時間:2023-03-29 09:27:55
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摘要隨著電子技術的發展,相敏軌道電路接收信號處理裝置已逐步實現電子化,以電子接收器代替以前的機械式二元二位繼電器,徹底解決了原繼電器接點卡阻、抗電氣化干擾能力不強、返還系數低等問題。目前廣泛使用的微電子接收器都是使用單片機來處理信息,對輸入信號采用升壓方式進行采樣處理,雖提高了信號強度,但是不利于防止輸入高壓損壞接收器;且每個接收器僅采用單一信號處理通道進行信號分析處理,并由其輸出信號驅動軌道繼電器動作,接收器的安全性、可靠性和抗干擾能力有待提高;另外,現有接收器故障后相關電氣參數不能實時監測;前述不足以影響到軌道電路的整體可靠性和可用性。因此,本文提出了一種基于DSP的新型微電子接收器,以提高微電子接收器的可用性、可靠性及安全性。
關鍵詞電子技術;25Hz軌道電路;接收器
1系統原理
1.1接收器冗余結構
圖1新型微電子接收器(0.5+0.5方案)的冗余結構圖
接收器的冗余結構圖,每臺接收器同時進行兩個軌道區段(區段A和區段B)的軌道電路信號和局部電源信號的處理,相鄰兩個軌道區段可共用兩臺接收器,這兩臺接收器中的任一正常工作,均可正常處理這兩個軌道區段信號,并驅動這兩個軌道區段的后級軌道繼電器動作。如圖1所示,相對于目前的接收器冗余方案,新型微電子接收器的冗余方案可使每個軌道區段節省一個接收器,從而降低建設成本。在接收器冗余結構圖中,當接收器1和接收器2中的某一個發生故障時,若另一個接收器能夠正常工作即可確保軌道區段信號的正常處理;同時可以通過接收器的自檢功能發出報警,提醒維護人員及時更換故障接收器,從而提高軌道電路的整體可用性。
1.2接收器二取二原理
接收器系統內部采用獨立的雙套硬件和雙套軟件,實現一路信號,兩路處理,最終通過安全與門判決,輸出判決結果。當無論是接收器哪一套硬件或軟件出現問題,兩路處理結果不一致時,系統輸出判決都是導向安全的結果。且僅當兩路信號處理的結果完全一致時,安全與門輸出相同結果。
2系統構成
如圖2所示,新型接收器核心處理部分采用雙DSP芯片構成二取二安全結構。主從DSP同時處理軌道電路信號和局部電源信號,分別輸出判決信號;將主從DSP的判決結果進行與運算,如果主從DSP的判決信號不一致,接收器輸出信號將保持軌道繼電器處在落下狀態;只有當主從DSP的判決信號一致且滿足軌道區段空閑條件時,接收器才會輸出驅動軌道繼電器吸起的信號,顯示軌道區段處于空閑狀態;主從DSP任一故障,接收器均不能輸出驅動軌道繼電器吸起的信號,從而提高接收器安全性。
新型接收器電路模塊包括:局部輸入隔離電路、軌道輸入防雷電路、輸入信號采集電路、數據處理電路(DSP芯片)、安全與門電路、輸出控制電路、電源電路、通信電路和顯示與告警電路。
輸入隔離:采用電流互感器將軌道信號和局部信號與后級信號處理模塊進行電磁隔離,隔離變壓器采用降壓方式,當輸入的信號出現大的沖擊或干擾時,通過變壓器進行衰減,加載在后級信號處理電路上的信號將被衰減,對后級信號處理電路起到防護作用。
軌道輸入防雷電路:采取大功率雙向瞬態防雷管,實現對輸入雷電和浪涌的防護。
輸入采集電路:將輸入交流信號的負半周信號抬高到零電平以上,滿足后級單電源工作運放的輸入要求,單電源工作可減小器件功耗。
數據處理電路:把輸入的25Hz軌道和局部模擬信號通過芯片自帶的A/D模數轉換器轉換為數字信號,對轉換后的數字信號進行分析處理,測出軌道輸入的25Hz信號幅值及軌道信號與局部信號的相位差,在主處理器采集從處理器的輸出信號和后級輸出控制電路的輸出信號并經其判斷接收器正常后,再由主處理器控制顯示告警電路,并由主處理器將相關數據通過接收器的通訊電路送監測分機。
安全與門電路:比較主從DSP輸出信號,經安全與門判決二者一致方能向后級輸出控制電路送出有效信號。
輸出控制電路:采用開關電源方式輸出驅動軌道繼電器的直流電壓信號。
通信電路:采用總線方式,向集中監測分機傳送25Hz相敏軌道電路接收器采集到的軌道交流電壓值、相位角和接收器的工作狀態等信息。
顯示與告警電路:顯示接收器自身工作狀態及接收器所處理軌道區段的占用與空閑狀態,顯示接收器DC24V工作電源及局部電源的正常或故障狀態。
3結束語
新型接收器將實現接收器工作狀態和軌道電路電氣參數的實時在線監測,提高運營維護效率,降低維護人員勞動強度,同時,根據新型25Hz相敏軌道電路接收器的功能和特點,可減少現有接收器和軌道架的數量,大量地減少室內配線,初步分析可節約建設成本約20%。
微電子畢業論文范文模板(二):微電子控制機電設備在工業中的具體應用論文
摘要:在科學技術快速進步的背景下,工業自動化水平取得了比較明顯的提升,在機械制造方面表現的更加明顯,基于各種因素的影響,微電子技術得到了相對廣泛的應用。基于此,本文詳細分析了微電子控制機電設備在工業中的應用,希望能夠為實際提供良好的借鑒意義,以供參考。
關鍵詞:微電子;機電設備;工業;應用探討
信息技術的發展以及先進電子設備的產生催生了機電一體化時代的到來,所謂的機電一體化技術是把電工電子技術、機械技術、信息技術、微電子技術、接口技術、傳感器技術、信號變換技術等一系列技術結合,再綜合應用于實際的綜合技術,現代化自動生產設備可以說為機電一體化的設備。微型計算機在機電一體化系統的作用能夠總結成如下三點:第一,直接控制機械工業生產過程;第二,機械工業生產期間加強各物理參數的自動測試,進行測試結果的顯示記錄,在計算、存儲、分析判定并處理測量參數或指標;第三,進行機械生產過程的管理與監督。機電一體化系統里微電子控制機電設備怎樣進行適宜計算機選擇,怎樣設計硬件系統,怎樣組織軟件開發,怎樣對現有計算機系統等進行維護與使用是相當關鍵的,也是值得探索的
課題。
1微電子控制機電設備系統的組成和原理
在某微電子控制機電系統當中,主要是由PLC、管路壓力變送器、變頻器等多種設備組成的。在控制系統當中,管路壓力變送器主要是檢測控制輔助沖量、管路水壓、蒸發量等三個變量,接著將數據信號向PLC當中傳送,并且通過PLC進行分析和計算,將信號發送信號控制器,通過信號控制器來控制水泵運轉,在設計系統的過程中需要與實際情況合理的進行結合,并且對變頻器的輸出頻率進行確認,輸出頻率在整個系統設計過程中具有非常重要的意義,和系統的控制息息相關,在確定系統輸出頻率是需要綜合性的分析和考慮用水量以及揚程參數等。在整個系統當中控制流程的用水量變化,主要是通過壓力變送器向PLC傳送的通過PLC進行分析和計算,可以有效的調節循環泵的頻率,合理的分配能源,讓工作的效率提高,起到節約資源的作用。
2微電子控制機電設備在工業中的具體應用
1)可編程序控制器(PLC)的應用。從PLC的角度進行分析,其主要優勢在于具有很強的控制能力,而且穩定性較高,機身體積相對較小,可以有效的和其他的配件進行組合。在工業生產的過程中,因為機電設備往往會占據一定的面積,如果想讓其廠房中的占比較高,就一定要注意讓廠房的空余面積加大,盡量讓控制器的數量減少,讓機電設備的數量增多,與此同時還需要注意PLC的節能性較高相比,其他的控制系統可以節約資源,讓工業生產的成本支出降低,讓企業的經濟效益增加,由于PLC設備可以有效的和其他設備之間進行組合,可以靈活方便的在廠房當中進行布設,讓一機多用。可以實現讓廠房的設備結構進一步得到簡化,對設備維護中耗費的人力物力進行控制,減少人力輸出,可以將人力有效的分配到工業生產當中,讓生產資料的利用效率提高。PLC的另一大優勢在于可以通過現場總線和生產設備之間
進行連接,有效的監控工業生產,可以動態化的監控生產的全過程,確保在生產過程中,第一時間解決生產時產生的故障,避免由于機械故障而導致生產進度停滯,讓設備的維護開支得到控制,PLC的計算速度很快,可以輕松的對生產時的任何變動進行管理和控制,有效的防止由于設備變化控制器無法及時應對而產生的問題,PLC還可以進行相關的升級,伴隨當前經濟快速發展,就算生產線當中的產品產生了變動,只需要正確的調整,控制程序也可以符合新產品生產的具體需求。
相比于其他編程操作,PLC控制器在編程的過程中較為方便,員工通過短時間的訓練就可以熟練的掌握編程的技巧,在實際操作的過程中工作步驟相對較為簡單,可以很容易的掌握設備的維修安裝以及操作,由于PLC自帶程序編輯器只需要工作人員了解梯形語言,就可以對其進行熟練的掌握。對控制器的工作語言進行了解,當出現故障的時候可以及時的調整和處理控制器。
2)變頻器調速器的作用。變頻器工作狀態分作自動與手動兩類,手動工作狀態即在PLC結束工作后展開的人工操作行為,經電位器調節能對變頻器輸出頻率進行給定。自動工作狀態實質是PLC輸出信號為變頻器輸出頻率展開控制。和傳統調節閥控制方式相比,PLC控制可節電,更好進行水泵磨損控制,在延長設備壽命與實現系統自動化水平提升中發揮了重要作用。
第一,和傳統正弦波控制技術相比,因變頻器用到了電壓空間矢量控制技術,先進性和獨特性在性能上得到充分凸顯,同時因其特有的低速轉矩大、運行穩定性強、諧波成分小等特征,這對我國電網而言輸出電壓自動調整功能能充分進行優勢發揮。第二,變頻器具備外部端子、鍵盤電位器與多功能段子等一系列操作方式,功能完善,可輸入多種模擬信號(如電流、電壓、頻率等效范圍檢測,轉速追蹤等);并且變頻器可實現擺頻運行與程序運行等一系列模式。第三,因變頻器全系列元件應用的是西門子產品,有極強的保護性能,可靠穩定,能很好的避免過流、短路、過壓等問題,確保本機能正常運行。并且變頻器有良好的絕緣耐壓性,產品質量好,設定簡單等使得其有更強的適用性。
3)電路發揮的作用。在安裝PLC和變頻器的時候,保證電路的穩定是保障工作的必要。電路在安裝過程中,應該采取邊安裝邊測電的方式,這樣更能使電流穩定,這同樣屬于工作期間需引起重視的關鍵環節。在電路安裝完畢之后,不要急著通電,應該先再次檢查電路是否安裝正確,查看是否有少安裝或者多安裝的情況。另外,測量一下接觸元器件的連接點,這樣可以發現一些接觸不良的地方,若有漏電情況應該及時對此進行維修。電路在工業中也是起到了很大的作用,在安裝電路的時候,一定要小心謹慎,綜合考慮多方面因素,不要遺漏一些小問題,有時一些小問題也可能出大錯,保證電路的穩定才能更好地協調其他設備的安裝穩定。應認真復查電路,查看電路有無正確安裝,或存在設備多安裝或少安裝的現象,同時應認真檢測每個接觸元器件連接點,明確有無接觸不良或短路現象,若發生漏電務必要及時維修與處理。電路調試的具體流程總結如下:
1.2宣傳的作用就像我們每天在電視上看的廣告一樣,每個產品的宣傳力度也是銷量的一個重要因素。當今時代是一個信息時代,人們大多是從網絡或者電視上了解新的事物。既然是產品,就不會例外,電力也應該有廣告,宣傳力度應該有所增加,可以在廣告上下點力度,不論是電視上的亦或是紙質版的廣告。商品賣得快,全靠廣告帶。因此宣傳的作用是不可小覷的。加強電力產品的宣傳力度是供電企業營銷的又一重要手段。廣告有助于人們接受這種產品,而且能引導人們正確認識、使用這種產品,從而起到傳遞信息、溝通產銷的作用。俗話說,貨好還得宣傳巧。雖然廣告的制作會花費相當一部分資金,但是供電企業不能局限于眼前的利益,應把眼光放長遠,考慮到未來的利潤。現在,廣告的影響力極大,它影響著人們的價值觀念還有生活方式。大力宣傳可以引導人們消費,也能更好地介紹電的基本情況。廣告不僅是一種宣傳手段,如今更成為了一種文化,好的廣告既能讓人們了解產品,又能豐富人們的生活。因此,如果供電企業能夠加強宣傳,相信人們對于電力的認識會更加深刻。
1.3電的質量商品不僅需要靠價格拉攏顧客,用廣告吸引眼球,更重要的是商品的質量。如果說價格和宣傳是電力的軀干,那么質量就是電力的靈魂。好的商品最主要的就是擁有一個好的質量,如果電價格再怎么便宜,宣傳再怎么大,沒有好品質的支撐,它不會走的長遠。因此,電的質量決定著供電市場利益的根本。電的質量不僅是銷量的保障,它更多的是關聯著人們的安全問題。根據《全國供用電規則》來看,用戶的電壓應該在+5%~7%,如果超過這個范圍,就不合格了。另外,還要保持電的電壓穩定,如果供電企業的電壓不穩定的話,會使電子產品或者商品壽命大大降低,會使用電企業因電壓不穩而沒有辦法做出好的產品,從而影響生產的效率和品質,自然供電企業的電力銷量會減少,利潤大幅度降低。電的質量不好的話,有可能會使一些用電器發生燃燒或者爆炸的情況,這是很危險的事情,一不小心甚至會影響人的生命安全。因此,只有放心的產品人們才會放心的購買,增強電的安全性是必不可少的工作。
電力電子技術的發展歷程可具體劃分為三個時期,即整流器時代、逆變器時代和變頻器時代。首先,整流器時期的電力電子技術發展主要表現為大規模的工業用電,它的用電來源主要是交流發電機,消費形式以直流電為主,比如有色金屬的電解、內燃機車的牽引以及軋鋼中的直流電等。硅整流器通過將直流電轉化為工業用電而被廣泛應用于配電和輸電領域,這在六七十年代的中國隨處可見。其次,逆變器時代的電力電子技術發展遭遇了嚴重的能源危機,其波及范圍之廣使得整流器的發展不再適應電能企業的使用需求,以交流電為主的逆變器時代應運而生。逆變器時代以晶閘管、晶體管以及晶閘管器件作為時展的主流,在高壓直流輸出的過程中實現了對動態功率的有效補償。然而這時的使用范圍還僅僅局限于中低頻領域,使用過程中的效率較為偏低。再者,八十年代的變頻器時代實現了大規模和超大規模集成電路的發展與應用,這不僅電子應用領域的顯著創新,同時也為后期現代電力電子技術的發展提供了必要的技術借鑒。變頻器時代還對電力的精細加工技術進行了完善,全控型功率器件的出現實現了電力電子技術的高頻化發展,使得現代電力電子技術轉化成為一種可能。功率半導體市場逐漸被變頻器件取代,這一革新不僅提升了變頻調速的使用頻率,在小型輕量化技術裝備方面也有了顯著進步。
1.2當前電力電子技術的應用領域
電力電子技術的發展核心控制體系在于電能器件的有效轉換,作為一種現代技術,電力電子技術的主要功能不僅包括了逆變、整流、變頻等基本方面,除此以外還涉及到斬波和智能開關等方面的內容。通過對電網工頻電能的轉化來達到不同的使用目的,以此適應現代化生產對電力電子技術的使用需求。具體應用方面,其應用領域主要包括了三大方面:其一,在變頻器作用下對微電子技術及控制技術進行有效整合,將固有不變的交流電轉變為可換可調的可變式交流電,以此達到無級調速的目的,這對電能資源的節約顯然極為有利。其二,在開關電源和供電電源方面現代電力電子技術也有著自身的使用功能,類似變頻電源、焊接電源、充電電源、照明電源等都為現代化電力系統的完善提供了切實可行的技術指導。其三,一些發電系統或是交流輸電技術也體現出現代電力電子技術的應用意義,水力發電、風力發電、配電與用電系統的完善等都和電子系統的應用之間有著密切聯系。
2現代電力電子技術的發展趨勢探討
2.1電力電子技術的發展趨勢
電子電子技術歸根結底是對電源技術的研究,電源技術不僅是電力電子技術研究的核心,一定程度上開光電源技術的發展也預示著現代電力電子技術今后的發展走向。從發展趨勢來看,現代電力電子技術的發展趨勢可概括為以下幾方面特點:第一,現代電力電子技術的集成化與模塊化特征。這一特征主要表現在現代電力電子技術的功率器件和電源單元兩個方面,從微小器件組成來實現電子器件的智能化辨別與使用。這樣的模塊功率不僅有效控制了器件的體積,在設計與制造方面也形成了顯著的模塊化特征。電力電子技術的模塊化發展其核心目的旨在降低器件的電應力,從安全性與可靠性角度提升電力系統的使用性能。第二,現代電力電子技術的高頻化特征。從理論分析及實踐驗證的雙重角度不難看出,無論是變壓器的電感還是電容體積在供電頻率方面都呈現出一定的反比例趨勢,因此體積的減小必然會導致電子技術的高頻化呈現。從這個角度來看,全控型電子器件的問世已然標志著現代電子與電力技術率先實現了自身的高頻化轉換。第三,現代電力電子技術的全控化與數字化特征。全控化電力電子技術的革新突破了原有電力電子器件在使用功能方面的限制,降低了關斷換流電路可能造成的危險,從根本上保障了電力系統在使用過程中的安全性。數字化特征則主要表現在現代電力電子技術的高頻斬波以及諧振變換等方面,從弱電領域拓展了電力電子技術的發展渠道,提前實現了控制技術的集成化。第四,現代電力電子技術的綠色化特征。這里的綠色化特征既包括了環境污染問題的控制,又涉及到必要的電網污染源問題,是當前電力電子技術在發展過程中亟需解決的重要問題。發電容量的控制從根本上減少了發電對環境造成的污染,與此相關的污染過濾器或是電能補償系統等都是當前電力電子技術向綠色化邁進的有力證據。具體的電力電子技術應用方面,則主要表現為四大革新趨勢:其一,太陽能發電技術的應用。太陽能發電技術為普通家庭提供了足夠的電能使用空間,成為了可再生資源的有效傳播途徑之一。其二,燃料電池發電技術。燃料電池的發電裝置主要是將其中的化學能轉化為可使用的電能,節能省電,鮮少產生環境污染問題。其三,交流輸電技術的應用。作為一種新型電力系統出現的交流輸電技術實現了對電網資源重新分配與利用,保障了電力系統的穩定性。其四,現代電力電子技術中的儲存與質量控制技術。儲存技術的使用在于提升電力系統本身的電力儲備功能,而質量控制技術則在于從供電質量角度提高電力產品的使用效率。
2.2現代電力電子技術的應用展望
關于現代電力電子技術的應用展望,可從如下幾方面得以體現:第一,從節能性角度提升電機系統的使用性能,可從專用電機的設計或是控制設備的完善等方面來提升整體電力系統的使用效率;第二,中高壓直流輸電系統的運用也是今后電力電子技術發展的必然趨勢,這一系統本身就具備了低污染和低能耗的特點;第三,當前社會發展進程中充電站網絡的構建或是電動車輛的普及已經逐漸成為現代電力電子技術發展進程中積極完善與改革的內容,以電動汽車為代表的環保電力問題逐漸成為一個時代課題。至于當前城市建設過程中充電網絡的配備問題基本尚處于起步階段,無論是實際應用領域還是理論構建領域都還存在許多值得研究和討論的問題,但無疑其發展空間是極為廣闊的;第四,關于電力系統中電能儲備裝置的設置與超導線的使用也將成為電力電子技術亟需解決的問題之一,從根本上解決電能儲備問題勢必將對電力系統的持續發展產生積極而深遠的影響。然而面對電能儲備過程中存在的諸多問題,電力系統設計者需要從控制技術與存儲技術的雙重層面來體現儲能裝置的有效性,對于其中可能存在的不合理問題提出切實有效的解決或改進對策。
1.構建職業能力模塊,完善專業課程體系
針對高職教育特點,我們構建了高職應用電子技術專業基于職業能力的課程體系模塊,分為:理論模塊、實踐模塊、考證模塊、生產實踐與畢業設計模塊。其中理論模塊包括專業基礎課子模塊和專業技術課子模塊,專業基礎課如電工技術、電子技術等,課程主要采取一體化教學模式;專業技術課如電子產品生產工藝、單片機應用技術、電子線路等,課程主要采取任務驅動下的項目式教學,項目主要來源于生產實際,從而將理論教學與實踐教學有機結合起來,充分發掘學生的創造潛能,培養和提高他們的動手能力、實踐能力、分析能力和團隊協作等綜合能力。實踐模塊包括專業實驗和實訓子模塊(主要是校內實訓)及技能競賽培訓子模塊,以職業技能大賽為依托,加強實踐教學中基本技能和專業技術的訓練,保證訓練的基本要求,同時增強針對性和適用性,培養學生解決實際問題的能力和創新能力。考證模塊主要針對學生考取相應資格證書的教學。生產實踐與畢業設計模塊包括頂崗實習子模塊和畢業設計子模塊,旨在培養和提高學生的綜合素質和能力。為了更好地適應社會對多樣性人才的需求,我們確立了理論教學體系+實踐教學體系+專業應用能力指標體系“三維互動”的教學模式理念。在重視基礎理論夠用的同時,拓寬學生的知識面,加強專業課內容的應用性部分,把應用性環節滲透到教學的全過程。大力推行Multisim、Protus、Matilab等仿真軟件的應用,提高課堂教學效果。遵循職業成長規律,對主干課程合理規劃,形成從“基礎+認知”出發,打造“綜合+頂崗”的課程布局。保證基礎理論課夠用,專業課管用,專業基礎課適用,突出基礎理論課程和實踐應用課程的相互滲透和融合。
2.以“工學結合”思想為指導,積極探索項目教學和一體化教學模式
按照“工學結合”的總體思路,以實踐能力培養為主線設計課程教學內容,以任務驅動、項目導入或案例分析等手段組織教學,以理論教學與實踐教學一體化的教學模式完成教學過程。從而對課程內容、教學組織、教學模式與教學方法等進行一體化的綜合改革。例如,在培養方案中,《電子產品制造工藝》《單片機應用技術》《電子線路CAD技術》《電子產品維修》等專業課都采取了項目教學法,并配置了專項實訓;《電工電子技術》《電氣控制與PLC》《電子測量與儀器》等課程采取一體化教學模式并配置專項實訓。
3.以“就業教育”為導向,加強校企合作,推進定單培養的人才培養模式
在高技能人才培養上,以校企合作、工學結合為切入點,以校內外實訓基地建設為保障,加強教學過程的實踐性、開放性和職業性,重點抓好實驗、實訓、實習三個關鍵環節。建設完善的校內實習實訓基地,一方面提高教師和學生的實踐水平,另一方面還可考慮開放設備和場地,引進企業來料加工,為工學結合創造良好的條件。努力建立多個校企合作單位作為校外實習實訓基地。聘請行業企業兼職教師到校任課,和企業共同開發實踐性較強的專業課程,如:電子產品維修、質量管理等,并編寫與企業生產實際相關的教材和實習實訓指導書;選派教師到企業學習實際生產的新技術、新工藝,還可對企業提供相應的技術支持;學生的實習工作也可安排在這些合作的企業。另外,在專業群能力體系的構建上,有意加入其他能力培養的環節,如電子技術應用能力的培養、單片機開發設計能力(硬件、軟件設計等)的培養、職業道德的培養、學生崗位適應能力培養、團結協作能力的培養等等。這不但會使課程體系更加完善,更使得學生拓展知識面,就業不再限于“點”,而是鋪成了“面”,全面提高了學生的綜合素質,拓寬就業領域。
4.畢業實習、畢業設計模式改革
改革的理念是“以實踐強化理論”。根據“2+1”辦學模式,確定了頂崗實習36周甚至更多,學生通過長時間的崗位訓練,磨練意志、鍛煉手藝,基本可以做到畢業后與用人單位的“無縫鏈接”。學生在實習過程中以企業生產加工活動為背景,對電子產品設計與加工等各個環節親自完成,主要工作在現場由企業兼職教師指導完成。學生通過實踐之后,對專業知識形成的新的認識、新的解決方法都將成為畢業設計的良好素材,一改過去由教師提供畢業設計題目、素材,學生被動做設計的格局。學生在了解了畢業設計的基本思路和方法后,便可根據實際生產過程中獲得的新素材來自主地做好畢業設計,在形式和內容上做到不拘一格,對學生的綜合能力是一個極大的鍛煉。
5.考試、考核模式改革
大膽改革傳統教育的考核評價體系,不光考核理論水平,更要關注學生實踐創新能力的考核。在考核評價學生素質時,一改過去僅憑一張試卷成績的做法,考核內容既有理論知識,又有實驗和操作技能,考核方式除傳統筆試外,還可采用口試、實驗實訓操作考試等多種形式。在實踐考核中可采取更多方面、更多層次的評價,可以從理論分析、動手能力、工作態度、職業能力、創新能力等方面給予學生進行評價,還可對學生的組織能力、交流能力、和承受壓力能力等方面進行綜合性評估。同時采取教師評價、學生自我評價和小組成員互評相結合的靈活開放的考核評價方式。
6.職業技能培訓模式改革
依托學院職業技能培訓鑒定中心,積極開展職業技能鑒定工作,推行“畢業證+必修職業資格證書+任選職業資格證書”的“1+1+X”多證書制度。為學生開展以高級維修電工、電子產品安裝與調試工為主的多個工種的校內職業技能鑒定工作,畢業生的“雙證書”率達到100%。我們在職業技能培訓模塊改革中,不再孤立地針對考試進行培訓,而是根據國家職業技能鑒定標準,將鑒定標準中的相應項目及評價體系引人到相應課程的實際教學中來,并根據技能鑒定要求及企業生產實踐中的真實任務來設計實驗實訓的項目,從而加強對學生職業技能和職業素質的綜合訓練,并獲取相應資格證書。
7.結合職業技能大賽對專業課程教學模式實施改革
職業技能大賽是培養創新人才、促進高職教育教學改革行之有效的途徑。通過將大賽內容和課程教學進行有機融合,把一些與競賽有關的課程納入教學計劃,同時分析大賽對知識能力所需,將其融入相關課程的日常教學中,比如:電工電子技術、單片機技術、電子線路CAD技術、電子產品制造技術等課程。實現“以學促賽、以賽促學、賽學結合”。該教學模式下不僅能鍛煉學生的實踐動手能力,還能把抽象、難學的理論知識與生動、現實的項目結合起來,有利于提高學生的學習興趣和效率。在提高職業大賽成績的同時,還有效提高全體學生的綜合素質,提升學生的就業競爭力。
2當前我國機械電子自動化的情況
對于機械電子自動化技術來講,其開始于20世紀,到目前為止已經獲取了極大的發展。尤其是最近幾年計算機集成化水平越來越高,極大促進了我國機械自動化的發展。盡管我國近些年機械電子自動化取得了一定進步,然而仍處在初級階段。現今,全球除了西方少數經濟較發達的國家外,很多國家的電子自動化水平較低。我國的產業結構不夠合理,發展較不平衡,自動化程度較低,與一些發達國家比較,在種類、質量、應用等方面存在較大差距。想要發展我國機械電子自動化技術,不可能一蹴而就,而是需要一個漫長的過程,需要堅持不懈的努力、勇于嘗試、大膽創新,開拓進取,從而推動我國機械自動化更好發展。
3提高我國機械電子自動化水平的措施
隨著經濟發展速度的不斷加快,市場競爭越來越激烈,機械生產企業想要保證自身在激烈的競爭中得以生存并不斷發展,就需要提高機械電子自動化的能力及水平,具體可以從以下幾方面入手。
3.1同實際生活相結合,大力發展機械電子自動化技術
對于機械制造技術來講,其核心內容在于使用。想要促進機械電子自動化水平的不斷提高,需要從企業生產技術發展的實際情況出發。唯有針對相應的商品生產選用配套的自動化生產形式,才能縮減成本投入,增加資金收益,提高企業市場競爭能力。所以,企業在發展機械電子自動化技術期間,應同實際相結合,關注應用,也就是生產的真實收益。相關工作人員應及時糾正盲目進行自動化的行為,如僅需1~2個月就可以完成的工作卻要進行自動化,不僅不會增加資金收益,同時還會降低工作效率。企業應將注意力放在效益方面,而不是僅僅關注速度。
3.2大力推廣見效快、成本低的機械自動化技術
大力推廣成本低的機械自動化技術,具有較大的潛力,并且投入較少,前景十分廣闊,同時具備較高的自動化水平,能夠取得事半功倍的效果,同我國當前發展需求相吻合。美國著名的麻省理工大學曾提出了精益生產的LP形式,也就是通過最低的資金投入,獲取最高的生產收益。同時,日本豐田公司提出了生產JIT、彈性作業、成組技術GT等生產形式,使很多自動化水平較低的企業收獲了較高的資金收益。在芬蘭,NOKOAData企業在生產車間創造了386、486等生產線,其不僅僅是由自動化的機械設備構成的,同時在其中也插入計算機指導及員工的參與,將原始工業生產形式同高新科技靈活、巧妙地結合起來,進而縮減生產過程中的資金使用,提高生產質量及效率。其實,精益生產自身就代表由企業及國家的真實狀況出發,借助外國機械制造領域發展低成本自動化的經驗。我國很多機械制造企業存有大量的通用型設備,在大力發展機械電子自動化技術的同時,在可以給予原始設備的前提下,對機床的布局進行科學調整,盡可能少地加入數控設備,并且引進CAD技術,就可以全面發揮人員的創造性優勢及電子計算機的管理特點,形成以人為核心,以計算機為先導的生產體系,為我國的機械生產領域開創一條資金投入低、效果好、資金收益高、同我國國情相吻合的機械電子自動化技術發展途徑。
3.3把握基礎,關注發展機械電子自動化的配套技術
在促進機械電子自動化技術的應用與發展期間,還需要做好該技術應用的基礎工作,并且基于實際情況進行推廣,不但應發展主要設備,同時還需要加大開發自動化軟件及相關配套控制系統的力度。電子計算機、微處理設備、新型刀具、傳感設備、可編程控制設備等必將是未來機械電子自動化技術的前提與基礎。配套設備的質量同日后機械設備自動化發展水平之間存在密切的關聯。所以,相關工作人員應對其予以重視,不斷更新機械自動化的配套技術,進而推動我國現代自動化的發展。在應用其進行自動化加工期間,體系的自行檢測、控制、伺服等操作都不能缺少微電子技術;并且需要進行信息處理與交換,對數據進行計算,進而同計算機及信息處理技術又形成了密切關聯。對于現代的自動化技術來講,其涵蓋微電子、自動控制、機械技術等內容。想要促進機械電子自動化水平的提高,就需要對電子學、計算機技術、機床裝料技術等給予高度重視,大量選用數控程序機床進行生產,并且不斷改進并完善生產線,保證其穩定性與安全性,同時加大對生產控制信息體系的重視程度。相關工作人員在應用并發展自動化技術期間,需要不斷提高自身的專業技能及綜合素養,牢牢把握自動化的基礎,由真實情況出發,不僅發展主要設備,同時發展配套技術,為后續工作夯實基礎,降低企業成本投入,增加企業資金收益,提高企業市場競爭能力。
3.4與我國的國情相結合,大力發展機械電子自動化技術
發展機械電子自動化技術,其是一個由低至高,由簡單至復雜,由存在缺陷到不斷改進及完善的過程。在通過自動控制設備操控機械生產期間,其生產的形式也由機械化水平逐步向機械控制自動化水平過渡,實現了計算機、數字化控制的自動化。唯有建設自動化廠房后,才能保證生產整體過程實施自動化,進而提高生產質量及效率,增加企業資金收益。當前,我國的機械自動化水平相對較低,不可急于求成,需要逐步開展。對于我國這一處在發展期間的國家來講,對生產技術進行探究的前提是保證技術的適用性。例如:我國想要學習借鑒國外柔性制造系統,則需要在柔性生產的基礎上,對人機工作界面進行優化,創建比較全面的信息體系,提高人機管理的質量及效率。在體系中,先進的自動化設備需要同普通裝置并存,在體系中各個環節都可以進行人工干預。這種方法密切結合的我國的國情,選用科學、先進的技術進行創新,以適用性為基礎,獲取經驗,進行應用與推廣,從而增加企業資金收益,提高企業市場競爭能力。
2微電子技術在煤礦化工產業上的應用準備
2.1規范制度,端正思想
人們知道,一個良好的組織機構,除具備較好的運行機制和管理制度之外,還應該具有健全的崗位制度而且能夠將之貫徹執行。因此,微電子技術在煤礦機械的應用過程中,很需要一個合適的技術管理結構,以便于明確各個技術人員的職權問題,保證個人任務到位,避免權力交叉和責任推諉的現象發生,這些問題都可以通過建立健全的崗位責任制度得以解決。此外,工作人員不但要對微電子技術知識有一定的了解,盡可能全面地掌握綜合煤礦機械管理的內容與方法,還要對煤礦生產安全制度和相關法規有著全面的認識,思想上時刻保持著“安全第一”的意識,保證將微電子技術安全意識滲透到工作的每一個層面,最終提升機械作業人員的工作責任心與使命感。
2.2加強微電子技術產品的設備管理
加強設備巡視管理是建筑工程監控的重點,預防設備異常的發生是機械運行管理的主要內容。為了保障煤礦機械施工的安全性與使用性,應該建立完善的設備定檢制度,機電一體化產品設備需要進行定期的檢測,對于一些使用頻率高的機械設備,更是要依據規定檢測并建立相應的維護記錄以隨時了解其運轉狀態,保證其正常的運行和及時的維護。
2.3提高微電子技術機械監控的技術管理
由于煤礦化工產業存在很大程度上的特殊性,而作為貫徹于機械監控整個流程的重要要素,技術管理在其中的作用不容小覷。因此,加強機械設備的絕緣監督工作,利用聲波檢測、光譜分析等監督手段,及時地發現并排除故障無疑勢在必行。微電子技術工作一旦脫離了技術的支持,就難以稱作是有效的監控工作。當煤礦化工產業發生異常情況時,及時采取跟蹤測溫,利用圖譜庫進行分析對比,并提出檢測修改的建議,以此來加強設備的有效運行。
3基于微電子技術的煤礦化工產業監控系統
3.1智能監控模式的自動化控制和管理
由上述內容可知,在統一模式下的信息系統中,微電子技術對煤礦井下監控子系統的控制管理內容,可以通過4個步驟來得以實現,即自動檢查、自動尋的、自動求解和自動執行。其具體自動控制管理框架,可用圖1所示來進行加以描述。這當中的“被控制管理的電網子系統”既能夠是一個系統層子系統,也可以是電網元件或廠/站層子系統。對于一個系統層子系統而言,其功能就是通過利用各級調度控制中心的管理權限,對智能網絡在煤礦井下電網監控系統的安全性、合理性、經濟性進行盡可能全面的分析,并對系統的所有目的狀態實施檢查和監視,實現對智能監控子系統所有狀態的智能化監控。圖1中的監控子系統表明,如果被監測的煤礦井下狀態與目標限定數值不一致,那么智能監控系統就會自動啟動相關的任務處理,對限定以外的突發時間進行控制并做狀態輸出,同時作用在該子系統所包含的元件上,進而對該子系統的輸出狀態實施調控,最終將它調回正常運行狀態。
3.2監測技術的應用
作為煤礦安全生產監控工作的關鍵性內容,信息的獲得無疑至關重要,而獲得信息的主要手段就是監測技術。一般而言,通過煤礦安全生產現有的客觀資料,人們可以初步確定遠程監控的初始方案,進而在煤礦工程運營過程中根據監測數值、經驗方法等內容,開展反饋分析等工作,修正初步方案與施工網絡計劃,以保證工程按照最優的設計與施工方案進行。因此,監控工作的重要性也就顯而易見了。針對我國煤礦工程質量中的一些不安全因素,監測技術在遠程監控中的應用能夠很好地解決此類問題,它不但可以很好地掌握工程的工作運營狀態,利用監控數據對流量方案進行整改,并指導開采質量作業;還可以預見事故風險,采取一系列的事前措施,給建筑的安全管理提供信息,將事故突發率降至最低,保證了煤礦安全生產的穩定性。此外,太陽能是一種取之不盡、用之不竭的環保能源。通過太陽能光伏技術,可以很好地將太陽能轉換為電能,并廣泛應用在遠程視頻監控系統當中,太陽能供電部分監控結合了煤礦開采的相關特點,對煤礦地點的自然環境等因素進行分析,確定了系統設計相關參數,優化了供電系統的相關參數,對煤礦領域的網絡視頻監控起到了一定的作用。
3.3視頻流管理服務端口設計
視頻流管理服務器是IP視頻監控系統的精神內容,具體視頻采集預覽實現過程如圖2所示。服務器端擁有通過查詢數據庫,進而實現對煤炭安全生產信息化的作用,可以為遠程計算機提供很多實用服務。視頻流管理服務器與空間數據庫建立連接,可提供大量查詢服務,例如屬性查詢服務、矢量和柵格地圖服務等。在網絡視頻監控系統組成部分中視頻流管理緩存服務器模塊是相當重要的,服務器端緩存模塊主要分為緩存管理組件和索引管理組件。2部分組件分工合作,緩存管理組件是根據索引分析所得出的結果,在緩存中處理請求數據然后向客戶端發送,或者利用數據庫中已存數據,而索引管理組件先索引分析客戶端請求,制作出瓦片空間待處理數據列表。若能發展好緩存數據的利用,數據庫交互即可免去,同時數據的響應速度也會大大提高。總的來說,視頻流管理服務端為煤礦的安全生產提供了有效的圖像監視選擇和視頻存儲的功能,可以徹底實現用戶權限管理、自動報警與生產安全建議。應該說明的是,視頻流管理服務端口設計的研制尚在初步階段,要想為煤礦系統數據提供一個良好的信息傳輸平臺,尚還任重道遠。
二、電子書包在各學科的應用方法
1.語文:讀書園地,累積語言
語文教學應該以語言應用為中心,大量閱讀。而電子書包為語言的閱讀與應用提供了便利條件。必讀篇目、泛讀篇目已經不能滿足學生對閱讀的渴望,在電子書包上開設讀書園地活動可以滿足學生的需求。可進行如下操作:
(1)各抒己見。
教師推薦值得閱讀的同一主題或文體的篇目,大家自由閱讀任何篇目,進行賞析或者批判。
(2)師生共讀。
選擇點擊率最高的篇目進行師生共讀,進行深度賞析。
(3)獎勵閱讀之星。
為了鼓勵在讀書園地活動中表現積極的學生,根據活動中的活躍度或者學生的推薦,推選出“推薦之星”(推薦篇目被選為師生共讀篇目)、“閱讀之星”(閱讀篇目多)、“賞析之星”(賞析深入、透徹)。
2.英語:聽說讀寫,全面貫通中國學生在學習英語時,因為缺少實際應用的環境,所以經常會出現“聾子英語”、“啞巴英語”的情況,但借助電子書包,可有效改變這一狀況。
(1)改變作業形式,增加學生說的機會。
英語作業的傳統形式一般是抄寫單詞,朗讀預習等,但隨著電子書包進入課堂后,學生逐漸掌握了錄音、錄像等操作。因此,教師可將作業形式改成“請讀一讀,說一說,并錄下來”、“請演一演,并錄下來”,讓學生在完成作業的過程中有充分說的機會。同時,讓平時膽怯的學生在全班同學面前展現自己開口說英語的成果,這樣也可以幫助這些學生實現從“開口對自己說”到“開口對大家說”的逐步過渡。
(2)自主聽讀,自我檢測,避免濫竽充數。
電子書包讓學生能夠享受到均衡的自主聽讀的機會。同時,在學生聽讀完后,教師應設置相應的題目檢測其聽讀情況。這就避免了在集體聽讀中,部分學生濫竽充數的情況。
3.數學:復習檢測,即時反饋
學生做題的速度和掌握程度各不相同,但數學課堂時間有限,教師無法全面掌控每位學生的學習情況,無法均衡地關注到每一位學生。但是,借助電子書包的數學題庫中的即時反饋功能,可以很好地解決這個問題。因為大部分的數學題都有量化的標準答案,教師可借助電子書包了解每道題的班級整體掌握情況,也可以關注到個別仍然存在困難的學生,在下一階段的學習中,教師再根據學生之前的學習情況,靈活選擇輔導的方式。
2“一縱三橫”的模塊化教學
“一縱”是指按機械電子工程原理與系統設計為主線的縱向結構,具體包括:傳感檢測技術模塊、計算機與信息技術模塊、自動控制技術模塊、伺服傳動技術模塊、系統集成技術模塊。“三橫”是指在每個技術模塊中又細分為三個層次的教學內容:基礎要求模塊、較高要求模塊、高要求模塊。具體內容如下:傳感檢測技術模塊:基礎要求模塊包括傳感與測試技術基礎知識(傳感器的基本構成、傳感器的靜態數學模型及其靜態特性指標、傳感器的選用),機電系統最常用的位移檢測(光柵傳感器、絕對碼編碼器、增量碼編碼器),力學量檢測(應變式多維測力彈性體、扭矩傳感器等),視覺檢測(線陣CCD和面陣CCD的基本原理)。較高要求模塊包括雙目視覺檢測的基本原理及標定,觸覺傳感器(指端應變式觸覺傳感器、多功能觸覺傳感器)。高要求模塊包括機電測試新技術,現場總線系統,虛擬儀器技術,多傳感器數據融合等。計算機與信息技術模塊:基礎要求模塊包括計算機控制技術基礎,計算機控制系統的組成、分類,及常用控制器(工控機、PLC、單片機),軟件方面要求測量數據的預處理,數字濾波,線性化處理,標度變換。較高要求模塊包括PLC、單片機的應用高級技巧。高要求模塊包括PMAC原理及應用,基于DSP的運動控制及DSP運動控制卡。自動控制技術模塊:基礎要求模塊包括PID控制算法的基本原理,標準PID算法的改進,數字PID參數的選擇。較高要求模塊包括模糊控制,模糊控制的定義及特點,模糊控制系統的組成,模糊控制系統的基本原理,應用模糊控制算法解決實際問題。高要求模塊包括其它先進控制方法,如智能控制、自適應控制、模型預測控制、神經控制等。伺服傳動技術模塊:主要講解直流電動機、交流電動機、步進電機及其控制。基礎要求模塊講解三種電機的基本原理、機械特性及最常用的控制方法。較高要求模塊講解更深一層次的原理,如直流電機的電樞電動勢、電磁轉矩,交流電機的旋轉磁場和定轉子的電路分析,變頻控制的原理及實現方法,步進電機的磁阻最小原理等。高要求模塊講解三種電機的先進控制技術,如直流電機的雙閉環控制、交流電機的矢量控制等。系統集成技術模塊:基礎要求模塊主講機電系統各模塊之間的級聯設計,重點講解模塊之間的電氣性能的相互匹配、信號耦合、時序配合、電平轉換接口。較高要求模塊主講機電系統的電磁兼容技術,重點講解接地技術、屏蔽技術、共模干擾的抑制、差模干擾的抑制、供電系統抗干擾、印刷電路板的抗干擾等。高要求模塊重點講解軟件抗干擾技術,如軟件冗余技術、軟件陷阱技術、“看門狗”技術等。
3以案例為載體,推進模塊化教學設計
針對上述的模塊化教學內容,設計了針對不同教學內容相應的數字化資源,建設了課程網站,開發了多媒體課件,設計了多個教學案例。在典型的機電一體化的應用領域,將“加工中心”、“工業機器人”、“自動導引車”、“汽車防抱死剎車系統”制作了教學案例,并對一些復雜系統進行了分解設計。采用單片機進行直流電機控制、采用PLC對交流電機進行變頻控制,基于MATLAB的模糊控制仿真等案例模塊在教學中起到了很好的效果。通過這些案例,是將機械電子工程領域的科研成果及前沿技術引入教學,最大程度地吸引了學生的學習興趣,激發了研究生的學習動力。
2機電一體化在工業上的應用
計算機和機械電子這兩種技術的合并使用,不僅僅限制在工業制造方面上,通過對以下幾個例子的分析,能夠看出它已經融入到了我們的工作和生活的每一個細節中。
2.1工業機器人
工業機器人是一種有很多用處、能夠反復編程的、多自由度的、有很多性能以及能實施自動操縱的操作機構。對于很多簡單的、可重復做的工作可以用機器人去做,能夠減少勞動強度,使勞動環境變得更好,使人身安全得以保障,加大了生產力度,使用的材料變得更少,還能讓產品的質量更好。
2.2自動售貨機
自動賣貨的機器是由買家挑選貨品的類別,外面投進去的貨幣是經過光傳感器辨認貨幣的值的大小,并且通過PIC使數碼管展示其大小,經過判別等一系列的操作完成項任務。CPU經過PLC限制物品的如何移動,經過傳動裝置把物品移動到出貨口,高檔的自動賣貨的機器還可以有找零錢的功能。自動售貨機的使用,使更多的人力和物力得以節省。
2.3農業方面的應用
從目前農業機械的檢查測試可以看出,從單個變量到智能化終端的轉變,人機交互界面越來越和諧。它能夠在屏幕上顯示,任意挑選不一樣的機組,及其不一樣地方的終端信息,能夠任意使用數據庫的信息,按照操作者的不同需求,可以在屏幕上展示語音、數據、圖形等可用的信息;也能把操作的指令、決策按時的送給農機上的智能操作終端,完成自動化的農業制造。
2.4電腦橫機
最開始的橫機是用手來操縱的,僅僅可以實施很簡單制作。但是產品顏色樣數的加多,電腦橫機便開始產生。設計人員能夠使用電腦策畫花的類型,使用特別的軟件進行數字方面的完善,用計算機指令系統來操作機械的彎沙、脫圈、墊沙等步驟自動完成整個制作,制造成果顯著提升。
3計算機技術與機械電子技術的融合發展應用
3.1計算機技術與機械電子技術融合的簡介
機電一體化是計算機技術和機械電子技術協同產生的,把電子技術用到動力功能、控制功能、信息處理功能中去,而且聯合著計算機軟件系統、機械裝置一起使用,把幾種技術合并在一起,就生成了機電一體化系統。計算機技術、機械電子技術的聯合,讓他們有了更好的進展,這樣不但能用在工業生產中,而且它的聯合進展已經進入到了人們生活以及工作的每一個方面。
3.2機電一體化技術應用的領域
在柔性制造系統中,機電一體化技術有了很大程度上的使用。這個系統的主要構成成分包括計算機、數控機床、自動化倉庫。能夠按照總裝線的條件,對工件實施隨機地、按照數量地一批一批的加工,而且還能對不一樣品種的零星的零件實施制造和加工。計算機技術、機械電子技術合并在一起之后,可編程控制器是使用它最多的。它對繼電接觸器故障多、消耗能量多的缺點實施了改造,而且能夠完全顧及加工的需求,實施不一樣的控制程序的制作。
一是面向社會上的企事業單位,因此要具有理論與實踐相結合的高素質技術人才;同時又面向各個中、高職院校,因此還應是“雙師型”人才。
2)機械電子工程專業人才培養特點。
職業教育培養人才是提倡理論與實踐相結合,加大技能培訓力度,培養的是社會需要的實用型、應用型、操作技術人才和管理人才。隨著技術的發展,現在的設備都是將機械技術、電氣技術高度集合而成的,因此,企業需要大量的能在現場處理設備故障的,既懂機械、又懂電氣的機械電子工程專業的應用人才。
3)“理實一體化”教學特點研究。
一是將技能訓練、知識傳授和能力培養三者融為一體并且實現了有機組合;二是克服了理論與實踐相脫節的弊端,加強了學生動手能力的培養;三是理實一體化教學方式體現了職業教育“理論必須、夠用為度”的特點,同時符合高校教育高素質高技能人才培養目標。
4)機械電子工程專業“理實一體化”教學的實驗室建設研究。
a.建立機械電子工作專業實驗室信息管理系統。
要想讓實驗室利用率、設備使用率到達最佳,我們就必須對實驗室進行科學的信息化管理。實驗室信息管理系統一般能夠實現網上排課、網上選課,網上布置、批改作業,以及一些相關的資料下載,實驗室上課、教師上課情況。這樣可以更好的制訂實驗室的建設計劃,有利于實驗室的資源共享和綜合利用。
b.合理人事管理制度的建立。
首先,一個合理的人事管理制度可以促進實驗室教師隊伍水平的提高,教師可以將自己的理論知識應用到實踐當中去,同時了解企業的發展動態和需求。教師通過實踐學習技能水平得到了提高,優化了人才結構,加快了一支理論知識強、動手能力過硬的教師隊伍建設。其次,創造能夠使實驗室隊伍安心工作的環境;再次,實驗室建設要和實驗室隊伍建設結合起來,保證實驗室有專家型隊伍從事高水平科研工作。最后,合理地配備實驗室的人員,擁有一個高、中、低檔次分明,知識結構合理,工作職責明確的實驗室隊伍是建設和管理好實驗室的根本保證。
c.根據“理實一體化”教學改革進度逐漸配置實驗室資源。
首先,要有合理的硬件資源做保障,因為理實一體化教學是在一個場所,也就是實驗室即要完成理論教學又要完成實踐教學,這就要求有與專業和規模相適應的硬件教學環境。其次,根據機械電子工程專業特點以及現有實驗室的配備情況選擇一門或幾門具體代表性的課程進行理實一體化教學改革試點,改建工作循序漸進、以點帶面,保證實驗室資源的合理配備。最后,改建或新建的實驗室要避免單一性,即能滿足理實一體化課程的要求又能滿足其他理論課程實驗的要求,使實驗室具有多樣性,避免資源浪費。
d.結合“雙師型”人才培養的教學需要建立實驗室。
一為培養學生不同的師能,根據課程性質將實驗室分為理論師能和實踐師能實驗室兩大類,理論師能實驗室主要以機械零件、原理及制造和液壓等基礎實驗室組成,實驗室的主要項目以演示螺紋聯接受力、齒輪、蝸輪傳動、減速器拆裝、機構運動和機械制造工藝等。實踐師能實驗室主要以單片機、PLC、檢測、電工、數控等實驗室組成,主要完成各門課程的理論教學和實驗教學活動。教師可以通過不同的實驗室來培養學生不同的師能技巧,使其達到一個合格的雙師型人才。二為適應社會,驗室設備的組建要盡量與企業接軌,同時采取以班級為單位建立“理實一體化實驗室”,設計并配置理實一體化實驗項目模塊和多媒體教學設備。上課期間教師通過多媒體設施授課或網絡授課,實現了“講與演示”、“聽與練習”的結合。教師可以隨時將理論教學與實踐操作訓練穿行,實現了將知識與技能緊密聯系,增強了學生的直觀體驗,激發了學生的學習興趣,達到培養雙師型人才目的。