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电气自动化技术相关知识精选(九篇)

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电气自动化技术相关知识

第1篇:电气自动化技术相关知识范文

【关键词】电气自动化 控制 人工智能技术 应用

1 人工智能技术概述

人工智能技术,是在对人类智能理论研究的基础上,研究出的对于人类智能模拟、延伸和扩展的应用方法和技术[1]。该项技术是计算机技术的分支之一,主要目的是使得生产过程运用智能机器操作,实现生产的高效化、自动化和智能化。其涉及的研究内容包括机器人和语言图像处理、专家系统等。人工智能技术涉及到多种学科科学,是自动化、仿生学和逻辑学、语言学、控制论等多种学科的集大成。随着研究的不断深入,其在人类社会的多个领域得到有效运用,通过精确化的信息收集和处理,大幅提高生产运作效率。

2 电气自动化控制存在的问题

2.1电气自动化控制系统缺陷问题

我国电气自动化控制存在的问题之一,即系统的缺陷问题。电气自动化控制系统的缺陷,表现在多个方面。如许多企业的隔离开关和电流短路操作上,均采用硬操作,这样一来,电气自动化控制无法发挥其自动化操作功用,造成操作效率较低,生产作业时间延长,也就使得生产效率大大降低,经济效益受损。又如发电厂升压站中,其使用传统的开关操作,多为按键操作方式,也使得电气自动化控制系统作用受限,自动化生产无法有效开展[2]。

2.2 电气自动化控制系统监控效果不佳

电气自动化控制系统监控效果不佳,是许多企业面临的重要问题。传统的监控设备支持下,虽然能够获得一定的监控效果,但多为点状分布,无法覆盖多方位和全方面,造成监控死角,监控效果不佳。这样一来,工作人员无法对设备的运行状况进行有效把握,导致电气自动化控制系统的运行安全得不到保障。监控设备落后,不能及时有效地显示出现问题的系统,导致电气自动化控制系统运行有效性受损,生产效率和质量得不到保证。

3 人工智能技术在电气自动化控制中的应用

3.1 人工智能技术在电气自动化设备中的应用

人工智能技术在电气自动化设备中的应用,是该技术融入电气自动化控制的基础性应用。电气自动化设备要想实现高效化运作,需要操作技术人才在掌握多领域和多学科知识的基础上,保证其高素质和高责任感。这就对人才的要求大大提高,成本也相对较高。使用人工智能技术,通过计算机编程技术,模拟人脑复杂的运算和运作机制,使得电气自动化设备在高效化、精准化模式下运行,保证了生产的高效率,还能降低人力成本,实现经济效益的提高。

3.2 人工智能技术在电气控制过程中的应用

电气控制过程是电气领域的重要部分,实现电气控制过程的自动化,才能实现整体电气系统的自动化和高效率。应用人工智能技术,能够有效实现电气控制过程的自动化,通过专家系统控制和模糊控制、神经网络控制等方式,完成对电气过程的自动化控制。模糊控制是电气控制中的主要控制方式,其通过传统电气控制过程的交流或直流传统来实现。电气直流传动控制中的模糊逻辑控制,多以Mamdani实现调速控制,以Sugeno来完成前者的例外情况控制[3]。

3.3 人工智能技术在事故诊断处理中的应用

人工智能技术能够应用于电气事故的诊断和处理当中,使得诊断处理过程更加精准化和高效化。如发动机、发电机和变压器出现事故后,传统的诊断方法则主要通过人工的检查,并结合相关知识和经验,既无法保证诊断的准确性,且消耗大量时间,事故处理效率慢。而利用人工智能技术,通过模糊理论、专家技术和神经网络等能够快速准确地找到事故点,并诊断出事故原因,提出事故处理方法,大大提高事故诊断和处理的效率[4]。

3.4 人工智能技术在日常操作中的应用

电气领域的日常操作步骤多样且繁琐,且每个环节的重要性均十分显著,如某个环节出现故障问题,将造成整体电气系统出现故障,甚至导致重大事故损失发生。人工智能技术的应用,使得电气自动化控制的日常操作得到有效简化,且在远程控制技术的实施下,使得相关数据资料信息得以准确收录和储存。操作的流程简化,故障发生率大大降低,且日常操作的信息均能存留和备份,实现报表的生成,方便以后的生产和研究时的信息查阅,使得电气自动化控制系统的运行和发展更加高效。

4 结语

人工智能技术在电气自动化控制中的应用,是社会发展的必然结果,也是社会需求不断增加的必然结果。其能够应用于电气自动化设备中,还能实现电气控制过程中和电气控制事故诊断处理中的应用,对于电气自动化控制运行的效率有极大的提升效果。就当前电气自动化控制存在的问题而言,人工智能技术能够有效实现系统缺陷的弥补和监控问题的不足。随着人工智能技术在电气自动化控制中应用融合程度的不断加深,其发挥的作用将会越来越大,在电气领域当中产生的生产推动力和影响力也越来越大。

参考文献:

[1] 靳虎.人工智能技术在电气工程自动化中的应用[J].科技展望,2015,15(02):74-76.

[2]马龙.人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].山西焦煤科技,2014,20(S1):114-115.

[3] 马仲雄.浅谈电气自动化控制中的人工智能技术[J].电子技术与软件工程,2014,12(11):153-154.

第2篇:电气自动化技术相关知识范文

【关键词】PLC技术;电气自动化;电力企业

电力企业的发展是基于生产能力增强、电力供应范围扩大的前提下,在实现这一目标中可以通过科学利用电气自动化技术,从而满足电力企业发展的要求,同时也是现阶段电力企业实现现代化转变的重要目标。电力自动化技术为电力企业的发展提供了有利的支持,使得我国电网系统化、科学化水平得到有效提升,通过自动化服务提高了电力系统的稳定性和安全性。

一、PLC技术的发展与应用

(一)PLC技术的发展

上个世纪八十年代,计算机的出现为PLC技术的发展提供了有利的基础支持。计算机在处理事务方面的速度加快,网络技术也基本发展成熟,这就形成了计算机控制下的电气自动化控制技术,这一时期是现代PLC技术形成的基础阶段,但是由于当时的应用范围较小以及研究深度不高,再加上系统具有一定的复杂性,使得计算机处理速度无法与电力系统需求相匹配。进入二十一世纪后,计算机技术、网络技术的不断发展,尤其是微计算机处理技术的出现,推动了现代PLC技术的进步,加上遥感技术、远程监控技术、集成控制技术等技术的共同应用,完善了PLC技术,为现代电力企业实现自动化、智能化控制提供了技术支持。

(二)PLC技术的应用

PLC技术是在机电控制技术以及计算机技术的基础上,通过运行编程实现命令执行,并通过记录和计算系统各项数据,从而执行编制的指令,从而促使电力系统运行效率提升。①收集、处理信息:PLC技术的应用能够实时收集系统运行数据,同时筛选出异常信息进行独立分析,在数据的支持上进行计算处理,提升了系统的智能化水平。②控制系统顺序:PLC技术能够有效记录电力系统的各模版资料,从而分析各模版运行情况,有效调节电力系统各部位的运行状况。③模拟闭环控制:电力系统的正常运行受到各因素的影响,例如电流、电压以及开关状态等方面,而PLC技术能够通过模拟闭环控制,发现系统中存在的故障,从而尽早发现系统故障,保障电力系统的稳定性与安全性。④控制开关:PLC技术能够通过控制系统开关来控制电力系统信号的输入与输出,有效保障系统运行的安全性。

二、PLC在电气自动化应用中主要存在的问题

(一)操作人员的专业水平不高

PLC技术中应用了许多不同的技术,且多数技术在现代工业企业中都有广泛使用。此外,由于PLC技术是建立在计算机技术和网络技术上,具有一定的复杂性,因此在系统设计的过程中需要针对软硬件进行不同的设计,需要结合使用场所、行业需求来设计,这就对操作人员的知识面提出了较高的要求。在各供电企业中能够熟练使用PLC技术的人员较少,PLC编程虽然不难,但主要在实际应用和应用场所方面需要大量的经验。因此,在编程中需要准备相应的硬件设备进行联系,在检测程序时能够直观的反应程序与设备的运作情况,从而找出编程中的问题。

(二)抗干扰性较低

工作环境恶劣或是电磁干扰性强的地方都会对PLC系统的运作造成影响,使得控制出现故障,导致部分缓解出现问题,使得经济效益下降,无法保证供电的定性。因此,提升PLC技术的抗干扰性是其迫切需要解决的问题。一个全面的PLC系统,其采集信号、运算处理以及执行结构等功能的实现都与电子技术有密切的相关性。因此,PLC技术存在过度依赖电子技术的问题,而电子技术受到容易各方面因素的影响,稳定性有待提升。

三、提高PLC技术在电气自动化应用的对策

PLC技术在我国现代电力企业中有着较好的适用性,尤其是针对不同类型的电力企业。在电网规模逐渐扩大以及结构越来越复杂的背景下,电气自动化技术能够发挥其智能化和系统化的优势,为电力企业的发展提供技术支持。

(一)加强操作人员的专业培训

随着现代信息技术的不断发展,对操作人员的专业能力提出了更高的要求。电网电气自动化技术的结构复杂,且对操作人员的工作能力有较高的要求。因此需要重视检验人才的培养,一方面要加强现有检验职员的专业培训,另一方面要加大优秀操作人员的引进。加强检验相关知识的学习,同时也要加强计算机操作技术的学习,不断提升自身的专业素养和技能,有助于提高电网电气自动化技术的工作效率。

(二)完善电气自动化系统

首先需要明确电气自动化技术的优势。电气自动化技术的优点明显,但系统结构也比较复杂,导致操作的专业性大大提升。因此,通过健全电网电气自动化系统,有效明确操作人员的责任与义务,进一步提高电力网络的系统化水平;然后要加强人员管理,严格控制操作工作的合理开展,从创新电气自动化方法方面出发,通过改进自控工艺,能够有效提高工作效率,并将创新与奖金挂钩,能够激发员工的工作主动性。

四、结束语

随着现代科学技术不断发展,促使现代电网的结构和模式不断变化,在此背景下,提高电网运行安全性的同时,也对电气自动化技术的应用带来了许多挑战。为了保障电网的运行安全,需要不断改善PLC技术,从而与市场环境变化相适应,提高电气自动化技术在电力企业的应用效果。

参考文献:

[1]范建忠,刘爱琴,吴延伟等.PLC在电气自动化中的应用现状与发展前景[J].科技资讯,2014,23(32):84

[2]赖秋燕.电气自动化设备中PLC控制系统的应用分析[J].时代农机,2016,43(7):28-29

[3]林伟通,徐羽高.浅谈PLC技术在煤矿电气自动化中的应用现状[J].装备制造技术,2016,23(6):114-116

第3篇:电气自动化技术相关知识范文

关键词:电气自动化;控制系统;未来;发展趋势

Abstract: This paper introduces the electrical automation system functions and features, analyzes the present situation of the electric automation control system development, and proposes the related design concept, combined with the actual needs, prospects the electrical automation control system development.

Key words: electric automation; control system; future; development trend

中图分类号:TU855文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)

在当今计算机和网络技术突飞猛进的时代,企业要想开创工业自动化的新格局,就必须牢牢掌握与现代化技术息息相关的科学知识与实践能力,更要紧紧抓住各种大型国际活动的机遇,多方面多途径的了解和学习电气化技术的相关知识和最新动态,以敏锐的目光及时发现和抓住世界各国工业自动化方面的商机。

1 电气自动化控制系统的发展现状

电气自动化目前的发展状况主要在于计算机与电气技术结合使用,创立了开放式的发展平台。具体来说:

1.1 现场总线和分布式控制系统的应用,使得很多信息集中管理,并能实行现场检测和执行。

1.2 信息技术不仅渗透到管理层,更重要的是扩展到自动化系统当中去,从而引发了电气自动化一次又一次技术革新。

1.3 IEC61131的颁布,使得各电气控制系统的产品编程接口标准化,同时它还使不同的语法和语义采用统一的语言标准。这种编程方式缩短了编程周期。

1.4P 和网络技术已经在电气自动化领域得到普遍认可和使用,Windows 已然成为事实上的工控标准平台。

2 电气自动化系统的特点及功能

2.1 特点。电气自动化控制系统的设计思想主要集中在集中监控方式、远程监控方式、现场总线监控方式。电气自动化系统的特点主要表现在:显示控制屏按钮齐全,显示直观,指示灯寿命长,光效好,可靠性强。实施控制的计算机具有动态协调的能力,还可以存储记录,并分析出相关的报告。其启动控制方式大小不一,小功率采用直接启动的控制方式,大功率采用星形或三角形启动控制的方式,还有的采用变频调速控制的方式。这些不同的控制方式很好的确保了生产设备的运行稳定。设备一旦出现故障,人可以马上进行连锁控制,体现了非常人性化的一面。

2.2 功能。电气自动化控制系统的功能主要表现在以下几方面:发变组出口220kV/500kV 断路器、隔离开关的控制及操作可以保护发变组、厂高变以及控制励磁变压器;发电机励磁系统是电气自动化控制系统的组成部分,主要有启励和灭磁作用,能够控制方式切换,进行增磁和减磁操作以及PSS的投退;对 6kV 高压厂用电源的操作和厂用电压快切装置的状态进行监视;对 380V 低压厂用电源进行监视,操作并控制低压备自投装置;能够对高压启/备变压器进行控制和操作,该功能主要适应于2台机共用的条件下;操作并控制柴油发电机组以及保安电源;对直流系统与 LPS 系统进行监视,以及对 MCC 电源线的断路器的控制回路断线、储能未满、开关状态等信号和电流的监视;对直流系统、交流不停电电源系统、保安电源系统的各设备运行状态和报警信号及系统的主要运行参数的监测等。从目前的实际情况来看,对于一些主保护与安全自动装置,如发变组保护等,由于相关设备业已成熟,而要求都在DCS 中发挥其功能还存在一定的难度,很有可能会加大一定的费用,因此,可以保留。

3 电气自动化系统未来发展趋势

电气自动化控制系统越来越成为工业生产中必不可少的生产平台。尤其是随着 IEC61131 的颁布,OPC 技术的诞生,以及目前 Mi-crosoft 的 Windows 平台的广泛和深入应用,计算机越来越成为未来技术的发展平台。当前,IEC61131已经成为了国际普遍认可和使用的统一标准,在市场经济的快速发展势头之下,电气自动化技术日益与IT 平台有机结合,引发了电气自动化发展过程中一次又一次的技术革新。

3.1 自动化系统地位提升。在电气自动化领域,计算机、网络技术和多媒体技术都有着广阔的应用和发展前景。OPC(OIJEforProcessControl)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/In-tranet 技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。比如说企业的管理层可以利用标准的浏览器存取企业的财务、人事等管理数据,也可以对当前生产过程的动态画面进行实时有效的监控,可以在第一时间了解到最全面和最准确的生产信息。在电气自动化领域还可以普遍应用虚拟现实的模拟技术和视频处理技术,这些都会对未来的自动化产品,比如人机界面和设备维护系统的设计产生直接而深远的积极性影响。电气自动化控制系统所对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境也变得异常重要了,这就促使了软件在电气自动化控制系统中的地位提升,其重要性越发明显。

3.2 从单一的设备转向集成的系统应用。电气自动化领域的发展趋势正凸显为从单一的设备转向集成的系统应用,这种发展趋势应该呈现出分布式、开放化和信息化的特点。具体来说,分布式的结构是一种能确保网络中每个智能的模块能够独立的工作的网络达到系统危险分散的概念;开放化则是系统结构具有与外界的接口,实现系统与外界网络的连接;信息化则是使系统信息能够进行综合处理能力,与网络技术结合实现网络自动化和管控一体化。随着Pc客户机/服务器体系结构的不断更新,以太网以及 Internet 技术的不断发展,电气自动化发生了连续革命。在市场需求的驱动下,自动化以及IT平台逐步实现了相互融和,而电子商务的普及使得这一过程不断加速。在自动化领域,多媒体技术、Internet 和 Intranet 技术在有着良好的应用前景。相应的通讯能力、软件结构和方面使用、统一的组态环境显得十分重要。在软件重要性逐渐提高的同时,该趋势从单一的设备不断向集成的系统转变。

3.3 从“中国制造”向“中国创造”的转变。在开创“电气自动化”新局面的时候,要牢牢地把握从“中国制造”向“中国创造”的转变。在保持产品价格竞争力的同时,中国企业需要寻找一条更为健康的发展道路“电气自动化”企业要不断吸收高新技术的营养,才能为开创“电气自动化”的新局面增添动力。要全面把握“科学发展观”的基本内涵和精神实质,结合本地区、本部门、本行业的客观实际,按照“以人为本、全面协调可持续发展的要求”,认真寻找差距,总结经验教训,转变发展观念,调整发展思路,切实把思想和行动统一到“科学发展观”的要求上来,把“科学发展观”贯彻到改革开放和我国“电气自动化”进一步实现现代化、国际化和全球化的过程上来。为开创“电气自动化”的新局面添砖加瓦。

4 结论

只有不断创新,积极吸取先进国家的优秀技术特点,并结合自身情况,投身于自主研发当中去,不断寻找高新科技的难点、关键点和突破口,才能为工业自动化的发展贡献应有的力量。

参考文献:

第4篇:电气自动化技术相关知识范文

[关键词]自动化;电气工程;人工智能

中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)37-0328-01

如今,随着时代与科技的不断发展,人工智能的新兴性和相容性逐渐扮演重要的角色,而人们对人工智能投入越来越多的关注。例如,人们利用人工智能在实际运用过程中的种种优越性,将其很好的应用到国防等关键领域。经实验证明,人工智能不仅能够提高生产速度还可以在节省资源的情况下提高生产质量。由此可见,加强对电气工程自动化中的人工智能应用研究刻不容缓,这直接关系到我国电气自动化的未来发展,更是当前科技发展的重中之重。

一、人工智能的概念

事实上,科技进步的巨大优越性,促使相关学科进一步细化,人工智能就是其一个分支。从内容上来看,人工智能工作主要体现在用计算机模拟人的工作和思维方式,因此它在机器人的制造、控制智能化、图像的处理等方面有着更加广泛的应用。通常,用机器人体现人的思维和意识解决人类无法解决或者不耐烦于解决的麻烦才是人工智能的主要目的,因此人工智能是自动化技术的重要应用,更是科学技术的进一步延伸。不过,机器人在感知人的思维方面,并未完全可以与人类智慧相媲美,因此人的控制是不可或缺的。另一方面,人工智能在电气自动化领域中可以模拟人的大脑,其完善的系统能获得和搜集更多更全面的数据,并对这些数据进行有效的分析和预测,服务于当前的自动化生产之中。总而言之,人工智能不再拘泥于传统的产业结果,具有更强的实用性,更有利于提高电气的生产效能。

二、人工智能技术的优点

人工智能技术是一种对人类进行部分或者全面的模仿并在此基础上进行扩展的技术、理论,同时并将其运用到新的研究和开发中去。人工智能技术概括于计算机科学之中,因此也可将其看做人工智能技术是计算机科学的一个小分支。在现代看来,利用人工智能的专家系统、机器人系统、语言处理和识别、图像识别等解决电气自动化中的一系列问题是具有一定优越性的。

(一)调节操作更为便捷

在传统的电气自动化领域中,总是会遇到一些不可避免的突发事件,带来严重的后果。并且传统的控制器的工作效率十分低下,由此一来,自动化的整体控制效率也大不如人意。而人工智能技术的应用则大大解决了这一系列的麻烦和难题。人工智能技术中控制器的个体较小,且设计模拟出被控对象的特点,因此,在根源上避免了小可控因素和各种突发因素,大大提高了整体控制效率。另外人工智能技术的应用十分具有可操作性,这为广大缺乏技术和操作经验的人在操作方面带来了福音。

(二)削减了人力投入

在操作方面,传统的电气自动化中可依赖的设备等相对较多,由此一来,想要更好的完成操作过程并得到所需数据的话,需要耗费许多人力、物力、和财力因此其可操作性不尽人意。所以,如果将人工智能技术应用到电气自动化领域中,发挥它的最大智能信息优势,尤其是利用它对人类大脑的模仿或取代作用,更有利于电气自动化的服务。与此同时,与传统的电气自动化相比,采用人工智能技术不仅避免了传统中的复杂繁琐, 更方便和快速地采集、分析和处理相关数据,还更好的节约成本提高工作效率。

三、人工智能在电气工程自动化中的应用范围

(一)对电气设备故障分析与诊断

通常情况下,电气工程自动化系统中的发电机、变压器和发动机机器是十分脆弱的,它们在运转过程中常出现各种故障,这时人们采用传统的方式收集并分析一部分数据来判断故障所在,这种判断方式不仅耗费了大量的宝贵时间,同时得到结果的准确性也令人担忧。不得不考虑的是故障必须迅速解决,否则将会发生一系列不可承担的严重后果。以下是人工智能的故障诊断框图。

(二)在电气控制中的应用

人工智能技术的应用还为电气控制的操作带来福音。传统电气工程自动化中具有非常复杂冗余的操作,其操作过程十分严格,在投入大量人力的前提下依然会出现许多可预见可避免的差错。

若将人工智能技术应用在电气工程自动化的控制操作中,可以缩减人力资源的浪费和操作流程,使得其操作效率大大提升。显而易见,人工智能技术借助其本身的优越性,采取原先早已设置好的计算机程序,以此控制电气操作的运行。不可避免的是在运行过程中会出现几个同时运行的状况,通常需要许多小的编程语言对此进行处理和解决。而人工智能技术则在此过程中可以迅速对以上产生的状况进行分析,在差错未完全产生的情况下及时采取补救措施,使出现差错的概率大大降低;并且在各个环节中都有着比传统电气操作中更加严格的控制,在每个环节出现差错或者将要出现差错时会及时的通过报警方式警告相关人员。

(三)电气设备优化设计

电气设备的优化设计需要结合各方面的基础知识以及在各种实际操作中积累下来的经验,因此其工作是十分繁琐的。传统电气设备的设计不仅缺乏相关专业技术,工作量也超出人类工作范围,其方案设计的科学性和合理性也大大降低。在计算机网络飞速发展得当今社会,计算机CAD的地位逐步上升,渐渐取代了手工的设计,不仅加大了产品的开发效率,还加大了设计自动化和快速化进程。将人工智能技术应用到电器产品的设计中,其专家系统和遗传算法的效果尤为显著。专家系统一般来指人工智能技术利用计算机系统来模仿人类专家的相关知识和经验对相关领域的问题进行合理处理的方式。另一方面,遗传算法在操作结构对象方面更具直接性,其不仅在计算方面具有更告的准确性和计算的高效性,在搜索时的自动化也得到很好的体现。随着这两种重要方法很好的应用,其他例如神经网络等方法也逐步发展起来。这些方式方法为电气设备的优化设计提供了很好的方向,使其成功实现更具可能性。

总而言之,智能化技术的作用不可小觑,可在电气化的各个工作环节中发挥巨大的科技力量。所以,切实落实电气工程自动化的工作,使人工智能技术得到更好的应用,确保电气化工作效率不断提升,将是未来电子自动化控制的主要发展方向。

参考文献

[1] 王艳.浅谈人工智能在电气自动化控制中应用[J].科技致富向导.2010(26).

[2] 叶干洲.人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].科技资讯.2010(15).

[3] 王洪钟.人工智能技术在电气自动化控制中的应用探讨[J].科技创新导报.2012(25).

[4] 朱子龙.人工智能技术在电气自动化控制中的运用探讨[J].科技创新与应用.2012(17).

[5] 周超.人工智能技术在电气自动化控制中的运用[J].硅谷.2012(08).

第5篇:电气自动化技术相关知识范文

关键词:电气自动化 电气设备故障 诊断 排除

许多技工院校都要求电气自动化专业学生取得维修电工证书,即要求他们具有维修电工的技能。取得维修电工证书要求技校生对电气设备有一定的认识,提高电气设备故障诊断能力以及排除故障的能力,从而使得电气自动化专业学生毕业后能够更加适应岗位。

一、合理开设课程,提高技校生电工测量和读图能力

1.重视理论知识,开设数学、逻辑学课程

维修电工的关键专业技能是能够对电气设备故障正确诊断与排除。因此,维修电工实习教学的重难点就是故障诊断与排除,这要求学生了解电路工作原理图,这是对电气设备故障诊断与排除的基础。因此,在提高技校生电气设备故障诊断与排除技能前,我们应该对技校生进行基本的理论知识教学,让学生明白基本电路原理,并且能够对典型电路进行分析。这样,有助于提高技校生学习兴趣。此外,技工院校电气自动化专业,应该适当开设数学、逻辑学等课程,以提高学生分析问题的能力。

2.提高技校生电工测量技能

电气设备故障诊断与排除要求学生掌握一定的电子电工、自动化控制、机床电气控制等技术,为此,教师应该遵循够用和必需的准则对技校生传授专业知识。另外,故障的诊断与排除不能仅仅依靠人的直觉来决定,而是要依靠仪器仪表,对电气设备的电阻、电压和电流的检测结果综合判断,因此,教师在进行教学过程别要注重让技校生熟练掌握电工仪器仪表的相关知识。

3.读图能力的培养

电气设备的控制电路不管多么复杂,它也是由简单的基本电路图组合起来的。因此,教师应该要求学生熟知各种基本电路图,并且熟记它们,为分析复杂电路图打下坚实的基础。在培养学生读图能力时,教师可以遵循先易后难的原则。

二、提高技校生电气故障诊断与排除能力的教学方法

1.案例教学法,提升技校生解决问题的能力

在组织教学时,可以选择典型“故障”案例,即在教学过程中,教师不直接告诉学生故障存在的原因,而是充分让学生去诊断故障及寻找排除故障的方法。打破传统教学中教师满堂灌,学生被动听的授课方式,而形成了以案例为主线,师生之间相互交流与研究,授课方式由灌输式向启发式、讨论式转变,从而提升技校生解决问题的能力。

2.编写校本教材

为了提高电气自动化技校生故障诊断与排除能力,教师应结合本校技校生的实际情况编写校本教材。校本教材应该注重故障诊断的逻辑原理,把电气设备的使用说明以及维修资源资料渗透到校本教材中,从而培养和提高技校生利用逻辑原理诊断电气故障的能力。

三、创造仿真实训环境,为学生提供锻炼的机会

1.合理分配理论与实训教学时间

传统授课一般是先理论,然后再实习操作。这种教学组织形式存在许多缺陷,导致教学效果比较差。建议采用一体化教学方法,理论教学与实训教学同步进行以提升技校生分析问题和解决问题的能力。比如,在讲授低压电器内容时,在讲解完必要的原理后,直接在教室或者实训室将低压电器拆卸,让学生能够对低压电器的功能与结构有更清晰地认识。

2.合理选择实训设备

许多技工院校配置的实训设备大多是插孔式、封闭式实验台,配置这种实训设备的原因是考虑到设备的安全性和操作性。但是,在电气设备故障诊断和排除实训教学中,这种验证性的实验不利于提高技校生电气故障诊断和排除能力。我们应该为学生创造一个尽可能真实的实验环境。比如把插孔式变成接线式,把封闭式变成开放式,给学生提供真实的接线动手操作机会。

3.正确引导实训教学顺利进行,关注师生交流

在实训教学中,学生按要求连接线路并不是难点,难点在于接线后,如果出现故障后如何诊断和排除。比如在进行电动机参数测量实验时,学生接好线后,送电后电机动依然不转动,教师应该鼓励学生独立完成故障诊断和排除,增进学生学习的自信心。

参考文献:

第6篇:电气自动化技术相关知识范文

关键词:电气自动化专业;高职教育;人才培养模式

中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)06-0214-03

随着我国工业现代化技术水平的提高,生产第一线的电气自动化技术人员不仅需要有一定的基础理论知识,更重要的是能够参加生产运行及全方位的基层管理,这就要求在生产一线造就一批懂技术、通晓一般生产、经营管理的高级应用型人才。市场对电气自动化技术人才的需求是多元化的,同时也是在不断变化的,我们的教育也逐步适应这些变化着的需求。在此谈一谈电气自动化技术专业在人才培养模式上的改革与实践。

一、电气自动化技术专业正确的办学指导思想的确定

根据《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》教高2006(16号)文件和包头轻工职业技术学院《关于加快推进人才培养模式全面转型的若干意见通知》的精神,我们走访相关企业,召开专业建设指导委员会会议,反复研究社会对高职电气自动化专业人才的需求,确定了电气自动化技术专业的人才需求规格、知识和能力结构。从人才培养方案顶层设计入手,以职业技能培养为核心,以职业素养养成为主线,以知识教育为支撑,结合本专业特点,针对毕业生就业岗位群,制定具有专业特色的人才培养方案。我们的人才培养模式不拘泥于技术能力取向层面,还着眼于人的全面发展,以职业素养养成为主线。在制订教学改革的目标、方案和措施过程中不仅注重学生操作技能的训练,强调专业技能的培养,让学生获得从事电气自动化这个职业所需的实际知识和技能,对学生未来从事工作的职业素质给予相当的重视,如团队合作精神、敬业品质、一定的心理素质,尤其本职业特有的职业道德意识等。

二、教学模式与课程体系的改革

实践教学是高职教学体系中的重要组成部分,是培养学生的专业技术应用能力及分析问题和解决问题能力的重要途径。针对高职电气自动化专业的特点,实践操作能力是学生必备的专业技能,但高职人才的培养过程不同于职业培训,而是突出岗位技能的培养过程,怎样把必需的理论知识快速有效的溶入实践当中去,是我们在人才培养模式改革中要思考的问题。电气自动化专业经过两年来的探索和实践,发现应该从教学模式和专业课程体系两个方面进行教学改革:

1.教学模式的改革。①“现场”教学模式,所谓“现场”教学即教、学、做一体化教学方式,打破原来实验室和教室场地分开教学的模式,发挥实践教学基地的作用,充分利用教学基地的仪器设备进行教学,使理论教学和实践教学有机的结合。采用“项目”教学方法,减少单纯的验证性实验和纯理论知识的传授,以“任务驱动”的教学手段,增加学生学习知识的主观能动性,学生不但能学到必需的专业知识,还能深刻理解每个项目中对应产品的生产过程,从而提高了教学效果和学生学习的兴趣。②“情景”教学模式,“情景”教学即为实践演示教学模式,在教学过程中积极探索与行业、企业和科研单位的合作模式,大力加强校外实训基地建设,根据互惠互利、优势互补原则,加强人才培养的产学研结合,有计划地安排学生参加校外实践教学,聘请校外有经验的工程技术人员到学校和现场进行教学,通过理论知识与现场生产相结合来使学生达到技能和知识的应用。比如:我们在进行“LED屏的组装与调试”项目教学中,利用包头和中控制有限责任公司承揽学校LED屏制作的机会,学生全程参与,收到良好的教学效果。

2.专业课程体系的改革。教学内容和课程体系的改革是实现人才培养模式转型的主要落脚点,也是教学改革的重点和难点。电气自动化技术专业按照“实际、实用、实践”的原则,摆脱学科教育的束缚,以理论知识的应用和实践能力的培养为重点,重组电气自动化专业课程体系、改革教学内容。注意理论与实践相结合,积极探索技术应用性人才的培养规律,结合高职电气自动化专业特点进行了教学内容和专业课程体系的全面改革。在教学过程中,把必须讲授的理论知识完全融合到实训过程中去。高职电气自动化专业培养掌握电气应用技术和自动化技术,能从事生产技术操作、生产管理、企业管理等一线工作的高端技能型人才。为了达到这个目标,我们将专业教学内容分成《维修电工模块》、《电子产品组装与维修模块》、《可编程序控制器应用模块》、《工厂供配电模块》四个模块来进行。在课程的实施过程中,我们始终坚持职业技能培养为核心,以职业素养养成为主线,以知识教育为支撑的原则。教育学生热爱专业,激发学生的学习兴趣,更新教学观念,设计出与之相适应的新的教学方法,凸显学生的主体地位,教师要完全改变传统教学中的知识传播者的主动地位,由知识的垄断者、传播者、灌输者转变为学生学习的设计者、组织者、建议者和资源开发者。深入开展研究性学习,促进学生素质的全面提高,真正做到教学相长。下面以上学期进行的《维修电工模块》为例说明课程的实施过程:①以职业素养养成为主线,培养学生形成良好的职业素养,我们始终把安全用电放在首位,把安全用电与工作任务结合起来,将安全教育贯彻在整个教学过程中,使安全与教学溶于一体;同时在教学中融入职业素质教育,如:工作中保持工作台的整洁、穿平底胶鞋、女同学要把头发扎起来、节约耗材等,加强操作规范的训练(硬线连接、拉闸、合闸的动作要求等);使整个模块的教学任务紧紧围绕职业素养养成这条主线进行,使安全意识深深扎根在学生脑海中,使之逐步形成一种习惯。②以职业技能培养为核心,切实提高学生的实践技能。我们的教学目标是通过本模块的教学,使学生基本具备国家职业资格维修电工(中级)理论知识的要求、达到国家职业资格维修电工(中级)实操能力的要求。在教学内容的采取上,我们以国家职业资格标准中维修电工(中级)实操技能鉴定的要求为依据,科学合理的选择设计教学任务,重在培养技能。在课时分配上,也以实操为主,保证学生的有足够动手练习的时间。③以知识教育为支撑,加强三生教育。教学中理论知识是不可缺少的支撑,作为老师必须清楚那些理论知识是必要的,而哪些又是可以舍弃的,所以针对理论知识部分我们以“有用、适用、管用、够用”为度。同时我们还开设人文素养类课程和素质拓展类课程,使学生在掌握专业的相关知识外,还要树立正确的人生观、世界观和价值观,学会感恩,懂得回报,加强学生的生命教育、生存教育和生活教育。④注重过程考核、鼓励学生注重过程学习,本课程的考核是多种考核方式并存,由任课教师根据学生情况灵活掌握。理论考核通常采用口试、笔试、汇报等方式;实操考核大多采用随机抽取题目测试来进行。任课教师对学生的整个学习过程进行监控、考核。学生每完成一个项目(任务)要进行项目(任务)考核,每一个阶段完成要进行阶段考核,学期末要进行期末考核,通过不断的考核促进学生的学习。对于在考核中不能按要求完成考核内容的学生,教师另安排时间补课以及补考,不放弃任何一个学生。

通过考核教师不仅可以及时发现问题,及时解决,还能及时了解学生思想动态,协助班主任做好学生的心理辅导和思想工作。

三、教学改革的成果

1.学生素质的全面提高。电气自动化技术专业教学改革的实施,使专业教学内容与市场需求紧密接轨,教学模式和教学方法更加合理可行,教学组织形式由集体教学、小组学习、单独辅导等多种方法并行组成,灵活多样,极大的提高了学生的积极性,学生学习主动性有所提高,逐步从“让我学转变为我要学”,从被动接受转变为主动学习。教学过程中增加了学生动手操作的机会,学生可以把理论知识应用到实践中,并与实际产品的生产有机的结合起来,动手能力和综合素质得到了明显的提高。

2.教师的素质全面提高。教改班授课的教师实行周例会制度,团队负责人利用例会活动组织学习交流,总结本周任务的进行情况及学生的掌握情况,制定改进方法措施,安排下周教学工作,完成集体备课。教改班还定期召开实施情况调研会,讨论改革中的问题。通过例会期间的沟通交流,教师之间优势互补、教学方法更加灵活多样,理论知识的讲解更加凝练。通过互相的学习,年轻教师的班级管理能力、同时掌控不同事件的能力,对教学活动进行掌控的能力都有了明显的提高。如在教学中关注PPT内容的同时,还能注意学生的反应,不会因为出现干扰就打断教学。在教学过程中大量增加了学生的实践环节,对教师的实际动手能力也提出了更高的要求,教师不仅要有良好专业知识,还要关注自身专业技能的培养。

3.进一步密切了师生关系,做到教学相长。教学改革的模式,使学生越来越贴近教师,学生由于喜欢教师而愿意与老师进行交流,愿意接受老师的指导,教师由于学生认真学习而努力提高教学水平,实现了“以教促学,以学促教”,师生共同进步、共同发展。

四、教学改革中存在的问题

在教学改革过程中也存在一系列的问题:教学模式和专业课程体系的改革要求教师不但要有较强的理论水平还要具备良好的实践能力,对专业教师的任教水平提出了新的要求;教学改革对实践教学基地的综合性能要求越来越高,建设高质量实用的实践教学基地将成为教学改革中急需解决的问题。电气自动化技术专业两年的教改教学实践,为高职学院的教学改革和专业建设积累了一定的经验,结果表明:

1.“现场”教学与“情景”教学模式明显地提高了学生的动手能力与综合素质,“项目”教学方法和“任务驱动”的教学手段激励了学生学习的主动性,符合高职学院培养高等技术应用性专门人才的特点。

2.教学改革必须从教学模式和专业课程体系改革两个方面入手。

3.在课程实施过程中要注重学生职业素养的培养。

参考文献:

[1]黄玉斌.基于高职教育特点的新型人才观探究[J].教育与职业,2013,(9).

第7篇:电气自动化技术相关知识范文

我国近几年来电力行业得到了迅速发展,从而带动了电气工程的发展。传统电气自动化控制中多多少少存在有一些问题与缺陷,而智能化技术的应用,完善了电气工程自动化控制技术,提高了生产效率,促进了我国电器行业的进步。所谓智能化技术,就是将人工逻辑思维和理论与计算机技术相融合而产生的新型技术。目前,我国对智能化技术在电气工程控制中的应用还不成熟,许多技术还处于起步阶段,但智能化带来的便利却是有目共睹的,我国也对此加强了重视,许多专家学者也加入到了研究的行列中,因此智能化技术在电气工程自动化控制中的应用发展空间十分广阔。自从上世纪五十年代智能化的概念被提出来之后,迅速引起了人们的重视,到目前为止,智能化技术已经包含了自动化技术、心理学、逻辑学、仿生学等主多学科与技术。很多智能化设备已经能够逐渐代替人类完成某些工作。而目前对于智能化的研究主要包括成像识别、语音识别、信息处理等。随着计算技术的逐渐成熟,这些科技被应用到了各行各业,也促进了电气工程自动化的发展。

2智能化控制的优点

智能化技术应用到电气自动化控制中主要是控制器旳智能化,智能化控制器与传统控制器相比主要有以下优势:

(1)智能化控制器比传统控制器控制效率高出两倍以上,并且智能化控制器不需要人们复杂的控制即可达到很好的控制效果,且更易调节;

(2)智能化控制器内部数据具有一致性,能够很快发现不正常的数据,从而减少或避免事故的发生;

(3)智能化控制器解决问题高效且精确,对于复杂问题也不例外;

(4)智能化控制器适用性很强,且工作中不受干扰,大大提高了生产效率;

(5)价格方面具有优势。

3智能化技术在电气工程自动化控制中的作用

3.1简化了电气工程自动化的模型

在传统电气工程自动化控制中一般通过建立模型来进行控制,而这种控制方法略显复杂,主要是由于模型并不能很好的展现实际情况,以至于实际操作中与模型产生冲突,这都需要操作人员进行调整,而一些不可预测情况的发生则有可能导致生产过程出现差错而不得不停工,降低了工作效率。而智能化技术的应用能够简化控制方式,并且具有自诊功能,有效避免了突况的发生,使电气工程自动化工作效率与工作质量得到提高。

3.2能更好的控制电气工程自动化系统

智能化技术可以自主控制电气工程中的一些设备以及运行程序中的数据,可以发现设备存在的安全隐患以及生产过程中错误的动作,发出预警,提醒控制人员及时修正数据,避免错误继续发展而酿成重大事故,增强了电气工程的可控性,提高生产效率与质量。

3.3促使电气工程自动化控制的一致性

由于智能化技术对电气设备中数据旳控制取代了传统的模型控制,使得控制技术上升了一个层次,控制更全面,更一致,进而提高了生产效率与服务质量。

4智能化技术在电气工程自动化控制中的具体应用

4.1在控制方面的运用

控制方式有三种:模糊系统控制、神经系统控制、专家系统控制,

我国近几年来电力行业得到了迅速发展,从而带动了电气工程的发展。传统电气自动化控制中多多少少存在有一些问题与缺陷,而智能化技术的应用,完善了电气工程自动化控制技术,提高了生产效率,促进了我国电器行业的进步。所谓智能化技术,就是将人工逻辑思维和理论与计算机技术相融合而产生的新型技术。目前,我国对智能化技术在电气工程控制中的应用还不成熟,许多技术还处于起步通过这几种控制,使电气工程控制具有远程性、自主性、高效性等特点。这些特点决定了智能化控制对于电气工程的重要性,并且这种重要性会越来越凸显,应用也会越加普遍,并且有着向其他相关领域延伸的趋势。

4.2对于设计的优化

传统非电气工程设计方法是设计人员不断地做实验以及改进,最终设计出正确可用的电力、电路等,这需要设计人员具有相当扎实的技术功底与丰富的实践经验,不然很有可能对于实际中遇到的情况或稍微复杂的电路而变得无从下手,导致工作的拖延。而智能化的应用很简单的解决了此类问题,它不再需要设计人员考虑许多琐碎的问题,对相关知识与技能的要求也不是很高,设计人员只需要能够操作相关软件,看得懂数据之间的关系,有基础的设计知识就可以通过计算机技术完成对自动化控制的设计,并且设计结果更加精确,应用性更强,也能够及时解决实际中复杂的问题,提高了工作效率。

4.3对于故障的诊断

在电气工程自动化控制过程中,难免会出现各种问题,例如电路问题、程序问题、数据问题等,而这些问题的出现往往不会有任何征兆,而当问题发生时往往已经变得很复杂,必须由选专业的技术人员才能够解决,大大降低了工作效率。而智能化技术却能够全面的检测电气设备的故障,且所用时间段,效率高,提高了设备安全性与工作效率,降低了故障发生率,变相的提高了生产效率。

5结语

第8篇:电气自动化技术相关知识范文

【关键词】智能化;电气工程;自动化控制;应用

前言

随着科技的发展,智能化技术在很多领域都有应用,目前应用效果最佳的是在电气工程自动化控制中。对于电气工程来说,自动化控制是非常重要的环节,传统的控制方式弊端明显,工作效率低,对电气工程行业发展起到制约作用。智能化技术的出现就很好的解决了这些问题,它借助计算机等先进技术完成人工智能,使得电气工程自动化控制更加精准,工作效率大幅提高,让我国电气工程行业拥有更良好的发展环境,给其发展提供有力的技术支持。

1智能化技术应用的基础理论

智能化技术在具体应用上具有很大价值,这项技术的理论基础包含的内容非常丰富,涉及领域广泛,所以智能化技术具有很强的综合性,在很多领域都有很好的运用成效。智能技术的应用主要是在智能设备的开发上,利用先进的科学技术让设备独立完成危险系数较高的工作。在进行智能技术研发的时候,工作重点一直放在电子电气技术中。对于电气自动化控制的智能研究来说,研究电子电气技术和信息处理技术是必须完成的内容,这样能够让最终技术具有良好的适用性和安全性。随着计算机技术的发展与普及,作为高端技术的智能技术在电气工程自动化控制方面得到应用。

2电气工程自动化控制中智能化技术的特点

随着科技水平的提升,我国电气自动化技术得到发展,已经达到智能化水平,电气工程控制实现智能化是最显著的表现,和传统意义上的控制相比具有自身独特的特征。

2.1无人化控制

智能化技术具有显著优势,在具体电气工程自动化控制中得到广泛认可。在进行电气设备调节时候使用智能化技术减少了工人劳动强度,只需要调节具体技术就能够实现无人操控。

2.2智能化控制器无需控制模型

与传统使用的控制器相比,智能化控制器具有明显优势,能够有效对自动化控制器的精密系数进行提高。在实际操作中,传统的控制器如果要控制的对象动态方程相对复杂,那么控制器就不能对其进行有效控制,导致被控对象的模型设计受到阻碍。工作中运用智能化技术,模型设计不需要进行,这样就排除了不能对模型设计进行预测的情况。

2.3智能化控制器处理数据具有一致性

所有输入的数据都能够利用智能化控制器对其进行处理得到工作预估结果。通常来说,控制对象具有可变性,所以需要控制的对象各不相同,这就使得控制器表现出不同的控制效果。面对具有多样性的控制对象,智能化技术也不能达到全面对控制对象进行控制。这就为日后的智能化控制器指引了研究方向,让智能化控制器能够根据具体被控对象的特征进行分类控制。

2.4提高了电气工程系统控制水平

智能化技术在电气工程中的使用能够提高对系统的控制水平,首先能够对电气工程相关的系统数据进行有效控制,同时还能排查出电气工程中存在的安全隐患,对其进行预警并实施反馈调节。通过这样的方式有效减少电气工程运行中的故障发生率。

3智能化技术在电气自动化控制中的具体应用

3.1神经网络系统

现如今,神经网络系统在电气工程自动化中有较广泛的应用,这一系统包含两个子系统,一个是利用电气动态参数而使用在定子电流的辨别控制上,另一个利用机电系统参数而使用在转子速度的辨别控制上。神经网络系统的构造具有多层的前馈性,在控制过程中最常使用的是反向学习算法。智能神经网络函数估计器抗噪音干扰能力较好,同时又拥有很好的一致性,不用借助控制模型,这一系列优势决定了智能神经网络的应用范围,最常用的是模式识别和信号处理,对于电气传动来说有很好的控制效果。在诊断系统以及条件监控决策时候,智能神经网络具有良好的可靠性,主要是因为它能够使用并行结构进行控制。

3.2智能控制

智能技术在电气自动化控制中的应用使得电气工程的操作得到改善。首先,在控制上实现了无人操作技术,电气工程操作更加高效、自主,无人操作技术的实现使得人工投入减少,工人劳动强度降低。其良好的使用效果也给智能化技术提供了更好的发展平台;其次,智能化技术的应用对其性能优越性予以了肯定,这就为智能化技术拓展应用领域打下基础。

3.3优化设计

电气工程自动化控制过程中不可避免的会融入电气设备的设计,通常来说设计是一项繁杂的工作,要对所有涉及到的知识有深入的了解,还要知道如何运用这些知识;除了对相关知识的掌握,充足的工作经验也是不可缺少的因素。实验和经验有机结合手工完成设计是传统上最常用的方法,所以得到的方案要想达标较难,修改起来费时费力。随着智能化技术的出现,方案设计都利用计算机完成,在节省设计时间的基础上,提升设计方案的质量,同时使得设计方案具有更佳的使用性能。在对设计进行优化的过程中,通常使用智能化设计中的遗传算法,这一方法的实用性非常强,智能化技术的应用使得设计得到合理优化。

3.4故障诊断

在电气工程系统工作过程中,不可避免会有设备故障的情况发生,通常情况下,故障的发生不会是突然的,都会有不同的征兆存在,在电气工程中使用智能化技术就能对故障进行有力的诊断。在电气设备的使用中,变压器占有重要地位,所以技术人员对变压器的监测十分重视,这就需要对变压器进行不定时的检测,通过这一工作环节能够减小故障率但是不能杜绝故障发生。对于变压器监测工作来说使用智能化技术就能第一时间对故障进行诊断,最大程度降低电气故障的发生。在变压器的智能化技术诊断工作中,针对变压器渗漏出油体的分解气做出相应的分析,是对变压器进行诊断的主要方式,用最短的时间对变压器的故障范围进行确定,最终找到准确的故障发生点之后完成检修工作。通过智能化技术,首先对故障诊断及检修速度进行提升,其次还杜绝了故障损害电气设备的情况发生,有效延长了电气设备的使用寿命。

4结束语

综上,智能化技术应用在电气工程自动化控制上有助于电气工程行业的进一步发展。在电气工程中运用智能化技术能够让电气工程自动化控制变成现实,在提高企业生产效率的同时降低人力投入。电气工程自动化控制智能化技术具有无法比拟的优势,这就决定了在电气工程中得到良好的应用效果,在控制、设计,故障诊断等方面都得到有效运用。随着电气工程自动化控制要求越来越严格,就需要技术研究人员不断探索,让智能化技术的应用有更好的效果。

参考文献

[1]耿英会.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].科技创新导报,2012,12(2):123-125.

[2]林集武.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012,14(19):441-443.

[3]莫家宁.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用探讨[J].机电信息,2013,12(06):261-262.

第9篇:电气自动化技术相关知识范文

【关键词】 Arduino;课程改革;任务驱动

【中图分类号】G64.21 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)20-00-01

一、引言

电气自动化专业的课程包括《电子技术应用》、《传感器与检测技术》、《单片机及其控制技术》、《PLC与变频器应用技术》等。目前很多高职院校已经广泛开展了项目化教学改革,但是专业课程教学内容偏多偏难,教学效果仍不够理想。这些课程教学内容滞后与教学模式固化限制了学生的创新能力培养,怎样在课程教学中激发不同层次学生的学习兴趣,同时培养大学生的创造能力是亟待解决的问题。

针对目前这些问题,可以通过引入各种新型设备、建设新的创新实验室等措施,为学生提供特定的创新实验平台。但是受限于设备成本,难于满足大多数学生的需求,且设备昂贵不易更换。近年来,随着开源运动的发展,开源思想从最初的软件领域逐步拓展到电子、机械领域。在带来各种创新的同时,也降低了相应设备的成本。引入开源硬件Arduino到现有的教学体系中,可作为当前教学的有效补充。

二、为什么选择Arduino

Arduino是一套能够用来感应和控制现实物理世界的工具。它由一个基于单片机并且开放源码的硬件平台和一套为Arduino开发板编写程序的开发环境组成。Arduino核心通过USB接口与电脑相连,采用类似Processing的语言进行应用开发,因此具有易学易用的特点。

Arduino可以用来开发交互产品,比如他可以读取大量的开关和传感器信号,并且可以控制各式各样的电灯、电机和其他物理设备。Arduino可以使单独的,也可以在运行时和你电脑中运行的程序进行通讯。Arduino板可以选择自己动手组装或是购买已经组装好的,Arduino开源的IDE可以免费下载得到。

三、目前高职传感器课程教学中存在的问题

1.教学内容与方法不能激发学生兴趣

进入高职的学生大多逻辑思维能力和自学能力不强,很难有学习的兴趣和深入的动力。在教学中,即使采用了项目化教学、教学做一体化等模式,大多数学生也只是被动机械地完成学习任务,仍然不能有效地提高学生技能和创新能力。

2.教学方法不能做到因材施教

越来越多高职院校进行了项目化教学改革,在进行了必备的硬件条件建设的基础上,在教学中打破传统的知识体系,结合若干个项目,将理论教学与实训教学融为一体,这种教学方法教学效果虽然得到了改善,但仍存在不能很好地激发大多数学生的学习兴趣问题,很多学生在进行项目训练的时候只是简单地照搬照抄,而没有真正消化吸收所学内容,创新学习能力得不到很好锻炼。

四、Arduino在专业课程教学的应用

《传感器应用技术》是电气自动化技术专业的一门重要的专业课程,对培养学生掌握自动检测、自动控制及生产过程自动化设计技术具有很重要的作用。它涵盖了传感器技术、检测技术、接口技术、抗干扰技术等内容,涉及到生产、生活、科研、军事等各领域中的各种物理量、化学量等一些非电量的测量、变换和处理。因此,它在专业的人才培养、课程建设和教学改革中具有相当重要的基础作用。在高职院校该课程设置的目的是通过本课程的学习,使学生掌握检测系统的设计和分析方法,能够根据工程需要选用合适的传感器,并能够对检测系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理,为工业测控系统的设计与开发奠定基础。

《传感器技术应用》课程开设在《C语言程序设计》、《电子技术应用》等专业基础课程之后,因此在学习了传感器的基本原理后,即可利用Arduino易学易用的特点,电子技术与编程知识结合开始各类传感器的应用设计,供学生进行传感器实验,学有余力的同学在完成基本应用后还可以进行自由创新应用。

课程按由浅入深的原则进行设计,内容以实用为主,原理分析通俗易懂。各课题中典型传感器应用电路的分析和测试,融合常用传感器的基本知识。课程内容包含了传感器检测若干个典型实例,每个实例又分为若干个典型工作任务,每个任务将相关知识和实践实验进行有机的结合,突出实际应用,减少理论推导,注重培养学生的实际应用能力和分析解决问题的实际工作能力。据课程的教学目标,以各种测量手段为主线,传感器的应用贯穿课程整个内容,让学生在用什么、学什么、会什么的过程中,逐步掌握专业技能和相关专业知识,培养学生的实际操作能力。

比如,在学习热工量检测这一模块时,可以采用任务驱动式教学方法,辅以Arduino这个手段来加强知识与技能的学习。具体流程如下:

1.明确项目任务

任务:温度检测选用的传感器和测量电路。

子任务1:根据待测温度及要求选择合适的温度传感器。

子任务2:数字温度计的设计。

2.制定计划

子任务1:案例教学,以教师讲授为主,学习热电阻传感器的测温原理、结构及选用等。

子任务2:学生能够根据测温要求正确选用温度传感器,进行数字温度计的设计。

3.实施计划

学生做的工作:项目分组,设计计划,要求项目计划围绕目标要求并可行。如,选择DS18B20温度传感器,将此模块与Arduino板相连,Arduino读取DS18B20温度传感器,计算出当前温度,通过串口发送给上位机,上位机的串口调试助手里显示结果。

4.检查评估

学生完成目标,每个小组展示成果,并根据事先提出的目标进行组内评估;老师了解情况,听取学生的反馈信息,在项目的进展过程中做好指导和记录,在项目结束时进行总体评估。

虽然,传统的实验仪器也可以进行温度测量的实验,但是以Arduino为手段可以让学生从硬件电路搭建到软件功能实现,对整个测量的应用过程有一个比较深入的了解。通过在课程中的效果反馈来看,效果比较理想,而且充分调动了学生的学习积极性和创造性。

五、结论

通过在《传感器技术应用》课程中引入Arduino,可充分结合前期专业基础课程,使学生在学习课程的过程中进行实际应用工程设计,既有助于学生学习传感器知识,又可很好的将其他课程的知识进行融合,学生的知识综合应用创新在毕业设计中得到了很好的体现。因此,在电气自动化专业课程中进行Arduino的探索是十分必要的。

参考文献

[1]施智雄.Arduino在大学工科教学中应用探索.西昌学院学报自然科学版.2012.12