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為了實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生全方位的考核與測(cè)試,我們將模擬電子技術(shù)課程基本理論、EDA軟件設(shè)計(jì)以及電路實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行綜合,形成一套模擬電子考試體系,該體系主要包括基礎(chǔ)理論考核、EDA仿真軟件設(shè)計(jì)以及電路實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)節(jié)。具體考核形式如下:本課程通過(guò)測(cè)試學(xué)生能否在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成本課程主要知識(shí)點(diǎn)的電路原理的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。該課程總評(píng)成績(jī)的評(píng)定是結(jié)合綜合測(cè)試和平時(shí)成績(jī)兩部分綜合考核,各占成績(jī)的50%。其中平時(shí)成績(jī)給定方式為劃分5個(gè)等級(jí),分別為優(yōu)、良、中、及格以及不及格??己说膬?nèi)容分別為:上課缺勤率、教學(xué)互動(dòng)情況、課堂作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容充實(shí)與完整性情況。其中綜合測(cè)試成績(jī)主要通過(guò)理論分析、仿真設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試操作以及數(shù)據(jù)測(cè)量與分析這幾部分構(gòu)成,最后根據(jù)完成電子系統(tǒng)的整體性能給定成績(jī)。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下:1.每個(gè)學(xué)生需獨(dú)立完成三個(gè)實(shí)驗(yàn)和仿真電路的搭建,每個(gè)電路原理圖5分,完成電路搭建的學(xué)生,監(jiān)考老師會(huì)在其上機(jī)測(cè)試的試卷上進(jìn)行電路設(shè)計(jì)打分。2.在理論計(jì)算完成之后,根據(jù)每個(gè)電路原理圖,完成相應(yīng)要求的答題,仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果分別寫(xiě)在測(cè)試卷上,其具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)在上機(jī)實(shí)驗(yàn)測(cè)試卷注明。由于本課程涉及知識(shí)點(diǎn)多,知識(shí)面較廣,故對(duì)學(xué)生在知識(shí)的融會(huì)貫通能力上要求較高,不但要掌握模擬電路基礎(chǔ)理論,還要熟悉EDA仿真軟件設(shè)計(jì),最后還要熟悉實(shí)際電路操作,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
二、課程考試改革體系實(shí)際案例
以二級(jí)反饋電路設(shè)計(jì)考題為例,要求針對(duì)這一考試題目,學(xué)生掌握以下三點(diǎn):1.掌握放大器基本原理;2.掌握基本放大器和負(fù)反饋放大器的放大倍數(shù)間的關(guān)系;3.掌握負(fù)反饋放大器能改善輸出波形的原理??荚囶}目為:(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)放在位置“1”時(shí),請(qǐng)判斷此電路中引入的反饋網(wǎng)絡(luò)是哪些?反饋的信號(hào)是直流還是交流信號(hào)?是正反饋還是負(fù)反饋?哪種組態(tài)?對(duì)電路的哪些性能有影響?(2)首先,調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn),設(shè)置Vc1=5.2~5.6V,Vc2=4.5~4.8V,當(dāng)輸入電壓設(shè)置在1~3mV時(shí),分別求出開(kāi)關(guān)放在位置“1”與位置“2”時(shí)的交流信號(hào)輸出與輸入的電壓之比。(3)觀察輸入波形的失真并改善:輸入信號(hào)的頻率保持1KHz,逐步增大輸入信號(hào)Vi,使輸出波形出現(xiàn)失真,(Vi=10mV)(a)在無(wú)反饋的情況下(但有Rf的負(fù)載效應(yīng),即Rf與RL并聯(lián)),記錄此時(shí)的VO值,觀察波形。(b)在上述情況下,接入負(fù)反饋回路,觀察輸出波形。然后增大輸入信號(hào)使輸出也為VO值,觀察并比較兩波形。通過(guò)上述三個(gè)問(wèn)題,學(xué)生首先要對(duì)電路進(jìn)行理論分析,綜合所學(xué)基礎(chǔ)理論,對(duì)反饋形式進(jìn)行判定。然后再運(yùn)用EDA軟件,例如EWB軟件,對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì),并完成仿真,得到兩個(gè)開(kāi)關(guān)位置下的交流信號(hào)電壓放大比例,同時(shí)在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上構(gòu)建實(shí)際電路進(jìn)行驗(yàn)證。最后,通過(guò)EDA仿真手段與實(shí)驗(yàn)電路驗(yàn)證組合的方法,結(jié)合EDA中模擬示波器與實(shí)際示波器輸出波形,完成輸入輸出波形記錄,理解反饋電路對(duì)于波形失真的改善原理與效果。綜合上述操作,進(jìn)行考試打分。各個(gè)子模塊都有分值標(biāo)定。經(jīng)過(guò)三個(gè)模塊的考核,綜合測(cè)試學(xué)生的基礎(chǔ)理論水平、EDA仿真軟件設(shè)計(jì)能力以及實(shí)際電路搭建及操作能力。教師則針對(duì)新的考試體系出現(xiàn)的新情況、新現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié),進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合素質(zhì)與專(zhuān)業(yè)水平,使得學(xué)生真正能夠達(dá)到理論與實(shí)際結(jié)合,甚至能夠提出富有創(chuàng)新意義的課程學(xué)習(xí)思路。
三、結(jié)論
現(xiàn)在多媒體教學(xué)中最為常用的是微軟公司研發(fā)的軟件制作PPT,制作的PPT屬于點(diǎn)擊+講解的模式。其中最為突出的其結(jié)構(gòu)性比較強(qiáng)。正是由于這種超強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性,使得一些教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的老師的教學(xué)模式很容易受多媒體的牽絆,致使失去一個(gè)講解知識(shí)的解惑者身份而深陷授業(yè)者的角色中無(wú)法自拔,因此,即便是采用了先進(jìn)的教學(xué)模式但是教學(xué)效果卻沒(méi)有得到很大的改善。所以,在近幾年里根據(jù)對(duì)多媒體教學(xué)的嘗試和摸索,對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行了一系列的改革,根據(jù)教學(xué)大綱,準(zhǔn)確的找到教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)以及學(xué)生必要掌握的知識(shí)點(diǎn)等。并且根據(jù)要求,著重的強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用和對(duì)學(xué)習(xí)的主動(dòng)精神。著重發(fā)掘?qū)W生們的潛能,采用互動(dòng)教學(xué)的方式,鼓勵(lì)和支持學(xué)生們主動(dòng)和自主學(xué)習(xí),并且注意要因材施教,激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)欲望。
2尋找好的正確的教學(xué)方法,提高課堂效率
首先,教師要在教學(xué)過(guò)程中去激發(fā)學(xué)生想要深入探究的欲望。大體是說(shuō)老師在教學(xué)上要善于運(yùn)用問(wèn)題教學(xué)法。所謂的問(wèn)題教學(xué)法就是將問(wèn)題作為主題去驅(qū)使學(xué)生學(xué)習(xí)的方法。它主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的思考能力,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究問(wèn)題的意識(shí)以及培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。其次,教師為了培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力,要懂得運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法。所謂的項(xiàng)目教學(xué)法就是以培養(yǎng)學(xué)生的各方面能力為目的的教學(xué)方法。將項(xiàng)目作為任務(wù),學(xué)生需要解決任務(wù),而教師是輔助學(xué)生解決任務(wù)。讓學(xué)生在做任務(wù)的同時(shí)逐步培養(yǎng)學(xué)生的各方面的能力。最后,教師為了促進(jìn)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,需要運(yùn)用互動(dòng)式教學(xué)以及多媒體教學(xué),來(lái)激發(fā)學(xué)生們的主觀能動(dòng)性和其對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣。俗話(huà)說(shuō)的好,興趣是最好的幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的良方。所以,教師要正確的運(yùn)用這些教學(xué)方法來(lái)促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí),進(jìn)而提高模擬電子技術(shù)課堂的教學(xué)效率。
3結(jié)束語(yǔ)
將EDA仿真軟件應(yīng)用于模擬電子技術(shù)理論和實(shí)踐教學(xué),提出一種基于EDA仿真平臺(tái)的理論分析與仿真分析相輔相成、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式。通過(guò)仿真電路和波形顯示,加深學(xué)生對(duì)理論的理解,有效解決模擬電子技術(shù)理論概念抽象,電路分析復(fù)雜的難題。同時(shí)通過(guò)EDA技術(shù)的引入,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行基本電路的分析和設(shè)計(jì),為實(shí)際電路的設(shè)計(jì)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
2.EDA技術(shù)在模擬電子技術(shù)理論教學(xué)中的應(yīng)用
EDA即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化,以計(jì)算機(jī)和仿真軟件為工具,可以完成整個(gè)電路從系統(tǒng)級(jí)到物理級(jí)的設(shè)計(jì)與分析。常用仿真軟件有Matlab、Protel、Multisim和PSpice等,考慮到Multisim先進(jìn)的電路仿真和設(shè)計(jì)功能且一年級(jí)時(shí)曾作為學(xué)生的自修課程,本次教學(xué)研究采用Multisim軟件。在模擬電子技術(shù)的理論教學(xué)中,對(duì)于那些概念分析抽象、不易理解的部分,利用Multisim,教師可以構(gòu)建電子電路模型進(jìn)行仿真演示,通過(guò)波形圖和數(shù)據(jù)直觀展示各種參數(shù)變化和虛擬故障對(duì)電路靜態(tài)動(dòng)態(tài)性能的影響,具體而又生動(dòng),不僅可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高課堂教學(xué)效果。例如在模擬電子教學(xué)中第一次講解共射放大電路時(shí),很多同學(xué)對(duì)放大線路中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的波形分不清楚,不知道直流信號(hào)和交流信號(hào)如何疊加在同一個(gè)電路中,電路中各節(jié)點(diǎn)信號(hào)的相位關(guān)系如何覺(jué)得難以理解。傳統(tǒng)教學(xué)中,僅僅靠在黑板上畫(huà)圖講解,教師難講,學(xué)生難懂,費(fèi)事費(fèi)力效果卻不好?,F(xiàn)在針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,教師可以通過(guò)Multisim搭建基本共射放大電路模型,設(shè)置模型參數(shù),觀察仿真波形。共射電路輸入信號(hào)(節(jié)點(diǎn)2波形)和輸出信號(hào)(節(jié)點(diǎn)5波形)的反相關(guān)系,并且根據(jù)波形的峰值可以直接算出電路的電壓放大倍數(shù)。節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)4波形是靜態(tài)工作點(diǎn)電壓和交流信號(hào)疊加信號(hào),c1和c2兩個(gè)電容起到隔直作用。通過(guò)Multisim軟件的演示過(guò)程,直接把抽象的理論轉(zhuǎn)化成直觀的視覺(jué)感受,電路各點(diǎn)波形在學(xué)生的腦海里留下深刻的印象,教學(xué)效果事半功倍。教學(xué)過(guò)程的前期,可以在課堂上現(xiàn)場(chǎng)建立電路模型,演示如何進(jìn)行仿真,讓學(xué)生逐漸掌握Multisim的使用。在教學(xué)過(guò)程的中后期,隨著學(xué)生對(duì)Multisim軟件的熟悉,為了節(jié)約課堂時(shí)間,可以事先把教材中需要講解的電路模型搭建好,用到時(shí)直接調(diào)用即可。通過(guò)這種理論教學(xué)和軟件演示相輔相成的教學(xué)方式,使得學(xué)生把電路原理、工作波形和數(shù)學(xué)關(guān)系等緊密結(jié)合在一起,全面掌握模擬電路的基礎(chǔ)理論,更好地理解這門(mén)課程。
3.EDA技術(shù)在模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用
模擬電子技術(shù)在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中,實(shí)踐教學(xué)基本都是基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)操作。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的特點(diǎn)是安全、便于操作,但是平臺(tái)電路有限,只能覆蓋課程教學(xué)中一部分基礎(chǔ)電路,基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)基本都是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),且操作過(guò)程中平臺(tái)電路元件易損壞,不能很好地達(dá)到鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力的目的。這就使得學(xué)校教學(xué)比工程實(shí)際滯后,不利于工科應(yīng)用型人才的培養(yǎng),造成學(xué)生眼高手低,進(jìn)一步影響學(xué)生的就業(yè)和發(fā)展。因此,模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中引入仿真軟件,將平臺(tái)實(shí)驗(yàn)和軟件虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合,先采用軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真,后平臺(tái)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)際電路搭建,既加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)理論的理解,又突出了學(xué)生的動(dòng)手能力。實(shí)踐教學(xué)分成兩部分,第一部分是基本電路的驗(yàn)證和演示實(shí)驗(yàn),加深學(xué)生對(duì)書(shū)本基礎(chǔ)理論的理解。該部分實(shí)驗(yàn)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,學(xué)生主要在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行操作,同時(shí)以Multisim仿真為輔,對(duì)一些在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上難以操作的部分進(jìn)行仿真驗(yàn)證。如研究靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)電路動(dòng)態(tài)性能的影響,實(shí)驗(yàn)平臺(tái)操作只能觀察電路中的一個(gè)電阻參數(shù)改變對(duì)電路輸出波形的影響,而在虛擬仿真平臺(tái)上,可以對(duì)電路中所有涉及到靜態(tài)工作點(diǎn)的元件參數(shù)進(jìn)行更改,進(jìn)而觀察電路波形的變化,并且還可以連續(xù)改變?cè)?shù)對(duì)波形的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。第二部分是模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì),要求學(xué)生自己分析設(shè)計(jì)一個(gè)較大規(guī)模復(fù)雜模擬電路,給出嚴(yán)格的設(shè)計(jì)思路、理論推導(dǎo)和元件選型依據(jù),在仿真軟件平臺(tái)上搭建出具體電路模型并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,然后進(jìn)行實(shí)際電路焊接,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)該課程學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性,提高學(xué)生對(duì)模擬電路的認(rèn)識(shí)分析能力和創(chuàng)造能力。
4.結(jié)論
在獨(dú)立學(xué)院的模擬電子技術(shù)的理論教學(xué)中,眾多學(xué)生感到此課程教學(xué)與實(shí)際嚴(yán)重脫節(jié),學(xué)習(xí)模擬電路知識(shí)僅僅停留在解題上,教師在授課的時(shí)候也只專(zhuān)注于電路分析、定理證明、公式推導(dǎo)等計(jì)算問(wèn)題上,卻無(wú)法說(shuō)出相關(guān)電路在實(shí)際電子產(chǎn)品中的應(yīng)用。另一方面在模擬電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)流于形式,學(xué)生使用現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)箱,在過(guò)多的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)“指導(dǎo)”下機(jī)械的插拔導(dǎo)線,使得實(shí)驗(yàn)課程枯燥乏味,難以提起學(xué)生興趣。學(xué)生無(wú)法對(duì)實(shí)際元器件進(jìn)行感性了解,這樣就直接造成學(xué)的知識(shí)與實(shí)際嚴(yán)重脫節(jié)。更有甚者在分組實(shí)驗(yàn)時(shí)小組中只有少部分學(xué)生動(dòng)手,學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)不知所謂。此外由于大學(xué)擴(kuò)招的影響,造成學(xué)生質(zhì)量下降,學(xué)生自學(xué)能力、邏輯分析問(wèn)題能力不強(qiáng),如何提升他們學(xué)習(xí)模擬電路的效率,提高其分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及動(dòng)手的能力,是擺在教師面前的一個(gè)難題。所以現(xiàn)有的模擬電子技術(shù)課程教學(xué)無(wú)法滿(mǎn)足獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用性人才的目標(biāo)。這樣不僅背離了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的宗旨,也嚴(yán)重制約應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量,使得獨(dú)立學(xué)院畢業(yè)的學(xué)生處于理論上不如重點(diǎn)本科院校、實(shí)踐能力不如高職學(xué)生的尷尬局面。在如今嚴(yán)峻的就業(yè)形勢(shì)下,必須在學(xué)生理論知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí),加強(qiáng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力的培養(yǎng)。
2獨(dú)立學(xué)院模擬電子技術(shù)課程項(xiàng)目化教學(xué)改革
為了滿(mǎn)足獨(dú)立學(xué)院將學(xué)生培養(yǎng)成為應(yīng)用型人才的目標(biāo),借鑒職業(yè)教育理念,我們準(zhǔn)備對(duì)模擬電子技術(shù)課程進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)改革,目的是將傳統(tǒng)意義下的模擬電子技術(shù)課程知識(shí)進(jìn)行解構(gòu)、整合、序化,加入電子工藝學(xué)知識(shí),配合課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目,按照“做中學(xué),學(xué)中做,遞進(jìn)交互”的教學(xué)理念,以行業(yè)和崗位需求為導(dǎo)向,以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能為主線,以具體的電路產(chǎn)品為載體,實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué),一步步提升學(xué)生的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力。
2.1項(xiàng)目化教學(xué)目標(biāo)的分析
根據(jù)項(xiàng)目化教學(xué)要求,以社會(huì)就業(yè)行業(yè)和崗位需求為導(dǎo)向,通過(guò)對(duì)獨(dú)立學(xué)院往屆電信和通信相關(guān)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生及其就業(yè)單位企業(yè)、工作需求市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研,分析其就業(yè)崗位,總結(jié)出主要的職業(yè)崗位群;然后通過(guò)分析各種崗位群對(duì)模電課程相關(guān)內(nèi)容的要求,確立獨(dú)立學(xué)院模擬電子技術(shù)課程的知識(shí)要求、能力要求及素質(zhì)目標(biāo)。
2.2項(xiàng)目化教學(xué)理念與思路的確立
根據(jù)項(xiàng)目化教學(xué)要求,以生活中具體的電路產(chǎn)品為載體,探索基于工作過(guò)程的課程開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì),通過(guò)分析真實(shí)產(chǎn)品的生產(chǎn)流程,以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能為主線,以職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)為參照來(lái)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)模擬電子技術(shù)項(xiàng)目化教學(xué)中合適的項(xiàng)目,實(shí)施行動(dòng)導(dǎo)向的項(xiàng)目式教學(xué)方法,使學(xué)生在獲取知識(shí)、提高實(shí)踐能力的同時(shí),獲得再學(xué)習(xí)能力和職業(yè)技術(shù)能力。
2.3項(xiàng)目化教學(xué)課程內(nèi)容新體系的構(gòu)建
模擬電子技術(shù)項(xiàng)目化教學(xué)中,課程內(nèi)容和體系改革是課程建設(shè)的核心。本課程在進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候,應(yīng)考慮哪些知識(shí)是進(jìn)行項(xiàng)目所需的基礎(chǔ),或者項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中關(guān)鍵點(diǎn)所在。課程內(nèi)容選取遵循獨(dú)立學(xué)院教育的基本規(guī)律,基于行動(dòng)優(yōu)先原則,針對(duì)獨(dú)立學(xué)院電信和通信類(lèi)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及學(xué)生就業(yè)崗位需求,以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點(diǎn),根據(jù)職業(yè)崗位的任職要求,構(gòu)建新的教學(xué)做一體化課程內(nèi)容體系。根據(jù)課程教學(xué)的需要,將教學(xué)內(nèi)容劃分為兩個(gè)大的模塊?;A(chǔ)模塊:包括基本器件和基本放大電路。在教學(xué)過(guò)程中,突出應(yīng)用,以電子產(chǎn)品實(shí)例為載體,使學(xué)生掌握模電基本知識(shí)點(diǎn)、基本放大電路的分析和設(shè)計(jì)方法。這個(gè)模塊應(yīng)該強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ),支撐后續(xù)課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實(shí)用模塊:包括集成運(yùn)放電路和應(yīng)用模塊。通過(guò)該模塊的學(xué)習(xí),基本掌握實(shí)用模擬電子系統(tǒng)分析、計(jì)算、調(diào)試、檢測(cè)、設(shè)計(jì)的能力。教學(xué)過(guò)程中知識(shí)應(yīng)該精煉,教學(xué)內(nèi)容及時(shí)更新,盡量與實(shí)際崗位工作要求相符,更好地培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和實(shí)踐能力。
2.4項(xiàng)目化教學(xué)方法與手段的設(shè)計(jì)
對(duì)課程進(jìn)行基于行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)改革與實(shí)踐。實(shí)踐課程中選取多個(gè)項(xiàng)目,根據(jù)項(xiàng)目重新整理課程內(nèi)容,將原模擬電子技術(shù)課程理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合到這些制作項(xiàng)目中,通過(guò)完成產(chǎn)品組件的分析、制作與調(diào)試等綜合性學(xué)習(xí)任務(wù),使教學(xué)內(nèi)容更加豐富、直觀,更加貼近工程實(shí)際。理論教學(xué)主要采用以下方式:(1)“精講+演示”的教學(xué)方式,通過(guò)各個(gè)具體項(xiàng)目的實(shí)物電路呈現(xiàn),使學(xué)生最直觀地認(rèn)識(shí)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試等相關(guān)知識(shí),通過(guò)應(yīng)用實(shí)例啟發(fā)學(xué)生興趣、舉一反三。(2)根據(jù)學(xué)習(xí)情境和教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn),靈活運(yùn)用基于行動(dòng)導(dǎo)向的多種教學(xué)方法,通過(guò)多媒體課件、動(dòng)畫(huà)演示、課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站及基于Protel、Proteus、EWB、Multisim的軟件測(cè)試等多種現(xiàn)代化教學(xué)手段。將傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代教學(xué)手段緊密結(jié)合,增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的動(dòng)感和趣味性,從而實(shí)現(xiàn)更生動(dòng)的教學(xué)模式。(3)引導(dǎo)學(xué)生使用相關(guān)軟件工具分析和設(shè)計(jì)電子電路、重視課后答疑并及時(shí)組織習(xí)題討論課,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性的學(xué)習(xí),鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出問(wèn)題、研究解決問(wèn)題的途徑和方法。實(shí)踐教學(xué)主要采用以下方式:
(1)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn):“模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)”。學(xué)生通過(guò)實(shí)際元器件的識(shí)別和基本電路的測(cè)試等訓(xùn)練,對(duì)基本放大電路、差分放大電路、功率放大電路、集成運(yùn)放電路等相關(guān)電路的性能有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和理解?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)的具體目標(biāo)是使學(xué)生從枯燥的理論知識(shí)和乏味的實(shí)驗(yàn)箱操作回歸實(shí)際,讓學(xué)生對(duì)實(shí)際元器件和電路進(jìn)行感性認(rèn)識(shí),并在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)他們識(shí)圖、識(shí)器件的基本能力以及實(shí)際電路調(diào)試能力,加強(qiáng)理論和實(shí)際的結(jié)合。(2)提高性實(shí)訓(xùn):“專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)”和“電子工藝實(shí)訓(xùn)”。完成Protel、Proteus等電子相關(guān)軟件的學(xué)習(xí),指導(dǎo)學(xué)生利用軟件完成功能較為簡(jiǎn)單的電路的分析與設(shè)計(jì)。要求學(xué)生利用仿真軟件繪制原理圖,利用軟件中的函數(shù)發(fā)生器、示波器、萬(wàn)用表等虛擬儀器仿真。通過(guò)仿真,及時(shí)修改電路中出現(xiàn)的錯(cuò)誤,經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試、修改,確定電路參數(shù)、驗(yàn)證電路設(shè)計(jì)的正確性,直到電路仿真通過(guò),達(dá)到設(shè)計(jì)要求。根據(jù)仿真成功的電路確定具體電路。然后要求學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室提供的元器件和工具,自己焊接電路板,并進(jìn)行調(diào)試。(3)綜合性設(shè)計(jì):“模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”。①為了更好地靈活應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí),將實(shí)際結(jié)合到理論中去,在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上,依據(jù)工作任務(wù)分析,以小型的電子產(chǎn)品組件的制作、調(diào)試作為能力培養(yǎng)的主線,教師確定多個(gè)項(xiàng)目任務(wù),每個(gè)項(xiàng)目囊括較多的模擬電路知識(shí)點(diǎn)。②要求學(xué)生選取項(xiàng)目任務(wù),根據(jù)教師下達(dá)的任務(wù)和要求,討論系統(tǒng)的規(guī)范與功能,并提出系統(tǒng)框圖。③將框圖具體電路細(xì)化,利用理論知識(shí),針對(duì)實(shí)際要求,完成電路的設(shè)計(jì)。④利用軟件仿真來(lái)確定設(shè)計(jì)電路元器件的參數(shù),驗(yàn)證電路的正確性。⑤根據(jù)設(shè)計(jì)電路,學(xué)生列出元器件采購(gòu)清單,要求親自到市場(chǎng)調(diào)研采購(gòu),并結(jié)合成本考慮,采購(gòu)元器件。⑥學(xué)生通過(guò)自己搭接或焊接電路、測(cè)試電路性能,最終設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)。⑦設(shè)計(jì)完成之后,學(xué)生必須參加項(xiàng)目答辯,完成設(shè)計(jì)報(bào)告。
“模擬電子技術(shù)”是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要學(xué)科基礎(chǔ)課程。該課程內(nèi)容豐富,既有模擬電子技術(shù)的理論分析,又強(qiáng)調(diào)模擬電路的工程性和實(shí)踐性;既要掌握模擬電子電路的基本概念、基本電路及其分析方法,又要求對(duì)電路進(jìn)行定性分析和近似分析,學(xué)會(huì)辯證、全面地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生繼續(xù)深入學(xué)習(xí)和接受電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力,培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的觀念、工程的觀念、科技進(jìn)步的觀念和創(chuàng)新意識(shí),學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法。因此,普遍認(rèn)為該課程“入門(mén)難”,在教學(xué)過(guò)程中各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的銜接以及各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的配合十分重要。
二、課程結(jié)構(gòu)與基本教學(xué)要求
“模擬電子技術(shù)”是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)及其重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程之一,“電路分析基礎(chǔ)”是與其直接相關(guān)的先修課程,此外還包括“高等教學(xué)”和“普通物理學(xué)”等相關(guān)課程?!皵?shù)字電子技術(shù)”、“電子線路課程設(shè)計(jì)”、“高頻電子電路”、“半導(dǎo)體集成電路基礎(chǔ)”等后續(xù)課程與本課程密切相關(guān),傳感器原理、嵌入式系統(tǒng)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等也與本課程的聯(lián)系比較緊密。結(jié)合電子科學(xué)與技術(shù)、微電子科學(xué)與工程的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),在本課程教學(xué)過(guò)程中,我們注意本課程與后續(xù)課程的內(nèi)容銜接,盡量避免復(fù)雜的公式推導(dǎo),注重分析問(wèn)題能力的培養(yǎng)。
1.課程的基本結(jié)構(gòu)。為使學(xué)生對(duì)電子電路建立起系統(tǒng)的觀念、工程的觀念和創(chuàng)新意識(shí)。首先,要培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力,使其“會(huì)”讀圖,能對(duì)電路進(jìn)行性定性分析,其次,要求能夠進(jìn)行定量計(jì)算。以我院電子科學(xué)與技術(shù),微電子科學(xué)與工程兩個(gè)專(zhuān)業(yè)為例,“模擬電子技術(shù)”教學(xué)計(jì)劃共64學(xué)時(shí),其中56學(xué)時(shí)為課堂理論教學(xué),8學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)。為進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,隨后安排2周的電子電路課程設(shè)計(jì),作為實(shí)踐環(huán)節(jié)的補(bǔ)充。經(jīng)過(guò)比較甄別,采用文獻(xiàn)[1]作為基礎(chǔ)教材。教材遵循“先器件后電路,先小信號(hào)后大信號(hào),先基礎(chǔ)后應(yīng)用”的規(guī)律編排內(nèi)容,為相關(guān)課程的學(xué)習(xí)打下較好基礎(chǔ)。在應(yīng)用方面,是圍繞信號(hào)的放大、運(yùn)算、處理、轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生來(lái)介紹。
2.本課程的教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)內(nèi)容安排上,除去緒論部分,筆者將課程內(nèi)容分成4個(gè)單元,如表1所示。第一單元講述常用半導(dǎo)體原理,及其與分立元件組成的放大電路的原理;二、三單元分別為集成運(yùn)算放大電路的原理及其應(yīng)用;關(guān)于直流穩(wěn)壓電源的內(nèi)容為第四單元。其中每個(gè)單元安排2學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課程,分別為三極管放大電路(單級(jí)、差分)、運(yùn)算電路、反饋放大電路和直流電源,考慮與實(shí)踐環(huán)節(jié)“電子線路課程設(shè)計(jì)”的銜接,僅安排驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。
三、教學(xué)模式的改革思路
1.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。我們以所選用教材為根本,考慮教學(xué)學(xué)時(shí)有限,以及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的銜接,對(duì)教學(xué)內(nèi)容做了一些優(yōu)化。如表1所示,第一單元內(nèi)容包括半導(dǎo)體器件及其基本放大電路,以雙極性器件為主,單極性器件的學(xué)習(xí)做好與后續(xù)課程銜接即可。其中多級(jí)放大電路部分主要講述差分放大電路;考慮知識(shí)點(diǎn)的連貫性,特別是把教材第9章關(guān)于功率放大電路的內(nèi)容作為分立元件放大電路的應(yīng)用,與多級(jí)放大器的輸出級(jí)部分一起講授。在此,要特別注意本課程“入門(mén)難”在該部分教學(xué)內(nèi)容中充分體現(xiàn);例如關(guān)于PN結(jié)單向?qū)щ娞攸c(diǎn),應(yīng)避免復(fù)雜的理論和公式推導(dǎo),在教學(xué)時(shí)可先由線性電阻的雙向?qū)щ娦詫?duì)比PN結(jié)的單向?qū)щ娦?,比較其伏安特性曲線,使其特點(diǎn)一目了然。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,集成放大電路的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。學(xué)習(xí)第二單元集成放大電路的原理及特點(diǎn),特別要注意與后續(xù)課程“半導(dǎo)體集成電路基礎(chǔ)”的銜接,關(guān)于集成放大電路的原理此處應(yīng)重視其外特性,重點(diǎn)分析集成放大電路的頻率響應(yīng)和放大電路中的反饋。第三單元,集成運(yùn)算放大電路的應(yīng)用,包括基于集成運(yùn)算放大器的信號(hào)運(yùn)算與處理以及波形發(fā)生與轉(zhuǎn)換電路。此處應(yīng)注意與“高頻電子線路”課程的銜接,波形發(fā)生電路重點(diǎn)講述RC正弦波振蕩電路即可,在內(nèi)容上要避免不必要的重復(fù)。第四單元,直流穩(wěn)壓電源,講述小功率整流濾波電路和串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路,并安排2學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)。考慮到在本課程的教學(xué)過(guò)程中,已將關(guān)于電子線路讀圖的方法穿插到相關(guān)章節(jié);沒(méi)有單獨(dú)安排第11章“模擬電子電路的讀圖”的教學(xué)內(nèi)容。
2.合理安排相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)順序。為培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力,要明確“學(xué)以致用”的道理;即學(xué)習(xí)器件原理的目的是為了組成功能電路。遵循這個(gè)理念,合理安排相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)順序,深刻領(lǐng)會(huì)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵是教學(xué)過(guò)程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)。首先,針對(duì)第一單元知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)順序做了一些調(diào)整。在學(xué)習(xí)三極管基本原理后,接下來(lái)便是三極管基本放大電路的學(xué)習(xí);其次,考慮為CMOS集成電路的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),關(guān)于場(chǎng)效應(yīng)管原理其基本放大電路的學(xué)習(xí)雖非重點(diǎn)內(nèi)容,但卻是必不可少的。另外,關(guān)于差分放大電路以及互補(bǔ)輸出電路的學(xué)習(xí),需注意與集成運(yùn)算放大電路的關(guān)系。第三單元分析非正弦波發(fā)生電路是一個(gè)難點(diǎn),在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用“電路分析基礎(chǔ)”課程“RC電路三要素法”定理分析非正弦波發(fā)生電路工作原理,則問(wèn)題可迎刃而解?!半娐贩治龌A(chǔ)”課程中所學(xué)“電流節(jié)點(diǎn)定律”、“電壓回路定律”、“線性電路疊加原理”、“戴維寧定理”和“諾頓定理”等理論是從事模擬電子線路分析的基本定理,必須牢記。
3.完善多媒體教學(xué)課件,做好板書(shū)與多媒體教學(xué)相結(jié)合。多媒體教學(xué)以信息量大、圖文并茂等優(yōu)點(diǎn),在當(dāng)前電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)已普遍采用,很多教材配套多媒體課件,甚至出現(xiàn)在課教學(xué)過(guò)程中完全丟棄板書(shū)的現(xiàn)象。但必須注意多媒體教學(xué)節(jié)奏快,學(xué)生很難有時(shí)間做課堂筆記,容易產(chǎn)生“夾生飯”。對(duì)此,我們首先完善了與教材配套的多媒體教學(xué)課件,根據(jù)上文3.1和3.2所述優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)順序,特別參考相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)一些知識(shí)難點(diǎn)分解、細(xì)化,經(jīng)過(guò)近3年的不斷完善基本形成具有特色的“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”多媒體課件。同時(shí),對(duì)一些比較適合板書(shū)講解的知識(shí)點(diǎn),注意做好傳統(tǒng)板書(shū)與多媒體相結(jié)合;例如二極管整流濾波、放大電路圖解分析法、放大電路交流等效電路、非正弦波發(fā)生電路的過(guò)程分析等,在講解過(guò)程中通過(guò)板書(shū)一步步地畫(huà)出相關(guān)波形有利于充分理解其內(nèi)涵,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐動(dòng)手能力。
4.以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向,充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性。以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向,注重學(xué)生的綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的提高。探索師生互動(dòng)的課堂教學(xué)模式,提倡和鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生真正參與教學(xué)。以應(yīng)用為背景,采用提問(wèn)的方式,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,破解本課程“入門(mén)難”的問(wèn)題。在一輪教學(xué)過(guò)程,按照“回顧要點(diǎn)—提出問(wèn)題—分析問(wèn)題—當(dāng)堂小結(jié)”的順序組織授課內(nèi)容,除了要求完成相應(yīng)的作業(yè)題目,每個(gè)知識(shí)點(diǎn)均設(shè)計(jì)1~2題小結(jié)性質(zhì)的問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn),并引導(dǎo)學(xué)生當(dāng)堂解答,或作為課后作業(yè)在下次課隨機(jī)抽取學(xué)生講述該題目的解答,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表見(jiàn)解,大膽質(zhì)疑。以此使學(xué)生充分參與教學(xué),激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性。
關(guān)鍵詞:信息化教學(xué) 汽車(chē)電氣設(shè)備 應(yīng)用與實(shí)踐
信息技術(shù)日新月異的發(fā)展,為教育教學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)新提供了良好的教學(xué)模式和廣闊的教學(xué)空間。由于汽車(chē)電器本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜,原理比較抽象,采用傳統(tǒng)的教師“講”的模式不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握,而借助現(xiàn)代化的信息化教學(xué),可以?xún)?yōu)化課堂教學(xué),從而提高教學(xué)效率。
一、信息化教學(xué)的定義和特點(diǎn)
信息化教學(xué)就是在信息化環(huán)境中,教育者與學(xué)習(xí)者借助現(xiàn)代教育媒體、教育信息資源和教育技術(shù)方法進(jìn)行的雙邊活動(dòng)。
其特點(diǎn)是:以信息技術(shù)為支撐;以現(xiàn)代教育教學(xué)理論為指導(dǎo);強(qiáng)調(diào)新型教學(xué)模式的構(gòu)建;教學(xué)內(nèi)容具有更強(qiáng)的時(shí)代性和豐富性;教學(xué)更適合學(xué)生的學(xué)習(xí)需要和特點(diǎn)。
二、信息化教學(xué)的積極作用
信息化教學(xué)相對(duì)常規(guī)課堂教學(xué)有著不可比擬的優(yōu)勢(shì),可以使汽車(chē)電氣設(shè)備課程的課堂教學(xué)形式豐富多樣,改變以往呆板枯燥的形式,其表現(xiàn)如下:
(一)、有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的主體性,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
信息化教學(xué)以圖形、動(dòng)漫、影像、聲音和文字等多種方式顯示教學(xué)信息,傳遞教學(xué)內(nèi)容,具有直觀生動(dòng)、形式多樣的特點(diǎn)。它可以充分利用網(wǎng)絡(luò)或動(dòng)漫情景全方位地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,最大限度地挖掘?qū)W生的潛力,拓寬學(xué)生的思路,這樣不但增進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,而且使課堂氣氛活躍輕松,激起他們的求知欲望,使學(xué)生從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)化為“我要學(xué)”的狀態(tài),使學(xué)生有著置身其中的感覺(jué),從而激發(fā)他們強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣。
(二)、有利于提高學(xué)生的信息素養(yǎng)和協(xié)作能力
借助信息化資源,學(xué)生通過(guò)多種渠道搜索資料,整合資源,并進(jìn)行加工和處理,極大地提高了學(xué)生的信息素養(yǎng)。同時(shí)通過(guò)學(xué)生的交流、合作,共同完成某一項(xiàng)任務(wù),從而培養(yǎng)了學(xué)生的協(xié)作能力。
(三)、有利于更新知識(shí)結(jié)構(gòu),優(yōu)化課程內(nèi)容
專(zhuān)業(yè)教學(xué)不同于基礎(chǔ)課的教學(xué),它隨科技的發(fā)展知識(shí)也在不斷隨之更新,教師掌握的知識(shí)也要緊密結(jié)合科技、社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程。課堂上傳授的知識(shí)要具有科技前沿性,然而,教學(xué)使用的教材具有知識(shí)滯后性,如果教師能在課堂上借助網(wǎng)絡(luò)可以將新知識(shí)、新科技引入課堂,及時(shí)傳授給學(xué)生,這樣可以彌補(bǔ)課本的不足,優(yōu)化課程內(nèi)容,使學(xué)生能實(shí)現(xiàn)與社會(huì)零距離對(duì)接。
三、汽車(chē)電氣設(shè)備信息化教學(xué)的應(yīng)用與實(shí)踐
(一)、多媒體在中職汽車(chē)電氣設(shè)備中的應(yīng)用
教學(xué)中合理地運(yùn)用圖片、Flas或微視頻,不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還可突破教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。例如,通過(guò)智能手機(jī)拍下發(fā)動(dòng)機(jī)上“節(jié)氣門(mén)位置傳感器”實(shí)物后制成PPT圖片展示,這樣就輕松地使學(xué)生對(duì)其安裝位置、形狀、結(jié)構(gòu)、甚至功能都有較深刻的印象,同時(shí)解決了實(shí)物體積小、數(shù)量有限的不足。感性的實(shí)物會(huì)一下子激發(fā)學(xué)生的興趣,讓他們的注意、記憶、思維都活躍起來(lái),達(dá)到最佳狀態(tài)。這樣講授的新課,能收到事半功倍的效果。汽車(chē)電氣設(shè)備理論教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)都集中在各部分的原理上,有時(shí)教師講得口干舌燥,學(xué)生卻不知所云。例如,在講授發(fā)動(dòng)機(jī)中“噴油器”的結(jié)構(gòu)和工作原理,因其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,且在燃油噴射過(guò)程中,燃油從噴油器進(jìn)油接頭進(jìn)入針閥體下部環(huán)形油腔過(guò)程中,燃油是流動(dòng)的,針閥在開(kāi)啟過(guò)程中是運(yùn)動(dòng)的,還有噴霧質(zhì)量等,教師都較難以講授清楚,學(xué)生也難以掌握。如果將噴油器的結(jié)構(gòu)和工作原理以Flas的形式展示,學(xué)生便能很清楚地弄清噴油器的結(jié)構(gòu)、原理和工作情況。
(二).網(wǎng)絡(luò)信息在中職汽車(chē)電氣設(shè)備中的應(yīng)用
豐富的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)資源,為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了有利條件。通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng),教師提出相關(guān)問(wèn)題,讓學(xué)生操作計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中搜索信息,尋求答案,學(xué)生在完成任務(wù)的同時(shí),也促成了教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。還可以鼓勵(lì)學(xué)生課余時(shí)間上網(wǎng),從網(wǎng)上學(xué)習(xí)或下載汽車(chē)電器最新成果、汽車(chē)電氣設(shè)備課件、電子論文等,然后進(jìn)行信息交流。這不僅讓學(xué)生學(xué)習(xí)了更多的汽車(chē)電氣設(shè)備方面的知識(shí),而且增強(qiáng)他們對(duì)現(xiàn)代信息技術(shù)的認(rèn)識(shí)及應(yīng)用能力。
(三).計(jì)算機(jī)仿真軟件在中職汽車(chē)電氣設(shè)備中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)仿真模擬法對(duì)汽車(chē)電氣設(shè)備理論原理高效的學(xué)習(xí)有不可估量的作用,而且同樣對(duì)汽車(chē)電氣檢測(cè)、排故實(shí)訓(xùn)教學(xué)有著巨大的幫助。模擬仿真教學(xué)在汽車(chē)電氣設(shè)備課程教學(xué)中主要是指采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)具體的汽車(chē)電氣工作原理、技能操作的仿真模擬系統(tǒng),通過(guò)模擬系統(tǒng)的學(xué)習(xí),學(xué)生可以在趣味性的情景中完成課程學(xué)習(xí),達(dá)到掌握基本原理或模擬進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作的教學(xué)目的。這種教學(xué)方法特別適宜于汽車(chē)電氣理論認(rèn)知和技能實(shí)習(xí)前的教學(xué),通過(guò)模擬系統(tǒng)的使用,不僅使學(xué)生熟練地掌握了汽車(chē)電氣設(shè)備各模塊的工作原理、各類(lèi)檢測(cè)設(shè)備的操作方法,縮短了實(shí)習(xí)教學(xué)的適應(yīng)時(shí)間, 提高了實(shí)習(xí)教學(xué)效率,而且有效地提高了實(shí)習(xí)教學(xué)的目的性和實(shí)習(xí)效果。這也是目前汽車(chē)電氣實(shí)訓(xùn)課中學(xué)生人數(shù)多而實(shí)訓(xùn)設(shè)備相對(duì)不足所進(jìn)行教學(xué)的一種有效的選擇。
四、汽車(chē)電氣設(shè)備信息化教學(xué)教學(xué)的反思
1.學(xué)校加大硬件設(shè)施的投入。
2.不斷提升教師自身的信息化能力,樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。
3.開(kāi)發(fā)汽車(chē)電氣設(shè)備信息化教材。
4.信息化教學(xué)要注重教學(xué)效果,避免華而不實(shí)
5.加強(qiáng)教育和監(jiān)管,增強(qiáng)學(xué)生合理、文明地使用網(wǎng)絡(luò)的意識(shí)。
五、結(jié)束語(yǔ)
信息化教學(xué)是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代教師必備的職業(yè)技能,,是教師現(xiàn)代化教學(xué)的一項(xiàng)基本功。在現(xiàn)代信息化環(huán)境下,教師不僅是傳統(tǒng)的傳道授業(yè)解惑,而且要把主要精力放在如何利用信息化教學(xué)資源,設(shè)計(jì)好的教學(xué)方案,同時(shí)要培養(yǎng)學(xué)生使用信息技術(shù)、利用信息技術(shù)的意識(shí)和興趣,培養(yǎng)學(xué)生利用信息技術(shù)獲取知識(shí)、獲取信息的能力,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造精神和專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力。信息化課堂符合時(shí)代特征,形式內(nèi)容豐富,從而優(yōu)化汽車(chē)電氣設(shè)備的教學(xué)。
參考文獻(xiàn):
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論文摘要:作為網(wǎng)民使用最多的兩大語(yǔ)言——英語(yǔ)和漢語(yǔ),其網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)言在構(gòu)詞上有相似之處,同時(shí)也表現(xiàn)出了不同的特點(diǎn)。文章通過(guò)對(duì)比英漢網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)言在造詞方法上的異同,探討了它們的構(gòu)詞理?yè)?jù)。
詞語(yǔ)的理?yè)?jù)指的是事物和現(xiàn)象獲得名稱(chēng)的依據(jù),說(shuō)明詞義與事物或現(xiàn)象的命名之間的關(guān)系。這種依據(jù)既可以是“微觀的”,即基于語(yǔ)言本身,包括擬聲理?yè)?jù)、形態(tài)理?yè)?jù)、語(yǔ)義理?yè)?jù)、邏輯理?yè)?jù)和詞源理?yè)?jù),也可以是“宏觀”的,即依托于大的社會(huì)文化背景,如社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)、文化的發(fā)展甚至政權(quán)的變更等都會(huì)產(chǎn)生大量新詞。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展和日益普及,一種全新的交際模式——網(wǎng)絡(luò)交際,已被越來(lái)越多的人所接受,并因其獨(dú)特的魅力而風(fēng)靡全球。以電子郵件、電子論壇、聊天室等為載體的網(wǎng)絡(luò)交際已成為人們生活中不可或缺的一部分。網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)是網(wǎng)民們?yōu)榱朔奖憬涣?,加?qiáng)溝通而在網(wǎng)上使用的,有獨(dú)特風(fēng)格的習(xí)慣用語(yǔ),是為了滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)交際的需要而發(fā)展起來(lái)的一種新的社會(huì)“方言”。
網(wǎng)絡(luò)交際是對(duì)常規(guī)交際的一次重大突破,傳統(tǒng)語(yǔ)言的規(guī)范性在這里遭遇了最大的挑戰(zhàn)。盡管許多網(wǎng)絡(luò)交際詞語(yǔ)的產(chǎn)生有一定的隨意性,但還是“有據(jù)可查”的。作為網(wǎng)民使用最多的兩大語(yǔ)言——英語(yǔ)和漢語(yǔ),其網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)言在構(gòu)詞上有相似之處,同時(shí)也表現(xiàn)出了不同的特點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)比英漢網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)言在造詞方法上的異同,來(lái)探討它們的構(gòu)詞理?yè)?jù)。
一、英漢網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言造詞方法的共同點(diǎn)
英漢網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)是網(wǎng)絡(luò)交際時(shí)代的新產(chǎn)物,其發(fā)展離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)這一交際媒介,因此在造詞方面必然會(huì)出現(xiàn)共同之處。
1、大量運(yùn)用非常規(guī)縮略詞
所謂縮略詞是從已相對(duì)穩(wěn)固的詞或短語(yǔ)中,直接或間接地抽取其主要成份形成簡(jiǎn)短的詞語(yǔ),表示與原復(fù)雜詞語(yǔ)相同的意義。縮略構(gòu)詞法是現(xiàn)代語(yǔ)言中一種重要的構(gòu)詞手段,由這種構(gòu)詞法創(chuàng)造的新詞言簡(jiǎn)意賅,具有一定的生命力。在日常交際中,人們雖然也使用縮略形式,但通常限于比較通行的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)或機(jī)構(gòu)名稱(chēng),且數(shù)量不多。而在英漢網(wǎng)絡(luò)交際中,大量的非常規(guī)縮略詞為網(wǎng)民們使用著。這主要是由網(wǎng)絡(luò)交際的特點(diǎn)決定的。網(wǎng)際交際是一種實(shí)時(shí)交際活動(dòng),交際雙方或多方必須及時(shí)地接收和發(fā)送信息才能使交際連續(xù)不斷,否則會(huì)影響交際的速度和效率。因此在網(wǎng)上交際時(shí)必須以盡可能少的字符來(lái)表達(dá)意義,以加快節(jié)奏、提高效率。縮略詞語(yǔ)可以有效減少鍵盤(pán)敲擊次數(shù),滿(mǎn)足了網(wǎng)民們?cè)谧疃痰臅r(shí)間內(nèi)傳遞出最大的信息量的要求,因此在網(wǎng)絡(luò)聊天或發(fā)送電子郵件時(shí),網(wǎng)民們便約定俗成地大量使用一些非常規(guī)縮略詞。
2、運(yùn)用諧音詞
所謂“諧音詞”就是對(duì)原字詞的讀音進(jìn)行模擬,構(gòu)成一個(gè)與原字詞讀音相近的新詞語(yǔ)。作為一種語(yǔ)言現(xiàn)象,諧音在日常生活乃至各行各業(yè)中都有廣泛的運(yùn)用。在英漢網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)中,利用諧音產(chǎn)生的新詞俯拾皆是,可謂網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言的又一特色。諧音在網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)言中之所以被廣泛應(yīng)用主要有兩個(gè)原因:第一是為了“省時(shí)、省事、簡(jiǎn)煉、快捷”;第二是表達(dá)的需要。諧音詞往往使語(yǔ)言幽默詼諧,為網(wǎng)絡(luò)交際增色不少。
3、直接采用阿拉伯?dāng)?shù)字代替詞語(yǔ)
用數(shù)字代替詞語(yǔ)并不是網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)言的原創(chuàng)。早在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)以前就已經(jīng)為一些人所使用,但在網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)中,對(duì)數(shù)字的運(yùn)用可以說(shuō)達(dá)到了極致。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)交際實(shí)質(zhì)上是文本化的口語(yǔ)交際,主要借助文字輸入這一環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn),其速度遠(yuǎn)低于以語(yǔ)音為媒介的口語(yǔ)交際。為了達(dá)到快速的信息傳輸,網(wǎng)民們絞盡腦汁使用了多種手段,其中之一就是用數(shù)字代替詞語(yǔ)。因?yàn)閿?shù)字是鍵盤(pán)自帶的,其輸入簡(jiǎn)單、明了、快捷,省卻了文字輸入所帶來(lái)的麻煩,是短時(shí)間內(nèi)最大限度地傳達(dá)信息的有效方式。
4、運(yùn)用符號(hào)詞語(yǔ)
所謂符號(hào)詞,又稱(chēng)為表情語(yǔ),即用鍵盤(pán)現(xiàn)有的本身無(wú)任何意義的符號(hào)疊加在一起,成為表情符號(hào),表達(dá)各種各樣的實(shí)在的意義。如:“zzzz”(表示在睡覺(jué)),“:-p”(表示吐舌頭,做鬼臉),“:-)”是最常用的笑臉,“:-d”表示張嘴大笑。符號(hào)詞語(yǔ)是一種特殊的語(yǔ)言成分,它沒(méi)有語(yǔ)音形式,也不像其它詞語(yǔ)那樣是通過(guò)詞義的變化、引申和諧音來(lái)表達(dá)含義,但可以通過(guò)不同的組合來(lái)代替語(yǔ)言表情達(dá)意。用符號(hào)代替語(yǔ)言是網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)獨(dú)有的特征。主要是由網(wǎng)絡(luò)交際場(chǎng)景的分隔性決定的。網(wǎng)絡(luò)交際雖然打破了傳統(tǒng)交際的時(shí)空局限,但交際雙方畢竟不是在進(jìn)行面對(duì)面的交流,他們既看不到彼此的面部表情,又聽(tīng)不到彼此的聲音(聲聊和視頻聊天除外)。與現(xiàn)實(shí)交際相比,交際雙方的姿勢(shì)、表情等就無(wú)法表現(xiàn)出來(lái),在理解彼此意思的時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)一些偏差和誤解。于是妙用多種手段組合鑲嵌的表情符號(hào)就應(yīng)運(yùn)而生了,從而消除了網(wǎng)絡(luò)交際方式的沉悶枯燥,增強(qiáng)了趣味性。
二、英漢網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言造詞方法的不同點(diǎn)
英漢網(wǎng)絡(luò)交際詞語(yǔ)雖有很多相似之處,但由于它們屬于不同的語(yǔ)系——英語(yǔ)是表音文字(拼音文字),而漢語(yǔ)是表意文字(音意結(jié)合文字),因此在造詞方法上也會(huì)有一些不同。
1、漢語(yǔ)有很多諧音同義詞
如:“版主”與“斑竹、版豬”諧音同義,“大俠”與“大蝦”諧音同義,“喜歡”與“稀飯”諧音同義。這類(lèi)諧音同義詞的產(chǎn)生很大程度上應(yīng)歸因于漢語(yǔ)的拼音輸入法。我們知道漢語(yǔ)音節(jié)比較簡(jiǎn)單,主要通過(guò)聲調(diào)來(lái)區(qū)分詞義。但由于網(wǎng)上使用五筆打字的人還很少,大多數(shù)網(wǎng)民所選擇使用的是拼音輸入法。而拼音輸入法中并沒(méi)有聲調(diào),因此當(dāng)人們?cè)谄匆簦ㄈ缰悄躠bc)輸入狀態(tài)下輸入某個(gè)詞語(yǔ)的拼音時(shí),就會(huì)出現(xiàn)一系列的同音詞。但在時(shí)間寶貴的網(wǎng)絡(luò)上,網(wǎng)民們來(lái)不及去挑選正確的詞語(yǔ),因此就出現(xiàn)了“斑竹”、“大蝦”之類(lèi)的諧音同義詞。英語(yǔ)沒(méi)有這種現(xiàn)象。因?yàn)橛⒄Z(yǔ)是拼音文字,雖沒(méi)有聲調(diào),但有發(fā)達(dá)的輔音連綴,使音節(jié)變化大大增加,單詞孤立達(dá)意能力比漢語(yǔ)要強(qiáng),同音現(xiàn)象遠(yuǎn)不如漢語(yǔ)突出。
2、漢語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)中的諧音詞不僅數(shù)量比英語(yǔ)多而且表現(xiàn)手法多種多樣
網(wǎng)民們?cè)谟脻h語(yǔ)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交際時(shí),除了使用單純的數(shù)字諧音和文字諧音,還常常將多種諧音方法組合使用,例如:“3q”(thank you)、“p9”(啤酒)等是數(shù)字諧音和英文中字母諧音的組合;“在98里哈9”(在酒吧里喝酒)等是數(shù)字諧音和文字諧音的組合;而“+u”(加油)則是符號(hào)諧音與英文字母諧音的組合。而英語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)中的諧音詞除了上面提到的為數(shù)不多的數(shù)字諧音外,只有字母諧音,即用字母來(lái)替代與它諧音的單詞,如:c(see),b(be),y(why),u(you),r(are)等。因?yàn)橛⒄Z(yǔ)單詞音節(jié)比較復(fù)雜,詞的同音情況較少,因此網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)中的諧音詞的比例也相對(duì)少一點(diǎn)。
另外,漢語(yǔ)中的諧音有時(shí)不僅僅是為了方便,而且利用讀音相同或相近且新穎的詞匯來(lái)構(gòu)成諧音,依靠聲音和意義之間的聯(lián)系造成一語(yǔ)雙關(guān),使一個(gè)詞語(yǔ)兼顧兩種不同的事物以表達(dá)“言外之意”或“弦外之音”,從而營(yíng)造一種輕松幽默的氣氛。如“菌男”、“霉女”雖與“俊男、美女”諧音,但意義截然相反,是指相貌丑陋的男女?!熬?、“霉”能使人想到過(guò)期、變質(zhì)的食物,因而具有很強(qiáng)的反諷效果。而英語(yǔ)中的諧音則主要是為了省力省時(shí)。
3、縮略詞的數(shù)量以及縮略的方法不同
在英語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)中,縮略詞占最重要的比重,充斥著大小聊天室、電子郵件、網(wǎng)上論壇和公告板。漢語(yǔ)中雖也使用縮略形式,但與英語(yǔ)比起來(lái),數(shù)量很少,這是由英語(yǔ)是字母文字的特點(diǎn)決定的。拼音文字的單詞縮寫(xiě)比表義的漢字縮寫(xiě)要容易得多。此外英漢網(wǎng)絡(luò)縮略詞的縮略方法也有所不同。英語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)縮略詞的大部分并非規(guī)范性的縮寫(xiě),而是由網(wǎng)民們自行創(chuàng)造并為他們共同認(rèn)可的縮寫(xiě)形式,被縮略的既可以是詞語(yǔ)也可以是日常交際中的短語(yǔ)或句子,采用的方法有:截短(省略單詞中的一部分),如:bout=about,bro=brother;首字母縮合(取單詞中的第一個(gè)字母),如:assp=as soon as possible;wysiwyg=what you see is what you get;元音省略(將單詞中的元音省略),例如:brd=bored,bn=been;詞素變化(改變單詞中的某個(gè)部分的拼寫(xiě),使之簡(jiǎn)化),如:bi=bye,dat=that,tnx=thanks。由于漢語(yǔ)不是字母文字,其縮略方法相對(duì)英語(yǔ)而言缺乏多樣性。漢語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)中的縮略詞大部分是直接借用英語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)中的縮略詞。另外,網(wǎng)民們還模仿英語(yǔ)首字母縮略構(gòu)詞法創(chuàng)造了具有“中國(guó)特色”的縮略詞,即利用拼音的聲母進(jìn)行縮略的詞,如:fb(腐?。?、ppmm(婆婆媽媽?zhuān)┑?,其原因是在鍵盤(pán)上輸入漢字(五筆字型除外)比較繁瑣,要先輸入拼音再通過(guò)按數(shù)字鍵選定所需的字,而用拼音縮寫(xiě)代替漢字可以減少輸入環(huán)節(jié),從而節(jié)省時(shí)間,加快交流速度。雖然漢語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)中也有利用漢字本身進(jìn)行縮略的詞語(yǔ),但這類(lèi)詞語(yǔ)大都是反語(yǔ),具有很強(qiáng)的諷刺意味。例如:“神童”(神經(jīng)病兒童)、“留學(xué)生”(留過(guò)級(jí)的學(xué)生)、“蛋白質(zhì)”(笨蛋+白癡+神經(jīng)質(zhì))等等。
4、數(shù)字詞的數(shù)量差異
與漢語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)一樣,英語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)也經(jīng)常用一個(gè)發(fā)音與某一個(gè)單詞相同的數(shù)字代替這個(gè)單詞從而節(jié)約時(shí)間和空間,增強(qiáng)交流效率,但其數(shù)量與漢語(yǔ)相比,則是“小巫見(jiàn)大巫”。在英語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言中,用于諧音造詞的數(shù)字僅限于1(won or one)、2(to,too or two)、4(four,for orfore-)、8(eight)等數(shù)字。而在漢語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)中,每個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字都可以用來(lái)代表詞語(yǔ)甚至句子。例如:58451201314(我發(fā)誓,我要愛(ài)你一生一世)、5620,59487(我若愛(ài)你,我就是白癡)、8147(不要生氣)等。原因是漢語(yǔ)以單音節(jié)為主,便于以數(shù)字音節(jié)代替其它常見(jiàn)音節(jié),另外漢語(yǔ)方言語(yǔ)音的歧義也為一些數(shù)字音節(jié)代替其它音節(jié)提供了多種可能性。
三、結(jié)語(yǔ)
網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)極大地豐富了人們?cè)械脑~匯系統(tǒng),彌補(bǔ)了現(xiàn)有語(yǔ)言在網(wǎng)絡(luò)交際中的不足。英語(yǔ)和漢語(yǔ)的網(wǎng)民人數(shù)占世界網(wǎng)民人數(shù)的絕大多數(shù),其網(wǎng)絡(luò)交際詞語(yǔ)的構(gòu)詞特征,代表了世界網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)言的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)比較英漢網(wǎng)絡(luò)交際詞語(yǔ),不僅可以幫助我們了解和掌握網(wǎng)絡(luò)交際語(yǔ)言的普遍特征,認(rèn)識(shí)詞匯結(jié)構(gòu)體系發(fā)展變化的趨勢(shì),還有利于我們提高在網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)境下的跨文化交際能力。
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關(guān)鍵詞鍋爐房/計(jì)算機(jī)控制/供暖
AbstractDiscussestherequirementsformonitoringandmanagementofthescopesfromboilerhousesforheating,steam-waterandwater-waterheatexchangers,smallscaleheatingnetworkstolargescaledistrictheating,therelatedhardwareconfigurationandtheapproachestorealisetherequiredfunctions.
Keywordscomputercontrol,heating,boiler
5.1供暖熱水鍋爐房?jī)?nèi)監(jiān)測(cè)與控制的主要目的應(yīng)為:
·提高系統(tǒng)的安全性,保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行;
·全面監(jiān)測(cè)并記錄各運(yùn)行參數(shù),降低運(yùn)行人員工作量,提高管理水平;
·對(duì)燃燒過(guò)程和熱水循環(huán)過(guò)程進(jìn)行有效的控制調(diào)節(jié),提高鍋爐效率,節(jié)省運(yùn)行能耗,并減少大氣污染。
對(duì)于熱水鍋爐,可將被監(jiān)測(cè)控制對(duì)象分為燃燒系統(tǒng)和水系統(tǒng)兩部分分別進(jìn)行討論。整個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制管理系統(tǒng)可按圖5-1形式由若干臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)(DCU)和一臺(tái)中央管理機(jī)構(gòu)成。各DCU分別對(duì)燃燒系統(tǒng)、水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制,中央管理機(jī)則顯示并記錄這兩個(gè)系統(tǒng)的在線狀態(tài)參數(shù),根據(jù)供熱狀態(tài)況確定鍋爐、循環(huán)泵的開(kāi)啟臺(tái)數(shù),設(shè)定供水溫度及循環(huán)流量,協(xié)調(diào)各臺(tái)DCU完成各監(jiān)測(cè)控制管理功能。
5.1.1燃燒系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制
對(duì)于鏈條式熱水鍋爐,燃燒過(guò)程的控制主要是根據(jù)對(duì)產(chǎn)熱量的要求控制鏈條速度及進(jìn)煤擋板高度,根據(jù)爐膛內(nèi)燃燒狀況及排煙的含氧量及爐膛內(nèi)的負(fù)壓度控制鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量,從而既根據(jù)供暖的要求產(chǎn)生熱量,又獲得較高的燃燒效率。為此需要監(jiān)測(cè)的參數(shù)有:
·排煙溫度:一般使用銅電阻或熱電偶來(lái)測(cè)量;再配之以相應(yīng)的溫度變送器,即可產(chǎn)生4~20mA或0~10mA的電流信號(hào),通過(guò)DCU的模擬量輸入通道AI即接入計(jì)算機(jī)。
·排煙含氧量:目前較多采用氧化鋯傳感器,可以對(duì)0.1%~21%范圍內(nèi)的高溫氣體的含氧量實(shí)現(xiàn)較精確的測(cè)量,其輸出通過(guò)變送器后亦可轉(zhuǎn)換為4~20mA或0~10mA電流信號(hào)。
·空氣預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度:同上述測(cè)溫方法。
·爐膛、對(duì)流受熱面進(jìn)出口、省煤器出口、空氣預(yù)熱器出口、除塵器出口煙氣壓力:測(cè)點(diǎn)可根據(jù)具體要求增減,一般采用膜盒式或波紋管式微壓差傳感器,再通過(guò)相應(yīng)的變送器變?yōu)?~20mA或0~10mA電流信號(hào),接入DCU的AI通道。
·一次風(fēng)、二次風(fēng)風(fēng)壓,空氣預(yù)熱器前后壓差:測(cè)量方法同上。
·擋煤板高度測(cè)量:通過(guò)專(zhuān)門(mén)的機(jī)械裝置將其轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào),再變成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào),送入DCU的AI通道。
·供水溫度及產(chǎn)熱量:由水系統(tǒng)的DCU測(cè)出后通過(guò)通訊系統(tǒng)送來(lái)。
燃燒系統(tǒng)需要控制調(diào)節(jié)的裝置為:
·爐排速度:由可控硅調(diào)壓,改變直流電機(jī)轉(zhuǎn)速
·擋煤板高度:控制電機(jī)正反轉(zhuǎn),通過(guò)機(jī)械裝置帶動(dòng)擋板運(yùn)動(dòng)
·鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量:調(diào)鼓風(fēng)機(jī)各風(fēng)室風(fēng)閥或通過(guò)變頻器調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速
·引風(fēng)機(jī)風(fēng)量:調(diào)引風(fēng)機(jī)風(fēng)閥或通過(guò)變頻器高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速
為了監(jiān)測(cè)上述調(diào)節(jié)裝置是否正常動(dòng)作,還應(yīng)配置適當(dāng)?shù)氖侄螠y(cè)試上述調(diào)節(jié)裝置的實(shí)際狀態(tài)。爐排速度和擋煤板高度可通過(guò)適當(dāng)?shù)臋C(jī)械機(jī)構(gòu)結(jié)合霍爾元件等位置探測(cè)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn),風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)則可以通過(guò)風(fēng)閥的閥位反饋信號(hào)或變頻器的頻率輸出信號(hào)得到。
燃燒過(guò)程的控制調(diào)節(jié)主要包括事故下的保護(hù),啟停過(guò)程控制,正常的燃燒過(guò)程調(diào)節(jié)三部分。
·事故保護(hù):這主要是由于某種原因造成循環(huán)水停止或循環(huán)量過(guò)小,以及鍋爐內(nèi)水溫太高,出現(xiàn)汽化。此時(shí)最重要的是恢復(fù)水的循環(huán),同時(shí)制止?fàn)t膛內(nèi)的燃燒。這就需要停止給煤,停止?fàn)t排運(yùn)行。停止鼓風(fēng)機(jī),引風(fēng)機(jī)。DCU接收水溫超高的信號(hào)后,就應(yīng)立即進(jìn)入事故處理程序,按照上述順序停止鍋爐運(yùn)行,并響鈴報(bào)警,通知運(yùn)行管理人員,必要時(shí)還可通過(guò)手動(dòng)補(bǔ)入冷水排除熱水,進(jìn)行鍋爐降溫。
啟??刂疲?jiǎn)?dòng)點(diǎn)火一般都是人工手動(dòng)進(jìn)行,但對(duì)于間歇運(yùn)行的鍋爐,封火暫停機(jī)和再次啟動(dòng)的過(guò)程則可以由DCU控制自動(dòng)進(jìn)行。封火過(guò)程為逐漸停止?fàn)t排運(yùn)動(dòng),停掉鼓風(fēng)機(jī),然后停止引風(fēng)機(jī)。重新啟動(dòng)的過(guò)程則是開(kāi)啟引風(fēng)機(jī),慢慢開(kāi)大鼓風(fēng)機(jī),隨爐溫升高慢慢加大爐排進(jìn)行速度。
正常運(yùn)行調(diào)節(jié):正常運(yùn)行時(shí)的調(diào)節(jié)主要是使鍋爐出口水溫度維持在要求的設(shè)定值,同時(shí)達(dá)到高燃燒效率,低排煙溫度,并使?fàn)t膛內(nèi)保持負(fù)壓。這時(shí)作為參照的測(cè)量參數(shù)有爐膛內(nèi)的溫度分布、壓力分布、排煙含水量氧量等。鍋爐的給煤量可以通過(guò)爐排速度和擋煤板高度(即煤層厚度)確定,鼓風(fēng)機(jī)則可以根據(jù)空氣預(yù)熱器進(jìn)出口空氣的壓差判斷其相對(duì)的變化,此時(shí)可以調(diào)整控制量有爐排速度、煤層厚度(調(diào)整擋煤礦板高度)、鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、各風(fēng)室風(fēng)閥、引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或風(fēng)閥。上述各調(diào)節(jié)手段與各可參照的測(cè)量參數(shù)都不是單一的對(duì)應(yīng)關(guān)系,因此很難用如PID算法之類(lèi)的簡(jiǎn)單控制調(diào)節(jié)算法。目前,控制調(diào)節(jié)效果較好的大都采用"模糊控制"方法或"規(guī)則控制"法,都是根據(jù)大量的人工調(diào)節(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)而總結(jié)出的調(diào)節(jié)運(yùn)行方法。
當(dāng)燃燒充分時(shí),鍋爐的出力主要取決于燃煤量,因此鍋爐出口水溫的控制主要靠爐排速度及煤層厚度來(lái)調(diào)節(jié),煤層厚度與煤種有很大關(guān)系,爐膛內(nèi)燃燒狀況可以通過(guò)爐膛內(nèi)溫度分布及煤層風(fēng)阻來(lái)確定。燃燒充分時(shí)爐膛內(nèi)中部溫度最高,爐排尾部距擋渣器前煤已燃盡,溫度降低。鼓風(fēng)機(jī)則應(yīng)根據(jù)進(jìn)煤量的增減而增減送風(fēng)量,同時(shí)通過(guò)觀測(cè)排煙的含氧量最終確定風(fēng)量是否適宜。引風(fēng)機(jī)則可根據(jù)爐膛內(nèi)負(fù)壓狀態(tài)決定運(yùn)行狀態(tài),維持爐內(nèi)微負(fù)壓,從而既保證煤的充分燃燒,又不會(huì)使煙氣和火焰外溢。根據(jù)如上分析,可采用如下調(diào)節(jié)規(guī)則:
每h一次,根據(jù)爐膛內(nèi)溫度分布調(diào)整煤層厚度及爐排速度,最高溫度點(diǎn)后移,則將爐排速度降低5%,同時(shí)將擋煤板提高5%,當(dāng)最高溫度點(diǎn)前移時(shí),則將爐排速度提高5%,同時(shí)將擋煤板降低5%。
每2h一次:若出水溫度高于設(shè)定值2℃以上,則將爐排速度降低5%,若出水溫度低于設(shè)定值2℃以上,則將爐排速度加大5%,加大和減小爐排速度的同時(shí),還要相應(yīng)地將鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速開(kāi)大或減小。當(dāng)采用風(fēng)閥調(diào)整鼓風(fēng)量時(shí),則調(diào)閥,觀察空氣預(yù)熱器前后壓差使此壓差增大或減少10%。
每15min一次:若排煙含氧量高于高定值,則適當(dāng)減少鼓風(fēng)同風(fēng)量(降低轉(zhuǎn)速或關(guān)小風(fēng)閥),若低于高定值,則增加鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量。
每15min一次:若爐膛負(fù)壓值偏小(或變?yōu)檎龎海?,加大引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或開(kāi)大風(fēng)閥,若負(fù)壓值偏大,則降低引風(fēng)機(jī)風(fēng)量。
以上調(diào)節(jié)規(guī)則中,所謂"合理的爐膛溫度分布"取決于鍋爐形式及測(cè)溫傳感器安裝位置,需通過(guò)具體運(yùn)行實(shí)測(cè)分析后,給出"合理","最高溫度前移","最高溫度后移"的判據(jù),然后將其再寫(xiě)入DCU控制邏輯中。同樣,排煙含氧量的設(shè)定值,含氧量出現(xiàn)偏差時(shí)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的修正等參數(shù)也需要在鍋爐試運(yùn)行后,根據(jù)實(shí)際情況摸索,逐步確定。當(dāng)然這幾個(gè)修正量參數(shù)也可以在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)所謂"自學(xué)習(xí)"的方法得到,在這里不做過(guò)多的討論。
5.1.2鍋爐房水系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制
鍋爐房水系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證系統(tǒng)的安全性;對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行計(jì)量和統(tǒng)計(jì);根據(jù)要求調(diào)整運(yùn)行工況。
·安全性保證:保證主循環(huán)泵的正常運(yùn)行和補(bǔ)水泵的及時(shí)補(bǔ)水,使鍋爐中循環(huán)水不會(huì)中斷,也不會(huì)由于欠壓缺水而放空。這是鍋爐房安全運(yùn)行的最主要的保證。
·計(jì)量和統(tǒng)計(jì):測(cè)定供回水溫度和循環(huán)水量,以得到實(shí)際的供熱量;測(cè)定補(bǔ)水流量,以得到累計(jì)補(bǔ)水量。供熱量及補(bǔ)水量是考查鍋爐房運(yùn)行效果的主要參數(shù)。
·運(yùn)行工況調(diào)整:根據(jù)要求改變循環(huán)水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)或改變循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速,調(diào)整循環(huán)流量,以適應(yīng)供暖負(fù)荷的變化,節(jié)省運(yùn)行電費(fèi)。
圖5-2為由2臺(tái)熱水鍋爐、4臺(tái)循環(huán)水泵構(gòu)成的鍋爐房水系統(tǒng)示意圖。圖中還給出建議的測(cè)量元件和控制元件。
2臺(tái)鍋爐的熱水出口均安裝測(cè)溫點(diǎn),從而可了解鍋爐出力狀況。為了了解每臺(tái)鍋爐的流量,最好在每臺(tái)鍋爐入口或出口安裝流量計(jì),一般可采用渦街式流量計(jì)。渦街式流量計(jì)投資較高,可以按照?qǐng)D5-2那樣在鍋爐入口調(diào)節(jié)閥后面安裝壓力傳感器,根據(jù)測(cè)出的壓力p3,p4與鍋爐出口壓力p1之壓差,也可以間接得到2臺(tái)鍋爐間的流量比例。2臺(tái)鍋爐入口分別安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)整流量,可以使在2臺(tái)鍋爐都運(yùn)行時(shí),流量分配基本一致,而當(dāng)?shù)拓?fù)荷工況下1臺(tái)鍋爐停止或封火,循環(huán)水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)也減少時(shí),自動(dòng)調(diào)節(jié)流量分配,使運(yùn)行的鍋爐通過(guò)總流量的90%以上,封火的鍋爐僅通過(guò)總流量的5%~10%,僅維持其不至于過(guò)熱。
圖5-2鍋爐房水系統(tǒng)原理及其測(cè)控點(diǎn)
溫度傳感器t3,t4,t5和流量傳感器F1一起構(gòu)成對(duì)熱量的計(jì)量。用戶(hù)側(cè)供暖熱量為,GF1cp(t3-t4),其中GF1為用流量F1測(cè)出的流量。鍋爐提供的熱量則為GF1cp(t3-t5),二者之差是用于加熱補(bǔ)水所需要的熱量。長(zhǎng)期記錄此熱量并經(jīng)常對(duì)其作統(tǒng)計(jì)分析,與煤耗量比較,既可檢查鍋爐效率的變化,及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍋爐可能出現(xiàn)的問(wèn)題,與外溫變化情況相比較,則又可以了解管網(wǎng)系統(tǒng)的變化及供熱系統(tǒng)的變化,從而為科學(xué)地管理供暖系統(tǒng)的運(yùn)行提供依據(jù)。
泵1~4為主循環(huán)泵。壓力傳感器p1,p2則觀測(cè)網(wǎng)路的供回水壓力。安裝4臺(tái)泵時(shí)的一般視負(fù)荷變化情況同時(shí)運(yùn)行2臺(tái)或3臺(tái)水泵,留1臺(tái)或2臺(tái)備用。用DCU控制和管理這些循環(huán)水泵時(shí),如前幾講所述,不僅要能夠控制各臺(tái)泵的啟停,同時(shí)還應(yīng)通過(guò)測(cè)量主接觸器的輔助觸點(diǎn)狀態(tài)測(cè)出每臺(tái)泵的開(kāi)停狀態(tài)。這樣,當(dāng)發(fā)現(xiàn)某臺(tái)泵由于故障而突然停止運(yùn)行時(shí),DCU即可立即啟動(dòng)備用泵,避免出現(xiàn)因循環(huán)泵故障而使鍋爐中循環(huán)水停止流動(dòng)的事故。流量傳感器F1也是觀察循環(huán)水是否正常的重要手段。當(dāng)外網(wǎng)由于某種原因關(guān)閉,盡管循環(huán)水泵運(yùn)行,但流量可以為零或非常小,此時(shí)也應(yīng)立即報(bào)警,通過(guò)計(jì)算機(jī)使鍋爐自動(dòng)停止,同時(shí)由運(yùn)行值班人員立即手動(dòng)開(kāi)啟鍋爐的旁通閥V4,恢復(fù)鍋爐內(nèi)的水循環(huán)。
泵5,6與壓力測(cè)量裝置p2,流量測(cè)量裝置F2及旁通閥V3構(gòu)成補(bǔ)水定壓系統(tǒng),當(dāng)p2壓力降低時(shí),開(kāi)啟一臺(tái)補(bǔ)水泵向系統(tǒng)中補(bǔ)水,待p2升至設(shè)定的壓力值時(shí),停止補(bǔ)水。為防止管網(wǎng)系統(tǒng)中壓力波動(dòng)太大,當(dāng)未設(shè)膨脹水箱時(shí),還可設(shè)置旁通閥V3來(lái)維持壓力的穩(wěn)定。長(zhǎng)期使一臺(tái)補(bǔ)水泵運(yùn)行,通過(guò)調(diào)整閥門(mén)V3來(lái)維持壓力p2不變。補(bǔ)水泵5,6也是互為備用,因此DCU要測(cè)出每臺(tái)泵的實(shí)際啟停狀態(tài),當(dāng)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行的泵突然停止或需要啟動(dòng)的泵不能啟動(dòng)時(shí),立即啟動(dòng)另一臺(tái)泵,防止系統(tǒng)因缺水而放空。流量計(jì)F2用來(lái)計(jì)算累計(jì)的補(bǔ)水量,它可以是渦街流量計(jì),也可以采用通常的冷水水表,或有電信號(hào)輸出的水表。
5.1.3鍋爐房的中央管理機(jī)
如圖5-1所示,可采用一臺(tái)中央管理計(jì)算機(jī)與各臺(tái)DCU連接,協(xié)調(diào)整個(gè)鍋爐房及熱網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與管理。中央機(jī)主要工作任務(wù)為:
·通過(guò)圖形方式顯示燃燒系統(tǒng)、水系統(tǒng)及外網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),記錄和顯示這些參數(shù)的長(zhǎng)期變化過(guò)程,統(tǒng)計(jì)分析耗熱量、補(bǔ)水量、外溫及供回水溫度的變化。
·根據(jù)外溫變化情況,預(yù)測(cè)負(fù)荷的變化,從而確定供熱參數(shù),即循環(huán)水量及泵的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)、供水溫度、鍋爐運(yùn)行臺(tái)數(shù)。將這些決定通知相應(yīng)的DCU產(chǎn)生相應(yīng)原操作或修改相應(yīng)的設(shè)定值。負(fù)荷的預(yù)測(cè)可以根據(jù)測(cè)出的以往24h的平均外溫w來(lái)確定:
(5-1)
式中為Q0設(shè)計(jì)負(fù)荷,t0為設(shè)計(jì)狀態(tài)下的室外溫度,Q為預(yù)測(cè)出的負(fù)荷??紤]到建筑物和管網(wǎng)系統(tǒng)的熱慣性,采用時(shí)間序列的方法來(lái)預(yù)測(cè)實(shí)際需要的負(fù)荷,可能要更準(zhǔn)確些。
式(5-1)中的負(fù)荷盡管每h計(jì)算一次,但由于是取前24h的平均外溫,因此它隨時(shí)間變化很緩慢。每hQ的變化ΔQ僅為:
(5-2)
其中tw,τ-tw,τ-24為兩天間同一時(shí)刻溫度之差,一般不會(huì)超過(guò)5℃,因此ΔQ的變化總是小于Q的1%,所以不會(huì)引起系統(tǒng)的頻繁調(diào)節(jié)。
根據(jù)預(yù)測(cè)的負(fù)荷可以確定鍋爐的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)Nb:Nb≥Q/q0,其中q0為每臺(tái)鍋爐的最大出力。由此還可確定循環(huán)水泵的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)。
要求的總循環(huán)量G=max(Q/(Δt·cp)Cmin),其中Gmin為不產(chǎn)生垂直失調(diào)時(shí)要求的最小系統(tǒng)流量,Δt為設(shè)定的供回水溫差。由于多臺(tái)泵并聯(lián)時(shí),總流量并非與開(kāi)啟臺(tái)數(shù)成正比,因此可預(yù)先在計(jì)算機(jī)中預(yù)置一個(gè)開(kāi)啟臺(tái)數(shù)成正比,因此可預(yù)先在計(jì)算機(jī)中預(yù)置一個(gè)開(kāi)啟臺(tái)數(shù)與流量的關(guān)系對(duì)應(yīng)表,由此可求出要求的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。
·分析判斷系統(tǒng)出現(xiàn)的故障并報(bào)警。鍋爐及鍋爐房可能出現(xiàn)的故障及由計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷的方法為:
--水冷壁管或?qū)α鞴鼙苁鹿蚀藭r(shí)補(bǔ)水量迅速增加,爐膛內(nèi)溫度迅速下降,排煙溫度下降,爐膛內(nèi)溫度迅速下降,排煙溫度下降,爐膛內(nèi)壓力迅速由負(fù)壓變?yōu)檎龎骸?/p>
--水側(cè)升溫汽化事故此時(shí)鍋爐熱水出口溫度迅速提高,接近達(dá)到或超過(guò)出口壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度。
--鍋爐內(nèi)壓力超壓事故測(cè)出水側(cè)壓力突然升高,超過(guò)允許的工作壓力;
--管網(wǎng)漏水嚴(yán)重測(cè)了水側(cè)壓力降低,補(bǔ)水量增大;
--鍋爐內(nèi)水系統(tǒng)循環(huán)不良測(cè)出總循環(huán)水量GF1減少很多,壓差p3-p1或p4-p1加大;
--除污器堵塞測(cè)出總循環(huán)水量GF1減少,當(dāng)閥門(mén)V1、V2全開(kāi)時(shí)壓差p3-p2、p4-p2仍偏小,說(shuō)明壓力傳感器p2的測(cè)點(diǎn)至循環(huán)水泵入口間的除污器的堵塞。
--爐排故障測(cè)出的爐排運(yùn)動(dòng)速度與設(shè)定值有較大差別;
--引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、水泵故障相應(yīng)的主接觸器跳閘,或所測(cè)出的空氣壓差或水循環(huán)流量與風(fēng)機(jī)、水泵的設(shè)計(jì)狀況有較大出入。
利用計(jì)算機(jī)根據(jù)上述規(guī)則及實(shí)測(cè)運(yùn)行參數(shù)不斷進(jìn)行分析判斷,即可及時(shí)發(fā)現(xiàn)上述事故或故障,并立即采取報(bào)警和停爐等相應(yīng)的措施,從而防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大或故障轉(zhuǎn)化為事故,提高運(yùn)行管理的安全性。
5.2蒸汽-水和水-水換熱站的監(jiān)測(cè)與控制
對(duì)于利用大型集中鍋爐房或熱電廠作為熱源,通過(guò)換熱站向小區(qū)供熱的系統(tǒng)來(lái)說(shuō),換熱站的作用就同上一節(jié)的供暖鍋爐房一樣,只是用熱交換器代替了熱水鍋爐。
圖5-3為蒸汽-水換熱站的流程及相應(yīng)的測(cè)控制元件。水側(cè)與圖5-2一樣,控制泵5、6及閥V2根據(jù)p2的壓力值補(bǔ)水和定壓;啟停泵1~4來(lái)調(diào)整循環(huán)水量;由t2,t3及流量測(cè)量裝置F1來(lái)確定實(shí)際的供熱量。與鍋爐房不同的是增加了換熱器、凝水泵的控制以及蒸汽的計(jì)量。
蒸汽計(jì)量可以通過(guò)測(cè)量蒸汽溫度t1、壓力p3和流量F3實(shí)現(xiàn),F(xiàn)3可以選取用渦街流量計(jì)測(cè)量,它測(cè)出的為體積流量,通過(guò)t1和p3由水蒸氣性質(zhì)表可查出相應(yīng)狀態(tài)下水蒸氣的比體積ρ,從而由體積流量換算出質(zhì)量流量。為了能由t和p查出比體積,要求水蒸氣為過(guò)熱蒸汽。為此將減壓調(diào)節(jié)閥移至測(cè)量元件的前面,如圖5-3中所示,這樣即使輸送來(lái)的蒸汽為飽和蒸汽,經(jīng)調(diào)節(jié)閥等焓減壓后,也可成為過(guò)熱蒸汽。
實(shí)際上還可以通過(guò)測(cè)量凝水量來(lái)確定蒸汽流量。如果凝水箱中兩個(gè)液位傳感器L1、L2靈敏度較高,則可在L2輸出無(wú)水信號(hào)后,停止凝水排水泵,當(dāng)L2再次輸出有水信號(hào)時(shí),計(jì)算機(jī)開(kāi)始計(jì)時(shí),直到L1發(fā)出有水信號(hào)時(shí),計(jì)時(shí)停止,同時(shí)啟動(dòng)凝水泵開(kāi)始排水。從L2輸出有水信號(hào)至L1開(kāi)始輸出有水信號(hào)間的流量可以用重量法準(zhǔn)確標(biāo)定出,從而即可通過(guò)DCU對(duì)這兩個(gè)水位計(jì)的輸出信號(hào)得到一段時(shí)間內(nèi)的蒸汽平均質(zhì)量流量,代替流量計(jì)F3,并獲得更精確的測(cè)量。當(dāng)然此處要求液位傳感器L1、L2具有較高靈敏度。一般如浮球式等機(jī)械式液位傳感器誤差較大,而應(yīng)采取如電容式等非直接接觸的電子類(lèi)液位傳感器。
加熱量由蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)閥V1控制。此時(shí)V1實(shí)際上是控制進(jìn)入換熱器的蒸汽壓力,從而決定了冷凝溫度,也就確定了傳熱量。為改善換熱器的調(diào)節(jié)特性,可以根據(jù)要求的加熱量或出口水溫確定進(jìn)入加熱器的蒸汽壓力的設(shè)定值。調(diào)整閥門(mén)V1使出口蒸汽壓力p3達(dá)到這一設(shè)定值。與直接根據(jù)出口水溫調(diào)整閥門(mén)的方式相比,這種串級(jí)調(diào)節(jié)的方式可獲得更好的調(diào)節(jié)效果。
供水溫度t3的設(shè)定值,循環(huán)泵的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)或要求的循環(huán)水量的確定,可以同上一節(jié)一樣,根據(jù)前24h的外溫平均值查算供熱曲線得到要求的供熱量,并算出要求的循環(huán)水量。供水溫度的設(shè)定值t3,set可由調(diào)整后測(cè)出的循環(huán)水量G、要求的熱量Q及實(shí)測(cè)回水溫度t2確定:
t3,set=t2+Q/(cp·G)
隨著供水溫度t3的改變,t2也會(huì)緩慢變化,從而使要求的供水溫度同時(shí)相應(yīng)地改變,以保證供出的熱量與要求的熱量設(shè)定值一致。
對(duì)于一次網(wǎng)為熱水的水-水換熱站,原則上可以按照完全相同的方式進(jìn)行,如圖5-4。取消二次供水側(cè)的流量計(jì)F1,僅測(cè)量高溫?zé)崴畟?cè)的流量F3,再通過(guò)即可和到二次側(cè)的循環(huán)水量,一般高溫水溫差大,流量小,因此將流量計(jì)裝在高溫側(cè)可降低成本。測(cè)量高溫水側(cè)供回水壓力p3、p4可了解高溫側(cè)水網(wǎng)的壓力分布狀況,以指導(dǎo)高溫側(cè)水網(wǎng)的調(diào)節(jié)。
調(diào)整電動(dòng)閥門(mén)V1改變高溫水進(jìn)入換熱器的流量,即可改變換熱量??梢园凑涨笆龇椒ù_定二次側(cè)供水溫設(shè)定值,由V1按此設(shè)定值進(jìn)行調(diào)節(jié)。在實(shí)際工程中,高溫水網(wǎng)側(cè)的主要問(wèn)題是水力失調(diào),由于各支路通過(guò)干管彼此相連,一個(gè)熱力站的調(diào)整往往會(huì)導(dǎo)致鄰近熱力站流量的變化。另外,高溫水側(cè)管網(wǎng)總的循環(huán)水量也很難與各換熱站所要求的流量變化相匹配,于是往往造成外溫降低時(shí)各換熱站都將高溫側(cè)水閥V1開(kāi)大,試圖增大流量,結(jié)果距熱源近的換熱站流量得到滿(mǎn)足,而距熱源遠(yuǎn)的換熱站流量反而減少,造成系統(tǒng)嚴(yán)重的區(qū)域失調(diào)。解決這種問(wèn)題的方法就是采用全網(wǎng)的集中控制,由管理整個(gè)高溫水網(wǎng)的中央控制管理計(jì)算機(jī)統(tǒng)一指定各熱力站調(diào)節(jié)閥V1的閥位或流量,各換熱站的DCU則僅是接收通過(guò)通訊網(wǎng)送來(lái)的關(guān)于調(diào)整閥門(mén)V1的命令,并按此命令進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。高溫水側(cè)面管網(wǎng)的集中控制調(diào)節(jié)。將在一下節(jié)中詳細(xì)介紹。
5.3小區(qū)熱網(wǎng)的監(jiān)測(cè)與調(diào)節(jié)
小區(qū)熱網(wǎng)指供暖鍋爐房或換熱站至各供暖建筑間的管網(wǎng)的監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)。小區(qū)熱網(wǎng)的主要問(wèn)題也是冷熱不均,有些建筑或建筑某部分流量偏大,室內(nèi)過(guò)熱,而另一些建筑或建筑的另一部分卻由于流量不足而偏冷。這樣,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的中心任務(wù)就是掌握小區(qū)各建筑物的實(shí)際供暖狀況,并幫助維護(hù)人員解決冷熱不均問(wèn)題。
測(cè)量各戶(hù)室溫是對(duì)供暖效果最直接的觀測(cè),但實(shí)際系統(tǒng)中尤其是對(duì)住宅來(lái)說(shuō),很難在各房間安裝溫度傳感器。比較現(xiàn)實(shí)的方法就是測(cè)量回水溫度,根據(jù)各支路回水溫度的差別,就可以估計(jì)出各支路所負(fù)責(zé)建筑平均室溫的差別。如果各支路回水溫度調(diào)整到相同值,就意味著各支路所帶散熱器的平均溫度彼此相同,因此可以認(rèn)為室溫也基本相同。一般住宅的回水溫度測(cè)點(diǎn)可選在建筑熱入口中的回水管上。對(duì)于大型建筑,可選在設(shè)備夾層中幾個(gè)主要支路的回水干管上。
要解決冷熱不均問(wèn)題就需要對(duì)系統(tǒng)的流量分配進(jìn)行調(diào)整,在各支路上都安裝由計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥成本會(huì)很高,同時(shí)一旦各支路流量調(diào)節(jié)均勻,在無(wú)局部的特殊變化時(shí),系統(tǒng)應(yīng)保持冷熱均勻的狀態(tài),不需要經(jīng)常調(diào)整。因此可以在各支路上安裝手動(dòng)調(diào)節(jié)閥,通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)和指導(dǎo)與人工手動(dòng)調(diào)節(jié)相配合的方法實(shí)現(xiàn)小區(qū)供暖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和管理。為便于人工手動(dòng)調(diào)節(jié),希望各支路的調(diào)節(jié)閥有較準(zhǔn)確的開(kāi)度指示。目前國(guó)內(nèi)推廣建研院空調(diào)所等幾個(gè)單位研究開(kāi)發(fā)流量調(diào)配閥,有準(zhǔn)確的閥位指示,閥位可鎖定,并提供較準(zhǔn)確的閥位-阻力特性曲線,采用這種閥門(mén)將更易于計(jì)算機(jī)指導(dǎo)下的人工調(diào)節(jié)。
根據(jù)上述討論,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要測(cè)出各支路的回水溫度,并將其統(tǒng)一送到供暖小區(qū)的中央管理計(jì)算機(jī)中進(jìn)行顯示、記錄和分析。測(cè)出這些回水溫度的方法有如下兩種方式:
集中十余個(gè)回水溫度測(cè)點(diǎn)設(shè)置1臺(tái)DCU。此DCU僅需要溫度測(cè)量輸入通道。再通過(guò)專(zhuān)門(mén)鋪設(shè)的局部網(wǎng)或通過(guò)調(diào)制解調(diào)器經(jīng)過(guò)電話(huà)線與小區(qū)的中央管理聯(lián)接。當(dāng)這十幾個(gè)溫度相互距離較遠(yuǎn)時(shí),溫度傳感器至DCU之間的電纜的鋪設(shè)有時(shí)就有較大困難,溫度信號(hào)的長(zhǎng)線傳輸亦會(huì)有一些干擾等影響。這種方式僅在建筑物較集中、每一組聯(lián)至一臺(tái)DCU的測(cè)溫點(diǎn)相距不太遠(yuǎn)時(shí)適用。
采用內(nèi)部裝有單片機(jī)的智能式溫度傳感器,可以連接通訊網(wǎng)通訊或通過(guò)調(diào)制解調(diào)器搭用電話(huà)線連至中央管理計(jì)算機(jī)。這樣,可以在距測(cè)點(diǎn)最近的樓道墻壁上掛上一臺(tái)帶有調(diào)制解調(diào)器的溫度變送器,通過(guò)一根電纜接至回水管上的溫度傳感器,再通過(guò)一根電纜搭接鄰近電話(huà)線。目前這類(lèi)設(shè)備每套價(jià)格可在1000~1500元人民幣之間。如果每1000~3000m2建筑安裝一個(gè)回水溫度測(cè)點(diǎn),則平均每m2供暖建筑投資在0.50~1元間。
小區(qū)的中央管理計(jì)算機(jī)采集到各點(diǎn)的回水溫度后,可在屏幕上通過(guò)圖形方式顯示,使運(yùn)行管理人員對(duì)當(dāng)時(shí)的供熱狀況一目了然。還可根據(jù)各支路間回水溫度的差別計(jì)算各支路閥門(mén)需要的調(diào)整量。對(duì)于一般的帶有閥位指示的調(diào)節(jié)閥,這種分析只能采用某種基于經(jīng)驗(yàn)的規(guī)則判斷法,下面為其一例:
找出溫度最高的10%支路的平均溫度max,溫度最低的10%支路和的平均溫度min,全網(wǎng)平均回水溫度。
若max-min<3℃,不需要再做調(diào)節(jié)。
若max->2℃,將溫度最高的10%支路閥門(mén)都關(guān)小,與相比溫度每高1℃關(guān)小3%5~%;
若max-<-2℃,將溫度最低的10%支路閥門(mén)都開(kāi)大,與相比溫度每高1℃開(kāi)大3%~5%;
根據(jù)上面的分析結(jié)果,計(jì)算機(jī)顯示并打印出需要調(diào)節(jié)的支路及其調(diào)節(jié)量。運(yùn)行管理人員根據(jù)計(jì)算機(jī)的輸出結(jié)果到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。在供暖初期每3天左右進(jìn)行一次這種調(diào)節(jié)。一般經(jīng)過(guò)6~8次即可使一個(gè)小區(qū)基本實(shí)現(xiàn)均勻供熱。
采用流量調(diào)配閥時(shí)可以使調(diào)節(jié)效率更高,效果更好。此時(shí)需要將現(xiàn)場(chǎng)各流量調(diào)配閥的實(shí)際開(kāi)度、流量調(diào)配閥的開(kāi)度-阻力特性性能曲線及小區(qū)管網(wǎng)的連接關(guān)系圖輸入中央管理計(jì)算機(jī),有專(zhuān)門(mén)的算法可以根據(jù)調(diào)整閥門(mén)后回水溫度的變化情況識(shí)別出管網(wǎng)的阻力特性及熱用戶(hù)的熱力特性,從而可較準(zhǔn)確地給出各流量調(diào)本閥需要調(diào)整的開(kāi)度[4],每次調(diào)整后,調(diào)整人員需將實(shí)際上各調(diào)節(jié)閥的調(diào)整程度輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)進(jìn)而計(jì)算了下一次需要的調(diào)整量,像這樣一次高速可間隔2~5d。模擬分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,一般只要進(jìn)行3~4次調(diào)節(jié),即可使各支路的回水溫度調(diào)整到相互間差值都在3℃以?xún)?nèi),實(shí)現(xiàn)較好的均勻供熱[8]。
目前,許多供熱公司和有關(guān)管理部門(mén)開(kāi)始提出裝設(shè)熱量計(jì),以按照實(shí)際供熱量收供暖費(fèi),各種采用單片計(jì)算機(jī)的熱量計(jì)相應(yīng)出臺(tái)。這種熱量計(jì)多是由一臺(tái)轉(zhuǎn)子式流量計(jì)和兩臺(tái)溫度傳感器配一臺(tái)單片計(jì)算機(jī)構(gòu)成。轉(zhuǎn)子式流量計(jì)每流過(guò)一個(gè)單元流量即發(fā)出一個(gè)脈沖,由單片機(jī)測(cè)出此脈沖,得到流量,再乘以當(dāng)時(shí)測(cè)出的供回水溫差,即可行到相應(yīng)的熱量,由單片要對(duì)此熱量值進(jìn)行累計(jì)和其它統(tǒng)計(jì)分析就成為熱量計(jì)。目前的單片機(jī)稍加擴(kuò)充就可以具有通訊功能,通過(guò)調(diào)制解調(diào)器將它與電話(huà)線連接,就能實(shí)現(xiàn)熱量計(jì)與小區(qū)供暖的中央管理機(jī)通訊。這樣,不但各用戶(hù)的用熱量能夠及時(shí)在中央管理機(jī)中反映,各用戶(hù)的回水溫度狀況還能隨時(shí)送到中央管理計(jì)算機(jī)中,從而可以對(duì)網(wǎng)的不平衡發(fā)問(wèn)進(jìn)行分析,給出熱網(wǎng)的調(diào)節(jié)方案。這樣,將熱量計(jì)、通訊網(wǎng)與小區(qū)中央管理計(jì)算機(jī)三者結(jié)合,就可以全面實(shí)施小區(qū)熱網(wǎng)的熱量計(jì)量、統(tǒng)計(jì)與管理、運(yùn)行調(diào)節(jié)分析三部分功能,較好地解決小區(qū)熱網(wǎng)的運(yùn)行、管理與調(diào)節(jié)。
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5.4熱電聯(lián)產(chǎn)的集中供熱網(wǎng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理
熱電聯(lián)產(chǎn)的集中供熱網(wǎng)可以分成兩部分:熱源至各熱力站間的一次網(wǎng),熱力站至各用戶(hù)建筑的二次網(wǎng)。后者的控制調(diào)節(jié)已在前幾節(jié)討論,本節(jié)討論熱源至各熱力站間的一次網(wǎng)的監(jiān)控管理。
一次網(wǎng)有蒸汽網(wǎng)和熱水網(wǎng)兩種形式,對(duì)于蒸汽網(wǎng),各熱力站為前面討論過(guò)的蒸汽-熱水換熱站,一次網(wǎng)的管理主要是各熱力站蒸汽用量的準(zhǔn)確計(jì)量,這在前面也已討論。下面主要研究熱水網(wǎng)的監(jiān)測(cè)控制調(diào)節(jié)。
若忽略熱網(wǎng)本身的慣性,則系統(tǒng)各時(shí)刻和熱力站換熱量之和總是等于熱源供出的總熱量,此外各熱力站一次網(wǎng)循環(huán)水量之和又總是等于熱源循環(huán)泵的流量,不論是冷凝式、抽汽式還是背壓式熱電廠,其輸出到熱網(wǎng)的熱量都不是完全由各熱力站的調(diào)節(jié)決定,而是由熱電廠本身的調(diào)節(jié)來(lái)決定,取決于進(jìn)入蒸汽-水換熱器的蒸汽量。由于熱電廠控制調(diào)節(jié)輸出熱量時(shí)很難準(zhǔn)確了解各熱力站對(duì)熱量的需求,同時(shí)還要兼顧發(fā)電的要求,不能完全根據(jù)各熱力站需要的熱量調(diào)整,于是熱源供出的熱量就很難與各熱力站實(shí)際需求的熱量之和一致,這樣,就導(dǎo)致控制調(diào)節(jié)上的一些矛盾。
為簡(jiǎn)單起見(jiàn),假設(shè)熱電廠向蒸汽-水加熱器送入固定的蒸汽量Q0,如圖5-5,若此熱量大于各熱力站需要的熱量,則各熱力站二次側(cè)調(diào)節(jié)紛紛關(guān)小。以減小流量。由此使總流量相應(yīng)減少,導(dǎo)致供回水溫差加大。如果電廠維持蒸汽量Q0不變則各熱力站調(diào)節(jié)閥的關(guān)小并不能使總熱量減少,而只是根據(jù)網(wǎng)的特性及各熱力站調(diào)節(jié)特性的不同,有的熱力產(chǎn)流量減少的多,使得供熱量有所減少;有的熱力站流量減少的幅度小,則供熱量反而電動(dòng)閥加。同樣,如果Q0小于各熱力站需要的總熱量時(shí),各熱力站的調(diào)節(jié)閥紛紛開(kāi)大,使流量增加,由此導(dǎo)致供回水溫差減小。熱力站1,2可能由于熱量增大的幅度大于水溫降低的幅度,供熱量的需求得以滿(mǎn)足,但由于流量增大,泵的壓力降低,干管壓降又減小,導(dǎo)致3,4的資用壓頭大幅度下降,閥門(mén)開(kāi)大后,流量也增加不多,甚至還要下降,這樣,供熱量反而減少。由此可見(jiàn)在這種情況下各熱力站對(duì)一次側(cè)閥門(mén)的調(diào)節(jié)實(shí)際是對(duì)各熱力站之間的熱量分配比例的調(diào)節(jié),而不是對(duì)熱量的調(diào)節(jié),如果各熱力站都是這樣獨(dú)立地根據(jù)自己小區(qū)的供熱需求進(jìn)行調(diào)節(jié),而熱電廠又不做相應(yīng)的配合,則整個(gè)熱網(wǎng)不可能調(diào)整控制好。實(shí)際上熱電廠也會(huì)進(jìn)行一些相應(yīng)的調(diào)節(jié),例如發(fā)現(xiàn)t供升高時(shí)會(huì)減少蒸汽量,t供降低時(shí)會(huì)增加蒸汽量,但Q0總是不可能時(shí)刻與各熱力站總的需求量一致,上述矛盾是永遠(yuǎn)存在的。
因此,就不宜對(duì)各個(gè)熱力站按照第5.1、5.2節(jié)中的討論的,根據(jù)外溫獨(dú)立調(diào)節(jié)。既然各熱力站一次側(cè)閥門(mén)的調(diào)節(jié)只解決熱量的分配比例,那么對(duì)它們的調(diào)節(jié)亦應(yīng)該根據(jù)對(duì)熱量的分配比例來(lái)調(diào)節(jié)。一種方式是如果認(rèn)為供熱量應(yīng)與供熱面積成正比,則測(cè)出每個(gè)熱力站的瞬時(shí)供熱量,根據(jù)各熱力站的供熱面積,計(jì)算每個(gè)熱力站的單位面積q。對(duì)q偏大的熱力站關(guān)小調(diào)節(jié)閥,對(duì)q偏小的則開(kāi)大調(diào)節(jié)閥,這樣不斷修正,直至各熱力站的q相同為止。再一種方式則是認(rèn)為各散熱器內(nèi)的平均溫度相同,房間的供熱效果就相同。由于散熱器的平均溫度等于二次側(cè)的供回水平均溫度,因此可以各熱力站二次側(cè)供回水平均溫度調(diào)整成一致目標(biāo),統(tǒng)一確定熱力站二次側(cè)供回水平均溫度的設(shè)定值,根據(jù)此設(shè)定值與實(shí)測(cè)供回水平均溫度確定開(kāi)大或關(guān)小一次側(cè)調(diào)節(jié)閥。按照這一思路,對(duì)各熱力站的調(diào)節(jié)以達(dá)到熱量的平均分配為目的,以實(shí)現(xiàn)均勻供熱。熱電廠再根據(jù)外溫變化,統(tǒng)一對(duì)總的供熱量進(jìn)行調(diào)整,以保證供熱效果并且不浪費(fèi)熱量。由于整個(gè)熱網(wǎng)所供應(yīng)的建筑物效果并不浪費(fèi)熱量。由于整個(gè)熱網(wǎng)所供應(yīng)的建筑物均處在同一外溫下,因此,一旦系統(tǒng)調(diào)整均勻,對(duì)各熱和站調(diào)節(jié)閥的調(diào)整很少,熱源的總的供熱以數(shù)隨外溫改變,各熱力站的調(diào)節(jié)閥則不需要隨外溫而變化,只當(dāng)小區(qū)二次系統(tǒng)發(fā)生一些變化時(shí)才需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。
要實(shí)現(xiàn)這種調(diào)節(jié)方式,就必須對(duì)全網(wǎng)各熱力站的調(diào)節(jié)閥實(shí)行集中統(tǒng)一的控制調(diào)節(jié)??梢栽诿總€(gè)熱力站設(shè)一臺(tái)DCU現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī),測(cè)量一、二次側(cè)的水溫、壓力、流量及二次側(cè)循環(huán)泵狀態(tài),并可控制一次側(cè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。通過(guò)通訊網(wǎng)將各熱力站連至中央管理計(jì)算機(jī)。由于熱力站分布范圍很大,通訊距離較過(guò)遠(yuǎn),這時(shí)的通訊可通過(guò)調(diào)制解調(diào)器搭用電話(huà)線,也可以隨著供熱干管同時(shí)埋設(shè)通訊電纜,使用雙絞線按照電流環(huán)方式通訊。中央管理機(jī)不斷采集各熱力站發(fā)送來(lái)的實(shí)測(cè)溫度、壓力、流量,定期計(jì)算熱力站發(fā)送來(lái)的實(shí)測(cè)溫度、壓力、流量,定期計(jì)算熱力站發(fā)送來(lái)的實(shí)測(cè)溫度的設(shè)定值與和各熱力站實(shí)測(cè)值的比較,直接命令各熱力站DCU開(kāi)大/關(guān)小電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。各熱力站二次側(cè)回水溫度的變化是一慣性很大且緩慢的過(guò)程,因此應(yīng)采有0.5~1h以上的時(shí)間步長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié),以防止振蕩。
除對(duì)熱網(wǎng)工況進(jìn)行高速外,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)還應(yīng)為保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行做出貢獻(xiàn)。當(dāng)熱力站采用直連的方式,不使用熱交換器時(shí),最常見(jiàn)的事故就是管道內(nèi)超壓導(dǎo)致散熱器脹裂,DCU可直接監(jiān)視用戶(hù)的供回水管壓力,發(fā)現(xiàn)超壓立即關(guān)閉供水閥,起到保護(hù)作用。無(wú)論直連還是間連網(wǎng),另一類(lèi)嚴(yán)重的事故就是一次網(wǎng)漏水。嚴(yán)重的管道漏水如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并切斷和修復(fù),將嚴(yán)重影響供熱系統(tǒng)和熱電廠的運(yùn)行。根據(jù)各熱力站DCU監(jiān)測(cè)的一次網(wǎng)供回水壓力分布,還可以從其中的突然變化判斷漏水事故及其位置,這對(duì)提高熱網(wǎng)的安全運(yùn)行有十分重要的意義,這類(lèi)系統(tǒng)壓力分析與事故判斷的工作應(yīng)屬于中央管理機(jī)的工作內(nèi)容。
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