《集散控制系統》課程校內與企業學習模式的探索

康玨 禹柳飛

摘要:以“卓越工程師教育培養計劃”為背景,結合“集散控制系統”課程教學,從培育高質量工程應用型人才出發,進一步探討了校內課堂教學模式的改革以及企業學習模式。

關鍵詞:學習模式集散控制系統工程改革

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

電氣工程及其自動化專業是我校首批申報國家教育部“卓越工程師教育培養計劃”的試點專業之一,肩負著學校開展“卓越工程師教育培養計劃”工作先行先試、培育高質量應用型人才應用示范的重任。為此,在全院本專業的學生中,組建了一個“卓越班”作為試點班級。為培養高素質的應用型人才[1],我們制定了培養方案,即在不同的學習階段中,制定了校內與企業的教學計劃、課程設置、實踐環節、教學大綱及教學內容以確保計劃的順利實施。

“集散控制系統”課程作為電氣專業“卓越班”的重點課程之一,在教學過程中,如何突出該課程的特點,提高學生綜合能力、實踐能力以及工程能力。本文從課堂教學模式、企業學習模式兩方面進行了探索。

1 課堂教學模式的改革

在“集散控制系統”課程教學過程中,受各種主、客觀因素如教師大多數沒有工程實踐經歷、沒有合適的授課教材、實驗場地和設備不足等影響,教師授課只重視理論教學而忽視實踐教學,幾乎沒有自主性、設計性實驗;課堂上只重視教材內容的講解,而忽視與工程實踐的結合以及對舊知識的更新;只重視傳統的教學模式,而忽視新方法的引入。這樣就導致了教學內容脫離工程實踐背景,學生的工程實踐知識得不到有效積累,影響了學生綜合能力、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 應用仿真組態軟件

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

為使授課內容與工程相融合,可以應用JX-300XP系統組態軟件,以工業上最普通的設備鍋爐或加熱爐為例貫穿整個授課過程。從工程師組態前的準備工作開始,主要包括:熟悉被控對象的工藝流程,現場檢測儀表和執行器以及DCS的連接;確定控制系統的構成、填寫控制系統測點清單、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]。準備工作完成后,開始進行基于JX-300XP DCS的工程師組態項目設計,包括:用戶授權、主機設置、控制站組態、操作站組態等。整個設計過程用到了學生在《檢測技術》、《過程控制儀表及裝置》、《過程控制工程》課程中學習到的知識,把課堂的理論與工程實踐進行了有機結合,將會有效地激發學生的學習興趣,提高學習效果。

1.2 與過程控制工程實驗結合

應用現有的實驗設備,以JX-300XP系統為主線,將我校5套PCT系列過程控制實驗裝置進行整合,構成小型化的工業自動化系統。控制對象包括壓力系統裝置、流量/液位系統裝置、溫度系統裝置以及其它型式的控制裝置等。

整合后的自動化系統由一套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行機構等構成。JX-300XP系統采用基本組成:1個控制站、10個操作站(含一個工程師站做下載組態軟件用)及相應的通信設備。通過工程師站、操作站、現場控制站、現場儀表及通信網絡設備,構建了一個高性能的集中管理、分散控制系統。學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、全方位的過程監控操作以及過程控制的PID參數整定等內容。以過程控制工程的實驗為設計項目,不僅使學生掌握DCS工程項目設計技術的基本流程和設計理念,加深對所學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 企業學習模式的探討

2.1 目前遇到的問題

企業學習階段是卓越工程師教育培養計劃能否成功實施的關鍵,在企業學習計劃實施過程中必將會遇到諸多問題,歸結起來主要有以下幾個方面:

(1)如何與企業進行有效地溝通與交流,充分利用企業的技術與設備優勢來培養我校電氣專業學生的工程實踐能力。(2)我校電氣專業現有教師大多數沒有工程實踐經歷,怎樣提高本專業教師的工程實踐能力。(3)企業學習階段學生如何進行管理。(4)企業課程如何與校內課程進行有效的銜接,哪些內容在校內學習,哪些內容在企業學習,如何高效利用企業有限的課時來提高學生的實際操作能力。(5)企業學習階段課程的考核方式應該有別于校內,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,又要注重實踐能力的提高,學校應該制定切實可行的政策鼓勵教師到生產一線鍛煉,參加新技術、新產品的培訓和學習。二級學院也應該多創造一些條件積極與企業聯系,如參與企業申報項目,幫助企業解決工作中出現的實際問題,為企業職工進行理論課的培訓等方式,與企業通力合作,加強與企業工程技術人員的信息交流,既為教師提高工程實踐能力培訓創造條件,也為教師科研培育項目,為教師的科研成果的轉化創造良機。

(2)一直以來學校與中石化茂名分公司煉油分部大型企業有著密切的聯系,雙方有很好的合作基礎,學校在企業設立了電氣工程及其自動化專業的實習基地,利用中石化茂名分公司已有的培訓中心的DCS仿真培訓系統,對本專業學生進行培訓,以提高學生的工程實踐能力;此外,茂名分公司煉油分部儀表車間設備先進,具有各種類型的先進的DCS系統,可以讓學生在實習過程中了解正在運行的設備和系統情況,參與設備的拆裝調試,軟件的組態、傳送與下載過程,提高學生對各種類型的DCS系統與設備結構的感性認識,加深學生對所學的理論知識的理解;同時還可以充分利用中石化茂名分公司的設備進行儀表、電氣操作技能與設計競賽,從而全面提升我校學生的實踐動手能力和科技創新能力。

(3)學生在企業學習階段,管理由學校和企業共同完成。考核內容由三部分構成:一是進行實際操作能力的考核,由企業工程技術人員負責;二是理論知識方面的考核,由學校教師和企業工程技術人員共同負責考試試題的出題和閱卷;三是操行的考核,包括是否遵守企業的各項規章制度、學生的工作學習態度、團隊協作能力,由企業生產班組負責。

3 結語

本文針對電氣工程及其自動化專業,以“集散控制系統”課程教學為例,從培養學生綜合能力、實踐能力以及工程能力出發,提出了校內課堂教學模式的改革措施,并對企業學習模式進行了探索。

參考文獻

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

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

[3] 申忠宇,趙瑾.基于網絡的新型集散控制系統[M].北京化學工業出版社,2009,175～189.