工作过程导向的课程是以职业工作的岗位能力作为课程培养的核心内容及目标，这与传统基于知识体系的课程有着本质的区别，其课程的内涵也有着自己显著的特征.基于工作过程导向的课程其内涵包括三个方面：教学目标、教学内容、教学组织.(1)教学目标：将职业核心能力的习得作为课程的主要教学目标.工作过程导向的课程定位与目标就与传统课程有着本质区别，工作过程导向的课程其本质目的是使学生通过课程的学习获得从事某一职业必须具备的能力，也有文献称为职业行动能力.目前在职业教育中，虽然已经对这一目标取得了共识，但是很多教育工作者将职业能力等同为职业技能，这是不科学的.职业技能仅仅是从事某一职业岗位所需的具体操作能力，而职业能力是一个更加广义的范畴，包含情感能力、构思能力、反思能力等，明确这一区别对课程开发具有实践指导意义.(2)课程内容：将工作岗位能力的获得作为课程的主要教学内容.工作过程导向的课程在课程内容上区别于传统课程在于其教学的内容的选取是根据职业工作的需要来选取教学内容，而不是根据学科的知识结构来选取教学内容.根据这种方式来选取教学内容实际上对传统的理论知识进行了弱化，而与实践紧密相关的隐性知识的地位得到了加强.隐性知识无论是获得、表述还是传授难度都较显性知识要高，这是为职业教育工作者提出了挑战.更高层次的教育在于培养以及激发学生的自主获得隐性知识的习惯和能力，这对职业教育受教育者的职业生涯更加重要，也是目前职业教育工作者还较少关注的一个问题.(3)教学组织：将工作岗位的进阶作为课程内容安排的主要方式.课程教学的组织是课程建设中的一个重要方面，传统课程的教学组织是按照知识的逻辑关系进行组织，这显然与工作过程导向的课程所要实现的教学目标不相适应.职业特征是工作过程导向的课程核心，按照工作岗位的进阶来组织其教学就成为课程开发过程中所应该遵循的准则，其组织过程也是对原有知识体系结构进行分拆，进而根据工作行为的动态过程进行重构的过程.目前从事职业教育的工作者对知识体系的组织方式有着很大的思维惯性，这使得在工作过程导向的课程组织过程中常常难以达到“实至名归”的状态.总结工作过程导向课程内涵可以用图1表示其三个方面.
2工作过程导向的《电气控制与PLC》课程开发过程
《电气控制与PLC》作为一门职业岗位特征十分明显的课程，传统的知识系统型课程已经难以适应该课程的教学要求，迫切需要按照工作过程导向进行该课程的开发.根据此课程的特点，工作过程导向的《电气控制与PLC》课程开发过程如图2所示.在课程开发过程中，通过专任教师与不同合作对象的配合，使其能够与该课程对应的工作过程零距离，使所承担的教学活动能够培养出胜任工作岗位的合格工作者.(1)在岗位能力调研阶段，通过任课教师通过到企业与工程技术人员一起进行实地调研，明确《电气控制与PLC》所对应的工作岗位是维修电工，该工作岗位具体需要的核心技术能力为机电设备电气控制安装与维修.(2)在岗位任务分析阶段，任课教师与行业专家一起具体分析课程对应的维修电工岗位典型的工作的任务，也为课程内容选取和学习情景的构造积累素材和奠定基础.(3)在课程结构组织阶段，任课教师在职教专家的指导下对与本课程相关的其他课程进行整合，避免教学内容遗漏与重复.(4)在课程内容选取阶段，任课教师根据前面确定的岗位能力、岗位任务以及课程整合的结构，在岗位能手的协助下选取本课程具体的内容，同时也将学习情境构造完成.(5)在教学活动实施阶段，任课教师与学生在构造的学习情境下完成预定的教学任务.(6)在教学完成后，任课教师在教育专家的指导下对本课程的教学质量进行评估，并提出改进意见，促进今后的课程建设工作.
3结束语
传统的教学模式通常以课堂灌输与讲授为主，辅以试验巩固。由于本身课时有限，加之继电器接触器线路的设计应用环节复杂，电气元件图形符号种类繁多、PLC寻址方式和基本指令不易识记等，加之双语教学过程中，教师课堂表述英语用量大，学生接受能力参差不齐，造成课堂教学效果很不理想。1.中英文双语教学学生听力差异双语教学过程中，既要把机自专业知识讲透，还要大力提升英语表述的比例。[3]这样造成的结果是，外语听力稍差的学生需要教师重复解释，或者中文翻译，基础好的学生反而收听重复，使得课时进度受到影响，双语教学的效果大打折扣。2.课堂与实验教学双语比重不同课堂授课使用双语而实验只有中文的教学方法，使得双语教学效果甚微。根据随机调查反映，课堂教学环节双语教学比重大，学生熟悉各个电气元件的英文名称，会用基本的语言进行控制环节的动作描述，但到了实验与实践环节，遭遇了只用中文的尴尬，学生没有配套的双语实验环境。3.双语教辅和资料配套不足目前在国内外还没有发现正式出版的针对机自专业电气控制技术课程的双语或英文原版教材，配套的双语辅助资料、手册等也不多见，无形中增加了双语教学的难度。4.双语教学的评价方法有待改善根据该课程的性质，在教学考核环节既要注重机自专业知识考核，还要兼顾双语基本素质的考查，更要考核学生语言表达与实际操作等诸多能力，仅靠卷面考试和实验得分的单一评价方法显然不合时宜。5.其他问题比如课内互动方式、交流和作业等实践能力培养环节的双语环境建设问题。
二、解决对策
1.[4]CDIO理念提出了将学生作为学习的主体，强调学生的主动性，教师只是组织者和管理者，属于次要位置；CDIO理念强调课程之间的有机联系，对学生特别是教师的思维提出了更高要求；CDIO理念重视学生团队意识和合作意识的培养，取代了学生过多追求高分而“单打独斗”的学习偏见；在教学方法上，倡导以学生主动学习为为主，主讲教师引导帮助为辅等等。在电气控制技术双语教学整个环节中充分运用构思、设计、实现和运作四大法宝，即从重点与非重点、理论与实践、基础与应用等方向对教学内容进行充分构思；教学模式和途径进行多元设计；运用课堂、专业实验室、开放实验室和厂矿企业多层次多方位的教学实现；平时教学启发、引导与实践操作锻炼相结合，专家、教师评价和学生自评相结合进行课程质量考评运作体系。2.双语教学过程的策略与运用（1）双语教学大纲的科学制订。在该课程原有中文教学大纲的基础上，聘请校内外专家、长期授课的一线教师、学生代表，甚至包括PLC、继电接触器生产商在内组成大纲制定小组，探讨该课程涉及的最新技术前沿，列举最新技术产品，根据专业建设目标和课程要求、学生自身特点以及实践环节客观要求，制订切实可行的教学大纲，既反映先进技术的时代特征又密切联系实际，使得制定的教学大纲成为指导双语教学的纲领性文件。（2）课堂教学的多元模式改革。在课堂授课中除了传统板书模式之外，充分运用多媒体现代化教学方法，增加多媒体、视频、音频等教学方式的比重，以最大幅度减小学生对听力的过分依赖，从而避免听力基础参差不齐带来的不良效果。同时，利用CDIO理念，教师应加大课堂互动设计的力度，培养学生团队学习能力和主动学习意识，从而建立双语互动的学习环境，引导学生自适应双语思维的学习意识。（3）探索双语实验教学新模式。实验教师对实验内容和方法的设计，要充分运用双语方法和手段，提高学生口语表达能力，激发学生深入钻研的兴趣。（4）增加双语教材和课外辅助资料投入。好的教材是步入知识之门的敲门砖，特别是双语教材，吸取国外教材在感性认识、广泛性、趣味性等方面的长处，增加图片、实例、提问和思考等多元模块，使得教学内容在保证逻辑性和严密性的前提下内容更加丰富，更易理解和识记，富有趣味性。（5）建立双语教学的考核与评价体系。考核与评价虽然是每门课程结束后不可或缺的环节，但也绝不能因此成为课程学习过程的指挥棒，单为应付考试必然影响双语教学的初衷，背离课程教学目标和意义。结合课堂教学、互动表现、实践操作、卷面考核和作业等环节，建立尊重客观实际的考核体系，引导学生在平时就注重双语学习的良好习惯，摒弃死记硬背、不问所以然的不良学习方法，并为教师下次授课和改进教学方法提供科学数据与案例。（6）主讲教师的双语素质培养。主讲教师是双语教学各个环节得以实施的统领者、组织者和管理者，其语言素质、组织能力、思维灵活性，甚至一举一动都直接关系到各环节的实施效果，应保证教师双语综合素质培养的投入，有条件的最好到国外接收真实外语环境的锻炼和熏陶，接受并学习先进的教学方法和理念，这样才能反馈到实际教学中，从而使学生受益。
三、结语
通常情况下，数控机床的系统一般由三种系统构成，分别为反馈检测系统、NC控制系统和伺服驱动系统。数控机床的电气控制系统对于数控机床的加工方面会产生不同程度和不同方面的影响。从数控机床的加工精度方面来看，其中位置伺服控制系统能够对于机床加工的精度方面产生很大程度上的影响。所以，位置精度属于比较重要的指标之一。要想保持位置精度的准确性，不仅需要在系统使用的时候选择正确的开环放大的倍数，还需要对于位置检测中的元件能够有一定的精度上的要求。另外，由于数控机床属于精度高且效率也很高的一种自动化的设备，它能够为数控机床的生产提供更高的生产效率，但是如果这个系统出现问题和重大故障，那么其所带来的损失也是不可估量的。因此，数控机床电气控制系统的可靠性和安全性也是值得关注的一方面。
2数控机床电气控制系统出现的问题
数控机床在电器控制系统方面的故障一般都是强电故障和弱电故障两种，具体如下所述。
2.1弱电故障弱电指的是数控机床电气控制系统中的电子的元器件以及集成电路为主要的控制的部分。弱电故障中又可以分为硬件发生的故障和软件发生的故障。硬件故障主要是指各种集成电路内部的芯片或者是接插件等出现的事故。软件故障指的是在硬件都属于正常的情况下，内部发生的各种动作性的问题或者是数据出现丢失等问题，一般比较常见的例子有加工程序出现错误或者是计算机的运行出现错误以及系统的程序或者是参数出现错误等。
2.2强电故障强电部分指的是控制系统之中出现的主回路或者是大功率的回路中的继电器或者是电源变压器等一系列的电气的元件以及其中组成的控制电路。强电故障虽然在维修或者是诊断问题的部分较为简单，但是因为其处于一种高压以及大电流的工作状态之下，所以一般强电发生故障的次数要多于弱点故障，因此需要相关的维护和维修人员能够予以重视。
3解决方法
3.1调节法在解决数控机床电气控制系统的众多办法中，调节的方法是其中最为简单的一种。调节法主要是通过对于电位计进行调整，以此来达到修复系统出现的故障的目的。最佳的调整办法是对于伺服驱动系统和被拖动的机械系统来进行系统的调整，并实现最佳的匹配的一种较为综合性的调节的办法。这种调节的办法也较为简单，可以使用一台但是多线的记录仪来或者是双踪示波器来对于观察指令和速度反馈的一种相互响应的关系。一般都是通过对于速度调节器的比例系数以及积分的时间进行调整，促使伺服系统能够达到比较高的动态响应的一种特征，但是又不会出现振荡的一种最恰当的状态。另外，在现场如果没有示波器的情况下，相关的工作人员可以根据自己以往的工作经验，调节来使得电机起振并向反方向慢慢进行调节，一直调节到消除振荡状态为止。
3.2复位法如果数控机床的电气控制系统由于突发性故障而引起系统报警的情况，那么可以是他呀复位法患者是开关系统电源来进行依次地操作来消除故障。但是如果系统内部的工作存储的区域掉电并且插拔电路板以及电池欠压，而造成系统出现混乱的现象，那么就需要对于系统进行初始化操作来进行清除，但是在清除之前需要提前做好数据和信息的拷贝，以免丢失数据。但是如果初始化操作之后故障依旧没有排除，那么就需要进行硬件方面的检查和诊断。
3.3更正法所谓的更正法指的是对于系统中的参数进行修改，程序更正的办法。系统的参数主要是用来确定系统的功能的一种依据，如果系统的参数在设定的时候出现错误那么就很可能造成系统出现故障或者是系统中的某一项的功能失去作用。有的时候可能会因为用户的程序出现错误而导致系统出现故障而停止运作。在这种情况下，系统修复可以使他系统的搜索功能进行检查，来对于用户的程序中出现的错误进行搜索，在搜索完成之后依次改正，这样才能在发现错误之后进行改正，系统才能恢复运行。数控机床电气控制系统的发展在未来的发展道路中将不断走向开放式的发展形式，由于其可靠性和低成本等一系列的优点，将会促使更多的数控系统生产的商家逐步走向甲方是的发展形势。其中，数控机床电气控制系统在速度方面也将走向高速化的发展道路，精度方面也会得到一定的发展。另外，数控机床的电气控制系统还会向智能化方面进行转变。人工智能机在我国的研究和发展已经走向了一定的程度，其在计算机领域的发展也在不断深入，数控系统的智能化程度也将赶上时代的潮流，走向智能化的发展道路。
4结语
1.知识目标：熟练分析机床电气控制线路原理图，并能绘制接线图；掌握机床电气控制系统常见故障分析及排除方法；能选择PLC型号、进行I/O分配、编写和调试PLC程序；掌握PLC技术及其在机床中的应用。
2.能力目标：能正确选用机床中常用的低压电器；能安装和调试机床中典型电气控制线路；能调试和维护典型机床电气控制线路；能运用PLC技术设计日常控制系统；能查阅企业技术标准和国家技术标准；能熟练使用各类工具量具。
3.素质目标：遵守学校管理规定，引入企业8S管理（整理/整顿/清扫/清洁/素养/安全/节约/学习），填写、整理、积累技术资料等，培养学生的文明习惯、团队意识、语言表达能力、资料收集和整理能力等。
二、课程模块
本课程基于工作过程、以项目为导向、以工作任务为驱动、突出学生专业能力和职业素养的培养。在课程设计中，首先以企业调研和毕业生回访为依据，得出相关的职业岗位，然后进行岗位能力分析，归纳提炼出典型工作任务，最后将工作任务转化为课程学习内容。另外，在课程设计中，我们始终贯穿以“能力和素养并重”为主线，以培养高素质技能型人才为出发点，以满足岗位职业要求为目标，以真实的工作任务为载体，以必需够用来设计教学内容，并将课程内容与相关的职业资格技能培训和鉴定相互贯通。据此。本课程内容整体设计为8个项目。
三、教学方法与教学手段
1.项目分析法：以项目为着手点，分析归纳出完成的任务和要求，然后对所需知识和技能进行讲解、引导、训练，学生容易接受，并且教学效果好。
2.任务驱动法：以实现具体任务为目标，让学生如何一步步地完成任务，从而让学生观察、思考、讨论等，并制定实施方案。例如现需要完成PLC控制系统，先分析控制要求、I/O如何分配、系统的软硬件如何设计、元器件如何选择、如何安装调试及撰写任务书等。
3“.教、学、做”合一：通过教师的演示、学生训练及教师指导相结合，帮助学生提高专业技能及素养，并在做的过程中掌握相关理论。
4.小组讨论法：针对实践教学中的方案和问题积极进行讨论，并得出结论，从而来提高学生团结协作、沟通表达的能力。
5.引入现代信息技术：建立课程网站，给学生提供更多的图片、视频、试题、新闻等资料，来激发学习兴趣，调动学习积极性，提高教学效果。
四、课程考核
实施了以“能力和素养并重”的过程考核，在考核评价标准及方式上不再以期末考试为主，而是在理论测试的基础上增加技能考核项目，同时注重学生素养的培养，从而构成了“素养、技能、知识”三位一体的考核评价模式。将平时教学工作任务的完成情况，作为考核评价的重要组成。在考核形式上，改变了以往一味的结果评价，侧重过程化考核。在该课程能力考核中，是否完成工作任务，并不是考核的唯一依据，而是同时考虑在完成任务的过程中，是否有适合的方案、步骤及工具仪表使用情况等。总之，该课程在考核中，考虑了学生的学习态度、独立思考和创新意识、任务完成过程、学习进步情况等多方面，力求全面客观反映学生学习的效果。
五、教学总结
电气工程是以计算机为操作平台，现代控制技术的应用可以为住户提供技术信息，在实现信息共享的同时，为住户提供极大的便利。在电气工程中，电气控制控制技术以电气工程的实时监控为基础，及时分析系统反馈的运行数据，并评价系统的运行状况，以便于能够及时、有效的发现运行故障，提高了电气工程的安全性；同时在节能环保的基础上极大的保证了居民生命财产的安全。
2电气控制技术的发展阶段
2.1手动化到自动化
电气控制技术的初始阶段是手工控制阶段，随着科学技术的发展，手工操作逐渐迈向了半自动化操作阶段，并随着应用经验的积累和科学技术的进步，逐渐实现了自动化。其主要的表现形式为控制方法和控制设备的自动化，这一阶段的电气控制技术是一次革命化的变化，极大解放了人力资源，优化了人力资源配置，为电气控制技术的发展奠定了基础。
2.2简单化到智能化
电气控制技术实现简单的自动化后，还需要借助人力的操作，因此其故障率一直比较的高，同时这些失误通过控制人力操作是难以避免的。因此，相关的专家把研究的重点放在了更高级的电气控制技术上，尤其是智能化技术更是科学家研究的重点，自动化的电气控制技术不可避免的会出现故障问题，人为故障比率较高，但是智能化控制技术则提高了机器的改错能力，极大提高了系统运行的可靠性，因此，电气控制技术实现了智能化的控制是一次深层次的革命，实现了控制技术的质的飞跃。
2.3逻辑化到网络化
电气控制技术在漫长的发展历史中已经实现了智能化的发展模式，但是随着人们需求的提高，智能化的控制技术已经不能满足时展的需求，因此进行控制技术的革新势在必行，尤其是简化控制技术是革新的重点。当前电器控制技术面临着从逻辑化到网络化的发展趋势，海量的统计数据整理发展到了信息化的处理模式，电气控制技术的控制原理也从单一的触头硬接线逻辑控制系统发展到了微处理器或者微计算机为中心的网络化自动控制系统，同时其控制设备的体积减小，设备操作更加简洁。
3智能化技术在电气工程中的应用
智能化技术在电气工程中应用取得了很好的效果，在自动化控制、设备故障监测、工程优化等方面发挥着重要作用，提高了自动化程度、加快了电气工程的设备事故监测维修速度，极大地优化了电气工程。
3.1智能化技术理论基础
人工智能技术的概念在20世纪50年代提出，随后被其他领域行业普遍接受采纳，并且智能化技术的应用广泛推展。电气工程是人类从事各种生产活动的基本技术要素，作为计算机技术中高端分支的智能化技术正逐渐被应用其中。人工智能技术通过模拟人的智能的方法和技术，开发研究升级的科学技术，人工智能的工作目的是设计出和人类智能相似的机器，以解决工作出现的复杂情况变化，提高工作的效率和精度，通过调查研究显示，在电气工程的自动化控制中使用智能化操作技术能合理整合电气工程中的资源配置，降低成本。
3.2智能技术在电气自动化控制中的应用
智能化技术在电气设备中的应用，涉及的工作领域较多，分工较为明确，是一项很复杂的工作，需要有极强的技术和人才支撑，同时还需要控制人员有较高的责任感和操作能力。另外，要加强电气控制中人工智能的有效使用，电气控制是整个工程中的重要一环，在电气工程中，要加强自动化控制的保护，把GPS定位系统安装在电气控制线路中，通过定位系统控制电气控制的线路工作，以便于能及时的传输、反馈电气工程中的运行数据，并做出智能化分析，及时采用有效的智能化控制措施。
3.3智能技术在电气工程故障检测分析中的应用
在电气工程中，可以使用智能化的控制手段进行系统故障的监测，通过问题的及时反馈，进行智能化的数据分析，以便于进行故障的维修，并能够进一步的实施监控措施，在故障检测中常用的方法有神经网络、模糊网络、专家系统等。对于电气的变压器、发动机、发电机进行有效的监控，利用智能化监测系统能清晰的判断故障的所在，通常在系统中采用模糊理论、神经网络、专家系统来分析，从而提高了工作效率和精度。尤其是在变压器的故障监控中，传统的诊断方法技术是通过检测变压箱中的气体来判断故障，其方法较为复杂、检测时间长，检测精确度差，很难有效的解决故障。
3.4智能技术在电气工程电气设备优化中的应用
主要包含两个方面：①智能化技术的遗传算法，这种算法是通过模仿生物遗传，利用生物的进化规律进行智能搜索和运算，利用生物遗传规律的完美型来优化系统内部缺陷。②智能化专家系统，通过设置完善的数据分析软件，把存在的问题和缺陷进行自我优化。在实际的工程中，一般要结合两种优化措施，以便达到最佳的优化效果。此外，在智能化系统中，也采用模糊逻辑、神经网络的方法进行设备的优化升级，其主要的作用原理是：利用物理学的方法和神经网络的方法进行设备和计算机算法的升级优化，从而解决了神经网络运算的速度问题，极大地提升了计算机的运行处理速度和智能化反应速度。
4数控技术在电气工程中的应用
4.1数控技术的电气工程中的应用前景
数控技术是一种数字化的控制方式，借助于精密的信息处理系统实现了系统数据的监控，同时通过传输系统把相关指令传输到控制中心，控制中心配备的高效、即时的控制系统，可以快速处理传输数据，并做出相关的指令。数控技术在各个领域中发挥着重要作用，数控在20世纪末技术已经逐渐得到了完善，各种系统内的漏洞也逐渐完善化，从而解决了一系列的工程问题，因此为了更好的实现控制技术的安全，保证了电气工程人员的人身安全，实现电气设备的自动化、无人化、程序化、数据化的操作模式应当前数控技术发展的重点。
4.2数控技术在电气工程中应用的合理性与科学性
电气工程系统较为复杂，同时也是一个连续性的工程，因此，数控技术的应用应当结合电气工程的实际，确保电气工程中数控技术运用的合理性与科学性。数控技术的基础环节是数控体系，通常而言，数控体系的完成需要借助于服务主机和控制器，并通过两者之间的连接方式来确定系统的安全性和可靠性。当前KVM主机在电气工程中应用广泛，常采用CATS链接和KVM链接两种模式与数控系统机房进行连接，而本地的控制中心则通过KVM主机收集的信息数据来了解整个电气系统的运行状况，并根据运行数据对系统稳定性做出相应的评估。服务器的功能则是将系统的运行状况转化为数字化的电信号，同时担负着数据的存储和调取功能，这就提高了系统信息存储的科学化和全面，方便了控制工作的进行。此外控制中心也可以根据系统的运行做出相应的指令调整，而指令调整的信息也以同样的方式存储早服务器主机中，方面以后的信息调取工作。远程控制中心则是利用各种网络设备和电气系统与本地控制中心实现有效链接，在同一时内监控多个电气系统，常常应用于较为高层的片区系统。
4.3数控技术对电气工程设备运行环境的监控
数控技术在电气工程的一个重要作用就是运行环境的监控，包括对电气系统运行环境、管理环境的监控。对于电气系统环境的监控包括运行环境湿度和温度、电压、电量等，根据设置的参数来确定外部环境和内部控制系统的匹配度，如果电气控制监控系统的数据出现了异常，例如温度不稳、电压过大或者过小等情况都会造成内部环境的异常，而这些数据都会被及时反馈到控制中心，控制中心接收到相关数据信号后就会与预先设定的警戒值进行比较，从而根据比对的数据做出相应的判断，同时发出有效的指令信号。
5结语
（1）职业性：知识和内容符合课程标准要求，满足机电一体化专业电气设备维护工作的要求，符合学员的认知规律和知识水平。（2）实践性：虚拟训练系统内容应贴近实践，有效辅助实践技能的形成。（3）情景性：设置的训练场景仿真实际生产过程，营造情景化训练氛围，学员能真实体验训练过程。（4）过程性：训练的设置要注意知识的产生发展规律，注重训练的过程的科学合理性，注重阶段性检查，注重层层推进性。（5）趣味性：表现形式形象生动，包含趣味，从而有效提高学员学习训练的积极性。
2所采用关键技术与实现途径
2.13D建模与Web3D技术
目前三维建模技术已经非常成熟，利用3D建模技术构建电动机、常用低压电器三维模型，采用层次建模方法，利用树状结构表示电动机、常用低压电器的各个组成部分。该系统是基于网络实施虚拟教学的，网络传输受带宽的限制，所以3D模型不能设计过于精细，建模完成后需要二次优化处理，在保证不失真的情况下，尽量减少面数以缩小模型文件大小，然后通过插件导出Web3D软件所支持的文件格式，在本系统中三维模型采用SolidWorks2012进行设计，通过3DMAX2012进行渲染，再利用Cult3D进行3D模型交互设计，利用Flash面向对象编程技术实现控制线路安装、调试与故障排除虚拟操作，然后通过IE浏览器。
2．2人机交互技术
根据电气设备零部件操作的关系，利用Cult3D和FlashActionScript技术，在模型中添加各种交互功能，建立Web3D和Flash对象，实现虚拟训练。
2.3网络集成技术
本系统采用B/S模式，综合应用Web3D、Asp、Jscript、HTML及网络数据库等技术，构建一个基于Web浏览器和虚拟现实技术的电气设备虚拟训练系统。其中，Asp技术负责界面显示，MySQL数据库技术负责数据的存储，Web3D和Flash技术建立交互式电气设备模型，共同实现电气设备的三维可视化展示和（二维、三维）虚拟训练系统。
3推广应用前景和效益分析
要保证和提高电气工程的质量，人是决定性因素。因此必须对电气管理及施工人员，加强质量教育、思想教育，使他们树立质量第一，预防为主的思想，以主人翁的态度保质保量地完成电气安装工程任务。有些电气质量管理人员的选择配合不严格，有的质量管理人员资质不符合质量管理的基本要求，使质量工作的开展受到一定的制约。对电气质量管理、监督、检测人员应实行执业人员资格考核制度，按学历、职称、从事专业和质量管理工作年限、工作能力并经过培训考核级。岗位工作要与其级别相结合，形成一种激进机制，这样会促进质量管理、检测人员继续学习深造，以提高管理工作的质量。另一方面也可成立培训中心，负责对电气工程质量管理人员的培训，传授新知识、新技术，提高施工管理人员的综合素质和管理水平，把管理与服务有机结合起来，寓管理于服务之中，以管理带服务，以服务促进管理，推动电气工程质量管理工作的规范化、程序化。尽管当前我国建筑市场还不规范，但工程质量必须千方百计地保证，这关系到竣工后的安全运行问题。一个高质量的工程完全可以体现出建筑电气专业管理人员在施工工作中，把工程质量放在第一位，严格要求、切实把关、认真负责，实事求是的工作态度。工人班组是直接从事一线施工的基层组织，要根据电工专业的性质制定出切实可行的工人岗位责任制，要分工清楚，责任明确，心中有数，这个环节是保证工程质量的基础。各级质量管理人员和技术人员，应正确贯彻和执行国家关于工程质量的方针、政策，制定质量管理的计划，组织电气人员进行定期或不定期的质量检查，经常开展工程质量的动态分析，针对关键性的部位以及当前存在的质量通病，采取有效措施。各级电气质量管理人员应制定质量责任制，各行其事，各负其责，为保证工程质量创造条件。
针对在电气安装施工中比较常见的质量事故，应事先采取对策并加以控制，起到预防作用，这就要求必须对电气安装工程施工的全过程加以充分的研究，影响电气工程质量的因素主要有以下方面:如由于工程设计的缺陷而造成的质量问题，电气工程在开工前，应通过参加设计方案制定，图纸会审和设计交底等形式，检查设计质量，发现设计问题及时提出并共同分析处理，防止由于设计不合理或图纸上的差错影响工程质量。由于材料和设备不合质量标准或存在问题而造成质量问题，电气设备和材料是工程实体的构成部份，其种类、型号、规格多种多样，性能和标准也有所不同，材料设备质量的好坏直接影响着工程质量，因此必须对设备、材料严格按质量标准和设计要求进行订货、采购、运输和保管，这其中某个环节处理不当都将会影响工程质量。这就要求对进厂的设备和材料进行严格的检验，包括外观检查、电气性能检查和必要的解体检查。同时还要核实材料和设备的合格证、说明书、装配图和试验报告等有关资料。做到不合格的设备和材料不采购、不验收、不使用。对进场的合格材料和设备要妥善保管，防止受潮、发霉、损坏。由于施工不符合设计要求或违反操作规程和技术规范而造成质量问题的，电气施工组织设计或施工方案是指导施工的依据，其质量的好坏直接影响着施工质量，因此开工前必须对施工组织设计所采用的施工顺序、施工方法和保证工程质量的各项技术措施进行审查核实，看是否切实可行，是否符合设计要求，是否满足技术规范和操作规程的要求等。同时还要求向班组做好各项技术交底工作。由于对工程项目的检验方法错误或不精确，不能对电气安装工程作出正确的质量评定而造成质量问题等。施工过程是质量管理的主要环节，必须坚持按图施工，经过会审的施工图纸是指导施工的主要依据，不得任意修改施工图纸，电气施工技术规范和操作规程是施工的准则，在施工过程中，每道工序都必须按照规范和操作规程进行施工和检验，发现质量问题必须立即补救，不留隐患，把质量事故消灭在萌芽状态。提高检验工作的质量是正确判断电气施工质量的前提，必须保证检验方法的正确性，并使检测工具、仪器、仪表和检验设计达到要求的精度且处于完好状态。多数情况下，影响质量的各种因素往往是互相关联和相互影响的，因此，在电气施工过程中必须以预防为主，从施工准备到交工验收，分阶段对工程质量进行控制。
工程材料、器件和设备的质量是保证工程质量的先天因素，电气质量管理人员对进场的合格材料和设备要及时填写“工程材料报验单”并附加材料清单、材质证明(检验报告)，经核验，认定合格后，方可用于工程。使用实行强制管理的电工产品，必须符合中国电工产品认证委员会的安全认证要求，其电气设备上应带有安全认证标志，其生产厂家必须持有“电工产品认证合格证书”，凡未经认证的此类产品均不准使用，建筑电气工程安装的高低压开关柜及各类箱屏，须采用国家有关部门认可的定点厂家生产的产品，对于重要的关键性工程材料、器件、设备厂家的制造工艺、质量控制、检测手段、管理水平等，必要时质量管理人员应到生产厂家做实地考察，以确定最佳的供货单位，如若在电气安装施工中发现所用材料并非合格产品时，应立即停止施工，查明情况，依具体情况进行处理。在具体安装过程中，对于电气材料的各种电气性能试验(如交流耐压、直流耐压、泄漏电流试验、绝缘电阻测定、接地电阻测定等)均应按规范要求进行，对于电气设备的各项试验应按规范要求，参照出厂说明及试验报告，在安装工作中具备试验条件时与有关人员共同进行。电气质量管理人员及施工人员应正确掌握各种测试方法，对原材料、设备等通过检查和测试，准确地判断出其质量的好坏，及时发现并排除设备上影响质量的不利因素。质量检测工作是质量管理工作的主要组成部分，要改进主要凭经验目测的印象和靠检验尺等简易现场检测方式。工程交工后应通过回访，了解工程的使用效果，对于使用中出现的有关质量问题和缺陷，分析原因，总结出经验和教训，以利于今后施工质量的提高。对于较大型的电气设备还需必要的解体检验，即将设备解体后，对内部进行检验，如变压器的吊芯检查、电动机的轴心检查、油断路器的解体检查和调整等。电气质量小组应要求电气施工班组进行自检、互检和交接班检查，负责施工过程的各个环节的检验，对不合质量要求的不得进行下道工序，通过自检、互检使施工人员互相学习、互相监督、互相促进，从而提高电气工程的质量。
质量文件是质量体系的运行依据，质量文件编制的好坏，直接影响着体系的运行效果。技术资料务必客观、准确地反映工程施工的内在质量，内容完整，数据准确、真实，签证齐全。电气工程质量的管理应按照先分项工程，再分部工程，最后单位工程的顺序来进行，如建筑工程和建筑设备安装工程共同组成一个单位工程。电气照明工程则属于这一单位工程的分部工程。它又由配管、穿线、上开关灯具、配电盘安装和进户线架设等分项工程组成，开展质量检验工作要循序进行，保证质量文件的准确性，必须实测实量。对检验的部位、项目、计量单位、允许偏差、抽查点数、方法和使用的工具仪表，都要按照规定的标准执行。
系统地、重点地结合电气工程的实际情况，组织学习施工验收规范、操作和质量标准，达到熟练掌握施工要求、操作规程和质量标准的目的。一个项目工程是由多个分部分项工程组成的，只有每个分部分项工程的质量都达到优良，才能创造出优良的项目工程。电气工程的质量管理人员与施工人员只有密切配合、协调一致、同心协力，才能取得电气质量管理的成功。
关键词：体育场照明设计电气控制设计
1.体育场照明的重要性
对于一座现代化的体育场，不但要求建筑外形美观大方、各种体育设备齐全完善，而且要求有良好的照明环境，即要求有合适、均匀的照度和亮度、理想的光色，有立体感及无眩光等。除保证满足观众良好的视看效果外，还必须保证裁判员、运动员和比赛项目所需的照明要求以及应保证有良好的电视转播效果。
照明是依靠光线的功能，保证灯光作用于运动员、裁判员、观众的眼睛、产生视觉，才能看见体育场地上的一切，如场地环境的明暗、物体建筑、器具及服装等表面的颜色、观看目标的形状和大小、深度、立体感及运动员运动时的状态和体育场的气氛等等。所以，良好的照明在现代体育场中占有重要地位。
一般，在一个体育场的照明设计中，应考虑以下三方面的因素：
1满足运动比赛时运动员的视觉要求，并且使灯光对比赛的客观影响降到最低程度。
2满足观众的视觉要求，使灯光对观看比赛时所引起的不适感觉降低到最低程度。
3满足彩电转播的照明要求，尽可能提高转播质量。
总之，照明与运动项目的比赛要求密切相关，与观众视看效果密切相关，没有良好照明设施的体育场是不完整的体育场，必将严重影响它的使用功能。
2.体育场照明设计标准
为了得到良好的照明设计方案，合理利用光线的分布来满足运动员、观众、裁判员视觉以及良好的电视转播效果的要求，必需先确定照明标准，包括照度标准和照明质量标准。照明质量标准，其中包括眩光、光源色温有显色性要求，光的方向性、节能要求等。
2.1照度标准
根据国际体联第83号推荐照度要求及《民用建筑照明设计标准》GBJ133－90中第2.2.9条中的规定，提出以下照度标准推荐值见表1。几点说明：
1根据《民用建筑照明设计标准》GBJ133－90中第2.2.9－1条中规定：足球场比赛照度标准值：当观看距离为120m时，为150～200～300lx；观看距离为160m时，为200～300～500lx；观看距离为200m时，为300～500～750lx.观看距离指观众席最后一排到场地边线的距离。
2根据《民用建筑照明设计标准》GBJ133－90中第2.2.9－2条中规定：电视转播需要的垂直照度：最大拍摄距离分为三组，①对于足球项目而言，最在拍摄距离为25m时平均垂直照度应为750lx；最大拍摄距离为75m时平均垂直照度应为1000lx；最大拍摄距离为150m时平均垂直照度为1500lx；②对于田径项目而言，最大拍摄距离为25m时平均垂直照度应为500lx；最大拍摄距离为75m平均垂直照度应为750lx；最大拍摄距离为150m时平均垂直照度为1000lx.上述每个垂直照度用于一个给定的运动等级和给定的最在拍摄距离相对于1.0m垂直面的值，各照度值的中间值用于其它拍摄距离。
3上述照度指体育场的最终平均照度，设计时选取的初始照度必须计入维护系数，一般可采用0.7～0.8的数值。
4水平照度的均匀度：照度均匀度一般用最小照度与最大照度之比表示，也可用最小照度与平均照度之比表示，最小照度与最大照度的比值应大于0.5.
5垂直照度的均匀度：最小照度与最大照度的比值应大于0.4，才能满足主电视摄像的要求。
2.2照明质量标准
1眩光
体育照明的关键除提供足够的水平和垂直照度以外，还需要减少眩光，从而达到亮而无眩光的效果。眩光是影响照明质量的最重要因素之一。根据CIENO.83出版物“彩电系统的体育场地照明”，场内最大眩光指数GRmax应小于50.眩光额定值GR愈小，眩光限制愈好，眩光额定值为50时。眩光额定值GR由下列公式算出：
GR=27＋24LgLvl/Lve0.9
1式中，Lvl是灯具产生的光幕亮度，Lve是环境产生的光幕亮度。一般在计算照度时，应计算不同方向的眩光额定值GR，在GR<50时，即可行。眩光的限制除了合理确定灯具的选型，安装高度和排列方式外，还可以采取提高赛场背景照度的方法。
2光源色温及显色性要求
为达到良好的彩电转播效果，体育场的照明质量不但与照度有关，而且与照明光源的色温及显色性有紧密关系。我国《民用建筑照明设计标准》GBJ133－90中第3.3.2条中规定：彩电转播用一般光源显色指数Ra不应小于65.依据CIENO.83号出版物及国际足联的要求，光源相关色温Tc大于5000K和光源显色指数Ra大于等于80，以达到最佳的现场照明效果及彩电转播效果。
3光的方向性
灯具的俯角不仅影响垂直照度，同时也对运动员、观众和裁判有可能产生较大眩光影响。对地体育场照明设计，应选择好灯具的瞄准方向。另外，主摄像机与另一侧过来的光线之比例应控制在一定范围内，而照明的最重点是在足球场的中央及设置。
4节能要求
照明节能重在采用合理的照明方案和高效的照明装置，降低线路损耗及良好的照明控制。体育建筑属照明用电较大的建筑项目，从节能意义上讲，仅比较初始投资费用，而不以最低运行成本为基础选择得出的照明设计不是合理的设计，应根据具体情况，将初始投资及运行成本综合加以考虑。
应选择高效率的光源和灯具，采用能耗较低的镇流器等附件，并加补偿电容，提高系统的功率因数。照明设计应有多种开灯模式及对应的控制方案。可以通过调节灯具数量，为不同需要的比赛和活动提供合适的照明，控制方案要简单、实用，并具有较强的灵活性。
3.体育场照明设计的计算
体育场照明设计的照度计算通常有三种方法：一是单位面积容量估算法；二是平均照度计算法，用以计算被照面上的平均照度；三是逐点计算法，可以精确的计算出某一点的照度。
1单位面积容量估算法基本公式：
N=P×A/PL2
式中：N—泛光灯灯数；PL—每台泛光灯功率W；P—单位面积功率W/m2；A—被照面积m2。
m=1/η×η1×U×U1×K3
式中：m—简化系数；η—灯具效率；η1—光源效率，1m/W；U—利用系数；U1—照度均匀度；K—灯具维护系数，一般取0.7～0.8.
为简化计算，按照η=0.6、U=0.75、U1=0.7、K=0.7给出不同光源的m值见表2.
P=m×E4
式中E为最小照度，lx.
2平均照度计算法，运用以下公式可以计算出灯具的数量。
N=E×A/η×F×K5
式中：N—灯具的数量个；E—表面平均照度lx，由表1查得：A—被照面面积m2；η—灯具的效率；F—光通量1m；K—维护系数，取0.7～0.8.以上两种照度计算法应用较普遍，主要用于照度的估算，比较适合方案和初步设计阶段。
3点光源逐点计算法
采用计算机软件进行逐点计算。泛光灯的尺寸与其照射的距离相比要小的多，因此泛光灯可被当作点光源，一盏灯具照度计算的数学模型如公式6所示。
EΦcosα±D/h×sinαEh=ΨEh
6式中，Eh：一盏灯照射到垂直立面上产生的平均照度lx，Eh用公式7计算：
Eh=Iθ×cosθ/R27
Iθ—θ角照射方向的光强cd；R—光源至被照面间的距离m；h—光源至垂直立面的垂直计算距离m；D—R在垂直立面上的投影m；α—斜面与水平面的夹角，单位为度；θ—灯具光束中心与水平面的夹角，单位为度；Ψ—系数，Ψ=cosα±D/h×sinα。
4.体育场照明灯具分类与布置方式
4.1照明灯具分类
体育场照明灯具按其光束形状可分为A、B、C三类，如表3所示。
在照明设计中，应根据具体情况选择合适的灯具。通常对于侧面布灯方式，采用光束为扇形B或C型泛光灯的利用系数要高于圆柱对称光束A型泛光灯。对于四塔布灯方式，采用圆柱对称光束A型泛光灯的利用系数要高于扇形B或C型泛光灯。
4.2灯具的布置方式
为有效地利用光源的光通量，还应根据投射距离选择泛光灯光束角的大小。按光束角的大小可分为7类，如表4所示。
1四塔式布灯
①四角灯塔位置应选在球门中线民地底线成15°角、半场中心线与边线成5°角的两线相交后延长线所夹得空间范围，并宜将灯塔设置在场地的对角线上。将泛光灯安装在4个高塔上，这种布置型式适用于没有挑棚的体育场，其照明利用率较低；而且要解决好灯具的维护检修问题。
②灯塔的高度应使最低一排泛光灯至场地中心与场地水平地面的夹角在20°～30°，超过这一范围，不仅使灯塔的造价大大提高，同时也会降低垂直照度与水平照度的比例，影响物体造型的立体感和降低识别运动物体的速度。
灯塔最低一排泛光灯至场地水平面的垂直高度可由式8确定：
H≥L×tan25°或H≥0.4663L
8式中：H—灯塔最低一排泛光灯至场地水平面的垂直高度m；L—场地中心点至灯塔座的水平距离m。
上式中的L与H关系还可以采用下列比值确定：与场地水平面夹角为25°时，LH=2.1451；与场地水平面夹角为20°时，LH=2.7471
③灯塔顶部应装置防雷接地设施，接地电阻不大于10Ω。灯塔顶部应设置红色高度标志灯，且不少于2台。灯塔上安装的接线端子箱、敷设的电缆及线醴均由灯塔厂配套提供。
④灯塔设置位置及塔上最低一排泛光灯投射角度及高度应满足以下要求：α>5°，β>15°，20°<γ<30°，45°<θ<70°
2混合式布灯
①将灯带式与灯塔式有机地组合在一起的布灯方法。一般大型综合性体育场解决照明技术效果比较好的一种布灯型式。
②混合布置，灯塔的投射角和方位布置可以适当灵活处理，光带的长度可以适当缩短，光带的高度也可适当降低。
5.体育场照明供电设计
1体育场的照明供电，一般由低压配电室引来两路电源供给，互为备用，手动与自动投切，平时两路电源各带50％左右的负荷，且均匀分布，以便任何一路断电，熄灭了的灯光尚未点燃时，场地内仍能保持均匀的照度分布，使一般性比赛仍可进行。另外，由于气体放电灯的启动时间约为4～8min，再启动时间约为10～15min，因此，即使采用两种电源自投，也无法使熄灭了的灯光立即点燃，故对有人值班的控制室，可采用两种电源手动互投的切换方式。对无人值班的控制室则应采用两路电源自投不自复的切换方式，保证比赛的正常进行，延长光源的使用寿命。
①此种供电方式可不再另外考虑场地的应急照明，而且当电源转换时仍能基本保证比赛的正常进行。
②配电系统设计相对较为复杂，造价亦相应较高。
③采用四塔式照明时，将电源柜放在灯塔底部内侧，电源线沿灯塔内壁敷设，灯具的镇流器箱放在塔的顶部，这种配电方式较为合理。
④采用光带式照明时，将电源直接送到挑棚马道上的配电柜台，配电的分支线路可以采用沿马道旋转的金属线槽敷设方式。
2比赛灯的开关，主要靠交流接触器或无触点的晶闸管可控硅实现。用交流接触器控制，简单可靠，也较经济；用晶闸管控制，技术先进，但价格较贵。为了便于维护和灯光方案的变化，宜采用单灯单控，也可一个开关控制2～3个灯，以不超过3个灯为宜。
3气体放电灯点燃时，冲击电流很大，开启灯光时，单灯宜间隔0.5s；组控时，宜间隔10～30s.另外，气体放电灯的频闪效应对照明质量的影响很大。由交流电源供电的气体放电灯有二倍于电源频率的周期性频闪。频闪会使迅速运动的物体，出现幻影，这种效应对于摄像，尤其是慢动作摄像影响很大，放映时，会显示出一种令人难以忍受的闪动，频闪还会造成视觉疲劳。通常用光通量的波动深度Fbd来衡量。
Fbd=Fmax－Fmin/2Fav×100％
9式中：Fmax—光通量的最大值；Fmin—光通量的最小值；Fav—光通量的平均值。只要将波动深动降至25％以下，人的视觉对频闪将不产生疲劳效应。这可通过改变配电方式来实现。例如：将相邻的气体放电灯接在不同相位的电源上；在方案设计时，还可考虑氢不同相位的气体放电灯所发出的光通量相到重叠等。总之，在大量使用气体放电灯的体育场照明设计中必须考虑频闪对照明质量的影响。
6.体育场照明控制
体育场及观众席照明控制主要形式为在专设的灯光控制室采用计算机控制台集中控制。计算机控制台为人机对话形式，设有灯位布置模拟盘、灯光单控、组控开关等，灯光单控开关的布置应与灯位布置模拟盘相对应。可以自动控制，也可以手动控制，计算机可以模拟现场开灯状态，自动控制及检测灯具是否正常工作，并反馈显示故障灯组位置，可根据实际需要设置不同的控制方案，以满足不同比赛内容及活动对照度的不同要求及同一体育项目不同比赛级别对照度的不同需要。预先确定若干种开灯方案，编程后存入计算机内，根据不同的需要调用相应的开类方案。
7.结束语
良好的体育场照明环境的实现，主要取决于正确地确定照明设计方案，同时依赖于使用性以面优异的照明设备的选取及照明电气控制系统。这里所谈的仅是一些粗浅的认识，有待于在今后的照明设计中深入探讨，摸索出其内在的规律，使之进一步理论化、系统化，从而更有利于指导实践工作。
以上是笔者对于体育场照明及电气控制设计的一些粗浅认识，不当之处请读者指正。
参考文献
1.《民用建筑照明设计标准》GBJ133－90
2.《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16－92
3.日本照明学会编。《照明手册》。中国建筑工业出版社。1995
4.李恭慰等。《体育建筑照明设计手册》。原子能出版社。1993
5.《建筑电气专业设计技术措施》。中国建筑工业出版社。2000
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