对过程装备与控制工程专业控制课程内容的思考


  摘 要:过程装备与控制工程专业前身是化工机械,该专业自上世纪50年代设立以来,为我国培养了大量化工机械的人才,为国家经济建设做出了很大贡献。目前全国约有110个高校设有过程装备与控制工程专业。该本科专业属于机械类专业,但是所不同的是由于我国石油、化工等行业设备自动化控制程度的不断提升,对于该专业的控制课程的内容有着不断提高的要求。
  关键词:过程装备与控制工程专业;控制课程内容;思考
  自从改革开放以来,我国经济高速快速发展,对人才的培养提出了更高的要求,为此国家在1998年专业调整时将化工机械专业与轻工机械、食品机械等相关流程性工业机械专业合并,并增加了控制工程方面的课程,专业更名为过程装备与控制工程,以宽口径、厚基础、淡专业、机电结合为特色,培养更加符合时代发展需要的设备专门人才,以满足社会发展需要。从就业形势来看该专业一直有较高的就业率,说明该专业还是很成功的。目前绝大多数设置该专业的院校将该专业设置在机械系,部分设置在化工系或其他工艺相关的系。
  一、对过程装备控制技术及应用的内容的思考
  目前我国大学教育从精英教育逐渐过渡到大众教育,该专业的大多数培养目标是合格的工程师,这就需要我们与以前的教育侧重有所不同,要考虑学生的就业问题。我个人觉得课程应包含以下主要内容:仪表知识、可编程控制器、计算机控制技术、控制中的通信、控制理论上典控制理论的拉普拉斯变换传递函数、单输入单输出的调节器、串级控制系统、前馈、均匀调节等内容,课时充分的话还可以介绍自适应控制、模糊控制、神经网络控制、多变量控制理论等较新的内容。这些知识点加上的话,仅仅一门过程装备控制技术及应用是不够的,还应该根据学生的实际情况加以取舍。
  可以以过程装备控制技术及应用为基础拓展一些新的、工厂目前应用广泛的知识,比如加强可编程逻辑控制器,可以开设过程装备电气控制技术,该课程主要内容介绍低压电器、电气基础知识、可编程逻辑控制技术、电机调速等知识、过程装备中典型设备的电气控制等内容。还可以增加开设工业控制中通信技术、单片机等课程。对于控制理论方面专门开设相关的课程意义不是太大,一方面我们的学生不是电类专业出身,一些基础比较薄弱,比如积分变换课程是选修课,很多学生都没有选修,控制理论基础课时也偏少,这些课程都决定了后续的控制理论不能太深。为了解决控制理论新知识与基础的矛盾,可以通过开设讲座形式,开设一些前沿的讲座来扩大学生的视野。对于过程装备与控制工程专业的核心课程过程装备控制技术及应用,是每个学校过程装备与控制工程专业都必须选用的,但是该专业由于是众多专业合并而来,各个学校的背景,各个学校的师资等都不尽相同,我个人认为应该以基础为重点,适当留些空间给各个高校。
  二、对过程装备与控制工程专业控制类课程建议
  过程装备与控制工程专业与传统的化工机械一个明显的区别是在控制课程上加深加宽了。该专业属于机械与控制的交叉,应该在知识结构上要有一定层次性,做到既要让同学们掌握过程装备的控制技术,但是又不是自动化、电气工程等专业;既要掌握过程设备的基础知识,但又与传统机械类专业有区别,在实际的工作我们的学生能够将控制技術应用在过程装备中去,去解决实际的问题。
  (一)解决与基础课、专业基础课的关系。由于后续课程涉及控制理论,积分变换可以列入必修课程内,电工电子课程可适应增加学时,增加些电力电子的知识、电机调速的知识。因为过程装备与控制工程专业后续没有专门的课程讲解相关的基础知识,但是目前过程装备上正在大量使用一些电器控制的新技术比如变频技术、软启动等。开设自控原理或控制理论等类似课程,这些课程在很多学校是选修甚至不学,这对于后续的课程是很麻烦的。
  (二)课程、知识点的层次问题。控制行业发展很快,新知识也出现很快。老师不可能将所有过程装备知识拿过来给学生全讲,只能讲些基础的、与将来工作相关性较大的知识。可以将有些知识点开设成一门课程,一些课程可以开设成讲座。比如过程装备电气控制开设是很有必要的,一方面开始该课程可以让学生学习些电气控制的基础知识可以在今后的工作加以应用,另外一方面可编程逻辑控制器的讲解可以在该课程中详细讲解,目前在控制系统的选择中可编程控制器是占的比重最大的一个,对于就业是有很大帮助的。考虑学生学习和将来工作,传感器技术也可以开设成选修或必修课程。对于日益应用广泛的通信技术,如果有课时的话可以开设成选修课,没有时间可以开设讲座;对于单片机方面的,由于我们专业不是电类专业,可以不做深入要求,可以处理成选修课或者讲座。
  (三)处理好行业特色与基础的关系
  我国很多开设过程装备与控制工程专业的学校是以前的部属院校,这些院校在行业里都有一定的优势,开设新的过程装备与控制工程专业后,这种特色是否应该保留还是除去,如何保留,又如何体现是一个问题。这就需要在课程案例中举些行业背景的例子,在实习时可以去相关行业基地实习,在实验课程中可以选做行业中常见的实验,还可以开设相关的选修课。过程装备与控制工程专业是一个较新的专业,在控制类课程上的设置有待继续深入研究,但是有一点是肯定的,控制为设备服务,为生产服务。
  参考文献
  [1]卫灵君,陈海英,宋飞虎等.关于过程装备与控制工程专业过程装备腐蚀与防护课程教学方法的探讨[J].考试周刊,2016(69).
  [2]郭福平,刘雁,刘伟.课程教育研究,2014(25).
  [3]张琴,张慢来,周志宏.过程装备与控制工程专业人才培养计划修订工作的研究[J].考试周刊,2015(37).
  作者简介
  王健,哈尔滨石油学院机械工程学院过程装备与控制工程专业1班,学号201403440135。
  (作者单位:哈尔滨石油学院)

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