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关键词:石油化工;安全仪表;系统;设计
中图分类号:TE967 文献标识码:A
随着技术的不断进步,石油化工设备逐渐朝着智能化和一体化的方向发展。新技术和新仪器的应用不仅保证了生产的稳定性和安全性,而且很大程度地提升了生产的效率和精度。由于化工企业的生产工艺复杂,并且里面的气体易燃易爆,如果生产过程得不到有效的控制,将会造成严重的后果,因此就需要φ庑┥璞附行精确控制。本文主要针对石油化工仪表系统的内容以及设计原则,研究了仪表系统的设计,探讨了仪表系统供电方案,为其正常工作奠定了基础。
1.安全仪表系统的综述
所谓的安全仪表系统就是保证仪表安全运行的系统,主要是由逻辑运算器、传感器、执行软件以及配套的软件系统。一旦生产过程中出现报警,仪表的安全系统就会自动响应,自动执行安全保护程序,使得生产人员和装备处于安全的状态。在系统正常检测的时候,不同的参数表示不同安全程度,此时就要用安全度等级来表示,简称SIL。SIL实际上就是根据定额时间内和相同的条件下,安全仪表系统正常运行功能的概率情况,是国际上普遍采用的表征仪表系统可靠度的参数。根据国际电工委员会(IEC)的要求,将安全程度的等级分为4类,分别为SIL1、SIL2、SIL3、SIL4。
石油化工仪表的安全系统就是生产工艺的保护层,如图1所示,其处在第一层中,能够有效地监测和预防危险事件的发生,因此合理的设计仪表系统就显得格外重要。
2.安全仪表系统的设计原则
当对仪表的安全系统进行设计时,必须遵循以下几条基本原则,如下所示。
(1)保证安全仪表系统的可靠性和准确性
在石油化工企业中,仪表工作环境比较复杂,不能够实现经常的更换,因此就需要设计的仪表安全系统能够长期稳定地运行。要实现这个目标,就必须全面的考虑设计情况,如硬件的选取,结构设计以及软件程序的运行等。如果系统出现错误的操作或者失去供电的情况下,都要能够保证系统的自行纠正或者自行学习,确保系统的正常运行。
(2)安全仪表系统的功能键稳定性
当对石油化工的仪表进行设计的时候,要充分考虑所处的环境以及操作人员工作的情况,掌握第一手的现场资料,对工作仪表工作状况应及时地了解,这样才能保证仪表的功能顺利实现。仪表系统功能键的稳定性不仅能够满足对实施工况的检测,而且还能实现对突发状况的预警等。
(3)安全仪表要方便维护和扩展
安全仪表的正常维护和保养可以很好地保证生产工艺的顺利进行。此功能的实现就需要对仪表的安装提出更高的要求。根据设计的简便和实用性原则,对设的仪表要能够满足简单安装、长期维护、稳定性高的特点。
3.安全仪表系统的设计
安全仪表系统是由不同的硬件组装起来的,其能够快速地实现安全仪表所要执行的功能要求。根据功能要求的不同,我们将其分为传感器类的检测元件、逻辑运算器类的处理元件以及执行的元件。
(1)传感器的设计
传感器的精确程度直接影响着系统的安全和灵敏度,因此对其进行设计有着非常重要的意义。为了不受到其他元件的干扰,采用独立设计原则和冗余设置原则,也就是第1级安全仪表传感器采用单一的,并且与DCS公用;第2级的安全仪表传感器采用冗余的,并且与DCS是分开的;第3级的安全仪表传感器采用冗余的,并且与DCS是分开的。对于逻辑结构的选择,我们可以设置为应用性能时,采用或结构;当为安全性能时,采用与结构;当两者的性能都需要保证的时候,就需要采取三取二的格式。
(2)逻辑运算器的设计
常用的逻辑运算器主要是由3种类型组成的,分别是可编程的电子系统、继电器系统以及二者的混合系统。当所选运算器为继电器系统时,整个系统的逻辑计算比较简单;当所选运算器为可编程的电子系统时,其可以很好地实现复杂功能的设计,并且与其他通信系统进行匹配。因此,很多的石油化工企业都配备了SIL3级的冗余或容错可编程控制器。此逻辑运算器常用的结构为二取一的自带诊断性能、三取二结构以及双重化的二取一等。根据上面的设计要求,逻辑运算器的容错性能可以很好的识别和排除故障,保证系统按照正确的程序执行。
4.安全仪表系统供电方案的探讨
在石油化工的供电系统中,经常采用的是交流220V、交流110V、直流24V电源供电。如果不能正确地采用供电方式,就会导致一定的安全事故,影响系统运行。根据设计的要求研究了以下3种方式的供电情况。
(1)DCS系统与PLC系统组成的双回路供电系统
分散的回路供电系统,能够保证整个监测系统的正常运行。除此之外,对关键部位的供电都要采取冗余和容错原则,分别独立的供电来源,不会发生一个出现故障而另外一个就不能工作的情况,使得系统的整体稳定性得到很大的提高。
(2)直流供电的冗余配置
为了保证供电的经济性和安全性,对其设备供应的24V直流电采用不同电源来获得,两者之间是并联形式和相互隔离的,并且加上解耦二极管。两路的电源分别来自不间断的稳压电源和市电。
(3)单相交流220V安全仪表供电方案
在石油化工企业中,所运用的监控仪表大多为分析仪表、位移仪等。对供电要求相对较低,从经济性来考虑的话,可以用市电的单相供电,降低了线路的复杂程度。在供电的时候,采取STS静态开关,其能很好地切换电源,提升了供电的可靠性。
结语
本文介绍了安全仪表系统的内容,并根据安全等级来对仪表系统进行设计。通过对仪表设计原则的阐述,明确了设计方向和重点注意的对象。根据上面介绍,对安全仪表系统的各个部件进行设计,确定了传感器的类型、逻辑结构、执行元件的安装以及其他的接口设计,最后探讨了仪表供电系统的配置方案。通过上述的分析,可以发现合理的安全仪表系统不仅能够降低系统运行的风险,而且能够为企业带来更多的经济效益。
参考文献
[1]方江天.化工企业安全仪表系统设计及应用研究[J].化工管理,2016(9):196.
关键词:纯化水 系统 医药
一、纯化水系统概述
纯化水的制备方法目前除蒸馏法外,常结合离子交换、电渗析、电法去离子,反渗透、超过滤、微孔滤膜过滤等方法,大多数属于膜分离法。蒸馏是世界各国公认的制备注射用水的首选方法,而反渗透法(RO)是利用渗透这种物理现象借助于反渗透膜来制备的.其工艺操作简单,除盐效率高,也比较经济,不仅适用于纯化水的制备.而且还可制造出具有注射用水质量的水。
现在纯化水的最高制备工艺技术是电法去离子技术(EDI),尤其是将EDI与RO等结合在一起的膜分离技术更是2l世纪最有前景的制药用水生产技术之一。我们要努力将这种方法投入到现实的使用中。改革开放以来,我们所面临的机遇与挑战给制药用水系统理论的研究及应用技术的采用创造良好的条件,我国制药用水系统及标准得到了长足的发展。随着定义的更趋科学及标准的进一步提升,人们正在把目光从最终检验转移到水系统的设计、运行、监控、验证等各个方面,将终端把关转换为过程控制,力争稳定地生产出符合质量要求的制药用水,以满足药品生产的特殊要求。
二、纯化水系统的设计
由符合一定要求的饮用水到制备出符合药典标准的纯化水,整个制备流程可由预处理、初级除盐系统和深度除盐系统三部分组成。
1.预处理
预处理是制备纯化水的第一步,其主要功能是在保证不同进水情况下,去除水中微生物及化学物质,使两级RO系统获得一个稳定、合格的的进水水质,其主要包括:多介质过滤器、活性炭过滤器和软化器。
1.1多介质过滤器
多介质一般由石英砂或者无烟煤为滤料,二者按粒径大小,由上到下填充于过滤器内,截留水中的大颗粒、悬浮物、胶体及泥沙等,使SDI值
1.2活性炭过滤器
过滤介质通常由颗粒活性炭如椰壳炭、无烟煤等构成的固定层,不仅可以有效吸附水中的部分有机物(吸附率约为60%左右),同时由于大量平均孔径在2mm~5nm的微孔和粒隙,使活性炭吸附表面积能达到500~2000m2/g,对水中的残余余氯离子有很强的脱氯能力,其次还能有效除去水中臭味、色度,以及残留的浊度。综合处理后,应保证出水中余氯
1.3软化器
原水中的硬度主要由Ca2+、Mg2+组成,如在RO膜表面结垢,将堵塞反渗透膜,影响水的通量。因此,为防止钙镁盐的沉积结垢,目前软化器使用钠型阳离子树脂,利用树脂中可交换的Na+。
将水中的Ca2+、Mg2+交换出来,使原水软化成软化水,降低水的硬度,提高后续反渗透膜的使用寿命。生产中,软化器通常用一备一,利用PLC自动控制,完成树脂的转换和吸盐再生。
2.初级除盐系统
两级RO系统作为初级除盐,是整个制备过程的主要脱盐设备,它主要包括膜保安过滤器、高压泵、氢氧化钠加药箱,两级RO装置。
2.1膜保安过滤器
预处理阶段的小颗粒滤料由于泄漏的原因可能会随管路进入反渗透单元,从而阻塞反渗透膜,膜保安过滤器作为原水进入除盐系统的最后一层过滤屏障,能滤除原水中粒径≥5μm的微粒,为后续除盐系统提供可靠水源。因此,膜保安过滤也称精滤。
2.2 高压泵
反渗透需在较高的压力作用下才能使原水从浓溶液侧向稀溶液侧流动,高压泵就为该系统提供了这样的稳定动力源,保证了二级RO系统持续不断的稳定运行。由于高压泵的持续运转,宜配备高低压保护及过热保护,防止泵的损坏。
2.3 氢氧化钠加药箱
溶解于水中的二氧化碳会使纯化水电导率变大,对于两级RO系统,氢氧化钠加药箱放置于一级反渗透之后,用于调节一级出水pH值,使水中CO2气体分子在碱性环境中转换成CO32-离子溶解于水中,增加二级脱盐效果。
2.4 两级 RO 装置
一般一级反渗透产水不能达到纯化水水质要求,这时需用二级反渗透作进一步处理,使其达到要求的水质标准。由于反渗透膜不能脱除溶于水中的二氧化碳气体,当原水中含有较多二氧化碳时,一般在一级反渗透装置后设立脱气装置,用于脱除进水中的二氧化碳气体。常用脱气装置为脱气塔,采用脱气方式为鼓风脱气和真空脱气。采用脱气膜装置虽然脱气效果较好,但由于进口脱气膜成本较大,而国内脱气膜脱气效果与国外脱气膜相比,仍有较大差距,因而脱气膜在用于脱除二氧化碳气体时一般较少采用。
两级反渗透过程是一种物理除盐过程,它利用半透膜的选择透过性,使原水中的水分子在压力作用下由浓溶液侧向稀溶液侧流动,经汇聚后进入后续EDI单元;而原水中的微生物、内毒素、胶体和各种盐类被截留下来,随浓水排放,系统脱盐率可达98%以上,排放的浓水收集后续可用做冷却塔的补水或用于厂区绿化。
3.深度除盐系统
EDI是两级RO之后的深度除盐,它是将电渗析和离子交换相结合的处理技术,利用阴、阳离子的选择性透过膜,在外加电场的作用下,完成阴、阳离子的定向迁移,达到深度除盐目的,制备出的纯化水电阻率可达15MΩ·cm以上。在整个除盐过程中,系统借助持续电解出的H+和OH-进行树脂再生,而不借助酸、碱试剂,保证了制备过程的连续、稳定、无污染。
三、结语
随着纯化水定义的更趋科学及标准的进一步提升,人们正在把目光从最终检验转移到制药水系统的设计、运行、监控、验证等各个方面,将终端把关转换为过程控制,使每个生产纯化水的过程能够达到质量标准的要求,力争稳定地生产出符合质量要求的制药用水,以满足药品生产的特殊要求,为我国的人们能够拥有健康的医药做准备,为我们的健康奉献出更大的力量。
综上,两级RO+EDI的纯化水制备方式为药物生产提供了符合GMP标准的纯化水,并且整个制备过程节能、环保,符合当今药用纯化水制备的发展趋势,为药物生产提供了更好的保障,使我们的医药化工行业能够拥有更好地发展。
参考文献
[1]中华人民共和国卫生部药典委员会,中华人民共和国药典(二部)[S].2010,北京:中国医药科技出版社,2010.
关键词:石油化工;仪表防雷;控制系统;接地设计
21世纪以来,DCS在石油化工行业的应用和技术都得到较大程度的突破,因此仪表系统接地的问题也受到相关人员较高程度的重视。虽然,我国早在多年以前就仪表系统接地问题进行研究和规范,并通过明文对仪表以及控制系统的等电位接地问题进行了统一的规范和详细说明,但仍有许多项目在实际执行的过程中存在许多问题未能按照标准执行,尤其是项目单独设置仪表接地极的问题,不但给项目的具体实施造成了不必要的麻烦,也不符合我国在仪表系统等电位接地问题上所制定的规范和原则。
1仪表系统接地分类
1.1保护接地
保护接地主要目标是为了保障人身的安全和设备的稳定运行。因为通常状况下,仪表和控制系统都会存在外露的导电部分,而这一部分会因为故障或是不正常运行导致高危电压的形成,给工程现场埋下了极大的安全隐患。因此,这类设备需要进行保护接地。除此之外,由于现场环境的复杂性和变化性,有时甚至会出现仪表导线附带高于36V的电压的情况,因此,处于安全性的考虑也会给仪表外壳进行保护接地。
1.2工作接地
工作接地作为保障仪表数据的精确度和可靠度的重要工程,其主要内容包括了信号回路接地、本质安全系统接地和屏蔽接地三种情况。信号回路的接地处理需要分情况进行处理,当信号系统处于非隔离情况时,通常将直流电源的负极进行接地处理;反之,若是隔离的情况,则会由于信号本身就处于绝缘状态,因此,可不实施接地。而屏蔽接地主要是为了防电磁干扰,因此大多数会在控制室进行接地处理。本质安全仪表系统由于安全栅类型的区别而划分为隔离式和齐纳式两大类。隔离式安全栅由于自身的特性无需接地,而齐纳式安全栅电路则需要在控制室采用同一接地体。
1.3防静电接地
防静电接地处理需要在没有保护接地和工作接地时进行。而且接地的标准需要根据建筑物的特性来划分,每一类建筑物都有特定规格的保护器。
2仪表及系统接地的设置
2.1接地系统的主要组成部分
接地系统包含了导线、铜板、电极。导线起连接功能,贯通各处。然而,接地导线需要根据使用途径、连接部位、数量和长度的区别选择合适截面积的接地导线。通常状态下,需要设置三块接地铜板:第一块是工作地的汇总铜板;第二块是保护地的汇总铜板;第三块是总接地的铜板。这三块铜板都需要进行绝缘固定,而且这些铜板厚度都存在严格的要求(不小于6mm),而尺寸则需要根据需求情况进行确定。
2.2接地系统的设计原则
我国现阶段的主要接地设计原则是防电位差,因为保护接地和工作接地选择多个接地点时,接地点会产生电位差,从而影响仪表系统正常运行。正常状况下,仪表盘、控制柜内因为同时存在保护接地和工作接地两种接地类型,因此需要分别接入两种接地装置专属的汇总铜板。而其中的本安仪表接地、屏蔽接地、信号回路接地需要先接入到各汇流条后再接入工作接地的汇总铜板。接地电阻值作为关乎评价接地情况符合标准与否的重要指数之一,对接地效果的反映非常直观和准确。设计师在进行接地方案的设计时,不但要对接地电阻值进行考虑,还要对接地连接电阻值进行充分的考虑。连接电阻值指从接地端到总接地板这两者之间的电阻值大小,而且需要保证这一电阻的数值始终保持在0~1Ω以内,除此之外,还需要将仪表接地系统的电阻控制在4Ω以内。因此,对接地电极、接地导线截面积、连接方式的选择等方面都会对接地电阻值产生直观的影响,会直接影响接地电阻值。因此,各线路之间连接与导线和铜板的连接都需要采用铜接线片和镀锌钢质螺栓的方式,或者采用焊接。除此之外,接地总干线和接地电极连接还需要进行热镀锌的处理。
3结束语
关键词:工作过程系统化;学习领域;课程设计
在高职教育加强内涵建设、提高教学质量的今天,进行课程改革、重构课程体系,转向以基于工作过程系统化的行动体系课程改革已是大势所趋。十堰职业技术学院自2006年以来,大力开展职业教育改革,深入加强内涵建设,经过探索和实践后逐渐形成了具有鲜明特色的基于工作过程系统化的“211”(公共平台+专业基础平台+学习领域+拓展)高职课程体系,并且全面进行学习领域课程开发建设工作,现已开发了47门课程,实施效果良好,深受学生喜欢。现以《电子产品工艺》课程为例介绍如何进行基于工作过程系统化学习领域的课程设计。
一、课程定位
1.课程性质
本课程是我院应用电子技术专业的一门学习领域课程,是通过调研毕业生就业岗位,分析归纳岗位中的工作任务,从中提炼出典型工作任务――电子产品工艺,然后将其转化成学习领域课程。本课程针对电子产品生产技术员、工艺员等工作所从事的识读和编制电子产品工艺文件、测试电子元器件、焊接电子线路板、装配整机、检验产品质量等工作任务进行分析后,归纳总结出来其所需求的电子产品组装、调试、检测等能力要求而设置的学习领域课程。
2.课程作用
通过本课程学习,学生能够结合工艺规范,掌握现代电子产品生产企业的产品制造设备操作方法、电子产品装配工艺、SMT技术等方面知识,完成电子产品装配与检测,编写工艺文件,进行工艺过程管理等工作任务,为学生将来在电子产品工艺技术岗位工作奠定基础。
二、课程设计理念和思路
1.课程设计理念
充分体现工作过程系统化学习领域课程的特性,具体是:基于电子产品工艺工作过程来设计课程的理念;职业技能训练与职业素质培养并重的理念;将职业资格证书融入学习领域课程的理念;教、学、做合一的理念;校企合作,联合设计、开发和实施课程的理念;课程资源充分共享的理念。
2.课程设计思路
本课程设计开发以“电子产品工艺”典型工作任务为依据,按照工作过程系统化对从业人员工作职业能力要求先确定学习内容,然后选择合适的课程载体和学习载体,再设计学习情境,采用教、学、做合一的教学模式,完成学习性工作任务,培养学生电子产品工艺的职业能力,具备从事该工作的职业素质。
三、课程能力和课程目标的确定
1.能力目标
能按照工艺要求进行元器件检验、元器件插装;能手工或使用设备完成焊接、装配,并进行质量检验;能识读和编制装配指导书、检验作业指导书、产品调试作业指导书等工艺文件;能选择并使用测试仪器进行产品功能测试,并能评价测试结果。
2.知识目标
掌握电子产品生产有关专业术语和质量校验标准,并能使用专业术语与人交流;掌握电子产品生产工艺流程和工艺设计方法;掌握SMT技术的基本理论和SMT工艺流程;了解电子工艺国家标准和行业标准。
3.素质目标
具有能适应企业环境,融入企业文化的能力,严明的纪律性和对企业足够忠诚度;具有团队协作精神、产品质量和环境保护意识、工作责任心、良好的社会责任感。
4.证书目标
完成本学习领域学习后,鼓励学生通过考试,获取电子产品装接工职业资格证书。
四、课程内容的选取
主要内容包括4个部分(表1),教师根据实际情况将这4个部分合理安排在相应学习情境中去。
五、载体的选择
课程内容确定后,在工作过程中需要有合适的载体承载这些学习内容,怎么选择呢?根据载体的“三性”,一是典型性,即能满足课程的能力目标和知识目标的实现,适合实际教学要求,起到举一反三的效果;二是真实性,即真实的企业产品生产工艺过程;三是可迁移性,即根据工作过程构建的学习情境,学生掌握的知识和技能,在另外一个企业和岗位还可以继续使用,有利于学生就业。据此,我们选择电子产品生产企业类型为课程载体,以小企业产品(稳压电源)、中企业产品(FM调频收音机)、大企业产品(微控制器)为学习载体。
六、学习情境的设计
载体确定后,根据课程内容,要设计每个学习情境,基于工作过程系统化的课程学习情境,强调的是如何使学生学会工作,其设计从实际工作出发,不仅要引起学生的学习兴趣和探究欲望,而且还要让学生按照实际工作的操作过程和规范来解决问题。下面以学习情境三为例,见表2。
七、课程实施
1.教学组织
在整个教学活动中应以学生为主体,让学生全面参与咨询、计划、决策、实施、检查、评估的教学全过程,培养学生自主学习的习惯,教师仅是教学过程的组织者、咨询者和伙伴。
具体采用的教学组织形式为:一是采用“生产线教学”,分组实施,学做合一:将班级学生6-8人分为一组,组成生产线的每个组选出一位线长,线长负责本线的生产、组织与管理,学生分工合作,协同工作、相互学习,完成任务;教师主要充当技术主管的角色,进行整个线的过程监控、反馈处理、技术咨询、故障处理,让学生身为“准员工”体会真实的工作环境和工作工程进行学习。二是课内、课外相结合:较大的任务可利用部分课外时间完成,以此培养学生自我学习、自我调控的能力。还可组织能力较强、学习积极性高的学生参加电子创新小组,参与实际设计与生产工作。
2.实施条件(师资要求、设备要求)
教学团队要求:教学团队控制在师生比1:10左右,专兼职教师比例在1:1;熟悉电子产品生产工艺;熟悉电子产品生产过程;具有电子产品生产管理的实践经验;具有丰富的教学经验。
设备要求:能满足8人为一组的电子产品组装、装配、焊接、返修等流程的电子工艺设备。
3.学习场所
理实一体化教学和任务训练在多媒体电子工艺实训中心进行;电子产品制造工艺参观、生产实习在校外实训基地进行。
八、考核与评价
1.学业考核(以学习情境三为例)
教师或师傅根据学生完成任务情况:产品质量(15%)、工作态度(15%)、记录与报告(15%)、现场答辩或汇报(15%)、笔试(40%)进行过程和水平相结合的考核。
2.教学评价与效果
对教学过程及预期效果的评价采用如下方式进行:
一是学生评价:利用学生信息员制度及时反馈教师日常教学情况,学期末由学生对课程进行教学评价,占教学评价的60%。二是系(部)评价:由教学督导和系评价小组对教学环节进行3-5次定期或不定期的测评,占教学评价的40%。本课程经过在我院应用电子技术专业2007级和2008级学生实施后,有60%-85%的学生在专业兴趣、操作能力和职业能力上明显提高,教学评价优秀。
参考文献:
【关键词】氧化铝 输送 堆存 储仓
一、前言
氧化铝作为铝工业的中间产品,在铝工业整个产业链中,位置非常重要。,我国氧化铝工业正处速发展之中,年平均增长速度超过11%,2006 年我国氧化铝产量1370 万吨,进口量689 万吨[1]。近2年平均增长率为14.20%。目前世界氧化铝工业的发展趋势主要表现为在尽可能降低生产成本的同时,最大限度地解决由氧化铝生产所带来的环境保护问题。采用先进技术,扩大生产规模,节能降耗是实现上述目标的主要手段[2]。目前氧化铝工业所采用的设备向大型化、自动化、高效化及节能化方向发展。伴随着单线产能不断增大,对产品氧化铝堆存和输送的要求也越来越高,储量大、投资低、占地少、操作便捷的氧化铝堆存设施和工艺系统的开发设计已迫在眉睫。
二、背景技术
传统生产工艺中采用的氧化铝仓多为平底仓或通过抬高仓体高度设置锥角来保证出料效果的小直径筒仓。普通平底仓在卸料过程中由于仓的结构特性,使得仓内物料不能完全卸净,仓内存在大面积死料区。在死料区内,大量物料长期堆存无法出料,不仅造成产品的浪费影响到企业经济效益,同时增加了对仓体压力,影响到仓的使用寿命并造成安全隐患,为消除死料区而对仓底进行填料而设置大锥角的氧化铝储仓,不可避免的抬高了仓体高度,对仓体的稳定性提出了更高的要求。同时,因结构原因,传统的氧化铝筒仓都无法实现大直径的建设,仓体容量多在1~2万吨之间,单仓无法满足越来越大的氧化铝工艺生产线产能要求,因而一个氧化铝项目往往需要建设多座储仓以满足大产能氧化铝生产线的堆存要求,增加了项目的建设用地和建设投资。因而,传统的氧化铝输送、堆存方式等所存在的储量小、造价高、占地面积大等问题,不可避免的成为制约氧化铝生产发展的一个因素。
三、工艺设计
主要工艺流程
工艺流程图
本套工艺系统的主要设备包括:胶带输送机、风动溜槽、斗式提升机、袋包装缓冲仓、散装缓冲仓、大型储仓、包装机。其中核心装置大型储仓包括仓体、风动溜槽进料系统、仓内下料管道、仓底出料系统、供风系统等。
焙烧完成的氧化铝物料通过胶带输送机输送至1号斗提机。从1号斗提机出料根据生产需要可以采取不同的路线流程:一路通过风力输送溜槽进入袋包装缓冲仓后经包装机包装出料堆存,另一路流程为经过风动溜槽输送至大型氧化铝储仓仓顶,经放射状下料系统采用多点下料方式进入大型储仓内堆存。大型氧化铝储仓的出料同样包含双路出料系统:一路经气力输送系统输送至袋包装缓冲仓,另一路经气力输送系统进入散装缓冲仓。传统的生产工艺流程只有输送系统进仓后再由仓体出料的单一工艺生产流程,当输送设备或仓体出现故障或需要维修时必须将整个进出料系统停止运转,影响到生产运行。而本套工艺针对这种缺陷,设计有多路进出料流程,可以根据设备检修或生产运行的需要切换操作流程,不影响到整个系统的运行,增加了生产的稳定性、连续性和操作的便捷性。
本工艺中的核心设施大型氧化铝储仓为大直径落地仓,仓顶进料利用流态化原理采取放射状多点下料方式,仓内设置多条下料管道,下料管道上在不同高度设置多个下料出口,氧化铝物料通过下料口流入仓内并向周边扩散可以有效减少因下料不均引起的仓内物料因粒度不同产生离析现象和物料堆积不均而造成的仓体侧壁不均匀受力,增强仓体稳定性。仓底中心设有锥形密闭卸料室,并以此为中心沿储仓半径呈环装设置充气板,并向出料点中心倾斜,各个环装充气板被分成若干个独立的区域,下部配备流化风系统,将物料以流化状态输送至锥形卸料室。锥形卸料室四周设置进料口,仓内物料通过自身重力和卸料室内外压差进入卸料室。仓底中心锥体卸料室直径和供风系统取决于仓的直径及出料量要求。卸料室内同样设置气体分布板并配备供风系统,形成小型流化床。
大型储仓:1――仓体,2――上料系统,3――仓内下料管道,4――仓底气体分布板及流化风供风系统
该仓的结构形式和进出料系统的配备可以满足生产的不同需求,增加了运行的灵活性和便捷性,可以实现在减少占地和投资前提下增加储量的目的。仓体进料系统可以有效控制物料在仓内堆存状态,控制离析现象和仓内堆存不均。仓底设置布风板可以形成流化床系统,避免仓内出现死料区,使出仓率达到99%以上,并能对出仓物料起到混合均化作用,同时降低对输送距离的要求,提高土地利用率。该仓的另一个显著优势在于可以建设成大直径储仓,显著增加仓的容积,单仓储量可以达到3-5万吨,是原有储仓的2倍以上,占地节省20%,极大减少了占地,同时该仓为落地仓,降低仓底高度和对基础的要求,节省了基建的投资。
四、结语
本套工艺设计的实施,能够改变传统氧化铝堆存及输送系统长期存在的输送距离长、储量小、占地多、投资高、施工复杂的缺陷,能够满足单线产能和生产技术飞速发展的氧化铝生产工艺要求,符合氧化铝生产设备大型化的发展趋势,是氧化铝堆存和输送技术中具有重要意义的技术革新。
参考文献:
第一、要抓认识,将教育系统民主评议工作坚定不移地开展下去。实践证明,民主评议行风工作是我们实践“三个代表”重要思想,坚持立党为公、执政为民的有效载体,是优化环境、加快发展的重要手段,也是各级党委、政府联系群众,改进作风、树立形象的桥梁和纽带。所以我们要进一步提高思想认识,找准工作着力点,下功夫把民主评议工作抓紧抓好,抓出实效。
第二、要抓导向,突出教育系统行风建设工作的主题。要紧紧抓住教育系统行风建设方面存在的突出问题,把人民群众关注的热点、难点问题作为工作重点,积极主动为人民群众排忧解难。要突出工作导向,适应形势变化的需要,紧紧围绕优化环境和执政为民两大主题,进一步突出树立行业新风,优化发展环境的工作导向,继续在全市教育系统开展教育乱收费专项治理年活动,在巩固04年治理工作成果的基础上,力争今年取得新的成效,以此带动和推动教育系统行风建设工作取得新的突破。
第三,要抓深化,巩固和扩大教育系统行风建设工作的成果。几年来,全市教育系统在行风建设工作中探索了一些有效的做法,积累了一定的经验,这些做法和经验要注意很好的总结、完善和推广,今年要在抓巩固、抓深入、抓落实上下功夫。在总结中巩固,在总结中提高,在总结中推进,在总结中深化。一要巩固现有成果。我们在行风建设中推行的一些便民、利民措施和改进工作作风、密切干群关系的举措,要继续坚持并不断完善创新,逐步形成长效机制;二要扩大工作成果。不断丰富民主评议的内涵和形式,改进工作方法,创新工作机制,以持之以恒、求真务实的实际行动,让老百姓看到党和政府抓作风建设的坚强决心和部门、行业真心实意改进作风的实际成效;三要延伸工作成果。今年我们把开展创建“教育收费规范学校”活动,作为治理教育乱收费工作的一项重要举措,作为规范教育收费管理的一种长效机制,作为抓好今年教育系统行风建设的重要突破口。要完善“创建收费规范学校校”考评奖惩机制,注意研究创建“教育收费规范学校”活动中出现的新情况和新问题,积极探索新思路、新方法,使创建“教育收费规范学校”活动更加富有生机与活力,成为一项社会关注、群众拥护的民心工程,成为提升教育系统良好社会形象的重要载体,推动和促进教育事业的健康、快速、协调发展。
关键词:企业办公自动化;Java技术;SSH框架
中图分类号:TP315 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)20-4624-06
目前,通过信息化来实现对企业的规范化管理,已经是大势所趋。企业通过办公自动化系统来实现流水线上每道工序的监督;管理人员借助计算机和互联网实时地处理日常的业务;仓管人员通过各种应用系统来管理各种物料、原材料的进销存等等。单纯地依靠手写纸张将会严重影响企业对内部信息的处理速度,为了提高企业自身竞争力,因此,建立网络办公自动化系统是现今的一种趋势。
应用办公自动化系统对企业日常办公进行管理,可以满足企业日常办公、管理等各方面的需求,同时实现企业内部管理者、员工之间的信息交流,从而大大提高了企业内部的沟通;提供企业内部的消息管理,方便其及时了解企业的实时动态消息;最终使企业的日常管理步入科学系统管理的轨道上。
1 系统需求分析
1.1 系统功能需求
系统管理员业务功能:
1) 考勤设置:系统管理员设置日常上、下班考勤时间、休息日设置、请假类别等考勤信息;
2) 公文管理:系统管理员设置企业日常所需公文流程的设置及对日常用户生成公文,如工作文件、请假单、合同审批流转单、采购单等等的管理。
企业领导业务功能:
1) 公文审批:每一个部门主管、领导能够批阅其下属所申请的各种公文的申请;
2) 新闻公告审批:领导能够审批下属申请的新闻和通知信息,审批完之后传给系统管理员。
人力资源部职员业务功能:
职工管理:职工的状态有在职、调职、离职、复职,职工信息管理是对企业职员的基本信息进行管理、统计,具有增、改、查等操作,主要是实时更新员工的各项基本信息;
普通用户业务功能:
1)登陆系统验证:当用户登陆系统的时候验证用户所提交的用户名和密码;
2)考勤签到:根据企业部门规定和系统管理员设定的考勤管理时间,用户在规定的时间内在系统报到;
3)请假申请:用户当需要离岗办理事情的时候可以向上级领导或者主管提出请假申请;
4)联系人管理:用户对亲戚、朋友、客户信息的登记;
5)公文流转:用户可以撰写工作中需要上级审批的各类公文,撰写完成后等待领导审批,此类信息可作为企业发生各类日常业务的依据;
6)浏览公文:用户可以随时查看自己需要审批的各类公文信息;
7)消息平台:用户可以向企业内的同事发送短消息信息。
企业办公自动化系统功能结构如图1所示。
1.2 系统非功能性需求
企业办公自动化系统的建设应体现先进性、可靠性、实用性、安全性、易使用性、可扩展性、可维护性等。
1)先进性:应当采用当今主流技术,既要考虑应用平台和工具的先进,更要考虑系统结构和应用设计的先进性,以适应总体上业务管理、发展规划和细节上事务办理的需求。
2)可靠性:系统设计应采用成熟、稳定、可靠的软件技术,保证系统在大数据量、高并发的情况下长时间不间断地安全运行。
3)实用性:根据业务需求和业务流程,从方便用户使用的角度进行系统设计、功能和模块划分。工作流程设计要求简捷流畅,能适应工作流不稳定和突发事件等各种现实情况。
4)安全性:系统建设要符合用户对信息安全管理的要求,建立完善可靠的安全保障体系,对非法入侵、非法攻击和网络计算机病毒应具有很强的防范能力,确保系统具有严格的身份认证功能,并有相应的技术手段对数据安全和操作安全加以保护。
5)易使用性:主要体现在两个方面:一是应用界面简捷、直观,尽量减少菜单的层次和不必要的点击过程,使用户在使用时一目了然,便于快速掌握系统操作方法,特别是要符合工作人员的思维方式和工作习惯,方便非计算机专业人员的使用;二是应提供联机的或脱机的帮助手段。
6)可扩展性:该信息系统是一个不断发展中的应用系统,在系统设计时要考虑到新技术,新产品出现时对本系统的兼容性;当业务需求、外部环境发生变化时,可以扩展系统的功能和性能。软件设计要简明,各功能模块间的耦合度小,以适应业务发展需要,便于系统的继承和扩展。
7)可维护性:系统应具有良好的结构,各个部分应有明确和完整的定义,使得局部的修改不影响全局和其他部分的结构和运行。
1.3 系统用例描述
主要介绍系统业务流程、公文撰稿、公文申请和员工签到功能的用例描述。
2.用户输入新流程的信息,建立相关流程图;
3.判断流程信息是否合法或重复;
4.系统提交流程信息;
5.系统记录相关流程信息和流程图,并提示保存成功;
6.系统返回流程记录;\&备选事件流\&1a. 非法用户
系统提示错误信息并拒绝该用户登录系统;
3a. 存在相同流程
系统提示流程相同信息;\&]
[用例名称\&撰稿\&参与者\&用户(主要参与者)\&假设\&日常工作当中,有一些文件需要经过上级领导审批之后才能通过,在领导审批之前需要先把公出来\&前置条件\&有新的公文需求\&后置条件\&系统中新增所添加公文,上级领导出现待批阅文件\&主事件流\&1.系统验证用户身份、角色、权限;
2.用户输入公文的基本信息;
3.系统提交公文;
4.系统记录相关公文,并提示保存成功;
5.系统发送公文(主要是将公文发送给上级领导);
6. 系统记录相关公文的发送信息,并提示发送成功。\&备选事件流\&1a. 非法用户
系统提示错误信息并拒绝该用户登录系统。\&]
2.系统显示公文申请信息列表;\&]
2.用户确认签到;
3.系统记录相关信息,并提示记录成功。\&备选事件流\&1a. 非法用户
系统提示错误信息并拒绝该用户登录系统;
2a. 本日已经确认签到;
用户之前已经登记了相关考勤信息,系统提示记录出错。\&]
2 网站设计与实现
2.1 系统架构设计
企业级应用开发三层结构,分为表现层、中间层(业务逻辑层)和数据服务层。三层体系将业务规则、数据访问及合法性校验等工作放在中间层处理。客户端不直接与数据库交互,而是通过组件与中间层建立连接,再由中间层与数据库交互。
表现层是传统的JSP技术,自1999年问世以来,经过多年的发展,其广泛的应用和稳定的表现,为其作为表现层技术打下了坚实的基础。中间层采用的是流行的Spring+Hibernate,为了将控制层与业务逻辑层分离,又细分为以下几种。Web层负责控制业务逻辑层与表现层的交互,调用业务逻辑层,并将业务数据返回给表现层作组织表现,该系统的MVC框架采用Struts。Service层,业务逻辑层,负责实现业务逻辑。业务逻辑层以DAO层为基础,通过对DAO组件的正面模式包装,完成系统所要求的业务逻辑。DAO层负责与持久化对象交互。该层封装了数据的增、删、查、改的操作。持久化对象通过实体关系映射工具将关系型数据库的数据映射成对象,很方便地实现以面向对象方式操作数据库,该系统采用Hibernate作为持久层框架。Spring的作用贯穿了整个中间层,将Web层、Service层、DAO层及PO无缝整合,其数据服务层用来存放数据。
系统采用SSH架构实现了表示层、业务逻辑层与持久层的分离,使应用系统松散耦合,而且提高了灵活性、可维护性、可扩展性和可重用性[2] 。基于SSH框架的系统架构如图2所示。
2.2 系统设计
序列图由一组对象和它们之间的关系组成,还包括在对象间传递的消息。 强调消息时间顺序。序列图描述类和类之间的关系,通过建模序列图可以设计系统类结构。
用户登录序列图如图3所示。
用户通过在主页面选择联系人管理跳转到联系人管理页面,系统的联系人管理模块控制类负责显示联系人信息输入框。用户输入信息并提交,系统对提交的信息持久化操作,并把信息显示给用户。
消息管理序列图如图4所示。
流程管理序列图如图5所示。
用户通过在主页面选择流程管理跳转到流程页面,系统的流程管理模块控制类负责显示流程设计信息页面显示供用户输入。用户设计好流程信息并提交,系统对提交的信息持久化操作,并把信息显示给用户[3]。
2.3系统功能实现
1)系统实现环境
操作系统:Windows XP;
系统集成开发环境:MyEclipse10;
Web框架:Struts2、Spring3、Hibernate3.5;
Web服务器:Tomcat7.0;
数据库:MySQL5;
数据库管理工具:MySQL Front。
2)系统功能导航实现
用户登录之后可进行的操作处理如图6所示。
User user = (User)session.getAttribute("user");
String name = user.getRealName();
String deptName = (String)session.getAttribute("deptName");
%>
3)通知功能实现
登录系统的用户可以通知,但这是有权限设置的,如果有该权限则可以进行通知的,如果没有权限则提示响应的信息。
首先是没有权限通知的提示信息如图7所示。
系统中有通知权限的用户,进行通知时,可以看到如下页面,用户可以在其中填写通知的标题,以及通知的内容。关于填写通知的内容时采用文本编辑器,可以进行字体大小、字体样式等样式的设置,使编辑效果更直观明了。页面展示效果如图8所示。
主要是通过用户登录时保存的信息进行职位的判断,职位高于某个条件时就可以通知,主要实现代码。
User user = (User)session。getAttribute("user");
if(user。getPosition().equals("普通员工")){
out.println("抱歉,您没有通知的权限,如有需要请联系管理员!");
}else {
%>
……
3 总结
本系统是一个基本的基于Java Web的在线办公自动化系统,实现了一个医药企业办公自动化系统包含的基本功能,比如公文管理,公文审批,新闻公告审批,职工管理,请假申请,联系人管理,公文流转,浏览公文,消息平台,考勤签到,考勤设置,系统管理等。系统的扩展性很大,科学的开发过程有利于系统未来的扩展与维护。系统采用MyQL数据库,开发语言采用Java Web作为系统设计基础,采用Struts2、Spring和Hibernate框架。目前软件系统分析研究的主流是面向对象的分析,因此本设计在系统的分析和定义中都结合了面向对象的方法以及传统的结构分析与统计方法,所以系统的可移植性、可扩展性相当强。
参考文献:
[1] 王爽.基于ASSH框架的运动会信息管理系统设计[J].电子设计程,2011,5(10):31-34.
【关键词】医院工程 洁净手术部 净化空调系统 自动化设计
引 言
手术感染一直都是临床治疗中的难点,医院洁净手术部在净化室内空气方面的作用尤为显著,可有效防止各类污染的发生且避免病菌的扩散。这不仅有助于医院创造良好的手术条件,也为病人和医务人员提供的健康的环境。高空气洁净度对于洁净手术室而言是很重点的要求,空气净化处理有助于达到手术室洁净标准的要求。因此,洁净手术室对空调自动控制技术要求远远高于一般的舒适性空调。必须有完善的自动控制系统,才能保证空调系统的正常运行,使洁净手术室可以达到技术指标要求。
1、实例概况
某医院病房大楼洁净工程处在5层手术部及6层重症监护室(ICU)。具体情况为,百级、千级洁净手术室净化空调系统选择一拖一形式,一台洁净空调循环机组供应一间手术室。万级洁净手术室选择一拖三形式,新风集中预处理。4台洁净空调循环机组运用于洁净走廊、污物走廊、辅助用房等。在重症监护室、辅助用房之间建立独立的系统,选择1台洁净空调循环机组,新风自取,空调系统选择一次回风方式。大楼洁净工程设计的中央空调系统为独立运行,选择4台风冷热泵式冷水机组,冷水机组(内置冷冻水泵)集中布置于6层裙房屋面。
2、空调控制系统的监控设计
2.1空调循环机组
2.1.1配置构成:空调循环机组结构中要设计多个功能段,包括:风管、送风、表冷、电加热、电极加湿等,选择的是二管制。机组把冷热盘管分布在正压段,这对冷凝水的排出有促进作用,避免机内积水而造成滋生细菌,防止空调系统出现新的污染。考虑到实现空气净化的效果,对循环机组布置初效、中效2级过滤,同时对静压箱处布置高效过滤器。
2.1.2 DDC监控:采取空调循环机组监控的最终目的是为了创造良好的运行环境,如:温度调节、湿度调节、压差调节、空气处理等。采取的监控方法包括:(1)状态监视方面。主要是检查初效、中效、高效过滤器等元器件的具体状态,也包括风机变频器、过滤器等方面的情况。(2)温度湿度方面。主要是对温度、湿度进行调节,包括:①送风温度自动控制。冬季时对热水阀开度自动调节,维持回风温度的科学性;夏季对冷水阀开度自动调节,维持回风温度的科学性。②回风湿度自动控制。按照湿度标准要求对加湿阀有效调整,确保湿度能达到洁净手术部要求。除湿控制一般包括:自动调节冷水阀开度、冷冻除湿机等。另外,结合温度的要求应该对电加热给予调整,通过加热处理保证湿度满足设定值要求。(3)压差调节。对空调循环机组的新风支管需添加相应的装置,通常都要安装电动双位定风量器,以持续把新风传送到各个循环系统中,确保了新风量及正压的条件。(4)空气洁净度。对空气洁净度的控制主要是设计过滤网,通常是利用3级过滤,即:初效、中效、高效等,保证室内空气满足标准的洁净度。(5)风机控制。风机控制箱需添加手动/自动选择开关,日常运行期间要保持在自动状态。护士站则根据自动控制系统中的远程控制对风机起/停进行操作。(6)联锁控制。电磁调节阀新风风门、风机起动之间的联锁反应。送风机开启之后,开冷水阀和新风风门,调节冷水阀。风机中断之后,新回风风门、电动调节阀、电磁阀自动关闭。通过这样的控制流程来实现空调机组的有效监控。
2.2新风系统
2.2.1配置组成:此次案例工程里提到的手术室新风选择集中预处理方法,一共布置了2台新风机组。新风机组的功能段较多,如:风机、均流、中效、亚高效过滤、表冷、抽湿再热、出风等,也选择二管制。机组把冷热盘管布置在正压段,这对冷凝水的有效排除有促进作用,可避免机内积水造成的滋生细菌,放置空调系统出现二次污染。考虑到这增强系统的净化空气效果,对新风处理机组同样设计了3级过滤,包括:初效、中效、亚高效等级别。另外,机组内配置特定波长的紫外线灯,有助于过滤网及盘管的杀菌处理。
2.2.2DDC监控:新风机组监控涉及到温度调节、湿度调节、空气洁净度处理。新风系统的各类模拟量输入(AI)、输出点(AO)与数字量输入(DI)、输出点(DO)等。
采取新风机组监控能发挥出多方面的作用,但在控制时要严格按照标准操作,具体情况为:(1)状态监视。对初效、中效、亚高效过滤器的具体状况详细检查分析,同时观察风机变频器、故障报警、过滤器堵塞等方面的情况。(2)实现温度、湿度的有效调控。①送风温度。冬季对热水阀开度自动调节,维持送风温度处于标准范围;夏季对冷水阀开度自动调节,维持送风温度在标准范围内。②送风湿度。考虑大医院建筑内无蒸汽,且该区域冬季湿度偏大,手术室空调净化系统冬季加湿选择新风集中加湿后送入各循环机组的方式。要想达到Ⅰ级手术室、ICU的湿度标准,循环机组内要添加相应的电极式加湿器。 (3)空气洁净度控制。利用所分布的3级过滤网,保证空气的洁净度处于标准范围。(4)风机控制。风机控制箱一般设计了手动/自动选择开关,正常情况下都属于自动状态。由护士站利用自动控制系统远程控制对风机起/停进行操控。(5)联锁控制。主要是电磁调节阀、新风风门与风机起动联锁。在送风机起动状态下,开冷水阀和新风风门,调节冷水阀;当风机中断运行后,新回风风门、电动调节阀、电磁阀则会自行关闭。通过新风机组与空调机组之间的相互连接,可以发挥出更好的调节作用,保证空调机组的正常运行。如果院内某一件手术室正在使用,则新风系统便会开启运行;而当手术部关闭后,新风机组才会随之中断工作。
2.3风冷热泵式冷水机组
此次研究的工程中,建立了一套风冷热泵式冷水机组系统,由于该系统是独立运行操控,可以给空调系统输送必要的冷热源。从现有的设计方案看,设计冷水机组的监控集中在以下两种方式:(1)经过RS-232或RS-485/422串口通信,将其和冷水机组构成全部开放式的数据通信。通过净化自控系统的协助运行下,中央站可随意收集冷水机组内部数据,最后得到系统具体的参数指标,从而改善了冷冻系统内部的控制性能,减小了机组故障的发生率。(2)干接点的方式。这种方案是在冷水机组的控制箱内传输干接点信号,且与控制器的I/O点之间相互连接。
风冷热泵、冷水机组的具体情况为:(1)冷负荷需求量。计算这一指标时要参照空调供水、回水温度、供水流量等三方面的具体情况,对建筑空调需要的冷冻负荷量自动计算。(2)冷水机组台数。控制台数是要按照建筑所需冷负荷、差压旁通阀开度等方面的情况自动调整,以保证系统运行后的能耗最小。(3)机组联锁控制。实现空调水蝶阀、起动循环水泵和开热泵机组的开启,以及停热泵机组和关闭循环水泵及空调水蝶阀。(4)空调水压差控制。根据空调供水与回水压差,自动调节旁通调节阀,维持供水压差恒定。(5)水泵保护。当开启水泵之后,水流开关则会对水流的状态进行检测,在发生故障之后则会自行中断系统。(6)机组定时起/停。按照之前安排的工作时间、休息时间,对机组的起/停定时操作。(7)机组参数。主要指的是系统的运行参数,监测系统会完成多个参数的检测,如:温度、压差等,根据参数指标情况判断系统是否存在故障。(8)水箱补水。对进水电磁阀的开起与关闭进行自动控制,让膨胀水箱水位处于标准状态,出现异常情况后可及时报警。
2.4排风机的控制
设计排风系统时都要对结构上添加手动风量调节阀、止回阀。而手术室排风口要添加F8中效过滤器,别的洁净区排风口带F5中效过滤器。排风系统具备的相关功能与操控方法:
(1)风机控制。通常控制风机可借助于两种开关方式,即:手动开关、自动开关。正常工作中的开关位属于自动状态,经过护士站利用自动控制系统远程控制风机的起停。(2)联锁保护。这种保护分布的地方较多,如:洁净手术室、洁净走廊、污物走廊、重症监护室等,都属于机械定风量排风系统。室内排风机中添加了相应的延迟设备,能发挥出瞬间开门、快速调控的效果。 (3)过滤器堵塞报警。通常报警系统动作都是在中效空气过滤网两端压差偏大时,以告知医院人员尽快清理。
3、空调自动控制系统组成
根据现有的空调系统技术看,自动控制系统主要包括集散式控制、分布式现场总线控制等两大方式,集散式控制系统则是运用最广泛的。其主要包括:中央管理站、DDC控制器、传感器、阀门等部分构成,从而实现了多个方面的控制管理效果。
中央控制系统主机分布在手术部的监控室里,DDC控制器则涉及在技术夹层,护士站设置了监控分站。与常规基本配置的空调机组相比,手术部的净化空调机组工艺系统具有自己的特殊性,其在管理方面相对独立写,协调主要服务于手术部内医护人员。因而必须在手术部单独建立一个置监控室,这样才能更好地服务于医务人员对手术部的净化空调自动控制系统,保证更加全面、可靠的净化效果,在遇到异常情况时可对相关参数进行调整。
关键词 工程教育;专业认证;机电一体化系统设计;教学改革
中图分类号:G642.3 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2017)03-0080-02
1 前言
为了促进机械专业的跨越式发展和国际化进程,进一步提升机械设计制造及其自动化专业的教学质量、社会声誉和国际视野,促进本科毕业生的国际交流,为工程师执业资格认证奠定基础[1],从2013年下半年开始,贵州大学机械工程学院机械制造及其自动化专业开始着手准备进行工程教育认证,于2014年顺利通过该认证。在以“认证”为目标,不断促进教学改革的过程中,全院教师始终坚持以能力为导向,重在加强学生的培养质量和利用学科知识分析解决工程实际问题的能力[2];同时以学生为中心,以不断优化和改进的培养目标和毕业要求,建立、建设优质的课程体系和师资队伍,配备必要的教研设备。
在“迎接认证”、不断改进的过程中发现一些专业课程存在的问题,以培养目标和毕业要求的工程性不强为代表,主要体现有教学内容缺乏实际工程拓展,课程教学方法有待拓宽,特别是工程实践能力的培养还需要进一步加强。机电一体化系统设计作为机械电子工程方向一门重要的专业课,亟待相关教学改革,以适应工程教育认证的要求。
2 现状与问题
基本现状 机电一体化系统设计是机械制造及其自动化专业机械电子工程方向的一门重要的R悼纬蹋目的是培养学生对机电一体化系统的应用和设计能力,掌握机械系统元部件设计和微机控制系统及其接口设计方法,培养机电结合的专门人才。本课程的基本任务是使学生掌握对机电一体化系统的分析应用和设计基本方法。该课程涉及的机械传动部件、电机、微机接口技术和机电一体化设计思路等,可以说是对本专业前期所学专业课程进行融合、需要实践深入消化和提高认识的一个重要环节。并且贵州大学机械工程学院不仅是机械电子工程方向开设本课程,机械制造和农业机械化专业方向也开设了本课程,学生普遍反映教学枯燥,工程实践性不强,部分知识无法理解。
为了使机电一体化系统设计课程与“工程教育认证”要求相适应,更好地帮助学生掌握本门课程知识内容和加强工程实践能力培养,达到学以致用的目的,需要对机电一体化系统设计课程的教学内容和方法进行改革研究。
主要存在的问题 贵州大学机械工程学院于21世纪初开始在机械电子工程专业方向的本科班开设机电一体化系统设计,随着十多年教学经验的积累,已形成一套较为完善的教学方案和体系。但是随着技术的不断革新,社会和工作岗位对学生要求的不断提升,越发觉得本课程的传统教学中存在一些问题,主要表现在以下几个方面。
1)教学内容陈旧,过于侧重机械结构的讲解。通过工程教育认证评估,充分和企业沟通后,发现一些课程所教授的内容和技术已经在当下机电产品中被新技术所取代。另外,由于在教授本课程前有单片机原理、接口技术和机械控制工程等课程,在机电一体化系统设计的教学中都会以典型机电系统的传动结构为主,使“机”和“电”在教学过程中不能充分结合。
2)实验教学设施不足,实验内容受到限制。本专业拥有的机电一体化教学设备较少,有的仅仅停留在十字工作台、单片机和传感器方面,对于机电系统的稳定性和优化部分的实验暂时空缺,这不利于学生提高感官认识。
3)教学方法单一,缺乏与工程实际的联系。现有教学基本上是以课堂教学为主,辅以少量实验,大多采用讲授法通过多媒体教学平台进行授课,而且大多是纸上谈兵,课程教学与实验教学同工程实践联系甚少,与“工程教育认证”的要求存在差距。
4)学生反映学习难度大,应用能力不强。在教学过程中,一些学生反映部分知识点难以理解,不清楚这些知识能“干什么”,能解决什么问题。另外,从考试反馈来看,学生对综合应用机电技术的能力还有待提高,特别是不能将一些来自工程实际的问题和书本知识结合起来分析。
3 教学改革
教学内容的改革
1)树立“机电结合”的系统教学思路。机电一体化的目的是提高产品或系统的附加价值,实现多功能、高效率、高可靠性、省材料、省能源,并使产品结构向轻、薄、短、小化方向发展。因此,机电一体化的研究方法不能只是简单拼凑,应该从系统设计方案开始到各元部件选择到系统最终成形的全过程,都要贯彻系统设计的思想 [3]。机电一体化系统设计课程的教学也是如此。在课程讲述过程中,如果只是根据教材的章节顺序进行讲解,会在学生脑海中形成一个个的知识孤岛。因此需要将整个课程用几个典型案例把所有章节贯穿起来,做到前后呼应。如在教学“机械结构”中的“机架和支撑稳定性”时,可以和“元部件特性分析”中的“静、动态特性分析”结合起来,在讲机械结构时就引入控制工程中的一些知识点。
另外,教材的最后一章有很多案例,可以根据这些案例的特点,将其穿前面的章节讲解,在讲授每一部分内容时都结合案例,并将系统设计方法融于其中,不仅利于学生对知识的掌握,还可以举一反三、加深理解。