电气控制系统设计论文范文

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第1篇

【关键词】石英；拉管；电气控制系统

1电气控制系统设计

1.1电气控制系统原理简介

电气控制系统的实质就是它可以按照操作者所需要的方法是机器、内部结构和其它任意的可以改变的因素改变运作方式，从而实现操作者的运作需求。它的基本的工作原理就是通过检测出被输出量的实际数值，然后将它与输入数据进行比较获得之间的差值的过程。通过差值的比较然后进行具体的调控作用进而消除这种差值。从而实现输出值与输入值相对应。电气控制系统主要包括每个部分开关的合、分，开关状态和设备状态报告和报警设置，模拟系统的及时显示。我们可以运用电气的控制运行原理来进行简单的操作，有助于我们细致的分析电信线路，从而有助于准确的排除电路故障。PLC一般情况下由CPU、储存器、输入和输出接口、电源等几个部分构成。比较经典的是西门子的CUP为八路输入和六路输出，它可以实现定量的模拟量的调控，以及不同模块的扩展，尤其是在点位比较少的情况下应用及其广泛。

1.2新型电气控制设备的工作原理

因为采取了合理的系统电气控制系统，合理的解决了原始系统内部现有的各方面的不合理之处，新型的电气掌控装置的热度维持效果更好。精确控制温度的高低，精确掌握数字的精确度，利用智能化电气装置操作设置上位机接口和记录仪器的接口，使用热力感应的升温方式，保温性能比较强，温度控制稳定。一次性整体焊接，速度快，而且节约能源省电，操作简单易上手，受热均匀。新型原理的设备的电气控制设备节约能源程度更高，效率高。在条件相同的工作环境下，仅需要配置1台中频率电源和若干部通用型热感应增温器，达到在不同环境下升温的最终目的。

2炉前变压器

2.1炉前变压器的的功能和工作原理

前变压器不是传统概念下的标准工作设备，它的工作原理就是将输入前是四百伏的电压转化为24伏的电流的性能。以达到加热炉体可以调制为2300摄氏度高温的最终目的。通常被安装在电线杆或者店所内使用，一般情况下可以实现将六～一千伏的电压进行降低到四百伏左右。配电电力变压器是静态的电气控制设备，它可以实现将某个确定的准确地电压值的交流电压（电流）变成和它频率相等的另一种或几组任意的数值不同的电压（电流）的设备。

2.2炉前变压器的设置

非标炉前变设备规格明细如下：调控信号的输入以及输出：4-20mA、0-10mA、,0-5V、0-10V、1-5V、2-10V、PWM等相同信号输入，输入阻抗：120Ω（4-20mA输入方式时）负载额定电压范围：240V、360V、420V、640V、1180V。降温方法：10A~30A自动冷却，50-1200A风能冷却，1000A-3000A风吹冷却、自动冷却。掌控方法：调压移相和过零周波调功一体化技术，可实现平衡电流、平衡电压、平衡电功率等闭环调控以及双闭环三相整流直流电源。

3总结

随着研究的的不断发现和新的进展，石英拉管设备和其他大部分相同类型设备的不同之处在于对系统运行的稳定性提出了很高的要求。普通的石英拉管生产线假设出现了问题，就可以对系统提出暂停运行的工作要求。然后工作人员进行维修和护理，但是如果是属于高端的石英产品出现技术环节的故障和失衡，则有可能导致财产损失，然而石英拉管熔炉设备出现系统上的工作失衡现象，就可能出现坩埚炸裂以及有可能对工作人员的身体健康造成严重的损害。所以石英生产线设备必须具备非常稳定的安全性。石英连熔炉设备与以往间歇式熔炉设备相比，具有明显得进步之处和不同之处，最近几年石英拉管设备的应用一直是国内甚至国外同行业的关注热点。然而目前阶段国内石英行业对石英熔炉设备的研究还处于刚开始时间阶段。研究连熔炉设备一直是石英拉管开发技术的开发重点，在未来石英设备的应用及开发具有较大的实用价值和实践价值。

参考文献

[1]徐利华.热工基础与工业窑炉[M].西安：冶金工业出版社,2006(06).

[2]张美杰，程玉宝.无机非金属材料工业窑炉[M].西安：冶金工业出版社,2006(01).

[3]王学涛,曹玉春,兰泽全.工业窑炉节能技术[M].天津：化学工业出版社,2009(07).

[4]胡国林，陈功备.窑炉砌筑与安装[M].武汉：武汉理工大学出版社,2005(05).

[5]陈金方.玻璃电熔窑炉技术[M].天津：化学工业出版社,2007(08).

[6]张浩运.单晶硅生长用石英坩埚[M].北京：中国建材工业出版社,2007(10).

[7]王玉芬.石英玻璃[M].天津：化学工业出版社,2007(01).

[8]丁富荣.辐射物理[M].北京：北京大学出版社,2004(10).

第2篇

关键词：航空发动机；低涡轴；清洗

中图分类号：V267 文献标识码：A

现代的航空发动机是一个典型的复杂工程技术系统，包含了众多的相关子系统，其工作过程是极其复杂的气动热力传动的过程。在众多的部件中，发动机低涡轴是航空发动机传动系统中的关键部件之一。发动机低涡轴在工作时，其表面会吸附很多杂质，影响其工作性能。在发动机修理过程中，需要对低涡轴进行超声清洗，除去其表面附着的杂质。如果这些杂质不能被彻底的清除，那么航空发动机的安全性能得不到保证。所以，对航空发动机低涡轴进行超声清洗是发动机大修过程中至关重要的一个环节。

低涡轴超声清洗机就是专门由于清洗低涡轴的设备，本文详细介绍了发动机低涡轴超声清洗机控制系统的设计过程及功能。

1 低涡轴超声清洗机总体设计

基于低涡轴超声清洗的工艺要求及超声清洗机机械设计对电气控制系统的要求，低涡轴超声清洗机电气控制系统应具备以下功能：

（1）电气系统应具有漏电保护功能。

（2）清洗机具有对清洗槽及储液槽中清洗液测温、加热及自动控温的功能。

（3）清洗机具有清洗槽中清洗液低位控制功能。

（4）清洗机能够自动设定及控制超声清洗时间。

2 清洗液测温及控温系统设计

2.1 清洗机测温功能设计

工艺要求在进行低涡轴超声清洗时，超声清洗试机清洗槽内的清洗液要一直保持在特定的温度区间内，因此设备要对清洗槽内的清洗液进行温度测量。而且由于储液槽内的清洗液根据需要会向清洗槽内补液，为防止在工作中达不到温度要求的清洗液被补进清洗槽中，影响清洗效果，所以对储液槽内的清洗液进行温度测量也是十分必要的。

铂电阻作为一种精密的温度检测元件被广泛应用于智能仪表和自动控制系统。铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器，由于其测量准确度高、测量范围大、稳定性和复现性好等特点，被广泛用于中温（-200℃～650℃）范围的温度测量中。本试验器采用铂电阻测温方式来测量清洗槽及储液槽内清洗液的温度。

2.2 清洗机控温功能设计

由于低涡轴清洗时需要清洗液温度保持在一定范围内，而在工作过程中，清洗液的温度必然会降低，所以设备需要一套能够自动加热控温的系统。本设备采用温控表来实现温度的显示及自动控制。

现就清洗槽为例，对清洗液的加温，控温过程进行说明。工作前，将温度表的温度上下限设定好。工作时，由于清洗液的温度低于温控表的温度下限，所以温度下限报警触点闭合，加热管开始工作，清洗槽开始加温；当清洗液的温度超过温控表设定的温度下限，温度下限报警触点断开，加热管继续工作，清洗液的温度继续升高；当清洗液的温度超过温控表设定的温度上限，温度上限报警触点断开，加热管停止工作，随着超声清洗工作的进行，清洗液的温度将会降低；当清洗液的温度低于温控表设定的温度下限，温度下限报警触点再次闭合，加热管开始工作，清洗液温度升高，直到清洗液的温度超过温控表设定的温度上限，加热管停止工作。以此往复，清洗槽内的清洗液的温度将一直保持在设定的工作温度范围内。

3 超声控制系统设计

由于低涡轴为空心轴，为了能够使清洗的效果更好，所以超声系统振源分为两部分：超声振板――主要功能是使清洗槽内清洗液超声振动，清洗轴的外表面；超声振动棒――主要功能是使低涡轴内部的清洗液超声振动，清洗轴的内表面。

低涡轴的清洗工艺还要求超声清洗的时间，所以在本设备超声控制系统中采用定时器来设定超声振板及振动棒的工作时间，并且在到达工作时间后，设备自动停止超声振板及振动棒工作，达到精确控制的目的。

4 其它系统设计

4.1 漏电保护系统设计

用于清洗低涡轴的清洗液是导电的液体，加热管、超声振板及振动棒出现漏电现象，那么直接威胁着操作者的生命安全，所以设备在设计中增加漏电保护的功能。设备带有漏电保护功能的空气断路器，加热管、超声振板及振动棒出现漏电现象，漏电保护器将动作，切断该用电器主回路电源，使设备处于安全状态中，保护操作者的人身安全。

4.2 清洗液液位保护系统设计

清洗机工作时，可能出现两种清洗槽“干烧”现象。第一，工作前忘记向清洗槽中添加清洗液时就开始加热，由于清洗槽内没有清洗液造成“干烧”现象；第二，超声清洗工作时间过长，清洗液挥发严重，操作者没有及时发现造成“干烧”现象。这两种情况都会对设备造成严重的损坏，甚至发生火灾等安全事故。为避免这种情况的发生，在清洗槽中增加了液位传感器。当清洗槽中的清洗液超过液位传感器设定的下限值时，液位传感器的常开触点闭合，将这个触点串联在控制回路中，只有这个触电闭合的情况下才可以进行加热的工作。

结语

低涡轴是航空发动机的重要部件，其在发动机修理过程中超声清洗的结果，直接影响着发动机的性能及安全。所以低涡轴超声清洗机是修理航空发动机必不可缺的试验设备。通过对低涡轴的技术资料及工艺文件要求的消化理解，确定设计电气控制系统所需的技术参数，完成试验器的电气控制系统设计。设备具有自动控温、超声计时控制、清洗液液位低位控制、漏电保护等功能。超声清洗机的电气性能完全可以满足低涡轴的超声清洗工艺要求，而且系统还具有性能稳定、操作简单、维护方便、安全性高等特点。

参考文献

[1]杨帆.某型航空发动机滑油系统试验台计算机控制系统设计与实现[D].西安：西北工业大学硕士学位论文，2009.

[2]李博.航空发动机燃滑油散热器热动力性能研究[D].沈阳：东北大学硕士学位论文，2008.

第3篇

[关键词]电工技师论文论文撰写要求

一、电工技师论文的作用及分类

电工技师(高级技师)论文是其在总结研究本职业(工种)领域中的有关技术或业务问题时，表达其工作或研究过程及其成果的综合实用性文章，是维修电工技师从事本职业(工种)的学识、技术能力的基本反映，是科学研究成果和工作经验总结的文字体现，也是个人劳动成果、经验和智慧的升华。技师专业论文是社会实践活动的产物，是撰写者在长期的社会生产实践中不断总结经验，努力学习理论知识，不断追求和探索所取得的研究成果的文字存在形式，撰写技师专业论文是培养人才、选拔人才和保证人才质量的重要途径之一。

按电类技师本身的内容和性质不同，一般电类技师论文分为：专题型、论辩型、综述型和综合型。按电类技师论文具体涉及内容的主要有：维修电气经验总结类、技术革新类、新产品开发类和四新技术推广类。

二、电工技师论文撰写的要求

撰写电工技师专业论文，既是一个艰苦的思考、探究和再学习的过程，又是一种复杂的创造性劳动，需要对工作实践、技术革新和技术改造等做出客观的评价。

1.注意论文的科学性。科学性是指电工技师专业论文的基本观点和内容能够反映事物内在的基本规律。电工技师专业论文的科学性来自对客观事物周密而详实的调查研究，掌握大量丰富而切合实际的材料，使之成为研究论述的基础。

2.注意论文的翔实性。电工技师专业论文要求作者所提出的观点、见解确实是属于自己的。那么，要使自己的观点能够得到普遍的承认，就一定要拿出有说服力的论据来证明自己的观点是正确的。这样，就应该在已掌握的大量材料中选择具有典型性、代表性的关键证据来证明。

3.内容正确、语言简明。撰写技师专业论文应当力求言简意赅，无多余的字句。对论文的内容不要进行艺术性渲染和夸张；切忌不适当地夸大个人在技术革新和技术改造中的贡献；更不能将技术问题的争论引入政治观点。同时，在撰写技师论文时，要注意按照撰写格式进行撰写，并熟练应用。

三、电工技师毕业设计论文的选题

论文的选题必须立足于总结工作成果与实践紧密联系上。在对已获得的大量素材进行分析、归纳和研究的基础上，提出问题，确定写作的基本方向。

1.论文的选题原则：准确恰当、提高创新和可行实用。

(1)准确恰当。论文的选题要提得准确恰当，面向实际，着眼于社会的需要，确实是生产实践中亟需解决的问题。选题一定要与生产实践相结合，与自己的工作领域相结合。

(2)提高创新。创新性原则是指选题要有新颖性、先进性，有所发明，有所发现，以推动本职业(工种)的发展。遵循这一原则，选题时必须注意选择位居本职业(工种)较前沿的并具有普遍意义的课题；选择填补空白的课题；选择补充前人学说的课题；选择突破禁区的课题；选择借他山之石可以攻玉的课题，即借用其他学科的新理论、新技术、新工艺和新材料，从新的角度进行研究、验证或论证来解决本职业(工种)中的老问题或疑难问题的课题。

(3)可行实用。可行实用性原则是指要选择有利于发挥个人的聪明才智，有完成的把握，同时也符合自己的志趣、适合个人能力的论题。

2.论文的选题方法

(1)选择能发挥本人特长的论题。申报电工技师(高级技师)的人员，都具有相当长的本职业(工种)专业工作的经历，在理论与实践的结合上有自己的独到之处和技术特长；而预备技师在学校学习4～5年，理论知识特别是新技术的知识非常充实，但实践经验欠缺。

(2)选择具有突破性的论题。申报电工技师(高级技师)的人员长期工作在第一线，对于生产实践中出现的问题最有发言权。如果敏锐地抓住问题的关键处，加以研究，就能形成应用性极强的专业论文。

(3)选择具有普遍性的论题。所谓具有普遍性的论题是指在生产实践中有广泛的用武之地的课题。例如，用现代电气技术改造机床的电气控制问题、变频技术在中央空调系统的应用问题及电梯的技术改造和维修技术问题等。有些问题看似简单，但实际上有很多需要进一步研究总结的内容，这些都属于具有普遍意义的论题。

3.论文的推荐选题

(1)典型PLC控制系统的设计、安装与调试。机械手的PLC控制系统设计、安装与调试；组合机床PLC控制系统设计、安装与调试；立体车库控制系统设计、安装与调试；材料分拣装置的PLC控制系统设计、安装与调试。(2)典型低压电气柜的设计。两台三相异步电动机动力控制电气柜的设计、安装与调试；变频调速控制柜的设计、安装与调试；总计量配电箱设计、安装与调试。(3)供配电系统的设计。某通用机械厂供配电系统的电气设计、安装与调试；某学校生活区配电系统设计、安装与调试。(4)电子技术应用设计。三相正弦波变频电源的设计、安装与调试；晶闸管串级调速系统的设计、安装与调试。(5)典型单片机控制系统的设计。基于单片机和LCD的电子钟的设计；数字钟的设计与制作等。(6)机床电气控制系统改造。Z3050型摇臂钻床PLC改造；M1432A型万能外圆磨床PLC改造；T68型卧式镗床PLC改造；B2012A型龙门刨床PLC、变频器改造等。(7)楼宇自动化技术及维修。电梯控制线路的安装与维修；无塔供水系统控制线路的安装与维修等。

总之，加强对电工技师毕业论文的指导，可使他们通过论文的写作，在以后的工作岗位上更好地发挥技术带头人的作用，为高层次实践经验和科研成果转化成现实生产力打下坚实的基础。

参考文献: 

[1]王建.国家职业资格证书取证问答[M].机械工业出版社,2006,3. 

[2]机械工业技师考评培训教材编审委员会[M].维修电工技师培训教材.机械工业出版社,2001,3. 

第4篇

关键词:横移绞车;液压系统;改造设计

中图分类号:U615.35 文献标志码:A文章编号:16717953(2009)04001406

The Research and Design of Across-Move Winch Hydraulic System on Dredge Boat

CAO Fu,LI Hao,LUO Chengjun,DENG Kui,WANG Min

(Changjiang Yichang Waterway Engineering Breau Yichang Hubei 443000,China)

Abstract: The function of dredger across-move winch is to dig wide when the dredger finished left to right waver in the construction. It divided into two systems: left and right and distributed in a symmetry position of the head-ship. It called left across-move and right across-move.After the analyses and research of across-move winch electric control system changed into hydraulic system, this text points out the design scheme of hydraulic system. And make certain the system pressure and flux with the basic of hydraulic system elements drawing. Then do some parameter calculation with the hydraulic components and supply the standards of choosing style principle for supplying the reference of hydraulic winch's design and produce, and eliminating the fault when using.

Key words: cross-move winch;hydraulic system;transformation design

绞吸式挖泥船是借助于绞刀和泥泵在水下挖掘泥砂的挖泥船。在挖泥作业中,它利用绞刀将淤泥砂土挖松,同时,泥泵通过吸、排泥管把泥砂和水一道吸入并输送至岸上[1]。它可以对水下作业面进行挖深与平整,或者自水下取土在岸边吹填成新的田地。因此,在建港、开挖航道、扩大陆地与造田等工程中,它是一种常用的工程船舶。

1 课题研究的对象及依据

1.1 原控制方式缺点

笔者所在单位的400 m3/h绞吸式挖泥船始建于上世纪80年代初期,其上装有横移及钢桩绞车共4台,这些绞车的控制方式为DFD-F-D系统[2],在使用过程中,我们发现该控制方式有如下缺点:

1)体积和重量较大;

2)因用电气实现无级调速特性,所以负载特性复杂、庞大;

3)通过改变截止电压达到调速的目的,在起动和变速时均产生冲击,起动频繁,成为造成机械和电气故障的原因;

4)为了达到硬特性并有堵转工作点,采用电压截止负反馈和电流负反馈控制;

5)该控制系统能耗高,噪音大,电气触点多,故障率高;

6)许多元器件已经淘汰,维护不便。

从而导致工效低,成本高,难以适应疏浚行业市场竞争的需要。为改变这种状况,决定对原有的绞车电气控制系统进行技术改造。

1.2 主要研究内容

主要研究内容包括:

1)对现有横移绞车的电气控制系统进行研究,从而选择一种新的合适的控制方式;

2)对选择的传动控制方式进行总体方案设计;

3)横移绞车系统主参数计算及其总体布置;

4)结构设计及元器件选择。

2 方案设计

根据上述分析及其他施工单位的经验,液压绞车具有结构紧凑、重量轻、起动平稳、调速方便和安全可靠等一系列优点,近年来得到了迅速发展[3]。为了适应市场的要求,我局拟对现有400 m3/h绞吸式挖泥船进行下列改造:采取加长绞刀架、增设水下泥泵、用液压横移绞车代替电动横移绞车等措施,以达到增加挖深、增加排距、提高生产效率的目的。

我们计划对《400 m3/h绞吸式挖泥船横移绞车电气控制系统技术改造》项目实施路线进行初步方案设计:取消原来的K-F-D动力及控制系统,用液压马达取代原横移绞车的电动机,辅以可编程控制系统对改进后的液压横移绞车进行方向、速度及拉力等进行操作控制[4]。

液压拖动方式和电力拖动方式的性能比较见表1。

尺寸与重量功率相同时体积约为1/2,重量小1/2。尤其在需要低速高转矩的绞车时,因采用了大转矩马达,绞车的体积和重量都大为减小。体积和重量大,需要大型的减速器。

负荷特性容易实现达到额定的正反转的无级变速。加减速性能好。在停车时也能保持一定的制动力矩。因用以电气实现无级调速的特性,所以较复杂。如采用直流制动方式,则价格昂贵、效率也低。

起动特性起动平稳,变速灵活。在起动和变速时均产生冲击,起动频繁,成为造成机械和电气故障的原因。

操作特性操作简单、灵活,容易实现集中控制和远距离控制自动控制和远距离控制较复杂,价格昂贵。

维护安装时若清理好管路,则具有半永久性,不需经常维修,装卸也容易。电路复杂、接点多而易损坏和磨损,在潮湿的地方,尤其需要加强管理。装卸费时间。

其他管路装配较电气线路难度大些。电气线路的配线方便。

3 横移绞车液压系统设计计算

3.1 设计要求

1)功能要求:

横移绞车产生正转或反转,对横移缆起收放作用。当要使挖泥船向一侧摆动时,收紧该侧的横移缆,放松另一侧的缆绳;反之亦然。施工中使绞吸式挖泥船完成左右摆动的挖宽目的[5]。

2)使用性能要求:

①滚筒负载:滚筒最外层钢丝绳最大拉力180kN;②滚筒速度:滚筒最内层钢丝绳最大收、放线速度24m/min左右,该速度可无级变速;③滚筒恒张力:绞车具有1~18 kN的恒张力功能,可在该范围内任意设定吨位;④滚筒直径:Φ900mm;⑤绞车设计使用的钢丝绳直径:Φ36mm;

3)工况适应性要求:

用于航道疏浚工程施工。

4)宜人性要求:

采用现场操控方式作业。绞车设计装有紧急放缆动力装置;当发动机不能工作时,操作人员可以通过紧急放缆动力装置脱开绞车制动器,利用外负载将缆绳放出[6]。

3.2 横移绞车液压系统主要参数设计计算

3.2.1 载荷的组成和计算

液压系统的主要参数是压力和流量,它们是涉及液压系统,选择液压元件的主要依据,压力决定于外载荷。流量取决于液压执行元件的运动形式、速度和结构尺寸。对于横移绞车,其动力执行元件为液压马达。

1)滚筒工作载荷力矩Tg

由设计参数知:

最大负载为:180KN;

卷筒直径为:Ф900mm。

则液压卷筒的阻力矩为:

Tg=F•R=180×450=81000N•m。

2)滚筒轴颈摩擦力矩Tf

Tf=μG•r=3600 N•m。

式中:G――旋转部件施加于轴颈上的径向力(N);

μ――摩擦系数,参考文献[7]表23.4-1选择μ=0.01;

r――旋转轴的半径,在这里保守估计,取r=200mm。

由于滚筒的转动速度较慢,故惯性力矩Ta忽略不计。

则系统的总力矩为:TW= Tg+Tf=84600 N•m。

已知开式齿轮传动比为:i=6.35;

则液压马达需要的转矩为:TW'= TW/i= 84600/6.35=13322.8 N•m。

计算液压马达载荷转矩T'时,还要考虑液压马达的机械效率ηm(一般ηm=0.90~0.99,这里取ηm=0.95)

T'= TW'/ηm=14024 N•m

本系统拟采用两个马达给一个横移绞车提供动力。

则每个马达需要转矩为:T= T'/2=7012 N•m

3.2.2 初选液压系统工作压力

压力的选择要根据载荷大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等的限制。一般来说,对于固定的尺寸不太受限的设备,压力可以选低一些,行走机械设备压力要选得高一些。

横移液压绞车属于中小型液压机,载荷最大时为启动工况,此时,高压油由两台液压马达提供,具体选择工作压力为Δp=16MPa[7]。

3.2.3 液压马达的排量

液压马达是双向旋转的,其回油直接回油箱,视其出口压力为零,液压马达的排量为:

V=2πTΔp=2×3.14×701216×106=2.752×10-3m3/r=2.752L/r

3.2.4 液压马达所需流量

液压马达所需流量为:qv=Vnm

式中:V――液压马达排量(m3/r);

nm――液压马达的转速(r/s),后面根据选定的具体液压马达计算

3.3 制定基本方案和绘制液压系统图

3.3.1 制定基本方案

1)执行机构的确定

绞车动作主要是收揽、放缆、联合作业三种动作方式,从而完成左横移、右横移、横移联动等动作。液压绞车主要运动形式为转动,选择液压马达。由于系统要求正反转,故选择正反转形式液压马达。

2)各基本回路的确定

左右横移绞车各由两台液压马达经一级齿轮减速传动。在移锚时,可以使用各自的“单独操纵”开关进行收揽或者放缆的操作;在挖泥作业中,则使用“联合操纵”开关进行左向或右向摆动的操纵。此系统采用两级容积式调速及分流调速的恒扭矩驱动特性,对于突发事故,采用了一个应急系统回路,以保证绞车操作的安全性。它包括以下几种回路(如图1):

3.3.2 拟定液压系统图

液压执行元件以及各基本回路确定之后,把它们有机地组合在一起。去掉多余的元件,考虑动作顺序的要求,回路结合处串联单向顺序阀。再加上其它一些辅助元件便构成了下图所示液压系统图2。其对应的电磁铁动作循环方式见表2。

动作举例说明:

收揽――假定需要单独使用右移横移绞车作慢速收进右横移缆车时,则应将其操纵开关右横移-收揽位置,于是电磁线圈31和33励磁,与其相联的插装阀开始工作,油泵开始为负载系统供油,液压油进入横移绞车马达,使按收揽方向驱动绞车,回油则直接接油箱。与此同时,左横移绞车马达与低压的回油连通而呈浮动状态,从而慢慢放缆。

若单独使用左横移绞车作快速收进左缆,其操纵开关左横移-收揽位置,于是电磁线圈30和31励磁,与其相联的插装阀开始工作,油泵开始为负载系统供油,液压油进入横移绞车马达,使按收揽方向驱动绞车,回油则直接接油箱。与此同时,右横移绞车呈浮动状态。

放缆――缆索的放出有主动和被动两种情况,这里只介绍前者。假定使用左横移绞车单独操纵开关使之放出,操纵开关左横移――放揽位置,则电磁线圈29和32励磁。其中29励磁则与之相应的溢流阀恢复其溢流功能,32励磁,与之相应的插装阀工作,于是,系统压力油进入左横移绞车马达,并使之按放缆方向驱动绞车。

联合作业(左向或右向摆动)――在挖泥作业中,使用联合操纵开关,可以使绞车及船首绕定位桩作左向或右向摆动。在右向摆动时,右横移绞车收揽,左缆因其绞车处于浮动状态而被外力拖出去。左向摆动的情形则与此相反。

假定需要绞车作右向摆动,其过程将开始与线圈30、31和34励磁,随后,右移横移绞车进入收揽状态,详细的情况跟前述的右移绞车单独收揽并无区别。此时,左移横移绞车缆绳逐渐被张紧,从而实现联合作业。

应急――液压装置的应急系统如图3所示。应急泵驱动的操作如下:

1)启动辅助柴油机;

2)将液压绞车的操纵开关置于所需的操纵位置;

3)将“应急泵操纵”置于“ON”,线圈S7和S8励磁,S7 励磁,则与之相应的溢流阀恢复其职能,S8励磁则应急支路接通,开始想横移绞车供油,使它按照操纵开关所在的位置运转;

4)应急泵不再使用时,勿忘将其操纵开关置于“OFF”。

3.4 液压元件的选择

3.4.1 液压泵的选择

1)液压泵工作压力的确定:

ppp1+∑Δp=16+1.6=17.6Mpa

式中: p1是液压执行元件的最高工作压力,对于本系统,最高压力为p1=16MPa。

∑Δp是泵到执行元件间总的管路损失,假设能量损失为10%,则,

∑Δp=16×10%=1.6MPa。

考虑其它因素,取液压泵系统压力18MPa。

3.4.2 液压阀及其它液压附件的选择

选择液压阀的主要依据是根据阀的工作压力和通过阀的流量。本系统的工作压力在7MPa左右,所以液压阀均选中高压阀组。所选阀及液压附件的规格型号见表3。

3.4.3 液压马达的选择

在4.3.3中已求得所需液压马达的排量为2.752L/r,正常工作时,输出转矩为7012N•m,系统工作压力为16MPa。

选江苏恒威机械制造有限公司生产的CLJM型液压马达,型号为CLJM-F3.15 。

理论排量为3.142L/r>2.752L/r;

额定转速为100r/min,则由4.3.4,液压马达所需流量为

qv=Vnm=3.142×100=314.2 L/min(符合要求);

额定压力为20MPa>16MPa;

最高转矩为9231N•m>7012N.m。

综上可知,所选液压马达满足设计要求。

3.4.4 油管内径计算

本系统管路较为复杂,取其主要几条管路,按式:d=4qvπv计算,有关参数及计算结果见图2横移绞车液压系统图。

4 结论

归纳起来,液压绞车具有操作容易;能根据负荷的大小进行无级调速;基础费、施工安装费和维修费等都比原来的绞车小;使用范围广等优点。

通过此次对400m3h绞吸式挖泥船横移绞车电气控制系统技术改造研究,用液压控制方式代替原有的电气控制方式,改变了原有的电气控制方式,克服了原系统能耗高,噪音大,电气触点多,故障率高,许多元器件已淘汰,维护困难的缺点。

参考文献

[1] 刘守金.绞吸式挖泥船施工与管理[M].北京:中国水利水电出版社,2005(12).

[2] MikeClifford.卷扬机驱动系统[A].李耀文.液压传递讨论会论文集[C].北京:北京农院出版社,1980,83-142.

[3] Miehael Markey.Single Drum Wineh Design[J].Markey Maehinery Artieles and Specification Data Sheets:chapter 10.

[4] 许国华.斗轮式挖泥船挖掘轨迹控制及综合监控研究[D].杭州:浙江大学,1999.

[5] 李家芳.液压控制斗轮式挖泥船的研究及微机控制液压传动综合试验台的研制[D].杭州:浙江大学,1999.

第5篇

随着科学技术的快速发展，电力行业也有了翻天覆地的变化，作为电力行业的重要技术，电力传动技术也日益成熟和发展了起来，近几年，电力传动系统已经用崭新的面貌呈现在大众眼前，也取得了很好的效果，如今在各式各样的工业场所中都可以看见电力传动系统的身影，本文就从电力传动系统的控制这一问题入手，重点分析一下在电力传动系统中应用控制的意义和具体的应用措施，同时介绍一下控制系统的特点和相关原理。

关键词：电力传动系统, 控制 , 应用措施 , 应用意义

中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：

引言：

随着控制手段的日益更新和控制技术的不断发展，智能控制技术已经逐渐在控制行业中占据主导地位，相应的大量的智能控制软件也逐渐取代了常规的控制软件，像在生活中经常提到的神经网络，模糊控制等都属于智能控制的范畴。由于智能控制的控制效果很好，很适合应用在电力传动系统中，因此有必要研究适合电力系统的更简便，性能更优异的智能控制系统。同时，要想将智能控制这一理念成功的应用在电力传动系统中就必须充分了解智能控制的原理和应用特点，虽然现在已经有了一些应用实例，但是这并不普及，还有许多缺陷。因此，在电力系统中应用智能控制系统仍然是一个很大的挑战。

电气控制对象的特点和要求

电气控制量与热工控制量相比在控制要求及运行过程中有着很多不同点，电气的主要特点表现为:

1. 电气控制系统相对热机设备而言控制信息采集量小、对象少，操作频率低，但强调快速性、准确性;

2. 电气设备保护自动装置要求可靠性高，动作速度快;同时对抗干扰要求较高。

3. 热力系统控制处理信息量大，系统复杂，以过程控制为主;电气控制系统(ECS)主要以数据采集系统和顺序控制为主，联锁保护较多。

因此，机组的电气系统纳入DCS 控制，要求控制系统具有很高的可靠性。除了能实现正常起停和运行操作外，尤其要求能够实现实时显示异常运行和事故状态下的各种数据和状态，并提供相应的操作指导和应急处理措施，保证电气系统自动控制在最安全合理的工况下工作。

电气自动化控制系统的设计

1. 集中监控方式

这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

2. 远程监控方式

远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、，节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如Lonworks 总线，CAN总线等)的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系统监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。

3. 现场总线监控方式

目前，对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0 卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的元件，不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。

电力系统中的智能控制

在电力传动系统中应用智能控制理论已经引起了许多学者的研究兴趣，专家表示通过智能系统的合理应用很可能将电力系统的控制水平提升一个台阶。目前所使用的交直流传动系统的控制手段比较成熟，如矢量控制，闭环控制等都有很好的效果。虽然利用PID控制法可以很容易的完成数学建模进行传统的控制，但是可以发现实际的电力传动系统并不是稳定不变的，电机本身的一些参数要随着其工作状态的改变而不断变化，这就为传统的建模控制带来了很大的困难。智能控制便可以很好的解决这一问题，首先智能控制是采取非线性，变结构的模式来进行工作的，它可以很好的克服电力传动系统的变参数问题，从而在很大程度上提高电力传动系统的鲁棒性。另外值得注意的是将智能控制应用到电力传动系统中时要结合传统的控制理念共同作用，如果完全排斥传统控制方法，生搬硬套的直接应用智能控制不但不能发挥其优势反而会引发一系列问题，因此在引入这一控制手段时要注意继承一些传统的控制理念，做到扬长避短。就拿交流电机为例来说，前面已经说到交流电机以往采取矢量控制和闭环控制，因此在将智能控制引入之一系统中时，应该保留一些矢量控制法和PID控制法，可以将智能能控制作为外环控制，将一些传统的控制手段用做内环做辅助控制，这样新旧相结合的方法可以将智能控制的优势充分的发挥出来，提高系统的工作效率。这主要是因为内环的控制可以帮助外环完成采样工作，提高外环采样频率同时通过内环的控制可以减少外环的控制误差。

探讨电气自动化控制系统的发展趋势

OPC(OIJEforProcess Control)技术的出现，IEC61131 的颁布，以及Microsoft 的Windows平台的广泛应用，使得未来的电气技术的结合，计算机日益发挥着不可替代的作用。IEC61131 已成为了一个国际化的标准，正被各大控制系统厂商广泛采纳。Pc 客户机/服务器体系结构、以太网和Internet 技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT 平台的融和，电子商务的普及将加速着这一过程。Internet／Intranet 技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据，也可以对当前生产过程的动态画面进行监控，在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用，将对未来的自动化产品，如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。

参考文献：

[1]戴汝为,杨一平.一类智能控制和决策支持系统的体系结构[A].1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集（上册）[C] ,1995 年.

[2]费敏锐,陈伯时,郎文鹏.综合智能控制方法概述[A].1995 年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集（上册）[C] ,1 995 年.

第6篇

关键词：建筑电气；设计；

中图分类号：TS958文献标识码： A

首先，它可应用于建筑。智能化建筑的发展必然离不开电气自动化,随着我国国民经济的飞速发展以及数字电子化科技发展,高档智能化建筑无疑已经成为当今建筑界的主要发展方向。自然达到合理利用设备,在资源方面，人力的节省就有了建筑设备的自动化控制系统。智能化建筑内有大量的电子设备与布线系统。这些电子设备及布线系统一般都属耐压等级低,防干扰要求高,是最怕受到雷击的部分。智能建筑多属于一级负荷,应该设计为一级防雷建筑物,组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。

其次，它也可以应用于净化空调设备。净化空调系统控制自动监控装置,可以设计成单个系统的测量、控制系统,也可以设计成以数字计算机控制管理的系统。在温度控制方面，净化空调系统采用DDC控制。装设在回风管的温度传感器所检测的温度送往DX一9100,与设定点比较,用比例加积分、微分运算进行控制,输出相应电压信号,控制加热电动调节阀或冷水电动调节阀的动作,控制回风温度应保持在18-16度之间,从而使得洁净室温度符合GMP要求。在湿度控制方面。装设在同风管内的湿度传感器所检测的湿度,送往控制器与设定湿度比较,用比例加积分运算控制,输出电JK信号,控制蒸汽电动调节阀的动作,控制回风湿度应该保持在45%-65%之间,这样洁净室湿度方能满足GMP要求。

一、建筑电气概述

建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持和改善人民居住或工作的生活环境的电、光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学。它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。

随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对有关供配电、照明、消防、防雷地通信、网络等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。

建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理。

二、建筑电气设计的概念

1.1设计的概念

设计是一个构思表达、再构思表达、反复推敲、不断深入发展和进行评价的过程。基本上可以概括为博览、创意、构思、表达等几个阶段。设计过程从一开始到深入下去，各阶段思维的广度、深度都不同，表达方式、工具也可能是多样化的。表达方式和工具要适应思维的速度，推动思维发展成熟。

1.2服务的对象

设计是为甲方（业主）的功能需要服务的，也是为施工单位的施工需要服务的。在满足国家有关规定的前提下，设计人员应树立服务意识、树立合作观念、树立敬业精神。对建筑电气专业的设计人员而言，妥善处理与各个专业之间的关系是十分重要的事情，在协调上所用的时间甚至可能超过埋头设计的时间。

部分工程（特别是规模较小的工程）不按建设程序办事，私雇资质等级不符合要求的设计人员及施工单位（或个体户）设计或承包工程。由于设计和施工人员技术水平有限，致使一些安装工程达不到规定指标的要求。

三、电气自动化控制系统设计的一般原则和设计思想

（一）设计原则

1、最大限度满足生产机械和工艺对电气控制的要求。生产机械和工艺对电气控制系统的要求是电气设计的依据，这些要求常常以工作循环图、执行原件动作节拍表、检测元件状态表等形式提供，对于有调速要求的场合，还应给出调速技术指标。其他如启动，转向、制动、照明、保护等要求，应根据生产需要充分考虑；2、在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单，经济；3、妥善处理机械与电气的关系。很多生产机械是采用机电结合控制方式来实现控制要求的，要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用维护方便等方面协调处理好二者的关系；4、正确合理地选用电器元件；5、确保使用安全、可靠；6、制造美观、使用维护方便。

（二）设计思想

1、集中监控方式。集中监控方式不但运行维护方便，控制站的防护要求也不高，而且系统设计也很容易。但由于这种方式是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，所以处理器的任务相当繁重，处理速度也会受到一定的影响。由于电气设备全部进入监控，致使主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，这也会造成设备无法操作。这种接线的二次接线比较复杂，查线也不方便，而大大增加了维护量，还存在在查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

2、远程监控方式。远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高和组态灵活等优点。但由于各种现场总线的通讯速度不是很高，使得电厂电气部分通讯量相对又比较大，所以这种方式大都用于小系统监控，而在全厂的电气自动化系统的构建中却不适用。

3、现场总线监控方式。目前，对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，而且已经拥有了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了坚实的基础。现场总线监控方式使系统设计更加具有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样就可根据间隔的情况进行设计。这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，节省了大量控制电缆，节约了很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。此外，各装置的功能相对独立，组态灵活，使整个系统具有可靠性而不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。 转贴于 中国论文下载

四、结束语

近年来我国经济发展迅速，建设项目日益增多。随着人们生活水平的提高，电气安装工程的质量要求也越来越高，它不仅要满足照明、家电用电量、安全用电等需求，更注重其美观、实用、方便的使用效果。这就要求设计师在设计时就要设身处地的为人们的实际生活考虑，力求设计的完美和实用效果。

参考文献

[1]JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范[S].

第7篇

关键词：实训课程；分层次；模块化

作者简介：李自成（1970-），男，四川资阳人，成都理工大学工程技术学院自动化系，副教授。（四川?乐山?614000）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0086-02

电气工程及其自动化专业在电气信息领域起着十分重要的作用，主要研究电能的产生、传输、转换、控制、储存和利用，同时有关电能的转换及使用的控制在该专业所占的地位也日益重要。[1，2]它和人们的日常生活及工业生产联系越来越紧密，因而发展迅速，已经成为高新技术产业的重要组成部分，并成为很多高校的一门重要学科。而成都理工大学工程技术学院在2005年成立了电气工程及其自动化专业，在专业发展过程中注重实践课程体系的建立。为了适应当今社会关于应用型人才的培养要求，加强学生的动手能力和实践技能，突出工程能力和工程素质的培养，结合电气工程及其自动化专业的人才培养方案制订了电气专业工程训练教学计划，形成了科学的电气工程实训课程体系。体系以培养学生在电机及其电力拖动技术、电力电子与电气传动技术、电气控制技术、电力系统自动化技术等方面的工程技能为基本目标，旨在提升学生在电气领域的知识应用水平和综合创新能力，构建起理论知识学习与实际技能训练、单项能力培养与综合素质提升之间的桥梁。

一、课程目标定位

课程体系反映了应用型本科对知识能力方面的要求。应用型本科同一般普通本科的培养体系是平行的，相比具有鲜明的技术应用性特征。[3]在培养规格上，应用本科培养的不是学科型、学术型、研究型人才，而是培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型人才；在培养模式上，应用本科以适应社会需要为目标，以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案，以“应用”为主旨和特征构建课程、教学内容体系，重视学生技术应用能力的培养。基于应用型本科的性质，为了加强对学生实践能力的培养，使学生尽快掌握本专业领域的技能，因此整个体系强调建立一个系统化的实训过程，通过实训，学生应该具备以下技能：

掌握电机和电力拖动技术，熟悉变压器、直流电机、交流电机的结构，通过实训熟悉电机运行原理和调速原理。

掌握电力电子与电气传动技术，熟悉各种电力电子器件的应用，能正确使用变频器，并能初步进行电机调速电路的设计和调试。

掌握电力系统自动化技术，通过实训熟悉继电保护基本原理，利用MATLAB进行潮流计算，并能进行初步的短路分析。

熟练掌握工厂电气控制、电气设计软件等开发平台和应用技术，能够进行系统控制程序设计或者利用软件进行电路的设计。

掌握电气系统或者控制程序的调试方法，能通过实际操作较好地判断出电气系统或者控制程序的缺陷，并进行改进。

为了节约成本，加快开发过程，能够用仿真软件对电路进行仿真，熟练使用各种仿真软件，包括Protel DXP等。

能熟练使用各种检测工具，具备对低压电器的认知和感性认识，熟悉每种低压电气的正确用法，能进行初步的设计，选择出满足要求的电器。

二、课程体系的构成原则

实训基于各课程各章节内容或者课程之间联系，以实训项目为主体和载体，以程序或者电路系统设计作为驱动，实现知识、技术、能力和素质的全面提高。以实训课程体系作为实训目标的基础，制订完善的实训计划体系，同时坚持了以下原则：

以就业实际需求为导向，以能力培养为核心，以学生适应就业岗位为目标，以岗位技能为重点，兼顾长远发展。

注重知识、技术、能力、素质的协调发展，使学生通过实训既巩固了所学的知识和技术又提高了应用知识、技术的能力，使素质得到升华。

以实践能力和工程训练为重点，突出技术应用能力培养，强调在应用中创新，通过解决问题综合运用所学的知识。

课程体系体现了开放性、灵活性，及时反映了新能源技术的发展以及新技术的应用。

课程体系与人才培养方案的课程体系衔接，分别针对电气技术、电力系统自动化、电力电子等方向设立实训课程。

三、分层次模块化实训教学体系的设立

电气工程及其自动化专业主要是研究电能应用的专业。近几十年来，有关电能的转换、控制在该专业所占的地位日益重要，专业名称中的“及其自动化”反映了科学技术的这种发展和变化。电气工程及其自动化专业的专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制三个部分。[4，5]因此实训课程的设立也应该反映这些专业范围。首先，电工理论是电气工程的基础，主要包括电路理论和电磁场理论。这些理论是物理学中电学和磁学的发展、延伸。而电子技术、计算机硬件技术等可以看成是由电工理论的不断发展而诞生，电工理论是它们的重要基础。电气装备制造主要包括发电机、电动机、变压器等电机设备的制造，也包括开关、用电设备等电器与电气设备的制造，还包括电力电子设备的制造、各种电气控制装置、电子控制装置的制造以及电工材料、电气绝缘等内容。电气装备的应用则是指上述设备和装置的应用。电力系统主要指电力网的运行和控制、电气自动化等内容。制造和运行不可能截然分开，电气设备在制造时必须考虑其运行，如电力系统由各种电气设备组成，其良好的运行必然要依靠良好的设备。

针对专业范围，电气工程及其自动化专业工程训练在学院工程训练中心进行。训练内容划分为工程认知训练、专业技能训练和综合创新训练三个层次。由于我院从专业建立初期就注重实验室的建设。目前训练条件优良，已建有电气技术实训室、电机及拖动实验室、电力自动化及继电保护实验室、电力电子及传动控制实验室等专业实验室。同时，学院工程训练中心为进一步提升学生在电气工程领域的综合创新能力，建设了数控加工中心、基于先进控制技术的运动控制实验室和柔性制造中心，突出真实的工业应用环境，突出强化学生在系统分析、系统设计、系统开发等方面的工程训练，有利于高水平应用型人才的培养。

我院电气工程及其自动化专业课程体系设立了三个方向：电气技术方向、电力电子技术方向、电力系统及其自动化。针对不同方向和实训层次设立不同的课程。如图1所示。

首先，工程认知训练是电气工程及其自动化专业整个教学过程中一个重要的实践性环节。该环节包括生产实习等内容，使学生在生产实际或者科研中验证从课本上学到的理论知识，加深对知识的理解和认识，从而巩固所学知识并体会知识的应用价值；培养学生综合运用所学的理论知识去观察、解释并进一步尝试解决生产实际或者科研过程中发生的问题，提高分析问题与解决问题的能力；使学生了解企业的生产工序、工艺流程、管理制度，从而获得与本专业有关的实际生产知识，并扩大专业知识面；培养学生从事技术专题调查、搜集资料和进行研究的能力，并为即将进行的毕业设计和论文打下良好的基础。其后是专业技能训练，针对专业应用领域设置模块，包括电机、电力电子技术、电力系统自动化、电气传动自动控制系统、PLC、电气CAD等。而学生专业技能是一个复杂的技能系统，诸多技能之间既相互关联又相互影响，其训练途径及实施办法亦多种多样，同时必须具备整体性、科学性和互动性。因此，专业技能训练方案的制订，内容上密切结合学科和紧扣本专业的培养目标，与专业培养方案一致，注重能力的提高和知识的应用，注重开放性和拓展学生的思维空间构建与理论教学相辅相成、以能力培养为主线的技能训练方案，为专业培养方案的贯彻执行服务，以适应教育教学改革发展的需要，全面提高人才培养质量。最后是综合创新训练，为实现个性化培养提供先进的创新设计、制作的环境与条件。通过综合创新训练为学生创造一个能培养兴趣、产生好奇心的环境，使他们在这里自己动手创新制作、激发创造力。以创新思维和创新制作能力的训练为核心，充分发挥学生的自主能力和综合运用所学知识的能力，培养更多高素质、复合型、应用型人才。综合创新训练不但能够培养学生的综合素质，增强学生的工程实践能力，而且还有助于培养学生的创新精神和创新思维，起着其他课程不能替代的作用。

整个课程体系对应于工程素质训练、金工实习、电机及拖动技术实训、控制理论和控制系统实训、PLC与变频器应用技术实训、单片机技术工程训练、CAD实训、电力系统自动化实训、电力电子与电气传动实训、自控系统综合实习、调速系统综合设计、供配电系统综合设计等实训。同时为了突出应用型本科的特点，增加了“Protel DXP实用教程”和“电气工程CAD”与实训环节联系紧密的课程。实训课内容如表1所示。

通过该课程体系使学生能够初步了解机电工程的基本研究领域，具备电气基本操作技能，掌握电机及拖动系统的类型、组成和控制方法，掌握控制理论及自动控制系统的组成，具备对一般机电控制系统的安装、分析和维护技能，掌握常用电力电子器件的特性，并能根据要求设计出实用电路，掌握可编程控制器和变频器的使用方法，具有一定的电气控制系统开发能力，在本专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力，具有较强的工作适应能力。

四、结论

电气工程及其自动化专业自2005年在成都理工大学成立以来，针对本学校学生的入学基础和就业的实际情况对实践方面的教学课程体系不断调整，增加了“Protel DXP实用教程”和“电气工程CAD”与实训环节联系紧密的课程，增加了综合创新训练课程，已经形成了完整、科学的实训体系。从目前的实际运行情况来看，通过实训，学生的就业率得到提高，同时学生到企业后熟悉岗位的时间缩短，得到了用人单位的好评。

参考文献：

[1]贾文超.电气工程导论[M].西安:电子科技大学出版社,2007.

[2]范瑜.电气工程概论(第1版)[M].北京:高等教育出版社,2012.

[3]钱国英,徐立清,应雄.高等教育转型与应用型本科人才培养[M].杭州:浙江大学出版社,2007.

第8篇

关键词：组合机床 液压传动 工况分析 液压泵站

引言

组合机床是一种工序集中的高效率专用机床，它具有加工范围较广、自动化程度较高，经济性好等优点，故在机械制造业的成批和大量生产中得到普遍应用。S195柴油机在生产中应用广泛，镗孔是其机体加工中最重要的工序，故提供高精度的组合机床对提高S195柴油机生产效率有重要作用。液压传动装置是本组合机床的动力源，液压传动技术是在在工业生产中应用相当广泛的一种传动技术，液压技术发展到今天已经成为一门重要的自动化技术，是衡量一个国家工业化水平的重要标志。

1液压技术的发展及S195柴油机镗孔组合机床液压系统概述

1.1液压技术在国内外的发展趋势

近年来，国外、国内液压技术由于广泛应用了高新技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。主要的发展趋势将集中在以下几个方面：1.减少能耗，充分利用能量 2.主动维护和故障预测 3.机电一体化。液压技术作为便捷和廉价的自动化技术，有着良好的前景。其产品不仅在机电、轻纺、家电等传统领域有着很大的市场，且在新兴的产业如信息技术产业、生物制品业、微纳精细加工等领域都有广阔的发展空间。

1.2 S195柴油机组合机床液压传动系统

组合机床液压传动系统的结构这样布置：其动力箱安装在滑台上，动力箱上的电动机带动刀具实现运动。滑台采用液压驱动，完成刀具的进给运动，根据不同的加工需要可实现多种进给工作循环。

一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件（如液压缸和液压马达）的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。 控制元件（即各种液压阀）在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为溢流阀（安全阀）、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质。

2液压系统的设计过程概述

2.1明确液压系统设计要求

明确液压系统设计要求，明确主机的工艺、结构、工作情况及技术特性，从而确定哪些机构需要采用液压传动，所需执行元件的形式和数量，对执行元件的工作范围、尺寸、重量和安装等到有何限制。明确各执行元件的动作顺序或自动工作循环的周期。明确主机对液压系统的性能要求及系统的工作环境。

2.2对所加工零件进行工艺分析

2.3液压系统设计步骤

1.工况分析，确定液压系统主要参数的基本依据，包括液压执行元件的动力分析（负载循环图）和运动分析（运动循环图）。2.确定主要参数，编制液压执行元件工况图，其参数包括压力、流量和功率。3.拟定液压系统图，主要包括两项内容：一是通过分析对比选择合适的液压回路；二是把选出的液压回路拼搭组合成完整的液压系统。4.选择和设计液压元件，在满足性能要求的前提下，应尽量选用现有的标准液压元件。5.验算液压系统技术性能，作也评价和判断。验算内容一般包括：系统压力损失，系统效率，系统发热与温升，液压冲击等。6.设计电气控制系统7.确定液压装置的结构形式和元件配置方式，包括动力源，控制，调节装置等，分为集中配置和分散配置两种结构形式。8.绘制正式工作图，编制技术文件。正式工件图包括液压系统原理图，各种装配图（管路装配图、非通用泵站装配图、电气控制系统图）和各种非标准液压元、辅件装配图和零件图等。9.液压系统的安装调试。

3液压泵站的简介

液压泵站是液压系统的动力源，它向系统提供一定压力、流量和清洁度的工作介质，是液压系统的重要组成部分。液压泵站适用于主机与液压装置可分义的各种液压机械上。

泵组布置在油箱之上的上置式液压泵站，当电机采用立式安装，液压泵置于油箱内时，称炎立式液压泵站；当电机采用卧式安装，液压泵置于油箱之上时，称为卧式液压泵站。上置式液压泵站占地小，结构紧凑，液压泵置于油箱内的立式安装噪声低。这种结构在中、小功率液压泵站中被广泛采用。

将泵组布置在底座或地基上的非上置式液压泵站，如果泵组座落在与油箱一体的公用底座，上则称为整体型液压泵站；将泵组单独安装在地基上的则称为分离型液压泵站。整体型液压泵站又可分为旁置之不理式液压泵站和下置式液压泵站。非上置式液压泵由于液压泵置于油箱液面以下，能有效地改善液压泵的吸入性能。这种泵站装置高度低，便于维修，但占地面积大。因此，适用于泵的吸入允许高度受限制，传动功率大，而使用空间不受限制以及开机率低，使用时又要求很快投入运行的场合。

4 结论

本文介绍了S195柴油机镗孔组合机床液压传动系统的的结构和设计过程，论文表明采用液压传动方式的组合机床具有诸多显著优点。

参考文献：

[1]朱梅、朱光力.主编.液压与气动技术.西安：电子科技大学出版社.2004

[2]张利平.主编.液压气动系统设计手册.北京：机械工业出版社.1997

第9篇

关键词：发电厂；电气系统；有效控制

Abstract: As one of the important basic industries of national economy, power industry plays an extremely important role in the national economic development strategy. At the same time, as the million-kilowatt-class large-scale power plant system, stable operation and economic benefit of power plant electrical system and is closely related to the. Therefore, in order to make the large power plant safe and reliable operation and good economic benefits, it is necessary for the electrical system wiring, equipment selection, following aspects of protection, control, analysis, and design a scientific and effective electrical control system.

Key words: power plant; electrical system; effective control

中图分类号：TM62文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

伴随当今发电技术的迅猛发展，由于我国的人均可利用的能源资源比较缺乏，因此，亟待发展大容量、高效率、节能环保的百万千瓦级大型发电机组。同时，又因为电气系统对电厂的生产运行作用巨大。所以，为使发电机自动化水平得到提高，并实现其安全可靠运行和较高的生产效益，就必须进一步加强对电厂电气系统的有效控制。

一、发电厂电气系统设计所要遵循的基本原则

1.发电厂电气主接线形式的选择所要遵循的基本原则。发电厂电气主接线在满足灵活性、经济性以及可靠性等基本要求之外，还需以以下几项内容作为设计所要遵循的依据：第一，在电力系统中发电厂所起的作用及其地位；第二，分期以及最终建设发电厂的规模；第三，负荷的重要性及其大小；第四，电气系统备用容量的大小；第五，电气主接线由电气系统专业所提供的具体资料。

2.发电厂主变压器容量的选择所要遵循的基本原则。首先，主变压器的容量可以按照扣除厂用变压器计算负荷后的发电机最大连续容量来加以选择。其次，主变压器的容量可以在扣除本机组的厂用负荷并留出10％裕度的发电机额定容量来加以选择。

3.发电厂主变压器阻抗的选择所要遵循的原则。首先，变压器的阻抗实际上就是产生于绕组之间的漏抗，其大小主要有变压器的材料及其结构所决定。并且，当变压器的材料、结构以及所采取的的类型、变比一定时，其阻抗大小受变压器容量的影响便很小。其次，从供电质量及电力系统稳定性两方面分析，对变压器的阻抗要求尽量偏低；然而变压器阻抗偏低却又可能造成系统的短路，而导致电流急剧增大，从而造成选择高压及低压电气设备变得困难。此外，发电厂主变压器阻抗的大小与变压器并联运行的要求密切相关。

4.发电厂用电接线形式选择所要遵循的基本原则。首先，为避免出现因一台故障机停运或出现电气故障而导致对另一台的正常运行产生影响，因此，要保持各机组厂用电系统之间相互独立。其次，要对机组启动及停运过程的供电要求加以充分考虑，如配备可靠的备用/启动电源；尽量减少机组启动、停用或发生事故时的切换操作。再次，要对厂用电系统在电厂分期建设及连续施工过程的运行方式加以充分考虑，尤其是需要对厂用电系统给公用负荷供电所带来的影响加以格外注意。最后，为保证在全厂停电时，变压器能够持续运行，则需要在2机组中设置容量足够大的交流事故保安电源，并保证保安电源的供电装置不能间断【1】。

二、发电厂电气系统控制的基本方式

通常在当前大型火力发电厂中，采取DCS（Distributed Control System）集散控制的电气控制系统。该系统高度整合通信技术、控制技术、屏幕显示技术以及计算机技术，是网络控制以及计算机高速发展并有效结合的产物，在诸如化工、电厂、炼钢、制药等诸多领域都有广泛的应用。一般来说，依据结构层次对集散控制系统进行分类，其主要包括上位管理层、监督控制层、现场控制层以及生产现场四类，并且该系统的结构图如图所示。

图1 集散控制系统DCS的结构图

1.集散控制系统的现场控制层。现场控制层在DSC结构层次中处在最低端，其主要完成的功能是：首先，采集过程数据，即对现场的状态开关量以及各种物理量加以采集，并适当采取转换及滤波设备对数据加以处理。其次，监测并诊断装置设备情况及其运行的状态。最后，使得开环及闭环控制得以实现，并尽可能地对顺序逻辑控制功能或DDC控制功能加以完成，逐渐将一些自动控制技术包括仿真智能控制、专家系统控制、预测控制以及自适应控制等投入到集散控制系统当中。

2.集散控制系统的监督控制层。监督控制层主要是用来对现场控制层发出的实时数据及状态信息加以接受，然后将下一步操作指令向下级进行。其主要功能包括：处理事故报警以及对装置加以监视；各类报表的打印工作；提供集散控制工作的操作界面；使得优化控制、自适应控制以及其他各类的先进控制策略得以实现；完成数据通信等。

3.集散控制系统的上位管理层。从功能层次上看，上位管理层主要包括调度层和决策管理层两类。其中调度层主要是依据市场调查的情况，完成对生产计划的制定工作，并然后使生产优化的调度与管理得以实现。在此过程中，能够获得工厂级制定的统计报表以及实时的监测数据。而决策管理层则是为方便上层管理人员能够方便科学地进行决策管理，所以从调度层获得相关的统计信息及监测数据等【2】。

三、发电厂电气系统的有效控制方案选择

（一）发电厂电气主接线有效方案的选择

发电厂电气主接线通常选用两种接线方式：一台半断路器接线和双母线接线。

1.一台半断路器接线包括六台断路器，有两个完整串，其接线图如图2所示。

图2 一台半断路器接线图

采用一台半断路器接线的优点包括，第一，供电具有极高的可靠性，因为在每一条回路均有2台断路器进行供电，因此，一旦母线发生故障，只需将所有与此母线相连的断路器跳开，便可保证认可回路电路运行正常。并且在对回路进行事故检修时，停电回路要低于两回。

第二，运行调度非常灵活，通常情况下，全部断路器及两组母线均被置入工作之中，形成多环形供电的模式，因此对其运行的调度非常灵活。

第三，对检修的操作非常方便，线路中的隔离开关只用作检修，无需被当做倒闸操作电器。

而采用一台半断路器接线的缺点是，因为一台半断路器接线中一条回路中被接入两台断路器，并且中间断路器的两端各连着一条回路，因此，将二次回路和继电保护变得异常复杂。

此外，500kV配电装置采取一台半断路器接线，其占地面积为208。

2.双母线接线包括五台断路器，且中间没有分段，其接线图如图3所示。采用双母线接线的优点包括，第一，供电比较可靠，为防止供电中断，可以将两组母线的隔离开关用作倒闸操作电器，以便对母线进行轮流检修。并且一旦一组母线出现故障，可以迅速将供电恢复正常，同时在对任意一回路的母线隔离开关进行检修时，只需将该回路停运即可。

第二，运行调度比较灵活，可以任意将各个回路负荷及电源箱某一组母线分配，从而能够使运行中对各种潮流变化的需要而进行的调度操作变得更加灵活。

采用双母线接线的缺点是，第一，在检修母线出现故障的过程中，将隔离开关当成了倒闸操作电器使用，因而，容易出现操作上的失误。

第二，在今后将双母线接线扩建成双母线双分段或者双母线单分段的接线方式，会增加更多的设备，因而，使得其运行的可靠性与灵活性比一台半断路器接线方式要差。

其中，500kV配电装置采取双母线接线，其占地面积为。

图3 双母线接线图

综合考虑两种接线方式的优缺点、占地面积及经济性特点，依据发电机出口是够装设机组的启动（备用）电源以及GCB断路器，当接入500kV配电装置时，得出两种发电厂电气系统的主接线有效方案。其一，是将断路器装设在发电机与主变压器之间，并在每四台机组配置一台高压备用变压器；其二，是不在发电机与主变压器之间设断路器，而在美两台机组中设置两台高压启动（备用）变压器。

（二）发电厂发电机出口断路器的有效选择

1.发电机出口断路器技术性能的分析。发电机出口断路器一般在绝缘性能、电气性能和机械性能上鱼通用型断路器基本一致。其与后者主要的区别是，发电机出口断路器对直流分量及衰减时间常数的要求比较严格。这是因为发电机的电感值相对较大，因而导致在瞬间断路器所承受的衰减时间常数及直流分量急剧增加。

2.发电机出口断路器的有效选择。当前国际通用的ANSI/IEEEC37-013规定，对发电机出口断路器型式的选择主要考核系统源短路以及发电机源短路时断路器的开断与关合。首先，系统源短路是断路器的开断与关合试验，通常情况下，发电机出口断路器的工作是在非自动重合闸操作顺序之下，直流分量包括DC％＞20％和DC％＜20％，其瞬间恢复的电压峰值是发电机最高工作电压的1.7倍，而瞬态恢复电压达3.5Kv/us的上升率；而通用型断路器通常是在自动重合闸操作顺序之下工作，其直流分量为DC％＜20％，瞬间恢复电压峰值为额定工作电压的1.71倍，而瞬态恢复电压的上升率仅仅为0.34Kv/us。

其次，发电机源短路的开端与关合，发电机源短路时，依照国际标准规定，其直流分量的值为DC％=130％，远远高出通用型断路器的直流分量。

综上所述，发电机出口断路器的选择主要从断路器在电力系统中的作用、发电机源短路及系统源短路的可靠性数据的计算、电厂接入系统的方式等多方面进行考虑【3】。

此外，在变压器的选择过程中，除却要遵循其变压器容量及阻抗选择的原则之外，通常还要对变压器的可靠性要求、运输条件及制造条件等多方面综合考虑，从三相变压器或者单相变压器组中进行合理选择。尤其是大型变压器，则更需对其运输的可能性进行考察。

结束语：基于电气系统与电厂的稳定运行及经济效益之间的密切关系，电气系统的有效控制包括电气系统主要设备如断路器以及主变压器等的合理选择、对电气主接线形式的合理选择、电气系统的继电保护以及控制等的科学有效，在保证大型发电厂的电气系统为发电厂提供安全、可靠、经济的生产环境方面，均具有极其重要的意义。

参考文献:

[1] 金楠.发电厂电气系统控制浅谈[J].城市建设理论研究（电子版），2011，(24)：105-107.

第10篇

【关键词】机类专业；自动化；考核方式；改革

0 引言

课程考核是教学管理过程和课程开展的一个重要环节，也是评价教学、检验教学目标达到的程度和改进教学的重要依据[1]。

传统的课程考核形式以笔试为主，通常是闭卷答题，部分课程也可使用开卷形式。

以北京联合大学机械工程及自动化本科专业为例，自动化控制方向的课程主要包括电气控制与PLC、工业自动化技术及工程技术应用等课程，这些课程均为实践性很强的课程。这些课程的教学最初采用传统式考核方式，学生通常为应付考试，经常死记硬背，考前突击，考后所能掌握的知识所剩无几；考核内容受考核形式限制，容易偏重理论，高分低能的学生大有人在，因此不能反映学生的真实水平；同时，考核角度缺乏全面性，大部分缺少工程意识。

目前，各高等教育学校意识到考核改革的必要性，陆续出现了半闭卷考试、开卷考试、上机考试、撰写论文、笔试与实验报告相结合[2]、答辩等形式。这些考试形式，各有利弊，具体选择哪种考试形式，关键是根据课程特点来决定。

1 考核改革方法

为了寻找适合北京联合大学机械工程及自动化专业应用性本科学生在自动化控制方向专业课程的考核方式，克服以往传统闭卷考核方式的弊端，以学生为中心[3]，培养真正适应社会发展的工程创新人才，近年来，本教学团队不断地对机类自动化控制方向的三门课程（《电气控制与PLC》、《工业自动化技术》和《工程技术应用》）进行了考核方式的改革，改革以学生为中心，以提高学生学习的积极性和主动性为目的，以培养机类行业应用和创新型自动化人才为目标进行展开。具体采取以下措施。

（1）为避免与工程实际脱节，通过调研和企业实践的方式，了解相关的实际工程项目内容，确定考核的素材。

（2）根据教学大纲的要求和工程实际，设计考核项目库，所设计的项目具有层次分明和系统性的特点，以便于适合不同程度的学生。

（3）开放实验室，充分利用现有实际设备，提高设备重复利用率；同时还为学生提供各种电路设计、编程调试等仿真软件，方便在实验室外进行仿真调试项目。所有这些，均为学生提前进行考核项目的设计和调试提供有利条件。

（4）根据应用性人才的培养目标，制定考核评分标准，不仅注重培养学生的专业水平，也注重培养学生的工程意识，提高学生灵活应用、动手操作、图纸规范、文档整理、团队合作等综合能力水平。

（5）对考核结果进行横向和纵向的比较，发现问题，并将之反馈于下一轮教学和考核。

2 考核改革实施

对于《电气控制与PLC 》，包含三部分内容：低压电器及继电接触器控制系统、PLC、现代电气控制系统设计。考虑到该课程内容多，实践性强，许多内容（如PLC指令）不需要死记硬背，因此将闭卷考试改为上机考试，并对每个学生增加答辩环节，以补充机考所未涉及的知识点。考试时，每位学生从项目库中随机抽取不同项目，确定I/O分配，绘制接线图，上机编程并调试，最后演示功能并上交项目设计文档。对于2学分的课程，由于学时有限，上机考核的题目稍简单，分为传统电气和PLC 控制两个小项目进行考核。对于3学分的课程，将学生按2人一组，从试题库中挑选相对综合的项目控制任务，在课程结束前两周按小组发给学生，学生利用课外的时间充分理解控制任务，并进行控制系统设计和调试；在考试期间，各组学生分工进行演示、每人进行答辩和递交小组项目报告。

对于《工业自动化技术》课程，主要考核学生对工业自动化技术的掌握情况及工程项目设计理念，如果学生在课程结束后自己亲自完成一个类似的项目，就可以趁热打铁，不仅快速而灵活地掌握本门课程所涉及的技术，而且对工程项目设计的理念也固化成形。因此，本门课程采用完全的项目考核。在《工业自动化技术》课程开始，介绍完课程内容、应用场合、现状及今后的发展方向后，就将项目考核要求发给学生，学生按小组根据项目任务要求自行调研当前的工业自动化领域的控制实例，并参照课程中所贯穿的饮料罐装生产线控制项目设计，选取自己感兴趣的自动化控制实例，利用实验室现有的实验装置，进行控制系统和上位监控系统进行设计，并应用网络通信技术。在考试期间，对本组设计的项目进行PPT汇报和实际演示，教师对每人进行答辩，最后小组递交项目报告。由于各小组所设计的项目不同，每组都愿意把自己最好的一面展示给同学，因此都精心准备自己项目的内容，增加创新点，项目完成的质量得到了提高，学生不仅通过项目考核掌握了专业知识，更锻炼了网络查新、团队合作、PPT制作和语言表达等方面的能力。

对于《工程技术应用》，则直接对学生所设计的项目进行考核。考核分为项目方案设计、项目硬件设计及施工、项目软件设计及调试、项目上位监控设计及调试、项目验收五个阶段，每个阶段都需要制作PPT进行阶段进度汇报。考核评分包括每一阶段的自评、小组互评和教师评价，针对项目的每一阶段所完成的内容和完成的效果进行评价。项目验收环节包含整个项目功能演示、PPT汇报及答辩、项目报告及使用说明等。在这门课程的考核中，由于学生在前两门课的考核中发现自己的不足，在这门课考核的每一阶段中，教师通过学生PPT汇报的环节可以及时发现学生不足并进行纠正，因此每组学生在这门课程中专业技能都得到了快速提高；同时，各组学生在互相听取PPT汇报和进行项目实施中，互相学习，互相促进，加深了对专业的学习和喜爱，也激发了各自潜在的创新能力。

上述课程的考核形式，各组项目独立，考核时间相对宽松，不仅从各方面真实检验了学生掌握知识的程度及是否达到教学目标，还促进了学生在考核的过程中加深对专业知识的理解，锻炼了学生动手能力、团队协作能力、创新能力、文档制作能力、语言表达能力等各方面综合能力。

3 结束语

以北京联合大学机电学院机械工程及自动化专业《电气控制与PLC》课程为例，2003-2006年采用闭卷考试，考试的平均成绩基本在70分左右。通过调查问卷，发现学生通常采用死记硬背的方式应对考试，并不能完全反映学生的真实水平。

将上述的教学及考核改革应用于实际，经过7年的实施，取得了非常好的效果。课堂上，几乎每一位学生都参与到教学的项目中，逐步实现项目任务；项目引导式教学方式与工程实际紧密结合，大大提高了学生学习兴趣，课下答疑的学生增加，对问题的探讨有独立的见解；每年的课程教学调查结果显示，除了个别学生存在专业抵触，95%以上的学生反映喜欢改革后的教学方式和考核形式；各个班级的平均考试成绩通常都在80分以上，比以前的平均成绩高出10分以上；在本科最后一年选择自动化控制方向的实践课程和毕业设计作为第一志愿的学生人数远大于计划人数，从侧面说明上述改革完全达到了最终的目的。

目前，自动化控制方向课程的考核项目暂时满足于使用，但反复应用，学生不可避免地会出现抄袭现象，导致偷懒的学生所学专业知识及能力培养达不到课程要求，因此需要每年都进行扩展；在改革过程中，发现大多数学生的文档功底较差，在其他课程中锻炼较少，因此可在本方向的课程教学和考核中进行强化。

【参考文献】

[1]赵欣.考试考核方法改革认识与实践[J].价值工程，2014，12：268-269.

第11篇

作为制造大类的电气自动化技术专业是中国着力打造世界制造业基地的紧缺专业之一。电气自动化技术方面的高等技术应用性人才市场需求潜力巨大。电气自动化技术专业的毕业生主要面向企业自动化生产线的供配电系统、电气工程、电气控制设备、自动控制系统和计算机测控系统安装、调试及运行维护，机电设备公司的设备销售、安装及维护、楼宇智能化及交通智能化设备的安装、调试及运行维护，电力系统的设备运行及维护等。

电气自动化课程一般都开设《自动控制原理》等关于电气自动化技术基础方面的课程， 课程内容除了一些有关自动化系统的基础理论外，其课程中所讲述的电气自动化技术、装置与器件，大多数都与当前工业现场使用的技术、装置与器件有脱节。显然，这样的教学，无论是内容、方法及水平、都已大大落后于技术的发展，脱离了职业岗位的需求。深化校企合作，创新人才培养模式，紧密结合产业发展，深化课程体系和课程内容改革，在办学过程中，电气自动化专业逐步构建起了“校企融合、能力递进”的工学结合人才培养模式。以“工学结合”的模式校企共同培养本专业自动化生产设备应用方向的学生。既突出岗位技能，又注重人文素质培养。学生综合素质高，专业技能强，从而受到用人单位的普遍欢迎。

根据本地区经济与社会发展对高技能专门人才的实际需求，基于电气自动化专业岗位典型工作任务，以能力培养为主线，将中（高）级维修电工、可编程控制系统设计师、机电一体化工等职业资格认证课程内容融入到专业课程体系。构建以电气控制系统的运行维护及技术改造；自动化生产线的组装与调试、维护和维修及电子线路的设计与维修等3大能力培养为主线的课程体系。有专业指导委员会对人才培养目标进行恰当的定位；根据培养目标，设计培养规格；根据培养目标与培养规格制定人才培养方案，人才培养方案拥有科学的理论、实践教学有机整合的模块化课程体系。 根据培养目标、培养规格与培养方案，以校内、校外实习实训基地为载体，采用“任务驱动、实境育人”的人才培养模式，采用“项目引导”、“任务驱动”、“学训交替”等多种工学结合适合职业教育目标的课程组织模式。通过毕业生的社会反馈，毕业生适应本地区社会经济发展的需求。

电气自动化技术课程的设置主要有两种方法，一是在保持原来开设的电气自动化基础课程基础上，将当前通用的电气自动化技术插入到传统技术课程中，如将 PLC技术或变频调速技术穿插到电机控制、接触器/继电器控制等技术中，以解决电气自动化技术课程不足的问题。二是单独开设自动控制原理、传感器、PLC、单片机技术、电力电子技术、变频调速技术、供配电技术、工业网络、组态技术等都课程，由于信息技术和计算机技术在电气自动化领域中的应用日益广泛，要求我们必须改革原有课程体系中陈旧的内容，并根据自动化技术的发展增加新的教学内容。

强调以素质教育为核心的“基础+专业”结构本科人才培养模式，随着教学改革新形势的不断变化而变化。学校制定和修订人才培养计划，要贯彻党的教育方针，遵循高等教育教学基本规律，主动适应社会、经济、文化和科技发展对人才培养的需要。固化学校已经取得的教育教学研究成果，借鉴、吸收外校教学改革的成功经验，体现学校定位和人才培养目标，反映学校办学特色。坚持知识、能力、素质协调发展和综合提高，使学生得到全面发展。坚持整体优化，科学地处理好各教学环节之间的关系；坚持共性与个性的充分结合，因材施教，促进学生个性发展；突出人才培养特色，满足行业发展需求，构建适应未来社会发展以及终身教育需求的知识结构、能力结构及综合素质培养。

优化实践教学环节，推进实践教学改革，建立科学系统的实验教学体系，增加综合性、设计性、应用性、创新研究性实验的比例，使综合性、设计性实验课程达到实验课程总数的30%以上；五是第二课堂.着重于实施大学生素质拓展计划，以提高学生综合素质，全面发展.主要有各类大学生竞赛、学术论文和研究成果、校院两级各类科技学术节活动、文体竞赛活动、社会实践和社会工作；在校内的实训基地营造职场氛围，利用实训室先进的设备，进行系统的设计、安装和调试，重点培养学生对现代控制系统的设计、安装、调试、维护维修能力。每学期末设置综合性的实践应用型项目，给学生分组布置任务，让学生查找资料、设计、仿真、装配、调试、检测、合作完成，培养学生理论与实践结合、灵活应用知识的能力和团队合作精神。通过开放“创新实训室”、定期举办“电气技术设计竞赛”，以及创新激励制度的实施， 使各门课程在教学环节中，注重创新能力的培养已蔚然成风。从“技术改造和小发明”为起点，到内容复杂的课程设计、毕业设计，循序渐进地加强学生的创新能力的培养。

第12篇

【关键词】自动组装；可编程控制器；传感器；振动盘

在电机的组装中，法兰与轴承的组装是其中的一个重要工序。用手工安装方式，效率低下，成品不良率高，人工成本高。本文设计了一种法兰与轴承自动组装的装置，用于提升产品生产效率和质量。

一、法兰与轴承自动组装的方案设计

（一）系统的控制要求。在本设计中为了实现法兰与轴承自动组装能够顺利完成自动组装的任务，主要应用了传感器和可编程控制器来进行系统控制。法兰与轴承自动组装机动作过程是上电后，检查法兰部分气缸、轴承部分气缸与组装部分气缸是否在原点，工装是否正确，总气源压力正常，门开关正常。轴承与法兰搬运机构将法兰与轴承搬送到组装工位，然后由组装机构进行压入组装，最后将成品排出。

（二）控制方案的确定。基于PLC控制的自动组装机应符合系统的动作要求和实际应用性。在自动组装机装置中，需要的控制元件很少，采用可编程控制器结合传感器作为开关元件的控制系统，这种系统控制简单、廉价、可靠性好，而且接线固定，编程方便，适用范围广。

二、法兰与轴承自动组装结构设计

（一）机架本体与组装工件。法兰与轴承自动组装机上部的机架是铝型材构成以及由压克力构成的面板，台面是铁制面板，表面镀镍处理，底座是铁制底座，表面刷漆。组装工件是法兰与轴承零件，法兰的长度约为50mm，宽约为40mm，轴承的内径约为7mm。

（二）法兰输送以及移载结构。法兰输送机构主要组件有法兰零件、圆盘式振动盘、直线式振动盘、法兰振盘压紧缸、检测传感器。法兰搬送机构的基本动作是振动盘启动法兰输送到搬送振盘出口出口接近感应（同时法兰振盘压紧缸下压）法兰移载平移气缸前伸前伸到位法兰移载升降气缸下降下降到位底部吸盘带有的接近感应真空电磁阀动作吸盘吸气（动作保持）下降保持2s并一直保持吸气法兰移载升降缸上升上升到位法兰移载平移缸后退后退到位法兰移载升降缸下降下降到位真空电磁阀断电吸盘无气法兰移载升降缸上升旋转缸旋转同时法兰移载机构前伸搬运法兰。

（三）轴承输送以及移载结构。轴承输送机构主要组件有轴承零件、圆盘式与直线式振动盘、轴承切料气缸、轴承顶升气缸、检测传感器。轴承移载机构主要组件有轴承移载升降气缸、轴承移载平移气缸、轴承移载夹爪气缸。轴承搬送机构的基本动作是轴承送到切料治具取料光纤感应轴承切料气缸前伸轴承升降缸下降轴承顶升气缸上顶轴承升降缸上升轴承移载平移气缸前伸轴承升降缸下降轴承移载夹爪气缸松开回复到原点。

（四）法兰轴承组装结构。法兰轴承组装机构主要组件有组装下压气缸、压力传感器、组装工位的旋转气缸、脱料气缸、检测接近开关、槽型光电、轴承振盘出口光纤（装载在旋转气缸的两个工位上，用来检测法兰的有无，槽型光电的作用是作为压力测试点）。

三、硬件选型

（一）可编程控制器PLC的选型。本设计采用了基恩士PLC在此设计中所采用的是KV-NANO系列的，根据本设计的要求及输入、输出点的分配合理性，本设计将选用KV Nano系列小型可编程控制器：KV-N60AT。

（二）传感器的选型

1.光电传感器。在此设计中选用了对射型光电和扩散反射型光电。在轴承振盘满料光电和不良检出光电两个部位选用了对射型光电传感器。在法兰与轴承振动盘空料光电两个部分选用了扩散型光电传感器。

2.光纤传感器，由于在轴承振盘出口与轴承取料检测的精度要求较高，所以在这两部分选用了光纤传感器。

3.压力传感器，设计中所选用的压力传感器也称为称重传感器，其类型有许多种，在此设计中选用了电阻应变式的压力传感器。

（三）气动部分元器件的选型。在本设计中气动部分元器件的选型包括、气缸的选型、电磁阀的选型、真空吸盘的选型，

1.气缸的选型。在本设计中一共使用了11个气缸，在法兰部分有振动盘压紧缸、法兰移载升降缸、法兰移载平移缸，由于振动盘压紧缸没有什么特殊要求，因此选用了SMC薄型CQ2系列的气缸，法兰移载升降缸的选用要求轻巧，所以选择了SMC MG系列带导杆薄型气缸，法兰移载平移缸根据其运动的要求选用了SMC气动滑台气缸MXS系列；在轴承部分有上顶气缸、轴承移载平移缸、轴承移载升降缸、夹爪气缸、轴承切料缸，上顶气缸的作用是将切料缸中的轴承顶入夹爪中，所以要求不高，可以选用SMC型CQ2系列薄型气缸，轴承移载平移缸和轴承移载升降缸均选用了SMC带导杆薄型气缸，切料缸所要求的行程较短所以选用了SMC薄型气缸CQ2系列；在组装部分使用了脱料气缸、下压缸、旋转缸，脱料缸的作用是保证法兰搬运到位后不跑位，所以要求也不高，选用了双作用气缸，下压缸的要求与其他气缸不一样，要求下压时带缓冲，所以选用SMC带缓冲的薄型气缸。旋转气缸根据机械要求选用SMC带导杆MGP系列的气缸。

2.电磁阀的选型。根据选型原则和参照设计要求，设计选择了三通袖珍电磁阀，电磁阀体积小，流通能力大，节省空间，低成本；响应时间短；功率仅为0.5W，可靠性高，安装方便，电压选择DC24较为方便。

3.真空吸盘的选型。在此设计中运用真空吸盘主要实现两个功能。一是实现法兰的搬运和推动法兰在振动盘上前进。二是吸取法兰，将法兰零件搬送到组装工位和将已组装好的成品搬送到良品盒中。

（四）振动盘和直线振动器的选型。振动盘是一种自动组装机械的辅助设备，本设计的主要动作要求是通过两个振动盘的振动分别将无序的法兰和轴承有序定向排列整齐、准确的输送到直线料道。由于需要定向整理，且法兰和轴承有一定的形状和尺寸，所以选择圆盘式振动盘。

电气控制系统设计

本设计中最主要的程序就是组装平台的控制程序，由于篇幅所限，在此只给出程序的流程图。

本文设计的法兰与轴承自动组装机，具有结构简单，安装方便，工作稳定，工作效率高等优点。在实际的使用中提高了产品的良品率，节约了人力成本，就有较好的实用价值。

参考文献：

第13篇

关键词：PLC 可编程序控制器 自动装料

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）01-0001-03

1 设计背景

本设计取材于某控制系统工程实例。我们依据火车牵引放矿的工艺，采用超声波料位检测，准确及时反映车厢内的矿石装载情况；配置位置开关，随时掌握火车运行速度和位置。在此基础上设计了液压控制系统，用位移传感器检测闸门开度，用电液比例阀连续的按比例的调节系统参数，使闸门开关速度和开度连续可调，为整个系统实现闭环控制、全自动运行打下了基础。系统中多采用进口元件，满足工矿条件要求。整个控制系统采用PLC实现放矿工艺的控制（包括供电、检测、液压）。

2 工艺流程

整个工艺流程可如图1所示，利用光电传感器对矿车位置进行准确定位，并在开始放矿后，根据火车的运行速度、放矿机与火车的相对位置、放矿机与车厢内矿石的相对高度，找出优化算法，适时调整放矿机闸门开度，实现全自动放矿及整个工作循环。理想状态是三台放矿机同时工作，完成工作循环。

3 控制方案

在本系统中放矿机共有四扇闸门，在正常工作时只有指状闸和辅助闸是动作的。辅助闸由电磁阀控制，也就是说只控制其开度，而不控制其开关闸的速度。指状阀由比例阀控制，所以既要控制其开度，又要控制开闸的速度。这既是我们系统设计的难点，也是关键。根据现场实际情况，以放矿时火车是否在移动，而设计了两种控制方案。简单的讲，一种是“全自动”；另一种是“半自动”。下面对两种控制方案进行介绍。

方案1——全自动。

火车由牵引系统牵引进入放矿点后，由牵引系统送信给PLC。火车不停车，改用低速v前进，光电开关检测到火车后，开始放矿（如图2所示）。由超声波物料检测检测料位，将信号传送至PLC，同PLC还要对火车的速度进行信号采集，根据料位的上升速度和火车的速度来决定放矿机的闸门开度。火车经过结束放矿点后，放矿机停止放矿。这种方式的优点在于整个过程中火车不停，边走边放，效率高。但是控制模型的建立较为复杂，而且需要大量的传感器，硬件成本也过高。

方案2——半自动。

依据实际车厢的长度及相邻两节车厢间的跨度将车厢分为六等份，每一等份与相邻两节车厢间的跨距相同，均为1米。（如图3所示）由牵引系统将火车火车牵引到达指定的放矿点后，把“开始放矿”信号送如PLC。火车停车，然后开始放矿，由超声波检测料位，若达到指定的高度，火车继续前进一个固定的距离，再停车放矿，重复前面的步骤，直到把整节车厢放满后，放矿机闸门关闭。这样边停边放。这种方案的优点在于，控制简单有效，便于维护；缺点在于效率不够高。

在这两种方案中，设计采用了半自动的控制方案，利用料位传感器和位移传感器采集来的信号，通过一定的控制算法，实现工艺要求。依据自动控制原理，画出其系统的结构图，如图4所示。

4 系统硬件设计

本控制系统主机设计，将采用PLC来完成控制，当然也可以采用单片机完成。之所以采用PLC来完成该设计是由于：

（1）PLC更注重于工业应用，对于抗干扰、设备接口、联网、模块化都有完善的技术支撑，使用更简单，可在较恶劣的环境工作。而单片机虽然技术含量高，使用灵活但是工作量很大，对于抗干扰、模块化要求低。单片机更适用于教学和与开发消费电子、商业应用电子、玩具、家用等小功率电子及电器设备。

（2）PLC可以控制大容量的触点，比如电机，灯光，变频器。单片机可以说是一个芯片，基本是控制电子、弱电等方面较多，而本系统属于强电且工作环境恶劣复杂。

从图5中可以看出，PLC是系统硬件的核心。作为控制器，它集信号采集、控制运算和程序执行等功能于一身。PLC工作开始从传感器中读取料位高度、闸门开度等信号，通过算法计算，向液压站发出控制指令，液压站工作并推动指状闸和辅助闸，实现了放矿。同时，PLC还通过压力传感器和温度传感器监测液压站内部的压力与温度，保证液压站的可靠运行。

5 系统软件设计

在本系统中，有3台放矿机，考虑到在有些情况下需要手动运行。所以在PLC运行的开始需要进行手动模式与自动模式选择，在自动模式中设定了六种工作模式，从本质上说，六种工作模式就是三台放矿机不同工作情况的组合，譬如自动模式4是放矿机1和放矿机2同时工作。

在放矿的过程中依据料位高度的变化，而即使调整闸门的开度是软件设计的核心，设计中采用的是比例控制。设料位高度为H，闸门实际位置为L，闸门理想位置为L1，根据工艺流程的要求，我们可以发现在L1和H之间有这样的关系，即L1H，直线与横坐标的交点到坐标（0，0）的这段距离在实际中是放矿机口到车厢顶部的距离，如图6所示。

我们可以将AD模块进行偏移设置，使L1和H得关系变得简单一些，从而易于控制，如图7所示。

这是我们假设当H为最大值时（即车厢为空时），闸门应为全开位置的一半，这是为了便于控制，谨防出现调节失控的现象。依据这一想法，我们可以认为L1和H之间有这样的关系：

同时，我们利用位移传感器可以测得闸门的实际位置L，将实际位置L与理想位置L1做差，会有如下关系：

L1-L>0，表示理想位置大于实际位置，应该开闸

L1-L=0，表示理想位置等于实际位置，应该停止不动

L1-L

在结合电液比例调节阀的工作原理，输入正电压时开闸，输入负电压时关闸，输入为0时停止。并且输入的正电压越大，则开闸的速度越快，输入的负电压越大，则关闸的速度越快。设输入电压为U，那么在U和L1-L只有这样的关系：UL1-L，依据这一想法，我们可以认为L1和H之间有这样的关系：

根据等式1与等式2我们可以推导出这样的结论：

以软件分析为基础，进行了软件编程，依据工艺流程，将程序分成了主程序、自动程序1、自动程序2、自动程序3、报警程序、手动程序等6个部。

6 结语

该系统利用PLC、计算机控制技术、检测传感器，采用先进控制理论，建立动态优化软件包，具有严密的闭锁控制，操作灵活，维护方便，降低操作工人的劳动强度，有效地提高装配煤的效率和精度，通过对检测数据的转换，处理实现生产信息化、管理集中化、控制的可视化，大大提高了煤矿现代化的程度，此外，与国外和国内其他矿区的自动化装车系统相比，大大减少了一次性投资金额，具有很高的普遍推广性。

参考文献

[1]李瑞，雷汝海，庄伟林等.自动化装配煤系统在高庄煤矿的研究与应用[OL].中国科技论文在线，[2008-07-03].http：///releasepaper/content/200807-72 .

[2]常晓玲.电气控制系统与可编程控制器[M].北京：机械工业出版社，2004.

第14篇

关键词:可编程控制器 电镀 梯形图

前言:在众多生产领域中,工业电镀生产线工位多、生产复杂,电镀产品的质量除了要有好的电镀工艺和镀液添加剂外,如何保证电镀产品严格按照电镀工艺流程运行和保证产品的电镀时间则是决定电镀产品质量和品质的重要因素。电动行车是电镀生产线上用于物料输送的重要设备,对行车的控制则是保证电镀产品质量的关键,在传统的控制方式下,大都采用人工操纵的继电器接触控制的半自动控制方式,使用硬连接电器多,可靠性差,自动化程度不高,维护也困难,目前已有许多企业采用先进控制器对传统接触控制进行改造,以提高控制系统的可靠性和自控程度,本文提出在电镀生产车间用PLC对专用行车进行自动化控制,不但可以提高系统的可靠性,使电镀产品的质量和品质得到严格的保证,减少废品率,而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度,有着非常好的经济效益和社会效益。核心部分是用PLC实现自动控制程序的实现。

一、系统及工艺简介

电镀车间专用行车是电镀车间为提高工效、促进生产自动化和减轻劳动强度,而提出制造的一台专用半自动起吊设备。采用的是远距离控制,起吊重量在500KG以下,起吊物品是待进行电镀及表面处理的各种产品零件,根据工艺要求,专用行车的结构与动作流程如图所示。

在电镀生产线一侧,工人将待加工零件装入吊篮,并发出信号,专用行车便提升并按工艺要求在需要停留的槽位停止,并自动下降,停留一定时间(根据各槽停留时间预先按工艺要求设定)后自动提升,如此完成电镀工艺规定的每一道工序,直至生产线的末端自动返回原位,卸下处理好的零件,重新装料发出信号进入下一个加工循环。

为了节约场地,适应批量生产需要,提高设备利用率和发挥最大经济效益,对于不同零件,其镀层要求和工艺过程是不相同的。所以电镀车间专用行车的电气控制系统要针对不同的工艺流程(例如镀金、镀银、镀锌)有程序预选和修改能力。

设备机械结构与普通小型行车结构类似,跨度较小,但要求准确停位,以便吊篮能准确进入电镀槽内。工作是除具有自动控制的大车前\后移动与吊物上\下移动外,还有调整吊篮位置的小车左\右移动。生产线上镀槽的数量,由用户综合各种电镀工艺的需要提出要求,电镀种类越多,则槽数也越多,为简化设计过程,本设计暂定5个电镀槽,停留时间有用户根据工艺要求进行调整。

二、控制系统设计

1、主电路设计

专用行车的小车、大车及升降运动均采用三相交流异步电动机(JO2-12-4型0.8kW、1.99A、1410r/min、380V)分散拖动,并采用一级机械减速。(如图所示)。

专用行车的左右、前后及上下运动分别由电动机M1、M2、M3拖动,并由接触器KM1、KM 2、KM3、KM4及KM5、KM6分别控制电动机M1、M2、M3的正反转。

电动机M2、M3为自动控制连续运转,由热继电器FR1、FR2实现过载保护。电动机M1为点动短时工作,所以不设过载保护。

隔离开关QS作为电源控制,由熔断器FU1实现短路保护。为保证准确停车,并考虑到前后与升降运动由同一型号的电动机拖动,并且不能同时工作。所以停车时,可采用同一个直流电源实现能耗制动。直流电源可采用低压交流电源经单相桥式整流得到。能耗制动回路中设有单独的短路保护,由熔断器FU2、FU4实现短路保护。

考虑到升降运动吊有一定的重量,在行车平移中,需设置电磁铁抱闸制动控制。三相电磁铁YA与M3并联,当M3得电时,YA工作,松开刹车允许升降运动。M3失电时,YA释放,抱闸刹车,使吊篮稳定停留在空中,能安全地前后平移。

2、PLC型号选择及地址分配

根据本设计的专用行车的控制要求,选用三菱公司的FX2N-64MR型PLC,其基本I/O点数为:输入32点,输出32点。

在电镀专用行车PLC控制系统中,PLC的I/O点数随电镀槽的数目不同而不同。5个电镀槽时,共需要PLC有26点的输入,21点的输出;每增加一个槽,会增加2点的输入、1点的输出,其中2点的输入一个用于槽位控制行程开关,另一个用于槽位选择开关;1点的输出为槽位指示灯。如果电镀槽的数量较多,可根据需要再配用FX2N系列的扩展单元。

3、PLC控制程序设计

根据系统的工作过程、控制要求和PLC的外部接线图,设计的梯形图如图所示。说明如下:

①吊篮的左右移动,由Y001和Y002控制M1的正反转实现。M1的正转左移,反转右移,采用点动控制。在吊篮进退与升降运动中,不允许左右移动,故串联Y003、Y004、Y005、Y006常闭,以实现联锁。

②根据电镀工艺要求,行车前进运动与升降运动为自动控制,其控制过程是:在原位状态下,按下SB10,KM3吸合,行车前进,当运行至需要停留的槽位,例如至1槽,由运动挡铁压下固定于道轨一侧的行程开关SQ1,SQ1常开触点接通使M2停止运转,同时接通前进制动回路,使M2制动,行车准确停在1槽位。在行车停止在1槽位时,要求接通KM6,使M3正转,吊篮下降,至下限保护开关SQ11动作,使KM6失电,M3失电,三相电磁铁YA释放,抱闸刹车,根据工艺要求不同,吊篮在每个电镀槽停留的时间不同,由用户根据工艺要求进行设定。为简化设计过程,本设计暂定吊篮在第1槽停留的时间为10秒,在第2槽停留的时间为20秒,在第3槽停留的时间为30秒,在第4槽停留的时间为40秒,在第5槽停留的时间为50秒。吊篮在槽位停留的时间结束后,应该马上接通M3反转,吊篮上升,至上限保护开关SQ10动作,使KM5失电,M3失电,三相电磁铁YA释放,抱闸刹车,根据工艺要求不同,吊篮在电镀槽电镀后要停留的时间不同,由用户根据工艺要求进行设定。为简化设计过程,本设计暂定吊篮在第1槽电镀后停留的时间为10秒,在第2槽电镀后停留的时间为20秒,在第3槽电镀后停留的时间为30秒,在第4槽电镀后停留的时间为40秒,在第5槽电镀后停留的时间为50秒。吊篮在电镀后停留的时间结束,又马上接通KM3,行车再次前进,如此循环,直至按工艺要求完成零件的电镀过程,行车到达终点,压下SQ8前进限位开关,接通前进制动回路后,接通KM4,使行车自动回到原位。若工艺要求2槽无需要电镀加工,则可扳动SA2,则行车会继续前进,直接到3槽加工。

③在生产过程中由指示灯HL1~HL5和HL12显示行车的停留位置,由HL6~HL11显示行车的运行状态,并由HL13显示电源

4、主要参数计算

①FU1熔体额定电流

IRN ≥ 7IN/2.5 = 7*1.99/2.5A = 5.6A

故选用IRN=6A,其余熔体额定电流选用2A.

②能耗制动参数计算

制动电流 ID = 1.5IN = 3A

直流电压 UD = IDR = 30V (R为定子两相电阻,可查电工手册得知)

整流变压器二次侧交流电流I2 = 3/0.9A = 3.33A

整流变压器二次侧交流电压U2 =30/0.9V = 33.3V

整流变压器容量S = I2 U2 =100VA

5. 选择电器元件

序 代号 名称 数量 规格型号 备注

1 M1～M3 电动机 3 JO2-12-4

2 FR1、FR2 热继电器 2 JR10-20/3 整定值2A

3 YA 三相制动电磁铁 1 JC2～380V

4 FU1～FU3 熔断器 3 RL1-15 FU1熔体额定电流6A,其余2A

5 VC 整流器 1 QL5A,100V

6 TC 变压器 1 BK-100

7 QS 电源开关 1 HZ10-10/3

8 SB1～SB7 按钮 7 LA19-11

9 KM1～KM8 接触器 8 CJ10-10 10A/380 线圈额定电压为220V

10 SQ1～SQ5 行程开关 5 LXK2-131

11 SQ6～SQ11 限位开关 6 JLXK1-411

12 SA1～SA5 转换开关 5 HZ10-10/13

13 HL1～HL13 指示灯 13 KH508-TL DC 24V

14 PLC 可编程控制器 1 FX2-64MR

三、结束语

将由人工操纵的半自动化电动行车改造为自动化控制,可以大大提高生产效率。选用PLC作为电动行车自动运行的控制器,不仅可以方便地实现各种控制功能,而且可以适应行车所处的恶劣的工作环境,无需在硬件上采取过多的措施。简化了电气控制系统的硬件和接线,减少了控制器的体积,提高了控制系统的灵活性,提高系统的可靠性。应用表明,PLC在旧电动行车的自动化改造和新型电动行车的设计中,有广泛的应用前景。

参考文献:

[1]《技师论文撰写与答辩》 广东经济出版社 广东省职业技能鉴定指导中心编 2001.10(2008.1重印)

[2]《PLC的原理与编程实例分析》 程子华 编著 国防工业出版社

第15篇

 

2016年6月2日，中国正式成为《华盛顿协议》成员国，这将对中国工程教育质量的提高发挥极大的督促作用，促进中国按照国际标准培养工程师，提高工程技术人才的培养质量[1]。国际上广泛应用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学联合研究提出的[2]。它主要由构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)四部分组成，目的是通过产品研发到产品运行整个过程的锻炼培养学生理论联系实际的能力[3]。按照CDIO的培养模式，工程毕业生的能力被分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层次，并通过12条标准来衡量学生的培养质量，这与中国工程教育专业认证的12条标准有异曲同工之处。

 

我校机械电子工程专业目前虽然已经制定了较合理的专业培养目标和培养方案，培养了结构合理的师资队伍，形成了较好的理论和实践教学模式，但是与CDIO工程教育标准的要求相比，在培养方案、教学体系、教师队伍建设及教学效果评价机制等方面，仍然存在一定的差距。现有机电专业课程体系存在专业特色不明显、不同课程之间存在重复或相互冲突的地方等缺点，因此要依据CDIO工程教育理念，借助校企合作平台，全面地进行机电专业人才培养模式的探讨，建立符合CDIO工程教育标准的机械电子工程专业实践教学体系。

 

1.我校机械电子工程专业课程体系情况

 

目前的专业培养方案里包括的核心课程为：机械制图、理论力学、材料力学、模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计、单片机原理及应用、自动控制原理、机电传动控制、传感技术、机械原理、机械设计、机械工程测试技术、机电一体化系统设计、互换性、工程材料等;主要实践环节为：社会实践调查、金工实习、电子电路实训、工程制图实践、创新实践、生产实习、毕业实习、毕业设计(论文)、PLC与组态技术综合实验、测试技术与传感器综合实验、单片机综合实验、自动化生产线认知实践、机械设计基础课程设计和机电专业综合课程设计等。

 

2.CDIO模式下的机电专业教学体系

 

根据CDIO工程教育标准的要求和我校办学特色，为适应煤炭行业和地方经济对机电专业高级技术人才的需求，结合重实践、重创新的培养目标设计新的课程体系。广泛吸取企业专家建议，深入探讨和修订机电专业课程体系，强化实践环节，构建国际化的课程体系和教学模式，从而保证面向工程的课程体系能够培养学生的实践能力与创新思维。依据CDIO工程教育理念，选择典型的工程实践项目，采取“做中学”的方式，通过在项目中反复训练锻炼学生自主学习的能力，这样不仅可以促进学生对基础知识的掌握，还可以提高学生解决工程实践问题的能力，从而使学生综合素质和能力能达到CDIO标准的要求，增强人才培养对企业的适应性[4]。近年来，主要通过以下措施进行教学体系的改革：

 

(1)基于CDIO的工程教育理念，构建了“一个核心、两个方向、四个阶段”的工程教学体系。

 

“一个核心”是以矿业领域的机电一体化系统设计、研发为主，覆盖了多学科交叉领域，主要涉及机械设计、机械传动、机械制造、机电传动控制、PLC、单片机、控制工程、机电一体化系统设计等多种技术;“两个方向”是指机械设计与制造、电气控制系统，选修课中增添“煤矿机电设备”、“工业控制网络与现场总线技术”等课程;“四个阶段”是指根据CDIO理念的构思、设计、实现、运行四阶段指导，学生要经历认知实习、基础课程实验、专业课程设计与综合实验及毕业设计、创新大赛等综合实训，才能更好地掌握本专业的工程应用技术。从第三学期开始，每学期均安排工程实践环节，按照核心知识点和要求来设定每个工程实践项目，在课程设计与毕业设计过程中企业参与。

 

(2)依托产学研合作背景，通过专业综合实训和企业顶岗实习等环节提高学生工程实践能力。

 

我校机械工程学院已经建立了电子创新设计实验室、慧鱼模型创新设计实验室、机电控制技术实验室、虚拟仪器综合实验室、动态测试技术实验室等实践创新平台，与淮南矿业集团、皖北煤电集团、淮南万泰电子股份有限公司、淮南润成科技股份有限公司、平安开诚智能安全装备有限责任公司、凯盛重工有限公司、淮南阶梯电子科技有限公司等开展了长期的产学研合作，从而可以保证给学生提供校内、外实践实习基地。通过单片机和PLC综合实验、课程设计、毕业设计、实训检验学生电工电路、单片机、PLC综合开发的能力，往往借助典型机电案例(如斜井跑车防护装置、皮带机集控系统、立井提升系统过卷过放保护系统等)，让学生经历“构思—设计—实现—运行”四阶段的完整实训。与此同时，让学生积极深入到到校企合作的实习基地中，在相关机电系统中顶岗锻炼，进一步提高学生的理论联系实践的能力，缩短学生个人能力与企业要求的差距。

 

(3)通过创新团队建设、学科竞赛和大学生科研项目培养学生工程实践创新能力。

 

为进一步拓展学生科技创新能力，借助学院设置的创新团队、学科竞赛活动、大学生科研项目的平台，在日常的教学管理中，融入紧密联系工程实际的大学生课外科技创新能力培养模式，鼓励学生积极参加“全国大学生机械创新大赛”、“全国大学生机器人大赛”、“全国大学生电子设计竞赛”、“全国大学生节能减排大赛”等各种赛事，鼓励学生撰写学术论文和申请专利。

 

3.结语

 

CDIO工程教育模式与中国工程教育专业认证的标准是高度统一的，只有坚持以CDIO工程教育模式为指导，依据校企合作背景，不断创新改革机电专业的课程教学模式，才能进一步提高学生的工程实践应用能力，为国家和企业培养出能在机电行业及相关领域从事机电一体化产品和系统的设计制造、研究开发、工程应用和运行管理工作的复合型工程技术人才，达到国际标准的要求。