《集散控制系統(tǒng)》課程校內(nèi)與企業(yè)學(xué)習(xí)模式的探索

康玨 禹柳飛

摘要:以“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”為背景,結(jié)合“集散控制系統(tǒng)”課程教學(xué),從培育高質(zhì)量工程應(yīng)用型人才出發(fā),進(jìn)一步探討了校內(nèi)課堂教學(xué)模式的改革以及企業(yè)學(xué)習(xí)模式。

關(guān)鍵詞:學(xué)習(xí)模式集散控制系統(tǒng)工程改革

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098x(2012)06(c)-0166-01

電氣工程及其自動化專業(yè)是我校首批申報國家教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的試點專業(yè)之一,肩負(fù)著學(xué)校開展“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”工作先行先試、培育高質(zhì)量應(yīng)用型人才應(yīng)用示范的重任。為此,在全院本專業(yè)的學(xué)生中,組建了一個“卓越班”作為試點班級。為培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才[1],我們制定了培養(yǎng)方案,即在不同的學(xué)習(xí)階段中,制定了校內(nèi)與企業(yè)的教學(xué)計劃、課程設(shè)置、實踐環(huán)節(jié)、教學(xué)大綱及教學(xué)內(nèi)容以確保計劃的順利實施。

“集散控制系統(tǒng)”課程作為電氣專業(yè)“卓越班”的重點課程之一,在教學(xué)過程中,如何突出該課程的特點,提高學(xué)生綜合能力、實踐能力以及工程能力。本文從課堂教學(xué)模式、企業(yè)學(xué)習(xí)模式兩方面進(jìn)行了探索。

1 課堂教學(xué)模式的改革

在“集散控制系統(tǒng)”課程教學(xué)過程中,受各種主、客觀因素如教師大多數(shù)沒有工程實踐經(jīng)歷、沒有合適的授課教材、實驗場地和設(shè)備不足等影響,教師授課只重視理論教學(xué)而忽視實踐教學(xué),幾乎沒有自主性、設(shè)計性實驗;課堂上只重視教材內(nèi)容的講解,而忽視與工程實踐的結(jié)合以及對舊知識的更新;只重視傳統(tǒng)的教學(xué)模式,而忽視新方法的引入。這樣就導(dǎo)致了教學(xué)內(nèi)容脫離工程實踐背景,學(xué)生的工程實踐知識得不到有效積累,影響了學(xué)生綜合能力、實踐能力以及工程能力的提高[2]。針對以上存在的問題,提出了以下教改措施。

1.1 應(yīng)用仿真組態(tài)軟件

針對電氣專業(yè)面向過程控制的特點,對“集散控制系統(tǒng)”課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革,課堂上不要只是進(jìn)行空洞的理論教學(xué),而是根據(jù)實際的工程實例,與DCS組態(tài)軟件結(jié)合,把學(xué)生將來參加實際生產(chǎn)工作中要培訓(xùn)的部分內(nèi)容放在學(xué)校的課程中完成。這樣不僅解決了學(xué)校實驗設(shè)備和場地的不足,又讓學(xué)生了解了一個工程項目的設(shè)計過程,是一個一舉兩得的好辦法。

為使授課內(nèi)容與工程相融合,可以應(yīng)用JX-300XP系統(tǒng)組態(tài)軟件,以工業(yè)上最普通的設(shè)備鍋爐或加熱爐為例貫穿整個授課過程。從工程師組態(tài)前的準(zhǔn)備工作開始,主要包括:熟悉被控對象的工藝流程,現(xiàn)場檢測儀表和執(zhí)行器以及DCS的連接;確定控制系統(tǒng)的構(gòu)成、填寫控制系統(tǒng)測點清單、選擇卡件并畫出控制站的卡件布置圖、確定控制方案、確定控制流程圖初稿等過程[3]。準(zhǔn)備工作完成后,開始進(jìn)行基于JX-300XP DCS的工程師組態(tài)項目設(shè)計,包括:用戶授權(quán)、主機(jī)設(shè)置、控制站組態(tài)、操作站組態(tài)等。整個設(shè)計過程用到了學(xué)生在《檢測技術(shù)》、《過程控制儀表及裝置》、《過程控制工程》課程中學(xué)習(xí)到的知識,把課堂的理論與工程實踐進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合,將會有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效果。

1.2 與過程控制工程實驗結(jié)合

應(yīng)用現(xiàn)有的實驗設(shè)備,以JX-300XP系統(tǒng)為主線,將我校5套PCT系列過程控制實驗裝置進(jìn)行整合,構(gòu)成小型化的工業(yè)自動化系統(tǒng)?？刂茖ο蟀▔毫ο到y(tǒng)裝置、流量/液位系統(tǒng)裝置、溫度系統(tǒng)裝置以及其它型式的控制裝置等。

整合后的自動化系統(tǒng)由一套JX-300XP DCS裝置、5套PCT系列過程控制實驗裝置以及其他的檢測儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。JX-300XP系統(tǒng)采用基本組成:1個控制站、10個操作站(含一個工程師站做下載組態(tài)軟件用)及相應(yīng)的通信設(shè)備。通過工程師站、操作站、現(xiàn)場控制站、現(xiàn)場儀表及通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,構(gòu)建了一個高性能的集中管理、分散控制系統(tǒng)。學(xué)生可以在這個平臺上完成對整個過程控制實驗裝置的工程師組態(tài)、全方位的過程監(jiān)控操作以及過程控制的PID參數(shù)整定等內(nèi)容。以過程控制工程的實驗為設(shè)計項目,不僅使學(xué)生掌握DCS工程項目設(shè)計技術(shù)的基本流程和設(shè)計理念,加深對所學(xué)自動化知識的理解和掌握,更重要的是可以提高解決工程實際問題的能力。

2 企業(yè)學(xué)習(xí)模式的探討

2.1 目前遇到的問題

企業(yè)學(xué)習(xí)階段是卓越工程師教育培養(yǎng)計劃能否成功實施的關(guān)鍵,在企業(yè)學(xué)習(xí)計劃實施過程中必將會遇到諸多問題,歸結(jié)起來主要有以下幾個方面:

(1)如何與企業(yè)進(jìn)行有效地溝通與交流,充分利用企業(yè)的技術(shù)與設(shè)備優(yōu)勢來培養(yǎng)我校電氣專業(yè)學(xué)生的工程實踐能力。(2)我校電氣專業(yè)現(xiàn)有教師大多數(shù)沒有工程實踐經(jīng)歷,怎樣提高本專業(yè)教師的工程實踐能力。(3)企業(yè)學(xué)習(xí)階段學(xué)生如何進(jìn)行管理。(4)企業(yè)課程如何與校內(nèi)課程進(jìn)行有效的銜接,哪些內(nèi)容在校內(nèi)學(xué)習(xí),哪些內(nèi)容在企業(yè)學(xué)習(xí),如何高效利用企業(yè)有限的課時來提高學(xué)生的實際操作能力。(5)企業(yè)學(xué)習(xí)階段課程的考核方式應(yīng)該有別于校內(nèi),具體的考核方式怎樣實施。

2.2 幾點建議

(1)教師既要有扎實的理論基礎(chǔ),又要注重實踐能力的提高,學(xué)校應(yīng)該制定切實可行的政策鼓勵教師到生產(chǎn)一線鍛煉,參加新技術(shù)、新產(chǎn)品的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)。二級學(xué)院也應(yīng)該多創(chuàng)造一些條件積極與企業(yè)聯(lián)系,如參與企業(yè)申報項目,幫助企業(yè)解決工作中出現(xiàn)的實際問題,為企業(yè)職工進(jìn)行理論課的培訓(xùn)等方式,與企業(yè)通力合作,加強(qiáng)與企業(yè)工程技術(shù)人員的信息交流,既為教師提高工程實踐能力培訓(xùn)創(chuàng)造條件,也為教師科研培育項目,為教師的科研成果的轉(zhuǎn)化創(chuàng)造良機(jī)。

(2)一直以來學(xué)校與中石化茂名分公司煉油分部大型企業(yè)有著密切的聯(lián)系,雙方有很好的合作基礎(chǔ),學(xué)校在企業(yè)設(shè)立了電氣工程及其自動化專業(yè)的實習(xí)基地,利用中石化茂名分公司已有的培訓(xùn)中心的DCS仿真培訓(xùn)系統(tǒng),對本專業(yè)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn),以提高學(xué)生的工程實踐能力;此外,茂名分公司煉油分部儀表車間設(shè)備先進(jìn),具有各種類型的先進(jìn)的DCS系統(tǒng),可以讓學(xué)生在實習(xí)過程中了解正在運行的設(shè)備和系統(tǒng)情況,參與設(shè)備的拆裝調(diào)試,軟件的組態(tài)、傳送與下載過程,提高學(xué)生對各種類型的DCS系統(tǒng)與設(shè)備結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識,加深學(xué)生對所學(xué)的理論知識的理解;同時還可以充分利用中石化茂名分公司的設(shè)備進(jìn)行儀表、電氣操作技能與設(shè)計競賽,從而全面提升我校學(xué)生的實踐動手能力和科技創(chuàng)新能力。

(3)學(xué)生在企業(yè)學(xué)習(xí)階段,管理由學(xué)校和企業(yè)共同完成?？己藘?nèi)容由三部分構(gòu)成:一是進(jìn)行實際操作能力的考核,由企業(yè)工程技術(shù)人員負(fù)責(zé);二是理論知識方面的考核,由學(xué)校教師和企業(yè)工程技術(shù)人員共同負(fù)責(zé)考試試題的出題和閱卷;三是操行的考核,包括是否遵守企業(yè)的各項規(guī)章制度、學(xué)生的工作學(xué)習(xí)態(tài)度、團(tuán)隊協(xié)作能力,由企業(yè)生產(chǎn)班組負(fù)責(zé)。

3 結(jié)語

本文針對電氣工程及其自動化專業(yè),以“集散控制系統(tǒng)”課程教學(xué)為例,從培養(yǎng)學(xué)生綜合能力、實踐能力以及工程能力出發(fā),提出了校內(nèi)課堂教學(xué)模式的改革措施,并對企業(yè)學(xué)習(xí)模式進(jìn)行了探索。

參考文獻(xiàn)

[1] 計算機(jī)與電子信息學(xué)院自動化系.卓越工程師培養(yǎng)方案[D].廣東石油化工學(xué)院,2011(5):22～24.

[2] 董海瑞,齊曉慧.基于工程師培養(yǎng)的課程教學(xué)改革[J].課程教材,2011,16:107,109.

[3] 申忠宇,趙瑾.基于網(wǎng)絡(luò)的新型集散控制系統(tǒng)[M].北京化學(xué)工業(yè)出版社,2009,175～189.