《集散控制系统》课程校内与企业学习模式的探索

康珏 禹柳飞

摘要:以“卓越工程师教育培养计划”为背景,结合“集散控制系统”课程教学,从培育高质量工程应用型人才出发,进一步探讨了校内课堂教学模式的改革以及企业学习模式。

关键词:学习模式集散控制系统工程改革

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098x(2012)06(c)-0166-01

电气工程及其自动化专业是我校首批申报国家教育部“卓越工程师教育培养计划”的试点专业之一,肩负着学校开展“卓越工程师教育培养计划”工作先行先试、培育高质量应用型人才应用示范的重任。为此,在全院本专业的学生中,组建了一个“卓越班”作为试点班级。为培养高素质的应用型人才[1],我们制定了培养方案,即在不同的学习阶段中,制定了校内与企业的教学计划、课程设置、实践环节、教学大纲及教学内容以确保计划的顺利实施。

“集散控制系统”课程作为电气专业“卓越班”的重点课程之一,在教学过程中,如何突出该课程的特点,提高学生综合能力、实践能力以及工程能力。本文从课堂教学模式、企业学习模式两方面进行了探索。

1 课堂教学模式的改革

在“集散控制系统”课程教学过程中,受各种主、客观因素如教师大多数没有工程实践经历、没有合适的授课教材、实验场地和设备不足等影响,教师授课只重视理论教学而忽视实践教学,几乎没有自主性、设计性实验;课堂上只重视教材内容的讲解,而忽视与工程实践的结合以及对旧知识的更新;只重视传统的教学模式,而忽视新方法的引入。这样就导致了教学内容脱离工程实践背景,学生的工程实践知识得不到有效积累,影响了学生综合能力、实践能力以及工程能力的提高[2]。针对以上存在的问题,提出了以下教改措施。

1.1 应用仿真组态软件

针对电气专业面向过程控制的特点,对“集散控制系统”课程的教学内容进行改革,课堂上不要只是进行空洞的理论教学,而是根据实际的工程实例,与DCS组态软件结合,把学生将来参加实际生产工作中要培训的部分内容放在学校的课程中完成。这样不仅解决了学校实验设备和场地的不足,又让学生了解了一个工程项目的设计过程,是一个一举两得的好办法。

为使授课内容与工程相融合,可以应用JX-300XP系统组态软件,以工业上最普通的设备锅炉或加热炉为例贯穿整个授课过程。从工程师组态前的准备工作开始,主要包括:熟悉被控对象的工艺流程,现场检测仪表和执行器以及DCS的连接;确定控制系统的构成、填写控制系统测点清单、选择卡件并画出控制站的卡件布置图、确定控制方案、确定控制流程图初稿等过程[3]。准备工作完成后,开始进行基于JX-300XP DCS的工程师组态项目设计,包括:用户授权、主机设置、控制站组态、操作站组态等。整个设计过程用到了学生在《检测技术》、《过程控制仪表及装置》、《过程控制工程》课程中学习到的知识,把课堂的理论与工程实践进行了有机结合,将会有效地激发学生的学习兴趣,提高学习效果。

1.2 与过程控制工程实验结合

应用现有的实验设备,以JX-300XP系统为主线,将我校5套PCT系列过程控制实验装置进行整合,构成小型化的工业自动化系统。控制对象包括压力系统装置、流量/液位系统装置、温度系统装置以及其它型式的控制装置等。

整合后的自动化系统由一套JX-300XP DCS装置、5套PCT系列过程控制实验装置以及其他的检测仪表和执行机构等构成。JX-300XP系统采用基本组成:1个控制站、10个操作站(含一个工程师站做下载组态软件用)及相应的通信设备。通过工程师站、操作站、现场控制站、现场仪表及通信网络设备,构建了一个高性能的集中管理、分散控制系统。学生可以在这个平台上完成对整个过程控制实验装置的工程师组态、全方位的过程监控操作以及过程控制的PID参数整定等内容。以过程控制工程的实验为设计项目,不仅使学生掌握DCS工程项目设计技术的基本流程和设计理念,加深对所学自动化知识的理解和掌握,更重要的是可以提高解决工程实际问题的能力。

2 企业学习模式的探讨

2.1 目前遇到的问题

企业学习阶段是卓越工程师教育培养计划能否成功实施的关键,在企业学习计划实施过程中必将会遇到诸多问题,归结起来主要有以下几个方面:

(1)如何与企业进行有效地沟通与交流,充分利用企业的技术与设备优势来培养我校电气专业学生的工程实践能力。(2)我校电气专业现有教师大多数没有工程实践经历,怎样提高本专业教师的工程实践能力。(3)企业学习阶段学生如何进行管理。(4)企业课程如何与校内课程进行有效的衔接,哪些内容在校内学习,哪些内容在企业学习,如何高效利用企业有限的课时来提高学生的实际操作能力。(5)企业学习阶段课程的考核方式应该有别于校内,具体的考核方式怎样实施。

2.2 几点建议

(1)教师既要有扎实的理论基础,又要注重实践能力的提高,学校应该制定切实可行的政策鼓励教师到生产一线锻炼,参加新技术、新产品的培训和学习。二级学院也应该多创造一些条件积极与企业联系,如参与企业申报项目,帮助企业解决工作中出现的实际问题,为企业职工进行理论课的培训等方式,与企业通力合作,加强与企业工程技术人员的信息交流,既为教师提高工程实践能力培训创造条件,也为教师科研培育项目,为教师的科研成果的转化创造良机。

(2)一直以来学校与中石化茂名分公司炼油分部大型企业有着密切的联系,双方有很好的合作基础,学校在企业设立了电气工程及其自动化专业的实习基地,利用中石化茂名分公司已有的培训中心的DCS仿真培训系统,对本专业学生进行培训,以提高学生的工程实践能力;此外,茂名分公司炼油分部仪表车间设备先进,具有各种类型的先进的DCS系统,可以让学生在实习过程中了解正在运行的设备和系统情况,参与设备的拆装调试,软件的组态、传送与下载过程,提高学生对各种类型的DCS系统与设备结构的感性认识,加深学生对所学的理论知识的理解;同时还可以充分利用中石化茂名分公司的设备进行仪表、电气操作技能与设计竞赛,从而全面提升我校学生的实践动手能力和科技创新能力。

(3)学生在企业学习阶段,管理由学校和企业共同完成。考核内容由三部分构成:一是进行实际操作能力的考核,由企业工程技术人员负责;二是理论知识方面的考核,由学校教师和企业工程技术人员共同负责考试试题的出题和阅卷;三是操行的考核,包括是否遵守企业的各项规章制度、学生的工作学习态度、团队协作能力,由企业生产班组负责。

3 结语

本文针对电气工程及其自动化专业,以“集散控制系统”课程教学为例,从培养学生综合能力、实践能力以及工程能力出发,提出了校内课堂教学模式的改革措施,并对企业学习模式进行了探索。

参考文献

[1] 计算机与电子信息学院自动化系.卓越工程师培养方案[D].广东石油化工学院,2011(5):22～24.

[2] 董海瑞,齐晓慧.基于工程师培养的课程教学改革[J].课程教材,2011,16:107,109.

[3] 申忠宇,赵瑾.基于网络的新型集散控制系统[M].北京化学工业出版社,2009,175～189.