第一篇：電氣工程及其自動化專業實踐課程研究

1本專業實踐教學現狀

目前，本專業實際授課按學時分配為：公共基礎課892學時，學科基礎課751學時，專業主干課589學時（其中實踐占112學時），專業方向課290/341學時（含實踐課14/34學時）。在專業主干課的實踐112學時中驗證性實驗72學時，綜合性實驗18學時，設計性實驗22學時。由此可見，實踐學時的數量有限，而且以驗證性實驗為主，學生即使不認真做實驗和測試，也可以推算出實驗數據和結果，為實驗而實驗，沒有一點自己的想法和體會。這種實驗缺乏綜合性、創新性、研究性，制約了學生對專業興趣的培養，無法達到提高學生動手能力、研究創新能力的目的。在實驗設備與方法上，多采用設計好的微機原理、自動控制原理等實驗箱，其元件符號都標示得很清楚，學生只要對照實驗指導書，便可以輕松地完成實驗，沒有要求學生主動思考元器件的工作原理以及在實際電路中如何使用等問題，在這種實驗模式下教出來的學生，思想僵化，無自主學習的主動性，結果是實驗做了卻沒有收獲，對實驗過程中產生的問題不深究，更談不上分析、解決問題。學生只會動口，不會動手，何談科研，何談創新，何談競爭力。另外，電氣這東西看不見、摸不著，只能從其表現出來的形式來認識它。因此電氣工程及其自動化的實習基地是不可或缺的。目前，我校自身沒有專門的實習工廠和基地，學生實習依賴于企業，很多企業由于效益、保密、管理等原因不愿意接納，這無疑對學生在實踐過程中發現問題、解決問題的實際應用能力和創新能力的培養打了折扣。

2實踐課程體系的優化與改革

針對以上現狀和實踐教學中存在的諸多問題，又由于電氣工程及其自動化專業不僅要求學生有科學的、系統的、扎實的理論基礎，更要有過硬的動手能力，技術二次開發和創新的能力。因此，實踐課程體系應做如下的優化和改革：首先，在該專業課程設置和學時分配中增加實踐性課程的比重，特別是設計性實驗和綜合性實驗。在總學時不變的情況下，可適當地縮減公共基礎課的學時，用于增補實踐課學時的不足，增加學生實踐動手的機會和時間，直觀地學習效果更好。其次，優化教學內容，構建新的實踐課程體系框架。構建一個系統、科學的實踐教學體系是提高人才質量的重要保障，不要苛求大和全，但一定要重視精和新。具體操作可以從四個方面實現：1）減少驗證性實驗的項目數，增加設計性、綜合性實驗項目數，可將電子技術、PLC等實驗開設為綜合性、研究性實驗；2）內容相近又自成體系的實驗應將其有機結合起來，形成獨立的實踐課程體系；3）選擇實用性較強的專業軟件進入課程體系，安排學時，每學習一個專業軟件，要求學生熟練使用；4）增加實踐課程學分。目前學生在規定年限內修滿174.5學分即可畢業，其中實踐環節學分數為49學分，所占比例約為28%。這對工程專業學生來說比例太小。應適當調高比例達到35%左右，以滿足應用型人才培養需求。第三，改革實踐課程教學模式。打破傳統的“教與學”模式，推行框架式、項目式教學。即：教師下達實驗項目任務書或列出框架，由學生自行設計實驗步驟，選擇元器件，連接電路，測試性能，撰寫報告。報告中必須體現設計思路、實驗過程和結果。第四，改進實驗手段和設備，優化工程實驗效果。除驗證性實驗外，所有設計性、研究性實驗都不可能一次成功。現代科技的發展為我們提供了很多可能和便捷。因此，我們可以將設計性、研究性較強的實驗項目在計算機上先進行模擬實驗，了解實驗內容、操作程序和熟悉操作技能，然后再進入實驗室實際完成，有了模擬實驗的強化訓練，學生在實際操作上更有把握，更有信心，更安全，成功率也更高，達到優化實驗教學的效果。實驗室的設備或實驗平臺電器元件較隱蔽，線路的連接多為插頭式，學生在實驗過程中只是插插線、測測參數，只看到實驗的表面現象，“知其然，不知其所以然”，其教學效果可想而知。要提高學生的主動性、參與性和創新精神，不妨由學生自行確定參數，選擇元器件（必須為實際生產中使用的元器件），自行設計、測試調配。提高學生的學習興趣和主觀能動性，做到知行合一，大大提高實驗教學效果。第五，加強實踐教學基地建設。實踐基地是學生將所學理論知識轉換成實際應用、操作能力的一個重要場所，直接影響到教學效果和學生的成才，因此一方面要加大投入，增新改舊，加強相關技術實驗室、仿真實驗室、綜合實驗室的建設，以及電力電子、高低壓供配電、PLC和變頻器等專業內容的實習基地和場所的建設；另一方面在校外電機廠、供配電公司等相關企業設立定點實習基地。還可以校企聯手，在理論上、技術上互相溝通，互相幫助，發展形成產學研相結合的良好關系，讓學生盡早接觸社會和企業單位，了解行業發展信息與工業操作流程，激發學生學習興趣，提高實踐教學效果。第六，將創新教育與科技競賽相結合。通過各種培訓和競賽，強化綜合素質的訓練，激發學生的實踐創新興趣，如組織學生參加相關行業或專業培訓，鼓勵他們參加各級競賽（如：PLC大賽、電子設計大賽、智能機器人大賽等）。在參與過程中往往能學到書本上學不到的知識，通過一系列的專業實踐和綜合實踐，達到提高學生科研和綜合能力的目的，實現既定的人才培養目標。第七，抓好畢業實踐與設計（論文），把好實踐教學最后一道關。綜上所述，應用型本科專業要以提高學生的實踐動手能力和綜合素質為要，通過幾年的系統學習和訓練后，畢業實踐和設計就是檢測學生綜合能力和研究能力，能否獨立工作的一根杠桿。那么從選題開始就要緊密地聯系實際，必須與指導教師的科研課題或相關企業需要解決的實際問題掛鉤，進行思考、設計、測試、運行，撰寫畢業論文，實現“理論—實踐—理論”這樣一個過程。為鼓勵科技創新，可允許學生用科研作品、高質量的科技論文取代畢業設計（論文）。“不管黑貓白貓，抓到老鼠就是好貓”，能解決實際問題的人才，才是社會、單位真正需要的人才。

3結語

培養合格的高級電氣工程師，離不開實踐教學，特別是在現代科技發展的日新月異的情況下。電力需求越來越大，電氣系統智能化改造升級，對電力系統的運行維護、設計開發、研究創新的人才需求越來越大，要求越來越高。所以除了根據行業的發展和實際進行必要的課程體系和內容的改革外，加強實踐教學，提高學生的動手能力和解決實際問題的能力，更有利于學生成才、就業和創新。

1機械設計制造及自動化專業培養目標

1.1應用型、復合型高級人才

機械設計制造及其自動化專業融合各個學科的知識，如主干學科是力學與機械工程學，輔助的學科有計算機科學、自動化技術以及設計技術等。因此，培養的對象不僅掌握生產第一線的設計制造、技術開發、設備維修與管理還要掌握運行管理、生產銷售等，因此培養的目標是復合型的高級人才。同時，機械設計制造及其自動化該門專業本身由于實踐性非常強，因此需要培養對象投身于生產第一線，掌握優良的技術與操作本領。

1.2研發、設計人才

本科階段，培養的人才能夠在工作中從事機械制造的設計、常見故障的維修、運行管理以及產品的銷售等。同時該專業的培養目標還有培養機械的研發、設計高級人才，這是該專業保持持久生命力與獲得更好地發展情境的必備條件。我國的機械制造業較國外發達國家差距很大，要想掌握市場的主導權，必須掌握核心技術，因此各大高校以為國家培養高端設計、研發人才為目標。

2機械設計制造及自動化就業前景

2.1就業面廣

1電力自動化技術概述

電力工程中的電力自動化是在計算機信息處理技術、電力網絡技術、網絡通訊技術以及智能信息處理技術等多種技術的基礎上集成而來的，是一門綜合性技術。目前，我國電力系統的運行監視和遠程控制都依賴于電力自動化技術，電力系統的故障預測和診斷也依賴于電力自動化技術。電力自動化技術按照控制內容可分為調度、發電廠以及變電站自動化三部分，主要技術包括：對電力系統中有關調度業務的信息進行采集、處理和預測，并作出自動化控制，以保障電網的供配電平衡，使電力系統始終運行在一個高能低耗的狀態下；采用微機系統對發電廠的計算機網絡信息系統、通訊系統以及其他相關的各種信息系統進行監控，實現發電廠的一體化管理，減少發電成本，提升生產效率；建設變電站綜合自動化系統，統合運用電力自動化技術，實現對變電站設備、線路等的實時監測、控制、管理與運行數據入庫等功能，能夠及時發現當前線路設備中存在的故障隱患并作出應急處理，以保障變電站的安全穩定運行。

2電力自動化技術在電力工程中的應用

2.1電力自動化技術在發電廠中的應用

當前發電廠都已普遍采用了應用電力自動化技術的電氣監控系統（如圖1所示）。發電廠電氣監控系統的工作流程如下：（1）數據采集與處理。利用現場總線技術和電力網絡通訊技術對發電廠主要設備（包括發電機、變壓器組、高壓廠用工作及備用電源、低壓廠用變壓器、直流系統和保安電源等）的運行狀態信息進行采集，然后對其進行分析處理；（2）進行監視并對危險情況進行警報。根據分析處理的結果，對可能存在故障隱患的設備進行預告報警，對已檢測出發生故障的設備則進行事故報警。（3）控制和操作。控制方式一般分為單元控制室控制和后備手動控制兩種，這兩種方式通常可自動切換，并且系統還自帶軟壓板投退的控制功能。

2.2電力自動化技術在變電站中的應用

變電站是電力工程的核心組成部分。在電力工程中應用電力自動化技術取代傳統的人工操作和人工監視，并且根據變電站的運行狀態自動完成相應的控制管理，實現了變電站運行的無人值守化；利用微機設備替代傳統的電磁裝置，實現了自動化編程控制；利用計算機網絡通訊代替傳統的電力信號，實現了數據傳輸的自動化，而且傳輸的效率和安全性都顯著提高。

1當前機械制造及其自動化技術的特點

當前我國機械制造及其自動化技術的亮點在于智能化與自動化，這是其區別于傳統機械設計的最大不同。很多人將機械自動化單純地理解為多種先進技術的簡單疊加，但事實并不是如此。機械自動化是將所有的先進技術與理論經驗有機結合在一起的、體現其整體統一性的智能化技術。隨著科技時代的到來，機械制造及其自動化技術由于其效率高、精度高、升級快等特點，已經逐漸登上歷史的舞臺，被機械行業所重視，日益成為了機械制造主要技術的重要組成部分。

2機械設計制造及其自動化的發展趨勢

2.1虛擬化。

通常情況下，機械制造企業要想獲得一個新產品的最終設計圖紙，必須通過設計、篩選、整合、試驗等多道工序，不僅費時費力，還不利于企業實現資金的優化合理配置，阻礙了企業的進一步發展。隨著信息時代的到來，計算機技術為人們的工作與生活提供了極大的便利，將計算機技術用于機械制造及其自動化技術中，能通過計算機模擬試驗設計方案的可行性，簡化了試驗環節，節省了機械設計時間、減少了人力勞動量、提升了機械設計效率，為企業獲取最大的經濟效益奠定了基礎。除此之外，網絡的普及也為機械制造及其自動化技術的發展做好了鋪墊，技術工作人員能通過網絡無線傳導數據資料，大大節省了設計耗時，幫助設計雙方無障礙地溝通合作，為進一步完善設計方案提供了幫助。

2.2人機一體智能化。

智能化是機械制造及其自動化技術未來重要的發展方向。技術人員要構建出一個方便操作的人機一體化智能系統，以實現先進的智能機器與制造領域專家有機結合的人機智能制造技術。該系統不僅能用于簡單的人工勞動，如篩選、分析、歸納、整理原始數據資料等，還能取代較為高級的人力腦力勞動，如構思、擬定、決策設計方案等，大大節省了技術人員的工作量，利于企業實現人力、物力、財力資源的優化配置，為機械制造業未來的發展奠定了基礎。

一、自動化設備管理現狀及改進措施

1、設備管理現狀

目前自動化設備管理方面存在五大主要問題，第一是操作員工對自動化設備的認知程度低，往往只了解應該如何操作，而對其它諸如維修、保養等知識一無所知或者略知皮毛，在這樣的情況下工作，無法及時感應、了解到設備給出的預警，造成設備產生了更大的故障且往往帶有一定的危險性，而當設備出現問題時無法自行解決，從而耽誤了生產效率；第二是自動化設備的工作量繁重，一般均是24小時連續工作，再加之，其保養工作沒能做好和停機時間短等問題，最終導致自動化設備壽命的降低；第三是管理與生產分開，二者缺乏溝通，由于溝通不到位，往往造成方案無法正常實施，反而起到事倍功半的效果，既沒能提高工作效率，又造成了人力物力的浪費；第四是新舊設備的更換不及時，容易降低設備生產效率；第五是上級對設備管理工作的重視程度不夠高，導致下級對設備管理保養的不積極。以上五大問題是設備管理工作突出的五大問題，應當予以高度重視，因為時間就是金錢，生產率就是效益。

2、改進措施

針對自動化設備管理存在的五大問題，提出改進措施如下：（1）重視員工的培訓工作，并且培訓面要擴大，內容不僅要涵蓋具體工作的操作流程，還包括設備操作的注意事項、設備預警的表現、設備的簡單維修等知識，另外注意維修人員的數量必須保持在一定限度但不要過少，以免影響工作。（2）工廠從上至下都要重視設備的保養工作，設備操作人員與專業維保人員各自做好自己的一級、二級保養，以延長自動化設備的使用壽命。（3）將自動化設備的工作量和工作時間都保持在一定范圍內，避免過勞現象的出現。（4）建立健全的設備管理機制，組建專業的負責團隊，時刻關注設備的運行狀況，對操作人員的操作方法進行監督，并對設備停機后的工作參數進行記錄，以掌握每個設備的動態，從而方便管理人員對設備做好維修保養工作。

二、自動化設備管理方案

自動化管理的重要任務就是降低設備的故障率和設備的停機時間，鑒于自動化的特點，其設備管理方案可分為四個部分。

第一篇

1強化技術應用，促進技術革新

網絡平臺最突出的安全問題就是病毒與黑客，因此在進行電力信息自動化網絡安全的控制過程中有關人員應通過網絡安全技術的應用對病毒與黑客進行一定的預防。具體來說有關人員應從以下幾個方面入手：1）強化技術應用。網絡安全技術的應用應側重全面性與專業性。在進行殺毒軟件選擇的過程中應選取信譽有保障，有專業技術支持的殺毒軟件品牌，例如：360，金山，瑞星等。另外，由于電力系統具有一定的特殊性，因此應在單位范圍內建立局域網便于單位內部交流，避免病毒以及黑客從外部進行入侵。同時有關管理人員還應借助網絡技術建立其有效的網絡預警與保護系統，對整個電力信息自動化網絡安全進行全方面的保障；2）促進技術革新。網絡技術的發展具有著日新月異的特點，因此電力信息自動化網絡安全管理人員應對網絡安全技術的發展給予足夠的關注，積極的對單位內部的網絡安全技術進行更新。同時有關人員還應對病毒的發展以及升級產生重視，針對新興的病毒提前制定出有效的預防措施，避免電力系統受到病毒的侵害。

2建立管理部門，施行全程監督

為了有效的對電力信息自動化網絡安全進行保障，有關企業電力部門應對電力信息自動化網絡安全管理產生重視，具體來說可以做到以下幾個方面：1）建立管理部門。專門的管理部門可以讓電力信息自動化網絡安全管理更加的系統化，全面化，同時對于管理的目的與管理的職能也更加的明確。因此有關企業應積極的在單位內部針對電力信息自動化網絡安全管理建立起專門的管理部門，并制定出條理清晰，內容具體的管理制度，對管理人員的工作進行詳細的指導與規范，提升電力信息自動化網絡安全的管理質量；2）施行全程監督。監督管理是減少系統運行問題的主要手段之一。因此在對電力信息自動化網絡安全進行保障的過程中，管理人員應對網絡安全問題進行全程的監督。具體來說這種全程的監督包括兩個方面，一是通過建立網絡預警系統的方式進行自動化的網絡安全監督。二是加強對設備管理以及設備維修等方面的監督，這部分的監督一般應以人力為主，就工作中的問題進行及時的指出，強化安全管理的職能。

3完善物理環境，強化安全意識

物理環境一般是指設備放置的外在環境，在實際的工作過程中由于物理環境管理不善而造成網絡安全事件出現的案例時有發生，例如，由于散熱工作不到位，導致火災的產生。因此有關人員在進行電力信息自動化網絡安全保障的過程中，不僅要對網絡技術本身進行考慮，同時還要對設備存放的環境進行一定的管理，具體來說包括選擇合適存放空間，保持室內衛生，注重設備通風降溫，準備備用電源避免斷電引起網絡癱瘓等。除此了要進行必要的工作之外有關管理人員還應培養起一定的安全意識，通過學習安全知識，了解安全常識的方式，強化管理人員在對物理環境進行管理過程中的管理質量，在最大的限度內減少物理環境問題的出現。

1電力系統通信安全防護體系的概念

為做好外部非法因素的防范工作，確保電力通信系統信息安全，電力企業開發實施了電網通信安全防護體系建設工作。它以電網安全防護工程為主體，實現了科學的電力工程實施流程、管理技術和現階段最先進的技術的高度結合，構建起一整套全方位的電力系統通信安全防護機制。它涉及信息安全工程學相關知識，以信息安全工程能力成熟度模型（SSE-CMM）為規范，指導實施電力通信安全工程的全過程，從具體的安全設備設置，到安全工程的管理、組織和設計、實施、驗證各個環節，包含了電力系統信息安全防范體系的所有環節。具體來說，電力系統通信安全防護體系包括三個主要因素，即策略、管理和技術。

2電力通信系統信息安全相關要求

電力通信所面臨的環境比較復雜，給信息安全防范帶來較大困難。不同的數據傳輸方式，信息安全防范的要求也不一樣。當前電力自動化管理系統無線網絡傳輸數據的類型分為實時數據和非實時數據兩種，下面我們逐一對這兩種數據的安全防范要求做出說明。

2.1實時數據安全防范要求

實時通訊對網絡的傳輸速度與質量要求很高，通信規約在時間方面相對苛刻，允許的傳輸延遲范圍很小。同時，實時傳輸的數據量一般不大，流量長期保持在一定水平，波動幅度較小。現階段電力通信系統中常見的實時傳輸數據包括以下幾種：（1）下行數據。包括遙控、遙調和保護裝置及其他自動裝置的整定值信息等。這類數據受設備狀態影響，直接關系到電力系統能否安全穩定運行。在實時傳輸和安全防范方面的要求都比較高。（2）上行數據。包括遙信、重要遙測、事件順序記錄（SOE）信息等。這些數據是電網運行狀的直接反映，是電力調度運行的重要參考依據，具有一定的保密性要求。從上面可以看出，電力通信實時數據具有流量穩定、時效性的特點，對于數據傳輸的實時性、可靠性、保密性與完整性方面有著加高的要求。所以，在進行實時數據傳輸時要切實做好加密工作。

2.2非實時數據安全防范要求

一、機械自動化系統發揮的主要作用。

（一）進一步提高了生產效率。

系統在生產產品的過程中，主要果采用了控制自動化和信息的自動化，以此減少了在操作過程中的失誤，讓操作控制起來更加方便簡單。機械自動化在不斷的完成其操作自動化外，還進一步保證了產品的質量，并且在計算機控制的情況下，進一步修改了編程，讓生產的產品更具有多樣化，同時也加快了產品的更新換代。

（二）系統在運用過程中，便于維修和調整。

關于機械自動化系統的設計主要是應用了計算機技術，它的功能是可以根據產品的需要來調試安裝設備，然后再生產出所需要的產品。對于多數利用的電子技術而言，它能夠減少在生產過程中的開關數量，然后讓操作人員在工作中，方便操作，由于工作的內容都是提前設定好的，系統在運行過程中能夠自動的轉換。目前，根據對象的需求系統可以自動調整好自動化的產品，確保其需求。

（三）減少了安全隱患。

機械自動化系統的運用，在使用過程中，要確保生產設備在運行過程中的穩定性和安全性能，讓其能夠提前做好在生產過程中可能出現的安全隱患和危險狀況，在每一個生產環節都要做到監控設施，做好監控工作，及時發現設備在運行過程中出現了故障，然后進行報警診斷，及時解決問題，讓機器恢復正常運用。在機器運行的過程中，如果出現了短路。過載或者過壓的狀況，要將其盡快的轉換到別的模式下，并在此要及時關掉電源。另外，對于機械自動化，它在使用中能夠減少大型設備發生事故。