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1.總體框架。建筑電氣與智能化專業(yè)實行多學科交叉背景下通識教育基礎上的寬口徑專業(yè)教育,培養(yǎng)基礎厚、專業(yè)面寬、具有自主學習能力的復合型人才。在構(gòu)建本專業(yè)人才培養(yǎng)體系時,結(jié)合本專業(yè)多學科融合的特點,在傳統(tǒng)的電類課程基礎上,特別強化了信息技術(shù)的應用。我們設置了通識課程、學科基礎課程、專業(yè)課程和實踐環(huán)節(jié)四個平臺,共計57門必修和選修教學課程,12門課程設計以及工程認識、金工實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計和科技創(chuàng)新訓練等實踐教學環(huán)節(jié)。
2.特色。(1)知識結(jié)構(gòu)合理、完整。建筑電氣與智能化專業(yè)是由電氣工程、控制科學與工程、土木工程和計算機科學與技術(shù)四個學科共同建設的。為確保知識結(jié)構(gòu)的完整性和合理性,我們在教學內(nèi)容上以建筑作為研究對象,突出強弱電結(jié)合,以自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)為主要內(nèi)容,并在此基礎上不斷充實交叉學科的相關(guān)背景知識。(2)教學平臺設置全面,加強實踐環(huán)節(jié)。建筑電氣與智能化專業(yè)人才培養(yǎng)體系按四個教學平臺設置,包括通識課程平臺、學科基礎課程平臺、專業(yè)課程平臺以及實踐環(huán)節(jié)平臺。通識課程平臺包括:工具性知識課程、人文社科類課程和自然科學類課程。學科基礎課程平臺主要包括電路、電子技術(shù)、控制理論、信息處理、計算機軟硬件基礎、網(wǎng)絡通信原理等方面的課程。實踐環(huán)節(jié)平臺包括各類課程實驗、實習、設計和社會實踐以及科研訓練等多種領(lǐng)域和形式,在此平臺中我們構(gòu)建科技創(chuàng)新訓練項目,開展科技創(chuàng)新活動,特別強調(diào)學生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。(3)知識領(lǐng)域、知識單元、知識點劃分準確。建筑電氣與智能化專業(yè)內(nèi)涵豐富,涉及面廣,我們淡化課程的概念,強調(diào)核心加選修的知識結(jié)構(gòu)。在確定本專業(yè)的基本要求基礎上,兼顧我校的辦學特色,構(gòu)建了知識領(lǐng)域、知識單元、知識點的體系結(jié)構(gòu),并對每個知識點的學生掌握程度進行了具體描述。一門課程可以按照知識領(lǐng)域進行設置,也可以由若干知識領(lǐng)域中的部分知識單元組成。一個知識領(lǐng)域的知識單元的內(nèi)容知識點可以分布在不同的課程中,力求創(chuàng)新,辦出特色。(4)核心課程明確。建筑電氣與智能化專業(yè)屬于交叉學科專業(yè),且創(chuàng)辦歷史不長,因此確立本專業(yè)的核心課程是十分必要的。核心課程應該能實現(xiàn)對全部核心知識單元的完整覆蓋。我們在構(gòu)建人才培養(yǎng)體系時明確了學科基礎課核心課程和專業(yè)核心課程。其中學科基礎課核心課程主要包括電路、電子技術(shù)、自動控制原理、微機原理、計算機網(wǎng)絡與通信等,專業(yè)核心課程主要包括建筑供配電與照明、建筑電氣控制技術(shù)、建筑設備自動化系統(tǒng)、建筑物信息設施系統(tǒng)等。
二、人才培養(yǎng)方案的改革
我們承擔了南通大學重點教育研究項目《建筑電氣與智能化本科專業(yè)人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建和培養(yǎng)方案的改革》,根據(jù)“加強基礎、淡化專業(yè)、注重能力、柔性靈活”的改革方案,探索電氣工程及其自動化、自動化和建筑電氣與智能化專業(yè)結(jié)合的“電氣類”專業(yè)建設、“工程化”實踐教學,課堂內(nèi)外創(chuàng)新教育有機結(jié)合,提高學生的創(chuàng)新能力。
1.跟蹤學科發(fā)展、構(gòu)建“電氣類”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。(1)根據(jù)“電氣類”專業(yè)建設原則,按專業(yè)大類培養(yǎng),強化系列課程和核心課程,重視實踐能力,著重學生的創(chuàng)新素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),實行“3+1”的培養(yǎng)模式,前三年按“電氣類”大類統(tǒng)一培養(yǎng),后一年按柔性專業(yè)方向分流。(2)淡化專業(yè)教研室的界限,建立相互聯(lián)系的課程組,課程組負責組織和實施各個專業(yè)教學、課程優(yōu)化、教學方法的研究與實踐,促進教學體質(zhì)的彈性化。(3)開設執(zhí)業(yè)注冊工程師和電類職業(yè)技術(shù)資格培訓班,提高學生的實踐應用能力,培養(yǎng)工程應用型人才。開設“電氣類”創(chuàng)新研究實驗班,開展大學生全國機器人比賽、電子設計競賽、智能建筑竟賽、挑戰(zhàn)杯等競賽活動,實現(xiàn)創(chuàng)新教育和前沿研究相結(jié)合,為培養(yǎng)工程科學型人才打基礎。(4)推行多媒體教學和雙語教學,提高教學質(zhì)量和教學效率。建立閉卷、開卷、課程論文、課堂討論、實驗測試和論文報告等多文化綜合考試評價系統(tǒng)。注重知識、能力和創(chuàng)新的綜合協(xié)調(diào)發(fā)展。
2.以創(chuàng)新為指導,建立“工程化”實踐教學體系。(1)“工程化”實踐教學體系按照層次和體系進行劃分。按體系劃分為實驗教學子體系和工程訓練子體系。工程訓練子體系覆蓋了所有層次,從大學一年級到四年級,工程訓練不斷線、層次化、體系化、多元化,每一層次的工程訓練都是對該層次基礎性實驗教學的工程訓練和綜合提升。(2)實行分層次、分步驟的工程訓練方法,選拔優(yōu)秀學生參加各類大學生科技競賽活動。(3)加強數(shù)字化、綜合化和系統(tǒng)化實驗,促進實踐教學體系的改革。
3.加強教材建設,創(chuàng)新教學內(nèi)容。(1)目前建筑電氣與智能化專業(yè)由于辦學歷史較短,缺乏經(jīng)典教材,但該專業(yè)發(fā)展迅速,部分知識內(nèi)容需及時更新。針對現(xiàn)有教材建設中存有的問題,按照“電氣類”專業(yè)培養(yǎng)目標和課程設置,我們必須注重專業(yè)知識與相關(guān)學科的融合,注重智能建筑技術(shù)發(fā)展趨勢,編寫高質(zhì)量的系列講義和專業(yè)教材。(2)建筑電氣與智能化專業(yè)屬交叉學科,學生的知識面要求較廣,教學內(nèi)容多與授課學時少的矛盾比較突出,這要求我們必須科學、合理地選用教材,創(chuàng)新教學內(nèi)容,裁減或壓縮相關(guān)課程中的相同內(nèi)容,合理壓縮課內(nèi)授課學時,在人才培養(yǎng)方案中多設置選修課,增加實踐環(huán)節(jié),有效利用和規(guī)劃學生的課余時間。
4.整合教學資源,優(yōu)化師資隊伍。(1)建筑電氣與智能化專業(yè)是一個多學科融合的專業(yè),該專業(yè)的師資隊伍中需具備各個學科的教師,因此我們應該改革目前專業(yè)教研室教師只負責本專業(yè)的教學和科研的局面,加強各專業(yè)教研室的合作,整合教學資源,建立一支具有學術(shù)造詣較高的學術(shù)帶頭人、知識、職稱、學歷及年齡結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍。(2)加強與企業(yè)、科研機構(gòu)、設計院所多渠道、多形式的緊密型合作,通過選派教師到國內(nèi)外知名高校、設計院所進修和參與科研項目,豐富本專業(yè)教師的工程實踐經(jīng)驗,提高教師解決實際問題的能力,為培養(yǎng)本專業(yè)創(chuàng)新型人才打下良好的基礎。
三、結(jié)束語
建筑電氣與智能化是一個新的技術(shù)領(lǐng)域,也是學科和專業(yè)建設的一個新領(lǐng)域,該專業(yè)的建設目前尚不完善,諸多方面有待進一步研究探索。本文結(jié)合我校該專業(yè)的建設與實踐,對以下幾個方面進行了探索和總結(jié),可為兄弟院校該專業(yè)的建設提供借鑒和參考。
1.根據(jù)我校的實際情況,確定了本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標。
2.在本專業(yè)人才培養(yǎng)體系構(gòu)建的原則基礎上,設計了人才培養(yǎng)體系的總體框架,該框架體現(xiàn)了知識結(jié)構(gòu)合理、完整,教學平臺設置全面,知識領(lǐng)域、知識單元、知識點劃分準確以及核心課程明確的特點。
1.1設備抽象層設計
考慮到需要提供一個高效統(tǒng)一的管理工具,那么就需要將過去分散孤立的腳本和軟件提供的功能整合在一起。整合并不是簡單地將原有功能羅列在一起,而應該是有機結(jié)合,結(jié)構(gòu)清晰,設計風格統(tǒng)一,能夠便于復用。根據(jù)對當前數(shù)據(jù)中心內(nèi)網(wǎng)絡設備管理的需求分析,設備抽象層的類大體可以分為主機、交換機、存儲三大類[5-6]。再具體細分,主機類又可以根據(jù)其操作系統(tǒng)的不同,分為Windows,Redhat,Suse,Unix等等;交換機類根據(jù)廠商產(chǎn)品系列的不同可以分為Brocade,Cisco,Qlogic等等;存儲也可分為EMC的Symetrics,vMax,vPlex,IBM的DS8000,XIV,SVC等[7-8]。無論封裝實現(xiàn)的是什么設備,無論底層有多么大的不同,為了便于上層集成調(diào)用,應當對上層提供一致的接口。從上層來看,無論底層封裝的是什么設備,對上層無外乎兩個操作,信息收集與數(shù)據(jù)錄入。因此,所有的設備類都需要實現(xiàn)兩個方法,collect與import_to_data-base[9-10]。collect方法實現(xiàn)從設備收集信息的邏輯,而import_to_database實現(xiàn)向數(shù)據(jù)庫錄入的邏輯。
1.2協(xié)議適配層設計
由于文中設計的是一個集中統(tǒng)一網(wǎng)絡管理的工具,必須通過一些網(wǎng)絡協(xié)議來遠程操控設備。常見的網(wǎng)絡管理協(xié)議有SSH,Telnet,Winexe等。現(xiàn)實中,不同設備可能共用同一種協(xié)議,同一種設備可能在不同協(xié)議之間切換的現(xiàn)狀,也就是說,特定協(xié)議與特定類型的設備之間是沒有必然聯(lián)系的[11]。這就決定了網(wǎng)絡協(xié)議的邏輯不能在設備抽象層內(nèi)實現(xiàn),而應該獨立出來,單獨設計一個協(xié)議適配層。設計良好的協(xié)議適配層類能夠在不同設備之間輕松調(diào)換使用,提供了極大的開發(fā)靈活性[12]。對于一個網(wǎng)絡協(xié)議,常見的用戶場景就是,建立連接,發(fā)送命令并接收返回的文本,關(guān)閉連接。所以,一個協(xié)議適配層類應當實現(xiàn)三個方法,open,cmd,close。open方法用于建立連接;cmd方法用于發(fā)送命令并接收文本;close方法用于關(guān)閉連接。在設備抽象類的對象實例化的時候,只需要通過目標設備的對象的屬性將協(xié)議對象動態(tài)傳遞進去即可。由于協(xié)議適配層的類具有相同的接口,更換協(xié)議對設備抽象層的類來說是完全透明的。
1.3自動識別模塊設計
管理眾多的設備的靜態(tài)登記信息,如果只是依賴管理員的記憶力,或者是Excel表格,費時費力,結(jié)果也并不可靠[13]。首先要設計一個能夠從網(wǎng)絡當中自動抓取的活動IP,并識別出運行在該IP地址上的設備類型的模塊。當活動IP地址被從一個子網(wǎng)中掃描出來以后,進一步識別設備的類型可以分為網(wǎng)絡掃描和遠程命令試探兩個階段。第一階段的網(wǎng)絡掃描主要是為了下一步的命令試探縮小范圍。無論是主機、交換機,還是存儲設備,都會對外打開一些固定的網(wǎng)絡服務,這些網(wǎng)絡服務通常都監(jiān)聽特定的端口,通過掃描端口可以大致了解設備打開了哪些網(wǎng)絡服務,進一步可以猜測設備可能對應的類型[14]。在掃描端口之后,進入第二階段,發(fā)送前期鎖定的幾種可能的設備類型上支持的命令,再通過Perl語言內(nèi)置的正則表達式搜索特征關(guān)鍵字。如果成功捕獲到了響應的關(guān)鍵字,就成功地識別了設備類型。類型識別成功后,才能調(diào)用響應類型的設備抽象類,對設備進行信息收集與管理。
2自動識別模塊的具體實現(xiàn)
2.1網(wǎng)絡掃描部分
在第一階段的網(wǎng)絡掃描中,首先由Subnet類負責活動IP的獲取,之后將活動的IP地址實例化為IP類的實例,之后IP類會掃描該IP地址上的哪些端口已經(jīng)被監(jiān)聽了。這兩個類依賴于Nmap提供底層功能的支持。Nmap是一款用于網(wǎng)絡安全審計的工具,可以列舉主機,監(jiān)控網(wǎng)絡服務運行情況。Nmap不僅可以掃描單個IP地址,還可以對整個網(wǎng)絡進行大規(guī)模掃描。同時,Nmap也是一款遵守GNU通用公共許可協(xié)議的軟件,可以免費地在文中要設計的工具中集成使用。Subnet類在獲取活動IP地址的過程中需要使用Nmap提供的Ping掃描,需要執(zhí)行命令如下:nmap–sn192.168.1.1/24其含義是,掃描網(wǎng)絡IP為192.168.1.1,而子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0的網(wǎng)絡中有哪些可以Ping通的IP地址。IP類在掃描單個IP地址上被監(jiān)聽端口過程中需使用Nmap提供的Intense掃描,需要執(zhí)行命令如下:nmap–Pn192.168.2.1其含義為,掃描IP地址192.168.2.1上所有已經(jīng)被監(jiān)聽的端口號。命令執(zhí)行完后返回結(jié)果:PORTSTATESERVICE80/tcpopenhttp1900/tcpopenupnpMACAddress:14:E6:E4:8D:2B:E2(Unknown)
2.2遠程命令試探部分
這部分邏輯通過一組工廠類被實現(xiàn)。當設備類型被檢測完成后就會實例化響應類型的對象來完成后面的信息收集與數(shù)據(jù)錄入工作。考慮到設備類型較多,都在一個工廠類內(nèi)實現(xiàn)太過繁雜,可以將具體工作分解到若干個類中完成,每個工廠負責某一大類設備的識別與實例化工作,形成一個三層的工廠樹。處理具體大類的工廠類可分為處理服務器的ServerFactory,處理交換機的SwitchFactory,處理存儲的StorageFactory等等。首先由頂層的基本工廠類接收一個IP地址作為參數(shù),然后將IP地址像放上流水線一樣,依次交給每一個負責具體大類的工廠類處理,當流水線上的某一個工廠類成功地處理了這個IP地址時,就用識別得到的類型為該IP地址實例化一個設備對象出來;如果當前工廠類無法處理,則交給流水線上的下一個工廠類繼續(xù)處理。要發(fā)送遠程命令首先涉及到選用什么網(wǎng)絡協(xié)議的問題。網(wǎng)絡協(xié)議一般都會監(jiān)聽固定的端口號,這就是所謂知名端口(見表1)。通過查找知名端口表就可以知道網(wǎng)絡設備打開了哪些網(wǎng)絡協(xié)議的服務。通常,打開22號端口意味著設備打開了SSH協(xié)議的服務器,這是一臺Linux或者Unix系列操作系統(tǒng)的服務器的常見配置。這種情況下,工廠類就會調(diào)用SSH協(xié)議,發(fā)送Linux或者Unix系統(tǒng)上的命令,然后嘗試從返回的文本捕獲預期的關(guān)鍵字??梢钥吹?,ServerFactory在處理的時候,首先檢查22端口是否已被監(jiān)聽。發(fā)現(xiàn)22端口已被監(jiān)聽之后,則通過SSH協(xié)議連接目標IP地址,發(fā)送Linux和Unix系列操作系統(tǒng)上的uname命令,如果從返回的文本里捕獲到“Linux”,表明目標服務器是一個Linux服務器,如果捕獲到“AIX”,表明目標服務器已經(jīng)安裝了IBM的AIX操作系統(tǒng)。
3網(wǎng)絡管理工具的完整運行流程
整個工具運行時的完整流程如圖3所示。scan_network是整個程序的入口點,通過-n選項傳遞一個網(wǎng)絡地址及其子網(wǎng)掩碼,Subnet類會找出這個網(wǎng)段里的所有可用的活動的IP地址,然后為每一個IP地址調(diào)用scan_ip。在scan_ip中,BaseFactory會被調(diào)用,它會依次嘗試使用StorageFactory,SwitchFactory,Server-Factory來處理這個IP地址。每個工廠類都會檢查該地址上有哪些端口被打開了,然后使用命令嘗試識別設備的類型。類型識別完成后,就會為該地址實例化一個設備對象,調(diào)用它的collect方法收集信息,然后調(diào)用import_into_database完成數(shù)據(jù)錄入。
4結(jié)束語
電氣工程是以計算機為操作平臺,現(xiàn)代控制技術(shù)的應用可以為住戶提供技術(shù)信息,在實現(xiàn)信息共享的同時,為住戶提供極大的便利。在電氣工程中,電氣控制控制技術(shù)以電氣工程的實時監(jiān)控為基礎,及時分析系統(tǒng)反饋的運行數(shù)據(jù),并評價系統(tǒng)的運行狀況,以便于能夠及時、有效的發(fā)現(xiàn)運行故障,提高了電氣工程的安全性;同時在節(jié)能環(huán)保的基礎上極大的保證了居民生命財產(chǎn)的安全。
2電氣控制技術(shù)的發(fā)展階段
2.1手動化到自動化
電氣控制技術(shù)的初始階段是手工控制階段,隨著科學技術(shù)的發(fā)展,手工操作逐漸邁向了半自動化操作階段,并隨著應用經(jīng)驗的積累和科學技術(shù)的進步,逐漸實現(xiàn)了自動化。其主要的表現(xiàn)形式為控制方法和控制設備的自動化,這一階段的電氣控制技術(shù)是一次革命化的變化,極大解放了人力資源,優(yōu)化了人力資源配置,為電氣控制技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎。
2.2簡單化到智能化
電氣控制技術(shù)實現(xiàn)簡單的自動化后,還需要借助人力的操作,因此其故障率一直比較的高,同時這些失誤通過控制人力操作是難以避免的。因此,相關(guān)的專家把研究的重點放在了更高級的電氣控制技術(shù)上,尤其是智能化技術(shù)更是科學家研究的重點,自動化的電氣控制技術(shù)不可避免的會出現(xiàn)故障問題,人為故障比率較高,但是智能化控制技術(shù)則提高了機器的改錯能力,極大提高了系統(tǒng)運行的可靠性,因此,電氣控制技術(shù)實現(xiàn)了智能化的控制是一次深層次的革命,實現(xiàn)了控制技術(shù)的質(zhì)的飛躍。
2.3邏輯化到網(wǎng)絡化
電氣控制技術(shù)在漫長的發(fā)展歷史中已經(jīng)實現(xiàn)了智能化的發(fā)展模式,但是隨著人們需求的提高,智能化的控制技術(shù)已經(jīng)不能滿足時展的需求,因此進行控制技術(shù)的革新勢在必行,尤其是簡化控制技術(shù)是革新的重點。當前電器控制技術(shù)面臨著從邏輯化到網(wǎng)絡化的發(fā)展趨勢,海量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)整理發(fā)展到了信息化的處理模式,電氣控制技術(shù)的控制原理也從單一的觸頭硬接線邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到了微處理器或者微計算機為中心的網(wǎng)絡化自動控制系統(tǒng),同時其控制設備的體積減小,設備操作更加簡潔。
3智能化技術(shù)在電氣工程中的應用
智能化技術(shù)在電氣工程中應用取得了很好的效果,在自動化控制、設備故障監(jiān)測、工程優(yōu)化等方面發(fā)揮著重要作用,提高了自動化程度、加快了電氣工程的設備事故監(jiān)測維修速度,極大地優(yōu)化了電氣工程。
3.1智能化技術(shù)理論基礎
人工智能技術(shù)的概念在20世紀50年代提出,隨后被其他領(lǐng)域行業(yè)普遍接受采納,并且智能化技術(shù)的應用廣泛推展。電氣工程是人類從事各種生產(chǎn)活動的基本技術(shù)要素,作為計算機技術(shù)中高端分支的智能化技術(shù)正逐漸被應用其中。人工智能技術(shù)通過模擬人的智能的方法和技術(shù),開發(fā)研究升級的科學技術(shù),人工智能的工作目的是設計出和人類智能相似的機器,以解決工作出現(xiàn)的復雜情況變化,提高工作的效率和精度,通過調(diào)查研究顯示,在電氣工程的自動化控制中使用智能化操作技術(shù)能合理整合電氣工程中的資源配置,降低成本。
3.2智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應用
智能化技術(shù)在電氣設備中的應用,涉及的工作領(lǐng)域較多,分工較為明確,是一項很復雜的工作,需要有極強的技術(shù)和人才支撐,同時還需要控制人員有較高的責任感和操作能力。另外,要加強電氣控制中人工智能的有效使用,電氣控制是整個工程中的重要一環(huán),在電氣工程中,要加強自動化控制的保護,把GPS定位系統(tǒng)安裝在電氣控制線路中,通過定位系統(tǒng)控制電氣控制的線路工作,以便于能及時的傳輸、反饋電氣工程中的運行數(shù)據(jù),并做出智能化分析,及時采用有效的智能化控制措施。
3.3智能技術(shù)在電氣工程故障檢測分析中的應用
在電氣工程中,可以使用智能化的控制手段進行系統(tǒng)故障的監(jiān)測,通過問題的及時反饋,進行智能化的數(shù)據(jù)分析,以便于進行故障的維修,并能夠進一步的實施監(jiān)控措施,在故障檢測中常用的方法有神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)等。對于電氣的變壓器、發(fā)動機、發(fā)電機進行有效的監(jiān)控,利用智能化監(jiān)測系統(tǒng)能清晰的判斷故障的所在,通常在系統(tǒng)中采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)來分析,從而提高了工作效率和精度。尤其是在變壓器的故障監(jiān)控中,傳統(tǒng)的診斷方法技術(shù)是通過檢測變壓箱中的氣體來判斷故障,其方法較為復雜、檢測時間長,檢測精確度差,很難有效的解決故障。
3.4智能技術(shù)在電氣工程電氣設備優(yōu)化中的應用
主要包含兩個方面:①智能化技術(shù)的遺傳算法,這種算法是通過模仿生物遺傳,利用生物的進化規(guī)律進行智能搜索和運算,利用生物遺傳規(guī)律的完美型來優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部缺陷。②智能化專家系統(tǒng),通過設置完善的數(shù)據(jù)分析軟件,把存在的問題和缺陷進行自我優(yōu)化。在實際的工程中,一般要結(jié)合兩種優(yōu)化措施,以便達到最佳的優(yōu)化效果。此外,在智能化系統(tǒng)中,也采用模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡的方法進行設備的優(yōu)化升級,其主要的作用原理是:利用物理學的方法和神經(jīng)網(wǎng)絡的方法進行設備和計算機算法的升級優(yōu)化,從而解決了神經(jīng)網(wǎng)絡運算的速度問題,極大地提升了計算機的運行處理速度和智能化反應速度。
4數(shù)控技術(shù)在電氣工程中的應用
4.1數(shù)控技術(shù)的電氣工程中的應用前景
數(shù)控技術(shù)是一種數(shù)字化的控制方式,借助于精密的信息處理系統(tǒng)實現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的監(jiān)控,同時通過傳輸系統(tǒng)把相關(guān)指令傳輸?shù)娇刂浦行?,控制中心配備的高效、即時的控制系統(tǒng),可以快速處理傳輸數(shù)據(jù),并做出相關(guān)的指令。數(shù)控技術(shù)在各個領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用,數(shù)控在20世紀末技術(shù)已經(jīng)逐漸得到了完善,各種系統(tǒng)內(nèi)的漏洞也逐漸完善化,從而解決了一系列的工程問題,因此為了更好的實現(xiàn)控制技術(shù)的安全,保證了電氣工程人員的人身安全,實現(xiàn)電氣設備的自動化、無人化、程序化、數(shù)據(jù)化的操作模式應當前數(shù)控技術(shù)發(fā)展的重點。
4.2數(shù)控技術(shù)在電氣工程中應用的合理性與科學性
電氣工程系統(tǒng)較為復雜,同時也是一個連續(xù)性的工程,因此,數(shù)控技術(shù)的應用應當結(jié)合電氣工程的實際,確保電氣工程中數(shù)控技術(shù)運用的合理性與科學性。數(shù)控技術(shù)的基礎環(huán)節(jié)是數(shù)控體系,通常而言,數(shù)控體系的完成需要借助于服務主機和控制器,并通過兩者之間的連接方式來確定系統(tǒng)的安全性和可靠性。當前KVM主機在電氣工程中應用廣泛,常采用CATS鏈接和KVM鏈接兩種模式與數(shù)控系統(tǒng)機房進行連接,而本地的控制中心則通過KVM主機收集的信息數(shù)據(jù)來了解整個電氣系統(tǒng)的運行狀況,并根據(jù)運行數(shù)據(jù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性做出相應的評估。服務器的功能則是將系統(tǒng)的運行狀況轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的電信號,同時擔負著數(shù)據(jù)的存儲和調(diào)取功能,這就提高了系統(tǒng)信息存儲的科學化和全面,方便了控制工作的進行。此外控制中心也可以根據(jù)系統(tǒng)的運行做出相應的指令調(diào)整,而指令調(diào)整的信息也以同樣的方式存儲早服務器主機中,方面以后的信息調(diào)取工作。遠程控制中心則是利用各種網(wǎng)絡設備和電氣系統(tǒng)與本地控制中心實現(xiàn)有效鏈接,在同一時內(nèi)監(jiān)控多個電氣系統(tǒng),常常應用于較為高層的片區(qū)系統(tǒng)。
4.3數(shù)控技術(shù)對電氣工程設備運行環(huán)境的監(jiān)控
數(shù)控技術(shù)在電氣工程的一個重要作用就是運行環(huán)境的監(jiān)控,包括對電氣系統(tǒng)運行環(huán)境、管理環(huán)境的監(jiān)控。對于電氣系統(tǒng)環(huán)境的監(jiān)控包括運行環(huán)境濕度和溫度、電壓、電量等,根據(jù)設置的參數(shù)來確定外部環(huán)境和內(nèi)部控制系統(tǒng)的匹配度,如果電氣控制監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了異常,例如溫度不穩(wěn)、電壓過大或者過小等情況都會造成內(nèi)部環(huán)境的異常,而這些數(shù)據(jù)都會被及時反饋到控制中心,控制中心接收到相關(guān)數(shù)據(jù)信號后就會與預先設定的警戒值進行比較,從而根據(jù)比對的數(shù)據(jù)做出相應的判斷,同時發(fā)出有效的指令信號。
5結(jié)語
1.智能建筑概述
智能建筑是指通過采用計算機技術(shù)、智能技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù),將建筑設備管理系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)等進行優(yōu)化組合,為居住者提供一個便利、舒適、人性化的建筑環(huán)境。智能建筑以其最優(yōu)化的電氣組合設計,為使用者在節(jié)省開支、人身安全等方面提供了極大的便利。
2.智能建筑電氣節(jié)能概述
智能建筑能否實現(xiàn),取決于智能化電氣能否實現(xiàn)高效節(jié)能。電氣能耗作為建筑能耗的主要組成部分,將成為設計者重點改進的目標。因此,智能化電氣行業(yè)著眼于優(yōu)化并創(chuàng)新智能化建筑的節(jié)能方案。在進行優(yōu)化節(jié)能方案的過程中,其中心設計環(huán)節(jié)是對建筑中的控制系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)進行智能化的控制管理。
二、我國智能化建筑電氣節(jié)能的發(fā)展現(xiàn)狀
目前,我國在智能化建筑電氣節(jié)能方面取得了很多突破行的進展。但是,由于我國智能化建筑的理論體系不夠完善,實踐操作經(jīng)驗不足,導致我國智能建筑的優(yōu)勢沒有得到發(fā)揮,其推廣范圍也非常有限,使用者并未從中體會到智能化建筑帶來的優(yōu)越性。一直以來,建筑耗能一直是我國各種能源消耗的主要來源,而建筑耗能中的電氣耗能有占了很大比例,因此,我國對智能化建筑電氣節(jié)能的研究都是從能源消耗的角度出發(fā)的。如何實現(xiàn)對建筑各個系統(tǒng)的智能化和環(huán)保節(jié)能化就成了智能化建筑節(jié)能優(yōu)化設計的關(guān)鍵性問題。
三、我國智能化建筑電氣節(jié)能存在的問題
通過研究我國智能化建筑的發(fā)展現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)我國在智能化建筑電氣節(jié)能方面存在許多不完善的因素,這些因素嚴重制約了智能化建筑行業(yè)的發(fā)展,具體問題有以下幾個方面。
1.通風設計不合理。
智能建筑的通風與設計不合理將會使空調(diào)冷量超出標準。一些中央空調(diào)的使用,如果在建筑過程中出現(xiàn)不合理的設計,就會造成智能通風不暢、運行制度不合理等,從而導致空調(diào)耗冷量的增加。
2.照明光源的控制方式不合理。
照明耗電量是建筑耗電量中的重要因素,如果照明開關(guān)控制和節(jié)能系統(tǒng)控制設計存在缺陷,就會對建筑耗能產(chǎn)生很大的影響,進而給電氣節(jié)能系統(tǒng)帶來非常不良的影響。
3.智能化建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)缺乏全
面有效的協(xié)調(diào)。智能化建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)設計出現(xiàn)漏洞,就會導致節(jié)能系統(tǒng)的實際運行效率偏低。從而導致系統(tǒng)的節(jié)能效果不明顯甚至沒有效果,節(jié)能設施安裝困難等。因此,合理有效的協(xié)調(diào)統(tǒng)籌是電氣節(jié)能系統(tǒng)有效運行的關(guān)鍵。
4.缺乏全面的質(zhì)量安全監(jiān)督。
由于設計師對缺乏技術(shù)應用的實踐經(jīng)驗,會造成建筑電氣系統(tǒng)中節(jié)能技術(shù)缺乏實用性。再加上我國在此方面缺乏比較系統(tǒng)的研究,因此在優(yōu)化方案的實施過程中缺乏其實際節(jié)能效果的發(fā)揮。
5.輔助設施安裝不到位。
在取暖通風系統(tǒng)和給排水系統(tǒng)安裝設備時,如果沒有選擇合適的設備,或者是系統(tǒng)運行方式設計不合理,不僅達不到節(jié)能的效果,還會帶來智能化建筑電氣設計施工中的高耗能問題。根據(jù)以上問題,我們要設計出合理科學的優(yōu)化方案,提高能源的利用效率,從而達到節(jié)能系統(tǒng)的高效運行。
四、我國智能化建筑電氣節(jié)
能優(yōu)化設計方案智能建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設計的目的在于減少能耗,這需要從電氣的多個方面進行考慮,包括建筑用電設備的特點、用電負荷容量和設備具體布置。要對這些問題進行仔細的分析,從而科學、合理地建設供配電節(jié)能設施,確保設備的正常運行。
1).設計原則
智能化建筑電氣節(jié)能設計需符合以下的原則:1.必須保證建筑物的正常使用,實現(xiàn)建筑物的基本功能,能為使用者提供完整全面的功能服務。2.在進行節(jié)能系統(tǒng)設計時,必須考慮節(jié)能系統(tǒng)的實際運行成本,要對節(jié)能方式和設備材料進行合理的選擇,對其運行成本進行有效的控制。3.在進行系統(tǒng)設計時,要減少對不必要能源的損耗。當一些不必要的耗能量較多時,要對改因素進行優(yōu)化,根據(jù)建筑物的實際情況選擇合理的節(jié)能方式,以減少建筑物能源利用的損失。4.節(jié)能應該與保護環(huán)境相結(jié)合。在設計節(jié)能系統(tǒng)時,要提高能源的利用率,選擇對環(huán)境有益的優(yōu)化方案。在控制成本的前提下,實現(xiàn)能源的節(jié)約和環(huán)境的保護。優(yōu)化方案的設計對通風、空調(diào)及供給水系統(tǒng)的電氣節(jié)能優(yōu)化要根據(jù)建筑物電力的需求情況,與風機設備的配置要求,選擇經(jīng)濟合理的環(huán)保產(chǎn)品;在空調(diào)的選擇方面,盡量選擇節(jié)能環(huán)保、零排放的產(chǎn)品。目前廣泛使用的水源熱泵空調(diào)就是很好的選擇,跟傳統(tǒng)空調(diào)相比,其機組耗能有很大的優(yōu)勢;在設計供水系統(tǒng)時,要選擇既能凈化水質(zhì),又能節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)品,這樣才能達到節(jié)能的效果,無負壓供水設備就是很好的選擇。
2)對照明系統(tǒng)的優(yōu)化設計
在設計照明系統(tǒng)時,燈具的選擇很大程度上影響了電氣節(jié)能系統(tǒng)的節(jié)能效果。采用智能照明燈具,可以節(jié)約電量的使用;聲光控開關(guān)的燈具,也能有效減少資源的浪費。而建筑中的采光設計也非常重要,要加大對自然光的利用,加強此方面的設計,采用采光井來提高室內(nèi)通光。
3)供電系統(tǒng)的優(yōu)化設計
在進行供電系統(tǒng)的設計時,要充分考慮兼職用電設備的特點、用電設備的具體布局等多方面因素,從而保證供電系統(tǒng)的節(jié)能效果。具體可以從用電電壓和供配電布線方面考慮。保證用電電壓的穩(wěn)定性和減少能源的損失,從而達到節(jié)能環(huán)保的目的。
4)充分考慮再生資源的利用
資源的循環(huán)利用也是設計節(jié)能系統(tǒng)的關(guān)鍵。目前廣泛利用的再生資源包括太陽能和風能,在設計系統(tǒng)時,充分考慮這些再生資源,可以減少高耗能設備的使用,增加能源的利用率。墻體利用節(jié)能保溫材料,室內(nèi)裝飾使用低耗能產(chǎn)品,都能在達到節(jié)能環(huán)保的同時,也使使用者享受到舒適的使用效果。
五、結(jié)語
(一)教學內(nèi)容
1.選擇適合建筑電氣與智能化專業(yè)特點的教材。
由于建筑電氣與智能化專業(yè)為新興專業(yè),目前國內(nèi)缺少專門為本專業(yè)而編寫的專業(yè)英語教材,雖然現(xiàn)在關(guān)于建筑和電氣以及智能方面的專業(yè)英語教材繁多,但每類的側(cè)重點都不同,不能全面地體現(xiàn)建筑電氣與智能化專業(yè)的特點。因此選擇合適的專業(yè)英語教材對專業(yè)英語的學習是十分重要的。
2.精選與實際工程相聯(lián)系的英語資料。
建筑電氣與智能化專業(yè)作為建筑行業(yè)中的一個分支,也具有建筑業(yè)的典型特點,該專業(yè)涉及建筑物的規(guī)劃、設計、施工、使用以及維護的全過程,是一門實踐性很強的學科,因此其學習僅僅停留在書本上的知識是遠遠不夠的,必須理論聯(lián)系實際。在教學過程中,以課本知識為前提的情況下,給學生介紹一些智能建筑、建筑物信息系統(tǒng)、樓宇控制、建筑節(jié)能等具體的專業(yè)英語資料,同時結(jié)合專業(yè)圖片,使學生將已經(jīng)學過的專業(yè)知識和相關(guān)的英語詞匯聯(lián)系起來,使他們真正克服中英文之間的差異,實現(xiàn)理論與實際的相結(jié)合。
(二)教學方式
1.以學生為主體、激發(fā)學習熱情。
專業(yè)英語課程不同于普通的大學英語課程,需要大量的專業(yè)知識作為鋪墊,所以專業(yè)英語的課程設置必須與專業(yè)課程同步,一般在大三甚至大四的教學學期,相對于公共英語課程有時間的滯后性,造成學生對英語的學習不十分連貫。再加之專業(yè)英語學習的難度遠高于之前的基礎英語,即要求學生對專業(yè)知識有全面準確的了解,又要求學生有良好的英語素養(yǎng),因此經(jīng)常造成學生對專業(yè)外語的學習產(chǎn)生厭倦。所以在專業(yè)英語的教學過程中,要時刻以學生為主體,在授課過程中加入一些教師與學生互動的環(huán)節(jié)。針對不同的授課內(nèi)容,組成不同的單元,在每個單元中加入與課程相關(guān)的具體問題,這樣能夠?qū)I(yè)知識與專業(yè)英語內(nèi)容有效的銜接起來,達到更好的教學效果。為了更好地培養(yǎng)學生自主學習的能力,使學生具有終身學習的意識。在教學過程中增加一些需要預先進行準備的教學內(nèi)容,在課堂上采用提問或者讓學生講授的環(huán)節(jié),這樣既可以調(diào)動學生學習的積極性,同時又能培養(yǎng)學生自學的能力,使其終身受益。這樣通過提問或是課堂討論的方式,引導學生自主學習,從而達到啟發(fā)和引導學生主動學習,充分發(fā)揮其主觀能動性,使之產(chǎn)生對專業(yè)英語學習的興趣。
2.采用多種教學手段,活躍課堂氣氛。
由于專業(yè)英語的學習需要一定的英語基礎,對于一些英語基礎不是很好的同學,如果采用傳統(tǒng)的黑板加教科書的授課模式,學生往往容易上課“開小差”。為了使建筑電氣與智能化專業(yè)英語教學效果更為理想,在授課過程中不僅采用傳統(tǒng)的黑板式的授課方式,主要講解一些專業(yè)詞匯和重點句型等,這樣便于學生跟上老師的思路,同時有利于學生記錄筆記。對于一些專業(yè)的外文資料,為了能夠讓學生更加容易接受,采用多媒體的授課方式,這樣可以通過大量的圖片信息,加強對學生的視覺沖擊,學生更容易精力集中。同時適當加入一些專業(yè)英語的錄像或情景對話等,這樣可以使學生更加直觀地理解教學內(nèi)容。同時使課堂氣氛更加活躍,并能夠達到提高課堂教學效果的目標。
3.注重工程實際與專業(yè)英語的聯(lián)系。
建筑電氣與智能化專業(yè)是多學科的交叉和融會。專業(yè)技術(shù)從業(yè)人員主要從事工業(yè)與民用建筑電氣及智能化相關(guān)的工程設計、系統(tǒng)集成、信息處理、建筑電氣設計、建筑智能化設計、智能建筑管理、施工、設備安裝與調(diào)試工作。建筑電氣與智能化專業(yè)是一門對工程實際要求很高的學科。在專業(yè)英語的教學過程中,如果采用基礎英語的教學方法,僅僅依靠課本的知識,將不能使學生更好地適應未來工作。因此,專業(yè)英語的教學內(nèi)容需要添加一定的工程實際知識。主要是在授課環(huán)節(jié)上加入一些專業(yè)英文圖紙或國外工程實例的講解,由于學生掌握了一定的專業(yè)知識,在專業(yè)知識的鋪墊下,學生更容易理解專業(yè)英文圖紙中的英文詞匯。這樣學習專業(yè)英語知識的同時,又可以鞏固學生專業(yè)知識,達到良好的學習效果。
4.針對學生自身情況,設定特設的教學環(huán)節(jié)。
由于我校建筑電氣與智能化專業(yè)的專業(yè)英語課程一般都可設在大四的第一學期,這個學期又適逢學生找工作的學期。隨著建筑行業(yè)國際化的推進,現(xiàn)在社會對畢業(yè)生的要求越來越高,有時在單位的面試中不僅需要學生有中文的簡歷,還需要學生有英文的簡歷,針對這一實際情況,在專業(yè)英語的授課過程中,加入一些英語簡歷制作和英語專業(yè)知識基礎知識的課程環(huán)節(jié)。針對學生畢業(yè)后可能的具體就行方向,給學生講解幾份有代表性的英文簡歷樣本,在學習英語簡歷制作的同時,也讓學生熟悉和專業(yè)知識相關(guān)的一些專業(yè)術(shù)語。另外,越來越多的招聘單位在其面試過程中都增加了英語面試環(huán)節(jié)。因此,在專業(yè)英語課程中增加專門的應聘知識單元,同時通過模擬單位英語面試情景,使學生在掌握專業(yè)英語知識的同時,還能夠培養(yǎng)學生的綜合應變能力。由于本身學生對于與就業(yè)相關(guān)的知識非常的感興趣,這樣更加容易激發(fā)學生的學習熱情,達到良好的學習效果。
二、結(jié)束語
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