称,同时应充分了解类别数量,器械所属公司,器械具体入库时间。②手术室外来器械出库:为了解当前库存情况,应注重加强系统并不断完善,通过加设查询功能,能够充分了解目前库存状态,尤其是器械名称输入过程中,充分实现实施库存查询[4]。一旦满足出库条件,需打印库单,与此同时,应更新并不断完善出库数据表等信息。若不符合出库条件,应更改或调整出库订单信息[5]。③外来器械有效查询:对于系统查询模块,通常涉及出入库相关数据,库存数据统计,同时包括其他诸多方面查询。而对于系统查询页面,选择方法较多,如根据外来器械类型、所属公司、属性、客户类别[6]。④库存外来器械统计:对于该项系统,查询方面应建立相应库存表,一旦用户需要查询相关数据,可根据出入库记录,进行重新统计,充分保障库存外来器械能够实时更新[7]。⑤系统维护:系统维护相对复杂,通常涉及数据备份,同时需要数据导入及恢复。而所谓数据备份,通常指数据库复制工作[8]。一旦出现用户误操作,服务器面临崩溃,备份文件能够充分发挥作用,数据可以恢复正常[9]。对于广大用户,恢复方式方面,涉及简单恢复、全恢复、日志恢复[10]。 3.5系统正确性检查与异常处理 利用Validator对页面输入数据的合法类型、数据长度以及数据值域进行检查;通过进行合理有效Struts程序,能够充分从解决方法方面着手,力求实现应对不同异常。一旦属于用户恢复范畴,需力求实现控制程序转移[11]。如果系统异常提示为一个系统出错,可由系统管理员进行解决[12]。 4结束语 从现代化技术方面着手,运用合理手段,充分落实信息化管理,医疗器械行业得以不断发展。医疗系统方面,工作效率可不断提升,医疗机构逐渐实现信息化建设,同时能够始终朝着数字化发展。现阶段,系统虽有一定发展,但管理信息化、数字化程度相对较低,单机管理仍然占主导,需进行一定人工管理,日常工作量较大,但效率低下的问题难以解决。与此同时,出错率相对较高,易产生一定库存积压。基于J2EE架构的Struts手术室外来器械库存管理系统的建设和运用,通过加强引入供应链管理,业务操作流程方面不断完善;库存周转率方面,也得到充分提高;器械进出库过程中,衔接能够更加统一;通过贯彻落实自动化管理,工作效率明显提升;强化医院管理,医疗质量明显提高。与此同时,可有效控制院内感染,患者更安全,避免医疗纠纷等方面问题。该系统是建立现代化医院的重要条件。 作者:梁小燕 廖先梅 梁爱美 黄归 单位:广东省佛山市广东医学院附属三水医院 库存管理论文:备品备件库存管理探寻 摘要: 备品备件库存管理对于设备维修起着举足轻重的作用,如何在保证设备正常运行的同时,做到最优的库存成本,这一直是设备维修的难题。通过分析备件的重要性、使用寿命、采购周期等,同时考虑到设备运行的不同阶段的情况,制定合理的库存量。 关键词: 备品备件;最大存量;最小存量;订货存量;成本优化 引言 生产设备备品备件是指与在用设备上型号规格相同或可以互换的零部件的总称,它是为易损件准备的备用件,以防止因为易损件损坏,失效等原因使得生产停顿。随着工业现代化的发展,生存设备自动化程度越来越高,设备的复杂程度也随着增大,这对设备维修人员提出了更高的要求。对于备品备件,在生产设备运行中,设备出现故障,危及到生产线的运行的时候,需求及时更换备品备件才能解决危机,此时备件对生产运行起到了非常重要的作用。 1备品备件库存存量设定 (1)最小存量即安全库存,同时也称保险库存。是指为了防止不确定因素(如交货期突然延期、采购周期内临时消耗量增加、交货误期等特殊原因)而预备的保险储备量,是保证生产设备运行必须储备的最低存量,是运行保障的基础数字,也就是说该数字的库存量是设备运行保障的根本。当该备件的存量达到或低于这一数字时,即代表着出现了该机床运行保障的风险:备件管理员要开始启动紧急跟踪备件采购状态的工作。最小存量的设置原则:不缺料,保证生产顺利进行;在保证生产的基础上做最小库存;不出现呆料、废料的情况。最小存量的设定方法:关键备件的最小存量为一个采购周期内消耗量的30%。非关键备件的最小存量为零。一般情况下,我们从机床运行保障角度分为ABCD级4个级别,A级为关键备件。A级:影响安全、对机床运行及加工质量有直接快速影响的(机床使用不安全、床故障无法运行、机床加工不出合格的产品)。B级:影响节拍、对机床可用性及加工质量有潜在或间接影响的(机床仍可以加工出合格的工件,但不稳定,且节拍不满足产能要求;组件的故障不会造成机床的马上停机故障,但其带病运行会潜在造成机床的故障)。C级:仅影响设备辅助功能运行的(例如:机床照明、门把手等,一般仅按需采购)。D级:与设备运行功能无关的(例如部分用于机床调试的专用工具或一些机床结构框架性质的,一般不备)。 (2)订货存量指该物料的订购点,当目前备件库存达到该值时,库房管理人员需要对该备件提出采购需求,进行重订购。这个值对于库存管理中是一个极其重要的数字,它是采购的预警值,是保证设备正常运行的同时做到最低成本的保证。过早采购,将会提前预支成本,把成本风险压在库存,过晚采购,将会对设备运行造成风险。订货存量的设定方法:最小存量+采购周期内的消耗量。这里提到的采购周期内的消耗量,实际上包含两个内容:一是采购周期;二是消耗周期。采购周期:包含采购单申请审批周期、采购部询价定点周期和备件实际回货周期。采购单申请审批周期,一般情况根据采购的物品、金额等,每个公司均设有固定的审批流程,这个时间基本上是可以确定的;采购部询价定点周期,这个取决于供应商报价时间及采购员是否及时处理订单,这个时间是有点被动的,需要库房管理的人员定时沟通,根据历史运行数据来进行确定;备件实际回货周期基本上是固定不变的,可以直接从供应商处得到。消耗周期:这个是订货存量设置的关键,也是难点。因备件消耗的随机性,很难得到准确的消耗周期,一般情况是参考过往消耗和设备运行状态来确定,这对工程技术人员的要求比较高。设备磨损一般分为三个阶段,第一个阶段:磨损速度快,时间跨度短,对设备没有危害,是设备运转的必经阶段,常称为“磨合或跑合”;第二个阶段:正常磨损阶段,是设备的最佳运行状态,这个阶段设备的磨损速度缓慢,磨损量小;第三个阶段:急剧磨损阶段,磨损速度快,丧失精度和强度,设备故障率异常。在设备满负荷运行的情况下,前5年我们处于设备磨损的第一和第二阶段,历史消耗量以平均值计算,5年以后为设备磨损的第三个阶段,历史消耗量取年最高消耗作为参考计算。预估新增消耗量,这个是给工程师的主观的判定值,如设备老化导致备件消耗加速、新设备的投入导致备件消耗增加、设备改造导致消耗降低等,只填写增量值,增加的为正数,减少的为负数。 (3)最大存量是指该物料在库内可存放的最大值,这一数字是该备件存储量最精益的成本投资,为了避免过度的采购投资而设定的一个上限。同时这一数字的设定也与该备件在工厂中的应用总量及失效周期频率有关,但相对来说该数量更多的还是与成本投资挂钩。最大存量的设定方法:订货存量+采购周期内的消耗量或采购批量;采购数量=最大存量-当前余量。为了做到最精益的库存成本,最理想的状态就是把成本压在采购中而不是在库库存。当库存达到订货存量时,我们开始采购,当重新采购的备件回货时,采购周期内的消耗值正好等于采购回货数,此时开始下一次重订购,如此继续循环。采购批量主要是针对一些有固定起订量的备件,保证采购数量正好等于起订量的倍数。 2成本优化策略 (1)备件返修是降低备件成本最好的手段,它是对损坏的备件采用一些技术手段、更换配件、维护等方法使备件恢复到规定状态所进行的活动。这往往可以在花费很低成本的情况下,达到原备件的使用效果。很多企业都有自己备件维修团队,培养优秀的技术人员,也同样是成本优化的手段,在自己无法维修的情况下,可以送至专业的维修公司维修。一般情况下,返修消耗大于备件价值2/3的,不做修复。 (2)在达到设备运行要求的情况下,可以寻找更低成本的备件替代。往往很多国外设备的备件,单价高且采购周期长,可以找国内同类产品替代,在单个成本减少的同时也减短了回货周期,可以减少存量的储备量。 (3)对于同类型的产品,可以考虑一些兼容性,如大功率的可以替代小功率的,多通道的可以替代单通到的产品。这样可以减少备件存储的种类,达到库存优化的效果。 (4)在设备采购初期,统一品牌,要求设备供应商对于某一类型的备件使用统一的品牌,如:电气类、液压类、控制类、气动类等,这样可以减少备件的种类,同时可以适当的减少存储量。 (5)在消耗周期确定的情况下,减短采购周期也是降低库存的手段。 (6)备件溢出也就是通常说的爆仓,这是当库存数量大于最大存量的情况,对于精益库存来说是一种浪费。溢出件一般是因为返修、项目剩余件、通过改进降低存量等造成的。处理溢出备件最好的方法就是共享,很多公司都有分公司或多个基地,把溢出件资源共享,当某一个工厂的备件需要重复采购时,优先调配溢出的共享件,及时消耗库存提高周转率。 (7)呆滞备件是指存量过多、耗用量极少、库存周转率极低的备件,这种备件可能偶尔耗用少许,甚至根本就不需要动用。这些备件即占用库房空间,还浪费人员维护成本。呆滞备件可以有如下处理方法:a.调拨其他分公司利用或与其他公司做物物交换处理;b.可以修改再利用,若判定无利益可能的直接报废;c.在新产品设计或设备技术改造时考虑使用;d.打折出售给原供应商。 作者:黄玉洁 单位:上汽通用五菱汽车股份有限公司 库存管理论文:公司库存管理问题及方案 【摘要】 本文就C公司在库存控制中存在的各个环节的问题进行了全面的分析和探讨,从产品的设计开始对库存管理着手改善,通过从客户到供应商之间的需求和库存共享,减少各个环节的库存积压,从而使客户和本公司及供应商之间实现双赢的目标,使企业朝着良性的方向发展。 【关键词】 库存周转率;信息共享;库存共享;库存配套率 C公司科技集团为全球最大的显示器制造商,同时液晶电视出货量也在全球排名第五。苏州C公司科技有限公司(以下简称C公司)作为C公司集团全球九大生产制造基地之一,以生产大尺寸液晶电视及组件为主。2015年累计生产700万台(套),2016年预计产量将达到1000万台(套),而在C公司,材料库存和半成品库存管理基本是对应于Maketoorder生产模式的,市场需求的不确定性迫使企业备有一定的安全材料库存或半成品库存,这样就产生了材料和半成品库存的管理问题,公司也逐渐意识到库存对现金流,资产回报率等的影响,也产生对“库存高”的危机意识,对于库存管理方面逐渐暴露出来的问题,也进行了一些分析和对策研究,在不影响对客户交货的前提下,做了一系列改善措施,,以提高公司的库存周转率,降低公司的运营成本。 一、以下是存在的设计,仓库管理,订单管理,采购管理的四大问题 (一)设计问题 设计问题看起来跟库存控制没什么直接的关系,但它却是控制库存的源头,它对库存控制的影响是不容小窥的,一个好的设计可以给库存管理带来很大的便利,管理成本也可以得到有效的控制,以下是对设计问题的一些分析。 1.新料号过多 研发技术人员在开发新产品时,只图设计方便,只使用一些自己需要的材料,而不愿花太多的时间去找那些公司已经大规模使用,但规格相近的替代料来使用。这样导致公司的各种规格的材料数量越来越多,新材料也以每年大约10%的数量增加出来,而这不仅使采购在备料时因料号增加而多备安全库存,也使相关管理部门增加了不小的管理成本。 2.过多的非标准化零件用于产品设计 非标准化零件在C公司新品开发的过程中也不时的会被使用在产品上,我们的研发工程师在设计时,有时候只考虑到客户的要求,会脱离实际生产的可行性,而不考虑材料的通用性,过多的使用一些非标准化材料,而通常情况下非标准化材料的采购周期长,可选性小,相对价格也比较高,这样就无法使公司快速应对市场的急剧变化,来很好的满足客户订单变化的需求。而为了取悦客户,增加C公司的弹性,我们的采购也只有提高这些材料的安全库存来满足市场快速变化的需求,这不仅增加了公司的库存成本,也增加了市场衰退时呆滞料发生的风险。 3.设计变更频繁 在C公司,研发部门根据客户需求对现有图纸进行更改和升级是比较频繁的,而一般更改的目的是完善产品的性能,导入又是非常急切的,所以在此过程中,往往会忽略了对旧材料库存的清除。另外很多时候需要几个材料同时变更,但各个材料因为最小订单量,采购周期等因素又不是配套准备的,所以在变更时无法将旧材料的所有库存都清除干净,日积月累,这些库存就会慢慢的增加。 (二)订单管理对库存控制的影响 C公司因为是一家代工型制造企业,所以它的客户非常的多,而TV行业本身因为不同的地区所采用的TV制式不同,所以导致了产品型号数量非常的庞大,随着市场情况的变化,订单的变化也越来越复杂,为了满足客户的需求,取悦于客户,公司不得不备大量的库存来应变客户变幻莫测的订单。但由于客户信息的不对称,我们的采购人员往往在备库存时无法和客户的需求一致,从而导致了既交不出货也使库存偏高的现象存在。 (三)仓库管理存在的问题 1.帐物不符 帐物不符是仓库管理中存在的最常见的问题,很多时候生产把实物用于生产了,但是账务没有及时调整,导致库存报告反映的是“虚假”信息,使采购对是否需要下单、下单数量不能做出正确判断,造成的结果是要么延误客户订单的出货,要么为了临时紧急调货付出比平时高出几倍甚至几十倍的成本。 2.先进先出管控不到位 在仓库管理中有时会因为日期标示不明显,材料摆放不按日期区分,领退料频繁的原因而导致先进现出管控不到位。有些材料会因此超过有效期而无法使用,使公司的呆滞库存增加。 (四)采购管理对库存的影响 C公司采用单一的传统采购模式,即采购部门按照计划下达采购订单,供应商按采购订单要求交货,但是由于市场和客户需求的变化,采购无法对下达订单做出快速的调整,这造成了大量的库存资金占用,因此,公司面临着一个很尴尬的问题——一边是生产部门等米下锅,另一边却是仓库中积压着大量用不上的零部件 二、C公司库存解决方案 针对以上库存管理中存在的问题,并结合实际情况,分别提出以下比较可行的一些针对性解决方案: (一)设计方面 目前,公司各部门和研发紧密合作,在每年的新品开发之前,C公司会召开有研发,工程,采购,制造和质量共同参与的DFM研讨会,此会议会涉及控制新器件和新料号的数量,我们把成本的意识灌输给研发人员,让他们意识到多一个料号就多一份管理的成本,也会减少一份针对某个料号某个系列的采购力量。并要求他们在设计新品时,尽量满足使用80%现有料号,同时尽量使用已经标准化的材料,避免独家供货的情况出现。我们会对内部和客户的设计变更严格管理,从流程上要求任何变更实施前,必须弄清楚老版本部件在整个供应链上的库存情况,如我们对供应商还有多少量的书面采购承诺,未交货订单有多少,自己内部原材料,在制品,成品,以及我们为客户设的托管仓库的库存有多少,采购新版本部件的周期要多长等等,以此来决定何时进行切换,否则贸然的切换必然导致大量的呆料,而且这类呆料往往无法通过其他方法来消耗,比如要求供应商转售,卖给现货商等等,最后往往是报废了之。 (二)订单管理方面 C公司要求我们的业务人员强化市场研究、减少需求预测偏差同时与客户之间建立EDI数据对接,在第一时间了解客户的库存信息,实时动态的提供最新的市场销售预测。另外,C公司在计划需求的时候,开始应用系统来计算生产需求,特别是在数据输入的时候考虑客户的库存水平,同时结合新品导入的时间,及工厂的生产产能,模具的产能,及关键元器件考虑到主生产计划中,这样不会在客户确认订单而采购也备好大部分材料后才发现此订单是无法在短期内完成的,这样既延误了客人的交期,也增加了公司的库存。同时C公司也会将生产计划(数量、时间)传递给供应商,同时供应商会根据C公司的生产计划去备库存,并将其库存情况反馈给C公司。 (三)库存管理方面 C公司导入了先进的ERP系统-SAP系统。它的Backflush功能,使公司在产成品入帐时就会根据料单所用原材料进行反冲,即对原材料进行扣帐。SAP系统最大的特点就是它是一套即时反映库存的系统,即任何一个物料在系统的移动,都会即时的反映库存结果,仓库可以随时组织有效的盘点,发现库存的差异,这样帐物不符可以得到很好的改善,采购也可以通过MRP的运行得到准确的采购需求。对于先进先出的管理,C公司规范其管理流程,要求材料入库时,每箱或每托均应有月份(周期)标签,如无则拒收,小包装材料上架时应补贴上月份(周期)标签。材料在发料过程中,板台中间材料包装上的月份(周期)标签由发料员补贴上。发料严格按先进先出作业程序操作。 (四)采购管理方面 C公司解决方案如下,调整了供应商结构,使大部分料件的供应商调整为车程在2小时以内周边厂商,改传统采购模式为JIT或VMI方式,其优势就在于公司可以以最小的库存量运作,它可以使运送过程从供应商直接到生产车间,不需要在公司仓库储存过多的原材料,从生产过程的产出端,产成品一经准备好就可以运出去,产成品的库存也可以最小。此外再加上很低的WIP库存,整个公司都在以及少的库存运作。 总结 由此可见库存本身是贯穿于整个需求与供应管理流程的各个环节,要想达到库存控制的根本目的,就必须控制好各个环节上的库存,包括供应商、客户的库存,而不仅仅是管理好已经到手的实物库存。目前,C公司通过先进ERP系统地应用,不仅跟客户之间进行EDI的对接,同时跟供应商之间也建立了信息交流渠道,进行信息共享,缩短供应链各个环节上的库存,同时,在评估公司原材料供应商的资质状况的前提下,导入了符合公司技术条件要求的VMI供应商,使JIT和VMI供应商增加到78家,库存周转天数从17天降低低到12天,提高了库存周转率,增加了企业的现金流,实现了企业健康稳定的增长。 作者:吴秀兰 单位:苏州工业园区工业技术学校 库存管理论文:企业零库存管理探微 摘要: 零库存管理战略作为大幅降低库存成本的一种管理模式,确实有许多值得我国企业学习和改进的地方,然而实行零库存管理需要一定的前提条件.中国企业如何满足这些条件真正做到零库存管理需要企业和学者不断的研究和探索.本文通过对国内一些已经积极实施零库存管理的企业以及学者对零库存管理的研究来说明国内实行零库存管理需要注意的问题和建议. 关键词: 零库存管理;供应侧改革;库存成本 1引言 成本是企业能否可以持续成功的关键因素.作为成本中的重要组成部分库存成本对于一些行业内的企业是较大的.比如汽车行业、制造行业等都是这次供给侧改革的重点行业.本文将从国外实行零库存管理的丰田汽车和国内实行零库存的房地产行业的代表鑫苑进行分析,说明零库存管理的优点和可以实行的前提条件以为国内其他行业和企业实行零库存管理提供相关建议. 2零库存管理模式的优势———以丰田汽车和鑫苑为例 2.1丰田汽车实行零库存管理形成的优势 根据相关的研究和分析报告可以知道,我国汽车制造行业的库存管理始终是其发展的主要难题之一.国内的汽车制造业开始渐渐意识到库存管理的重要性并积极的降低库存.比如绿地润东就是典型的例子.在绿地润东的2015年中期报表中我们可以看出其库存占用的资金较多,而绿地润东自身也在进行积极的存货管理控制以期优化库存管理.因此研究丰田汽车的零库存管理带来的优势,有利于我国汽车制造业在进行库存管理改革时提供一种模范作用.通过对丰田汽车零库存管理的研究我们可以看出零库存管理有一下几个优点: 2.1.1大大降低了成本 由于丰田汽车实行零库存管理模式,所以和库存相关的采购,仓储费用和仓储人员管理成本以及保养和汽修等成本会大幅降低.同时,由于实行零库存管理模式,要求各个生产环节要连接上,所以对各个环节的产品的质量要求提高,避免了不必要的废品损失等费用.进一步降低了和存货相关的成本支出.而从绿地润东等汽车制造公司的报表中可以看出仓储成本和相关的维护费用从绝对值的角度来说还是比较大的.所以,国内企业如果能实行零库存管理模式,将意味着可以避免不必要的支出.同时,由于国内汽车市场对于中高端市场和低端市场的需求接近饱和的状态,国内汽车制造企业有必要加强库存管理,避免库存过多的现象出现增加不必要的成本支出. 2.1.2提高资金周转率 由于实行零库存管理,所以丰田汽车不需要花很多的资金用于购买材料,而是将这些资金直接用于生产,带来直接的经济效应,这样能够大大的改善资金占用情况.同时,实行零库存管理也可以使企业在销售环节避免出现产成品积压现象,能够迅速的回笼资金,加快资金的流动速度.这两方面都可以使企业的资金利用率大大提高并增强企业的盈利能力. 2.1.3加强对生产过程的监督 由于实行零库存管理,要求企业在进行生产时每道工序所产生的产品必须的合格的,才能满足下个生产工序的需求.这就会对每个生产过程产生监督的作用,不光是数量上的要求,更重要的是质量上的监督.由于实行零库存管理时,每道工序都对最后形成产品有很重要的影响,哪道工序出现问题都能很及时的反应出来,这有利于加强企业对平时生产上的管理.更重要的是每道工序之间形成相互监督的作用,使得每道工序都会随着生产的实行而不断的改善出现的问题,不断的优化企业的生产管理.这对企业来说不仅是现下生产的好处,更重要的是企业生产质量和管理能力的提高给企业带来的利益不只是一时的,它还可以成为企业未来的优势. 2.1.4能根据市场做出最及时的反应 由于实行零库存管理模式,不存在过多的存货,在一个销售环节完成之后可以根据市场需求和宏观环境的变化进行相应的生产政策上的改变.这样能有效的避免供需不对口的情况出现.同时,在市场需求出现下降时,可以避免生产过剩的情况出现.更重要的是,能够根据之前生产和销售环节中发现的问题进行改善和战略的调整,避免隐蔽的问题不能被解决以及一个错误犯两遍的现象出现. 2.2鑫苑实行零库存管理形成的优势 在我国房地产业自发囤地以用来准备建房和开发的情况下,鑫苑却实行零库存管理模式.随着国家政策对房地产业囤地的限制,房地产行业普遍存在的土地和房子存货过多等现象的出现,鑫苑这种零库存管理模式也渐渐被人们所认可.因为零库存管理确实能做到如下几点传统的库存管理模式做不到的优点: 2.2.1零库存管理模式避免了土地和房子存货过多的情况 根据专家对2016年房地产行业现状的分析,可以看出房地产行业目前存在去库存的压力主要是由两方面造成的.(1)局部市场饱和和产能过剩情况的出现.这种现象的出现一是由于房地产行业过热时盲目建造过多的房屋,另一方面是由于我国很长时间里一直在实行计划生育政策,人口增长缓慢.所以,企业如果实行了零库存管理模式,就能避免建造房屋过多而积存的现象出现.同时,还能根据我国市场上的需求量进行合理的市场供应调整,以避免存货过多带来的风险.(2)供给和需求有偏差.根据银河证券的数据分析,目前商品住宅存量过多,而且其并不能满足大部分的需求者的要求,会出现供求不附的情况.这主要是因为房地产商对市场需求的错误判断以及盲目建房所造成的.这部分住房将会对2016年房地产行业去库存产生较大的压力.而如果采用零库存管理模式进行房地产行业的管理,就可以实时的针对市场需求的变化做出相应的变化.根据市场最新的需求变化来制定和实施企业的投资建设政策,能有效的避免供求不附出现的库存过多的情况.所以,供需的要求来看房地产行业有必要实行零库存管理以避免库存过多,不能消耗造成的风险. 2.2.2零库存管理不需要承担因囤地带来的额外费用支出 房地产行业普遍存在“囤地捂盘,做地产金融”的商业模式,所以自发的囤地是房地产行业普遍的现象.然而囤地带来的费用随着国家一直坚持的打击囤地炒地政策的不断的完善会越来越高,这部分费用最后都会形成房地产商的支出,降低房地产行业的净利润.同时随着房地产行业饱和现象的出现,囤地所带来的利润在未来的几年中一定会呈现递减的趋势.所以,综上所述,囤地不管是从国家宏观政策上,还是宏观行业环境上看都越来越不具有优势.而零库存管理则可以避免因囤地所带来的这些困扰.更重要的是,可以将用来囤地的资金盘活做好目前投资建房中需要的经营运营方面,保持一个较高的盈利水平. 2.2.3零库存可以加速资金的运转速度 资金的运转速度可以用资金周转率来反应.企业资金周转率是用企业的主营业务收入比上企业资金(固定资金和流动资金)来表示的.如果企业资金在生产经营过程中的循环周转速度很快,说明企业可以很快的将资产转化为收入.这样可以减少企业对资金的占用,提高资金的利用率.和汽车制造业很相似对于房地产行业,库存和囤地的库存占用的资金数量是相对巨大的.如果这些资金能够很快的收回并进行下一阶段的生产,提高资金的利用率对企业来说是一件很好的事情. 3实行零库存管理的前提 零库存管理确实能很好的降低企业的成本并根据市场的需求积极的做出政策上的调整,避免存货过多所造成的成本,销售等问题.还能加快企业的资金周转率,使企业的资金利用率大幅提高.然而零库存管理的实施需要一定的条件和前提.同时,零库存管理也可能使企业错失一些比较好的机会,所以国内企业在实行零库存管理时需要明白其可能带来的问题和风险以找到方法进行规避. 3.1对管理的要求很高 零库存管理要求企业内部自上而下具有很强的执行力并形成零库存的管理理念.例如丰田汽车的零库存就要求丰田汽车各个生产工序生产上的执行和管理能力达到较高的水平才能满足及时生产所需半成品进行下一步生产.这对企业的生产是个监督也是个要求,如果企业的执行力不够势必会对企业生产产成品的数量,质量和速度造成很大的影响,进而影响企业最终生产目标的实现.对房地产企业来说则表现的更加明显.如果企业不能很好的进行管理,保证质量和数量,不能及时的提供满足市场的需求可能会使企业丧失很多的客户和机会. 3.2原材料等价格的上升 零库存管理模式的理念是不进行库存的存储,所以所有生产所用的原材料等等都是确定生产之后再进行购买.如果原材料的价格是出于上升趋势,这对企业来说并不是没有弊端的管理方式.因为如果原材料的价格是上升的,就意味着企业的成本会随着不断的上升,降低企业所能获得的利润率.就拿房地产行业中普遍存在的囤地现象来看,大部分房地产自主囤地一方面是房地产和土地供应商相互炒作所形成的,一方面还是由于土地确实存在着升值的可能性,可以降低企业未来的成本. 3.3和供应商之间的关系具有很重要的影响 零库存管理模式要求供应商和企业之间建立长期的合作伙伴关系,最好是有着共同的目标.可是现实中供应商和企业之间的需求和目标往往不可能是一致的,这就使得企业需要和供应商之间形成良好的合作伙伴关系以保障企业正常的生产经营的运行.所以,企业在选择供应商的时候限制条件可能会比较多,比如对于地域上来说,最好附近的,这样可以降低很多运输和时间上的成本. 4对我国企业实行零库存管理的建议 综上所述,零库存管理对于积极响应供应侧改革,去库存,降成本等以及改善国内企业的库存管理具有很重要的借鉴意义.同时,国内企业在实行零库存管理时也要注意达到零库存管理的前提条件,避免零库存管理不善造成的风险和损失.以下结合国内企业的现状对国内企业实行零库存管理模式的建议.(1)加强企业的执行能力.企业要想有效的实现零库存管理带来的经济效应,就必须加强对生产环节中各个环节的控制和执行能力.按照计划有条不紊的进行管理,才能保证生产目标的实现.(2)加强企业的预测能力.零库存管理的一个缺点就是在需求增加的情况下可能造成供不应求的情况,使得企业错失良好的机会甚至会因此给竞争对手成长的机会.企业要想不错过市场中好的机会,就必须要对市场的需求进行较为准确的预测,才能避免这样的危机.(3)和供应商之间形成良好的合作伙伴关系.和供应商形成合作伙伴的关系对于零库存管理的企业来说不仅可以保证日常生产经营中的供需问题更重要的是还可以加强其对市场需求变动的反应能力. 作者:袁帅 单位:安徽财经大学会计学院 库存管理论文:中药贮藏库存管理方法探析 摘要: 目的:分析影响中药贮藏的因素,制定科学合理的库存管理方法。方法:分析中药贮藏的影响因素,制定科学合理的管理方法,给予适宜的管理条件和贮藏方法,观察中药的贮藏情况。结果:经过采取一系列科学有效的措施,中药的贮藏质量得到保障,效果明显。结论:在详细了解中药贮藏影响因素的基础上,采取针对性的合理的管理方法,可以有效提高中药的贮藏质量,保证中药的药效。 关键词: 中药贮藏;影响因素;库存管理;科学方法 中药一般都是天然植物,并且多干用,因此在中药被采集后,根据药物的特性,常常要经过晾晒、风干等处理[1-2]。中药贮藏与管理是药房工作的重要组成部分。中药的品质不仅与采集有关,还与其入库后的贮藏管理有直接的关系。库存管理质量直接影响药物的药效,因此加强医院中药管理,保证药物的药效,减少药物变质具有十分重要的意义[3]。中药的贮藏保管是一项十分复杂并且重要的工作[3]。科学合理的库存管理方法是维持药效,保证药品质量的关键环节。本文就重要贮藏的影响因素及库存管理办法进行分析,内容如下。 1资料与方法 1.1将我院2015年至2016年间中药库房贮存的中药药材为研究资料。 1.2影响中药贮存质量的因素分析 1.2.1空气: 臭氧是一种强氧化剂,能够加速药物有机成分的变质,对油脂类成分作用明显。药物的氧化变质是一个缓慢复杂的过程,挥发油和脂肪油等物质可以在自然条件下自行分解,某些饮片药物,增大了与空气接触的面积,增加了氧化、变色、变质等的机率。因此,饮片不宜长期贮藏,应该密封保存,在药效期内使用。 1.2.2温度: 外界温度的升高,会加快药物的分子运动,增加其变质的机会和速度。含水分过多的药物,水分流失增快,含油脂多的药物则会出现泛油,含动物胶及树脂类药物则会粘连成块。当温度过低时,则严重损伤某些新鲜药物或者含水分过多的药物。因此适宜的温度对保持药物的正常形状及药效具有十分重要的意义。 1.2.3湿度: 空气的湿度直接影响着药物的含水量。当空气湿度过高时,淀粉类、糖类药物则会吸收空气中水分,引起药物的潮湿发霉变性,而某些含盐类矿物药则会吸收空气中水分,引起潮解、溶化变性。 1.2.4日光: 日光的直接和间接照射作用还会破坏药物的色素。对于花类植物而言,长时间的日光照射会引起花瓣的干燥变脆,对于含有挥发性成分的中药,日光照射会增加其成分的流失,降低药效。 1.2.5霉菌: 当药物暴露于空气中,依附于药物表面的霉菌能够在适宜的温湿度、阴暗不通风的环境中大量繁殖,腐蚀药物组织,使其发霉、变质甚至腐败,严重影响药物的质量。 1.2.6虫蛀: 当环境的温湿度适宜、药物的含水量适合的条件下,一般来说是温度在20-25℃,湿度在75%,害虫会大量繁殖,进入药材内部,有的形成蛀洞,有的被蛀成粉末,丧失药用价值。 2中药贮藏的管理措施 2.1仓库的管理: 选择专业药学人员作为中药保管员,具备高度的责任心、扎实的专业知识以及丰富的实践经验,根据药物的不同种属、药用部位、药物本身性质及贮藏方法进行药物的分类。建立健全的仓库管理制度,所有入库的药物必须进行开包验查,注意鉴别药物的真假、有无变质变性、有无虫蛀发霉等现象。及时发现不合格药品并且拒绝入库。根据本院用药情况及季节特点制定不同的采购计划,以多用多进,少用少进为依据,尽量少进昂贵难保存的药品,避免不必要的药品浪费。 2.2对药物进行分类贮藏: 结合“以防为主,防治结合”的原则,根据药物的形态、性质、药效,对药物进行分类贮藏,在保持药物完整性的同时,方便工作人员进行查找。 (1)防潮:药物入库之前,严格检查是否干燥,在仓库内放置除湿装置。(2)防虫:采取适当的措施来保持药物的密封性及完整性,比如密封保存、化学熏蒸、低温冷藏等。(3)防霉:利用措施改变适合霉菌生存的条件,达到杀灭霉菌的目的。(4)防冻:新鲜药物在温度过低的环境中,会发生冻损,严重影响其药效,比如鲜益母草、鲜地黄等,因此要避免仓库温度过低。(5)防热:满山红、柏子仁在温度过高的情况下,会发生自燃的现象,要避免仓库内的温度过高损伤药物。(6)防压:牛黄、月季花、蝉蜕等要去应放在高处,避免被其他药物挤压变形,失去药效。(7)防尘:珍珠母、马勃等药物要放在干净灰尘少的环境中,避免因灰尘污染二影响要去的质量。(8)防火:硫磺、干漆等遇火可能会引起火灾甚至爆炸。(9)防风化:芒硝等矿物质结晶药物风化后会变成粉末,失去原来的药效。 2.3新型贮藏技术 2.3.1利用除氧剂进行药物密封贮藏: 通过除氧剂与空气中的氧气与臭氧发生作用,从而除掉氧分子,采用重启处理后的真空包装将药物进行贮藏,避免药物与外界空气的直接接触,避免了氧气与臭氧对药物的氧化作用,维持了要去的原有性质。 2.3.2调气贮藏,大气保护: 该方法的原理是通过调节仓库或者是密闭环境中的空气成分,比如将氧气等成分替换为氮气或者二氧化碳,使害虫缺氧窒息,从而达到消灭害虫的目的。一般将仓库内的氧气保留至2%,氮气和二氧化碳达到98%,短时间内的杀虫效果十分明显。这种方式其优点是可以保持药物的原有性质不变,杀虫防霉,无杀虫剂等有害物质的残留,不污染环境,不危害人体健康,并且成本低,适合在中药仓库管理中进行推广应用。 2.3.3钴60辐射灭菌: 目前钴60辐射灭菌已经广泛应用于食品灭菌及中成药的辐射灭菌。按照联合国食品卫生组织的标准判定,104Gy剂量以下的辐射对食品进行灭菌,不会引起食物的致癌风险。辐射灭菌后,药物的成分不发生改变,从而达到灭菌的效果。 3结果 经过采取一些列的措施,该年度仓库的贮藏中药质量得到了保障,效果明显。 4讨论 中药的贮藏质量直接影响药物的药效及临床治疗效果。因此在明白重要贮藏的影响因素的基础上,采取相应的管理措施具有十分重要的意义。在临床应用上要推广应用科学合理的重要贮藏管理方法。 作者:王红霞 单位:阜新蒙古族自治县人民医院 库存管理论文:供应链传统库存管理问题研究 摘要: 社会不断发展对供应的管理要求也逐渐提高,而这种要求是动态的过程,针对供应链方面的研究有重要的意义。企业的库存管理是工作的重要环节,加强库存管理的力度是保证企业市场营销和自身运转的关键环节。但是当前我国的库存管理方式比较落后,本文将从供应链和传统的库存管理的基本内容出发,解析我国现阶段传统的库存管理方式构成,提出存在的问题并作出合理设想,为我国库存管理的方式改革提供有力参考,也为管理人员工作提供依据。 关键词: 供应链;传统;库存管理方式;问题 社会商品经济不断发展,在这个过程中供应链这个概念应运而生,并且受到重视,但是关于供应链的研究时间比较短。在这种情况下,传统的库存管理方式仍然被广泛运用,这不利于企业长远发展,也难以在激烈的市场竞争中保持地位。所以,研究供应链下传统的库存管理方式存在的问题,并加以解决,是当前各企业面临的新课题,必须被提上日程。 一、供应链和传统的库存管理的基本内容 供应链主要以满足消费者的需求为目标,是实现这个目标的直接过程和间接过程,全面包括各个环节。所以,供应链并不是单一的关系,它是包含生产、运输、存储、零售、和顾客各环节关系的。传统的库存管理是在计划经济时期运用的管理方式,主要工作内容就是负责进货、发货和管理存货,每一个环节都有独立的库存,然后以提高企业经济效益为目标,改变库存的数量,从而降低风险,但是这个过程不确定的因素太大。 二、当前我国传统的库存管理方式的构成 在传统库存管理的工作内容作用下,传统的库存管理方式主要包括以下三种:第一,ABC管理方式,这主要指根据某一类库存性质占总体的比例和资金的占有比例来管理,将库存物品分为A类别、B类别和C类别,他们的性质比例与资金比例区别分别是(10%;70%)、(20%;20%)和(70%;10%);第二,定量方式的管理方法,这主要指在库存的总量下降到预期的最低数值时,按照一定的方式进行补货,从而对库存进行管理,需要严密的运算;第三,定期的订货管理方法,主要是按照规定的时间补充库存物品,这个时间一般是提前预定的,间隔的时间差距不大,先确定订货的周期,运算库存数量的最大值,然后确定补货的时间和数量。 三、传统的库存管理方式存在一定的问题 1.缺少对供应链的深刻认识。 上文中已经提到供应链的概念,虽然供应链整体的经济效益与每个环节的效益有直接关系,但是这些环节单个也是一个组成部分,都有各自的预定目标和任务。这个过程中一些环节与整体供应链存在矛盾,它的经济效益低下,整体的效益也会低下。而现阶段传统的库存管理部门恰恰只将自己作为个体存在,忽视上面提到的问题,导致缺少对供应链的深刻认识,这就直接导致供应链各环节之间的矛盾,甚至会造成资源浪费。如一些企业在运用传统库存管理方式的时候,忽视对象主体接收信息的时间差,也没有考虑自身的实际情况和对方的实际需求,出现一系列问题,总而言之就是忽视对象主体的满意程度,只注重自身的利益。 2.信息化水平低直接导致信息传输缺少时效性。 实现库存管理的有效性,需要保证估计数值、库存情况、计划生产数量和情况等数据的准确性,同时又要注意时效性,缩短各个环节之间信息传输的时间差。但是,在供应链的情况下,需要的各种数据分散性强,而各个企业管理人员的思想保守,常常认为只有做好这些数据的保密工作才能提高自身的利益,大部分企业并不愿意实时传输这些数据。除此之外,信息化水平低是制约这个问题的主要因素,虽然各个企业都重视信息化建设,但是只存在于内部,供应链整体上信息化水平不足,各项数据之间的联动效应差,难以实施监控,这就直接导致把握情况有误造成的浪费或者亏损。 3.当前的管理方式难以适应供应链各环节的变动。 上文中已经提到,供应链的每个环节都独立存在,相互之间缺少交流,而信息化水平又不高,这就直接导致一旦某一个环节出现变动,其他环节不能及时接收信息[2]。当上一环节的变动传到下一个环节的时候,下一个环节往往已经按照惯例做好了相应的工作,或是进货或是出货,以此类推,到最后一个环节的时候,相应的差距会非常大。 4.总体上传统库存管理方式缺少多样性。 根据传统库存管理方式的概念和主要方式可知,这种库存管理方式缺少多样性,尤其是按照规定统一进行库存控制这个方面,进行分类工作的方式过于单一,运算的时候忽视风险数值,常常不能及时反映出实际的供求关系。运用这种方式管理库存,相关的企业无法实时了解实际情况,缺少对风险问题的处理办法和防范意识,而对于需求的变动也无法预计。 四、关于改进库存管理方式措施的合理设想 1.处在供应链中的各个企业提高对供应链的认识。 提高企业对供应链的认识,这是改进库存管理方式的首要环节。各个企业要认真分析,明确自身处在供应链的哪个环节,从而在库存管理的时候从整体上考虑问题,尤其是要从整体利益出发,不能只顾自身的经济利益,这样才能保证库存管理的有效性,发展自身的同时促进整个供应链企业的发展。 2.制定相关的法律法规促进各环节的沟通。 一方面,国家要制定相关的法律法规,规范供应链各环节的行为,保证他们有序竞争;另一方面,各个企业在明确自身处于供应链的环节位置后,建立库存管理的专业团队,提高他们的专业水平和综合素质,注重社会责任感的培养,并且促进他们与其他企业的沟通。这样就可以增加供应链各个环节之间的沟通和交流,保证库存管理决策的科学性。此外,相关的人员自身要不断学习,借鉴国内外先进经验,提高自己对库存管理的认识,并在实践过程中积极创新,改变传统的库存管理方式。 3.通过信息技术提高数据传输的时效性。 这一点设想建立在上一点内容基础上,通过信息化技术提高数据传输的时效性,同时也保证数据的准确性。首先,企业自身提高信息化水平,完善信息化系统,实现信息办公,完善库存管理系统,实现智能化管理和操控;其次,在整体上建立相应的网络平台,将供应链各环节的企业联系起来,将各项数据实时共享,这样就可以保证各项信息传输的时效性,因为通过同一个平台传输数据,省略繁琐的环节,当然节约时间的同时会提高工作的效率,最终就会提高经济效益;最后,注意不断完善这个平台,对商品的价格变动、需求变动、风险预测数值等都录入程序,提高技术人员的专业水平,及时维修和完善,保证数据的准确性。 4.丰富库存管理方法的形式,注意考虑需求的变动。 在上面三点措施的实施过程中,改变传统的库存管理方式,在实践过程中注意创新,最主要的内容就是丰富管理的方式,将需求的变动加入其中,让库存管理方式更加科学,从而推动企业自身不断发展,各环节共同配合,促进整个供应链中企业的发展,为我国经济发展做贡献。 五、结语 总之,传统的库存管理方式已经不符合供应链下的要求,所以一定要注意改革和创新。除了文中提到的问题外,国家要完善关于供应链网络平台方面的法律法规,规范操作,保证各项数据录入的准确性和合法性,避免非法竞争,从而推动我国库存管理方式有序发展。 作者:郭悦涵 单位:西安航空学院 库存管理论文:ERP企业库存管理问题及对策 摘要: 库存管理是企业经营管理的重要组成。随着ERP系统在企业的应用和升级,物资管理理念的不断更新,集团化采购成为物资采购的主要方式,库存管理更是成为失去采购权限的物资部门的最主要和最重要的工作。本文分析了ERP应用企业库存管理中存在的问题,提出了降库存、减积压、加强管理的具体对策,强调了优化库存结构、强化库存管理是一项长期性工作的观点。 关键词: 库存管理;常见问题;对策;库存结构 1引言 库存管理是企业经营管理的重要组成部分。随着ERP系统在企业的应用和升级,物资管理理念的不断更新,集团化采购成为物资采购的主要方式。由于采购权限集中在少数部门手中,库存管理成为失去采购权限的物资部门的最主要工作。因此,提高库存管理水平,减少库存资金占用、加速资金周转,更加具有重要的现实意义。 2企业库存管理中存在的问题 2.1库存余额大 库存余额较大,占用资金较多。包含必要的安全库存,普通库存,更有储存期长的物资、不再出库使用的物资。主要原因是没有科学合理地规划好采购方式、控制好采购进度和频次,存在盲目性,使高库存成为既定事实。 2.2超储积压问题较突出 超储积压物资处置压力大,每月都有新增积压产生。需求计划编报不及时、不准确,缺乏预见性,是造成库存积压的主要原因。 2.3系统库存信息不能真实反映实际库存状况 ERP系统对主数据和业务流程操作有一定要求和限制,采购及收发业务没有及时录入ERP系统,导致库存数据的可靠性、准确性较差。 2.4过于依赖ERP系统数据,对实际库存的管理有放松 对实际物资的保管、保养,什么时候都应是库存管理的一项根本工作。在ERP系统能快速提供物资收发存报表且以此为准上报后,不必通过库存盘点、核对账本、计算数据、提供月结报表,保管员只需记数量帐,因此对实际库存的管理有了放松。 3强化库存管理的对策 因为库存情况一直是动态的,所以库存管理的工作也应是动态的。应该定期进行,根据实际状况采取科学合理的措施。 3.1优化库存结构,调整储备策略 (1)利用ERP系统库存数据,进ABC分类,及时分析和优化库存结构,合理确定进货批次、批量,严格控制储备规模,调整储备策略,降低库存余额。 (2)按照物料(组)金额排序,进行ABC分类,处理占用资金排名较前的物资,对降低库存资金作用大,是库存监控和降低库存的重点;按照物料数量排序,进行ABC分类,库存数量排名较前的物资,是降低库存、限制再入库的重点;按照物料批次排序,可以对采购频次、批量提供依据,有助于提前处理可能形成的超储积压。 (3)对物资消耗进行ABC分类,对采购金额大和数量大、使用频繁的物资,制定科学的采购方式,确定合理的储备策略,适时调整,从采购前期就着手降低这部分物资库存。经对常见储备策略对比,可以看出,实物在工厂、积压风险在供应商的寄售库存方式,对企业是最有利的。因此,企业在保有必要的工厂库存的同时,应充分利用供应商寄售库存,合理利用供应商社会库存。原则上只对生产急需、易损的的极少数物资进行工厂储备,并对储备数量严格做出规定,以最少的库存、最低的资金占用确保生产需要;同时,大力开展框架协议采购,可以减少采购频次和采购周期,从而加速库存资金周转、降低库存量。把采购管理与库存管理有机结合起来,重视供应商绩效考评,可以提高供应商库存的保证程度。建立物资需求与企业库存、与供应商库存信息共享机制,既保证生产经营和工程建设需要,又能有效控制库存、降低储备资金占用。 3.2积极处理超储积压物资,严控新增超储积压的发生 (1)坚决执行物资先进先出原则,对已有超储积压的物资,限制再采购入库。合理制定安全库存、最高储备限额,利用批次动态信息,对一定时间内无动态的物资作出预警标识,限制和控制再采购入库。 (2)及时公布超储积压物资信息,积极鼓励超储积压物资的内部调剂、改代利用,减少超储积压,提高库存物资周转率。 (3)重视需求计划管理,加强线上需求计划提报的监控,特别是要重视对采购价值有重大影响的需求管理。提高需求计划的准确率和及时率,减少因需求不准确造成的积压风险。 (4)强化需求计划管理,严格追究库存资金占用责任。对入库后6个月未领用完的常规储备物资,需求计划提报单位必须书面向供应部门提交原因分析及后续使用意见,供应部门负责督办。供应部门对年度内形成的新增积压实行资金直接划转,由责任单位承担责任。 3.3制定工作标准,落实时效考核,严控系统补录操作 强化对工作质量的管理,倡导工作标准化。严格规范需求计划的物料描述,提高物料编码编制水平,推进需求计划标准化。推行ERP线下数据稽核和申报工作标准化,定期为领导提供准确和及时的收发存信息,促进线上业务的开展。积极争取ERP系统业务信息和实际采购流程同步,减少采购业务线上补录、线下混乱的情况。加强时效考核,明确ERP系统各操作环节的时间要求,管控实物入库验收时间,减少未办入库就出库领用的情况。 3.4重视库存盘点工作,加强库房基础工作 设计规范的报表,把线上线下数据统一起来定期上报。使ERP系统库存信息基本能反映实际库存情况,而差异的部分,由经过领导签字同意的线下入库单和急料出库单对应。要定期、认真进行库存的盘点工作。应加强对ERP帐、实物帐、料卡、实物四对口的要求和考核。加强库房基础工作。严格执行物资的验收入库、保管保养、出库等制度,加强监督和考核。 4结束语 库存管理是物资部门的重要职能,对企业的生产运行、效益提高有重大的意义。优化库存结构、强化库存管理是物资部门的一项长期性工作。ERP等信息系统强大的数据支持和处理功能,是我们优化库存结构、减少资金占用的强大保障! 作者:蔺云莉 单位:中国石化江汉油田分公司盐化工总厂 库存管理论文:楼梯企业库存管理应用 【摘要】 论述了ABC分类法的基本内涵,阐述了ABC分类法在楼梯生产企业中的应用,并介绍了实施ABC方法,制定了相关人员的工作职责以及管理制度,运用ABC分类法有助于生产企业降低库存成本,提高企业效益。 【关键词】 ABC分类法;楼梯企业;库存 1引言 随着世界经济全球化竞争日益激烈,经济一体化增加了企业管理的复杂性,伴随着用户需求的多样性和不确定性,市场已经从单个企业之间的竞争转变为供应链之间的竞争。供应链管理在现代企业管理中占有非常重要的地位,而库存管理正是供应链管理的重要环节,特别是对于制造业企业而言,它不仅是企业的利润源泉,同时还可以起到对供应链上下游缓冲的作用。因此对于库存的管理现在越来越受到企业的重视。 2ABC分类法的基本内涵 企业需要采购的原材料或零部件可能有几百种、几千种,甚至更多。如果按照货物数量的平均花费进行管理,会极大地增加管理成本。因此,企业需要找到一种相对简单的物料管理方法,将全部物料分类,对不同物料采取不同的管理方法,达到最有效最经济的使用人力、物力、财力的目的。ABC分类法在此背景下应运而生。它以某种库存物资品种数占物资品种数的百分比和该物资金额占库存物资总金额的百分比为标准,将库存物资分为A、B、C三大类并进行管理。ABC分类管理法操作起来非常方便,效果也十分显著,是库存管理中广泛使用的一种控制方法。成为企业提高效益的普遍应用的管理方法。ABC分类法源于80/20法则,最早是由意大利经济学家帕累托(VelfredPareto)于1906年首次使用的。该方法的核心思想是在决定一个事物众多的因素中需要分清主次,识别少数但对事物起决定作用的主要因素及多数但对事物影响较小的次要因素。1951年,管理学家戴克(P.F.Drucker)将其应用于库存管理并命名为ABC分类管理法。又被称为分类管理法、重点管理法,由于它把被分析的对象分成ABC三类,所以又称为ABC分析法。ABC分类管理法是针对大量物品的一种策略,这种方法的核心思想是:将库存物料按品种和占用资金的多少分为重要的A类、一般重要的B类以及不重要的C类三个等级,针对不同等级分别进行管理和控制。具体分类方法为:A类物料项数约为5%-15%,所占资金约为60%-80%;C类物料项数约为60%-80%,所占资金约为5%-15%;其余为B类物料,其项数与所占资金均为15%-25%。分类是事物研究的基础工作,ABC分类管理法能找出最重要的物料(即A类)、最不重要的物料(即C类),库存管理者可以针对物料不同的分类,采取不同的措施、配置、方法进行管理,使得物料的管理更加趋于合理、优化,也可以提高公司库存资金的周转效率。 3ABC分类法在楼梯制造业中的应用 J公司是一家生产设计楼梯扶手、踏板、整梯的大型生产制造企业。公司拥有先进的设备、技术,公司生产的产品具有多样性,各类分销商数量众多并且分布在世界各地,为防止缺货,公司不得不大量保持安全库存。然而公司的库存管理方法简单单一,库存管理控制效果比较差,结果公司的库存成本连年增长,造成客户需求得不到及时满足,公司产品的价格也连年上涨,客户服务满意度低下,在同行业的竞争地位也有所下降。近年公司对其仓储系统进行了改进,积极地按步骤实施ABC分类管理方法,企业在库存管理中分清主次、突出重点。提高了公司库存资金的周转效率。 3.1物料的ABC分类步骤 第一步:选定一个统计期,统计仓库中物料的品种,需求量,以及库存金额,并且按照库存金额的大小依次排列。第二步:统计各物料占品种总量的百分数、各种物料总库存金额占总库存金额的百分数、累计库存金额百分数(累计库存百分数=本次的占总库存金额的百分比+上次累计的库存百分比)。将累计库存金额为60%~75%的物料定为A类;将库存金额为20%~25%左右的物料定为B类;将其余的物料定为C类,并制表。如表3所示。第三步:根据物料的ABC分类表制定物料的控制方案,并且制定相关人员的工作职责,以及对于三种物料的管理制度。 3.2制定相关人员工作职责以及管理制度 J公司根据已制定好的物料ABC分类表,制定了一系列的岗位工作人员的工作职责以及对三类物料的管理制度。相关人员的工作职责:①物资分类工作主要是由库存管理组负责;②库存管理组负责制定物料ABC分类表并严格按照分类表执行;③管理人员根据物资分类表开展管理工作。物料物资管理制度:①A类物料主要指技术含量较高,价格较高,采购所需手续较多,时间较长,对A类物料一般采用连续控制方式,随时检查库存量,一旦库存量下降到预期水平(预先设定的订货点),就要及时订货,把库存补充到目标水平;②对于A类物料,不允许缺货,也不允许库存过多,应加快库存周转速度,尽量减少在库时间,避免大量库存资金的积压;③严格按照要求进行管理,并保障物资数量,信息的准确性;④B类物料为公司的常用物资,若数量不足,将直接影响生产计划的进行;⑤对B类物料进行管理时,应保证其损坏率保持在正常范围之内,尽量减少物料的意外损坏;⑥C类物料是在企业生产过程中,不经常被用到的物料,库存人员可将此类物料分到专用货位区,并作好记录,保证在使用时可以快速被找到。 4结语 ABC分类管理法可以对物资物料进行合理地分类,较准确的确定订货批量和储备周期,促进库存结构优化,并且还可以减少库存资金,加快物资流通和资金周转速度。使A类物资严格控制在核定的范围内,降低A类物资的储备,从而降低库存资金的总量,减少管理工作量。运用ABC分类管理法可以集中精力抓主要矛盾,使管理人员从繁杂的事务工作中脱身出来。 作者:吉喆 严广乐 单位:上海理工大学 管理学院
一、软件实验室面临的问题 (一)实验室软件维护和更新的耗时耗力问题 软件工程实验室的设备往往以计算机为主。维护大规模计算机的软硬件是一项繁琐而艰巨的工作。特别是当实验室资源有限,不同课程所需的软件工具或者相关开发环境不尽相同,在新课程开设前,经常要临时安装或者更新许多软件。另外,个别学生在使用计算机时可能进行误操作,导致计算机配置文件缺失或者其他原因,造成计算机系统崩溃等。所以,软件的维护和更新一直以来成为实验室管理人员感到头疼的问题。传统的解决方式是通过交换机使实验室的主机连接构成局域网,之后使用硬盘网络同传软件进行全局域网内计算机系统环境的拷贝,这个方法一定程度上缓解了问题,但管理人员往往为了一个小软件的安装而同传整个硬盘或者一个分区,仍然缺乏效率。随着云计算等新兴技术的发展,软件维护和更新这一问题拥有了不少新的解决方案。本文介绍了两种不同架构的云桌面系统,并根据在实际中测试情况进行比较,给出了两者的优缺点。 (二)计算机硬件更新换代的问题 根据摩尔定律:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。计算机硬件的发展在过去几十年中一直基本遵循摩尔定律。但是高校实验室的硬件设备的更新换代速度远远比不上硬件设备发展的速度。实验室的计算机一般使用6到10年以上才能报废,在这期间,也较少有高校对计算机采用增加内存、替换CPU的方式来提高其性能的。那么如何灵活升级计算机的性能呢?云桌面的一些技术也给了一些可能的解决方案。 二、基于云桌面的解决方案 云桌面主要基于VDI(Virtual Desktop Infrastructure)或者IDV(Intelligent Desktop Virtualization)等技术实现。VDI即桌面虚拟化架构是指计算机系统的虚拟化。该技术将桌面操作环境与硬件运行环境分离,以实现桌面使用的安全性和灵活性。通过这项技术,用户可随时随地使用任何设备,通过网络访问个人桌面系统[1]。VDI技术下桌面计算资源一般都集中在数据中心上,界面也是由服务器发送到终端设备上的。而IDV技术则采用更多的分布式策略对系统进行精细的管理,同时集中和简化了服务器的管理部署功能,也充分利用了终端设备的资源。两种技术有很大的不同,在实验室建设中也有很多不同的优缺点。 (一)基于VDI技术的云桌面系统 VDI技术采用“集中计算,分布显示”的原则,借助服务器虚拟化技术构造桌面的资源池,将终端所有的计算都放在服务器的数据中心统一管理。终端仅安装客户端用于访问服务器并获取桌面,负责输入输出和界面的显示[2]。我们与国内某著名通信公司合作建立了40台终端的云计算实验室,在实际的测试使用中发现,在百兆带宽的网络环境下,当40台终端同时启动并使用时,服务器访问量明显增大,网络数据量也相应增大。此时对于一些简单编程工具的操作尚能正常使用,但是对于桌面图像变化较大的应用来说则非常卡顿,例如使用视频或者图像生成工具等,严重影响用户的使用体验。为了提高VDI技术的可靠性,实验室必须加大投入,配备足够的带宽与服务器资源,从而支持VDI技术的顺利使用,提高终端的访问体验。VDI技术云桌面系统的优点是软硬件都依靠服务器提供,方便升级和管理。缺点是对网络和服务器的投入较大,特别是终端显示图像的大量传输需要借助高速网络才能实现。 (二)基于IDV技术的云桌面系统 IDV技术由英特尔公司提出,主要目的是提供更加智能的管理用户计算的系统。和VDI技术将计算资源高度集中在数据中心不同,IDV采取更多的是分布式技术实现桌面的虚拟化。IDV不需要进行大量资金投入在网络和服务器的升级和改造上,不对现有桌面管理做大规模改造。一般来说,IDV系统会在服务器保存多份桌面的镜像文件,在实验室终端开启时,终端会与服务器比对,下载镜像文件差异部分,然后成功更新桌面系统,系统计算仍然使用终端资源进行,用户使用该系统时,不会与传统的桌面系统感觉有较大差异。为了测试IDV云桌面的使用体验,我们在一个50台计算机的实验室安装配置了IDV云桌面系统,在百兆带宽的网络环境下,我们首先在服务器端更新了100兆大小的软件,当50台计算机同时启动后,首先花费了2分钟更新了本地系统,并下载服务最新更新的软件工具,之后系统都可以流畅的运行,与在本地使用计算机没有差异。IDV技术云桌面系统的优点是前期资金投入较少,终端在启动后使用起来与传统计算机没有太大差异。缺点是由于终端与服务器的交互,终端系统启动较慢,另外,对终端的硬件配置要求更高,维护相对复杂。 三、总结 总的来说,不管是基于VDI,还是IDV技术的云桌面系统,都提供了比传统方式更好的解决方案,极大的方便了实验室管理人员的维护和更新工作。而对于需要进行实验室云桌面技术升级的高校或者相关单位,可根据自身情况和需求进行不同的方案选择和设计。