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1.1送料机构(1个)送料机构中,只有出料口有一个物料检测传感器,它用于检测出料口位置处有无物料。在运行中,如果它检测到物料,则发出信号到PLC,PLC内部程序指挥送料机构开始送料动作;如若它没有检测到物料并保持若干秒钟,则应让系统停机然后报警。这个传感器属于光电漫反射型传感器,简称光电传感器,主要为PLC提供一个输入信号,判断是否驱动送料机构执行下一步动作。
1.2机械手搬运机构在这部分机构中,装有较多的磁性传感器用作多个不同的位置检测,它需要在前点和后点各装一个,以便检测气缸伸出和缩回的位置是否到位。例如,提升气缸、手臂伸缩气缸以及分拣机构的三个手指伸缩气缸就分别各装有5对磁性传感器。在运行中,当磁性开关检测到气缸准确到位后,则发出信号到PLC,PLC内部程序指挥相应部件执行下一步动作。值得注意的是,在机械手手爪处单独安装有一个磁性传感器,若手爪为夹紧状态,则有信号输出,指示灯亮;反之,手爪松开则无信号输出。
1.3物料传送和分拣机构在这部分机构中,落料口附近与出料口一样,需要安装一个物料检测传感器,检测是否有物料在传送带的起始端。在运行中,如果它检测到物料,则发出信号到PLC,PLC内部程序启动电机驱动传送带;若检测为无料并保持若干秒钟后,停止传送带。当物料在传动带前进时,有三个传感器逐一检测物料的材料性质,先是通过一个电感式传感器,它可以检测到金属材料,发出信号至PLC,启动推料一执行推料动作。为保证检测的灵敏度,检测距离需调节为3~5mm。若物料不是金属,将继续前行至后面的两个光纤传感器处,它们主要用于检测塑料,并区分黑、白两种不同颜色。对于不同颜色的塑料,光纤传感器的灵敏度是不同的,可以通过调节光纤放大器来区分塑料的不同颜色。
2传感器应用说明与注意事项
2.1常用传感器光电传感器由光源、光学通路和光电元件三部分组成,具有使用简单、性能稳定、抗干扰强的特点,常采用光电器件作为检测元件,如光敏三极管。使用时应注意将光电传感器的前端面与被检测的工件或物体表面保持平行,且距离应保持在规定的范围内。电感式接近传感器由即振荡电路、开关电路和放大输出电路这三部分组成。当接通电源时,震荡器在传感器感应面产生一个交变的磁场,当金属物料接近传感器感应面时,金属中产生的涡流会改变磁场,根据磁场的变化来判断是否有金属物体接近。
2.2磁性传感器该实训装置中的磁性传感器均为DC24V带指示灯有触点开关,所以也叫磁性开关,它通过机械触点的动作进行开关的通断。从设计、加工、安装、调试各方面来看,用磁性开关检测活塞位置比使用其他限位开关方式简单、省时。安装时,要避免冲击,开关的导线不要随气缸运动;控制信号线不要与电力线并排在一起,避免误动作。
1.1工业机器人。工业机器人的出现在一定程度上可替代人的劳动,对于高辐射、高噪声污染、高浓度有害气体的工作场合来说,工业机器人是一个理想的选择。工业机器人的发展经历了三个阶段,第一代工业机器人智能化程度较低,只能通过预设的程序进行简单的重复动作,无法应对多变的工作环境和工作岗位。随着科技的发展,在第一代机器人的基础上通过各种传感器的应用使其可通过对环境信息的获取、分析、处理并反馈给动作单元,从而进行一些适应性的工作,这种机器人虽然智能化程度较低,但已经在一些特定的领域得以成功应用。在机电一体化技术相对成熟的今天,第三代机器人的智能化水平已经得到了较大的提升,其可以通过强大的传感原件收集信息数据,并根据实际情况作出类似于人脑的判断,因此可以在多种环境下进行独立作业,但成本较高,在一定程度上限制了实际应用。
1.2分布式控制系统。分布式控制系统是相对于集中式控制系统而言的,是通过一台中央计算机对负责现场测控的多台计算机进行控制和指挥,由于其强大的功能和安全性,使其成为当前大型机电一体化系统的主流技术。根据实际情况分布式控制系统的层级可分为两级、三级或更多级,通过中央计算机完成对现场生产过程的实时监控、管理和操作控制等,同时,随着测控技术的不断发展与创新,分布式控制系统还可以对生产过程实现实时调度、在线最优化、生产计划统计管理等功能,成为一种集测、控、管于一体的综合系统,具有功能丰富、可靠性高、操作方便、低故障率、便于维护和可扩展等优点,因此使系统的可靠性大幅提高。
2机电一体化技术的发展趋势
2.1人工智能化。人工智能就是使工业机器人或数控机床模拟人脑的智力,使其在生产过程中具备一定的推理判断、逻辑思维和自主决策的能力,可大幅提升工业生产过程的自动化程度,甚至实现真正的无人值守,对于降低人力成本,提高加工精度和工作效率具有十分重要的意义。目前,人工智能已经不只是停留在概念上,因此可预见机电一体化技术将向着人工智能化的方向发展。虽然以当前的科学技术水平不可能使机器人或数控机床完全具备人类的思维模式和智力特点,但在工业生产中,使这些机电一体化设备具备部分人类的职能是完全可以通过先进的技术达到的。
2.2网络化。网络技术的发展给机电一体化设备远程监视和远程控制提供了便利条件,因此,将网络技术与机电一体化技术结合起来将是机电一体化技术发展的重点。在生产过程中,操作人员需要在车间内来回走动,对设备的状态进行掌握,并对机床的操作面板进行操作,通过在机电一体化设备与控制终端之间建立通信协议,并通过光纤等介质实现信息数据的传递,即可实现远程监视和操作,降低工人的劳动量,并且各种控制系统功能的实现,理论上来说都是建立在网络技术基础上的。
2.3环保化。在人类社会发展的最近几十年里,虽然经济得到了迅猛的发展,人们生活水平得到了显著的提高,然而以牺牲资源和环境为代价的发展模式使得人类赖以生存的环境遭到严重的污染,因此,在可持续发展战略提出的今天,发展任何技术都应当以对环境友好作为前提,否则就是没有前途的,故环保化是机电一体化技术发展的必然趋势。在机电一体化应用过程中,通过对资源的高效利用,并在制造过程中做到达标排放甚至零排放,产品在使用过程中对生态环境不造成影响,即便报废后也可对其进行有效回收利用,这就是机电一体化技术环保化的具体表现形式,符合可持续发展的要求。
2.4模块化。由于机电一体化装置的制造商较多,为降低系统升级改造的成本,并为维修提供便利,模块化将是一个非常有前途的研究方向。通过对功能单元进行模块化改造,可在需要增加或改变功能时直接将对应的功能模块进行组装或更换,即便出现故障,只需将损害的模块进行更换即可,工作效率极高,通用性的增强为企业节约了大量的成本。
2.5自带能源化。机电一体化对电力的要求较高,如果没有充足的电能供应就会影响生产效率,甚至由于停电造成数据的丢失等,因此通过设备自带动力能源系统可始终保持充足的电力供应,使系统运行更流畅。
3结语
1在电力系统的工作过程中,计算机信息系统是普遍应用的
随着时代的发展,供电公司的信息化体系不断健全,其自动化应用需求不断得到提升,这其中涉及到很多的工作模块,比如办公自动化系统,用电营销系统,输变电工程系统等,这都需要进行自动化程序的控制。目测来说,电能量计量遥测系统是这个控制体系的核心,其需要在专门的虚拟网络中进行传输。为了更有效的进行计算机信息网络的改善,进行电力专用通信网络的开拓是必要的,从而保证计算机网络的不断延展及其延伸,扩散到各个生产场所,保证为其信息化应用系统创造条件,保证其可靠性的信息传输,进行通信模块,计算机信息网络模块的传输,保证供电企业的信息一体化工作,从而满足当下工作的需要。为其创造统一性的信息传输平台,从而有利于供电企业的信息一体化过程。
2在通信及其信息网络系统的应用过程中
可以进行计算机信息网络系统的升级,保证信息网络整体系统的优化,按照企业的信息化工作需要,进行自动化应用系统的更新,保证其实时性、安全性及其可靠性,更好的满足不同工作业务的需要。更好的进行数据模块,故障模块的控制,更好的减少系统的崩溃率,从而更好的降低网络传输的不稳定几率,为网络信息化及其自动化应用系统的工作创造一个良好的条件,保证其统一信息传输平台的应用。通过对通信系统及其信息网络系统的整合,更好的进行计算机信息网络的延伸,更好的进行网络生产管理信息的良好运作。这就需要做好信息网络变电及其输电过程的业务控制管理,做好查询模块、统计模块等的工作,更好的进行生产管理信息的优化,保证其管理工作的效率提升。在实践工作中,电力企业信息化仍然面临着巨大的挑战,这些挑战涉及多个模块的内容。如果缺乏必要的策划控制,就容易导致信息的不完整性,也就难以保证电力系统的统一性。这就需要进行电力单位的管制,更好的保证电力企业的信息化进程。但是在这一发展过程中,如果缺乏健全的信息化构建系统,就难免出现电力企业信息化中的麻烦。这就需要针对电力企业的发展程度,进行不同个工作模块的优化。针对不同信息化含量的电力工作展开布置,保证策划程序的良好性,针对其业务进程及其管制展开分析,做好业务的整理工作,更好的进行信息化的建设,策划好各个信息体系的工作步骤,保证信息化的质量。
3不能缺乏计算机的有效管理
如果缺乏计算机的管理,其信息的发出及其接收就难以得到控制,也就难以进行信息的识别。这就需要按照当下计算机信息处理的工作需要进行控制,进行工作模块的标准化流程,做好计算机程序的各个工作,进行数据标准化的控制,及时的进行计算机的处理,保证数据库的良好管理,保证科学化、信息化管理模块的协调,保证电力系统管理水平的提升。随着社会的不断进步,电力信息面临着巨大的挑战,也面临着更好的发展机遇,很多的厂商都推出了面向电力行业的管理方案。经营决策者需要根据市场的信息及其需要进行企业发展策略的决定,这需要信息管理者们做好生产信息及其经营信息的管理工作,保证决策模块的优化,做好信息的积极处理工作。
二、关于计算机信息管理及其电力企业
信息一体化目标的分析在电力系统工作过程中,可以串联各个电力部门之间的信息化体系,保证电力单位的程序运作智能化,保证不同应用体系之间的相互结合,这样可以打破独立信息化体系运作之间的局限性,通过对电子商务的利用,更好的提升电力单位的市场竞争力,也有利于针对电力单位的工作步骤,进行工作范围的开拓,保证电力单位内部结构的协调性。凭借电子商务的使用推动电力单位在竞争中处于优势的地位。还有,针对电力单位内部机构中一些封闭的工作范畴,经过贯彻单位的整合运用,能够把电子商务和那些封闭的工作范畴有机联系起来,进而能够推动电力单位内部结构各个信息化的体系综合起来。通过对不同电力信息体系的结合,更好的保证电力系统的综合管理,保证不同模块中的数据信息的结合,保证这些数据材料的良好应用,进行电力单位的信息化体系的修整,以满足当下工作的需要,提升其应用效率。电力单位内部的作业程序要按照数字信息化的形式开展。如,在使用ERP软件体系搜索有关内容时,就要凭借综合模块进行完成,这就必须在完成电力单位信息体系的综合时要把有关的工作程序管制的体系综合起来。
三、结语
机电一体化毕业论文开题报告范文(一)
建筑电气工程的原材料质量采购过程不透明俗话说,巧妇难为无米之炊。再好的工程人员,如果没有合格的原材料,他也无法造出安全可靠的房子。同理,原材料对于建筑电气工程安装来说,其意义深远,影响重大。这不仅因为原材料的优劣决定了成果的合格与否,而且关系着使用人的生命财产安全。在当前,原材料问题表现在采购过程、以次充好、质量不过关等问题上。原材料的采购中存在的普遍的回扣现象,采购人员受高回扣利益的驱使,欺骗企业与一些不正规的厂商签订购买合同这就使大量的不合格产品用在工程上,影响了工程质量。另一方面,现在市场上假冒伪劣产品很多,如果企业没有很好的区别,很有可能购买到不合格的产品。这些都有可能对电气工程产生巨大的影响。
建筑电气施工过程粗制滥造,管理混乱建筑电气工程的最终成果是需要通过实际的操作才能完成,最终为使用者验收。毋庸置疑,施工过程的管理秩序,人员的责任心和专业素养等因素都对最后结果起着重要作用。而当前的建筑电气施工过程则存在着诸多的问题,具体来说,主要以下几方面的问题。一是线路的设计和铺设上存在施工不严的现象机电一体化毕业论文开题报告范文机电一体化毕业论文开题报告范文。施工过程中经常会遇到此问题,厚壁钢管对焊连接,会产生内部结瘤,使穿线缆时损坏绝缘层,薄壁钢管熔焊连接会产生烧穿,埋入混凝土中会渗入浆水,导致导管堵塞。这些现象都是不允许发生的。二是照明器具安装存在问题。照明器具的型号、规模和安装都是需要专门设计的,然而很多时候工程师却没有重视这些问题。
从质量管理角度对建筑电气工程的对策分析
电气施工人员应具有相应的责任心及工专业素养作为一名专业的电气技术人员,首先应该具有过硬的专业素养的责任心。这就要求应对所承担的电气工程负责,还要充分运用自己的专业水平,深入、细致地搞好电气工程的技术、质量、签证、进度、安全等管理工作。这里要特别强调施工人员的责任意识问题,因为很多建筑电气工程出现事故的根本原因不是由于知识不够,而是过分相信自己的能力,或者是根本不重视手头上的工作,最终导致事故的发生。这个问题值得整个行业的从业人员的重视。与此同时,专业的电气施工人员还要不断学习,落实和强化新的知识。现阶段强电各系统的技术已比较成熟,但电气设备、材料及元件种类繁多,要全面掌握各种电气产品的性能,只有不断地努力、才能积累经验,这样才能跟上时代的脚步。
强化对建筑电气工程的质量管理建筑电气工程的质量管理是控制施工过程,保证最终结果的重要手段,也是改进程序,提高效率的关键所在。我们要从整个施工过程着手,把质量管理贯穿到所有的施工程序之中。首先,在施工准备阶段,要进行全面的质量控制。作为一名电气技术人员不能只停留在按图施工的水平,要全面熟悉设计图纸,努力并善于发现图纸中的不足,及时提出处理意见,对业主而言是维护其利益,对自己也是技术能力的提高。其次,对于工程要求比较高,对人员要求也比较高的项目,要求施工前要对施工队伍及人员进行考核和评估,并调整好技工和普工的比例。对技工进行培训、考核后持证上岗。
加强对建筑电气工程的安全管理安全是永远是第一位的,对于建筑电气工程来说,安全尤为重要。这里的安全,不仅仅是指在施工过程中的安全,而且还指使用安全机电一体化毕业论文开题报告范文工作报告。要确保施工过程中的安全,首先就要提高施工人员相应的规范的工作措施,还要对其进行必要的安全训练和培训,同时要强调施工的程序性,杜绝赶快超快的现象发生
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关键词:电气自动化理实一体化理论与实践 教学
0. 引言
电气自动化类专业是一门实践性很强的学科,学生需要进行大量的实践活动,才能培养动手、创新等能力。为此,各个院校对电气自动化类专业课教学改革做出了各种努力和尝试,一直在寻找既能提高学生理论水平,又能培养具有较强动手能力和社会适应能力的实用型人才的教学方法,其目标就是为了提高学生的实践能力和专业素质,使专业课教学更接近于社会需求,最终能实现学生与企业的就业岗位零距离对接。
总之,要使学生在短暂的时间内将所学理论知识转换为实际工作能力,教师必须十分强调实践能力的培养和训练。因此,理实一体化教学对电气自动化类专业至关重要。
1. 理实一体化教学的含义
理实一体化教学的内涵主要是根据素质教育培养目标的要求,以理论与实践相结合的教学方式重新整合教学资源,体现教学以提高综合能力为本位的思想。从以教师为中心如何“教给”学生向以学生为中心如何“教会”学生转变,从以教材为中心向以培养目标为中心转变,从不仅做到授人以“鱼”的同时着重授人以“渔”转变,从以课堂为中心向以实验室、实习车间、校内外实习基地为中心转变[1]。
2. 理实一体化对教师的要求
电气自动化类专业课教师既是理论知识的教师又是实践指导的教师,在实现理实一体化教学设计中起着重要作用。当今信息技术不断飞跃发展,使学生更容易从外部资源获得信息和知识,也使学生更容易实现学习的主动性和实际动手的能力。因此,教师不仅仅是知识的传播者、讲授者,也要成为提高学生实践能力的指导者、组织者,教师的主要职能已从“授”转变为“导”,这也为理实一体化教学提供了可行性。
理实一体化教学中教师队伍的建设是开展教学的重要保证。各高校应有计划的培养和引进电气自动化类专业课教师,积极开展业务培训、校际交流,建立使专业课教师知识不断加深、技术不断更新的科学有效的教育培训制度,形成一支教学理念先进、理论知识深厚、教学能力强、实践经验丰富、勇于创新的教师队伍。
在教学过程设计中,教师应注重对学生理论知识的培养。教学中的中心环节应采用授课的方式,授课时应以学生为中心,根据学生和教学的实际情况设计教学计划的具体实施方案。在授课过程中,教师应采用灵活的授课方法与手段,以“理论在实践中的应用”作为教学内容的主要载体,整个授课内容先基本、后高级、再综合,循序渐进;选、讲、演、练、考相结合,并在现场巡回指导时及时发现、总结、归纳问题,做到共性问题集中讲解、个别问题个别指导。
在教学过程设计中,教师应培养学生以实际动手能力为主的综合能力的提高。在实际培养中应减少理论课之间及理论课与实践课之间知识的重复,解决理论与实践教学的脱节; 以实际的工作过程为基准,增强了教学的直观性,充分调动学生主动参与的兴趣,培养学生独立分析问题、解决问题的能力,让学生体会到知识、理论如何在实际工作中得到应用与发挥, 学以致用,从而使学生真正达到“宽基础、精专业”的要求。
3. 理实一体化对教学过程的要求
把课堂搬到实习、实验基地,在实际应用中加深对课堂理论知识的理解,以理论指导实践、以实践印证理论,这应当作为教学过程中一体化教学的一种基本模式。
在学校内建立电气设备安装调试实训室,电气设备线路布置实训室等电气实验室,实验室应全方位模拟实际工作流程、工作环境和职能岗位;学校与工厂企业联系建立校外实习基地,学生定期到校外实验基地去参观实习[1],比较现实工作环境和实验场所,实际工作内容和实验内容,也可通过在施工企业现场实习,去体会学校的教学是和现场工作,增强学生操作技能的训练兴趣。
在实际操作技能训练中,必须使学生树立安全操作的习惯,对于正确的安全操作习惯必须按照正确的方法进行反复训练,在做中学,在做中养成习惯,即在实践中养成习惯。
在际操作技能训练中,培养创新意识。创新是人人皆有的一种潜在的心理能力,但创新意识的培养需要理论知识和专业实践训练来挖掘。教学过程中要让学生多动手、多参与、多操作,在认识的基础上不断探索规律,鼓励学生敢于“异想天开”、 “寻求创新”。通过锻炼学生发现问题、解决问题的能力来养成学生良好的创新意识。
在实际操作技能训练中,要注重培养学生团队精神。良好的人际关系可以协调人们在日常活动中的行为,促进人们的身心健康,提高人们的工作效率[2]。
另外,在实践教学中存在一个误区,即过分重视“单项技能”的训练而忽略“综合技能”的掌握。我们在实际教学过程中发现,单项技能掌握好的学生在解决某具体实践任务时往往不能独立完成,究其原因是单项技能训练太单一,没有涉及到各种复杂的实际问题,所以在实践能力培养中应注重对“综合技能”的培养。
4.理实一体化教学的具体实施方式
理实一体化教学对培养理论知识的具体实施方式:
(1)课堂实施方式。教师在课堂上布置研究性研究任务,然后通过在课堂探究、实验、分组讨论、大组讨论等方式进行,教师进行现场实时指导。
(2)大作业方式。教师把研究任务以大作业方式布置,学生以个体或小组在课后自主开展研究,最后提交作业或研究报告。
(3)毕业设计或课程设计。我们认为,毕业论文和毕业设计应该成为研究性教学的重要手段和环节。不应该重视竞赛、轻视甚至放弃毕业论文和毕业设计环节[2]。
理实一体化教学对培养实践能力的具体实施方式:
(1)技能考核。要求学生通过有关部门的“专业技术等级证书”考核或职业资格证书考核。学生通过这些形式的培训与考核,能提高自身实践能力,更好地适应现代人格市场与岗位的需要。
(2)项目设计、项目制作评判式考核。在项目设计完成后在小范围内由指导教师与企业有关人员进行评判, 以明确的考核指标评出优劣等级,并告知学生。项目制作由考评验收,以质量指标、制作过程和工艺等考核指标评为主要内容[1]。
(3)各级的课外科技创新活动或竞赛。如挑战杯、全国电子设计大赛,各学校组织的学生研究计划等[3]。
【论文摘要】汽车电气设备构造与维修课程是汽车专业的一门主干课程。随着汽车机电一体化程度的不断加深,推行实践教学成为该课程关键。如何培养优秀人才,促进汽车专业特色建设,培养学生实战能力,成为教师专业素质的重要衡量标准。教师要在课程的实践教学中注重学生实战能力的培养。
汽车电气设备构造与维修课程是汽车运用与维修专业的一门重要课程,是从事汽车修理行业,特别是现代汽车修理的必备知识。其课程主要包括汽车电气设备的构造、原理、特性、使用、维修、故障检测判断与排除等内容,需要电工学、电子学、物理及电工学等知识,兼具理论性和实践性。
一、汽车电气设备构造与维修课程实践教学存在的问题
实验设备不足。实践教学主要方式为以班级为整体的演示性教学。演示性教学不仅要求教师正确讲解,更重视学生的动手操作。实验室设备台套数不足,学生很难有操作机会,不能实际操作,教师也不能预计学生操作过程中可能出现的状况,无法进行针对性讲解,完全不能发挥学生的能动性和教师的指导作用。
学生主导地位不突出。教学过程中,教师通常根据生产实际设置故障,然后带领学生进行分析、诊断和排除,不能培养学生的独立判断能力。
实践指导教师队伍教学脱节。实践指导队伍有理论课和实践课。理论课教师不注重实践训练,实践课老师不注重理论学习,造成理论和实践的脱节,重复教学但是效果不佳。教学队伍的“断层”不利于高素质应用型人才的培养,尤其是汽车这种实践性较强的学科。
反馈信息无法测评。教师的教学效果,学生是否在实践过程中掌握了理论知识,并能独立操作,都无法进行测评。学生的反馈信息无法传达到教师那里,造成单向教学,教学效果势必受影响。
二、汽车电气设备构造与维修课程实践的教学方向
设计教学模块,明确目标。
鉴于汽修专业学生的就业岗位主要集中在汽修、售后或相关部门,该专业学生首先必须掌握构造原理特性等基础知识;其次必须具有独立的故障判断、排除等修理技能。此外,还应了解汽车电气设备的型号、性能特点以及相关设备使用等技能。根据以上情况,可以将教学工作分为如下几个模块:第一模块:种类型号模块。该模块主要就汽车电气的种类、型号、型号特性等进行分析讲授。第二模块:原理特性模块。该模块为基础模块,通过原理和特性掌握,为下一步学习故障判断和排除打下基础。第三模块:构造、拆装、检修模块。第三模块和第二模块结合,理论和实践相结合,通过实物演示和操作,便于进一步理解和掌握理论。第四模块:识图、接线、故障判断和排除模块。该模块是教学工作的关键,是汽修专业必备的专业技能。第五模块:仪器设备使用模块。该模块要求学生认识使用仪器设备,学会用才能会修。以上模块的划分,是为了使教学知识点更为集中,方便教学工作开展和学生学习。
一体化教学。
所谓一体化教学,就是指课堂教学为主线,辅助教学设备为载体,理论和实践相结合,视觉、听觉和行动为一体,听课、提问、实践操作相贯通,全方位教学。一体化教学的出发点,是使学生的能力得到最大化的培养,不仅要注意理论与实践的相互结合,更要注意各个模块的相互渗透,以能力为主线,全方位实施。严格遵循教学规律,结合学生实习,充分利用课堂和校外场所等教学资源,逐步深入、循序渐进;注重师生互动,以教师为主导,以学生为主体,使学生获得实实在在的能力。
需要注意的是,实行一体化教学,需要把握以下几个环节:合理设计教学模块,教学模块是一体化教学的依据,教学模块的设计,但一定要考虑本专业就业岗位的需要,在遵循课程教学体系的基础上进行设计;以循序渐进为原则,注意模块之间的相互关系,由浅到深,从基础到专业,避免“断层”;处理好理论教学和实践教学的比例关系,不能过分注重理论学习,更不能盲目增加实践学习时间,造成理论和实践比例失当,可以将理论学习放在实践教学中;突出学生的主体地位,切忌“满堂灌”,加强师生互动,活跃课堂氛围。
三、汽车电气设备构造与维修课程实践教学的具体措施
实行“三位一体”的教学方法。即汽车电气设备构造与维修课程的现场教学、技能训练、模拟故障三者结合,以学生为主体,以教师为主导,教学工作围绕学生实际操作技能开展。通过现场教学进行实践,通过学生实际操作进行理论学习,提高学生学习积极性。
实行“协作学习”的组织模式。协作教学的组织模式是基于汽车电气设备构造与维修课程自身的特点而定。该课程的教学计划中,包括蓄电池的结构与工作原理的认知、充电系统和故障诊断、汽车空调系统的故障判断和排除等,都有大量实践环节,加上教学设备、实践导师缺乏和学生自身兴趣等原因,引入“协作学习”模式很有必要。协作学习指以学生为中心、培养学生与学生之间的团结协作能力精神为宗旨,根据学生成绩、技能水平和学生兴趣,随机分成不同档次,组成协作小组。协作学习不仅培养了学生之间的团结协作精神,对促进学习效果,提高学生学习积极性,提高教学质量都有很大的作业。
实行“理论加实践”的考核模式。传统考核模式侧重于理论(理论成绩70%,实践成绩20%,平时成绩10%),忽视实践成绩,不利于学生综合能力的提高和教学质量的总体上升。“理论加实践”的考核模式,就是给予理论成绩和实践成绩对等的地位,提高实践所占比重,促使学生加强实践能力的训练,加强理论和实践的结合,提高自身的综合能力。同时增加实践成绩的比重,也避免了学生在考核过程中滥竽充数、相互抄袭的现象,保证了考核的真实性。
结语:
汽车电气设备构造与维修课程实践教学本身就是理论教学和实践教学相结合,突出实践教学的地位,将理论教学融入实践教学,避免脱节。本文从汽车电气设备构造与维修课程实践教学存在的问题出发,从教学方法和具体实施方面进行分析,提出一体化教学,三位一体和协作学习等模式。笔者希望以上模式能对汽车电气设备构造与维修课程实践教学提供参考价值,促进教学质量的提高,为汽修行业培养更多专业化人才。
参考文献:
[1]冯崇毅.汽车电子控制技术[m]北京:机械工业出版社,2004.
[2]郭斌峰.汽车电气设备的构造与维修课程实践教学新法[j]企业技术开发,2010,22.
一、煤矿电工学一体化教学的内容
在许多与煤矿相关的职业学院中,煤矿电工学是机电专业的主要课程之一。学生通过学习本课程的内容,可以掌握煤矿井下采区供电系统的选型设计知识,了解如何维护以及维修综采工作面的电气设备,同时能够革新以及改造采掘运机的电气技术。为了实现上述的教学目标,在实际教学中应当制定出详细的专业技术一体化教学内容。一体化教学的主要内容包括了:煤矿专业电工基础知识以及基础技能;矿井供电设备、供电系统以及安全用电技术;采煤、掘进以及运输机械设施的电气化控制技术,另外还包括了矿井监控与通信、综采工作面供电系统设计等内容。一体化教学内容将“就业为导向、服务为宗旨”作为指导思想,注重对学生专业技能的培养。
二、煤矿电工学一体化教学法的有效实施
1.合理选材,确定一体化的教学任务
首先,要选择符合企业特点的教材辅助教学的进行,这同时也是一体化教学实施的关键。职业教育的最终目的是培养出符合企业需求的人才,为社会提供服务。所以在确定煤矿电工学教材时,要以煤矿机电类专业岗位对技能以及基础知识的要求,把握企业的人才需求,充分考虑职业资格标准。教材要以实用、基础的知识为主,与当前煤矿电气新技术的应用相联系,帮助学生形成参加煤矿电气技术岗位工作的能力。其次,教师要将一体化教学内容需要完成的任务提前告知学生,让学生对知识进行搜集和整理,引导学生通过创新的方式来检验对知识的掌握程度。再者,要对每一个子任务提出详细的要求,比如电工仪表的正确使用以及电气设施故障检修、基本计算以及工程估算能力等。每一节课学习后,要让学生以书面的形式提交一体化教学实训报告,对自己进行评价,然后再由教师进行讲评及验收。
2.加强基础建设,构建“教学做”一体化的师资队伍
所谓“教学做”模式,指的是理论课学习教师与实训课指导教师一体化,理论课教材与实训课教材的一体化,理论课教室、实验室以及实训基地的一体化,所以,“教学做”模式实际是教师一体化、教材一体化以及教师一体化。首先,要加强基础建设,将授课教室与实训教室融为一体,实现“教学做”一体化。《电工学》课程实训环境的设置应当打破传统的思维限制,在教室中安装多媒体设备,教师利用投影仪将内容讲解完之后,学生可以立刻进行动手操作。比如教师将叠加原理的内容讲授完之后,学生可以立刻进行实验对原理进行验证,这样能够加强对知识的理解以及掌握。其次,要构建“教学做”一体化的教师队伍。在电工学教学过程中,教师起到了关键的作用,开展“一体化”的教学离不开教师。为了能够适应“一体化”教学,教师应当既具备丰富的理论知识,同时具有较强的实际操作能力,要让每一位教师都具备“双师”素质。此外,可以采取各种培训手段,或者到生产一线锻炼,或者与企业技术人员进行合作交流等,提高教师的综合能力。
3.改革教学考核方法,采取开放式的教学实验模式
科学的考核方法不仅能够真实评价学生的学习成绩,而且能够充分调动学生学习的积极性。所以在实施“一体化”教学法时,必须改革教学考核方法,不仅重视理论知识考核,同时还要重视实际操作能力的考核。首先,可以将日常实践训练的成绩比例控制在40%左右,这样避免了仅通过一张考试卷来片面评价学生学习成绩的做法。其次,应当增加考核内容。要坚持以技能与能力考核为主的原则,《电工学》课程的理论部分考核应占到40%的分数比重,技能部分占到60%的考核比重。其中理论考试既可以采取开卷考试的方法,也可以采取闭卷考试、案例分析、调查报告以及论文答辩等形式。技能考试侧重对过程进行考核,可以采取实际创作、实验设计以及课程设计等多元化的考试模式。第三,可以根据实践教学活动给出等级分数,期末成绩通过综合平时每一个学习项目的得分等级,最后得出平均等级,这样的评价方式更加合理。另外,要采取开放式的实验教学模式,让学生可以自主规划学习目标,改变被动学习的局面,选择自己该兴趣的实验进行研究,为学生提供施展个性的空间,增强学生学习的积极性。
论文关键词:供用电技术;人才培养模式;调研
随着电力工业的发展和电力行业体制的改革,供用电技术专业背景也发生了全方位的变化。电力已由卖方市场向买方市场转变,服务理念已由计划用电向开拓市场转变,由用电管理向营销服务转变。电力工业从大电网、大机组、超高压、高自动化阶段,进入了优化资源配置,实施大区联网和全国联网阶段。由于本专业发展速度较快,出现了人才培养质量良莠不齐、培养的人才无法满足生产第一线的高素质技能型专门人才要求等问题。因此,必须对原有的教学模式、教学管理进行改革,以适应现代电力行业发展及人才培养的需求。
一、电力企业调研内容
(1)了解供用电专业人才服务面向的就业岗位类型。
(2)了解电力企业对供用电技术专业教学体系、教学内容等的建议。
(3)了解电力企业对供用电技术专业专项技能的要求。
(4)了解往届学生对本专业理论教学、实践教学等方面在现场实际应用效果的评价和建议。
(5)与去台交流的教师进行座谈,探讨台湾教育教学模式。
(6)协商师资培训项目,为本专业建立“理论—实践”教学一体化储备师资力量。
(7)与企业建立产学研方面的合作,探讨“配电设计”产学研一体化的教学模式。
二、就业单位类型和岗位类型
通过对电力企业及相关行业进行广泛的调研,得到专业服务面向的就业单位类型和就业单位岗位类型。就业单位类型有:供电企业,电力设计部门,电力建设工程公司、电力设备修造企业,社会各行业自备供、配电系统,电力用户等单位。就业单位岗位类型有:配电设计,配电线路的设计、运行、施工及检修,配电线路带电作业,电力负荷控制,用电检查,抄表核算收费,装表接电,配网自动化等岗位。
三、专业定位及发展方向
原有的供用电技术专业定位比较接近发电厂及电力系统专业,经企业调研和课题组教师对就业职业岗位类型的深入探索和分析,现将供用电技术专业定位为电业局、县电力公司的配电中心一线工作人员。
具体来讲,结合对电力企业的调研情况,福建电力职业技术学院的供用电技术专业方向定位于:培养适应社会主义市场经济需要,德、智、体、美等方面全面发展,综合素质高,掌握供用电技术专业必备的基础理论知识和专业技术技能,具备分析问题、解决问题的基本能力,具有独立分析处理生产实践问题的能力,毕业后作为电业局、县电力公司的配电中心一线工作人员,从事电力客户服务、配电维护、电能计量与计费等工作的高等技术应用型专门人才。
四、专业教学团队建设
学院充分发挥校企一家的优势,制定具体措施、创造条件鼓励教师“三上三下”,即“上学历、上职称、上水平”和“下企业、下基层、下一线”。鼓励教师参加企业培训师认证工作,以支撑学院职前职后“互为加强、互为支撑”的办学理念,增强教师实践能力和职业素养,增加“双师”素质教师数量,改善专业教学团队结构。
1.专业带头人培养
制定专业带头人培养方案,从专任教师中选拔1名业务能力强、综合素质高的教师给予重点培养。安排其到相关企业、院校进行交流学习,到相关科研机构和企业培训,主持专业建设、教学科研、参加专业学术活动。计划在三年内培养出1名能把握专业发展方向,具有扎实的专业基础和宽广的专业视野,具有专业培养方案的设计、开发能力,具有较高的理论和实践教学水平,具有较强的科研能力和学术水平,具有一定的社会活动能力和组织能力的专业带头人。
2.“双师”素质教师培养
在本专业已选派2名青年教师到福建省电力公司离岗研修并取得了良好效果的基础上,计划每年继续派出1名教师到企业挂职锻炼半年,积累实际工作经历,提高实践教学能力,同时给企业提供技术咨询服务和横向科研项目,实现校企互动,体现“产学研一体化”。
制定“双师”素质教师培养计划,对进校3年以内的教师分阶段进行教学能力培训和专业技能训练,鼓励青年教师参与工程实践和国家各类职业资格考试,鼓励教师申报工程和技能系列职称,将专任教师培养成懂理论、会操作、能培训、具备“双师”素质的教师。
3.兼职教师队伍建设
计划于1~2年内在福建省电力公司所属企业范围内,聘请6名兼职教师,形成1:1的“双师”结构教学团队。另外,积极开展兼职教师与专任教师教学互助活动,共同提高专业知识、技能与授课技巧,承担校内外教学任务特别是担任学生生产性实训和顶岗实习的指导任务,协助开展专业建设与课程开发。
五、建立与专业培养目标相适应的教学体系
根据培养目标,围绕本专业技术岗位(群)对专业的课程体系和教学内容进行了改革,形成了“职业能力型”人才培养模式的课程体系和教学内容。
1.职业能力结构
职业素养、外语应用能力、计算机应用能力、电力应用文写作能力、电力营销与用电管理能力、配电运行能力、线路设计运行与检修能力、配电系统设计能力等。
2.支撑职业能力的课程设置
如支撑配电线路运行与检修能力的课程:“电工技术”(由原来设置的电路、电机、电子合为一门课程)、“电气工程制图与CAD”、“电气工作安全规程”、“配电线路”、“配电设备”、“配电系统”、“配电线路规程”、“配网自动化”、“电气运行”、“电力法律与案例分析”、“钳工实训”、“电工工艺实训”、“线路带电作业实训”等。
3.创新课程设置
打破“基础课、专业基础课、专业课”老三段式的传统课程设置,按“文化基础教学包、基础教学包、专业技术教学包、专业拓展教学包、素质教育教学包”要求设置能力素质式课程体系。
文化基础教学包:“思想道德修养与法律基础”、“语文”(包括电力应用文和科技文写作)、“基础英语”、“计算机应用基础”等。
基础教学包:“电工技术I”(含实训)、“电工技术II”(含实训)、“钳工实习”(含实训)。
专业技术教学包(一体化教学):“供用电系统”、“配电设备”(含实训)、“配电线路设计施工与检修”(含实训)、“安全用电与安规”(含实训)、“装表接电与内线安装”(含实训)、“供用电系统继电保护及自动装置”(含实训)、“配网自动化”(含实训)、“用电管理”(含实训)、“电力市场营销”(含实训)、“电气制图与CAD”(含实训)、“毕业设计”、“毕业实习”。
专业拓展教学包:“建筑配电与设计”(含实训)、“电力工程预决算”、“电气运行”(含实训)、“带电作业”(含实训)。
素质教育教学包:“电力法律与案例分析”、“准军事化与电力企业文化”、“职业口才与训练”、“职业发展与就业指导”、“电力办公应用软件”。
六、初步教学改革
1.理论教学改革
为了形成职业能力所必须的理论知识和技能知识,我们在课程目标中,融入了职业岗位群的国家职业标准对知识的要求,使课程内容以职业内容为主线。文化基础教学包、基础教学包教学以应用为目的、够用为度。专业技术教学包、专业拓展教学包强调职业能力的培养,各门课程均实现一体化教学,突出针对性、应用性和实用性教学。通过素质教育教学实现职业能力中对相关知识的要求。
2.实践教学改革
构建了“四层次、三培养”集中性的实践教学体系。“四层次”为:实验、实训、实习、设计;“三培养”是指培养工程素质、操作技能、应用能力。四层次实践环节,层层递进,构成了能力培养的有机整体。
开展电工技术、继电保护试验等,以培养学生的基本工程素质;进行电能表接线、检查、错接线查找,低压排故,配网自动化调度,带电作业,杆上作业实训等,以培养学生实践操作技能;通过配电线路、配电室、配电站、开闭站、开闭所等毕业设计,电气运行仿真实训、顶岗实习等专业性设计、实训和生产实习,以培养学生的工程应用能力。
在专业教学改革的牵动下,已形成了“装表接电”实训室、“低压排故”实训室、“电气运行”实训室及“配电设计研究所”等,计划在3年内,建立“配网调度实训室”、“电力负荷控制实训室”等。逐步形成实验与实训,基础与专业,校内与校外,相互衔接、配套成龙的实践教学体系与实践基地,为实现应用型人才的培养目标提供了坚实的保障。
3.一体化教学建设
(1)教师一体化建设。任课教师负责本课程教学大纲与教材的编写、一体化教室的建设,并负责实验、技能训练的指导,即大纲、教材、备课、讲课、实验实训指导等一体化。
(2)教室一体化建设。包含传统理论教学教室、实验室、实训室,三合一。教师在一体化教室边讲理论边示范,学生边练习,突出技能培训功能。
(3)教材一体化。包含该课程的基本理论知识、实验指导及考核、技能训练指导及考核等内容,即教材、实验指导书、实训指导书一体化。
对主要专业课程如“配电线路设计施工与检修”等10门课程采用“教、学、做”一体化教学模式,整合相关课程的教材和教学大纲。
七、深化教学方法、手段的改革
教学方法和手段改革的深入,是把工学结合作为切入点,融“教、学、做”为一体。
(1)探索建立“讲、演、练”一体化的教室,如配线线路设计施工与检修、装表接地与内线安装、配网自动化、带电作业、配电运行等理论与实践教学均在一个教室里进行,边讲边练,做到工学结合、“教、学、做”一体化。
(2)变实验指导书为实验任务书的改革,实行任务驱动、项目导向为主的实验教学。
论文关键词:供用电技术;人才培养模式;调研
随着电力工业的发展和电力行业体制的改革,供用电技术专业背景也发生了全方位的变化。电力已由卖方市场向买方市场转变,服务理念已由计划用电向开拓市场转变,由用电管理向营销服务转变。电力工业从大电网、大机组、超高压、高自动化阶段,进入了优化资源配置,实施大区联网和全国联网阶段。由于本专业发展速度较快,出现了人才培养质量良莠不齐、培养的人才无法满足生产第一线的高素质技能型专门人才要求等问题。因此,必须对原有的教学模式、教学管理进行改革,以适应现代电力行业发展及人才培养的需求。
一、电力企业调研内容
(1)了解供用电专业人才服务面向的就业岗位类型。
(2)了解电力企业对供用电技术专业教学体系、教学内容等的建议。
(3)了解电力企业对供用电技术专业专项技能的要求。
(4)了解往届学生对本专业理论教学、实践教学等方面在现场实际应用效果的评价和建议。
(5)与去台交流的教师进行座谈,探讨台湾教育教学模式。
(6)协商师资培训项目,为本专业建立“理论—实践”教学一体化储备师资力量。
(7)与企业建立产学研方面的合作,探讨“配电设计”产学研一体化的教学模式。
二、就业单位类型和岗位类型
通过对电力企业及相关行业进行广泛的调研,得到专业服务面向的就业单位类型和就业单位岗位类型。就业单位类型有:供电企业,电力设计部门,电力建设工程公司、电力设备修造企业,社会各行业自备供、配电系统,电力用户等单位。就业单位岗位类型有:配电设计,配电线路的设计、运行、施工及检修,配电线路带电作业,电力负荷控制,用电检查,抄表核算收费,装表接电,配网自动化等岗位。
三、专业定位及发展方向
原有的供用电技术专业定位比较接近发电厂及电力系统专业,经企业调研和课题组教师对就业职业岗位类型的深入探索和分析,现将供用电技术专业定位为电业局、县电力公司的配电中心一线工作人员。
具体来讲,结合对电力企业的调研情况,福建电力职业技术学院的供用电技术专业方向定位于:培养适应社会主义市场经济需要,德、智、体、美等方面全面发展,综合素质高,掌握供用电技术专业必备的基础理论知识和专业技术技能,具备分析问题、解决问题的基本能力,具有独立分析处理生产实践问题的能力,毕业后作为电业局、县电力公司的配电中心一线工作人员,从事电力客户服务、配电维护、电能计量与计费等工作的高等技术应用型专门人才。
四、专业教学团队建设
学院充分发挥校企一家的优势,制定具体措施、创造条件鼓励教师“三上三下”,即“上学历、上职称、上水平”和“下企业、下基层、下一线”。鼓励教师参加企业培训师认证工作,以支撑学院职前职后“互为加强、互为支撑”的办学理念,增强教师实践能力和职业素养,增加“双师”素质教师数量,改善专业教学团队结构。
1.专业带头人培养
制定专业带头人培养方案,从专任教师中选拔1名业务能力强、综合素质高的教师给予重点培养。安排其到相关企业、院校进行交流学习,到相关科研机构和企业培训,主持专业建设、教学科研、参加专业学术活动。计划在三年内培养出1名能把握专业发展方向,具有扎实的专业基础和宽广的专业视野,具有专业培养方案的设计、开发能力,具有较高的理论和实践教学水平,具有较强的科研能力和学术水平,具有一定的社会活动能力和组织能力的专业带头人。
2.“双师”素质教师培养
在本专业已选派2名青年教师到福建省电力公司离岗研修并取得了良好效果的基础上,计划每年继续派出1名教师到企业挂职锻炼半年,积累实际工作经历,提高实践教学能力,同时给企业提供技术咨询服务和横向科研项目,实现校企互动,体现“产学研一体化”。
制定“双师”素质教师培养计划,对进校3年以内的教师分阶段进行教学能力培训和专业技能训练,鼓励青年教师参与工程实践和国家各类职业资格考试,鼓励教师申报工程和技能系列职称,将专任教师培养成懂理论、会操作、能培训、具备“双师”素质的教师。
3.兼职教师队伍建设
计划于1~2年内在福建省电力公司所属企业范围内,聘请6名兼职教师,形成1:1的“双师”结构教学团队。另外,积极开展兼职教师与专任教师教学互助活动,共同提高专业知识、技能与授课技巧,承担校内外教学任务特别是担任学生生产性实训和顶岗实习的指导任务,协助开展专业建设与课程开发。
五、建立与专业培养目标相适应的教学体系
根据培养目标,围绕本专业技术岗位(群)对专业的课程体系和教学内容进行了改革,形成了“职业能力型”人才培养模式的课程体系和教学内容。
1.职业能力结构
职业素养、外语应用能力、计算机应用能力、电力应用文写作能力、电力营销与用电管理能力、配电运行能力、线路设计运行与检修能力、配电系统设计能力等。
2.支撑职业能力的课程设置
如支撑配电线路运行与检修能力的课程:“电工技术”(由原来设置的电路、电机、电子合为一门课程)、“电气工程制图与cad”、“电气工作安全规程”、“配电线路”、“配电设备”、“配电系统”、“配电线路规程”、“配网自动化”、“电气运行”、“电力法律与案例分析”、“钳工实训”、“电工工艺实训”、“线路带电作业实训”等。
3.创新课程设置
打破“基础课、专业基础课、专业课”老三段式的传统课程设置,按“文化基础教学包、基础教学包、专业技术教学包、专业拓展教学包、素质教育教学包”要求设置能力素质式课程体系。
文化基础教学包:“思想道德修养与法律基础”、“语文”(包括电力应用文和科技文写作)、“基础英语”、“计算机应用基础”等。
基础教学包:“电工技术i”(含实训)、“电工技术ii”(含实训)、“钳工实习”(含实训)。
专业技术教学包(一体化教学):“供用电系统”、“配电设备”(含实训)、“配电线路设计施工与检修”(含实训)、“安全用电与安规”(含实训)、“装表接电与内线安装”(含实训)、“供用电系统继电保护及自动装置”(含实训)、“配网自动化”(含实训)、“用电管理”(含实训)、“电力市场营销”(含实训)、“电气制图与cad”(含实训)、“毕业设计”、“毕业实习”。
专业拓展教学包:“建筑配电与设计”(含实训)、“电力工程预决算”、“电气运行”(含实训)、“带电作业”(含实训)。
素质教育教学包:“电力法律与案例分析”、“准军事化与电力企业文化”、“职业口才与训练”、“职业发展与就业指导”、“电力办公应用软件”。
六、初步教学改革
1.理论教学改革
为了形成职业能力所必须的理论知识和技能知识,我们在课程目标中,融入了职业岗位群的国家职业标准对知识的要求,使课程内容以职业内容为主线。文化基础教学包、基础教学包教学以应用为目的、够用为度。专业技术教学包、专业拓展教学包强调职业能力的培养,各门课程均实现一体化教学,突出针对性、应用性和实用性教学。通过素质教育教学实现职业能力中对相关知识的要求。
2.实践教学改革
构建了“四层次、三培养”集中性的实践教学体系。“四层次”为:实验、实训、实习、设计;“三培养”是指培养工程素质、操作技能、应用能力。四层次实践环节,层层递进,构成了能力培养的有机整体。
开展电工技术、继电保护试验等,以培养学生的基本工程素质;进行电能表接线、检查、错接线查找,低压排故,配网自动化调度,带电作业,杆上作业实训等,以培养学生实践操作技能;通过配电线路、配电室、配电站、开闭站、开闭所等毕业设计,电气运行仿真实训、顶岗实习等专业性设计、实训和生产实习,以培养学生的工程应用能力。
在专业教学改革的牵动下,已形成了“装表接电”实训室、“低压排故”实训室、“电气运行”实训室及“配电设计研究所”等,计划在3年内,建立“配网调度实训室”、“电力负荷控制实训室”等。逐步形成实验与实训,基础与专业,校内与校外,相互衔接、配套成龙的实践教学体系与实践基地,为实现应用型人才的培养目标提供了坚实的保障。
3.一体化教学建设
(1)教师一体化建设。任课教师负责本课程教学大纲与教材的编写、一体化教室的建设,并负责实验、技能训练的指导,即大纲、教材、备课、讲课、实验实训指导等一体化。
(2)教室一体化建设。包含传统理论教学教室、实验室、实训室,三合一。教师在一体化教室边讲理论边示范,学生边练习,突出技能培训功能。
(3)教材一体化。包含该课程的基本理论知识、实验指导及考核、技能训练指导及考核等内容,即教材、实验指导书、实训指导书一体化。
对主要专业课程如“配电线路设计施工与检修”等10门课程采用“教、学、做”一体化教学模式,整合相关课程的教材和教学大纲。
七、深化教学方法、手段的改革
教学方法和手段改革的深入,是把工学结合作为切入点,融“教、学、做”为一体。
(1)探索建立“讲、演、练”一体化的教室,如配线线路设计施工与检修、装表接地与内线安装、配网自动化、带电作业、配电运行等理论与实践教学均在一个教室里进行,边讲边练,做到工学结合、“教、学、做”一体化。
(2)变实验指导书为实验任务书的改革,实行任务驱动、项目导向为主的实验教学。
论文摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。
现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
1 机电一体化概要
机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
2 机电一体化的发展状况
机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。
20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。
我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,不取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。
3 机电一体化的发展趋势
3.1 智能化
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。
3.2 模块化
模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3.3 网络化
20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。
3.4 微型化
微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
3.5 绿色化
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。
3.6 系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。
结语
综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
参考文献
[1]李建勇.机电一体化技术.北京:科学出版社,2004.
工程能力培养涵盖工程知识、工程意识、技术能力、工程思维和创新精神培养等诸多方面;培养学生具有高水平的工程与科研创新能力,是工科教育的重要目标。随着高新技术的不断出现,企业对消化吸收先进技术、提高自主研发能力的要求也越来越高,企业创新发展离不开人才,这就要求工科学生不但要具备专业的理论知识和技能,还要能够从解决工程问题角度出发来思考、分析问题,拥有较高的工程技术能力和科研能力。
许昌学院电气工程及其自动化专业为国家级特色专业,在专业建设方面已经取得了不少成果;如何让专业更大更强,更具特色,如何提升学生工程能力,仍是一个值得探讨的问题。就电气工程领域学生工程能力培养来看,电力工业“十二五”规划研究报告指出,我国电力工业正从大机组、超高压、西电东送、全国联网的发展阶段,向绿色发电、特高压、智能电网的发展阶段转变,具有较强工程能力的电气专业人才是必不可少的。中原经济区上升为国家战略,河南省推动工业转型升级,加快中原电气谷建设,实施智能电网产业园、高压开关产业园等一批重大项目,巩固提升超特高压开关和电力二次设备自主化设计和成套化水平,建设具有世界先进水平的电力装备研发和制造基地,需要大批优秀的电气人才作为发展后盾。
2.实践教学改革思路
受传统教学影响,重理论轻实践的主观教学态度没有改变,对学生的考评偏重书本理论知识,实践教学环节师资配备和学时安排所占比重较轻,学生实践能力得不到充分训练。实践教学受经费、仪器、场地等客观条件限制,也制约着工科学生的工程能力培养。大多工科教师队伍缺乏工程经历,没有实际的工程项目背景,在工科学生实践指导方面存在欠缺,严重影响工程教育质量。工科专业课程体系陈旧,与产业结构调整不适应,工程教育与工业企业和行业脱节。培养高素质电气工程应用创新型人才是当前高等教育面临的一个紧迫任务,需要找出合适的应对策略。
2.1 课程体系构建
理论课程和实践教学紧密结合、相互协调、互为促进的课程体系。从工程化的教育视角看,课程体系的构建建立在经济社会发展需求之上,以市场为导向,与本领域技术和产业发展趋势相对接,与行业、产业相关联,具有一定的开放性、可变性和针对性;课程目标的转向是工程的,而非学科的;课程内容的转向是集成的,而不是割裂的;课程秩序的转向是多维的而不是单向的;这就要求在课程设置上将通识课程、专业基础课程与专业课程进行组织、协调、优化、再组织。从实践教学的角度来看,要切实提高工程能力,必须从人才培养体系整体出发,完善以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接的科学系统的实验教学体系;充分考虑实践教学环节的知识覆盖性、技术覆盖性、能力锻炼覆盖性,多层次、多角度体现电气信息的强、弱电结合,各学科方向交叉,使实践教学内容从相对独立到学科。
2.2 实践平台一体化建设
要提升电气专业学生的工程能力,必须抓好实践教学,打造一流实践教学平台。实践教学平台通过学院建设和校企合作共建模式来实现,每个部分都要有具体的教学实践作为支撑:1)专业基础实验室可以围绕理论课教学内容,紧密联系实际,进行从理论验证到综合设计、再到研究创新实验的模块体系;2)工程训练中心在特定的工程实践环境中对学生进行机械、电子、信息及其系统的工程技术训练,实现工程设计、制造、管理和创新等环节相融合;3)实训生产线为学生提供一个工作实景,提高感性认识,注重学生自己动手,进行基本电气电路的安装、设计和调试;4)实验教学中心的设备统一调配,优化管理,极大地提高实验设备的利用率,实现资源共享;5)创新实验室主要培养学生的创新精神,突出学生个性发展,学生可以自主实验,拓展自己的思维,培养科研创新意识,提高自身创新能力,可以结合大学生实践创新训练项目和课题,进行自主研究、课题申报。
在高校转型发展、产教融合的趋势下,发挥产学研对接作用,实现校企合作实践平台一体化建设,也是提高学生工程能力的有效策略。首先要在充分调研本领域技术和产业发展趋势、人才需求状况基础上,加快校企合作和产学研一体化,实现校企合作软平台建设,建立起有效的联系机制和共蠃模式,共同制定课程计划和人才培养方案,确保其贴近生产实际、与社会发展需要紧密结合,将学校强调的宽口径人才培养和企业强调的专门人才培养相结合。发挥企业优势,校企合作共建实验室,使之成为工程设计能力培养的实践基地,借助企业真实工程环境和先进工程实践条件,为培养学生的工程应用能力营造实践平台,实现工程应用能力提升。和企业联合,建立较为稳定的实习基地,让学生掌握企业型运行的生产实践,按照企业生产经营活动标准要求,参与企业的生产活动,了解生产工艺过程和生产组织管理,提高感性认识。鼓励学生把毕业设计带到企业去做,通过企业导师制完成毕业设计,实现教育与生产劳动相结合,现代工程教育与科研生产的一体化,并逐步实现学校工厂化,工厂教育化。学校企业共建研发中心,将科研成果引进实践教学,强化学生的工程理念,帮助学生了解工程研究方法和学科的发展情况,培养学生科学和工程的思维方法,强化其工程运用理念,提升其工程素质。确立适宜且差异化的人才培养目标,发挥科研转化教学作用,让科研资源和科研成果及时地为人才培养服务,从而在一定程度上提高学生的工程能力。
3.结束语
【关键词】电力拖动;一体化;教学过程设计
随着现代职业教育教学方式方法的更新与变化,一体化教学的优势与成效非常显著,因而被广泛推崇。电力拖动控制线路课程从传统教学方式上,无论是理论教学,还是技能训练均已经非常成型。如何实现电力拖动控制线路一体化教学也被广泛研究与实践着,下面本论文将针对电力拖动控制线路课程的一体化教学过程设计进行阐述。
电力拖动控制线路理论教学一般分为四个模块:常用低压电器元件、三相笼型异步电动机的基本控制线路、直流电动机的基本控制线路、典型机床的电气控制线路;而在技能训练中,我们经常以三相异步电动机的基本拖动电路,直流电动机的基本拖动电路,以及典型机床电气控制原理图、安装接线图的识图、控制柜中元件的布置与安装、电气接线、故障排除为主要训练项目。从教学设计角度,理论教学往往先于技能教学,但是还是难免存在学生学过后,只是短暂性记忆,等到技能训练时又要重新学习。一体化教学的最大优势就是在学生对相关理论知识学习后,就可以马上通过相关实训项目训练得到验证,可以有效巩固学习成果。所以电力拖动控制线路作为成型的教学科目进行一体化教学是容易实现的。那么电力拖动控制线路学科一体化教学过程如何进行呢?
1.低压电器元件教学
低压电器元件在传统理论教学中一般主要介绍常用元件的结构、原理、图形文字符号及相关技术参数等。如若进行一体化教学,应该以实物呈现用类元件的不同结构、规格、尺寸及应用场合,使学生对低压电器元件有最起码的感官认知。还要使学生有主次的熟悉并掌握典型设备和生产线中所应用的常用低压电器元件的内部结构、原理,电气接线部分。可通过万用表测试低压电器元件的电气接线部分的好坏,观察外观,判断其是否可以应用,并能准确判断其故障可能所在。如果可以维修或恢复,学生可以练习拆卸低压电器元件,并重组使元件恢复原有的电气性能及机械性能。如果不可恢复,应能够给出合理的理由,并能按照原有应用进行更换(注意低压电器元件的技术参数、类型、型号等要满足要求)。如存在低压电器元件的铭牌破损或看不清楚的情况,学生还应具备元器件选择的能力,对于元器件的选择可作为学生能力提升项目进行。
2.电动机的基本控制线路
在讲解由低压电器元件逻辑连接的电气线路前,要简要介绍电气控制系统图(电气原理图、电器布置图、电气安装接线图)的识图以及绘图规则。而后开始介绍电动机的基本控制线路。每种控制线路应结合现场实际应用说明。基本控制线路教学过程如下:
(1)讲解各个拖动线路的基本控制环节的工作原理,如自锁、点动、联锁、电气互锁、多地点启停、自动往返等;
(2)电气原理图的识读,电器布置图的识读,电气安装接线图的识读;
(3)根据电动机的拖动控制线路所给低压电器元件及电器布置图进行低压电器元件的布件;
(4)按照电气原理图或电气安装接线图进行电气接线;(接线要符合安装工艺,更要符合现有生产实际。对于所用导线的选择学生应该掌握,根据实际经验进行导线截面、类型、颜色的选择;也可以通过常用线口诀进行。)
(5)所安装电力拖动控制线路的调试。对于简单基本运行电路可以应用万用表(数字万用表或者指针万用表),利用电阻测量法(选用欧姆档,要注意欧姆档位要合理选用,需要考虑线路中负载阻值。)进行检测,判断所安装拖动控制电路能否正常运行。如果测试现象表明可以正常运行,再上电试验,用以验证检测是否正确,并观察拖动控制电路运行是否正确。而当检测现象表明安装电力拖动线路不能正常运行时,要能够根据现象判断上电可能出现故障,分析故障点并排除。这样可有效避免盲目上电试验,可能造成元件或设备的损坏,甚至扩大性事故及不安全因素。
(6)电力拖动线路的故障排除。该步骤是在步骤5电力拖动控制线路调试的基础上进行的,我们可以在已经安装完毕的,试验好的拖动线路上面人为的设计故障(如元件损坏、压接导线绝缘、导线露铜过长、导线虚接、电源故障(缺相、不送电模拟停电)、不按电气原理图接线、漏接或多接线等),巩固学生用万用表测试控制线路能力,准确检测故障,并排除故障。
3.典型生产机械的电气控制线路
讲解典型生产机械的电气控制线路的安装调试与维修。需要介绍各个生产机械的电气控制要求及机床功能、结构(最好学生具备简单操作典型机械的能力,更有助于教学)。识读电气原理图、电器布置图、电气安装接线图,对于典型机床而言,其电气原理图一般包括电源电路、主电路、控制电路、保护电路、照明电路,在图面上还包括电磁元件的触点索引等,这是有别于基本电力拖动电路图的。应根据机床的具体电气控制要求、机械性能要求,进行所有电气设备、低压电器元件的选择;或能根据给定的电气设备,低压电器元件,按照电气原理图、电器布置图、电气安装接线图进行线路的安装。当然,电气控制盘或控制柜,走线要符合机床机械结构的装调。同样,在完成电气接线后,要进行调试与检测,仍然要不带电测试、校验。在准确排除故障后再试验。当然也可以参照基本拖动线路进行设计故障训练,所设计故障可根据现场设备可能常出现的故障进行。
以上是电力拖动控制线路一体化教学过程的设计,在电力拖动控制线路学科整个学与做过程中,每个操作项目均应给出教师考核标准及学生自我考核标准及评价,教师根据学生实际表现评分,学生能结合实际评价自己对电力拖动控制线路的学习及训练项目情况,学生的自我评价可以给教师在日后的教学作为参考,哪些项目和哪些环节是学生学习和训练过程中容易疏漏或是不易掌握的内容,可以有轻重的、有层次的讲解和训练,也可通过重复训练进行巩固和加强。
参考文献
[1]陈跃东,郎朗,孙新柱,陈孟元.《电力拖动控制系统》教学改革研究与实践[J].宁波大学学报(教育科学版),2010年5月.第32卷第3期.98
[2]黄艳荣.《电力拖动控制线路与技能训练》实训中故障检测方法的分析[J].理化生教学与研究考试研究,2011年第36期.137
指导老师:戴胜坤
设计要求:1、安装资料及要求。包括:平面图;用电负荷情况;供电电源情况;气象及水文资料等。
2、选子:位置、型号的选择
3、土建施工
4、设备安装
课题二、小电流接地系统的故障选线的研究
指导老师:戴胜坤 地故障时,故障特点不是非常明显,故障选线就显得很有必要,所以,要求学生
比较详细的了解国内外小电流接地系统故障选线的研究现状和研究方法,对现有
的选线方法进行总结并加以改进,找到适合的故障选线的方法;3、 利用ATP的仿真软件对小电流接地系统进行仿真;4、撰写毕业论文。
课题三、64点温度监测与控制系统的设计
指导老师:游佳
设计内容:64点温度监测与控制系统针对室温环境下的温度监控,如大型机组的轴温,大型变压器油温,化学反应过程,环境测试等。控制核心采用微处理器或单片机,监测64点温度,温度范围0~100℃,采用半导体温度传感器AD590,按矩阵方式切换输入信号。输出8路开关控制信号和2路PWM模拟信号(具备PID控制能力)。同时要求利用微处理器或单片机的已有通讯接口或其它工业控制网络实现数据上传和控制。
设计要求:1.总体方案设计,需要提出至少两种切实可行的方案,并加以比较,选择一种最优方案;
2.根据总体方案设计硬件电路,需要有理论依据,有分析计算过程,选择的主要元件要有原理和说明,所有元件必须有型号和参数;
3.软件设计,使用汇编语言或C语言编成。主要软件必须能在设计制作的硬件电路上正确运行 ,且能够显示被测试对象的温度;
4.制作硬件电路,调试硬件和软件,完成温度检测与测试点切换,实现温度上传并在屏幕上显示或存盘;
5.撰写毕业论文,严格按照毕业论文标准,论文引用其它文章和相关技术资料不得多于40%。
课题四、 用8051单片机设计一交通信号灯模拟控制系统的设计
指导老师:潘纹
一、设计任务与要求:
用单片机8051设计一个十字路口的红、绿、黄交通信号灯控制系统,要求如下:
1)用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。考虑到学生设计时的难度,只考虑一条道路相对的两个方向,每个方向有红、绿、黄三个灯。红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行,每隔30秒红绿灯交替变化。在每次由绿灯亮变成红灯亮或者由红灯亮变成绿灯亮的交替变化转换时要求黄灯闪烁5秒,给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。
2)能实现正常的计时显示功能。用倒计时方法显示红灯、绿灯、黄灯还需亮的时间。
3)能实现控制器总清零功能。 按下某个键后,系统实现总清零,计数器由初始状态开始计数,对应状态的指示灯亮。 二、根据设计任务与要求:画出设计总电路图,写出设计程序。
课题五、单片机步进电机控制器的设计
指导教师:游佳
设计要求:1.用MCS-51单片机,通过软件编程,设计一个步进电机控制器。要求能对步进电机实现正、反转及速度控制,同时能对步进电机进行位置控制,即能控制步进电机从一个位置精确地运行到另一个位置。
课题六、传感器在机电一体化系统中的应用及发展的研究
指导老师:周小薇
论文要求:1.了解传感器在机电一体化系统中的作用及地位
2.机电一体化系统中常用传感器的类型、特点、结构及用途等
3.如何为机电一体化系统选择传感器(举例说明)
4.机电一体化系统中常用传感器的发展
相关知识:本课题要求学生综合《传感器技术》《机电一体化技术》《控制电机》等相关知识进行编写。
课题七、水轮机制动系统的设计
指导老师:周小薇
设计要求:
掌握一定的电气控制技术的基础知识,可以利用PLC进行编程,并且对气压传动和液压传动有一定的了解。还要求能够运用基本的绘图软件进行绘图。
设计内容:
本设计共有三个部分:电气控制部分、流体控制部分、PLC编程部分。
(一)电气控制部分设计任务: 2.24点制动闸动作后向PLC发出制动成功或复位信号
3.压力站气路压力数显示向PLC发出4~20mA的模拟信号
4.根据PLC传送来的4~20mA的模拟信号,显示相应的转速。
(二)流体控制部分设计任务:
采用节流阀控制流量,水份分离器净化空气,两个三通换向阀分别控制汽缸的上、下腔;气液混用三通球阀进行气、油的转换控制,多块压力表可直接读数等。
(三)PLC编程部分设计任务:
根据给出的梯形图进行编程。
课题八、毕业设计题目:恒压供水系统设计
指导教师:黄卫庭
构成:PLC系统、变频器、检测保护电路、转速测量等环节
要求:1、采用PWM变频调速
2、有具体结构图及外形图
3、选用元器件合适
4、有控制电路图、主电路原理图、PLC程序框图和清单
[注意:选题要结合实际供水工作。要求写明本设计所涉及的分析方法或技术手段(如定性、定量分析的方法);要求有学生独立的见解,设计内容要详细写明具体步骤]。
课题九、两种液体混合的设计
指导老师:叶俊 一、控制要求
1.初始状
此时各阀门关闭,容器是空的。 SL1=SL2=SL3=OFF
M=OFF
二、起动操作
按下起动按钮,开始下列操作: (2)液体B流入,液面达到SL1时,YV2=OFF,M=ON,开始搅拌;
(3)混合液体搅拌均匀后(设时间为l0s),M=OFF,YV3=ON,放出混合液体;
(4)当液体下降到名 SL2时,SL2从ON变为OFF,再过20s后容器放空,关闭YV3,YV3=OFF,完成一个操作周期;
(5)只要没按停止按钮,则自动进入下一操作周期。·
三、停止操作
按一下停止按钮,则在当前混合操作周期结束后,才停止操作,使系统停止于初始状态。
四、要求:用欧姆龙型PLC技术设计
课题十、机械手控制的设计
指导老师:叶俊
一、机械手工作过程,且每次循环动作均从原位开始。
二、控制要求
1.在传输带A端部,安装了光电开关PS,用以检测物品的到来。当光电开关检测到物品时为ON状态。
2.机械手在原位时,按下起动按钮,系统起动,传送带A运转。当光电开关检测到物品后,传送带A停。
3.传输带A停止后,机械手进行一次循环动作,把物品从传送带A上搬到传送带B(连续运转)上。
4.机械手返回原位后,自动再起动传送带A运转,进行下一个循环。
5.按下停止按钮后,应等到整个循环完成后,才能使机械手返回原位,停止工作。
6.机械手的上升/下降和左移/右移的执行结构均采用双线圈的二位电磁阀驱动液压装置实现,每个线圈完成一个动作。
7.抓紧/放松由单线圈二位电磁阀驱动液压装置完成,线圈通电时执行抓紧动作,线圈断电时执行放松动作。
8.机械手的上升、下降、左移、右移动作均由极限开关控制。
9.抓紧动作由压力继电器控制,当抓紧时,压力继电器动合触点闭合。放松动作为时间控制(设为2s)。
要求:用欧姆龙型PLC技术设计
课题十一、建立机械全自动洗衣机的工作电路模型
指导老师:方玮
结构:由电动程控器、水位开关、安全开关(盖开关)、排水选择开关、 不排水停机开关、贮水开关、漂洗选择开关、洗涤选择开关等组成。工作原理:通过各种开关组成控制电路,来控制电动机、进水阀、排水电磁铁及蜂鸣器的电压输出,使洗衣机实现程序运转。
主要内容:进水控制电路,电动机控制电路,排水系统电路等。
要求:结合洗衣机的工作过程,给出以上电路模型号并说明原理,论文不少于5000字
课题十二、工厂变配电所的设计
指导老师:居剑文
一、设计的要求
根据设计课题的技术指标和给定条件,能够独立而正确地进行方案认证和设计计算,要求概念清楚,方案合理,方法正确,步骤完整。
要求会查阅有关参考资料和手册等
要求学会选择有关元件和参数
要求学会编制有关电气系统图和编制元件明细表
要求学会编写设计说明书
二、设计说明书的内容
负荷计算及无功功率补偿计算。
变配电所所址和型式的选择。
变电所主变压器台数、容量及类型的选择(配电所设计不含此内容)。
变电所主结线方案的设计
短路电流的计算
变配电所一次设备的选择
变配电所二次回路方案的选择及继电保护装置的选择与整定
变电所防雷保护与接地装置的设计
编写设计说明书及主要设备材料清单
10、绘制变电所主结线图、平面图和必要的剖线图、二次回路图及其它的施工图样。
课题十三、电缆-架空混合线路的继电保护问题的研究
指导老师:方玮 研究现状,了解目前电缆-架空混合线路的保护的配置的方法,优缺点,并根据
电缆的特点,架空线路的特点,提出适合于混合线路的保护的方案;
3、 提出适合于电缆-架空混合线路的继电保护的方案; 4、撰写毕业论文。
课题十四、铰链四杆机构的运动特性分析
指导老师:潘纹
设计任务与要求
1)对铰链四杆机构中的曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种基
本类型的运动特性进行分析。
2)每种类型各举一个日常生活中常见的实例,画出其基本图表。对每种
类型要求用falsh或者authorware等做一个能动的形象逼真的例子。如吊起重物的起重机、运动的火车的机轮、椭圆仪、翻箱机、机械手爪等。
课题十五、数控铣床及加工中心产品加工工艺设计
指导老师:倪祥明 课题十六、机械手直线运动液压系统的制作
指导教师:黄国祥
目的:实现机械手水平、垂直两个方向的机械运动
任务:1、系统方案的设计与计算;液压泵、液压阀等技术参数的选择;液压辅助部件的选择与购买。
2、液压缸的加工制作。
3、液压系统的安装与调试。
4、电路系统的安装。
5、技术资料整理与电子文档的制作。
要求: 1、分组布置任务,每组可以是1人以上。
2、电子文档要求打印,字数不少于5000字。
3、现场展览制作产品,参加答辩。
课题十七、“中国结”造型设计
指导教师:张蓉
1.毕业设计的基本任务
着重提高在CAD/CAM软件应用方面的实践技能,树立严谨的科学作风,培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过创建中国结造型设计、市场推广、资料整理等环节,初步掌握应用CAD/CAM进行工业造型设计的方法和基本技能。
2.毕业设计的基本要求
通过毕业设计各环节的实践,应达到如下要求:
灵活运用所学Pro/e软件创建“中国结”,打印出造型设计步骤和造型图;
对造型出来的“中国结”进行包装设计。如用Photoshop或3dmax等软件进行包装,打印出用于市场推广的效果图;
写出500字左右的论文小结
培养一定自学能力和独立分析问题、解决问题能力;
通过毕业设计实践,树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风,并培养自己具有一定的生产观点、经济观点、全面观点及团结协作的精神。
3.“中国结”造型参考图:
(造形和尺寸自定义)
课题十八、“福娃”造型设计
指导教师:罗进生
1.毕业设计的基本任务
着重提高在CAD/CAM软件应用方面的实践技能,树立严谨的科学作风,培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过创建“福娃”造型设计、市场推广、资料整理等环节,初步掌握应用CAD/CAM进行工业造型设计的方法和基本技能。
2.毕业设计的基本要求
通过毕业设计各环节的实践,应达到如下要求:
灵活运用所学Pro/e软件创建“福娃”,打印出造型设计步骤和造型图;
对造型出来的“福娃”进行包装设计。如用Photoshop或3dmax等软件进行包装,打印出用于市场推广的效果图;
写出500字左右的论文小结;
培养一定自学能力和独立分析问题、解决问题能力;
通过毕业设计实践,树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风,并培养自己具有一定的生产观点、经济观点、全面观点及团结协作的精神。
3.“福娃”造型参考图:
课题十九、大功率高频直流开关电源的设计
指导老师: 倪涛
通过该题目的设计,加强电力电子的学习和理解,系统学习开关电源的设计方法,综合运所学过的知识,培养独立工作,解决实际问题的能力,为走向工作岗位打一定的基础
内容:
按技术参数设计一台直流开关电源
主要技术参数:
输入电压:三相交流380V 输入频率:50HZ
输 出:恒流50安 输出电流变动范围:0---50安连续可调
输出电压:0—60伏
要求:
1.按要求分阶段写文字材料;
2. 3.论文要按要求格式打印;
4.独立完成
设计步骤:
1.阅读国内外有关 2.选定开关电源集成控制器,学习其工作原理、应用方法;
3.主电路方案选择,要有技术经济比较;
4.主电路设计;
5.元器件的设计、计算、选择;
6.控制电路、保护电路的设计;
7.打印论文
课题二十、三层楼电梯PLC控制系统设计与调试
指导老师:倪涛
设计内容: 1、不允许同时有两层楼要求停电梯;
2、当二层不需要停时,能越过二层直接到达所需楼层。
要求:
分阶段写文字材料;
2、 3、论文要按要求格式打印;
4、独立完成
步骤:
1、设计I/O配线表。
2、设计出电梯控制的梯形图。
3、写出指令表。
4、用编程器输入指令。
调试运行。
课题二十一、车辆出入库管理PLC系统设计
指导老师:杨芳
内容:编制一个用PLC控制的车辆出入库管理梯形图控制程序,控制要求如下:
1、入库车辆前进时,计数器加1,后退则减1.
2、出库车辆前进时计数器减1,后退则加1.
3、要求有显示屏指示车库内车辆的实际数目.
要求:
1.根据题意设计显示电路,并按图连接。
2.画PLCI/O接口连线图,并按图连接。
3.编制梯形图及指令语句表。
4.完成系统调试,实现控制要求。
课题二十二、水塔水位控制PLC系统设计
指导老师:杨芳
内容:1、保持水池的水位在S3——S4之间,当水位低于S3,则打开阀门进水,水位到达S4时,则关闭阀门。 水塔水位控制面板
要求:1.根据题意设计显示电路,并按图连接。
2.画PLCI/O接口连线图,并按图连接。
3.编制梯形图及指令语句表。
4.完成系统调试,实现控制要求。
课题二十三、用PRO/E软件进行玩具造型设计
指导教师:罗进生
要求:利用软件进行实体造型,写出具体造型步骤。步骤清晰合理,造型思路明确。可以自己设计玩具形状,分析所设计玩具市场前景。
参考图样:
课题二十四、基于PROE软件的机械制图三维模型库开发及应用
指导老师:李广坤
关键词:辅助教学 便携性 嵌入式结构
中图分类号:TP368.1 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)05(b)-0002-01
目前,电力拖动控制线路教学在一部分方面能够实现“教、学、做”一体化,但由于受到场地和设备的限制,理论授课与技能训练仍然在不同的地点。同时,教学的环节仍局限在教师“设置情境―布置任务―知识讲解―完成任务”的一体化教学初级阶段,并未全实现真正意义上的教学做一体化。而真正的“教、学、做”一体化教学需要“设置情境,布置任务,学生自主学习,寻找解决方案,教师归纳提炼”,但要实现自主学习,仅仅依靠教材上的知识远远不够,学生又不可能同时吃透多本教材和相关参考资料。另外,要达到规范的操作水平就必须经过反复训练。但是,不同教师的授课模式不尽相同,教师授课精力有限,学生很难能够达到良好的训练水平。
1 电气专业辅助教学装置结构组成
(1)基于S3C2410最小系统架构搭建硬件平台。现在ARM系统技术相对比较成熟,对其功能进行裁剪,进行电源模块电路设计、复位及复位芯片配置、JTAG调试接口设计、时钟模块电路、SDRAM硬件设计、Nand Flash电路设计、UART串口设计、驱动电路设计,以及联网通信进行设计。硬件框图见图1。
(2)操作系统移植。以ADS作为开发环境对Bootloader程序进行开发并移植嵌入式操作系统。基于FLASH、3DMAX、JAVA等软件作为平台,应用专家系统、多媒体信息处理、数据库管理以及电子出版等技术,将技能训练指导、维修过程指导、技术图纸等信息精炼,构成高度交互能力的智能化技术手册。教师机可以与学生机进行通信,实现教师在线进行理论和技能的教学、考核和管理,也可教师离线,由学生单独操作学生机进行自主学习、技能操作、信息检索、测试考核等。系统软件系统结构如图2。
2 电气专业辅助教学装置功能
2.1 理论教学功能
该系统通过仿真动画、视频讲解、指导手册等多媒体技术手段对电力拖动控制线路的构成、工作原理、分析方法及其安装、调试与维修进行系统学习。具有联网实时通信功能,实现上位机操作下位机,现实教学内容,实现教与学的同步,将课堂移到训练场。可单机独立运行,实现学生自主探究式学习.
2.2 操作训练功能
该系统利用系统软件进行模拟,使受训人员可以按照操作规范进行电力拖动控制线路的技能训练;学生可以在教师机的指令下展开操作,也可以独立操作学生机,对电力拖动线路技能训练内容进行熟悉;同时在训练过程中系统对训练的每一步操作目的、操作规范和关联关系,并对操作错误进行提示,以帮助学生理解,反复训练直至掌握正确的操作步骤。
2.3 考核功能
利用本系统可进行理论考核和实作考核[3]。理论考核时,系统自动生成试卷,考核学生对结构原理等知识的掌握情况。实践考核学生通过学生机对技能训练的操作步骤、方法进行,并与教师机进行通信,实现教师机对学生机过程监控,并有教师机给出成绩,实现无纸化考核。
3 结语
该装置在实践过程中,学员可以在无教师讲授的条件下,通过自主查询的方式,完成电力拖动控制线路的安装调试与故障排除训练,大大节省了教师的讲授时间,提高了训练效果。在功能完备性,可靠性方面得到了良好的验证,该装置体积小,便于携带,同时采用的是开放式技术,可以将本技术向相关课程进行延伸和移植。
参考文献
[1] 徐昊.基于S3C2410的嵌入式音视频播放系统研究及应用[D].贵州大学硕士论文,2006.
1.课程内容与课程体系不合理。目前在液压方面的课程主要分为《流体力学》和《液压传动》两门课程。课程设置较为单一,且课时总数较少,无法具体讲授重点和难点。且讲授《流体力学》和《液压传动》这两门课程为不同的教师单独教授,不能将这两门课程的相互关联分析透彻。同时随着液压技术和电气传动技术的发展,电液相结合是一种必然趋势,而当前的液压传动类课程和电气传动类的课程基本上是分开设置的,导致学生不能真正理解液压与电气的相互交叉优势,且侧重理论知识及专业知识的传授,缺乏工程实践训练和综合素质与能力的培养。
2.教学实践对学生工程素养的培养力度不够。多年来,实践教学平台依然选用专用的本科教学液压试验台,这种试验台的液压回路均已事先设计好,对学生而言只是单纯的记录数据,无创新可言。目前的本科教学平台设计的实验技术滞后于时展的技术,甚至部分实验手段和方法的原理也出现错误。比如液压动态流量的检测,大多本科教学平台采用容积式的流量计进行检测,事实上,由于容积式的流量计的动态响应较慢,根本不能检测动态流量。而超强的能力和素质对刚踏入社会的毕业生而言无疑是最大的筹码,但目前绝大多数毕业生在面临实际的工程项目问题时,多表现为动手能力差,不能独立思考,创新意识不强,缺乏团队合作精神和应有的工程意识及能力。
3.教学模式偏重于传统教学方式。目前,教学过程以教师为中心,按自拟的教学方案进行授课,照本宣科;但在教学过程中没有注重学生的兴趣,这些不利于学生对液压传动知识的掌握和运用。现行的教学仍沿用传统的灌输方式,缺乏启发式、讨论式的教学方式以及师生之间的互动交流,导致学生缺乏独立思考的能力和创新精神。
4.与企业社会沟通和交流过少。许多工科院校在实践培养环节上存在较多问题,如与相应的企业联系不够紧密,致使学生不仅不能明确区分课堂教学和企业生产、制造、检验和调试的不同;而且缺乏对基础设备、工艺装备技术及国家行业标准的了解,使其在工作过程中表现为自身的专业性不强。
二、教、学、做一体化教学内容改革
1.课程体系的改革。将《流体力学》与《液压传动》相结合,将流体力学的各个基本知识交叉在《液压传动》的基本知识内,并将电气传动中与液压课程交叉较多的知识点,全面提高实验学时数。液压系统由包含多种液压元件的各种回路组成,各种回路之间协调工作,完成液压系统的既定功能。在液压系统工作过程中,需要控制各种阀的开启、关闭和比例调节,这就需要通过适当的电气回路设计实现液压阀和液压回路的相应功能,因此液压传动的讲授还应与电气传动知识点相结合,真正地实现机电液一体化。
2.启发式、项目式与精讲相结合的教学方式。《液压元件》教学中教师发挥主导作用,学生发挥主动学习精神。新增课程《液压系统仿真和设计》在学生基本掌握新知识的基础上,只要求教师发挥主导作用,学生发挥主动学习精神,结合教师精讲使学生进一步加深对新知识的理解。在课程的教学中,除配备有综合性系统实验支持外,课程的教学内容实现讲授与现场教学(科研实验室进行)、讲授与研讨(专题讨论)、讲授与自主学习(科研论文及宣讲)等综合型教学模式,培养学生的综合素质。
3.强调实践与研究融入教学过程。在实施教、学、做一体化的教学中,将部分课堂放在实验室,讲解元件结构、原理时,直接使用实物,辅助动画教学,并让学生动手拆装,使学生对元件及系统设计有更为直观的理解,通过教、学、做一体化教学方式增加主动学习和动手实践的机会,强调分析问题和解决问题的能力。给学生科学实践的时间和空间,增加课内实践教学学时,教学中安排丰富的设计项目,让学生亲自动手和全情投入。设置讨论型、项目训练型课程,采用课堂教学、科研项目训练与学生论文宣讲相结合的教学模式激发学生的学习兴趣。
三、实践教学方法改革
建设完善的专业实验教学体系,包括基本型,综合型、设计型、创新性型实验等多个系列,注重培养学生的个人实践能力、团队合作能力以及调控系统能力。建立实验实践结合、课内课外结合、校内校外结合、理论实验互动,能促进学生能力培养,模块化、分层次的实验教学体系。在教学体系设计中,注重遵循教育规律,科学地设置实验类型,通过基础层、综合层、设计层和创新层实验项目的训练,全面培养学生的科学作风、实验技能以及综合分析问题的能力,使学生具有良好的创新精神和实践能力。如图1所示为流体传动与控制等基础课程模块化、分层次的实验教学体系。第一层次为基础能力的培养。学生通过基础的实验项目的全面训练,掌握本学科实验的基本操作方法及技能,掌握液压元件的基本结构、拆装方法和工作原理,理解液压元件的基本性能测试方法,学校液压基本回路的控制特性,同时培养学生正确使用仪器、处理实验数据和写作实验报告的方法,达到培养学生严肃认真的实验精神的目的。第二层次为综合能力的培养。即学生通过提高型、综合型和设计型实验项目的训练,达到学生会自己设计实验内容,自组简易实验,实验后会总结经验,培养学生的综合实践能力和素质。第三层次为设计能力与自主思考的培养。通过增加大量的液压实训模型,比如挖掘机模型、叉车模型、推土机模型、起重机模型等,培养学生理论联系实际的能力,学生通过创新研究型实验项目的训练,培养学生对实际液压技术的观察能力、发现问题及分析问题的能力,并将所掌握的理论知识实验方法应用到实际中,培养其研究与解决问题的能力。第四层为创新能力的培养。该层是对课内实验教学的重要补充,通过创新研究型实验项目的训练,即由创新想法到创新设计,再到创新模型制作,最后形成产品创新的实践全程训练,培养学生提出自主创新课题、自主创新构思、创新设计和创新实践动手的能力。在实验过程中,鼓励学生自主命题,自行制定实验目标,进而完成自主设计、分析、实践、总结与汇报等全部环节。另一方面,可组织部分高年级学生,尤其是立志想读研究生的学生,参与教师的科研项目研究,辅助教师做一些试验性实验,为后期的科研实践打下基础。传统的演示性、验证性实验已不能满足现代人才的要求。因此,在实验教学中,应引导学生向研究型、创新型发展,以小组为单位增加设计型和研究型实验。教师在实验中起指导性作用,以学生为主体,这样不仅能提高学生的动手实践能力,还有助于其创新思维的发展。
四、结束语