实验室自动化设计汇总十篇
时间：2023-08-28 16:55:33
序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇实验室自动化设计范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。
篇（1）
由于集成电路技术和计算机技术的高度发展,设计自动化的观念和EDA工具的使用水平已成为度量工程师能力的一个重要方面。国内各高校都投入了大量的人力物力建立EDA实验室。EDA实验环境的硬件、软件和服务水平在某种程度上已成为衡量该校硬件水平、教学水平和办学水平的一个重要标志。我校在教育部电工电子教学基地的建设过程中,始终对EDA的教学和实验环境的建设给予了足够地重视,专门成立了EDA(实验)中心,旨在负责全校EDA实验教学,EDA项目开发和新技术推广工作。经过近两年的建设,EDA中心已初具规模,为全校的EDA教学提供了良好的实验环境,促进了我校电类现代化课程教育的发展。
1EDA实验环境的建设
EDA(实验)中心的建设起始于1998年初,学校先后投入资金近百万元,第一期工程建立起配备有40台Pentium166MMX微机的多媒体实验室和硬件实验室各一个;1999年进行了第二期工程,又建起了一个包含40台PentiumⅡ400微机和两台专用服务器的网络实验室和一个管理办公室。并进行了软件建设和有关实验项目的开发。到目前为止已建立起的软硬件环境如表1。
在EDA中心的建设中,我们遵循以下原则:
(1)创建一流具有EDA特色的实验环境。EDA的实验环境的好坏在某种程度上直接影响电类学生对现代化技术的掌握,同时EDA的实验环境也是一个窗口,代表了一个学校现代化教学的形象。EDA中心的建设不应等同于一般的计算中心或机房的建设,应该具有EDA特色,那就是要有丰富的EDA软硬件支持,要有得力的指导开发力量。为了建设好一流的EDA实验环境,我们成立了专家指导小组指导环境的建设,并多次派人到EDA教学较好的学校去参观学习。为了体现时代的特点,我们将中心80台机器内部互连,整个内部网络完全按照Internet技术规范设计,能提供全套Internet服务。中心内部网络还通过Linux网关与校园网相连。服务器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安装了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系统。
(2)严把质量关,高质量完成建设。EDA所有软硬件设备的引进都经过认真市场调查研究,并严格的检测,对不合格的产品坚决清除。如曾进一批微机,检测后发现配置与样机不符,立刻退货,重新购置。软件的建设对EDA来说是体现特色的关键性建设,尽管EDA软件投资较大,为保证实验质量,划出专项资金,引进许多最新的正版EDA软件。
(3)加强外联,寻求多方支持。EDA教学的开展需要许多方面的技术支持,为了做好这方面的工作,我们加强了校际之间的技术交流以及与EDA软硬件开发商家的联系,可以从中得到了许多必不可少的帮助,如东南大学赠送给我们不少非常有用的EDA软件和设备,美国Altera公司通过其大学项目赠送给我们专业版和网络版的Max+PlasⅡ软件开发工具等。
(4)鼓励师生开发EDA教学项目。我校EDA教学项目的开发进行得比较早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加强了这方面工作的开展,目前已自行开发并用于教学有ISP和FPGA等实验装置,全定制的A-SIC实验环境也正在紧锣密鼓地准备中。
(5)勤俭节约,变废为宝。EDA的某些硬件实验对微机要求并不高并且有可能对微机产生伤害,为此我们从校计算中心等地方找来约20台淘汰了的386和486微机,建成了硬件机房,很好地解决了这类问题并节约了不少资金。
中国-2EDA实验环境的管理
我校的EDA实验环境主要面向电子工程系和自动控制系学生,行政上挂靠电子工程系。为了便于协调管理,两系分别任命了兼职正副主任负责中心的建设和日常管理。
在EDA(实验)中心的日常管理中我们努力做到:
(1)全心全意为EDA教学服务。EDA(实验)中心建立的主要目的之一就是为全校师生的EDA教学实验提供方便。为了做好服务工作,我们尽力满足师生的要求。如有教师希望通过网络授课,我们引进了Lanstar网络教学系统软件。有教师需要提供语音教学服务,我们购买了无线话筒。有一些国外引进的EDA软件需要用英文操作系统,中心工作人员经过多次试验,使中英文操作系统能够方便地切换。中心的Internet网及打印机等设备也均向师生开发。
(2)开放式的实验环境。中心除正常设备维护日外,保持全日制开放。开放时除了安排一般值班人员外,还经常安排对EDA技术熟悉的教师或研究生进行现场指导,学生可以自由地上机实习。
(3)不断推广EDA新技术。EDA技术的发展速度非常快,我们利用中心与外界联系较多的优势,不断向师生推荐EDA新技术和新方法。如我们曾请经销商来介绍最新版本的PADS、EWB等EDA软件的特点和使用方法,与东南大学EDA实验中心合作举办了两期全国性的EDA研讨班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以来,已为电类专业的学生开设了“电路”、“电子线路”、“数字电路”、“信号与系统”等十多门课程的上百个实验,部分实验还延伸到非电类专业的“电工学”课程中;每年还有几十名本专科生和研究生在这里进行毕业设计和课题上机。总上机时数已达4万机时。
(2)EDA中心的构建,推动了我校多门类课程的教学内容、教学方法的改革。就数字电子课程而言,迫切需要充实现代化的设计思想和设计方法,EDA中心的服务为此创造的必要的条件。由于EDA中心的大量工作,使教师可以在课常上集中精力和时间与学生一起共同体验前人创造知识的途径与方法,而把一些繁琐的计算交给EDA工具,学生通过EDA工具的使用去实践他们在课堂上学到的方法和思路。对电路分析、模拟电子线路、数字系统设计等课也起到了同样的作用。
(3)开放式的管理,方便了学生,激发了学生的学习热情和求知欲。如有一位在给电类提高班讲课的教师发现,原拟定通过Lanstar授课系统对学生讲授EWB的使用方法,结果在现场却发现,不少学生已初步学会了EWB的使用,其原因是他们已主动地到EDA中心,通过自学,进入了EDA环境。这是一个学生主动学习的例子。通过这样的学习客观上提高了学生的自学能力,反映了他们高度的学习热情和求知欲,这也为他们将来自行掌握更现代化、更复杂的EDA工具打下了基础。
(4)EDA中心成为学生第二课堂的场地,培养学生从事科学研究的能力。如数字系统设计的老师利用EDA中心进行电子设计竞赛,取得很好的效果,受到了学生的欢迎。
篇（2）
由于集成电路技术和计算机技术的高度发展，设计自动化的观念和EDA工具的使用水平已成为度量工程师能力的一个重要方面。国内各高校都投入了大量的人力物力建立EDA实验室。EDA实验环境的硬件、软件和服务水平在某种程度上已成为衡量该校硬件水平、教学水平和办学水平的一个重要标志。我校在教育部电工电子教学基地的建设过程中，始终对EDA的教学和实验环境的建设给予了足够地重视，专门成立了EDA(实验)中心，旨在负责全校EDA实验教学，EDA项目开发和新技术推广工作。经过近两年的建设，EDA中心已初具规模，为全校的EDA教学提供了良好的实验环境，促进了我校电类现代化课程教育的发展。
1 EDA实验环境的建设
EDA(实验)中心的建设起始于1998年初，学校先后投入资金近百万元，第一期工程建立起配备有40台Pentium 166MMX微机的多媒体实验室和硬件实验室各一个;1999年进行了第二期工程，又建起了一个包含40台PentiumⅡ400微机和两台专用服务器的网络实验室和一个管理办公室。并进行了软件建设和有关实验项目的开发。到目前为止已建立起的软硬件环境如表1。
在EDA中心的建设中，我们遵循以下原则:
(1)创建一流具有EDA特色的实验环境。EDA的实验环境的好坏在某种程度上直接影响电类学生对现代化技术的掌握，同时EDA的实验环境也是一个窗口，代表了一个学校现代化教学的形象。EDA中心的建设不应等同于一般的计算中心或机房的建设，应该具有EDA特色，那就是要有丰富的EDA软硬件支持，要有得力的指导开发力量。为了建设好一流的EDA实验环境，我们成立了专家指导小组指导环境的建设，并多次派人到EDA教学较好的学校去参观学习。为了体现时代的特点，我们将中心80台机器内部互连，整个内部网络完全按照Internet技术规范设计，能提供全套Internet服务。中心内部网络还通过Linux网关与校园网相连。服务器采用Windows NT4.0、Linux 5.0、Net-ware 3.12，工作站安装了DOS 6.22、Win-dows 98(中、英文)、Windows NT、Linux等操作系统。
(2)严把质量关，高质量完成建设。EDA所有软硬件设备的引进都经过认真市场调查研究，并严格的检测，对不合格的产品坚决清除。如曾进一批微机，检测后发现配置与样机不符，立刻退货，重新购置。软件的建设对EDA来说是体现特色的关键性建设，尽管EDA软件投资较大，为保证实验质量，划出专项资金，引进许多最新的正版EDA软件。
(3)加强外联，寻求多方支持。EDA教学的开展需要许多方面的技术支持，为了做好这方面的工作，我们加强了校际之间的技术交流以及与EDA软硬件开发商家的联系，可以从中得到了许多必不可少的帮助，如东南大学赠送给我们不少非常有用的EDA软件和设备，美国Altera公司通过其大学项目赠送给我们专业版和网络版的Max+PlasⅡ软件开发工具等。
(4)鼓励师生开发EDA教学项目。我校EDA教学项目的开发进行得比较早，并已取得了不少成就，EDA中心成立后更加强了这方面工作的开展，目前已自行开发并用于教学有ISP和FPGA等实验装置，全定制的A-SIC实验环境也正在紧锣密鼓地准备中。
(5)勤俭节约，变废为宝。EDA的某些硬件实验对微机要求并不高并且有可能对微机产生伤害，为此我们从校计算中心等地方找来约20台淘汰了的386和486微机，建成了硬件机房，很好地解决了这类问题并节约了不少资金。
2 EDA实验环境的管理
我校的EDA实验环境主要面向电子工程系和自动控制系学生，行政上挂靠电子工程系。为了便于协调管理，两系分别任命了兼职正副主任负责中心的建设和日常管理。
在EDA(实验)中心的日常管理中我们努力做到:
(1)全心全意为EDA教学服务。EDA(实验)中心建立的主要目的之一就是为全校师生的EDA教学实验提供方便。为了做好服务工作，我们尽力满足师生的要求。如有教师希望通过网络授课，我们引进了Lanstar网络教学系统软件。有教师需要提供语音教学服务，我们购买了无线话筒。有一些国外引进的EDA软件需要用英文操作系统，中心工作人员经过多次试验，使中英文操作系统能够方便地切换。中心的Internet网及打印机等设备也均向师生开发。
(2)开放式的实验环境。中心除正常设备维护日外，保持全日制开放。开放时除了安排一般值班人员外，还经常安排对EDA技术熟悉的教师或研究生进行现场指导，学生可以自由地上机实习。
(3)不断推广EDA新技术。EDA技术的发展速度非常快，我们利用中心与外界联系较多的优势，不断向师生推荐EDA新技术和新方法。如我们曾请经销商来介绍最新版本的PADS、EWB等EDA软件的特点和使用方法，与东南大学EDA实验中心合作举办了两期全国性的EDA研讨班。
3 效果分析
(1) EDA中心自投入使用以来，已为电类专业的学生开设了“电路”、“电子线路”、“数字电路”、“信号与系统”等十多门课程的上百个实验，部分实验还延伸到非电类专业的“电工学”课程中;每年还有几十名本专科生和研究生在这里进行毕业设计和课题上机。总上机时数已达4万机时。
(2) EDA中心的构建，推动了我校多门类课程的教学内容、教学方法的改革。就数字电子课程而言，迫切需要充实现代化的设计思想和设计方法，EDA中心的服务为此创造的必要的条件。由于EDA中心的大量工作，使教师可以在课常上集中精力和时间与学生一起共同体验前人创造知识的途径与方法，而把一些繁琐的计算交给EDA工具，学生通过EDA工具的使用去实践他们在课堂上学到的方法和思路。对电路分析、模拟电子线路、数字系统设计等课也起到了同样的作用。
(3)开放式的管理，方便了学生，激发了学生的学习热情和求知欲。如有一位在给电类提高班讲课的教师发现，原拟定通过Lanstar授课系统对学生讲授EWB的使用方法，结果在现场却发现，不少学生已初步学会了EWB的使用，其原因是他们已主动地到EDA中心，通过自学，进入了EDA环境。这是一个学生主动学习的例子。通过这样的学习客观上提高了学生的自学能力，反映了他们高度的学习热情和求知欲，这也为他们将来自行掌握更现代化、更复杂的EDA工具打下了基础。
(4) EDA中心成为学生第二课堂的场地，培养学生从事科学研究的能力。如数字系统设计的老师利用EDA中心进行电子设计竞赛，取得很好的效果，受到了学生的欢迎。
篇（3）
2自动化测试系统的设计
通过对低速无线传感器网络协议的深入研究，分析软件测试、通信协议测试和自动测试等相关理论知识，本文提出将通信协议测试和自动测试相结合的方法，实现对测试过程自动执行和测试结果的自动分析，是本系统的创新点。如图2所示，虚线框内测试步骤可以实现测试的自动执行，其中可视化用例设计器、测试用例生成器完成测试用例的自动生成工作，测试用例的自动生成是测试自动执行的关键部分。测试结果分析器则对测试结果进行自动分析。测试用例的设计和生成是协议测试的关键和难点，如何生成最能发现被测协议存在问题的测试用例，如何用最少的测试用例实现足够大的覆盖率，是协议一致性测试的目标和难点。本文提出利用测试用例的自动生成来解决这一问题。测试用例自动生成主要依靠测试用例自动生成器是来完成，是实现测试自动执行的核心。其体系结构如图3所示，其中用例设计描述是文本文件，描述测试用例的特性，选择的算法不同，描述方式也会有所不同。如采用“基于形式规格说明的方法”用Z，VDM，OBJ，LARCH等语言描述，采用“组合覆盖方法”则用XML脚本描述，因为XML脚本的可扩展性比较强，所以在目前的自动化测试系统中得到较多的使用。算法适配器为算法提供接口，向上提供算法支持服务给描述解析器，向下兼容多种算法，兼容多种算法能增强体系结构的扩展性和适用范围。描述解析器在算法适配器基础上分析用例设计描述，将用例描述转换成用例生成器可识别的内部描述形式，并传递给用例生成器。用例生成器获得来自描述解析器的内部描述，根据描述自动生成可执行测试用例。可执行的测试用例支持多种形式存储，如内存存储、文本存储、数据库存储等，具体的存储格式随着测试执行的需求变化。
3一致性自动化测试系统的实现
为了验证体系结构的适用性和有效性，搭建了基于MicrosoftVS2010、SQLServe2005、“分类树方法”、GDI+(GraphicsDeviceInterface)来实现无线传感器网络协议一致性测试的自动化系统。其中GDI+完成系统中的可视化用例设计器工作，它是一个语法可控制的、可视化、图形化的编辑器，帮助我们更加有效地使用分类树方法进行测试用例的设计。分类树方法是黑盒测试中的一种部分测试方法，是一种有效的功能测试方法。分类树方法的基本思想是：首先逐层划分测试对象的输入域，然后将划分的独立的类结合为无冗余的测试用例，这些测试用例覆盖了整个输入数据域。算法适配器、描述解析器、用例生成器、分类树方法均使用MicrosoftVS2010实现。SQLServer2005降低了管理数据基础设施和发送观察和信息给所有用户的成本，并具有可信任，高效，智能的特点。因此本文将测试系统及被测试网络信息存储在SQLServer2005数据库中，用来在自动执行测试用例时调用并存放测试结果信息。自动化测试系统在实际应用时，首先用GDI+构建测试用例设计，也就是生成XML语言描述的用例说明，然后描述解析器解析该用例说明并生成测试用例模板（系统内部格式），由用例生成器生成可执行的测试用例，调用SQLServer2005中存放的测试网络信息和测试配置信息执行测试用例并生成测试报告。本系统中人工只参与第一步，即用GDI+技术构建测试用例设计，其余部分均自动完成，提高了测试工作的效率和客观性。该实现已应用于国家科技重大专项“信息汇聚传感器网络综合测试与验证评估环境”中，限于篇幅测试过程不再赘述，经过测试发现了一些隐藏的无线传感器网络协议一致性测试问题，提高了一致性测试有效性和客观性，也证明了本文所提出的一致性测试自动化方法的有效性和实用性。
篇（4）
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（c）-0131-01
据了解，国内许多高等院校甚至知名大学的学生，在毕业后不能尽快进入工作角色，不能胜任本职工作的现象屡见不鲜，究其原因主要是学生的实验课程学习是被动的，循规蹈矩的，学生专业素质、创新精神、实践能力、竞争意识等综合素质没有得到全方位提高。尽管国内许多院校采取了一些改革措施，如改革实验课程体系、实验内容、实验方法和实验手段，但这些都只是对原有实践教学模式枝节的修补，仍停留在纸上谈兵，很少有从统筹综合应用型人才培养的全过程着眼，为综合应用型人才培养提供必要的实训平台、开发出技术先进的反映学科发展前沿的实验项目。因此，本文首先结合长春理工工大学自动化专业07版培养方案对实验教学内容进行了整合，明确了实验教学改革及实验项目开发的主要目标，旨在结合实验室的实验平台和教师的科研项目开发自动化专业综合性、设计性及创新性实验项目，引导学生尽早参加科学研究基本训练，加强学生对教学内容的理解和掌握，提高学生的专业素养，而各个模块功能相结合完成的一系列的创新实验又能培养学生的科研能力和创新能力，实现科研资源与人才培养的有机结合，突破验证性实验为主的实验教学模式，实现实验教学体系和课程教学体系的紧密结合。
1 实验项目开发的主要方法
1.1 调查研究
收集并研究国内外著名大学在学生创新实践、综合应用能力培养方面的成功经验以及综合实验内容、实验方法、实验手段方面的资料。对我校历届电子大赛获奖参赛作品进行总结，找出可用于开发实验项目的素材。对我校科研成果进行调研，总结可用于开发实验项目的例子，设计开发综合性、创新性实验。
1.2 科研实践
设计完成自动化专业综合性设计性及创新性综合实验平台，以科研项目作支撑，开发、设计、创新实验项目，编写实验指导书。
1.3 文献资料法
借助网上数据库CNKI、万方数据库、维普数据库等，通过大量的文献了解各大高校自动化专业最新实验教学内容发展动态。
1.4 案例分析
基于综合实验平台组织、针对长春理工大学自动化专业09级、10级、11级开展各项实践活动，例如：工业自动化挑战赛，毕业设计、本科及研究生科技创新实践，收集反馈信息，不断完善综合设计性创新性实验内容、实验方法和实验手段，形成课题研究报告。
2 实验项目的开发步骤及内容
（1）搭建模块化自动化专业综合性设计性及创新性实验平台，为综合性设计性及创新性实验的开发提供硬件保障。实验平台主要包括单片机系统（MCU）、PLC系统、变频器、数字信号处理器（DSP）、计算机总线、传感器、仪器仪表等设备。通过该综合实验装置，可实现MCU，DSP，PLC对外接被控对象的复杂控制算法，例如模糊控制，PID控制等，并可通过对外部传感器进行数据的采集，实现相应的数字信号处理算法，也可以通过通讯协议的应用来进行三者之间的数据传输以及它们与上位机之间的通信，通过上位机软件的开发来掌握Matlab，Labview和VC++等软件的基本操作，不仅涵盖电工电子技术、信号与系统、数字信号处理、自动控制原理等专业基础知识，而且涵盖微机原理与接口技术、DSP应用技术、计算机控制技术、电气拖动技术、专业综合实验等专业知识。
（2）注重科研成果向实验教学转化，结合课题组教师科研成果开发出综合性设计性实验项目，使自动化专业实验教学内容反映学科发展前沿。对学生综合能力和科研素质的培养，应注重选择与现代技术有关的综合性、设计性及创新性实验，更应开发与当前科研相关的研究创新性实验，本项目结合课题组教师的科研项目，通过自动化、计算机应用和通信等学科的交叉综合，开发了充分反映当前自动化领域先进的控制技术和控制方法的综合性、设计性及创新性实验，通过科研成果充实实验教学的内容，提高了自动化专业学生的科技创新能力。
（3）构建了“赛课结合，相互促进”的实验教学模式。改革综合性设计性及创新性实验的实验教学模式，将可编程控制器实验课程和教育部西门子杯工业自动化挑战竞赛及大学生创新实验计划项目紧密结合起来，鼓励学生参加各类创新活动，充分调动了学生的积极性、激发了学生的学习兴趣，提高了学生的科技创新能力。在可编程控制器课程的实验教学及实践教学过程中采用 “赛课结合，相互促进”的实践教学模式。自2012年起，长春理工大学自动化系开始举办长春理工大学工业自动化挑战赛，培养学生的PLC编程及应用能力，自动化专业自09级起，结合本课题开发的实验平台，重新整合了可编程控制器的实验及实践教学内容，使教学内容反映学科发展前沿，紧密结合西门子杯工业自动化挑战竞赛。
3 实验项目应用反馈
自2012年起，长春理工大学自动化系开始举办长春理工大学工业自动化挑战赛，作为教育部西门子杯工业自动化挑战竞赛的校内选拔赛。为了使学生在校内竞赛及全国竞赛中取得优异成绩，培养学生的科技创新能力，结合本课题开发的实验平台，重新整合了可编程控制器、自动控制原理、计算机控制系统等5门课程的实验项目，并在自动化专业进行了应用，学生及教师在实践过程中有如下反馈意见：（1）部分教师反映实验内容整合后提高了这几门课程的综合性设计性实验比例，激发了学生的学习兴趣，允许学生自主选择题目，带着任务学习，在学习中逐步完成任务，教师在整个学习过程中予以指导，使学生的设计和开发成果在竞赛中能够得到更高层次的展示，将创新能力、综合设计能力和工程实践能力的培养贯穿于实验教学的全过程。（2）增加了PLC的实验学时，更新了实验内容，实验内容紧密结合西门子杯工业自动化挑战竞赛，有利于学生在比赛中获得好成绩。
4 结论
该文介绍了自动化专业综合性设计性实验的开发及实践，课题实施中采用了“赛课结合，以赛促学”的实验教学方法，在实验教学过程中注重理论教学与实验教学相结合，实验内容与工程背景和科研项目相结合；课内实验与课外科技竞赛和创新活动相结合，取得了良好的教学效果，提高了学生的动都能力。
参考文献
篇（5）
实践教学是理论教学的延伸、深化与检验，也是提升当代学生创新能力和实际应用能力的有效手段。在教育教学改革的背景下，如何对机械设计制造及其自动化专业实践教学环节进行改革，已经成为很多学校面临的重要问题。因此，加大实践教学改革力度，为培养更多的机械类创新人才具有重要意义。
一、更新教育教学理念
实践教学是培养工科人才方案中不可或缺的一部分，为了解决目前一些学校培养人才方面所面临的问题，就要结合学校的实际情况，不断更新教育教学理念。新的时代要求机械设计制造及其自动化专业必须建立理论与实践相结合的教育教学理念：理论与实践相结合，并且进行相互间的促进和融合，利用理论教学来引导实践教学，利用实践教学来促进理论教学，做好之间的互动，使二者能够达到统一；技术创新与实践相结合，培养学生的创新能力和实践能力；专业与地方机械设计制造及其自动化产业相结合，主要是通过与他们建立合作关系，为学生的就业创造机会。因此，必须更新教育教学理念，结合学校发展实际情况和学生学习能力，制定科学的人才培养计划方案，加大实践教学环节改革的力度，以开拓学生的学习视野。
二、加强实践教学改革，强化实践环节中的基础性训练
实践教学是对机械设计制造及其自动化专业教学的延伸和补充，对实践教学环节进行改革，有利于培养学生的大工程观，对学生工程素质的和实践能力的提升都有重要的作用。
1.对实践教学的内容进行改革。在以往比较传统的教学模式中，实践教学主要是以教师对教学实践环节的演示和验证为主，学生处于被动的学习状态。随着实践教学的改革，要求对实践课程进行综合设计，所设计的内容必须符合课堂教学实践要求，以加深学生对理论知识的学习和理解，教师所设计的教学内容必须与工程实践相互结合，同时专业学生必须在掌握基础课的同时，提高实践动手能力和创新能力。
2.建立专业的教学实验室，探索专业实践教学模式。建立专业的教学实验室，探索专业实践教学模式，可以为学生的实践活动创造条件。通过实践教学，充分发挥学生学习的积极性，提高学生分析和解决问题的能力。
3.给学生创造实践训练平台。根据学生所学专业的特点对实验室的资源进行整合，给学生建立一个既能学习，又能参与实践训练的平台，例如，建立机械设计制造及其自动化专业实践平台等等。通过建立实践平台，培养学生自主学习、自主创新的综合能力，为学生日后的就业创造有利条件。
三、拓宽实践训练渠道
1.与校外实习单位建立合作关系。学生进行日常实践实习或者进行毕业实习，是机械设计制造及其自动化专业实践环节的关键，学校应该在校外就近选择几家实习训练单位，要求单位生产实践与学生所学专业能相互吻合，并且具有完善的生产设备。同时在营销方面，能够树立科学的营销理念，这样才能让学生通过在各个实习层次中得到真正的锻炼，进而逐渐了解机械工作生产的类型和特点，熟悉企业经营管理方法和熟悉各种零部件的加工方法。与校外实习单位建立合作关系，有利于开拓学生实践训练渠道，对学生各方面的能力的培养起着重要作用。目前，我校机械设计制造及其自动化专业已经与就近的一些企业建立了比较稳定的校外实习实训基地，并且在为长期的合作进行努力规划中。
2.就业培训实践。在近几年来，由于大学生的就业形势比较严峻，为了使毕业学生能够很快的找到对口工作，为此，我们在学生毕业前的最后一个学期里，主要是大力开展学生的就业培训实践。其中，培训分三个步骤：一是让学生通过比赛的形式提高机械制造水平，二是对基础知识进行强化训练，让学生能够掌握扎实的专业知识，三是提高学生的实践能力，鼓励学生在机械设计制造方面能够拥有自己的创新思维。
四、增加机械设计环节，提高学生的设计能力
对课堂内容进行设计是为了让学生能够运用所学的知识来解决实际问题。在机械设计制造及其自动化专业实践课程设计过程中，如果所设计的题目太少，这样就不利于学生动脑思考，很容易出现照搬照抄别人设计的现象。因此，教师在题目的选择上面一定要符合本专业特点，尽量做到每个学生所设计出来的内容都不相同，这样才能逐渐培养学生的独立思考能力和设计能力。
五、建立课外实践训练管理体系
课外实践训练是机械设计制造及其自动化专业实践教学环节改革中的一个重要环节。学校必须以培养学生的实践能力为出发点，为学生参加课外实践训练活动创造条件。例如：
1.选择一些学生参与到教师的科研工作中来，让学生能够及早的接触机械设计制造及其自动化实际的工程中。
2.鼓励学生积极参加一些机械设计制造及其自动化实践创新活动，教师引导学生及时查阅相关资料，并且制定可行性方案，利用科学的仪器设备进行实训，在参与的过程中做到学以致用，实现学校的个性化教育，培养学生的创新能力。
3.组织学生参加一些机械设计比赛，通过比赛，提高学生的专业技能。
六、利用计算机和相关软件完善课程设计
针对机械设计制造及其自动化专业培养人才目标，在课程设计阶段安排了实践环节，以提高学生的实践能力。
1.运用计算机技术对专业课程进行设计。当学完课程以后，安排时间进行计算机辅助机械制造技术基础课程设计。要求学生能够将所学的知识综合起来，在计算机辅助下能够正确的对一些比较复杂的零件工艺规程设计问题进行分析。其内容包括掌握零件生产的基本类型，对零件的加工工艺进行分析，利用计算机将零件图形绘制出来，了解毛坯制造的具体方法，利用计算机将毛坯图绘制出来，在计算机相关软件的辅助作用下，制定出零件的机械加工规程，掌握加工零件余量和尺寸等等。这样做，可以有助于加深学生对机械加工工艺流程的理解，同时也提高了实际操作能力。
2.运用CAD软件进行机械设计制造及其自动化实践训练。随着我国科学技术的不断发展和进步，CAD软件技术已经被广泛应用于机械设计制造及其自动化专业实践教学环节改革过程中，例如学生在学习数控技术时，可以运用CAD来进行机械制图，通过作图，事学生能具有一定的图示能力，读图能力。
七、聘请专业的工程师来指导学生的实践
确立人才培养方案，聘请专业的工程师来指导学生的实践，对提高学生的实践能力能够起到积极的效果。由于学校教师队伍人员力量薄弱，教师自身能力并不能满足高素质工程技术人才培养的需要，为此，学校应该聘请专业的工程师来指导学生的实践，具体做法如下：
1.聘请实践经验比较丰富的工程师。
2.由教师和工程师一起对学生实习和实践进行指导。
3.建立一支比较稳定、素质较高、经验丰富的技术指导队伍。
总结：
综上所述，培养创新型、能力型人才是我国一些学校所面临的重要任务之一，实践教学在创新型人才培养方面发挥着重要的作用。在近几年来，通过对机械设计制造及其自动化专业实践教学环节进行改革，逐步构建了科学完善的实践教学体系，为培养机械类人才创造了条件。
参考文献：
篇（6）
中图分类号：G642.41 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.15.025
1 引言
随着电子设计自动化（EDA）技术的不断发展，传统基于固定芯片和固定连线的嵌入式开发设计方法逐渐淘汰，基于可编程逻辑器件的芯片设计与实现方案被广泛采用。各高校信息与通信工程本科专业一般都开设相关选修课[1]，如《FPGA系统及应用》，《可编程逻辑器件设计》，《软件无线电》等。这些课程中都涉及FPGA（现场可编程门阵列）这一核心芯片的设计与实现，为了辅助教学内容，本类课程的讲授一般采取课程教学和实验教学相结合的方式，课程教学和实验教学的学时安排一般是2：1，或者更高达到1：1[2]。该类课程的主要特点就是重实践，因此课程和实验设置需要注重对于学生动手能力的培养[3]。
可编程逻辑器件的实验设计通常以模块化开发为主，指导学生采用EDA设计思想，进行可编程器件的设计编程与仿真验证，实验教学可以辅助课堂教学取得良好的效果[4]。然而，在目前的可编程逻辑器件实验设计中也存在一些问题，同学们经常会遇到仿真分析和实际系统工作不一致的情况，导致实验无法继续，同学也不知如何处理。引起这类问题的原因其实有很多种，包括硬件问题、设计时序问题等等。传统解决这种问题的方法是指导学生将一些关键信号的管脚引出，用示波器进行逻辑分析。但这种分析方法存在两个问题，一方面是所需要观察的信号往往较多，一般的示波器通道数有限，不能够很好分析多路信号的逻辑关系，另一方面是一般的实验开发板也并不能把多个管脚全部引出并设置观测点。随着可编程逻辑器件技术的不断发展，无论是Xillinx公司生产的芯片还是Altera公司生产的芯片，一般都提供在线逻辑分析仪功能，其基本原理是通过消耗一定的硬件资源（一般是RAM资源），来达到实时在线的数据逻辑分析。从而可以有效提高同学们的实验验证效率，并启发指导学生独立进行系统验证、故障排除，有助于学生掌握解决相关专业工程技术问题的技能，培养学生具有良好的创新实践能力和动手能力。
2 在线逻辑分析仪功能分析
在线逻辑分析仪的主要功能是在上板在线测试过程中采集并观察芯片内部信号，以便于进行时序及逻辑正确性验证[5]。主要工作原理是通过在综合后网表里插入用于采集数据的IP核（包括ILA、ICON），然后选择需要观测的信号量、用于触发采样的触发信号、以及采样时钟，然后运行产生一个新的网表文件重新布局布线并生成可在芯片中运行的二进制文件。其功能实现流程如图1所示：
图1 在线逻辑分析仪功能实现流程
在芯片运行过程中，如果满足触发条件，则芯片里面的逻辑分析仪IP核会自动将所需观测的信号量采集并存储在芯片内的RAM中，并将采集结果通过JTAG传输至PC机的监控界面上进行显示，显示方式也可以灵活配置，既可以选择二进制形式按位输出，或者将其中任意信号绑定为一组总线信号，进行波形显示，这个过程就像操作一个真实的逻辑分析仪一样。基于在线逻辑分析仪的开发测试如图2所示：
图2 基于在线逻辑分析仪的开发测试图
如上所述，在线逻辑分析仪可以摒弃传统昂贵的逻辑分析仪在线实时地进行时序调试。通过设置，可以有选择地观察可编程逻辑器件内部的任何信号，并可灵活设置触发条件（如时钟上升沿、下降沿、自定义的触发信号及信号的逻辑组合）、数据宽度和深度等，这些设置与资源的消耗是相关的。
在线逻辑分析仪的引入也带来一些问题，首先，编译时间被延长得很长。每次编译过程中，都会根据你添加的逻辑分析仪工程文件重新生成一次网表，再重新编译整个工程，那么编译时间就不可避免地被延长了。另一方面，由于在线逻辑分析仪本身是需要占用可编程逻辑器件资源的，如需要观察更多的数据宽度和深度，则占用可编程逻辑器件资源较多，同时资源的消耗也会带来时序方面的影响，就像测不准原理一样，测量过程的引入会导致对原系统一定程度的改变，但只要综合考虑待测系统与在线逻辑分析仪的资源消耗以及进行合理的时序设计，这些问题是可以得到很好的控制的。
3 基于在线逻辑分析仪的实验设计
基于在线逻辑分析仪的实验编排既需要具有逻辑系统开发代表性，又需要符合本科生的实际能力和知识背景。
在线逻辑分析仪的选择取决于硬件平台的选择，由于Xilinx的开发环境功能较全，集成了软件开发、前仿真、后仿真以及在线调试工具，在课程实验设计中，我们选择Xilinx公司Viertex5系列的芯片，以及Chipscope作为在线逻辑分析仪。
为了体现在线逻辑分析仪的作用，实验设计中采用了比较教学法。设计对象为数字通信系统中经常出现的毛刺现象。这是在可编程逻辑器件设计中经常出现并困扰设计者的重要问题，这类错误往往较难发现，但却能导致较为严重的逻辑错误，降低整个数字系统的工作可靠性。
在可编程逻辑器件课程中的高级用法介绍时，一般都会介绍毛刺产生的原理。即这是由于信号在可编程逻辑器件的内部走线延迟和组合逻辑的不同步所导致的，在多路信号变化的瞬间，组合逻辑的输出常常产生一些小的尖峰，这是由可编程逻辑器件内部结构特性决定的，因此这类现象通常出现在多路组合逻辑中。
学生在学习这一概念时往往仅有理论认识，缺乏直观的理解。因此，在课程实验设计中分别采用组合逻辑和时序逻辑进行某个加法器的设计实现。并采用毛刺检测电路对毛刺进行捕捉并通过在线逻辑分析仪将各观察点上出现的毛刺检测出来并存储，并将其显示在屏幕上。这样在同一功能模块对应的不同实现方案所产生的在线逻辑分析仪输出结果并不相同，从而证明了时序逻辑可以显著避免组合逻辑中毛刺的产生，其可靠性要优于组合逻辑。
在实验设计中，还可结合采用陷阱教学法，即在模块的设计中故意引入组合逻辑中容易产生毛刺的错误写法，让学生采用在线逻辑分析仪自己发现错误，体会该类错误发生的原因，并进行相应纠正。从而使同学更深刻理解硬件描述语言的综合结果及在线逻辑分析仪调试的方法和作用，同时通过这种方法可以培养他们注意细节的良好习惯。
由于在线逻辑分析仪可以进行灵活的触发条件配置、采样时钟选择。因此，在基于在线逻辑分析仪的实验设计中还可结合不同设置条件进行逻辑分析仪验证。如为了能有效地捕捉数据流，可以设置多种不同的触发方式，如：基本触发、随机触发、延迟触发等。以及采用不同的采样时钟，并将观察结果输出至屏幕显示，分析比较不同设置对于毛刺的影响，加深对于在线逻辑分析仪的使用理解和对于毛刺产生机理的认识。
4 结论
本文研究阐述了信息与通信工程专业EDA课程教学和实验的特点现状，阐述了对于学生理解时序设计的重要性，并分析了在线逻辑分析仪在EDA设计开发中起到的重要作用。在此基础上，将在线可编程逻辑分析仪引入实验教学，结合采用比较教学法和陷阱教学法，提出了基于在线逻辑分析仪的课程实验设计。通过这类实验可以使同学们更深刻地理解硬件描述语言及可编程逻辑器件的时序设计。
参考文献：
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关键词： 电气自动化；控制；煤矿；减员增效
Key words： electrical automation；control；coal mine；downsizing for efficiency
中图分类号：TD76 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）19-0091-03
0 引言
随着煤矿机械化和自动化程度的不断提高，其对安全供电的需求也越来越高，已经成为了保证其正常运行的必要条件。虽然近年来有关部门也意识到了供电系统的重要性，相继采取了很多措施努力提高煤矿井下供电系统的可靠性，比如改进井下配电装备、应用新技术成果等，但依然无法真正的确保煤矿的安全生产，由于人为因素导致的供电事故依然屡禁不止。不仅如此，由于煤矿供电系统尚未实现电气自动化，供电部门不得不每天安排人手负责值班和线路维护，客观上降低了劳动生产率。所以，对于井下供电系统而言，实现电气自动化系统刻不容缓。
电气自动化系统在煤矿供电系统中的应用，恰好解决了矿用供电系统无人值守自动化控制的问题。本文将以当前比较先进的KJ626煤矿供电控制系统为例，对该系统在煤矿自动化供电管理中的应用方法及自动化控制措施进行具体分析，最后结合应用实践验证该系统的实效性。
1 电气自动化控制技术概述
电气自动化控制简称EAC，该技术是科学技术发展的产物，是工业控制现代化的标志性技术之一，其在工业领域中的应用可以使操作人员的劳动强度大幅度降低，并且能够有效消除人为操作失误影响产品质量的问题，有助于生产成本的降低和企业经济效益的提升。虽然EAC技术出现的时间并不是很长，但是随着它在工业领域中的广泛应用，使该技术获得了长足的进步和发展，与一些常规的控制技术相比，EAC技术已经较为成熟和完善，它的特点具体体现在如下几个方面：①过程简单，实时精确。EAC技术在工业企业生产中对各种电气设备进行控制时，一般不需要繁琐的过程，仅需要简单的操作步骤便可以达到精确控制的目标，同时，整个操控能够实时完成。②反应速度快。在工业生产过程中，通过EAC技术能够在非常短的时间内完成对生产全过程的实时控制，同时，该技术还具有远程操控功能，操作人员可以在中央控制室对现场电气设备下达控制指令。③EAC技术能够实现对与现场生产过程有关数据信息的采集，由此可以对电气设备的参数进行调整，进而达到高效控制的目的。
2 电气自动化对于优化煤矿生产管理系统的重要意义
近年来，虽然相关部门相继采取了很多措施努力提高煤矿井下供电系统的可靠性，比如改进井下配电装备、应用新技术成果等，但依然无法真正的确保煤矿的安全生产，由于人为因素导致的供电事故依然屡禁不止。不仅如此，供电部门为了避免安全事故的发生，每天不得不安排人手值班和线路维护，一定程度上降低了劳动生产率。因此，对于井下供电系统而言，实现电气自动化是必要的。
煤炭矿井建设未来的发展方向是集矿井综合信息化和自动化控制系统于一体的“数字化”矿井。就目前的煤矿供电系统而言，目前自动化电气控制装置还不多，大部分是在防爆开关中设置的各类保护功能，比如短路保护、欠压保护、过载保护等，采区内配电设备的联网功能较弱。只有实现遥信、遥测、遥控、遥调四遥功能和各种保护功能，才能真正实现井下变电所无人值守。
针对煤矿供配电系统的特点， KJ626煤矿供电控制系统利用地面电力自动化系统的各种先进技术，比如嵌入式技术、分布式网络技术等，开发了新一代煤矿电力控制系统，不仅实现了对煤矿地面和井下供电系统一体化的实时控制，还实现了矿井电网的自动化和现代化管理，具有广阔的应用前景。
3 KJ626自动化控制系统在矿用供电系统中的应用
3.1 矿用KJ626自动化控制系统的整体架构
该系统是全矿井供电网络实现自动化、智能化的完整方案，其主要包括：采区变电所保护自动化系统、井下中央变电所、地面配电所保护自动系统、地面变电站保护自动化系统、地面集中监控中心、移动变电站保护以及通讯分站等。其系统的拓扑结构如图1所示。
3.2 矿用KJ626自动化控制系统在供电管理中的设计思路
3.2.1 基于模块化电路设计构建分列运行方式
为使所有的生产环节都能够获得足够的电能，KJ626自动化控制系统采用的都是模块化电路设计（如图2所示），这样能够实现分列运行方式供电。
3.2.2 基于IEC1588核心通讯架构实现井上井下变电站、开闭所一体化管理
采用国际先进的IEC1588为核心通讯架构，实现井上井下变电站、开闭所一体化管理，同时就地分散分布式保护控制装置在实现保护、测控功能的同时完成积分电度计量的功能；系统采用特有的GOOSE通信技术能实现各装置式之间的快速数据交换，进而实现故障的快速定位，实现全线路准确快速动作，避免越级跳闸情况的发生，直接提高了供电可靠性；此外，还采用辅助信号源技术，实现了全供电网络内准确的单相接地点定位，从而可以快速准确的切除故障点，避免不必要的停电。
3.2.3 防越级跳闸管理，确保稳定供电
通常情况下地面中心变电站出线速断保护采用无延时设计，如此能够保护系统和设备，因为线路主要采用电缆方式且距离并不长，因此会和下级变电站出线或移动变电站的电流保护的动作区重合，从而失去选择性。系统利用IEC1588的GOOSE技术实现保护测控设备之间的快速信息交换，利用下级变电站保护动作或馈出线保护动作信号快速闭锁本线路保护的速断保护功能，从而实现选择性。
如图3所示，考虑极限情况线路末端短路仅靠电流定值无法满足选择性，所有流过故障电流的保护装置均能启动速断保护，本保护装置速断启动同时向上一级发出闭锁信号，同时检测下一级是否有闭锁信息发出，如果检测到闭锁信息则闭锁速断出口，否则经过一个短延时后跳闸，延时时间一般与GOOSE闭锁信息可靠传输时间进行配合，实际应用中在4级及以下出线延时时间大于50ms即可保证信息传输的可靠性。
如此确定各级线路保护的速断定值时无需考虑选择性，只需考虑灵敏度即可，实际应用中可以采用相近或相似的定值。
由于该本级保护装置具有短延时跳闸功能，一旦通信线路出现异常情况，那么利用该功能能够有效避免事故的扩大。
4 红柳林煤矿自动化供电管理实践
红柳林煤矿是由陕西煤业化工集团有限责任公司控股，神木县国有资产运营公司、榆林市国有资本运营管理有限责任公司参股组建、年核定生产能力1500万吨的大型国有股份制企业。该矿自2009年试生产以来，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，在供电管理中全面引入KJ626自动化控制系统。通过电网自动化控制，减少了供电管理中的人为操作的工作量，同时大大提高了供电系统的稳定性，取得了很好的成效（见表1）。
5 结论
KJ626自动化控制系统在平煤二矿供电系统中的应用，使得供电系统监控人员减少3人，同时供电系统的故障率和维护成本都大幅度降低，充分说明该系统对供电系统的优化改进确有成效。
目前中国煤炭行业的发展水平还比较低，但对所有电气自动化厂商来说这也暗示着其蕴含的潜力也非常大。只要能够做到充分了解煤炭行业的发展和趋势，并切实满足用户的需求，相信每个电气自动化厂商都能够找到自己产品的在这个行业的切入点。
参考文献：
[1]刘富强.多媒体及其关键技术在煤矿监测监控系统中的应用研究[J].内蒙古煤炭经济，2015（12）：65-67.
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建筑电气工程自动化设计及实现是建筑工程现代化的主要标志。随着社会的不断发展，人们对于建筑的需求越来越大，要求也越来越高，因此社会对建筑电气工程自动化设计的广泛应用和水平提高都有了更高的期待。充分利用自动化的优势、挖掘自动化技术的发展潜力，从而开发更大的发展市场是当下的重要任务。
1建筑电气工程自动化系统概述
建筑电气工程自动化系统即自动化系统在建筑电气工程中的应用，主要包括抗干扰设备、设备接地信号处理设备、传输信号屏蔽以及监控设备等多个部分，以上各部分的相互协调能够有效地实现建筑工程的自动化。二十世纪后期，建筑电气工程的主要控制手段是计算机集中控制。相较于自动化控制，传统的计算机集中控制在运行过程中存在着两个缺点:可靠性差，运行速度慢。因此，随着时代的更迭和社会的高速发展，传统控制技术已然不再使用，新的控制模式应运而生。上世纪九十年代，集散式控制模式逐渐出现在大众的视野中，计算机集中控制模式的主导地位逐渐被取代。之后，计算机技术突飞猛进、通信技术高速发展，网络技术以及各种控制技术也取得了较大的进步，这对于集散式控制模式的进一步发展无异于锦上添花。二十一世纪初，集散式控制模式逐渐成熟，发展成为如今的电气工程自动化系统。虽然相关技术的不断发展，电气工程自动化系统也取得了较大的进步，在各个领域被广泛应用，尤其是建筑领域。
2建筑电气自动化的主要作用
建筑电气工程自动化系统的本质就是通过利用单元机组，结合电气控制对抗干扰设备、电源、变压器设备、设备接地信号处理设备、传输信号屏蔽以及监控设备等系统进行控制，通过信息传输使得以上各系统能够相互协调，进而有效地实现建筑工程的自动化。通常意义下，我们认为建筑电气自动化的主要作用是操作电源、变压器设备以及高压器、发电机组等系统的运行;通过各个系统的协作保护励磁变压器以及发变组的正常运营;利用抗干扰设备、设备接地信号处理设备、传输信号屏蔽控制操作建筑工程的监控设备;利用监控设备保证LPS系统以及直流系统的正常运转;通过信息传输操作各个设备的开关等。总而言之，建筑电气工程自动化系统在建筑工程中的作用就相当于人体的大脑，不仅要协调信息的传递，更要对各种信息做出及时的判断和反应，进而保护人体系统或者建筑工程大系统的正常运转。
3建筑电气工程自动化设计存在的问题
随着时代的变化，信息技术也取得了巨大的发展。在建筑电气工程领域，传统的控制技术已然跟不上时展的步伐，因此新的控制模式应运而生。上世纪末，在计算机技术、通信技术的支撑下，集散式控制模式逐渐出现在大众的视野中。之后随着网络技术以及各种控制技术的不断普及，计算机集中控制模式的主导地位逐渐被取代。本世纪初，以集散控制为主要特征的电气工程自动化系统在建筑领域被广泛应用。但是，建筑电气工程自动化设计依然存在着一些问题，主要包括环保、成本、监测系统以及结构等多个方面。
3．1环保方面
建筑工程是一项耗资巨大、影响广泛的大型工程。环保问题就是建筑工程实施过程中经常存在的一个重要问题，建筑工程的实施往往也会对周围环境造成较大的破坏，因此建筑电气工程自动化设计的改造工程要想取得更好的结果势必要考虑环境保护问题，势必得解决工程实施过程中的污染问题。建筑电气工程自动化设计对于环境的影响主要体现在噪音污染和建筑不合理改造两个方面。第一，建筑电气工程自动化系统的运行会导致一些异常噪音出现，影响周围群众的正常作息;第二，建筑电气工程自动化系统设计并不是在所有建筑之初就存在的，因此为了使电气自动化系统更好地发挥作用，建筑工程的管理人员就要对原工程进行改动，可能就会存在滥用土地资源、浪费了资源的现象。
3．2成本方面
建筑工程的规模通常大小不一，因此并不是每一项建筑工程都能够适应建筑电气工程自动化设计。因此为了更好地实现电气系统自动化，建筑工程的施工可能会进行大的改动，这就需要花费大量的作为支撑。此外，电气自动化所需设备的引进也是一项大的财力消耗。这样一来，建筑电气工程自动化设计的真正落实在资金方面就会存在着较大的困难，这也是目前该系统在建筑领域应用有限的关键原因之一。
3．3结构方面
建筑工程中的电能传输是一个比较复杂的过程。传统电气工程控制模式中，为了减少传输过程中的电能消耗，电能在建筑工程中的传输必须首先升高电压，等到传输至用户区域再对电能进行降压处理。这个过程虽然看起来简单，但实在实际操作中对于设备质量以及工程结构方面的要求十分高。比如，必须充分考虑接地线的布局、保证各站点中螺丝是否松动等，即必须保证站内布局没有任何危险患，以保证整个建筑电气工程的正常运行。虽然建筑电气工程自动化设计在一定程度上减小了对于设备的要求，但是结构方面依旧不能忽视。
3．4在线监测系统
在线监测系统是建筑电气工程自动化设计的核心，对于维护电气设备的正常运行状态具有十分关键的作用。在线监测系统主要包括绝缘监测、雷击监测以及环境三个方面。绝缘监测是为了保证电气设备的绝缘子受到任何损伤，从而保证电气设备能够正常运行;雷击监测的目的则在于保证电气设备不受到静电雷击的伤害，同时减少直击雷对设备的伤害;第三，环境监测的目的主要包括对环境温度、环境空气质量等因素的监测，从而保证环境因素不对电气设备的性能产生不利影响。
4建筑电气工程自动化实现的常用技术
建筑电气工程自动化实现的常用技术主要包括传感技术、通信技术与计算机技术三个方面。传感技术是电气工程自动化实现的关键，传感器的安装能够有效扩大建筑工程电气设备的监测区域，并且能够极大地提高检测的准确性，因此相关人员在建筑工程中进行电气设备安装时要尤其注意传感器的安装，并及时监控传感器的运行状态，对其传输的数据进行接收和分析，从而及时判断整个建筑电气工程系统的运行状况。我们已经步入了信息时代，信息在社会发展中的意义和作用不断增大，因此通信技术对于建筑电气工程自动化的实现也有着不可忽视的重要作用。比如，通信技术能够使得系统控制人员在最快的时间内及时了解建筑电气系统的真实运行状态，从而及时进行判断和反应，从而实现及时检测的目标。因此在建筑电气工程自动化设计操作时，相关人员要要努力提高电气设备相关信号的传输速度，从而有助于系统异常信号的及时传达、维修人员的及时反应。如上所述，信息社会中网络技术和计算机技术的普及对于整个社会的发展都有着划时代的意义，因而计算机技术也是建筑电气工程自动化实现的常用技术。计算机技术在建筑工程自动化实现过程中的意义就在于处理设备感应信号，即利用计算机技术的强大数据处理能力对传感器和通信系统传达的信息进行处理，对数据进行有效的整合，从而在短时间内做出尽可能准确的判断和反应.
5小结
综上所述，建筑电气工程自动化设计和应用对于建筑工程的发展有着十分重要的意义。该技术的使用时符合时代潮流和社会发展方向的，但是同时该系统在建筑工程中的使用还不够成熟，在结构、成本等多个方面依旧存在着较大的问题。由此可见，未来建筑电气工程自动化的发展还有着巨大的进步空间。
参考文献
［1］丁大为．建筑电气工程自动化设计及实现分析［J］．河南科技，2013(06)．
篇（9）
作者简介：聂建英（1972-），女，湖南桃源人，中国石油大学（北京）自动化系，讲师；罗雄麟（1963-），男，湖南汨罗人，中国石油大学（北京）自动化系，教授，博士生导师。（北京 102249）
基金项目：本文系2010年教育部第六批高校特色专业项目（项目编号：TS11822）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）15-0080-03
在中国石油大学（北京）（以下简称“我校”）自动化专业实践教学环节中，与专业相关的主要实践课程有：生产实习、过程控制综合实践、计算机控制综合实践以及毕业设计等。但是，在实践教学课程的实际运行中，存在着综合实践课程与生产实习脱节，生产实习严禁学生操作而导致实习效果欠佳等问题。我校作为一所具有鲜明石油特色的高等院校，自动化专业学生毕业后将直接进入石油石化行业就业。校园是大学生学习最重要的地方，强化学生实践和创新能力的工程教育要结合行业和区域特点，建构合理的实践教学体系，实施工程教育创新，提高学生实践和创新能力。[1，2]
一、当前自动化专业实践教学环节存在的问题及改革措施
1.综合实践及毕业设计存在的问题
当前我校自动化专业实践教学缺乏对学生工程意识的培养。校内综合实践及毕业设计题目工程背景呈淡化趋势。自动化专业综合实践以教为主，缺少现场资料，培养的学生“从学校到学校”，工程实践能力不强。不能使学生具有从事实际工作的实用技能。毕业设计选题通常是教师出题，学生选题方式，教师拟定的题目往往与其所授科目及从事的研究方向有关。学生不了解，难以发挥学生的积极主动性。[1]
2.生产实习中存在的问题
实习环节在专业培养计划中肩负着专业理论学习与实践应用直接关联的任务，实习环节的教学内容、教学方式也直接显示了学校的办学特色。过去，我校自动化生产实习的场所均在各石油化工企业，石油石化企业现代化管理制度的日益完善，使得学生进入石油石化企业现场的难度增大，生产单位不愿意接待学生实习，实习的内容在不断简化，学生只能看、不能动手实践，现场实习时间缩短，因此实习教学的效果在下降。但同时，现代化石油石化企业对所接受本科毕业生的要求不仅没有改变反而更高，他们希望大学生到工作现场后能快速适应环境，但是，学生的实际表现往往与他们的期望脱节，学校培养的学生需要经过二次培训才能达到企业的实际要求。
3.实践教学改革措施
在新形势下，高校实践环节如何改革，教学水平如何提高是高校深入教学改革的重要内容。借鉴其他高等院校国家工程训练中心和企业实训基地的建设理念，以及现代仿真技术在石油石化行业的发展应用，半实物仿真基地的建设将成为石油高校主干专业实践教学改革的必经之路。
现代化的炼油和石油化工装置对自动化控制系统的要求越来越高，要对装置和工艺过程进行有效地操作和控制，装置工程师、控制工程师、生产操作人员必须在较短时间内掌握先进的控制技术，熟悉调节控制的方法，全面掌握工艺过程原理及动态特性等一系列与生产操作相关的知识。
学校建设了仿真实践教学基地，为学生提供有效的实践机会，全面提高学生的素质和综合操作技能水平、过程知识和经验，使他们掌握新的、先进的控制系统，熟悉调节控制的方法，全面掌握和了解工艺过程本身的原理以及其动态特性，缩短将来适应工作环境的时间，充分发挥理论和实践相结合的优势。
二、自动化实践教学基地建设
1.建设内容
自动化实践教学基地分两部分建设：催化裂化工艺装置半实物仿真系统；炼油化工过程的仿真培训系统。
炼油化工过程的仿真模拟培训系统由集散控制系统（DCS）和操作培训系统（operation training system，OTS）上下两层系统构成。
催化裂化半实物工艺流程仿真系统，按工业装置实物比例缩小的催化裂化实物仿真装置并与仿真模拟培训系统配套硬件。
2.催化裂化工艺装置半实物仿真系统
按工业装置实物比例缩小的催化裂化实物仿真装置并与仿真模拟培训系统配套硬件，体现提升管反应、两段再生、外取热、原料掺渣油、小回炼、催化裂化产物分离、液化气生产、汽油处理和稳定等过程的等特点。
实物工艺流程仿真装置为全装置，包括反应再生设备、塔、压缩机、机泵、换热器、空冷器等设备构件。以学校提供的某真实炼油厂催化裂化装置进行8∶1比例缩小建设。装置内不运行实际物料，部分重要输入输出数据与实物装置现相联系。以DCS控制系统为中心，反应—再生和分馏系统的重要数据在实物装置上显示，重要阀位数据现场显示和调节双向传送。
各种阀门以及相关仪表包括流量、液位、压力等，所有控制操作在DCS系统上操作完成，现场阀操作在装置现场真实操作，工艺变化的参数为“模拟计算出”的参数，由仿真软件提供。除了半实物催化裂化装置，OTS系统还订制开发了匹配的催化裂化工艺模型。
3.炼油化工过程的仿真模拟培训系统
建设基于霍尼韦尔先进的 ePKS（即Experion 过程知识系统）DCS 控制系统及 Unisim 模拟平台的仿真模拟培训系统。Experion 过程知识系统是最新一代的过程自动化系统，UniSimTM 是业界应用广泛，并经多年工程实践检验的仿真模拟平台。它内置严格的物性库和热力学状态方程，采用模块化的模拟引擎来执行实时的工艺和控制系统动态模拟计算。模型今后可扩展余地很大，能不断添加新的内容，确保今后10到20年不落后，与目前石油石化企业仿真培训系统保持一致，与企业保持技术零距离，使学生得到充分锻炼。建成的仿真系统具备先进性、开放性及标准化，易于今后的不断扩展。
（1）炼油化工过程的仿真模拟培训系统系统结构图。炼油化工过程的仿真模拟培训系统由集散控制系统（DCS）和操作培训系统（OTS）上下两层系统构成。系统总体应具有开放性、标准化、先进性。
（2）炼油化工过程的仿真模拟培训系统基本配置。炼油化工过程的仿真培训系统包括一套ePKS DCS控制系统和一套操作培训系统（OTS）。其中操作培训系统（OTS）含5套Unisim仿真模拟系统和5个标准工艺模型，其中FCC模型需要定制开发，与所建设的半实物工艺流程仿真装置匹配。5个标准工艺模型分别为：常减压蒸馏装置模型（CDU& VDU）、连续重整装置（CCR）、柴油加氢装置（DHDS）、加氢裂化装置（HCU）、催化裂化（FCC）。
篇（10）
物理实验作为物理课程中重要的组成部分，具有独特的作用。成本高的物理实验不适于学校课程的学习，相反，低成本的物理实验能发挥它的优势，既能缩减开支又能帮助我们学习与应用物理知识。
一、低成本物理实验的意义
相比于成本较高且操作技术难度大的物理实验来说，低成本的物理实验就体现出了成本低廉与高级智慧的双重优点。这种实验不是完全依照于课本进行的物理学习，而是发挥我们学生的创新能力与知识点的融合来进行因地制宜的探索，创造出成本低廉却切实好用的发明。这个进行低成本物理实验的过程是对物理知识的理解和深化的过程，是源于课本又高于课本的过程，也是一个创作与研究的过程。低成本物理实验操作帮助我们打通了物理知识的任督二脉，使我们真正学懂了诸如电流、电阻等的物理知识，并将其转化为生活实际中能够用得上的技能。进行实验需要事前的计划，事中的动手操作与问题解决，事后的反思与总结，这前前后后的一系列过程帮助我们提升了思考问题的能力、创新思维的能力、解决问题的能力、克服困难的能力和沟通交流等的各种能力。这种发挥我们主动性的实验也让我们体验到了动手操作的快乐，调解了紧绷的神经，对于学习状态的改善以及其他学科的学习都具有促进作用。进行低成本物理实验让我们爱上思考、爱上创新、爱上操作，兴趣的趋势会让我们变得更优秀。
二、低成本物理实验自动化的电路设计
物理知识离我们的生活很近，我们通过低成本的物理实验完成了对家用调光台灯的光照自动控制，可以实现台灯在白天自动熄灭，夜晚自动点亮的效果。
（一）家用手动调光台灯的工作原理简介
我们知道了家用的手动调光台灯，是由白炽灯泡和调光电路两部分组成的，它的工作原理是将220V的交流电进行桥式整流和滤波，通过手动调节可变电阻改变整个电路中的电阻来控制灯泡两端处的电压，达到改变灯泡亮度的效果，这就是家用手动调光台灯的工作原理。
（二）新思路的构建
我们知道了手动控制台灯灯泡亮度的工作原理是通过改变电路中的电阻从而改变灯泡两端的电压实现的，那么就此原理如何将调节灯泡亮度的控制由手动改成自动是不是可以在电阻这里下功夫呢？我们进行了激烈的讨论与研究，最后一致同意，利用光敏电阻来实现对家用台灯亮度调节的自动化。
（三）光照自动控制台灯的制作与工作原理
我们利用导线将光敏电阻连接在台灯上，一旦台灯周围的光线减弱，光敏电阻MG便会呈现很高的电阻态，这样就加快了电容C1的充电速率，可控硅PCR中的导通程度就会增大，进而达到了增大灯泡两端电压的效果，一旦电压增大，灯泡的亮度就会提高；当台灯周围的光线增强时，光敏电阻MG便会呈现出很低的电阻态，这样就减缓了电容C的充电速度，可控硅PCR的导通程度也会减小，就达到了减小灯泡两端电压的效果，灯泡就会变暗；当可变电阻变到一定程度并且光照强度降低到一定程度时，灯泡就会熄灭。这就是将家用手动调节亮度的台灯改造成自动调节亮度的制作和工作原理。进行实验的过程中，老师告诉我们，应特别注意此项实验中的灯泡必须是白炽灯泡，必须保证是纯电阻负载状态下进行，不能用内含电感性负载的节能灯泡以免发生不必要的故障，造成器材损伤。
三、低成本物理实验存在的问题
经过大家的讨论和付诸实践，这个低成本的物理实验基本上取得了成功，实验利用了物理学科中的电学知识，我们在这个过程中将电阻与电压的关系这一知识点真正做到了融会贯通，体会到了物理的奇妙和动手的快乐，增加了学习物理的信心，提升了学习物理的兴趣。但是，这种实验尽管是低成本的，发挥了我们学生的积极性，却免不得仍然存在着一些问题需要解决。
（一）不能保证人人参与展示
在动手操作过程中，大家积极参与，但是到了展示环节，一般是从分好的小组中选择代表上台进行展示，这就使得参与展示的人是一小部分，得到锻炼的人也是一小部分，我们学生的参与性不高。
（二）没有完善的评价机制
像这种低成本的物理实验在课程体系中属于自主合作探究部分，这个部分还没有科学的评价机制，这就会降低我们的学习兴趣，不能使这种实验长久有效的进行下去。
（三）班级的文化氛围不够
这种实验课在学校的课程中还只是一小部分，单靠一科甚至是一科中的几节课来提高我们的各项能力是十分不现实的。目前的班级文化环境还需要进一步改善，动手操作实验的重要性还需要进一步强调。
四、结语
低成本物理实验对于我们学生来说是十分有必要的，利用低成本的物理实验进行电路设计将物理知识应用到生活实际中是学以致用的体现，也是符合现代教育观的行为。我们应配合学校和教师的教学，并不断提升自己的能力，尽快成长，报效祖国。
参考文献：
