孫 力，李雅琪，蔡健榮

(江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212013)

隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)已亟需在食品行業(yè)普及應(yīng)用，特別在國家提出“中國制造2025”的背景下，企業(yè)要求食品工程類技術(shù)人員在工業(yè)設(shè)計(jì)和改造過程中與自動(dòng)設(shè)計(jì)人員密切合作，并為自控設(shè)計(jì)人員提供正確的工藝條件與數(shù)據(jù);在生產(chǎn)和管理過程中，需要深入了解和熟悉自動(dòng)控制中主要工藝參數(shù)的基本測量方法和儀表的工作原理及其特點(diǎn)，使其充分發(fā)揮作用，通過自動(dòng)化提高生產(chǎn)效率;在處理各類技術(shù)問題時(shí)，應(yīng)用自動(dòng)控制學(xué)習(xí)中的控制論、系統(tǒng)論、信息論的觀點(diǎn)來分析思考，尋求考慮整體條件、事物間相互關(guān)聯(lián)的綜合解決方法［1］。因此，對(duì)江蘇大學(xué)食品工程類專業(yè)學(xué)生而言，在掌握食品工藝自身規(guī)律的基礎(chǔ)上，必須學(xué)習(xí)一定的自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問題的能力，以推進(jìn)食品工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程。

食品工程自動(dòng)控制及儀表是一門綜合性的技術(shù)學(xué)科，需應(yīng)用自動(dòng)控制學(xué)科、儀器儀表學(xué)科及計(jì)算機(jī)學(xué)科的理論與技術(shù)服務(wù)于食品工程學(xué)科，涉及知識(shí)面非常寬泛。為了使學(xué)生通過學(xué)習(xí)能充分了解和掌握自動(dòng)化控制的基本概念、原理和應(yīng)用，并通過實(shí)驗(yàn)課程加深印象，筆者從食品工程自動(dòng)控制及儀表的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行了探索。

1 食品工程自動(dòng)控制及儀表教學(xué)內(nèi)容

該課程所涉及的教學(xué)內(nèi)容寬泛，且涉及多個(gè)學(xué)科，無法在短時(shí)間內(nèi)完整講述所有內(nèi)容。因此，需要以企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際和設(shè)計(jì)的要求為基本依據(jù)，以食品專業(yè)為背景，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行篩選、增加和優(yōu)化，在教學(xué)中適當(dāng)降低理論要求，著重講清結(jié)構(gòu)、工作原理及選用方法，增強(qiáng)實(shí)用內(nèi)容，減少微觀分析，注重外部特性及其應(yīng)用［2］。

食品工程自動(dòng)控制及儀表的課堂教學(xué)內(nèi)容主要包括緒論、自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念、過程特性及其數(shù)學(xué)模型、檢測儀表與傳感器、顯示儀表、自動(dòng)控制儀表、執(zhí)行器、檢測控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及典型食品單元的控制方案。緒論重點(diǎn)講述自動(dòng)化技術(shù)的概念、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的目的、自動(dòng)化技術(shù)在食品方面的應(yīng)用以及該專業(yè)課程對(duì)食品科學(xué)專業(yè)學(xué)生的作用。自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念主要講述自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成、分類及過渡過程和品質(zhì)指標(biāo)以及工藝管道流程圖。過程特性及其數(shù)學(xué)模型講述被控對(duì)象的特性，研究過程的表述方法以及被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型建立方法和特性參數(shù)。檢測儀表與傳感器講述傳感器基本參數(shù)，詳細(xì)講解了壓力傳感器、流量傳感器、物位傳感器及溫度傳感器的檢測原理以及選型和安裝注意事項(xiàng)，并從食品工業(yè)角度出發(fā)，深入講述了各傳感器的應(yīng)用實(shí)例。顯示儀表講述模擬式、數(shù)字式和屏幕顯示的特點(diǎn)和基本組成，以及在自動(dòng)化系統(tǒng)中的作用。自動(dòng)控制儀表講述雙位控制、比例控制、積分控制和微分控制等基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過渡過程的影響。執(zhí)行器講述氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及應(yīng)用場合。簡單控制系統(tǒng)講述了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成，系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及控制器參數(shù)工程整定方法。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)講解了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成、特點(diǎn)和發(fā)展過程，并較為詳細(xì)地講述了集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。典型食品單元的控制方案主要講述了發(fā)酵過程和熱風(fēng)干燥自動(dòng)控制系統(tǒng)，分析具有代表性的控制方案、硬件選型方法，從中闡明設(shè)計(jì)控制方案的共同原則和方法。

2 食品工程自動(dòng)控制及儀表的教學(xué)方法

食品工程自動(dòng)控制及儀表屬于多學(xué)科交叉課程，不僅要求學(xué)生具有寬泛且扎實(shí)的基本理論基礎(chǔ)，同時(shí)要求教師在授課過程中結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，綜合運(yùn)用各種教學(xué)方法，通過前沿講座、動(dòng)畫視頻、參與式教學(xué)等形式改善教學(xué)效果［3］。

2.1 理論為輔，應(yīng)用為主 針對(duì)食品專業(yè)學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)，突出自動(dòng)化與相關(guān)食品工藝生產(chǎn)過程的結(jié)合，除了該課程相關(guān)的基礎(chǔ)概念和理論的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)食品典型過程控制的應(yīng)用案例介紹，提高學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣，并將別分布見表4。

表3 2011～2013年湘潭縣減少耕地質(zhì)量等別面積統(tǒng)計(jì) hm2

表4 2011～2013年湘潭縣質(zhì)量建設(shè)耕地質(zhì)量等別面積統(tǒng)計(jì) hm2

3 結(jié)論

該研究運(yùn)用ArcGIS軟件實(shí)現(xiàn)了湘潭縣2010年度耕地質(zhì)量分等數(shù)據(jù)庫向2013年度的更新。更新過程中針對(duì)耕地質(zhì)量突變與未突變區(qū)域分別應(yīng)用不同的處理方法，避免了全面更新帶來的難度與更新成本，同時(shí)對(duì)耕地質(zhì)量發(fā)生突變的區(qū)域及時(shí)更新，保持了耕地質(zhì)量等別成果的現(xiàn)勢性，可服務(wù)于土地管理的日常工作，并為制定相關(guān)的耕地保護(hù)政策提供依據(jù)。

［1］鄖文聚，程鋒.農(nóng)用地分等定級(jí)的四個(gè)應(yīng)用［J］.中國土地，2005(1):44.

［2］肖碧林，陳印軍，盧布，等.中國農(nóng)用地分等成果應(yīng)用中的問題與建議［J］.中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2009，30(6):16 －19.

［3］孔祥斌，張青璞.中國西部區(qū)耕地等別空間分布特征［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28(22):1 －7.

［4］廖麗君，魏巍，鄭宏剛，等.縣級(jí)農(nóng)用地質(zhì)量分等成果年度更新方法研究［J］.中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2015，36(1):56 －62.

［5］陳三新.中國耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查與評(píng)定:湖南卷［M］.北京:中國大地出版社，2010.