時間:2023-03-17 18:11:43
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目錄。既是論文的提綱,也是論文組成部分的小標題,應標注相應頁碼。
引言(或序言)。內容應包括本研究領域的國內外現狀,本論文所要解決的問題及這項研究工作在經濟建設、科技進步和社會發展等方面的理論意義與實用價值。
正文。是畢業論文的主體。
結論。論文結論要求明確、精煉、完整,應闡明自己的創造性成果或新見解,以及在本領域的意義。
參考文獻和注釋。按論文中所引用文獻或注釋編號的順序列在論文正文之后,參考文獻之前。圖表或數據必須注明來源和出處。
摘要:為了響應《中國制造2025》綱領的號召,及時了解并適應市場和區域經濟的發展,合理調整專業人才培養模式,對揚州地區電氣類相關企業進行了人才需求情況調研。通過調研,找準了高等職業院校電氣自動化技術專業人才的定位,總結了企業對于專業人才培養的意見建議,為后續人才培養方案的指定提供了可靠的依據和保障。
關鍵詞:中國制造2025高職教育 電氣自動化技術專業
電氣自動化技術專業結合了多個學科和技術,專業口徑較寬,適用范圍廣泛,就業方向靈活。為了明確企業對于電氣自動化專業的人才培養需求情況,找準定位,確定目標,真正體現就業導向、能力本位的辦學方針,因地制宜與時俱進地進行人才培養模式改革,需要有針對性的對江蘇揚州及周邊地區企業進行調研,了解企業對本專業人才培養的意見和建議。
1專業人才培養的社會背景
《中國制造2025》為我國制定了走向制造強國的行動綱領,而人才培養是實現建設制造強國的根本前提,《中國制造2025》中明確提出了“人才為本”的基本方針,要求要加快培育制造業發展急需的專業技術技能人才,這就給高等職業教育電氣自動化技術專業帶來了巨大的機遇和挑戰。與此同時,《中國制造2025》也提出要堅持市場的主導地位,因此本專業的人才培養模式的制定也應當堅持以企業、市場、社會乃至國家的需求為標桿。只有以《中國制造2025》為綱領,以崗位、企業和社會的需求為準繩,進一步推動改革,深化落實,全方位進行人才培養模式的調整,才能培養出企業需要、社會認可、國家滿意的具有電氣自動化技術專業背景的高素質技術技能型人才。
2專業人才培養的區域與行業背景
隨著揚州市經濟和社會的飛速發展,目前已建成了半導體照明、綠色新能源、智能電網、數控金屬板材加工設備、汽車及零部件共5個國家特色產業基地。總投資80億元產能為30萬輛的上海大眾汽車第三大生產基地落戶揚州儀征,濰柴集團亞星客車有限公司、揚州江淮汽車公司、大洋造船等大型國企民企也紛紛搶灘揚州沿江區域。與此同時,擴大至整個江浙地區,電氣機械和器材制造業,通用設備制造業,計算機、電子通信和交通設備制造業等均為該兩省的支柱產業。《中國制造2025》提出的電力裝備,高檔數控機床和機器人,新一代信息技術產業等共十大領域,其中大部分領域均涉及到了各種電氣類裝備制造。由此可知,揚州地區乃至整個江浙地區的支柱產業與《中國制造2025》提出的重點發展領域是高度統一的。因此,未來幾十年內,在揚州乃至整個江浙地區,企業、市場和社會對電氣類人才需求量將與日俱增且有增無減。
電氣自動化技術專業畢業生可就業于各類工礦企業,如制造、石油、化工、電力、紡織、制藥、食品、輕工等行業,從事電氣自動化系統及設備的操作監控、安裝調試、運行維護、技術升級改造、故障搶修等工作,或從事工廠供配電設備管理、維護、操作等工作,或在技術服務型公司,從事技術合作項目的安裝、調試和后期技術服務工作,也可在中央控制室、自動化產品營銷等部門工作。
由此可見,具有電氣自動化技術專業背景的高素質技術技能型人才具有廣闊的就業空間和良好的發展前景。
3企業對專業人才培養改革的意見建議
我們對江蘇揚農化工集團、江蘇牧羊集團、揚州新大通科技有限公司、江蘇縱橫蘇天網絡發展公司、南京擎天科技有限公司等揚州及周邊城市的30家企業進行走訪調研,調研結果表明,企業對具有電氣自動化技術專業背景的高素質技術技能型人才的需求巨大,但同時,企業還對本專業的人才培養提出了幾點意見和建議。
3.1人才培養模式有待調整人才培養目標定位必須與行業的實際保持緊密聯系,以及時滿足市場、企業和社會的需求。培養模式必須形成有機的、統一的整體,讓學生抱著濃厚的興趣,實現學中做、做中學,最大程度提高教學效果與教學質量,讓學生可以將所學到的基礎理論知識轉化為熟練的實踐動手技能。人才培養過程中,還應當大力開展各類校企合作項目,推進聯合辦學,進一步與企業維持一種持久深入且具有系統性的共贏合作,讓學生能夠靈活運用課堂上所學習到的知識和技能,主動發現,仔細分析,準確解決未來實際工作崗位中遇到的具體問題。只有這樣才可以真正做到實現知識技能的融會貫通,將內化的知識應用于實踐,造福企業乃至社會。
3.2專業課程設置有待改進電氣自動化技術隨著科學技術的進一步發展已經進入一個新的階段,新的概念和體系已經基本形成。自動控制技術、電子信息技術、通信技術、計算機技術與網絡技術等多門學科高度融合和交叉,企業對具備以上綜合知識技能的復合型的人才需求很大。課程設置要進一步拓寬,要有一定的計算機網絡技術、通信技術、設備制造與加工、機械與電力傳動及的基礎知識,并且盡可能多的介紹各類控制對象和控制方法。與此同時,還應當讓學生了解最前沿的電氣自動化新技術,以此達到培養學習興趣,激發創新意識的目的。
3.3非智力因素培養有待加強企業所需要的高素質技術技能型人才除了掌握必備的專業文化知識和技術技能外,還應當具備良好的職業道德修養和敬業精神,擁有服務社會的意識、協作共贏的團隊意識和經濟安全環保的可持續發展的意識,具備較強創新能力和自學能力,并能夠及時快速的適應新環境、接收新知識、掌握新技術,并具有良好的文字表達、溝通協作的能力。因此,在人才培養的過程中,除了傳授科學知識和鍛煉專業技能,還不能忽略非智力因素的教育。
4人才培養模式改革的策略和實踐措施
4.1以行業為標桿,改進人才培養模式人才培養機制應當以企業需求為準繩,以實用為根本,以就業為目標。該專業定期組織教師和專家深入相關企業,進行崗位需求與知識、能力等其他素質方面要求的相關調研,根據企業的具體崗位需求和相關基本素質要求,有針對性地改革人才培養模式,動態地調整人才培養方案,從而保證以此為依據培養出的學生符合行業要求和企業需求。
該專業創新性的提出并實踐了“1+1+1專業導師制”人才培養模式,該人才培養模式充分發揮專任教師的導學、導能和導業的作用,積極與企業進行溝通交流與合作,為每一位同學配備一個專業背景的班級導師和企業導師,企業導師定期進課堂、辦講座,既傳授了基本的科學理論知識,又鍛煉了企業實際需要的動手實踐的操作能力,從而為其畢業后的順利就業提供了強有力的保障和依據。借此人才培養模式,將專業教師的傳授和企業導師的指點充分融入到人才培養的全過程,能夠及時有效的根據企業的動態需求實時進行調整和改革,充分發揮行業需求在人才培養方面的引領作用。
4.2以實踐為宗旨,調整課程體系建設本專業以企業崗位素質要求為標準,以培養專業技能為主要目的,以實際工程項目為中心,以具體教學情境為載體,進一步完善和改進課程體系,加強專業知識與實踐技能的相互滲透和彼此融合。因此本專業在課程設置上,重點選擇具有較強實踐性和實用性的課程。
4.3以項目為導向,大力推進理實一體為了滿足國家對于高等職業教育工學結合的要求,有針對性的進行實踐教育教學改革,優化教學方法,加大再造力度,該專業教師基于多年的實踐教學經驗,結合來自相關合作企業的反饋和建議,與企業工程師合作,從高職學生的認知規律和特點出發,以企業實際生產過程案例為載體,以具體實踐項目為依托,針對主干課程編寫了相應的項目化教材。截至目前為止,該專業教師已主編與參編了《生產過程控制系統的設計與運行維護》、《先進組態控制技術及應用》、《傳感器檢測與應用》、《PLC應用技術圖解項目化教程》等共18部適用于高職高專教學的項目化教材。科學知識的學習與實踐操作能力的提高緊密融合貫穿于每個具有實際背景的典型案例之中,逐步突破重點難點,激發學生濃厚的學習興趣,通過實際動手操作鞏固對理論知識的認識理解并鍛煉其實踐操作的能力。有利于畢業生更快的適應具體崗位的實際工作,鍛煉培養了其利用學校所學習到的理論知識去發現、分析并解決實際工作中遇到的具體問題的能力。
4.4以素質為終極,加強非智力因素培養《中國制造2025》提出了以創新為驅動,要提高國家制造業的創新能力,這就為該專業培養學生的非智力因素指明了方向,即要大力培養學生的科技創新能力。本專業成立若干導師工作室,根據學生的興趣以及專業知識的掌握程度合理搭配并分組,因材施教,充分發揮學生自身的主觀能動性與創新積極性,讓學生在專任教師的引導和帶領下,基于理論知識基礎和熟練的實踐動手能力,自主設計研發,制作專業創新作品,參加創新創業大賽,申請創新發明專利。通過組建學生科技創新社團和創新創業中心,鼓勵學生基于所學習的理論知識和所掌握的專業技能,勇于創新,自主創業,借此加強學生對新技術新產品的敏感度和開發新市場的敏銳度,為其未來的發展開辟科技創新和自主創業的新領域。
5結論
在《中國制造2025》的社會背景下,根據企業與社會的要求,相應對人才培養方案進行改革和完善已成為勢不可擋的趨勢。總結企業對專業人才的培養建議后,應當采取相應的改革措施,應當以行業為標桿,改進人才培養模式,以實踐為宗旨,調整課程體系建設,以項目為導向,大力推進理實一體,以素質為終極,加強非智力因素培養。
電氣自動化技術專業只有始終堅持以《中國制造2025》為綱領,以滿足企業需求為目標,動態調整人才培養模式,大力推進人才培養改革,積極采取應對的實踐措施,才能培養出基本知識功底扎實,實踐動手技能高超,同時具有卓越的科技創新思維和突出的職業能力素質,廣受企業的好評并深受社會的認可的高素質技術技能型人才。
參考文獻
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[3]周奎,成建生,高文忠.“雙主體”視角下電氣自動化專業人才培養模式探索[J].職業技術教育,2013(17).
中圖分類號:G712文獻標識碼:B文章編號:1006-5962(2013)02-0027-02
高職機電一體化專業課程設置的培養目標是:面向工業企業生產現場,電氣控制系統制造公司、機電設備制造公司、機電設備、電氣設備、工控設備制造公司或公司、科技開發公司,培養適應社會需要,全面發展,適應本專業相對應職業崗位的高等技術應用性專門人才,主要崗位群定位是自動化設備安裝員、自動化設備調試員、中高級維修電工等,本專業有五個主干學科:電氣工程、電子工程、機械工程、計算機科學與技術、控制科學與工程,都是為了崗位需要設置的專業知識。其中《自動化生產線安裝與調試》作為一門核心專業課在第四學期進行了貫穿和綜合。
1自動化生產線的課程設置
機電一體化專業人才培養能力有:識圖繪圖能力、機電安裝調試維修能力、電控系統調試檢修能力、自動線調試維護能力、機電設備管理能力及機電產品營銷能力等。《自動化生產線安裝與調試》前序課程有PLC技術、傳感器技術、電機與控制,后序課程有機床維修等。在我們所要實現的教學目標中知識目標涉及到:機械手工作原理、握機械手控制原理、機械手氣動原理、熟悉安全操作規程;能力目標有:對已安裝的機械手機械部件進行測量;對機械手的氣路進行基本調試;根據故障現象判斷故障部位;檢查分析、找到故障點并分析解決故障;遵守安全操作規程;素質目標有嚴謹的職業態度、規范的操作習慣、創新精神、團結協作精神、自主學習精神及溝通能力。
此核心課程以項目驅動教學開展課程教學,提升學生的職業能力,以具體自動化生產線為載體,融合認知、安裝、調試和檢測等內容,實現教、學、做、評一體化教學,突出課程的職業性、實踐性和開放性。以學生為主體,采取多樣化教學方法。以自動化設備改造為工作過程,涉及電路圖分析、電氣圖設計、程序設計、設備組裝、設備運行調試、設備檢測、設備維護等行動領域,設置六個學習情境:零配件拆裝、傳感器檢測、氣路檢測、異步電機檢測、步進電機檢測、整體檢測調試,分成20個任務。
項目一:供料站的安裝,有機械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個任務;項目二:加工站的安裝,設計任務有加工站組裝、光電傳感器檢測、限位傳感器檢測三個任務;項目三:裝配站的安裝,設計任務有裝配站組裝、電磁閥檢測、氣缸檢測三個任務;項目四 :分揀站的安裝,設計任務有分揀站組裝、傳送帶的檢測、異步電機的檢測、變頻器的檢測四個任務;項目五:輸送站的安裝,設計任務有輸送站組裝、光纖傳感器檢測、機械手檢測、步進電機的檢測、溜板檢測四個任務;項目六:整體運行調試,有PLC控制網絡構建、程序編寫、綜合調試三個任務。
2自動化生產線的教學方法與評價設計
2.1教學方法。
(1)講授法:講解項目任務,傳授項目任務相關的知識點,針對學生實施過程中出現的不足進行知識點的說明。
(2)現場教學法:在符合生產要求的工作環境中進行操作技能和維修應用能力實踐,提高職業氛圍,在工作過程中提升學生的職業道德、職業素養和崗位適應能力。
(3)任務驅動法:將教學過程融入項目任務中,讓學生自主討論分析實施,學生在工作過程中得到知識。
(4)小組討論法:學生每六~八人為一個小組,小組討論分析,討論解決,分工協作完成項目任務。
六步教學實施:明確任務、討論分析、制定方案、檢測故障、檢驗效果、總結分析。老師交代目標,注意觀察和記錄小組對現象分析情況,解答學生提出的問題,對跟主題分析偏離太遠的小組予以引導,讓學生自行摸索,在后期對學生可能會引起事故或損壞設備和工具的異常操作給予糾正,最后老師組織小組進行故障排除工作匯報,互評,并對每組進行考核評價,再引導學生自行總結。
2.2評價設計。
課程采用過程考核與期終考核相結合、企業考核與校內項目考核相結合、教師考核與學生考核相結合的多元化考核方式,利于理論聯系實際,有利于學生的學習創新和思考,更督促他們到實際中去發現和改進,去尋找合適自己的項目和課題。
課程考核為:校內項目,企業,綜合實訓三大類。當堂課的考核有:教師考核、小組互評、小組自評;教師考核內容為五項:任務分析情況,實施方案制定,任務完成質量、分工協作精神、故障檢測手段、安全操作規范、小組總結。
和很多專業課一樣,多種教學方法和全面的評價方案,有效保證了教學效果。
3相關課教學
3.1電機與電氣控制的教學。
本課程以發電機為主題,以工作任務為導向,以工廠實用型電氣控制系統設計、安裝、調試與維護情景教學為主線貫穿全課程,用實物進行直觀性教學,使學生感性認識強,理性認識夠。
典型的教學任務有三相異步電動機全壓啟動、三相異步電動機長動控制、三相異步電動機正反轉控制、三相異步電動機延時啟動控制(或三相異步電動機Y-降壓啟動)、機械手控制等。
課程特色是學生充分利用所學知識、網絡資源、閑瑕時間作為期三個月的“繼電控制課程設計”。任務書要求能夠根據功能要求選擇個元器件的類型及其型號;了解個元器件的工作原理和使用方法;把各元器件連接起來實現本課程設計的要求。設計內容和要求:兩臺電動機都存在重載啟動的可能,任何一級傳送帶停止工作時,其他傳送帶都必須停止工作,控制線路有必要的保護環節,有故障報警裝置。課程設計書要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設計、設計目的、控制要求、設計要求、 硬件選型、主電路原理圖的設計、 控制電路原理圖的設計、重載保護電路設計、欠壓保護電路設計、總結。
3.2PLC教學。
PLC是可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller)的簡稱,早期是一種開關邏輯控制裝置,隨著計算機技術和通信技術的發展,其控制核心采用微處理器,功能有了極大擴展,除了最廣泛的取代傳統的繼電器-接觸器控制的開關量邏輯控制外,還有過程控制,數據處理,通信聯網與顯示打印,PLC接口采用光電隔離,實現了PLC的內部電路與外部電路的電氣隔離,減小了電磁干擾。
PLC有5種編程語言:
(1)順序功能圖(SFC)。
順序功能圖常用來編制順序控制類程序,包含步、動作、轉換三個要素。順序功能編程法是將一個復雜的控制過程分解為小的工作狀態,這些狀態按順序連接組合成整體的控制程序。
(2)梯形圖(LD)。
梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式,是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎上簡化了符號演變而來的,形象、直觀、實用,電氣技術人員容易接受,要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號,是目前用得最多的一種PLC編程語言。
(3)功能塊圖(FBD)。
功能圖編程語言是用邏輯功能符號組成的功能塊來表達命令的圖形語言,與數字電路中的邏輯圖一樣,極易表現條件與結果之間的邏輯功能。
(4)指令表(IL)。
采用經濟便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表,使用的指令語句類似微機中的匯編語言。指令表程序較難閱讀,其中的邏輯關系很難一眼看出,所以在設計時一般使用梯形圖語言。如果使用手持式編程器,必須將梯形圖轉換成指令表后再寫入PLC,在用戶程序存儲器中,指令按步序號順序排列。
(5)結構文本(ST)是文字語言。
編程語言的學習是PLC教學的一項重要內容,中間加以不同的應用實例:順序控制電路、常閉觸點輸入信號的處理,使用多個定時器接力定時的時序控制電路、三相異步電動機正反轉控制電路、鉆床刀架運動控制系統的設計,LED數碼管顯示設計,還經常根據繼電器電路圖設計梯形圖。
增加的學習情境還常有如下任務:洗手間的沖水清洗控制、進庫物品的統計、競賽搶答器裝置設計、彩燈或噴泉PLC控制;尋找數組最大值并求和運算、電熱水爐溫度控制等。
3.3單片機。
單片微型計算機就是將CPU、RAM、ROM、定時/計數器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計算機。用于示波器、報警系統、移動電話、彩電等日常方面,在智能儀器儀表、工業控制、家用電器、計算機網絡和通信領域、醫用設備領域、工商,金融,科研、教育,國防航空航天等領域也都有廣泛應用。
數據大都在單片機內部傳送,運行速度快,抗干擾能力強,可靠性高,微型單片化集成了如看門狗、AD/DA等更多的其它資源。教學內容以80C51為核心講授單片機的的引腳、存儲器組織結構、典型語句,以實例應用為線索:單燈受控閃爍、P1口外接8只LED發光二極管模擬彩燈、單片機做加、減、乘、除運算等項目。各子任務都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設計、源程序的編輯、編譯、下載、單片機的I/O接口分配及連接。
教學采用ISP-4單片機實驗開發板,可以完成大量的單片機學習、開發實驗,對學習單片機有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機,有程序下載功能,可將編輯、編譯、調試好的單片機代碼下載到AT89S51單片機中。
3.4變頻器技術及應用。
變頻技術讓學生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數、驅動電路與保護技術;掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應用范圍;掌握脈寬調制控制、矢量控制和直接轉矩控制等先進技術;了解變頻器與感應電動機組成變頻調速系統、變頻器與雙饋電機組成調速系統、變頻器與同步電動機組成變頻調速系統,掌握電力電子電機系統的組成、工作原理、控制方法、運行特性等,是強電應用和現代技術推廣的有力體現。
3.5傳感器與自動檢測技術。
傳感器技術代替人的感觀,在各種環境下應用,檢測技術是一套有效的反應體系,包括信息的獲得、測量方法、信號的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結構、性能,并能正確選用,了解傳感器的基本概念和自動檢測系統的組成,對常用檢測系統有相應的分析與維護能力。對工業生產過程中主要工藝參數的測量能提出合理的檢測方案,能正確選用傳感器及測量轉換電路組成實用檢測系統的初步能力。
教學過程進行小論文制作,讓學生提高計算機應用水平,使學生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對分節、目錄、文獻標識作嚴格要求。題目如數字顯示電子稱、基于霍爾傳感器的轉速表、單片機電子秤研究、光纖測溫儀、煙霧報警器、小車尋跡設計、電熨斗自動恒溫系統、電渦流探傷、電感測厚儀等。
4畢業論文指導分析
畢業論文專業聯系實際,通常小型自動化系統以單片機為主,大型自動化生產線以PLC為主,系統運行動力離不開電機,觀察離不開傳感器,調速可用變頻器,綜合所學,學生的論文涉及廣泛,有效教學可對應從如下方面側重指導。
4.1立意選題。
根據實際和研究方向做好側重和體現,如“觸摸屏控制的堿液配置系統”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統”的系統性和方向性,“車庫自動門的PLC自動控制”和“測速雷達信號處理系統”的檢測指標要求等。
4.2材料整合。
在任務要求明確的基礎上,首先確定相關技術指標,對應查找并列出論文結構,一份畢業論文至少含有三到五門課的內容,對應于研究方向進行相應編排和取舍。
4.3技術處理。
所搜集圖片的背景往往有水印,要去掉,圖片按要求進行不同方向的剪切。圖表里的文字應是五號或小五,注意表格標題要單獨標出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設計與表現。
多種教學方法和理論聯系實際教出具有學習能力和創新能力的學生,系統的學習與應用創造練就出具有競爭力的學生,專業課的有效教學和畢業論文的順利設計將顯示本專業沉甸甸的含金量。
參考文獻
[1]呂景全.《自動化生產線安裝與調試》,中國鐵道出版社,2010年7月
[2]馬玉春.《電機與電氣控制》,北京交通大學出版社,2011年1月
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)02-0036-02
一、專業建設背景和人才需求分析
傳統的電氣工程及其自動化專業被認為是強電專業,隨著信息和網絡技術的發展,弱電類課程的比重正逐漸增加,[1]現在的電氣工程及其自動化專業已經成為強弱電相結合的專業。不同高校根據自己的辦學條件和現有師資均有所側重,目前重點高校基本上側重于強電,以電力系統及其自動化為主要方向;而有些高校由于條件的限制或學生的就業情況側重于弱電。不同層次學校的人才培養,其就業崗位和工作任務、性質也不一樣,因此應充分考慮到社會對本專業人才的不同需求。
浙江省是我國第二產業比重較高的省份之一,高低壓電器和機電業的發展處于突出的位置。溫州電器經過20多年的發展,已成為全國生產規模最大、生產能力最強、市場占有率最高、產業種類最齊的工業電器生產基地,“中國電器之都”、“國家火炬計劃智能化電器產業基地”、“中國斷路器產業基地”和“中國防爆電器生產基地”等國家級產業基地均坐落于溫州市(樂清)境內。
溫州低壓電器企業的規模雖然大,但是技術水平還比較落后,平均盈利能力低于整體水平,與北京、福建、天津、上海的企業相比,差距甚大,其主要原因是:產品檔次偏低,技術含量不高,缺乏附加值。究其根本是技術人才嚴重缺乏,技術人才的缺乏已經制約了溫州區域經濟的發展,盡管全省已經有多所高校設置了電氣工程及其自動化專業,但是這些專業培養的側重點不一樣,不能滿足溫州地區對低壓電器人才的需求。因此,亟需地方性高校為溫州電器產業培養急需的人才。
二、專業建設思路
根據人才市場需求,溫州大學電氣工程及其自動化專業建設的具體思路是:定位建成立足溫州、服務浙江、輻射行業的工程應用型人才培養特色專業;建立合理的、具有鮮明特色的理論和實踐兩個教學體系;培養學生電子設計、電氣產品設計和電氣工程設計這三方面的能力;實現理論教學與實踐教學、課程體系與地方產業、人才培養與專業特色的緊密結合;使學生成為理論基礎扎實、具有一定工程應用能力和創新能力的工程應用型人才,體現具有“應用性”和“地方性”特色的電氣工程及其自動化專業工程型服務地方區域的人才培養模式。
三、具體實施方案
1.以實際辦學條件為基礎,確立專業培養目標
根據溫州大學電氣工程及其自動化專業鮮明的服務于地方電器行業的專業定位,本專業旨在培養具有電氣工程技術專業扎實的基礎理論與專業知識,具有較強的工程實踐能力、創新意識以及良好的團隊合作精神,具有知識、能力、素質協調發展,能夠在電力系統、建筑設計與施工單位、科研機構、電器制造企業等企事業單位與電氣工程專業相關領域從事設計、研發、運行、維護、管理和教育等工作的應用型高級工程技術人才,特別是在電器及其智能化方面能夠從事研制開發、應用研究、試驗分析和生產管理等工作的電氣工程師。
2.以CDIO培養模式為基礎,確定專業人才培養模式
在人才培養方案的制訂過程中,加強相關產業和領域發展趨勢及人才需求的調研,吸引產業、行業和用人部門共同研究教學內容,制訂與企業生產、區域產業發展需要相結合的培養方案和課程體系。人才培養模式將學習美國麻省理工學院CDIO培養模式,強調人才培養的社會和工程環境,結合產業背景和社會人才需求情況,制訂培養方案、課程體系和教學方式,適應職場目標和社會工作崗位的需求,通過專業評估、社會評價和學生評價去修正培養方案、課程體系和教學方式,旨在培養科學基礎扎實、個人工程實踐能力強、具備團隊合作精神的電氣工程師,以達到質量工程教育的目的。圖1為電氣工程及其自動化專業人才培養框架。
3.以學生能力培養為目標,注重工程素質訓練
本專業緊緊圍繞溫州市智能電子電器行業技術研究中心、浙江省低壓電器技術創新服務平臺,以電氣工程師為培養目標,要求學生具備以下幾方面的知識和能力:
(1)電子設計能力。要求學生掌握電路原理、模擬和數字電子技術、單片機原理與應用、自動控制原理等主要基礎知識,熟 第一論文 網練掌握PROTEL等電子設計自動化工具,具備電子設計基本能力,包括電子硬件設計和軟件開發,能夠綜合運用所學專業知識進行電子系統設計、分析和調試,具有一定的創新能力和解決實際工程問題的能力。爭取讓學生在大二階段就能完成電路、模電、數電和單片機課程的學習,利用暑假參加電子競賽的培訓,通過參賽以提高學生的專業意識和學習興趣。
(2)電氣產品設計能力。要求學生具有工程制圖的基本能力,能看懂一般的機械工程圖紙,掌握電器學的基本知識,掌握電氣產品的工作原理和設計方法,特別是電器智能化方面的知識,掌握電氣工程師必須具備的計算、實驗、測試、仿真等基本技能,特別是電器智能化方面的設計能力,能熟練運用常用的設計軟件(如AUTOCAD等)進行輔助設計與分析。
(3)電氣工程設計能力。掌握電氣工程領域供配電方面的專業知識,如供配電技術、電力電子技術、電機及其控制技術、電氣檢測技術和機電一體化技術,具備自動控制系統的基礎知識,熟悉國家及行業的電氣標準,了解機電工程安裝與項目管理方面的知識;掌握注冊電氣工程師(供配電方向)必須具備的電氣工程項目設計能力,初步具備項目從立項、招投標、安裝施工、監理與驗收等一系列的項目組織管理和協調能力。
(4)以工程實踐能力與工程意識培養為核心建立實踐教學體系。工程實踐能力培養是電氣工程及其自動化專業工程型應用人才培養模式的重要組成部分。在制訂人才培養方案時應注重實踐,把實踐教學貫穿在整個教學過程中,以電子電氣工程實驗實訓中心、校內實踐與實習基地、校外實習基地為依托,采用課內實驗和課程設計等實踐教學環節、專業見習、專業實習、工程技術實 踐、畢業設計等多種形式,通過學生、學校、企業之間的有機結合構建一個與理論教學體系相對應的實踐教學體系,如圖2所示。主要開展以下幾個方面的實踐環節:
1)以問題為先導——工程認知環節。[3]通過基本技能訓練、專業基礎課程實驗、專業見習等實踐環節,讓學生能夠認識基本電子、電氣類元件和產品、機電或機械零件,如電阻、電感、電容、晶閘管、繼電器、斷路器、隔離開關、電動機、凸輪、曲軸以及簡單的控制電路等,初步了解課堂上講解的理論知識在實際產品設計和制造中的應用,增加其感性認識,激發他們的學習興趣。
2)以任務為驅動——面向行業的工程實踐和創新環節。[3]該環節結合電氣工程學科特點,將實踐教學內容與實際項目相關聯,在電器行業、電氣工程設計、電力拖動等方面引領學生進行工程實踐創新。教師以案例的方式給學生布置題目,學生則以項目組的形式進行組織討論、設計和分析,提高學生的專業意識和工程實踐能力,同時加 第一論文 網強學生的團隊合作精神和相互溝通的能力。另外,通過電子電氣產品創新、挑戰杯創業大賽、科研項目和畢業設計等多個環節對學生進行創新能力的培養,提高學生分析和解決工程實際問題的能力,努力將學生培養成為工程應用型技術人才。
4.加強師資隊伍建設,提高教學質量
加強教師隊伍建設,建設一支適應高質量教學要求的師資隊伍是提高教學質量和培養高素質應用型人才的關鍵。引進和培養學歷職稱層次高、學術研究水平高、社會行業知名度高的高級人才,以加強學術梯隊建設。加強校內專任教師到相關產業和領域一線學習交流;建立相關產業和領域的人員到學校兼職授課的制度,進一步促進產學研緊密結合,提升本專業建設的整體水平和人才培養質量。
5.建立考核評估機制,完善培養方案和課程體系
構建學生、教師雙向信息反饋與評估機制;加強與企業的聯系,及時反饋人才需求和學生培養質量,提升本專業建設的整體水平和人才培養的質量。
四、特色
1.專業定位體現地方性
針對浙江省及溫州樂清區域經濟發展、企業人才需求,就溫州大學電氣工程及其自動化專業形成鮮明的服務于地方電器行業的專業定位;努力為地方培養、輸送高質量的專業人才,實現人才的就地培養。
2.產學研合作
以專業建設為基礎,充分利用溫州市智能電器重點實驗室、省級低壓電器技術創新服務平臺,整合利用浙江省低壓電器產業技術創新戰略聯盟的優勢資源,以重點發展學科、重點實驗室、技術開發中心等為依托,加快建設工程應用型人才培養基地,促進學科鏈、產業鏈和人才鏈的有機結合;突出產學研一體化的辦學優勢,爭取在電氣工程領域,特別是電器行業中,不管是人才培養還是科研項目的開發和創新方面均起到示范和帶頭作用。
參考文獻:
0 前言
完整的變電站綜合自動化系統除在各控制保護單元保留緊急手動操作跳、合閘的手段之外,其余的全部控制、監視、測量和報警功能均可通過計算機監控系統來完成。變電站無需另設遠動設備,監控系統完全滿足遙信、遙測、遙控、遙調的功能以及無人值班之需要。
變電站綜合自動化系統的基本配置,如圖所示:
標準化和模塊化是保證變電站自動化系統獨立性與擴展性相統一的基本要求。但是,國內在這方面由于缺乏統一的設計方案和產品標準,這種百花齊放的局面也在一定程度上給電力研究與生產行業造成了重復勞動,不同廠家的產品很多都是自成一體,相互之間缺乏很好的兼容性與可擴充性,給用戶帶來很大麻煩。因此,應確立保護軟、硬件設計的模塊化、標準化來保證該系統自身的獨立性和與其他系統的兼容性。
1 綜合自動化系統的硬件結構形式
硬件的模塊化從基本模塊做起,在將系統分解為模塊時,模塊的內聚度應最大,而把分解點選在接口最少、最弱的部位,這樣可簡化接口結構,使系統易于分解,又易于組合基本模塊設計為插件式設計,不同保護間可通用硬件,這樣,縮短了開發周期,保證了生產、調試、維護的方便。主要插件有:電源插件、交流插件、CPU 插件、開入開出插件等。硬件的不同基本模塊組合可構成插箱級模塊,不同插箱級模塊組合可構成產品級模塊。
根據綜合自動化系統設計思想和安裝的物理位置的不同,綜合自動化系統硬件結構形式可以分成很多種類。從國內外變電站綜合自動化系統的發展過程來看,其結構形式有集中式、分布式、分散(層)分布式;從安裝物理位置上來劃分有集中組屏、分層組屏和分散在一次設備間隔設備上安裝等形式。
1.1結構形式
一、集中式綜合自動化系統
采用不同檔次的計算機,擴展其外圍接口電路,集中采集變電站的模擬量、開關量和數字量等信息,集中進行計算和處理,分別完成微機監控、微機保護和一些自動控制等功能。
這種機構形式是按變電站的規模配置相應容量、功能的微機保護裝置和監控主機及數據采集系統,它們安裝在變電站主控室內。主變壓器各種進出線路及站內所有電氣設備的運行狀態通過電流互感器、電壓互感器經電纜傳送到主控制的保護裝置或監控計算機上,并與調度控制端的主計算機進行數據通信。當地監控計算機完成當地顯示控制和制表打印等功能。
變電站綜合自動化系統的目標是實現變電站的小型化、無人化和高可靠性,我國20世紀80年代開始研制分布式綜合自動化系統。
二、分層分布式結構集中式組屏的綜合自動化
(一)分層分布式結構的概念
所謂分布式結構,是在結構上采用主從CPU協同工作方式,各功能模塊(通常是各個CPU)之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信,多CPU系統提高了處理并行多發事件的能力,解決了集中式結構中獨立CPU計算處理的瓶頸問題,方便系統擴展和維護,局部故障不影響其他模塊正常運行。且變電站信息的采集和控制分為管理層、站控層和間隔層三級分布布置。[1]
對于中、小型變電站的分層分布式集中組屏結構,把整套綜合自動化系統按其功能組裝成多個屏,集中安裝在主控室中,軟件相對簡單,調試維護方便,組態靈活,系統可靠性高。
對于大型變電站分層分布式集中組屏結構,較之中小型變電站的綜合自動化系統,大型變電站則在管理層可能設有通信控制機,專業負責與調度中心通信,并沒有工程師機,負責軟件開發與管理功能。
(二)分層分布式集中組屏綜合自動化系統結構特點
1.可靠性高,有故障時,只影響局部;可擴展性和靈活性高;電纜大大簡化設計,節約投資。
2.分布式系統為多CPU工作方式,減輕了主控室機的負擔。
3.繼電保護相對獨立。
4.可靠的自動化監控系統。
5.具有與系統控制中心通信功能。
1.2分散分布式與集中相結合的綜合自動化系統結構
這是目前國內外最為流行、受到廣大用戶歡迎的一種綜合自動化系統。它采用“面向對象”即面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進行設計的,間隔層中各數據采集、控制單元和保護單元做在一起,設計在同一機箱中,并將這種機箱就地分散安裝在開關柜上或其他一次設備附近,這樣各間隔單元的設備相互獨立,僅通過光纖或電纜網絡由站控機對它們進行管理和交換信息,這是將功能分布和物理分散兩者有機結合的結果。
(一)分散與集中相結合的變電站綜合自動化系統結構框圖。如圖所示:
將配電線路的保護和測控單元安裝在開關柜內,而高壓線路保護和主變壓器保護裝置等采用集中組屏的系統結構稱為分散和集中相結合的結構,適合應用在各種電壓等級的變電站中。
(二)結構特點
1.10~35KV饋線保護采用分散式結構,就地安裝,節約控制電纜,通過現場總線與保護管理機交換信息。
2.高壓線路保護和變壓器保護采用集中組屏結構,安裝在控制室或保護室中,可靠性高。
3.備用電源自投控制裝置和電壓無功綜合控制裝置采用集中組屏結構安裝于控制室或保護室中。
4.采用脈沖電能表或帶串行通信接口的智能型電能計量表,保證電能計量的準確性。
(三)優越性
1.簡化了變電所二次部分的配置,縮小了主控室的面積,利于實現無人值班。
2.減少了施工和設備安裝工作量。
3.簡化了變電站二次設備之間的互連線,節省了電纜。
4.分層分散式結構可靠性高,組態靈活,檢修方便。
目前,變電站綜合自動化系統的功能和結構都在不斷地向前發展,全分散式的結構一定成為今后發展的方向,為變電站實現高水平、高可靠性和低造價的無人值班創造更有利的技術條件。[2]
2變電站綜合自動化系統的硬件原理
隨著微計算機技術的發展,變電站綜合自動化系統均按模塊化設計,也就是說對于成套的綜合自動化系統中,微機保護系統、監控系統、自動控制系統等裝置都是若干模塊組成的。不同的功能用不同的軟件來實現,不同的使用場合按不同的模塊組合方式構成。一個變電站綜合自動化系統中各個子系統(如微機保護)的典型硬件結構主要包括:模擬量輸入/輸出回路、微型機系統、開關量輸入/輸出回路、人機對話接口回路、通信回路、電源。
變電站綜合自動化硬件結構。如圖所示:
變電站綜合自動化硬件結構
2.1 模擬量輸入/輸出回路
變電站綜合自動化系統采集的變電站的電流、電壓、有功功率、無功功率、溫度等都是屬于模擬量。模擬量輸入電路的主要作用是隔離規范輸入電壓及完成模/數變換,以便與CPU接口,完成數據采集任務。模擬量的作用是把微型機系統輸出的數字量轉換成模擬量輸出,由數/模(D/A)變換器來完成。
根據模/數變換原理的不同,綜合自動化裝置中的模擬量輸入電路有兩種方式:一是基于逐次逼近型A/D轉換方式(ADC),是直接將模擬量轉變為數字量的變換方式;二是利用電壓/頻率變換(VFC)原理進行模/數變換方式設計,它是將模擬量電壓轉換為頻率脈沖量,通過脈沖計數變換為數字量的一種變換形式。
電壓形成電路起電量作用外,還將一次設備的電流互感器TA、電壓互感器TV的二次回路與微機A/D轉換系統完整隔離,提高抗干擾能力;低通濾波電路的作用是限制輸入信號的最高頻率;采樣主要表現為真實的反映出原始的連續時間信號中所包含的重要信息;模擬量多路轉換開關的作用是將多路待轉換的模擬量每次只選通一路,輸出只有一個公共端接至A/D轉換器,達到分時轉換;A/D轉換器的作用將連續變換的模擬信號轉換為數字信號。
輸出電路的結構由鎖存器、D/A轉換器、低通濾波器、功率放大器組成。
3 以傳輸線路的遠程保護為例
對于傳輸線路的遠程保護,利用遠程繼電器,一個重要觀察結果是從接通繼電器的時刻開始,繼電器就連續采樣輸入信號,因此,在信號變化的整個過程中均可獲得輸入數據。但由于實際原因,存貯器緩沖器中只保存了有限的采樣值。在某種意義上。通常這種存貯器的存取是循環的,每當緩沖器貯滿時,就存儲下一批采祥值以取代舊采樣值。這種特性能做到連續監視傳輸線路負載,此外還能捕捉電力信號在正常—故障過渡時的預兆故障值和故障值。
以微處理機為基礎的遠程繼電器的另一個共同特性是繼電器正常狀況和工作狀態的自診斷。這一特性對測試和維護是極其有用的,與以前的技術相比是設計上的一個重要的進步。此外,在操作接口方面也得到了一定的改進。用于繼電器的設定、工作狀態和各種電力系統信號測量情況的各種操作均可進行顯示,通過使用帶有更改設定值的復雜的處理協議的終端,繼電器設定過程可以得到大大的強化和簡化。[5]
由于對信號采樣值進行了各種邏輯和算術運算,因而實現了基于微機的繼電器內部處理。通過使用存貯在繼電器固件內的軟件流程實現了繼電器算法。圖4-1給出了典型的功能軟件流程圖。該圖示出了一個基于微機的設計所具有的絕妙的靈活性,它所提供的繼電器算
遠程繼電器的軟件流程圖
法的每個處理步驟均為獨立的軟件模塊,使設計師能方便地改變某些模塊,以便適應不同繼電器的要求。在采用遠程繼電器的情況下,繼電器工作特性的各種不同狀態,以及電壓、電流和阻抗測量的各種算法,均可以使用同樣的基本硬件和圖所介紹的同樣軟件編排來實現。
總之,基于微機的繼電器,可將繼電器設計成具有一些傳統的遠程保護功能,例如帶有適于傳送跳閘/閉合功能的各種通訊選擇的分段限時保護。另一方面,可以用一個遠程繼電器微計算機實現很復雜的設計。在這種情況下除基本遠程繼電器保護功能外,還可以包括其他功能,例如:局部斷路器失效保護、高速重閉、自動同步校驗,不同步保護設計,瞬時記錄、故障定位、SOE(事件順序)記錄。
請注意,利用設計中的這種靈活性對于獲得性能價格比高的遠程繼電器保護是十分重
要的。如果只需要基本的繼電器保護功能,可以使用廉價的8位單板微計算機。另一方面,如果需要復雜的遠程保護設計,可能需要高性能16位多微計算機系統。這種設計與等效的常規設計相比可能不是高性能價格比的。但在這種情況下,可通過增加不花錢就可得到的額外功能,使整個復雜遠程繼電器保護設計比具有等效功能的各種常規設備便宜。
4結束語
變電站自動化研究的現狀與發展,要求構成自動化的微機綜合保護即能可靠獨立運行,又能擴展為更大的系統、更強的功能,因此必須加強微機保護的標準化設計。由于科學技術的高速發展,新產品的研制、開發周期越來越短。所以,在新產品的開發構成中應綜合考慮產品的可靠性、先進性及經濟性,采用新思想、新原理、新技術開發出可靠性高、功能強大的新型微機保護。目前變電站微機自動化系統雖然運用得還不夠廣泛,但在先進技術不斷發展的今天,變電站自動化系統以其系統化、標準化和面向未來的概念正逐步取代了繁瑣而復雜的傳統控制保護系統。可以預測,隨著我國電力工業的發展及電子技術、工業自動化信息工程等相關產業的技術進步,人機界面更好,運行更加安全可靠的新一代微機綜合自動化系統將獲得迅猛發展。
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一、引言
自動化專業英語課本是高校自動化專業開設的一門專業課,一般分為3個學期來學習,教學課時大約在60~80左右,但是,我們學校只是每周2課時,也是第一次開課,得到的重視度不高。實際上,近年來,隨著自動化技術的發展,先進的自動化設備和產品不斷出現,國外許多企業的產品和設備的使用手冊及說明書都是用英文編寫的,此外,優秀的仿真軟件、前沿學科的研究論文、自動化專業優秀教材、互聯網上大量的專業技術信息等多數也是英文的。不少學生畢業后,在工作中仍會面臨查閱大量英文資料的問題,沒有良好的專業英語知識,他們很可能會失去來之不易的工作。所以,專業英語的學習對自動化專業學生來說不是可有可無、無關緊要的,而是必不可少和十分重要的。
二、認識一體化教學
一體化教學體系,就是整理融會教學環節,把培養學生的職業能力的理論與實踐相結合的教學作為一個整體考慮,單獨制定教學計劃與大綱,構建職業能力整體培養目標體系,通過各個教學環節的落實來保證整體目標的實現。一體化教學是近年來職業教育的方法,旨在提高被教育者的綜合素質,采用理論教學與實踐相結合的方法。
傳統的教學模式已不能適應實現職業學校人才培養目標的需求。因此,構建一個以就業為導向,以職業為本位的符合職業教育目標要求的教學體系顯得尤為重要。這種教學體系就是一體化教學體系。通過一體化教學,可以達到以下幾個轉變:教學從“知識的傳遞”向“知識的處理和轉換”轉變;教師從“單一型”向“行為引導型”轉變;學生由“被動接受的模仿型”向“主動實踐、手腦并用的創新型”轉變;教學組織形式由“固定教室、集體授課”向“室內外專業教室、實習車間”轉變;教學手段由“口授、黑板”向“多媒體、網絡化、現代化教育技術”轉變,從而以“一體化”的教學模式體現職業教育的實踐性、開放性、實用性。
三、自動化專業英語一體化教學探討
1、教材內容的合理安排
全書有3部分組成,即電力電子技術基礎篇、樓宇智能化技術篇、電氣自動控制技術篇。內容基本涵蓋了電力電子技術基礎、儀器儀表使用與維護、電能輸送、電力系統監控、繼電器工作原理、樓宇智能化、辦公自動化、可編程邏輯控制器、傳感器技術、自動化控制技術等,內容豐富、題材廣泛。分為24單元,每個單元包括課文、生詞、專業術語、長難句解析、翻譯技巧和閱讀材料。
由于內容多、知識面廣、課時有限,在授課過程中,要結合專業培養目標及學生所學的專業課程合理安排教學內容。具體來講,對于一些次要和簡單的內容可以不進行課堂講解,由學生自學。比如電力輸送、繼電器工作原理、樓宇智能化作為學習專業課的輔助內容,可以安排學生自學,教師答疑;電力電子技術基礎、儀表儀器使用與維護、辦公自動化等每部分可以安排2-3個學時,做到精講精練,掌握重點。在教學進度的安排上,在學生剛開始學習《專業英語》時,由于學生初次接觸專業英語,教學進度要放慢,而在學生逐漸了解了專業英語的特點、句子結構特點以及一些基本的專業詞匯后,可以加快教學進度。這樣根據學生不同時期的具體情況合理選取教學內容、精心安排教學進度,有利于學生對知識的吸收和理解。
2.現場教學
專業英語不同于基礎英語,它偏重于專業知識,特點就是理論與現實緊密結合。以前我們的教學僅局限于教室,學生僅僅從課本上獲得一些抽象的專業詞匯和語法知識,離開課程后對所學的知識沒有太深的印象。為了加深學生對所學內容的理解和記憶,在專業英語教學過程中可以嘗試了現場教學,將課堂內封閉的英語學習與現場結合起來,一方面可以將專業知識融進英語教學當中,在獲得語言知識的同時,也學習了專業知識,有助于提高學生的職業素質;另一方面能加強教學的互動性,提高學生的學習興趣。例如在講解《Integrated Circuit》和《Multimeter and Oscilloscopes 》時,教師可以帶領學生走進實訓室或實習工廠,對照實物,模擬現場所使用的有關用語,結合專業知識,避免了專業英語教學脫離現場實際的空洞乏味,將抽象和形象思維靈活運用在教學中。教師設置不同場景,與學生進行簡單的對話。通過簡單的問答,學生易于將具體部件與專業詞匯、術語聯系起來記憶,印象深刻,學習效果好,以達到理論和實踐相結合的一體化教學目標。
3、實物教學
有些章節所講述的內容,可以通過實物教學幫助學生理解課文。通過實物教學,學生可以將生動直觀的視覺信息與課本內容有機結合起來,加深對全文的理解。在學習《Resistor,Capacitor and Inductor 》和《Generators and Motors》時,可以從實訓室借來各種電阻、電容、電感元器件,及發電機和電動機的模型,逐一介紹。為了鞏固所學內容,教師每拿出一種元器件或模型,讓學生用英語說出其屬于什么器件或模型及其特點。通過這種一體化的教學方式,可以使內容由抽象變得具體有趣,加深學生對專業詞匯和實物的聯系,便于記憶。
4、多媒體教學
隨著自動化技術的快速發展,大量先進的自動化設備和產品不斷出現,為了跟上自動化技術發展的步伐,我們可以從網絡和雜志上搜集一些新技術、新產品的英文資料,上課時利用多媒體設備將這些資料圖文并茂的展現在學生面前,指導學生如何對這些信息量較大的專業英文資料進行快速地閱讀和翻譯,并留一些內容讓學生課后進行閱讀和翻譯練習,這樣在提高了學生的英語應用能力的同時也擴充了學生的知識面,更是讓他們認識到學習專業英語的重要性和必要性。如在學習《Resistor,Capacitor and Inductor 》,相關的單元也可在網絡上搜索到一些詳細的補充材料及圖片資料。以引起學生的好奇心,很容易就使他們接受了所學內容,并且課堂氣氛活躍。
四、結論
一體化教學模式與強調實踐的英語教學相契合,可以充分發揮學生學習的積極主動性和能動性,提高學生的學習興趣。通過一體化教學,學生學以致用,既應用和鞏固了知識,語言交際能力和綜合能力也可大大提高,以取得明顯的成效。不過學校應該結合各專業完善一體化教學的教學設施,為英語課外活動提供條件。
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作者簡介:吳曉剛(1981-),男,黑龍江哈爾濱人,哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院,副教授;周美蘭(1962-),女,黑龍江哈爾濱人,哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院,教授。(黑龍江 哈爾濱 150080)
基金項目:本文系黑龍江省高等教育教學改革項目(項目編號:JG2201201107)、哈爾濱理工大學高等教育研究重點項目(項目編號:A201200004)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)28-0098-02
隨著汽車產業的發展,電子技術在汽車上的應用已成為汽車設計研究部門考慮汽車結構革新的重要原因。在國外,平均每輛汽車上的電子裝置在整車成本中占20%~25%,一些豪華轎車上裝有40多個微處理器,有的汽車電子產品甚至占整車成本的50%以上。許多汽車制造商都認為,增加汽車電子裝備的數量,促進汽車電子化是奪取未來汽車市場的有效手段。[1]
在對汽車電子技術的教學研究中,文獻[2]提出優化“汽車電子與控制”配置課程的內容、改革結構體系、改革教學方法和手段、加強實驗建設和課程設計環節等改革思路。文獻[3]分析了“汽車電子控制技術”課程在理論教學和實踐教學方面的問題,提出了靈活多樣的理論教學改革方案和采用項目教學法等加強實踐環節教學的建議。文獻[4]介紹了汽車電子控制技術課程精品實驗項目的設計思想、主要環節及具體實踐。文獻[5]將虛擬儀器LabVIEW軟件應用于汽車電子技術綜合性和設計性虛擬實驗中,并進行了實驗教學的實踐。文獻[6]開發了汽車電子控制系統實驗教學所需要的嵌入式系統,完成了實驗箱硬件及教學實驗所需的支撐軟件,并在此基礎上開展了教學實踐。文獻[7]介紹了在電子信息工程專業開設汽車電子系列特色課程的研究。
在汽車電子中,涉及到電力電子技術的內容通常稱為汽車電力電子技術,并且成為了電力電子技術的重要分支。哈爾濱理工大學(以下簡稱“我校”)電氣工程及其自動化專業下的電力電子方向,在汽車電子研究上已有了十幾年的基礎。在依托汽車電子驅動控制與系統集成教育部工程研究中心和黑龍江汽車電子技術研究中心科研基地的基礎上,形成了以新能源汽車動力系統控制和汽車電子驅動控制為特色的研究方向,并培養了大量的碩士研究生和博士。因此,為了在本科教學中體現我校電氣工程及其自動化專業的辦學特色,結合在汽車電子方向上的研究成果,在2010年制定的電氣工程及其自動化專業電力電子方向本科生培養方案中,特別增設了“汽車電子技術”專業方向選修課。本文以“汽車電子技術”課程作為研究和實踐對象,通過課程結構優化設置和考核方式改革,結合現場教學和研究性教學的教學方法,實現具有特色的專業選修課教學。
一、“汽車電子技術”課程結構
“汽車電子技術”課程開設在大學四年級上學期,為專業選修課程,2學分,共32學時。其中理論教學22學時,實踐教學10學時。根據電氣工程及其自動化專業的基礎課程和平臺課程設置,結合汽車電子技術的主要特點,“汽車電子技術”課程的理論教學可分為6個模塊,如圖1所示。
在“汽車電子技術”課的理論教學環節中,第一部分,先介紹汽車電子的基本概念,回顧汽車電子技術的發展歷史,通過實例分析介紹汽車電子對汽車安全與節能的影響,結合電氣工程及其自動化專業的相關知識,講述汽車電子與電力電子的關系。
第二部分,介紹汽車電子技術中常用的器件。包括光電、霍爾、電阻等各類傳感器,常用于汽車電子控制系統中的單片機選型及選用依據,汽車電子控制系統中所用的交直流電機、電磁閥等執行器件的工作原理和控制方法。
第三部分,在以上介紹的基礎上,著重介紹汽車變速器電控、ABS系統、動力轉向電控等汽車電子控制系統的設計方法,主要內容包括電控系統開發遵循的標準、硬件電路設計和軟件編程方法,特別強調目前汽車電子控制系統中所用的V流程開發模式。
第四部分,結合新能源汽車的熱點問題,充分發揮電氣工程及其自動化專業知識在電動汽車方面的運用。本門課與目前車輛工程專業所開設的“汽車電子技術”不同之處在于,省去了傳統以發動機作為主導的汽車動力系統控制部分,強化了電驅動系統的匹配與設計部分。該部分內容除了包含對于汽車動力系統設計方法和匹配規律的介紹外,還增加了對于電動汽車動力系統控制的一般方法介紹。
第五部分,介紹汽車電器系統,包括汽車儀表系統、燈光照明系統、電動門鎖系統、電動車窗、電動后視鏡、電動天窗、電動座椅、車載空調系統、車載音響系統、車載電視娛樂系統、車載無線通訊系統、電子導航與全球定位系統、智能交通系統和車載網絡系統等方面的內容。
第六部分是課程的最后部分,介紹汽車電子控制系統中可靠性的評價標準和一般的故障診斷方法。
以上六部分構成了我校電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”理論教學的主要內容。
在“汽車電子技術”課程的實踐教學過程中,主要有實驗和課程設計兩種方式。實驗課作為學生在校內實現理論聯系實際的一種比較有效的手段,學生通過實驗能夠加深對課程理論知識的理解,并能夠培養一定的實踐能力。我校在電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”實驗課的設置上,主要分為5個部分,如圖2所示。
課程設計是提高學生分析問題和解決問題能力的重要手段,它不但可以使學生加深對理論和實驗課程的理解,而且能夠使學生將所學的課程內容與相關課程綜合起來,提高了知識的應用能力。[8]“汽車電子技術”是一門實踐性很強的課程,課程設計主要結合我校電氣工程及其自動化專業平臺課的知識,以電動汽車控制系統作為設計目標,讓學生結合電力電子技術的相關知識進行設計。
二、“汽車電子技術”課程教學方法的改革
對于“汽車電子技術”課程來說,涉及到的汽車電子控制系統單靠語言描述是很難講清楚的,而通過傳統的板書教學方式,也很難清晰勾勒出汽車電子控制系統的原理和工作過程。因此本門課在授課方式上采用多媒體教學的方式,通過多媒體課件制作出的動畫及示意圖等來展示汽車電子控制系統的結構、組成及工作原理,使教學的內容直觀清晰,易于理解。
在“汽車電子技術”課程的教學過程中,除了正常的多媒體課堂教學外,還采用了現場教學結合研究性教學的授課方法。現場教學即依托我校汽車電子驅動控制與系統集成教育部工程中心的實驗平臺,使學生到工程中心參觀現場演示,并試用工程中心開發的汽車電子產品實驗樣機。這些教學手段可以使學生對汽車電子的功能及開發有更直觀的認識。除此之外,教學內容中以汽車電子產品的項目開發作為主導。例如在“汽車電子控制系統的設計”這部分內容講授時,可自始至終以工程中心開發的汽車變速器控制單元作為對象,從汽車電子產品開發的前期調研、方案論證,到中間環節的樣機開發、功能驗證,再到最后環節的樣機標定、測試等進行全方位的介紹。通過這樣的講授,學生對汽車電子的感性知識加深,在理論學習中的目的就會變得明確,清楚地認識到需要掌握的主要內容。
三、“汽車電子技術”課程考核方式
為了有效地組織教學,突出“汽車電子技術”課程的實踐性,改革了這門課程的考核方式。我校其他專業課程的考核方式大部分是以平時成績占30%,期末卷面成績占70%的比例進行綜合評定。而由于“汽車電子技術”課程面向電氣工程及其自動化專業電力電子方向的本科生,選課人數基本維持在40~60人范圍內,這樣的人數規模便于授課教師進行小范圍內的專業指導,因此在考核方式上提出了平時成績、作業成績、實驗成績、課程設計與專業論文撰寫相結合評定的方式。與其他課程不同之處還在于,其他課程安排的課程設計都是最終給定一個獨立的成績,而作為專業選修課,本門課程的課程設計成績只是最終成績的其中一部分。
目前該門課程的考核采用平時成績占10%,作業成績占10%,實驗成績占10%,課程設計占30%,專業小論文占40%的比例權重進行成績的評定。這樣做的好處是,不但能夠充分發揮本門課理論與實踐緊密結合的特點,并且可以充分激發學生的學習興趣,培養學生的團隊合作精神。
專業小論文作為考核的主要部分,在撰寫過程中,授課老師首先利用2學時的時間對學生進行科技論文撰寫的培訓,而后引導學生充分利用學校圖書館的資源,根據各自分配到的科技論文主題進行文獻的檢索;學生分成了3至4名成員一組,選擇關于汽車電子的主題項目,可建議主題為電動汽車整車控制器的設計、汽車防抱死ABS系統設計、汽車自動變速器控制系統設計等,學生也可以自己提出新的主題。給定主題一段時間以后,學生提交科技論文,并以學術會議的形式在課堂上進行交流,老師和其他同學可以自由根據報告者的內容提問,并提出意見和建議。該部分成績可以當場給出,這樣做的好處是激發學生的積極性,所給定的成績能夠實現主觀與客觀兼顧的效果,令所有同學信服。
四、結論
根據“汽車電子技術”理論與實際緊密結合的特點,結合所開設課程在電氣工程及其自動化專業的實際情況,提出了教學中課程內容優化配置,現場教學結合研究性教學的授課方法;考核上提出了平時、作業、實驗、課程設計與科技論文撰寫相結合的方式。通過這些教學改革,提高學生學習的積極性和主動性,真正能夠在有限的學時內獲得最實用的知識,增強學生的實踐能力。
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電氣控制及PLC應用課程是電氣控制及自動化專業的主干課程,其內容與工程應用緊密結合,在工業自動化控制、智能儀器儀表、精密加工、數控機床以及機電一體化技術等領域中得到日益廣泛的應用。本課程是浙江工業大學(我校)電氣工程及自動化教育專業和機械工程及自動化教育的專業必修課。通過本課程的學習,除了讓學生學習電氣控制和可編程控制器應用技術基本知識外,還以提高學生的素質和全面能力為宗旨。具體教學要求是熟悉常用低壓電器的結構、工作原理、特性及應用,掌握繼電接觸器控制系統基本分析和設計能力,掌握典型電氣控制電路的分析和設計方法,掌握可編程控制器的工作原理及結構特點,熟練掌握基本邏輯指令的應用,掌握步進順控指令編程方法及應用,了解PLC網絡及通訊基本知識,繼電接觸器控制系統基本分析能力,特別是掌握典型電氣控制電路的分析能力,重點是S7-224/S7-300可編程序控制器的編程技術、通信模式及調試技巧。
項目教學是以項目實施為主線有效組織理論和實踐知識,師生共同實施并完成一個“項目”為主要學習方式的教學活動,是建立在建構主義和情景學習理論基礎上體現行動導向教育理念的教學方法,將傳授知識為主的傳統教學轉變為以完成項目、職業體驗和解決問題為主的多維互動式的教學模式,在職業教育的專業課程教學中得到越來越廣泛的應用。通過項目實施過程,讓學生學習必要的理論知識及掌握必備的專業技能,突出知識的學習服務于職業能力的建構。
一、電氣控制及PLC應用項目教學模塊
實施項目教學,項目的選取要具有典型性、代表性和全面性,以往的教學選取的項目經常基于小項目來教學,僅能說明一個知識點或某個問題,綜合知識無法體現,這樣各知識點之間彼此孤立,章節的聯系比較匱乏,彼此的知識點無法連貫,邏輯關系無法得到梳理,不能對學生的綜合能力進行鍛煉。然而學生畢業后往往面對的是比較綜合的工程項目,而他們的知識結構是孤立的,面對綜合設計一個項目不知道從何處下手,尤其是既需要分析、設計又要安裝調試的復雜的項目無從下手了。學生不能立即投入到生產實踐中,無奈還要從頭學起。
基于以上的問題,在展開項目教學法實施過程中,選取一個比較綜合典型的真實項目——節能環保中水回用水處理廠智能控制系統來進行教學設計。參照教學大綱和緊扣教材內容,根據項目組成設計以下主要教學模塊:(1)項目教學實施前準備工作及模擬招投標介紹;(2)中水回用水廠供配電介紹及用電安全;(3)中水回用水廠的用到的低壓電器設備教學及知識點學習;(4)提升泵房、反沖濾池、加礬加氯、送水泵房儀器儀表的電氣控制原理圖、元器件布置圖及施工圖紙設計;(5)提升泵、鼓風機、反沖泵、送水泵的不同啟動形式設計;(6)S7-200(含7個從站)和S7-300(含2個主站)PLC設計及編程;(7)主站PLC與各從站的Proface-Bus及中控制室的通信實現;(8)主站PLC觸摸屏編程及中控室的主機系統組態;(9)整個中水回用系統與Intenet通信;(10)項目的竣工及驗收—課程總結。隨著自動化生產的發展,該課程涉及到許多新知識、新技術領域。我們以加強實踐教學為突破口,以創新為契機,構建以項目為載體的理論實踐一體化教學模式,符合技術師范本科專業的培養特點和定位,既要具備工程性,又要具備師范性,通過課程和專業訓練使學生成為具有“講師”、“工程師”等知識和能力結構的“雙師型”人才。
二、項目教學設計
1.項目教學設計
(1)選擇合適的配套教材。我們將電氣工程及自動化教育和機械工程及自動化教育的專業崗位對電氣方面的知識和技能需求為目標,以就業單位人才需要為基準,結合技術師范培養標準選擇教材。以現行主流PLC為參考,以必需、實用知識為主,加強學生電氣控制技能的培養,教材的內容包括常用低壓控制電器、電氣控制線路的基本原則和基本環節、可編程控制器基礎、S7-200PLC的系統配置及質量系統、SETP7-Micro/WIN32編程軟件、S7-300和S7-400PLC系統配置與編程及通信及網絡等;被選取的項目與教材結合緊密,涵蓋的知識比較吻合,也是現在自動化行業及大學競賽的主流技術。
(2)項目實施前,先完成模擬投標及中標過程,讓學生明白項目實施過程中必經的流程和步驟,體會真實項目的投標中標和方案實施的過程。標書設計就是按項目模塊來分類,每進行一個模塊就是完成標書方案中的一部分。 (3)項目教學模塊借助組態軟件給出系統結構組態圖,標出了每個模塊應完成的項目任務,根據模塊工作量和知識的多少合理安排課時。每個模塊預先提出問題,讓學生先思考,鼓勵學生發揮與創新,根據學生人數,恰當分組,每組模擬為一個施工團隊,選出隊長,由其對整個組的人員進行協調分工,課前每組先設計一套實施項目模塊的方案,課間展開討論,老師甄別或指出最佳方案及實施方法,課后留給學生擴展的空間。
(4)對要完成的項目教學任務要提出具體要求。如基本的工廠供配電;常用的低壓電器;基本的電氣控制及啟動方式;電氣原理圖、元器件圖、施工圖繪制;PLC編程、通信、組態等。課后要求學生提交項目教學實訓報告,電子圖紙,學生團隊自己評價,教師講評驗收。
(5)師生共要明確項目教學過程中要重點鍛煉和加強的知識點。力求既全面又重點突出,能最大限度的鍛煉技能;對于項目實施過程中可能遇到的難點,要及時為學生重點講解及輔助突破。
(6)每個項目模塊怎么實施,什么時間實施計劃要詳盡、人員分工要明確。幫助學生完成各個項目模塊的實施內容及計劃表,開學二周制定好計劃,同時要及時拓展學生視野,項目團隊制定良好激勵機制和完善的管理制度,立爭協調高效的完成項目任務。
三、項目教學具體實施
(1)在理論教學中,引導學生運用電機拖動及自動控制原理的基礎知識,分析PLC專業課程編程內容,強化閉環控制模型知識的掌握,使學生能在項目實施過程中體會PLC的智能控制思路。
(2)強化實踐教學,以實際的節能環保中水回用水廠電氣設備的基本功能、結構組成及電路工作原理的分析為重點,讓學生學會分析復雜的實際電氣設備的工作原理,具備識讀電路圖、繪制電路圖、設計電路圖的能力。在此基礎上培養學生安裝、調試、維修及維護自動化常用電氣設備的能力。對重點應用知識在實訓室訓練,學生自評,教師嚴格考評,直到達到教學目標為止。
(3)教師將自動化現場實際搜集的智能電氣設備及相關資料補充到課堂中,并從網絡搜索相關智能電氣控制系統新技術,利用組態軟件做成展示項目,利用虛擬現實技術展示工程項目的技術細節,如煤礦絞車提升系統、遠程恒壓供水系統、電廠脫硫智能控制系統等,使學生直觀、方便地學到先進的專業技術知識。
(4)將計算機輔助軟件的使用引入教學中,如Pro/e繪制電氣原理圖,SETP7-Micro/WIN32編程軟件、組態6.53的使用、GP-2500觸摸屏的軟件編程等,使學生既學到知識的理論知識也拓展了知識面,使他們明白現代化的電氣控制系統是很多先進技術協調服務和集成的綜合效果。
四、教學考評方法
(1)設置學生自我評價機制,其包括學生自我評分,也包括組長對每個成員的打分。
(2)設計項目教學驗收表格,細化子項目注意事項的考評。
(3)每人必須對項目調試通過,并撰寫實驗報告。
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一.前言
改革開放以來我國經濟實現了騰飛,科技不斷的進步,高壓電氣設備應用越來越多且作用越來越大,比如最具代表性的就是電氣化鐵路的普及。因此高壓電氣設備的運行狀態已經深刻的影響到了人們的生活。本文所說的在線檢測是一種比較新型的檢測方法,其原理是利用高壓作為檢測的電壓,但是高壓必須是運行中的高壓,采用這種方法對高壓電氣設備進行在線檢測,了解其性能。這種在線檢測是在不停電的狀態下進行的,這樣可以有效的減少對對設備運行的干擾。不僅效率高而且還可以準確的掌握設備的性能狀態,提高設備的安全性和穩定性。當前的在線檢測技術大量的采用了高科技技術,利用高科技技術能夠有效的提高檢測速率和準確性,使我國的高壓電氣設備在線檢測技術更上了一個臺階。
二.電氣設備高壓測試
高壓電氣設備主要包括高壓熔斷器、高壓隔離開關、高壓負荷開關、高壓斷路器、高壓開關柜和電力變壓器等。電氣設備高壓故障的產生原因有很多,通常包括控制回路電器老化損壞、性能下降、保護失準、誤動作;控制電源電壓嚴重下降、元器件誤動;控制紛路受潮、破損、老化擊穿短路;負載及電纜絕緣下降、擊穿短路;嚴重超載熱擊穿短路等。
三.高壓電氣設備檢測技術
1.絕緣檢測與診斷
電力系統中的高壓熔斷器、高壓隔離開關、高壓負荷開關、高壓斷路器、高壓開關柜和電力變壓器等高壓電氣設備,其首要任務是安全可靠的運行,任何故障的發生,都會影響到企業生產的正常進行,甚至給國民經濟造成巨大的損失。目前,絕緣故障的發生是高壓電氣設備的多發故障,因此,絕緣檢測與診斷是電力設備檢測中最重要的方面。對設備進行絕緣檢測與診斷則是其中必不可少的試驗項目,以下幾種情況均必須進行試驗:
①對于高壓電氣設備的制造廠,必須對其生產的所有原材料、產品定型和出廠進行試驗。其目的是檢驗新的高壓電氣設備是否符合有關的技術標準規定。
②對于正在運行中的電氣設備,則需要定期進行全面的預防性試驗,電力設備以及電纜的現場試驗最重要的是耐壓試驗。
③對于大修后的設備進行絕緣試驗,其目的是判定設備在維修、運輸過程中性能是否發生變化,是否出現絕緣損傷,以及修理部位的質量是否符合原來的標準。
2.在線檢測技術。
隨著技術的進步,我國高壓電器逐漸普及,其高壓電氣設備正在向著高電壓以及高容量的趨勢發展,為了保證設備的正常運行,所以為了適應技術的需要在線檢測技術才應用而生。這項技術是科研人員長期研究的結果,學者在研究時發現:在高壓電氣運行的狀態下,對其絕緣狀態進行實驗檢測,是一種有效反映電氣設備絕緣狀態的科學方法,這就是本文所探討的在線檢測法。需要強調的是這種檢測是在不斷電的狀態下進行的,實施證明試驗是在運行的電壓下實施,是行之有效的方法,也是以后絕緣檢測技術發展的趨勢,有良好的發展前景。
高壓電氣設備在線檢測技術具有的優點
①這種檢測方法在不停電的狀態下進行,檢測時設備可以正常的運行,這樣可以減少停電對客戶的影響,節省了人力物力,大量的減少了工作量,提高了安全度,具有很強的優越性。
②在檢測時可控性強,可以針對需要隨時做出調整,有效提高檢測的靈敏度,縮短了檢測周期,提高了檢測的有效性。
③通過在線檢測,可以得到大量的檢測數據,并且及時的對數據進行分析,為檢測提供了客觀依據。不僅僅提高了可靠性還為企業節約了成本。
斯二十一世紀是信息時代,計算機網絡技術有了飛速的發展,且使用范圍十分廣泛。當前的高壓電氣設備在線檢測工作與計算機網絡相結合,大大提高了檢測速率和準確性。
3.在線監測技術
我們知道在當前對于高壓電氣設備維修多半還是采用的定期檢修方法,這種方法是帶電檢測方法,是對離線檢測的升級方法,將監測技術升級為在線的檢測,也就是帶電的檢測,這樣的話在監測的工程中,電器設備是正常運行的,不會影響到設備的正常工作,其相對于在線監測技術離線監測技術還是有很多不足的地方需要我們改正,其不足主要表現在兩個方面:
①離線檢測檢測時設備不能工作,影響了設備的效率,造成停工,必須承擔停工素損失。
②離線監測具有盲目性,目標不明確,導致設備可能存在隱患,有太多的不穩定因素。
四.高壓測試要求
1.對測試平臺的要求
①測試平臺應選擇一個員工常規工作行動的地方,測試區用清晰的圖案標識,上面標明“危險—高壓勿近!”等警示信息。建立測試平臺,除了警示標志外,還應裝置一個可以關掉所有電源的開關。
②只能用不導電的工作桌或專用工作臺做測試。把測試者與被測產品之間的任何金屬物體移開。沒有與DUT 接觸的其他金屬物體全部接地。在測試區用絕緣的安全墊墊在地面上,使操作者與地面隔離,如果儀器可以通過遙控開關操作,可考慮兩個開關同時控制。耐壓測試儀必須良好接地。
2.測試操作要求
面放好絕緣墊,并在測試前認真設備檢查。檢查儀器的各個連線是否有破損等,如果有則不能進行測試,必須先進行維修;如果儀器完好,則將0.7 MΩ標準電阻的一端連接耐壓儀的地線;接通電源,將儀器、報警漏電流設定在5 mA;開啟儀器,用測試棒擊標準電阻另一端,調整電壓在3 410~3 590 V 內儀器發出報警,則判定該儀器處于正常工作狀態,若不在3 410~3 590 V范圍內儀器自動報警,則儀器工作不正常。
七.結束語
當代的高壓電氣設備的在線檢測技術,是電氣設備檢測技術的一大突破,它克服和完善了傳統檢測方法的不足,加之當今是信息時代,計算機網絡技術高度發達,計算機網絡技術與在線檢測技術的有效結合,更加強有力地促進了我國在線檢測技術的發展。在線檢測技術能夠非常及時的檢測出高壓電氣設備運行過程中出現的各種故,是我國電網系統正常運行的得力保證,但是其檢測技術也存在一些瓶頸,相信通過不斷的努力探索,高壓電氣設備的在線檢測技術會越來越完善。
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我國西部大開發戰略的實施使世界上有實力的壓實設備公司看好國內大市場,給國內同行帶來了機遇和挑戰。免費論文,機電液一體化。。美國英格索蘭公司在無錫建廠、美國卡特被勒公司在徐州建廠,3-5年內國外產品或獨資公司生產的壓實機械產品會占 30%以上,外資企業不僅引人硬件技術,還引進了軟件技術和管理技術。眾所周知,高科技帶來高利潤,機械產品的升級換代是市場選擇企業的根本。免費論文,機電液一體化。。
1國外壓路機機電液一體化技術的發展
1.1德國 BOMAG公司的自動壓實控制系統
新型智能可變振幅的Variomatic振動壓路機以兩個相對旋轉的偏心軸來振動壓實輪,雙軸布置使振動力的大小和方向可根據輪子在被壓物料上振動加速度的變化,通過液壓系統修正兩軸之間的角度,用電子控制自動地完成從垂直到水平方向的無級變化,而裝在輪上的加速度表則連續不斷地反映物料硬度隨壓實進程的變化。免費論文,機電液一體化。。從加速度表上測得的數據被輸送到壓路機上的計算機里,并可存人軟、硬盤中,計算機可將這些數據與預先存儲在機內的數據(大量壓路機在長期改進過程中累積起來的經驗數據)相比較。當結果達到預定值時計算機發出指令,通過改變兩根軸的相對角度來改變振動方向和有效振幅,對壓實力進行優化,既簡化司機操作又改善壓實均勻度。
1.2適壓 Superpaye超級路面的壓買系統
根據 Superpaye超級路面技術規定要使用粗顆粒骨料和低含量瀝青,在減少環境污染的同時增強路面承載力,工藝要求為躲過“溫度敏感區”而進行高溫壓實。 Hamm公司的IQ2系統不但記錄和顯示壓實狀況,還可自動調校振頻、振幅和行駛速度,在最短時間內達到最理想的壓實效果。
1.3用電子技術實現關鍵參數的實時監控
在關鍵部位設置傳感器對壓路機上的發動機燃油。冷卻、、充電系統及行走、振動。轉向系統等的溫度、壓力、流量諸參數進行實時監控;借助看門狗電路和電腦監控分析進行異常報警;利用微電腦控制器對整機上的開關、繼電器、電磁閥進行檢測、診斷并分析出故障代碼,維修人員利用監控器讀取故障碼,便于快速排除故障。
1.4以機電液一體化技術為界面的新功能開發
國外廣泛利用該技術建立了自動駕駛作業系統;德國寶馬公司推出自動滑轉控制系統,壓路機可爬68%的陡坡;通過操作顯示燈、提示燈和電器開關互鎖來防止誤操作;通過操作座椅上的開關在壓路機行駛過程中進行牽引與行駛液壓回路的轉換。
2國內壓路機機電液一體化技術現狀
國內壓路機廠家在這方面也有了一定的進展,如湖南江麓機械廠開發的W1102DZ振動壓路機具有自動駕駛作業系統,許多壓路機也都設置了聲光報警系統。盡管對關鍵參數實施了監控,而且控制方式獨特、自成體系,安裝維護簡單直觀,抗干擾能力強,但由于線束多,各功能單元之間的復合控制難以實現,傳感器資源不能充分利用。隨著監控信息量的加大,警報燈、儀表布置困難,其它自動控制的功能擴充困難。
3主要技術問題和解決方法
國產壓路機存在著可靠性、耐用度差,監測手段落后的問題,作業質量受人為因素影響大,壓實控制技術智能化程度低,操作舒適性差,當前筑路機械技術難點集中在控制與操縱系統的改進上。
我們可以通過引人具有良好控制性能和信息處理能力的電子技術、傳感器技術和電液傳感技術,從機械和液壓兩個方面來解決其控制問題。在傳統的負荷傳感和極限功率調節系統中引進電子傳感元件和執行回路,使液壓系統的調節品質和功能得到顯著改善。即把系統的邏輯功能由電子裝置承擔;把能量轉換、功率流切換和主系統過載保護(安全閥)由液壓、氣動裝置承擔;通過引人比例閥。PLC可編程控制和數據總線技術以及采用廉價而可靠的高速電磁闊而構成低成本的閉環控制系統;同時依靠電子元件反饋相應的參數值,建立完善的在線狀態監測和故障診斷分析功能。免費論文,機電液一體化。。
4目前應抓的工作
機電液一體化技術的推廣應用首先要解決觀念更新問題,過分強調低成本競爭會把企業帶人死胡同。誠然機械產品元件越少其可靠性會越高,但這種可靠性喪失了產品的多功能開發。國外正是看到了故障的必然性才會借助機電液一體化技術來防止故障、迅速發現并解決故障,同時也正是由于電子元件質優價廉,才使該項技術得到了最充分的利用和開發。免費論文,機電液一體化。。
其次要合理利用該技術則離不了引進、吸收和開發。如英格索蘭、卡特彼勒兩公司選用配置瑞土專業電子儀器制造商Geodynamik公司開發的計算機軟件和控制系統,用于連續壓實控制(CCC)的壓實數據系統(CDS)以及用于處理CCC的PC軟件程序。對于這些無力開發的技術要用有限的資金去引進,在消化和吸收之后國內科研部門應聯合進行技術開發,利益共享。
成熟技術可以直接嫁接。目前國內全液壓壓路機廣泛采用進日的發動機、行走和振動泵及馬達。國內合資和獨資公司生產的挖掘機,其發動機電子控制系統可以實現對發動機轉速、停車等自動控制,而廣泛采用的液壓泵(如美國薩奧90系列泵)本身配有轉速、壓力等傳感器接口。免費論文,機電液一體化。。薩奧為德國寶馬公司H型振動壓路機配備的自動滑轉控制系統,其爬坡能力高達68%。德國力土樂公司提供相應的可編程控制器,它不像大型礦用設備復雜且響應慢。這些都可以通過借船出海,作為協作配套廠家可直接利用該項技術。
5結束語
隨著科技的發展和用戶需求的日趨主題化、個性化和多樣化,產品技術含量的高低和功能的多樣性直接影響著企業的利潤和生存。跨國公司為降低成本,實施制造本地化及采購全球化戰略,使制造業競爭日趨激烈。為此企業應充分利用以計算機。數控技術為代表的電子技術,提高機械產品的智能化水平,占領市場,讓用戶滿意。
參考文獻:
[1]《工程機械機電液一體化》焦生杰等人民交通出版社2000-11-01
[2]《機電一體化系統設計與應用》舒志兵等主編電子工業出版社:2007-01-01
[3]《液壓與氣壓傳動》宋新萍機械工業出版社2008年4月