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關鍵詞:電氣專業;教學團隊建設;教學實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)43-0029-02
一、電氣工程及其自動化教學團隊的建設目標
結合高等教育的發展要求和我校教學改革的自身特點,電氣工程及其自動化教學團隊建設的目標主要是更新高等教育理念,建立高素質的師資隊伍,改革專業人才培養模式,構建完善的專業核心課程體系,為學生營造良好的成才氛圍,為其成功奠定基礎,滿足培養高素質復合型應用型人才的需要。
二、電氣工程及其自動化教學團隊建設的基本思路
(一)以專業核心課程構建為平臺,搭建教學團隊的框架結構
1.實施電氣專業核心課程制度。在原有的培養方案中,電氣專業基礎課、專業限選課和專業選修課的門數超過25門,目前急切需要構建的專業核心課程是要對原有課程知識體系進行重組。電氣專業的核心課程應滿足關聯性、整體性和獨立性原則。在電氣專業眾多主干課程中,電路原理、自動控制原理、模擬電子技術、數字電子技術、電磁場、電力電子技術、電機學、電力系統分析之間承啟關系清晰,內在聯系緊密,同時又各自形成相對獨立的知識體系,比較適宜作為電氣專業核心課程建設。
確定電氣專業核心課程門數及課程名稱之后,教學團隊建設的一個重要內容是挑選具有高級職稱或具有博士研究生學歷且教學經驗豐富、師德高尚的教師擔任專業核心課程負責人。同時,加強專業核心課程的網絡化建設,提高課程教學的現代化水平。本教學團隊的成員承擔的電氣工程及其自動化專業核心課程均須建設網上教學平臺,豐富核心課程的網絡教學資源,建立優質的網上試題庫和教研成果共享資料庫,采用多媒體課件和板書相結合的方式進行課堂講授。為了能更好地解決學生答疑困難,實踐以學生為中心的教學理念,教師不但每周進行定時定點答疑,均會使用E-mail、QQ、博客等網絡平臺答疑方式,加強對學生學習的指導。
2.電氣工程及其自動化專業教學團隊的構架。建設好專業核心課程,關鍵在于建設優秀的教學團隊,而優秀的教學團隊又必須具備穩定的構架。電氣工程及其自動化教學團隊建設的總體構架是“所在二級學院主管、團隊負責人總管、團隊責任教師具體負責”的三級管理體制,三級之間分工明確,有機協調。
二級學院負責從體制與機制上為教學團隊建設提供保障,是教學團隊的指導者、支持者和服務者,而不是發號令者。
教學團隊負責人統管團隊的各項事務,在教學模式改革、團隊工作計劃制訂、團隊成員組成、內部經費使用、考核與評價成員等方面均應有相當的自。在團隊領導上,選擇合適的團隊負責人對建設好團隊十分重要。團隊負責人應善于開拓創新,具備豐富的教學經驗和較高的學術水平,具有較強的號召力和組織管理能力,以便在溝通、協調與尊重的基礎上為團隊建設提供組織與服務。
根據電氣專業核心課程建設的需要,教學團隊對各門核心課程均應設置一個責任教師崗位,下設2~3個中青年主講教師崗位,責任教師和主講教師可兼任。教學團隊的建設應形成以研究生(碩士、博士)學歷為主力、中青年教師為重心、中高級職稱教師為主體的團隊結構。
在教學團隊的建設過程中,應積極引進電氣類企業有知名度的高級工程師加入到團隊中來,作為團隊和企業溝通的橋梁,為踐行為地方發展提供支撐的辦學理念夯實基礎;成立由專兼職教師共同組成的專業建設指導委員會,共同研討、設計人才培養方案,設計開發教學項目和項目課程,將企業的人才需求引入到培養方案中。
(二)以實行教學實施大綱為契機,提高教學團隊的教學水平
以前實行的教學大綱主要是根據教學計劃以綱要的形式編寫的教學內容指導性文件,被視為一種教學輔助文件。大多數情況下,學生無法看到教師編寫的教學大綱,不能充分理解所學課程的概貌,不能充分了解教師講課的重點和進度,這導致教學大綱與教師教學脫節、與學生學習脫節。
而課程實施大綱詳細地描述相關課程的目的、任務、要求、進度安排、評分標準等。在教學團隊建設過程中,要求團隊教師必須撰寫所上課程的教學實施大綱,在撰寫過程中對課程整體進行一次再把握,對整個教學流程做到心中有數,對相關重難點能思慮透徹。為了學生在選課時可以用作參考和做上課準備,教師需要將電子課程實施大綱,上傳到教學資料共享平臺,與學生共享。在教學中嚴格按照課程實施大綱組織教學,每一輪授課結束以后,教師要進行教學反思,及時發現問題,不斷修訂更新,從而提高課程的教學水平。在組織教學過程中,團隊教師要以學生為中心,充分發揮主觀能動性引導學生主動學習,善于發現問題,敢于質疑,善于綜合,正確思辨,勤于實踐。
(三)大力培養青年教師
在教學方面,團隊應大力加強對青年教師的培養,指定經驗豐富、治學嚴謹的老教師作為青年教師的指導教師,對青年教師“傳、幫、帶”,實行一對一的指導,指導青年教師的課程教學和科研工作,著力夯實青年教師的理論基礎,掌握教學藝術,提高教學水平。
教學團隊把青年教師培養與管理納入團隊工作的議事日程,圍繞學院青年教師培養計劃,落實青年教師在教學方面的培養措施。讓青年教師進實驗室,協助指導課程實驗、課程設計和畢業設計等實踐工作,要求青年教師與學生一樣完成實驗和課程設計的全部實踐內容,增加實踐指導能力,為以后的工作做好準備。
要求青年教師聽老教師全程授課,在經過集體備課、逐章試講、嚴格評議后才能獨立授課。對青年教師的授課情況定期旁聽和評議,了解他們的課堂授課情況,對教學過程中存在的問題進行研討,研究改進教學方法的途徑,提出建議和意見。
在科研方面,教學團隊要努力為青年教師創造更好的科研環境,在申報、爭取各類科研課題時及時提供信息,并給予具體指導和幫助。組織有豐富科研經歷的教授、副教授從各方面,如科研選題、項目申報和論文指導等,負責對青年教師的科研指導。
(四)堅持“工學一體化”,為培養復合型的應用型人才做貢獻
電氣工程及其自動化專業具有強弱電相結合、電工與電子技術相結合、系統工程與控制技術相結合的特點。電氣工程及其自動化教學團隊的建設,應遵循專業特點,根據地區國民經濟和社會發展對電氣工程高級人才的需求,堅持工程應用與理論教學一體化的理念,培養復合型的應用型人才。
培養復合型、應用型人才,必須加強與生產實踐一線的結合,更加重視實驗教學、生產實習等實踐性教學環節。為此,在學校多項措施與政策的幫助下,教學團隊教師應積極展開與企業的合作,加強實驗教學與科研、工程應用相結合,積極聯系企業共建校內實踐基地。團隊教師與企業工程師一起,根據企業生產的最新需求,設計和引進包括供電、測量、微機保護屏、無線溫濕度監控系統等一系列實驗裝置,建設和完善校內電工實習和專業綜合實驗基地。學生可在這個實驗平臺上充分動手實踐,模擬工業現場運行,選做自己感興趣的實驗。這種模式可以做到教學實驗與工業現場的高度逼真,彌補生產現場不能進行運行操作和安裝接線的缺陷,使學生達到解決教學實驗問題如同處理工程問題一樣的效果。
(五)加強教學團隊科研和教改能力,促進教改和科研項目與教學的結合
充分利用自身的科研優勢,依托碩士點、省重點實驗室,積極申報教學、科研課題,撰寫教學、科研論文,以科研促教學。圍繞課程教學目標、教學內容、教學方法與手段、教學評價、教學環境等內容開展相關教學項目改革研究,促進教學研究成果轉化。通過科研項目和成果進課堂、進教材、進實驗室等,積極促進科研成果向教學的轉化,結合本課程的教學工作,不斷豐富教學內容,提高教學、科研水平。
以申報國家級、省級、院級教改項目為契機,圍繞專業核心課程建設、課程實施大綱撰寫及課改熱點、難點問題,引導教師積極申報和承擔各級教改科研課題、質量工程等科研項目,讓教師邊實踐、邊研究、邊改進,以科研形式開展教學工作,促進教學質量及教學效率的提高。
(六)建立團隊建設的制度和機制,保障團隊建設的可持續發展
1.制訂教師培養計劃。根據教學和課程建設需要,為各位教師量體裁衣,制訂教師培養計劃。同時,將教師培養計劃和激勵措施聯系起來,積極努力工作、表現突出的教師有機會獲得去國內外培訓的學習機會,在課堂教學競賽中獲獎的教師,將獲得團隊經費獎勵等,有效調動團隊教師參與專業建設及課程改革、努力提高自身各方面能力的積極性。
2.建立團隊定期教學活動制度。為了加強團隊教師間的教學經驗交流,提高教學質量,教學團隊應按照教學活動制度定期積極開展各項教學活動,要求團隊教師積極參加。
3.建立團隊教師集體備課制度。兩位以上教師教授同一課程要求必須進行集體備課,由各備課組長負責。集體備課的形式多樣,每門課程都應有集體備課教案,各授課教師根據各班級的實際情況修改成個人備課教案。
4.完善兼職教師管理規定,制度上確保兼職教師參與專業建設及課程改革工作的積極性和有效性。
三、結語
教學團隊的建設是提高電氣專業教學質量的重要舉措。團隊建設要依據電氣專業的特點,緊緊圍繞電氣專業培養目標,從團隊的框架結構、教育理念、專業核心課程構建、課程實施大綱撰寫與執行以及運作管理模式等方面對電氣專業教學團隊建設提出構想和建議。
關鍵詞:卓越工程師;企業項目設計;實踐;創新
中圖分類號:G642.44 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)42-0067-02
一、前言
為了滿足“卓越工程師計劃”人才培養的工程實踐能力要求,許多教學工作者對實踐教學環節進行了改革與研究。2010年,孫愛軍[1]等針對高校工程訓練的特點,以真實項目為目標,調動與引導學生發揮主觀能動性,綜合運用多種學習知識的手段,完成實際項目。2011年,張巨香[2]等設計基于項目的綜合訓練,提高學生學習興趣、提高學習效果、促進交流與溝通、實現知識交叉、培養綜合素質等。2011年,張淑麗[3]等設計軟件工程專業CDIO(conceive/design/implement/operate)的綜合訓練項目,在項目中強調知識的全面性與實踐創新性并重,從而達到協調培養學生知識、能力、素質的目的。2013年,劉勝膽[4]等運用創新訓練項目提高工科大學生實踐動手、分析和解決問題等多方面的專業能力。2014年,李文[5]等以CDIO工程教育理念為指導,探討了項目驅動式教學方法,實施了“做C學C悟”3維的立體式教學,實現了以學生為主體的實踐教學多層次、多目標。
結合合肥學院“地方性、應用型、國際化”的辦學定位,為了達到機械設計制造及其自動化專業“卓越工程師計劃”人才培養的需要,本文通過改革實踐教學體系,設計企業實踐和項目訓練,研究機械設計制造及其自動化專業學生卓越工程實踐能力的實踐培養途徑。
二、企業實踐和項目訓練的校企聯合培養模式探索
為了滿足機械設計制造及其自動化專業“卓越工程師計劃”對學生的工程實踐能力要求,與企業聯合編制學生在企業學習階段的培養方案,實行“3+1”校企聯合人才培養方式。學生在校累計學習3年以外,還安排去企業進行累計1年以上的分段式學習。通過在企業的認知實習、專項綜合訓練、企業實踐和項目訓練、畢業設計等環節,加大工程實踐和工程設計的引入,培養和強化學生的工程應用能力。企業實踐和項目訓練培養內容如表1所示。
三、企業實踐與項目訓練
企業實踐與項目訓練課程模塊的教學安排內容如下。
1.企業課程學習。通過與合作企業聯合開發企業學習課程,引入行業發展前沿技術和規范,并將其融入到專業模塊的教學內容中,根據企業對人才知識與能力需求的變化,動態更新和維護模塊教學內容,適應技術發展的要求。
2.企業參觀。(1)了解工廠的產品、生產規模、車間布置、生產組織及經營管理等;(2)了解機械加工車間、裝配車間的工藝設備及輔助設備的布局、生產工藝;(3)熟悉1~2個典型零件的加工工藝、設備與量具;(4)了解工廠的新技術、新工藝、新設備和新材料的應用情況;(5)了解產品的試驗和質量檢驗及其檢測系統。
3.項目訓練。針對所在實習企業的實際項目課題,進行深入細致的文獻、企業現場調查研究:(1)了解國內外有關本課題的技術資料,包括工藝方法、生產率、經濟效益等;(2)了解本次設計任務的技術性能指標、主要參數、關鍵結構圖;(3)在企業工程師和學校教師的共同指導下,完成指定的項目訓練內容。
4.企業實踐和項目訓練。在合肥鍛壓機床有限公司,機械設計制造及其自動化專業卓越工程師班30名學生進行10周的企業實踐和項目訓練,其中4周時間為企業課程學習,1周時間為參觀企業,5周時間為項目設計。
(1)企業課程學習。企業工程師給學生講授現代最新液壓機機械結構、設計技術和常用液壓機設備;目前流行的液壓機結構、特點、安裝和使用;液壓機電氣設計。主要內容包括:①概論(液壓機工作原理、特點、分類、基本參數及發展概況);②液壓機的本體結構及設計計算(液壓機的本體結構概述、液壓缸部件及機架結構部件);③液壓機的液壓系統(液壓系統概述、主要系列液壓機工藝特點和液壓原理、單缸傳動系統的設計、系統中各元件的確定);④液壓機電氣設計(液壓機電氣控制結構、電氣原理圖設計及控制、軟件編程)。(2)企業參觀。由企業與學校制定具體的參觀實習計劃,進行為期一周時間的參觀學習。在企業現場,工程師給學生介紹企業情況,熟悉企業發展歷史、產品類型、車間布置、加工工藝與設備、生產管理、企業文化等,為學生了解企業項目設計背景打下良好的基礎。(3)液壓機設計。將學生分配2人一組,要求分別設計YH32系列液壓機上橫梁、下橫梁、滑塊、主油缸、頂出缸中的一種結構的尺寸參數,并校核強度,或設計液壓機電氣控制結構,滿足設計技術參數要求。同時,運用3D-CAD軟件繪制結構圖,編寫項目設計說明書。學校教師指導4~8個學生,全面負責學生的項目設計內容與設計說明書撰寫格式;企業工程師參與指導學生的設計過程,解答學生的疑問。最終,由5名教師和1名企業工程師組成答辯小組,要求學生進行項目設計答辯,并給予設計評語、成績。結果表明,通過企業實踐和項目訓練,學生的工程項目設計能力明顯提高,取得了良好的教學效果,部分學生作品如圖1、2所示。同時,部分學生的素質受到就業企業的高度贊賞。
四、結論
通過企業實踐和項目訓練,學生能針對性地學習與企業產品有關的課程知識、行業發展前沿技術和規范。在此基礎上,在企業工程師與學校教師共同指導下,設計企業具體產品,熟悉企業產品設計流程與規范要求,獲得工程師素質的訓練,能達到國家卓越工程師培養計劃的要求,使學生具備機械產品設計方法、機械加工工藝與團隊協作精神等實踐綜合能力和良好的工程師職業素養。
參考文獻:
[1]孫愛軍,曲曉海,魯曉紅.工程訓練項目教學法的探索[J].現代教育科學,2010,(51):57-58.
[2]張巨香,荊琴,陳牧,等.深化基于項目的綜合訓練 提高學生的綜合素質[J].機械管理開發,2011,(6):166-168.
[3]張淑麗,劉勝輝,張宏國.軟件工程CDIO綜合訓練項目設計與執行研究[J].黑龍江教育,2011,(10):8-9.
關鍵字:煤礦機電設備;自動化技術;實踐
中圖分類號:TD63 文獻標識碼:A
在城市化進程逐漸加快的今天,對煤炭等能源的需求量越來越大。如今,世界上最大的煤炭生產和消費國就是我國,并且未來很長一段時期,我國都將占據主導地位;雖然煤礦產量在不斷的增大,我國煤礦安全生產形勢卻日趨嚴峻。雖然國家在推行煤礦綜采機械化,但在很多的煤礦中,依然在使用那些老舊技術和較為落后的設備,因為沒有較高的自動化程度,操作和監控起來存在著較大的難度,這樣生產效率就會受到影響。因此,在煤礦機電設備中,就需要將自動化技術廣泛推廣應用。
1、煤礦機電設備自動化現狀
1.1發達國家現狀:發達國家的煤炭行業經過幾十年的發展,在較大程度上提高了整體技術水平、安全生產條件和勞動生產率,如今本行業已經有著較高的效率和技術水平,特別是近些年來,在煤炭行業中開始廣泛應用以自動化控制技術為代表的高新技術。在煤礦開采中,將先進的綜合機械化和自動化大型設備給應用了過來,顯著提升了勞動工效。
1.2我國技術現狀:我國在煤炭生產,將多層次技術結構給呈現了出來,大型礦井如今處于綜采發展階段,中小型礦井則處于普通機械化發展階段,一些鄉鎮小型煤礦,甚至還將人工作業生產方式應用過來。相較于發達國家,我國在諸多方面都存在著差距,如大型機械自動化技術的應用、開發和制造等等。
2、自動化技術在煤礦機電設備中的應用
2.1自動化概述:具體來講,自動化指的是沒有人直接參與到機械設備或者生產過程、過程管理中,通過自動檢測、信息傳遞處理以及其他的操作,促使目標得到實現。它作為一門綜合性技術,跨越了多個學科,融合了多項技術,如計算機技術、微電子技術、信息技術以及自動控制技術等。在上個世紀七十年代開始在國外機械上廣泛應用自動化技術,而到了八十年代開始興起微電子技術,在機械制造中開始更加廣泛的應用自動化,特別是在機械上應用 PLC 控制技術、DSP 控制技術、傳感與檢測技術以及信息處理技術等先進技術,對于煤礦機電產品性能的提升,起到了較大程度的推動作用。如今,在國外機械設備中擁有自動化技術為基礎的電子控制系統,已經是較為普遍的事情。
2.2自動化技術在煤礦提升設備中的應用:在如今煤礦生產中,有著最高自動化程度的設備就是礦井提升機,礦井提升設備主要是對煤炭和矸石進行提升,對材料進行下放,對人員和設備進行升降。因為礦井提升工作,是在井筒中,讓提升容器保持一個較高的速度來往復運動,因此,就對提升機提出了更高的要求,保證其可以更加安全可靠的運行。那么煤礦提升設備中的電控系統就發揮著較大的作用,它主要是控制提升機的運行,而自動化技術則是電控系統的核心技術。
如今,全數字化提升機是最為先進的提升設備,全數字化控制系統是它的電控系統,對于控制和調節的功能主要是由具有較高性能的 PLC 可編程控制器來承擔的,并且監控功能和輔助功能也可以得到實現;將分布式控制方式給應用了過來,對獨立的控制器進行設置,各個控制器將總線通訊方式給應用過來。
2.3自動化技術在煤礦采掘設備中的應用:煤礦有著十分惡劣的井下環境和較為復雜的地質條件,在實踐中,需要將瓦斯、煤塵以及地下水等因素給充分納入考慮范圍,如果有些問題出現,就很容易導致安全事故的發生。煤礦工人在井下作業的過程中,安全風險較大,因為人力資源是有限的,就會對工作效率造成影響,產需矛盾得到加大。因此,通常將各種大型采掘設備應用到現代化礦井采掘工作面,促使綜采自動化得到實現。在煤礦采掘設備中應用先進的自動化技術,非常重要的一個典型就是變頻電牽引采煤機,如平煤股份某礦 7LS07 型采煤機,采煤機司機可以用雙向遙控器以無線模式來控制采煤機,可以使用一個或兩個遙控器操作采煤機。一旦完成了教學過程,遙控器和采煤機之間就建立了無線連接。
2.4自動化技術在煤礦監測監控設備中的應用:因為煤炭行業的危險性較高,那么就需要全方位立體實時監控它的生產過程?,F代化礦井構建了監測監控網絡,包括諸多的子系統,如安全監測、工業電視、電網監控等,可以實時監測監控礦井各部分。監測監控系統借助于自動通訊技術,可以實時顯示地理信息,查詢井下情況;結合井下的實際地理情況,對井下人員在坑道中的實時動態分布圖進行制作,這樣就可以生動形象的展示井下情況,調度起來更加的方便??梢宰詣涌记诰聠T工,人力資源管理質量得到提升。
結語:通過上文的敘述分析我們可以得知,在煤礦生產中,各個生產子系統的安全運行會直接受到煤礦機電設備自動化程度的影響,在現代化礦井中機電設備方面,非常重要的一個組成部分就是運用自動化技術設計的自動控制系統,同時,在對煤礦現代機械水平進行評價時,非常重要的標準就是機電設備的自動化程度。在時代飛速發展的過程中,在煤礦機電設備中將會更加廣泛的應用自動化技術,將會發揮著更大的作用。
參考文獻:
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[3] 郭強.淺析故障診斷技術在礦山機電設備維修中的運用[J]. 機械管理開發. 2014(05)
關鍵詞:機械設計制造;自動化;發展趨勢
1機械制造及其自動化的定義科學技術
機械自動化的定義是在1971年產生并在機械領域得到了廣泛的應用?!皺C械工程師協會1984年對其定義為:“計算機信息網絡的協調和控制,完成包括機械力、運動和機械能量流動力和(或)機電組件系統互聯”。
機械設計制造及其自動化是機械技術和電子技術為主體,多門技術學科相互滲透、相互結合的產物,是正在發展和逐漸完善的一門新興的邊緣學科,機械自動化使機械工業的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電器化”邁入了以“機械自動化”為特征的發展階段。
它的發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科,隨著生產和科學技術的發展,還將不斷被賦予新的內容。但其最基本的特征可概括為:機械自動化的設計制造是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感檢測技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術,根據系統功能目標和優化組織結構目標,在多功能、高質量、高可靠性,低能耗的意義上實現特定功能價值并使整個系統最優化的系統工程技術。
需要強調的是,機械自動化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合性技術,而不是機械技術,以及其他新技術的簡單組合、拼湊,這就是現代機械與機械電氣化在概念上的根本區別?,F代機械設計制造出的產品,不僅是人和手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的延伸,具有智能化的特征是現代機械自動化和傳統的機械在功能上的本質區別。
2機械設計制造及其自動化的發展方向
我國從20世紀80年代初才開始這方面的工作研究和應用,研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作,并取得了一定的成果。但與日本等先進國家相比,仍有相當差距。任何一門科學都是由基礎理論、技術和工程系統組成的完善體系。機械自動化在技術和工程系統方面已有很大的發展,但基礎理論方面尚在發展中,還很不完備,所以今后的發展方向是:
2.1機電一體化
機電一體化是機械自動化的發展和擴展,傳統的只對機電設備的集成產品,是機械工業發展的唯一出路。
2.2自動智能化
智能機械自動化技術的發展在21世紀是一個重要的發展方向?!爸悄堋笔菍C器行為的描述,它基本在理論控制的基礎上,學習人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和多種動力學的新觀念,新方法,如混合動力學,效仿人類智能,使其具備判斷推理、邏輯思維、自主決策的能力,以確保我們更高的控制目標。
2.3模塊化
模塊化是一個非常重要而且又非常巨大的工程。由于機械自動化產品和制造商非常多。研究和開發標準的機械接口、電氣接口、動力、環境界面接口是的機械自動化產品部門成為一個非常復雜的單元。通過模塊化這種方式,就可以開發出具有統一標準的機械產品,于此同時也可以擴大產品的生產規模。
2.4計算機網絡的發展
隨著科技的快速發展,互聯網給全世界帶來了翻天覆地的變化,尤其是計算機編程的發明,以及編程技術應用在機械生產設備上的應用更是給機械領域帶來了質的飛躍。各互聯網的全球經濟模式的開啟、全球的機械生產組合成一體,全球化的企業之間的利益沖突,讓企業明白自身具有競爭性的重要性?;ヂ摼W的普及,使得網絡的功能在逐漸的運用到機械生產中去,如遠程監控和網絡檢測技術等設備終端的發明。以生產方式改變的方式讓局域網絡技術已經成為了一種趨勢。我們可以將互聯網廣泛運用到各個領域,如家庭網絡運用到各種電器上,通過遠程控制電器的運行,這樣的技術應用使得人類從中獲取便捷的同時,更為生活帶來了無盡的樂趣。正因為如此,互聯網計算機技術在機械領域的發展成為了全世界的共識和產品的發展方向。
2.5產品體積的縮小化
20世紀80年代末,“微電子機械系統在國外被定義。微機械自動化系統,指的是幾何尺寸不超過1立方厘米的機械自動化一體的產品”,與此同時也在向微納米尺度發展。微機械自動化產品體積小,能源消耗少,并且具備足夠的靈活性,在生物醫學、軍事、信息等方面具有不可或缺的優勢。
2.6資源節約,綠色環保
我們不得不承認人類生活的變化離不開機械設計制造及其自動化技術的發展。但是我們在工業發展上卻具有兩面性。一方面,資源眾多,生活質量得到提升:而另一方面,隨著資源的減少,我們的生活環境、我們的生態系統也受到了嚴重的破壞,在這樣的現狀下,人類開始意識到保護環境、保護生態的重要性。我們將這種呼聲歸結到綠色產品這一概念,具有綠色理念的機械自動化產品,是未來的發展趨勢。
3結論
近年來,我國政府加大了對機械自動化建設的投入,也培養了很多符合標準的專業人才,這有利于中國的發展和國民財富的有效積累,無論是在相關企業的管理模式還是在生產技術上都會得到很大的提升,并且起著非常關鍵的作用。
通過對機械設計制造及其自動化發展趨勢的研究,深刻了解了機械制造及其自動化對國家,甚至對全人類的發展起到的至關重要的作用,機械技術的發展非一朝一夕,在今后的發展道路,和學習道路上,在吸取前輩留下來的技術財富,設計思想的同時,更應在注重資源環境的同時大膽創新,堅持機械設計制造是造福人類的技術,努力的解決好生產力與環境的相互協調,使機械設計能夠得以快速和健康的延續和發展。
參 考 文 獻
[1]劉武發,劉德平.《機電一體化設計基礎》.北京化學工業出版社,2017.5
[2]楊世明騰獻銀趙鎮宏段巍《機械設計》.電子工業出版社出版,2017.3
[3]張建民等.機電一體化系統設計.北京:高等教育出版社,2011.
[4]趙松年,張奇鵬.機電一體化機械系統設計.北京:機械工業出版社,2015.
關鍵字:企業;電能管理自動化系統;設計與實現
中圖分類號:TM73 文獻標識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1003-6970.2013.06.010
本文著錄格式:[1]溫鐵鎖.企業電能管理自動化系統的設計與實現研究[J].軟件,2013,34(6):29-30
0 引言
如何打破過去的種種限制,綜合運用電子、計算機、通信等多種高新技術,實現企業電力管理的自動化已經成為時代背景下的一個重要課題,同時它也作為企業發展的重大推動力量受到企業的全面重視。有關企業電能管理自動化系統的設計與實現研究本文將做具體講述。
1 企業電能管理自動化系統及其主要功能
如圖一所示,企業電能管理自動化系統以由UPS、服務器、管理主機和打印機組成的主站管理層為主機,以工業以太網交換機為傳遞通道,把由智能通信管理機等組成的現場設備層三個部分組成。它的主要工作原理是主站管理層通過以太網交換機對現場設備的運轉情況以及其他的一些狀況進行實時監控,一旦發現問題通過主站的管理主機做相應的操作,使矛盾問題快速解決的目標得以實現。電能管理自動化系統在企業中發揮著重要的功能,具體來講包括以下幾方面的內容:實時監測,遠程保護的功能;數據采集與分析,與報表打印的功能;系統設置,降低企業能耗的功能。
2 電能管理自動化系統應用于企業的重大現實意義
所謂電能管理自動化系統就是在企業的用電、供電系統中采用先進的技術所進行的自動控閘、自動抄錄、遠程控制等電能管理活動。把它應用于企業的管理活動中對提高企業的工作效率、降低能源消耗等方面有重要的意義,具體包括以下幾個方面:
2.1減少電能消耗的費用,降低企業的生產成本
一些高速運轉的機器往往常年處于工作狀態,除了正常的工作之外很大一部分的時間都是在耗費大量電能基礎上的無效運作。電能管理自動化系統應用于企業可以通過高新技術對企業的每一個用電環節進行控制,當機器不需要運轉的時候可以適時的進行斷電或者減速操作,從而實現節約電能耗費的目的,降低企業的生產成本。
2.2 電能自動管理代替簡單的人力管理,提高了工作效率
傳統的企業電力管理中主要采用“人管”的方式,隨著企業的不斷發展以及各種用電設備的推廣普及,單純的人工管理已經不能適應企業的發展需要,因此進行電能的自動化管理有重要意義。而在自動化系統中只需要使用計算機進行遠程操控查找就可以了,極大地提高了企業工作效率,推動企業又好又快的發展。
2.3 順應時展潮流,實現企業的科學發展
所謂科學發展也就是要實現企業的綠色發展、持續性發展,這就為電能管理自動化系統的運用提供了新的契機。然而,目前人工管理和紙質記錄仍是我國企業的電力管理中的主流的管理方式,隨著社會的進步這種方式顯然已經不適應時展的潮流了。
3 電能管理系統自動化的設計與實現技術
3.1 電能智能管理系統中數據庫的設計
數據庫作為一個的數據信息的查詢軟件,具有強大的功能,在電能管理自動化系統的設計與實現過程中對數據庫的設計主要使用SQL Server2000這一數據庫語言。通過數據庫語言的優化設計、數據庫表的相對完善以及相關邏輯的整合等多種手段,實現數據庫的完善,這一過程主要運用了ADO Data空間實現了日常操作中的數據刪除、數據查詢和增添數據等。
3.2 電能智能管理系統中有關智能通信的設計
由圖一所示智能通信系統由TCP或者IP協議、RS-485通訊線路、以太網絡以及各種計算機設備組成,在工作狀態下智能通信的信息輸送的過程可以概括為:收集各方面的數據信息—把數據整理成數據包—加入TCP并發送—以太網、RS-485傳輸—接收。對于智能通訊技術的設計要綜合運用多種手段,具體來講包括TCP協議的通信機制和相關的格式設計、對Timer等控件的相關控制、以及DLL技術在RS-485設計中的應用。
3.3 電能智能管理系統中系統界面的設計
電能智能管理系統的設計過程中大都把Visual Basic6.0做為系統界面設計的設計語言,它是一種具有可視性能夠看得到摸得著的設計方法,因此界面設計人員只需要簡單的操作就可以完成任務了。這種設計方法既適應了時展的潮流又和人類的思維習慣相吻合,易于接受和推廣;另一方面通過Viaual Basic設計語言的運用,極大的提高了系統軟件維護、開發等的相關工作。系統界面的設定減輕了操作人員的操作負擔,在有工作需要的時候點擊頁面就可以完成操作目的,實現了人工作業的清晰化和便捷化。
4 總結
電能被廣泛應用于人們的生活、工作和學習中,尤其對一些大型的企業生產有重要作用。面對企業節能減排、科學發展的大潮,把電能管理自動化系統應用于企業管理之中在降低企業的生產成本、減少能源浪費等方面有重要作用。這一技術在國外已得到比較廣泛的普及,在我國的企業生產中也必將擁有非常廣闊的發展前景。
參考文獻
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【關鍵詞】 綜合實訓 知識與技能 實訓設備 實訓項目
一、引言
實訓教學是職業院校實踐教學環節中一個重要組成部分,為理論教學所不能替代。實訓教學對學生素質及能力培養具有極其重要的作用,是學生高質量的重要保證。
電氣自動化技術綜合實訓作為綜合性實訓,所要培養學生的知識與技能是比較全面和系統的,然而所涉及的可編程控制器(PLC)、變頻器、步進電機、傳感器、觸摸屏、氣動、液壓控制等重要技術幾乎沒有實訓設備與之相匹配,實訓課題單一受限。由于綜合實訓教學設備的短缺,實訓教學很難落實到實處,直接影響了人才的培養質量。為解決綜合實訓教學存在的問題,本文通過詳細分析電氣自動化技術綜合實訓所涵蓋的的知識與技能,介紹了滿足綜合實訓、可操作性強的實訓裝置與實訓項目,以調高綜合實訓教學質量。
二、目前電氣自動化技術綜合實訓常用的實訓設備
目前,電氣自動化技術綜合實訓常用的訓練設備是以PLC為核心的編程訓練臺和仿真生產線簡易實訓平臺。但是,這些設備在教學中還存在一些問題。
2.1仿真設備設計簡單、可操作性差
很多仿真設備中,所有輸入器件都用按鈕代替,所有的輸出器件都用指示燈代替,而且設計簡單,操作單一,與真實生產設備差距過大。由于這些仿真實訓設備的可視性和可操作性差,所以培養的學生缺乏實際生產技能,不能滿足社會需求。
2.2實訓項目單一、涉及領域狹窄
目前使用的實訓教學設備,通常是根據某一自動控制系統,在滿足基本教學要求下而仿制的。由于設備的針對性強,使得所涉及的技術領域狹窄,存在著配套實訓項目單一的局限。比如一只機械手,它的基本功能就是抓緊、松開和旋轉。因此,決定了所用電器類型有限,執行機構單一,控制方式固定,沒有涉及更寬泛的技術如觸摸屏技術、變頻調速技術、氣動控制技術以及組態監控技術等,不能幫助學生從更廣泛的意義了解和認識工業自動化。
2.3實際操作范圍有限
目前使用的實訓教學設備,一般結構固定,選用的電器類型固定、接線固定,不允許學生隨意拆卸或組合,否則設備將無法正常工作。這樣,學生在實訓時不能真正動手操作,影響技能的提高。
因此,現有實訓設備滿足不了綜合實訓的需要,制約了學生的專業發展,影響了學校教學水平的提高。
三、電氣自動化技術綜合實訓包含的知識與技能
電氣自動化技術綜合實訓幾乎涵蓋了前期所學的所有電氣自動化方面的知識和技能,比如,PLC、變頻器、觸摸屏以及三者在步進電機、伺服系統、氣動系統和液壓系統中的應用。本文將按照應用模塊來詳細闡述每個模塊應該掌握的知識和技能,以便合理設置實訓課題。
3.1 PLC應用所需要的知識與技能
PLC的基本邏輯指令和功能指令;PLC控制系統設計的基本原則及一般步驟;接觸器-繼電器電氣控制線路的PLC改造;PLC控制系統線路的安裝、調試。
3.2變頻器應用所需要的知識與技能
變頻器的基本結構及工作原理;變頻器各參數的意義及設置方法;變頻器操作面板的基本操作;變頻器的各種工作模式操作使用方法;變頻器調速控制系統的設計及安裝調試。
3.3液壓與氣動應用所需要的知識與技能
液壓與氣動控制元件的選型、使用、安裝及調試;液壓與氣動控制的原理及系統設計方法;氣動系統圖的繪制及設備氣路的安裝;液壓與氣動控制系統的調試及維護。
3.4人機界面應用所需要的知識與技能
觸摸屏組態軟件的安裝與使用;組態畫面的設計及動畫設置;觸摸屏與PLC的通訊設置和變量的連接;控制系統的人機界面設計與調試。
3.5步進、伺服系統應用的知識與技能
步進電機工作原理;步進電機驅動器工作原理;使用步進驅動器驅動步進電機實操;伺服電機分類及原理;伺服控制器控制原理;使用伺服控制器控制伺服電機實操。
四、建議實訓設備及典型實訓項目
由以上分析可見,電氣自動化技術綜合實訓集繼電-接觸器控制技術、PLC技術、變頻器技術、傳感器技術、電機控制技術、氣動控制技術、觸摸屏技術及計算機組態軟件監控技術于一身。 電氣自動化技術綜合實訓要達到培養高技能人才的教學效果,合理配置實訓設備是非常關鍵的。本文倡導實訓設備模塊化,可實現任意組合,可操作性強,同時開發了典型實訓項目,基本涵蓋了學生所要掌握的知識與技能。
4.1建議實訓設備
1、控制柜。金屬基板國標控制柜(類似于YL-158GA),用于PLC、變頻器、繼電控制線路等的安裝??刂乒窨梢苑殖啥鄠€模塊,每個模塊要求相對獨立,可根據實訓需要或工作任務的不同進行不同的組合、安裝和調試,達到模擬生產和整合學習功能的目標。
圖1 YL-158GA控制柜外觀
2、工作臺。一個鋁合金導軌工作臺(類似于YL-235A)上,集成若干種能夠涵蓋一般工業控制所必需的電氣設備。將它們按照類型或工程上常用的組合方式構成不同的模塊,在考慮控制要求、電磁干擾,操作方便以及一些布線的特殊要求下,將模塊合理地固定在平臺上。平臺通過安全連接插件直接與三相電源相接,并設置必要的保護電路,以保障操作者和設備的安全。
3、控制套件。上述工作臺上所配置的控制套件,主要包括以下模塊:PLC模塊、變頻器模塊、傳感器檢測模塊、繼電-接觸器控制模塊、電機(伺服電機、步進電機)及控制模塊、觸摸屏、傳送帶模塊、氣動單元模塊、電源模塊等。
4、執行器。上述工作臺上所配置的執行器,主要包括:基于傳送帶的分揀系統(電氣、氣動各一套)、機械手搬運站(電氣、氣動和液壓各一套)、工業機器人搬運站、加工站1(伺服或步進驅動十字滑臺、Z向主軸高速變頻器驅動)、加工站2(液壓滑臺,主軸變頻驅動)、下料站(盤式旋轉,直線型各一套)、立體倉庫系統。
4.2建議實訓項目
(1)PLC控制系統
① 多種液體自動混合裝置的PLC控制系統設計;② 交通燈的PLC控制系統設計;③ 電鍍生產線的PLC控制系統設計;④ 基于PLC的多層電梯控制系統設計;⑤ 普通機床控制線路的PLC改造。
(2)PLC、變頻器控制系統
① 基于PLC、變頻器的電動機正反向多段速運行控制設計;② 基于PLC、變頻器的工業洗衣機程序控制系統設計;③ 基于PLC的變頻恒壓供水系統設計。
(3)PLC、氣動控制系統(含組態軟件和人機界面)
① 基于PLC的氣動機械手控制系統設計;② 基于PLC的物料分揀控制系統設計。
(4)PLC、液壓控制系統(含組態軟件和人機界面)
① 液壓控制機床滑臺運動的PLC控制;② 基于PLC的挖掘機液壓控制系統設計。
(5)PLC、伺服控制系統(含組態軟件和人機界面)
① 基于PLC的伺服電機-位置模式控制;② 基于PLC的伺服電機-轉矩模式控制。
(6)PLC、步進控制系統(含組態軟件和人機界面)
① 基于PLC與步進電機的小車自動往返控制(開環);② 基于PLC與步進電機的位置閉環控制。
五、結論
電氣自動化技術綜合實訓集繼電-接觸器控制技術、PLC技術、變頻器技術、傳感器技術、電機控制技術、氣動控制技術、觸摸屏技術及計算機組態軟件監控技術于一身,所涵蓋的知識與技能是比較全面和系統的。本文在明確綜合實訓所涵蓋的知識與技能的基礎上,闡述了如何合理選購實訓設備和設置實訓課題。本文倡導實訓設備模塊化,可實現任意組合,可操作性強,同時開發了典型的實訓項目,對提高實訓教學質量,培養高技能人才具有深遠的意義。
參 考 文 獻
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企業的人力資源管理工作是現代企業管理中的一項重要的組成部分,對企業的整體管理水平和經濟效益有著重要的促進和推動作用。對于后危機時代來講,其人力資源的開發和管理是企業應對愈來愈激烈的市場競爭的重要手段,尤其是在以科技的發展和信息化的進步為基礎的全球一體化經濟中,更是發揮著巨大的意義和作用。而企業文化作為企業核心競爭力的重要所在,對企業的人力資源管理有著重要的影響。本文就基于后危機時代的基礎上,通過對企業人力資源管理和文化建設的互動關系進行分析和討論,研究提出其強化措施,以期促進企業的不斷建設和發展。
一、企業文化及人力資源管理的概述
下面就企業的文化建設以及人力資源管理的相關內容進行簡單的概述。
第一,企業文化的含義。企業文化主要指的是企業經過長期的建設和發展,所建立和形成的具有本企業自身特點,能夠被所有公司員工接受、承認和遵循的行為規范、價值觀念、思維模式和團體意識的總和。企業文化是企業在長期的發展過程中建立的一種導向性、系統性的思想文化,在實際的生產經營過程中對員工具有凝聚、約束和激勵等作用。在現代的企業當中,企業文化的建設已經成為企業經營過程中的一項重要的工作內容,建立完善的、符合企業自身發展的文化體系,對企業創造良好的工作思想本文由收集整理氛圍,激勵員工積極性和忠誠度有著重要的意義和作用,能夠凝聚全體員工,使他們對企業形成良好的進取心、忠誠感、責任感和榮譽感。
第二,企業文化的特點。當代企業的思想文化特點重要包括以下幾個方面的內容,即:
導向性。企業文化的導向性主要體現在對員工以及生產經營過程當中起到的引導性作用,它能夠長期的引導員工為實現企業的經營目標而不斷的努力奮斗。
凝聚性。企業文化的凝聚性主要體現在其能夠使員工對企業形成歸屬感、自豪感、責任感和使命感。能夠在企業內部的日?;顒赢斨邢嗷バ刨?、相互團結、相互協助,增強企業的內部凝聚力,形成和諧的企業人際關系和氛圍。
激勵性和規范性。激勵性和規范性主要體現在能夠在日常的生產經營工作當中激勵員工的工作積極性和主動性,凝聚員工的共同奮斗精神和意識,規范員工的工作行為和模式,從而實現企業的生產經營目標。
輻射性。企業文化還具有輻射性的特點,能夠在凝聚內部員工的同時,對企業的外部人員產生一種強烈的感召力和吸引力,在社會當中樹立起企業的良好形象和信譽,從而增強企業的社會競爭力。
約束性。企業文化的約束性主要指的是對員工思想、行為等方面的規范和約束。隨著社會文化和經濟的發展,當代企業在管理工作上日趨復雜,其制定的規章制度不可能對員工的思想行為做到全面的約束,這就要靠企業文化從思想、道德層面對其進行約束。
企業文化也不是只具有正面的特征,它還具有負面的特征。例如,自我保存功能、思考方式平均化等等。這就要求企業在實際的管理工作當中,盡力控制其負面特征的影響,而充分的發揮正面特征的作用,從而最大化的實現企業的發展建設目標。
第三,企業人力資源管理的含義。企業的人力資源管理主要指的是對企業的內部人力資源進行開發、統籌和管理的綜合過程。通常情況下,做好企業人力資源的管理工作需要注意兩個方面的情況:
溝通、激勵。要對企業員工進行科學、合理、有效的思想溝通,合理統籌和分配人員的工作部門和崗位,做到“因人而宜”、“適人適位”。同時,積極地對員工進行工作及生活上的激勵,最大程度的刺激和調動員工的工作創造性和主觀能動性。從而實現對企業相關人力資源的合理、有效的開發和利用,達到最終的企業戰略目標。
素質培訓。做好人力資源管理工作還有一項重要的內容就是對員工進行業務素質培訓,通過運用先進的科學的管理理念和手段,對企業的內部員工進行思想、素質、能力等方面的教育與培訓,積極的統籌和配置人員,以期達到人力資源同企業其他性格生產要素之間的完美配合。
第四,企業人力資源管理的重要性。在后危機時代的背景下,企業人力資源管理的重要性主要體現在以下幾個方面:
隨著經濟的飛速發展以及社會的不斷進步,傳統的生產模式正面臨著十分嚴峻的挑戰:首先,當前的企業的員工在心里和情感等多方面都有著許多的需求,而這些需求不是僅僅依靠工資就能滿足的。人本管理已經成為當代企業管理的重要思想。其次,隨著法制社會的不斷完善以及工會組織的不斷發展,企業不能夠再像原來一樣通過實施高強度的加班來提高生產力,而必須要依靠提高工作效率來提高生產力。最后,也是最重要的一個方面,那就是人力資源能夠直接影響到企業的發展。
與工業經濟相比,在后危機時代的背景下企業不再依靠勞動力單純的體力勞動來增加生產力,在現代企業的人力資源管理中,人的技能、態度以及士氣和知識對企業的作用更加明顯。隨著外部市場的不斷變化,企業的人力資源管理也必須要做出相應的調整。目
轉貼于
前,隨著經濟全球化的加快以及高新技術,特別是網絡信息技術的不斷發展,市場的競爭正變得越來越激烈,消費者的需求也在不斷改變。面對這樣的情況,企業要想獲得更強的競爭力和生存能力,就不能夠單純的依靠投入大量的原料與資金,而是要以客戶的需求作為向導來實施差異化生產,同時還要增加產品的附加值,這才是企業競爭的主要手段。而企業要想達到這個目的,就必須要提高員工的技能和知識,大力的發覺員工的潛力。因此,人力資源管理發展的主要動力就是知識經濟的發展。
二、企業人力資源管理與文化建設的互動關系
在后危機經濟時代的背景下,現代企業的人力資源管理同文化建設的互動關系主要表現在以下的幾個方面。具體包括:
第一,企業文化對人力資源管理的促進作用。企業的人力資源管理的核心思想就是以人為本。它雖然強調的是制度和方法,但其實際管理工作中的差異性主要還是體現在企業文化的差異上。例如,同一種人力資源的管理理念或者模式,在這個企業能夠得到巨大的成功,而在另一個企業則完全行不通,究其原因就是由于不同的企業文化造成的。因而,企業文化是企業人力資源管理能夠順利開展的基礎和前提條件,只有人力資源管理順與企業文化的方向,才能在管理工作中取得預期的效果。
第二,企業的人力資源管理對企業文化的推動作用。每一個企業,無論其行業的不同、規模的大小,都有著自身特有的企業文化。但是,并不是所有的企業文化都能夠在實際的生產經營中得到科學、合理、有效的完善和落實,發揮其應有的意義和作用。而人力資源的管理恰恰就對企業文化的落實起到了推動作用。人力資源管理說到底就是對人進行管理,它的理念、方法和措施都是針對員工展開的,其目的就是提高員工對企業的貢獻值。當在人力資源管理中融入了企業文化的理念和內容,就能潛移默化的改變員工的工作價值觀,使員工感受并接納企業的思想文化,進而自覺的配合企業的管理,并在接納的過程中不斷地將自己的觀念和行為方式向著企業文化的核心方向靠攏,從而滿足自身的歸屬感、認同感和自豪感。
第三,企業文化同企業的人力資源管理是相輔相成的關系。企業文化同企業的人力資源管理之間的關系是統一的、相輔相成的。具體體現在:
關鍵詞:物聯網 輪廓環境 PLC實驗平臺
中圖分類號:TP271 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)04-0000-00
PLC已被稱為現代工業控制的三大支柱之一,應用深度和廣度已經成為一個國家工業先進的重要標志之一,物聯網是近幾年來國內外研究和應用非常熱門的領域,將是下一個推動世界高速發展的“重要生產力”,因此,嘗試將PLC與物聯網相結合體現了新興物聯網針對PLC通訊的需求特性。該項目正是針對這樣一種結合而建設的高校實踐教學平臺,通過“輪廓環境”的建設模擬物聯網中智能窗簾的控制,這是不僅是更繁瑣的物聯網控制的初步探索,具有實際的研究意義更是可以提高實踐教學的一種有益嘗試。
本文設計并實現了結合物聯網的PLC實驗平臺。控制系統以西門子S7-200為硬件平臺
核心,利用傳感器采集現場信號,運用MicroWIN V4.0對控制程序進行軟件編程,體現窗簾與窗門根據室溫相互調節,物物相連的物聯網理念,通過搭建的“輪廓環境”實驗平臺對所設計的控制系統進行調試分析。
1 輪廓環境初步搭建
1.1 輪廓環境的硬件結構
所謂輪廓環境就是利用實驗環境模擬實際環境,用建立輪廓環境的方法進行物聯網控制模擬研究,此方法可以降低研究成本,也便于實驗硬件的拓展。實驗平臺硬件部分用小型電機模擬物聯網家居中的智能窗簾以及智能窗門的執行機構;用觸摸屏模擬物聯網中央控制面板;利用自主研發的模擬環境箱模擬家居環境;將網絡設置分為局域網和互聯網兩個部分,既適合教學實驗平臺的特性,又符合真實場景。
1.2 硬件的選用
1.2.1 控制器
項目控制器選擇的是西門子S7-200系列PLC,其CPU型號為226,由于226不具有模數轉換功能,因此需要擴展模擬輸入輸出模塊EM235,它可以用于采集傳感器輸出的模擬量信號,此外,由于要用觸摸屏控制電機運行,因此需要通過擴展模塊EM277構建PROFIBUS-FMS通訊網絡或者使用CP243-1構建以太通訊網,本項目為了可以遠程控制PLC,兩個網絡均予以選用。
1.2.2 傳感器
作為輪廓環境的底層采集者,該項目中選用九純健JCJ175 系列溫濕度變送器,其具有性能穩定、一致性好、數字信號輸出抗干擾能力強等特點。該溫濕度變送器具有內置蜂鳴器報警及LCD液晶顯示,提供兩路標準模擬信號輸出,電流4~20mA以及電壓0~10V,配有標準485通信接口可以直接配接S7-200PLC或者計算機。
1.2.3 執行電機
執行電機可以選擇直流電機或者交流電機驅動,由于交流電機馬力大但噪音大、不節能其多應用于工程和較重的帷幕,而直流電機體積小、震動輕,較為環保,同時可任意選擇手控、遙控,可在任意位置停住,便于設計窗簾的開合角度可調,因此該項目選擇了兩臺直流電機分別模擬窗簾電機與窗門電機,為了使實驗效果可以看的更加清晰,在電機上綁定葉片模擬窗簾。
1.2.4 中控觸摸屏
由于是構建實驗平臺使用,空間有限所以選擇微型面板TP177micro,其接口開放可以方便的與PLC聯成通訊網絡。此外,內嵌WinCC flexible,可以實現組態控制與監控,在友好界面中可以進行組態編程與數據管理,可以形成各種所需畫面,例如操作畫面、控制畫面等,形象生動。
2 控制程序
2.1 軟件編程
2.1.1 主程序
硬件系統的控制程序分為主控程序與子程序。主程序主要負責控制流程,首先檢測是否啟動,如果啟動了則運行控制算法,其次,檢測是自動控制還是手動控制,第三,進行數據處理,將溫度測量電路所得的數字量溫度轉換為實際溫度,主程序設計可以用手動控制也可以用自動控制,如圖1所示。
2.1.2 子程序
子程序主要有短信子程序和溫度PID子程序,其子程序與控制原理如圖2所示。
短信子程序是報警和遠程控制不可或缺的一部分,而PID調節能夠更好的控制房間溫度,利用閉環控制系統將房間溫度進行實時調節和控制。
2.2程序調試
程序調試分為模擬調試和輪廓環境調試,模擬調試時,將外電路斷開利用試驗程序進行排障;輪廓環境調試時注意的是算法溢出,通過加溫加濕對輪廓環境進行調節,查看程序是否符合設計要求。
經過一系列的程序調試后,在自動方式中可以實現室內輪廓環境中物物相連的物聯網體系的自動調節,能夠完成室內溫度高于室外溫度時完成開窗動作,其開窗角度及窗簾升降程度均可由內外溫差決定。
3 結語
該項目進行了PLC在物聯網體系中的嘗試,實現了物與物通過PLC傳遞信息并進行控制的設想,不僅在PLC的實際應用領域中提供了一種新思路,更是應用型轉型中實驗教學的突破性研究。輪廓環境的搭建更加有利于高校進行推廣,在已經投入的兩個輪廓環境系統中,已經取得了良好的教學效果,頗受學生好評。
參考文獻
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收稿日期:2016-03-07
基金項目:
*湖北省教育廳科研計劃項目:B2015270;
關鍵詞:電氣工程 自動化實驗室 研究
1.“遞進式”實驗的內涵與特征
“遞進式”實驗是指從基礎性實驗到綜合性實驗,以及創新性實驗的順序進行實驗。根據電氣工程及其自動化專業的培養目標和要求,通過實驗室結構的調整,將原來單一課程單一實驗室的基礎上,整合成三大模塊,將本專業實驗室分成三個層次:①基礎性實驗,就是把本專業基礎課程對應的實驗室整合到一起,滿足各門課程實驗教學的需要;②綜合式實驗,就是實驗項目不局限于某門單一的課程,通過實驗室結構的整合和調整,將課程相關的實驗室建立在一個綜合性的實驗室,支持開出將幾門課程綜合運用的實驗項目,這既有利于提高學生綜合運用知識的能力,同時為課程設計和畢業設計提供了一個平臺;③創新式實驗,就是根據本專業培養目標的特點,建立起產學研結合的開發性實驗室。創新性實驗是在指導師指導下,在自己的研究領域或老師選定的學科方向,針對某一課題或某一研究方向,進行研究和探索的實驗,是學生參加科學研究、教學科研相結合的一種重要形式。
2.“遞進式”實驗模式的探索與實踐
電氣工程專業實驗室是學院建設較早的實驗室,在多年的教學改革和實踐中,實驗教學一直是學校進行改革的重點。六年來,按照基本原理、基礎應用、綜合實踐、應用設計四個層次來規劃和改善實驗條件;通過整合教學內容、改進教學方法來更新教學觀念;通過強化管理、培養隊伍素質來確保實驗教學的改革。
2.1 整合專業實驗教學設施
圍繞電氣工程及其自動化專業的人才培養目標整合實驗教學內容,學院電氣工程及其自動化專業自升本以來,根據社會人才培養的需要,開設了“電力系統及其自動化”和“工業自動化”兩個專業方向,在實驗室的改革與建設中也依據兩個專業方向的要求整合。將原來按課程開設的實驗項目、課程設計及畢業設計,整合為反映課程體系的基礎實驗、突出應用能力的綜合性實驗及培養創新型人才的設計性實驗和探索研究性科研項目,形成了“基礎性實驗-綜合性實驗-創新性實驗”三個層次遞進的實驗教學體系,強調了學生能力培養的系統性和科學性。在具體運作上,兩個專業方向的基礎課程相同,因此,建立了一個統一的基礎性實驗平臺和專業綜合性實驗平臺,這樣可以同時滿足兩個專業方向實驗教學的需要,起到資源共享的目的。專業方向實驗平臺的建設,是根據本專業開設的兩個專業方向的需要,建立專門的實驗室,電力系統及其自動化專業實驗分室是以發電、配電及其自動化控制為目標的實驗教學基地,工業自動化實驗分室是以工業生產的過程自動化控制為目標的實驗教學基地。
建立兩個相對獨立的實驗室,不僅是目前兩個專業方向和人才培養的需要,也為今后兩個專業方向的發展提供了有利的保障,有利于兩個專業方向今后的發展。
2.2 整合實驗教學內容、改進實驗教學方法
根據學院電氣工程及其自動化專業教學計劃的要求,針對學院原來實驗教學的狀況和存在的問題,科學整合實驗教學內容,并不斷探討和改進實驗教學方法。在教學內容上,徹底改變原來單一課程開設單一實驗的狀況,對教學內容進行“遞進式”的整合。
在教學方法上,改變過去以老師講授和演示為主的教學方法,采取引導和啟發的方式培養學生的操作能力和創新思維。對于基礎性實驗教師作技術指導,對于綜合性、設計性及研究探索性實驗項目建立以學生為主體的教學方法。對于綜合性和創新性實驗,學生需填寫課題項目申請書(課題來源、課題研究目的、具備的實驗條件、擬采取的方法、預期的實驗效果),讓學生多角度、多方位地思考,培養學生進行科學研究的能力,培養學生運用所學知識分析和解決工程實際問題的能力。與此同時,根據學生動手能力的高低進行因材施教,加強過程監控,通過學生自查、教師中期檢查、遞交結題報告并進行結題答辯等形式,加強全部實驗過程的管理,這樣,較好地實現了“遞進式”實驗的預期效果,也適應了不同層次人才培養的需要。
2.3 加強實驗教學管理
電氣工程及其自動化專業“遞進式”實驗教學模式的實施必須有完善的管理體制和管理措施作保證。在具體的實踐中,通過和其他高校實驗教學管理制度的交流和學習,再根據學院的實際情況,制定了一套行之有效的管理制度,建立反映學生實驗能力和創新能力的實驗教學評價體系,對具備條件的實驗室實行開放,實現了“遞進式”實驗教學的有序進行。
2.4 加強師資隊伍建設
師資隊伍建設是實驗室建設的重要因素,是確保實踐教學的前提和條件。近年來,通過引進和培養兩種方法來提高實驗隊伍的素質。對實驗隊伍先從學歷上進行提高,采用派遣教師到工廠企業進行培訓和學習等形式來提高實驗技能,強化隊伍建設。實現了學歷上達標,年齡結構、學員結構及職稱結構合理,實驗技能提升的實驗團隊,使每個指導教師具備輔導兩門實驗課程的能力。此外,學校還將在實驗室工作評優、實驗室建設工作量計算、實驗室工作人員職稱晉級、待遇等方面采取一些穩定隊伍的措施,讓優秀實驗教學人才“引得進,留得住,用得好”。