时间:2023-03-02 20:25:31
一、计算机财务监控机制
计算机财务监控是指借助具有财务监控功能的计算机系统,对需要监控的财务事项建立控制标准,并动态地将其与计算机系统记录的相应财务信息进行比较分析,揭示差异方向和差异程度,并在差异达到某一警戒点后自动报警,指出需要采取措施解决的问题及可能的解决途径和建议,使企业管理当局能及时地对差异进行调节,以保证企业财务管理目标的实现。
计算机财务监控从本质上讲也是财务监控,所以它具有与人工财务监控基本一致的监控机制,包括:①确定监控内容。财务监控的基础和起点就是确定财务监控的重点内容,明确监控对象。②制定财务监控对象的具体要求和标准。应以企业的财务目标、财务计划和财务预算为依据,按照先进、可行的原则制定。③及时获取财务信息。④信息反馈。必须随时对财务监控对象、指标进行跟踪,将其与财务监控的标准进行比较,揭示出差异方向和差异程度,再按照要求反馈给有关部门或有关管理人员。⑤差异分析与调节。差异调节方法主要有三种:一是直接限制,比如对某些费用的限额制度,超过限额则不予支付。二是追加更严格的审批手续,比如对超额领用材料,直接限制会影响生产经营,只能要求由更高层次的管理人员审批后才能发料。三是实行严格的奖惩制度来促使责任人员自行调节。
二、计算机财务监控的特点
1.实时动态监控。计算机快速高效的数据处理能力,使计算机财务监控系统可以对监控对象进行动态跟踪,实时提供监控结果,彻底改变了人工财务监控只能事后(且通常只能定期的)提供有限时点监控结果的状况,为及时调节差异,更好地实现财务目标赢得了宝贵时间。
2.监控对象范围宽泛。计算机财务监控不但像人工财务监控那样可以监控财务报表分析指标和单项经济业务,还可以监控由多项财务事项以任何方式组合的各种对象指标,监控的广度和深度远非人工财务监控可以比拟。
3.监控结果客观。计算机财务监控的对象和标准是事先就已设定的,其具体的财务事项则是由企业会计电算化系统根据输入的原始数据加工处理后生成,在监控标准、财务事项数据的生成和两者差异的确定过程中,主要是由计算机系统自动完成的,较少人工干预,使得监控结果更为客观。
4.预警和控制建议。当财务事项的发生使监控指标达到某一警戒线后,计算机财务监控系统可以自动报警,提请进行调节。如果内嵌有专家支持系统,还会提出具体的控制措施和建议。
三、计算机财务监控的内容
1.对财务事项本身的监控内容。①账户的勾稽关系是否正确;②账户对应关系是否异常;③经办、审核、记录是否符合内部控制制度的要求;④会计处理方法是否与以前的同类业务一致;⑤是否与以前某业务完全一致;⑥数量账的单价波动幅度是否正常;⑦财务事项涉及的客户、供应商是否是重点客户、供应商;⑧财务事项的金额是否达到控制标准;⑨财务事项的汇总金额及相应账户的余额是否达到控制标准。
2.对财务事项交错作用结果的监控内容。这些内容通常以财务比率形式表现,也有的以相关指标的差异形式出现。其类别如下:①报表真实性;②经营情况;③成本费用;④资产结构的合理性;⑤偿债能力;⑥营运能力;⑦经营协调能力;⑧经营风险;⑨现金流量;⑩企业发展潜力。
3.事前监控内容。通常只应对重要的决策事项进行事前监控,即根据决策事项的具体情况选择下列指标中的一项或几项为对象:①差量利润(包括差量收入、差量成本);②边际贡献(包括单位边际贡献、边际贡献总额、单位工时边际贡献);③最优订货量、最优生产批量;④最优售价;⑤收益平衡点(包括收入平衡点、成本平衡点、盈亏平衡点、利润平衡点);⑥投资报酬率;⑦投资回收期;⑧净现值、现值指数;⑨内含报酬率。
四、计算机财务监控实现方式
1.自行开发财务监控软件。这种方式下取得的财务监控软件在功能上是按照企业的实际需要设计的,具有很强的适用性,但其投入大、周期长、对技术人才要求高。对此有些单位采用委托其他单位开发或与其他单位联合开发来缓解成本和人才上的压力。这种方式适用于对会计核算或财务监控要求比较特殊的大中型企业。
2.购买财务监控软件或带有财务监控功能的其他管理软件来建立计算机财务监控系统。相对来说,这种方式成本较低、周期短、对人才要求低,适合于对财务监控没有特殊要求的大多数企业。
3.利用现有的计算机会计信息系统的某些功能通过一系列的特殊处理,实现财务监控。会计信息系统中可用于财务监控的主要是凭证与账簿的查询、汇总、财务分析等功能(具体方法将另文撰述)。这种方式尤其适用于资金紧张、业务简单、对财务监控要求不高的中小型企业。
关键词锅炉房/计算机控制/供暖
AbstractDiscussestherequirementsformonitoringandmanagementofthescopesfromboilerhousesforheating,steam-waterandwater-waterheatexchangers,smallscaleheatingnetworkstolargescaledistrictheating,therelatedhardwareconfigurationandtheapproachestorealisetherequiredfunctions.
Keywordscomputercontrol,heating,boiler
5.1供暖热水锅炉房内监测与控制的主要目的应为:
·提高系统的安全性,保证系统能够正常运行;
·全面监测并记录各运行参数,降低运行人员工作量,提高管理水平;
·对燃烧过程和热水循环过程进行有效的控制调节,提高锅炉效率,节省运行能耗,并减少大气污染。
对于热水锅炉,可将被监测控制对象分为燃烧系统和水系统两部分分别进行讨论。整个计算机监测控制管理系统可按图5-1形式由若干台现场控制机(DCU)和一台中央管理机构成。各DCU分别对燃烧系统、水系统进行监测控制,中央管理机则显示并记录这两个系统的在线状态参数,根据供热状态况确定锅炉、循环泵的开启台数,设定供水温度及循环流量,协调各台DCU完成各监测控制管理功能。
5.1.1燃烧系统监测与控制
图5-1锅炉房计算机的监控系统
对于链条式热水锅炉,燃烧过程的控制主要是根据对产热量的要求控制链条速度及进煤挡板高度,根据炉膛内燃烧状况及排烟的含氧量及炉膛内的负压度控制鼓风机、引风机的风量,从而既根据供暖的要求产生热量,又获得较高的燃烧效率。为此需要监测的参数有:
·排烟温度:一般使用铜电阻或热电偶来测量;再配之以相应的温度变送器,即可产生4~20mA或0~10mA的电流信号,通过DCU的模拟量输入通道AI即接入计算机。
·排烟含氧量:目前较多采用氧化锆传感器,可以对0.1%~21%范围内的高温气体的含氧量实现较精确的测量,其输出通过变送器后亦可转换为4~20mA或0~10mA电流信号。
·空气预热器出口热风温度:同上述测温方法。
·炉膛、对流受热面进出口、省煤器出口、空气预热器出口、除尘器出口烟气压力:测点可根据具体要求增减,一般采用膜盒式或波纹管式微压差传感器,再通过相应的变送器变为4~20mA或0~10mA电流信号,接入DCU的AI通道。
·一次风、二次风风压,空气预热器前后压差:测量方法同上。
·挡煤板高度测量:通过专门的机械装置将其转换为电阻信号,再变成标准电流信号,送入DCU的AI通道。
·供水温度及产热量:由水系统的DCU测出后通过通讯系统送来。
燃烧系统需要控制调节的装置为:
·炉排速度:由可控硅调压,改变直流电机转速
·挡煤板高度:控制电机正反转,通过机械装置带动挡板运动
·鼓风机风量:调鼓风机各风室风阀或通过变频器调风机转速
·引风机风量:调引风机风阀或通过变频器高风机转速
为了监测上述调节装置是否正常动作,还应配置适当的手段测试上述调节装置的实际状态。炉排速度和挡煤板高度可通过适当的机械机构结合霍尔元件等位置探测传感器来实现,风机风量的调节则可以通过风阀的阀位反馈信号或变频器的频率输出信号得到。
燃烧过程的控制调节主要包括事故下的保护,启停过程控制,正常的燃烧过程调节三部分。
·事故保护:这主要是由于某种原因造成循环水停止或循环量过小,以及锅炉内水温太高,出现汽化。此时最重要的是恢复水的循环,同时制止炉膛内的燃烧。这就需要停止给煤,停止炉排运行。停止鼓风机,引风机。DCU接收水温超高的信号后,就应立即进入事故处理程序,按照上述顺序停止锅炉运行,并响铃报警,通知运行管理人员,必要时还可通过手动补入冷水排除热水,进行锅炉降温。
启停控制:启动点火一般都是人工手动进行,但对于间歇运行的锅炉,封火暂停机和再次启动的过程则可以由DCU控制自动进行。封火过程为逐渐停止炉排运动,停掉鼓风机,然后停止引风机。重新启动的过程则是开启引风机,慢慢开大鼓风机,随炉温升高慢慢加大炉排进行速度。
正常运行调节:正常运行时的调节主要是使锅炉出口水温度维持在要求的设定值,同时达到高燃烧效率,低排烟温度,并使炉膛内保持负压。这时作为参照的测量参数有炉膛内的温度分布、压力分布、排烟含水量氧量等。锅炉的给煤量可以通过炉排速度和挡煤板高度(即煤层厚度)确定,鼓风机则可以根据空气预热器进出口空气的压差判断其相对的变化,此时可以调整控制量有炉排速度、煤层厚度(调整挡煤矿板高度)、鼓风机转速、各风室风阀、引风机转速或风阀。上述各调节手段与各可参照的测量参数都不是单一的对应关系,因此很难用如PID算法之类的简单控制调节算法。目前,控制调节效果较好的大都采用"模糊控制"方法或"规则控制"法,都是根据大量的人工调节运行经验而总结出的调节运行方法。
当燃烧充分时,锅炉的出力主要取决于燃煤量,因此锅炉出口水温的控制主要靠炉排速度及煤层厚度来调节,煤层厚度与煤种有很大关系,炉膛内燃烧状况可以通过炉膛内温度分布及煤层风阻来确定。燃烧充分时炉膛内中部温度最高,炉排尾部距挡渣器前煤已燃尽,温度降低。鼓风机则应根据进煤量的增减而增减送风量,同时通过观测排烟的含氧量最终确定风量是否适宜。引风机则可根据炉膛内负压状态决定运行状态,维持炉内微负压,从而既保证煤的充分燃烧,又不会使烟气和火焰外溢。根据如上分析,可采用如下调节规则:
每h一次,根据炉膛内温度分布调整煤层厚度及炉排速度,最高温度点后移,则将炉排速度降低5%,同时将挡煤板提高5%,当最高温度点前移时,则将炉排速度提高5%,同时将挡煤板降低5%。
每2h一次:若出水温度高于设定值2℃以上,则将炉排速度降低5%,若出水温度低于设定值2℃以上,则将炉排速度加大5%,加大和减小炉排速度的同时,还要相应地将鼓风机转速开大或减小。当采用风阀调整鼓风量时,则调整风阀,观察空气预热器前后压差使此压差增大或减少10%。
每15min一次:若排烟含氧量高于高定值,则适当减少鼓风同风量(降低转速或关小风阀),若低于高定值,则增加鼓风机风量。
每15min一次:若炉膛负压值偏小(或变为正压),加大引风机转速或开大风阀,若负压值偏大,则降低引风机风量。
以上调节规则中,所谓"合理的炉膛温度分布"取决于锅炉形式及测温传感器安装位置,需通过具体运行实测分析后,给出"合理","最高温度前移","最高温度后移"的判据,然后将其再写入DCU控制逻辑中。同样,排烟含氧量的设定值,含氧量出现偏差时对鼓风机风量的修正等参数也需要在锅炉试运行后,根据实际情况摸索,逐步确定。当然这几个修正量参数也可以在运行过程中通过所谓"自学习"的方法得到,在这里不做过多的讨论。
5.1.2锅炉房水系统的监测控制
锅炉房水系统的计算机监测控制系统的主要任务是保证系统的安全性;对运行参数进行计量和统计;根据要求调整运行工况。
·安全性保证:保证主循环泵的正常运行和补水泵的及时补水,使锅炉中循环水不会中断,也不会由于欠压缺水而放空。这是锅炉房安全运行的最主要的保证。
·计量和统计:测定供回水温度和循环水量,以得到实际的供热量;测定补水流量,以得到累计补水量。供热量及补水量是考查锅炉房运行效果的主要参数。
·运行工况调整:根据要求改变循环水泵运行台数或改变循环水泵转速,调整循环流量,以适应供暖负荷的变化,节省运行电费。
图5-2为由2台热水锅炉、4台循环水泵构成的锅炉房水系统示意图。图中还给出建议的测量元件和控制元件。
2台锅炉的热水出口均安装测温点,从而可了解锅炉出力状况。为了了解每台锅炉的流量,最好在每台锅炉入口或出口安装流量计,一般可采用涡街式流量计。涡街式流量计投资较高,可以按照图5-2那样在锅炉入口调节阀后面安装压力传感器,根据测出的压力p3,p4与锅炉出口压力p1之压差,也可以间接得到2台锅炉间的流量比例。2台锅炉入口分别安装电动调节阀来调整流量,可以使在2台锅炉都运行时,流量分配基本一致,而当低负荷工况下1台锅炉停止或封火,循环水泵运行台数也减少时,自动调节流量分配,使运行的锅炉通过总流量的90%以上,封火的锅炉仅通过总流量的5%~10%,仅维持其不至于过热。
图5-2锅炉房水系统原理及其测控点
温度传感器t3,t4,t5和流量传感器F1一起构成对热量的计量。用户侧供暖热量为,GF1cp(t3-t4),其中GF1为用流量F1测出的流量。锅炉提供的热量则为GF1cp(t3-t5),二者之差是用于加热补水所需要的热量。长期记录此热量并经常对其作统计分析,与煤耗量比较,既可检查锅炉效率的变化,及时发现锅炉可能出现的问题,与外温变化情况相比较,则又可以了解管网系统的变化及供热系统的变化,从而为科学地管理供暖系统的运行提供依据。
泵1~4为主循环泵。压力传感器p1,p2则观测网路的供回水压力。安装4台泵时的一般视负荷变化情况同时运行2台或3台水泵,留1台或2台备用。用DCU控制和管理这些循环水泵时,如前几讲所述,不仅要能够控制各台泵的启停,同时还应通过测量主接触器的辅助触点状态测出每台泵的开停状态。这样,当发现某台泵由于故障而突然停止运行时,DCU即可立即启动备用泵,避免出现因循环泵故障而使锅炉中循环水停止流动的事故。流量传感器F1也是观察循环水是否正常的重要手段。当外网由于某种原因关闭,尽管循环水泵运行,但流量可以为零或非常小,此时也应立即报警,通过计算机使锅炉自动停止,同时由运行值班人员立即手动开启锅炉的旁通阀V4,恢复锅炉内的水循环。
泵5,6与压力测量装置p2,流量测量装置F2及旁通阀V3构成补水定压系统,当p2压力降低时,开启一台补水泵向系统中补水,待p2升至设定的压力值时,停止补水。为防止管网系统中压力波动太大,当未设膨胀水箱时,还可设置旁通阀V3来维持压力的稳定。长期使一台补水泵运行,通过调整阀门V3来维持压力p2不变。补水泵5,6也是互为备用,因此DCU要测出每台泵的实际启停状态,当发现运行的泵突然停止或需要启动的泵不能启动时,立即启动另一台泵,防止系统因缺水而放空。流量计F2用来计算累计的补水量,它可以是涡街流量计,也可以采用通常的冷水水表,或有电信号输出的水表。
5.1.3锅炉房的中央管理机
如图5-1所示,可采用一台中央管理计算机与各台DCU连接,协调整个锅炉房及热网的运行调节与管理。中央机主要工作任务为:
·通过图形方式显示燃烧系统、水系统及外网系统的运行参数,记录和显示这些参数的长期变化过程,统计分析耗热量、补水量、外温及供回水温度的变化。
·根据外温变化情况,预测负荷的变化,从而确定供热参数,即循环水量及泵的开启台数、供水温度、锅炉运行台数。将这些决定通知相应的DCU产生相应原操作或修改相应的设定值。负荷的预测可以根据测出的以往24h的平均外温w来确定:
(5-1)
式中为Q0设计负荷,t0为设计状态下的室外温度,Q为预测出的负荷。考虑到建筑物和管网系统的热惯性,采用时间序列的方法来预测实际需要的负荷,可能要更准确些。
式(5-1)中的负荷尽管每h计算一次,但由于是取前24h的平均外温,因此它随时间变化很缓慢。每hQ的变化ΔQ仅为:
(5-2)
其中tw,τ-tw,τ-24为两天间同一时刻温度之差,一般不会超过5℃,因此ΔQ的变化总是小于Q的1%,所以不会引起系统的频繁调节。
根据预测的负荷可以确定锅炉的开启台数Nb:Nb≥Q/q0,其中q0为每台锅炉的最大出力。由此还可确定循环水泵的开启台数。
要求的总循环量G=max(Q/(Δt·cp)Cmin),其中Gmin为不产生垂直失调时要求的最小系统流量,Δt为设定的供回水温差。由于多台泵并联时,总流量并非与开启台数成正比,因此可预先在计算机中预置一个开启台数成正比,因此可预先在计算机中预置一个开启台数与流量的关系对应表,由此可求出要求的运行台数。
·分析判断系统出现的故障并报警。锅炉及锅炉房可能出现的故障及由计算机进行判断的方法为:
--水冷壁管或对流管爆管事故此时补水量迅速增加,炉膛内温度迅速下降,排烟温度下降,炉膛内温度迅速下降,排烟温度下降,炉膛内压力迅速由负压变为正压。
--水侧升温汽化事故此时锅炉热水出口温度迅速提高,接近达到或超过出口压力对应的饱和温度。
--锅炉内压力超压事故测出水侧压力突然升高,超过允许的工作压力;
--管网漏水严重测了水侧压力降低,补水量增大;
--锅炉内水系统循环不良测出总循环水量GF1减少很多,压差p3-p1或p4-p1加大;
--除污器堵塞测出总循环水量GF1减少,当阀门V1、V2全开时压差p3-p2、p4-p2仍偏小,说明压力传感器p2的测点至循环水泵入口间的除污器的堵塞。
--炉排故障测出的炉排运动速度与设定值有较大差别;
--引风机、鼓风机、水泵故障相应的主接触器跳闸,或所测出的空气压差或水循环流量与风机、水泵的设计状况有较大出入。
利用计算机根据上述规则及实测运行参数不断进行分析判断,即可及时发现上述事故或故障,并立即采取报警和停炉等相应的措施,从而防止事故的进一步扩大或故障转化为事故,提高运行管理的安全性。
5.2蒸汽-水和水-水换热站的监测与控制
对于利用大型集中锅炉房或热电厂作为热源,通过换热站向小区供热的系统来说,换热站的作用就同上一节的供暖锅炉房一样,只是用热交换器代替了热水锅炉。
图5-3为蒸汽-水换热站的流程及相应的测控制元件。水侧与图5-2一样,控制泵5、6及阀V2根据p2的压力值补水和定压;启停泵1~4来调整循环水量;由t2,t3及流量测量装置F1来确定实际的供热量。与锅炉房不同的是增加了换热器、凝水泵的控制以及蒸汽的计量。
图5-3蒸汽-水换热站的测量与控制
蒸汽计量可以通过测量蒸汽温度t1、压力p3和流量F3实现,F3可以选取用涡街流量计测量,它测出的为体积流量,通过t1和p3由水蒸气性质表可查出相应状态下水蒸气的比体积ρ,从而由体积流量换算出质量流量。为了能由t和p查出比体积,要求水蒸气为过热蒸汽。为此将减压调节阀移至测量元件的前面,如图5-3中所示,这样即使输送来的蒸汽为饱和蒸汽,经调节阀等焓减压后,也可成为过热蒸汽。
实际上还可以通过测量凝水量来确定蒸汽流量。如果凝水箱中两个液位传感器L1、L2灵敏度较高,则可在L2输出无水信号后,停止凝水排水泵,当L2再次输出有水信号时,计算机开始计时,直到L1发出有水信号时,计时停止,同时启动凝水泵开始排水。从L2输出有水信号至L1开始输出有水信号间的流量可以用重量法准确标定出,从而即可通过DCU对这两个水位计的输出信号得到一段时间内的蒸汽平均质量流量,代替流量计F3,并获得更精确的测量。当然此处要求液位传感器L1、L2具有较高灵敏度。一般如浮球式等机械式液位传感器误差较大,而应采取如电容式等非直接接触的电子类液位传感器。
加热量由蒸汽侧调节阀V1控制。此时V1实际上是控制进入换热器的蒸汽压力,从而决定了冷凝温度,也就确定了传热量。为改善换热器的调节特性,可以根据要求的加热量或出口水温确定进入加热器的蒸汽压力的设定值。调整阀门V1使出口蒸汽压力p3达到这一设定值。与直接根据出口水温调整阀门的方式相比,这种串级调节的方式可获得更好的调节效果。
供水温度t3的设定值,循环泵的开启台数或要求的循环水量的确定,可以同上一节一样,根据前24h的外温平均值查算供热曲线得到要求的供热量,并算出要求的循环水量。供水温度的设定值t3,set可由调整后测出的循环水量G、要求的热量Q及实测回水温度t2确定:
t3,set=t2+Q/(cp·G)
随着供水温度t3的改变,t2也会缓慢变化,从而使要求的供水温度同时相应地改变,以保证供出的热量与要求的热量设定值一致。
对于一次网为热水的水-水换热站,原则上可以按照完全相同的方式进行,如图5-4。取消二次供水侧的流量计F1,仅测量高温热水侧的流量F3,再通过即可和到二次侧的循环水量,一般高温水温差大,流量小,因此将流量计装在高温侧可降低成本。测量高温水侧供回水压力p3、p4可了解高温侧水网的压力分布状况,以指导高温侧水网的调节。
图5-4水-水换热站的测量与控制
调整电动阀门V1改变高温水进入换热器的流量,即可改变换热量。可以按照前述方法确定二次侧供水温设定值,由V1按此设定值进行调节。在实际工程中,高温水网侧的主要问题是水力失调,由于各支路通过干管彼此相连,一个热力站的调整往往会导致邻近热力站流量的变化。另外,高温水侧管网总的循环水量也很难与各换热站所要求的流量变化相匹配,于是往往造成外温降低时各换热站都将高温侧水阀V1开大,试图增大流量,结果距热源近的换热站流量得到满足,而距热源远的换热站流量反而减少,造成系统严重的区域失调。解决这种问题的方法就是采用全网的集中控制,由管理整个高温水网的中央控制管理计算机统一指定各热力站调节阀V1的阀位或流量,各换热站的DCU则仅是接收通过通讯网送来的关于调整阀门V1的命令,并按此命令进行相应的调整。高温水侧面管网的集中控制调节。将在一下节中详细介绍。
5.3小区热网的监测与调节
小区热网指供暖锅炉房或换热站至各供暖建筑间的管网的监测调节。小区热网的主要问题也是冷热不均,有些建筑或建筑某部分流量偏大,室内过热,而另一些建筑或建筑的另一部分却由于流量不足而偏冷。这样,计算机系统的中心任务就是掌握小区各建筑物的实际供暖状况,并帮助维护人员解决冷热不均问题。
测量各户室温是对供暖效果最直接的观测,但实际系统中尤其是对住宅来说,很难在各房间安装温度传感器。比较现实的方法就是测量回水温度,根据各支路回水温度的差别,就可以估计出各支路所负责建筑平均室温的差别。如果各支路回水温度调整到相同值,就意味着各支路所带散热器的平均温度彼此相同,因此可以认为室温也基本相同。一般住宅的回水温度测点可选在建筑热入口中的回水管上。对于大型建筑,可选在设备夹层中几个主要支路的回水干管上。
要解决冷热不均问题就需要对系统的流量分配进行调整,在各支路上都安装由计算机进行自动调节的电动调节阀成本会很高,同时一旦各支路流量调节均匀,在无局部的特殊变化时,系统应保持冷热均匀的状态,不需要经常调整。因此可以在各支路上安装手动调节阀,通过计算机监测和指导与人工手动调节相配合的方法实现小区供暖系统的调节和管理。为便于人工手动调节,希望各支路的调节阀有较准确的开度指示。目前国内推广建研院空调所等几个单位研究开发流量调配阀,有准确的阀位指示,阀位可锁定,并提供较准确的阀位-阻力特性曲线,采用这种阀门将更易于计算机指导下的人工调节。
根据上述讨论,计算机系统要测出各支路的回水温度,并将其统一送到供暖小区的中央管理计算机中进行显示、记录和分析。测出这些回水温度的方法有如下两种方式:
集中十余个回水温度测点设置1台DCU。此DCU仅需要温度测量输入通道。再通过专门铺设的局部网或通过调制解调器经过电话线与小区的中央管理联接。当这十几个温度相互距离较远时,温度传感器至DCU之间的电缆的铺设有时就有较大困难,温度信号的长线传输亦会有一些干扰等影响。这种方式仅在建筑物较集中、每一组联至一台DCU的测温点相距不太远时适用。
采用内部装有单片机的智能式温度传感器,可以连接通讯网通讯或通过调制解调器搭用电话线连至中央管理计算机。这样,可以在距测点最近的楼道墙壁上挂上一台带有调制解调器的温度变送器,通过一根电缆接至回水管上的温度传感器,再通过一根电缆搭接邻近电话线。目前这类设备每套价格可在1000~1500元人民币之间。如果每1000~3000m2建筑安装一个回水温度测点,则平均每m2供暖建筑投资在0.50~1元间。
小区的中央管理计算机采集到各点的回水温度后,可在屏幕上通过图形方式显示,使运行管理人员对当时的供热状况一目了然。还可根据各支路间回水温度的差别计算各支路阀门需要的调整量。对于一般的带有阀位指示的调节阀,这种分析只能采用某种基于经验的规则判断法,下面为其一例:
找出温度最高的10%支路的平均温度max,温度最低的10%支路和的平均温度min,全网平均回水温度。
若max-min<3℃,不需要再做调节。
若max->2℃,将温度最高的10%支路阀门都关小,与相比温度每高1℃关小3%5~%;
若max-<-2℃,将温度最低的10%支路阀门都开大,与相比温度每高1℃开大3%~5%;
根据上面的分析结果,计算机显示并打印出需要调节的支路及其调节量。运行管理人员根据计算机的输出结果到现场进行手动调节。在供暖初期每3天左右进行一次这种调节。一般经过6~8次即可使一个小区基本实现均匀供热。
采用流量调配阀时可以使调节效率更高,效果更好。此时需要将现场各流量调配阀的实际开度、流量调配阀的开度-阻力特性性能曲线及小区管网的连接关系图输入中央管理计算机,有专门的算法可以根据调整阀门后回水温度的变化情况识别出管网的阻力特性及热用户的热力特性,从而可较准确地给出各流量调本阀需要调整的开度[4],每次调整后,调整人员需将实际上各调节阀的调整程度输入计算机。计算机进而计算了下一次需要的调整量,像这样一次高速可间隔2~5d。模拟分析与实验结果表明,一般只要进行3~4次调节,即可使各支路的回水温度调整到相互间差值都在3℃以内,实现较好的均匀供热[8]。
目前,许多供热公司和有关管理部门开始提出装设热量计,以按照实际供热量收供暖费,各种采用单片计算机的热量计相应出台。这种热量计多是由一台转子式流量计和两台温度传感器配一台单片计算机构成。转子式流量计每流过一个单元流量即发出一个脉冲,由单片机测出此脉冲,得到流量,再乘以当时测出的供回水温差,即可行到相应的热量,由单片要对此热量值进行累计和其它统计分析就成为热量计。目前的单片机稍加扩充就可以具有通讯功能,通过调制解调器将它与电话线连接,就能实现热量计与小区供暖的中央管理机通讯。这样,不但各用户的用热量能够及时在中央管理机中反映,各用户的回水温度状况还能随时送到中央管理计算机中,从而可以对网的不平衡发问进行分析,给出热网的调节方案。这样,将热量计、通讯网与小区中央管理计算机三者结合,就可以全面实施小区热网的热量计量、统计与管理、运行调节分析三部分功能,较好地解决小区热网的运行、管理与调节。
5.4热电联产的集中供热网的计算机监控管理
热电联产的集中供热网可以分成两部分:热源至各热力站间的一次网,热力站至各用户建筑的二次网。后者的控制调节已在前几节讨论,本节讨论热源至各热力站间的一次网的监控管理。
一次网有蒸汽网和热水网两种形式,对于蒸汽网,各热力站为前面讨论过的蒸汽-热水换热站,一次网的管理主要是各热力站蒸汽用量的准确计量,这在前面也已讨论。下面主要研究热水网的监测控制调节。
若忽略热网本身的惯性,则系统各时刻和热力站换热量之和总是等于热源供出的总热量,此外各热力站一次网循环水量之和又总是等于热源循环泵的流量,不论是冷凝式、抽汽式还是背压式热电厂,其输出到热网的热量都不是完全由各热力站的调节决定,而是由热电厂本身的调节来决定,取决于进入蒸汽-水换热器的蒸汽量。由于热电厂控制调节输出热量时很难准确了解各热力站对热量的需求,同时还要兼顾发电的要求,不能完全根据各热力站需要的热量调整,于是热源供出的热量就很难与各热力站实际需求的热量之和一致,这样,就导致控制调节上的一些矛盾。
为简单起见,假设热电厂向蒸汽-水加热器送入固定的蒸汽量Q0,如图5-5,若此热量大于各热力站需要的热量,则各热力站二次侧调节纷纷关小。以减小流量。由此使总流量相应减少,导致供回水温差加大。如果电厂维持蒸汽量Q0不变则各热力站调节阀的关小并不能使总热量减少,而只是根据网的特性及各热力站调节特性的不同,有的热力产流量减少的多,使得供热量有所减少;有的热力站流量减少的幅度小,则供热量反而电动阀加。同样,如果Q0小于各热力站需要的总热量时,各热力站的调节阀纷纷开大,使流量增加,由此导致供回水温差减小。热力站1,2可能由于热量增大的幅度大于水温降低的幅度,供热量的需求得以满足,但由于流量增大,泵的压力降低,干管压降又减小,导致3,4的资用压头大幅度下降,阀门开大后,流量也增加不多,甚至还要下降,这样,供热量反而减少。由此可见在这种情况下各热力站对一次侧阀门的调节实际是对各热力站之间的热量分配比例的调节,而不是对热量的调节,如果各热力站都是这样独立地根据自己小区的供热需求进行调节,而热电厂又不做相应的配合,则整个热网不可能调整控制好。实际上热电厂也会进行一些相应的调节,例如发现t供升高时会减少蒸汽量,t供降低时会增加蒸汽量,但Q0总是不可能时刻与各热力站总的需求量一致,上述矛盾是永远存在的。
图5-5热电厂与各热力站之间的平衡
因此,就不宜对各个热力站按照第5.1、5.2节中的讨论的,根据外温独立调节。既然各热力站一次侧阀门的调节只解决热量的分配比例,那么对它们的调节亦应该根据对热量的分配比例来调节。一种方式是如果认为供热量应与供热面积成正比,则测出每个热力站的瞬时供热量,根据各热力站的供热面积,计算每个热力站的单位面积q。对q偏大的热力站关小调节阀,对q偏小的则开大调节阀,这样不断修正,直至各热力站的q相同为止。再一种方式则是认为各散热器内的平均温度相同,房间的供热效果就相同。由于散热器的平均温度等于二次侧的供回水平均温度,因此可以各热力站二次侧供回水平均温度调整成一致目标,统一确定热力站二次侧供回水平均温度的设定值,根据此设定值与实测供回水平均温度确定开大或关小一次侧调节阀。按照这一思路,对各热力站的调节以达到热量的平均分配为目的,以实现均匀供热。热电厂再根据外温变化,统一对总的供热量进行调整,以保证供热效果并且不浪费热量。由于整个热网所供应的建筑物效果并不浪费热量。由于整个热网所供应的建筑物均处在同一外温下,因此,一旦系统调整均匀,对各热和站调节阀的调整很少,热源的总的供热以数随外温改变,各热力站的调节阀则不需要随外温而变化,只当小区二次系统发生一些变化时才需要进行相应的调节。
要实现这种调节方式,就必须对全网各热力站的调节阀实行集中统一的控制调节。可以在每个热力站设一台DCU现场控制机,测量一、二次侧的水温、压力、流量及二次侧循环泵状态,并可控制一次侧电动调节阀。通过通讯网将各热力站连至中央管理计算机。由于热力站分布范围很大,通讯距离较过远,这时的通讯可通过调制解调器搭用电话线,也可以随着供热干管同时埋设通讯电缆,使用双绞线按照电流环方式通讯。中央管理机不断采集各热力站发送来的实测温度、压力、流量,定期计算热力站发送来的实测温度、压力、流量,定期计算热力站发送来的实测温度的设定值与和各热力站实测值的比较,直接命令各热力站DCU开大/关小电动调节阀。各热力站二次侧回水温度的变化是一惯性很大且缓慢的过程,因此应采有0.5~1h以上的时间步长进行调节,以防止振荡。
除对热网工况进行高速外,计算机控制系统还应为保证系统的安全运行做出贡献。当热力站采用直连的方式,不使用热交换器时,最常见的事故就是管道内超压导致散热器胀裂,DCU可直接监视用户的供回水管压力,发现超压立即关闭供水阀,起到保护作用。无论直连还是间连网,另一类严重的事故就是一次网漏水。严重的管道漏水如不能及时发现并切断和修复,将严重影响供热系统和热电厂的运行。根据各热力站DCU监测的一次网供回水压力分布,还可以从其中的突然变化判断漏水事故及其位置,这对提高热网的安全运行有十分重要的意义,这类系统压力分析与事故判断的工作应属于中央管理机的工作内容。
5.5参考文献
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330kV凉州变电站是甘肃武威电网的枢纽变电站,变电站整个系统采用微机监控,系统包括两部分:站控层和间隔层,网络结构为开放式分层、分布式结构。站控层为全所设备监视、测量、控制、管理的中心,通过光缆与间隔层相连。间隔层按照不同的电压等级和电气间隔单元,以相对独立的方式分散在各个继电器室中,在站控层及网络失效的情况下,间隔层仍能独立完成间隔层的监测和断路器控制功能。计算机监控系统通过远动工作站与调度中心通讯。
1网络结构介绍
1.1问隔层网络结构
330kV凉州变电站二次测量、保护单元通过RS485和光纤组成的F—NET局域网,网络拓扑结构为总线型,网络传输速率为187.5kb/s,网络成熟可靠,它负责站控层各个工作站之间和来自间隔层的全部数据的传输和各种访问请求。其网络协议符合国际标准化组织OSI模型。具有良好的开放性,见图1。
网络特点:
(1)网络结构完全符合《中国电力行业标准》中关于继电保护和智能数据采集设备信息接口标准。基于铜线的双绞线较之基于光纤的传输系统容易受到电磁干扰的影响,且传输信息的质量降低。但对于普通的数字智能装置,如果直接实现光纤接口,必须安装光纤连接器,这样就大大提高了设备的成本,对生产商和使用方法都将产生经济上的压力,RS-485和光纤通过光纤转换器组成的以太网,不但避免了以上的不足而且充分利用了RS-485和光纤的优点。
(2)测量、控制及继电保护装置的配置:如图1所示,所有的测量、控制装置全部通过RS-485接口以总线方式相连接,所有继电保护装置通过RS-232接口与串口扩展板(1-16)相连接。这种相对独立配置方式,大大增强了系统的运行可靠性,系统不会因为某个单元装置故障而瘫痪。
(3)前置机配置:如图1所示,2台前置机互为备用,当主机出现异常和故障时,备用前置机自动切换为主机运行,保证了系统的正常运行。
(4)系统的不足:系统设计的不足之处在当串口扩展板或任何一台前置机出现故障时,所有的保护信息都无法传输,在以后的网络改造中,将继电保护装置的RS-232接口通过串口转换板转换为RS-485接口,以总线的方式实现保护信号的传输。
1.2站控层网络结构
站控层网络为以太网,网络拓扑结构为总线型,网络传输协议为TCP/IP,网络传输速率为100Mb/s,通讯介质为双绞线+光纤,它负责站控层各个工作站之间和来自间隔层的全部数据的传输和各种访问请求。其网络协议符合国际标准化组织OSI模型,具有良好的开放性,站控层网络按双网配置,网络结构如图2所示。
网络特点:
(1)操作员站:主机与操作员站独立设置,主机/操作员站具有主处理器及服务器的功能,为站控层数据收集、处理、存贮及发送的中心。主机/操作员站是所内计算机监控系统的主要人机界面,可实现图形及报表显示、事件记录及报警状态显示和查询,设备状态和参数的查询,操作指导,操作控制命令的解释和下达等。
(2)远动工作站:远动工作站具有远动数据处理及通信功能。远动通信设备信息直采直送,即直接接收来自间隔层的I/,O数据,进行处理后,按照调度端所要求的远动通讯规约,完成与调度端的数据交换。远动通信设备已配置了与国家电力数据网的通信接口设备,以支持变电所远动、电能量计费等信息的上网传输。
(3)工程师工作站:工程师站主要供计算机系统管理员进行系统维护用,可完成数据库的定义、修改。系统参数的定义、修改,报表的制作、修改,以及网络维护、系统诊断等工作。
(4)前置机:前置机属于间隔层设备,其中前置机I和前置机Ⅱ互为备用,前置机Ⅲ和前置机Ⅳ互为备用。在数据库的定义上,也具有相对的独立性,任何一台前置机主机数据库出现故障,在操作系统正常的情况下,可以通过工程师工作站将备机的数据库进行远程复制,能迅速恢复主机的正常运行。
(5)切换板:当变电站增容或某些设备更换后,相应的数据库参数发生了改变,数据库重新定义后必须重启计算机,若重启的计算机为主机,将会影响系统的正常运行。因此,必须通过切换板强制将主机切换为备机,切换板的运用大大提高了系统的可靠性。
2系统评价
330kV凉州变电站计算机监控系统在站控层采用以太网,在间隔层采用了F—NET网(RS-485总线结构),使间隔层和站控层网络具有相对的独立性,整体网络又具有完整的统一性。
在继电保护设备,测量控制设备的接口上兼容了光纤连接器,在监视方向上和控制方向上采用了2条光纤电缆,将数据电路设备集成到数据终端设备,实现了在RS-485/RS-422/RS-232和光纤适配器之间的成功接口,在控制系统和继电保护之间采用了基于铜线的传输系统,也是对光纤传输的一种变通。
关键词:变配电计算机监控管理系统意义
一、变配电计算机监控管理系统,促进了无人值班变电站的实现,可以利用远动技术使电网调度迅速而准确地获得变电站运行的实时信息,完整地掌握变电站的实时运行状态,及时发现变电站运行的故障并做出相应的决策和处理,同时可以使值班管理人员根据变配电系统的运行情况进行负荷分析、合理调度、远控合分闸、躲峰填谷,把握安全控制、事故处理的主动性,减少和避免操作、误判断,缩短事故停电时间,实现对变配电系统的现代化运行管理。总之,采用变配电计算机监控管理系统具有如下优点:
1、不断促进变配电系统更安全、更可靠、更经济和更直观的运行,满足未来电力工业发展的需要,一次投资,终身受益。
随着电力行业的发展,智能化变配电所监控管理系统越来越具有优越性。从安全、可靠性来说,采用楼宇变配电监控系统会导致电力管理者只能对部分重要回路如高低压主进、母联实现简单的管理和控制,但无法实现整个系统的监控和管理,同时不采用变配电计算机监控管理系统的话则需要电力管理者对现场进行人工抄表、现场操作、定时巡视,对各用电回路的电量参数、各断路器的运行状态、变压器运行状态、故障报警和故障跳闸的回路和时间等无法及时准确地了解和记录,必须通过人工巡视、抄表来实现,这样就给变配电站的安全保障、经济运行、负荷分析、躲峰填谷、经济核算、合理调度及故障的及时处理等现代化的运行管理都带来很大困难。采用变配电计算机监控管理系统,不仅能对系统各种运行开关量状态和电量参数进行实时采集和显示,而且更安全、更可靠、更直观。是因为变配电计算机监控管理系统是利用现代化计算机控制技术、通信技术和电子技术等,采用抗干扰能力强的通讯设备,经电力组态软件组态后来实现的系统的监控和管理。
根据经济、效益来说,变配电计算机监控管理系统就显得更为优越,性价比最高的。这是因为:
比如说:某一个工程由两个变配电站组成,其中高压带有断路器的回路为9个,低压共200个出线回路,按5年、10年费用计算可知:
名称
系统费用
每年人工费用
5年后总费用支出
10年后总费用支出
实现功能
变配电计算机监控管理系统
约为30万
在总值班室设1人就可以了,年费用人工支出大约为18000元
39万
48万
对分配电室实现无人值班,对整个系统实现三遥功能即遥测、遥信、遥控
楼宇变配电监控系统
只监控高低压主进、母联部分约为26万
没有监控到低压出线回路。每个配电室需安排1人,则年费用人工支出为36000元
44万
62万
只能实现高低压主进、母联三遥功能,对低压出线回路还需要有人值守
人工巡视
无
每个配电室需安排2人,则年费用人工支出为72000元
36万
72万
通过值班人员进行手动抄表、人工巡视等,发生故障无法及时了解哪一回路
从上表得出,变配电计算机监控管理系统性价比最高,一次投资,终身受益。
2、全面实现变配电系统的“四遥”及无人值守(或少人值班),节约人力资源,并实现中、低压供配电系统一体化综合监控、统一管理。
变配电计算机监控管理系统可以实现变配电站“四遥”功能,即遥测、遥控、遥信、遥视。
遥测是指通过系统通讯采集器、监测模块以及电力组态软件实现变配电站所有回路的电量采集,即电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、有功电度、无功电度、视在电度、功率因数、频率等。
遥信是指通过系统通讯采集器、监控模块以及电力组态软件实现变配电站中所有开关量的采集,如断路器的分合闸、手车工作位置、电机储能状态、变压器风机运行状态、高温报警信号、超高温跳闸信号、断路器故障信号、事故跳闸信号、综合保护器的故障为类型、以及变压器门开关信号等开关量。
遥控是指通过系统通讯采集器、监控模块以及电力组态软件实现带有电动操作机构的框架式断路器和分励脱扣的塑壳断路器以及接触器等远程控制功能。
遥视(预选)通过视频采集器、视频通讯以及组态软件实现变配电所监视功能,以防止非法人员进入。
实现整个变配电所的“四遥”功能,是节约人力资源的前提条件,是达到无人值守或少人值守的有利依据。
3、完善企事业单位的内部能量考核,采用现代化科技手段,完成电能管理、配电能耗及用电成本统计功能,减少“跑、冒、滴、漏”,真正体现“管理出效益”的意义;
变配电计算机监控管理系统可以实现峰谷平计费(参见下图所示);
变配电计算机监控管理系统可以根据系统组态画面、实时采集数据列表以及历史数据库来分析每个回路的实际用电量,同时记录回路的名称、站号以及用电量情况等,再根据用电量情况、回路名称得出主要的耗电源回路。
实现各回路的电能计量和有关配电回路能量消耗的查看,根据用电成本来优化电气合同,达到用电单位对电能更好的分配与管理。
采用变配电计算机监控管理系统可以及时、准确地知道各用电回路的情况,避免了电力管理者“跑、冒、滴、漏”的现象。同时也给变配电的安全保障、经济运行、负荷分析、躲峰填谷、峰谷分时计费、经济核算、合理调度及故障及时处理等现代化管理提供了保障。
4、可以对潜在的事故进行预报警,同时实现各种电量的越限报警,便于及时处理以避免事故或隐患的出现(如火灾等),减少损失。供配电系统出现异常时,可以及时了解到有关故障信息(故障原因、性质、地点及发生时间),来指导维修,减少故障的处理时间及停电时间;
状态报警:当变配电系统的各开关出现过载跳闸、短路故障跳闸等事故跳闸时(要求断路器带有能区分过载报警及短路瞬动的辅助触点),计算机能够通过多媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路开关名称、事故类别;
超限报警:当变配电系统的各电量参数出现超过额定值时或其他工艺设备超限运行时,计算机能够通过多媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路名称。
三相不平衡系数报警:当变配电系统的三相电流或三相电压值出现不平衡时(可自定义范围),计算机能够通过多媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路名称。
系统通过媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路名称,以方便电力管理更快、更有效地去安排任务,及时的去解决发生的报警故障,在最短的时间内排除故障,以保证系统的安全运行。
5、改善配电系统管理。通过历史记录的电力参数,及时掌握每天或季节负载特性;在供配电系统内优化能耗的分配,均衡负载;减少潜在的停电事件;
变配电计算机监控系统能将所监测并统计的各种电量参数、各断路器或开关的状态变化时间、报警故障类别、操作人员代码和时间、开关机时间等永久保存,以便对整个变配电系统的运行情况进行分析。系统可以根据一天用电负荷情况自动生成负荷列表、用电量曲线以及电能棒图等,电力管理可以根据列表、曲线或是棒图来均衡每一个小时用电量,以达到负载利用最高。
当变压器发生超载或是超负荷时,系统会自动或手动切除不重要的带有电动操作机构或是带有分励脱扣的负荷,并记录有关操作时的各项记录(如时间、操作人员、回路名称等)
6、可以根据系统设备运行的记录数据和运行情况,制定临时或定期的设备维修计划;按计划维修、减少运营和维修成本;
7、可以快速、准确的掌握供、配电设备的运行情况(含历史数据),并可以用报表方式或以图形方式进行显示、记录或打印出来,进行日报和月报,提高工作效率;
系统可以对采集的数据进行分类保存、归档、统计、调用等数据操作。系统配置历史数据库管理系统,可以实现各种记录根据用户要求按照对象、性质、时间等项止进行检索,以便进行查询和故障分析。
系统具有对测量数据及开关跳闸次数等信息的按日、月、委、季、年等进行统计报表功能。
系统可以统计和打印所监控的所有电流值、电压值、功率值、频率值、功率因数值以及这些参数一天24小时变化曲线;统计和打印各断路器运行状态变化时间及故障报警时间和类别;统计和打印各断路器的操作时间及操作人员代码;统计和打印有功电度、无功电度的一天24小时内单位小时用电量及电量棒图,同时具有峰谷计费功能。
8、供电质量(谐波失真度THD/最大、最小、平均值/电压合格率)实时分析功能,便于分清供电单位和用电单位的责任;
根据系统电压、电流在一分钟内运行波动情况,谐波失真度以及一分钟内配电回路的用电情况进行综合分析、判断,从而得知系统的稳定性和便于分清供电单位和用电单位的责任。(如下电压在一分钟内运行情况)
9、实现系统数据资源共享、供配电设备综合档案管理等诸多优点,为现代化管理提供了坚实、可靠的基础。
变配电计算机监控管理系统可以在计算机终端留有若干个系统通讯接口。
1、便于与楼宇自控系统通讯,方便值班人员对整个楼集中管理和控制等。
2、当系统主机发生故障时,系统通讯预留接口可与便携式电脑进行通讯,以保证系统安全、可靠。
二、楼宇管理系统(BAS)是一栋大楼为了实现对其大楼内所安装的设备进行集中监控管理而采用的一套计算机集散控制系统。大楼内安装的设备一般包括配电系统、空调系统、电梯系统、给排水系统、消防系统和保安系统等。
楼宇管理系统(BAS)就是在大楼内某一值班控制中心对这些设备的运行情况进行检测控制,相当于一个公司的总经理对各部门的运行情况进行掌握和布置。
鉴于我国目前设备集成厂家的能力和行政管理的条块分割,在我国众多大楼设备系统中很少有由一家设备集成商来完成整个大楼的设备供给的,比如,消防系统是一个独立系统,保安系统是一个独立系统。保安系统是一个独立系统,供电系统是一个独立系统等,而目前我国众多楼宇管理系统(BAS)一般以管理空调环境设备为主,兼顾其他系统,与其他系统进行通信的方式,了解其他系统的信息。这就好比,公司总经理有一些他直接管理部门(空调系统)其他部门则安排部门经理去管理,总经理直接抓部门经理(通讯方式)来了解各部门的情况。
这种方式也是必然的,首先,楼宇设备也分几个专业,供配电专业,暖通专业、消防保安、给排水专业等,不同专业有不同的管理要求,当然作为楼宇管理系统直接测量控制的空调系统具有直观性,也是楼宇管理的重点,但是楼宇管理系统直接去涉足其他系统的详细管理就牵强了。下面以一个楼宇控制系统为例说明楼宇控制系统构成。
从上表可知,楼控(BAS)的主要控制对象是空调机组、冷水机组等设备,其楼控软件也是以表现空调和冷水机组的情况为主。楼控对电的管理只进行了简单的采样,且实现形式多为用变送器形式,而非电量的实时值,其在整个楼控软件中占的比例很少,更不会涉及对电的管理和分析。
另外,我国的消防系统就是独立于楼宇管理系统的单独系统,其控制管理方式是由消防管理部门来审查验收的,供配电系统(指变电站)也是由供电管理部门来审查验收,变电站的计算机管理系统目前虽然还未被确认归供电部门负责验收,(目前我国电能管理比较落后,重发电,轻管理,比如峰谷收费不普及等)但其技术特点也不能简单地归楼宇管理系统进行管理,如果一旦重视电能管理,就上表所列的那种楼宇管理系统(BAS)仅测量几个电流参数,电压参数,几个与消防等重要负荷联接的开关状态,这种很粗的信息量根本解决不了能源管理问题,也不足以了解整个大楼的供电系统的运行情况。
楼宇管理系统和变配电计算机管理系统在变电站管理上的根本区别就在于非专业管理和专业管理。在楼宇管理系统也有变电站部分,采集信号的方式是通过变送器将一些电量信号转化成直流标准信号(0~5V或4~20mA)然后通过楼宇系统的一些带有通讯的模块将这些标准信号传输给中央值班室的计算机。
(一)计算机系统的监控对象
抽水蓄能电厂使用计算机监控的主要对象是厂房、地面开关站、上下水库、施工变电所等。主要监控设备有水泵水轮机、主变压器及其辅助设备、一套变频启动装置,此外,还有进水阀设备和所有的辅助设备,柴油发电机等机电设备。除了主要设备以外还有公用设备,主要是上水库和下水库的进水口闸门,还有水文测量系统和水位测量系统,压缩空气系统和供排水系统等。
(二)计算机监控系统的设计原则
抽水蓄能电厂的主要作用是为电网的调峰和调频提供保障。在设置控制系统的过程中首先应该考虑到电网的相关问题,其次应该对系统的性能价格比进行考虑,在设计过程中既要追求技术的先进性,又要遵循一定的设计原则。监控系统在进行方案设计时应该考虑四个原则,第一个原则是按照国际的先进水平进行设计,其设计的前提是满足可靠性和实用性的要求。其运行值班方式是无人值班或是少人值班的方式。为了保障监控的统一性,应该设置全场计算机监控系统,避免使用传统独立的常规集中监控系统。由于考虑到电厂的安全性和可靠性,还需要在设计的过程中外加简单的停机安全闭锁的功能,确保在紧急情况下系统的安全运行。对电厂的其他重要设备进行紧急处理时要使其满足可靠性的要求。第二个原则是采用分布式系统结构的形式,确保系统中一个设备发生故障时其他的设备仍然能够正常运行。第三个原则是保持系统的可靠性,采用环网配置的装置设置其监控网络。在运行的过程中,要使系统本身故障影响力适当减少,不能让系统本身的故障影响到环网的运行。第四个遵循的原则是实现计算机监控系统与多各系统的通信,主要的系统有电站系统、网调监控子系统、全场通风空调系统和电厂用电系统等。
(三)计算机监控系统的整体结构
抽水蓄能电厂的计算机监控采用的是开放式和分层分布两种结构的系统,外加全分布的数据库。在各个计算机中都有分布全场数据库和历史数据库,在LCU中还有各单元的数据库分布。在系统的各个环节点上还有系统功能的分布,任何一个节点都可以通过系统网络和其他节点通信。监控系统主要由三部分组成,首先是集控中心,其次是电站主控级,最后是现地控制单元。前两个部分在通讯时主要采用的是以太网,后两者之间采用的是以太环网的形式进行通讯,以太环网还可以协助三者进行数据的交换,采用这样的互联控制方式主要作用是实现三者之间的紧密联系,当主控级退出之后,仍然能够实现机组抽水启动。
二、电厂监控系统的网络通讯原理分析
(一)计算机监控系统中的H1网络通讯原理
H1网络是一种规范型的总线型系统,其在系统的开发过程中主要涉及到网络开发中的三个层次,分别是数据链据层、传输层和物理层。传输接口是研究部门自己开发的,符合规定形式的传输协议。H1网络系统具有两个主要的站点,其站点包含的位置是S5和S7系列PLC和计算机中。S5PLC是H1网上的一个单独的站点,主要通过通信协议处理器模块和其他站点进行通讯的。通信协议处理器模块(CP1430)对数据进行交换时主要采用的是RAM和PLC的控制程序。当控制器的通信有一定的需要时,处理器就会将不同程序的数据打包使其成为多个协议数据单元,然后使用局域网将数据单元发送给通信伙伴。对于远程通讯站点发送的相关信息也可以通过局域网使用CP1430进行接收,将接受的数据进行解码就能保证数据被不同站点接受。通过组态软件对CP1430进行配置一定程度上能够保障控制器接入到以太网。在电厂工作中,要实现工业以太网和计算机站点的通信,就需要配置一定的通讯处理设备,在通讯设备上面安装合适的通讯软件。计算机站点可以使用Hardnet和Softnet两种形式的通讯处理设备。其中Hardnet自身带有微处理器,可以有效减少计算机CPU上面的荷载,但是Softnet没有自身的微处理器。H1的网络通讯系统是一种点对点的通讯系统,对数据进行传输时需要将通讯者的参数进行匹配之后才能进行传输。在进行组态时,还需要设置接口好的作业号,通过这两者可以指明CP卡的通讯作业,然后通过CP卡的通讯作业进行数据传输。从而使得通讯作业的等级有所提高。
(二)计算机监控系统中的通讯程序
分析在计算机系统的监控体系下,可以将通讯系统分为三部分,首先是通讯报文的准备发送阶段,接受通讯报文阶段,网络通讯阶段。通讯报文的准备发送阶段的功能块主要有七个,分别是PB211、PB212、PB213、PB214、PB215、PB218、PB219。通过这七种功能块可以将数据格式进行转换,将转换过来的格式存储到相关模块当中。其次是通讯报文程序的接收阶段,在这一阶段中,主要是将接收到的通讯报文进行解压打包,然后再将其存放在一定的模块当中。最后一个部分是实现接收和发送的综合性能。为了确保通讯系统整体优势的发挥,可以通过网络对通讯系统进行组态,将各个数据点的存放位置进行有效的配置,对于各个系统的上级协议采取自定义的形式进行编制。使用下位机通讯程序将原有的相关功能进行代替,从而组成新型的应用协议。
三、结束语
文章简要介绍了抽水蓄能电厂上位机的升级中存在的一些问题,对H1网络的接入情况进行了分析,从网络的通讯原理和通讯数据的研究中得到网络技术的改造思路,为网络系统的升级打下了坚实的基础。
关键词:毕业论文;计算机教学;人才培养
1概述
本科毕业论文是高等教育人才培养的重要教学环节,毕业论文(设计)的质量也是国家教委对高等学校本科教育水平评估的一项重要指标[1]。对计算机专业来说,它更是培养学生实践能力、创新能力和初步科研能力的重要实践环节,对训练学生综合应用所学知识,提高分析问题解决问题的能力有着重要的作用。但就目前来看,特别是对三类普通高等院校的计算机专业学生来说,由于起点低,基础比较薄弱,本科生的毕业设计普遍存在着不尽人意的地方,在一定程度上没有达到计算机专业毕业设计的目的。
计算机专业的毕业设计实践性很强,除了选理论课题的学生之外,其他课题要求学生不仅要写出论文,一般还要做出一个软件或硬件的系统。现在计算机专业学生的毕业设计大体可以分为:理论、软件和硬件。实际上学生的毕业设计多是做软件或硬件的,做理论的不多,即使做理论也要求结合实际问题来进行编程验证。设计涉及的方面一般有:网页设计;网页编程;平面设计;动画设计;网络设计、搭建、调试和维护;网络安全;单片机及自动控制等。
以上涉及的设计工作就是要培养学生综合运用所学的知识的能力,包括软件开发方法、算法设计、
数据库设计、程序编写、程序调试等。最后要求学生对所做系统的开发过程进行总结,写出一篇毕业论文。论文中除了过程的叙述之外,还要对系统的特点和关键技术进行论述,而论述的要好,需要对系统有深刻的理解,另外还有恰当的表达方法和一定的语言功底。学生从查资料到选题,再到查资料、做系统、做论文,是一个非常系统的过程。如何通过这样的系统训练来真正达到毕业设计的目的,培养学生的实践能力、创新能力和初步科研能力,需要学校、指导教师和学生自己三方面的共同努力。
2存在的主要问题
2.1毕业设计的选题具有局限性
每年学生毕业设计的选题多是与上一届大同小异,指导教师一般认为学生科研能力有限,不让学生参与自己的课题。比如学生做管理系统的居多,医院药房管理系统、人事管理系统、学生管理系统等。学生之所以选这些系统来做,也是因为这些系统的实现从技术上来讲其实是大同小异的,系统的实现方法在许多计算机书籍中可以找到,类似的源代码在网上也很容易找到,已经成型的论文也颇多,到时候学生可以把界面一换,就成了自己做的系统,把别人的论文稍加修改就成了自己的论文。
作者简介:乔孟丽(1974-),女,山东泰安人,临沂师范学院讲师,硕士,主要研究方向为人工智能技术、教育管理。
2.2学生所做的多数软件功能不完善
学生一般是按照参考资料上给的实例,实现功能并调试的,其功能是很不完善的,并没有按照软件工程的步骤对问题进行调研,写出需求分析进而对系统进行设计。比如说人事管理系统,只是简单做几个页面,包括管理员和普通用户权限的划分,添加员工,删除员工,查找员工等几个简单的功能,其实用性较差。程序调试也只限于代码是否正确,功能能否实现,对功能的可扩展性,系统的安全性考虑的很少。
2.3论文写作内容空洞,重点不突出
论文从目录看,一般都主要由开发工具介绍、数据库设计、整体设计、详细设计等组成。摘要和前言在内容上重复比较多,英文摘要多是语法不通或不专业的词汇,原因是学生为了省事,用在线翻译或请英语专业的人翻译。论文各部分不符合科研论文的规范[2]。在具体介绍系统时,不能重点写出该系统的特点在哪里,是如何实现的,关键的技术和原理是什么。比如在进行数据库设计时没有突出为什么要这样设计,与通常的设计有什么不同,有什么优点,有什么不足;在表述系统具体实现时,用于论述的语言很少,多是靠粘贴代码充篇幅;结论部分不会写,多是写的自己开发系统的感想;语言表达缺乏科学性,在用词上不够准确;另外,有些学生的论文的格式不规范,用Word排版不过关,图表使用不当或不规范,没有充分结合图表来说明问题。
3问题原因分析
3.1社会大环境的影响
由于近年来本科学生的扩招和教育产业化,特别是对于三类本科院校来说,教学质量正面临着巨大的挑战,由于扩招,势必导致生源素质的起点下降,同时又由于教育的产业化,使得本科生由以前的小班上课变成现在的大教室学习,其学习质量必然要受到影响。指导毕业论文的教师任务很重,每个教师要比以前指导更多的学生。另外,网络上的资源日益丰富,,售卖本科毕业设计、毕业论文的网站屡见不鲜,更有甚者还提供售后服务,满足学生的一系列要求,而且价格相对比较便宜,学生往往为了省事直接抄袭、让别人或买一个做好的设计和论文了事。
3.2指导教师的选择不当和责任感不强
学院一般是给每个老师分几个学生带毕业设计,学生在选题的时候一般是根据自己的兴趣专长或难易程度来选,比如学生对比较熟,就想用开发工具来开发系统,但是其指导教师并不一定对十分熟悉,这就不能不影响后续对学生程序编写调试时的指导。另外,指导教师往往忙于上课或搞科研,如果学校对教师的指导过程不予以监控,指导教师毕业设计指导的报酬又很低,学生又忙着找工作和考公务员等,诸多原因就造成了学生不主动联系老师、老师忙着也不找学生,对学生的指导不够,到最后老师只是在设计质量和论文写作上把把关。
3.3学生平时的实验训练和知识掌握不够扎实
要想做好毕业设计和论文,既要系统地掌握和运用专业知识,还要有较宽的知识面并有一定的逻辑思维能力和写作功底。比如说用做一个动态网站,起码要有软件工程、数据库、平面设计、程序设计与调试的知识。要想写好论文,还要有较好的汉语和英语的语言基础、语言表达能力和Word排版基础。这些知识和能力的培养,要靠平时的积累,不是单单靠毕业设计那一学期获得的。
3.4答辩流于形式,把关不严
由于本科生数量过多,答辩任务很重,而最后一学期的学生还要做其它的事情,比如找工作,考公务员或参加一些社会证书培训等,加之学校在制度上对答辩的监督不够,导致答辩的时候,老师把关不严[3]。这势必造成学生的侥幸心理,觉得不好好做毕业设计也能通过。
4对策
4.1功夫做在平时,夯实毕业设计的基础
计算机专业的课程设置一般先是专业基础课,再是专业课,教师在教授学生基础课时,就应该注意与后续课的联系和为科研训练服务。比如在讲Word排版的时候,就应该讲到如何对论文排版,给出一篇没有排版的论文,让学生按照既定的格式排版。因为论文排版要涉及到Word的一些较高级的操作,如分页符、分节符、页脚内容不一致等操作。这些操作在一般的文章中是用不到的。在专业英语教学时,让学生学会如何翻译论文的英文摘要。对于专业课的教学,平时就注重学生逻辑思维能力和实践能力的培养。如上软件工程课时,让学生选课题,进行调研,写出需求分析报告等。通过平时就布置一些大的作业和小论文让学生做,以培养学生实践能力,培养其科研兴趣和端正的科研态度。
4.2加强思想教育,集中进行必要的指导
在让学生做毕业设计之前,一般的做法是学院下发《毕业设计(论文)指导手册》让学生自己看,而学生往往对毕业设计不重视,不仔细看。在毕业设计前,应集中向学生讲清楚毕业设计的意义、毕业设计的评价方法、毕业设计的基本过程和研究方法等,这样不仅可以让学生在思想上引起重视,对毕业设计进行概要的认识,也减轻了指导老师分别给自己学生讲解的麻烦。
4.3设计过程监控,改革评价体系
通常学院对教师的指导过程没有详细的要求,学生毕业设计的成绩也只是根据最后设计成果、论文和答辩的好坏评定。至于学生在整个毕业设计期间所作的工作并没有进行全面的评价和监控[4]。如果学生不是自己做的毕业设计,又在答辩前熟悉了别人给设计的东西,单从答辩环节有时很难看出。一般院校的毕业设计时间安排为十周左右,对于学生查资料,选题,写开题报告,毕业设计到最后论文的完成,这个过程应该设立考评制度,如要求学生写出阅读文献的报
告,要求学生运用对现有的文献资料快速地、大量地阅读、比较。在浏览中勤做笔录,随时记下资料的纲目,记下资料中对自己影响最深刻的观点、论据、论证方法等,记下脑海中涌现的点滴体会。对学生开题报告的质量、需求分析报告的质量、系统设计报告的质量和中期检查的结果也列入毕业设计评价之内。这种过程监控实际上既对学生加强了管理,也加强了指导教师对学生指导的力度。
4.4加强制度建设,为质量提供保障
在指导教师的设立上要力求合理,针对学生的不同选题,可以适当对指导教师进行调整,保证指导质量。学院从制度上对毕业设计进行严格检查,与教师教学评价挂钩,不仅检查最终的毕业设计结果,还要从学生调研、选题直到毕业设计和论文完成的过程进行监控。另外,为调动指导教师的积极性,应该提高指导教师指导毕业设计的报酬,并对于选题新颖,毕业设计质量高的学生和指导老师予以奖励。对于参与毕业设计答辩的老师要进行监控,明确其各自的职责,严格把关,对于达不到要求的学生,对抄袭、买卖设计或论文的学生进行严肃处理,在制度上纠正不良的学风。
5结束语
毕业设计(论文)是一项综合性的训练,要提高计算机专业学生的毕业设计(论文)的质量,首先要围绕培养目标,在大学前三年就下手,让学生有着扎实的理论基础和程序编制、程序调试等实践能力,这是根治毕业设计水平不高的根本所在,另外在制度上对学生和指导教师实施过程监控,是使学生顺利较好地完成毕业设计任务的保障。
参考文献:
[1] 张辉. 高校毕业论文毕业设计指导[M]. 沈阳:辽宁大学出版社,2005.
[2] 曹禧修. 新本科院校毕业论文写作之症候分析[J]. 黑龙江高教研究,2007(2):175-176.
[3] 朱玲. 提高大学生毕业论文质量的路径[J]. 中国青年政治学院学报,2009(2):140-142.
建立健全毕业设计各项管理制度是保证学生高质量完成毕业设计的前提,计算机系成立以系主任为首的毕业设计工作领导小组,负责毕业设计的教学管理。教务处强化宏观管理,贯彻落实学院有关毕业设计工作的要求,制定了《南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)管理规定》及相关规范化文件。计算机系专门制订了《计算机科学与技术系毕业设计工作实施细则》、《计算机科学与技术专业毕业设计大纲》,通过一系列具体措施保障毕业设计的顺利开展。
二、毕业设计过程管理
为了保证毕业设计(论文)质量,计算机专业严抓毕业设计过程。毕业设计分解为选题审题、任务书下达、毕业设计指导、论文评审、答辩五个过程和开题与开题报告、中期检查、设计成果验收三个监控节点。
2.1五个过程控制
(1)选题审题过程为了保证毕业设计的选题能够达到专业人才培养的要求,提高学生应用能力和创新能力,本专业要求指导教师提前一个学期准备毕业设计课题,由专业教研室和系部进行两级审核,对其性质、难度、分量及综合训练等情况进行把关。以保证所选课题能够培养学生的创新能力和应用开发能力。同时,计算机专业的课题强化学生的动手实践能力的培养,大多数课题是工程技术类或软件开发类课题,且多数面向企业,对学生理论联系实际、培养应用能力和创新能力起到了很好的促进作用。
(2)任务书下达过程确定选题后,由指导教师依据毕业设计工作规范拟定毕业设计任务书,提交教研室严格把关和审核后下达给学生。指导教师向学生明确课题的具体要求,并指导学生如何完成毕业设计。毕业生在此阶段查阅相关资料,熟悉开发平台,需要提交的技术文档包括:需求分析报告、系统概要设计说明书等。
(3)毕业设计指导过程该阶段毕业生在指导教师的指导下,按任务书的计划进行课题的研发。期间要求每位教导教师每周与毕业生至少辅导二次,学生可采用电话、Email以及见面等多种形式与指导教师沟通,向指导教师咨询相关技术问题。所有指导教师及时解答学生们所提的问题,并辅导学生完成软件系统的设计、开发、调试、运行。
(4)论文评审过程本专业要求毕业生在毕业答辩前15天提交研究成果和论文初稿,由指导教师进行预审,对设计成果和论文初稿提出整改和完善意见。指导教师从论文格式到内容进行严格把关,对相关的软件系统做最后的验收、测试,并根据学生论文完成质量给出成绩。通过指导教师审核的学生论文,由系毕业设计领导小组指定教师互评,并根据完成质量给出互评成绩。
(5)答辩过程审核通过的毕业生可参加答辩,答辩按时间顺序分为:公开组观摩答辩、正式答辩、补答辩。其中观摩答辩是对各组推选出来的优秀毕业生进行公开答辩。通过观摩答辩,使学生熟悉规范的毕业答辩过程。答辩遵循公正、公平、公开的原则,最终由答辩委员会给出答辩成绩。
2.2三个监控节点
(1)开题报告与开题在毕业设计任务书下达后组织学生提交开题报告,完成开题。该监控节点不仅要求学生给出书面开题报告,而且要求学生在教研室组织的开题报告会上介绍和展示,教师着重就其设计思路和技术路线进行把关,然后由教研室主任审核,对不符合要求者要求限期修改,重新开题。设置该监控节点的目的在于监控学生课题调研、需求分析、总体设计完成情况。
(2)中期检查在学院规定的期中教学检查期间,完成毕业设计中期检查。中期检查主要对毕业生前半阶段的设计情况进行检查,包括设计的进度和质量如何,评估学生能否正常完成毕业设计任务,是否需要调整,对一些差生要制订帮扶措施。
(3)设计成果验收在学生毕业答辩前,由答辩小组组织对学生的设计成果进行最后的验收,主要从系统设计的科学性、实现的方法和手段以及运行界面和功能模块进行验收。
三、毕业设计质量管理
严格的毕业设计质量监控体系是学生高质量完成毕业设计的纪律组织体系,在毕业设计工作期间,督导组专家对毕业设计的各个环节进行检查督促和指导,发现问题后及时与指导教师和有关部门反馈,保证毕业设计工作的正常和有效进行。为了保证毕业设计(论文)的质量,本专业实现系主任-指导教师-互评教师三级审查制度。还通过毕业设计过程跟踪表对于毕业设计各个环节和阶段的质量要求和任务完成的时限做出明确规定,并对教师的指导工作进行督导。特别是对毕业生提交的计算机专业的设计文档和程序进行严格审核和把关,由各审核人签字确认。
四、网络平台管理
为了加强毕业设计的过程跟踪和电子文档的规范化管理,本专业基于B/S架构、平台开发了一个毕业设计管理系统,系统具有学生信息管理、教师信息管理、课题信息管理、选题管理、过程跟踪、文档管理、角色管理等功能。系统在南京理工大学泰州科技学院得到应用,为广大师生提供了一个毕业设计交流和管理的平台。系统分为学生模块、教师模块、管理员模块。学生模块包括学生基本信息维护、学生选题、上传文档、提交进度、讨论区留言等功能;教师模块包括教师基本信息维护、上报课题、查看学生进度、管理成绩等;管理员模块包括公共、审核课题、上报成绩、设置权限、文档归档等。
五、结束语
经过近几年的研究探索,南京理工大学泰州科技学院计算机系已经逐步建立起一套特色鲜明、适合本三层次计算机专业毕业生的毕业设计管理体系。该体系提出的五个过程和三个监控点规范了毕业设计管理的流程,利用网络化管理平台减少了繁琐的工作量,提高了毕业设计的效率和质量。近几年本专业毕业生的成绩和研究成果有了明显提高,并在2011年顺利通过江苏省教育厅关于毕业设计的抽查工作。
计算机专业的毕业设计是大学生在大学学习期间的最后阶段,是实现专业人才培养目标的综合性实践教学环节,是培养学生运用本学科的基本理论、专业知识,提高分析和解决工程实际问题能力、独立工作能力和创新意识的重要途径,也是对学生能力和素质的全面检查。因此做好本科毕业设计有利于提高毕业生的工程素质,对毕业生以后的就业起到一定的帮助作用。然而,近几年来,随着高校扩招、师资短缺以及计算机知识更新过快等因素的出现,计算机专业的本科毕业设计质量不断下降,毕业设计中的问题层出不穷。
二、计算机专业本科毕业设计现状分析
现在计算机专业学生的毕业设计大体可以分为:理论、软件和硬件。实际上学生的毕业设计多是做软件或硬件的,做理论的不多,即使做理论也要求结合实际问题来进行编程验证。设计涉及的方面一般有:网页设计;网页编程;平面设计;动画设计;网络设计、搭建、调试和维护;网络安全;单片机及自动控制等。这些设计工作就是要培养学生综合运用所学的知识的能力,包括软件开发方法、算法设计数据库设计、程序编写、程序调试等。如何通过这样的训练来真正达到毕业设计的目的,培养学生的实践能力、创新能力和初步科研能力,需要学校、指导教师和学生自己三方面的共同努力。然而,近几年来,随着高校扩招、师资短缺以及计算机知识更新过快等因素的出现,计算机专业的本科毕业设计质量不断下降,毕业设计中的问题层出不穷。如果不能很好的解决这些问题,毕业设计就难以得到提高。其中具有代表性的问题主要有以下几个方面。
1.毕业设计的选题不够合理。
毕业设计的选题是决定毕业设计质量的先决条件。每年学生毕业设计的选题多是与上一届大同小异,不少学生都会选择做管理系统,图书管理系统、人事管理系统、学生管理系统等。学生之所以选这些系统来做,也是因为这些系统的实现从技术上来讲其实是大同小异的,系统的实现方法在许多计算机书籍中可以找到,类似的源代码在网上也很容易找到,已经成型的论文也颇多,到时候学生可以把界面一换,就成了自己做的系统,把别人的论文稍加修改就成了自己的论文。但这些题目毫无创新性可言,对学生综合能力培养的帮助不大。
2.学生思想重视不够,投入精力不足
学生大多认为毕业设计仅是一种形式,对自己的正常毕业以及以后的工作和学习没有丝毫影响,忙于参加各种各样的招聘会和公司面试,在毕业设计环节上投入精力甚微。毕业设计的时间与考研初试、复试时间重合,在两者不可兼顾的情况下,多数学生都选择了准备考研,而不是做毕业设计,往往都是临近答辩时,才匆匆忙忙,东拼西凑,草草完成,甚至出现严重的抄袭想象。以这种心态和这样的方式写出来的论文,质量当然也就难以得到保障。
3.指导教师的选择不当和责任感不强
由于计算机专业发展比较晚,具有丰富项目实践经验的老教师十分稀缺,计算机专业本身是一个实践性要求很强的专业,没有这些实践体会,就很难理解软件开发过程、软件技术如何应用到生产这些问题,从而影响了毕业设计的质量。部分指导老师对毕业设计的目的认识不足,责任心欠缺,对学生疏于指导。学生本来就对毕业设计的重视不足,再加上指导老师疏于管理,毕业设计质量下滑也就成了必然的趋势。
4.对毕业设计的监管有所欠缺
毕业设计环节的教学监管不够到位,对指导老师的要求不够明确。检查是大多基于学生和指导老师填写的各种表格和文档,指导老师没有在学生做毕业设计的过程中起到监管和指导的作用,因而对学生的要求也就随之任之。这种方法对毕业设计的过程起不到监控的作用。毕业设计的最终成绩取决于指导老师的评定和答辩。由于本科生数量过多,答辩任务很重,导致答辩的时候,把关不严。这势必造成学生的侥幸心理,觉得不好好做毕业设计也能通过。如此欠缺的监管制度,毕业设计的质量也就自然不佳。
三、提高计算机专业本科毕业设计质量的措施与对策
毕业设计可以反映一个计算机专业的学生的综合实践水平。毕业设计不仅可以培养学生将理论与实践相结合的能力,还可以激发学生的创新精神,所以一定要保质保量的完成毕业设计。针对毕业设计中出现的问题,可以采取以下的措施解决。
1.选择合适的毕业设计题目
计算机专业的毕业设计选题应按照以下几个原则进行选择。第一,课题的选择应符合专业培养目标,达到毕业设计教学大纲的基本要求。第二,课题的选择应体现教学与生产、科研、文化和经济相结合的原则。第三,课题的选择应贯彻因材施教的原则,使学生在原有的水平和能力方面有较大的提高,并鼓励学生有所创新。第四,选题的范围和深度应符合学生的实际情况,并尽可能多地反映现代科学技术发展水平。第五,学生除了在导师提出的课题中选择毕业设计课题外,也可根据本专业特点选择自己实践中感兴趣的实际问题作为毕业设计课题,但必须经指导教师审定。
2.加强学生思想教育和引导
提高高校毕业设计的质量,根本措施应当是加强学生教育,使学生引起重视。其实多数高校和指导教师对于加强学生思想教育的重要性都深有体会,但具体实施起来总觉得效果不如想象中好,关键是在于“循循善诱”几个字。要经过耐心教导,让学生意识到,毕业设计不仅仅是一个学习任务,也是为了对自己四年学习划上一个圆满的句号,是对个人责任心的一次考验,从而端正了态度,主动性大大提高。在毕业设计之前做一些专门针对毕业设计如何开展的专题讲座。
3.加强过程监控,改革评价体系
通常学院对学生在整个毕业设计期间所作的工作并没有进行全面的评价和监控。如果学生不是自己做的毕业设计,又在答辩前熟悉了别人给设计的东西,单从答辩环节有时很难看出。开题报告完成以后,就进入了漫长的实际设计过程。要增强对学生的监督和督促机制,防止学生偷懒。其一,要增强指导教师的责任感;其二,可引入现在一些软件公司常用的做法,要求学生写周报,让学生每周对自己毕业设计的工作进展,取得的成果或碰到的困难做一次记录。这样既避免了学生临时报佛脚,不做设计只写论文的情况发生,又使学生的整个设计过程都有案可查,增加了对毕业设计评分的合理性和公正性。这种过程监控实际上既对学生加强了管理,也加强了指导教师对学生指导的力度。学生开题报告的质量、需求分析报告的质量、系统设计报告的质量和中期检查的结果等均列入毕业设计评价之内。
四、结束语
关键词:计算机;工程硕士;学位论文;质量
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2012)32-7845-02
学位论文是计算机类工程硕士培养过程中非常重要的一个环节,一定程度上决定着工程硕士的培养质量。但是随着招生规模的不断扩大,计算机类工程硕士学位论文出现了一些问题,应引起重视。为了能培养出满足用人单位需求的合格人才,需要找出现阶段影响工程硕士论文质量的因素,并从管理上、制度上、教育过程的各环节上加以改进。
1 影响计算机类工程硕士论文质量的原因
1.1工程硕士进校不离岗的学习方式
工程硕士一般是企事业单位的职工,在学习的同时要完成单位的工作任务,因此做论文、上课的时间比较紧张。即使节假日等有空,部分工程硕士因忙于家庭等原因,很少把精力放在论文和上课学习中。
1.2 学习意识淡薄
部分工程硕士学习目的主要是想拿文凭,用于晋升职称,涨工资,对于是否学到知识学生自己不重视。出现了部分工程硕士找人做论文、不上课等现象。
1.3 部分用人单位不重视
用人单位是用人的主体,应当对工程硕士的论文、学习素质最重视,但是由于经验不足等原因,有些用人单位没有提供完善的培养体系。主要体现在:(1)未对工程硕士学习和论文情况进行考核,只认学位证,其它不管;(2)对用人单位企业导师不考核,无激励措施,企业导师只是挂名,有的工程硕士只是在答辩前才临时找。(3)在工程硕士论文和上课期间提供方便较少。
1.4 导师指导力度不够
导师是学生论文的重要影响因素。但在实际指导过程中也存在一些问题。主要体现在:(1)导师缺乏实际工程经验;(2)学生在工作单位,与导师接触少,有的学校导师和学生基本不见面,只在答辩前见面;(3)导师要上课、搞研究,对工学硕士较为重视,对工程硕士不够重视。
1.5 教学学院放松要求
由于工程硕士多为企事业单位职工,管理相对比较困难,因此,专业领域所在学院往往放松对工程硕士论文、教学的要求,不严格管控。造成论文质量下降,教学效果不佳。论文内容空洞,有时尚不及本科生论文,缺课现象,考试抄袭现象时有存在。
1.6 办学学校放松管理
随着工程硕士办学自的下放,各办学学校出于多方面的考虑,希望扩大招生人数,宽进宽出现象普遍存在。(1)为了多招生,放弃生源质量;(2)对学院教学、论文无评估和管控措施。(3)管理人员不专业,很多未受过研究生教育,对硕士的培养过程不了解,自身能力受限,外行管内行。
1.7 教育部门监控不到位
教育部门将工程硕士办学自下放,但工硕管控措施缺乏,无法真正把握各高校的论文、招生、教学的真实情况。
2 提高计算机类工程硕士论文质量应采取的措施
工程硕士的论文和培养质量是教育部门、办学高校、教学学院、校内导师、单位导师、工程硕士等工程硕士培养教育链条上所有因素综合作用的结果。所有要素协同工作,每个要素各尽其职,才能真正提高工程硕士论文质量和培养质量。
2.1 企事业用人单位
用人单位要有专门的机构和人员,比如人事部门对单位人员学习给予管理。对单位人员参加工程硕士培养制定规划和具体计划。对参加学习人员提供便利条件和过程管理。(1)为工程硕士提供时间上的保证,减小工作量;(2)为工程硕士提供资金上的支持,例如减小工作量,不扣工资和福利,根据企业实际情况报销来回路费和食宿;(3)对工程硕士加强管控措施,保证参加学习人员的学习质量。 如要求学习人员每月提交学习报告,对学习人员学习过程中的出勤和学习成绩及时向培养单位了解情况,定期与培养单位交流每个学习人员的信息,并建立学习人员培养档案, 对学习整个培养过程实施监控和管理;(4)为每个学习人员生在企事业单位中安排优秀高职称人员担任单位导师,对企事业单位导师对学生的指导情况实施过程管理,企事业单位导师要向企业每月提交指导报告;(5)为学习人员提供奖惩措施。对学习过程成绩优异,为企事单位的技术改造、新产品研发、新工艺设计做出突出贡献的学习人员给予奖励, 并为优秀学员交付学费,提供优先晋升的机会。对于不积极学习的学员,不提供优惠条件并提出具体惩罚措施;(6)为企事业单位导师制定奖惩条例。对认真指导的企事业单位导师给予经济上的奖励,优先晋升的机会激励导师悉心指导。对不认真负责的企事业单位导师,取消其资格并制定具体的惩罚措施。(7)协助学习人员根据工作的实际需求选题,最好研究能推进单位技术革新,新产品和新技术的开发,为学习人员提供做论文所需的实验条件和实验经费支持,为学习人员做学位论文提供便利条件。
2.2学生个人
学生个人应树立终身学习的现代观念,端正学习态度,放弃只拿文凭、涨工资、评职称的功利主义思想, 明确知识经济时代每个人需要终身学习的社会现实和需求。积极主动地提高自身素质,把工程硕士学习作为提高个人素质的一个重要途径,认真学习,虚心向任课老师,企事业导师,校内导师请教,积极主动与他们联系,加强学习交流。
2.3教学学院
教学学院作为工程硕士论文和教学的主要负责单位,应加强管理。(1)制定切实可行的培养计划。结合每个用人单位和每个学员的实际情况制定切实可行的培养计划,课程根据用人单位和学生的情况开设,不能所有工硕,所有用人单位一个培养计划,培养计划的制定应具体情况具体分析;(2)选派具有丰富经验的老师担任课程任课教师。高校中的老师理论基础扎实,但实践经验可能存在差距,可以通过聘请校外兼职教师的方法缓解这个问题。(3)对任课老师实行考核和奖惩,根据学生的反应和问卷调查,督导专家听课,对任课老师考评,能者上、劣者下,对教课优秀者增加讲课酬金,对讲课差者取消资格;(4)聘任选拔优秀老师担任工硕导师。将工程硕士导师和工学硕士导师分别遴选,针对工程硕士的特点制定遴选条件,对工程硕士导师的遴选条件要注重实际项目经验。导师在指导学生过程中每月要向学院提交指导报告;(5)对聘任的硕导实施考核和奖惩。根据学生的反映、问卷调查和指导学生论文情况进行导师考评,对成绩优异者增加指导工硕名额,增加酬金,对考核差者取消其资格。(6)学院成立工程硕士指导委员会统一协调制定工程硕士各项规章制度、考核措施,并让每个相关人员了解规定。指导委员会应有本院主要领导,吸收学术专家,用人单位领导、学员参加,广泛征求意见,制定详实的工作条例;(7)建立学员管理档案。对学生从入学、课程教学到论文全程跟踪记录学员各阶段的学习情况以供查阅;(8)学院严格教学管理。要求学生认真上课,缺课过多者不准予参加考试。严格考试纪律,杜绝抄袭现象。,严格批卷,考试成绩差者,不能通过考试。不要让学生认为只要拿钱就能拿到学分;(9)严格论文过程管理。严格执行开题、中期审查、预答辩、盲审、答辩。要求学生每月向学院提交论文进展报告,
2.4办学学校
学校应对工程硕士培养严格要求。(1)学校需要对工程硕士招生严格管理,成绩偏低者不准录取,保证生源质量,不能为扩大招生而不顾学生质量。(2)学校要对各二级学院培养计划的制定、课堂教学情况、导师情况、论文情况坚持定期评估和监控。督促学院提高论文质量和培养质量,树立良好形象。(3)选派对工程硕士培养熟悉的工作人员担任相关管理工作,不要出现外行管理内行的情况。(4)对二级学院根据评估实施奖惩, 对评估优者提供奖励,并扩大其招生规模。对评估较差的学院给予惩罚,限期整改,减少其办学规模或终止其招生。(5)协调学校图书馆为工程硕士提供账户,方便他们在校外访问图书馆资源。
2.5教育部门
政府主管教育的机构应定期对每个学校的工硕招生情况、培养情况、论文情况进行定期评估和监控。督促各学校提高办学质量。对各学校进行奖惩,对评估期间培养质量优异的学校给予于肯定、表彰和奖励。对办学质量差的学校给予警告,限制整改或终止办学资格。
计算机类工程硕士论文质量保证体系覆盖工程硕士培养的全过程和工程硕士培养链条的各个环节,各方应积极合作,提高工程硕士论文质量和培养质量。
参考文献:
[1] 张家浩.软件工程硕士论文质量评价模型及相关问题研究[J].计算机教育,2007(22):129-135.
[2] 龚玉玲.影响工程硕士培养质量的核心因素研究[D].长沙:中南大学,2010.
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【关键词】 研究生教育;质量监控体系:信息技术
作者单位:510405 广州中医药大学第二临床医学院 研究生教育属于最高层次高等教育,是为培养高级高素质人才和发展科学技术服务的,目的是培育高层次创新人才。质量是产品的生命,研究生教学质量直接影响研究生教育自身的可持续发展,更左右着国家科学技术和生产力的发展水平,因此研究生教学质量受到社会普遍关注。如何对现行研究生教学质量进行科学合理的监控成为摆在我们面前的首要问题。
科学合理的研究生教学质量监控体系,是以教学质量为目标方针,既遵守特有的人才培养规律,又能对教学工作起到有力的监查督促作用,避免教学过程的主观放任自流,规范教学过程,约束教学行为[1]。完善的研究生教学质量监控体系主要由三个系统构成:质量管理系统;监控督导系统;信息反馈系统。
1 质量管理系统
质量管理系统通常包括制定质量方针、目标以及质量策划、质量控制、质量保证和质量改进等活动。实现质量管理的方针目标,有效地开展各项质量管理活动,必须建立相应的管理体系,这个体系就叫质量管理系统[2]。直接影响或决定着研究生培养质量监控体系功能的发挥,可分为决策审核系统和行政管理系统。
为了提高教学管理水平,实现教学质量管理的科学化和规范化,要在加强理论研究的基础上,积极落实教学质量管理制度:①坚持每周教学工作例会制度。②落实教研室主任听课制度和教学观摩制度。③坚持教学检查与考评制度。④落实教学激励、教学事故及违纪处理制度。⑤制定毕业生质量跟踪调查制度。
2 监控督导系统
监控督导是按照严格的科学程序,有计划、有组织的进行评估、监督教学研究活动。严格监控研究生培养各环节的督导工作:
首先 规范研究生的基本入学的条件;规范入学考试制度,并有体格检查。由二级或三级学科的导师组制定考核题目,坚持理论考试与实践考核并重的原则,对考核成绩综合评分。把住招生质量的入口关。
其次 建立研究生培养各阶段的考核制度并规范各阶段的考核制度,着重从课堂、教学、文献综述与选题报告、论文中期检查、学术活动与学术交流、学位论文质量与论文答辩几个方面入手。严控期中、期末考试关,同时增加实践课内容,由考核导师组,集体评议,考核要根据《卫生部临床住院医师规范化培训大纲》,制定各专科《临床专业研究生轮转出科考核规范》,明确规定本专科轮转后需掌握的常见病、多发病的诊疗常规,使研究生学有目标,习有成效。
再次 监控病历质量,将研究生的病历书写纳入了医疗文书质控系统,按《病历书写规范评分表》进行评分,并录入计算机数据库。分别按平时考核、出科考核和病历平均评分综合评定,并结合毕业临床实践技能考核,如不合格者将不能进入答辩程序。
最后鼓励临床科学研究,鼓励研究生选择密切联系临床实际的课题进行科学研究,着重培养科研思维方法和动手能力的训练,培养一定的临床科研能力。
针对研究生教学督导工作出现的问题,学校可借助本科教学督导中的成功之处,制定《研究生教学督导工作条例》, 明确督导的目的及工作职责,提出教学督导的工作要求。
学校建立课堂教学、实验教学、毕业设计(论文)等各教学环节的督导指标体系,并根据督导专家在检查过程中反馈的意见不断修改,提高评价的科学性、准确性;
督导专家库由各院校专家组成对研究生培养各环节进行督导,将督导组按学科专业分组,发挥专业特长,使“督”更权威,“导”更有力。督导组长根据督导结果写出督导工作小结, 由院系或者学校召开督导工作总结会议,全面总结一学期教学督导工作,促进教学工作的改进。
改进督导方法,督导专家及部门需加强与任课教师和临床老师的沟通,及时向其反馈意见和建议,消除其逆反心理,重点解决教学中存在的突出问题, 使教学督导针对性更强,效果更明显,使从对单个教师课堂教学评价发展到对全体教师整体教学水平进行评价[3]。
3 信息反馈系统
要准确地收集有关研究生培养质量活动、人才市场需求等各种信息并及时反馈给决策部门。这样,存在的质量问题也才能及时发现,并被及时研究对策予以解决。因此,必须建立一个立体式全方位的信息反馈系统。科学合理的教学信息反馈系统包括规范化的学生评教活动;常规教学检查和专项教学检查活动;定期向用人单位发放研究生质量跟踪调查表,调查、了解用人单位对毕业生的反映和评价。对于采集来的大量的调查表及数据进行有效的处理,所以,在教学质量信息反馈系统的建设中,特别要加强对信息进行科学处理工作的建设,借助现代教育科学理论和先进的技术方法,剔除无效数据,保证信息的准确性及有效性。反馈信息可根据信息适用的不同范围,向全院或教研室或个人进行反馈。
目前,各研究生管理部门越来越多的通过计算机管理手段对研究生进行管理,涉及学籍、选课、选题上报、学位论文提交、信息通报等各个环节。通过计算机网络管理,管理人员进一步提高工作效率,使管理人员把精力集中于如何提高研究生教学质量等更为重要的问题上来[4]。
研究生质量督导信息也可通过计算机的联网功能,使督导工作更先进,更畅通。利用计算机远程联网功能,可以使督导活动不局限于现场,通过网络传输,将课堂、教学查房等教学活动实时传播给专家,也可将督导专家的点评等通过网络形式反馈给一线教师,从而扩大了督导的范围以及便捷性,节省教学资源,提高教学效率。
信息反馈还体现利用计算机技术对学位论文进行学术检测上。学位论文的质量直接反映研究生培养的质量,只有建立学位论文双盲抽查评审制度以及学术论文学术不端检测制度才能正确评价出研究生的论文质量。传统上可借助于计算机网络环境,使专家通过网络信息直接对论文进行评阅,填写评阅意见;如今,还可利用学术不端检测系统,对研究生的论文随机抽样,通过系统检测对选结果进行分析,评测论文是否存在学术不端,并向相关人员进行通报。
培养高质量的研究生是研究生工作的重中之重。研究和构建教学质量的监控体系,并贯穿于整个教学工作,是高校研究生教育的重要任务[5]。由质量管理系统、监控督导系统、信息反馈系统构成的研究生培养质量监控体系是一个有机整体,只有研究生培养过程中将三者紧密联系、从分发挥各自作用才能保证保证研究生质量。面对改革、创新与发展的重任,我们要通过建立、实施研究生教育质量监控体系,进一步完善培养和激励机制,提高研究生的素质、创新意识和创新能力,为优秀人才脱颖而出创造良好的条件[6]。
参 考 文 献
[1] 肖念.影响研究生培养质量的主要因素分析.江苏高教,1999,(4).
[2] 杨同毅.对研究生学位论文质量保障有关质量问题的探讨.学位与研究生教育,1999,(3).
[3] 胡晓敏.研究生培养全过程质量监控与督导工作.高教教育,2007,9:132133.
[4] 姚晓红. 研究生培养质量监控体系中的网络信息化管理.太原理工大学学报,2003,6:3536.
[5] 赵卿敏.我国研究生培养质量的现状分析与对策建议.学位与研究生教育,2000,(5).