硬件设计论文:浅谈变电站综合自动化中监控系统的硬件设计研究 论文 关键词 测控系统总线现场总线型综合自动化系统 论文摘要 测控系统在变电站综合自动化系统中肩负着测量与控制任务,随着电网电压等级的提高,变电站综合自动化对测控系统的要求不断提高。根据变电站综合自动化系统的设计思路.对一种由总线组成的新型现场总线型测控系统的硬件设计进行研究。 一、引言 变电站综合自动化是在微处理技术、自动控制技术和远动技术 发展 到一定程度的基础上,为使变电站二次设备更合理、有效地运行而提出的一种变电站自动化模式。变电站综合自动化系统除了实现对现场的监测、控制和保护之外。更重要的是能实现当地和远方对现场的监控、调节和保护。 二、变电站综合自动化中的测控系统的功能要求 (一)遥信功能。遥信功能通常用于测量下列信号开关的位置信号、变压器内部故障综合信号保护装置的动作信号、通信设备运行状况信号、调压变压器抽头位置信号、自动调节装置的运行状态信号和其它可提供继电器方式输出的信号事故总信号及装置主电源停电信号等。 ( )j噩测功能。遥测功能常用于变压器的有功和无功采集、线路的有功功率采集、母线电压和线路电流采集、温度、压力、流量流速等采集、周波频率采集、主变油温采集和其它模拟信号采集。 (三)遥控功能。遥控功能常用于断路器的合、分和电容器、电抗器的投切以及其它可以采用继电器控制的功能。 (四)遥调功能。遥调常用于有载调压变压器抽头的升、降调节和其它可采用一组继电器控制的、具有分级升降功能的场合。 三、测控系统硬件设计研究 针对测控单元存在的不足之处.考虑到高压、超高压变电站的自动化特点及变电站综合自动化的发展对测控单元的要求,结合 电子 元器件发展、通信技术的进步和其它新技术的出现,提出了新型线路测控单元的模块化硬件设计方案。 线路单元测控装置的硬件构成主要包括80c196kc基本处理模块、电流型互感器模块、滤波放大电路、多路模拟开关、a/d转换电路、频率检测电路、遥信输入光祸隔离电路、遥脉输入光藕隔离电路、控制输出继电器、双can总线通信模块、串行通信模块。 (一)80c196k0 80c196kc是intel公司16位单片机系列的第三代产品,是目前应用最广泛的16位单片机,具有以下特点: 1 废除了cpu的累加器(acc)与算术逻辑运算部件(alu)的传统结构,采用了寄存器阵列/算术逻辑部件(ralu)。ooh-1ffh单元包含寄存器阵列、专用寄存器和256字节的附加ram。ooh—017h是专用寄存器区。018h—offh是寄存器阵列.可由ralu直接访问。iooh—1ffh是附加的256字节ram.这些ram通过“垂直寄存器窗”结构,也可以作为寄存器由ralu直接访问,因而给程序设计带来很大方便。 2 特殊功能寄存器直接控制i/o口,实现了i/o口的高速输入与高速输出。四个高速输入口最小能记录分辨间隔为1微秒的外部事件发生时间(时钟频率为16mhz);六个高速输出口,可在预定的时间内触发外部电路。 3 两个16位定时/计数器及四个软件定时器可以很方便地为众多的外部或内部事件提供定时与计数功能。所谓软件定时器就是对hso编程,可以按预定的时间产生中断。 4 具有高速运算处理器。80c196kc可以采用16eiz的晶振.其运行速度比12mhz的90c196kb快33%,比12mhz的8096bh快1倍。 5 3路d/a转换采用脉冲宽度调制输出(pwm),调制精度为8位,输出波形为占空比可变的方波,方波可经积分后变成直流电平.其电平随占空比变化有256级输出。 6 有16位watchdog监视定时器,用于监视软件运行是否发生故障,当系统由于干扰或其它扰动导致软件运行紊乱时,它能够使系统自动复位。 7 有高速数据交换能力。支持dma(直接存储器存取)方式数据交换和pts方式数据交换。 (二)测控单元的组成 80c196kc基本处理模块主要由80c196kcl6位中央处理器、128kbyte程序存储器eprom,64kbyte数据存储器ram,16kbyte的存储器eeprom及译码电路组成;电流型互感器模块完成将100v,5a的电压电流信号转化为+2.5ma的弱电信号,经过信号变换.放大滤波变成标准信号送入多路模拟开关,在cpu的控制下依次a/d转抉,将现场输入的模拟量转变成数字量,供cpu处理。频率检测模块对输入的交流正弦信号进行整形变成主波信号,输入cpu的高速输入口,通过测量跳变的周期测量频率及进行频率跟踪。遥信、遥脉输入光藕隔离电路完成信号变换及隔离功能,支持220v/110v/24v直流电压信号输入。键盘显示模块提供人机交互功能.采用薄膜键盘和带背光的128*64的点阵式液晶.屏幕一屏可显示16×8个 英文 字母或8×4个汉字。 为了满足不同应用的需要,本装置设计有5路通信接口:其中2路为冗余设计的can总线接口,用于与通信控制单元通信;1路光纤通信接口,用于与通信控制单元的通信或与智能设备通信;1路rs485接口,用于支持装置与总控单元的通信或与智能设各通信;l路为rs232接口.用于支持装置的组态功能,所有的通信接口均通过高速光藕进行光电隔离。 在继电器驱动电路中采用了一些保护措施,防止在分合直流电源时引起逻辑电路紊乱而造成继电器误动作,并在驱动电路与继电器之间加光电隔离,以提高抗干扰能力。本装置还采用自检闭锬功能和放电回路,防止由于硬件错误。 硬件设计论文:变压器冷却控制系统控制器的硬件设计 摘要:变压器的冷却装置是将变压器在运行中由损耗所产生的热量散发出去,以保证变压器可以安全正常的运行。本文所进行的主要核心部分就是对控制模块进行的设计,其中包括了可以对主变压器风扇投入与切除的温度范围进行自行设定,也可以按照用户的要求而变化。 关键词:变压器;冷却控制系统;硬件 1变压器冷却控制系统控制模块的设计总体思想 本文所进行的就是对变压器冷却控制系统控制器模块进行设计,其中包括了可以对主变压器风扇投入与切除的温度范围进行自行设定,也可以按照用户的要求而变化。在传统控制方式中,风扇投切的温度限制值是不能改变的,此外,风扇电机的启动和停止温度有一余量,不像传统的控制方式中是一个定值,避免了频繁启动的缺陷,此外还有运行、故障保护及报警等信号的显示及其与控制中心或调度中心的通讯,上传这些信息,如变压器油温、风扇运行状态有无故障等。至于风扇的分组投切设置是为了节约电能,具有一定的 经济 意义,但这个分组数不宜过多,以免控制复杂,且散热效果不佳。 控制器主要由at89cs1单片机、a/d转换器、键盘控制芯片,输出模块、通讯模块以及自动复位电路等组成,其中单片机是控制器的核心,aid转换器是把输入信号转换为数字信号。 2变压器风扇控制系统的硬件接线 基于以上的要求,我们设计的风扇控制器的硬件线路图如下页图1所示。变压器风扇控制中对控制模块进行改进是本文研究的重点,其中包括主要芯片的选用以及一些抗干扰元件的使用。所以在本章节中,我们重点将要介绍变压器风扇冷却控制模块中的主要硬件芯片的作用、选用以及它们之间的连接力一法。 (1)单片机at89c51(如图1)。 at89c51是atmel公司生产的一种低功耗,高性能的8位单片机,具有8k的flash可编程只读存储器,它采用atmel公司的高密度不易丢失的存储器技术,并且和 工业 标准的80c51和80c52的指令集合插脚引线兼容,其集成的flash允许可编程存储器可以在系统或者通用的非易失性的存储器编程中进行重新编程。at89c51集成了一个8位的cpu, 8k的flash。256字节的edam, 32位的i/0总线。三个16字节的定时器/计数器,两级六中段结构,一个全双工的串行口,振荡器及时钟电路。at89c51是完成系统的数据处理和系统控制的核心,所有其它器件都受其控制或为其服务。 在本文中,经过tlc 1543 a/d转换器后输出的数字量输入到at89c51单片机中,同时在进行了温度参数的设置以后,进行它的输出控制,其中包括了变压器的温度显示、状态显示、以及声音报警设备等等,也就是我们所研究的变压器冷却控制系统的核心部分。 (2)变压器的温度采集及温度处理模块。在变压器的风扇冷却自动控制系统中,第一步进行的就是对变压器上层油温进行的温度采集工作。变压器的温度采集是由变压器的温度控制器来实现的,其中包括铂电极、传感器以及变送器。经过温度控制器输出的信号进入变送器,变送器送出一个4一20毫安的电流信号,然后将此电流信号通过控制芯片上的电阻元件实现电流电压信号的转换,转换后的电压是在0.4一2(伏特)之间,然后将此电压信号输入到tlc 1543数模转换器,进行信号处理。变送器输出信号有电流和电压信号两种,考虑到变压器安装的位置(室外)距本控制装置(室内)有一定的距离,电流信号不易损失,故选择了4一20毫安的电流信号。 (3)11通道10位串行a/d转换器丁lc1543。 tlc1543 a/d转换器是美国ti公司生产的众多串行a/d转换器中的一种,它具有输入通道多、转换精度高、传输速度快、使用灵活和价格低廉等优点,是一种高性价的模数转换器。tlc 1543是cmos,10位开关电容逐次逼近模数转换器。它有三个输入端和一个3态输出端:片选(cs),输入/输出时钟(i/0 clock),地址输入和数据输出(dataout)。这样通过一个直接的四线接口与卞处理器或外围的串行口通讯。片内还有14通道多路选择器可以选择11个输入中的任何一个三个内部自测试(self-test)电压中的一个。 (4)bc7281 128段led显示及64键键盘控制芯片。 bc7281是16位led数码管显示器键盘接口专用控制芯片,通过外接移位寄存器(典型芯片如74hc164, 74ls595等),最多可以控制16位数码管显示或128支独立的led。 bc7281的驱动输出极性及输出时序均为软件可控,从而可以和各种外部电路配合,适用于任何尺寸的数码管。 bc7281各位可独立按不同的译码方式译码或不译码显示,译码方式显示时小数点不受译码影响,使用方便;bc7281内部还有一闪烁速度控制寄存器,使用者可随时改变闪烁速度。 bc7281芯片可以连接最多64键c8*8)的键盘矩阵,内部具有去抖动功能。它的键盘具有两种工作模式,bc7281内部共有26个寄存器,包括16个显示寄存器和10个特殊(控制)寄存器,所有的操作均通过对这26个寄存器的访问完成。 bc7281采用高速二线接口与mcu进行通讯,只占用很少的i/o资源和主机时间。 bc7281在本系统中主要用于驱动变压器温度显示的led以及显示风扇运行状态的指示灯。 前已提及,bc7281芯片内部共有26个寄存器,包括16个显示寄存器和10个特殊功能寄存器,共用一段连续的地址,其地址范围是ooh-19h,其中ooh-ofh为显示寄存器,其余为特殊寄存器。 (5)使用max232实现与pc机的通讯。 ①max232芯片简介 max232芯片是1viax工m公司生产的低功耗、单电源双rs232发送/接收器,适用于各种e工a-232e和v.28; v.24的通信接口,1viax232芯片内部有一个电源电压变换器,可以把输入的+5v电源变换成rs-2320输出电平所需±10v电压,所以采用此芯片接口的串行通信系统只要单一的+5v电源就可以。 我们的设计电路中选用其中一路发送/接收,rlou t接mcs一51的rxd , t 1工n接mcs一51的txd, tlout接pc机的rd,rl工n接pc机的td1。因为max232具有驱动能力,所以不需要外加驱动电路。 系统中使用了此技术之后就实现了变压器风扇冷却系统的远程控制,工作人员可以在控制室对冷却系统进行控制,可以达到方便、准确、快捷的日的,这也是我们对传统的风扇冷却控制系统而做的一个重要的改进。 ②串行通讯 在此实现中,我们必须要对mcs-51串行接日和pc机串行接日的串行通讯要有一定的了解,串行通信是指通信的发送方和接收方之间数据信息的传输是在单根数据线上,以每次一个二进制位移动的,它的优点是只需一对传输线进行传送信息,囚此其成本低,适用于远即离通信;它的缺点是传送速度低;串行通信有异步通信和同步通信两种基本通信方一式,同步通信适用于传送速度高的情况,其硬件复杂;而异步通信应用于传送速度在50到19200波特之间,是比较常用的传送方式,本文中使用的就是异步通讯方式。 (6)“看门狗”电路ds1232 在系统运行的过程中,为了避免因干扰或其他意外出现的运行中的死机的情况,“看门狗电路”ds1232会自动进行复位,并且能够重读eeprom中的设置,以保证系统可以安全正常的运行。 美国dallas公司生产的“看门狗”(watchdog)集成电路ds1232具有性能可靠、使用简单、价格低廉的特点,应用在单片机产品中能够很好的提高硬件的抗干扰能力。 ds1232具有以下特点: ①具有8脚dip封装和16脚soic贴片封装两种形式,可以满足不同设计要求; ②在微处理器失控状态卜可以停止和重新启动微处理器; ③微处理器掉电或电源电压瞬变时可自动复位微处理器; ④精确的5%或10%电源供电监视; 在本变压器冷却控制系统中,ds1232作为一定时器来起到自动复位的作用,在ds1232内部集成有看门狗定时器,当ds1232的st端在设置的周期时间内没有有效信号到来时,ds1232的rsr端将产生复位信号以强迫微处理器复位。这一功能对于防止由于干扰等原因造成的微处理器死机是非常有效的,因为看门狗定时器的定时时间由ds1232的td引脚确定,在本设计中,我们将其td引脚与地相接,所以定时时间一般取为150ms。 3结论 本装置实现了通过单片机自动控制冷却器的各种运行状态并能精确监测变压器的油温和冷却器的各种运行、故障状态,显示了比传统的控制模式的优越性。(1)能够对变压器油温进行监测与控制;(2)实现了变压器冷却器依据不同油温的分组投切,延长了冷却器的使用寿命,有较好的 经济 意义; (3)实现了冷却系统的各种状况,如油温、风扇投切和故障等信息的上传,便于值班员、调度员随时掌握情况。 由于固态继电器实现了变压器的无触点控制,解决了传统的控制回路的弊端,同时此控制装置具有电机回路断相与过载的保护功能。由于使用了单片机,因而具有一定的智能特征,实现了油温、风扇的投入、退出和故障等信号的显示以及上传等。通过实际运行表明,该装置的研制是比较成功的。但今后,我们还应该对固态继电器本身的保护进行一些研究,以免主回路因电流过大而造成固态继电器的损坏,以使变压器风扇冷却控制回路更加完善。 硬件设计论文:浅谈变电站综合自动化中监控系统的硬件设计研究 论文关键词 测控系统总线现场总线型综合自动化系统 论文摘要 测控系统在变电站综合自动化系统中肩负着测量与控制任务,随着电网电压等级的提高,变电站综合自动化对测控系统的要求不断提高。根据变电站综合自动化系统的设计思路.对一种由总线组成的新型现场总线型测控系统的硬件设计进行研究。 一、引言 变电站综合自动化是在微处理技术、自动控制技术和远动技术发展到一定程度的基础上,为使变电站二次设备更合理、有效地运行而提出的一种变电站自动化模式。变电站综合自动化系统除了实现对现场的监测、控制和保护之外。更重要的是能实现当地和远方对现场的监控、调节和保护。 二、变电站综合自动化中的测控系统的功能要求 (一)遥信功能。遥信功能通常用于测量下列信号开关的位置信号、变压器内部故障综合信号保护装置的动作信号、通信设备运行状况信号、调压变压器抽头位置信号、自动调节装置的运行状态信号和其它可提供继电器方式输出的信号事故总信号及装置主电源停电信号等。 ( )j噩测功能。遥测功能常用于变压器的有功和无功采集、线路的有功功率采集、母线电压和线路电流采集、温度、压力、流量流速等采集、周波频率采集、主变油温采集和其它模拟信号采集。 (三)遥控功能。遥控功能常用于断路器的合、分和电容器、电抗器的投切以及其它可以采用继电器控制的功能。 (四)遥调功能。遥调常用于有载调压变压器抽头的升、降调节和其它可采用一组继电器控制的、具有分级升降功能的场合。 三、测控系统硬件设计研究 针对测控单元存在的不足之处.考虑到高压、超高压变电站的自动化特点及变电站综合自动化的发展对测控单元的要求,结合电子元器件发展、通信技术的进步和其它新技术的出现,提出了新型线路测控单元的模块化硬件设计方案。 线路单元测控装置的硬件构成主要包括80c196kc基本处理模块、电流型互感器模块、滤波放大电路、多路模拟开关、a/d转换电路、频率检测电路、遥信输入光祸隔离电路、遥脉输入光藕隔离电路、控制输出继电器、双can总线通信模块、串行通信模块。 (一)80c196k0 80c196kc是intel公司16位单片机系列的第三代产品,是目前应用最广泛的16位单片机,具有以下特点: 1 废除了cpu的累加器(acc)与算术逻辑运算部件(alu)的传统结构,采用了寄存器阵列/算术逻辑部件(ralu)。ooh-1ffh单元包含寄存器阵列、专用寄存器和256字节的附加ram。ooh—017h是专用寄存器区。018h—offh是寄存器阵列.可由ralu直接访问。iooh—1ffh是附加的256字节ram.这些ram通过“垂直寄存器窗”结构,也可以作为寄存器由ralu直接访问,因而给程序设计带来很大方便。 2 特殊功能寄存器直接控制i/o口,实现了i/o口的高速输入与高速输出。四个高速输入口最小能记录分辨间隔为1微秒的外部事件发生时间(时钟频率为16mhz);六个高速输出口,可在预定的时间内触发外部电路。 3 两个16位定时/计数器及四个软件定时器可以很方便地为众多的外部或内部事件提供定时与计数功能。所谓软件定时器就是对hso编程,可以按预定的时间产生中断。 4 具有高速运算处理器。80c196kc可以采用16eiz的晶振.其运行速度比12mhz的90c196kb快33%,比12mhz的8096bh快1倍。 5 3路d/a转换采用脉冲宽度调制输出(pwm),调制精度为8位,输出波形为占空比可变的方波,方波可经积分后变成直流电平.其电平随占空比变化有256级输出。 6 有16位watchdog监视定时器,用于监视软件运行是否发生故障,当系统由于干扰或其它扰动导致软件运行紊乱时,它能够使系统自动复位。 7 有高速数据交换能力。支持dma(直接存储器存取)方式数据交换和pts方式数据交换。 (二)测控单元的组成 80c196kc基本处理模块主要由80c196kcl6位中央处理器、128kbyte程序存储器eprom,64kbyte数据存储器ram,16kbyte的存储器eeprom及译码电路组成;电流型互感器模块完成将100v,5a的电压电流信号转化为+2.5ma的弱电信号,经过信号变换.放大滤波变成标准信号送入多路模拟开关,在cpu的控制下依次a/d转抉,将现场输入的模拟量转变成数字量,供cpu处理。频率检测模块对输入的交流正弦信号进行整形变成主波信号,输入cpu的高速输入口,通过测量跳变的周期测量频率及进行频率跟踪。遥信、遥脉输入光藕隔离电路完成信号变换及隔离功能,支持220v/110v/24v直流电压信号输入。键盘显示模块提供人机交互功能.采用薄膜键盘和带背光的128*64的点阵式液晶.屏幕一屏可显示16×8个英文字母或8×4个汉字。 为了满足不同应用的需要,本装置设计有5路通信接口:其中2路为冗余设计的can总线接口,用于与通信控制单元通信;1路光纤通信接口,用于与通信控制单元的通信或与智能设备通信;1路rs485接口,用于支持装置与总控单元的通信或与智能设各通信;l路为rs232接口.用于支持装置的组态功能,所有的通信接口均通过高速光藕进行光电隔离。 在继电器驱动电路中采用了一些保护措施,防止在分合直流电源时引起逻辑电路紊乱而造成继电器误动作,并在驱动电路与继电器之间加光电隔离,以提高抗干扰能力。本装置还采用自检闭锬功能和放电回路,防止由于硬件错误。 硬件设计论文:锅炉自动控温给水系统硬件设计 【内容摘要】本文重点研究了基于STC89C52RC单片机的锅炉自动控温给水系统的设计制作,该系统可以实现的功能有温度控制、液位控制、语音播报等。其中锅炉液位检测和温度检测控制通过单片机来加以控制,该系统成本较低、易于调试、各工作部分障碍互不干扰、维修方便。 【关键词】STC89C52单片机;液位控制;温度控制;语音报警 在现代社会中,居民区热力供应量、需求量越来越大,国内燃煤锅炉的数量仍居高不下[1]。基于此种情况,提高蒸汽锅炉的容量,对操作、控制过程严格要求,都有利于缓解热力供应压力。与此同时,对于锅炉液位和温度的精确控制是关系到人们自身和设备安全的重要问题。由于被控对象和过程的非线性、时变性,多参数间的强耦合、随机干扰等因素,使得建立被控对象的精确数学模型变得很困难[2]。基于控制中的各种影响因素,传统的控制方法已经无法实现所需要的控制精度和系统稳定性。近些年随着单片机技术的迅速发展,利用单片机及其外围芯片实现复杂系统的控制已经成为现实[3]。锅炉自动控温给水系统就是利用单片机使锅炉系统具有较高的实用价值和优越性[4]。通过单片机自动控制、调节加热与给水系统,可使锅炉维持一个较稳定的系统,以正常供气供水,保证系统安全经济运行。 一、系统简介 设计的研究对象主要是锅炉的液位和温度,对其液位和温度实现自动控制。通过STC89C52RC单片机、温度传感器(DS18B20)、LCM(12864液晶显示屏)、语音模块(WT588D)、浮球式液位传感器、独立按键等实现系统温度、液位报警和控制,同时可以对锅炉当前状态的显示、控制和播报加以实现。系统的硬件设计主要是有以下几个模块:STC89C52RC芯片为核心的控制模块,液位采集模块、温度采集模块、键盘模块、液晶显示模块、语音报警模块、独立按键模块、继电器控制模块、电源模块、串口模块等。可实现的具体功能如下:一是系统启动后播放开机画面和开机音乐,显示系统默认的温度上下限值。二是显示当前的温度及温度是否在设定范围内,同时显示当前液位状态。三是当液位低至给定的下限液位时,放水水泵停止对锅炉放水,同时启动进水水泵对锅炉进行加水,直到液位到达指定值,LCM显示液位正常。四是当液位高至给定上限的液位时,进水水泵停止对锅炉加水,同时启动放水水泵对锅炉进行放水,直到液位到达指定值,LCM显示液位正常。五是如果温度传感器DS18B20损坏,系统停止工作,LCM提示错误。六是温度低于设定值,启动加热工作。温度到达指定温度值,停止加热工作。七是可以语音播报,并通过独立按键控制语音播报的开、关。八是通过按键实现温度上下限值的设定,最高上限值为70摄氏度,最低下限值为10摄氏度。 二、系统硬件设计 (一)单片机接口原理图。该部分主要由单片机芯片、上拉电阻、排阵等组成。原理图如图1所示。(二)温度采集模块。温度采集模块主要使用DALLAS半导体公司的数字化温度传感器DS18B20。DS18B20为单线接口,性能较为稳定。用户可以设定温度报警上下限值,同时,该DS18B20超温度限可通过报警搜索命令加以识别。在传统的模拟信号远距离温度测量系统中,需要很好地解决一些技术问题,才能够达到较高的测量精度[5,6]。在感温器件中,DS18B20适合于单片机构成智能温度测量和控制系统,其精度很高、易保证。体积小、无需标定、支持多点组网功能、可多点测温等特点都有利于在实际应用中取得良好的测温效果。温度传感器如图2,DS18B20的原理图如图3[7]。(三)液位采集模块。液位传感器采用的是浮球式液位开关。其结构简单,无复杂电路,使用方便,使用磁簧开关无需电源,接点寿命长,控制开关位置可随使用者订制。所有开关出线在同一接线盒,外部施工配线成本较低。由于磁簧开关和导线与被测液体是完全隔离,该液位开关可在高温、高压设备上安全使用。浮球式液位开关是采取直浮子驱动磁簧开关内部磁铁,达到开关瞬间动作的原理。当被测介质浮动浮子时,浮子在一定范围内上下移动,浮球内的磁体将吸引控制开关动作杆上的磁体,从而产生开与关的动作,实现液位的指示与控制[8]。液位传感器实物如图4,液位采集模块的电路图如图5。(四)继电器控制模块。继电器主要是来做自动控制作用的开关元件。在本次设计中共使用了3个电磁继电器,都是用+5V的直流电来控制12V的直流电,分别实现对进水水泵、出水水泵、加热器的控制作用。电磁式继电器可以用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、高电流的工作电路,能实现远距离操纵和自动控制。进水水泵、出水水泵和加热器的控制就可通过此原理得到远程自动控制。继电器控制电路如图6。 三、结构设计 本设计中使用的保温水桶是在成品的基础上进行部分加工所得。机械加工包括对桶壁进行开孔,加热器的定位、安装和密封,进出水水管的定位、安装和密封,液位传感器支架的设计安装,以及液位传感器和DS18B20温度传感器的安装、固定。在上液位传感器安装时,液位传感器的浮球下边缘和进水管平齐,当水位到达该液位传感器浮球下边缘时停止加水,防止进水管被完全淹没。下液位传感器安装时,浮球的下边缘略高于加热装置,当桶内液位低于该液位传感器上边缘时停止出水同时开始加水,防止液位过低而导致加热装置干烧。加工结果如图7。上下液位传感器的信号线分别从安装进出水管的孔里引出。DS18B20温度传感器安装在保温桶夹层内部并紧贴内壁,位置在水桶中部,信号线从和上液位传感器的信号线一路从进水孔引出,如图8所示。 四、应用分析 当保温桶内液位过低时系统控制继电器使进水水泵工作。当液位过高时进水水泵停止工作,出水水泵工作,直至液位正常。同时水的温度如果低于设定值,继电器控制加热器开始加热,直至达到设定温度,加热器(220V)停止工作,这些功能都要能够实现,而且整个过程都是自动完成,不需用户操作,用户只需按照自己的要求设定温度范围,既安全又方便。锅炉自动控温给水系统经过实验验证,已经可以实现开机画面的显示,显示默认的温度上下限值,可根据需要进行设定,系统会显示当前的温度和温度、液位状态是否正常。随着单片机技术的发展和日趋成熟,单片机不仅应用前景广泛,同时有助于发现可能存在的故障。锅炉自动控温给水系统就是利用单片机使锅炉系统具有较高的实用价值和优越性。 作者:伍广 邓传奇 陈帅 单位:安徽理工大学机械工程学院 硬件设计论文:封闭禽舍传感器节点软硬件设计 本文作者:曹元军1金濯2翟旭军2王新忠3作者单位:1.泰州职业技术学院2.江苏畜牧兽医职业技术学院3.江苏大学生物机电工程研究院 工厂化蛋鸡舍在结构上是一个全封闭的设施,鸡舍内部环境受设计结构的制约和影响,形成了不同于外部环境的“鸡舍小气候”。鸡舍气候信息主要包括室内的温度、湿度、光照、二氧化碳、氨气和硫化氢等环境因子。鸡舍设施的全封闭性决定了鸡舍与外界的物质与能量交换,这种交换会引起鸡舍小气候环境的变化,进而在一定程度上又会影响蛋鸡的生长及其产蛋率。鸡舍气候信息采集的智能化和信息化是实施工厂化蛋鸡养殖的关键技术之一,国内外已有科研人员将无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)技术应用于农田信息采集。为满足农业信息采集中监测周期长的需求,研究人员结合不同的应用场合,设计了多种专用的无线传感器网络节点[1-6]。由于封闭式蛋鸡舍设施的特殊性,鸡舍环境信息有线采集设备易出故障,且设备的投入成本与维护成本较高,因此,无线传感器网络的应用将尽显其优势。为此,笔者在尽可能延长无线传感器节点通信距离的基础上,合理地设计硬件系统和软件系统,以有效提高节点的生存周期。 1节点硬件设计 节点硬件设计通过自组网的形式将采集的信息发送至系统监控中心,实现对封闭式蛋鸡舍设施的温度、空气湿度、光照、二氧化碳、氨气和硫化氢等环境因子的采集。传感器节点由微处理器模块、无线通信模块、串口通信模块、传感器模块和电源模块组成,如图1所示。为了提升传感器节点的通信距离,微控制器(CPU)采用AVR系列单片机ATmega128L,对比普通51系列单片机而言,ATmega128L代码执行效率更高,抗干扰能力更强,同时,ATmega128L单片机具有低功耗的特点(1μA~25mA,WDT关闭时为100nA)。该设计的无线通信模块采用功耗低、发射功率可微调的nRF905模块,其高斯频移键控(GFSK)调制方式抗干扰能力强,能够很好地抑制噪声环境对信息采集系统的影响。设计节点的CPU时钟频率为7.3228MHz,nRF905设定在433MHz国家开放频段。温湿度传感器采用SHT11,光强度传感器采用美国TAGS公司的光强度数字TSL2561。有害气体浓度的监测传感器分别为:CO2浓度传感器选用美国FIGARO公司生产的TGS4160,NH3传感器选择的型号为MIC-NH3智能传感器,硫化氢传感器选择的型号为(H2S传感器)M-100。 2节点软件设计 针对上述节点硬件结构,结合封闭式蛋鸡舍设施信息采集周期性强、时间间隔短、单次数据传输量大的特点,设计了基于C语言的软件系统。 2.1节点软件构成 节点软件由操作系统和应用程序构成。WSN利用TinyOS操作系统,采用AVRStudio4.07开发平台,开发应用程序,包括各个硬件模块的驱动、数据采集和通信协议。在TinyOS环境下为节点用NesC语言编写了相应的执行程序。AVRStudio4.07平台采用面向对象的编程方法,1个TinyOS应用程序与多个组件(Component)连接,构成1个执行模块(Module)。组件是硬件的抽象概念,组件间由接口(Interface)互相连接。该设计传感器节点的TinyOS应用程序结构如图2所示。 2.2节点休眠的设计 无线传感器节点节省能量的最主要的方式是休眠机制。当传感器节点目前没有传感任务并且不需要为其他节点转发传感数据时,关闭节点的无线通讯模块、数据采集模块甚至计算模块以节省能量。因而,一个传感任务发生时,只有与之相连的区域内的传感器节点处于活动状态,从而形成一个活动区域。如图3所示,活动区域随着数据向网关节点传送而移动,这样原先活动的节点在离开活动区域后可以转成休眠模式从而节省能量。 2.3同步控制 时钟同步是该设计分布式系统的重要组成部分,采用TDMA-MAC协议。具有休眠机制的无线传感器网络需要严格的时间同步机制,用来准确接入信道和及时唤醒。在传感器网络中,节点运行工作时的物理时钟依靠对自身晶振中断计数实现。如果节点晶振的频率误差和初始计时时刻不同,就会使节点之间物理时钟不同步。通过计算出物理时钟与逻辑时钟的关系,构造对应的逻辑时钟以达成同步。无线传感节点在应用基站充当时间基准点,发送数据包具有当前时钟读数的同步指令,当无线传感器网络内其他节点接收到该同步指令后,计算延时参数并调整本节点的逻辑时钟值,以和基站节点基准点构成同步。传感节点在和基站节点同步后作为新的基准点,一环接一环由里向外同步,直至覆盖整个无线传感器网络。 2.4节点程序的调试 无线传感器节点硬件和软件设计完成后,进行了程序初步调试。程序调试平台为AVRStudio4.07,调试步骤如下:①在启动AVRStudio4.07之前,将JTAG仿真器与PC机串口连接起来;②JTAG仿真器的数据电缆连接到目标板的JTAG接口;③在确认PC、JTAGICE和目标板正确连接后,按照下列顺序依次接通电源的操作:打开目标板电源,即SW1拨至“ON”处,然后接通JTAG电源,JTAG仿真器上的绿黄两灯同时亮表示连接成功,若有任意一灯不亮,就说明连接没有成功;④在PC上打开AVRStudio4.07,调试节点程序,如下图4、5所示。 3结语 为解决传统封闭式蛋鸡舍设施的温度、空气湿度、光照、二氧化碳、氨气和硫化氢等环境因子的监测中所存在的监测区域面积小、采样率低、工作量大等问题,该研究探讨了将无线传感器节点技术作为封闭式蛋鸡舍环境监测中数据采集和传输载体的可行性,设计和开发了无线传感器节点,并进行了节点程序的调试。下一步应采用所设计的无线传感器节点,构成无线传感器网络,通过进一步的封闭式蛋鸡舍环境因子信息采集试验,提高无线传感器网络系统的可靠性和实用性。 硬件设计论文:常规剧场舞台机械控制系统的软硬件设计 【摘要】根据国内剧场舞台机械控制系统的特点,探讨了软、硬件设计解决方案。根据实际工程经验从控制系统硬件设计组成、网络系统构建和软件功能要求三个方面进行了详细的论述。 【关键词】PLC;舞台机械;变频器;现场总线 常规剧院根据功能可以划分为歌剧院、戏剧院、音乐厅和多功能厅等。舞台机械是现代化剧场不可缺少的核心设备,通过舞台机械设备不断升降、平移、开合运动,并配合灯光、音响的不断变换,呈现在观众眼前的是一场场美轮美奂的视觉盛宴。常规剧场舞台机械设备一般可分为台上和台下两个部分,台上以卷扬类为主,台上设备的基本配置有防火幕、假台口、大幕、二道幕、景吊杆、灯吊杆、单点吊机、灯光渡桥、灯光吊笼等设备,有的还配置了反声罩。台下以升降、推拉、旋转为主,台下设备的基本配置有主升降台、左右车台、后车转台、升降乐池、各种补偿台、插销和安全网等设备。其中,台上吊杆类设备、台下升降台类设备和车台类设备是舞台表演空间的主要设备。随着计算机技术的不断发展,现在舞台机械控制多采用以可编程控制器为主的分布式控制系统。系统硬件由继电器、接触器和变频器等低压电器组成,网络采用开放式工业现场总线通讯技术,软件设计采用功能完备的人机友好界面和安全互锁保护。整个系统快速、方便地将分散在台上、台下的设备和核心中央处理器联系起来,其各种不同类型的控制模块通过硬件接口和软件组态可进行广泛组合,为舞台机械运行提供实时、安全可靠的运行保证。同时,由于采用计算机控制,系统具有处理速度快、系统资源裕量大、通讯能力强、故障排除快速、定位准确的特点。 1设备电器设计组成 舞台设备电器控制回路一般由各种安全保护单元(如限位、乱绳、超载、超速、安全急停链路)、位置测量单元(如编码器、减速开关、行程开关)、控制电路(如各种继电器、PLC输入输出模块)、驱动单元(如变频器、交流接触器)和执行单元(如三相异步鼠笼电机、伺服电机)组成,并通过以上电器环节的共同作用控制设备运动。国内舞台设备按控制方式包括常规定速控制和调速定位控制。 1.1常规定速控制 常规定速控制——通过PLC起停输出、设备的行程开关、保护开关、继电器组成的中间回路控制对应的三相电源的相序通断,从而达到直接控制电机的正反向运动,如舞台各种插销、安全网、升降栏杆、安全门。该方式广泛应用在对时间要求不高的舞台设备硬件设计上,对于在运动过程中有位置需求但定位要求不高的设备(如灯光吊笼、假台口侧片、灯光渡桥)来说,该方式并不能满足要求。从设计经济、硬件便捷的角度,通常在常规电机传动轴上加装轴套型增量编码器,将编码器信号接入具有位置采集功能的模板(如西门子编码器模块FM350),同时,在硬件选型时根据模板的采样频率和电机转速确定所选编码器的每圈脉冲值。采集的位置信号经过现场总线传送到中央处理器中,和预设的目标位置做比较,决定设备是否到位停止运行。在实际的硬件设计中,为了能及时响应到位置信号,需把采集模板的实际输出值串入控制电机正反转回路。考虑到常规定速控制设计中不具备调速功能,电机高速运动过程中收到停止信号后制动运行较长,影响设备控制精度,在应用中要根据设备实际制动距离,在软件调试中加入制动停止提前长度来修正设备停止响应距离,从而提高设备实际到位精度 1.2调速定位控制 调速定位控制——常规电机带有编码器,编码器接入具有位置控制功能的高性能交流矢量变频器,变频器通过本身的内置位置控制卡计算电机运行的实时位置和给定目标位置的差值,通过PID调节输出对应的频率和电压控制电机运转速度,中央处理器通过总线通讯方式比较变频器传回来的位置、状态特性,并根据变频器窗口到位值实现对所控设备的速度、位置精确控制,控制电路如图3所示。使用调速定位控制,降低了对机械设备的冲击,提高了设备的安全性和可靠性。因此,在国内中、大型剧场中,该控制方式是控制吊杆、升降台、车台等机械设备的主流方案。调速定位按控制电路功能一般可分为一对一控制和矩阵切换控制。对于前者,每个设备都是一个控制单元,控制电路结构相对简单,每个变频器的总线状态真实反应设备实际情况。由于只考虑单独控制回路,现场调试成本较小,出现故障排查相对容易,系统后期维护人工成本较小,但如果控制单元的任何器件发生故障,则直接影响调速设备运行,同时对于电器元件、变频器的成本支出较高。对于后者,由于采用继电器矩阵切换,控制回路采用冗余备份方式,每个调速设备在选定之前不对应固定变频器,如果某一个控制单元出现问题影响吊杆运行,通过切换矩阵的及时调整可以规避出现故障的控制单元,从而使设备更可靠地运行,提高了整个系统的风险抵御能力。同时,采用切换方式,节省了变频器数量,降低了电器成本支出。但这种控制方式电路结构复杂,软件互锁要求较高,一旦出现故障,排查和维护较繁琐。通常来说,台上调速吊杆采用切换矩阵方式,台下调速设备采用一对一控制方式。这主要是因为各种类型的吊杆大多功率在30kW以内,且功率较为相近,实际舞台演艺中同时运动的最多吊杆数远远小于总吊杆数,故采用切换方式。而台下升降类设备在演出时载有大量演员,功率较大,通常达到60kW以上,为了避免频繁切换对用电回路的冲击,并考虑到实际运行的安全性,故采取一对一方式。 2网络系统的构建 舞台机械控制系统从网路结构上分为三个层级:管理级、控制级和现场级。2.1管理级设备管理级设备包括控制台和服务器。控制台中主要设备包括工控机、触摸屏和电源、操作按键及操纵杆,主要为监控舞台设备状态、运行参数、报警信息,编场数据处理和控制设备起停,为操作人员提供友好的人机交互界面。服务器可记录操作人员和设备的实时数据,为演出设备历史追溯提供不可替代的手段。 2.2控制级设备 控制级设备主要包括可编程控制器的中央处理单元和各种适应现场总线的通讯单元。作为整个舞台机械控制系统的“大脑”,中央处理单元是系统核心,主要负责向上通过以太网传递现场的监控信息(如升降台、景杆等调速设备的位置、速度等实时参数,以及乱绳、电机过热等安全信号),向下对现场级设备下达动作命令,协调现场设备动作次序(如舞台机械设备的定位控制和设备延时启动等)。 2.3现场级设备 现场级设备:主要包括符合现场总线协议的相关舞台机械控制远程I/O站点、对应的变频器和电动机。现场级设备主要任务负责实现操作人员通过控制台发送的具体的运动方案,同时采集必要的现场信息,传递给上层作为参考。图4为采用标准三级网络设计的结构图。 2.4网络系统的构建中的关键问题 (1)控制系统的安全性设计要贯穿整个控制系统,包括核心控制器到单体设备的控制设计。控制系统应采用开放的现场总线技术,根据用户的实际需要,采用可靠的冗余技术,包括核心部件的冗余和网络的冗余。控制系统具有紧急停机系统,任意一个极限开关的动作会触发本设备应急线路,任意一个急停按钮应触发控制系统的急停链路。同时,急停系统和中央处理器通过安全总线进行信息交换。所有具有提升性能的驱动都采用双制动器,并且互相独立控制,保证驱动能及时有效地停止工作。(2)所有的舞台机械系统主控制台、移动控制台,应具备即插即用的特点。对于单一控制台,用户可根据实际情况方便地选择切换到不同的操作方式(如手控、程控、更改参数)对设备进行操作;对于不同控制台之间的切换操作,中央处理单元应具备统一的授权管理,保证同一设备在任意时刻只接受来自单一控制台的指令信息,防止设备由于接受不同控制台指令信息而造成控制紊乱。(3)保证关键信息响应的实时性和同步性(如舞台机械设备的启动命令)。对于调速定位设备,国内大多是通过每个变频器的内置位置控制卡控制设备,当多个设备同时运动时,由于网络传输的延迟性造成设备启动的不统一和设备运行中间过程中的实际位置偏差。在设计控制网络时,对于关键信息的传递需采用等式同步机制和数据优先级处理,保证数据传输的快速响应。 3软件设计要求 3.1操作功能要求 操作功能要求:对于舞台控制操作界面,应设有手动选择、运动参数设定、设备编组、场景运行、设备位置绑定、运动禁止、设备位置记录等功能,根据实际用户需求的不同,还应提供系统管理、维护和根据演出过程需要而附带的工程组态功能。同时,应提供演出中间的各种应急处理功能,如当在演出场景中编组的运行设备,设备出现报警停止运行时应具备手动快速介入,当设备撞到物理极限位后,应具备旁路控制使设备及时脱离危险位置。用户一旦误操作,不光有报警信息,同时提供相应的保护,规避可能发生的设备误动作引发的系统风险。 3.2设备互锁要求 设备运行互锁是舞台设备安全可靠运行必不可少的保障,互锁软件设计必须实时跟踪设备运行的数据。互锁软件应采用顺序控制程序,根据优先级管理机制,按照预先规定好的优先级动作顺序,对控制过程各阶段的设备互锁顺序进行自动判别和保护。每一个设备的运行条件都依存于其他相邻设备的位置,当检测到条件满足或不满足时,及时发送给设备数据块运行或受限指令,使设备安全可靠地运行。 3.3分布式管理要求 通过现场总线技术,把分布在舞台控制室的控制台、上位机、台上及台下控制柜间的现场驱动单元、现场采集单元等方便、快捷地联系起来。通过开放的现场总线控制通信网络把物理分散的设备构成为一个整体,用分布式数据库实现全系统的信息集成,进而达到信息共享,从而实现同时在多台控制终端上对舞台设备的集中监视、集中操作和集中管理。 3.4远程维护要求 控制系统工程师可通过互联网对现场控制系统进行远程诊断和维护。操作系统中出现的故障,应及时记录在上位机历史数据库中,用户通过Internet网以文本形式传送到远程诊断实验室,帮助用户排除故障。通过专门远程诊断软件,可实时跟踪链接到现场网络节点的舞台机械设备运动情况,及时帮助用户解决操作中出现的问题。 4小结 在控制系统建设规划中,要注重安全和效益并重的原则,适当降低建设成本和后期维护成本,同时还要从长远着眼,技术方案要有一定的前瞻性,充分考虑将来整个系统的整体升级、扩容问题。随着计算机和控制理论的不断进步,舞台控制技术逐渐趋于完善,带有自诊断功能和微机通信接口的PLC元器件也越来越普及,价格也趋向便宜。在国内以可编程控制器为核心的舞台机械控制系统已经形成了集网络化、集散化、自动化、智能化为一体的先进的自动控制模式。目前,广义舞台的概念已不再仅仅局限于正规剧场传统品字型舞台,随着电视剧场、演播厅、体育场馆等组合式舞台,以及各种类型的动感、多维影院、VA多媒体互动系统、科技馆等领域的异型舞台的出现,舞台机械控制系统的软、硬件设计也应随着舞台要求的变化不断发展更新。 作者:刘学信 刘建喆 单位:山东艺术学院 北京师范大学第二附属中学 硬件设计论文:高性能车载充电机硬件电路设计研究 电动汽车作为新型代步交通工具,车载充电机是其不可缺少的配套充电设备,对车载充电机的研究显得尤为重要。一款成功的高性能的车载充电机要能抑制谐波、功率因数高、效率高等特点。本文根据上述特点,设计了一款2kw的车载充电机。有源功率因数校正电路(APFC)能有效抑制谐波,提高功率因数。而软开关技术能有效提高充电机的效率。本文将二者结合在一起,设计了一款高性能指标的车载充电机,并进行了波形测试及实验验证。 1车载充电机硬件拓扑结构及原理 1.1APFC拓扑及原理功率 因数校正有多种拓扑电路,比如boost、buck、buckfly等电路。本文采用BOOST电路拓扑,如图1所示,因其电流连续、电流波形失真小、输出功率大、储能电感同时具有抑制RFI和EMI噪声的功能。状态分析:当S通、VD断时,假设此状态持续时间为T1,可得到状态方程,解得,其中为第K时刻的输入电压值。当S断、VD通时,假设此状态持续时间为t2,可得状态方程,解得:。当S断、VD断时,假设此状态持续时间为t3,得状态方程。由上述公式可知,是跟随输入电压变化的半波正弦函数,如图2所示,其相位基本相同且输入电流波形近乎正弦波,所以功率因数接近于1。当电感电流临界连续时,t3=0,可知电感电流的包络线仍为半波正弦函数形式。弱电感电流连续,则表现为电感电流正弦变化的基波上迭加随斩控频率变化的高频锯齿波,锯齿波的幅度与电感量及斩控频率有关。 1.2逆变整流拓扑及原理 逆变电路采用副边无源钳位软开关移相全桥拓扑结构,如图3所示S1、S3为超前臂,S2、S4为滞后臂。其软开关的实现,超前臂的零电压开关依靠变压器漏感和超前臂的并联电容实现,滞后臂的零电流开关通过变压器二次测钳位电容在换相期间钳位电压强迫一次侧电流复位到零实现。此种软开关结构,所需器件简单,不需要额外有源元件等优点。 2主回路参数设计 2kw高性能车载充电机的额定输出电压为96V,额定电流为20A,输入单相交流电160V-240V整流后经APFC电路得到400V直流母线电压,开关频率fs取50KHZ。 (1)apfc电感设计。 1)输入电流峰值的最大值确定:电感应当在最大电流时避免饱和。交流输入电压最小时,其峰值能达到最大,再考虑到期效率假设为0.92; 2)电感中纹波电流峰峰值。一般最大峰峰值可取输入电流的20%; 3)确定输入电压峰值时的最大占空比; 4)电感量的计算:经过试验,调整为1mh。 (2)主变压器的设计。 1)选定工作频率在100khz,铁氧体磁芯完全能够满足要求; 2)磁芯规格的选择。铁芯的窗口面积乘积为:通过查表选择双EE55磁芯。式中:V1I1为输入功率;V2I2为输出功率;K0为窗口利用系数,一般取0.2-0.4;Kf为波形系数,方波为4; 3)原边绕组匝数选择; 4)副边匝数选择 (3)钳位电容的设计。其作用主要有两个:一是钳位整流二极管的电压,从而降低二极管的电压应力;二是超前臂关断后,钳位电容上的电压反射到原边,抵消漏感的能量,使得原边电流迅速降低,实现滞后臂的零电流开关。本文中漏感选择20uh。电容上存储的能量为:一次测漏感能量为:为了抵消原边漏感的能量,电容上存储的能量要大于漏感存储的能量,即整理得:最终经过试验选择容值为200nf。 3实验波形及结果分析 蓝色为超前上桥臂驱动波形,黄色为超前上DS间波形,由上图可知超前臂实现了零电压开通关断;图中红色为滞后下DS间波形,紫色为回路电流波形,由图可知,滞后臂基本实现了零电流开通关断。 4结束语 随着电力电子技术的不断发展,人们对车载充电机的要求越来越高,高频化小型化高效化低谐波车载充电机成为发展的趋势。本文研究了带有源功率因数校正的移相全桥软开关车载充电机,对其工作原理和性能做了分析并对样机进行了实验,证明了充电机的可行性和有效性。 作者:王平来 李小伟 张立功 单位:山东省汽车电子重点实验室 山东省科学院自动化研究所 硬件设计论文:浅谈喷雾机的系统硬件设计与实验 1系统硬件设计 系统硬件设计系统工作时,药液由液压泵泵出,经主管道及喷杆后由喷头流出,通过转换接头流经流量传感器,最后由药液收集槽收集。为便于试验记录,将左侧喷头从上到下标记为喷头1~喷头3,右侧喷头从上到下标记为喷头4~喷头6。转换接头为自行设计的快捷转换接头。流量传感器输出频率信号,信号经频率转电流模块转换为4~20mA电流信号,同时压力传感器输出4~20mA电流信号,流量传感器与压力传感器输出的电流信号经4~20mA信号采集模块采集后,由RS-485总线上传至上位机界面显示。本系统可同时显示6路流量信号及1路压力信号。流量传感器选用GemsF6FT—110系列TurboFlow型流量传感器,输出频率范围58~575Hz;压力传感器选用WLB型压力传感器,输出信号为4~20mA电流信号;频率电流转换模块选用ART-阿尔泰A11FV11频率/电压、电流信号隔离转换模块,输入为0~1kHz,0~10kHz和0~100kHz频率信号,输出为0~5V,0~10V电压信号和0~20mA或4~20mA电流信号。本设计根据流量传感器输出信号选择输入档位为0~1kHz,并根据信号采集模块选择输出档位为4~20mA;4~20mA电流采集模块选用顺源ISOADA08型采集模块,可同时采集8路电流信号,通过RS-485总线上传至上位机界面。若喷雾机喷头较多,系统可对喷头进行分批次测量。 本转换接头可分为固定架、螺杆和接头体3部分。其中,固定架用于支撑接头,并将接头与喷头位置进行固定;接头体上端采用橡胶密封垫,可将喷头与接头接触部位进行密封,橡胶密封垫通孔直径为13mm,可用于测量多类喷雾机喷头。测量时,将橡胶密封圈与喷头喷嘴对接,卡钩卡至喷头上端,且保证两卡钩处于同一平面内,以保证密封性良好,旋转螺杆使转换接头固定至喷头上;药液经喷头体由胶管接头引流至流量传感器。本转换接头使用方便,操作简单,用于对单个喷头的测量;若喷雾机喷头数量较多,可使用多个接头进行测量。 2上位机软件设计 系统上位机控制软件采用C#编写,使用VisualStudio2008开发平台开发进行开发,可以运行于Win-dowsXP及以上环境。系统工作时,可根据不同试验条件在上位机界面显示不同的测量值。因本系统主要测量喷头流量值,根据拟合方程中流量与电流的关系,设定最大电流值与最小电流值所对应流量值以及压力值。系统启动后,上位机界面实时显示主管道压力值以及喷头1~6的流量值。数据采样间隔可根据用户要求进行设定,同时系统会将所采集数据在数据库中进行存储,可供试验后期数据分析处理。为了获得电流与流量关系曲线,试验时选用SCL600型喷雾机ALBUZ-ATR80型喷头,分别设定压力为0.3,0.7,1.1,1.5MPa,使用秒表记录测量时间,并测量在该时间范围内由量筒收集的药液体积,同时用万用表测量输出电流值,每个压力值下测量3次,取平均值。 3试验及结果分析 为测试本系统精度,试验时选用SCL600型喷雾机所配置的ALBUZ-ATR80型喷头进行试验,记录上位机界面所示流量值,同时用量筒测量一定时间流经流量传感器的药液体积,计算其平均流量(即实际流量),通过与试验测量流量(即上位机所示流量)进行比较,得到系统精度。为了测试系统精度,以喷头2为例,使用上位机软件,以0.4MPa为间隔,在0.3~1.5MPa范围内记录上位机界面所示流量值,并测量在一定时间内量筒所收集的药液体积。每个压力下测量3次,取平均值。试验数据表明,喷头在不同压力下流量不同,且随着压力的增加,流量逐渐增加;在流量为0.53~1.25L/m范围内,喷头平均流量与测量流量的最大相对误差为4.40%。为了测试系统精度,选择喷头1、喷头3及喷头4进行试验,使用上位机软件,试验设定压力为0.7MPa。同时,记录上位机界面所示流量值,并测量在一定时间内量筒收集的药液体积,每组测量3次,取平均值,试验数据表明:当压力为0.7MPa时,各喷头流量基本保持一致;当流量为0.83~0.91L/m时,喷头平均流量与测量流量的最大相对误差为3.88%。 4结论 本系统所设计的转换接头使用方便,密封性良好,对喷头寿命影响较小,可便于系统同时对多类喷雾机喷头流量快速测量,且系统操作方便,上位机界面可实时显示各喷头流量值,实现对喷雾机喷头流量在线测量,测量精度较高。 作者:单位:西北农林科技大学机械与电子工程学院 国家农业信息化工程技术研究中心 硬件设计论文:钻孔机械臂控制体系硬件设计与实现 0绪论 工业机械臂(以下简称机械臂)是近代自动控制领域中出现的一项新技术,作为多学科融合的边沿学科,它是当今高技术发展最快的领域之一,并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。随着机器人系统设计应用的复杂化以及机器人系统对控制精度、实时性能、可靠性的要求不断变高,需要给机械设备装备嵌入式操作系统。嵌入式系统应用于机械的控制,将是机器控制领域的一个发展方向,为机器的智能控制的实现提供了广阔的平台。与传统的微处理器和DSP相比,ARM微处理器资源丰富,具有很好的通用性,其主要技术优点是高性能、低价格、低功耗,可以广泛的应用于各个领域,因此将ARM应用于机械臂控制系统不失为一种好的策略。 1机械臂功能设计 本文主要研究的是单臂式钻孔机械臂,这种机械臂需要完成的动作有:前行、后行、左行、右行、上行、下行。这些动作相互结合,完成相应的动作安排。根据上述动作要求,工艺流程如下:(1)本文研究的机器臂主要由底座(或躯干)、机械臂构成。底座的主要任务是支撑和完成手臂上下左右的移动,实现机械臂在工作空间中的活动;(2)机械臂的底座固定不动,机械臂的Y轴由伺服电机驱动在平行于底座的平面进行前后运动,即是在Y轴平面中的运动;(3)X轴在上位机对伺服驱动器发出指令后和Y轴同时移动,进行左右的运动,即在X轴平面中的运动,同时运动就可以实现机械臂在X-Y平面上的精确定位;(4)在X轴上安装一个气动式动力头,当在X-Y平面上精确定位之后,处理器通过控制电磁阀动力头进给,带动钻头旋转进行既定的钻孔。总结归纳可知,X-Y轴用于机械臂钻孔的定位,Z轴做往复运动进行钻孔;(5)机械臂完成上位机发出的脉冲指令,回到机械原点,等待下一次的指令。 工作过程如下:上位机对控制机发出脉冲指令,电机控制系统从控制器中获取指令数据,传感器系统检测在机械臂工作的范围之内有无障碍物,确定无障碍后开始动作,在系统运行中与电机同轴度编码器实时反馈机械臂所到达的位置,以判断是否完成规定动作。当控制器接受编码器反馈的数据判断出规定动作完成后系统暂停动作,等待下一次指令。为了使机械臂在接受到指令后高速准确的完成动作,本设计在硬件上采用了伺服驱动系统,软件上采用模糊控制算法。电机驱动系统由ARM处理器及其相关外围硬件和电机驱动器组成,ARM处理器发出指令脉冲下达给伺服驱动器,电机驱动器驱动电机运转,运行期间,ARM处理器根据编码器反馈的信息判断机械臂的运动状态,实现实时跟踪定位和位置定位。 2模糊控制算法在ARM控制系统中的实现 2.1输入量模糊化 模糊控制算法用在ARM中,则需使用在ARM中可以运行的软件实现模糊控制,这样就把能将原来的数字控制器改成模糊控制器,从而构成了一个基于ARM的模糊控制系统。由此可见,这种模糊控制器在本质上只是一种控制算法与硬件的结合,与其它的模糊算法的差别在于用ARM的语言来实现模糊化、模糊推理决策以及反模糊化过程。这种模糊控制器的优点是资源消耗少,灵活性高,通用性强,应用范围广等。必须注意的是设计过程中要考虑到ARM的内存空间,运算速度,以及模糊算法的执行效率和系统的实时性要求。在模糊控制器中,给定目标为r,将光电编码器检测到的电机转速作为反馈输入。然后计算得到转速偏差e(k)和转速偏差变化率Δe(k),量化和模糊化后作为模糊控制器的两个输入信号,反模糊后得到精确的PID参数,经过PID运算得到电机控制信号,此控制信号经过进一步的转换,可得到PWM控制寄存器的设定值,写入PWM寄存器后,从ARM的PWM输出端口将得到相应的PWM控制信号,经过驱动器驱动伺服电机,使钻孔机械臂达到计算机的控制运动要求。在机械臂硬件平台控制系统中,计算机通过串口与ARM处理器通信,发送控制命令控制机械臂的运动状态。用编码器检测电机的旋转速度。 电机转速的误差:式中:n是当前电机转速;n0是t0时刻对应的电机转速;当上次的电机转速为e(k-1)时,当前电机转速的误差变化为:根据e(k),Δe(k)的隶属度函数可知,我们必须把由上式计算得到的误差和误差变化率进行处理,使他们的值落在[-3,3]区间,再进行模糊化处理,才能进行模糊控制器运算。经过反复的试验,可以得到e(k),Δe(k)的最大值,分别为em,Δem由此我们进行归一化公式:当出现测量值大于我们的最大值时,我们就将其视为最大值em的值,所以以上公式是普适用的。 2.2建立机械臂模糊控制规则表 模糊控制规则在模糊控制系统中,是一种根据控制量偏差和控制量偏差变化率而推断出输出量的推理规则。这些规则是由误差和误差变化率状态的不同而形成的一系列条件语句。在模糊控制器选用单变量二维最常见的结构形式,设定误差e,误差变化ec及控制量输出u的模糊子集为{负大,负中,负小,零,正小,正中,正大},并简记为{NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB},论域均定为[-3,3],模糊子集NB,PB分别选为Z型隶属函数和S型隶属函数,其余选为灵敏度高且在论域范围内均匀分布,等距离的三角形隶属函数。由于三角形隶属函数简单易行,计算效率高,且仅与直线的形状有关,适合于实时控制和在线调整的控制,因此,本模糊控制器的输入输出隶属度函数曲线如图1所示。 3钻孔机械臂控制系统硬件设计与实现 3.1LPC2138处理器 ARM内核采用精简指令集计算机(RISC)体系结构,具有大量的通用寄存器,指令格式使用统一和长度固定,寻址方式简单,内含2套指令系统(ARM指令集和Thumb指令集)。极低的功耗,适合对功耗要求较高的应用,如便携式产品。能够提供0.9MIPS/MHz的三级流水线结构。 3.2传感器模块 本课题研究的钻孔机械臂是一个用于加工的机械装备,当上位机设定好要加工的参数且启动机械臂臂进行加工时,为了防止有意外的发生,需要加一些传感器进行保护,当检测到有人或物进入到机械臂加工的范围之内时,传感器将检测到的信号反馈给处理器,进行相应的动作。 (1)位置传感器:即行程开关,在X轴和Y轴上都装有3个行程开关,在Z轴的上下位置也装有两个行程开关,本系统中选用无触点感应式行程开关,两线制传感器,型号为TL-05MD1。原理:无触点行程开关又称接近开关,它可以代替有触头行程开关来完成行程控制和限位保护,还可用于高频计数、测速、液位控制、零件尺寸检测、加工程序的自动衔接等的非接触式开关。由于它具有非接触式触发、动作速度快、可在不同的检测距离内动作、发出的信号稳定无脉动、工作稳定可靠、寿命长、重复定位精度高以及能适应恶劣的工作环境等特点,所以在机床、纺织、印刷、塑料等工业生产中应用广泛。无触点行程开关分为有源型和无源型两种,多数无触点行程开关为有源型,主要包括检测元件、放大电路、输出驱动电路3部分,一般采用5V~24V的直流电流,或220V交流电源等。当被控物体到位,电子行程开关动作,常开组导通(闭合)常闭组截止,(断开)。完成相应的动作。 (2)光电编码器:由伺服电机驱动器独立控制。 (3)红外光栅传感器又称为安全性光栅安全性光栅是一种保护各种危险机械装备周围工作人员的先进技术。同传统的安全措施,比如机械栅栏、滑动门、回拉限制等来相比,安全性光栅更自由,更灵活,并且可以降低操作者疲劳程度。通过合理地减少对实体保护的需求,安全性光栅简化了那些常规任务,如设备的安装、维护以及维修。 4总结 本文在分析机械臂嵌入式控制体系的基础上,进行了以LPC2138为主控制器的嵌入式系统硬件平台设计。合理规划机械臂的任务模块,设计应用程序,实现对各功能子系统的数据通信、控制管理。本文只对机械臂底层控制系统进行研究设计并介绍。因此,真正的实现伺服电机的精确控制还需要进一步要有专业人员研究。 硬件设计论文:计算机硬件设计安全问题与策略 摘要:随着时代的发展,信息逐步走进每个人的生活,与人们的生产与生活息息相关,在信息时代下计算机也在迅猛发展,但是随之暴露出来的问题也是不容忽视的,重点引起人们关注的问题就是计算机硬件设计安全问题,因为这关系到人们信息的安全。基于此,就重点针对这一问题进行分析研究,并根据现有问题状况提出几项策略。 关键词:计算机硬件;信息安全;创新技术 在现阶段中,世界已成功步入信息时代、科技时代,我国也不甘落后,我国有关计算机的科技技术也在迅猛发展,然而随着发展速度的加快计算机硬件的问题逐渐显现出来,相较于计算机的发展来说较为落后,尤其引起人们关注的就是计算机硬件设计安全问题,这是一个很严肃的问题,这个问题会对计算机系统、人们的信息数据造成或大或小的影响,所以,解决计算机硬件设计安全问题势在必行。 1计算机硬件安全的概述 在使用计算机的过程中,外部环境对计算机有很大的影响,所以对计算机运行时外部环境的要求很苛刻,要求计算机外部环境清洁度较高,计算机温度不能过高要适中,计算机四周电压要保持稳定,做到这些并保证外部环境良好就能够尽可能确保计算机硬件正常运行、不出故障。保证计算机硬件安全还有一个很重要的技术,这个技术叫做加固技术,计算机在设计生产中使用加固技术加固后能够防震、防腐蚀以及防水,这样的计算机能够一整天在野外工作,所以加固技术是一个很重要的技术。计算机的硬件除了自身有问题会影响自身安全外也会有其他多方面因素对计算机系统造成安全影响。例如,计算机的中央处理器内部都会存在一系列集成保密的指令代码,虽然说这些指令代码是保密的,但是到底是否是绝对保密、安全的并不能得知。据悉,我国的中央处理器或许存在着病毒指令代码或者陷阱指令代码,外国能够通过无线代码激活中央处理器内部的各种指令,使得计算机内所有的信息、资料泄露,同时也可能会使计算机崩溃,并且这一崩溃将是毁灭性的,一旦这一消息是真实的,那么我国的计算机系统将随时可能会被攻击,导致硬件泄密、信息泄露,甚至更严重的是硬件泄密还会很大程度上影响电源安全,从而导致产生电源泄密的情况。电源泄密是什么呢?电源泄密是计算机所发出的电磁信号顺着市电电线被传导出去后被人为使用特殊的手段和工具把这一电磁信号拦截下来并加以还原。其实,计算机就像是人的身体,有很多零部件,计算机中的零部件每一个皆是能够控制的,所以又出现了一个专业名词就是可编程控制芯片,一旦这一可编程控制芯片的程序被准确破解,那么就能够控制计算机,所以现在要做的就是保证芯片是不能够被控制的,因此,要做好计算机硬件安全防护工作,保证计算机硬件安全,保证计算机硬件的设计安全。综上所述,可以看出,计算机硬件的最主要也是最重要的安全问题就是信息安全问题,信息安全重点工作就是保密、集成、实用,想要保证信息是安全的,就需要工作人员教授计算机购买用户操作计算机的方式方法,从而确保计算机硬件安全以及整个系统信息的保密安全。计算机硬件一直在发展中,它的发展过程比较漫长,通过它的发展过程能够知道一点,那就是计算机硬件安全是什么,它指的就是一个安全系统,这个安全系统是由以下三点结合在一起产生的,这三点分别是集芯片设计、电路设计以及工程设计。 2计算机硬件的设计安全发展现状 计算机系统中有各种各样的元件,这些构件组合起来构成了物理部件,也就是所谓的计算机硬件。根据分析调查得出,现阶段,计算机硬件发生的安全问题基本上可以分为三种,相应的,产生问题的原因也大概能分为三种,包括输入设备、储存介质、输出设备。首先,就输入设备来说,以它为源头产生的计算机硬件安全问题大致有两种,一种是所输入的信息资料、数据资料存在问题引发安全威胁,一般情况下发生这种情况是因为输入的信息存在木马病毒,从而导致计算机系统信息数据安全受到一定程度的威胁。另一种是在输入过程中没有依法进行运作而造成安全问题爆发,一般情况下发生这种情况都会导致计算机内部信息数据被破坏与泄露,后果严重。其次,就储存介质来说,以它为源头产生的安全问题主要是计算机系统内部的储存介质没有给信息资料、数据资料提供安全保障,安全保护层没有搭建起来就会导致信息数据在面临被破坏以及非法拷贝时毫无抵挡之力。最后,就输出设备来说,以它为源头产生的计算机硬件安全问题主要是输出设备自身具备的记忆性能会导致信息数据输出时的操作动作留下痕迹被复制下来,这在一定程度上使得信息数据处于危险状态下。 3计算机硬件的设计安全分析 在信息时代迅猛发展的潮流下,计算机硬件设计安全问题逐步显现出来,相应解决这些安全问题的方案也逐渐被提出来,其中有一些新兴安全方案设计精妙,实用性高,并且成本不高、功耗不高,这类新兴安全方案的主要代表有设计多样性以及独特数字签名等。除此之外,在新兴安全方案出现的同时还有一大批新兴技术产生,如纳米技术、光纤技术、射频互联技术以及等离子技术等,新兴技术的出现使得新兴安全方案发挥出更大的作用,但是任何事物都有两面性,内在变异有好的一面也有坏的一面,它能够使得检测恶意攻击行为的复杂程度大大提升[1]。现阶段已普及使用的硬件系统主要有新的安全原语设置、硬件木马检测、新型综合技术、物理不可复制技术、硬件安全协议等。 3.1硬件木马 根据上述可知硬件木马检测已被普遍应用于计算机,硬件木马与病毒相似,都会对计算机硬件、计算机系统安全造成威胁,是一种较为恶意的程序,这一恶意程序主要针对的是计算机原始芯片,它会恶意改变原始芯片。尽管在现阶段看来仅有少部分硬件木马被发现,但是由于硬件木马对计算机硬件、计算机系统安全影响程度很大,所以现阶段大部分有关研究人员都积极对硬件木马进行研究。研究人员在研究过程中选用的研究模型有很多种,所以每个研究人员研究的难易程度不同,普遍情况下,那些过于标准规范的结构以及性能检测无法有效检测木马攻击。如果将工程变异忽略不计,那么检测木马的工作实际上就是针对一截输入序列的有关功耗进行测量,主要测量的功耗有两个方面,一方面是开关功耗,另一方面是泄漏功耗,然后将测量结果与研究所用的模拟模型进行对比。但是,之前忽略不计的工程变异对于硬件木马的检测工作来说,使得检测工作的困难程度以及复杂程度大幅度加大。若在不是关键的路径上安放木马,或者让已有的门电路和硬件木马连接在一起并且将其隐藏起来,会使得硬件木马检测工作难度、复杂度加大,这时对硬件结构或者对旁道进行的检测都无法达到预期效果。在近期又有新的检测方法被提出,它们能够避免前面提到的传统检测方法的弊端进行木马检测,如热调节技术。硬件木马检测方法仍在不断被提出,这对计算机硬件设计安全具有很大的意义。 3.2物理不可复制技术 计算机硬件设计安全发展至今普遍被研究的还有一个课题就是物理不可复制技术,物理不可复制技术是一个新兴的比较新的概念,物理不可复制技术前景广阔,它能够提供一组特殊的映射,该映射与芯片的制造工艺间存在依存关系,这种映射的方向是从输入开始到输出结束。其实物理不可复制技术采用数学或者是统计的方式实现逆向工程是很难的,这正是由于物理不可复制技术中存在的依存关系,除此之外,芯片的映射还存在不可预测的问题,这也使得实现逆向工程变得更加困难。现阶段,随着对计算机硬件设计安全问题以及物理不可复制技术的研究深入,越来越多的物理不可复制技术被研究人员提出,并加以试验,最终成功实现,然而,在很多现在被提出的物理不可复制技术方案里,仍旧存在输入到输出的映射数量有限、芯片结构存在线性或者偏低非线性特性等问题,这些问题使得物理不可复制技术的安全水平大幅度降低[2]。通常情况下我们所知道的物理不可复制技术的结构都或多或少存在一部分弊端,例如输入到输出数据库的指数级不稳定时常变化。物理不可复制技术中有一种是公开物理不可复制技术,它是一种能够轻易被反向工程的特殊物理不可复制技术,能够制造出一种刚刚兴起的加密系统,这种系统被叫做非对称加密系统。这种非对称加密系统里,相应的加密和解密密钥是不一样的。非对称加密技术中,加密密钥和解密密钥不相同。在很多种状态下,需要像物理不可复制技术或者公开物理不可复制技术以某种方式集成到设备电路的安全原语,有很多方式能够实现集成。 4计算机硬件设计安全的策略 4.1做好内置安全确认工作 想要很好保证计算机硬件设计安全,第一个需要做的事情就是做好内置安全确认工作,内置安全确认工作重点是在测试和制造计算机芯片时使用物理不可复制技术和外延平面集成电路技术以电路设计形式来保护硬件网络之间互联的协议也就是IP。那么怎样来进行内置安全确认工作呢?计算机硬件内置安全确认工作、保护工作的程序大概是下面的几步,首先,使用物理不可复制技术将最初设计好的集成电路在集成电路制造工厂中进行制造,在制造后能够获得一种发生变异的公开物理不可复制技术序列,再通过电子设计自动化工具进行编译工作,从而能够得到新的产物也就是物理版图,把前面已获得的公开物理不可复制技术序列和已经过加密处理的集成电路信息进行合成然后得到校验密钥,接下来就在刚刚得到的集成电路的物理版图中挑选关键区域,把校验密钥进行加密处理后得到验证模块,随后把验证模块加在最初设计好的已形成保护层的集成电路的物理版图上,最后将其应用到集成电路产品的生产制造中[3],从而就完成了内置安全保护工作。有关工作者通过对内置安全保护工作的了解和认识能够更好进行内置安全确认工作,从而更好保障了计算机硬件设计安全。 4.2检测外置辅助安全 想要更好改善现存的计算机硬件设计安全问题还需要采取的策略就是做好外置辅助安全检测工作。现阶段,大多数都会使用可靠性R、可用性A、可维修性S3个指标也就是RAS技术来进行对外置辅助安全的检测工作,与此同时,外置辅助安全检测工作还要依赖可以信任的密钥关机部门制造公开密钥以及私用密钥,其中公开密钥一般是被把信息数据进行加密然后保存在电路里面,而私用密钥一般被安置在用于检测外置辅助安全的密钥储存器内。 4.3研发时注重安全设计 计算机硬件设计安全问题是多方面存在的,所以在进行计算机安全设计的整个过程里不仅仅需要加强对技术领域的监管检测,还需要关注多方面,避免因为设计方案、设计想法、设计工作者以及实施工作时的重点这些因素产生计算机硬件设计安全问题。除此之外,现阶段存在的一个问题是计算机硬件的设计研发工作者不够了解计算机硬件,认识计算机硬件的程度不深,所以还需要提高他们对计算机硬件的了解与认识,与此同时,还需要更加注重计算机硬件的设计安全功能[4]。总之,在设计研发中要注意内置以及外置,搞好设计安全,制定计算机硬件设计安全检测制度以及相关检测程序,除此之外,还要注意评估输入设备、储存介质与输出设备,以便发现问题、解决问题。 4.4注重创新技术 计算机硬件设计安全问题的出现追根究底还是由于相关技术水平还有待提高,在目前来看无法适应时代的进步,所以,想要解决计算机硬件设计安全问题重点需要注意创新技术,进一步完善计算机硬件的安全设计技术。 5结语 综上所述,计算机硬件设计安全问题需要引起设计人员、研究人员、使用人士的广泛注意,不可以忽略问题、轻视问题,要敢于面对问题并采取正确的方式,研究更为有效的技术来解决问题,保证计算机硬件设计安全,保护计算机系统内部的信息数据。 作者:唐淑珍 单位:天津市静海区医院 硬件设计论文:EDA技术在计算机硬件设计的实践 【摘要】科学技术的发展离不开计算机硬件的发展,EDA技术的发展为计算机硬件的设计提供了全新的解决思路,以一种高效、快速、便于调试的方式,提升了计算机硬件的发展水平。本文简单介绍了EDA技术,并以UART的设计和实现为例,阐述了EDA技术在计算机硬件设计方面的应用。 【关键词】计算机硬件设计;EDA技术;实践分析 前言 电子设计从手工设计逐步走向了自动化设计,它的发展以EDA技术的发展为主要标志。EDA技术以计算机为操作工具,融合了最新的应用电子技术、计算机技术和智能化技术的成果,并且将设计人员从繁重且重复的劳动中解脱出来,使得电子产品的设计效率提升了。 1EDA技术概述 1.1EDA技术的基本内容 在没有EDA技术的时代,计算机硬件的设计需要通过人工手动完成集成电路的设计、布线等工作。而随着集成线路复杂程度的增加,基于手工的设计方式已经无法满足工作需求。因而人们开始寻求一种更为高效的硬件设计方式。EDA技术的诞生,成功改变了这一情况。它以计算机为操作工具,让学生可以在软件平台上,通过软件化的设计方式来描述计算机硬件。由计算机代替人工完成逻辑编译、优化、布线、仿真等工作。整个过程是自动的,直到能够完成对既定芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作[1]。 1.2一般设计流程 它创新性的颠覆了传统电子产品的设计方式。将设计的顺序从由下至上翻转过来。这使得硬件设计者能够从更为宏观的角度去掌控产品的开发。包括设计的质量、成本、功能需求、研发周期等。在拥有比较全面的宏观分析后,从系统设计出发,进行顶层功能模块的解构和划分。并能够按照方框图系统级的次序逐级完成仿真纠错和验证。从而能够使设计问题更早的被凸显出来。当所有的仿真和验证确认无误后,再用逻辑综合优化工具的门级逻辑电路的网表来实现硬件的物理级呈现。通过该项技术的应用,将设计者的设计强度减轻,仅需要通过软件平台,就可以实现硬件的电路设计和功能仿真。整体的设计效率被大幅度提升。硬件设计流程如图1所示: 2基于EDA技术的计算机硬件设计的实践探究 本文以可编程器件开发工具MAX+PLUSⅡ为开发平台设计,它的运行速度快,界面统一,功能集中。同时该开发平台具备十分完整的可编程逻辑设计环境,能够完成从指标设计、输入、编辑综合处理、校验直至编程下载的EDA设计的全过程。设计者可以按工作流程选用工作模块。适用于多平台操作,是一种理想的开发平台。本部分就计算机的基本硬件之一通用异步收发传输器基于EDA技术的设计实现进行了简要的阐述。 2.1UART的基本介绍 通用异步收发器(UART),是计算机中不可缺少的组成部分,它是一种短距离串行传输接口。能够作为微机与下位机的通讯串口,来实现有效通讯。根据当前的计算机运行机制,需要进行数据的交换和传输。但是并行数据并不能够直接发送到调至解调器中,而必须要经过异步传输才能够解决。UART就是此过程的必要部件。它将信息有序的发送到调制解调器中,实现计算机的正常运转。 2.2硬件设计 在进行硬件设计时,考虑各项功能模块的调试工作,设置了三个按键输入来实现UART的复位、接收和发送数据功能的启动。整体硬件结构如图2所示。 2.3模块设计 (1)基本设计思路UART在工作中主要涉及两个过程,发生和接收。在设计时,考虑模块化的方式来进行设计。发生的过程即并行数据的准备阶段,UART按照既定的格式,将信号进行转换。在此过程中涉及到关键的时钟信号。需要通过波特率发生器来产生与本地系统同步的时钟信号。而接收的过程,就是在信号转换成RXD串行信号后,转换成调制解调器需要的并行数据信号。在整个进程中,由于本地时钟信号与UART的时钟信号会产生一定的延迟和误差。当这种误差产生持续性的积累时,会产生接收偏差。使得UARD的功能不能够被顺利的实现。因此,在进行设计时,需要采用一个远远高于波特率的本地时钟信号对输入信号RXD不断地采样,来保持工作过程中UARTDE接收和发生不会出现步调不一致。(2)奇偶校验位发生器模块设计奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法,以保证串行数据的准确性。在基于EDA技术进行UART奇偶校验位发生器设计需要考虑几个关键点。一是该模块能够执行奇偶校验规则,正确的选择数据。从而实现系统既定二进制数据与输入的串行数据校验位的合理比较。验证输入的正确性。二是该模块必须要满足计算机功能的持续拓展性。在计算机工作中,会产生不确定的并行校验位的增加。那么该模块应该能在后续定义的规则基础上进行校验位的添加。对已经设计完成的奇偶校验位发生器模块采用EDA的工具mod-elsim12.0进行功能的仿真,对仿真结果进行详细的分析,以确保所有期望的功能都已经实现,对于发生问题的地方及时进行修订。(3)波特率发生器模块设计此模块的主要功能就是能够根据时钟的频率和既定的波特率来计算出波特分频因子。分频因子就是分频数。对于波特率发生器的系数一般在现场可编程门阵列实现时基本上是固定的,但是当实现出现变化时,波特发生器的系数就要发生改变。在UART中采用的是专用的芯片,使得波特率的改变变得比较困难,需要加上相应的接口来实现波特率的变动。在使用硬件描述语言的parameter语句(VerilogHDL)或者Generic语句(VDHL)就可以实现UART专用芯片的波特率的改变。那么就不需要通过后续的接口添加来改变系数,也就减少了设计和调试的难度。该发生器的分频时钟与波特时钟的频率比设置为16:1.那么信号采样的准确性就会增高,使接收和发生保持在同一步调上[2]。(4)顶层模块设计UART顶层模块是硬件的综合模块。它涵盖硬件中全部接口定义。主要是为了接收和发生与其他模块的通讯和连接。若通用异步收发器的波特率为9600bit/s,分频因子则为9600*16*2。运用EDA仿真软件,在进行发送功能仿真时将能够得到相应的仿真结果。对该模块的仿真结果进行详细分析的时候可以发现,等待发送的数据在接触发生信号后,其串行信号发生了改变,由01010101001010101[3]。利用EDA技术进行UART的实际,能够实现利异步串行通信功能,同时可以利用EDA仿真工具就功能模块进行分别和整体的仿真校验,解决了计算机硬件设计问题发现晚的劣势,能够在设计的过程中及时调整设计方案。 3结束语 EDA技术是计算机硬件设计向软件化转变的重要标志,它为计算机硬件设计提供了全新的思路。这种设计方式使得计算机的硬件设计具备可视性、直观性,且可以在设计过程中进行实时的控制和调整,解决了复杂电路设计问题发现滞后的问题。 作者:景帆 单位:中煤科工集团西安研究院有限公司 硬件设计论文:电子产品硬件设计如何提升产品实用性 【摘要】随着我国信息化技术研发应用水平的不断提高,电子产业的发展呈爆炸式,电子产品的市场功能持续扩展。就电子产品的设计而言,硬件设计作为重要组成部分,既要实现产品的基本性能,又要兼顾产品的使用效果,提升消费者的使用满意度。做好硬件设计以提升产品实用性,对于电子产业的长足发展而言意义重大。本文首先就电子产品硬件设计进行概述,进而指出硬件设计的主要流程,最后提出了设计当中提升产品实用性应注意的方面以供参考。 【关键词】电子产品;硬件设计;实用性;提升 在互联网技术的推动下,电子产品在市场中的火爆程度越来越猛烈,电子产品作为信息交流的工具越来越成为当今社会的必须。我国电子产业作为成长速度最快的行业之一,其产品设计发挥的作用尤为突出。保证产品功能性的同时,突出产品的实用性,才能让消费者更加满意,积极追随产品的更新迭代。电子产品硬件设计注重产品实用性,对于电子产业本身的长足发展十分关键。 1电子产品硬件设计概述 电子产品硬件设计即依据产品需求、基于规格和成本进行产品硬件设计,在满足产品功能性和电磁辐射、可生产性的前提下,进而实现硬件产品设计完整性,以进入产品量产和销售环节。对于电子企业而言,产品硬件设计尤为重要,产品设计承载的价值远大于生产成本,产品销售成本在设计成本上占据优势,则能够在电子产品市场获得更大的企业收益。硬件设计需追求信号完整性和产品散热、功耗等方面的水平达标,保障产品多方面功能优势的前提下,追求省电环保,提高电源电路的效率,才能确保电子产品硬件设计不断优化以受到市场青睐[1]。 2电子产品硬件设计流程分析 2.1基于设计项目作前期分析准备 电子产品硬件设计之初需对硬件设计项目作前期的分析和准备。首先明确电子产品的功能需求,对各个功能模块作划分并对各自的实现电路进行设计和分布。其后对各电路所需的器件进行品牌选择,确保产品质量与生命周期。设计电子电路方案并作验证试验,记录试验步骤和结果以确定项目的可行性,为下一步的功能模块原理图设计和硬件整体设计作好基础。 2.2参考电路绘制功能模块原理图 完成项目设计前期分析准备工作后,为项目产品进行原理图设计和绘制。依据功能模块对电路所需元件、电路布置等进行绘制,于原理图中明确功能块,在功能块之间以网络标号作连接和分隔。完成功能模块原理图后,对整体原理图作检查分析,确保原理图无错误和纰漏后,确定各个功能模块元件封装,即可进入下一步的设计环节。 2.3绘制 PCB图并布局设置元器件经过前几项准备环节后,进入PCB图的绘制环节。将原理图中各个功能模块的元件封装导入到PCB图当中,按照原理图的连接关系对元件进行排列,确保相互之间的有序性,避免出现重叠和交错现象。依据前期的项目设计需求,确定电路板的尺寸及固定方式,并以此作硬件元件布局,明确元器件位置,完成机械定位,注意布线的规范性,完成关键部位的电气布置,满足硬件功能块的功能性[2]。 3电子产品硬件设计中产品实用性提升策略 3.1简化调整机构设计,避免产品使用故障 电子产品实用性的表现之一便是产品使用流畅,故障发生率低,不影响消费者的正常使用。为此,在硬件设计中应当对调整机构的设计作相应简化,避免设计中出现元件的磨损或者飘移造成产品故障的发生。如主要功能元器件易发生局部损耗,则在设计时可对其进行优化设计,更换为拆卸方便的组合件,便于局部更换,也可在出现故障时快速调校和修复[3]。产品不易发生故障,产品实用性和使用体验也就相应得到提升。 3.2权衡设计产品功能,强化产品可维修性 权衡设计产品的功能,对于产品可能出现的相似功能进行整合,或对不必要功能作相应的删减,实现硬件体系的轻便和一体性。在达到功能需求的前提下,对产品层次进行简化,减少组成单元数量,使得零件形状得以简化,方便产品的顺畅运行。同时,追求产品外观、操作和硬件设计的统一性,在确保产品外观时尚和舒适操作体验的前提下,又要确保产品的可维修性,既保证产品使用便捷又达到维修成本降低的目的。 3.3优化电路功率设计,避免无用功率过大 电子产品电路功率设计予以优化,尽可能减少无用功率设计,提高功率因素。在电子元器件的选择上,通过计算该元器件在电路中的功耗,选择合理的电子元器件。当该元器件上流过的电流比较大的时候,我们要保证这两边的压差不要太大。元器件功耗得当,则产品使用中发热问题将得到有效控制,对于用户使用体验而言将更加舒适。 4结语 电子产品在现代社会中的普及率越来越高,产品使用性能和体验是否突出将直接决定了产品的市场表现。对于电子产品设计而言,关注硬件设计,突出硬件设计对于产品实用性的影响,并从调整机构设计、产品功能设计和电路功率设计等方面入手进行设计优化,才能在满足产品基本功能需求的同时实现产品实用性的提升。 作者:乔卫杰 单位:河南辉煌科技股份有限公司 硬件设计论文:计算机硬件实验平台设计研究 摘要:针对当前高职院校计算机硬件平台中存在的不足,提出了一种基于云技术的计算机硬件实验平台的设计方法。分析了当前计算机硬件实验平台存在的不足,阐述了云技术在计算机硬件实验平台设计中的优势,有针对性地给出了云技术的计算机硬件实验平台的设计方案。该方案改变了传统计算机硬件试验平台的实验模式,能够降低成本投入、提高实验数据的安全性,具有重要的参考价值。 关键词:云技术;计算机;实验平台 1概述 在高职计算机教学领域,人们对计算机教学信息化、智能化的需求也越来越高[1],特别是在计算机硬件的教学中,不仅要对教学内容进行创新,同时还要不断加强教学基础设施的建设,从而全面提高计算机教学的水平[2]。计算机硬件专业是一门实践性很强的课程,学生只有通过实际操作实验才能真正理解和掌握该课程的理论知识。因此,在计算机硬件教学中,计算机硬件实验平台的建设是重要的一部分[3]。一个技术先进、硬件设施完善的实验平台是学生快速学习计算机硬件知识的重要场所。当前,传统的计算机硬件实验平台存在着维护难度大、安全性较低等不足,已经越来越不能满足计算机硬件教学的实际需要。为此,提出一种基于云技术的计算机硬件实验平台的设计方法。在计算机硬件实验平台的建设中引入云技术,以云技术为支撑,使学生能够根据自身的实际需求获取计算机硬件实验平台中的各类信息,从而提高了计算机硬件教学的水平。 2计算机硬件平台的问题以及云技术的优势 2.1存在问题 当前阶段,很多院校的计算机硬件实验平台已经难以满足计算机硬件教学的实际需求,其存在的问题主要体现在以下几点:(1)维护难度大。当前,一个计算机实验平台经常服务于多门专业或者课程,为了满足不同专业或者课程的教学需要,维护人员经常需要花大量的时间去安装和更新各类软件,从而极大地增加了计算机硬件平台的使用成本。(2)安全性较低。计算机硬件实验平台在使用过程中会产生大量的实验数据,同时U盘等移动存储介质的使用也会使计算机硬件实验平台引入大量的计算机病毒。若仅依靠还原卡来防范病毒,不仅会清除各种实验数据,同时也会清除各类软件升级数据。因此,如何防范计算机病毒已经成为计算机硬件实验平台建设中的一个重要课题。(3)软件难以及时更新。在现有的教学模式下,计算机硬件实验平台中的软件经常需要手动更新,一些计算机考试软件的运行也需要特殊的软件才能运行。若准备时间较短,计算机硬件实验平台中的一些软件就不能被及时更新,从而对相关计算机课程的考试计算造成影响。(4)实验数据保存中的难题。学生知识水平往往存在着较大差异,为了满足不同学生学习、实验的连贯性,需要为学生保留一些实验数据,在进行实验数据拷贝的过程中,计算机病毒的防范又是个难题。 2.2云技术在计算机硬件实验平台中的优势 利用云技术对计算机硬件实验平台进行设计,具有以下显著的优势:(1)降低了成本投入。由于所有的教学程序都是在云端运行的,用户端无需更高的存储空间或者处理器,同时可以省去光盘驱动器等配置,因此可以大幅度降低用户端的投入。教师和学生在进行计算机硬件实验中需要的所有服务都从云端获取,学校仅需投入较低的云端接入设备即可。利用云技术能够很好地满足不同用户对数据运算的需求。云技术既降低了硬件的投入成本,同时也降低了人工维护成本。利用云技术可以对实验平台中的每一台用户终端中的应用程序进行批量安装和升级,节省了大量的时间。(2)提高了平台的性能。利用云技术能够使实验平台中的计算机避免占用程序和后台运算能力,提高了用户终端计算机的启动速度和运算速度,从而使实验平台的整体性能得到大幅度提高。(3)安全性高。在计算机硬件的实验平台中,往往有多人共同使用同一台设备,因此实验数据难以有效保存,安全性较低。而利用云技术,只需一个账号,就能安全的保存各类实验数据,且几乎没有容量限制。本地实验平台无需保存任何实验数据,因此不用担心实验数据被窃取、破坏或者病毒感染等。同时,即使实验平台中的系统崩溃,也不会影响实验数据的安全性。因此,云技术能够极大提高实验数据的安全性。 3系统设计 计算机硬件实验平台设计的目的,就是为了使师生更好的利用现有的硬件资源和软件资源,从而提高计算机硬件实验平台的效率,提高教学水平。因此,计算机硬件实验平台应该充分利用云技术等现有的IT技术,突破传统的计算机硬件实验室的观念,最终将单纯的计算机硬件实验平台转变为各种计算机硬件教学资源与实验相结合的实验平台。云技术的计算机硬件实验平台可分为云技术平台部分、教学资源部分、信息系统部分等3个部分。 3.1云技术平台 虚拟化技术是云技术中的一个重要分支,利用虚拟化技术能够将所有可用的硬件资源组合成一个资源池,并将虚拟功能将资源池中的资源按照不同用户的需求提供用户。虚拟化是通过虚拟机实现的,虚拟机是一种封闭运行的软件容器,在其内部可以独立运行操作系统和应用软件,如同一台真实的物理计算机。虚拟机包含自己的虚拟CPU、RAM存储器和网络接口NIC。云技术平台的结构包括虚拟中心服务器、虚拟化操作系统、用户端和数据库等4部分构成。(1)虚拟中心服务器(vCenterServer)。中心服务器采用的是两台型号为曙光天阔A840r-G的服务器,其配置为两路12核2.1GHzCPU、64GECCDDR31333Registered内存、4个1TB2.5英寸的SAS硬盘、1块双口千兆网卡、1个双口8GbFCI-E光纤HBA卡、1+1冗余电源模块。利用虚拟化技术能够将服务器中的处理器、内存、硬盘及网络资源等虚拟化为多台虚拟机,虚拟机可从服务器中运行的ESX/ESXi获取各类资源。硬盘阵列采用的是曙光DS600-F20,25块2TBSATA硬盘能够提供50T的存储空间。(2)虚拟化操作系统(VMwarevSphere)。虚拟化操作系统至少存在于虚拟中心服务器中,在一台高性能的服务器中安装虚拟化操作系统,能够为实验平台提供基本的数据服务,如访问权限控制、提供个性化配置等功能。它能够将所有硬件资源和网络资源进行统一分配,使所有虚拟机共享资源。虚拟化操作系统的应用环境中需要必要的域环境。若域环境具备则可直接使用,否则必须搭建必要的域环境。(3)用户终端(ViewClient)。师生用户需要在物理机中通过用户终端远程访问虚拟桌面,用户终端是用户与虚拟化操作系统进行交互操作的桥梁,因此可将其作为虚拟机的控制台和虚拟操作系统的管理界面。(4)数据库。数据库的作用是对虚拟操作系统中所有的配置数据进行组织分配。系统管理界面(ViewComposer)必须与虚拟化操作系统安装在同一个虚拟机中。 3.2教学资源 计算机硬件实验平台的教学资源包括计算机原理、汇编语言、接口技术、JavaEE课程、C/C+课程、以及其他实训课程。实验平台设计的目的就是能够将学生将理论与实践融合在一起。平台中的教学资源可作为软件既服务(SAAS)部分,所有的计算机硬件教学资源都是以服务的形式提供给师生用户用于实验,也可以提供给国内外其他院校使用。平台中的教学资源都是计算机硬件方面理论与实践相结合的资源,其核心是计算机硬件的实验资源。将理论资源与实验资源相结合用于计算机硬件的教学,能够极大地提高教学质量。 3.3信息化系统 平台中的信息化系统主要包括教学实验、计算机实训、实验管理等3个子系统。教学实验子系统负责计算机理论课与实验课的教学;计算机实训子系统负责对学生进行计算机硬件实际操作培训;实验管理子系统负责对整个计算机硬件教学过程和实验过程中产生的数据进行管理。信息化系统以WebService的数据格式为师生提供访问接口,用于访问3个子系统。实验平台中各类资源能够同时服务于计算机硬件的理论教学、案例教学、学生实践、实验管理、教学质量评价等方面。 4结语 基于云技术的计算机硬件实验平台的设计,能够降低各类高职院校计算机硬件实验平台的硬件成本和维护成本。实验平台中的软件和操作系统的下载、更新等都可以通过网络及时进行更新和维护,从而简化了计算机硬件实验平台的管理工作。师生通过云技术的计算机硬件实验平台获得个性化服务,为计算机硬件的教学提供了可靠的技术保障。 作者:王冠虎 单位:天津青年职业学院 硬件设计论文:计算机硬件测试系统设计与实现 摘要:分析了计算机硬件测试系统的设计规范,研究了各测试功能模块的实现。 关键词:计算机;硬件测试;设计与实现 引言 计算机硬件是计算机系统中各种物理装置的总称,并且按照系统结构的要求可以将其形成一个统一的有机体,从而有利于实现对计算机内各种软件正常运行的有效维护。因此,对数据和程序进行输入和存储,按照程序加工数据是计算机硬件的主要功能。 1计算机硬件测试系统的设计规范 1.1通用设计方面的要求1)基于XML文件对测试时间和次数等通用参数的支持,配置时所输入的文件必须为该形式的文件,其中测试时间指的是测试所能够持续的时长;测试次数则是在指定测试时间内配置所完成的次数,每个测试所包括的不同可选测试项目的配置都是由XML文件指定的。2)每个测试工具只要是硬件相关,便都必须具备硬件显示信息的基本功能,如硬件测试的厂商、端口号、型号以及驱动的版本等,以UI模块的设计为准则实现对每个测试工具UI的设计。测试完成后,程序的返回值只有0与非0两种情况,其中0代表的测试正常,非0则表示测试过程中程序出现自定义的错误。3)测试模块需要设计成自动运行,即不要安装任何软件便可以自动运行,在同一目录内使用测试所需要的非Windows自库文件和相关执行程序。同时,编写者在测试模块要封装成相关测试构件的形式。1.2文档需求测试模块在进行交付和验收时需要提交完整的文档:1)交档的目录需要经过一定的交付流程;2)文档在设计过程中会涉及到多种软件的应用,如高层设计、组织结构、相关的文件关系图、数据流图以及流程图等;3)代码源程序,主要包括各种文件,如资源、程序代码以及其他文件等;4)代码所对应的各种程序设计文档,函数和全局变量的说明、函数输入输出以及关键数据的结构等;5)编译和使用过程中会用到相关的说明书,如各种执行文件的编译和生成、安装包的部署和发行、测试模块所使用的各种说明书以及要求Word和PDF所提供的各种格式以及众多版本等。1.3测试构件测试构件是由运行测试机上众多的个体模块构成的,而测试模块主要是每个单独测试项目所需要的各种文件的集合体以及按照各种要求完成对相关文件和数据的配置,如对处理器、内存以及硬盘的测试等。同时,在服务器或者PC等测试系统中,各种测试项目需要在同一个目录内进行集中统一的存放和管理。但是,测试构件可能是自行开发的也可能是集成第三方开发的,又或者是商业所集成的各种测试工具等。因此,测试构件构成的要求非常严格,不仅能够直接运行各种执行程序文件,支持和满足第三方程序的执行,将各种测试结果的数据收集起来经过整理确保其格式的统一性,并且对于各种商业测试还能实现自动安装以及完成相关的执行处理操作等。1.4目录结构定义测试流程是在测试构件中所引用的最小测试单位,但是如果测试程序是相同的,测试流程和参数不同,则生成的测试构件有很多个。但是这些测试构件所指的测试程序都是相同的,只是所包含的测试和数据配置有所不同。同时,测试构件在系统中是以目录文件的形式存在的,其名称的区分主要是目录名。 2各测试功能模块的实现 2.1处理器测试1)设计要求。处理器的测试往往分为功能和压力测试,对功能的测试是对处理器厂商、型号、类别、当前运行的频率、支持的指令集合以及标称频率的测试;压力测试则是对单核和多核并行压力的测试。2)总体设计功能的实现。一方面,可以显示CPU的各种信息,鼠标相关信息的安装,如驱动等,左右键的调换以及具体移动的数据;另一方面,还能测试CPU的速度。3)部分代码实现。CPU速度测试的原理原本就十分简单,即在规定时间内统计和记录CPU运行的次数以及变化情况,然后相应地计算出其具体的速度。本模块的模型是对话框形式,通过对各控件变量进行一定的类向导映射,以及定义相关时间类,通过单击相关事件按钮便能够测试速度的功能。另外,完成相应的测试之后,还会在相应的目录下面生成result.txt文件,以此来对本次测试的相关信息进行记录。2.2存储器测试1)设计要求。硬盘是电脑重要的外部存储器之一,不仅拥有超大的容量,并且运行速度非常快,并且其作为机械部件的一种,指标非常多,寻道时间、主轴转速都存在,单碟容量和内部所传输的速率是性能方面的主要体现。其中性能被限制主要与硬盘的子系统有关,虽然硬盘的外存很快,但是其速度相对于CPU内存而言非常慢。另外,存储器的测试主要包括对基本信息和读写的测试。2)总体设计。在Windows和Linux系统中都可以把设备当作相关的文件来操作,对于Windows系统而言,可以将串口1、2当作com1、2传递给CreateFile函数中,其中利用文件放路径的形式将所需要进行访问和操作的硬件设备全部指明是参数COM1和COM2的根本目的。这在一定程度上与所要访问的串行端口十分相似,并且还能实现对磁盘扇区的访问。值得注意的是硬盘操作的标识并不需要用disk1和disk2来标识。基于逻辑扇区在逻辑分区的上面,在对磁盘逻辑分区进行访问的过程中需要指定某种特定的格式。3)算法实现。Windows磁盘本身具有相对较大的缓冲区,在读取相关的磁盘数据时,系统实际读取数据的长度可能会比指定数据长,这样的好处便是当你下次再读取相关数据时,如果缓冲区保留了你所要读取的数据,便不需要读盘直接复制过去即可;在磁盘中写入数据时,系统会自动提醒你将数据复制到缓冲区,待写入成功之后,系统后台会逐渐在磁盘中写入数据。若编写程序时没有对上述因素进行考虑,则所测试的结果可能并不准确。 3结语 本文通过对计算机硬件测试系统设计规范的探究,掌握其在通用设计、文档、测试构件以及目录结构方面的具体要求,在此基础上从处理器和存储器测试两方面对各测试功能模块的实现进行了深入的研究和分析。 作者:郝幸之 单位:江苏无线电厂有限公司
电子技术专业论文:试论高职应用电子技术专业实践教学的改革 论文摘要:实践教学是高职院校人才培养的重要环节,是解决高职毕业生就业困难与企业聘不到高级技能型人才矛盾的关键。通过分析高职院校实践教学的现状,结合我院应用电子技术专业的实际,就高职院校实践教学的改革探索与实践提出了看法。 论文关键词:实践教学;应用电子技术专业;改革 一、高职院校实践教学的现状 (一)内容、模式陈旧 高职院校的培养方案,是建立在中专学校的基础上、参照本科院校的培养方案修订而成的。实践教学多以验证性实验为主,课程设计的项目少、且往往以理论设计为主,毕业实习以毕业设计论文为主、设计制作为辅,应用性不强。 (二)安排不够合理、实践教学手段单一 高职院校的实践教学往往编排在某些课程的实验中,且课时量严重不足,实训场所、师资力量缺乏,一个教师需要同时指导几十名学生实验、实训,教师讲解、演示几乎占用了一半的时间,剩下的时间学生只能模拟教师重新验证一遍。 (三)重视程度不够 对实践教学重视程度不够的具体表现是,实践教学考核的随意性。多数实践项目的考核,都是与相关的课程一起综合评定完成的,实验、实训成绩比例通常不足课程成绩的一半。因实践场地受限、师资力量不足,导致教师对实践课学生的管理难以到位,学生有没有操作、操作过程和结论有没有错误,教师难以辨别,只要学生上了实验课,实践考核就算通过。实践考核成为学生最容易通过的项目。 二、我院应用电子技术专业实践教学的改革探索与实践 (一)实践教学体系的改革 在专业建设中,注重“以实践性、技能型为主”的培养目标,确立了“电子产品整机装配、调试、测试技术,电路设计与pcb技术的制作技术,现代电子设备的维护技术”等三项专业核心技能。 在课程体系的建设中,以核心技能课程为主线,设置专门的实践技能课程,设立了电子产品生产工艺与实训、电子测量与技能训练、现代电子设备维修、电路设计与制板protel、autocad、智能仪器仪表的使用与维护等实践技能课程。 在实践技能内容的安排上,将实践内容分配为基础技能、专业技能、综合技能和创新技能等几个层次,建立一个与专业方向和培养目标紧密相关的、独立的实践教学体系,建立从基础技能训练到专业技能训练、综合技能训练、创新技能训练的循序渐进的实践教学模式。 (二)实践教学基地建设的改革 改善、更新原有的电工基础、电子技术实验室,增加电子仪器设备的品种;新建电子工艺设计制作实训室、电子综合实训室、创新实验室;开发仿真实验室,优化校内实践教学的资源配置,为学生提供了更多的动手操作场所。 注重校外实践教学基地建设,在步步高、广州瑞通千里激光设备有限公司、旭?光电科技有限公司等多个电子类企业建立了校外实训基地,使学生在毕业前能够直接参与实践工程项目,以缩小学校教学和实践工作的差距,加快学生适应社会、服务社会的进程。 (三)实践教学方式及手段的改革 1.实践教学内容的转化。将原有的验证性实验向综合、设计实训转化,如将“串并联电路分流、分压关系的验证”改为“串并联电路的连接及测试”,“日关灯电路的测试”改为“日光灯的安装与测试”等;大幅度增加实训项目内容,如“元器件的识别与检测”、“印制板的设计与制作”、“直流稳压电路的设计、制作与调试”等等。这些实训项目的改革,强化的不仅仅是实践教学的手段,更主要的是将理论知识及时转化为实际的技能。 2.改革实训主导地位。从“教师讲解、演示为主,学生动手为辅”的实践教学方式变革为“学生为主,教师指导为辅”的实践教学方式。以专业知识的转化和实践技能的掌握为目的,鼓励学生实训过程的多样化、实训结果的规定性和独创性结合。如:在“稳压电源电路设计、制作”的实训中,只给出“将220v/50hz交流电压变换为输出6v稳定直流电压”要求,由学生自我完成稳压电源电路的设计制作。学生可以采用分立元件设计、也可以采用集成电路设计;可以是固定的6v直流电压输出、也可以是包括了6v的可调直流电压输出;可以是先仿真再进行实物制作,也可以直接进行实物制作;可以采用万能板安装制作,也可以自制印制电路板后、再进行安装制作。不拘一格的实训过程,调动了学生的学习热情,提高了学习积极性。 3.仿真实训与真实实训的结合。对于较复杂的实训项目,训练学生将专业知识与计算机软件、计算机操作相结合的本领;即复杂的实训设计制作项目,先运用protel、autocad、multisim7等软件进行设计仿真,得出最佳结果时再进行实际制作。通过“电脑设计-仿真-改进设计-制作-完善-创新”这种仿真实训与真实实训相结合的实践教学方式,可以缩短设计制作的时间,降低设计制作成本,提高电子电路设计制作的成功率,同时有利于学生将多门学科知识进行综合运用。 4.课堂教学与课外教学的结合。在课堂实践教学中,制定好各门课程的实训大纲,大幅度提高实践教学课时比例( 40%总课时),加大设立实训项目,合理安排实验、实训项目,使实践教学内容来自于课程理论,但又有所突破。鼓励学生自己构思、设计、完成实训项目,有效培养学生的创新意识,提高学生的操作能力。 采用开放实训场所的方式,学生可以在课余时间进入实训场所,完成自己设想的项目或需要巩固的技能知识;充分发挥第二课堂的作用, 将专业知识技能与电子竞赛相结合,积极组织学生参与各种层次的电子竞赛,使学生在竞赛前的培训和竞赛过程中,巩固和升华电子基础和专业知识,培养、训练学生的团队合作精神和创新意识;以学生的社会团体-电子协会为平台,在业余时间开展电子知识讲座、电子作品小制作、电子产品维修、学生优秀电子作品展、获电子竞赛奖励学生的经验交流等活动;不定期地聘请行业、企业的工程师、高级工程师进行阶段性讲课、讲座或实训指导,注重学校教学与实际工作的关联性和一致性;利用假期让学生去校外电子实习基地进行顶岗实习,由企业工程技术人员进行实践辅导,学生在电子企业可以直接参与实践工程项目,大大缩小了学校教学和实践工作的差距,真正做到学校教学与实际的衔接、扩展。 多方位、多渠道的实践教学,加快了学生适应社会、用专业知识服务社会的进程,有效地提高学生的专业技能和毕业之后的就业率。 (四)实践成绩评定的改革 采取实践教学单独考核、实践项目分项考核、竞赛成绩列入考核(创新考核)、实践项目和实训报告综合考核等手段,加强实践教学的管理力度,使之对实践课教师和参加实践课程的学生都起到促进、提升的作用。 实践项目分项考核的具体做法是:根据不同阶段和不同实训项目的内容要求,对学生进行逐个现场操作测试评分。实训报告考核的主要内容:条理是否清楚,实训的内容、测试方法、实训结论、改进创新方法等是否齐全。创新考核是指根据学生参加各种层次电子竞赛的情况(完成情况、获奖名次等),进行不同的加分。 三、我院应用电子技术专业实践教学改革成效 (一)教师开发实训项目、编写实践性课程教材的能力和水平大大提高。近年来,我院教师编写出版的实践性教材有:电子产品生产工艺与管理、multisim7.0仿真设计、电热电动器具原理与维修、单片机原理及应用、电子技术基础实验指导书和实验报告等;其中,由我院教师主编的实践性教材《电子产品生产工艺与管理》入选为国家级“十一”规划教材,并获江西省高校科技成果奖,获江西省普通高校优秀教材二等奖,获全国电子信息类高职高专优秀教材二等奖。 (二)学生积极参与全国和江西省的各类电子科技竞赛活动,并获得较好的成绩。近年来,学生参加江西省及国家级各种电子竞赛获得多项奖励:其中12人获得一等奖、25人获二等奖、29人获三等奖,2次获团体三等奖,1次获团体第3名。 (三)毕业生的就业率高,受到用人单位的好评。由于毕业生的动手能力强、团队合作意识好、专业素质高,使毕业生的就业情况良好,近年来就业率均在90%以上,且受到用人单位的好评。 四、结束语 高职实践教学的改革是一项长期而艰巨的任务。随着我国经济建设和科学技术的不断发展、教育改革的不断深化,高职实践教学改革的步伐必将更加坚实。 电子技术专业论文:高职机械类专业《电工电子技术》课程教改探析 论文关键词:高职机械专业 电工电子技术 教学改革 论文摘 要:根据高职机械类专业电工电子技术课程教学中出现的问题,针对高职学生的特点,从教学内容的选取,教学方法、教学手段、考核方法的改革,理论与实践更好的融合等方面进行了分析、总结。 电工电子自问世以来,已经延伸到社会的各个领域,机械类产品也慢慢的过度为机电一体化产品的方向发展,社会对机械工人的要求也从机械类单一工种,转变为机电类复合人才的要求。因此,电工电子已经成为机械类专业的一门重要的基础课程,而且是一门理论性和实践性都非常强的基础课程,本文针对应如何使非电类机械类专业的高职学生在学习“电工电子技术”上,既能够满足专业和职业能力的需求,又不是像本科教育那样,立足打好深厚基础。根据高职学生的特点,重点以实践、应用为主线来进行教学改革。 1 存在的问题 (1)理论与实践脱节。传统的教学方式是理论教学与实践教学是分开的,而且理论知识往往过分追求教学内容的系统性与完整性,这就忽视了“电工电子学”作为应用学科的实用价值,使学生缺乏明确的学习目标,难以理解课程的目的和意义,不但给学生的学习造成很大困难,也影响了教学质量的提高和应用性、技能型人才的培养。 (2)教学方法陈旧古板。教学方法基本上采用“老师讲,学生听”的灌输方式,有些教师对新的教学方法和手段不熟悉不适应,课堂教学讲得过多过细,缺乏新意,没有留出足够的时间供学生思考回味。此外,课后作业过多也使学生无暇思考,这样导致学生始终处于被动状态,无法激起学习的兴趣和热情。 (3)考核方式单一,内容片面。电工电子学”课程的考试方式采用闭卷笔试,内容主要是理论知识。这样既不利于学生对知识的全面掌握,又不符合高职学生的特点。 2 改进措施 (1)课程整合和优化。 打破学科体系,改革课程设置,实施课程内容的简约、集成与重组,体现出高职教育的特色。以实际应用能力培养为主线,精减教学内容,去除理论推导、证明、验证内容,注重技术重现和技术实现。 实现做中学,弱化过深、偏难的理论,突出知识在专业中的实际应用。以适用、实用为原则,优化知识技能结构,形成与应职岗位相一致的教学内容。从应职岗位需要出发,将各课程的知识与技能有机地结合起来,增加实用性和针对性,删去一些与今后工作关系不大的枝节。例如,很多教材大篇幅讲解二极管如何形成单向导电性,三极管内部载流子的传输情况。而在实践中,只有从事专门研究的人员,才可能用到这些原理知识,对于以培养应用型人才为主的高职学生,重点应该放在二极管、三极管的作用,如何判断二极管正负极,三极管的标号及管脚判别鉴定,如何通过参数来选择二极管、三极管的型号等内容上。对于电子电路应强化集成电路方面的内容,特别是集成电路的应用。对难度较大,求解过程复杂的例题、习题进行删减。 (2)加强与专业方向的对接。 大部分机械类专业均开展了电工电子课程,但专业方向不同,学生所需知识的侧重点也有所不同。电工电子是专业基础课程,一般在大一第一学期就开设了此课,学生对专业的认识还不够了解,教师给不同专业的学生上课时,授课内容既要注意与各学科专业基础知识的衔接,又要兼顾与后续课程的联系。并且课程内容按不同专业编排,采用灵活的组合方式,以适应不同学科、不同学时和各层次学生对课程深度和广度的要求。比如,针对数控类专业,教师可以结合数控机床的定位系统,讲解数字电路中数模、模数的转换;针对汽车专业,教师可以结合汽车测速装置的工作原理,讲解计算器的功能。 (3)课堂教学方式灵活多样。 高职学生基础相对薄弱,教师应根据学生的实际水平,对基础知识、基本内容和重点内容精心组织,运用多种多样的教学方法,如比喻法、类比法、启发质疑法、讲练法、实验演示法,使学生能克服厌学心理,鼓励帮助学生树立自信心,提高学生的学习兴趣,促进求知欲。对于理论性较强的内容,教师要耐心对待学生,引入各种案例,多讲多练,反复强化重要的知识,不讲则已,讲的就务必使学生掌握。 (4)充分利用现代科技,拓宽教学手段。 抽象的电工原理讲解起来容易觉得枯燥乏味且生涩难懂,如电介质的极化、电容的充放电等,若能合理巧妙使用辅助教具,往往能收到事半功倍的效果。教师可以通过教学录像,直观的实物模型和幻灯片、投影,生动详尽、图文并茂的教学课件,让学生学习起来兴趣盎然,使教学过程缩短时间,尽可能增加信息量,开拓学生视野,进一步深化了对基础理论的掌握。为了适应目前既要减少教学时数,又要增加课堂信息量的教改形势,同时培养学生学习主动性,提高自学能力,充分利用网络资源教学是最有效可行的方法之一。在校园网络上向学生提供电子教案、网络课件等网络教学资源,利用网络进行答疑,接收学生反馈意见,更好地与学生交流。学生可以利用网上试题库,在网上随时进行自检自测。我们目前已具备的资源有:电子教案、多媒体课件,网上实验室、精品试卷、习题库等,极大地提高了学生的学习兴趣。在理论教学中引入eda技术,来改善教学质量,使理论分析得以验证。对于一些比较抽象的内容,教师用语言不易描述,学生也难以理解,还有许多电工电子的概念需要通过实验以阐述和验证。在课堂讲解内容涉及需要实验演示电路时,调用事先建立的eda电路文件进行现场演示,不但提高了教学效率,而且降低了教学难度。例如,在讲解基本放大电路的静态工作点对输出波形的影响时,要通过实验来加以验证。实验教学中引入eda技术,可以解决三个方面的问题:一是实验信号存在时间过短,用常规仪器往往很难观察得到,借助eda技术,可以方便观察;二是在电工电子实验中,将实验任务布置给学生,让学生先进行理论设计,然后按照设计要求进行计算机仿真设计,完成仿真设计后,再在实验室按照仿真电路装配实际电路进行测量;三是可以进行虚拟的仿真实验,根据教学内容和专业要求,联系生产实际提出简单的设计题目,让学生进行理论设计,然后在计算机上完成仿真实验,检验和完善自己的设计作品。 (5)理论教学与实践教学相结合。 电工电子技术是一门基础学科,也是一门应用学科,学生不仅要掌握必要的理论知识,而且还要把这些理论灵活应用于实践中。但是学生到工业、企业中实践的机会很少,从而无法了解工业、企业中是如何进行具体工作的。 为此,在教学中,每章都从最基本的应用实例出发,由实际问题入手通过技能训练引入相关知识和理论,由实训引出相关概念及相关电路。首先是教师提出学习的内容、目的、要求及其他相关事项,学生自主学习有关内容,再通过自己动手做的方式来加深对所学知识的理解,同时获得相关技能的训练。这种在教师指导下,感性认识与理性认识交互进行,对学生自主学习起到良好的促进作用。教学所选实训项目应与机械专业建立联系,这样的学习方式会极大地激发学生学习理论的动机。 此外,实践教学场所按照职业活动环境来布置,突出其职业性的特点,同时,实践教学严格按照生产、建设、管理、服务第一线的现场有关规定,来强化学生职业技能训练和职业素质训导,着重要求学生要有一丝不苟、严格认真的工作作风。 (6)建立以能力为中心的课程考核体系。 改变传统的考核方式,强调考核学生的能力,实现课程考核向过程考核的转变。学生学习效果的好坏,主要取决于整个教学过程,与之相适应,考核也贯穿整个教学过程。提高学生的素质为考核中心,考试不再局限于闭卷一种形式,而是采用开放灵活的考试方法,包括开卷考试、课程论文、口试、实际操作、调查报告、综合考查等形式。不同内容采用不同的考核形式,如考基本理论采用闭卷的形式;考实训采用项目制作的形式,根据学生态度和动手操作能力,现场综合评定学生的实验实训成绩;对于综合分析和电路设计采用开卷的形式;平时的作业可以结合生产实际写课程论文和调查报告;使评分方式科学化。课程结业成绩由平时成绩、实验实训成绩、期末成绩(试卷)组成,为了充分调动学生全程参与学习,使学生把注意力转移到日常学习中,扩大平时成绩和课程测验的比例,具体是平时成绩占20%,课程测验成绩占40%,期末成绩占40%。另外,在平时测试和实验考核中,改革记分方式,实行实质性评价,一些考核按照abcd级制度评分,淡化分数,促进学生的全面发展。 注重考核反馈,现在我们在教学中往往注重考核,不注重反馈,其实考核的目的是要重视反馈,通过反馈来是学生了解自己的不足,使老师反省在以后的教学中如何讲解来是学生能够更好的减少错误,学生在反省中找到原因,改正错误。 3 结语 机械类专业的电工电子课程教学改革是一项长期的工作,经过多年的思考与经验积累已初有成果,在以后的改革中,是该课程更加的理论与实践相结合,更具有鲜明的特色,真正的实现做中学,快乐学习。切实减轻学生学习负担,提高学生的学习兴趣。 电子技术专业论文:高职院校机械类专业《电工与电子技术》课程教学改革探析 论文关键词:高职院校 机械类专业 电工与电子技术 教学改革 论文摘要:随着我国高等职业教育规模的不断壮大,提高职业教育的整体教学质量,培养真正高素质的技能型人才是我国职业院校共同关心的问题。本文以提高我国高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程教学质量为目标,探讨了该课程的教学改革。文章分析了目前我国高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程教学内容不太适合当前企业对人才需求状况的变化,论述了进行该课程教学改革的意义,阐明了该课程进行教学改革的目标。 《电工与电子技术》是大学机械类专业的专业必修课程,是学生由理论知识走向实践应用所接触到的第一门专业性质的课程[1],同时它是一门与机械设备控制紧密相关的课程,具有很强的理论性和实践性。目前我国大学机械类专业《电工与电子技术》课程内容主要包括直流电路、交流电路、电动机、变压器、常用低压控制电器、基本电气控制线路、半导体器件、模拟电路、数字电路、典型数字电路及应用等内容[2][3],基本按学科体系组织教学内容。学生对该课程的学习既有兴趣又有畏难情绪,普遍认为该课程学习难度较大,不容易学懂[4]。 随着科学技术的发展和企业对人才需求状况的变化,现今该门课程部分内容已不适应高等职业院校机械类专业学生学习,为减轻学生学习负担,激发学生学习兴趣,提高课堂教学效果,有必要对高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程的教学内容和教学模式进行改革,应用任务引领的教学理念对其知识内容进行重构与优化。 1.教学改革意义 1.1 高等职业院校机械类专业学生就业岗位主要包括机械加工设备的操作和维护,各种机电一体化设备的装配、调试和维护,以及其它与机械产品相关的工作。从高等职业院校机械类专业毕业生就业岗位对《电工与电子技术》知识要求方面考虑,对高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程内容进行重构与优化意义突出。 1.2 高等职业院校学生在学校学习时间一般不超过2.5年,学习时间短,学习任务繁重,对于在就业岗位上很难用到或根本用不到的知识点应该有所删减,这样能有效地减轻学生的学习压力,避免学生产生厌学情绪。因此对高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程内容进行重构与优化,更有利于学生掌握该门课程中在工作需经常用到的重点内容。 1.3 对高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程内容进行重构与优化,开展基于任务引领的课程教学改革,将教学单元划分成学生毕业后工作过程中可能碰到的具体工作任务,采用“理实一体化”的教学模式进行教学,可以激发学生课堂的学习兴趣、提高学习效率,收到好的教学效果。 1.4 对高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程内容进行重构与优化,也是由高等职业院校学生自身的理论基础决定的。随着我国高等职业教育规模的扩大,生源的减少以及高考招生比率的逐年升高,高等职业院校学生高中阶段理论课程基础越来越差,对理论知识的接受能力整体下降,让他们学习理论性过强的、且在以后的工作中很难用到的知识,是对课堂上绝大多数学生的不负责任。 2.教学改革目标 以培养高等职业院校机械类专业学生熟悉机械设备电气控制系统能力为主线,打破传统的《电工与电子技术》课程教学内容的界限,从认知规律和满足学生就业岗位的需要出发,对教学内容和实践环节进行整合与提高,达到基本的电工与电子技术知识的完备,同时突出机械设备中电动机控制和接触器、继电器等电气控制线路的理解和掌握。具体做好以下几方面的改革。 2.1 以能力培养为主线,构建独具特色的课程内容教学体系。以掌握基础知识、强化应用、培养技能作为教学的重点,力求达到以知识应用为目的,能力培养为主线。在教学过程中,以学生毕业后在工作岗位上能碰到的实际工作任务为基础,构建独具特色的课程内容,开展基于任务引领的课堂教学。 2.2 在课程教学过程中,采用“理实一体化”的教学新模式。为了提高教学质量,首先要促进学生提高学习积极性,把被动学习转变为主动学习、喜爱学习,如此方能有效提高教学效果,提高学生的学习效率。在高等职业院校教育教学改革进一步深入发展的过程中,本人根据自己多年的教学经验和体会,认为理实一体化教学方式是实践性较强的课程教学中的一种行之有效的提高教学效果的方法。这种教学方式能激发学生学习兴趣,提高学习积极性能收到事半功倍的教学效果。 3.结束语 对高等职业院校的课程进行教学改革,提高教学质量,是我国高等职业教育发展的需要。本文探讨了高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程教学改革。笔者抛砖引玉,从分析我国高等职业院校生源的实际情况、现有课程内容的设置、以及企业对人才需求状况等方面出发,讲解了教学改革的意义,提出了教学改革实施方案,重点讲述了教学改革的目标。当然,提高我国高等职业院校《电工与电子技术》课程的教学质量是一项长期而艰巨的任务,需要我们广大高等职业院校的教师共同努力。 电子技术专业论文: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本文由论文联盟//收集整理合刺激,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。 电子技术专业论文:浅析建筑行业内应用电子技术专业人才培养体系的构建 论文关键词:教育系统工程 空中乘务专业 人才培养 论文摘要:本文从专业人才需求出发,经过岗位分析,进行专业定位和人才培养模式选择,之后论述了建筑行业内应用电子技术专业人才培养体系的构建,实践表明课程体系、实训环境、教学团队三个方面的建设对人才培养质量的提高至关重要。 一、引言 教职成[2011]9号文《教育部关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》指出,要以科学定位为立足点,优化职业教育层次结构,构建现代职业教育体系,树立系统培养的理念,坚持就业导向,明确人才培养规格、梯次和结构,明确高等职业学校定位,促进学生全面发展,重点培养高端技能型人才。作为一所以建设类专业为主的高职院校,我院以服务区域经济和建设行业发展需求为己任,探索“依托行业,校企合作、工学结合”的人才培养模式,紧贴人才市场需求,铸造建筑特色的专业品牌。作为广东省第一大支柱产业,电子与信息技术产值连年提高,其中智能建筑电子产品市场需求旺盛,对楼宇智能化电子产品设计开发、生产、维修、技术服务人才的培养提出需求。这就要求我们以“工学结合”理念为指导,面向行业就业,对社会人才需求进行调研,科学定位专业人才培养规格,合理选择人才培养模式,改革课程体系,配备实践教学条件和教学团队,从而构建适合建筑行业需要的应用电子技术专业人才培养体系。 二、专业人才培养体系构建的指导思想 专业人才培养体系的构建需要从应用电子技术专业人才市场调研出发,根据岗位定位人才培养目标和规格,选择合理的人才培养模式,从而为人才培养体系的构建做好准备。 1.专业定位。在建筑行业,一方面智能家居市场需求旺盛,产品蓬勃发展,另一方面工程应用领域产品的技术性能尚处于开发改良阶段,调研表明毕业生主要去向在电子产品设计、样机制作、调试维修、生产线产品制程技术指导、质量成本控制等岗位。依据“工学结合”关于职业教育能力目标培养的理念,针对这些专业工作岗位,将其工作过程归纳出典型工作任务,主要包括:产品方案选择、电路原理设计、控制编程、电子线路制作、调试、测试、文件编写等。因此应用电子技术专业人才培养方案规定要面向智能建筑电子产品设计与生产应用第一线,培养从事产品设计、生产、维修和技术服务工作,具有扎实的电子电路基础理论知识和分析能力,具有电子线路设计与产品制作工艺实践能力,能够胜任智能建筑电子产品的工程应用、安装调试、维修等工作的高素质技能型专门人才。 2.人才培养模式。人才培养模式是为了实现培养目标,在培养过程中采取的构造样式和运行方式,包括专业设置、课程体系、教学设计和教育方法等方面。作为建筑行业的应用电子技术专业人才培养,我们采用“411”模式,即第1~4学期完成支撑专业核心能力的理论基础知识的学习和各专项技能的训练,第5学期通过生产实习、智能建筑电子产品设计与制作、专业证书考证训练等综合课程形成专业能力、方法能力和社会能力;第6学期到企业顶岗实习,完成职业素养的全面形成。在人才培养的各个环节当中,从实际工作岗位出发,理论知识够用为度,重视理论前沿新知识的传授和技术的拓展,实践技能培养方面构建虚拟真实的岗位工作环境,通过真实项目设计教学内容,运用行动导向教学方法,使得电子产品的设计、制作、维修、技术服务等能力逐步形成。 三、人才培养体系的构建 明确专业定位和专业人才培养模式之后,我们重点从改革课程教学体系、设置实践教学环境、教学团队建设等方面构建人才培养体系,完善应用电子技术专业“工学结合”人才培养模式的内涵。 1.课程教学体系的改革。根据专业设置,结合往届毕业生顶岗实习反馈信息,以及各类电子设计大赛和技能竞赛情况,我们认为需要提高学生在电子产品装配工艺、质量检测、成本控制方面的能力,加强pcb制造方面的动手操作能力,了解smt技术工艺,因此结合专业定位和企业岗位实际调研制订课程体系改革重点:在专业课程中设置针对电路分析、设计、pcb绘图、样机制作、编程与调试、测试测量等技能的教学,以及积累电子产品工艺的设计和管理经验,如电子产品表面贴装(smt)工艺、pcb制板等内容。针对产品设计工作过程中软硬件设计、pcb绘图、样机制作、测试,将专业课程体系划分为专业理论基础知识课程、专业核心能力平台课程、专业综合能力形成课程和专业知识技能拓展课程,共26门专业课程,其中4门集中实训课,占总学时60%以上。包括电路基础、模拟电路、数字电路、c语言程序设计、检测与控制技术、单片机原理与接口技术等专业理论基础知识课程,电子cad、电子测量与仿真技术、单片机应用设计、电子基本技能实训、电子产品装配工艺实训、电子线路应用实训、单片机原理与接口实训等专业核心能力平台课程,以及生产实习、智能建筑电子产品设计与制作、专业证书考试训练、顶岗实习等专业综合能力形成课程,在专业知识技能拓展方面开设电气控制与plc应用、集成电路应用、高频电子技术、电力电子技术、eda技术、智能卡技术、vb程序设计、建筑设备智能控制等课程。在课程的微观教学设计上,运用行动导向教学方法使学生在项目任务完成中形成能力,掌握知识。例如在《单片机应用设计》课程中从开发仿真到模仿真实产品项目开发,在电子产品开发的真实工作环境中学习单片机开发、测试工具设备、加工手段的选择和运用,在教学实施过程中模拟企业真实项目任务开发的组织形式将学生分组,为学生分配角色,培养团队协作精神。 2.实践教学环境构建。为满足教学体系中的实践环节,配置专业实践条件和环境,包括电子技术应用实训室、电子加工工艺实训室、电子创新设计实训室和电子材料室。电子加工工艺实训室主要承担表面贴装(smt)加工工艺实训、pcb线路板制作工艺实训和电子线路应用实训。配备的设备有:数控电路板雕刻机、热转印线路板制作机、腐蚀机、沉铜器、手动焊锡膏丝印机、真空吸笔、再流焊机、放大镜和热风拆焊台等加工与返修设备。通过实践培养pcb板制作、smt贴装等工艺技能,另外可满足教科研和学生课外兴趣制作项目中的电路板加工。电子创新设计实训室主要承担单片机原理与接口实训、电子线路应用实训、智能建筑电子产品设计与制作,配备有计算机、单片机和fpga实验箱、仿真软件(proteus),可使电子产品创新设计过程中的测控应用电路设计和编程在计算机仿真软件环境中得以验证,从而加速产品开发和节省材料成本。同时可支撑电子测量与仿真技术、电子cad、单片机应用设计、检测与控制技术、eda技术、智能卡技术等课程。另外该实训室是教学科研项目设计、大学生电子设计竞赛、职业技能大赛、科技文化创新活动、课外兴趣制作的主要平台。电子材料室主要支撑应用电子技术专业开展的实训教学项目,储备电子元件材料,库存系列阻值的电阻、电容、二三极管、ic芯片、及各种接插件等。实践教学体系构建的主要特色是从人才培养模式出发,结合相关专业课程,以专业人才实际动手能力的培养和工艺设计管理经验的积累为目的,为教学提供实践环境,注重在职业环境中培养学生道德素质,使学生在学习中完成角色的转变,以工学结合的模式为学生搭建通向企业职场的桥梁。 3.教学团队的建设。教学团队的建设是专业内涵建设的保证,是提升人才培养质量的着力点。现阶段职业教育的模式要求教学团队成员根据经济建设和社会发展需要不断地研究新情况,更新教育教学理念,整合教学资源,深化专业与课程改革,加强“双师”素质的养成。因而我们注重教学团队在知识结构、工程项目实践以及教科研等方面的进修、培训、提高,为人才培养质量打造优质教学团队。 以职业教育理念为指导,通过科学的调研和专业定位,合理地选择专业人才培养模式,主要从课程体系、实训环境、教学团队三个方面构建了适于建筑行业发展的应用电子技术专业人才培养体系,该体系从岗位工作过程出发,全面培养学生的专业能力、方法能力和社会能力,在提高人才培养质量方面收到良好的效果,例如学生在各类电子设计竞赛中多次获奖,学生在职业资格证书考试中通过率达到96.61%,毕业生的就业率逐年提高,2010、2011两年就业率均达到98%以上,毕业生受到用人单位的好评。 电子技术专业论文:论汽修专业应加强信息电子技术的培养 摘要:本文分析了目前信息 电子 技术在汽车中的大规模应用,研究了汽车维修行业应加强维修技术人员对信息电子技术的培养。 关键词:汽车维修 信息电子技术 技工 0 引言 随着汽车 工业 的飞速 发展 ,汽车维修行业发生了巨大的变革。一是维修从机械与电器的简单维修发展到电、机、光、液一体化的复杂高科技维修,而这些都是基于信息电子技术之上的;二是从过去的国有汽修 企业 单一经营到以股份制为主的多种 经济 成分的 现代 汽修企业经营;三是在用工与报酬上已经改为择优招聘、多劳多得的方式。面对以上变化,汽修技工必须认真分析当前汽修行业的维修技术需求与发展水平,找出关键——强化信息电子技术在汽车维修领域的应用——解决汽修实际问题,成为自己的专长;企业择优录用,实现顾客、企业、员工的三赢。因此,在汽车修理行业应加强维修技术人员的信息电子技术的培养。 1 信息电子技术在汽车领域的应用 目前,汽车信息电子技术化已经被公认为是汽车技术发展进程中的一次革命。信息电子技术的应用程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志;汽车制造商认为增加汽车信息电子设备的数量、促进汽车信息电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。据统计,从1989年至2008年,平均每辆车上信息电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由16%增至40%以上。一些豪华轿车上,使用单片微型 计算 机的数量已经达到53个甚至更多,电子产品占到整车成本的50%以上,目前信息电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统中来。 汽车信息电子产品可为两大类:①汽车信息电子控制装置,包括动力总成控制、底盘和车身电子控制、舒适和防盗系统;②车载汽车信息电子装置,包括汽车信息系统(车载电脑)、导航系统、汽车视听娱乐系统、车载通信系统、车载 网络 等。具体汽车电子各分系统的构成如下示意图。 由于汽车上的电子电器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。通讯线路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。由于使用了计算机网络化的设计思路,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。而这一切都归功于信息电子技术尤其是总线结构的发展。 当前汽车电子技术发展的方向向集中综合控制发展:将发动机管理系统和自动变速器控制系统,集成为动力传动系统的综合控制(pcm);将制动防抱死控制系统(abs)、牵引力控制系统(tcs)和驱动防滑控制系统(asr)综合在一起进行制动控制;通过中央底盘控制器,将制动、悬架、转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接。控制器通过复杂的控制运算,对各子系统进行协调,将车辆行驶性能控制到最佳水平,形成一体化底盘控制系统(ucc)。 由以上事实分析可知,信息电子技术在汽车领域已经大量使用,作为新时代的汽修技术人员,必须掌握新兴的信息电子技术才能在未来的汽车维修领域发挥更大力量。 2 对汽修技工进行新兴信息电子技术培训方案的可行性研究 汽修技术本身是一门综合性很强的技术。不同车型故障不同;同一车型不同时期的故障不同;同一故障在不同的路面上的反映不同。要诊断和排除故障,必须具有较强的综合分析判断能力。汽车的设计,制造是经过很多专家共同研究试制改进到定型制造出厂的,是集体指挥的结晶;而维修时则是一个人找出问题、分析问题并解决问题的过程,是个体行为。加上维修单位,没有比较先进的检测设备,要在简陋的环境下解决复杂的疑难问题,这就要求维修技术人员的维修技术相当过硬。针对汽车维修行业技术人员的文化知识水平普遍不高的现实情况,对他们进行行之有效的、有针对性的新兴信息电子技术培训,就成为提高汽车维修技术水平的必然选择。现在就以发动机管理系统为例,进行信息电子技术培训方案可行性的讨论。 首先要掌握电子计算机使用技术。随着信息社会的发展,电子计算机为主的高科技术在汽车上应用越来越多。电控汽车是汽车的主导产品和发展方向。因此,汽修技工必须要掌握电子计算机使用技术,会用电子计算机查找维修资料、检测故障代码、寻找故障排除的手段、网上技术咨询和网上修车等。而这一切均依赖于新兴信息技术培训。因此信息技术培训可以采用多种技术方式尤其是结合修车查找资料等网上作业进行实际的操作演练。这样迅速提高维修技术人员的技术水平,因此可以大大调动他们的积极性与实际维修效果。比如下载某发动机管理系统的相关程序。可见,对汽修技工进行信息技术培训是必要的也是可行的。 其次要掌握好较为全面的电子技术,包括模拟电子技术,数字电子技术,单片机原理与接口技术,传感器技术等,这些都依赖于电子技术培训。 ecu是 英文 单词组合缩写,意为“电子控制单元”,简要的说就是车载电脑。现在很多轿车发动机大都用电子燃油喷射系统,其中有一个形似方盒子的控制元件就叫“ecu”,简单地说,ecu由微机和外围电路组成。而微机就是在一块集成芯片上集成了微处理器(cpu),存储器和输入/输出接口的单元。所以ecu就是单片微型计算机(简称单片机)。 发动机管理系统就是以单片机为核心,把各种检测器或者传感器采集来的各种信号(比如进气量,项位角等)进行相应的模拟/数字技术处理通过总线传送到单片机(或ecu)里,然后在经过相应的程序控制与数据处理,从而产生相应的控制信号,指定执行机构进行相应的操作(加大节气门开度)。 现在一些中高级轿车上,不但发动机上应用ecu,在其它许多设备上都可发现ecu的踪影。例如刹车防抱死制动系统、4轮驱动模式转换系统、电控自动变速器、主动悬架调节系统、安全气囊系统、以及多向可调电控座椅等都配置有各自的ecu模块对其进行控制。运用修车的现场实例加以指导与讲解,经过事实检验,学习效果相当好。 再次要具有对故障的综合诊断与排除的能力。汽车电控技术设计人员,在进行汽车 电子 控制系统设计的同时,增加了故障自诊断功能模块。它能够在汽车运行过程中不断监测电子控制系统各组成部分的工作情况,如有异常,根据特定的算法判断出具体的故障,并以代码形式存储下来,同时起动相应故障运行模块功能,使有故障的汽车能够被驾驶到修理厂进行维修,维修人员可以利用汽车故障自诊断功能调出故障码,快速对故障进行定位和修复。因此,从安全性和维修便利的角度来看,汽车电控系统都应配备故障自诊断功能。 依据故障自诊断功能配合相应的解码器,方便的查找出故障的原因所在而不在单单依赖原始经验积累。因此,信息电子技术培训可以大大提高综合诊断与排除能力。经由邯郸北方汽车维修总校教具模型开发部提供自主研发的bf8系列智能电控汽车模型40套(涵盖欧、美、日各大主流车系),又有完好的汽车整车30余台供学生实践所用,学员的综合诊断与排除能力大大提高。 3 追踪汽车行业新技术的应用 以汽车安全系统电子技术改进汽车安全性能的 发展 为例,看看汽车行业新技术的应用。据strategy analytics公司的市场研究报告指出,汽车安全系统是汽车电子领域增长最强劲的需求之一,年平均增幅达到25%以上。杜邦汽车最新调查表明,大部分用户认为最需要考虑的问题是汽车的安全性,它比汽车性能、车载娱乐和燃油效率都更重要,安全气囊和abs有望成为标准配置。visteon的研究也表明:安全性是汽车消费者最关心的问题。 renesas对中档轿车的研究揭示:国外1996年就将安全气囊作为标准配置,从2002年起国际上已经将两个乘客测知座椅、预紧式安全带和传感器系统与安全气囊一起作为标准配置,到2006年预紧式安全带和传感器系统将增加到4个,传感器系统更是大幅度增加以提高冲撞检测能力并提高乘车的稳定性,从而有可能构成统一的安全气囊 网络 。 由此可见,以信息电子技术为核心的新技术已经甚至更快的步伐在改变着传统的汽车行业,已经大大提升了汽车的各个方面的性能。 综合以上分析,信息电子技术目前已经在汽车领域大面积推广使用,未来会发展更快,针对汽车维修人员技术含量不高的现实,汽修专业应加强信息电子技术的培养,以追踪高新技术在汽车领域的应用。为了为顾客提供更好的服务质量,为了更好的提高汽车维修 企业 的整体实力,为了实现更好的个人理想,努力实现顾客、企业、人员的三赢局面都依赖于加强信息电子技术的培养,因此汽修专业应加强信息电子技术的培养! 电子技术专业论文:职业学校电子技术专业课教学方法新探 伟大的教育家陶行知先生提出“手和脑在一块儿干,是创造教育的开始;手脑双全,是创造教育的目的。”客观分析传统电子技术专业课教学模式存在的弊端,阐述“项目引领、任务驱动”理实一体化教学方法的特点,积极探索理实一体化在电子技术专业课中的应用实践,并进一步表明了理实一体化教学方法在电子技术专业课教学中所占的优势。 一、传统教学方法的不足 近几年来,随着高中阶段普及程度的提高和高等教育大众化步伐的加快,中等职业教育学生的差异性越来越大,生源质量严重下滑。大部分学生的认知特点是形象思维长于逻辑思维,实践学习长于理论学习,动手能力长于动脑能力,学生学习兴趣不高、学习习惯较差。然而,大部分职业学校的教学内容仍分成三大模块,即文化课模块、专业课模块、专业实训课模块。很明显,传统的教学方式将知识划分明确,内容相对独立,有利于学校统一安排课程及教学管理,但这种教学方式存在着许多弊端。它将理论知识与实践操作人为地割裂开来,具体表现在时间、空间上的分裂。即一般情况下,先学习理论知识,再进行实际操作,而且理论学习在教室进行,实训操作在实训基地进行。有时甚至授课者也被分离开来,理论由一部分教师承担,实训由另一部分教师承担。教学实践证明,传统课堂教学方法已经越来越不适应职业教育的发展要求,必须加以改革,否则,提高职业学校学生的全面素质和综合职业能力就是一句空话。 兴趣是最好的老师,采用有效的教学方式可以激发学生的学习兴趣。我在多年的电子专业课教学中不断探索,发现“项目引领、任务驱动”理实一体化教学是学习专业课的最佳方法。理实一体化教学法即理论实践一体化教学法。突破以往理论与实践相脱节的现象,强调充分发挥教师的主导作用,通过设定教学任务,让师生双方边教、边学、边做,丰富课堂教学和实践教学环节,提高教学质量。 二、“项目引领、任务驱动”理实一体化的特点 与传统教学方法相比,理实一体化教学法有如下特点: 1.“项目引领、任务驱动”理实一体化教学方法将学生应该掌握的专业相关知识和技能分成若干个项目,每个课题依据不同的知识点又分成若干个子项目,每个项目都有具体任务和技能要求。这样教学过程不再是单一的学科教学,而是瞄准目标、围绕项目的一体化教学。它引入现代培训理论,强调以学生为认知主体,学生在动手操作的过程中发现问题并在教师的指导下完成学习任务,加强了学生认知过程和能力的培养,克服了课堂教学的抽象枯燥的缺点,提高了学生的动手能力和创造能力。 2.“项目引领、任务驱动”理实一体化教学的过程,是讲解示范、实践操作、发现问题、提升技能的过程。职业学校学生大多数文化课基础差,分析和解决问题的能力较差,而定性的理解能力和模拟能力较强,对于看得见摸得着的知识很容易接受。采用“项目引领、任务驱动”理实一体化教学方法可以在理论与实践之间架起一座桥梁,使学生由被动接受变为主动认知。 三、“项目引领、任务驱动”理实一体化在电子专业教学中的应用 根据电子技术专业课程特点,将课程内容划分为:简单直流稳压电源的制作与检测、扩音机电路的制作与调试、函数信号发生器的制作、调幅收音机的组装与调试等不同教学项目,在各项目中又分为若干任务。每一个任务集中在一个时间段内,完成从理论知识到操作技能的全部教学内容。其中,扩音机电路的 转贴于论文联盟 // 制作与调试涉及各种放大电路的内容,知识点多,难理解,实践性强,是电子技术专业的核心项目。下面我以扩音机电路的制作与调试中的任务一:共射放大电路的制作与测试为例,谈谈“项目引领、任务驱动”理实一体化教学方法在电子技术专业教学中的应用。 根据电路的特点,能熟悉掌握电路的组成,整个任务安排在电子实训室进行,所有的理论和实践均围绕制作与测试这个任务展开。 具体实施步骤: 1.分组 将全班学生分成若干小组,每6人1组,焊接电路,小组成员由教师按能力和水平搭配,并选出一位学习能力强并善于组织的学生为组长。 2.分析、焊接共射放大电路 首先以组为单位,通过讨论分析出电路工作原理,老师总结并作补充。接着老师进行规范的符合工艺的示范操作,然后强调电路手工焊接的顺序及注意事项。在老师的指导下,学生开始规范操作,完成对共射放大电路的焊接,使学生对于共射放大电路各部分都有了一个完整的熟悉。 3.测试共射放大电路 老师在学生中间,从学生操作中老师能及时发现学生理论知识的缺陷,及时纠正学生在电路性能操作中的不规范行为,同时学生在测试过程时碰到问题要及时解答,以避免因问题的堆积而造成学生厌学、弃学现象。 4.分组竞赛 组内成员先单独思考,再讨论交流,为充分调动各小组的积极性,增强荣誉感,让各小组之间产生竞争,评出优胜小组,同时测试的过程也是考核学生的过程,教师组织测试的计时赛,检验学生知识和技能的掌握程度。 5.总结提高 学生写一篇共射放大电路制作与调试过程的实习报告。 6.交流评价 交流评价是“项目引领、任务驱动”理实一体化教学的一个重要环节,评价内容包括时间安排、活动态度、学习策略以及成果的创新和不足等。 四、“项目引领、任务驱动”理实一体化在电子技术专业教学中的优势 1.推动校本教材的改革 “项目引领、任务驱动”理实一体化教学强调动手教学,可以促使老师编写校本教材,将电子技术专业理论知识和实践知识融合在一起;或选用理论与实践配套教材,以满足理论和实践相融合的要求。 2.促进学校实训基地的建设 实训基地的建设是顺利实施实训教学,培养合格人才的保障,更是“项目引领、任务驱动”理实一体化教学所必备的。 3.加强师资队伍建设 理实一体化教学对教师提出了更高的要求,教师不仅要具备一定的理论知识,还必须具备相应的操作技能。它将激发教师不断学习新论文联盟//知识,使自己具有理实结合的教材分析及过程组合的能力和综合创新能力,以满足教学的需要。 实践证明,“项目引领、任务驱动”理实一体化教学是一种行之有效的技能型人才培养模式,强调以学生发展为本,锻炼了学生的动手能力、分析能力和解决问题的能力,教师重在考虑怎样“教”才能促进“学”,如何在理论教学时精讲、如何在示范操作时精讲、如何在反馈纠正时精讲、如何在理论教学时渗透实践操作的要点、如何在实践操作教学时强调理论知识等,都值得我们不断地勤于思考,善于总结。转贴于论文联盟 // 电子技术专业论文:中职学校电子技术专业课教学探析 摘要:电子技术应用专业培养目标是面向社会、服务社会、以就业为导向、适应社会对电子专业人才的需求。电子技术应用专业大部分课程以实际操作为主,使用电子测量仪器正确测量电子元器件是一项操作性很强的技能,所以本文以万用表测量电子元器件为例,来探讨怎样上好专业课,从而掌握实践课的操作技巧。 关键词:中职学校;实践操作;创造价值 中职学校培养目标是面向社会、服务社会、以就业为导向。在教学中要以实践为主,让学生不断总结操作经验,从而掌握实践操作技巧。 一、掌握基本专业理论来指导实践 专业课教学离不开实践,而实践要靠专业基础理论来支撑,教师在进行专业课教学时要注重理论和实践相结合。教师要有较新的教学理念、扎实的理论基础,过硬的教学基本功以及掌握国内外最新的电子技术内容。在平时的备课时要把先进教学理论、实用的技能及采用适合中职学生学习特点的教学方法和自己学科的特点结合起来,把握住理论是用来指导实践的,而不是长篇大论,做到精讲精练。中职学校要加强基础课的教学,课程教学必须服从市场需求,以培养学生适应社会、企业对人才规格的需求为依据。改变教学方式,以恰当的教学方法,针对学生的具体情况来教授学生知识,使他们的基础知识和实践技能能够适应社会及企业对人才的需求。比如:在电子技术学科当中有用仪表测量电子元器件的内容,在讲解该内容时,教师要把电子元件的一些基本理论知识讲精、讲透。同时,有必要讲解一些仪表使用的相关理论知识,如电压表、晶体管测试仪等仪器的正确使用,然后指导学生可以自己先寻找一些有关电子元件测试及相关仪器使用的资料。这样学生就有了充足的、扎实的理论知识。教师此时再向学生授课并进行实践操作,学生接受知识的速度会比较快,而且其掌握的知识也比较牢固。同时要求学生在学习知识过程中要专心、细心、耐心,不要急于求成,坚持刻苦练习,掌握电子技术的基本技能,培养自己动手创造能力,将会取得很好的效果。“系统学习”是掌握技能的重要环节,在老师的指导下运用自己掌握的理论知识去指导实践操作,通过实践操作积累了一定的经验,使学生对学习产生了比较浓厚了兴趣,激发他们的求知欲,从而使学生更加爱好这门学科。当然,理论的讲解要由浅入深,知识要一点一点地积累,因为他们毕竟是职业学校的学生,基础比较薄弱。比如:在三极管基本放大电路时,可以先把构成放大电路的基本元件,电阻、电容、三极管等元件的作用向学生讲解清楚,再向学生讲解放大电路的基本原理。这样学生就能很好地理解该知识点。比较系统地学习一些电子技术的理论知识,运用理论来指导实践,才能在专业理论的认识上产生一个飞跃。有了一定的、扎实的专业理论基础知识,才能不断提高学生分析问题与解决问题的能力,在专业理论的指导下,往往会举一反三,发挥他们的自身特点及创造能力。在学校如果学生的理论基本功掌握扎实,那么他的实践能力就会非常强,他们能根据自己所掌握的理论知识,去解决在学习中以及在实践中的一些实际问题,从而提高他们的理论知识及求知的欲望,激发他们去探索新知识,在实践中不断创新。 二、根据中职学生的学习特点进行教学 中职学生虽然基础知识比较薄弱,但是他们的动手能力比较强,而电子专业课特点是操作动手能力要强,所以正符合中职生的学习特点,我们就以这个作为切入点,多多以实践为主。一方面中职生往往不重视对理论学习,教师可以把相关操作所要用到的理论知识,做成动画形式或一种游戏形式进行直观教学。比如:在讲解基本放大电路时,可以把输入的交流信号和输出的被放大的交流信号以动画的形式,通过PPT演示出来。测量电子元件时,可以把测量的步骤以动画的形式展示给学生,这种动画资源在网络上可以找到,教师也自己动手亲自做,教学效果更突出、更直观。电子元件的好坏直接影响着电器设备性能的好坏,对其进行检测是不可缺少的环节,在测量时要经过几次循环的重复操作才能正确判断出元器件的好坏。这就需要学生要有较强的操作意识和意志,经过反复磨炼才能在操作中摸索出事物的规律,从而找出测量的技巧,为下一步的学习奠定基础。学生实践操作时必须遵守操作规范,培养其养成勤劳、认真、一丝不苟的操作精神,实践来不得半点虚假,而且必须有耐心。中职学校电子专业课教学注重的是实践教学,学生的学习也是以实践为主,所以,教师在教学中要把更多的时间留给学生,充分发挥学生的主体作用,让学生在实践中检验所学理论的正确性,也只有经过反复的实践操作,才能抓住操作的关键,总结经验从而掌握实践操作技巧。 三、加大专业课在实训室操作强度 电子技术这门学科在不断发展,其技术也在不断更新,我们国家也越来越重视其发展。我们中职学校在这门学科上的教师要时时关注其发展水平,并跟上其发展速度,在教学内容安排上要穿插一些最新的电子技术知识,使学生在学校学到的知识和技能不至于一走出校门就是落后的技术。所以学校的实训设施要基本保证与企业零距离对接,因为企业是生产的前沿,其技术水平也是最前沿的技术。同时,教师的教学理念、教学内容、教学方式也必须与社会发展相适应。加强学生在实训基地的操作力度,使其掌握相应操作技巧,才能适应社会快速发展的需要,适应企业的需要。教师教学的一切出发点是为企业输送合格的掌握一定技能的一线劳动者。这就要求教师也应该具有较强的操作能力,比如笔者学校在讲解电子技术课时,基本都是在实训室进行,尽量模拟企业真实的环境,所有的实训项目都与企业的真实产品相对接,使学生在实训时就有如在企业现场操作一样的感觉。为加强技能学习,激发学生学习兴趣,进一步培养学生的创新意识、创新能力和综合职业能力,教师还可以让学生制作一些和理论知识有关的小制作,如:手机电源充电器,小电风扇、小扩音机等。这样可以使学生学习到的基本放大电路的工作原理和实际的电路相结合,从而更深刻理解理论知识。当然技能的形成离不开理论的支撑,教材的选用也非常关键,在选用专业教材时,教师尽量选用最新、实用的教材。在实训方面争取做到教师和企业技术人员共同编写适合本学校本专业的校本教材及编写实训指导书,这样才能保证教学内容更符合企业的要求,更具有实用性,学生才能真正学到有用的知识和技能。比如:电子技术基础这门学科,教师可以和企业技术人员把它编写成项目式教学内容,把全书的知识点分成几个项目,每个项目要尽量和企业相关的产品相对接,使学生既学到相关理论知识,又掌握了该知识在实际当中的具体应用。这样,既充实了理论知识又掌握了相关技能。 四、通过企业实践增强技能 中职学生面对的主要是一线岗位,而电子技术专业从事的是电子电器类工作,其相关的技能熟练程度,对自身的发展有着极其重要的作用,因此,过硬的技能是将来为社会创造财富实现自身价值必备的“能量”。而电子技术专业特点需要的就是深入社会、深入企业去实际操作,那么,在电子行业都离不开电子元件,通过企业实践掌握其应用及具体的操作过程。同时为了上好专业课,教师可以聘请一些专家、企业技术人员为专业课的顾问,通过他们来拓宽教师和学生的视野,指导学生来如何掌握测量电子元件的技术,从而增强学生的操作技能。这样可以使教学内容更能接近企业的需求,更能掌握最新的专业发展及电子测量技术。比如:最新SMT技术、最新电子元件、最新焊接技术等等,都需要我们教师和学生要掌握新知识。教师与专家、技术人员要根据学校的情况及专业的具体特点,不断研究实践,及时增减教学内容,删减过时的教学内容,把最新的教学内容尤其实践操作技巧补充进来,并及时开发出适合本专业的校本教材。在课程设置中,要增加实训课的课时,增加学生在企业实践的机会,每个学校可以结合本校专业特点,增加专业选修内容。比如笔者学校把电器维修、机床电气维修等教学内容作为选修内容,拓宽中职学校专业方向和学生就业方向。专业课教学尤其电子技术专业课教学,要从课堂讲授型向实验实训型转变、向企业实践转变,使学生在学习专业课时从被动接受理论方式向项目型和任务型转变,带着任务带着问题深入企业。比如:学生到电子企业去实践时,亲自感受企业是怎样用仪器去检测电子元器件,工人师傅有什么样的技巧,有什么快捷简便的方法,提高学生对电子专业的学习兴趣。而随着科学技术的发展,电子技术也飞速发展,以前老式的电子制作工艺已经不能满足现代企业不断发展的需要,所以,教师及学生要定时深入企业,了解最先进的专业测量与制造技术。通过在企业的实践既可以使教师的实际操作技能水平有更大的提高,也可以使学生的操作技能有所提高,同时也使企业充分认识到中职学校是为他们输送合格的操作劳动者。中职教育的发展有利于企业的发展,校企两者的利益是共同的,这样,企业会积极主动地配合教师完成企业实践。教师通过与企业接触,知晓了哪些教学内容是教师必须交给学生的,哪些是最新的电子制作工艺,哪些技能是学生必须掌握的,增强了教学的实用性及学生培养的针对性。总之,中职学校专业课教学,要做到理论联系实践,充分发挥学生主体作用,激发他们的学习兴趣,激发学生的求知欲,加强实践教学,注重学生技能的培养,培养其专业特长。教学过程中多种教学方法,多种教学手段要相互配合,提高学生学习专业兴趣,激发他们的求知欲,学到一技之长以适应社会发展的需求。 作者:孙广江 单位:辽宁辽阳市第一职业技术专业学校 电子技术专业论文:电子技术应用专业中高职衔接现状 摘要: 从我国职业教育体系关于中高职衔接的政策背景出发,利用文献检索分析法对中高职衔接研究的发展现状进行分析,在系统调研的基础上,从安徽省实际出发,探讨了应用电子技术专业中高职衔接存在的实际问题。 关键词: 职业教育;电子技术应用专业;中高职衔接 一中高职衔接发展的政策背景 新中国建立后,在全国范围内设置的大批中等专业学校是构成现代职业教育发展的基础。20世纪80年代开始,职业教育开始兴起,中央就对中高职衔接工作从政策层面进行了引导与布置,制定了相应的文件与法律法规。主要纲领性的文件有:1985年5月,《中共中央关于教育体制改革的决定》中明确提出,“积极发展高等职业技术院校,要对优先招收中等职业技术学校毕业生以及本专业实践经验、成绩合格的在职人员入学。”这是我国职业教育第一次提出从中等职业学生中招收毕业生进入高职院校学习的开创新文件。1994年7月,《中国教育改革和发展纲领》实施意见第一次提出在不同层次的职业教育之间要相互衔接,为构建现代职业教育提下进一步明确了方向。1996年9月,《中华人民共和国职业教育法》第一次以法律的形势明确了职业教育与其他教育之间的关系,指出职业教育包括职业学校教育与职业培训,并和其他教育沟通、协调发展,推进中高职衔接的工作。1999年10月,《试行按新的管理模式和运行机制举办高等职业技术教育的实施意见》明确了招生对象主要面向当年参加全国普通高等学校统一招生考试的考生,也可招收少量的中等职业学校应届毕业生。由省招办统一择优录取。对招收相关或相近专业的少量的中等职业学校应届毕业生,其文化课和职业技能水平应由省级招生部门单独组织考试,并确定具体的录取标准,在一定程度上畅通了中职毕业生进入高职学习的上升渠道。2002年8月,《国务院关于大力推进职业教育改革与发展的决定》明确提出加强中等职业教育与高等职业教育,职业教育与普通教育、成人教育的衔接与沟通,建立人才成长“立交桥”。扩大中等职业学校毕业生进入高等学校尤其是进入高等职业学校继续学习的比例,适当增加高等职业教育专科毕业生接受本科教育的比例。适度发展初中后五年制高等职业教育;在高中阶段开展职业教育与普通教育相沟通的综合课程教育试验,建立中等职业教育与高等职业教育相衔接的课程体系。2011年8月,《教育部关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》提出到2020年形成现代职业教育体系和增强职业教育吸引力的要求,以科学发展观为指导,探索系统培养技能型人才制度,增强职业教育服务经济社会发展、促进学生全面发展的能力,就推进中等和高等职业教育协调发展提出了具体指导意见。2015年10月,《教育部国家发展改革委财政部关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》明确指出:促进与中职、专科层次高职有机衔接。建立与普通高中教育、中等职业教育和专科层次高等职业教育的衔接机制。 二中高职衔接研究基本情况 采用文献检索方法对中高职衔接研究进行分析。通过设计关键词“中高职衔接”、“中高职贯通”、“中高职一体化”、“中高职教育”、“中高职教课程衔接”、“中高职协调发展”、“中高职教育衔接”字段在中国知网数据库中进行检索,中高职衔接研究第1篇文献是2000年8月,上海职业教育研究所许英发表的《中高职衔接课程改革探索》。此后10年间关于中高职衔接研究处于低潮阶段,每年的教学研究文献趋于零,自2011年开始,中高职衔接的文献逐渐增加,这点与职业教育发展的新形势以及社会经济发展、国家政策支持密切相关,即《教育部关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》(教职成[2011]9号)文件的颁布,中高职衔接实施进入活跃期。图1是2000-2015年中高职衔接研究文献分布基本情况。从相关文献研究可以看出,尽管在全国范围内的职业教育发展很迅速,职业教育的在校生的规模很大,但是实际情况是中高职衔接还处于较低层次的水平,从中职升高职的比例一般都处于5%以下,这个数据与职业教育的规模是不适应的,中高职衔接研究涉及的主题包括:(1)衔接模式:对口高考模式、5年一贯模式、“分段贯通(3+2、3+3等)”衔接模式;(2)职业教育体系的衔接:学历教育与非学历教育衔接、中职与高职学历衔接、职业教育与普通教育衔接、职业前教育与职业后教育衔接、中职与应用型本科学历教育衔接;(3)专业名称衔接:中等职业教育专业名称(教育部2010版中等职业教育专业目录)、高职教育专业名称(教育部高等职业教育专业目录2004版)、应用型本科专业名称(教育部2012版本科专业目录)。(4)课程体系衔接:人文素质课程体系衔接、专业课程体系衔接、实践课程体系衔接、素质与能力培养体系衔接;(5)教学与考试评价衔接:课程标准的研究衔接、中高职教学评价一体化、职业资格标准体系;(6)人才规格的衔接:中低端技能型人才与高端技能型人才定位培养规格衔接; 三安徽省中、高职应用电子技术专业发展现状与衔接实际 (一)安徽省应用电子技术专业高职设置基本情况 根据统计资料,我省现有高职高专院校74所,其中,政府举办的28所,行业主管部门举办的23所,企业举办的7所,民办的16所。另外,有23所本科院校举办高职高专教育。[1]汽车工业、装备制造工业、优质金属材料工业、水泥及非金属材料工业、电子信息工业、农产品加工业、能源及煤化工业及生物技术工业是安徽省重点发展的八大支柱产业。应用电子技术专业作为电子信息类专业之一,是支撑安徽省电子信息类高技能型人才培养的主要专业点。我省高职应用电子技术专业(专业代码:590202)实际布点44个,电子信息类专业在校生规模55430人。根据目前高等职业学院招生的主要通道:第一是自主招生(约占招生数字的40%),第二是高考招生(约占55%),第三是对口招生以及技能优胜晋升(约占5%)。根据中国教育报最新报道,在全国范围内,中等职业学生的升学比例由2010年的9.19%上升到2014年的15.32%。根据调研,安徽省的实际情况是高职院校招收的中职毕业生的比例大致在5%左右。而中职毕业生通过高职教育继续上升到本科的几率更低。 (二)安徽省电子技术专业应用专业中职设置基本情况 我省现有电子技术应用专业(专业代码:091300)中等职业教育资格的学校共87所。安徽省布点分布如图2所示,合肥市、阜阳市、宿州市、六安市是电子技术应用专业办学专业设置数量大市。[2]由于存在接受与信任危机、吸引力危机与可持续发展问题,电子技术应用专业招生危机是存在的,多数中等职业学校的招生成为专业发展的重要考虑的问题。 (三)应用电子技术专业中高职衔接现状 安徽省中职生上升渠道不畅,目前高等职业院校招收到的中职毕业生比例在生源的10%左右。即使这样,通过高职两年的培养,来源于中职生通过专升本继续发展的几率很低,几乎接近零。整体在规模上可以说是高职教育的点缀,影响面小,中职生在高职院校的发展不理想。目前电子技术应用专业中高职衔接主要存在的困难和问题是:(1)相对于参加高考的普通高中生,中职生在精神面貌、纪律性、基础知识面、基本技能等方面对高职院校的吸引力偏低;(2)中职课程体系中的文化素质课程的设置(学时比例、课程内容的扎实性)难以满足高职对数学、外语的基本要求,学生的文化基础偏弱,高职学习的适应性降低;(3)长期以来中高职的管理模式的差异,中、高职专业人才培养方案自成体系,中职与高职割裂,缺乏交流;(4)专业课程内容存在重复、断层,课程内容的层次性、深度、广度缺乏合理设置;(5)中高职课程标准不统一、课程评价缺少区分度与层次性;(6)中高职衔接课程体系不成熟,平台+模块+创新创造的结构不完善,课程的一体化体系尚未研究与探索;(7)中高职各自专业办学都有自己的方向和服务区域经济的特点,人才培养目标各有各的特点,定位差异性较大,衔接的裂隙较大;(8)中职专业人文素质平台教育难以适应高职院校的需求;(9)应用电子技术专业面向行业企业类型复杂,不同类型的企业岗位特点各异,具体岗位工作任务差异化明显。各学校对人才培养的职业能力与合作或面向企业的性质、产品与设备相关。(10)教材问题,由于中高职分属不同学历阶段的专业人才培养,各自具有自己的教材体系,教材内容重合度、层次性、深度以及知识大广度上没有进行科学的衔接,学生的学习与教师的课程教学都存在一定的不协调;(11)中高职现有的课程体系一般是基于公共课-专业基础-专业核心-专业模块构建的课程体系,能力本位的职业教育思想不明晰。 作者:李双喜 游平 单位:安徽科技学院 安徽电子工程学校 电子技术专业论文:高职电子技术专业课程体系研究 摘要 以培养高素质技能型人才为目标,通过调研、探讨,通过分析典型工作任务与职业能力要求,基于工作过程构建了科学的课程体系;对课程体系的实施从师资队伍配置、实验实训条件、课程资源开发等方面提出了具体要求;为了保障人才培养质量,设计了教学质量保障体系。 关键词 高职;电子技术专业;课程体系;设计与实施 0引言 高职教育以培养高素质技能型人才推动国民经济快速发展为使命,在党和政府提出大力发展职业教育的背景下,以娄底职院骨干校建设为契机,我们组织团队研发了一套应用电子技术专业课程体系,并制订了相关保障措施。 1课程体系构建 1.1课程体系设计思路及流程 通过分析企事业单位电子技术类专业岗位群和实际工作任务,根据技术技能复杂程度,整合三大核心技能模块,构建基础课程通用化,专业技能模块化,核心课程项目化,融合国家职业技能鉴定标准与专业课程标准,职业资格取证替代课程考核结果的“项目导向、课证融通”课程体系。重点开发以真实电子产品为载体,按照“分层次、项目式、数字化”教学模式进行教学的,来自生产管理一线的,以任务驱动、项目导向、理实一体的课程。 1.2基于工作过程的系统化课程体系 通过分析典型工作务转化为行动领域、学习领域,设计学习情境,所设计的应用电子技术专业工作过程系统化课程体系构成图如图1所示。遵循“识岗—协岗—顶岗”的职业技能递进培养路径构建实践教学系统。统筹考虑、系统设计课内实践、集中实践、独立实践课程,按照由初学者、有能力者到熟练者的职业能力和职业素养习得顺序,遵循由浅入深、由低到高、由易到难的循序渐进的原则,突出专业实践教学,校内实训和校外实习的有机衔接,构建清晰的课证相融、训赛相通、产学相长的实践教学体系。 2课程体系实施的条件 2.1教学团队结构及配置要求 总体要求:教师配备标准:生师比应达到教育部规定的基本标准18:1。专业负责人不仅要有企业工作经历,深厚的专业功底,还要有很强的课程设能力,组织协调管理能力。主讲教师及专任教师应具有高校教师资格证,普通话水平测试达到二级乙等及以上,专业对口,全日制本科和研究生比例应达到30%以上,专任教师中高级职称教师占专任教师比例应达到20%以上,专业基础课和专业课中“双师”素质教师比例应达到90%。兼职教师要求:聘请3名行业企业专业人才和能工巧匠担任兼职教师。兼职教师专业背景应与本专业相适应,一般应具有中级以上职称,其中高级职称占30%以上;逐步提高兼职教师数占专业课与实践指导教师合计数的比例;兼职教师承担专业课教学课时达50%。 2.2实践教学条件 与相关企业合作,基于理、实一体,便于开展实践教学的原则,在学院组建了一个既可用于平常实验实训,又可用于生产性实验与实习的电子实训中心,包括PCB设计与制作、单片机与EDA实训等共15个专业实训室,同时还在湖南科瑞特科技股份有限公司、湖南联众电子科技有限公司等多个单位建立了校外实训基地。 3教学方法与教学质量保障体系构成 3.1教学方法与手段 依据课程特点,分别采用理实一体化教学、生产性实训、顶岗实习等教学模式,充分利用现代化网络信息技术创建的课程资源,采用翻转课堂教学方法,调动学生的自主学习积极性,培养锻炼学生的技术技能,为可持续性发展打下坚固的基础。 3.2教学质量保障体系构成 突出技能主体地位,企业参与,多方联动,制订专业教学质量标准体系,健全专业教学质量保障机制。积极探索有助于提升教学质量的教师、学生考核评价制度与方案,形成以“四度”为核心的学校、政府、企业、社会机构参与的多元专业教学质量评价模式。基于信息化管理的教学质量评价、考核评价与质量保障体系如图2所示。 作者:刘理云 单位:娄底职业技术学院电子信息工程系 电子技术专业论文:高职电子技术专业课程体系研究 摘要 以培养高素质技能型人才为目标,通过调研、探讨,通过分析典型工作任务与职业能力要求,基于工作过程构建了科学的课程体系;对课程体系的实施从师资队伍配置、实验实训条件、课程资源开发等方面提出了具体要求;为了保障人才培养质量,设计了教学质量保障体系。 关键词 高职;电子技术专业;课程体系;设计与实施 0引言 高职教育以培养高素质技能型人才推动国民经济快速发展为使命,在党和政府提出大力发展职业教育的背景下,以娄底职院骨干校建设为契机,我们组织团队研发了一套应用电子技术专业课程体系,并制订了相关保障措施。 1课程体系构建 1.1课程体系设计思路及流程 通过分析企事业单位电子技术类专业岗位群和实际工作任务,根据技术技能复杂程度,整合三大核心技能模块,构建基础课程通用化,专业技能模块化,核心课程项目化,融合国家职业技能鉴定标准与专业课程标准,职业资格取证替代课程考核结果的“项目导向、课证融通”课程体系。重点开发以真实电子产品为载体,按照“分层次、项目式、数字化”教学模式进行教学的,来自生产管理一线的,以任务驱动、项目导向、理实一体的课程。 1.2基于工作过程的系统化课程体系 通过分析典型工作务转化为行动领域、学习领域,设计学习情境,所设计的应用电子技术专业工作过程系统化课程体系构成图如图1所示。遵循“识岗—协岗—顶岗”的职业技能递进培养路径构建实践教学系统。统筹考虑、系统设计课内实践、集中实践、独立实践课程,按照由初学者、有能力者到熟练者的职业能力和职业素养习得顺序,遵循由浅入深、由低到高、由易到难的循序渐进的原则,突出专业实践教学,校内实训和校外实习的有机衔接,构建清晰的课证相融、训赛相通、产学相长的实践教学体系。 2课程体系实施的条件 2.1教学团队结构及配置要求 总体要求:教师配备标准:生师比应达到教育部规定的基本标准18:1。专业负责人不仅要有企业工作经历,深厚的专业功底,还要有很强的课程设能力,组织协调管理能力。主讲教师及专任教师应具有高校教师资格证,普通话水平测试达到二级乙等及以上,专业对口,全日制本科和研究生比例应达到30%以上,专任教师中高级职称教师占专任教师比例应达到20%以上,专业基础课和专业课中“双师”素质教师比例应达到90%。兼职教师要求:聘请3名行业企业专业人才和能工巧匠担任兼职教师。兼职教师专业背景应与本专业相适应,一般应具有中级以上职称,其中高级职称占30%以上;逐步提高兼职教师数占专业课与实践指导教师合计数的比例;兼职教师承担专业课教学课时达50%。 2.2实践教学条件 与相关企业合作,基于理、实一体,便于开展实践教学的原则,在学院组建了一个既可用于平常实验实训,又可用于生产性实验与实习的电子实训中心,包括PCB设计与制作、单片机与EDA实训等共15个专业实训室,同时还在湖南科瑞特科技股份有限公司、湖南联众电子科技有限公司等多个单位建立了校外实训基地。 3教学方法与教学质量保障体系构成 3.1教学方法与手段 依据课程特点,分别采用理实一体化教学、生产性实训、顶岗实习等教学模式,充分利用现代化网络信息技术创建的课程资源,采用翻转课堂教学方法,调动学生的自主学习积极性,培养锻炼学生的技术技能,为可持续性发展打下坚固的基础。 3.2教学质量保障体系构成 突出技能主体地位,企业参与,多方联动,制订专业教学质量标准体系,健全专业教学质量保障机制。积极探索有助于提升教学质量的教师、学生考核评价制度与方案,形成以“四度”为核心的学校、政府、企业、社会机构参与的多元专业教学质量评价模式。基于信息化管理的教学质量评价、考核评价与质量保障体系如图2所示。 作者:刘理云 单位:娄底职业技术学院电子信息工程系 电子技术专业论文:中职电子技术专业教学实践 【摘要】 在这个科技时代里,电子行业的发展已成为必然,而人才作为电子行业发展的保障,加大人才的培养有着重大意义。在中职电子技术专业教学中,要想为社会培养出专业的电子化技术人才,就必须对其教学进行改革和创新。本文就中职电子技术专业教学的创新及实践进行了相关的分析。 【关键词】 中职电子技术专业;教学创新 引言 在现代社会发展对人才要求不断提高的背景下,传统教学模式已经难以满足社会发展的需要了,教学改革已经迫在眉睫。对于中职院校而言,作为人才培养的地方,在电子技术专业教学中,要想培养出更多的人才,就必须加大教学改革、项目教学作为一种全新的教学方法,它充分体现了学生的主体地位,让学生成为了教学的主体,可以更好地激发学生的学习积极性和主动性,提高学生的专业能力。 1.中职电子技术专业教学创新的意义 中职作为人才培养的摇篮,在中职电子技术专业教学中,教学方法的好坏关系到了人才培养效果。就目前来看,中职电子技术专业教学依然没有摆脱传统教学模式的束缚,在教学过程中还存在重教轻学的现象,没有结合电子技术专业的特点来开展教学,忽视实践,进而造成了学生实践能力与理论脱节。电子技术专业是一门研究电子信息技术的学科,在电子技术专业中一味的强化理论教育是很难培养出社会发展所需要的人才。为此,要想培养出专业的电子化技术人才,就必须对教学进行创新,要彻底摆脱传统教学模式的束缚,在强化理论教育的同时,要注重实践教学,要重视学生的主体地位,不断激发学生的主动性和积极性,进而更好地培养学生的能力,促进学生的全面发展。 2.中职电子技术专业教学创新及实践策略 2.1教学观念的创新。传统教学模式下,教师占据着课堂的主导地位,学生一直处于被动的接受知识,很显然,这种观念下,学生的学习积极性会下降,进而影响到教学质量。教育体制改革背景下,要求教学注重学生的主体作用,而中职电子技术专业教学要想取得好的效果,就必须创新教学观念,要重视学生的主体作用,将“要学生学”转变为“学生要学”,让学生成为教学的主体,进而更好地培养学生的自主学习能力,促进学生的成长[1]。 2.2创设情境。让学生置身于一定的情境中可以更好激发学生的学习主动性,集中学生的注意力,探索知识,主动的去寻求问题的答案。为了提高电工电子技术课程教学的有效性,教师应当结合电工电子技术课程,创设科学、合理的情境来激发学生的学习主动性[2]。如,在学习电压、电流的测量的时候,我将班上的48名学生分成8组,给每组学生发一块MF—47型万用表,让学生进行电流、电压的测量,我先将相关要注意的事项向说声说明,然而让学生进行操作。在学生测量完成后,我将万用表进行拆卸,让学生观察万用表的内部结构,在学生了解之后,再进行组装。为了更好地方便学生掌握万用表的拆卸与组装,我利用多媒体技术,向学生进行万用表的拆卸与组装演示;在演示完毕后,让学生进行操作,我则在学生操作过程中给与指导,为学生解疑答惑。通过这样的方式既可以提高学生的专业应用能力,同时还能激发学生对知识的探究兴趣,让学生更好地投入到教学中来,提高教学的有效性。同时,通过多媒体技术,实现了图文并茂,声色兼备的效果,让学生掌握了专业的知识,让学生感受电工电子专业知识的好处。 2.3开启校企合作。校企合作是一种有效的教学方法,通过校企合作这个平台,学校可以安排学生深入到企业进行实践学习,让学生了解自己所学的专业的就业形势,进而培养出社会发展所需要的人才。同时企业可以利用学生的理论知识来更好地指导企业,为企业带来更好的效益。在中职电子技术专业教学中,要想提高教学的有效性,为社会培养出更多的人才,学校就应当重视校企合作。学校要根据电子技术专业来选择适合学生实践的企业,与企业建立联盟的关系,让企业去企业中实践学习,锻炼学生的实践能力和应用能力,让学生了解一些先进的电子技术设备,让学生熟练的操作电子设备。同时企业也可以通过校企合作这个平台,在学校选取优秀的人才深入企业,为企业服务,实现双向发展[3]。 2.4加强专业教师的培养。在教育改革背景下,尽管学生的主体地位得到了高度重视,但是教师的作用也是非常的重要。专业的教师可以更好地引导学生学习,让学生掌握专业的能力。故此,在中职电子技术专业教学中,必须注重专业教师的培养。首先,对现有教师必须进行专业教育,提高教师的专业教学水平和能力,强化教师的教学责任,进而更好地开展教学工作;其次,要对象引进有教学经验的教师,为电子技术专业教学提供保障。另外,学校还可以向企业聘请那些专家向教师进行专业教育,从而提高教师专业水平,拓展教师的眼界,进而更好地开展教学。作为教师自身,更要不断学习,提高自身的水平,为学生提供专业的解答,要以学生的发展为己任,进而培养出更多的人才[4]。 结语 综上所述,加强电子技术专业教学有助于培养专业的电子技术人才,推动我国社会的更好发展。而人才培养效果与教学方法有着直接的关联。故此,在中职电子技术专业教学中,必须加大教学改革,重视实践,教学要体现学生的主体地位,让学生成为教学的主体,要积极地开展校企合作,以此来提高学生的实践能力,进而为我国现代社会培养更多的人才。 作者:李春来 单位:江苏省滨海中等专业学校 电子技术专业论文:电子技术专业创新应用 【摘要】 随着社会的发展,应用电子技术在我国国民经济中的地位明显增高,电子行业的不断发展,我国经济发展正步入一个新的轨道,应用电子技术产业在其中起到了举足轻重的作用,推动了国民经济的发展和现代经济增长。在应用电子技术专业中,创新一个新方向会让行业焕然一新,有着翻天覆地的变化。本文从我国应用电子技术目前面临的问题出发,探讨了创新在应用电子技术产业发展中应用的策略,以期指导实践。 【关键词】 创新;电子产业;应用电子技术专业;应用 应用电子技术是支撑电子产业的主要技术,涉及制造业和服务业两个领域。创新在各行各业都是被推崇的,创新同样是电子产业竞争的重要手段。在我们这个互联网的时代,电子产业包括了微电子、光电子、计算机、通讯、网络等各种行业。创新使应用电子技术提升,带动电子行业日益发展,起着无与伦比的重要作用。所以,研究创新在应用电子技术专业中的应用,对于电子产业未来的发展有着举足轻重的意义。对此,我们做出了初步的研究。 1电子产业发展中面临的问题 目前,虽然我国的应用电子技术水平有所提高,电子产业规模很大,经济效益不错,产业结构和区域布局在发展过程中也呈现了新的特点,但仍然有许多问题亟待解决,主要表现在以下几个方面: 1.1产业优势不明显 在电子行业发展的过程中,我们不难看出应用电子技术的全球化和区域化的差异,产业就像阶梯一样的特点。但是在我国,电子行业却还是不够专业化,没有特色,都是贴别人的标签。在这种消极的情况下,应用电子技术专业越来越不受重视,没有量化的生产导致生产要素和人力成本不断提高,根本无法实现低成本高效率的状态,产品的价格竞争力不断降低,只能以求薄利多销,却还是日渐减少获取盈利。另外,基于应用电子技术专业的原材料供应和生产商也让我国的电子行业收到了极大的冲击,约束了我国电子产业的发展。 1.2科研经费投入不足 在我国电子产业的发展过程中,我们过于依赖政府,政府对科研的投入不足主要有两个方面:一是,经费投入的不足,电子产业不像别的行业容易有赞助商,大部分的资金还是依赖政府支持,可是政府拨出的经费并不足以维持应用电子技术的不断研究,核心技术相对缺失,所以容易止步不前,在这种状态下,与发达国家的差距就会越来越大。二是,在科研人员方面,虽然在电子产业中电子及通信设备制造业的人数一年比一年多,但科研人员却有所减少,中国的高学历科研人员稀缺,有一些专业的还会选择出国,导致中国在应用电子技术高科技技术研究开发区域还不完善。 1.3改造升级力量不够 电子行业属于高、新、尖技术的行业,虽然在世界的电子产业中,中国生产规模名列前茅,但是由于并没有去深入的研究应用电子技术专业,缺少创新的意识,想通过快节奏获取成效,直接套用别人的模型,又因应用电子技术关键元器件发展相对落后,我国几乎不能创新出可以与世界顶尖设计相媲美的产品。加之电子产业的主流技术不断的数字化、网络化和智能化,给中国的科研人员带来了更大的压力。不可否定,要去加快研究的进程,加快升级我国的电子信息行业是我国发展的必然趋势。 1.4自主创新能力较差 应用电子技术专业水平跟不上,自主创新意识不够,严重影响电子产业的发展。电子信息产品的特点之一就是要具有显著的规模经济效益。现代电子信息技术的核心与以前大不相同,生产日趋规模化,产品日渐具有个性化。竞争力的关键因素是拥有自身的技术和过硬的品牌。但就目前看来,我国在电子产业的科技成果和新产品开发上的自主创新能力较差,企业普遍引进国外的技术,换个方式就推出市场,换汤不换药,根本没有自己的创新成果,导致国人越来越对自己的产品失望。中国电子产业应当意识到这个问题,要去自主研发核心技术并自主创新。 2创新在电子信息产业发展中应用的策略 应用电子技术专业创新是电子产业发展的动力,为了克服我国电子产业发展目前面临的困难,推动我国电子产业发展和不断提高,针对上述的问题,我们制定了相应的策略: 2.1提高领导的重视 为了促进我国电子产业的发展和完善,需要从多个方面去努力。在努力创新应用电子技术专业的过程中,领导应该起到带头作用。只有领导重视了这个问题,某些方案和决策才可以更快速的实施。所以,领导自己也要具有创新意识,深入其中,鼓励和支持创新。一般这类领导,指的是教育类和政府类的领导,领导支持了,所开展的研究项目和实施项目才会得到重视。领导除了在思想上支持外,行动上也应该支持。如果领导能够多投入一些科研基金,研究工作就会得到更好地进行。 2.2推动人才队伍的能力培养 众所周知,应用电子技术专业是一门实践性很强的学科,俗话说:无米难为炊,光有理论不能让从业人员全面发展,应当在原有基础上加入一些创新的课程,使从业人员掌握更多的能力,积累自己的知识。在真正从事这个行业时,便会得心应手,更容易掌握其中的要领。天才始于勤奋,努力才会有回报。 3创新在应用电子技术专业项目各阶段的应用 创新是人们进行创造活动时所运用的具体方法和实施技巧,谋划电子产业项目来源于市场需求,实现于应用电子技术专业创新。 3.1项目起步阶段 这个阶段主要是打基础,万丈高楼平地起。掌握了应用电子技术常用的专业知识并熟练的运用,理论与实践相结合,才能为项目做出专业的方案,才能做出专业的项目设计。 3.2项目实施阶段 这个阶段是进行系统的强化工作。用实际的方法展现专业的创新知识。通过这阶段的工作,对专业的固有思维会改变,实现项目的成果可以使用创新的方法,学会处理突发状况,综合能力得到很大的提高。 3.3项目完成阶段 这是项目的最后评价阶段,创新不可或缺。创新的在专业知识上突破,汲取他人意见,取其精华,提高项目成果的市场需求、时效性和规模经济效益。 4结语 总之,应用电子技术产业的发展是一项系统工程,我国现阶段的发展机遇与挑战并存。虽然有些问题存在,可这正是我们需要去努力的时候,不要害怕挑战,要积极的面对,找出市场获利的关键。只有不断调查市场,把握关键,才能在第一时间解决问题。创新是永恒的主题,是推动应用电子技术专业进步,是电子产业发展的不竭动力。 作者:高忠杰 单位:滁州市自来水公司 电子技术专业论文:电子技术专业教学初探 摘要: 中职教育是我国当前教育体系的重要组成部分,随着社会主义经济发展的转型,对于具有一定技能的专业型人才的需求呈明显上升趋势,这对于中等职业教育来说是难得的发展机遇,笔者以电子技术专业为例,谈谈如何做好当前中职学校的教学。 关键词: 中职电子技术专业;现状;措施 第三次科技革命的浪潮把人类社会带入了一个新的时代———信息时代。这个时代的发展核心是与电子计算机和网络技术的发展密切相关的,就现在来看与其相关的领域越来越广泛,它给我们的生活带来的影响也越来越显著,无论是生产或者是生活,包括教育、交流、商业处处都在呈现着与信息技术的密切联系。这样的社会现实无疑对掌握一定的电子专业技术的人才需求越来越大,这无疑给能够培养此类人才的中等职业学校带来发展的机遇。中等职业学校是能够培养具备一定专业技能型人才的中等学校,它能够满足那些在中考中成绩不理想、想继续学习或者获得一技之长的学生的需求。特别是最近几年,随着整个社会大学生就业形势的日益严峻,很多人又重新把目光瞄准了职业教育,尤其是热门专业备受关注和追捧,电子技术专业作为热门专业之一也是如此,下面笔者就这一专业的发展问题谈谈自己的认识。 一、中职电子技术专业发展现状 电子技术专业现在在有些中职学校被发展成电子信息技术专业,这给电子技术专业赋予了更广泛的学习内容。就目前来看,中职电子技术专业依然保留了电工基础、电子技术、电子测量与仪器、电子设计与装配、单片机原理与维护等基本课程,还增加了电子计算机技术与维护、网络技术等新课程。目的是培养能够掌握一定的电子技术技能的从事生产或者维护的一线工人。当前中职电子技术专业课程设置的现状,既反映了传统学科课程的特色,也在顺应时展的潮流与需求,体现了学科建设与时俱进的发展特点。而从学生学习状况来看,效果却不是很理想,问题主要表现在:学生在学习中积极性不高,导致到毕业时间基本技能掌握不扎实,进而影响了他们的就业;部分学科知识难度太大,这对于基础相对薄弱的学生来说学习起来相对困难;有些学科专业知识陈旧,导致使用效果大大降低;学生实践教学得不到有效保证,重理论轻实践的问题依然存在。这些问题最终影响了学生的发展,特别是在就业问题上。所以,针对问题采取切实有效的方法来改进教学方法、提高教学质量势在必行。 二、应该采取的方法和举措 学生是衡量学校专业教学最好的标尺,就业是中职学校吸引学生最好的依据。据此,作为中职学校来说,针对当前电子技术专业发展的状况,要采取针对性的措施和方法来不断提高专业的教学水平和教学效果。具体来说可以从以下几方面着手: (一)立足于时代潮流,办出特色和水平 当前中职学校的发展环境虽然有了一定的改善,但我们也要清醒地看到,学校之间的竞争依然很激烈,生存和发展问题依然是每所学校必须要面对的问题。“人无我有,人有我优。”这句话反映了中职学校办好专业教学的努力方向。作为每一所中职学校来说,时代的发展已经赋予电子技术专业更丰富的内涵,特别是信息时代的来临,电子计算机和网络技术正在把我们的社会带入一个新的高度,与电子技术相关的产业越来越多、领域也越来越广泛,电子技术专业要立足于现实需求,在保持专业特色的同时要不断完善,这样才能够培养出更多社会所需的合格技能型人才。 (二)教师要更加关注学生 教育本身应该是师生间双向交流的过程,既需要教师的教也需要学生的学。作为电子技术专业来说,其中有大量的知识是涉及物理学科的,知识抽象且难度较大,需要学生具有较强的逻辑思维能力、抽象思维能力和主动学习的意识。但是从我们教育的对象学生来看,他们中的大多数是在中考中没有达到普高建档线的学生,这就意味着学生的基础较差,且大多数学生学习习惯存在问题,尤其是主动学习的意识是比较欠缺的。针对这样的学生情况,教师要结合专业内容和学生的学习能力做出一定的调整,尤其是要做好知识之间的衔接,为学生掌握新知识做足必要的铺垫,这样学生的畏难心理才可能减弱。要结合学生的兴趣来调节课堂教学流程,尽可能地让学生参与到课堂教学中来,这样学生的兴趣才会提升,学习的积极性和主动性才容易调动起来。学生学习用心了,教师教起来才可能更省心 (三)重视知识之间的整合 电子技术专业现在所用的教材从现实意义上来说,有些内容已经出现了一定的滞后性,教师要有潮流意识,紧跟时代前沿,及时把一些新知识和新理论融入到教学内容中来,保证知识的实用性。同时要立足于学生扎实掌握基本技能这一现实需求,对于有些知识要进行大胆的整合,保证学生的学习需求的同时来提高课堂教学效率,进而打造高效课堂。 (四)以就业为导向,打造“学做一体化”的课程体系 中等职业学校教育教学要以就业为导向,并以此确定办学目标,加强教育教学改革,努力培养具有良好职业道德和专业技能的新型人才。为了更好地贯彻这一教育教学理念,电子专业可以围绕电子技术操作技能、制作技术和电子产品维护技能等方面组织教学内容,主要包括专业知识学习及实训活动,并且要制订针对性的人才培养计划与课程改革方案,还可以邀请企业参与学生培养的整个过程,并积极开展岗位培训,这样有利于中职学生专业知识的学习、巩固和实践应用,更有利于学生提前适应将来的工作岗位,为就业奠定坚实的基础。我们还要鼓励教师与企业技术人员开展有效合作,增加实践教材科技含量,不断优化课程,打造“学做一体化”的课程体系,满足中职电子技术课程改革的需要。 (五)多种途径改善实践环节 中职教育的最终发展方向是要为社会培养专业、技能型人才,电机技术专业也是如才。所以,培养学生的实践动手能力是教学最主要的任务之一。据此,中职学校要努力改善办学环境,尤其是学生的实践教学条件,及时更新设备,满足学生现实发展需求。加强校企之间的合作,努力拓宽学生的实践环境,切实提升学生的动手能力,为将来就业打下基础。 总之,时代的发展赋予了中职电子技术专业更高的发展使命,电子技术专业要立足于学科特点,密切结合当前学生和社会发展的需求,保持自己的优点的同时,不断地弥补自身存在的不足,中等职业技术学校要从师资建设、课程构建、教学内容、教学方式、实践教学等方面进行教学改革,以适应新时期对人才培养的要求。 作者:李昭阁 单位:河北省青龙满族自治县职教中心 电子技术专业论文:高职医学影像技术专业电工电子技术课程教学改革 摘要: 根据高职医学影像技术专业电工电子技术课程教学中存在的问题,针对高职生特点,从教学内容选取,教学方法、教学手段、考核方法改革等方面进行分析、总结。 关键词: 高职;医学影像技术专业;电工电子技术 电工电子技术是医学影像技术专业一门重要的专业基础课程,理论性和实践性都非常强。本文针对医学影像技术专业高职生专业和职业能力需求,根据高职生特点,以实践、应用为主线浅谈其教学改革。 1存在问题 1.1理论与实践脱节 传统教学中理论教学与实践教学是分开的,且过分追求教学内容的系统性与完整性,忽视了电工电子技术作为应用学科的实用价值,学生缺乏明确的学习目标,难以理解课程目的和意义,影响了教学质量提高和应用型、技能型人才培养。 1.2教学方法陈旧 教学基本上采用“教师讲,学生听”的灌输式方法,有些教师对新的教学方法和手段不熟悉、不适应,课堂上讲得过多、过细,缺乏新意,没有留出足够的时间供学生思考回味。此外,课后作业过多也使学生无暇思考,导致其始终处于被动状态,无法产生学习兴趣和热情。 1.3考核方式单一,内容片面 电工电子技术课程考核采用闭卷笔试方式,主要考查学生理论知识掌握情况。这样既不利于学生对知识的全面掌握,又不符合高职生学习特点。 2改进措施 2.1课程整合和优化 打破学科体系,改革课程设置,实施课程内容的简约、集成与重组,体现高职教育特色。以实际应用能力培养为主线,精简教学内容,去除理论推导、证明、验证内容,注重技术重现和技术实现。实现做中学,弱化过深、偏难的理论,突出知识的实际应用。以适用、实用为原则,优化知识技能结构,形成与职业岗位需要相一致的教学内容。从职业岗位需要出发,将课程知识与技能有机结合起来,增加实用性和针对性,删去与今后工作关系不大的内容。例如,很多教材大篇幅讲解二极管如何形成单向导电性、三极管内部载流子的传输情况,然而在实践中,只有专门从事研究的人员才可能用到这些原理,对于高职生而言,教学重点应该放在二极管、三极管的作用,如何判断二极管正负极,三极管的标号及管脚判别鉴定,如何通过参数来选择二极管、三极管的型号等内容上。对电子电路应强化集成电路方面内容(特别是集成电路的应用),而难度较大、求解过程复杂的例题、习题应予以删减。 2.2加强与专业课程的对接 电工电子技术是专业基础课,一般在大一第一学期开设。此时,学生对专业还不够了解,授课内容既要注意与各学科专业基础知识的衔接,又要兼顾同后续课程的联系。教学内容应满足各层次学生对课程深度和广度的要求。 2.3课堂教学方法灵活多样 高职生基础相对薄弱,教师应根据学生实际水平,对基础知识、基本内容和重点内容精心组织,运用多种教学方法,如比喻法、类比法、启发质疑法、讲练法、实验演示法,使学生克服厌学心理,树立自信心,提高学习兴趣。对于理论性较强的内容,教师要耐心讲解,引入各种案例,多讲多练,反复强化,务必使学生掌握。 2.4充分利用现代科技,丰富教学手段 抽象的电工原理讲解起来容易使学生觉得枯燥乏味且生涩难懂,如电容的充放电等,若合理巧妙地使用辅助教具,往往能收到事半功倍的效果。教师可以通过教学录像、实物模型、幻灯片、投影以及生动详尽、图文并茂的教学课件,激发学生学习兴趣,开阔学生视野,进一步强化对基础理论的掌握。为了适应目前既要减少教学时数又要增加课堂信息量的教学改革形势,培养学生学习主动性,提高自学能力,充分利用网络资源是有效可行的方法之一。在理论教学中引入仿真技术来提升教学质量,使理论得以验证。比如,对于一些较抽象的内容,教师用语言不易描述,学生也难以理解,还有许多概念需要通过实验阐述和验证。在讲授需要实验演示的电路时,可利用事先建立的仿真电路文件进行现场演示,不但提高了教学效率,而且降低了教学难度。实验教学中引入仿真技术,具有3个优点:(1)实验信号存在时间过短,用常规仪器往往很难观察到,借助仿真技术可以方便观察;(2)将实验任务布置给学生,让学生先进行理论设计,然后按照设计要求进行计算机仿真设计,再到实验室按照仿真电路装配实际电路进行测量;(3)进行虚拟仿真实验,根据教学内容和专业要求,联系生产实际提出简单的设计题目,让学生进行理论设计,然后在计算机上完成仿真实验,检验和完善自己的设计。 2.5理论教学与实践教学相结合 电工电子技术是一门基础学科,也是一门应用学科,学生不仅要掌握必要的理论知识,还要把这些理论灵活应用于实践。但是,学生到企业实践的机会很少,无法了解具体工作流程。为此,教学中,每章都从最基本的应用实例出发,由实际问题入手引入相关知识和理论,由实训引出相关概念。首先,教师提出学习内容、目的、要求及注意事项,学生自主学习,再通过自己动手来加深对所学知识的理解,同时训练相关技能。这种在教师指导下,感性认识与理性认识的交互,对学生自主学习能力的培养起到了促进作用。教学所选实训项目应与医学影像技术专业相关,这样会极大地激发学生学习兴趣。此外,实践教学场所应按照职业环境来布置,突出职业特点。同时,实践教学严格按照生产、建设、管理、服务第一线的现场有关规定,强化学生职业技能和职业素质,促使学生形成一丝不苟、严格认真的工作作风。 2.6建立以能力为中心的课程考核体系 改变传统考核方式,强调学生能力考核,实现向过程考核的转变。学生学习效果的好坏主要取决于教学过程,与之相对应的考核也应贯穿整个教学过程。考试不再局限于单一的闭卷形式,而是采用开放灵活的方式,包括开卷考试、课程论文、口试、实际操作、调查报告、综合考查等。不同内容采用不同考核形式,如基本理论考核采用闭卷形式;实训技能考核采用项目任务形式,根据学生态度和操作情况,综合评定实验实训成绩;平时作业可以结合生产实际写课程论文和调查报告。课程结业成绩由平时成绩、实验实训成绩、期末成绩(试卷)组成。为使学生全程参与,将其注意力转移到日常学习上来,可扩大平时成绩和课程测验比例,具体为:平时成绩占20%,课程测验成绩占40%,期末成绩占40%。另外,改革平时测试和实验考核记分方式,实行实质性评价,部分考核可按照A、B、C、D级评分,淡化分数,促进学生全面发展。注重考核反馈,通过反馈使学生了解自己的不足,使教师调整教学方式。 3结语 医学影像技术专业电工电子技术课程教学改革是一项长期的工作,在以后的改革中应将理论与实践相结合,真正实现做中学,快乐学习,切实减轻学生负担,激发学生学习兴趣,提升教学效果。 作者:袁凤男 单位:苏州卫生职业技术学院医技学院
前端设计论文:双流机场天气雷达接收前端国产化的设计与实现 摘 要:为提高双流机场天气雷达正常运行的保障力度。经过综合考虑和调研,西南空管局气象中心决定对天气雷达射频接收前端系统进行国产数字化改造,包括限幅器-LNA组合前端、下变频器、中频部件等器件。射频接收前端系统改造完成试运行后通过参数测试,在功能上已基本满足使用要求。为雷达产品对比分析和其他器件的国产化改造工作打下了基础,希望能对其他采用进口天气雷达的气象部门有一定的借鉴意义。 关键词:双流机场天气雷达 国产数字化改造 射频接收前端系统 对比分析 双流机场天气雷达由美国EEC公司生产,于2003年投入使用,所用接收机为模拟接收机。作为接收机重要组成部分的射频接收前端系统是衡量接收C动态性能的关键部件[1],它主要包括限幅器-LNA组合前端(限幅保护器、低噪声放大器)、下变频器(C波段滤波器、低噪声放大器、混频器和中频滤波器)、中频部件(线性中频放大器、中频滤波器、功分器和对数放大器)等,由于产接收机的范畴,因此该系统也包含了频综这一部分。射频接收前端系统的总体设计如图1所示。除频综以外,其他部分全部封装在一个屏蔽盒内。电源部分对射频接收前端系统供电,频综的5 660 MHz输出通过一个腔体窄带滤波器处理后,其频谱更纯,作为接收机的本振信号。由于频综工作时发热较为严重,因此特别设计了一个冷却风扇,来对频综进行风冷处理。这一搭配从原理和性能上均有不错的表现,但是由于发射射频信号为5 630 MHz,正好落在一个宽频的其他干扰信号的频带内,造成接收信号的异常。为解决这一问题,将设计[2]改成在频综的上层,增加一个变频电路,使发射信号偏离干扰频带。 1 系统信号流程 1.1 发射信号 频综输出47.5 MHz、5 560 MHz和5 630 MHz 3个相参的、正弦连续波信号[3]。47.5 MHz参考信号被一个功分器一分为二,一路仍然作为数字接收机与信号处理器的参考基准输入,另一路则作为变频器的输入信号。变频器由ZMX-7GR无源混频器担任,将频综输出的5 530 MHz信号作为混频器的本振输入信号;将混频器的中频输出端用作信号输入端,送入47.5 MHz信号;将混频器的射频输入端用作变频输出端,进行混频处理,得到混频后的5 582.5 MHz信号和其他频率成分。通过腔体窄带滤波器后,5 582.5 MHz信号输出,其他信号被滤除掉,该信号作为发射射频信号。5 582.5 MHz的发射射频信号,被送入射频前置放大器(即前面提到的发射信号产生与驱动电路)中,首先被调制成具有升余弦形状的射频脉冲,然后被放大到具有足够的输出功率(≥8 W)。 速调管功率放大。该信号被输入到速调管(这时主要增益级),进行功率放大,作为功率微波源,从天线发射出去,探测气象数据。 1.2 接收信号 降水目标产生的回波,被天线接收以后,通过馈线送到接收前端。 为了回波信号的信噪比不至于因为同轴电缆传输的衰减而明显下降,高频放大的第一级前移到这里来。信号被放大后,传输衰减的影响大为减少。 滤除带外信号,对传输衰减进行补偿性放大后,信号在这里与本振信号一起,被混频器混频,生成中频信号,经滤波后输出,无需像模拟接收机那样,要把中频作为主要增益部件。在数字中频接收机中,中频部件要采用线性中频放大器(对数放大器会造成频谱的变化,影响多普勒性能),增益要求也不能太高。中频信号在这里被放大约25 dB,扣除掉中频滤波器、功分器以及线路衰减外,仍有18 dB左右的实际增益。从功分器分出两路信号来,一路作为数字中频接收机的输入信号,另一路则被送到对数放大器中去。在对数放大器中信号被放大、检波后,送出带检查接口。通过示波器可以方便地观察对数视频信号,用于分析和判断接收机前端以及数字接收机的性能。 1.3 数字信号 线性中频信号被送到数字接收机与信号处理器中,由数字中频接收机直接将模拟中频信号变成数字中频信号,经过数字下变频处理,形成复基带信号(I/Q信号),同时可以获得处理增益,提高信号的信噪比,并提高系统的动态范围。 在数字信号处理器中,复基带信号被处理成基本的物理数据,即反射率因子、平均速度和速度谱宽,这些物理量被送到计算机中,进行显示、传输和存储,已被气象业务应用。 2 限幅器-LNA组合前端及下变频器 限幅器-LNA组合前端包括一个无源限幅保护器(型号WLM-73-1W-S+)和一个低噪声放大器1(型号TA053-059-22-10),置于接收放大链的最前端。 2.1 限幅器 限幅器WLM-73-1W-S+作为环流器和波导限幅保护器的辅助保护措施,对大功率发射的微波的泄漏进行最后一级的保护。 2.2 低噪放和下变频器 低噪放采用高性能模块TA053-059-22-10。下变频的前端设有一个C波段滤波器(窄带腔体滤波器,中心频率5 582.5 MHz)和一个低噪声放大器(ERA-2SM,噪声系数4 dB,在5 582.5 MHz频率时增益9 dB),在混频器(ZMX-7GR)中实现下变频(本振信号5 660 MHz@10dBm),通过中频滤波器(SBP-70+)输出77.5 MHz中频信号。 2.2.1 补偿性放大 由于限幅器-LNA组合输出的线路太长(超过2 m),传输损耗比较严重。因此,前端信号送来、进行一次滤波后,需对这种衰减进行补偿性放大。ERA-2SM能满足这种较低增益的放大要求。 2.2.2 下变频 下变频由ZMX-7GR混频器担任。频综送来的本振信号,在图1中表示为经过一个可调衰减器来调整输入功率。实际调试中,采用一个极窄带滤波器,将频综内的其他频率杂散滤除掉,效果很好。滤波器的插损正好可以省掉衰减器。混频后得到中频信号,该77.5 MHz中频信号经过中频滤波器后送到下一级去。中频滤波器采用SBP-70+模块,其中心频率为70 MHz,77.5 MHz中频频率略微偏离中心,但衰减不大,其通带插损约为1.5 dB。 3 中频组成部件 中频部件[4]包括线性中频放大器、中频滤波器功分器和对数放大器等部分。 3.1 中频放大器 中频放大器与中频滤波器组成一个通带放大器。中频放大器选用GVA-82+集成宽带放大器,+5 V供电,15 dB的增益,20 dBm的1 dB压缩点,很适合用作中放。其6 dB的噪声系数,在中频放大的位置,几乎没有影响。中频滤波器仍采用SBP-70+模块。 3.2 功分器 中频功分器采用WILKINSON SPLITTER电路实现,中频功分器的工作频率范围可达100 MHz,回路损耗约18 dB,插入损耗约3.3 dB,隔离度约20 dB。功分器前端也设计一个补偿性放大器,采用GVA-81+集成宽带放大器,+5 V供电,10 dB的增益,15 dBm的1 dB压缩点。这两部分封装在一个屏蔽盒内。 至此,有两路中频输出,一路连接到一个对数中频放大器上,另一路连接到数字中频接收机上。 3.3 对数中频放大器 对数中频放大器的目的是为了产生一个方便检查的信号,这样有利于对雷达整机系统性能的估测和分析。对数中频放大器采用集成器件AD8309,做成模块形式,由6级高低双增益模块组成,每个双增益模块最高增益12 dB。对每级模块的输出进行检波,并电流叠加,再有电流-电压转换器以电压的形式,输出与输入功率的对数成正比的电压信号。 4 频综 l综为外购件,47.5 MHz和5 560 MHz为常态输出的正弦连续波信号。5 630 MHz为受调制的输出信号,属于ASK类型。通过ASK输入一个TTL电平的脉冲信号,可以产生射频脉冲输出。但是这种阶跃性的调制会导致频谱较大程度的扩散,因此,在雷达发射信号上,一般不能这样使用。实际应用中,把ASK直接接成高电平,则5 630 MHz也变成了正弦连续波信号。 这三个信号是相参的,输出功率均接近15 dBm。正如前述,5 560 MHz信号作为接收链路的本振信号,要经过一个窄带滤波器,送到混频器ZMX-7GR的本振输入时,功率大约达到10 dBm。 对无源混频器ZMX-7GR进行的理论分析和实验表明,该混频器的本振信号LO仍作为输入不变,另外两个端口可以交替使用,就是将中频输出IF作为输入,而将射频输入RF作为输出,则RF上差频的分量比较强。47.5 MHz从IF输入,5 530 MHz从LO输入,混频输出得到5 582.5 MHz信号,通过腔体窄带滤波器后,作为发射的射频信号源。 5 结论 接收机理论指出[5],接收机灵敏度(最小接收信号)Simin与接收机带宽Bn及其噪声系数F0有关: Simin=-114dB+10・lgBn(MHz)+10lgF0 接收机带宽表明了能通过接收机的噪声多寡;噪声系数F0则表明了接收机产生额外噪声的程度。在没有其他处理的条件下,一般超外差接收机的灵敏度为-90~110 dBm。 该系统模拟射频前端的噪声系数优于2 dB,最小脉宽0.8μs时,带宽最大为1.25 MHz。此时,计算得到接收机灵敏度为-111 dBm。实际测量中,通过测量对数视频的输出,可以判断,模拟射频前端的灵敏度与计算值相当。为了准确测量,在射频前端的限幅器-LNA组合的输入端作为输入,以中频功分器输出的中频信号作为输出,信号源频率调5 582.5 MHz作为标准信号,设置不同功率电平,对输出端的77.5 MHz中频信号进行功率测量,得到结果如图2所示。可见,动态范围超过90 dB,灵敏度优于-110 dBm,线性度优于±0.5 dB。在数字中频接收机中,由于数字下变频的处理增益和数字视频积分的累积增益(总共不会少于15 dB),最终结果原则上远远优于模拟前端的性能,没有变得更差的理由。 前端设计论文:RFID技术下的物联网前端感知系统设计及应用 【摘 要】物联网是一种信息传感设备,按照相关协议,连接物品同网络,使得人们可以了解物品的情况,并且操纵物品,是一种可以进行物品识别、跟踪、定位、监控的网络。因此RFID技术则成为了物联网感知前端的五官和皮肤,用药对物体进行识别,并对信息进行采集。物联网运用的主要技术有:RFID(射频识别)、无线传感器网络、Aigbee传感等技术。但是后两者无法识别物品,端内的技术职称,未来必然会获得长远的发展。 【关键词】RFID;物联网;前端感知系统;传感器 RFID工作的机理是向后散射实现通信,并且不断实行功率传输,随后出现非接触自动识别技术。这一技术主要是按照工作的频率差别划分为低频、高频、超高频以及微波等。当前的低频、高频技术已经很成熟并运用在很多领域。超高频同低频和高频系统作对比,其具有的主要优势为通信距离更远、抗干扰性能更强、速度更快。 1 基于RFID技术下的物联网前端感知系统硬件设计 射频收发端主要囊括了:载波信号合成模块、ASK调制模块、滤波电路、调节电路及信号放大电路等。其中主要的控制模块若是想充分发挥相应的功能,也就是更好的处理数据,实现对防碰撞算法的正常运行,这就意味着上位机对通讯软件执行对应命令。 1.1 数字控制 选择美国Microship公司生产的PIC24FJ192GB106作为主控制器。其属于16为的MCU,系统中有一组核心模块,其具有很多的功能,结合 CPU内核和外设模块成为一个工作单元,并且存在电复位、高级器件集成、节能特性、看门狗定时器等,对器件的编程、仿真、在线测试等各项功能实现充分的支持。用户借助软件可以直接控制外部设备,或将任一及全部外设关闭,避免功耗浪费。 1.2 读写芯片 RFID读写芯片具备了读写器收发所必备的全部数字及模拟功能,同时完全满足ISO/IEC 18000-6B/6C协议。和AS3992比较,接受十分灵敏,达86dBm。AS39992包括了集成化压控振荡器组成片PLL、ADC和其与主机的接口。设置各工作的寄存器,使得芯片工作能力达到最大。 文章内所设计物联网前端感知系统属于低耗能系统,并且运作状态主要为AS3992芯片存在三种电源状态:掉电、工作、待机。 本文研究的系统中,AS3992工作要先初始化各寄存器值,此时系统为掉电状态,接收主控制器的指令以后,系统进入到待机,针对一定的范围查询有无标签,若有,读写器会立刻开始工作,主要是按照一定的指令实行操作;但无标签回应,马上会处于掉电。 1.3 射频发射器 芯片AS3992会在高功率下发射20dBm信号,运用差分输出,其管脚是Rfoutp-1・・・・・・,Rfoutp-2。基于该形式同时和RF扼流电感外界,并阻抗匹配网络,并且要在平衡转换器BL3216下变成单端输出,发送调制信号。 匹配网络是指在ADS中进行建模及仿真,和真实电路极为相似,对微带连接长度做出充分的考虑。在持续不断的优化中,最终微带线长度出成为4mm,C2=C5=33pF,C3=C6=33pF,L1=L2=47,差分两端基本得以匹配。在这一设计中,隔离器选取TCD-13-4型号的定向耦合器,覆盖频带范围达5~1000MHz,按照数据手册计算得出,在700NHz隔离度是28.93dB,1000MHz以26.26dB为隔离度。 1.4 接口 系y内有两个接口电路,一个作为上位机通信USB接口的电路最为合适,其是十分简单的电路,只有2个27欧姆下拉电阻,依靠这一接口能够进行在线调试。还有就是数字部门和射频收发位置的接口电路,主要由IO口,3.3V电源、系统时钟等组成。 2 基于RFID技术下的物联网前端感知系统软件设计 系统软件是读写器和外部的接口,十分关键。一方面和上位机软件实行连接,同时还要和标签进行通信,是连接标签和用户的重要纽带。 初始化定时器也就时系统软件的主程序,主要是由硬件接口、USB,AS3992寄存器等部件构成,其运行是先对自身进行测试,随后找出通信范围中的标签。如果有,读写器标签操作内容会在usbInitCommands的子程序基础上完成。同时该子程序会扫描上位机发送的全部指令,并且依据指令来实施对应的操作。 2.1 选择 该步骤实施主要是选取标签群进行查询或是访问。如果有一个标签群或是若干个标签群,就要在主控制器中运算防碰撞算法,然后按照用户需要制定具体的要求,连续发出选择指令,选择用户需要的特殊标签群。 2.2 查询 这一步的主要目的是识别标签,读写器会发送查询指令,清点被选择的标签群,随后出现一个或若干标签响应,随后读写器将会检测标签响应,并请求协议的认定和CRC-16校验。查询操作内主要有查询、不确认、清点和确认等不同指令。 2.3 访问 最后和与标签进行通信。优先访问唯一识别单个标签。主要的指令包括了:读、写、杀死、锁、解锁。 3 结语 测试结果显示了该设计可以符合ISO/IEC18000 6B/6C和EPCGen2协议。为更大程度提升系统性能,例如通信距离增加,可以通过放大由路,高增益天线等提升系统的性能。 本文所涉及的这一系统,可以被用于生产线监测、运输业、零售业等领域。RFID在今后的发展中会得到更为广泛的运用,物联网将会极大的影响着我国社会的经济、社会等多个领域。 前端设计论文:一种高可靠性一体化视频监控前端箱的设计 摘 要 视频前端控制箱是电力视频监控系统中的常用设备。目前的设备箱仅是安装了电源插座、防雷设备等少量设备,施工方需要自购其它设备现场安装,受安装工艺水平的限制,设备箱成为系统故障的主要来源。通过将箱内设备模块化,根据系统的需要,安装设备模块,将各种设备一体化在箱体内,由于这些安装工作由厂家直接完成,设备箱的整体可靠性大幅提高,并且节省了大量的施工时间。 【关键词】一体化 视频监控 前端箱 1 概述 视频监控前端控制箱作为安防领域配套设备之一,起到对摄像头供电、信号传输、防雷保护等作用。目前,由于市场上品种繁多,品牌各异,质量相差甚大,可靠性难以满足视频监控的要求。普通视频监控前端控制箱包括单相自动重合闸、空开、固定三眼万能插座、三合一防雷器、二合一防雷器等。但是除上述设以外,还应当有摄像机电源、光收发器、交换机、温度控制等设备。市场上大部分视频监控箱布局是内部仅有开关、防雷、插座等,其它设备需要在施工时安装,由于箱体尺寸设计等都存在差异,安装布局相当麻烦,并且各种其它设备的现场安装涉及到安装工艺的问题,整个箱内系统的可靠性大打折扣。为满足电力系统视频监控的高可靠性要求,采用一体化的视频前端控制箱,就是生产厂家根据使用需要,将各种模块化设备安装在箱中,施工时仅需要将少量线路接入箱体,大大地简化了施工时间,同时及大地提高了可靠性。 2 总体思路 一体化视频前端控制箱是把视频监控需要的设备,包括综合设备管理系统、交流电源防护子系统、设备电源供电子系统、防雷防浪涌保护子系统、光纤数传输管理子系统、光纤数据交换子系统、数显自动温度控制子系统、物联数据采集子系统等模块化后,集成安装在设备箱中,以满足视频监控的需要。 一体化视频前端控制箱设计思路如下: 2.1 模块化各种设备提高系统的可靠性 各种设备模块化,箱体内部接线标准化,可以使由于接线造成的接触不良的故障率大大降低。实际使用中,由于箱内的电源插座松动的造成了大量故障,通过内部的背板总线为各个模块供电,可以得到完全的消除。通过集成了温度控制、电源保护、防雷等功能,可以极大地提高系统的可靠性。一体化视频前端控制箱由厂家将需要的各种设备布局安装,安装工艺和质量得到保障。 2.2 标准化外部接口 一体化视频前端控制箱标准化外部接口,施工时只需要接市电线、摄像机电源线、摄像机数据输入线、数据输入/输出线(光纤)等即可,大大简化了施工接线,节约施工成本。 2.3 减小控制箱的体积 内部设备的模块化设计可以使安装布局更紧凑,有利于减少箱体的体积,实现微型化。 2.4 综合设备管理 物联数据采集子系统采集箱内各设备的工作状况,通过网络将数据实时传输给后台服务器,监控设备的工作状态,并且可以在综合管理平台上管理设备,如设备重启、设备配置、自检等。 在总体的设计思路上主要把握两点,即一体化和模块化。模块化就是把箱内设备按照一定的尺寸设计,采用模块插拔的方式安装;一体化就是把需要的功能通过模块化设备集成到箱体内部。从而实现整体的高可靠性。 3 设计内容 3.1 模块的标准化设计 目前视频监控系统的标准化工作的主要内容包括视频监控平台、前端设备互联、视音频编解码和智能监控应用等,其中前端设备互联工作摄像头一直是主要研究方向,其它设备的标准化基本无人涉及,箱内设备的模块化设计可以为这项工作的开展提供方便。 3.1.1 标准化模块的形状 将箱体内的设备设计成模块,首先做到尺寸的标准化,各模块的厚度按照美国电子工业协会(EIA)的标准,设计成1.75in (4.445cm,1U)高度的整数倍,宽度设计为10.5in,深度设计为5.25in。 3.1.2 标准化模块的接口 根据模块的功能需要,设计标准化的接口,接口包括模块供电(5V、12V),数据线输入,数据输出,控制输入、控制输出,采用标准扩展插槽,重新定义各个引脚功能。标准化数据接口(管理接口)可以为前端设备互联提供基础,如图1所示。 3.2 各子系统功能设计 集成化的视频前端控制箱主要由6个子系统构成,包括:综合设备管理系统、交流电源防护子系统、设备电源供电子系统、防雷防浪涌保护子系统、光纤数传输管理子系统、光纤数据交换子系统、数显自动温度控制子系统、物联数据采集子系统等。 3.2.1 综合设备管理系统 如图2所示,综合管理系统实时监控箱内各个子系统设备的工作状态,及时发现故障,并可以控制相应的设备进行重启或配置。将箱内设备的工作情况通过网络发送到监控中心后台,及时进行故障报警。 3.2.2 交流电源防护子系统 交流电源防护子系统,是对设备箱接入220V电源的各种防护及管理,包含220V交流过流保护、过欠压保护、稳压输出、电源分配,如图3所示。 3.2.3 设备电源供电子系统 设备供电子系统提供了设备箱内所有设备供电,包含光纤收发器、网络交换机、监控固定摄像头、监控球型摄像机、温控器电源、温控风扇电源等,如图4所示。 3.2.4 防雷防浪涌保护子系统 防雷防浪涌子系统,是对设备箱内设备如接入220V电源、球机24V交流电源、枪机12V直流电源、网络RJ45稻萁涌凇⒌缭床遄、视频同轴电缆进行防浪涌保护,包含单相电源保护、二合一防雷保护、三合一防雷保护、集中电源防雷保护等,如图5所示。 3.2.5 光纤数传输管理子系统 光纤传输管理系统,是指对进入设备箱内的光纤进行固定、熔接、理纤、配线、跳接管理,包含光纤固定座、光纤绕纤环、光纤熔纤盘、光纤配线架、光纤跳线,如图6所示。 3.2.6 光纤数据交换子系统 光纤数据交换系统,是指光传输过程中数据交换设备,包含光纤收发器、网络交换机、光纤交换机、视频光端机等,如图7所示。 3.2.7 数显自动温湿度控制子系统 湿度和温度的调节应该是全自动运行的,必须配置全自动温湿度控制和调节系统,根据设备箱内的各个功能模块正常工作所需的温湿度范围设定控制阀值,并使用温度传感器对象内的温湿度实时监测。当箱内温度超过阈值时启动温湿度控制系统。自动温湿控系统是指依据设备箱内温湿度变化,通过温湿度控制器自动开启风扇或加热器,本系统可根据需要设定启动温度值,系统包含数显温控器(内置温度传感器)、交流风扇(或直流方式)、加热器、供电电源等。 3.2.8 辅助系统 辅助系统由照明系统、电子控制锁、防雷接地等辅助设备组成,为维护人员提供维护便利,并具有防盗、防雷等功能。 4 结论 一体化模块化视频前端控制箱经过实际生产和使用,使用效果好。由于安装简单,受到了施工单位的欢迎,并且可靠性得到了及大地提高。一体化使视频前端控制箱成为视频监控系统的整体设备,改变了购买空箱后安装设备的施工方式。模块化箱内设备使安装简单规范,布局清晰。存在的问题是模块化的各种设备特别是光交换等设备没有专门的厂家生产,自主研发的模块产品的性能需要检验和认证。 前端设计论文:浅谈《网页前端开发》课程整体教学设计 摘 要:近些年随着经济水平的不断发展,我国各项发展项目正在积极稳定地开展,国家对于教育的重视程度逐渐提高,这对于我国现代化建设具有重要的作用。《网页前端开发》课程是我国现阶段教育发展过程中十分重视的一项内容,对于我国信息化建设具有积极的推动性作用。《网页前端开发》课程整体教学设计是我国教育创新与改革过程中的重要内容,该研究将对我国目前《网页前端开发》课程进行细致的思考与分析,并提出合理的教学设计完善方法。 关键词:网页前端开发 课程 整体教学 设计 改革 在我国现阶段发展过程中,信息化建设进程推进的速度很快,国家信息化建设离不开网络的支持,所以我国教育就针对网络发展对于《网页前端开发》整体教学设计进行完善与创新,使得我国网页前端开发能力得到加强,进一步强化我国网络信息系统的构建。作为计算机专业职业能力必须课,《网页前端开发》课程对于我国培养计算机相关建设型人才具有直接的影响意义,想要使我国在未来的发展过程中更具现代化竞争能力,就要首先完善《网页前端开发》课程。 1 我国《网页前端开发》课程整体教学设计的发展概况 1.1 我国《网页前端开发》课程整体教学设计的发展背景 在我国发展初期,由于经济水平的落后使得我国教育发展状况较差。计算机专业相关的教育是我国近些年才开始进行并发展的教育内容,在计算机课程教育的早期,只是进行简单的计算机入门教学,使学生对于计算机的功能以及基本操作进行掌握。随着我国经济水平的逐渐提高,计算机在近些年中也进行着快速稳定的发展,我国对于计算机教育的重视程度逐渐加强,所以对于计算机课程教育进行了补充与完善。《网页前端开发》是我国现阶段计算机教育中一项基本的课程内容,其主要是对网页的开发进行讲解,使学生掌握网页的基本知识内容。《网页前端开发》课程教学水平的发展对于我国现代化建设的积极开展具有重要作用,是我国发展过程所必须加以重视的教学内容。 1.2 我国《网页前端开发》课程整体教学设计的发展现状 在我国现阶段的发展过程中,《网页前端开发》课程整体教学的设计正在逐渐完善与创新,与以往相比,其整体教学设计的内容更加合理有效,在教学过程中能够起到更好的辅助性作用。但《网页前端开发》在发展的过程中还存在一些有待进一步完善的问题,这些题的存在制约了我国计算机专业教学水平的更好发展。《网页前端开发》课程整体教学设计过程中,对于教学目标制定得不够明确,缺少明确的教学目标使得《网页前端开发》课程安排不合理,进一步将导致学生不能对所需要掌握的知识进行充分掌握[1]。在对教学案例的选择过程中,现阶段我国《网页前端开发》主要存在的问题就是不能根据我国网络发展现状对于教学案例进行最合理的选择,这样在教学的过程中就不能很好地针对我国进行整体教学设计。《网页前端开发》课程对于基础知识的讲解是十分关键的内容。目前我国计算机教育过程中对于《网页前端开发》基础知识的讲解不够细致化,这使学生在理解过程中产生一定的难度。完善教学考核制度也是我国《网页前端开发》课程现阶段面临的主要问题,已有的课程考核制度较为传统落后,对于《网页前端开发》课程的进一步发展十分不利。 1.3 重视《网页前端开发》课程整体教学设计的必要性 我国目前正处于现代化发展的重要时期,对于新兴的重要技术以及领域的重视程度逐渐加强。网络技术就是现阶段全球化共同发展的新兴技术,在推动社会的进步与发展上起到了积极的作用。我国整体的发展速度与其他发达国家相比较慢,所以要使我国在未来的发展中更具竞争力就要首先重视我国计算机与网络的完善。《网页前端开发》课程是计算机专业教学过程中的一项基本内容,所以重视《网页前端开发》课程整体教学设计,同时完善教学方法是现阶段我国教育过程中十分必要的阶段。提高《网页前端开发》课程的教学水平能够促进我国计算机网络相关人才的工作能力以及基本素质的显著提高,这对我国发展与建设具有积极的意义。我国现代化发展项目的开展与进行离不开网络技术的支持,只有充分利用网络技术手段才能使其快速高效地发展,同时保证发展项目的管理更加便捷有效。 2 《网页前端开发》课程整体教学的设计 2.1 教学目标的设计 《网页前端开发》课程中整体教学设计的首要内容就是对于教学目标的设计。教学目标就是在教学过程中起到重要引导性作用的内容。为了制定更为合理的《网页前端开发》课程的教学目标,首先就需要对我国计算机教育的发展现状进行必要的分析,根据现阶段的发展来确定教学所应达到的目标,进一步确定课程内容的选择与课时的安排。教学目标的设计是影响教学水平与质量的关键因素,所以在制定目标的过程中一定要注重合理有效性,使教学目标与我国现阶段的教学水平相适应。 2.2 教学案例的合理选择 在《网页前端开发》课程进行的过程中,教学案例的合理选择对于教学效果起到重要的影响作用,合理的教学案例能够对学生的理解起到辅助性作用,在学习网页前端开发的过程中更加积极主动化。在老师进行课堂教学的过程中,适当合理地引入教学案例是十分重要的,例如在进行网页窗口制作的课程中,老师应提出相应问题“为何要增加咨询页面模板的引入”,这种情境化教学引入适当的教学案例能够促进学生对于相应问题进行积极的思考,同时在思考的过程中有更加深刻的理解[2]。计算机网络教学过程中的情景化教学案例引入将对学生学习效果增强起到促进作用,进一步提高我国《网页前端开发》课程的教学水平,同时带动我国网络化的发展。 2.3 教学课程的知识讲解 在进行《网页前端开发》知识讲解的过程中,对于重点知识详细全面化讲解是保证学生进行理解的基础。老师在进行《网页前端开发》课程教学过程中,应该将学生需要重点掌握的内容进行标记,使其能够在课堂中将这些基础性知识内容进行掌握,对解决网页前端开发相关问题过程具有重要的作用。加强教学课程知识讲解是《网页前端开发》课程发展的重要基础,对于提高计算机相关专业的教学质量以及效率提高都产生一定的影响。 2.4 教学课程的考核 《网页前端开发》课程教学过程中还有一项较为重要的内容就是教学课程的考核。在课程进行到一定阶段的过程中需要进行合理的课程考核,考核的目的就是了解学生对《网页前端开发》的掌握程度。制定合理的考核制度对于正确了解学生课程掌握有着重要的作用。考核的方式多种多样,只依靠考试对于《网页前端开发》进行考核这种方法过于单一,所以针对课程不同阶段的学习,老师应该制定适合的考核方式,例如对特定网页窗口的制作、小组合作问题解决等。《网页前端开发》课程的合理考核不仅对教学水平的提高具有积极作用,还能够进一步增强学生对于多方面不同问题的解决能力。 3 结语 我国教学发展过程中对于《网页前端开发》整体教学设计的重视程度逐渐加强,这在我国现阶段的发展与建设过程中十分必要。要提高我国网络建设相关人才的能力与水平,首先就要提高相应的教学水平。相信经过我国的不断努力,《网页前端开发》的整体教学设计将更加合理,我国计算机专业的教学水平也将有显著提高。 前端设计论文:基于Euro NCAP 8.0行人上腿部评价规程的车辆前端结构设计与优化 摘要: 欧盟新车评价规程(Euro NCAP)8.0版本对行人上腿部碰撞测试方法进行了修改,新的测试方法减小行人上腿部对车辆前端空间的要求,但是对其结构设计和硬点的布置等提出新的要求.从行人上腿部的碰撞位置、碰撞角度及能量等方面对比Euro NCAP新旧版本的不同.根据Euro NCAP 8.0行人上腿部的碰撞要求,对车辆前端结构设计进行分析,并针对某车进行试验,用CAE技术进行优化设计,使其满足Euro NCAP 8.0对行人上腿部碰撞的要求. 关键词: 汽车安全; 汽车前端结构; 行人保护; 上腿部保护 随着汽车工业的不断发展与家用轿车的广泛使用,汽车安全保护措施成为汽车设计的重要课题之一,且越来越重视对行人的保护.欧盟新车评价规程Euro NCAP已将行人保护作为评价内容之一,主要针对行人的头部、上腿部及下腿部进行评价,故行人保护性能直接影响车辆安全星级的评定.[12]在2015年之前Euro NCAP公布的结果中,较大部分行人保护上腿部得分为0分,尤其是大型车辆.由于行人上腿部的撞击能量和角度都比较大,对车辆前端吸能空间和吸能零件的设计要求高,而前端结构受造型的局限,空间非常有限.这会限制车辆的Euro NCAP星级评定.[3]Euro NCAP 8.0版对行人上腿部碰撞测试进行修改,于2015年2月开始实施.撞击位置、撞击角度、撞击能量等均与之前版本不同.由于撞击能量的整体降低,新的测试方法降低对车辆前端空间的要求,但是对其结构设计和硬点的布置等提出新的要求.[4]本文根据不同车型,对车辆前端进行设计,并基于试验数据进行优化分析. 1Euro NCAP行人上腿部评价规程简介在WAD775上选取撞击点,从车辆中间位置开始,在2个参考点区域内在横向垂直面内每隔100 mm选取1个点,并删除与角参考点距离小于50 mm的网格点,见图1.按照旧的评价规程,撞击位置在发动机前缘基准线上选取,对于离地高度角度较低的小型车辆来说,发动机前缘基准线与WAD775包络线的位置一般均在发动机盖前端,碰撞点的位置差别太不大,但对于离地高度较高的SUV车型来说,WAD775包络线位置一般在车辆上格栅位置,较发动机前缘基准线z向要低一些. 每个网格点的撞击角度定义为该点的保险杠内参考线IBRL和包络线WAD930所形成直线的垂直线与地面线所形成的夹角,见图2.其中,保险杠内参考线IBRL是Euor NCAP 8.0新增加的划线,与前保险杠横梁的结构有关.撞击角度在0~44.757°范围内选取(旧的评价规程的撞击角度范围为0~46°).虽然撞击角度的范围并没有减小太多,但对于离地高度较高的SUV车型来说,由于撞击位置的变化,新评价规程的角度变化比较明显. 每个网格点的撞击能量由撞击角度决定,新评价规程的范围为160.0~456.7 J,旧评价规程的范围为200~700 J,新评价规程的撞击能量要小很多.根据能量与位移和上腿部轴向力的关系,行人上腿部设计对空间的要求有所降低,在合理的空间范围内对前端结构设计提出更高的要求. 图 2某车型行人保护上腿部撞击示意 Fig.2Schematic of pedestrian upper leg impact 每个网格点的撞击速度由撞击角度决定,其大小范围为5.521~9.327 m/s,旧的评价规程的撞击速度在发动机前缘高度与保险杠前缘的曲线上通过线性插值获得,范围为20~50 km/h(5.56~13.9 m/s),新的评价规程最大撞击速度小很多. 行人保护上腿部碰撞器质量为定值10.5 kg.Euro NCAP行人上腿部伤害指标有2个:上腿部轴向力及上腿弯矩.每个撞击点的评分标准为:上腿部轴向力380 N・m,该撞击点得分为0分;位于2种情况之间,用线性插值计算得分,每个上腿部网格点的评分按2个指标中得分低的计算.[5]如果某个网格点没有进行试验,则将会采用其临近点的最坏的结果进行评分.由于网格点对称位于车辆的两边,所以可使用对称原则.所有撞击点得分相加后除以总个数,为该车型的得分率,得分率乘以6,为该车型行人上腿部总得分.行人上腿部满分为6分. 2基于Euro NCAP 行人上腿部的前端结构设计根据Euro NCAP 行人上腿部撞击点位置的不同,前端结构也应分别进行设计.[6]A级车型的行人保护上腿部撞击位置一般在发动机盖前缘,主要关键部件为发动机盖系统前缘、散热器上支架及前保系统上支架.离地高度较高的SUV车型的行人保护上腿部撞击位置一般在前保系统的上格栅位置,主要关键部件为上格栅系统及内部吸能零件. 2.1A级车型前端结构设计 A级车型的行人保护上腿部撞击位置一般在发动机盖前缘,与BLE线位置接近,见图3. 图 3A级车型行人上腿部撞击点位置 Fig.3Location of pedestrian upper leg impact points on A level vehicle 由于上腿部弯矩受上腿力的影响较大,故本文分析时以上腿力作为评价指标.发动机盖系统前缘、散热器上支架结构设计分析如下. 2.1.1发动机盖系统前缘设计 根据上腿部模型撞击过程发动机盖前端的变形状态,将其结构优化为可压溃的悬臂结构,见图4a).优化后的结构在受到上腿部撞击时,图示虚框内的悬臂可以压溃吸能,降低发动机盖对上腿模型的碰撞力度,上腿部轴向力曲线对比见图4b). a) 发动机盖内板前端结构 b) 上腿部轴向力曲线对比 由图4b)可看出,该结构对曲线第二个峰值有明显影响,表明发动机盖前端的可压溃结构对上腿部轴向力的降低有明显影响.由于造型和布置等原因,悬臂结构不能设计太长,故在3个面内增加弱化孔,见图5a).该弱化孔可以降低发动机盖前端对上腿模型的抗力,上腿部轴向力曲线对比见图5b).该弱化孔对上腿部轴向力曲线的2个峰值均有影响.弱化孔的方向及大小应根据发动机盖的综合要求进行设计. a) 发动机盖内板前端结构 b) 上腿部轴向力曲线对比 2.1.2散热器上支架设计 散崞骺蚣芪塑料件(见图6a)),安装蒙皮的支架集成于散热器前端模块上.蒙皮支架刚度大,上腿模型撞击到蒙皮支架上时,上腿部在该撞击位置不得分,故对其结构进行优化.新增加图6a)所示支撑板,并将蒙皮支架集成于该支撑板上,蒙皮支撑板安装于散热器上横梁上端.该方案可将刚度大的支架后移,降低车辆前端刚度,从而减小上腿部轴向力,对比见图6b).该结构第一个峰值增大,但第二个峰值明显降低,曲线趋于平缓,上腿部轴向力减小.如果散热器框架为金属件,其上支架可以设计为易于压溃的结构,主要设计方向为:上支架内部加强筋的布置,其厚度及材料的选取参考文献[7]. 2.2SUV车型前端结构设计 离地高度较高的SUV车型的行人保护上腿部撞击位置一般在BLE线下端的前保系统的上格栅位置,见图7.a) 蒙皮支撑板结构 b) 上腿部轴向力曲线对比 SUV vehicle 2.2.1上格栅结构设计 根据上腿模型撞击过程前保上格栅的变形状态,对其刚度进行优化,主要设计方向有格栅x向宽度、格栅车内加强筋、材料厚度等.本文分析其厚度,研究格栅刚度对上腿部轴向力的影响,见图8. 由图8可看出,格栅刚度的减小有助于上腿部轴向力的减小,其刚度减小幅度也应综合其他因素进行考虑.[8] 2.2.2内部吸能零件结构设计 SUV车型的上腿部撞击点在上格栅位置,如果上格栅及前保蒙皮系统与前散热器结构的空间及造型有限制,在上腿部碰撞位置增加相应的吸能零件对上腿部得分有很大帮助[9],见图9.吸能零件主要设计方向应考虑吸能零件的位置、加强筋的布置及其料厚度等. 前端设计论文:简易m序列调制解调器前端设计 摘要:m序列是U频通信方式的基础理论,应用较为广泛,m序列是对最长线性反馈移位寄存器序列的简称,可由带线性反馈的移位寄存器通过串行移位方式生成。文中通过对m序列生成的基本理论进行了详细介绍,并基于此设计了简易m序列调制解调器架构,和硬件描述语言代码,完成了仿真,测试。 关键词:m序列;伪随机码;Verilog HDL;仿真 一、引言 m序列的使用是通信系统中CDMA(Code Division Multiple Access――码分多址)模式的基础,也是扩频通信方式的基础理论。应用较为广泛,可用于《通信原理》基础理论研究,也可以用于实际通信过程的扰码单元使用,因此,对于该序列调制解调器的设计具有实际的意义。 m序列是对最长线性反馈移位寄存器序列(maximal length linear feedback shift register sequence)的简称,它是一种由带线性反馈的移位寄存器所产生的序列,并且具有最长周期。带线性反馈的移位寄存器设定各级寄存器的初始状态后,在时钟触发下,每次移位后各级寄存器状态都会发生变化。观察其中一级寄存器(通常为末级)的输出,随着移位时钟节拍的推移会产生一个序列,称为移位寄存器序列。可以发现序列是一个周期序列,其周期不但与移位寄存器的级数有关,而且与线性反馈逻辑有关。在相同级数情况下,采用不同的线性反馈逻辑所得到的周期长度不同。此外,周期还与移位寄存器的初始状态有关。 二、系统整体设计方案 一般情况下,用于产生m序列的n级线性反馈移位寄存器的结构图如图1所示。 0010110011111000110111010100001(由右至左依次按顺序生成),发送端需要调制的信号,与这31位数进行异或运算。为仿真验证波形显示便利,在发送信号的时候采用调制方法,即将1相应的调制为1,0调制为-1;则可以得到传输中的m序列。 三、系统HDL设计方案 系统使用Verilog HDL语言完成设计。代码由add_noise.v、coder.v、correct.v、Corrected_Decoder.v、decoder.v和top.v六个Verilog HDL代码。代码架构设计图如图3所示。分别为传输加噪、发送端编码调制、发送端校验编码、校验解码、解码单元和顶层单元。 m序列调制与解调部分学习和实验主要进行了基于ModelSim仿真的代码编写和调试,属于不可综合仿真,参考代码中加入了兼具了testbench的测试功能。通信过程中,一般系统不会在启动后立即发送有效载荷数据,为了保证通信的稳定,首先要发送双方约定好的一系列信令和同步用数据信息,通过同步用数据信息来完成发送、接收双方的时钟、信令和控制数据的同步,同步后才能有效接收数据,这个过程类似于网络通信中的TCP协议通信过程,是通信网络中保证收发双方可靠、稳定通信的流程。 四、设计仿真测试 上述设计代码直接在ModelSim中就可以直接综合和进行仿真。加载了Verilog HDL代码的ModelSim项目窗口如图4所示。发送端发送的数据由outdata变量存储,其发送的数据经由编码和加噪模块完成数据的m调制后,发送至接收端,接收端由解校验和解码单元处理后,形成解调数据。 仿真运行50微秒后部分仿真波形如图5所示。从图5中很容易看出负向波谷(表示波形向下,但是取值仍未正)位置对应的解调码值为0,正向波峰对应位置解调码值为1。与该窗口outdata(已发送数据)显示数据一致。 五、结束语 本简易m序列调制解调器设计完成了基本的设计目标,能够正常发送和解调已发送的数据,能够准确进行仿真和验证,后续可以继续进行优化和加长序列调制长度,并增加通信系统中常见的各种纠错编码方案,以使系统更加完善。 前端设计论文:考虑无源器件寄生参数的接收机射频前端电路设计 摘要:随着无线通信技术的快速发展,硅基工艺毫米波集成电路成为了热点研究领域。本文主要分析考虑寄生参数的硅基接收机射频前端电路的设计问题。文中首先讨论了用于射频前端电路和片外电路接口PAD的影响,分析了PAD结构、尺寸和寄生参数的相互制约问题。然后,文中讨论了如何在电路设计中进行互连线参数提取,以及设计互连线中需要考虑的因素。 关键词:射频前端 无源器件 寄生参数 PAD 互连线 1 引言 随着半导体工艺和微电子技术的快速发展,硅基工艺微波射频集成电路受到了工业、科技、医药医疗等领域的科研工作者的兴趣[1,2,3],硅基工艺集成电路相对于其他工艺电路具有集成度高、价格低等优点。然而,当硅基工艺集成电路的工作频率提升到微波波段范围时,其集成电路设计将受限于电路中有源器件和无源器件的模型精度,同时受限于电路中其它一些参数性能,如传输线寄生参数、电路的pad结构、dummy金属填充等。因此,在实际的电路设计中既要考虑有源器件和无源器件模型,同时还要考虑电路设计中的寄生参数对电路性能的影响。 无线接收机是无线通信系统的重要组成部件,其主要作用是将空气中的目标信号进行接收,然后通过下变频转换成低频信号,再通过解调将数据恢复成原来的格式发送给目标用户。虽然无线接收机由射频前端,基带信号处理部分和应用接口等部件构成,但在现有成熟的基带技术情况下,接收机的性能主要决定于射频前端的性能[3]。对于接收机而言,通常要求具有满足应用要求的灵敏度和动态范围,如果将灵敏度和动态范围进行转换,则可以转换成接收机对应的噪声系数,动态范围和增益等指标。由于接收机的主要性能取决于射频前端的性能,因此接收机的主要性能取决于射频前端的噪声系数,增益,线性度等主要指标。在射频前端电路设计,通常采用不同的结构来得到需要的射频性能指标,然而,在实际的电路设计中,不但要考虑电路的结构同时还需要考虑电路设计中的寄生参数,本文主要讨论射频前端电路的设计中如何考虑寄生参数。 2 硅基射频前端电路设计总体考虑 图1是常规的超外差式接收机射频前端电路结构[4],射频前端电路中包含滤波器,低噪声放大器,混频器,压控振荡器(VCO),可变增益放大器(中放)等模块构成,射频信号通过天线进入到RF滤波器中进行需要射频信号的选频,通过RF滤波器将接收机需要的射频信号从空中信号中选择出来。经过RF滤波器出来的信号通常信号幅度都很弱,增加其信号能量是进行有效检测的重要手段,通过低噪声放大器可以大幅度提高信噪比。由于RF滤波器的信号中通常含有镜像信号,该镜像信号将在后续的变频电路中对有用信号产生影响,因此低噪声放大器输出信号需要通过镜像抑制滤波器对镜像信号进行抑制。混频器将本地振荡器产生的信号和接收的射频信号进行下混频得到中频信号,在输出的中频信号中将含有不少数量的交调成分,IF滤波器对无用交调成分进行过滤,然后送入到可变增益放大器中进行放大,进而放大后的信号到基带中进行解调或者进行进一步下变频得到更低的中频信号。 在实际的射频前端电路设计中,由于各个滤波器通常是采用电感和电容无源器件来实现,受限于硅衬底的低电阻率特性,RF滤波器、IR滤波器和IF滤波器通常由片外模块来实现,而其中的各个有源电路,如低噪放、混频器、VCO和中放则通过片上电路来实现,这种情况下片外模块-各种滤波器和片上电路之间的连接需要通过PAD和键合线来实现。 对于射频前端而言,噪声系数、线性度、增益和功耗是影响其实际使用的四个因素。通常期望射频前端具有低的噪声系数,高线性度、高增益和低功耗。然而,在实际的电路设计中低的噪声系数、高线性度、高增益通常将带来功耗的增加,因此在实际的射频前端电路设计中通常以功耗为主要限制条件,对射频前端电路的设计以功耗为约束条件,在一定功耗和确定增益的情况下对噪声系数,线性度等进行分配。 对于射频前端另一个需要考虑的因素是电路设计中的各类无源器件,用于和片外电路连接的PAD、金属键合线以及电路大量存在的各类传输线。由于射频前端常用的电感和电容这两类无源器件工艺厂商在提供设计模型(PDK文件)时已经进行了精确的模型验证,在射频前端设计中可以直接利用模型进行设计。然而,对于其余的器件如PAD,金属键合线、互连线等,通常工艺厂商无相关的模型,需要在集成电路设计中进行考虑。同时,由于模块电路的各个元器件之间以及各个模块之间需要采用大量采用互连线进行连接,此时大量存在的互连线将不可避免的对射频前端性能产生影响。 3 射频前端的寄生参数设计 图2是片上射频前端电路包含无源器件的电路框图,不同于图1的射频电路结构,图2中各个器件之间的互连线以及和片外电路连接的金属PAD都显示于图中,在图中,各个模块内部有源器件、无源器件相互之间的互连线没有显示出来。 从图2中可以看出,对于射频前端而言,其不可避免的存在大量的互连线和金属PAD。由于这些互连线和金属PAD存在,将不可避免的对电路性能产生影响,在实际的电路设计中需要对这些无源器件寄生参数进行考虑,提高系统电路性能。 3.1 PAD考虑及效应影响 如图1所示,射频前端电路中由于其内部模块需要和外部电路之间进行信号交换,需要采用PAD来把片上的模块如低噪声放大器和片外的滤波器连接。对于射频电路而言,为了保证功率无反射,通常需要和外部电路连接片上模块的输入阻抗和输出阻抗为50欧姆,这就要求低噪声放大器的输入端和输入端,混频器的输入端都要匹配成50欧姆,保证信号能够良好传输。在实际的电路设计中,由于PAD通常由一层或两层金属作为信号线层,底层金属作为地这样结构构成,这些信号层将和地构成电容,影响电路性能。 对于PAD而言,其对电路设计带来的影响主要是在电路的输入端和输出端增加寄生电容和寄生电阻[4]。由于PAD带来的寄生电容在电路的输入端和输出端和电路相互并联,该并联电容将和输入端和输出端的阻抗一起构成了射频模块新的输入阻抗和输出阻抗,改变了电路的输入输出反射系数,导致损坏增加。由于该电容直接和地相连,理论上该电容越小越好,即尽可能的采用顶层金属和较小的面积来实现PAD结构,从而减小电容量。另一方面,对于PAD而言,当其接入到射频电路中,PAD本身带来的寄生电阻将和输入阻抗、输出阻抗相互串联,进而导致其信号的损耗增加。由于PAD的寄生电阻和金属面积成反比,和金属的厚度成正比,为了减小这种寄生电阻的损耗,有效的策略是增加其面积,同时顶层金属和临近顶层金属层通过过孔连接起来。然而,当采用这种把两层金属作为信号层结构时,信号金属层和地金属层之间的距离将显著减小,这将导致PAD寄生电容的增加,因此在电路设计时需要综合进行考虑。 对于PAD另一个需要综合考虑的是其面积。由于PAD的面积直接影响其寄生电阻大小和寄生电容大小。PAD面积越大,寄生电容越大,寄生电阻越小,同时带来的关键问题是芯片面积的显著增加,因此,为降低其寄生电容,同时减小其芯片面积,通常PAD的尺寸按照可以实现金属键合线连接的最小尺寸为主。 3.2 互连线考虑及效应影响 对于射频前端而言,另一个不可避免的无源器件是系统内大量存在的互连传输线,如图2所示。这些互连线其主要的寄生参数包含串联电感和电阻,并联电容,并联电导这几部分构成。各个寄生参数的大小和互连线的尺寸成正比,为了减小这些寄生参数,各个互连线的尺寸应该尽可能短。同时,对于射频集成电路而言,其工作信号的频率通常达到几个吉赫兹甚至更高的几十吉赫兹,此时,传输线的寄生效应,尤其是寄生电阻和寄生电感将会对电路的性能带来显著影响。为降低这些寄生参数影响,射频电路的各个器件之间的互连线应该单端从电路设计中提取出来,然后通过电磁场仿真软件如HFSS,ADS-Momentum等进行模型构建和寄生参数提取,再将提取的寄生参数放入到电路中进行仿真。在实际电路设计中,可以将这些互连线作为电路中匹配元件的一部分,降低这些互连线对电路影响。 对于互连线另一个需要重点考虑的因素是互连线的对称性。根据集成电路知识可以知道,为减少共模信号对电路的干扰,电路中信号通常是采用差分信号结构的形式,如混频器,放大器,VCO等通常采用的是差分结构形式[5]。然而,对于差分电路而言,一个至关重要的因素是差分信号的一致性,即差分信号的幅度相等,相位相反。当差分信号的失配严重系统射频性能将大幅度降低。为了保证差分信号一致性,在电路结构上应该尽可能的使电路对称。这种电路结构的对称既包含电路的有源器件对称,也包含器件之间的互连线的对称性。当电路中不可避免的需要采用长的互连线时,应该保证互连线两支路都是采用相同的金属层,互连线的长度严格一致,同时两支路的结构严格完全相同。 4 结语 随着无线通信技术的快速发展,硅基工艺射频集成电路在集成电路设计的热点领域。本文主要讨论了考虑无源器件寄生参数的硅基接收机射频前端电路设计问题。对于射频前端而言,其不可避免的需要和片外电路进行相互连接,此时用作输入输出接口的PAD寄生参数将对电路设计带来影响,为降低其寄生电容和寄生电阻的影响,文中分析了PAD结构和尺寸的相互制约问题。射频前端电路设计中另一个重要的问题是电路内部大量存在的互连线,文中讨论了如何在电路设计中进行互连线参数提取,以及设计互连线中需要考虑的因素。 前端设计论文:一种基于DSP的一体化前端采集控制器的设计 【摘 要】介绍了一种基于DSP的用于高温高压高速时温度、压力、振动等环境参数测量的一体化前端采集控制器,给出了硬件和软件设计方案,重点介绍了硬件设计,硬件方案设计主要围绕数据的高速采集和大容量存储两方面考虑。该采集器具有速度快、处理能力强、可靠性和电磁兼容性高等优点。 【关键词】TMS320F2812PGFA芯片;大容量存储;数据处理 0 引言 在某些高温高压高速实验场合中,温度、压力、振动等环境参数是是检验被测物体及运动装置的可靠性和可维修性的重要依据,为被测物体的改进提供必要的依据。而这些参数的测量通过热电偶传感器、压力传感器、振动传感器将物理量信息转换成电信号,送给一体化前端采集控制器。一体化前端采集控制器将所接收到的电信号转换为数字量后,将数据保存起来,并可以通过以太网口、RS422及USB口等通讯接口将数据上传至计算机中。计算机可以处理和分析数据,并可以将处理结果用报表、图表的方式打印出来。由于这些实验的无法重复性、复杂性这就对一体化前端采集控制器的设计提出了更高的要求,不仅具备多通道高速采集和大容量存储的功能还应具有很高的可靠性、精确性和电磁兼容性。 1 一体化前端采集控制器工作原理 一体化前端采集控制器的工作原理图如图1所示。一体化前端采集控制器将采集通道、主控部分、数据总线等集成在一起,采用嵌入式计算机技术设计,实现一体化程控,并具有RS422、USB2.0和以太网接口。 2 硬件设计方案 2.1 主控制部分 每台采集器都有一个主控制板,其作用是通过相应的端口与上位机进行数据交换,并通过控制总线对采集板进行控制与数据交换。组成框图如图2所示。 2.1.1 中央处理器 考虑到系统的高速数据采集、大容量数据存储,通道独立性等特点,数据采集和存储的控制由一个高速32位DSP(数字处理单片机)芯片实现。DSP单片机与普通单片机相比,在运行速度和数据处理能力上都有后者无法比拟的优越性,完全可以满足系统高速采集的要求。在DSP芯片的选择上,采用TI公司的TMS320F2812PGFA 32位定点处理DSP芯片,该芯片不但运行速度高(可达150MHz的主频),处理功能强大,并且具有丰富的片内外围设备,便于接口和模块化设计,其信价比极高。而且它特有的性能是外部存贮空间接口可达1MB、可编程等待状态、三个独立的片选端还有几十个GPIO端口可供选择。此特点用于管理其它采集板通讯双口RAM(IDT7027)提供了很大的方便。芯片内部具有8K×16的片内Flash存储器,可以大大降低系统的体积,而且其功耗也比较低(核心电压1.8V,I/O口电压3.3V)。 2.1.2 主控板CPLD 为方便通道的可扩展性,设计了一套完整的并行数据总线和协议。每块采集板上都有自己的一个控制CPU来进行采集和存储控制,并通过并行数据总线和协议由一块主控制板来与上位机进行数据交换。为增强仪器的可靠性和总线的驱动能力,所以在每块板上都增加了一套总线驱动器,考虑到板子体积大小,将总线驱动器做到了一个CPLD中,其特点就是集成度高,体积小,逻辑更改方便可以通过编程来实现。 2.2 采集通道部分 为了增加板子可靠性和独立性,我们设计中都将每块板子设计成为了相对独立的采集器。由自己控制CPU、采样AD、信号调理前端、存贮磁盘及通讯总线。其组成框图如图3所示。 2.2.1 中央处理器 根据仪器需要及与主控部分的编程操作方便,CPU控制器也是选用TI公司的TMS320F2812PGFA 32位定点处理DSP芯片,它还具有3个32位的CPU定时器,运用这三个定时器,可实现AD的定时采集,以达到采样频率:10Hz-160KHz/通道,连续可调。 2.2.2 A/D转换器 A/D转换器是将输入模拟电压信号转换为数字信号的关键部位。设计中采用了AD公司的高速16位A/D转换器AD7663AST芯片。该AD转换器具有高速度、高精度、低功耗、单一电源供电(+5V)等特点,使用其±5V量程档。可以完全满足本测量系统对于测量速度和测量精度16位的要求。 2.2.3 数据存储 数据存储也是数据采集通道中的一个关键部分,它必须满足存储容量和能够掉电保持数据的双重功能。设计中采用静态数据存储器缓存加大容量电子盘(ADC)作为存储介质实现大容量数据存储。电子盘与普通Flash存储器相比,具有速度快、容量大的优点;与普通硬盘相比,存储容量相当,电子盘的工作环境温度更宽、抗冲击振动能力强、体积小、安装形式多,更适合本测量系统。根据程序支持的存贮容量,用户通过上位机软件去选择存储盘的容量,最高可支持512M字节的存储。 2.2.4 双口RAM 增加双口RAM目的是为了实现系统在采集过程中的实时监控功能。当CPU在采样过程中先将AD的采样数据放在静态RAM中,然后再将数据存入电子盘。当采样率比较高的时候CPU的工作频率也就相对比较高。这时靠CPU再与上位机进行数据交换已经来不及了。在不影响采集存储的情况下只有靠主控板自己的CPU把数据从采集RAM取走传给上位机。普通单口RAM只有一个读写操作口无法实现上述功能,而双口RAM有左右两个读写操作口,这样就可以实现了边存储边显示的功能了。而且为增加总线数据传输的速度和方便性,将双口RAM的存储区划分几个不同的区域,每块采集板的所有要与主控板进行交换的数据及命令都靠取RAM中不同区域数据来实现。根据需要选用IDT公司的IDT70V28L芯片,其存储容量为64k X 16位,电源为3.3V。该芯片典型功耗为440mW,待机功耗仅660μW。 2.2.5 信号调理前端 信号调理前端作用就是把传感器的信号归一化为理想的电压信号,再由AD进行采样转换。现在大多数传感器信号输出型式有三种:电荷型、单端电压型、差分电压型。为实现仪器能对多种信号进行采集,所以在采集板上做了三种信号调理电路,通过模拟电子开关及编程的方式来实现信号的切换。 2.3 电源管理模块 为满足野外无外接电源长时间工作需求,选大容量聚合物锂电池,选定制的电池保护电路保证稳定的电流输出。大容量聚合物锂电池可根据需要扩充电量,外置的电池盒可方便拆卸和搬运,在电池盒中设置的温控电路也可保障电池在低温环境下的工作。 3 软件设计 前端采集器需要完成数据采集、数据传输、数据存储3 个基本功能,这三部分在系统软件的监控和任务调度下协同运行。软件设计的主要流程图如图4所示。 进入数据采集系统后,程序首先对系统初始化,内部计时器开始计时,启动ADC采集数据,主程序进入一个死循环;当ADC转换完毕,进入中断子程序,采集并存储数据,然后将采集的数据存储到硬盘里,以便进行数据处理与分析。 4 可靠性和电磁兼容性设计 4.1 可靠性设计 一体化前端采集控制器设计时,在满足整机主要性能指标的前提下,按照可靠性的要求进行简化设计、降额设计、热设计、三防设计、安全设计等,从简化电路构成、增加元件参数额定使用上限、加强散热效果、采取三防处理、采取绝缘处理等方面考虑,确保了一体化前端采集控制器的可靠性。 4.2 电磁兼容性设计 一体化前端采集控制器在设计中采取一系列电磁兼容及抗干扰措施:电源模块的输入、输出都具有滤波电路;同时在每块印制板的电源入口处放置大电容,在每个组件旁和每个信号的输入接口处放置小电容,从而加强了仪器抗电磁兼容干扰的能力;印刷板采取了去耦措施,电源端、输入输出端加滤波;印刷线路板布线有规则前向布线,尽量缩短布线长度;信号线与回线尽量靠近,平行走线。按电路类型对元件、逻辑组件进行分组,相对集中,相互独立的功能块周围用地线环绕;采用多层印制板,增加电源层及接地层接触面,增强抗干扰能力;对仪器所用元器件严格按照选用标准进行筛选和选用,保证其抗干扰能力;由于整机采用金属壳,具有屏蔽作用,因此会大幅度减少内部噪声辐射到机壳外部。 5 结语 本文设计的一体化前端采集控制器具备多通道、大容量、高速采集与存储的功能。由于采用了高性能的DSP芯片TMS320F2812PGFA和采用嵌入式计算机技术,加入了可靠性设计和电磁兼容性设计,适合一些高温高压高速实验场合测量的要求。 前端设计论文:基于AJAX的智慧农业监控系统Web前端设计 摘 要:AJAX作为当前网站开发的前沿技术,可根据用户需要向服务器端发送少量的数据请求,实现快速无刷新地改变系统页面的布局和内容,从而提供给用户极佳的浏览体验。文中将分析AJAX的基本原理以及其在Web应用交互中的重点突破,并设计出基于AJAX的智慧农业监控系统前端框架。 关键词:AJAX;智慧农业;Web前端;异步通信 0 引 言 作为一个21世纪新兴强国,我国农业却仍以传统耕种方式为主,这样不仅造成各种资源的浪费,更对环境与水土造成严重污染和破坏,对农业的可持续性发展构成了严重的威胁。我国政府部门先后颁布了诸多农业科技发展新条例,足以体现其对农业发展的高度重视。伴随着物联网的飞速发展,越来越多的先进技术被应用到农业生产中,运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制是当前农业发展的必然趋势。Web前端作为Web系统的内容展现,实现系统可视化的同时,为用户与系统提供了丰富的交互入口,在整个智慧农业监控系统中起着至关重要的作用。 1 AJAX简介 AJAX(Asynchronous JavaScript And XML)的全称为异步JavaScript和XML,它是由JavaScript、XMLHttpRequest(XHR)、DOM、XML等技术复合而成的异步通信技术。 1.1 AJAX的工作原理 AJAX的工作原理就是在浏览器与服务器之间增加了一个包含一些复杂JavaScript程序的AJAX引擎,而XHR对象作为异步通信的基础,旨在为JavaScript程序提供许多丰富可用的接口与后台服务器端进行少量的数据交互,然后通过对XML文档的解析处理,实现系统页面的快速选择性刷新。 1.2 传统应用模型与AJAX应用模型的比较 在传统的Web应用中,当用户进行表单提交时,浏览器直接将数据发送给后台服务器,后台对请求进行相应处理后通过Http协议返回给浏览器一个完整的页面,浏览器接收到返回数据后将对页面进行重新构造并显示,其应用模型如图1所示。在此过程中,浏览器处于空白状态,用户必须等到页面完全被刷新后才能浏览更新的内容。 图1 传统的Web应用模型 而在基于AJAX的新兴Web应用中,浏览器首先将数据发送给AJAX引擎中的JavaScript代码,由JavaScript代码首先来捕捉表单中需提交的数据,然后将其发送给后台服务器,从而实现用户操作与服务器响应的异步化,用户无需等到后台服务器响应仍可继续操作程序。但JavaScript代码并不会将所有的请求都提交给后台服务器去处理,部分无需从后台获取新数据的请求交由AJAX引擎自身来处理,其它确认需要获取新数据的请求则由AJAX引擎提交给服务器。这样不仅能够实现页面的局部刷新,缩短用户的等待时间,而且能够将一部分数据处理交由浏览器来完成,从而减轻服务器的负担。 2 系统Web前端设计 2.1 系统需求分析 “智慧农业”作为一种科学的农业生产经营手段,它主要通过给每个基点配置无线传感节点来获取植物的生长环境信息,如空气温湿度、光照强度、土壤的酸碱度、植物养分、气体含量等参数。系统将会先收集无线传感器节点发来的数据并将其进行存储,而后将存储在数据库的数据进行提取、筛选、统计、分析,最终将更具科学性、代表性的结果通过浏览器展现给用户。系统也可以设置为智能模式,将结果进行自动分析,自动控制相应设备。引入视频图像与图像处理,直观地反映农作物生产的实时状态,从整体上给农户提供更加科学的种植决策理论依据。 Web前端作为系统的可视化部分,主要是为了实现数据的实时显示,给用户提供一个与后台进行数据交互、参数设置、设备控制的入口。 2.2 系统总体设计 根据系统的需求分析,总体上可将系统分为登陆界面、登陆失败界面、设备监控界面、设备管理界面、视频监控界面、系统设置界面、日志记录界面、设备详情界面、扫描新设备界面、视频监控详情界面。系统前端界面流程图如图3所示。 整个界面设计框架主要分为三层,结构层、表示层和行为层。结构层主要是由HTMl负责创建,实现了页面文字、图片和动画的绘制;表示层是CSS负责创建,完成了网页颜色、布局和线条的美化;行为层则是JavaScript语言和DOM负责创建,实现了页面事件的动态交互。三层结合提供给用户一个可视性强、可操作性强的智能平台。设备监控界面作为其主界面,PC端效果图如图4所示,系统的设置界面如图5所示。 3 AJAX在系统中的应用 对于一个监控功能系统来说,数据的实时刷新以及控制设备状态的实时改变是非常重要的。在本文的智慧农业监控系统中,主要使用了DOM中的setInterval方法来实现数据的轮询,将一个包含AJAX请求的函数传入其中作为要执行的代码块。应用程序将周期性的执行相应的AJAX请求,快速完成页面的局部刷新,获取到当前时段的最新数据信息。当用户需要改变底层控制设备的状态时,用户通过触发点击事件向服务器发送AJAX请求,并根据服务器的返回数据相应的改变系统中的状态图片。在这整个过程中,系统实现了无刷新更新页面,用户几乎完全不知道后台发生的一切。 4 结 语 随着物联网技术的不断发展,智慧农业的运用将更加广泛,农业数据的处理也会越来越精确、安全。而AJAX作为一种用于创建快速动态网页的技术,虽说在用户体验上带来了极大的提升,但在浏览器兼容性、数据新旧区分以及客户端负载等方面仍存在不足。相信随着Web技术的不断完善,AJAX在应用程序中的运用也会更加成熟。
浅谈铁路通信电源施工技术:高速铁路通信电源施工技术 摘要:高速铁路通信电源是构成各种通信手段必不可少的组成部分,是高速铁路通信设备正常运行的保障,对确保通信质量具有重要的影响,因为通信设备发生故障是局部的,而通信电源的故障,影响面会更大。文章论述了高速铁路通信电源的特点,高速铁路通信电源对电源系统的新要求。 关键词:高速铁路通信;通信电源;施工技术;蓄电池组 高速铁路通信电源系统的可靠性是影响整个通信系统可靠性的极重要的因素,因为电源系统的故障会从根本上导致整个通信系统的故障。电源系统可靠性指标过分降低,会影响整个系统的性能。因此铁路通信电源历来受到有关部门的重视,铁道部先后制定了有关通信电源的技术要求和相关设计规范,并加强了技术管理;系统和设备随着技术的进步不断完善和提高,本文将围绕铁路通信电源系统的特点及铁路通信电源施工技术、蓄电池组的特点阐述了以下看法: 一、高速铁路通信电源的特点 通信电源是高速铁路专网通信系统的重要组成部分,任何情况下都要保证正常供电。一般专网通信都配备了较先进的电力电源供电系统,包括开关整流设备,免维护蓄电池,应急油机等。这些设备维护的好坏不仅影响电源系统设备的寿命和故障率,而且直接涉及铁路专用通信的平稳运行。 高速铁路通信电源是独立的供电系统,由外供交流供电系统和直流供电系统构成。其外供交流电源由两部分组成:其一是从铁路地区变、配电所、铁路专用专盘专线电源、电力贯通线电源、自动闭塞电力线电源及地方电源接引的外供交流电源;其二是指自备发电电源。 在高速铁路沿线,每隔一般为40~60km设置的10kV配电所,用于为自动闭塞电力线路和电力贯通线供电。在高速铁路干线、运输较繁忙的支线无能建有电力贯通线路;在自动闭塞区段除建有电力贯通线外,还建有自动闭塞电力线路。自动闭塞电力线路是为铁路自动闭塞信号设备供电的专用电源,高速铁路中间站的通信设备也由此供电。 铁路专网通信电源除了要进行日常的维护和检修外,更要进行定期检查和定期集中检修。可以按月度,季度,年度进行集中,要形成制度化,设定检修项目,设计相应表格等。总之,只有重视电源系统的日常维护,才能使电源系统更稳定,可靠的运行,从而保障高速铁路专网的正常运行。 二、高速铁路通信电源对电源系统的新要求 (一)低压、大电流,多组供电电压需求 低压、大电流,多组供电电压需求,功率密度大幅度提升,供电方案和电源应用方案设计呈现出多样性。 (二)模块化:自由组合扩容互为备用 提高安全系数,模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,而把相关的部分做成模块。把开关器件的驱动、保护电路也装到功率模块中去,构成了“智能化”功率模块(IPM),这既缩小了整机的体积,又方便了整机设计和制造。 (三)能实现集中监控 现代高速铁路通信运维体制要求动力机房的维护工作通过远程监测与控制来完成。这就要求电源自身具有监控功能,并配有标准接通讯接口,以便与后台计算机或与远程维护中心通过传输网络进行通信,交换数据,实现集中监控。从而提高维护的及时性,减小维护工作量和人力投入,提高维护工作的效率。 (四)自动化、智能化 要求电源能进行电池自动管理,故障自动诊断,故障自动报警等,自备发电机应能自动开启和自动关闭。 (五)小型化 现在通信设备的日益集成化、小型化,这就要求电源设备也相应的小型化,作为后备电源的蓄电池也应向免维护、全密封、小型化方向发展。 (六)新的供电方式 相应于电源小型化,供电方式应尽可能实行各机房分散供电,设备特别集中时才采用电力室集中供电,大型的高层通信大楼可采用分层供电(即分层集中供电)。 三、高速铁路通信电源施工技术和方法 (一)电力贯通线路为沿线各车站与行车有关的小容量负荷的主供电源,是自动闭塞线路供电的备用电源 1.铁路通信网分枢纽及以上通信设备均被列为一级负 荷;分枢纽以下电源室和中间站通信机械室为二级负荷。一级负荷的供电标准是:从两个不同的变电所各引一路或从不同的母线段引出两路供电。因此分枢纽及以上通信设备是由两路可靠交流电源供电的;分枢纽以下由一路可靠交流电源供电,当其附近有第二路交流电源时,采用两路交流电源供电。 2.铁路通信自备发电电源一般采用油机发电机组,对满足日照要求或风速要求的地区,采用太阳能或风力发展电源作为备用电源也是一种可行的方案,但其一次性投资较高。自备交流发电机组,随着技术的进步,目前均采用具有自动投入,自动撤出,自动补给性能的设备,此外还必须具有标准化接口和通信协议,以完成其遥信、遥测和遥控功能,达到少人维护、无人值守的目的。 3.自备发电机组的设置是保证对通信设备不间断供电的唯一可靠措施,尤其是对灾害造成的故障,其中断时间很难确定。所以铁路通信站均要求配置自备发电机组;中间站通信机械室每2~4个站配置1台机动式发电机组,故障时,由通信工区携带至故障地点使用,以确保供电的可靠性,同地可减少蓄电池组的备用时间,从而降低蓄电池的容量。 4.自备交流发电机组的容量,按满足通信设备用交流功率、直流电源的浮充功率、蓄电池组的充电功率、通信站主机房内应提供保证的用电功率。保证照明一般接实际情况计算、无资料时,除主机房的照明予以保证外,其余房屋的照明功率可按其30%~50%估算。 5.电源系统的可靠性是由交流供电系统,直流供电系统的可靠性共同组成,研究资料表明,交流供电系统的可靠性占系统总可靠性指标的65%,因此,提高交流供电可靠性最为重要。 6.铁路通信电源的直流供电系统由整流设备、直流配电设备及蓄电池组组成。其供电方式采用直流集中供电连续浮充充制,将整流设备与蓄电池组不分昼夜地并取浮充供给通信设备直流电源,同时供给蓄电池组自放电的补充充电电流。采用这种供电制度、蓄电池组效率高,寿命长,可靠性强,是首选的供电方式。铁路直流供电基础电压定-48V。其他种类电压:如-12V,-6V,-24V等或交流220V,当其负荷量较小时,可通过变换器或逆变器获得,特大通信枢纽(一般可按交换系统容量大于5万门)采用分散供电方式,具有减小电源线压降,减少故障影响面等优噗,随着铁路通信网走向市场、大容量的通信枢纽会有所增加,分散供电方式会得到更多的采用。 7.采用高频开关技术的整流设备,具有体积小,重量轻,模块化结构,扩容方便,并且效率高、功率因数高,允许输入交流电压变动幅度大,稳压精度高、噪声低等优点,已经取代相控电源,在铁路通信电源系统业已得到广泛的应用。 阀控式密封蓄电池具有体积小,比能量大,污染少,使用维护简便,可卧置叠放,可与通信设备同置一室,节省工程投资等优点,已被定为应用于通信电源系统的首选电池。其中贫液式电池因其内阻小,产品一致性和均一性好,更具有优越性。 8.对蓄电池组采用低压恒压充电方式在国际、国内已得到普遍应用,其优点是可以延长蓄电池的使用寿命,提高供电质量,简化直电线路。铁道部业已推行低压恒压浮充制供电方式,其原理与维护基本上同“连续浮充制”。不同之处在于浮充电压从原来的(2.18±0.02)V,提高到2.3V,外供交流电源停电后,由蓄电池放电;交流恢复供电后,仍以每块蓄电池端电压2.3V进行“在线式”浮充,即带负荷充电。其优点是在保证蓄电池不亏电的情况下延长其使用寿命,并具有简化操作、便于维护、提高供电质量等优点。 浅谈铁路通信电源施工技术:铁路通信电源与环境监控系统技术应用探讨 【摘要】 本文首先概述了电源与环境监控系统技术的结构及功能,在此基础上,重点探讨了铁路通信电源的具体应用,旨在为提高铁路通信效率与质量,保证铁路运输安全,提供一点参考。 【关键词】 铁路 通信电源与环境监控系统 安全效益 通信电源与环境监控系统,就是利用互联网及通信传输技术对和通信动力设备及机房环境情况进行集中监控的系统,在铁路通信中应用广泛。环境监控系统能对空调运行、机房温湿度和环境照明等情况进行自动监控。借助电源及环境监控系统,可以实现实时信息采集、分析和告警,辅助管理人员全面掌控机房内各类设备的运行环境信息,从而解放劳动力,降低铁路通信管理成本,提高铁路安全效益。 一、通信电源及环境监控系统结构与功能 1、通信电源及环境监控系统结构。通信电源及环境系统由远程监控单元(EMU)、采集程序和 Web 应用 3 层架构组成。Web 应用服务负责整合系统应用,供用户实时浏览与访问。采集程序负责对下层进行轮询数据和接收报警事件,对上层通知事件的报警与消警信息,起到承上启下的作用。远程监控单元负责采集与监控指定设备的数据,同时负责与中间层采集程序的通信,接收与响应采集程序的轮询请求。 2、通信电源及环境监控系统功能。1.动力环境监控。1)基本监控子模块:通过智能空调的数据采集接口实时采集空调的运行状态和报警信息。采集的主要状态参数有:工作模式、送风温度、回风温度、压缩机状态、加热器状态、除湿器状态和加湿器状态。2)配电监控子模块:通过加装在配电柜上的智能电量仪实时采集输入输出的电能质量,主要采集三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、视在功率和频率等参数。3)UPS监控子模块:全面监控智能UPS的电池状态、旁路状态、负载保护、在线模式和负载过载等状态;实时监控的工作参数主要包括:输入电压、输入电流、输入频率、负载电压、负载电源、负载频率、旁路电压、旁路电流等。4)空调监控子模块:通过传感器完成对机房任露取⑹度、漏水、门禁、烟感、蓄电池和玻璃破碎等信息的实时监控。2.视频监控。视频监控模块包含实时预览子模块、视频回放子模块和抓拍浏览子模块,完成对机房内视频图像的实时浏览、控制、视频回放和图像抓拍等功能。3.历史数据。历史数据模块包含报警事件和监控记录两个子模块,主要负责历史监控记录查询、报警事件查询、报表生成和报表导出等功能。4.系统管理。系统管理模块包含采集管理、用户管理、监控策略、存储策略和操作日志5个子模块,主要用于维护系统用户,管理存储信息,配置监控策略等。 二、铁路通信电源及环境监控系统技术应用 1、基于 RS232 接口的监控单元接入方式。系统中智能采集器的任务为采集电源监控单元、温湿度传感器、空调、电池组、红外传感器、烟感、水浸传感器等相关数据,并将其以特定协议RS232进行打包。调制解调器MODEM主要负责把数字信号转化成模拟信号;多串口卡则主要用于对计算机串口进行扩展,从而满足监控系统能够对多个电源设备及环境情况进行监控的需要;终端监控主要利用PC机。RS232通信电源及环境监控系统工作原理如下:每个车站的监控数据经由二线调制解调器传输至监控终端的PC机方面,PC机接收电源监控数据后,则对各个监控车站进行监控数据的检测以及预告,同时,对各类监控设备进行控制和管理,并在网络交换机的支持下,将所采集到的各类电源及环境设备的监控数据转发至通信电源监控系统中的协议处理机中,所产生的数据报文则由协议处理机中的Fep采集程序进行处理,而后,送到服务器端。由此,后台通信网监控客户端则可通过访问服务器进而对现场通信电源设备及机房环境的运行、告警和操作数据予以显示,将各类电源及环境设备的监控项目以图表的方式显示出来,为监控人员查询数据提供便利。 2、直接采集数据接入。直接采集数据接入方法的被监控电源设备类型大都为整流电源。监控点的电压模拟量经过交、直流电压变送器转换后,传输至EMU采集器中进行模拟量数据的采集,而后,将所采集到的模拟量数据进行打包,并通过RS232接口送至系统终端服务器方面。当终端服务器接收到模拟量数据包后,将其经由网络交换机送至中心站处的协议处理机中,并有协议处理机中的Fep采集程序处理模拟量数据包中的数据报文,而后,送至服务器。此时,后台通信电源监控系统的客户端则可通过对服务器进行访问,将通信现场电源设备的运行、告警以及操作数据全部显示出来。由此可知,通信电源监控系统的此种接入方式并不会对监控分站下的电源监控单元产生过度依赖,具有较高的可靠性。 结论:综上所述,铁路通信电源及环境集中监控系统是保证铁路沿线无人通信机房电源及机房环境安全的重要设备,通过远程集中监控,可以及时发现机房电源设备故障和环境安全问题,不但减轻了维护人员的日常工作负担,更是解决了无人机房安全管理盲区,为铁路生产和运营提供了重要的安全保障。本文重点研究了基于 RS232 接口的监控单元接入方式和直接采集数据接入两种监控系统在铁路中的应用,作者所在的邯济铁路采用的是直接接入的通信电源监控系统,实践表明,其应用效果与效益都非常理想。 浅谈铁路通信电源施工技术:高速铁路通信电源的施工技术与方法 摘 要:本文将主要针对铁路通信电源的系统特点、铁路通信电源的重要组成部分、高速铁路通信电源对电源系统的新要求和高速铁路通信电源的施工技术要点以及高速铁路通信电源技术的发展趋势进行简要分析,仅供参考。 关键词:高速铁路;通信电源;施工技术 一、铁路通信电源的系统特点 关于通信电源,铁道部陆续颁布了技术要求,制定了严格的设计规范,一直非常注重于这方面的技术管理,随着技术的改进,通信电源系统不断完善,设备规格大有提高,通信电源系统成为铁路部门的重要组成部分。作为供电系统,铁路通信电源独立于铁道部,由外供交流供电系统与直流供电系统组成,外供交流电源的来源有两部分组成,第一部分是铁路内部的变电所配电所等专用电源,第二是内部发电电源。每隔六十公里,铁路局设置一座10KV配电所,自动闭塞电力线路和电力贯通线供电赖此供给。 在铁路干线、运输较繁忙的支线无能建有连结铁路沿线两相邻变、配电所,对沿线各车站行车电力负荷等供电的10kV~35kV的电力贯通线路;自动闭塞区段不仅仅设置了电力贯通线,还设有自动闭塞电力线路,后者为专用电源,专门为铁路自动闭塞信号设备供电。电力贯通线路属于备用电源。高速铁路有严格的要求,无论是任何情况,必须保证正常供电。专网通信系统都配备精良,准备充足,确保无虞。应急油机、开关整流设备、免维护蓄电池等电源供电系统应有尽有,把这些设备维护好了,它们的寿命又得到了延长,就会减少故障,就会保证铁路专用通信的状态良好。对这些设备要经常进行检查、维护,定期检查和抽查交替,检查完毕制定检修项目表格,惟其如此还能够更可靠和稳定的让电源系统正常运转,从而保证高速铁路专网的良好运行。 二、铁路通信电源的重要组成部分 在铁路通信电源中阀控式密封蓄电池的使用频率较高,它是直流供电系统的重要组成部分。在市电正常的情况下,它与铁路通信供电设备整流器并联运行,虽然在它工作的过程中没有起到向铁路通信设备供电的作用,但它能够有效改善并提高供电设备整流器的供电质量,具有平滑滤波的作用。当市电出现异常或供电设备整流器不能正常工作的时候,蓄电池可以肩负起单独供电的任务,有效解决通信故障问题。虽然蓄电池有该有点,但其供电时间是十分有限的,不是无穷无尽的,因此在蓄电池内的电量完全放完以前,必须及时恢复供电,让供电设备整流器重新开机启动,输出质量高、稳定性强的直流电源为铁路通信设备供电,与此同时,还能向蓄电池进行安全均衡的充电。阀控式密封蓄电池的有点有很多,主要包括:电池体积小,污染少,能量大,对于出现故障的蓄电池维修渐变,可以节约占面积,将其与铁路通信设备同置一室,有效节约铁路通信设备安装工程的施工费用。因此,阀控制密封蓄电池在铁路通信设备中应用广泛。 三、高速铁路通信电源对电源系统的新要求 随着技术的提升,供电方案复杂多样,电源应用方案设计五彩纷呈。多组供电电压的一个最明显的的需求是低压、大电流。其次,模块化自由组合扩容互为备用,提高安全系数。模块化含义有二,第一个是功率器件,第二个是电源单元。频率一旦有所提高,引线寄生电感,对器件造成应力,就有了过电压、过电流毛刺的表现。最为突出的是集中监控和智能化、自动化。现代的信息发展一日千里,远程监测和控制已经运筹帷幄,这一切都能够在机房完成。更为精工的要求是,电源本身即可监控,并通过接口传输,立即直达远程维护中心,所有过程瞬息完成;这样,一切变异都在掌握之中,即时分析故障,维护及时,人力物力的投入达到最低化;工作效率得到最大的提高。智能化,就是电池能够进行全自动管理,自动检测,无需人员操作。出了故障,能够主动保护自身,自动报警、自动诊断与修复。另外,高速铁路通信电源对电源系统的新要求之一是小型化:经济、精良。蓄电池属于后备物品,十五年前就提出全密封免维护的概念产品,小型化的发展则灵活多变,经济适用。 四、高速铁路通信电源的施工技术要点 1、施工技术要点 铁路通信网分枢纽及以上通信设备均被列为一级负荷;分枢纽以下电源室和中间站通信机械室为二级负荷。一级负荷的供电标准是:从两个不同的变电所各引一路或从不同的母线段引出两路供电。因此分枢纽及以上通信设备是由两路可靠交流电源供电的;分枢纽以下由一路可靠交流电源供电,当其附近有第二路交流电源时,采用两路交流电源供电。 铁路通信自备发电电源一般采用油机发电机组,对满足日照要求或风速要求的地区,采用太阳能或风力发展电源作为备用电源也是一种可行的方案,但其一次性投资较高。自备交流发电机组,随着技术的进步,目前均采用具有自动投入,自动撤出,自动补给性能的设备,此外还必须具有标准化接口和通信协议,以完成其遥信、遥测和遥控功能,达到少人维护、无人值守的目的。 自备发电机组的设置是保证对通信设备不间断供电的唯一可靠措施,尤其是对灾害造成的故障,其中断时间很难确定。所以铁路通信站均要求配置自备发电机组;中间站通信机械室每2-4个站配置1台机动式发电机组,故障时,由通信工区携带至故障地点使用,以确保供电的可靠性,同地可减少蓄电池组的备用时间,从而降低蓄电池的容量。 自备交流发电机组的容量,按满足通信设备用交流功率、直流电源的浮充功率、蓄电池组的充电功率、通信站主机房内应提供保证的用电功率。保证照明一般接实际情况计算、无资料时,除主机房的照明予以保证外,其余房屋的照明功率可按其30-50%估算。 电源系统的可靠性是由交流供电系统,直流供电系统的可靠性共同组成,研究资料表明,交流供电系统的可靠性占系统总可靠性指标的65%,因此,提高交流供电可靠性最为重要。 2、电源系统维护 2.1防尘和定期除尘 大量的灰尘容易造成电源器件散热不好,特别在气候干燥的地区。通信电源系统在正常使用的过程中,维护的日常工作量比较少,主要是安排人员定期防尘除尘。而且一季度要彻底地清洁一次,而且在人员除尘时主要检查各连接件和插接件是否有松动和接触不牢固的状况发生。 2.2电源周边环境要保持洁净、恒温、恒湿 湿度和温度是衡量生产环境因素的重要衡量标准对生产的环节有着至关重要的作用。在一定体积的空气当中含有的水分越少,空气越干燥;反之成立。湿度就是空气的干湿程度。离开温度控制来谈湿度控制是无意义的。通信电源系统设备通常控制电子元件很多,电子元件本身对空间的温湿度都有一定的标准和要求,只有达到了恒温和恒湿,才能使电子设备保持良好的运作效率;而洁净的环境则是防止灰尘进入电源器件当中,造成不必要的器件故障。 五、高速铁路通信电源技术的发展趋势 “忽如一夜春风来”,高速铁路通信电源技术发展迅速,前景喜人,高效率高功率是大势所趋,网络化智能化的监控管理的实现标志着监控管理全数字化控制时期的到来,高速铁路通信电源技术安全、可靠、良好、绿色,随着高速铁路通信行业的发展,用高频开关电源取代相控电源,用钒电池组代替防酸式蓄电池,用计算机远程监控代替人工控制,是目前高速铁路通信电源的发展潮流。随着高速铁路通信行业的飞速发展,高速铁路通信电源系统从体制、规范、维护产品标准等方面不断纳入新观念、新技术、新产品,从而为高速铁路通信的腾飞奠定了坚实的基础,在通信产品方面,中达电通股份有限公司的通信电源、UPS以及监控产品堪称业中翘楚,品质优良,运行稳定,足可信赖。 结束语 做好铁路通信电源的维修工作,保障其良好运行,才能有效保证电源的供电质量。铁路通信电源的维修管理人员应该兢兢业业,对于铁路供电系统中存在的问题进行细致的分析,并找到有效的解决方案,这样才能保障铁路通信电源正常工作,有效提高电源工作的可靠性。
机电一体化论文:模具中采用机电一体化综述 由于旋盖的螺纹长度较长和螺纹成型后脱模力较大,与常规的脱模机构不同,图4模具采用电机驱动链轮使螺纹型芯旋转的方法来实现自动脱模。 模具结构特点:(1)常规的三板模结构,1模2腔,侧浇口进料。(2)无拉料杆和推杆装置,在弹簧力的作用下通过浇口推板将主流道凝料从定模板上推出,模具结构简单。(3)模具工作可靠,操作方便,自动化程度高。(4)脱螺纹机构的主要零件有:电机、链轮、链条、推力轴承、深沟球轴承、接近开关、中间继电器、时间继电器等。模具的工作过程为:模具合模、注射、保压、冷却过程结束后,模具开模,动模开始向后运动,浇口推板18在弹簧17的作用下,将主流道凝料和塑件从动模上推出。动、定模开模到一定距离,注塑机顶杆通过动模座板16的顶出孔进入模具,使接近开关22受到感应,并发信号给中间继电器19,启动电机26。 电机通过主动链轮24、链条14带动从动链轮8旋转,螺纹型芯7在推力轴承5和深沟球轴承6的配合下作旋转运动。塑件与型芯在相对旋转运动的作用下实现自动脱模。当时间继电器20到时后自动断电,电机停止运转,型芯同时停止旋转,模具的一个工作循环过程结束。 模具中采用的机电一体化控制系统包括电器控制、机械传动和动力元件三大部分。电器控制部分功能上包括:信号采集、信号传递和信号控制;机械传动的类型有:齿轮传动、链传动、蜗杆传动、螺旋传动以及常用机构等。动力元件有:电机、液压泵和气压泵。下面主要对电器控制元件的功能和作用进行介绍。 信号采集元件信号采集元件可分为:接近开关(见图5)、光电开关(见图6)、信号传感器等。图4模具中使用接近开关作为信号采集元件。接近开关是一种无需与运动部件进行机械接触而可以操作的位置开关,当物体接近开关的感应面到动作距离时,不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作,从而触发交流或直流电器工作或给计算机装置提供控制指令。光电开关是利用被检测物对光束的遮挡、吸收或反射,检测物体有或无。物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号发出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。 信号传递元件图模具中采用中间继电器(见图7)作为信号传递元件。中间继电器是用来传递信号或同时控制多个电路,也可直接用它来控制小容量电机或其他电气执行元件。继电器的工作原理是:当某一输入信号(如电压、电流、温度、速度、压力等)达到预定数值时,使它动作,以改变控制电路的工作状态,从而实现既定的控制或保护的目的。在此过程中,继电器主要起传递信号的作用。 信号控制元件模具中采用的信号控制元件是时间继电器(见图8)。时间继电器的用途是配合工艺要求,执行延时指令。时间继电器可分为通电延时、断电延时、循环延时、释放延时等。时间继电器使用于交流50~60Hz,额定电压12~380V的控制电路中作延时元件,按预定的时间接通或断开电路,具有延时精度高、触电容量大、延时范围广等 机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛涉及工业生产过程的所有领域。初级的机电一体化产品是指采用电子技术代替和完善机械产品中的一部分,以提高产品的性能,而高级的机电一体化产品是利用机电一体化技术使机械产品实现自动化、数字化和智能化,使产品性能实现质的飞跃。旋盖成型模具通过应用机电一体化技术简化模具结构和提高模具性能,可为注射模上采用机电一体化技术提供参考。 机电一体化论文: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。 机电一体化论文:对煤矿机械机电一体化应用的现状研究 随着科学技术的不断发展,对煤矿机械的性能要求也在不断提高,电子(微电脑)控制装置在煤矿机械上的应用将更加广泛,结构将更加复杂,维护也将更加专业化。为帮助煤矿机械使用人员、维修人员、管理人员对煤矿机械中的电气与电子控制装置的功能、类别及特性有一些初步的了解和掌握,下面就这些做一下介绍与浅述。 煤矿生产中,煤矿机械的性能自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产,也直接影响到煤矿供电、排水、通风、提升等的安全运行。而煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性,从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。电子(微电脑)控制系统已成为煤矿现代机械不可缺少的组成部分,同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展,以及对煤矿机电产品性能要求不断提高,电子(微电脑)控制系统在煤矿机械中所占的比重越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员提出了更高的要求,对煤矿职工的培训工作和对煤矿设备的管理工作也显得尤为重要。 为适应煤矿机械对性能的要求,仅仅依靠机械和液压技术已显得力不从心。电子(微电脑)控制技术的发展就成了煤矿机械的必要选择。机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到煤矿机械中,必将会给煤矿机械带来了新的技术变革,使其各种性能有了质的飞跃。 机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。机电一体化技术从20世纪70年代中期开始在国外机械上得到应用。20世纪80年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起,推动了机械制造技术的迅速发展,特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在机械上的应用,极大促进了煤矿机电产品的性能,使煤矿机械进入了一个飞跃的发展时期。以微电脑或微处理器为核心的电子控制系统在国外机械上的应用已相当普及,在我国也是发展的方向,已成为机械高性能的体现。 目前机械的电子(微电脑)控制系统主要用以实现如下功能: 1)在线监控、自动报警及故障自诊 即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能自动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用PLC控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。 2)节能降耗,提高生产效率 例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、PLC控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高了。 3)自动化或半自动化程度的提高 煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响。例如,冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备,由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国MARCO公司合作生产的PM31型液压支架电液控制系统,就是微电脑控制,只要在支架操作控制器上输入程序,支架使会自动连续动作,也可实现远程控制和工作面无人操作。 4)其他应用 一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子(微电脑)控制的自动变速器,能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比,从而改变功率,这不仅充分利用了电动机功率,大大提高了能耗经济性,而且也简化了操作,降低了劳动强度,提高了设备的安全性能,提高作业人员操作的安全性。目前我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制,可实现无人操作,使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业,也配备了无线遥控装置,可远程遥控也可微电脑编程控制。电子(微电脑)系统的可靠性是煤矿机械非常重要的一项性能指标。由于煤矿机械一般井下作业,其直接受到潮气、煤尘、通风、石块、地质变化等的侵袭,此外还受到采煤振动和冲击以及各种电、磁等的干扰,工作环境非常恶劣,因此电子(微电脑)控制系统必须满足井下性能环境要求,能在井下环境温度下可靠、稳定地工作;抗压强度高、抗老化,具有较长的使用寿命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;较好耐冲击和抗振性能;较强的抗干扰能力,系统能在各种干扰下可靠地工作。 机电一体化论文:煤矿机电一体化技术的应用及管理 机电一体化技术煤矿生产中的应用机电一体化技术包括基础的机械技术、以及计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术动技术。而在在矿井的生产过程中,采煤工艺的先进与否直接影响整个矿井的生产能力。因此,要尽量选用先进的采煤工艺,从而到矿井的高产高效的目的。随着我国工业控制自动化技术的发展,煤矿机电自动化在矿上的应用目益增多。 因为煤矿是高危行业,提高机电设备自身的安全可靠程度和自动化程度,最大减少用人,是实现矿井长治久安的关键所在,因此煤矿机电的自动化有力推动了企业安全高效、又好又快发展。 电气自动化在采矿机械设备中的应用采煤机从中厚煤层起步,发展到薄煤层、大功率、大采高强力滚筒采煤机。从有链牵引、无链液压牵引方式,逐渐发展到了电磁滑差无链电牵引和变频调速无链电牵引。液压支架高度从薄煤、中厚到厚煤层,支架型式由占主导的掩护式,逐渐发展到有四柱支撑式低位放顶煤、两柱式的高位放顶煤(单输送机)、两柱掩护式低位放项煤液压支架等多种架型。液压支架电液控制系统在美国、澳大利亚、德国等煤炭生产发达国家得到了普遍的应用,液压支架电液控制系统是实现综采工作面高产高效的关键技术设备,是今后发展的必然方向充分发挥机电一体化技术在煤矿开采中的作用。目前从国内煤矿的技术、经济条件和效益出发,电液控制液压支架主要用于年产400万t以上的一次采全高长壁工作面,600万t以上放项煤工作面及薄煤层高效开采工作面。将在近年内结合各矿特点尝试液压支架的电液控制系统。 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。 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。而全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,使电器安装大大简化,此外,硬件配置简单,互相兼容。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。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。 矿井安全生产监测监控系统中的应用矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。20世纪 90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭科学研究总院重庆分院的kj90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的kj95系统等。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用,基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 煤矿机电管理存在的主要问题.1机电管理职能部门作用没有充分发挥尽管各地方煤矿一般都设置了机电管理部门,但大多数矿井机电科都承担 2种职能:一是机电管理,二是机电生产。 机电科管理人员的主要精力放在应付生产上,管理作用没能充分发挥。一些地方煤矿的领导对机电管理重视不够,大量压缩机电人员,造成机电管理人员不足,机电专业组织未能健全,机电管理网络经常中断,机电职能管理作用淡化,技术手段落后。 机电队伍整体素质较低及机电技术力量薄弱一些地方煤矿机电管理人员文化较低,专业技术水平不高,未系统学习设备管理理论和企业管理理论,机电管理凭经验进行。机电职工一般未接受机电专门技术培训,理论知识不足,实践经验缺乏,违章作业经常发生。设备故障较高,因电气失爆而引起的瓦斯、煤尘爆炸事故几乎年年发生。用电管理 两票三制坚持不严,带电作业,约时停送电时有发生。 设备存在隐患较多设备老、旧、杂、带病运转,安全设施、保护装置不全,距《煤矿安全规程》要求差距较大。提升系统缺少缓冲装置和托罐装置,电控系统、制动系统保护不全。井筒装备锈蚀严重,末能定期防腐。有的矿井为了赶产,不能保证主副井2h的停产检修时间,绞车的实际提升负荷超过设计提升能力。一些固定设备的电压表、电流表、压力表、真空表、安全阀未按规定定期校验。井下电气设备没有按规定做电气试验,过流保护整定过大,漏电保护、煤电钻综保、照明信号综合保护、输送机保护、风电闭锁、瓦斯电闭锁甩掉不用或试验及记录不规范。井下局部接地极及连线的材质、工艺不符合要求,安装不合格。非阻燃的电缆、输送带仍在井下使用。电气设备失爆现象屡见不鲜。 改进地方煤矿机电管理的办法重视机电管理,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。 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种形式,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杈;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。认真落实规章制度,扎实地做好设备综合管理,加大机电培训。达到培训的目的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。培训上提高职工学习积极性,严谨机电培训走过场。能实现要我学到我要学的转变,培训达到目的。 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忧的状态工作,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;隹确度,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。 机电一体化论文:机械制造与机电一体化发展探究 1.机械制造智能化技术的发展 1.1人机互动的功能发展方向 机械制造业对图形的精密性要求非常高。因此,必须借助计算机技术完成产品的设计与操作,通过计算机的窗口与菜单完成产品生产的操作过程,利用快速编程、蓝图编程、三维彩色动态图形展示、图形动态跟踪、图形模拟、多方向视图、比例缩放等技术为机械制造提供技术支持,以大量的可视图形和技术数据帮助设计者更好地完成设计过程,提高产品质量与经济效益,同时缩短产品的生产周期,实现产品制造过程的人机互动。 1.2高效化、智能化的性能发展方向 在目前机械制造的操作系统中,高分辨率检测元件和多CPU控制能够提高机械制造过程的效率、精度和速度,形成系统化、科学化、规范化的数字伺服系统,使机床的运转速度得到大幅度提升,自动化调整机械生产的信息流和物料流,以机械制造群控系统提高机械制造的效率与水平。 1.3集成化、可控化的体系发展方向 随着智能化技术在机械制造领域内的不断应用与推广,基于网络数据资源的机械制造管理系统可以通过互联网络深入了解生产工艺流程及设计原理,实现了编程、设定、运行、操作的集成化与可控化,提高了机械设计和制作的效率。机械制造的集成化、可控化的体系发展方向以软硬件运行速度和数控系统的集成度为依据,利用集成化CPU、RISC芯片和可编程集成线路,提高了集成电路的密度,减少/!/互联长度和数量,从而降低了生产成本,提高了产品性能和系统可靠性。这是机械制造智能化技术的发展方向和任务。 2.机械制造智能化与机电一体化的结合发展 机械制造智能化与机电一体化的结合是机械制造业的发展方向,随着智能化技术和机电一体化技术水平的提高,机械制造有着非常广阔的发展前景。具体说来,机械制造与智能化技术、机电一体化技术相结合的发展趋势表现在以下几个方面: 2.1网络化 网络技术是机械制造业的重要发展方向。随着网络技术的推广与普及,企业的生产经营过程发生了极大的变革。物料选择、产品设计、零件制造、产品销售和市场开拓的方式都发生了很大的变化,异地与跨国生产已经非常普遍,技术交流、产品开发合作和经营管理学习也在广泛开展。机械制造企业在网络化的发展环境下既竞争又合作,为了提高自己的竞争力不断研发新产品和新技术,提高了机械制造业的整体水平。因此,网络化是机械制造业的重要发展方向。 2.2智能化 在机械制造业的发展过程中,不断吸收运筹学、人工智能、计算机技术、心理学、模糊数学、生理学、混沌动力学等新思想和新方法,在机械生产过程中模拟人类智能,使机械生产过程更具人性化。 2.3自动化 机械制造的自动化以系统技术、集成技术、人机一体化技术、单元制造技术、柔性制造技术等技术为支撑,为机械制造营造了一个现代化的生产环境,使机械制造朝着敏捷化、全球化、网络化、智能化、虚拟化和绿色化的方向发展。 2.4系统化 机械制造的系统化表现为开发式和模式化的系统体系结构,实现了灵活组态、任意裁剪、任意组合,达到了综合管理和系统控制的目标。此外,机械制造领域内的通信功能也在不断增强,更加注重产品和人的关系,通过模仿生物机理来研制机电一体化产品。 3.结语 总而言之,机电一体化技术和智能化技术是科学技术发展的结果,也是生产力发展的必然产物。随着科学技术的发展与进步,机械制造业也将不断吸收智能化和机电一体化技术,实现机电一体化和机械制造智能化的相互融合、相互促进,不断提高机械制造业的科技水平和生产效率,促进机械制造业走向一个新的发展阶段。 机电一体化论文:发展“机电一体化”的思路和对策 主题词:机电一体化、对策 一、机电一体化技术发展历程及其趋势 自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意. (一)"机电一体化"的发展历程 1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页; 2.微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机; 3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础; 4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.(二)"机电一体化"发展趋势 1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势. 2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。 3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。 4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”,而生物的特点是硬 件(肌体)——软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。 5.微型机电化——微型化。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。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。 三、典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。 四、北京发展“机电一体化”而临的形势和任务 机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。 前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深层次工作。 (一)北京“机电一体化”工作面临的形势 1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度 (1)在700余家北京市属工业系统的企业中,有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。 (2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造;在已改造的近6500台机床设备中,大约有15%需进一步改造。 (3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造;且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。 (4)北京工业系统CAD应用还有较大差距。目前,北京工业品设计,CAD应用率仅17%(而美、日等国已超过85%;国内先进地区也超过了30%);CAD的覆盖率才达到11%(而全国CAD应用工程领导小组指出,“八五”期间大中型企业要达到35%,中小型骨干企业要达到15%—20%;到“九五”时,按国务委员宋健的要求,基本上要甩掉绘图板)。 (5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦,尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务,占总任务量的99.5%左右。 (6)工业是全市能源消耗大户。1992年,北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市,1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨,比上海的1.57吨高57%,比天津的2.15吨高14%,比先进的工业化国家高近9倍。因此,北京工业系统节能降耗的任务非常重,而电力电子技术是节能降耗的王牌。 2.北京用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。北京市的工业产品大约有3万种,每年约开发试制新产品3000种,更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要,影响了北京工业产品的竞争能力。 1993年,北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种,在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中:机械局系统主要产品约1200种,机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强;仪器仪表总公司系统主要产品350种,机电一体化产品210种,机电一体化产品所占比例为60%;轻工系统主要产品总数为649种,机电一体化、智能化产品15种,机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%;汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元,每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元,不是总成本的1%;与国外约28%的先进水平相差甚远;与国内先进水平相差一半左右。 3.北京用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在北京工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重,且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力 劳动中解脱出来,实现文明生产。另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。 (二)北京“机电一体化”工作的任务 北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。 1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点 (1)大力采用模糊技术,工业炉窑改造应上新台阶 国内外成功的范例表明,应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和PID技术好的多。因此,我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术,到2000年,对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊 技术等先进电子信息技术改造完毕,其中采用模糊技术改造要在80%。 (2)积极采用数控技术,机床高备改造要达新水平 对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能,到1995年,北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上,到本世纪末要改造完毕。 (3)努力推广变频调速技术,风机电泵改造要攀新高度 风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上,效果十分显著。因此,在今后几乎,北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年,应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%;到本世纪末,北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍;采用先进的变频调速技术。 (4)优先应用CAD/CAM技术,工业设计水平提高要有新目标 北京工业产品更新换代慢,设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前,北京工业系统CAD的应用率为17%,CAD的覆盖率为11%,到1995年应分别达到20%和15%,本世纪末,要力争分别达到55%和45%。 2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标 (1)总体目标:到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种,2000年,应不少于2000种,机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。 (2)单项目标: ·机床数控化率:1995年,产量数控化率达5%,产值数控化率达16%;2000年,分别达12%和40%。 ·汽车电子化程度:1995年,平均每辆汽车上装用和电子产品的费用不少于1000元,在整车成本中所占比例不低于3%;到2000年分别不少于3000元,不低于8%。 ·PLC的开发生产能力:“八五”期间,开发能力要稳居全国首位;“九五”北京要成为全国主要的PLC生产基地之一。 ·“电力电子”开发生产能力:“八五”期间掌握第二代电力电子器件的批量生产技术和第三代电力电子器件的开发技术。“九五”期间第三代电力电子器件的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面,“八五”期间,开关电源、高频电源、逆变电源要成为拳头产品;交流变频调速装置要达到批量生产程度;高频电子镇流器要能出口创汇;“九五”,北京要形成一个具有电力电子器件、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配套能力的高新技术产业。 ·模糊控制器的开发生产能力:“八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地,开发出用于工业炉窑改造,压力、温度、流量控制的模糊技术控制系统典型产品来;交逐步将模糊技术应用于家用电器中。1995年,空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电器产品模糊控制器的普及率要分别达到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世纪末,北京家用电器模糊技术普及率要达到50%以上。 ·其它机电一体化产品的开发生产能力:微机控制多色印刷机要稳居全国第一;电子医疗仪器的开发、生产争取在“八五”有较大突破,“九五”在品种和产量上全国领先;在“八五”期间,以30万千瓦汽轮发电机组为代表的发电设备要形成综合配套能力,打出规模效益来;数字化、智能化仪器仪表,自动化装置要上品种、上批量…… 总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启北京机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。如果北京完成好上面所建议的“机电一体化”发展两方面的目标,那么,到本世纪末,北京就会形成一个销售额超过200亿元的机电一体化产业。其中,数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过150亿元;“电力电子”的销售额可超过20亿元;PLC模糊控制器等销售额可超过15亿元;汽车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过25亿元。机电一体化产业不仅是北京高新技术产业的主力军,也是机电行业停工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。 五、北京发展“机电一体化”的对策 (一)加强统筹安排,协调发展计划 目前,北京地区从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计是。同时,市政府各有关委、办、局(总公司)也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,市政府各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出北京统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车! (二)强化行业管理,发挥“协会”作用 目前,北京“机电一体化”较热,而按目前的行业划分方法和管理体制,“政出多门”是难哆的。因此,北京有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构,根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神,以及机电一体化行业特点,我们建议,尽快加强北京机电一体化协会的建设,赋予其行业管理职能。 “协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面,要加强办公室、秘书处的建设;要通过其精明干练的办事机构、经济实体,组织“行业”发展计划、战略规划的拟制;指导行业布点布局的调整,进行发展突破口 的选择,抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……(三)优化发展环境、增大支持力度 优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。 增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。 在经济政策上,要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会;银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜;成立“机电一体化”发展基金,支持机电一体化生产发展等。 (四)突出发展重点,兼顾“两个层次” 机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍 ,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。 我们认为,北京“机电一体化”发展,当务之急,重中之重是: 抓紧开发生产GTO、GTR、VDMOS等新型电力电子器件及其应用装置——交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等,用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造; 抓紧推广应用经济型数控系统,改造机床设备;开发生产低、中档数控系统; 抓紧开发、生产中小型PLC,用PLC进行生产过程控制; 抓紧组织生产多色胶印机、中英文打字机、电子出版系统、中高调频X射线疹疗设备、心脑病人监护设备、30万千瓦汽轮发电机组、模糊控制器、汽车电子高压开关、高频电子点火器等产品。同时要注意用变频调速技术、电力拖动技术、模糊技术、PLC等改造供暖、供水设备,进行高层建设的现代化管理,解决交通难、出行难问题…… 机电一体化论文:机电一体化系统抗干扰问题的探讨 摘要:针对机电一体化系统在工业应用环境运行时,系统受到的干扰问题,进行了一定的分析,并提出了一些具体的解决办法。 关键词:机电一体化 干扰 抗干扰 机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统。机电一体化系统投入工业应用环境运行时,系统总会受到电网、空间与周围环境干扰。若系统抵御不住干扰的冲击,各电气功能模块将不能进行正常的工作,微机系统往往会因干扰产生程序“跑飞”,传感器模块将会输出伪信号,功率驱动模块将会输出畸变的驱动信号,使执行机构动作失常,最终导致系统产生故障,甚至瘫痪。 1 干扰源 从干扰窜入系统的渠道来看,系统所受到的干扰源分为供电干扰、过程通道干扰、场干扰等,如图1所示。 (1)供电干扰 大功率设备会造成电网的严重污染,使得电网电压大幅度地涨落、浪涌,大功率开关的通断,电动机的启停等原因,电网上常常出现很高的尖峰脉冲干扰。据统计,电源的投入、瞬时短路、欠压、过压、电网窜入的噪声引起CPU误动作及数据丢失占各种干扰的90%以上。 (2)过程通道干扰 过程通道干扰主要来源于长线传输。当系统中有电气设备漏电,接地系统不完善,或者传感器测量部件绝缘不好等;及各通道的传输线如果处于同根电缆或捆扎在一起,尤其是将信号线与交流电源线处于同一根管道时,产生的共模或差模电压都会影响系统,使系统无法工作。 (3)场干扰 系统周围的空间总存在着磁场、电磁场、静电场,如太阳及天体辐射;广播、电话、通讯发射台的电磁波;周围中频设备发出的电磁辐射等。这些场干扰会通过电源或传输线影响各功能模块的正常工作,使其中的电平发生变化或产生脉冲干扰信号。 2 抗供电干扰的措施 (1)配电系统的抗干扰 抑制供电干扰首先从配电系统上采取措施,可采用图2所示的配电方案。 其次可采用分立式供电方案,就是将组成系统各模块分别用独立的变压、整流、滤波、稳压电路构成的直流电源供电,这样就减少了集中供电的危险性,而且也减少了公共阻抗以及公共电源的相互耦合,提高了供电的可靠性,也有利于电源散热。 另外,交流电的引入线应采用粗导线,直流输出线应采用双绞线,扭绞的螺距要小,并尽可能缩短配线长度. (2)利用电源监视电路 在配电系统中实施抗干扰措施是必不可少的,但这些仍难抵御微秒级的干扰脉冲及瞬态掉电,特别是后者属于恶性干扰,可能产生严重的事故。因此应采取进一步的保护性措施,即使用电源监视电路。电源监视电路需具有监视电源电压瞬时短路、瞬间降压和微秒级干扰及掉电的功能;及时输出供CPU接受的复位信号及中断信号等功能。 3 过程通道抗干扰措施 抑制过程通道上的干扰,主要措施有光电隔离、双绞线传输、阻抗匹配、电流传输以及合理布线等。 (1)光电隔离 利用光电耦合器的电流传输特性,在长线传输时可以将模块间两个光电耦合器件用连线“浮置”起来,这种方法不仅有效地消除了各电气功能模块间的电流流经公共线时所产生的噪声电压互相窜扰,而且有效地解决了长线驱动和阻抗匹配问题。 (2)双绞线传输 在长线传输中,双绞线是较常用的一种传输线,与同轴电缆相比,虽然频带较窄,但阻抗高,降低了共模干扰。由于双绞线构成的各个环路,改变了线间电磁感应的方向,使其相互抵消,因而对电磁场的干扰有一定的抑制效果。 (3)阻抗匹配 长线传输时,若收发两端的阻抗不匹配,则会产生信号反射,使信号失真,其危害程度与传输的频率及传输线长度有关。 (4)电流传输 长线传输时,用电流传输代替电压传输,可获得较好的抗干扰能力。 (5)合理布线 强电馈线必须单独走线,强信号线与弱信号线应尽量避免平行走向。 4 场干扰的抑制 防止场干扰的主要方法是良好的屏蔽和正确的接地。须注意以下问题: (1)消除静电干扰最简单的方法是把感应体接地,接地时要防止形成接地环路。 (2)为了防止电磁场干扰,可采用带屏蔽层的信号线,并将屏蔽层单端接地。 (3)不要把导线的屏蔽层当作信号线或公用线来使用。 (4)在布线方面,不要在电源电路和检测、控制电路之间使用公用线,也不要在模拟电路和数字脉冲电路之间使用公用线,以免互相串扰。 5 软件抗干扰技术 各种形式的干扰最终会反映在系统的微机模块中,导致数据采集误差、控制状态失灵、存储数据窜改以及程序运行失常等后果,虽然在系统硬件上采取了上述多种抗干扰措施,但仍然不能保证微机系统正常工作。因为软件抗干扰是属于微机系统的自身防御行为,实施软件抗干扰的必要条件是: (1)在干扰的作用下,微机硬件部分以及与其相连的各功能模块不会受到任何损毁,或易损坏的单元设置有监测状态可查询。 (2)系统的程序及固化常数不会因干扰的侵入而变化。 (3)RAM区中的重要数据在干扰侵入后可重新建立,并且系统重新运行时不会出现不允许的数据。 抑制数据采样的干扰可采用:数字滤波,宽度判断抗尖峰脉冲干扰等办法,也可采用重复检查法,偏差判断法来检查判断是否有干扰信号。而程序运行失常的软件抗干扰措施一般有: (1)设置WATCHDOG功能,由硬件配合,监视软件的运行情况,遇到故障进行相应的处理。 (2)设置软件陷阱,当程序指针失控而使程序进入非程序空间时,在该空间中设置拦截指令,使程序进入陷阱,然后强迫其转入初始状态。 机电一体化论文:机电一体化智能大流量电动执行机构 【论文摘要】提出一种新型电动执行机构的设计方案,详细介绍了该执行机构各功能元件的选型与设计、阀位及速度控制原理以及各种关键问题的解决方法。该执行机构将阀门、伺服电机、控制器合为一体,采用8031单片机、变频技术实现了阀门的动作速度和位置控制,解决了阀门的精确定位、阀门柔性开关、极限位置判断、电机保护及模拟信号隔离等技术问题。现场运行情况表明,该电动执行机构具有动作快、保护完善以及便于和计算机通讯等优点。 1 引言 在现代化生产过程控制中,执行机构起着十分重要的作用,它是自动控制系统中不可缺少的组成部分。现有的国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精度低、可靠性差等问题。而且执行机构的全程运行速度取决于其电机的输出轴转速和其内部减速齿轮的减速比,一旦出厂,这一速度固定不可调整,其通用性较弱。整个机构缺乏完善的保护和故障诊断措施以及必要的通信手段,系统的安全性较差,不便与计算机联网。鉴于以上原因,采用传统的大流量电动执行机构的控制系统,可靠性和稳定性较差。随着计算机网络、现场总线等技术在工业过程中的应用,这种执行机构已远远不能满足工业生产的要求。笔者设计的大流量电动执行机构,采用机电一体化技术,将阀门、伺服电机、控制器合为一体,利用异步电动机直接驱动阀门的开与关。通过内置变频器,采用模糊神经网络,实现阀门的动作速度、精确定位、柔性开关以及电机转矩等控制。该电动执行机构省去了用于控制电机正、反转的接触器和可控硅换向开关模件、机械传动装置和复杂、昂贵的控制柜和配电柜,具有动作快、保护较完善、便于和计算机联网等优点。实际运行表明,该执行机构工作稳定,性能可靠。 2 电动执行机构的硬件设计及工作原理 电动执行机构控制系统原理框图如图2-1所示。智能执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。 控制部分主要由单片机、PWM波发生器、IPM逆变器、A/D、D/A转换模块、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电路等组成。执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。 系统工作原理: 霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号,经A/D转换后送入单片机。单片机通过8255控制PWM波发生器,产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM,实现电机的变频调速以及阀位控制。逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。 控制系统各功能元件的选型与设计: 1)单片机 选用INTEL公司生产的8031单片机,它主要通过并行8255口担负控制系统的信号处理:接收系统对转矩、阀门开启、关闭及阀门开度等设定信号,并提供三相PWM波发生器所需要的控制信号;处理IPM发出的故障信号和报警信号;处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号;提供显示电动执行机构的工作状态信号;执行控制系统来的控制信号,向控制系统反馈信号; 2)三相PWM波发生器 PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。模拟法电路复杂,有温漂现象,精度低,限制了系统的性能;数字法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点,并存入内存,然后通过查表及必要的计算产生PWM波,这种方法占用的内存较大,不能保证系统的精度。为了满足智能功率模块所需要的PWM波控制信号,保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能,文中选用MITEL公司生产的SA8282作为三相PWM发生器。SA8282是专用大规模集成电路,具有独立的标准微处理器接口,芯片内部包含了波形、频率、幅值等控制信息。 3)智能逆变模块IPM 为了满足执行机构体积小,可靠性高的要求,电机电源采用智能功率模块IPM。该执行机构主要适用功率小于5.5kW的三相异步电机,其额定电压为380V,功率因数为0.75。经计算可知,选用日本产的智能功率模块PM50RSA120可以满足系统要求。该功率模块集功率开关和驱动电路、制动电路于一体,并内置过电流、短路、欠电压和过热保护以及报警输出,是一种高性能的功率开关器件。 4)位置检测电路 位置检测电路是执行机构的重要组成部分,它的功能是提供准确的位置信号。关键问题是位置传感器的选型。在传统的电动执行机构中多采用绕线电位器、差动变压器、导电塑料电位器等。绕线电位器寿命短被淘汰。差动变压器由于线性区太短和温度特性不理想而受到限制。导电塑料电位器目前较为流行,但它是有触点的,寿命也不可能很长,精度也不高。笔者采用的位置传感器为脉冲数字式传感器,这种传感器是无触点的,且具有精度高、无线性区限制、稳定性高、无温度限制等特点。 5)电压、电流及检测 检测电压、电流主要是为了计算电机的力矩,以及变频器输出回路短路、断相保护和逆变模块故障诊断。由于变频器输出的电流和电压的频率范围为0~50Hz,采用常规的电流、电压互感器无法满足要求。为了快速反映出电流的大小,采用霍尔型电流互感器检测IPM输出的三相电流,对于IPM输出电压的检测采用分压电路。如图2-2所示。 6)通讯接口 为了实现计算机联网和远程控制,选用MAX232作为系统的串行通讯接口,MAX232内部有两个完全相同的电平转换电路,可以把8031串行口输出的TTL电平转换为RS-232标准电平,把其它微机送来的RS-232标准电平转换成TTL电平给8031,实现单片机与其它微机间的通讯。 7)时钟电路 时钟电路主要用来提供采样与控制周期、速度计算时所需要的时间以及日历。文中选用时钟电路DS12887。DS12887内部有114字节的用户非易失性RAM,可用来存入需长期保存的数据。 8)液晶显示单元 为了实现人机对话功能,选用MGLS12832液晶显示模块组成显示电路。采用组态显示方式。通过菜单选择,可分别对阀门、力矩、限位、电机、通讯和参数等信号进行设置或调试。并采用文字和图形相结合的方式,显示直观、清晰。 9)程序出格自恢复电路 为了保证在强干扰下程序出格时系统能够自动地恢复正常,选用MAX705组成程序出格自恢复电路,监视程序运行。如图2-3所示,该电路由MAX705、与非门及微分电路组成。 工作原理为:一旦程序出格,WDO由高变低,由于微分电路的作用,由“与非”门输入引脚2变为高电平,引脚2电平的这种变化使“与非”门输出一个正脉冲,使单片机产生一次复位,复位结束后,又由程序通过P1.0口向MAX705的WDI引脚发正脉冲,使WDO引脚回到高电平,程序出格自恢复电路继续监视程序运行。 3 阀位及速度控制原理 阀位及速度控制原理框图如图3-1所示。 采用双环控制方案,其中内环为速度环,外环为位置环。速度环主要将当前速度与速度给定发生器送来的设定速度相比较,通过速度调节器改变PWM波发生器载波频率,实现电机的转速调节。速度调节器采用模糊神经网络控制算法(具体内容另文叙述)。 外环主要根据当前位置速度的设定,通过速度给定发生器向内环提供速度的设定值。由于大流量阀执行机构在运行过程中存在加速、匀速、减速等阶段。各阶段的时间长短、加速度的大小、在何位置开始匀速或减速均与给定位置、当前位置以及运行速度有关。速度给定发生器的工作原理为:通过比较实际阀位与给定阀位,当二者不相等时,以恒定加速度加速,减速点根据当前速度、阀位值、阀位给定值的大小计算得来。 执行机构各阶段运行速度的计算原理 图3-2为执行机构的典型运行速度图,它由若干段变化速率不同的折线组成。将曲线上速率开始发生改变的那一点称为起始段点,相应的时间称为段起始时间,如图3-2中的t(i)(i=0,1,2,……),相应的速度称为段起始速度,如图3-2所示v(i)(i=0,1,2,…)。 设第i段速度的变化速率为ki,则有: 式中:Δv为两段点之间的速度变化值,Δv=vi+1-vi; Δt为两段之间的时间,Δt=ti+1-ti。 显然,当ki=0时为恒速段,ki>0时为升速段,ki<0时为减速段。任意时刻的速度给定值为: Ts为采样周期。 变化速率ki的取值由给定位置、当前位置以及运行速度的大小确定。 4 关键技术问题的解决 该电动执行机构采用了最新的变频调速技术,电机驱动功率小于5.5kW。用户可根据需要设定力矩特性,根据控制的阀设定速度,速度分多转式、直行程、角行程3种方式。控制系统由阀位给定和阀位反馈信号构成的闭环系统,控制特性视运行方式、速度而定,并具有自动过流保护、过载保护、超压、欠压、过热、缺相、堵转等保护功能。 该执行机构解决的关键性技术问题主要有: 1)阀门柔性开关 柔性开关主要是为了当阀关闭或全开时,保证阀门不卡死与损伤。执行机构内部的微处理器根据测得的变频器输出电压和电流,通过精确计算,得出其输出力矩。一旦输出力矩达到或大于设定的力矩,自动降低速度,以避免阀门内部过度的撞击,从而达到最优关闭,实现过力矩保护。 2)阀位的极限位置判断 阀位的极限位置是指全开和全关位置。在传统执行机构中,该位置的检测是通过机械式限位开关获得的。机械式限位开关精度低,在运行中易松动,可靠性差。在文中,电动执行机构极限位置通过检测位置信号的增量获得。其原理是,单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较,如果未发生变化或变化较小,即认为己达到极限位置,立即切断异步电机的供电电源,保证阀门的安全关闭或全开。省去了机械式限位开关,无需在调试时对其进行复杂的调整。 3)电机保护的实现 为了防止电机因过热而烧毁,单片机通过温度传感器连续检测电机的实际运行温度,如果温度传感器检测到电机温度过高,自动切断供电电源。温度传感器内置于电机内部。 4)准确定位 传统的电动执行机构在异步电机通电后会很快达到其额定动作速度,当接近停止位置时,电机断电后,由于机械惯性,其阀门不可能立即停下来,会出现不同程度的超程,这一超程通常采用控制电机反向转动来校正。机电一体化的大流量电动执行机构根据当前位置与给定位置的差值以及运行速度的大小超前确定减速点的位置及减速段变化速率ki,使阀门在较低的速度下实现精确的微调和定位,从而将超程降到最低。 5)模拟信号的隔离。 对于变频器的直流电压以及输出的三相电压,它们之间的地址不一致,存在着较高的共模电压,为了保证系统的安全性,必须将它们彼此相互隔离。采用LM358和4N25组成了隔离线性放大电路。如图4-1所示,采用±15V和±12V两组独立的正负电源。若运放A的反相端电位由于扰动而正向偏离虚地,则运放A输出端的电位将降低,因而光电耦合器的发光强度将增强,则使其集射极电压减小,最后使运放A反相端的电位降低,回到正常状态。若A的反相端电位负向偏离虚地,也可以重回到正常状态。从而增强了系统的抗干扰性。 5 结束语 该执行机构集微机技术和执行器技术于一体,是一种新型的终端控制单元,其电机是通过内部集成的一体化变频器来控制,因此,同一台智能执行机构可以在一定范围内具有不同的运行速度和关断力矩。该智能执行机构采用了液晶显示技术,它利用内置的液晶显示板,不仅可以显示阀门的开、关状态和正常运行时阀门的开度,还可以通过菜单选择运行参数设定,当系统出现故障时,能显示出故障信息。总之,该执行机构集测量、决断、执行3种功能于一体,顺应了电动执行机构的发展趋势,它的研制成功给电动执行机构的研究开发提供了新的思路。 机电一体化论文:机电一体化技术及其应用研究 摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。 关键词 机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其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、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操作、诊断和修复。 1.2 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。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔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。 1.3 模块化 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。 1.4 网络化 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。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,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,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)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或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 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。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学技术的发展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,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,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。 2 机电一体化技术在钢铁企业中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(IC) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 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。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。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。随着测控技术的发展,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。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。 2.3 开放式控制系统(OCS) 开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“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。 2.4 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。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的经济效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。 2.5 现场总线技术(FBT) 现场总线技术(Fied Bus Technology)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(如4~20mA,DC直流传输)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。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。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。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。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。 机电一体化论文:发展“机电一体化”的思路和对策 主题词:机电一体化、对策 一、机电一体化技术发展历程及其趋势 自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意. (一)"机电一体化"的发展历程 1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页; 2.微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机; 3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础; 4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.(二)"机电一体化"发展趋势 1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势. 2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。 3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。 4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”,而生物的特点是硬 件(肌体)——软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。 5.微型机电化——微型化。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。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。 三、典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。 四、北京发展“机电一体化”而临的形势和任务 机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。 前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深层次工作。 (一)北京“机电一体化”工作面临的形势 1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度 (1)在700余家北京市属工业系统的企业中,有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。 (2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造;在已改造的近6500台机床设备中,大约有15%需进一步改造。 (3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造;且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。 (4)北京工业系统CAD应用还有较大差距。目前,北京工业品设计,CAD应用率仅17%(而美、日等国已超过85%;国内先进地区也超过了30%);CAD的覆盖率才达到11%(而全国CAD应用工程领导小组指出,“八五”期间大中型企业要达到35%,中小型骨干企业要达到15%—20%;到“九五”时,按国务委员宋健的要求,基本上要甩掉绘图板)。 (5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦,尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务,占总任务量的99.5%左右。 (6)工业是全市能源消耗大户。1992年,北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市,1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨,比上海的1.57吨高57%,比天津的2.15吨高14%,比先进的工业化国家高近9倍。因此,北京工业系统节能降耗的任务非常重,而电力电子技术是节能降耗的王牌。 2.北京用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。北京市的工业产品大约有3万种,每年约开发试制新产品3000种,更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要,影响了北京工业产品的竞争能力。 1993年,北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种,在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中:机械局系统主要产品约1200种,机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强;仪器仪表总公司系统主要产品350种,机电一体化产品210种,机电一体化产品所占比例为60%;轻工系统主要产品总数为649种,机电一体化、智能化产品15种,机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%;汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元,每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元,不是总成本的1%;与国外约28%的先进水平相差甚远;与国内先进水平相差一半左右。 3.北京用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在北京工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重,且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来,实现文明生产。 另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。 (二)北京“机电一体化”工作的任务 北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。 1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点 (1)大力采用模糊技术,工业炉窑改造应上新台阶 国内外成功的范例表明,应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和PID技术好的多。因此,我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术,到2000年,对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊 技术等先进电子信息技术改造完毕,其中采用模糊技术改造要在80%。 (2)积极采用数控技术,机床高备改造要达新水平 对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能,到1995年,北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上,到本世纪末要改造完毕。 (3)努力推广变频调速技术,风机电泵改造要攀新高度 风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上,效果十分显著。因此,在今后几乎,北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年,应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%;到本世纪末,北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍;采用先进的变频调速技术。 (4)优先应用CAD/CAM技术,工业设计水平提高要有新目标 北京工业产品更新换代慢,设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前,北京工业系统CAD的应用率为17%,CAD的覆盖率为11%,到1995年应分别达到20%和15%,本世纪末,要力争分别达到55%和45%。 2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标 (1)总体目标:到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种,2000年,应不少于2000种,机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。 (2)单项目标: ·机床数控化率:1995年,产量数控化率达5%,产值数控化率达16%;2000年,分别达12%和40%。 ·汽车电子化程度:1995年,平均每辆汽车上装用和电子产品的费用不少于1000元,在整车成本中所占比例不低于3%;到2000年分别不少于3000元,不低于8%。 ·PLC的开发生产能力:“八五”期间,开发能力要稳居全国首位;“九五”北京要成为全国主要的PLC生产基地之一。 ·“电力电子”开发生产能力:“八五”期间掌握第二代电力电子器件的批量生产技术和第三代电力电子器件的开发技术。“九五”期间第三代电力电子器件的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面,“八五”期间,开关电源、高频电源、逆变电源要成为拳头产品;交流变频调速装置要达到批量生产程度;高频电子镇流器要能出口创汇;“九五”,北京要形成一个具有电力电子器件、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配套能力的高新技术产业。 ·模糊控制器的开发生产能力:“八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地,开发出用于工业炉窑改造,压力、温度、流量控制的模糊技术控制系统典型产品来;交逐步将模糊技术应用于家用电器中。1995年,空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电器产品模糊控制器的普及率要分别达到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世纪末,北京家用电器模糊技术普及率要达到50%以上。 ·其它机电一体化产品的开发生产能力:微机控制多色印刷机要稳居全国第一;电子医疗仪器的开发、生产争取在“八五”有较大突破,“九五”在品种和产量上全国领先;在“八五”期间,以30万千瓦汽轮发电机组为代表的发电设备要形成综合配套能力,打出规模效益来;数字化、智能化仪器仪表,自动化装置要上品种、上批量…… 总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启北京机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。如果北京完成好上面所建议的“机电一体化”发展两方面的目标,那么,到本世纪末,北京就会形成一个销售额超过200亿元的机电一体化产业。其中,数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过150亿元;“电力电子”的销售额可超过20亿元;PLC模糊控制器等销售额可超过15亿元;汽车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过25亿元。机电一体化产业不仅是北京高新技术产业的主力军,也是机电行业停工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。 五、北京发展“机电一体化”的对策 (一)加强统筹安排,协调发展计划 目前,北京地区从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计是。同时,市政府各有关委、办、局(总公司)也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,市政府各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出北京统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车! (二)强化行业管理,发挥“协会”作用 目前,北京“机电一体化”较热,而按目前的行业划分方法和管理体制,“政出多门”是难哆的。因此,北京有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构,根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神,以及机电一体化行业特点,我们建议,尽快加强北京机电一体化协会的建设,赋予其行业管理职能。 “协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面,要加强办公室、秘书处的建设;要通过其精明干练的办事机构、经济实体,组织“行业”发展计划、战略规划的拟制;指导行业布点布局的调整,进行发展突破口的选择,抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作…… (三)优化发展环境、增大支持力度 优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。 增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。 在经济政策上,要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会;银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜;成立“机电一体化”发展基金,支持机电一体化生产发展等。 (四)突出发展重点,兼顾“两个层次” 机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍 ,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。 我们认为,北京“机电一体化”发展,当务之急,重中之重是: 抓紧开发生产GTO、GTR、VDMOS等新型电力电子器件及其应用装置——交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等,用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造; 抓紧推广应用经济型数控系统,改造机床设备;开发生产低、中档数控系统; 抓紧开发、生产中小型PLC,用PLC进行生产过程控制; 抓紧组织生产多色胶印机、中英文打字机、电子出版系统、中高调频X射线疹疗设备、心脑病人监护设备、30万千瓦汽轮发电机组、模糊控制器、汽车电子高压开关、高频电子点火器等产品。同时要注意用变频调速技术、电力拖动技术、模糊技术、PLC等改造供暖、供水设备,进行高层建设的现代化管理,解决交通难、出行难问题…… 机电一体化论文:浅谈加强机电一体化专业学生实习教学的措施 在当前竞争激烈的市场经济形势下,企业对员工综合职业素质的要求,尤其是对专业技能的要求不断提高。职业学校要主动适应这种要求,必须进一步强化实习教学管理,把提高学生的职业技能水平看作是办学质量的重要标志。机电一体化专业学生的实习教学应切实解决好以下几个问题。 一、加强机电一体化专业实习教学的环节管理 1、制订切实可行的实习教学计划。 实习计划应根据实纲并结合现代企业对人才类型的需要合理安排制定。 目前,机电一体化专业就业岗位的需求有三个方向:1、机电一体化设备制造与维修;2、机床数控技术应用;3、自动机(线)的运行与维修。要按照不同的专业化方向,对主要基础实习教学作相应的调整。对于机电一体化设备制造与维修方向,基础实习教学的重点应放在机械方面,要加强钳工与电工电子实习训练,使学生达到中级钳工的操作水平;对于机床数控技术应用方向,应加强学生的车工实习及数控机床编程与操作实习,使学生达到中级车工的操作水平;对于自动机(线)的运行与维修方向,应向电的方面适当偏移,加强电工及单片机与可编程控制器实习,使学生达到中级电工的操作水平。在制定实习教学计划时,采用分阶段实习和集中实习相结合的方法。即在二年级第一学期安排四周的阶段实习,进行钳工、电工的有关基本操作入门实习;在二年级第二学期结合专业课教学,每周安排一天半到二天实习课,进行车工基本操作技能训练,达到初级车工操作水平;在三年级安排顶岗实习,通过严格的专业技能训练逐步使学生达到中级车工操作水平,并能赴工厂生产实习,使学生接触现代企业生产与管理实际,并将所学专业技术运用于生产中。 2、编写针对性较强的实习补充教材或实习指导书。 机电一体化专业教学实习包括入门实习、提高实习、强化实习。目前,机电类实习教材尚不能与当前的实习教学需要相配套。因此,为加强实习教学内容的针对性,应组织教师编写具有本校机电一体化专业特色的实习补充教材或实习指导书,要体现实习过程的连贯性、实习阶段目标的渐进性。各实习阶段要有明确的实习目的、任务、内容、方法和考核要求等。 3、规范实习教学过程管理。 实习教学具有生产性的特点,完全不同于理论课教学。实习教学过程管理是指对实习教学过程中影响实习教学质量的诸多因素进行组织、协调和控制,使实习教学按计划、有秩序地进行。实习教学管理包括对对实习教学设施设备工具、对学生的管理和对整个实习教学过程的管理等,其中对实习教学过程的管理尤为重要。实习教学不是将学生安排到实习工厂交待一下实习课题、示范一下操作过程就可以了,要严格按照入门指导、巡回指导、结束指导的实习教学程序要求实施全过程管理。特别是巡回指导,是实习教师发挥主导作用、实施因材施教、加强个别指导、提高实习教学效果的重要环节。规范实习教学过程管理对于加强学生专业技能训练,提高实习教学质量至关重要。 4、严格实习考核要求。 实习考核要求是实现教学目标的具体体现,科学合理的考核要求能够增进学生学习的自信心和积极性。实习考核要求应根据学生实际,采取分层次步步过关的方式,使学生通过自身的不断努力一步步地达到考核要求。对于少数在规定实习课时内不能达到考核要求的学生,实习教师要适当安排其他时间开小灶,进行个别辅导,使其达到实习教学目标的要求。实习考核要求应与劳动部门的职业技能考核标准接轨,达到中级工职业技能水平。 二、加强机电一体化专业实习教师队伍建设 实习教学目标的实现,实习教师起着主导作用。职业学校要加强实习教师队伍的建设,建立一支高质量的”双师型“实习教师队伍。目前,一些职业学校机电一体化专业实习教师存在专业技能水平不高、实习教学组织能力欠缺的现象。 三、加强实习基地建设 实习设施、设备是实习教学的物质基础和前提条件。要提高机电一体化专业毕业生的职业技能水平,必须确实建设好校内外实习基地。 1、 建好校内实习基地。 按照职业学校机电一体化专业现代化建设的要求,职业学校应建设相对完备的、具有一定先进性的,与培养目标、教学计划相适应的校内实习基地。添置的设备既要具有一定的先进性还要具备足够的数量。机电一体化专业有了校内实习基地,就可以按照实纲和企业用人要求适时调整实习计划,根据学生的学习实际合理设计实习课题,实习教学质量的提高就有了保证。 2、广泛建立校外实习基地。 广泛建立校外实习基地,与现代企业保持较为密切的联系,以满足学生毕业前顶岗实习的需要。学生在企业中实习,能够接触到先进的生产设备,学到先进的生产工艺和加工方法,拓宽视野,并且能学以致用,将所掌握的专业知识和操作技能应用于生产实践中。同时学校在与企业的交往过程中,还可以了解现代企业对员工综合素质的要求、征求企业对学校办学的建议,以便对教育教学的方方面面进行改革与调整。 机电一体化论文:机电一体化技术的发展浅论 论文关键词:机电一体化;技术;现状;产品;制造技术;发展趋势 论文摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。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。 1 机电一体化概要 机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 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,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。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、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,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。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 2 机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。 20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。 我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,不取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。 3 机电一体化的发展趋势 3.1 智能化 智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。 3.2 模块化 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、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。 3.3 网络化 20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。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。 3.4 微型化 微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3.5 绿色化 工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。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,报废后能回收利用。 3.6 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。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。 结语 综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许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。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。 机电一体化论文:浅谈电工新技术在机电一体化中的应用 摘 要:文章从电工新技术的发展谈起,对电工新技术在机电一体化中的应用作详细分析,并着重探讨电工新技术的特点,归纳、总结出相关结论,供同行参考借鉴。 关键词:电工新技术;机电一体化;应用 电工新技术目前已在机电一体化中得到了广泛应用,依靠电工新技术研发制作的机电一体化产品种类众多,为机电一体化事业的发展起到了巨大的推动作用。分析电工新技术的基本功能,当该技术应用到机电一体化以后,不但能有效改善机电一体化产品的生产环境,提高机电产品工作效率,还能减少能源浪费,实现生产节能。下面笔者结合电工新技术的发展概述,对机电一体化中应用到的电工新技术作详细分析。 1 电工新技术分析 1.1 电工新技术是促进国民经济发展的关键因素 电工新技术的发展带动了我国国民经济的增长,它借助自身技术优势,一方面解放了国民生产力,有效促进了生产效率的提高,另一方面降低了生产能耗,为社会主义建设做出了贡献。总的来说,电工新技术促进了国民经济的发展,为社会进步以及人民生活品质的提升创造了条件。 1.2 电工新技术的定义与发展趋势 所谓电工新技术,实际就是指在当前并未实现规模化应用,但具有一定效益的电工技术。随着时代与社会文明的不断进步,电工新技术在国民生产中起到的作用越来越大,成为了21世纪最具活力和最具生命力的电工技术。追究电工新技术的发展原因,它实际是在传统电工技术基础上发展起来的,是知识经济时代下出现的电工新理论、新知识、新材料以及新工艺等集多种表现形式于一体的新电工技术。电工新技术从20世纪下半叶开始发展,当时盛行的电工新理论有等离子物理、生物电磁学、电磁流体力学等等,新技术则主要有放电应用技术、磁流体发电技术、电磁诊断技术等。在21世纪的今天,电工新技术的发展已经迈上了一个新台阶,除了原有的电工技术、理论、设备、材料在各行各业得到了广泛应用以外,电工新技术还向纳米技术、生物工程技术、网络技术方向发展,成为了国民经济发展中的中坚力量。 2 电工新技术在机电一体化中的应用 电工新技术当前已经在机电一体化中有了较为普遍的应用,比如生产中常见的自动监控制技术、触摸屏技术、运动控制卡等,都属于电工新技术的范畴。详细分析如下: 2.1 自动控制技术 自动控制技术与自动控制系统的应用是电工新技术的一种主要表现形式。以自动控制系统为研究对象,该系统的基本特点是能实现自动化控制。将该系统应用到机电一体化中,系统能对机电设备的运行状态进行连续测量,并结合测量数据推断出设备偏差,及时采取相应措施对偏差进行处理,尽可能的将偏差降低到最小。在机电一体化自动控制中,为了将自动化控制系统测量的快速性、稳定性、精确性体现得更加充分,往往会选择采用比例控制器、积分控制器等对系统进行控制。工业大革命之后,市场对机电一体化产品的精度、性能、使用可靠性等性能要求越来越高,而为了满足市场要求,机电一体化产品内部所采用的控制器性能也随之越来越好,全闭环数字式伺服系统的出现使得自动控制技术在机电一体化产品中的应用地位越来越高,既能满足系统自动控制技术要求,又能提高系统控制与调节精度,为机电一体化产品自动化控制与调节的实现奠定了坚实的技术基础。因此,现代机电一体化产品大多选择该类伺服系统来实施产品控制。 2.2 pc的应用 pc,实际指可编程控制器。该控制器是上世纪60年代生产出来的一种工业控制装置,技术基础建立在计算机控制技术和通信技术上,既具有计算机控制功能,又能实现通信,所以该控制器在出现以后,便被广泛应用于机械生产自动化控制中。pc技术产生初期,常用的pc大多只具备逻辑控制、定时和记数功能,通常将只能实现这三项功能的可编程控制器称为可编程逻辑控制器。随着电子技术和大规模集成电路的广泛应用,plc的功能日趋完善,性能不断提高。plc已经发展为集计算机技术,自动控制技术、通信技术、过程控制技术于一身的电子装置。目前plc正朝智能化、网络化方向发展。plc作为一种新型的工业控制装置。用计算机编程软件代替继电控制的硬件接线,既发挥计算机优点,又考虑电器操作人员习惯,始终保持大众化特点。plc具有可靠性高、编程方便、对环境要求低、与其他装置连接方便等优点。plc控制系统与继 电顺序控制系统的比较:plc控制系统大部分为软件控制,系统结构紧凑、体积小;plc控制器内部全部为“软接点”,动作快,系统的控制功能改变一般需要修改程序;plc控制系统的设计、施工、调试周期短plc控制系统具有较强的自检、监控功能,可靠性高,适用范围广。特别是可编程计算机控制器pcc与传统的plc相比较能更好的实现分时多任务操作系统和多样化的应用软件设计,不仅满足了实时控制的要求还可以按照用户的实际要求任意修改。 2.3 运动控制卡的应用 运动控制卡是一种基于pc机及工业pc机、用于各种运动控制场合的上位控制单元。它包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出、d/a输出等功能。它变频器的工作原理主要是把工频电源变换成各种频率的交流电源,来实现电机的变速运行的设备。以达到无极变速,从而缩短电机方向和转速的时间,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电逆变成交流电。它可以发出连续的、高频率的脉冲串,通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度,改变发出脉冲的数量来控制电机的位置,用于控制步进(直线)电机或伺服电机。所以变频器因调速性能好、效率高、性能稳定、可靠性高等这些优点,使其在数控伺服、机械、同步传动等多种场合都得到了广泛的应用,因此,变速器调速技术已逐渐成为电气传动自动化的一项核心技术。 3 结束语 综上所述,我国当前的电工新技术在机电一体化产品中的应用极为广泛,成为了机电一体化产品实现自动化控制的必要措施。电工新技术以其独有的技术特点,为机电一体化发展创造了众多有利条件,促进了机电一体化自动控制的实现。总的来说,电工新技术的发展为机电一体化技术的进步做出了贡献,它不仅省去了多余的社会劳动力,实现了机电一体化产品的自动化控制运行,还减少了能源消耗,对社会进步起到了巨大作用。 机电一体化论文:浅析机电一体化在煤矿机械中的作用 摘 要:机电一体化已经成为了煤矿机械发展的主要趋势,作为新时代的煤矿业,其正处于一个更新换代的转折点,现在的煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代,随着国家对煤矿安全生产的重视,煤矿设备投入的不断增加,煤矿机械也处在一个更新换代的时期。煤矿业在投入设备的基础上重视安全生产,文章着重对煤矿生产中机电一体化情况进行了探讨,并阐释了其在煤矿生产中的主要作用。 关键词:机电一体化;煤矿机械;作用;应用 科技的进步为新时代的各行各业都带来了新型的先进技术,煤矿业也不例外,在煤矿生产中对于机械性能的要求也不断的在提高,煤矿机械中微电脑的应用会更加的广泛,且机械结构会更加复杂,其对于维护的要求也向着更加专业的方向发展。以下就通过文章对煤矿机械中电子装置的控制功能、特性和类别以及电气的功能、特性和类别进行初步的介绍。用以帮助工作人员以及管理人员更加了解煤矿机械。 1 机电一体化的产生与应用 机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。目前各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。 在现代的煤矿生产中,机械性能会直接影响到煤矿的产出,机械的自动化程度以及经济性都会对生产造成一定的影响,也会对煤矿的供电、通风以及排水、提升造成安全性影响。煤矿机械的经济性、可靠性以及动力性会直接受到机械电气以及电子系统中控制部分的性能以及质量好坏的影响,在此影响下会直接对机械的寿命施工质量以及生产效率造成影响。微电子系统在现代煤矿生产中越来越不可或缺,已经成为了现代煤矿机械的核心组成部分,同时,也成为了评判煤矿机械水平的标准之一。随着科技的进步和机械技术的发展,煤矿机电在性能上不断提高,微电子开始在煤矿机械中得到广泛的应用、推广,成为了煤矿机械的重要组成部分。换言之,煤矿机械系统的复杂程度会越来越高,功能也会越来越强大,应用范围相对也会随之变广,但是随之而来的问题便是其维护和维修要求也相对开始变得越来越专业,这就使得煤矿的工作人员所面临的专业机械问题更加复杂。为了更好的适应更加复杂的机械设备以及控制系统,对煤矿员工的技术培训就显得尤为重要,同样对设备的管理也成为了煤矿管理工作的中心内容。 随着开采技术的提高,以及新时期对于煤矿生产的要求,煤矿机械的使用中仅仅依靠液压技术以及机械技术已经不能满足现代机械性能要求。对于煤矿机械应用,现代化的生产要求煤矿机械具有更好的可控性,更加智能化。因此微电子的技术引入成为了煤矿机械的必然发展趋势,在对煤矿机械的控制上微电子控制成为了必然的选择。机电一体化作为新兴的技术,以其独特的适应性开始受到煤矿业的关注,将机电一体化技术引入煤矿生产的机械设备中,不仅仅是对于煤矿机械的技术革新,同时也使得煤矿机械设备从性能上有了本质的改变。 机电一体化又被称作电子机械工程学,是一门综合性技术,同时也是一门跨学科技术,由多种学科技术(计算机技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术以及液压技术)相互融合形成的交叉学科,却又独立于上述任何一门学科。机电一体化的技术最先得到应用是在上世纪七十年代,得以应用于国外机械中。而随着微电子技术在八十年代末期逐步的发展,并成为了核心技术开始,机械制造的发展速度日新月异,并且随着微处理、计算机、检测、传感以及信息处理等技术在煤矿机械中得到引用并逐步发展,对煤矿机电产品性能产生了极大的促进,使得煤矿机械发展进入了一个快速转变阶段。目前以微处理器或者是微电脑为核心的电控系统已成为了我国煤矿机械的发展趋势,虽然同发达的西方国家相比,我国的微控系统还存在一定的差距,但是随着技术的引入和研究发展,煤矿机械技术的提升也会十分迅速。 我国煤矿业引入微电子控制系统主要用于对煤矿机械功能进行提升,其主要实现了以下几方面功能。 2 在线监控、自动报警及故障自诊 即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能自动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备 护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用plc控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。 3 节能降耗,提高生产效率 例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、plc控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高了。 4 有效提高生产的自动化、半自动化 自动化煤矿机械设备是今后的发展趋势,而半自动化的机械设备应用也会越来越广泛,不但从劳动强度上减轻了操作人员的负担,同时也是对生产效率的有效提升。另外可以最大程度避免由于操作人员经验不足而对作业精度造成的影响。微电子在煤矿机械设备中的应用也是其自动化智能化发展的重要保障,去推广以及应用,使得机械系统的构造越来越复杂,但是功能以及适用范围也会随之而扩大。 5 其他应用 一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子(微电脑)控制的自动变速器,能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比,从而改变功率,这不仅充分利用了电动机功率,大大提高了能耗经济性,而且也简化了操作,降低了劳动强度,提高了设备的安全性能,提高作业人员操作的安全性。目前我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制,可实现无人操作,使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业,也配备了无线遥控装置,可远程遥控也可微电脑编程控制。电子(微电脑)系统的可靠性是煤矿机械非常重要的一项性能指标。由于煤矿机械一般井下作业,其直接受到潮气、煤尘、通风、石块、地质变化等的侵袭,此外还受到采煤振动和冲击以及各种电、磁等的干扰,工作环境非常恶劣,因此电子(微电脑)控制系统必须满足井下性能环境要求,能在井下环境温度下可靠、稳定地工作;抗压强度高、抗老化,具有较长的使用寿命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;较好耐冲击和抗振性能;较强的抗干扰能力,系统能在各种干扰下可靠地工作。 6 结束语 科学技术的进步所带来的便是煤矿机械的发展,而机械技术的发展使得煤矿机械在性能上的适应性越来越高。随着机电一体化程度的加深,以及先进技术的引入,我国的煤矿机械技术发展开始向着微电子控制系统转变,在应用上更加的广泛,同时对于相关维修以及管理工作人员的专业素养要求也越来越高。即便如此,机电一体化也越来越得到广大煤矿业生产者以及管理者的推崇,在应用中不断的吸取经验,从而得以发展提高。虽然世界机电一体化的微电子控制技术发展较早,但是我国的技术应用起步较晚,因此在煤矿的生产上还存在很多的差距。但是社会对于煤矿生产的要求不会因此而降低,因此机电一体化变革刻不容缓,需要煤矿生产工作中每一个环节的相互配合,以及每一个环节的工作人员的共同努力。 机电一体化论文:试谈基于机电一体化的煤矿企业科技管理研究 摘 要:本文对机电一体化技术进行了概述, 简要介绍了机电一体化技术的发展历程和趋势, 论述了机电一体化技术的研究在煤矿生产中的重要意义, 重点介绍了机电一体化技术在煤矿生产中的应用。 关键词:煤矿企业 机电一体化 科技管理 1.机电一体化技术概述 “机电一体化”(mechatronics)是集机械、电子、计算机和信息技术等多种技术有机结合的一门交叉综合技术。机电一体化是在机械的主功能、动力功能和控制功能上引进计算机和电子技术,将机械装置和电子设备以及软件等紧密结合起来,相互渗透,相互融合而形成的一门新兴的综合技术。它的本质不仅是单纯地利用电子技术来简化或替代机械,更重要的是将机械系统、微电子和计算机技术、信息技术组成了最佳系统。 机电一体化技术具有增强生产的安全性和可靠性、具有自动监视、报警、诊断等功能,大大简化了操作步骤并且简单、方便;适用面广、生产、应变能力强、工作质量高;它的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。 2.我国的机电一体化技术 我国制造的机电一体化产品都具有智能化、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,它的广泛应用减轻了劳动强度,提高了生产力水平。然而,我国的机电一体化技术与发达国家相比差距还很大,具有自主知识产权的核心技术不多,今后应加强研究具有自主知识产权的核心装置,同时增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;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;机器人仍然是机电一体化技术今后研究的重点之一。 3.机电一体化技术研究在煤矿生产中的重要意义 3.1 提高劳动效率,机电一体化产品的应用使过去落后的生产方式得到极大的改变,大量新型自动化电子设备的使用彻底转变了煤矿的作业模式,明显降低了工人的劳动强度,大幅提升了劳动生产率,极大地提高了劳动效率。 3.2 提高了劳动安全保障,传统的煤矿工作环境非常恶劣,高负荷地工作会严重影响到矿工的身体健康和生产安全。采用机电一体化设备进行煤炭的采掘、运输、提升等,不仅可以使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来,而且还能降低发生事故和危险的几率,提高安全生产效率。 3.3 增加了经济效益和矿工的劳动收入,煤矿机电一体化技术的运用使得煤炭的产量大幅提高,增加了企业的经济效益,同样使矿工的劳动收入有所提高,改善矿工的生活质量。煤矿企业的快速发展带动了其它相关行业的快速发展,对地方经济的快速发展起到积极的推动作用。 4.机电一体化技术在煤矿中的应用 4.1 机电一体化技术在采煤机中的应用。机电一体化技术在采煤机的一个典型应用就是电牵引采煤机。它具有许多液压牵引采煤机不具备的优势和特点:良好的牵引特性。在采煤机前进时它可以提供牵引力,在采煤机下滑时它还可以进行发电制动;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,可用在40°~50°倾角的煤层,而不需要其它防滑装置;运行可靠,使用寿命长。与液压牵引不同的是电牵引采煤机除电动机的电刷和整流子有磨损外,其它元件没有磨损,因此运行可靠,使用寿命长,维修量小;反应灵敏,动态特性好,结构简单,效率高。电牵引采煤机机械传动结构轻便简单,只做一次转换,电能转换为机械能,转换效率可高达99%,而液压采煤机的电能转换机械能的转换效率只有65%~70%左右。 4.2 机电一体化技术在提升机中的应用。目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备是矿井提升机,为全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机,在结构上将滚筒和驱动合二为一,大大简化了机械结构,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,使电器安装大大简化,此外,硬件配置简单,互相兼容。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。 4.3 机电一体化技术在带式输送机中的应用。近几年来带式输送机已成为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,我国带式输送机一般为3点驱动,对输送机的单机长度和运量存在一定的限制。而且,输送机的监控设备的功能、可靠性、灵敏度和寿命都与发达国家相比存在显着的差距。 4.4 其他煤矿机电一体化设备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。煤矿供电要求是供电要可靠,质量要高,能满足大功率设备。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。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。 5.结语 机电一体化技术是企业信息化的重要支撑技术,目前已经成为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。 机电一体化论文:接口技术在机电一体化中的运用研究 随着信息技术等的发展,机电一体化已经成为一种发展趋势,同时也为人们的生产、生活提供了更多的便捷。接口是几点一体化产品的重要组成部分,有效运用接口,可以更好地将几点一体化产品中的各个组件有机地连接起来,使机电一体化产品的运行能够更加顺畅、有效。因此,接口技术的研究与运用,直接影响着机电一体化产品的运用效能,相关工作人员应该积极创新接口技术,满足机电一体化技术不断发展的需求,进而提高机电一体化产品的质量,更好地为人们的生产、生活服务。 1 简述接口、接口类型与接口连接方式 机电一体化系统,即是将机械系统与电子系统有机地联系到一起,从而发挥机械电子的优势,提高机电一体化产品的应用性能。而接口是机电一体化产品的重要组成部分,它是连接机械系统与电子系统各个模块的重要组件,具有调节、匹配、缓冲等性质,可以有效地转换电平、增加功率,使机电一体化产品的性能得到提高;一些技术人员将接口加设抗干扰材料,可以将电子系统与控制系统之间相互隔离,防止两个系统之间的信号受到干扰,影响电子系统与控制系统运行的可靠性;接口的运用,还可以进行电路转换,保证机电一体化产品中各个系统之间电流量的匹配,进而提高机电一体化产品的运行效率。 不同的机电一体化产品,其性能、工作原理等都存在差异,自然接口也不完全相同。也就是说,在运用接口技术连接子系统的各个模块时,需要运用到不同的接口。技术人员根据实际情况将接口分成两类,即机电接口与人机接口。机电接口是指执行机构驱动系统与传感器之间的接口,它可以模拟信息的输入与输出,并为机电一体化系统提供平稳的电流,以保证机电一体化产品能够保持一个有序的运行状态;人机接口是指工作人员或者技术人员与计算机之间的接口,这种接口可以将工作人员的指令,利用计算机网络进行编码形成有效的信息数据,并通过接口在各个子系统之间相互传递信息,以满足实际需要。 2 接口技术在机电一体化中的运用 2.1 概述接口技术 在机电一体化技术发展的过程中,接口技术是随之发展起来的新型技术。顾名思义,它是将机电一体化中各个组件、系统相互连接,使其发挥最佳效用的技术。接口技术在机电一体化产品中的应用,可以更加有效地使机电一体化产品中各个复杂的子系统模块之间有效地连接起来,促进其数据、信息的传递与转换,使机电一体化产品的性能得到提高。而随着接口技术的发展,机电一体化技术也将得到更快的发展,并将向着网络化、绿色化、智能化、模块化方向发展,机电一体化产品的性能也将越来越高,为人们生产、生活提供更多的便利。 2.2 接口技术在机电一体化中的运用 众所周知,接口技术在机电一体化中的应用,大大提高了机电一体化系统的性能,同时也促进了机电一体化技术的发展。那么,接口技术到底是怎样运用到机电一体化系统中的呢? 第一,连接机电一体化系统中的各个子系统模块,充当“开关通道”。在机电一体化系统中,各个子系统模块相互连接,再通过电子系统进行智能化控制,将信息系统中的数据、信息进行传递与转换,使各个系统模块都能够在电子系统的控制下运作。要想实现以上功能,就必须有连续的电流,而在接口技术运用下的接口可以充当“开关通道”,工作人员只需正确操作开关执行器,为系统模块之间的连接提供连续的、平稳的电流,就可以有效实现以上功能。 第二,工作人员可以根据需要手动接口,满足工作需求。工作人员在操作监控机电一体化系统运作时,通过人机接口使系统按照工作人员的需要进行运作,这种被称为人机接口。人机接口主要分成输入与输出接口,工作人员只需按照需要将指令通过硬件输入系统,系统就会按照需要将指令编码成信息数据,并通过接口传递给各个系统模块,输出相应的状态、运行参数等,以实现工作人员监控机电一体化系统的目的,满足工作需要。 第三,运用接口技术,可以有效提高系统输出信号的质量。传统的机电一体化技术中,接口的运用还不是很成熟,导致系统显示的数据、信息等质量不高。随着接口技术的不断发展,越来越多的机电一体化系统在运用接口技术之后,有效地提高了数据、信息输出的质量。工作人员能够有效控制输出的数据、信息等运行参数,对这些数据、信息等进行有效的调整,就可以实现监控生产过程的目的。 2.3 运用接口技术需要注意的问题 接口技术是在机电一体化技术上发展起来的,所以在运用接口技术的时候,需要注意以下问题。技术人员在运用接口技术将接口连接于各个子系统模块之间,需要注意接口技术是否与机电一体化技术相匹配,是否能够符合机电一体化产品在性能上的要求,这些都是技术人员需要思考的问题。只有合理选择、运用接口技术,才能为机电一体化产品的性能正常发挥起到基础的作用;任何技术在运用过程中,都需要进行调试,以确保技术运用的科学性、合理性与可靠性。同样,接口技术的运用也需要进行智能调试。一般来说,技术人员在运用接口技术连接各个子系统模块之后,就要及时地进行系统测试与接口的智能调试,这样才能在第一时间发现问题、解决问题,保证机电一体化产品的可靠运行,也可以为以后接口技术的发展提供参考;接口在使用过程中,人机接口是比较常见的,它是根据实际生产需要而进行的人工调整的接口,也就是说,这种接口是可调的。因此,技术人员运用接口技术必须积极思考机电一体化产品的实际生产效能,并注重接口技术的各项指标能够按照要求合理调控,结合实际情况运用接口技术。这样的接口技术才能保证机电一体化系统可以按照需要随时进行调控,实现智能化、网络化,提高接口技术的运用效果。 3 结语 总而言之,随着我国工业化进程的不断深入,各种相关技术也在不断发展。机电一体化技术作为促进工业化与机械化发展的重要技术之一,对我国社会建设与人们生活水平的提高有着重要的意义。而接口作为机电一体化产品的重要组成部分,接口技术的发展也影响着机电一体化技术的发展。所以,相关技术人员应该积极创新接口技术,从各个方面提高机电一体化产品的质量,进而促进机电一体化产品在社会建设中重要作用的发挥。 机电一体化论文:高职机电一体化专业课程体系构建之技术路径 摘要:本文从分析学科课程体系不符合职业教育特征的角度出发,提出构建高职机电一体化专业工学结合一体化课程体系的必要性,论述了机电一体化专业课程体系构建的技术路径,分析了机电一体化专业课程体系实施过程中需要重点解决的三个问题。 关键词:高职;机电一体化专业;一体化课程体系;技术路径 近年来,随着国外先进职业教育课程建设理念与技术的逐步引进与推广,工学结合作为职业教育的重要特征也逐渐得到认同。广州市工贸技师学院顺应国内外市场对技能型人才的需求,即技能人才需具备综合职业能力和奠定持久的职业生涯发展,在机电一体化专业建设中,提出构建工学结合的一体化课程体系的工作目标,并在具体的教学中实施。 机电一体化专业课程体系改革的必要性 长期以来,我国职业教育所采用的课程体系多为学科课程体系,其基本特征是以学科内容为中心设计课程,依据不同学科之间的相关性,按照先后顺序开设教学科目。虽然学科课程体系具有逻辑性和系统性较强的优点,但是,随着科学技术和产业组织结构的发展,其缺点也日益凸显,如学科课程忽略世界的整体性,将原本内在统一的科学、艺术、道德割裂开来;学科课程强化“精英文化”,强化少数人利益,与“大众文化”割裂开来;学科课程以灌输学科知识为宗旨,过多倚重接受学习,忽视发现学习、探究学习、行动学习在人的发展中的价值,忽视社会经验的获得和实践能力的形成;学科课程的系统性不能等同于职业活动的系统性,学科课程所强调的抽象概念和理论与职业教育的应用性、实践性要求不相符。 进入新时期,现代企业和社会管理步入了以过程为导向的综合化运作时代,强调劳动者专业能力、社会能力及方法能力的综合运用,孤立的学科课程体系与此需求相去甚远。因此,改革长期徘徊在职业教育领域的学科课程体系,构建适应社会经济发展和企业用人需求的新课程体系势在必行。 在机电一体化专业的学科课程体系中,课程主要分为专业基础课程和专业实训课程,专业基础课程强调《工厂电气控制技术》、《电工电子技术》、《机械制造技术》、《单片机与接口技术》、《液压与气动技术》、《自动检测技术》、《机电一体化技术与系统》等专业理论知识的学习,专业实训课程强调《金工基本技能实训》、《机电设备拆装》、《电子电工专项技能实训》、《机电一体化技术实训》基本操作技能的训练,不管是理论知识的学习,还是单项技能的训练,学科课程体系均从片面的片段的角度看待本专业的整体性职业活动,没有与完整的工作过程建立一种直接的联系,对专业人才完成一项综合性工作任务所需的综合职业能力培养非常有限。因此,改革机电一体化专业的学科课程体系,构建工作过程导向的课程体系势在必行。 机电一体化专业课程体系改革的技术路径 职业教育是为人们胜任职业活动和通过职业活动实现人的发展而提供的教育,具有完整的工作过程是职业教育的基本要求,因此,职业教育过程中的媒介和手段都应是工作化的,必须将具体的工作情境置于教学过程之中,并以工作性思维来构建教学过程,根据职业教育的特征和规律,课程设计开发要体现“在工作中学习,在学习中工作”的理念。 基于工学结合的一体化课程体系改革理念,在机电一体化专业课程体系构建中,课程的设计和开发必须以工作为基础,并保证以工作为基础的教学过程必须产生胜任现实工作的能力。校企合作的核心是认识企业的工作形态和工作内容,并将其充分而有效地呈现于教学过程之中,聘请企业专家参与课程建设、签订校企合作合同、组织师生企业实习,其目的都是为了保证“工作呈现”的有效性。 因此,在机电一体化专业课程体系构建中,本专业一体化课程体系的开发设计技术路径如下:行业、企业情况分析和岗位工作分析召开实践专家访谈会提取典型工作任务一体化课程转化确定学习任务设计教学计划编制学习材料(工作页等)开发投入实施。 行业、企业情况分析和岗位工作分析通过企业调研,与企业实践专家访谈,与企业工程技术人员探讨,观摩企业实际生产运作等途径,分析行业、企业实际工作情况和对技能人才的用人要求,确定本专业技能人才的就业领域有:电气设备和机电一体化设备的运行、安装、调试与维修;电气、机电产品生产现场的工艺实施;仪器仪表的配置、检测、调试与维修;机电一体化工程项目的施工、维护及技术服务;机电类产品的营销与售后服务;机电设备的技术改造、技术管理、产品辅助开发等。 召开实践专家访谈会,提取典型工作任务向若干机电一体化行业的企业一线人员发放“实践专家工作职责调查表”,分析企业一线技能型人才的个人工作经历和现从事岗位工作职责、工作内容,从而遴选符合参加实践专家访谈会条件的企业实践专家。学校确定课程开发主持人、专业骨干教师及聘请的实践专家之后,召开实践专家访谈会。会上,在课程开发主持人主持,专业骨干教师配合下,引导企业实践专家填写个人“实践专家职业发展阶段分析表”,“实践专家职业发展阶段分析表”要求每位企业实践专家列举从进入机电一体化行业开始到成为实践专家的发展过程的若干阶段及其每一阶段所从事过的、有挑战性的、完成工作的过程能够提高工作能力的有代表性的工作任务实例。待所有实践专家填写个人“实践专家职业发展阶段分析表”后,课程开发主持人引导实践专家配合,从所有填写后的“实践专家职业发展阶段分析表”中提取代表性工作任务,最后根据人才培养目标要求分析确定典型工作任务并按从入行到实践专家的职业发展阶段进行排序。机电一体化专业提取的典型工作任务,按照初级——中级——高级——技师的职业发展排序,通过企业实践专家分析,共提取了“机电设备装配、调试与维护”、“电气控制柜的安装调试”、“机电一体化系统疑难故障诊断与检修”等16个典型工作任务。 转化确定学习领域课程根据职业教育规律和目标,按照一个典型工作任务转化为一门学习领域课程的原则,在企业实践专业和学校专业骨干教师的共同讨论分析下,将职业行动领域中的典型工作任务转化为职业教育领域中的学习领域课程。机电一体化专业最终确定的学习领域课程有:“电气安装”、“机电设备疑难故障检修”、“机电一体化系统设计”等16门课程,每门课程均体现一项完整的工作任务。 设计学习任务,编制教学计划根据地区区域经济发展水平和学校教育教学基本条件,对应每一门课程,开发设计若干学习任务。学习任务可以直接来源于企业,也可以由学校根据工作任务要求设计开发,但它原则上是一个完整的工作任务,能体现完整的工作过程。机电一体化专业开发设计的学习任务有:“工具和仪表检修”、“齿轮传动机构拆装与测绘”、“常见机床动力电路安装与检测”、“自动生产线总装与调试”等58个。在学习任务的排序上遵循由易到难的排列原则,低年级设计数量较多的引导性较强的学习任务,高年级设计数量较少的综合性和开放性较强的学习任务,完成所有学习任务的,其目标实现之和应该大于或等于所属一体化课程的目标。学习任务设计完成后,根据学校实际师资情况和设施设备情况,以及教育教学秩序要求,确定每个学习任务的学习与工作时间,编排可执行的教学计划。 学习材料(工作页等)开发,投入实施根据学习任务的目标要求,学校专业骨干教师到相关企业收集企业实际生产任务的工作素材、行业标准、企业标准、工作规范要求等,运用编写学习材料的规范要求和技术方法,聘请企业专家与专业骨干教师共同编制教学材料,例如工作页。学习材料开发完毕后,学校组织行业企业专家和课程开发专家评审课程体系成果材料,评审通过后投入实验。 机电一体化课程体系的实施 目前,广州市工贸技师学院机电一体化专业的四年制预备技师班、三年制高级技工班均采用工学结合的一体化课程体系实施教学,其教学效果得到广大师生的一致认可。主要体现在以下四点:(1)新课程不仅让学生掌握知识和技能,而且注重培养学生的信息处理能力、与人合作能力等关键能力,有利于学生持久的职业生涯发展;(2)新教学模式基本扭转了学生被动听课的习惯,使学生转变成为探究知识的主体,可以提高学习主动性,增加学习兴趣;(3)学生的创造能力、工作能力、应变能力都能通过课堂学习得到锻炼,对培养学生的成就感、承受挫折能力等有较大帮助;(4)学校的学习工作站比较类似企业的实际工作环境,能够满足学习需求。 通过一个周期的实施,总结出课程实施要重点从教学组织模式、师资团队建设及学习工作环境建设三方面考虑,才能保证课程构建和实施均能取得成功。 教学组织模式课程实施应该以学生为中心,即学习的主体是学生,学生学习的目的就是胜任工作、适应社会和职业发展,因此必须将学习作为工作过程(即教学过程)的中心,以学生自主理解和完成工作任务作为教学的基本手段,并指导学生将理解和完成具体工作任务的能力转化成为适应变化的策略。学校的一切资源,包括教师资源都是学生实现这一完整过程的基础,都应服务于学生的学习过程(即工作过程)。按照完成一项工作的基本思路,课程实施应具有完整的工作过程:获取信息——制定计划——做出决策——实施计划——检查控制——评价反馈。 师资团队建设由于工学结合的一体化课程强调学生自主完成若干完整的学习任务,学习任务由工作任务转化而来,在课程实施过程中,教师仅仅起到引导和服务的作用,因此,对教师的工作实践经验,对工作的认识和理解均提出了较高要求。目前,职业教育界的教师多来自大专院校,缺乏企业实际工作经验的占大多数,势必对工学结合的一体化课程实施带来影响,所以,学校在考虑推一体化课程实施的同时,要在学校与企业之间建立一个长期合作的师资培养通道,让教师适应并逐渐胜任新课程的实施。 学习工作环境建设一体化课程实施需要与学习任务相匹配的教学媒体和设施设备,创设尽量真实的学习工作环境,让学生有机会完成与典型工作任务内容相一致的学习任务,因此,学习工作环境的建设并不仅仅是为了技能的重复操作训练而购置大量的设备,要从完成一项工作任务所需的综合性资源建设的角度出发,从促进学生自主学习的学习资源建设的角度出发,规划设计学习工作环境,也叫学习工作站。机电一体化专业的学习工作环境建设中,每一学习工作站均划分信息检索区、学习区、实训区、工具区、学业成果展示区等五大区域,方便学生自主检索学习工作过程所需的资源,养成遵循企业工作规范和作业流程的习惯,并能够在这个环境中实现学生之间的互动交流,互相学习。 总之,构建实施机电一体化专业的工学结合一体化课程体系是一项系统工程,不仅仅是一种课程组织方式的改革,而是一种更深刻的课程价值观的变革。课程是为学生提供教育服务的直接载体,建设符合企业用人要求、能够保证学生持久职业生涯发展的课程是我们义不容辞的责任和义务。
电力系统及其自动化论文:探究电力系统及其自动化发展方向 【摘 要】随着信息产业的发展,电力行业进入实时信息提供管理服务、管理信息(包括地理信息)支持实时应用的新阶段,发展CADC/GIS信息系统。电力和自动化的研究方向和发展方向对我国电力行业的进步具有不可估量的作用。本文主要分析了电力系统及其自动化的重要性,并探究了电力系统及其自动化的发展方向。 【关键词】电力系统 自动化 发展方向 电力资源是现代社会生产和生活中不可或缺的基础性资源,电力系统的发展也逐渐向着安全、可靠的方向发展,与此同时, 科学技术的快速发展也促进了电力系统自动化水平的不断提升。随着社会生产需求的多样化发展,对电力系统的自动化水平也提出了更高的要求, 不仅要实现单元个体向区域系统的发展,同时也要满足电力系统智能化、区域化的发展需求,由单一的功能向着一体化功能发展,这些问题的提出,都要求电力系统具有较高的自动化发展水平, 才能够有效的促进我国电力事业的持续发展。 1简述电力系统 电力系统支撑着社会生产和生活正常运转,是促进我国经济发展的重要基础设施。为了提高我国电力系统的工作效率以及电力系统的安全,经过我国科研界的不断研究,电力系统逐渐应用我国最为领先的人工智能、自适应理论、综合自动控制理论理论等。因为电力系统构成复杂,在为用户输电时要经过升压、变电、降压的过程,极其复杂,所以对系统在运行的实时性和可靠性有着较高的要求。电能的输送是通过分布在不同区域内的网络节点有效的传输实现的。电力系统向着自动化方向发展实现了将自然界的能源转化为电能,不仅满足了系统的规划、建设、运行和管理的需要,也满足了用户的需求。由于电力系统整体的控制和运行时安全性、稳定性的需要,各子系统之间能够畅通的传达信息和传输指令,所以不同的配置和通信系统之间必须要建立起子系统。 能够及时、准确的收集和处理来自电力系统运行过程的参数,是电力系统极其自动化的应用技术。所以为了电力系统人工智能化获得快速发展,我国研究院利用仿真系统和房展模式这一便利条件,针对专家系统、报警处理、模糊逻辑以及进化理论应用到电力系统极其原件的运行分析等方面进行研究。电力系统极其自动化的合理配置,为实现最大的经济效益,以及电力系统及其自动化的内部协调发展做出保证。在经济和社会不断发展的大背景下,虽然电力系统不断的更新与发展,但是这两个基本的组成仍然不可或缺。 电力系统信息与控制子系统的进步,促进了电能质量的不断提升,也使得电网运行的安全性和可靠性也不断的提高,对现代社会和经济的发展起到了巨大的促进作用。 电力系统及其自动化应用技术主要希望实现能够在保证电力系统能够安全、稳定、可靠的运行,延长使用电力系统的应用设备,及时有效的检查系统发生的故障,调整好电力系统运行状态的前提下节省人力、物力和财力。 2电力系统的发展方向 2.1电力系统自动化的应用 随着我国电力系统自动化应用范围越来越广,对电力系统及其自动化应用技术水平要求也越来越高。以太网技术满足了电力系统需要对传输的大量数据进行及时处理的要求,电力系统的整个运作过程就是运用以太网技术的过程。电力系统自动化能够为客户提供满意的服务,所以电力系统实现自动化发展是我国电力系统一直在追求的目标。要想实现这一目标,就要以以太网技术为基础,结合电力工业的实际应用。 2.2电力系统设备的检测与诊断技术 为了提高电力系统的安全性和可靠性,精准的检测电力系统中电器设备的运行状态和有效的诊断故障,要结合先进的科学技术,在电力系统运行的过程中,不断的分析电气设备的运行状态,诊断电力系统是否出现故障,并且实时对电力系统应用设备进行有效的监控。 2.3监控电力应用设备,控制故障发生 有效的监控电力应用设备,在电力系统运行过程中出现故障时,能够快速有效的排除故障,防止由于停电时间过长带来巨大损失。管理人员定期接受新知识的学习,提高自身素质,电力系统在出现故障时能够及时有效的提出应对措施,为实现电力系统的平衡不断做出努力。 2.4通信方案以及设备 在电力系统的通信设备中一般需要实现主站与子站、主站与单元、子站之间的几个通信方案,为了保证通信方案能够有效的实现,需要实现设备的持续运转,这也是电网运行过程中的一个基本要求。 在不同的供电区域中,通信方案的实现有着不同的要求,而通信方案的构成也有着多种形式,常用的有光纤、电力载波、有线电缆等几个方式 2.5变电站综合自动化和智能保护 科学家认真研究了电力系统电保护的新理论,并在新型继电保护装置中应用现在世界上最新、最先进的网络通信、自适应理论、微机新技术、综合自动控制理论、模糊理论和人工智能等理论,使新型继电保护装置拥有智能控制等特点,极大的提高了电力系统的安全可靠性,有利于保护工作人员的人身安全和节约企业的运行成本。 在长期研究变电站自动化的基础上,我国研制出了分层分布式变电站综合自动化装置。 所以,在以后的发展过程中,我们要继续保持自己的优势领域,提高创新意识,并带动其他领域共同发展。 3结语 电力系统指的是包括发电、输电、变电、配电以及用电等几个环节组成的电能的生产与消费的系统。电力系统是维持社会生产和生活的基本能源,也是促进我国经济发展的重要基础设施。 电力系统及其自动化的发展离不开计算机技术、光纤技术、信息技术等先进科学技术。相关人员需要结合科学技术的同时掌握电力系统及其自动化的要求,不断提高电力系统应用技术的水平,逐步完善电力系统,促使发展电力系统及其自动化水平。 电力系统及其自动化论文:解析电力系统及其自动化技术 【摘 要】本文主要说明了电力体系的一些现代化技术,其中包含:实际工作的总线控制配置、光传输并运用两种以上的处理的计算方式技术、不同于传统对象数据库的被动形式而产生的主动式技术,在这里都做了一一的说明;之后对于电力体系现代化的一些相关技术的运用进行了深刻的叙述,以此希望能给相关人士一些有利的参照。 【关键词】电力体系;自动化;电力系统 目前电力在现实中的运用可以说越来越现代化、条理化,对于我们日常生活来说,对电力的依赖越来越多,而电力技术的使用可以说同社会的进步是紧紧相连的。所以,要为电力体系和一些现代化技术提一个定义的话。可以将电力体系定义为:由对电的引发、变化、传输、配置、使用等等的一些有关模式构成,并运用产生电力的设备,将大自然中的天然资源变成电力资源,然后运用变化和配置电力的系统将电能运送到负荷中心,再将其投入到一些相关的设施上,转变成生活能源,并为人们的日常生活供应方便。 1 电力体系和现代化技术说明 1.1 实际工作中的总线掌控系统 对于工作中的总线的掌控系统指的就是在装配的时候,将一些自动化配置,如:自动仪表,将其同相关的控制设施进行相连,并产生一种非单向的网络数据化。一般来说实际工作中的总线技术会拥有运算及通讯功用,且采用掌控仪表相互之间产生的脉络体系,并对工作中的相关数据内容进行控制,其通过工作本身的需求对于讯息和相关内容实施现代化掌控。工作中的总线控制技术可以说是一种敞开且分散的控制体系,它使用了网络化的控制体系,且完成了对于系数、控制、预警、实际呈现的全方位现代化功用。就现在来看,在国内使用的最多的就是分散式的控制体系。 1.2 主动的对象数据库技术 主动的对象数据库技术广泛应用于电力系统的监视与控制过程中,对于系统的开发与设计也有着直接的影响。,目前就电力体系在监控的时候应用得最为广泛,并对相关的体系的研究创新及新理念的产生也有着一定作用。这种技术方式同传统技术比较可以说更具有主动性及相关的技术性,该技术能够将系统内部相关数据进行评判以及思考,并对其存储库中的对应数值进行掌控,并让数据本身的统一平稳有所增强。 1.3 运用光同时进行处理的技术 对于电力体系现代化保护有一种举措那就是使用光来同时进行处理的技术,可以说光的传输拥有十分大的灵巧特质,并且电容负荷并不会对其产生作用。 2 电力体系创立模型之后的共享实力 电力体系现代化发展十分迅速,而在其发展中,其体系通常都表现在对于地舆空间特性的叙述上面,并且以空间结构为主要特点进行模仿地舆体系的想法已经差不多是一种规范,可是在现实里,对于它的掌控对象会有着十分繁复的电力规律体系构成。因此创立电力体系独有的空间思考研究模型是很有用的。对于这样的针对语义层次的资源共有,最本质的需求就是供给和所求的两者要对相同的资源数据看法相同,因为相同的认识才能确保这一点的顺利进行,所以在资源分享的时候要有一个电力体系的最初的雏形,并以此来作为部门之间资源分享的基本点。其中它包含:(1)地舆实际的几何特性的准确意义及表述,包括电力体系对于服务应用所包含的空间方位结构特性;(2)对于物体的规律特性的基础意义和表示,在电力体系上看,它有着物理构架,每一个组成部分和大体的物理特性、运行方面的一些讯息分享、全面多方位、动态的一些运用和思考。 3 电力体系集中度增高 对于电力体系的产生和进展过程要从市场经济的需求动力来看,不管是该体系的产生是创立在相关共通的还是专门电力体系现代化平面上,对于多范围多层次的适用判断及高效率的经营需求,都需要更合乎标准的资源共有、全面多元化的使用研究思考。所以,要将一些从前的信息方式推翻,并采用数据资源和运用的整体结合,并且将多面化多方位的空间讯息同多样的有关讯息进行整合相连,并将空间的运算同主流运算相结合,全方位的展现资源之间的相互联系,是今后电力体系现代化进展的必然方向。 3.1 电力体系现代化、讯息化 因为使用者所面临的数据操作性非常的强,因此,为了能让使用者更好的进行掌握及运用,加强数据本身的易掌握性是很重要的。除了这点以外,还要给予相应的图形标志,并让其标志可以很形象的同相关对象对应,允许地理及非地理两类图形的相结合整体管制功效。对于电力体系的现代化应用的实施性需求也十分的高,运用多种对象的后期捆绑技术,一个对象所归属的分类可以在工作的时候进行限定,而不是已经成为目标码以后再进行肯定。所以,使用者能在目前所拥有的笼统数据及空间运作包上面,任何时候对本身所要的数据的分类及工作方式进行定位,以此来加强系统本身的开创性及扩展性。进行电力体系现代化的目标就是完成企业规范化、讯息化。像这样的集很多技术和讯息为一个整体的企业级讯息体系,从经济和可实施的视角上来说极需要一个集思考策划并一步步的进行实施的总体计划。 3.2 完善数据库 使用不同的数据库对数据进行存放和管制,而对于它的数据复制及安全性能是别的文件管制方式所比不了的。就现在看,新创立的系统拥有许多优点,因为其体系以关系数据库管制体系为主要应用,并运用它较强的监管能力及能进行多集检索的方法,能十分有利的让网络负荷下降,并快速的将要查的方向进行实指性定位,当出现几位使用者同一时间进行探访时,时效就会大大的加强了。虽然这个系统存在着许多优点,但其缺点也是不容忽视的,因为在电力体系中,对于空间的相关数值的长度是可以变化的,所以对于其繁复的空间就要添加一些所对应的相应功能;对于这点,它将很难达成对于空间相应数值的一些图形功用及基础工作;而且对于空间对应该的相应顺序很难进行叙述。随着科技的进步,对于相应的数值管制体系及相应关系数值管制体系进入了一种商业化走向,因为它们属于一种可以进行扩充的数据库管制体系,在里面可统一定义空间数据的工作及对应形式;不论是空间还是非空间的数据资源都可以进行相应治理,这使得为制作研究统一空间数据库系统制造了一个十分有利的环境。 4 电力体系的安全及平稳性能 在我国电力体系对于经济的发展起着至关重要的作用,作为一个实施工作体系,是否平稳安全是它一定要思考的。而对于它的安全和平稳性我们要从电力设施的工作、相关数值、网络运行等这些来进行着手。前提是系统本身的稳固,也就是体系要具有多种形式规格的相应数据和针对对象运行平稳的优点,迅速且强大的复原体系;对于多用户同时访问运行系统是否稳定、快速、正常,能不能双机热备份,这些都需要我们进行思考。 5 结束语 综上所说,对于电力体系的现代化就是使用电脑网络的相关技术来完成对电力体系的全方位控制,这其中包含:实际工作的总线控制配置、光传输并运用两种以上的处理计算方式技术、不同于传统对象数据库的被动形式而产生的主动式技术。而其技术含义就是为了能让电力的界限可以变得越来越大,进而提高对电的供应实力,以及电力的稳定安全性能,从而让电力体系可能适用、安全的进行,进而让我国电力事业可以长久发展下去。 电力系统及其自动化论文:浅谈电力系统及其自动化技术的应用 摘 要:现阶段,自动化技术的应用越来越广泛。自动化技术为电力系统经济效益的提高提供了技术支持。随着人们对电力系统可靠性的要求提升,自动化技术在电力系统中的应用越来越受到人们的重视。文章分析了电力系统中自动化技术应用的要求及其在电力系统中的具体应用。 关键词:电力系统;自动化技术;应用 自动化技术可以实现电力系统的整体管理和运行监控,其可以确保电力系统的运行安全和稳定性,对电力系统可靠性的提高意义重大。现阶段,电力系统中应用的设备状态检测技术、光电式电力互感器、智能电力设备等都是自动化技术应用的良好体现,为电力系统的发展提供了先进的技术支持。 一、自动化技术在电力系统中应用的具体要求 电力系统中的自动化技术要对整个系统的运行实施实时监控,快速对系统运行的故障做出反应,准确采集系统运行的信息,及时处理出现问题的因素。自动化技术是电力局部系统和整体系统运行安全的保障,其运行参数是体现电力系统运行稳定的关键。自动化系统要对电力系统的部件和运行状态做出分析和评估,为系统的调控工作提供帮助。自动化设备同时要有自我调控的功能,可以进行自我修复。其可以完成一定的工作,简化工作人员的工作内容和工作量。自动化系统要调节分系统和整个系统之间的关系,避免系统间的相互感染,确保电力系统供电的稳定和安全,为电力系统运行提高良好的环境。 二、电力系统中自动化技术的具体应用 (一)面对对象技术的应用 面对对象技术使软件的承接性和开明性更加先进,其使软件的分析能力和编程能力更加出众。主动对象数据库为电力系统的自动化提供帮助,其数据库内的触发子可以实现电力系统的自动化监测。通过对数据库内的数据分析可以对电力系统的运行进行控制。面对对象技术的应用节省了电力系统数据录入以及输出时间,其结合数据的分析和管理,提高了电力系统运行数据的可靠程度,进一步实现了资源的共享,确保数据的准确和统一。先进的自动化技术应用可以快速实现电力系统的智能化,提高电力企业的生产效率。 (二)现场总线自动技术的应用 现场总线技术与控制仪器连接起来,就会形成数字化的双向通信网络。在电力系统的控制仪器中置入微处理器,形成单个仪表的独立计算和通信的系统,利用连接线将每个仪表的控制器连接,就可以形成一个整体的总线网络系统,将这个系统连接到自动化的控制中心计算机,所有的仪表就可以通过计算机控制,仪表数据也就可以通过计算机录入和输出,就可以建立一个实时的计算机自动控制系统。现场总线技术是智能化电力系统建立的纽带,其可以实现全网络控制和单独区域独立工作系统,对电力系统实施分布式控制,避免了故障对整个系统的影响。总线技术优化了电力系统的功能,将电力系统的运行分散控制,为每一个仪表数据的分析和处理提供单独的控制中心,可以对系统的故障快速做出反应。现场总线技术可以清晰的反应电力系统的运行状态,实现了工作人员对电力系统的实时监控,避免系统出现严重的故障和影响正常供电。 (三)光互连并行处理器的应用 光互连并行处理器是电力系统控制以及继电保护的关键,其不易受到外界环境的影响,同时数据的录入和输出可以根据实际需要进行调整。光互连可以解除临界线长度对电力系统的限制和电线沿线输出集中等问题,实现计算机系统之间的信息相互传递,提高了信息的传递速度,缩短了系统故障的处理时间。光互连可以在空间中自由穿梭,不受面和长度的控制,相互之间也不会产生干扰。同时,光互连可以确保电力系统的自动化控制不受任何干扰,为建立系统的稳定运行提供保障,实现了电力系统的经济性和安全性,其应用前景非常广阔。 三、结束语 电力系统中的自动化技术是确保电力企业生产效率提高和运行稳定的关键。其提高了电力系统的安全性和经济性,确保了电力系统运行的稳定,减少了资源的重复利用和浪费。我国电能需求量巨大,如何寻找适合我国电力企业的自动化技术是未来电力工作的重点。自动化技术的应用是实现电力系统智能化的基础,其可以推动我国电力企业与世界接轨,形成健康、稳定、安全的电力系统,促进电力企业向更高的层次迈进。(作者单位:海南师范大学) 电力系统及其自动化论文:探讨电力系统及其自动化技术的运用 摘要:电力系统及自动化是当今人类社会实现现代化生产与生活的重要能源供应渠道。虽然目前我国电力系统自动化技术应用已经取得了部分令人满意的结果,但是这一技术的应用截止到今天仍然有许多可待改进的地方。文章首先介绍了电力系统自动化控制的基本内容,阐述了电力系统自动化基本流程、工作要求和相关应用,提出了今后电力系统自动化的发展方向,旨在为电力系统及自动化技术的发展做出贡献。 关键词:电力系统;自动化;应用 引言 经济在不断的发展,今天我们跨入了一个全新的时代,经济体制也在不断的适应发展的需求,我国的经济体制处于市场经济的大环境下,处处面对着竞争,对于企业的生存与发展来说是非常严峻的考验,面对于这样的挑战我们应该明确思想,要把这种挑战转化为动力。企业只有不断的改革创新我们才会更加适合市场的需求,也就是说只有这样我们才会更好的促进行业的发展。我国在电力行业这方面起步比较晚,在我国全面普及开始于20 世纪90 年代,在设计之初没有想到发展的会这么的迅速,正是因为这样,现阶段在设备以及技术方面出现了很多的滞后的方面。对于老的设备以及技术方面一定要进行更进一步的改革与变更,使其适合现阶段的需求,发展在继续,我们电力方面在不断的方面发展,下文就这些方面展开了探讨希望对大家有所帮助。 1. 电力系统自动化技术概述 1.1 电力系统自动化技术基本概念 简单地说,电力系统装置即是能够通过发电装置将自然界中的各种可用能源转化为电能的装置,然后通过变压器以及其他所需的设备将电输送到千家万户,这一过程中不可避免的会涉及到许许多多的数据的传输、控制与检测,进而对电能进行一系列的调节。显而易见,电力系统自动化技术与电力系统装置的基本概念不一样,它是指在无人参与的条件下对电力系统进行常见的基本操作。具体的操作包括采集和传输实时、精确的关于各种元件、子系统甚至整个电力系统的各种可获得数据。 1.2电力系统自动化基本工作流程 电力系统自动化网络以处于中心地区的调控中心为管理节点,系统的其他设施设备围绕这些调控中心放射状分布。性能先进的电子计算机构成了调控中心的主体,负责为周边发电厂和变电站提供信息服务和监视装置的控制管理等。以上内容就是电力系统自动化控制网络的基本构造。在这个系统中,中心计算机起着关键性的主导作用,负责对整个系统的协调与控制。而细节的动作,比如操作设备和记录事故内容、记录并处理报表、自动恢复系统异常状况和常规操作自动化等内容由对应的监控设备解决。电力系统自动化以分层控制为主要操作方式,调度、控制、发电、变电各个单元根据各自负责的功能和范围协调运转,分解任务压力,提高控制能力水平,从而使系统运行状况更加合理、可靠,实现更大的经济效益。 1.3 电力系统自动化技术的特征与优点 电力系统自动化技术能够实现对数据的分类。它能将数据自动归类为日常运行数据、举出数据、现场实时数据以及系统数据。并且电力系统自动化技术还可以精确的控制系统实时运行的数据,因此能够为整个电力系统提供安全可靠的支持服务。众所周知,网络通讯技术存在瞬间传输的特性,因而利用自动化技术可以提高日常工作效率,可以让人们及时发现可能存在的安全隐患,最大程度的降低因为人工操作可能带来的失误操作导致的故障。另外,要想实现对电力系统的多个控件进行协调调度,就必须对整个需要调配的系统进行综合调节。也就是说,在给定的电力系统运行过程中,将系统负荷按需分配到哥哥可以被直接控制的发电机组中去。当然,除了上述的一些优点或者特征之外,作为电力系统自动化技术,必须能够对电量进行实时计量。作为电量采集装置除了能够实时处理各关口数据之外,还要确保断电后一段时间仍能继续正常工作,也就是说能够保证数据采集不会发证缺失的情况,因此电力系统自动化技术应当还具有与远动通道和电话通道挂接的基本能力以及保证全系统数据采集的同时性。 2. 电力系统自动化技术的实际应用 2.1变电站自动化技术的应用。 可以说,变电站的自动化的实现又是依托计算机技术的发展实现的,要实现电力生产的现代化,一个不可缺少的、重要的环节就是实现变电站的自动化。变电站依赖计算机技术实现自动化,在实现的过程中计算机也得到了充分利用,二次设备也随之实现集成化、网络化、数字化,完全是采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆。变电站实现自动化,实现计算机屏幕化以及运行管理和记录统计实现自动化,另外两个组成部分是操纵以及监视,变电站的整体自动化才得以实现,正是如此多的组成部分实现了计算机的自动化管理。为了联系发电厂与电力用户,变电站以及与之相关的输配电线路必不可少。变电站自动化的实现,不仅组成电网调度自动化的一个重要组成部分,更是为了满足变电站的运行操作任务。 2.2 电力系统自动化技术在配电网的应用 配电网自动化技术成为一项较为复杂的系统技术,它包括配电网的分析自动化、自动馈线化、自动制图、设备管理和信息分析,与原有的手工操作不同,配电网自动化技术实现了对配电网的分析、制图、设备管理等环节的自动化,通过智能软件从数据库中获得资料,并进行实时的自动分析处理工作,进而就能够实现配电网的自动化功能。长久以来,配电网肩负着重要的作用,其控制基本上是靠手工方法实现的,既存在耗力耗时效率不高的缺点,还存在各种潜在的隐患。随着科学技术的发展与进步,人们逐渐懂得使用孤岛自动化的技术来代替以前的手工操作的方法,但也有缺陷,即对设备的使用设计以及在电能的分配使用上还是有所欠缺。因此,为了保证电网的正常运转,对配电网自动化的改进以及电能的监控和分配相应的提出了更高的要求。 2.3 计算机技术的应用。 一方面要做好智能电网技术的应用,智能电网是电力系统发展的方向,是利用计算机技术实现电气自动化,发展电力系统的代表性技术,职能电网在供变电和输配电中都得到了广泛的应用,是实现智能化配电的关键部分。另一方面要做好电网调动技术的应用,调动技术是电力系统自动化技术的主要组成部分, 它能够完整地对国家电力系统进行信息收集工作, 并实现对国家、区域、省、地、县不同级别的电网的自主调动,这样就能很好的将在这些联系到一起,对于控制来说更好的做到中央集合,其监控的能力得到了很大的加强。这些方面最为主要的就是通过数据的集合,这些数据能够很好地反映实际的情况,实现整个系统地运转,这样才是真正意义的系统自动化,也是未来发展的趋势。 2.4电力系统综合自动化的发展方向 综合自动化是我国电力系统自动化技术的重要发展方向之一。当前,我国电力系统综合自动化的目标就是要建立全方位的配电管理系统(Distribution Management System, 简称DMS)。全面建立配电管理系统,可以大幅提高电气综合管理水平,是电力系统适应市场需要、满足现代化高负荷电力供应的必然选择。DMS 系统的建立,有助于电气设备保护控制机能优化,减少大规模停电事故发生,提升电力供应稳定性;有助于快速建立电气事故快速处理机制,减少故障停电时间,弱化事故对生产设备的负面影响;有助于管理人员及时掌握电流、电压、电量以及功率等系统运行参数的变化,进而增强对整个电力系统运行状况的控制力度;还有助于实现平衡电力、监控负荷、精确计量及节约用电的功能。同时,DMS 系统对于现行电力系统工作模式的改变也有着重要的推动作用,使无人值守的变电站管理模式成为现实,极大地降低了人力成本,提高了工作效益。 3.结语 综上所述,电力系统自动化是门技术含量高,覆盖范围广的综合性学科。我国电力系统自动化起步较晚,和当前电力市场以及电网建设高速发展的实际要求有着较大差距。电力工作者必须认清这个事实,加快推进电力系统自动化改革,为我国电力系统的顺畅运转和经济建设的健康发展做出基础保障。从而促进电力系统及自动化技术的发展。 电力系统及其自动化论文:探讨电力系统及其自动化发展方向 摘要:电力系统自动化是一个集传统技术改造与现代技术进步于一体的技术总体推进过程。 自动化系统的先进性和稳定性对变电站以及电网有着深远的影响。本文主要分析了电力系统及其自动化的重要性,并探究了电力系统及其自动化的发展方向。 关键词:电力系统;自动化;重要性;发展方向 一、电力系统自动化的重要性 电力系统自动化的重要性具体表现如下: 1.1保证优质电能的供应 电能质量问题包括很多内容,例如:电压工作不正常、电流偏差、用电设备被损坏等,如果缺少了电力系统自动化设备将很难发现这些问题,在寻故障时需要花费很多的时间,既耗时又费力,电力系统自动化装置可以很快发现问题并且及时处理问题,从根本上提高供电效率和质量,保证优质电能输送给各个用电户。 1.2电力系统的设备稳定、安全运行 有了电力系统的自动化装置,才能保证输变电设备正常运行,迅速找到故障,及时加以恢复,这样才能保证整个电力系统稳定、安全的运行。 1.3保证经济运行 经济优化,降低网损,必须要在电力系统中加入自动化装置。随着经济和技术的飞速发展,电力系统主要应用计算机技术、控制、通信和电子设备。电力系统不仅需要处理的信息量较大,而且影响因素也越来越多,直接观察的范围比较广泛,闭环控制内容也较丰富。所以,电力系统自动化保证经济的运行,而且还减少了电网损坏费用的支出。 二、电力系统的自动化发展方向 2.1供电方式及一次设备。 由于经济发展和地域因素的共同影响,我国配电网的管理可以划分为城市电网和农村电网,城市电网主要是电缆网方式,而农村电网主要采用架空线方式。配电网的供电方式由线路开关设备、电源点、网架三个部分决定,电源点、网架的组合方式不同,架构了很多不同方式的供电方式,例如单电源辐射状供电、双电源环网供电、网格状供电等等,而线路开关设备如环网柜、分段器、断路器、重合器、负荷开关等提供了功能各不相同的供电配合方案。我国城市电缆网主要采用环网柜(配负荷开关、SF6断路器、真空断路器等)当做配电线路主设备,而在农村电架空线网中重合器、断路器、分段器、负荷开关等作为配电线路主设备应用较为广泛。区分线路开关设备的供电方案有:电缆环网柜方案、分段器方案、架空重合器方案、负荷开关方案等等。 2.2远动系统及二次设备。 变电自动化系统的远动实现主要使FTU和TTU对配电台区、线路开关的监控。远动系统和设备的可靠性功能主要有环网控制、保护动作、远方控制、就地手动四方面。配电自动化远动系统的主要问题有线路电源和传输规约,如何设计出可靠的、适用于户外环境的不间断电源是实现配电自动化的主要难题。因为配电线路设备的地理分布性,当前变电所采用的CDT,POLLING规约,都不适合配电自动化系统,在新的101规约得到了一定程度的应用,它是否能够作为配电自动化远动传输标准,还很难评定,当前 IEC新的传输协议标准正在制定中。 2.3电力系统及其自动化中应用以太技术 随着我国电力系统的迅速发展,综合自动化对通讯的实时性的要求越来越高,电力系统需要传输的数据也越来越多。以太网具有传输速度快、传输数据量大的特点,完全能够满足现代电力系统及其自动化的要求。Ethemet+TCP/IP是以太最典型的应用形式。电力系统及其自动化未来的发展方向应该是结合电力工业应用实际,以太网技术为基础,研究出新一代以太网为核心的现场总线技术。 2.4主站网络与软件功能。 电力系统的自动化的主站功能有GIS在线管理、电网经济运行分析、SGADA实时监控等等,主站框架需要突破以往单一调度自动化系统C/S模式,以P-P-C/S-B/S一体化架构,可以很好地体现分布式网络的管控一体的综合集成系统特点。 2.5变电站综合自动化和智能保护 科学家认真研究了电力系统电保护的新理论,并在新型继电保护装置中应用现在世界上最新、最先进的网络通信、自适应理论、微机新技术、综合自动控制理论、模糊理论和人工智能等理论,使新型继电保护装置拥有智能控制等特点,极大的提高了电力系统的安全可靠性,有利于保护工作人员的人身安全和节约企业的运行成本。在长期研究变电站自动化的基础上,我国研制出了分层分布式变电站综合自动化装置,这种装置使用范围十分广泛, 35KV―500KV之间各个电压等级的变电站都可以使用分层分布式变电站综合自动化装置。我国在微机保护领域的研究已经跻身于世界先进行列;在变电站综合自动化领域,我国掌握的技术也已经达到了国际先进水平。所以,在以后的发展过程中,我们要继续保持自己的优势领域,提高创新意识,并带动其他领域共同发展。 结束语: 随着信息产业的发展,电力行业进入实时信息提供管理服务、管理信息(包括地理信息)支持实时应用的新阶段,发展CADA/GIS信息系统。电力和自动化的研究方向和发展方向对我国电力行业的进步具有不可估量的作用,因此 ,我国的科学工作者们还需不懈的努力! 电力系统及其自动化论文:关于电力系统及其自动化的发展方向探究 [摘 要]随着我国经济的发展和计算机技术的不断提高,我国电网建设和电力系统方面也取得了显著的进步。电力系统及其自动化大力提高了电能的智能化和便民化。本文通过了解电力系统及其自动化的概念,了解电力系统自动化的应用领域,从而对我国电力系统自动化的发展方向提出一些建议。把握好电力系统及其自动化的方向,才能在未来的发展中让电力企业获得长远的经济效益与生态效益,才能满足人们对电力需求,建立一个稳定和谐的社会。 [关键词]电力系统 应用 自动化 发展方向 一.电力系统及其自动化简述 电力系统是指电能生产与电能消费的整个循环系统,其中涵盖了发电、变电、配电、输电等环节。电力系统的运作模式是将自然界中的天然能源,如太阳能、地热能、风能、潮汐能、水能等通过发电装置将其转变成电能,再经过电压线路输送和电压调配成为用户可以使用的安全电能。电力系统的主体结构主要是由电源、负荷中心和电力网络来构成的。 电力系统的自动化是指在电能生产、电能传输、电能配送以及电能管理等方面实现自动调度、自动控制以及自动化管理。电力系统的地域分布广泛、工程量巨大,其中牵涉到的的发电厂、输配电网络、变电站以及电力用户等环节复杂而多变。电力系统的自动化也包括了对电力生产过程的自动检测、自动调节和自动控制,对系统和设施的自动安全保护,对电力信息的自动传输和对电力企业经济效益的自动化管理。 二.电力系统的自动化的发展过程。 (1)20世纪50年代之前,我国的电力系统容量大概仅有几百万千瓦,单机容量甚至不超过10万千瓦。那时,我国的电力系统的自动化水平较低,一些电力装置和过程调节控制都依靠工作人员来进行。例如一些大型的发电厂甚至是采用人工添加煤块来发电,发电的方式途径也单一。主要是以煤为主,对天然能源的开发率和使用率都比较低。 (2)20世纪50~60年代,我国的电力系统发电规模达到千万千瓦以上,单机容量也已经超过20万瓦。电力系统形成了区域联网,在电力系统的自动化方面取得一定的进步。发电厂内部开始采用机、电、炉这种新的单元集中控制方法。电力系统自身也开始模拟自动调配装置和以计算机网络为基础的经济管理方式,采用了远方通信技术。最主要的是采用了很多新型自动装置,如可控硅励磁调节器和电气液压式调速器等。同时,也开始大量利用天然能源来进行发电。发电技术得到提高。 (3)20世纪70~80年代,我国电力系统开始引进计算机电网实时监控系统,配备了功能强大齐全的整套计算机硬软件。对大型火力发电机实施安全监控以及自动闭环起停过程的控制。各种自动调节装置和自动保护装置越来越多的应用到电力系统中去。很多微型计算机也开始参与到发、配电、输电、变电的各个环节当中,使得电力系统的自动化一度达到高水平高水准。 (4)20世纪90年代至今,随着计算机技术和网络通信技术,我国的电力系统自动化控制技术也得到飞速发展。如今电力系统已经成为一个由计算机、网络通讯、电力电子等装备的统一体。电力系统自动化能够进行闭环控制的对象越来越多,自动化处理能力和信息量越来越大,直接可控的范围也越来越广。 三.电力系统自动化的应用领域 (1)电网调度自动化。在电力系统中,发电、配电、变电都是一系列复杂的过程,涉及了一些电量的调配、电压的变换控制等方面的操作。电力系统的自动化主要就是为了从电能生产到电能消费的各个环节实现电力网络系统调度自动化。结合计算机网络操作,让这些过程由难到易,由人工操作到电网掌控,提升其工作的执行率和精确率。让电力系统更好更快捷的为客户服务。 (2)火力发电厂自动化。电力系统自动化的一个应用领域就是让火力发电厂实现自动化。火力发电自动化主要包括了发电设备方面的数据采集、故障检测、状态监视自动化,还有总线电压控制和无功率自动增减自动化,以及设备常规模拟调控。这些复杂的控制过程由计算机网络系统进行合理适宜的控制。让火力发电厂的机、炉、电三者形成单位集体式,让火力发电工作更加有效的进行。也能在发生意外情况的时候,将损失降低到最小。 (3)水力发电综合自动化。水力发电自动化主要包括三大方面的自动化。首先是,大坝监护自动化,即在大坝的数据采集、水位变化记录和大坝维护方案等方面实现自动化分析和数据采集。其次,能对水库水文信息的自动监控,能记录雨量和水文变化情况,自动制定出水库调度计划和方案。最后,在水电厂内能实现全场机电设备的自动化安全检测、以及发电机组的自动化控制。 (4)电力系统保护装置自动化。电力系统保护装置只要是为了防止电力系统发生意外事故危及系统本身和电气设备、人员等。在电力系统的保护装置中主要有两种基本类型。一种是为防止系统自身故障产生损害的继电保护装置。继电装置主要是为了保护发电源、母线、变压器、电动机等设备。另一种是为保证电力系统正常运作的系统安全保护装置。系统安全保护装置主要是为了防止电压崩溃、电力系统振荡、解列等情况的发生。 (5)电力工业管理系统自动化。电力工业管理系统的自动化主要是依靠计算机来进行自动化管理。这种自动化管理可以为电力企业节约成本的同时,提升自身的管理水平。电力工业管理系统自动化主要包括电力工业的财务管理、生产管理、设计和施工管理等方面的自动化。 四.电力系统自动化的发展方向 (1)服务的人性化与便捷性相结合。现阶段,我国用电力需求越来越大,人们对电力系统的服务要求也就越来越趋向个性化。为了向客户提供优质便捷的电力系统自动化服务,就必须使自身的系统设计更加人性化,更加能为客户带来便捷。 (2)以智能一体化为发展目标。如今随着经济和网络的发展,人们对智能化的要求也越来越高。电力系统自动化的发展趋势必须符合时展的潮流。电力系统的自动化必须以实现自身的智能化为目标,加快自身的系统设计和系统更新,为满足客户更多的需求而不断努力尝试。 (3)经济效益与生态效益相结合。我国电力企业在追求自身的经济发展的同时,必须兼顾生态效益,坚持走可持续发展的道路。将天然能源的开发与利用作为今后电能的主要来源,积极进行可持续发电策略。在减少火力、煤电的同时,合理调控市场的电价,积极利用天然能源发电,提高发电质量,将经济效益与生态效益相结合,争取长远有利的发展。 (4)系统主站网络与软件供功能相适应。电力系统在实现计算机自动化后,对与自身想匹配的软件功能也要投入一定的重视。必须将自身的软件功能与系统主站网络同时投入重视和开发,才能让电力系统自动化的技术发展方向相一致。 (5)完善远动系统和二次设备。在电力系统自动化技术中,对远动系统的控制和二次设备的合理利用要相互协调。因为电力运输系统都处于室外,要实现及时监控远程线路的输送,必须不断完善电力自动化的远动系统功能。 总结 我国人民日益增长的用电需求和环境能源人均不足的情况,让我国电力企业在未来的发展面临着更大的挑战和压力。电力系统及其自动化的发展方向关系着我国未来电力事业发展。只有把握好了电力系统自动化的发展方向,兼顾经济与环境,统筹智能化和自动化,我们才能达到经济效益与生态效益的双赢局面。 电力系统及其自动化论文:浅谈电力系统及其自动化的发展方向 摘 要 电力系统具有结构复杂、分布广泛的特点,在信息时代,电力系统自动化技术被越来越广泛的应用,自动化系统的稳定、先进,有利于提高电力公司的经济效率,也有利于保证广大用户的利益。电力系统自动化是将传统技术和现代技术相结合的一项综合性技术,本文主要介绍电力系统及其各种自动化技术,来探讨电力系统自动化的发展方向。 【关键词】电力系统 自动化发展方向 当今社会,人们对电能供应的各项指标要求越来越高,提供安全、可靠、优质、经济的电能是电力公司的服务标准,这就要求电力系统极其自动化技术都要不断提高。当前,电力系统自动化已有了一定的发展,但由于其起步比较晚,以及我国对电力需求大的实际情况,必须引进先进技术和设备,同时加强改进传统技术和设备,保证电力系统自动化的全面实现。 1 电力系统自动化的应用 电力系统自动化是电力系统力求的发展方向,主要指在电力系统中,使用具有调理信号或远程监测、控制的自动装置,来自动监测或远程控制、监测电力系统的各个元件、系统,目的是保证电力系统的安全运行和电能质量的合格达标。电力系统自动化包含了丰富的内容,主要有发电控制的自动化、电力调度的自动化和配电自动化。 电力系统自动化的基本流程是,通过在相对中心地带的调控中心安置计算机,来向周围辐射网络系统,在发电厂、变电站设置远方监控装置,用来提供信息服务和反馈信息,这样就形成了一个全面、立体化的信息传达和指令传输的系统。在整个流程中,中心计算机的职责是总体调控,其他相关的监控设备则主要负责记录事故内容、编制报表的记录处理、设备操作、系统异常导致的自动恢复操作、以及一些常规操作的自动化。在整个自动化系统中,控制部件是中心,通过计算机之间的结合,运用各种软件扩大控制范围和深化自动化程度。电力系统自动化在调度所、变电站、控制所及变电站采用分层控制的操作方式,按其所管辖的范围进行分担调控,使整个控制系统达到合理、可靠、经济的效果。其中中央控制负责总体性的控制,是整个系统的中枢神经,其主要功能是使整个系统有效运行,保证设备的完整性。地方控制的主要功能是监控发电厂、变电所,并执行中央控制下达的任务。中央和地方控制是调度自动化的主要内容,它的主要功能是监控电网的安全运行、对电网做有效的经济调度和安全分析、事故处理等,这些功能的实现要依赖于数据的采集和监控,这需要以计算机系统和数据信息传输网络为基础,再加上自动发电控制、经济调度控制、安全分析等软件的辅佐。 有一个可靠的调度通信网来保证数据信息的传输,是电力系统自动化实施的一个非常重要的手段,这样,在电力生产过程中,安全检测数据、生产调度数据、以及其他管理数据都能得到有效的传输。 2 电力系统自动化的发展方向 2.1 自动控制技术的发展趋向 当今电力系统的自动控制技术有了其新的发展方向,比如在设计分析上,处理问题时面对多机系统的模式,被耍求的越来越多:计算机、远程通信、电力电子器件成为主要的控制手段:控制策略朝着最优化、智能化、协调化、区域化的方向发展;现代控制理论成为其主要的理论工具:对工作人员的技能及其之间的配合要求越来越高。 2.2 变电站自动化的发展趋向 在电力系统自动化过程中,变电站也有了新的发展趋向,数据共享就是其自动化的主要特点,这一目标的实现是通过将监控和保护功能集成在一个装置中,根据数据采集与监视控制系统两者对继电保护处理的数据以及其他的一些数据是一样的这一特点,将数据采集与监视控制系统集成到相关的计算机保护中,使监控和保护共用一个硬件平台,体现了供电系统的经济性追求。 2.3 供电方式朝多方案方向发展 由于我国地域辽阔,将配电网分为城市电网和农村电网两种管理模式,电源点、线路开关设备和网架决定着配电网的供电方式,这三者的不同组合就使得供电方式变得多样化,目前,以线路开关设备不同而形成的供电方案有自动配电开关方案、断路器方案、电缆环网柜方案、架空重合器方案、负荷开关方案等。 2.4 通信方案多样化 不同地区、不同条件下,通信方案是丰富多样的,比如光纤、有线电缆、微波、电力载波、扩频等,自动化的通信方案主要有主站对子站、主站和子站各对现场单元、子站之间以及现场单元之间的通信。目前,主站对子站、主站对现场单元的通信方式是自动化试点工程系统的配套方案。 2.5 整个电力系统自动化的总体发展趋向 自动化就是用机器代替人的体力劳动,同时代替或辅助脑力劳动,使整个系统得到协调、管理和优化。在整个电力系统自动化过程中,闭环控制最终取代开环检测;电压的等级开始向低电压扩展,比如建立和发展配电管理(DMS)系统是我国当前电力系统自动化的一个目标;整个电力系统开始向一体化、多功能的方向发展:装置性能也开始向快速化、数字化、灵活化的方向发展i追求目标也更高,向着最优化、智能化、协调化的方向发展。 3 结语 电能在社会资源总消耗中的比例越来越大,尤其在当今信息社会,对电能的需求和依赖程度更大,因此,必须加大对电力系统建设和发展的投资,电力系统自动化是电力系统发展的必然趋势。当电能的供应不可靠时,会直接影响国民经济的发展,造成经济损失,必须对电力系统做全面规划,将各种先进的自动化技术应用到电力系统中,并科学判断电力系统自动化的发展方向,确保用户和企业等获得安全、优质的电能,推动各行业生产建设的快速发展。 作者单位 国电南瑞科技股份有限公司 江苏省南京市 210061 电力系统及其自动化论文:关于电力系统及其自动化探析 摘 要:伴随着经济的高速发展,电力行业取得了长足的进步。经济建设和人民生活对电力的需求与日俱增,同时也对电网的安全稳定运行提出了更高的要求。由于影响电力系统运行的因素非常复杂,涵盖发变电、输配电等多个环节,且电力输送范围十分广泛,单纯依靠人工监测很难实现各个环节的实时监控。引入计算机网络技术和自动化技术,是实现电力系统自动监控的重要手段。通过实施自动监控,可以实现对整个电力系统运行状态的实时掌控,对实时发现故障并及时排除,保障整个电网平稳安全运行,具有十分积极的意义。 关键词:电力系统;自动化;控制 引言 电力系统承担着为经济发展和人民生活提供稳定可靠电能的重要职责。由于电网规模总量逐渐扩张,电网结构深邃复杂和电网建设运行环境严苛多变,电网故障发生的频率和严重程度也越来越高,严重者会直接导致整个电力系统不能正常运行。以往采用人工方式进行巡查,以保证电网安全。由于人工巡查受巡查人员个人业务水平、工作素质、精神状态、行为习惯等因素的影响,往往不能取得理想的结果。随着计算机和自动化技术的高度发展,建立自动化监控系统已经逐步成为现实。通过对系统进行实时监测,能够及时发现问题,发出报警,自动分析原因,并采取应急措施,从而将损失降到最低。下面分别对变电系统、配电系统及调度系统的自动化技术进行简单介绍,以供大家参考。 1 变电系统自动化 变压器是变电站的核心组件,在变压输电方面发挥着巨大作用,但随着用电量的逐步扩大,影响因素逐渐增多,变压器在运行过程中发生故障的概率日渐增大。最常见的故障是过电压。它严重干扰着电力系统的正常运行,必须采取相应措施加以限制。通过建立自动监测系统对变电站过电压情况进行实施监控,从而采取针对性的措施,是解决变电站过电压的好办法。该系统主要包括以下几个环节: 1.1 电压传感器 它的敏感度直接影响到监测系统的测量精确度,是整个系统的关键环节。在线监测系统中的电压传感器由高压分压器和光纤传感器组成。前者分为电容分压器、电阻分压器几种类型,具有结构简单,暂态响应和测量精度好的特点,专门用来获取电压信号。由于运行状态下的分压器长期保持并联状态,所以电网的等级较高时,要做好相关人员安全防护工作;后者具有频带宽,绝缘性和抗干扰能力强的特点,适用于雷电过电压的测量。光纤传感器分为有源光纤和无源光纤两种。有缘光纤需配置高压分压器,无源光纤受环境温度影响大,都具有很大的使用局限性。 1.2 信号传输 该环节采用光纤或同轴电缆为媒质进行监测系统的数据传输。同轴电缆造价低廉,安装简单,信号保真度高,但对安全防护有要求。光纤绝缘性好,安全可靠,传输速率快,抗电磁干扰能力强,但需配备专门的接收机和光发射,成本较同轴电缆高,而且安装不便。 1.3 数据采集 模拟信号的转换处理在这个环节完成。该环节由以下几个单元组成:一是多路转换单元,主要负责传感器的选择或监测,一般借助程控模拟开关完成选通信号;二是预处理单元,主要用来调整输入信号,为模数转换器提供必要条件,并提供一定的抗干扰功能;三是数据采集单元,采样保持负责模数转换周期内各输入量的存储工作,并进行筛选,将数值未发生变化的信号送入模数转换器。模数转换器ADC是数据采集环节的核心部分,主要指标是转换速度和精确度。 1.4 数据处理 它是整个监测系统的核心环节,一般采用两种方法来完成。一是在线监测,由相关软件提供硬件的驱动,实时完成过电压的采集监测工作;二是离线分析,通过计算机技术实现对电压信号采样的数据分析,从而完成对过电压的判断。 2 配网系统自动化 配网系统自动化以计算机技术和自动控制技术为基础,实现在线智能监控或离线监控,从而达到提高配电效率和供电质量的目的。实施配网系统自动化,能够有效减少人力消耗,缩短事故持续时间,为配网管理系统规划提供实时信息。该项技术具有工作效率高,维护成本低,经济效益高等特点。配网自动化系统主要由以下几部分组成: (1)配电主站,多位于城市调度中心,负责与各子站进行通信。配电网具有系统复杂、内部设备繁多、监控对象规模大,分布广等特点,如果都连在主站上,系统难以正常运行。因此设立子系统,减少主站压力。(2)配电子站,多建于变电站内,负责和电力终端设备通信。(3)配电远方终端。该单元主要对配网辖区内的变压器、环网柜、开闭所以及柱上开关等进行实时监控,识别各种故障并加以控制等,通过这些功能和主站系统、子站系统相互配合,实现整个配网的监控和优化。(4)通信网络。负责将主站的控制命令发送给终端,并将终端的各项参数信息反馈给主站,实现主站和终端之间的通讯联系。鉴于系统复杂,工作环境恶劣,相关通信设备数量多且分布范围广等原因,在选择通信方式时,应对其安全性、实用性、可管理性及成本等多方面进行综合考虑,并结合当地实际,采取最优方案,保证配电系统自动化的正常工作。 现阶段有三种主要通信方式:(1)光纤,广泛应用于配电自动化系统,具有性能优、成本高的特点;(2)无线通信,在配网信息系统中比较常见,初期投资较少,但后期维护费用较高,目前部分地区正在研究将其应用到配电自动化中;(3)中压载波,正处于试验阶段,尚未投入正常使用。 3 调度系统自动化 倒闸操作和处理配网故障是配网调度的主要工作。由于受各种因素影响,调度系统故障发生概率较高。随着经济高速发展,实现调度系统自动化,保障配电网供电正常的要求日渐突显,由此导致了远动技术的诞生与发展。远动控制系统主要由调度主站端的计算机系统、执行端的自动化系统以及连接两系统的通信信道系统组成,藉由数据采集技术、信道编码技术以及通信传输技术来实现电力系统的远程监控和操作。调度系统自动化通过对数据的自动采集监控、自动发电控制、经济调度控制和能量管理等手段来实现信息收集、状态分析、层次协调的目的,进而为调度人员提供相应的决策参考。该系统还有专门的抗干扰功能,以满足调度系统安全稳定的需要。 从电力系统整体的角度出发,可以建立一个总的监控系统,经由对以上子系统的控制,来实现对整个电力系统的监控。 4 结束语 电力系统的安全正常运行,直接关系到国家经济安全和社会稳定。建立健全高效可靠的自动监控系统,实现电力系统的自动化,是保障电力安全的必要措施。随着计算机技术和自动化技术的进一步发展,电力系统自动化必将迎来一轮新的研究热潮。 电力系统及其自动化论文:电力系统及其自动化技术应用 摘要:电能在社会资源总消耗中的比例越来越大,尤其在当今信息社会,对电能的需求和依赖程度更大,文章分析其系统,探讨其自动化技术应用及发展。 关键词:电力系统;自动化技术;应用 引言 在新形势下,要保证电力系统自动化技术的安全管理,相关企业应该针对当前我国电力系统自动化技术的现状及时制定有效的对策,从而保证我国电力系统自动化技术沿着标准化、规范化、智能化的方向发展。 一、电力系统的特点 (一)电能安稳供应的紧要性。电力的供应关系到我国国民经济以及人们正常生活。经济运营和人们正常的生活都和电能有着精密的联系。电能如果不能安稳的供应,肯定会对我国国民经济的增长带来重大损失,对人们正常生活带来不良影响。 (二)电能的非存储特性电能具有特殊性,电能的生产和配送以及消费都是在同一时间内进行的,电能不能大量的存储。在任意一个时刻电力系统中的发电厂所生产的电能量都取决于这一时刻用电设备所消费的能量以及输送和分配过程中所损失的电能综合。电能的这些特点都要求在运行的过程中必须要保证电源的功力平衡。在同一时刻发出的总电能要等于消费的总电能,而且中间传输环节也要保证畅通无阻。中间的任何一个环节或者元器件发生故障,都将影响电力系统的正常工作。 二、主要电力系统自动化技术的应用 (一)变电站自动化技术的应用 变电站在电力系统中的主要功能是,将电能进行调节和分配,以为电力系统中配电和中转提供功能服务。随着社会经济生产活动以及日常生活对电能需求的增加,变电站自动化技术对电力系统的作用至关重要。现代化的变电站自动化系统主要通过计算机通信技术、网络技术而实现电力生产的自动化。变电站自动化技术实现了计算机的屏幕化以及运行管理和记录统计的自动化,使变电站内的智能设备进行相互连接以及资源共享的实现。与此同时,变电站自动化技术还对变电站设备进行监视与操控,优化了现代化高负荷变电站的设计,更提高了输电的稳定性。 (二)配电网等智能电网自动化技术的应用 智能电网是对电网的智能化创新,通过对智能通信网络技术及决策支持系统的的应用,对配电、输电、变电、发电等环节进行智能自动化控制,文中主要讲述智能电网中的最关键的配电网自动化技术的应用。配电网是电网系统的重要组成部分,由复杂的电缆、架空线路及配电变压器等组成,在此基础上,配电网自动化技术成为一项较为复杂的系统技术。与原有的手工操作不同,配电网自动化技术实现了对配电网的分析、制图、设备管理等环节的自动化。配电网自动化技术的工作原理是依靠智能软件从后代软件数据库中获取信息资源,并实时的进行自动分析处理与自动传递。 (三)远动控制自动化技术的应用 随着用电量的需求增加以及对电力系统实时监控与数据采集的重要性渐强,电力系统调度自动化技术的应用成为不可抵挡的趋势。远动控制自动化技术作为一项调度自动化技术在加快电力系统综合自动化进程中发挥着不可比拟的作用。远动控制自动化技术主要包含遥测、遥信、遥控、遥调等方面的技术,主要从数据采集、信道编码、通信传输技术等实现系统的远动控制自动化,有效减少了故障的发生,提高了设备的使用率,一定程序上,也是节约资源的体现。在数据采集、信道编码、通信传输技术方面,其工作原理是不同的。远动系统的数据采集主要利用变送器技术和A/D技术来实现远动控制自动化;远动系统的信道编译码技术主要通过将信道的编码和译码、信息传输协议等信息通信信道传输到调度控制中心来加以自动化应用;远动系统的通信传输技术则主要依靠调制技术和解调技术来实现远动控制自动化。 (四)PLC技术在电力系统自动化中的应用 PLC技术是将计算机技术与继电接触控制技术结合的产物,这一技术利用可编程序实现电力系统内部储存的控制、运算、记录等操作指令,从而解决了传统电力控制系统内可靠性低、接线复杂、耗能高的问题。PLC在数据处理的工作中,能对采集的数据进行分析、处理、制表等,然后利用通信功能传送到其他智能装置,达到控制系统操作的目的。在PLC技术的应用中,主要实现了PLC的闭环过程控制、PLC的开关量控制以及PLC的顺序控制。表现在闭环过程控制中,通过模拟量输入、输出模块对模拟量进行闭环控制,实现数字量与模拟量的转换;在开关量控制中,电力系统自动化中主要运用PLC的开关量逻辑控制辅助发电系统运行;PLC的顺序控制则主要通过信息模块控制工艺流程,并与通信总线连接实现电力系统的高效运行,并降低电力系统运行的资源损耗,提高了效益。 三、电力系统自动化的发展前景 (一)以科学技术为主导的发展前景 自动化系统依靠的是计算机、通讯、数控措施。伴随着时展持续发展,已经完全证明了科技是第一生产力,生产程序因科技简单化,提升了生产效率。现在,电力系统自动化整体上都需要科技实现,在电力装置的控制上,整体的自动化措施使电力系统信息处置数量成倍增加,对系统整体的处置要求日益增高,数据在精准性以及时间上都有了很大的提升。电力系统自动化转变了以往的管理方式,从人工改变到无人样式的管理,从单一改变到多方面样式的管理,从落后改变到先进样式的管理。电力系统实施自动化带领电力市场出现新的市场挑战,自动化措施使用转变了电力市场的挑战形式,调节了电力市场资源构造。国内的变电站假如整体实施自动化控制,就会在很大程度上提升生产速度,完成人力资源的节省。将科学思想引入到自动化发展程序中,整个的电力系统就会出现一个新的改变。自动化控制思想推动人们对资源的使用能力日益增大,电力系统使用科学技术会使电力单位能够有整体的发展。 (二)以电力设施自动化为基础的发展前景 怎样使电力系统能够完成自动化,怎样提升电力根本装置的自动化水准是自动化发展的关键探究目标。对电力调度系统的监测会施展关键的价值,静态以及动态监测联合,完成全面实时数控。国内电力系统自动化健全是在加强硬件根本装置的基础上,发展不一样产品的特征。现在电力市场挑战致使新式产品适应时机而产出,不过产品种类、产品技能以及产品保障都缺少一致的规范,因此,在电力根本装置的改革中,要按照需求选取产品,选取改革方法。在根本装置的改革程序中,要注重自动化名目要按照市场发展的需求,硬件装置要有一致的规范,规范运营。自动化系统在事故检查、自动合闸等部分拥有智能化特征。自动化配电装置的发展会推动电力系统自动化整体快速发展。 (三)以人民群众认同为辅助的发展前景 电力系统自动化在未来的实践中会逐步受到社会化大生产的影响,社会化大生产需要社会各个组成部分通力协作,它的生产效率取决于政策,取决于人。要逐渐加大人们对自动化技术的了解,通过多方面的宣传,让自动化技术深入人心,被人们真诚接受。同时,政府应该加大对自动化技术的扶持,在为电力企业培养人才的前提下,注重技术创新,把电力系统自动化技术更新作为政府工作的主要内容,领导亲自部署,主动开展主题活动。在电力系统自动化发展的过程中,人的因素是根本因素,电力企业只有把培养自动化技术的人才当成工作重心,才能使电力企业真正符合自动化企业的要求。在项目实施过程中,注重提高技术人员的生活标准,投入专业手段开展促进提高技术的活动,让这些技术人员成为自动化系统的保护者和开拓者。 (四)变电站自动化的发展趋向 在电力系统自动化过程中,变电站也有了新的发展趋向,数据共享就是其自动化的主要特点,这一目标的实现是通过将监控和保护功能集成在一个装置中,根据数据采集与监视控制系统两者对继电保护处理的数据以及其他的一些数据是一样的这一特点,将数据采集与监视控制系统集成到相关的计算机保护中,使监控和保护共用一个硬件平台,体现了供电系统的经济性追求。 结语 综上所述,通过自动化技术的应用,电力系统的安全可以得到有效保障,同时提高电网供电服务的安全性与可靠性,这样更有利于提高电力系统的供电能力,确保电力系统的安全可靠运行,从而为人们提供更好的供电服务。 电力系统及其自动化论文:电力系统及其自动化的发展方向研究分析 [摘 要]随着信息科技的飞速发展,我国的电力系统及其自动化技术被应用的领域越来越广泛。电力系统自动化技术的提高不仅可以保证电力企业的经济效益,最重要的是可以保证广大的用户利益。本篇文章就针对我国电力系统及其自动化的发展方向进行浅要的分析。 [关键词]电力系统自动化 发展方向 重要性 一、电力系统自动化技术 每家每户每个人都要用电,可以说电力系统是和千家万户的日常生活息息相关的。一天二十四小时为每家每户的需要提供电力的支持。因此说,能够保障电力系统正常工作的新技术都应该得到大力的支持与推广。当今社会,随着更像技术不断的发展,电力系统自动化技术的应用范围也在不断扩大。如图1所示。 电力系统自动技术这样至关重要,对其也要有最基本的要求:首先,电力系统自动化技术要能够迅速准确的处理来自电力系统运行过程中的具体运行参数。其次,自动化技术要充分发挥其在系统中的有效作用,是电力系统各部分、各层次之间可以协调运作。再次,电力系统自动化技术的发展和有效运行,可以节省人力、物力,还能够提高电力系统运作时的安全性和可靠性,设备使用寿命变长,进而提高了系统设备的运行能力。尤其是在局部发生故障时,它可以及时有效的反馈信息,调整系统的工作状态,从而保证电力系统的运转正常。 二、简要分析电力系统的发展方向 (一)随着我国电力系统的不断发展,对综合自动化技术有越来越多的要求,同时电力系统需要负责传输的数据也是急剧增加。那么就需要寻找一个信息传输量大的媒介,它就是以网。以太网具有传输速度快、传输的数据量大等特点,是其他媒介无法比拟的。当代电力系统自动化技术的要求是可以被满足的。那么电力系统自动化技术未来的发展空间是很大的,以以太技术为基础,结合电力工业应用实际,研究新一代以以太网为核心的电力系统现场总线技术。 (二)供电方式以及一次设备。我国的配电网由于受到地域与经济两大因素的共同影响,在管理上划分为城市电网和农村电网。城市电网主要是以电缆网的方式,而农村电网主要是以架空线的方式。电源线、线路开关设备、网架三部分决定配电网以如何的方式提供电。供电方式可以多种多样,那要看怎样对电源点和网架进行排列组合,那么功能各异的供电配合方案是由线路开关设备提供的。城市电网主要是采用了环网柜作为配电线路的主要设备,而农村电网则是采用分段器、重合器、断路器以及负荷开关等作为配电线路的主要设备。那么供电方案有:分段器方案、断路器方案、负荷开关方案等等。 (三)远动系统以及二次设备。远动系统及其设备的主要功能包括环网控制、保护动作、就地手动和远方控制四大方面,它们是具有可靠性的。配电自动化远动系统存在两大制约难题一是线路电源,二是传输规则。那么由于配电线路设备的地理分布,目前采用的规约是不适合的,IEC正在制定新的传输标准。 (四)电力系统的仿真系统。要想使电力系统自动化更好的发展,我国电力科研人员付出了很大的努力。我国建立了仿真模拟实验室,在实验室里拥有研究所需要的仿真系统,这种仿真系统可以提供给研究人员多种电力系统的稳态试验。与此同时,电力系统的数字模拟系统可以与多种控制装置构成严密的闭环系统,为实验研究提供了良好的实验条件。要想电力系统自动化技术得到提高和发展,那么与之相配合的实验设备、实验理念和实验技能都得相应得到提高。那么上面提到的电力系统的仿真系统就是一个不错的平台,是比较有发展潜力的,值得应用和推广。 (五)电力系统中的人工智能。在电力系统及其自动化系统中应用人工智能,这样的方式是一种全新的尝试和很有潜力的发展方向。正是由于我国电力系统发展的要求,在电力系统运作中,对故障的诊断能力、警报的处理能力以及运营分析的能力都是需要提高的。在电力系统中应用人工智能的进行控制,可以提高电力系统运作过程的问题的处理能力以及控制能力。 以上的论断充分说明了电力系统自动化的重要性: (一)可以保证优质电能的供应 。例如:电压不稳、电流偏差、设备损坏等等都是电能出现的质量问题。那么如果缺少了电力系统自动化技术,这些问题是很难被发现和解决的,应用这样的技术,可以在处理这些问题的时候缩短时间,也节省了很多人力物力,供电的效率和质量从根本上得到了提高。保证了用户用电的优质性。 (二)可以促使电力系统的设备稳定安全的运行。变电设备的正常运行是需要电力系统自动化装置的保证才能完成的。在系统发生故障时,可以迅速有准确的找到故障源并进行修复,这样才能够保证整个电力系统稳定安全的运行。 (三)可以保证电力系统的经济运行。在电力系统中加入自动化装置才能是经济优化、降低网损。在高新科技迅猛发展的现代社会,电力系统主要是应用计算机技术等一系列电子设备的控制。在电子设备运行中,需要处理的信息量很大,范围比较广泛,影响因素也是越来越多,电力系统的自动化技术的发展是十分必要的。所以,电力系统的自动化技术能够优化经济,减少电网损坏费用的支出。 综上所论,我们都知道电力资源适合我们的生活密不可分的,所以保障电力系统的正常运作就成为了当今现实我们要考虑的问题。对电力以及其自动化发展方向的研究对我国的电力行业的发展进步起到了不可估量的积极作用,因此,对电力系统以及其自动化的研究是十分有必要的,需要电力科研人员的不断努力。 电力系统及其自动化论文:电力系统及其自动化技术的应用研究 摘要:电力系统自动化技术是现电厂、变电站的核心系统,其应用能够有效确保电力系统的安全、可靠运行。鉴于此,本文主要对电力系统及其自动化技术的应用进行了分析探讨。 关键词:电力系统;电力自动化技术;应用 一、电力系统自动化技术的工作流程 对于电力系统自动化来说,其基本工作流程是在中心地带的调控中心安装现代化计算机,然后通过计算机向周边进行网络系统的辐射,同时围绕该中心的变电站、发电厂之间的控制装置进行设置,并对其进行实时监控,以形成一个立体化的网络覆盖面,从而保证指令传输与信息传达的畅通性。其次,调控中心的计算机要负责总体的调控,相关的监控设备主要负责事故内容记录、设备操作、编制报表以及常规操作的相关自动化等操作。并在该基础上形成以对部件控制为中心,通过与计算机、控制计算机以及终端硬件装置等进行结合,并运用各种类型的软件以不断扩大电力系统的控制范围及自动化的程度。最后,电力系统自动化要加强对分层控制相关操作的应用,即在变电站、控制所、调度站及发电厂的分层间根据功能范围对控制功能进行协调于分担,以达到运行可靠、合理经济的控制系统。 二、电力系统自动化技术存在问题 笔者根据多年的工作实践经验,加上对于众多参考文献的搜集与整理,认为电力系统自动化技术存在问题主要体现在以下几大方面:第一,技术设计不合理。与其他发达国家相比,我国在电力系统上还是比较落后的,尤其是伴随着近几年的城乡电网规划,我国在电力系统自动化技术方面越来越成熟,但是由于缺乏必要的电网技术标准,加上电网技术设计不合理,很容易在实际的电力系统自动化技术运用中出现事故,影响到电力系统安全运行。第二,电力设备质量问题。电力设备质量是电力系统自动化顺利进行的关键,毕竟电力系统自动化是以电力设备为基础的,如果电力设备质量出现问题,那么电力系统自动化指标也就无法达成,从而导致电网和电力系统出现故障。第三,技术管理不科学。电力系统的高效运行,离不开电力系统技术管理,技术管理离不开技术人员。由于缺乏技术性管理人员,在实际的电力系统自动化过程中,由于管理以及维护方面不彻底,为电力企业电力系统维护与管理埋下了隐患。因此,忽略人才的重要性,缺乏对于人才的培养,一旦电力系统出现问题,将直接影响整个电网安全,甚至会引起事故扩大。 三、电力系统及其自动化技术的应用 1、电力系统实现自动化的数据处理 1.1数据整合 每时每刻,人们的用电量都是会发生变化的,也就是电网负荷会连续波动,这就需要调度中心根据电网的各个参数,例如:实际用电负荷、电网频率、电压、电流、功率因数等参数更改调度计划,以满足客户用电量。当用电量较低时就应降低电压,当用电量到高峰期时,就应增加电压,这样不仅能满足人们的用电量需求,还能提高经济效益,减少不必要的浪费[3]。电力系统自动化技术就是根据人们的用电信息进行综合的分析与整理,改变了传统的信息孤立的状态。加强电力系统数据的整合能力,有利于各个数据之间的联系,减少发、输、配电时的浪费,对企业提高经济效益有着重要的作用。 1.2数据共享 要想真正的实现数据共享,在一定程度上将系统内的数据实现共享,最基本的要求就是供求双方的数据要保持一致性,同一层面、同一协议,否则是很难实现数据共享。在实现数据共享的过程中,首先必须要有的就是电力系统的基本模型并成立不同的部门。在这个基础上主要分为两方面:一是地理实体的几何属性要有标准的定义与表达,其中包括了电力系统服务的覆盖的空间区域的几何属性。二是关于物理属性数据方面的标准定义和表达。 2、电力系统实现自动化的控制安全系统 2.1安全监视 电力系统的自动化监视系统是非常重要的,因为工作人员的精力有限,24小时不可能每时每刻地都不停的工作,而在传统的电力系统中,如果监视工作不到位往往就会发生事故。运用自动化监视系统就可以避免这样的现象发生。它不仅能在最快的时间内反应事实,还能发现危险隐患,在第一时间将危险化解,能够有效的预防事故的发生。这点也是它和其他只具反映和记录功能的系统的最大区别[4]。安全监视系统在电力系统发生故障的时候会发出人声警告,上位机会显示具体的故障地点,保护动作情况、负荷等各参数变化情况。工作人员可以根据它的提示进行有针对性的检查,这大幅度的降低了工作人员的工作难度,提高了工作效率,并保证了安全生产、防止事故扩大等措施实施。 2.2安全保障 对于不同类型及规模的数据和对象,电力系统的自动化可以根据其特点进行不同的处理,能够灵活进行自动化的处理,它对于电力安全生产、系统稳定运行的工作有着重要的意义。第一,自动化技术能够对系统进行逐项设置,对电力生产进行调节和控制,降低工作人员的工作难度。例如,采用PMU装置,用于监控各个电厂、调度中心的负荷变化;AVC电压自动调节装置,调整无功功率,维持整个电网电压值在正常范围;一次调频技术将更有效、更及时的反应电网负荷波动,快速响应电网频率的变化,进而自动加、减发电厂负荷,来满足电网的负荷需求。第二,自动化技术对保存和恢复电力系统的数据有一定的作用,能够进行成本的预算与控制。第三,对于工作人员的生命安全有一定的保障,根据自动化技术的监视功能可以在第一时间发现危险,所以在危险即将发生时,工作人员可以以最快的速度离开,并且自动化技术有一系列的应对危险的措施,大大降低了工作人员工作的危险性。如:在出现火灾时,自动化的设备就会自动启动消防喷淋装置,及时将火扑灭。在一些重要的数据保护间、电气、热控等重要设备间采用气体灭火系统,保证数据的完整性及防止重要设备的损坏,避免事态扩大,影响电网非故障系统的运行。 3、电力系统实现自动化的配电系统 自动化技术的发展使电力的配网系统的相关技术也得到了重大的发展,尤其是采用了DSP数字信号处理技术的中低压网络数字电子载波技术,不仅提高了接受信息的速度,还解决了一系列的技术难题。它将输电网与配电网结合在一起,电量与非电量的信号通过转换输送到计算机上,计算机通过计算后在发出指令,这有效地加强了电力系统配电的可靠性,保障了人们用电的需求,也降低了电耗能。 四、电力系统中自动化技术的应用实例 本文主要以电力数据无线系统中应用的GPR S技术为例进行说明,该系统的具体结构如图1所示。该系统的通信信道主要包括两个部分:一部分是GPRS无线网络,另一部分则为Internet 网络。该数据传递系统的主要构成包括三个部分,分别是GPR S网络端、厂站数据端以及客户端。 第一,GPR S网络端的主要功能是为客户端提供通信接口,通过接入GPR S数据与Internet服务器进行连接。厂站端能够在GPR S模块的基础上及时发送数据,然后GPR S网络把数据接入到Internet互联网上已经设置好的通信服务器里,以此来实现对数据的统一处理,然后由通信服务器提供一个固定的IP地址,以便于客户端及时进行访问。除此之外,由于服务器端没有设置防火墙,不具有通道检测的功能,因此对于保护数据的安全性起到了极大的作用。 第二,厂站数据端的主要任务是及时采集并发送相关的电力数据。主要的硬件构成包括扩展储容器、GPR S模块、型号为W 77E58的单片机、SIM卡座以及RS-232接口等。其中GPRS模块主要选择了工业级双频GR47模块,在控制GPR S和Internet互联网之间的连接与发送时,则主要采用AT指令。软件构成部分则采用C语言进行编写,以此来有效控制单片机的运行。 第三,客户端可以通过相关的软件查询到G PR S数据并进行有效地分析和处理。在开发客户端软件时主要采用了VC技术,因此其不仅包括管理模块功能,还包括网络通信以及侦听模块。其中,网络通信模块主要采用了服务器模式,能够对客户端提出的各种请求进行及时接受。而网络侦听模块则采用了Socket控件,可以对发送过来的请求进行有效判断和验证。 结束语 总之:随着工业现代化以及科学技术的不断发展和进步,电力系统也在不断的向着自动化方向发展。电力系统的自动化主要包括发电厂测控系统的自动化、变电站的自动化以及电网调度的自动化,应用到自动化系统中的主要技术就是主动的对象数据库技术、现场总线控制技术以及光互联并行处理技术。电力系统的自动化技术主要就是为了不断的扩大供电范围,有效的增强供电的能力,提高供电服务的可靠性和安全性,以达到电力系统经济、可靠的运行,推动我国电力系统健康、稳定的向前发展。 电力系统及其自动化论文:电力系统中的继电保护设备及其自动化可靠性研究 摘要:电力作为重要的能源资源,推动了我国现代化社会的发展。现阶段,由于社会经济发展对电力提出了更高层次的要求,所以对配电系统的供电可靠性能有了新的要求。本文主要对电力系统中的继电保护设备及其自动化可靠性相关问题进行了简要分析。 关键词:电力系统;继电保护;可靠性 引言 现代社会的发展离不开电力系统,经济的快速发展和人们物质生活水平的提高对电力系统的可靠性提出了更高的要求。在电力系统中,其继电保护设备和自动化设备的可靠性会直接影响到电力产品的质量和供电的稳定性。通过研究及实践对继电保护设备及自动化设备进行及时的检查、维修、维护,成为了保证电力系统正常稳定运行的重要途径。 一、继电保护的特点 继电保护的装置实质上属于机电设备,继电保护装置都是由测量、逻辑、执行、定值调整等部分组成的。继电保护较之于一般性质的机电、电子设备以至于电力系统的一次设备来说,它具有自身的特点,究其自身特点的可靠性需要注意以下三点: 1、在继电保护中的静态保护装置中有很多复杂的原件,并且工艺相对较复杂,这样就会直接地影响产品的寿命和质量,这些故障发生多为随机性的,在算法上多用概率测算方式和可靠性理论进行分析。 2、继电保护是安全防范最为关键的环节,处在至关重要的位置,不当的设置和操作会给电力系统的安全运行带来极大的安全隐患。往往,继电保护所处的工作状态并非是长久持续工作的设备,而是时刻处于准备工作的状态,如果一旦出现系统故障,就需要在很短的时间内进行继电保护动作。 3、在电力系统出现问题的时候继电保护必须能够起到作用,但是可靠与否不能够完全取决于装置本身,还与电力系统故障的性质、运行的方式以及统计规律有直接的联系。 二、电力系统中继电保护设备的可靠性研究 1、电力系统中继电保护的相关内容 继电保护是保证电气机械设备安全运行、提高电力系统可靠性能的有效技术措施。在电力系统发生异常情况下,继电保护能够准确并及时检查到故障发生的具体部位并发出警报信号,快速切断电路,有效防止设备故障的扩散,进而保证电力系统的稳定运行。通常情况下,继电保护系统主要由一套或多套互为独立的继电保护设备连接而成。整个电力系统中的所有电力设备必须要在继电保护下运行。继电保护设备应该满足:可靠性、安全性、灵活性等要求。 2、影响电力系统中继电保护设备可靠性的主要因素 继电保护设备的可靠性指的是配置一个高质量、高技术的优良系统、元件或设备,并让它们在特定条件下与规定时间内实现规定的运行功能,以此切除线路故障与设备故障,这属于继电保护的基本要求。继电保护可靠性能主要包括了运行功能与电力设备的可靠性能。通常情况下,利用故障树研究法、马尔科夫模型分析法、概率研究法,对继电保护设备可靠性能进行研究。继电保护设备工作特征决定了不能采取单一的可靠性能特征量来衡量继电保护的可靠性。根据我国的基本情况与继电保护的工作特征,采取以下三个可靠性特征量对继电保护设备的可靠性能进行研究。 (1)平均零故障工作时间与平均寿命。其中平均零故障工作时间指的是恢复产品两次故障的平均工作时间;平均寿命指的是不可修复的平均工作时间。 (2)成功率。成功率指的是在规定情况下,成功完成限定运行功能的概率。 (3)有效度。有效度体现了能够修复的自动化装置与继电保护设备在运行过程中的可靠性指标。 3、提高继电保护设备可靠性能的有效措施 (1)提高从业人员技术水平 提高继电保护装置运行可靠性就应该将供电的可靠性作为工作中的重点,加强供电可靠性的制度建设,完善相关的网络管理,同时要建立健全并完善相关的管理体系。加强对继电保护装置运行维护人员的专业培训,有效地提高工作人员的故障处理能力和处理效率。继电保护工作人员整体素质不高、技术水平过低,是造成继电保护运行不顺畅的主要原因之一。 对于这些状况要加强员工的技能培训和素质教育,促使员工养成工作记录和工作检查的习惯,不仅可以有效降低故障的出现,同时这些工作记录就相当于一份运行档案,在设备出现故障时可以根据记录以此加快故障处理时间。同时工作人员还必须有严谨的工作态度,在进行数据计算时,应该不断进行计算以保证其准确性和精确性,严格按照运行程序进行设备操作。 (2)提高继电运行的微机化和信息化水平 随着电子信息技术的快速进步和创新,极大地提升了微机保护的科技水平和能力。从当前最新技术来看,工控机在速度、功能和存储容量等诸多领域都超过了传统的小型机。此外,如今所运用的工控机体积并不大,只相当于微机保护装置的体积,因此,成套工控机可以确保继电保护的高技术与良好技术操作性。在此基础上,将会极大地降低在继电运行保护中的危机和不可靠性。从网络技术在电力系统中的作用来看,它在很大程度上改变了继电保护运行的传统方式以及状态。考虑到继电保护装置的作用比较单一,它重点切除出现故障的元件,然而它在确保电力系统运行方面还有许多不足。为了确保各个保护单元均能够共享运行过程中的故障信息以及数据,大幅度提升继电保护的准确性以及及时性,这样就必须依靠计算机和网络技术来构建机电一体化的电力系统,从而进一步提升微机保护装置的网络化以及信息共享化水平。 (3)加强继电保护运行的智能化程度 智能化可以更好地提升继电保护运行的可靠性,与此同时,它也是非常关键的技术创新。如今,人工智能化的运用范围日益扩大,在越来越多的行业中得到了应用,大量发达的理念和技术出现在电力系统中且不断成熟。例如,模糊逻辑、神经网络、遗传算法以及进化规划等先进技术都在电力系统中得到了非常好的运用,而且相关单位还在继续深化继电保护领域的应用研究。 另外,人工智能技术在电力系统的优势非常明显,它们可以极大地提升继电保护装置在运行过程中的稳定性。还可以有效控制继电保护装置的不可靠因素,如工作隐蔽性和连续性等方面。它们可以较快地处理这些不可靠因素,而且它们的逻辑思维能力也非常强大。从在线评估实践来看,人工智能发挥了非常重要的作用,而且有着明显的优势,逐步占据着主导地位。 (4)广泛的使用性能,极其优良的数字控制器件 数字控制器件有着良好的性能,在继电保护系统中使用数字控制器件将会在很大程度上提升继电保护水平。在继电保护运行中,广泛使用了CPLD和FPGA等器件。CPLD的结构非常复杂,这种逻辑器件可以编辑相关程序,FPGA是现场可编程序门阵列。在继电保护系统的运行过程中,这两种器件的优势非常明显。它们属于非常先进的可编程序专用集成电路,而且它的功能是高度集成的,可以将诸多微机系统的许多功能都聚集在相同的芯片上。这些数字控制器件的性能十分强大,它们将极大地改变电力系统的结构设计,显示了良好的适应性。 从继电保护系统来看,必须要借助此类控制器件来实现系统的高度集成、强大的可靠性和快速响应能力。与此同时,运用此类控制器件可以在很大程度上缩短保护装置的研发周期,极大地提升了继电保护运行过程中的可靠性能。 结束语 电力系统的运行随着经济和社会的发展对其也提出了更高的要求,对系统的运行安全性和可靠性都提出了更高的要求,这样能够更好的保证电力系统的供电质量,同时也能更好的保证电力企业的经济效益不受到影响。电力系统的正常运行是和继电保护技术有很大的关系的,因此,要对继电保护技术进行不断的发展,同时也能更好的对电力系统运行中出现的问题及时进行处理,保证电力系统运行的可靠性。 电力系统及其自动化论文:电力系统及其自动化技术的应用 摘要:本文将主要针对电力自动化系统的构成、电力系统中电气自动化的特点以及电力系统中的自动化智能技术进行简要分析,仅供参考。 关键词:电力系统;自动化技术;应用 一、电力自动化系统的构成 在计算机技术的推动下,电力系统自动化主要由变电站自动化技术、配电网系统、电网调度系统共同构成。 1、变电站自动化技术 变电站是由多个设备共同构成的,切断或者接通电压的系统装置,在电力系统中,配电站是配电与输电的集中点,可以满足监控电力运输的需求,提升电力系统的效率与经济性,因此,变电站自动化技术不可替代。具体来说,该技术主要运用的现代通信技术、电子技术与信息处理技术及计算机技术等,实现变电站的二次设备重新组合与优化配置,实现设备的全面监控,可以有效的提高自动化监测系统,改善其稳定性,降低维护的成本,促进高质量的输电,产生更高的经济效益。 2、配电网中的自动化技术 架空线路、电缆、配电变压器共同构成了配电网,在电网中具有十分重要的作用。一直以来,配电网多采用的仍然是传统的手工操作方式,随着现代化技术的提高,自动化技术的应用范围在逐渐扩大,但对电能分配仍然存在一定的问题,所以,配电网自动化技术对电能分配与监控有十分重要的意义。 3、电网系统调度的自动化技术 该技术近年来发展十分迅猛,最主要的功能是提升电力系统在运行中的准确性与可靠性及经济性。电力系统的数据采集与监控功能是调度自动化的基础,同时,要加强对电力系统的市场运营与决策管理,增强电网调度的自动化水平。 二、电力系统中电气自动化的特点 1、引入了信息化技术 随着经济的快速发展,信息技术的应用越来越广泛,人们的生活节奏越来越快,为了从枯燥的工作中脱离出来,在信息化的基础上研制了电气自动化来完成机器的操作工作以及复杂大量的数据分析与处理工作。在电气自动化中引入信息化技术,必须要提供与信息化技术相匹配的设备和软、硬件、操作技术和方法,以此来提高电气自动化的效率和水平,实现电力系统的正常运转,为电力需求者提供优质充足的电力资源,以此来实现经济的快速发展,提高人们的生活水平。在电力系统中的电气自动化中引入信息化技术是人们必然的选择。 2、电气自动化的维护和控制工作简单易行 在信息化技术高速发展的同时,电气自动化的应用范围也越来越广,另外,随着研究人员对信息技术进行大量的深入研究,信息化技术的可操作性越来越强,并且为电力系统中电气自动化提供充足的信息,因而在应用电气自动化的时候,操作人员可以快速地完成机器设备的预设工作,从而减轻了工作人员的工作负担,提高了电力系统的运行效率。与传统的计算机系统处理程序相比,自动化技术的引入大大提高了系统的可操作性,给电气自动化的应用领域带来了巨大的变革。 三、电力系统中的自动化智能技术 社会的进步使人们的物质水平有了很大的提高,人们对电力系统的要求也在逐渐提高,智能化技术的应用是一种必然趋势,一些现代化的技术手段也被广泛的运用于实际工作中,大大提升了电力系统中的智能化水平。 1、神经网络控制技术 神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的,将大量的信息隐含在其连接权值上,根据一定的学习算法调节权值,该技术具有非线性的性质,同时具有并行处理能力与自学能力,实现了网络从m维空间向n维空间的复杂非线性映射,保证数据的准确性与可操作性。 2、专家系统控制技术 该技术是应用较为广泛的一种技术,实现了对电力系统警告或紧急状态的辨认,在紧急状况下可以迅速处理,同时实现了故障的处理能力和实现配电系统自动化运行,但是由于无法模仿专家的思维使得该技术仍然存在诸多弊端。 3、线性最优控制技术 这是将线性最优理论运用在实践中的重要表现,该技术的应用与最优励磁控制手段降低了远距离电力运输的损耗,提高了电力的利用效率。 4、Dfacts技术 信息化水平的提高,新技术的不断进步,用户对供电质量提出了更高的要求,因此,电力系统自动化技术的应用迫在眉睫。Dfacts技术即配电系统中的灵活交流技术,该技术的应用在很大程度上提高了供电质量的稳定性,供电质量也有了一定程度的提高,在配电网和大量的电力用户的供电端使用新型的电子监控设备,实现质量全过程的监督,确保用户用电的品质,为用户提供高品质的电源。 5、facts技术 电力系统的发展历程中,facts技术即柔性交流输电系统在不断的发展,这一技术主要被运用在输电系统的关键部位运用具有单独或综合功能的电子装置,对电压、电抗等输电参数进行控制,保证输电的可靠性与高效性,提升系统否认可靠性与安全性,与当前的可持续发展相适应,达到电能环保的目标。 6、高效动态监测系统 从当前的监控系统中,主要可以分为监控电磁暂态过程的故障录波仪,记录数据较为复杂,但记录仪间缺乏通信,忽略了对系统的整体动态分析;另一种侧重于系统稳态运行状况的监视控制与数据采集系统,但是,该系统刷新时间长,仅能分析稳态特征。这两种系统的局限性推动了新型动态监测系统出现。 7、其他新技术的应用 除了上文中提到的两种技术外,很多新技术不断涌现,包括电力一次设备智能化技术、光电互感技术等,这些技术的应用都为电力系统的顺利运行有重要意义,促进经济效益的提高。 三、电力系统中电气自动化的发展趋势 1、电力系统内部电子开关会更加智能 时代在进步,科技在发展,为了顺应经济发展的要求,要对电力系统中的电子开关器件进行更新。到目前为止,电力系统的运行器件已经实现了晶闸管阶段到第四代电子元件的过渡,在过渡期间,电力系统的电气自动化取得了较大的进步,但是目前我们所使用的电力电子开关存在着难以控制的问题,因而无法为负载提供所需的电流,无法对电力系统进行及时的控制。为了给人们提供优质的电力服务,未来电力系统内部的电力电子开关将会更加智能,以大大提高控制的效率。 2、电力系统中的变换器的工作效率得到提高 技术的不断更新使得电力系统中的一些物件也随之更新,这些物件就包括变换器。目前,大多数电力系统中的变换器处于低频化的状态,无法快速地完成电力的转换工作,而且还会耗费大量的电力资源来完成开关的工作,另外,低频变换器会对逆变器的工作频率产生干扰,因而使得电力需求者接受到的电力资源的质量较差,损坏了负载的软、硬件,增加了用电风险。为了减少此类现象的发生,电力系统中的变换器将向高频化的方向发展,进而减少电力资源的损耗,减少对外界的干扰。 3、电力系统中控制电流的技术更加完善 在电力系统中会产生电流磁场,为了将定子电流分离出来,电力系统维修人员要在系统内部应用电流控制技术来形成电流磁场,从而实现定子电流的分离工作。随着技术研究的不断深入,电力系统中控制电流的技术将会更加完善。 4、电力系统将会引用通用变电器 目前,电力系统中缺乏相应的变电器件来提高电力系统运行的效率,因而使得电力系统的可控性较弱,阻碍了电力系统的智能化发展。但是随着人们对智能化电力系统研究的深入,电力系统中将会引入通用变电器,从而提高电力系统自动化控制的效率,减轻电力系统维护人员的工作负担,降低工作难度。 结束语 随着科学技术水平的提高和社会经济的发展,人们对电力的安全与使用期望更高,传统的电力系统无论从使用安全还是输送配电方面已不能满足发展需求,自动化控制技术不但提高了电力系统运行的可靠性和安全性,而且还增强了配电输送功能,完善了电力保障能力,提高了用电质量,促进了社会经济发展。 电力系统及其自动化论文:关于电力系统及其自动化探析 摘要:电力系统自动化技术是现代变电站的核心系统,其应用能够有效确保电力系统的安全、可靠运行。在电力系统中应用自动化技术的目的就是提高电网供电服务的安全性与可靠性,有利于增强供电能力,实现电力系统的经济、安全及可靠运行。本文主要就是针对电力系统及其自动化来进行分析。 关键词:电力系统;自动化;应用 1、电力自动化系统的构成 在计算机技术的推动下,电力系统自动化主要由变电站自动化技术、配电网系统、电网调度系统共同构成。 1.1、变电站自动化技术 变电站是由多个设备共同构成的,切断或者接通电压的系统装置,在电力系统中,配电站是配电与输电的集中点,可以满足监控电力运输的需求,提升电力系统的效率与经济性,因此,变电站自动化技术不可替代。具体来说,该技术主要运用的现代通信技术、电子技术与信息处理技术及计算机技术等,实现变电站的二次设备重新组合与优化配置,实现设备的全面监控,可以有效的提高自动化监测系统,改善其稳定性,降低维护的成本,促进高质量的输电,产生更高的经济效益。 1.2、配电网中的自动化技术 架空线路、电缆、配电变压器共同构成了配电网,在电网中具有十分重要的作用。一直以来,配电网多采用的仍然是传统的手工操作方式,随着现代化技术的提高,自动化技术的应用范围在逐渐扩大,但对电能分配仍然存在一定的问题,所以,配电网自动化技术对电能分配与监控有十分重要的意义。 1.3、电网系统调度的自动化技术 该技术近年来发展十分迅猛,最主要的功能是提升电力系统在运行中的准确性与可靠性及经济性。电力系统的数据采集与监控功能是调度自动化的基础,同时,要加强对电力系统的市场运营与决策管理,增强电网调度的自动化水平。 2、电力系统自动化技术的主要工作流程 2.1、在电力系统自动化技术应用过程中,其基本流程是要求在指定中心位置处的调控中心,安装具有先进现代化功能的计算机,通过计算机向四周的网络系统进行辐射,并且以该中心的变电站、发电厂为核心,对信息服务和控制装置等进行合理设置,同时起到了一定的监控作用,使得整个立体化网络能够快速被覆盖,确保了指令以及信息的传输保持全面畅通。 2.2、中心计算机的主要功能就是完成总体调控,其他相关监控设备的主要功能则是记录事故内容、编制相应的报表、系统异常事故的自动恢复操作、对设备进行操作以及常规操作下的自动化等。此外,在这一基础上最终要将控制部件作为核心,通过两个方面的结合,即计算机和计算机之间以及控制计算机和终端硬件装置之间的相互结合,在各个软件的运行处理中进一步扩大控制范围,深化自动化程度。 2.3、电力系统自动化技术能够采用分层控制过程中的一些操作方式,也就是说自动化技术能够在变电站、发电厂以及控制所和调度所等不同的组织分层间,根据其具体的管辖功能和范围来实现综合协调的目的,同时还可以分担相应的控制功能,确保电力系统在运行过程中的经济性和可靠性。 3、电力系统及其自动化技术的具体应用分析 3.1、数据的自动化处理 (1)数据整合 电力系统的形成与发展是当前市场经济不断发展产生的驱动结果。如在城市用电高峰期,必须要提高变电站的电压,以加大输出功率;而在用电低谷时,则降低变电站的输出功率,不仅能满足电力用户的需求,还能有效减少能耗。不管系统的实现是建立在电力系统的自动化技术上,还是基于相关技术上,其作为多层次、高效运营及跨领域的科学决策等方面的要求,必须要对其相关信息共享、动态及多维的应用进行全面分析。只有对系统数据进行整合,提高数据整合的能力,才能实现无缝连接,以将空间计算引入到主流计算中,并对数据间潜在的关系进行全方位的分析与展示,这也是我国电力系统自动化未来的发展方向。在电力系统中,对数据整体的主要途径包括:①强化电力系统的自动化。通过强化数据的可操作性,以使用户对拥有图标的用户界面进行支持,使面向对象的数据模型能够对应电力系统中的客观对象,有利于提高系统的可读性与可操作性。因电力系统自动化运行是一个对实时性要求非常高的过程,可利用系统代码实现调整,以增强对系统的可扩充性;②强化电力企业的功能性。要求电力系统要对分布的应用提供供给,每一处可由自己对管辖内的数据进行维护与管理,对于不同级别的数据库也能够构建成分布式数据库,并通过网络对其他地方等数据进行调用与共享,并在所赋予的权限内,以分散数据的管理与储存为前提,从而保证数据的实时性与安全性;③数据库的完善。利用各种数据库实现对数据的存储与管理,以保证数据的备份机制与安全机制。 (2)数据共享 随着自动化技术的不断发展,对相关空间属性的提出了更高的要求。要想实现系统内数据的分享,必须要保证供求双方数据及对数据的认识的一致性,才能实现对数据的共享。在该过程中应先建立电力系统基本模型与成立相关部门,以更好得实现数据共享。首先,要求要有标准化定义与表达地理实体的几何属性,其主要包括服务系统覆盖区域与电力系统服务覆盖空间区域等几何属性;其次,要有标准性表达与物理属性数据。对于电力系统来说,其既包括物理结构,还涵盖了电力系统的设备、部件及整体等方面的物理性能、信息运行、信息共享及多维动态分析等。 3.2、自动化控制安全系统 (1)安全监视能力 由于人无法实现对电力系统24小时不间断的监视,因此采用自动化监视能力对电力系统进行实时监控无比重要。相对于其他监视系统,电力系统自动化监视系统既要反映出客观事实,也要对潜在的风险提出安全警报。如发电机组在用电低谷的温度异常升高,发电功率也出现明显增大,这就需要监控系统及时发出安全警报,以便及时处理。 (2)自动化安全保证能力 电力系统自动化技术必须要具备灵活恢复机制,以确保各种数据的安全性。这就要求做到以下几点:①确保电力系统的安全运行。在电力系统中,自动化技术能起到对整个系统生产状况进行调节的作用,有利于减轻工作人员的工作强度与风险;②对电力系统数据的及时存储与异常修复。在电力系统中,自动化技术能实现对数据的记录、存储及更新,能通过对电费进行预算与修订各项指标,还易于系统更新;③保证工作人员的安全。由于自动化技术具有实时监控能力,当电力系统出现异常工作时,自动化系统就可以立即发出警报,并采取相应的措施进行处理,有利于降低风险。如当工作车间室内的温度在35℃以上,系统就会自动开启通风设备,以降低室内温度;若室内产生明火时,系统就会自动开启雨淋系统,以预防火灾的发生或减缓火灾的蔓延,以为工作人员营救的时间。 (3)自动化配电系统 随着中低压网络数字电子载波等配网系统的相关技术得到广泛的发展,尤其是中低压网络数字电子载波技术,其通过采用DSP数字信号处理技术,能有效提高信息接收的灵敏性,能有效解决配电网系统应用中存在的干扰等技术问题。另外,通过采用高级软件实现对输电网与配网的相结合,并采用递归虚拟流算法对数据进行计算,通过采用公共信息模型与应用智能化灰色神经元算法准确预测出电力负荷。 总之,随着人们对电力的需求量越来越大,电网的应用规模不断扩大。一般情况下,电力系统是24h不间断工作的,和人们的生活、工作等密切相关,因此必须要保证电力系统的正常、稳定运行。在电力系统中,自动化技术的应用能够实现对电力系统的监督与完善。通过将数据信息与记录发送到计算机上,从而实现连续操作。自动化技术已成为我国电力系统当前及未来的发展趋势,自动化技术能实现电力调度、配电网及发电控制等的自动化,从而提高电力系统的运行质量。 电力系统及其自动化论文:浅谈电力系统及其自动化的发展方向 摘要:近年来,随着科技水平的不断提升,电力已经成为了一种必不可缺的重要能源,它是整个社会正常运转和发展的基础保障。本文基于作者自身的实际工作经验,介绍电气自动化技术在电力系统中的应用,并对今后的发展方向及趋势进行分析。 关键词:电力系统;自动化技术;趋势 前言 电力系统的自动化就是指电工二次系统,它主要应用各种自动控制、检测和决策功能装置,利用数据传送系统、信号系统、电力系统中的各个局部系统和系统元件等来实现就地控制或远程控制与调节,最终实现对电力系统安全性和稳定性的控制。 目前,电力系统已经取得了很大的进步,在电力系统的整体运行过程中,自动化控制技术的地位越来越高,为电力建设的整体性发展提供了可靠保障。这项技术主要是以现代化新型科技作为支撑,它的应用需要综合网络技术、计算机技术和生产技术等多项高科技技术。随着科学技术的飞速发展,计算机技术的更新步伐越来越快,现代经济和科技的优势、水平满足了互联网技术的发展,电力系统对这些新兴技术的应用使其自身也在不断壮大,全面提高了电力生产的质量和效率,使电力企业的整体效益得到了很大的提高。 一、电力系统自动化技术应用的基本原则 (1)逐步健全原则 自动化技术是一种多学科、多技术领域相互融合而形成的产物,它不仅具有非常强的技术性,而且技术范围非常广泛,所以其复杂程度可想而知。在电力系统自动化技术的建设应用过程当中,不能想“一口吃个胖子”,而需要对其逐步进行健全与完善。 (2)适应性原则 除了需要对自动化技术进行逐步的健全、完善外,还需要注重其适应性,其原因有两点:1、我国的电力系统改造、升级是一个不间断的持续性过程,在一代一代的升级改造中,信息化技术必须要能够主动适应环境变化,否则就会对电力系统的后期改造升级造成阻碍。2、我国的地域环境相当广阔,供电覆盖面积非常大,各地的供电、用电情况不一,例如城市和农村地区的供电情况就有非常大的差别。在当前进行自动化建设的过程当中,由于实际的供电需求以及经济能力等方面影响,不可能完全进行技术复制,一些地方的自动化水平肯定会较低,但是为了保证电力系统自动化的整体建设水平同步发展,后期肯定会进一步加大建设力度,所以它既需要再当前保证供电的稳定性、安全性,又需要能够具备进一步建设的适应能力。 (3)市场化原则 市场化原则主要指的是自动化技术功能的设计与实现,既要符合电力系统运转控制的技术性需求,又要能够进一步满足市场环境下电力用户对用电的功能需求,这样才能对电力系统以及电力事业的发展,起到实质性的推动作用。 二、电力系统自动化控制技术的控制要点 (1)自动化操作的实现方式 计算机技术对变电站操作系统的可靠性影响,除了包括上述软件的影响之外,还有自动化控制的防误操作设计。在具体的设计过程中,由于计算机对变电站进行了监控,因此一般不利用电气连锁,这样有利于多级连锁的实现。 (2)对电力系统的可靠性控制 在计算机技术与电力系统相结合实现电力系统自动化的过程中,软件的应用是其中的重要项目,而在对软件进行实际操作的过程中,有时会出现多次返回校正的现象。在这种情况下,操作人员需要对其权限进行设密,避免非法操作现象的出现。监控软件要具备较好的容错能力,这样,在操作人员出现了一般的操作错误时,就不会对系统造成任何的功能性影响,而当系统出现了意外的故障时,还可以自动恢复。另外,对操作站所的命令要严格按照“选择校核执行”的顺序进行,其中,返校通过后再进行下一步的操作。 (3)防控机械误操作 在对变电站的自动化控制系统进行设置时,应该相应地改造高压开关柜,控制柜与柜之间的距离,防止机械误操作。防止机械误操作的措施有:①开关柜中隔离物的阻燃性和绝缘性要好;②在变电站35kV以下的中性点中安装具有自动调谐、自动跟踪的消弧线圈;③配置开关柜中的电流互感器时,必须保证其能够满足开关柜的峰值、绝缘水平和短时间内的耐受电流等一系列要求;④采取无间隙金属氧化物避雷器,以有效减少维护变电站的工作量,有效降低残压;⑤对具有载调压分接的开关实行远程遥调和当地控制。 三、电力系统自动化发展方向及趋势 (1)分布式自动化发展 随着社会不断的发展,人们对能源的消耗日益增多,能源问题已经成为了人类社会发展的一个重要而紧迫的问题。因此在能源严重消耗的问题上,人们在面对有限的资源是,不断地在寻找新的能源和开发新技术来减少对能源的损耗,所以对于电力系统自动化的发展将会朝着分布式自动化技术运用发展,分布式发电系统是一种集约式的电力运作方式,能够与环境兼容并且释放功率的独立电源系统,具有十分灵活性和可靠性,因此它的出现将会受到人们的普遍欢迎。 (2)远程自动化发展 电力系统自动化中的RTU在之前的设计中,都是采用工业控制计算机的方式进行的,之后再由扩展测控硬件接口电路,从而能够实现“四遥”。这样的做法好是好,它也具有可举性的优点,例如扩展性好,开发方便,开发周期短,但是也存在着不足之处,它不仅仅结构缺少灵活性,功耗十分大,体积也庞大,开发和维护的成本高。因此电力系统自动化发展趋势将会出现新的技术来代替它,它会朝着远程化自动化方面发展,使得电力系统自动化实现远程控制和智能化,小型化,网络化。这将是十分有意义的,能够改善其的远动终端的整体性能。 (3)技术图形化发展 当前随着科技的进步,我国在电力系统自动化方面的连网工程的开展和实施,EMS高级分析引用软件的完善和市场电力运行的启动等等原因,使得电力系统的调度,分析管理和计算所需的程序和信息都不断的增多,同时在传输路径和信息刷新速度方面的要求更加多了,例如信息的刷新要快。因此在互联网和科技的发展再给我们带来了新的机遇的同时,也对我国电力系统自动化的发展带来了挑战,怎么样才能够实现海量信息的分析,选择以及在各个电力系统中更快的发展和解决问题,因此电力系统自动化技术图形化发展将会是一个新的趋势,技术图形化发展,让电力系统自动化的形象更加直观,各个数据链之间的相互关系也能通俗易懂,省时省力。 (4)智能化电网的发展 “智能化”是当前十分流行的一个词语,它是依靠计算机系统发展建立起来的。电力系统的自动化控制也在向智能化的方向发展,随着计算机技术在电力系统中的应用日渐广泛,其信息管理系统和电力系统自动化的完美结合也构成了智能化发展的条件。由此发展而成的智能化电网可以实现对整个电力系统运行的控制,从而提高电力系统的运行效率,简化电力企业的工作复杂度,减少工作量。计算机技术在电力系统自动化的发展中逐渐得到了广泛的应用,具有极其重要的作用。 四、结语 综上所述,随着国民经济的迅速发展及科技水平的不断提升,电力电子技术日渐成熟,电气自动化在电力系统中得到了广泛的应用。因此,需要加强对电力系统自动化的控制、管理,重视电力系统自动化控制技术的实施要点,极大地促进了电力系统的发展,电力系统在电气自动化技术的应用下也必将实现更好的运行。
版图设计毕业论文:《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。 作者简介:鞠家欣(1972—),黑龙江双城人,硕士,讲师,研究方向:集成电路设计与测试技术。 版图设计毕业论文: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。 版图设计毕业论文: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 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。 版图设计毕业论文: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。 版图设计毕业论文: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。 作者简介 杨依忠,讲师,主要研究方向是混合集成电路设计。 版图设计毕业论文: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 版图设计毕业论文: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。 版图设计毕业论文: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。 版图设计毕业论文:“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。 版图设计毕业论文: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。 版图设计毕业论文: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%。 版图设计毕业论文: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[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。 作者简介:李亮(1979-),男,内蒙察右前旗人,讲师,就职于苏州市职业大学电子信息工程学院,研究方向:集成电路设计与教学研究。 版图设计毕业论文: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。
电子技术在电力系统中的应用:电力电子技术在电力系统中的应用研究 【摘 要】电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据统计,发达国家在用户最终使用的电能中,有60%以上的电能经过一次以上电力电子变流装置的处理。离开电力电子技术,电力系统的现代化是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大优势,其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。柔性交流输电亦依靠电力电子装置才得以实现。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要意义,晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)都是重要的无功补偿装置。静止同步补偿器(STATCOM)、有源电力滤波器(APF)等新型电力电子装置具有更为优越的无功补偿和谐波补偿的性能。直流电源和不间断电源(UPS)还用作发电厂和变电所的保护电源、事故电源和备用电源。电力电子装置在电力系统中随处可见。 【关键词】电力系统;电力电子技术;应用;浅析 1、电力电子技术的发展 电力电子技术分为器件的制造技术和电力电子电路的应用电路(变流技术)。电力电子器件经历了半控型(第一代电力电子器件)、全控型(第二代电力电子器件)和复合型(第三代电力电子器件)的发展过程,把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起,构成功率集成电路(PIC),目前其功率较小,但其代表了电力电子技术发展的一个重要方向。 1.1 电力电子变换技术 电力电子变换电路的基本功能是将电网的电能转换为负载需要的形式,不论电路拓扑结构如何,其基本转换电路只有4种形式:(1)整流电路AC―DC:(2)斩波电路DC―DC:(3)逆变电路DC―AC:(4)交流变换电路AC―AC。 1.2 电力电子控制技术 电力电子控制电路的基本功能是应用自动控制理论和计算机技术来提高系统的性能,一般的控制方式有:相控方式,频控方式,斩控方式,相频控制方式及斩频控制方式,先进的控制方式对改进变换电路的性能和效率是必不可少的关键技术之一。 随着自关断器件的普遍应用,电力电子电路向高频化反向发展,一些新的电路拓扑形式比如谐振型逆变电路、矩阵式逆变电路等不断涌现。PWM控制对推动电力电子技术的发展起了历史性作用,其它控制方式比如应用静止/旋转坐标变换的矢量控制、瞬时无功功率控制、自适应控制、采用状态观测器的控制、模糊控制、神经元控制等,这使得电力电子系统的控制技术发展到一个崭新的阶段。目前应用越来越广的基于微处理器的数字控制技术在很多方面取代了模拟控制,是控制技术的一个新的发展方向。 2、电力电子技术的应用 2.1 在发电环节中的应用 电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。 2.1.1 大型发电机的静止励磁控制 静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。 2.1.2 水力、风力发电机的变速恒频励磁 水力发电的有效功率取决于水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速变随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。 2.1.3 发电厂风机水泵的变频调速 发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。 2.2 在输电环节中的应用 电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”,大幅度改善了电力网的稳定运行特性。 2.2.1 直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDC Light)技术 直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。 2.2.2 柔性交流输电(FACTS)技术 FACTS技术的概念问世于20世纪80年代后期,是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术,可实现对交流输电功率潮流的灵活控制,大幅度提高电力系统的稳定水平。 2.3 在节能环节的运用 2.3.1 变负荷电动机调速运行 电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面,通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面,只有将二者结合起来,电动机节电方较完善。目前,交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速,我国正在推广应用中。 2.4改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业 根据世界上较为发达的国家进行的预测和判断,今后将有百分之九十以上的电能需要利用电力电子技术进行处理之后,才可以进行使用。电力电子技术与百分之九十五的现代的工业以及各种民用的机电设备有很大的关系。特别指出的是,电力电子技术是一个用弱电来控制强电的载体,同样也是计算机技术与机电设备之间进行接口的重要瓶颈。该技术可以为传统产业和新兴产业将来采用微电子技术创造有利的条件和强大的技术支持,还可以为将来充分发挥计算机技术的优势奠定强有力的技术条件和基础。 电力系统是电力电子技术应用的一个重要领域,只有不断的加大已有研究成果的技术应用和运行投入,不断改善经济可行性,才能大幅度提高电力系统的稳定水平,产生巨大效益。文中概述性地介绍电力电子技术在电力系统中的各类应用,重点在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。 电子技术在电力系统中的应用:浅析电子技术在电力系统中的应用 摘 要:电子技术的快速发展,使得其在电力系统上被广泛的应用。本文结合实际情况,有针对性地介绍了电子技术及应用领域,重点探索其在电力系统中的发电、输电、配电环节的应用。 关键词:电力电子技术;电力系统应用 一、电力电子技术 电子技术是应用于电力系统中的一门新兴对的电子技术,是一个以计算机技术、电路技术、功率半导体器件和现代控制技术为基础的技术平台,其主要研究电力的变化情况。20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出。从此以后,电子技术在电力系统领域的应用研究得到了更为广泛的关注,同时多种电子设备相继出现。 二、在电力系统领域电子技术发挥的作用 电力系统领域,电子技术的作用主要涵盖以下几个方面: (一)电子技术有优化电能的配置和使用的作用 电子技术能够有效地处理电能,在电能的配置与使用方面,电子技术发挥着重要的作用。所以,为了优化电能的配置,提高电能使用时的高效节能性,将电子技术应用到电力系统领域是明智之举。 (二)电子技术促进传统产业的改造 目前的电能绝大多数都要通过电子技术处理完成后再使用,再加上现在的计算机接口很多都采用的是机电设备,这为传统产业的制造创造了良好的发展条件。 (三)电子技术能够促进自身的发展 随着电子技术的广泛应用,给其自身的发展,尤其是给其高频化和变频技术的发展创造了极有利的条件。另一方面,电子技术加快了其自身智能化的进程。这种发展将成为电子技术巨大变革的“导火线”。 三、电力系统中电子技术的应用 (一)电子技术在电力系统发电环节的应用 发电环节的主要机器设备是发电机组,电子技术在此环节的应用主要是改善运行中的发电机组设备的性能,主要的应用包括: 1.大型发动机的静止励磁控制。静止励磁具有以下几方面的优点:结构较为简单;运行效率高,工作成果可靠性较高;造价低廉。同时也因为静止励磁的这些优点,使得其在各大电力系统得到广泛关注和应用。和传统的静止励磁不同,现代的这一技术大多采用晶闸管整流自并励的方式,因而能够快速调节,为发挥先进控制规律提供了强有力的条件。 2.水力发电机及风力发电机的变速恒频励磁。风力发电机的有效功率和风速有着线性化规律,水力发电机器运行时的有效功率要根据其水头的压力和流量进行评估判定。使正在运行的机组能够随时让自励磁电流的频率改变,使其在和转子转速叠加之后能够让输出的频率保持稳定,从而得到最大的有效输出功率。 3.风机中水泵的调频调速。发电机厂的风机水泵运行效率不高且使用率较低,要想节约能源,可通过高压变压器调节风机中水泵的频率。 4.太阳能的发电控制系统。太阳能是近几年发现的新能源,其特点是能源丰富且可再生,环保的绿色能源。利用太阳能进行发电,需要用到逆变器,它是将太阳能发电的核心所在,因为它可将直流电转化成我们所需要的交流电。太阳能阵列如图1: (二)电子技术在发电环节的应用 1.柔性交流输电技术。柔性交流输电技术出现在20世纪80年代后期,近年来发展速度很快。柔性交流输电技术是基于电力电子技术和现代控制技术的一种交流电输出技术,快速灵活对电力功率、潮流系统参数、电压等的调节控制,从而大大提高了输电线路的输电效率,降低输电耗损,并且环保节能。 2.高压直流的输电技术。世界上第一项有关晶闸管换流阀试验的工程于1990年在瑞典建成,这标志在直流输电领域电子技术开始得到正式应用。从这以后的直流输电工程,普遍使用晶闸管换流阀。随着技术的迅速发展,新研发的HVDC技术在输电过程中不再使用换流变压器,而是采用IGBT、CTO等可关变压器件。同时高压直流输电采用脉宽调制技术,在较短的电能输送距离内,中型直流输电工程因此更具竞争力。 3.静止无功补偿器在发电环节中的应用。静止无功补偿器采用的是固态开关,取代了早先使用的电气开关,从而实现高效率地控制电容器、电抗器运行的目的。静止无功补偿器主要包括晶闸管投切电容器、电抗器和晶闸管控制电抗器。 (三)配电环节应用到的电子技术 目前,配电环节重点要解决的问题是如何改善供电的可靠性能,提高电能的质量。在配电环节中电子技术最广泛的应用当属用户的电力技术,在配电系统中结合现代控制与电力电子两大技术。在配电环节中用户电力技术通过在交流输出电系统的应用,提高供电的可靠性能以及配电时的电能输出能力。FACTS是电力电子技术在配电环节的另一广泛应用,主要作用是加强输电系统的可靠性。 (四)电子技术在节能环节的应用 节能环节一般涉及到如何调节负荷电动机速度以及电动机本身因素两个方面。只有结合这两方面内容,才能突显出电动机的节能效果。根据现在实际情况分析,不难发现如今的变负荷风机、水泵都是采用交流调速这项技术,然而这项技术在国内还不怎么推广。另一方面,变负荷机械中一般是通过调速来控制风流量及水流量。这种方法取得很好的成效,并且调速范围广,精度和效率高。然而它的成本较高,并且其产生的高次谐波会污染电网。即使这样,社会生活中、冶金及矿山等部门还是应用和推广这门技术。 四、总结 目前在电力系统的多个领域,都有应用电子技术,并且随着电力系统的发展,电子技术在其中的应用得到了更为广泛的关注、推广和应用。相信随着计算机技术发展、新电子元器件的研发,电子技术的发展空间将会更加宽广,技术性能将会更加成熟、完善,进而在电力系统的控制方面起到更关键的作用。 电子技术在电力系统中的应用:浅谈电力电子技术在电力系统中的应用 摘要:电力电子技术正在不断发展,新材料、新结构器件的陆续诞生,计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持,在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。 关键词:直流输电;电力电子;发电机 1 前言 电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程,它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。自20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。 2 电力电子技术的应用 自20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节,列举电力电子技术的应用研究和现状。 2.1 在发电环节中的应用 电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。 2.1.1 大型发电机的静止励磁控制 静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。 2.1.2 水力、风力发电机的变速恒频励磁 水力发电的有效功率取决于水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速变随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。 2.1.3 发电厂风机水泵的变频调速 发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。 2.2 在输电环节中的应用 电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”,大幅度改善了电力网的稳定运行特性。 2.2.1 直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDC Light)技术 直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。 2.2.2 柔性交流输电(FACTS)技术 FACTS技术的概念问世于20世纪80年代后期,是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术,可实现对交流输电功率潮流的灵活控制,大幅度提高电力系统的稳定水平。 20世纪90年代以来,国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小,设备结构简单,控制方便,成本较低,所以较早得到应用。 2.3 在配电环节中的应用 配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求,还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,即用户电力(Custom Power)技术或称DFACTS技术,是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版,其原理、结构均相同,功能也相似。由于潜在需求巨大,市场介入相对容易,开发投入和生产成本相对较低,随着电力电子器件价格的不断降低,可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。 2.4 在节能环节的运用 2.4.1 变负荷电动机调速运行 电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面,通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面,只有将二者结合起来,电动机节电方较完善。目前,交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速,我国正在推广应用中。 变频调速的优点是调速范围广,精度高,效率高,能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小,定子、转子的铜耗也不大,节电率一般可达30%左右。其缺点主要为:成本高,产生高次谐波污染电网。 2.4.2 减少无功损耗,提高功率因数 在电气设备中,变压器和交流异步电动机等都属于感性负载,这些设备在运行时不仅消耗有功功率,而且还消耗无功功率。因此,无功电源与有功电源一样,是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡,否则,将会使系统电压降低 ,设备破坏,功率因数下降,严惩时会引起电压崩溃,系统解裂,造成大面积停电事故。所以,当电力网或电气设备无功容量不足时,应增装无功补偿设备,提高设备功率因数。 3结束语 文中概述性地介绍电力电子技术在电力系统中的各类应用,重点在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。 电子技术在电力系统中的应用:电力电子技术在电力系统中的应用和发展研究 【摘要】电力电子技术是建立在电子学、电力学和控制学三个学科基础之上的一门新型学科,是强电和弱点的桥梁,在电力系统中有着广泛的应用。在本文中,主要介绍了电力电子技术在电力系统中的应用,并依据它在应用中产生的负面影响提出了发展解决方案。 【关键词】电力电子;电力系统;应用;发展 电力电子技术主要是用半导体电子器件进行功率变换、控制及开断电路的应用技术,主要包括电力电子变换技术和电力电子控制技术两个方向。其中电力电子变换技术主要是以电力电子变换电路作为基础,实现将电网的电能转换为负载需要的形式的基本功能,不论电路拓扑结构如何,其基本转换电路只有4种形式: (I)整流电路AC-DC; (2)斩波电路DC―DC;(3)逆变电路DC-AC:(4)交流变换电路ACAC。电力电子控制技术是以电力电子控制电路为基础,应用自动控制理论和计算机技术来提高系统的性能,一般的控制方式有:相控方式,频控方式,斩控方式,相频控制方式及斩频控制方式。先进的控制方式对改进变换电路的性能和效率是必不可少的关键技术之一。 一、电力电子技术在发电环节中的应用 发电环节中涉及到电力系统中及发电机组的多种设备,改善这些设备的运行特性主要就是采用电力电子技术手段。 1、大型发电机的静止励磁控制 晶闸管整流自并励方式被采用在静止励磁摔制上。它的优点是:结构简单、可靠性高、造价低。因而世界各大电力系统均采用静止励磁控制。这种方式可省去励磁机的中间惯性环节,可达到快速调节的效果,使其良好控制性为先进的控制规律提供了最有利条件。 2、水力、风力发电机的变速恒频励磁 水头压力和流量是决定水利发电的有效功率的两个主要因素,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的j次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效助率,可使机组变速运行。通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定千频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。 3、发电厂风机水泵的变频调速 发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电最约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合丹发。 二、电力电子技术在输电环节中的应用 1、电力电子器件应用于高压输电系统大幅度改善了电力网的稳定运行特性。直流输电 具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。高压直流输电通常采用可控整流和有源逆变的方式实现两个交流电网的互联。不仅可以实现电能大容量、远距离的传送、两区域电网非同步互联,还可通过控制实现功率的紧急援助、抑制低频振荡、提高交流系统的动态稳定性等。 2、柔性交流输电系统(FACTS)是综合利用现代电力电子技术、微电子技术、通讯技术和现代控制技术对电力系统的潮流和参数进行灵活快速调节控制,增加系统可控度与提高输电容量的交流输电系统。用于配电系统柔性交流输电技术为用户电力技术CPT。柔性交流输电技术是一种用于远距离输电的静态电力电子装置,核心是FACTS控制器。基于FACTS产品包括静止无功补偿品、静止调相机、统一潮流控制器、晶闸管可控串联补偿器、静止快速励磁器等。高压直流输电技术等用IGBT等可关断电力电子器件组成换流器,应用脉宽调制技术进行无源逆变,解决了用直流输电向无交流电源的负荷送电的问题。电力电子技术是FACTS和CPT同的技术基础。 三、电力电子技术在节能环节的运用 1、变负荷电动机调速运行 节电的一个方面就是挖掘电动机的节电潜能,另一个方面是通过变负荷电动机的调节技术节电,只有二者结合才能够达到最好的节电效果。我国目前的电动机节电技术已经比较完善,交流调速技术在冶金、采矿等方面的普及使得电动机节电效果更为显著。用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量,这种手段在风机、泵等复合机械中使用更能体现出其优越性。交流调速在国外的变负荷风机、水泵中以及得到广泛的应用,而我国在这一方面则相对滞后一些。 调速范围广,精度高,效率高是变频调速的主要特点,这使得无级调速能够实现,而且在调速过程中转子损耗小,定子、转子的铜耗也不大,节电率一般可达30%左右。当然,任何事物都有两面性,节能的同时,增加成本是不可避免的,另外调节过程中产生的产生高次谐波污染电网也不容忽视。 2、减少无功损耗,提高功率因数。 在电气设备中,感件负载包括变压器和交流异步电动机等,运行过程中这些设备在消耗有功功率的同时还会存在无功功率的消耗。因此,无功电源作为保证电能质量不可缺少的一部分,其作用与有功电源是一样的。无功平衡是电力系统运行中必须遵循的平衡原则,若是打破这个平衡,那么就意味着系统电压下降,设备破坏,功率因数下降,严重时会引起电压崩溃,系统解裂,造成大面积停电事故,进而造成无法预计的损失。所以,当电力网或电气设备无功容量不足时,应增装无功补偿设备,提高设备功率因数。 四、电力电子技术在电力系统应用中所产生的负面影响及解决方案 1、电力电子技术在电力系统应用中产生的负面影响 21世纪科技的发展日新月异,电力电子技术的发展更是掀开了科技历史的新的一页。但是,随着电力电子装置的普及,一些负面的影响也逐渐浮出水面。这些负面影响中,谐波污染谐波产生的危害最受人们的关注,这主要是因为谐波的存在会降低电能产生和传输环节的效率,进而影响到电网上的用电设备,使它们不能够正常、有序的运行,进而影响人们的生产和生活。比如,谐波的存在会引起振动、产生噪声以及电机过热甚至烧毁等。谐波很容易使电网上无功补偿电容器和系统中的电抗器产生谐振,从而烧毁电容器及电抗器,谐波会导致继电保护和自动装置的误动作,使自动控制系统失效:同时谐波还会对通信系统产生干扰,严重的可以导致信息丢失、通讯设备中断等。 2、发展解决方案 目前,无源滤波器与有源滤波器是谐波抑制的两种主要的途径,用无源电力滤波器进行抑制谐波、补偿无功和提高电网的功率因数,但滤波效果受电力系统阻抗的影响较大,且只能消除特定次数的谐波,还可能与系统发生串、并联谐振,导致谐波放大,使设备过载甚至烧毁,而且装置笨重,体积大,有效材料消耗多。与无源电力滤波器相比,有源电力滤波器具有更大的优势,有源电力滤波器不仅能补偿各次谐波,还可同时补偿无功功率、抑制闪变、调节和平衡三相不平衡电压。滤波特性不受系统阻抗和频率的影响,可消除与电网阻抗发生串、并联谐振的危险,且对外电路的谐振具有阻尼作用,能对变化的谐波进行迅速的动态跟踪补偿。 电子技术在电力系统中的应用:浅谈电力电子技术在电力系统中的应用 摘要:近年来,不断进步的计算机技术为现代控制技术在实际生产、生活中提供了强有力的技术支持,新的材料和结构器件又促进了电力电子技术的飞速发展,且在各行业中得到广泛的应用。本文就电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用进行了详细的阐述。 关键词 电力电子技术;电力系统;应用 以功率半导体器件、电路技术、计算机技术和现代控制技术为支撑依据的电力电子技术经过半个世纪的发展,目前在新能源开发、电能质量控制和民用产品等多个行业应用越来越广泛。直流输电是最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术。20世纪80年代之后,提出了柔性交流输电(FACTS)概念,于是电力电子技术在电力系统中的应用研究引起的很大的关注,许多介绍和总结相关设备的基本原理和应用现状层出不穷,相继又出现了多种设备。笔者按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节,列举电力电子技术的应用研究和现状。 1 在发电环节中的应用 发电机组的多种设备在电力系统的发电环节都会被涉及到,如何改善这些设备的运行特性就需要电力电子技术参与应用。 1.1 大型发电机的静止励磁控制静止励磁结构简单、可靠性高以及造价相对较低 ,采用晶闸管整流自并励方式,在世界的各大电力系统被广泛采用。省去励磁机这个中间惯性环节,使其拥有了特有的快速性调节。这样使得控制规律的方法和更加先进,效果更加良好。 1.2 水力、风力发电机的变速恒频励磁 水头压力和流量决定了水力发电的有效功率,抽水蓄能机组最佳转速变会随着水头的变化幅度而变化。风速的三次方与风力发电的有效功率成正比,随风速的变化,风车捕捉最大风能的转速也发生变化。所以机组变速运行,即调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定,从而获得最大有效功率。变频电源是此项应用的技术核心。 1.3 发电厂风机水泵的变频调速 发电厂的厂用电率平均8%,风机水泵耗电量约是火电设备总耗电量的65%,不仅耗量大且运行效率低,为了节能,在低压或高压变频器使用时可以使风机水泵变频调速,从而减少电量的消耗。目前来讲,低压变频器技术以达到一定 的水平,国内外的生产厂家也比较多,只是系列产品还不够完整。但是高压大容量变频器设计和生产的企业还是比较少,需要院校和企业抓紧联合开发,以满足生产需求。 2 在输电环节中的应用 被称为“硅片引起的第二次革命”就是电力电子器件应用于高压输电系统,这样使得电力网的稳定运行特性大幅度的改善。 2.1 直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDC Light)技术 流输电相对远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电优势独特,因为其不仅输电容量大、稳定性好等优点而且控制调节非常灵活,从。1970年世界上第一项晶闸管换流器之后,世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀,这也是电力电子技术正式应用于直流输电的里程碑。 2.2 柔性交流输电(FACTS)技术 20世纪80年代后期,FACTS技术的概念问世,这是项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术,可以灵活控制交流输电功率潮流,使得电力系统的稳定水平大大的提高。 20世纪90年代后,国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。其设备结构简单,控制方便,成本较低,所以应用较早。 2.3 在配电环节中的应用 如何加强供电可靠性和提高电能质量是配电系统迫切需要解决的问题,电能质量控制既要抑制各种瞬态的波动和干扰,还要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求,在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术就是用户电力(Custom Power)技术或称DFACTS技术,它是电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用。其实FACTS设备的缩小版就是DFACTS设备,因为其原理、结构、功能是相似。由于市场较大的需求,所以使用会日益的广泛,再加上电力电子器件价格日益降低,可以预计DFACTS设备产品将迅速进入快速发展期3 在节能环节的运用 3.1 变负荷电动机调速运行 要想在节能环节有所成就,就必须从电动机本身和变负荷电动机的调速技术的应用两方面入手,只有二者结合起来,电动机的节能才能达到良好的效果。 目前,变负荷的风机、水泵采用交流调速在国外居多,在我国还需要进一步推广应用。风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量收到良好的效果,其调速范围广,精度高,效率高,可以实现连续无级调速且在调速过程中转差损耗小,定子、转子的铜耗也不大,可以达到30% 的节电率,缺点就是成本较高,产生高次谐波污染电网,即使这样,并不影响其在在冶金、矿山等部门及社会生活中应用推广。阀门控制和变频控制水泵流量如图1、图2所示。 3.2 减少无功损耗,提高功率因数 在电气设备中,属于感性负载的变压器和交流异步电动机,在运行的过程中是有功功率和无功功率均消耗的设备,作为保证电能质量不可缺少的部分无功电源与有功电源是一样的,所以在电力系统中应保持无功平衡,不然就会系统电压降低、功率因数下降、设备遭到破坏 ,严重时还会造成大面积的停电事故,为防止这样的事情发生,当电力网或电气设备无功容量不足时,增装无功补偿设备,提高设备功率因数势在必行。 4 结论 总之,电力系统是电力电子技术应用的一个重要领域,只有不断的加大已有研究成果的技术应用和运行投入,不断改善经济可行性,才能大幅度提高电力系统的稳定水平,产生巨大效益。 作者简介:施伟明(1982-)男,汉,广东肇庆人,怀集县新成电力发展有限公司,电气工程及其自动化,本科学历,工程经济方向。
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
数字电路设计性实验探索与实践:基于CPLD/FPGA的数字电路设计方法变革必要性研究 摘 要: 大规模可编程逻辑器件的应用已经为数字系统的设计带来了极大的灵活性。标准化逻辑设计语言的引入,极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念。作为大学的技术基础教学环节,应做出相应的调整。分别通过组合逻辑和时序逻辑设计实例比较了传统设计方法存在的问题和现代逻辑设计方法的优势。通过对比可以看到,现代逻辑设计技术取代传统的数字系统设计方法而成为数字电路设计的主流,是电子技术发展的必然趋势。 关键词: 数字电路设计; 现代数字逻辑设计方法; 数字电路教学改革; 转换真值表 0 引 言 20世纪90年代,国际上电子和计算机技术较为先进的国家,一直在积极探索新的电子电路设计方法,并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革,取得了巨大成功。在电子技术设计领域,可编程逻辑器件(如CPLD、FPGA)的应用,已得到广泛的普及,这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过类似软件编程的方式对其硬件结构和工作方式进行重构,从而使硬件设计像软件设计那样方便快捷。这就极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念,促进了数字逻辑电路设计技术的迅速发展。本文通过几个设计实例的对比阐述一个道理,随着数字电路中先进设计方法的引入,高等学校中数字电子技术的教学内容必须随之得到改善,使之与技术进步相互适应[1?3]。 数字电路根据逻辑功能的特点,分成两类,一类叫组合逻辑电路(简称组合电路),另一类是时序逻辑电路(简称时序电路)。组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出仅取决于该时刻的输入,与电路初态无关。而时序逻辑电路任意时刻的输出不仅取决于当时的输入信号,还取决于电路原来的状态。本文从这两方面就传统手工设计存在的问题进行讨论。 1 组合逻辑设计中传统设计方法与可编程逻辑 设计方法的对比 列真值表,逻辑关系式,逻辑化简是组合逻辑设计的几个重要步骤。但这一经典的组合逻辑设计步骤并不总是必须的。实现特定逻辑功能的逻辑电路也是多种多样的。为了使逻辑电路的设计更简洁,通过各种方法对逻辑表达式进行化简是必要的。组合电路设计就是用最简单的逻辑电路实现给定逻辑表达式。在满足逻辑功能和技术要求基础上,力求电路简单、可靠。实现组合逻辑函数可采用基本门电路,也可采用中、大规模集成电路。 例1:三个人表决一件事情,结果按“少数服从多数”的原则决定这一逻辑问题[4?5]。在“三人表决”问题中,将三个人的意见分别设置为逻辑变量A、B、C,只能有同意或不同意两种意见。将表决结果设置为逻辑函数F,结果也只有“通过”与“不通过”两种情况。 传统的逻辑设计需要由下面的4个步骤完成: (1) 列真值表 对于逻辑变量A、B、C,设同意为逻辑1,不同意为逻辑0。对于逻辑函数F,设表决通过为逻辑1,不通过为逻辑0。 根据“少数服从多数”的原则,将输入变量不同取值组合与函数值间的对应关系列成表,得到函数的真值表如表1所示。 (2) 列逻辑函数表达式 三人表决器的逻辑表达式为: [F=ABC+ABC+ABC+ABC] (1) 设N为上式中的逻辑项数,这时,共有逻辑项[N=C23+C33=4]项。 (3) 逻辑化简 三人表决器的逻辑表达式可化简为: [F=BC+AC+AB] (4) 画出逻辑电路图如图1所示。 尽管上面的分析看上去没有错误,但上例中的“三人表决器”设计给学生一个误导,好像按照上述的设计步骤就可以进行组合逻辑设计了。可以推导,若表决人数用[p]来表示,逻辑表达式的项数为[Np=k=p2+1pCkp,]其中[Ckp]为逻辑项的组合数。以[p=7]为例,这时表1中的表项为27=128项,式(1)中的逻辑项数N变为[N7=C47+C57+C67+C77=64]。 图1 例1的逻辑图 显然,随着表决者数量的增加,逻辑项数急剧增加,真值表不易绘制,逻辑公式无法手工书写,逻辑化简也非常困难。 多数表决器的逻辑公式由于过多的项数不易采用公式法化简。如果采用卡诺图化简法也会因输入变量过多而导致传统化简方法失效。 标准逻辑设计语言的出现给大规模逻辑设计带来了新的希望。硬件描述语言(HDL)的采用可以使设计者的精力集中于所设计的逻辑本身,不必过多的考虑如何实现这个逻辑以及需要用哪些定型的逻辑模块。这在以往中小规模集成电路逻辑设计与大规模可编程逻辑设计方法上产生了本质的差别。Verilog是一种以文本形式来描述数字系统硬件结构和行为的语言,用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式,还可以表示数字逻辑系统所完成的逻辑功能。在此,用Verilog设计一个“七人表决”逻辑,以考察采用现代逻辑设计方法较传统设计方法的优势。 在表决器的设计中,关键是对输入变量中为1的表决结果进行计数,如果把全部的逻辑状态列表分析,势必存在冗余的设计资源。根据多数表决的性质,考虑采用加法逻辑来统计表决结果,之后再判决加法器输出中1的个数即可实现该逻辑。 在“七人表决”逻辑中,不再专注于每个逻辑变量状态的变化,只抓住关键问题多数表决有效,并用条件操作符“?”设计出所需的Verilog行为逻辑,剩下的实现问题交由计算机综合(synthesis)。可以看到,采用标准化的硬件描述语言,能有效地避开以往组合逻辑设计中逐一考察每个输入逻辑状态所带来的逻辑状态分析的爆炸,从而可以用较短的设计时间得到正确的逻辑输出。众所周知,加法器、比较器都是传统的组合逻辑教学内容,但以往的教学中由于采用手工分析方法,很难把这些不同的逻辑设计内容综合考虑进来。笔者认为,现代逻辑设计方法的引入将逐渐转化人们对传统逻辑设计中的关注点,势必引起逻辑设计教学方法的更新。有必要加大逻辑功能综合设计的内容,减少元器件级逻辑单元选型在教学中的比例。 2 时序逻辑设计中传统设计方法与现代可编程 逻辑设计方法的对比 数字电路的另一类设计内容是时序逻辑设计。时序逻辑设计分为同步与异步时序逻辑设计。一般地,同步时序逻辑设计的难度要高于异步时序逻辑。因此,也在时序逻辑电路设计上占有较多的学时。如果在教学改革中仅把可编程逻辑设计作为传统时序逻辑设计内容的补充,不但不能使学生体会到先进的计算机辅助逻辑设计所带来的便捷,还可能使学生按照传统的手工时序逻辑设计步骤去理解可编程时序逻辑,导致时序逻辑设计的复杂化,增加逻辑验证的成本。因此,有必要探讨传统设计方法与现代逻辑设计方法之间的差别。下面根据一个典型的时序逻辑设计来说明。 例2:试设计一个序列编码检测器[6?7],当检测到输入信号出现110序列时,电路输出1,否则输出0。 这个序列编码检测器如果按照传统的时序设计步骤,将会异常繁琐: (1) 由给定的逻辑功能建立原始状态图和原始状态表 从给定的逻辑功能可知,电路有一个输入信号A和一个输出信号Y,电路功能是对输入信号A的编码序列进行检测,一旦检测到信号A出现连续编码为110的序列时,输出为1,检测到其他编码序列时,输出为0。 设电路的初始状态为a,如图3中箭头所指。在此状态下,电路输出[Y=0,]这时可能的输入有[A=0]和[A=1]两种情况。当CP脉冲相应边沿到来时,若[A=0,]则是收到0,应保持在状态a不变;若[A=1,]则转向状态[b,]表示电路收到一个1。当在状态[b]时,若输入[A=0,]则表明连续输入编码为10,不是110,则应回到初始状态[a,]重新开始检测;若[A=1,]则进入状态[c,]表示已连续收到两个1。在状态[c]时,若A=0,表明已收到序列编码110,则输出[Y=1,]并进入状态d;若[A=1,]则收到的编码为111,应保持在状态[c]不变,看下一个编码输入是否为[A=0;]由于尚未收到最后的0,故输出仍为0。在状态[d,]若输入[A=0,]则应回到状态[a,]重新开始检测;若[A=1,]电路应转向状态[b,]表示在收到110之后又重新收到一个1,已进入下一轮检测;在[d]状态下,无论[A]为何值,输出[Y]均为0。根据上述分析,可以得出如图3所示的原始状态图和表2所示的原始状态表。 (3) 状态分配 化简后的状态有三个,可以用2位二进制代码组合(00,01,10,11)中的任意三个代码表示,用两个触发器组成电路。观察表3,当输入信号A=1时,有abc的变化顺序,当A=0时,又存在ca的变化。综合两方面考虑,这里采取00011100的变化顺序,会使其中的组合电路相对简单。于是,令a=00,b=01,c=11,得到状态分配后的状态图。 (4) 选择触发器类型 这里选用逻辑功能较强的JK触发器可以得到较简化的组合电路。 (5) 确定激励方程组和输出方程组 用JK触发器设计时序电路时,电路的激励方程需要间接导出。表4所示的JK触发器特性表提供了在不同现态和输入条件下所对应的次态。而在时序电路设计时,状态表已列出现态到次态的转换关系,希望推导出触发器的激励条件。所以需将特性表做适当变换,以给定的状态转换为条件,列出所需求的输入信号,称为激励表。根据表4建立的JK触发器激励表如表5所示。表中的[x]表示其逻辑值与该行的状态转换无关。 从上例可以看到,传统的时序逻辑设计方法尽管可以用来实现时序逻辑的设计,但设计步骤不仅复杂且需要设计者大费周折。可以预见,使用传统的时序逻辑设计方法设计复杂时序电路的难度很大。那么,采用什么方法才能使教学与现代逻辑设计技术接轨呢? 时序电路也被称为有限状态机(FSM)[6,8],因为它们的功能行为可以用有限的状态个数来表示。在与可编程逻辑设计的对比分析中,这里采用FSM设计这个序列检测器。 根据图3的状态转换图(采用图4中化简的状态转换图亦可),给逻辑状态[a,b,c,d]分别分配以Gray编码(00,01,11,10)。之所以采用Gray编码方法,是可以省掉序列检测中的计数检测。序列检测器的FSM逻辑如图7所示。经仿真验证,符合设计要求。 图7 例2的FSM实现 从上面的对比可以看出,传统时序逻辑设计以人工逻辑分析为基础,现有逻辑器件为基础构件,历经基本逻辑方程转换及最后的状态验证等多个环节,设计周期长,仅适合设计小规模、时序简单的逻辑单元[9];现代标准逻辑设计语言的设计方法以逻辑状态转换本身为要点,从逻辑门与触发器级逻辑设计上升的行为逻辑设计,更易于用来设计复杂的现代大规模时序逻辑。 3 结 论 现代逻辑设计方法的引入将逐渐转化人们对传统逻辑设计的关注点,大学基础教学中逻辑电路的设计方法也应随着这一技术的引入更新它的内容,改变传统逻辑设计占主导地位的现状。可以预见,大规模可编程逻辑器件的引入将会从根本上改变数字电子技术的教学模式。现代逻辑设计概念的引入,减少手工逻辑设计方法的比重、增加现代数字电路设计方法,注重基本概念的灵活运用都是数字电路教学改革的选题。广泛开展现代逻辑设计方法的研究,势必带来逻辑设计方法教学的变革。对于高等学校的教师来说,做好改革的思想准备已经是刻不容缓的了。 数字电路设计性实验探索与实践:高速数字电路设计中信号完整性分析与研究 摘 要:在高速数字电路的设计过程中,必须确保信号的完整性,因此对信号完整性进行分析和验证十分必要。当下电子产品的更新换代速度极快,完整性设计的重要性也愈加突出,本文将对高速数字电路设计中的信号完整性影响因素进行分析,并在此基础上,针对其主要影响因素,提出几种信号完整性的仿真分析方法。 关键词:高速数字电路;设计;信号完整性;分析 前言:高速数字电路有一个重要的衡量指标,即时钟频率,由于时钟频率不断提升,信号完整性也在不断发生变化,在电路设计过程中,应以信号完整性为导向,在提升时钟频率的同时,做到对信号完整性的实时监测,确保电路运行安全。从影响信号完整性的主要因素着手,探讨信号完整性的分析和验证方法。 一、信号完整性的主要影响因素 (一)反射影响作用 PCB板是高速数字电路设计的关键部分,对电路稳定性和可靠性有重要影响,在PCB板设计过程中,必须处理好信号完整性问题。但是信号完整性有多种影响因素,而且对供电和时序的稳定有直接影响,因此,需要对信号完整性的主要影响因素进行深入分析。传输影响作用是信号完整性的主要影响因素之一,作为高速数字电路的基本组成部分,传输线组是电流的媒介, 信号以电流的形式在传输线组中通过,线组的阻力直接决定着电流的流畅性。因此,传输线组的阻力上升,会直接导致信号完整性下降。当传输线组上的阻力非常大时,会阻碍部分电流通过,导致另一端接受到信号时出现信号失真现象,使信号完整性遭到严重破坏[1]。 (二)串扰影响作用 串扰是信号在网络回路中传输的一种普遍效应,信号经过一个网络到达另一个网络时,有害信号总是具有较快的传输速度,再加上相邻网络传输速度的影响,信号在传输过程中,会产生一个电磁场,其作用是引导信号,在引导过程中,磁场线圈绕磁场旋转。因此,串扰是由静态线和动态线两部分组成的,其各自产生的传输阻力不同,这种差异的存在使网络中传输信号的电流强度不同。在串扰模型中,其中性点位置是绕组电压能够保持正常的主要影响因素,如果中性点位置处于模型中部,则绕组电压速率较高,信号通行能力较强。而中性点位置如果位于模型首部,则会导致电压电流无法通过,出现定子接地异常[2]。 二、信号完整性的仿真分析技术 (一)EDA技术 EDA技术即电路仿真技术,目前在数字电路设计中得到了较为广泛的应用。EDA技术以计算机为基础,通过软件设计方式和仿真测试验证,将硬件设计的操作过程和测试过程转化为软件处理过程,极大的提高了数字电路设计的自动化程度和设计效率。相比于传统设计方式,EDA技术具有许多优点,目前在高速数字电路的信号完整性验证方面也得到了广泛应用。采用EDA技术对高速数字电路完整性进行验证,可以在电路实现以前完成,避免重复设计,保证设计的合理性,提高一次性设计的成功率。 (二)反射仿真分析技术 高速数字电路是数字电子产品设计与开发的重要组成部分,对电路系统的稳定运行有至关重要的影响,而数据完整性分析则是保证高速数字电路合理设计的基础,因此在数字电子产品的设计与开发中占有重要地位。在EDA技术的支持下,可以通过模拟电路实际运行过程中的信号高低问题,为电路设计提供参考,对信号完整性加以测定。反射仿真分析技术的应用关键是建立信号完整性的分析模型,并使验证过程在PCB生产前进行,提前确定信号完整性是否符合要求,对PCB电流进行模拟,建立反射仿真模型,并利用端接技术,改变信号的完整性。这是目前反射仿真分析的主要发展方向,在该模型建立过程中,引入了IBIS模型,驱动端和接受端采用IBIS模型对电路传输信号的完整新进行验证。其中,主要运用的元件是电流阻力线。 (三)串扰仿真分析技术 串扰仿真分析技术在EDA技术的支持下,利用相邻网络的信号串扰作用,建立串扰仿真分析模型,通过模型对信号完整性进行分析和验证。在该类线路仿真设备维护中,经常会出现一个保护屏柜内存在多条传输线路的情况,而且有一部分线路不在系统运行范围内,多以要对工作线路和非工作线路加以区分,并对临近传输线进行隔离。避免传输线路在复杂的工作环境下出现误接线等状况,从而避免设备跳闸和设备误动。串扰仿真分析技术遵循PCB走线规律,对其实际运行线路的走线和与临近传输线路的作用进行信号完整性模拟验证,判断是否存在上述问题。应创新防误闭保护方式,提高设备敏感度,利用电子系统和感应系统提高设备自身的防误闭能力。针对目前使用广泛的接线端子,采用串扰仿真分析技术对其进行模拟测试,并采用防误闭隔离工具在接线端子出进行警示和保护,提高电路运行的安全性。 结束语:总而言之,信号完整性的分析验证是高速数字电路设计中的重要环节,对电路的运行效率和信号传输效果有直接影响。必须采用有效的分析验证手段,针对高速数字电路信号完整性的主要影响因素,对其进行准确验证。本文主要分析了高速数字电路信号完整性的影响因素,包括反射影响作用和串扰影响作用,并针对这些主要影响因素,提出采用EDA技术进行信号完整性分析,通过建立相关模型,在PCB板实现前对信号完整性进行准确验证,保证设计和合理性。 数字电路设计性实验探索与实践:高职院校数字电路设计性实验的探索与实践 论文关键词:高等职业教育 设计性实验 实验教学 创新能力 论文摘要:结合高职院校数字电路实验教学现状,以培养学生的电子设计能力、实践能力与创新能力为目标,对数字电路设计性实验进行了研究,提出了构建实验课程体系、加强实验教师队伍建设、完善实验考核机制等措施,取得了良好的教学效果。 随着高职院校实验教学改革的深人,实验教学已成为高职院校教学工作的重要组成部分。实验教学已从过去单纯的验证性实验逐步深人到综合性、设计性实验,从利用实验来加深对已学理论知识的理解,深人到将实验作为学生学习新知识、新技术、新器件,培养学生实践能力、创新能力的重要目的。 1高职院校实验教学存在的问题 数字电路实验是高职院校电子信息类、机电类专业必修的实践性技术基础课程,对培养学生的综合素质、创新能力具有重要的地位。在传统的实验教学中,数字电路实验教学多以验证性实验为主,并按实验指导书的实验步骤去完成实验,这种实验教学模式禁锢了学生的创新思维,失去了“实验”真正的含义,培养出来的学生实践技能差,无法达到高职教育人才培养的要求. 2开设数字电路设计性实验采取的措施 通过多年来的实验教学改革实践,证明了开设设计性实验有利于巩固课堂所学的理论知识;有利于提高学生电子系统设计能力、综合素质、创新能力[’]。2005年我校电子技术实验教学中心(以下简称中心)以“加强基础训练,培养能力,注重创新”为指导思想,在面向各类专业的数字电路实验教学中,开设了以学生为主、教师为辅的数字电路设计性实验教学,取得了良好的教学效果。 2. 1构建实验教学课程体系 数字电路设计性实验是一种较高层次的实验教学,是结合数字电路课程和其它学科知识进行电路设计,培养学生电子系统设计能力、创新能力的有效途径,具有综合性、创新性及探索性[[4]。数字电路设计性实验是学生根据教师给定的实验任务和实验条件,自行查阅文献、设计方案、电路安装等,激发学生的创新思维。设计性实验的实施过程,如图1所示。 为了提高学生的电子设计能力和创新能力,中心根据高职教育教学特点与规律,构建了基础型、提高型、创新型三个递进层次的数字电路设计性实验课程体系。三个实训模块的内容坚持以“加强基础型设计性实验,培养学生的电子设计能力、创新意识”为主线,由单元电路设计到系统电路设计,循序渐进,三年不断线,为不同基础、不同层次的学生逐步提高电子设计能力、创新能力的空间,如图2所示。 基础型设计性实验是课程中所安排的教学实验,学生在完成了验证性、综合性实验以后,具有了一定的实验技能,结合数字电路的基本原理设计一些比较简单的单元电路,学生按照教师给出的实验要求根据实验室所拥有的仪器设备、元器件,从实验原理来确定实验方法、设计实验电路等,且在规定的实验学时内完成实验。如表1所示。这一阶段主要是让学生熟悉门电路逻辑功能及应用,掌握组合逻辑电路、时序电路的设计方法,培养学生的设计意识、查阅文献等能力。 提高型设计性实验对高职院校来说,可认为是数字电路课程设计。它体现了学生对综合知识的掌握和运用,课题内容是运用多门课程的知识及实验技能来设计比较复杂的系统电路,如表2所示。整个教学过程可分10单元,每个单元为4学时,每小组为一个课题。学生根据教师提供的设计题目确定课题,查阅文献、设计电路、电路仿真、电路安装调试、撰写课程设计报告等,完成从电路设计到制作、成品的全部实践过程。通过这一阶段的训练,学生的软硬件设计能力进一步提高,报告撰写趋于成熟,善于接受新器件,团队协作趋于成熟。 创新型设计性实验主要为理论基础知识扎实、实验技能熟练的优秀学生选做,为“开放式”教学,实验内容主要是结合专业的科研项目、工程实际及全国或省级电子设计竞赛的课题。通过创新型设计性实验,强化学生电子系统设计能力,充分发挥学生的潜能,全面提高学生的电子系统设计能力、创新能力,为参加大学生电子设计竞赛奠定坚实的基础。 数字电路设计性实验课程体系将数字电路基本原理、模拟电路、eda技术等多门课程知识点融合在一起,从单元电路设计到系统电路设计,深化了“系统”概念的意识。在每一轮设计性实验结束后进行总结,开展学生问卷调查,对设计性实验的教学方法、手段等进行全面评估,从而了解设计性实验教学的效果。在实验过程中,实验教师鼓励学生从不同角度去分析,大胆创新,设计不同的方案。 2. 2加强实验教师队伍的建设 近年来,中心依托省级精品课程“数字电路与逻辑设计基础”、省级应用电子技术精品专业建设,合理规划,制定了实验教师队伍培养计划;专业教师定期到企业培训;专职实验教师参加实验教学改革研讨和对新知识、新技术的培训;同时制定优惠政策,吸引企业中具有丰富实践经验的工程师、技师到实训基地担任实验教师tb},形成一支能培养高素质技能型人才、能跟踪电子信息技术发展、勇于创新并积极承担教学改革项目的专兼职结合的实验教师队伍,实现了实验教师队伍的整体优化。 2. 3开放实验室 为了保证设计性实验教学的有效实施,中心实行时间和内容两方面开放的教学方法。学生除了要完成教学计划内指定实验外,还可以根据自己的专业和兴趣,选择规定以外的实验项目。为了提高设计性实验的教学效果,学校制定了系列激励政策,调动了实验教师及学生的积极性。 2. 4建设创新实训室 为了培养学生的电子设计能力、创新能力,给优秀学生营造良好的自主学习环境,提供展现创新设计的舞台,中心先后投人了30多万元,更新了实验仪器设备,建设了一个软件环境优良、硬件条件先进的创新实训室。该实训室配置了计算机、函数信号发生器、频率计、扫频仪、数字存储示波器、单片机系统设计实验开发系统、打孔机、制版机等仪器设备〔7〕。 2. 5完善实验考核机制 对于数字电路设计性实验的考核,不能仅靠一份实验报告或作品来评定成绩,要关注设计方案的可行性、实验过程中学生的操作能力、创新能力等方面。如以100分计,分别从实验设计方案(20分)、实验方案的实施和完善(40分)、设计的创新性(20分)、实验报告或论文、成品(20分)几个环节来评定学生的实验成绩。为了激励优秀学生,激发创新欲望,中心建立了“创新设计性实验优秀论文、作品评奖制度”,对经专业教师评审选出的优秀论文、创新作品的学生给予表彰、奖励。 3结束语 通过开设数字电路设计性实验教学,不仅加强了学生的电子系统设计能力、制作能力和工程实践的训练,还促进了不同层次学生的实践能力、创新能力、写作能力。教师的专业知识水平、科技创新能力、学术水平也得到了提高。
电子电气论文:谈电力电子技术中电气控制应用 摘要:随着科技的快速发展,电力电力技术也实现了较快发展,并在电气控制领域得到了十分广泛的应用,其不仅能有效提升电气设备的工作质量和效率,更能进一步提高企业的经济效益。因此,本文基于电力电子技术的概念和发展历程,重点探究了其在电气控制领域的应用情况,以期为相关从业人员提供参考借鉴. 关键词:电力;电子技术;电气控制 电力电子技术的高速发展,在给人们的生活工作带来更大便利的同时,也得到了电气控制领域的高度关注。作为电气控制的重要组成部分,电气自动化控制系统能有效保障电气设备运行的安全性和稳定性。随着科技的进步,更多先进的电力电子器件应用其中,对于提高整个电力控制系统的可靠性具有重要意义。 1电力电子技术的概念以发展历程 1.1概念 所谓的电力电子技术,就是指应用于电力领域的技术手段,其主要功能就是对电力系统中的原件配件实施有效的控制,以此来实现提升整个系统工作效率的目标。现阶段,电力电子技术主要分为两大类型,分别是器件研制技术以及变流技术。在电气控制领域,电力电子技术起着至关重要的作用,其通过结合电子学、电工学以及控制技术三大专业学科,对处于运行状态的电气设备实施有效地控制,同时也可实现对系统内部线路的信息监测、数据记录以及故障警报等功能,并对不同性质的电气设备实施实时监控。在实际应用过程中,电力电子技术表现出了极大的优势,其中包括有操作的便捷性以及强大的适应性,不仅能够进一步简化操作流程,方便工作人员的操作,提高人员的工作效率,进而提高电力系统的运行效率,更能适用于各种类型的工作环境,从而在根本上保障了电力系统的安全运行。 1.2发展历程 电力电子技术这一概念于20世纪60年代产生,一般认为1957年美国所研发的第一个晶闸管为第一个电力电子器件。1974年,美国学者将其描述为由电力学、电子学以及控制学三门学科所组成的全新科学领域。70年代后期相继出现了以GTO、BJT以及Power-MOSFET为代表的全控型器件,80年代后期又研发了以IGBT为代表的复合型器件。现阶段,为了减小电力电子设备的体积,将控制、功率、驱动以及保护电路等器件一体化形成了PIC,虽然目前PIC应用效果较差,但这是电力电子技术的未来重要发展方向。此外,在这一领域,计算机模拟和仿真技术也在持续发展中。 2电力电子技术在电气控制中的应用探究 2.1PWM控制技术的应用 PulseWidthModulation技术,即PWM控制技术,指的是通过调整对脉冲宽度的设置,以获取相对应波形的技术手段。这一控制技术的应用理论基础就是面积等效原理,简单来说就是,面积相同但形状不同的窄脉冲作用于拥有惯性的环节之上时能保证所导出的响应波保持一致性。现阶段,随着MOSFET以及IGBT技术的发展,PWM技术已广泛应用于各类变流电路之中,其中逆变电路在PWM技术应用上效果最佳,目前,除了特大功率的逆变设备之外,基本上所有的逆变电路都应用了PWM技术。 2.2软开关控制装置的应用 随着科学技术的不断前进,电力电子设备的发展趋势也越来越倾向于小型化和便捷化,因此,其对于电力系统的电磁兼容度和运作效率也提出了更高的要求。在以往的电力系统之中,往往应用开关控制来压缩变压器、滤波电感以及电容器配件的所占空间,但应用这种方式会造成极大的设备损耗,进而影响电路的正常运作,严重时甚至还会出现额外的电磁干扰现象,而通过应用基于电力电子技术的软开关控制装置则可有效解决这一问题,其可在一定程度上避免设备损耗以及电磁干扰等情况的出现。当开关频率大于1Mhz时,基于电力电子技术的软开关控制装置能达到最佳的工作状态,能将系统内的各类简单电路进行并联,以形成工作质量和效率更佳的组合电路,进而进一步提升整个电力系统的工作性能。现阶段,软开关控制技术的主要发展趋势如下:(1)这一技术将更为广泛地应用于IT行业,拓扑数量将不断增大;(2)谐振电路在开关频率大于1Mhz的工作环境中效果十分明显,因此,其必将得到更多的关注;(3)将更多地应用各种电路组合方式,如串联、并联等,以此来满足不同工作环境的需求。 2.3过电流保护装置的应用 在电力电子电力运行过程中,若出现故障便会引发过电流现象。针对这一现象,传统的解决方式往往是及时中断熔断器、电流继电器以及直流快速断路器等设备的手段来最大限度地维护电力电子系统中的重要电路。但目前,随着电力电子器件的小型化,再加上功率要求的不断提高,以往的电路保护装置已难以适应当下的保护需求。因此,驱动控制信号去除自动化技术开始进入人们的实现,具体来说就是通过安装专门的过电流保护装置,对过电流进行实时监控并及时对电路进行调整和驱动。例如,桥臂互锁保护法。当出现信号反复或开关延时过长等问题时,桥式逆变短路就会产生桥臂短路现象,通过应用桥臂互锁保护法,使其能在故障发生使迅速进行驱动信号的切除处理,应用联锁手段,通过连接桥臂上的部件来避免短路现象的出现。 2.4静止无功补偿装置的应用 社会经济的腾飞,使得人们的生活水平也稳步提高,与此同时,人们对于电力的需求量也越来越大,因此对于电网功率也提出了更高的要求。若电网中的运作功率出现较为频繁的变动或内部遭受部分负荷的强烈冲击等情况,这在很大程度上会影响到电网运行的安全性与稳定性,同时也会使得电网线路难以实现对低频振荡的有效控制。而基于电力电力技术的静止无功补偿装置则可有效提升电力系统的承载力以及相关性能,同时也能规避电力系统中的功率损耗现象,从而进一步增强电力系统性能的稳定性,以满足当今社会对于电量的需求。 2.5有源电力滤波器的应用 基于电力电子技术的有源电力滤波器的应用原理是通过分析和检测电力系统补偿元件的运行状态,进而从中获取相对应的等分量谱波电流,其后利用补偿装置生成与谱波电流的相反等分量电流,从而实现谱波电流与生成电流的相互抵消作用。通过应用该种方法,可以在根本上规避电网系统中谱波电流的产生,取而代之的是基波电流。基于电力电子技术的有源电力滤波器具有应答速度快、抗干扰性强等诸多优势,这一设备主要由补偿装置以及具有指令功能的运算电流电路两部分构成。通过应用有源电力滤波器,可以及时对电力系统中的补偿电流进行检测和分析,进而实时获取电网系统中的谱波电流以及无功电流的数量,从而在根本上保障了电力系统运行的安全性和可靠性。 2.6高压直流输电技术的应用 现阶段,我国的大部分发电厂所传输的基本上都是交流电压,但在交流电压的传输过程中往往会出现能源的大量损耗情况,同时工作人员也难以有效把控所消耗的能源,并且管控消耗能源所要投入的资金成本也较高。针对该种情况,目前已有众多发电厂开始改用直流电输电方式,通过应用基于电力电子技术的高压直流输电技术能够有效完成交流电与直流电的转换工作。一般情况下,直流输电方式应用于电压容量较大且所隔距离较远的输电装置之上,利用高压直流输电技术将交流电压无损耗地转变为直流电压,其后在经过直流电逆变过程转变为直流电,以此来为人们提供更为优质的用电服务。 3结论 总而言之,随着电力电子技术的持续进步,其在电气控制领域所发挥的作用也越发重要。为了更好地应用电力电子技术,发挥其真正的作用,相关科研人员必须基于目前的发展现状以及应用需求,对这一领域进行深入地研究,找出其存在的不足之处并加以调整和优化,从而进一步提升电力电子技术的应用效果。 作者:卫昱含 单位:吉林建筑大学城建学院 电子电气论文:电子技术下电气工程的应用初探 摘要:现如今,我们国家的科技、经济都在飞速的发展着,电气工程行业也得到了良好而快速的发展。为了促进行业的大发展,电气工程需要进行不断地自我提升,使用先进的电气技术、提高生产效率、提升电子产品的质量等等。在电气工程行业引入电子技术,可以显著提高工程的整体效率与整体质量,为电气行业的发展注入无尽的动力。文章将会对电子技术的特点进行介绍,再将电子技术与电气行业现状结合起来探讨两者的互补优势。 关键词:电子技术;电气工程;应用现状 1电子技术所具备的优点 1.1可以进行全面的监控 任何一项工程的功能都是十分完备的,其结构通常也是十分复杂的,电子电气系统虽然是最基础的结构,但是却发挥着巨大的作用。在电气工程项目中,最重要的就是安全问题,仪器设备若是出现问题没有及时进行解决,就会延误工期,严重时还会发生安全事故,因此有必要对运行着的仪器设备进行全面的监督。为了有效地解决此类问题,可以使用电子技术,从电气工程开工至工程竣工,它都可以进行全面的监控,一旦出现问题,系统会及时进行报警,工作人员可以在最短的时间内将问题解决,避免出现更加严重的问题,而影响工程的整体进度。 1.2对指令的输送进行控制 在电气工程中使用电子技术,可以对指令的输送进行严格的把控,避免出现指令输送错误的现象,避免对工程带来不良的影响。系统在发送指令的时候,会经过一遍验证,在指令确认无误以后,才可以将指令传送出去[2]。在工程正式开始之前,设计人员要考虑工程的实际情况,设计的要点要突出智能化与电子化。 1.3拥有智能化的操控系统 旧式的电气工程操作系统需要有专门的工作人员进行控制,要是工作人员离开一会儿,就有可能出现问题。使用电子技术,无需专人对操作系统进行控制,系统能够自动运行,定时检测系统是否存在异常,一旦发现问题,就会及时发出警报,确保系统能够在正常的环境下工作。 1.4拥有强大的操作性能 电子技术的操作性能极其强大,工作人员只需要进行几分钟的学习就可以掌握其基本的操作要领,且系统的仪器表盘简单明了,不同的操作键控制不同的部件,分工明确。电子技术的使用能够帮助工作人员减轻工作压力,一旦出现问题,系统会自动检测故障原因,工作人员就能够在最短的时间内知道是哪一部分部件出现了故障,缩短检验的时间,省时省力。 2电气工程中电子技术的使用现状 2.1电子技术在变电站的使用现状 电子技术在变电站有着广泛的应用。自从变电站使用了电子技术之后,工人的工作效率得到了显著地提升,工人的工作量也在逐步减少。人工作业可能存在一定的安全隐患,电子技术的使用可以代替部分人工作业,有效地降低这类安全隐患,以保证工作人员的人身安全[3]。由于电子技术自身的种种优点,可以对变电站的日常工作进行严格的监督与把控,能够及时的发现问题并且解决问题,降低事故的发生率,确保变电站的各项工作能够有条不紊的开展。 2.2电子技术在发电厂的使用现状 电子技术在发电厂有着广泛的应用。发电厂使用电子技术,可以对发电厂的工作进行全方位的监督,避免重大事故的发生,保障安全。旧式的监控系统由人工进行24h不间断的操作,有时监管不到位还是会发生问题,而且工人的工作压力较大,得不到足够的休息,进而无法提升工作效率与工作质量。使用电子技术就能够实现系统的自动监控,无死角、不间断,有效地的帮助工作人员减轻工作负担,有效地减少潜在的安全隐患,确保发电厂的各类工作能够顺利、正常的进行。 2.3电子技术在配电系统中的使用现状 目前,电子技术在配电系统中主要发挥着监控与管理的作用,代替人工操作,实现系统的自动化、智能化的工作状态,并且定期对系统进行全面的安全检测,提升系统的整体性能,减少问题的发生概率,进而提升工作的整体质量。电子技术在配电系统中的应用还没有达到普及的状态,不过随着电子技术自身的不断更新与发展,过不了多久就会在配电系统中拥有较高的普及率。 结束语 通过介绍,我们可以知道,现如今电子技术拥有广泛的应用市场与良好的发展前景,尤其是在电气行业,电子技术的使用能够加快电气行业整体的发展步伐,为电气工程带来一定的安全保障,为工程的质量与工程的效率带来巨大的提升。在发电厂、变电站,电子技术是重要的一项技术,它能够为两者的日常工作提供保障,降低事故的发生频率。随着我们国家科学技术的发展,电子技术也在不断地更新、进步,专业人员要充分考虑电气工程的发展现状,让不断发展着的电子技术能够更好的为其提供服务与帮助,为电气行业的稳步发展添砖加瓦。 作者:王胜佳 单位:吉林化纤集团碳谷碳纤维股份有限公司 电子电气论文:电气工程中电力电子技术的应用 前言 现代社会经济发展速度较快,科学技术也得以进一步发展,电子技术被应用于各个领域并得到广泛认可,尤其是在电气工程中应用较多,极大的促进了电气工程发展,为满足社会发展,还需要进一步优化电力电子技术,将其作用发展得更好,以便为人们带来更多方便,获得人民的满意度与认可度。 1电力电子技术概述 所谓的电力电子技术就是将电子器件与技术应用其中,以此控制电能变化情况,在这一技术中涵盖了电力、电子以及控制等三个领域的内容,通过三者的结合有效实现了通过弱电子完成了对强电力的控制能力,同时该技术被广泛应用于各个领域,如工业、国防等。将电力电子技术应用到发电机中,明显提高了电能生产,强化了电能利用,尤其是对能源节约与生产效率提升有显著的促进作用。不仅如此,当电力电子技术应用语(于)电气工程以后,电力系统操作更加灵活,实现了安全稳定运行。 2将电力电子技术应用到电气工程的意义 2.1便于相关工作人员开展工作 随着人们用电量需求的增加,传统电力系统在应用中存在较多弊病,导致电力系统运行容易出现故障。为确保电力系统安全运行,应做好技术管理工作,将先进电力电子技术应用到电气工程中促进电力企业发展。经过长期实践研究得知,电力电子技术不仅可以提高工作人员的工作效率,还可以简化操作步骤,便于工作人员开展工作,因此,需要将电力电子技术应用到电气工程中。 2.2电力电子技术自身性能相对较好 电力电子技术更具优越性,技术构造也更带有科学性,性能也十分良好,因其具有这些优点在电子技术被应用以后就获得了社会各界的普遍认可,尤其是在电气工程中享有盛誉。现阶段,社会发展较为迅速,将先进的电力电子技术应用到电气工程中更可以满足社会发展需要,推动电气工程发展。 2.3强化电子技术系统适应能力 电力电子技术具有较强的适应能力,便于操作,并不像传统电气技术一样操作困难、适应范围狭小,影响工作人员工作进程。当电力电子技术应用以后,工作效率明显提高,工作人员压力显著减少,很少出现电气运行故障,也为电力企业获得了良好口碑。 3电力电子技术在电气工程中的应用 3.1电力电子技术在变电站中的应用 将电力电子技术应用到变电站中,不仅提高了变电站的工作效率,还大大减少了人工数量,更有效避免了工作失误,实现高质量、高效率工作。同时,电力电子技术的应用有助于变电站工作人员开展监管工作,及早发现工作中存在的问题,尽快将问题解决,确保变电站安全稳定运行。近年来,社会发展较为迅速,电力电子技术也得以完善,电力电子技术在变电站中的应用帮助变电站实现了科学化管理[1]。所以,变电站应注重电力电力技术的应用,并进行创新与完善,减少变电站安全事故的发展,将电力电子技术作用全部发挥出来。随着电力电子技术的发展,静止无功补偿装置也被应用到变电站中,显著提高了电力系统安全稳定运行,为用户提供高质量电能。无功率补偿可以提升电力系统与负载的功率因数,降低功率损耗,确保电压安全稳定运行,这样也就提高了供电质量。一般来讲,静止无功补偿装置主要有以下几种:①对于晶匣管控制电控器来说主要有两部分构成:a.反并联晶匣管;b.电抗器。它们之间是串联关系,只要改变晶匣管的延迟角就可以控制电抗器电流,这样就可以不断调节电抗器基波。②对于晶匣管投切电容器来说,它属于一种单相结构,存在于结构中的小电感主要是抑制电容器在投网时发生的冲击电流,这种装置鲜有磨损发生,能够快速响应,实现平滑投切,同时可以实现综合补偿。③对于静止同步补偿器来说,主要是利用电力半导体桥式变流器完成补偿,但这种无功补偿以动态补偿为主,它具有快速调节、适用于多种范畴的特点,通常情况下,静止同步补偿器还具有多重性,并拥有PWM技术,也正是由于其具有该技术使其能够将电流中存在的谐波消除,减少其对装置的损害。静止同步补偿器基本原理是在并联的作用下,将自换相桥式电流与电网连接在一起,以便完成电压调节等共走,实现无功补偿目标。④对于可控串联补偿装置来说,主要控制者是晶匣管,将电容器和电控门器并联在一起,而晶匣管主要是引导与改变电抗器电流,进而完成补偿装置的等效电抗变化。通过研究发现,这种装置可以实现参数补偿,并通过阻尼控制环境,以此来改善阻尼实际情况,这样也可以减少低频振荡的情况,确保系统在运行上更具安全性与稳定性。 3.2电力电子技术在发电厂中的应用 电力电子技术还具有全面监控的能力,将其应用到发电厂中可以保障发电厂工作顺利进行。电力电力技术能够构成完整的网络系统,实现全面监测,在确保工作人员正常工作的同时,也便于其操作,这样就可以提升电气工程工作效率。发电厂工作人员通过监控系统就能发现其中存在的问题,采取措施排除安全隐患,防止事故的发生,这样既可以保证发电厂安全运行,还可以使供电工作更加安全[2]。如在发电厂中高压直流输电技术的应用,就是电力电子技术的典型代表。高压直流输电是将发电厂输送出来的交流电在换流器的帮助下转化为直流电,然后将直流电在输电线路的作用下送至受电终端,经过受电终端后将直流电会逆变成交流电,然后再将这部分电能送到用电用户手中,供其使用。对于高压直流输电来说,其传输功率相对较大,在电能传输中所用到的线路造价也很低,十分便于控制,它是现阶段最常用的输电方法。同时,直流输电的架空线路具有成本小,损耗小的特点,将直流输电方法应用其中可以保证输电更加安全稳定。 3.3电力电子技术在配电系统中的应用 现阶段,将电力电子技术应用到配电系统中还处于初级发展阶段,并未实现普及目标,但随着科技的发展,在不久的将来一定会在配电系统中得以广泛使用。将电力电子技术应用到配电系统中,主要用于监控与管理,防止工作人员在工作中出现失误操作情况,使配电系统工作更加稳定,实现高效率与高质量工作。通过监控管理者就能了解到工作人员的工作情况,同时也能发现在工作中是否有不正确操作的存在,一旦发现问题,可以当即指出与纠正,因此,需要应大力推行电力电子技术在配电系统中的应用,实现普及目标。在智能技术的影响下,电力电子技术也将朝着新的方向发展,使配电系统呈现智能化,为用电用户提供更为人性化的服务。 4结论 综上所述,电力电子技术在电气工程中的应用已经十分普遍,促进了电力企业的发展,并成为电气系统安全运行的重要保障,不仅可以提高电气工程工作效率,还能提高电气工程工作质量,推动电力工程进一步向前发展,尤其是电力电子技术在变电站、发电厂中的应用更是为其发展增添了动力,尽管现阶段电力电子技术还未在配电系统中普及,但随着科技的发展,配电系统中所应用的电力电子技术将更为智能化与人性化,为电气工程发展增添新型动力。因此,应注重电力电子技术在电气工程中的应用。 作者:李敏 单位:国网江西石城县供电有限责任公司 电子电气论文:电气电子技术课程教学研究 一、引言 《电子技术》课程内容主要包含模拟电子技术和数字电子技术两大部分[1],作为港口电气技术专业的学生来讲,该门课程属于专业基础课程。《电子技术》课程在港口电气技术专业核心能力的培养中处于重要的基础性地位,其先修课程为《电工基础》,后续课程包含《变频器的应用与维护》、《现代传感器的综合应用》以及《PLC控制系统的应用与维护》等专业核心课程。本文将从课程的设计理念与依据、教学目标、教学方法与手段、课程内容设计、课程的考核等方面详细阐述《电子技术》课程在港口电气技术专业的教学研究。 二、课程设计理念与依据 (一)课程设计理念 在课程的设计理念上,我们遵循这样一条主线:依据港口电气技术专业人才培养方案,对港口电气技术专业的毕业生的就业工作岗位进行广泛的市场调研,分析就业岗位所对应的职业能力,通过校企合作共同制定课程标准,进而开发出基于电子产品装配为工作过程的项目化教学内容。 (二)课程设计依据 通过对港口电气技术专业学生所从事的岗位分析来看,其主要有三大类就业岗位群[2],分别是港口电气设备的操作与维保,港口电气设备维修与故障排除,港口电气设备的安装与调试,结合上述三大类就业岗位群,将港口电气技术专业的总体培养目标定位在以港口装卸机械为主的港口电气设备管、用、养、修的高素质技术技能型人才。下面将从职业知识、能力、素质三方面要求分别阐述《电子技术》课程在港口电气技术专业核心能力培养中的地位和作用。职业知识要求。对于港口电气技术专业学生在基本的职业知识上要求掌握港口供配电及港口机械控制和维保知识、机械与液压相关知识、PLC与变频器相关知识以及专业英语等,同时对于模拟、数字电路的相关知识的掌握也做出了明确的要求。职业能力要求。在职业能力上,作为该专业学生应该能够排除常见的电气故障,能够正确使用工具对电气控制电路进行维保,能够巡检港口设备和线路,同时能够规范记录总结各项技术文件。对于电工工具的规范使用,安全正确使用电工电子仪表以及元器件的选型,装配和测试等相关职业能力可以通过《电子技术》课程进行培养。职业素质要求。作为港口电气技术专业学生在职业素质上应能够适应港口一线脏、苦、累、险的工作环境,具有较强的安全用电意识且遵守安全操作规程和规章制度,具有在完成设备维修和安装调试等工作的过程中与他人进行有效沟通合作的团队精神,能够自主学习港口电气新产品、新技术、新工艺。《电子技术》作为专业基础课,能够培养学生的安全用电意识,在教学过程中通过分组完成项目制作可以培养学生的团队协作意识。 三、课程教学目标 依据港口电气技术专业总体培养目标,我们确立了《电子技术》课程的整体目标是使学生通过该门课程的学习,能够根据给定的电路原理图完成典型的电子产品的装配、调试与故障检修。对应专业人才培养方案的知识、能力、素质要求,《电子技术》课程在知识目标、能力目标和素质目标分别培养学生掌握电子电路的装配、焊接、测试以及故障排除的方法,能选择并正确使用常用电子测量仪表完成基本电量的测量以及良好的安全用电和自我防范意识,能够自觉按照规章制度操作,具有良好的团队协作精神、查阅和整理相关技术资料的能力等[3]。 四、课程内容设计 校企合作制定课程标准,共同开发教学内容。针对港口电气技术专业特点,学校专职教师和企业的兼职教师共同分析《电子技术》课程所培养的职业知识、能力和素质要求,同时参照行业和企业对应的职业标准来编写课程标准和教材。在教学内容的选取上,着重强调对实践能力的培养,注重理论知识和实践技能的结合,对于与实际工作联系并不密切同时理论知识较强的相关内容进行了淡化,在安全作业规范、团队协作能力等方面的培养也提出了明确要求。课程内容体系重构,设计基于工作过程的学习项目。我们同企业共同编写了项目教材,在课程内容上对电子技术原有知识结构进行重新整合、续化,形成六个以真实工作过程的电子产品制作项目,六个学习项目分别为直流稳压电源制作实例、晶体管放大器制作实例、函数信号发生器制作实例、三人表决器制作实例、智力竞赛抢答器制作实例和数字钟制作实例[4]。在这六个学习项目中,既涵盖了以往传统课程的知识内容,又使学生在电子产品装配项目下学习,在完成相关工作任务的过程中学习了专业技能和基本知识,激发了学生的学习兴趣,培养了学生的创新思维,提高了学生的综合职业能力。在教学模式上,采用教、学、做一体化的教学模式,在整个教学过程中体现出以学生为主体,以教师为主导,实现在教中做,在做中学。 五、教学方法与手段 (一)教学方法 在《电子技术》课程教学过程中,我们采用了结合实物演示法、案例教学法、分组讨论法、计算机仿真法、实操法和角色扮演法等教学方法,以此提高课堂教学效果[5]。在实物演示法中,我们通过在课前事先用面包板搭建好成品电路进行演示,通过现象观察并激发学生的学习兴趣,同时使学生明确学习的目的以及最终实现的效果。在实操法中,我们将班级的同学分成4人一组,设组长一名,课前领取面包板、元器件和导线以及工作任务单,学生通过任务单明确任务,识读电路原理图,由组长进行分工,个行其责,通过仪器仪表正确地对发放的元器件进行质量检测与判别,利用面包板进行电路搭建,通电前的交叉检查,通电测试,如果电路出现故障能通过资料的查阅,利用仪表进行故障排查,最后进行成品的展示,小组之间相互评阅,教师总结点评。在计算机仿真法中,对于较难理解同时又非常重要的知识内容,我们通过Multisim电路仿真软件进行虚拟仿真,使学生加深对理论知识的理解与记忆[6]。 (二)教学手段 在教学手段上,我们通过校企合作共同制定课程标准、教学内容,以此满足企业对人才培养的需求。通过充分利用网络资源、论坛、现代化的信息技术手段为学生提供自主学习的网络平台,通过机房、实训室、多媒体教室实现教、学、做理实一体化教学,通过利用学生的社团活动、电气协会、电器“雷锋班”、创新设计指导学生参加技能大赛,利用业余时间为广大师生进行义务电器维修。总之,我们充分利用一切可以利用的资源,不拘一格,丰富教学手段。 六、教学条件 为了满足《电子技术》课程教学需求,在教师队伍建设上构建一支从年龄、学历、职称上结构合理的教学团队,加大教师教学能力提升与培养,一方面,组织教师参加各类国家、省级的骨干教师培训来提升教师的业务水平,更新教育理念;另一方面,组织教师定期到企业一线实践锻炼,深入企业与企业技术人员之中,共同参与解决生产实际中的技术难题。在学习新知识、新技术的同时提高自身的社会服务能力。同时学校配备了电子仿真实训室、焊接实训室、电子技术理实一体室等实验实训室,满足课程的实验实训教学需求。 七、课程考核 《电子技术》的课程考核注重过程考核,六个项目的综合成绩即为课程成绩,每个项目都由知识考核、能力考核、素质表现和成果展示四个部分构成。即每个学生每个项目的成绩由笔试成绩、实操成绩、项目制作过程中的素质表现成绩的个人成绩和最终小组的项目成果展示成绩组成,最后再将每个项目进行加权形成整个课程的最终成绩。课程的考核是港口电气技术专业人才培养中关于职业知识要求、职业能力要求和职业素质要求的充分体现。 八、结束语 《电子技术》课程在港口电气技术专业课程体系中起到了重要的基础性作用,培养了学生的基本知识、能力与素质,激发了学生的创新意识,对后续专业课程的学习起到了良好的铺垫作用。同时,也说明了《电子技术》课程在教学模式上中采用项目化教学是一条正确的道路。在今后的教学过程中,我们将不断总结与完善,加强项目化教学研究,推陈出新,开发更多与专业相关的教学项目,通过加强教师职业能力的培养来进一步提升教师的双师素质水平,在教学方法与手段上不断创新用以满足学生个性化发展需求。 作者:张斌 单位:青岛港湾职业技术学院电气工程系 电子电气论文:电气工程训练与电工电子技术应用 1电气工程训练与电工电子技术的教学现状 电气工程训练是当下电气工程教学的核心内容,而通过相关教学,增强的主要是每个学生对于专业技能、装备以及实验用具的运用能力,同时强化对于设备的维修能力。所以电气工程训练课程的重要性也由此体现,特别重点突出了实践应用的关键性。对于相关的教学流程,首先教师需要通过专业介绍强化学生对于专业认知度,其次了解实践学习的内容,即用电安全须知、电工电子技术基础内容以及实践动手内容等。然后进行多阶段训练:①基础阶段,初步了解电路基础知识与电子器件特性。②拓展阶段,强化相关知识的进阶,同时进行相应的创新,创新训练可以在学生了解完成基础阶段后就开展;最后需要对训练课程进行调整,特别是实践和理论的整合方面,很多教师在教学过程中往往存在重实践、轻理论,从而导致两者之间相辅相成的促进作用不够,甚至导致理论教学与实践教学脱节,对此,教师主要需要将电工电子技术进行拓展,从而保证与学生能够通过理论配合实践学习。教材选择上适宜较为基础的,应用较强的以及较为先进的教材,其中基础主要是指教材包含课程的基础理念、规则以及思想等等讲解;应用则是指所学知识能够与实际相联系,同时运用到实践操作中;而先进则是教材设计的知识要与目前时代以及主流技术相联系,保证知识理念的与时俱进。对于目前电气工程训练方面,大部分设置80个学时,划分为两类,其一主要是对基本电气控制手段进行教学,同时完成一些基础的操作教学;其二则是学会照明电路的安装以及调整,同时能够了解一般的电工技术知识。 2电气工程训练与电工电子技术实践教学缺陷 对于目前电气工程训练与电工电子技术实践教学而言,虽然已经具有一定的体系,但是由于教学设计方面的欠缺科学性,也让教学问题层出不穷,具体的问题主要可以分为两类,其一,教学配置欠缺科学性。很多学生课程安排往往不规律,特别是整个课程趋于前松后紧的趋势,也导致理论教学与实践训练出现脱节的问题。例如传统的电工训练,一般课程设置都是一周,而每次训练周计划项目主要集中在前三日,主要运用的是一般理论以及实践操作。其余两日主要是以创新为主,但是这样会导致学生学习出现问题,即前三日由于学习内容过多,导致神经长期处于紧张状态,到了后期突然的放松,会导致学习出现懈怠的情况,从而导致学生的行为受到影响,最终引发学习效率问题;其二,实践操作意义不大,特别是对于实际工作而言,所训练的项目的技术性和专业水平都比较低,例如电气工程训练的学习的主要内容涵盖了学习交流电动机控制线路,照明电路的配置等等,虽然表面看来具有较强的实用效果,但是教学内容所运用的电路已经落后于时代,缺乏与时俱进,急需要更新。 3电气工程训练与电工电子技术实践教学的措施 (1)教材方面的改革。对于教材来说,主要的改革可以从两个方面进行改革,即一方面,主要是对于目前训练实践的教材进行调整,即主要可以划分为四个教学阶段以及六大模块,首先四个阶段,含理论阶段、实践阶段、创新阶段以及制作阶段,此外,六大模块,可以包含初步认识、仪表运用、电路分析、线路板定制、组成以及配置、修理。而对于实践教材而言,四个教学阶段以及六大模块是密不可分的,而且教材的科学性能够提升学生整体的接受度;另一方面,教材知识的难度以及实践计划的变动,而变动过程尤其需要遵循两个原则,第一个原则是保证理论与实践有机契合,即两者互相参考,在理论教学中,着重于安全用电须知、元器件介绍、检查维修知识普及入手,同时提出与实践关联不大的内容,并且通过理论的巩固了解,让学生后期实践能够有足够的知识作为指导;第二个原则,主要是推行因材施教,例如一些学生在专业课程方面因为差异导致学习存在困难,则需要进行教材内容相应的调整,另外,即便是一些同类专业的学生,由于学习阶段的差异,也需要进行分类教学,同时选择正常的教学侧重点。 (2)教学方面的改革。对于教学方面的改革主要在于趣味性,即通过教学方法的多样性,让传统的理论知识得以趣味化,生动化,最后通过最简单的方法向学生展示,从而有效提升他们对知识的理念能力。例如:理论方面的教学,可以采用多媒体或者模型教学对传统的“一粉笔一节课”教学进行取代,同时利用多媒体的图片展示开展演示以及启示进阶教学,从而有效引导学生,提升他们对于学习的兴趣,另外在实践动作教学中,教师还可以采用示范教学,即手把手进行教学,有效提升学生的实践能力,同时持续对学生进行鼓舞和引导,强化他们的思想,从而让他们能够养成自我思考与自我拓展的习惯,同时保证团队合作精神的有效形成。此外,教学方面还需要遵循层次感,即可以将教学流程分为基础教学、进阶教学以及巩固教学三个方面,首先是基础教学,即通过知识转变为技能的质变,让学生通过技能的运用让他们能够充分了解自身知识方面的缺陷,同时了解理论学习的方向;其次是进阶学习,进阶学习的主要是以实践为主,特别是社会实践,例如进入企业定岗实习、校内实习基地实践等等;最后是巩固教学,巩固教学主要是对实践教学进行相应的拓展,主要可以通过学生内部的小组合作完成教学,即属于开放性学习的过程,而学生的关注焦点也不仅仅是学校内部的实训课程,还可以是校外的一些科研计划,从而提升学生自我学习自我创作的能力,对于他们未来的健康发展带来巨大的指导作用和价值。 (3)考核方面的改革。对于考核评估方面,同样需要遵循多样性,同时还根据学生能力和专业的差异,进而采用多样的教学手段,例如对于实践的目的以及方法进行调整,即根据学生能力的差异安排不同的评估标准,从而让学生在许可范围之内不断提升自我,最终满足与自身相匹配的目标需求,然后通过项目教学,让学生在学习中累计成就感,同时教师不断提升他们的目标标准,从而让他们不断提升自身能力,最终成为一名同时具备实践能力与理论水平的综合人才。 (4)激励方面的改革。对于教师来说,要提升学生的最终的学习效果可以通过学习任务的变动和奖励的调整进行相应的激励,特别是在实践学习中,教师可以通过学习任务的多样性,配合学生的竞争意识以及团队配合,完成相应的教学内容,而对于具有明显进步的学生要及时进行奖励激励,而对于无法完成任务的学生,则需要进行相应的指导。同时还可以在一些活动中加入激励措施,例如小组竞赛、个人竞赛等多样化的实践竞赛中了解相关的奖励方案,同时通过多角度进行落实,对于奖励的内容也进行丰富化,即包含证书奖励、奖品奖励以及奖金奖励等等,同时善于分析每个学生的优点,落实“人人有奖励”的思想,从而保证学生的自我价值以及自我意识都能在此刻形成,最终有效促进他们未来不断的发展和完善自身的能力和水平。 4结语 电气工程训练与电工电子技术应用,是实践性较强的科目,而要保证其具有良好的应用效果,需要完善相应的教学和学习内容,可以通过“四个改革”入手,即教材方面的改革、教学方面的改革、考核方面的改革,从而保证学生能够在有效的教学中获得足够的能力和素质,以利于未来的发展。 作者:程小卫 单位:西安汽车科技职业学院 电子电气论文:电气与电子综合课程设计改革 一、课程设计的内容 电气与电子课程设计内容,应该从简至难,由浅入深慢慢推进,训练的内容可按照以下三个阶段进行。1)基本技能。基本知识和基本技能是课程设计的基础部分,学生在这个阶段可以了解并掌握多种元件的工作原理和使用方法,这些都是学生后期进行设计、调试和测量电路的基础知识。因此,课程设计必须要涵盖一些基础性的题目。在基本技能训练阶段,可以安排组合逻辑、时序逻辑电路的实验,学生在设计过程中,可以增加对理论知识的理解,了解各芯片的工作原理以及信号间的时序关系,还能够掌握测试仪的使用方法。2)综合技能。不同的专业对电子设计的需求各不相同,致使传统的电子设计不具备较高的针对性。对于电子与电气综合设计,可以开设在三年级。因为在这个阶段,学生的主要课程已经结课,最需要的是如果将所学知识融会贯通、综合运用,使自己所学知识形成一个完整的体系。此外,学生在三年期间已经具备了实践操作的基本能力,比如一些数字电子技术实验、模拟电子等等,已经能够将基础的理论知识与实践相结合,在搭建电路、排除故障等方面已经能够独立完成。电子与电气设计还能够帮助学生确定工作方向,让学生根据自身的特长与优势进行选择岗,同时在课程设计过程中,学生对于自己所设计的方案有充分的理解,在此基础上对相关问题予以延伸,展开更深入的思考,为走上岗位打好夯实的基础。3)专业技能。强电是电气工程的专业特征,强化弱电是电气专业的发展方向。电气与电子综合课程设计要将强电与弱电相结合,因此在这个设计阶段,要开设具有专业特色的内容。为了能够避免与前两个阶段的内容有重复,可以选择大规模集成器件,形成不同的功能模块,通过积木式、模块化结构,让学生进一步提升操作能力,所设计的内容涵盖多个方面,如参数检测、传输处理、计算机控制等等。 二、课程设计方法 实践教学让学生从课堂所学到的理论知识得到实际的应用,展示学生的操作能力。在整个课题设计中,方案选择、电路分析、参数计算等方面必须要以理论设计为基础,之后选择正确的的测试方法,元件采用以及搭建电路。根据这个原则,可以选择多种实现方法。在电子技术快速发展的环境下,各种电子产品陆续推陈出新,缩短了电子产品更新换代的周期,随之增长的是新元件、器件的出现,它们也不断带来新的技术。这就要求学生能够与时俱进,及时掌握这些新知识,新技术。在电子与电气综合课程设计中,要摒弃落后的知识和技术,围绕教学目标制定成套的开发装置。实验在保留必要传统模式的基础上,做到与实际发展趋势相适应,结合先进电子技术的开发和应用,开设具有灵活性的设计实验,不仅能够激发学生的学习兴趣和学习主动性,还能够让引导学生的个性化发展。 三、结语 科技的不断进步致使信息时候扑面而来,电子信息课程设计是电子技术专业的重要部分,一方面可以提高教学质量,另一方面还能够让学生更加充分地了解并掌握到与时俱进的知识与技术,在巩固理论知道的同时提高动手和创新能力,为社会培养高素质的应用型人才。 作者:王蕊 单位:开滦高级技工学校 电子电气论文:电子电气实践教学对学生创新能力的培养 摘要:在现在的教育过程中,教学的方式主要包括两种:理论教学和时间教学。现在高校中,工科院系的教学方式中实践教学占据了重要的地位,是培养高校学生创新能力的重要举措之一。电子电气实践教学主要是培养应用型的人才。本文主要是结合现如今有关电气电子教学的现状以及存在的问题进行分析,并且探讨加强学生创新能力培养的途径与方法。 关键词:电子电气;实践教学;创新能力;培养;实验 在进行高校学生电子电气实践性教学的过程中,实验教学是其最基本的方法之一,实验的目的就是为了能够让学生将所学的理论知识能够很好的运用起来,不断提高学生的动手能力以及相关的科学实验素质,提高学生创新能力的培养。目前对于高校来讲如何能够在实践教学环节不断完善教学体系,培养出满足社会发展的应用型人才是现如今的关键 一、电子电气实验教学的现状 随着社会的不断发展,经济科技的不断提升,社会对于应用型人才的需求逐渐增加,但是现在高校有关电子电气教学的现状还存在一些问题。 (一)传统的重视理论教学的教学模式 当前,很多高校还存在着传统的教学模式以及教学理念,重视理论性的教学而忽视了实践性的教学,在进行有关电子电气的教学过程中,往往是根据理论的辅助教学的手段,教学的内容主要是对课本上所学的知识来进行验证。实验课中,实验步骤以及内容都是根据老师来决定,学生进行实验的时候,往往是“复制”老师的动作,按部就班来进行实验来得到所谓的实验结果。在整个实验过程中,学生缺乏思考的环节,缺乏创新的环节,整个过程会让学生感觉到无聊,缺乏学习的主动性,学习的积极性不高。这种教学的方式对于学生创新能力的培养来讲是起不到作用的。 (二)教学内容单一,陈旧 高校老师在进行电子电气试验的授课过程中,跟每个学生所布置的实验内容是相同的,没有考虑到每个学生之间的差异。一些实验内容不能够充分调动动手能力强的学生的学习的积极性,对于一些动手能力比较弱的学生来讲实验的完成时十分困难的,严重影响学生的学习自信心。在很多的高校实验内容来讲,整个的实验内容是陈旧单一的,更新的速度比较慢,实验的性质大多都是验证性的实验,对于一些综合性的,创新性的实验比较少,有关的实验要求以及实验内容与市场需求严重过脱节。 (三)实验教师力量比较薄弱 在很多高校的教学力量分配中,理论课老师以及实验老师是分开的。理论老师一般很少进实验室,实验课主要由实验老师来教授,在一定程度上,造成了理论教学与实践教学的脱节。并且在实验课老师中,年轻的教师占据的比例比较多,经验不足。 二、电气电子实践教学改革的方向 基于现如今高校有关教学的现状以及社会所需要的人才的发展情况而言,对于电子电气实践教学的改革是刻不容缓的。 (一)改变传统的教学体系 对于高校电子电气专业在进行教学体系的改革中,必须要以加强学生自主学习能力,实践创新能力为目标。具体的改革内容包括将实验课程分为两部分:课内实验和课外实验,实验由不同的模块构成。在进行课内实验的时候,课内实验主要是包括基础性的实验,创新性的实验以及综合性的实验;课外的实验包括自主选择实验项目以及科研项目两种。在整个的实验内容中,必须要涵盖电力,电子,仿真以及控制等相关的技术,满足市场对于人才的需求。在培养学生的基本实验技能的基础上,需要不断的激发学生的兴趣,鼓励学生自主的寻求实验课题,不仅给学生相对自由的实验环境,还要鼓励学生有相对自由的实验思想。在教学的过程中,要循序渐进,难度逐渐增加,不断提高学生的动手能力以及实践创新能力。 (二)改变教学方法 1、授课式教学。这种教学方式主要是针对一些基础实验进行的,实验的目的是为了培养学生基本的实验技能以及实验分析方法。在进行授课的过程中,学生主要是根据老师讲解的实验原理与实验步骤来进行,学生按照实验内容自主进行连线,调试知道能够自主账务整个实验原理以及实验分析方法。在实验的过程中,遇到不懂的问题需要老师来进行分析。通过这些基础的实验,主要是培养学生及本地实验技能。2、引导式教学。现如今,灌输式的教学模式已经不能满足时展的需求,互动引导式的教学模式已经成为了教学改革发展的趋势。老师在进行实验教学的过程中,可以先向学生下达实验任务,然后引导式的帮助学生思考如何进行实验框架的搭建,积极鼓励学生小组之间对同一问题的讨论、,在讨论中寻找最合适的实验方法。在这过程中,鼓励学生自主思考,不断去尝试不一样的想法,不断的培养学生的动手能力以及创新能力。 (三)鼓励学生参加学科竞赛 在高校中,有很多参加电子设计大赛,智能车设计奥赛的机会,这些大赛的实行是为了不断的提高学校的素质教育,培养大学生的实践创新能力与基本能力。参加这些大赛,不仅仅有助于学生工程实践能力的培养,而且有助于学生对于实际问题解决的能力。鼓励学生参加这些学科竞赛,可以培养学生的科研创新技能和创造性的精神。 (四)提高实验教师的教学技能 高素质的教学力量对于学生素质的提高起着重要的作用,是保证整个教学质量的挂件,打破理论教师与实验教师的界限,理论教师可以与实验教师一起来进行学生实验的教学。相关的实验老师需要不断的学习,了解新技术,新方法,不断的提高自身的业务能力。 三、小结 随着社会的不断发展与进步,社会对于应用型人才的需求不断的增加,现如今高校对于应用型人才的培养还存在一定的缺陷。本文主要就现如今高校对于电气电子实验教学中存在的缺陷以及以后的发展方向做简要介绍,以培养有创新能力的人才,希望读者对其有简单的了解。 作者:汪科 单位:湖南铁道职业技术学院牵引与动力学 电子电气论文:资源管理下的电子电气设备处理研究 【摘要】随着初期的殖民掠夺与工业革命浪潮在后发国家的发展,世界资源能源遭到了极大、极快速的开发与利用;一方面各个国家面对这种生存危机与困局正在开发新能源,另一方面,也从资源管理的角度,发明了诸多关于废旧资源的加收利用,以及无害化处理。以下就针对日益增多的废旧电子电气设备的资源管理及回收处理等问题展开具体讨论。 【关键词】资源管理;电子电气;设备处理;探析 自20世纪后半叶以来大力发展电子电气技术以来,因其研发速度与产品转化率越来越高,在更新换代的模式驱动之下,产生了数量庞大的WEEE-废弃电子电气设备,通常也称为电子垃圾,它是自城市化、工业产业发展以来,除生活垃圾、工业垃圾之后的最大污染源,既给自然环境造成了极大的污染,也因其毒害作用给人类的生存、生活带来了较大的影响与威胁。因此,近来来基于生态保护、环境改善的可持续发展的战略中提出了关于资源管理的新思维,希望借助这种回收利用方法实现对它的有效管理与处理。 一、电子电气设备特征 从资源管理的角度分析电子电气设备的基本特征,需要抓住其中的“废旧”属性,然后,按照种类、数量进行分析。以我国的环保局相关规定电子电气设备可以分为十大类。比如,在家电方面,就包括大型、小型两种;而在设备方面,则包括远程通讯设备、用户设备、电子信息技术设备、休闲运动设备;工具层面的电子电气工具、监视或控制工具工具玩具,医用设备装置以及电子玩具等。大类下设的小类也因其产品型号、体积、结构、功能、材料、元器件等不同而存有诸多差别。因此,从这种基本的分类分析,要实现对废旧电子电气设备的资源管理在很大程度上会带有相应的困难。从其主要特征分析,资源性、污染性并存。比如,以电脑、电视、电冰箱、洗衣机、空调等废弃物材料组成为例,其中既包括金属、塑料橡胶,也含有玻璃、气体,加上配套安装应用还涉及到纸类、布类、砂土以及其它材料等。而且目前运用罗多的电路板、显示器、灯管、电池等也因其存在诸多危害性金属因素,如铅、汞、砷、铬等会引起多样化污染。 二、处理现状 以当前的处理为现状观察,发达国家优于发展中国家。比如,在德国就根据小型工业、大中型工业设置了诸多加收处理公司,针对线路板、电池、显示器、机壳、电线等废旧电子电气进行人工智能方面的自动识别、拆分、熔炼等,由此也产生了以废旧垃圾处理为经济收益的相关产业。再如,日本在这个方面就以其《家用电器收回法》令其在电子电气方面针对废旧设备的处理率达到了80%到90%;从其采用的方法分析,包括对制造商进行勒令回收,对消费者进行废物投放管理,同时开发了针对WEEE的处理技术及工艺,有效的在投资后获得了收益。与此类电子电气工业发展程度相对较高的国家相比,中国在WEEE的资源管理方面相对较弱,其原因既有管理方面的不足、不重视,也存在技术瓶颈与环保问题较为严重的事实。现行的处理方法中基本上以个体有偿回收为主;其中包括人工拆解、低水平处理这种初级实践。而且,既使居住者能够提前做好分类,一旦投入到垃圾回收站,也会产生进一步的混合,从而造成分类的无效性。从主要的回收利用材料分析,以金属类回收较多,如铜、铁、铝、塑料等;但在毒害大、价值低的WEEE类型中,往往以丢弃、焚烧、酸浸处理居多。但是经过多年的初级发展,当前的中国在沿海一些国家,如广东、浙江等大省出现了一些大型WEEE回收处理中心,分布也越来越趋于合理化,而且聚烯烃的热解油化技术目前已经赢得了较好的市场反响;因此从未来的发展与公共卫生管理分析,其从回收处理到获得经济效益依然需要付出较多的努力。 三、关键技术 公民在环保方面的意识提升与自主性的环保分类与习惯养成属于一个系统工程,需要较长时间才能获得完善;但由于中国发展速度快、使用电子电气设备数量大,产生的垃圾较多;因此当务之急是面对WEEE在关键技术方面做一些努力。比如,在拆卸技术方面,首先要考虑到废旧电子电气设备的基本特征,并依此为据进行拆卸手段的选择;如根据连接方式、拆卸手段、拆卸对象就可以针对性的解决主要部件的拆卸问题。具体如在焊接连接方式中,就可以采用机械力切割手段,针对金属外壳、密封件等实施拆卸;而在粘接连接方式中,就可以借助化学方法或机械力对不同类型的标签、涂层加以处理;若是铅锡焊接宜通过机械力、加热,实现电子元件、电线之类材料的拆卸处理;至于焊接或插头、铆接等,则可以运用相适用的加热、剪割、机械力、切割等手段,完成设备外壳、电子元件及电线之类的拆卸等。再如,针对塑料材料、有毒金属则应该从回收处理、分离技术层面进行实践。以塑料材料回收为例,可以在拆卸的基础上,对其中占据30%左右的塑料材料进行种类细分,然后再利用填埋、焚烧、简单物再生等回收利用技术加以处理。但对于含有卤素阻燃剂、溴系阻燃剂依然缺少较有效的技术处理方法,因而建议这个方面加大研究力度;至于有害、有毒金属的分离处理要求做到无害化;由于常规的利益取向往往很难达到目标,建议借鉴德国ACCUREC集团的真空熔炼技术处理方法,并加强热化学处理方面的研究,以此提高分离回收率与经济效益。 四、结束语 面对日益严重的资源能源匮乏,以及人口数量的急剧增长,人类有有义务为其自身发展所产生的恶果而承担相应的责任。根据联合国在几届可持续发展大会上的报告可以了解到电子电气设备作为一种废弃垃圾产生了极大的生态破坏,因而面对当前的处境,既需要对这类垃圾的特点进行分析,也需要根据其中的材料组成、污染程度、危害等级等制定与之相匹配、相适应的处理方法,如拆分、分类、分离、回收利用、深度掩埋处理等。需要注意的是当前的废弃电子电气设备处理需要采取综合方法,从管理、垃圾分类、技术处理多个方面开展。因此建议制定一项符合公共卫生章程的综合型资源管理方案。 作者:吴浩湧 蒋其跃 陈冯进 单位:深圳远征技术有限公司 电子电气论文:废旧电子电气设备无害化技术分析 摘要:电子电气设备的飞速发展带动了世界信息化的进步,而且现在生活中处处是电子产品的身影,已经成为人们生活及工作中不可缺少的一部分。但是,在电子电气快速发展的同时也显现出了许多弊端,反过来给社会及人民带来不利的影响。经过电子电气设备长时间对人们生活的影响之下,越来越多的人开始意识到电子电气设备回收处理的重要性和必要性。所以为了减少其对环境和人们生活的侵害,各国开始了废旧电子设备的回收和重新利用的技术研究。本文通过废旧电子电气设备的现状,介绍几种处理技术,希望对废旧电子电气设备资源化及无害化起到一定作用。 【关键词】电子电气设备;现状;技术 随着电子电气设备已成为人们生活的必需品,所以随之产生了电子设备的对我们赖以生存的环境造成了极大的损害。而且大多数废旧电子电气设备中都含有很多危害严重的物质,给环境及社会生活造成相当不利的影响。所以,为了使废旧电子电气设备能够更加资源化与无害化,各国已加大对废旧电子资源的回收再利用技术的研发力度。本文通过提出一些废旧电子设备资源化及无害化技术,希望为改变其不利影响出一份力。 1我国现阶段废旧电子电气设备处理现状 由于电子电气产品更新速度太快,加上其使用寿命一般都不长,所以每年都会有大量的电子电气设备被淘汰,而且处理起来非常麻烦,所以造成了现在我国电子电气设备的处理现状。首先,电子产品的焚烧和填埋。因为现在电子电气设备都占用一定的空间,所以很多时候就通过焚烧和填埋的方式来减少废旧电器占用的空间。但是这种处理方法会使电子设备中所含的大量有害物质都排放出来,这样会给人们的生活带来严重的危害。比如电子设备中的有害物质污染地表土壤和水源等等都是直接威胁人们的身体安全和健康。同时电子设备的焚烧会产生很多含有有毒物质的烟尘,给环境造成严重的破坏。其次,是国家对废旧电子电气设备处理的法律制度不健全。现行的相关法律条例及国家政策对电子设备处理的管理并不专业,无法达到资源化和无害化的处理标准。加上现在使用的处理方法和技术并不规范,所以还是减少不了对环境和社会生活的不利危害。 2废旧电子电气设备资源化与无害化处理技术 2.1废旧设备的集中拆卸分类技术 大多数的电子产品都是按照产品种类型号进行批量生产的,所以拆卸起来并不麻烦。电子电气设备的拆卸和分类对其以后的资源化和无害化处理尤为重要,为随后的处理阶段顺利进行奠定了良好的基础。但是电子电气产品更新速度过快,所以其种类众多,而且有的产品结构在设计时并没有留下拆卸的余地。所以就需要将各地产生的废旧电子设备集中统一起来。通过使用通用多用途的工具对废旧电子产品进行拆卸和分类。这样可以大大的减少中间所消耗的人力和物力,灵活的使用不同种类电子废品的拆卸方法,提高废旧电子电气设备的规模化和资源化的拆卸分类效率。 2.2废旧设备回收再利用技术 在电子电气设备生产中,塑料的使用量是非常巨大的。一般电子产品的外壳、屏幕,装饰等等都是使用的塑料材料构成的。所以现在的热解反应技术应运而生,既避免了通过填埋和焚烧等方式造成的环境污染,也大大提高了热解反应之后材料的利用价值。真空热解技术现已在废旧的轮胎等橡胶类产品中应用起来。真空热解技术不仅可以降低反应过程中的温度,减少一些有害物质的产生而且在真空状态下操作不会收到外界气体的干扰,所以使其处理起来更加容易。在真空热解技术下的塑料回收物品可以分解生成高利用价值的材料,整个过程操作简单,产物清洁,极大的改善了废旧电子电气设备再利用过程中也产生污染的缺陷。 2.3废旧设备中有毒成分的剥离技术 在电子电气设备的内部材料使用中,通常采用的是各种金属材料。比如一些电路板、二极管和电池等等,都是使用了对环境危害极大的金属材料。而在这些材料回收再利用的过程中很难将其中的有毒物质剥离出来,而且一般的冶炼方法很容易使有毒物质的外泄对环境造成更严重的污染。所以采用真空熔炼技术来处理这些废旧电子电气设备就发挥着重要的作用。在真空条件下,根据不同的温度可以剥离不用的金属有害物质,还不会对外界环境造成污染。 3结论 在面对当今电子电气设备更新换代频繁,废旧电子设备数量剧增的形势下,通过利用行之有效的处理技术对废旧电子设备的回收再利用就显得尤为重要了。所以在严峻的形势下,更要加快技术创新的节奏以减少废旧电子设备给环境和人民社会生活带来的影响。然而这并不是朝夕可以完成的任务,同时还需要多方的支持。国家需要根据具体的废旧资源再利用的一系列完善的政策来保证废旧电子电气设备处理的顺利进行。另外电子生产企业放缓更新换代频率,广大消费者改变和控制自己的消费观念,减少电子废弃物的产生。这样才能实现我国电子电气设备的资源化和无害化进程,减少环境污染,保障人民生活。 作者:刘彬 电子电气论文:航空电子电气设备架的设计 摘要:随着社会的快速发展,在民用航空电子设备架中,设备的安装和设计是十分重要的。在具体工作中,需要对电子信息系统和电气设备进行糅合设计,同时,还要提升设备安装的精密度。这样做,就能全方位提高电子设备运行的可靠性。简要分析了设备安装在民用航空电子电气设备架中的设计,以期为日后的相关工作提供参考。 关键词:设备安装;民用航空;电气设备架;冷却系统 民用航空电子电气设备架的科学设计十分关键,它关系到航机的出行安全。在现在的电气设备架中,通常会采用多功能的设计方式完善其电气设备。同时,在电子系统的设计上,要保证其实用性和可靠性。而设备安装设计能够优化其性能,所以,在设备安装设计中,全面分析电子电气设备架是十分关键的。 1设备安装的主要技术要求 1.1维护可达性在早期的机载电子设备的设计阶段,要考虑设备维护初期的可达性。在安装了设备后,更容易更换,且容易接近。在安装的过程中,要有明确的标识,保证设备的外形尺寸、电气连接等各种相似的连接器不会轻易发生错误。对于设备架的各种设计,需要考虑为维修中可能用到的东西留出一定的空间,以便维护人员能够更换设备。因为在与设备相连接的各线束的连接点都有可能会发生故障,比如分里面上的转接插头和设备后部安装的插头。对于设备的安装设计,要想在排除故障时方便各连接点之间的相互接近,就要充分考虑电气各连接部分的内容,以实现可达性。1.2设备的电气连接设备中插头和线束的安装都被包含在设备的电气连接中。设备的安装、拆卸和插入的感应能力、连接器、接触器、电缆的连接关系和设备附件的安装要求等都是设备安装过程中必须考虑的问题。对于插头的安装位置,在安装线束时,需要考虑电缆的可维护性、设备的各项搭接的要求、维护工具的相关的使用标准等。1.3设备的冷却要求电子设备在温度过高的情况下,短时间内超过所规定的极限时会完全失效。所以,对于电子的安装问题,要考虑到电子设备的冷却要求。对于电子设备来说,强迫风冷是比较常用的冷却方式,通过气流将设备中的热量由下而上的转移至周围环境中,最后由周围的环境将热量吸走。一般情况下,单独冷却每个设备比在一个规定的环境中为所有的设备设计冷却系统要难得多。1.4振动和冲击考虑当机载电子设备处于工作状态时,在设备或架子没有被破坏的情况下,安装托架、设备层架、设备架等能够抵御各种冲击和振动。飞机与设备在连接中的冲击和振动位于设备的后部与底部以及设备连接处的前端紧固装置上。当设备加速运行时,会受到一个对于设备的反作用力,这样才能保持设备的平衡。一般情况下,设备架不是作为一个机身结构的放大器存在的,而是一个传递振动荷载的衰减装置。 2航空电子中电气设备架的设计 安装设备时使用的设备架用于将某些机械电子设备安装在飞机的相应特定位置上。一般情况下,装配设备的平台可用于设备架的设计,对于设备和设备中相关的机上线束,飞机上其他设备的连接平台和设备的冷却系统都可在这一平台上操作。设备架所占空间可以直接影响设备架的设计,设备的结构设计与相关的安装要求也可作为影响因素。设备架应设计为易接近、开放式的结构,使航空公司能比较方便地维修、维护架子上的设备,比如环境控制装置、机械部件、电连接器、线束和电缆等。在设计架子时,也要考虑维修过程中可能使用到的各种工具,进而为设备后部电连接器的维护、拆卸留有足够的空间。2.1设备架层架设计为了满足顾客的需求,可在所有设备中安装可容纳的基本构型,增加设备架的层架空间设备。通常情况下,应预留20%~30%的空间。因此,在设计各个夹层时,要按照设备架的超负荷状态来设计。当各类承受件的强度达到设备的全负荷状态时,将设备舱调至最大的向下加速度加载,不会出现变形的情况。架层中最远处的最大弯曲度不会干涉安装设备的下层。安装在设备质量之上的20%预留空间的状态是全负荷状态。同样,设备中的各类电连接器的安装空间位置都应该被考虑到。根据电连接器的形态来判定线束的长度,估算线束的直径和弯曲半径等,线束所需的安装空间位置。一般情况下,电连接器中会有2种不同的安装办法,即架子后部的安装支撑板配合安装的方法、托架安装的导轨和方法。设备中冷却空气的装置系统为层架,冷却系统中管路数的设置位置也应在设计时被考虑进去。在各个层架中将孔打开,可以调节各个架层上设备的气流。一般情况下,各个托架上的设备都有相似的开孔。对于所有的开孔,一般情况下,都需用盖子将其盖住,在需要使用时将盖子去掉,调节设备的气流即可。2.2设备架的电搭接设计空调管路的电搭接要求与安装位置、设备架的设计有关。设备、设备架的结构之间都可在电搭接的基础上采取必要的导电性措施,保证飞机系统结构的电气湿度,避免发生电击、静电释放、雷击等危害。同时,采取相应的措施能够在一定程度上抑制电磁干扰,并提供适当的回路给电源系统。另外,在设计电搭架的过程中,为了保证飞行安全,通常会采用静电安装方式来设计。而且其电压也会采用安全电压,从而有效保障乘客的安全。在设计过程中,应当明确规划电路的走向和集成方式,从而实现相应的搭接设计效果。2.3设备的线束安装在安装飞机的机载电子设备系统时,线束的连接是比较重要的一项工作。在安装设备时,可从设备前部安装线束,也可从设备背部安装。这两种方法各有利弊,而从设备前部安装线束时,可能会出现以下3种情况:①正面安装时,插头会承载设备在震动过程中产生的所有负载,可能会出现不可预料的后果;②虽然机场人员可以很方便地维护插头和电缆,但是,插头和电缆很容易被损坏,给同轴电缆的维护工作增加了难度,在一定程度上增加了工作人员的工作量;③电缆安装在设备的前部,不利于电缆的固定和绑扎。 3结束语 设备安装设计在民用航空电子电气设备架中的分析十分关键,它能够使航机的运行更加可靠。在设计过程中,要结合实际情况,分析其设备的特性,让设备的安装技术更加成熟。同时,还要不断完善架层设计和电搭接设计。最后,要科学、合理地安装线束,让航空电子电气设备架中设备安装设计达到理想的设计效果。 作者:姚尧 单位:中国民航飞行学院广汉分院 电子电气论文:电子技术对电气工程的应用 摘要:当今社会,伴随着科学技术的不断提高,我国全面进入到了信息化的时代,这样使得了越来越多的智能技术出现在了我们日常的工作和生活中,给我们的工作和生活带来了极大的便利。对电气工程来说,电子技术的应用不仅给人们带来了极大的便利,同时也促进了电气工程更好的发展。因此,对其应用进行相应的研究具有非常重要的现实意义。 【关键词】电子技术;电气工程;应用 对于建筑工程来说,确保电气工程的施工以及运行质量是非常重要的,因为电气工程的运行质量直接影响着整个建筑工程的质量,只有这好了这方面的工作,才能使建筑工程具有更高的质量保证。而电子技术的应用,在很大程度上提高了电气工程的运行效率和运行质量,因此值得进一步推广和研究。 1电子技术的应用优势 1.1能够实现全天候全方位监控 对于比较大型的建筑工程来说,它虽然建筑功能非常的丰富,但是其内部结构也非常的复杂,作为其组成部分的电气系统,也具有复杂性的特点,并且随着时代的发展复杂程度还在不断增加,从而就促使了安全事故的发生,也造成工作人员没有办法对故障问题进行排除,进而造成管理质量大大降低。针对这种情况,运用电子技术能够很好的解决问题,因为这一技术的运用能够对整个建筑工程进行有效监控,这样既保证了信息的准确性、时效性,也可以将控制机下达的指令传输到子系统中,以保证电气工程更好的运行。 1.2能及时有效控制输出指令 电子技术的运用,还能对建筑电气工程的输出指令进行有效的控制,以防出现指令输出错误的现象出现,进而有效的保证电气工程更加高效的运行。不过在开始设计建筑的时候,要对整体性功能进行充分考虑,并且尽量将智能化理念与设计相结合。 1.3能实现无人化操控 以前在对电气工程进行控制的时候,需要经过人工操作来进行,这样往往会因为人为方面的因素造成一些不必要的事故发生。而电子技术的运用,能够对电气工程实行无人化的控制,并且能够对影响电气工程运行质量的各方面因素进行准确度的控制,进而确保电气设备的稳定运行。 2电子技术在建筑电气工程中的应用 2.1自动化控制 电子技术的应用,是为了给人们提供更加便利的生活,因此将电子技术应用到电气工程中,就一定要实现自动化控制的目的。而要想实现这一目的,就必须要对电气工程中的各种设备进行精准的定位,目前的电子技术中一般都是采用GPS技术来进行定位的。之后,需要将这些定位采集到的信息传递给对应的控制计算机,从而使得各个部门之间对采集到的信息进行更好的分享,一般所采用的传递方法是通过利用传感技术来实现的。最后,当控制计算机接收到相应的信息之后,会对采集的数据进行有效的对比分析,同时作为管理人员应该将分析的结果与工程开始设置的系统数据进行对比分析,随后将运行的实际数据进行自动化控制。 2.2诊断机器设备故障 电气设施具有鲜明的特征,即复杂性、不确定性以及非线性,应用电子技术,能够有效提升故障诊断准确率。但是,当电气自动化运行时,电气设备会有一定的故障产生,如处理不当,也会引发其他故障,由此,不应该只依靠电子技术支持设备运行,还应该合理应用人工智能技术,以便在机器设备出现故障时,能够及时进行检查维修,保证电气自动化的正常运行。例如,借助电子技术能够有效分析变压器渗漏气体,并及时找到变压器故障位置的大致范围,再利用智能化技术做好详细检测,将检查的范围缩至最小,加快故障诊断。此外,在对电动机以及发电机故障检修时,利用电子技术与人工智能相结合的方式,能够使故障诊断准确率得到大幅度提升。 2.3实现无功补偿 (1)要想更好的实现无功补偿,需要在选择相应的设备时,根据实际情况来选择最为合适的无功补偿设备。例如,在进行无功补偿的时候,如果是运用电容器设备来完成,不仅首先需要弄清楚电网中的电压容量,同时还需要清楚地知道其实际的负荷,这样才能确保所选择出来的电容器的电容量最佳(2)在进行无功补偿的时候,一般有两种补偿方式以供选择:第一种补偿方式是进行动态的补偿,这种补偿方式主要是针对电网负荷较大的情况来实现补偿的。还有一种补偿方式叫做静态补偿,这种补偿方式是针对电网负荷较小的情况来实施补偿的。具体选择哪种补偿方式,需要相应的技术人员根据实际情况来确定。(3)要想使无功补偿的补偿效果更好,还需要选择合适的投切方法。经过相应的研究表明,最为合适的投切方法就是模糊投切法,这种方法不仅安装非常的方便,而且补偿效果也非常的好。 2.4电气设备优化设计 为了使建筑电气工程能够更好地运行,往往还需要对相应的电气设备进行优化设计。运用智能化技术,能够使得电气设备的优化设计工作做得更好,其应用优势主要有以下几点:(1)在对电气设备进行优化设计的时候,电子技术的第一个应用优势就是智能化算法,不仅能够使得相应的计算工作更加便捷,同时还能有效的保证计算结果的准确性。这是计算方法主要通过总结出达尔文的生物进化原理来实现的。在实际的应用和计算中,可以运用该规律进行搜索,并且对这种系统存在的问题进行改进和优化。(2)电子技术专家系统能够检测出电气设备中存在的隐患和缺陷,采用科学的方法对其进行论证分析,尽可能的保证该系统能正常稳定的运行。运用电子技术,能够将电子技术和智能专家系统进行有效的结合,并且将两种方法的优势进行相互补充,从而促使电气设备能够得到很好的优化。 3结束语 综上所述,在电气工程运行的过程中,对电子技术进行合理地利用具有非常大的意义。不过随着时代的不断发展,要想使电子技术永远保持相应的先进性,需要相关人员在今后的工作中多对其进行研究和创新,从而使其能够更好地为建筑电气工程运行服务,推动我国电气行业更好的发展。 作者:翟玉明 电子电气论文:机械电子设备中电气干扰的措施 1电气干扰产生原因及其传播途径 1.1电源干扰和电磁干扰 机械电子设备在应用过程中,受到的干扰主要有电源和电磁干扰两种。电源干扰的种类有很多,变化性也较强。电源干扰从干扰原理上进行区分,可分为共模干扰和差模干扰两种。共模干扰是指由于干扰电压在信号线和信号地线上的幅度相同,导致干扰电流在导线与参考物体中构成的回路中流动,给机械电子设备带来的干扰。差模干扰则是指干扰电压存在与信号线及信号地线之间,并形成干扰电流回路,对机械电子设备带来的干扰。电源干扰会导致机械电子设备产生较大的运行波动,影响机械电子设备的精度和运行稳定性。电磁干扰是指由于电磁辐射干扰电缆信号,并降低信号完好性的电子噪音干扰。电磁干扰是机械电子设备应用中面临的常见干扰源。电磁干扰会以传导和辐射两种形式对电子设备产生影响,而在这两种干扰形式中,辐射又是最为常见的干扰模式。在进行机械电子设备的设计和安装使用中,必须要对电磁干扰进行预防,避免电磁干扰给设备运营带来影响[1]。 1.2干扰的传播途径 电源干扰是由于电压产生电流干扰机械设备的运行,因此其传播是需要通过导线进行的。由于电源干扰发电压较小,因此电源干扰会随着导线的延长而逐渐减小。但是,电源干扰发生过程中由于电流具有波动性,由于电磁感应原理,会对周围的空间产生一定的波动性电磁干扰,这种电磁干扰也会影响机械电子设备的稳定性。电磁干扰的传播途径主要有导线传播与空间场传播两种。在机械电子设备使用中,经常会处于电磁干扰场中。干扰信号会以波的形式在设备空间内传播,因此空间场传播是电磁干扰的主要传播途径。 2排除电气干扰的措施 2.1滤波器抗干扰 在受电源干扰严重的机械电子设备使用中,一般会在电源端安装滤波器,减弱电源干扰对机械电子设备运行稳定性的影响。滤波器是一种由电容、电感和电阻组成的滤波电路,使用滤波器可以有效的滤除电源线中的某频率的干扰信号,从而保证电源信号的稳定性,降低电源对机械电子设备的电气干扰。 2.2电气隔离抗干扰 导线是电源和电磁干扰的主要传播途径,在以电源线、信号线、控制线对机械电子设备的干扰影响了机械电子设备的平稳运营时,可以采用电气隔离的方式,将电子设备的导线与设备进行隔离,避免电气干扰对机械电子设备运行稳定性的影响。一般在应用电气隔离抗干扰时用到的主要设备有脉冲变压器或光电器件,对于模拟输入信号干扰的隔离则可使用隔离放大器对主、回路信号进行处理。 2.3屏蔽抗干扰 屏蔽抗干扰是抗电磁干扰的重要方法,屏蔽抗干扰就是在机械电子设备周围设计一个全封闭壳体,限制设备的电磁能力对周围设备的干扰,同时防止外界的干扰对壳体内部的机电设备运行稳定性影响。由于电子设备在生产生活中的广泛应用,目前屏蔽抗干扰已经成为对抗电磁干扰的常用方法。随着不同干扰环境对屏蔽抗干扰的需要,这种抗干扰的方法还发展出许多不同的抗干扰措施。例如静电屏蔽、双层屏蔽、编制屏蔽、金属隔网屏蔽等。屏蔽抗干扰能够有效的排除各种电磁干扰,对低频磁场干扰的排除效果尤为显著。为了能够将干扰信号控制在磁阻相当小的屏蔽体内,可以使用高导磁材料对干扰信号进行屏蔽。在抗干扰工程中,高导磁材料通常会被用来制作复合屏蔽电缆,这种复合屏蔽电缆通常包含3层:最里层是铜质电磁屏蔽层,内层是磁导率高的铁磁材料,最外层则是高饱和低磁导率的铁磁材料。这样一来,干扰信号就会被一层一层地消耗掉,最终能够传输到设备的干扰磁场就十分微弱了[2]。 2.4接地抗干扰 有效的接地是保证机械电子设备工作稳定性和设备安全的重要因素,接地抗干扰不仅能够有效的避免电源干扰给机械电子设备带来的影响,还能够避免偶发电压冲击给机电设备带来的冲击危害。接地抗干扰系统包含系统第、屏蔽地、交流地和保护地等,如果接地系统比较混乱,不仅会影响设备的正常运行,还会威胁到机械电子设备的安全。机械电子设备的地线一般应包含3条不同种类,其中一条用于连接机壳,它应该与交流电源的地线相连接;一条用于与电动机及继电器等设备相连,它又叫做噪声地线;第三条用于与信号设备和数字接收器相连接,它也被叫做信号地线。在机械电子设备使用交流电源为供电电源的情况下,为了避免由于公共地线电位不均而产生干扰源,应该将保护地线与电源地线进行连接。 3结语 21世纪以来,人类已经步入信息化社会,在信息化社会中,机械电子设备的使用尤其普遍。为了保证机械电子设备的运行稳定性,在使用机械电子设备时,一定选择合理有效的措施排除机械电子设备受电气干扰的影响。在选择机械电子设备抗干扰措施时,要根据现场机械电子设备受到干扰的类型和特点进行合理选择,并采用多种抗干扰措施相结合的方式,将机械电子设备所受到的干扰降到最低,保证机械电子设备能够为社会的发展和进步做出更大的贡献。 作者:王铭宇 单位:成都七中2013级5班 电子电气论文:船舶电子电气工程实践教学 1现有船舶电子电气工程专业实践教学中存在的问题 1.1实践教学应试性强,实践教学课程设置不到位 尽管目前大多数航海类高校都能认识到实践教学对船舶电子电气员船上工作的重要性,并在制定教学计划时明显增加一些实践教学课程的课时,但是很多实践课程是虚设的。在船舶电子电气工程专业实践教学课程的安排上很多院校存在着侧重理论知识、实践内容的训练方面薄弱,侧重固定的评估考试题卡、缺乏对学生实践能力的培养;缺乏培养学生实际操作能力和应用知识分析故障、排除故障能力的系统规划。加之马尼拉修正案要求船舶上强制增设船舶电子电气员岗位,很多航海类院校需要根据公约对船舶电子电气员岗位培养的要求改变实践教学课程设置,实践教学内容被进一步被动改变,很多实践教学课程和环节无法做到和船上实际情况相符。这些原因不可避免地导致了学生的专业理论与海事局评估实训要求脱节,学生的创新意识与分析解决实际故障能力不强[2]。 1.2实践教学的方法和手段落后,学生实践能力的培养欠缺 目前国内的船舶电子电气工程专业的实践教学中,普遍的做法是,在实训授课中,教师首先会把与实训题卡相关的理论知识讲给大家,以此来做铺垫,然后授课教师会将题卡的内容教授给学生,再给大家实际操作进行演示,最后把完成题卡需要注意的问题、评估考点,甚至包括每一评估题卡评估考官可能提问的问题都讲授给学生。这种情况下,学生在进行实际操作时,完全是在教师指定的情况下,机械地完成题卡内容,学生缺少或者说根本不需要主动积极的思考。然而评估考试时一旦考官提出与题卡相关但教师上课并没有涉及的问题时,学生就会不知所措,其结果只能是学生的独立思考性被日渐消蚀,动手能力较差。 1.3主管机关对电子电气员评估体系建设不完善,教学难度大 从海事局电子电气员评估体系来看,很多评估项目不注重营造实训创新的环境,没有制定新的针对性强的实训教学考核办法和考核标准。而航海类院校现在采用的评估体系,是一种以评估成绩合格认定为满足岗位适任要求为主的人才培养考核评价体系。 2船舶电子电气工程专业实践教学的几点建议 2.1借鉴电子电气员IMO示范课程完善实践课程中的薄弱环节 IMO示范课程实训部分更侧重电气控制、电子技术的应用与修理,对通信导航技术在实训中对设备的维护修理提了要求,而实训大纲中对通信导航系统的要求偏高偏多。IMO的规定与实际船公司对电子电气员的要求更贴近一些。传统实训方式下电子电气员所掌握的实际解决故障能力已经难以满足航运企业对电子电气员的要求,因此了解当前航运企业对电子电气员的具体技能要求并针对要求更改实训内容是电子电气员实践教学的重要部分。适当修改实训大纲,加强电子电气、电力电子、船舶电站、甲板电控设备的实训、船舶计算机及其网络等的教学和培训,适当减少通信导航设备的课程。加强中压电力系统和电气设备的维护和修理,适当调整通讯导航的原理实训,使之更侧重维修与保养操作。 2.2合理规划认识性实习,提高学生对专业课程的总体把握 认识实习是实践教学计划重要部分,它是培养学生学习兴趣,明确学习目的的重要实践教学环节,并为以后专业课学习拓展理论知识,增加感性认识。船舶电子电气工程专业认识性实习应主要了解船舶总体结构、各主要电气设备和系统及相互间的关系,这就需要安排学生到实船上进行认识实习,所以建立稳定的实习基地是保证认识实习教学效果的首要任务。认识性实习前应该根据实纲编制实习任务书,使学生了解需要重点进行的一些基本电气设备维修和设备操作技能训练内容,提高学生的认识实习兴趣,并布置学生每天写实习日记,最后完成认识实习报告,通过实操训练了解作为一个电子电气员在船上大致应该做什么、怎样做,这样才能为进一步的专业知识学习与实践能力提高指明方向[3]。 2.3划分实操训练功能模块,采取项目化模拟情景教学 根据学生认知的规律和船舶轮机模拟器及驾驶台模拟器的组成特点,将课程内容划分为若干与主干专业课程相关的功能模块,如主机工作站、辅机工作站、船舶电站、架机联系与集中报警工作站、通讯导航工作站等训练模块。学生通过对每个模块的训练,对比模块之间的差别与联系,提高对该模块所涉及的基本理论知识的理解和学习进而提高学生实践能力。在实训授课过程中,将实训题卡进行“项目化”教学,进行情景模拟,使实训更真实。如在船舶电站模块的实训中,通过设置“自动电站的手动操作”和“常规电站发电柴油机机械故障导致全船失电的应急处理”等具体项目现实工作情境的模拟训练。这种教学组织形式在教学过程中每个“项目”是由小组通过分工协作来共同实现,这就有助于培养学生团队协作的能力,提高学生的沟通协调能力,充分发挥学生责任感和主人翁精神的养成,有利于激发学生学习的主动性和创造性[4]。 总之,船舶电气专业的教育目标是培养出既符合《STCW公约马尼拉修正案》船舶电子电气员岗位能力的要求,又具备实践能力和创新能力的实用型人才。这不仅要重视硬件的实训室仪器设备的建设,还要兼顾到实训教学体系完善、实训教学方法更新和教师实践教学能力培训等工作。实践教学是一项长期、艰巨的工程,是综合系统化的工程,只有与理论教学协调发展,才能培养出高素质航运应用型人才。 作者:刘洋 王波 单位:山东交通学院海运学院 电子电气论文:汽车总装电子电气工艺设计模式 一、汽车总装电子电气的特点 现在汽车总装电子电气系统不仅能够满足零件的标准化,同时也满足一些配置的特殊化功能的需求。但是现在,这些已经不能够满足这个飞速发展的社会,已经对汽车总装方面的方案提出了一个新的标准。首先应该将电控单元硬件标准化,再者就是可以按照订单上的一些要求来进行现场软件植入,在这些软件植入之后,可以对电控单元之中的参数进行设置,以此来让每一辆车在配置上达到提样的标准。 二、对工艺设计模式上的开发 首先就是设备型的设计模式,这种模式是在与一些其他工业设备派和起来使用的,它是由工艺设计人员在工艺编程系统当中来完成的。这个设备是工业设备系统的一个辅助设备,它是一个接收主机信息,进而反应信息的一个设备。还有一个就是进化型工艺设计模式,这个模式主要是针对一些比较简单的工艺操作的,在这个模式中,工艺人员需要采取上面所说的辅助设备,来获取车辆的信息的,然后进行操作的。还有就是最后一个返修性工艺设计模式。这个模式针对的是电子电气返修工艺上,对电子电气故障的返修处理。 三、工艺流程上的设计开发 1、在整个车辆叫进行装配完成后,在电气系统第一次通电之后,要对车载系统电子电气进行初始化操作,只有在完成了初始化操作之后才能对车进行首次启动。在进行初始化操作的时候,要注意到几个方面,就是要注意一些对电控单元的一个激活,还有就是对防盗安全系统在进行初始化之后,要检查一下防盗安全系统是否处于一个激活状态,是否有效。 2、四轮定位仪和前束调整台,四轮定位仪是用来对汽车方向性检测调整的一种设备,如果车辆在高速行驶的时候,会减少轮胎的磨损,对车辆有一定的操控性。这个主要是检测前后车轮的一个前束和外倾,校正方向盘。前速调整台是对汽车前轮侧滑检测的一个保障,它是动态检测调整车辆前束的。对于有些车型上是配备了车胜电子稳定系统的。这要利用车辆的前束调整台在完成前束调整时的一个标准的几何领围状态。然后记录下这个零位值,以此来保证电子电气系统的稳定,在车载系统电子电气初始化操作没有完成前,因为这个系统还没有正常的运行,所一中间会出现一些错误,这些错误也会被记录下来。对于这些错误的信息,为了以后的检测的准确性,这些错误是要删除的。 3、电检是对车辆进行电子电气故障检查的一个重要工序,这道工序做得好坏,对车辆的质量来说,是一个非常重要的方面。所以对生产装好要出场的的车辆都要进行电检,不能遗漏任何一辆。在对硬件和电控单元检验室要保持其统一性,再者就是还要对点检结果进行一个总体上的分析,方便以后工作上的进一步改进。接下来的这一步就是车辆的入库了。因为车辆一旦入库之后,可能会长时间不用,这样就必须把车辆调到省电模式,对于这些比较简单的操作,采用的是简化型的工艺设计模式的方案。 4、最后一个就是电子电气的返修。车辆在生产中出现一些故障是很正常的,对于各个故障都要进行返修。返修是要利用一些诊断工具来进行故障处理的。在完成最后的装配工作之后,一定要对一些工序在电子电气上进行静态和动态的检查。如果有什么故障,立即进行返修。 四、结束语 综上所述,汽车总装电子电气工艺设计模式和流程的开发对我国汽车工业发展有着至关重要的作用,同时对我国经济的发展也有着决定性的作用。本文对汽车总装电子电气工艺设计模式和流程的开发进行了分析和研究,包括:汽车总装电子电气的特点,对工艺设计模式上的开发,工艺流程上的设计开发。笔者希望能够有更多的有志之士能够投身到这个课题的研究当中,望能够指出笔者在文中的不足之处,同时能够开发出更好的汽车总装电子电气工艺设计模式和流程,为我国的汽车工业做出一份应有的贡献。 作者:卢从娟 单位:重庆交通大学机电与汽车工程学院 电子电气论文:电气工程及电子技术的应用 1我国电气工程实训的现状和目标 电气工程训练的开展,对学生实践能力的提高是非常重要的,它可以培养学生的专业能力和实际应用能力,管理能力等。高等院校开展电气工程训练的主要目标是让学生通过实际的工程环境,让学生可以很好的掌握电气工程过程的基本要求和操作过程。安全用电常识,电工电子技术知识,实际操作技能是电气工程训练的基本内容。为了成为一名合格的工科生,应该拥有牢固的理论知识与实践技术,具备电气应用的实际技能与加工工艺。学院应该重视对学生电子电气方面的训练,这样才能满足学生在实际运用中需要的技能。 2电工电子技术在实践中的应用现状 由于社会经济的发展,电工电子技术在生活中得到更加广泛的应用,作为实用性很强的一门科目,电工电子技术的实践也是学院在课程设计中应该考虑的,保证学生在学习理论知识的同时,也使思维,观察,学习,探索能力等得到提升,为以后的就业打下基础。电工电子技术具有以下特性基础性,先进性,应用性等,这对电工电子技术的教学开展提出了几点要求,一是为电子电工类的学生学习这方面知识打下基础,二是,电工电子技术要求学生从实际出发,与理论相结合,培养学生的综合能力。三是课程内容和教学体系要与实际相结合,适应时代的发展。 3电工电子技术的实践方式和内容 3.1电工电子技术实践的内容 电工电子技术课程的主要内容是,一是电路基础知识与分析方式,主要是对直流电路,交流电路等的分析,二是电机和控制部分,主要是电磁学基础知识,变压器的工作原理等,三是电子技术部分,主要是模拟电子技术,数字电子技术。电工电子技术课程的内容是与方法能力,社会能力,专业能力一样重要。 3.2电工电子技术教学的三个层次 电工电子技术课程教学主要又三个层次的问题,一是对基础实训内容重要性的强调。基础实训是培养学生个性能力的重要条件。学生可以将抽象的理论知识用实践具体化,通过实践课程的锻炼提高学生自身的技能。二是加强对工程应用与设计的实践。技能的掌握是具有长期性,学生需要自主创新,将所学到的知识与实践能力想结合。摆脱传统的教学模式。三是要实施开放式教学方式。教师应该在教学的过程中,对学生进行鼓励,提倡共同合作,让学生可以真正的参与到电工电子实践中。 4电工电子技术实践课程体系的改革 (1)目的明确,实训的目的是实用性,使学生可以在以后的生活中熟练的运用所学到的知识,为了很好的达到教学目的,所以在学习的开始应该让学生了解并且明确自己的学习目的,这样学生才能很好的掌握所学的知识。(2)观念转变,课程体系要与实际情况相结合,传统的教学体系是不够完善的,这种教学体系主要是依据教材的理论知识框架开展的,虽然强调了知识体系的完整性和连续性,但是却不能突出重点,因此课程体系的改革是必要的,要转变观念,构建出与实际情况相符合的课程体系。 5电子电气工程的实践方法 电子电气工程实践可以分为以下四个部分,设计性实验、分析检测实验、综合实验、工艺操作性实践。其主要采用的教学模式是项目化,对每个项目的产品都要求具有通用和简单的特点,还应该具有直观性,可以将抽象的理论知识具象化,让学生可以很好的了解知识,掌握实践技能。 6电子电气工程实践的原则 (1)电子电气工程实践在进行课程安排时,主要应该包括现代电气电子工程技术的方方面面内容,要通过大量的综合性实践,提高学生的工程实践能力,使学生可以更好的掌握理论知识。(2)电子电气工程实践具有时代性,其内容,结构、功能都应该与时代的发展相结合,要与工业生产的实际需要结合,才能保证电子电气工程得到很好的开展。(3)电子工艺、电气装配实习等是训练的项目,实践项目的重点主要包括检测,控制、设计、制作、调试等,通过对这些综合性内容的训练,可以使学生的实践和创新能力得到提高。(4)电子电气工程实践应该建设成为一种学生可以参加科技活动的平台,为学生的课外活动和技能竞赛的开展提供条件。 7结语 目前的社会竞争压力非常大,综合性的、实践动手能力强的人是社会迫切需要的,在这里笔者对电气工程与电工电子技术应用的特点进行了分析,推广新颖的教学理念和完善的教学体系,旨在培养出满足国家电气电工类需要的综合性人才。 作者:闫曼 单位:重庆旅游职业学院
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。
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。
软件和集成电路产业布局的问题及对策: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。 软件和集成电路产业布局的问题及对策:新世纪的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着。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着的特点: (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256M DRAM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。 软件和集成电路产业布局的问题及对策:我国软件和集成电路产业布局和结构的现状、问题及对策 一、布局和结构的现状 我国软件和IC产业地区间发展差异显著,企业集中分布在经济文化相对发达的京津环渤海、长三角和珠三角地区。全国85%的软件产业和95%以上的IC产业的销售收入集中在这三个地区。中西部地区软件和IC产业,依赖个别省市中心城市,如西安、成都、长沙和武汉等的带动。 在软件业方面。北京的产业规模位居全国首位,企业产值和就业人数占全国总量的1/3,加上天津和大连,初步形成了环渤海湾软件产业带。广东(主要是深圳)的软件业仅次于北京。上海、浙江、山东3省市软件产业规模相当。以上7省市软件业销售收入占全国的比重超过75%。 在IC产业方面。长三角地区是国内最主要的IC基地,聚集了全国近1/2的IC设计企业和制造企业以及4/5的封装测试企业。京津环渤海地区在IC研发、设计和制造领域,拥有与长三角地区规模相当的产业基础。珠三角地区依托强大的计算机产品制造能力,形成了有一定特色的IC设计企业群。2004年,我国IC产业销售收入在长三角、京津环渤海和珠三角地区的分布情况大致是60%、30%和5%。 近年来,在有关政策推动下,软件和IC企业集群效应日益显现。大企业集中分布在城市基础设施与产业配套基础好、科研机构和高等院校相对集中、软件人才相对密集、有一定技术能力储备与市场规模优势的中心城市。在北京、天津、大连、沈阳、上海、杭州、无锡、苏州、南京、济南、厦门、深圳、珠海、香港、广州和中西部个别城市,初步形成了一批初具规模和各有特色的软件和IC产业群。 二、存在的问题 2004年,我国软件市场占世界软件市场的份额,从1999年的1%提高为3%,规模为2424亿元;IC市场规模为2908亿元,仅次于美国、日本,约占世界市场份额的1/5。 我国软件和IC产业规模与市场需求规模不协调。国内企业规模小,生产集中度低,大多聚集在产业链的下游或低技术、低附加值的环节,在资金与技术密集的关键领域发展严重不足。这些问题,使国内软件和IC产业并没有从近年来市场需求的快速扩张中获得应有的益处,其落后局面尚未得到根本改变,国内市场需求仍然高度依赖进口和外资企业来满足。 (一)软件业 1.软件业比重偏低。从软硬件产业构成关系看,我国软件业与硬件规模的比例关系是1∶2,而在信息产业发达的国家,其比例关系一般不低于1∶1。美国正好与我国相反,软件业规模是硬件业规模的2倍。 2.软件产品的本国供应率偏低。国产软件产品占我国软件产品市场的份额为1/3。而在软件强国美国,本国企业软件产品的自给率高达97%;与我国软件业规模相当的韩国,这一比率也高于50%。 3.关键领域的自主研发严重不足。软件产品分为系统软件、支撑软件和应用软件。长期以来,国内企业在应用软件领域发展迅速,但在系统软件、支撑软件的关键技术领域,始终没有形成完整系统和拥有自主知识产权的产品。在这种格局下,一方面,国内企业在应用软件领域的竞争优势地位,有助于推动软件业规模的扩张;另一方面,国内企业在系统软件、支撑软件领域的竞争弱势地位,又决定了我国软件业一时还难以摆脱受制于人、技术创新乏力和盈利能力差的局面。 4.企业数量众多,规模小,独立软件开发企业发展慢。近几年,我国软件企业数量增长较快;新的问题是出现了大量规模小、技术层次低、在产业链低端重复竞争的小企业。在逾万家软件企业中,员工数在250人以下的占90%。另一方面,迄今为止我国还没有营业额达数亿美元的大型软件企业。软件业百强中排名前列的都不是纯粹的软件公司,而是华为、中兴、海信、海尔这样的电子与通信制造企业。2004年,我国的独立软件开发企业中,只有中软一家营业额超过1亿美元,近5000家独立软件开发企业营业总额为240亿元人民币,平均每家的营业额不足500万元。许多软件企业因规模不经济,存在劳动生产率低和盈利能力弱的问题。 (二)IC产业 1.与软件业相比,我国IC产业的特点是市场需求规模更大,自给供应能力更弱。从产量上看,国产IC产品仅能满足25―30%的国内市场需求;且国产的多为低端低价的产品,大量IC产品需要出口到海外进行再设计和加工。这使得我国IC产业呈现“大进大出”的特点。从产值上看,国产IC占我国市场销售收入的比重不超过20%,国内市场所需的IC产品80%以上需要进口,尤其是高技术的核心芯片,完全依赖进口。 2.产业内各环节比例关系不合理,IC设计发展滞后。在IC产业链上,有设计、制造和封装测试3个环节。2004年,三类行业占我国IC产业的比重分别是15%、30%和55%。与IC产业发达的国家和地区相比,我国IC封装测试业所占比重高,上游的设计、制造所占比重低。2000―2004年的5年间,我国IC产业投资额为100亿美元,超过自建国以来至上个世纪末IC产业投资总额的4倍,但这些投资增量的绝大部分,投入了IC制造和封装测试领域。伴随这批投资陆续批量化生产,我国IC制造和封装测试环节的产业能力将大大增强。届时,如果国内IC设计企业没有足够设计能力来满足下游环节的生产要求,那么,国内IC制造和封装测试厂家,即使生产工艺技术、产能达到了国际先进水平,也只能在产业链下游被动地为国外厂商代工。 3.产业技术水平低,核心技术受制于人。我国IC技术水平与领先国家相差2―3代,整体水平落后国际水平6―8年,关键领域技术瓶颈十分严重,自主版权产品非常少。目前,我国申请的IC专利仅占世界的1.74%;国内IC领域申请专利数目最多的是日本企业,占43.5%,其次是美国和韩国,而我国本土企业的申请比例仅为8%。即使在国内相对较强的封装环节,国内企业也只是在低档封装方面有量大效率高的优势;在高档封装及技术含量相对高的测试环节,近两年国内只有一些外资和合资企业开始起步。 三、对策建议 (一)在关键技术领域确保足够的投入强度。为实现产业技术赶超,在关键技术领域进行集中、高强度且持续的投资是必要的。以IC产业为例,20世纪七八十年代的日本及90年代的韩国和我国台湾地区,在赶超阶段每年对IC产业的投资与其IC产业规模的比例不低于2∶5。按照这一比例,我国对IC产业的年投资水平应为200亿元。2000―2004年,我国IC产业投资强度基本达到这一要求。未来一段时期,伴随我国IC产业规模继续扩张,投资力度还应有所加强,不宜减弱。在保证产业投资总量的同时,还必须确保必要的研发经费投入。现在,我国软件和IC产业的市场规模已超过5300亿元,以工业发达七国集团研发投入占GDP比重的平均水平1.67%为最低标准计算,我国全社会软件和IC产业的年研发经费不应低于90亿元。目前,我国实际投入的研发经费不超过40亿元,其缺口至少为50亿元。 (二)充分发挥国家在引导社会资本参与关键技术研发方面的能动作用。软件和IC产业上游基础性、关键性、带动力强技术领域的研发,资金需求量大、风险高,社会资本通常不具备进入这些领域的实力,也缺乏主动进入这些领域的意愿。只有政府的强力介入,才有可能吸引和带动更多的民间资本对关键技术研发的投资。今后,应使有限的政府资源在关键领域的集中使用。同时,要建立有效的扩散机制,以形成政府资源对广泛社会资本的带动力。我国现行科研经费使用体制,不利于发挥国家在引导全社会投资高技术上的带动作用,在一定程度上削弱了国家对关键技术研发的投资力度。政府科研投入总量有限,资金用途过于分散,加之各机构获取资金的运作成本高,最终使得真正能够进入关键技术研发领域的资金非常有限。 (三)加快培育大企业。我国软件和IC企业数量众多,但生产集中度低,缺少世界级的大企业。当务之急是要集中投资,加快培育有综合性技术实力和国际竞争力、能带动产业发展的大企业。同时,应鼓励软件和IC企业并购、重组,以从根本上解决企业资源分散,规模不经济、生产组织方式粗放和技术创新层次低等问题。 (四)为小企业提供获得较低成本的资金的渠道。这是保证软件和IC产业创新活力的基础和前提。在我国社会信用机制不健全的情况下,银行信贷在支持高技术小企业发展方面的作用不显著。改善小企业融资条件的关键,在于依托资本市场,形成和完善投资者的进入与退出机制。 (五)推动软件园区、软件基地和IC基地的企业向集群化方向发展。软件园区、软件基地和IC基地的发展,有效改变了长期以来产业资源分散化的状况。下一阶段的工作重点,是要依托软件园区、软件基地和IC基地,加强公共服务体系和中间组织建设,突出不同地区的比较优势和产业特色,促进园区和基地内大中小企业之间的分工协作,完善产业配套体系,推动有条件的企业群向集群化的方向发展。 (六)高度重视软件与IC人才培养。除了必要的资金投入外,政府应该综合运用各项教育政策,确保向关键技术领域不断地输入产业发展所必须的人力资源。我国是一个人力资源大国,但同时又面临着严峻的软件和IC人才短缺问题,这种人才短缺既是总量性的,又是结构性的。对此,一方面,要加快制订符合我国产业中长期发展需要的软件与IC人才规划;另一方面,应尽快启动低端软件人才的专项培养计划。近年来,我国低端软件人才用工成本不断攀升,在软件企业聚集的一些中心城市,“软件蓝领”的薪酬水平已近印度同类人才的2倍,直接影响了国内软件业的竞争力。 (作者系中国社科院工经所副研究员)
电子技术实验课教学研究:模拟电子技术实验课程现状及改革探索 [摘 要] 为了培养面向21世纪高素质创新人才的教育目标,分析目前高校模拟电子技术实验课程的现状及存在问题,针对模拟电子技术实验教学体系,根据实践经验对其改革和发展思路进行探索 [关键词] 模拟电子技术 实验教学 现状及存在问题 教学改革 面向21世纪,随着科技进步,电子技术的飞速发展,模拟电子技术实验已经不仅仅是高等院校相关专业开设的一门技术基础实验课程,同时更是一项非常重要的专业技能,然而,目前在实验教学中,我们发现,学生实验能力不强、实验教学效果不理想是普遍存在的问题。分析其原因,认为有以下几点: 1、学生整体素质差别较大 面对高校普遍的扩大招生,学生的总体素质参差不齐。学生对理论知识的理解能力,学习能力,动手能力等都有很大的不同,个别学生专业基础较差,难免经常犯错误。 2、教学管理不受重视 受传统实验教学模式影响,人们对实验教学不重视,实验教学一直依附于理论教学。实验教学内容陈旧多为一些验证性实验,教学方法则是以老师为中心,从实验原理到实验方法、实验步骤、注意事项甚至到实验过程中可能出现的问题都要无所不包地进行讲解。实验课上学生不会动脑筋思考解决,这样的实验很难会有什么好的效果。 3、实验考核体系落后 以往实验课考核以实验报告和出勤为主,造成学生不注重实验过程而只注重实验结果。学生在实验中急于得出实验数据,对实验中碰到的问题不去分析解决,甚至得出明显错误的数据自己都不知道。 4、实验指导教师欠缺。 实验课中,由于学生的问题层出不穷,教师则疲于奔命,实验指导教师除了要帮学生解决实验过程碰到的各种问题,还要对他们犯的各种低级错误进行解释、纠正,无法对各个学生的实验过程给予更多关注,因而也只能不注重实验过程而只注重实验结果。 为适应现代电子技术飞速发展的需要,培养面向21世纪高素质创新人才,为了提高模拟电子技术实验的教学效果,改革势在必行,关于模拟电子技术实验教学改革的几点建议: 1、实验课单独开设 实验单独设课,单独考核,这样不仅提高了实验课的地位,能使教师和学生足够重视,同时还能对全部实验统一规划,使各个实验有机结合形成循序渐进的能力培养过程。同时实验的开设应与理论课相配合,即先理论后实验。这样处理对改善理论课教学和实验的效果都有好处。 2、开设多样化实验项目 实验项目一般可分成验证性,演示性,设计性、综合性,其中综合性、设计型实验是实验课中的重点和难点,也是实验教学改革的核心部分。所以这类课的教学不应效仿验证性实验课的教学,而应积极引导学生学习新方法、使用新器件、大胆设计、突出新颖、培养创新能力。 3、丰富多样化教学手段 目前随着信息化程度的逐渐提高,计算机已经成为实验不可缺少的工具,它可以充分发挥个人的想像力,对电路进行模拟、分析、计算和调试,可以帮助学生更好地完成设计任务,同时也是实验指导教师很好的教学工具,当有些内容不适合用语言描述时,就可以利用多媒体技术实现动态演示,即提高了学生对实验的认识同时也提高了教学的质量。虽然多媒体教学模拟实验具有很多优点,但从人才培养的角度来看,多媒体教学应成为实验的有益补充,但决不可代替实际的实验。 4 、开放式实验教学 开放式实验教学,并非每天开放实验室,在实验时间和实验内容上最大限度地满足学生的需要,给学生创造一个良好的实验条件和氛围,学生如果对所学的内容有浓厚的兴趣,便会由被动变为主动,充分发挥学生的创造性思维能力。 5 、完善实验考核制度 实验的考核,我们可以采用理论笔试和实践操作相结合,再加上平时成绩的方式进行考核,其中可以适当调整实践操作的分数。这样就可以重点考察学生的电子实验知识的掌握程度以及故障的分析能力,而实践部分采用现场操作,考察学生关于仪器的使用、电路的分析能力、调试能力、报告记录以及排除故障的能力等等。而且对学生的创新能力也有极大的提高,并推动电子实验教学改革。 6、丰富教学内容 为了锻炼学生的动手能力,培养学生对实验的兴趣。采用一些辅助教学内容来激励学生学习模拟电子技术的兴趣,提高其电子技术的应用能力,比如开展电子设计大赛、专用实习周、组建无线电小组等等。极大地调动了学生对实践性教学的积极性,使学生受到了实践的考验和锻炼,而且明显和有效地提高了学生分析问题、解决问题的能力。这些措施不仅增强学生学习的乐趣而且也锻炼了学生的实践能力,为其走向社会打下良好的基础。 7、加强实验教师队伍的建设 建立一支具有较强理论和实践能力的教师队伍,不仅可以提高队伍的科研能力,促进自身学术水平的不断提高,而且能够对各个学生的实验过程给予更多关注,更好的指导。 结束语 实验教学作为高校教学的重要组成部分,实验教学是培养学生的动手能力、分析问题能力和解决问题能力的重要阵地,实验教学的改革也是高等教育改革的一个组成部分,在学生能力培养和综合素质提高方面有其独特的作用。高质量的教学实验对人才综合素质的培养起到无可替代的作用,良好的工作习惯和科学的工作作风在这里形成,只有不断提高实验教学质量,才能为国家培养具有创新意识、创新精神和创新能力的合格人才。 电子技术实验课教学研究:电子技术基础课程实验教学模式改革的探索 摘要: 本文阐述了高等学校工科电类专业电子技术基础课程实验教学模式改革的重要性和必然性,探索和研究了改革的方向和应用手段。 关键词: 实验教学模式 改革 开放式实验教学 EDA技术应用 电子技术基础课程包括模拟电子技术基础和数字电子技术基础两大类。它是高等院校工科机电类各专业必修的一门专业基础课,在课程体系中肩负着承上启下的作用。实验教学占其总学时的三分之一以上,在整个教学环节中是不可缺少的组成部分,能巩固知识、训练动手能力和培养学生开发创新的能力。因此,实验教学的效果将直接影响整个专业课程的教学质量。 1.传统的实验教学模式存在的问题 1.1 教学内容陈旧,实验教材单一。 传统的实验以基础训练型为主,比较强调通过实验结果来验证定律、定理和结论,联系实际的综合性实验和设计性实验数量不足,不能及时反映新知识、新技术,不利于学生创新能力的培养。 1.2 教学模式单一。 教材将实验原理、仪器设备、实验步骤等写得很详细。以教师为中心,课堂上教师讲原理、步骤和进行操作示范等。学生两人一组,基本上按照实验指导书上的要求在已安装好的实验箱上完成操作,验证一些已知的数据和波形,很少动脑筋去研究实验方案的构思、实验方法和技巧。 1.3考核方法不完善。 实验成绩主要以学生平时的实验报告为主要考核依据,造成有的学生不注重实验的过程而只注重实验结果,实验过程中多忙于记录实验数据,很少钻研问题,没有带着问题去学、去做实验;个别学生甚至上课不认真做实验,在一旁观望,等别人做好了抄别人的数据,教学质量难以提高,约束了学生的思维,不能发挥学生的主动性和创造性。 2.传统实验教学模式改革的重要性和必然性 在高等教育中培养学生的创新精神和创新能力是教学改革的核心目标,而实践和实验教学作为高校教学体系的重要组成部分,是培养学生实践能力和创新能力的关键环节。加大实验教学各个环节的改革力度是高等教育发展的必然要求。随着学校招生规模的不断扩大,受场地、经费等限制,实验室的数量和仪器设备不能相应增加,使得教学资源相对匮乏,不能适应快速发展的社会对创新人才的要求。因此电子技术实验教学采用开放式实验教学和先进的虚拟仿真软件代替传统实验教学方式的改革势在必行。目前,开放式实验教学和先进的虚拟仿真等电路仿真的主流软件在电子技术实验教学模式中已广泛推广和应用。 3.实验教学模式的探索 3.1探索和研究开放式实验教学模式。 各高校不断探索开放式实验教学的新思路,研究推广开放式实验教学的先进经验,尝到了开放式实验教学的甜头。湖南人文科技学院也不例外,学校对开放式实验教学非常重视,经过几年的探索和研究,总结了一系列开放式实验教学的经验和方法,主要工作如下:(1)更新了实验室的运行机制,改过去自然班为单位、定时定内容安排实验为全天候预约开放,学生自主到实验室预约实验时间;实验内容也不限制,既可完成规定实验项目,也可自带实验项目;(2)实验内容必须适应开放实验要求,实验项目以设计性、综合性为主,实验方案和实验步骤由学生自定;(3)充分利用校园网资源,将电子实验室各种设备、仪器仪表的使用方法及常规实验测量方法做成教学软件,上传到校园网上,供学生随时查询和学习;对实验项目要求、学生预做实验项目、实验指导教师名单、实验室编号、实验成绩等,在校园网上可直接预约和查询。 另外,对学生所做的实验项目严格把关。要求学生对预做的实验项目要拟定实验方案和详细的实验步骤,经指导教师审阅认可方能做实验;实验考核的方式也进行了改革,以随机抽查一个实验项目重做的方式做为考核成绩。学生学习积极性高、积极开动脑筋、思考问题。 3.2充分利用EDA软件调动学生的学习积极性。 EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写,电子技术设计的核心就是EDA技术,EDA是指以计算机为工作平台,融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包,主要能辅助进行三方面的设计工作,即IC设计、电子电路设计和PCB设计[1],使用普及、应用广泛、工具多样、软件功能强大。针对工程类学生普遍存在的“软件硬,硬件软”的问题,通过EDA实践来加强学生硬件设计方面的能力,通过鼠标、键盘和烙铁、改锥珠联璧合,利用计算机虚拟仿真设计的优势,解决传统的电子设计的局限,这不仅是提高设计效率的需要,更是我国电子工业在世界市场上生存、竞争与发展的需要。我们以电子技术基础课为突破口,引入虚拟仿真技术,创建虚拟实验教学平台。在电子技术虚拟仿真实验平台上,不但可以完成各种基本实验,更可以进行设计性、综合性实验,为课程设计提供良好的条件,逐步实现以学生为中心的开放形实验教学模式。通过虚拟仿真实验,学生可以观察和分析电路的结构、功能及工作原理,加强对实验原理、规则和实物实验操作要领的认识,提高学生的学习兴趣,使学生感悟到应用最先进的技术乐趣,并能引导他们积极主动地去探索新知识。软件使用很简单,学生只要有灵感,掌握了电子技术基础的基本原理和软件的操作技巧,就可以自行设计电路进行仿真,并能通过观察分析实验结果,及时地验证电路设计是否正确、合理。而且,软件使用也很方便,成本低廉,只需一台电脑装上软件既可,在寝室里都能完成操作,解决了场地小的问题,缓解了经费紧张的局面。 我们通过电子技术实验教学模式的不断深化改革,完善开放式教学的管理制度,有机地把开放式实验教学模式和EDA技术的使用结合起来,激发了学生的学习兴趣,调动了学生的学习积极性。开放式实验教学收到了明显的效果,在2007年的全国大学生电子竞赛中,电子信息技术专业的学生获得了国家级二等奖一个,省级三等奖二个。 电子技术实验课教学研究:电子技术实验课程引入虚拟技术的教学改革 摘要: 本文介绍了虚拟仪器技术和传统电子技术课程实验教学中存在的问题,阐述了引入虚拟仪器技术构建电子技术实验教学平台的优势和实施方案,对改善实验条件、降低实验成本,提高课堂教学和实践教学水平和质量起着重要作用。 关键词: 电子技术实验课程 虚拟仪器技术 教学改革 1.引言 教学现代化包括教学理念与方法的现代化、教学内容和体系的现代化、教学资源的现代化诸多方面。众多高校由于教学经费投入不足,教学实验设备更新缓慢,现代化教学手段得不到广泛应用。同时,传统的实验教学中设备投入大,而资源共享性、扩展性差、设备完好率低,使得实验教学实施力度明显削弱,教学质量有所下降,这些矛盾在应用型本科教育中日益显现。 电子技术实验课程是电子、电气、通信、计算机、机械、控制等多学科多专业的重要专业基础实践课程,具有理论性强、技术性强、综合性强、实践性强、发展速度快、应用领域广等特点。学生对该课程内容掌握的程度直接影响其专业课程的学习和专业技能提高,影响其实践工作能力和知识再生能力的培养,关系到人才培养的质量,所以,我们必须探索行之有效的电子技术实验课程教学改革方案。 随着计算机技术、信息技术、网络技术的发展,在电子技术课程的实验教学中引入虚拟仪器技术已成为高校实验教学改革的发展趋势。 2.虚拟仪器技术简介 虚拟仪器(Virtual Instrument,简称VI)是仪器技术与计算机技术深层次结合的产物。它利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。它基于计算机的软硬件测试平台,可代替传统的测量仪器,如示波器、信号发生器、频谱分析仪等;可集成于自动控制、工业控制系统;可自由构建成专有仪器系统。用户可以方便地对仪器进行维护和扩展,大大节约成本和研究、调试时间。虚拟仪器技术已成为现代测试测量技术的发展趋势。 虚拟仪器不同于其他EDA软件,如Protel、EWB等。Protel主要作为印刷板自动布线工具使用,还具有电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板设计、可编程逻辑器件设计、图表生成等功能;EWB主要是对设计好的原理电路进行参数和波形的测试,实现计算机仿真。[1]而虚拟仪器则是利用PC机的显示器显示模拟传统仪器的控制面板,通过对虚拟面板的操作以多种形式表达输出检测结果,利用软件功能实现信号数据的运算、分析、处理,[2]从而代替实际实验中的各种仪器仪表,可直接对实际电路进行测量、测试、控制和处理。 3.传统的电子技术课程实验教学中存在的问题 目前大多数高校采用的传统电子技术课程实验教学存在很多问题。[3] 3.1传统仪器和实验箱的功能固定,扩展性差,只能开设某些固定的实验,无法实现资源共享。 3.2做一个实验所需设备繁多,操作和管理不易,且维修和检查不方便,返修率较高,设备完好率低,严重影响了正常的实践教学活动的开展。 3.3学生做实验时完全是被动操作,缺乏主动性,兴趣不高。 3.4实验设备主要满足于课程相关的实验,对于综合课程设计、毕业设计、学生电子科技制作等创新设计环节无法兼顾。 3.5很难建立开放性实验室。从目前情况看,如要建立开放性实验室,牵涉的实验室很多,师资力量有限,设备的维护和管理很难到位。 3.6由于众多高校资金缺乏,设备的更新换代缓慢,很难跟上科技发展的脚步。 4.电子技术实验课程引入虚拟仪器技术教学改革实施方案 4.1虚拟仪器技术用于电子技术实验课程教学改革的意义及优势 电子技术实验课程教学信息量大,我们必须有针对性地组织教学内容体系,适应不同的学科和专业,科学合理安排教学内容,突出重点难点;改变现有的教育观念、模式和方法。虚拟仪器设计已成为测试和仪器技术发展的一个重要方向,代表着世界先进的教学方法和理念,将先进的虚拟仪器技术与电子技术实验教学有机地结合起来,构建虚拟仪器的实验教学平台,在以培养高素质高科技人才的大学是势在必行的。 将虚拟仪器与电子技术实验教学相结合,可改善实验条件、降低实验成本、提高课堂教学效果和实验教学水平和质量;同时其扩展性强,可根据课程的需要开设创新性、设计性实验项目,激发学生自主学习和研究兴趣,为培养学生创新能力和实际动手能力提供了广阔的平台,是高校实验教学改革的发展方向。 4.2构建基于虚拟仪器技术的电子技术实验课程教学平台方案 将虚拟仪器用于电子技术课程的实验教学,需要分阶段、分步骤地完成,具体而言,大致分为以下几个步骤: 4.2.1利用现有实验室条件(如EDA机房),购买必备的软件和硬件接口,建立虚拟仪器实验室的软硬件平台。 4.2.2开设虚拟仪器技术课程,培养学生掌握相关的编程方法和技术。 4.2.3教师利用虚拟仪器软件进行编程,实现信号源、示波器、电压表、频谱仪、计数器及逻辑分析仪等多种仪器的功能,另外这些软件功能模块必须能够共享。 4.2.4以部分实验课程为试点,如模拟电子技术实验、数字电子技术实验、高频电子技术实验等。将传统的实验课逐步转化为虚拟仪器实验课程教学,可省去多种复杂设备,节约空间和时间,降低成本,有效地解决实验室管理和维护的难题,同时能提高实验设备利用率,弥补设备不足、资金短缺等缺点,从而切实改善实验条件。 4.2.5鼓励学生自己开展综合性、设计性实验的设计开发,将所学各门专业知识与实习、课程设计、毕业设计、电子设计大赛等环节相结合,构建综合性虚拟实验平台。学生还可根据工程实践的需要,进行二次开发。这有利于学生发挥主观能动性,增加学习兴趣,提高设计、分析、解决问题的能力。 4.2.6如有条件,教师可建立开放性虚拟实验室,通过与计算机网络的结合,[4]实现远程实验教学。学生和教师通过网络平台进行交互,完成实验项目,开展学生创新设计活动,能提高学生的设计、动手能力,改进教学方 法和手段,提高教学质量,真正培养出新一代创新型、复合型人才。 5.结语 把虚拟仪器技术引入电子技术课程的实验教学环节,对现行的实验教学方法进行脱胎换骨式改革,可以有效克服传统实验教学的弊端,增强学生的创新能力、实践动手能力和社会适应能力,提高教育教学质量。同时能改善实验教学条件,降低运行成本,可更合理地配置教育资源,有效地解决资金投入与人才培养间的矛盾,更好地适应现代教育的发展要求,真正培养出高素质的创新型、复合型人才。 电子技术实验课教学研究:高职非电类机械专业电子技术课程实验教学改革研究 摘要:在根据多年教学经验提出的电子技术实验教学路线图的基础上,对实验教学内容、实验教学模式、实验教学管理进行了改革,提炼出有助于激发兴趣、模块有机联系、涵盖主干知识、易于系统综合、铺垫毕业设计的实验教学内容;实行了“虚实结合,虚实交替”的实验教学模式;在实验教学管理的实验室开放、课内外互补、评价考核方面进行了探索。 关键词:高职;非电类机械专业;电子技术课程;实验教学 高等职业教育定位于培养高级技能型专业人才,这一定位确定了“技术应用型”的核心地位。对于高职教育中实践性很强的电子技术课程教学,如何让学生在学习过程中掌握扎实的实践技能和培养综合运用及创新能力,使之广受用人单位欢迎,实验教学无疑是解决问题的关键。对实验教学内容、教学模式和管理方式进行改革,是解决问题的突破口。以非电类机械专业电子技术课程为例,对电子技术实验教学改革进行探索。 实验教学内容的改革 根据多年教学经验,笔者拟定了电子实验教学的路线图:1激发兴趣式实验有机模块实验整合有机模块的综合实验为毕业设计打基础的拓展实验。 兴趣是最好的老师。实践证明,一旦学生的学习兴趣被有效激发,教学效果是事半功倍的。路线图的第一步就是为激发兴趣而设,这一步不是通常的讲解各类常用仪表、工具的原理和使用,而是每人发一份比较简单但又有一定实用和趣味功能的散装套件(如流水灯套件、音乐门铃套件)。要求学生将各元件在印刷电路板上“对号入座”,检查无误后进行焊接。在“对号入座”的过程中,自然地遇到了元件识别、阻值测量、万用表使用、电烙铁使用、焊接操作等问题。实践表明,采用“对号入座”法,在学生一心想装配成功的强烈欲望驱使下,相关问题教师只要讲解、示范一两遍,大部分学生都能基本掌握。元件焊接完成后,有相当一部分学生装配顺利,成功的喜悦洋溢在脸上,浓厚的学习氛围迷漫在实验室。 路线图第二步需要依据专业培养方案、课程标准和教学内容精心设计。非电类专业电子技术课程有“常用元器件模拟电路数字电路功率控制接口”的教学主线。其中,模拟电路中的放大、振荡、直流电源等电路,数字电路中的逻辑门电路、计数器、译码器等电路构成了知识的主干。由于实验教学后期要进入综合性、拓展性实验,因此,如果设计一个能涵盖上述主干知识的综合性实验模块作为路线图第二步的实验项目,那么,这样的实验模块设计就很有科学性、有机性和针对性。所以,选择了放大电路(分立、集成)调整与测试、555时基电路典型应用、输出电压可调的稳压电源、组合逻辑电路的设计与测试、计数器逻辑功能测试与应用和计数、译码、显示综合应用六个实验项目作为路线图中有机模块的组成部分。需要说明的是,路线图第二步是实验教学的重点和难点,在课时安排上要留有余地。 路线图第三步是整合有机模块的综合实验。选择了教材中第114页的一个框图(见图1)作为实验项目,这是一个转速检测系统的框图。首先,没有具体的电路原理图,这是一个综合性的设计实验;其次,从框图中看出,该转速检测系统涵盖了各有机模块;再次,该框图易于拓展。这样的实验内容设计,不但将各分立实验项目有机地结合在一起,而且难易适中,易于学生进行综合性、拓展性的设计实验。 路线图第四步,拓展上述转速检测系统,使其成为具有其他功能的实用系统。例如,在计数器后接入驱动电路,就有了自动控制功能,知识点由弱电范畴进入强电领域,极大地拓展了学生的视野,为毕业设计打下了坚实的基础。实际教学中曾给出如流水线计件电路设计、水位自动控制和显示电路设计等毕业设计课题,由于上述有科学性、有机性和针对性的实验教学内容改革,学生在最终的毕业设计作业完成得令人满意。 实验教学模式的改革 实验教学中采用了基于“虚实结合,虚实交替”的实验教学模式。 虚实手段相结合 一方面,EDA技术是电子技术类教学改革的重要方向,以Multisim、Proteus和OrCAD/Pspice为主的虚拟实验平台正在越来越多地运用于电子技术实验教学中;另一方面,虽然虚拟实验具有传统实验没有的优点,但虚拟实验还只能是传统实验的一种补充、完善和扩展,还不能完全对传统实验进行替代,学生的虚拟实验还必须建立在一定程度的实际动手能力的基础上。传统实验和虚拟实验特点的比较如表1所示。 实验教学初始阶段属基础性、验证性实验。选定少量实验项目,让学生先做1~2次传统实验(见图2a),从而对常用实验设备、仪器有真实和直接的感受,再进行虚拟实验时,学生就容易掌握虚拟仪器的面板符号、按钮功能、标度以及使用方法。中程和后期阶段,先做虚拟实验(见图2b),再做1~2次真实实验。这种方式由于虚拟实验比重大于传统实验比重,就不太担心设备不足、实验失误、仪表损坏、耗材缺失、课时有限等,可不限时间、地点地做实验,这种方式更多地应用于设计性、综合性的实验中。对路线图中第四步的为毕业设计打基础的拓展实验,一般采用全虚拟的实验方式(见图2c),这是因为这样的实验往往元器件昂贵,对设备、仪器性能要求高,没有开展传统实验的实际条件。虚实结合手段的科学设计和运用,能够很快地使学生具有虚拟环境与实际环境的转换能力和应用能力,可为学生进一步的拓展学习打下基础。 虚实指导相结合 在实验教学路线图第1、2步,以各种有效手段进行传统的全程指导,让学生尽快适应实验室环境下的学习方法,此为实导。在实验教学路线图第2、3、4步,在物色好悟性高、表现出色的3~5名学生作为实验指导助手的基础上,将实验指导放开。学生不但不能依赖实验指导书,而且,只能得到教师给予的方向性引导,教师不具体解释,不动手操作,鼓励指导助手参与解决问题,此为虚导。实践证明,这种虚实结合的指导模式,能够让学生主动学习、积极自疑、设法解惑、斩获成果。学生学习的主动性和能动性得到充分的挖掘。 实验教学管理模式的改革 实验室开放 在设计性、综合性实验阶段,学生的实践技能水平有了很大提高,不易出现低级错误,仪表人为损坏的概率比较低,实验室在学生自己管理下可以开放了。实验室开放后,有些学生重做了曾失败过的实验,巩固了知识;有些学生自设了课题进行实验,综合能力得到提高。开放实验室解决了课时不足、时间固定的问题,极大地增加了学生实践锻炼的机会,是实验教学改革中不可或缺的环节。 课内外互补 介绍著名的电子技术专业网站和专业论坛,引导学生到电子网站和论坛查元件、问问题、寻电路、究原理、交同仁、知技术、懂方法,为进一步学习电子技术提供便捷的途径和方法,使学生在更高的平台上获取知识和方法。另外,在时间、条件允许时,也可将课程设计、技能鉴定和课外电子制作作为电子技术实验教学的有益补充。 考核方式弹性化 实验考核由四部分构成:平时成绩40%+实验报告30%+期末实验30%+创新(含论文)10%。其中,创新10%属加分项,为鼓励学生创新而设。当学生在实验中有独到的、涉及课外知识的方法和设计时,教师都给予加分。如果有撰写论文的情况,加分幅度还可更大。期末实验考核考题来自自编题库。题库中的考题除了精心编写的典型题外,许多就是平时实验中遇到的问题。抽签选题时,通常是一人一题,不允许换题。但是鼓励一人抽两题,都做对给予额外加一题(或步骤)分30%的加分,一对一错只给一题分(或步骤)的90%,都错则不给分。以鼓励为导向的弹性分的设立可以在一定程度上调动学生的学习积极性。 实验教学改革效果 近年来的电子技术实验教学取得了良好的效果。随着学生学习兴趣的提高,时常能看到学生主动学习、探究学习的现象。在阶段性实验后或实验课程结束后,许多学生总是希望下一次的实验快点到来和要求多安排实验课时。参加课外电子制作的学生报名踊跃,学习范围在不断延伸,远远超出教材范畴,如Protel软件学习、电路板刻蚀方法等。学生学习成绩也显著提高。将2006年(改革前)与2010年(改革后)同一专业、同一试卷期末考试成绩进行对比,平均分提高了9.3分。虽然是机械专业,但选择电子电气类毕业设计课题的学生约占1/3,而且,毕业设计的效率和质量比改革前提高了许多。由3名学生组队参加的省内电子技能比赛,取得1人二等奖,2人三等奖,团体总分第一的成绩。在电子群岗位工作的毕业生,由于其良好的上岗能力和迁移能力受到社会好评,毕业生就业率名列我院前茅,我系多次被评为毕业生就业工作先进单位。 结语 电子技术实验教学若要激发起学生的兴趣,需要精心设计实验教学内容,使各部分内容能有机联系、涵盖知识主线、易于综合和拓展。这样,就为有效地培养学生的实践技能和综合运用能力打下了坚实的基础;充分利用虚拟实验平台,改革教学模式,提高实验效率是电子技术实验教学改革的重要方面;辅以实验管理模式的改革,能使电子技术实验教学改革的效果更加完善。
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。
电力工程自动化论文:自动化技术在电力工程中的应用 1电力自动化技术应用的主要领域 1.1自动化技术在电网调度中的应用 现代电网调度控制系统普遍都开始采用计算机为核心展开工作,这也是现代电网调度的主要特点,其可以很好地实现信息的采集、安全性检测、屏幕显示、工况分析计算以及实时控制的功能。命令执行和采集信息子系统、控制和信息处理及收集子系统、人机联系以及信息传送子系统是其主要的功能。把电网调度应用到电网工程中不但可以使变电站的自动化控制得到实现,而且还可以使配电网管理和能量管理实现自动化。电力管理人员可以通过电力自动化技术及时准确地掌握整个输电网络的信息,可以及时地管理和保护整个输电网络,对一些突发事件也能及时地处理和解决,以便保障整个电网系统安全稳定地运行。 1.2自动化技术在供电系统中的应用 供电系统自动化包括的三个主要方面为变电站的自动化、负荷控制、实时监控地区调度。其中实现地区调度实时监控的主要设备是小型计算机。综合使用通信技术和计算机技术可以自动检测和控制变电站,在集中运用计算机以及时处理各种信息的前提下,可以使电力系统资源配置达到最优化,实现优化配置电力系统的各种资源。同时这样还可以使电力系统的日常维护和监控工作能够及时地跟上,以保障电力系统的安全稳定运行。负荷式控制中经常用到的方法是工频和声频控制,其主要是通过负荷记录绘出负荷曲线,进而对这些负荷曲线进行分析研究,来实时监控电能使用情况。 1.3自动化技术在水力发电厂中的应用 自动化水力发电厂项目实施的主要方面包括大坝监控维护、水库调度和电站的运行这三方面的内容。水库的具体水文信息可以通过自动化系统实时地监控,对水文信息的雨量也可以自动地进行收集,这些都可以为水库后续的相互工作提供数据依据,以便维护服务和相关的预警措施能够及时地跟得上。计算机监控系统可以及时地监视和控制整个站里的运作情况,以确保电站的安全可靠运行。 1.4自动传输系统对电力系统信息的自动传输 电力传输系统可以通过调度中心和变电站、发电站之间信息的传输来实现电力系统信息的传输功能。远动通道和远动装置是自动传输系统主要的构成部分,其中远动通道的形式多种多样,如微波、载波、高频、光导以及声频通信等,依据远动功能的不同可把远动装置的功能分为遥测功能、遥信功能和遥控功能。 2电力自动化技术在电力工程中的运用 把现代化的网络技术、通信技术和电子技术等科学、合理地运用到电力自动化系统中,可以实时整合电网用户的在线数据和离线数据,这样可以使管理自动化控制系统更加完备。 2.1现场总线技术 现场总线技术是一项综合性的技术,衔接自动化的设备是其主要作用,通过现场总线的衔接可以形成一个多站多方向的信息网,同时实现智能化一体化的控制。CAN、LONWORKS、HART、PROFIBUS是目前为止主要用到的几种典型的现场总线。应用相关设备和传感器,可以把电阻和电流等信息与主机之间传输,然后运用一些数学模型,整理、分析、研究这些数据,得到相关的结果,节约硬件的数量和投资以及一些相关的维修保护费是现场总线技术的突出优点,此外现场总线的突出优点还表现在,使用户系统集成主动权的高度实现,并且用户可以自主地选择品牌,由此可见现场总线技术市场潜力巨大。 2.2自动化的电力补偿技术 单一的信号和三相电容器相互补充是以前传统的无功和低压补偿技术的主要工作方式,这种补偿方式的一个很大的缺陷就是使那些以电线负荷为主的用户很容易出现三相负荷不平衡的现象,甚至出现欠补或过补的现象,这种补偿技术没有分析和考虑电压的平衡问题,没有配电检测的功能。而动态补偿与固定补偿的结合是智能无功补偿技术最大的特点,实现了三相共同补偿与分相补偿的结合以及稳态补偿与迅速补偿的结合,它能把单一固定补偿的不足很好地克服,并且在负载的变化上适应性也比较强。此外,先进投切开关的运用可以智能化控制电容器,从而可以使补偿的精确度提达到最高,并且缺相保护也可以在此系统中实现。 2.3主动对象数据库技术 主动对象数据库技术的应用使得软件工程发生了巨大的变化,直接促进了软件的开发、设计以及封装工作。主动对象数据库技术已经成为目前电力工程中自动化监控电力系统的主要采用形式,此类技术与传统的技术相比优势比较明显,其主要表现在对象技术与功能的主动支护方面。此外由于触发机制以及对象技术的引入,使数据库的自动监测控制成为了可能,提高了数据处理后的准确率和利用价值,依据这些数据进行的相关操作可信度更高。 3电能自动化技术的发展趋势 随着人们生活水平的不断提高,电力企业需要有更稳定和更可靠的供电系统来给用户提供电能。但是目前看来,由于资源管理在电力企业各个部门之间不统一的管理以及各个体系之间信息共享平台的缺乏,以至于各系统之间配合上的不协调,经常出现一些操作失误。因此,对电力系统各部门资源的科学、合理整理,逐渐使这种情况得到改变是电力系统自动化进程中非常重要的一项内容,这样可以把原来分散、单一的电力自动化系统发展成为一个信息共享的体系,使得数据与配电体系、检测控制体系、办理体系,高级的应用软件包、通信体系的集合和馈线自动化体系整合成一个共享、开放、方便和高效的信息处理体系。随着社会的发展、科技的进步,一些自动化技术与系统也开始大量涌现。随着电力工程的不断发展,电力系统的自动化技术也将不断得到提高,智能电力自动技术将被越来越广泛地运用到电力系统中来,智能配电成果将在下一步的配电自动化体系中应用,以便对电路网络实现科学的管理,出现妨碍时继续工作是智能配电体系具有的最大优势,其必将给供电企业带来更高的社会效益与经济效益。 4结语 综上所述,随着电力自动化技术在电力工程中的广泛应用,电力自动化技术的发展一定会促使电力工程的发展,将来的电力自动化技术将会朝着供电的安全和稳定提高、供电设备得到更好的利用、促进运营成本大大降低的方向发展和推进,此技术的运用对促进电力事业的进一步发展具有举足轻重的作用和意义。 作者:石海青 单位:国网莱芜供电公司 电力工程自动化论文:电力工程中电气自动化的作用 0前言 电气自动化技术是电力工程的基础。通过电气自动化技术可实现满足自动检测、自动计量、自动调适和供电、配电、发电无缝连接的传输平台。随着我国智能电网以及超高压、特高压电网的不断推进和大量采用,无论是大专院校,还是科研机构、厂矿企业都看到了这一巨大的市场潜力,不断地把研发重心和投资主体向电力工程的智能化方向转移,其中作为电力工程最基本、最重要的技术—电力电气自动化技术来说,就成为现代信息化条件下电力技术革新的突破口。 1电力电气自动化介绍 本文讨论的电力工程电气自动化技术,摒弃了传统的以强电为主的电磁式继电器控制模式,主要突出的是以现代的互联网技术、微机技术为基础的电子信息控制技术,它包括信号检测、传输、计算、执行、反馈几个部分,对现场的信息采集,把模拟量转化为数字量,通过逻辑运算进而控制在线设备、设施运行。实现了自动诊断、自动检测、自动控制功能。达到快速、高效、精确、安全、经济的控制运行目的。 2电力电气自动化对电力工程的影响 2.1提高测量精度 我国电力工程已经规划在建设坚强智能电网的过程中,必须确保自动化、数字化的要求。我国地域广阔,环境复杂,对于坚强智能电网中的智能配电网来说,同样需要高度的自治性,特别要求电气测量精度比传统测量技术更快更准确,这样才能确保电网数字化继电保护、故障测距、电网暂态稳定性监控、输电走廊的分相技术、电网实时PMU、WAMS的监控和测量高精度运行。传统的电力工程计量系统整体误差达到0.7级。假设CT、VT误差都是0.2级,信号在电缆输送过程中受到电磁干扰又会带来0.1级的信号误差。进入到A/D转换环节后,电能表自带的VT和CT同样会引入额外的0.2级信号误差。和传统电气测量方式相比,采用EIT作为基础原件的电气自动化技术系统误差可以降低45%。主要原因在于采集的模拟信号在一次转换成为数字信号,通过全光纤系统传输,不需要二次转换就直接投送到合并单元。同样假设ECT、EVT误差等级为0.2级,由于传输信号为数字式,在全光纤传输过程中不会受到电磁干扰,免去了二次转换环节。因此以EIT为基础的电气自动化测量系统误差仅为0.4级。 2.2提高对配电网保护性能 经过大量实际运营数据分析和动模实验表明,传统电气技术在智能配电网保护过程中,当故障发生在设定区间外,一旦传统电磁式原件出现饱和现象,就可能会导致继电差动保护误动作;而当故障发生在设定区间内时,传统电磁式原件差动电流中出现的谐波就可能会导致继电差动保护动作时间被延长甚至出现拒动。在电网长输距离保护中采用电气自动化技术后,由于电子式电流互感器不存在磁饱和,二次侧电压响应波形可以更好地反应一次侧的电压暂态过程,降低电压基波幅值误差,使得保护范围扩大,有利于继电保护的迅速、灵敏、可靠,大大提高了电网系统的保护性能。 2.3满足暂态保护的要求 目前我国有关实验室进行过针对EIT暂态仿真实验。从实验图形和数据分析,总的来说EIT具有较宽的带宽和较小的相位延迟,动态和线性特性都很好,可以迅速测量出高频信号的幅值和相位,为暂态响应提供可靠的数据,满足智能配电网灵敏、安全、高效的暂态保护要求。同时,我国的电力系统正向高压、特高压方向发展。大容量、远距离的输送要求需要选择高度自动化的、精细测量、全数字化的智能手段来保证安全、经济运行。传统的电力设备局限于自身的结构和技术特点,只能对工频参数进行测量,在系统运行中很容易受到电路振荡、电阻阻尼、磁饱和影响而失真,因此,在智能配电网中基于暂态保护原理的电子信息技术会逐渐取代传统测量技术。 2.4可以准确测量畸变波形 大电网、智能化的时代来临,造成即插即用的电力电子设备越来越多,许多不确定因素也随之出现,如电网安装了更多的智能断路器、闭合开关,增加了通断开合的几率,以及大量的电子设备,都会造成电网波形畸变,对电网的运行参数产生干扰,使其分布的频率复杂。传统的电磁式设备动态范围窄、频率特性差,无法实现在复杂频率条件下的测量和保护工作。电子式电气控制技术解决通过记录暂态和稳定条件下的工作状态,分析一次大电流的值,确保了在频率复杂条件下的测量和保护工作。 2.5增加对智能配电网维保的安全度 以微机为代表的电气自动化技术从结构上来说,与传统电气技术相比,省去了复杂的绝缘结构,不需要使用绝缘油品,避免了高温失效、燃烧爆炸的发生,减少了大量的不必要的危险性检查工作和定期更换绝缘油的繁琐;同时,由于集成电路大量使用和光纤信号传输方式,小电流信号改善了对传输通道的冲击和材料质化,不需要高频度的检查和检测,极大地缩减了工作量,现有的检测模式也可以得到优化。通过在线监测、后台报警即可排查隐患,既安全又高效。 3结束语 综上所述,以电子信息技术为基础,以及大规模集成电路的开发,都为电力工程电气自动化技术提供了广阔的天地。随着我国高压、特高压电网的开发,以现代电力电气自动化技术为代表的智能电网一定会成为电力工程发展的趋势。这也是解决电力工程技术落后的最好选择。 作者:苏琦 单位:郑州煤炭工业技师学院 电力工程自动化论文:自动化电力工程论文 一、电力自动化技术的发展 变电站技术的自动化变电站是电力系统中的重要部分,变电站中电气自动化技术的应用,主要是将计算机和通讯技术结合在一起,对数据信息进行集中处理和分析,并重组优化变电站设备和电力系统。这种技术对各个系统的互连配置进行了简化,操作起来更加方面快捷,满足了电网自动化建设的要求,另外数据监控的利用时微机保护功能进一步完善,并且还能有效识别处理系统内单元模块的故障,实现电力系统的安全、稳定运行。配电网技术的自动化配电网技术的自动化技术主要运用在改造城乡的配电网上,目的是进一步实现电网的自动化,解决城乡自动化系统中的问题,促进电网的发展,这样才有利于确保电网运行的平稳安全,提高企业的经济效益。通过运用电气自动化技术能对用户计量表进行数据分析,及时排查出故障,减少切点情况的发生,降低用电量损失。另外,利用系统检测能计算出线路线损,保证线路运行更加通畅。 二、电力工程中电力自动化技术的应用 1.现场总线技术几年来,现场总线技术逐渐兴起,并在电力工程中起着不可或缺的作用。现场总线技术,不仅有利于实现智能自动化装置和控制器之间的连接,还有利于解决电气设备与高级控制系统间的信息传递问题。具体来说,这项技术就是将传感器和监测系统所获得的信息参数传递到计算机上,计算机通过分析数据模型,显示出电网的运行状态以及故障,然后利用布线技术将最终指令传送到控制设备上,进而实现电力系统的控制功能。现场总线技术优势是,利用信息技术就能对电力系统的现场设备进行远程操作,这样就大大降低了管理难度,而且有利于技术人员分析不同渠道的供电数据,以此全面掌握用户的用电需求,制定出行之有效的电力营销策略。 2.主动对象数据库技术作为电力自动化关键技术之一,主动对象数据库技术给软件工程造成了非常大的变革,也影响着软件的开发与利用。在电力工程中,主动对象数据库技术是一种监控技术手段,可以主动对电力系统的运行进行监督控制,以提高供电的可靠性,还有利于降低对信息数据的处理和计算速度,这样处理电力数据的成本也就大大减少了。采用对象技术和触发机制,可以实现对数据库的自动监控,而且信息数据在处理之后能够提高准确率和利用价值,这样相关技术人员就能对数据进行恰当处理,操作使也有了更加准确的数据资料可以参考。目前随着计算机信息技术的更新与发展,数据库技术也得到了更加复杂和全面的功能,更多先进的设备进入电力自动化建设,有利于提升电力系统的自动监视与控制功能,进而满足工业生产和生活的需要。 3.光互连技术在继电和自动控制系统中,光互连技术运用得比较广泛,这种技术主要是利用探测器功率限制电力扇出数,提升电力系统的集成度,并且不存在信道对带宽的限制,有利于实现重构互连,另外光互联技术的干扰性比较强,能使数据传输更加便捷。而电子传输和电子交换技术的运用,不仅有利于拓展互联网络,还能促进编程结构的不断改善,让电力系统的灵活性得到增强。除此之外,光互连技术还具备强大的数据处理能力,可以通过搜集和分析电力系统的数据资料,及时找到出现故障的位置,以提高电力故障的处理效率,尽可能避免因故障带来的不必要损失,这样才能提高电力服务的质量。光互连技术还有非常强的数据处理功能,在技术使用方面更具灵活性,产生的画面也更为清晰,为电力调度人员开展电力调度工作提供了参考标准和依据,因此在电力系统中被广泛运用。 三、结束语 国内在电力技术方面起步较晚,加强对电力自动化技术的研究和运用已经成为推动电力事业向前发展的必然趋势,因此在电力工程中应该重视电力自动化技术,不断提高供电质量和供电设备的利用效率,保证供电系统的平稳安全,逐步降低电力企业的运营成本,只有这样,才有利于解决传统电力工程中出现的问题,弥补电力系统管理方面的不足,形成一个体系完善、平台开放、信息高度共享的信息系统,促进电力事业的快速发展。 作者:李卫东 电力工程自动化论文:电力自动化技术电力工程论文 1电力自动化技术在电力工程中的应用效果 1.1现场总线技术在电力工程中的应用 现场总线技术的实现是通过信号控制,将电力变送器控制的用电量集中到主控计算机上,根据科学计算,进而做出合理的判断,再将形成的指令发送到控制系统设备上,实现了电力系统的智能化应用。通过对电力系统工程的自动化控制,利用计算机对运行设备进行信息处理,将处理后的信息与计算机相连接,实现对电力系统的实时监控,在出现问题时,可以及时进行处理和安排。 1.2在电力系统中应用光互连接技术 在电力系统的继电保护装置和自动控制的领域内应用光互连接技术。对传统的基本技术要求能够利用光互连技术呈现出来。如打印报表、打印拓扑、记录有关的数据、计算相关的内容、全方位地采集数据、自动化地分析和处理数据的功能。此外,还有状态评估、分析电网、人机界面结合处理、高级应用和网络建模的功能,通过该技术在电力系统中的应用,能够将更加精确的定位、更加清晰的画面、更加灵活的操作技巧提供给电力工作人员,能够将准确、及时的参考信息提供给有关工作人员。之后技术人员能够依据测量的内容,分析和处理有关的数据,方便调度工作者对电网能够更加准确地进行判断。同时,在对该技术进行使用的时候,能大大地提升工作的效率,电容性的负载不会对其带来过大的影响,对电容的影响上能够有效地进行屏蔽,在对电力系统的安全运行和稳定性给予保证的前提下,还能够将相关的技术支撑提供给继电保护装置。在电力系统中应用光互连技术,对故障可以最大程度上予以防止,对设备正常运行造成的经济损失上给予治理,将电力企业的经济效益和社会效益在一定的程度上提升了上来。具有极强的抗电磁干扰功能存在于光纤互联技术、波导光互联技术和自由空间互联技术当中,并且地理环境也不会对其带来影响,因此在电厂的自动化工程当中,该技术得到了非常广泛的应用。 1.3主动对象数据库技术 数据库技术的应用,其主要体现在对电力系统的监控中。而主动对象数据库技术与一般的系统数据库相比,其主要的特点是为技术以及主动功能的技术提供支持。在主动数据库技术中,利用其监视的功能,对其中的对象函数进行利用,实现电力工程中的自动化。如在电力工程中触发机制的使用,使得整个数据库的监视功能得到很好的实现,并节省了大量的对数据写入和写出时间,并可对数据的管理进行充分利用,以此在技术上获得保证。 1.4智能无功补偿技术的应用 传统低压无功补偿技术所采集到的信号是非常单一的,主要使用三相电容器,从补偿技术上来说,在非电力自动化补偿技术中并没有对电压的平衡关系进行综合考虑。用户如果将这种补偿方式作为单项负荷进行使用,很有可能会出现三相负荷不均衡的现象,最终会导致过补或者欠补的结果,同时这样设置的设备也不会具备配电检测功能。而现在新开发的智能无功补偿技术,在实际使用过程中这种技术主要和动态补偿之间进行结合,同时将分相补偿和三相补偿相结合,主要采用快速补偿和稳态补偿相结合的方式,与此同时该技术在实际使用过程中与负载变化相适应,弥补了传统技术单纯使用投切开关存在的缺陷,并通过更加科学的电压限制条件给予固定补偿。 2电力系统自动化技术安全的途径分析 2.1实现对电力系统自动化技术的合理设计 就目前我国的电力系统自动化技术来看,要实现电力系统自动化技术安全管理,首先应该在电网综合自动化设计过程中,针对与其相关的因素进行全面分析,从而实现电力系统化自动技术设计的全面合理。具体来说可以从三个方面入手:在电力系统自动化设计中,采用分布式设计,也就是将每个电力系统的构成单元相互独立开来,从而避免单元内相互产生的影响;在电力系统自动化运行的过程中,有很多需要二次接线的地方,针对这些地方应该实现电力的简化,用多功能继电器代替传统的二次接线,然后实现主控制和各个开关柜的分布式设计,这样做的主要目的是能够简化开关柜内接线,从而有效预防因为操作不慎造成的安全事故;加强电力系统的兼容性以及可扩展性,从而确保自动化技术可以运用到各种设备中,从而使电力设备能够在各种环境下满足自动化的需求。 2.2加强电力系统自动化技术的管理 鉴于电力系统在人们日常生活中发挥的重要作用,要实现电力系统自动化技术安全管理需要进一步重视电力系统自动化技术的维修和管理工作,从而减少因为供电工作中产生的技术故障造成的安全问题,保证电力系统的正常运行。一方面要针对电力系统制订出相对应的自动化技术管理责任制度,实现对电力系统自动化技术的分工管理,将具体责任落实到人,一旦出现任何技术故障或者安全问题可以追究责任人的相关责任,以此来提高工作人员的责任心和工作积极性;另一方面国家应该加大对电力系统自动化技术的资金扶持力度,因为自动化技术对技术和设备的要求较高,所以应该加大用于电力设备的更新和维护的资金。对于我国地处偏僻、经济发展落后的地区应该加大资金用于电力设备的完善,从而实现自动化技术跟电力设备的有效结合,确保供电工作的顺利开展。除此之外,还需要技术人员定期对电力设备进行保养和维修,并建立对应的检查制度,安排专业的人员定期对设备进行维护,一旦发现设备出现故障要及时采取解决措施,最大程度减少因为故障导致的供电中断的次数。 2.2提高电力系统自动化技术人员的专业能力 随着我国科学技术的不断发展,信息技术已经与人们的生活息息相关,这就需要从事相关工作的人员能够在业余时间不断丰富和更新自身的知识,从而促使自身满足时代的发展以及电力系统自动化安全管理的需要。归纳起来可以从以下三个方面入手:工作人员要充分根据自身所在电网企业的实际发展情况确定自身的职责和义务,从而让自身处在一个动态的学习和发展过程中,不断丰富自身的专业知识;作为电力企业应该根据岗位的职责设置与之相关的培训内容从而帮助技术人员掌握先进的技术知识,提高他们实际操作的能力;作为电力企业应该为广大技术人员营造一个良好的学习氛围,从而帮助员工从思想上重视相关知识学习。 3电力自动化的发展 电力自动化的发展主要体现在以下三方面:电网调度技术。电网调度是以信息技术为基础,采集并且整理相关信息,实现电网的良好运行,增强了对电网整体的控制,提高了电网运行的稳定性和可操作性,大大降低了突发情况对电网的冲击程度,并能及时应对电网突发的各种状况,使电网稳定运行。电力自动化主要表现在变电站技术对其的广泛应用。变电站技术是利用通信技术、计算机技术集中处理和应用电力工程中的信息数据,并且通过对变电站各种数据信息的处理,找到最优的电力工程系统工作模式,使电力系统的运行更加稳健。电力自动化主要表现在配电网技术中的应用。应用配电网技术自动化,有力改造了城市乡镇的电网系统,从而进一步完善了国家电力系统的整体发展。其网络化程度越高,电力系统就能更好地为人民服务。自动化能提高配电网技术的效率,加快电力工程的发展。总体的发展趋势。从整体的发展情况来看,由传统的开环监测为主改为闭环控制为主;从传统的功能相对单一技术转为多功能的全方位发展,以变电站自动化、配电自动化技术的应用为主;也由传统的单个元件实现了全系统的方向,例数据采集技术的应用与发展;高电压等级也被低电压等级逐渐取代;装置性能也有了一定程度的改善,技术性、创新性及灵活性与数字化都有了一定的提高,保证了供电系统的效率与智能性及经济性,尤其是继电保护技术的创新;同时也实现了电力系统的高效、经济与安全运行的目标,改善了电力运输过程的顺畅,如管理信息系统在整个过程中的应用。 4结束语 在电力系统当中也是一样,电作为人们生活当中不能缺少的一种重要的资源,随着社会经济水平的不断提升,人们对电的需求量和要求也越来越高。在电力系统运行的过程之中,电力自动化工程的有效应用,不但对电力系统的整体需求能够很好地予以满足,对电力系统中出现的一些突发情况也能利用电力自动化技术及时、准确地监测出来,为采取有效的补偿措施提供一定的帮助,促进电力系统能够可靠、稳定、安全地运行,并且在未来的发展中将更加优异的技术措施引入进来,促进我国电力工程向着更好的方向发展。 作者:赵吉清向迪辉罗益民单位:张家界航空职业技术学院国网湖南张家界分公司 电力工程自动化论文:自动化技术电力工程论文 1电力自动化技术在电力工程中的应用效果 1.1现场总线技术在电力工程中的应用现场总线技术的实现是通过信号控制,将电力变送器控制的用电量集中到主控计算机上,根据科学计算,进而做出合理的判断,再将形成的指令发送到控制系统设备上,实现了电力系统的智能化应用。通过对电力系统工程的自动化控制,利用计算机对运行设备进行信息处理,将处理后的信息与计算机相连接,实现对电力系统的实时监控,在出现问题时,可以及时进行处理和安排。 1.2在电力系统中应用光互连接技术在电力系统的继电保护装置和自动控制的领域内应用光互连接技术。对传统的基本技术要求能够利用光互连技术呈现出来。如打印报表、打印拓扑、记录有关的数据、计算相关的内容、全方位地采集数据、自动化地分析和处理数据的功能。此外,还有状态评估、分析电网、人机界面结合处理、高级应用和网络建模的功能,通过该技术在电力系统中的应用,能够将更加精确的定位、更加清晰的画面、更加灵活的操作技巧提供给电力工作人员,能够将准确、及时的参考信息提供给有关工作人员。之后技术人员能够依据测量的内容,分析和处理有关的数据,方便调度工作者对电网能够更加准确地进行判断。同时,在对该技术进行使用的时候,能大大地提升工作的效率,电容性的负载不会对其带来过大的影响,对电容的影响上能够有效地进行屏蔽,在对电力系统的安全运行和稳定性给予保证的前提下,还能够将相关的技术支撑提供给继电保护装置。在电力系统中应用光互连技术,对故障可以最大程度上予以防止,对设备正常运行造成的经济损失上给予治理,将电力企业的经济效益和社会效益在一定的程度上提升了上来。具有极强的抗电磁干扰功能存在于光纤互联技术、波导光互联技术和自由空间互联技术当中,并且地理环境也不会对其带来影响,因此在电厂的自动化工程当中,该技术得到了非常广泛的应用。 1.3主动对象数据库技术数据库技术的应用,其主要体现在对电力系统的监控中。而主动对象数据库技术与一般的系统数据库相比,其主要的特点是为技术以及主动功能的技术提供支持。在主动数据库技术中,利用其监视的功能,对其中的对象函数进行利用,实现电力工程中的自动化。如在电力工程中触发机制的使用,使得整个数据库的监视功能得到很好的实现,并节省了大量的对数据写入和写出时间,并可对数据的管理进行充分利用,以此在技术上获得保证。 1.4智能无功补偿技术的应用传统低压无功补偿技术所采集到的信号是非常单一的,主要使用三相电容器,从补偿技术上来说,在非电力自动化补偿技术中并没有对电压的平衡关系进行综合考虑。用户如果将这种补偿方式作为单项负荷进行使用,很有可能会出现三相负荷不均衡的现象,最终会导致过补或者欠补的结果,同时这样设置的设备也不会具备配电检测功能。而现在新开发的智能无功补偿技术,在实际使用过程中这种技术主要和动态补偿之间进行结合,同时将分相补偿和三相补偿相结合,主要采用快速补偿和稳态补偿相结合的方式,与此同时该技术在实际使用过程中与负载变化相适应,弥补了传统技术单纯使用投切开关存在的缺陷,并通过更加科学的电压限制条件给予固定补偿。 2电力系统自动化技术安全的途径分析 2.1实现对电力系统自动化技术的合理设计就目前我国的电力系统自动化技术来看,要实现电力系统自动化技术安全管理,首先应该在电网综合自动化设计过程中,针对与其相关的因素进行全面分析,从而实现电力系统化自动技术设计的全面合理。具体来说可以从三个方面入手:在电力系统自动化设计中,采用分布式设计,也就是将每个电力系统的构成单元相互独立开来,从而避免单元内相互产生的影响;在电力系统自动化运行的过程中,有很多需要二次接线的地方,针对这些地方应该实现电力的简化,用多功能继电器代替传统的二次接线,然后实现主控制和各个开关柜的分布式设计,这样做的主要目的是能够简化开关柜内接线,从而有效预防因为操作不慎造成的安全事故;加强电力系统的兼容性以及可扩展性,从而确保自动化技术可以运用到各种设备中,从而使电力设备能够在各种环境下满足自动化的需求。 2.2加强电力系统自动化技术的管理鉴于电力系统在人们日常生活中发挥的重要作用,要实现电力系统自动化技术安全管理需要进一步重视电力系统自动化技术的维修和管理工作,从而减少因为供电工作中产生的技术故障造成的安全问题,保证电力系统的正常运行。一方面要针对电力系统制订出相对应的自动化技术管理责任制度,实现对电力系统自动化技术的分工管理,将具体责任落实到人,一旦出现任何技术故障或者安全问题可以追究责任人的相关责任,以此来提高工作人员的责任心和工作积极性;另一方面国家应该加大对电力系统自动化技术的资金扶持力度,因为自动化技术对技术和设备的要求较高,所以应该加大用于电力设备的更新和维护的资金。对于我国地处偏僻、经济发展落后的地区应该加大资金用于电力设备的完善,从而实现自动化技术跟电力设备的有效结合,确保供电工作的顺利开展。除此之外,还需要技术人员定期对电力设备进行保养和维修,并建立对应的检查制度,安排专业的人员定期对设备进行维护,一旦发现设备出现故障要及时采取解决措施,最大程度减少因为故障导致的供电中断的次数。 2.3提高电力系统自动化技术人员的专业能力随着我国科学技术的不断发展,信息技术已经与人们的生活息息相关,这就需要从事相关工作的人员能够在业余时间不断丰富和更新自身的知识,从而促使自身满足时代的发展以及电力系统自动化安全管理的需要。归纳起来可以从以下三个方面入手:工作人员要充分根据自身所在电网企业的实际发展情况确定自身的职责和义务,从而让自身处在一个动态的学习和发展过程中,不断丰富自身的专业知识;作为电力企业应该根据岗位的职责设置与之相关的培训内容从而帮助技术人员掌握先进的技术知识,提高他们实际操作的能力;作为电力企业应该为广大技术人员营造一个良好的学习氛围,从而帮助员工从思想上重视相关知识学习。 3电力自动化的发展 电力自动化的发展主要体现在以下三方面:电网调度技术。电网调度是以信息技术为基础,采集并且整理相关信息,实现电网的良好运行,增强了对电网整体的控制,提高了电网运行的稳定性和可操作性,大大降低了突发情况对电网的冲击程度,并能及时应对电网突发的各种状况,使电网稳定运行。电力自动化主要表现在变电站技术对其的广泛应用。变电站技术是利用通信技术、计算机技术集中处理和应用电力工程中的信息数据,并且通过对变电站各种数据信息的处理,找到最优的电力工程系统工作模式,使电力系统的运行更加稳健。电力自动化主要表现在配电网技术中的应用。应用配电网技术自动化,有力改造了城市乡镇的电网系统,从而进一步完善了国家电力系统的整体发展。其网络化程度越高,电力系统就能更好地为人民服务。自动化能提高配电网技术的效率,加快电力工程的发展。总体的发展趋势。从整体的发展情况来看,由传统的开环监测为主改为闭环控制为主;从传统的功能相对单一技术转为多功能的全方位发展,以变电站自动化、配电自动化技术的应用为主;也由传统的单个元件实现了全系统的方向,例数据采集技术的应用与发展;高电压等级也被低电压等级逐渐取代;装置性能也有了一定程度的改善,技术性、创新性及灵活性与数字化都有了一定的提高,保证了供电系统的效率与智能性及经济性,尤其是继电保护技术的创新;同时也实现了电力系统的高效、经济与安全运行的目标,改善了电力运输过程的顺畅,如管理信息系统在整个过程中的应用。 作者:赵吉清向迪辉罗益民单位:张家界航空职业技术学院国网湖南张家界分公司 电力工程自动化论文:电力自动化运用下的电力工程论文 一、电力自动化技术分析 电力自动化技术的重要性从整体上来说,电气自动化是作为一种计算机处理技术而存在的,它通过对电力网络技术以及通讯技术等的利用,在此技术上进行发展和创新得到了电气自动化技术,从这一方面来说具有非常强的综合性。目前我国电力系统主要依赖电力自动化技术而运行,所以如果想保证电力系统可以得到安全的运行,还是要依赖于电力自动化技术。电力自动化技术的内容从内容上来说,电力自动化技术可以分为发电厂、调度、变电站自动化三个部分,主要技术有通信网络中信息整理预测以及传输、电力终端电网信息采集和分析;发电量控制系统、电压控制系统等方面的自动化控制;变电站中相关设备的优化和重组、对计算机等技术进行充分利用,最终实现对整个系统线路、设备等的实时测量、监控以及保护等功能;配电网自动化主要应事项馈线系统、调度系统等系统的自动化管理,将电网信息数据采集监控等自动化功能完成。电力工程系统的改革与创新之所以要进行改革,主要目的在于创造更高的价值,电力工程系统的改革也是一样。在电力工程中电力自动化技术的应用,使电力工程中每个系统的安全、稳定运行得到了实现。一方面,工作效率得到了提高,另一方面,也取得了相应的经济效益。自动化电力系统可以实现对设备运行过程中产生的各种数据进行更加全面的采集,同时处理的也更加全面,这样一来,工作人员之间的配合就会变得更加协调,同时对设备的控制也会越来越完整。此外,电力自动化系统在配出系统故障方面也发挥出了巨大的作用。电力自动化技术的使用不仅可以使设备的性能得到有效的改善,同时人力资源的利用率也会得到相应的提高。同时在数据整理以及设备维修上也会变得更加全面和可靠。 二、电力自动化技术在电力工程中的应用 电力工程中电力自动化技术的应用不仅使系统对设备的监控、管理得到了实现,同时在结合了目前各种通讯技术,在此基础上建立起一套科学的电力自动化控制系统,这主要包括对电网结构等信息的处理及保存。现场总线技术的应用在电力工程中,现场总线技术将数字通信等仪表控制设备进行连接,形成了一种综合性技术,这种综合性技术具有一体化的特点,在此基础上形成了多站的信息网络,同时实现了对总线的连接。现场总线技术的运用不仅可以节省相应的硬件数量,同时在投资安装等方面的表现也比较突出,在实际工作中工作人员可以以数学模型作为主要依据对相关数据进行整理和分析,并将各种信息传递到主机上,将最终的指令发送到相关控制设备上,近些年开发出来的对35kV变电站进行改造的实践证明,用户会得到高度的系统集成主动权,由此来看,这项技术的市场潜力非常大,可以使用户对设备的品牌进行自主的选择。智能无功补偿技术的应用传统低压无功补偿技术所采集到的信号是非常单一的,主要使用三相电容器,从补偿技术上来说,在非电力自动化补偿技术中并没有对电压的平衡关系进行综合考虑。用户如果将这种补偿方式作为单项负荷进行使用,很有可能会出现三相负荷不均衡的现象,最终会导致过补或者欠补的结果,同时这样的设置设备也不会具备配电检测功能。而现在新开发的智能无功补偿技术,在实际使用过程中这种技术主要和动态补偿之间进行结合,同时将分相补偿和三相补偿相结合,主要采用快速补偿和稳态补偿相结合的方式,与此同时该技术在实际使用过程中与负载变化相适应,弥补了传统技术单纯使用投切开关存在的缺陷,并通过更加科学的电压限制条件给予固定补偿。采用电力自动化系统弥补了传统电力系统存在的不足以往应用的电力系统处理技术的准确率并不高,同时设备的工作效率也不高,在这种情况下数据库是很难实现自动监控的,面对这些问题,电力工程中电力自动化系统的应用可以使传统设备在运行中存在的这些问题得到了解决,对于软件开发等方面也具有非常深远的影响,目前软件工程中发生了非常深刻的变革。这些技术在主动功能和对象技术的支持方面也占有优势,并且这种优势具有一定的绝对性。在电力系统中主动对象数据库技术主要应用在自动化监控方面,同时电力系统自动控制和监视的复杂功能也有机会得到实现。 三、电力自动化技术未来的发展 在现代都市中,电力系统发挥的作用已经不可替代,将科技与技术相结合,面对科学技术水平的日益提高,资源与信息的共享也有望得到真正的实现。电力自动化系统集中了很多技术与功能,对于系统数据的统计分配和统一采集的实现具有非常重要的作用,同时各种信息也会得到更加合理科学的整合及共享。近年来社会经济得到了不断发展,智能电力自动化技术也得到了应用,在应用过程中它的自动化程度会越来越高。配电网在正常运行中需要复杂的电路网络作支撑,所以智能配电功能在第二阶段的配电自动化系统中得到了增加,这样该系统在应用过程中不仅可以使其作用得到真正的发挥,更重要的是为企业经济和社会效益的提高提供了有利条件。 四、结语 综上所述,电力工程一方面与居民的生活密切相关,另一方面也和工业生产存在紧密的联系,在这种情况下,国家应该更加重视对电力工程技术的开发及应用。在科技不断进步的今天,电力自动化技术的运用,取得了非常好的效果,不仅使供电的安全性得到了提高,同时电力系统的运行成本也得到了相应降低,使供电质量得到了根本性的改善。 作者:万吉喜单位:甘肃省高台县供电公司 电力工程自动化论文:自动化技术视域下的电力工程论文 1电气自动化技术 随着我国社会经济的不断发展,电力企业运用新的信息技术,提高电力工程的自动化水平,促进了电气自动化的迅猛发展。电气自动化技术就是运用了具有自动检测功能与自动控制功能的电气装置,可以实时对电力系统进行远程调节、控制、及监控。在信息化技术大力发展的同时,通过信息监测技术能够实现对电力工程的远程控制与管理。电气自动化技术需要自动化的电网配置、配电网技术协同工作。在电气自动化技术中,要充分利用网络对电力工程的各项信息进行统计、收集、分析从而加强电电力系统的稳定运行。减轻了以往电力工作人员的工作强度,充分利用电力工程中的自动化设备进行监督,在面临突发状况时,能够及时采取信息处理技术对电力系统进行有效地处理。而配电网技术可以配合电气自动化技术改善城乡配电网,加强城乡电力网络运行工作,完善电气自动化技术在城乡电网中的运用。电气自动化技术的应用范围广泛,从电气开关到电力工程都有电气自动化技术的身影。电气自动化技术的不断提高也促进了电力工程的不断发展。 2电气自动化技术在电力系统中的应用 2.1变电站及配电自动化的应用 变电站自动化技术是采用现代通信技术、先进的计算机技术、电子技术以及信息处理技术,实现对变电站的二次设备的重新组合和优化设计,从而减少了人力资源的浪费,减低了变电站及配电站工作人员的工作强度,提高变电站及配电站人员的安全性及整个系统运行的有效性。不仅如此,变电站自动化技术还可以多层次、全方位地对多种电气设备的运行状况进行安全检测以达到高效控制的目标。在实际的应用中,主要通过新型的设备代替以往的电磁式装置从而使得现场的监视操作更加智能化、可视化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分,是电力生产现代化的一个重要环节。随着对科学技术的应用以及监控设备的更新,种综合性的自动化监测系统能够提高变电站运行的稳定性,降低运行维护的成本,高质量输电过程,经济效益提高很多。 2.2在电网调度自动化中的应用 在电力工程中,电网的总调度能够通过大屏幕显示器、计算机服务等自动化系统对电网进行远程监控。根据电力工程中电网的运行情况进行分析,监控电网的实时状态。通过各个分系统传送的电力工程中的生产数据、控制发电的数据,对电力工程整个系统进行评估、调配和预测,从而减少了电网在运行过程中出现的电力故障及异常情况,通过电气自动化技术能够及时作出判断,检测更加及时。从而减少了电力工程中危及人身安全和设备安全的事故。另外,通过电气自动化技术还能对整个电网进行实时监测和分析,调度从大屏幕上可以清晰的采集信息,找出电气事故的发生地并提出应对措施,防止事故的扩散,减低影响。 2.3分散测控系统自动化的应用 在电力工程的发电厂分散测控系统中,通过太网、过程控制单元、工程师工作站、高速数据通讯网等对分层对电厂的生产状况进行测试和控制。经过过程控制单元可以在生产运行的过程中通过接受热电阻、热电偶、电气量等信号,处理运算的结果、参数等,通过这种方式对电网进行监控,从而提高电气自动化在电力工程中的检测、保护和控制功能。 2.4计算机自动化的应用 电气自动化技术在电力工程中的应用主要是引入了计算机操作系统,通过微型计算机让整个电力系统自动记录、反馈电气设施的实际工作情况。同时,对反馈信息进行的误差判定。加强软件的查找、分析、测算的应用,从而在电力工程中实现操作技术的使用性,更加便于电力工程的管理。在电气自动化技术中还要注意对监控方式、现场总线监控进行设计。只有全面加强电气设备的监控信息及监控方式,才能提高监控系统的效率以及整个系统稳定性、可靠性。 2.5电力自动化技术的发展趋势 我国的经济不断的发展,人们的的经济水平和生活的质量也在不断的提高,因此,对供电系统的需要和依赖也是越来越高,但是由于电力系统的的内部之间的原因,造成了各个部门之间不能达到有效的资源共享,也就会使电力系统出现各种各样的问题。因此,在以后的发展过程中,我们针对这种现象,就应该加强和改善,对电力部门之间的内部资源进行资源整合和统一,然后达到电力资源的统一共享,这样就会形成一个内部信息可以高效利用的效果。随着电力自动化的发展,新技术也在不断的发展,如果电力资源的内部管理恰当,再更好的运用电力自动的技术,在电力工程的发展上面就能提高经济效益。 作者:和琎单位:国网太原市滨河供电公司 电力工程自动化论文:电气自动化电力工程论文 1电力系统自动化技术 ⑴变电站自动化。运用全微机化的装置替代电流信号电缆式设备,采用数字化技术、网络化技术,以计算机电缆或者光线替代电流信号电缆,实现自动化的监控和操作,从而减少人力资源的浪费,提高工作效率和运行水平,保障变电站运行的安全性和稳定性。 ⑵电网调度自动化。通过电网调度加强对计算机网络系统的控制,使电力在生产的过程中能够获取实时数据,能够对电网运行情况进行实时监控和分析、评估和电力负荷的预测等操作,提高电网运行的质量,适应电力市场运营的需求。 ⑶发电厂分散测控系统(DCS)。能够有效的对运行参数和设备状态进行实时显示和打印,促进整个系统生产过程的检测、控制盒联锁保护等功能,保障系统运行的安全。 2电力工程中电气自动化技术 ⑴全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管。晶闸管作为第一代电子电力器件,在我国电力工程发展中起着十分重要的作用,伴随着电力技术的发展和提高,交流变频技术的兴起,第一代半控型晶闸管已经不能适应现代化电力系统发展的要求,以CTR/GTO/P-MOSEFT为代表的第二代全控式电力电子开关逐步的被广泛的研制和应用。根据各种器件的性能适应于各个电流、电压额等电力系统范围中。而由于第二代全控型器件必须要有较大的控制电流,使电流在控制方面难度增加。而MOSFET作为一种电压驱动器件,其对驱动电力要求简单,开关时间快,并且安全工作区十分稳定,但是其通态电压额会随着额定电压的增加而倍增加,从而不利于P-MOSFET的推广和应用。在这种背景下,作为新一代的复合型电力电子器件IGBT/MGT应运而生,IGBT拥有和MOSFET一样的高输入阻抗、高速特性和GTR大电流面密度特性的混合器件。开关速度快,通态电压低,工作频率高,并且具有宽而稳定的安全工作区,工作效率高,驱动电路简单,更符合现代化对电力器件的需求。新一代的复合型电力电器件,随机复合化技术的不断提高,电器件生产范围不断扩大,应用也不断的深入,在电器复合化的同时,加强对电器向模块化的发展,使电力电器件向更高要求发展。 ⑵变频器电路从低频向高频方向发展。在电力电子器件不断更新的过程中,为了能够适应电力电子器件的需求,由它组成的变换器电路也在不断的更新换代中,以往的变频器电力已经不能满足新一代电力电子器件的需求。采用谐夺式直流环逆变器能够有效的降低开关损耗,保障开关在频率上的提高,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。加强变频器电力从低频向高频方向的发展不仅能够有效的降低开关损耗,并且节约成本,提高逆变器集成化,在电气自动化技术中具有广阔的发展前途。 ⑶交流调速控制理论的日趋成熟。随着对交流调速控制理论的深入研究,将复杂的矢量变化与电动数学模型进行简化处理,在对交流调速控制理论研究过程中,其控制思想独特,具有创造性,控制结构简单,控制手法直接,对信号处物理概念明确,转矩响应迅速,大大的提高了调速效率,形成一种高静动态性能的新型交流调速方法。适应现代化的电气自动化技术发展的需求。 ⑷通用变频器开始大量投入使用。随着变频器技术的成熟发展,高动态性能矢量控制性开始大量投入生产和实用中,它主要采用全数字控制,通过相关的软件能够对系统进行自动化的设定和操作,提高变频器的变结构控制盒自适应控制。伴随着技术的不断提高,变频器的可靠性、可维修性、可操作性等相关的功能在单片机控制动技术的支持下不断的提高。 3结束语 随着电力系统的深入发展和应用,电气自动化技术在电力工程中所起到的作用也越来越突出,电气自动化技术作为当前最具有发展前景,最活跃,最具研究价值的综合性学科之一,在电力工程发展和应用中电气自动化技术起着十分重要的作用。而电气自动化技术本身应用范围广泛,几乎是渗透到国民经济的各个部门,是推动社会进步的重要技术依据,因此,在我国科技技术不断发展的过程中,加强电气自动化技术的提高成为了电力系统发展的必然选择。 作者:马沙萍单位:内蒙古阿拉善右旗电力公司 电力工程自动化论文:电力工程的自动化探讨 1电力自动化技术发展应用 1.1现场总线技术的运用 现场总线技术主要是自动化设备与仪表控制设备进行作用关联,建立电力工程现场实现多方向、多站点、串行、以及计算机信息技术的一体化信息网络,从而实现在数字网络通信、系统控制、智能传感器以及计算机技术等多功能多系统的融合。要在电力工程现场实现现场总线技术的自动化应用,首先需要收集变送器控制的所有设备用电总量,然后将电量信号通过控制系统上传到主控计算机,主控计算机依据相应数学模型进行计算判断并做出最终分析,并将计算结果指令发送到控制设备上,完成现场总线技术的自动化应用。现场总线在电力工程中的应用,主要通过对控制功能进行细化分割为多个子功能,并对每个子功能分别配备相应计算机,对被控设备信息进行收集分析,将各个子功能计算机进行局域连接与信息共享后,通过调整相应子功能块即可实现电网调度。若要实现整个电力系统的信息化控制,只需要将前置机与上位机进行配合,通过仪表辅助控制系统,结合下方电力工程控制,便可实现电力系统的高性能控制功能。 1.2对象数据库技术的运用 电力系统自动化监控与管理过程中涉及到大量的现场数据,这些数据包含了从数据采集、传输、存储与调用到运用数据信息进行分析、生成指令、指令、执行指令等多个过程,通过面向对象技术能够方便快捷的实现这些过程,而主动对象数据库技术则为这些过程的实现提供了技术支持。主动对象技术是采用触发器技术实现整个控制系统的监控功能,利用监控对象函数,即可实现电力自动化,而触发机制的使用,能够方便的实现数据库的监视控制,节约数据传输时间。主动对象数据库技术在电力自动化的广泛应用主要得益于其电力监控系统对电力自动化系统的开发、继承与封装的巨大简易操作性能,同时主动对象数据库技术支持对象标准与主动功能技术,从而引发软件技术的新革命。 1.3光互连技术的运用 光互连技术主要以光纤为传输媒介,融合了波分复用技术与IP网络通信协议的一种新技术,在电力工程中的运用主要依赖继电以及自动控制系统。光互连技术能够增强电力工程中自动化控制系统的抗磁干扰性,加大处理器的干涉能力,加快信息传输速度,提高数据可靠性,因此在电力工程中具有广泛的应用前景。光互连技术在电力工程中运用主要体现在对其探测器功率进行扇出数限制,不受平面以及电容负载的限制,便于提高系统集成度与强化系统监控。实践应用证明,电子传输与电子交换技术能够拓展数据网络,重组编程结构,从而增加电力系统的灵活性。此外,光互连技术能够实现数据采集、控制与计算功能,其良好的人机交互界面能够帮助操作人员更好的做好调度工作,因此在电力工程中的应用具有重要的意义。 2电力自动化发展方向 2.1变换器电路的高频化发展方向 自动化技术在电力工程中的运用的一个主要特点就是远程监控与管理,而远程监控的优点就是高可靠性与组态灵活性,同时相对传统设施能够减少电缆使用,降低控制安装费用,避免了材料资源的大量浪费。其中,变换器的高频化发展方向能够有效的保证远程监控管理的这些优点。高频变换器能够有效减少高次谐波对电网的影响,而提高开关频率则能够降低电力系统对人的伤害程度,减少开关损耗,从而提高整个电力系统工作效率。 2.2通用变频器的普及 变频器是电力自动化过程中必不可少的一部分,随着电力电子器件的不断更新升级,变频器在可靠性、维修性与操作性能上都有了质的飞跃,而单片机控制技术则促进了变频器的快速发展。在国内电力自动化发展过程中,要在吸收国外先进变频器技术的基础上,结合国内自身的综合自动化系统技术,探索出符合国内国情的电力自动化系统发展方向。国内目前的自动化系统考虑了技术合理性、设备精简维护以及未来发展融合等多方面原因,在站内监控与数据信息采集保护中采取了相对独立的模式,将保护与控制、测量融合,以方便事故的清晰化分析处理。 2.3单片机、集成电路与工业控制计算机的发展 在单片机、集成电路与工业控制计算机的发展应用过程中,首先应当实现电力自动化技术的国际化标准。为了适应电力自动化技术的快速发展,国际电工委制定了相应的国际标准,为实现未来电力自动化系统的发展提供了依据与方向;其次是以太网技术的兴起与应用,随着社会经济生活水平的提高,以太网逐渐成为现场总线技术发展的核心,因此未来的电力自动化发展方向应继续以以太网技术为技术基础。国内现有的变电站已经实现了综合电力技术与以太网技术相融合,以太网技术能够降低变电站的工作量,而智能化电气设备的发展与电力自动化技术的经验积累,则为实现以太网网络控制系统奠定了基础。在发电厂自动控制系统未来发展中,必然会集成电路、模拟乘法器、锁相环路以及时机电路等各个系统,由工业计算机完成最终的电力自动化全控制。 3结束语 在新技术的推动下,自动化技术在电力工程中的应用越来越广泛,所发挥的作用也越来越重要,其结合计算机技术与通信技术的特性,既适应电力系统的建设以及电网配备的发展形势,又能节约大量资源,实现更加稳定的电力运行与供给,电力自动化必将是未来电力工程发展的趋势。 作者:刘嘉伟单位:广东电网公司惠州博罗供电局 电力工程自动化论文:电力工程中的自动化技术研究 1自动化技术在电力工程中的发展 1.1发电控制技术自动化 对于火力发电厂来说,发电自动化主要体现在对厂内的机械设备进行数据采集、状态监测、屏幕显示、预警信号或故障检出等。由计算机实时进行控制,实现由点火到并网的全部自动化启动过程。对母线电压控制和无功率实现自动减增。对于水利发电站来说,同样是对相关设备进行数据采集、计算分析、预警信号以及提供维护方案等。并对水库的水文信息进行自动监控,对全厂的机电运行设备进行监测,对发电机组实施自动控制、优化运行,对经济负荷进行分配、稳定监视、控制等。 1.2电力调度技术自动化 电力调度自动化同样有计算机作为整个控制系统的核心,对相关数据进行搜集、整理和新式,使得电力管理人员可以对整个电网的运行情况进行全面掌握,并对其中出现的突发情况实施一定的措施,保证电力运行系统状态良好。 1.3变电站技术自动化 变电站通过充分利用计算机,以及先进的通信技术,对搜集的相关信息进行处理和应用,以便是对变电站中的电力系统进行一定的重新组合,实现系统设计的进一步优化,从而促进系统对信息、数据等进行集中搜集和处理,从根本上实现对电力系统的全过程实时监控和管理。 1.4配电技术自动化 配电网自动化主要通过对城乡配电网系统进行改造和优化,促进电网运行网络化程度更高,实现配电网的进一步发展,使得电力系统得到更广泛的应用,为居民提供的电能质量更好。 2自动化技术在电力工程中的应用 自动化技术在电力工程中的应用,为我国电力系统的安全运行提供了有力的技术支撑,在实现监控及远程管理方面发挥出重大的积极作用。我们就自动化技术在电力工程中的实际应用做具体分析。 2.1现场总线技术 现场总线技术是近年来迅速发展的一种技术,其主要通过将现场的智能仪器、仪表、控制器、执行系统等现场设备进行连接,形成一体的信息网络,实现相互之间的数字通信以及现场控制设备与高级控制之间的信息传递。由于其简单、安全、经济使用,在电力工程中受到了高度重视和青睐。在电力工程中,通过该技术,将主变器控制的所有的用电总量进行搜集,并将其汇集在主控计算机中,通过特定的数学模型,对所搜集的数据信息进行计算,从而做出正确的判断,然后将最终形成的指令传递至控制设备,从而促进自动化技术在电力工程中的有效应用。现场总线技术主要是通过将电力系统中的控制功能进行分散,并通过对应的计算机进行专门的信息处理,因此只需将计算机与信息进行连接,而不需要对电力系统运行的整个过程实施监控,在需要时通过信息调度便可实现自动化管理。现场总线技术不仅可以有效满足电力运行系统中的实际需求,还能很好的实现信息资源共享,完善了电力系统,推进了电力工程建设的顺利实施。 2.2主动数据库技术 主动数据库技术也被成为面向对象数据库技术。面向对象是一种认识方法学,也是一种新的程序设计方法学。把面向对象的方法和数据库技术结合起来,使数据库系统的分析、设计最大程度的与人们的实际认识相一致。主动数据库技术在电力工程中的应用,使得电力系统的研发、继承等有力极大的发展,在一定程度上促进了软件技术的发展和变革。该技术在电力系统中的应用相当广泛,由于支持对象标准,因此较之一般的数据库技术更具优越性。在实际应用过程中,主动数据库技术主要通过对运行系统实施监控,并通过对象函数进行一定的分析、判断和管理,从而实现电力系统的自动化。特别是随着触发机制的发展和应用,主动数据库在系统中的监控作用有了更好的控制和实现,不仅有效缩短了数据的写读时间,还使得电力系统在实际运行过程中对数据管理功能的应用更加充分,在技术上有了更加有力的保证,促使自动化技术在电力工程中的应用更加完善。 2.3光互联技术 光互连技术主要分自由空间光互连技术、波导光互连技术以及光纤互联技术。由于其本身存在大量的优点,比如看干扰能力强、带宽、反应时间迅速等,使得其在电力系统中有所运用,在一定程度上促进了自动化技术在电力工程中的应用。光互连技术不仅具有其他技术共有的信息采集、数据监控、计算以及分析等能力,同样具有人机界面等功能。不仅介意有效实现电网系统的有效重组,提高系统的灵活性、实效性,同时还能通过较强的抗干扰能力,提高电力系统信息传输的安全性、可靠性。除此之前,还能够为管理人员提供更为清晰的画面,提高管理人员判断的准确性、科学性,及时对出现的故障进行解决。总之,光互连技术在电力工程中的应用,对电力工程的实施具有非常重要的建设意义。 3结束语 总之,自动化技术在电力工程中的应用越来越广泛,自动化程度也越来越高,有力促进了电力工程的信息化、现代化,是实现电力运行安全、稳定的有力保障。由于我国电力自动化技术发展的比较晚,与国际先进技术依旧存在一定的差距,因此在实际运行中,要持续探索与创新,不断促进我国电力事业快速发展。 作者:肖梅单位:国网江西信丰县供电有限责任公司 电力工程自动化论文:电力工程的配电网自动化研究 1电力工程配电网自动化中存在的主要问题 电力工程配电网自动化中存在的问题主要集中在功能单一、结构不合理、管理机制存在问题或是盲目求新等。 1.1功能单一 配电网自动化功能单一主要体现在其功能设计的思路过于单一,只是将增强电网运行的可靠性作为其设计的核心,导致思路过于狭窄,可应用功能较少。特别是通过相关调查发现,我国配电网运行中出现的故障并不是自动化系统自身出现故障造成的,而是因为一些人为的、例行检查的事项造成的断、停电。将增强电网的可靠性作为唯一目标,显然与运行中的实际需求存在一定的差距。 1.2结构不合理 在进行配电网自动化设计时,由于设计人员不能把很好的从整体上进行把握,统筹安排,往往出现顾此失彼的现象。比如系统主站与控制端之间常常出现不相匹配,电力设备互相冲突的现象,或是在陈旧、老化的设备上进行一定的自动化改造,导致通信通道的容量不能很好的满足实际运行中的需求。 1.3盲目求新 一些单位在没有对自身企业设备的实际情况进行充分了解的情况下,便盲目的采用最新、最先进的技术,导致自动化技术与电力运行的实际情况严重不符,兼容性差,导致电力新旧设备之间出现严重冲突,不能从整体上实现合理优化,反而在一定程度上严重威胁到电网运行的安全与稳定。 1.4管理机制不健全 虽然电力工程中均实现了配电网自动化,初步保证了电力运行的安全与稳定,但在实际运行过程中,其管理机制依旧存在一些漏洞,导致配电网不能有效实现协调运营,不能达到最佳运行状态。 2改进电力工程配电网自动化的主要措施 2.1加强对馈线自动化的优化力度 实现配电网自动化的进一步优化,最主要的便是实现馈线自动化的进一步提升。馈线自动化在整个配电网自动化中占据着最关键的位置,是配电网实现自动化的基础。馈线自动化在其中的积极作用主要体现在三个方面:一是保证电力运行的可靠性,减少运行停电的次数和时间,并能及时对线路中出现的故障进行定位,恢复该段的电力输送。二是可以有效提高供电质量,及时对电力运行中的负荷等进行转投。三是可以有效降低电力运输中的电能损耗,提高电力设备的利用率。对馈线自动化实施一定的优化,可以有效实现设备、通信通道等资源共享,可以促进配电网自动化子系统得到进一步扩充,对此我们可以通过集中智能式、分布智能式、半自动化式以及重合器式等方式进行优化。对于集中智能式来说,其最主要的便是通过馈线自动化测控终端,将故障信息发送至主站或子站,再由他们进行定位,并下达命令对故障进行隔离。分布智能式中,馈线自动化测控终端可以进行故障判断、故障隔离以及重构网络,在实施过程中不需主站参与,可以直接与当地的智能终端进行操作。半自动化从根本上来说是将集中智能式进行简化后形成的一种模式,但其与集中智能式不同的一点便是需要将故障信息反馈给管理人员,由管理人员对故障进行判断并采取措施进行处理。最后一种重合器式,该种模式主要是不需要通信系统、主站等参与,可以通过馈线自动化测控终端对故障进行直接判断和隔离,对网络直接实施重构,一般适用于通信系统建设比较困难的地区。但其故障处理、网络重构的速度相对较慢,容易引起大范围的停电。 2.2加强对通信系统的建设力度 通信系统是连接主站、子系统之间相互联系的最主要的设施,安全、可靠的通信系统可以有效实现配电网自动化。由于配电网规模大、覆盖面广、网架结构也比较复杂,且各个终端数据口的信息量相对来说也比较小,因此在建设通信系统时,应根据实际运行的具体情况,选择最佳的通信方式。通信方式一般包括电话线、双绞线、无线、光纤等。相对来说,光纤是几种通信方式中安全性、可靠性、通信容量等最高的,但建设成本较高,施工难度也相对较大。电话线、双绞线等通信方式,建设成本较低,施工难度也不大,但在应用过程中容易受到其他因素的干扰,且损耗度也相对较大,通信容量较小。在进行通信系统建设时,要针对具体情况,对其进行不断完善和改进,努力实现通信系统中遥信、遥测等功能。 2.3加强对配电网的运营管理 配电网实际运行中往往涉及到多个管理部门,且配电网自动化规模比较大、设备比较多,因此在进行管理时往往出现一定的难度。再加上管理工作的不到位,导致配电网自动化运营管理工作存在诸多问题。对此我们应首先对管理体制进行完善,细化责任,落实到人。除此之外,还应具体采用以下措施对其加强管理。一是积极引进具有专业技能的计算机人才,对自动化系统的软硬件等进行开发、创新与改进,保证配电网自动化充分适应实际运行情况。二是加强电力系统中管理人员的培训,通过针对性强的学习、教育、训练等,使工作人员可以接受新技术、新知识,充分掌握配电网自动化系统中各个软件的应用功能,并能及时发现运行中出现的故障,进而采取正确措施,有效解决。通过建立一支高素质职工队伍,保证配电网自动化运行中操作、维护、检修等各项工作落到实处。 3结束语 总之,自动化系统在电力工程配电网中具有非常重要的意义。在进行配电网自动化建设时,要对其中存在的诸多问题进行深刻剖析,并采取有效措施,通过对馈线自动化实施优化,加强对通信系统的建设力度,加强对配电网的运营管理等,不断实现配电网自动化的优化配置,进一步促进配电网运行的安全、稳定与可靠。 作者:吕干英单位:国网江西信丰县供电有限责任公司 电力工程自动化论文:探析电力工程自动化施工管理的技术 【摘要】如今,一个国家的正常运转必须依靠强有力的电力支持。随着现代高新技术的快速发展,电力工程的施工管理逐渐朝着自动化的方向发展。本文将从电力工程自动化管理的现状以及特点出发,探讨电力工程自动化施工管理的技术关键。 【关键词】电力工程;自动化施工管理;技术 1引言 为实现电力自动化系统的稳定健康运行,电力部门必须大力加强电力工程自动化施工管理的相关技术。随我国的国家电网不断发展、进步,再加上对各种高新技术的不断使用,电力工程的自动化施工管理水平在不断地提升中,并且逐渐往电力工程智能化的方向快速发展。近几年来,我国的电力工程在许多方面都取得了一定的进步,但是与发达国家相比,我国的电力工程还是存在着许多的缺陷,因此,电力部门必须提高我国电力工程自动化施工管理的相关技术,从而尽可能地缩小我国与发达国家之间在电力工程施工管理技术方面的差距。由于我国特殊的地形,东西南北跨度比较大,因此,建立一个具有较高水准的自动化电力工程必须提高电力工程自动化施工管理技术的水平。总而言之,加强电力工程自动化的施工管理,并提升自动化管理的技术水平,能够有效地促进我国的电力行业的发展。 2电力工程自动化施工管理的现状 如今,在现有的形势中,我国的电力工程的施工管理的发展进程仍旧存在较大的阻碍。我国的电力工程自动化施工管理仍旧存在一部分需要解决的问题,比如:我国电力工程自动化施工管理的模式无法及时转变,仍旧以传统的施工管理模式为主,从而导致相关的设计部门与业务部门的任务量加重,进而无法保证电力工程的施工质量。除此之外,现在的电力工程项目越来越多,但是,许多的设备以及物资都无法得到及时地补充,以至于无法满足电力工程施工的实际需要,导致某些厂家为了补充设备以及物资的数量而忽视了其质量。再比如,由于参与电力工程自动化施工管理的工作人员的整体素质比较低,再加上工作人员对合同意识的缺乏以及对成本控制方面的认识的缺乏,因此,电力工程预算的科学性以及合理性都受到了极大的影响。 3电力工程自动化施工管理的特点 与一般的工程不同,电力工程不仅需要强硬的建筑技术,还需要与自身行业特点贴合的自动化施工管理的关键技术。电力工程自动化施工管理主要有复杂性、全面性和细节性三个特点。①电力工程项目的施工管理工作本身具有一定的复杂性。由于电力设施以及电力设备,特别是输电线路的施工现场会随时发生变动,再加上施工人员的流动性较大,再加上我国环境的区域性差异较大,同时,工程施工过程中缺乏各方面的技术人才,因此,电力工程自动化施工管理具有较大的复杂性。②全面性,由于电力工程施工所涉及到的工艺技术较多,涉及的领域范围较广,而且领域知识的交叉点也比较多,因此电力工程自动化施工管理具有全面性的特点。电力工程自动化施工管理的全面性,再加上不同环境下电力工程施工管理技术的变动较大,给电力工程自动化施工管理工作的顺利进行带来了极大的挑战。③细节性,由于电力工程中所涉及到的元件较多,因此,一旦某个细节上出现了问题,都有可能对整个电力工程的施工质量造成影响,甚至会降低电力工程中设备的精确度。同时,电力工程的元件大部分是联合工作的装填,一旦忽视了某个操作的细节,就特别容易导致发生连锁反应,从而严重地威胁到电力工程的施工质量,因此,必须注重电力工程施工管理过程中的细节管理,才能有效地保证电力工程的施工质量。 4电力工程自动化施工管理的技术关键分析 4.1加强施工成本管理 电力工程施工成本管理是电力工程自动化施工管理中的核心部分,因此,电力部门只有采取科学、有效的方式加强成本管理,才能进一步提高电力工程自动化施工管理水平。对电力工程项目的成本进行管理:①要对电力工程项目所设计到的施工工艺进行研究,并分析出施工工艺所需要的材料以及设备,从而能够更加有效地找出减少成本的方法。②电力企业应该以施工图纸与工程规划的要求为基础,通过招标的方式来采购电力工程施工所需的物资,从而加强对工程成本的控制。③要做好这一点:a.施工人员应对工程所需的物资和施工工艺进行深入地研究和分析,以此来找到能够有效减少成本的方法;b.电力单位或企业还应在严格按照施工图纸要求与工程规划的基础上,通过招投标的方式来为工程所需的物资进行采购,以此来加强对成本控制的力度;c.电力企业应该从宏观上把控电力工程的全局,在电力工程施工前,按照各部门对物资、分包、设备、人工以及费用进行多级精细化的控制与管理,同时,做好提前预警纠偏的措施。实际上,对电力工程成本进行管理和控制主要是为了增加工程项目的收入,通过计划动态管控项目的支出,将不合理的开支进行压缩,尽可能地减少浪费,从而有效地保证电力工程项目的利润. 4.2加强施工管理技术的水平 电力工程施工技术管理不仅仅是电力工程自动化施工管理工作中的重要组成成分,还是电力工程项目施工质量的保障。因此,电力企业必须采取科学的方式提高电力工程自动化施工管理的技术水平。电力工程的施工技术主要由基础施工技术、杆塔工程技术以及架线工程技术三个部分组成。 4.2.1提高基础施工的技术水平 在电力工程自动化施工管理的过程中,参与施工的工作人员应该以施工图纸以及工程整体的规划方案的要求为根据进行相关的施工操作,从而保证施工人员的施工行为符合相关的规定。除此之外,施工人员还应该对施工的材料与设备给予足够的重视,严格按照相关的规定以及基础施工的基本要求利用施工设备以及材料进行施工,从而确保电力工程施工的质量。 4.2.2确保杆塔工程的施工质量 为了确保杆塔工程的施工质量,参与施工的工作人员必须根据实际的工程施工条件以及地质条件来选择杆塔的类型。一般来说,如果电力工程项目的施工现场的地质比较复杂,就应该选择铁质对的杆塔。而如果施工现场的施工与运输条件比较方便,就应该选择混凝土杆塔或者钢筋杆塔。 4.2.3确保架线工程的施工质量 为了确保架线工程的施工质量,在电力工程正式开始施工前,参与施工的工作人员必须合理地布局与规划相关的流程,同时,施工人员还应该通过实地考核来对布局与规划进行进一步的完善和调整。 4.3完善信息技术建设 在电力工程自动化施工管理的过程中,信息技术的建设起到极为重要的作用,换句话说,信息技术能够有效地提升电力工程的效益,因此,电力企业要想提高电力工程自动化施工管理的水晶,就必须完善信息技术建设。完善信息技术的建设,电力企业首先要做的就是总结本企业以及各部门的电力工程自动化施工管理的信息和经验。其次,电力企业还必须分析电力工程自动化施工管理的相关要求,再在这个基础上,进行电力工程自动化施工信息管理的工作。与此同时,电力企业还应该将管控模块融入到电力工程自动化施工管理的日常工作中,并且严格按照电力工程的进度组织督促参建单位。除此之外,电力企业还应该及时地更新电力工程的相关信息,同时,电力企业还可以利用信息管理系统来充分地了解整个电力工程施工的具体状况,从而为电力工程的实际施工的调整提供参考。 4.4完善施工安全管理 因为电力工程的自动化施工是一项具有较大风险、危险源较多的工作,所以,电力企业应该采取科学、有效的方式来加强电力工程的施工安全管理,从而有效地提高整个电力工程的施工管理水平。完善电力工程施工的安全管理,首先要做的是就是充分重视并完成对施工现场工地的调查研究工作。在对电力工程的施工现场进行调查和研究时,电力企业应该安排专门的工作人员对施工现场周围的环境以及地形地貌进行仔细地勘察,并且做好相关的记录。如果发现工程现场中的安全隐患,相关工作人员就应该立即采取相关的措施,从而避免安全事故的发生。而在设计电力工程的相关文件时,工作人员必须对于电力工程安全管理技术相关的编制工作给予充分的重视,从而充分地发挥编制文件所具备的安全警示作用。其次,电力企业应该加大安全宣教工作的力度,在电力工程的施工现场中渗透安全教育,从而促进施工人员的安全意识的提高。此外,电力企业还应该对相关的工作人员进行定期的安全技术培训,从而有效地提高施工人员在安全方面的实践操作水平,加强施工人员的安全理论知识。最后,电力企业还应该保证电力工程的安全技术防护工作的整体质量,准确把控电力工程的施工现场的实时动态。同时,一旦发现施工人员违反相关的操作规定,就必须立即制止其操作。 5结束语 目前电力工程建设的重要任务就是电力工程的自动化施工管理。由于电力工程自动化施工管理具有本身的许多的特点,因此,电力工程自动化施工管理的关键技术也具有一定的特殊性。同时,电力工程的实际运行状况由电力工程的自动化施工管理技术水平决定。经过多年的发展,我国的电力工程自动化施工管理获得了许多的经验,但是这还无法满足电力工程自动化发展的需要,因此,电力企业必须从多个方面对电力工程自动化施工进行管理,从而确保电力工程的质量以及施工效率。 作者:黄锐彬 电力工程自动化论文:电力工程建设自动化管理研究 【摘要】电力工程发展直接关系着我国的经济发展,用电需求的满足也是直接与我国人民的生活水平直接挂钩的,因而为了满足越来越多的用电需求,加强电力工程自动化管理显得十分重要。本文主要对加强电力工程自动化管理进行了分析,针对性提出了相应的管理措施,以期能够不断提升电力工程自动化管理水平。 【关键词】自动化管理;电力工程;配电 电气自动化技术的出现极大地推动了电力工程的发展,也提升了配电网运行的稳定性和可靠性,而随着时代的不断发展,不仅是自动化技术,自动化管理也在广泛应用到电力工程当中,输配电、电力调度中都可以看到自动化管理的身影,可见自动化管理在现代电力工程中的重要性。 一、电力工程中的自动化管理 电力工程由于本身具有复杂性和全面性的特点,使得其管理难度相对较大,尤其是自动化技术的应用当中,涉及到的结构、技术非常多和细致,这就要求电力工程在进行管理时应该运用更加先进的管理理念和方法来进行管理,而通过自动化控制管理能够极大限度的减少人员劳动强度,提高电力公司供电可靠性,在近年逐步在电力公司中得到了推广。 二、推动电力工程自动化措施 目前我国的电力自动化管理发展还是不完全的,存在这样那样的问题,因而为了提高电力配电系统的效率,有必要积极采取相应措施推动电力电力自动化管理发展,不断促进配电管理水平的提高,具体来说在目前电力公司中可采取的措施主要包括以下几点: (一)做好整体规划和准备工作 电力自动化管理的实现是一项长远而复杂的工作,因而需要大量的前期准备,前期规划和准备工作直接关系着电力自动化管理的实现进度,所以电力公司在推行电力自动化管理前应该充分重视电力自动化管理的规划工作,做好电力自动化管理管理的准备工作,这样才能保证电力自动化管理的顺利进行。而在准备工作上,管理人员首先应该对电力自动化管理中所需要的信息技术和实现方式进行明确,掌握配电自动化实现的方法,这样才能保证电力自动化管理的顺利进行。其次,管理人员要注意实施前资金准备和电网准备工作,由于电力自动化管理技术含量较高,实现方式较为复杂,因而其所需要的资金数目也比较大,因而得有强大的资金后盾支持才能实现自动化。再者,自动化系统能够将各地电网系统联系起来,因而在实施自动化前也要做好电网准备工作,采用GIS和GPS技术实现配电各个终端之间的通信连接,从而能够准确对各个地区的配电终端进行定位,提高配电管理的实时性和有效性。最后,管理人员在实施电力自动化管理前还要建立一支专业的技术团队,技术人员是实现电力自动化管理的关键,他们掌握着电力自动化管理的一系列技术,因而在准备工作中建立高水平的技术团队,对于早日实现电力自动化管理来说至关重要。 (二)积极开发配电高新技术 电力自动化管理的实现依赖于自动化管理技术的不断提高,只有从技术上不断创新提高,才能保证配电自动化管理系统一直处在高效率、高水平的层次上。因而在前期的资金、团队等准备工作都完成之后,管理人员的首要任务就是根据不同地区的实际情况来研发相应的技术,不断提升当地电力配电技术水平,以保证电力配电自动化的正常运行。再者,在进行配电自动化技术研发过程中,技术人员应该始终将用电居民的利益放在配电自动化的首位。电力配电自动化管理的最终目的是为了满足用电居民的需求,因而电力配电自动化的进行也要始终围绕着用电居民的利益进行,这样才能保证研发出来的电力配电自动化技术满足用电居民的要求。在推行配电自动化管理过程中,技术人员要及时听取用电居民的反馈,对于居民所反映的问题要给予足够重视,及时想办法解决,同时要根据不同地区的经济状况提前做好预算工作,在有限的预算内为当地用电居民提供最优化的电力配电管理技术。 (三)自动化设备要具备广泛适用性 由于各地的电网和配电情况不同,在进行电力配电自动化管理过程中,管理人员在设备选择上也要选择适用性较为广泛的设备,这样才能保证配电设备适应各种环境,在不同情况配电设备都能够正常运行,从而保证整个配电系统的正常稳定运行。再者,技术人员在日后运行过程中要及时对设备进行检测更新,及时更换最新技术的配电设备,这样才能保证整个配电系统的技术水平始终处于先进当中,也才能推动电力配电自动化水平不断提高。 三、结语 在现代电力工程建设当中,建设方应该加强对自动化管理的重视,从工程建设初始到工程完成运行都要将自动化管理融入进去,不论是自动化管理技术、自动化系统,能够提升电力工程运行管理水平的管理方法都要尝试,这样才能切实提升电力工程的质量,将电力工程做具有的经济效益和社会效益都完全地发挥出来。 作者:何燕 单位:国网河北省电力公司保定电力分公司 电力工程自动化论文:电力工程中电力自动化技术研究 [摘要]电力工程系统随着我国科技的进步而不断发展,电力自动化技术以方便快捷的操作方式和高效率的工作管理逐渐取代了传统的电力工程系统,为我国电力事业的发展做出了十分重要的贡献。 [关键词]电力工程系统;电力自动化;高效率 将电子技术、网络通信与信息处理集合在一起的技术称作电力自动化技术,该技术主要应用于发电厂、供电公司以及电网调度和信息传输等单位和领域,电力自动化技术能够根据操作者的具体需要对电力系统进行相应的远程操作和监控管理,此项技术不仅能够保证电力系统的高效运行,而且能够最大限度的降低成本。 一、电力自动化技术在电力工程系统中的具体应用 1.主动对象数据库技术 对数据库的自动监控需要采用触发机制和对象技术,只有这样才能使信息数据在处理之后拥有较高的准确率和利用率,并且具备一定的参考价值。随着我国互联网信息技术的高速发展,数据库技术也逐渐走向成熟,在很大程度上满足了人们生活与生产的不同需要,在我国电力系统中的主动对象数据库技术主要应用于自动化监控,经过近几年的深入研究和反复实践,主动对象数据库技术在我国的电力系统行业的应用中已逐渐完善,给电力软件系统的转型变革提供了有力的支持,在我国电力系统的供电工作中起到了非常重要的作用。 2.现场总线的应用 现场总线是电力自动化技术中最广泛的应用,在电力工程中有很多全自动的接收处理装置与其控制的设备仪器相连接,连接成功后会形成一个全面系统的信息收集网络,收集的信息会在电力自动化处理之后被电力工程直接运用,最终将所有的信息数据输入并汇集到总服务器中,这与之前需要电厂工作人员手动收集数据的方式完全不同,电力自动化技术能够极大的简化操作人员的工作流程,所有的信息收集和数据采集均在总服务器上完成,操作人员可直接通过总服务器向各个分机下达指令,分机在受到指令后会即刻执行。经过多次实践证明,电力自动化技术在电力工程中的运用不仅有效的实现了对电力工程各环节的监控,而且能够最大限度的提高工作效率。 3.电力自动化补偿技术在电力系统中的应用 电力系统运行的过程最常见的问题是如何处理好低压,传统的低压补偿技术经常会引发其他一些问题,不仅不能很好的补偿低压,而且很可能会出现补偿过多等情况,一旦电力系统出现补偿不足,必然会威胁到电力工程的安全运行。运用电力自动化补偿技术能够很好的解决上述问题,促使电力系统能够一直处于动态补偿的方式,并且随着根据电力运行中的电压情况进行相应的调节补偿,这种动态的低压补偿方式既能有效的规避电力工程运行中补偿失效的情况,又能完美的解决补偿过多等其他问题。 4.供电系统自动化技术在电力系统中的应用 变电站运行、管理的自动化、电力负荷控制的自动化以及电力调度区域的自动化是电力自动化在供电系统中的主要运用。变电站运行管理的自动化主要借助于电子计算机与互联网之间的信息交换而完成,通过电子计算机对变电站收集到的数据统一处理,达到提高工作效率的目的,变电站运行管理的自动化不仅能够全面实时的监控整个电网运行,而且能第一时间发现故障并及时处理;电力负荷控制的自动化主要运用声频与工频这两种控制方式,通过对电力系统的总负荷记录生成负荷曲线图,工作人员再根据负荷曲线图对电力系统进行全面监控。 二、电力自动化技术的设计原则 1.自动化监控系统设计原则 (1)结构分布系统化 分布式的系统结构是电力自动化监控中的核心,多个子系统组成一个整体的电力自动化监控系统,为实现全面整体的自动化监控效果,每个子系统会有一个或多个CPU同时运行并进行数据处理,所有CPU组合在一起的CPU群共同构成一个完成的监控体系,为了让这些子系统和CPU在运行时互不干扰,分布式的系统结构是最佳的选择。 (2)操作视屏可视化 电力自动化技术最大的亮点是能够实现无人操作,做好自动化的监控管理是实现无人操作的关键,因此,要做好有关视屏可视化的各项工作,才能令工作人员全方位的对电力工程进行监控,对出现问题的环节和设备及时处理,提高功效效率并保障电力工程的安全运行。 (3)运行管理智能化 自动化监控技术中的智能化不能仅局限于常规的自动调节与自动报警等功能上,要将管理智能化延伸到电力系统的在线自动诊断,并且将诊断结果及时反映给远端总控器等。只有将管理智能化全面广泛的应用,才能更好的对电力工程进行自动化监控。 2.远程调度设计原则 (1)功能综合化 远程调度功能的设计需充分利用计算机的硬件与软件技术,并且要加强利用数据通讯等其他技术,而不是将重点仅放在调度功能上,只有设计一个全面综合性强并且包含多种专业技术的系统,才能更好的完善远程调度和实时通信与操作等功能。 (2)通信系统的网络化 工作人员通过计算机互联网的通信共享技术进行的远程操作叫做远程调度,通信技术是远程调度中最核心、最重要的技术。因此,只有最大限的提高通信效率才能将远程调度的效率提升起来,计算机局域网络能够很好的提高数据的传输速度,并且具有很强的抗干扰能力,能够很好的满足远程调度实时控制中的各项要求。 三、结语 综上所述,电子自动化技术的应用并非意味着取消或替代传统的电力工程技术,而是在传统技术的基础上进行一种创新和改良,将传统技术与现代的电子科技有机结合,更好的服务于电力工程体系。现阶段,电力自动化技术正在稳步发展,为我国电力工程系统做出了十分重要的贡献,在我国电力事业的蓬勃发展中有着不可替代的地位。 作者:丁旸 单位:江苏省南京市特变电工 电力工程自动化论文:电力工程中电力自动化技术应用的思考 摘要:电力系统的安全稳定运行是国民经济和人们生活正常发展的基本保障。随着社会生产力的提高,电力需求日益增加,电网运行负荷不断扩大,给电网运行调度提出了更高的要求。而电力系统自动化的实施无疑是解决电网运行控制问题的最有力手段。文章围绕电力工程中电力自动化技术应用有关问题进行探讨,详细地阐述了电力自动化的基本内涵和当前我国电力自动化的发展状况,最后对电力工程中电力自动化的应用进行了重点分析。 关键词:电力工程;电力自动化;应用 引言 电能是现代社会最主要、最普遍、最常用的能源种类。从进入实际应用阶段起,电能就以其清洁高效、适用范围广、传输距离远等优点受到人们的广泛欢迎,被应用到社会生产、人们生活的方方面面。经过多年的发展,电力网络已经遍及人类活动的主要地区,随着电力需求的增加,电网结构和运行情况日益复杂,给电网管理、调度带来很大困难。在新的历史时期,电力产业迫切需要一种电网运行管理方式来提高工作效率和安全水平,以适应越来越高的国民经济发展和社会活动开展的电能需求。电力自动化是自动化技术应用到电力领域的一个重要形式,它的实施,对于电网的高效稳定运行提供了巨大支持,是今后电力产业发展建设的重要内容和主要方向。 1电力自动化的基本内涵 电力网络的建设涉及到多种现代化先进技术,每一项技术的发展都对电网建设有着不可估量的推动和促进作用。现代社会进入信息时代以来,自然科学知识呈爆炸式发展,使得电力网络建设水平得以大幅提高。特别是信息技术、网络技术、计算机技术、电子技术等学科的高度繁荣,更使得电力网络自动化得以实现。电力自动化是上述多种技术的充分融合的结果,是未来电力网络监控的主要方式。从技术角度上看,电力自动化技术在一定程度上实现了电力网络的自动控制,不但降低了人工成本要求,而且减少了电力系统运行中的人为因素,对于由于人为原因导致电网控制水平波动,甚至是电力调度事故的发生有着极为有力地改善作用。电力自动化系统能够对电网运行过程中的各项数据、指标进行监测、检查,及时发现其中不符合要求或者超出规定范围的情况并予以恰当处理,从而在很大程度上保障了电力系统运行的稳定。电力系统自动化技术的实施目标主要有以下两个方面:一是充分发掘电力技术潜力,不断提升电力技术发展水平,提高电力系统运行安全保障能力,降低电网运行成本,预防电力系统运行风险,实现电网运行长期安全与稳定。二是实现对电网运行状态参数的实时监测,尽早发现系统中的安全风险因素并加以排出,确保力系统的正常运转。 2我国电力自动化技术发展概述 2.1电网调度技术的自动化 电网调度自动化是电力自动化系统的关键部分。电网调度自动化体系中,计算机作为控制单元的核心设备,依托发达的网络信息平台对电网系统的运行状态信息进行采集和整理,根据各类情况依照既定方案采取相应措施,从而保证整个电网的良好运行。计算机网络技术在电网自动化体系中的广泛实施,使得电网运行调度人员对电网运行状况实时掌握成为了现实,电网运行调度决策的制定更加科学、可靠、切合实际,调度措施实施效果更加有力、有效。电网运行调度系统对电网运行情况的掌控能力得以加强,有利于电力资源信息的收集和电力资源资料,进而确保电力工程的稳定运行。 2.2电力自动化技术在变电站中的应用 变电站是电力系统中的重要枢纽单位。它承担着将由电厂生产出来的电能以符合需求的形式向用电单位传输的重要职责。变电站也是电力自动化技术应用的一个重要领域。籍由计算机和通信技术所实现的信息高速分析处理和科学使用,电力自动化系统对变电站所涉及的电力资源进行充分优化配置,根据变电站运行实际情况,实时制定并实施针对性措施,从而大幅提高了变电站系统运行效率和安全水平。作为电力自动化系统中的重要组成部分,变电站自动化技术的实施,对于电网自动化体系的建设起着促进和完善的重要作用,它使得变电站的运行管理模式与电网自动化系统相适应。它通过数据监控有效地实现了微机保护功能,一旦系统发现某个模块发生故障会立即采取措施,使对应的功能模块恢复原始运行状态,保证系统可靠运行。 2.3配电网技术的自动化 随着城乡电网改造事业的不断推进,配电网自动化技术应用日益广泛。配电网自动化技术主要包括自动化数据通信、配电网馈线监控终端、电力用户用电信息采集终端等技术、配电网自动化主站系统等几个部分,通过以上技术的综合运用,配电网运行、调度管理的自动控制得以实现。除此之外,配电网自动化系统还具有实时监测用户计量表运行状态功能,一旦计量表出现故障,控制中心能够及时受到相关信息,并通过对故障控制器的精准识别以及对断路器的远控操作,从而最大限度避免了电力损失,是电力企业防范窃电事故的重要手段。 3电力工程中电力自动化的应用 电力自动化技术是电子技术和信息通讯技术两门学科的成果结晶,凭借对电力系统运行状态的实时监控和远程控制,管理者对电力系统的管理效率进一步强化,有力确保了电力工程的安全稳定运转,对预防、应对电力事故的发生有着十分重要的积极作用,是我国电网运营管理体系中的十分关键的一环。下面就电力自动化技术在电力工程中的具体应用进行介绍。 3.1现场总线技术在电力工程中的应用 现场总线技术主要是为实现对电力工程现场的控制管理而设计、实施的。该技术通过采用先进数字化通信技术,对现场信息进行采集并汇总至控制中心,凭借控制中心计算机的高速运算能力,对信息进行处理,从而实现对电力工程现场的有效控制。现场总线技术实际上是通过上位机和前置机共同运作、协调配合而实现对电力系统的控制的。在电力系统运行情况日益复杂的今天,现场总控技术丰富的功能可以满足系统多方面的需求,为电力工程的顺利实施提供优质服务。 3.2光互连技术在电力工程中的应用 光互连技术是电力自动化系统中数据采集、数据控制的重要方式,该技术不受带宽、平面和电容负载的限制,便于互连重构,对于提高系统集成度和控制水平有着明显地促进作用。 3.3主动对象数据库技术在电力工程中的应用 数据库技术是电力系统实现运行状态监控的重要渠道,主要用于对污染源的实时监控,并承担着系统瞬时运行状态和关键节点状态的输出功能。其中,主动对象数据库对对象函数的分析,是电力工程电力自动化应用得以实现的基础。在触发机的配合下,数据库监视也得到了很好的控制,并节约了数据传输时间。 4结束语 电力系统自动化技术应用是当前电力系统发展过程中的一个重要突破,极大地改善了电力系统资源管理局面,提高了电网运行管理效率,强化了电网管理控制力度,是电力系统从传统管理模式信息化管理模式的一个重要飞跃。随着我国经济体制改革和产业结构调整的不断深入,电力资源紧张问题日渐凸显,推动我国电力系统自动化的进一步发展,符合我国电力事业发展实际要求。电力企业要充分认识电力自动化的重要意义,不断推进新技术、新设备的开发、应用,夯实技术保障,为我国经济的健康发展提供应有的支持。 作者:任洪伟 单位:庆安县电业局
材料管理论文:金属纳米材料管理 摘要综述了国内外块状纳米材料的制备技术进展及存在的问题。提出了超短时脉冲电流直接晶化法和深过冷直接晶化法两类潜在的块状金属纳米晶制备技术,并对今后的研究及发展前景进行了展望。 关键词纳米晶块体材料制备非晶晶化机械合金化深过冷 自80年代初德国科学家H.V.Gleiter成功地采用惰性气体凝聚原位加压法制得纯物质的块状纳米材料后[1],纳米材料的研究及其制备技术在近年来引起了世界各国的普遍重视。由于纳料材料具有独特的纳米晶粒及高浓度晶界特征以及由此而产生的小尺寸量子效应和晶界效应,使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、磁、光、电、声等性能[2],使得对纳米材料的制备、结构、性能及其应用研究成为90年代材料科学研究的热点。为使这种新型材料既有利于理论研究,又能在实际中拓宽其使用范围,探索高质量的三维大尺寸纳米晶体样品的制备技术已成为纳米材料研究的关键之一。本文综述国内外现有块状金属纳米材料的制备技术进展,并提出今后可能成为块状金属纳米材料制备的潜在技术。 1现有块状金属纳米材料的制备技术 1.1惰性气体凝聚原位加压成形法 该法首先由H.V.Gleiter教授提出[1],其装置主要由蒸发源、液氮冷却的纳米微粉收集系统、刮落输运系统及原位加压成形(烧结)系统组成。其制备过程是:在高真空反应室中惰性气体保护下使金属受热升华并在液氮冷镜壁上聚集、凝结为纳米尺寸的超微粒子,刮板将收集器上的纳米微粒刮落进入漏斗并导入模具,在10-6Pa高真空下,加压系统以1~5GPa的压力使纳米粉原位加压(烧结)成块。采用该法已成功地制得Pd、Cu、Fe、Ag、Mg、Sb、Ni3Al、NiAl、TiAl、Fe5Si95等合金的块状纳米材料[3]。近年来,在该装置基础之上,通过改进使金属升华的热源及方式(如采用感应加热、等离子体法、电子束加热法、激光热解法、磁溅射等)以及改良其它装备,可以获得克级到几十克级的纳米晶体样品。纳米超饱和合金、纳米复合材料等也正在利用此法研究之中。目前该法正向多组分、计量控制、多副模具、超高压力方向发展。 该法的特点是适用范围广,微粉表面洁净,有助于纳米材料的理论研究。但工艺设备复杂,产量极低,很难满足性能研究及应用的要求,特别是用这种方法制备的纳米晶体样品存在大量的微孔隙,致密样品密度仅能达金属体积密度的75%~90%,这种微孔隙对纳米材料的结构性能研究及某些性能的提高十分不利。近年来,尽管发展了一些新的纳米粉制备方法如电化学沉积[4]、电火花侵蚀(sparkerosion)[5]等方法,但与这些方法相衔接的纳米粉的分散、表面处理及成型方法尚未得到发展。 1.2机械合金研磨(MA)结合加压成块法 MA法是美国INCO公司于60年代末发展起来的技术。它是一种用来制备具有可控微结构的金属基或陶瓷基复合粉末的高能球磨技术:在干燥的球型装料机内,在高真空Ar2气保护下,通过机械研磨过程中高速运行的硬质钢球与研磨体之间相互碰撞,对粉末粒子反复进行熔结、断裂、再熔结的过程使晶粒不断细化,达到纳米尺寸[6]。然后、纳米粉再采用热挤压、热等静压等技术[7]加压制得块状纳米材料。研究表明,非晶、准晶、纳米晶、超导材料、稀土永磁合金、超塑性合金、金属间化合物、轻金属高比强合金均可通过这一方法合成。 该法合金基体成分不受限制、成本低、产量大、工艺简单,特别是在难熔金属的合金化、非平衡相的生成及开发特殊使用合金等方面显示出较强的活力,该法在国外已进入实用化阶段。如美国INCO公司使用的球磨机直径为2m,长3m,每次可处理约1000kg粉体,这样的球磨机1993年在美国安装有七座,英国安装有二座,大多用来加工薄板、厚板、棒材、管材及其它型材。近年来,该法在我国也获得了广泛的重视。其存在的问题是研磨过程中易产生杂质、污染、氧化及应力,很难得到洁净的纳米晶体界面,对一些基础性的研究工作不利。 1.3非晶晶化法 该法是近年来发展极为迅速的一种新工艺,它是通过控制非晶态固体的晶化动力学过程使晶化的产物为纳米尺寸的晶粒。它通常由非晶态固体的获得和晶化两个过程组成。非晶态固体可通过熔体激冷、高速直流溅射、等离子流雾化、固态反应法等技术制备,最常用的是单辊或双辊旋淬法。由于以上方法只能获得非晶粉末、丝及条带等低维材料,因而还需采用热模压实、热挤压或高温高压烧结等方法合成块状样品[8]。晶化通常采用等温退火方法,近年来还发展了分级退火[9]、脉冲退火[10]、激波诱导[11]等方法。目前,利用该法已制备出Ni、Fe、Co、Pd基等多种合金系列的纳米晶体,也可制备出金属间化合物和单质半导体纳米晶体,并已发展到实用阶段。此法在纳米软磁材料的制备方面应用最为广泛。值得指出的是,国外近年来十分重视块体非晶的制备研究工作,继W.Klement、H.S.Chen、H.W.Kui等采用真空吸铸法及合金射流法制备出Mg-La-TM、La-Al-TM、Zr-Al-TM系非晶块体之后,近几年日本以Inoue为代表的研究小组在非晶三原则指导下,又成功地采用合金射流成形及深过冷与合金射流成形相结合的方法制备了厚度分别为2mm、3mm、12mm、15mm、40mm、72mm的Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,Si,Ge)[12]、(Fe,Co,Ni)70Zr8B20Nb2[13]、(Nd,Pr)-Fe-(Al,Ga)[14]、Zr-Al-Cu-Ni[15]、Pd-Cu-Si-B[16]系的非晶块体。我国北京科技大学的何国、陈国良最近也采用合金射流成形法获得8mmZr65Al7.5Cu17.5Ni10[17]的非晶块体,这些研究结果为该法制备及应用块体纳米材料注入了极大生机。 该法的特点是成本低,产量大,界面清洁致密,样品中无微孔隙,晶粒度变化易控制,并有助于研究纳米晶的形成机理及用来检验经典的形核长大理论在快速凝固条件下应用的可能性。其局限性在于依赖于非晶态固体的获得,只适用于非晶形成能力较强的合金系。 1.4高压、高温固相淬火法 该法是将真空电弧炉熔炼的样品置入高压腔体内,加压至数GPa后升温,通过高压抑制原子的长程扩散及晶体的生长速率,从而实现晶粒的纳米化,然后再从高温下固相淬火以保留高温、高压组织。胡壮麒等利用此法已获得4×3(mm)的Cu60Ti40及3×3(mm)的Pd78Cu6Si16晶粒尺寸为10~20(nm)的纳米晶样品[18,19]。该法的特点是工艺简便,界面清洁,能直接制备大块致密的纳米晶。其局限性在于需很高的压力,大块尺寸获得困难,另外在其它合金系中尚无应用研究的报道。 1.5大塑性变形与其它方法复合的细化晶粒法 1.5.1大塑性变形方法 在采用大塑性变形方法制备块状金属纳米材料方面,俄罗斯科学院R.Z.Valiev领导的研究小组开展了卓有成效的研究工作,早在90年代初,他们就发现采用纯剪切大变形方法可获得亚微米级晶粒尺寸的纯铜组织[20],近年来他们在发展多种塑性变形方法的基础上,又成功地制备了晶粒尺寸为20~200(nm)的纯Fe、Fe-1.2%C钢、Fe-C-Mn-Si-V低合金钢、Al-Cu-Zr、Al-Mg-Li-Zr、Mg-Mn-Ce、Ni3Al金属间化合物、Ti-Al-Mo-Si[21-23]等合金的块体纳米材料。 1.5.2塑性变形加循环相变方法 1996年我国赵明、张秋华等[24]将碳管炉中氩气保护下熔炼的Zn78Al22超塑性合金,经固溶处理后通过小塑性变形和循环相变(共析转变),获得了晶粒尺寸为100~300(nm)的块状纳米晶体。 该方法与其他方法相比具有适用范围宽,可制造大体积试样,试样无残留缩松(孔),可方便地利用扫描电镜详细研究其组织结构及晶粒中的非平衡边界层结构,特别有利于研究其组织与性能的关系等特点并可采用多种变形方法制备界面清洁的纳米材料,是今后制备块体金属纳米材料很有潜力的一种方法。如将此法与粉末冶金及深过冷等技术相结合,则可望利用此法制备金属陶瓷纳米复合材料[21],并拓宽其所能制备的合金成份范围。 除以上主要方法外,近年来还发展的有喷雾沉积法、离子注入法等块体金属纳米材料制备技术,在此不再一一赘述。 2直接制备块状纳米晶的潜在技术 2.1脉冲电流直接晶化法 近年来,关于脉冲电流对金属凝固组织的影响已屡见报道:80年代,印度学者A.K.Mistra首先在Pb68Sb15Sn7共晶及Pb87Sb10Sn3亚共晶合金中通以40mA/cm2的直流电,发现凝固后组织明显细化[25],M.Nakada等人在Sn85Pb15合金凝固过程中通脉冲电流后,也发现凝固组织细化且发生枝晶向球状晶转变[26],J.P.Barnak等研究了高密度脉冲电流对Sn60Pb40和Sn63Pb37合金凝固组织的影响[27]。结果证实,脉冲电流可增加过冷度,并可使共晶的晶粒度降低一个数量级,且晶粒度随脉冲电流密度增加而降低。周本濂等不仅在实验上研究了脉冲电流对合金凝固组织的影响[28],而且在理论上用经典热力学和连续介质电动力学对脉冲电流作用熔体的结晶成核理论和结晶晶粒尺寸的计算作了深入研究[29,30],指出脉冲电流密度达到0.1GA/m2时,在理论上可获得大块纳米晶,按该理论对Sn60Pb40合金进行计算,结果与实验值基本一致。由于理论上要求的一些金属纳米化的临界脉冲电流密度在工程上能够达到且与实验值基本符合,加之脉冲电流的快速弛豫特点可限制纳米晶粒的长大,使作者相信,随着脉冲电流对金属凝固影响机制的进一步研究及实验装置的进一步完善,超短时脉冲电流处理在某些合金上有可能使熔体直接冷凝成大块纳米晶材料,并成为直接晶化法制备纳米晶材料的潜在技术之一。 2.2深过冷直接晶化法 快速凝固对晶粒细化有显著效果的事实已为人所知。急冷和深过冷是实现熔体快速凝固行之有效的两条途径。急冷快速凝固技术由于受传热过程限制只能生产出诸如薄带、细丝或粉体等低维材料而在应用上受到较大的限制。深过冷快速凝固技术,通过避免或清除异质晶核而实现大的热力学过冷度下的快速凝固,其熔体生长不受外界散热条件控制[31],其晶粒细化由熔体本身特殊的物理机制所支配,它已成为实现三维大体积液态金属快速凝固制备微晶、非晶和准晶材料的一条有效途径[35]。由于深过冷熔体的凝固组织与急冷快速凝固组织具有很好的相似性[36]并且国外已在Fe-Ni-Al、Pd-Cu-Si[37]等合金中利用急冷快速凝固获得纳米组织,另外,近年来周尧和、杨根仓教授领导的课题组在Ni-Si-B合金中利用深过冷方法已制备出晶粒尺寸约为200nm的大块合金,并已探讨出多种合金系有效的熔体净化方法,加之作者近期又在Fe-B-Si系共晶合金中利用深过冷及深过冷加水淬方法成功地制备了几十~200nm,11×10(mm)的块状纳米材料,见图1a、图1b所示,因此有理由相信,通过进一步研究深过冷晶粒细化的物理机制,进而为深过冷晶粒的纳米化设想提供理论基础,同时研究出各种实用合金的熔体净化技术以及深过冷与其它晶粒细化技术相结合的复合制备技术,深过冷方法可望成为块体金属纳米材料制备新的实用技术。从目前的实验结果来看,深过冷晶粒细化的程度与合金的化学成分、相变类型、熔体净化所获得热力学过冷度的大小及凝固过程中的组织粗化密切相关。为进一步提高细化效果,除精心的设计合金的化学成分之外,发展更有效的净化技术是关键,另外探索深过冷技术与急冷、塑性变形及高压技术等相结合的复合细化技术,可望进一步拓宽深过冷直接晶化法制备纳米晶的成分范围。相信通过今后的不懈努力,该技术将会成为块状纳米晶制备的又一实用化技术。 3展望 纵观纳米材料的研究发展,不难看出,纳米材料的推广应用关键在于块体纳米材料的制备,而块体金属纳米材料制备技术发展的主要目标则是发展工艺简单,产量大适用范围宽,能获得样品界面清洁,无微孔隙的大尺寸纳米材料制备技术。其发展趋势则是发展直接晶化法纳米晶制备技术。 从实用化角度来看,今后一段时间内,绝大多数纳米晶样品的制备仍将以非晶晶化法和机械合金化法为主,它们发展的关键是压制过程的突破。此外在机械合金化技术中,尚需进一步克服机械合金化过程中所带来的杂质和应力的影响。对于能采用塑性变形等技术可直接获得亚微米级晶粒的合金系,拓宽研究系列,研究出与各种合金成分所对应的实用稳定的塑性变形及热处理工艺,并全面进行该类纳米晶材料的性能研究工作是此类技术走向实用的当务之急。 从长远角度来看,高压高温固相淬火、脉冲电流和深过冷直接晶化法以及与之相关的复合块状纳米材料制备技术及其基础研究工作,是今后纳米材料制备技术的研究重点。 相信随着块状纳米材料制备技术的不断研究和发展,在不远的将来会有更多的纳米材料问世,并产生巨大的社会、经济效益。 材料管理论文:氮化物衬底材料管理 宽带隙的GaN基半导体在短波长发光二极管、激光器和紫外探测器,以及高温微电子器件方面显示出广阔的应用前景;对环保,其还是很适合于环保的材料体系。半导体照明产业发展分类所示的若干主要阶段,其每个阶段均能形成富有特色的产业链。世界各国现在又投入了大量的人力、财力和物力,以期望取得GaN基高功率器件的突破,并且居于此领域的制高点。“氮化物衬底材料与半导体照明的应用前景”文稿介绍了氮化物衬底材料与半导体照明的应用前景的部分内容。 GaN、AlN、InN及其合金等材,是作为新材料的GaN系材料。对衬底材料进行评价要就衬底材料综合考虑其因素,寻找到更加合适的衬底是发展GaN基技术的重要目标。评价衬底材料要综合考虑衬底与外延膜的晶格匹配、衬底与外延膜的热膨胀系数匹配、衬底与外延膜的化学稳定性匹配、材料制备的难易程度及成本的高低的因素。InN的外延衬底材料就现在来讲有广泛应用的。自支撑同质外延衬底的研制对发展自主知识产权的氮化物半导体激光器、大功率高亮度半导体照明用LED,以及高功率微波器件等是很重要的。“氮化物衬底材料的评价因素及研究与开发”文稿介绍了氮化物衬底材料的评价因素及研究与开发的部分内容。 氮化物衬底材料与半导体照明的应用前景 GaN是直接带隙的材料,其光跃迁几率比间接带隙的高一个数量级。因此,宽带隙的GaN基半导体在短波长发光二极管、激光器和紫外探测器,以及高温微电子器件方面显示出广阔的应用前景;对环保,其还是很适合于环保的材料体系。 1994年,日本的Nicha公司在GaN/Al2O3上取得突破,1995年,GaN器件第一次实现商品化。1998年,GaN基发光二极管LED市场规模为US$5.0亿,2000年,市场规模扩大至US$13亿。据权威专家的预计,GaN基LED及其所用的Al2O3衬底在国际市场上的市场成长期将达到50年之久。GaN基LED及其所用的Al2O3衬底具有独特的优异物化性能,并且具有长久耐用性。预计,2005年GaN基器件的市场规模将扩大至US$30亿,GaN基器件所用的Al2O3衬底的市场规模将扩大至US$5亿。 半导体照明产业发展分类所示的若干主要阶段,其每个阶段均能形成富有特色的产业链: (1)第一阶段 第一阶段(特种照明时代,2005年之前),其中有:仪器仪表指示;金色显示、室内外广告;交通灯、信号灯、标致灯、汽车灯;室内长明灯、吊顶灯、变色灯、草坪灯;城市景观美化的建筑轮廓灯、桥梁、高速公路、隧道导引路灯,等等。 (2)第二阶段 第二阶段(照明时代,2005~2010年),其中有:CD、DVD、H-DVD光存储;激光金色显示;娱乐、条型码、打印、图像记录;医用激光;开拓固定照明新领域,衍生出新的照明产业,为通用照明应用打下基础,等等。 (3)第三阶段 第三阶段(通用照明时代,2010年之后),包括以上二个阶段的应用,并且还全面进入通用照明市场,占有30~50%的市场份额。 到达目前为止(处于第一阶段,特种照明时代),已纷纷将中、低功率蓝色发光二极管(LED)、绿色LED、白光LED、蓝紫色LED等实现了量产,走向了商业市场。高功率蓝色发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和全波段InN-GaN等,将会引发新的、更加大的商机,例如,光存储、光通讯等。实现高功率蓝色发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和全波段InN-GaN实用化,并且达到其商品化,这需要合适的衬底材料。因此,GaN材料及器件发展,需要寻找到与GaN匹配的衬底材料,进一步提高外延膜的质量。 另外,就基础研究和中长期计划考虑,科技发展越来越需要把不同体系的材料结合到一起,即称之为异质结材料。应用协变衬底可以将晶格和热失配的缺陷局限在衬底上,并且为开辟新的材料体系打下基础。已提出了多种协变衬底的制备技术,例如,自支撑衬底、键合和扭曲键合、重位晶格过渡层,以及SOI和VTE衬底技术等。预计,在今后的10~20年中,大尺寸的、协变衬底的制备技术将获得突破,并且广泛应用于大失配异质结材料生长及其相联系的光电子器件制造。 世界各国现在又投入了大量的人力、财力和物力,并且以期望取得GaN基高功率器件的突破,居于此领域的制高点。 氮化物衬底材料的评价因素及研究与开发 GaN、AlN、InN及其合金等材料,是作为新材料的GaN系材料。对衬底材料进行评价,要就衬底材料综合考虑其因素,寻找到更加合适的衬底是作为发展GaN基技术的重要目标。 一、评价衬底材料综合考虑因素 评价衬底材料要综合考虑以下的几个因素: (1)衬底与外延膜的晶格匹配 衬底材料和外延膜晶格匹配很重要。晶格匹配包含二个内容: ·外延生长面内的晶格匹配,即在生长界面所在平面的某一方向上衬底与外延膜的匹配; ·沿衬底表面法线方向上的匹配。 (2)衬底与外延膜的热膨胀系数匹配 热膨胀系数的匹配也很重要,外延膜与衬底材料在热膨胀系数上相差过大不仅可能使外延膜质量下降,还会在器件工作过程中,由于发热而造成器件的损坏。 (3)衬底与外延膜的化学稳定性匹配 衬底材料需要有相当好的化学稳定性,不能因为与外延膜的化学反应使外延膜质量下降。 (4)材料制备的难易程度及成本的高低 考虑到产业化发展的需要,衬底材料的制备要求简洁,而且其成本不宜很高。 二、InN的外延衬底材料的研究与开发 InN的外延衬底材料就现在来讲有广泛应用的,其中有:InN;α-Al2O3(0001);6H-SiC;MgAl2O4(111);LiAlO2和LiGaO2;MgO;Si;GaAs(111)等。 Ⅲ-Ⅴ族化合物,例如,GaN、AlN、InN,这些材料都有二种结晶形式:一种是立方晶系的闪锌矿结构,而另一种是六方晶系的纤锌矿结构。以蓝光辐射为中心形成研究热点的是纤锌矿结构的氮化镓、氮化铝、氮化铟,而且主要是氮化镓、氮化铝、氮化铟的固溶体。这些材料的禁带是直接跃迁型,因而有很高的量子效率。用氮化镓、氮化铝、氮化铟这三种材料按不同组份和比例生成的固溶体,其禁带宽度可在2.2eV到6.2eV之间变化。这样,用这些固溶体制造发光器件,是光电集成材料和器件发展的方向。 (1)InN和GaN 因为异质外延氮化物薄膜通常带来大量的缺陷,缺陷损害了器件的性能。与GaN一样,如果能在InN上进行同质外延生长,可以大大减少缺陷,那么器件的性能就有巨大的飞跃。 自支撑同质外延GaN,AlN和AlGaN衬底是目前最有可能首先获得实际应用的衬底材料。 (2)蓝宝石(α-Al2O3)和6H-SiC α-Al2O3单晶,即蓝宝石晶体。(0001)面蓝宝石是目前最常用的InN的外延衬底材料。其匹配方向为:InN(001)//α-Al2O3(001),InN[110]//α-Al2O3[100][11,12]。因为衬底表面在薄膜生长前的氮化中变为AlON,InN绕α-Al2O3(0001)衬底的六面形格子结构旋转30°,这样其失匹配度就比原来的29%稍有减少。虽然(0001)面蓝宝石与InN晶格的失配率高达25%,但是由于其六方对称,熔点为2050℃,最高工作温度可达1900℃,具有良好的高温稳定性和机械力学性能,加之对其研究较多,生产技术较为成熟,而且价格便宜,现在仍然是应用最为广泛的衬底材料。 6H-SiC作为衬底材料应用的广泛程度仅次于蓝宝石。同蓝宝石相比,6H-SiC与InN外延膜的晶格匹配得到改善。此外,6H-SiC具有蓝色发光特性,而且为低阻材料,可以制作电极,这就使器件在包装前对外延膜进行完全测试成为可能,因而增强了6H-SiC作为衬底材料的竞争力。又由于6H-SiC的层状结构易于解理,衬底与外延膜之间可以获得高质量的解理面,这将大大简化器件的结构;但是同时由于其层状结构,在衬底的表面常有给外延膜引入大量的缺陷的台阶出现。 (3)镁铝尖晶石(MgAl2O4) MgAl2O4晶体,即铝酸镁晶体。MgAl2O4晶体是高熔点(2130℃)、高硬度(莫氏8级)的晶体材料,属面心立方晶系,空间群为Fd3m,晶格常数为0.8085nm。MgAl2O4晶体是优良的传声介质材料,在微波段的声衰减低,用MgAl2O4晶体制作的微波延迟线插入损耗小。MgAl2O4晶体与Si的晶格匹配性能好,其膨胀系数也与Si相近,因而外延Si膜的形变扭曲小,制作的大规模超高速集成电路速度比用蓝宝石制作的速度要快。此外,国外又用MgAl2O4晶体作超导材料,有很好的效果。近年来,对MgAl2O4晶体用于GaN的外延衬底材料研究较多。由于MgAl2O4晶体具有良好的晶格匹配和热膨胀匹配,(111)面MgAl2O4晶体与GaN晶格的失配率为9%,具有优良的热稳定性和化学稳定性,以及良好的机械力学性能等优点,MgAl2O4晶体目前是GaN较为合适的衬底材料之一,已在MgAl2O4基片上成功地外延出高质量的GaN膜,并且已研制成功蓝光LED和LD。此外,MgAl2O4衬底最吸引人之处在于可以通过解理的方法获得激光腔面。 在前面的研究基础上,近来把MgAl2O4晶体用作InN的外延衬底材料的研究也陆续见之于文献报道。其之间的匹配方向为:InN(001)//MgAl2O4(111),InN[110]//MgAl2O4[100],InN绕MgAl2O4(111)衬底的四方、六方形格子结构旋转30°。研究表明(111)面MgAl2O4晶体与InN晶格的失配率为15%,晶格匹配性能要大大优于蓝宝石,(0001)面蓝宝石与InN晶格的失配率高达25%。而且,如果位于顶层氧原子层下面的镁原子占据有效的配位晶格位置,以及氧格位,那么这样可以有希望将晶格失配率进一步降低至7%,这个数字要远远低于蓝宝石。所以MgAl2O4晶体是很有发展潜力的InN的外延衬底材料。 (4)LiAlO2和LiGaO2 以往的研究是把LiAlO2和LiGaO2用作GaN的外延衬底材料。LiAlO2和LiGaO2与GaN的外延膜的失配度相当小,这使得LiAlO2和LiGaO2成为相当合适的GaN的外延衬底材料。同时LiGaO2作为GaN的外延衬底材料,还有其独到的优点:外延生长GaN后,LiGaO2衬底可以被腐蚀,剩下GaN外延膜,这将极大地方便了器件的制作。但是由于LiGaO2晶体中的锂离子很活泼,在普通的外延生长条件下(例如,MOCVD法的化学气氛和生长温度)不能稳定存在,故其单晶作为GaN的外延衬底材料还有待于进一步研究。而且在目前也很少把LiAlO2和LiGaO2用作InN的外延衬底材料。 (5)MgO MgO晶体属立方晶系,是NaCl型结构,熔点为2800℃。因为MgO晶体在MOCVD气氛中不够稳定,所以对其使用少,特别是对于熔点和生长温度更高的InN薄膜。 (6)GaAs GaAs(111)也是目前生长InN薄膜的衬底材料。衬底的氮化温度低于700℃时,生长InN薄膜的厚度小于0.05μm时,InN薄膜为立方结构,当生长InN薄膜的厚度超过0.2μm时,立方结构消失,全部转变为六方结构的InN薄膜。InN薄膜在GaAs(111)衬底上的核化方式与在α-Al2O3(001)衬底上的情况有非常大的差别,InN薄膜在GaAs(111)衬底上的核化方式没有在白宝石衬底上生长InN薄膜时出现的柱状、纤维状结构,表面上显现为非常平整。 (7)Si 单晶Si,是应用很广的半导体材料。以Si作为InN衬底材料是很引起注意的,因为有可能将InN基器件与Si器件集成。此外,Si技术在半导体工业中已相当的成熟。可以想象,如果在Si的衬底上能生长出器件质量的InN外延膜,这样则将大大简化InN基器件的制作工艺,减小器件的大小。 (8)ZrB2 ZrB2是2001年日本科学家首次提出用于氮化物外延新型衬底。ZrB2与氮化物晶格匹配,而且其具有匹配的热膨胀系数和高的电导率。主要用助熔剂法和浮区法生长。 自支撑同质外延衬底的研制对发展自主知识产权的氮化物半导体激光器、大功率高亮度半导体照明用LED,以及高功率微波器件等是很重要的。 材料管理论文:水泥防水材料管理 摘要:随着人们环境保护意识的逐步提高,无机环保型防水材料应用范围越来越广,“水泥基渗透结晶型防水材料”已逐渐成为地下混凝土结构防水堵漏工程的主要新型防水材料。国家主管部门为提高各地对该产品的认识,加速产品的市场推广应用,于二00二年颁布了国标GB18445-2001,同年,为适应工程需要,又在国标GB50208-2002《地下防水工程质量验收规范》中明确了验收标准,这对水泥基渗透结晶型防水材料的广泛应用起到了很好的推动作用。然而行业内还是存在一些不同的观点:有的认为混凝土本身具备自我抗渗能力,何必用这种渗透结晶型材料;有的感到此材料主要应用于地铁、隧道等大型项目,一般民用建筑采用渗透结晶型材料有些大材小用;有的对渗透深度和防水作用表示怀疑;也有的认为这类材料只适用于防水,不适用于堵漏工程等等。 关键词:水泥渗透;结晶型防水材料应用范围 一、要发挥防水材料防水和堵漏的共用性 渗透结晶型防水材料属于刚性防水材料,它具有其它材料难以比拟的二次抗渗性以及与结构的相融性。众所周知,混凝土结构最大的缺点就是开裂,结构的开裂就会带来渗漏,特别是地下工程,由于长期处于地下水的侵蚀和包围中,一旦开裂,渗漏特别严重。现在混凝土结构施工通过添加外加剂虽然能有效地控制结构前期的开裂,但是,结构在振动荷载、失水和降温引起的沉降、干缩和老化作用下产生的开裂渗漏是不能预期的,而防水的目的应该是针对结构后期开裂带来的渗漏,是一种预防性的措施,也就是说,怎样预防混凝土结构因不确定因素造成的开裂渗漏才是防水施工具有的实际意义。而因施工等原因造成的蜂窝状结构、钢筋孔产生的渗漏水现象,在结构形成的初期渗漏就开始了,这时的治理被习惯性称为堵漏施工。无论是防水还是堵漏施工都要对结构起到补强的作用,只有结构得到了补强,才能延缓渗漏的再次发生。 不妨举个实例,在浙江某会展中心的地下外墙防水施工中,因混凝土结构本身出现一些问题,基面蜂窝状情况比较严重,要返工事实上不太可能。施工单位在征得甲方、设计、监理等各方面认可后,果断采用“水泥基渗透结晶型防水材料”做地下外墙防水施工,设计每平方米用料2公斤,需要处理的基面,先采用堵漏的方式进行修复,再在基面表层做防水涂层,这样做既加强了混凝土结构的强度,也大大提高了结构表层的抗裂抗渗作用,使该项目顺利通过了土建结构的质量验收。 由于防水涂层的坚固,能有效封住结构基面微小开裂带来的渗漏。因此防水涂层的加强,不仅能增加水泥基渗透结晶型防水材料的水化反应空间,同时,也能确保防水涂层中有充足的活性水化反应物质来增加对混凝土结构的渗透结晶,对混凝土结构能直接起到补强的作用,这是聚氨脂涂料或其它防水材料所无法达到的良好效果。 任何事物都有它的两面性,水泥基渗透结晶型防水材料的防水原理其实不复杂,但如果缺少防水涂层的作用,渗透结晶物就吃不住高水压穿透,更抗不住结构开裂。反之,没有在混凝土结构内部的渗透结晶物,防水涂层再坚固,但缺少了抗水的密实度,照样要漏水。同样道理,在堵漏施工中,对渗漏结构的补强也就是做好堵漏施工的关键。笔者对防水和堵漏的概念是:防水是前期的措施后期的堵漏,堵漏是前期的手段后期的防水,只有把防和堵有机的结合起来,才能提高整体建筑工程的质量。 二、只有提高防水涂层的质量,才能达到真正的防水目的 水泥基渗漏结晶型防水材料的抗渗防水作用是显著的,但如何真正有效地发挥渗透结晶的作用,却有待重新认识。根据国家标准,试块在涂刷防水材料后的抗渗压力为1.2MPa,经过28天的养护,二次抗渗压力要求达到0.8MPa,以此类推,再过28天的三次抗渗压力是否更小,那么若干次后的抗渗能力呢?这和抗折抗压强度正好相反,这是否说明渗透结晶型防水材料每次抗渗能力的递减,随着时间的加长其防水能力也在衰退呢?其实不然。试验室里的测试数据,和实际工程运用情况往往是有一定差异的。“水泥基渗透结晶型防水材料”因其活性化学物质渗透结晶的特性,随着时间的推移,它的防水效果反而会越来越好,这一点,已经被大量工程实例所证实。当然,如果混凝土结构施工质量好,在正常没有渗水的混凝土结构基面上,用任何防水材料作防水施工表面效果都会是不错的。但一旦结构开裂带来渗漏,那么防水施工所带来的实际意义到底有多大?因此,只有把防水材料的施工确定在提高涂层的防水质量上,结合结构补强,才能达到真正的防水目的。 要提高涂层的防水质量,确定每平方米多少材料用量其实也是做好防水施工的关键,特别是水泥基渗透结晶型防水材料,存在着一个水化反应空间问题,也就是说,防水材料用量越多,防水涂层越厚,水化反应空间也就越大。反之则越小,有限的水化反应空间,要催化更多的活性化学物质产生更多的渗透结晶也是有限的。所以我们必须强调,涂层厚度按国标要大于0.8㎜,一般不超过2㎜,其间关键是和成本控制形成一个最恰当的比例。 无论是何种原因产生的渗漏,都是因为这个部位就是该结构的缺陷处,常规的用聚氨酯压浆的堵漏施工,它的施工方法不可能增强结构的补强,只是维持了结构原来的破坏状态,再说聚氨酯的聚化物长期浸泡在水中会逐渐变成糊状物而失去抗水性,一旦表层封堵结构裂开就丧失了堵漏的作用。因此,提高防水涂层的质量就显得更为重要了。 还是举个实例,在南京地铁三山街站站台层底板裂缝的堵漏施工中,施工单位只用渗透结晶型防水材料进行实堵,该站站台层底板开裂缝宽有1毫米左右,属严重的贯穿渗水缝,施工中先开凿堵漏槽,规格为10×12厘米的“U”形状,在槽内用速凝型材料干粉来进行吸水初堵,止水后用比槽相应宽的钢丝网片紧贴堵漏材料,再用缓凝型材料进行精堵至接近槽口剩2~3毫米,然后再用比槽口两边各宽3厘米的钢丝网片罩住槽面,用“水泥基渗透结晶型防水材料”做防水涂层抹平覆盖住钢丝网片。这样的施工其特点在于:首先,渗透结晶型防水材料的自膨胀率一般在0.24~0.79之间,10厘米宽的堵漏结构其膨胀值大约1毫米左右,能有效地补偿底板开裂缝微小的再张开,下层的“U”型钢丝网片在裂缝再张开的过程中起缓冲作用,上层的网片是防止今后地铁在运行中的震动把堵漏结构震裂,其实都是为加强堵漏结构的拉应力来确保堵 漏结构的完整,以封堵住底板的漏水,再加上表层的防水涂层的抗渗作用,可以说是万无一失了。这虽然是个特例,至少可以说明,无论是混凝土结构防水还是堵漏,都是在混凝土结构表层起到一个防挡水的作用。要想真正达到防水目的,就必须提高防水涂层的质量,“水泥基渗透结晶型防水材料”由于施工简单而往往容易使施工人员忽视这个问题,这在施工过程中应该引起我们的重视。 三、水是决定渗透结晶深度的主要因素。 混凝土结构的裂渗是个世界性的问题,许多发达国家虽然解决了结构前期的毛孔渗水问题,但终究解决不了结构的开裂带来的渗漏。结构的开裂就象人患了癌症,现在的医学水平虽不能根治,但能延长人的寿命。现在的防水技术也一样,防水材料虽不能根治混凝土结构的开裂,但最起码要有延缓结构开裂、防挡因开裂带来渗漏水的作用。 渗透结晶对防水到底有多大作用,在防水界尚有争论,通过几万倍的电子显微镜看到在混凝土结构中存在的晶体有多大的抗水作用,也许还不好评价,至于说通过长期的养护,结晶体能渗透到混凝土结构内部十几毫米或几十毫米甚至更多,到底渗透多深,厂家都比较含糊其辞。其实普通水泥通过水化反应本身就有结晶体生成,特别是现在应用较多的外加剂,都能通过水的作用催化水泥产生更多结晶体。 水泥基渗透结晶型防水材料确实能产生大量结晶,但渗透的深度还受条件限制,受到地下水酸碱度的影响,更受混凝土结构毛孔分布结构的影响,因为混凝土结构中的毛孔是由水泥浆包裹砂粒,水泥沙浆包裹石子的网格状错迭结构。根据我们的研究和分析,只要水通过混凝土结构防水表层对结构的侵淫有多深,那么结晶体的渗透就可能有多深。好比蜂窝结构、开裂缝造成的渗水,渗透结晶是根据水的回流来决定的,水在流动过程中碰上防水涂层产生回流,把防水涂层中的有效活性化学物质带到了内部与结构内部的游离子反应生成结晶物。因此,水的回流有多深那么结晶体的形成也应该有多深,多棱柱状的结晶体在毛孔和开裂缝内形成团状结晶体,吸附在孔缝壁间吸水膨胀,起到止水的作用。在无水状态下,防水涂层中的结晶体就不太可能会被激化渗透(碳激化的类似产品除外)。这也是为什么渗透结晶型防水材料,在施工过程中必须先把混凝土基面湿润的主要原因。所以说防水涂层所产生的结晶,部分通过水对结构表层的侵淫式回流渗透到了结构表层内部毛孔中,充实了毛孔中的结晶含量使结构表层更加密实,而大量结晶体则停留在涂层毛孔中吸水膨胀密实防水涂层。这种防水效果,绝对不是混凝土自防水所能达到的。 渗透结晶型防水材料,其防水理念针对的是混凝土结构一贯的病害特征,具有综合性的治理作用,既适合防水同时也适合堵漏,它的推广应用把防水和堵漏提升到了同一个概念。由于大量结晶很快就能产生,因此活性化学物对结构内部的侵淫也在很短的时间内就产生了。一般的防水材料在结构表层结晶的致密度要过28天才起抗水作用,而“渗透结晶型防水材料”在结构内部结晶的致密度15天后就起到抗水作用,它的早强能够适应低温寒流气候的施工而不影响施工效果,亦无需太多养护。 实践证明“水泥基渗透结晶型防水材料”在地下工程中的防水抗渗性能虽不至于神乎其神,但却优于普通防水材料,已是一个不争的事实。据2002年6月4日《房地产时报》报道:“水泥基渗透结晶型防水材料,过去一直被大量应用在地铁、隧道、桥梁和各类地下建筑防水工程。最近,该材料应用到住宅小区的防渗堵漏,收到良好效果。”可见它的应用范围已变得越来越广泛。 材料管理论文:戴尔电脑原材料管理战略 摘要:通过对DELL公司成功运用原材料管理战略的案例分析,介绍了其在原材料采购、供应商选择、原材料库存以及分配环节所采用的战略,以及强调了信息系统在DELL整个原材料管理过程中的重要作用。指出了原材料管理在21世纪全球化供应链管理中的巨大作用。 关键词:原材料管理战略;电子VMI与JIT结合管理技术;趋零库存;看板管理 1案例介绍 DELL作为目前全球在个人电脑和服务器市场领先的电脑公司,其竞争优势之一在于其在全行业中最低的成本结构,而此成本结构部分得益于DELL的原材料管理战略。 DELL建立了完整的信息系统贯穿于整个原材料管理始终,最终目标是除了正在供应商和DELL公司之间运送的原配件外,把所有的原料存货剔除供应链,使原配件不经过库存直接分配到生产各个环节,有效地以信息代替库存。同时其互联网上订货和采购供应系统也使公司做到了需求和供给同步,通过平衡供需将额外过时的存货最小化,为DELL带来了巨大的成本优势。而对于原材料供应商,DELL通过与其共享关键数据,使他们能把握原配件需求趋势的最新信息,并自主预测和提供恰好满足DELL需求数量和质量的原配件。 2案例分析 在DELL直销模式的背后是其出色的供应链管理,而其成功的供应链管理又起源于其独特的原材料管理战略: 2.1原材料采购战略 2.1.1电子VMI与JIT相结合的管理技术 DELL公司前期原材料采购战略选择的是ERP管理技术,本是希望以此来整合外部资源,但实践证明ERP无法帮助公司来实现这个目标,于是公司转向了VMI与JIT相结合的原材料采购管理技术。 VMI与JIT相结合的原材料采购技术的具体流程是:首先通过建立供应链的信息平台,利用信息系统来接受客户订单;然后通过供应链的管理平台将各个订单的消息传递给各个原配件供应商;同时,DELL进行及时的需求预测,每天三次将最新的预测结果通过网络提供给核心供应商,通知他们所需配件的相关信息,而供应商即可根据预测的结果及时组织相应的生产并迅速组织运货到装配厂,从而保证DELL的生产。在此过程中,DELL为了保证原材料的供应速度,其整个流程都是通过互联网或其他电子设备来进行的,因此说其采取的管理技术是电子VMI与JIT相结合的技术。 DELL在原材料采购上采用此种技术,不仅可以灵敏的响应市场需求变化,有利于实现零配件的趋零库存;同时能使DELL将库存负担,原配件的进货与配送负担转移给供应商,从而减少了库存风险以及原配件的存储成本;同时采用电子化的采购管理技术,有利于扩大采购市场的范围,缩短了供需距离,简化了采购手续,缩短了采购时间,减少了采购成本,进而提高了工作效率。 然而在实际操作的过程中,该管理技术仍存在一些风险和不足:首先这样的管理技术对企业的信息系统以及供应商的业务运作要求特别高;其次由于这样的原材料采购技术是小批量,多频次的采购,因此难以享受数量折扣,且采购次数过多,势必加大采购成本;再就是由于采取趋零库存,公司没有可供缓冲的原材料的存货,那么一旦遭遇管理、网络或其他的差错,就可能导致生产的中断和损失。 针对以上这些弊端,DELL在采购批量、供应商的选择以及防范由于没有缓冲库存造成的中断问题上作出了相应的调整,选择了合理的应对战略,通过以下三个战略的配合,更好的控制了因采用电子VMI和JIT相结合的管理技术所带来的风险,弥补了其弊端,保证了生产的及时准确执行。 2.1.2总量定购批量折扣战略 由于DELL实行原材料的趋零库存,因此就无法通过实行大规模采购原材料来享受批量折扣,取而代之的是小规模多频次的采购。DELL为了应对此种小规模多频次采购带来的采购成本上升问题,制定出了总量定购到达策略,即向供应商承诺一个年度原材料采购总额,以此总额来获得一个总批量折扣。此样的话不仅可以避免采购成本的上升,同时还有利于与供应商保持“长期合作”的关系。2.1.3原配件供应商选择战略-双赢战略 对于供应商,DELL不仅要求他们具有很强的研发、制造、财务及品质、成本控制能力,能响应DELL快速的节奏;同时还要求他们具有宽广的眼界,广泛的客户,从而能跟市场保持很密切地联系。不仅如此,DELL还对供应商设立了专门的评估小组测评每个供应商在成本、技术、服务等方面的表现,并每天将评比的分数公布在网上,使供应商能及时改进不足,得到进步和发展。 2.1.4信息替代库存战略以及平衡供需战略 DELL的小批量原材料采购,实现了原材料的趋零库存,但同时也易造成由于没有缓冲库存导致的生产中断以及供需失衡的风险。为了解决这个问题,DELL选取了信息替代库存的战略,即通过设置专门的组织,利用高效的信息系统来收集全球电脑零部件供应方面的可能突发事件,并对其可能发生的时间、程度以及导致的具体情况进行准确的预测,以预测来防范风险。同时DELL还配合了平衡供需战略,当原材料采购供应系统不能满足网上订货时,其会暂时以低价提供过时的或额外的其他相似材料来操纵需求,以此调整供给和需求之间的平衡。 2.2原材料库存管理战略 DELL原材料采取趋零库存战略,在其生产工厂里顶多保存供8小时生产使用的零部件存货,所有订单的整个生产流程也绝对不超过3天。趋零库存战略有利于节约原材料的存储空间及成本,但是此种库存战略对于DELL本身以及其供应商的人员都提出了很高的要求;且由于此种战略原材料停留时间很短,就要求供应商能对生产需求做出快速的响应,同时要保障高供应产品质量的可靠度;再就是此种战略,要求DELL必须保证最低的生产机器故障率和设备更换时间,对每道工序都要进行质量检查,只有这样才能保证生产的流畅。 2.3原材料分配管理战略 由于DELL采用接单后生产(build-to-order)及准时化(just-in-time)的生产方式,其装配车间不设置任何仓储空间,因此原配件是直接送到装配线上的,并通过“看板管理”技术在供应链的各环节上进行分配。即根据客户需求的产品分析每种原材料在各个工序的分配,然后由原材料各个工序到生产线工作台附近的随需库存点领取,并向供应商下达各原材料的供应指令。这种看板分配原材料的方式,可以保证DELL只采购和分配各产品所需数量的原材料、不多给,同时上游环节会严格控制质量,不将不良的原材料提供给各工序,严格控制数量和质量,防止了原材料的浪费,有利于实现均衡生产,保持原材料的周转速度,实现趋零库存。 3结语 通过对上述DELL原材料管理战略案例的分析可知,DELL通过采用电子VMI与JIT相结合的原料采购战略,配合上供应商选择的双赢战略、总量定购批量折扣战略以及存货剔除合平衡供需战略,不仅实现了趋零库存,节约了采购成本,保证了原料采购的质量和效率,同时也弥补了在实际运行中,因采用电子VMI和JIT相结合的管理技术的不足,保证了生产的及时准确执行。且看板管理在原材料分配中的运用,严格控制了原料分配的数量和质量,也有利于节约成本。由此可看出DELL高效的原材料管理战略,以及贯穿其中的先进的信息技术,造就了DELL在整个行业中的低成本结构,赋予了DELL无可比拟的竞争优势。 材料管理论文:公路工程项目材料管理探究 摘要:公路工程项目的材料管理涉及采购、组织供应、检查验收以及使用等多个环节,是一项需要贯穿项目全程的管理工作。然而,实际的工程项目中这方面的工作却普遍没有做到位,采购成本偏高、材料领用随意等现象普遍存在,对公路工程的质量与效益均产生了不良影响。为了尽可能的避免上述情况,具体项目中就要注重改进材料管理工作,为实现工程效益最大化奠定基础。 关键词:公路工程;材料管理;现状;改进对策 1前言 对于公路工程而言,材料管理不仅在工程管理工作中占据重要地位,同时还是影响工程质量的最关键因素之一。所以,项目建设的过程中必须要在明确材料管理的意义及作用的基础上,总结以往的工作经验,找出当前的不足并加以改进。 2当前材料管理工作中的不足 结合我国公路工程目前的建设情况来讲,材料管理工作方面存在的主要问题有:第一,材料计划没有得到充分重视。这种情况表现为计划管理工作不全面,导致的后果包括工程材料不符合要求、超储积压、停工请料等,可给工程带来巨大的窝工损失。第二,现场管理不到位。虽然公路工程项目部大多都建立了规范材料领用的制度,但在具体执行的过程中,很多要求却并未真正落实到位,表现为“领料有数但余料却没有回收”、材料浪费现象普遍等。还有的工程中过分强调产出值,但却没有进行科学的下料计算,致使损耗率过高。再加上看管工作存在疏漏,工程材料遗失的几率较高。第三,成本核算不规范。不少工程中进行的成本核算工作都浮于表面,原因在于考核没有和奖惩措施结合起来,致使考核起不到实质的约束作用。这种情况是管理制度未得到规范执行的表现,对工程成本的影响十分显著。由于成本超支和自身经济利益没有直接关系,管理人员在工作中就会比较松懈,甚至有的人对成本的实际情况根本就不了解,在进度没有明显滞后的情况下,他们就错误的认为一切正常。这种情况使得成本超支情况无法被及时发现,部分项目甚至直至最终结算时才意识到了亏损。第四,成本控制意识薄弱。成本控制是工程管理中的一项重要工作,关系到实际成本的高低。然而,真正负责此项工作的项目部却大多没有按照工程企业的要求落实“先算后做”,而是经常违反规定按照“边干边算”的模式推进,甚至还有的项目采取“干了再算”的模式。另外再加上责任权限不清,管理工作的秩序难以保障,致使明知成本亏损也无法确定原因。第五,管理人员能力水平及素质都需要提升。很多工程中负责此项工作的人员综合水平都比较低,经常是“有经验的无学历”、“有学历的经验不足”。这样的管理队伍无法与材料管理工作的要求相适应,并且,由于缺乏激励措施,管理人员在工作中往往都缺乏责任心。 3公路工程项目材料管理工作的改进建议 3.1采购环节 采购是影响材料成本的关键,所以,要想实现材料成本的有效控制,就必须要给予采购环节充分重视,并通过相应措施来达到采购控制的目的。对此,本文建议采取下述措施。一、保证物资计划合理。物资计划是采购的重要依据,如果该项计划不合理,采购也会受到影响。所以,采购环节中必须重视对物资计划的合理性进行确认。在进行该项计划的编制时,必须要首先进行物资需求汇总,并整理成表,在此基础上方可根据需求量确定采购量。二、进行必要的市场调查。市场供需情况是材料价格的重要影响因素,关系到材料成本的高低。所以,在采购控制方面,必须要进行市场调查。负责此项工作的人员必须要亲临市场,掌握真实的价格信息。这也就要求相关人员关注市场,并留心市场出现的变化,为保证造价合理奠定基础。三、优化采购方式。当前的市场环境使得采购具有更大的选择空间,可供货的厂家多也就意味着采购具备了招标条件。所以,采购时应秉持公开、公平的原则进行招标,借助批量优势实现成本节约。 3.2用料环节 用料方式关系到材料消耗总量,对材料成本有着巨大的影响。所以,在用料环节,管理人员应树立节约理念,从严格领用入手,来减少材料浪费,具体措施有下述几项。一、领料应按照规定程序进行。目前,不少工程中对于领料手续都进行了规定,具体领料时也理应遵守这些规定。如果遇到特殊情况,可以酌情允许先领料后补收手续。二、对领料数量实施严格控制。为了节约材料,工程中应禁止以领带用的行为。如果出现超额领料的情况,必须经由负责人确认是否合理,在确认实属必需的前提下负责人可签字批准,但要注明缘由。三、对于残料、废料应进行及时回收。施工时经常会留下一些残、废料,对于这些残料,工程人员应做到及时回收。对于回收的材料,则要视其情况按照“能用的继续用,不能用的进行变卖”的原则进行处理。 3.3保管环节 保管环节不仅影响着材料质量,还决定着施工用料需求是否能够得到及时满足。所以,对于这个环节,工程中也必须加以重视,并通过以下措施来保障科学保管、合理存储。一、实行分类堆放。公路工程材料种类繁杂,但由于缺乏正规仓库,材料通常都处于一种凌乱堆放的状态。为了方便材料使用、避免质量出现问题,在保管的时候,应实行分类堆放,并设置明确标示。二、加强管理,减少存储损失。材料在保存的过程中存在霉变以及遭受鼠害等风险,所以,管理人员不但要保证保管方式科学,还必须采取一定的管理措施,防止存储条件对材料质量造成危害。这就要求仓管人员对库房湿度进行控制,并注重防虫和防盗。三、做好登记工作。保管材料的过程中,工作人员应根据材料领用情况做好登记,对材料的动态变化进行记录。这样做不仅可以规范材料使用,还有助于保证库存合理、降低保管成本。 4结语 结合当前公路工程的材料管理工作实效来讲,管理中的漏洞、不足还比较多。而要想改进此项工作,关键在于把好关,对影响材料成本的各个环节进行控制。只有这样,才能够实现材料成本的全过程管控。 作者:杜进伟 单位:宁夏路桥工程股份有限公司 材料管理论文:SPMAT材料管理系统对成本控制的影响 摘要:主要从软件系统对材料量的项目进度控制的角度出发,探究SPMAT材料管理系统在引入材料管理工作后,对材料管理规范化、提高工作效率所起到的作用,逐步实现提升管理水平,达到控制项目成本的目的。 关键词:SPMAT;材料管理;成本控制 1实施材料管理对成本控制的意义 项目成本[1]就是指项目消耗和占用资源的数量和价格的总和。构成项目成本的部分有:人工成本,材料成本,时间成本等。工程材料费用通常占项目成本中60%~70%的比例,其中管道材料费则占到项目成本的10%左右。目前石化行业竞争日趋激烈,外加国际市场原油价格下跌,国内市场投资环境紧缩等原因,各大工程公司均开始集中向加强成本控制、降低投资风险、提高工作效率等方向努力。项目成本控制[2]就是在项目成本的形成过程中,对生产经营所消耗的人力资源、物质资源和费用开支进行指导、监督、调节和限制,把各项生产费用控制在计划成本范围之内。提高企业经济效益的核心目标是实现节约人力、物力、财力的消耗,这是成本控制中最重要的一项基本原则。为达到这个目标,不仅仅是依靠消极的限制和监督,而是通过积极创造条件,从提高管理水平入手来达到节约的目的。由于材料费用在项目成本中占据高比例,实施材料管理的水平高低会直接影响项目总体成本,因此在项目管理工作中受到公司重视的程度逐渐提高。经过较长时间的发展,其内容也经由粗略的材料量管理,拓宽到对材料状态的精细管理、项目进度的影响控制等方面。 2运用软件实现材料管理 材料管理是一项涉及内容众多,管理过程复杂的工作。俗话说“工欲善其事必先利其器”,在当今高速发展的信息时代,在材料管理的活动中,引入相应的材料管理类软件,以其清晰的表达方式,辅助于材料管理,使得管理工作更加方便、灵活、高效,是达到提高材料管理水平的一种有效手段。目前工程设计单位使用的材料管理类软件较多,本文针对SPMAT软件,对材料管理进行阐述。SPMAT全称SmartPlantMaterial,与广泛被设计单位使用三维的设计软件PDS、SP3D同为一家公司出品。SPMAT包含“设计 采购集成”、“厂商供应链管理”及“现场管理”三个模块。是材料管理系统的核心模块,可实现询价、投标、评标、订单、催交、检验、监造、厂商资料跟踪、运输等过程的材料状态和材料数量的管理。此模块有专门的计划订单模块,项目控制人员可以编制请购单的计划,并定性、定量地跟踪与检测请购单与订单在各种里程碑点的执行状态。该模块是项目控制人员、采购人员与材料控制工程师的工作平台。SPRD[3]是用于创建、维护材料数据库(材料编码库、标准尺寸库、管道等级库)的数据库管理软件,该软件可以通过建立管道等级,为SP3D输出数据库文件,同时为采购管理提供数据信息。材料表模块是专门用于管理材料表的模块,不同专业在项目各个阶段生成的各个版次的材料表,以及其中包含的材料数量、材料规格等其他属性信息可以该模块中可以得到有效的管理。该模块同时兼顾现场材料发放工作,可以对材料按照装置、单元、设计分区、管线号、单根ISO图,分不同层次进行细致化的管理。最终将工程数据转化为采购清单,生成请购文件提交采购。采购模块可实现制定询价、管理报价、评标和定制合同等采购管理的需求。当设计请购单提交给采购模块后,系统便可根据项目的需要,针对材料供货商的供货范围,对请购单材料进行合理的分配,生成询价文件。供应商可以使用系统适配的清单列表,返回报价信息,导入系统后,对各厂商报价文件实施管理,进而由采购人员开展评标工作。SITE模块是现场材料管理工作模块。现场的材控工程师,可以运用SITE模块,对材料接收、入库、领料、出库等现场材料工作进行统一的管理。SPMAT的工作贯穿了项目建设过程中管理处理设计、请购、询价、技术和商务评标、采买、催交、运输、接收、仓库管理和发料过程等与材料相关的一切活动,是一个统一的平台。 3材料管理中成本控制的核心 从成本控制的角度看材料管理,其核心是降低材料费用支出,减少材料设计、采购等环节对项目进度的影响。 4材料费用 材料费用,是项目所用到的整体材料量的价格总和。从项目初期制定报价时对材料量进行预估,到最终用于现场施工的订货材料总量,材料量对项目经济性的影响贯穿于整个项目的设计、采购和施工阶段。“材料量”仅仅是宏观意义上的数字的总和,它所代表的是具有标准、尺寸、壁厚、端面形式等具有详细规格参数元件的集合。材料设计人员的工作核心内容,就是定义材料规格和确认材料数量。1)定义材料的规格,既是在满足设计需求和安全要求的条件下,保证以最经济的方式设计材料,减少过度设计。2)确认设计各阶段的材料量,制定合理的裕量原则,目的是对材料进行充分、合理的利用,避免浪费。 5进度控制材料 从设计到采买,再到运输至现场用于施工,中间的流程经历了材料的建库,材料表管理,请购单管理,采购的招标、评标,工厂的制造、检验、催交、运输等环节。材料管理过程中,会按照以上流程在相应的时间节点实施阶段性管理,其目的就在于保证按时完成项目、合理分配资源、发挥最佳工作效率。然而在实际过程中,工期被拖延的事件时常发生,这也意味着成本的增加。其原因在于流程中部分或者整体环节由于管理或监督不到位,环节之间出现脱节,或是单一环节时间延长,从而造成工期拖延,导致成本提高。 6SPMAT对成本控制的影响 统一编码对成本控制的影响:材料编码系统是进入计算机设计时代,为服务模型设计、材料管理而生的,它的存在贯穿于整个项目的材料管理系统当中。SPRD可以建立公司级或项目级的标准材料数据库,提供标准化的材料编码规则,按照每个元件的标准、材质、压力、端面形式等,生成一组由字母或数字排列组合的具有含义的材料类别编码(CommodityCode),一条编码对应一类材料。再对当前类别下的材料加上口径、壁厚等几何尺寸信息,则形成一物一码的材料标识码(IdentCode)。比较以往的项目,数据库通常仅是服务于当前项目本身,项目之间、各专业之间的材料数据库,材料编码规则、材料描述、执行标准并不统一,每个材料数据库的录入及维护都需要配置较多人力,建库时间较长同时效率也不高。建立统一的材料编码的优势就在于实现了项目和专业间的编码统一,使得管理工作建立在相同的基础之上,实现了管理工作的标准化。其更长远的意义体现在经历长期项目积累建立起标准化的材料编码库,使得项目之间的材料库可以相互参考甚至直接调用,大大降低了材料建库的时间和人力的投入,在实际工作中,建库节省的时间能够达到50%以上。以标准材料编码建立材料库,也降低了维护材料库的工作量,包含几何信息的材料标识码是由软件内置的标准材料信息自动生成,维护人员只需要对材料类别编码加以维护,减少了大量的工作量。从而实现减少设计环节时间投入,压缩项目的整体进度,进而达到节约成本的目的。 7材料量监控对成本控制的影响 由于材料量信息贯穿在整个设计采购施工过程当中,实施材料量的追踪,可以有效的控制材料量在各个进度下的状态,起到优化材料供应与分配过程,细化对材料管理的作用。材料表模块可以直接将用于询价的综合材料表,针对材料类型、制造标准、供货商供货范围等条件,分类成请购单,并迅速、准确的生成询价文件。通过系统对不同版次的请购单进行材料量的比较,计算出材料增减的数值,进而生成准确的询价材料量。通过采购模块,实施对供应商生产过程的监督,跟踪合同订单中每一项材料在制造厂中的状态,实现材料出厂至到货的材料量追踪。现场模块可以将到货材料量和订单合同材料量进行比对,及时反馈材料的“盈、缺、损”等信息,继而安排后续计划。现场施工时,软件系统可以按照ISO图,安排发料。也可以按照装置或区域间不同的施工进度,灵活的对入库材料量进行调配,预测材料的短缺状况,合理的调整材料发放计划。材料表的分包、材料量的对比、现场材料的发放控制,在没有依托统一的软件平台开展的时候,工作量繁重,同时由于人工操作导致准确率降低,容易造成材料的浪费。通过软件平台进行材料量监控的优点在于效率高,有助于缩短项目的采购和施工周期;准确率高,能够在可控的范围内避免材料的浪费。 8数据流传递对成本控制的影响 项目设计、采购、施工涉及到众多专业、人员、环节的交互,这其中包含海量的信息传递和沟通的过程。信息传递之间使用的文件格式、工具、标准等等基础信息不一致,会成为信息沟通中的壁垒。就如同外国人在中国消费只有将外币拿去银行换成人民币才能结账一样,这中间增加了“去银行兑换”的环节,导致消费的不便。SPMAT软件是一个集成的平台,它为项目活动中材料管理各个环节提供了统一的接入口,使材料管理工作在专业间开展的基础得到统一。信息在交换过程中减少了由于不一致而导致的“兑换”过程,在平台上可以全面共享。为协同工作创作了良好的条件,也使材料管理工作更加系统、规范、有序。起到促进材料管理水平的提高的作用,实现成本控制。 9结语 实施材料管理的目的是实现项目整体材料量被合理、充分的利用,减少材料的浪费,降低采购的费用,提高项目进度,从而达到降低成本,提升效益的目标。运用三维工程设计软件中的材料管理模块,建立统一的材料管理体系,夯实工程设计类公司材料管理的基础,能够在未来变化的市场形势下,使公司能在国际市场竞争激烈的环境中处于有利的地位。 作者:吴昌霖 费彬 于焱 单位:兰州寰球工程公司 中国寰球工程公司 材料管理论文:医疗卫生材料管理与核算 摘要:文中笔者首先提出工作中常见的医疗卫生材料管理问题与有效对策,其次对卫生材料管理和核算提出了自己的意见,为今后工作中减少资金积压、降低使用过程中的不必要消耗提出有力参考依据。 关键词:医疗卫生材料;管理;核算 目前,我国医疗新技术飞速发展,各类新型的高值耗材与植入性材料不断应用于临床,导致医院卫生材料的消耗呈逐年上升的趋势,如何更好的管理卫生材料并完善成本核算并通过对卫生材料的管控实现经济效益与社会效益的双丰收是非常值得考虑的问题,以下笔者根据自己的工作经验对医疗卫生材料管理和核算做出简要论述: 一、医疗卫生材料管理常见问题与对策 1.常见问题:医务人员成本意识不强;大多数医院在对医务人员进行工作绩效考核时,通常只对医务人员与其所在科室创造的业务收入量比较重视,而忽略了医疗业务成本和业务收入的对比性,以及当期业务成本和前期业务成本相比的变动趋势,因而就造成医务人员在工作中缺乏相应的成本意识,科室由指定人员按需领取材料,为图方便科室对部分材料会领取长期的使用量,医院财务根据仓库开据的当月领料单就此作为核销凭证,在当月核销库存卫生材料同时作支出,这不利于真实地反应当期的卫生材料成本,不利于对已核销但实际还存在的材料进行管理。有效对策:增强医务人员成本意识;严格执行内部监督,建立健全卫生材料的申请与采购管理制度,在此基础上要确保制度的可行性,分清各岗位的职责与权限,确保申请和审批、询价和供应商的选择等业务尽量不要由同一部门或同一人办理,加强对授权审批制度的监督性,确保采购过程透明化,建立采购申请制度和供应商评估、准入制度,同时可设定专门的请购部门,对超预算的采购业务,应由具备审批权限的部门进行审批,然后完成相应请购手续,对数额较大且贵重的材料采购实行集中招标采购。 2.常见问题:采购过程较为混乱;由于卫生材料的供应渠道有很多,且品种与价格不尽相同,其中有少数品种没有列入省、市招标目录,因此,难免会出现对小批量与低价值的卫生材料实行自行采购方式,在采购过程中无任何程序化,对高值卫生材料的采购,虽然会听取相关科主任的意见,但可行性论证较为片面。有效对策:科学合理的制定采购计划;不仅要充分考察结合可行性论证,而且要根据临床需要制定出可行性较高的采购计划,必要时可实行招标采购,对未列入省、市招标采购目录的卫生材料也要做到严格审批与规范操作,加强安全库存量和储备定额管理,采购数量的多少要由临床需要来决定,批量采购由采购部门、招标采购领导小组、财务部门以及审计监察部门等一起完成,确保采购过程的透明化,数量较少的采购由经授权部门对质量、价格以及供应商等相关内容进行审查后再按规定审批。 3.常见问题:缺乏对高值耗材和植入性材料的信息反馈及跟踪制度的重视;通常医院对高值耗材和植入性材料的可行性论证及采购管理较为注重,而缺乏对已准入的材料质量的跟踪及信息反馈,不能对日后的高值耗材和植入性材料采购提供借鉴。有效对策:注重高值耗材和植入性材料的信息反馈及跟踪;完善高值耗材和植入性材料的信息反馈及跟踪制度,确保任何高值耗材和植入性材料的使用都能完成登记并有详细信息记录,这样不仅可以帮助医院了解产品质量,而且对医院控制管理过程也很有帮助,为日后的采购提供经验和决策信息。 4.常见问题:信息管理系统不能完全满足管理需要;医院信息管理系统可完成计算机管理卫生材料,但是由于信息系统建设较为滞后,目前仍无法满足管理上的部分需要,医院信息管理系统与医院财务系统的应付款系统与临床信息系统未能做到信息共享,需要时必须花费大量的人力去输入基础数据,核对数据,例如:科室领出耗材后的管理信息没有及时;高值耗材收费系统不能与医院信息系统相连,不能确定材料是否用到患者身上以及有无漏费情况;可收费与不可收费的卫生材料没有区别管理。有效对策:实现医院个系统的共享;建立完善的医院物资耗材管理系统,只有运用先进的信息化技术手段才能使医用耗材从计划采购、入库验收、请领调配直到病人使用的全过程完成质量管理与跟踪,对医用耗材的管理进行科学完善的核算与监督,因而对库存进行合理的控制,确保医院资产的有效运营,从而节约医院的财力及物力,在开发物资管理信息系统时,要考虑到整体系统的功能设计与运行环境,从而实现数据的准确完整传输和标准转换;此外,物资管理信息系统可利用先进的无线网络及条码识别构建集中统一的应用平台,从而适应医院的管理目标。 二、卫生材料管理和核算的个人建议 我个人认为,要做好卫生材料管理和核算就必须做好以下几点, 第一,完善材料基础字典的编码内容:遵循部门编码必须符合分类编码方案中定义的编码规则,材料编码是计算机对材料的唯一识别代码,每个供应商对应一个供应商编码规则。 第二,把卫生材料分为两部分,分别为医疗用与非医疗用,医疗用划归资产管理部作为医用卫生材料管理,会计核算与卫生材料合二为一;非医疗用划归总务后勤科作为低值易耗品管理,核算与其他材料会计合并; 第三,统一好科室名称后,卫生材料与其他材料分开管理,完成对库存的盘存工作,根据盘存结果,对电脑数据重新进行一次细致的初始化;第四,按正常逻辑,固定资产与其他材料各个科室是不可能用门诊收费室与住院部的收入来衡量的,但卫生材料和药品是用在病人身上的,可以用门诊收费室与住院部的收入来衡量,此时,电脑程序上可以设定比例固定的卫生材料、药品项和数额固定的其他材料项,对于比例固定的可以确定一个合理的比例进行考核,数额固定的则确定一个合理的数额进行考核; 第四,把各科室领用的各类材料及物品与仓库数据相对应,对物品的领用进行监管,并在电脑上进行设置,把仓库的各类物品出库数自动添加为各科室的入库数,使科室可以将自己从仓库领入的数额计算给患者,这样以来,也能建立各科室的领用预警,不会出现积压且方便核算。 作者:黄丽 单位:云南省昆明医科大学第三附属医院 材料管理论文:铁路工程材料管理与质量控制分析 铁路作为国民经济的大动脉,是国家最重要的基础设施之一。因此,铁路在我国国民经济和社会发展中的作用和地位至关重要。近年来,我国铁路发展势头良好,尤其是中西部地区铁路的发展更为迅猛,这将为方便中西部地区人民生活、发展中西部地区经济、维护中西部地区的政治和社会稳定起到极其重要的作用。在铁路工程建设中,工程质量永远是工程项目质量管理的核心问题,铁路工程的质量好坏,关系到人民生命财产的安全、国民经济的发展和社会的稳定。特别是现阶段修筑的铁路,桥梁、隧道等施工难度大、影响因素多的工程项目越来越多,因此,必须把好工程的质量关。在铁路工程质量控制的诸多因素中,工程材料的管理和质量控制必须放在首要的位置。因为工程材料质量不仅是工程的物质基础,而且对工程的质量好坏起到关键性作用。因为由于工程材料的质量低劣造成的工程质量事故和损失往往是非常严重并难以弥补和修复的。但在实际的工程建设中,由于铁路工程建设的自身特点,比如跨越区段较长、工程量较大、施工单位较多等原因,则往往会在工程材料质量的控制方面出现一些漏洞,造成对工程材料质量的管理不够严格,从而导致工程的总体质量有所下降,甚至出现工程质量不达标的现象。因此,必须从源头严把材料质量关,加强对工程材料质量的管理,以保证工程的总体质量。 1建立良好的材料质量控制体系 建立良好的材料质量控制体系,就是建立包括建设单位、监理单位、施工单位在内的,协调统一的材料质量管理与控制系统,明确各单位、各部门在材料质量控制方面的责任和义务。从工程材料的采购、到材料的检验和应用,每一步都需采取必要的措施,以确保材料的质量。在这一方面,首先要求施工单位建立健全质量保证体系,使企业在人员配备、组织管理、检测程序等各个环节上加强管理,同时在施工承包合同和监理委托合同中对材料的质量要求和技术标准必须进行明确,并应明确监理方在材料监理方面的责任、权限以及建设单位的要求。在材料检测方面,监理方有义务对工程材料进行必要的抽检,施工单位应在监理方的监督下取样和试验。当监理方提供的检验结果与施工单位提供的检验结果不一致时,应该以监理方提供的结果为标准。在工程材料检测时,还应坚持目测和检测相结合,抽检和监测相结合,直接控制和间接控制相结合的原则。建设单位的主要任务则是整体控制材料的质量、协调组织好各单位的材料质量的控制。 2把好材料的进货渠道 把好材料的进货渠道,就要求首先要制定出详尽的材料应用计划,其次进行充分的市场调研、然后认真签订购货合同,从进货渠道方面控制工程材料的质量。 2.1制定详尽的材料应用计划 在进行铁路工程施工组织设计编制的过程中,应结合工程的施工进度计划,编制详细的材料应用计划,计划中应包括材料名称、规格、应用时间等,同时要考虑材料适用期和施工现场的材料存储能力,以保证材料在施工过程中能供应及时,同时又不在现场造成较大的材料堆积。 2.2进行充分市场调研、选择合理购买方式 在进行材料的采购计划制定前,应进行充分的市场调研,在保证材料质量的前提下,选择价格合理、质量有保证的供货单位和适宜的供货方式。同时根据当地的具体情况,可以选择期货或现货购买、一家或多家的购买方式等。 2.3认真签订购货合同 购货合同的内容必须明确、具体,文字准确、清楚。基本内容应包括材料供应依据、供应条件、质量保证措施、经济责任等,特别是对于材料的质量保证措施及相关的违约措施,必须规定的清楚明了。 3严格控制材料进场 3.1进场材料的几种可能出现的质量问题 对于铁路工程现场建筑材料可能出现的质量问题,主要包括以下几个方面: 1)材料进场时就可能存在着的质量方面的问题。比如钢筋无牌号、厂名等,钢筋表面的有翘皮、油污等现象,水泥中含有结硬颗粒,砂石料的含泥量较大等,或材料的性能本身就达不到工程质量的要求等。 2)进场材料的合格证存在问题。比如合格证不全、数字不清、合格证复印件不清楚,或者用检验报告代替合格证等。 3)材料检测存在问题,比如检测不及时,或出现漏检的现象。甚至出现施工单位单独取样,检验材料和应用材料不一致的现象。 4)材料供应无计划、保管不规范,导致材料的质量降低或失效。 3.2材料进场检验的标准 为了控制工程材料的质量,必须严把材料进场关。因此,必须做好以下几方面的工作: 1)对于工程材料,必须具有质量合格证明书,材料的规格、型号及性能检测报告必须符合国家技术标准和相关要求。 2)材料进场时应作检查验收,并应经过监理工程师核查确认。 3)不同型号不同规格的同类产品应分别核查每个品种的证件,以防出现以次充好和以一代十的现象。 4)甲方驻地代表及监理应对建筑材料的技术要求、合同等文件资料进行全面掌握,并依据这些资料对建筑材料进行核查验收,对于不符合要求的,一律不许接收。 4做好现场建筑材料的检验工作 4.1明确现场检测的主要项目内容 结合材料检测的目的而言,对于不同的材料,其检测内容是不同的。比如对于水泥原材而言,检验内容主要包括比表面积、CaO、MgO等的含量、细度、强度、碱含量等;而对与钢筋原材料,检验内容主要包括屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯性能等;对于细骨料,主要检验其细度模数、含泥量、泥块含量、轻物质含量、有机物含量等;对于粗骨料,则其检验内容主要包括颗粒级配、岩石抗压强度、紧密空隙率、针片状颗粒含量、含泥量、有机物物含量等。 4.2确定检测频次及技术要求 对于铁路建筑材料而言,取样首先要有代表性,所取样品的质量应能代表该批材料的质量,在取样时,必须按照规定的部位、数量及采样的操作要求进行。在现阶段实施的铁路工程建设原材料质量控制标准中,将铁路工程的原材料质量的控制标准按不同构筑物、不同铁路等级等划分的非常详细。对于不同的构筑物、不同的铁路等级等,对原材料的质量检验要求的规定也不相同。 5做好现场建筑材料存放工作 关于施工现场材料的存放,必须按照存放要求进行,以保证工程材料的质量,文中主要列举了几种主要材料的存放要求。 5.1钢材的存放 钢材在存放时,应按品种、规格、型号、长度、等级、批次及不同技术文件和质量说明书分别码放,必须设置标牌显标识。钢材最好是堆放在仓库里面,若条件有限,只能露天存放时,应做好上盖下垫,保持场地干燥。 5.2水泥的存放 袋装水泥存放要选择地势较高,便于排水的地方,要有水泥砂浆防潮地面和墙裙及防雨设施。水泥进场按批次、品种和厂家分别码垛,不能混合码垛。 5.3砂石料的存放 存放砂石料的地方应有较好的排水设施,不同粒径的材料应分开存放。在存放期间应保证材料不被污染等。 6加强建筑材料管理人员队伍建设 在铁路工程建筑材料的管理和质量控制过程中,人是最关键的因素,因此,加强工程材料管理人员的队伍建设则是非常必要的。加强管理人员的队伍建设,主要从以下几方面入手: 1)提高管理人员的业务水平。采用定期培训、参观学习等方式,提高管理人员的业务水平,特别是对于一些新的建筑材料,要尽快掌握其性能和技术要求,以便更好地对其进行质量控制。 2)提高管理人员的道德水平。要定期组织材料管理人员进行思想政治学习和业务学习,使他们懂得材料质量控制的重要性和由于材料质量出现问题可能导致的严重后果,提高管理人员抵御各种不良思想侵蚀的能力。 3)采取激励和竞争机制。大力引进专业技术人才和管理人才,完善人才评价和竞争机制。结合工作的实际状况,做到有奖有罚,对于不合格的人员,要做到及时调换和清退。通过采取以上几方面的措施,确保工程材料的质量,从而有效地提高铁路工程的建设质量。 7结语 对于铁路工程建设中的材料质量控制,必须坚持以人为本的原则,树立良好的质量意识,严格遵守国家相关的法律法规。在具体实施过程中,应结合工程建设的具体情况,从材料采购的源头抓起,层层落实目标责任制,严格控制好材料的质量,为建设优质铁路工程奠定良好的基础。 作者:王晓云 单位:中川铁路有限公司 材料管理论文:材料管理公路工程论文 1材料管控的根本内涵 1.1材料管理特有的疑难 1.1.1采购流程的管控弊病 (1)没能经由审慎的预算,或虽经由预算,但没能拟定可用的购进规划。有的单位制备了关联的规划,却随便去实施。 (2)没能签订明晰的购货合同;签订合同依循的流程不合规,凸显了偏多的暗箱操作。 (3)没能审慎把握材料关口。 1.2.2领用流程的漏洞 (1)没能预定消耗数额,随便去分发采购进来的材料,缺失内部范畴的管控途径。 (2)对周转时段内的各类材料、价值偏低的耗费物品,经由出账以后很难再去查验。 (3)领料以后,关联人员常常变卖这样的原料,或损毁并耗费偏多的原料。 (4)串通态势下的发票虚开;没能经由报销许可,就擅自去出账。开具出来的发票,没能含有实质特性的任何内涵。这就添加了耗费掉的原料成本。 1.2原料存留中的漏洞 (1)没能审慎管控,缺失防盗防火特有的关联知识。 (2)堆放着的原料凸显出混乱的态势,没能给出明晰的标识卡片,也缺失可辨别的这种标识。 (3)材料平日以内的收发流程、接续的领取及退换,缺失制备出来的台账;季度时段内的收支,也没能折射在动态特性的台账以内。 (4)仓管人员互通原料购进关联的人员,虚开这一范畴的单据,存在潜藏着的串通作弊。仓管人员预设采购流程以内的各类难题,企图刁难关联着的原料方,索要各类费用。 1.3管控中的其他弊病 材料管控中的各类漏洞,除了如上的漏洞之外,还可以分出这些层级:部门之间没能审慎予以分工,缺失内部互通及调和;材料管控关涉的环节,没能互通与协调,管控人员常常去推诿责任,凸显出彼此扯皮的倾向。国有特性的施工企业,依循自身特有的声誉去接纳工程。这样的企业,通常设定单独态势下的项目部;材料管控这样的部门以内,只安排单一的管控主体。这样的态势下,材料管控凸显出没能兼容的岗位,也由选出来的单独职员去承担。平日以内的材料收发、退货及存留这样的流程,都经由单一的职员去经手。这就潜藏着舞弊的时机。 2现场范畴内的有序管控 2.1公路工程施工准备工作 在公路工程施工之前,应该尽可能的在工程项目的靠近地点设置堆料场,这样能够有效地避免重复搬运,从而降低成本。要严格按施工组织平面布置图进行现场堆料,不得乱堆乱放。另外,堆料场应该具备宽裕的所容量,能够满足各种材料的实际堆放需求,堆料场还应该具备便利的交通条件,这样便于装卸,还应该有一定的防火防雨和防潮措施,并且与材料管理安全要求相符合。保证材料质量。材料质量的好坏是决定工程质量好坏的关键,应认真把好材料质量关,确保工程质量优良。材料运到工地后,施工企业(项目经理部)应认真组织人员层层把关验收。验收人员认真清点、核对材料数量、规格型号,并索取相关材质证书,检验材质是否符合合同规定的要求标准,对残、次、劣货决不入库。材料进场验证不齐或对其质量有怀疑时,要单独堆放该部分材料,待资料齐全和复验合格后,方可使用。一些特殊材料,例如电焊条和水泥等,虽然也具备一定的合格证明,实际上外观异常甚至已经过了使用期限,应该进行重新检验,只有检验合格,才能进行验收。对于周转材料,应该根据租用合同包含的计量方法和具体内容进行认真验收。根据规格和型号对构件实施单位体积的具体计量验收,这样能够确保,进场材料具有准确的数量。 2.2公路工程施工过程的材料管理 所谓施工过程中现场材料管理,就是从材料进场一直到具体使用材料的过程,这也是材料管理工作的中心环节。整个施工过程,就是转化材料物质价值的过程。所以为了降低工程成本,增强经济效益,需要对材料使用进行严格控制,对材料进行有效地利用。工程人员需要按照施工组织设计和施工图纸,对材料进行合理的使用,对于使用过程中的材料信息要进行及时的反馈,对定额消耗情况,进行认真的考核,减少浪费,对于废料进行及时回收。避免出现二次搬运的情况,降低使用材料费用。具体应该从以下几方面入手。 (1)做好领料手续。在工程施工中,进行施工材料领用的时候,相关的领料人员应该根据单件、分项工程的负责人和技术部门签发的文件,按照施工计划计算材料实际消耗数量,然后到仓库管理部门进行领料手续的办理。 (2)领料数量控制。对于耗用材料的实际数量,应该以计算期内的材料实际用量为主,绝对不能以领代用,相关负责人应该对超额领料进行审核签认,对于超出原因要进行详细注明,对于已经领了但是没有使用的工程材料,需要及时地进行退库手续办理,避免材料浪费。对实际使用的材料和领用的材料进行抽检核对,严禁以次充好,偷工减料。 (3)对角、废、边、残料进行及时的回收处理对于一些用处不大的残料,应该及时回收处理,以降低材料成本。同时,对于劳保用品、低值易耗品和周转材料,不仅要办理领用正规手续,仓库的管理人员还应该设立专门的台账,并且进行及时的回收和摊销,对于丢失和损失的材料,要做到具体责任具体负责。 2.3施工竣工阶段的材料管理 在公路工程的施工收尾阶段,也就是即将完成建设任务的阶段,并且即将开始新的施工任务,也是现场施工材料管理的后期阶段。在这个阶段内,也需要做好材料的现场管理,具体应该做到以下几个方面: (1)对公路工程的现场存料进行认真检查,对没有结束的工程用料进行全面估算,在保证平衡的情况下,对原材料的实际用料计划进行适当地调整,补充不足、削减多余。 (2)对于一些已经不使用的工程临时设施,应该组织进行及时的拆除,并且有效地利用拆除后的工程材料,避免出现二次搬运的情况,尽量减少装卸费用和运输费用。 3结语 在公路工程的实际施工中,现场的材料管理是工程质量管理的重要内容,对于整个工程的施工进度和工程质量有着至关重要的影响。本文针对公路工程施工中现场材料管理进行了探讨。在公路工程的施工中,工程材料的质量将会影响到整个工程的施工质量,如果材料存在质量问题,那么将对整个公路工程埋下巨大的安全隐患。因此,在公路施工中,做好材料的现场管理,是应被注重的。与此同时,材料耗费掉的成本,在公路工程特有的总体成本以内,占到偏大的比值。桥梁防护范畴内的工程,这一比值会占到更多。由此可见,材料成本管控的成效,密切关联着耗费掉的工程成本。 作者:马凤聆 单位:云南第三公路桥梁工程有限责任公司 材料管理论文:建筑材料管理研究 1建筑材料 建筑材料的费用在建筑工程中达到了60%,这直接影响了整个工程的成本,因此在施工过程中,建筑材料的管理和费用要两者兼顾。例如:近几年,与世界接轨的土木工程,材料作为其物质基础,贯穿了整个工程,与之相关的费用占了一半以上。任何一项建筑工程要想节约成本,必须在保证其施工技术的基础上,控制好材料成本。随着建筑行业的不断发展和扩大,建筑材料人才得到了很大的发展机会,施工单位可以依靠他们设计施工的进程和方法,这将打破原有的传统工程造价模式,节省下一笔可观的施工设计费用。建筑材料由最早开始的石材、水泥,发展为钢筋混凝土,一直到现在的创新型墙体材料;建筑材料由原始的笨重型到现在的轻质型,由耗能型到环保型;建筑材料从单一材料到复合材料,从装饰材料到多功能材料,都是建筑工程一个划时代的进步。 2建筑材料管理 2.1施工前材料的供给采购 在施工前期,根据建筑工程的图纸、进度以及风格,各个部门要制定出一个紧密的采购计划,确保其准确性和完善性,为施工备料做好辅助工作。此外根据时间的进度制定出相应的材料供给计划,制定计划时要核算整个工程。与此同时,把材料名称、计量单位、供应时间等数据做成记录表格。最后做好库存的存储工作,做到材料的供给和消耗相平衡。(1)选择好采购对象。生产商和供货商分别是建筑材料的来源,选择好生产商和供货商是确保材料质量的关键。生产商:首先审核其生产手续是否齐全;然后考察其经营理念、生产方式以及销售业绩等情况;最后检查其是否含有国家或行业的质量认证,以及材料质量的等级划分。另外,可以从建筑行业获得相关更详细、更准确的信息,一般通过行业认可的产品,生产商和供货商的信誉,其产品价格和质量也都能得到保证。(2)严格控制采购价格。采购价格的高低直接影响着整个工程的造价,所以采购员要考虑到材料的进价、运输和管理费用。在采购过程中,要严格按照采购程序来进行,不得违规操作。要加强防范招标采购的违法违规行为,可以让司法部门介入调查,保证采购价格的真实性,做到透明化、公开化。 2.2施工过程材料的监管 (1)材料分门别类。建筑工地所存放的材料多种多样,比如混凝土按胶凝材料就可以分为无机胶凝混凝土和有机胶结构混凝土,也可以按表观密度来区分其类别;又如砂石,其使用质量要求非常高,因此要按密度、数量、规格以及颗粒大小分门别类。(2)材料存储。施工周期的长短决定了所使用建筑材料的种类,因此材料的存放和管理是至关重要的。存放材料得当,也是一个节约资金的关键。如果材料存放的过多,会导致资金的浪费;如果材料存储过少,就会造成施工进度缓慢。因此,集中储备是存放材料的最好方法,可以使材料的数量得到有效地控制。建筑材料按规定应存放在相应的库房中,以防雨水、暴晒、潮湿等原因,使材料的寿命使用率减短。对于种类繁多的个别材料,应该做好标记,以免施工时用错材料,影响工程质量。(3)材料发放。材料的发放管理,是控制材料滥用、浪费的有效手段。应该完善发放管理制度,严格按照制度执行发放程序。对于不同时期的材料使用情况,应建立材料分批发放计划。对于容易损坏或是已经维修好的材料,应采用以旧换新的发放方式,如果发放过程中出现丢失等情况,必须对其进行折价赔偿,以减少材料的损耗。对于已下发的材料,应该进行使用情况的追踪了解,以防材料的浪费。与此同时,发料员应该记录详细的发放档案,加强监督材料的使用情况。(4)材料的使用量。在施工过程中,要做好材料的领取、使用、损耗等记录,以防建筑材料的浪费和丢失。在发放材料的过程中,要落实每一笔材料的发放时间,明确材料的领取人,做好详细的记录。另外,材料的损耗也是浪费建筑成本的重要原因之一。应该要严格按照建筑材料规定的使用量,记录好实际施工过程中的损耗率,全程监管整个施工的建筑材料,以防过度浪费。 2.3材料价格管理 (1)根据市场信息,控制材料价格。建筑成本直接影响着建筑工程的造价,而同一种类的建材,质量差异会导致市场价格的波动。因此,工作人员要利用可行的渠道全方面的了解有关材料价格的动向。与此同时,为了维持工程在短期内价格的稳定性,施工单位应用清单计价的方式来降低价格的波动。(2)合理安排材料运输。一般情况下,建筑工程都需要大量的建筑材料,因此,合理安排运输工作是至关重要的。如果在运输过程中出现了安排不合理的情况,就会导致建筑材料的成本高出预算,从而使建筑成本提高。因此在采购建筑材料时,尽可能的选择离施工单位相比较进的供应商,以此来降低运输过程中的人力和财力的损耗。 3建筑材料管理措施 3.1落实建材管理的法律法规 施工单位要全面了解有关建筑材料的法律法规,明确建筑材料的使用方法,严格按照材料采购流程,控制采购的价格。 3.2科学化管理建材 在建筑施工时,最大的浪费因素是建筑材料的损耗,它约占建筑成本的40%,所以在建筑材料的预算内,控制好材料的损坏,是降低建筑工程成本的关键。随着现代建筑技术的提升,科学化的管理建筑材料是现代建筑发展的趋势,比如为了更容易、更快捷地了解到材料的消耗量、材料的成本以及材料的运输等情况,可以采用统计资料的管理方式,这能达到很好的管理作用和效果。时刻关注市场的最新消息,掌握建筑材料价格的动态,尽可能在保质保量的前提下,以低成本的采购价购买材料。对于建筑材料的运输、存储以及发放,应采用集中式管理,而对于建材赔偿制度,则使用科学化的管理来提高建材管理质量。 3.3提高管理素质 要确保施工的顺利进行,就要建立一个建材管理部门,对建材的采购、运输、存储以及发放进行全面的监管,负责建材的查收、库房管理、材料使用情况等,确保建材的数量、种类以及质量等达到施工单位的要求,符合施工单位的进度,以防材料的浪费。建材人员的管理素质,是确保建材管理部门质量的关键。当前,我国建筑市场缺乏建筑材料管理部门素质的培养,建材管理部门业务能力较差,管理系统简陋,缺乏技术、科学的管理,管理人员对建筑材料的使用没有计划,以致成本的浪费和损耗。因此,提高建筑材料管理部门和人员的素质,是完善建筑体系的基础,也是确保建材管理顺利进行的前提。 作者:周梦婵 单位:武汉城建委教育培训中心 材料管理论文:水利工程施工材料管理论文 1水利工程施工材料的内容和作用 水利工程现场施工材料是在工程施工过程中完成的,记录了工程施工的整个过程,在工程竣工验收前需要装订成册,以保证施工材料的真实性、有效性和规范性。水利工程施工材料的内容主要包括:材料与中间产品合格证,检验报告等施工质量的保证材料;工序评定表、单元工程质量评定表和分部工程的质量评定表等评定材料;组织设计方案、施工方案及技术文件等施工技术材料;设计变更等施工图纸材料。水利工程材料既是施工质量的评定依据,也是水利工程维护和检测的基础,其收集与整理工作有利于提高施工单位的工程施工质量,帮助施工单位积累经验和教训,促进施工单位管理工作的科学化和规范化。 2水利工程施工材料的收集工作 在水利工程施工前,施工单位需要收集水利工程的招投标文件,包括水利工程施工的合同、水利工程的文件与水利工程的设计图纸等,为水利工程项目顺利通过审核提供依据。施工单位需要对水利工程项目的地面进行测量,并对测量的结果采取复核措施,而测量与复核的结果都需要进行记录,收集水利工程量的报审资料。水利工程中施工单位进场时,需要向监理单位或机构提交施工组织计划、施工进度计划、施工措施计划和开工申请等材料文件,经过监理单位或者机构的核查、审核或者审批后,确认施工单位满足开工条件,并由总监理工程师签发开工令才能开始施工。在水利工程建设施工的过程中,施工单位需要搜集砼和砂浆试块的抗压强度检验报告、原材料的出厂合格证检验报告、隐蔽工程验收记录、水电工程文件材料、桩基工程文件材料和钢结构工程文件材料、施工日志与安全资料、监理单位与建设单位下发的文件资料、施工过程中的影像资料等。在水利工程竣工后,施工单位需要收集工程竣工验收的会议纪要、基础验收证书、主体验收证书、工程验收报告和工程竣工验收备案表等材料,为水利工程顺利通过验收奠定坚实的基础。 3水利工程施工材料的整理工作 在水利工程建设施工的过程中,施工材料的整理工作与归档工作需要同时进行,管理人员一边对施工材料进行归类和整理,并以文字、表格、图纸和图片等不同的形式存档,以保证施工资料的完整性和齐备性,一边对施工资料进行记录、标签和归档,以利于工程各方的查阅。施工单位需要按照监理单位与档案管理部门的要求与规定进行整理和归档工作,如施工技术管理资料,包括开工报审表、施工组织计划、施工机械报审表、安全技术交底和施工技术交底等;质量控制资料,包括各种材料的进场报验和实验报告等;施工质量验收材料,包括单位工程验收记录表,质量控制资料核查记录表和工程观感质量评定表等,有利于监理单位的审核和档案部门的分类管理。 4水利工程施工材料管理需要注意的问题 施工单位在施工材料的收集、整理和管理中需要注意以下几方面的问题:安排专人负责施工材料的收集、整理和管理工作;提高施工材料管理人员的责任意识,尤其是对原始施工资料的复制保护工作,需要细化到个人;施工单位需要采取制度化的管理措施,及时将收集的施工材料进行归档整理,以提高收集和整理工作的效率,以及材料的完整性和齐备性;施工单位需要采用计算机技术,将施工材料电子化,便于施工材料再复制,以有效避免施工材料遗失。 5结束语 水利工程项目涉及到许多的施工环节,形成的施工材料不仅种类繁多,而且数据量较大,施工单位需要做好施工材料的收集和整理工作,及时将施工材料进行分类存档,并对施工材料进行制度化和规范化的管理,才能切实保证施工材料的完整性、真实性和有效性,从而为水利工程项目顺利通过验收提供有力依据。 作者:代芳蓉 单位:新疆阿拉尔新城建筑有限责任公司 材料管理论文:浅析工程管理的材料管理 首先,工程技术人员应该依据图纸计算工程材料需要量,拟定材料采购计划,选择合格材料供应商。根据ABC分类法,计算各种材料金额累计百分比;累计频率属于(0%~80%)区间的因素为A类因素,及主要因素,应进行重点管理,并由项目经理部编制材料需要量计划,由企业物资部门统一采购,按计划供应给相应项目经理部;累计频率属于(80%~90%)区间的因素定为B类因素,即次要因素,应进行次要问题的管理;将(90%~100%)区间的因素定为C类因素,即一般因素,按照常规方法应适当加强管理。B类和C类材料应由项目经理部编制采购计划,按计划自行采购。 其次,材料设备应随着工程进度需要提前进场,进场时应实行进场验收,主要设备、材料进场检验结论应有记录,确认符合规范规定,才能在施工中应用。材料进场,应先进行外观、数量、材料凭证的验收,其中凭证验收包括发货清单,材质证明文件或合格证。如钢筋验收,直径大的钢筋,它的型号、生产厂家等会直接烙印在钢筋上;直径小的钢筋及钢丝会挂牌,牌上有批号炉号,钢筋型号,生产厂家等。进口材料应具有国家商检局检验证明书。材料员要认真检查材料观感质量,核对材料数量,过磅或者检尺计量,验收完成后建立台账。数量验收主要检查数量是否与发货清单相符、是否与进场计划一致。如无缝钢管,首先要检查钢管是否有缝,这是肉眼可以看出来的,无缝钢管顾名思义就是钢管没有接缝,有接缝的应不予验收,其次要测量钢管的长度、壁厚,钢管的长度规格主要有6m,9m等,还要检查钢管上面是否喷字,是不是国标,最后要检查质量证明文件,看其各成分含量是否符合标准要求。不锈钢材料有ss304和ss316等,检查质量证明文件时要看铬含量,ss316的铬含量应大于12%。 材料进场验收的主管部门,应组织施工单位和监理单位有针对性地制定设备、材料进场检验要求、检验程序和检验方法,明确各环节具体负责人。材料、设备进场时,建设方、施工方和监理方必须依照国家相关规范规定,按照设备材料进场验收程序,认真查阅出厂合格证、质量合格证明等文件的原件,应确保质量证明文件符合国家有关规定。要对进场实物与证明文件逐一对应检查,严格甄别其真伪和有效性,必要时可向原生产厂家追溯其产品的真实性。发现实物与其出厂合格证、质量合格证明文件不一致或有疑义的,应立即向主管部门报告。设备进场时,采购单位要提前通知监理单位,监理工程师必须实施旁站监理。监理人员必须严格审查进场材料的全部质量证明文件,按规定进行见证取样和送检,对不符合要求的不予签认。未经检验、检验不合格以及不符合合同要求的材料不得使用,必须清退出场。未经监理工程师签字,进场的材料、设备不得在工程上使用或者安装,施工单位不得进行下一道工序的施工。监理人员在检验批验收过程中,发现材料、设备存在质量缺陷的,应该及时处理,签发监理通知书,责令改正,并立即上报主管部门。材料存储,不同的材料应分开存储,经验收合格的材料应按施工现场平面图一次布置就位,并做好标牌标识。材料的堆放场地应平整夯实,并做好排水、防扬尘。各类材料应分品种、规格码放整齐、并标识齐全清晰,如同一型号的弯头可以在堆放的地方挂牌DN350,R=1.5D,数量300只。这样一目了然,方便发放和领取,料具码放高度不应超过1.5米。材料在室外堆放要下垫上盖,有防雨防潮要求的材料应入库保管,如岩棉板、水泥。周转材料不得挪作他用,也不得随意切割打洞,拆除后应及时退库,不再使用的应及时退出场地,如模板、脚手架钢管、扣件、方木。施工现场散落的材料必须及时清理分拣归类,集中存放。易燃、易爆、剧毒材料等危险品应设立专库保管,设危险品标识,专人负责,并有相应防护和应急措施。如油漆、涂料。对于易碎材料要用柔软材料包装好,轻拿轻放,如玻璃、瓷砖。钢材、水泥应建立材质台账,机电机具配件应收集合格证,如阀门,手持电动工具。 工程所需要的主材及大宗材料由公司统一计划、统一采购、统一供应、统一核算。工程所用材料由专业分包商采取调拨方式,劳务分包商凭限额领料单领取,做到谁使用、谁领取、谁保管、谁核算,施工后所余材料按退库标准及时退库回收,超出定额部分由分包商无偿补充。施工机具、周转材料执行租赁制度的按月结清。 合理组织材料使用,减少材料损失,采取有效措施防止损坏、变质和污染环境。记得南通嘉吉粮油储罐安装中,钢板、胀圈等都是在工厂下料,卷曲成型的,运输过程中也是根据已经成型的形状加以架起,但运到现场,安装时还是出现尺寸偏差,弧度不够,劳务分包单位为了省事,把弧度不好的地方自行切割掉,导致最后材料不够,上报项目部下料下少了,其实下料的时候已经放有余量,真正原因是切割太多,每段两头都切割掉,这样拼装的时候就缺很多。项目部技术人员要求工人,对每段两端弯曲弧度不到位的地方加以弯曲,也许的确费事一点,但从工程质量和节约材料两方面来说都是必要的。每段两端都切割掉两端50cm,势必接头会增多,不符合当初下料计算的要求,影响工程质量,浪费材料。在砌体工程中,经常看到砌筑墙体的砌块缺边掉角,但工人们还是照常使用,为了节省材料,完全不顾工程质量。出厂时的砌块大多是很完整的,但在运输、装载过程中不注意,抛掷倾倒导致砌体损坏,因此这种损坏是完全可以避免的,可以轻拿轻放,保证砌块的完整性,这样我们的房屋装修后也会少出现一点裂缝。工程建设中像这样的情况时有发生,这就要求施工管理人员及现场工人根据现场情况,在保证质量和节约材料上做到双赢,而不是为了贪图方便,既没保证质量,又浪费了材料。当然节约材料并不是提倡偷工减料,而是合理组织,科学使用。工程材料管理是工程建设中的一个重要环节,应该严格控制,建设方、监理方、施工方应共同严格把关,材料是源头,也是最终工程实体的重要组成部分,做好材料管理,才能使建设优质工程不是纸上谈兵,才能使工程建设事半功倍,才能达到质量、安全、成本的高效统一。 本文作者:段红梅工作单位:铜陵县重点工程建设局 材料管理论文:饮食服务业材料管理策略研究 1.材料申购 根据饮食材料的特点,为节约资源,杜绝损失和浪费,加强管理,饮食服务业应建立材料申购制度,规定申购程序,明确申购部门和申购人员,批准部门和批准人员,明确责任,做到购入材料必须先申购,经批准后方可购置。 2.材料采购 根据采购材料的价值和数量,饮食服务业可实行招标采购、合同供货、定点订货和集中采购等方式进行采购。对于材料采购金额达到一定额度的大额采购,企业实行招标采购,由企业采购部门按照招标采购管理制度的规定和要求制定具体方案,报企业负责人批准后组织实施。合同供货单位由采购部门每年度进行一次全面考察,对其产品的质量优势、价格优势及供货的服务优势进行评价,写出评价报告。对具有良好社会信誉,且产品质量、价格优势明显的供货商由中心组织评审,确定供货单位,签订供货合同,由采购部门对其日常供货情况进行管理监督。企业日常使用的调味品等材料由采购部门按照企业经考察确定的品牌、生产厂家和价格确定供货商,实行定点采购办法供货。厨房日用原料和酒店的零星材料,凭材料申购单由采购部组织采购员集体采购。 3.材料索证 为确保采购材料的质量,有效保护消费者和企业的利益,为顾客创设安全、卫生、放心的消费环境,企业应建立严格的原材料索证管理制度,必须索取供货方有效的营业执照,卫生许可证,生产许可证,产品检验合格报告等资料。采购部门负责索证台账的建立、充实和完善,把每天索取的有效证件,分类、整理、黏贴、登记,做到账目清晰,黏贴规范,记录真实,与购入材料的实际相一致。采购人员要以高度负责任的态度认真做好原材料的索证工作,确保购入产品的质量符合规定要求。采购部门负责人要加强对产品索证工作的督导、检查,准确掌握每天的索证情况和索证台账的记录情况,把原材料索证工作做细、做实、做出成效。 4.材料验收 为进一步加强购入材料的验收规范,做到责任明确、标准具体、操作规范、手续完备、质量稳定,应加强材料验收制度,对购入的饮食材料应严格按规定的验收标准进行验收。为此应建立详细的验收标准,规定验收程序,明确部门、人员的责任。 5.仓库管理 (1)仓库管理是企业存货管理的重要工作,仓库是各类材料、原材料的周转、储备环节,担负着验收、保管、发放、储备、回收、利用等多项业务管理职能。应加强仓库管理,提高仓库使用效率,保证材料周转流通,提高经济效益。 (2)仓库的存量管理:对调味品、酒水、卷烟、茶叶等材料实行存量管理,仓库的最高存量与最低存量由部门经理确定,交仓库执行;对实行存量管理的材料,仓库应建立“存货卡”,标明最高存量与最低存量;实行存量管理的材料到达最低存量时,由仓库保管员及时申购;不超过最高存量的常用材料由采购部门直接购入。 (3)材料保管:仓库实行分区、分类、分货位的保管方法,根据材料的自然属性,理化性能,体积大小和仓库设施条件的不同,分别加以妥善保管。库存材料码放规范整齐、井然有序,库容干净整洁。仓管员要熟悉各类材料的特性,认真做好库存材料的管护工作,根据仓库的温度、湿度、通风、光照等条件采取通风、降温、防潮、密封等措施。做好防火、防盗、防潮、防腐等项工作,确保材料财产安全完好。仓管员对所保管的材料要经常检查,对滞存时间较长的材料要及时向部门经理汇报;发现霉变、破损的应提出处理意见,努力降低材料库存损失。库存材料要执行“先进先出”的管理规定,发货要从最早库存材料开始,避免部分材料因存储时间过长而造成的损失。 (4)材料领发:材料出库必须先办妥出库手续,仓库只凭领料单、调拨单发货,严禁先发货、后补单。领料单必须填写完整清楚,若无该部门经理签字、字据不清或涂改现象,库管员拒绝发货。 (5)材料盘点:每月按规定日期由库管员对仓库材料全部进行清点,填写《盘点表》,按规定送交相关部门。将出入库单据进行审核,与实际消费材料进行核对,如发现异常情况,必须查找原因并及时上报。 6.采购人员廉洁自律 鉴于饮食材料的特点,企业应加强采购人员的廉洁自律教育,自觉抵制各种诱惑,做到公平公正。要进一步规范采购工作行为,加大对采购环节的监管力度,推进“阳光采购”工程的实施,防止违规违纪事件的发生。 作者:张德庆单位:山东理工大学
1集成电路的基本概念 集成电路是将各种微电子原件如晶体管、二极管等组装在半导体晶体或介质基片上,然后封装在一个管壳内,使之具备特定的电路功能。集成电路的组成分类:划分集成电路种类的方法有很多,目前最常规的分类方法是依据电路的种类,分成模拟集成电路、数字集成电路和混合信号集成电路。模拟信号有收音机的音频信号,模拟集成电路就是产生、放大并处理这类信号。与之相类似的,数字集成电路就是产生、放大和处理各种数字信号,例如DVD重放的音视频信号。此外,集成电路还可以按导电类型(双极型集成电路和单极型集成电路)分类;按照应用领域(标准通用集成电路和专用集成电路)分类。集成电路的功能作用:集成电路具有微型化、低能耗、寿命长等特点。主要优势在于:集成电路的体积和质量小;将各种元器件集中在一起不仅减少了外界电信号的干扰,而且提高了运行速度和产品性能;应用方便,现在已经有各种功能的集成电路。基于这些优异的特性,集成电路已经广泛运用在智能手机、电视机、电脑等数码产品,还有军事、通讯、模拟系统等众多领域。 2集成电路的发展 集成电路的起源及发展历史:众所周知,微电子技术的开端在1947年晶体管的发明,11年后,世界上第一块集成电路在美国德州仪器公司组装完成,自此之后相关的技术(如结型晶体管、场效应管、注入工艺)不断发展,逐渐形成集成电路产业。美国在这一领域一直处于世界领先地位,代表公司有英特尔公司、仙童公司、德州仪器等大家耳熟能详的企业。集成电路的发展进程:我国集成电路产业诞生于六十年代,当时主要是以计算机和军工配套为目标,发展国防力量。在上世纪90年代,我国就开始大力发展集成电路产业,但由于起步晚、国外的技术垄断以及相关配套产业也比较落后,“中国芯”始终未能达到世界先进水平。现阶段我国工业生产所需的集成电路主要还是依靠进口,从2015年起我国集成电路进口额已经连续三年比原油还多,2017年的集成电路进口额超过7200亿元。因此,在2018年政府工作报告中把推动集成电路产业发展放在了五大突出产业中的首位,并且按照国家十三五规划,我国集成电路产业产值到2020年将会达到一万亿元。中国比较大型的集成电路设计制造公司有台积电、海思、中兴等,目前已在一些技术领域取得了不错的成就。集成电路的发展方向:提到集成电路的发展,就必须要说到摩尔定律:集成度每18个月翻一番。而现今正处在技术变革时期,摩尔定律推进速度已大幅放缓,集成电路技术发展路径正逐步向多功能融合的趋势转变,围绕新型器件结构的探索正成为集成电路技术创新的主要焦点,物联网、云计算、大数据等迅速发展,引发了CPU计算架构发生变革。 3集成电路的设计方法 集成电路的设计流程主要有:设计规划和架构划分阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段、封装测试阶段,具体设计方法介绍如下: 3.1设计规划和架构划分 由于现在数码产品更新换代迅速,市场需求千变万化,在设计之初,就要对市场有大量调研并要有前瞻性的思考。此外,要将设计需求与实际产品设计的可行性与成本进行综合考量,由此初步确定产品开发蓝图。在系统设计阶段可以使用SPW、TannerEDATools等软件完成系统的描述、外部接口的情况、功能的定义、工作量的估计等各方面工作,再通过构建抽象的算法仿真模型,根据功能和性能的要求,选择和设计算法,然后通过仿真进行验证和评估。当验证通过后,一个集成电路的设计架构就被搭建起来了,接着就可以进入下一步的逻辑设计。 3.2逻辑设计 逻辑设计简言之就是写代码,编写硬件描述语言(HDL)代码,通过仿真手段验证代码,这里的验证指的是功能级验证,不涉及时间的信息。集成电路设计的关键一步就是用一些专业工具如ISE等把代码映射到库原件实现的门电路,也就是门级的网表,当然,门级网表也要验证,如果出现错误要从以上各个步骤寻找出错的原因。 3.3物理设计 在上一阶段得到网表之后,就可以着手各种元器件的布局以及导线的连接,连接后再次进行仿真模拟,然后就可以开始插入时钟树,形式验证。当这些步骤通过后,集成电路的大致版图就规划好了。 3.4集成电路的封装测试 将合格的晶圆按照设计好的版图进行加工组装成芯片的过程就叫做集成电路的封装。江苏的新潮科技和华达微电子是我国目前规模产值比较大的封装测试企业。此外,综合多家市场调研机构的数据,2016年全球集成电路封装测试产业的市场规模为509.7亿美元,具有很大的发展前景。 4结语 随着时代的发展进步,对集成电路的能耗、稳定性等方面的要求也不断增加,这就要求我们不断创新发展集成电路的设计思路与方法,为我国微电子技术的发展与崛起不懈努力。
化工生产中纳米材料的应用:纳米材料在化工生产中的应用 摘要:充满生机的二十一世纪,以知识经济为主旋律和推动力正引发一场新的工业革命,节省资源、合理利用能源、净化生存环境是这场工业革命的核心,纳米技术在生产方式和工作方式的变革中正发挥重要作用,它对化工行业产生的影响是无法估量的。这里主要介绍纳米材料在化工领域中的几种应用。 关键词:纳米材料;化工领域;应用 1纳米材料的特殊性质 1.1 力学性质高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低,位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生,这就是纳米晶强化效应。 1.2 磁学性质当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm2,在这情况下,感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%,已不能满足需要,而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%,可以用于信息存储的磁电阻读出磁头,具有相当高的灵敏度和低噪音。 1.3 电学性质由于晶界面上原子体积分数增大,纳米材料的电阻高于同类粗晶材料,甚至发生尺寸诱导金属――绝缘体转变(SIMIT)。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点,有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。 1.4 热学性质纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值,这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。 2纳米材料在化工行业中的应用 2.1 在催化方面的应用催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用,它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低,而且其制备是凭经验进行,不仅造成生产原料的巨大浪费,使经济效益难以提高,而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多,为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂,可大大提高反应效率,控制反应速度,甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10~15倍。 纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂,特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒,可近似地看成是一个短路的微型电池,用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时,半导体纳米粒子吸收光产生电子――空穴对。在电场作用下,电子与空穴分离,分别迁移到粒子表面的不同位置,与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。 2.2 在涂料方面的应用纳米材料由于其表面和结构的特殊性,具有一般材料难以获得的优异性能,显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇,使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术,添加纳米材料,可获得纳米复合体系涂层,实现功能的飞跃,使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性;功能涂层是赋予基体所不具备的性能,从而获得传统涂层没有的功能。在涂料中加入纳米材料,可进一步提高其防护能力,实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等,在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层,可利用其光学特性,达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料,可以达到减少光的透射和热传递效果,产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料,所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子,在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性,因而能起到静电屏蔽作用,而且氧化物纳米微粒的颜色不同,这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色,克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变,还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中,将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中,能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果,从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO2,可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景,将为涂层技术带来一场新的技术革命,也将推动复合材料的研究开发与应用。 2.3 在精细化工方面的应用精细化工是一个巨大的工业领域,产品数量繁多,用途广泛,并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音,并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域,纳米材料都能发挥重要作用。如在橡胶中加入纳米SiO2,可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。纳米Al2O3,和SiO2,加入到普通橡胶中,可以提高橡胶的耐磨性和介电特性,而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳米材料,可以提高塑料的强度和韧性,而且致密性和防水性也相应提高。 纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。21世纪将是纳米技术的时代,为此,国家科委、中科院将纳米技术定位为“21世纪最重要、最前沿的科学”。纳米材料的应用涉及到各个领域,在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景。纳米科学技术的诞生,将对人类社会产生深远的影响,并有可能从根本上解决人类面临的许多问题,特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。 化工生产中纳米材料的应用:纳米材料在化工生产中的应用论文 纳米材料(又称超细微粒、超细粉未)是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统,其结构既不同于体块材料,也不同于单个的原子。其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等,拥有一系列新颖的物理和化学特性,在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。 纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征,引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形成以后,世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质,使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来,它在化工生产领域也得到了一定的应用,并显示出它的独特魅力。 1.在催化方面的应用 催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用,它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低,而且其制备是凭经验进行,不仅造成生产原料的巨大浪费,使经济效益难以提高,而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多,为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂,可大大提高反应效率,控制反应速度,甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10~15倍。 纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂,特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒,可近似地看成是一个短路的微型电池,用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时,半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。在电场作用下,电子与空穴分离,分别迁移到粒子表面的不同位置,与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。 光催化反应涉及到许多反应类型,如醇与烃的氧化,无机离子氧化还原,有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成,固氮反应,水净化处理,水煤气变换等,其中有些是多相催化难以实现的。半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物。例如纳米TiO2,既有较高的光催化活性,又能耐酸碱,对光稳定,无毒,便宜易得,是制备负载型光催化剂的最佳选择。已有文章报道,选用硅胶为基质,制得了催化活性较高的TiO/SiO2负载型光催化剂。Ni或Cu一Zn化合物的纳米颗粒,对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂,可代替昂贵的铂或钮催化剂。纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应温度从600℃降至室温。用纳米微粒作催化剂提高反应效率、优化反应路径、提高反应速度方面的研究,是未来催化科学不可忽视的重要研究课题,很可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革。 2.在涂料方面的应用 纳米材料由于其表面和结构的特殊性,具有一般材料难以获得的优异性能,显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇,使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术,添加纳米材料,可获得纳米复合体系涂层,实现功能的飞跃,使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性;功能涂层是赋予基体所不具备的性能,从而获得传统涂层没有的功能。结构涂层有超硬、耐磨涂层,抗氧化、耐热、阻燃涂层,耐腐蚀、装饰涂层等;功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层,导电、绝缘、半导体特性的电学涂层,氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。在涂料中加入纳米材料,可进一步提高其防护能力,实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等,在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层,可利用其光学特性,达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料,可以达到减少光的透射和热传递效果,产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料,所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子,在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性,因而能起到静电屏蔽作用,而且氧化物纳米微粒的颜色不同,这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色,克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变,还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中,将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中,能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果,从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO2,可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景,将为涂层技术带来一场新的技术革命,也将推动复合材料的研究开发与应用。 3.在其它精细化工方面的应用 精细化工是一个巨大的工业领域,产品数量繁多,用途广泛,并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音,并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域,纳米材料都能发挥重要作用。如在橡胶中加入纳米SiO2,可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。纳米Al2O3,和SiO2,加入到普通橡胶中,可以提高橡胶的耐磨性和介电特性,而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳米材料,可以提高塑料的强度和韧性,而且致密性和防水性也相应提高。国外已将纳米SiO2,作为添加剂加入到密封胶和粘合剂中,使其密封性和粘合性都大为提高。此外,纳米材料在纤维改性、有机玻璃制造方面也都有很好的应用。在有机玻璃中加入经过表面修饰处理的SiO2,可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的;而加入A12O3,不仅不影响玻璃的透明度,而且还会提高玻璃的高温冲击韧性。一定粒度的锐钛矿型TiO2具有优良的紫外线屏蔽性能,而且质地细腻,无毒无臭,添加在化妆品中,可使化妆品的性能得到提高。超细TiO2的应用还可扩展到涂料、塑料、人造纤维等行业。最近又开发了用于食品包装的TiO2及高档汽车面漆用的珠光钛白。纳米TiO2,能够强烈吸收太阳光中的紫外线,产生很强的光化学活性,可以用光催化降解工业废水中的有机污染物,具有除净度高,无二次污染,适用性广泛等优点,在环保水处理中有着很好的应用前景。在环境科学领域,除了利用纳米材料作为催化剂来处理工业生产过程中排放的废料外,还将出现功能独特的纳米膜。这种膜能探测到由化学和生物制剂造成的污染,并能对这些制剂进行过滤,从而消除污染。 4.在医药方面的应用 21世纪的健康科学,将以出入意料的速度向前发展,人们对药物的需求越来越高。控制药物释放、减少副作用、提高药效、发展药物定向治疗,已提到研究日程上来。纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便。用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体,可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织;使用纳米技术的新型诊断仪器,只需检测少量血液就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病,美国麻省理工学院已制备出以纳米磁性材料作为药物载体的靶定向药物,称之为“定向导弹”。该技术是在磁性纳米微粒包覆蛋白质表面携带药物,注射到人体血管中,通过磁场导航输送到病变部位,然后释放药物。纳米粒子的尺寸小,可以在血管中自由流动,因此可以用来检查和治疗身体各部位的病变。对纳米微粒的临床医疗以及放射性治疗等方面的应用也进行了大量的研究工作。据《人民日报》报道,我国将纳米技术应用于医学领域获得成功。南京希科集团利用纳米银技术研制生产出医用敷料——长效广谱抗菌棉。这种抗菌棉的生产原理是通过纳米技术将银制成尺寸在纳米级的超细小微粒,然后使之附着在棉织物上。银具有预防溃烂和加速伤口愈合的作用,通过纳米技术处理后的银表面急剧增大,表面结构发生变化,杀菌能力提高200倍左右,对临床常见的外科感染细菌都有较好的抑制作用。 微粒和纳粒作为给药系统,其制备材料的基本性质是无毒、稳定、有良好的生物性并且与药物不发生化学反应。纳米系统主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的药物的给药。 纳米生物学用来研究在纳米尺度上的生物过程,从而根据生物学原理发展分子应用工程。在金属铁的超细颗粒表面覆盖一层厚为5~20nm的聚合物后,可以固定大量蛋白质特别是酶,从而控制生化反应。这在生化技术、酶工程中大有用处。使纳米技术和生物学相结合,研究分子生物器件,利用纳米传感器,可以获取细胞内的生物信息,从而了解机体状态,深化人们对生理及病理的解释。 5.结语 纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。21世纪将是纳米技术的时代,为此,国家科委、中科院将纳米技术定位为“21世纪最重要、最前沿的科学”。纳米材料的应用涉及到各个领域,在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景。纳米科学技术的诞生,将对人类社会产生深远的影响,并有可能从根本上解决人类面临的许多问题,特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。21世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性,设计出各种新型的材料和器件。通过纳米材料科学技术对传统产品的改性,增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品,目前已出现可喜的苗头,具备了形成21世纪经济新增长点的基础。纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星展现在新材料、能源、信息等各个领域,发挥举足轻重的作用。随着其制备和改性技术的不断发展,纳米材料在精细化工和医药生产等诸多领域会得到日益广泛的应用。 化工生产中纳米材料的应用:纳米材料在化工生产中使用 纳米材料(又称超细微粒、超细粉未)是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统,其结构既不同于体块材料,也不同于单个的原子。其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等,拥有一系列新颖的物理和化学特性,在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。 纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征,引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形成以后,世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质,使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。 纳米材料的应用前景十分广阔。近年来,它在化工生产领域也得到了一定的应用,并显示出它的独特魅力。 1.在催化方面的应用 催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用,它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低,而且其制备是凭经验进行,不仅造成生产原料的巨大浪费,使经济效益难以提高,而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多,为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂,可大大提高反应效率,控制反应速度,甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10~15倍。 纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂,特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒,可近似地看成是一个短路的微型电池,用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时,半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。在电场作用下,电子与空穴分离,分别迁移到粒子表面的不同位置,与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。 光催化反应涉及到许多反应类型,如醇与烃的氧化,无机离子氧化还原,有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成,固氮反应,水净化处理,水煤气变换等,其中有些是多相催化难以实现的。半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物。例如纳米TiO2,既有较高的光催化活性,又能耐酸碱,对光稳定,无毒,便宜易得,是制备负载型光催化剂的最佳选择。已有文章报道,选用硅胶为基质,制得了催化活性较高的TiO/SiO2负载型光催化剂。Ni或Cu一Zn化合物的纳米颗粒,对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂,可代替昂贵的铂或钮催化剂。纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应温度从600℃降至室温。用纳米微粒作催化剂提高反应效率、优化反应路径、提高反应速度方面的研究,是未来催化科学不可忽视的重要研究课题,很可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革。 2.在涂料方面的应用 纳米材料由于其表面和结构的特殊性,具有一般材料难以获得的优异性能,显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇,使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术,添加纳米材料,可获得纳米复合体系涂层,实现功能的飞跃,使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性;功能涂层是赋予基体所不具备的性能,从而获得传统涂层没有的功能。结构涂层有超硬、耐磨涂层,抗氧化、耐热、阻燃涂层,耐腐蚀、装饰涂层等;功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层,导电、绝缘、半导体特性的电学涂层,氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。在涂料中加入纳米材料,可进一步提高其防护能力,实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等,在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层,可利用其光学特性,达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料,可以达到减少光的透射和热传递效果,产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料,所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子,在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性,因而能起到静电屏蔽作用,而且氧化物纳米微粒的颜色不同,这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色,克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变,还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中,将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中,能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果,从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO2,可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景,将为涂层技术带来一场新的技术革命,也将推动复合材料的研究开发与应用。 3.在其它精细化工方面的应用 精细化工是一个巨大的工业领域,产品数量繁多,用途广泛,并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音,并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域,纳米材料都能发挥重要作用。如在橡胶中加入纳米SiO2,可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。纳米Al2O3,和SiO2,加入到普通橡胶中,可以提高橡胶的耐磨性和介电特性,而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳米材料,可以提高塑料的强度和韧性,而且致密性和防水性也相应提高。国外已将纳米SiO2,作为添加剂加入到密封胶和粘合剂中,使其密封性和粘合性都大为提高。此外,纳米材料在纤维改性、有机玻璃制造方面也都有很好的应用。在有机玻璃中加入经过表面修饰处理的SiO2,可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的;而加入A12O3,不仅不影响玻璃的透明度,而且还会提高玻璃的高温冲击韧性。一定粒度的锐钛矿型TiO2具有优良的紫外线屏蔽性能,而且质地细腻,无毒无臭,添加在化妆品中,可使化妆品的性能得到提高。超细TiO2的应用还可扩展到涂料、塑料、人造纤维等行业。最近又开发了用于食品包装的TiO2及高档汽车面漆用的珠光钛白。纳米TiO2,能够强烈吸收太阳光中的紫外线,产生很强的光化学活性,可以用光催化降解工业废水中的有机污染物,具有除净度高,无二次污染,适用性广泛等优点,在环保水处理中有着很好的应用前景。在环境科学领域,除了利用纳米材料作为催化剂来处理工业生产过程中排放的废料外,还将出现功能独特的纳米膜。这种膜能探测到由化学和生物制剂造成的污染,并能对这些制剂进行过滤,从而消除污染。 4.在医药方面的应用 21世纪的健康科学,将以出入意料的速度向前发展,人们对药物的需求越来越高。控制药物释放、减少副作用、提高药效、发展药物定向治疗,已提到研究日程上来。纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便。用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体,可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织;使用纳米技术的新型诊断仪器,只需检测少量血液就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病,美国麻省理工学院已制备出以纳米磁性材料作为药物载体的靶定向药物,称之为“定向导弹”。该技术是在磁性纳米微粒包覆蛋白质表面携带药物,注射到人体血管中,通过磁场导航输送到病变部位,然后释放药物。纳米粒子的尺寸小,可以在血管中自由流动,因此可以用来 检查和治疗身体各部位的病变。对纳米微粒的临床医疗以及放射性治疗等方面的应用也进行了大量的研究工作。据《人民日报》报道,我国将纳米技术应用于医学领域获得成功。南京希科集团利用纳米银技术研制生产出医用敷料——长效广谱抗菌棉。这种抗菌棉的生产原理是通过纳米技术将银制成尺寸在纳米级的超细小微粒,然后使之附着在棉织物上。银具有预防溃烂和加速伤口愈合的作用,通过纳米技术处理后的银表面急剧增大,表面结构发生变化,杀菌能力提高200倍左右,对临床常见的外科感染细菌都有较好的抑制作用。新晨 微粒和纳粒作为给药系统,其制备材料的基本性质是无毒、稳定、有良好的生物性并且与药物不发生化学反应。纳米系统主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的药物的给药。 纳米生物学用来研究在纳米尺度上的生物过程,从而根据生物学原理发展分子应用工程。在金属铁的超细颗粒表面覆盖一层厚为5~20nm的聚合物后,可以固定大量蛋白质特别是酶,从而控制生化反应。这在生化技术、酶工程中大有用处。使纳米技术和生物学相结合,研究分子生物器件,利用纳米传感器,可以获取细胞内的生物信息,从而了解机体状态,深化人们对生理及病理的解释。 5.结语 纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。21世纪将是纳米技术的时代,为此,国家科委、中科院将纳米技术定位为“21世纪最重要、最前沿的科学”。纳米材料的应用涉及到各个领域,在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景。纳米科学技术的诞生,将对人类社会产生深远的影响,并有可能从根本上解决人类面临的许多问题,特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。21世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性,设计出各种新型的材料和器件。通过纳米材料科学技术对传统产品的改性,增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品,目前已出现可喜的苗头,具备了形成21世纪经济新增长点的基础。纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星展现在新材料、能源、信息等各个领域,发挥举足轻重的作用。随着其制备和改性技术的不断发展,纳米材料在精细化工和医药生产等诸多领域会得到日益广泛的应用。
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。
浅谈光纤通信的发展趋势和应用:光纤通信传输技术的应用和发展趋势 【摘要】 本文以光纤通信传输技术的基本特性为切入点,简要分析了该技术的应用现状以及不足之处,进而据此展望光纤通信传输技术的正确发展趋势,以期提高光纤通信传输技术的实际应用价值,更好地满足社会整体对于通信传输方面的要求。 【关键词】 光纤通信 传输技术 全光网络 发展趋势 上世纪六十年代,著名华人物理学家高锟先生提出“光传输理论”,实用化的光纤传输产品则始于1976年,经历了PDHSDHDWDMASONMSTP的发展历程。本世纪初期,ASON/OADM 技术已在通信技术当中广泛应用,逐渐发展成为以骨干网络传输为介质的ROADM技术。 一、光纤通信传输技术的基本特性 1.1物理损耗低,中继距离长 光纤的主要构成材料是石英,与其他的传输介质相比较,其所产生的损耗更低,整体低于20Db/km。由此可见,在长途传输线路当中应用光纤通信技术,因为中继站减少,所以中继距离得以延长,降低成本。 1.2抗干扰性能较强 光纤通信材料属于绝缘体材的范畴,基本上不会出现损坏的现象,具备良好的绝缘性。在实际的应用过程当中,其受外界电流影响非常小,同时也不会受到电离层电流的制约,对电磁的“免疫力”比较理想。仅此而言,可实现和高压线路平行架设的目的,在电信,电力,甚至是军事方面均可广泛应用。 1.3不存在串音干扰 光纤四周环绕的均是不透明塑料皮,可吸收所泄露的电磁波射线。因此,即便是在同一条电缆之中存在不同的光纤电缆,亦不会出现串音干扰的问题,针对电缆外部而言,也难以窃听到光纤中传输的信息,可保证通信信息安全。 二、光纤通信传输技术的应用现状及不足 在三网融合的的发展趋势之下,光纤通信传输技术取得了较大的进步。但是依旧存在着部分的不足,需要向光纤到户接入技术以及单纤双向传输技术两个方面转变,具体如下: 2.1光纤到户接入技术 针对现代宽带业务领域的研究逐渐深入,基于更好地适应用户的通信要求,所采用的通信技术一要具备宽带主干传输网络,还要具备光纤到户接入技术,后者是保证信息传送得以进入千家万户的重要保障之一,鉴于此,大部分业内人士均认为,信息接入网是信息高速公路发展的“临门一脚”,在肯定了光纤到户接入技术的重要性的同时,也指出了信息通信领域的瓶颈所在。 2.2单纤双向传输技术 在应用双纤传输技术之时,信号处于分散传输的状态,即是信号在两根光纤当中进行传输。而应用单纤传输技术,全部的信号均在一根光纤当中完成传输。根据现代光纤传输理论可得知,光纤传输的容量是不存在上限的,但是在传输设备的制约之下,导致光纤传输的容量一直无法达到理想的水平。目前,我国的通信领域采用的基本上都是双纤传输技术,导致宝贵的光纤资源被严重浪费。现阶段,单纤双向传输技术的主要应用方向是光纤末端接入设备方面,包括PON无源光网络、单纤光收发器等,应用程度有待深化。 三、光纤通信传输技术的主要发展趋势 光纤通信传输技术未来的主要发展趋势集中体现在集成光器件、全光网络、光网络智能化、多波长通道四个方面,具体如下: 3.1集成光器件 为了全面提高光纤通信传输技术的应用水平,必须要实现光器件的集成化目标,这也是其余的发展趋势得以实现的关键前提之一。在互联网技术高速发展的背景之下,现有的ADSL接入宽带已经难以满足实际的信息传输需求了,实现光器件的集成化,可显著改善光器件的工作性能,进而提高其传输信息的速度,推动光纤通信传输技术的发展进步。实现光器件的集成化,主要的方向是采用相对成熟的新工艺,在硅衬底之上进行光学器件的制作,包括波导与光纤耦合器等重要的无源器件,在一块硅芯片之上实现全部光学器件模块的集成处理。 3.2全光网络 广义上的 “全光网络”指的是无论在网络传输还是网络交换的过程当中,网络信号均是以光的形式存在的,其进行电光或者是光电转换的步骤仅限于进/出网络之时。目前,我国部分的光网络系统,虽然在各个节点之间基本上已经实现了全光化的目的,但是在网络结点的位置,其所采用的依旧是电器件,而非光器件,对光纤通信干线的总容量造成了较大的限制。鉴于此,未来的光纤通信技术必须要实现全光网络,关键在于创建完善的光网络层,光网络层的核心技术为光转换技术与WDM技术两项,同时将电光瓶颈尽数消除。在4G网络发展建设的推动之下,我国的光器件产业逐渐趋向完善,目前市面上无论是有源光器件,还是无源光器件均实现了批量生产与商业应用,如华为、中兴、光迅等知名电子科技企业均代表着我国光器件生产的最高水平。 3.3光网络智能化 我国的光纤通信素以传输为主线,伴随现代计算机技术的发展进步,其在网络通信当中所起到的作用将会越来越重要以及明显,因此必须要实现光纤网络通信技术的智能化,提高网络通信技术的实际应用高度。针对现代光网络技术而言,实现光网络智能化,其关键在于将自动连接控制技术以及自动发现技术应用到其中,辅以通信网络系统的自我保护与恢复功能,以期全面实现光纤通信传输技术的高度智能化。实现光网络智能化,核心思路在于提高 固定栅格频谱的利用率,在传统的WDM网络的固定栅格之下,各种速率的光通道支撑为50GHz的频谱间隔,针对100Gb/s的通道而言,这样的频谱间隔是合理的,但是对于80Gb/s以下的通道而言,则会造成固定栅格频谱的浪费。此外还要建立完善的波长通道,实现光信道的动态调整,开放接口,实现资源云化,打造灵活的弹性光路。 3.4多波长通道 在光纤通信传输技术当中,存在一种衍生技术“波分复用技术”,其核心作用在于对光波通信的信息容量实现有效的拓展,进而实现时分与空分多址复用的目的。其中,空分复用需要依靠多根光纤进行信号的传输,与单根光纤复用相比较,空分复用还需要借助频分或者是码分复用来实现。在现代商业当中,频分复用的应用范围比较广,针对传统的G.653光纤而言,采用色散调节技术确实可以提高其传输速度以及拓展其信息容量,但是在正常的使用过程当中非常容易出现FWM(四波混合)的问题,这是光纤放大器不合理使用而直接导致的结果。FWM的原理可细分为三点:一是后向参量放大和振荡、二是三个泵浦场的不规则作用情况、三是入射光中的某一个波长上的光改变了光纤的折射率。FWM所带来的负面影响主要是衍生出新的波长,进而导致串音干扰,削弱传输信号,不利于波分复合技术的实际应用。鉴于此,需要研发可抗御FWM影响,并且集超大容量与超快速度等优点于一身的新型光纤,以提高波分复用技术在光纤通信传输的应用水平。研究表明,采用G.652光纤可抗御FWM所带来的负面影响,但是鉴于其存在色散的问题,因此需要加强色散补偿,这是现阶段业内抗御FWM影响的主要技术方向。 四、结语 综上所述,现阶段光纤通信传输技术虽然取得了长足的进步,但是依旧存在着部分的不足。相关的下从业人员需要在明确其不足的基础上,立足于集成光器件、全光网络、光网络智能化、多波长通道等方面,切实提高光纤通信传输技术的应用水平。 浅谈光纤通信的发展趋势和应用:光纤通信的优势及发展趋势研究 摘 要 当今信息时代,通信业务和信息量快速增长,通信道路越显拥挤,光纤通信为信息高速公路的顺利运行提供了保证。相比于传统的电通信,光纤通信拥有传输容量更大、更精确、保密性更好等诸多优点。 关键词 光纤通信 优势 传输 发展趋势 1当前光纤通信的优越性 1.1频带非常宽,传输容量非常大 目前,在光纤通信系统中,光纤的传输带宽比电缆大很多,单模光纤就具有几十GHz・km的带宽距离积。采用多种复用技术能提升线路传输容量;最简单的是采用空分复用,光纤外径只有几十 m,一根光缆就可以容纳几百根光纤,传输容量成百倍增长;对于单根光纤,可以采用光复用技术,正在研究开发的光复用技术有波分复用(WDM)、光码分复用(OCDM)和光时分复用(OTDM),而主要采用的是波分复用(WDM),目前人们采用的密集波分复用(DWDM)能增加可使用波长数量,同时利用光纤损耗谱平坦,扩大可利用的波长转换技术和窗口技术,实现波长再利用等使单根光纤由单波长传输的传输速率几Gbps,达到多波长传输几十Tbit/s;另一方面,减小光源谱线宽度和采用外调制方式,同样能极大提升传输容量。 1.2抗电磁干扰性能强,泄露小,保密性好,无串话 由于光纤是非金属的光导纤维(目前主要采用石英(SiO2)),光纤通信线路不会受普通的高、低频电磁场的干扰和闪电雷击等的损坏,抗电磁干扰性能好。光纤的设计独特无比,在光纤中传输的光被严格局限于光纤的纤芯与包层邻近进行传输,泄露极其微弱;即使在弯曲半径十分小的地方,光泄漏的可能性也非常微弱。所以泄漏到光缆之外的光信号基本上没有,如果没有专用的特殊工具,光纤无法分接;以及长途光缆等通常埋在地下。由此可知:光纤通信保密性能极好,也不会产生电缆通信中常见的串话现象。这对现代政治、军事和经济均有重要意义。 1.3光纤重量轻、纤芯细,铺设简单,资源丰富 光纤一般直径只有几微米至几十微米之间,相同容量话路光缆,要比电缆轻90%~95%(光缆的质量仅为电缆的1/10~1/20),直径小于电缆的1/5;光纤柔软性十足,铺设简单;这顺利解决通信传输系统占用较大的空间致地下管道拥挤等难题,同时极大的节省了通信地下管道的投资成本;光纤通信应用于航天领域,能够有效减轻卫星、飞船与飞机等的重量,提升通信质量的同时降低制造成本。制造光纤的原料石英(SiO2),更是资源丰富且价格便宜,因此光纤通信的发展及全面普及具有巨大前景。 2光纤通信发展现状及趋势 2.1超高速、超大容量、超长距离系统发展 光纤通信经过数十年的发展,目前商用系统传输速率已能达到10Gbps以上;随着传输需求不断提升,超高速、超大容量、超长距离的光纤通信系统发展成为必然。单一的采用光时分复用(OTDM)或波分复用(WDM)对信道传输速率的提升是有限的;因此,可以采用将多个光时分复用(OTDM)信号集中进行波分复用(WDM)的办法来实现信道传输能力最大化。 2.2新型光纤不断发展 在传统的G.652光纤已无法满足超高速长距离传输网络发展需求的状况下,新型光纤的开发成为下一代网络基础设施工作的重要部分。光纤通信传输速率的提高主要通过:(1)提高传输速率;(2)增加传输的光波数量。因此,开发尽可能宽的可用波段的全波光纤成为关键。目前全国光纤通信运用在C(1530~1565nm)与L(1565~1625nm)波段,而全波光纤能将波长扩展至1260~1675nm;若按波长间隔为50HZ(0.4nm)开通DWDM系统,以目前单信道传输速率80 Gbps计算,单纤通信容量高达1000X80 Gbps以上。其它诸如非零色散光纤,空心光纤等新型光纤也陆续出现。 2.3光纤孤子通信发展 光纤孤子通信是一种全光非线性通信方案,主要利用光纤折射率的非线性效应对光脉冲压缩,使其与群速色散激发的光脉冲展宽平衡,光孤子能在光纤的反常色散区与脉冲光功率密度足够大前提下进行长距离不变形传输。这种传输方式在大幅度提升传输距离的同时保证了传输质量。理论上,光孤子通信容量没有限制,可高达1000Gbps;近些年随着色散补偿和色散管理的实施及相关技术的深入研究,光孤子运行速率已能从10~20 Gbps提高至100 Gbps;并采用再生、重新定时等降低自发发射,使传输距离高达100000km以上。 3结语 自从1966年英籍华人高锟博士提出光纤作为传输介质的概念,1970年美国康宁公司根据高锟论文的设想,使用改进型化学汽相沉淀法,制造出世界上第一根超低损耗光纤,其在1 m附件波长区将光纤损耗降低到20dB/km。由于光波通信技术的巨大发展,现在世界通信传输业务的90%需经过光纤传输,并且目前业务量还在不断快速增长;随着光纤通信技术的不断发展,光纤通信应用的范围将越来越广。 浅谈光纤通信的发展趋势和应用:光纤通信的发展趋势及应用 【摘要】现如今,生活水平不断的提高,人们追求生活质量时的要求也在不断的变化,这主要强调了对生活的舒适性以及尽可能的便捷,才可以更好的进行生活。由于光纤通信技术在现代网络当中得到了一定的发展,它也是信息载体,所以在原有的通信方式上也做了很大的改变,并且把光纤作为一种基础的传输通信,而它的特点却很突出,具有耗损小、大容量以及带宽等一些优势,很大程度上推动了通信更高层次的发展。 【关键词】光纤通信;发展趋势;应用; 光纤通信实质上是传输方式的一种,就是通过光纤当作信息的载体,将光当成信息。因为光纤采用的是玻璃材质进行传导的,同时其不具有导电的特性,如此就不必顾及光纤的传导会接地回路,光纤和光纤之中的干扰较小,光波是光纤通信的主要载体,和导波管及同轴电缆比较,相对而言光纤的耗能不高,这就导致其它电波与光纤通信的频率比较,要低了不少。 一、光纤通信的特点 1.光纤通信系统通信效果好。由于光纤在频谱、带宽、容量上有着极大的资源优势,这使得光纤为基础的通信系统在功能上有着巨大的潜力可以挖掘。根据测算光纤通信系统损耗非常低,可以通过中继机实现长距离传输,并可以在一条光纤上实现多路信息交换。 2.光纤通信系统抗干扰能力强。光纤的主要材料是绝缘物质二氧化硅、光纤经过特殊工艺被制作成全反射的透明晶体,这使得光纤通信系统对各类干扰有着独特的抵抗能力。 二、光纤技术的未来趋势 1.向超大容量WDM 系统的演进。采取电的时分复用系统的扩容技术,已经没有了发展的空间,但是在光纤的200nm 可用带宽资源中,当前的利用比率地域 1%,其有待开发的带宽资源高达99%以上。加入把多个发送的波长适度的错开,光纤传播的信息量就会得到极大的扩充,这即是波分复用 (WDM) 的基本思路。基于 WDM 应用的获得了很大的收益,同时由于这些年来技术上的重大突破与市场经济的推动,波分复用系统的发展极为迅速。 2.实现光联网。前文中,实用化的波分复用系统技术虽然有着很大的传输空间,但传播系统的方式一般是由点到点进行传播的,信息的传播方式缺乏灵活性与可靠性。依照这一根本思路,光联网不但可以实现超大容量光网络和网络重构性、扩展性、透明性,还可以让网络的业务量与节点数的不断增长、任何系统互连与不同制式的信号。 3.开发新代的光纤。全波光纤为广大高校及研究机构关注的热点,也是未来发展的方向。以光纤未来发展的需求来看,BPON 技术毋庸置疑地肯定是将来宽带接入技术延伸的方向。虽然从当前成本、应用需求及技术发展的实际状况来说,它距离广泛的应用在光纤通信的技术领域中,还存在着不少距离。然而就光纤通信的特性来说,极速的传输、巨额的容积、远距离的无损传输一直都是用户追求的目标,光纤到户和全光网络也是未来的主要目标。 三、光纤技术的应用 1.特种光缆。特种光缆根据其结构和应用特点按表1 进行分类:特种光缆由于其自身结构以及安装形式比较特殊,所以遭到外力破坏的可能性相对来说比较小。目前,应用最为广泛的是OPGW 和ADSS 这两种光缆。OPGW 有以下几个方面的优点:光缆同时与地线相复合,从而节省了重复建设的巨大费用;传输信号损耗小,且有着较高的通信质量;具有较好的安全性,不容易被偷盗。其缺点是在应用中有雷击损伤的问题。ADSS光缆在实际使用中最大的问题是电腐蚀。根据其各自的特点,通常在新建线路时,会采用OPGW光缆;在老线路加挂光缆时,会使用ADSS光缆。与ADSS和OPGW等常用光缆比较,OPPC具有一系列优点,包括与相导线复合,基本不存在OPGW雷击断缆问题;不存在ADSS电腐蚀断缆问题;处于高电压状态,具有防盗功能。当无法找到合适的ADSS和OPGW的敷设空间时,OPPC是适当的选择。 2.通信网传输容量不断的增加,对此,在光纤通信发展方面也达到了一个全新的层次。所谓全光网指的就是在各个用户之间进行传输的信号,也就是交换了一定的光波技术,在网络当传输当中从源节点一直传送到目的节点的全部过程,如果是在网络节点当中进行交换时,就必须要应用更大容易以及可靠性能更高,具有较高灵活度的设备进行连接。一般使用全光网时,是不具备电处理的,因此,就会存在不太一样的编码形式,更加透明化。由于全光网一般通信当中是具有光交换与光复用等一些处理技术,所以也就实现了传输等特点。 3.所谓弧子就是作为比较特殊的一种超短脉冲,也可以作为在传播当中的一种幅度与形状以及速度的壮行波。这种脉冲可以保持在光纤当中进行不变的传输,但在进行传输时也会存在一定的影响作用,一种作用叫光纤色散,他会促使光脉冲发生展宽的现象,并且达到一定程度以后会把脉冲进行叠加,也就出现了误码。还有一种作用就是光纤非线性,他主要会此发光脉冲的展宽现象,并且进行压缩,从而也就影响了通信效率。由于光弧子具有一定的双曲正割形状,所以在进行传输的过程当中也主要是利用了速度色散以及非线性等特点,最终实现一个平衡的效果,也可以保持不变初始传输形状。一般应用这种特性,主要是为了可以实现大容量以及长距离的光通信,这是它最大的优点。在此期间,掺铒光纤放大器的应用,在很大程度上已经解决了损耗的问题,而弧子脉冲源会随着具有变窄的可能性,所以色散作用也就会越影响他的传输,对此,色散技术是急需解决的一个问题。当前,对这个缺陷有两种技术可以作为补救,一种就是局部色散技术以及弱色散技术,而另外一种就是强色散的技术应用。由于光弧子的通信性能不会好过常规的系统,所以在工作的过程当中更易受到一定的影响,这也就会限制传输速率,应用在多信道过程中时,也会影响到他的传输容量。但在应用光弧子系统时,它会把各种波长的多信道进行复用并快速传输,由此可见,应用多信道光弧子会具有很大的发展。 4.高速光纤计算机网应用。光纤分布式数据接口环网(FDDI),是高速光纤计算机网络的重要领域。FDDI 是光纤传输媒介及通用的令牌环网标准,所以,在局域网内,光纤分布式数据接口环网,具有较好的实用性,尤其是对于校园网建设而言,更具有实用性。相比较于一般的计算机网络应用,校园网的应用呈现出一些新的特点:一是校园网规模大,就其网络节点而言,就具有数千个之多;二是网络应用的环境呈现多元化、复杂化的趋势,特别是用户端的需求日益多样化,需要提供不同类型的终端服务;三是物理位置分散,尤其是在校园的各教学楼上分布着各子网;四是设备相对比较复杂,在组网方面比较困难;五是存在子网分割繁多,致使网络应用呈现分散的状态;六是系统开发性强,相关处于不断创新与发展的状态。 当前,科学技术不断的进步,由此也带动了光纤通信在各个领域的技术突破,从而也强调了通讯技术需要不断的进行提升,才能更好的确保通信质量。而光纤通信技术现在已经有了一定的研究发展,并且也取得了一定的成效,所以这种技术已经在国内的网络建设当中是不可或缺的系统了,在很大程度上可以满足社会服务的需要,并且在未来的发展当中也具有重要地位。 浅谈光纤通信的发展趋势和应用:试论光纤通信技术的现状及发展趋势 摘 要:光缆通信在我国已有20多年的使用历史,这段历史也就是光通信技术的发展史和光纤光缆的发展史。光纤通信因其具有的损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速。目前,光纤光缆已经进入了有线通信的各个领域,包括邮电通信、广播通信、电力通信、石油通信和军用通信等领域。本文主要综述我国光纤通信研究现状及其发展。 关键词:光纤通信;核心网;接入网;光孤子通信;全光网络 1 我国光纤光缆发展的现状 ⑴普通光纤。普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550nm区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。 ⑵核心网光缆。我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过,但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤,不采用光纤带。干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。 ⑶接入网光缆。接入网中的光缆距离短,分支多,分插频繁,为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中,由于管道内径有限,在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量,是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用,目前在我国已有少量的使用。 ⑷室内光缆。室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆,笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内,布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内,主要由用户使用,因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。 2 光纤通信技术的发展趋势 对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光网络也是人们不懈追求的梦想。 ⑴超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛,目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用,同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术,与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同,OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量,其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。 仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限,可以把多个OTDM信号进行波分复用,从而大幅提高传输容量。偏振复用(PDM)技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零(RZ)编码信号在超高速通信系统中占空较小,降低了对色散管理分布的要求,且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散(PMD)的适应能力较强,因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。 ⑵光孤子通信。光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲,由于它在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,因而经过光纤长距离传输后,波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信,在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。 子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系统中,有着光明的发展前景。 ⑶全光网络。未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,限制了目前通信网干线总容量的进一步提高,因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。 全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。 目前,全光网络的发展仍处于初期阶段,但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。 3 结语 光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。虽然经历了全球光通信的“冬天”但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。从现代通信的发展趋势来看,光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来如愿到来。
机电工程专业论文:浅论高职院校机电工程技术专业人才培养模式改革 论文关键词:就业导向 职业能力 阶梯式 多元目标模式 课程体系 论文摘要:在认真调研、分析机电工程技术专业人才培养模式改革的制造业背景、行业背景和学校背景的基础上,阐述了机电工程技术专业人才培养模式改革的目标、指导思想、基本思路和主要措施。并提出根据学生的能力不同建立以就业导向和职业能力为中心的阶梯式的“多元目标模式”。 一、机电工程技术专业人才培养模式改革的背景和培养目标 (一)机电工程技术专业人才培养模式改革的背景 1、制造业背景 制造技术是使原材料成为产品的一系列技术的总称。自从人类社会进入工业化社会以后,制造业一直是国民经济的支柱产业,制造技术水平的高低已成为衡量一个国家经济实力和科技发展水平的重要标志之一。 入世以来,世界许多发达国家纷纷将其制造业向中国转移,我国正在逐渐成为“世界制造业基地”,制造业的发展推动了机电工程技术进步和机电一体化产品的不断开发,从而推动了与此相关的教育服务的改革与发展。 2、行业背景 要发展国民经济,提高生产力水平,就必须发展装备工业,而装备工业的主要产品是机电一体化的产品,其核心代表是数控机床产业,要发展生产力,提高国家经济竞争力,必须优先发展数控机床产业。 据调查,抚顺挖掘机制造公司、韩国独资企业“双龙公司”、6409厂、三环机械制造总厂、煤矿电机厂、铝轮毂厂、减速机厂、抚顺机械厂、石油机械厂、星阳公司等都引进了机电设备及数控加工没备,需要相当数量高层次的机电设备及数控机床安装、调试、操作、编程、维护人员及车间管理人员。同时生产机电产品的厂家也需要懂机电技术的营销人员。 最近几年,机电专业毕业生年年供不应求,据2002至2003年就业统计,机电专业毕业生的供需比为1:3。为此,发展与先进制造业相关的高等职业技术教育,培养与之相适应的生产一线机电专业人才是当务之急,也是高职院校义不容辞的责任。 3、学校背景 抚顺职业技术学院有二十多年普通人学专科机械类专业办学历史,现已发展为包括“机械制造工艺及设备”、“数控应用技术”、“机电工程技术”、“机电一体化”等一系列专业群。1999年以来,针对制造业对机电及数控人才的迫切需要,我校机械类专业主要围绕数控应用技术及产品安装、调试、维护专业方向进行人才培养,并于2000年独立设置了高职机电工程技术专业。 (二)业务规格与专业特点 l、业务规格 以服务为宗旨、以就业为导向、以培养职业应用能力为主线,设计学生的知识、能力、素质结构,使学生具有基础理论知识适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质高等特点。 根据学生能力及爱好的不同,建立以就业导向和职业能力为中心的阶梯式的“多元目标模式”。一级:具有熟练的autocad绘图能力,考取autocad认证证书;二级:熟练的电工电子方面的知识和技能,考取维修电工中级职业技能证书;三级:常用传动件的设计及典型零件的工艺规程编制,熟练使用caxa电子工艺图表;四级:能够熟练掌握手工编程及熟练应用一款cad,cam软件(caxa、pro/e、mastercam)和数控仿真软件,考取数控工艺员证书,五级:熟练操作至少一种数控机床(车铣或加工中心),考取数控车(铣或加工中心)中高级职业技能证书;六级:熟悉机床电气控制、plc数控技术、机械工程检测技术、微机和单片机控制及接口技术知识,具有简单机电设备安装、调试、维修的能力,考取机电设备维修工中级职业技能证书。不同能力的学生可以达到不同级别,达到其中任意一个即可实现就业。 2、专业特,最 理论教学和实践教学相结合,以强化就业导向的职业能力和综合能力培养为特色,加强职业应用能力的培养。 二、人才培养模式改革指导思想和目标 (一)人才培养模式改革的指导思想 以就业为导向,培养面向生产、建设、管理、服务第一线需要的“下得去、留得住、用得上”,实践能力强、具有良好职业道德的机电行业高等技术应用性人才。同时使学生们具备一定的可持续发展能力。 (二)人才培养模式改革的目标 以就业导向和职业能力为目的,以人才培养模式改革和创新为主题,形成培养高职人才的新模式一是在培养内容上,做到“知识与技能相结合”,使学生知识够用,技能过硬。二是从培养方式上,做到“讲授与实训相结合”。三是从培养主体上,做到“学校与企业相结合”,校企联合,共同培养人才 三、人才培养模式改革基本思路和措施 (一)人才培养模式改革的基本思路 以为辽宁及东北老工业基地的机械制造业培养高等技术应用型人才为根本任务,以机电工程技术应用岗位人才必备的能力和基本素质为主线,构建课程的知能结构,重组课程体系:突出理论知识在实践中的应用和实际能力的培养,以技能和能力培养为重点,坚持常规技术训练与先进技术训练相结合,坚持数控机床单机训练和局域网条件下综合训练相结合,创建具有现代水平的训练教学基地,构建具有特色的理论教学和实践教学新体系。 (二)人才培养模式改革的主要措施是: 1、加强教学软、硬件的建设 围绕提高教学质量这一主题,加强教学工作的领导和管理,建立一套较为完善的教学文件,加大教学资源与教学设施投入,改善实验、实习设施。 2、重组课程体系,制定合理的教学计划 理论以“必需、够用”为度,突出“适用性”和“针对性”,不强调理论的系统性,侧重于基本理论对实践的指导和应用。专业核心课程:autocad、机械设计基础、机械制造技术、数控原理与编程、cad/cam(caxa、pro/e或mastercam)软件应用、机床电气控制与plc等。 3、实践环节突出四个特性 一是基础实践教学环节的普及性。对于金工实习,在传统教学基础上,立足专业方面,这样在实际操作中,以车工、钳工、铣工、焊接等工种的操作为基础,紧紧围绕机电工程技术专业实施,特别在普通车、铣床与简易数控机床操作上多下功夫。 二是专业基础实训的严格性。专业基础实训学习量大,范围广,学生掌握程度直接影响对专业的认识。这一环节掌握好,可以提高学生对专业的学习兴趣。我们开设autocad实训、电工电子课程实训、机械设计基础课程设计等。 三是专业实训的必备性。我们建设了cad/cam实验室和数控实训基地,装备了先进的计算机和正版cad/cam软件以及10台先进的数控机床,利用正版的数控加工系统仿真模拟软件实施教学,之后再到机床上真刀实枪的进行操作。把工厂中典型零件的制造工艺、常用数控机床操作、编程的内容整合成“典型零件的工艺制订”、“数控机床编程”等实训项目,保证学生能熟练掌握数控机床的操作,学会常规典型零件的数控编程,基本了解数控机床的常见故障及排除方法。 四是毕业实习环节的针对性。毕业实习环节教学,主要针对学生面向社会需求,学生尽管是同一专业,但实际工作中会有不同的选择,因而毕业环节就应该体现这一点,以所学专业为主,结合自己情况完成毕业环节,尽量以普通机床的经济型数控改造为主,但考虑就业导向,有意拓宽,如在企业中流行的cad/cam软件的运用(autocad、caxa制造工程师等)、现代车间及班组的管理、机电设备的营销、机电设备的设计、开发等,做到真题真做。 4、加快实习实训基地建设,充分发挥实习实训基地的作用 加快实验实训基地建设,为专业建设打下了坚实的物质基础。现有实验室8个、专业机房1个,已建成数控加工实训基地,第一期购置两台生产型数控车床,华中的数控铣和数控车床各三台以及方正系统的电火花、线切割各一台,并已陆续开始使用,使学生职业技能的培养有了基本保证。 专业机房全天对全系学生开放,通过科学地管理,学生的知识面不断扩展,实际动手能力逐渐增强,自身的务实创新能力显著提高。 校外实习基地的建设本着“先求合作、后求发展”原则,已与沈阳金杯汽车培训中心、市煤矿电机厂、市机械厂、双龙公司等多家不同性质、地域、行业企业签订了校企合作协议,建立稳固校外顶岗实训基地。充分发挥实训基地的作用:校内基地打基础,以数控加工操作技能为主,并进行数控设备编程与操作实训,故障诊断与维护实训等。校外实习基地主要针对机电设备、数控机床的装配、调试、验收等环节。使学生开阔眼界,增长见识。 5、课堂教学与现场教学相结合 对数控机床的结构、机械设计等内容,采用多媒体等现代教学手段,辅以现场教学的方法,增强学生的感性认识,以提高学生的学习积极性。 6、技能证书与毕业证结合 实行双证书或多证书教育。课程实训与职业技能培训相结合,对学生进行数控机床操作等方面的职业技能培训。在完成课程教学的基础上,考取美国autodesk公司颁发的autocad二级认证、国家劳动部颁发的数控工艺员证书及职业技能等级证书等等。 7、加强师资队伍的建设,以“双师素质”教师培养“双证书”学生 根据高职高专院校建设“双师型”教师队伍的要求和教学工作的实际需要,注重教师“双素质”能力的培养;采用自身培养与送到国家指定的师资培训基地等地相结合的方法,使多数教师到企业进行实践,经过近两年的努力,已有3名教师获教育部颁发的“双师素质”证书,有8名教师具备劳动部门认定的考评员资格,有2名教师考取了加工中心国家职业技能鉴定高级工证书,还有4名教师专程到华中数控接受为期两周的培训;专业教师双师型素质合格率已达到80%,三年内将达到100%;现已基本实现双师素质教师培养双证书学生。 8、毕业实践与就业环节相结合 改革毕业设计原有的限于纸面的图纸设计、毕业论文的形式,将毕业环节变为毕业实践、毕业设计和毕业制作,使其内容多样化、形式多样化、过程多样化,逐步转为对职业技能培训更有促进的、机电一体化产品或控制器的实体制造与制作。在实体制作与加工中,培养综合运用单片机、plc控制技术的能力,培养数控设备的故障诊断与维护能力,培养机电产品cad/cam技术应用能力。 学生到企业顶岗实习,为学生就业和企业招聘人才提供了双赢的机会,一方面学生获得了就业机会,另一方面缺少现代化人才的企业也招聘到了就了自己所需要的人才,对学校则初步实现了后期订单教育。 9、教材建设与规划 专业理论课:以教育部规划的高职高专教材为主,自编部分教材,无论选何种教材,都要以制定的课程教学大纲为教学依据。积极参加各类教材编写,其中主编了《机械设计基础》等教材。 实习、实训课:以实习、实训大纲为指导,自编实习、实训指导书,明确实训项目、实习任务,实习、实训方式,实习、实训效果和成绩评定方法。实习、实训内容以操作技能的训练为主,突出训练过程和操作效果。根据新技术出现的实际情况,实习、实训指导书应定期修订。 拟自编教材有:《机械制图》、《机械工程基础》、《单片机及接口技术实训教程》、《可编程控制器实训教程》、《数控编程及加工实训教程》、《电火花型腔加工及线切割加工教程》、{(cda/cam软件应用实训教程》等。 大力推进电子教案、多媒体课件、音像制品等立体化教材的建设;现已做出机械制图、autocda 2000、工程力学、机械设计基础、机械制造基础、数控原理与编程、caxa制造工程师、mstercma等课程的多媒体课件。 10、注重文化素质和职业道德的培养. 从2000级开始,将音乐欣赏和美术欣赏作为本专业的选修课,以陶冶情操,提高学生文化素质;通过学生的演讲、爱国教育等,培养学生勤奋、踏实、朴素的工作作风,培养学生职业道德。 四、通过人才培养模式改革,体现高职特色 根据学生能力及爱好的不同,建立以就业导向的职业能力为中心的阶梯式“多元目标模式”,坚持多证书毕业。 置受教育者于集机械、电子、信息、系统、和管理为一体的现代工程背景下,坚持常规技术训练与先进技术训练相结合,坚持数控机床单机训练和局域网条件下综合训练相结合。 大幅度增加实践教学的比重,加大教学设施的投入,注重校内实训基地的建设。 淡化理论教学与实践教学的界限,采用交叉培训的方式,建设“双师型”教师队伍,以“双素质”教师培养双证书学生。 能力培养强调应用性、技能培训强调适用性,理论教学强调针对性,教学管理强调可操作性,教学文件强调规范性。 本专业的人才培养模式体现出以“就业”为导向,突出用科学规律去解决实际问题的能力,这种能力是以操作技能为中心的各种能力综合,是适应社会需要的职业能力。以就业导向的职业能力为中心的本专业课程设置,特点是讲求实用、实效,目标是本专业毕业生具备阶梯式就业导向的职业能力及较强的技术再现能力。保证不同层次和不同能力的学生毕业后100%就业,且工作时适应期短或没有适应期。真正实现“零距离“就业。 机电工程专业论文:机电工程专业中变速器的维修与保养 1.变速器 在汽车,拖拉机,机床等机器的运转以及牵引力装置上我们都会使用到变速器,我们常见的变速器主要可以分成两种类型,一种是由齿轮和轴杠杆组成的手动变速器,此类变速器主要是依靠不同的齿轮组合产生变速变距;而另外一种则是由液力变扭器,行星齿轮以及液压操作系统组成的自动变速器,该类型的变速器主要是依靠液力传递以及齿轮组合的方式来达到变数变距。通过了解变速传动机构和操纵机构共同组成了一个完整的变速器,有需要情况下,有时候还需要加装动力输出器才能形成一个完整的变速器,故此由变速器的构成得知,变速器的运动方式可以按两种类型划分,一种是按传动比变化方式以及按操纵方式。 2.使用变速器应该注意的问题 与传统的变速器相比,在机电工程专业中变速器的使用过程首先需要做到熟悉与了解整个变速器设备的运作,以及变速器系统的组成,工作原理等可能在机电工程专业变速器的使用过程中可能面临的问题以及涉及到的基础信息。变速器在汽车中的使用最为广泛,故此以汽车变数器为例子,详细解读机电工程专业中变速器使用过程中应该注意的问题,与实际操作中应该注意到的几个细节问题:(1)只有排挡杆置于P、N位置时,方可起动发动机,在点火开关打开状态下,若想移出这两个挡位,必须先踏下制动踏板,同时按下手柄按钮,才可将排挡杆移入其他挡位。(2)P挡可作为手制动的辅助制动器,但不可替代手制动器。(3)车辆被牵引时排挡杆须置于N位置,牵引时车速不可超过50Km/h,牵引距离也不能超过50Km,若需牵引更长的距离,需将驱动车轮升离地面。(4)若自动变速器的控制单元因电气故障而导致其进入应急状态,此时只有3、1、R挡可以工作,不要认为尚有挡位可用,就不去修理,应及时查明故障并排除,否则会损坏自动变速器内的多片离合器。 3.机电工程专业中变速器的维修与保养 机电工程专业中变速器使用上的操作不当或是没有及时的保养维修都会导致变速器出现故障,机电工程的生产生活上带来不便。变速器在运转过程中,发动机转速突然提升,会感觉到像是发动机动力输出突然中断,或是变速器在工作中发出异响,特别是在变速器的前部响声特别明显的情况,都能够判断在机电工程专业变速器的使用可能发生了故障,为了避免发生意外或是影响机电工程专业的生产,需要及时对变速器进行维修。若想确保在机电工程专业中变速器能有较长的使用寿命,在平时使用过程中还需要及时的保养,特别是自动变速器的使用,在自动变速器的使用过程中如果没有严格的遵守维修保养规程,缺乏及时的检查和日常保养习惯,不仅会加速变速器的损伤和故障的形成,甚至还会扩大故障后果的危害性,所以预防性保养习惯对于机电工程专业中变速器的使用十分重要且相当必要,良好的保养习惯不仅能让变速器能有较长的使用寿命,还能降低其故障的发生。以下是关于机电工程中变速器维修保养的关键要素:(1)定期对变速器中的润滑油进行检测与更换。(2)注意油面高度,可在机器预热的时候查看,具体查看有无漏油,变速器内的油既不能过多也不能亏损,亏损有可能会烧坏变速器,过多则会引起变速器过热。(3)注意保养换油。如汽车的变速器,每家汽车生产企业生产的轿车品牌不同,变速器的换油周期也不相同,注意所使用的变速器品牌,留意使用说明书,到期必须更换。在某些汽车公司中还规定了,对变速器没有及时进行保养换油,会将汽车进入应急模式,出现锁三挡的情况。(4)定期检查变速器油的颜色,正常的变速器油应该是无味、半透明,红或黄色,如果发现变速箱油发黑或有焦糊味,必须马上更换。如今在社会上机电工程专业变速器对汽车行业中的发展起到了至关重要的影响,故此对于机电工程专业中变速器的维护与保养的具体措施也引起了汽车行业与社会大众的广泛关注,做好机电工程专业中变速器的维修与保养,对变速器中所存在的故障问题详细的进行分析,寻求合理有效的解决方法,只要能做到及时准确的知道到问题,才能有针对性的处理好变速器的故障,才能不断的提高机电工程专业中变速器的维护水平,不断的促进机电行业的发展。 作者:蔡连松 单位:江苏华浩送变电工程有限公司 机电工程专业论文:浅析机电工程专业中变速器的维修与保养 【摘 要】随着社会经济与科学技术的进步,机电工程专业的得到不断的发展,变速器在汽车机件的应用也日渐成熟,给予了汽车行业极大的推进力。特别是自动变速器在汽车中的使用,促进了自动挡车辆研发的进步,因为自动挡在操作上相对于手动挡更加简便,在社会上的受欢迎程度也越来越高。探讨机电工程专业中变速器的维修与保养,为变速器未来能拥有更广阔与坚实的市场打下扎实的基础。 【关键词】机电工程专业;变速器;维修;保养 机电工程专业中变速器的工艺虽然得到了较大的发展,但人们对于机电工程专业中变速器使用过程中应该注意的保养知识与故障维修方面的认识和了解都非常有限。在现今这个汽车行业发展日新月异的时代中,汽车自动档的普遍以及已经渐渐的深入到整个汽车行业,被广泛的应用到人们对汽车使用的日常生活中了,飞速发展的时代里它给人们可谓带来了诸多便利,而变速器的维修以及保养液成为了人们需要关注的问题。 1.变速器 在汽车,拖拉机,机床等机器的运转以及牵引力装置上我们都会使用到变速器,我们常见的变速器主要可以分成两种类型,一种是由齿轮和轴杠杆组成的手动变速器,此类变速器主要是依靠不同的齿轮组合产生变速变距;而另外一种则是由液力变扭器,行星齿轮以及液压操作系统组成的自动变速器,该类型的变速器主要是依靠液力传递以及齿轮组合的方式来达到变数变距。通过了解变速传动机构和操纵机构共同组成了一个完整的变速器,有需要情况下,有时候还需要加装动力输出器才能形成一个完整的变速器,故此由变速器的构成得知,变速器的运动方式可以按两种类型划分,一种是按传动比变化方式以及按操纵方式。 2.使用变速器应该注意的问题 与传统的变速器相比,在机电工程专业中变速器的使用过程首先需要做到熟悉与了解整个变速器设备的运作,以及变速器系统的组成,工作原理等可能在机电工程专业变速器的使用过程中可能面临的问题以及涉及到的基础信息。变速器在汽车中的使用最为广泛,故此以汽车变数器为例子,详细解读机电工程专业中变速器使用过程中应该注意的问题,与实际操作中应该注意到的几个细节问题: (1)只有排挡杆置于P、N位置时,方可起动发动机,在点火开关打开状态下,若想移出这两个挡位,必须先踏下制动踏板,同时按下手柄按钮,才可将排挡杆移入其他挡位。 (2)P挡可作为手制动的辅助制动器,但不可替代手制动器。 (3)车辆被牵引时排挡杆须置于N位置,牵引时车速不可超过50Km/h,牵引距离也不能超过50Km,若需牵引更长的距离,需将驱动车轮升离地面。 (4)若自动变速器的控制单元因电气故障而导致其进入应急状态,此时只有3、1、R挡可以工作,不要认为尚有挡位可用,就不去修理,应及时查明故障并排除,否则会损坏自动变速器内的多片离合器。 3.机电工程专业中变速器的维修与保养 机电工程专业中变速器使用上的操作不当或是没有及时的保养维修都会导致变速器出现故障,机电工程的生产生活上带来不便。变速器在运转过程中,发动机转速突然提升,会感觉到像是发动机动力输出突然中断,或是变速器在工作中发出异响,特别是在变速器的前部响声特别明显的情况,都能够判断在机电工程专业变速器的使用可能发生了故障,为了避免发生意外或是影响机电工程专业的生产,需要及时对变速器进行维修。若想确保在机电工程专业中变速器能有较长的使用寿命,在平时使用过程中还需要及时的保养,特别是自动变速器的使用,在自动变速器的使用过程中如果没有严格的遵守维修保养规程,缺乏及时的检查和日常保养习惯,不仅会加速变速器的损伤和故障的形成,甚至还会扩大故障后果的危害性,所以预防性保养习惯对于机电工程专业中变速器的使用十分重要且相当必要,良好的保养习惯不仅能让变速器能有较长的使用寿命,还能降低其故障的发生。以下是关于机电工程中变速器维修保养的关键要素: (1)定期对变速器中的润滑油进行检测与更换。 (2)注意油面高度,可在机器预热的时候查看,具体查看有无漏油,变速器内的油既不能过多也不能亏损,亏损有可能会烧坏变速器,过多则会引起变速器过热。 (3)注意保养换油。如汽车的变速器,每家汽车生产企业生产的轿车品牌不同,变速器的换油周期也不相同,注意所使用的变速器品牌,留意使用说明书,到期必须更换。在某些汽车公司中还规定了,对变速器没有及时进行保养换油,会将汽车进入应急模式,出现锁三挡的情况。 (4)定期检查变速器油的颜色,正常的变速器油应该是无味、半透明,红或黄色,如果发现变速箱油发黑或有焦糊味,必须马上更换。 如今在社会上机电工程专业变速器对汽车行业中的发展起到了至关重要的影响,故此对于机电工程专业中变速器的维护与保养的具体措施也引起了汽车行业与社会大众的广泛关注,做好机电工程专业中变速器的维修与保养,对变速器中所存在的故障问题详细的进行分析,寻求合理有效的解决方法,只要能做到及时准确的知道到问题,才能有针对性的处理好变速器的故障,才能不断的提高机电工程专业中变速器的维护水平,不断的促进机电行业的发展。 机电工程专业论文:基于开放性实验平台培养机电工程专业学生的实践创新能力 摘要:以上海交通大学机电工程专业课程《机电控制技术》为例,探讨了如何基于开放性实验平台,培养学生的实践创新能力。主要介绍了开放性实验平台的构成、方案设计、实验效果的评估等。实验实施的效果表明这种开放性实验方式可以激发学生的创造力、激励学生学习的主动性、培养学生分析问题和解决问题的能力。 关键词:开放式;实验平台;创新 一、引言 如何培养大学生的创新能力是建设创新型国家对我国高等教育提出的新要求。开放式创新实践教学是培养学生创新能力的重要手段。开放式创新实践教学指在实验教学中所有实验资源向学生开放,实验性质由验证型向设计型、综合型过渡。学生作为实验的主体,自拟实验方案、查阅文献和参考资料,提出设计思路和实验步骤。学生根据个人的实验基础、专业特点选择相应的实验项目,给学生最多的主动权、最大的开放性。国内很多高校都开展了开放性实验的研究,例如哈尔滨工程大学针对模拟电子技术实验课程,开展了开放自主实验教学模式的探索与实践,其全开放模式拓宽了实验的时空概念,能够最大限度地利用实验室资源。中国矿业大学针对土木工程专业对开放式实验室建设提出了建议。北京大学化学基础实验教学中心以物理化学实验课程为例,对开放式实验教学模式的管理工作方法进行了探索和实践。南京工业大学分析了新媒体背景下通过开放式实验培养学生创新能力的对策。本文以机电控制专业为背景,以上海交通大学《机电控制技术》教学内容为基础,介绍了机械电子工程专业基于开放式实验平台,开展创新实践教学的研究工作,探讨开放性创新实验平台的搭建、实验方案设计等,研究开放性创新实验效果的有效评估方法。 二、面向机电控制学科的开放性创新实验平台 创新实验方案的设计要求让学生建立起系统设计的思想,从创新的角度出发,按照系统功能选择部件,进行接口设计、数据调试、结果评价、使整个控制系统的方案实现过程接近于工程实践。 1.开放性创新实验平台的搭建。针对《机电控制技术》课程,让学生完整地了解测量与控制的原理和方法,使学生对各个控制部件、测量部件、控制系统有感性的认识,通过自己设计方案、自己动手搭建硬件,自己编写软件等方式,学会分析问题和解决问题。《机电控制技术》开放性创新实验平台主要包括三大部分:硬件平台主要是指实验所需的各种器件,例如各种控制对象、传感器、控制器件,各种接口器件以及实验过程中要用到的各种工具器件。软件工具平台包括各种编程软件、设计用工具软件、控制软件、检测软件等。例如C语言,PLC编程软件及组态软件等。信息平台包括创新实验课程指导网站,将实验中所用的各种器件和工具的说明书、实验软件的学习文档、实验要求等相关文档放在网站上,充分利用网络资源的共享优势,开创引导式、启迪式的自学模式。 2.开放性创新实验方案的设计。开放性创新实验方案的设计需要考虑到如下几个方面:①开放性。这种开放性要求实验在时间、内容、设备上的全开放。时间上的开放性是指学生只要在允许的时间之内,都可以随时来实验室进行实验。内容的开放性是指在完成实验目标的要求下,允许学生对实验内容进行选择。设备的开放性是指允许学生对实验设备进行选择组合来完成自己的实验目的。在课程中一个具体的控制问题可以描述为:传感器测量控制对象的信息,利用一定的控制方法,通过控制器件实现对象的控制。开放性实验平台提供了多种配置,学生可以自由选择、自由组合,并且可以比较各种方法的优缺点。例如:不同的控制对象:电水壶、AVG小车、吹风机等。不同的传感器:可配置温度传感器、速度传感器、力传感器等。不同的控制器件:低压电器、可编程逻辑控制器、单片机、数字信号处理器、嵌入式控制器。②层次性。在实验目标制定、实验硬件的配置和实验结果考核方面要有一定的层次性。难易不同的目标和不同的硬件配置可以体现实验的复杂程度,同时也是对学生不同能力的衡量。举例来说,同样选择控制水温,学生还可以选择不同的控制器,选择单片机硬件稍简单些,选择PLC的话就稍复杂一些。在控制方法上也可以有所不同,如果只是简单的开关控制,程序就比较简单,如果选择PID或者其他方法程序就复杂一些。这种不同的组合搭配设计大大增加了学生实验操作的柔性,也激发了学生进行比较、探索的能力。③课内实验和课外学习的结合。开放性创新实验并不是一次完成的,学生在实验过程中会遇到很多问题,一次实验后,学生会带着问题重新回去查阅资料,寻求解决之道,为下一次实验做好准备。④注重创新能力的培养。学生通过自己组织实验平台,构思实验方案,进行详细的实验设计和不断的修正,最终实现实验目标。这一过程中要注重鼓励学生的求异思维,鼓励学生的新想法,新思路,培养其创新的能力。 3.开放性创新实验效果的评估。开放性实验效果的评估,要摈弃普通实验根据实验数据的误差大小,实验曲线的吻合程度等进行打分的方法,需要对学生参与实验的积极性、实验方案设计的合理和创新性、实验结果等进行综合的考量。以水温控制为例,为了兼顾一般性,又能突出某些优秀学生的创造能力,可采取递阶打分的形式,例如对于水温控制问题,如果控制水温在60℃不变,按照控制水温偏差大小可给予基本分数,在此基础上,学生可选择增加难度,控制水温在40℃至70℃之间做周期不变正弦变化,根据控制温度跟踪误差进行加分。继续增加难度,控制水温在之间40℃至70℃做变周期的正弦变化,根据温度跟踪误差进行加分。 三、开放性创新实验的实施效果 该实验平台在上海交通大学机械与动力工程学院本科2009级以后进行了初步的试点,目前已经完成三届,每年参与该平台的实验人数大约在300名左右。学生在实验过程中表现出了很大的积极性。每次实验后,课程组都对实验效果进行了调查和问卷,并要求学生将对实验的建议和意见写入报告或问卷中,以期得到学生积极的反馈。有同学在实验心得中提到:“这是第一次只有实验器材的情况下,独立设计实验,没有完整方案,甚至没有接线图,一切都靠自己摸索前进,但这种挑战同时也磨练了我们的自学能力和动手能力……”。根据调查问卷的统计结果,该平台得到了学生的肯定,大约88.36%的学生认为该实验平台对创新能力的培养有帮助,有91.48%的同学对这种新颖的实验方式给予了很高的评价,推荐该课程的比例达到了98.75%。 四、结论 开放式创新实验在实验内容、实验设备、实验方式方法、实验时间和实验难度等方面体现了充分的自主性,也体现了以“学生”为本的实验设计精神,对于培养学生的实践能力、创新能力、分析问题和解决问题的能力方面具有非常重要的作用。开放式实验教学是一种新生事物,其发展过程处于方兴未艾阶段,目前仍有各种问题,例如验室的管理、实验效果的评估等,还需要不断探索与研究。 机电工程专业论文:机电工程专业中变速器的维修与保养论述 【摘要】在电控产品开发中,电控系统硬件开发技术较为成熟,开发的核心与难点是控制 系统软件。成熟的控制软件是提高车辆性能和控制功能实现的主要因素,因此电控系统控制策略的开发是电控产品开发的主要内容。变速器控制策略的开发,首先需要深入了解控制对象――机电工程专业性能,再者还要分析因素的影响,使开发的电控系统具有较强的作用。 【关键词】机电工程专业;变速器;维修与保养 前言 机电工程专业中变速器的应用极为广泛。最早出现的汽车变速器是机械式手动变速器,也称手动变速器。它通过驾驶员用手拨动变速杆,改变变速器内的齿轮啮合位置,改变传动比,从而实现车辆变速的目的。由于它是有级排挡固定轴式齿轮变速器,所以以其效率高、成本低、生产工艺成熟而获得了广泛的应用,但由于手动变速器在换档时必须踩下离合器,所以存在着换挡动力中断的问题,而且存在驾驶员的操作水平对汽车行驶性能影响较大以及驾驶员工作强度大等缺点,所以随着汽车技术的发展,人们对自动变速的需求日益迫切。随着无级变速传动技术的发展,相比有级变速器,无级变速器的自身优势日益明显。 1液力机械式自动变速器技术 液力变矩器闭锁点的控制问题,存在单参数控制,双参数控制两类。单参数控制包括涡轮转速控制、车速控制、挡位控制。采用涡轮转速控制方式需设定闭锁一解锁转速差以避免频繁的闭锁与解锁车速控制,挡位控制这两种控制方式都属于高挡闭锁控制,避免低挡范围内的频繁闭锁。双参数控制包括以泵轮和涡轮转速为参数的控制方式、涡轮转速和节气门开度为参数的控制方式、车速和节气门开度为参数的控制方式。泵轮和涡轮转速的控制方式可以在不同节气门开度下都有合理的闭锁点涡轮转速和节气门开度控制,也可以在不同节气门开度下得到合理的闭锁点并且结构上易实现车速与节气门开度控制,这种控制方式在高挡闭锁,而在抵挡不闭锁,为轿车常用控制方式。针对传动系统工作工况的复杂性及其非线性,模糊控制技术在液力变矩器的闭锁研究中得以应用。如针对自动变速器在坡道行驶中的换挡循环,转弯时的频繁换挡等对行驶环境不适应出现的问题,建立了一种基于行驶环境识别的多模式汽车自动换挡系统。利用通常自动变速器上的传感器信号,自动识别汽车的当前行驶环境,提高了自动变速器的整体性能。从动力源方面进行控制,通过减小节气门、点火滞后或停止向部分汽缸供油等方法,反馈控制发动机,自适应地降低转矩,从而可控制自动变速器的输入转矩和输出转矩,并可将输入转矩与输出转矩控制在最佳值上,以实现平稳换挡。利用电子换挡控制系统控制锁止电磁阀减小锁止离合器的接合冲击。 2机械式自动变速器技术 机械式自动变速器以其传递效率高、易于制造等优点在自动变速器研究领域中占有重要的位置。它是在传统固定轴式变速器的基础上,应用电子技术和自动变速理论,通过电子控制单元,控制液压执行系统来实现离合器的分离与接合、选换挡操作以及发动机节气门的调节,实现起步、换挡的自动操纵。电子控制单元根据反映驾驶员意图的节气门开度信号、制动踏板信号,反映汽车行驶状态的发动机转速、输入轴转速、车速、挡位信号,依据预设的最佳换挡规律和最佳离合器接合规律,借助于相应的执行机构对车辆的发动机、离合器、变速器进行联合操纵,可以达到大大减轻驾驶员的劳动强度,提高了车辆行驶的安全性、动力性和经济性。真正意义上的产品最早应追溯到年,日本五十铃公司首先在轿车上使用一型全自动机械变速器,该自动变速器利用神经网络技术进行挡位最佳决策,控制参数为预测载荷、驾驶员意图、车速、节气门开度。实验表明该智能换挡系统明显减少了不必要的换挡次数,并提高了燃料经济性和降低了排放。并且把自动防抱死和自动巡航和进行系统集合控制,以提高控制系统可靠性和系统的性能价格比。年日野公司也推出计算机辅助变速排挡系统,随后,美国福特公司、法国的雷诺公司、意大利的菲亚特公司等,都相继开发出了电控机械式自动变速器,在美国和西欧已进入商品化阶段。德国最近新开发研制的具有或挡的,它突破了传统机电液接合的模式,采用了机电气的接合方式,通过电气控制无离合器踏板的干式离合器实现车辆的起步,而换挡过程无需分离离合器。 3无级变速器技术 在汽车自动变速器中,无级变速器因其可产生连续变化的速比,实现发动机与动力传动系统的最佳匹配,并且能够简化操作,减轻驾驶员劳动强度,提高行车安全性,提高驾驶的平顺和舒适性,改善排放,成为汽车自动变速领域的一个重要分支。无级变速器按作用方式的不同和传动形式的差异,可分为机械式、液压式、电气式,机械式无级变速器使用最广泛。在摩擦传动的无级变速系统中还包括链式无级变速器,它采用的金属链类似自行车的链条,它由部分组成内联接片、压板连接片和连接它们的浮动销,销相互滚动,使链条在弯曲时摩擦力小,且具柔性,传动链条位于两对锥形齿轮盘之间,这两对齿轮盘中,各有一个可以轴向运动,这样链带可向外或向内运动,运行线路可以变化,相应的转矩、速比也可以变化,这类变速器技术要求高,一个主要原因是为了防止转数过高或出现打滑现象,作为安全保障,变速箱中要有很高的液压压力,这样整个系统的作用效果就会降低,油耗也就升高。在该变速箱上安装了机械液压转矩感应器,可以直接而快速的作用于压力,避免了可能发生的链带脱落,或是在冰面行驶时突然出现的转矩过高。该变速器还有一个与众不同之处,传动压力和改变速比是分别独立控制的,通过这种双活塞原理,可以避免造成不必要的有效作用损失,另外还能直接改变速比,迅速调节锥形齿轮盘。 4 变速器的维修保养 4.1事后维修保养方式 这种情况是在设备发生故障后才去进行维修,使出现故障的设备恢复正常功能的一种维修方式,事后维修方式有时也称为故障维修,由于该维修方式的维修时机无法控制,当设备零部件发生故障时会造成停机。因此这种情况大多造成不便。 4.2定期预防性维修保养方式 根据经验及设备故障统计数据,规定每隔一段确定的时间对设备进行一次计划性的维修,而在规定时间前发生的故障,则进行事后维修保养。定期预防维修大大减少了发生故障的可能性,更为安全可靠。 4.3视情维修保养方式 通过定期或不定期检测得到设备的状态,并以此来确定维修时机。视情维修保养是基于大量的设备故障不会瞬时发生,而需要发展一段时间,即设备的功能故障在发生前有一定的故障征兆表现,当这些故障征兆出现的时候,才对设备进行维修。这种维修方式是多数人采用的,也是最贴近实际情况的一种。这种维修的最大特点是从设备的故障后果危害出发,尽可能避免或减轻故障后果,从而改变了过去根据设备故障的技术特性对故障本身进行预防的观念。对日常生活中出现的故障极方便处理。 结语 现在国外自动变速器台架测试技术己比较成熟,可以对自动变速器的一些特性进行检测。将汽车理论、自动控制理论、微电子技术、计算机控制技术、传感器技术和信息处理技术等应用于机电一体化产品的研究中,取得一定的成效。 机电工程专业论文:机电工程专业五门电类技术基础研究 [摘 要]随着机电工程在社会建设中占取越来越重要的地位,我国逐渐增加机电工程研究力度,根据我国的基本国情增加电工基础、电子技术、微机技术、自动控制工程基础、传感器原理与应用五门电类技术基础。本篇论文主要针对五门电类专业技术基础研究的原则、内容和发展趋势三方面进行探讨。 [关键词]电机工程专业 电类技术 随着社会的发展,各类电机工程技术逐渐深入到人们的生活与工作中,因此对于五门电类技术基础的研究尤为重要,为我国各类企业的发展打下坚实基础。我们主要根据我国社会发展的需求来制定五门电类技术基础研究的原则、内容和今后的发展方向,从而增加其研究的可实操性,真正促进我国机电工程的发展。 一、五门电类技术基础研究的概述 1.研究原则 我国机电工程专业技术基础在近几年来对其大力研究取得显著的成就,但是相对西方的研究进度较为落后。我国大型电类企业的先进技术大部分仍是引进日本和德国等先进国家的电类技术。其研究成果仍需要进一步提升,为我国电类企业的发展做出贡献,针对从事各门电类的岗位所需改进的内容作为研究重点,从而不断提升在职人员的工作能力,建立对五门电类企业发展有用的研究体系。 2.研究内容 我国对于机电工程专业五门电类技术基础主要研究的内容包括以下几个方面:一方面是对于五门电类技术基础相应的理论知识网的不断更新和完善,为其基础技术研究打下坚实的基础。例如五门电类技术基础相应的机械制图、电工基础、电机与变压器、PLC、电工基础和电子技术等基础知识体系的不断完善,并且增加其基础知识的实践性;另一方面是不断提升五门电类技术基础相应岗位的实操的能力。例如对于五门电类基础技术相应岗位的涉及到的机电设备和控制设备的识别、设计、调整、维修、操作、编写、安装和改造等方面的能力。 二、五门电类技术基础的研究方向 随着我国经济体制的不断变化,相应的五门电类技术基础的研究体系也应该进行改变,从而使其研究的成果更加适应当今社会对电类企业的发展,也更容易应用到电类企业的实际岗位中,从而促进电类企业的进一步发展。 1.智能化 智能化是当今社会研究的主要发展趋势,根据企业中的设备我们可以发现,电气自动化逐渐代替人工操作,机电智能化的机器人逐渐代替自动化设备,这一现象证明其智能化成为五门电类技术基础研究的最终方向。机电的智能化主要指的是在电气自动化的基础上,加入人工智能化、运算技术、模糊学、心理学混沌动力学等新型的研究领域,从而模仿人工的智能化,使机电设备具有与人一样的辨别、决策和处理的能力,从而促进机械设备的高智能运转,提高企业的工作效率和控制能力。 2.模块化 机电工程对于模块化的研究可以很大程度的减少资源设备的浪费,对于统一各机电类企业的机械设备的各类接口的标准化由于产品功能的复杂性和多样化存在一定的难度,制定标准化规格,一方面有利于机电设备的开发也有利于各类新产品的推行和扩大生产规模。新标准化制度的建立,必然要对之前的设备进行改进甚至是报废,这必然是一笔不小的费用,因此可以先选择大型的电类企业实施标准化,逐渐将标准化贯彻实施,为机电企业的发展创建良好的发展环境。 3.电子网络化 21世纪是计算机网络技术迅速发展的时代,网络技术不仅仅为人们提供更为便捷的生活,还为各大电类企业的发展起到推动的作用。网络可以打破空间和国际上的局限,使世界各地的电类企业连成一线,也是我国了解国际上的电类企业发展信息的途径之一,促使全球的电类企业在合作中竞争、相互促进,实现双赢的局面;同时也可以利用网络上的优势推行新产品;还有网络技术也实现远程监控和实时监控的目标,也是机电一体化的基础技术等多方面的优势。因此网络化是机电工程企业的发展趋势。 4.微型化 微型化是当今机电设备逐渐向微型化发展,国外发达国家早已意识到微型化的优势,并将其称之为微电子机械系统。微型化主要指的是一平方厘米的机电设备,并且逐渐向微米和纳米级发展。微型化机电设备的体积小、耗能小、便于安装和运动快捷等多方面的优势,深受各大机电企业的欢迎。微机技术的研究还涉及到光刻技术和蚀刻技术,促进微机技术更加精确。 5.绿色化 机电工程在迅猛发展的同时,也为我国环境造成一定的负担,若是要对污染的环境治理需要花费几倍甚至十几倍的代价,严重的环境破坏已经威胁到人们的生存,因此我国机电企业意识到绿色化发展的重要性,即在保证生态环境的前提下发展机电工程。绿色化的发展道路主要是从两方面来进行,一方面是对机电工程制造的污染液体、固体进行物理或化学的处理,使其达到污染排放的标准;另一方面是从根本上杜绝污染液体或固体产生,从而使其排放液达到标准。绿色产品在从设计、制造、运转和销毁等阶段减少污染物产生的同时,也要提升各阶段的资源利用率,并且可以对其回收利用再生产。绿色化的技术开发也是可持续发展道路的实现途径之一。 6.系统化 机电工程的系统化主要体现在机电工程建立完善的体系结构方面。系统的结构并不是一成不变,可以根据当今社会机电发展变化而变化,具有很强的灵活性。该系统需要增加对多个子系统的调控能力,除此之外还需要强大的通讯技术作为支持;另一方面体现在人格化方面,机电系统化越来越重视人与机械设备的配合,首先是设计期间逐渐增加机械设备的智能化,即机器人的设计理念,增加人与机器的融合度,其次是从自然界的生物寻找灵感,寻求自然界的规律,促进机电人格化的程度。 结束语 综上所述,随着机电工程专业越来越受到人们的重视,其五门电类基础的研究也不断走向科学化的发展道路,五门电类技术基础是机电工程专业的主要组成部分,其研究的方向决定机电工程的发展趋势,借鉴西方的发展经验,在建立完善的理论体系的基础上根据社会的发展和人们的需求决定机电工程智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化和系统化的发展方向,从而提升机电工程的工作效率和经济效益,并建立其可持续发展的道路,促进其更好更快的发展。 机电工程专业论文:高职高专机电工程专业教学体系改革之我见 摘 要 近二十年来,在中央及各级政府的大力倡导和支持下,我国的高职高专教育事业有了很大的发展,新增加了一批学校,扩大了招生规模,粗看起来人气较旺,发展的势头不错。但是,从高职高专教育的全局来看,潜在的问题还很多,不可盲目乐观。本文只就一个学校能解决的问题,发表一些意见,与同行商榷。 关键词 高职高专 机电工程 教学体系 改革 1根据地方经济发展准确定位适时调整专业 专业是社会需求与学校教育结合的一个接口,是学校教学工作能否主动、灵活地适应社会需求的一条纽带。既然高职高专培养出的学生是“服务地方,面向基层,应用性的技术人才”。那么就应该放下“高等”的架子,眼睛向下,面向市场,主动进入市场。调查了解各行各业人才类别的需求情况,在广泛获取信息基础上,确定学校设置的专业和招生的数量。一定不能等待观望,坐失良机。 2制订长短结合、模块结构、有超前性和可操作性的教学计划 专业培养计划〔或教学计划)是人才培养工作的总体设计和初稿蓝图。过去我们高专采用的计划,多是本科院校教学计划的压缩和修补,处处体现出学科型的模式,计划经济的烙印。如今是经济转型时期,要求高职高专的教学计划,按服务领域(或岗位群)来确定学生的知识、能力与素质结构,以培养技术应用能力和基本素质为主线,以应用性和实践性为基本特征来构建教学体系。学生应在具有必备的基础理论和专门知识的基础上,重点掌握从事本专业领域实际工作的基本知识和技能,养成良好的职业道德。 3加速校内实训基地建设努力推动产学结合进程 实训教学是学生加深对所学知识的理解和运用,又是培养能力、提高素质、突出专科特色的重要环节。例如有的高职高专学校电气专业的实训教学,自成体系,独立设置。除时数占到总学时的1/2外,按“基本技能训练,专业技术训练和综合技术训练”三个层次组织教学,而基本的技能训练立足校内完成。具体讲:第一学年主要在校内做电工、金工和微机操作的基本技能实训。如:安排三周的金工实习,两周的电工实训,一周的微机操作和考级。第二学年安排在校内、外做电气技术的专业实训。如:安排三周在校外做电机修理和电控柜的组装、调试。安排三周在校内做模电数电的专题实验和课程设计。第三学年进行综合的贴近生产的技术实训。第六学期不再上理论课,主要进行实训。采用的方法是:部分学生可在校内进行单片机控制,PLC控制的电梯实训,也可以用ERFAT自动控制系统装置进行交、直流全数字传动控制技术和模拟仿真的实训:部分学生可以到签约单位或赴与系签有产学合同的企业顶岗劳动,参加技改项目,时间三个月,毕业前用一个月时间做毕业论文或毕业设计。 4构建工学结合的人才培养模式,促进与产学研结合相适应的人才培养模式改革 (1)以校内、校外实习实训基地为载体,采用“产学结合”“工学交替”的教学模式,构建“五合一”的教学模式。构建“校内与校外合一、车间与教室合一、教学与生产合一、仿真与实操合一、作业与产品合一”的具有高职特色的“五合一”教学模式。学校从企业聘请技术人员到学校辅导学生,把企业的产品拿到学校生产:学校把学生送到企业,按企业员工要求生产企业的产品,为学生提供真实的职业环境,建立生产性实训环节,使学生的操作技能和职业素质得到提高,增强了学生的实践生产能力。 (2)以就业为导向,进一步拓展“订单式”的培养模式继续加大与已建立“订单式”培养知名企业的合作力度,建立长期订单培养合作关系。积极与企业开展订单培养合作,为区域经济建设输送优秀高素质技能人才。 (3)突出职业技能培养,全面实行“一体化”教学模式。在职业岗位能力需求的基础上,突出职业技能培养,全面实行“一体化”教学模式,将相关职业资格证书的要求融入教学过程中,推行“双证书”制度,使学生具备相应的专业岗位直接上岗能力。 总之,全面贯彻党的教育方针和教育部有关高等职业教育文件精神,遵循“重在内涵建设、重在改革创新、重在服务社会”的指导思想,把提高教学质量作为重中之重。以服务区域经济发展为目的,以提升专业办学水平和能力为核心,完善与规范专业教育教学标准体系,创新人才培养模式,推进教育教学改革,构建基于工作过程系统化的专业课程体系,走提升内涵建设发展之路,带动专业群教学质量和办学水平的全面提高,提升专业建设的整体水平,提高人才培养的质量、效益和人才竞争力,为区域产业发展提供高技能人才支持围绕产业经济发展,依托产业办专业,办好专业促产业:依托企业建专业,建好专业为企业。以专业建设为龙头,以课程建设为核心,通过实训基地、教学团队等条件建设,深化工学结合人才培养模式改革,增强社会服务能力。重点构建基于工作过程系统化导向的课程体系、建好专业生产性的实训基地、打造专兼结合的双师结构型专业教学团队、形成“共享型”专业教学资源库,建设具有高职教育教学特色的机电专业。 机电工程专业论文:浅谈机电工程EPC总承包项目仪表专业施工技术管理 摘要:按机电工程EPC总承包工程项目施工管理的总体要求,为确保项目建设总体目标的顺利实现, 通过对仪表工程施工过程中遇到的问题, 探讨其关键点以及项目执行过程中采取的必要方法, 介绍了项目前期准备阶段、施工阶段及调试阶段仪表专业施工技术管理工作的理论总结。 关键词:机电工程EPC总承包工程项目;仪表施工;项目前期准备阶段;项目施工阶段;施工准备阶段;施工阶段;施工收尾阶段;项目调试阶段 1、前言 在机电工程EPC总承包工程项目建设过程中,仪表施工是项目建设的关键之一。仪表施工要在整个机电工程EPC总承包工程项目进入中期后才开始进行, 其施工质量直接影响到生产过程的准确性及安全性。就整个EPC项目建设而言,仪表专业工程量占的比例较小,建设期短。机电工程EPC总承包工程项目总体进度控制中,仪表专业不会出现在项目管理的关键路径上, 如果关键路径的工期压缩或延期均会直接影响到仪表专业的有效施工时间。因此,有效合理进行机电工程EPC总承包工程项目的仪表施工管理是必要的,也是相当重要的。 2、浅谈机电工程EPC总承包工程项目中仪表安装工程施工技术管理 2.1 项目前期准备阶段 2.1.1确定项目所需人员、工作范围及工作量 (1)项目中标后, 首先确定项目所需人员, 通过总进度控制要求, 了解到主项目的施工进展和关键时间节点, 如相关设备和物资到场时间、上道工序完工时间、主项目完工和移交时间等。 (2)确认采用的项目管理模式, 并在材料采购和施工上要分清专业界面。本阶段还应做好设计图纸的收集和审图工作, 对于条款不清晰的内容, 应及时进行书面确认, 做好设计交底工作并形成备忘录。 2.1.2确认项目内容和编制施工程序文件 (1)要根据施工资料、最终合同文本, 结合当地法律法规进行项目的准备工作, 明确业主最终需求目标。根据以往工程经验对新项目进行对比和分析, 列出异同点和潜在工作量, 根据项目所在国家和当地的验收规范, 对现有施工能力和项目潜在风险进行评估。 (2)准备施工组织设计和相关程序文件的编制。其中, 施工组织设计和程序文件的编写的内容要全面, 能体现项目施工的特点和质量控制手段, 要考虑到施工过程中可能出现的主要技术难点及相应解决办法。根据项目施工要求, 程序文件主要有: 施工组织设计、HSE 管理、仪表校验程序、仪表安装程序、自控系统与仪表联调程序文件、仪表专业试运程序以及相应的支持附表等, 文件的数量和涉及的内容可根据业主的项目管理要求确定。本阶段形成的相关资料和程序文件是指导仪表项目施工的主要依据。 2.2 项目施工阶段 机电工程EPC总承包工程项目中的仪表施工, 包括准备阶段、施工阶段及收尾阶段。在机电工程EPC总承包工程项目建设中, 仪表的施工界面一般要涉及电气、电信、消防、土建、 工艺、机械, 以及自控专业 ( DCS等系统) 等。 2.2.1施工准备阶段 (1)鉴于仪表专业的施工界面复杂, 在施工准备阶段要重视图纸文件中涉及与本专业有关的信息。仪表专业工程量相对较小, 主专业在布置时更多考虑自身专业的需求, 在施工高峰开始前, 仪表专业的技术人员要特别注意与其他专业的相互关系。发现问题必须尽快与业主和设计人员进行正式的书面沟通, 以便减少损失。 (2)技术人员要根据物资的介质、用途、危险等级和存放要求, 对领出的物料进行合理的分类保管和存放。要根据设计要求, 对自购和业主的成套、成橇物资进行到货验收, 重要物资设备的开箱和接收要有三方在场共同签证并形成记录, 仪表工程师应妥善保管相关记录和资料。 (3)上述检查结束后, 技术人员要对所有仪器仪表的量程及精度进行校验, 并根据设计要求对仪表设备进行零点迁移和量程调定, 人员不具备校验资格时, 设备的校验可转交当地合法计量机构完成。每台仪器仪表的校验过程都要形成单独的校验记录, 出具校验合格证, 并注明校验合格的有效期以备竣工资料归档使用。 (4)除了要做好仪表专业的预制预埋等工作外,技术人员还要结合其他相关专业的时间节点, 分析和制定有效的作业计划表, 且要明确特殊地段的作业方式和设备需求, 以及施工阶段出现的新界面等变更情况, 并将相关要求传达到各施工班组, 各班组长应针对各段的实际情况做好开工前的准备工作。 2.2.2施工阶段 (1)仪表专业施工时界面多, 有时需要两个以上的上道工序完成后才能进行施工, 所以仪表专业的施工多数情况下是采用灵活的交叉作业。 (2)仪表工程师应将施工过程中发现的问题及时与设计人员进行沟通, 并对设计变更和补充文件做好存档以备后查。同时, 仪表技术员应对在施工中可适当调整的内容做好记录, 如电缆或桥架的走向, 远传设备的选址变更等, 并在竣工图纸和竣工文件上作相应的变更。 (3)除了要做好 QHSE 工作以外, 对于施工时形成的记录、变更、文件及相关资源的证书要及时保存好。施工资料的编制, 文件和相关工程信息的签证, 目的是列出施工关键质量控制点和工作量, 需要业主和监理 ( 有时也需要项目第三方 ) 的监督验收和签字, 只有在业主和监理以及利益相关方的签字认可后, 仪表专业在施工阶段的工作质量和内容才基本被确认, 也是请领进度款及结算时必需附带的材料。相关文件资料的编制、报批、变更、签证等工作也是重要的。 2.2.3施工收尾阶段 施工收尾阶段, 结合项目进程, 做好“三查四定”工作, 完善仪器仪表专业的相关工作后, 要做到工完、料清、场净、无错漏。对于备品备件、未移交区域内的材料和设备均要妥善安置, 由专人看管。对施工记录、质量评定和竣工图存档管理要及时准确。 2.3 项目调试阶段 开车前的调试和试运是机电工程EPC总承包工程项目的关键, 更是对各专业以及项目工程的施工质量、数量和设备功能的完整性检验。在试运及开车过程中, 仪表专业必须配合相关专业做好调试工作, 其中最为重要的是与系统承包商的信号交接, 以及机械动作的验证工作。试车过程中, 仪表专业在完成对设备及管道的跑、冒、滴、漏、坏等必要的检查后, 将进入三级调试阶段: 仪器仪表设备的单体调试、端子内调试即I/O测试、 DCS 等系统整体联合调试以及最后验收和移交。 (1)仪表和成套设备的单体调试, 主要针对仪表专业自身软件和硬件施工质量的全面检查, 检查内容有设备安装方式、位置、施工质量、数量;仪表电缆接线质量及方式; 仪表电缆信号线、电源线的校对;跨接电缆接线的质量、方式及信号线和电源线的回路校对;单体设备报警点、触发点设置要正确。本阶段为无源检查阶段, 主要检查仪表端子接线回路和硬件功能为主, 重点检查电缆不要有虚接、漏项、连接错误、损坏等情况, 并在完成单体硬件调试后, 将完成测试的相关资料提交业主和监理签证。 (2)端子内调试即I/O测试, 主要在仪表单体调试结束并通过安装检车合格的基础上, 结合系统承包商提供的 PLC、RTU、 SIS、 ESD、 FCU 、CIU等控制机柜的相关资料,配合系统承包商,进行端子内输入输出测试。 (3)对 DCS 等系统的整体联合调试, 应该在完成单体设备调试检查和端子内调试即I/O测试, 仪表专业方可配合系统承包商, 对整个工程中的控制设备的功能、命令发送及接收、报警与 ESD 连锁触发等情况做全面联合远程控制操作。 3、结束语 在机电工程EPC总承包工程施工管理过程中,主要包括设计、施工及试运行3个部分。无论怎样理想的设计,如果没有相应水平的施工和施工管理去实现它,也达不到设计的预期目的。施工过程中, 仪表专业安装工作的质量是各种受控设备和仪器精确动作、可靠运行的前提, 也是仪表施工管理过程的关键。面对工程施工中的困难,施工中多采用比较成熟有针对性的工程系统管理软件(如电气仪表管理软件等),以便对工程进行更加有效的管理,使工程管理水平得到不断提高,实现项目总目标。 机电工程专业论文:浅析高速公路机电工程专业化维护模式 【摘 要】随着我国社会经济的不断发展,公路基础设施的建设也不断取得辉煌的成就,作为我国交通运输的主要形式之一,高速公路的维护问题是非常重要的。随着信息化时代的到来,高速公路机电工程专业化维护模式对于高速公路的正常运营有着显著的促进作用,本文将高速公路机电工程专业化维护的现状进行阐述,并且重点分析通信、收费和交通三大子系统的新技术应用与发展方向,提出对机电工程专业化维护进行完善的对策,保证高速公路实现高速、安全、舒适功能的必要组成部分,也是保障高速公路正常运营的必要手段。 【关键词】高速公路;机电工程;通信;监控;收费;维护 信息化技术的应用,机电工程在高速公路运营中的作用越来越大,其运行情况直接影响着高速公路的运营水平。因此对高速公路机电工程进行专业化维护是非常关键的,对于高速公路机电设备的维护和管理对于高速公路的运营尤为重要。 1.高速公路机电工程的现状 高速公路机电工程主要包括以监控、收费和通信三大子系统为核心的一系列机电设施,对于高速公路的高速、安全舒适功能有着决定性影响,高速公路机电工程的主要特征如下:其涉及领域广、技术含量高、专业性强;并且除了三大系统外还包含众多系统,路线长,所需要维护的面积大,建设规模大,投资额巨大;并且存在维护环境恶劣,维护难度大的特点。 我国目前高速公路机电工程的维护模式是自行维护与专业化维护并存,以自行维护为主的模式,但是自行维护存在许多问题,首先自行维护需要人力资源较为庞大的维护队伍,需要配备多个专业的人才;其次,投资额较大,需要配备足够的维护机具、车辆和仪器仪表,每年的维护费用得不到良好的控制。 相对于自行维护,专业化维护的优势体现为,能够确保系统有效运行,通过借助专业技术对机电系统的故障予以预防,并且能够准确及时的排除故障;由于机电工程具有专业性的预防体系,可以将事故风险降至最低;更加科学的管理,使得维护更加正规化,保障维护工作的质量;对于运营成本的控制非常有效,专业化维护从资源配备、车辆、机具和检测仪器等设备上,都能减轻资金投入压力。 2.高速公路机电工程专业化维护模式的概述 高速公路机电工程专业维护的基本原则是减少成本、提高水平和服务质量。作为一项长期而持续的工作,专业化维护在确保机电系统短期内的稳定运行的基础上,要着眼于提高高速公路的运营效益和社会效益。目前高速公路机电工程专业化维护模式存在以下问题:首先,没有建立健全有效的监管机构,应该根据路段的实际情况制定维护管理考核细则,要求专业维护单位订立服务承诺。其次,需要健全和完善维护管理制度。机电工程本身是一个系统工程,而机电工程的维护也是一个系统工程,管理制度是基础、是前提。新通车项目,维护工作基础薄弱,需在今后的维护工作中尽快加强管理制度的健全和完善,可以从机制上保证维护工作的及时与到位。 2.1通信系统的不足 SDH是我国现阶段公路工程主要采用的通信系统,作为一种将多型业务融入一个软件系统的传输平台,对于PDH通信系统有着很大的改善。但是这种通信系统仍然是一种多软件堆砌而成的,缺乏规范性、系统性,并且网络构成复杂的通信系统。而且因为存在着传输平台不能独立适用的缺点,需要很多附加设备,导致了管理和维护难度的加大。在实践中,标准的SDH是针对电信公用网设计的,标准SDH提供的业务接入一般为E1、E2、E3等接口,不直接提供视频、低速数据和LAN接口。 2.2收费系统的不足 当前我国高速公路收费系统一般采用四级收费体制,包括收费车道、收费站、营运收费中心和收费结算中心,各级站点以计算机设备为基础,这些计算机设备通过以太网交换机连成网络,该体系的运行是以收费车道收集数据开始,通过连接网络传输给收费站,收费站再将数据传输给收费结算中心和运营中心,收费结算中心根据数据进行计算,得出应收款项,再将应收款项传输进收费计算中心的数据库。人工半自动封闭式联网收费系统仍然拜托不了人为因素的干扰,需要许多人工操作来解决问题,并且无法实现真正的畅通无阻,而且在管理上增加了机构设置和人员配置,加大了运营费用,对于舞弊现象没有有效的遏制。 2.3监控系统的问题 国内高速公路监控系统主要是以主线控制为核心的体系,其控制对象是高速公路上的交通流,方式主要包括定时控制和交通感应式控制两种。其控制内容主要是可变速度和驾驶员信息两方面。主线控制的主要作用在于对高速公路的交通运行情况、设备工作状态、道路情况等进行监视和控制。 高速公路联网监控发展趋势是,由路段监控到全省监控再到立体监控,最后发展为智能监控。随着监控系统的安装与调试主要包括两个成分,监控中心和外场设备。监控中心由计算机系统、闭路电视监控系统和摄影设备等组成,采用局域网结构,其工作原理在于外场设备检测外部信息,将信息通过通信系统传输回监控中心进行分析处理,再将结果反馈给外场设备。 3.高速公路机电工程专业化维护 对于高速公路机电工程的专业化维护,除了要按照相关规定进行检修之外,还应该对一些问题加以重视。 3.1专业化管理的基本原则 专业化管理应该确立基本的原则,对其管理进行指导,主要包括以下三点:减少维修成本、提高维护水平、提高高速公路服务质量。 3.2确立维护目标 高速公路机电系统专业化维护应该明确自身的目标,主要可以分为短期和远期目标。短期目标主要是指对于运营管理效益和社会效益要重点提高,降低运营成本,实现多个子系统的资源共享。而远期目标是指在坚持短期目标的前提下,实现高速公路机电系统整体的专业化、规范化和制度化管理。 3.3完善监管机制 对于高速公路机电工程专业化维护,建立行之有效的监管机制是必不可少的,对于各个路段,要严格按照实际情况制定管理考核细则,对于各维护单位要落实责任。机电设备主管部门应该与其他子系统部门联合成立监督小组,对于机电工程进行日常维护,进行制定定期考核和不定期考核,开通相关的意见反映渠道,并且将考核机制与奖惩机制联系起来,根据可靠的机制来杜绝维护上的漏洞。 3.4建立维护管理制度 高速公路机电工程作为一个相对完备的系统工程,对于其维护需要相应的系统工程进行管理,因此应该建立和完善维护管理制度。因为随着信息化和自动化技术不断深入,对于公路机电工程的设备维护是相当重要的,在维护工作中尽快加强管理制度的健全和完善,从机制上保证维护工作的及时与到位。 3.5总结经验 高速公路机电工程是一项长期而复杂的工作,不可能一蹴而就形成非常完备的管理体系,因此应该善于总结经验,不断的对维护工作进行完善和改进。因此,高速公路业主应该根据本路段的实际情况,对运营管理中的实际问题进行总结,对系统维护单位提出具体的机电系统维护、维修要求和考核标准,并与系统维护单位进行充分和全面的沟通。同时制定《高速公路机电系统维护考核办法和实施细则》,并责成系统维护单位遵照执行,确保各子系统的正常运行和顺利开展。 4.结语 高速公路机电工程的维护与发展对于我国高速公路的效益有着重要影响,本文对高速公路机电工程的三大子系统的现状和发展趋势进行分析,希望能从中总结出对于高速公路机电工程专业化维护有利的经验,促进我国高速公路的健康持续发展。 机电工程专业论文:机电工程专业课堂教学问题及对策 摘要:机电工程专业是以机械、电子技术为主体的综合性学科,是各专业技术院校培养应用性人才的重点学科。随着近年来我国经济社会的加速发展,各个行业和领域对于机电工程专业人才素质的要求越来越高,这对于机电工程专业教学工作来说是一项全新的考验。对于各专业院校来说,如何利用课堂教学形式提高机电工程专业教学水平,培养更多的优秀技能人才,是我们必须要认真研究和解决的问题。 关键词:机电工程 课堂教学 机电工程专业是以机械、电子技术等为主体的综合性学科。由于机电工程专业涉及的理论具有极强的理论性和应用性,已经成为各技术类专业院校培养应用型人才和开展素质教育所开设的重要专业。随着近年来我国经济社会的加速发展,社会各个行业和领域对于机电工程专业人才综合素质的要求越来越高,对于各职业院校来说,如何有效地提高学科课堂教学工作水平,适应社会发展的实际需要,是一个值得认真研究和总结的问题。 从现阶段国内职业教育工作发展的实践来看,机电工程专业学科教学主要采取的是课堂理论教学与学科实训教学相结合的形式进行,其中课堂教学占据了大部分的学时,是机电工程专业教学的主要形式。笔者认为,这种教学模式固然对于提高学生的理论知识水平具有一定的促进作用,但是其弊端和不足之处同样十分明显。 一、当前国内职业院校机电工程专业课堂教学主要特点 笔者认为,当前国内职业院校机电工程专业课堂教学活动主要体现出如下特点,即课堂教学注重理论知识的传授。笔者查阅了一些职业院校机电工程专业的学科教学计划和教学安排,从中发现了一个显著的特点,即课堂教学形式所占的比例达到了学科总学时的60%以上,且大部分课堂教学都以专业基础知识为主。例如机械原理、电工原理、工程学[1]等专业理论课教学受到了各职业院校的普遍重视,而专业知识水平的考核也将相关理论知识掌握情况作为主要指标。 二、现阶段中专机电工程专业课堂教学工作中存在的突出性问题 笔者认为,现阶段中专院校机电工程专业课堂教学工作中主要存在以下几方面突出的问题。 1.课堂理论教学总体水平不高。从现阶段国内中专机电工程专业课堂教学总体情况来看,大部分学校都面临着课堂教学水平不高的突出性问题。受到学科自身特点的影响,教师的授课内容相对比较抽象,容易导致学生在学习过程中产生畏难情绪。一方面,课堂理论教学本身占据了大部分学科专业教学的教学时长,成为学科教学的主要形式。另一方面受到课堂教学水平较低的影响,导致了学生实践能力和理论应用能力较差,从而在根本上影响到学科教学水平的提升和学科建设的健康发展。 2.机电工程专业教学模式和教材选择有单一化的趋势。与绝大部分学校开展的课堂教学形式一样,中专机电工程专业的课堂教学工作同样存在着教学模式单一化的问题,大部分教师都采取单向度的授课模式,理论授课方式过多地体现出灌输的特点,没有顾及学生的认知特点和实际需要。与此同时,专业教学教材的选择也有单一化的趋势。现阶段许多职业院校机电工程专业在教材的选择上具有单一化的趋势,专业教材长期没有更换,许多最新的知识成果没有通过教学体现出来。 3.课堂理论教学与实训教学环节严重脱节。从现阶段国内许多中专学校的机电工程专业教学实践来看,大部分学校的理论课堂教学与实训课教学存在着严重脱节的现象,具体体现在理论教学与实训教学在教学模式、教材选择等方面不够统一,往往是课堂教学的授课内容与同阶段实训教学内容不相符合。此外,由于课堂教学过多地强调理论性和专业化,因此造成了学生往往过分注重理论知识的学习,而忽略了对理论转化为实践能力的培养,而这无疑违背了机电工程专业学科发展的基本规律。 4.课堂教学水平考核手段不科学。现阶段国内绝大部分中专学校机电工程专业都采取笔试的方式考核学生对于专业理论知识的掌握水平。但是从考核效果来看,这种考核模式不够科学合理,是传统应试教育模式遗留下的产物,与素质教育改革的要求严重背离。此外,这种教学考核模式也不能完全代表学生掌握学科专业知识的真实水平,仅仅能够作为一项参考指标,并不能代替实训能力考核等考核环节所发挥出的应有作用。 三、对于解决当前中专机电工程专业课堂教学工作中存在问题的对策和建议 笔者认为,为了有效地解决现阶段中专机电工程专业课堂教学工作中存在的若干突出性问题,应当采取以下几方面措施。 1.要在课堂教学活动中广泛采用兴趣教学法。兴趣教学法是近年来我国中高等教育阶段各专业院校普遍采取的一种教学方式,是素质教育改革的直观化体现。兴趣教学法以学生为主体,尊重学生在教学活动中的主体地位,注重通过激发学生学习兴趣等方式提高教学质量。在兴趣教学法的理论体系之中,教师与学生的地位是平等的,学生在教学活动中要具备充分的话语权,与此同时,教师在教学活动中更多地需要发挥引领和启发的作用,帮助学生就教学内容进行主动思考,做到理论知识与实践技能的融会贯通。对于中专机电工程专业课堂教学工作来说,运用兴趣教学法就是要求教师通过对教学内容进行归纳和分析,找到学生的兴趣切入点和结合点,并对现有单向度的课堂教学模式进行优化,提高学生的学习主动性和参与意识。例如教师可以就某项专业理论知识教学进行课前布置、课上组织讨论、演示、小组学习等方式,紧密结合该理论的实际应用活动,从根本上提高学生的学习兴趣。 2.要注重提高课堂理论教学的应用性和实践性。中专学校以培养高技能的实践应用型人才为主要目标,特别是机电工程专业本身又具有极强的应用性,因此各中专学校必须要从提高机电工程专业课堂教学的应用性和实践性入手,一方面加强理论教学内容和实训教学内容的结合力度,保持同步性和一致性,另一方面则要对理论教学的内容进行合理选择,保留一批符合专业理论发展规律和社会需要的理论知识作为教学重点,同时摒弃一批应用能力较差、不符合学科发展实际需要的教学内容。
电子通信系统关键技术分析:电子通信系统关键技术及创新发展探析 【摘要】 随着科学技术的快速发展,电子通信系统也朝着高效、高端的方向不断发展,这样也将我国通信水平通信系统的高速运行体现了出来,并且还需要借助一系列的关键技术。因此,本文首先分析了电子通信的关键技术,然后提出创新发展对策,希望可以将通信效率提升。 【关键词】 电子通信 关键技术 创新 发展 随着现代化通信技术的发展,电子通信技术的出现也将我国科学发展的水平提高,将科技发展的速度加快。作为通信产业的重要组成,电子通信系统对于人们生活水平的改善以及科学发展的作用都是不可忽视的。 一、电子通信系统中的关键技术 (1)天线技术解析。电子通信在天线技术的作用下,也逐渐朝着智能化的方向发展。通过波束算法,天线技术将波束聚集成为阵列,确保天线信号能够发射,并且达到最佳的状态,进而形成高效率的陈列,将通信系统中的信号干扰消除掉,这样也可以将通信信号的强度提升。比如:在移动通信当中应用天线技术,也有利于信号通常重要性的体现,致力于信号被干扰的防治之上,还可以确保通信系统本身的容量空间,将信号信息的获取速度加快,将通信移动加以实现。 (2)OFDM技术解析。OFDM的技术对象为多载波,能够满足信息调制的效果。OFDM主要是基于传统技术,将信道划分,将划分依据定格在正交子之上,对传输速度加以抑制。比如:将速率较高的信号分割成为信号相对偏低的数据,然后融入到信道之中,这样就可以将信号流传的速度提升。这一技术就可以将信号传输高效率提升,也可以避免信号内部出现相互的干扰,这样不仅可以将信号传递衰弱所造成的通信干预消除,也可以将传输的速度提升,这样就可以满足系统的需求。 (3)MIMO技术解析。MIMO技术主要是信息输入输出的兼容,一般出现在移动3G通信之中,并且应用非常广泛。目前,在移动4G通信建设中也在使用MIMO技术,并且取得的成绩也非常明显。MIMO技术主要是在多个工作天线作用,实现了无线通信。比如:在输入端口,MIMO能够保持多项独立信息的发送,可以避免多信息出现相互的干扰。在输出端,也可以确保多项信息能够独立的进行接收。MIMO技术将电子通信系统的关键技术充分地展示了出来,MIMO技术主要是提升通信系统通道强度,这样才可以避免传输过程当中电子通信出现衰弱,同时也可以将通信系统本身的运行空间提升,将系统容量拓宽。 (4)无线技术解析。基于通信软件作用,就可以将无线技术构成,这样才可以将有序的电子通信加以实现,在软件协议达成之后,就可以确保流畅的通信。比如:设计编程上就应该符合无线技术的运行,将原本的通信系统软件替代,尽可能地将系统中的硬件取缔,通过编程与软件的利用,建立出相应的电子通信平台,配合上相关运行协议的运用,就可以满足系统通信。目前,电子通信系统中已经充分运用无线技术,也可以将不同用户的个性需求加以满足,使得不同类型的信息在相同传递空间当中,可以保持较高的时效性。另外,无线技术也具备较强的抗干扰能力,可以快速定位电子通信基站,实现定位。 二、电子通信技术创新发展的对策 (1)创新电子通信基础技术与核心技术。在电子通信技术中,基础技术与关键技术的创新具备重要的推动作用。加强基础技术与核心技术的研发投入是通信技术创新的核心环节,因此,只有提升科研人员以及科研资金方面的支持,才能够将电子通信整体的创新发展步伐推动。 (2)注重产业内部以及国际合作。通信产业应该注重内部之间的相互合作,能够不断地探索技术创新,将产业链加以完善,促进各个方面与环节相互的合作与交流,才可以将电子通信技术科研成果的转化率提升,同时,做好与国际相关企业之间的相互合作,引进外资,才可以确保通信行业拥有源源不断地创新活力,学习先进的国际技术,开展创新,才能够让国内的电子通信技术变成为可行性较高的技术。 (3)培养电子通信技术人才。对于电子通信行业技术创新发展前景而言,培养电子通信技术人才是至关重要的。做好人才的培养,挖掘人才潜能,将电子通信人才才能充分发挥出来,不断地探索新的核心技术,掌握核心技术,突破技术上的瓶颈,实现自主创新。加强电子通信人才的基础知识学习以及专业知识培训,建立出完整的培训体系,确保技术发展与创新发展相互均衡才是电子通信技术的发展所需。 三、结语 总之,本文对目前电子通信系统当中的关键技术进行了阐述,并且分析了电子通信技术创新发展对策,希望能够对于国内电子通信技术完善有一定的帮助作用,并且也能够将已有的电子通信系统加以完善。 电子通信系统关键技术分析:电子通信系统关键技术问题的分析 摘要:本文主要简单的介绍了电子通信系统的基本内容,对电子通信系统在各个领域中应用的关键技术进行分析,以全面了解和认识电子通信系统。电子通信系统在移动通信信和卫星通信中都具有重要的作用,对人们的生活有着巨大的影响。通过对电子通信系统的研究,可促进我国现代通信技术的不断完善和更新,以坚持科学技术是第一生产力,进而保障我国人民的生活水平。 关键词:电子通信系统 关键技术 科学技术 二十一世纪是一个科技时代,在我国社会经济发展的推动下,我国科学技术不断地创新和改进,日新月异。电子通信技术是我国现代科学技术中的重要组成部分,与人们的生活密切相关。随着现代电子通信技术的发展,其被广泛应用于我国各个行业中,具有重要的影响力。电子通信技术的创新,促进了我国通信产业的稳定发展,提高了人们的生活水平。无论是从我国科学发展战略上来看,还是从通信产业的生产力来看,电子通信技术都占有重要的地位,需要予以高度重视。电子通信技术是目前最为先进的通信技术之一,发展前景十分好,其在移动通信和电子通信过程中都有所应用。虽然电子通信系统的应用具有高效性,但是电子通信技术还并不完善,仍然存在着一些缺点。为此,必须在实际应用中,对电子通信的关键技术进行研究,加以改进,以促进电子通信技术的发展,为我国通信产业带来高效益。 1 电子通信系统的基本内容 电子通信系统是我国现代通信技术发展过程中的重要内容,其与电子技术和计算机技术相互促进、相互发展,备受人们的关注。随着现代电子通信技术的不断发展,人们的生活发生了巨大的改变。无论是在生活中,还是工作和学习中,电子通信技术的应用都为人们带来了不小的影响,促使其改变了生活方式、工作模式和学习方法。电子通信系统的运用,使人们在工作和学习中不再受到时间和空间的限制,有效地提高了人们的工作效率和学习能力,节约了时间,能促使人们获得更多的效益。电子通信系统结合了通信技术和信息技术,是我国科学技术发展的具体体现,其不仅仅促进了移动通信的发展,还改善了生物技术和计算机技术,使其获得更大的进步。电子通信系统是现代通信系统中的重要分支,是现代信息发展中的重要内容,既促进了我国科学技术的发展,又拉动了我国经济的增长。 2 电子通信系统在各个领域中应用的关键技术 2.1 电子通信系统在卫星通信中应用的关键技术 在全球一体化的形成下,信息技术的发展也逐渐全球化,世界各国人民对信息的需求量越来越多,所需要的信息也逐渐呈现出复杂性和多样性。在这种情况下,为满足人们对信息的需求,必须不断地创新通信技术,让其与时俱进,适应当今这个业务繁多、多媒体发展的全新时代。电子通信技术在卫星系统中的应用比较多,而卫星系统通常是在航空领域中使用。卫星通信是我国电子通信系统中具有巨大优势的系统之一,其所拥有的通信技术较为先进,具有通信容量大的特点。卫星通信系统可进行远距离传输,传输的线路十分稳定,具有很强的抗干扰性,其拥有灵活的组网,激动性能十分好。电子系统在卫星系统中需要应用到卫星极光通信。数据压缩和新型数字调制等关键技术。为解决卫星通信系统中存在的问题即宽带IP难点和高速业务等方面的问题,可应用这些关键技术来解决,具体如下:可以压缩处理所传输的动态或静态信息,以简化信息的复杂度,促进信息传输效率的提高;在传输处理信息技术时,可采用智能卫星天线系统;可调整宽带IP,创新IP选择方式;利用编码来改进所传输的信息;进行多个地址的关联处理,以避免IP地址出现故障;在处理信息时,可采用卫星激光技术,以提高信息处理效果。 2.2 电子通信系统在移动通信中应用的关键技术 电子通信系统在移动通信中应用的关键技术是分布式天线技术,这种技术的应用具有良好的效果。无线信号处理单元、移动交换中心和虚拟小区中央控制器,构成了采用分布式天线技术的移动通信系统。在移动通信系统中存在许多虚拟小区,而每个虚拟小区都有无线信号处理单元,而且每个无线信号处理单元之间相距较远,其作用在于预处理所接受的信号。对每个虚拟小区中的信号进行预处理,发挥收发功能之后,要将其与核心处理单元相连接,并通过光纤、微波无线信道等来处理信号。采用分布式天线技术的移动通信系统主要是依靠一下两种方式来实现通信:第一种方式是将每个无线信号处理单元中的上行链路信号在同一时间内法发射,要强调的是所发射的上行链路信号与下行链路信号相同。当信号被无线信号处理单元接收之后,则可直接利用核心处理单元来进行处理。这种方法具有可实行性,并不复杂,具有简便性,但是其缺点在于无法扩展移动通信系统的信息容量,干扰系统;第二种方式则是在整个业务区域中全面覆盖分布式大结构无线,通过无线信号来处理信号,以改变蜂窝小区的形式。这种方式要比第一种方式复杂,但是效果要高于第一种方式。分布式移动通信系统传输信息量比较多,在系统的内部能进一步的扩大容量,能保证信号的稳定性,不受阴影效应的影响。另外,这种系统所覆盖的区域比较广泛,能促进切换性能的提高,具有较强的信息抗干扰力,可有效地保障信息传输的及时性和准确性。 3 结语 随着时代的发展、社会的进步,世界已步入信息化时代,高科技为人们的生活带来了便利。在这个新环境下,电子通信系统普及于人们的生活之中,最为常见的应用则是移动通信和卫星通信。移动通信主要是指人们生活中的所听的广播,所看的电视以及人们最为常用的网络。这些都是电子通信系统的具体应用,其已成为人们生活中不可或缺的一部分,是人们娱乐、工作和学习的重要工具。而卫星通信技术则主要是利用于航空领域,极大的促进了我国航天事业的高速发展。现阶段,电子通信技术的发展已成为衡量国家科学技术发展的重要指标,必须对其加以改进和完善,掌握电子通信系统中的关键技术,以更好的录用电子通信系统。 电子通信系统关键技术分析:电子通信系统中光缆线路的技术探微 摘要:进入科技时代以来,电子通信技术迅速发展,并在很大程度上影响着人们的生活方式和习惯。如今的电子通信技术已成为应用性极强的尖端技术,一个国家的科技发展水平以及发展进度可以从电子通信水平的高低来衡量。电子通信技术涉及的范围和领域较广,光纤通信因其具有传输频带宽、损耗低、抗电磁干扰、容量大且不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速。本文主要对了几个光纤通信光缆线路工程施工中涉及到的问题进行了探讨。 关键词:电子通信系统光纤通信关键技术 前言 电子通信技术不仅改变着人们,它还在改变着社会和国家,使得国家不断发展,特别表现在卫星通信技术上。当然我国的电子通信技术还存在一些关键技术的问题,有待人们改善和加强。 一、电子通信技术概述 电子通信技术属于现代通信技术中的一大部分。电子通信技术还是信息社会的主要支柱,是现代高新技术的重要组成部分,甚至是国家国民经济的神经系统和命脉。 如今社会已进入信息化时代,电子通信技术无处不在,其涉及的范围也很广,包括广播电视、移动电信、声纳、雷达、导航、遥测、遥控以及遥感等领域,还有军事和国民经济各部门的各种信息系统都要运用到电子通信技术。 电子通信系统中最具代表性也最常见的就是移动通信和卫星通信。其中移动通信就包括了卫星通信,此外还有蜂窝系统、集群系统、分组无线网、无绳电话系统、无线电传呼系统等多个领域。 二、通信光缆线路的故障分析 (一)按故障性质分为软故障和硬故障 软故障是指由于软件系统错误而引发的故障。常见的软故障有程序错误、病毒破坏、操作失误,以及设置错误和盲目操作等。 硬故障是指设备硬件的物理损坏:一是人为和环境原因,如环境恶劣、供电不良、静电破坏或违反操作规程等原因造成;二是电器构件原因,如元器件、接触插件、印刷电路等损坏造成。 (二)按故障影响范围和程度分为全局性、相关性、局部性、独立性故障 全局性故障是指影响到整个系统正常运行的故障;相关性故障是指某一故障与其它故障之间有着因果或关联关系;局部性故障是指故障只影响了系统的某一些项或几项功能;独立性故障特指某一元器件发生的故障。如电源熔丝熔断,使设备不能启动属全局性故障,而造成原因可能是相关的某一部件短路,即故障的相关性。局部性、独立性故障一般是统一的。 (三)按故障发生的时间、周期分为固定性故障和暂时性故障 固定性故障指故障现象稳定,可重复出现,其原因主要是由于开路、短路、机械部件损坏或某一元器件失效引起;暂时性故障是指故障的持续时间短、工作状态不稳定、时好时坏的现象,其造成原因可能是元器件性能下降或接触不良等引起的。 三、通信光缆施工的注意事项 (一)光缆线路 径路应便于施工、维修和使用,对农、林业影响小,尽可能保持光缆的直线性;减少穿越较大的河流、沟渠、铁路和公路的次数,尽量避开穿越村镇;不论是山区或平原,尽量避开雷击区,选择好走路径;光缆进入城市应符合城市建设和规划要求,并经城建局批准,最大限度的保证光缆安全,径路为最短;尽可能不穿越或少穿越城市繁华街道,有条件就利用现有的市话管道,直埋光缆时,径路尽量选择在人行道上。 (二)光缆敷设应符合下列规定 直埋深度、与其他建筑物最小间隔距离、防护措施应符合国家规定;同沟敷设光、电缆时,先敷设电缆,后敷设光缆,光缆弯曲半径不应小于光缆外径的15倍;光缆线路的防雷设施设置的地点、区段、数量、方式和防护措施应符合设计要求;接头处光缆接续后余留2~3m,中继站引入口外两个方向各余留2~3m,通信站引入口余留3~5m;架空光缆架挂时,滑车牵引最大速度应为15m/min,不得突然启动或停止;光缆的垂度应符合设计规定,每个杆上作余留,架空光缆线路在分歧杆、引上杆、终端杆、较深大于1m 的角杆及直线路每隔5~10跟杆,应装设避雷地线;钢绞线吊线及光缆本身均应采用全悬浮式,钢绞线接头处应用塑料瓷绝缘隔电子作电气绝缘,光缆接头处钢绞线吊线及光缆的金属部分不接地;光缆经过的全部人孔处,应设专人监管,拐弯处安装滑轮,当人孔两侧管孔高度不一致时,应设专用工具或PE管予以引导;光缆管孔内不得有接头,并不得在人孔中间直接穿过,光缆及接头,应放在人孔铁架上予以固定保护;完成敷设工作后,应检查人孔中的敷设余量和弯曲半径,管孔进出口应封堵严密。 (三)光缆接续工艺流程及引人终端 光缆接续的质量好坏直接影响到施工质量,影响光通信质量。提高光缆接续质量在光缆线路施工中十分重要。 1、光纤端面的制备 (1)光缆开剥。光缆外护套开剥的关键是掌握切割刀的进刀深度,否则很容易发生断纤。 (2)光纤涂覆层的剥除。应掌握平、稳、快三字剥纤法。 (3)裸纤的清洁。一是讲究清洁用料择优原则,即选择使用优质医用脱酯棉,工业用优质无水乙醇。二是应用“两次”清洁法,即剥纤前对所有光纤用干棉捋擦,并用酒精棉对尾纤5cm~6cm处重点清洁。三是注意与切、熔操作的衔接,清洁后勿久置空气中,谨防二次污染。 (4)裸纤的切割。操作规范如下(以手动为例):光纤的放置,要讲究“前抵后掀、先进后撤”,即手持光纤,稍超前刻度要求平放导槽中,后部稍向上抬起,使光纤前半部紧抵导槽底部,然后向后撤至要求刻度,从而确保光纤吻合“V”导槽并与刀刃垂直。切割时,动作要自然、平稳、勿重、勿急,避免断纤、斜角、毛刺、裂痕等不良端面的产生。 2、光纤熔接 光纤熔接是接续工作的中心环节。首先应根据光缆工作要求配备蓄电池容量和精密合适的熔接设备,操作中应狠抓“快、准、细、严”四字。光纤在导槽及熔接室中放置应准确、到位,以便于仪器校准调节。操作过程中观察仔细,应做到“一瞧、二看、三分析”。同时观察熔接中屏幕上有无气泡、过细、过粗、虚熔、分离等不良现象的原因,若产生不良现象应检查熔接的两根光纤材料、型号是否匹配,切刀和熔接机是否被灰尘污染,并检查电极氧化状况,若均无问题,则应适当提高熔接电流 3、光缆引人终端 光缆引人室内时,应做绝缘接头,室内室外金属护层及金属加强芯应断开,并彼此绝缘;室内光缆终端在光配线架上,安装应该牢固可靠,裸光纤与尾纤的接续应符合规范要求,其接头应加热熔保护管保护并按顺序加以排列固定。 (四)光缆工程测试 1、光缆单盘测试 光缆敷设前必须确保光缆的技术性能,核对光缆规格、型号、盘号和盘长符合订货合同规定及设计要求。检查光缆出厂的质量合格证和测试记录,审查光纤的几何、光学和传输特性、机械物理性能。应用OTDR对每盘光缆进行单盘测试光纤衰减常数,光纤长度及观察有无反射峰、后向散射曲线的平滑度。 2、光缆接续测试 加强OTDR的监测,对确保光纤的熔接质量,减少因盘纤带来的附加损耗和封盒可能对光纤造成的损害,具有十分重要的意义。(1)熔接过程中对每一芯光纤进行实时跟踪监测,检查每一个熔点的质量;(2)每次盘纤后,对所盘纤进行例检以确定盘纤带来的附加损耗;(3)封接续盒前,对所有光纤进行统测,以查明有无漏测和光纤预留盘间对光纤及接头有无挤压;(4)封盒后,对所有光纤进行最后检测,以检查封盒是否对光纤有损害。 3、光中继段测试 用OTDR光时域反射仪对每个中继段1550nm、1310nm波长进行反射曲线和中继段长度进行测试,并存盘保存数据。光缆光特性主要控制三项指标。(1)光纤平均接头损耗;(2)中继段光纤线路衰减;(3)后向散射信号曲线。 四、总结语 总而言之,电子通信系统的发达和完善与否直接决定了一个国家和社会的强弱,电子通信系统在这个信息化时代已经无处不在,然而光缆线路作为数据传输的重要基础设施,其施工质量越来越受到重视。 电子通信系统关键技术分析:电子通信系统中的关键技术研究 【摘要】 电子通信技术是我国综合国力的重要体现,是我国社会生产力的重要组成部分。它是属于一种尖端的并且应用性极强的技术,对于人们的生活的影响力也越来越大。信息产业中不可或缺的一部分是与电子通信产业,先进生产力和科技实力的水平从很大的程度上都是由电子通信技术的进步与发展所决定的。电子通信技术涉及多个领域,包括移动通信、军事领域、卫星通信等,本文接下来就针对移动通信和卫星送信这两个领域进行分析电子通信系统中的关键技术问题。 【关键词】 电子通信系统 移动通信 卫星通信 关键技术 电子通信技术越发达,我国的社会生产力就会相应的比较发达,国家就会不断地发展,尤其是在卫生通信技术上。近年来,卫星通信技术的应用已经渗透到各行各业,最具有代表性的是卫星通信技术和移动通信技术。但是也存在弊端,有许多的关键性的技术问题有待加强和改善。接下来本文就会针对相对应的技术问题进行分析,以期进一步加强和完善当前的电子通信技术。 一、电子通信技术的简析 电子通信技术在很大的程度上影响着我国的科技发展水平和发展速度,同时也影响着人们的生活水平和生活质量。它作为现代通信技术的重要分支,是现代信息发展的重要组成部分。近年来,随着生产力的不断提高,电子通信技术应用的技术范围越来越广泛,包括移动通信、计算机技术、广播电视等等多是一些比较明显地应用。尽管电子通信技术较以前相比有了很大的进步和发展,但是还是存着一些弊端和问题有待改进和完善,本文以移动通信技术和卫生通信技术这两个方面中存在的问题进行简要分析,对实际出现的一些问题进行技术上的改进,进而改善一些信号变化较大、易受干扰等问题。 二、移动通信中的关键技术问题 分布式天线是移动通信系统中使用很有效也很成功过的一种方式,该方法是将是将地域分成过个无线信号处理单元,每个单元之间的距离要比一般的长波距离遥远得多,每个单元都能对发进来的信号有变频和信号预处理的功能。每个单元中心都有信号核心单元处理中心,实现信号处理的功能。第一步是完成信号的收发和简单的信号与处理的功能;第二步是是与核心处理单元进行连接,通过光纤或者无线通道来实现。有两种方案可以实现分布式移动通信,第一种方案是所有的无线处理单元上的所有相同下行链路信号同时发射,然后上行链路同时接受信号。这种方式的优点在于简单,但是缺点是抗干扰性较弱。第二种方式是全小区覆盖分布式无线结构,通过大量的无线处理单元来实现。这种突破了简单连接通路问题,改变了传统的蜂窝式小区的理念。 分布式移动通信较传统的通信技术有几点优点。第一,小区与小区之间的抗干扰性比较强;第二,自身的切换性能和接受信号的功能比较强大,信号与信号之间的切换次数会有所降低;第三,分布式移动通信能够更有效地利用其无线资源,任意形状之间的无线业务服务区之间的连接更够更方便、更快捷。 三、卫星通信中的关键技术问题 随着全球化的迅速发展,全球化信息产业也在快速的发展进程中,在电子通信技术中卫星通信技术最为先进,同时也占有很大的优势。但是卫星通信中也存在一些关键的技术问题还有待进一步的解决和完善,包括高速数据的业务需求以及卫星通信宽带IP难点问题。解决卫星通信问题的关键技术主要是数据压缩技术,他的主要功能是能够将静、动态的数据进行压缩,再一个关键技术智能卫星天线系统,最后一个关键技术卫星激光通信技术。经过技术的不断快速发展,未来的卫星通信数据率会经过激光通信来实现,其主要优势会在卫星互联网之中得到充分发挥。因为他的运行机理和优点在于,它的通信主要是在外太空进行,并且不会受到大气层的影响。所以空间无线通信中以激光为载体,进行激光通信是很有前途的。 结束语:电子与通信工程师电子科学与技术和信息技术相结合,信息技术是当今社会经济发展的一个重要支柱。近今年来,电子通信技术应用越来越广泛,电子技术的不断发展,在很大的程度上改变着人们的生活和方式,冲破时间和空间的局限是人们利用电子通信技术学习、生活的主要优势。对于国家来说,电子通信技术的进步与发展直接带动着国家先进的生产力和科技实力,发展好现代电子通信技术,将对提升国家的科技实力有不可估量的推动力。 电子通信系统关键技术分析:电子通信系统中的关键技术分析 摘要:随着电子信息科学技术的快速发展,电子通信系统被广泛的应用在各个领域,给人们的工作、学习和生活带来了极大的便利。电子通信技术是一项应用性极强的新兴技术,其发展水平往往是衡量一个国家科技能力的重要指标。通过深入分析和研究电子通信系统中的关键技术,不断创新电子通信技术,提高我国的科技力量。本文分析了电子通信系统概述,阐述了航空领域电子通信系统的关键技术和移动通信系统中的关键技术。 关键词:电子通信系统 关键技术 电子通信技术的快速发展,电子通信系统在各个行业都发挥着非常重要的作用,很大程度上提高了我国当前的科技水平。电子通信技术是一种高效的、先进的科学技术,在很多领域都有着重要的应用,具有良好的发展前景,同时电子通信系统也存在着很多的问题,需要不断进行创新和改善。 1 电子通信系统概述 电子通信系统是现代化通信技术的一个重要分支,是现代化城市建设的信息支柱,是现代化高线技术的代表,带动着我国的科技实力和先进生产力。电子通信技术的应用性极强,被广泛的应用在多个领域,例如声纳、导航、雷达、移动通信、广播电视等[1],在移动通信领域和航空领域更是发挥着不可替代的重要作用。 由于传统的通信方式具有很大的局限性,电子通信技术的快速发展,在很大程度上推动了移动通信技术的迅猛发展,电子通信技术有效地提高了通信频谱利用率,节约了空中资源,降低了网络投资成本。在移动通信领域应用电子通信系统,能够获得更大的频谱效率和系统容量。电子通信系统在航空领域比较复杂,航空领域整个传输总线和电子通信系统有着直接的联系,电子通信系统的运行情况直接关系这个整个航空系统的性能。 2 航空领域电子通信系统的关键技术 随着全球经济一体化的逐渐深入,信息全球化的步伐越来越快,人们复杂化、多样化的信息需求,推动着电子通信技术逐渐跨入了一个高速的、多媒体、多业务、可移动的信息时代。电子通信技术被广泛的应用在航空领域的卫星通信系统中,并且卫星通信系统中使用的电子通信技术代表着当前电子通信技术的最高水平,具有机动性能强、组网灵活、线路稳定、距离远、通信容量大等特点,当前,卫星通信系统也存在着一些问题,如高速数据需求、宽带IP难点等,想要解决这些问题,需要应用到电子通信系统中的一些关键技术,例如新型的数字调制技术和信道编码技术、极光链路通信技术、智能天线卫星技术、数据压缩技术等。 极光链路通信技术,可以有效地缩短信号在全球卫星通信中的时长,如果在无线通信系统中将激光作为信息载体进行数据通信,具有广阔的发展前景。在卫星互联网中,即使在外层空间中,激光的运行也不会受到大气层的影响,所以在未来的卫星通信系统中,激光通信技术将会成为主流技术,使其充分发挥出激光通信的巨大优势。在卫星通信系统中应用数据压缩技术,可以通信系统中的静态数据和动态数据进行压缩,有效地提高卫星通信系统在时间、频带、能量等方面的工作效率。 航空领域电子通信系统的通信故障处理也是航空电子通信系统中一个非常关键的技术,在航空领域通信过程中,一旦系统发生错误或者故障,必须立即进行处理,但是电子通信系统中对非总线控制器和总线控制器的故障处理方式是不同的,非总线控制器出现故障后,其处理方式要结合控制器的实际运行情况,如果移动通信系统中总线的多路接口硬件出现故障,系统同的终端会自动进行置位,如果整个系统出现严重的故障,移动通信系统中的中央处理器会自动停止工作,对总线控制器发出指令,停止其所有动作的响应。 3 移动通信系统中的关键技术 移动通信系统中最有效和最成功的电子通信技术就是分布式移动天线技术,移动通信系统主要包括了移动交换中心、虚拟中央小区控制器、无线信号处理器等部分[2],整个移动通信系统包含多个虚拟的小区,每一个虚拟小区又是由无数个小的无线信号处理单元组成,移动通信系统中的载波波长要小于任意虚拟小区之间的间隔,每一个无线信号处理单元可以用于分布式天线的接入处理和接受信号,对于虚拟的中央小区来说,只有周围所有小区都完成信号收发和预处理功能之后,然后连接中央小区单元,最后通过光纤、同轴电缆和无线微波信道才能够实现信号处理的功能。 移动通信系统主要有两种信号处理应用过程,一种是在移动通信系统中的分布式天线上发射上行链路信号,这种上行链路信号与系统中的下行链路信号是完全相同的,经过分布式天线信号处理单元的处理后,将信号直接输送到天线的中央信号处理单元,这种应用方式比较简单,但是整个移动通信系统难以有较大的系统容量,并且还会对系统不断地产生干扰。另一种是分布式移动通信系统可以使用分布式天线将整个业务地区覆盖,利用分布式天线来发送和接收无线信号,在天线自身的信号处理单元中进行信号处理,和以往的蜂窝小区相比,这种应用方式的覆盖面更加广泛并且运行效率较高,这种应用方式也称为受控天线系统,其含义是指利用移动通信系统中移动站的信号处理单元,实现不同移动站之间的信号通信,和第一种应用方式相比,受控天线系统虽然实现起来比较复杂,但是效果非常理想。 随着电子通信技术的快速发展,分布式移动通信系统展示出很多的优点。其一,分布式移动通信系统中小区之间几乎没有干扰、信号干扰比低,系统容量很大。其二,分布式移动通信系统内部具有良好的分集能力,能够有效有效的抵抗阴影效应,扩大系统容量,传输的信号很稳定。其三,分布式移动通信系统降低了切换不同频率的次数,有效地提高了系统切换性能,提高了信号接收效率。其四,和传统的移动通信技术相比,在相同的覆盖范围之内,分布式移动通信系统的发射功率较低[3],并且相邻移动通信系统之间的干扰也较小,如果在相同的发射功率下,分布式移动通信系统有着更广的覆盖范围。其五,分布式移动通信系统能够将信号收集到中央处理单元集中进行处理,并且还能够开发出多种服务区形状的无线业务,具有较强的适应性。 4 结语 如今的电子信息时代,电子通信技术被广泛地应用在我们生活中的各个方面,特别是在航空领域电子通信系统和移动通信系统中,电子通信技术发挥着非常重要的作用。通过深入分析和研究电子通信系统中的关键技术,更好地进行利用和完善,推动我国电子通信行业的快速发展。
数字电子技术论文: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 数字电子技术论文: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 数字电子技术论文: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 数字电子技术论文: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 数字电子技术论文: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 数字电子技术论文:创业训练在数字电子技术课程中的探索 【摘要】“创新创业”是国家关注的重点,创新创业训练是职业核心能力的重中之中,本文探讨的问题是如何实现创新创业训练与数字电子技术课程革新的有机结合,提升学生专业知识水平、综合素质和就业核心竞争力。 【关键词】创新创业训练;数字电子技术;探索 信息时代的飞速发展,给电子通信类专业的学生带来了机遇和挑战,学生在学习好专业知识的同时,也需要具备专业岗位以外的职业核心能力。职业核心能力作为学生职业生涯中的必备能力,它包括了团队合作能力、信息处理能力、职业沟通能力和创新创业能力。其中,创新创业是重中之重。数字电子技术课程是电子通信类专业学生的专业基础课,衔接了电子电工基础、模拟电子技术和高频电子技术等课程的学习,为后续的专业核心课程学习打好基础。 1“创新创业”是国家关注和支持的重点 创新是创业的动力和源泉,是创业的本质体现。创业可以推动创新,推动新发明、新技术和新产品的出现。2015年7月,总理一周之内三提“创新创业”,提出了大众创业、万众创新,释放的一个信号就是政府会继续鼓励创新创业,以有效破解就业难题。《国务院办公厅关于发展众创空间推进大众创新创业的指导意见》八项任务中的一项就是大学生创新创业。据统计,2016届大学生将达到770万,加上留学生回国就业,往届毕业生未成功就业或再就业,就业人数只增不减,竞争压力大。在国家关注和支持创新创业的政策体系下,高校和大学生应主动求变,积极开展创新创业训练。电子通信类专业在国家未来科技发展中发挥着及其重要的作用,推动电子通信专业的创新创业尤其重要。电子通信类专业高职院校,应将创新创业训练贯穿于人才培养方案中,提高毕业生的社会适应性和就业竞争力。 2数字电子技术课程现状与分析 在电子通信技术领域中,数字电子技术的发展历史悠久,在信息时展扮演着举足轻重的角色。很多高校很早就开办了数字电子技术课程,但七教学模式、教学思维呈现出与信息时展不同步的现状。主要体现为以下几个方面:①教学框架、教学模式过于固定;②课程理论与实践分隔,理论教学较多,实践教学少;③教学内容陈旧,组织模式相对陈旧。在教学的过程中容易出现,教师讲授备课质量高,但是学生兴趣不足的情况。解决数字电子技术课程教学现状的重要途径就是通过创新项目训练、创业项目孵化与课程的结合,巩固教学成果,提升学生专业知识水平,带动如单片机技术等核心课程的学习。 3项目化教学,在课程中进行创新训练 课程学习中,主要有逻辑电路基础、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路和555定时电路等5个重点项目的学习。在传统的教学中,一般采用理论教学和实践教学分开的方式进行。在课程中进行创新训练,就是要把原有的教学模式打破,采用项目实践的模式进行。在学习逻辑基础知识中,设置项目“简易键盘的设计与制作”;在讲授逻辑电路和触发器知识点过程中,设置项目“表决器的制作和设计”;在时序逻辑电路章节,设置项目“抢答器的设计与制作”;时序逻辑电路章节中还可以结合下一个知识点“555定时电路”,设置“收音机的设计与制作”。以“项目化教学”为核心,让学生在设计与制作中学习知识,在动手中创新。学生以团队合作的方式,完成老师既定的任务后,可以按照自己学习到的知识,再制作相关的数字电子技术产品或者创新制作产品的思路和技术。教师在对学生进行考核中,可以适当加大对学生创新训练过程的考核。 4注重创业项目的孵化 数字电子技术课程不单单联系着电路基础、模拟电子技术等基础课程的学习,也和后续各类电子技术核心课程紧密联系。在课程讲授中,指导学生的创新地进行电路设计与制作,同时指引学生在现有知识体系上继续思考。由原来的“简易键盘设计与制作”、“表决器制作与设计”、“抢答器制作与设计”等项目中,与生活实际相联系,衍生设计出相关数字电子技术产品。在课程项目设计与制作中,学生需要结合固有的知识,以小组的形式开展项目的设计与制作,分析项目环境,对项目进行规划。这个过程就是创新创业训练的体现。在项目实践中,学生设计出了相关产品,在实现学生自我专业学习的同时,挖掘其市场价值,尽可能地转化为社会价值。通过充分发挥创新创业训练在课程中的“造血”功能,实现创业项目的孵化以及学生的自我学习和自我培训,从而巩固教学成果。 5总结 创新创业训练结合学生的专业学习开展,以专业技术为依托,将创新创业训练从专业基础课中开始渗透,从而改变固有的专业教学模式和创新创业训练模式。创新创业训练贯穿于完整的人才培养体系中,以此提升学生专业核心能力和职业核心能力,实现高技能、高质量就业。推进学生创新创业工作是一项长期的任务,必须在理念、模式、项目、成果等四方面常抓不懈。 作者:庄坚泉 欧阳欣 林子杰 单位:广东轻工职业技术学院电子通信工程系 数字电子技术论文:数字电子技术与单片机发展 0引言 单片机对于我们来说有些陌生,它其实是计算机系统的一个构成部分,与数字电子技术一起作为信息技术当中的重要技术之一,在各行各业中发挥了信息技术在当今时代无法比拟的重要作用。随着数字电子技术与单片机不断发展,在各领域中都得到了广泛应用,各种具有现代化的电子设备不断衍生,形成了科学高效化的信息产业生产、服务供应链,为社会经济等各个领域都做出了万众瞩目的成就,立下了汗马功劳。文章笔者结合数字电子技术与单片机这两个物质,从数字电子技术与单片机概述、发展、应用,对本文的主题数字电子技术与单片机的发展与应用展开了论述。 1数字电子技术与单片机概述 1.1数字电子技术 数字电子技术属于信息电子学科,集成电路、发光二极管等都是数字电子技术具体的物质体现,它以集成芯片、电路、逻辑门电路为研究对象,伴随信息技术的发展,其电路对于信号处理显示出了明显的优势。以处理信号为例,信号处理过程中,按照一定比例在数字电路上,把模拟信号转换成数字信号,再经数字电路将数字信号进行处理,完成处理之后,根据需要反复转化成模拟信号。 1.2单片机 单片机是计算机系统中一个重要组成部分,它是一种集成电路芯片,在计算机系统中,将零散的部件归结到一块芯片中,构成了微型系统,这个微型系统就是所谓的单片机。单片机从另一个专业角度来讲,它还成为微控制器,设计单片机的目的是为了控制计算机某个性能,以满足计算机系统能够正常稳定运行的需要。 2数字电子技术与单片机的发展 2.1数字电子技术的技术前景 2.1.1数字电路 数字电路在数字电子技术中主要起到传递与处理数字信号的作用,数字电路的出现,使处理的信号数量越来越多,对信号产生、控制、放大整形、传递、存储备份经过计算机的分析处理一次性完成,花费较少的时间能够完成一系列与信号处理相关的流程。选择合适的工具对数字信号进行分析与设计,保证这些工具具有逻辑性与代数性质。 2.1.2数字信号 数字信号是对于电子电路处理来说最为关键的环节,最为基础的环节,处理好数字信号能够保证电子电路的总体质量。数字信号是指在一定时间与数值,在离散状态下产生的信号。在计算机系统中传递的数字化的信号,从另一个相反的角度来讲,模拟信号在时间、数字上,突显出连续变化的特征。 2.1.3数制与代码 对于信号的处理是利用数字电子技术传输信息数据的基础,对于信息数据快速传输,信号在其中起到了关键作用。一个完整的数字电路离不开对于信号的处理,数字电路与数字信号是一种逻辑关系。针对数字设备的认识,以二进制代码为例,它对于电子技术的分析具有很重要的影响,数字电子技术运用了两种数码,采用“”逢二进一”的原则,对于数制代码的分析处理不仅只有二进制这种方法,还有更多的多进制方法,如八进制、十进制等方法,在机器内部中,二进制用于数据的处理,八进制等其他进制用于程序书写。2.2单片机的发展2.2.1单片机中存储器的发展趋势分析存储器在单片机发展中,成为促进其发展的主要选择。存储器在单片机的作用是读写操作,这种借助单片机进行的读写操作能够为存储提供便利的可参考的数据,在运行当中遇到掉电的情况,数据仍然保持完整无缺的状态,节省了大量的时间与资本费用进行补救。单片机还有最重要的一个作用就是对于运行当中的系统进行优化,提高整个系统的结构性能,基于存储器在单片机中发挥的重要作用,为此必须加强存储器在数据存储方面发展的研究,使其发挥出更加优越的作用。 2.2.2单片机微型化的发展趋势分析 单片机以独立化的方式,将各个运作模块应用到一个系统中,其体积会出现明显的扩大,其体积越增大,运作质量越得不到保障,功效消耗也将会增大。针对这种劣势,在数字电子技术的支持下,现阶段单片机在结构、功能等方面发生了重要变化,在体积小而且单一性的芯片当中,它能够将中央处理器等功能模块,集中在这些芯片部件之中,使得具有部分增强性的单片机得到进一步扩展,实现了看门狗程序与脉宽调制电路等功能的综合应用。单元电路成为未来的一种发展趋势,促进了综合功能向着多元化发展,从现阶段乃至日后长期的一段时间内对于体积要求越来越严格,将向着体积小、重量轻的方向发展,以最大限度保证其应用功能。 3数字电子技术与单片机的应用 3.1数字电子技术的应用 3.1.1在USB总线的“微波功率测量计”中的应用 数字电子技术是基于USB总线的“微波功率测量计”的开发基础,在计算机软件中能够针对微波功率进行精确测量。USB接口与微波检测电路是微波功率测量计的两个部分,使用探测仪完成功率信号的收集,信号收集结束后,对信号进行有效处理由微波检测电路完成,按照处理结果,修正信号数据,通过USB接口将修正结束后的数据上传到上位机,然后再经由上位机对收到的数据进行处理。 3.1.2在网络中的应用 网络在今天发挥的作用不言而喻,我们今天越来越便利的生活服务大部分都要归功于网络。数字电子信息技术也促进了计算机网络技术的更新换代,与此同时网络也推动了数字电子技术的快速发展。从目前现状来说,数字电子技术在网络中发挥的作用越加突出,如我们日常生活中运用照相机、手机拍摄的照片,都会以数字化的形式经过网络传输,或者是纸质的文件可以转化成数字化的文件,各种信息之间可以相互转化,从而实现资源的共享。基于数字电子技术在网络中发挥的重要作用,其应用前景越发广阔,网络传输也需要网络信号的传输,数字电子技术在其中承担了网络信号传输的责任,借助其高质量的数字信号有利于提高网络的稳定性,具备很强的抗干扰能力,提高对于网络数据的保存能力,使信息数据传输更加方便快捷,归纳起来来说,网络与数字电子技术二者的结合是设备集成化、综合数字化共同影响作用下而产生的。 3.1.3强化信号进行数字化处理 数字电子技术对不同的信号都能进行处理,在信号处理中尤其注意的一点是需要处理的信号是什么种类的,针对不同种类的信号再进行处理。其处理方式通常采用量化的方式,并采取抽样的方法判断出信号的质量,对同一个种类的信号进行分离,这样有利于保证连续性。保证信号质量的前提下,对设计好的信号编码,按照设计方案要求转换数据信号,经由网络载体传播转换后的信号。 3.1.4在高效运输网络信息中的应用 要想使网络信息达到理想的处理效果,促进其优化发展,通常采用数字电子技术来强化处理效果,它有利于提高传输效率,是网络建设的重要举措。它将网络信息中的信号转化成数字化的信号,达到高效处理的目的。针对网络信号与数字信号的转化,数字电子技术能够在网络信息建设中充分发挥其优势,再转化为模拟信号,利用其技术上的优势,保证通信安全性,网络信号生成电子网络系统,大大提高了网络信息的传输效率,为网络信息传输提供了方便。 3.1.5提升网络展开信号处理能力 数字电子技术很容易与计算机网络技术相混淆,二者是不同的系统,却又是相互协作的关系,是智能化系统中的重要组成部分。两者的结合能够强化网络展开信号处理能力。在强化作用机制的影响下,将二进制代码应用在数字电路处理之中,干扰其他系统,以免受到其他系统的影响,而使网络系统不能正常运转。数字电子技术对信号进行加密处理,保证了信号安全性,避免了其他原因的影响,存储也比较方便。 3.2单片机的应用 3.2.1在工业控制中的应用 既然单片机是计算机系统中一个重要组成部分,计算机被广泛应用到工业生产控制中,那么单片机在工业控制领域中也会有充分的用武之地,这也是在目前技术条件下,单片机所发挥作用的重要体现,它主要对工业生产中的数据进行采集,具有存储功能的存储机能够毫无保留地将收集到的数据进行存储,针对流水线管理,通过计算机联网对其进行管理,然后二级控制系统在联网中形成,对于提高生产质量具有快速高效的效果意义。 3.2.2在智能仪器仪表设备中的应用 单片机作为一种新型高端的信息技术设备,具有体积小、高度集成、控制灵活、可操作性强,可靠性高等优势,基于这些优势又在智能仪器仪表设备中大有作为。它在测量控制方面,对于传统半自动化的仪器仪表的性能、运行质量测量控制彻底发生了改观,向着智能化的方向发展,在电路应用方面远远优于传统仪器仪表,从而实现测量控制一体化,与现代智能仪器仪表设备的发展保持高度的一致性。 3.2.3在家用电器中的应用 单片机在当前技术条件支持下,广泛应用在家用电器中,用于对其更新升级。通过单片机在其中的应用,家用电器生产商能够提高产品质量,提高市场竞争力,为家电企业带来丰厚的利润。如在洗衣机中的应用,能够分出衣服类型,判断出是否真正洁净,然后选择对应的洗涤时间与程序;在电冰箱中识别事物种类,选取冷藏温度;对于微波炉与烤箱能够对食物种类进行自动识别;能够以智能化的控制方式对电视游戏机进行控制。通过单片机在这几种家用电器中的应用可知,单片机提高了家用电器的使用性能,方便了社会大众,促进了家用电器行业向着智能化发展。 作者:杨洋 单位:武汉轻工大学电气与电子工程学院 数字电子技术论文:关于项目教学法的数字电子技术论文 一、基于项目教学法的课程建设 “数字电子技术”课程首先让学生了解了数字电路的基础知识及逻辑代数,接着重点让学生熟悉常用的集成电路及其应用。在掌握基础知识的前提下,在课程的教学过程中采用项目教学法,引导并启发学生采用模块化的设计思路对综合性的数字系统进行设计。项目的选择应遵循的原则:(1)难度适中;(2)与现实生活紧密结合;(3)能够激发学生学习兴趣;(4)与专业相关,对专业知识有更深入的理解。 二、项目教学法的实施步骤 1.创造情境,激发学生兴趣。 在教学中创建良好的教学环境,激发学生的学习兴趣。例如在课程的“组合逻辑电路设计”教学中,询问学生有没有献过血。通过此问题可以激发学生的好奇心,探究献血和所学知识的相关性;接着询问血型匹配知识。通过此问题调动大家探讨的积极性;最后提出能否利用所学知识设计一个血型匹配判断电路。通过前期的情境培养,使学生对“组合逻辑电路设计”知识产生浓厚的兴趣。 2.围绕主题,逐步深入。 学习了典型的时序集成电路后,为了进一步加深学生对集成电路的理解和应用,继而引导学生作进一步讨论:能否用现有知识设计数字电子钟?数字电子钟的设计包含哪些模块?学生对数字电子钟比较熟悉,能够确定数字电子钟需要实现哪些功能。学生通过研究和讨论,设计出数字电子钟的总体结构图。数字电子钟的模块包括:秒脉冲信号产生、计数、译码、校时和显示等基本模块,利用Multisim仿真软件实现各电路模块的独立调试和仿真,再进行系统的级联调试。在此过程中,教师应引导学生思考数字电子钟的关键问题:秒脉冲信号如何产生?时计数电路,即二十四进制计数电路如何设计与实现?分、秒计数电路,即六十进制计数电路如何设计与实现?时(分、秒)译码电路如何设计与实现?时(分、秒)显示电路如何设计与实现?怎样实现对时、分的校准。 3.模块化设计,团队合作。 基本设计思路确定以后,进入项目的实施阶段。在对学生进行分组时,应从多个方面考虑团队成员的组合,如知识结构、特长、性格等。确定了小组成员后,明确每位同学职责。项目负责人将项目任务模块化,负责项目的整体组织和协调,确保项目有条不紊地开展;成员两人一组完成子模块的设计与调试;最后以小组为单位,梳理项目,由项目负责人组织编写和完善所有项目文档和报告。在项目的设计过程中,学生参考他人的设计及实现方法时,主要是学习他人的设计方法,如编码、接口和电路的工作原理,而不是原封不动地使用他人的电路。在项目的方案论证过程中,鼓励学生开展讨论。学生可以通过提方案、相互补充和正反对比等多种探讨思路,对所拟定的方案进行仿真或试验验证。教师在这一环节中力求全面把握学生动向,主动获取学生设计过程中的认知错误,加以指导。最后学生可以得出电子钟每一子模块的设计内容。数字电子钟的第一部分是时间基准,即时钟。学生通过查阅资料发现,为了获得可能的最高精度,时钟电路选择比较常见的32.768kHz的晶振,而32768是2的15次方,所以对这种晶振进行15次分频的话,就可以得到准确稳定的1Hz的标准时钟信号。数字电子钟的第二部分是秒计数器。秒计数器的工作原理为:给其装载一个初始值并执行减计数至零。当计数到达零时,产生一个时钟脉冲并将其传递给分计数器。在这里,装载的初始值根据需要设定的时间和时钟基准信号来计算,若时钟基准信号为1Hz,则60s的设定时间所需的初始值为60,若时钟基准信号为2Hz,则60s的设定时间所需的初始值为120。也就是说,装载的初始值等于需要设定的时间乘以时钟基准信号。数字电子钟的第三部分是分计数器,它实现分的计数和显示,且进行小时比较。每当秒计数器减至零时,分计数器加1。电路需包含一个比较电路的8位计数器,以实现分的复位并使小时计数器加1。通过仿真,学生发现,为了保证LED显示的正确性,当复位为零时,设置显示值为59。数字电子钟的第四部分是时计数器,当分计数器计数到60时,小时计数器加1。在计数器的设计过程中,学生最容易忽略计数器的工作特性,在仿真时就会出现问题。例如,在电子钟设计中计数器选用74LS193时,就要考虑其工作特性,在分计数器的值小于而不是等于60的那一个时刻加1。这样做可以避免使用额外的逻辑运算,来使比较器的输出转化为小时计数器的输入时钟脉冲。小时计数器电路中也应该包含一个比较器,用以检测当前值是否为12(电子钟小时显示为12进制),如果是,立即将小时计数器复位。 4.总结问题,共同研讨。 在项目教学实施的过程中,教师在做到整体掌握、全程引导的同时,还要尊重学生的设计,协助学生解决遇到的难题。如学生在校时电路的设计中遇到了如下问题:校时电路的开关在接通和断开时均存在抖动问题,使电路无法正常工作。这时学生在教师的鼓励、引导下查阅资料,了解到常用的消除抖动的方法:软实现(编程实现)、硬件实现。软实现即处理器查询或者监视开关的状态,当开关在规定时间内没有改变状态时,即认为开关已经不再抖动。常用的硬件去抖动的方法有:(1)使用施密特触发器电路;(2)使用CMOS555定时器;(3)基本RS锁存器电路。利用施密特触发器电路消除抖动时,应确保施密特触发器的门限电压尽可能小,以保证能被电容上的电压触发;当开关存在很多抖动时,最好的方法是采用CMOS555定时器构建单稳态电路来消除抖动。当开关按下时,555定时器可以输出一个稳定的脉冲信号,代替开关来触发实际;利用基本RS锁存器电路,将锁存器的S端接开关输入,R端接应用电路,将开关的状态锁存,当操作完成后取消锁存。学生可以分组,应用不同的方法消除抖动,比较去抖动的效果,确定最佳方案。学生通过查阅资料,不仅解决了设计中遇到的问题,同时也发散了思维,扩展了知识面。 5.时序仿真,实现目标。 学生通过原理图设计,得到了秒脉冲信号、二十四进制计数器、六十进制计数器,通过仿真可以得到其时序图,引导学生总结利用集成计数器芯片实现其他进制计数器的方法,最后通过级联实现数字钟的设计和仿真。每个小组实现项目设计后,教师应对学生作品进行评价,项目组负责人应向全班汇报并展示本组设计的作品,列举在项目实施过程中遇到的问题及解决方案。 6.拓展项目,鼓励创新。 在学生实现了项目任务时,教师可以引导学生进行项目的拓展,增强学生的灵活应用能力和创新能力。鼓励学生进行讨论,如现在市场上的电子钟定时有何特点,学生自身对定时功能有何要求等。学生可以通过提方案、互相补充、多方面对比等探讨过程,实现电子钟个性化定时的设计。在这一过程中,学生不仅学会思维探索,而且提高了对知识的理解记忆,为课程学习打下了坚实基础。不要局限于一套设计方案。在系统设计前,将学生分组,要求每组同学采用不同的方法达到设计目的。例如用数字电路设计一个闪烁式LED时序电路,在设计时序发生器时可以采用以下几种方法:(1)555定时器;(2)慢时钟;(3)快时钟,通过计数器来分频。 三、结语 在“数字电子技术”课程教学改革中,采用项目教学法获得了显著的实际成效。采用基于项目的教学方法,通过创设情境、教师适时引导、学生团队合作及互动交流、项目拓展等,不仅能够全面提高学生分析问题及解决问题的能力,还能够充分调动学生学习的主动性和积极性。教学实践证明,基于项目教学法的“数字电子技术”课程教学改革与实践,对培养应用型、技能型电气信息类专业人才是有效的。 作者:郭会娟 姚素芬 只德瑞 侯淑萍 单位:天津商业大学信息工程学院 数字电子技术论文:课程教学改革中数字电子技术论文 1我国现阶段《数字电子技术应用》课程的发展现状 1.1教学内容相对滞后 笔者认为,同样是《数字电子技术应用》课程,在教学内容上要有区分,对于职高的学生而言,学校更应注重其实际操作能力的培养和提高。 1.2教学模式有待创新 我国传统的教学模式是以教师为主、学生为辅,通常是教师讲什么,学生就学什么,学生处于较为被动的地位。同时又由于《数字电子技术应用》这门课本身理论性较强、难度较大从而导致学生缺乏兴趣,不愿意自主学习和探索,这样就很难取得突破。 1.3教学理念急需转变 “应试教育”这一理念在我国的学校教育中可谓根深蒂固,虽然高职、本科生的教育强调学生要自主学习,给学生更多的自由时间,尽可能地让学生自己去探索和实践,但仍没有取得满意的效果。 1.4理论与实践相脱节 目前在我国高校教学中,对实验教学这一部分的重视程度并不高,主要表现在实验器材配置较落后、学生参与实验的积极性不高,多是为了应付考试、教师没有严谨地对实验过程和结果进行跟进和评估。而受我国传统教育的影响,教师偏重课堂上的理论教育,学生则多以看书学习为主,理论教学与实践教学的课时比例分配不合理。从而导致理论与实际相偏离。 1.5考核方式比较单一 大部分高校在进行学生学习效果评估的时候还是以考试为主,将笔试成绩、出勤率、实验课表现三个方面按不同的比例来分配,期末总成绩则由三项成绩加总而成。显然由于考核因素太少,这种考核方式存在很大的局限性,因此可以通过增加更多的考核因素来完善考核制度。 2《数字电子技术应用》课程的改革与实践之策 2.1传统教学模式与现代化模式相结合 现代化的多媒体教学则可以通过制作生动的课件将理论以视频、动画、图片等方式呈现出来,不仅可以活跃课堂气氛,同时还能让学生更好的理解教学中的难点、重点,将传统教学模式与现代教学模式相结合,学生对知识点理解会相对轻松有效。 2.2项目式教学模式的引入 项目教学法是教师带领学生在开展一个项目的基础上,通过实际操作将理论知识传授给学生的教学模式。该模式主要包括项目的选取、项目模块化、自主发挥部分、项目实施及总结评估几个部分。 2.3推行校企联合教学的模式 学校应加强与企业的联系,可以与相关企业签订实习协议,安排学生去实习,以提高学生的实践能力,此外也可聘请企业高级技术人才进校开展主题讲座,以给学生更多的机会去了解行业的最新动态,适当调整自己的学习方向,逐渐去适应企业的发展要求。 2.4调整考核方式 通过引进更多的考核因素,如学生参加科技竞赛获奖、自主做实验次数、实习期表现情况等方面,增强考试的公平性、合理性。 2.5多元化学习模式 同一专业同学可以根据自身的优势成立学习小组,团队成员间互相监督和帮助,提高学习的积极性。此外还可以通过成立课余兴趣小组、举办高校科技竞赛等方式来营造多元化的学习环境。 2.6实验室管理更加人性化 完善实验室管理,延长实验室的开放时间,并配备值班教师在必要时指导课余时间自主做实验的同学。 3结语 《数字电子技术应用》这门课程作为电子信息技术类专业的核心基础课,从专业人才的培养的长远发展来看,课程改革势在必行。教育改革一直是社会的热点问题,要取得改革的成功必须要有破釜沉舟的决心,如果相关政府部门、高校、企业等能够有效配合,我想教育创新改革的成功必将指日可待。 作者:吴志伟 单位:江西环境工程职业学院 数字电子技术论文:教学质量下数字电子技术论文 1充分利用而不过分依赖多媒体辅助教学手段 作为一种教学方式和教学手段,多媒体图文并茂,具有效率高、信息量大、省时等优势,对其充分利用,可以有效地提高课堂教学效率和保证教学质量。在《数字电子技术》课程教学中,对于抽象、难于理解的内容,教师可以充分利用PPT课件讲解以及图片、动画、视频、音频演示、EDA仿真软件的直观演示等多媒体辅助教学手段,生动形象地呈现所研究对象的复杂变化过程,使学生通过生动形象的直观观察,更好地理解所研究对象的内在规律,对重点、难点及疑点问题理解透彻。如讲授模拟电子系统以及模拟和数字集成系统时,通过学生直观观察和教师必要的讲解,能有效提高课堂效率和学生学习的兴趣,加强学生对模数转换和集成系统有更好的理解。《数字电子技术》课程教学中引入多媒体辅助教学手段能在有限的时间内增加授课的信息量,使教学内容形式丰富、灵活,有利于解决“学时短、内容多”的矛盾。但教师作为多媒体教学的实施者,不能过分依赖多媒体,应该以学生为核心,围绕教学目标,充分将多媒体资源及其它资源共同构成统一的教学资源系统,注重多媒体教学与传统教学相结合,扬长避短,避免出现讲课速度太快、学生跟不上或者讲课沦为用PPT演示文字和图表的单调过程等等。 2巧设教学情境和问题,激发学生学习兴趣,树立自主学习意识 根据教学内容的难易、重点,向学生提出要解决的中心课题,要求他们分析问题情境,探索问题的解决方法。笔者讲授《数字电子技术》中“二值逻辑与基本逻辑运算”时先介绍安全带报警系统,如图2所示,然后引到学生思考“什么是与逻辑”,之后了解与运算之后,发问“如何用与门实现安全带报警系统”。通过巧设问题和情境,激发学生那种强烈的探索欲望,使学生处于一种积极的思维状态。对于教材中比较抽象的概念和原理,在教学中要深入浅出,用形象生动的比喻去帮助学生进行分析理解,提高学习兴趣,激发学习热情。学生沉浸其中,才会学有所思、学有所问、学有所悟、学有所得,才会有新的发现。要想让学生沉浸于学习还得发挥学生的主体作用。凡学生能够自己探索得出的,决不替代,凡学生能独立发现的,决不暗示,尽可能给学生多一点思考的时间。为让学生深刻理解74HC151七段显示译码器三个辅助端即灯测试输入、灭灯输入和锁存使能输入端的功能,笔者让学生根据74HC151的功能表,分析输出有字形时对应的三个辅助输入端信号分别是什么,从而得出结论:灯测试输入端用于检查译码器本身及显示器各段的好坏,灭灯输入端用于将不必要的零熄灭,锁存使能输入端由0跳变到1时,输入码被锁存,输出只取决于锁存器的内容。 3授课要承前启后,注重教学内容的衔接 在教学中关注知识之间的前后联系,了解知识的来龙去脉,可以使我们更好地衔接教学内容之间的关系,形成一个系统的知识链;在这一基础上的教学设计,能促进学生利用迁移、转化的方法来解决问题,能使我们有效合理地进行教学。一方面注意本课程内容的前后衔接,另一方面注意本课程与前后相关课程的衔接。如讲全加器时,可以得出全加和S和进位数Co的表达式,分别如式(1)和式(2)所示。根据式(1)、(2)和已经学习的半加器知识。同时,引导学生将式(1)和式(2)分别变换成如式(3)和式(4)所示的最小项表达式。进而,让学生回忆二进制译码器74HC138重要应用之一,即可以实现给定的组合逻辑函数。最终,在引导下,学生得出如图3(b)所示的电路图,即用已学的74HC138实现全加器的功能。这样学生开阔了思维,加深了对已学知识的理解。有意点拨前后课程中与本课程相关的知识点及其应用,让学生认识到电子技术课程承前启后的重要作用,激发学习的兴趣和热情,提高学习的主动性,树立学好电子技术课程的信心。 4理论联系实际,拓展学生的思维能力 理论教学学生一般感觉枯燥、难学懂。在理论教学的过程中,若能结合具体实验案例,则能给予学生感性认识,提高学习兴趣,进而通过理论学习上升到理性认识,再到实践环节中,验证理论,又可促使学生真正理解理论知识,进一步深化理论。对数字电子技术的掌握更重要的是能够通过电路的学习学到一种思维方式,学会一些分析问题和解决问题的方法。逻辑运算是数字电子技术的基础,让学生理解基本运算是重点也是难点。为此,笔者在讲授或运算时,“入室盗窃检测和报警系统”为例讲解或运算及或门的应用。这样一来,学生易于理解或运算的本质及其应用。教学多结合实际,激励学生不但要具有坚实的理论基础而且应能够灵活综合应用来分析和解决问题。 5重视作业环节 作业是数字电子技术课程的一个重要环节。它既反映学生对电路基本理论的掌握、应用和分析计算的能力,也是对学生进行工程计算的基本训练和培养严谨科学态度的手段之一。对作业严格要求,促使学生认真完成,对提高课程的教学质量也起了良性循环的作用。在课堂上加强例题的讲解,把一些典型的题目讲深、讲透,对一题多解的题目尽可能罗列出各种解法并指出它们的内在联系及异同,对留给学生的作业则要求用不同的方法求解,加深前后知识点的掌握。为了了解学生对知识点的掌握情况和提高课堂作业讲解的时效和实效,作业按要求标注:顺利完成—A,复习完成—B,参考完成-C,难以下手-D。这样讲解作业就有针对性,而且也能很好地避免学生抄袭。除了传统习题,适当布置课外实践和仿真作业,鼓励学生进行课外电子小制作,积极参与电子设计相关竞赛,增加动手能力锻炼机会,既能激发学生的学习兴趣和热情,也能让学生在实践中体会理论知识,让实践与理论紧密结合。质量是高等教育的生命线,创新是高等教育的灵魂,《数字电子技术》教学改革是一个长期的过程,需要教师坚持以学生为本,在实践中不断修正与完善,赢得学生的支持和配合。最终,通过课程教学和学习,使学生掌握数字电子技术的基本概念、基本电路、基本分析方法和基本实验技能,积累丰厚、扎实的数字电子技术基础知识,为后续课程的学习打下良好基础;同时培养学生的自主学习能力和创新能力,使学生提高系统集成能力、综合应用能力和仿真实验能力。 作者:程杉 井立兵 郭攀锋 单位:三峡大学电气与新能源学院 数字电子技术论文:课程教学改革下数字电子技术论文 1我国现阶段数字电子技术应用课程的发展现状 1.1教学内容相对滞后 笔者认为,同样是数字电子技术应用课程,在教学内容上要有区分,对于职高的学生而言,学校更应注重其实际操作能力的培养和提高。 1.2教学模式有待创新 我国传统的教学模式是以教师为主、学生为辅,通常是教师讲什么,学生就学什么,学生处于较为被动的地位。同时又由于《数字电子技术应用》这门课本身理论性较强、难度较大从而导致学生缺乏兴趣,不愿意自主学习和探索,这样就很难取得突破。 1.3教学理念急需转变 “应试教育”这一理念在我国的学校教育中可谓根深蒂固,虽然高职、本科生的教育强调学生要自主学习,给学生更多的自由时间,尽可能地让学生自己去探索和实践,但仍没有取得满意的效果。 1.4理论与实践相脱节 目前在我国高校教学中,对实验教学这一部分的重视程度并不高,主要表现在实验器材配置较落后、学生参与实验的积极性不高,多是为了应付考试、教师没有严谨地对实验过程和结果进行跟进和评估。而受我国传统教育的影响,教师偏重课堂上的理论教育,学生则多以看书学习为主,理论教学与实践教学的课时比例分配不合理。从而导致理论与实际相偏离。 1.5考核方式比较单一 大部分高校在进行学生学习效果评估的时候还是以考试为主,将笔试成绩、出勤率、实验课表现三个方面按不同的比例来分配,期末总成绩则由三项成绩加总而成。显然由于考核因素太少,这种考核方式存在很大的局限性,因此可以通过增加更多的考核因素来完善考核制度。 2数字电子技术应用课程的改革与实践之策 2.1传统教学模式与现代化模式相结合 现代化的多媒体教学则可以通过制作生动的课件将理论以视频、动画、图片等方式呈现出来,不仅可以活跃课堂气氛,同时还能让学生更好的理解教学中的难点、重点,将传统教学模式与现代教学模式相结合,学生对知识点理解会相对轻松有效。 2.2项目式教学模式的引入 项目教学法是教师带领学生在开展一个项目的基础上,通过实际操作将理论知识传授给学生的教学模式。该模式主要包括项目的选取、项目模块化、自主发挥部分、项目实施及总结评估几个部分。 2.3推行校企联合教学的模式 学校应加强与企业的联系,可以与相关企业签订实习协议,安排学生去实习,以提高学生的实践能力,此外也可聘请企业高级技术人才进校开展主题讲座,以给学生更多的机会去了解行业的最新动态,适当调整自己的学习方向,逐渐去适应企业的发展要求。 2.4调整考核方式 通过引进更多的考核因素,如学生参加科技竞赛获奖、自主做实验次数、实习期表现情况等方面,增强考试的公平性、合理性。 2.5多元化学习模式 同一专业同学可以根据自身的优势成立学习小组,团队成员间互相监督和帮助,提高学习的积极性。此外还可以通过成立课余兴趣小组、举办高校科技竞赛等方式来营造多元化的学习环境。 2.6实验室管理 更加人性化完善实验室管理,延长实验室的开放时间,并配备值班教师在必要时指导课余时间自主做实验的同学。 3结语 数字电子技术应用这门课程作为电子信息技术类专业的核心基础课,从专业人才的培养的长远发展来看,课程改革势在必行。教育改革一直是社会的热点问题,要取得改革的成功必须要有破釜沉舟的决心,如果相关政府部门、高校、企业等能够有效配合,我想教育创新改革的成功必将指日可待。 作者:吴志伟 单位:江西环境工程职业学院 数字电子技术论文:数字电子技术考核理论探讨 一、现实研究重点 基于多元学业评价理论的数字电子技术课程考核模式研究,从选题的角度来说,具有重要的现实意义。这种现实意义是针对目前数字电子技术课程考核模式相对滞后的角度来说的。但是,通过研究分析可以知道,这些研究的理论和重点围绕多元学业评价三个重要方面来展开的。 (一)多元学业评价主体呈现多元性特征 通常认为,传统学业评价的主要对象是针对教师,更加注重教师在实践教学过程中所起到的重要作用,相对忽视学生这一学习的主体。当前,基于多元学业评价理论是基于新型的学业评价教学模式的有效运行来展开的。在这个过程当中,需要教师和学生共同作用,也切实改变以往单纯的一元评价对象为多元评价对象,赋予了教师和学生的多元学业评价活动中所占的权重和比例。多元学业评价的主体多元性,能够有利于降低常规学业评价的主观臆断、偶发因素等,能够有效实现学业评价的全面、公平、公正、公开、客观的目的。基于多元学业评价理论的数字电子技术课程考核模式,能够充分体现出任课教师的主导作用,能够充分体现出学生评价的主体作用,能够充分体现出学业评价本身的社会属性,是多主体共同科学评定的产物。 (二)多元学业评价环节呈现多样性特征 传统的学业评价环节重点是围绕日常的作业练习、理论考试分数等因素。基于多元学业评价理论的数字电子技术课程考核模式,其评价环节更加复杂多样,每个环节均要开展的评价和评定,科学设定每个环节评价的权重,有效区分分析、反馈、反思、研究、表现、态度等诸多环节的权重,有的指标权重设置可能会存在与前述权重交叉的现象。这种由于多元学业评价的多重性、多样性,能够为广大学生创造出发挥聪明才智的坚实平台。 (三)多元学业评价内容呈现多面性特征 在传统的学业评价过程中,任课教师对于学生的评价更多的是理论考核,即重点围绕学生对于基本知识的理解和掌握程度,这样的评价就显得比较单一枯燥。基于多元学业评价理论的数字电子技术课程考核模式能够实现评价的内容多面性的特征,不仅仅关注的是学生对于本学科基本知识的掌握程度,更关注广大学生对于知识分析、知识理解、知识应用的能力强弱,能够进一步培养广大学生的创新精神、研究精神、协作精神等诸多方面的能力。 二、基于多元学业评价理论,深入推进数字电子技术课程考核模式建设 目前,数字电子技术课程的考核评价重点围绕课程的应用性、实践性,为确保基于多元学业评价理论的数字电子技术课程考核模式取得更为显著的成效,现提出如下几点建议: (一)进一步实行数字电子技术课程项目化的考核模式 配合本课程基于工作过程的项目化教学模式改革,将课程的讲授课时进行重新科学分布,动态调整课程讲授的学时分布和权重,重点增加学生参与课程研讨和创新实践的过程比重,探索采取项目化的考核方法,将课程考核内容整合分为独立的单元模块。分别对于每一个单元模块进行考核,比如将一个单元确定为“简单抢答器的制作”项目的考核,确定为“产品质量检测仪的设计与制作”项目的考核,确定为“数字电子钟的设计与制作”项目的考核,确定为“叮咚门铃电路的制作”项目的考核,等等。采取此种项目化的考核模式,有利于进一步提升课堂的教育教学效率,让学生在有限的时间内能够学习到最大限度的知识内容,进一步明确各项目链接知识点之间的关联性。 (二)进一步实行数字电子技术课程实践化的考核模式 数字电子技术课程具有较强的实践性,因此对于课程考核的研究和模式的创新,不能仅仅局限于理论知识的考核,必须进一步大幅度增加实践考核的权重和内容,建议引入工程应用实例考核模式,借助项目驱动的考核模式,重点在每一个单元知识讲授和考核的过程之前,给学生们布置项目作业,并且纳入课程考核的范畴。在实际的教育教学过程中,重点围绕如何进一步实现项目的操作目的,来展开相关知识点的讲授和学习,引入工程实例考核模式,对于教师来说,工作的积极性进一步提升,学生参与实践学习的积极性和主动性也随着上升。将实践化的考核模式贯穿于数字电子技术课程教学的整个过程,积极引导学习更加科学合理的设计电路,并且更加明确电路在具体工程中的应用。 (三)进一步实行数字电子技术课程实验化的考核模式 围绕培养学生工程实践能力,建议实行课程的实验化考核模式,探索将教学实践分成不同的实验层次,在每一个实验阶段引入课程考核的模式和权重,比如在基础实验过程中,应以基本的操作和联系为主要内容,实现进一步巩固和加深对于数字电路理论的理解和掌握,最大限度地灵活使用仪器设备,进一步增强基本实验技能和操作水平,从而实现多元学业的评价理论与实践的有机结合。应充分发挥教学相长的作用,最大限度激发学生的学习潜能,积极引进社会性评价,促使任课教师和广大学生及时调整教学和学习情况,最大限度地减少盲从性,提高有效性。 作者:谢兰清 单位:广西工业职业技术学院 数字电子技术论文:论数字电子技术在网络中的应用 一、数字电子技术应用于网络的重要性 数字电子技术可以实现信号的数字通信。数字信号特点抗干扰能力强、无噪声积累,便于加密处理,便于存储、处理和交换,设备便于集成化、微型,占用信道频带较宽,便于构成综合数字网和综合业务数字网,数字通信具有很多优点,计算机所用信号与数字通信的信号都是二进制代码,也就是说计算机信号与数字通信信号是一致的,这种信号一致性便于数字信号与计算机联网,用计算机对数字信号进行存储、处理和交换也因这种信号一致性方便了不少。实现了通信网管理和维护的自动化与智能化。数字信号的抗干扰性能强,可以实现长距离高质量的信息传输,而且经过数字变换后的信号,对网络信息的加密变得容易不少,因为简单的数字逻辑运算可以方便的进行加密、解密处理,而且保密性好。数字电子技术使用数字电路,具有体积小、功率低的优点,因此网络设备可用大规模集成电路实现。目前自然科学中发展最快的科学技术之一正是数字通信与网络技术。计算机与通信网络互连构成的计算机通信网络系统,缩短了人们之间的沟通距离,缩短了信息获取的时间,使整个社会紧密得结合在了一起,人们的生活、学习和工作方式逐渐被改变,人们越来越依赖于网络带来的便利,特别是数字电子技术能够使网络信息快速处理,高速度、大容量的信息已经成为人们生活中不可或缺的一部分。知识信息时代,信息时代要求高技术人才必需具有一定的信息素养,数字电子技术应用于网络,正是这种高效率信息的保证,为培养高素质、信息全面化的人才奠定基础。 二、网络的特点与优势 网络是一个虚拟的信息传输、接收、共享的平台。网络技术有共同任务、共享环境、通信、合作与协调这几个重要的特点。首先是网络具有开放性和信息共享度,网络实现了资源的共享,为信息的传播提供时效性,网络上的信息资源很多,信息量也很大,为信息的传播、存储、共享提供保障。其次是网络便于对信息资源的搜索,通过浏览互联网,人们各取所需,甚至还可以通过BBS、电子邮件等信息工具发表自己的看法提出自己的问题,实现信息的反馈。网络实现了零距离的交流,打破地域界限,轻松实现跨国界、跨地区交流。网络上的信息更新速度快,比报纸、杂志等媒体更具有时效性,且节约资源,网络媒体的运营成本也相对较低,因为报纸杂志上的信息需要印在纸上才能传播,而网络信息传播无需纸张,对新闻事件在网上与访问者之间几乎没有时间差,只要刷新网页,就能同步追踪最新信息动态。网络其中一个最大的优点是实现信息的综合产播方式,信息的传播不仅仅是依靠文字,通常还伴有着图片、音乐、视频等多种信息形式,丰富信息内容,使用户对信息了解的更具体、详尽、透彻。随着网络技术的不断提高,现在可以实现信息的边下载边收听或边下载边观看时事新闻或其他信息,能够节约用户下载时间。网络上信息来源广泛,内容和形式多种多样。用户利用网络可以随时随地通过声音、图片、影像、数据、表格等多媒体形式进行信息的接收、阅览、传递、反馈。特别是数字电子技术应用于网络之后,信息沟通速度就更加快捷。 三、数字电子技术在网络中的应用 数字电子技术就是研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用,逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能,555定时器等。随着计算机科学与技术突飞猛进地发展,用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。先将模拟信号按比例转换成数字信号,然后送到数字电路进行处理,最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出,这样做可以充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能。这种用数字电路处理模拟信号的所谓“数字化”浪潮是从20世纪70年代开始的,至今已经席卷了电子技术几乎所有的应用领域。数字电子技术可以对网络进行信号处理。数字信号指幅度的取值是离散的,幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小,易于有数字电路进行处理,所以得到了广泛的应用。数字信号具有抗干扰能力强、无噪声积累,便于加密处理,便于存储、处理和交换,设备便于集成化、微型,便于构成综合数字网和综合业务数字网,占用信道频带较宽的特点。信号的数字化需要进行抽样、量化和编码的步骤。抽样是指用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号,也就是在时间上将模拟信号离散化。量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值,把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。编码则是按照一定的规律,把量化后的值用二进制表示,然后转换成二值或多值的数字信号流。这样得到的数字信号可以通过电缆、微波干线、卫星通道等数字线路传输。在接收端则与上述模拟信号数字化过程相反,再经过后置滤波又恢复成原来的模拟信号。上述数字化的过程又称为脉冲编码调制。数字电子技术有利于对网络通信信号进行处理和网络信息的高效率传输,将信号转换为数字信号,实现网络信息的信息高速公路化。数字电子技术充分发挥利用了数字电路在信号处理上的强大功能,通过将模拟信号按比例转换成数字信号,再送到数字电路中进行处理,将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出,实现了网络通信的数字化。利用数字信号作为载体来传输信息的通信方式成为数字通信,数字通信实现了通信的高速度、大容量,高速信息电子网络也就是信息高速公路,是由通信网络、计算机、数据库以及日用电子产品等组成的完备的网络体系。网络信息的处理与控制是通过通信网路上的高性能计算机和服务器等硬件设备实现的,高性能计算机和服务器先将模拟信息转化为数字信息进行信息输入或输出,在数字电路上进行传输,最后对信息存储,再将数字信息交换为模拟信息的过程,在此过程中,对网络信息的传输进行处理和控制。 四、结语 数字电子技术是研究逻辑门电路、集成器件的功能及其应用,逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能的一门学科。随着计算机的发展,网络技术的发展,数字电子技术是实现网络信息高速公路的关键。 作者:杜维祥 单位:哈尔滨威克科技有限公司 数字电子技术论文:数字电子技术网络实践研究 摘要:本文对网络时代下数字电子技术的网络实践进行分析,通过阐述实践内容着手,提出了几点关于促进网络技术发展的的建议。 关键词:数字电子技术;网络实践;信号数字化处理 1引言 伴随着我国国民经济的快速增长,人民的日常生活水平随之提升,网络在人民生活中的作用也越来越重要,作为网络发展的支撑技术,数字电子技术的发展也逐渐成为网络实践的方向。由于当前巨大的商场需求,电子技术的应用在社会的每一个角落都能看到其应用。由此可见,只有将数字电子技术在网络中的实践应用进行有效研究,才能对于数字化的信息社会建设起到推动作用。 2数字电子技术的发展前景 数字电子技术其实可以拆分成数字与模拟两种电子技术,由于当前市场的急切需求,数字电子技术这一学科就成为众多学科中发展最为快速的一门学科[1]。在电子技术发展越来越成熟的当前状况中,信息产业化的升级工作逐渐完成,并在此基础上顺应了经济市场的发展需要,进而朝向更具专业化的目标发展。在我国经济发展的近期,社会对信息化时代中数字电子技术的应用,提出了更高的要求。那么,满足该种要求,就必须经过一系列的改进、创新,才能真正与当前市场发展的实际需求相适应。在电子技术领域中,将电子技术朝向数字化的发展方向进步,就是目前科技发展的主流趋势,也只能是当代中电子技术与时代接轨的惟一途径。随着科学技术的改革更新,电子产品也在日新月异的换代。例如:数字电子技术的不断优化更新,在家庭和生产领域中的开关电压调节器行业、D类型的音频功率放大器行业中,这种技术都在被广泛的应用着,该种产品的出现,就是数字电子技术与模拟电子技术相结合的产物。鉴于此,我国在未来的信息发展过程中,类似于以上运用数字电子技术生产出来的科学技术产品必然会愈来愈多,对于电子技术的持续发展也一定会产生重大的推进作用。 3数字电子技术的网络实践 互联网的出现,对于当前人类的生活方式及形式改变起到了重大的作用,正是这种网络信息充斥于人类生活的信息化时代推动下,数字电子技术这一新型领域也随之壮大起来。在网络世界中,相较于传统的信号输出,数字信号拥有极大的优势,不仅能够就将计算机设备本身的抗干扰能力进行了提升,对于计算机设备自身的储存能力提高也起到了关键的促进作用,更是在此基础上将信号传输程序进行了方便、快捷以及安全方面的重大改进。作为设备的集成化与数字综合化的集合体,数字电子信息技术通过与网络技术结合,充分的将社会中的各个方面进行了有效连接,同时该种方式也极大程度的改变了人类生产与生活的方式,并在生活中将网络信息运用数字电子技术进行处理培养成一种根深蒂固的习惯。 3.1在网络中开展信号处理机制 在网络信号处理机制的工作展开过程中,运用数字电子技术进行处理网络展开的信号是最具高效的方式,在这一过程中,不仅能够将网络中的重要相关信息进行高度加密,还能在同时将网络自身的抗干扰能力与储存能力进行高度强化。另外,相对于其他的网络技术来讲,在数字信号中将二进制包含进去,具有相当大的技术优势。 3.2进行信号数字化处理工作 抽样、量化、编码三项工作流程是进行数字化信息工作处理的重要流程,具有不可或缺的地位。以上三项流程中的抽样工作过程,主要就是在现实的网络实践中进行相关模拟信号的离散作业。对于量化工作的内容则主要是指为离散取值做铺垫,从而进行划分信号的连续取值工作,该种离散取值会受到一定的限制。所以,必须在编码的工作流程中对于将要进行编码的对象或者数字,进行信号数字化处理的方式展开设计。例如:卫星通道与电缆电路上的信号传输工作中,该种信号数字化的处理方式,就被广泛的应用。 3.3能够快速处理大量网络信息 在当前的网络发展阶段,将数字电子技术应用到实际的信息处理过程中去,不仅能够将网络信息的处理效率大幅度提升,又能在一定程度上强化信息的传输能力,还能在此基础上对信号转变数字形式信号的进程起到推进作用,最终达到高效率进行网络信息处理的工作目的。 4结束语 综合全文论述来看,信息技术领域的发展在数字电子技术的带动下更具生机与活力,并对人类的日常生活质量提升带去了积极的影响。在当今的网络时代背景下,可以说电子技术数据化就是电子技术领域的实践与应用的未来,激速发展的科学技术加之市场需求的压力,都使数字电子技术的发展得到了质的飞跃。结合文中对数字电子技术网络实践发展前景的探讨,以及对于数字电子技术的网络实践进行了关于在网络中开展信号处理机制、进行信号数字化处理工作、能够快速处理大量网络信息三个方面的分析能够发现,只有保证数字电子技术时刻紧随时展的脚步,并在此期间进行持续不断的优化与创新,才能真正在未来电子产品朝向数字化发展的路程中发挥推动能力。 作者:刘铁汉 单位:河北广电网络集团秦皇岛有限公司 数字电子技术论文:数字电子技术课程教学与实践 职业教育的核心是培养学生实际动手操作的能力,还兼顾为学生的职业生涯发展打下基础。通过对课程教学的探索与实践,让教学内容更贴近实际生活、贴近学生所学的专业。让学生学起来更加积极、主动,真正实现学生动手能力和创新能力的培养,根据学生的实际收获,对教学效果进行探讨。《数字电子技术》课程在整个工科类专业中,是非常重要的基础课程,相对于模拟电子技术来说,数字电子技术具有知识点分散、灵活多变且不便于理解和应用。在中等职业教育教学过程中,《数字电子技术》的教学内容需要针对专业来制定,不同的专业侧重点是不同的,在学习过程中注重对相关知识的应用,实现动手能力的培养,为今后尽快适应工作岗位做好准备;同时也要考虑通过对课程的学习,为后续学习专业课程乃至于学生的职业生涯发展打下基础。因此,针对不同专业制定不同的教学内容、不同的教学标准就显得尤为重要。下面以铁道通信信号专业为例,介绍《数字电子技术》课程教学的探索与实践。 1课程内容的构建 数字电子技术的相关知识点是构建教学内容的核心,把知识点紧密联系实际应用电路、模拟电子技术等,使学生在学习该课程的同时,强化以往学过的知识,达到温故而知新的目的,也便于学生通过学习过程掌握相关知识的学习方法,建立相应的思维方式。在课程内容的设置中,围绕数字电子技术在学生专业课程中的应用、学生学习规律、学科实验实训课程体系来进行。课程设置的思路如图1所示。在铁道通信信号专业中,《数字电子技术》课程的教学内容,围绕数字电子在专业中的应用来展开。以门电路、逻辑代数、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲的产生与整形、A/D和D/A转换为主要的知识开展课程教学;结合学生专业,从专业课程中挑选部分与数字电子技术有关的电路来加以学习,增加了专业基础课与专业课的衔接。从学生学习的角度,学生应掌握进制及转换、逻辑代数化简、组合电路的分析、时序电路的分析、如何产生脉冲以及A/D和D/A转换的基本思路。通过学习《数字电子技术》能够熟练使用仪器、仪表,能完成相应的实验或实训项目,能判断、排除电路故障。整个学习过程应注重对学生学习能力的培养、如何对所学的知识进行运用和拓展,为后续学习单片机、数字信号处理及专业课程打下基础。根据学生认知过程、学习的规律、学生掌握知识点的过程进行研究,通过分析现状,构建了学生掌握和运用所学知识点的一个循环的体系,如图2所示。在课程教学中,把学生所需掌握的知识点细化,通过简洁的描述、仿真软件进行仿真教学或者动画等方式传授给学生。例如在讲授构成任意进制计数器的方法时,不同型号的元件构成同一进制的计数器方法不同,如果只是根据器件逻辑功能来分析构成方法,这不便于学生理解和认识,这时可以通过仿真软件来仿真结果,在这期间的各个过程都能直观看到,这样就把教学的重点放在了器件功能上,简化了分析过程,更便于学生掌握相关知识点。在学生尝试用所学知识解决实际问题时,可能会出现的各种状况,包括学生对知识点理解的程度、人为因素影响等,这些最终都有助于帮助学生提高对知识点的认识。同时,在这个环节中学生的思想潜移默化的受到影响,通过教师的引导,让学生能主动的思考问题并能分析其中的原因,教师再及时总结分析,让学生能更加深刻的认识所学的知识点,最终能将所学内化于心。在学习知识的过程中,解决实际问题、提高实际动手能力,是职业教育的重要目标。要想实现此目标,就必须设计相关的实验实训项目来帮助完成。在设计实验实训项目时,最好能设计与现实生活或学生所学专业有一定衔接的项目。如与生活相关的火灾报警器的制作、抢答电路的制作、数字电子钟的制作等,与专业课相关的监督定时器、故障-安全比较器等。这些实训项目不仅能提高学生对所学知识的应用,对学生的整个学习阶段都有积极的作用,它能提高学生学习兴趣,能让学生感受到学习的成就感,有助于增强学生的学习自信心。 2教学实施 为实现教育教学目标、完成教学任务,在教学方法上要有一定的改变,教学组织需要体现启发式教育,重视学生的学习能力培养。在教学中坚持以“学生为主体,教师为主导”的思想,对于职业教育还要加以任务驱动,驱使学生参与学习过程,培养学生学习兴趣与学习积极性,增强学生学习的成就感。要让学生把所学知识点内化,在教学的各个环节中,就应该让学生参与进来,在教学活动中重视与学生的互动,通过提问、反问、课后练习等方式,引导学生思考,让学生从以前被动学习、被动接受知识变为主动参与、主动思考,在讨论和总结的过程中掌握知识。在中等职业教育的过程中,要让学生主动参与、主动思考,说起来容易,做起来很难。首先要解决的问题就是学习自信心,多数学生因学习方法、学习习惯及环境因素等问题的影响,导致学习能力不足,学习动机不明显,从而对学习缺乏兴趣。结合任务驱动来提高学生学习的积极性,在理论教学前就把下次课的教学内容、难点、重点等告知学生,要求学生自主预习并完成预习小测验。在下次上课时,了解学生是否参与进来,再通过课后调查,看学生是否掌握了相关知识点,并对教学效果进行课后分析,分析该课的得失,以便在下次课的时候注意相关的问题。在课前预习中,对主动参与的学生给予积极肯定和表扬,对没有参与的学生加以督促和鼓励。结合学生的专业,把专业课程中有关数字电子电路放置在课程教学中,不仅能让学生感受到学习《数字电子技术》这门课程的作用和意义、引起学生重视,更能通过对相关电路分析,促进学生对专业课程的学习。如铁道通信信号专业,在数字电子技术教学中,通过把《车站信号》、《区间信号》、《信号电源》等课程中的部分数字电子电路加以分析。在人才培养计划中,上述的专业课程是在学完《数字电子技术》课程之后再进行的,考虑到学生目前不能把电路和专业课程相结合,所以在讲授中,主要分析其电路的功能,所运用的都是《数字电子技术》中的相关知识点,对于专业课程中的概念或专业术语不必介绍,以免增加学生的学习难度。这样既能和学生专业对接,让学有所用,也能为以后学生学习专业课减轻学习压力。针对教学内容设置实训项目,在相关的教学过程中或者教学内容结束后,对学生下达实训项目任务,学生通过收集相应资料和实训相关信息,设计能实现实训要求的电路。通过此实训,能让学生熟悉相关的元器件,在掌握理论知识的同时,实现对学生动手能力和创造力的培养,还能培养学生自主学习的能力。例如:在火灾报警器的实训中,学生首先要了解如何实现感应温度、烟雾、红外线,这时一些传感器就会进入学生的视野,如何将传感器感应到的信号综合起来,用什么样的元件来实现报警或不报警,这就用到了所学的知识,包括在模拟电子技术中学到功放电路及相关元件,这样也把以往所学进行了复习和运用。由于有多种元件都能实现电路功能,学生不会全部都去选择同一种元件。通过实训材料的收集和实训的设计,最终学生之间会出现多个实现相同功能的不同电路版本,有的电路版本可能复杂,有的可能简单;通过在学生中组织讨论,比较各自设计的电路所具有的特点,教师可以从中发现学生对知识点掌握程度,学生间也可以通过比较找出自己的不足。这样,一次实训教学,学生就可以收获多种思考问题的方式。实训时没有采用仿真软件,而是采用了较为传统的“面包板”和实际元件。这样做的目的一方面可以让学生熟悉相关工具的使用、认识实际元件;另一方面可以锻炼学生布线能力,以及根据电路图来构建实际电路的能力,培养具有与专业相关的技能。 3结语 要实现技能型人才的培养,首先要结合学生所学专业,在保证课程基本体系不变的情况下,最大限度的根据学生专业来选择教学内容,注重学生学习过程和学习方法的掌握,注重学生实际动手能力的提高,并为后续学习专业课程打下基础。同时,要充分利用和整合教学资源,在教育方式、教学手段多样化的今天,选择适合的教学手段,为学生创造一个良好的学习环境和适合实践的场所,提高学生学习的主观能动性和实践能力。 作者:范炬 单位:内江铁路机械学校
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。
电子科技论文:电子技术在各行业的运用研讨 本文作者:白桂银 单位:湖北交通职业技术学院 新一代高压直流输电技术中,已经使用了GTO、JGBT等可关断器件,以及脉宽调制等新型的电子产品。目前,一些学者已着手开始研究FACTS技术。另外,电力电子技术支持下的电机调速、供电电源、电力较配电等方面已经取得了广泛的应用。这些无论对改革传统工业,还是高技术产业的发展和高效利用都至关重要。经济发展的巨大需求,刺激着电力电子技术以每年百分之十几的高速度增长,使其成为本世纪重要的技术支柱之一。电力发电系统也是电力电子技术的应用之一。电子技术的发展改善了电力系统发电机组的多种设备的运行特性。总之,在电力行业中,电子技术的应用会越来越广泛和深入,电子技术与电力行业的结合推动电力行业的长足进步和发展。 电子技术与国防事业 电子技术在国防事业的结合,产生了军事电子技术的概念。军事电子技术是指在军事系统和装备中使用的电子技术,包括军事电子材料、军用电子元器件、军用软件、军事通信技术等。微电子技术是保持军事技术领先的重要基础,在以信息技术为表征的新军事变革中更具有特殊的战略地位。目前,信息技术的突飞猛进已把电磁频谱的竞争开发推至白热化阶段,具体表现在电子元器件开发上,就是寻求能更适合更高频段、更宽频谱、更高工作温度和更高可靠性的材料和器件。这引发了宽禁带半导体器件等新型军用微电子器件的开发热潮。在我国国防事业中,电子技术作为改进和提升国防军事装备的一门重要技术越来越明显。军事电子技术提升了我国国防电子企业的研发水平和生产水平,从而也推进了国防事业的稳定健康的发展。国防电子企业以电子技术和信息技术的优势不断提升自己,使自己始终与新国防军事变革的需要相匹配,同时也优化了整个国防电子工业的布局,使之更加合理、可靠。如今,信息网络技术是各种武器平台的重要支撑,电子设备在各种武器装备中的应用使武器装备更具有智能化的功能。目前,世界军事环境和和全球市场需求的日益变化,使我国国防电子企业相应地作出调整,这是其生存之本。总而言之,现代电子技术的迅猛发展正在推进军事电子技术的高速进步,信息化、网络化技术是未来国防军事装备的关键技术。 电子技术与汽车行业 电子技术在汽车行业中的运用,形成了汽车电子技术。汽车电子技术是指汽车上应用的电子化和电子信息技术及相关电子技术的总称。目前,汽车行业在电子技术的支持下,已经进入电子控制的时代。汽车上装备而来大量的越来越高级的电子装置,这些装备推进着汽车向智能化、舒适化、安全化、环保化方向发展,成为“电子智能汽车”。有些专家甚至预言,未来的汽车就是“一台电脑+四个轮子”。目前,汽车电子技术也正处于全面快速发展的阶段,其特征主要体现在:①功能多样化;②技术一体化;③系统集成化;④通信网络化。现代汽车电子技术是提高汽车整体性能的保障,其功能上包括舒适性、安全性、经济性、操纵性、动力性、能源节约性和环保性等。汽车电子技术在功能多样化、系统集成化、体积微型化、系统网络化等方面取得一个又一个的突破,这也迎合了人们对汽车的安全、环保、舒适、娱乐等要求的逐步提高。汽车电子技术已经进入了人-车-环境三位一体的和谐关系的阶段。汽车电子技术显著地改善了汽车的综合水平,使之在安全、节能、环保、舒适等各方面都有长足的进步。而汽车电子技术本身也从单个部件电子化发展到总成电子化、网络化、智能化、环保化、安全化、智能化、综合化、信息化。 电子技术与商务 电子商务是大家比较熟悉的一个概念。它通常是指处于全球不同地方的广泛的商业贸易活动中,在Internet开放的网络环境下,基于Browser/Server的方式,买卖双方不谋面地进行各种商贸活动,即消费者进行网上购物,商户之间进行网上交易,以及买卖双方进行各种商务活动、交易活动、金融活动和相关的综合服务活动。电子技术涉及了商品的整个运转周期中的各种大大小小的商业活动。这里仅说说电子化采购。电子化采购是由采购方发起的一种采购行为,是一种利用Internet网络进行的不见面的交易,如网上招标、网上竞标、网上谈判等。电子化采购不仅仅完成采购行为,而且利用网络技术对采购全程的各个环节进行管理,可有效地整合采购资源,提高采购效率,帮助供求双方降低成本。 电子技术与标签技术 电子信息技术的飞速发展,推动了各行各业大步地向前发展,甚至是质的飞跃。电子技术与标签技术的结合,就形成了电子标签技术。电子标签又称为Tag、SmartLa-bels或者智能标签。它的核心技术是无线射频识别技术,或称射频识别技术(RFID)。可以说,它是IC卡技术的拓展,是微电子技术和新型芯片封装技术相结合的产物。电子标签通过采用一些先进的技术手段,实现了人们对各类对象在不同状态下的自动识别和管理。电子标签技术在近些年发展迅猛,被公认为是本世纪最有发展前途的信息技术,目前已广泛地应用于工业自动化、智能交通、物流管理、海关检测管理、身份认证等多个领域。 电子技术与病历的结合 传统病历的媒介是纸质的,将传统病历与电子技术挂钩,形成一种新的记载病人历程的方式,这就形成了电子病历。美国国立医学研究对电子病历的定义是这样的:电子病历是病人的一些电子化的记录,它包括病人基本信息的记录、病人健康的记录、病人临床记录、医疗保健的记录等。电子病历打破了病历传统的概念,使病人的各种信息更加丰富,而且易于管理。电子病历是病人资料的数字化档案库集合,如病人身份信息、检验报告信息、影像诊断报告信息、病历记录、医嘱治疗记录、药品使用信息。这些通过一些有好的界面展现在管理者的面前,更加便于医生诊断。通过信息化服务,医生在任何地点和时间都可以获取病人的相关信息,为医生提供决策,这就避免了重复检查,提高了用药的合理性,提高临床检验、处方、处置的效率,降低患者诊疗成本。电子病历的出现给管理者和病人双方都带了很多好处,是双方在信息透明的情况下互动,这就可以建立一种和谐的医患关系。随着电子技术的不断进步,一些新技术逐渐投入使用,网络化的广泛普及,以及第三代数字通信(3G)时代的发展,都将推进电子病历更深入的发展。 电子技术与照明的结合 电子技术和照明技术的结合,发展成为电子照明技术,它不属于电子电力技术的内容。以前,人们眼中的照明只是表现在照明电器工作的有效性和安全性方面。然而,随着电子技术的进步以及对生存环境和生活质量要求的不断提高,人们的观念已经改变,现逐渐转向追求照明质量、强调照明环境的舒适性。我国于19%年正式决定实施“中国绿色照明工程”。所谓“绿色照明”,是指通过科学的照明设计,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、有益的环境并充分体现现代文明的照明。 电子技术与服装的结合 电子技术在服装行业的运用,就形成了电子服装技术。电子服装正逐渐地被人们所认识和接受,它是时装与高新技术融为一体的产物,成为人们现在生活方式与高技术功能融合点,智能服装概念的提出,又使电子服装想高层推进了一步。目前的电子服装具有一定功能,既能感知外界压力、温度、电荷等的刺激,又能根据这些刺激作出相应的变化。电子服装采用了多种学科交叉的技术,开发思路独特新颖,符合当今时代的发展需求。它在如下方面发挥越来越重要的作用:①提升服装的舒适性;②提高人们的生活质量水平;③改善人们的劳动环境;④满足特种行业、特种场合的要求;⑤提高产品附加值,引起人们的兴趣,促进消费。未来的电子服装将面向智能化,朝着具有高附加价值以及高科技应用方向发展。 结论 电子技术作为现今社会新技术革命的成果之一,它在各行各业中得到了深入的运用,并派生出很多新的子技术,如电力电子技术、军事电子技术、汽车电子技术、电子商务、电子照明、电子病历、电子服装等,这些已经越来越受到全世界的关注和重视。因此,我们必须正确而且积极地看待和推进电子技术的发展,并增加其基础理论研究与实践的投入,充分发挥电子技术的增值作用。 电子科技论文:电子科技安全技术的重要性 【摘要】计算机技术和移动互联网技术的发展使得计算机网络技术相关的电子科技产品在生活中的应用越来越多,这些技术确实给人们的生活带来了极大的便利。现在可以直接通过手机或者电脑进行办公、学习、消费等等,但是科学技术本身就是一把双刃剑,电子科技产品带给人们便利的同时也有着较大风险,即电子科技安全问题。本文将会对电子科技安全问题进行研究,首先介绍电子科技安全技术研究的重要性,之后以电子科技安全技术研究现状为切入点对电子科技安全技术进行分析。 【关键词】电子科技;信息安全;技术;研究 计算机技术和移动互联网技术的快速发展使得人们已经步入到信息化时代,现在电子科技产品已经与我们的生活融合到了一起,电脑、智能手机、平板电脑等等已经成为了人们工作和学习不可或缺的工具。现阶段,我们已经无法离开电子科技产品:学生可以用网络利用手机电脑进行学习和查阅资料;成人可以利用网络获取相关的工作资料,并可以通过电子科技产品进行无纸化办公;我们的日常缴费、消费等也可以通过手机进行支付。电子科技产品已经网络化技术给我们带来便利的同时,电子科技信息安全技术的研究也越发的重要。 1电子科技安全 电子科技安全主要是信息安全,人们在使用电子科技产品时所输入或者储存的信息应该是得到相应的保护的,这种保护可以使人们的信息免于泄露和被破坏,进而保证电子科技安全。目前研究电子科技安全主要分为两大块:一是技术安全性,二是信息安全性。电子科技安全需要将技术安全和信息安全有效的结合起来,使电子科技的安全性得到有效的保障。 2电子科技安全研究现状 计算机技术和互联网技术发展,人们不但在追求电子科技产品的性能也在研究如何提升电子科技的安全性,使电子科技产品可以更好的保障人们的安全。国际上对电子科技安全的研究起步较早,已经有相对完善的权威机构组织对电子科技安全技术进行系统的研究,已经形成了相对完善的电子科技安全评价标准。目前国际上对计算机的安全评价标准由多个方面进行评判:访问限制、身份识别与验证、服务可靠性、信息实用性等。这种评判标准也就使得国外对于电子科技安全技术的运用也是多方面的,从多个角度进行安全技术的研发利用,为电子科技产品提供全方位的安全保障。目前针对计算机领域的安全技术主要是:控制访问、身份识别、网上监控、数据加密等方面。我国在上世纪80年代后开始对电子科技安全技术进行研究,最早由公安部成立的计算机监察司、计算机安全委员等主持。相比国际上对计算机安全技术的研究,我国对计算机安全技术的研究的侧重点有所不同,我国主要是对计算机安全技术的研究主要是集中在技术角度和安全教育角度。我国对计算机安全教育知识进行了全面的普及,广泛的推广计算机安全教育,对计算机信息安全方面的犯罪进行防范。当前我国对计算机安全技术的研究主要是集中在安全防范产品,如对安全防火墙和安全服务器、杀毒软件等方面。 3电子科技安全的重要性 计算机技术和移动互联网技术发展给人们带来的便利是文明得以发展的体现,这些变化对人们的生活起到了巨大的促进作用。目前电子科技的触角已经延伸到我们生活的各个角落,在信息化时代人们对于个人信息安全性也较为重视,个人信息被泄露或破坏后会对人们的工作和生活带来较为不利的影响,因此电子科技安全技术有助于使人们的信息安全得到保障。当前电子科技安全的发展受到了黑客的很大影响,随着网络技术的发展,一批以窃取信息和破坏网络安全牟利的黑客也随之出现。黑客利用其高超的计算机技术,窃取个人信息、企业商业机密、国家军事情报等,对网络秩序造成了巨大的破坏。为应对这种情况,电子科技安全技术也快速发展,使网民、企业、国家的信息数据安全都有了较好的保障,使人们可以在享受电子科技带来的便利而不用担心信息数据的安全问题。 4电子科技安全技术分析 计算机技术和移动互联网技术的发展给人们的生活带来了较大的便利,于此同时也给电子信息安全带来了挑战。目前电子科技安全技术的目的是为了保证电子科技产品内部的信息不会被泄露给授权以外的个人或者团体,同时保证电子科技产品内部的信息不会被授权以外的人所篡改。电子科技安全技术是为了对用户电子科技产品内的信息进行保护,防止信息被非法利用。目前常用的电子科技安全技术有防火墙技术和电子信息加密技术。 4.1安全防火墙技术 电子科技技术的发展给人们的生活带来便利的同时,也给黑客提供了大量的可乘之机,少数黑客分子利用电子科技技术窃取他人的信息并非法利用。目前电子科技安全技术不断更新,其系统安全也不断进步,但是电子科技产品电子终端的信息安全容易受到恶意攻击,这使得人们的电子科技终端信息安全受到了很大的威胁,防火墙技术就是为保护电子科技终端信息安全。一旦电子计算机技术受到外部攻击,安全防火墙技术就能够为人们提供保护,防止用户终端的数据新被盗用。防火墙技术是设置在不同的网络之间的安全系统,该系统可以对不被信任的访问进行自动拦截,并对用户进行通知,这样就可以有效的保护用户的安全。在电子科技终端上安装防火墙,可以有效的对电子科技终端的信息传输进行控制,任何信息的传入和传出都要经过防火墙的检验,可以对用户的信息进行较好的控制。 4.2电子信息资源加密技术 电子信息资源加密技术主要是用在数据传输过程中,对电子信息资源加密后再进行传输可以有效的保障电子信息传输过程中的安全性和完整性。目前多数采用图文、密匙等数据编码方式对电子信息资源进行加密,这种加密方法可以有效的防止电子信息资源在传输的途中被人截取而导致泄露,是电子科技安全的重要组成部分。目前电子信息加密技术主要分为两类:对称性秘钥加密技术和非对称性秘钥加密技术。对称性秘钥加密技术是利用序列的密码对信息资源进行加密,这种加密技术在加密过程中会把信息的核心的加密计算方式和解密计算方式进行掩盖。非对称性密钥加密技术是将公开的密钥和非公开的密钥进行结合运用,使需要加密的信息能够被有效的利用,使被加密的信息更加难以被破解。 5结语 信息化时代的今天,计算机技术和网络技术已经融入到人们的日常生产和生活之中,电子科技已经逐渐的改变了我们的生活方式和生活习惯。如何利用好电子科技技术带给人们的便利,并免于信息泄露带给人们的损失是必须要解决的问题。本文通过对电子科技安全技术、电子科技安全技术研究现状、电子科技安全技术研究的重要性以及电子科技安全技术的内容等进行探讨,希望能够使人们注重对自己信息资源进行保护。 作者:兰冰 张路 刘红宇 单位:武警沈阳指挥学院 电子科技论文:电子科技在气象监测的应用 摘要:随着科学技术的迅速发展,给很多行业提供了发展的新思路,与此同时电子科技业应运而生,将电子科技技术应用到气象监测行业,利用基于互联网和物联网技术的气象监督管理系统,通过卫星和雷达系统来搜集数据资料、保存数据、共享数据、发送数据,实现对气象要素的实时监测,信息搜集及传输准确快速,克服了传统气象监测中设备性能低、传输速度低、延时较大的缺陷,并且通过现代电子科技技术分享气象数据,实现气象网络与相关使用者的连接,充分发挥电子科技在气象监测中的作用。 【关键词】电子科技气象;监测 1气象灾害对我国生产生活的影响 我国自古就是一个人口众多的大国,在历史的长河中人民受到的自然灾害数不胜数,直到现在有时人们依旧受到人类不可控的自然现象的影响,例如,中国的汶川地震、印尼的火山爆发、2006年的超级台风“珍珠”横行,这些给人类的生产生活造成巨大的影响,对于人类不可控的自然灾害,人类需要提前监测,进行科学的管理与规避,使人类减少或免受自然灾害的侵害。传统的气象监测系统性能较低,传输的速度较慢,且信息传输有延时,因此在自然现象发生前不能及时检测到信息,人类无法规避气象灾害带来的风险,造成对人类生产生活巨大的威胁。对自然现象的监测,应该使用科学的监测系统,现代气象监测大量运用互联网技术,通过监测格点分区域监测气象环境,在互联网提速背景下监测信息得以快速传输,有效的规避了气象灾害不能及时传输带来的风险。 2电子科技在气象监测中的应用 2.1利用电子标签对气象信息进行识别 为了规范监督气象信息数据统计的系统,在气象数据系统中加入监督和监测的节点,通过互联网和数据挖掘技术对气象数据进行深入分析,针对分析结果做出处理,以此来完善互联网在气象中的应用,使气象数据系统更贴近使用者。监测信息的多样性和复杂性决定了气象数据网络的结构和形式,气象信息需要根据气象要素不同的类型通过不同的监测网络进行收集的,例如,沙漠气象信息、农林气象信息、湿地气象信息等。不同的地域以及不同性质的气候条件需要收集对应的气象信息,电子科技技术可以满足各种气象要素监测的要求,因此电子科技在气象监测中发挥了重大的作用。由于一些监测到的数据非常相似,气象数据系统的职能识别显得格外重要。在气象数据系统中,由于气象监测的网格化需要,设立了大量气象监测点,并且在一定的范围之内每一个地点都设有1个甚至更多的气象要素监测点,这些监测点需要在同一地区的不同时间段或是同一监测范围不同的区域,进行连续不断的监测。针对这种情况,气象局相关部门依据监测的需要制定出监测点最优位置,自动化气象监测设备通过对不同地点不同要素的进行唯一身份编码,这里实际是大量运用了物联网技术,使得每份气象信息都能得到快速、精确的传输和存储,最大效能地发挥电子科技在气象信息中的作用。 2.2构建气象监管系统 通过互联网和物联网技术利用电子标签对气象信息进行编码后,气象局构建了科学的气象监测及监管系统,这样就可以够将监管及各监测节点数据及设备的状态。由于各气象监测系统是针对不同气象信息设置的,因此需要利用对应的传感器技术,将智能的传感器节点无逢接入气象信息网络是离不开网络监管这一手段的,气象部门信息系统得到了有力的保护才能通过互联网搜集气象信息,分析数据,作出决策。在气象监管系统中对气象信息进行身份识别,通过计算进行多层的部署,设置监管节点位置。利用这些监管的节点在相应的软件系统中输入需要识别的信息,这样在传输气象数据时,可以将监管对应的数据结构与信息一同传输,从而将气象监控系统中的各种信息与气象监测数据融合在气象互联网中。气象局采用这种方法,一方面可以节省电子标签的设备费用,另外还可以及时的得到各气象监测设备的信息。 3气象监测未来发展趋势 改革开放以后我国经济迅猛发展,九十年代中后期计算机技术也得到极大的发展,特别是微型计算机、通信、传感器等技术发展和推广应用,将计算机技术应用到气象监测中可以解决传统气象监测中设备性能低、传输速度低、延时较大的缺陷,近期随着互联网技术的升级必定将进一步推动气象信息采集系统技术向微功能、多功能、智能化、高精度、高可靠性的方向快速发展,因此将电子科技融入到气象监测中可以促进气象监测的发展,气象数据收集与分析必将更加及时、高效、完善。 作者:张永军 陈金根 电子科技论文:电子科技企业信息安全技术探讨 文章摘要:近年来,伴随着我国科学研究事业的快速发展,我国高新技术产业获得了巨大的发展,在这之中我国电子科技企业取得了长足的进步,并且在促进经济发展和促进我国经济结构调整发挥着重要的作用。但是,在我国电子科技企业快速发展的过程中容易受到外界因素的影响,这对电子科技企业的信息安全带来严重的隐患。因此,在电子科技企业发展中,采取合理的措施保证电子科技信息安全,对于促进电子科技企业快速发展具有积极意义。 关键词:电子科技企业;信息安全;策略 电子企业作为高科技企业,在电子科技企业发展的过程中,信息安全直接关系到电子企业的存亡。在电子科技企业文件流转和文件管理当中,会涉及到一些十分重要的文件和信息,对企业的发展有着直接的影响。如果电子科技企业内部缺乏科学的信息安全管理技术,导致了信息泄露,会对电子科技企业的发展造成重大的影响。因此,在电子科技企业快速发展的今天,如何采取合理的措施,保证电子科技企业的信息安全是电子科技企业在发展中所面临的一个十分重要的课题。 1.信息安全在电子科技企业发展中的意义 在信息时代,科学技术获得快速发展,在现代技术的推动下,我国电子科技企业获得了巨大发展,并在我国经济建设和经济结构调整中发挥着重要的角色。电子科技企业在发展中,信息和资源成为关乎电子科技企业生存和发展的关键因素。为了确保电子科技企业在日益激烈的市场竞争当中获得更好的发展空间,电子科技企业需要对涉及自身发展的重要信息进行保护,确保企业信息安全。从现代企业的发展来看,企业信息不仅能够决定一个企业的命运,同时在企业发展的过程中,通过对企业信息的合理管控能够迅速提高一个企业的管理水平,服务于企业发展战略。随着我国电子商务产业的快速发展,当前越来越多企业的商务活动都是通过电子商务的方式进行的,同时在电子科技企业发展过程当中,企业生产、运输以及管理工作都离不开信息。在现代社会中,信息化建设在电子科技企业发展中发挥着巨大的作用,这就要求电子科技企业在其发展当中,需要紧跟时代步伐,加强信息安全保护和利用,促进电子科技的可持续发展。 2.电子科技企业信息安全技术分析 2.1电子科技企业信息加密技术 信息在电子科技企业发展和管理工作当中发挥着重要的作用,对电子科技企业信息进行加密能够保证企业的信息安全。信息加密技术主要指的是对企业要进行传递的信息加强保护,并且能够确保电子科技企业信息在传递中变得更加完整和安全。从整体上看,在电子科技企业信息保护中,加密技术是保证企业信息安全的重要措施。从加密技术本身来看,加密技术可以具体被划分为对称和不对称两种。加密技术主要是通过序列密码或者分组机密来完成。其中包括了密钥、加密算法等五个有机组成部分构成。非加密技术主要要具备密钥和私有密钥,可并且在这两种密钥配对使用时才能够对加密信息完成解密工作。加密技术在电子科技企业信息管理工作中的应用在很大程度上保证电子科技企业信息的安全。例如在电子科技企业进行邮件传输时,通过加密职后进行传播,即使文件被窃取也只是得到相关密文,难以获取重要的具体信息。这样在进行信息传递时增强了信息的安全等级。因此,加密技术在我国众多行业中得到广泛应用而不是仅限于电子科技企业。 2.2防火墙技术 在信息环境下,随着现代网络技术的不断发展进步,信息安全防护技术也取得了快速发展,虽然在很大程度上保证了信息安全,但是,窃取信息的技术也在进步,并且对企业信息安全造成了很大威胁。在电子科技企业发展当中,仍然有一些病毒和黑客仍旧能够渗透进企业网络,窃取企业信息,这对电子科技企业的健康发展带来了很大影响。为了防止商业间谍活动、病毒对企业信息安全带来的威胁,保护信息安全一种常用的方法就是防火墙。这种技术能够有效防止黑客入侵,并且能够保证企业的信息安全。在电子科技企业快速发展的过程中,加强相关基础设施建设,保证企业信息系统安全,能够保证电子科技企业的快速发展。在电子科技企业快速发展的过程当中,通过开展一些活动以及服务,构建一个强大的信息安全数据库,能够为保证企业信息安全提供重要的服务。同时通过建立信息安全数据库,能够使企业加强对数据信息的开发和利用,从而能够为企业制定发展决策提供重要的依据与指导。 3.提高电子科技企业信息安全的策略分析 3.1建立系统的信息管理体系 通过对文章的分析可以指出,在现代企业发展当中企业信息对于电子企业的发展具有重要的意义。在电子科技企业发展当中为了保障企业信息安全,除了要采用相关的技术之外,还有必要建立起系统的信息工作管理体系,这样一方面能够保证企业信息安全,另一方面能够加强对企业信息的利用。现代电子科技企业在其发展当中,企业最初建立的相关信息制度在一定程度上制约着企业信息系统的安全。一旦安全管理制度出现问题,那么企业采用的安全工作也无法正常进行。因此,在电子科技企业发展中建立严格的信息安全管理体系对于保障企业信息安全发挥着重要的作用。在企业发展中只有当信息安全工作能够形成一个完整的体系,才能保证信息安全工作能够顺利进行。 3.2加强网络管理 现代电子科技企业在发展当中,很多企业都建立局域网,加强各个部门之间联系与合作。因此,在电子科技企业信息安全管理工作当中,能够利用局域网加强企业信息安全管理工作。电子科技企业通过局域网联接,不仅可以在这一平台上即使安全公告和相关规则,还能够进行安全软件下载,提高员工的企业信息安全培训工作。这样局域网不仅能够为企业员工提供了一个重要的相互交互的平台,同时还能够有效保护企业信息的安全。 4.结语 随着我国科学技术的快速发展,信息安全防护技术也取得了长足进步,但是道高一尺,魔高一丈,对于快速发展中的我国电子科技企业而言,保证信息安全是实现企业快速发展的重要依据。因此,电子科技企业为了保证信息安全,必须采取多种信息安全防护技术,提高企业信息安全,推动企业可持续发展。 作者:单位:何文涛 湖北工程学院 电子科技论文:电子科技企业信息安全论文 1电子信息的加密技术 为更好的保护信息安全,一些企业在数据传输的过程中,会采用加密技术的方式,避免信息数据的泄露。应用电子信息的加密技术的主要目的在于保护数据的安全性、完整性。目前,绝大多数的电子科技企业都采用这种信息安全方式,来保障数据传输的安全,防止不法人士窃取资源。目前,加密技术分为两类,即:对称型和非对称型。前者主要通过设置与之匹配的序列密码来保护数据。通常情况下,对称型加密技术由五部分组成:明文、密钥、加密算法和解密算法。后者是与前者相对应的加密技术,包含公开密钥和私有密钥两部分。在进行匹配的过程中,只有这两种密钥配对合适,才能够成功的解开密码,反之则不能解密。由此,电子科技企业可以通过加密的方式,来保护数据的安全。比如,在电子邮件发送的过程中,对电子邮件进行加密处理,那么即使有人半路截取到电子邮件,因为没有相对应的密文,会很难完成解密工作,相应的也就获取不到电子邮件的相关信息。 2防火墙技术 与加密技术相对应的是防火墙技术。防火墙旨在从一开始就杜绝不法人士的攻击,降低病毒、木马植入计算机的概率。随着科技的发展,一些黑客为了窃取计算机内的数据信息,会通过多种途径来找出计算机系统中的漏洞,然后根据漏洞的位置进行有针对性的攻击,造成计算机系统的瘫痪。在计算机瘫痪的时刻,黑客通过木马、病毒等程序来控制计算机,转移计算机内的相关数据,从而达到窃取数据、破坏数据的目的。为降低这种风险,研发人员设计出防火墙技术,来抵御黑客的攻击,保障计算机内的信息安全。人们可以根据自身工作种类的不同,然后对防火墙设置不同的权限,提高防火墙的性能,维护企业内部的信息安全。此外,随着防火墙技术的不断完善,相关人员提出在防火墙的基础上,建立安全服务平台,统一管理企业内部的数据。在信息安全专业服务平台中,不仅包含数据共享,还包含数据备份等多种功能,来提高信息安全保障能力。 3解决电子科技企业信息安全问题的方法 3.1在企业内部构建信息安全管理体系 尽管科技水平不断提升,电子科技企业应用的安全技能也不断提高,但还是要根据企业运行的状况,有针对性的构建信息安全管理体系,来完成对企业内部数据的管理,以保障信息安全工作的正常进行。目前,很多电子科技企业都忽略了信息安全管理体系的完善,使得当内部信息出现问题时,信息安全工作将无法正常运转。由此,企业应该在根据市场的变化,构建符合自身企业运转的信息安全管理体系,提高信息安全管理的效率。 3.2加强局域网建设,提高信息安全指数 对于绝大多数的电子科技企业,都建有内部局域网,来完成日常的通讯。局域网具有安全性,电子科技企业应该利用局域网的优势,加强企业内部的信息安全建设。企业通过局域网,不仅可以传达信息,下载专门的安全软件,还能对员工进行信息安全知识培训。由此,通过局域网,员工可以进行日常的信息交流,避免互联网进行交流的弊端,从源头上避免了信息的泄露。此外,企业应该定期对主机进行维护,分析重要信息是否泄漏,查询信息泄漏的原因等等,从而提高企业内部信息安全指数。 3.3定期更新信息安全防护软件 电子科技公司应该定期更新虚拟系安全防护软件。由于新木马、新病毒的出现,安全防护软件会有针对性的进行修补,保护计算机内的信息安全。如果不进行更新,不能获取更新之后的防护内容,降低计算机内的安全指数。 4结语 随着科技水平的提高,信息安全防护技术在提升的过程中,黑客的攻击能力也在不断提升。对于电子科技企业而言,数据安全是十分重要的工作,由此为更好的免受黑客的侵袭,电子科技企业应该有针对性的应用多种信息安全技术,提高企业内部的信息安全技术,来维护信息的安全和完整。 作者:杨晗 袁野 单位:南京邮电大学 电子科技论文:企业内部控制电子科技论文 1电子科技型企业内部控制体系现状分析 首先,电子科技型企业的管理者在对外部环境认识理念上还有待提高。由于受到企业内部控制环境和企业所在的整体环境的影响和作用,主要包括有企业的管理模式、组织结构和权责分配模式等方面的影响,还受到企业所在的外部环境的影响。有一些电子科技型企业的管理者在对其所处的环境的理念认识上还需要提高。其次,高素质的人才还比较缺乏。众所周知,人才的竞争是企业竞争的核心,对电子科技型企业来说,需要借助现代科技,改变传统的企业管理模式和方式,这对企业的人才需求提出了新的要求。再次,在风险控制方面还存在许多不足,在现在电子科技技术飞速发展的背景下,改变了传统的企业经营模式也会对企业的内部控制带来一定的风险,随着企业业务流程的变化,企业信息系统也逐渐开放,数据的分享性和共享性对企业的内部控制的内容和方法带来了冲击和改变。我国目前的电子科技型企业在风险控制方面的投入相比国外发达国家还比较少,现有的风险控制方法以及风险控制系统有待完善和提高。最后,企业的信息安全一旦受到威胁,那么内部控制的难度就会随之增大,电子科技型企业的各种企业行为和活动是在相对开放的环境下进行的,这与以往传统的科技型企业相比增加了数据和信息管理的难度使得电子科技型企业的安全性较之以往显得尤为重要,这也就增加了电子科技型企业内部控制体系构建的难度。 2电子科技型企业内部控制支持系统 电子科技型企业内部控制体系的建立要尤其注意两个方面的问题,一是要建立电子科技型企业内部控制的制度,二是要建立内部控制的环境基础及支持系统。而电子科技型企业内部控制系统的构建会直接影响到企业制度的执行效果和贯彻实施。 2.1电子科技型企业内部控制的外部系统支持 首先,法律法规体系需要完善。电子科技型企业的内部控制需要用法律规章制度来规范,建立在法律的基础上,只有建立健全各项法律法规才能使企业的内部控制体系得到保障,从而进行有效的实施。其次,市场体系需要完善。市场主体活动的一个重要的空间梁宇是市场体系,建立健全的市场是一个有机的整体,这样能够充分的发挥市场机制配置资源的作用,完善的产品市场能够对企业内部控制体系的建立和运作带来积极的作用。最后,现代法人治理结构。现代公司治理的核心是在发展权和所有权相分离的状态下进行的,这样可以保证出资人的资金安全,使资金得到高效利用,从而为全体股东创造财富。在我国很多电子科技型企业的管理素质不高,有一部分公司的治理是建立了委托关系,需要规范法人的治理结构使权力得到合理分配,从而能够起到制衡和约束整体的作用,这能够为电子科技型企业的内部控制体系的构建起到良好的制度保证作用。 2.2电子科技型企业内部控制的内部系统支持 首先,需要企业管理者有先进的发展理念。电子科技型企业的管理者要对风险的态度和控制有一定的方法,为了实现企业利润和成本的发展目标,要对企业管理有足够的重视,这些都会对企业内部控制的建立起到很大的影响。其次,企业组织结构。电子科技型企业的组织结构的目前发展结构,企业管理效率和企业管理沟通的方式、方法等都会对企业内部控制产生影响。最后,企业内部控制的方式和方法也是一个重要的外部支持系统,需要企业的管理者加以重视。 3构建电子科技型企业内部控制体系的方法和策略 3.1明确企业管理机构的权限 在现代企业制度下,要优化以法人为核心的治理结构。作为股东,掌握着企业的控制权,也能够决定董事会的组成人员,要注意的是授权董事会一旦负责了公司的经营管理后,作为股东就不能够任意的去干预和影响董事会的决策。董事会是企业法人财产的代表,也受到股东利益的影响和制约,要对电子科技型企业的重大问题进行决策,也拥有着对公司的法人财产进行支配的权利,经营公司业务的经理人员是被董事会聘用的,在董事会的授权之下,享有决策权,当然也要受到董事会的评判和监督。 3.2选择合理科学的企业组织结构 就现代企业集团来看,组织结构主要有职能制、只限制、事业部制和控股制等模式,相应的也是各有特色和利弊。要实现企业的良好发现和战略目标的实现,能在激烈的市场竞争中立足,需要企业根据实际的发展来调整和选择适合自己的企业组织结构形式。其中,事业部制对管理层次的权责利关系有了进一步的确定和明晰,实现了管理层次和管理幅度、分权和集权的良好制约,也有助于提高企业组织的运行,有助于促进企业战略目标得以实现。 3.3健全监督机制 要建立健全企业的约束机制,基础在于加强对企业的管理,核心在于对企业财务进行管理。企业的财务部门要利用和发挥好优势,对企业的组织资金加以充分和利用,实现高效的运作,最大限度的为股东的权益考虑。此外,还需要加强企业的内部审计监督,要注重企业内部审计的地位,并且要保持其独立性,这样鞥够是内部审计的功效得到很好的发挥,保证了其权威性、独立性和科学性。 3.4科学合理的对企业的管理机构进行设置 要确定适合电子科技学企业管理的合理的管理模式。尤其是要确立科学合理的财务管理模式,电子科技型企业要结合自身的发展战略和企业特点进行选择。此外,需要成立企业专门的财务结算管理中心,为企业提供及时有效可靠的财务信息。 4小结 构建电子科技型企业的内部控制体系,要求要优化企业法人治理结构,建立健全企业的监督管理机制,设置科学合理的财务管理机构,选择适合企业发展的组织结构,以更好的实现电子科技型企业的内部控制体系的构建。从而使企业得到长足的发展,实现企业的战略目标。 作者:张允玉 单位:无锡晶磊电子有限公司 电子科技论文:安全技术与电子科技论文 1电子科技安全技术的重要性 在经济高速发展的今天,网络化和科技化发展成为信息存储和交流的主要方法,也是未来科技发展的重点趋势。在网络时代,计算机网络技术已经在人们的日常生活中得到普及,生活、学习、工作之中几乎无时无刻都离不开计算机网络技术的支持。计算机网络技术渗透在社会生活的各个领域之中,办公自动化、生产自动化、家电智能化、电子商务等领域的发展,已经成为社会进步和经济发展的必然趋势[1]。电子科技产品的应用使得信息流通和存储在计算机网络技术交流中变得十分关键,而人们在追求高效率的信息传输过程中,对于信息安全也十分关注。计算机网络技术在发展,黑客技术也层出不穷,经常出现国家情报泄露、商业机密丢失、个人隐私泄露、巨额财产被盗等电子信息安全事故,对国家安全、企业经济发展以及个人的信息财产安全造成严重的威胁。所以,必须对电子科技安全技术进行广泛的研究,为国家、企业、个人的电子信息安全提供必要的保障,在享受电子科技技术为人类带来的便利的同时,也可以不必对信息安全造成的危害进行担心[2]。 2电子科技信息安全现状 2.1电子科技安全概述 电子科技安全问题在某种程度上来讲就是指信息安全,计算机系统在硬件、软件的运行过程中,数据信息都应该受到一定的保护,避免出现偶然或者恶意原因的破坏、泄露和更改等,保障计算机用户的信息安全。计算机信息系统安全的主要目的是要保证信息的真实性、完整性、可用性,并且在传输和存储过程中不会受到人为或者非人为的更改、丢失和损坏[3]。计算机信息系统安全通常包含两个方面,一方面是技术安全,另外一方面则是指信息管理方面的安全问题,在计算机信息安全系统的保护过程中,需要将计算机内部和外部的安全技术和管理进行紧密的结合。 2.2国内外计算机信息安全技术研究现状 计算机的发明和使用是人类科技领域的重要成就之一,在计算机技术发展过程中,研究的重点逐渐转向了提高计算机性能,降低计算机价格方面,这也是计算机技术发展为科研提出的新的挑战。国际上关于计算机信息安全系统的研究较早,成立了比较权威的组织对计算机信息安全进行广泛的研究,对信息系统安全管理、信息安全技术标准等问题进行了深入的探讨,形成了比较全面的计算机安全评价标准。国际上通常认为可以从多个方面对计算机的安全特性进行规定,比如对于访问的控制,对于身份的识别与验证,服务的可靠性,信息的可用性等,同时可以从不同的层面对计算机信息安全进行保护,如开发过程中的保护、操作过程中的保护等[4]。关于计算机信息安全技术的研究也在不断的发展,国外关于计算机信息安全技术的研究主要集中在访问控制、身份识别、网上监控、数据加密、内容审查等方面。我国也在20世纪80年代开始了对计算机信息系统安全的研究,成立了国家公安部计算机监察司、计算机安全委员会等组织对计算机信息安全的相关问题进行研究。我国在计算机信息安全技术方面的研究主要集中在技术角度、安全教育宣传的角度,普及计算机安全知识,推广计算机安全技术,对计算机信息安全犯罪活动进行防范。我国研究的计算机信息安全技术产品主要集中在防火墙相关产品的研究,比如安全服务器等,也有关于网络安全产品的研究和计算机病毒防治方面的产品。 3电子科技安全技术分析 电子科技的发展为人们的学习和生活带来便利的同时,也为电子科技安全技术的发展带来了新的挑战。计算机技术信息安全的主要目标是要保证电子科技产品的机密信息不会对授权人以外的单位或个人进行泄露,可以通过通信实体对用户身份的真实性进行识别,并且要保证计算机数据信息的完整性和一致性,避免被外来入侵者进行篡改和破坏。电子科技安全技术要在技术手段的基础上,对用户的信息资源进行有效的保护,拒绝对信息资源的非法利用行为,并对网络和计算机系统出现的问题进行及时的预警。电子科技安全技术主要包含两个大的方面,一方面是防火墙技术,一方面是电子信息加密技术。 3.1安全防火墙技术 计算机网络技术的发展为黑客的入侵行为提供了可利用的资源,虽然在计算机网络技术发展过程中,信息安全系统的等级不断提升,但是计算机信息安全问题也是层出不穷,给计算机用户的信息安全带来了很大的威胁。对于计算机网络的外部入侵行为,采用安全防火墙技术可以起到十分重要的防范作用,有效避免计算机用户的个人信息被恶意的篡改和非法利用。所谓防火墙,就是在两个网络之间设置一个特定的安全系统,对不可信的网络访问进行预警和阻拦,计算机之中所有信息的进出,都需要经过这个系统屏障进行过滤[5]。包括学生在内的一些年轻的计算机用户,经常利用计算机登录一些与个人信息具有紧密联系的账户,进行社交活动或者是网上购物,如果不注意信息安全,将对用户的个人隐私和资金账户安全造成严重威胁。通过链路级网关、过滤防火墙或者复合型防火墙的使用,可以对用户的信息安全进行有效的保护。 3.2电子信息加密技术 电子信息加密技术是指通过明文、密钥等编码转换的方式对计算机信息的传输进行保护,确保信息在传输过程中的安全性和完整性。电子信息加密技术是电子科技安全技术中十分重要的组成部分,通常可以将电子信息加密技术分为两类,一类是对称密钥加密技术,一类是非对称密钥加密技术。对称加密技术是利用序列密码、分组机密等方式对信息进行加密处理,在加密过程中包含许多关键的组成要素,如加密和解密算法、明文、密钥等。非对称加密则需要将公开密钥与私有密钥两者进行配合使用,从而达到相应的加密保护效果,提高信息传输的安全性。 4结束语 随着经济与科学技术的发展,电子科技将在社会生活的各个领域之中发挥越来越重要的作用。电子信息安全是计算机网络技术发展过程中主要研究的课题,对用户的信息安全、财产安全等提供全面的保护,避免造成用户的财产损失。电子科技安全技术通常包含安全防火墙技术和电子信息加密技术,加强对这两方面的技术研究,对计算机网络安全发展具有重要意义。 作者:韩星越 单位:国防科学技术大学机电工程与自动化学院 电子科技论文:职业学院电子科技论文 一、高职学生职业素质培养的重要性 (一)用人单位对员工职业素质的要求 对学生的职业素质培养,首先要适应社会和市场的需求,要满足企业的要求。现代企业在选人用人上,不仅强调入职员工所掌握的专业知识、专业技能等显性素质,更重视正直、诚信、忠实、敬业等隐性素质。可以说只有拥有相当数量的具有较高职业素质的人才,企业才能在竞争激烈的市场中提升竞争力,求得生存和发展。 (二)高职院校职业指导是改革创新的需要 就业率的高低直接影响院校的声誉,影响院校的招生和培养计划,关乎院校的生存发展。作为高职院校,改革职业指导模式,创新职业指导工作方式,提高毕业生就业率的根本方法和手段就是提高学生的职业素质,增强其竞争力。只有培养出符合社会需求,满足用人单位需要的合格学生,才能切实提高学生的就业机会,是高职院校人才培养的目标。 (三)学生自身内在的需要 学生毕业后能否在竞争激烈的职场中立足、生存、发展,很大程度取决于其自身是否具备良好的职业素质,正所谓适者生存。通过学习、就业来改变自身命运和改善家庭状况是高职生最重要的人生诉求。高职学校往往是他们走向社会的最后训练基地。 二、基于校企合作模式的高职学生职业素质培养 北京电子科技职业学院作为北京市首批“国家示范性高职院校”,是国家首批综合改革试验区建设单位,多年来,为北京社会经济发展培养了大批应用型技术人才和管理人才。学校汽车工程学院依托和服务于北京汽车产业链,职业指导工作紧紧围绕企业文化精髓及发展趋势,尤其关注对学生的职业素质培养,逐步形成了一套体系完善、特色鲜明的校企合作模式下学生职业素质培养模式。 (一)职业素质培养以用人单位满意为标准 职业素质培养包括职业素质教育和职业技能培训,通过教育与培训相互渗透、相互作用,为学生的职业生涯发展奠定扎实的基础。近年来,北京电子科技职业学院汽车工程学院围绕校企合作人才培养模式不断改革创新职业指导工作,在学生职业素质培养上力求突破,进行了不断地探索与实践。积极围绕“校企融合,深度合作”的办学理念,在与众多知名企业的“校企合作实验班”“、订单班”的建设过程中,拓宽职业指导工作领域,对学生的职业素质培养进行了有益的尝试,并形成了奔驰试验班的学生职业素质培养实践特色。学院与企业就学院的发展规划、专业建设、课程建设、师资建设、实习教学、教学评价、研究开发、招生就业、学生管理等多环节开展了深度合作。2012年9月,在政府支持下,戴姆勒中国学院在学校成立。 (二)强化学生职业行为和职业道德的培养 诚信与敬业是从业者最基本的品质要求。结合学院“为北京现代制造业、现代服务业和高新技术产业培养高素质技能型人才”的要求,牢牢把握“汽车职业人”素质教育理念,将诚信与敬业意识养成作为重要的教育内容。 第一,以渐进式的职业生涯规划教育体系塑造“汽车职业人”。 从学生入学开始,在不同年级,不同阶段,不同专业构建系统、科学、可操作的职业生涯规划教育体系,做到全方位、全程化。在一年级就开设职业生涯规划课,请企业专家、培训师讲授职业道德、职业规范、职业礼仪等课程,将企业对员工职业素质的要求和标准做为校企合作班学生思想政治评定的重要内容之一。提出“守时就是诚信、学习就是敬业”的理念,把企业文化与学校教育要求融入学生各学期的养成教育计划之中。 第二,以丰富的社会实践和社团活动提升“汽车职业人”。 使教育培养渗透到学生学习生活的各个方面。通过组织学生深入企业、社会进行专业调研,要求学生注意观察企业员工规范的生产动作、职业化的微笑、严谨的工作态度、统一标准的着装、码放有序的工具、干净整洁的工作台,甚至吃完饭后自觉收拾好的餐桌,让学生从中体会什么是职业行为,如何养成职业习惯,怎样树立职业意识。组织丰富的第二课堂和兴趣小组活动,在活动中引入研究性学习方法,注重个性化培养,激发学生的创新能力。开展了“汽车拆装与调试”、“装焊机器人编程与控制”、“一升油节能车研发”等小组活动,并组织学生参加北京市和全国技能大赛,对培养学生的汽车情结起到了很好的启蒙作用,也使得职业指导工作丰富、有趣,易于学生接受。 第三,以严谨的法制法规和企业制度规范“汽车职业人”。 把企业的规章制度与学校的校规校纪有机结合起来,制定各具特色的班规班约,将规范的员工勤记要求做为对学生行为养成考核体系中的重要一环。加强职业行为规范训练,实施职业规范管理教育。在教学、管理、实训等过程中引入企业车间的工作流程,明确考核操作标准,使职业标准意识深入人心,培养学生养成严格按照技术规范要求办事的职业习惯。 第四,以优秀的企业文化和职业文化陶冶“汽车职业人”。 学校注意吸纳企业的核心价值,与学校文化有机结合,将学生的思想教育也融入企业实习、实践中,切实做到“企业文化进班级,思想教育进车间”。分阶段开展团队合作、守时守信、质量第一、责任意识等主题文化活动,让学生了解企业、行业与职业,激发学生的职业认同感,培育良好的、特色鲜明的职业文化氛围。 三、结语 通过培养高职学生职业素质的探索与实践,更加体现出新时期的高职教育,必须注重学生职业操守和职业技能的协调发展,切实改革职业指导工作模式,创新职业指导工作方式方法,唯如此方能真正为国家的经济建设培养合格的人才。 作者:张颢 单位:北京电子科技职业学院 电子科技论文:探析军工电子科技情报研究资源的配置办法 作者:邱黄林 孟军 单位:中国船舶重工集团公司 总装备部工兵军代局注武汉地区军代室 为信息资源共享而建立的数字化信息资源服务平台,目前尚不能开展服务,其主要原因是由于各单位在信息资源服务中可以获得一部分信息服务费,谁占有最新资源,谁就占有绝对优势,因此,利益分配问题影响了数据资源的共享,进而影响了科技人员的开发和使用。 过份依赖共建单位提供的信息资源。作为军工电子情报研究的专业所,缺乏独立的信息资源支撑体系,缺乏对情报研究资源系统性的配置规划。由于过于依赖共建单位提供的信息资源使情报研究在信息资源的利用方面受到了很大的限制,造成被动局面。 资源支撑体系不完善。纵向性的资源经费来主要源于本单位,与横向资源经费相比数量较小,主要用于保证核心资源的配置,只能满足基本需求。由于人员调动频繁等原因,使原有的资源经费以及资源配置体系受到严重影响。究其原因是连续两年频繁地更换管理部门的领导以及具体业务人员,造成信息资源在采集渠道、经费支出以及资源配置等方面出现混乱的情况。 如何做好信息资源配置工作 笔者认为,要想做好军工电子情报研究资源的保障工作,首先要了解军工电子技术发展趋势;其次,掌握军工电子情报研究的特点和类型;第三,运用科学的配置方法,遵循信息资源配置原则,并辅助一定的技术手段,以实现军工电子情报研究资源的合理配置。1)了解军工电子科技发展动态与趋势。目前,战争形态也由机械化转向为信息化,武器装备趋向智能化,各种主要作战平台具有信息传感、目标探测、信息攻击等功能。电子信息技术对武器装备的影响越来越大,军事电子工业在国防科技中的含量也在不断提高,这表明武器装备的发展越来越有赖于军事电子工业的发展。国外军工电子技术的发展重点主要集中在以下几个方面:军用微电子技术,军用计算机技术,军用软件技术,军用雷达技术,军用激光,军用制导,军用探测,隐身技术等等[2]。2)掌握军工电子情报研究的特点和类型。军事电子情报研究是为国防科研服务的,尤其强调情报研究的超前性、及时性、针对性、全面性、客观性、响应性。(1)超前性或称“预测性”。情报研究往往着眼于长远需要,探索和发现军事领域的重大突破,对此进行超前分析和科学预测,研究其对未来军事电子技术装备以及未来战争的关系与发展趋势。(2)及时性或称“实时性”。是针对军工电子科技情报研究的需要,不失时机地提供所需情报,即‘实时情报’。(3)全面性。是针对军工电子科技研究内容,提供相对全面的情报,避免以偏代全而产生错误的结论。为此,要善于从宏观上把握全局,从战略的角度上看问题,善于把具体问题放在大趋势中去认识。(4)客观性。就是要实事求是地分析国内外正在出现的军事电子新技术、新体制、新概念和新理论,使工程技术人员和各级领导对关键问题有准确的了解,以便正确地指导和科学的规划。(5)准确性。是指军工电子科技情报研究产品必须与上级的要求相吻合,最大限度地体现出情报价值。(6)快速反应性。既从接受任务到提供情报研究产品所需要的时间往往很短,因此,平时必须占有大量的信息,掌握多种信息源,才能适应这种需要。3)总结军工电子情报研究的类型。(1)综合情报,主要是针对军工电子技术的发展现状、当前国际水平和未来动向进行的研究。(2)专题情报,是对军工电子技术的工艺、产品、科研课题、建设工程等有关的情报进行的研究。(3)技术经济情报,是针对军事电子工程中采用的新技术、新工艺、新材料等进行经济评价,探讨其技术上的先进性、经济上的合理性。(4)市场情报,是指对军工电子技术市场需求情况,预测其未来发展动态的情报研究。(5)管理情报,是针对先进的军事管理方法,科学管理制度,进行的军事管理情报研究。(6)政策情报,针对国外国防科技政策的情报研究。 军工电子情报研究资源的配置方法 在了解和掌握军工电子情报研究的特点以及发展趋势之后,进行军工电子情报研究资源的配置,才能做到心中有数,有的放矢[3]。1)信息资源配置含义。信息资源配置是将信息资源按照一定的原则和模式,通过不同的方法和手段,使其合理分布和存贮。具体说,信息资源配置是指在时间、空间和数量三个方面的有效配置。2)信息资源配置原则。(1)需求原则。支撑军工电子情报研究的信息资源配置,不论是在时间、空间,还是数量、品种、类型上,最基本的依据就是要以军工电子情报研究的需求为出发点,这是最根本的指导思想。(2)时效原则。是指信息资源本身的时效性、可靠性与实用性等因素,信息资源配置的质量与信息本身的质量密切相关,因此应充分考虑到信息产品的质量问题,将信息产品质量问题放在首位,从信息资源的选购、采集、验收等环节严把质量关。(3)层次原则。在信息资源的选择和搭配上,应考虑信息资源的层次性,这主要是指合理地配置一、二、三层次文献。另外,为满足情报研究在不同要求下使用的特点,例如:保密课题检索等等,可适当考虑二次文献的使用,因此,信息资源在层次上的合理配置是十分必要的。(4)成本原则。目前数字信息资源已成为军工电子情报研究的主流资源。数字信息资源的引进将使信息资源的成本增高,稍有不慎就会造成相当可观的经济浪费。故在配置军事电子科技信息资源时,应进行成本效益分析,选择性价比高的资源,使其发挥最大效用。(5)特色原则。军工电子技术是各行业的基础,要突出军工电子科技情报研究资源的特色,须结合当前军工电子科技发展态势,不断发现、补充和更新原有的信息资源,以适应新形式的需要。(6)动态原则。军工电子情报研究资源是一个动态、渐进的资源配置过程,虽然有其相对的稳定性,但总的趋势是变化发展的。由于情报研究资源需求的动态性以及价格、经费的动态性等因素,都会使军工电子科技信息资源配置面临新的环境,因此,根据情况变化应及时调整资源配置方案。3)信息资源配置保障基础。要实现军工电子科技情报信息资源的合理配置,必须从思想、技术、管理、政策等多个方面给予保障,为其营造良好的内部条件和外部环境。(1)理念基础。军工电子科技信息资源是国防科技信息资源的重要组成部分。作为军工电子科技情报研究单位应该树立从国家、国防到研究机构三个层次上的科学配置观。将军工电子情报研究资源纳入到国家整体信息资源配置体系上,明确定位,做好自身的统筹规划与合理分工。(2)技术基础。技术基础主要是指满足军工电子科技信息资源,尤其是数字信息资源的配置,如:计算机、应用软件和通信网络等设施,旨在为资源配置提供技术平台。计算机系统是数字信息资源共享的物质基础,在检索过程中,应符合保密要求;应用软件系统是数字信息资源共享的中枢控制部分,要力求一致性,互相兼容,且符合人们的使用习惯;通信网络是数字信息资源共享的神经系统,应进行“无缝化”规划。(3)管理基础。建立军工电子科技信息资源配置的有效管理机构,制定管理方法和管理程序,实现信息资源配置的有序化组织与协调。管理机构的主要任务是决策、管理、协调、监督信息资源配置工作,组织建立军工电子科技信息资源服务体系。管理方法和程序是开展军工电子科技信息资源配置工作的准则。(4)标准基础。实现国防信息资源的共享,而其关键的基础之一就是标准化问题。首先,要做好军工电子科技信息资源科学配置的总体发展计划;其次,要满足国防科技信息资源建设标准,使信息资源从采集、加工、存储、生产与服务等全过程都符合标准规范,为今后国防科技信息资源的共享打下坚实的基础。4)信息资源配置的具体实现策略。军工电子科技情报研究资源配置策略的实现,有助于指导军工电子科技信息资源的支撑与保障工作,满足军工电子科技情报研究的各项需求。据此,笔者提出如下具体建议:(1)制定资源的配置规划。制定军工电子科技情报研究的信息资源配置的总体计划(包括资源未能按时到位的应急预案);制定资源采集、共享、流通、存储、服务等分计划,同时确定阶段性的信息资源收藏结构头尾一定要对,对于技术人员来说此处是重点,千万不可掉以轻心,因此,在安装完的TCR回路电抗器标好A、B、C,还要标好电抗器进出线端,哪个端子和穿墙套管连接,哪个端子和铜母排连接,哪个端子是上下两层连接的,要事先让工人明白。7)电容器组的连接。电容器组3层和电抗器、零序互感器的连接,因为电容器组进出线两面都有铝排,和电抗器方向连接是三相铝排,和零序互感器方向连接是从电容器组双星星的两个中性点引出线接至两个中性铝排上,然后从两中性铝排接到零序互感器的两端,图纸设计两中性点铝排和零序互感器的连接是截面240mm2钢芯铝绞线,但做完以后发现由于距离太短,铝绞线的弯太大,影响美观,实际中此处电流很小,经和电力科学院现场工程师和甲方电气负责人协商,此处改为用截面35mm2铜芯软电缆连接。零序互感器接线柱太大,用铝排做一个过渡接线排。电容器层间电容的出线要和每层安放电容的角钢架子外壳接在一起,以保证每层的每一相保持一个等电位状态。8)TCR晶闸管阀组安装。TCR晶闸管阀组也是安装在绝缘瓷瓶上的,所以和前面安装电抗器和电容器方法一样,只是阀组多了一套冷却水系统,每一相的晶闸管就靠这冷却水循环来冷却保护晶闸管。晶闸管阀组的每一相和穿墙套管是用铜排连接的,一定要保证铜排之间、铜排和墙间的距离,至少保证400mm的安全距离。9)接地安装。所有基础预埋铁、隔离开关支架、避雷器支架、电流互感器支架、穿墙套管底座、阀组底座都需要和SVC系统接地网焊接连成一体。 结束语 以上是山东西王SVC安装的重点施工总结,其他有关避雷器、电流互感器和零序互感器安装就不在此一一说明了。这些施工总结也可以作为SVC安装的施工方案在以后的施工中借鉴。在此希望和大家一起探讨,共同进步,为中冶天工做出自己应有的一份贡献。 电子科技论文:智能服装构思电子科技运用 作者:张慧敏 单位:德州学院纺织服装工程学院 1智能服装发展概况 1993年,麻省理工学院媒体实验室的计算机可穿系统研究中引入了智能背心的概念,成为最早的真正意义上的智能服装,自那时起计算机系统的“可穿性”被引入,成为电子科技在智能服装设计中应用的开端。进入21世纪以来,随着科学技术的迅猛发展,服装制作不仅在材料选择上越来越趋向于舒适化、智能化和最优化;在设计上,尤其是智能服装,也正朝着功能日益多样化、性能逐渐完善化、器件制作微型化、穿着健康舒适化、价格低廉化等方向发展。与此同时,服装设计工艺与电子科技的结合也将越来越完美,服装也会更加全面地诠释作为人类“第二皮肤”的职责[1]。 1.1功能 如今,智能服装将时髦的设计和超强的功能融为一体,十分符合服装业目标消费者的未来需求,这些消费者包括年轻人士、专业人士、时尚追求者和运动爱好者等。这些智能服装包含着令人意想不到的高科技成果,包括能自动播放音乐的外套、能读出人体心跳和呼吸频率的“聪明衬衫”、能实现随时办公的万能西装、能在胸前显示文字与图像的T恤衫、能定位跟踪的GPS服装等。美国科技研究所预测,在不久的将来,服装将成为真正的“多功能便携式高科技产品”,一件衣服能够同时播放视频、音乐、上网冲浪,甚至调节温度。智能服装功能的多样性、实用性将是其未来的发展趋势[2]。 1.2分类 智能服装的应用现今主要体现在两个方面。一种是特殊领域的专衣,如航空服、潜水服、防火服、防弹服等这类闻多见少的功能性服装,其功能只针对特殊的部分人群。当然,特殊领域的专衣与电子科技也有很好的结合,如一种“医护衬衣”,其带有多个传感器以及信号发射装置,可检测穿着者的体温、心跳和血压等数据,并通过卫星将这些数据传送到医院,便于医院对病人实施远程看护,一旦发生紧急情况,医院可通过衬衣上的卫星定位装置及时找到病人、进行抢救。智能服装的另一方面则是贴近日常生活的应用。同是高科技的智能服装,但它们针对的消费群体从特定行业拓展到了各行各业,消费对象是具备有限消费能力的大众百姓。智能服装在满足服装本职功用的同时,还利用科学技术增加了与日常生活相关的特殊应用,例如可感知人体状况的“情绪手套”、可调节大小的外套、可防止蚊虫叮咬的“防蚊衫”,以及具有良好保温性能的“保温袜子”等。同样,还可以将MP3音乐播放、音频接收、GPS定位、语音录制等娱乐实用功能加入到智能服装当中。这样一来智能服装将更加贴近日常生活[3]。 2电子式智能服装市场 调研如今的智能服装市场正在迅猛扩张,在电子产品热销且外形没有重大创新的条件下,研制具有电子功能的服装显得非常具有市场潜力。国外许多大型服装商也开始与电子厂商合作,进军智能服装市场。与普通服装相比,智能服装的价格必然要高出一些,但笔者认为这并不会影响其市场潜力。在迎合消费者对各种电子功能需求的前提下,在智能服装中融入个性时尚元素,体现生活实用娱乐性,以满足不同年龄层次消费者的需求。需求是最好的市场,笔者针对在校大学生就智能服装的认识与期望进行了调查。 2.1面料的选择 面料的选择方面,有近72.6%的被调查者认为,适中的面料质量和面料价格最适合于大多数消费者的日常应用,这点与笔者的想法不谋而合。相较于目前智能服装使用最多的较昂贵的高级纳米材料,普通舒适的棉质面料更受欢迎。但普通棉质面料如何满足智能服装制作的各项要求,这将是需要思考的问题所在。此外,有近27.4%的被调查者认为,智能服装面料的选择应处于高端化水平,良好的质量要求和品质体验是他们所追求的。 2.2电子技术的选择 将哪些电子技术融入服装当中,不仅要考虑大众的需求,而且要充分避免电子产品可能给人体带来的辐射等不良影响。接受调查的人群当中,多数是追求时尚的年轻人,因此,有57.3%的人认为应将音乐、影视等娱乐功能加入到服装当中,有23.7%的人认为应该将录音、手写、电子书等学习型功能融入其中,有19.0%的人认为加入GPS定位、GPS导航、实时呼救等实用功能是个不错的选择。 3电子科技与智能服装设计的完美结合 3.1能结合于服装的电子产品制作 以MP3播放器为例,要让服装像MP3播放器一样播放出动听的歌曲,无需使用纷繁昂贵的纳米材料、导电纤维,只需将平时使用的MP3播放器外形制作成与服饰配件外形一样即可,如常用的长方形拉链拉头、圆形纽扣,甚至是任意形状的肩章或胸章等。只改变MP3播放器的外形,功能不会因此有任何折扣,如此“服装配件”还担心不能“隐藏”于服装当中吗? 3.2适合安装电子产品的服装面 料及款式智能服装功能性要求特殊。传统智能服装若想要实现功能性,大多采用可导电的纳米纤维材料,甚至将防水的导电纤维植入普通服饰当中,以此来达到服装电子化的目的。这样虽能实现功能化,但无法使智能服装服务于普通大众的生活。因此,面料选择时要尽可能考虑到大众的需求,在满足功能的前提下降低成本,当然也要避免使用一些容易产生静电和易燃的纤维,并尽量选用环保或再生纤维面料;同时,针对服装不同的使用场合和要求,选择相应的材料。由于这种电子产品不是“植入”到服装当中,而是采用“点缀”的方法使服装更加美观、更加功能化,因此,大部分款式都能安装这种电子产品,更能符合广大追求时尚的年轻人的需求。 3.3电子产品与服装的完美结合 现在,有了可供安装于服装上的电子产品和适合安装电子产品的服装面料及款式,那么如何才能将二者更好地结合在一起呢?对于制作成拉链拉头的电子产品,可采用挂钩和挂孔的形式将二者结合起来;如果电子产品是纽扣状的圆形,需要的只是在这个圆形后面加一个日常所用的摁扣即可;如果是肩章或胸章的设计,一根别针就可以帮助解决问题。之所以将电子产品设计成能方便地与服装结合并可分离的形式,是因为考虑到服装日后的洗涤以及电子产品可能需要维修。这样,电子产品就能与服装完美地结合在一起。 4电子式智能服装的能源提供与资源下载 4.1电子式智能服装的能源提供 在这个资源欠缺、污染严重的时代,使用可持续清洁能源毫无疑问是最明智的选择,可采用太阳能电池板为这类电子产品提供源源不断的能源。一块小小的电池板在集聚能量的同时又能融合在服装当中,显得相当帅气。 4.2电子式智能服装的资源下载 在简约时尚大行其道的今天,在本来体积就很小的电子产品上留出耳机插孔、USB接口已不实际,采用蓝牙无线传输的方式可实现电子产品内在资源的实时更新。扔掉累赘的耳机线,穿上智能服装,听音乐的时候只需按动如拉链拉头上的按钮,戴上蓝牙耳机即可。 5结论 通过对智能服装历史的探究以及智能服装未来发展的展望,了解了电子科技在智能服装设计中的应用方向,把握了电子式智能服装在流行中的趋势及大众心理需求,分析提出了目前市场能够接受的最佳电子式智能服装形式。电子科技将会更好、更完善地应用于智能服装的设计中,电子式智能服装产业将集大众娱乐、大众生活、行业应用于一体。从服装设计理念的角度来说,近年来智能服装的设计不再仅限于高科技面料的使用,高科技电子产品与普通服饰的结合也是新的设计思路。融合了电子技术的智能服装必将得到飞速发展。 电子科技论文:电子科技在学术领域的深远影响 摘 要 电子科技在学术领域发挥着重要作用,尤其是电子科技在学术文献查阅中的投入与应用更加凸显了“科技是第一生产力”的口号,极大程度上方便了我国的科研人员,同时电子科技也是一把双刃剑,我们要防微杜渐,体现电子科技对学术方面的推动作用。 关键词 电子科技;学术领域;重要性 当今社会的发展速度已经不能用快来形容了,国家的科技、经济、科研等各个领域的发展都非常飞速,当我们正在欣赏一种新生事物的同时,另一种新的事物已经在酝酿了,更新换代的速度极快,特别是电子科技的发展异常迅猛,有时会出项几个换代创新产品的同时出现,这也就是我们所谓的接踵而至。电子科技确实为人们和社会带来了实惠和进步,其便捷性一直是人们一致认同的。学术领域的电子科技技术的运用更为广泛,也受到了科研人员的喜爱,资料查阅的便捷性和学术知识的时效性,普及速度极快,会让他们第一时间掌握第一手资料,促进学术领域的竞争进步氛围和为社会提供更为全面的科研成果,也为整个学术领域的繁荣发展提供了条件。 1 电子科技在学术文献查阅中的重要性投入 中国的学术发展势头比较强劲,一方面是依靠我国强大的经济体系,再有就是不断奋发向上的科研人员和海归人员对科研的热情,这些方面随着国家的不断发展壮大,变化很大。我们的科研方式从以前的为做科研而研究转变到了为个人兴趣而不断进取,这样大家工作的积极性可见一斑。国家这几年对教育领域的资金投入非常大,特别是这些资金为每个科研人员都提供了一个平台――电子文献查阅网络。这项科技是我国科研举措转变阶段的一个重要平台,它也为更多的研究人员提供了参考资料。 电子文献查阅包括很多个分支,有中国核心期刊、外文期刊等等数十个文献数据库,可以这么说,如果我们面前有一台电脑,然后连同网线,登陆各个学校的校内网,那么我们就可以查到国内外的几乎所有的文献。我们可以通过下载相应的格式,在自己的电脑上就可以看到国内外各个领域的研究新进展,其中有很多关键的实验方法也是值得我们参考的,这些都将更有利于我们科研课题的进展。这样一个网络文献数据库的科技含量是非常高的,其中涵盖了多家科技文献库,通过将其汇总实现划时代意义的资源共享,每个科研人员如果一旦条件允许,那么就可以遨游在知识的海洋中,从中激发科研的思维和对实验研究的兴趣。每个实验室的新成员都要感受文献查阅的过程,因为这是科研的必经之路,我们要了解自己领域的新发现和新进展,才能更正确地把握自己研究的意义。 2 电子科技是学术领域的一把“双刃剑” 电子科技文献库是科技时代的产物,它为人们带来了便捷,但是它又收到一定的阻碍,那就是关于电子文献查阅权限方面的问题。很多学校都会花大量资金买到这些电子文献查阅数据库的使用权,这也就相当于为其中的科技含量买单。有时候这些障碍会限制一些渴望知识研究的人们的求知欲,因此科技也是一把双刃剑,有利又有弊。它一方面激发了人们对知识的向往,一方面又由于巨大的科技投入,耗费大量的资金,因此需要人们为其买单,这也就是我们所说的为其便捷性买单,它的性质在此处就跟手机、掌上电脑等很相似了。 电子文献数据库平台的开发,原本是想给更多的科研人员提供一个便捷的查询平台,这是它重要性的体现,但是有时候却给个别人的文章抄袭行为提供了便利条件,他们通过将网络上的几篇电子文献合并综合出一个结论,从而进行一定的抄袭,然后通过某些期刊而发表,这种行为是遭人唾弃的,随着社会的发展,这种现象非常常见。科技本来是给我们带来便利性,反倒被某些人当成了抄袭的对象,这就使得学术界严谨准确的氛围造成了不小的破坏。因此,电子科技在学术领域的运用是非常重要的,其重要性是值得我们肯定的。如果要防止以上文章抄袭现象的发生,我们必须要在学术界通过大面积的思想教育达到杜绝抄袭滥象发生的目的。另一方面,现在各大发表期刊也利用电子科技技术,创造了一套检查抄袭的软件和方法,这种软件将各个期刊的文章全部集中在一起,当投稿的文章与其中的文字匹配度达到一定程度,就将其视为抄袭。这种方法虽然比较客观和死板,但是其中也涵盖了不少科技成分的体现,这些科技成果都会打消一些文章抄袭人员的念头,一定程度上杜绝抄袭现象的发生。 3 结论 电子科技在学术领域的重要性是值得我们肯定的,我们在以后的发展和创新中,需要将更多的科技成果投入到学术领域当中,创造出许多对学术发展有贡献的科技成果。同时,我们也要正视电子科技在学术领域的两面性,做到防微杜渐,力求科技成果的普遍化,将电子科技融入到学术领域的方方面面,为人类带来便捷,也要让破坏我国学术氛围的不法分子得到应用的惩罚。学术的发展也反作用于科技发展,学术理论的成熟也造就了很多科研成果的实践化,因此电子科技与学术方面也保持着更为紧密的关系,作用与反作用,最终推动我国的各个领域稳定发展。 电子科技论文:电子科技大学“计算机操作系统”精品课程建设 计算机操作系统是最核心、基础的计算机系统软件,计算机操作系统的设计原理与实现技术是计算机专业人员必须掌握的基本知识。“计算机操作系统”是计算机学科最重要的专业基础课程。该课程介绍操作系统的基本原理和实现技术,是理解计算机系统工作、用户与计算机系统交互和设计开发应用系统等基本知识结构的重要途径。其内容涉及理论、算法、技术、实现和应用,学生学习理解有一定难度,作为专业学科中一门承前启后的专业基础课程,计算机操作系统在计算机专业课程体系中扮演着重要的角色。 随着计算机技术、设备的迅速发展和应用需求的拓展,三十年来,课程内容不断充实更新,计算机操作系统今非昔比。现代操作系统的内容蕴涵了什么?知识结构的重点是什么?操作系统在课程体系中的关系如何?需要本科学生理解和掌握什么?如何加深理解和运用?课程的发展如何与时俱进?这都是课程建设必须考虑的问题。 课程历史与课程建设 电子科技大学“计算机操作系统”课程起源于20世纪70年代初期。当时,随着计算机巨头IBM公司的S/360大型机系统软件的推出,对“计算机操作系统”这个系统软件的讨论遍及全球。以周锡令教授为代表的一批专家学者敏锐地感觉到“操作系统”将成为计算机技术和学科发展的重要领域,他们不失时机地开展了计算机操作系统的研究和分析。在收集汇总国际上相关“操作系统”学术论文的基础上,出版了中文“操作系统”论文集(上、下册)和英文论文集,组建了“操作系统”软件研究小组,展开了对计算机体系结构和操作系统的研究。先后多次举办了全国高校和研究单位参加的“操作系统”学习班、研讨班和培训班,并派教师到国外学习相关操作系统知识。1977级本科学生就开始采用新的教学体系,设置了“操作系统原理”课程。在“操作系统”论文集的基础上,计算机专业汤子瀛和杨成忠老师编写了《操作系统原理》讲义, 1981年,《操作系统原理》教材正式出版。1984年,改名为《计算机操作系统》,由重庆大学著名教授童\主审,作为全国统编教材由西北电讯工程学院出版社出版,在全国计算机界产生了很大的影响,并在1987年获得国家电子部优秀教材二等奖。 “操作系统”课程组承上启下、与时俱进,自2001年起,进一步完善课程内容体系,采用国际优秀教材和双语教学,进行精品课程建设。以操作系统原理为核心和基础,并拓展到“操作系统结构”、“嵌入式操作系统”和“大型机操作系统”等相关课程,推动多层次、多类型、多应用教学。并以培养学生创新能力为目标,以系统设计和软件构架为教学理念,突出概念、原理等理论内容的实践应用环节,优化课程内容,教学资源网络化,使学生受益面不断拓宽。教学项目“计算机主干课程建设与教学改革”曾获2001年度国家教学成果二等奖。课程组先后出版操作系统教材四部、讲义四部,发表相关操作系统和教学改革的论文20余篇,教学实验和教材等项目先后获得电子科技大学多项校级奖励。目前,“计算机操作系统”课程获得“教育部-微软精品课程”建设项目支持,教材被列入高教出版社“十一五”规划教材建设。在操作系统应用研究领域,课程组和项目团队在常规操作系统、分布式操作系统、实时操作系统、嵌入式操作系统、大型机操作系统等领域也具有较大的优势和独到的特色。 知识结构与课程教学 一门课程的教学目的是通过该门课程的教学(讲授、讨论和实践)让学生学习(了解、理解、掌握、运用等)到课程内容所提供的知识和技能,构建合理的知识结构,为进一步的学习和应用打下基础,这是对本科生的基本要求。因此,建立计算机操作系统的知识结构,设计和规划本科阶段的教学内容,就是课程建设的重要工作,如图1所示。 掌握计算机操作系统的基本原理是计算机专业学生深入学习该方向其他课程和进行研究的必备基础,有着极其重要的学科地位。课程组以操作系统中成熟、经典的思想和设计算法为核心,紧密结合当代操作系统的发展趋势,建立以操作系统所管理的资源对象为分类标准、以操作系统的性能为设计目标、以操作系统的各类算法和数据结构为实现手段的教学内容体系和风格;注重该课程与其他课程的交叉关联,以计算机组成原理课程为基础,以嵌入式系统设计为实例,在传统知识结构基础上,以现代Unix、Linux和Windows操作系统的新特征为案例;强调研究型教学,教师积极进行教学研究,探索新的教学方法和手段,自主提出了“融入式”、“定位式”等教学新理念,并率先采用双语教学,引入国内外最新的发展成果和教学理念;结合理论与实践,针对学生的理论理解能力、技术性实践能力、综合性实践能力和探索性实践能力的培养需要,配套课堂实验及低、中、高四个层次的实验内容,使课程理论与实践相互促进,形成积极的、充满生机活力的互动教学机制,提高人才培养质量。 “计算机操作系统”是一门理论性、实践性并重的基础核心课程,内容抽象、课程教学难度大。为提高课程教学质量,针对教学难点,研究教学方法,融入教学过程,探索教学改革,课程组采用了如下教学方法和教学手段。 1.合理选用教材和参考书,保持教学内容的时代性和先进性 教材是影响教学内容的一个非常重要的因素。现代操作系统工程实践和技术发展迅速,传统开发技术被淘汰或被改进,新的开发思想和基本概念不断出现,并应用到当前流行的操作系统产品中。要求“操作系统原理”的教学内容必须及时更新,适应发展,与时俱进。否则,难以使学生学以致用,势必影响学生学习兴趣,从而影响教学质量。通过采用原版教材,加大参考与辅导学习,自编教材,灵活采用双语教学的方式,促进教学质量的提高。 2.强调教师素质,通过教学研究和科研工作提高教师业务水平 作为教学主体之一,教师必须及时更新自己的知识,不断学习,提高业务水平。多年来,课程组始终坚持收集和阅读与操作系统有关的各种资料和文献,并结合科研项目对操作系统开展了大量的研究工作,参加了若干有影响的操作系统软件的开发。在课堂教学中,介绍研究方向和学科前沿,吸引本科学生参与教师的科研工作,拓展自己的视野。 3.精心备课,突出教学内容的系统性和完整性 如何组织课程内容,使其成为一个有机整体,是课程组必须解决的问题。通过较长时间的探索,我们认为必须首先帮助学生建立操作系统总体结构轮廓,然后再介绍各部件内容。同时,我们还总结出“突出总体结构、深入讲解部件”的教学原则。而且,整个教案的内容组织注重引导学生探讨各种知识的内在联系和技术的引入背景,注重知识的理解,而非简单记忆。基于这样一条明确主线,学生的学习更具方向性和目的性,学习效果明显提高。 4.科学授课,充分调动学生的积极性和创造性 课堂教学是整个教学活动的另一重要环节,课堂组织是否科学合理会直接影响学生学习的质量和效果。课程组总结出了一些有效的措施。 * 明确学习目的,激发学习兴趣,采用启发式教学。兴趣是促进学习的巨大动力,教师有义务激发学生的学习兴趣,尤其是理论性较强的课程。所以,在课程之初就必须清楚地告诉学生学习该课程的目的,讲清不同学习对象(如一般计算机用户、程序员、系统分析员、系统管理员)的学习目的,根据学生已经遇到的问题结合教学内容激发学生思考,探索问题的答案。 * 根据教学内容,合理安排教学进度,注重节奏教学。“操作系统”课程内容的概念多而抽象,而从抽象到设计又是理论到工程的转换,本科学生缺乏系统和工程的概念,因此,是一个难点。我们在课程进度方面采用“先慢后快”的节奏。“先慢”是为了让学生有充足的时间消化新概念,也让学生适应教师的授课风格;“后快”是当学生基本掌握了该课程的主要概念以后,可以适当加快教学进度,以便按时完成教学计划。 * 精心准备,激情授课,强调交互式教学。教学方法需要强调讲课的高度激情,以教师高昂的情绪感染学生,避免“满堂灌”。课程组要求教师在课前要根据内容需要设计准备适当的问题,在课堂教学适当的时候提出,留给学生适当的思考时间。同时,鼓励学生提问,根据学生反馈信息和问题,与学生探讨问题的解决,而非给出答案。这种交互式方式,学生非常乐于接受。 * 深入浅出,理论联系实际,突出原理的应用。如何将高深的理论用浅显的语言表述是教学方法的技巧。操作系统中的“并行与并发”、“进程与线程”的概念是理解的难点,我们结合当前主流操作系统产品(如Windows和Unix系统中的多任务执行,多层调用等)的具体示例进行讲解,从应用角度和生活常识形象生动地解释理论,开拓了学生的思维。 * 以人为本,诚心与学生交朋友,推崇亲情教学。“操作系统”课程对象通常是大学三年级学生,此时,很多学生正处于人生规划决策的关键时期,作为老师与长者,帮助他们健康成长是义不容辞的职责。以讲授课程知识为基础,辅以讲授人生发展与规划,帮助他们解除成长过程中的烦恼,把他们当作朋友,对于推动教学工作是非常有益的,这种“亲情式”教学手段往往能收到良好的教学效果。 5. 注重实践环节,强调能力培养,合理进行学生考核 遵循学生创新能力培养的整体规划,基于系统设计和软件模块设计的思路,课程组利用较好的实验室条件,开设“实验室课堂”,构建“操作系统案例库”,结合课程实验、应用实验和综合实验加强学生系统编程与内核模块设计的能力。这些案例既作为教学,也供学生自行设计或复现,优秀作品又进入案例库循环,使学生能即学即用,及时发现和解决问题,对抽象概念通过实践环节理解,拓展深层次思考,对学生的能力训练收到很好的效果。案例如图2和图3所示。 6. 灵活运用现代化教学平台,提高教学质量 在精品课程建设过程中,教学网站是一项充分发挥现代信息技术,拓宽教学资源使用和学生受益范围的举措,也是让学生更大程度获得需要的信息和知识,了解整个课程教学过程,让学生参与到我们的教学中来,形成师生共建、共促质量的模式。教学网站的建立,基于CERNET西南中心结点和校园网,利用教师社区课件,利用留言板与学生交流答疑,通过电子邮件向学生提供课外辅导渠道等,既对本专业学生提供了共享与交流环境,也为其他专业和远程教学提供了网络教学资源。 7. 操作系统发展的系列学术交流 学术交流是提高课程教学质量的另一种途径。操作系统技术发展日新月异,为使学生了解现代操作系统发展的新趋势,课程组组织了有关操作系统技术领域的系列讲座。根据“操作系统”课程内容及相关课程在今后学科中的应用,讲述应用需求对操作系统的要求。此外,还邀请国内外专家进行学术交流(如Intel、IBM、Mircrosoft、Nokia等公司技术专家),了解操作系统发展动向等。通过这些课程讲座,使学生充分领略该课程在科学研究和应用开发中的重要作用,使学生学习目的更加明确。 课程的主要特色 “计算机操作系统”课程的建设和教学过程体现了电子科技大学本科教学中的理论、技术与工程结合的特点。其特色体现在: 1)坚持基础核心,带动多层次、多类型教学,构建先进课程内容体系 以本科“操作系统原理”为基础核心,形成多层次、多类型教学,层次分明、思路清晰,内容彼此呼应,系列课程与实验相互配套,保证了理论教学、实践教学和资源辅助教学的有机结合。 2)强调能力培养与创新,实施“循环案例”和“师生共建”的教学模式 灵活实施双语教学,开设“实验室课堂”,构建“案例库”,通过教案电子化、教学资源网络化、参考资料广域化、师生交流多样化,强化课程内容的理解和运用。鼓励本科学生参与教师的科研工作,通过分析和模块设计,不断完善“案例库”,师生共同参与课程建设,保证课程质量。 3)强调与时俱进,优化课程内容,保持与现代操作系统发展同步 以现代计算机系统软件构架为教学理念,以并行处理技术和智能管理技术为重点,以技术和设备发展为驱动,以应用系统实施为特点进行课程内容讲授。同时,课程组积极开展教学研究和科研应用项目,在常规操作系统(Windows, Unix/Linux)、嵌入式操作系统(WinCE, Em-Linux, VxWorks)、移动终端操作系统(Symbian等)和大型主机操作系统(z/OS)等方面开展研究工作,以科研促进教学,收到明显的效果。 总结 电子科技大学“计算机操作系统”课程具有深厚的历史积淀和教学经验,在国内同类课程教学上有较明显的特色和优势,体现了电子科技大学本科教学中强调理论、技术与工程结合的特点。课程建设与时俱进并持续发展,在采用国际优秀原版教材,灵活实施双语教学的基础上,使自编教材达到较高的水平,教材先后被列为全国统编教材(1984)、全国推荐教材(1997)、全国“十五”规划教材(2003)和全国“十一五”规划教材(2006)。课程建设提出“操作系统”系列课程和系列实验,开出分层次的配套实验课程,强化理论的理解和运用。 通过课程建设,我们也认识到: 1)操作系统的实践环节需要进一步完善,在时间和验证评价指标上需要进一步探索,类型需要进一步更新。 2)双语教学问题需要认真思考并灵活掌握,在教材、理解、语言和学生接受程度等方面需要进一步实践。 3)国内外教学和学术交流需要进一步拓宽。 4)操作系统教学如何体现创新能力的问题需要进一步探索,如在思维、革新和应用上的创新。 5)希望兄弟院校的同行与我们一起将这门课程真正做成精品课程。 电子科技论文:杭州电子科技大学国家级计算机实验教学示范中心 1 中心概况 杭州电子科技大学坐落于历史文化名城杭州市,是一所电子信息特色突出,多学科相互渗透、协调发展的高等学校,是浙江省重点建设的教学研究型大学。学校于1980年开始招收计算机应用专业本科生和硕士研究生,现有计算机科学与技术、软件工程、网络工程、数字媒体、教育技术学等五个本科专业,以及计算机科学与技术一级学科硕士点。 2000年学校为了加强计算机实验教学,促进实验室资源的共享与开放,将计算机组成原理实验室、计算机接口与通讯实验室和计算中心等实验室整合建成计算机基础课实验教学中心。2002年经浙江省教育厅批准建设首批省级实验教学示范中心。2006年中心通过省教育厅验收,成为浙江省第一个计算机基础课实验教学示范中心。中心实验条件优良,实验室面积3120平方米,教学实验设施总价值2800余万元,面向全校48个专业,开设实验课程58门,是我校人才培养的重要环节。2007年中心被教育部批准为国家级计算机实验教学示范中心建设单位。 2 管理体制和师资队伍 实验教学中心实行校、院二级管理、主任负责制,中心主任、副主任由学校任命。学校负责中心的规划与建设,计算机学院对中心进行行政管理与业务指导。为保障实验教学和开放需要,中心形成了一套完整、行之有效的管理办法和规章制度,使实验室管理和实验教学更加规范化。 学校高度重视实验中心师资队伍的建设,政策措施得力,激励了高水平教师积极投入到实验教学之中,形成了一支包括教授、博士在内的高素质专兼职结合的师资队伍,为学生实践、创新能力培养提供了可靠的保障。根据多层次能力培养的目标,中心组成相对独立又相互融合的四个教学团队:计算机基础课程团队、新技术及应用团队、企业实训教师和工程师团队和综合创新团队。 中心教师积极开展教学研究,近五年来承担国家级重大教改项目“基于网络环境计算机基础教学改革的研究与实践”、浙江省面向21世纪教改项目“面向21世纪计算机基础教学的改革”等省部级以上教改项目21项。教学研究成果获国家教学成果二等奖2项;浙江省教学成果一等奖3项,一门课程被评为国家级精品课程,三门课程被评为省级精品课程。 3 实验教学 中心的实验教学理念是“追踪计算机新技术,遵循‘Try’实践教学新方法,构建实验实训新体系,培养具有创新精神、脚踏实地的应用型人才”。以“夯实基础、重视技术”为基本原则,以“加强实训、促进创新”为主要途径,以培养“具有创新精神、脚踏实地的应用型人才”为核心目标,在人才培养模式、实验教学内容与体系、教学方法与手段等方面进行富有成效的改革和创新,形成了一种有效培养学生实践能力、创新能力的成功模式。中心制定了一个以能力培养为主线的多层次、模块式实验课程体系,以课程体系为核心,同时以多样性实验形式、多样化实验教学方法、多媒体实验教学手段、多重性实验开放模式,构成了一个多元化实验教学体系,从而达到多层次能力培养之目的。 为了给优秀学生创造自主创新的条件,中心成立了学生科技俱乐部,下设ACM程序设计、嵌入式系统设计、数字媒体、网络与安全技术等多个兴趣小组,每个小组都有多名专业教师担任指导,开展了丰富多彩的课外科技活动。学生在教师指导下进行感兴趣的项目研究,或进入专业实验室进行工程训练,或直接参与教师的科研项目,培养学生基本的科研素养、科研方法以及团队精神。 示范中心开放式、个性化的实践创新环境,激发了学生的创新兴趣,并取得了丰硕的创新成果,显现了中心“创新能力培养模式”的良好效果。学生基础扎实,动手与创新能力强,毕业生受到了用人单位的广泛好评。近几年来,学生获ACM国际大学生程序设计竞赛亚洲区金牌一枚、银牌3枚、铜牌7枚;获ACM/ICPC省际联赛金牌2枚、银牌4枚、铜牌4枚;获全国电子设计竞赛一等奖3项、二等奖7项;获国际数学建模竞赛特等奖1项、二等奖4项,全国数学建模一等奖5项、二等奖10项;获全国“挑战杯”大学生课外科技竞赛三等奖5项、浙江省一等奖4项;获《计算机世界》奖学金10人。 4 特色与优势 通过多年的改革与实践,中心在实验教学理念,教学方法,人才培养模式,开放体制等方面形成自己鲜明的特色。 (1) 坚持服务宗旨,锐意改革创新,不断提升计算机基础教学的水平与质量。 中心成立计算机基础课程教学团队,及时将计算机应用新技术与因材施教的教育理念融入课程与教材建设,成效显著。编写出版计算机基础课程教材15部,其中省重点教材7部,国家规划教材3部。 计算机基础教学的核心是培养学生实际应用计算机的能力,团队十分重视实践教学资源的建设及应用。研制成功并不断完善“上机能力练习与测试系统”,该系统已连续16年应用于浙江省高校计算机等级考试;中心教师主持开发的“网络教学平台”作为全校100多门课程开展交互式教学的公共平台;主持开发的“ACM程序设计练习与竞赛网站”,非常有效地应用于我校程序设计类课程的实践教学,该网站向国内外开放,访问量居全国同类网站第三。 中心具有重视基础教学改革与研究的优良传统,近年来主持国家重大教改项目“基于网络环境计算机基础教学改革的研究与实践”、浙江省面向21世纪教改项目“面向21世纪计算机基础教学的改革”等省部级以上教改项目14项。“面向21世纪计算机基础教学的改革”获国家教学成果二等奖,“非计算机专业计算机基础教学改革的研究与实践”、“计算机上机考试自动测试系统的研究及应用”等5项成果获浙江省教学成果一等奖。 (2) 贯彻“Try”实验教学理念,创新技术解决硬件实验教学落后问题。 针对计算机硬件实验教学中教学内容与方法的落后问题,中心提出一种集教学内容、教材、教学手段、实验方法、实验设备于一体的系统化实验教学改革方案。 中心贯彻“Try”的理念,在教与学的过程中让学生多试,从而提高学生的创新实践能力和学习主动性。研发具有虚拟仿真功能、硬件保护功能、在线查错功能的实验系统。虚拟仿真功能是将实验仪上硬件的工作过程用软件仿真,并以动画形式显示在微机屏幕上,使学生对计算机的程序运行过程一目了然;硬件保护功能解决了由于学生“Try”而导致的实验设备损坏的难题。在线查错功能使学生在“Try”的过程中避免盲目性,可以有分析、有方向地进行“Try”。学生在“Try”的实验过程中真正理解掌握所学内容,做到举一反三,从而保证了课程实践环节的有效实施。有利于培养学生自主学习、主动探索的精神和能力。 中心顺应计算机技术发展的趋势,开发了基于PCI总线的微机原理与接口实验仪;完成了《接口与通信》及《微机原理与接口》中DOS系统内容为主向Windows系统内容为主的转换;实现了Windows下的32位汇编语言教学与实验改革,在国内首次出版《Win32汇编语言程序设计教程》,该教材被国内多所高校采用。 2005年“计算机硬件课程教学改革的研究与实践”获国家级教学成果二等奖,2007年“计算机组成原理”被评为国家级精品课程。 (3) 面向应用,建设高水平的IT实训基地,将实验教学延伸到企业。 中心积极探索人才培养模式的改革。以培养高素质实用型IT人才为宗旨,与杭州国家软件产业基地、华为3com、阿里巴巴等知名IT企业联合成立了校内实训基地。目前,实训基地面积2万多平方米,设备投资超亿元。中心与企业共同制订教学内容和真实的实训案例,由具有实战经验的企业工程师直接参与授课和实践指导,采用企业化管理,边学边练,为学生提供了一流的全真实训环境,增强学生的工程意识,培养职业素质,提升学生的就业竞争力。 (4) 注重开放,起到良好的区域性示范辐射作用。 中心充分体现了以学生为本的理念,实行全方位多模式开放体制,除在校内对学生实验、课程设计、工程训练、毕业设计等实践环节实行全方位开放外,还和50余所高校建立了合作机制,为高校和社会承担实验教学任务,实现资源共享;近五年有国内外80余所高校或企业来访;中心和国内外30余个知名IT公司建立了协作交流关系,签订了联合科研、开发的合作协议。 5 结束语 国家级示范中心建设给我校计算机实验教学中心带来新的机遇和动力,中心将继续深化实验教学改革、扎实开展建设工作,力争建成全国一流的实验教学示范中心,为我校学生提供优质的教学服务,为全国高等学校实验教学提供共享成果,发挥示范辐射作用,为我国信息技术人才的培养、推进国家信息化建设的进程作出更大的贡献。 电子科技论文:现代生活中电子科技的应用 摘要:随着电子科技的发展,各类电子产品不断涌现,在生活中广泛应用,同时也会人们的生活带来了影响。当前社会逐渐进入了信息化和电子智能化的时代,给人们的生活带来了极大的便利,彻底改变了人们的生活方式和思维方式。本文从三个方面来分析了电子科技在现代生活中的应用,并阐述了电子科技应用给人们带来的便利。 关键词:现代生活;电子科技;应用 电子科技的发展极大促进了社会的进步,推动了人类文明的发展,当前各式各样电子科技产品的应用给人们的生活带来了质变,同时电子科技产品更急贴近人们的生活方式,给人们带来生活享受。 1.LED节能技术在生活中应用 灯具的发展一直伴随着人类文明的发展,光明为人类指明了前进的道路,从电灯发明开始,人类就致力于改善照明技术,并取得了瞩目的成就。当前随着电子科技的进步,人们的精神和物质得到极大的满足,很多人开始关注对环境的保护,推动绿色、低碳产业的发展。LED节能技术的发明实现了照明的节能和环保,同时在电子设备屏幕中应用广泛,带给人们视觉享受的同时,也实现了环保绿色的目的。LED可以实现电能到光能的转变,为人们提供可见光,相对于传统的白炽灯发光,LED节能灯具采用三基色粉发光,通过电流来激发电场,从而发光照明。LED发光的特点显著,其电能消耗小,发光寿命较长、光源效率高,不会产生辐射,从而在电子设备中应用广泛,逐渐成为当前设备屏幕和灯具的主流选择。 2.现代汽车电子技术在生活中应用 汽车是人类文明的标志,也是国家经济发展的重要象征,随着世界经济的发展,汽车工业飞速发展,同时电子工业在汽车行业内应用越来越广泛。汽车是机械类产品,同时电子信息智能化在汽车中体现越来越突出,这也是当前汽车行业的发展趋势。 2.1 电子控制喷油装置 当前电子控制喷油装置在汽车中应用广泛,之前的汽车喷油装置采用机电混合式的运行方式,但是这种运行方式已经不能满足人们对智能化的追求,也不符合汽车智能化的发展趋势,电子技术的发展逐步实现了汽车操作的智能化和自动化,采用电脑编程的方式来设置发动机状态,与其和内部各系统之间的配合联系,来得到一系列的参数,然后再电脑里进行编写程序,将写好的程序存储在微机当中,然后应用到汽车上,这种电子技术应用于汽车中极大提升了汽车的自动化。 2.2 电子技术在汽车底盘中应用 电子技术在汽车底盘中应用体现在电控自动变速器中,智能化设计系统实现了变速杆的自动调变,运行程序采集发动机的载荷、车速、控制器、驾驶员等多方面的参数数据,并把相应的数据录入到计数机中进行分析,从而判断汽车底盘的运行状况,实现变速器换挡的最佳控制。在汽车底盘中,电子气动换挡装置优化了汽车的操纵,实现了汽行驶的安全性,其采用电子装置取代机械换挡杆,从而提高变速器机构之间的运行效率。电子转向助力系统的应用提高了汽车在低速下操纵机动性,其整个系统采用直流电机助力系统,并采用蓄电池作为动力,极大提高了汽车在驾驶稳定性。 2.3电动汽车的发展 电动汽车是汽车行业的发展趋势,电子科技加快了电动汽车的研发和应用,随着电子科技的发展,其电路控制系统研究逐渐成熟,从而极大提高了电动汽车运行稳定性和安全性,也减少了汽车的故障率,为电动汽车的发展扩宽市场。 2.4 汽车关键技术环节的应用 首先是传感器技术,当前汽车电子技术向着高精度、高稳定性、低成本的趋势发展,传感器技术是未来汽车行业的重点突破点,智能化的传感器不仅可以提高对信号的处理能力,同时提高了信号处理的精确性,自动化的进行时漂、温漂和非线性的校正;具有高的抗电磁干扰的能力。再者是汽车车载电子网络的应用,在电气内部设置微型处理器可以对汽车的运行状况进行评估和判断,强化对关键运行部件的工况检测,提高汽车运行的安全性。此外是智能交通系统在汽车中的应用,例如自动驾驶的实现就依赖于电子技术的发展,同时需要融合电子、卫星、远程定位等学科的知识,逐步提升系统的全面性。 3三网融合技术在生活中应用 现代电子技术的发展为三网融合提供了技术支撑,电子技术解决了光纤传输的问题,为用户提供了高性能的信号传输,再者电子科技解决了三网融合的核心技术云计算,为大数据的存储、分析、评估提供了技术保障,涉及数据存储、数据计算、数据再处理、软件开发、数据传输、网络协同等多个方面。现代电子技术的发展,使数字音视频广播将完全取代模拟音视频传输,形成有线广播电视网络;使计算机互联网成为我们生活的一部分,使电信网络成为我们赖以交流的平台。总之电子科技的发展实现了手机、电视、电脑的融合,实现了电子信息的系统化融合,为人们生活提供了优质的电子资源,提高了网络运行的安全性和高效性。 4 结语 总而言之,电子科技的发展为人们的生活提供了极大的便利,改变了人们的生活方式,当前电子科技依然保持着高速发展的趋势,其在LED照明、汽车工业、网络融合、交通运输等各个行业内具有巨大的应用市场,从而推动了人类文明的发展。 电子科技论文:电子科技在气象监测中的应用 随着科学技术的迅速发展,给很多行业提供了发展的新思路,与此同时电子科技业应运而生,将电子科技技术应用到气象监测行业,利用基于互联网和物联网技术的气象监督管理系统,通过卫星和雷达系统来搜集数据资料、保存数据、共享数据、发送数据,实现对气象要素的实时监测,信息搜集及传输准确快速,克服了传统气象监测中设备性能低、传输速度低、延时较大的缺陷,并且通过现代电子科技技术分享气象数据,实现气象网络与相关使用者的连接,充分发挥电子科技在气象监测中的作用。 【关键词】电子科技气象 监测 1 气象灾害对我国生产生活的影响 我国自古就是一个人口众多的大国,在历史的长河中人民受到的自然灾害数不胜数,直到现在有时人们依旧受到人类不可控的自然现象的影响,例如,中国的汶川地震、印尼的火山爆发、2006年的超级台风“珍珠”横行,这些给人类的生产生活造成巨大的影响,对于人类不可控的自然灾害,人类需要提前监测,进行科学的管理与规避,使人类减少或免受自然灾害的侵害。 传统的气象监测系统性能较低,传输的速度较慢,且信息传输有延时,因此在自然现象发生前不能及时检测到信息,人类无法规避气象灾害带来的风险,造成对人类生产生活巨大的威胁。对自然现象的监测,应该使用科学的监测系统,现代气象监测大量运用互联网技术,通过监测格点分区域监测气象环境,在互联网提速背景下监测信息得以快速传输,有效的规避了气象灾害不能及时传输带来的风险。 2 电子科技在气象监测中的应用 2.1 利用电子标签对气象信息进行识别 为了规范监督气象信息数据统计的系统,在气象数据系统中加入监督和监测的节点,通过互联网和数据挖掘技术对气象数据进行深入分析,针对分析结果做出处理,以此来完善互联网在气象中的应用,使气象数据系统更贴近使用者。监测信息的多样性和复杂性决定了气象数据网络的结构和形式,气象信息需要根据气象要素不同的类型通过不同的监测网络进行收集的,例如,沙漠气象信息、农林气象信息、湿地气象信息等。不同的地域以及不同性质的气候条件需要收集对应的气象信息,电子科技技术可以满足各种气象要素监测的要求,因此电子科技在气象监测中发挥了重大的作用。 由于一些监测到的数据非常相似,气象数据系统的职能识别显得格外重要。在气象数据系统中,由于气象监测的网格化需要,设立了大量气象监测点,并且在一定的范围之内每一个地点都设有1个甚至更多的气象要素监测点,这些监测点需要在同一地区的不同时间段或是同一监测范围不同的区域,进行连续不断的监测。针对这种情况,气象局相关部门依据监测的需要制定出监测点最优位置,自动化气象监测设备通过对不同地点不同要素的进行唯一身份编码,这里实际是大量运用了物联网技术,使得每份气象信息都能得到快速、精确的传输和存储,最大效能地发挥电子科技在气象信息中的作用。 2.2 构建气象监管系统 通过互联网和物联网技术利用电子标签对气象信息进行编码后,气象局构建了科学的气象监测及监管系统,这样就可以够将监管及各监测节点数据及设备的状态。由于各气象监测系统是针对不同气象信息设置的,因此需要利用对应的传感器技术,将智能的传感器节点无逢接入气象信息网络是离不开网络监管这一手段的,气象部门信息系统得到了有力的保护才能通过互联网搜集气象信息,分析数据,作出决策。 在气象监管系统中对气象信息进行身份识别,通过计算进行多层的部署,设置监管节点位置。利用这些监管的节点在相应的软件系统中输入需要识别的信息,这样在传输气象数据时,可以将监管对应的数据结构与信息一同传输,从而将气象监控系统中的各种信息与气象监测数据融合在气象互联网中。气象局采用这种方法,一方面可以节省电子标签的设备费用,另外还可以及时的得到各气象监测设备的信息。 3 气象监测未来发展趋势 改革开放以后我国经济迅猛发展,九十年代中后期计算机技术也得到极大的发展,特别是微型计算机、通信、传感器等技术发展和推广应用,将计算机技术应用到气象监测中可以解决传统气象监测中设备性能低、传输速度低、延时较大的缺陷,近期随着互联网技术的升级必定将进一步推动气象信息采集系统技术向微功能、多功能、智能化、高精度、高可靠性的方向快速发展,因此将电子科技融入到气象监测中可以促进气象监测的发展,气象数据收集与分析必将更加及时、高效、完善。
应用电子论文:浅论高职应用电子技术专业课程设置改革的探索和实践 摘要 本文阐述了高职应用电子技术专业课程设置中存在的问题,提出了课程设置改革的几点建议,并介绍了作者实施新课程设置教学的一些做法。 关键词 高职 电子技术 课程设置 改革 高职应用电子技术专业的办学目的就是为现代电子企业培养高素质高技能的应用型人才,高等职业教育教学改革正在深入地推进,要实施课程改革,就要明确改革思路、找准改革方向、理顺改革主线。要依据社会需求即学生就业情况确定培养目标,制定培养方案,规划课程设置,研究教学方法与模式,进行教学评价。其中课程设置改革是课程改革的重要内容,在高职应用电子技术专业的教学改革中,课程设置也是一个重点问题,应该深入研究现有课程设置存在的问题,理清改革的思路,进行教学实践,还要在实践中不断地改进,不断地完善。 一、现有课程设置存在的问题 现在的高职院校一般是中职升格或高校主办的二级学院,高职的课程设置一般也是由中职加深或大学的课程简化而来的。从层次上一般分为基础课、专业基础课和专业课这三个层次;课程安排上采用按照学科体系设置课程。这种课程设置往往是只重视理论传授,不适合高职教育,不适应高职以技能为本位的高等职业教育课程观,不能跟就业方向和社会需求结合。应用电子技术专业现有的课程设置也脱不了上述的通病,还有自身的不足,归纳起来,具体有以下几点。 1.按照学科体系安排课程。这样的课程安排往往重视的是知识的严密性,严格地按照知识的逻辑关系编排课程内容,注重理论知识的传授。这样的安排对于本科生也许没有问题,但这绝不适合高职教育,学生能够掌握这些理论固然很好,但是对高职学生来说他们掌握不了,也不需要掌握,他们需要学习掌握的是有用的基础知识和职业技能。而且这样的安排往往理论课比重过大,实习、试验、实训环节不完善。 2.重设计、轻装配和维修。我们高职应用电子专业的课程设置往往是大学课程的简化版,从大学课程简化而来的课程设置一般是重设计轻装配和维修。大多数课程开设是为设计服务的,电路原理讲得很深奥,但这些深奥的原理对高职学生来说并不需要,他们将来从事的大多是装配、检测、维护和维修等工作,即使到设计单位,也是从事一些设计的辅助工作。所以掌握装配、检测、维护和维修等方面的技能对高职应用电子技术专业的学生是非常重要的,而这些在现有的课程设置中往往被轻视。 3.重功能、轻工艺。在现有的高职应用电子技术专业的课程设置中,一般是只重视电路功能,不重视工艺。这不符合现代职业教育观,在学校,学生主要学习的是如何实现电路的功能,而在企业,我们应用电子技术专业的毕业生往往是被要求能够看懂工艺文件,并能按照工艺文件进行装配,我们的毕业生还被要求能够编写工艺文件,设计工艺流程,改进工艺方法……,出现这种现象的原因有很多,有教材的问题,有教学条件的问题,有教师的能力的问题,但主要还是观念上的问题,课程安排者主观上重功能、轻工艺。 二、课程设置的改革思路 课程设置的改革是教学改革的一个重要环节,应有利于培养高素质的技能型人才。设置课程应以提高学生素质和培养学生职业技能为目标,这一思路进行课程设置时,应注意以下几点。 1.高职应用电子技术专业课程设置改革的目标是培养生产、管理、服务第一线需要的高等技术应用型人才,是一种能直接上岗的技术型人才,因此,在课程设置时要把握文化基础知识以“必需、够用”为度,专业知识强调针对性和实用性。 2.在设置专业课程时应以毕业生应具备的技术应用能力为主线重组课程内容,冲破原有课程体系,删除陈旧的与专业培养目标相距过远的课程内容,增添新知识,围绕学生的就业方向,整合教学内容,设置几门核心课程,以理论教学与实验、实训相配合的方式,使学生通过核心课程的学习和训练,掌握专业知识和职业技能。 3.在课程内部采用项目化教学,对教学内容进行项目化改造,应用理实一体化的教学方式,以任务为引领,力求使学生在学习知识的同时,进行能力锻炼和技能训练。在设计任务时应注意从复杂程度上由浅到深,任务应是为学习而设计的任务,能够承载理论教学和技能培训的任务,只有这样才能达到教学目的。 4.以专业技能培养为中心,建立实验实训课课程体系。以校内实验、工种实训以及理实一体化教学为基础,结合参观学习、社会实践和企业顶岗实习,完成学生职业技能的培养。 三、课程设置的改革实践 职业技术学校应用电子技术专业实施了大力的课程改革。在充分的企业调研的基础上制定了新的人才培养方案,确定了人才培养的目标和层次,在工作岗位分析的基础上规划了新的课程设置,这一方案已在新生班级使用。新的教学计划见附表。现就新方案的课程设置做如下说明。 1.采用公共基础课程、专业核心教学与实训项目和选修课程这三个层次设置课程。公共基础课程及文化基础课程,主要用以提高学生的文化素质;专业核心教学与实训项目为专业主干课程,用以学习专业知识和专业技能;选修课程是专业拓展部分,用以开拓学生的专业知识技能和专门化学习。 2.专业核心教学与实训项目和选修课程以课程的形式展开。但这里的课程并非原有学科体系下的课程,是原有的多门课程的整合,是有机地融合而非机械地叠加。 3.专业主干课程已设计、装配和维修并进的方式展开。在保证设计方面够用的条件下,加强了装配和维修等课程,并开设了电子产品设计技术、电子产品装配技术和电子产品维修技术等综合课程。 4.为了有效地训练学生的技能,每学期都安排了不同种类的工种试训,从第一学期开始,有钳工实训、照明电路安装实训、电工仪器仪表使用试训、电动机控制试训、smt实训等等。 5.考工与教学融合。把学生的等级工考核和考前培训安排在教学计划中,让学生在毕业时既拿到毕业证书又拿到等级工证书。把等级工考前培训纳入实训计划,第四学期考中级维修电工,第五学期考中级仪表工,第八学期考高级仪表工。 总之,课程改革是一个系统工程,牵涉到诸多方面,课程设置问题是其中的一个方面,也是非常重要的方面。我们在课程设置方面有一些思考,也做了一定的尝试,取得一点经验,也有一定的反思;课程改革的路还很常,还有许多是要做,我们应该不断地努力,把课程改革工作做好;当然,课程改革的路有很多条,有许多的改革方法,我们可以借鉴别人成功的经验,把应用电子技术专业的课程改革做得更好。 应用电子论文:试析中职 应用电子技术 专业课程改革的探索与实践 论文摘要:文章通过应用电子技术专业课程改革课题组的探索,经历了专业调研、工作任务分析、核心课程体系的确定、课程标准的编制等实践,开发了应用电子技术专业教学指导方案,有利于该专业的建设与发展。 论文关键词:应用电子技术;课程改革;探索;实践 浙江省推行中等职业学校课程改革两年来,笔者一直参与应用电子技术专业的课程改革的探索与实践。在这一过程中,有了许多经验与思考,在此与大家共勉。 一、参与专业调研,明确课改方向 专业课改离不开对专业人才需求和专业教学现状的调研。调研是开展课改的基础性工作,是课改的第一步。课题组对调查问卷和调查对象的抽样进行反复推敲,最后形成一套相对科学、完整的调查方案和具体的调查问卷。 本次调研的主要内容有五个方面:①企业对应用电子技术专业的人才需求情况,对人才职业素养的要求,以及对现有中职毕业生的评价。②中职毕业生就业分布、适应情况和稳定情况,毕业生对在校专业学习的感受和评价。③中职学校应用电子技术专业实习(实训)设施设备现状、师资队伍状况和学生的专业能力与职业素养。④专业教师对应用电子技术专业人才培养质量、途径的评价和建议。⑤中职在校生学习的基本状况、学习动机和学习意愿,对自身的评价及未来发展的思考等。共发放调查问卷1200余份,回收948份。并对部分企业、学校、学生进行了深入回访。召开了针对校长、专业负责人、企业负责人、专业骨干教师、在校学生、毕业生进行的座谈会二十多次。实地走访了100多家有关电子行业的相关企业。 经过调研了解到以下信息:①企业对毕业生的未来需求:未来3年内,多数企业(55%)都表示会增加招收中职毕业生的数量。②中职应用电子技术专业人才培养的基本定位:企业适合应用电子技术专业学生就业的岗位主要集中在维修、装配、调试、质检等四个方面,可见:企业适合本专业学生就业的岗位主要集中于生产一线。③中职应用电子技术专业人才培养的核心要素:企业要求本专业毕业生具有综合职业素质和能力,对中职毕业生的职业道德素养要求较高,其中吃苦耐劳是排在第一位的,选择比例达到了80.3%。从专业素养来看,企业最为看重的是专业技能操作能力、分析解决问题能力和专业技能应用能力。企业对员工的道德和能力素养要求是十分明确的,这也为本专业的人才培养指明了方向。④课程结构不合理,理论课过多、实践操作偏少的状况没有得到根本转变。毕业生对学校课程设置问题比较集中的反应在两个方面,一是专业理论课太多,实践操作太少,选择比例在55%以上;二是文化课多、专业课少,选择比例近40%。同样,在问及制约专业课教学的最大瓶颈时,有57.1%的专业负责人选择了课程结构不合理和教师能力不适应。⑤专业教师常用教学方法和学生需求调研还发现,教师当前的教学方法与学生的需求还有一定距离。例如,教师常用的教学方法是讲授法,而学生最喜欢的教学方法是模拟场景教学法。⑥教学模式改革遇到很大的问题和困难。专业教师认为推进项目教学有两个最大的问题:一是学校实训设备设施不足,57.7%的专业教师都有此反映;二是学生管理工作难度大,56.8%的专业教师有此反映。 通过深入了解行业企业对中职应用电子技术专业人才的需求状况和职业能力要求,了解中职应用电子技术专业人才培养的现状和存在问题的反思,以便根据行业的职业岗位需求,分析中职应用电子技术专业人才的培养规格、知识能力与素质,确定专业培养目标、优化专业课程体系和教学内容,使得本专业人才培养更具针对性和适应性,从而更好地为省电子行业发展服务。 二、参与工作任务分析会,与企业专家零距离接触 由行业企业一线专家组织的“中等职业学校应用电子技术专业工作任务分析”会议,采用“头脑风暴法”,对本专业的工作项目、工作任务和职业能力进行了卓有成效的分析。通过“岗位定位和工作任务分析”会议,初步确立了“元器件准备”、“装配”、“检测”、“调试”、“总检”五个工作项目,明确了核对型号、元件成型、分类排序等15个工作任务,并列出了具体的职业能力。 专业核心技能决定着专业核心课程的设置及教学项目的开发,是保证专业人才培养“适销对路”的关键,也是满足行业企业对专业需求的重要体现。应用电子技术专业的专业结构和布局相对比较复杂,涉及电子产品的制造、电子产品的使用与维修及电子产品的营销等行业,在具体的专业能力上也就呈现出复杂多样的特点。专业要发展,就必须确定核心技能,然后在专业核心技能的基础上进行拓展,而不是所有领域都普遍发展或盲目自由发展。因此,明确专业核心技能及核心课程就显得非常迫切。 通过调研及工作任务分析,应用电子技术的核心技能是:元器件的识别与检测技能、电路图的识读技能、电子产品的装接与调试技能、仪器仪表的使用技能。明确了专业核心技能后,应用电子技术专业的发展必须把握电子制造业和相关行业发展趋势,既要不断提高和完善原有专业的建设水平,又要有步骤的调整专业设置,优化专业布局和结构,不断拓展专业方向。 三、参与核心课程体系的建构和课程标准的编写 1.依据核心技能,确定核心课程。核心课程是指以完成某个专业共同的工作任务为目标的课程,这些课程要以不同的专门化方向之间的共同职业能力(或核心技能)为基础来设计。尽管有了上述的理论支撑与应用电子技术专业的核心技能定位,但要真正形成专业核心课程,这对于有着多年的教学经验且最了解学情的专业骨干教师来说也是一种挑战。碰到了一些比较纠结的问题,在此与大家共同探讨。 (1)问题一:知识体系与行动体系的转变问题。现有的专业课以知识体系呈现,而调研发现学生更乐于上以行动体系呈现的专业课,如何解决这一问题? 解决办法:传承专业优点,重组课程结构。在我们这个专业中,《电工技术基础》、《电子技术基础》以陈述性知识为主的老牌专业课,有不可缺少的重要性。但也存在着理论深奥、实践缺乏的弊端,教师上课的难度比较大,学生对于纯理论性的知识不感兴趣。如何传承它不可或缺的优点,又能增加实践,成为理实一体化的课程。让学生在做中学,教师在做中教,这就需要我们把知识对陈述性知识与过程性知识进行序化,寻求两类知识的有机融合,而不是简单地叠加。核心技能提供了一个将其进行排列组合的参照系,我们组合平时经验,重新确定课程,重组教学内容,把一些必需的基础知识点落实到《元器件与电路》、《功能电路的装配与调试》两门新确定的课程中去,这样更有利于学生学、教师教,实现了以技能培养为出发点的跨学科整合。 (2)问题二:实践与理论脱节问题。现有的专业理论课,专业实训课存在着纯理论、纯实践的问题。 解决办法:围绕核心技能,优化项目设计。在传统的教学中,《电子工艺》课与新课程的改革理念最相符,也是学生最感兴趣的。有的学校已经开始项目教学的尝试,开发了一些校本教学项目,既完成了教学任务,又培养了学生的职业能力。正是有这些可贵的先行者的尝试,课题组决定将《电子产品的装配与调试》列为本专业的核心课程之一。核心课程突出实践能力和动手能力的培养,精简传统教学门类,改变职业教育专业课程以学科为中心的传统,以跨学科的方式重新构建专业核心课程体系。 (3)问题三:忽视专业发展问题。课程总存在一定的滞后性,如何用更好地接轨行业发展? 解决办法:关注发展动向,开发综合课程。为突出本专业领域的新知识、新工艺、新技术和新方法,为满足应用电子技术专业岗位工作需求,促进学生就业和职业生涯发展。课题组围绕核心技能培养而设计的符合学生认识规律、适合课堂教学的《protel应用与pcb制作》、《电子技术综合与应用》两门课程,这两门课程软硬件合一,有一定的综合性,特别是《电子技术综合与应用》中的生产流水线可以说是核心技能的综合体现,使学生更具发展后劲。经过行业、企业专家、高校课程专家、专业课教师等多次头脑风暴式的研讨和论证,达成共识,应用电子技术专业核心课程:元器件与电路、功能电路的装配与调试、电子产品的装配与调试、protel应用与pcb制作、电子技术综合与应用。如果说核心课程是规定动作,那么,专门化方向课程就是自选动作。各学校可以根据市场需求和专业原有基础,立足于各地区经济社会发展实际,开设体现地方经济特色的专门化方向课程。 2.团队分工协作,编写课程标准。 (1)借鉴经验,明确编写思路。确立以核心技能培养为课程改革主旨、以核心课程开发为专业教材建设主体、以教学项目的设计为专业课程改革重点的改革思路。结合应用电子技术专业特色及各成员在实践中的经历,借鉴了前期课改的成果与经验,从而明确了编写课程标准的思路。 (2)整合资源,团队分工协作。依据行业专家所提出的核心技能,比对现行的教学课程,在尊重学生认知规律的前提下,根据行业企业专家的建议及应用电子技术专业工作任务分析表,重新构建教学体系,确定教学内容,形成课程标准。多次学习研讨后,课题组进行了分工,选取专业特色较强的五个学校,由每个学校的一个骨干教师牵头,分别完成课程标准的制定。尽管大家有了各自的任务、课程的名称与方向,但完成的思路、格式、内容都各有各的风格。当然,也出现过一些分岐与争论,最后作出了调整。 第一,工作任务与课程内容间的分岐。由于课程内容由工作任务分析表来确定,大家对于工作任务分析表中的每一项工作任务、职业能力都作了推敲,对于哪一个工作任务、哪一项职业能力应该属于哪一门课,大家在争论中存在分岐。考虑到各门课程的内容、课时的均衡性等问题,通过大家讨论协商,对工作任务进行了细化、拆分,根据任务的逻辑性,分别归类于各门课中,避免出现一门课的容量很大,而另一门课的容量较少。 第二,课程内容交叉、重叠的分岐。在确定课程内容中,笔者认为“知识的总量没有变,但知识的排序方式发生了变化”。在内容编排上,有的内容重复出现而有的内容却有所遗漏。有的功能电路就是一个电子产品,存在着内容的交叠性,而工作任务分析表中没有出现,但对于这个职业来说非常重要,大家都没有编排进去。我们既要避免内容的重复性,又要关注到每一项职业能力的落实,这就需要多协作,多沟通,多反思,以避免上述现象。 第三,教学内容的筛选、排序间的分岐。与职业能力对应的教学内容存在着多样性,如《电子产品的装配与调试》中列出了20多个电子小产品,确实都有趣味性、实用性与可实践性。但作为以核心技能为基础确定核心课程内容,要围绕本专业学生需具备的知识、技能和态度,来设计相应的教学实践活动,必须对教学内容进行选择、排序、取舍,合并同类项,有的则作为选修或删去。《电子技术综合应用》中的生产流水线更是五花八门,侧重点各有不同,课程中要突出本专业领域的新知识、新工艺、新技术和新方法,根据专业需要选用具有典型性与通用性流水线作为教学内容,培养学生在较为复杂的工作关系中作出判断并采取相应行动的综合能力,制定课程标准。 第四,内容编排、格式上整体性的分岐。由于大家分组完成,各门课程之间的衔接、内容编排、格式等方面存在分岐。除在平时多多沟通,协作完成课程标准的制定外,在单独的五门课分别完成后,课题组利用暑假集中讨论,以达到统筹兼顾、总体整合,合理编排内容与标准的目的。课程结构设计,既有整个专业的课程体系的宏观课程结构设计,又有核心课程内部的微观课程结构设计;既体现了职业岗位工作特点,又注重学生职业成长规律。 3.专家指导,完善课程标准与教学指导方案。完成应用电子技术专业教学指导方案的初稿后,请教了课程专家、行业企业专家等,他们提出了修改意见,课题组进行了精心修改后才完成。 课程改革研究、项目研究的过程,是专业发展的过程,我们开发的专业教学指导方案必将引领专业不断发展。课程改革任重道远,需要要在反思的基础上不断尝试和探索,不断改进和完善。 应用电子论文:试论高职应用电子技术专业实践教学的改革 论文摘要:实践教学是高职院校人才培养的重要环节,是解决高职毕业生就业困难与企业聘不到高级技能型人才矛盾的关键。通过分析高职院校实践教学的现状,结合我院应用电子技术专业的实际,就高职院校实践教学的改革探索与实践提出了看法。 论文关键词:实践教学;应用电子技术专业;改革 一、高职院校实践教学的现状 (一)内容、模式陈旧 高职院校的培养方案,是建立在中专学校的基础上、参照本科院校的培养方案修订而成的。实践教学多以验证性实验为主,课程设计的项目少、且往往以理论设计为主,毕业实习以毕业设计论文为主、设计制作为辅,应用性不强。 (二)安排不够合理、实践教学手段单一 高职院校的实践教学往往编排在某些课程的实验中,且课时量严重不足,实训场所、师资力量缺乏,一个教师需要同时指导几十名学生实验、实训,教师讲解、演示几乎占用了一半的时间,剩下的时间学生只能模拟教师重新验证一遍。 (三)重视程度不够 对实践教学重视程度不够的具体表现是,实践教学考核的随意性。多数实践项目的考核,都是与相关的课程一起综合评定完成的,实验、实训成绩比例通常不足课程成绩的一半。因实践场地受限、师资力量不足,导致教师对实践课学生的管理难以到位,学生有没有操作、操作过程和结论有没有错误,教师难以辨别,只要学生上了实验课,实践考核就算通过。实践考核成为学生最容易通过的项目。 二、我院应用电子技术专业实践教学的改革探索与实践 (一)实践教学体系的改革 在专业建设中,注重“以实践性、技能型为主”的培养目标,确立了“电子产品整机装配、调试、测试技术,电路设计与pcb技术的制作技术,现代电子设备的维护技术”等三项专业核心技能。 在课程体系的建设中,以核心技能课程为主线,设置专门的实践技能课程,设立了电子产品生产工艺与实训、电子测量与技能训练、现代电子设备维修、电路设计与制板protel、autocad、智能仪器仪表的使用与维护等实践技能课程。 在实践技能内容的安排上,将实践内容分配为基础技能、专业技能、综合技能和创新技能等几个层次,建立一个与专业方向和培养目标紧密相关的、独立的实践教学体系,建立从基础技能训练到专业技能训练、综合技能训练、创新技能训练的循序渐进的实践教学模式。 (二)实践教学基地建设的改革 改善、更新原有的电工基础、电子技术实验室,增加电子仪器设备的品种;新建电子工艺设计制作实训室、电子综合实训室、创新实验室;开发仿真实验室,优化校内实践教学的资源配置,为学生提供了更多的动手操作场所。 注重校外实践教学基地建设,在步步高、广州瑞通千里激光设备有限公司、旭?光电科技有限公司等多个电子类企业建立了校外实训基地,使学生在毕业前能够直接参与实践工程项目,以缩小学校教学和实践工作的差距,加快学生适应社会、服务社会的进程。 (三)实践教学方式及手段的改革 1.实践教学内容的转化。将原有的验证性实验向综合、设计实训转化,如将“串并联电路分流、分压关系的验证”改为“串并联电路的连接及测试”,“日关灯电路的测试”改为“日光灯的安装与测试”等;大幅度增加实训项目内容,如“元器件的识别与检测”、“印制板的设计与制作”、“直流稳压电路的设计、制作与调试”等等。这些实训项目的改革,强化的不仅仅是实践教学的手段,更主要的是将理论知识及时转化为实际的技能。 2.改革实训主导地位。从“教师讲解、演示为主,学生动手为辅”的实践教学方式变革为“学生为主,教师指导为辅”的实践教学方式。以专业知识的转化和实践技能的掌握为目的,鼓励学生实训过程的多样化、实训结果的规定性和独创性结合。如:在“稳压电源电路设计、制作”的实训中,只给出“将220v/50hz交流电压变换为输出6v稳定直流电压”要求,由学生自我完成稳压电源电路的设计制作。学生可以采用分立元件设计、也可以采用集成电路设计;可以是固定的6v直流电压输出、也可以是包括了6v的可调直流电压输出;可以是先仿真再进行实物制作,也可以直接进行实物制作;可以采用万能板安装制作,也可以自制印制电路板后、再进行安装制作。不拘一格的实训过程,调动了学生的学习热情,提高了学习积极性。 3.仿真实训与真实实训的结合。对于较复杂的实训项目,训练学生将专业知识与计算机软件、计算机操作相结合的本领;即复杂的实训设计制作项目,先运用protel、autocad、multisim7等软件进行设计仿真,得出最佳结果时再进行实际制作。通过“电脑设计-仿真-改进设计-制作-完善-创新”这种仿真实训与真实实训相结合的实践教学方式,可以缩短设计制作的时间,降低设计制作成本,提高电子电路设计制作的成功率,同时有利于学生将多门学科知识进行综合运用。 4.课堂教学与课外教学的结合。在课堂实践教学中,制定好各门课程的实训大纲,大幅度提高实践教学课时比例( 40%总课时),加大设立实训项目,合理安排实验、实训项目,使实践教学内容来自于课程理论,但又有所突破。鼓励学生自己构思、设计、完成实训项目,有效培养学生的创新意识,提高学生的操作能力。 采用开放实训场所的方式,学生可以在课余时间进入实训场所,完成自己设想的项目或需要巩固的技能知识;充分发挥第二课堂的作用, 将专业知识技能与电子竞赛相结合,积极组织学生参与各种层次的电子竞赛,使学生在竞赛前的培训和竞赛过程中,巩固和升华电子基础和专业知识,培养、训练学生的团队合作精神和创新意识;以学生的社会团体-电子协会为平台,在业余时间开展电子知识讲座、电子作品小制作、电子产品维修、学生优秀电子作品展、获电子竞赛奖励学生的经验交流等活动;不定期地聘请行业、企业的工程师、高级工程师进行阶段性讲课、讲座或实训指导,注重学校教学与实际工作的关联性和一致性;利用假期让学生去校外电子实习基地进行顶岗实习,由企业工程技术人员进行实践辅导,学生在电子企业可以直接参与实践工程项目,大大缩小了学校教学和实践工作的差距,真正做到学校教学与实际的衔接、扩展。 多方位、多渠道的实践教学,加快了学生适应社会、用专业知识服务社会的进程,有效地提高学生的专业技能和毕业之后的就业率。 (四)实践成绩评定的改革 采取实践教学单独考核、实践项目分项考核、竞赛成绩列入考核(创新考核)、实践项目和实训报告综合考核等手段,加强实践教学的管理力度,使之对实践课教师和参加实践课程的学生都起到促进、提升的作用。 实践项目分项考核的具体做法是:根据不同阶段和不同实训项目的内容要求,对学生进行逐个现场操作测试评分。实训报告考核的主要内容:条理是否清楚,实训的内容、测试方法、实训结论、改进创新方法等是否齐全。创新考核是指根据学生参加各种层次电子竞赛的情况(完成情况、获奖名次等),进行不同的加分。 三、我院应用电子技术专业实践教学改革成效 (一)教师开发实训项目、编写实践性课程教材的能力和水平大大提高。近年来,我院教师编写出版的实践性教材有:电子产品生产工艺与管理、multisim7.0仿真设计、电热电动器具原理与维修、单片机原理及应用、电子技术基础实验指导书和实验报告等;其中,由我院教师主编的实践性教材《电子产品生产工艺与管理》入选为国家级“十一”规划教材,并获江西省高校科技成果奖,获江西省普通高校优秀教材二等奖,获全国电子信息类高职高专优秀教材二等奖。 (二)学生积极参与全国和江西省的各类电子科技竞赛活动,并获得较好的成绩。近年来,学生参加江西省及国家级各种电子竞赛获得多项奖励:其中12人获得一等奖、25人获二等奖、29人获三等奖,2次获团体三等奖,1次获团体第3名。 (三)毕业生的就业率高,受到用人单位的好评。由于毕业生的动手能力强、团队合作意识好、专业素质高,使毕业生的就业情况良好,近年来就业率均在90%以上,且受到用人单位的好评。 四、结束语 高职实践教学的改革是一项长期而艰巨的任务。随着我国经济建设和科学技术的不断发展、教育改革的不断深化,高职实践教学改革的步伐必将更加坚实。 应用电子论文:浅谈案例教学法在高职《医用电子仪器》教学中的应用 摘要:根据《医用电子仪器》课程重实践、重应用的特点,从2009年上半年开始,对《医用电子仪器》课程部分内容实施“以现象为导向、常见故障为中心”的案例教学法改革。通过课堂测验、问卷调查及追踪调查获悉,采用案例教学法的课程内容,学生印象深刻,维修技能有较大提高。案例教学法符合教学规律,有助于提高学生医用电子仪器的故障分析与解决能力。 关键词:案例教学法;高职;医用电子仪器;常见故障;课程改革 《医用电子仪器》是医疗器械制造与维护、医用电子仪器与维修专业的核心课程,以电子学、微机原理等课程为基础,着重于医用电子仪器的构造、原理和应用,是实践性很强的课程。传统的《医用电子仪器》教学一般采用先介绍仪器结构、电路工作原理,后实验验证的方法,很少涉及仪器的故障维修或涉及不深。传统方法虽然能够系统地传授理论知识,但学生多为被动地接受知识,学习缺乏主动性,课堂气氛沉闷。最大的问题是理论与实践相分离,造成学生分析、寻找仪器故障原因和解决实际问题的能力偏低。针对上述问题,我们对《医用电子仪器》课程进行了改革,具体思路如下:明确课程目标是使学生掌握作为一名医用电子仪器维修工程师所“必需、够用”的理论基础知识,对医用电子仪器故障现象能够分析其原因并正确解决,形成良好的职业素质。在讲授医用电子仪器原理和电路知识的同时,应适当加入与一线岗位相关且能够解决仪器故障的内容,以仪器故障现象引导学生思考,对常见故障的解决方法进行分析讨论,努力提高学生自学能力,开拓其维修思路。 基于上述思路,我们从2009年上半年开始,以2007级医疗器械制造与维护专业的96名学生为对象,进行了《医用电子仪器》课程改革。 “以现象为导向,常见 故障为中心”案例教学法的实施 (一)案例的内容 我们结合教材与实验室仪器情况,收集医用电子仪器故障现象和解决方法,建立维修案例库,主要内容包括:(1)根据课程基本内容及重点难点,突出仪器故障现象,引导学生思考。(2)精选仪器维修案例,精讲并供学生讨论分析。(3)附上练习题,作为学生作业题。 (二)实施步骤 1.学生自学。课前先让学生自学讲义,然后在仪器故障的引导下,自学教材,目的是让学生掌握仪器原理、构造的基本知识。 2.教师精讲。在学生自学基础上,教师从课程标准出发,围绕教材章节的主要内容讲授重点、难点,以仪器故障现象为导向,对仪器常见故障进行详细分析。要求教师对仪器的原理、结构、故障现象及故障解决方法等非常精通,能够随时解决学生自学过程中产生的疑问。 3.布置案例作业。以仪器常见故障为问题,要求学生以小组为单位,课后对教师精讲的内容进行总结归纳,进行小组讨论,最后在班上作幻灯片演说,内容包括仪器故障现象、分析思路、解决方法以及体会。 4.教师总结。讲评案例作业,对学生维修思路和解决方法进行评价,总结仪器维修要点和技巧,给每个小组评分。其他小组听讲,提出问题,发表意见,给出评价分数。最后,由教师所评分数、其他小组所评分数及组内互评分数作为小组案例作业的成绩。 (三)实施对象 选择2007级医疗器械制造与维护班共96人作为实验对象,把《医用电子仪器》教学分为两个部分:第一部分是脑电图机、电子血压计等,采用传统讲授教学方法;第二部分是心电图机、监护仪等,采用“以现象为导向,常见故障为中心”案例教学法。 (四)评价方法 由两部分组成,用课堂测验和期末考试两种方式进行考试评价,其中,期末考试分别按两种教学方法出两道大题,各为10分,观察学生答题情况,同时分别采用统计软件spss13.0分析。学生、学院共同监督课堂授课质量,综合评价教学质量。 结果 (一)测验和期末考试成绩分析 实验结果显示,“以现象为导向,常见故障为中心”案例教学法调动了学生学习的积极性,拓展了学生的学习思维,提高了学生的学习效果。 (二)问卷调查 对2007级医疗器械制造与维护班发放学习效果调查问卷96份,回收95份。有86人对案例教学法持肯定态度,认为该方法比传统教学方法更有吸引力,这部分学生占总数的90.5%。有84人认为该方法提供了自学空间,提高了自学能力,这部分学生占88.4%。有88人认为增强了学习自信心,拓展了维修思维,有助于就业,这部分学生占92.6%。认为案例教学法没有效果,没有提高自己能力的学生有5人,占5%。 (三)督导评价 在进行案例教学过程中,学院督导组专家多次进行现场观摩,得出结论:此教学方法注重师生互动和学生互动,能够引导学生思考和自主学习,通过与教师讲授相结合,对真实的维修案例进行分析,按照岗位工作要求考核学生,学生动手实操技能得到了提高,取得了良好的教学效果。 (四)追踪调查 对正在维修岗位实习的2007级医疗器械制造与维护班60名学生进行调查,认为案例教学法讲授内容记忆深刻,对提高自己医用电子维修的实际技能有帮助,应该继续开展,甚至推广到其他学科的学生有56人,占总数的93%。 讨论 (一)案例教学法的教学优势 “以现象为导向,常见故障为中心”案例教学法的初步实践表明,它有以下优点:(1)使学生将被动式、接受式学习变为主动式、探索式学习,变“要我学”为“我要学”,能提高学生学习兴趣,充分调动学生主动学习的积极性,养成自主学习的能力。(2)通过以现象为导向,联系常见仪器故障分析讨论,启发学生自主思考,有利于培养学生建立更快、更高、更新的学习方法和目标,它既有一定的让学生自学的自由性,又有作业的限制性,能做到既活跃课堂气氛,又拓展学生的思维,培养学生独立思考和团队合作能力。(3)学生完成案例后,有一定的满足感和自豪感,增强了学习信心,培养了专业兴趣,提高了学习热情。布置不同小组学习不同案例,可避免互相抄袭现象,这是传统作业难以做到的。另外,小组现场汇报案例作业,锻炼了小组成员的幻灯整理、语言表达能力,培养了其他小组成员对他人劳动成果的评估能力。 (二)实施案例教学法需要注意的几个问题 在实施案例教学法时,需要注意以下几个方面的问题:(1)结合实验室仪器,个别故障需要人为设定,讲义的编写要具有引导性。(2)实验室要经常开放,方便学生课后做实验。(3)案例汇报占用时间较多,教与学进度普遍紧张,有时需要用到课后时间。(4)为防止个别学生偷懒,需要在小组中选定能力够强的组长,带动学习兴趣较低、能力较低、自律性不足者,以组间同学互评、组内同学互评作为激励方式。 我们认为,“以现象为导向,常见故障为中心”案例教学法在《医用电子仪器》课程教学上具有一定的优异性,它强调以学生为主体进行“学”,教师作为组织者进行“教”,两者紧密联系,能调动学生学习的参与性和积极性,有助于学生通过典型仪器故障分析,获得应掌握的知识,进一步加深学生对基础理论的理解,有助于培养学生发现问题、分析问题及解决问题的能力,也能帮助学生提高表达的技巧和与人协作的能力。在日后的教学中,仍需要推广这种案例教学法,并在实践中对其不断加以完善。 应用电子论文:浅析建筑行业内应用电子技术专业人才培养体系的构建 论文关键词:教育系统工程 空中乘务专业 人才培养 论文摘要:本文从专业人才需求出发,经过岗位分析,进行专业定位和人才培养模式选择,之后论述了建筑行业内应用电子技术专业人才培养体系的构建,实践表明课程体系、实训环境、教学团队三个方面的建设对人才培养质量的提高至关重要。 一、引言 教职成[2011]9号文《教育部关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》指出,要以科学定位为立足点,优化职业教育层次结构,构建现代职业教育体系,树立系统培养的理念,坚持就业导向,明确人才培养规格、梯次和结构,明确高等职业学校定位,促进学生全面发展,重点培养高端技能型人才。作为一所以建设类专业为主的高职院校,我院以服务区域经济和建设行业发展需求为己任,探索“依托行业,校企合作、工学结合”的人才培养模式,紧贴人才市场需求,铸造建筑特色的专业品牌。作为广东省第一大支柱产业,电子与信息技术产值连年提高,其中智能建筑电子产品市场需求旺盛,对楼宇智能化电子产品设计开发、生产、维修、技术服务人才的培养提出需求。这就要求我们以“工学结合”理念为指导,面向行业就业,对社会人才需求进行调研,科学定位专业人才培养规格,合理选择人才培养模式,改革课程体系,配备实践教学条件和教学团队,从而构建适合建筑行业需要的应用电子技术专业人才培养体系。 二、专业人才培养体系构建的指导思想 专业人才培养体系的构建需要从应用电子技术专业人才市场调研出发,根据岗位定位人才培养目标和规格,选择合理的人才培养模式,从而为人才培养体系的构建做好准备。 1.专业定位。在建筑行业,一方面智能家居市场需求旺盛,产品蓬勃发展,另一方面工程应用领域产品的技术性能尚处于开发改良阶段,调研表明毕业生主要去向在电子产品设计、样机制作、调试维修、生产线产品制程技术指导、质量成本控制等岗位。依据“工学结合”关于职业教育能力目标培养的理念,针对这些专业工作岗位,将其工作过程归纳出典型工作任务,主要包括:产品方案选择、电路原理设计、控制编程、电子线路制作、调试、测试、文件编写等。因此应用电子技术专业人才培养方案规定要面向智能建筑电子产品设计与生产应用第一线,培养从事产品设计、生产、维修和技术服务工作,具有扎实的电子电路基础理论知识和分析能力,具有电子线路设计与产品制作工艺实践能力,能够胜任智能建筑电子产品的工程应用、安装调试、维修等工作的高素质技能型专门人才。 2.人才培养模式。人才培养模式是为了实现培养目标,在培养过程中采取的构造样式和运行方式,包括专业设置、课程体系、教学设计和教育方法等方面。作为建筑行业的应用电子技术专业人才培养,我们采用“411”模式,即第1~4学期完成支撑专业核心能力的理论基础知识的学习和各专项技能的训练,第5学期通过生产实习、智能建筑电子产品设计与制作、专业证书考证训练等综合课程形成专业能力、方法能力和社会能力;第6学期到企业顶岗实习,完成职业素养的全面形成。在人才培养的各个环节当中,从实际工作岗位出发,理论知识够用为度,重视理论前沿新知识的传授和技术的拓展,实践技能培养方面构建虚拟真实的岗位工作环境,通过真实项目设计教学内容,运用行动导向教学方法,使得电子产品的设计、制作、维修、技术服务等能力逐步形成。 三、人才培养体系的构建 明确专业定位和专业人才培养模式之后,我们重点从改革课程教学体系、设置实践教学环境、教学团队建设等方面构建人才培养体系,完善应用电子技术专业“工学结合”人才培养模式的内涵。 1.课程教学体系的改革。根据专业设置,结合往届毕业生顶岗实习反馈信息,以及各类电子设计大赛和技能竞赛情况,我们认为需要提高学生在电子产品装配工艺、质量检测、成本控制方面的能力,加强pcb制造方面的动手操作能力,了解smt技术工艺,因此结合专业定位和企业岗位实际调研制订课程体系改革重点:在专业课程中设置针对电路分析、设计、pcb绘图、样机制作、编程与调试、测试测量等技能的教学,以及积累电子产品工艺的设计和管理经验,如电子产品表面贴装(smt)工艺、pcb制板等内容。针对产品设计工作过程中软硬件设计、pcb绘图、样机制作、测试,将专业课程体系划分为专业理论基础知识课程、专业核心能力平台课程、专业综合能力形成课程和专业知识技能拓展课程,共26门专业课程,其中4门集中实训课,占总学时60%以上。包括电路基础、模拟电路、数字电路、c语言程序设计、检测与控制技术、单片机原理与接口技术等专业理论基础知识课程,电子cad、电子测量与仿真技术、单片机应用设计、电子基本技能实训、电子产品装配工艺实训、电子线路应用实训、单片机原理与接口实训等专业核心能力平台课程,以及生产实习、智能建筑电子产品设计与制作、专业证书考试训练、顶岗实习等专业综合能力形成课程,在专业知识技能拓展方面开设电气控制与plc应用、集成电路应用、高频电子技术、电力电子技术、eda技术、智能卡技术、vb程序设计、建筑设备智能控制等课程。在课程的微观教学设计上,运用行动导向教学方法使学生在项目任务完成中形成能力,掌握知识。例如在《单片机应用设计》课程中从开发仿真到模仿真实产品项目开发,在电子产品开发的真实工作环境中学习单片机开发、测试工具设备、加工手段的选择和运用,在教学实施过程中模拟企业真实项目任务开发的组织形式将学生分组,为学生分配角色,培养团队协作精神。 2.实践教学环境构建。为满足教学体系中的实践环节,配置专业实践条件和环境,包括电子技术应用实训室、电子加工工艺实训室、电子创新设计实训室和电子材料室。电子加工工艺实训室主要承担表面贴装(smt)加工工艺实训、pcb线路板制作工艺实训和电子线路应用实训。配备的设备有:数控电路板雕刻机、热转印线路板制作机、腐蚀机、沉铜器、手动焊锡膏丝印机、真空吸笔、再流焊机、放大镜和热风拆焊台等加工与返修设备。通过实践培养pcb板制作、smt贴装等工艺技能,另外可满足教科研和学生课外兴趣制作项目中的电路板加工。电子创新设计实训室主要承担单片机原理与接口实训、电子线路应用实训、智能建筑电子产品设计与制作,配备有计算机、单片机和fpga实验箱、仿真软件(proteus),可使电子产品创新设计过程中的测控应用电路设计和编程在计算机仿真软件环境中得以验证,从而加速产品开发和节省材料成本。同时可支撑电子测量与仿真技术、电子cad、单片机应用设计、检测与控制技术、eda技术、智能卡技术等课程。另外该实训室是教学科研项目设计、大学生电子设计竞赛、职业技能大赛、科技文化创新活动、课外兴趣制作的主要平台。电子材料室主要支撑应用电子技术专业开展的实训教学项目,储备电子元件材料,库存系列阻值的电阻、电容、二三极管、ic芯片、及各种接插件等。实践教学体系构建的主要特色是从人才培养模式出发,结合相关专业课程,以专业人才实际动手能力的培养和工艺设计管理经验的积累为目的,为教学提供实践环境,注重在职业环境中培养学生道德素质,使学生在学习中完成角色的转变,以工学结合的模式为学生搭建通向企业职场的桥梁。 3.教学团队的建设。教学团队的建设是专业内涵建设的保证,是提升人才培养质量的着力点。现阶段职业教育的模式要求教学团队成员根据经济建设和社会发展需要不断地研究新情况,更新教育教学理念,整合教学资源,深化专业与课程改革,加强“双师”素质的养成。因而我们注重教学团队在知识结构、工程项目实践以及教科研等方面的进修、培训、提高,为人才培养质量打造优质教学团队。 以职业教育理念为指导,通过科学的调研和专业定位,合理地选择专业人才培养模式,主要从课程体系、实训环境、教学团队三个方面构建了适于建筑行业发展的应用电子技术专业人才培养体系,该体系从岗位工作过程出发,全面培养学生的专业能力、方法能力和社会能力,在提高人才培养质量方面收到良好的效果,例如学生在各类电子设计竞赛中多次获奖,学生在职业资格证书考试中通过率达到96.61%,毕业生的就业率逐年提高,2010、2011两年就业率均达到98%以上,毕业生受到用人单位的好评。 应用电子论文:旅游行业应用电子商务论文 一、旅游电子商务发展的优势分析 1.与旅游产业和产品有很强的契合性。首先,旅游产业的关联性很强,需要交通、邮电、商业、轻工、城建、文化和文物等部门的协调和合作,因而进行决策时,除要考虑向旅游者提供餐饮、住宿及其他相关产品和服务外,还要满足各相关行业的需要。旅游电子商务可以把众多的旅游供应商、旅游中介、旅游者联系在一起,景区、旅行社、旅游饭店及旅游相关行业可借助同一网站招徕更多的顾客。新兴的“网络旅游公司”成为旅游行业的多面手,将原来市场分散的利润点集中起来,在优势互补基础上提高了资源的利用效率,将形成银行、旅游中介商、旅游产品生产者、旅游者四方得利的共赢局面。其次,旅游产品具有无形性和不可贮藏的特点,其生产和销售的过程是在服务的过程中完成的,避开了现代电子商务中配送体系不完善的问题,而且旅游产品具有信息性的特点,旅游产品的销售过程实际上是产品信息的传递过程,所以旅游产品最适合发展电子商务。 2.有利于旅游企业降低经营成本、创新经营模式。电子商务的发展将极大降低旅游企业的经营成本: 首先,降低了旅游企业的交易成本。据互联网研究与发展中心《CH中国电子商务指数报告》的测算结果表明,电子商务比传统交易方式节省11.61%的费用和9.34%的时间,这与美国莱曼兄弟投资公司经济学家易斯的研究结论相同。易斯的研究指出两点:网上销售商品的平均价格要比零售商店同样的商品低13%;网上零售价格将随网上购物等“电子交易”的增加而下降。 其次,降低了旅游企业的信息传播成本。网络媒介具有无时间地域限制、无时间版面约束、内容详尽、多媒体传送、形象生动、双向交流、反馈迅速等特点,网络营销无需付出店面租金成本。 最后,减少了旅游市场的中介成本。电脑网络形成的“媒体空间”取代了“物质空间”,“虚拟市场”取代了“传统市场”,旅游企业和消费者可进行直接交易,节约了市场成本。旅游企业还可以应用电子商务创新经营模式。首先,旅游企业可以利用网络吸引新顾客。作为新的营销渠道,由于网上定购比较方便快捷,不受时空的限制,扩大了市场“空间”,增加了吸引力,互联网可吸引那些在传统营销渠道中无法吸引的顾客到网上定购。其次,旅游企业利用电子商务可以与旅游者进行交互式沟通,旅游者可以根据自身需要对旅游企业提出新的要求和服务需求,旅游企业可以及时根据自身情况,针对旅游者需求,设计新的旅游线路或提供个性化服务,这种旅游经营方式的改进也为旅游企业创造了更多的市场机会。 3.满足消费者的独特需求。随着社会经济的发展和生活水平的提高,个性化的消费日益成为人们的追求目标,反映在旅游业上,就是追求个性化的旅游———个性化的旅游线路、个性化的旅游经历、个性化的旅游纪念品等,加上不断改善的高速交通网络,大大缩短了旅途时间,从而加剧了这种个性化需求的发展。在我国旅游业4000多亿元的产值中,有90%来自于商业散客和家庭自助游,说明这是一个潜力极大的市场。显然,传统的业务管理模式不能满足这种需求,而这恰恰为旅游电子商务提供了一个广阔的发展空间,它具有高速度、高精度和低成本的信息处理能力,并以类似“定制”的方式去满足众多的远距离、小批量的旅游消费需求。 4.提升行业的国际竞争力。入世后,国外旅游服务公司长驱直入,凭借成熟的电子商务经验,它们引发的决不是简单平等的传统旅游竞争。据一些业内人士预计,一旦旅游市场全面开放网络旅游迅速成熟,那么,全国现有的十数万大小旅行社90%将不复存在。我国旅游企业只有积极参与运用电子商务,适应国际旅游需求的新特征和国际旅游交易的新方式,在全球范围内实现有效的信息传播,才能将资源优势转化为产品优势和市场优势,从而提高自身的国际竞争力,在国际旅游市场上赢得一席之地。 二、我国旅游电子商务发展的制约因素 2001年,我国各类涉及旅游类网站已达5000个。但据2009年Alexa分析目前所实现的旅游电子商务还限于各种票据、住宿预定、旅游线路预定及发送电子邮件等,只有1%的网站实现了网上付款的方式。也就是说总体上仍停留在上网查询和预订,下网进行交易和结算的阶段,在内容提供、服务方式和网络技术等方面与旅游电子商务尚有很大差距。用电子商务的概念来衡量,我国的旅游电子商务尚处于初级阶段,我国旅游电子商务发展的主要制约因素有: 1.环境因素。尽管近几年我国互联网普及率迅速提高,但网络发展环境与旅游电子商务开展所要求达到的规模还相距甚远,网上的消费者也多为高收入或受过良好教育的阶层。用户多分布在沿海城市,东部沿海普遍高于西北内陆地区。据中国互联网格信息中心(CNNIC)的最新《中国互联网络发展状况统计报告》显示:截至2008年6月底,中国网民数量达到2.53亿人。越来越多的居民认识到互联网的便捷作用,随着上网设备成本的下降和居民收入水平的提高,互联网正逐步走进千家万户。但调查还显示,49%以上的网民是不具有支付能力或支付能力较低的青少年(年龄在24岁以下),许多人属于旅游电子交易中的“无效”用户。 2.法制因素。旅游行业现有的管理规范制约了旅游电子商务的发展。虽然国家在上世纪90年代曾颁布了旅游行业经营和管理的一系列规定以及保护旅游消费者合法权益的有关处罚条例,但对旅游电子商务活动如何进行管理、如何对网上活动进行网络监管、网上交易纠纷的解决方式与手段、旅游网站的经营业务合法性等并未作出明确规定,这些都需要不断地对行业管理规范进行扩充和完善,使之更适合旅游电子商务发展并推动旅游电子商务的发展。 3.交易因素。由于缺乏法律约束和相应的管理机制,一些不法商家利用网络技术的不完善和电子商务法规的不健全,虚假信息,获得非法利益,从而引发了一系列诚信危机,影响了旅游电子商务的发展。而一些网民,出于好奇或恶作剧心理,在网上定购了相当数量的旅游服务,但却不付款购买,增大了上网企业的信息处理量和网络管理难度,扰乱了旅游企业的正常经营秩序。 4.安全因素。目前,我国旅游企业网络营销发展缓慢的一个重要因素,就是与旅游电子商务相配套的网上支付等手段还没有找到安全便捷的解决方案。电脑病毒和非法闯入等均构成对电子商务网络系统的威胁。很多的用户不愿意进行网上支付是因为担心自己的信用卡等资料会被网络黑客窃取造成损失。除此之外,网上做交易需要进行一系列的用户认证程序,用户大量的隐私被暴露在网上,这使得越来越重视隐私权的公众不愿意进行网上交易。由于以上这些原因,国内旅游企业通常采用的做法是:旅游预订用网络,付款交易用传统方式。电子商务的快捷性、低成本性等特征未能得到体现,使旅游网站基本停留于提供信息的初级层次。 5.观念因素。从企业角度讲,电子商务目前还没有被广大旅游企业所完全接受,网上促销、网上预定,尤其是网上结算,在我国众多旅游企业来说还是件比较陌生的事。许多企业对上网促销的宣传和营销效果缺少认识和体验,即使已经参与电子商务的企业,它们在实际工作中所作的准备和相应的调整也不够完善。从消费者角度讲,大多数中国人的消费心理传统而保守,很多人只相信“眼见为实”,而不愿接受网络商品,而这种消费心理定势又非一朝一夕能改变,这在一定程度上制约了旅游电子商务的发展。 三、我国旅游电子商务发展的应对策略 1.充分发挥政府的主导作用。政府主管部门应成为全国旅游电子商务应用方面的组织者,在旅游信息网络建设、旅游信息开发、旅游信息网络上的电子商务等各个方面提供法律和政策的保障,制定旅游业信息化发展的全局性和长远性的总体规划,确定其法律地位,以促进旅游信息网络建设和旅游信息开发。另外要加快制定、完善和修正旅游电子商务的相关政策和法律,如有关电子合同的法律,要对电子合同的法律效力予以明确,对数字签名、电子商务凭证的合法性予以确认,对电子商务凭证、电子支付数据的伪造、变更、涂销作出相应的法律规定,消除制约旅游电子商务发展的政策和制度瓶颈。同时逐步完善网络安全性控制,加强对网上黑客的防范并制定相关打击电脑黑客的法规。 2.尽快解决网上支付及其安全问题。国外电子商务发展得好,与信用卡使用的普及和全国网络化是密不可分的。国内各大银行应充分认识到电子商务的巨大利益和发展趋势,尽早介入旅游电子商务以抢占先机,为旅游企业的网上营销提供信用担保。旅游企业也应积极与银行合作,普及信用卡、电子现金、电子支票等电子支付方式,使网上付款变得安全、方便、快捷、高效。同时安装确实有效的防火墙,防止“黑客”攻击,保障网员的隐私权和财产安全,使上网人员对网络安全有信心。 3.引导和培养民众网上消费的观念。电子商务离不了消费者的参与,消费者对它的认识在很大程度上影响着它的进程。美国的电子商务之所以发展较快,与它们现有的社会条件和消费方式有很大的关系,美国邮购和电话订购比较成熟,消费者习惯使用信用卡交易。中国恰恰缺乏这种环境,消费者习惯银货两讫的交易方式。因此,政府和企业应当运用舆论工具,引导和培养人们的新观念,调动消费者广泛参与的积极性。 4.运用传统旅游企业强大的产业资源。目前,旅游网站的经营中,产品优势、成本优势和品牌优势均未形成,而这些弱势恰恰是传统企业的优势。因此,只有巧妙运用传统旅游企业强大的产业资源,才能实现真正意义上的旅游电子商务。旅游网站可以与旅游企业组建企业集团,借助资本运营实现资源的优化组合。旅游网站利用互联网平台,主要面向营销环节,提供方便快捷的旅游服务,而传统旅游社主要面向操作环节,进行市场调研,产品开发,提供接待保障。旅游电子商务将给中国旅游业的发展带来新的发展机遇,是中国赶超世界的一次绝好机会。旅游企业之间、旅游企业与旅游者之间的电子商务活动将彻底改变现代旅游企业的运作方式。随着上述一些瓶颈问题的解决和相应对策的实施,中国旅游业的电子商务时代必将来临。 应用电子论文:应用电子专业网络课程设计探析 一、应用电子网络课程建设的基本要求 课程建设的内容一般应包括师资队伍建设、教学内容改革、教学方法和教学手段改革、实践性教学环节建设等方面,其基本要求如下: 1、制定科学的建设规划 根据学校的定位与特色合理规划网络课程建设,要以网络课程建设带动其他课程建设,通过网络课程建设提高学院整体教学水平。 2、师资队伍建设 网络课程要由学术造诣较高、具有丰富授课经验和丰富实践经验的教师主讲。要通过网络课程建设逐步形成一支结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的教师梯队,并建立青年教师培养制度,按一定比例配备辅导教师和实验教师。 3、教学内容改革和课程体系改革 要准确定位网络课程在人才培养过程中的地位和作用,正确处理单门课程建设与系列课程改革的关系。教学内容改革应符合高职人才培养目标要求,处理好传统内容与现代内容的关系,大力补充新知识、新技术、新工艺、新成果,并积极探索用现代教育观点和教育方法改造传统教学内容的新路子,实现教学内容的模块化。同时,广泛吸收先进的教学经验,积极整合优秀教改成果。在制定教学大纲时,应突出重点、难点并留有根据技术发展及时补充和更新的“接口”,提出培养学生实践能力、综合运用能力和创新能力的主要措施。 二、专业建设的主要措施 1、专业目标定位 应用电子技术专业培养既具有必要理论知识,又具有较强实践能力的生产、建设、管理、服务第一线的,能够“下得去、用得上、留得住、上手快”并初步具备创新精神和创业能力,能将科技成果或宏伟蓝图转化为生产力,具有健全的心理品质和健康体魄、爱岗敬业的高素质高技能专门人才。学生在具备电子技术、电气技术、计算机技术等方面的理论知识和实践技能的基础上,重点掌握从事楼宇智能化领域实际工作的基本能力和基本技能,具有良好的职业道德和敬业精神,具备可持续发展的意识和能力。 2、培养方案调整 逐年对人才培养方案进行调整,调整的依据是企业调研、专业指导委员会意见和毕业生跟踪调查情况反馈。现已完成对专业学分制人才培养方案的制定。另外,根据我校建设全国示范高职院校的要求,制定了应用电子技术专业示范建设方案、专业规范和核心课程标准。 3、课程体系与教学内容改革 根据企业调研、专业指导委员会意见和毕业生跟踪调查情况反馈,我们建立了应用电子技术专业新型的课程体系,对教学内容进行改革,以符合社会和科技的发展对应用电子技术毕业生的新要求。 三、应用电子专业网络课程设计 1、网上应用电子基础知识模拟学习与操作 网上应用电子基础知识模拟学习与操作是指按照教学大纲的要求,制作全新的、全面的应用电子核算的教学软件,严格按应用电子核算具体要求设计不同的模块,分步骤进行模拟操作;建立单项应用电子实验操作模块,同时设计综合的业务操作规程,使学生初步掌握应用电子核算的基础理论和应用电子业务的基础知识,了解计算机和网络环境中的应用电子操作及要求,了解应用电子核算和应用电子监督职能的实现过程及步骤。同时通过模拟实验操作,使同学们掌握供、产、销过程中的应用电子核算流程,做到全过程的应用电子实务一体化。教师要带领学生拓展应用电子专业业务知识水平,培养学生以全面的、发展的眼光去理解应用电子业务,适应信息社会给传统应用电子业务带来的冲击。这也要求教师一方面要掌握应用电子专业知识,另一方面要熟练掌握互联网的运用,掌握应用电子软件的操作。 2、教学方法与手段改革多种教学方法灵活运用的形式与目的。 ①积极开展研究性教学和探究式学习。结合课程教学内容,依托承担的基金项目和教育部项目研究最新成果,创造条件让学生参与到课题的部分研究内容和过程中,开展讨论式、案例式等教学方法,引导学生了解多种学术观点并开展讨论、追踪本学科领域最新进展,提高自主学习和独立研究能力。 ②着重采用启发式和讨论式的教学方式。在阐述问题与讲授的过程,主要地采用提问和分析的方式,对那些学生似懂非懂的,先提出一些问题,引导学生课前预习和自学、课中讨论,最后由教师总结、答疑。 ③采取工程实例教学模式,即以完成一个一个的工程实例来提高学生的职业技能。在教学过程还将大量结合事例来介绍理论以及模拟相关环境;同时,让每一位都学生参与到习题库和案例库的开发建设,有益于增强学生的成就感和使命感。 ④采用自主研发创新激励法。以科学问题和社会需求两种驱动方式,组织开发兴趣小组,营造良好的自主研发创新氛围,带动全班同学积极学习。在选择教学方法时,我们特别注重启发式教学和学习方法的指导,注重自主创新能力的培养,注重学生全面的可持续发展能力培养。通过多种教学方法的灵活运用来调动学生学习的积极性和主动性,鼓励学生独立思考,培养学生的创新意识。 ⑤采用“理实一体化”的教学模式,结合任务驱动式教学,学生带着任务,边学习边实际动手操作,以完成理论和实践的良好结合。,安排学生到校外实习基地进行顶岗实习,在实际的工作中训练职业技能。将Multisim、Protel等仿真平台融入教学内容,训练了学生利用先进计算机仿真手段设计电路的能力。将职业技能培训融入课程教学过程,切实加强学生的职业岗位技能。结合课程大力开展学生课外电子技术科技活动和科技服务,切实加强学生的实践动手能力和创新能力。 3、现代教育技术应用与教学改革 第一,为了拓展课堂教学的时空范围,优化教学资源的使用,帮助学生理解教学内容,提高学生的业务素质,我们加大了对现代教育技术的应用。根据课程的教学内容和特点,更多地应用了计算机多媒体技术,正在建立计算机辅助教学课件,智能化的题库和练习系统等教学辅助系统,增加了更多更好的标准的练习来巩固所学知识和技能。第二,通过现代教育技术的应用来充实课堂的内容,使其内容具体丰富。目前我校多媒体教室所拥有台式电脑、示频展示台、网络平台等现代化教学设备为实现教学手段的现代化,充分运用图表、案例,特别是互联网上的相关资源提供了保障。在教学和学习模式的改革上我们还尝试了建立专业教学网站采用自学辅导式教学模式。直接阐明学习任务,提出学习的具体要求,通过学生自学并参加讨论交流,同时教师进行启发答疑、联系总结等来完成教学目标。根据课程特点,强调在学习中,通过阅读、练习、测试、讨论等方式从记忆、理解和应用三个层次掌握学习的深度和广度,同时应充分利用网络资源,联系实际,学以致用,分析和研究实际生活中有关的问题。 四、教学效果 课程的师资力量雄厚,科研教学互动发展,教学手段先进,教学效果显著。课程组成员经过多年的努力,完成了课程整体建设,发挥了理工科院校学科交叉和专业融合的优势,形成了科学研究、教学研究和教学活动一体化协同发展,注重课程体系之间的衔接与协作,注重技术创新和实践教学。教学效果受到校内外同行和专家的好评。 作者:张鉴 单位:黄冈职业技术学院 应用电子论文:农业机械中应用电子信息技术对策 摘要:近年来,随着电子信息技术的快速发展,既全面推动了农业科技技术的发展变革,又促使农业科技现代化的快速发展,且发展趋势日趋体现出电子化、数字化与信息化等显著特征。与此同时,也逐渐发展成为了新形势下农业现代化的主要方向之一。在深入阐述电子信息技术基本涵义的前提下,认真探讨了在农业机械中应用电子信息技术所面临的困难与问题,然后,结合实际提出了行之有效的策略与措施,以期对实现我国农业现代化有所帮助。 关键词:农业现代化;农业机械;电子信息技术;策略 0引言 农业作为我国国民经济的重要基础和前提,随着我国人口的日益增长以及耕地资源的不断减少,农业现代化发展的形势日益严峻。对此,我国政府提出了发展现代化农业的基本目标:即优质、高产、高效。当前,随着以电子信息技术为主要代表的现代农业科技正全面快速发展,这为我国加快农业技术革新、更好应对现代农业发展所面临的各种压力与挑战提供了更为便利的条件,特别是农业机械的现代化发展,势必会对我国农业现代化产生强大的助推作用。在如此环境和背景下,我们如何在农业机械中应用电子信息技术,进而更好地推动农业机械升级换代和技术革新,进一步提高农业机械的工作质量、效率以及现代化水平,已成为了很多专家和学者高度关注的重要课题之一,必将对我国农业现代化的发展进程起到极为重要的推动作用。下面,笔者结合自身工作的实际,全面探讨了在农业机械中应用电子信息技术的有效策略与措施,以期对实现我国农业现代化有所帮助。 1电子信息技术的涵义 所谓电子信息技术,就是指研究信息产生、收集、存储、传递以及处理等过程,并积极采用新兴科技、信息的技术之一。通常情况下,应用电子信息技术,主要就是指通过计算机及其软件、硬件、应用程序的开发、通讯、网络等技术来实现的。目前,随着以计算机为主要代表的现代信息技术日益发展与进步,应用电子信息技术的范围得到很大程度的扩张,很大程度上逐步改变着人们的生产生活行为及方式,在农业生产中表现得更加突出。从世界范围而言,作为发展速度最快的现代科技之一,电子信息技术已经被广泛应用到农业领域,势必会大大优化农业信息资源的处理、应用,进而更好地促进现代农业的生产、管理和销售,对全面推进我国农业现代化意义重大。 2当前在农业机械中应用电子信息技术存在的问题 当前,在农业机械中应用电子信息技术依然存在着一些突出困难及问题,已经在一定程度上影响制约了我国农业的快速发展,也使得农业机械中应用电子信息技术依然极为缓慢。因此,必须引起我们的高度重视,并积极采取有效措施加以解决和落实。这些困难及问题,主要体现在以下几个方面: 2.1重视程度不够 当前,虽然我国很多地方已充分认识到在现代农业发展过程中,应用电子信息技术的重要意义。但是,应用电子信息技术主要体现在农业气象预报、农业网站建设等方面,对在农业机械领域中应用还体现为重视程度不够,也缺乏全面深入的系统研究。如此一来,就势必导致电子信息技术对我国现代农业发展的重要作用没有充分发挥出来,且使得我国同西方发达资本主义国家间在农业机械信息化方面的差距日益加大,这已成为我们亟待解决的实际困难和问题。 2.2资金投入不足 作为高新技术之一,电子信息技术应用到农业机械中,往往需要投入大量的人力、物力及财力作为保障,尤其需要配备大量的研究型、技术型、高素质人才和相关实验设备等作为保障。从我国的范围来看,在农业机械方面的资金投入力度远远不足,这在一定程度上影响制约着我国农业机械信息化的快速发展。 2.3与实际相脱节 与西方资本主义国家相比,我国目前农业机械信息化的水平还较为低下、革新步伐缓慢、实用性不强等现象较为明显,这在一定程度上影响制约了我国农业机械的生产、质量、效率及运用的有效发挥。从我国实际来看,其根本原因主要就是我国农业信息技术的研究同农业机械实际应用环节不相适应,且存在着一定程度的差距。比如,在我国有相当一部分农业机械仅仅适合在平原地区应用,而对山地或者丘陵地区的农业机械及其信息技术研究成果相对比较少,因而不利于更好地推广电子信息技术。 3在农业机械中应用电子信息技术的对策及措施 针对在农业机械中应用电子信息技术存在的困难及问题,笔者认为,有关部门必须积极采取以下有效措施,认真解决在农业机械中应用电子信息技术所面临的困难及问题,确保在农业机械中应用电子信息技术稳步有序推进。 3.1提高农民信息意识和水平 在新的时期,农民作为现代农业的生产者、实践者,只有进一步提升农民的能力水平,切实加快农业机械应用电子信息技术的步伐,才能使农民更好地适应现代农业发展的客观要求。对此,笔者认为,有关部门必须结合当地农民的实际情况,积极采取有针对性的教育培训等活动,扎实做好农业机械的后续服务,切实增强农民的信息化意识和水平,认真解决现代农业机械在农村推广的困难和问题,逐步提高农民对农业机械应用电子信息技术的能力,进一步提升农民的综合素质及能力。 3.2加大农业机械信息化投入 从我国的现状来看,虽然电子信息技术在农业机械中得到一定程度和范围的应用,也取得一些明显的成效。但是,同西方发达资本主义国家对比,我国农业机械化、现代化、信息化的水平还比较低。因此,有关部门需要切实加大对农业机械化的投入,全面推动农业机械信息化取得实效,促使电子信息技术能够在农业机械中得到全面广泛应用,并发挥积极的助推作用。 3.3实现与农业问题的有效衔接 农业机械的信息化研究,必须紧贴我国“三农”问题的实际情况。只有进一步提高了农业机械在开发、销售、应用、管理、维修以及服务等方面的质量与效率,才能提升农业机械在组织、管理以及应用等方面的能力水平。这样一来,就可以推动电子信息技术在农业机械中的应用水平,进而更好地解决农业、农村和农民的实际问题,也更加有利于农业科研成果的推广及应用,进一步提高“三农”工作的质量和效率。 4结束语 综上所述,随着电子信息技术的日益发展和变化,电子信息技术在农业机械中的应用及其范围逐步得到扩展,因此,有关部门必须不断加大电子信息技术的应用力度,以求更好地解决我国农业现代化、数字化和信息化发展遇到的困难及问题,进而推动我国农业现代化更好更快地发展。 作者:马明春 张新颖 单位:磐石市社会主义新农村建设领导小组办公室 磐石市农机监理站 应用电子论文:应用电子专业人才培养方案探索 近年来,随着国家产业经济的快速发展及产业结构的调整,逐渐由制造中国向创造中国迈进,我国进入创新的关键时期。因此,产业结构的调整升级是我国现阶段社会经济发展面临的一个重大问题,企业对产业人才的要求不断提高,势必要求职业教育的培养目标进行相应调整。作为高职院校从事应用电子专业教学的教师,如何适应区域经济社会的发展和地方产业结构的调研,如何做好产业转型升级的助推器,如何做出人才培养的定位以及制订出更科学的人才培养方安和人才培养的相关制度是应用电子专业人才是亟待研究改革及解决的问题。笔记通过对应用电子技术专业相关的行业企业深入调研和对有关(行业)企业的职业岗位的能力需要进行深入分析,以审视和完善人才培养方案中的专业培养目标、教学模式、课程体系、实训条件、考核方式等人才培养的核心要素。 一、专业人才培养目标定位 了解该专业面向的行业与企业的发展情况,掌握应用电子技术专业必需的基础理论、技术能力和职业能力,具有较强的识图、识别电路、仪器仪表的操作能力,具有解决应用电子技术所对应的维修、装配、设计及工艺改进等实际问题的能力;了解电子技术新技术、新工艺和新知识;在电子信息制造业从事电子产品方面的设计生产、检测、维修、管理和销售等工作;有一定的工程方案制作和管理能力,能适应社会经济发展的技能技术型人才。 二、专业教学模式的建立 1.推行“校企合作,工学结合”人才培养模式。 一是引企入校,用学校资源换取企业为人才培养服务,也可以说为学院购买企业服务,如,探索为企业提供优惠的实训厂房、为进入学校的企业享受教育用电的优惠政策等,学院利用这些资源换取企业为学校人才培养提供实习实训岗位、实习实训项目、兼职教师、勤工俭学岗位等。校企合作不仅能解决学校教学资源不足问题,而且能获取校企合作更大的主动权。二是与企业合作共建“工作室”“工程研究院”等技术型平台,再通过项目方式将专业的兴趣班、优生培育方式与工作室、工程研究院融合在一起,实现实训室、工作室、研发平台三者结合,也能将企业技术研发人员、学院专业教师、学生结合起来,切实提高学生的实践操作能力和创新能力,同时使学生在实际学习过程中体现和感受现代企业的职业氛围与现代管理的思想理念,通过通过“6S”管理理念,明确标准化管理的必要性和可行性,培养良好的职业行为习惯;了解或掌握电子技术新工艺、新技术和新理论,培养学生在实际工作的中的创造能力和动手实践的行为能力。 2.实施“教学做”一体化教学模式。 积极探索和践行校企合作的“六个对接”理实一体化教学模式,人才培养规格与企业岗位需求对接,教师角色与师傅角色对接,思想素质教育与职业文化素养对接,教学内容与生产项目对接,能力考核与企业评价对接,实训环境与企业文化对接。首先是学院和企业实行“互兼互聘、双向交流”的校企合作模式,这样学校就可以从企业聘请高级管理者和技术能手作为电子产品生产测试、生产、维修等实习实训的现场指导教师,让学生及时了解和掌握现代智能电子产品中应用到的新技术。 3.建立“工作室”项目导学的模式。 所谓“工作室”导学模式,就是为优秀教师、技能能手建立教师工作室,为教师搭建教研教改和技术研究的个人平台,工作室建设采取校企共建、学院自建、校校共建三种方式,分研发型和教改试验型,为专任教师提升技术服务能力提供实践平台。并通过制订和实施《工作室建设与管理办法》《教师工作室考核办法》等制度,明确工作室的科研、人才培养、社会服务的任务以及工作室的考核与评价办法引导教师做“立地”的科研,帮助企业进行技术改良与创新。以实际产品作为项目,并以该项目为载体,激发学生的学习兴趣和实践创新能力。 三、课程体系构建 应用电子技术专业是一个宽口径的专业,分支比较多,不同的学校定位,必需结合服务相关行业与地方经济,以专业复合方向为突破口,以工学结合、模块化进行课程体系整合。构建专业基础课模块、专业模块和专业方向模块三个课程体系。 1.专业基础课模块。 涵盖电子元器件、电路、测量仪器和计算机编程等方面的知识,如,电路分析、电子技术、单片机技术、电子设计技术、计算机编程技术、测量技术、数据采集技术等,通过这些专业基础课程的学习,初步掌握电子技术的基本知识基础理论,为学生可持续发展提供动力,在这个阶段的课程实施过程中,理论与实践的比例为5:5,做到理论够用,而实践课程以实验认证性为主,辅以简单模块的实训课程,学生学习过程中要循序渐进,为后续专业模块课程的学习打下扎实的专业基础。 2.专业模块。 该模块突出实用性、实践性和综合性的特点,紧跟智能化、网络化和信息化的新动向,以项目为载体,项目中要体现现有的电子技术最先进的课程,如智能卡技术、SOPC编程技术、ARM嵌入技术、DSP应用技术、网络技术等,在具体教学实施过程中,将项目的引入、过程和考核紧密结合,做到理实一体化,达到教学做三合一。 3.专业方向。 体现专业的前沿性、先进性等特点,以公开课、专题报告的形式作为专业方向课程的载体,介绍电子技术新工艺、新技术和新知识。通过专业方向课程的教学,让学生了解本专业的最新发展动态,为学生学习提供一个明确的方向。 四、实践教学方式改革 实践教学是职业教育实践能力培养的重要场所,由于现代技术的发展,将校外实训条件向校内转移,一是引企入校构建校中厂的实践条件建设模式,二是通过校企合作形式,共同建立“工作室”“工程研究院”等专业技术平台方式完善实践教学条件。以任务为中心将实践环节分五个阶段完成:一是认识实习;二是适应性岗位实习;三是职业技能鉴定专业训练;四是生产性岗位实习;五是就业性岗位实习。将学生的职业技能形成一个由低级到高级叠加递进的方式来训练和培养。以产品为载体、以学生为中心,坚持“教、学、做”合一的原则,采用现场教学、案例教学、项目教学等方法;充分利用现代教育手段,提高教学效率与效果;建立课程教材网络资源库,实现资源共享,方便学生在网络中自主学习。建设专业对口的、工学结合的校内外实训基地,使实践教学由过去的模拟教学转变为在真实的职业工作环境下的教学。同时鼓励教师下企业进行实践锻炼,以提高其实践教学能力。在技能训练实践性教学环节当中,要求组织学生实训过程中,严格遵守现代企业的“7S”管理要素,以培养学生的职业素养。 五、强化考核与评价 考核办法对职业教育的质量监控具有重要意义,根据不同教学模块,提出一种动态考核办法,笔试与面试的比例随教学模块的不同而有所改变,在进行专业基础课程模块学习时,考核以笔试为主,面试为辅,总成绩由平时成绩、笔试成绩和面试成绩组成。专业模块则以面试为主,对相关的理论知识进行笔试;专业方向课以提交论文的形式考核,面试主要是实践操作考试;平时成绩由过程评价成绩(25%)+教师与学生互评成绩(10%)+专业教师与企业专家考核成绩(15%)组成,做到过程和结果同等重要,改善学生重结果不重过程,重理论不重实践的现象。在整个考核过程中,要坚持教考分离原则,实现教学质量的有效监控,提高老师的教与学生的学的质量。 六、结语 明确培养目标,根据复合化方向整合课程体系,选择合理的教学模式,加强校企合作,突出实践环节的教学,制定合理的考核办法,不断提高职业院校学生的专业能力、职业能力和创新能力,为我国产业结构调整提供更多技术技能应用型人才。 作者:周柳奇 单位:中山火炬职业技术学院 应用电子论文:国际贸易应用电子商务论文 1分析电子商务的内涵 凡是通过电信网络进行的营销、生产、流通、销售等活动都属于电子商务范畴,它不单单是在互联网上的交易,电子商务囊括了所有利用电子信息技术用来增加价值、解决问题、降低成本、创造商机的商务活动,原材料采购查询、产品展示、产品储运、订购出口、电子支付等贸易活动都可以通过电子商务平台进行交易。电子商务由多个贸易环节组合而成,完整的电子商务是通过网络进行全部的贸易活动,买家、卖家、银行等金融机构、配送中心、认证机构、政府机构等机构都会参与其中。 2电子商务对国际贸易的影响分析 2.1电子商务对国际贸易运输体制的影响通过电子商务平台可以构建一个功能强大的物流系统,该物流系统集物流、仓储、交通、运输、物流信息于一体,通过查看该系统信息可以获知整个国际贸易物流情况及物流贸易各个环节的运作情况,根据查询结果即可对国际贸易的运输环节进行实时监控和有效管理,国际贸易的运输体制随着电子商务的渗透发生了变化。 2.2电子商务对国际贸易交易形式的影响电子商务是一种新型交易模式,需要通过网络平台进行贸易往来,电子商务平台对信息量有很高要求,它是一种综合了资金、商品、信息、物流等环节的贸易流通模式,该运营模式改变了传统的国际贸易中单向物流的形式,为国际贸易的发展提供了全方位、多层次发展空间。 2.3电子商务对国际贸易交易范围的影响电子商务平台的应用有效扩大了国际贸易的交易范围,使地区与地区、地区与国家、国家与国家的联系更为紧密,即足不出户也可以通过电子商务平台进行贸易往来,在同一时间可以进行多项贸易交易,不会出现时间冲突,使国际贸易不再受时间和空间的限制,使国际经济的交易范围得到了有效扩充。 3分析电子商务在国际贸易中的具体应用 在进出口商品过程中,企业常常通过利用电子表格进行商品的商检、报关、运输投保、结保险、汇等相关工作,极大的减少了时间、人力、物力的损耗,可以减少很多不必要的交易环节,有效降低了交易费用和流通成本,进一步加快了国际贸易的节奏。国际贸易业务主要包括贸易关系建立、商业谈判、电子合同签订、订舱租船、报检、报关、申请许可证、货款结算、配额管理等贸易环节,整个贸易过程都可以通过电子商务平台完成。在国际贸易进行过程中,会涉及到生产企业、外贸企业、流通企业、海关、税务、金融等机构,要想确保国际贸易的顺利进行就需要这些机构的相互配合、协调。电子商务在国际贸易中的应用主要包括EDI方式、Intemet方式和Intranet方式三种方式。EDI方式指的是电子通讯方式,企业会通过标准的电子数据格式将估价单、进货单、报价单、清款对帐单、出货单等商业文件传送给交易企业,该种通信方式可以消除企业间的空间障碍、降低数据的流通时间,人工誊写商业文件的差错也会有所降低。Internet方式指的是国际互联网,通过国际互联网可以进行产品推销、购买商品、信息咨询、金融服务、商务洽谈等一系列商业交易活动。通过互联网消费者还可以与企业进行网络购物、网上法律服务、网络广告的贸易往来,可以使我国社会资源得到高效配置。Intranet方式指的是企业内部网,企业内部的各个部门可以通过互联网连接成一个有机整体,通过内部网络进行信息交流,可以实现资源共享。通过电子商务平台可以进行商务谈判、订单、促销、发票、海关申报单、提货单等日常经济信息的往来,并可以进行文件签署、电子付款,在国际贸易中具有广泛应用。 4我国企业国际贸易电子商务中存在的主要问题 4.1电子商务领域没有健全的法律体系我国电子商务起步较晚,还未发展成熟,电子商务领域没有建立健全的法律体系。随着电子商务的发展,我国也相继出台了一些相关法律法规,但与发达国家相比我国法律体系的规范性、系统性仍有待提高,在进行国际贸易交易过程中缺乏规范性文件作指导,处理国际贸易纠纷时无法可依。 4.2电子商务具有较低的信用水平在电子商务领域没有建立成熟的信用制度对其进行有效规范,电子商务中货款支付的安全性偏低,该模式下产品质量也没有一个可靠保证,电子商务的信用水平偏低,如何构建良好的信用管理体系已成为发展我国企业国际贸易电子商务必须考虑的问题。 4.3我国物流产业的发展较为滞后当前,我国物流产业的发展较为滞后,大规模从事国际物流产业的企业更是少之又少,国际贸易的物流需求无法得到满足,而且物流企业信息化技术水平普遍偏低,无法确保国际贸易电子商务工作的顺利开展。 4.4企业国际贸易信息化技术水平偏低当前,我国多数企业国际贸易信息化技术水平普遍偏低,信息传递网络化、网络化办公等办公方式仍处于起步阶段,这些因素对我国企业国际贸易电子商务的发展产生了制约作用。 5促进我国企业国际贸易电子商务产业发展的发展策略 通过分析发现我国企业国际贸易电子商务中仍存在很多问题有待解决,针对这些问题本文提出了以下一系列应对策略,为促进我国企业国际贸易电子商务产业的发展提供指导性建议:(1)完善我国电子商务领域的法律体系,明确我国各级政府、消费者、企业在国际贸易电子商务平台中所应遵守的法律、法规,使国际贸易纠纷的处理有法可依(2)构建科学的电子商务信用保证体系,使其适合于我国企业的国际贸易电子商务产业的发展,提高我国电子商务的信用水平(3)大力发展我国国际物流运输产业,提高物流企业的信息化技术水平,对货物运输情况进行实时跟踪、有效监管,实现单据电子化、标准化、网络化(4)要加大电子商务的自主研发能力,夯实电子商务基础,加强外贸企业信息化建设。 6总结 电子商务的运用使国际贸易不再受时间和空间的限制,使地区与地区、地区与国家、国家与国家的联系更为紧密,缩短交易周期,扩大交易范围,具有重要意义。 作者:陈洁单位:陕西职业技术学院 应用电子论文:微课应用电子商务论文 1.“微课”的定义 “微课”,就是通常所说的“微课程”,将视频作为教学最重要的载体,使其能够将相关的教师在进行教学时,对某一个知识点或者是教学的相关环节进行讲解,并且能够将这一教学过程记录下来。“微课”的产生,使得高校能够避免教学资源的重复建设,能够将其运用到教师的授课过程当中,并且还能够将网上的教学资源进行合理应用,使相关的课程内容能够更多的展现形式。 2.电子商务课程 电子商务是近几年新出现的专业,主要是以电子信息的相关技术为工作手段,对其进行商务上的应用,同时还将管理学、营销学、现代物流以及计算机技术等进行有效的融合,使其能够对网络的建设维修、产品的营销策划等进行工作,甚至是与客户进行工作的交流。但是,由于高校学生在电子商务课程的学习过程中,没有进行有效的学习,也就导致学生的技术水准较低,因此也就需要提高相关学生的实际操作能力。 3.“微课”在电子商务课程中的使用特征 3.1课程时间短“微课”课程的主要教学内容是视频,而电子商务课程最重要的就是通过视频对知识内容进行了解。“微课”的上课时长最长的不会超过10分钟,这样就能够保证电子商务课程的学生能够保持兴趣,不会在课堂上出现注意力不集中的情况。效率往往会比40分钟的课程高的多。 3.2课程内容少和传统的电子商务课堂相比,“微课”所涉及的问题较为集中,能够将课堂的主题更好的表达出来。使用“微课”进行电子商务的教学,能够使教学的内容显得更加精简,避免复杂的内容影响学生的学习兴趣,使学生更好的参与到课堂活动之中。3.3课程资源容量小“微课”所涉及到的电子商务的视频与资料等,它的资源容量不过几十兆,而且视频也都是通过相关的网络媒体进行播放的,这就保证相关的电子商务课程的教师与学生能够及时地进行课例、教案以及课件的观看,同时还能够将其存储到手机或者是笔记本电脑上,使学生、老师能够对其进行反复的研究思考。 3.4课程资源使用方便在“微课”中的教学内容基本上都是主题明确完整的,都是将与电子商务相关的视频作为教学的主线,对其进行教案的设计,搜集课堂上所能使用的课件与素材,同时还能够对任课教师的教学进行反思改进,考虑学生的意见,然后形成相应的电子商务资源包,构造完整的教学资源环境。 4.如何让“微课”在电子商务课程上发挥出更重要的作用 4.1构建出更容易操作的“微课”学习平台根据相关的脑科学家的研究,人能够集中注意力进行工作的时间为10分钟左右,超过这个时间,人类的大脑就不能再次进行有效的工作,因此电子商务课程的“微课”设计时长一般都不会超过10分钟,最好的是3至5分钟,因为只有这样才能保证学生的学习效率。事实证明,视频时间超过10分钟的话,就会导致学生没有学习兴趣,产生厌烦的态度。不仅如此,如果相关的“微课”学习平台的造作过于复杂的话,就有可能造成时间上的浪费,因此也就需要相关的工作人员构建出更容易操作的学习平台,使其能够进行更好的操作与学习。 4.2将“微课”学习进行更深层次上的开放由于“微课”属于开放性的学习资料,再加上电子商务课程自身的开放性,这就要求相关平台的开放程度足够大,才能支撑起电子商务课程的学习。如果开放性的程度较低的话,就无法保证相关课程软件的升级,导致电子商务课程在“微课”上的知识不能得到有效传播。因此,要想保证“微课”得到学生们的支持,就必须将“微课”学习进行更深层次上的开放,使更多的教师能够应用“微课”进行电子商业课程的教授。然而,如果只是将“微课”进行表层的开放也是远远不够的,要能够将课程视频的代码直接嵌入并开放,要能够将“微课”平台分享到空间、“博客”或者是“微博”上面,使更多的人能够看到相关的教学课程。 4.3扩大“微课”引导的吸引力相关的任课教师要能够将“微课”引导的吸引力进行扩大,使高校的学生在学习电子商务课程的时候产生更大的学习兴趣。扩大“微课”的吸引力主要指的是扩大其引导方面的能力,而不是平台本身的能力。仅仅依靠“微课”平台,也许能够短时间内吸引更多的学生,但是他们的关注点也仅仅是“微课”这一平台,一旦时间长了,学生就会对其失去兴趣,这样对电子商务的课程学习没有多大好处。因此,要不断地提高“微课”在娱乐方面的能力,创造一些与电子商业课程相关的小游戏,将游戏对高校学生进行开放,而且还要能够方便学生的操作,这样就能够提高电子商务课程的有趣性。不仅如此,还要能够不断地吸引更多的电子商务专业的学生进行“微课”的学习,不能将相关的课程当作私有,要和更多的学生进行交流沟通,使不同学生、教师之间能够进行电子商务课程的学习交流,使其能够投入更大的学习热情。 5.结语 虽然很多的教学人员都知道使用“微课”进行教学能够带来极大的便利,但是真正投入使用的学习人员却很少。很多的教师人员不知道应该如何运用“微课”,应该怎样将“微课”与实际教学进行联系,甚至是不知道该怎样将相关的电子商务的教学视频进行播放,这样就导致了“微课”在实际教学中的作用很小。因此,相关的任课教师要能够将自身的能力进行提高,努力将自身的“微课”知识进行扩充,只有这样,才能将“微课”知识进行灵活运用,才能对学生进行更好的电子商务的教学。 作者:李元吉单位:河南省驻马店财经学校 应用电子论文:高校应用电子教学的经验研究 一、提高实验课时比重,在实验中继续提高学习兴趣 高职院校培养的学生将来主要从事实践工作,动手能力比理论知识来得更实际。理论知识学习得再多,将来到了工作岗位上也不能转化为动手能力,所以在应用电子中要注意引导学生提高自己的动手能力。成绩差的同学可能设计不出电路图,但这并不意味着照着现成的电路图,用电烙铁和电子元器件他也做不出东西来。著名的诺贝尔物理学奖华裔科学家杨振宁通过分析别人做实验留下的报告,研究发现了连做实验的人也没有发现的新理论。提高应用电子课程的实验课时比重,在实验课程中进行分组竞赛,看谁做好。在简单的电路焊接实验中,让学生知道小小的电烙铁加松香,同样的图纸大家做出的东西怎么差距这么大,让学生知道即使是基本功,练就起来也是要下大工夫的。将实验课中要动手的环节分解,让同学们认真练习,让同学们有成就感。让他们知道即使是高科技的实现也离不开技工人才动手能力;让他们知道即使是我们国家的火箭、卫星、载人飞船的制造也离不开技工人才。只有让同学们明确将来的就业定位,他们才有学习动力,才能保持学习兴趣。 二、多参加竞赛,让同学们认清差距 大学生知识技能竞赛每年都有举办,各级别各档次的都有,可以多让学生参加竞赛。在比赛之前,学校内部举办选拔赛,参照比赛项目制订教学计划,平时组织业务能力比赛,极大地提高学生的学习兴趣,到了比赛现场,让学生了解比赛的项目中就有将来工作中会用到的东西,通过比赛,可以看到平时实验不规范的地方,通过和兄弟院校的交流,可以看到自己的差距和需要改进的地方。这对学生和老师都很有益处。 三、动手能力的提高也会提高对理论知识的需求 一遍一遍重复的实验固然会提高学生的动手能力,但随着动手能力的提高,学生也会有厌烦心理,适时地让他们了解这些实验中浅显的理论知识,让他们带着理论知识再回过头来做实验,他们会有新的认识,甚至会提高对理论知识的需求,这时候插入高阶理论知识的教学将事半功倍。每学一点理论就将它们加入到实验中,让实验渐进复杂,有人会有疑问:这个过程会很长吧?一门课就一个学期时间是不是不够啊?没错,时间肯定不够,但教改是一个专业的系统工程,专业课程是前后衔接的,一个老师不是只教授一门课,只教授一个年级。这就要求专业老师要熟悉整个专业的教学流程,要能够教授全专业的所有课程。只有这样专业教师才能系统地进行教改,而不是拘泥于自己的一门课程,闭门造车空谈什么精品课程。 四、在专业课程教学过程中不能忘记职业道德、职业素质的培养 在专业课程教学过程中处理理论知识、实践知识的教授,还要注重职业道德的教育,让学生明白将来从事职业的岗位需求,该岗位在整合产业链中的地位,爱岗敬业是每一个人都应具备的基本素质。在教学过程中,老师要以身作则,让学生有参照学习的对象。很多学校近几年都添置更新了教学设备,教师的工作量也因为先进教学设备的引进有所降低,但老师不能产生惰性,特别是上机课,有老师就直接开网让学生上,学生没问题老师也轻松,这种做法很不可取。高职院校的教改是一项复杂系统的工程,应用电子课程是电子通讯专业的核心课程,它是后续专业课程的基石,不管是理论知识还是动手能力都影响后续课程,对学生本专业就业岗位影响也很大,高职老师应该积极改进教学方法和教学态度,帮助学生学习知识,激发学习兴趣,保持学习热情。 作者:吴康刘艺美单位:江西制造职业技术学院 应用电子论文:应用电子专业实践回顾范文 对基础知识和专业理论知识的掌握及运用情况:通过两年半的学习和两个月的紧张培训,让我学会了电路图的分析和工作原理,当看到一份电路图是能自己分析出各个不分电路和工作原理及在电路中的作用,学会了家电的维修思路和故障的排除方法,学会了基本电子元器件的焊接和各种机器拆装方法和技巧。能自己独立的维修机器。 课程设计的背景:根据以前的经验,生产实习是应用电子技术专业以及其他任何专业十分重要的实践性教学环节,是培养学生实际动手能力和分析问题解决问题能力、理论与实践相结合的基本训练,认真抓好生产实习的教学工作,提高生产实习教学质量,是提高学生业务素质和思想素质的重要环节。现在的大学毕业生非常缺乏实践的动手能力,为了现在的毕业生能更好的接轨,能更快的适应的公司的要求,能更好的适应工作环境,胜任自己的岗位,我校决定行一次有效的毕业生实习。 课程设计的目标:掌握家用电器的各个部分电路的分析和工作原理,学会家用电器故障的排除方法和维修的思路。 课程设计的内容:在毕业之前于2年在电子有限公司实习过一个月,通过实习对电视机的生产过程和原理有了一定的了解,以及未来趋向等方面有了更加具体的认识。 通过短短的两个月的培训,像一个小小的切口,通过它,我看到了什么是优秀,什么是爱岗敬业,什么是客服的好员工。两个月里,从原理到实践,那么多优秀的维修工程师熟练地讲着自己工作中的经验。谈到公司,谈到工作,他(她)们眼睛里闪烁着自信的光芒;谈起未来,谈起我们,他(她)们言语里尽是关照。 作为一个即将毕业的的大学生,我很清楚的知道,眼高手低是我们的通病。所以,在自己动手能力还很弱的情况下,我更乐意从最基本的东西学起、做起,比如元器件的认识与焊接等。每位师傅对我都能尽心尽力地指导和帮助,都尽可能最大程度地容忍我的很多欠妥之处,一点一滴的温暖让我很感激她们。 实习期间,除了浅层次地学习了专业技能外,我还感受和体会到了很多技能之外的东西。首先是客服人员的敬业和那种生机蓬勃的工作氛围。走进这样的一个集体中,你的心会不由自主地年轻起来,你的脚步会不由自主地跟着大家快起来,远远的脱离了我们学校以前的那种懒散、自由的作风,而你的工作态度更会变得努力、认真,再认真一些,再努力一点。也许,这就是一个集体的凝聚力,这就是一个企业写在书面之外的“特殊文化”! 要想长久的留住客户,绝对不是靠压低价格,还要靠品牌和实力,服务和硬件才是创造品牌、增强实力的途径啊!竞争如激烈,我们靠什么胜出?最简单的道理就是企业要跟随市场的发展,市场需要什么,企业就要提供什么,我们必须提供给客户n+100个最优的服务!我们必须有熟练的维修技术。 其次,还有几个小问题,我觉得应该注意一下:大家要尽量做到开单时书写字迹清楚,不能太草,应该让录单人员能比较容易辨认。 当然,以上仅仅代表我个人的想法,是“井底之蛙”之见,如有冒犯之处,实属无心,请多包涵。 应用电子论文:技术专业项目应用电子论文 1项目载体与其承载知识的关系 项目载体是为达到一定的教学目标能够有效承载和提供相应信息的实物或事务。在整个教学任务的实施阶段,教师、学生围绕着项目载体而共同进行教学活动。为了达到对学生的既定培养目标,项目载体所承载的知识和信息应符合的特点如下。 1.1项目载体是新知识的载体 学校教育首要的任务,就是向受教育者传播人类在长期生产、生活中积累的知识、经验和技术;学生的任务,就是不断地学习新知识。因此,教育的性质就决定了项目载体必须是新知识的载体。这个载体上所承载的知识类型必须与课程教学目标相一致,知识的深浅程度必须与学生接受能力相匹配。在传统的课堂教学模式下,学生多是面对课本和黑板,凭借教师的讲解来展开想象,内容缺乏形象性,学生很难建立起相应知识的概念。教师讲解费时费劲,学生听得枯燥乏味,教学效果极不理想。但在项目法教学中,采用了研究型学习模式,学生在“教中学,学中做”,极大地激发出了学生学习的原动力;最终通过项目的成功完成,使学生获得成功的体验,从而培养了理论与实践的综合应用能力和分析解决问题能力。为了达到课程教学目标,项目载体需要具有一定的知识体系,且涵盖一定的教学内容,把相关的知识点融入到项目载体的各个环节。例如在应用电子技术专业(电子产品制造技术方向)的《模拟电子技术》课程项目教学中,教师选择超外差式收音机为项目载体,在这个载体中,涵盖了正弦波振荡电路、共射放大电路(选频放大电路)、检波电路、射极输出器、功放电路等知识点,而这些都是教学计划内容,与课程教学目标相一致。在教学中,通过将项目分解成共射放大电路、正弦波振荡电路、射极输出器、功放电路等若干个子项目;采取先简单、后复杂的项目实施顺序,以适应学生的认知规律;既使各子项目所涵盖的知识紧密联系,同时又有一定的深度和广度,有利于学生形成系统的知识体系。采取先理论、后实践的项目实施方式,教师传授知识时紧密结合实践项目,让学生学有所用;由学生亲自进行项目制作,做到学以致用;让学生在操作中、实践中巩固所学的理论知识,做到融会贯通,培养分析和解决实际问题的能力。学生在完成一个个子项目的同时,既是对前面所学理论知识的消化及巩固的过程,也是新知识的学习过程,从而达到了通过这些项目载体向学生传授知识的目的。实践证明,合适的项目载体极大地激发了学生的学习兴趣,学生学习的积极性和主动性大大增强,提高了他们的专业素质和综合能力,教学效果很好。由于该载体所承载的知识深浅程度与初次学习《模拟电子技术》课程的学生现有的知识程度、认知水平和接受能力相适应,知识应用与实践获得了完美结合,因此把超外差式收音机作为知识载体进行项目教学是比较成功的。 1.2项目载体是新技能的载体 在“超外差式收音机装配项目”的教学中,学生直接参与项目全过程,每个子项目都由学生独立完成。学生根据电路原理、元器件的特性,进行元器件的检测、焊接;并进行电路调试,排除故障等。整个过程,学生不仅要懂得电路原理,而且从操作技能上也有一定要求,因为像收音机一类项目的实施过程中,很多电路故障都是由于焊接技能不熟练和调试错误造成的,所以,要顺利地实施项目,每个学生都要熟练掌握焊接和调试技能。通过这样的动手过程,使专业理论知识和动手操作能力有机地结合起来,实现了使受教育者既学到专业理论知识又掌握了相应的技能,从而达到了课程的培养目标。 1.3项目载体是新教学模式的载体 传统的课堂教学模式中,整个教学活动以知识为目标,以教师为中心,学生通过教师的传授间接获得知识。而以项目载体为基础的项目教学中,学生则是通过直接体验探索获得知识。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,由以理论教学为中心转变为以实训教学为中心,将学生的学习过程变为一个人人参与的创造性实践活动,它注重的不是最终结果,而是完成项目的过程。所以,传统的教师是“知识的传授者”角色已经不适应现代高职高专的项目教学。项目法教学体现了专题性、综合性和开放性的研究型学习特点,由此决定了项目法教学的教学模式较传统的教学模式有一个革命性的变化。由于整个教学活动始终在围绕项目进行,而项目载体所承载的信息必须要适合这种新的教学模式。还以超外差式收音机为例:电路的静态工作点在《模拟电子技术》中是一个非常重要且比较抽象的概念,使很多学生普遍感觉较难理解和掌握。采用了项目驱动教学法后,教师不再着重于静态工作点概念的讲解,而是通过项目载体,让其成为完成项目必不可少的工作内容,学生们通过反复测量、调整各级电路的静态工作点,自然而然地建立起对静态工作点的感性认识,再经过教师从理论上对其阐述和归纳,学生便很快牢固地掌握了电路静态工作点的概念。这种先感性、后理性的学习过程,彻底突破了传统的知识认知规律,颠覆了传统的教学模式,创新了职业教育的培养方法,使课堂教学的质量和效果得到更大幅度的提升。 2结束语 “项目教学法”是一种适应现代高职高专教学改革的全新教学方法,体现了现代教育的特征,创新了职业教育的培养模式,推动了教学方法的革新,使课堂教学的质量和效果得到更大幅度的提高。而作为项目法教学的骨干,项目载体始终贯穿于整个教学过程。没有项目载体,“项目教学法”就只能是空谈,难以成为现实。因此,项目载体必须承载着一定的新知识、新信息、新技能、新教学模式等,合适的项目载体成为达到既定课程教学目标的根本保证。 作者:杨少昆单位:长江工程职业技术学院 应用电子论文:关于教师应用电子论文 一、对待电子书包的态度 通过调查我们发现,在教育体制是否适应电子书包这个问题上,评价体系的平均值为2.87,是最低的,这说明教育体制中评价体系是最阻碍电子书包项目推行的问题。因此,建议在对学生和教师的考核和考查中,减少应试的成分,更多强调对素质和能力的考查。 二、电子书包在各学科的应用方法 1.语文:读书园地,累积语言 语文教学应该以语言应用为中心,大量阅读。而电子书包为语言的阅读与应用提供了便利条件。必读篇目、泛读篇目已经不能满足学生对阅读的渴望,在电子书包上开设读书园地活动可以满足学生的需求。可进行如下操作: (1)各抒己见。 教师推荐值得阅读的同一主题或文体的篇目,大家自由阅读任何篇目,进行赏析或者批判。 (2)师生共读。 选择点击率最高的篇目进行师生共读,进行深度赏析。 (3)奖励阅读之星。 为了鼓励在读书园地活动中表现积极的学生,根据活动中的活跃度或者学生的推荐,推选出“推荐之星”(推荐篇目被选为师生共读篇目)、“阅读之星”(阅读篇目多)、“赏析之星”(赏析深入、透彻)。 2.英语:听说读写,全面贯通中国学生在学习英语时,因为缺少实际应用的环境,所以经常会出现“聋子英语”、“哑巴英语”的情况,但借助电子书包,可有效改变这一状况。 (1)改变作业形式,增加学生说的机会。 英语作业的传统形式一般是抄写单词,朗读预习等,但随着电子书包进入课堂后,学生逐渐掌握了录音、录像等操作。因此,教师可将作业形式改成“请读一读,说一说,并录下来”、“请演一演,并录下来”,让学生在完成作业的过程中有充分说的机会。同时,让平时胆怯的学生在全班同学面前展现自己开口说英语的成果,这样也可以帮助这些学生实现从“开口对自己说”到“开口对大家说”的逐步过渡。 (2)自主听读,自我检测,避免滥竽充数。 电子书包让学生能够享受到均衡的自主听读的机会。同时,在学生听读完后,教师应设置相应的题目检测其听读情况。这就避免了在集体听读中,部分学生滥竽充数的情况。 3.数学:复习检测,即时反馈 学生做题的速度和掌握程度各不相同,但数学课堂时间有限,教师无法全面掌控每位学生的学习情况,无法均衡地关注到每一位学生。但是,借助电子书包的数学题库中的即时反馈功能,可以很好地解决这个问题。因为大部分的数学题都有量化的标准答案,教师可借助电子书包了解每道题的班级整体掌握情况,也可以关注到个别仍然存在困难的学生,在下一阶段的学习中,教师再根据学生之前的学习情况,灵活选择辅导的方式。 4.科学:认知小工具,画龙点睛 科学课是学生认知世界、探究世界的一个入门学科,但受到课堂环境的限制,学生只能被动地在书本上去认知世界。电子书包优化科学课的方式就是其认知小工具。例如,在科学课上,“虚拟人体解剖”、“3D人体结构”等认知工具可以帮助学生认识人体的结构和功能,“电路专家”、“物理机械”、“荧光物理”等小工具又有助于学生理解相关的物理知识等。在科学课上,一个关键知识点只需要一个关键的认知工具来画龙点睛,让学生自主探究以代替教师的叙述与讲述,这样也达到了科学课所提倡的,让学生去探究,进行研究性学习。 作者:何涛单位:广东省深圳市福新小学 应用电子论文:基于职业能力的应用电子论文 1以“体系性”的视野,在整体层面构建应用电子技术专业课程体系 我们虽然已有多年的学校课程体系开发经验,但在整体层面如何结合职业人的成长规律和岗位的职业能力素质要求,实质性地促进专业知识、技能、技术、职业素质与基础管理的有机融合,进行一次新的探索。认真、扎实地到企业、行业中调研不同层次的技能人才的规格,对湖南省支柱产业电子信息和轨道交通装备制造产业结构中具有明显的人才层次要求的职业岗位或岗位群、职业群从社会学和教育学角度进行研究分析,开发与之相匹配的“层次化、模块化”工作过程系统化的应用电子技术专业课程体系。即对接应用电子生产管理、技术服务、开发设计、轨道电子等岗位群,解析应用电子技术专业典型岗位知识、专业技能、管理技能、素质模型分析表,根据应用电子技术专业典型岗位对专业知识、专业技能、管理技能和素质的能力等级要求,依据岗位典型工作任务,优化由公共基础、专业基础、生产制造、技术服务、设计开发和轨道电子等课程模块。建立健全由职业生涯规划、职业素质拓展、职业素质测评构成的学生素质培养体系。开设国际商务英语、跨文化交流等课程和国际交流活动,培养学生国际视野。将学生素质培养贯穿始终,充分体现以职业人培养为中心的岗位对接、能力递进的“层次化,模块化”课程体系(如图1所示)。从整体层面以“体系性”视野构建中职、高职、四年制高职相衔接的现代职业教育人才培养体系,使我们开发的湖南省职业教育应用电子技术专业教学标准的制定更具有全局性和系统性。 2以“开放式”的视野,在方法层面搭建职业能力素质成长模型 虽然我们有多年的学校管理和决策经验,但如何在企业的功利性与学校的公益性之间寻求平衡,在方法层面切实地解决现代职业教育跨界问题,还是一次新的尝试。即校企合作办学,涉及的现代企业制度和现代学校制度的问题;工学结合的人才培养,涉及的基于工作学习和基于学校学习的问题;而职业教育本身,涉及的职业成长规律和认知学习规律的问题。也就是说,在解决现代职业教育跨界问题上,我们要发挥一线教师和企业员工集思广益的智慧协同一致地探讨如何基于“素质冰山模型”搭建职业院校学生的职业能力素质成长模型。基于此,我们每年组织专业建设团队和课程建设团队,与国家电子信息产业部、行业协会等行政部门、社会团体合作,到珠海伟创力、南车时代等行业企业调研,深入分析电子信息产业以及轨道装备制造产业体系,获取人才数量、层次和结构的需求及趋势,遵循职业人的成长规律,借鉴主流企业提升人力资源管理水平和实践效果的重要工具(即能力素质模型),构建以岗位群为线条的知识、专业技能、管理技能、素质的职业能力素质模型。即根据调研报告,归纳岗位序列。然后依据岗位序列梳理出业务要点、工作要项;根据工作要项,按分级标准梳理出各级别所承担的工作内容和业务流程,让一个工作要项的全部内容被不同能力等级的技能人才合理分担,即对于同一专业中职、高职毕业生在从事一项工作任务时,工作要项所涉及的能力高低和范围大小这两个维度应给予清楚的界定。然后,进行应用电子技术专业能力要素分析及提炼。在工作分析的基础上,按等级对工作要项的能力要素进行分级分析定位,确定相应的业务行为应掌握的知识、专业技能、管理技能及素质,形成应用电子技术专业能力素质模型等级。最后,对接电子信息产业链的设计、生产、销售与服务四个环节,对技术工等技能岗位、工艺员等技术岗位、班组长等管理岗位三条应用电子职业人职业发展路径中电子产品调试岗位、产品装接等岗位进行职业素质能力分析,确定了职业人的三种成长线路:一是工序路径,二是技能技术提升路径(操作工—技术员—工程师),三是管理提升路径(组长—主管—经理即从单项管理到综合管理的提升)。以真实企业“人、机、料、法、环”五个生产要素为基石,遵循“技能、技术、管理”三条职业人职业发展路径,构建“操作工—技术员—工程师”为主轴的三层级职业能力素质成长模型。 3以“国际化”的视野,在教学层面形成专业教学标准开发的理念、方法和途径 尽管我们有多年的国际合作经验,但如何适应湖南省电子信息产业和轨道交通装备制造行业结构的转型升级,在教学层面进行认真的学情分析和借鉴德国、澳大利亚等发达国家的职业资格标准,还是一次新的布局。培养高水平的技能型人才,必须遵循技能人才的成长规律,必须改变传统的教学指向,认真分析学情开发出适合职业教育对象的心理、生理、智力特征的应用电子技术专业教学标准。为此,我们设计了专业教学标准的开发理念、方法和途径,基于能力素质模型开发专业教学标准流程如图3所示。即以职业能力素质成长模型为理念,梳理职业岗位的结构、工作内容,划分岗位群或职业仓,明晰职业发展路径;在此基础上,通过专家访谈、行为调查,对职业岗位能力进行分类(分为隐性能力、显性能力)和分级(分为初级、中级、高级三级);结合行业国际标准,获取与岗位能力对应的典型工作任务,并对工作内容转换来的学习内容进行分类(分为知识、技能、素质)和分层(分为中职、高职、四年制高职);最后,在教学层面明确专业定位,构建课程课程,组织课程内容,设计教学活动,形成教学标准。除此以外,还要采用与现代电子信息产业和湖南省轨道交通装备制造行业紧密相关的国际通用的产业标准、产品标准、生态标准等,实现专业教学标准“国际化”。综上所述,通过剖析应用电子技术专业职业教学标准构建过程,在职业岗位调研的基础上梳理职业岗位,分析职业能力,搭建职业能力素质成长模型;以“体系性”、“开放式”、“国际化”的视野构建应用电子技术专业课程体系,科学地提出专业教学标准开发的理念、方法和途径,形成从职业中来的系统化的专业教学标准构建方法。这将有利于提升湖南省职业教育的水准,使我们培养的人才在未来激烈的高水平的国际竞争中居于有利地位。 作者:刘红兵首珩陈庆单位:湖南铁道职业技术学院 应用电子论文:高职应用电子论文 1第二课堂指导方法 (1)建立组织机构,提供场地。应用电子专业课程都是实践性很强的课程,离开了必要的实践,许多内容学生就很难学懂、学好。而学校配合课堂教学所开设的实训实践课,往往受学校经费条件的制约和学时数的限制,远不能满足实际需要。我们的专业教师感到迫切需要一种组织形式,把学生分散的实践活动集中起来,既便于他们在学习和实践活动中,互帮互学,也便于教师在必要的时候给予指导。 (2)激发兴趣,调动学生学习的积极性。光有组织是不够的,我们必须让更多的学生自愿自觉参与,并持之以恒地开展活动。兴趣是最好的动力,只有具有浓厚的兴趣,才会使人产生强烈的求知欲望并积极参与,才能真正提高学生能力。我们可以通过很多方式来提高学生学习兴趣。比如通过电子创新协会把新成员和老成员形成一对,有能力的老成员手把手地教新成员如何理解电子组件,学习如何使用仪器来检测坏的电路板,进行简单的设备故障诊断和维修。找的都是些比较简单,能一学就会的项目。获得收获的新成员很快就能消除对电子技术的畏惧感,增加了学好专业知识技能的信心。然后,增加难度,让学生学习一些常见的电子产品原理,维修一些小家电,如吹风机,电磁炉,收音机,空气净化器,热水器等,让学生能够在日常生活中发挥专业的能力,进而体会到的成就感。此外,根据学生在协会中显示的专业知识和技能水平,也作为选拔进入各种技能比赛的参考。由于参赛是对学生技能和能力进一步提高很好的一个平台,也是招聘单位看重的内容。学生为了能够参赛就得更加努力,这样也提升他们的学习动力。 (3)培养骨干,以带动其他学生。在第二课堂中,学生自己应该发挥主导作用,教师不应该是课堂的主体。从第一课堂观察学生选择对象,到第二课堂有意识地培养一批组织能力强技能水平高的学生骨干显得非常重要。通过骨干引领学习可能达到比老师讲授更好的效果。 (4)建立产品意识,深化实践内容。建立产品意识,这是对学生在实践方面提出的更高要求。每完成一个项目设计,就要求学生思考,如果把自己的设计或创意转化为产品,这要经过几个哪几个方面。其中哪些部分由社会力量来完成,哪些方面应该通过学生自己完成。我们鼓励学生主动去了解当地的工业环境和就业岗位,当地工业的技术水平,也使学生了解还有哪些相关学科和基本技能要学习掌握。这样做是使学生在第二课堂上所学的知识向更高层次发展的需要。总之,开展第二课堂的建设,你应该先建立一个组织为学生提供一个场所,它是让这个活动可以进一步,持久的继续进行的前提,而框架搭建后,教师主要作用是起到启发、引导,学生根据自己的情况,主动安排活动的内容和时间,充分调动学生的积极性和创造性。 2第二课堂具体实施过程和效果 (1)组织建立对电子技术有浓厚兴趣的电子创新协会,选拔一批不错的大一新生,利用课余及晚自修时间,制作项目,每周三下午老师辅导,请专业老师,授课内容主要学51单片机编程和项目设计。以模拟大学生电子设计大赛的形式分组。每组3~4个人,1个人负责编程,一个人负责电路设计,一个人负责文档,这样能锻炼他们的默契度和团队合作能力。同上一样选拔一批不错的新生,分几个小组。每个小组3~4人。做项目不提供项目相关的任何资料。每组发一个题目在一定的期限内完成上交实物可以上网查资料。另外,可以每组选一个组长(主要分配组内工作和知识点整理)。电子创新协会以“要做事先做人,注重培养学生自主学习能力”为基本理念,以“普及电子知识,开展科技活动,激发创新思维,提高综合素质,实现零距离就业”为宗旨,以“培养一专多能的技术应用型创新人才”为目标,采用“自学为主、指导为辅”,把“要我学”转变为“我要学”的学习方式,全力促进成员高素质、高能力的成才。通过电子创新协会组织的活动,我们可以培养学生电子创新能力,通过协会活动方式的第二课堂为学生专业创新与实践能力的培养提供平台。 (2)在专业教学过程中,利用第二课堂,召集五六位基础较好且学有余力的学生,给他们提供有关资料,并为他们解答了一些难点问题之后,把一部分第一课堂的讲课的任务交给他们。如在《电子电路分析与实践》课程的电源电路、放大电路、振荡电路等中挑几个扩展内容的实训任务让学生讲解,每个任务由一位同学担任主讲。由学生给自己的同学讲课,其效果有些比老师讲课的还好。这种讲课方式的学生事后都深有体会,一些人表示通过准备为同学准备讲一次课所获得知识进比听课多多了。通过这种活动,一批第二课堂的骨干队伍便自然形成了。受到锻炼的学生大大提高了专业学习的兴趣,平时都去注意了解电子信息技术领域新的动态,主动地收集在课内外实践活动中的心得与经验。从这些事实可以表明,第一课堂中让老师和学生十分头疼的专业基本概念、基本定律和基本理论的理解和应用,通过第二课堂可以很好的解决,同时也培养了学生的团结协作能力和兴趣爱好,进而主动学习的要求和能力不断提升。 (3)针对生活中某一电子产品的功能要求让学生完成一个具有同样功能完整的,可销售的,有经济效益的产品。让学生在第二课堂中体会到完成一项产品开发到成品销售需要做哪些工作,需要哪些知识技能。学生通过第二课堂的时间去做调查研究,他们可以发现做一个真正的产品并产生效益,不仅要学习专业的电子电路基础知识,还要学习供应链管理理论,也要掌握电子CAD,基本的网页制作,图片处理等技能,连平时应用电子专业教学计划中不可能涉及的机械和模具知识技能等也显得非常重要。通过这些实际的调查了解,学生知道了针对专业涉及岗位能力的要求,也有了目标和动力,自主学习的学风很快形成了。 3总结 基于应用电子专业课程的学习阶段需要第二课堂的辅助学习,经过第二课堂磨炼的学生不仅基础理论知识扎实,同时具有较强的实践本领和社会适应能力,他们一出校门很容易受用人单位欢迎,就业情况远远好于其他学生,甚至很快被用人单位委以重任。只有安排好辅助专业课程的第二课堂学习,才能使高职学生在专业课程的学习过程中取得良好效果,满足高职生培养目标的需求。 作者:徐迅成葛海江单位:杭州职业技术学院信息电子系 应用电子论文:生物实验教学中的应用电子论文 一、在验证性真实实验中,充分利用白板的展示功能,提高教学效果 初中生物学实验中,有相当一部分是验证性真实实验,这类实验是学生通过真实的实验材料进行实验以验证所学的原理和知识,达到深化理解、加深记忆的作用。验证性真实实验中,相当一部分需要利用显微镜进行观察。显微镜的特性导致实验现象只能一个人获知,造成学生对实验结果是否正确难以知晓。有效应用白板的展示功能,把显微演示装置连接到电脑上,通过白板实时显示某位学生的观察结果,教师和其他学生可进行对比和分辨对错。对于其他非显微镜实验,利用摄像头实时显示实验过程和实验现象,给学生以感性认识,实验结果能够统一,实验结论也更容易获得。由于是学生实时获得的实验结果,因此教学效果比用传统课件展示视频更容易使学生接受。 二、在验证性模拟实验中,有效应用白板的生成功能,真实再现实验操作 验证性模拟实验是通过用模拟实验的方式,验证已有的实验结果。这一实验结果是已知的、确定的,但需要教师、学生通过相似性原理,用模型代替原型去获得实验结论,并类推到原型,从而加以验证,揭示研究对象的本质和规律的一种研究方法。“模拟保护色的形成过程”就是一个典型的验证性模拟实验。在此模拟实验中,学生作为捕食者,利用不同颜色的纸张代表环境的色彩,多次重复捕食和生殖过程,得出与环境色彩越接近的生物存活率越高,最终形成生物的保护色。利用白板的无限克隆功能,能够很好地解决不同色彩的个体繁殖后代的数量问题,结合白板的定时功能、屏幕显示的色彩碎片的随机性和一致性,可以有效地统一学生的捕食行为,避免出现个别学生集中精力去寻找某些色彩纸片的问题。 三、在探究性实验中,通过白板的交互功能,显示整个实验过程 探究性实验是在教师的指导下,学生通过实验探究科学现象和本质的过程,这一过程与科学认知过程一致,符合初中学生认知事物的特点。它既能激发学生的认知兴趣和学习动机,还可以培养学生的创新精神。探究性实验中,学生在发现问题、提出问题、获得解释或者作出假设、实验验证、得出结论的操作中都需要借助一定的生物材料及相关仪器装置等展开实验。利用白板,结合网络,可以在计算机上利用仿真和虚拟显示等技术,模拟实验过程,观察实验现象。由于网络内容的广泛,对于学生提出的问题,几乎都可以获得相应的实验对象,而不仅限于传统课件中教师的预设内容。白板只是教学工具,是实验教学中提高教学效率,使实验更容易开展的辅助手段,学生的自主参与、动手完成才是实验不可或缺的,不能把实验教学完全依赖于白板。教学中应该充分利用白板的整合和生成,实现从制作课件到利用资源,有效应用白板,提高教学效率的总目标上。 作者:曹喜军单位:河南省洛阳市第四十八中学 应用电子论文:职业教育中的应用电子论文 一、加强课程设置的整合性,构建多样性与统一性相结合的开放式课程体系 课程设置在某种意义上可以说是开放式教学体系的核心,因为课程设置即教学内容的确定,它关系到人才培养目标,人才的知识结构、能力结构和素质结构。在传统的教学体系下,应用电子技术专业的课程分为基础课、专业基础课、专业课三个阶段,学生进校以后按部就班,分阶段学习,修完所有的课程就可以拿到毕业证。在这种情况下,学生所学的所有课程都是预先安排好的,没什么可选性,很难确保学生个性的发展。为了改变这种状态,为确保学生的全面发展和个性发展,适应社会对专业人才的多样性需要,我们对课程设置进行了新的建构。就应用电子技术专业而言,以现有的实验设备、实训条件、教学资源为基础,依据专业的培养目标和学生个人能力及就业方向,将所需的知识结构和能力要求分解为嵌入式系统、光伏新能源和应用电子三个专业方向,形成“一个专业、多个方向”的开放式课程体系。这三个专业方向,有着相同的专业基础要求,如电路分析、数字电路、模拟电路等,但也有各自不同的知识和能力要求。如嵌入式系统专业方向开设自动检测技术、电子CAD、C语言编程、单片机原理、ARM处理器工作原理和接口、嵌入式Linux操作系统等课程;光伏新能源专业方向开设自动检测技术、电子CAD、C语言编程、半导体物理基础及应用、光伏发电原理及应用、电力电子技术、光伏组件生产封装技术、光伏发电系统设计与应用等课程;应用电子专业方向开设自动检测技术、SMT技术、电子产品工艺基础与管理、电子CAD、C语言编程、单片机原理、智能仪器原理与设计、电视原理与接收技术等课程。这些课程以必修课、选修课、自修课等形式出现。学生入校以后,可以自主选择专业方向,从而选择不同课程。所有涉及到的理论性课程、实训性课程、实验性课程、实践性课程,通过课程的整合,利用相同的教学条件和师资条件,达到相互统一,从而构建多样性与统一性相结合的开放式课程体系。 二、构建开放式实践教学体系 现阶段,各高职院校的各个专业都对实践教学给予了极大的重视,增加了一定的实践教学环节,然而往往只是片面地加大经费投入,加大实践教学的学时比例等,但由于长期受传统教育理念的影响,在教学内容、教学手段、教学模式等方面仍普遍存在问题,要构建一个开放式的实践教学体系,应该从学生的角度出发,以实践活动为主线,完善实践课程的设置,整合实践课程教学内容,建立完整的实践教学运行体系。 1.以学生为主体,进行职业能力分析。 要建立一个开放式的实践教学体系,就必须立足于市场需要,把握应用电子技术专业最新的发展动向,了解企业对学生基本职业能力、专业技术应用能力的最新要求,积极与相关单位、企业人员共同探讨,共同研究,结合本专业的实践教学目标,确定一个内容明确、可操作的、与专业发展紧密相连的实践教学体系。 2.利用各种资源,建立校内实验实训基地。 学生的学习时间主要还是集中在校园内,所以不能把希望只是寄托在校外实习基地上。充分挖掘校内资源,为学生提供实践的平台和机会,也是提高学生实践能力的有效手段之一。我院建有一个中央财政支持的国家级应用电子技术实训基地,一个省级无线传感系统应用工程技术研究开发中心,一个与无锡康捷电子有限公司合作开发的教学工厂。另外,拥有电工电子、电工维修、单片机、嵌入式系统设计及应用、LCD、光伏新能源应用、PLC应用等多个实验实训室。 3.改革实验教学方法,建构开放式实践教学体系。 按照“注重基础、强化训练、加强综合、培养能力”的基本原则,根据培养目标的要求,结合专业自身的优势和办学特色,构建具有“一个目标,二个结合,三个层次,四年连贯,五个保障”特点的开放式实践教学体系。按照理论教学与实践教学相互关联又相对独立的原则,做到课堂教学与课外教学相合,校内培养和校外实践锻炼相结合;搭建与人才培养方案相对应的通识教育、专业教育和综合教育这三个层次的实践教学内容框架;根据学科专业特点,对学生进行连续三年不间断的实践技能训练。 4.加强校企合作、建立校外实习基地。 我院利用学校的理事会制度,与多家企业建立了良好的关系。应用电子技术专业利用自身的专业优势,与信捷科技、康捷电子等多家单位建立了校外实习基地。学生利用暑期或业余时间,可以走出课堂,走向实践教学基地,亲身去感受企业的管理和工业运行模式,亲身体会自己的专业知识在实际中的应用,从而督促学生更加注重自己实践与实际操作能力的培养。 三、构建开放式教学手段 传统的教学手段主要是板书形式,老师一边在黑板上写,一边讲,学生坐在下面听。这种方式缺乏新颖性和新鲜感,学生听时间长了往往容易走神和分心。开放式教学方法,就是要打破传统的板书形式,采用先进的科学技术手段。 1.利用多媒体教学。 目前,多媒体教学设备已经安装到每个教室、实验室、实训室,采用多媒体教学,可以将理论课程、实验课程、实训课程的教学内容、教学资料等进行图、文、声、像、数字化处理,制作教学软件;采用多媒体教学,可以克服传统教学弊端,使抽象的、枯燥的学习内容转化成形象的、有趣的、可视的、可听的动感内容;还可以使教材和媒体之间优势互补,不但能激发学生的学习热情,而且引导学生主动学习,从而形成一个良性循环的学习过程。 2.利用校园网络系统,采用网络教学。 利用校园网络系统,设置教师个人网上教学平台,以电子邮件、BBS等的形式,在网上进行作业批改、在线答疑、学术探讨、思想教育等活动,极大地拓展了教与学、教师与学生交流的时间和空间。 四、构建开放式教学评价体系 开放式教学,在其评价体系上也应当是开放的。在传统模式下的考核方式通常是分数考核,老师的教学,学生对课程的学习均以考试作为终结。而在开放式教学体系中,教学的考核办法应该打破这种情况,在评价标准和评价方法方面实现多元化。开放式评价体系,由单一评价、集体评价、社会评价和综合评价组成。单一评价,指在闭卷、理论性考试中实行的、由任课教师依据标准答案对学生考试进行的评价。集体评价,指在技能性训练课程中实行的、由多名教师对学生作业或考试进行的评价,以此克服教师个体评价的片面性,保护和激励学生的创造性思维。校外评价,是指对校外获奖成果的认可。综合评价:综合单一评价、集体评价和校外评价,形成学生基本的学业成绩;综合学生参与各类竞技活动的成绩,包括学生的课程学习竞技、文化素质竞技、校外参赛竞技以及社会实践竞技的成绩,一方面纳入到学生综合素质测评、奖学金评定和各类评优的指标体系,形成有效的激励机制;另一方面,将学生的各种竞技性成绩按有限学分的要求进行量化,纳入到学生的学习成绩评价体系。 五、结语 总之,要在高职教育中构建应用电子专业的开放式教学体系,需要从课程设置、实践教学、教学手段、教学评价体系等多方面作出改革与努力。 作者:许卫洪单位:无锡商业职业技术学院
1自动化技术 自动化技术侧重于对产品以及信息的控制和管理,因此是一门综合性相对较强的技术,在利用自动化技术的过程之中,首先需要对计算机的计算以及系统工程进行分析以及研究,其中计算机技术以及控制理论对自动化技术的影响最为深远。另外在机器化生产以及人力生产的过程之中,自动化技术有着巨大的优势。许多学术界以及理论界在对该技术进行研究的过程中提出,现代化的电子工程必须要以自动化技术为立足点,该技术将会在未来获得广泛的应用。自动化技术符合时展的要求,同时在未来发展的过程之中将会积极地实现机电一体化,为未来包装机械化发展奠定坚实可靠的技术基础。其次,自动化技术能够真正地突破机械功能的单一化,有效实现机械功能多元化发展。再次,自动化技术可以实现结构的标准化以及模组化,在现有机械模组化设计的基础之上充分地发挥自动化的作用,在短期内实现机型更换的目的。最后,自动化技术可以实现智能化的控制,不可否认,自动化技术的应用能够实现结构运行的高精度性以及快速性,为我国电子信息工程的有效运作提供更多的依据。从目前来看,电子信息工程开始立足于自动化技术应用的实施情况,积极结合自动化技术应用的要求不断地实现电子信息工程领域的快速发展。 2我国电子工程自动化发展现状 尽管我国的电子工程才实现了快速的发展,但是与其他发达国家相比仍然存在较大的差距,电子工程在我国的应用范围越来越广,同时发展速度也有了极大的提升,许多与国民经济相关的各个领域开始积极地立足于电子自动化技术应用的实际情况,通过体系的不断完善来实现我国综合实力的有效提升。但是结合相关的实践调查可以看出,电子工程自动化在发展的过程中存在许多的缺陷及不足。电子工程自动化的应用缺乏一定的经验,尽管国家积极地加大对电子工程的开发以及研究,但是实际的技能以及技术水平相对较差,难以真正的突破传统且单一的开发及研究模式,同时大部分的理论缺乏一定的实践性,无法对现有的实践操作进行有效的弥补,这些都严重影响了电子工程自动化水平的整体提升。其次,对于人们的生活来说,电子工程自动化也产生了一定的影响,电子工程自动化能够有效地提高人们的生活质量以及效率,减轻运输工作人员的负担以及工作量,促进现代社会信息资源的优化利用以及配置。 3电子工程自动化技术在相关领域中的应用以及发展 3.1促进电子工程领域实现高效性 在电子工程之中自动化技术获得了广泛的应用,该技术的应用能够实现电子工程的高效运作,不断地提高工作的精度以及速度,另外在高速CPU建设以及控制系统管理的过程之中,电子工程还能够立足于自动化技术应用的实际情况有效的改善现有的动态特征以及近代特征,建设符合实际的电子工程智能化技术的发展趋势的模式。从目前来看,电子自动化控制系统数据控制系统能够真正地为整个系统的自动化运作奠定坚实可靠的基础,保障工作人员能够严格地执行相应的生产流程,充分地发挥先进技术的作用,另外对于一些高操作性的自动化系统来说,电子自动化控制系统还能够满足不同用户的个性化需求。 3.2计算机辅助设计 电子信息工程与自动化技术之间的有效连接必须要以计算机辅助系统功能的增强为立足点和核心,其中计算机辅助设计离不开自动化技术,工作人员需要结合电子信息工程设计的实质要求,不断地开发全新的系统应用,通过对海量信息方案的进一步对比以及分析选出最优化的方案,实现整个电子工程自动化技术作用的有效发挥。另外,另外工作人员还需要结合计算机应用的相关要求,对大量的数据以及信息进行有效的处理,保障检测的快捷性以及方便性。设计工作人员需要立足于数据的图像信息进行后期的编制以及绘画,大部分的工作所涉及的内容以及环节相对较为复杂,如果能够将各种自动化技术应用于现有的电子信息工程之中,那么就能够实现自动化的处理,更好地将设计工作者的工作量控制在有限的范围之内。设计者需要严格按照相应的自动化要求,将数据程序输入电脑之中,就能够由电脑后台进行稳定的运作,从而提出科学合理的解决办法。不可否认,这种自动化运作模式能够有效避免各种人工失误,保证最终设计的准确性以及科学性。 3.3计算机辅助制造 除了计算机辅助设计之外,计算机辅助制造也扮演着重要的角色,其中计算机辅助制造技术主要包括硬件以及软件,在利用辅助生产技能的过程之中,操作人员能够实现工作的科学性以及合理性,同时也能够突破人工操作所带来的不确定性。另外,多台机器之间的联合协调合作能够保障产品生产的一致性,操作人员可以根据计算机控制的实质要求对实际的机器进行有效的操作,更加节省人力成本,促进生产效率及生产水平的提升,保证企业能够获得更多的经济效益,计算机辅助生产技术能够从一定程度上促进产品合格率的提升,尽量避免产品不必要的损坏。结合相关的实践调查可以看出,计算机辅助生产技能的提升,能够在一定程度上保障产品生产数量的扩大以及质量提升的同时,将企业的生产成本控制在有限的范围,为企业提供更多的竞争依据以及竞争优势。企业还可以结合计算机技能使用的实际情况对现有的生产过程进行动态的调整,实现生产指令的及时修改,更好地保障工具生产的质量以及效率,实现整个生产过程的优化升级。 3.4计算机集成制造 电子信息工程的设计包括许多不同的设计环节,不同环节之间的联系以及关系相对较为复杂,因此必须要积极地加强各方之间的联系以及配合。在进行产品设计之前,工作人员需要利用计算机集成制造技术,实现优化升级以及统筹规划,了解电子信息工程的具体设计要求,实现计算机集成制造的合理应用,保障各环节之间能够实现有效的配合,从整体上促进设计质量以及效率的提升,减轻设计工作者的工作量。 3.5协助办公管理 电子信息项目的运作必须要以大量可靠的信息数据为立足点,如果直接采取人工操作的形式,那么将会无限地延长整体的信息工程运作时间,同时也难以实现电子信息项目的稳定运作。自动化技术与电子信息项目之间的有效结合不仅能够实现大量信息处理的高效性,还能够提高工作人员的操作能力及操作技巧,对此,现代化企业在运作的过程之中必须要以实现自身的自动化水平为立足点和核心,实现运营范围的有效扩大,保证信息输出以及输入的准确性以及合理性。另外对于公司以及工厂来说,在工业生产以及财务运作的过程之中可以利用计算机来实现自动化的运作加强信息系统的有效规范,充分地发挥控制技能的作用,实现信息的高效处理。在多阶段计费以及终端元器件网络运作时,操作人员可以结合自动化环境之中的实质要求进行有效的信息处理以及通讯,可以通过对计算机技能的有效利用来实现信息的高效处理,尽量地减少个人的工作量以及工作强度。一般来说,自动化技术的应用在一定程度上会加大管帐机的运作复杂度,因此工作人员需要综合考虑各种影响因素,了解电子工程自动化技术的应用标准以及应用要求,有效避免各类负面因素的影响,实现整个机械操作的稳定性以及合理性,将机械操作的时间控制在有效的范围之内,保障整个会计机的有效运作。 4结语 在人类文明进程不断加快的今天,自动化技术获得了快速的发展,自动化不仅仅是未来科技发展的最终目标,同时也是目前生产设计之中的重要技术。工作人员必须要立足于自动化技术应用的实质要求,将电子工程与现有的自动化技术相联系,充分地发挥电子自动化技术的作用,实现工程技术资源的优化配置以及利用。
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
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。
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。