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【关键词】 技师学院 电气自动化 教学模式 改革 创新实践
引言:技师学院一直以来将培养学生德、智、体、美、劳全面发展作为教育的宗旨,将培养学生的实践能力和创新能力作为教育的目标,在电气自动化技术专业的教学中我们也将贯彻落实这一宗旨[1]。现如今,电气自动化的触角已经延伸到各个机械工程相关的行业,可以说小到一个螺丝钉的制造,大到航空母舰、宇宙飞船的开发,都有电气制动化的存在,社会对技术过硬、实践能力强的自动化技术人才的需求非常大。
一、校企结合,优化课程
电气自动化专业的教学特点就是理论性与实践性强,概念抽象[2]。由于技师学院的学生都是初中毕业落榜或者由于各种原因没有上大专、大本就读于技术学院的学生,他们的学习成绩和学习能力存在一定的局限性,电气自动化专业知识的学习对他们来说是比较困难的。因此,在教学的时候我们必须要以实际的就业需要为基础,让自动化课程更加贴近企业的生产实践,为学习提高今后在企业中的竞争力,促M学生综合能力的提升。
例如:在学习电动机、输送器、自动装置的时候,我们可以让学生设计组装传送带,首先我们将组成传动带的模拟装置为学生准备好,给出单台机组织控制的基本流程和基本参数,让学生自己动手实践操作,最后让简易的传送带能够运作起来,这样可以将抽象的理论知识具体化、实际化,更加有利于学生的理解,为学生今后的发展打下基础。
二、实践教学,优化教师队伍
技师学院由于师资力量的限制,大多数电气自动化专业教学中教师都是“双师型”就是理论教学与实践教学由同一个教师完成[3]。教学中可用于学生动手操作的机械设备较少,学生对于电气自动化机械的了解也仅局限于书面。因此,教师必须改变教学模式,更新教学方案,让学生走出课堂,丰富学生的视野,积极的带领学生参加一些电气自动化博览会,或者组织学生深入企业,了解电气自动化企业的生产运作模式,实时的更新自己的知识储备,让学生的专业能力得到进一步的提高。
例如:教师应该积极的带领学生走出课堂,毕竟在电气自动化发展迅速的今天,新型的机电系统不断问世,教师应该带领学生参加电气自动化博览会,熟悉SCADA\EMS等系统的应用原理,让学生见识更多的新型设备,丰富自己的视野,提高自己的学习兴趣,更加坚定在技师学院对电气自动化专业的学习,提高电气自动化教学的教学质量。
三、工学结合,优化教学过程
学生在技师学院的学习都是为了今后更好的适应企业发展,那么,要如何工学结合,优化教学过程呢?一方面,我们必须将工作与学习相结合,处理好理论与实践之间的关系,将课堂教学搬到实习实训色基地中,建立工学结合的教学模式,积极的发挥教师的督导作用。另一方面,我们要将“教”与“学”相结合,在实习的基地教学中要以学生为主体,让学生充分的发挥自己的主观能动性,在学中做,在做中学,体验电气自动化机械的操作流程,学会总结错误,探究解决方法,提升自己的实践操作能力[4]。
例如:在学生掌握的一定的理论和实践基础之后,我们就带领学生到实习的基地进行实际的操作,在保证学生不耽误生产的前提下,尽力让学生自己练习安装、操作、维修机器,让学生明白电气自动化在实际的企业生产中发挥出的作用,提升学生的学习积极性,让学生能够主动的发现自己的错误,并且自己探究解决的方法,在实践中提高自己动手实践的能力和自主探究的能力。
结束语:综上所述,电气自动化专业技术引入技师学院的教学中,对学校的教学设备和教师质量有了更高的要求,教师在进行电气自动化教学的时候,要不断的归纳总结,优化课程,让自动化教学与企业的生产实践紧密结合,要立足实践、开发创新,努力的提升教师的自身教学素质,提高自动化教学质量,探讨出符合技师学院自身的实际情况的教学模式,提高学生的综合素质,促进技师学院的发展,为社会培养更多的优秀电气自动化技术人才。
参 考 文 献
[1]刘刚.浅谈技师学院电气自动化技术专业教学模式的改革[J].机械工程(自动化教育).2015年11期
[2]曹春霞.电气自动化技术专业课程教学模式改革研究[J].现代机电工程.2014年08期
关键词:教学改革;创新;实践应用
中图分类号:G451 文献标识码:A
随着经济社会的发展,在社会生产活动中对于专业人才的需求呈现细分化的趋势。工业电气工程自动化应用技术专业是电气信息领域的一门新兴学科,是理、工、文相结合,融机械工程、艺术学和计算机设计于一体的新型交叉学科专业之一。但是由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关,发展非常迅速,现在也相对比较成熟。已经成为高新技术产业的重要组成部分,广泛应用于工业领域,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。因此对于电气自动化应用技术专业高级人才的培养极为重要,在不断的专业教学发展中要注意创新改革,以符合工业生产的多种需求,促进工业的创新发展,速进经济的蓬勃发展。
工业电气自动化应用技术专业发展现状
工业电气自动化应用技术专业是电气自动化应用技术专业的一个分支学科,隶属于电气自动化应用技术专业。工业电气自动化应用技术专业是培养从事电气自动控制系统和电力能动控制系统的安装、调试、运行、维护和技术管理的实用性技术型人才的专业。主干学科包括电子工程、计算机科学与技术、控制科学与工程。主要专业课程有:电子技术、工厂供电、电工基础、变流技术、电机与拖动、AutoCAD、PLC技术、交直流调速、微机原理应用、电气控制设备、检测技术、计算机网络等。工业电气自动化应用技术专业培养的是专业复合型人才,可从事工业产品造型设计,应用计算机造型、设计、实现工业产品的结构、性能、加工、外形等的设计和优化;也可从事工业电气自动化设备的管理工作。专业发展前景广阔。
工业电气自动化应用技术专业岗位要求
工业电气自动化应用技术专业岗位要求,包括基本能力、核心能力和关键能力三个方面的具体要求。
基本能力包括,电气识图、电器工艺以及电器维修能力。核心能力包括计算机技术综合应用能力、自动生产线的运行维护保障能力以及典型设备自控系统应用维护能力三项内容。计算机技术综合应用能力具体有计算机操作及网络技术应用能力、工业控制计算机及板卡应用能力、单片机技术应用及开发能力等;自动生产线的运行维护保障能力具体有工业机器人应用能力、传感及信息处理系统、仪表应用能力、先进生产工艺及流程应用能力等;典型设备自控系统应用维护能力具体有电气设备运行、安装调试、维护管理及运用新技术进行技术改造能力、常用自控系统安装、调试、维护及技术管理能力等。关键能力包括可编程控制器技术应用,可编程控制器((PLC)选型、程序编制及系统应用维护的能力和微机监控系统上位机组态能力等。
工业电气自动化应用技术专业教学改革措施
1、与市场需求结合,明确改革目标
工业电气自动化技术专业的教学改革工作,进行市场调研,分析现代工业生产电气自动化技术需求的专业人才,以能力培养为主线明确改革目标确保教学改革的顺利进行。市场的需求是教学的改革标准。市场要求电气自动化专业学生理论知识扎实、动手能力强以及有很强的适应能力。要分析电气自动化技术专业的培养目标以及课程体系的设置,围绕市场培养计划来设置电气自动化技术专业的课程体系,设立相互平行、融介交叉的理论教学和实践教学两大体系,形成课程培养特色,从而与社会的需求相适应。
工业电气自动化应用技术专业教学改革还要注重明确人才培养目标,培养具有理论知识和实践能力的专门人才,根据需要制定教学改革的教学内容。课程内容满足经济发展的需要,要结合企业的生产。工业电气自动化技术专业的教学改革要注重实际能力的培养以及多方面的创新能力的培养,要培养面向生产、建设、服务以及管理一线高级复合型人才。课程的结构要侧重理论的应用型,适应就业。
2、创新教学方法与手段
工业电气自动化应用技术专业教学改革要打破传统的教学观念,改革重知识、轻能力,重理论、轻实践,忽视全面素质培养的教学模式。用新的教育思想指导教学方法的改革。根据工业操作实际特点灵活采用手段,
例如通过专题讲座、企业参观、分组讨论、多媒体教学、短期实习等方式对工业电气自动化应用技术专业进行培养为学生的就业和工作打下良好的基础。改革以教师为中心的教学方式,提高教师的学术水平和综合职业的能力,研究并且应用先进的教学理念。引导学生自主学习,调动学生的学习兴趣,提高教学的效率。提高教学资源的利用率,将参考文献目录、授课课件等上网并免费开放,为自主学习创造条件,培养具有创新精神的人才,提高学生独立分析问题和解决问题的能力。
整体优化教育培养计划,工业电气自动化应用技术专业教学改革要重视教职业技能培养。注重实践教学环节,学校教育与社会实践活动有机结合到一起,教学在实训室里开展,实现高技能应用型人才培养的目标。制定配套的管理制度,优化办学条件,加强师资队伍的建设,提高教师的专业教学水平,按照工学结合的培养模式的要求,带动工业机电一体化技术、生产自动化技术、电力系统自动化技术的培养。实践性教学主要有短期实习、模拟训练和参观访问三大块,要积极开创工业电气自动化应用技术专业学生实践环境,与相关工业产业建立联系,进行定期实践课程计划的制定和实施,提高学生适应岗位的能力。保障学生将理论课程培养和实践动手环节结合应用。在实验教学方而,尽量减少验证性实验,增加综合设计性实验,变实验过程为基本电气仪表操作的实训过程。改革旧的考试制度,建立新的多元化质量评价体系,传统专业重文化课考试,轻能力考核,不利于人才培养。对每次实践活动进行考核评价,采用实习单位评价、教师打分、学生自评、小组互评、多种形式相结合的考核手段。将课程成绩与能力证书相结合,建立一套符和应用型高级技术人才多元化综合质量评价体系,使各种考核方式实现优势互补。
3、产学合作,实现校企双赢
工业电气自动化技术专业的教学改革是为经济建设服务的,要利用工业电气自动化技术专业的优势,实施产学合作办学手段,促进工业企业的发展,促进生产的顺利进行以及经济效益的实现。组织专业教师和学生进行企参观访学。让学生更多地了解工业电气自动化应用技术的实际问题,加强理论知识与实践活动的结合,培养学生的创新能力。可以通过企业的人才优势,参与学校的教学改革;利用企业的设备以及技术优势进行工业电气自动化应用技术实训的教学,学校通过与企业的合作,可以弥补学校资源不足的缺陷。注重双师型教师的培养及教师知识结构的不断更新。利用企业的实践环境,通过教师参与技术改造的工作来了解专业技术的发展,加强教师水平,把企业技术带进学校。明确办学指导思想,加强素质教育,强化教学管理,在执行过程当中要有计划、有步骤,优化资源配置,要把改革的制度融入到校园文化当中培养专门人才。满足市场需求加强教学的基本建设,提高教学质量。达到工业企业与学校教育的同步发展、通不协调,使得学校和企业实现双赢的局面,共同为国民经济的发展建设做出贡献。
参考文献:
(1)组成问题。
电气系统一般可以分为两个方面,第一个方面指的是在整个房建工程使用中,整体电能的使用、供给与分配,也包含了用电及供电两个系统的重要方面;另一个方面则需要在第一个方面的基础上加上电器信息系统。但在对电气系统进行设计的时候,设计人员往往会遗漏此系统,考虑的不全面,没有对整个房建系统的问题进行思考,直接导致了设计的房建电气自动化的长远发展性比较差。
(2)控制问题。
在房建电气自动化系统控制的时,包含着三种子系统:第一,进排风控制系统,其主要的功能是调节整个房建工程中的空气,改善空气的环境,由新风和空调两个机组组成;第二,供配电控制系统,其主要是对整个房建工程的电气进行控制,可以在较短的时间内对出现的问题进行抢修;第三,排水系统,其主要的功能是防止出现火灾,提供一个良好的生活环境。但在设计与施工时,仍然存在很多的问题,如说设计不合理,没有进行整体的考虑,达不到施工的质量要求,因此,在设计时要全方位的考虑到各个方面的问题,做好施工的管理,保证整个房建电气工程自动化的质量。
(3)安全管理。
安全是任何电气工程施工时最重要的问题,也是管理的重要方面。但进行施工时,存在的安全隐患较多,如施工人员的施工方法错误,施工程序部队,没有按照方案施工等问题,最后导致后果极其严重,造成严重的人员伤亡或是财产损失。因此,加强安全管理为题是非常关键的,不论在什么时间,什么地点,安全问题都要放在第一位。
2发展趋势
(1)专业化。
房建电气自动化有很多专业不到位的工作人员,其培训力度不够。这种问题的出现说明了该企业的管理者对专业化地不重视,认为房建电气自动化技术简单,从而忽略了对房建电气自动化的施工人员专业的培训。所以,在房建电气自动化技术的设计与施工中,应对相关的人员进行专业的电气自动化技术培训,不仅让工作人员掌握操作过程,还要确保工作人员能对运行中电气自动化出现的问题自行解决,把电气自动化的故障影响降到最小。所以,对房建电气自动化人员的专业培养很重要。
(2)平台应用。
只有运用统一的系统应用平台,才能够在进行房建电气自动化过程中对每一个环节进行有效的控制,包括设计、调控、运行与维护等,节约的成本的投资。进一步的实现统一系统开发平台,才能保证应用平台处于独立的状态,满足客户需要的房建电气自动化系统的开发。所以,统一的平台应用系统在房建电气自动化技术中有很重要的地位。
(3)技术性。
房建电气自动化的发展推动了我国的科学技术的进步。目前,我国的房建电气自动化技术得到了很大的突破,即使我国的房建电气自动化成为世界上最重要的设施生产基地,但是在实际的应用中还存在着一些不足。这就需要加强我国的房建电气自动化人员的技术要求,尽快解决房建电气自动化在技术上的应用问题。
(4)安全性。
安全是任何企业或是工程在施工过程中都应该重视的问题,特别是在房建电气自动化设备生产过程中,更应该重视安全生产的防护措施。但是,我国有一部分的电力企业在生产过程中,为了节约成本的投资就减少了对安全方面的防护,导致发生了很多的安全事故。
(5)创新性。
只有对房建电气自动化的技术进行创新,才能满足不同领域的不同需求。只有创新才能加快房建电气自动化的发展,但是在进行创新时,应对引进和吸收的知识相结合,才能进一步的提高房建电气自动化的创新意识与创新能力。
(6)通用性。
保证房建电气自动化系统的正常运行是电气自动化技术的通用性,对企业管理和监督有很大的作用。若是没有技术的通用性,则会影响企业的正常发展与运行,降低了企业的工作效率。
(7)市场化。
对房建电气自动化的发展要注意对市场工作的调研分析和社会的竞争合作,及时的调整市场需求的变化与改进。此外,还应该加大对技术与研究的资金投入,保障企业的核心竞争力,适应市场与社会的经济需求。
3发展建议
(1)建立平台。
现阶段,我国的房建电气自动化技术都不同,这不仅增加了房建电气工程自动化建筑的成本,还阻碍了房建电气工程自动化的未来发展。多以,房建电气工程企业应建立一个电气工程自动化的独立平台,从而顺利的开展房建电气工程自动化的施工方案。第一,在进行房建电气工程自动化施工前,施工人员应了解其特点,确定房建电气工程的工序。第二,在确定电气工程施工的方案时,还要考虑房建电气工程自动化的陈本投入。第三,在房建电气工程自动化施工过程中,应考虑客户的需求,建立一个独立的平台,减少运行成本。
(2)建立网络系统。
房建电气工程自动化的通用网络资源不仅可以优化资源的配置,还能提高电气工程信息传递的安全性。房建电气工程包括设施的控制、技术的管理和企业的监督等方面,因此,实现资源的合理配置,建立房建电气工程自动化的网络系统是非常有必要的。
(3)建立数据对接。
房建电气工程自动化的信息在传输过程中存在着很大的安全保密问题,过程中资讯安全性存在很大的问题,为保障房建电气工程自动化信息传递的安全性,只有建立数据标准对接才能进一步保证其保密性。所以,在目前的房建电气工程自动化发展中,建立数据的标准对接,能有效的减少房建电气工程自动化施工的时间与成本。
4结语
毕业设计是教学最后一个重要的实践环节,它既能检验学生对知识的掌握水平与应用能力,也能培养和提高学生专业综合素质。对高职电气自动化专业学生来说,它能使学生完成电气工程师的基本训练,培养并提高综合运用电气自动化相关知识、理论和技能来解决实际工程技术问题的能力,为成为在生产第一线从事电气控制系统的安装、调试和维修以及技术开发、管理和销售的工程技术和管理人才打下坚实基础。因此,研究并探索如何更好的组织和实施毕业设计,具有重要的现实意义。
二、高职电气自动化专业毕业设计工作现状
通过笔者毕业设计工作的开展及调研发现,多数开设电气自动化专业的高职院校,其电气自动化专业毕业设计的组织和实施中存在较多共同弊端,毕业设计效果较差。主要反映在:
(1)毕业设计时间与顶岗实习和就业冲突,学生难以安心设计
目前多数高职院校电气自动化专业的毕业设计均在第六学期开设,与企业顶岗实习同时进行。学生一般在第五学期就已经开始求职,一般都把主要精力用于就业招聘中,直到找到合适的工作单位才开始真正考虑毕业设计。即使是顺利找到工作岗位进行顶岗实习的学生,也有相当一部分由于工作压力、时间等条件限制无法较好的开展毕业设计。
(2)毕业设计选题单一,流于形式
目前高职电气自动化专业毕业设计题目一般由教师拟定、学生选择,学生带题目到企业顶岗实习。一方面选题数量少,一个小组一个题目,学生抄袭现象严重;另一方面题目由教师拟定,与学生顶岗实习的工作内容不相符,学生缺乏完成毕业设计的动力。
(3)学生无法得到指导老师适时、充分的交流和指导,影响设计效果
由于毕业设计与顶岗实习同时进行,学生在不同的企业进行顶岗实习,指导教师通常在学校,一边从事日常教学,一边指导学生毕业设计。这种时间、空间的差距导致学生之间、学生与指导老师之间交流受到限制。学生有疑难问题,难以立即得到有效的提示或指导,教师也难以及时了解学生的设计进度,也就无法对学生的毕业设计工作起到有效的监督、促进作用。
由于以上原因,最终形成一部分学生不重视毕业设计,在整个毕业设计过程中采取消极态度,不认真对照学校毕业设计规章制度、规范和指导老师的进度要求开展工作,寄希望于答辩前通过网络拼凑、抄袭来完成毕业设计任务;一部分学生虽然重视毕业设计,但由于本身水平或条件限制,毕业设计草草了事;只有少量基础好、条件充分的学生能够按时、按质完成毕业设计,达到设置毕业设计教学环节的初衷。在这种情况下,多数指导老师鉴于学生的实际困难和毕业率的压力,通常对毕业设计成绩评定采取宽容态度,最终毕业设计的质量差强人意。
三、高职电气自动化专业毕业设计工作改进措施
可见,多数高职院校电气自动化专业毕业设计的现行模式亟待改进。针对上述情况,笔者通过多年承担高职电气自动化专业毕业设计指导工作,从实践中总结到以下改进方法和措施:
(1)加强毕业设计理念的渗透,提前安排毕业设计
如上述,一部分学生在毕业设计过程中严重抄袭的主要原因一是基本功不扎实、对毕业设计课题感到无从下手,一是没有充分时间进行毕业设计。
学生对毕业设计无从下手的原因,与高职教育现行教学模式密切相关。目前高职教学模式侧重于理论知识的传授,实践环节薄弱,各课程之间的衔接和融合不够,这就造成学生所学知识不够连贯、系统,无法很好理解各门课程在解决实际工程问题中的具体地位、作用和相联系,也无法将学到的知识较好的应用于毕业设计。这就需要授课教师在授课过程中,帮助学生理解本课程与其它课程之间的联系,在毕业设计中的地位、作用,引导学生运用本门课程相关知识解决实际工程问题。在我校电气自动化专业课程教学中,与毕业设计直接相关的课程包括电机、机床电气控制、输配电技术、电力电子技术、可编程控制器、交直流调速系统等,这些课程的授课教师尤其需要注意毕业设计理念的渗透。
毕业设计与顶岗实习和就业冲突,导致学生时间精力投入不足,可以通过提前安排毕业设计来改善。目前我校电气自动化专业毕业设计的开展提前至第五学期利用课余时间完成,有效解决与顶岗实习和就业的冲突问题,提高了毕业设计的整体质量。
(2)指导教师按专业核心就业岗位进行选题
目前高职电气自动化专业毕业生核心就业岗位包括维修电工、PLC系统设计师、电气工程师、单片机系统设计师、产品质检员等。毕业设计选题应按电气自动化专业核心就业岗位的要求,从电气自动化在实际生产中的应用出发,与相关课程内容有机整合,拓宽毕业设计课题。目前我院电气自动化专业采取的选题方法:1、与一些就业企业合作开发一批有实用价值、适合学生设计的课题。2、直接采用工厂实际工程技术问题作为毕业设计课题,这主要包括两种方式:一是聘请企业技术人员担任毕业设计指导教师,由他们提供工厂实际任务作为毕业设计课题。
同时,每个课题最多3个学生,尽量一个学生一个题目,最大限度防止学生出现雷同设计。
(3)企业技术人员在校教师共同指导
目前我院电气自动化专业毕业设计指导教师已作如下安排:聘请企业中有丰富实践经验的工程技术人员为毕业设计兼职指导教师。承担本校课题的同学,以校内教师指导为主、企业兼职教师指导为辅。课题来源为校外的同学,以企业兼职教师指导为主、校内教师指导为辅。事实证明,校内教师指导和企业兼职教师指导相结合,克服了校内教师单一指导的缺陷,实现了知识与经验、理论与实践的有机融合,能有效帮助学生攻克毕业设计中的难题,切实提高学生解决实际工程技术问题的能力。
(4)完善校内外毕业设计实践条件
要避免毕业设计“纸上谈兵”,就要完善校内外毕业设计实践条件,使学生的理论设计能够成为实物。一方面,学校购买或修整毕业设计需要的各种设备、工具、材料,完善电气自动化实训室条件;另一方面,学校要加强和企业的合作,使学生能够将毕业设计的某些实践环节放到企业现场去完成,既贴合实际,又能在企业工程师的指导下获得事半功倍的效果。
四、结束语
最近几年,我院电气自动化专业已按上述改进措施从多方面对毕业设计工作进行了改进,实践证明,这些改进措施提高了毕业设计质量,提升了毕业设计内涵。
参考文献:
[1]包锦阳.高职毕业设计现状调查[J].教育与职业,2008(28)
[2]刘树.高职机电类专业毕业设计的研究[J].科技视界,2015(01).
前言:随着我国人口红利逐渐消失,加上劳动力逐年减少、人工成本的上涨、工作环境的改变、人口老龄化和多元化的市场竞争,使各企业面临着重重压力。为了解决困境,现在越来越多的企业把目光瞄准了电气自动化设备,以此代替人工生产。种种迹象表明,工业自动化时代已渐行渐近,自动化设备有望迎来黄金发展时代[1]。在我国电子信息技术不断发展的背景下,我国的电力系统逐渐开始应用先进的电气自动化技术,从而改善自动控制水平。对电力系统中的电气自动化技术进行深入分析,符合时展的需求,具有重要的研究价值。
一、电力系统中电气自动化技术的应用现状
(一)微电子中的应用
电气自动化技术在微电子中的有效应用,能够改善微电子的半导体器件的运行质量,从而有效改善电路的安全性以及可靠性,促进系统监控效果的完善。微电子技术中有效应用电气自动化技术,主要表现为电气电子技术设备的有效引入,需要对传统微电子技术进行有效改革,从而提高微电子工艺的整体化效果[2]。以电气自动化技术作为一个新出发点,不断促进微电子技术的革新与发展,有助于优化企业的生产质量水平,同时改善其生产质量。对微电子中的电气自动化技术应用现状分析,是企业综合改善的一个重要途径,具有重要的探究意义。
(二)变化器中的应用
在变化器电力系统中有效应用电气自动化技术,能够改善变化器的电路,同时可以实现低频到高频的转换,加速电路系统的更新发展。在传统的电力工程中,多使用直流变化器实现对电路系统的流量控制,难以获得优秀的整流效果。在变化器中有效应用电气自动化技术,则可以显著改善功率,同时有效减弱谐波对电冈的影响,降低低频转矩脉动中发生不良问题的可能性,从而促进系统的完善。
(三)变流调速控制中的应用
在运输车辆的实践中,直流调速的调速性能比较好,但是具有比较高的事故发生率,制约了其有效应用。交流电所提供的交流电,应用于调速中,可以简化结构,降低消耗,提高使用寿命,但具有调速困难的问题。在交流调速控制中有效应用电气自动化技术,可以实现对电流磁场以及转矩的有效控制,可以有效改善控制性能,具有比较良好的调速效果。
二、电气自动化技术在电力系统的具体应用分析
(一)实时仿真系统
实时仿真系统能够应用大量的实验数据,并同步进行电力系统的实验,可以为科研人员提供良好的协助作用。同时应用多种控制装置,有效形成闭环系统,可以提供良好的智能化保护作用。在电力系统中应用实时仿真系统,可以有效监控电力系统的负荷情况,相关技术人员应该在对电力系统实时仿真系统进行深入研究的基础上,有效构建实时仿真环境实验室,提供良好的环境支持。
(二)综合自动化技术
在我国多年研究与发展的基础上,我国的电力综合自动化技术逐渐进入世界领先水平。我国所研制的分层式综合自动化装置能够有效应用与多种电压等级的电站,同时可以在电气自动化保护装置中有效应用人工智能技术、自适应理论以及网络通信技术等,从而有效改善综合自动化控制水平,促进电力系统的安全性的改善,提高电力系统的智能化水平。
(三)人工智能技术
在电力系统中有效应用人工智能技术,可以实现对整个系统与部分元件的有效诊断,同时能够对规划进行设计[3]。在实际的电力系统发展研究中,通过有效应用模糊逻辑以及专家系统等先进的科学理论,不断深化对电力系统的实践研究,并不断促进电力系统的控制智能化发展。
(四)配网自动化技术
配网自动化技术能够有效结合国际标准公共信息模型,同时应用高级应用软件,结合人工智能技术,实现配网的自动化。我国的配网自动化技术正在不断发展中,主要应用在高级应用软件、中低压网络数字以及信息配网一体化等多种方面中。通过解决配网的载波损耗等问题,促进电力系统自动化水平的不断完善。
(五) 单片机、集成电路
以MCS-51为代表白8位机虽然仍占主导地位,但功能简单,指令集短小,可靠性高,保密性高,适于大批量生产的PIC系列单片机及CMS97C系列单片机等正在推广,而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外,单片机的开发手段也更加丰富,除用汇编语言外,更多地是采用模块化的C语言、PL/M语言[4]。
(六) PLC控制技术
PLC可编程逻辑控制系统在工作流程上由数据采集、数据计算与数据输出三大部分组成。 首先根据编写好的程序实现规范化的数据采集过程,将相关数据采集的电子元器件获取到的数据统一存储于系统内部,再进行具体扫描与读取工作,将采集到的数据整合为映像单元的形式。完成以上工作之后,便会自动进入主体程序的计算执行部分。当完成用户设定好的相关数据采集工作之后,将继续实现程序的执行功能。最终通过模拟 / 数字输出的方式,修改相应电气设备的控制参数,最终实现电气专业的自动化。
三、电气自动化技术的发展建议
(一)电气自动化与数字化的结合
电气自动化技术与数字化技术的有效结合,其典型表现为地球数字化技术,其中包含有电气自动化的多种创新经验,能够实现对高分辨率、多为空间的大量数据有效整合为坐标,最终组成为数字化地球。该技术通过在计算机中储存多种信息,结合计算机网络,可以获得电气自动化的基本数据信息。
(二)现场总线技术的创新性应用
在电力系统的电气化技术应用中,通过运用现场总线以及网络技术,可以实现对运行经验的有效积累,从而促进电气自动化设备的智能化发展水平的改善。在电气自动化技术中有效应用网络技术,并结合现场总线技术,可以突出目的性,为设施提供良好的通信渠道,从而将信息有效结合在一起,避免间隔状况的发生,从而有效节约资金以及材料,提高可靠性,同时节省电缆,达到成本控制的目的[5]。
(三)加强电气自动化企业与相关专业院校之间的合作
首先,鼓励企业到电气自动化专业的学校中区设立厂区、建立车间,进行职业技能培训、技术生产等,建立多种功能汇集在一起的学习形式的生产试验培训基地。走入企业进行教学,积极建设校外的培训基地,将实践能力和岗位实习充分结合在一起。扩展学校与企业结合的深广程度,努力培养订单式人才。按照企业的职业能力需求,制定出学校与企业共同研究培养人才的教学方案,以及相关的理论知识的学习指导。
关键词:电气自动化技术;改革;技能大赛;“1+X”证书;校企合作
1电气自动化技术专业改革的背景
山西省教育厅结合我国“中国制造2025”“工业4.0”发展战略,举办了“山西省职业技能大赛”。其中,“自动化生产线组装与调试”比赛项目是促进高职院校适应当地经济、紧贴产业需求,发展装备制造企业急需的自动生产线的安装、调试与维护技术人员。新时代背景下,“1+X”证书制度的开发和建设,促进了高职院校评价向社会开放,将学历证书和职业技能等级证书相融合,提高学生的就业能力,缓解就业压力和矛盾。以职业能力为导向,提出了高职院校电气自动化技术专业人才培养模式与“1+X”证书制度高度融合。“自动生产线组装与调试”项目技能大赛和“1+X”证书涉及的专业课程内容正是电气自动化技术专业所包含专业课程的整合。主要包括变频器技术、伺服控制技术、传感器技术、气动技术、PLC编程及硬件技术、组态控制技术、机械技术、机器人编程及调试技术、自动生产线的安装与调试技术、自动生产线故障诊断技术等多门学科,要达到要求的基本条件,需要把所有专业课程的基本理论和基本实践技能完美地结合在一起。
2电气自动化技术专业当前存在的问题
临汾职业技术学院电气自动化技术专业课程体系以2008年修订的《电气自动化技术专业培养方案》为基础,按照近几年技能大赛、“1+X”证书和社会职业能力需求先后对培养方案进行了两次修订,课程体系不断更新。但经过多年来的教学实践,还是发现一些问题有待完善。2.1课程体系存在的问题。(1)实践教学总学时略显偏低,学生理论知识基本掌握,但实践技能水平偏低。缺乏实践技能综合训练课程,不能通过综合实训项目把所学的专业内容与实际生产设备联系起来。(2)课程设置机械部分课程比重过大,占用学时略多,使得电气方面的课程学时开设不足,从而造成学生电气方面的基础知识和技能不够扎实。(3)课程体系与1+X证书、技能大赛所需专业知识侧重有所偏差,对考取职业资格证书和参加技能大赛带来一定的影响。(4)企业岗位需求不能与课程体系无缝对接。企业所需的职业能力、实践能力与学生在校期间掌握的理论、实践能力存在一定的偏差。2.2技能大赛展现的问题。(1)由于培训周期长、知识面广、实践技能水平要求高,从开始培训到能够参加比赛,至少需要半年以上的学习和实践过程。培训过程中,学生的基本功不扎实,动手能力差,加上繁多的专业知识和大强度的专业训练,大部分学生在培训过程中非常吃力。(2)指导教师要对不同层次的学生、多个专业课程内容进行授课,教学难度极大,缺乏一支理论扎实、技能水平高的技师型教学团队。(3)学生自己能够理解的一些问题,不能准确地用语言表达。特别是在比赛过程中的答辩环节,很多学生会做不会说,这也是一种专业知识薄弱,理论与实践基本功不扎实、技能训练周期短的问题造成的。(4)近年来,技能大赛中低压电器线路安装与调试、传感器安装与调试、气动回路安装与调试等实践操作能力、元件检测能力、故障诊断能力相对薄弱。尤其近几年比赛中出现问题最多的并不是PLC编程的问题,而是设备电气线路安装速度慢,电气元件检测与调试不熟练,出现故障不能及时诊断和排除,影响了技能大赛的成绩。2.3“1+X证书”存在的问题。虽然劳动和社会保障部颁发的《维修电工职业资格》认证,基本满足电气自动化技术专业的基本理论和实践技能的要求。但还不能满足新形势下“1+X”证书制度试点的要求,还不能完全与企业、行业用人标准接轨。
3电气自动化技术专业改革措施和成效
电气自动化技术专业人员必须具有计划组织、团队协作、开拓创新等综合职业能力,具备自动化设备的安装、调试、编程、故障诊断及维护等技能。为了注重“工匠精神”的培育,还将职业素养也纳入了竞赛内容范围。因此,职业院校人才培养要与国家职业标准、企业要求对接,进行相互融合,把技能大赛、“1+X”证书与课程建设、教学资源建设紧密结合,对电气自动化技术专业人专业建设和改革具有很重要的指导意义。3.1将部分专业课程进行了拆分、重组,构建了新的课程体系。(1)结合电气自动化技术专业建设现状和技能大赛、1+X证书基本要求,构建能胜任电气控制及自动化系统设备的安装、调试、运行、维护等岗位的课程体系。将原课程体系中的专业基础课程、专业核心课程、专业拓展课程及专业选修课程内容进行优化,提高了学生的就业竞争力、精益求精的工匠精神和可持续发展的能力。例如,《低压电器及PLC》《电机与变压器》两门课程拆分为电动机拆装实训项目、低压电器实训项目、PLC系统与编程实训项目。又根据实验实训条件,重新组建成《电机与电气控制技术》《可编程序控制器编程与实践》两门课程。(2)为了适应近年来新的技能大赛项目和企业职业能力要求,增加了专业核心课程《工业机器人现场编程及操作实训》、专业拓展课程《自动化系统集成综合训练》、专业选修课程《工业机器人离线编程》。并将《机械设计》《液压气动》《金属工艺及热处理》三门课程整合成《机械基础》《金工实习》两门课程。3.2加强实验实训室的改造、升级,加大实验实训比重,提升实践技能水平。(1)增加了工业机器人综合实训室、3D打印实训室,同时,对老旧实验实训室进行维护和改造。引入模块化实训教学模式,将专业课程按照实训项目划分为PLC实训、单片机实训、数控加工实训、电动机拆装实训、金工实训、自动生产系组装与调试实训等多个模块化实训项目,逐步实现所有专业课程理实一体化教学模式。2019年,自动化171班的38名学生在山西华翔集团顶岗实习期间,经过短期培训,能够快速适应工作岗位,尤其在自动化生产线的调试、工业机器人操作、数控机床操作、产品检验等工作岗位表现突出。有5名同学实习不足两个月就晋升为班组长或技师,快速成为企业技术能手,充分体现了理实一体化教学效果,大大提高学生技能水平。(2)将部分实验实训室免费开放,学生可以利用节假日或课余时间进入实验实训室进行理论学习和实践操作,并安排专业课教师进行技术指导,加强理论知识与实践能力的相互融合。学生在专业课教师的指导下,自发组织了“3D打印兴趣小组”,利用实验实训室开放时间,自己动手制作了prusai3型3D打印机。学生在组装、调试的过程中,对3D打印机的结构、工作原理和3D打印切片软件参数设置有了更深的了解。学生们充分发挥自己的想象力、创造力,利用3D打印机制作出了很多学习、生活中实用的小设计、小发明、小创造,激发了学习专业知识的兴趣,提升了学生技能水平。3.3加强校企合作,实现产教融合协同育人模式。(1)利用学校教学资源和企业专业技术优势,校企合作共同开发课程资源。做到优势互补、资源共享、协同发展,让学校、企业共同参与电气自动化专业改革,把企业文化、职业能力、考核体系等方面融入人才培养方案,提高教育教学水平。2020年,我院抽调专业课教师与山西华翔集团技术管理人员共同联合开发了《数控加工实训》精品课程,尽可能真实地把大量企业生产制造与产品开发中的图纸、案例、程序、配方等纳入课程教学体系中,共同打造精品课程。开发完成后,不但可以作为学校理实一体化教学资源,也可以作为企业员工培训的教学资源。(2)在开发适应企业转型发展、能力提升的专业课程的同时,聘请企业专家进入课堂进行专题讲座,促进校企共同发展,协同育人。2020年,我院两名专业课教师深入企业,为立恒钢铁集团进行了特种作业人员安全技术《低压电工作业》和《熔化焊接与热切割作业》培训,共计64学时、300余人次。2019年,自动化171班学生在山西华翔集团实习时,定期邀请企业专家、车间主任、班组长进行专题讲座。主要对企业文化、企业管理制度、成才事例、专业技术等方面进行授课,让学生能够快速地了解企业,了解岗位,快速成为适应自身发展的高素质技术人才。(3)专业课教师进入企业实践锻炼,促进校企技术交流,将企业标准、行业标准融入专业改革。充分体现了理论知识和实践技能的转化、实际生产和教育教学的相互融合,注重岗位责任、安全、纪律意识的培养和建立,对电气自动化技术专业改革提供了依据,更具有很重要的现实意义。2019年开始,我院共计选派10名专业课教师利用假期赴山西华翔集团、旺龙药业集团、火鸟无人机有限公司等企业进行实践锻炼。专业课教师在数控加工、自动生产线调试、工业机器人操作、无人机驾驶、产品检验等岗位进行了实践锻炼。3.4建立线上线下教学资源库,充分发挥网络教学优势,提高教学效果。根据新的课程体系,将以前的课程资源重新整合,开发出适应新的课程体系和技能大赛的课程资源。目前,已有《工业网络及组态控制技术》《数控加工实训》《工业机器人离线编程》等课程建立了校级网络课程。作为院级科研课题,“可编程序控制器编程与实践的线上线下混合式教学模式”已立项,正在建设中。今年疫情期间,所有专业课教师利用网络资源和线上教学平台,搭建和完善专业课程资源库,进行线上教学,将理论知识和实践技能通过网络远程进行传授,所有专业课程全部实现了线上教学。疫情缓和后,针对网络教学只能进行理论学习和实践技能展示的实际情况,将所有专业课程全部转为模块化实训,通过线下技能强化训练和线上课程的复习,提升了学生的实践操作能力,巩固了理论知识的学习。3.5电气自动化技术专业知识面广、辐射能力强,通过专业改革加强相近专业的建设。(1)以电气自动化技术专业改革为抓手,组建以电气自动化技术为龙头的专业群,并推动其他相关专业快速发展。从2016年到2019年,连续四年增添了机械设计与制造、工业机器人技术、新能源汽车、无人机应用技术四个新的专业。实现资源互补、共同发展,推动机电一体化技术、工业机器人技术、机械设计与制造、无人机应用技术、新能源汽车等专业的协同发展。(2)根据电气自动化专业发展方向,结合实验实训室升级改造情况,开发了两个新的技能大赛项目,“机电一体化项目”“工业机器人技术”项目正在建设中。3.6专业改革与技能大赛相结合,把技能大赛引入课堂。(1)增设《自动生产线调试与维护》课程,将技能大赛内容引入课堂,让所有的学生了解技能大赛,参与技能大赛。让技能大赛与电气自动化技术课程体系相互融合,让学生掌握自动生产线的机械、电气、气动回路、传感器、变频器、伺服控制的安装与调试能力;PLC、组态控制技术的程序设计与调试能力。2020年4月,山西旺龙药业集团新进4台口罩机生产线,缺乏自动化设备安装、调试技术人员,我院抽调自动化171班4名学生赴旺龙药业进行口罩机生产线组装、调试,及时将设备安装、调试完成,保证了口罩生产进度。最终四名同学被企业留用,成为自动化设备维护岗位正式员工。(2)同时,围绕技能大赛开设校内其他课程的校内技能竞赛,逐步将技能竞赛成为常态,使每位学生都能参与技能竞赛中,有利于提高师生技能水平提升,让技能大赛不再遥不可及,学生技能水平逐年提高。自2017年以来,我系每年举办校级职业技能大赛,先后举办了单片机程序设计、PLC编程与调试、电动机拆装、数控加工、金工等多项技能大赛,共计有30多名学生获奖。2019年,在山西省第十三届职业技能大赛中,我院两名学生在组队参加“自动生产线组装与调试”项目比赛,荣获“二等奖”,取得了第三名的好成绩。同时,有两名专业课教师荣获“优秀指导教师”。通过比赛不但提高了学生技能水平,也提升了教师的实践能力。为创建高技术、技师型教师团队打下了良好的基础,也为职业技能大赛的选手选拔提供了有力保证。3.7实行专业课教师轮流辅导技能大赛。让所有专业课教师参与技能大赛培训,有利于专业课教师对技能大赛的竞赛内容、规则以及专业课程的重难点深入了解,从而增强实践技能教学能力。在技能大赛培训过程中相互学习、共同提高,将专业课教师快速打造成电气自动化专业技能大师,逐步提高整体实践教学水平,创建一支技术过硬的技师型教学团队。近年来,共计有6名教师参加了技能大赛培训。参与培训的教师通过实践技能培训、锻炼,解决了一些课堂教学中存在的疑难问题,并把技能大赛培训过程中的经验和机巧应用在平时的教学中,提高了教学效果。随着技能大赛项目的不断增加,轮流辅导的制度不断完善,参与技能大赛辅导的教师越来越多,最终将实现全员参与,整体提高。3.8专业改革与“1+X证书”相结合,实现“双元化”的育人模式。(1)对电气自动化技术相关专业“1+X证书”试点进行了申报,以专业带头人为龙头组建教师团队,与培训评价组织共同对有关“1+X”证书和标准的进行开发和建设。(2)进一步完善试点人才培养方案,做好职业教育“学分银行”建设,聘请企业、行业专家共同参与试点申报工作,着力打造“多元化”育人模式。(3)继续做好劳动和社会保障部颁发的高级维修电工职业资格的考试认证,同时,继续拓展新的职业技能认证。2020年,我院与山西华翔集团共同成立了华翔学院,本着“优势互补、资源共享、互惠互赢、共同发展”的理念,共同培育面向未来、高技能的装备制造行业人才。同时,山西华翔制造有限公司也成为我院“1+X”证书试点。
4结语
专业改革要与企业职业能力需求、技能大赛、“1+X”证书接轨,充分发挥校企合作优势,也是实现双主体育人的重要举措。通过对电气自动化技术专业的改革,大大加强了技师型的师资队伍建设,构建了全面的教学管理体系,提升了师生的技能水平,拓展了校企的合作、创新。为其他相关专业的教学改革提供了参考,对推进我院的转型发展具有重要的现实意义。
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【关键词】建筑 电气自动化 控制系统 应用
1 详述电气自动化控制系统的主要功能
在目前的建筑中通过应用电气一体化技术可以提高系统的安全性,其中电气系统中最重要的部分就是控制回路,控制回路在整个系统中的作用主要有:
1.1 自动控制功能
在建筑系统中通过应用电气一体化装置可以提高系统的安全性,其中在整个系统中的控制回路可以有效控制系统的故障,提高对电气设备的自动控制效率。
1.2 监视功能
通过应用电气自动控制系统可以提高整个系统的监视功能,通过对系统的监视可以及时发现系统中的设备故障,从而提高电气设备的工作效率。
1.3 保护功能
自动控制系统还可以提高对电气设备的保护功能,通过系统的监测可以发现信号的变化,提高对电路系统的保护,提高对系统设备故障的维修速度。
1.4 测量功能
电气一体化系统在建筑中的应用还可以起到对电气设备的测量功能,通过测量可以了解系统中设备的工作状态,从而可以保证整个系统能够安全工作。
2 不同角度分析电气综合自动化控制系统优点
通过对目前建筑的现状进行分析可以发现,电气一体化装置在建筑中的应用可以提高设备工作的安全性,在电气一体化设备的应用可以提高对系统的监测、测量和保护功能,这样就可以在整个系统中不需要人工进行管理,通过系统进行远程监控来保证系统的安全工作。
2.1 集中式设计
随着科学技术的发展,电气自动化在建筑中的应用方式也在发生变化,通过模块化设计和集成化管理来实现控制系统的集中式设计,从而可以保证整个系统的监控安全性。
2.2 分布式设计
在电气控制系统的应用中还可以采取分步式设计,这样就可以结合系统中的设备,提高设备之间的相互通讯功能,通过自动控制系统的监测可以及时对故障进行报警,这样就可以保证系统高效工作。
2.3 简单可靠
在以往的建筑系统中使用继电器来实现对整个设备的监控,但是这种方式在采取分布设计和集中设计时比较麻烦,通过使用电器一体化自动控制可以使系统控制更加简单。
2.4 具有可扩展性
在建筑设计中应用自动化控制可以提高整个电气系统的扩展性,这样就可以针对不同的需求来进行扩展,从而提高了客户的满意度。
2.5 兼容性较好
在电气自动化系统中通过集中设计还可以提高系统的兼容性,这样就不需要对以前的设备进行更换,在一定程度上节约了成本,同时还可以提高系统中硬件和软件的相互工作。
3 建筑电气自动化控制系统在电力系统中的实际应用
3.1 在智能化方面的实践
在建筑中最重要的是要保证整个电力系统的安全、可靠地工作,通过应用电气自动化控制装置可以很好地提高电力系统的自动化智能控制能力。
随着人们生活水平的提高,人们对建筑中的电力装置智能化控制提出了越来越高的要求,电气自动化控制系统的应用可以为我国电力装置的智能化发展营造一个非常好的基础条件。
3.2 在变电站配电的实践
电力系统中最重要的是配电站的电路设计,通过对这个环节进行智能化控制可以有效提高配电站的工作效率,同时还可以为工作人员提供及时的信息反馈,这样就可以及时发现系统中的一些故障,极大地提高了整个配电系统的工作效率。
3.3 在电厂分散测控系统的实践
配电站中的电力是由电厂直接传输过来的,因此对电厂系统的智能化控制也是非常重要的,通过电气自动化装置的应用可以在电厂中完成对各个环节的监测与控制,这样可以及时发现系统内部存在的安全隐患,通过信息反馈环节来给工作人员提供真实可靠的信息,针对这些问题可以高效地完成故障设备的维修,从而极大地提高了整个电厂对电力分配与传输的安全性与可靠性。
4 预测电气自动化工程控制系统的发展方向
4.1 专业化的发展趋势
随着科学技术的快速发展,电气自动化在建筑的应用也越来越广泛,在电气自动化的应用中需要专业的人才进行管理和使用,因为电气一体化中对各个设备的技术参数要求是非常高的,只有相关的专业人员才可以完成对系统的检测与安装,在专业发展的过程中还可以不断提高工作人员的技术能力,这对企业对人才的挑选和提拔都是至关重要的,同时,专业技术人员的不断提高对专业技术的发展也起到了非常大的推动作用,这对我国电气自动化的发展十分重要。
4.2 安全化发展趋势
在电气自动化在建筑中的应用最重要的是保证整个系统的安全性,只有确保系统的安全性才能体现出电气装置的应用价值,衡量电气自动化装置的安全性主要是从硬件的工作误差和软件的工作效率进行考虑,只有软件和硬件的相互配合才能不断提高系统的安全性。
4.3 标准化的发展趋势
由于不同的电气设备对电气参数的要求是不同的,通过电气自动化的应用可以促进整个电气系统的标准化发展,这样还可以提高对资源的利用效率,从而提高了电气自动化设备在市场上的应用效率,为建筑业的发展提供了非常好的标准化管理模式。
5 结语
通过上面的分析我们可以非常明确地发现,在现代建筑中对电气自动化的应用越来越广泛。通过电气自动化的应用可以提高对整个系统的监测、测量和保护功能,这样可以把系统中的故障信息及时准确地反馈到工作人员,然后可以提高工作人员对系统中故障的维修效率。但是在电气自动化的应用中还要结合整个系统中的现状进行考虑,通过采取分布式和集中式相结合的方式来保证电气系统的科学性,电子技术的快速发展也极大地推动了电气自动化在建筑行业中的应用。
参考文献
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关键词:工业电气;自动化系统;发展趋势
中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:
引言
工业电气自动化又称电气工程及其自动化,其发展趋势是朝着工业电气自动化^信息化和开放化的方向快速发展。一般情况下,工业自动化与计算机的信息技术以及软件的应用有着密切的相关联系。随着经济及信息技术的不断发展,促进了企业管理方面的改革,从而也促进了工业电气自动化的不断发展。因为工业电气化专业涉及的范围广,专业的适用性强,从20世纪中期一直到现在,发展趋势仍然不减。
一、工业电气自动化的特点和设计原则
1、工业电气自动化的特点
工业电气设备分别安装在各配电室以及电机的控制中心部位,这是就系统的总体安排方面来说的。一般情况下,工业电气设备系统配件数量相对较多的,其执行信息的处理量就会比较大,若工业电气设备系统的配件一旦受到损坏,维修工作就会变得更加复杂。通常我们都想让关键的设备维持在一种比较正常的操作运行状态下,但如果使用其他热工系统的话,就会造成这种不良后果:下次操作运行可能需要花很长的时间才能够达到正常的水平。而如果使用工业电气自动化系统设备,它的前提条件就是必须保证相关的配置达到正常水平的速率,来保护工业电气的相关设备操作行为可以在最短的时间里被实施或完成。
2、工业电气自动化的设计原则
(1)优化供配电设计,促进电能合理利用
在设计一个发电站电气系统时,设计的适应性就是首先需要考虑的一个因素,在为发电站工程需要提供必要动力的前提下,需建立一个良好的周围发电环境,满足各项建设的基本要求,最大化地发挥电气化设备的作用。另外,设备的安全运行也是设计过程中考虑的关键。要保证电气线路设计的安全性与稳定性,保证供电设备运行的安全强度。
(2)要不断提高设备的运行效率,减少电能的直接或间接损耗
在电气系统设计过程中,在满足建筑对运行系统要求和安全运行的前提下,设计过程要尽力减少成本,最大程度地降低和减少各种消耗。优先选用节能设备,减少线路损耗,降低运行和维护费用,提高电力设备的利用率。
(3)电气工程设计合理地调整负荷,提高设备的利用率
在确保安全和满足建筑物对设备使用性能要求的前提下,进行电气工程设计时需要提高电能的质量,对负荷电力进行合理的调整,优先选取比较合理的设计方案。在系统运行的各个时期,要选择最佳的节能设备与最合理的节能措施,只有这样才能提高设备的负荷能力和设备的利用效率。
二、电气工业自动化技术
各大网络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自动化和IT平台的融合,电子商务的普及将加速这一过程。信息技术对工业世界的渗透来自于两个独立的方向:一方面是从管理层纵向的渗透。企业的业务数据处理系统要对当前生产过程的数据进行实时的存取;另一方面,信息技术横向扩展到自动化的设备、机器和系统中。信息技术已渗透到产品所有的层面,不仅包括控制器和仪表,而且包括传感器和执行器。标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据,可为企业管理层所利用,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。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将被虚拟现实技术和视频处理技术的应用带来直接的影响。 我们应以“科学发展观”的位置,高度看待“工业自动化”。我们在开创工业自动化新局面的时候,需牢牢把握住从“中国制造”向“中国创造”的道路转变。在保持产品价格竞争力的同时,我们中国的企业还需要在原有的基础上,继续寻找一条更为健康,更适合自己的发展道路。因为工业自动化企业,惟有不停地吸收高技术的新营养,方可为开创工业自动化的新局面添加全新的动力。
三、工业电气自动化的发展趋势
所谓其发展,也就是说系统对信息进行综合处理,于现代先进的计算机应用技术相结合实现网络、操作一体化。也就是说,在计算机的控制下,实现各部分有序的工作,使得工作机体更加流畅与和谐。这样统一的科技一体化,会减少相对人工操作时出现的一些人为造成的失误与错误,这种情况下对一些工序复杂的工作是最有效的,其理由是以计算机编程,通过计算机下达的指令在整个制造流水线上实行,这必然是未来生产发展的趋势。
Windows正成为事实上的工控标准平台。微软的技术如Windows NT、Wind0WS CE 和Internet Explore 已经正在成为工业控制的标准平台、语言和规范。PC 和网络技术已经在商业和企业管理中得到普及。在工业自动化领域,基于PC的人机界面已经成为主流,更多的用户基于对PC的控制系统以其灵活性和易于集成的特点所大量的采纳。Windows易于使用和维护以及与办公平台简单的集成,这就是控制层采用其作为操作系统平台的好处。
四、工业电气自动化系统的发展策略
1、工业电气自动化系统的开发平台
工业电气自动化系统的发展首先要采用统一的系统开发平台,这个相对统一的开放平台对于电气自动化系统的设计意义重大。利用该平台可以实现自动化运作的模式,在实施和测试等每一个环节的运行中都起到积极的作用。利用该平台设计的自动化系统,可以最大程度地降低设备的损耗率,提高设备的使用效率。该平台还应满足客户的另一个重要需求,即开发平立于最终的运行平台。根据运行项目的特点和最终用户的需求决定将统一的运行代码下载到硬件PLC、基于Windows NT的软件PLC、嵌入式NT系统还是基于Windows CE的控制系统中,在这方面,基于PC的自动化产品满足了以上要求。
2、工业电气自动化系统与网络建设
网络建设对于工业电气自动化系统的发展也有一定的促进作用,对于电气自动化系统而言,网络构建至关重要。整个网络的结构既要保证现场控制设备以及企业管理系统的信息交流畅通无阻,还要与计算机的监控系统紧密配合。企业管理层可以利用计算机网络对现场所运行的设备进行监督和控制。在进行系统网络规划时,无论选择与现场设备通讯的现场总线还是与上级计算机或办公系统通讯的以太网,所选择的网络产品必须能够保证从办公自动化环境到控制级直至元件级的整个系统范围内的通讯。而且,在整个网络中贯穿着集成的网络配置和编程、集成的数据管理以及集成的通讯等功能,即所谓的全集成自动化技术。
3、工业电气自动化系统与标准化的程序接口
成功的自动化系统的另一个重要因素在于标准化的程序接口。我们可以利用现代信息技术,包括在一定程度上实现对工作时间与成本费用的控制,还可以提高办公自动化系统中数据共享和数据交流的快捷性。在与企业的MES系统、ERP系统连接时,基于PC平台的自动化解决方案意义非同寻常。使用计算机系统进行操作,能够实现办公环境的标准化应用,计算机系统在电气化管理和系统的平台之间建立了一个连接,保证了不同程序之间的通讯和交流,这是未来工业电气自动化发展的一个方向。
4、需要更专业的技术人才
电气自动化工程系统在安装和设计时,通常容易忽视对设备控制人员的职业培训。一些生产的厂商和系统工程单位在电气自动化系统进行安装运行以后,才重视对设备操作人员以及维修人员的岗位培训。电气自动化系统在进行安装的过程中就应当让未来操作这些设备的人员观察熟悉整个系统的安装流程,这样做能够加强他们对系统的深刻认知。加上经过正规的训练,设备的操控人员就会更加明白为何电气自动化系统会按照这种方式进行安装。
结束语
随着全球经济向着一体化方向发展和国家综合国力的不断提升,电气自动化工程对我国的经济发展起着日益重要的作用。工业电气自动化系统关系着国内外电气自动化先进技术的发展,结合工业电气自动化系统的实际应用,得到了电气自动化设备的继续创新和发展,在利用电气自动化设备的技术先进、经济合理的前提下,为我国电气自动化事业的跨越式发展作出贡献。
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关键词:电气自动化 控制系统 应用 发展趋势
前言:电气自动化技术是与电子和信息技术紧密结合在一起的一门电气工程应用技术学科, 随着电子技术、信息网络、智能控制的飞速发展, 使得电气自动化经历了从无到有,从发展到成熟的过程。在上世纪五十年代,“自动化”一词被提出,电力、电机等产品的出现催生了电气自动化,而继电器和接触器的出现及应用使得机器可以按照人的意志和设定来完成事先安排好的判断和逻辑功能,促使了电气自动化的发展变革;在上个世纪六十年代,现代控制理论的提出和计算机的应用推进了自动控制和信息处理的结合进程,自动化进入综合自动化阶段, 可以实现生产过程控制与管理的有效优化,电气自动化得到了质的飞跃;从上个世纪八十年代开始,电气自动化得到快速发展,目前已经较为成熟, 电气自动化已是高新技术的重要组成部分, 在工业、国防、医学、农业等领域得到了广泛的应用,极大的促进了人工智能、航空航天、交通、制造技术等诸多领域技术的发展, 对国民经济的发展起到了重要的作用。
一、电气自动化控制系统概述
1、电气自动化控制系统的组成
电气自动化控制系统主要有数个相互独立又相互连接,产生共振力的组块构成,其中有三个是最为重要的分别是:供电系统、保护系统、制动系统等。供电系统是整个电气自动化系统得以进行的根基性部分,因为它提供的是整个系统赖以运行的动力。保护系统,顾名思义是起保护作用的部分,既保护系统也保护人。主要包括稳压器、熔断器,在整个电气自动化系统中是开关一样的存在,而且是智能化的开关,主要应对的是在突然短路、断路等突况下保护整个电气自动化系统的正常运行。且保护各组件不会受损严重。而制动系统在某种程度上所起到的作用和保护系统有所相似,制动系统的主要作用是在整个电气自动化系统运行出现故障时进行紧急制动的环节。
2、电气自动化控制系统的功能
2.1 系统具有保护、控制、切换的功效。对设备进行保护、励磁变压器保护控制。 能够对电源进行监视、操作,实现;其次是具有电源控制和操作功能,高压和大电流开关设备的体积是很大的,一般都采用操作系统来控制,当设备出了故障时,开关自动切断电路,对供电设备进行很好地自动控制。
2.2 监视功能。是否带电或断电,需要设置各种视听信号,如灯光和音响等,对一次设备进行电气监视。
2.3 测量功能。定量地掌握电气设备的工作情况,还需要测量线路的各种参数,在设备操作与监视当中传统的操作组件被电脑控制系统及电子组件所取代,也是电路实现微机自动化控制的基础。
3、控制系统设计原则
3.1 稳定性。系统受到外作用后,需要具有震荡倾向和系统恢复平衡的能力。如果系统在很多的时间内就可以达到某一稳定状态,则称系统是稳定的,否则不稳定的。
3.2 准确性。准确性能够反映了系统的稳定精度。由于稳定性、快速性和准确性三者是息息相关的,所以在设计与调试过程中,稳定性过大则会造成系统响应迟缓和控制精度较低的后果。
二、电气自动化控制系统的应用分析
1、电气自动化控制系统在工业中的应用
我国自从改革开放以来,很重要的一个成绩就是实现了工业的自动化,而电气自动化在取得这个成绩的过程中发挥的作用就是至关重要的,我国大部分的工厂都能够采用机器进行生产操作,电气自动化技术就是支持机器操作的核心技术,这都大大的加快了我国工业的发展速度。
2、电气自动化控制系统在农业中的应用
我国是一个幅员辽阔并且人口众多的国家,所以农业也是我国的第一产业和基础产业,而我国在促进农业的增产中也一直都投入的大量的人力、物力和财力。在我国的东北和华北区域,一直都在推进农业生产机械化的进程,收割机、播种机等电气自动化产品在推进过程中也都是发挥了重要的作用的,保证了粮食的大丰收。
3、电气自动化控制系统在交通方面的应用
现代社会的交通工具发生了翻天覆地的变化,电气自动化控制系统起到了不可替代的作用。现在几乎每一辆车的大部分元器件,从一个微小自动化控制开关到一个安全气囊都能看到电气自动化控制系统的应用。当然电气自动化控制系统不仅仅应用在车辆上面,路边的红绿灯系统、电子警察、测速器以及显示屏,电气自动化控制系统也得到了广泛的应用。
三、电气自动化未来的发展趋势
1、技术在不断创新
电气自动化控制系统的推广和应用本身就是建立在强大的科学技术的基础上的,但随着科技的日新月异,电气自动化工程控制系统的创新力也需要不断的提升,特别是在当前竞争日趋激烈的开放环境下。在目前新的形势下,更多的企业为了提高企业核心竞争力,纷纷加强创新力度,都在加强对于电气自动化工程控制系统的研发和自主知识产权的获取,因此在这个过程中使得系统的技术各方面都是不断的创新和发展。
2、系统的统一化、标准化
在电气自动化工程控制系统应用不断广泛的同时,其系统的统一化和标准化也变得势在必行。它可以进一步缩短系统的维修周期,在维护、保养等方面可以得到更好的保障,这也是保证系统工作效率和高效运行的重要基础。另外系统的标准化和统一化还可以从客户的基本需求出发,更好的提高电气自动化控制系统的服务水平。系统的标准化的一个重要表现就是接口的不断标准化,因此更好的提高系统的适应性,它将使得不同企业之间的数据传输和交换成为可能,促进信息资源的共享和交流。
3、系统的安全化
经济社会的发展,电气自动化工程控制系统的安全性也逐渐成为社会共同关注的话题。在当前经济形势下,工业化生产将是带动我国经济发展的的重要推动因素。伴随着电气自动化水平的不断提高和和系统的日益完善,电气自动化控制系统的安全性能也在不断提升,其正朝着安全化的方向发展。这也是应用电气自动化工程系统的一个重要基础和保证。
4、系统的专业化
无论是在电气自动化控制系统的设计和安装,还是在应用的过程中,都需要专业的人力资源作为基础和保证,都需要对于专门的技术人员进行专业化培训。在这个过程中,也充分显现出了电气自动化工程控制系统的专业化发展趋势。目前很多的企业在广泛应用电气自动化工程控制系统的同时,都已经意识到了专业人才和专业技术的重要作用,都开始积极引入更多的专业化高素质人才,在企业内部也在加强员工的专业化培训,因此大大促进了系统专业化水平的提高。
结束语:
综上所述,随着社会的发展和科学技术的不断进步,智能技术在电气自动化控制系统中得到了广泛的应用。智能技术的开发利用是为了解决手工设计、操作的难题,完善电气自动化的控制系统,提升电气设备的生产效率,帮助企业有效地节约人力物力资源,增加企业的经济效益。
参考文献:
[1]马德全.电气自动化控制系统及设计探究[J].华章,2011(24).
[2]王术贺,李广东.浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].黑龙