1前言 电子技术是自动化技术专业以及其他电类专业的重要专业基础课,包含模拟技术与数字技术两部分,目的是使学生掌握扎实的电子技术基本知识,掌握常见的元器件和集成芯片的使用方法,掌握常用的电工工具和仪器仪表,为今后学习其他专业课和从事电子、信息行业工作打下良好的基础。为检验湖南省高职院校学生对专业技能的掌握程度,促进高职教育人才培养质量的提升,从2010年开始,湖南省教育厅开始启动高职院校学生专业技能抽考工作,湖南电气职业技术学院自动化技术专业在抽考专业之列。自动化技术专业技能抽考共三个模块,九个典型工作项目,以检验学生通过电子技术课程的学习对常用的电工仪器仪表和电工工具的使用能力,测试学生进行常用电子元器件及基本电工电子电路的测试和分析并进行电路焊接调试的能力。电子安装与调试项目(以下简称电子项目)是其中的一个重要项目。湖南电气职业技术学院自动化技术专业两次被省级抽考抽中,均以优秀通过,尤其是2016年的省级抽考,电子项目100%通过。经过这两次抽考训练,对电子技术课程在深化理论知识教学的同时如何加强技能的培训,带来启发和改革。 2教学方法改革 重构教学知识体系随着现代化信息技术的发展和需求,电子技术的发展日新月异,人们对知识的要求为精、准、新。特别是在高节奏的生活下,更需要以最少时间最快速度获取所需要的知识。因此在电子技术教学改革上,首先要对教学内容进行重新安排,以“基本知识、基本方法、基本思路”为优秀,以“必需、够用”为原则,从素质、技能、知识的角度构建模块化教学知识体系。而自动化技能抽考电子项目10套题涵盖了电子技术基础教学大部分理论内容和技能要求,因此,在教学知识整合重构中可以以这10套题为模块,将分散、独立的知识整合到一起,成为彼此关联、承上启下、循序渐进的知识体系,这样有助于激发学生的学习兴趣,促进学生的学习。当然,不能完全依靠抽考项目,需要在其基础上扩展知识范围和内容,适应新形势下电子技术的新知识和新应用。重视实践能力的培养电子技术是一门理论+实践的基础课程,在编写课程标准的时候,虽然针对岗位需要引入了技能和素质培养目标,但与之配套的实践多以验证性的实验为主。这些实验有助于学生理解消化所学的理论知识,但实用性差,学生在实验过程中完全遵循教师的操作演示,依葫芦画瓢,完成实验数据的测试;一旦出现问题,不愿动脑筋,也不知道如何去解决,最后都是交给教师排除故障解决问题。最终,学生仅仅得到一些没有概念的数字和波形,而对于人才培养目标中的发现问题、解决问题的能力并没有形成。由于过多的基础实验与实际应用脱节,学生没有因为动手来的趣味喜欢和理解电子技术这门课程,教师也在实验中忙于解决故障而忽略大多数学生,过程考核形同虚设。在进行技能抽考强化训练时期,时间紧、任务重,被抽中的学生也是参差不齐,有些学生更是属于零基础的学生。但是通过十天左右的强化训练,学生的感觉是几乎只用几天的时间就理解了电子技术中常用元件的识别与检测、典型电路的结构和工作原理、电子线路的装配和调试方法、常见问题的排故和检修,并将这些知识应用到实践中去。同样的教师、同样的知识、同样的目标,却用少得多的时间使之前学不好和不愿学的学生达到在电子技术这门课程中所设定的基本目标,这带给课程教师的不仅仅是震撼和抽考成绩的喜悦,更多的是反思,反思在一般教学中的态度和方法。因为采取了不同的教学方法,才有了不同的教学效果。通过两者教学方式的比较发现,在抽考强化训练中,引言短、铺垫少,直入主题,目的性强,针对抽考题目有针对性地进行教学和训练,训练多了,学生也能由此总结和提炼出一二,带来对知识的透彻理解。而作为高职院校,人才培养目标就是要“以就业为导向,培养面向生产、建设、管理、服务第一线需要的,实践能力强、具有良好职业道德的高技能人才”,因此,在教学中要更加注重学生实践能力的培养。高职院校电子技术课程更加注重对元器件的识别与检测能力、电子产品的装配能力以及整装产品的测试与调试能力,在一般教学中要以这些能力为主要内容,辅以相应的理论知识,区分本科教育设计型人才的培养目标,通过基础实验让学生快速理解抽象的典型电路工作原理,通过大量的综合实践培养学生对所学知识的应用能力和电子产品的故障排查和检修能力。重视团队合作在抽考训练中,由从事电子技术教学的教师组成训练团队,分工协作,各个击破,突击教授和训练各个知识点和技能点。将抽考学生根据基础进行分组,训练初期,每组由基础好的和基础差的学生组成,训练教师完成统一讲解和示范后,学生自行训练完成任务,教师观察学生的训练情况,记录下每个学生的不足处。教师的角色由教授指导者变成观察者,而原来的教授指导者由每组基础好的学生担任,由他们对团队的其他学生进行手把手的指导。这样既可使教师由个别学生的指导者变成全局的掌控者,更好地对全体学生进行综合评价和综合指导,也可使基础好的学生通过对其他学生的指导,进一步深化自己的所学知识和积累经验,培养一批语言表达能力、交际能力、知识能力均突出的高水准学生。训练后期,根据前期基础训练情况、完成情况进行分组,完成情况好的进行高一级别的综合技能训练,完成情况差的组成团队,由教师团队中的教师有针对性地见重点培训指导,以达到基础知识技能的掌握。正是因为这种教师团队和学生团队的双重合作,才保证了抽考电子项目的100%通过。这种团队模式在电子技术日常教学中的优势更加突出。高职教学已经采取单班级教学,由于场地和师资的原因,不可能做到学徒制形式的精简小班教学,一个教师要对40多人甚至五六十人进行教学,教学管理和教学指导就成为电子技术课程教师最为头疼的事情,注重教学指导,但是一节课只能对个别学生进行指导,从而忽视教学管理;注重教学管理,又无法对学生进行技能指导。团队合作形式解决了这种矛盾,教师只需选对合适的团队负责人,完成对团队负责人的一般指导后,就可以进行全局管理,进行统筹安排,观察学生的学习情况,及时调整自己的教学方式和教学重点。一般问题可由团队负责人解决,负责人无法解决的再由教师完成。这样的团队教学形式让电子技术课程的教师感觉轻松,教学效果得到显著增强。利用信息化手段传统的一块黑板、一支粉笔、三尺讲台的教师讲、学生听的教学方式已不适应时代环境,信息化教学形态和模式已成为现代教学的趋势。利用信息技术,统筹安排教学的各个环节,用海量的资源、生动立体的知识讲解形式、碎片化的知识体系、不限时间的学习时段、不限空间的学习场所,使学生从被执行者变成主动的参与者,充分调动学习的兴趣。各种信息化教学平台,如云课堂、雨课堂的使用,突出了教学的过程化管理与考核,增加了教学的趣味性,生成的大量数据便于教师对教学效果进行反馈统计,以方便实时更新教学方式与教学内容。开发校本教材和实验指导书高职教育是以培养符合市场需求的高技能人才为目标的,特别是我国经济处于转型阶段以及“一带一路”倡议的提出,更需要大量的高素质高技能的人才。学校的发展模式与教学形式需要与区域经济发展相适应,因此,在不偏离岗位知识体系的前提下,开发符合学校软硬件条件,符合学校人才培养理念,符合区域经济发展形势与人才需求,具有学校特色的校本教材以及实验实训指导书,也是提升电子技术课程教学质量的重要环节。技能抽考不仅仅是检验课本知识的教学效果,其标准包含湖南省本土特色和人才技能需求目标,为高职教学的具体化和市场化提供了具体的指导方针。因此,在校本教材和实验指导书的编写中,湖南电气职业技术学院可将电子项目中的知识和技能融入其中,以湖南省工业和经济特色以及学校对接企业的产品为项目载体,将电子技术课程内容进行整合,开展内容编排,让枯燥的知识点变得形象具体。 3总结 以自动化技能抽考为平台,将技能抽考标准融入教学中,对湖南电气职业技术学院电子技术教学进行改革,调整人才培养方案,从基本知识、基本方法、基本技能分步掌握,应用需求重点强调,综合应用强化训练,减少中间冗余环节,缩短不必要的铺垫与原理,剑指培养目标,提高人才培养质量。 参考文献 [1]颜正恕,徐济惠.线上线下一体化“互联网+”个性化教学模式研究[J].中国职业技术教育,2016(5):74-78. [2]李汝中,武秋芝.高职院校校本教材开发存在的问题及对策探讨[J].中国成人教育,2015(22):98-100. [3]侯建军.基于技能抽考构建高职专业优秀课程评价机制的探索[J].职教通讯,2014(23):33-35. [4]陈璨,李林,任旭虎,等.电子技术课程实践教学体系中的实验教学改革研究[J].教育教学论坛,2016(30):132-133. [5]谢国民,丁会巧,李国华,等.数字电子技术教学改革探索与实践[J].中国现代教育装备,2016(9):56-59. 作者:裴琴 宁金叶
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电气试验论文:电气设备预防性试验地位研究论文 1预试结果的分析和判断 由于预试结果对判定电气设备能否继续长期稳定安全运行起着不可替代的作用,因而如何对预试结果做出正确的分析和判断则显得更为重要。《电力设备预防性试验规程》指出,对试验结果应进行综合分析和判断,一般应进行下列三步:第一步应与历年各次试验结果比较;第二步与同类型设备试验结果比较;第三步对照《规程》技术要求和其他相关试验结果,进行综合分析,判断缺陷发展趋势,作出判断。 综合分析判断有时有一定复杂性和难度,而不是单纯地、教条地逐项对照技术要求(技术标准)。特别当试验结果接近技术要求限值时-尚未超标,更应考虑气候条件的影响、测量仪器可能产生的误差以及甚至要考虑操作人员的技术素质等因素。综合分析判断的准确与否,在很大程度上决定于判断者的工作经验、理论水平、分析能力和对被试设备的结构特点,采用的试验方法、测量仪器及测量人员的素质等的了解程度。 根据综合分析,一般可对设备做出判断结论:合格、不合格或对设备的怀疑。对不合格的,应及时进行检修。为了能做到有重点地或加速处理缺陷,应根据设备结构特点,尽量做部件的分节试验,以进一步查明缺陷的部位或范围。对有怀疑或异常、一时不易确定是否合格的设备,应采用缩短试验周期的措施,或在良好天气下、或在温度较高时进行复测来监视设备可疑缺陷的变化趋势,或验证过去测量的准确性。 2预试的地位和作用 预试是电力设备运行管理工作的重要部分,是实现电力设备科学管理、安全运行、提高经济效益的重要保障。 2.1预试是电力设备安全运行的保证 电力设备安全运行的首要问题是确保电力设备安全、确保继电保护可靠。这不仅仅是对已投入运行的电力设备而言,就是对于新建的电力设备,虽然交付使用时已进行过交接验收试验,预试也是十分必要的。 对于使用多年的电力设备设备,能否继续投入运行,更应依靠预试提供的科学结论来决策。电力设备处于长期运行状态,其技术性能会逐渐降低,而处于间断运行或长期停运状态,其绝缘特性和机械性能受温、湿、尘等环境影响也会劣化,只有通过预试检验才能确定这些设备能否安全运行。通过预试及时了解掌握电力设备的完好状态,根据对预试资料的分析,可分轻重缓急对设备有序地更新、修理,从而保证了设备安全运行。 2.2预试是电力设备设备分类管理的前提 电力设备设备管理类同其他行业或部门的设备管理一样,往往需要对设备进行考查,按照性能的完好程度进行分类,而分类是动态的。同样,电力设备的分类,不仅看外观好坏,重要的是其性能完好情况,即通过预试测量其主要性能参数或考核设备绝缘符合标准及规程、规范的程度。比如,全部性能通过预试合格者为完好类设备;主要性能通过预试合格,部分性能不合格者为待修设备:主要性能不合格,即失去主要功能者为待报废设备等等。电力设备电力设备预试能满足设备管理的动态分类,给电气设备的科学管理提供了支持。 2.3预试为电力设备设备更新改造提供科学依据 事物的发展总是有一个由量变到质变的过程,设备性能的劣化也不例外,通过对设备的有关参数的测试,经过逐年累计、比较及统计分析,可以找出设备性能变化的规律,预测其寿命,并结合运行情况,充分发挥设备功雏,争取维修主动,最大限度地减少损失,提高效益。超过设计年限而继续运行的重要设备如发电机、变压器等的绝缘寿命预测就更有显著的经济意义。“超寿命”设备继续运行的前提是必须可靠地估计其残余寿命。例如,变压器寿命不决定于已运行的年数而应由其绝缘实际状况决定是否能继续使用,并提出了“绝缘年龄”的概念,以油中CO、CO2、糠醛并结合纸绝缘的抗拉强度和聚合度测量来估算。随着“绝缘年龄”增加,设备运行的可靠性将降低,当可靠性低于某一预定值时,认为绝缘寿命已尽,设备即退出运行或进行相应的处理。 预试直接为电力设备电力设备的检修、更换提供了依据,由于电力设备设备的逐渐老化,对它进行局部检修或全部更新是必然的。尤其是超期“服役”的老设备,预试结果可以为设备更新改造决策提供第一手资料。 2.4预试设备和技术的发展是小水电走向管理现代化的基础 随着科技的快速发展,预试设备和技术也在不断创新。近年来国内生产的测量仪器和试验设备有了较多的改进,有的逐步走向数字化、微机化、自动化或半自动化,提高了测量精度和工作效率。例如:1)出现了数字兆欧表,能自动计时,并能显示吸收比值和极化指数值,兼有自动放电功能。2)高压直流电压试验设备更趋完善。功率和电压等级均有提高,采用数字式和指针式并用表计,读数方便、准确、易于判别。3)出现了多种新颖的绝缘介损失角测试仪(有多种新式的M型试验电路和测量电压、电流相角差的电路)。提高了测量精度和工作简捷性,促使QS1高压电桥逐步淘汰。4)广泛使用新式数字式交直流高压分压器,使现场能方便地直接测量高压侧电压,能直接显示“交流电压峰值”的数值或有效值。5)新开发的有载分接开关特性测试仪和高压开关测试仪,采用数字存储电子示波器的原理,显示波形和测量值,并打印出来,成为成套专用仪器。6)氧化锌避雷器自动测试仪、变压器变比和接线组别自动测试仪、接触电阻测量仪、绝缘油介质强度自动测试器等都有了改进。这些先进的检测手段将更科学地揭示出设备性能变化规律,特别是计算机的普及应用,将进一步推动电力设备预试项目实现在线检测自动化,在设备运行过程中,自动对设备状况连续或定时进行监测。这必将为电力设备的运行和管理走向现代化打下坚实的基础。 3结语 对此笔者认为,首先要进一步提高电力设备的管理者对预试工作重要性的认识,从思想上彻底改变对电力设备预试工作可有可无的错误认识;其次是要加强对预试人员的业务培训,提高试验人员的业务素质,确保预试结果的质量;第三是要求有条件的电力设备配备必要的预试设备,对无力配备预试设备的电力设备则要求其签订委托预试合同,委托其他有试验能力的水电站为其进行预试;第四是行业管理部门要进一步加强对电力设备预试工作的检查和督促。 总之,预试工作是电力设备运行管理中不可或缺的一项基础性工作,对电力设备的长期稳定安全运行起着决定作用,因此真正提高对预试工作的地位和作用的认识,切实加强对预试工作的领导和实施,是一项应长期坚持的工作。 电气试验论文:电气设备预防性试验作用分析论文 【论文关键词】电气设备预防性试验地位 【论文摘要】本文主要论述了电气设备预防性试验的地位和作用。并就现行的预防性试验提出了几点要求。 电气预防性试验是为了发现运行中设备的隐患,预防发生事故或设备损坏;对设备进行的检查、试验或监测,包括取油样进行的试验。是电力设备运行和维护工作中一个重要环节,是保证电气设备安全运行的有效手段之一。预试试验的依据是国家《电力设备预防性试验规程》、行业的有关标准、规范及设计资料。 1预试结果的分析和判断 由于预试结果对判定电气设备能否继续长期稳定安全运行起着不可替代的作用,因而如何对预试结果做出正确的分析和判断则显得更为重要。《电力设备预防性试验规程》指出,对试验结果应进行综合分析和判断,一般应进行下列三步:第一步应与历年各次试验结果比较;第二步与同类型设备试验结果比较;第三步对照《规程》技术要求和其他相关试验结果,进行综合分析,判断缺陷发展趋势,作出判断。 综合分析判断有时有一定复杂性和难度,而不是单纯地、教条地逐项对照技术要求(技术标准)。特别当试验结果接近技术要求限值时-尚未超标,更应考虑气候条件的影响、测量仪器可能产生的误差以及甚至要考虑操作人员的技术素质等因素。综合分析判断的准确与否,在很大程度上决定于判断者的工作经验、理论水平、分析能力和对被试设备的结构特点,采用的试验方法、测量仪器及测量人员的素质等的了解程度。 根据综合分析,一般可对设备做出判断结论:合格、不合格或对设备的怀疑。对不合格的,应及时进行检修。为了能做到有重点地或加速处理缺陷,应根据设备结构特点,尽量做部件的分节试验,以进一步查明缺陷的部位或范围。对有怀疑或异常、一时不易确定是否合格的设备,应采用缩短试验周期的措施,或在良好天气下、或在温度较高时进行复测来监视设备可疑缺陷的变化趋势,或验证过去测量的准确性。 2预试的地位和作用 预试是电力设备运行管理工作的重要部分,是实现电力设备科学管理、安全运行、提高经济效益的重要保障。 2.1预试是电力设备安全运行的保证 电力设备安全运行的首要问题是确保电力设备安全、确保继电保护可靠。这不仅仅是对已投入运行的电力设备而言,就是对于新建的电力设备,虽然交付使用时已进行过交接验收试验,预试也是十分必要的。 对于使用多年的电力设备设备,能否继续投入运行,更应依靠预试提供的科学结论来决策。电力设备处于长期运行状态,其技术性能会逐渐降低,而处于间断运行或长期停运状态,其绝缘特性和机械性能受温、湿、尘等环境影响也会劣化,只有通过预试检验才能确定这些设备能否安全运行。通过预试及时了解掌握电力设备的完好状态,根据对预试资料的分析,可分轻重缓急对设备有序地更新、修理,从而保证了设备安全运行。 2.2预试是电力设备设备分类管理的前提 电力设备设备管理类同其他行业或部门的设备管理一样,往往需要对设备进行考查,按照性能的完好程度进行分类,而分类是动态的。同样,电力设备的分类,不仅看外观好坏,重要的是其性能完好情况,即通过预试测量其主要性能参数或考核设备绝缘符合标准及规程、规范的程度。比如,全部性能通过预试合格者为完好类设备;主要性能通过预试合格,部分性能不合格者为待修设备:主要性能不合格,即失去主要功能者为待报废设备等等。电力设备电力设备预试能满足设备管理的动态分类,给电气设备的科学管理提供了支持。 2.3预试为电力设备设备更新改造提供科学依据 事物的发展总是有一个由量变到质变的过程,设备性能的劣化也不例外,通过对设备的有关参数的测试,经过逐年累计、比较及统计分析,可以找出设备性能变化的规律,预测其寿命,并结合运行情况,充分发挥设备功雏,争取维修主动,最大限度地减少损失,提高效益。超过设计年限而继续运行的重要设备如发电机、变压器等的绝缘寿命预测就更有显著的经济意义。“超寿命”设备继续运行的前提是必须可靠地估计其残余寿命。例如,变压器寿命不决定于已运行的年数而应由其绝缘实际状况决定是否能继续使用,并提出了“绝缘年龄”的概念,以油中CO、CO2、糠醛并结合纸绝缘的抗拉强度和聚合度测量来估算。随着“绝缘年龄”增加,设备运行的可靠性将降低,当可靠性低于某一预定值时,认为绝缘寿命已尽,设备即退出运行或进行相应的处理。预试直接为电力设备电力设备的检修、更换提供了依据,由于电力设备设备的逐渐老化,对它进行局部检修或全部更新是必然的。尤其是超期“服役”的老设备,预试结果可以为设备更新改造决策提供第一手资料。 2.4预试设备和技术的发展是小水电走向管理现代化的基础 随着科技的快速发展,预试设备和技术也在不断创新。近年来国内生产的测量仪器和试验设备有了较多的改进,有的逐步走向数字化、微机化、自动化或半自动化,提高了测量精度和工作效率。例如:1)出现了数字兆欧表,能自动计时,并能显示吸收比值和极化指数值,兼有自动放电功能。2)高压直流电压试验设备更趋完善。功率和电压等级均有提高,采用数字式和指针式并用表计,读数方便、准确、易于判别。3)出现了多种新颖的绝缘介损失角测试仪(有多种新式的M型试验电路和测量电压、电流相角差的电路)。提高了测量精度和工作简捷性,促使QS1高压电桥逐步淘汰。4)广泛使用新式数字式交直流高压分压器,使现场能方便地直接测量高压侧电压,能直接显示“交流电压峰值”的数值或有效值。5)新开发的有载分接开关特性测试仪和高压开关测试仪,采用数字存储电子示波器的原理,显示波形和测量值,并打印出来,成为成套专用仪器。6)氧化锌避雷器自动测试仪、变压器变比和接线组别自动测试仪、接触电阻测量仪、绝缘油介质强度自动测试器等都有了改进。这些先进的检测手段将更科学地揭示出设备性能变化规律,特别是计算机的普及应用,将进一步推动电力设备预试项目实现在线检测自动化,在设备运行过程中,自动对设备状况连续或定时进行监测。这必将为电力设备的运行和管理走向现代化打下坚实的基础。 3结语 对此笔者认为,首先要进一步提高电力设备的管理者对预试工作重要性的认识,从思想上彻底改变对电力设备预试工作可有可无的错误认识;其次是要加强对预试人员的业务培训,提高试验人员的业务素质,确保预试结果的质量;第三是要求有条件的电力设备配备必要的预试设备,对无力配备预试设备的电力设备则要求其签订委托预试合同,委托其他有试验能力的水电站为其进行预试;第四是行业管理部门要进一步加强对电力设备预试工作的检查和督促。 总之,预试工作是电力设备运行管理中不可或缺的一项基础性工作,对电力设备的长期稳定安全运行起着决定作用,因此真正提高对预试工作的地位和作用的认识,切实加强对预试工作的领导和实施,是一项应长期坚持的工作。 电气试验论文:高压电气设备预防性试验周期研究 摘要:在安装高压电气设备时或在其运行过程中,会受很多外在因素和内在因素的影响,导致其原有的性质和功能发生变化,甚至还会影响高压电气设备的绝缘性能。绝缘性被破坏就会引发危险事故。因此,简要探讨了高压电气设备预防性试验周期的相关内容,并提出了有关预防性试验周期的选择原则和方法,以期为日后的工作提供参考。 关键词:高压电气;电气设备;预防性试验;周期 高压电气设备中主要包括熔断器、高压断路器和互感器等。电气设备中的所有设备都需要与具体的工作环境相适应,并且有其工作原理和工作特点。为了保证高压电气设备能够正常、安全的运行,笔者将高压电气设备预防性试验周期作为讨论的重点,具体阐述了相关工作的内容。 1高压电气设备预防性试验概况 高压电气设备预防性试验是指在高压电气设备中,在规定的时间内所进行的试验工作。2006年的《山西省电力公司电力设备的交接和预防性试验规程》和1996年的《电力设备预防性试验规程》中重点规定了高压电力设备的预试周期。在高压电气设备预防性试验中,其周期分为1~3年、必要时和大修后等不同的类别。上述2种规程中对不同的电力设备和不同的单位有不同的规范,而它们为各单位的发展留出了巨大的自主空间。但是,在进行高压电气设备预防性试验时,很多单位盲目测试。其盲目性主要体现在某些单位采用不同的方式进行1年试验和3年试验,部分单位还会盲目进行停电预防性试验。 2盲目停电预试的原因 2.1不科学的周期选择和超长周期试验 停电预试周期主要是将设备的运行情况作为试验的衡量标准。在不了解高压电气设备供电系统运行情况的前提下,工作人员盲目地按照规程中的规定对高压电气设备进行3年停电预试。这样做,会提高高压电气设备供电系统缺陷失察的可能性,从而进一步提高故障发生的概率。在进行停电预防性试验时,要将高压电气设备拆分,而部分高压电气设备供电系统在进行预防性试验时,还将停电预防性试验项目拆分。这种做法阻碍了工作人员对设备具体运行状况的有效分析和判断。 2.21年一次式的停电预防性试验的不足 如果电力设备经常性停电,就会给人们的生活和国家的生产造成重大的影响和损失。近几年,高压电气设备的发展越来越快,质量越来越高,其故障率相对之前也越来越低。很多变电站的高压电气设备连续进行多年试验,在正常运行时几乎没有问题,所以,针对这种情况再进行1年一次式的停电预防性试验是没有必要的。如果试验时间相对集中,工作量会很大,高压电气设备的试验和维护就达不到最好的效果。在进行预防性试验时,试验之前没有问题,但在试验过程中,检修和试验工作人员检线和拆线时很容易导致高压电气设备漏油和漏气等。 3完善预防性试验的策略 3.1为高压电气设备选择预试周期 在选择1年和3年等不同的预试周期进行高压电气设备的预防性试验时,要尽量避免一刀切的选择方法。在工作过程中,要依据各个发电厂和各个供电系统高压电气设备的特点科学地选择预试周期,不可以将周期定得太长,也不可将周期定得太短。对于一些经常会发生故障的设备,要尽量做到逢停必试或者采用1年一试的方法。这样做,可以尽快修复故障,恢复其运行功能。对于工作环境较为恶劣的变电站,大部分高压电气设备都需要选择1年一试的预试周期,因为在这种情况下,设备会受到自然环境的影响。 3.2加强不停电预防试验工作 不停电预防试验工作对供电系统的安全运行有非常重要的现实意义。供电系统与国家生产建设和人们的正常的生活息息相关,所以,为了避免停电给人们的生产、生活造成的不必要的麻烦,应加强不停电预防试验工作。随着社会经济的发展,科学技术、电子信息技术和计算机技术也在高速发展,因此,相关工作中利用了计算机技术与传感器技术相结合的高科技设备,即绝缘在线监测设备。绝缘在线监测设备的产生和应用有效解决了高压电气设备预防性试验中存在的问题,特别是它提供了解决不停电预防试验工作最好的应用方法。绝缘在线监测设备可以实时监控高压电气设备的运行过程,准确反映高压电气设备的故障点及其出现的其他情况。这样,供电系统的相关工作人员就可以根据监测的故障情况采取相应的解决措施。在工作过程中,使用这种监测设备可以大幅降低检修成本。 4结论 随着我国科学技术的发展,绝缘在线监测设备综合利用了传感器和计算机技术对供电系统的高压电气设备进行24h实时监控,并实时提醒工作人员注意已出现的故障。应用这种技术能够避免长期使用停电预防试验给人们的生产、生活造成的不利影响和损失。 作者:贾雁伟 马利龙 席明辉 单位:中核兰州铀浓缩有限公司 电气试验论文:电气设备高压试验与防范措施 摘要:现如今,在现代化的生活生产中,电力是重要的能源。在电力能源系统中,电气设备的安全与否决定着整个电力能源是否能够正常的运行,在许多方面影响着生活生产的安全。对电气设备进行高压试验是检测电气设备是否安全的重要措施,高压试验可以很好地检测出电气设备中的各种问题,便于及时的发现与解决,防止事故的产生,保证生产生活的安全可靠,促进现代化建设的发展。文章对电气设备高压试验及防范措施进行探讨,以供参考。 关键词:电气设备;高压试验;防范措施 引言 随着现代化的不断发展,生产高效化的不断进行,矿山和工厂对于用电的安全性和可靠性有了更高的要求。而电力能否安全与稳定与电气设备有着密不可分的关系,如果在用电过程中电气设备没有达到应有的要求,那么就会造成用电的危险隐患,进而引发事故,很可能造成严重的生命财产损失。所以对电气设备在投入矿山和工厂应用之前进行高压试验,找出电气设备的隐患和防范措施是至关重要的,能保证电气设备工作的安全进行,满足矿山和工厂等生产企业正常的生产要求。 1电气设备高压试验问题分析 在工业生产中,电气设备在运行时存在着一个运行状态,电气设备在这个运行状态下是否能够一直正常安全的进行,就需要用高压试验来进行检测。高压试验就是保持电气设备在规定下的运行状态不变,对电气设备进行或者是持续或者是间断的检测,通过信息收集设备对检测到的信息加以收集整理,之后通过对信息的分析比较,判断该电气设备内部是否存在着安全隐患和各种问题,探讨出相关的解决方法,解除隐患,使机器能够在运行状态下保持稳定与安全,将造成事故的可能性降到最低。综上所述,电气设备的高压试验需要的就是采用一些特定的试验装置,来进行一个信息的收集与分析,从而对电气设备完成性能的检测,对电气设备的性能有一个全面的了解,发现与解决其中的隐患,便于生产企业的使用。 2电气设备常用的高压试验以及方法 2.1直流耐压试验 直流耐压试验是高压试验中最普遍的方法,对电气设备加以上万伏直流高电压,进而检测出电气设备绝缘性能的好坏,在电气设备绝缘性能有缺陷的部位,会检测出异常现象。从而避免了局部绝缘性能有缺陷的电气设备进入到工业生产中,方法既方便又简单易操作。直流耐压试验还可以与后面提到的泄漏电流试验同步进行,保证了试验的效率,节约了花费,是试验中选择较多的一种方法。 2.2交流耐压试验 交流耐压试验与直流耐压试验不同,它是通以交流高电压,以交流耐压试验来检测电气设备的绝缘性能,检测灵敏度更高,结果更全面。且发现的问题更加集中,是判断电气设备绝缘性能最可靠的方法。但是与直流耐压试验相比较而言,交流耐压试验过程更加麻烦,含有吸收比、泄漏电流和介质损耗等前提试验。操作复杂,周期较长。 2.3泄漏电流的试验 不管是直流耐压试验还是交流耐压试验,在操作过程中都要进行泄漏电流的试验,以找出影响试验的客观因素。在泄漏电流的试验中,应用到的检查仪器是2.5kV以下的直流兆欧表。影响泄漏电流数值的因素有很多,除了电气设备本身的绝缘性能外,还有比如说环境的温度湿度,设备的老化程度等有关。所以说仅仅从泄漏电流的数值大小来判断设备绝缘性能的好坏是错误的,应该排除不必要的客观因素。如果电流过大应检查实验设备状况和屏蔽效果,电流过小则可能是线路接错。具体问题进行具体的分析。 2.4绝缘电阻的测试 对与电气设备的高压试验来说,绝缘电阻的测试是必不可少的项目,这一测试周期短,实验操作简便,能可靠地反映出电气设备因老化和表面受污受潮所造成的绝缘缺陷问题。在绝缘电阻测试当中应用最多的仪器是绝缘电阻测量仪。 3电气设备高压试验前的注意事项和试验程序 3.1试验前的注意事项 3.1.1仪器的检查在连接线路钱要仔细检查仪器是否损坏,量表是否精准,排除因仪器本身原因造成的错误测量,并保持测量仪和电气设备的外壳良好接地。3.1.2数据检查在高压试验和油务试验中,要注意观察其数据,如果超过DL/T596-1996电力设备预防性试验规程中所规定的注意值时,为了提醒试验人员以便及时进行研究,数据值会变成红色。在开放式变压器当中,当其中CO的值变化频率大并且超过0.0003时,则会有负载、油温的有关提示。3.1.3线路的连接在接线过程中,要保持态度的严谨与认真,尤其是表计量程的检查。连线检查无误后方可进行下一步的操作。3.1.4外界环境的检测在试验过程中要保证一个良好的外界环境,避免不必要的外界影响,场地要开阔,温度湿度要事宜等。 3.2试验程序 在高压试验过程中,为了保证安全有效的进行,测试人员必须制定相关的工作口令。在试验开始前要进行调压操作,调压过程要缓慢均匀的进行。为了试验的安全性,在试验过程中,如果出现电气设备异常现象,则应立即跳闸,检查设备的问题。进行试验的电气设备更换时,也应跳闸断开电源进行更换。 4电气设备高压试验中的错误操作以及防范措施 在电气设备高压试验过程中,存在着各种各样的错误操作行为。(1)在操作过程中没有制定操作口令,比如说“开始”,“结束”,在高压试验中,口令的制定是十分重要的,关系到测试人员操作的相互配合,在对某个电气设备高压试验观测过程中发现,因忽略了口令,两方的试验人员无法进行很好的衔接,使得试验中出现无法进行的现象,浪费了大量的时间与精力,经过试验口令的制定,避免了试验过程中出现混乱甚至事故的现象。(2)在高压试验过程中没有监测系统。电气设备的高压试验是存在较大安全隐患的,如果没有监测系统则会使高压试验的安全隐患被扩大,造成不必要的财产生命损失。某厂进行高压试验,因监测设备的损坏而忽视了这一环节,结果在试验过程中,电子设备发生了异常,这一现象并没有被注意到,结果导致了试验设备的烧毁。(3)工作人员的安全意识不强,在电气设备的高压试验过程中,相关的工作人员都需要配备好安全用具,撤离大试验范围之外,某地的高压试验中,由于缺少对工作人员的培训,导致安全意识薄弱,安全工具配备缺失,造成了很大的人身事故,高压试验被强制停止。 5结束语 电气设备的高压试验是检测电气设备是否合格的依据,因此对电气设备的高压试验和防范措施的探讨是十分必要的,它能使电气设备的应用更加安全有效,能够使矿山和工厂等工业生产企业更加安全有效的生产,对于现代化生产的发展具有重大的意义。 作者:马幸荣 单位:云南锡业集团供水有限责任公司 电气试验论文:作动筒试验电气控制系统设计探索 0引言 作动筒作为补给系统的补偿器,是一个高压气缸,顶部和底部装有滑轮组,用于储存一定长度的钢索。当两船分离时,钢索张力增加,活塞杆在张力的作用下往气缸内缩进,钢索放出;当两船靠近时,钢索张力减少,活塞杆在气压的作用下往外伸出,收进钢索。从而补偿船舶运动,使高架索张力在一定范围内变化。作动筒通过动定滑轮组储存的钢索足以自动补偿船舶间相互运动引起的高频、低幅值的船距变化。但由于气缸的直线运动是有行程限制的,如果船舶相对运动过大时,有可能超出活塞杆运动极限,因此需要高架索绞车参与收放钢索、联合补偿。作动筒配有位移测量系统,控制系统监测、传送活塞杆的动态位置信号,电气控制系统决定作动筒系统的开启和停止。作动筒试验电气控制系统主要监测其运行状态和数据,提供可靠实验分析数据和曲线,为深入分析补给设备、完善设计提供有力的数据支持。 1作动筒试验系统 作动筒试验系统,由作动筒、绞车、液压机组、电控系统和冷却水系统组成,用于验证作动筒的可靠性,如图1所示。作动筒的电气控制系统,满足试验过程中作动筒的运行及人员操作的要求,保证试验中设备的可靠供电,安全运行,方便操作及试验过程数据的显示和记录。主要包括以下三个部分:1)配电系统:用于对整个作动筒可靠性试验的工艺设备、控制系统供电及电气保护;2)控制系统:用于试验设备的运行监视、操作控制和试验记录;3)大屏显示系统:用于试验系统运行参数和曲线的现场展示。 2作动筒试验配电系统 配电系统包括电机启动柜一台,用于两台110kW主泵电机和一台5.5kW辅泵电机的供电,并为PLC柜供电。MCC柜提供三台电机的启/停按钮及状态指示灯和两台主泵电机的电流指示。两台主泵电机的启动过程采用星/三角转换方式,辅泵的启动采用直启方式,所有电机设计有热继保护功能。 3作动筒试验控制系统 作动筒控制系统数据采集、逻辑控制、信息显示和数据记录。基于西门子S7-300系列PLC开发,采用CPU和ET200扩展模块构建整个控制系统,提供数字量输入/输出、模拟量输入/输出、编码器输入功能,模块之间采用ProfibusDP总线连接[4,5]。操作台为试验运行过程中人员操作和数据监视的平台。1)控制系统架构。控制系统采用主站和DP从站的架构,模块分布在PLC柜和操作台,其中PLC柜包括一个主站和一个DP从站,操作台含一个从站及HMI。模块类型包括PS307电源模块、CP342通讯模块、32点数字量输入模块、32点数字量输出模块、8点模拟量输入模块、4点模拟量输出模块及FM350编码器模块。2)人机交互界面如图2所示。图2中,控制系统HMI上显示主要传感器及功能参数:钢丝绳张力、无杆腔气压、无杆腔气温、有杆腔油压、有杆腔油温、储油箱气压、储油箱气温、活塞杆位移状态、作动筒限位状态显示、运行总里程、自动循环次数、自动循环里程、自动循环计时、数据浏览、马达冷却和制动控制。3)控制流程a)设备状态。确认绞车、液压机组、水冷系统、空气系统、电控系统等主要设备均已检查且无异常。工作气瓶压力符合要求,且与作动筒连接阀件已开启;b)开启液压机组水冷管路球阀,接通水泵电源;c)绞车旁放置一台通风设备,对减速机、马达、卷筒等部位强制散热;d)按下主配电柜上“1号启动”按钮,接通供电电源;e)确认操作台上“手动/自动”旋钮旋至“中位”,将电控柜面板上“电源旋钮”旋至接通状态,观察操作台屏幕(HMI),当控制软件启动后,检查并确保各传感器工作正常。开启“马达冷却”(处于绿色状态),根据系统运行情况选择开启“制动控制”(处于绿色状态)。在电控柜操作面板上,按下“辅泵启动”按钮开启辅泵,根据试验要求选择按下“1号电机启动”或“2号电机启动”按钮启动主电机。确认电机及泵工作正常,无异响及杂音;f)操作台上“手动/自动”旋钮旋至“手动”,手动缓慢操作绞车收放手柄,牵引作动筒往复运行2次至3次,观察操作台屏幕,检查并确认各传感器工作正常(位移、接近开关、张力、压力、温度传感器等)。确认绞车运转正常,确认液压机组运行正常;g)操作台上“手动/自动”旋钮旋至“自动”,根据试验要求选择“绞车低速运行”或“绞车高速运行”,观察操作台屏幕,检查并确认各传感器工作正常(位移、接近开关、张力、压力、温度传感器等),确认自动状态时各测试数据显示正常。系统在“自动”模式下运行时,需定时检查设备温度并记录,温度过高时应暂停试验,等待设备冷却;试验时,应随时观察设备运转情况,当发现异常时应及时停止试验,根据情况对设备进行检查,同时做好记录。运行过程中,如果遇到电机负载过大,传感器控制参数超标,系统将自动停止试验并报警。 4作动筒试验数据显示系统 作动筒数据显示系统包括笔记本电脑、显示器、HDMI转换器和PLC系统,CP5711用于系统关键数据的趋势显示,采用65寸全高清液晶屏显示钢丝绳张力和作动筒位移曲线。通过ProfibusDP总线,从控制系统CPU中读取数据,经由西门子CP5711卡读入笔记本电脑,然后采用WinCC软件组态画面。再将画面经HDMI高清视频线与以太网转换后远程显示在液晶屏,显示实时数据曲线[6]。作动筒试验数据显示系统原理如图3所示。图4显示了在作动筒可靠性试验过程中的钢丝绳张力曲线和作动筒位移,实时数据曲线在显示器上可视。 5结论 在海上补给作动筒试验电控系统的设计与实现中,设计与研制了作动筒试验配电系统、控制系统、显示系统,有助于设计人员对于作动筒的性能参数,运行特性的深入分析和总结。 作者:叶嘉 单位:海军驻上海七〇四所军事代表室 电气试验论文:电力系统中高压电气试验探究 0引言 电力系统是发电厂发电后进行电力传输和保证终端消费者安全用电的一个综合工程。电力系统中机电设备的故障容易导致一系列的电力供应问题,因此应该在日常维护中进行电气试验以保障电气设备的良好绝缘性和运行参数的稳定。在其中一项关键试验——高压电气试验中,由于试验环境、人为因素、实验设备的差异等,实验结果往往会有些浮动变化,不但影响了试验的准确性,严重时还会还会对电气设备的安全性和操作人员的人生安全带来威胁。因此,保证电力系统中高压电气试验的准确性和安全性,对于维护电力系统平稳运行和电气设备的正常运作具有重要意义。 1高压电气试验理论综述 (1)高压电气试验的概念。电力系统中高压电气试验的主要研究对象是电气设备的绝缘性和运行参数。通过高压电气试验收集电气设备的绝缘性能、绝缘效果、稳定性能、安全性能等数据并进行相关分析并判定该设备是否符合绝缘性、安全性、稳定性等要求,从而保障电气设备在电力系统中平稳运行,发挥其正常作用。 (2)高压电气试验发展现状及趋势。目前,应用最广泛的试验系统是电力变压器故障专家诊断系统。高压电气设备必然随着时代和科技的发展不断进步,主要的趋势有:1)高压电气试验使用的设备不断更新。随着制造业和机械设计行业的繁荣发展,高压电气试验中测试电压、绝缘性等参数的实验设备也逐渐向着智能化、自动化、轻携化以及高稳定性的方向发展;2)高压电气试验使用的技术不断更新。主要是红外技术和超声波技术的引进应用。如GIS局部放电的超声波检测频带和0.1Hz超低频试验电源的应用能在很大程度上解决传统高压电器试验中受环境因素影响较大的问题;3)高压电气试验的方法不断更新。新的试验手段,如油中溶解气体色谱分析方法等,可以将繁琐的实验过程逐一简化,减少了很多人力成本的损耗;采用变压器绕组变形的方法进行高压电气试验,能够提高试验设备的灵敏性。 2高压电气试验中存在的问题 (1)高压电气设备和被试设备中接地难的问题。电气设备接地的目的是保证电流或者静电的顺利泄放。在这个过程中,如果接地设备连接不良就会形成电解作用造成严重的损耗。通常情况下,变电站内电压互感器和电线是直接接在电器开关上的。对于电气设备,尤其是电容设备而言,一旦出现接地不良的状况,就如同在电容器上又施加了另外的电阻,不但造成原设备工作参数出现异常,严重时还会出现电容设备本身介质严重损耗的现象。另外,在用仪表检测设备参数时,二次回路接地不良问题也会导致高压电气设备安全性性能不稳定。 (2)高压电气试验中的引线问题。在电力系统中,高压电器引线试验中主要存在两方面的问题。一是避雷针的引线试验中,如果在操作中出现拆除不当等问题,不但影响避雷针的正常使用,导致电流、电压等试验参数不准确,严重是回威胁到操作人员的生命和其他电气设备的安全。二是引线绝缘带的问题。实验过程中必须将引线上的绝缘带完全去除,否则就相当于对一个电阻进行电力试验,实验结果自然会相差甚远。 (3)高压电气试验中电压所造成的问题。电力系统中,电压的稳定至关重要。高压试验中对电压的测定主要有两种情况。一种是电压同介质的损耗因数成反比。当连接线接触不稳定时,对多个电器元件串联成的耦合电容器施加较高的电压时,表面的氧化层会被融化,实验中电阻的较小,电流对介质的影响较小,损耗也就较小;当对耦合电容器施加较小的电压时,表面氧化层融化较少或者不熔化,接触电阻就会变大,介质损耗也随之减少。另一种是电压会影响直流电阻的测量。在高压发电机的预测性实验中,一般采用双臂电桥对转子绕组电流和电阻进行检测。若转子绕组在运行中导线断裂,导线表面便会形成一层氧化膜,进而导致测量结果误差较大。 3高压电气试验问题解决对策 (1)在高压电气试验的过程中重视引线的作用。引线表面的绝缘层往往会导致介质电阻的变化,从而影响高压电气试验结果的准确性。因此在实验过程中一定要不能忽视引线绝缘层的影响力,对于绝缘层的拆除一定要彻底。 (2)在高压电气试验中重视试验设备与被试设备接地情况。实验设备的接地情况一定要良好,才能保证实验结果不会受到设备电容的影响。对于高压的电流电压的二次绕组都要进行严格检查,确保所有端子接地情况良好。在交流耐压实验中,要对试验对象进行电流和电容的检测,保证不会对试验电压造成影响,从而保障检测结果的精确性。 (3)在高压电气试验的过程中重视电压的作用。首先,介质影响着电压,在测量中尤为明显,当电压较高时,接触电阻会伴随着氧化层的融化而降低,介质也会降低。相反,如果电压过低,接触电阻由于氧化层没有受到高电压的破坏而增大,使得介质损耗也会增大。其次,电压在直流电阻测量的过程中有着重要的作用,如果电压过高,电阻由于氧化膜被双臂电桥击穿而降低,相反电压过低,双臂电桥不能击穿氧化膜,导致电阻变大。 (4)克服主观性难题。认为因素是高压电器试验中的主要主管影响因素。电力企业应该引进先进的试验设备和技术,综合考量实验环境中的影响因素,加强实验设备维护和试验保护措施,切实保障高压电气试验过程的安全性和实验结果的准确性。实验人员应该定期进行培训考核,在实验过程中注重谨慎安全操作,总结经验教训,不断充实自己的专业知识。 4结论 虽然随着电气试验设备和技术的飞速发展,电力系统中高压电气试验已经向着智能化、自动化、简便化的方向发展,但是在实际操作中,高压电气试验仍旧是一项危险系数较高的工作。因此在实验过程中一定要严格按照试验标准和规定进行,一旦出现问题要给予高度的重视并及时解决,这样才能保证高压电气试验的安全性和电力系统的平稳运行。 作者:胡坚 单位:大唐湘潭发电有限责任公司 电气试验论文:电气试验在电力系统中的作用 1电力人员触电事故的分析以及预防措施 1.1检测电压触电危险的分析和预防 在进行电气试验时一般都要给电气设备增加交流或者是直流电芽,尤其是在检测设备的绝缘程度时所进行的耐压检测,那时所增加的电压有时会超出电气设备额定电压很多倍。电气试验的整个工作过程中,工作人员都要面临着高电压。在高电压下工作会有这很大的危险,仅仅一个小失误就会造成触电伤亡,因此,所有电力检测工作人员在进行工作之前都要进行自身防护。一,要对每次进行检测的工作人员进行严格的身体健康检查,防止有带病工作的现象;二,电力检测人员一定要在规定的安全范围内工作,那样即便出现状况能够及时的提出,也能根据工作的人员操作的实际距离来变更;三,工作员人在高电压危险范围外工作时,管理员要及时的设置警示语,比如“非工作人员禁止入内”、“请在警告线以外”等等。 1.2失误进入带电间隔的害处以及防范措施 电气检测工作过程中,其中占很大一部分都是需要带电进行操作的,这样也就提升了触电事故的风险性,然而操作员失误进入带电间隔区域是发生触电事故的典型案例。因此,改整后要求工作人员在进入到间隔区域前,一定要对系统数据进行仔细分析。一、操作员要对工作区域外部的环境有些了解,主要有工作时间内的天气和环境因素等;二、操作员在进入间隔区域前要明确自己任务的准确时间,精确到秒;三、操作员一定要熟练掌握具体工作的操作步骤,还要按照规定的顺序完成。除此之外,工作人员还要认真核对设备编号和操作内容是否相符合。具体工作过程中操作员不可以随便改动安全措施,更不能随意搬动原先规定的设立工具,操作范围要根据要求完成,不可以随便扩大。最后,电力管理人员要设立除了工作人员不能进入的安全护栏。 1.3电力运行设备安全距离外的事故分析和预防 有些测试工作是需要电力检测人员接触正在运行的电气设备,这种情况下,检测人员不仅要特别注意自身和电气设备有电位置的距离,还要集中精力预防检测引线越过这个安全距离。由于在一些情况中电力运行设备会经过检测引线放电,此时运行的电压会通过检测引线引入到低电压系统内,这不仅仅能够给检测仪器造成破坏,同时还能够很大程度上伤害工作人员的生命安全。为了有足够的安全,在电力检测中使用的绝缘棒与定向杆要适中,切记不可过长或过短,这样能够方便操作。电力检测人员在工作前一定要严格要求自己熟练各种相关设备操作规则,一定要穿戴绝缘鞋和手套。除此之外,检测人员还要注意防止反送电和静电、电压过高的现象,以防发生高电压触电伤亡的事故。 2造成设备仪器损坏的危害分析以及防范措施 2.1工作时梯子倒下事故的危害和防范措施 电力检测试验工作在高空中作业是不可避免,然而在高空中需要梯子作为工具,为能够避免有梯子从高空中倾倒的现象,工作人员工作之前要注意如:其一、在工作之前准备中要对使用的梯子进行安全检查,检查梯子的衡量是不是稳固,梯子其它部位有无损坏等;其二、搭建梯子时要进行加固,如有需要可以进行额外加固措施,还要有其他工作人员扶梯,安全第一;三、因高空工作要带较多的工具,所以在搭建梯子时要考虑到工具的实际重量,确定梯子能够承载人和工具的重量后再进行搭建。 2.2检测线路不到位的危害以及防范措施 电气检测人员在进行试验的过程中,如果有接错线或者是拆线留有残线的情况下,都会对电气设备造成损坏,更甚者会造成人身伤亡。要尽可能的防止接错线,试验的数据也要正确,不然就可能会造成整个电力网的瘫痪,接线员一定要有专业的水平,确保正确接线。再者就是,要防止残留试验中使用的接地线,工作结束后一定要进行场地检查,一定要拆除短路线,否则,只要电路接电就会使电力系统发生短路。 2.3操作员的安全带失效掉落的危害和防范措施 高空中进行电力电气试验的工作者必须要使用安全带,安全带主要是为了工作者在面临突发掉落事故中能够很好的保护其不受到重伤,同时也能够减少人与地面的接触。但是在电气检测的实际工作中,经常出现工作人员的安全带掉落的事件,这样的事件要进行一些调整,比如:高空工作人员使用的安全带必须要是正规厂家生产的高质量产品,要经过各种质监部门的检验,使用前还需电力公司内部进行检查;再者就是,工作人员在每次工作前都要仔细认真的检查佩戴的安全带,检查有无破损、安全扣是否结实等,一定要保证在工作使用中能够发挥其应有的作用。 3结束语 电力电气检测是保证电气设备正常安全运行的一种重要环节,它的试验过程的安全主要是以电力管理者工作正常进行为根本的。电力检测主要是以预防为主、抢修为辅,坚守以人为本为理念,电气检测是检查电气设备工作中不可忽略的一个主要程序,但是因其本身就有着较大的危险,望电气检测工作者定要做好安全防护,并且还要有相当高的安全意识,工作过程中一定要防止触电以及一些高处掉落的设备损害。 作者:王玉妍 单位:山西临汾高级技工学校 电气试验论文:高压电气设备试验与安全管理探究 摘要:近年来,在经济与科学技术不断快速发展的条件下,我国对有关火力发电厂高压电器设备的故障诊断与技术也在随之提升,在进行高压电器设备的试验中,有关电气设备试验的安排与相关安全管理也愈发重要,这直接关系到电气设备在正式投入使用中的安全、可靠与适用性,也能有效保障其安全设施的有效运转。本文主要介绍有关火力发电厂高压电器设备的试验内容与安全管理措施,以供参考。 关键词:高压电气设备;试验;安全管理 0引言 高压电气设备在火力发电体系中占据非常重要的地位,保障着有关电力生产安全,控制调节与电力的传输转换,同时,有关高压电气设备的故障检修也逐渐提上日程,用以确保电气设备的运转的安全与稳定;在其进行设备状态检修前,高压电气设备实验的优劣直接与设备的高水准运行息息相关,也是因为电气实验的重要性与危险性,实验中一旦发生危险将威胁到工作人员的生命安全,因此本文特从火力发电厂的高压电气设备实验内容出发,研究其试验期间的安全管理措施。 1高压电气设备试验的分类 高压电气设备实验通常由交接试验与绝缘预防试验组成。 1.1高压电气设备的交接实验 其交接试验部分通常为一点绝缘预防实验与其余特性实验的结合,比如有关回路电阻的测量与直流电阻等内容。同时,现今的试验中为了符合目前高压电气设备交接试验与设备安装项目的需要,我国正在着力推广有关交接试验的最新技术,其试验的具体内容与数据标准皆在国家交接试验标准有做了详细阐述。 1.2高压电气设备绝缘预防实验 高压电气设备在经过有关绝缘预防的试验之后,相关工作人员能够详细了解电气设备正常运转后的绝缘状况,提前找出其隐蔽性的绝缘缺点,及时安排电气设备进行检修,清除设备缺陷,保障设备的正常运行,有缺陷较为严重的,还可以及时调换新设备,防止产生设备于作业中被击穿绝缘的状况,直接引起设备损坏的情况发生。常见的绝缘预防试验有非破坏性与破坏性试验两种。 1.2.1非破坏性试验 非破坏性试验一般又称为绝缘特点试验,其主要是在相对较低的电压下,对高压电气设备的相关特性及其参数进行的试验,抑或选用一些不会引起设备绝缘损坏的方式进行测试,通常,测试的参数多为绝缘电阻与泄露电流等,从而可以通过这些参数判定设备内部是否存在绝缘缺陷,此种试验的劣势在于不能够精准测量出设备绝缘的耐电力度。 1.2.2破坏性试验 破坏性试验也称之为耐压试验,即为测量设备有关耐电强度方面的内容,通常,在进行此类试验时,对电气设备进行加压的电能往往会高于设备在工作时的电压,如此方能在试验中暴露出设备的最大缺点,在电气设备绝缘的耐电力度方面也有了相关保障,试验中具体的涉及到了交流与直流耐压方面的测试,当然此中试验的缺点就在于对设备绝缘的伤害性。 2高压电气设备试验的详细内容 2.1绝缘电阻试验 高压电气设备中绝缘电阻试验是现今所有电气设备试验中最简便,也是应用最普遍的一种,其测试所得的绝缘电阻大小,可以直接对设备的受潮程度、设备表面的污秽状况与其绝缘设备过热、老化的程度进行精确判断,通常试验中会选用绝缘电阻测量仪来检测绝缘的电阻大小。 2.2泄露电流试验 在测量中电流的测量仪器为直流兆欧表,其主要表现在工作电压低于2.5千伏,和一些正常运转的电气设备相比较,此时的电压极低,而若是所测试电压过低,很难符合有关实验的需求时,需要在测量中选用直流高压的方法来进行,并以此来对电气设备的泄露电流进行测量;若是设备本身拥有某种缺陷,则低压下的电流要小于高压条件下的泄露电流,说明高压绝缘电阻是比低压电阻要小的;实质上,设备测试中的泄露电流与绝缘电阻没有太大的区分,而泄露电流的优势则在于:①相对来讲,试验电压要比普通的兆欧表高跟多,也更加容易找出设备自身的缺陷,尤其是一些还没有被发现的集中缺陷的检测。②在对设备泄露电流与外加电压之间的联系进行分析与测试后,更易辨别有关设备绝缘的类型。③通常泄露电流测试选用的是微安表,其精密度要远高于兆欧表。 2.3介质损坏因子的测量实验 介质损坏因子是对电气设备绝缘性能好坏进行判别的基础指标之一,其试验是绝缘预防性试验的基础类别,介质损耗因素是电气设备绝缘损耗的特点参数,其能较为灵敏地说明设备绝缘的性能,绝缘损坏的大小等,同时依据此参数,相关工作人员还可对整个设备绝缘的受潮、劣化程度以及小范围内的连通与未连通的部分缺陷进行判断。介质损坏因子的测量实验相比绝缘电阻与泄露电流的试验有着较为显著的优点,试验过程与试验电压高低、试验样品大小均无关系,对设备绝缘变换的状况可以直接判定,所以说,其试验是火力发电厂高压电气设备绝缘试验的基础试验之一。 2.4交流耐压测试 试验中,交流耐压对设备的绝缘考验性较大,能够直接判定设备绝缘耐压强度的大小,此种试验方法的选用能够对设备中比较危险的集中缺点进行有效判断,甚至直接决定着设备能否投入正式作业使用,是对设备绝缘性质优劣进行安全保障,防止由于绝缘问题引发安全事故的主要方式,在交流耐压测量中,可能会加快设备某些缺陷的快速发展,所以试验进行前,必须先对测试样品进行绝缘电阻、吸收比、泄露电流与介质损坏因子等测量,唯有经过测试且符合标准的测试样品才能进行交流耐压测量,反之,一旦发生测量结果不符合标准的,第一时间进行处理,并检修设备,等多项测试均符合标准后方可继续试验,防止出现设备绝缘损伤的状况。 2.5直流耐压测试 通常来说,直流耐压测量的电压会高一些,可以准确检测出设备某个部分的缺陷,此测试能够和泄露电流的测试同时进行,和交流耐压测试对比后发现,直流耐压检测的优势在于设备绝缘损害小,试验装备简单轻便,能够较为容易的找出电气设备的部分缺陷;而和交流耐压测试比其缺点则为绝缘的检测效果不如交流耐压检测的实际效果好,这主要是因为直流、交流条件下设备绝缘内电压分布的区别。 3高压电气设备试验的安全管理措施 无论在高压电气设备实验期间还是实验结束后,均要注意试验部分的安全管理,必须认真检查试验现场,做好相应的数据与设备的收纳与整理工作,一旦试验中遇到设备问题,需及时处理并就其设备处理情况与原因做好记录。 3.1试验前一定要反复检查 试验设备,重视检查工作试验安全管理一定是从实验前就开始的,其中对实验设备的反复检查与试验开始条件的检查,是对试验安全事故的提前预防,因此试验开始前,需要多名检测人员对设备状况多次反复的检查,同时检查人员之间互相监督,以确保试验开始前的安全性,待检查人员全部撤离试验现场后再进行设备的实验测量,所有测试进行期间需确保测试人员的安全。 3.2加强参与测试人员的安全管理意识 所有的试验人员是最重要的参与者,唯有人员安全,才能确保试验的顺利进行,因此需要从员工的意识着手,运用讲座培训、座谈会、标语等内容时时提醒员工要注意设备实验的安全,加强员工安全意识,同时设置严格的安全管理制度,谨防因为远的疏忽而引发安全事故的产生。 3.3确保试验技术的安全性 在此方面,需要注意的是加强职工有关实验技能的培训与提升,技能的培训与提高才能帮助职工更快的找到设备的安全隐患,及时解决,防止安全事故的发生。在试验技能提高上,企业可以举行定期培训,优秀员工的技术分享会等等,加强员工之间的互相交流与提升,同时对其所培训与工作的对比内容、数据等做好记录,便于准备下一次的培训信息。 3.4建立健全的试验安全规章制度 试验安全规章制度可以从很大程度上对试验人员的操作进行一定约束,使之形成一套行之有效的集体行为,安全制度的建立需要依据国家标准规章制度,建立之后还要在实际工作中不断的补充要点,对其进行完善,依据高压电气设备实验的具体内容,实施安全制度修订;任何一次高压电气实验在其开始之前,均要依照安全管理规章制度对其进行相应检查,具体试验步骤、试验设备的检查由相应技术人员、企业领导层以及拥有丰富经验的工作人员执行,检查中对发现的一些不稳定因素及时排除,以确保试验期间的安全性。同时,试验期间严格遵守试验安全制度,依照试验步骤实施试验,这样才能确保试验参与人员的安全与设备安全。 4结语 高压电气设备的试验拥有很大的危险性与特殊性,因此在试验期间,一定要注意所有参与职工的安全保护措施与安全意识的提升,同时,参与职工还需具备良好的技术水平,在试验中能够不断总结此次试验的优缺点,于试验操作中不断学习、充实自身,熟悉多种高压试验技能,严格遵守试验规则、步骤与企业安全规章制度,避免违规操作的发生,降低人员与设备的事故概率,打造良好的安全生产环境。 作者:钟小虎 单位:大唐华银株洲发电有限公司 电气试验论文:电气设备高压试验及安全措施 摘要:电气设备是电力系统的重要组成部分,像发电机、变压器、电线电缆等都属于电气设备,所以我们要保证电网能够正常稳定的运行,主要还是要靠这些电气设备,我们一定要充分保证这些电气设备运行正常,没有故障问题出现,然而我们要想充分保证电气系统的运行安全稳定,对其进行高压试验时必须要做的,因为通过电气设备的高压试验,可以准确地判断这种设备的绝缘情况,并且能及时发现绝缘故障,这样就可以及时采取影响的安全措施进行解决,进而保证电气设备的正常运行,从而确保这个电力系统的正常运行,所以该文就对电气设备的高压式样及安全措施进行了探讨。 关键词:电气设备;高压试验;影响因素;安全措施 随着社会的发展,电能成为了人们使用最多的能源之一,人们的生活离不开电能的消耗,电能给人们的生活带来了很多便利,但用电的危险级别也是相当高的,所以我们一定要采取恰当的安全措施来保证用电的安全,然而电气设备就是像人们提供电能的,所以我们一定要确保电气设备的稳定运行,这就需要我们做好电气设备的高压试验,进而将可能出现的问题尽量避免掉,从而保证电力设备的安全运行。 1电气设备高压试验的必要性 电气设备在整个电力系统中充当着相当重要的角色,其运行是否正常将直接影响着整个电网的运行状态,然而只要是设备,在长时间的运行中都可能会出现一些问题,当然电气设备也不例外,所以我们就必须想尽一切办法及时趁早发现问题,并予以及时解决,进而将损失程度降到最低,然而对电气设备进行高压试验,采用相应的检测方法对电力设备的运行性能和绝缘性能进行试验,再根据电气设备运行标准,对试验所得数据进行综合分析,进而及时发现电气设备中可能存在的问题,并及时采取相应的措施进行解决,这样即使问题不能全部清除,也能将其进行消减,而且当此类问题真正出现时,也不至于显得手忙脚乱,而无计可施,取而代之的是我们的轻松应对,所以电气设备的高压试验就非常重要而且相当有必要的,在电网运行过程中,要定期对电气设备进行高压试验,这样有助于我们及时发现问题,及时解决问题,也能更好确保电力系统的安全运行。 2电气设备的安全性及其影响因素 电气设备的安全性直接决定着供电的稳定性,电气设备的安全性能保证在系统发生故障时电网还能够进行正常运行主要是指在系统发生故障时电网是否能够继续运行,所以我们必须保证电气设备的安全性,然而我们要保证电气设备的安全性,就必须要弄清楚影响电气设备安全性的因素,其既包括内部因素也包括外部因素,内部因素主要就是设备的损坏,包括变压器的损坏、电容器的损坏等,然而对于外部因素则主要包括一些自然灾害和不可抗因素等,这些都会影响到电气设备的安全性,由于外部因素都是不可避免的一些因素,所以我们要保证电气设备的安全性,就需要控制好内部因素的影响。 3电气设备高压试验的流程 (1)试验前准备阶段。在进行电气设备高压试验之前,首先我们要确保实验设备及试验仪器的可操作性,一定要保证试验设备及仪器是没有任何问题的,工作状态良好的。 (2)高压试验进行阶段。在高压试验的进行过程中,为了确保安全性,我们需要划分出试验的安全距离区域,并要做好安全警示工作,严禁其他和试验不相干的人员进入到该区域内,而且进行高压试验的人员在进行试验的过程中也应该与待检测设备保持一定的距离,还需要详细检查接地线路,严禁由于接地问题引发的安全事故的发生,充分确保电气设备高压试验的顺利完成。 4电气设备高压试验的注意事项 (1)确保接地的可靠程度。在进行电气设备高压试验时,我们一定要充分确保试验人员的安全和良好的接地保证,实验室的所有建筑应确保等电位连接,而且所有实验设备的金属外壳都必须保证接地良好,还要保证每个设备接地点之间的金属性连接良好,并且所有的高压设备的接地线面积也一定要在标准规定之内。 (2)谨防感应电压和放电反击情况发生。在进行电气设备高压试验的过程中,距离较近的设备之间通常会有感应电动势的产生,这也会对试验造成影响,然而为了将影响程度降到最低,我们对于电气设备的连接,一定要用特定的短路连接线,而对于那些暂时用不到的电气设备,要将其全部进行短路接地处理,而且在高压试验的过程中,我们还应努力将放电反击的影响程度降到最低。 (3)确保安全距离,做好绝缘隔离。由于电气设备的高压试验是一项比较危险的工作,所以在电气设备高压试验场所要设置一个正确安全接地的遮栏,同时能够保证遮栏正确安全接地,如果条件允许,最好是要试验区域外再额外划分出一个安全区域,进而充分确保安全,而且在电气设备高压试验过程中,实验人员一定要严格按照相关规定进行操作,而且其与电气设备之间也要保证安全距离,确保安全。 5电气设备高压试验的安全措施 (1)提高试验操作人员的专业素质。我们应定期对电气设备高压试验操作人员进行实操培训,充分提高其安全操作意识和实际操作水平,及时掌握操作技巧,尽量保证高压试验操作的安全性,而且熟练掌握操作方法还可以减少失误次数,更好更快地完成电气设备高压试验,充分保证高压试验数据的准确性。 (2)保证电气设备高压试验中操作的规范性。在电气设备高压试验的进行过程中,我们要严格规范操作人员的操作,对于试验中要用到的安全用具,一定要确保其安全性及可操作性,而且对于试验所得数据一定要及时做好记录,对试验中发现的问题也要及时进行记录,并在试验完成以后做好交底工作,还要填写工作票,进行备案,要认真检查现场,一定要确保引线牢固的连接,当作业人员离开现场以后,还需要将设备恢复至正常运行状态。 (3)在高压试验前要充分做好安全准备工作。我们要始终保持安全第一的原则,将人身安全放在首位,我们要树立起安全意识,在进行高压试验之前,就要对试验设备及时进行检查,确保其安全,而且还要编制试验操作细则和试验流程表,在试验过程中严格按照安全操作规范按正确流程进行试验,确保安全性,对实验过程中的每一个细节都应该认真对待,将失误率控制在最低,将安全系数保证到最高,而且我们还可以合理分工,各个环节都有专人进行负责,每个人都要确保其负责环节的安全性,进而提高整个操作过程整体的安全性。 (4)加强试验人员自身技术培训。电气设备的高压试验工作是一项比较特殊的工作,其要求操作人员要具有一定的专业技术和一定的实践经验,所以作为电气设备高压试验的操作人员,我们一定要不断提升自己的专业水平,提高自己的专业技能,熟练掌握与高压试验有关的知识和相关的规范标准等,确保更好完成本职工作,而且要不断地进行学习,增强对于高压试验的认识,提升高压试验的操作技能,企业也应加强对高压试验人员的专业培训,及时将新的规章制度等告知给工作人员,并对高压试验的流程及控制点、操作难点、操作重点、注意事项等及时传达给工作人员,及时将操作技巧等教给工作人员,还要对高压试验安全规程进行培训,要确保操作人员在高压试验过程中严格按照规程进行操作,进而提高他们的操作水平,保证电气设备高压试验的顺利完成。 6结语 综上所述,我们一定要确实做好电气设备的高压试验和做好相关的安全措施,进而保证电气设备的安全运行,从而确保整个电力系统的正常运行。 作者:刘欣 单位:国网江西省电力公司吉安供电分公司 电气试验论文:电力电气设备预防性试验方法探究 摘要: 随着当前各行业中高新技术设备的大范围应用,使得用户对于电网供电的质量和稳定性的要求越来越高,电气设备本身的质量就是决定电网供电质量的重要因素。电力电气设备预防性试验是检验其使用寿命、运行状态的一种方式,,在电网设备维护工作当中发挥着举足轻重的作用。本文即是对电气设备预防性试验的方法进行研究,首先简单阐述了预防性试验的种类,然后具体就破坏型和非破坏型试验方法进行讨论,以期能为相关工作提供参考。 关键词: 电力电气设备;预防性试验;方法 随着21世纪的到来,人类也真正步入了电气化时代,不论是在生产、生活、学习、医疗、交通以及娱乐等方面均无法离开电能的支持,而电气设备正是保证电能供应稳定的重要工具。在供电单位的日常工作当中,如何寻找设备的安全隐患问题是每位电力工作者的关注重心,而电气设备故障本身可以分为设备自身故障、外界因素影响故障两种,为了使其保持稳定的运行,预防性试验也就必不可少。 1电气设备预防性试验概述 目前人类所使用的电气设备是由导体、绝缘体和非导体所构成的,其中设备中的绝缘电阻在使用时会受到外界因素的影响,例如热、腐蚀、雷击等,并且部分设备长期处于高电压运行状态下,因此就会产生绝缘性下降的情况,给设备运行的安全性和稳定性造成巨大的危害。各供电单位的日常维护和管理工作中均将电气设备预防性试验作为重点工作,目前国内常用的预防性检验方法主要分为破坏和非破坏型两种。其中非破坏型试验是在不破坏设备结构的前提下进行,其运行电压较低,对绝缘子的击穿几率也就较低,这种试验方法主要是对绝缘结构是否存在质量问题、绝缘性能等进行检查,以免设备出现漏电的情况。而破坏型试验则刚好相反,其主要在高压环境下作业,检查的是设备绝缘结构的抗电耐性,因为在实际工作当中部分固体绝缘结构在高压交流电工作环境下会产生绝缘层击穿的问题,因此必须采取这种方式进行检验,保证设备能够符合相关工作的需求。预防性试验的原则就是先进行非破坏性试验对,非破坏性试验所获取的各种参数进行综合性分析并确认可以进行破坏性试验后,才能进入破坏性试验程序,以免对被试设备造成重大损坏,造成经济损失。 2电力电气设备预防性试验具体方法 2.1非破坏型试验方法 首先,非破坏型试验当中应用较多的是电阻绝缘性测试,在检验时先利用兆欧测量表测定设备当中电阻的具体数值,并且在测试的过程中不断增加流过电阻的直流电压数值,如果在通电后所测量的数值低于额定数据,则说明该设备中的电阻绝缘性存在明显的问题。但需要注意的是,利用兆欧表对电阻值进行测量时并不能获得稳定的数据,通常在测量过程中重点记录欧姆表介入后15秒和60秒时的数值,通过对比后可以得出吸收比,这一比值能够从侧面表现电阻是不是处于受潮状态下。同时还需要考虑数据的周期性变化,因此也需要开展长周期非破坏型试验,以此获得更多有效地参考数据。其次是对介质损失角进行测量,其中的介质主要指的是电介质,而电介质本身就具有电导性,这种特性在电压的长期作用下会产生部分电流流失的情况,同时介质当中的偶极子还会受电场的影响,发生重新排列的情况,这其中产生的作用力就会增加介质的磨损程度。测量介质的损失角也是近年来常用的预防性试验方式,其能够发现小范围内绝缘结构的击穿问题,并且对设备是否不合格也有准确的判断。其方法就是测量电气设备的有功功率和无功功率的数据,并对其进行对比。需要注意的是,当所需要检测的电气设备体积过大,但设备内所产生的缺陷范围过小时则很难利用介质损角来测量,也就是说这种方法适用于体积较小的设备检验。另外,在实际试验过程中还涉及到了绝缘结构介质不均匀的情况,此时在发生极化后就会得出介电常数,这一数值越大则绝缘介质的极化能力越明显,所导致的介质损失角也就越大;工作环境当中的大气压强对介电常数也有明显的影响,压力越大则介电常数也越大,所导致的介质损失角越大,在实际试验中需要进行额外考虑。 2.2破坏型试验方法 虽然利用非破坏型试验也可以寻找到设备当中潜在的缺陷问题,但是由于这种方法是在低电压环境下进行的,因此无法模拟常规工作环境下设备的损耗情况,必须采取必要的破坏型试验才能够进一步确定电气设备在日常运行时的稳定性。目前常用的破坏型预防性试验为交流耐压法,这种方法较其它方式更加直接和简单,可以快速发现设备当中的较为集中的隐患,对供电单位购入的同批次电气设备能否正常使用具有指导意义。这种试验方法主要是利用了绝缘体在长期接受高压交流电压力时容易产生击穿的特性,既可以测量电气设备的耐电性,又可以了解绝缘结构在高压状态下被击穿的时间、击穿电压强度等关键性数据,这对今后设备的使用具有较大的影响。除此之外还可以选择直流耐压的试验方法,这种试验主要是利用电气设备中绝缘介质在长期处于高压直流电环境下漏电的特点,选择以耐压检测仪开展检查,利用这种方法可以发现部分潜在的、交流耐压试验无法发现的问题。但需要注意的是,采用破坏型试验时所采取的电压往往是高于实际工作电压的,因此如果设备本身存在明显的缺陷,那么这种试验方式就会导致设备的破坏,试验后设备无法被重新使用。为此,当供电单位或电气设备生产厂家试验时应根据设备的具体成本和价格进行选择,如必须利用此方法对价格昂贵的设备进行检查,那么应先开展必要的非破坏型试验,对设备的基本缺陷进行检查,如未发现基本缺陷则可以开展破坏型试验;如发现了基本缺陷,则需要在对设备进行相应维修或调试后方可开展下一步试验,切记因马虎大意导致供电单位的经济损失。 3结语 预防性试验可以有效对各种电气设备当中潜在的问题进行发现。本文中提及的非破坏型试验的检测难度更高,并且收集的数据量较大,在实际工作中应该重点注意,同时在开展破坏型试验时一定要严格控制样品的选择,保证所获得的数据能够被用来衡量设备整体的性能。 作者:吴普盛 单位:内蒙古电力(集团)有限责任公司鄂尔多斯电业局 电气试验论文:中日汽车电气设备防尘试验对比 沙尘在自然界中广泛分布,对产品的正常工作存在着严重的影响,主要影响有:对机械部件的磨损、对金属的腐蚀,对电气性能的改变、促使霉菌的生长等[1]。沙尘试验是评价产品对沙尘环境适应能力的重要手段。本文着重分析中国和日本两国汽车电气设备产品防尘试验标准的差异。 1、中国汽车电气设备防尘试验标准要求 我国汽车行业标准《汽车电气设备基本技术条件》QC/T413-2002对汽车电气设备产品的防尘试验进行了规定,具体推荐采用的防护等级为IP5X。IP5X的含义是不能完全防止尘埃的进入,但进入的尘埃量不能影响设备的正常运行,不能影响安全。 用基本原理如图1的所示的设备做试验,在一适当密封的试验箱内盛有呈悬浮状的滑石粉,滑石粉应能通过筛丝间名义宽度为75um、筛丝名义直径为50um的金属方孔筛。滑石粉的用量按照每立方米试验箱内体积为2kg,使用次数应不超过20次。根据样品正常工作时,样品内部压力是否与周围大气压相同,将产品的外壳分为两种类型。第一类外壳:设备正常工作周期内壳内的气压低于周围大气压力。对于这一类外壳的产品,被试样品放在试验箱内,壳内压力用真空泵保持低于大气压。第二类外壳:外壳内气压与周围大气压力相同。对于这一类产品,被试样品按正常工作位置放入试验箱内,但不与真空泵相连接。 2、日本汽车电气设备防尘试验标准要求 日系汽车标准基本采用JISD0207的测试方法。试验分为浮尘试验(F)和循环试验(C)两类。试验用尘统一采用符合JISZ8901标准的8类或6类规格。试验箱内空气的温度为20℃±15℃,相对湿度为45-85%。试验箱内粉尘浓度需要按照JISZ8813进行测定。F类为浮尘试验(采用图2中左边的设备),其工作原理是利用空气压或者风扇等搅拌粉尘一定时间,使粉尘在试验箱内均匀分布,让后按规定的时间停止。如此重复进行。C类为循环试验(采用图2中右边的设备),其工作原理是让规定浓度的粉尘按一定的流速在试验箱内循环。F类试验分为三个小类。F1类,粉尘浓度为60g/m3,试验箱有效容积至少为为0.7m3。主要适用于车灯等车外零部件。F2类,粉尘浓度为3g/m3,试验箱有效容积至少为为0.5m3。主要适用于开关、雨刮等车外零部件。F3类,粉尘浓度为0.1g/m3,试验箱有效容积不作规定。主要适用于门锁、雨刮电机和测量仪表等零部件。C类试验细分为两个小类。C1试验采用粉尘浓度为5g/m3,气流流速约为5m/s,试验箱有效容积不作规定。主要适用于车外机械零部件。C1试验采用粉尘浓度为0.1g/m3,气流流速约为10m/s,试验箱有效容积不作规定。主要适用于车外其他电气零部件。 3、两国汽车电气设备防尘试验标准主要差异 通过上文的分析,两国汽车电气设备防尘试验标准主要差异总结如下。 4、结论 经过比较,可以得到结论:日本标准在试验类型上增加了循环试验,另外对粉尘浓度和箱内空气温湿度都进行了规定,从而可以更好的确保试验的准确性和可重复性。这将为我国相关标准的制修订提供参考。 作者:王杰 孟祥玮 文铮沛 单位:惠州出入境检验检疫局综合技术中心 电气试验论文:小议电气试验实训在电力科技人才培育中运用 电气试验在电力系统生产中占有举足轻重的地位。电力系统运行着众多的电力设备,而电力设备的安全运行是保证安全可靠发供电的前提。电气试验人员在保证电力设备安全运行方面担负着重要责任,电力企业对电气试验从业人员的能力和素质提出了较高要求。而电气试验是一门实践性很强的技术,依靠传统的以理论讲授为主的人才培养模式达不到培养学生实践动手能力和职业素质的目的,导致学生入职后不能尽快进入角色,因此,有必要在电力技术人才培养中实施电气试验实训。电气试验实训是立足于电气试验实训室建设,按照电力企业电气试验的标准化作业流程来组织教学的,学生有动手操作的条件,且在教学实施过程当中充分体现了职业性,很好地解决了上述难题。 一、电气试验实训室的建设 1.电气试验实训室的基建 四川电力职业技术学院(以下简称“学院”)于2008年7月被教育部和财政部确定为“国家示范性高等职业院校建设单位”,共批准了6个示范建设专业和48个实验实训室(区)建设项目。电气试验实训室建设项目正是其中之一,将以高压实验室为基础进行扩建。 学院原有的高压实验室是为满足“高电压技术”课程教学需要而设立的,教学仪器设备少,仅能开展几个常规的高压试验项目和气体放电的验证性实验,因场地和课时有限,基本上都由教师演示给学生看,学生动手机会少且与生产实际脱节,不利于培养学生的动手能力。为建设好电气试验实训室,秉承学院“服务川电、面向全国、走向市场、科学发展”的办学指导思想和“植根电力,与光明同行”的办学理念,按照“资源优化、实践为主、工学结合”的思路,加强与行业内电力企业的合作,组织教师进行调研,与来自四川省电力公司等企业专家讨论,共同制订建设方案。 考虑到变电检修实训场地和一次设备以及投资费用、教学安全等因素,实训室的基建以试验仪器设备购置为主,能基本实现电力设备预防性项目试验方法、原理和结果分析判断等实训功能,满足“实践教学、技能培训、职业技能鉴定和资格认证、生产技术服务及承办技能比武”的要求,确保每一位学生有足够的训练时间和操作次数,达到真正掌握各项试验技能的目的,并体现出建设的先进性、生产性、综合性、开放性和示范性。 项目建设方案获得批准后,学院按照要求有条不紊地进行了设备招标采购、合同签订、到货验收、配套设施建设等各项工作,确保了建设项目的顺利进行。 2.电气试验实训项目的开发 电气试验实训项目的开发是实训室建设的另一项重要任务,关系着项目的建设成效。 实训项目的开发既要满足专业教学标准的要求,为校内生产性实训提供良好条件,践行“工学结合,以就业为导向”的人才培养模式,又要服务于企业、社会的培训功能需求,可以对电力企业生产岗位人员进行岗位技能训练,实现校企合作,共建共享,培养电力行业和社会需要的高素质技能型人才。因此,和供电企业专家一起共同开发了55个实训项目。在设备采购合同签订后,编写了《电气试验实训指导书》。这本指导书是参照企业电气试验工作的标准化作业流程,在按照教学规律提炼加工后,以教学模块形式展现,共有55个具体试验项目的实训指导书。考核标准采用的是《四川省电力公司电气试验岗位技能考核标准》,实现学院与企业岗位的有效对接。这些教学资料的准备一方面能满足“电机设备运行与检修”、“电气设备检修”、“高电压技术”和“电气设备运行与维护”等专业课程的教学需求以及电气试验实训环节的教学需求,培养在学校生具有电气试验的基本能力,为今后从事变电运行、变电检修和电气试验工作打下一定的基础。另一方面还能有效服务社会,承担培训和技术服务等工作,服务于四川省电力公司电气试验工的技能培训,同时兼顾变电检修工的岗位资格培训、在岗学习、技能调考、职业技能鉴定、优秀技能人才选拔等需要以及四川省电力公司新进人员和电力类专业毕业生技能训练。 二、电气试验实训的教学特点 1.实训教学场地机动灵活 为模拟真实的企业工作环境以及适应电气试验实训项目增多的变化,电气试验实训突破了原有实验室的场地限制和被试设备的依赖,将变电检修实训场地及其电力设备一并作为教学设施开展电气试验实训教学。电气试验实训教学没有固定场所的限制,可根据需要随电力设备流动,只要具备试验条件就可以开展实训教学。 2.实训教学以点带面 实训项目的开展依赖于电力设备的配置。鉴于教学场地和投资有限等因素,作为被试设备的电力设备不可能包含生产性企业所有种类、规格的设备,但设备配置尽量兼顾了代表性和前瞻性。因此,电气试验实训项目的选择和开展要立足现有电力设备进行以点带面的教学,辅以教方法、教思路,注重能力培训,让学生到工作岗位后仍然不落伍。 3.实训教学情境现场化 首先是电力设备模仿变电站间隔进行布置,其次是配备了与企业班组水平一致的工器具,最后是相关的安全设施一样不少,电气试验完全可以现场化。一个合格的电气试验人员首先要具备全面的安全技术知识、良好的安全自我保护意识。对于在学校学生来说,安全也是第一重要的。在学校学生没有从业经验,必须在一定的情境中强化他们的安全意识。 4.实训动员 为强调电气试验工作的严肃性和安全的重要性,要在实训前对学生进行动员,将电气试验工作与医生的诊病工作进行对比,医生给人看病需要责任心、识、技能、经验及不断改进的医疗检测仪器与手段,电气试验人员也同样需要责任心、知识、技能、经验及不断改进的试验仪器与技术。要让学生认识到,电气试验人员的工作失误可能既危及电网及电力设备的安全又危及自身及他人的生命安全,这就是悬在所有电气试验人员头上的“达摩克利斯之剑”,在教学中必须要贯彻始终。 三、电气试验实训的教学组织 电气试验实训教学过程体现了工学结合,是参照四川省电力公司标准化作业流程的要求进行的,目的是确保学生入职后能尽快进入角色。实训教学过程分为试验准备、试验、试验总结和考核这三个阶段,每个阶段按照实训指导书都有具体的要求,学生在实训过程中完成必须的工作任务,教师完成对学生操作技能、工作态度等的考核。 1.试验准备 (1)准备工作安排。在教师的指导下,学生一要现场勘察,掌握现场实际情况;二要做好技术准备,相关技术资料准备齐全,制订试验方案并获得批准。 (2)作业人员要求。学生(现场作业人员)的身体状况、精神状态良好;具备必要的电气知识,基本掌握本专业作业技能及《电业安全工作规程》的相关知识;教师必须具备电气试验实训指导资格。 (3)仪器仪表和工具点检。学生按照指导书的要求逐项核查试验用仪器仪表和工具的名称、规格和数量。 (4)危险点分析。教师向学生详细交代试验中可能危及安全的事项:作业场地的特点,如带电、交叉作业、高空等可能带来的危险因素;工作中使用的仪器仪表、设备、工具等可能带来的危害或设备异常;操作程序颠倒、接线错误、操作方法的失误等可能带来的危害或设备异常;学生身体状况不适、思想波动、不安全行为、技术水平能力不足等可能带来的危害或设备异常;其他可能带来危害或造成设备异常的不安全因素。 (5)做好安全措施。教师向学生交代安全措施:接拆试验电源应采取的措施;使用各类工器具的措施,如梯子、电动工具等;特殊工作措施,如高空作业等;专业交叉作业措施,如检修、保护传动等;设备加压应采取的措施,被试设备设围栏、加压前注意监护并大声呼唱等;试验过程中仪器仪表移位、消除故障的措施;试验结束后,接地放电、拆除试验线和短路线的措施;对危险点、相邻带电部位所采取的措施;工作票中规定的安全措施。 (6)试验分工。教师明确每个学生所承担的试验项目,明确每一项试验项目的接线人和仪器操作人。 2.试验 (1)开工。办理工作票,在现场教师以工作许可人身份向学生交代工作票及安全措施,教师又作为工作负责人和学生共同负责检查安全措施;教师交代工作票内容及危险点;学生在工作地点设安全围栏,向外悬挂“止步,高压危险”标示牌,至少每5m一个标示牌。 (2)试验项目和操作标准。教师交代试验项目、方法、接线、安全措施注意事项、试验结果判据和责任人。试验器具应靠近被试电力设备,所有带电部分应互相隔开,面向试验人员并处于视线之内。操作者的活动范围及与带电部分的最小允许距离应满足规定要求。因试验需要断开电气设备接头时,拆前应做好标记,恢复连接后应进行检查。试验接线应清晰明了、正确无误,操作顺序应有条不紊。 (3)竣工。学生关闭试验电源、拆除试验线;清点工具、回收材料、清理工作现场,不留任何物品;教师检查现场恢复情况后,学生撤出试验现场,填写试验记录,办理工作票终结手续。 3.试验总结和考核 (1)学生应根据试验记录,对试验项目、测量数据、被试设备名称和编号、仪器仪表名称、气象条件及试验时间等进行详细记录,作为分析和判断设备状态的依据,对被试电力设备做出整体评价;记录存在问题及处理意见。 (2)教师对学生执行指导书情况进行考核,重点考查学生对安全技术知识的掌握情况和试验技能的掌握程度以及实训过程中表现出来的工作态度、工作能力、团队合作精神等综合素质。学生只要具备了基本的安全技术知识、较为熟练的试验技能和严谨的工作作风,就可以评定为“合格”等级。 四、电气试验实训教学过程中要注意的问题 电气试验是一门实践性很强的技术,因此在实训教学过程中,首先要注重学生试验技能的培养,要求学生熟练地掌握试验方法,正确地使用试验仪器,能对被试电力设备进行正确的试验,还要注意从以下几个方面引导学生逐步提高发现问题、分析问题和解决问题的能力:对试验中的环境条件、被试电力设备外部状况、试验中各种干扰对试验结果的影响进行分析排除;对电力设备除了掌握其原理外,还要对其内部结构、绝缘材料、导电材料、主要部件及其在运行中的工作状况进行了解,关注容易出问题的部件及故障原因,这些故障与哪些试验参数相关,会引起哪些参数发生变化,可以通过哪些试验手段、项目检测出来。 五、结语 综上所述,要将电气试验实训办好,达到培养高素质技能人才的目标,实训室必须设备设施齐备,教师要按照电力企业标准化作业流程组织教学,培养学生的试验操作技能和根据试验结果分析判断被试电力设备状况的能力,并在实训中强化学生的安全意识和严肃认真的工作态度,以确保学生入职后能尽快进入角色。 电气试验论文:电气预防性试验中研究 近年来,通过对十几个发供电企业进行安全性评价,我们发现在电气预防性试验管理中存在一些问题,有的还带有一定的普遍性。现将其归纳总结出来,并提出改进建议,与大家共同探讨。 1变压器(包括电抗器)和油浸互感器变压器油中总烃、氢和乙炔超标问题 由于变压器油只有在局部放电(温度可达3000℃以上)或局部过热(温度可达1000℃以上)时才能分解出氢、乙炔和其它碳氢化合物。所以通过定期预防性试验发现总烃、氢或乙炔超标,或未超标但有上升趋势时,说明设备内部可能已出现局部放电或过热故障了,应给予足够的注意。从安全性评价中可看出,一般单位对这项试验都能按原部颁《电力设备预防性试验规程》(以下简称“预试规程”)执行,但对测试数值的分析和处理往往注意不够,主要表现在以下两个方面: (1)认为测试数值不超标就平安无事。 如有的单位在定期试验时突然出现乙炔,但不超过标准5ppm,就认为没有问题,让设备继续运行,实际上乙炔的出现即说明设备内部可能出现局部放电或局部高温过热。如某厂一台互感器在预试中出现乙炔,在安排吊芯检查前一天发生爆炸;某厂一台互感器出现微量乙炔,通过及时吊芯检查,发现了局部放电点。 (2)110kV及以上电压等级电流互感器氢气超标比较普遍。 在安全性评价中,有的供电局氢气超标的电流互感器多达几十台,甚至上百台,大都未采取措施及时处理。部分单位对氢气超标问题有不同看法。如某省电力试验研究所规定,若其它各项试验合格,仅单一的氢气超标可当成一级绝缘使用。但在国外制造厂中有的却把产生氢气作为掌握和控制设备内部故障的唯一指标。 因为变压器油中的溶解气体色谱分析是目前掌握和控制变压器类设备内部故障的一项非常重要的技术措施,既是定期试验,又是检查性试验。为此建议,在试验中若发现总烃、氢、乙炔超标,或虽未超标但有不断增加的趋势时,应给予足够的重视。一般可采取以下措施: (1)用“三比值”法分析故障类型; (2)对已超标或虽未超标但情况比较严重的设备如产气速率较快等,应创造条件进行吊芯检查和对变压器油进行脱气处理。经上述处理后的设备还应缩短试验周期,加强跟踪、试验、分析,直到气体不再产生或产气平稳不再增加为止; (3)电流互感器如产生氢气,若确认是因变压器油质量不合格,应及时更换,更换后仍应继续跟踪试验分析。若产氢的原因无法确定,应在跟踪试验分析的基础上进行脱气处理,然后再继续跟踪试验分析。情况严重的应创造条件吊芯检查。 2变压器绕组、套管和互感器tgδ试验问题 因变压器绕组、套管和互感器中使用了大量的绝缘纸,当绝缘纸的含水量超过其固有值时,设备会出现受潮现象。测量tgδ的目的就是对绝缘受潮作出准确的判断。预试规程中除了根据不同的设备规定了不同的tgδ允许值外,还规定了应将试验测得的tgδ与出厂值、历年值或上一次试验值进行比较,要求变压器绕组的增量限值一般不大于30%;而对油纸电容型套管和电流互感器的增量限值虽未作具体要求,但在说明中规定“有明显增长或接近允许限值时进行综合分析tgδ与温度电压的关系。当tgδ随温度增加明显增大,或试验电压由10kV升到Um/3,tgδ增量超过±0.3%时,不应继续运行”,对电磁式电压互感器只规定tgδ不应大于表中的限值;对电容式电压互感器规定tgδ与初始值相比不应有显著变化。 在安全性评价中,各单位对tgδ试验和预试规程中规定的限值都很重视,但对将试验值与出厂值或历年值或上一次试验值对比则普遍注意不够。如某供电局对数十台主变压器和上百台互感器都按规定进行了定期试验,记录了大量数据,但没有一个按规定作对比,就下结论为合格。由于不进行对比,可能会有绝缘受潮未及时发现和处理的重大隐患。如某发电厂在一台110kV主变压器试验中tgδ虽然偏大,但未超过限值,就下结论为合格,在继续运行中套管发生爆炸,造成变压器严重损坏重大事故。由于电容型套管和油纸电容型电流互感器的主绝缘是由若干串联的电容链构成,外部充有绝缘油,当设备由于密封不良等原因受潮时,水份往往通过外层绝缘逐步浸入电容芯,因此在受潮初期测量末屏对地的绝缘电阻和tgδ更为灵敏,同时还可以通过比较主绝缘(导杆对末屏)和外层绝缘(末屏对地)的绝缘电阻和tgδ来判断绝缘受潮程度。所以在预试规程中规定对电容型套管和油纸电容型电流互感器在定期预防性试验时,应测量末屏对地绝缘电阻值,若小于1000M时,应测量末屏对地tgδ不得大于2%。此外预试规程中还规定应测量主绝缘的电容量与初始值或出厂值差别,若超出±5%范围时应查明原因。对这几项规定有的单位均未执行,有的单位仅做了绝缘电阻测定,但对低于1000M的设备没有进行tgδ检测,就下结论为合格,有可能留下事故隐患。 根据上述问题,提出以下建议: (1)原部颁《电力设备预防性试验规程》是总结电力部门技术监督工作40多年经验和教训,吸取近年来国内外新出现的试验项目和诊断技术编写而成的,是法规性文件,对其中规定的试验项目、标准和要求,应认真执行,不得随意删减或将标准降低。 (2)为了便于将试验数值与初始值、出厂值、历年值进行对比和审查,可在现行的试验数据表格中,加入规定限值和初始值或出厂值,历年值和对比值三栏。试验人员在试验前先从试验档案中查出初始值或出厂值、历年值,以便试验后立即在现场进行对比分析,发现问题及时处理。 (3)tgδ试验的准确性除了直接受试验人员的技术水平和经验影响外,还与采用的仪器有关。一般tgδ试验可以采用西令电桥,M型试验器或其它仪器,但每种仪器由于精密度和抗干扰能力不一致,测量误差不同,因此测出的数值都不相同,为了便于对比,建议将试验人员和使用的仪器固定下来。 (4)tgδ试验由于精密度较高,易受仪器和外界因素的干扰,最大误差有可能接近0.3%,所以当试验数值很小,如在0.3%以下时,通过对比变化稍大于30%,一般可不算有明显变化。 3有载调压装置的试验问题 在安全性评价中,发现许多单位对有载调压装置的试验普遍重视不够。按预试规程规定,对这个装置应进行的试验项目共有6个大项和5个小项。在部颁《电力变压器检修导则》和《有载分接开关运行维护导则》中,对检查、试验的规定和要求更为详尽和具体。共分为5个大项25个小项。如其中规定在检修时要用直流示波器测量触头的切换时间,弧触头的桥接时间和三相同期误差(限值标准分别为30~50ms,3~5ms,3ms),测量过渡电阻值误差不大于10%,测量各对触头接触电阻应小于500μ等。此外,对运行中的有载分接开关还增加了不少规定,如:对开关室内的绝缘油,每6个月至1年或分接变换2000~4000次至少采样试验一次;击穿电压低于25kV时,应开盖清洗换油或滤油一次。新投产设备1~2年或分接变换5000次应吊芯检查一次;每年结合小修,操作3个循环分接变换等。在安全性评价中我们查阅了有关单位的检修维护记录、运行记录和大修报告,仅有一个单位有比较详细的记录,但检查试验项目还是不够完整。针对上述问题,提出如下建议: (1)对变压器的有载分接开关的检查和试验应按部颁《有载分接开关运行维护导则》和《电力变压器检修导则》中的有关规定认真执行。 (2)建议国家电力公司下属有关单位按上述两个部颁导则要求修改和补充预试规程中的有关检查试验项目。 4变压器绕组变形试验问题 电力变压器在运行中发生低压侧出口短路或近区短路事故时,冲击电流很大(可能超过10倍额定电流),对变压器有较强的破坏力,尤其是国产变压器承受这种冲击的能力较弱,往往造成内部结构,特别是绕组严重变形。如某供电局一台220kV150MVA主变压器在低压侧出口短路后,做了各种绝缘试验和对变压器油进行了色谱分析均良好,但在做绕组变形试验时,内部绕组呈现严重变形,经吊罩检查,打开围屏后发现低压侧绕组已乱成一团,及时进行了处理,避免了一起变压器损坏的重大事故。由于预试规程中没有绕组变形试验的规定,致使一般单位对此项试验重视不够。我们还发现有的单位由于配电装置(包括线路)可靠性较差,有的变电站在一年中连续发生过100多次速断过流保护跳闸事故,有的事故发生在变压器出口,但未引起足够的重视。一般认为事故后只要强送电成功就平安无事了。根据上述的经验,在变压器出口或近区短路事故后,不进行绕组变形试验很可能会留下十分严重的隐患。为此建议: (1)在主变压器发生出口或近区短路事故后,除了进行各种绝缘试验和色谱分析外,还应及时进行绕组变形试验; (2)建议国家电力公司电科院等有关部门在预试规程中补充变压器绕组变形试验的项目和要求; (3)据了解,目前一般发供电企业大都没有测试绕组变形试验的仪器,只能请外单位协助进行,且每次试验费用较大。若供电局自己拥有较多的变压器(如50台以上),建议购置一台试验仪器,对故障后的变压器都进行试验,作为历史档案保存,便于日后对比,这对加强设备管理,防止重大设备事故发生,将起到积极的作用。 5避雷器试验问题 预试规程对避雷器试验规定得详尽具体,除绝缘电阻测定,检查放电记录的动作情况外,要求在雷雨季节前对阀式避雷器做电导电流和同一组内串联组合元件的非线性因素差值;对金属氧化物避雷器测量直流1mA电压(U1mA)及0.75U1mA以下的泄漏电流和运行电压下的有功交流泄漏电流。对这几项技术性要求较高的试验,不少单位虽然做了,但不够完整,主要表现在以下几个方面: (1)有些主要项目,如金属氧化物避雷器在试验中只测定了运行电压下的全电流,未测定阻性电流功率损耗,因而无法与初始值进行比较。预试规程规定,当阻性电流增加1倍时,应停电检查。 (2)测试数据未按预试规程进行对比分析,如阀式避雷器的电导电流,金属氧化物避雷器的U1mA下的泄漏电流值阻性电流损耗,虽然都测量了,但未按规定与初始值比较,就下结论为合格。 (3)按预试规程要求,新投运的110kV及以上的金属氧化物避雷器,投运3个月后应测量一次交流泄漏电流,以后每半年测量一次,运行一年后,每年雷雨季节前测量一次,有的单位并未按规定执行。 针对上述问题,为防止避雷器爆炸事故发生,建议严格执行预试规程的规定,一项不漏,逐项测试,并与初始值对比后再下结论。
电子测量技术论文:电子测量仪器技术分析论文 中国电子测量仪器经过40多年的发展,为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,特别是经过“九五”期间的发展,我国电子测量仪器在若干重大科技领域取得了突破性进展,为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。 一、成功研制出微波毫米波矢量网络分析仪 我们已经成功地研制了被称为“世界电子测量仪器之王”的微波毫米波矢量网络分析仪。随着我国新体制电子信息系统和新式武器装备的发展,占领和利用有限的频谱资源已经成为高新技术发展和军事电子技术及装备发展的一个重要特点,其中充分利用频谱资源中的电磁波幅度、频率、相位和极化信息是现代电子装备的优秀特点。而现代电子装备的发展又急需能同时获得被测对象的幅度、相位和群时延特性的高性能矢量网络分析仪。特别是雷达相控阵列技术的普遍应用,对相位和群时延特性的测试要求越来越高,因此矢量网络分析仪便成为现代电子装备必备的、关键的测试设备,是其他测试设备无法取代的重要检测手段。另外微波毫米波有源器件CAD技术正在日益普及,而有源CAD的基础是提取有源器件的S参数,当前只有矢量网络分析仪有能力同时获得有源器件的S参数,使CAD的设计结果更接近于实际应用。除此之外,矢量网络分析仪已走出传统的线性网络的应用领域,而在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。另外,以矢量网络分析仪为优秀可以组成天线、RCS、大功率、T/R组件等自动测试系统,因此它的应用领域将是非常广阔的。 为了适应我国的急需,信息产业部电子第41研究所已成功研制成高水平的矢量网络分析仪,该仪器的突出特点主要有以下几个方面: 1.工作频带宽,一次扫描即可完成45MHz~40GHz全频段幅频特性和相频特性的测量。 2.测量精度高,由于采用误差修正技术,大大减小了系统误差对测量结果的影响,即使采用非理想的硬件电路,也能获得高精度测量。 3.大动态范围,由于矢量网络分析仪采用高灵敏度幅相接收机技术和数字信号处理技术,提高了小信号测试灵敏度,拓展了测试动态范围。 4.高速实时测试,由于采用了嵌入式高速计算机技术,将测量校准、测量控制、误差修正、显示控制等过程程序化、软件化,提高了自动化程度和测试速度,使实时测量成为可能。 信息产业部电子第41研究所,经过多年的艰苦努力,该所研制的矢量网络分析仪已实现系列化和家庭化,有十多个型号可供用户选择,包括同轴和波导校准件在内的测试附件齐全,配套性强,能够满足不同层次用户的测试要求,其频率范围可在0.0003~110GHz内选用。 国产矢量网络分析仪的研制成功,使我国矢量网络分析仪的设计和制造水平跨入了世界先进行列,成为继美国之后世界上第二个掌握此项技术的国家,产品的技术水平和品种可以与国外同类产品相比,同时通过对矢量网络分析仪的研制,掌握了多种以矢量网络分析仪为优秀的自动测量技术和自动测试系统。 二、掌握了调制域测试技术,研制成功调制域分析仪 调制域测试技术是二十世纪末出现的一个新的测试技术领域,它与过去我们熟知的时域测试、频域测试成为目前的“三域”测试技术。时域测试是测量输入信号随时间而变化的信号值,是信号幅度与时间的关系。频域测试是测量输入信号随频率而变化的信号值,是信号幅度与频率的关系。调制域测试是测量输入信号随时间而变化的频率值,所产生的显示图形代表信号的调制域,是信号的频率值与时间的关系。调制域测试技术是一门新兴的非常重要的而技术难度又非常大的测试技术,这主要取决于科学技术和电子装备的飞速发展。大家知道,过去大多数电子信息传送的是幅度变化信息,现在转向传送数字信息以后,信息越来越多地作为数字脉冲之间的定时或相位关系的方式传送出去,单单使用示波器或频谱仪这类的以幅度为基础的仪器,就不能满足表征这些数字信号需要了。于是提出了相位数字化新方法。这种方法非常适合测量定时信号、相位编码信号或频率编码信号。调制域测试技术的出现,必将对众多的测试问题做出新贡献。事实已经证明,调制域分析技术,在越来越多的应用领域成为一种不可或缺的测试技术,尤其是在军事电子测试领域更有其重要的意义。 譬如,随着综合业数字网和同步光纤网络等新的数字通信技术进入主流电话系统,其高速传输速率应用传统的测试手段已经不能精确地测量传输信号;再有通信传输中晃动的精确测量,是传输中至关重要的一个问题。由于调制域分析技术可以进行二百万次/秒,64000次背对背的频率测量,因而它是当今唯一能直接显示随时间而变化的晃动技术;再有,调制域分析技术在军事上具有其独特的应用,由于它可以测量、分析迅速变化的频率、时间间隔或相位关系函数,因此调制域分析技术可对这种信号进行调谐,以达到电子装备的最佳性能,以雷达而言,可以消除其盲点,减少目标运动的负效应,改善雷达系统的作用距离和分辨率。此外,调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。总之,调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。 南京新联电子设备有限公司已经研制成10Hz~2.5GHz的调制域分析仪,达到国外同类产品的水平,填补了国内空白,为我国跳频领域的电子设备和军事装备提供了低于国外价格1/3~1/2的测试手段。为了更好地满足测试需要,下一步将继续研制更高频率的调制域分析仪。 三、VXI总线技术取得重大进展 VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国,应用于美国空军电子测量仪器。VXI总线将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的标准,这种模块式仪器平台可以满足未来仪器应用的需要,使电子测量仪器和系统步入一个新的发展时期。VXI总线是一个新的行业标准接口母线,是一种完全开放的、适应多厂家仪器产品(模块、插卡式)的行业标准。这个标准的推出有三个原因:一是适应技术发展的要求,二是多厂家的仪器缺乏互联性,三是军方的需要,而且这是最重要的一个方面。军方需求什么?一是军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性,VXI可以大大减小设备的体积和重量;二是大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是测试系统的适应性、灵活性大为提高;四是价格适中;五是有利于充分发挥计算机的作用。 这个新的总线标准,在美国应用之后,我国各界都非常欣赏,研究者众多。我国经过几年的探索,已经取得了较大的进展,在若干方面实现了具体的应用。如成都电子科技大学测试技术及仪器研究所CAD研究室研制的VXI总线测试软件平台是我国VXI测试技术的重大突破,其主要技术指标:1.硬件环境:内嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI转换器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,还有打印机和UPS等其它必要外设。2.软件环境:Windows98操作系统;支持标准模块驱动器(VISA32)。3.软件特性:可编辑的图形化编程环境;可自定义的虚拟面板;丰富的数据处理函数;开放的外部程序接口;同时管理VXI、GPIB、1553B、RS232仪器和模块;方便使用的帮助系统。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。 四、电子测试仪器向毫米波推进 众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展,特别是在军事方面,其发展更为迅速。预计未来电子战系统的信号环境将达100~200万个脉冲/秒,装备系统可能要执行几十亿条指令,目前集成电路的处理能力还不能满足军用电子设备的要求,这将影响新一代电子战系统的作战能力,为此必须发展超高速集成电路(VHSIC)。于是集成电路的测试将从几十万门/芯片升至几百万门/芯片,其测试难度相应地大幅度增加。鉴于“现代战争的胜利属于能驾驭电磁频谱的一方”,因此从80年代起,美、苏等国就将毫米波技术纳入新式武器装备研制计划。由于微波/毫米波单片集成电路(MIMIC)能够在一个基片上制作出宽带接收机或宽带功率组件,从而能做出重量小于25磅,体积小于90立方英寸,能随1000g冲击加速度的小型宽带灵巧的投掷式干扰机和多倍频程相控阵干扰单元。但是从若干年的研究看,测试技术已成为制约MIMIC进一步发展和提高的瓶颈。因此近几年我们电子仪器重视向毫米波发展。 信息产业部电子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S参数测试装置及校准件,与主机一起可以进行三毫米波段的幅度和相位精确量;频谱仪的毫米波扩频模块与该所研制的高性能频谱分析仪一起组成系统可实现9kHz~110GHz频段的频谱分析;毫米波功率计探头系列与主机一起实现了微波/毫米波功率的直接测量。南京新联电子设备有限公司研制完成的EE3395型毫米波频率计数器,其频率测量范围达10Hz~110GHz,该产品可广泛用于毫米波电子对抗系统、卫星通信设备、高精度雷达及射电天文等领域。 五、通信测量仪器达到高技术水平 通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。 六、数字化仪器迅速发展 近几年,数字化仪器在迅速发展,我国也在不断研究推出各种新型数字化仪器,譬如数字示波器、数字调制装置、数字化函数/任意波形发生器、数字化频率计数器等众多产品。其中四川川嘉电子有限公司的数字化视音频测量仪,是把若干硬件功能软件化的电子测量仪器,除去众多的基本测量功能外,还可以进行远距离传输和测量,测量23个视频项目和4个音频项目,现为我国广电系统选定的最佳仪器。 其他诸如在光通信测试仪方面,合成信号源方面,VXI总线仪器模块方面、声学测量仪器方面等等,都研制出不少二十世纪末国际水平的产品,但与信息技术的飞速发展相比,我国电子测量仪器必须瞄准世界技术的发展方向,做出与信息技术发展相适应的一流的电子测量仪器产品。 电子测量技术论文:电子测量仪器技术发展论文 中国电子测量仪器经过40多年的发展,为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,特别是经过“九五”期间的发展,我国电子测量仪器在若干重大科技领域取得了突破性进展,为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。 一、成功研制出微波毫米波矢量网络分析仪 我们已经成功地研制了被称为“世界电子测量仪器之王”的微波毫米波矢量网络分析仪。随着我国新体制电子信息系统和新式武器装备的发展,占领和利用有限的频谱资源已经成为高新技术发展和军事电子技术及装备发展的一个重要特点,其中充分利用频谱资源中的电磁波幅度、频率、相位和极化信息是现代电子装备的优秀特点。而现代电子装备的发展又急需能同时获得被测对象的幅度、相位和群时延特性的高性能矢量网络分析仪。特别是雷达相控阵列技术的普遍应用,对相位和群时延特性的测试要求越来越高,因此矢量网络分析仪便成为现代电子装备必备的、关键的测试设备,是其他测试设备无法取代的重要检测手段。另外微波毫米波有源器件CAD技术正在日益普及,而有源CAD的基础是提取有源器件的S参数,当前只有矢量网络分析仪有能力同时获得有源器件的S参数,使CAD的设计结果更接近于实际应用。除此之外,矢量网络分析仪已走出传统的线性网络的应用领域,而在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。另外,以矢量网络分析仪为优秀可以组成天线、RCS、大功率、T/R组件等自动测试系统,因此它的应用领域将是非常广阔的。 为了适应我国的急需,信息产业部电子第41研究所已成功研制成高水平的矢量网络分析仪,该仪器的突出特点主要有以下几个方面: 1.工作频带宽,一次扫描即可完成45MHz~40GHz全频段幅频特性和相频特性的测量。 2.测量精度高,由于采用误差修正技术,大大减小了系统误差对测量结果的影响,即使采用非理想的硬件电路,也能获得高精度测量。 3.大动态范围,由于矢量网络分析仪采用高灵敏度幅相接收机技术和数字信号处理技术,提高了小信号测试灵敏度,拓展了测试动态范围。 4.高速实时测试,由于采用了嵌入式高速计算机技术,将测量校准、测量控制、误差修正、显示控制等过程程序化、软件化,提高了自动化程度和测试速度,使实时测量成为可能。 信息产业部电子第41研究所,经过多年的艰苦努力,该所研制的矢量网络分析仪已实现系列化和家庭化,有十多个型号可供用户选择,包括同轴和波导校准件在内的测试附件齐全,配套性强,能够满足不同层次用户的测试要求,其频率范围可在0.0003~110GHz内选用。 国产矢量网络分析仪的研制成功,使我国矢量网络分析仪的设计和制造水平跨入了世界先进行列,成为继美国之后世界上第二个掌握此项技术的国家,产品的技术水平和品种可以与国外同类产品相比,同时通过对矢量网络分析仪的研制,掌握了多种以矢量网络分析仪为优秀的自动测量技术和自动测试系统。 二、掌握了调制域测试技术,研制成功调制域分析仪 调制域测试技术是二十世纪末出现的一个新的测试技术领域,它与过去我们熟知的时域测试、频域测试成为目前的“三域”测试技术。时域测试是测量输入信号随时间而变化的信号值,是信号幅度与时间的关系。频域测试是测量输入信号随频率而变化的信号值,是信号幅度与频率的关系。调制域测试是测量输入信号随时间而变化的频率值,所产生的显示图形代表信号的调制域,是信号的频率值与时间的关系。调制域测试技术是一门新兴的非常重要的而技术难度又非常大的测试技术,这主要取决于科学技术和电子装备的飞速发展。大家知道,过去大多数电子信息传送的是幅度变化信息,现在转向传送数字信息以后,信息越来越多地作为数字脉冲之间的定时或相位关系的方式传送出去,单单使用示波器或频谱仪这类的以幅度为基础的仪器,就不能满足表征这些数字信号需要了。于是提出了相位数字化新方法。这种方法非常适合测量定时信号、相位编码信号或频率编码信号。调制域测试技术的出现,必将对众多的测试问题做出新贡献。事实已经证明,调制域分析技术,在越来越多的应用领域成为一种不可或缺的测试技术,尤其是在军事电子测试领域更有其重要的意义。 譬如,随着综合业数字网和同步光纤网络等新的数字通信技术进入主流电话系统,其高速传输速率应用传统的测试手段已经不能精确地测量传输信号;再有通信传输中晃动的精确测量,是传输中至关重要的一个问题。由于调制域分析技术可以进行二百万次/秒,64000次背对背的频率测量,因而它是当今唯一能直接显示随时间而变化的晃动技术;再有,调制域分析技术在军事上具有其独特的应用,由于它可以测量、分析迅速变化的频率、时间间隔或相位关系函数,因此调制域分析技术可对这种信号进行调谐,以达到电子装备的最佳性能,以雷达而言,可以消除其盲点,减少目标运动的负效应,改善雷达系统的作用距离和分辨率。此外,调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。总之,调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。 南京新联电子设备有限公司已经研制成10Hz~2.5GHz的调制域分析仪,达到国外同类产品的水平,填补了国内空白,为我国跳频领域的电子设备和军事装备提供了低于国外价格1/3~1/2的测试手段。为了更好地满足测试需要,下一步将继续研制更高频率的调制域分析仪。 三、VXI总线技术取得重大进展 VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国,应用于美国空军电子测量仪器。VXI总线将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的标准,这种模块式仪器平台可以满足未来仪器应用的需要,使电子测量仪器和系统步入一个新的发展时期。VXI总线是一个新的行业标准接口母线,是一种完全开放的、适应多厂家仪器产品(模块、插卡式)的行业标准。这个标准的推出有三个原因:一是适应技术发展的要求,二是多厂家的仪器缺乏互联性,三是军方的需要,而且这是最重要的一个方面。军方需求什么?一是军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性,VXI可以大大减小设备的体积和重量;二是大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是测试系统的适应性、灵活性大为提高;四是价格适中;五是有利于充分发挥计算机的作用。 这个新的总线标准,在美国应用之后,我国各界都非常欣赏,研究者众多。我国经过几年的探索,已经取得了较大的进展,在若干方面实现了具体的应用。如成都电子科技大学测试技术及仪器研究所CAD研究室研制的VXI总线测试软件平台是我国VXI测试技术的重大突破,其主要技术指标:1.硬件环境:内嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI转换器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,还有打印机和UPS等其它必要外设。2.软件环境:Windows98操作系统;支持标准模块驱动器(VISA32)。3.软件特性:可编辑的图形化编程环境;可自定义的虚拟面板;丰富的数据处理函数;开放的外部程序接口;同时管理VXI、GPIB、1553B、RS232仪器和模块;方便使用的帮助系统。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。 四、电子测试仪器向毫米波推进 众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展,特别是在军事方面,其发展更为迅速。预计未来电子战系统的信号环境将达100~200万个脉冲/秒,装备系统可能要执行几十亿条指令,目前集成电路的处理能力还不能满足军用电子设备的要求,这将影响新一代电子战系统的作战能力,为此必须发展超高速集成电路(VHSIC)。于是集成电路的测试将从几十万门/芯片升至几百万门/芯片,其测试难度相应地大幅度增加。鉴于“现代战争的胜利属于能驾驭电磁频谱的一方”,因此从80年代起,美、苏等国就将毫米波技术纳入新式武器装备研制计划。由于微波/毫米波单片集成电路(MIMIC)能够在一个基片上制作出宽带接收机或宽带功率组件,从而能做出重量小于25磅,体积小于90立方英寸,能随1000g冲击加速度的小型宽带灵巧的投掷式干扰机和多倍频程相控阵干扰单元。但是从若干年的研究看,测试技术已成为制约MIMIC进一步发展和提高的瓶颈。因此近几年我们电子仪器重视向毫米波发展。 信息产业部电子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S参数测试装置及校准件,与主机一起可以进行三毫米波段的幅度和相位精确量;频谱仪的毫米波扩频模块与该所研制的高性能频谱分析仪一起组成系统可实现9kHz~110GHz频段的频谱分析;毫米波功率计探头系列与主机一起实现了微波/毫米波功率的直接测量。南京新联电子设备有限公司研制完成的EE3395型毫米波频率计数器,其频率测量范围达10Hz~110GHz,该产品可广泛用于毫米波电子对抗系统、卫星通信设备、高精度雷达及射电天文等领域。 五、通信测量仪器达到高技术水平 通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。 六、数字化仪器迅速发展 近几年,数字化仪器在迅速发展,我国也在不断研究推出各种新型数字化仪器,譬如数字示波器、数字调制装置、数字化函数/任意波形发生器、数字化频率计数器等众多产品。其中四川川嘉电子有限公司的数字化视音频测量仪,是把若干硬件功能软件化的电子测量仪器,除去众多的基本测量功能外,还可以进行远距离传输和测量,测量23个视频项目和4个音频项目,现为我国广电系统选定的最佳仪器。 其他诸如在光通信测试仪方面,合成信号源方面,VXI总线仪器模块方面、声学测量仪器方面等等,都研制出不少二十世纪末国际水平的产品,但与信息技术的飞速发展相比,我国电子测量仪器必须瞄准世界技术的发展方向,做出与信息技术发展相适应的一流的电子测量仪器产品。 电子测量技术论文:数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用 摘 要:数字信号处理技术在电子仪器测量中是非常重要的,人类社会的发展是离不开测量的,电子仪器在使用的过程中主要的作用就是要进行相应的测量,因此,将数字信号处理技术应用到电子测量仪器领域就变得越来越重要。本文就是对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行分析,为相关的研究提供借鉴。 关键词:数字信号处理技术;电子测量仪器;应用 数字信号处理技术就是指利用计算机或者是其他的信息设备来对相应的信号进行分析和处理,从而得到有用的信息的过程的一门技术。数字信号处理技术可以将同一类型的信号转变为数字信号,这样计算机就可以进行相应的处理。目前,人们对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行了大量研究,数字信号处理技术对于电子仪器的测量有着非常重要的意义,必须要重视数字信号处理技术。 一、数字信号处理技术的重要性 (一)测量的作用 测量也可以使得生产活动的行为更加规范,在机械零件制造的过程中,已经生产完成的机械零件必须要进行相应的检查,判断这些零件是否符合相应的标准,而且通过测量也可以了解相应零件的各个环节是否符合零件的使用要求,工作人员对于零件的参数进行充分的了解,才能够在生产制造的过程中落实到每一个生产环节。 (二)数字信号处理的意义 测量技术在不断地发展,目前测量工作使用的都是电子测量仪器,电子测量仪器的应用使测量结果更加精确,也提高了测量的效率,但是电子测量仪器的测量结果都是利用电信号的形式来进行表示的,这样测量人员就很难对测量结果进行相应的分析,但是数字信号处理技术可以将电信号进行转化,转变为数字信号,这样工作人员就可以利用数字信号处理技术来对相应的数字信号进行分析,保证了后续工作的稳定运行。在电子测量仪器测量的过程中,如果使用的是直流电压,那么就要进行数模转换,如果使用的是交流电压,那么就要先进行交流电压和直流电压的转换,之后再进行数模转换。这样就可以使得测量的结果更加准确。通过相应的实验可以发现数字信号在利用的过程中可以对整个电子测量仪器的测量过程进行简化,这样复杂的问题简单化,就使得工作人员的工作效率提升,减少了各种因素对于测量结果的不利影响。 二、数字信号处理技术在电子测量仪器领域的应用 (一)在发生器上的应用 发生器就是信号源,这是一种十分重要的电子测量设备,发生器使用的是频率合成技术,但是无论是直接的数字频率合成技术还是间接的锁相式频率合成技术,都必须要利用低通波滤器来完成相应的测量工作,数字信号处理技术的主要内容就是进行滤波,而合成信号源能够克服晶振仅仅能够提供特定频率的相应缺陷,提高了信号输出频率的准确性和稳定性,还能够使得输出信号频率达到与基准频率相同的高度,在这样的情况下,数字信号处理技术就能够提高发生器的功能,使得信号源变得更加稳定。 (二)在电业测量中的应用 电子测量的过程中,电业测量是非常常见的,也是最为基本的测量方式。电业测量的机理就是将测量的电压转变为直流电压之后再进行相应的测量。目前电业测量已经被数字化,数字信号处理的过程中涉及两个优秀的问题:一个是交流电压和直流电压转换之后再进行A/D转换,另一个就是在得到了直流电压的时候直接进行A/D转换。但是无论是哪一种转换,A/D转换所包括的量化和取样都是数字信号处理技术中非常基础的环节。在实际的应用中,将这两者应用在了电压表上,这样电压表的测量准确性就得到了一定程度的提升,测量的范围、抗干扰能力和分辨能力都得到了提高。 (三)在示波器中的应用 示波器是一种利用波形硐允静饬拷峁的一种电子测量仪器,被测量的信号必须要将电子束打在相应的荧光物质上,这样屏幕上就会显示出相应的图像,工作人员就可以对所显示的图像进行分析和解读。如果使用的是常规的电量,那么示波器均能够进行相应的显示,例如频率、峰值、电流和电压。但是如果遇到了特殊的电量,就要通过一定的调整才能够利用示波器进行测量,例如调幅度和相位差等。示波器是一种常见的电子测量仪器,但是示波器在使用的过程中必须要符合相应的规范,如果违背了相应的操作要求,就会导致测量结果出现偏差。在正常的情况下,示波器设备所显示出来的图形能够准确地描述出被测量的信号,以下就是对数字信号处理技术在电示波器中的应用进行分析: 如果将示波器设备当作是信息系统,那么就可以得到相应的关系式:s0(t)=s(t)*h(t)。 其中,s(t)是我们需要测量与观察的相应信号,s0(t)是在示波器上所显示出的相应的波形,*是一种卷积运算的符号,h(t)是指已经输入的信号源。因此为了保证测量人员所观察的信号和示波器上所显示出来的信号的契合度较强,那么就要保证示波器的输入激响能够满足迪拉克函数的要求。这一函数为h(t)=δ(t)。 只有这一函数成立的时候,s0(t)与s(t)才能够相等,按照斯彭斯的信号理论可以得知,如果上述的说法要想成立,那么就示波器的宽带就要无限大,但是在实际的应用中,这一条件是无法达到的。而且示波器在使用的过程中,还会受到相应的3db带宽的影响。进行估算的时候,使用的是方根原则,而且被测量的信号就是高斯信号,而且高斯信号也是方根原则能否成立的关键,在实际的应用中,高斯信号极少,这样就导致了高斯信号与示波器之间会出现较大的误差。要想减少这一误差就要利用数字信号处理中的反卷积技术,相应的关系式如下:s(t)=s0(t)(l/*)h(t)。 在这一公式中,l/*就是指反卷积计算,在这对关系式中可以将误差缩小,这一计算公式在过去仅仅是在理论推力中得到广泛的应用,而在实际的应用中很少被应用。但是在科技不断发展的今天,通过数字信号技术就可以将这一理论应用到具体的项目测量中,使得电子测量仪器的应用范围更加广泛。 假设使用一个标准信号,将其输入到相应的示波器中,并且将这一输出信号设定为s(k),在这样的情况下,就能够准确地计算出示波器对于信号的离散型算式h(k),在对这一离散型算式进行存储的过程中,需要加存一个信号重构的反卷积算法,在这样的情况下,就可以得到以下的结论:无论示波器达到了什么样的标准,信号是否存在着失真的现象,都能够根据现有的信号进行重构,从而得出我们想要得到的信号。这样,进行电量信号的观测便无须再受到示波器的限制。 结论 人类社会发展的过程中永远离不开测量工作,其是社会生产实践活动的重要基础,而电子测量技术与电子测量仪器则是当前测量工作所使用的高级手段,为实现测量工作的精确化提供了重要保障。通过上文我们可以看出,数字信号处理对于提高电子测量效果以及电子测量仪器的使用有着非常重要的作用,甚至能够让电子仪器测量的性能提高至原效果的数倍以上。虽然当前该种方式仍然存在着一定的问题,但这也为我们的研究提出了更加丰富的思路,让我们可以进一步在科学的高峰上继续攀登。 电子测量技术论文:虚拟电子测量仪器技术 摘 要 近年来出现的虚拟仪器突破了传统仪器的束缚,是仪器发展史上的一次革命。虚拟仪器技术是以计算机为优秀的测试测量仪器组建技术,由计算机操纵,利用高性能的软硬件平台及模块化硬件板卡,结合高效灵活的应用软件,完成各种测量、测试任务。 【关键词】虚拟仪器 测量 LabVIEW 1 虚拟仪器概述 虚拟仪器(Virtual Instrumentation)是一种计算机控制的仪器系统,以通用化计算机作为优秀的硬件平台,由使用者自己设计定义,具有计算机操作界面,测试功能由软件来实现。它通过应用程序,将通用化计算机与功能化硬件相结合,这样使用者可以通过友好图形界面,自己操作计算机,完成对被检测量的采集、判断、分析、显示、存储数据等功能。 1.1 虚拟仪器与传统仪器的比较 虚拟仪器是以计算机为基础的软硬件测试平台,它可代替传统测量仪器并自由构建专有仪器系统。传统的测量仪器受到硬件的限制不能发挥很大的互联。而虚拟仪器将仪器硬件搭载到计算机平台,再加上应用软件,将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合,大大缩小硬件成本和体积,通过软件实现对数据的显示、存储及分析处理。 1.2 虚拟仪器系统的构成 虚拟仪器系统由硬件和软件构成,硬件是基础,软件是优秀。基本硬件是计算机和信号采集调理部件。计算机自身包括微处理器、储存器、显示器等部件;信号采集调理部件为GPIB仪器控制模块,VXI/PXI,仪器模块/总线标准模块以及数据采集卡。软件构成主要有开发平台软件和用户应用软件。目前使用最多的计算机语言是美国国家仪器公司(national instruments,NI)的LabVIEW。LabVIEW全称laboratory virtual instrument engineering workbench(验室虚拟仪器集成环境),是功能强大灵活的仪器和分析软件应用开发工具,图形化,用图标来代替文本行,创建应用程序。 LabVIEW具有以下主要特点:图形化的仪器编程环境;高效内置的程序编译器;灵活的程序调试手段;数据采集与仪器通信应用的支持;数据处理和分析函数库;支持多种系统平台;开放式的开发平台等。LabVIEW程序包括三个部分:前面板、框图程序、图标和接线端口。前面板模拟真实仪器前面板;框图程序利用图形语言控制前面板上的对象;图标和接线端口把LABVIEW程序定义成子程序,实现模块化编程。 2 虚拟电子测量仪器概述 2.1 传统仪器测量系统概述 传统电子测量仪器,如信号发生器、逻辑分析仪、示波器、频谱分析仪等,都是硬件化的技术方案,因其结构上的先天局限性,决定了相互之间没有令人满意的互联与通信机制,不能实现充分的信息与资源共享,所以在不改变设计思路的情况下,难以组建成综合测试系统或电子测量平台,也就不能完成对被测系统的综合分析、评估,进而得出准确判断。 2.2 虚拟电子测量仪器集成系统设计概述 虚拟仪器技术是以计算机为优秀的测试测量仪器组建技术,由计算机操纵,利用高性能的软硬件平台及模块化硬件板卡,结合高效灵活的应用软件,完成各种测量、测试任务;除信号的输入输出外,测量、控制、分析、变换、显示等功能均由软件来实现。 2.3 虚拟仪器与传统仪器测量系统比较的优点 虚拟仪器技术的优势是,使用者可以自定义专用仪器系统,功能灵活容易构建,应用面广。它符合“硬件软件化”发展趋势,被称作“软件仪器”。它的功能齐全且多样化,价格合理,因此具有很强的竞争力,在仪器计量领域有很大的发展空间。它主要有以下特点:软件是虚拟仪器的优秀;性价比高;缩小仪器厂商与使用者之间的距离;扩展性强,开发维护费用低,可配置性强;有良好的人机交互界面;信息量大,测试过程完全自动化,数据可编辑、打印、存储,有完整的时间记录和测试说明;通过软、硬件的升级,可便捷地提升测试系统的水平和能力;信号电缆少,故障率低,有操作保护;系统开放、灵活,功能可更改,技术更新快;可以和其他设备互联;软、硬件都具有模块化、开放性、可重复使用及互换性等特点。 3 虚拟电子测量仪器设计原理 虚拟电子测量仪器的软件应用程序,由LabVIEW编程环境开发,动态链接库通过CLF节点调用,达到与USB控制器的互联通信。LabVIEW程序编写分为前面板和后面板,前面板有登陆界面和各个虚拟仪器界面。后面板是编程程序框图,对前面板的各个模块进行编程,再把它们整合在一起,组成一个大的、整体的程序框图。 程序设计中,使用软件模板提供的旋钮、按钮、开关、数字显示、图表、图形等控件,在前面板设置输入输出对象,按照使用者的实际需求,设计图形化交互界面。框图程序设计是图形化程序的源代码,与前面板一一对应,使用软件提供的结构控制、数值运算、字符串运算、数组运算、布尔运算、信号分析、波形处理、文件输入输出、仪器控制等控件,按照使用者的需求,控制和分配前面板的输入输出。程序中的数据信号根据程序逻辑关系,沿数据线流动,满足“数据流驱动”。 在虚拟电子测量仪器中,硬件部分由USB控制卡,信号发生卡和信号采集卡组成。12V电源供电,通过USB2.0连接到计算机,与软件连接相通。 作者单位 榆林职业技术学院神木校区 陕西省榆林市 719300 电子测量技术论文:《电子测量技术》课程中应用Proteus仿真的教学改革实践 【摘 要】分析目前高职《电子测量技术》课程教学中存在的问题,研究将计算机仿真技术应用于课程教学中去,采用项目教学法,使得学生加深对基本知识的理解,提高学生的动手能力和研发能力,培养学生成为与时俱进的创新型人才。 【关键词】电子测量技术;Proteus仿真 1 电子测量教学中存在的问题 《电子测量技术》是高等职业院校电子信息类专业的一门专业课,其目的在于使学生理解常用电子测量仪器结构、原理,会正确选择和使用电子测量仪器进行测量,培养学生成为具有电子信息技术基本技能和综合职业能力的,在电子信息领域适应生产、建设、管理及服务第一线工作的高级技术应用型人才。该课程传统的教学方法多采用老师首先讲授理论,然后再实验室验证性实验的方法,随着现有高职生源水平的下降,传统的教学方法已经不能取得良好的教学效果,这就要求教师要根据实际情况,利用先进的教学手段和技术条件进行教学方法和形式上的改革。 多媒体技术是现代教育的一种有效的教学手段,教师可以将晦涩难懂的理论知识利用图片,动画等多种形式演示出来,既能引起学生兴趣也能使学生更容易理解知识。但是单纯的图片或者动画演示对于《电子测量技术》这门课程显然的不够的,它涉及到很多具体电路和仪器的工作原理,这些仪器的构成原理和使用方法较难理解。 2 Proteus仿真在电子测量教学中的应用 计算机仿真技术已成为现代工程中的一种有效手段,所以我们在教学过程中使用了电路仿真软件Proteus。Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的一款EDA工具,它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。 我们以信号发生器为例,将计算机仿真技术应用与教学中来,采用项目教学法,让学生利用之前所学的电路知识设计信号发生器。 信号发生器总方案如下: 信号发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件,也可以采用集成电路。产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波―方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题采用先产生正弦波波―方波,再将方波变换成三角波的电路设计方法。由RC桥式正弦波振荡器产生正弦波,经过迟滞比较器产生方波,再由积分电路产生三角波。 学生通过设计信号发生器的电路了解了信号的发生器的结构原理,也对振荡器,延迟比较器和积分电路原理和应用有了更深的掌握。而且通过计算机仿真软件来设计和搭建电路也节约的时间和硬件等资源,同时也避免了搭建实际电路时,由于焊接水平影响而出现的一些问题和故障。 3 总结 将Proteus仿真技术应用于《电子测量技术》这门课中,不仅使教学方式和考核方式多样化,也激发了学生对学习的兴趣和主动性,提高了教学效果和实践能力,也有助与学生在国家电子类各项竞赛中取得优异成绩,对毕业设计,创新项目和课外活动也起到了一定作用。 电子测量技术论文:以省精品资源共享课为契机 加强《电子测量技术》课程建设 摘要:以省精品资源共享课为契机,从课程体系、教学方法、课程资源、教材建设、实践教学等方面入手,加强《电子测量技术》课程建设。通过启发式讲授、案例法强化、探究力引导、前沿性引入、任务性温故的教学手段,以及“仿真―调试―实验”的自主性实践模式,激发学生学习兴趣,培养学生自主学习的能力和创新性思维的形成。 关键词:电子测量;资源共享;精品课程;教学改革 一、引言 《电子测量技术》是高等院校仪器仪表类和电子信息科学技术类学生的一门重要专业基础课,是电路理论、模拟电子线路和数字电路等基础课知识的延续和深化,又和后续专业课程衔接,起着承上启下的作用。课程具有较强的理论性、实践性和应用性。通过学习,使学生能够掌握电子测量的基本原理、方法及操作技能,在以后科学实验和生产实践中能制定先进的测量方案,合理地选用测量仪器,正确处理测量数据,具有初步的科学研究和科技开发能力[1]。近年来,测试技术迅猛发展,与其他学科交叉融合,为本课程的发展提供了一个广阔的空间[2]。电子测量技术是学生将来从事科研开发是不可缺少的知识和技能,也是电子信息用人单位检验学生工程能力的重要方面。根据近年毕业生的跟踪调查,真正掌握了测试系统的设计、安装及调试,具备一定科研素质的同学,在就业中深受用人单位青睐。因此,本课程的建设既要从专业自身发展的需要出发,又要从社会上的广泛需求出发,改革电子测量课程的教学与实践方法,培养学生工程项目开发实践能力及创新思维,将本课程建设成为以培养综合型人才为主要目的的高层次精品课程[3,4]。 二、课程体系构建 1.教学内容围绕课程特点。《电子测量技术》不同于其他专业课程,在介绍测量原理的基础上,更侧重于测量方法运用和测量仪表的操作,具有相当强的实用性和实践性,因此其课程教学目标有三个:一是了解电子测量的意义及特点、新型数字仪表的发展趋势,掌握电子测量方法及仪器的分类,测量仪器基本功能与性能,电子测量的基本组成原理,使学生了解专业的前沿发展现状和趋势。二是能够运用误差理论对各种电量和电参数的测量仪器进行误差分析,并对测量数据进行处理,使学生具有综合运用电子技术工程学科理论和技术手段分析并解决工程问题的基本能力,并能够对研究结果进行分析的能力。三是掌握电子示波器、数字万用表等常见电子测量仪器的基本组成及工作原理和使用方法,使学生具有在电子测量工程实践中掌握并使用电子技术、技能和现代化电子测量工程工具的能力,具有测量系统研究、开发、设计、制造的基本能力。 2.知识结构脉络清晰。在整个课程的讲授过程中始终贯穿测量原理―测量方法――测量系统―测量误差分析―测量仪表应用这一主线,按照知识衔接顺序,由易到难安排教学内容。首先介绍误差的基本概念、来源、性质、估算法方法、减小措施、要求学生掌握误差的表示及在电子测量范围内测量误差的估计、测量数据的处理等。然后介绍电压测量技术,让学生重点掌握交流电压表的定度及波形误差,掌握常用A/D转换器工作原理。再依次介绍波形测试技术、频率和时间的测量技术、集中参数测量方相位差测量技术等,知识结构如下页图1所示。 3.教学内容精练先进。测量误差分析及各参量测量原理理论性较强,对这部分知识要归纳提炼,把复杂的理论简单化、通俗化,使之易于理解。而对测量方法及测量仪表的介绍要注重引入新知识、新器件、新仪表,力争体现电子测量技术的最新发展方向,使学生掌握较前沿技术,为将来步入工作岗位及尽快适应工作打下基础。 三、教学方法改革 1.启发式讲授。在课堂上,教师是指挥官,要让学生跟随着教师的指挥棒,教师就必须有足够的吸引力。本课程理论性比较强,若想吸引学生的注意力,调动学生的积极性和主动性,必须经常提出一些具有启发性、诱导性的问题,让学生发表自己的观点和看法,增强课堂的教学气氛。比如在讲各种积分式AD转换器原理时,要让学生注意积分器的输入信号是什么,有什么特点,让学生先思考,然后带着问题听讲,这样在师生互动的基础上,培养学生多思考、多提问、多研究的良好习惯和积极、灵活的思维方式[5]。 2.案例法强化。在讲授理论原理之后,要适时引入案例,加深与强化学生对理论知识的理解。案例要通俗易懂,计算过程要简单,最重要的是案例之后要引导学生学会归纳总结,得出重要的结论,意在培养学生的分析问题、解决问题的能力。比如在讲授完每一种AD转换原理之后,给出该类型转换器的典型芯片应用实例,通过实例加深对原理的理解,在此基础上让学生自行归纳该方法的特点。案例强化法,一方面可以牵引学生思路,增加师生互动,活跃课堂气氛;另一方面能够加深学生的理解,引导学生把理论应用到实际中,化抽象为具体,提高学生的理论应用能力。 3.探究力培育。在专业工程认证中要求学生能够顺利阅读专业文献,能够熟练使用技术语言进行有效的技术沟通和交流,因此在专业课程的讲授过程中应该注意引导学生学会科技阅读。让学生检索一篇与电子测量技术相关的科技文献,并进行认真细致的研读,从论文研究什么、采用什么方法研究、完成哪些工作、怎样完成以及研究结果是什么几个方面撰写读书报告,让学生深入体会原文献的研究思路、研究方法和研究结论,培养学生的文献检索能力、归纳总结能力、文字撰写能力,从而来引导学生进行研究性学习。 4.前沿性引入。在该课程的教学过程中,充分结合教师所取得的科研成果,以及校外专家在本领域的报告、相关视频材料,让学生充分了解与掌握本领域国内外的前沿与最新发展动态,引发学生对该学科的浓厚兴趣和求知渴望。 5.任务性温故。在每章讲授结束时,都给学生留有作业思考题,以促进学生的课下复习与总结,达到温故知新的效果。 四、课程资源建设 随着互联网的发展,单一纸质教材已不能满足学生需求,开发网上课程资源,为学生自学开辟了一个新的渠道。本课程利用超星尔雅教育开放平台,从基本资源和拓展资源两个方面建立了系统、完整的网上课程资源。 1.基本资源建设。根据辽宁省精品资源共享课的要求,基本资源必须要能够反映教学思想、课程内容、教学方法等内容,包括课程简介、课程视频、课程团队、教学大纲、授课教案、演示文稿、案例、练习、作业等反映教学活动必需的资源。基本资源按照理论、实践两类来组织,理论部分包括理论课程的知识模块(课程模块)构成。模块概要包括学习目标、学习指南、知识内容、练习、实践、作业、案例、常见问题、测验(试题和试卷)、知识结构和参考资料目录等资源构成。知识点由学习指导、知识内容、教学录像、练习、测验(试题和试卷)、案例、演示文稿和与之相关的资料素材构成。实践部分由实践单元构成,实践单元由实践目的、实践内容、实践指导和素材等一系列资源构成。 2.拓展资源建设。拓展资源是指导学有余力的学生进行拓展学习的资料,是多样性和交互性辅助资源。包括对应章节知识的网站链接、相应芯片及测量仪表的使用手册、文献资料及案例库等。 五、教材建设 教材建设也是课程建设的一个重要组成部分,教材的好坏直接关系到授课质量的优劣。课题组经过多方调研讨论,搏众家之所长,组成由沈阳工业大学、沈阳理工大学和大连交通大学联合教材编写小组,拟编写高等学校仪器类“十三五”规划系列教材之一《电子测量技术》教材,已与电子工业出版社达成出版意向。本教材内容丰富、层次清晰、体系完整,强调理论与实践的结合。在讲述电子测量中的基本概念的基础上,系统阐述电子测量的原理与方法,以及现代电子测量仪器的原理与应用。具有内容的连贯性和全面性,知识的科学性和前瞻性。新颖之处在于该教材采用二维码形式提供扩展资源,方便学生自主学习。 六、实践教学改革 实验教学是高等教育的重要组成部分,是影响人才培养质量的关键,实验教学对培养学生发现问题、独立思考和解决问题能力起着至关重要的作用[1]。 1.精选实验内容,合理安排时间,及时更新设备。由于学时有限,实验内容要精练,实验时间要合理,要克服以往集中实验的弊端,每个实验都安排在相应理论讲授之后,称热打铁,可以达到很好的实验目的。实验设备要及时更新,淘汰了原有的旧设备,新购进40套常用电子测量仪器,对实验教学内容进行全面改革,编写了新的实验指导书。 2.采取“仿真―调试―安装―实验”模式,培养学生的综合设计能力。改革传统的验证性实验教学,先利用仿真软件进行仿真设计,改变输入条件,观察输出结果;然后给学生发放裸板和元器件,由学生利用课外时间自行安装调试,最后实验课上自行设计实验步骤,与仿真结果进行对比。这样学生由被动实验变为主动实验,既给学生充分展示自己的机会,同时也让授课老师了解学生对哪些知识点掌握有欠缺和不足。 3.与课程设计相结合,加强实训。鉴于电子测量课程与其他学科联系的紧密性,可以把电子测量课程与课程设计结合起来,通过课程设计进一步强化电子测量的理论知识,把课堂中学到的知识与实际项目相衔接。比如与电路仿真课程设计相结合,通过对峰值检波电路、均值检波电路的仿真加深对电路的理解。再比如与单片机课程设计联系起来,以单片机为优秀,设计一个简单的电压表或频率计。还可以利用设计的简单电路进行测试,根据测量数据进行误差分析,计算出测试精度等,这些可以加深学生对电子测量基本知识的理解和应用,达到学以致用的目的[6]。 七、建设成效 经过课程组多年来的努力,《电子测量技术》课程已于2015年获批为辽宁省精品资源共享课,并在超星尔雅教学平台上共享使用,而且正进行跨校选课的尝试。 1.资源特色。①教学团队经验丰富。经过这几年的努力,逐步形成了一支充满活力、教学特色鲜明的教学团队。课程组两位主讲教师教龄均为20年以上,长期工作在教学第一线,有着非常强的责任心和丰富的授课经验,深受学生喜爱,其中贾丹平被评为沈阳市三育人先进个人、沈阳市首届高校青年教师师德先进个人、沈阳工业大学教学优秀教师。②课程内容适合共享。课程体系脉络清晰,原理知识精练概括,应用技术与时俱进,课程内容涵盖了电子测量技术的基本原理、基本方法、综合应用等,具有基础性、科学性、可持续性特点,适合在网上公开使用。③课程资源充足完备。运用现代教育技术,进行教学方法和手段的改革,不断提高教学质量。探索与实践了现代教育技术与课程教学相整合的模式,构建了包括教材、配套课件、授课电子教案及网络课程等多种媒体构成的立体化教材,为学生提供了良好的多媒体学习环境和丰富的教学资源。④师生交流便捷通畅。本课程的网络资源可以对各类文件进行浏览、下载、评价,这大大地提高了课程资源的使用效率。可以通过答疑、讨论、作业等多种方式进行师生互动,发挥网络优势,实现线上线下相结合、课上课下相结合,有效提高教学质量,促进学生自主学习能力的提高。 2.课程特色。①重视学生的学习兴趣及学习能力的培养。采用案例式、启发互动式教学,提高学生学习兴趣,将科学素质培养融入课堂教学,以讲授内容为主线,传授科学思维、创新精神、研究方法,培养学生的学习能力。②跟踪新技术,教师科研成果进课堂。融合最新技术和科研实践,把最新技术带给学生,使课堂成为培养创新能力的舞台,学生由被动接受,变为主动探索与创新,为培养高质量人才提供了有力支撑。③充分利用网络教学平台资源。其不仅给学生提供了一个自学的空间,也给师生提供一个交流互动的空间。④注重学生实践能力的培养。通过“仿真―安装―调试―实验”模式以及读书报告训练,培养了学生自主思考、自主分析、自主设计的综合实践能力。 电子测量技术论文:电子测量技术》课程实验教学改革的实践与探索 摘要:为使学生更好的掌握电子测量技术的基本理论和相关仪器设置的使用,提高学生解决电子测量技术领域问题的能力,主要针对实验教学进行了改革的实践。通过实验设计型实验内容安排和考核方式的调整,培养了学生对电子测量技术理论和知识的理解和应用的能力。实践证明这些教学改革能提高学生对于专业知识的兴趣,加深学生对课程的理解,提高学生的设计能力和综合分析能力,获得了较好的教学效果。 关键词:电子测量技术;实验研究;设计型实验 电子测量是电子技术中进行信息检测的重要手段,它是一门发展快、应用面宽、实践性强的重要学科,在当今的信息化社会中发挥着重要的作用。“电子测量技术”课程是电子信息类专业中一门重要的专业必修课程。 “电子测量技术”课程的主要任务是使学生掌握近代电子测量的基本原理和方法,熟悉新型电子测量仪器的应用技术,在科学实验中能够制定先进,合理的测量和测试方案,具备正确选用测量仪器、设计合理测试方案、科学严格地处理数据、以获得最佳结果的能力。 电子测量技术实验教学一方面建立在理论教学的基础之上,是对理论教学进行服务的实践教学环节,它对理论教学有画龙点睛的作用;另一方面其效果应高于理论教学的内容,是将理论教学转化为实验测试能力的关键环节,对理论教学有升华的作用。电子测量技术课程实验对于电子信息类专业学生的综合素质的培养有着十分重要的意义,其教学效果直接影响后续专业课程及专业技能的培养。 1传统电子测量技术实验存在的问题 受有限的资金和实验条件的限制,传统电子测量技术实验教学以验证性实验为主,忽视能力培养。实验教学仅作为验证和巩固理论教学的附属,使实验教学缺乏设计性、研究性、综合性、创造性和实用性,忽略了对学生能力的培养。而且,在实验内容的设计和安排上,传统的实验内容大多是按照指导书使用一些测量仪器进行规定的测量,比较单调、片面,学生为了使用而使用,照本宣科的进行实验操作,收获甚少,且挫伤其对电子测量技术实验课程的兴趣;另一方面,实验中安排的仪器在前期课程中已有使用,如万用表、信号源、示波器等,使学生极其轻视电子测量实验,认为其无新内容甚至可有可无。 传统的验证型实验使电子测量实验偏离了实验的初衷,单一的实验教学方式,陈旧的实验教学内容,使得电子测量实验环节的教学效果受到极大的限制。实验变成了对电子测量仪器的认识和简单操作,学生掌握了各种测量仪器的使用方法,却不能够自主完成对某待测量的设计、测试、分析以及处理数据的测试过程;而电子测量实验的真正目的是培养学生具有正确选用测量仪器、设计合理测试方案、科学严格地处理数据、以获得最佳结果的能力。不难看出,电子测量实验环节达不到本学科教学目的,离社会需求更是相差甚远。 结合学校的质量工程建设,对电子测量实验进行了改革。改革坚持“一个中心、两个基本点”的原则,“一个中心”即以培养学生综合测试能力为目标,“两个基本点”即熟练掌握测量仪器的原理和使用、熟练掌握测量原理和方法。改革的目标确定为:在熟练掌握常用测量原理和方法和常用电子测量仪器的原理和操作的基础上,能根据被测对象正确选择测量方案和仪器,能对测量结果进行正确的误差分析和数据处理,切实提高学生动手能力和创新意识,增强学生的综合测试能力。结合改革的目标,我们做了如下改进: 2电子测量技术实验教学改革的实践探索 对于电子测量技术课程实验教学的问题,我们针对学生的能力和认知特点,结合学院实际情况,对电子测量技术实验教学提出了一些新的思路,并在此基础上进行了实践和探索。 1)在内容方面,建立3个层次递进的实践教学体系:验证型实验、设计型实验和综合型实验。 验证型实验的目的是加深学生对测量仪器原理的理解,掌握常用测量仪器如万用表、信号发生器、示波器等的使用方法。改革后的实验体系中保留了1个代表性实验(实验1)。通过对电阻电容、二极管、三极管等常用分立器件量值的确定,熟悉万用表、LRC测试仪的使用;采用信号发生器发生波形,输出给示波器观察,从而熟悉信号发生器和示波器的使用。 设计型实验要求学生利用实验室已有的仪器设备和材料,自己设计实验方案,在实验室完成实验任务。一般要求在实验前一周查阅实验所需要用的设备的相关技术资料,阅读使用说明书,并观看相关视频,设计基本的实验方案和步骤;做好了前期的准备工作,每组同学带着设计好的实验测试方案进入实验室,实验时间学生就可以根据设计的实验方案搭建简单的电路,并进行测试,记录相应数据;实验结束后,要求对于所得到的数据要做详细的、有计划的、科学的数据处理,撰写实验报告。 改革后的电子测量技术实验以设计型实验为主,实验2、3、4均为设计型实验。 例如对于RC电路特性的测试实验,该实验学时为4学时,学生需要进行无源RC电路仿真设计,确定其电路元件参数;进而选择电路元件搭建和焊接电路,根据自己的电路特点设计相应的电路特性即幅频特性、相频特性测试方案。通过对RC电路特性的实验设计及实现,要求学生能够熟练掌握基本测量设备的使用,并且熟练掌握幅频特性、相频特性测试方法,对电路中关键器件对电路特性的影响有一定的认识。在改革前的实验中,要求学生用信号发生器发生不同信号,用示波器对其进行测试,以掌握电压的测试方法。但是学生在做实验时索然无味,更不可能加以认真的思考和分析。改革后的实验将电压测量等知识点融入到实验中的各个环节中。学生在测量幅频特性的时候需要考虑所测电压的使用何种表征方法,电压幅值和频率的关系如何测试,示波器的频率特性等;另外,相频特性测量中需要考虑示波器测量相位差的方法等等。 2)在学生分组方面,我们按照班级人数确定,一般4人一组,要求小组成员分工明确,各司其责,同时充分发挥团队精神,确定合理、完备的测试方案。在其实验报告中,列出本小组的成员以及分工情况,详述本人分工的工作情况。同时,在测试过程中,每位同学必须有各自独立的测试,记录各自独立的测试数据并进行相应的数据分析。 3)在考核方面,我们对实验教学设立了独立的考核环节。实验考核内容为开放式的综合性实验设计,时间为2周。通常电子测量技术课程的所在学期学生还有教学实习课程即收音机焊接实习课程,按照要求每位学生都要焊接的自己收音机作品。对于电子测量技术实验的考核则结合收音机焊接实习开展,要求每位学生查阅资料,对自己焊接的收音机进行电路特性的测试设计和调试,由实验指导老师根据实验设计水平、设备操作熟练程度以及调试结果现场打分,并最终提交一个完整的报告。作为本门课程实验环节的考核。通过改革考核方式,增强了学生的动手实践能力和独立解决问题的能力;也为指导老师客观、公正、全面地反映学生的掌握情况和能力。 3教学效果 改革后的实验内容体现出重应用、重技能、重素质的特点,要求学生在实验过程中运用所学的理论基础知识来指导设计并独立完成,其成效是显著的,一方面,在参与实验的过程中,一切由学生独立思考和动手,学生在课堂上学习的理论知识得到了验证和应用,从而提高了学生的实验兴趣,学生的设计技能、调试技能、测试技能和实验研究技能得到了充分的训练。另一方面,实验内容的安排贯穿了整个电子测量技术理论教学的各个知识点,学生在实验设计的过程中需要相应的电子测量技术的理论知识支撑,从而促进了学生对于课堂理论教学内容的学习兴趣,更激发了学生对于电子测量方法和原理和学习和探索欲望。 综上,学生在进行了电子测量技术的课堂及实验教学环境的学习后,能够在熟练掌握常用测量原理和方法和常用电子测量仪器的原理和操作的基础上,能根据被测对象正确选择测量方案和仪器,能对测量结果进行正确的误差分析和数据处理,切实提高了学生动手能力和创新意识,增强了学生的综合测试能力。 4结束语 经过不断的改革与实践,将电子测量技术实验逐渐转变成学生喜欢且重视的环节,学生的学习兴趣明显提高,在实验过程中更是培养了学生的团队合作精神以及独立解决问题的能力。改革后的实验大大增加了老师指导实验的工作量,十分辛苦,但是看到电子测量实验中涌现出一批理论知识扎实,动手能力强的学生,我们颇感欣慰。电子测量实验也成为后续的大学生创新大赛发现和选拔人才的重要环节,电子测量实验室成为实践创新能力培养的重要基地。 电子测量技术论文:浅析电子测量技术的走向和发展 【摘要】随着科技的日新月异,世界进入了信息爆炸时代,层出不穷的新设备新技术诞生,逐渐改变着人们的生活方式。新的技术逐渐替代旧的技术,其中之一,便是电子测量技术。 【关键词】电子测量,发展,走向 前言 科技改变生活,随着改革开放的成功,我国人民的生活水平不断提高,越来越多的新技术新设备应用于我们的日常生活中,电子测量技术作为一种新兴技术,越来越广泛的应用到了我们的生活中,它的出现,能够精确测量许多之前很难检测的数据,为我们的各种工作,提供了安全保障,方便人民工作,现在,就让我们一同来认识一下电子测量技术的发展。 1电子测量技术发展 随着电子测量技术的发展和成熟,电子测量技术慢慢从一种理念技术,逐渐走入生产实际中,在人类的生产生活中,具有越来越重要的地位和作用,它广泛应用于测量电能量、信号特性及其所受干扰、元件及电路参数等电学专业的测量。 这是一门新兴产业,具有高知识密集性、高技术性的特质。无论是国内还是国际,都具有广泛的市场,特别是随着市场的不断成熟,电子测量技术可挖掘的空间将会越来越多。电子测量技术并非是一项独立的科技,它包括了很多领域,比如微电子技术,光学,计算机技术等。电子测量技术是一门综合性学科,随着各种技术的成熟和发展,它的通用性和可实际操作性越来越得到广大公司和用户的认可,数据的可信度越来越高。 随着材料,仪器等的不断提升,随着新的测试理论、测试方法、测试领域以及新的仪器结构不断涌现,在电子、电力、航空、航天、能源、交通、广播、电视、通信及其信息系统、微电子及电子元器件测试等方面已冲破了传统仪器的概念。 2电子测量技术的走向 2.1电子测量技术的优势 相对于传统的测量技术来说,随着电子测量技术的成熟与发展,它的优势是毋庸置疑的。电子测量技术具有测量频率范围宽、量程大、精度高等优势。特别是在一些特殊环境下,比如深海压力大,温度高,环境险峻等因素,传统的测量方式是无法与其竞争的。现代的电子测量技术不仅降低了测量人员的工作量,也大大增强了他们的竞争力和工作效率。 比如现在的房地产项目中,现代企业开发了很多简单实用的测量工具,比如激光电子测量。我们的测量人员在墙上定一个基准点,就能测出到对面墙壁的直线距离。从屋顶上打出激光,便能直接射到楼底,测量到我们需要的精确数据。这种工作效率和工作方式在传统测量方式下是无法想象的,它既大大增加了工作效率,缩短工作时间,又得到了传统测量无法实现的数据精确。而且,在特殊环境中,传统测量的方式更是无法实现我们想要的数据参数。 随着科技的发展,人们对数据要求的精确度越来越高,数量级越来越小,有些数据甚至要求到了纳米级甚至更小。这个时候,传统测量更是无法实现其要求,人类的肉眼是无法实现此数量级的。因此,电子测量的走向和发展必将越来越宽广,也是将来发展的必然方向。 科技让人类可适应的环境越来越宽广,人们从陆地走向河流,海洋,深海之底,甚至太空。在这样的复杂环境下,传统测量更是失去了可供施展的空间。在这样的情况下,电子测量彻底成为主力,在广度、精度、长度、复杂环境等方面全面占优。 2.2与信息技术的契合 计算机信息技术和电子测量技术是高度契合,不可分离的。在现代,是一个信息爆炸的时代,电子测量的发展前景是离不开计算机技术的发展的。随着材料技术的发展,电子计算机的成本越来越低,在不久的将来,当光子计算机技术和量子计算机技术成熟之后,电子计算机更将会向小型化,节约化发展,计算速度也将是一日千里。而且在方式方法上也呈现了多样性。 随着计算机技术的发展和动漫技术的兴起,很多电子测量的方式方法也出现了变化。在恶劣环境中或者人类无法达到的环境中,比如火星,月球等表面的情况和数据的采集,渐渐通过动画虚拟的技术具象在人们的眼前。 现在,经常通过电子测量的方式收集具体数据,再通过动画呈现的方式,模拟出具体的地形。再通过对虚拟地形的研究来得到很多我们想要的参数,分析出人们想要的结果。比如火星,比如其他星球,是否适合人类生存,这是个永恒的话题。 随着计算机技术与智能传感技术的不断发展,检测仪器也将朝着“更快、更宽、更深”方向发展。微型计算机的不断发展,让电子测量仪器能够更加便捷地携带,能够对测量的数据、结果以及变化情况进行记录和保存,体现了电子测量技术多功能、高性能的特点。 3电子测量技术的未来 科技发展是第一生产力,科技的领先进步与否成为了衡量一个国家现代化水平和综合国力的最重要标志。电子测量技术便是其中的重要一环。电子测量技术复合在多项技术之中,成为其支点或者重要一环,很多技术的发展都必须依托科学的数据。而电子测量技术的发展跟仪器、材料和多种科技密切相关。 由于电子测量技术的发展,材料参数的数量级越来越小,由于材料和其他技术的发展,电子测量技术的发展也越来越快。从模拟仪器到数字仪器、智能仪器,再到目前的虚拟仪器的发展历程,微电子技术和计算机技术的迅猛发展推动了电子测量仪器的发展。传统的仪器与测量方法已经很难适应这种需求,必须大力发展测试系统技术、测试软件技术等,用以研制开发新的仪器和新的测试方法。如能适应这种需求,仪器行业将得到很大发展。 4结束语 通过本文的研究,我们了解到电子测量技术对人类社会发展的重要性,也了解到它相对于传统测量来说,不可替代的优势,电子测量技术的发展,可以让人类得到更宽、更广、更精确数据,也可以在更在复杂,人类无法长期活动的地方进行作业。我们相信,电子测量技术的发展前景必定是广阔的。 电子测量技术论文:大学电子测量技术课程改革探讨 摘 要:“电子测量技术”是一门理论知识和实践性都很强的一门学科,开设这门课程旨在培养大学生的基本动手操作能力和提高综合设计能力。教师从理论教学、实践教学和考核方式三个方面进行探讨,目的是通过改革激发大学生的内在动力,提高大学生的自主学习能力。 关键词:电子测量仪器;教学方法;教学效果 “电子测量技术”是一门理论知识和实践性都很强的学科。“电子测量技术”这门课程的内容包括测量误差的性质、特点、分类和测量结果的处理,常见元件(电阻、电容、电感)标注方法和测量方法,电参量(电流、电压、功率)的测量,常用的测量仪器的原理、使用方法,时域测量频域测量和数据域测量的基本特点。学习本课程的目的是使大学生初步学会选择合适的测量仪器、制定合理的测试方法,学会设计一个最佳的测试方案,并且学会对测量结果进行误差分析和处理。开设“电子测量技术”课程旨在培养大学生的基本动手操作能力和提高综合设计能力。该课程涉及知识点多,数学公式推导复杂,学习难度大,容易造成大学生学习疲劳,致使学习效率下降。因此,我们不仅要加强大学生理论知识的学习,还要注重大学生创新和动手能力的实践培养。我们可将实验分为基础验证实验和综合设计实验。在基础验证实验中要求大学生能够识别常用元件,并能对简单的电路进行测量。在综合设计实验中,要根据大学生电子协会和电子设计大赛比赛要求事先拟定题目,使课堂教学和实践教学相融合,加强大学生的设计和创新能力。通过改革,我校大学生近几年的参赛均取得了可喜的成绩。本文从理论教学、实践教学和考核方式几个方面进行了改革,目的是为了激发大学生的内在动力,提高大学生的自主学习能力,通过一系列的改革取得良好的效果。 一、课程内容的改革 当前的“电子测量技术”课程体系陈旧,过多的介绍一些繁杂的公式,对于专科大学生来说难度过大,因此我们联合黄河水利职业技术学院的教师编写了适合大学生使用的“电子测量技术”“电子测量技术教学大纲”和“电子测量技术实验实训指导书”。该套教材介绍常见电参量的测量方法、常用元器件的特点以及测量方法和测量常用仪器的工作原理、使用方法和测试技能,并且介绍了误差理论和误差分析,时域测量、频域测量和数据域测量的基本方法。该套教材的特点是突出应用性和实践性,在课程内容上能够将知识点与能力点有机结合起来,注重培养大学生解决现场实际问题的能力。在内容安排上,力求广度和深度的统一,对电子测量的主要方面做了全面、系统的介绍,对于具体测量问题,选择典型的具有代表性的例题,使大学生既能够建立基本测量理论和基本概念的学习,又能加强基本操作技能的培养和提高。在课程内容上增加了现代测量新技术如无线通信测试、蓝牙测试、光通信测试等,每一部分均附有例题和习题,供大学生练习,以加深理解。在每章的开始部分增加实训项目,在选择实训内容时,应结合现场工作需要和我校实验室的设备条件,所选择的仪器都是全国各大高校普遍使用的测量仪器。 二、课堂讲授 在课堂讲授中,不再采取满堂灌的“填鸭式”的方式,而是将大学生进行分组,选择具有代表性的例子引导大学生自己去讨论、自己制订测量方案,使每个大学生都能够全身心地投入到课堂的学习中来。授课过程中,对于基本公式、基本定理的推导采用传统的板书形式,既能使大学生加深理解,又方便大学生记录。对于电路的测试技术和方案,利用多媒体技术、动画演示等手段,通过形象直观的演示,增加了传授的信息量。在教学过程中以大学生为主体,使大学生参与到课堂中来,改变了以往在课堂上教师乏味的讲解方式,教师在课堂上起引导作用,大学生才是主体。对于难点、抽象的知识点,教师要给大学生讲解清楚。同时,教师要在课堂上设置训练项目,让大学生先对项目进行分析,然后到网上和图书馆查阅资料,通过自己搜集信息,了解每种测量仪器的优缺点、适用范围和测量精度,从而学会建立一个优化的切实可行的测量方案。 三、加强实践技能训练 在实验环节的安排上,增加实验台、实验课时和实验数目。我们把整个实验内容分为基础验证型实验和综合设计型实验,在基础验证型实验中使大学生学会常用元器件的识别方法,学会常用测量仪器的使用方法,会对简单的电路进行测量;在综合设计性实验中,强化大学生创新能力的培养和综合设计能力的提高。同时,布置一些难度适中的题目和一些高难度的题目,难度适中的题目能使大部分的大学生经过自己的努力就可以完成,高难度的题目可以使少部分有探索精神和创新能力的大学生脱颖而出,从而带动其他的大学生,营造一个优良的学习氛围。 四、考试方式的改革 为了杜绝考前突击几天就能过关的现象,对大学生的考核方式也进行了改革。以前的测试就是笔试,以至出现了大学生眼高手低、只会纸上谈兵的现象。为了彻底杜绝这种情况的发生,我们更注重大学生平时的课堂表现、出勤率、作业情况以及在实验操作中的具体表现,这样给出的成绩更加客观公正,能大大提高了大学生的学习积极性,使大学生在平时的课堂上能更好地参与到课堂讨论中来。 五、结束语 通过这几方面的改革,激发了高校大学生的学习的兴趣,充分调动了大学生的主观能动性。近年来,我校的大学生参加河南省电子技能大赛、全国电子大赛还有电工证的等级考试,取得了良好的成绩,促进了他们的成长成才。 电子测量技术论文:《电子测量技术》课程教学方法的探索与实践 摘要:《电子测量技术》是电子信息科学与技术、自动化等高等教育专业的一门专业必修课。通过教学工作的探索与实践,对该课程的理论教学和实验教学做了尝试性的改革,将理论教学与实验教学融合为一体进行授课,在理论教学内容上突出原理及新技术,在实验教学上充分运用实验室开发学生的动手能力和创新能力。、实践教学结果证明教学效果获得较大提高。、 关键词:电子测量 教学方法 理论教学 实验教学 1 引言 现代科学技术的发展,如现代数学、物理学、微电子学、材料学等科学的发展为电子测量技术的发展创造了条件。电子测量技术的发展又为各行各业科学技术的发展提供了有利的工具,推动了现代科学技术的发展与进步。当今的各行各业都离不开电子测量技术和电子测量仪器,甚至在一些原先与“电”无关的专业,如化学、生物、医学、土木建筑等行业也都得到了充分的利用。各式各样的精密电子测量仪器在各种实验室里早已成为不可替代的基本工具和设备,因此电子测量技术的课程绝对不是可有可无的。当代大学生、研究生必须把电子测量技术和仪器作为一门基本功,认真学好。不论哪行哪业,在今后的工作中都将会大有益处、受益非浅。《电子测量技术》如此重要,如何更有效的展开本课程的教学工作,是一个值得我们深思的问题,本文笔者从理论教学和实践教学两个方面对《电子测量技术》课程的教学方法进行探索与实践。 2 理论教学 电子测量技术课程的内容主要包括电路参数测量、频谱分析、时域信号的测量、晶体管特性测量等电子测量的基本原理和测量误差分析,并包含了相关电子测量仪器的工作原理、性能指标、实际应用和相关仪器的最新成果等。与很多课程一样,该课程的理论内容非常枯燥,如果在教学过程中将理论内容和实验内容严重脱节,只是一味的介绍理论知识,将使得学生无法全面掌握电子测量的优秀技术。若要出色的完成这门课程的教学是一项非常有挑战性的任务。理论教学工作作者是从教材选择、教师的自我提高、逆向思维教学法三个方面展开的。 2.1 教材的选择 一本好的教材不仅可以使教师易教,大大提高教学效果和教学质量,而且还可引导教学改革和教学思想的转变,而且可使学生易学,启发学生思维、引导学生创新。 笔者选用的教材是电子工业出版社出版的由桂林电子科技大学陈尚松等编写的《电子测量与仪器》,该书按高等学校电子信息科学与工程类专业的教学要求编写,教材中的内容与时俱进,技术上跟进更新。书中的内容是按发展历程讲解仪器原理,容易入门,叙述深入浅出,图文并茂,宜学宜懂,同时也包含了扩展或深入的内容可供教学和科研的不同需求选用;该书的具体内容做到了理论联系实际,既讲电子测量原理,又讲具体仪器应用,通过实例与仪器型号参数介绍,加深对仪器的认识和对国内外技术水平的了解。在内容上每章均附本章要点、小结和思考题与习题,便于学生预习、复习和总结。 2.2 教师的自我提高 在任何一门课程的教学过程中教师都具有主导作用,教师知识水平的提高可使教学质量得到有效地提高。我们知道电子技术的发展是非常迅速的,电子产品的发展速度呈摩尔定律所描述的规律,即集成电路的规模和微处理器的性能每18个月都会提高一倍,在这一速度的带动下各种电子测量仪器的生产厂家不断发展更新自己的产品。作为《电子测量技术》的教师,一方面应该时刻关注研制和生产电子测量仪器的商家的产品动态,要实时关注Aglient、Tektronix等这些大的电子仪器生产厂家的产品动态,定期查阅他们产品的资料,用来深化和扩展教学内容,将这些新内容、新知识在课堂上呈现给学生,丰富课堂内容激发学生的学习兴趣和热情,拓宽学生视野做到与时俱进;另一方面教师要主动进行电子测量方面的科学研究,促使教师对该方面的知识有更深入的理解,多参加学术交流会议,到科研水平较高的国内国际会议或其它相关的平台学习,通过与他人交流学习来提高教师自身的水平。 2.3 逆向思维教学法 任何一门课的理论学习都是一个枯燥的过程,如何化枯燥的理论学习为一个有趣的学习过程也是教师要思考的一项重要内容。这要求教师明确教学目的,在双重考虑教学目的和本专业实际情况的条件下,选取授课内容和授课方法。本课程主要介绍电子测量的原理及仪器使用部分,教师将理论教学的阵地从教室转移到实验室,直接面对仪器教学,使用逆向思维的方法进行理论教学,先从教学生如何使用测量仪器开始,让学生对仪器的结构有一个直观的感性认识,懂得仪器的各个旋扭或按键分别实现了什么功能,以及各旋扭或按键间如何协调工作,以使用过程中遇到的问题引发对理论知识的思考与学习。 以信号源和示波器的教学为例,这一教学过程将第三章和第六章的内容结合起来,先对信号源和示波器两种仪器的表面结构进行讲解,让学生使用示波器测量信号源输出的信号,学生使用仪器并利用仪器观察到信号后学习积极性也被调动起来,教师由实际操作引导理论知识的学习。如在信号源的使用过程中,信号的形状会发生变化,由此引出怎样才能使信号的波形发生改变,这就指引学生去学习“函数信号发生器的基本组成”部分的内容,这里讲解了常见信号波形的产生和转换方法;再如我们可以从示波器上观察到信号源的频率可以从低频段调到调频段,在同一频段内频率也会在一定范围内发生变化,信号源是如何实现这些频率变化的呢?带着这样的问题能引导学生学习信号源内部电路设计中的多种频率合成方法。在示波器的使用过程中同样提出问题,引导学生去学习示波器的理论内容,如打开示波器观察到光点,通过辉度与聚焦的调整引导学生学习示波管的原理及构造,这一显示原理也用于其他的显示设备上,如频谱仪、扫频仪等,做到触类旁通;通过示波器的触发模式调节键观察不同触发模式下信号的显示变化,反过来引导学生去研究是怎样的设计变化促使了显示屏信号的相应变化,带着学生学习示波器X通道中的触发电路的组成、触发耦合方式、触发电平、触发极性等知识;再如使用示波器观察信号源的同一个信号波形时,通过调节垂直或水平偏转旋扭观察信号波形的变化,为何会出现这种变化?带着同样的思考引导学生学习X通道、Y通道的放大电路设计等等。 3 实验教学 本课程的实验教学采取验证性实验和设计性实验相结合的策略。 3.1 验证性实验 验证性实验的目的是让学生通过操作各个实验项目,使他们对电子测量的基本概念、原理及方法有更加深入的认识和理解,培养学生独立思考的习惯,提高学生理论联系实际的能力和分析、解决问题的能力。在本课程的理论教学过程中,学生已基本掌握了实验所用用仪器的操作和使用方法,学会利用现有设备采取正确方案进行一些简单的测试测量。教师设计一些具有锻炼学生思考能力的实验给学生。如:通用计数器的应用,该实验要求学生理解通用智能计数器工作原理,掌握测量频率周期的测量方法及其检定高频信号源频率准确度,熟悉计数器的其他扩展功能;再如通用示波器的应用,要求学生理解示波器的工作原理、技术指标,熟练掌握通用示波器测试信号参数的方法等。 3.2 设计性实验 《电子测量技术》课程综合运用了电子、计算机、通信、控制等方面的技术知识,教师结合本专业的基础课程,设计了本课程的设计训练题目,目的是培养学生将科学理论与实际工程相结合的能力,通过设计训练,要求学生在掌握电子测量仪器基本理论的基础上,能根据所学知识综合设计简单的测量电路,运用单片机、FPGA、Protel等工具对简易电子测量系统进行仿真与设计,从而提高学生的创新设计实践能力。 设计题目主要有简易信号源设计、简易计数器设计、简易频率计设计、简单的数据采集卡设计等,让学生通过这些题目进一步对课本理论知识进行深入的学习。设计要求学生首先要写出《设计任务书》,包括以下内容:第一,仪器名称、用途、特点及简要设计思想;第二,主要技术指标;第三,仪器应具备的功能;第四,仪器的设备规模;第五,系统的操作规范等。该任务书反映同学的设计目标,同时也是教师作为设计完毕进行验收的依据。在设计之前要先学习基本的设计方法;在设计过程中除写好《设计任务书》外,还要做到理论联系实际,实现书本知识到工程实践的过渡,要求学生在每一步设计结束要及时与教师沟通,尽可能完善设计工作。硬件电路设计前要画好硬件原理框图,过程中要绘制详细的电路图,仿真无误后方可制作电路板;硬件完成后要规划软件控制流程图,根据流程图逐步、逐点编写程序;最后进入软、硬件联调、实验,最后还要撰写设计报告。教师根据任务书中的指标逐项检查设计成品。 通过课程设计同学们学习了硬件电路设计、软件程序设计、电路调试等知识,使学生深入理解并掌握了测量仪器的基本原理,硬件结构和工作原理。掌握程序的编制方法和程序调试的方法,掌握常用接口的设计及使用。学生为其它课程、项目和毕业设计做了大量的知识储备,也为将来在自动化、智能检测、电子信息工程、测试计量技术及仪器、电子科学与技术及其它领域工作打下良好基础及应用实践能力。 4 结论 作者在课程教学过程中采用理论教学与实验教学相结合的教学模式。教师在“做中教”,学生在“做中学”。教师充分利用实验室现有的实验仪器、智能仪器控制软件、虚拟仪器软件等,较为全面地介绍电子测量技术的基本知识、电子测量仪器及测试系统的工作原理以及它们在工程实际中的具体应用,让学生尽可能广的学习到本课程所涉及的专业知识。经实践,本文提出的理论教学和实验教学方法证明了该方法的构建激发了学生的学习兴趣,巩固和加深了学生对理论知识的掌握与理解,提高了学生分析问题和解决问题的能力并加大了授课的信息量,符合创新人才培养和社会发展的要求。 电子测量技术论文:《电子测量技术与仪器》课程基于工程应用的实践教学改革 摘 要:电子测量技术与仪器教学改革引起了高职院校教学改革的热点讨论。根据我院实际教学情况和学生自身特点,对电子测量技术与仪器”课程的教学进行了讨论、探索和实践,并提出理论指导实践、强化应用、分组指导教学等良好的建议。 关键词:电子测量技术与仪器;工程应用;分组指导;教学改革 1 强化实践操作的《电子测量技术与仪器》课程教学内涵 目前,《电子测量技术与仪器》课程作为移动通信专业的必修理论课,该课程对理论和实践的要求都比较高,高职学生在移动通信工程中所需的测量技能以及微波理论知识需要有较高的要求,传统教学中实验操作较少,电子测量仪器种类较少,如何通过教学改革,强化学生的理论知识和实践操作技能,形成具有高职自身特色的教育课程,值得我们深入研究和思索。 结合该课程特点,我认为其教学内涵应体现任务驱动的本质,一是理论性和实践性。理论性是指对学生的基本理论知识要求较高,因为移动通信专业的知识外联性较低,学生以前接触的很少,因此我们要求学生掌握基本的电子测量技能,并能够运用理论去指导本专业的实践操作。实践过程必须以提高学生基础和应用能力为主线,使其能够胜任岗位基本要求。二是任务性。《电子测量技术与仪器》课程教学将工作任务细分,同时配备多种电子测量仪器,让学生在实际操作中练习各种测量技能,学和做相辅相成,更重要的是在学习中以实际电子仪器作为载体,遴选、重构课程内容,将工作任务作为终极努力目标。 2 教学改革实施 依据高职院校培养高端技能型专门人才的培养目标,本课程实践教学改革的原则如下:⑴以电子仪器或模块作为课程载体。⑵将实际工程应用引入实践教学。⑶以实践作为教学的主线,通过实践带动知识、技能的学习与职业素养的养成。 在上述原则的指导下,对该课程教学进行如下改革: ⑴在教学中以学生为主体,以教师为主导,充分发挥主导的导向作用,使主体具有自主学习的能力。主导教师应加强自身理论知识水平的提高和技能的锻炼,同时及时更新专业动向。主体学生需要在理解理论知识的基础上,着重锻炼自身实践操作。通过调查分析及学生反馈,移动通信专业对于电子测量的能力要求为熟练使用各种电子仪器,运用自己所学理论指导实践,进行高频微波各种信号的测试,对相关数据进行记录分析并处理。因此,本课程从专业需求入手,充分利用实训室条件,培养学生分析问题,解决问题的能力。 ⑵充分采用多种教学方法,逐步培养学生自主学习能力。在实践教学中,引入实际工程应用,以任务作为驱动,积极引导学生学习。主导教师介绍任务,将学生分组,每组同学分贝完成不同任务,在同一组中,每位同学轮流当组长,指导该组学生进行整个任务的完成流程。在授课过程中采用课前预留,让同学们在课下时间充分利用网络资源丰富和准备即将学习的知识,在后续课中鼓励同学们上台展示,给学生发挥的空间。将教学内容分为基本模块和拓展模块两部分,基本模块用于提高电子测量能力,拓展模块用于培养学生的创新能力。 ⑶以电子仪器作为载体,联合企业开发多项实验实训项目,构建理论实践统一的教学体系。通过整合电子测量实践教学,合理有序的安排实验项目,根据不同的工程环境、工作任务及精度要求,选取科学合理的测量方案,选取正确的测量仪器。主导教师给定测量要求,学生自行确定实验方案,配置实验仪器,分组制定实验步骤,完成实验任务。比如测量射频放大器参数实验,不同组别的学生可以选取不同测量模块,自行查阅实训手册,分别制定不同实验步骤,最终完成测量任务。同时提出扩展性任务,添加学生自己的新思维,锻炼学生分析问题解决问题的能力。构建虚拟实验平台,引入Lab View虚拟仪器平台,利用虚拟仪器测量相关实际电路测试点,得出仿真结果,从而掌握电子产品发展新方向。 在综合性课程设计中,要求学生使用DXP、Multisim等软件进行项目设计与仿真。根据仿真通过的电路结构与参数,进行搭建实际电路并进行实际参数测量,要求学生提交测量结果,完成课程实习报告的书写,同时在实训结束前预留一定时间,自行讲解实训原理、数据处理过程、实训过程中碰到的问题及如何解决等,指导教师进行点评与打分。整个过程其他同学均可参与讨论,学生分析与解决问题的能力得到了进一步的升华。 3 总结 通过对电子测量技术与仪器课程进行的教学改革,学生有了较强的自信心,理论知识在不断的展示讲解中得到了进一步的提高,而有目的的实践又能够帮助学生从全局角度完善整个任务,进而提高学生整体思路思考方式的锻炼。师生在教学过程中关系融洽,面对问题能够共同讨论解决,学生的学习积极性有了明显的提高,真正落实了理论实践深层次理论的过程,学生探究性的学习精神得到提高。课改过程中学校和企业关系进一步增进,教学内容贴近实际要求,因此,基于工程应用的电子测量技术与仪器课程实践教学意义深刻。 电子测量技术论文:基于案例引导、任务驱动教学法在《电子测量技术与仪器》课程教学中的应用 【摘要】对于《电子测量与仪器》课程的教学改革,通过基于案例引导、任务驱动教学方法提高学生的职业素质出发,适当调整理论教学的内容、加强实践教学环节、积极改进教学方法、扩展课程外延,培养学生的职业能力和创新能力等观点。 【关键词】案例引导;任务驱动;教学 《电子测量技术与仪器》是一门注重理论性、应用性及综合性很强的课程。课程内容包括测量误差及误差分析、常规仪器的工作原理及仪器操作使用。除了学习和掌握必要的理论知识外,更重要的是能掌握各种电子测量仪器的选择原则以及使用方法。但我们一般的教材理论部分较多,具体测量方法特别实例分析、实训项目等内容介绍较少,教学也相对枯燥,学生的学习热情不高,学习效果不佳,所以需要更多的实践课程,利用案引导和任务驱动教学,更好地学习《电子测量技术与仪器》。 1.案例引导和任务驱动教学的应用 1.1 案例引导 20世纪初,哈佛大学创造了案例教学法。就是围绕一定培训的目的把实际中真实的情景加以典型化处理,形成供学员思考分析和决断的案例(通常为书面形式),通过独立研究和相互讨论的方式。来提高学员的分析问题和解决问题的能力的一种方法。 以往在讲解电子测量基本仪器的原理时,教师按课程的理论体系阐述知识点,学生听老师讲解,适当时候教师提问。这样课堂气氛沉闷,不利于调动学生学习积极性。采用案例引导教学法有利于改变这种状况。例如讲解频率测量这一章节,教师可先拿教师自己或上一届学生设计的一个简易数字频率计向学生演示,介绍其功能和设计过程,再介绍其基本工作原理,这样学生的积极性被有效地调动起来,学习兴趣大增。讲完后,再让学生思考这个作品还存在什么问题,或者还可以采用什么新的方案,并及时布置与之相关的研究性学习任务,以小组为单位进行学习交流与研究。在这个过程中每个学生根据兴趣选择一个内容完成开学时布置的小制作及小论文。上交作品或小论文时对学生进行面试,以避免抄袭现象。另外,教师在平时的教学科研工作过程中要注意收集与电子测量相关的小产品,充实到案例教学中。这种教学方法对理论基础相对较差的学生帮助也很大,其动手能力、应用能力可得到较好的锻炼。案例引导应着眼于学生正确和熟练地使用仪器这一教学目标,围绕这一主线展开讨论。对于电子测量仪器,主要强调其基本组成与整机工作原理,不对整机电路作较多的讨论。教学中的仪器内容及选型注意与当前生产、科研实践相联系,使其具有一定的代表性。在介绍典型仪器产品时,把仪器的面板构成和原理框图相联系,有利于学生把所学的理论知识与实践相结合。 不过需要注意的是:(1)案例的来源往往不能满足培训的需要。研究和编制一个好的案例,需要较长时间。同时,编写一个有效的案例需要有技能和经验。因此,案例可能不适合现实情况的需要。(2)案例法需要较多的培训时间,对教师和学员的要求也比较高。在案例引导的过程中建议:1)案例讨论中尽量摒弃主观的成分,教师要掌握会场,引导讨论方向,要注意培养能力,不要走过场。2)案例教学耗时较多,因而案例选择要精当,开始时组织案例教学要适度。3)学生一般都具有实践经验,不必担心讨论不起来,但一定要有理论知识作底衬,即案例教学一定要在理论学习的基础上进行。 1.2 任务驱动教学 任务驱动教学就是在学习信息技术的过程中,学生在教师的帮助下,围绕共同的任务活动中心,在问题动机的驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,引导学生产生一种学习实践活动。它要求“任务”的目标性和教学情境的创建。使学生带着真实的任务在探索中学习。学生获得成就感,激发他们的求知欲望,形成感知心智活动的良性循环,从而培养出独立探索、进取的自学能力。 把课堂搬到实验室,针对具体的测量仪器来介绍工作原理及电路组成,同时观察实验效果。鼓励讲授理论的教师同时承担实验教学,此教学形式的改进能帮助教师拓展知识结构,理论教师通过实验课程指导,能深刻体会实验对理论教学的重要促进作用,提升教师自身教学和工程实践能力。令学生学生能够独立设计测量方案、熟练运用电子仪器、利用已学理论知识分析测量结果。通过任务驱动教学让学生充分掌握以下几点:(1)了解主要电子技术中如电压、电流、频率、元器件参数、阻抗、噪声等物理量的测量原理;(2)了解电压表、信号发生器、电子示波器、扫频仪、逻辑分析仪等电子测量仪器的工作原理并能熟练操作和使用这些测量仪器;(3)针对具体的物理量的测量,能够设计出合理的测量方案、正确操作测量仪器、并对测量结果能科学分析。 在仪器的新技术方面,我们建立了虚拟仪器实验室。通过Virt ualBench 等软件在教学中应用,使学生认识到在虚拟仪器中,一台计算机可当作多台仪器使用,“软件即仪器”;还可以根据自己的需要,应用Lab VIEW 等图形化编程软件编制软件,使计算机变成自己所需要的仪器。这样,大大地扩宽了学生的视野,提高他们的学习兴趣,也培养了他们的创新能力。 任务驱动教学需要注意的是:(1)教学进度不易把握。每一组的探究程度和进度教师很难把握,实训结束时,有的组提前完成,有的组不能完成,影响效果。所以后需采取一些措施,要既能保证探究效果,又不影响进度。(2)课堂管理待改进。探究性学习法的课堂更为生动,这也导致个别学生干扰他人。采取措施在行动上约束学生,最好能使学生都积极参与起来。(3)评价上有困难。任务驱动教学法,可能有个别学生滥竽充数、混水摸鱼,给教师造成教学质量好的错觉,影响到教学效果。 1.3 小结 总之,案例引导和任务驱动的教学模式改变了传统的教与学的结构,使学生真正成为学习的主体,教师除了具有辅导者、引导者的身份外,不具备其他任何权威。在这一模式下,学生将可能通过计算机网络随时获取帮助,并随时成为教师。这种教学方式全面应用到技能教学相信只是一个时间上的问题,它将完全改变传统的教学方式,使因材施教真正落到实处,让每个学习者将学习当作一种享受。 2.建立新型的考核评价体系 传统的考试制度比较注重理论和笔试,实验成绩虽占有一定的比例,但比重较小,这不利于人才的培养,理论测试与实践动手能力考核应同等对待。理论考核应从培养学生分析、解决问题的能力和创造能力出发。而实践考核中,既为不同层次学生提供更加公平的评价方式,也为那些擅长动手和创造的学生提供空间和时间,帮助他们脱颖而出,对学生的评价更客观、更全面。突出了实践环节的重要性。 3.重视教师自身素质的提高 教师在教学活动中是处于主导地位的,很难想像一个专业化程度不高、业务一般的教师能教出一批好的学生。而且随着新技术、新方法、新仪器的不断出现,测量应用领域的拓展,对教师知识结构、素质和能力也提出了新的挑战。为此教师一方面必须积极参加科研,掌握学科前沿动态,另一方面定期到企业挂职锻炼,掌握相关电子产品生产测试实际情况,丰富实用教学案例,把自己获得的实际经验、所掌握的最新信息传授给学生。 4.小结 21世纪是知识经济时代,知识经济时代对人才的素质和创造能力提出了越来越高的要求,对人才培养工作产生极其深刻的影响。大学作为培养高级人才的摇篮,只有紧跟时代的发展脉搏,改革人才培养模式,转变教学观念,更新教学内容,探索各种教学方法和教学手段,切实提高教学质量,才能很好担当起为社会输送合格人才的重任。在本课程的教学过程中,我们采取了多种教学方法,虽然取得了一定的成绩,但教学改革毕竟是一个长期探索、不断完善的过程,需要我们去不断总结经验,探索更有益的方法。 电子测量技术论文:浅谈电子测量技术和仪器的重要性 摘 要:本文对电子测量技术与电子测量仪器在经济发展和技术进步中的重要性进行了分析和讨论。本文首先对电子测量的对象及其应用特点进行了介绍,然后重点对其应用场景和重要性进行了讨论,最后对其发展前景做了分析。 关键词:电子测量技术;电子测量仪器; 信息技术的发展拓展了参数测量的应用场景,提升了对参数测量的应用需求,为获得更高精度、更快速度以及更多功能的测量结果,电子测量技术及电子测量一起得到了飞速的发展。完善有效的测量方法配合先进的电子测量设备逐渐成为电子专业测量的主要实现方式。 一、电子测量的特点 (一)电子测量的对象 早期的电子测量主要是对被测量对象的电参数信号、传输特性、受干扰特性进行测量,之后随着信息技术的发展,电子测量技术及其相关设备也被逐渐应用到其他内容的测量当中,如通过传感器等设备将诸如机械物理量、热物理量以及光物理量等转化为量化的电信号量进行分析等。目前电子测量技术和仪器主要被应用的场景为:电能量信号的测量,如电功率、电压与电流等;干扰量及干扰后的信号特性测量,如信噪比、频谱、相位、失真度等;电路元器件测量,如电容与三极管的参数测量、集成电路的性能参数测量等。 (二)电子测量的优势 现代电子测量仪器的应用拓展了参数可测量的范围,现代测量技术的应用拓展了可被测量参数的种类,传统测量方式下所无法获得的测量,都可以通过相应的电子测量技术获得高精度的测量结果。具体来说,应用电子测量技术和设备所具有的测量优势主要体现在以下几个方面。 1.能够在更宽范围内对参数进行测量。电子测量仪器的量程更广,精度更高,量程数量级更大,可测量的频带范围更宽。如电阻电子测量设备的量程宽度可达到六至七个数量级,这是普通的欧姆表所无法达到的。 2.测量精度和测量准确度更高,测量速度更快。电子测量仪器对参量的测量主要是通过电磁波或电子运动来实现的,因而所能够实现的测量精度和测量准确度更高,特别是在时间量和频率量测量方面其优势更为明显。同时,相较于其他信号而言,电磁信号的速度更快,能够在更短时间内获得测量结果。 3.可进行在线测量和远程测量。电子测量技术可以在相关仪器中添加多种类型的传感器,这些传感器可被放置于不便于停留或无法达到的区域对相关信号进行采集,若能够集成到相关位置,还能够在不改变被测量对象工作状态的情况下实现不间断在线测量,并将测量结果以有线或者无线的方式传输给接收端进行显示、存储或打印等。 4.便于计算机处理。电子测量所获得的数据大多都是数字信息,这些信息更加便于在计算机端进行处理与分析,配合使用计算机能够有效扩展被测量的应用范围。 二、电子测量技术与仪器的应用重要性分析 电子测量技术和仪器以测量技术为基础,吸收融合了计算机技术、数字处理技术、传感器技术、通信技术等多种计数方式,可以将被测量对象或系统的参数以电量、光量以及其他非电量的方式传递给处理端进行处理和分析。电子测量技术和仪器已经在各行业各领域得到了广泛的应用,是推动科技进步和科技创新的重要条件。 电子测量技术和仪器配合使用基本能够实现对任何参数的测量,因而其应用场景非常广泛,几乎涉及到了人们生活与社会发展的各个方面。其测量结果对各项技术的发展具有指导意义。如对无线通信速率的测量以及空间噪声特性的测量可以有效指导无线通信系统的技术革新;光栅、磁尺以及激光测量设备等在机械行业的应用推动了高精度数控机床产业的发展,使得越来越高精度的器件生产成为可能。 特别地,电子测量技术与仪器的发展更是同步甚至于超前其他技术进行发展的。统计资料显示,二十世纪九十年代的发达国家中,电子测量技术与仪器所占的国民生产总值只有百分之四左右,但是其对整个国民经济的推动作用却占据了超百分之六十的份额,与国民经济的关联度达百分之九十。电子测量技术和仪器是国家综合技术的客观体现,是国民经济发展的重要保障。 三、电子测量技术和仪器的发展前景 总体来看,电子测量仪器的未来发展方向主要集中在通用化与平台化、模块化、虚拟测试化等方面。 通用化与平台化是指现代测量仪器和技术正在逐渐由依赖硬件性能向依赖软件性能转变,各种测量软件和功能逐渐被集成到一台测量仪器中,且测量对象与测量设备相互独立,只需要根据测量需求适当的更改软件功能即可实现单台测量仪器的多参数、多用途测量。 模块化是指整个测量系统提供总线接口,各功能采用模块化思想进行设计,在应用时可实现快速配置和模块更新。这样既能够有效减小测量仪器的体积和重量,还能够依照最新的测量技术和方案对测量系统进行更新或升级,使得整个测量仪器的兼容性更强。 虚拟测试化是指应用虚拟测试技术对测量结果进行优化,对具体参数测量过程进行改进,增强电子测量技术的工程实用性,进而提升测量效率和数据测量进度。 四、总结 随着被测试系统和器件的发展速度越来越快、体积越来越小、应用场景越来越广泛,人们对测量技术和测量仪器提出了更高层次的要求,促进了新技术和新方法在电子测量技术和仪器中的应用。电子测量技术和仪器的应用对整个社会的发展具有先导作用,代表着一个国家的科技实力,影响着社会经济的发展速度。可见,正确认识电子测量技术和仪器的作用和功能具有重要的指导意义。 电子测量技术论文:电子测量技术实践课程教学改革浅析 摘 要:本文分析了电子测量技术课程在实践教学环节存的问题,并结合实际情况提出了实验课程改革措施。 关键词:电子测量;实验;教学;改革 电子测量是高等院校电子信息工程专业和电子信息科学技术类学生的一门重要专业课。是具有较强的理论性和实践性的课程。包括电子测量的基本理论和方法、主要电子仪器的工作原理、误差分析、电参数的测试方法、实际应用以及该领域的最新发展等。电子测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。通过本课程的学习,使学生具有电子测量技术与仪器方面的基础知识和实际应用能力,以后在科学实验和生产实践中能制定先进的测量方案,合理地选用测量仪器,能正确处理测量数据,以获得最佳的测量结果。课程较强的实践性要求在教学过程中要加强实验教学环节,提高学生的动手能力。 1 电子测量技术实验课程教学存在的问题 ⑴测量课程的理论内容相对独立。在好多电信学生的心目中,测量课程是独立的,实验更是由于本课程的特点即与其他课程内容的有机联系和综合应用,使得学生容易产生误觉,好象在重复其它课程的实验,无太大新意,而变得好象索然无味,使得本课程成为了一门抽象难懂、深不可测、高不可攀、望而却步的“难学难用”课程了。而使得学生对此门课程兴趣不大或兴趣全无。其实不然,测试一直贯穿于学生的整个大学阶段。刚入校时所学的高数是测试技术的理论依据;计算机是现代测试的重要工具;电路、低频电路、高频电路就是讲解的测试电路;信号与系统、数字信号处理、信息论与编码讲解的就是测试原理。也就是说学生的知识不应是孤立的,而应有机的联系成一体。 ⑵本课程具有很强的实践性,必须结合实验等实践环节才能理论联系实际提高综合应用能力。但随着科学技术的发展,各学校为了培养宽口径的人才,增开各种课程,使得电子测量的学时数日渐减少,与其在专业里的重要性不相符合。一般高校的测试技术大概就是40多学时,有的学校实验学时还包含在里面,对于学生的理论知识的掌握和实践上的应用及创新思维和能力的培养远远不够。 ⑶实验教学内容不尽合理。现有的测试技术的实验不外乎是一些基本测试仪器的使用,非常片面。使得学生容易产生误觉,一是好象在重复其它课程的实验,二是学生好象有点知道,但又感觉知道的不是很透彻,觉得无太大新意,而变得 索然无味,使得本课程成为了一门抽象难懂、深不可测、高不可攀、望而却步的“难学难用”课程了。其实测试技术应该贯穿于整个电子信息专业的实践当中。 2 电子测量技术实验课程改革措施 ⑴研究电子测量实验可与其他课程实验的整合。测量在电信工程专业中起着举足轻重的作用,并一直贯穿始终。无论是从高数、计算机基础到电路、低、高频电路,再到信号与系统、数字信号处理、信息论与编码;从微机原理、单片机到EDA、MATLAB、DSP、ARM,无不与测试技术相关。高数是测试技术的理论依据;测量电路与系统由各种电路、传感器和计算机构成;测量仪器的使用和测量电路的设计与调试过程中可利用一些计算机语言进行辅助设计和仿真。测量技术的讲解可以站在信号的高度上讲解,使得学生起点更高,更能充满信心的找到自己未来的人生目标。故而可将学生四年的实验课统一安排,统筹规划;先从实验仪器的基本使用,到应用实验仪器测量基本电路及其电参数,再到实验仪器的熟练使用、扩展使用;最后到自行选用实验仪器,计算参数,构成测量电路,设定实验步骤,完成各种任务。这样即可合理安排学时,避开学时压缩对课程带来的不利影响;又可避免重复劳动所带来的厌倦心理;还方便开设一些综合性课题。 ⑵合理设置实验内容。实验教学作为电子测量课程的重要组成部分在内容安排上也不能一成不变照本宣科,实验内容的选取要做到适应不同层次学生的需要,将单纯的验证性实验逐步向综合应用实验和创新实验类型发展,增强学生的参与意识,提高学生的动手能力。就是以验证性实验为主,对于设计性实验我们都是要求学生利用传感器等来间接测量一些与实际应用有关的参数,如温度、液位、重量、位移等。这样一方面提高了实验的难度,另一方面提高了实验的趣味性。在整个实验过程中,学生独立设计方案,确定实施方法与手段;对实验过程中遇到的问题进行多方位思考并借助于测试仪器认真地分析,教师仅在适当的时候加以启发引导。在参与实验的过程中,一切都由学生独立思考和动手,自己寻求正确答案,真正成为实验的主体,从而提高了学生的实验兴趣,激发了学生的创新意识,培养了学生的创新能力。可以让学生较系统地掌握电子测量系统设计过程的选项立项、方案论证、工程设计和实现、系统调试、文档整理等全过程的各个环节,充分发挥学生的主观能动性和创造力,培养学生的协作能力和团队精神。 ⑶建立虚拟实验平台,电子测量课程面临两个难以回避的瓶颈,其一是传统实验手段落后的瓶颈,其二是实验设备资源的瓶颈,构建基于软硬件结合的仿真实验平台,既可充分利用学校计算机房的现有设备减少实验设备的硬件投入及维护工作量,又可以帮助学生更好、更快地掌握理论教学内容,加深对概念原理的理解,有利于促成课程和教学改革更有利于具备工程实践能力的应用性人才的培养。 电子测量技术论文:我国电子测量技术的发展 【摘 要】21世纪以来,我国已经进入了科技化信息化时代。各种先进的科学技术都在涌现,其中也包括电子测量技术。它是新时代不断发展创新的产物,具有很大的发展潜力。 【关键词】电子测量;技术发展;广阔前景 0 前言 随着我国经济不断发展,我国居民的生活水平都在提高,使用先进的科学技术是必然趋势。电子测量技术应用于我们生活的方方面面,能够精准高效率的测量许多数据,方便人民的生产生活,下面我们就来阐述一下电子测量技术的发展历程。 1 电子测量技术的简单介绍 新形势下,随着现代化科技的蓬勃发展,电子测量技术在实际生活中的发展及应用越来越受到人们的广泛关注和重视。电子测量技术,作为大多数电子产品精密及准确测量的重要技术,广泛应用于测量电能量、信号特性及其所受干扰、元件及电路参数等电学专业的测量。就目前的电子技术市场来看,可以说,电子测量技术的应用早已进入了一个较为理想和成熟的发展环境。电子测量仪器是知识密集、技术密集、高速发展中的行业。由于微电子技术、计算机技术的高速发展及其在电子测量技术与仪器中的应用,新的测试理论、测试方法、测试领域以及新的仪器结构不断涌现,在电子、电力、航空、航天、能源、交通、广播、电视、通信及其信息系统、微电子及电子元器件测试等方面已冲破了传统仪器的概念。电子测量主要应用于电学专业的测量,例如,电信号传输特性的测量。电子测量也广泛的应用于非电学专业的测量,例如,它通过各种类型的传感器,能量转化器把非电量(如热力学、光学、机械学的物理量)转换为电量(如电流、电压、频率等)进行研究,而后得出反映出非电量的测量结果。随着电子技术的不断发展,测量的内容愈来愈广泛,通常包括以下几个方面:(1)电能量的测量,包括对于电流、电压、电功率的测量。(2)信号的特性及所受干扰的测量,例如信号的失真度、频率相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信噪比等。(3)元件和电路参数的测量,例如电限、电感、电容、电子器件(电子管、晶体管、扬效应管等)的测量,集成电路的测量,电路频率响应、通频带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减和增益等的测量。然而目前国际上著名仪器公司电子仪器销售额所占比例不断下降,国内电子仪器厂所处的状况大致类同。因而研究我国当前电子测量仪器行业发展战略决策,已成为仪器行业专家们共同关注的问题。 2 电子测量技术的优点 2.1 电子测量技术的测量频率范围广 相对于以往的测量技术来说,电子测量技术具有测量频率范围宽、量程大等优势。通过电子测量技术的实际应用,能够利用电子测量仪器,进行深海压力、高温炉温度等特殊环境下的测量工作,一定程度上降低了测量人员的工作强度,同时也有效保证了测量结果的准确性和客观性。此外,电子测量技术的测量频率范围宽、量程广,还表现在测量电子欧姆表的测量能力上。由于所测量的大小相差极大,要求测量仪器的量程也极宽,同一台电子仪器,经常能做到量程涉及很多数量级。例如一台普通的欧姆表,可以测出几欧姆至几十欧姆电阻,量程宽达六、七个数量级。 2.2 电子测量技术能够实现遥测 电子测量技术的遥测优势,具体表现在电子测量技术能够帮助人们解决在不便长期作业或是难以直接到达的区域的测量工作,而且不间断测量,又能够保证测量的数据具有高度的实时性,同时它拥有直观、清晰的显示方式,能够为测量人员的测量工作带来更大的便捷性。电子测量技术能够将传感器设置在人类无法到达或者无法长期停留的地方,在对象运行的状态下能够持续进行测量,并直观地记录下相关的数据,这样就方便人们对被测对象进行了解和分析。例如在测量发光二极管时,电子测量技术将数据以数字的直观形式显示出来,将频率以示波的方式显示在荧光屏上,都能起到直观、清晰分析参数信息的重要作用。同时,电子测量技术在实现遥测和不间断测量时能够利用荧光示波法和发光二极管来直接显示出测量的结果,具有直观、清晰的效果,便于测量人员直接对被测对象的行为特征进行认识和掌握。荧光屏示波法,便于形象直观地给出被测量的特征。测量结果还便于打印、绘图或启动指示灯显示。 2.3 与计算机技术相结合 电子测量技术的高速发展离不开计算机技术的大力支持,因此电子测量技术和计算机技术的紧密集合是又一个应用优点。随着现代计算机技术的高速发展、计算机硬件价格的不断下降,通用硬件平台和虚拟仪器也正在成为趋势。通用硬件平台主要包括用于数据采集、信号分析处理和信号输出显示等带有共性的硬件,例如微型计算机、A/D和D/A变换器、显示器等,有了这些通用硬件平台,根据不同仪器的具体技术要求,开发出相应的软件,就可以产生不同的测试功能,输出多种测试信号。虚拟仪器充分利用了微型计算机强大的软硬件技术,可以设计出风格不同的人机操作界面,并且易于随着计算机软、硬件的升级而升级。虚拟仪器允许用户在通用硬件平台上根据自己的需要构造仪器,充分发挥计算机或数字信号处理器的作用,对仪器功能进行变换组合,因而比实物仪器更具有灵活性。在当今科技的高速发展中,测量技术和实验手段的现代化已成为科技现代化的重要条件和标志。随着计算机技术与智能传感技术的不断发展,检测仪器也将朝着“更快、更宽、更深”方向发展。微型计算机的不断发展,让电子测量仪器能够更加便捷地携带,能够对测量的数据、结果以及变化情况进行记录和保存,体现了电子测量技术多功能、高性能的特点。 3 电子测量技术的发展前景 随着信息技术的高速发展,信息和信息化已成为推动经济、技术和社会发展的要素,它反映了当代经济发展、科学技术进步的趋势,被认为是国家现代化水平和综合国力的主要标志之一,从而成为各国竞争的热点。对此各发达国家均把实现社会信息化作为重要的国策竞相投入了大量的人力、物力和财力。电子测量仪器与测试技术正是这些系统与技术的支撑。传统的仪器与测量方法已经很难适应这种需求,必须大力发展测试系统技术、测试软件技术等,用以研制开发新的仪器和新的测试方法。如能适应这种需求,仪器行业将得到很大发展。电子测量仪器经历了从模拟仪器到数字仪器、智能仪器,再到目前的虚拟仪器的发展历程,微电子技术和计算机技术的迅猛发展推动了电子测量仪器的发展。随着电子测量仪器的应用领域不断扩大,现代科学技术的发展和现代化工业大生产,必定会对电子测量仪器提出更高的要求,相应地,电子测量仪器的发展会呈现出新的特点,主要会包括:测量仪器的通用化;测量仪器的模块化;融合大量的高新技术;测量仪器的网络化。 4 结束语 通过本研究的介绍,我们对于电子测量技术的发展有了一定的了解。根据它的诸多优点,相信在未来一定会有更好的发展前景,应用到我们的生产和实践中去,为我们提高优质的生活。 电子测量技术论文:电子测量仪器抗干扰技术措施分析 [摘要]随着电子技术的飞速发展,人们对电子产品提出了越来越高的要求。许多企业都在使生产实现自动化,在实现自动化的过程中需要用到较多的电子测量仪器来检测生产过程中的参数,通过检测到的参数来指导生产操作。所以,电子测量仪器必须要保证其测量数据的准确性,防止出现误差。在实际的操作过程中,利用电子测量仪器检测参数容易出现干扰问题,干扰问题的出现会降低信号的质量,影响设备的正常使用。因此,提高电子测量仪器的抗干扰性能非常重要本文对干扰现象进行了介绍,研究了几种常用的电子测量仪器抗干扰技术和措施,并得到了相关的结论。 [关键词]电子测量仪 干扰 抗干扰 问题 技术 措施 一、干扰现象 (一)、干扰的定义 干扰是指对系统的正常工作产生不良影响的内部或外部因素。对于电测系统来说,干扰就是指对电测系统或仪器的测量结果产生影响的各种内部或外部的无用信号。干扰因素包括电磁干扰、温度干扰、湿度干扰、振动干扰和声波干扰等等,其中,电磁干扰是最为常见的干扰方式,电磁干扰对于系统的影响也最大。电磁干扰容易对系统的性能或信号传输产生有害的影响,使信号的数据发生瞬态变化,加大误差,严重时可能会导致整个系统出现故障。 (二)、干扰的来源 产生干扰必须具备三个因素:干扰源、传播途径和接受载体。对于电磁干扰来说,许多的设备都能够成为干扰源,例如继电器、变压器、微波电器、电动机、高压电线等,这些设备都能够产生电磁信号,对电子测量仪器进行参数检测造成影响。另外,宇宙射线、太阳光和雷电这些自然现象也会产生电磁信号,成为干扰源。电磁信号在空中是直线传播的,具有极强的穿透能力,电磁信号还能够通过导线传人电子测量仪器,传播的途径众多,也是电磁干扰现象十分广泛的原因之一。电子测量仪器就是很好的接受载体,它会吸收干扰信号,影响参数检测。所以,干扰是会对系统造成有害影响的,除去干扰形成因素的任何一个,都能够有效地避免干扰。抗干扰技术就是针对干扰的三个要素进行研究和处理,破坏其中的一个或几个干扰生成的要素。 二、几种常用的电子测量仪器抗干扰技术措施 电子测量仪器容易出现干扰问题,通过干扰现象的来源进行分析,可以知道,提高电子测量仪器抗干扰性能最理想的方法就是抑制干扰源,使其不向外产生干扰或者将其产生干扰造成的影响限制在允许的范围之内。对于生产车间来说,想要生产的过程中不产生干扰源几乎是不可能的。有些干扰是避免不了的,例如电网和外界环境的干扰。所以,在电子测量仪器来说,除了要对一些干扰源进行抑制之外,还需要在产品自身设计方面进行研究,提高其抗干扰性能。常见的电子测量仪器抗干扰技术措施如下所述: (一)、屏蔽技术 屏蔽技术室利用导电或导磁材料制成的盒状的或壳状的屏蔽体,可以将干扰源或者受干扰对象包围起来,这样就可以割断或者削弱干扰源的空间耦合通道,组织干扰源向受干扰对象传输电磁能量。根据屏蔽的干扰场的性质的不同,一般可以将屏蔽分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种类型。通常采用电场屏蔽的方式来消除或者抑制由于电场耦合而引起的干扰,使用铜和铝等导电性能良好的金属材料充当屏蔽体,且屏蔽体要保持良好的接地。磁场屏蔽是为了消除或者抑制由于磁场耦合而引起的干扰,一般可以用高磁导率的材料来充当屏蔽体,从而保障磁路的畅通。对于一些电气设备,既存在电场耦合,又存在磁场耦合,例如,变压器、发电机等等,变压器的电磁屏蔽一般采取的是在变压器绕组线包的外面包一层铜皮作为漏磁短路环,漏磁短路环会产生反磁通来抵消部分的漏磁通,从而使变压器外的磁通减弱。另外,在同轴电缆中,可以在电缆线中设置屏蔽层,防止信号在传输的过程中受到电磁干扰。同时,为了防止电磁干扰发生在通信电缆里面,可以在生产车间的通信电缆外面包裹一层薄膜,这样就能够起到屏蔽外界电磁干扰的作用。需要注意的是,对电磁干扰的屏蔽效果与屏蔽层的数量和每一层的厚度是有很大关系的。 (二)、隔离技术 隔离技术是抑制干扰的有效手段之一,它是指把干扰源与接收系统隔离开来,从而让干扰耦合通道被切断,使得干扰信号无法传输。比较常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。光电隔离需要用到的仪器是光电耦合器,光电隔离借助光作为媒介来耦台隔离两端输入和输出的电信号,它所具有的隔离能力比较强,能够有效地提高电子测量仪器的抗干扰能力;变压器隔离主要用在传输交流信号的过程中,需要用到隔离变压器来阻断交流信号中的直流干扰和抑制低频干扰信号的强度;继电器隔离主要是利用继电器的线圈来接受电信号,在利用其触电来控制和传输电信号,这样就可以通过不和电产生联系而将强电和弱电分离开来。 (三)、滤波技术 滤波的形式有多种,主要有波形滤波、频率滤波、时间滤波、空间滤波、软件滤波和幅度滤波等。滤波主要是通过挡住噪声,只让有效地信号输出。干扰源发出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽很多,所以可以采取滤波的方式来抑制干扰。根据滤波器频率的特性,可以将滤波器分为低通、高通、带通、带阻等类型。 (四)、接地技术 为了提高电子测量仪器的抗干扰性能,还可以通过接地技术来实现。接地技术主要是将电路、设备机壳等与大地相连,这样就能够给系统提供一个基准电位。接地可以分为保护接地、屏蔽体接地和信号接地三种类型。通过接地的方式,不仅能够防止设备使用时漏电造成人身安全,还能够有效地抑制干扰。 三、结束语 综上所述,在电气化的环境下,干扰现象时有发生。如果干扰源不能够消失,就需要想办法让其对其他设备的使用造成的干扰降低到最小。通过屏蔽技术、隔离技术、滤波技术和接地技术能够有效地抑制干扰信号的传输,保证电子测量仪器能够在允许的范围内进行参数检测。 电子测量技术论文:现代电子测量技术与仪器仪表的发展 近几年来科学技术迅猛发展,以信息技术为代表的新科技促进了电子行业的飞速增长,也极大地推动了测试测量仪器仪表的快速发展。电子测量仪器的发展为我国国民经济、企业发展,科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,鉴于中国在全球制造环节和设计环节的重要地位,使得中国成为全球各大仪器厂商青睐的大战场,同时,也带动了中国测试测量仪器的研发与测试技术应用的迅速发展。 电子测量技术的现状及存在的问题 目前国内的电子测量技术已有了很大的发展,中国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了各个方面的重视,状况有了很大改观。测试仪器行业目前已经越过低潮阶段,重新回到了快速发展的轨道,尤其最近几年,中国的仪器取得了巨大的进步,特别是通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面,与国外先进产品的差距正在快速缩小,给国外电子仪器龙头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟电子技术的发展,为中国的测量仪器行业带来了新的契机,加上各级政府越来越重视,以及中国自主应用标准研究的快速进展,都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计中可以看出,中国的电子测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中,无疑催生出了许多测试行业新创企业,也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品,现在已基本上采用了标准化,模块化的设计体系,已从CAMAC、PC总线、STD总线向VXI、PXI总线发展,从堆叠式测试系统向标准化、模块化测试系统发展,并先后研制出国产化VXI模件、VXI测试系统及PXI系统,使我国测试系统技术水平逐步进入国际先进行列。 虽然国内的测试测量产业快速的发展,但客观地说中国的测试测量仪器还普遍落后,表面上看的有精度不高,外观不好,可靠性差等,深入分析则存在以下问题: 人们在整个产品的制作流程中对测试这个环节不够重视。在传统的产品的制造流程中,研发始终处于优秀地位,而测试则处于从属和辅助位置,研究者对测试不够重视。 数字化、标准化、模块化结构有待提升。“数字化时代”是社会与经济现代化的最新标志,关系着一个国家在科技领域“优秀竞争力”的高低。模块化则是国际电子测量仪器发展的方向。由于历史的原因,中国仪器配套行业的企业多为良莠不齐的小型企业,标准化的研究也没有跟上需求的快速发展,从而导致仪器的材料配套行业的技术水平较低。虽然目前已有较大的改观,但距离整个产业的要求还有一定距离。所以,还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。还有,在技术水平没有达到的条件下,一味地追求精度或追求高指标,而没有处理好与稳定性之间的关系。这些都是制约本国仪器发展的因素。 软件技术、集成技术不够发达。软件技术在电子测量仪器中的作用,就如同人的大脑一样,然而现代我国的电子测量仪器中的软件技术还远远没有体现出来。电子测量仪器硬件,即电子电路技术、同轴器件组件技术、波导器件组件技术的集成技术,在电子测量仪器中是其重要的优秀技术,它与总线技术、软件技术、模块化技术共同组成现代化的电子测量仪器,这是我们电子测量仪器企业尚待攻克的一个难关。 面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。中国的仪器设备厂商只是重研发,重视生产,重视狭义的市场,还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用,但无法满足目前整体解决方案流行年代的需求。所以,为了快速缩小与国外先进公司之间的差距,国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。特别是随着国内应用需求的快速增长,为这一过渡提供了根本动力,应该利用这些动力,跟踪应用技术的快速发展。 目前电子测量仪器的高技术成果 成功研制微波毫米波矢量网络分析仪。微波毫米波矢量网络分析仪是我们成功研制的被称为“世界电子测量仪器之王”的仪器。该仪器的突出特点主要有以下几个方面:工作频带宽;测量精度高;大动态范围;高速实时测试。 调制域分析仪的成功研发。调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。 VXI总线技术取得重大进展。VXI可以大大减小设备的体积和重量,还可以大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍,它测试系统的适应性、灵活性大为提高并且价格适中,有利于充分发挥计算机的作用。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。 电子测试仪器向毫米波推进。通信测量仪器达到高技术水平。通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。 现代电子测量仪器的发展方向及趋势 电子测量仪器的生产和设计是衡量一个国家工业基础和工业生产能力的重要标志,因此在仪器仪表生产技术的研究中要注重解决好产品的设计和过程监管模式,研究新型的仪器仪表应注重高精度,高质量,稳定性,可靠性,可维护性,可操作性,易升级性等。 我国电子测量技术的发展应保证产品性能更加优异,逐步与计算机融为一体,使测试及仿真软件在仪器中广泛应用,提高自动测试系统的性能,测量数据采集和处理的自动化,实时化,数字化,测量数据管理的科学化,标准化,规格化,测量数据传播于应用的网络化、多样化、社会化,GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进的地面测量仪器等广泛应用与工程测量中,并发挥其主导作用。
随着国家网络发展技术的快速推进,人们的生活方式和市场结构等都发了翻天覆地的变化,有效的促进了人们的生活质量。电子工程技术是电子信息发展背景下的成果之一,被有效的应用在多个技术领域。在将电子工程技术与单片机技术进行融合的情况下,能够将单片机的工作效率进行有效提高,促进行业的稳定发展。 1电子工程技术 1.1概念 电子工程技术,主要是指对信息进行电子化的处理,使其有效实现自动化过程,能够对所需要的信息进行获取、处理和分析。从而使信息的利用率得以提高,保证其工作效率的过程。 1.2应用特点 1.2.1便捷性 就电子信息工程来说,其在具体运行过程中,需要将传统的硬件设施进行完善,促进其和系统命令相结合,对大批量信息,电子工程技术都可以实现统一的处理,这大大提高了工作效率,方便快捷。这一电子信息工程的实现,能够有效改善人工信息处理操作过程常常出现错误的情况,同时提高工作效率,满足社会发展需求。 1.2.2精准性 电子信息工程,其除了具有快捷等应用优势,重要的是具有很高的精准度。这一优势主要表现在对信息进行处理的工作过程中,它能够实现对检测结果的自动设置,实现准确的数据检测过程。这一技术在与传统人工操作进行比较的情况下,但是人员操作,能够更加有效的实现信息检测的准确性。 1.2.3范围广 就电子工程技术来说,在行业将其进行利用的过程中,首先需要针对电子信息进行研究处理车,从而保证其应用有效性和准确性。从我国社会发展的现状来看,其信息技术的发展是相对较快的,市场竞争力也被逐渐加强,在这样的情况下,要想保证电子工程技术得以有效的应用,就不得不促进其信息处理技术的发展,从而加强信息分析的准确性,从而对其加以利用,才可以对某个行业进行预测与评估。各个行业都会涉及到信息处理的问题,电子工程技术在各个行业中得到广泛地应用,几乎覆盖了所有的行业,其作用与影响越来越突出。 2电子工程技术在单片机中的具体应用 2.1在通信设备中的应用 就单片机设计来说,其在设计的早期阶段中,实现了对通信接口的设置,在这种设置基础上,能够有效实现单片机和计算机的有效连接件,通过通信接口相互连通。与此同时,在将单片机放置在通信装置中时,其能够充分发挥自身作用,为计算机网络票提供有效数据。 2.2在串行通信方式中的应用 通信技术是我国信息发展的重要标志。就通信来说,它在实际的应用过程中,主要有两种常见形式,分别为并行通信和串行通信,他们主要出现在通信设备的信息交换过程中,而串行通信中,其同步和异步又是其中的重要形式。就异步穿行通信来说,其数据传输,主要是以单字符的形式的进行传输实现的。在进行具体应用的过程中,需要相关工作人员能够根据自身需求有效的选择合适的通信方式。 2.3智能电气化应用 信息数据异步传输是信息传输中的重要内容,而在其进行具体运行的过程中,人们最为常见的应该算是时钟模式模式吧。随着时代的发展进步,智能化发展得以推进,在这样的发展背景下,信息传输也逐渐趋于智能化发展,这也将在未来成为对数据进行控制的主要方式之一,对数据进行发送,对信息进行接收,对时钟进行控制。其中,受到单片机较小等因素的影响,就必须促进测量方式的改变,促进其灵活性的增强,从而实现智能仪表的广泛应用。在将单片机进行应用的过程中,其促进了智能仪器仪表的智能化发展,有效实现了工作自动化,改变了我国传统技术发展中半自动仪表的局限性。 2.4工业发展应用 随着我国科学技术发展的飞速推进,我国工业化发展进程得以推进。在传统工业生产过程中,其工作推进对人力和物理的消耗相对较多,与当前工业生产发展速度和要求不相符合,难以有效实现自动化和智能化。因此,要想促进我国工业生产的高效推进,就不得不将电子工程和单片机技术进行结合应用。同时,在工作具体的发展过程中,要想保证其工业生产中监控管理质量和工作效率的有效增强,还需要利用工程技术,促进对资金管理和材料管理的有效增强[2]。也就是说,将电子工程技术和单片机进行结合,促进其在工业控制中的有效应用,能够将我国工业生产的生产效率进行有效提高,促进行业的发展建设,提高社会经济效益。 3提高电子工程技术应用质量的实施策略 3.1提高对电子工程技术发展的重视程度 要想在发展的过程中,促进单片机应用性能的有效增强,促进其应用效率的提高,首先需要促进其开发力度和研究工作的加强,在实现电子工程技术结合发展的基础上,促进人才素质的增强,对人员展开积极的培训工作,并将相关工作的研究力度进行加强,推动行业发展,使得相关技术得以更好的开发和利用,同时,要积极引进先进国家的技术方法,对其进行学习研究的同时,促进完善工作的展开,使我国电子工程技术得以更好的发展,能够为国家技术进步做出积极贡献。 3.2促进资金筹集 就电子工程技术开发和单片机的应用发展工作来说,其对资金的消耗量都相对较大,并且需要投入大量的人力、物力,要想保证其长效发展,就需要在未来的发展过程中,促进多方筹集资金的实现,引入社会资本的投资支持,为相关科研工作的开展奠定坚实的基础,筹集足够的资金,以便于其更好的开展科研工作,促进行业技术的稳定发展。 4结语 针对电子工程技术在单片机中的应用研究问题展开讨论,需要在对电子工程技术进行有效了解的基础上,对电子工程技术在单片机中的具体应用进行明确,促进其作用效率的充分发挥,有效实现我国各项技术的应用发展,提高人们的生活质量,保证我国的健康发展。 作者:刘瑞龙 单位:德州职业技术学院
电子设计论文:基于教学的电子设计论文 1教学特色 (1)电子设计实践能力提高班的课程系列化、模块化、层次化。(2)以实践教学为主,突出实践,实现“玩中学,学中玩”“做中学,学中做”。(3)拓展学生的知识面,补充实践学时,丰富课余生活,形成学生的特长和个性。(4)培养学生的学习能力,促进学生创新、创业、就业能力的提高。(5)全面培养学生的实践能力,培养企业需要的电气信息类拔尖人才。 2教学计划和内容 电子设计实践能力提高班的教学计划分为三个阶段,课内总学时数108课时,全年安排36周,每学期18周,周学时数为3课时,教务处教学计划单列组班。第一阶段:电工电子认知阶段,完成12学时教学计划内容(见表1)。第二阶段:集中实验能力训练阶段,完成42学时教学计划内容。集中实验能力训练以AVR单片机为载体,通过编程实现单片机的各种功能。AVR单片机是目前最新的单片机系列之一,拥有丰富的片内硬件资源,功能强大,可靠性高,功耗低,在业界得到迅猛发展和广泛应用。集中训练环节以ATMEGA128A芯片构成实验系统,完成21个实验项目的训练(见表2)。第三阶段:分组分项目综合训练阶段,完成54学时教学计划内容。学生分组,每组2~3人,自由组合,自由选择项目类别,采用命题作文的形式完成一个典型电子产品的设计、组装、实验和调试(见表3)。 3组织方式 学校教务处每年下达单列教学计划,电子设计实践能力提高班招生名额为30人,招生工作在大一下学期进行,全校理工类专业一年级本科生各科成绩合格者均可报名参加考试。电工电子实验中心负责组织初试和复试,初试主要考查学生的基本实验技能,初试通过后,在网上公示名单;对初试合格学生进行复试,复试采用面试形式,主要考查学生的非智力因素及合作沟通能力,确定最终录取名单并在网上公示。电子设计实践能力提高班的教学安排在大二上、下两个学期,上学期完成基础能力训练,下学期完成综合能力培养,总学时数为432课时,其中课内108课时,课外324课时,由电工电子实验教学团队分阶段分梯度完成。 4运行管理机制 电子设计实践能力提高班的学生来自学校不同学院、不同专业,为方便教学,同时不影响学生的正常学习,提高班教学时间一般安排在18:00~21:00。要求教师具有良好的敬业态度和较强的奉献精神;要求学生既有浓厚的电工电子实验兴趣,又有强烈的责任心和担当力;为了不影响常规教学,提高班的实验教学设备、实验元器件、材料需单独购置和准备,不宜与常规教学设备共用;要求教师深入开展实验教学改革,采用自主研究式、探索式实验模式,培养学生玩中学、做中学的能力;引入退出机制,允许不适应这种教学模式的学生退出,学生退出后不能获得相应的学分;引入新的评价机制,学生的成绩由综合实验报告和电子作品综合评定,所得学分与其他选修课学分价值相同。 5实践效果 2013年5月,经过报名、初试和复试,我们在全校范围内选拔了40名学生进入电子设计实践能力提高班。在培养过程中,有4名学生不适应提高班的教学模式和教学方法,申请退出,其余36名学生经过近一年的培养和训练,从不适应到适应,从被动学习到主动学习,从孤立学习到相互启发式学习,学生发生了明显的变化:(1)主动学习意识明显增强,综合实践能力得到提高。(2)团队合作意识明显增强,文献检索和应用能力得到训练。(3)学生自主参与、自主选择、自主设计、自主实践能力得到充分施展。(4)现代电子产品设计、组装、调试、综合实验能力增强,作品不断增加。(5)学生参加电子科技创新活动的热情高涨,对自己的学习提出了更高的目标。 6结束语 电子设计实践能力提高班经过近一年时间的实践,探索构建了提高学生电子设计实践能力的教学新模式,在教学目标、教学计划、教学内容、组织方式、运行管理机制等方面取得了有益的经验,为我校培养拔尖创新型电气信息类人才创建了一个新的实践教学平台。 作者:彭珞丽彭端蒋力立梁远博陈安陈灵敏杜宇上单位:广东工业大学 电子设计论文:学科电子设计论文 1学科竞赛的组织 1.1确定赛事和参赛项目全国大学生电子设计大赛是教育部倡导的四大学科竞赛之一,权威性不言而喻。只有在这种211和985高校都参加的比赛中取得好成绩,才能真正说明我校的人才培养质量,才能真正做到与这些重点高校一起同台竞技。 1.2对学生的选拔与培养我院的赛前准备工作分为基础培训、模块训练、真题训练三个阶段。在组织管理、赛前指导、正式竞赛等方面做了大量的工作。整个电子设计竞赛的培训包含三个内容。首先是选拔与基础培训,时间是2012年10月中旬到2013年5月。主要工作内容是挑选有兴趣的同学参加培训,学生的热情很高,共有70个多名学生报名,我们利用学生课余时间,给学生讲解Multisim,proteus软件仿真,MSP430单片机,模拟电子电路和数字电子电路知识、各种常用的传感器介绍等基础知识;并布置学习任务,让学生相互学习,相互促进。第二个内容是电路常用模块训练。暑假集中训练。挑选出6组共18名较优秀的学生,每组选好方向,分为控制组,高频组,电源组等;利用暑期进行严格的训练。电源模块,单片机最小系统,D/A与A/D,键盘与显示,各种放大器模块,传感器模块等进行设计与制作。第三个内容是真题训练。对第二阶段挑选出来的4组共12名秀学生,要求每组根据自己的方向做一两个往届的题目,边做边发现问题、解决问题。渐渐熟悉大赛流程和一些应对方法策略。在竞赛的四天三夜里,学生废寝忘食,承受了常人难以想象的压力。所有的困难都必须是三人小组共同去面对、解决。他们靠的是扎实的理论基础和集体的力量,分工协作,相互支持,相互激励,攻克一个个技术难关,完成作品。 1.3参赛的组织与管理独立学院对学科竞赛的重视程度,将直接影响到对学科竞赛的管理及最后的比赛成绩。学科竞赛其实也是一项科研项目,需要必要的硬件经费来制作参赛作品,因此如果学校、系部领导如果充分重视学科竞赛,那么在参赛经费上提供较充分的保障。目前独立学院基本形成学科竞赛项目负责人制,由学院领导任项目负责人,由院领导组织教师具体执行学科竞赛的日常组织工作。从前述的学科竞赛组织中,我们可以看到,完成一项学科比赛的整个工作是一个系统工程,指导教师的实际工作量是非常大的。 2电子设计竞赛方面的经验与问题 我院此次参加竞赛的学生,均是基础相对较好,热爱电子技术、喜欢动手的学生,尽管如此也反映出了我院学生动手能力较弱,理论基础较差,综合运用知识(特别是独立设计电路)的能力差的弱点;同时也反映出我院教师实践经验的不足。由于目前荆州无专业的电子元器件市场,购买元器件只能到武汉购买,并且元器件要在多个门市才能购置齐,从荆州到武汉乘班车当天往返难度很大,而且器件每次都要向实验中心和教务部门申请,才能购买,机动性不够,很不方便,对竞赛造成很大的影响。通过参加竞赛我们总结和积累了一些经验: 2.1加强基础工作在平时的教学中,加强学生创新设计思想的培养,广泛利用课内外时间培养学生的动手能力,加大综合设计性实验开设,调整电子信息课程体系,注重各主干课程间的关联,特别加强电子技能与工艺的训练。加大经费和实践条件的投入,扩大开放实验室。 2.2强化相关实践科目的学习电子设计竞赛以应用设计为主要内容,涉及电子工艺、模拟电路、数字电路、单片机应用、可编程逻辑器件、EDA工具软件和PCB制作等相关科目。虽然参加电子设计竞赛往往以大三、大四学生为主力军,但是相关课程的学习从大二就已开始,所以应指导学生有的放矢地强化相关科目的学习,夯实理论基础,积淀科技文化底蕴。 2.3引导学生成立电子兴趣小组有相当一部分学生对电子设计是有兴趣的,甚至部分学生在高中时就展现出这方面的天赋。学校应提供场地和仪器,开展电器维修、仪器维护、院级电子设计竞赛等小组活动,普及学生科技创新活动,同时也为特长生展示个人才华提供了舞台,使他们中的骨干成为日后参加全国大学生电子设计竞赛的主力军。全国大学生电子设计竞赛已成为目前我国高等学校中规模最大的电子专业课外科技活动之一,有较大的社会影响力。我院将在实践中不断总结经验,通过电子设计竞赛来提高人才培养质量。但是独立学院在学科竞赛中毕竟是从低起点开始起步,参与时间不长。相比于其他高校仍有相当大的差距,独立学院仍需看清形势,坚持不懈的开展学科竞赛的组织与管理工作,坚持下去必会受益无穷。 作者:李相敏单位:长江大学文理学院机电与信息工程系 电子设计论文:基于教学改革的电子设计论文 一、以竞赛为契机推进实验教学改革 竞赛时出现的问题,说明了传统教学中还存在的很多问题,如重理论轻实践、重分析轻综合、重继承轻创新等,学生以被动的方式进行学习,这种模式已不适应科技迅速发展的要求,不适应创新人才培养的要求,为了加强学生自主创新能力、综合运用知识能力和综合实验能力的培养,我们应该在实践教学环节方面进行改革,以进一步提高和改善实践教学质量。 1、实验课程内容改革从历届电子竞赛试题看,其知识面涵盖了无线通信、应用电子、传感器、仪器仪表和自动控制等专业内容,而且每一届竞赛的内容也在不断更新、设计指标要求也越来越高。随着电子工业的高速发展,其相应的生产技术的更新换代非常快,高校电子信息类实验课程应紧跟电子工业发展的趋势,注意将新器件、新技术、新知识及时引入,时刻保持实验教学内容的先进性,才能使学生知识面得到及时更新。因此,在实验课程内容改革中,要以提高学生综合能力为目的,教学内容要注重机械电子、嵌入式系统、计算机控制等方面的新技术、新方法的传授与应用,在教学中注重引入先进的教学手段,提高教学效果。(1)将EDA技术渗透到模拟电子技术实验、数字电子技术实验和电子工艺实习等课程的每一个教学环节中。在实验教学改革中,注意借助EDA技术开展理论、实验一体化教学,进一步丰富实验教学内容。在模拟电路实验教学中引入MULTISIM、PROTEUS等软件对电路进行仿真,可调用虚拟元器件和虚拟仪器仪表,搭建电路模型,仿真出真实电路的结果,同时还可以设置各种元件故障进行仿真,从而观察不同故障情况下的电路工作状况,以论证设计的正确性。在数字电路实验中引入支持硬件描述语言的可编程逻辑器件及其开发软件,在EDA软件平台上用硬件描述语言HDL完成设计,可自动实现硬件系统的编译、仿真、编程下载等工作,尽管目标系统是硬件,但整个设计和修改过程是在PC电脑端完成的,使复杂数字系统设计自动化成为可能。电子工艺实习是我校继模拟和数字电子技术理论课程和实验课程之后的重要实践课程,在课程中引入AltiumDesigner电路板制板技术,让学生在2-3周的时间内投入全部的精力完成典型电子电路的系统设计、安装和调试,从而掌握电子制造工艺的基础知识和电子产品生产的全过程。该课程对培养学生综合应用电子技术基础知识解决实际问题的能力起到巩固和促进的作用。通过以上课程的学习,使学生具备电子设计的基本技能。(2)开设创新性开放实验项目,加强学生工程设计能力的培养,全面培养学生的自主学习意识和创新能力。创新性开放实验项目是指在实验课程教学计划之外,由学生自主选择并在教师指导下,自己动手进行的具有较强实践性和创新性的实验项目。学生以创新性和实践性为选题原则,内容涵盖单片机、无线通信、传感器、DSP、嵌入式系统、PC计算机、自动控制等方面技术的应用,选题可来源于教师的科研课题或工业生产、生活实际中迫切需要解决的实际问题。整个项目训练过程中教师只作方向性指导和项目的验收答辩,从立项、设计、制作、调试完善到撰写报告等均由学生自主完成,项目的完成能既可以充分地发挥学生实验的自主性,还可以实现实验方法手段的多样性、实验过程的探索性等,可以全面培养学生的自主学习意识和创新能力,使学生能获得全面的电子系统设计技能,也使学生在训练的过程中能够接触到更多的新材料、新技术、新工艺、新方法,从而进一步开拓学生的思维,促进创新潜能的发挥。开放实验项目训练既为学生参加大学生电子设计竞赛做好准备,也为毕业后参加工作奠定良好基础。 2、实验教学模式的改革(1)建立开放实验室,将传统的集中实验教学方法,改为开放式实验教学。让学生自由选择实验时间,并根据自己的专业和爱好选择实验内容,做自己感兴趣的实验,这样有助于学生创新能力的培养和提高。在开放实验室除了配备信号源、示波器、万用表等常规实验设备外,还配备单片机开发板、DSP开发板、可编程逻辑器件开发板、嵌入式系统开发板、逻辑分析仪等实验设备,为学生进行综合设计性实验和开放创新性实验提供实验场地和仪器设备。成立电子课外创新兴趣小组,吸收在电子设计方面有兴趣和特长的同学加入到兴趣小组中,兴趣小组成员到开放实验室进行开放创新实验,不仅可以方便的使用实验室的仪器和设备,还可以拥有相对固定的实验场所,兴趣小组的成立不仅方便了成员之间的交流和沟通,还能吸收个别同学参与到实验室的日常管理中来,协助开放实验室教师做好实验室管理。(2)通过网络资源共享为学生远程网络学习创造条件。远程网络学习将是未来信息技术的重要发展方向,信息技术在推动教育信息化的过程中有着重要作用。我们以电工电子实验教学示范中心建设为契机,建立中心网站,提供各种教学资源,如课程信息、多媒体教学课件、例程、参考书目、教学视频等,部分教师还可建立个人教学主页教学信息,学生可随时随地访问中心网站,获取需要的资源。学生还可以通过QQ、飞信等即时通信工具与教师双向互动,及时解决实践中遇到的问题。(3)举办校内电子设计竞赛,让更多的学生参与课外创新活动。借助校园科技文化节的大舞台,每年举办一次校内电子设计竞赛,为电子设计爱好者提供施展技能的平台,激发他们的学习兴趣,同时也为参加省、国家大学生电子设计竞赛选拔队员做准备。校内竞赛完全按照省或国家的竞赛形式进行,在校领导和相关部门的支持下,使校内电子设计竞赛成为我校科技文化节的特色项目,让更多的学生参与到课外创新活动中。 二、实际效果 1、近年来我校学生参加部级、省级电子设计竞赛中取得了丰硕的成果,获奖等级和获奖率在粤西地区参赛院校中名列前茅。①2010年9个参赛队获得广东省大学生智能家居专题竞赛二等奖三项,三等奖两项。②2011年9个参赛队获得全国大学生电子设计竞赛广东赛区二等奖四项、三等奖两项。③2012年10个参赛队获得广东省大学生智能家居专题竞赛一等奖三项,二等奖二项,三等奖三项。1个参赛队获得全国大学生飞思卡尔智能车竞赛华南赛区三等奖一项。④2013年10个参赛队获得全国大学生电子设计竞赛广东赛区二等奖三项、三等奖两项,3个参赛队获得全国大学生飞思卡尔智能车竞赛获华南赛区三等奖三项。⑤2014年4个参赛队伍获得全国大学生飞思卡尔智能车竞赛华南赛区二等奖一项,三等奖一项。 2、促使学校学风不断好转通过参加电子设计大赛,培养了学生们利用互联网查阅资料的能力、电子系统设计能力、实际动手能力、表达能力等。使得原来不爱动手做实验的学生,变得会学习会做。提高了学生专业学习的自觉性,许多学生由此戒掉了多年玩网络游戏的陋习,促使学风不断好转。 3、以点带面,全面发展选定以单片机、嵌入式系统应用作为突破口,使学生能够通过单片机、嵌入式系统应用设计制作中,自主学到更多与系统相关的电路设计、软件开发和算法理论等多方面的知识,同时也带动相关课程的学习,起到以点带面、全面发展的作用。 4、经过电子设计大赛的锻炼,指导教师的理论知识和实践经验互相渗透和补充,业务素质在科研能力和组织能力上都有了很大提高,尤其是工程实践能力和实践经验有了更大的提高,使他们能够在日常的教学和科研中发挥更重要的作用。 三、结束语 总之,大学生电子设计竞赛为学生施展才能提供了机会,同时也推动了电子信息类实验课程教学的改革。随着教学改革的深人开展,实践教学质量将得到不断的改善和提高,这又将竞赛推至更高的层次。培养创新人才是高等学校的长期任务,为此我们将不断地探索不断地研究,努力提高教学水平和教学质量。 作者:莫琦单位:广东石油化工学院 电子设计论文:会企校合作的PLD电子设计论文 1项目设计案例化 培训内容的确定,结合职业岗位定位,选择与实际电路产品相关的案例,面向应用,因用而学,学以致用。以丙级为例,其具体案例如:(1)时序逻辑电路设计与制作:设计制作一个数位电子钟。(2)组合逻辑电路设计与操作:①半加减法器;②具有智能控制的2to4译码器;③具有优先权的4to2编码器;④4to1多任务数据选择器;⑤1to4多任务数据分配器。(3)CPLD设计与应用:①电子骰子控制;②二位数计时器;③红绿灯控制。 2培训的组织实施 培训的实施采用面向职业岗位,以工作任务为引领,教学做一体的项目教学法进行培训授课。如表2,即为实用丙级的实施方案示例。 3培训的鉴定认证 培训的鉴定认证,是参照台湾嵌入式系统发展协会的职业能力认证考核标准,制定出包括PLD电子设计专业知识和职业技能兼具的鉴定认证系统,从专业知识和工程实践技能两大模块分别进行考核鉴定。在实用丙级中,专业知识模块由100道选择题组成,由在线测试系统(OSTS)从题库中以随机方式产生,以考核学员对专业知识的掌握。而实践技能的考评,主要包括组合逻辑电路的设计与操作、时序逻辑电路的设计与制作、综合逻辑电路的设计与应用以及数位逻辑功能的模拟与纪录等四个项目,规划为二个阶段来进行:第一阶段主要考量学员对于传统数位逻辑电路的设计及制作能力,其中包含逻辑化简、电路设计、电路板规划、组件辨识及焊接等能力;第二阶段则考量有关CPLD的设计与应用能力,包含功能分析、工具使用、电路设计、程序撰写以及功能模拟纪录等能力。 4结束语 随着超大规模集成芯片的发展,PLD电子设计自动化应用越来越广泛,在减少电路板的体积,产品的更新速度方面显示出极大的优越性。目前将其运用于设计电路产品已经成为一个主流,掌握PLD技术也成为电子设计人员的迫切需要。我们研究的培训鉴定认证方案,其创新之处在于:(1)系统方案是以行业协会的职业能力认证为标准,衔接行业最新技术,直接面向企业的需求,凸显了面向职业培训的所学即所需的特色。(2)台湾的电子产业在业界比较领先,在长三角地区也有大量的投资。基于台湾行业协会的培训认证,在外资企业,尤其是台资企业有较高的认可度。(3)数位逻辑设计能力认证按照实用级、专业级、专家级逐次递进,可分别面向不同的需求开展培训。 作者:汤朝霞单位:苏州工业职业技术学院 电子设计论文:基于教学改革的电子设计论文 1.电子类实验教学的现状 电子设计竞赛要求学生对电路设计、低频、高频、数字电路、单片机控制、通信、电源设计、PCB板制作等知识要熟练掌握,目前电子类实验教学的现状为[1-3]:(1)电子信息类课程设置不够合理。我校参赛学生大多是二、三年级学生,他们中有一些专业课程开设滞后,学生专业知识缺乏,不少学生不能根据竞赛题意准确、合理地设计方案。(2)实验教学内容长期不变,业界流行的设计软件、产品跟现有的教学内容部分脱节。(3)将理论知识应用于实际的能力较差。部分同学不能运用所学知识分析问题、解决问题,不能运用理论知识对系统电路进行周密分析,在系统联调中出现问题很难准确地判断故障点,不能独立解决问题。(4)部分学生动手能力、实践技能不扎实。在组装连接电路时,布局不太规范,电路走线随意,考虑问题不全面。有些学生对仪器使用、焊接等操作不太熟练。(5)综合能力较差。不会写设计报告,对单元电路论证缺少系统分析,对系统电路论证缺乏逻辑性。报告格式、文档编辑不规范。 2.电子类实验教学改革方案 电子设计竞赛不仅能够反映学生综合能力,也基本反映出一个学校的教学水平,特别是实践教学水平。针对竞赛中暴露的课程设置、实践内容、综合能力等方面的问题,我们应对电子类实践课程体系、教学内容与教学模式进行改革与探索。 2.1电子类课程体系和教学内容改革方案大学生电子设计竞赛试题的内容涉及电子、通信、传感与测试、控制和计算机科学等学科类课程。对这类专业电子信息类课程应分为5个模块开设:(1)电子信息类公共基础课程模块公共基础模块包括电子技术与计算机技术基础课程,其中电子技术部分课程主要有:电路、模拟电子技术、数字电子技术;计算机部分课程主要有:C语言、微机原理、单片机原理等;通过加强这些课程的教学,为学生以后相关专业课程的学习奠定了坚实的电子技术和计算机软硬件技术知识基础,也是学生参加电子设计竞赛所必备的基础知识。该部分课程的学习应从第一、第二、第三学期开设。(2)现代电子技术课程模块电子技术的快速发展主要体现器件的不断更新,其中经历了从电子管到半导体晶体管、从晶体管到集成电路及超大规模集成电路、从线路连接关系固定的常规集成电路到连接关系可变可编程逻辑器件等几个阶段。我们应将可编程逻辑器件、VHDL硬件描述语言和ARM控制器等课程构成现代电子技术课程模块。该部分课程的学习应从第三、第四学期开设。(3)无线通信技术类课程模块无线通信类题目基本每届赛题中都有,也是IT界所必备的知识。该课程模块主要包括信号与系统、高频电子线路、通信原理等课程;该课程应从第三、第四、第五学期开设。(4)测控技术类课程模块测控技术类课程模块主要包括传感器及检测技术。自动控制原理、计算机控制等课程。该课程应从第三、第四、第五学期开设。(5)电子电路仿真软件课程模块目前电子技术发展迅速,要借助先进的虚拟仿真软件对设计的电路先期进行电路仿真,将对电路设计方案起到了至关重要的作用;该课程模块主要有:CandencePCB制作软件、Proteus、Multisim、TINA、Labview及电源设计软件等。 2.2教学模式改革方案要想在短期内完成上述课程的讲授和实践部分,我们必须要从学生选拔、教师选拔、学生学分认定、教学内容变革、教师工作量考核、学生管理等各个方面进行一整套完整的改革方案,让选拔出的学生要有很好的绩点,教师要有较高的教学业绩点,同时学生正真从竞赛准备中能力得到提高,将来就业社会认可度高。要充分发挥大学生科技创新基地、校企共建联合实验室等平台作用,为创新性人才培养提供坚实的基础。 3.结束语 大学生电子设计竞赛在推动电子信息类课程建设、引导高校在教学中培养学生的创新能力、协作能力和工程实践能力,提高学生根据具体设计任务指标进行电子设计制作的能力起到了非常重要的作用,在多年的实践教学改革中,我校不断提升对电子设计竞赛的重视程度,并对拔尖创新人才培养体系进行全面的改革,我校从首届全国大学生电子设计竞赛开始参加,多年来取得了许多项全国一等奖、二等奖,并获得过最高奖“索尼杯”,获奖面广、参与学生多,我校毕业生得到了社会的一直好评。 作者:杜月林王峰单位:南京邮电大学实验室建设与设备管理处 电子设计论文:基于教学改革的电工电子设计论文 1实验教师队伍不稳定,实践技能有待提高 在传统的实验课程中,教师每年工作量尽管很大但是重复的较多。随着电子信息技术的飞快发展,电工电子设计的教学要求也在不断变化。教学改革必须与时代同步才能满足用人单位对学生的需求。这对教师和学生都提出了较高的要求。教师需要不断的进修学习才能适应电工电子设计课程的教学要求。目前高校中实验教师队伍不稳定,人员待遇不高,很难吸引高素质人才。实验教师的业务水平和专业技能需要不断的提高才能满足日新月异的电子信息发展趋势。稳定的实验教师队伍是实践教学发展的基础,只有在保障了教师的基本生活条件和社会地位前提下,才能使教学质量得到稳步提升。 2课程内容增多和课时压缩之间的矛盾 随着国家中长期教育发展与改革纲要的落实,高校的社会定位越来越明确。高校近年来不断的扩大招生人数,我国的高等教育已经从传统的精英教育阶段进入大众教育阶段。学生的本科专业范围越来越宽,需要开设的内容范围越来越广,分配给各个课程的课时会减少,电工电子设计的课时也在不断的压缩。与此同时针对电子信息类专业的教学内容却在不断的增多,这对教学工作提出了严峻的挑战。 3电工电子设计实训课教学改革的探讨 3.1研制实训套件针对教学套件陈旧的问题,组织实验教师研制实验套件。每个实验教师带三名学生,完成套件的设计、加工焊接和调试。鼓励学生跨专业组队。充分发挥不同专业的优势,设计出贴近生活的实用套件。通过采用研制的实训套件进行教学,提高了学生的参与积极性,取得了一定的教学效果。研制实验设备是针对电工电子设计课程教学需要的产物,在实验的教学改革过程中发挥了重要的作用。实验教师在套件研制的过程中学习了新的知识,提高了自身的专业素质,同时也培养了一部分学生。 3.2提高实验教师技能电工电子设计课程要求实验老师既要具有完整的理论体系和实践经验,还要求深入浅出的将理论和实践结合起来。工程训练中心充分认识到教师队伍培养的重要性,不断组织相关的学习培训活动,包括基本实验技能培训、业务能力提升培训和科研能力培训。提高了实验技术人员的知识、技能,保持实验室建设和发展的生机与活力。 3.3突出学生主体地位传统的实验课程课时不连续,每节课必须完成对应的操作,学生的自主时间非常少。电工电子设计课程课时连续,时间集中在一两周内。要求突出学生的主体地位,压缩教师的理论授课时间,增加讨论答疑环节。在保证学生的自主时间的基础上,教师在教学内容上要适当引导。首先选择入门型的套件,让学生先深入进去,再适当递进式的增加难度,使学生在掌握知识的同时也获得一定的成就感。最后学生可以根据个人兴趣自主选择提高性套件,既保证了教学受益面也让优秀的学生可以学到更多的知识。 3.4健全课程考核机制实训课程的考核不能仅仅依靠实训报告和一次的实训结果来进行考核。把课程考核分为套件验收部分和设计答辩部分。可以使考核贯穿于整个教学过程,有利于优秀的学生脱颖而出。课程考核的套件验收部分主要考查学生的焊接能力、对基础知识的掌握情况、对电子设计中遇到问题的解决方法的掌握程度和常用的调测仪器仪表的基础知识。对于电子信息类专业学生的要求较高,需要了解基本原理和使用方法。答辩部分主要考核学生的表达能力和对作品的掌握程度,同时也是一个很好的交流学习机会。通过两级考核模式可以促进学生的学习热情,激发学生对专业课的学习兴趣。 4结论 在分析电工电子设计课程的特点基础上,针对现行电工电子设计课教学中存在的教学套件陈旧、实验教师队伍不稳定实践技能有待提高、和课程内容增多与课时压缩之间的矛盾等问题,通过自制实训套件、提高实验教师技能、突出学生主体地位和健全课程考核机制,有效的提高了教学质量,在实际教学中取得的较好的效果。今后在工作中还需要进一步实践探索。 作者:景宁波尚长春柴钰单位:西安科技大学工程训练中心 电子设计论文:EDA技术下的电子设计论文 1EDA技术的概念 EDA技术的提出给整个电子设计行业带来了巨大的冲击,除了为行业的发展提供了技术和标准的依靠,更成为电子设计的巨大潮流。当前世界电子设计发达的国家和地区对于EDA技术的应用越来越普遍,EDA技术的应用方式和领域正得到不断地开发和扩展,在电子设计行业方兴未艾的我国更应该将EDA技术作为一个突破口,通过对EDA技术的应用研究和功能拓展来提升电子设计的水平和质量,使电子设计工作找到更为系统和科学的技术体系支撑,在普及和推广EDA技术的基础上,实现电子设计向更深的层次和更广的范围发展。 2EDA技术的优势 2.1EDA技术的应用范围广 当前电子设计中比较流行的编程方式是无线编程和在线编程,EDA技术可以很好地适应电子设计发展的潮流,实现无障碍编程,同时也会使编程具有更高的保密性。 2.2EDA技术的可靠性高 EDA技术可以有效克服电子设计中复位障碍和跑飞缺陷,并可以通过集成和压缩将电子产品的各系统集成在同一个芯片之中,便于在电子设计中进行管理,有利于实现电子设计中对风险的有效控制,大大提升了电子设计的可靠性。 2.3EDA技术的普适性好 EDA技术可以在电子设计的升级和创新环节中得到有效应用,并能发挥出EDA技术独有的容量大、速度快、效率高的特点,这对于设计通信类电子产品来讲无疑是具有根本性的优势。 2.4EDA技术的效率高 EDA技术可以实现多任务并行,通过多种模块的功能化EDA技术可以加快电子设计中速度和效率的提升,实现了对传统电子设计的超越,达到了电子设计工作对信息化和市场化的适应。 3EDA技术的流程 3.1EDA技术的源程序 EDA技术通过EDA工具对需要编辑的图形或文本加以编译,形成规范的VHDL格式文件,这有利于逻辑综合过程之前对编辑的控制,在形成源程序的同时将其送入到仿真器中进行处理,一般检验图形或文字编辑的错漏。 3.2EDA技术的逻辑综合 通过综合器把电路设计的高级语言描绘转化成为低级的语言描绘,该过程就是逻辑综合。在进行逻辑综合之后能够将VHDL网表文件送到仿真器中进行仿真操作,其结果与功能基本保持一致。 3.3EDA技术的目标器件 逻辑适配是指对生成的网表文件针对某个具体的目标器件进行映射操作。这个过程包括器件配置、布线操作等,在指定的目标器件中进行配置,产生下载文件,之后可以进行时序仿真操作。VHDL仿真器在运行的过程中已经对EDA器件的属性特征进行了全面充分的考虑,因此能够保证时序结果的精确性。 4EDA技术的应用 本研究以EDA技术在8255A芯片的设计工作为例,来阐述EDA技术应用的要点。 4.18255A端口及构造体说明 该设计模块中PPI端口一共定义了40个引脚,定义与8255A是相同的。端口的构造体许多都是输入输出的双向引脚,其端口是相互对应的在芯片端口的构造体内部,都是通过EDA技术的bus-in和bus-out总线来实现。 4.2构造体进程 构造体进程主要包括如下两个:一是,读进程工作就是指在片选信号和读信号都有效时,从各个端口对外部设备提供的信息数据进行读入。二是,写进程工作就是在片选信号和写信号有效时,将总线上的数据信息写入到bus-out总线上,便于以后对使用方式的判别。在这两项进程中需要EDA技术作为系统支撑。 5结语 EDA技术的发展是电子设计工作的前提,在电子市场发展的大潮下,必须在电子设计中更加全面地运用EDA技术,使电子设计的效率和质量得到提升,这样才能确保电子设计系统性、集成性目标的实现,为电子设计工作的发展找到基础和出发点。 作者:魏娜王慧莹单位:东北农业大学成栋学院 电子设计论文:应用型本科人才的电子设计论文 1对电子设计竞赛的认识及我校取得的成绩 竞赛的特点在于努力与课程体系和课程内容改革密切结合,与培养应用型本科人才紧密结合。全国电子设计竞赛要求选手们有扎实的基础知识,较强的实践动手能力,同时还要积极创新。竞赛题目要求既涉及理论设计、实际操作,又着重考核学生综合运用基础知识进行理论计算和实际涉及制作的能力。因此电子设计竞赛对促进教育思想的转变和电子类专业课程体系以及教学改革,特别是对完善与强化实践性教学环节,培养工程能力起到了独特的推动作用。我校近几年在该项赛事成绩非常突出,连续第五年荣获“优秀组织学校”的荣誉。在2013年的大学生电子设计竞赛中我校学生在竞赛中表现出色,获得全国一等奖2项、二等奖3项,北京赛区一等奖5项、二等奖15项、三等奖10项,在参赛的31所北京高校中,我校获奖总数名列第二。取得如此好的成绩,和我们学校重视实践环节,以培养应用型本科人才为目标是分不开的。 2培养应用型本科人才所采取的措施 我校作为一所非“211”高校之所以能取得如此优异的的成绩,和以下几个方面是分不开的。 2.1制定政策,促进竞赛 近年来,我校先后制定了《本科生素质拓展学分实施办法》《本科生学科竞赛管理办法》等政策性文件,对在竞赛活动中取得优秀成绩的学生和指导教师进行表彰和奖励。学生参加竞赛获奖可以获得素质拓展学分,该学分是本科生获得毕业资格的必要条件。同时所得学分可以替代公共选修课程、专业选修课程或集中实践环节部分的学分。教师指导学生获奖后也可以得到表彰和奖励,并且将其作为教师聘任、职称晋升等方面的考核指标。这些政策的实施,充分调动了学生参加各类竞赛活动的积极性,激发了教师指导学生的热情,推动了我校大学生各类竞赛活动的蓬勃发展。因此我们学校在大学生电子设计竞赛中取得优异的成绩是水到渠成的。 2.2积极开放实验室,提高学生实践动手能力 为了提高学生的实践动手能力,学生有更多的时间待在实验室,教务处制定实施了《教学实验室开放管理办法》,该办法的实施为培养学生的实践能力,提高实验室的设备、场地等资源的利用率,规范有序地做好教学实验室开放提供了强有力的支持。学生通过参加实验室开放项目可以获得素质拓展学分,通过学分的激励,促使更多的学生走进实验室。激发学生的学习兴趣,提高学生的动手能力,为学生创新精神和实践能力的培养提供宽广的平台。开放实验室使电子设计竞赛与学生科研训练融为一体,使学生的实践与创新能力得到锻炼的同时,也为参加电子设计竞赛提前做好准备。 2.3积极组织素质拓展活动,造就实践创新沃土 学校制定了《本科生素质拓展学分实施办法》(主要途径:学科竞赛、学术论文、专利或软件著作权、各类认证资格考试、实验室开放项目、科研训练等),并在教学计划中列出每位学生在校期间都要完成4个学分。素质拓展学分是必修学分,学生未能完成,不能毕业。在“办法”中将大学生参加各级各类竞赛列为学生获得素质拓展学分的重要途径。每年学校都要组织学生竞赛,如2013年我们就组织学生参加了80项竞赛,取得了优异的成绩。其中获奖人数。由于学校积极组织课外创新实践活动,营造了大学生创新实践氛围,每届全国大学生电子设计大赛学生都能够积极参加。 2.4修订本科生培养方案,突出实践教学环节 具有工程实践能力、创新设计能力的应用型本科人才的培养模式优秀是要培养学生的工程实践能力、创新设计能力和工程素养。要达到这个目标,就必须大力加强实践教学环节,建立与课程体系相配套的实践教学体系。为了增强学生的实践能力,学校不断修改教学大纲,修订本科生培养方案,改进实践教学体系,将课堂教学与实践课程合理搭配,将综合实践课程、实践能力培养和素质拓展相结合,按层次、分阶段实施实践教学改革。目前,在工科专业中,实践教学的比例已占到1/3。我们还建立了以学生为主体,以教师为主导的实践教学理念,确立了以培养能力,提高素质的实践教学观念。 3结语 大学生电子设计竞赛为学生施展才能提供了舞台,同时也推动了“分层教学、分流培养、分类成才”的人才培养模式下实践课程教学改革。组织学生参加全国大学生电子设计竞赛取得优异的成绩,检验了我校在培养应用型本科人才所采取的措施是卓有成效的。但改革创新是永无止境,新技术、新知识不断涌现,如何适应新的变化,培养出应用型本科人才是摆在我们面前的长期任务。为此,我们将不断地探索、努力提高管理水平和教学质量。 作者:裴鹏斌单位:北方工业大学教务处 电子设计论文:高校学生电子设计论文 1.培养计划的修订 1.1集中实践教学环节去消一些效果不好、由学生自主联系、分散实习的课程或减少学分,减少一些效果不好的课程设计、毕业设计学时或改为完成设计作品学分制。为了让学生拥有对一个电子产品从设计、开发到成品的全过程能力,除一般的实验、课程设计、毕业设计外,可重点开设电路图与PCB制作、C语言编程、单片机设计、电子设计等综合技能训练项目。 1.2形成系统教学将大学生学科竞赛的培训与辅导教学内容纳入课程学分系统中,形成系统的教学计划,为提高学生电子设计创新能力及参加全国全省大学生电子设计竞赛奠定基础。 1.3学分的替代制度建立学分免修、替代制度,将学生专利、学术论文、竞赛获奖等纳入学分免修、替代等制度中,促进学生参摘要:针对当前高校电子信息类专业学生电子设计能力不强的现状,提出了从课程体系、教学内容、实验内容、实验环节的改进方法,为培养提高大学生实践创新能力提供参考。与创新研究的积极性。 2.教材改革与建设 要鼓励教师选用国内外优秀教材,鼓励教师编写有校本专业特色的教材,体现专业特色、行业特色和学校特色。对电子信息类专业来说,出版编写一些实用性强、有工程项目应用实例的实践教材是非常有必要的,如电子综合设计实例与辅导、电路原理图与PCB设计实例、单片机设计实例辅导等等。 3.课堂与实验教学改革 在课堂教学中要积极推动课程教学范式的根本性转变,在基础课程中可探索包班制、分级制、分层制、挂牌上课等基础课程综合改革,逐步实行教考分离。在学科基础课、专业课中实施任务驱动、基于问题、合作学习、案例教学等研究性教学方法,积极探索各种理论与实践互动的教学方式,培养学生的自学能力、研究能力、合作能力。对一些与电子设计能力培养关系密切的课程的课堂与实验教学可作以下一些偿试。 3.1将与计算机操作关系密切的如“单片机原理及应用”、“电路原理图与PCB设计”等理论课放在电子交互教室(机房)上课,在教学中将理论教学与上机实训内容交替进行,强化教学效果。 3.2探索慕课等网络助学平台教学方式。分清教师讲与学生学的内容,在网上可布置课外学生个人学习内容、探究式学习内容、拓展性学习内容,提高学生自主学习能力。一些选修课、方向课可借助网络课堂等形式开设。 3.3实验项目尽量与实际电子设计工程项目结合起来,真题真做,促进“教、学、做”相结合的“理论实际一体化”教学模式。 3.4实施教考分离,以机考替代纸质考试,或实施以设计作品为主的课程成绩评分制度,促进实践动手能力的提高。 4.实践环节的改革 通过对电子信息类大学生就业岗位能力要求的调研,合理制定学生的专业技能标准,明确职业技能考证要求,优化实践教学环节,提高实践学分,从基本素质、基础技能、专业技能、综合训练四个步骤及素质拓展、基础技能、专业技能、专业综合能力、综合实习和创新实践六个模块构建实践教学体系。对一些效果不好的课程设计报告、毕业设计论文学分评定制,可改成以课程设计实物作品、毕业设计实物作品、发表的科技论文、获得的知识产权(专利)证书、学科竞赛获奖证书等为主的成果学分评定制;一些分散的学生自主生产实习、毕业实习可改为教师带队制的集中实习;有条件的高校可建设校内电子焊接加工生产线,使之成为具备电子路线设计、加工、生产、测试全过程功能的电子设备校内生产实习基地。 5.课外学科竞赛教学 大学生学科竞赛是促进提高创新实践能力的重要载体,要建立一套与教学培养计划相辅助的学科竞赛教学体系,适当开设一些电子设计类知识的公选课、必修课,成立学生电子设计兴趣小组(社团),提供开放的活动场地,在教师指导下开展日常的电子设计活动,鼓励并辅导学生进行科技、知识产权申请等学术研究活动,活跃校园学术研究气氛,也为大学生电子设计竞赛打下基础。 6.职业证书考证教学 职业技能证书是为了适应用人单位工作的客观需求。在教学上一定要强化与职业考证相关的实践性教学环节。可将职业技能考证培训内容整合到相关教学课程及实验内容中,减少课外考证辅导的教学学时。建立校内电子工程师考证、电工考证、电子CAD考证点并设立网上辅导平台,开放考证训练的实训场地,提高电子工程师、板级工程师、电工等考证学生的持证率。 7.小结 电子信息技术具有很强的工程应用实践性,培养创新应用型人才是高校的社会责任,通过构建人才培养模式、优化实践能力培养方案,改进教学方式,强化创新实践教学,提高大学生的教育教学质量,为社会经济发展服务。 作者:楼然苗单位:浙江海洋学院 电子设计论文:大学生自主创新与电子设计论文 1研究思路与方法 1.1队伍建设充分调研成绩好的兄弟院校的实际做法,结合我校实际,成立了校竞赛组委会和校教练组,并由主管教学副校长给校聘教练颁发教练证书。组委会主任由主管教学副校长担任,副主任由教务处处长和实验中心副主任担任,教练组组长由热衷实践教学、长期担任竞赛教练的教师担任,组织历届电子设计校聘教练及各学院教练以及有关实验课程老师,成立研究小组。研究教练队伍建设的可行性、可操作性方案,使教练队伍可持续、稳定发展,使学科竞赛良性运行。 1.2成立校学科竞赛实训基地为进一步推动学校科技实践创新活动的有效开展,本着解放思想、敢于创新的精神,加大研讨,深入研究,探索加强学科竞赛等实践教学相关工作的新思路、新举措和新制度,切实落实本科人才培养根本任务,成立了校学科竞赛实训基地,设立研究基金及改革研究项目,以全校本科教学大讨论为契机,以项目研究为驱动,将学生的科技实践创新活动纳入日常教学工作中,与课堂教学有机融合,与实验内容紧密结合,创新实验教学方法,形成学生创新活动的长效机制,保障学生大面积受益。 1.3自主创新实验室及题库建设依托与国际知名公司联合的实验室成立了3个大学生自主创新实验室,成立了13个俱乐部,5~8组/个俱乐部,3人/组。针对历届电子设计竞赛题目以及我校培训题目、内容等,与时俱进,紧跟各类题目技术发展方向,建设各类题目题库及设计方案指南,并将题目题库及设计方案指南在学生科技创新活动中应用,培养学生创新能力,扩大受益面,做到电子设计竞赛活动不断线。学生在竞赛基地及自主创新实验室活动的部分场面如图1所示。 1.4参赛学生选拔机制改革历届参赛学生选拔是通过理论考试与面试相结合的方式,这种方法带来的弊端很多,主要表现在选人不准、意志力看不清、半途逃避等,给竞赛培训带来了困难,浪费了其他同学锻炼的机会。在总结历届电子设计竞赛组织过程中出现的这些关键问题的基础上,对组织、选拔、组队培训、参赛等过程与管理体制进行了完善,要求各实验室结合课改、课外兴趣小组等形式对有兴趣的学生进行课外科技创新训练,记2学分,形成长效机制,对创新能力强、能吃苦耐劳且意志力坚强的学生推荐到校竞赛实训基地进行强化训练,取得了明显的效果,其具体选拨参赛学生机制如图2所示。 1.5培训指导思想与方法教练队伍、竞赛基地、题目题库等健全后,重点应落在学生课外的培训中,其培训指导思想为积极认真参与,丰富学生科技活动,推动教学改革与课程建设。建立科学有效的培训体系,培养学生提高专业理论水平、工程素质及创新能力,锻炼学生意志品德,树立协作精神。方法路线为:(1)培训内容有针对性、继承性和前瞻性。(2)培训分阶段进行,兼顾知识梯度与受众面。(3)注重基础知识与基本技能的培养。(4)强化综合技能培养,激发创新能力。(5)注意培养协作精神与竞争意识。 2实践教学内容与竞赛知识点融合,建设实践教学体系 针对学科竞赛特点及知识点,在学校实践教学体系总框架下,对实践教学内容进行了改革,研究、探索实践教学内容与电子设计竞赛有机结合的新的实践教学体系。其中面向本科生开设了电源设计、功率电子设计、自主创新实验等选修课程,在电路实验中增加了电阻、电容、电感元件的简单测量,模拟电子线路实验中增加了程控增益放大器的设计,射频电子线路实验中增加谐振放大器的设计,数字电路实验中增加FPGA设计,微机原理实验要与单片机有机结合,增加DDS信号产生设计、输入输出控制设计等内容。实践教学内容与电子设计竞赛有机结合实践教学体系初探如图3所示。 3结合改革内容具体培训及发现的问题 经有关实验课程内容改革实施,加之各实验室教师选拔,推荐到竞赛实训基地进行培训的学生,经一个月单人单组基本知识点强化培训与实践,结合每个学生硬件、软件设计能力特长,3人一组组队,每队再根据3人综合特长,选择1-2个竞赛题目方向,进行系统训练,训练题目难度、技术要求、设计步骤与方法等严格按照国家竞赛要求进行。训练作品之一如图4所示;组队培训的具体内容与培训中发现的问题如表2所示。 4成效 4.1实验课受益面学生从认知到研究、从单元到系统,对实验内容和模式给予高度评价,认为在电工电子实验中心真能学到很多知识,知识和能力得到全面提升。全校80%以上专业和90%的近万名/年学生四年中均受益。实现了“大面积成才,强化优秀生培养,促进拔尖生脱颖而出”分类培养目标。 4.2竞赛实训基地受益面在实训基地,学生自由组成科技兴趣俱乐部更加活跃了创新氛围,常年在俱乐部参加课外自主创新实践活动达500余人,出现了课外实验室的场地难求局面,寒暑假“俱乐部”也是灯火通明。涌现了一批优秀的本科生及其科技作品,低年级学生被高年级的创新作品深深吸引,90%学生参加各类竞赛和科技活动,把竞赛实训基地、俱乐部及自主创新实验室作为第二课堂。 4.3参赛成绩我校选拔了25支队伍参加了2013年的全国大学生电子设计竞赛,其中获全国一等奖7个,二等奖3个,获陕西省一等奖14个,二等奖7个,三等奖3个。全国一等奖成绩名列第四,其中一人获瑞萨特别奖。2013年竞赛成绩与2011年相比有了明显的提高,如表3所示。 5结语 经过一年多将大学生自主创新实验、电子设计竞赛内容与实践课程内容有机融合,以及竞赛实训基地的创建与竞赛机制的改革,取得了一定的成绩,但这些成绩与兄弟院校如华中科大、电子科大、东南大学等相比,还存在较大差距,还需要不断地向兄弟院校学习,找差距、探方法,使大学生各种创新设计及竞赛活动持续发展,扩大受益面,力争成绩再上一层。 作者:周佳社任爱锋苏涛王新怀郭涛闫卫利单位:西安电子科技大学电工电子实验中心 电子设计论文:大学生电子信息与电子设计论文 一、电子设计竞赛组织、培训和管理模式 (一)暑期赛前培训阶段经过中期培训以后,按照比赛要求让学生自愿组队。在队内,队员按负责单片机和EDA程序设计、硬件设计和报告撰写进行分工。指导教师根据我校在竞赛中擅长仪器仪表和通信两个方向,对学生进行系统电路设计培训。在培训的过程中着重培养学生检索资料的能力、系统设计能力、分析排除故障能力、设计报告撰写能力等。赛前培训每个题目一般安排8天左右时间,分资料查找、方案认证、单元电路设计、系统电路调试和测试这几个阶段。为了让学生适应比赛现场氛围,赛前半月进行模拟比赛演练,严格按照比赛时间和规则要求学生完成规定的任务。在竞赛组委会下达了竞赛所需仪器设备和器件后,准备好相关的仪器和器件,并让学生进行有针对性的准备。 (二)赛后工作在学生完成参赛作品测试后,召集指导老师和参赛学生召开专门会议,对本届比赛的作赛后总结,总结本次比赛题目涉及的知识点,完成项目时的不足之处,以及今后努力的方向。最后,并把所有训练时和竞赛的技术资料归档保存,传承给下一届的学生作为参考。 二、大学生电子设计竞赛促进了我校电子信息类专业课程体系和教学内容的改革 通过组织学生参加大学生电子设计竞赛,发现我校电子信息类学生存在理论基础较好而动手能力较差、参与意识较强而工程素养不足等现象。这说明现有的教学内容和课程体系急需改革,如:在平时实验课中,验证性实验多而自主设计的实验少,单科性实验多而综合性实验少,采用传统的方法多而应用最新的技术少。针对这些问题,我们对现有的电子信息类课程体系进行了一些调整和改革。 (一)理论和实践并重,不断完善课程体系和教学内容根据专业人才培养目标和大学生电子设计竞赛内容,我们对课程体系和教学内容进行了调整,调整主要内容有三个方面,第一,理顺各门课之间的衔接关系,做到教学内容知识宽但不重复。些外,为了让学生了解电子信息领域的新知识和新技术,我们在选修课中开设了《前沿技术讲座》课程,分别讲述各自研究方向的新知识、新技术和新应用。第二,在重视理论教学的同时,加强了实践教学。除了增加了实验学时和综合实验课程外,还在选修课中增加了《电子线路设计制作》、《电子系统综合设计》等两门综合设计性选修课,在实习环节增加了《综合设计》实践环节,让学生有更多的时间参与实践,提高了他们的实践动手能力和工程应用能力。第三,由于可编程器件的不断发展和应用,对电子信息类的程序设计能力提出了更高的要求。在课程体系中,我们增加《数据结构》等程序设计类课程,以加强对学生程序设计能力的培养。 (二)实践教学体系改革根据大学生电子竞赛对学生实践能力、创新能力的要求。通过研究与探索,我们优化了实践教学体系,按照学生认识———训练———创新能力形成规律,整合实践教学内容,构建由专业认知、专业技能训练、课程实验、开放式实验、课程设计、电子系统综合设计、中期实验、毕业实习、毕业设计、科技竞赛组成的实践教学体系,实践教学的比例占总学时的27%左右。实践教学体系整合课程实验内容,按照基本实验、设计性实验、综合性实验创新性实验四个层次设计实验内容。在实验教学内容设计方面,对于基础性和设计性实验,我们规定了必做内容和选做内容;对综合性和创新性实验,我规定了系统设计的基本要求和扩展要求。这样,对学生即达到某一实验目的的共性训练,又实现了对学生的个性化培养。 (三)不断丰富教学方法和教学手段,提高了教学的质量和效率除了采用传统的板书和多媒体技术教学手段之外,我们尽可能将各种EDA仿真软件应用到理论教学和实验教学中。让学生很直观地认识到各种理论知识在实际中的应用及应用效果。在实验教学中,对于安装电路和焊接电路等一些技能性工作,我们要求学生在课外学时完成。采用这些教学方法和手段,不仅提高了教学质量和效率,而且节约实验成本和实验室的有效利用率。 三、电子设计竞赛促进了创新实验室的建设 大学生电子设计竞赛对实验仪器的功能、性能、类型及实验室的管理模式提出了更高的要求,原来实验室常规实验教学仪器和管理模式不能满足大学生电子设计竞赛、工程应用型人才以及创新型人才培养的要求。为了给学生创新型的实验项目和教师的科研创造一个良好的平台,我们建成了电子创新实验室。实验室建设以建设先进、实用、开放的现代化实验室为目标,建成了7个实验平台:高频电路实验平台、EDA实验平台、单片机实验平台、电子测量、综合电路实验平台、DSP实验平台和通信工程实验平台。电子创新实验室能满足综合课程设计、学生毕业设计、电子设计竞赛、教师科研和创新实践活动的需要。电子创新实验室以开放性建设模式为基础建立了较为完善的开放制度,为最大限度地发挥实验室的效能,除实验教学所安排的时间段外,其他时间段面向所有学生开放,这种管理方式,保障了多元化实践教学模式的正常运行。 四、大学生电子设计竞赛促进师资队伍的建设 大学生电子设计竞赛题目有类型较多,涉及的知识几乎涵盖到电子信息类专业的专业必修课和专业选修课的所有知识。在指导大学生电子设计竞赛的过程中,教师会接触到各种各样的知识和技术,在指导竞赛过程中,教师和教师、教师和学生之间的交流会更加拓宽教师的学术和专业视野,每一届比赛结束之后留下的技术资料更是教师最宝贵的资料。经过历届指导,教师在参与实践的过程中,不断积累经验,吸收前沿知识和技术。这不仅对他们提高教学水平有很大帮助,而且也会慢慢找到自己的研究方向,并充分运用以往的研究经验,形成清晰的学术观念,逐渐地提高自己的科研能力。因此,竞赛的指导过程也是中青年教师提高教学能力和增强科研能力的过程。 五、结语 多年参加大学生电子设计竞赛经历,推动完善了我校电子信息类专业课程体系和教学内容,增强了师资队伍工程应用能力和科研能力,促进了实验室建设以及创新型人才培养。近几年来,我校电子信息类专业人才培养质量的不断提高,充分说明了教学改革取得了很好效果。 作者:王金庭单位:湖北经济学院法商学院电子工程系 电子设计论文:开放实验室电子设计论文 1什么是创新开放实验室 创新开放实验室的建设目的就是为学生提供一个平台,让学生在理论学习的同时,还能得到实践能力的锻炼,同时,通过将课堂所学知识运用到实际之中,使学生能更好的理解书本所传颂的理论知识,可以避免传统填鸭式教学而造成的“高分低能”现象。创新开放实验室绝不仅仅是课堂教学的辅助或从属,而是理论学习的开拓和升华,是现代化教育培养高素质人才的至关重要的一环。电子设计创新开放实验室主要针对电子技术、信息工程技术、自动化技术和数字控制技术等实践性和应用性较强的专业,面向企业需求提供满足行业实际需要的技术型和专业型人才,其特点就是理论知识和实践能力结合紧密,在教学、管理、实践的过程中,重视学生的动手能力,培养学生的创新意识。近几年,有部分高校开始探索新的教育方法。广泛开展各种创新科技活动和电子设计比赛,不仅充分利用实验室资源,发挥了电子设计创新实验室的重要作用,还加强了学校与学生、学校与企业、企业与学生之间的交流,让学生得到了更好的锻炼,真正体现了素质教育的理念。 2创新开放实验室存在的主要问题 2.1实验设备落后 电子设计实验室对培养学生动手能力、应用知识能力、开发设计能力和实际操作能力具有非常重要的作用,而实验设备是发挥实验室教学功能的基本保障。然而,有部分高校对实验设备的重视不足,导致实验室中仪器设备没能得到及时的更换,仪器陈旧、落后,部分甚至损坏却没有专人来维修。落后的仪器设备根本无法满足教学的需要,延误实验进程,大大影响了实验室发挥其本来价值。此外,电子设计的有关实验存在一定危险性,陈旧落后的实验设备也是安全隐患之一,可能会威胁到教师和学生的人身安全。 2.2缺乏有效的管理 目前,创新开放实验室正处在边探索边建设的阶段,很多高校都存在着实验室管理不到位的问题。根据调查,有部分高校的实验室平均使用率不足60%,而大型电子仪器设备的利用率更低。这就说明我们的实验室资源没有得到有效的利用。究其根本,仪器设备的购置计划不合理、教学和科研实验的安排脱节、及其仪器设备的管理模式与方法落后是主要原因。此外,实验室和相应院系之间的工作不连贯也是常见问题之一。不到位的管理工作会导致各实验室不能进行有效的动态化管理,工作缺乏条理,还会出现人员编制混乱,资金周转出现纰漏等一系列失误,最终将影响实验室发挥其的本来功能。 3有效的建设措施 3.1加强硬件建设 要想学生能够快速提升实践能力,除了学生努力学习之外,实验室的硬件条件也是必须配备齐全的。为了让学生能够有更好的学习环境,应专门划分出一处建筑作为实验室,室内学习用具齐全,网络等多媒体设备完整。同时,根据电子设计的专业要求,应购置常用电子仪器等专业设备。另外,为了保证各实验室能够正常运行,实验设备要有专人定期维护和管理,从而保证各仪器设备能够正常的运行,提高其有效利用率。在实际的工作中,为了有效的开展对电子仪器设备的维修工作,并避免在维修中造成不必要的损失和时间的浪费,要求维修人员要熟悉相关电子仪器设备的基本工作原理,并掌握一定的维修技巧。教师在教学过程中也应该要求学生仔细了解、分析仪器设备发生故障时的现象和使用情况。只有这样,才能保证实验室能够充分发挥其价值,为学生提供锻炼的平台,也减少因实验操作错误而造成的人身伤害。 3.2严格管理制度 为了实现实验室制度的有效落实与监督,必须组建创新实验室管理队伍,保障创新实验室的开放时间及学生日常管理。为了让学生得到充分的锻炼,可以在开放创新实验室的学生中选拔具有优秀组织能力和领导能力的高年级学生作为实验室主管,低年级学生作为助管,共同对实验室进行日常管理。不仅避免了实验室和相应院系之间的工作脱节,还提高了学生的综合水平。 4建设创新开放实验室的重要意义 电子设计创新开放实验室是电子信息专业重要的教学内容和学生组织,对于培养学生的实践能力和创新能力具有重大作用,设立实验室的优秀环节是实践教学,致力于培养具有较强社会适应能力和竞争能力的高端技术技能型人才,是探索新的教育方法,真正实现素质教育的重要一步。 5结语 电子设计创新开放实验室可为电子专业的学生提供实践动手能力培养的空间,有助于理论教学和实训教学的有机结合,促进实践教学水平再上一个台阶。我们在创新开放实验室方面的建设起步较晚,还有很多不足。只有对实验室及学生进行合理的建设,才能达到预想的目标,相信在各方努力下,必定能将实验室建设工作推向崭新的阶段,激发学生的学习热情,挖掘学生的创新意识,提高学生的综合素养。 作者:周春阳单位:沈阳工程学院自动化学院 电子设计论文:大学生专业电子设计论文 一、电子设计竞赛组织、培训和管理模式 (一)成立电子设计兴趣小组阶段 成立电子设计兴趣小组的目的是为那些学有余力的同学提供一个拓展课程和专业知识场所,创造一个同学们进行电子设计交流的机会。兴趣小组活动以教师为主导,学生为主体,在老师的指导下采用高年级学生带低年级学生的方式,常年开展活动。对于一年级的同学,主要是提高他们程序设计能力;对于二年级同学,提高他们单元电路的设计、安装、调试以及单片机开发和应用的能力;对于三年级同学,主要提高他们系统电路的设计、安装和调试能力。电子设计兴趣小组对队员的进入和退出要求不作严格规定,有兴趣有毅力的学生会坚持下来并认真完成任务,跟不上的学生就会自动退出。 (二)中期培训阶段 在每年的3月初,正式启动参加全国或全省大学生电子设计竞赛相关工作。因成立电子设计兴趣小组的目的之一是为电子设计竞赛培训后备力量,所以参赛学生主要在电子设计兴趣小组中产生。这个阶段培训的主要内容是在电子设计兴趣小组活动项目的基础上,对单元电路、单片机小系统和EDA小系统应用进行设计、制作和调试。培训时间在每周的周末,每周培训结束后,指导教师会布置一些项目让学生做,并在下一次课前检查学生的完成情况。在6月底,教师根据每次任务的完成情况进行筛选,并最终确定暑期培训队员。 (三)暑期赛前培训阶段 经过中期培训以后,按照比赛要求让学生自愿组队。在队内,队员按负责单片机和EDA程序设计、硬件设计和报告撰写进行分工。指导教师根据我校在竞赛中擅长仪器仪表和通信两个方向,对学生进行系统电路设计培训。在培训的过程中着重培养学生检索资料的能力、系统设计能力、分析排除故障能力、设计报告撰写能力等。赛前培训每个题目一般安排8天左右时间,分资料查找、方案认证、单元电路设计、系统电路调试和测试这几个阶段。为了让学生适应比赛现场氛围,赛前半月进行模拟比赛演练,严格按照比赛时间和规则要求学生完成规定的任务。在竞赛组委会下达了竞赛所需仪器设备和器件后,准备好相关的仪器和器件,并让学生进行有针对性的准备。 (四)赛后工作 在学生完成参赛作品测试后,召集指导老师和参赛学生召开专门会议,对本届比赛的作赛后总结,总结本次比赛题目涉及的知识点,完成项目时的不足之处,以及今后努力的方向。最后,并把所有训练时和竞赛的技术资料归档保存,传承给下一届的学生作为参考。 二、大学生电子设计竞赛促进了我校电子信息类专业课程体系和教学内容的改革 通过组织学生参加大学生电子设计竞赛,发现我校电子信息类学生存在理论基础较好而动手能力较差、参与意识较强而工程素养不足等现象。这说明现有的教学内容和课程体系急需改革,如:在平时实验课中,验证性实验多而自主设计的实验少,单科性实验多而综合性实验少,采用传统的方法多而应用最新的技术少。针对这些问题,我们对现有的电子信息类课程体系进行了一些调整和改革。 (一)理论和实践并重,不断完善课程体系和教学内容 根据专业人才培养目标和大学生电子设计竞赛内容,我们对课程体系和教学内容进行了调整,调整主要内容有三个方面,第一,理顺各门课之间的衔接关系,做到教学内容知识宽但不重复。些外,为了让学生了解电子信息领域的新知识和新技术,我们在选修课中开设了《前沿技术讲座》课程,分别讲述各自研究方向的新知识、新技术和新应用。第二,在重视理论教学的同时,加强了实践教学。除了增加了实验学时和综合实验课程外,还在选修课中增加了《电子线路设计制作》、《电子系统综合设计》等两门综合设计性选修课,在实习环节增加了《综合设计》实践环节,让学生有更多的时间参与实践,提高了他们的实践动手能力和工程应用能力。第三,由于可编程器件的不断发展和应用,对电子信息类的程序设计能力提出了更高的要求。在课程体系中,我们增加《数据结构》等程序设计类课程,以加强对学生程序设计能力的培养。 (二)实践教学体系改革 根据大学生电子竞赛对学生实践能力、创新能力的要求。通过研究与探索,我们优化了实践教学体系,按照学生认识———训练———创新能力形成规律,整合实践教学内容,构建由专业认知、专业技能训练、课程实验、开放式实验、课程设计、电子系统综合设计、中期实验、毕业实习、毕业设计、科技竞赛组成的实践教学体系,实践教学的比例占总学时的27%左右。实践教学体系整合课程实验内容,按照基本实验、设计性实验、综合性实验创新性实验四个层次设计实验内容。在实验教学内容设计方面,对于基础性和设计性实验,我们规定了必做内容和选做内容;对综合性和创新性实验,我规定了系统设计的基本要求和扩展要求。这样,对学生即达到某一实验目的的共性训练,又实现了对学生的个性化培养。 (三)不断丰富教学方法和教学手段,提高了教学的质量和效率 除了采用传统的板书和多媒体技术教学手段之外,我们尽可能将各种EDA仿真软件应用到理论教学和实验教学中。让学生很直观地认识到各种理论知识在实际中的应用及应用效果。在实验教学中,对于安装电路和焊接电路等一些技能性工作,我们要求学生在课外学时完成。采用这些教学方法和手段,不仅提高了教学质量和效率,而且节约实验成本和实验室的有效利用率。 三、电子设计竞赛促进了创新实验室的建设 大学生电子设计竞赛对实验仪器的功能、性能、类型及实验室的管理模式提出了更高的要求,原来实验室常规实验教学仪器和管理模式不能满足大学生电子设计竞赛、工程应用型人才以及创新型人才培养的要求。为了给学生创新型的实验项目和教师的科研创造一个良好的平台,我们建成了电子创新实验室。实验室建设以建设先进、实用、开放的现代化实验室为目标,建成了7个实验平台:高频电路实验平台、EDA实验平台、单片机实验平台、电子测量、综合电路实验平台、DSP实验平台和通信工程实验平台。电子创新实验室能满足综合课程设计、学生毕业设计、电子设计竞赛、教师科研和创新实践活动的需要。电子创新实验室以开放性建设模式为基础建立了较为完善的开放制度,为最大限度地发挥实验室的效能,除实验教学所安排的时间段外,其他时间段面向所有学生开放,这种管理方式,保障了多元化实践教学模式的正常运行。 四、大学生电子设计竞赛促进师资队伍的建设 大学生电子设计竞赛题目有类型较多,涉及的知识几乎涵盖到电子信息类专业的专业必修课和专业选修课的所有知识。在指导大学生电子设计竞赛的过程中,教师会接触到各种各样的知识和技术,在指导竞赛过程中,教师和教师、教师和学生之间的交流会更加拓宽教师的学术和专业视野,每一届比赛结束之后留下的技术资料更是教师最宝贵的资料。经过历届指导,教师在参与实践的过程中,不断积累经验,吸收前沿知识和技术。这不仅对他们提高教学水平有很大帮助,而且也会慢慢找到自己的研究方向,并充分运用以往的研究经验,形成清晰的学术观念,逐渐地提高自己的科研能力。因此,竞赛的指导过程也是中青年教师提高教学能力和增强科研能力的过程。 五、结语 多年参加大学生电子设计竞赛经历,推动完善了我校电子信息类专业课程体系和教学内容,增强了师资队伍工程应用能力和科研能力,促进了实验室建设以及创新型人才培养。近几年来,我校电子信息类专业人才培养质量的不断提高,充分说明了教学改革取得了很好效果。 作者:王金庭单位:湖北经济学院法商学院电子工程系 电子设计论文:基于过程的电子设计大赛论文 1赛前准备 统一思想,明确目的.大学生电子设计大赛是考察在校大学生专业知识和实践能力的综合型竞赛,是检验学校办学能力的高水平竞赛,同时保证参加大赛的同学能通过大赛这一平台有所收获和进步.指导教师通过比赛积累经验,实现比赛在学校可持续发展,实现以赛促管、以赛促学、以赛促改.大学生电子设计大赛组织过程分为宣传、动员、报名、培训、筛选、强化、竞赛、奖励、总结.赛前准备包含赛前组织和赛前培训.赛前组织包括人员组织、经费组织、设备与耗材组织,赛前培训是对学生进行针对性高强度模拟训练,赛前精心准备是竞赛成功的一半,让每位指导老师和同学在电子设计大赛赛前、赛中、赛后都有所收获. 1.1赛前组织 1.1.1人员组织 学校成立电子设计大赛领导小组.全国大学生电子设计大赛和省级大学生电子设计大赛轮流隔年举办一次,领导小组是常设机构,负责电子竞赛组织、管理、协调工作.电子设计大赛领导小组组长一般由主管教学副校长担任,副组长由学校教务处处长和相关学院院长共同担任,办公室主任由电工电子实验中心主任担任.办公室设在实验中心,负责处理大赛日常事务,成员包括指导老师、实验员及大赛相关人员.电子设计大赛领导小组负责相关部门协调和政策落实和大赛组织和宣传,负责参赛人员管理和学生培训,负责赛前制定培训计划收集整理资料,负责与赛区组委会联络和大赛专项经费管理,负责元器件及耗材保管、整理、发放、采购和培训竞赛场地管理,负责培训竞赛后勤保障和学生管理.电子设计大赛人员组织包含指导老师的组织和参赛学生的组织.强有力的指导老师团队是电子设计大赛取得成功的基础.随着技术发展,大赛专业知识广度和深度不断加深,题目更加新颖贴近生活,包括电源类、控制类、无线收发类、仪器仪表类等,涉及电子技术各领域和方向,对指导老师综合素质和能力提出了更高要求.指导老师需要精通模拟电路、数字电路、高频电路,精通51单片机和熟练运用CORTEX-M3嵌入式系统、CPLD/FPGA可编程逻辑器件、DSP数字信号处理器等,有丰富的实践经验和极强攻坚能力.根据实际情况组建指导教师团队给学生全方位的指导,充分发挥指导教师特长,取长补短,相互学习,共同提高.参赛学生是大赛主体,加强宣传,吸引更多同学参与大赛,同时保证竞赛质量和水平,经选拔合格或任课老师推荐才能正式报名参加.大三学生知识结构和实践能力强于大二学生,选拔时以大三学生为主,适当选取大一、大二学生保证后备力量,组成电子设计大赛参赛队伍.通过学校宣传、领导小组动员、辅导员讲解,使参赛同学全方位多角度了解电子设计大赛的意义和目的,对就业和成长的帮助,调动学生竞赛积极性和热情. 1.1.2经费组织 电子设计大赛经费使用原则:预算清晰,专人管理,专款专用,合理使用,厉行节约,保证运行,各项开支在预算内完成,开支与预算一致.经费来源分为学校年度预算和校内部门筹集,用于电子设计大赛基本运行和指导教师课时补贴.基本运行包含报名费、管理费、电子元器件及耗材采购添置、竞赛期间餐费及其他杂费.指导教师课时补贴指赛前教师培训课时费、竞赛期间指导教师补贴.电子设计大赛经费不含教师差旅费和竞赛获奖后学校发放奖金,赛后根据政策另行拨付. 1.1.3设备耗材组织 大赛设备耗材专人管理,专人采购,统一分配;培训类耗材由培训教师提出计划统一采购. 1.2赛前培训 电子设计大赛赛前对学生的培训是学生提高的重要过程,很大程度上决定了比赛成绩.指导教师根据历年竞赛内容和特点,结合自身特长制定详尽的培训计划和方案.大三学生知识相对全面但实践应用能力较差,没有系统设计经验,知识点孤立难以将各门课程融合到一起,大二学生专业知识结构不完整,认识片面,指导教师根据学生实际情况因材施教做出个性化的培训与辅导,使培训效果达到最佳.培训分两个阶段,时间5~6周.第一阶段(3~4周)采用集中授课与实际制作相结合的方式,第二阶段(2~3周)采用三人一组半开放自主设计的方式.第一阶段包含模块电路分析、设计、调试、制作、参数测试、基本仪器使用及报告书写,对往届比赛重点模块电路进行有针对性专题讲座和制作.重点模块有电源电路、信号调理与运算放大电路、传感器与微弱信号检测电路、信号发生电路、通信电路、电压与频率转换电路,单片机最小系统、人机交互电路、数据采集电路、驱动电路等.设计报告内容包含:摘要,叙述优秀技术、实现方法与发挥;系统设计方案,叙述方案选择、系统结构、实现方法;硬件电路设计与分析计算,叙述硬件电路原理、计算、设计与实现;软件设计,叙述软件程序思想、流程、实现方法与重点程序;测试结果与分析,叙述测试仪器、测试方法、测试结果、数据分析;总结与展望,总结题目完成情况、存在问题与展望.第一阶段使学生掌握基本模块电路,对电子设计进一步了解和认识,优秀学生脱颖而出,具备冲击奖项实力,指导教师对这部分同学重点关注,毕竟指导教师精力有限,不可能面面俱到,拿奖也是一项重要而艰巨的任务.第二阶段3人一队进行赛前热身.按比赛要求自主设计,锻炼同学们系统分析与设计、制作与调试、参数测试、团队分工与协作能力.每队由3名同学自愿组合组成,1名同学负责软件编写,1名同学负责硬件制作,1名同学负责报告撰写.实际比赛有很多突发情况需共同讨论、共同参与、共同应对、共同解决.指导教师可以根据以往题目特点、内容和难度自行设计题目,也可以直接选择往届典型题目.第二阶段模拟训练展现了各队水平和能力,也暴露存在的问题,指导教师根据每队实际情况进行赛前辅导. 2赛期管理 比赛前2~3周,组委会发放比赛用单片机和开发平台,提前让参赛队熟悉开发环境,赛前一周公布本届电子设计大赛可能用到的元器件测试仪器,指导教师团队根据公布元器件清单估计本届比赛可能出现的题目和用到的模块.指导教师对器件进行分析,列出本次大赛可能用到元器件详细清单,交器件管理员清理汇总,不足部分立即准备和采购,采购应确保器件质量,排除器件质量问题带来的故障和干扰.参赛队在赛前调试好竞赛场地仪器设备,查看元器件清单结合指导老师分析对新器件和不熟悉模块进行搭建与调试,为比赛正式开始做好准备.4天3夜的电子设计大赛开始后,第一天选择题目、设计方案与具体电路,领取元器件及耗材,不足的元器件汇总立即采购.第二天完成软件编写和部分模块电路搭建.第三天完成软硬件联调和报告书写.第四天完成参数测试,有能力的同学完成发挥部分设计. 3赛后总结 大学生电子设计大赛推动了教学改革,提高了教学水平,促进了教学的科学管理,但也存在很多难以解决的问题.例如很多高校以拿奖为目的,重视结果而忽视过程,学生受益面太窄;指导教师综合素质和能力要求高,压力大,有能力的教师愿意搞科研不愿意搞竞赛,缺乏制度上的规范和鼓励;大学生电子设计大赛成了学校与学校指导老师的比赛,甚至指导老师直接代替了学生直接参与比赛;但无论如何最终学生是比赛的最大受益者. 作者:晏勇单位:阿坝师范高等专科学校物理与电子科学系 电子设计论文:大学生电子设计大赛论文 一、目前电子设计大赛教学中存在的问题 (1)学生掌握的专业知识参差不齐,而电子设计所用的集成芯片种类型号繁多,学生必须学会自己查阅资料,尤其要会查阅英文资料。 (2)学生虽有一定的动手能力,但容易仅凭经验拿到元器件直接在电路板上进行焊接,往往导致功能测试时纠错困难。随着计算机技术的飞速发展,学生利用计算机仿真软件进行硬件原理图的设计是发展的必然趋势。 (3)学生制作出的电子作品外观布局多样,如何将设计好的电路进行科学PCB制板能力制板,才能方便焊接,且减少相互干扰,是设计最终成功的关键。 (4)学生在焊接技术不够娴熟,使得电子作品调试不能完全达到要求,焊接的好坏,直接关系到电子产品或制作的质量。为了取得好的赛绩,必须着力培养学生电子设计制作的综合能力,即查阅资料、硬件原理图的设计、电路板的布线与制作、焊接功能测试能力。其中硬件原理图的设计能力的培养是教学中的突出难点。 二、Proteus硬件仿真技术改革电子设计大赛教学内容 电子设计大赛采取理论教学与制作训练结合的集训思路对学生进行指导。理论部分进行模块化分解包括:基本元件;传感器;集成芯片部分。教师按此分类进行模块化理论教学,学生通过模块来构建自己的知识结构,形成个体独特的知识体系。制作训练部分包括:电子仪器和Proteus仿真软件的使用;常用的基本单元模块的设计和制作;综合电子制作训练。理论教学和制作训练在时间安排上遵循交替进行原则,并增加了Proteus硬件仿真技术的应用。Proteus是英国Lab-centerelectronics公司于1989年开发的一款电路仿真软件,拥有丰富的元器件、各种虚拟仪器、图形化的分析功能,现已在全球50多个国家得到应用,广泛应用于高校的大学生或研究生电子学教学与实验以及公司实际电路设计与生产。Proteus主要由两部分组成:ISIS原理图设计仿真系统;ARES印制电路板设计系统。硬件原理图的设计能力是困扰学生的突出难题,也是保障电子设计制作成功的重要前提。因此,在电子设计大赛中将主要应用Proteus软件的ISIS原理图设计仿真系统辅助教学。Proteus软件硬件原理图设计及仿真的具体步骤为:新建设计文件并设置图纸参数和相关信息;放置元器件;对原理图进行布线;利用ISIS提供的电气规则检查命令检查原理图,调整原理图布局;电路运行调试。 三、Proteus硬件仿真技术在电子设计大赛中的教学实施 Proteus硬件仿真技术作为一种先进的教学手段,贯穿应用于电子设计大赛的理论教学和制作训练教学全过程。 1.Proteus硬件仿真技术在理论教学中应用Proteus软件提供了很多种类的虚拟仿真工具,包括探针、虚拟仪器、信号发生器、仿真图表等。Proteus软件的虚拟仿真模式包括交互式动态仿真和基于图表的静态仿真。采用虚拟演示实验的方法,将Proteus仿真技术引入电子设计大赛理论教学环节,教师可以通过多媒体展示电路的仿真情况,形象地讲解电路理论及原理,使学生清晰观察到电路运行的现象、信号波形以及各种参数曲线,从感性上加深对电路原理与性能的理解,直观地掌握教学内容,提高教学的效果与效率。以非门电路组成非对称型振荡电路为例,电路的基本工作原理是利用电容器的充放电。当输入电压达到非门的阀值电压Vth时,非门的输出状态发生变化。因此,电路输出地脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。通过Proteus软件的交互式动态仿真方式,采用虚拟示波器输出电路中的四处节点波形,从波形结果发现:非对称型多谐振荡器的输出波形是不对称的,输出脉冲宽度tw1=RC,tw2=1.2RC,T=2.2RC。通过调节R和C值,可改变输出信号的振荡频率,改变C实现输出频率的粗调,改变R实现输出频率的细调。 2.Proteus硬件仿真技术在制作训练中应用 制作训练采用循序渐进的方式进行,制作训练初期主要是电子仪器和Proteus软件的使用;从制作训练中期开始,需针对常用的基本单元模块进行设计与制作;制作训练后期,以往届赛题和模拟赛题为训练内容进行综合电子制作。通过分析往届赛题发现,计数显示电路的设计训练是赛前培训的重点之一。现以一款数字显示倒计时定时基本单元电路的设计为例,该电路适用于各种需要定时的场合,如电话定时、路灯定时、某一种状态或过程控制定时等。按照Proteus硬件原理图设计步骤,电路主要由计数脉冲产生电路、减法计数与数字显示电路组成。其中计数脉冲产生电路可以由NE555芯片按照多谐振荡电路进行接线,也可以由简单的门电路产生,还可以由运放电路产生,此处简要地用矩形波信号源表示计数脉冲输入信号。减法计数与数字显示电路主要由可预置4位二进制可逆计数器U1(74HC193)、U2(译码/驱动CD4511)、U3共阴极七段数码管组成。R2与C1组成预置数电路,在通电瞬间对U1(74HC193)进行预置数9。之后,U1的4脚每接收到一个负脉冲,U1计数一次并减一,数码显示由9变成8,当定时时间一到,显示器显示0,并且U1的13脚TCD输出一负脉冲,由该信号驱动各种执行元件,如晶体管、晶闸管、继电器、光耦合器等。本电路作为一款通用基本电路,只需稍作改动就可实现多种功能,例如需要进行两位数显示,只需改用两片74HC193分别对个位和十位进行计数,再用两片CD4511驱动两位数字显示即可;如果需要实现倒计时定时报警功能,只需利用U1(74HC193)的13脚TCD作为触发信号连接驱动蜂鸣器的执行电路即可。采用Proteus硬件仿真技术,在原理图设计阶段就可以进行评估,验证所设计的电路是否达到要求的技术指标,还可以通过改变元器件参数使整个电路的性能最优化,大大节省了设计时间与经费,提高了设计效果和质量。 四、Proteus硬件仿真技术在电子设计大赛中实施的效果评价 1.Proteus为电子设计大赛提供了多媒体教学平台 Proteus软件为理论教学提供了先进的实验、演示和电路分析。教师可以在多媒体教室中深入浅出地分析各种电路的特性,讲解各种参数改变对电路的影响,帮助学生突破抽象的难点知识的理解,形成扎实系统的知识体系。 2.Proteus为电子设计大赛提供了虚拟实训平台 Proteus软件所提供的一系列元件库,既能实现实验箱固定模块的验证功能,还能根据教学内容进行调整,整个过程不受时间、空间限制,突破了传统实训室的局限性,克服了学校经费不足和仪器设备不足对教学指导的困扰。 3.Proteus为电子设计大赛提供了创新平台 Proteus软件提供的硬件仿真功能,为电子设计大赛注入了活力,培养了学生科学的电子设计方法,有效地提高了学生针对实际问题进行电子设计制作的能力以及创新发挥的能力。 五、结语 Proteus以其强大的互动硬件仿真功能,给电子设计大赛提供了一个电子设计的教学平台、实训平台和创新平台,提高了电子设计大赛指导的效率,为当今电子类专业的教学改革提供了强有力的手段,但在教学实施过程中仍需明确:坚持Proteus虚拟演示为手段,深层理解电子理论为目的;坚持Pro-teus硬件仿真技术为手段,实际制作为目的。 作者:谢富珍单位:新余学院机械工程学院
工业自动化控制技术研究:浅谈工业自动化控制技术 [摘 要]在现代科技的发展推动下,工业技术逐渐向着现代化、自动化、智能化的方向不断发展。目前,工业自动化技术已经成为很多工业领域的主要生产技术,极大的提高了生产效率,提高了产品质量。而在使用工业自动化技术进行生产时,最重要的环节就是要做好自动化控制。现本文就对工业自动化控制进行相关的研究与探讨。文章首先概述了工业自动化控制技术,指出了其当前的发展现状,并分析了常见的几种工业自动化控制仪表仪器,最后就工业自动化控制的发展进行了展望。 [关键词]工业自动化;控制技术 1、工业自动化控制技术概述 工业自动化控制技术就是指利用微电子技术、电气技术、机械技术以及计算机软件技术来对工业生产过程进行控制,而无需使用人工操作机械来控制生产进度。也就是说,在工业自动化控制下的工业生产机械设备是利用各种仪器、仪表和控制器,按照预先设定的流程进行机械自动调节来进行生产运行的。因此在自动化控制系统中,必须要对所有涉及到生产调节的仪器都进行精准的参数设置,以确保其在生产中能够充分发挥职能作用,确保生产顺利进行的目的。一般来讲,工业自动化控制系统主要是由计算机、通信网络和各种传动设备组成。 2、工业自动化控制的发展现状 目前我国的工业自动化控制技术已经得到了很大的发展,自动化控制系统也逐渐趋于完善。但尽管如此,工业自动化控制技术仍然具有很大的发展应用空间。就目前来看,较为常用的自动化控制产品主要有PLC与工控PC两种,这两种自动化控制产品的应用代表了我国的工业自动化控制水平已经有了很大的发展。 3、工业发展过程中应用的自动化控制技术 随着科学技术的不断发展,自动化控制技术在实际应用时也在不断根据市场需求进行调整完善,目前,市面上的自动化控制系统已经能够良好地适应生产环境,对采集到的信息进行系统分析,确保控制的及时有效性和准确稳定性,保证工业生产的质量和效率。在不同的生产行业中,其中运用到的自动化控制技术和系统组成基本是一致的,但是会根据生产的现实要求和企业的生产环境进行适当的调整重组,而且其中应用到的数据处理系统以及系统参数都需要具体设置,确保自动化控制体系能满足生产需求,提高自动化控制技术的使用效益。 3.1 信息采集模块 要想实现工业生产的一体化系统性控制,就必须将各个生产环节中仪表数据和具体信息采集录入到中枢管理系统中,因此信息采集模块是实现工业自动化控制的基础模块。自动化控制的实现,是需要控制系统能够掌握实际的生产信息,协调控制自动化生产设备以及先进的工艺工序,解决各方面的矛盾,实现统一的调配。大数据时代的带来,让工业生产面临着巨大的考验,信息采集系统就能够有效解决的数据信息的获取问题,实现庞大数据的捕获与处理,为工业生产的进步提供与发展提供信息支持。 3.2 系统建模模块 在工业自动化控制系统中,凭借A/D单元实现信息的数字化装换,录入存储数据,通过系统中的信息处理软件进行整合分析,获取有效信息,做为系统调配的参考,进行统一地管理调配。信息采集模块能够实现生产信息的实时采集,也就相当于实现生产的实时监控,能够确保自动化控制的精准性,最大程度地节约生产成本[3]。此外,在整个系统中,如果有某个生产环节发生异常,系统能及时感应,并进行处理,将出现故障的机械停止,启用备用器械,将故障器械送去检修,及时止损,确保各个生产环节的生产安全性和效率。生产设备故障问题其实是在电气自动化生产体系应用以来控制系统中最难解决的一个问题,因为多个生产环节数千台机器一同运作,单靠人工管理的话,如果出现设备故障,需要花费较长的时间去排查,找出故障环节,这样会严重影响到产品的生产效率,给公司造成较大的经济损失。 4、工业自动化控制系统的特点 用电设备分别安装在各配电室和电动机控制中心,所要执行的信息处理任务庞大,而维修工作也相对复杂。它与热工系统相比,电气设备操作的频率低,一些系统设备在维持正常运行时,可以经过好几个月甚至更长的时间再操作一次;电气设备所需要的保护装置要求高,动作速度快,一个保护动作通常要在40ms以内完成。电气设备的构造机构本身具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点,而控制方式也主要是厂用电系统,其主要设备监控需要接入DCS系统,如果两台系统一起运行,一台系统的检修不得影响另一台系统的运行,因此,需要考虑两台机组DCs电气控制的模式,保证控制的稳定性。根据电气设备的主要特点我们知道,在构建ECs时,其系统结构、与DCs的联网方式是确保系统高可靠性的关键。除了要保证系统的正常运行,还要确保运行时各种数据处理和信息收集的准确性,同时提出相应的应急措施,确保电气系统可以在最好的状态下运行 5、工业自动化控制系统的发展展望 随着IT和控制技术的融合的不断深入,工业自动化控制技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展,自动控制的三大构成系统也将有新的突破。 PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展。在基于PLC自动化的早期,PLC体积大而且价格昂贵。但在最近几年,微型PLC已经出现,价格只有几十到几百欧元不等。随着软PLC(SoftPLC)控制组态软件的进一步完善和发展,安装有软PLC组态软件和PC-based控制的市场份额将逐步得到增长。当前,过程控制领域最大的发展趋势之一就是Ethernet技术的扩展,PLC也不例外。现在越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口。可以相信,PLC将继续向开放式控制系统方向转移,尤其是基于工业PC的控制系统。 作为一种工业产品,要实现长久的发展,必须深化制造部门内部的体制改革,运用现代科学技术保障发展的成果。而且还需要密切的关注产业市场化所带来的后果,保证产品适应市场发展的需要。另一方面,制造企业不仅需要对开发技术和集成系统进行研发投入,同时还需要运用分工外包和社会化之间的合作,使零部件的配套生a逐渐的市场生产化、专业化,从而能够保证对高端装备技术开发研究资源综合利用,提升自主装备制造的比例.产业市场化是产业发展的必然趋势,对于资源配置工作效率的提升有着显著的促进作用。 结语 综上所述,工业自动化控制技术作为推动现代工业生产自动化的主要动力,其不但能够减少人工劳动量,而且能够极大的提高生产效率,增大工业生产经济效益。更重要的是使用自动控制系统进行机械操控,就能使工人脱离恶劣的生产环境,实现更加现代化和人性化的工业生产。同时,工业自动化控制技术水平的高低也是衡量国家科技水平高低的重要指标之一,在未来的工业技术发展中,必须要加大对工业自动化控制技术和产品的研发应用,以促进我国工业经济的进一步发展。 工业自动化控制技术研究:浅析工业自动化控制技术 摘 要:西方分析了工业自动化控制技术的发展应用情况,并从其中的变频器、嵌入式微控、触摸屏等技术方面较为详细的介绍其结构、作用和工作原理。 关键词:自动化控制 发展 应用 一、引言 在工业自动化控制技术领域,为了实现对工业生产过程的检测、控制、优化、调度、管理与决策,从而达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全生产等一些目的。对于工业自动化控制技术而言,它是自动化技术、电子技术、仪器仪表等技术的综合集成。其控制系统主要由变频器、嵌入式微控制器、触摸屏等部分构成。通过对设备和生产过程的控制,就能实现上述目标,并提升整个企业的安全生产能力和经济效果。 二、变频器技术 1、变频器基本功能 作为变频器技术来说,它是一门综合性的技术,是建立在电力电子技术、自动控制技术、计算机技术的基础之上而逐渐发展起来的。而变频器也可以看作是一个频率可调节器的交流电源。它通过改变变频器的输出频率,就可以实现电动机的速度控制。只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序,即可实现输出换相,实现电动机的正反转切换。与此同时,变频器还具有直流制动的功能,不需要增加制动控制电路了,就能顺利实现制动功能。在需要制动时,只要通过变频器给电动机加上一个直流电压,利用自己的制动回路,将机械负载的能量消耗在制动电阻上进行制动即可。变频器在使用时,只需要在电网电源和现有的电动机之间接人变频器和相应设备,不需要对电动机和系统本身进行大的设备改造,就可以适用各种工作环境和工艺要求。另外,变频器的节能效果也非常显著。尤其是对于工业中大量使用的二次负载(风机和泵类)来说,当用户需要的平均流量较小时,风机、水泵的转速较低,其节能效果是非常显著的。 2、变频器的结构 变频器的主要任务是把电压和频率恒定的电网电压,变成电压和频率可调的变频电源。它的基本结构包括以下四个部分: (1)整流电路。主要由三相全波整流桥组成,其作用是对电网工频电源进行整流,把交流电整流成直流电,并给逆变电路和控制电路提供所要的直流电源。 (2)逆变电路。它是变频器最主要的部分,也是长期以来要解决的优秀问题。常见的结构形式是利用六个电力电子开关器件组成的三相桥式逆变电路,它的主要作用是在控制电路的控制下,有规律地实现逆变器中主开关器件的通与断,将整流电路输出的直流电转换为频率和电压都可任意调节的交流电。逆变电路的输出,也就是变频器的输出。它主要就是被用硎迪侄缘缍机的调速控制。 (3)直流中间电路。它主要是对整流电路的输出进行滤波,以保证逆变电路和控制电源能够得到质量较高的直流电源。当直流中间电路是用大容量的电解电容滤波时,变频器为电压型变频器;当直流中间电路是用电感很大的电抗器滤波时,变频器为电流型变频器。另外,直流中间电路中有时还包括制动电阻,甚至一些其他辅助电路。 (4)控制电路。它是变频器优秀部分,高性能的变频器目前已经采用微型计算机进行全数字控制,并采用尽可能简单的硬件电路,主要靠软件来完成各种功能。由于软件的灵活性,数字控制方式常可以完成模拟控制方式难以完成的一些功能。 三、嵌入式微控技术 (1)基本功能。嵌入式微控制器是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。它以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪,适合应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式微控制器系统通常面向特定应用,设计和开发必须考虑特定环境与系统要求,是一个发散的、技术密集的系统。 (2)结构。嵌入式微控制器系统,它是由硬件系统和软件系统所组成。为了提高系统的执行速度和可靠性,它的软件一般固化在存储器芯片或微控制器中,而不是存储在外加的磁盘载体中。系统是以微控制器为优秀,加上外部专用电路和系统软件,形成的计算机的应用系统。在一块芯片上集成了中央处理器(CPU)、存储器(RAM、ROM)、定时器/计数器和各种输人输出(I/O)接口等。它还可包含A/D和转换器D/A直接存储器传输(DMA)通道、浮点运算等特殊功能部件。 (3)应用范围。嵌入式微控制器在应用数量上已远远超过了各种通用计算机。在制造工业、过程控制、通信、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备消费类产品等方面,均是嵌入式微控制器的应用领域。在进入21世纪以来,嵌入式微控制器技术逐渐成熟,并全面展开,现已被公认为是一种具有良好发展潜力的技术。 四、触摸屏技术 (1)功能。人机界面通常被大家称为触摸屏,是用户利用手指或其他介质直接与屏幕接触,进行信息选择,向计算机输人信息的一种输入设备。包含HMI硬件和相应的专用画面组态软件。在工业上,触摸屏是首选的接口设备,连接的主要设备种类是PLC触摸屏,因其具有很强的适应性,比键盘鼠标、轨迹球更具有优越性。触摸屏易于使用、易于掌握、低故障率,是任何其他输人设备所无法比拟的。当触摸屏在恶劣的环境下工作时,都不会造成触摸屏的损坏。因此,它在工业自动化控制技术中,能够发挥着很好的作用与效果。 (2)工作原理。触摸屏的工作原理是用手指或其他物体触摸,所触摸的位置由触摸屏控制器检测,并通过接口(如RS-232串行口)送到CPU,从而确定输人的信息。触摸屏系统一般包括触摸屏控制器(卡)和触摸检测装置两个部分。其中,触控屏控制器(卡)的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触摸点坐标,再送给CPU,它能同时接收CPU发来的命令并加以执行。触摸检测装置一般安装在显示器的前端,主要作用是检测用户的触摸位置,并传送给触摸屏控制卡。触摸屏按照工作原理和传输信息的介质可分为四种,它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式触摸屏。 (3)发展方向。随着数字电路和计算机技术的发展,HMI的功能将越来越丰富、价格也会降低、屏的寿命也将延长,HMI产品将赢得更加广阔的发展空间。 五、结语 在现代制造领域中,工业自动化控制技术是21世纪最重要的技术之一。工业自动化控制技术,如今已广泛应用于提高工业生产产品的质量、数量和生产设备的效率,并大大改善了劳动条件和强度。随着科学技术的快速进步与工业自动化控制技术的飞速发展,它还将极大地提高人们对现代工业生产的预测及决策能力,从而进一步促进现代工业制造业的迅猛发展,其工业自动化控制技术也将会赢得更加广阔的发展前景和空间。 作者简介: 宁晓娜(1984-),女,汉族,河北省唐山市,大专,助理工程师,从事现场自动化设备的自动化工作; 工业自动化控制技术研究:浅谈工业自动化控制技术 摘 要:人的创造力是无限的,社会的发展就是人类不断改造世界的过程。在生产制造行业中,机械已逐步代替了人工,在能源的驱动下会社会不断创造丰富的物资,而随着计算机技术的发展与广泛应用,人们开始研究机械的自动化控制,降低人工运营成本,提高工业制造效率。工业控制自动化技术包括工业自动化软件、硬件以及系统这三个组成部分,通过信息技术的应用来实现工业生产过程中的自动控制调配,能大大提升生产效率和生产质量,确保生产安全性,为企业创造更大的经济效益。随着科学技术水平的提高,工业生产中的自动化控制技术也在不断发展,目前正向着网络化、智能化、集成化的方向发展。 关键词:工业自动化;控制技术;应用 工业自动化技术在快速发展过程中,应用也开始越加广泛,在实际应用过程中具有较高的经济效益。提高工业自动化技术研发强度,对于传统工业而言,具有重要意义,同时也能够带动我国经济发展。 1工业自动化技术的特点 1.1智能控制 近几年,智能控制得到了快速发展,但是程序开发及研究等领域内得到了广泛应用。智能控制一直都是人工智能领域内重要研究内容,能够有效将自动把控与整体规划相结合,属于交叉性领域之一,在实际应用过程中具有多种控制系统,由于智能控制器所具有的功能较多,这就需要智能控制器能够自足进行维修。例如,在实际应用过程中要是涉及到的含有腐蚀性的介质时候,运行时间要是超过规定工作时间,智能化控制器能够自行发出预警信号,让工作人员能够在最短时间内发展智能化控制器所存在的问题,保证整个加工流程的完整。 1.2系统集成信息化 在原有自动化计算机控制系统内,主要有四部分构成,分别是计算机管理、操作站、广域网、企业管理,这种管理模式在落实过程中具有较高的难度,同时整体控制效率较为低下,伴随着科学技术水平的不断提升,计算机控制系统逐渐开始与工程自动化相结合,进而保证钢铁企业能够进行自动化管理一体化建设。现场总线在产生之后,控制系统能够完全有效进行分离,设备控制与控制站能够被取代,计算机系统控制结构能够发生本质性转变。 2工业发展过程中应用的自动化控制技术 2.1信息采集模块 要想实现工业生产的一体化系统性控制,就必须将各个生产环节中仪表数据和具体信息采集录入到中枢管理系统中,因此信息采集模块是实现工业自动化控制的基础模块。自动化控制的实现,是需要控制系统能够掌握实际的生产信息,协调控制自动化生产设备以及先进的工艺工序,解决各方面的矛盾,实现统一的调配。大数据时代的带来,让工业生产面临着巨大的考验,信息采集系统就能够有效解决的数据信息的获取问题,实现庞大数据的捕获与处理,为工业生产的进步提供与发展提供信息支持。 2.2系统建模模块 在工业自动化控制系统中,凭借A/D单元实现信息的数字化装换,录入存储数据,通过系统中的信息处理软件进行整合分析,获取有效信息,做为系统调配的参考,进行统一地管理调配。信息采集模块能够实现生产信息的实时采集,也就相当于实现生产的实时监控,能够确保自动化控制的精准性,最大程度地节约生产成本。此外,在整个系统中,如果有某个生产环节发生异常,系统能及时感应,并进行处理,将出现故障的机械停止,启用备用器械,将故障器械送去检修,及时止损,确保各个生产环节的生产安全性和效率。生产设备故障问题其实是在电气自动化生产体系应用以来控制系统中最难解决的一个问题,因为多个生产环节数千台机器一同运作,单靠人工管理的话,如果出现设备故障,需要花费较长的时间去排查,找出故障环节,这样会严重影响到产品的生产效率,给公司造成较大的经济损失。 2.3动态控制模块 自动化控制技术的优秀,在于动态控制模块,在一体化自动控制系统中,凭借着计算接技术与网络信息技术的应用,就能基本实现工业生产的动态控制。自动化控制技术的应用,以智能动态控制系统取代了以往控制生产工序的人工,具备全体那后全方位监控生产过程的优点,能够大大提升控制的精密性,实现各个生产环节的完美衔接。机械之所以能够逐步取代人工的位置,就在于其劳动强度更大,能够做到很多人们无法做到的事情。机械设备与动态控制系统地结合,避免了人工操作质量不统一、工作效率较低且体力有限的问题,这也正是工业自动化控制系统被广泛应用于生产管控的主要原因。 3工业机械制造行业自动控制技术的发展前景 工业自动化控制技术随着科技的发展和时间的流逝在不断发展变化,工业自动化控制技术的发展越来越适应市场需求,通^对中央处理器、检测元件及技术参数修改技术的不断完善改进,工业自动化控制技术功能正在逐步日臻成熟完善丰富。在世界经济一体化的形式下,工业自动化控制技术和设备在工业机械制造行业的应用已经成为一个国家经济实力发达水平的代表,因此不断加大对工业自动化控制技术的研究力度促进工业自动化控制技术向世界先进国家学习,是非常必要符合时展要求的。工业自动化控制技术在工业机械领域应用中起关键作用的技术是集成技术,工业自动化控制技术通过对一些机器进行集中控制,统一参数对产品进行高精细度加工,并且缩短产品生产周期摊薄生产成本提高经济效益。工业自动化控制技术的这些优势,创造极大的社会经济效益促进整个工业行业的发展。 4结论 综上所述,工业自动化控制技术在工业机械制造的应用对我国工业实现自动化、机电一体化变革起到重要作用,工业自动化控制技术在工业机械制造行业的应用增强机械行业在市场经济形势下的竞争力,它不仅给直接操作的员工带来安全的生产环境,降低工人的劳动强度,摊薄机械加工成本,而且实现工业的高效益和高精细度质量标准。 作者简介: 王博,男,1997年1月,沈阳科技学院,信息与控制工程系.自动化专业-14年1班, 学号143220103 工业自动化控制技术研究:水工业自动化控制技术发展 1控制系统的智能化、分散化、网络化 工业自动化领域的发展趋势之一是控制系统的智能化、分散化、网络化,而现场总线的崛起正是这一发展趋势的标志。 1.1现场总线的崛起 半个多世纪以来,工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统等4代过程控制系统,当前我国水工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系统阶段。这里要说明一点,DCS既是一个过程控制体系的名称,有时也表示为由制造厂商出售的一个起完整作用而集成的集散控制系统产品,这种DCS系统相对较为封闭,而目前水工业自动化的DCS系统多数是由用户集成的,因此相对较为开放。 与早期的一些控制系统相比,DCS系统在功能和性能上有了很大进步,可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制,但其仍然是一种模拟数字混合系统,从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递,仍然依靠大量的一对一的布线来实现。这种信号传递关系称之为信号传输,而不是数据通信,难以实现仪表之间的信息交换,因而呼唤着具备通信功能的、传输信号全数字化的仪表与系统的出现,从而由集散控制过渡到彻底的分散控制,正是在这种需求的驱动下,自20世纪80年代中期起,现场总线便应运而生,并通过激烈的市场竞争而不断崛起。 现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。现场总线技术将专用的CPU置入传统的测控仪表,使它们各自都具有了数字计算和通信能力,即所谓“智能化”;采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系的纽带,把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络,并按公开、规范的通信协议,使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换,形成多种适应实际需要的控制系统,即所谓“网络化”;由于这些网上的节点都是具备智能的可通信产品,因而它所需要的控制信息不采取向PLC或计算机存取的方式,而可直接从处于同等层上的另一个节点上获取,在现场总线控制系统的环境下,借助其计算和通信能力,在现场就可进行许多复杂计算,形成真正分散在现场的完整的控制系统,提高了系统的自治性和可靠性。 FCS成为发展的趋势之一,是它改变了传统控制系统的结构,形成了新型的网络集成全分布系统,采用全数字通信,具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点,形成了从测控设备到监控计算机的全数字通信网络,顺应了控制网络的发展要求。 1.2现场总线的现状和标准化问题 目前,国内、外的现场总线有60几种之多,由于这一新技术所具有的潜在而巨大的市场前景,在商业利益的驱动下,导致了近年来制订现场总线国际标准大战。在市场和技术发展需要统一的国际标准的呼声下,修改后的IEC61158.3~6标准最终于2000年1月4日获得通过。该标准包括了8种类型的现场总线子集,它们分别是:①基金会现场总线FF;②ControlNet;③Profibus;④P—Net;⑤FFHSE;⑥SwiftNet;⑦WordFIP;⑧Intferbus。这8种现场总线中,④、⑥是用于有限领域的专用现场总线;②、③、⑦、⑧是由PLC为基础的控制系统发展而来,本质上以远程I/O总线技术为基础,通常不具备通过总线向现场设备供电和本征安全性能;①、⑤则由传统DCS控制系统发展而来,具有总线供电和本征安全功能;①、⑧属于现场设备级总线,②、⑤属于监控级现场总线;③、⑦则是包括两个层次的现场总线。 以上8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议,例如:Profibus采用的是令牌环和主/从站方式;FFHSE是CSMA/CD方式;WordFIP是总线裁决方式。因此,要这8种现场总线实现相互兼容和互操作几无可能。面对这种多总线并存的局面,系统集成将面临更为复杂的任务,系统集成技术也将会有很大的发展。 1.3现场总线的新动向—工业以太网 长期以来的标准之争,实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一代系统的发展,人们开始寻求新的出路,一个新的动向是从现场总线转向Ethernet,用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛的网络技术,在IT领域已被使用多年,已有广泛的硬、软件开发技术支持,更重要的是启用以太网作为高速现场总线框架,可以使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用,国际上成立了工业以太网协会,开展工业以太网关键技术的研究。此外,开发设备网供给商协会已经了在工厂现场使用以太网的全球性标准——以太网/IP标准。该标准使用户在采用开放的工业应用层网络的同时,能利用可买到的现成的以太网物理介质和组件,也即由多个供给商所提供的可互操作的以太网产品。随着网络技术的发展,以太网应用于工业领域所要面对的网络可确定性问题、环境适应性问题、包括总线供电和本征安全问题都会迅速得到解决。 2治理控制一体化 工业自动化领域的另一个发展趋势是治理控制系统的一体化。 2.1何谓管控一体化 在市场经济与信息时代的飞速发展中,企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大,现代工业企业对生产的治理要求不断提高,这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制,同时还要求把现场信息和治理信息结合起来。管控一体化就是建立全集成的、开放的、全厂综合自动化的信息平台,把企业的横向通信和纵向通信紧密联系在一起,通过对经营决策、治理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理,形成一个意义更广泛的综合治理系统。 2.2现场总线为管控一体化铺平了道路 企业信息网络是管控信息集成的基本条件,没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集,建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享,以及与外部世界的信息沟通。 水工业和一般企业网络大致可分为3层,即企业治理层,过程监控层和现场控制层。 管控一体化解决方案中的现场控制层由现场总线设备和控制网段构成,把传统的集散系统控制站的功能分散到了现场总线设备,此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线技术与产品所形成的底层网络,充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点,为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。企业信息网络是管控一体化的基础,现场总线则为构建管控一体化网络铺平了道路;过程监控层由局域网段以及连接在局域网段的担任监控任务的工作站或控制器组成,现场总线网络通过现场总线接口与过程监控层相连,或者监控层直接由现场总线来担当;监控站可以完成对控制系统的组态,执行对控制系统的监控、报警、维护及人机交互等功能;企业治理层由各种服务器和客户机等组成,用于集成企业的各种信息,实现与Internet的连接,完成治理、决策和商务应用的各种功能。 2.3管控一体化的支持环境与系统集成 基于系统之间横向数据交换及控制系统与治理层和现场仪表间纵向数据交换日益增加,现场总线的应用越来越广泛,制造厂商的产品也日益开放。由于多种总线并存已成定局,管控系统建立统一的数据治理、统一的通信、统一的组态和编程软件的一体化解决方案受到了各厂家的重视。同时,采用分布式网络系统,采用C/S或B/S结构,可以在实现企业各层次功能模型的同时,实现网络连接在结构上的简化,从而形成以实时和关系数据库为中心的数据集成环境,为实现数据资源共享的目标奠定了基础。 如前所述,在多总线并存的局面下,系统集成成为实现管控一体化信息系统的中心任务。系统集成是要按照一定的方法和策略将相同或不相同厂商的现场总线产品相互连接,并使上层应用与下层现场设备之间完成双向数据沟通,使之成为一个可以满足用户需求的整体。因此,系统集成既包括硬件产品的集成,也包括软件产品的集成。对硬件集成来说,需要借助网桥、网关沟通总线接口。一般同种总线的网段采用中继器实现网段的延伸,采用网桥实现不同速率网段之间的连接;不同类型的总线网段之间以及现场总线与以太网等异构网络之间采用网关实现互连,如公司与生产厂或其他部门距离较远时,采用公共数据网或电话网来实现局域网的连接,这在水工业的城市污水处理和截流系统、自来水厂站之间及供水管网调度系统等方面也是经常会碰到的问题。因此可以预计,今后这类通信接口产品将会变得很热门,从软件集成来说,通过OPC、ODBC等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现,能将实时控制、可视化操作、信息分析、系统诊断等功能集成到一个紧凑的软件包中,具有很大的硬件灵活性,并且可以提供与多种治理软件的连通性,从而可较为经济地解决管控系统之间的连接。 目前各个国家都在竞相开发自己的现场总线技术与产品,形成以现场总线为基础的一体化解决方案下的企业信息系统。现在已经推出产品的如西门子公司以Profibus总线为基础的PCS7、罗斯蒙特公司的基于FF总线的Plantweb等,管控一体化软件则有美国信肯通公司的ThinkDO、Lntellntion公司的iFIX等。 3对水工业自动化发展的思考 综上所述,现场总线技术的发展,引起了自动化系统结构和自动化控制概念的变革,进一步推动了管控一体化企业信息系统的建立,它集计算机技术、信息技术和自动化技术为一体,成为流程工业自动化发展的趋势。随着市场经济的发展和加入WTO的临近,工业企业面临前所未有的发展机遇和愈加严重的挑战,对企业的生产经营治理提出了更高的要求。管控一体化企业信息系统的建立,将是增强企业竞争力的重要途径,问题是对于水工业来说,这种必要性到底有多大?水工业尽管有自己的非凡性,但在实现生产过程和经营过程的整体优化,在保障运行安全的前提下获取最大的经济效益上与其他工业应是相同的。非凡是信息技术的不断发展,网络的普及,将会使管控一体化的重要性日益显露出来,由以PLC为基础的集散型控制系统向以现场总线为基础的管控一体化分布式网络信息系统过渡是必然的。 要构建管控一体化网络,必先以现场总线所形成的底层网络为基础,但目前国内对现场总线技术的应用还比较迟缓,原因之一是观望和等待一个单一的现场总线国际标准的确立,但客观事实是IEC通过了8种总线标准,估计这种多总线并存的局面在短时间之内也不会改观;原因之二是现场总线在系统集成上存在困难,条件还不成熟,尤其是由国家支持研制开发的FF总线,其OEM产品的开发和应用也还要假以时日;此外还存在总线产品互操作性的认定和可靠性等方面的问题。因此在目前情况下,一方面要密切关注现场总线标准的新的发展动态,同时还应结合水工业的具体条件,对诸如如何保护和利用现有资源,对原来的DCS系统进行改造,选用何种总线以及如何组网和系统集成等问题加以研究和讨论,并建议国家城市给水排水工程技术研究中心成立一个机构,像建设部、科委下属智能建筑技术推广中心的LonWorks现场总线协作网一样,负责跟踪现场总线技术的发展、信息技术交流,指导行业对这一新技术的推广和应用,以促进水工业自动化发展的进程。 工业自动化控制技术研究:PLC在工业自动化控制中的应用 在工业自动化控制当中,PLC对其有重大的益处,例如在此流程中的位置控制等。本文围绕PLC技术的特征与其意义等,对其在工业自动化控制中应用进行进一步研究。 PLC是数字计算的电子系统,是以工业制造过程中对其应用的需要为来源根基去编程的。其在工业自动化控制里有很重要的影响,得到大范围的普及。像开关数量控制等都是对其积极的运用。这些都说明PLC是工业控制流程中重要的一部分,它带给人们许多的积极影响。但一种新式的产品运用,也存在一定的弊端和问题。即使如此,PLC技术是工业控制流程中不能缺少的工具,具有良好的发展空间。 PLC的简述 PLC是可编程控制器的英语缩写,顺应了工业环境的需求,为工业自动化生产带来很大的益处和便捷。它是一种综合性的电子系统,具有计算机和通信技术等多种技术功能,同时方便快捷,易上手,精确度也较高等,这些都是PLC带给我们的有利的部分。由于现今时代各方面的技术都得到普遍的提升,PLC也从繁至简,变得更加简便,可用性高。如今的PLC在功能等层面上都已经得到了不同程度上的改变,各方面都得到了进步。与此同时,其作用也得到了很大的发挥,在各个领域都得到了运用,是当今时代工业控制的主要途径之一,有力地促进了机电的一体化的进步。从某个角度上来讲,PLC并不是独立存在的,它牵涉到许多其他的技术,运用得都较为广泛,如顺序控制、生产管理等。PLC随着当今时代技术的进步而快速地改变着,它的功能和体型都发生了改变。其外形迷你,功能强大,像高速计数器等都足以表现出它优化后的特点。这些功能的革新为工业控制带来福音。此外,迷你的PLC也有一些独具特色的功能。如位置控制模块等。 PLC的通信功能与特征的分析 PLC的通信功能。当今时代技术发达,计算机技术也顺应大流,得到不断地进步。其中,网络通信得到了普遍的运用,尤其在工业自动化控制上,其性能产生的效果显著,得到普遍的注重。PLC在通信方面的运用中,划分为两方面,一个是两个PLC间的通信,另一个是PLC与另一些相关设间的通信。其通信最主要的特征为以分享或传输的方式给另一些系统处理数据。 PLC的特征。其特征表现为三个:①对于现场的总线,它能非常好的联结。PLC具有这样的特征主要是因为当今的现场总线大多数都是其相应的生产企业开发和制造的,所以其和现场总线有着不可分割的联系。②将它们的通信协议整合起来。就当今其发展的方向来看,PLC的通信协议较为规范化,国家化。这更加的便捷来的相关的企业和人员,使其数据内容的公开属性得到提升。③其程序的设计并不需要复杂的过程,较为简便。因为这种程序的设计使用起来都较为快捷和便利,大大减少了编程的工作强度,适宜相关领域的发展所需所以非常实用。这都是因为其简便的特征所体现的。 PLC在工业自动化控制中的运用及它的问题 PLC在工业自动化控制中的应用。PLC技术在这个流程中的运用突出表现为开关数量控制、电动机变频调速控制或是系统集控等等。 开关数量的控制。在此过程中运营PLC可以加强控制的平稳性,降低异常的发生率。同时,在他的设计中也体现了其规范性。 电动机变频调速控制。将PLC的相关系统与变频器同步运用,这样就可以使电机运作及调节速度被限制住。经过对PWM和PLC输出变频的器械间结合加入到电压平滑电路,这些完成之后对PWM的T数据进行调动,这样就可以对相关器械进行限制和调控。转速和t正相P,PWM指令中输出脉冲花费的时间长短可以造成电压方面的影响。 系统的集控。PLC不仅可以达到自动化控制的目的,还可以控制自己的系统,它可以将自己系统中对异常的检测显示出来。控制系统就是用这种原理,对系统进行实时的监察。执行机床设备相关指令必须要有足够的时间,同时每一个流程都要谨慎检查。定时器的开动并不需要急于一时,能在对工步动作进行检测的时候开始,同时可以从定时器给出的信号内容中得到可用的数据信息。 PLC在工业自动化控制应用中存在的问题及有效控制。PLC的软硬件系统并非开放的。其总线和相关企业结构的不同等问题产生了不兼容的后果。这些现象都使PLC的应用上产生了不佳的效果,对工业自动化造成了负面的影响。在这样的背景下,对于其相关联的解决方案也非常需要注重。 PLC在工业自动化领域中的发展趋势 进行多元化的发展。因为我国经济和技术的发展,PLC也逐步走入人们的视线,得到普遍的运用。想要在经济市场上大放光芒,就要加强自身的特色属性和功能类型等。这些得到实现以后,相信其发展会变得日新月异。 运算能力的提升。随着技术的进步,相应市场的要求也要随着提高。为了顺应这样的趋势,PLC要对自己的运算能力进行加强,只有不断地随之进步,才能不在先进技术之流中被淘汰掉。 PLC编程语言高级化。小、中型的PLC主要将梯形图语言作为编程语言。由于其编程语言的不断进步和提升,也产生了更多的高级和多元的编程语言,这些编程语言都促进了PLC又好又快的发展,使PLC在工业自动化控制领域计算更加精确,控制更加平稳。 经过对PLC的深入分析,我们不难看出,PLC在工业自动化控制的流程中占有重要的地位,且是不能缺少的一个媒介。同时,我们知道了PLC在未来的发展中将向哪种趋势去发展,PLC将在相关领域得到更好的运用。PLC的运用并不是单一的,可以和其他的系统同步进行操作,这会达到更优的效果。与此同时,PLC为相关领域带来了便捷,使计算更加简便和便利。本文分析道,PLC要向更多元和高级化的趋势去发展,这都是社会进步发展的必然,由于技术的快速进步,PLC只有顺应其发展的方向和需要,才能更好地在这种大流中得到生存。所以更需要相关人员对其进行深入的探索,使其结构得到进一步的优化,解决其运作过程中的一些内在问题,将其进行规范和科学化。这样才能让PLC很好的运用在各个领域中,为我们带来便捷。
冶金工业论文:控制仪表用于冶金工业论文 1控制仪表的分类及发展 20世纪60年代开始大量使用的单元组合式控制仪表是根据控制系统中各个组成环节的不同功能和使用要求,分成能独立实现某种功能的八大单元,各单元之间用统一的标准信号联系,应用灵活、通用性强,可以构成多种复杂的自动检测和控制系统,便于仪表的生产、维护及备品库存等。我国生产的电动(DDZ)、气动(QDZ)单元组合仪表经历了Ⅰ型(1958年研制,1964年投产)、Ⅱ型(1965年研制,1970年统一规范)、Ⅲ型(1975年前后研制)三个发展阶段,DDZ-Ⅲ型采用了国际通用的4-20mA信号制,以集成电路作为放大元件,并具备了安全防爆功能。20世纪70年代又推出了组装式控制装置,它可根据用户要求,以成套装置形式提供给用户,使自控系统的施工、安装以及调试工作量大大减小,维护、检修等工作得到简化。1975年,美国霍尼韦尔(Honeywell)公司推出世界上第一套集散控制系统(DCS)。20世纪80年代,我国开始引进和生产以微处理器为优秀、控制功能分散、显示操作集中的集散控制系统,将控制仪表及装置推向高级阶段,同时出现了以微处理器为优秀的单回路可编程调节器,并进一步发展成智能式单元组合仪表,如DDZ-S型系列仪表。进入90年代,北京和利时、浙大中控、上海新华等相继推出自己的DCS系统。目前国产DCS系统已到达成熟期,由于国产DCS的价格低,能满足基本技术要求,且因开发较晚,某些技术较国外产品先进,其应用业绩不仅在国内市场占有一席之地,而且已经走出了国门。20世纪90年代出现了新一代工业控制系统—现场总线控制系统(FCS),它是计算机网络技术、通信技术、控制技术和现代仪器仪表技术的最新发展成果。现场总线的出现改变了传统控制系统的结构,将具有数字通信能力的现场智能仪表连接成工厂底层网络系统,并同上一层监控级、管理级通过网络连接构成全分布式的新型控制网络。FCS具有网络化,全分散性,系统开放性,对环境的适应性,现场总线仪表的互换性、互操作性和功能自治性等特点,其性能和功能均比传统控制系统优越。FCS将越来越多地应用于工业自动化系统中,与传统DCS相结合,构成技术更先进的混合型分布式控制系统。DCS和FCS的发展推动了采用模拟数字混合技术的DDZ-S型系列仪表和智能仪表的发展,智能仪表以微处理器为优秀,采用先进传感器与电子技术,具有检测、控制、显示、报警、存储、诊断、通信等功能,其精度、稳定性与可靠性均比模拟式仪表优越,可以传输模拟、数字混合信号或全数字信号,可以通过现场总线通信网络与上位计算机连接,能满足集散控制系统和现场总线控制系统的应用要求。按信号形式控制仪表装置可分为模拟式、模拟数字混合式、全数字式三大类。计算机网络技术的迅速发展,使数字通信一直延伸到现场,传统的4~20mA直流模拟信号制将逐步被双向数字通信的现场总线所取代,目前生产中多采用模拟数字混合式仪表和全数字式仪表,随着DCS和FCS发展,无线仪表和短程无线网络开始应用于工业现场,无线网络与有线网络的有机结合,将进一步完善系统功能,提高工业自动化水平。 2冶金工业控制仪表的应用 目前,冶金工业现场已经很少使用模拟式控制仪表,取而代之是模拟数字混合式的智能控制仪表,其传输信号是4~20mADC和HART或(Foundationfieldbus、Profibus)等,近年全数字式的现场总线控制仪表也得到了应用。要实现生产过程自动控制,必须由变送器、控制器和执行器等三种优秀仪表,再附加某些辅助仪表构成过程控制系统。下面根据对十几家企业的调查,主要介绍冶金工业生产过程中控制仪表的应用情况。 2.1变送器类控制仪表 冶金工业应用变送器检测的物理参数主要是温度、压力、流量、物位等四大热工参数。一般来说,压力类变送器可以实现压力、差压、液位、流量等参数的检测。目前,冶金企业采用的压力类变送器多数是横河川仪、威尔泰、西仪、北京远东、德国E+H、Honey-well、ROSEMOUNT、YOKOGAWA等仪表生产厂家生产的智能压力/差压变送器,这类仪表一般输出4~20mADC模拟信号,同时采用HART协议以数字信号输出现场仪表信息,可以通过支持HART协议的手持终端或现场通信器与变速器进行数字通信,实现远程设定零点和量程等组态操作。有些仪表除了支持HART协议,还支持其他通信协议,如横河川仪的EJA系列差压变送器还支持BRAIN协议、FF和PROFIBUS协议,可以通过BRAIN手操器或CENTUMCS/μXL或HART275手操器相互通讯,通过它们进行设定和监控等;Honeywell的ST3000/900系列全智能在线式压力变送器还支持FF、DE协议,可与霍尼韦尔的ExperionPKSTM集散控制系统和智能现场通讯器(SFC)实现双向数字通讯,消除了模拟信号传输误差,方便了变送器的调试、校验和故障诊断。鉴于生产过程对流量精确测量的要求,有些企业选用多参数流量变送器,在测量流量的同时实现对流量的压力和温度补偿,如中冶京诚(营口)装备技术有限公司使用的加拿大SAILSORS的智能压力变送器是V10F多参数质量流量变送器,传输信号是4~20mADC和HART,采用实时全参数动态数字补偿技术(实现温度补偿功能)和满量程静压补偿技术,实现更高精度和宽量程比。企业使用的温度变送器主要是一体化温度变送器、普通温度变送器和变送器模块。重庆迪洋的DAD系列变送器、深圳万讯的温度变送器都属于普通温度变送器。SBWR/Z系列一体化的热电偶/热电阻温度变送器,它是DDZ-S系列仪表中的现场安装式温度变送单元,它采用二线制传送方式,输出与被测温度成线性的4-20mA电流信号。变送器可以安装于热电偶、热电阻的接线盒内形成一体化结构,也可单独安装于仪表盘内作转换单元。南京菲尼克斯电气有限公司的MCR-SL-PT100-UI,是可组态的3端隔离温度测量变送器,适用于根据IEC60751,采用2,3和4线连接技术连接Pt100热电阻,可输出4种模拟电压和模拟电流信号。西仪集团等仪表生产厂家生产了多种类型的智能温度变送器,具有HART协议和FF通信功能,便于连接现场通信装置和组成DCS系统,具有较好的应用前景。 2.2控制器类控制仪表 目前,多数企业主要使用DCS和PLC实施控制,常用的控制器有SIEMENS的S7-300、400系列PLC,AB公司的PLC,Honeywell的PKS、TCS型DCS,YOKOGAWA的DCS,浙大中控的SUPCON,和利时的DCS等。有些企业还使用国产的智能调节器及普通的显示调节仪等,如,中冶京诚(营口)装备技术有限公司使用上海岛电自动化控制系统工程有限公司PID调节器、江阴众和电力仪表有限公司的智能温度调节仪,天津市中环温度仪表有限公司的XMTW4000系列智能显示调节仪,百特XMB52U6P智能温度调节仪等。 2.3执行器类控制仪表 各企业使用的执行器比较繁杂,某炼铁厂目前使用的DKJ型电动执行器约占44%,奥托克的IKM系列执行器(德国技术)约占18%,其他国内不同厂家如鞍山热工仪表调节阀有限公司、鞍山拜尔自控有限公司、大连新科执行器厂等生产的不同型号的执行器占38%。目前,电动执行器的生产厂家较多,产品的质量标准良莠不齐,特别是存在仿冒产品,企业在选用执行器时,往往选择有规模、有资质、知名度高的企业产品。有些企业最近设计选用的执行器主要有英国Rotork、德国四门子公司SIPOS、重庆川仪等厂家的电动执行机构和气动执行机构。当用户对阀门控制精度要求高,或者工作环境复杂、以及需要实现远程控制,一般都选择智能型阀门电动执行器。 2.4辅助控制仪表 要构成过程控制系统,除了变送器、控制器和执行器等优秀仪表外,还需要配置显示记录仪表和其他辅助控制仪表,辅助控制仪表主要有电源箱、配电器、隔离器、操作器、安全栅、阀门定位器等。目前,企业使用的各类辅助仪表主要是国产的DDZ-Ⅲ/S型仪表,有些企业选用了智能操作器和HART安全栅,如包钢集团使用国产DFP配电器约占47%,现场评价很好。有些企业选用国外的安全栅和阀门定位器,如本钢炼铁使用P+F公司Z787H齐纳安全栅和SIMMENS的6DR50系列电气阀门定位器,包钢集团使用日本koso的EPA/EPB系列电气阀门定位器和SIMMENS的Ps2、6DR50系列电气阀门定位器,现场评价很好。 3结语 冶金工业控制仪表的应用和发展极大地推动了冶金工业的发展,是实现冶金生产自动化的关键所在。围绕工厂整体自动化的总目标,冶金工业正在大量采用DCS、FCS系统,智能控制仪表特别是现场总线控制仪表的市场占有量的逐年增加是控制仪表应用发展的必然趋势。 作者:方景林 李红 才勇智 单位:辽宁科技学院电气与信息工程学院 冶金工业论文:污水回收利用冶金工业论文 1污水处理系统需求 以往仅只满足污水处理要求的处理系统,通常总的处理环节为:分离-沉淀-排污,然而现如今除了最基本的污水处理需要外,对于环境保护、节约资源更提出了新的要求。不仅需要对治污排污量予以精确严格的监测与计量,对于输入的原水、沉淀池用水、调节池用水等利用量、循环回用量均需严格计算与检测。这也是我们此篇文章所要介绍之方案所拥有的特色系统功用,详见下文。 2工艺流程 2.1基本工艺流程 基本工艺流程中分项工艺总体难度适中,实现无困难,衔接得体,目的清晰,便于管理。 2.2各环节加强化学处理,高效分离 冶金污水通过收集沟道进入预先设置的集水池,随后进入沉淀池,由提升泵提升至浅层气浮系统(后文将详加解述)。废水经提升泵提升后,投加混凝剂PAC,通过充分混合搅拌使得PAC混凝剂药剂与冶金污水充分混合,之后流至机械搅拌反应池,利用机械搅拌加速其化学反应,污水中的悬浮物逐渐形成絮体。随之连接特别设置的旋流反应器,加强在PAC混凝剂作用下的化学反应。然后在旋流反应器后仍旧连接相同的管道混合器,其内投加絮凝剂PAM,使得投加PAC后形成的絮体絮凝反应后增大。絮凝好的污水混合物随之进入浅层气浮,利用加压溶气系统产生的溶气水经减压释放形成的微小气泡与废水中的悬浮物絮体互相接触,水中悬浮絮体自然粘附在微小气泡上,随气泡的上升一起浮到水面,形成与下层水体有明显分层界限的浮渣,最后除去表层浮渣,从而达到了净化水质的目的。而经过浅层气浮处理后的清水则由重力原因流到地下清水池储存起来,由回用水泵抽取提升后送至冶金生产车间继续循环使用,且回用率相当可观。浅层气浮浮渣和污泥最终排放至污泥池,经过压滤机固化处理后外运并进行深挖填埋,保证不影响周边环境与生态。反应池、浅层气浮中的放空废水以及板框压滤机的滤液排到污水池之后通过污水泵的提升,回到污水处理系统进行循环处理。 2.3浅层气浮回流原理,缩短分离时间 本项目解决方案采用QF型高效浅层的气浮装置。该气浮装置针对以往之一般气浮池在进出水等方面的劣势,特别将其原水进口和净化水的出口设计为移动式,其目的在于缩短原水气泡整个上浮过程所经历的时间,意即在原水向气浮池流动的同时,池中布水管向着原水流出的相反方向而移动,使得进入池中的原水相对于水池基本处于相对静止之状态,水中的气泡因此而沿着与水平面相垂直的方向向上浮向水面,上浮速度接近原水中固态物质的上浮速度(4~10cm/min),因此原水中的悬浮物能够以接近于T=3min的上浮速度很快的浮到水面上,而浮渣层下的净化水仍停留在下层的原处,当净化水抽提管移到此处时,净化水就能被抽送水泵抽取而排到水池外。在这里,为求达到使得水泡垂直上浮的效果,最突出的问题便是需要使进、出水口能够同步移动,我们在此项目解决方案中,将该机设计为圆形,进、出口管均安放在一定的装置上,使它围绕着转轴中心旋转,这种旋转移动的布水方式巧妙的解决了我们的优秀问题。由于原水中的悬浮物从水中浮到表面的速度快,可以达到三分钟净化原水达标的效果。净化时间缩短,在整个系统的污水处理能力与效率上自然获得了显著的提升。 QF型高效气浮主机系统详述气浮物理固液分离技术在污水处理中应用非常广泛,适用于气浮处理的设备也有多种,但其优秀都是通过产生微生气泡,使絮凝颗粒附气上升分离。微细气泡的产生主要是通过电解、分散空气和溶解空气再释放等方式。QY-QF型高效气浮设备引进日本新技术,运用高效溶气泵将水、气混合加压溶解形成溶气水,再减压释放,微细气泡析出与悬浮颗粒高效吸附而上浮,从而达到固液分离的目的。气浮系统集进水、絮凝、分离、集水、出水于一体,与传统气浮设备类似,设有稳流室、溶气释放室,使处理性能更稳定,不但效果更优越,而且对于传统设备改造尤为适宜。尤为其中的QF型高效气浮主机系统有代表性,它集凝聚、气浮、清渣、沉淀、除泥为一体,整体呈圆柱形,结构紧凑,池深较浅。气浮装置的主体由池体、旋转布水机构、溶气释放机构、转架机构、集水机构,撇渣机构六部分而组成,进、出水口与排渣口全部集中在池体中央部分,布、集水机构、清渣机构都与框架紧密连接在一起,围绕池体中心转动。 新型浅池气浮装置系圆形气浮池,最大的工艺结构特点是中心进水旋转布水,掺入混凝剂发生絮凝后的原水与溶气系统产生的溶气水相互接触混合之后,在稳流,整流装置的作用下,水流基本处于稳定的状态,在此环境条件下完成固液的分离反应与传统气浮装置比较,从根本上改变进、出水方式,消除了固液在水流动态情况下进行的不利因素,使水的停留时间仅保持在4-6分钟以内(由旋转速度调整),也随之将气浮池的有效水深降低到仅400-500mm之间,较之传统气浮装置池子的深度降低了3-5倍以上。这里凝絮好的原水是指在原水中加入絮凝药剂PAC或PAM(PAC为400-1000mg/I,PAM为PAC的1/5左右),经10-15分钟的有效地絮凝反应,形成的原水。具体药量及絮凝时间,絮凝效果须由实验测定。提供成套设备总成及控制系统,通过集中控制与分散控制相结合,以使设备达到最佳运行状态。由于旋转布水器和稳流整流装置发挥作用,使得池内产生了无数个互不干扰的分离反应区,各分离反应区也随着循环周期(可调整的旋转速度)所产生的时间差相继出现或结束。分离反应结束之后在池内自上而下形成了浮渣层、清水层以及泥沙沉积层,其分别配备了同步与之转动的池底清泥装置,在这里,除了泥沙将被按时定时的从池底排出泥槽以外,净化水、浮渣再次循环进入分割的中心筒之内,从池底连续排出池体最终流入储存池,以上述过程为完整的工作循环,设备如此周而复始的连续工作。总体功能特点①.溶气泵边水和气同步吸收,在泵内进行加压混合、气液溶解率高、细微气泡大小平均小于等于30um;②.溶气的水溶解率高达80-99%,较传统气浮效率高3倍;③.自动控制可行性高,易操作、易维护、噪音污染低;④.溶气泵可取代循环泵、空压机、溶气罐、射流器及释放头等组成的复杂系统。 3结语 我国选矿及冶炼工业废水的排放量约占全国工业废水总排放量的12%左右。因此,提高废水处理率与水重复利用率是冶金行业内实现节能减排与资源化的关键环保手段之一。工业循环水排污水的处理是实现"零排放"的关键。我们提供的污水处理系已经经过相当一段时间的生产实践在实际项目中的验证,系统设计成熟,可应用性强,该系统可以说是目前设计最优化、成本核算最小化的系统,而且占地面积小,安装简单,同时可节约了大量安装成本。冶金污水处理手段方法不一,原理及工艺更是千差万别,更出于不同项目所产生的废水的种类繁多,因此不可能有统一的废水处理模式,对不同的企业应该有不同的处理工艺来优化处理废水问题。但当前的时代任务告诉我们,目前虽然有很多污水处理的研究和成熟的处理工艺,但大部分企业只进行了部分处理,只是在一定程度上降低了污水对环境造成的污染,并未真正意义上关注在污水处理影响下的可持续发展,因此我们要积极推广类似本文所述的新产品,新工艺,不只将污水处理拘泥于简单的处理两个字上。提倡以废治废,降低成本,提高废水的回用率,从源头根本上解决污染问题。 冶金工业论文:厂房维修冶金工业论文 一、根据实际情况,确定维修保养计划 xxxx钢铁公司地处沿海地区,应根据气候环境及使用功能确定工业建筑物的维修内容、施工方法;并考虑成本控制及工期(影响生产主线、危及人员安全的要按抢修模式组织施工)要求,从工业建筑物的现状入手、必要时进行可靠度鉴定;准确判断该建筑物的地基基础、结构主体、屋面防水等现有状态。建筑饰面维护,可以结合厂容厂貌美化要求进行涂装;屋面工程的维修维护,要从渗漏点分布、屋面板开裂情况及钢筋锈蚀程度、屋面板变形等入手,分析原因,制定屋面维修方案时采用更换防水层、补强结构、封堵裂缝;或是拆除结构层、翻新,或者平改坡完善防水功能。随着产品生产线提升,需要对原有建筑物进行技术改造,而功能改变的维修是一种对原有建筑物使用性质、结构受力的改变,特别需要慎重。首先对建筑物进行结构鉴定,再委托有资质的设计单位进行结构验算、设计。 二、房屋维修的系统管理 1.维修工程的特殊性 维修工程的施工对象、施工方法、施工环境、施工机械的使用与新建工程差别很大。特点:施工对象是对已有建筑物;施工方法,维修工程工程量小,原样修复,材料品种、规格甚至颜色都受到原有建筑物限制,要通过现场查看、市场比对采购、安装(修复),效率低、速度慢;施工队伍的选择:首先选具有总承包资质的维保公司进行施工管理,包括施工质量、迅速反应、成本控制及安全管控,它必须具有健全的管理体系和规章制度,保障能力强。根据其特点:允许分包技术性较强的专业施工,如专业测量队伍、专业钢结构施工队伍等;施工环境:维修工程大多局限在已有建筑物内,场地小,施工材料运输、机具入场困难,作业时间、作业空间,受生产设备运转限制,效率难以充分发挥,施工场所存在各种危险源,时刻危及着生命安全及职业伤害。施工前要办理各种施工手续,三方挂牌。必须配备的劳动保护用品有安全帽、安全鞋、安全带及氧气报警仪和煤气报警仪;加上周围环境影响施工如噪音、灰尘、油污及有害气体,还必须佩戴防尘口罩、手套、护目镜、耳塞等。废弃物、渣土大多为有毒有害物质,要定点处理,不可乱弃,避免二次污染。受工作面的限制,施工机械难以施展,只能使用使用一些手头工具,效率低,安全和质量控制难度大,即使使用机械器具,措施费用相当昂贵。 2.根据维修工程特点,进行维修管理策划 根据点检状况,确定维修内容、范围、标准,编制维修工程预算、施工方案及验收办法约定工期,减少随意性和盲目性。施工队伍是长协合同单位,有相应资质、业绩和荣誉,一专多能;在合同中约束费率,实行总成本控制。项目安排,受资金投入限制,不一味地强调逢损必修,而是分轻重缓急,以满足生产需要及安全保障为前提,注重结构安全。尽量避免生产和维修同时进行,施工时切断水、电、气源,点检、操作、施工三方挂牌作业,减少因交叉作业带来的安全隐患;施工场所要封闭,减少周边环境和施工的相互影响。同时遵守建筑物安全使用“十不准”的要求,不破坏原结构、不破坏防水系统、不损坏沉降观测标志、不乱开孔打洞等。根据现场条件允许,选择小型的施工机械时,需要检查相关证件及办理安全作业手续。动土作业,首先确认地下管线现状,并办理动土作业手续。 3.过程控制,确保质量 维修工程有时需要更换部分结构件,需要查阅档案,走访建设期的管理人员,以便掌握建筑物现状,准确编制维修方案。拆除是对现有建筑物隐蔽工程的揭露,拆除后,会出现与原设计要求不符的情况。一是设计有变更,另一方面是原建筑物已进行过改造,还有可能就是建筑施工时质量关控制不严。施工管理人员在拆除阶段进行随时的跟踪,发现问题,及时反馈给技术人员,以便对原定的维修计划进行完善。条件允许的情况下,进行改善性维修。例如:在进行金属屋面维修时,发现受恶劣环境侵蚀,屋面檩条锈蚀严重,且檩距较大,请示研究后修改方案,将檩距进行加密,由4.5m改为3.0m,油漆由醇酸漆改为MP钢结构专用防腐涂膜,延长结构使用寿命。还有电气室砼屋面渗水,拆开防水层后发现防水卷材直接铺贴在结构屋面板上,修复施工时,进行建筑找坡,防水卷材由SBS改为三元乙丙、KR防水专用胶水。维修工程施工过程要跟踪,根据维修方案,将难点、关键点作为质量控制点。对重要的隐蔽工序要指出停止点、见证点、旁站点;数量较大且在重要部位的施工材料,要进行必要的抽样检测;对于办公场所的装饰材料,要进行对人体有害物质的检测。安全施工,预防为主。屋面翻修施工,要搭好临边防护;室外粉刷要搭设双排脚手架,特别注意连墙件设置可靠。在密闭的空间进行施工时,要注意通风,佩戴煤气、氧气报警仪,以防止发生窒息、中毒。每一年度的点检情况要进行整理,形成书面《工业建(构)筑物安全评估》报告,主要内容有查出的问题记录、处理措施、处理结果,未整改的遗留问题。报告要上报给生产使用方及本单位上级领导,以便安排工业建(构)筑物下一年度维修计划和资金投入。细节决定成败,过程产生结果。只有细致点检,精心组织,才能确保冶金工业厂房维修工程的功能、质量、安全目标的实现。 作者:张景才 周建波 史琳 单位:上海宝钢工业技术服务有限公司宁波分公司 宁波钢铁有限公司焦化厂 冶金工业论文:车间通风冶金工业论文 1输送气体中含有一定的一氧化氮等物质 除了硫磷物质之外,在冶金企业车间生产过程中,一氧化氮是一种重要的伴生气体,对车间内空气的影响比较强烈,不但危害了车间的作业工人,同时也对周围环境造成了严重影响,因此,有害气体必须得到及时处理。输送气体中含有较多的固体小颗粒。结合冶金企业车间生产实际,除了气体污染之外,在车间内也含有大量的固体小颗粒,对作业工人的呼吸系统造成了严重的危害。因此,正确分析冶金企业车间的气体成分和性质,对制定具体的通风措施具有重要作用。 2冶金企业车间通风应做好风机选型 风机根据工作区域不同分布,对粉尘和各种气体浓度比较大的工作区域采取多个风机共同作用,几个为一组的方式,沿着尾气处理排放的方向布置。为了满足铸造车间内的环境要求,通风机通常配有整体消声器。在调节空气质量的同时,通风机可达到减小噪声的作用,经叶轮作功后,从通风机出口高速喷出。基于这一认识,做好风机选型,是提高冶金车间通风效果的重要措施,对冶金企业车间安全生产具有重要的促进作用。结合当前冶金企业车间气体的性质,在风机选型上,应从以下几个方面入手:(1)风机选择必须满足高效性原则。在风机选择过程中,基于风机在通风中的重要作用,风机只有在工作效率上满足实际需要,达到较高的通风效率,才能满足冶金企业车间通风需要。因此,风机选择中应将高效性作为衡量风机是否达到工作要求的重要指标,做好风机的选择工作。(2)风机选择应对硫磷气体有较强的针对性。由于冶金企业生产车间内硫磷气体含量较高,在通风过程中,只有对硫磷气体排放具有较强的针对性才能满足车间生产需要。为此,在风机选择过程中,应将硫磷气体作为重要的衡量指标,保证硫磷气体的排放能够被迅速排风系统带走,达到净化车间空气的目的。(3)风机选择应重视其抗腐蚀和换气率等指标。在冶金企业生产过程中,车间内气体中硫磷的含量较高。而硫磷会对风机产生较大的腐蚀。因此,在风机选择过程中,将风机的抗腐蚀性和换气率作为主要指标是十分重要的。基于这一认识,风机选择必须满足抗腐蚀和换气率等基本指标。 3冶金企业车间通风应做好除尘器选择 在冶金企业车间通风过程中,除了气体之外,空气中的灰尘也是重要的污染源。在这一前提下,做好除尘器的选择,是消除空气中多种杂质的有效手段。为此,做好除尘器选择,是提高冶金企业车间通风效果的重要手段。通过了解发现,常用的除尘器主要有分室反吹袋式除尘器,机械回转扁布除尘器,低压脉冲长袋除尘器,三种除尘器各有优缺点。静电除尘系统由除尘机和附属设备组成。为确保集尘、除尘效果需要配备水处理装置、送风机、控制器、高压发生机、计测器等装置。工作机理是在带负电放电极周围的空气被电离形成电晕区,电晕区内的空气电离后,正离子很快向负极移动。基于各种除尘器的优点,冶金企业车间在通风过程中的除尘器选择应把握以下原则:(1)除尘器必须具有较强的针对性。由于冶金企业车间的粉尘含量较为复杂,要想提高除尘效果,就要在除尘器的选择中使除尘器能够实现对特殊粉尘的清除,保证车间内的空气质量满足实际需要,达到净化空气和提高空气质量的目的,提高车间的整体除尘水平。(2)除尘器应满足车间除尘的工作指标。在除尘器选择过程中,除了要提高除尘器的针对性之外,还要使除尘器满足除尘的工作指标,使除尘器的工作效率能够满足实际需要,达到提高除尘器除尘效果的目的。因此,将工作指标作为重要的衡量标准,是提高除尘器除尘效果的关键。(3)除尘器应能够适应冶金企业车间的恶劣环境。由于冶金企业车间的生产环境相对恶劣,除尘器在选择过程中只有具备适应恶劣工作环境的能力,才能提高冶金企业车间除尘效果的目的,保证冶金企业车间的除尘和通风满足实际需要。因此,工作环境是除尘器选择必须考虑的因素。 4结束语 通过文章的分析可知,在冶金企业车间生产过程中,应对通风引起足够的重视,并从做好输送气体的性质、做好风机选型和做好除尘器选择入手,提高冶金企业车间的通风效果,保证冶金企业车间通风质量满足实际需要,达到保障冶金企业车间安全生产管理需要的目的,为冶金企业安全生产管理提供有力支持。 作者:孙纳 林洁 单位:无锡市疾病预防控制中心 冶金工业论文:新工艺及新技术冶金工业论文 一、教师在课堂中的作用 学生完成任务之后,教师要进行纠正说明以及总结评价,从而保证学生所讲内容的正确性以及完整性,进一步深化教学内容。除了专业问题外,每位学生要发表学习过程中的一些感受,其他学生要进行提问,使学生们都参与到课堂中来,提高学生们的学习兴趣。在学好专业知识的基础上,培养学生们的创新意识及科学素养。最后由教师进行总结与评价,评价内容包括学生在此次任务完成中的表现,对目标知识掌握的程度以及解决问题的能力和创新思维的能力等。 二、立体式教学法的应用 立体式教学法旨在保障知识传授的基础上,强化思维能力的训练。经过对三届选修冶金工程新工艺及新技术课程的研究生进行的对比实验教学,选取72名无显著差异的研究生作为研究对象,对立体式教学法进行了探索与研究。 1.对于拓展视野的帮助 研究生的学习需要以开阔的眼界来观察与研究专业领域内的热点问题。研究生不能沉浸在周围的小环境下,需要放眼世界,从更大的角度去审视问题、分析和处理问题。结果表明,绝大多数学生认为立体式教学法有助于拓展学生的视野,但仍有8%的学生认为该教学法无助于拓展学生视野。究其原因,主要有以下四点:(1)教师所设置的任务所包含知识面还不够广泛,具有一定的局限性;(2)学生在完成任务的过程中查找资料的途径比较局限,文献查阅能力有待提高;(3)教师应当收集一些学生收集能力范围之外的有用信息教授学生,从而起到引领作用;(4)各个学生在讲述自己所准备的材料过程中,因为个人表达能力等方面因素的差异,导致信息传递不畅。 2.思维创新能力的培养 有23%的学生认为,该课堂教学法对于其思维创新能力的培养非常有效,44%的学生认为该方法是有效的,完全认同的学生数量相对较少,同时,也有5%的学生认为该教学法对于其思维创新能力的培养没有效果。这主要是因为:(1)受大纲对于课程内容规定的限制,课程内容涉及面仍显较窄。因此,应该进一步加强授课内容的改进,强调交叉融合。(2)交流不足,学生们还没有完全适应该教学法,课堂上稍显怯懦,同时,教师由于长期受到传统教学思维的影响,在这种新型教学的课堂上,并没有完全消除“填鸭式”教学法的影响,教师往往在点评过程中,进行了某些灌输,对学生们的思考有些束缚。在立体式教学过程中,可适当邀请某些冶金领域知名教授前来参与课堂教学活动,与学生们开展对话与交流,锻炼学生的胆量,同时,也可以从自身实际出发,启迪学生们的思维,引导学生去发现问题。 3.对于提高科研能力的帮助 良好的科研能力是研究生所必须具备的基本功,这包括资料收集与处理的能力、科研创新能力、发现问题及解决问题的能力、逻辑思维与口头表达的能力等。研究发现,仅有20%的学生认为该教学法对于提高自身科研能力具有很大的帮助,这说明,就培养学生科研素养而言,该教学法仍需适当改进,以进一步提高学生的认可度。同时仍有3%的学生认为该教学法对于提高其科研能力没有帮助。究其原因,主要是:(1)学生的学习主动性有待提高。这需要教师融理论教学于实际之中,让学生明白所学专业知识的用途以及运用的方式,从而激发学生的学习热情。(2)在教学过程中,科研方法方面的内容应进一步增强,也就是增加方法论方面的内容,教授学生科学思考及科学研究的方法,从而帮助学生提高科研能力。 4.知识收获方面 对研究生而言,重在能力及方法的学习,但是作为课堂教学,知识的传授也必不可少,只是与本科生相比,所获得的知识应更加前沿,更加接近实际。通过调查发现,有20%的学生认为,通过该教学法,其所获取的知识量一般,更有5%的学生认为,并没有通过该教学法获取更为丰富的前沿知识。鉴于此,在应用这种方法开展教学时,应着重注意:(1)注重价值引导,强调知识的作用,诱发学生获取新知的欲望;(2)注意研究生教育过程中存在的“重科研、轻教学”的问题,处理好之间的关系,重视课堂教学,使学生的课堂学习与科学研究有机结合,实现课程学习为科研服务,在科研活动中又获取新知的良性循环。 三、结束语 基于冶金新工艺及新技术课程的立体式教学法,激发了学生主动接受最新前沿知识、科研动态及思维方法的兴趣,新工艺及新技术对于挖掘学生的创新潜能,培养学生的科学精神,调动学生的主动意识以及提高学生的创新素质具有良好的效果。同时,调查结果也可以看出,立体式教学法仍有进一步提升的空间。 作者:李林波 武姣娜 方钊 单位:西安建筑科技大学冶金工程学院 冶金工业论文:技术史价值冶金工业论文 一、冶金工业遗产所承载的技术史价值:以铁桥峡为例 以焦炭炼铁开始的近代冶金业的技术创新在工业革命时期对人类文明影响巨大,因此在工业遗产保护领域受到普遍重视。如英国于20世纪80年代末启动了历史遗迹保护项目,钢铁工业历史遗迹作为其重要部分,形成了398个影像资料和70个文件的档案记录。[4]在英国所有与冶金工业有关的遗址中,最重要的当然是位于伯明翰西北50公里的泰尔福德(Telford)地区的铁桥峡。近代冶金工业遗产对工业文明带来的巨大影响,其根本上是钢铁冶炼新技术及其大规模普及所带来的,从这一意义上,我们认为冶金工业遗产的技术史价值可以从四个方面来概括:一是优秀技术的发明或引进;二是新旧技术体系的交替;三是冶金产品如钢铁及其重要景观的形成;四是新技术及其生产系统对社会和文化的影响。而铁桥峡遗址具备了上述四种技术史价值的全部要素,围绕这些要素,相应的工业遗产保护和开发实践得以展开:第一,焦炭炼铁技术的发明和使用,是铁桥峡成为工业革命主要发源地的根本原因,也是其作为工业遗产的优秀价值所在。铁桥峡之所以成为工业革命的主要发源地,是因为1709年亚伯拉罕.达比(AbrahamDarby,1676-1717)在此成功地用焦炭炼出生铁,这一技术创新使炼铁业摆脱了对木材的依赖而获得充分的发展空间,也拉动了煤矿业的进一步繁荣。以钢铁为原料的动力机械、工程建筑和铁路交通因此得以大规模发展,人类开始进入“钢铁时代”。[5]基于焦炭炼铁在技术史上的意义,铁桥峡成为了英国工业遗产保护的首要对象之一,1959年,达比的焦炭炼铁高炉也因此成为首个被挖掘和保护的对象,其最初的目的是纪念Coalbrookdale公司成立250周年。直到1968年铁桥峡博物馆基金(theIronbridgeGorgeMuseumTrust)创立,负责对方圆6平方英里的铁桥峡地区的工业遗产进行保护和研究,铁桥峡工业遗产的保护和开发由此全面展开。第二,焦炭炼铁试验成功后,铁桥峡地区经历了近半个世纪的新旧技术系统交替的时期,这直接体现在高炉动力系统的变革上,这是焦炭炼铁系统得以最终确立并使这一地区成为工业革命摇篮的又一因素,也成为铁桥峡工业遗产保护和展示的主要内容之一。达比的高炉最初是靠上下水池的落差形成动力来鼓风的,为解决干旱的夏天上水池枯水的问题,最初是通过修建马车轨道来输送水,1742年,纽可门蒸汽机代替了马车,用于水的提升,高炉鼓风的动力仍然来自水轮机。直到1776年,直接将博尔登-瓦特蒸汽机用于鼓风的方法得以成功研制,蒸汽机才在高炉炼铁中取代了水力鼓风[5]。在铁桥峡,达比二世修建的上下水池间的运水轨道被保存下来,成为体现新旧动力系统交替过程的主要景观。科尔布鲁克代尔铁博物馆(CoalbrookdaleMuseumofIron)用文字、图片和模型,完整地展示了该地区新旧高炉技术系统的变迁过程,达到了更清晰地再现工业革命是如何发生的效果。第三,1779年修建的铁桥,作为世界上第一座用生铁建造的桥,是工业革命时期新炼铁技术所带来的钢铁新产品和新景观,构成了铁桥峡技术史价值的另一重要内容,这是炼铁新技术实现产业化的直接产物。而人们如何首次用生铁来建造这样一座大桥,本身就是另一项很重要的技术创新。针对高炉和铁桥,联合国教科文组织为铁桥峡作为世界文化遗产作出了以下两点评价:1)科尔布鲁克代尔高炉使亚伯拉罕•达比一世在1709年发明焦炭炼铁的历史得以永存。铁桥作为第一座生铁构建的大桥,同样是体现人类创造天才的杰作。2)科尔布鲁克代尔高炉和铁桥在技术和建筑发展历史上有着重要的影响。可见,正是因其在技术发展史上的意义,铁桥和达比的高炉成为铁桥峡工业遗产的优秀价值所在。此外,铁桥本身的建造技术的复原也成为了工业遗产的重要研究内容。1997年,瑞典画家伊莱亚斯•马丁1779年的一幅水粉画在斯德哥尔摩曝光,这幅画描绘了铁桥建造的方法。随后,大卫(DavidDeHaan)等人进行了详细的考古学、历史学和图片的研究,为了验证画中描绘的方法的可行性,2001年在铁桥峡地区的比利斯特山露天博物馆的运河上,一座按1:2的比例的铁桥使用18世纪的材料和技术建造起来,这一成果成为了展示铁桥建造技术的景观之一。第四,新技术引发的工业化导致运输、生活方式和城镇景观的改变,是铁桥峡地区在整体上作为工业遗产的价值体现,正如联合国教科文组织对铁桥峡价值评价的第3条称:“铁桥峡提供了近代工业地区发展的一个极具魅力的缩影。采矿区、运输业、生产企业、工人住所以及交通网络被很好地保留下来,形成了一个非常协调的整体,具有显著的潜在教育价值。”如果说炼铁炉和铁桥承载着技术本身的历史,那么因冶金业的兴盛而形成的工业社会,则属于“外史”范畴。对这一层面的历史价值进行挖掘,可以为工业遗产的保护和开发提供更广阔空间。铁桥峡现有的10个博物馆中,BlistsHill维多利亚城镇(BlistsHillVictorianTown)是游客参观人次最多的景观,19世纪后半叶的维多利亚时代被认为是英国工业革命的峰端,通过BlistsHill维多利亚城镇的重建,铁桥峡地区还原了19世纪经过工业革命后的英国人的生活状况,这个露天景观包括维多利亚时期普通工人的住房、银行、公立学校、药店、食品店、糖果店、铸铁厂、蜡烛厂、印刷厂,以及火车站和铁路等。这些展示也使铁桥峡地区作为工业遗产景区,更具观赏性和吸引力。 二、中国近代冶金工业遗产的技术史价值特征 中国是世界上发明和使用生铁最早的国家,然而土法炼铁技术是与传统的农业社会相适应的,并未导致工业社会的诞生。近代西式钢铁技术在中国的兴起始于19世纪80年代。相对于西方工业化国家而言,中国近代冶金技术与工业化历史有其自身的特点,使中国近代冶金工业遗产的技术史价值具有一些不可忽视的特殊性:第一,中国近代冶金技术史是一段单向的技术转移过程,且这一时期的技术引进并未带来中国钢铁工业的发达,这是中国近代冶金工业遗产技术史价值首要的特殊性。1885年至1936年,先后有贵州青溪铁厂、汉冶萍公司等钢铁企业在中国创办(见表1),主要设备和技术全部来自英、德、美、比利时等国,其中汉冶萍公司是唯一的煤铁一体化企业,其炼铁和炼钢设备的产能超过中国钢铁企业总产能的2/3,1926年随着汉冶萍公司冶炼设备全部停产,中国近代冶金工业化走向了谷底,中国所需的钢材回到了完全依赖进口的状况。[6]虽然中国近代冶金工业最终走向衰败,但这一时期的冶金工业遗产有着不容忽视的技术史价值。首先,汉冶萍公司等企业的遗存作为中国冶金工业近代化的起点,见证了中国最初的技术近代化的努力,无论其成败以否,意义均非常巨大。其次,客观还原这段艰难而曲折的技术引进史应成为中国早期冶金工业遗产挖掘和保护的主旨所在,对中国来说,这段充满挫折的记忆或许更值得珍视,这是中国近代冶金工业遗产与英美等国的不同所在。第二,在大规模引进西方技术的同时,近代中国广大的乡村仍然长期存在一个土法冶炼系统,为人们日常耕作和生活提供材料。中国早在春秋以前就发明了生铁冶炼,几千年来,铁是支撑中国传统农业经济系统的主要技术要素之一。明清时期,山西因坩埚炼铁的发展和丰富的铁矿资源,逐渐成为铁的最大产地,(图3)这一状况一直持续到19世纪末20世纪初。相对于欧洲,中国近代新旧冶炼技术的交替显得更为艰难和特殊。在对中国近代冶金工业遗存进行挖掘和保护时,我们不能将目光仅仅锁定在新式冶金工业遗存,还应该重视逐渐消亡的近代土法冶炼遗存的价值。正如下塔吉尔宪章所说:“许多旧的或废弃的生产工艺中人类的技艺,是极为重要的资源,一旦失传无可替代。应当被详细记录并传给后代。”而目前中国对在工业化进程中逐渐消失的传统冶炼遗存的关注远远不够。第三,近代新冶炼技术和工业发展所带来的社会变迁,是这段并不成功的工业化进程给中国社会和文化带来的最大影响,是中国近代冶金工业遗产技术史价值另一重要内涵,值得工业遗产价值保护中深入的挖掘和展示。近代随着汉阳铁厂等现代工业的兴起,以农民和乡绅两大社会阶层为基础的传统社会关系逐渐改变。首先,部分农民从乡村手工业者转变成了新式产业的工人。其次,乡绅阶层也发生明显转变。以汉冶萍公司为例,地方乡绅参与到大冶铁矿和萍乡煤矿的开发中。此外,为培养技术人员,士绅的后代被公司选派出国攻读采矿冶金等专业,成为中国第一批本土钢铁工程师。[6]从工业遗产的角度来说,中国目前保留下来的近代冶金设备、厂矿建筑等实物留存已经非常罕见,但我们在现存的企业档案文献中可以挖掘出一批反映技术与社会变迁极具价值的遗产。例如我们在英国谢菲尔德大学找到的汉冶萍公司送培英国的留学生的档案。借助对相关文献的挖掘和整理,可以使中国冶金工业遗产的内涵更丰富,也更具讲述历史和教育后人的功能。 作者:方一兵 姚大志 单位:中国科学院 冶金工业论文:冶金设备维修冶金工业论文 1企业要积极深入开展冶金设备精度维修 精度维修是指按照厂家所规定的维修方法对设备进行维修,让设备能恢复到出厂时的状态。开展精度维修主要包括一下几个方面的内容:在平常的设备巡检和管理中,对检测设备显示出来的异常情况作出正确的判断。企业要对设备的日常点巡检与维护进行重点关照,使用相应的检测仪器对设备进行检查,然后在所检测出数据基础上进行科学合理的分析和判断,将分析后的数据交给专家后,结合专家的意见制定出科学合理的检修方案,与此同时设备的操作者也要主要保护好机械设备,培养其爱护设备的责任感,让其平常使用设备的时候注意对设备的保护,做到爱护设备、科学的使用设备。另外企业要制定出合理的设备使用时间和润滑剂的添加方案,周期性地对设备使用润滑油,让其在良好的状态下运行,延长他们的使用寿命。如今,设备的振动是减少设备寿命的原因,设备振动的情况不仅反映了设备运转是否良好,它也是检测设备检测设备事故原因的重要参数,这对机械的维修有重要的意义,因此我们要对设备的振动情况高度重视,在买回来新的设备后,要依据说明书来对设备的振动情况进行检测,对于振动不合理的设备要严格把关,禁止其运行。在对设备的进行日常检查的时候要依据厂家的维修说明来进行,对需要维修的项目提前做好维修的标准,对设备运行的各个参数进行检查,确定好问题,在对设备维修前要将维修的项目、标准与措施的技术告知每个维修人员,务必要让每个参检人员心中有数,对一些重点的维修项目要重点控制,并且要对维修的质量严格要求,等验收人员验收达标后再对下一项进行维修检测;细节决定成败,企业要对设备进行精细化管理,尽可能延迟机械设备的使用寿命,在对机械设备日常的维护中务必做到严格管理,把好质量关,实行这种管理制度首先要做的就是保证设备的运行情况达到规定的标准与精度,设备的配件质量标准也要严格控制,保证其光洁度、精度与热处理都要达到标准,在维修的时候也要执行这种标准,每个维修步骤都要认真严格完成,做到真正的精细化管理。[2] 2企业要根据需求协调人员分工且进行培训 企业在制定生产工艺和设备的维护检修方案时,把参与维修的人员的任务分配下去,将时间和空间协调好,做到不浪费人力和物力,每个人都要做适合自己的工作,建立有自己特色的设备维修管理模式和运行机制。在进行设备维修的时候要将资源统一调配,让维修计划快、精、准,并且尽可能地降低维修成本。对维修方进行安全教育培训。人员培训包括作业技能的培训与人员的安全教育培训。有一点要引起重视,人员的培训教育工作要好充分的准备工作,相关人员要拿出相应的计划,在进行人员的考核和检查时也要做好科学合理的安排:一要严格控制好参与机械设备操作最低标准,在人员上岗之前要将三级安全教育工作落实到实处;二是对于现场的操作人员要让其熟悉机械设备的安全生产知识与安全操作规程,让每个操作人员人手一本册子;三对于机械设备管理人员也要加强其安全责任意识。每一位设备管理人员都要树立一种理念,那就是“全员安全教育培训”。只要涉及到机械设备,不管是直接还是间接都要参加安全教育培训。不仅是领导层面的人员,甚至包括生产者的家属,加强他们对生产劳动安全的意识,学会自我保护的方法和应急事故的处理办法,摆正自己的思想,重视安全生产,才能从根本上避免安全事故的发生。 3结论 如今随着科学技术和经济的发展,如今的冶金产品也不是过去能够比拟的了,现代化的冶金设备已经走在了高精度、大型化的道路上,以往的的冶金设备管理和维修的制度已经不能满足高精度的冶金设备的要求了,企业要想提高其市场竞争力,增加其经济收益,就要采用先进的机械设备维修和管理手段。 作者:刘莫言 单位:鞍山宝得钢铁有限公司 冶金工业论文:承包企业现场装配冶金工业论文 一、现场装配进程中的细节把控 1、现场装配进程中的进度把控 整体承包企业对分管企业所上交的整体规划,需对其项目规划做好详细的校验,进而保障可实施性。分管单位在规划、制造、装配、调整等各个程序时段需安排专业工程师做好督促监管工作。在装配进程中的进度把控上,分管单位和整体承包与业主要求做好沟通调整工作。为了达到项目进展把控的整体目标,需把处在同一时段的分管项目抑或是不同时段的分管项目整合成一个总体,从而方便对项目的整体做好把控。再者,将完整的项目规划作为基本,编订出每年、每月、每周的规划等,分派到每个施工分部,其再依据获得的各层规划做好人力、物料、器械的调整和协作工作。在具体的实施进程中,需根据各层规划对关键环节实施考核,督促规划的贯彻实施情况,从而规避在工作进程中发生延期的状况。 2、现场装配进程中的质量把控 唯有过程中的质量完全合乎要求,项目的整体质量方可以保证合格。所以在详细的施工进程中,需采取动态管控,应用防止和质量严抓综合的工作形式。对工程质量的检验关注点需集中在对规划实施成效的检验上,工程负责人要求亲自对质量规划的落实情况做好查验,要是发生偏颇,需即时做好调整。质量进程把控,其要求以每个分管企业的自控查验为根基,整体承包企业的监督机构对它进行核实,最终再让业主做好验收的三大层级查验机制。整体承包工程负责机构唯有在三方查验合格后才能够付款。工程部全部职员均需要具有质量是根本的理念,需明晰有关职位的质量权责与重任。 二、怎样处理进度和质量两者间的不可调和性 1、加班追赶 在工程开动的初期,假若现场出现质量不妥的情况,应当采用各种举措来做出补救。然而在工程中期,为了保证工程可以依照规划开展下去,从工程总体来看,加班不失为好的策略,尤其是当工程接近末期时,在最后期限和业主等各方压迫下,加班是加速进展的最佳选择。然而加班会加大人力成本与别的福利费用,并且长期加班不仅会削减施工效率,还会由于加班职员不可以如常休息而影响后面的正常工作。 2、资源的再调配 工程责任人必定要明晰在诸多要素里面,什么是影响工程成效的重点要素,假若在工程施工进程中发现的质量难题没法获得解决,那一定是重要环节出现了问题。原因剖析完毕后,则能够对已有的资源做好再调配。由于对整体工程来讲,其间有些项目能够拖延施工,如此则能够把这项资源调配到重要项目上。然而在采取上面方法时要求考虑全面,以防由于考虑不全面而制约到总体的项目进展。 三、造成过程管控付诸东流的原因 1、业主层面的原因 第一,整体工程项目的施工期限太短,造成得标单位没法在确保质量规范的基础上按时竣工。第二,在招投标进程中,没有对投标价位与施工期限做好科学的安排,没有充分预估项目造价受工时削减的影响。最后可能会虽是标价减少,然而总体质量没法达成要求的水准,最后造成把控的目标没法实现。 2、分管单位和整体承包单位的原因 第一,没有编订科学的施工规划,所编订的规划由于业主原因而和现实情况相差甚大。第二,在投标时段为了得标,没有对项目工时和总体造价做好合理预估,造成在往后的施工时,由于总体造价太低,极难要求详细的施工承包企业添加投资,最后造成工程不能如期竣工。 四、结束语 进程控制是通过自身改变的应对机制,可以高效解决进展与质量关系的改变,可以在规划许可的范畴内快速做好调整,确保进度过程把控目的地达成,已变成当代冶金工业工程统筹的关键方法。这篇文章经过阐述冶金项目中面临的各大难题给出了控制方略,以期字往后的实施中可以规避以上问题,更为顺畅地实施施工。 作者:李淑玲 田增强 单位:河北大自然中宇安全评价有限公司 唐山市古冶国义炼焦制气有限公司 冶金工业论文:铌钽矿处理冶金工业论文 1.二次金属回收 铌钽资源价格昂贵,因此二次资源有着重要的回收价值。铌钽二次资源主要来自铌钽冶炼过程中产生的肥料及铌钽制品在使用过程中报废的元器件[25]。对于纯金属废料,一般经化学清洗后再采用真空熔炼、电子束熔炼和氢化制粉等火法回收[26]。对于硬质合金废料,铌钽的含量较低,仅作为富集物回收,处理方法有锌处理法及硝酸钠熔融富集法,经处理后的富集物含铌钽可达30%。对于铌钽电容器废料的处理比较复杂,首先得采用化学法或机械法除去外壳,然后采用钠还原或碳还原脱氧,然后再进行电子束熔炼得到铌钽锭[27]。此外,对于废铌钽酸锂单晶回收,开发出了铝热还原法,碱处理法等[1,27]。 2.冶金技术方法 2.1酸法 2.1.1氢氟酸法 对于铌钽精矿来说,氢氟酸法是一种应用比较常用的处理方法。该法一般采用60~70%的氢氟酸在90~100oC下进行反应,浸取反应通常在内衬铅,钼镍合金或镶砌石墨板的反应器中进行,搅拌装置需要蒙耐尔合金。值得注意的是,浸出液中铌钽的存在形式,与氢氟酸的浓度是密切相关的,对铌而言,随着酸浓度的增加,其存在形式会出现氟氧铌酸络合物型向氟铌酸络合物型的过渡:H2NbOF5H2NbF7HNbF6;对钽而言,则出现H2TaF7HTaF6的转化。当HF浓度 20%时,主要有如下反应:除了铌、钽外,其他元素如铁、锰、锡、钛、硅等也都能以络合物HFeF3,HMnF3,H2SnF6,H2TiF6,H2SiF6等的形式进入溶液,而稀土、铀、钍、钙等碱金属元素等会生成难溶的氟化物REF3,UF4,ThF4,CaF2等进入浸取渣中。对于后续的分离,主要用到的是萃取的方法。铌钽氟络合酸在一定酸度下能被有机溶剂(如甲基异丁基酮)选择性的萃取出溶液体系。萃取后的有机相再经酸洗、反萃铌、反萃钽、氨水中和等步骤可分别得到钽、铌氢氧化物;再经过干燥及煅烧,即可得到氧化铌和氧化钽产品。为加快反应速度以及提高钽铌矿的分解率,浸取时会加入硫酸。硫酸的加入也有利于后续萃取工段去除杂质的效果。典型的操作步骤为采用60~70%浓度的HF,反应温度为90~100oC,耗浓硫酸量按照化学反应计量比的105~110%,精矿的磨碎粒度 74μm。反应时,首先控制反应液的温度在50oC左右,将磨好的精矿边搅拌边加入到反应器中,此时需要控制加料速度,防止反应剧烈造成HF的挥发。加料完成后,升高反应器的温度至90~100oC并搅拌继续反应约4h。反应完成后,冷却反应液至室温并过滤,滤液进入下一步的萃取工序。利用该法铌钽的浸取率在98%以上。氢氟酸的使用不可避免的会产生很多环境问题,虽然有很多研究人员已经着手解决该问题,如Meyer[28],Brown等人[29]等,但治理成本较高,工业应用前景并不被看好。如何开发出高效提取铌钽矿中有价资源的无氟化工艺路线,将是铌钽工业的研究热点。 2.1.2硫酸法 硫酸法主要用于易分解的复合矿,可以回收矿石中的有价金属,有着较高的浸取率。硫酸法可以分为硫酸溶液浸取(100~200oC)和硫酸化焙烧(200~330oC)。铌钽能和硫酸作用生成多种硫酸盐,不过铌更易于被还原成低价以及发生水解。在硫酸介质中铌很容易被锌汞齐、金属镁和碱金属还原到+3价,而钽很难被还原,而且只能到+4价,铌和钽在硫酸介质中表现出较大的差别。硫酸溶液浸取时,反应温度控制在120~200oC,硫酸浓度为40~60%,可使精矿中的大部分组分都能转化成可溶性的硫酸盐。过滤后的滤液,用少量的水稀释溶液,碱土元素的硫酸盐水解产生沉淀,分离沉淀后调节溶液的pH值,可分别沉淀出铌钽的氢氧化物纯液,不过也可以直接从硫酸溶液中萃取分离铌和钽。为强化铌钽的浸出效果,硫酸溶液浸取过程中常加入氟化铵等[11]或硝酸[4,30]。在硫酸溶液浸取中加入硝酸,主要起到氧化剂的作用[4,30]。El-Hussaini和Mahdy[4]曾经利用硫酸-硝酸混合溶液,对含有褐钇铌矿、黑稀金矿和铁钛铀矿的原矿进行了有价金属元素的提取。通过各因素如温度、硫酸-硝酸浓度、时间、矿/酸比等的考察,得到了较优的浸取条件:混合酸中硫酸浓度为10.8M、硝酸浓度为5.3M、酸矿比为3:1、反应温度为200oC、反应时间为2h。结果表明几乎全部的铌和钽全部浸取出,同时Th和稀土元素的浸取率能分别达到86%和70%。硫酸化焙烧对于铈铌钙钛矿的分解有着很好的效果。一般是将铌钽粗精矿和浓硫酸(85~92%)按照一定的质量比(1:2~3)进行配料,然后置于马弗炉中进行焙烧,温度为150~200oC。此外,在焙烧时常加入少量的硫酸铵以防止反应物烧结。焙烧过程中,铌和钽在大量钛存在的条件下以同晶形杂质进入硫酸钛复盐。焙烧完后对熟料进行水浸可使铌钽可以进入溶液中。此外,熟料也可以采用硫酸(150~300g•L-1)及双氧水(10~30g•L-1)溶液浸取的方法。这时主要生成可溶性的过氧络合物,如H2NbO4(H2NbO2(O2))、H2TaO4(H2TaO(O2)2)等,溶液再进入下一步的分离纯化。当硫酸铵的用量较高(粗精矿:硫酸铵=1:1.4)时,在硫酸化焙烧温度为230~270oC的条件下,所生成的铌钽复盐不会被钛所同晶置换。此时将熟料进行水浸,铌和钽则以络合硫酸盐的形式进入到溶液中。 2.2碱法 碱法分解钽铌矿主要采用氢氧化钠和氢氧化钾试剂,也常采用NaOH+Na2CO3或KOH+K2CO3的混合试剂来降低熔融物的熔点和粘度。按照分解工艺来说,碱法可以分为碱熔法、碱性水热法和KOH亚熔盐法。 2.2.1碱熔法 碱熔法的一般工业实施方法基本相似,首先将混合试剂放入到钢制坩埚中在400~500oC下进行熔融,然后边搅拌边加入粒度为0.1mm的精矿,此时应控制精矿的加入速度,加入速度过快会引起激烈反应而导致熔体喷溅。精矿按照与氢氧化钠(钾)重量比为3:1的比例进行加入。加入完成后,将反应釜的温度升高至800oC,并维持约30min,然后将熔体倒入到水中进行水淬,或薄层倒入铁盘中。钠分解时多钽酸钠和多铌酸钠与氧化铁、氧化锰均转入到沉淀中,而大部分硅、锡、钨、铝等元素以硅酸盐的形式进入到溶液中,实现了与铌钽的分离。过滤分离后的固体渣用盐酸在一定温度下进行分解,铁与锰则进入到溶液中,多钽酸钠和多铌酸钠转为氢氧化钽和氢氧化铌,经水洗,烘干等步骤,即可获得工业纯钽铌化合物。用氢氧化钾做熔剂时,水浸反应完成后的熔体,大部分的钽和铌以可溶性的多钽酸钾和多铌酸钾的形式进入到溶液中,氧化铁、氧化锰和钛酸钾则留在水浸渣中。此时向水浸液中加入氯化钠,可以使得铌和钽以多钽酸钠和多铌酸钠沉淀的形式全部沉淀出来。再经过盐酸处理即可获得钽和铌的混合氢氧化物。该法的缺点是钽铌的回收率偏低,约为80%,不过采用氢氧化钾分解所得钽铌混合物的纯度较采用氢氧化钠制得的要高,相对来说流程较长。 2.2.2碱性水热法 为解决碱熔法分解钽铌矿中的不足,前苏联学者开发出了碱性水热法,亦称碱溶液高压釜分解法。利用该法可使得钽铌的浸取率在90%以上,并使得碱耗降至碱熔法的1/6,不过该法一直未实现工业化。该法采用30~40%的NaOH或KOH在温度150~200oC下与精矿进行反应2~3h,分解时首先生成可溶性的多钽酸和多铌酸,随后转化为不溶性的偏钽酸和偏铌酸。将用NaOH水热法处理钽铌矿后得到的溶液过滤,滤液补充碱后返回釜中再利用。滤渣用15%的盐酸(固液比1:1)在温度80~90oC下进行酸洗30min,得到的不溶性偏钽酸钠和偏铌酸钠在室温下即可被10~20%的氢氟酸所溶解,进入下一步的钽铌的萃取分离。采用KOH对钽铌矿进行分解时,典型反应条件为33~37%的KOH,反应温度为200oC。为提高生成多钽酸和多铌酸的速度,需要加入一定量的氧化剂。根据生成的六钽(铌)酸钾在KOH溶液与水溶液中溶解度的差异,可先将分解后的沉淀物进行水洗,将钽铌转入到溶液中。然后将溶液进行蒸发浓缩,重新加入KOH以沉淀出六钽(铌)酸钾,得到的沉淀物经盐酸分解后即可得到纯度较高的铌钽混合氧化物。 2.2.3KOH亚熔盐法 最近几年来,中国科学院过程工程研究所张懿等[31-34]从生产源头着手,研发了KOH亚熔盐强化浸出低品位、难分解铌钽矿的清洁化工冶金共性技术。亚熔盐为原始创新的反应/分离介质,定义为提供高化学活性和高活度负氧离子的碱金属高浓度离子化介质,具有低蒸汽压、沸点高、流动性好等优良物化性质和高活度系数、高反应活性、分离功能可调等优良反应、分离特性。 2.3氯化法 氯化法主要是利用铌钽矿中各元素的氯化衍生物的蒸汽压的差别,把精矿中的主要组分加以分离。该法在工业上一般用于处理复杂的钽铌精矿或锡渣。典型的工艺流程为:精矿在还原剂(如木炭、石油焦等)的作用下,在400~800oC下进行氯化反应,生成的沸点较低的铌、钽氯化衍生物在氯化过程中可被气体带走,经冷凝之后可回收。而沸点较高的氯化物,包括稀土,钠,钙及其他的氯化物则留在反应器中形成氯化物熔盐。还原剂的加入,可以使得氯化反应能有效的进行,并能提高反应速率,起着还原与活化的双重作用。工艺流程上一般分为团块氯化和熔盐氯化两种。团块氯化是将钽铌精矿和还原剂混合配料后,加入料浆或煤焦油进行压团成块,干燥之后置于700~800oC下进行焙烧,然后氯化。熔盐氯化是将磨细的铌钽精矿和石油焦一起加到熔融的氯化钠和氯化钾混合盐中,氯气由氯化器底部风嘴进入,氯气经过熔盐起到鼓泡的作用,使得精矿中各组分能发生氯化反应。与团块氯化相比,熔盐氯化具有氯化反应速度快并能连续化操作的优点。 2.4其他方法 值得注意的是,前述的方法大多适用于高品位的精矿。但对于难以富集的低品位矿来说,这些方法并不适用,尤其是对硅含量较高的铌钽矿,会引起大量的酸耗及碱耗,并造成分离纯化困难。相应地,其他方法,如硫酸氢钾法等也有了相应的研究。El-Hazek等[23]利用硫酸氢钾对埃及当地的铌钽原矿(Nb2O51.25%,Ta2O50.13%,SiO274%)进行了煅烧浸取,系统考察了矿/硫酸氢钾质量比、煅烧温度、煅烧时间等因素对铌钽提取率的影响,确定出较优的反应条件为:矿/硫酸氢钾=1:3,反应温度650oC,煅烧时间为3h,此时铌钽的提取率分别达到了98.0%和99.3%。虽然该法在铌钽浸取率上几乎达到100%,但其工业价值及应用前景还有待验证。另外KHF2熔融法主要用于化学分析,这些试剂价格比较高,工业应用价值并不高。 3.技术分析 处理铌钽矿常用的冶金方法及技术特点见于表1中。从表1可以看出,工业上目前最常用的方法仍是氢氟酸法。对于氢氟酸法来说,该工艺流程简单,分解温度较低(90~100oC)且浸取率高(98~99%),适于浸取高品位的精矿。不过,在精矿分解过程中,会有6~7%的HF挥发造成物料损失并会引起操作环境的危害。此外,该法对设备的材质要求很高,增大了成本投入。硫酸法应用范围较窄,只能用于易于分解的钛钽铌复合精矿,对于其他铌钽矿来说并不具有普遍性。硫酸法对反应器材质要求较氢氟酸法低,不过也存在着操作复杂,酸耗量大等问题。碱熔法是铌钽冶金工业上最早采用的方法之一,但也存在着碱消耗量大(约为理论碱矿比的6~8倍)、对设备要求高、碱性熔体操作困难、铌钽的单程回收率较低(仅为80%)等问题,目前该法在工业应用上已经面临淘汰。氯化法适于处理复杂的铌钽精矿或锡渣,不过也存在着设备腐蚀严重,对环境不友好,操作条件严苛等缺点,不符合当前节能减排的方针政策,目前在工业上的应用已经很少。 4.结语 本文总结了国内外铌钽工业中常用的技术路线及方法,并对各工艺技术特点分别进行了分析,结果表明,目前国内外铌钽矿的冶金技术仍主要以氢氟酸法为主。利用高浓度的氢氟酸产生的苛性条件来分解铌钽矿,这不仅对操作环境及周围环境有着危害,浸取之后的废渣同样给环境带来了巨大的污染。寻找出无氟化高效提取铌钽的工艺路线,是当前铌钽工业需要解决的难题之一。另外,我国的铌钽矿多为低品位难处理矿,如何开发出较为经济合理的处理低品位铌钽矿的工艺路线,是我国铌钽工业亟需解决的另一个问题。为解决这些难题,最新的实验室研究进展主要集中在亚熔盐法,硫酸化焙烧法和硫酸氢钾法等。这些方法对于处理低品位的铌钽矿都有着很好的效果,铌钽的浸取率都维持在一个很高的水平,有着良好的工业化的前景,不过为实现最终的工业化应用,还需要铌钽冶金学者大量的工作和进一步的努力。 作者:高文成 温建康 单位:北京有色金属研究总院 冶金工业论文:钢铁资源化冶金工业论文 1钢铁冶金渣的常规利用方式 钢铁冶金渣的常规利用方式可分为冶金返回材料、路和建筑材料以及生产农用肥料和土壤改良剂3种。转炉渣多用作冶金返回材料,相关研制开发分为烧结矿熔剂、高炉和化铁炉熔剂以及用作炼钢返回渣等利用方式,转炉渣中含有大量的氧化钙,可以替代石灰石,用作烧结熔剂加以使用,即在烧结矿中加入适量转炉渣,在烧结造球的同时还能提高烧结速度,并与转炉渣中的铁、氧化铁产生放热反应,为钙、镁碳酸盐的再分解提供所需热量;转炉渣还可以用作高炉或化铁炉的转熔剂,这样可以节省石灰石和生产所需的热能,只是目前这种利用方式并不多见,其原因在于高炉现多使用高碱度烧结矿来完成冶炼,石灰石已经很少采用,转炉渣替代石灰石的作用也因此受到了限制。由于冶金渣的物理性能和天然岩石比较相近,因此也广泛用作道路及建筑材料,在一些基础工程建设中的使用量非常大,如对矿渣砖的利用,加入适量的胶凝材料,再进行搅拌、成型、养护,进而制成建筑用砖,这种砖可用于房屋修建和地下荐椎等;对矿渣混凝土的利用,则是以高炉水渣为原料,加入水泥熟料、石灰等,混合放入轮辗机中,并加入水和骨料碾磨,进而制成矿渣混凝土,主要用作小型的混凝土预制件;再有,冶金渣碎石的颗粒强度还可以满足地基工程的需求,其密度及性能易与沥青结合,多被用作地基用碎石,用于铁路等地基工程的回填。此外,冶金渣的主要成分为氧化钙、二氧化硅,并含有各种复合矿物及微量元素,如Zn、CU等,这些均为农作物成长所必备的肥料,对冶金渣中的的有效成分加以利用,可以用作生产农用肥料和土壤改良剂,如未经炉外脱磷处理的铁水,对其进行提取可适合缺磷的碱性土壤使用;将转炉渣中的二氧化硅磨细,可用作硅肥使用;提取转炉渣内的氧化钙等物质,将其磨碎后便可用作酸性土壤的改良剂。 2实现我国钢铁冶金渣子资源化利用的有效途径 目前,我国钢铁冶金渣资源化利用过程中存在很多问题,集中体现体现为利用冶金渣开发的产品,其附加值不高,且潜热也未能得到充分利用,冶金渣集中使用在代替砂石方面,也就是用于水泥的生产以及建筑材料的使用,关于冶金渣作为农家肥和土壤改良剂虽然在研究与开发上取得了一些进展,但是,只是停留在对冶金渣一些有效成分的简单使用上,在利用过程中,对其炉内所排放出的高温,还没有找到有效的利用途径,有必要对这些问题予以解决。 2.1充分激发冶金渣的活性 以往,对于冶金渣资源化的利用有着很成功的经验,进而使冶金渣大量的用于水泥生产方面,只是对其进行利用的附加值并不高,致使其用于水泥生产所显现出的活性也不高,有鉴于此,应充分激发冶金渣的活性,使之能够达到与硅酸盐水泥活性接近的程度,进而才能实现冶金渣附加值利用的最大化。当前,机械方法是激发冶金渣活性的常用手段,其原理为通过该方法来降低冶金渣的颗粒度,提高其水硬胶凝性能,进而使其颗粒表面积得以增大,从而增加新生颗粒的内能和表面能,与此同时,使晶体结构和表面物理化学相反应,促使冶金渣中的矿物质能够更大面积的与水面接触,进而提高矿物与水的水化反应速度。 2.2生产缓释性钾肥 目前,将冶金渣用于生产缓释性钾肥已经成为冶金渣资源化利用的新兴技术手段,这种肥料易溶于植物根部,其性质能够有效的减少因灌溉与雨水冲击所引起的肥料流失问题,而且现代农业对这种肥料的需求量也越来越大[4]。氮磷钾是促进植物生产的最重要因素,而植物在生产的过程中对于钾肥的需求量是比较小的,但是在结果期对钾肥的需求量却很大,因此,这就要求钾肥的肥效要相对较长,具备良好的时效性,也就是要求钾肥要具有缓释性。 3总结 随着我国钢铁产量的不断增加,冶金渣量不断提升,而对冶金渣传统的处理方法不仅浪费了资源,还对环境造成了污染,加重了环境负担,因此,实现钢铁冶金渣资源化的利用是当前社会以及行业发展的必然要求。这就要求要结合当前冶金渣资源化利用的现状,针对所存在的不足来一一进行完善,包括充分激发冶金渣的活性以及生产缓释性钾肥,只有这样才能有效的实现钢铁冶金渣资源化的利用。 作者:于加兵 单位:贵州大学 冶金工业论文:自动化技术应用于冶金工业论文 1我国有色冶金工业自动化发展现状 从国外引进的先进的自动化系统和设备后,我们将其进行消化和创新,改造出了与我国实际冶金生产相适应的设备,已经具备了较高的水平。不过从国际角度出发,我国自动化技术产品的生产还有很大的提升空间。我国自动化技术不具备自主的知识产权,主要还是以进口为主,而这些系统来自于不同的国家,甚至有一部分是国外已经淘汰的系统,阻碍了平台集合。此外,自然环境的污染和能源结构的破坏,要求生产必须要提高效率和降低消耗,一些老旧的设备应该淘汰。 2自动化技术在有色冶金工业中的应用 2.1现场总线技术 现场总线控制技术简称FCS,至今已经发展了30多年,在其发展过程中,已经在国际上拥有60多个不同生产厂家生产的总线产品。现场总线控制技术具有自身的特征,其拥有多种不同系统的无缝集成、控制设备和企业高层联系等,能够使系统开发和不同系统之间可以功能自治,也可以相互操作,并且能够进行系统结构分数,因此,其在有色冶金工业中得到了广泛的应用。 2.2管理信息系统在工业中的应用 企业的管理是企业的整体发展的重要部分,企业如果配备了一个良好的管理模式,那么就可以有效的提高企业的市场竞争力,推动企业的快速发展。企业信息化系统的自动控制是在冶金工业中,将冶金一系列程序的所有信息进行集成,从而通过实施管理、技术、生产的控制的信息集成,进行及时采集生产过程中所产生的数据。对有色冶金质量管理、实时监测和故障诊断进行智能管理,能够有效的降低生产成本,利用信息化管理能够达到能源管理和动态管理智能管理的目的,从而为企业的发展提供创新的基础。 3以太网在有色冶金自动化技术中的应用 3.1以太网的特点 随着有色冶金企业的持续扩大和发展,加大了有色冶金领域的竞争力。企业要想提升竞争力,就必须要改造落后的设备,引进新设备。不断更新的新技术,造成新技术与旧技术不能实现在控制系统上的高度集成。以太网是自动化的控制网络,其能够有效的解决此问题。以太网具有较高的数据传输速度,并且可以提供足够的带宽需求,存在时间相对较长,在设置、诊断等方面的具有较高的应用价值。以太网有相同的通信协议,其能够允许不同的通信协议在同一个总线上运行,为企业提供了一个公共网络平台基础。 3.2以太网在有色冶金自动化技术中的应用 在有色冶金工业生产过程中,通过以太网能够将不同类型的网络化的仪器仪表与工业计算机相连,并且在相同的总线上运行,从而对所有的系统进行控制。以太网在有色冶金自动化技术中的应用,减少了对原材料的铜矿石进行成分分析的步骤,这些分析大部分都能够利用网络化实现,检测结果直接传达到相关部门,同时还可以将这些数据结果进行共享,企业的成员及客户都可以通过网络进行查找所需数据。如图1,在现场利用以太网网络进行通讯,将可编程逻辑控制器作为主站,其余设备为副站,对所有独立系统的稳定性起到重要的保障作用。 4结语 随着经济的快速发展,有色金属的需求也越来越大,将自动化技术应用在有色冶金工业中,一方面能够有效的提升生产效率、产品质量,一方面还能够减少工作人员实际操作的危险,是有色冶金工业发展的必然趋势。不过我国引进自动化技术相对较晚,技术水平与国际相比还存在较大的不足,因此,我国有色冶金企业应该大力培养科研人员,投入资金,不断研发自动化技术,从而提高我国有色冶金工业自动化水平,推动有色冶金企业的发展。 作者:李其凡 单位:首钢京唐钢铁联合有限责任公司 冶金工业论文:接触式冶金工业论文 1阐述物位检测仪表的工作方式 在开展系统的过程控制中以及物料高度值的显示方面,完全能够利用总线方式连接到计算系统中。此方面的物位检测仪表在一般情况会称作物位变送器或者物位检测仪;其二,以某设定位置为基准,在容器中的物料高度远远高出设定的位置时,传感器在输出方面一般为基电极的开路信号。此信号往往会用在报警器动作或者驱动指示灯当中,此类物位检测仪表一般会称作物位开关。 2物位检测仪表在安装过程中的注意事项 2.1若将仪表设备安装于存在较大灰尘或者露天的场所中时,需要将防护罩加装在物位计的上部。一方面能够确保物位计不会遭受碰撞或者踩踏,另一方面也会达到防尘防雨的效果。 2.2要拧紧接线盒的出线锁紧头,以此来避免在接线盒中产生赃物、灰尘和水汽。 2.3在安装仪表设备之间的准备阶段中,需要根据相关的设计文件细致的核对附件、材质、规格、型号和位号,外观需要保持完好无缺的状态。 2.4安装的阶段,精密性是物位检测仪表显著的特征,因此需要对物位检测仪表轻拿轻放,以此来防止发生碰撞的现象。 3接触式物位检测仪表在冶金工业中的安装与应用 3.1电容式物位开关在冶金工业中的安装与应用 因为电容式物位开关,具体是探测固体料位,针对拥有较大的颗粒的固体物料,想要防止在进料的过程中将探头砸坏,有必要将一根较比探头要长的角钢,焊在探头的正上方,一般情况角钢会设置在L50mm×50mm×5mm左右。然而物料若是粉尘状,想要防止由于附着的残余物料,在探头上造成物位开关的错误指令,则有必要把探头下倾斜18°左右。 3.2静压式液位变送器在冶金工业中的安装与应用 在安装静压式液位变送器的过程较为方便、简单,主要是缆绳的直接投入式。可是,在对静压式液位变送器进行安装的过程中,需要选取较为适当的安装电位,才能够实现其便捷度。静压式液位在安装相关部件的位置时,有必要相应的避让液体的出口和进口。当静压式液位变送器应用在某钢厂的高炉工程当中时,会因为存在较大的浊环回水量,促使此变送器产生了较大的探头摆动现象,造成在测量过程中失去了真实性。通过分析该工程工作人员利用加装测量保护管,消除了变送器的失真状况。 3.3差压式液位变送器在冶金工业中的安装与应用 在测量敞开式容器的液位时,变送器需要在容器最底部位置的液位工艺零点处安装。针对差压式液位变送器,若对于导管的测量,和变送器的“-”压室、“+”压室呈现出相反的状态时,则需要反向的设置变送器所测量的量程,也就是不需要对导压管改变连接状态。在安装差压式液位变送器时,其高度不能够比下部的取压口高。在测量密闭式容器中的液位时,下部中的取压点需要利用变送器“+”压室与导压管的连接状态,使其变送器“-”压室和上部取压点相互连接。因为在密闭容器当中,把被测液体中的静压除外,在容器的内部还会拥有一部分的气压,并且气体拥有着极强的可压缩性。因此,在应用的阶段,有必要将导压管内部所储存的气体彻底的排放干净,以此来保证对导管的测量,能够拥有液体都是被测状态,可以确保测量的真实性。针对容器的内部所存在的较大黏度液体、容易自聚液体或者杂质凝聚液体等,需要合理的选取毛细管式的差压变送器,以其来防止导管在测量时的堵塞情况。 4结语 在安装物位检测仪表的准备工作中,有必要透彻的了解物位检测仪表的安装与应用,对于仪表的施工工艺也需要相应的掌握。力求保证能够正确的安装物位检测仪表,从而实现物位检测仪表在运行的可靠性与正确性。 作者:柏宏艳 陆明敏 周少华 单位:苏州海易达消防检测技术有限公司 科林环保装备股份有限公司 梅思安苏州安全设备有限公司 冶金工业论文:冶金工业工程论文 1冶金工业工程的特点 (1)非正常的施工条件下施工。 在正常的施工条件下,冶金工业工程按照多数施工企业具备的机械装备程度,施工中常用的施工方法、施工工艺和劳动组织,以及合理工期和合格工程进行编制的,反映了社会平均消耗水平。如安装工程主要指:①设备、材料、成品、半成品、构件完整无损,符合质量标准和设计要求,附有合格证书和试验记录。②安装工程和土建工程之间的交叉作业正常。③安装地点、建筑物、设备基础、预留孔洞等均符合安装要求。④水、电供应均满足安装施工正常使用。⑤正常的气候、地理条件和施工环境。由于市场竞争激列,企业上一个项目,都希望尽快产生效益,难免赶工期、赶进度;改建、大修、维修项目多发生生产与施工同时进行、地下障碍物、现场干扰、采用特殊的施工方法、施工工艺和劳动组织等情况。 (2)设计变更较多。 由于钢铁行业已产能过剩,目前冶金工业工程改造、大修、维修居多,设计上,新旧交接的位置、尺寸较难准确把握;新旧接合的整体功能满足上也容易出现问题,有的尺寸视施工时的现场情况临时定,因功能无法满足,现场变更设计等情况也较多。 2冶金工业工程造价管理的主要特征 2.1预、结算的计价依据多样化 通常情况下,工程预算、结算的计价依据为各省市在全统定额基础上编制的《消耗量定额》,而冶金工业工程的行业特殊性及存在大量大修、维修的工程内容,在《消耗量定额》上很多找不到子目可套用,须结合使用《冶金工业建设工程预算定额》、《钢铁企业检修工程预算定额》、《电力建设工程预算定额》以及企业自编定额。特别是小的改造项目、检修、维修性质的项目,需自编定额或单独议价定价。如:土建工程中的清除淤泥、凿墙洞、基础拆除、凝固性水渣凿除等。 2.2概算估算不准,预算偏差大 在施工过程中,工程不可预见的情况较多发生、非正常的施工条件下施工等产生的费用变化是在概算估算阶段无法准确估计的,加之施工过程中产生的设计变更费用上的增减也难以在预算时准确计算。 2.3结算审核争议多 (1)由于《冶金工业建设工程预算定额》、《钢铁企业检修工程预算定额》的修订工作存在滞后性,有的新工艺、新方法在定额子目中不能及时体现,结算编制与审核时只能找接近的参考套用,不同人对定额的理解不同,加之对施工过程了解的程度不同,在定额的套用上往往达不成一致的合理意见。 (2)多种定额同时使用,有的分部分项工程在不同的定额中均有合适的可套用,承、发包方站的角度不同,认可的子目也不同。 2.4招投标标文、合同计价依据 冶金工业工程招标文件与合同需要结合不同的工程特点区别对待,并考虑多样化。固定总价合同均产生包干工作内容外增加费用、定额计价与部分固定单价包干相结合、一份合同同时套用四五种定额等是冶金工业工程合同中常见的特色。此外,定期分析、编制容易引起争议的分部分项工程定额子目是造价部门的重要管理工作。 3控制冶金工业工程造价控制措施 3.1将预算的加强与创新奖励机制相结合,建立改善提案机制,有效控制投资 建立并完善工程造价的提案机制,主要目的为通过创新奖励机制,有效激发企业员工工作的积极性和创造性,使其开动脑筋,不断改进施工措施,优化项目设计方案,以实现节省投资、提高工程质量和缩短施工周期的密度,同时保证施工的安全。通过对比不同的施工预算方案,选择最优的造价方案,以实现有效控制工程投资的目的。比如在优化是工程设计和工程施工组织方案时,主要以节约基建技术改造,或者增加投资费用,通过改善奖励方案,实施正面激励。在方案实施之后,改善成果,采用两重递进式来奖励员工。 3.2严格控制工程全过程管理 施工全过程造价管理有如下意义: (1)提高结算审核质量与效率。 表现三个方面:①承包方有的造价管理薄弱,预算员素质及水平不够,结算编制质量差,业主主动事前提醒合同执行的注意事项,指导签证办理,可提高结算提交速度及结算编制质量。比如维修工程因项目小利润低,有实力的承包商不愿承接,小的承包商往往无专职预算员,有的为施工员兼职,签证的表达、结算编制非常不规范,在结算审核环节无法顺利完成合同履行。通过结合造价要求来规范签证,在施工过程中,业主施工代表及承包人施工代表才能够及时办理有质量的签证。②指导施工详图的绘制,结合造价要求与施工管理部门共同制定具体的绘图标准与要求,使之标准化、规范化,确保造价审核的顺利进行。③对每一签订合同的承包人做事前告知工作,把业主的结算习惯、结算程序、工程施工过程中可遇见的特殊情况等整理成专门的资料,与承包人进行详细交底。 (2)了解施工情况,提高定额套用的准确性。 很多定额争议的解决是建立在熟悉施工情况的基础上的,只有熟悉施工情况,才能分析子目的消耗量与工作内容是否相对吻合。有利于制定更为准确的企业定额。在了解熟悉施工情况的基础上,结合造价审定结果,对每一工程进行造价分析,从而制定出企业定额。 (3)弥补设计缺陷,及时完善结算资料。 设计缺陷在赶工期赶进度的工程项目中时常发生,如:钢结构图纸设计不完整表现之一为只是简单的示意、不画结点板,这些都不利于档案资料保存的完整性以及结算依据的有效性和充分性。造价人员的跟进可及时提出要求,确保及时完成施工详图的设计。许多检修性质的工程设计图中也往往只标注:具体位置、尺寸现场定。如未在施工过程中及时补画或不画详图,事后弥补将造成很大的困难。工程概算阶段的投资控制,根据施工图纸来确定工程量,并套用施工合同确定的工程定额、取费等,按照国家规定的材料价格、设备同比价格作为主要的控制依据。在施工过程中,施工单位应按照施工图来编制预算方案,报审预算方案。根据所编制和制定的设备材料报表,严格控制设备材料的价格。同时,在施工现场的控制中,根据实际情况的变化,比如生产需要、设计变更或者设备的修配改等情况,及时补充费用,严格控制措施费用。 3.3工程决算阶段的造价控制 冶金工程的决算是指对实际工程量的最终确定。而决算造价是否真实、是否能够真实反映工程量,对工程投资的影响是决定性的。而工程量的决算程序包括:在工程竣工验收合格之后,施工单位应按照施工中的设计变更、工程联系单和现场签证等,按照工程定额、招标文件和工程量清单等进行汇总,从而形成冶金工程的决算书,进行初审。在工程开工之前,按照施工图纸来编制施工图预算,在施工过程中如果出现设计修改、补充或者设计变更,则应根据双方合同中的变化条款,重新确定预算,并共同协商确定,批复之后完成决算。在这一阶段,控制的重点有以下几个方面:①严格检查施工单位的工程决算书是否真实、是否有效等;②严格检查竣工图纸中的设计变更与工程联系单内容是否完全符合;③在检查过程中,如果出现设计变更,明确是否有联系单。在施工过程中,及时联系单位监理单位确认,在决算时,重点审查该部分内容,防止费用的增加;④严格检查工程量的变更能够根据合同、附件执行到位。 4结语 冶金工程的投资是比较大的,在本文中的第一部分,笔者分析了冶金工程投资特点,包括需要维修的项目比较多、非正常施工下的工程比较多和设计变更比较多等,因此,工程投资控制难度大。因此,这就要求明确和加强项目投资控制。在本文中,笔者从提高控制造价管理人员素质、加强全过程造价控制和决算阶段的控制等几个方面分析了该命题。希望本文对于提高冶金工业工程造价管理有一定的借鉴意义。 作者:郑方玉 单位:福建三钢集团有限责任公司 冶金工业论文:冶金工业给排水设计探究论文 1关于水量规范 随着资源的开发和工业的发展,环境保护问题日益严峻,水资源的保护和控制更成为世界性的突出问题,我国的环境保护法和水污染防治法,对水资源的保护和水污染的控制提出了更加严格的要求。《污水综合排放标准》(GB8978-96)中规定中,对水排放量及污染物总量进行限制。因而,对选冶金厂的给排水设计和管理提出了更高的要求。为此,在拟定给排水系统和水量平衡时,就应以充分利用循环水(回水)和减少排放为主导思想。 2冶金企业循环给水系统的特点 循环供水系统在各类工业生产中早已普遍应用,不过大多为供水量大、用水点少的情况,个别甚至采用一泵一机的供水形式,系统比较简单,而冶金生产企业循环供水系统通常单台设备的用水量小,用水点多,安全供水要求高,若考虑不周,将造成设备损坏事故,因此对供水压力要求严格。 有的设汁者由于对冶金工艺和设备性能的特点了解不深,供水管设计的水压降过大,致后面的设备水压不足,甚至形成负压、无水可供的情况,造成设备损坏。因此设计此类循环给水系统,应慎重考虑供、排水管的压力平衡,并应在进、出水管处采取相应技术措施,以确保系统运行的安全可靠。 3具体设计措施 根据笔者在工程中的实际体会,对于金属火眭冶炼企业生产设备循环给水系统的具体设计,可采取如下措施: 3.1供、排水管道采用大阻力、同程式系统大阻力、同程式系统、在供热、空调专业应用较多,在给水处理构筑物中也有应用,如采暖、热水供应、集中空调和给水处理的大阻力快滤池项目等。这类工程均有出水点压力要求严、用水点多、出水量少的特点。冶金生产企业循环供水系统的特点最与此类似,适宜于此类技术移植采用。即将进、出水水管的管径偏大采用,理论上使进、出水干管从起至终点的压力损失趋近予零,阻力主要集中在没备部分;管道配置中考虑先供水的设备先排水,后供水的设备后排水,尽量使水在管道中流经的距离近似相等。这种配置方式能确保进、出水管压力基本平衡,供水水量仅随支管管径大小而变化,可靠地避免了形成负压、出现断水的情况。 3.2设备进、出水连接管分别设置阀门、压力表由于市场经济的变化多样及原料供应等多方面的原因,工厂调整冶炼工艺流程和产品种类的事时有发生。在设备的进、出水连接管上分别设置阀门和压力表,可随时根据变化了的工况,对供水状况进行适当微调,并可实测相关数据,以累积经验,满足生产需要。 3.3设置供水压力略小于循环水泵的备用水源由于我国电力供应仍比较紧张,循环水泵一般不设双电源和应急电源,临时断电在所难免,故需设置供水压力略小于循环水泵的常高压备用水源。与此配套,还需在供水干管上设置阀门及逆止阀、压力表和断水报警装置,排水干管上设应急外排旁通管和阀门。采取了上述措施,正常工作时,由于循环泵工作压力大于备用水源压力,备用水源供水管关闭;停电时,断水报警系统动作,备用水源开通,即可保证设备安全运行。 3.4安装调速装置循环水系统担负着选冶金企业主要设备用水的供给,输送水流量较大,电耗较高,如何减少循环水系统不必消耗的电力,是应引以重视的一个问题。特别当选别系列较多,而循环水泵工作台数较少时,一旦系列变化循环水泵往往不是在高效率区间工作。为此,建议循环水泵配置调速装置,根据生产系列的变化,调节环水泵的转速,使送出流量满足循环水量要求,并使水泵在高效区间工作,尽量避免采取调节闸阀消耗能量,同时不致因选别系列的变化,而引起工作系列水量水压的波动。调速设备可采用变频调速、液力耦合器调速和可控硅串级调速等,调速控制可依循环水泵压出管上的流量计读数为控制参数。应尽可能设计成在正常运行时,不论安装了几台循环水工作泵,只需其中一台泵调速运行,以节省调速设施投资。 4结语 给排水设施设计的合理性、操作性、适应性和可靠性是冶金企业维持正常和高效生产的重要前提,也是环境保护和水污染防治的基本要求;所以,设计人员在设计时应综合考虑技术、工程投资等各方面的因素,通过经济技术比较,确定安全可靠的方案,选用质优、价廉的给排水设备,为厂方提优质的设计。当然,给排水系统的科学管理和严密监控是实施上述要求的根本保证。设计和生产管理的协调配合才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。 关键词:冶金工业排水设计 冶金工业论文:冶金工业给排水设计论文 1关于水量规范 随着资源的开发和工业的发展,环境保护问题日益严峻,水资源的保护和控制更成为世界性的突出问题,我国的环境保护法和水污染防治法,对水资源的保护和水污染的控制提出了更加严格的要求。《污水综合排放标准》(GB8978-96)中规定中,对水排放量及污染物总量进行限制。因而,对选冶金厂的给排水设计和管理提出了更高的要求。为此,在拟定给排水系统和水量平衡时,就应以充分利用循环水(回水)和减少排放为主导思想。 2冶金企业循环给水系统的特点 循环供水系统在各类工业生产中早已普遍应用,不过大多为供水量大、用水点少的情况,个别甚至采用一泵一机的供水形式,系统比较简单,而冶金生产企业循环供水系统通常单台设备的用水量小,用水点多,安全供水要求高,若考虑不周,将造成设备损坏事故,因此对供水压力要求严格。 有的设汁者由于对冶金工艺和设备性能的特点了解不深,供水管设计的水压降过大,致后面的设备水压不足,甚至形成负压、无水可供的情况,造成设备损坏。因此设计此类循环给水系统,应慎重考虑供、排水管的压力平衡,并应在进、出水管处采取相应技术措施,以确保系统运行的安全可靠。 3具体设计措施 根据笔者在工程中的实际体会,对于金属火眭冶炼企业生产设备循环给水系统的具体设计,可采取如下措施: 3.1供、排水管道采用大阻力、同程式系统大阻力、同程式系统、在供热、空调专业应用较多,在给水处理构筑物中也有应用,如采暖、热水供应、集中空调和给水处理的大阻力快滤池项目等。这类工程均有出水点压力要求严、用水点多、出水量少的特点。冶金生产企业循环供水系统的特点最与此类似,适宜于此类技术移植采用。即将进、出水水管的管径偏大采用,理论上使进、出水干管从起至终点的压力损失趋近予零,阻力主要集中在没备部分;管道配置中考虑先供水的设备先排水,后供水的设备后排水,尽量使水在管道中流经的距离近似相等。这种配置方式能确保进、出水管压力基本平衡,供水水量仅随支管管径大小而变化,可靠地避免了形成负压、出现断水的情况。 3.2设备进、出水连接管分别设置阀门、压力表由于市场经济的变化多样及原料供应等多方面的原因,工厂调整冶炼工艺流程和产品种类的事时有发生。在设备的进、出水连接管上分别设置阀门和压力表,可随时根据变化了的工况,对供水状况进行适当微调,并可实测相关数据,以累积经验,满足生产需要。 3.3设置供水压力略小于循环水泵的备用水源由于我国电力供应仍比较紧张,循环水泵一般不设双电源和应急电源,临时断电在所难免,故需设置供水压力略小于循环水泵的常高压备用水源。与此配套,还需在供水干管上设置阀门及逆止阀、压力表和断水报警装置,排水干管上设应急外排旁通管和阀门。采取了上述措施,正常工作时,由于循环泵工作压力大于备用水源压力,备用水源供水管关闭;停电时,断水报警系统动作,备用水源开通,即可保证设备安全运行。 3.4安装调速装置循环水系统担负着选冶金企业主要设备用水的供给,输送水流量较大,电耗较高,如何减少循环水系统不必消耗的电力,是应引以重视的一个问题。特别当选别系列较多,而循环水泵工作台数较少时,一旦系列变化循环水泵往往不是在高效率区间工作。为此,建议循环水泵配置调速装置,根据生产系列的变化,调节环水泵的转速,使送出流量满足循环水量要求,并使水泵在高效区间工作,尽量避免采取调节闸阀消耗能量,同时不致因选别系列的变化,而引起工作系列水量水压的波动。调速设备可采用变频调速、液力耦合器调速和可控硅串级调速等,调速控制可依循环水泵压出管上的流量计读数为控制参数。应尽可能设计成在正常运行时,不论安装了几台循环水工作泵,只需其中一台泵调速运行,以节省调速设施投资。 4结语 给排水设施设计的合理性、操作性、适应性和可靠性是冶金企业维持正常和高效生产的重要前提,也是环境保护和水污染防治的基本要求;所以,设计人员在设计时应综合考虑技术、工程投资等各方面的因素,通过经济技术比较,确定安全可靠的方案,选用质优、价廉的给排水设备,为厂方提优质的设计。当然,给排水系统的科学管理和严密监控是实施上述要求的根本保证。设计和生产管理的协调配合才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。 关键词:冶金工业排水设计 冶金工业论文:冶金工业排水设计论文 1关于水量规范 随着资源的开发和工业的发展,环境保护问题日益严峻,水资源的保护和控制更成为世界性的突出问题,我国的环境保护法和水污染防治法,对水资源的保护和水污染的控制提出了更加严格的要求。《污水综合排放标准》(GB8978-96)中规定中,对水排放量及污染物总量进行限制。因而,对选冶金厂的给排水设计和管理提出了更高的要求。为此,在拟定给排水系统和水量平衡时,就应以充分利用循环水(回水)和减少排放为主导思想。 2冶金企业循环给水系统的特点 循环供水系统在各类工业生产中早已普遍应用,不过大多为供水量大、用水点少的情况,个别甚至采用一泵一机的供水形式,系统比较简单,而冶金生产企业循环供水系统通常单台设备的用水量小,用水点多,安全供水要求高,若考虑不周,将造成设备损坏事故,因此对供水压力要求严格。 有的设汁者由于对冶金工艺和设备性能的特点了解不深,供水管设计的水压降过大,致后面的设备水压不足,甚至形成负压、无水可供的情况,造成设备损坏。因此设计此类循环给水系统,应慎重考虑供、排水管的压力平衡,并应在进、出水管处采取相应技术措施,以确保系统运行的安全可靠。 3具体设计措施 根据笔者在工程中的实际体会,对于金属火眭冶炼企业生产设备循环给水系统的具体设计,可采取如下措施: 3.1供、排水管道采用大阻力、同程式系统大阻力、同程式系统、在供热、空调专业应用较多,在给水处理构筑物中也有应用,如采暖、热水供应、集中空调和给水处理的大阻力快滤池项目等。这类工程均有出水点压力要求严、用水点多、出水量少的特点。冶金生产企业循环供水系统的特点最与此类似,适宜于此类技术移植采用。即将进、出水水管的管径偏大采用,理论上使进、出水干管从起至终点的压力损失趋近予零,阻力主要集中在没备部分;管道配置中考虑先供水的设备先排水,后供水的设备后排水,尽量使水在管道中流经的距离近似相等。这种配置方式能确保进、出水管压力基本平衡,供水水量仅随支管管径大小而变化,可靠地避免了形成负压、出现断水的情况。 3.2设备进、出水连接管分别设置阀门、压力表由于市场经济的变化多样及原料供应等多方面的原因,工厂调整冶炼工艺流程和产品种类的事时有发生。在设备的进、出水连接管上分别设置阀门和压力表,可随时根据变化了的工况,对供水状况进行适当微调,并可实测相关数据,以累积经验,满足生产需要。 3.3设置供水压力略小于循环水泵的备用水源由于我国电力供应仍比较紧张,循环水泵一般不设双电源和应急电源,临时断电在所难免,故需设置供水压力略小于循环水泵的常高压备用水源。与此配套,还需在供水干管上设置阀门及逆止阀、压力表和断水报警装置,排水干管上设应急外排旁通管和阀门。采取了上述措施,正常工作时,由于循环泵工作压力大于备用水源压力,备用水源供水管关闭;停电时,断水报警系统动作,备用水源开通,即可保证设备安全运行。3.4安装调速装置循环水系统担负着选冶金企业主要设备用水的供给,输送水流量较大,电耗较高,如何减少循环水系统不必消耗的电力,是应引以重视的一个问题。特别当选别系列较多,而循环水泵工作台数较少时,一旦系列变化循环水泵往往不是在高效率区间工作。为此,建议循环水泵配置调速装置,根据生产系列的变化,调节环水泵的转速,使送出流量满足循环水量要求,并使水泵在高效区间工作,尽量避免采取调节闸阀消耗能量,同时不致因选别系列的变化,而引起工作系列水量水压的波动。调速设备可采用变频调速、液力耦合器调速和可控硅串级调速等,调速控制可依循环水泵压出管上的流量计读数为控制参数。应尽可能设计成在正常运行时,不论安装了几台循环水工作泵,只需其中一台泵调速运行,以节省调速设施投资。 4结语 给排水设施设计的合理性、操作性、适应性和可靠性是冶金企业维持正常和高效生产的重要前提,也是环境保护和水污染防治的基本要求;所以,设计人员在设计时应综合考虑技术、工程投资等各方面的因素,通过经济技术比较,确定安全可靠的方案,选用质优、价廉的给排水设备,为厂方提优质的设计。当然,给排水系统的科学管理和严密监控是实施上述要求的根本保证。设计和生产管理的协调配合才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。
过程控制系统论文:钢包炉精炼(LF)过程控制系统的软件架构设计及开发 摘要:设计了一套钢包精炼炉过程控制系统,介绍了过程控制系统的技术方案和实现的功能。系统功能包括生产数据的管理、生产过程监控、报表打印、模型计算和数据通信等,以标准化流程指导生产,改善产品质量,降低生产成本。 【关键词】 过程控制 钢包炉精炼 一、引言 钢包炉精炼(LF)是优化炼钢生产的一项重要工艺技术,它不仅仅能够调控产品质量,还可以优化工艺和产品结构、开发高附加值产品、节能降耗、降低生产成本、增加效益,调节生产节奏,保证生产稳定进行。通过钢包炉精炼过程控制系统包括生产标准数据管理、生产过程监控、模型计算、生产信息收集等人C界面(HMI)、外部通讯管理。 二、过程控制系统的软件架构 本软件系统使用.NET4.0框架。开发工具选用Visual Studio 2012,后台程序和前台画面都采用Microsoft Visual C#.NET高级语言开发,数据库可以通过配置可以支持目前市场上流行的通用大型数据库,如 ORACEL 和SQL SERVER等。 系统采用C/S架构,分为表现层、逻辑处理层、数据访问层。表现层(人机界面系统):系统的操作界面采WPF技术,并应用了MVVM设计模式,把程序的业务与展现逻辑从用户界面干净地分离开,保持程序逻辑与界面分离能够帮助解决很多开发以及设计问题,能够程序能更容易的测试,维护与升级。逻辑处理层(系统逻辑处理系统):系统根据过程控制的不同功能,分为多个功能模块比如数据通讯模块、数据采集模块、物料跟踪模块、模型计算模块等,降低不同模块间的耦合性,使得系统功能的扩展、开发和调试等到大大提高,提高了系统的灵活性。数据访问层(数据处理访问系统):数据访问层框架采用ORM框架中的NHibernate,Nhibernate从数据库底层来持久化.Net对象到关系型数据库,大量减少开发时人工使用SQL对处理数据的时间。 三、过程控制系统实现的功能 钢包炉精炼过程控制系统应包括以下功能: 1、与外部计算机系统的通讯。过程控制系统与下列系统之间网络连接介质用工业以太网,通讯协议采用TCP/IP协议Socket方式交换数据。与上级生产管理系统(3级)计算机之间通讯数据内容包括:生产计划数据、原料数据、检化验数据、生产状态信息、生产实绩数据。与基础自动化系统之间通讯,数据交换内容为生产过程数据。 2、生产计划管理。此功能模块为钢包炉精炼生产工序起始端。主要显示3级系统下发的精炼计划,由操作工选择该计划进入合适的工位进行生产,并监视当前工位的生产状态。 3、生产原料管理。此功能模块管理钢包炉生产中用到的物料种类及各种属性信息。 4、检化验数据管理。此功能模块可以根据炉次号或者精炼生产顺序号查询该炉次的检化验实绩以及自动匹配该炉次计划钢种中的成分上下限数据与检测数据进行对比来指导生产。 5、生产过程监控。此功能模块主要显示工位当前的实时数据信息。数据包括:生产事件信息、测温信息、加料信息、通电信息、化验数据等,并提供钢种标准查看、手动投料、投料值管理等功能。 6、生产实绩管理。此功能模块主要根据不同的查询条件如时间、班次、班别、炉次号、计划号、制造命令号等查询炉次生产实绩数据,并提供报表打印功能。 8、模型优化管理。模型优化管理包括二个模型应用:合金加料模型、温度预测模型。该优化工具可以作为一个独立的子系统运行,但属于二级机系统的一部分,计算所需的部分关键数据以及计算的结果由二级机系统统一调配。 1)合金加料模型。合金优化配料模型的功能为:根据当前钢水中元素实际含量,当前可用的合金料,考虑一定约束条件,采用单纯形法解决线性优化问题,计算出达到钢水目标要求的化学元素含量所要加入的合金料重量。计算结果满足钢液成分要求和成本控制。 2)温度预测模型。温度预测模型采用使用神经元网络模型预报钢水温度,步骤:1.建立神经元网络模型;2.收集样本数据;3.离线学习;4.在线应用。该模型的优点是具有自学习功能,因而能够在不同程度上反应出一些不能被检测的因素对输出的影响、使用比较方便。 结论:该系统对钢包炉精炼实现了信息化的管理,便于三级系统对生产进行系统化的管理与调配,保证数据的准确性;对生产过程进行实时监控与跟踪,方便生产人员对生产进行管理与监控;对生产过程数据进行系统化的采集与分析,以便对生产过程进行优化;采用了数学模型来计算调节钢水成分所需要添加的合金重量和预报钢水温度曲线,不仅降低了生产成本,而且提高了生产效率和产品质量,从而提高了产品在国际市场中的竞争力。 过程控制系统论文:过程控制系统中自动调节系统浅析 摘要:所谓过程控制系统是指对生产过程实现自动控制的系统。如绪论中所述,在石油、化工生产过程中,一般包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动调节等方面的内容。自动检测系统只能完成“了解”生产情况的任务;信号联锁保护系统只能在工艺条件下进入某种极限状态时,采取安全措施,以免发生生产事故,自动操纵系统也只能按照预先规定好的程序进行某种周期性或规律性的操作,只有自动调节系统才能自动地排除各种干扰因素对工艺参数的影响,使它们始终保持在预先规定的数值上,以保证生产维持在正常或最佳的工艺操作状态。 1 自动调节系统的组成 自动调节系统是在人工调节的基础上产生和发展起来的,自动调节系统的组成包含三部分: 1.1 测量变送器 测量实际液位高度并将其转换成统一的标准信号。 1.2 调节器 接收变送器送来的液位信号,与事先设定好的工艺希望的液位值即给定值进行比较得出偏差,然后根据一定的运算规律进行运算,然后将运算得出的调节器命令用统一标准信号发送出去。 1.3 执行器 通常指调节阀,它和普通阀的功能一样,只不过它能自动地根据调节器送来的调节命令改变阀门的开度。 2 自动调节系统的分类 2.1 定值调节系统 所谓定值调节系统就是给定值是恒定的调节系统。在工艺生产中,如果要求调节系统的被调参数保持在一个生产指标上不变,或者说要求工艺参数的给定值不变,那么就要采用定值调节系统。在定值调节系统中,引起被调参数波动的原因是各种干扰,对于这类调节系统,设计分的重点是在存在干扰的情况下如何将被调参数控制在所希望的给定值上。石油、化工生产中大多数调节系统属于这种类型。 2.2 随动调节系统(或称自动跟踪系统) 随动调节系统即给定值不是固定的,是随时间不断变化的,而且这种变化不是预先规定好的,即给定值是随机变化的。随动调节系统时目的就是使所控制的工艺参数准确而快速地跟随给定值的变化而变化。比如各种变送器均可看作是一个随动调节系统,它的输出应严格、及时地随输入而变化,再比如后面将要介绍的比值调节系统、串级调节系统中的副回路都是随动调节系统的一些例子。 2.3 程序控制系统 这类系统的给定值也是变化的,但它是一个已知的时间函数,即生产指标需按一定的时间程序变化。近年来,随着微机的广泛应用,为程序调节系统提供了良好的技术工具与有利条件。 3 自动调节系统的过渡过程 当调节系统受到外界干扰信号或给定值变化信号时,被调参数都会被迫离开原来的平衡状态而开始变化,只有当调节作用重新找到一个合适的新数值来平衡外界干扰或给定值的变化时,此系统才可处于新的平衡状态。因此,调节系统的过渡过程实际上是:当调节系统在外界干扰或给定干扰作用下,从一个平衡状态过渡到另一个新的平衡状态的过程,它是一个调节系统的调节作用不断克服干扰影响的过程。 自动调节系统的过渡过程直接表示了调节系统质量的好坏,与生产中的安全及产品产量、质量有着密切的联系,因此研究过渡过程具有相当重要的意义。 4 自动调节系统的静态与动态 自动调节系统的过渡过程包括了静态与动态。把被调参数不随时间变化的平衡状态称为系统的静态,而把被调参数随时间变化的不平衡状态称为系统的动态。 当一个自动调节系统的给定和外界干扰恒定不变时,整个系统就处于一个相对的平衡状态,系统的各个组成环节如调节器、调节阀、变送器等都暂不动作,它们的输出信号都处于相对静止状态,这种状态就是上述的静态。注意这里所指的静态与习惯中所讲的静态不同。习惯中所说的静态都指静止不动,而在自动化领域中的静态是指各参数(或信号)的变化率为零。如果一个系统原来处于相对平衡状态即静态,由于干扰的作用,破坏了这种平衡。被调参数就会变化,从而使调节器等自动化装置也就会改变调节作用以克服干扰的影响,并力求使系统恢复平衡状态。从干扰的发生,经过调节,直到系统重新建立平衡,在这一段时间中整个系统的各个环节和参数都处于变动状态之中,这种状态就称之为动态。 在研究调节系统的过渡过程时,虽然研究其静态是重要的,但研究其动态更为重要。因为在干扰引起系统变动后,需要知道系统的动态情况,即被调参数是如何运动的,并搞清系统究竟能否建立新的平衡和怎样去建立平衡,干扰作用总是会不断产生,调节作用也就不断地去克服干扰作用的影响,所以自动调节系统总是处在运动状态之中,而静态或平衡是暂时的,因此,研究自动调节系统,重点要研究过渡过程的动态。 5 分析自动调节系统常用的干扰形式――阶跃干扰 在生产中,出现的干扰是没有固定形式的,多半属于随机性质。在分析和设计自动调节系统时,为了安全和方便,常选择一些定型的干扰形式,其中最常用的是阶跃干扰。 所谓阶跃干扰就是在某一瞬间t0,干扰突然的阶跃式地加到系统上,并继续保持在这个幅度上。采用阶跃干扰是因为考虑到这种形式的干扰比较突然、比较危险,它对被调参数的影响也最大。如果一个调节系统能够有效地克服阶跃干扰,那么对于其它比较缓和的干扰一定也能很好地克服;同时,这种干扰的形式简单,容易实现,便于分析、实验和计算。 过程控制系统论文:选矿厂磨矿分级过程控制系统研究 摘 要:在选矿厂的磨矿分级过程中,其主要特点就是非线性、时带性和时变性,同时还具有极为明显的不确定性等特点,由其特点可以看出此过程是极为复杂的。选矿中磨矿分级过程的控制能力是影响其矿厂中发展收益和资源利用率的主要因素,因此磨矿分级过程也愈来愈受我国学者的关注和研究。本文通过对我国选矿厂磨矿分级过程控制系统进行探讨,并对其工作原理进行深入剖析,同时给出了一定解决在选矿厂磨矿分级过程中出现问题的方法,为今后选矿工作人员在运用自动化信息技术进行运行提供有力借鉴。 关键词:选矿厂;磨矿分级过程;控制系统;工作原理 中图分类号:TP309 选矿厂磨矿分级的问题一直备受各类工程学家的关注和研究,磨矿这一环节是选矿厂在生产过程中的首要任务。由于磨矿所用的设备磨矿机具有容量极大、总体构造极为简单、生产率高、破损率高、有极好的稳定性等特点。因此被作为选矿厂磨矿分级的首选设备,并同时被广泛应用于水泥、采矿及陶瓷等各类行业中。 1 磨矿分级过程的现状及发展趋势 磨矿分级过程的发展大体上可以分为初级、稳定生产以及最优化生产三个阶段。 1.1 初级阶段 其初期阶段是处于20世纪50年代之前,此阶段中选矿厂生产的过程主要依赖于人工操作而非磨矿设备的生产,因此导致了所生产的矿物数量以及矿物质量极为不稳定,况且在不断发展的过程中矿物的机体性质以及物理特征也不断变化,这就给磨矿工作人员的手工操作造成了一定的困难,使磨矿分级过程中的难以保证生产指标的按时完成。同时磨矿工作人员的个人工作强度也不断增加,工作条件也较为恶劣,更在心理和生理上给工作人员造成一定的生产压力,使得生产量难以趋于稳定状态。但是随着社会的不断发展和信息化技术的逐渐普及,磨矿分级过程中也开始在一些采用相关的仪表以及信息化设备检测对一些项目进行较测,譬如在磨矿设备的回路中添加了皮带秤等。这样一来不但使磨矿的过程逐渐趋于简单化而且也在一定程度上减少了工作人员的劳动力,使工作人员的工作条件更加优化,同时也很大程度上提高了磨矿分级过程的稳定性以及生产效率。 1.2 稳定生产阶段 于稳定生产阶段而言,此阶段已处于20世纪60年代,这时较多的自动检测仪表如矿浆PH计、金属探测仪以及矿浆浓度计等都开始应用于磨矿分级过程中,使该过程实现了自动化生产的目标。在60年代后的几十年间发展更是迅速,使磨矿分级过程几乎可以通过对相关一起的数据进行调控来完成,大大提高了生产数量、质量以及生产的稳定性。后来计算机行业随之出现并被应用于采矿过程中来,磨矿分级过程中所遇到的难以解决的生产问题都交予现代控制技术去处理,这些技术的出先和发展都给磨矿分级过程带来了发展优势,使该过程处于极为稳定的控制状态。目前大多数国家的磨矿分级过程都处于该发展阶段。 1.3 最优化生产阶段 对于最优化生产阶段来说,这一阶段出现于10世纪90年代至21世纪初期,磨矿分级过程也随着控制理论的迅猛发展而实现了最优控制的目标。因为影响采矿的因素较为繁杂,而且所磨矿物的物理及化学性质差异较大,所以各个工作的车间及机组都通过计算机对其性质特点进行记录然后传送于统一的管理计算机中,从而完成对该磨矿分级过程的最优制,在南非的一些国家的磨矿分级过程已处于该阶段中。对于现今的计算机控制磨矿设备大多为球磨和棒磨,此类设备在我国已经被研究和试用多年,其主要是采用现代控制理论中的自适应控制控以及多变量控制等对球磨和棒磨进行控制,但是由于自磨机的工作原理及机制极为复杂而使专家们难以得到合理的解释及研究结果,而且进入自磨机的矿石的特征的多样化也会使自磨机的运作机理随之变化,这样一来就使工作人员难以掌握自磨机的作业原理及机制,因此我国的自磨磨矿还处于人工操作的阶段。 2 选矿厂在生产过程中存在的问题及其影响因素 2.1 选矿厂在生产过程中易存在的问题 由于在选矿厂磨矿分级的过程中需要人力对磨矿设备进行手动操作,因此磨矿量的多少不但取决于磨矿机的运作,更多的是由操作人员的个人专业水平及工作经验决定,所以在磨矿过程中如若有存在工作人员责任心不强或者个人操作不熟练等情况,就会使磨矿数量受到一定影响。 与此同时,在磨矿机磨矿的过场中需要水源的供应,但给水量的多少也需要工作人员进行手动调节。由于给水的过程中会受到矿量变化以及供水压力等因素的影响,从而导致磨矿机中磨球的浓度难以控制在平稳状态,这时亦会影响到磨矿量的多少,且在给水过程中如若水量失衡较为严重的话,还会引起磨矿设备有一定的故障发生。 2.2 影响磨矿分级的因素 磨矿作业会直接对磨矿产品的质量及其过程中的矿物处理能力造成影响,从而影响到生产的整体速率和该矿场的综合经济能力以及知名度,因此在磨矿过程中把握好对磨矿机的使用方法及力度是极为关键的。在磨矿分级过程中所产生的一系列参数的准确性是直接决定整个矿场的生产质量以及生产效率的主要因素,但是由于在磨矿分级的过程中会存在譬如生产过程较为缓慢、滞后时间过长、磨矿机工作机理太过复杂等问题,且磨矿系统的整体还具有时变性及非线性的特点,所以在选矿厂磨矿分级过程中会产生或多或少的干扰使此过程难度增加。与此同时,在磨矿分级过程中磨矿设备所发出的噪音一般高达100dB,会使工作人员的工作环境过于嘈杂而对工作人员在心理和生理上都造成一定的影响,从而使工作效率有所降低、生产量过少等情况发生。 综上看来,影响磨矿分级的因素可以分为多个方面。主要影响因素为所磨矿物的自身因素以及磨矿机的自身因素,对于所磨矿物而言,其自身的给料粒度、矿石的耐磨性、矿石粒的大小等都会对磨矿分级过程造成影响;对于磨矿机而言,其自身的规格、大小、衬板形状、型号等都会对磨矿分级过程造成影响。与此同时,在磨矿工作人员的操作过程中出现的例如磨矿物的形状以及其填充率、介质的尺寸以及相互之间的配合、介质的材料合成、加棒球的制度、磨矿设备的转速、所磨矿物的浓度以及料球比等问题也会使磨矿分级过程受到影响。 3 结束语 综上看来,虽然我国的磨矿分级过程正处于不断发展不断进步的局面,但是其间还存在较多的问题及漏洞,而且在相关技术上还需要更进一步的发展和提高,这就需要我国相关的工程家及工作人员不断研讨和创新的磨矿机器及设备,使我国磨矿分级过程更加优化。 作者简介:李琦(1973.01-),男,内蒙古包头人,导师,副教授,硕士,研究方向:工业远程控制;斯琴(1986.06-),女,蒙古族,内蒙古包头人,本科,研究方向:控制工程。 作者单位:内蒙古科技大学,内蒙古包头 014010 过程控制系统论文:应用型技术本科院校“过程控制系统”课程教学方法讨论 摘要:“过程控制”是当前工科院校自动化专业开设的一门专业必修课。结合应用型技术本科院校特点,本文分析了我校开设该课程过程中所存在的问题,并对该课程的教学改革的方法和取得的一些成果进行阐述,有利于指导进一步的教学。 关键词:过程控制;教学改革;教学 一、引言 《过程控制系统》是工科院校自动化专业的一门优秀专业课程,课程知识点涵盖了自动控制理论、自动化仪器仪表、工艺技术、计算机和网络技术等,是一门具有很强应用性和实践性的优秀专业课。国内大多数理工科高校的自动化专业都开设了《过程控制系统》这门课程。我校作为技术应用型本科院校,也将“过程控制系统”课程作为我校自动化专业的一门重要专业课,本课程的教学要求学生能够掌握过程控制系统的基本特点、控制系统组成与基本控制原理;掌握控制系统数学模型及建立方法,掌握计算机集成控制系统、计算机网络控制系统结构与应用。开设本门课程之前学生已经学过“自动控制原理”、“计算机控制系统”等课程,目前,我们学校自动化专业获得了上海市试点专业资助建设,为我校自动化专业的特色专业课程建设提供了契机。 二、改进化教学方法 我校一直致力于培养具有扎实理论技术基础,具有较强技术创新和实践能力,能在一线生产现场从事工业技术应用、管理与技术服务的高等技术应用型人才,这使得我校的课程教学跟985研究型大学不能完全一样,需要紧跟办学仿真改革教学方法。 目前存在的问题:当代大学生多是独身子女,学习态度一般,特别专业性强的专业课,如果纯粹填鸭式理论教育,学生的收获不多。 针对以上所指问题,《过程控制系统》这门课的教学改革以如何激发并提升学生的学习兴趣、提高学生自主学习和创新能力为最终目的。教学改革的方法重点包括改进教学(包括实践环节)方法、授课方式等,将枯燥的理论与实际工业现场尽量联系起来,增加实践设计,包括实验设置的二次开发,或者购买新的实验设备,培养学生自主设计控制系统,对所学理论知识的应用能力。 (一)讲好绪论课,提高学习兴趣 如何在课程之初就吸引学生,提高学生的学习热情是课程组教研的重点内容之一。在绪论课上,老师首先向学生强调本课程的性质、任务及地位等,同时强调和其他已学课程的关联性,以及会和哪些后续环节相关联。同时讲述过程控制的历史发展和研究现状,重点给学生展示大量的实际工程应用案例以及学生利用课程设计与毕业设计开发的成品和教师在过程控制方面的科研成果。让学生对这门课充满期待,找到学习方向,以此来提高学生的学习兴趣。 (二)注重实际案例分析,培养学生的工程思维 在每个重要的控制系统讲授完成之后,都要讲授一个实际机组实例,实例中不但包含模拟量控制,还有相应的信号测量部分和手自动跟踪部分,同时结合控制逻辑进行讲解。同时基于安全考虑,介绍一些报警和连锁保护知识,这样,学生除了对知识有了系统认知,也培养了学生的安全意识。 (三)增加知识讲座,了解行业发展现状 希望学院每年都能请一些有工作经验的校友讲一些过程控制现场情况,以及企业对人才需求的方向,使学生更好地了解行业现状,毕业前应该进行哪些方面的知识储备。同时也希望请一些过程控制领域内的专家学者进行学术报告,让学生有机会了解过程控制的前沿研究,关注过程控制的未来发展。 三、改进教学手段 (一)高质量多媒体课件的研发与应用 过程控制课程是一门和实际结合紧密的学科,内容既有控制理论知识,又和工厂运行实际相结合。为了增加直观性,本课程已采用多媒体授课很多年,但是多以PPT课件为主,板书为辅,形式过于单一。将来希望课题组教师对本门课程的课件进行大力度的研发,多增加一些动画演示,与多媒体教学结合起来,使得知识点直接明了,授课方式更加生动,学生掌握起来更容易,同时也提高了学生的听课兴致和提升了学生的学习效率。 (二)网上教学平台的开发和应用 建立网络交流平台,可以使师生之间的协作不受时间和空间的限制。老师可以将教学的相关资料上传到网站上,并在网站上布置作业、网上答疑、讨论,学生能及时方便地得到老师和其他同学的解答。 (三)辅助教学软件的应用 过程控制课程的教学重点是给学生一个“系统”的概念,实际应用的过程控制系统,大多数都是闭环反馈控制系统,主要包括检测传感器、控制器,执行器和被控对象等组成。过程控制系统主要是根据控制指标的要求,进行系统建模和控制器设计计算,并对各部件进行选型并整定。在讲解过程中,应用Matlab软件里面的SIMULINK软件,根据过程对象的数学模型,搭建系统模型,并进行仿真验算,通过调整控制器参数,观察系统仿真输出曲线,直到达到系统要求的目标为止。尤其在控制器动态特性和各种复杂控制系统以及控制系统的整定等知识的讲解中,MATLAB仿真实例便于学生比较各种控制方法的优缺点,增强了直观性,同时也能让学生学到一种解决问题的方法和手段。 四、强化实践应用能力 实践环节包括实验环节、课程设计和后续的仿真培训等。 (一)实验设计 实验教学是过程控制系统课程教学的重要环节,实验环节是培养学生独立设计控制系统能力的重要实训手段。实验教学主要以突出学生独立自主完成系统设计能力的培养,学生为主,授课老师为辅。我校过程控制实验室设备是浙江天煌教仪研发的,学生可以在实验台上进行一些验证性和自主设计实验,包括单容液位定值控制系统、液位与进水流量串液级控制系统、锅炉内胆水温前馈――反馈控制系统等。另外,新建的PLC和DCS实验室也可以满足学生的一些自主设计实验的需求。 (二)课程设计改革 过程控制系统论文:温度场模型在加热炉过程控制系统中的开发与应用 【摘要】 随着计算机网络技术的不断进步,过程控制系统在加热炉过程控制系统中的应用日渐广泛,本系统解决了人为凭经验控制钢坯温度,带来的加热质量问题,实现了透明加热炉。 【关键词】 温度场模型 加热炉 开发与应用 一、背景 对于钢铁企业来说,如何控制好钢坯在加热炉内加热过程中的表面温度和芯部温度是非常重要的,直接影响到后续的加工质量,如轧制工序等。加热质量是所有质量的源头,加热质量不好,如加热未烧透、加热不均匀、过烧等,不光会带来能耗的浪费,过多的烧损,更会直接导致后续轧制时轧制力过大,厚度不稳定,轧制泄压,麻面等等各种问题。因此,对于钢铁企业来说,将温度场模型融入日常生产管理中是很有必要的。以往生产中,由于各种因素,未采用温度场指导生产,对钢坯温度的监控主要是以L1的炉温值结合人的现场观测经验为主,存在不直观、工作量大、且效率过低的问题。人的经验起着决定性作用,有的班加热质量好,有的班加热质量不理想,总体加热质量不稳定。通过温度场模型的有效引入生产,很好的指导了生产的操作,稳定了加热质量,从源头上把控了生产的整体质量。 二、温度场模型的建立 2.1建立传热模型微分方程 导入微元体的总热流量 + 微元体内热源的生成热 = 导出微元体的总热流量 + 微元体热力学能(即内能)的增量 三、温度场模型的应用 1、系统体系结构。加热炉在线过程控制系统采用C/S体系结构,即控制软件系统分为前台和后台两个子系统,前台系统为客户端系统。后台系统为服务器端系统,由多个进程组成。前后台系统之间,后台系统的不同进程之间,通过数据库系统进行信息交互。 2、服务器端系统组成。服务器端系统有5个独立进程组成,钢坯加热流程跟踪系统(简称流程跟踪系统)、钢坯温度状态跟踪系统(简称钢温跟踪系统)、加热炉炉温优化设定系统(优化设定系统)、与三级系统通信系统(简称三级通信系统)、与轧钢系统通信系统(简称轧钢通信系统)。1)流程跟踪系统的基本任务。承担着加热炉生产过程工艺流程的跟踪任务,是过程控制系统的基础。该系统承上启下,收集过程信息,组织钢坯记录,发送生产指令,为其它子系统提供所需的各类过程服务。2)钢温跟踪系统的基本任务。在其它子系统的支持下,“钢温跟踪系统”使用温度场模型,跟踪钢坯温度状态的变化过程。3)优化设定系统的基本任务。在其它子系统的支持下,使用钢坯速度跟踪模型和温度场模型,预判钢坯烧透时间。同时,通过计算钢坯预期炉温的方式,确定当前最佳炉段温度。4)轧钢通信系统的基本任务。承担着整个加热炉过程控制系统与轧钢过程控制系统的信息交互任务。该任务由两部分组成:向轧钢控制系统发送钢坯出炉温度、从轧钢控制系统读取钢坯开轧温度。5)三级通信系统的基本任务。承担着整个系统与三级控制系统(又称MES)的信息交互任务。该任务由两部分组成:从MES获取钢坯计划信息、向MES发送MES需要的钢坯加热过程信息。 3、服务器端子系统设计。在后台系统中,属于应用系统范畴的子系统共有5个,分别是:钢坯加热流程跟踪系统、钢坯温度状态跟踪系统、轧钢通信系统、三级通信系统。由于每个子系统相对独立,彼此之间的信息交互均通过数据库系统实现,因此在设计上,每个子系统作为独立系统考虑。 四、实现效果 本系统自上线以来,稳定、高效、直观。提供了很好的人机界面,直观反映了炉内的钢坯实时状况。利用加热模型、速度模型、结合黑匣子数据及加热代码信息将钢坯所在位置的炉温转换为钢坯实时温度,计算目标出炉温度,指导炉温设定,控制加热节奏,同时将钢坯21层出炉温度发送给轧机二级,帮助轧机二级优化轧机模型。加热炉过程控制系统的投用,实现了加热炉的透明,直观反映了炉况,扭转了由于钢坯温度不可预知而造成的钢坯“烧不透”,“烧不匀”,“烧过头”的现象,指导了生产,从源头保证了钢板的质量。 过程控制系统论文:1580热轧生产线的粗轧过程控制系统 摘 要:本文主要介绍京唐1580热轧生产线的二级过程控制系统,从非控即平台、数学模型两方面进行概述。介绍了HDP平台的运行机制及环境,数学模型方面以模型的架构和相应的数学模型介绍为主。 关键词:热轧;非控平台HDP;二级过程控制;数学模型;粗轧 1580热轧工程是国内自主集成的热连轧系统,其自动控制系统集成了北科麦斯科(一级总承包)、北京金自天正(二级总承包)、澳大利亚IAS、ABB(传动)等国内外热轧领域的优秀单位,经过一年的安装、调试、冷试、热试、试生产、生产达产,设备逐渐进入稳定运行期,通过各方人员共同不断的摸索和优化,产品质量及新品种开发也有显著的提高,逐步成为京唐热轧的品种钢基地。 本文将以介绍该生产线的粗轧自动控制系统的二级过程控制为主,包括粗轧数学模型和软件平台的阐述。 1 运行平台简介 京唐1580热轧生产线的粗轧二级过程控制的软件运行平台是北京金字天正开发设计的HDP (Happy Develop Platform)平台,是支持过程控制系统开发的计算机系统开发平台。 HDP包含一个系统框架hFRAME和一批功能模板hTemplets。系统框架是过程控制系统的基础框架,它实现了进程与线程管理、共享区管理、报警与公共服务、系统监控维护和模拟测试等过程控制系统的基础功能,同时为集成系统的其它功能模块提供了简明规范的接口。功能模板可以生成与系统框架相适应的功能模块,利用它们能够迅速搭建你所需要的系统。 系统框架的程序模块已经固化,开发新系统时,所有基础功能均使用系统配置的办法实现,不需要编制任何程序。系统框架采用统一规范的接口与其它功能模块进行连接,因而采用HDP平台开发的过程控制系统的可靠性是有充分保证的。 1.1 系统的运行环境与开发环境 过程控制系统运行在安装有Windows2000 Server操作系统的PC服务器上,数据中心还需要Oracle数据库管理系统的支持。HDP的开发环境是VC++、Office以及Oracle Developer。 1.2 HDP系统框架 HDP系统框架hFRAME本质上是一个封装好的软件包,其范围几乎含盖整个过程控制系统,只有hPCS中的应用线程模块appThreads不在其中。系统框架的工具箱只包含系统监控程序Monitor这个基本的工具。 2 粗轧数学模型 概述 粗轧模型软件通过C++程序语言来实现模型具体功能的编程过程,以及模型程序同平台应用程序之间的数据交换和结构关系。 2.1 软件架构 粗轧模型系统以一个独立进程的方式存在于整个系统平台中,粗轧模型系统进程同其他应用进程之间的数据交换通过访问系统统一的共享区来实现,模型进程下创建有预设定线程、设定线程、自学习线程。模型进程的起停由HDP系统平台统一管理,模型进程下的应用线程同样由系统平台的事件来管理。粗轧模型系统的模型参数表,保存在由系统统一创建的模型共享区中。 2.2 模型控制系统 粗轧模型控制系统实现粗轧过程计算机的优秀功能,它的任务是实时计算出粗轧轧制过程所需的各种基准值,和根据轧制中实测的数据自动学习、优化模型参数,并将计算出的基准值保存到数据通讯进程所需要的共享区。 粗轧模型控制系统的主要内容有:操作方式管理;模型预设定;模型重计算;模型自学习。 操作方式管理功能主要是负责处理操作工通过HMI画面选定的设备功能投用和参数修改,主要有:轧机甩架;除鳞方式改变;侧导板控制;轧制策略改变。 模型预设定主要是根据HDP控制逻辑进程触发时所发送的板坯号信息和PDI对应的板坯参数进行粗轧模型设定,主要有:加热炉入炉设定;加热炉出炉设定;加热炉即将出炉设定;HMI画面请求的模型再计算。 模型重计算是根据当前轧制道次所采集到的实际生产数据,修正计算剩余道次的轧制规程,除粗轧整个轧制道次的最后道次不进行重计算外,其余道次均根据实测数据进行重计算。 模型自学习是根据所采集到的实际轧制数据和模型设定的基础数据进行比较,通过自学习的方法对模型参数进行自动修正,主要有:轧制力、温度等的自学习(此功能在模型重计算中实现);粗轧宽度自学习;对精轧出口宽度自学习。 操作方式管理:操作方式管理功能,主要是接收处理HMI画面上操作工所选定的设定功能,将HMI所选定的功能进行处理后传入模型设定模块,让模型按照HMI画面设定的要求进行功能设定,同时将HMI画面上所请求的参数输出到HMI画面上去。 ①甩架功能设定,在HMI画面上操作工通过模型设定画面上的机架投用画面可以点击设备投用或设备甩架,甩架原则是:平辊甩架必须和立辊联合一起甩,立辊可以单独甩架。模型接收到甩架信息将所甩机架置上甩架的标志,模型计算时根据甩架的标志获取相应的模型参数。如果是立辊、水平辊联合甩架模型还将根据所甩设备的位置确定新的轧制策略。 a单甩立辊方式:模型依然按照粗轧两机架的方式进行轧制策略设定和水平辊的规程设定,只是在进行立辊模型设定时,如果该机架立辊道次有甩架标志,立辊道次的辊缝按没有立辊控制的辊缝进行设定。 b立辊、水平辊联合甩架:模型根据所甩机架的标志,重新分配粗轧的轧制策略,水平辊和立辊的规程都通过一个机架来设定。 ②除鳞方式设定,当除鳞设定的HMI画面上选择是二级自动方式时,粗轧的所有除鳞方式按照模型表中默认的除鳞方式进行;当除鳞方式选择到二级手动时,模型根据HMI设定的除鳞方式进行模型设定。操作工设定除鳞方式时可以手动在模型现有设定方式基础上进行修改设定,也可以根据模型提供的不同除鳞策略自动选择设定。如果当操作工将某除鳞设备的工作状态选择成关闭,模型计算时遇到此除鳞设备时直接选择弃用除鳞的方式。 3 结语 粗轧区域的平台采用金自天正传统的HDP平台,其数学模型程序作为该平台的一个子进程运行。该控制模式在1580热轧线的应用很成功,模型设定精度很高,模型参数调整工具灵活、适用,二级维护人员可通过参考模型设定数据采集系统的日志文件和实时的数据PDA图形系统检查模型调整的效果。京唐1580粗轧模型通过精确的设定和完善的自学习系统及维护人员的及时调整,现在运行稳定、控制精确,有效地保证了该热轧线的宽度控制质量。 过程控制系统论文:试论基于PLC的过程控制系统设计与实现 [摘 要]现阶段,是信息化飞速发展的阶段,因此对于过程控制系统而言,需要不断地对其进行优化设计。本文主要探讨了PLC的组成部分和特点,以及PLC的过程控制系统的具体设计方案。 [关键词]PLC;过程控制系统;设计 中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)33-0101-01 PLC控制方式,是目前自动化领域内的一种主要的控制方式。这个控制方式,和以往的方式相比,具有成本低、控制灵活、维护简单的优势,因此值得在自动化领域进行广泛的推广。 1.基于PLC的过程控制系统概述 PLC,即为一种可编程控制器,它主要是借助控制功能软件来实现系统的编程功能的,因此可以适用于较为恶劣的工业环境,它具有较强的抗干扰能力。PLC主要由以下几个特点:一、性价比较高;二、较为突出的可靠性;三、可编程强;四、在线编程较为简便。PLC的实质,是用于工业控制的计算机,其硬件结构类似于微型计算机。它的主要结构包括以下几个方便,具体如图1所示: 其工作原理为:它的工作过程主要包括三个方面,即为输入采样和用户程序执行,以及输出刷新。进过这三个阶段的流程,即可完成一个扫描周期。目前,该控制系统多用于工业制造之中。 过程控制系统属于一个封闭的控制系统。它主要包括四个组成部分,即为计算机、被控对象、测量变送、执行装置。其中,过程控制系统的控制机,就是这四个组成部分中的计算机。它依赖于现代的控制理论,以及经典的控制理论,来实现工作运行的。基于计算机的控制器,它的技术基础就是:计算机技术和自动控制化理论这两个方面。 德国西门子PLC公司生产的可编程程序控制器,在我国主要应用在冶金、化工、食品等领域内。西门子生产的可编程程序控制器,其产品主要包括LOGO、S7-200、S7-300等,这些产品具有以下几个特点:体积较小、速度较快,同时其网络通信能力较强,具有更加可靠的性能,因此可以在冶金、化工、食品等领域内进行更为广泛的推广。 2.基于PLC的过程控制系统设计 基于PLC的过程控制系统设计主要包括以下几个流程: 2.1 做好前提准备工作 用PLC做控制优秀,要充分考虑在工业生产中的独特性,因为生产过程涉及多个流程,而生产机械也不尽相同。所以在底层以PLC来作为生产的基本控制时一定要多方监控和操作,做到数据合理统计分析。只有将细化了的工业生产流程和机械的特点和特性全面把握,才能在控制过程中提高运作质量水平。总的来说,在进行具体受控对象操作时,一定要从逻辑、时序和模拟上充分了解受控体机、电之间的具体联系和区别,从而在PLC控制程序设计上精确其参数,优化结构,满足要求。 2.2 过程控制具体方案流程 1)对生产工艺步骤的了解 这篇文章主要研究的是在PLC控制下裂化催化剂成胶工艺流程的具体控制方案。(此次研究过程有两个反应器)下面是裂化催化剂成胶的具体工艺控制步骤:第一点要在反应器Ⅰ中加入两种物料,分别记做物料A和物料B,在物料全部加入完毕时启动搅拌机,将搅拌工作时长控制在10min;第二点,在第一次加入物料A和B搅拌完成停止后再将物料C加到反应器Ⅰ中,将搅拌工作时长调整到15min接着搅拌,然后以同样的工作流程加入物料D进行10min搅拌,将物料E最后放入反应器Ⅰ中进行最后15min的搅拌,当加入物料E搅拌完成后,停止搅拌机。除了进行反应器Ⅰ的工作,同时还要进行反应器Ⅱ的工作,反应器Ⅱ的工作内容和流程和反应器Ⅰ相同,但是它们是相互独立和分离的,之间无任何干扰项。只是反应器Ⅰ和Ⅱ之间要进行每25min的交替运行工作,从而组成一个整体化的生产步骤流程。 2)确定控制要求 在生产设备处于初始工作状态的情况下时,其进口阀门关闭,循环阀门打开,而计量罐则保持空闲;当过程控制系统开启时,整个系统开始运转,这时情况发生反转,进口阀门会变为打开状态,而循环阀门则会转为关闭状态,而计量罐则会开始容纳所需物料;当物料加满时,进口阀门再次关闭,循环阀门再次打开,这就完成了一次完整的物料添加过程。根据反应器的需要,上述动作会呈现出循环重复的状态。 3)确定控制方案 由于在整个过程控制系统控制过程中,开关量扮演着输出和输入信号的角色,所以,在设定任务时,就将其设定为一套单机逻辑控制系统。具体流程如图2所示: 2.3 PLC输出与输入设备的选择 严格遵照过程控制系统的控制要求和设计方案是选择PLC设备的先决条件。输出设备由信号指示灯/执行设备和电磁阀组成;而输入设备由电磁阀/传感器和位置开关组成。 2.4 PLC设备的类型选择 不同的厂家生产的不同型号的PLC设备的结构、性能、容量和成本也都不同,在进行选择时,要从PLC设备的机型、容量等方面进行综合的考量。首先是机型方面,不但要保证功能可靠、维护方便,还要在性价比上占据优势,只有符合这些要求才能纳入考量范围。 2.5 设计控制软件与调试 根据该系统的具体要求,所需要的编程软件主要包括STEP7 V5.5和WinCCSP4。STEP7 V5.5主要完成逻辑控制部分程序;WinCCSP4主要实现人机界面程序设计。设计步骤完成之后,需要对其进行测试和调试。主要包括两个方面,其一是实验室的模拟,科研人员需要在实验室内对该设计进行测试,根据测试的各项数据来设计现场的调试的方案。基于PLC的过程控制系统的设计与实现,需要经过这两个步骤的测试,最终才能投入实际的生产使用之中。 3.结束语 在基于PLC的过程控制系统的设计,可以有效的节省这个系统所需的研制费用,节省了其单机手动,以及半自动控制的按钮数量,也可以最大程度的节省PLC的占用输入点数。这些运行程序方面的节省,最大程度的减少了这个系统所需的安装工作量,以及接线工作的任务量,也在最大程度上为操作这个系统的工作人员带来了很大的便利。因此基于PLC的过程控制系统设计与实现对于工业生产而言,具有十分重要的意义,因此值得对其进行广泛的推广。本文选取的设计方案,可以在恶劣的工作环境中进行有效的运行,它可以承受住现场施工的考验,其较高的通信速率、较低的出错率、较好的运行效果,均体现了其广阔的市场应用前景[1]。 过程控制系统论文:日立冷连轧过程控制系统轧制力自适应模型 [摘 要]本文以日立UCM串列式6辊冷轧机组过程控制系统轧制力自适应模型为实例,介绍了轧制力自适应模型的功能、计算过程,并着重描述了日立冷连轧过程控制系统轧制力自适应模型计算过程。 [关键词]冷轧机组 过程控制系统 自适应 模型 绪论 日立过程控制系统轧制力计算模型是用数学公式来描述轧钢过程轧制力的内在规律。由于现场条件的差异,轧制力计算数学模型不可能100%的准确表述轧制过程中的实际情况。在此背景下,轧制力自适应功能应运而生,自适应的根本宗旨就是要提高轧制力计算模型的计算精度,从而提高产品的质量。轧制力自适应模型功能的最终目的是计算出轧制力计算数学公式的自适应系数。 1.轧制力自适应系数计算概述 日立过程控制系统轧制力计算数学模型在计算轧制力的时候考虑了变形抗力、张力、摩擦力、接触长度、轧制力自适应系数等因素。自适应模型通过实际值反计算轧制力时自适应系数等于1。通过现场反馈的实际值计算理论轧制力时,首先计算实际的摩擦力系数,然后计算实际的动态变形抗力。自适应模型轧制力自适应系数计算流程如图1所示 3.结束语 轧制力自适应系数极大地提高了轧制力计算模型的计算精度。模型计算的精度提高后使一级基础自动化控制更加优化,从而大大提高了成品的质量。 过程控制系统论文:过程控制系统数据采集接口建设研究 【摘要】 为解决企业管理信息系统与过程控制系统之间互不联通,形成信息孤岛,需要建设两类系统之间的数据接口。介绍了数据采集接口的架构及各模块的功能和要求,通过接口的建设,实现面向整个企业各生产、管理层面所有业务活动的数据服务与支持,建成合理的企业数据管理模式。 【关键字】 过程控制系统 数据采集 接口 建设 现今信息应用已发展到生产运行指挥、综合分析、辅助决策等高级阶段,对信息数据的获取要求更全面、更及时、更方便。企业在开展生产业务的同时,也建设了包括生产调度指挥系统、模拟仿真、诊断分析在内的其他大量企业管理系统。通常各系统之间互不通联,数据整合复杂度高、实施周期长、且系统运维难度和工作量大,导致了运维成本高和运维效率低下。数据采集接口的规范建设将改善企业数据管理模式,实现整个生产过程的优化管理,切实提高企业的数据利用效率,提升信息服务的价值。 一、数据采集接口架构 数据采集接口是企业信息管理系统采集过程控制系统数据的接口,是对不同厂商、不同型号的过程控制系统,如DCS、PLC、SCADA等进行统一的数据采集、规范化的处理。数据采集接口主要实现采集、存储、三种功能,通过数据采集网关设备采集过程控制系统数据,采集数据存储于实时历史数据库中,同时把实时历史数据库中的数据进行,为企业管理系统提供及时有效的数据支持。 采集接口通常包括数据采集、数据管理、数据服务等组件,还应包括专用网络、网络安全组件,以及数据采集接口运行管理组件。 数据采集接口通常由数据采集网关、应用数据库、数据接口(数据访问接口和数据应用接口)、安全防护设备(隔离网闸和防火墙)四部分构成,采集生产网过程控制系统数据,通过数据采集网将其存储于应用数据库中,以便于企业信息网中企业管理信息系统获取过程控制系统数据。系统架构如图1所示: 二、 接口功能 过程控制系统通过数据访问接口传输给数据采集网关,且对外仅支持数据采集网关的数据采集要求;数据访问接口根据设置和设定的安全策略校核数据及服务请求,允许合法用户的访问,禁止非法用户的请求,是单向传输的。通常有多种从过程控制系统获取数据的方式,如从控制系统服务器获取、从控制总线获取、从操作站/工程师站获取,或采用共享文件方式获取等。具体采用哪种方式,应考虑控制系统安全、目标需要、数据采集复杂度等因素后作出选择。为了对过程控制系统进行统一的数据采集、规范化的处理,数据访问接口宜将过程控制系统的专有通信协议转换为标准协议,提供过程控制系统的数据访问功能。对新建的控制系统,应在其设计阶段就考虑数据采集网关,对于现有的控制系统,经综合分析、论证,必要时需对现有系统进行升级改造。 数据采集网关的主要功能是采集过程控制系统数据,并转发到应用数据库。它通过数据采集网关内置或二次应用开发的通信协议与过程控制系统的通信协议进行转换通信,实现过程控制系统的数据采集。数据采集方式主要是考虑现场环境与管理需求,用户可进行同步/异步、自动通知、订阅/等方式进行设置。数据采集网管是数据采集接口的主要设备之一,应支持常用的通信协议如:Modbus、OPC等,支持轮询、逢变则报等数据采集规则和一定的数据缓存及补传能力。 应用数据库主要功能包括存储、归档、采集网关转发的过程控制系统数据,包括实时数据库、历史数据库。数据存储应该具备数据缓存、压缩、归档、备份、点数扩容等基本要求,数据吞吐量应满足理论数据吞吐量的2倍。 应用数据库与数据采集网关数据交互通常采用Modbus和OPC协议, 与企业管理信息系统数据交互可采用OPC、ODBC或OLE DB、WebService等数据访问服务或服务器自身应用程序编程接口方式的数据访问服务等。 数据应用接口主要功能是为企业管理信息系统过程控制系统数据,并提供过程控制系统数据的访问功能,企业管理信息系统需要向数据应用接口进行注册申请,获取访问权限后才允许向数据应用接口进行单向访问,且应该只通过数据应用接口访问过程控制系统数据,不宜直接对过程控制系统进行数据连接访问。 三、网络架构及防护系统 过程控制系统数据采集接口的网络架构包括三层网络:生产网、数据采集网、企业信息网。 生产网内典型的控制系统由基本过程控制系统(BPCS)、安全仪表系统(SIS)及火灾报警和气体检测系统(F G)三部分组成[1],每个系统提供数据访问接口用于该系统的数据输出。数据访问接口搭建在各个系统的集成服务器端,而不需要直接连接到现场的控制器上。数据采集网包括数据采集网关、应用数据库、数据接口、安全防护设备四部分。其中应用数据库是由实时数据库与历史数据库组成。企业信息网由一系列的企业管理信息系统组成,这些系统需要访问过程控制系统数据时,需要向数据采集接口中的数据应用接口进行访问申请,一般不允许通过其他途径对过程控制系统的数据进行访问。 安全防护系统主要是为了保证过程控制系统数据采集接口的数据采集过程不影响生产网的正常运行、不破坏生产网的安全性,同时隔离与企业信息网的连接预防受到网络攻击,由连接生产网与数据采集接口的隔离网闸与连接数据采集接口与企业信息网的防火墙两部分组成。 安全隔离网闸通常布置在两个安全级别不同的两个网络之间,管理员可以从信任网络一方对安全隔离网闸进行管理。网闸基本原理是切断网络间的通用协议连接,将数据包分解重组为静态数据,对数据进行安全审查,包括网络协议检查和代码扫描,确认后的数据安全流入内部单元,内部用户通过严格的身份认证机制获取数据[2]。本系统架构中隔离网闸主要隔离生产网与数据采集网,部署于这两个网络之间,实现数据采集网与生产网之间安全适度的应用数据交换,只允许数据由生产网向数据采集接口单向无反馈传输,由于隔离网闸系统在外网与内网中间设有隔离交换单元,内外网与隔离交换单元通道不可能同时连通,保证了生产网的绝对隔离,从而保证了企业生产网的安全。 防火墙部署于数据采集接口与企业信息网之间,隔离数据采集网与企业信息网。它依照管理要求设定的规则,允许或是限制传输的数据通过。未经授权和安全认证,不允许其他任何设备、网络或系统接入数据采集网。保护数据采集网免受非法用户的侵入。 四、结束语 过程控制系统数据采集接口的统一规范化建设为满足企业信息网对生产网的访问要求、企业管理信息系统对过程控制系统数据的访问要求奠定了基础,为深化生产信息数据的业务应用、为管理层掌握一线生产的实时情况提供了条件,实现了数据资源的共享,推动了企业信息化的建设。 过程控制系统论文:如何实现常规过程控制系统仿真 对于智能操纵算法在实际操作中有一些麻烦,比如硬件成本高、软件编程实现困难等等,引入MATLAB设计智能操作算法,利用MCGS监控算法及控制过程,将MATLAB的多种算法与MCGS良好的人机接口进行融合,有力的改善了智能操纵算法操作难的问题,提高了系统的监控质量。大量实际操作研究显示,该算法操作便捷,操作性能稳固,降低了成本,减少了开发所需要的时间,在进行操纵过程中方便实行,具备较好的实用价值。 【关键词】MATLAB MCGS 仿真 动态数据交换 本篇文章使用MCGS组态监控软件系统来操控薄膜厚度,实时收集数据信息,设置硬件的接入点,使人们和机器能直接对话,并且用可动画面的形式来表现操控系统的实时情况。这个时候,把MATLAB作为在后台运转的平台,达到以Back Propagation多层前馈网络为基础整定比例-积分-微分控制器(PID)以及进行弯曲线路创作的功效。使用者使用DDE软件进行双方的信息交换,感受不同角度、不同层次、不同范围观看仿真流程的可观看的人员和机器的交流过程。 1 薄膜厚度操作体系的组成部分 1.1 MATLAB中的PID控制器设计 薄膜厚度控制系统是由现场设备和上位机这两个设备组成的:现场设备中的可编程逻辑控制器对薄膜厚度施行收集,并且对控制数量进行输出,同时对加热控纽的功率进行改变来实现对薄膜厚度的掌控,再将厚度检测仪器检测到的薄膜厚度反馈到上位机器操控体系;上位机器的操控体系是以MCGS为基础进行设计的,有着强大的功能,例如对硬件接入点进行设计,对信息进行动态搜集,实机人员和机器的交流,对信息数据进行登记等,能够模仿操控体系实时的运行状态,把所有变化数据的信息实时地展现出来。为了达到以Back Propagation多层前馈网络为基础整定比例-积分-微分控制器(PID)以及曲线制作的功效,在后台运转的信息操作模块以MATLAB为开发平台。使用Dynamic data exchange通信协议,把MCGS里需要进行测算的信息转送至MATLAB中,由MATLAB对这些数据进行处置,然后将最后的处置结果发送回MCGS,这样,可以提升MCGS操控PLC的本领。 1.2 MCGS组态软件的设计 MCGS软件研究出搜集相关数据信息,对这些数据信息进行处置并且对这个过程进行操控的相关计划和工具,通过这些工具,能够为使用者提供相关动画展示和报表等内容,使用者通过使用这些工具可以完成相关的工程操作。 在MCGS组态软件操控的窗口中,依据使用需要对“系统管理”、主要用户界面、“系统设置”等功能进行了处理,点击不同的菜单就能够进入到对应的操控页面。MCGS系统窗口能够维系及驱动外部装置,同时,可以在这里面加入外部硬件工具和模拟工具如PLC。在对通道进行策划时,可以把A /D、D /A通道和动态信息库中的信息对象对应结合起来。在使用者窗口模式中,设置了主要页面、厚度自行调整页面、体系配置页面等操控页面。 以上的页面,都是在MCGS的使用者小窗中使用相关的测绘模具对监控平台体系进行设计。MCGS可观看图像的功能能够便捷地构造要策划的所有页面,再将动画相关联,就是构造页面画面对象和动态信息库的信息变量之间的联系。在这个窗口中需要设置一些数值可变的量,主要用于信息搜集、操作、输出操控、动画连合和装备驱动,这些可变的信息量是组成动态信息库的主要组成部分。 1.3 MATLAB和MCGS的DDE连接 MCGS提供了一个和另外一个应用程序实施信息互换的方式,这就是动态数据交换(Dynamic data exchange),所以,MATLAB也接受动态数据交换(Dynamic data exchange)通信协议。薄膜厚度仿真操控体系当中,把MCGS当作SERVER程序,把MATLAB当作CLIENT程序,经由动态数据交换协议把MCGS里设置的薄 膜厚度设计数值输送到MATLAB,由以Back Propagation多层前馈网络为基础的比例-积分-微分控制器运算得出最佳比例-积分-微分控制器参数,然后把参数发送给MCGS,从而实现比例-积分-微分控制器参数能够自行整定。 1.4 如何在MCGS中设置DDE 在MCGS和MATLAB中构造一个动态数据交换(Dynamic data exchange),必须在MCGS的“动态信息库”的小窗里构造可改变的量,然后点组态平台里的“工具”按纽,再选择动态数据交换(Dynamic data exchange)连接管理,打开后,将里面的通信的厚度设置数据改成动态数据交换(Dynamic data exchange)输出就可以了。 2 仿真控制效果 为了将以Back Propagation多层前馈网络为基础的比例-积分-微分控制器和原来的比例-积分-微分控制器的功能进行比较,使用这两个系统来实行仿真操控,并且在第三百个采集样本时间加入外加干扰d(k)=2,用来计算抵抗干扰的水平。PID相关参数的数值设定为不变的:kp=0.4,ki=0.03,kd=0.2。以Back Propagation多层前馈网络为基础的PID操控器选择Back Propagation多层前馈网络构造是4-5-3,学习效率以及惯性数值设置为:Z=0.002,T=0.0008。在MCGS的薄膜厚度自行设置页面里把薄膜厚度设置为二十二μm,按下“测算PID参数”这一项,MATLAB经由动态数据交换(Dynamic data exchange)系统在MCGS里选中薄膜厚度信息,在运行系统中用以上两个控制系统实行仿真操控,原来的比例-积分-微分控制器数据量为百分之四十,回应时间是一百五十秒,并且受到的干扰比较大。使用以Back Propagation多层前馈网络为基础整定比例-积分-微分控制器(PID)基本没有超调,采用基于BP神经网络的PID控制器几乎没有超调,回应时间是一百秒,受到的干扰比较小。运算结束后,MATLAB将以Back Propagation多层前馈网络为基础整定比例-积分-微分控制器(PID)整定得到的PID参数发送给MCGS。通过这样的仿真实验显示,以Back Propagation多层前馈网络为基础的比例-积分-微分控制器的优点为超调数量比较小、回应时间短、适应性比较强等等,把其使用在MCGS组态系统中能够增强双向拉缩薄膜厚度操控系统的性能。 3 结语 笔者引入MATLAB设计智能操作算法,利用MCGS监控算法及控制过程,系统无需增加硬件,算法实现简单,是智能控制算法工程实现的有益尝试,具有较大的应用价值。 作者单位 盐城工学院机械工程学院 江苏省盐城市 224051 过程控制系统论文:探究自动化过程控制系统在工业中的应用 摘 要 随着社会经济不断发展,对自动化过程系统的要求也不断增加。自动化过程控制系统在工业领域被广泛应用,为工业领域发展起到了很好的作用。自动化过程控制系统不仅提高了工业产品的生产效果,还降低了生产劳动成本,减少了财务损失。本研究通过对自动化过程控制系统在工业中的应用进行探讨分析,具体分析报告如下: 【关键词】系动化过程控制 工业应用 自动控制是指在没有人力参与的条件下,利用外加的设施设备,使机器按照一定程序运行工作。自动化过程控制系统,是根据科学理论、计算机科技以及其他的一些信息技术设备,对企业或工厂进行检测、优化、调度。随着经济不断发展,自动化过程控制系统被广泛应用于多个领域,且在多个领域都起着很重要的作用[1]。自动化过程控制系统的好坏是评定一个国家科技水平的标志。工业是我国一大重要产业,自动化过程系统在工业领域中的应用满足了我国经济发展的需求,同时也符合人们对工业产品质量的要求。 1 自动化过程控制系统在工业领域应用的含义以及组成部分 在现代工业应用的基础设施中,自动化控制系统(Autom ation Control System )被广泛应用到工业领域。工业生产过程中,自动化过程控制系统是将温度、流量、液位以及材料成分等工艺参数设定为被控制系统的自变量。比如自动化控制系统在工业应用中,恒温室的温度调节过程就是自动化过程控制系统,由于温度是一个不断变化的物理量,通过检测仪器可以检测出具体的数据。如果想要设定一个温度恒等不变的环境,首先需要进行温度测量,当测量结果显示低于恒温数值时,采取加热方式升高环境内温度;当测量结果显示高于恒温数值时,停止加热。整个过程中,温度属于一个控制变量,对温度进行检测,采取加热措施让温度保持在一定的标准,这就是一个自动化控制过程。自动化过程控制设备中可编程逻辑控制器(PLC)是最常见的一种过程控制设备,它的原理是根据所输入的数字信号,提前进行设定,从而输出数字信号,输出的信号经过功率放大模板的作用后,会产生模拟信号,最后再通过相应的执行元件,得出过程控制。自动化过程控制系统的组成元素主要有: (1)检测元件,主要用于检测被控制元件的物理量。 (2)控制器,其主要作用是比较设定值和测量信号的数据,计算出两者之间的偏差,再按照设定好的控制规律进行计算数值,最后将得出的最终结果作为控制信号传送到执行装置。 (3)执行器,其作用是接受控制器传送的控制信号,并推动控制信号,改变被控制变量。 2 工业自动化过程控制系统的特点 过程控制主要是对生产过程中的程序控制,控制设备不同,其特性也不同。 (1)连续性。在工业自动化过程控制中,其整个控制过程是不间断的、经常性的运行着,很多运行原理都是循环进行的,中间不能停,要求过程控制在自动条件下不间断的完成。 (2)方案多样性。不同产品其自动化过程控制方案也有所不同。 (3)自动化过程控制系统的实时性。在一定条件下,被控制变量随着外界因素的影响,不断变化。 (4)复杂性。自动化过程控制系统所控制的范围比较广,其被控制变量也比较复杂,控制程序要求比较多且复杂,这些因素都影响过程控制系统的复杂性。 3 工业自动化过程控制系统的安全问题 工业设施设备包含电力、水利以及石油天然气等行业,这些行业是我国经济发展的重要纽带,自行花过程控制系统在工业中的应用还存在很多安全问题,具体过程控制系统应用出现故障,可能造成的安全问题有: (1)危害工作人员的生命安全,甚至造成工业内员工群死、群伤的不良事件发生。 (2)造成工业企业经济上的巨大损失,还会波及到我国整体经济发展和经济建设成果。 (3)危害当地人群的生活以及国家安全,甚至还会引起一些不法恐怖分子袭击事件发生。 (4)影响我国环境,造成环境灾难,甚至会给后代子孙发展带来严重后果。 4 自动化过程控制系统在工业中的应用 过程控制的自动检测系统。运用一些适当的检测仪器表对工艺参数进行检测,并记录数据以便后期计算使用。过程控制中的自动保护系统。对温度、流量、液位以及材料成分等工艺参数进行检测,检测结果不能满足要求范围,自动发散相应信号,与此同时将安全阀门打开或是切断某一通路,保证自动化过程系统受到外界破坏。过程控制中的多冲量控制系统。是指在自动化过程控制系统中,变量信号比较多,通过相应计算后,最后共同控制一个执行元件,从而保证被控制工艺变量的整体质量。在锅炉给水系统中常采用多冲量控制系统。 分程控制系统的主要应用。分程控制系统主要是将输出信号传送到其他两个或两个以上的控制阀设备中,且每一个控制阀的工作范围都是在信号之内。分程控制系统主要用于控制不同介质流量,以达到工艺生产的整体效果,还用于工业成产中的安全防护,另一方面还用于扩大控制阀门的调整范围,以达到改善和控制产品质量的效果。 工业生产中的软条件保护措施。软保护措施就是当短时期生产时,通过设定特定自动选择性控制系统,从而达到自动保护生产的目的,同时还可以有效减少由于停车造成的经济损失。 自动控制系统。利用自动控制系统装备对关键性工艺参数的控制,使这些关键性参数免受外界影响,从而保持稳定状态。 自动操作和开车停车系统。根据设备中预先规定的操作顺序,对需要操作的设备进行周期性的运行。自动开车停车系统,同样也是预先规定好操作顺序,按照系动化过程控制程序运行。 5 自动化过程控制系统的各项指标和要求 自动化过程系统在中常见的几种信号有:斜坡信号、阶跃信号、正弦信号以及加速信号等。这些信号的特点就是容易产生,且对过程系统信号输出影响比较大,方便计算和分析数据。在阶跃信号的作用下,被控制变量会随着时间不同呈现不同的形式:发散震荡过程、衰减震荡过程以及非震荡过程。其各项性能指标应该满足的三种特性: (1)稳定。过程系统必须是稳定的,可以正确运行各项功能,并能按照程序的规定控制整个生产过程。其性能指标还会出现衰减率、超调量。 (2)准确。过程控制计算结果必须是正确的,尽量控制好偏差。 (3)及时响应。尽可能缩短系统偏差时间,其评定指标包括:恢复时间、震荡时间和频率以及上升时间。 6 总结 综上所述,自动化过程控制系统已经在工业领域中广泛应用,自动化过程控制系统的技术也已经发展成熟,但是随着我国经济不断发展,人们对产品的质量要求不断升高。工业自动化过程控制系统也需要不断改善,才能保证我国工业基础设备的安全,才能保证生产产品的质量。所以对自动化过程控制系统的研究和探索也成为当前的重要任务。要不断探索研究自动化过程控制系统,随着社会的需求不断改善,同时还要经济发展需求。自动化过程控制系统在工业中的应用,不仅节省了很多人力、物力、财力,同时也提高了产品的质量。 作者单位 中海油山东化学工程有限责任公司 山东省济南市 250000 过程控制系统论文:压力过程控制系统设计 摘 要: 本文首先介绍过程控制系统的组成、特点、控制质量指标、过程建模方法及分系统设计方法和步骤。然后 分析压力过程控制的工作流程、控制系统的设计方案、系统建模及调节器的参数整定。实现压力过程系统的PID控制。 关键词:过程控制 PID控制器 参数整定 一、过程控制系简介 1.过程控制的任务 过程控制的任务就是在了解、掌握工艺流程和生产过程的静态和动态特性的基础上,根据工业生产对过程控制安全性、经济性和稳定性的要求,应用理论对控制系统进行分析和综合,最后采用适宜的技术手段加以实现。 2.过程控制系统的组成 过程控制系统是指工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位、成分等这样一些过程变量时的系统。 3.过程控制的特点 (1)系统由过程检测控制仪表组成。(2)被控过程的多样性。(3)控制方案的多样性。(4)过程控制的控制过程多属慢过程,而且多半属参量控制。(5)定值控制是过程控制的一种主要控制形式。 4.控制系统的控制质量指标 一个控制性能良好的过程控制系统,再受到外来扰动作用或给定值发生变化后,应平稳迅速准确地恢复到给定值上。 二、压力过程控制系统设计 压力的测量和控制在生产过程自动化中具有特殊的地位。保持实际生产过程的压力为一个稳定值,对生产过程有着至关重要的作用。考虑到经济成本等问题,本系统采用单回路控制。下面对整个系统作详细介绍: 1.工作流程 1.1工艺简况 在工业生产过程中,气体测量罐设备应用十分普遍,为了保证生产的正常进行,空气进出量需均衡,以保证过程的物料平衡。因此,工艺要求空气罐内的气体压力需维持在某给定值上下,或在某一小范围内变化,并保证空气罐压力不致过大。本系统要求超调量小于5%。 1.2工作流程 本系统使用的介质为空气。空气从空气压缩机进入系统空气入口,经过节流阀的调节后,进入过滤器过滤,过滤后的空气进入减压阀1,减压阀1的出口压力一般保持在1kg/cm^调节后的空气进入减压阀2,减压阀2的出口压力一般保持在0.55kg/cm^这时空气的流向有两种方式,当扰动电磁阀打开时,空气一部分经过节流阀、扰动电磁阀流向外界;一部分进入控制阀。当扰动电磁阀没有打开时,空气全部进入控制阀,经过控制阀的空气最后流进测量罐中。 2.压力过程控系统建模 用测试法建立被控对象的数学摸型,.首要的问题就是选定模型的结构。 自衡单容过程对象的对象特性的一般形式为 ,为建立其数学模型,可通过测量其 阶跃响应的方法求得对象特性参数K、T、τ。 3.压力过程控系统的设计方案 3.1被控参数选择 被控参数的选择对于稳定生产、提高产品的产量和质量、改善劳动条件、保护环境卫生等具有重要意义。若被控参数选择不当,则无论组成什么样的控制系统,选用多么先进的过程检测控制仪表,均不能达到预期的控制效果。由于本系统是模拟实际生产过程的一套实验过程控制系统,被控参数压力在系统设计之前已决定。 3.2控制参数选择 扰动作用是由扰动通道对过程的被控参数产生影响,力图使被控参数偏离给定值;控制作用是由控制通道对过程的被控参数起主导影响,以使被控参数尽力维持在给定值。在分析与设计控制回路时,要深入研究过程的特性,认真分析各种扰动,正确选择控制参数。 在本系统中,被控参数是压力,模拟的生产过程是测量罐,测量罐的容积和湿度在某一实验中几乎是不变的,因而测量罐中的压力只能由气体的物质的量决定,控制参数也就唯一确定了,即:气体的物质的量。 3.3执行器 调节阀的选择:执行器由执行机构和调节阀组成。在过程控制中他接受调节器输出的控制信号并转换成角位移或直线位移,来改变调节阀的流通截面积,以控制流入或流出被控过程的物料或能量,从而实现对过程参数的自动控制。 调节阀的尺寸选择根据对象的惯性特征选管径。在生产过程中,调节阀气开、气关形式的选择,主要是从工艺生产的安全角度来考虑,当气源一旦中断时,阀门处于全开还是全关状态,在生产上要能保证设备和人身的安全。所谓气开式,即当信号压力P 0.02Mpa时,阀开始打开,也就是说“有气”时阀开,气关式则相反。 因为调节阀的特性对整个过程控制系统的品质有很大的影响。理想流量特性就是在调节阀前后压差一定的情况下得到的流量特性。它取决于阀芯的形状。阀芯的形状有快开、直线、抛物线和等百分比等4种,其相应的流量特性有直线流量特性、对数(或称等百分比)流量特性、抛物线流量特性、快开流量特性。 综上考虑,本系统根据选用气开式气动调节阀V-5110,其流量特性为直线流量特性。动力源由空气压缩机提供的。 3.4测量变送 测量和变送是解决一个信息获得和传递问题。信息的测量和边送必需迅速可靠地反映被控参数的实际变化情况,为系统设计提供准确的控制依据。本系统选用差压式压力传感器作为检测和反馈元件,将测量罐的压力值转化为电信号,被测压力值为大气压力值加压差。 3.5调节器 本系统选用东芝EC-311型调节器 通常,选择调节器动作规律时应根据对象特性、负荷变化、主要扰动和系统控制要求等具体情况,同时还应考虑系统的经济性以及系统投入方便等。 广义对象控制通道时间常数较大或容积迟延较大时,应引入微分动作。如工艺容许有残差,可选用比例微分动作;如工艺要求无残差时,则选用比例积分微分动作。 当广义对象控制通道时间常数较小,负荷变化也不大,而工艺要求无残差时,可选用比例积分动作。当广义对象控制通道时间常数较小,负荷变化较小,而工艺要求不高时,可选用比例动作。当广义对象控制通道时间常数较大或容积迟延较大,负荷变化也大时,简单控制系统以不能满足要求,应设计复杂控制系统。 根据本系统的过程特性与工艺要求,所以选用PI或PID控制规律。根据成系统负反馈的原则,确定调节器的正、反作用。由于选用调节阀为气开式,即反作用调节阀,Kv为正;由于测量罐进气时,即测量罐内气体的物质的量增加时,测量罐内的压力也增加,所以K0为正;一般测量变送器Km为正。为使系统各环节的静态放大系数极性乘积为正,也就是为了构成负反馈,选择调节器Kc取正,即选用反作用调节器。 过程控制系统论文:铝板带箔轧机板形控制系统动态过程控制异常处理方法探讨 摘 要:随着我国铝加工行业的转型升级,更加关注于铝加工产品的厚度控制精度和板形控制能力,在铝板带箔轧机控制领域引进了SIEMENS、ABB板形控制系统。本文针对SIEMENS板形控制系统在动态过程控制中出现的一此问题进行了较为深入的研究和总结,希望对我们以后在使用和调试铝板带箔轧机板形控制系统时有所帮忙。 关键词:铝板带箔轧机、动态过程、板形控制 一、铝板带箔轧机箔材动态轧制过程板形控制异常状态现象描述: 某铝加工厂铝板带箔轧机引进了SIEMENS板形检测控制系统,采用的SIEMENS板形辊共26个压力检测环,某规格产品箔材覆盖SIEMENS板形辊第4#-23#环,在箔材动态轧制过程SIEMENS板型辊第15个压力环检测值明显偏大(I.U值偏大),SIEMENS板型辊第24#-26#压力检测环在轧制过程中检测压力明显异常(注:由于板型辊第24#-26#环辊面上没有受到铝板带箔压力的作用,正常状态时RAW值应3300左右)。如图1所示: 二、铝板带箔轧机箔材动态轧制过程板形控制异常状态处理过程: 1、验证L1级AFC控制系统的有效性,按照AFC控制系统控制原理,当SIEMENS板形辊压力环检测压力大于设定目标值时,AFC控制系统应控制减小对应板形辊环域的冷却喷射量以使工作辊相应的环域热膨胀,对应环域的铝板箔材会有微量变薄的趋势,从而使铝板箔材板形I_Unit接近于目标值。但这次板型辊第15个环压力环检测值明显偏大,板形已严重超出控制目标 I_Unit值,冷却喷射量已调整到极限为零,不能再进行调控,这种现象说明AFC控制系统的控制是正确的,只是当冷却喷射量调控到极限值后还是不能改善铝板带箔处于板形辊第15环的板形。如图2所示 2、验证板形控制系统冷却喷射控制的有效性,通过强制手动控制第1-26组冷却喷射阀,一一验证了1-26组冷却喷射阀控制的有效性。而且在轧制过程中强制开启板形辊第15个压力检测环对应的冷却喷淋阀,可以明显看到板型辊第15个压力环检测的压力越来越大,验证了处于异常状态时板形辊第15个压力检测环对应的冷却喷淋阀处于关闭状态,AFC控制和冷却喷淋控制是正常的。 3、验证板形辊压力环检测的准确性,用同样的4种砝码对板型辊1#-26#压力检测环一一进行标定,板形辊每个压力检测环的线性值均大于0.9999,只要达到0.9998就合格,板形辊的检测精度和线性处于非常良好的状态,验证了Siemens板形辊压力环检测的准确性。如图3、图4所示。 4、验证冷却喷淋喷嘴角度与板形辊环域对应性,由于在箔材动态轧制过程SIEMENS板型辊第15个压力环检测值明显偏大(I.U值偏大)时,强制将与板形辊第14个或16个压力检测环对应的冷却喷淋关闭,虽然这期间板形辊第14个或16个压力检测环的检测压力会减少而偏离目标值,但板形辊第15个压力检测环的检测压力会渐渐接近于目标值,说明15#环域受14#或16#环域喷淋控制的影响,因此怀疑冷却喷淋与板形辊各压力环对应性不好,或者冷却喷淋喷嘴角度不对。用红外标线器进行对中测试,板形辊各压力环与各冷却喷淋喷嘴一一对应。冷却喷淋喷嘴角度的一个固定的斜角,以确保喷射的覆盖面能与板型辊的幅宽一致,而且检查冷却喷淋喷嘴也没有堵塞和异常喷射现象。并且将板形辊第24#-26#压力检测环与14#-16#压力检测环对应的冷却喷淋喷嘴进行对调,以验证冷却喷淋有效性。 5、验证工作辊磨削精度的可靠性,如果工作辊在15#环域磨削精度不够也可能造成上述异常现象,因此不仅对工作辊磨削精度进行了检测,并连续更换了2副工作辊以验证工作辊磨削精度的可靠性。 6、验证铝板带箔来料板形的可靠性,用扫描式凸度仪检测铝板带箔来料板形良好,并将同一批次的铝板带箔在其它轧机上轧制同规格的箔材产品均未出现这种板形控制异常状态,有效排除了箔材来料板形对板形控制异常的影响。 7、测量SIEMENS板形辊每个压力环的电压值,在不受外力作用下1-26#压力检测环电压值均为1.2V左右,RAW均为3300左右,将气源关闭后,RAW均为1900左右。检测结论正常。如图5所示。 8、测试铝板带箔轧机机前机后辊系水平度,由于SIEMENS板形辊第24#-26#压力检测环在进行标定时检测正常,但在轧制过程中检测压力明显异常,由于板形辊第24#-26#环辊面上没有受到铝板带箔压力的作用,出现这种现象可能是板型辊与铝板带箔不是垂直力,因而使24#-26#压力检测环受到4-23#环的挤压,而造成压力检测异常。因此对机后、机前辊系的水平度均进行了静态检测,检测结论是正常合格。 通过采用以上验证措施后,铝板带箔轧机SIEMENS板型辊第15个压力环检测I.U值和第24#-26#个压力环检测I.U值和仍然得不到很好的控制,可能是SIEMENS板形辊装配不好,环与环之间的间隙不一致,使SIEMENS板型辊第15个压力环第24#-26#个压力环受其它外力的作用,因此对SIEMENS板形辊拆开进行再次装配并调整环与环间隙,可在轧制过程中仍然出现上述箔材板形控制不好现象。 三、铝板带箔轧机箔材动态轧制过程板形控制异常状态处理结果: 对铝板带箔轧机箔材动态轧制过程中SIEMENS板形辊转动状态进行试验,按照SIEMENS板形辊工作原理,在铝板带箔轧机轧制过程中SIEMENS VAI 板形辊第24-26#个压力检测环由于不与铝板带箔接触,检测环在不受外力的作用下用手指轻压就可以让其停止转动,但此时需要一个较大的力才能让其停止转动,因此可以推测板形辊与其它辊系的平行度和水平度还不是太好。由于动态轧制过程中包角辊处于工作状态位置,前期在进行包角辊的水平度检测与校准时是以非轧制状态包角辊处于抬起位置为基准,此时以包角辊处于轧制工作状态位置进行水平度检测,发现包角辊在轧制工作状态位置水平度操作侧明显高于传动侧0.289mm,因此以包角辊轧制工作状态位置做为基准对包角辊水平度进行了校准。如图6所示。 对铝板带箔轧机辊系工作状态位置的水平度进行校准后开始进行轧制,轧制过程中铝板箔材板形控制良好,板形控制系统控制状态良好,SIEMENS板型辊1-3#压力检测环、24-26#压力检测环由于不受外力的作用,RAW值均为3250左右,处于正常状态,板形辊第15#环板形检测I.U值正常。如图7所示。 过程控制系统论文:过程控制系统及仪表维修的新理念 【摘要】维修工作是保障系统及设备持续有效运转的重要保障,在过程控制系统及仪表技术水平不断提高同时,过程控制系统及仪表的维修理念也需要不断更新,重视预防性维修和维修方法设计,实现面向系统及仪表维修向面向服务对象转变、设备更新改造与维修结合,全面提升过程控制系统及仪表的维修水平。 【关键词】过程控制系统;仪表设备;维修理念 0.引言 控制系统及仪表是工业连续生产的重要保障,控制系统及仪表的性能及稳定性对工业连续生产的影响也越来越重。尤其在过程控制系统及仪器仪表应用信息技术和自动化技术的程度越来越高的情况下,控制系统及仪表的自动化水平逐渐提升,控制系统及仪表在保证工业连续生产中发挥了不可或缺的作用[1]。基于过程控制系统就仪表的技术水平越来越高,重要性也来越大,从事自动化系统和仪表维修人员的素质要求也越来越高。维修人员维修过程控制系统及仪表的观念及方法都需要根据过程控制系统及仪表的改变而更新。 1.重视预防性维修管理 传统控制系统及仪表维修方法为被动式维修,既过程控制系统及仪表出现问题后,维修人员根据生产现场工作人员的反应情况前往现场观察控制系统及仪表出现的问题,查找系统及仪表出现故障的原因,再排除和解决系统及故障的方法。然而,随着控制系统及仪表技术水平的提高、系统及仪表应用程度提高,控制系统及仪表在工业生产过程中出现的故障和问题也从少到多、从简单到复杂。传统被动式的维修方法无法满足及时快速解决系统及仪表故障的要求,而过程控制系统级设备是保证持续生产的关键,无法及时快速解决故障让系统及仪表恢复正常状态,将给企业造成巨大的损失[2]。因此,过程控制系统及仪表维修要求维修人员提前做好准备工作,预防故障。 重视预防性维修管理也是一种符合生产质量管理规范的维修理念。随着社会对工业生产质量管理规范要求的提高,工业生产软件设备和硬件设备都应做好预防性维修。基于预防性维修理念,维修人员需要为过程控制系统及仪表建立维修管理文件,总结归纳系统及仪表维修项目及周期,使零散的设备维修工作得到规范化管理,让系统及仪表维修工作“有章可循”、“有文件可依”,使系统及仪表维修工作实现被动维修向主动预防维修转变。预防性维修对维修人员也提出更高的要求,它要求维修人员需要提高对过程控制系统及仪表服务对象的认识,树立其结。维修人员还需要不断强化服务意识,提高维修基本功训练,提高维修水平。只有这样,维修人员的素质才能满足提供主动预防性维修管理的要求。 2.面向系统及仪表维修向服务对象转变 传统工业生产中应用过程控制系统较少,仪表应用较多,因而日常维修工作以为此仪表维修工作为主。仪表维修的最大特点在于维修工作只需根据仪表的特点开展一些简单的日常维护手段。然而,由于控制工程成果在工业生产设备和系统中应用越来越多,仪表技术也得到质的飞跃,现代仪表维修和传统仪表维修有很大的区别。而且受生产的影响,不同生产对过程控制系统及仪表的选型要求不同,过程控制系统及仪表维修更要求结合多方面因素。 基于工业生产中过程控制系统及仪表的变化,过程控制系统及仪表维修也需要从面向系统及仪表维修向服务对象转变,既根据控制仪表选型及系统应用开发服务的对象确定维修方法。面向服务对象的维修是指维修人员不仅要了解过程控制系统及仪表的特点,还应计划对它们服务对象的属性的研究结果[4]。结合工业生产实际情况,在连续的生产过程中,过程控制系统及仪表可能会出现异常现象,异常现象可能有仪表及系统自身的很定失效或偶然失效引起,也可能又生产工艺过程的偶然变化或环境影响引起。在此情况下,维修人员应该对过程控制系统及仪表服务的对象有更多的了解,才能在维修中占据主动权。因此,维修人员需从面向系统及仪表维修向面向服务对象转变,掌握生产工艺及生产设备的特点。 3.重视维修方法设计 过程控制系统是一个复杂的大系统,实际应用中的复杂性更高。而仪表本身也属于高科技产品,仪表集成信息处理、电子电路、机械结构等多个学科的技术和知识,也是一个小系统,过程控制系统及仪表应用在实际过程中也需要考虑合理性。因而从宏观角度来看,控制系统系统是一个巨系统,各类仪表则是巨系统中的小系统。这要求在过程控制系统及仪表发生故障后,维修人员在实施维修操作前需要对故障或失效问题从整个系统角度进行诊断。如若过程控制系统及仪表自身具备故障诊断功能,维修人员则可直接利用故障诊断功能进行诊断,如不具备该功能,维修人员则需要利用自己的知识及经验设计故障诊断方法,确定故障诊断步骤[]。在众多的过程控制系统及仪表维修经验中,许多维修人员由于缺乏系统性观念,不懂得在采取维修操作前设计维修方法,导致错误维修系统及仪表,造成小问题愈发严重。因此,维修人员需要依据规程程序设计维修方法,再实施维修操作。 4.设备更新改造与维修结合 工业生产规模越来越大,生产设备也在不断增加,过程控制系统及仪表使用逐渐增多。许多企业已经将过程控制系统及仪表用于生产,过程控制系统系统的仪表已经进入故障频发时期,或者在未来一段时间内仪表将因使用年时间过长进入故障频发时期,过程控制系统及仪表潜在的隐患将对生产线持续生产形成巨大的威胁。而过程控制系统的仪表产生的问题已经无法通过简单的维修方式即可解决问题。因此,过程控制系统及仪表维修需要将设备更新改造与维修结合。 维修人员需要对现有过程控制系统及仪表的结构及性能进行分析,结合过程控制系统及仪表服务的对象,对现有过程控制系统及仪表的结构进行全面的改造,才能提高过程控制系统的使用性能和使用率。例如笔者曾对控制系统及信息显示系统进行分析,确认控制系统及信息显示系统存在问题后,对控制系统及仪表的特性进行摸底分析后,制定了系统预防更新改造方案。通过更新改造控制系统后,原有控制显示系统与更新改造后的控制显示系统完美兼容,极大地提升了控制系统及仪表的软件性能和硬件性,及时的解决了过程系统及仪表出现的故障,保证了系统及仪表的性能,还提高了维修效率,有效保障了生产持续进行。 5.结语 随着设备管理制的不断完善,过程控制系统及仪表制造企业纷纷推出资产管理系统或设备管理系统,设备管理制度及流程规范程度越来越高。尤其是信息技术和计算机技术的引入使过程控制系统级仪表维修管理也趋向于信息化管理模式。而且大量实践也证明信息化管理下的控制系统及仪表维修具有极高的效率。因而维修人员更需具备与时俱进的理念,结合不断发展的科技,才能实现过程控制系统及仪表维修理念的更新,形成更加完善的过程控制机仪表维修方法。 过程控制系统论文:基于三菱FX系列PLC的过程控制系统设计 【摘 要】本设计通过PLC、变频器、A/D、D/A模块等设备完成对液位、流量等参数的控制,利用PID进行调节校正,实时生成各个参数的趋势曲线图,达到对流量的稳定控制的目的。结构简单,安装方便,操作简单直观,可以长期连续稳定在无人监控下稳定工作。 【关键词】PLC;PID控制;过程控制 0 概述 在工业生产中有时必须对生产过程的某些参数进行控制,使其保持定值或按规律变化,确保生产正常进行,因此精确的参数控制显得尤为重要。本设计基于三菱PLC FX3u可编程控制器,以两个水箱作为控制对象,实现对水箱系统的过程控制。 总体设计方案:通过人机界面对水箱系统的压力、液位、流量给出设定值,通过PLC控制系统运行,使得水箱系统能够按照要求进行工作,人机界面可以实时监控各项数据,并随时对相关参数进行更改。通过温控调节器调节温度。 现场水箱的数据采集后经过A/D转换给PLC进行PID处理,PLC处理的结果再经过D/A转换给变频器控制电机的转速,实现对参数的稳定控制。 1 方案设计 1.1 系统模块选型 本系统主要包括PLC控制模块,数模转换单元模块、人机界面监控模块等。 1.1.1 PLC选型 本系统设计采用三菱FX3U系列PLC为优秀控制器。该PLC为三菱推出的新型PLC,有丰富的扩展性和新型的功能,具有结构简单,使用灵活且易于维护等特点。 1.1.2 A/D、D/A转化模块选型 本系统A/D,D/A转化模块选用三菱FX2N-4A/D和FX2N-4D/A。 数模转换模块FX2N-4A/D为四输入通道,模拟量输入范围有-10~10V,-20~20mA,4~20mA,CPU只能以二进制处理模拟量值,模拟量输入模块可以将过程模拟信号转换为数字信号。 模数转换模块FX2N-4D/A为四输出通道,模拟量输出范围有-10~10V,-20~20mA和4~20mA。模拟量输出模板可以将数字量输出值转换为一个模拟信号。 1.2 系统结构设计 基于PLC的过程控制装置由上下两个水箱组成,包括流量、液位、压力传感器,可以根据所需不同的要求可构成不同的回路,如图2所示该控制系统主要实现流量、压力、液位、温度的自动控制。 1.3 系统软件设计 系统设计中用到的软件主要有:GX Works 用于FX3U程序编辑;GT Designer3用于GOT人机界面编辑。 1.3.1 监控系统功能 完成压力液位数据,变化量变化趋势、PID参数调节以及报警记录的实时显示。 1.3.2 水箱自动调节系统功能 水箱自动调节系统可以将功能分为数据采集和智能调控两个方面:系统时刻采集者流量、温度、压力、液位参数,并根据需要进行自动调整;而且,当液位过低时,它会自动停止加热,避免干烧而产生的危险。 1.4 PID控制器调节 (1)PID控制原理是根据设定值与实际值之间的偏差,将偏差按比例积分微分通过不同的组合构成控制器,对被控对象进行调整控制。 (2)PID具体指令 1)PID指令必须通过A/D将模拟量测定值转换成数字量PLC,因此,对A/D模块的初始化及其采样程序是不可缺少的一部分。 2)PID的指令设定值SV及 PID控制参数群参数必须在指令执行之前送入相关的存储器。所以PID指令的初始化程序必须在执行PID指令前完成。 3)用PID指令对设定值SV和测定值PV的差值进行PID运算,并将运算结果送入到MV寄存器。 4)如果是模拟量输出,则还要经过D/A模块将数字量转换成模拟量送到执行器,因此D/A模块的初始化和其读取程序也是必不可少的一部分。 (3)PID调节过程 1)设定I、D基础值为0,改变P值,分别为1、2、3、4、5、6、9、15; 2)设定流量目标值为100 cm/s,观察流量当前值随时间的变化; 3)当P值很小时,流量达到设定值的时间较长,当P值很大时,就会出现震荡,流量会在设定值左右变化,误差会较大,此时P值为2; 4)此时P值为2,D为0,改变I值,分别为0、1、2、3、4、5、6、15,观察曲线的变化; 5)当I值过大时,积分作用不明显,I值过小时,系统会出现震荡,使系统稳定性能降低,此时确定I值为5; 6)设定P值为2,I值为5,改变D值,观察当前值变化; 7)D值越小,微分作用就越弱,D值过大,系统会出现震荡,甚至发散,确定D值为1。 1.5 控制系统流程 1)控制系统流程开始后会进行初始化,包括硬件的复位和软件内部寄存器的清零。 2)打开触摸屏进行所需参数的设定,不然电机无法运行;电机运行后实时数据将显示在触摸屏上,在一定时间内如果未达到理想的要求值时可以重新设定参数来进行调整,直到它达到自己的要求。 3)达到要求值之后可以调整其他参数或者停止设备。 1.6 程序设计与人机界面 采用三菱FX3U系列PLC,进行程序编辑,完成相关控制要求:液位、流量、温度等相关采集量的处理以及反馈。通过人机界面可以对PLC的控制效果实时监控。 2 结束语 基于PLC的过程控制系统的设计,人机界面软件(GT Designer 3)的强大数据处理、图形表现能力和交互能力。PLC实用性广、抗干扰能力强、适用于工业现场的特点,融合了先进的自动化技术、计算机技术,具有可靠性高、维护容易等特点。系统实现了对流量、压力、液位等对象的测量、自动控制和实时监控,具有人机交互功能,监控软件界面美观,操作起来简单明了,程序使用方便灵活,可移植性较高,实现了操控要求。
石油化工论文:企业安全管理石油化工论文 1启用石油化工企业安全管理模式的现实意义 从现实的角度来说,石油化工企业安全管理过程中,每一个生产环节的工作人员都要提高规范化生产的意识,因而需从细节抓起,找到各环节中危险因素出现的根本原因,将可能发生的安全事故扼杀在萌芽之中,将安全防范措施与完善的生产技术相融合,才能体现出我国石油化工企业安全生产和管理的严密性,在此基础上才能谈及企业的生产效益以及社会效益。 2石油化工企业安全管理模式的优秀内容 2.1制定石油化工企业安全管理的应急预案 鉴于石油化工企业在实际生产中需要用到具有高毒性、强腐蚀性等特性的危险化学品,则制定基本的石油化工企业安全管理应急预案是极为必要的。企业需定期开展系统检查,严防出现重大生产事故,一旦发生爆炸、毒物泄漏等突发性事件,则要极力采取应急措施将损失降到最低[2]。 2.2严格规范石油化工类型企业生产原料的标准 我国行业监管机构对于石油化工行业所出台的政策较为明确,其优秀在于实现节能减排,严格控制能耗比指标[3]。与此同时,国家对石油化工类型企业生产原料的标准也有着严格的规范,不仅相关的原材料的挑选要符合国家标准,而且相关的技术操作人员要尽可能选择机械化、自动化的手段来维系生产,避免人体直接与化工硫酸等物质相接触,从而降低人体受到危害的概率,并要合理地使用相关原料及设备,管理者及一线工人要时刻注意生产安全制度的履行。 2.3针对相关的一线操作技术人员进行系统化安全教育 石油化工类型企业可以定期对操作人员进行培训,使其掌握先进的处理方法,并能严格遵守操作规程,配备相应品种和数量的消防器材,以及专门针对石油化工产品泄漏的应急处理设备,以系统内部层级宣传的模式来强化企业安全管理。石油化工企业安全管理模式探讨刘鹏(唐山中浩化工有限公司,河北唐山063611)摘要:随着我国石油化工类型企业生产规模的扩大,需要采取行之有效的企业安全管理模式来应对实际的生产状况。而且如若必要,企业管理层以及国家监管部门需依据企业的生产工艺和状况的变动,对规范化安全管理的模式进行适当的调整。本文就针对启用石油化工企业安全管理模式的现实意义以及石油化工企业安全管理模式的优秀内容进行阐述,并探究如何更好地改进石油化工企业的安全管理的策略,以期为同质类型企业管理带来有益的借鉴。 3更好地改进石油化工企业的安全管理模式 3.1安全管理模式的选用要与石油化工企业的生产实践相配套 通过对我国石油化工企业生产危险因素的分析,更加深刻地体会到安全生产的重要性。目前,我国绝大部分石油化工企业单位采用了HSE管理体系的框架来巩固自身在市场中的位置,并适时根据生产工艺技术的变化来调整安全管理模式,简单来说,我国石油化工企业要与时俱进,采取先进的管理模式来保障生产,其安全管理模式的选用要与石油化工企业当下的生产实践相匹配。 3.2实施石油化工企业安全管理与环保理念的整合模式 从各产业发展的实际状况来看,我国石油化工行业的发展较为迅速,为社会总体经济的发展贡献了较大的力量。但从环境保护的角度来看,石油化工行业的负面效益值得管理层深思。基于此,石油化工企业的安全管理模式的调整也要本着顺应国家环保标准要求的原则来执行,坚持“健康、安全与环境管理并重”的理念,将安全管理与环境治理结合起来操作,这样不仅能够提升企业生产管理的效能,还能有效降低企业管理成本,为石油化工产业的可持续发展夯实基础。 4结语 近几年来,随着我国现代工业的快速崛起,国民经济发展水平日益提升。从现在我国石油化工企业安全管理模式的优秀架构来看,仅仅停留在制定出石油化工企业安全管理的应急预案、严格规范石油化工类型企业生产原料的标准以及针对相关的一线操作技术人员进行系统化安全教育的层面上是远远不够的,还需要企业与时俱进,即安全管理模式的选用要与石油化工企业的生产实践相配套,并结合国家环保措施来强化安全管理与环保理念的整合应用实效,从而将石油化工企业的安全管理落到实处,提升产业的社会效益。 作者:刘鹏 单位:唐山中浩化工有限公司 石油化工论文:企业自动化控制石油化工论文 1石油化工企业应用自动化控制所需具备的条件 自动化控制是一项较为复杂的技术,它是以独特的控制算法和方案为前提,并以控制理论为基础,对石油化工整个生产过程中的各种模拟量进行自动控制,如温度、压力、液位等等。实现自动化控制需要具备以下基本条件:其一,先进的控制设备和系统,如分散集中控制系统、现场总线控制系统、火灾控制系统等。其二,满足控制系统运行的实施方案,为自动化控制目标的实现构建平台。其三,高素质人才。通过上述三个条件的有机协调,能够实现石油化工生产过程的自动化控制。 2自动化控制系统在石油化工企业中的具体应用 目前,国内很多石油化工企业都应用了大量的自动化控制技术,这使得生产能效和安全性大幅度提升,给企业带来了巨大的经济效益。由于石油化工企业的生产过程中存在大量的可燃性和有毒气体,一旦发生火灾后果极其严重,所以必须采取稳定、可靠地火灾控制系统。FDGS是可燃性气体监测与火灾控制系统的简称,与传统的DGS控制系统相比,FDGS的优势更加突出,具体体现在该系统能够独立完成对危险气体泄漏和装置火灾的检测、分析及防控。对于石油化工企业而言,其生产过程具有一定的特殊性,这使得各个生产环节对SIL(安全设备的安全完整性等级)要求相对较高,所以构成FDGS系统的各个部分均必须符合SIL国际认证。FDGS系统不仅可以连续不间断地进行探测,而且还能发现装置所在区域内可能出现聚集的各种危险气体,如可燃气体、有毒有害气体等等,不仅如此,系统还可以最早发现火情,并针对实际情况提供手、自动装置灭火。通过该系统的应用,能够极大程度地提高石油化工生产现场的安全性。 (1)FGDS系统的构成 FDGS系统的主辅设备会分布在两个区域当中,一个区域是装置现场,即危险区域,另一个区域是中央控制室,即相对安全区域。系统中的各个传感器具备检测功能,终端执行器主要负责执行功能。危险区域内的主要仪器和设备包括:IR火焰检测器、感温感烟探头、气体检测器、HVAC系统、熔断检测、火灾报警控制盘等,除了以上的自动化检测装置之外,在生产现场还布置了大量的手报按钮,当遇到突发火灾事件时,可通过该按钮进行报警。 (2)系统的主要功能和作用 ①FGDS系统具备连续不间断的探测功能,能够在早期发现各个区域内可能聚集的有毒气体以及可能出现的火情。②系统为灭火提供了手自动装置,并设置有声光报警器,不同颜色与声音代表着不同的危险,现场操作人员可按照报警时的颜色和声音对险情进行判断,据此采取应对措施。③具备执行控制欲连锁逻辑功能,可以提供事件石油化工企业中自动化控制的应用研究陈寿宝(中海油能源发展油田建设工程分公司,天津300459)摘要:本文首先阐述了石油化工企业应用自动化控制所需具备的条件,并在此基础上对自动化控制系统在石油化工企业中的具体应用进行论述。期望通过本文的研究能够对提高石油化工企业的生产能效有所帮助。关键字:石油化工;自动化控制;生产能效发生的顺序记录报告。 (3)系统设计方案 在对FGDS系统方案进行进行设计的过程中,要从全局的角度出发,对生产中的主要危险因素进行分析,并在此基础上确定最终方案。①火灾检测仪表选型。目前,市场中的火灾检测仪表种类十分繁多,每一种仪表的性能和应用场所均有所差别。为了达到最佳的效果,在选择仪表时,必须要结合生产现场的实际情况,同时,还要充分考虑防火分区的要求。按照我国现行GB50116-2013规范标准的规定要求,在选择火灾检测仪表时,应当满足如下以下几点要求:一是由于火灾发生的初期阶段会产生出烟和热,对于无明火辐射的场所应当选择感烟探测器。二是对于火灾发生后可能产生大量烟、热,且存在火焰辐射的场所,则应当选择感温感烟和火焰探测器。三是对于因温升过高可能引发火灾的场所,则必须选择感温探测器。②有毒及可燃气体检测仪表选型。在选择此类仪表时,应当以石油化工企业气体检测报警设计规范为依据,并确保所选的仪表满足以下规定要求:一是在工艺装置和储运设施的区域内应当安装可燃性气体检测器。二是对于使用有毒的装置和设施区域内,则应安装有毒气体检测器。三是如果可燃气体当中含有有毒气体,但有毒气体泄漏时达不到最高允许浓度时,应当安装可燃气体检测器。③安全性设计。由于FGDS系统归属于安全仪表系统的范畴,所以它的主要元件均应当选用故障安全型。如I/O应具备短路和断路检测功能;AI点则应具备异常电流检测功能;执行元件应当为励磁型;逻辑运算器要具备可靠地冗余和冗错功能。只有这样,才能确保整个系统的安全、稳定运行。 3结语 总而言之,在当前的新形势下,石油化工企业想要进一步提升生产能效,就必须对自动化控制技术予以足够的重视,并在实际生产的各个主要环节中合理应用自动化控制系统和设备,这样不但能够使生产设备得到有效的控制,从而提高生产效率,而且还能预防生产过程中安全事故的发生。在未来一段时期,应当加大对自动化控制技术的研究力度,除了要对现有的控制系统进行不断改进和完善之外,还应积极研发新的控制系统,使其能够更好地为石油化工生产服务,有助于推动石油化工企业的持续、稳定发展。 作者:陈寿宝 单位:中海油能源发展油田建设工程分公司 石油化工论文:消防安全规划石油化工论文 1石油化工园区消防安全规划现状分析 (1)规划缺乏科学性。部分石油化工园区消防规划不够合理,部分园区没有进行消防安全规划论证。没有按照危险源进行布局,在消防规划中没有按照危险源的变化而变化,使消防规划难以真正的发挥其关键作用。 (2)对大型火灾缺乏应对经验。在石油化工园区的消防安全规划中具有特殊性,部分石油化工园区的消防规划缺乏应对大型火灾的的经验,对于过热液体储存区、大型油罐一级石油化工产品的火灾特点缺少足够的认识和研究,没有做好提前的应对措施。对于化学园区化学品泄露、火灾等灾害后果与影响范围缺少科学分析和预测,没有建立相应的火灾风险管理机制。 (3)火灾事故的处置力量不足。对于化学工业园区事故救援和应急处理能力不足,特别是应当重大化工灾害时,缺少足够的救援能力,还没有建立对于石油化工园区相应的消防安全预案。 2加强石油化工园区消防安全规划的措施 (1)做好石油化工园区的消防安全规划研究。规划应当做好园区内危险源的分析,确定园区内可能存在的消防安全隐患,以及危害的模式和规模和最后导致的灾害后果;同时还有可能存在的次生灾害和引起的其它危害。通过对园区内的风险因素进行定量分析,并且对其社会风险进行评价,做好化工园内的安全规划工作。要做好园区内消防安全规划的评估,按照火灾风险的等级进行布局,建立满足园区长远发展所需要的科学规划体系。做好所有园区内的火灾危险源的辨识和分级规律研究,结合石油化工企业的火灾事故演变规律,对园区内的化工产品泄露、火灾等灾害建立相应的风险管理体系。园区消防规划作为园区整体规划的重要组成部分,应当从园区的整体布局出发,加强园区各种因素之间的协调。 园区内的消防安全规划应当在整个园区安全规划的基础上,做好相应的消防力量的配置,提高园区内的消防应急能力。园区内的消防安全规划要结合当地的实际情况,根据园区内石油企业的分布现状和园区的总体规划,对园区各功能区域进行科学合理的划分,满足科学规划的要求。同时园区消防安全规划还应当和其它专业规划石油化工园区消防安全规划现状及应对策略赵军潘金辉(新疆维吾尔自治区安全科学技术研究院,新疆 乌鲁木齐 830002)摘要:随着我国经济的快速发展,对于石油产品的需求也越来越旺盛。不少地区建设了石油园区,这些园区具备了生产、储存、加工等一体化的模式。但是在石油园区的规划中,消防安全是其中重要的基础,本文通过对石油化工园区消防安全规划的现状进行分析,提出了自己的看法。关键字:石油化工园区;消防安全;规划协调,例如供电规划、给排水规划、防洪规划等,建立有效的反馈机制,建立满足消防安全需要的安全体系。 (2)做好园区内的消防安全演练工作。对石油化工园区内重点危险源做好相应的安全监测和控制工作,在发生消防安全时能够进行及时的报警,并且加强和消防力量的联动,争取消防控制的时间。园区要建立相应的消防安全安全演练机制,定期做好消防应急救援和疏散演练。针对园区的消防安全现状和实际应急可能存在的火灾类型,做好园区内相应的灭火救援。通过火灾消防演练,检查灭火过程中的救援程序和疏散程序是否得当,预案措施是否符合要求,同时也检验了消防装备的性能。在演练中主要对消防资源和消防力量的配置情况进行检验,检查园区内的消防监控、消防通道等公共消防设施的运行情况,以及消防供水和消防人员的准备情况。通过对演练中存在的问题进行进行及时的调整,特别是检查园区消防规划是否合理,能否在发生灾难时快速的响应,满足消防安全的需要等。 (3)建立有效的消防力量。消防车要不断的吸收国外的先进经验,提高消防车的水泵压力,满足新型火灾的消防需要,同时还能够有效的解决远距离和高层供水问题,提高了灭火的强度。应当结合园区消防安全的规划的需要,配备特勤消防站,以便满足特种火灾和事故的需要。特勤站作为园区救援和灭火的图集力量,不仅能够完成一般的消防任务,同时还能够处置大型特种火灾的需要。特勤站能够具备处理化学灾害事故的能力,同时还应当具有处置地下、高层以及石油化工特殊化学品火灾的处置能力。 3结语 石油化工园区的消防规划应当加强防范能力,降低火灾发生的几率,提高园区的安全水平。同时还应当加强消防安全的规划研究,将消防安全融入到园区规划和建设中,配备专业的消防设备和力量,在发生火灾时能够快速的启动,降低火灾的危害。 作者:赵军 潘金辉 单位:新疆维吾尔自治区安全科学技术研究院 石油化工论文:安全管理石油化工论文 1.加强对员工的培训工作 施工人员,应加强施工人员的培训和管理,必须进行岗前培训在施工人员进入工地前,例如,施工人员的思想品质,建立相应的规章制度,施工过程的操作,以及各种设备模型和功能训练。仿真和实践各种意想不到的情况,熟悉事故,找出解决策略的实践。培养施工人员逃生意识同时,为了有效地确保发生事故时迅速逃离。安全教育是一个重要的方式来提高安全意识和员工的整体素质。 2.密封和密闭系统的管理 持续排放易燃、/粉尘、有毒气体、或生产,应设计成一个封闭的,并设置雾和除尘或吸收设施。可以低沸点易燃液体、有毒液体或空气中的氧气、水、氧化、分解、和反应或变质,应使用惰性气体密封,确保惰性气体系统的安全。腐蚀介质的过程做好防腐措施。 3.危险介质杜绝进入火场 在满足生产平稳的前提下,尽可能把材料在设备的停留时间缩短,选择的分离设备要减少储蓄流体。对大型设备底部、排量大于8m3/h液化烃泵入口、大排量泵、高温(\闪点,\自燃点)泵入口、液化烃罐出口,应考虑事故的发生设置隔离阀,紧急切断当事故发生时,减少事故外泄露。切断气源是气体消防和最好的方法。因此,应当建立事故隔离阀在天然气加工厂边界可燃气体歧管。 4.对设备布置的安全管理 设备布局设计等专业设计,需要操作满足工艺设计的要求和流程,控制布局时应考虑的第一个问题。设备布置根据工艺步骤,单元操作和工艺设备布局,特别是强调流程设计的设备高差的要求,温度下降和压降的要求,没有直接造成安全事故,经常会出现故障,不稳定和不连续性给生产带来危险。 5.管道器材的安全管理 选择管道设备,应该能够经得起最苛刻的操作过程产生的温度和压力的组合力量;不得超过规范允许范围内在管道设备的使用时,不允许使用的材料不符合规范;道应该仔细选择耐腐蚀材料和腐蚀裕量的腐蚀介质管,不同等级的管道连接,应该使用阀来连接,尽量避免异种钢对接口进行焊接;危险中应尽量避免使用波纹管伸缩接头解决挠性管;高毒性和液化烃管道阀门,不要使用螺纹盖阀门,高压阀门应选择压力密封结构或更好的密封结构。 6.管道机械的安全管理 必须确保管道的情况下设计是足够柔性。尤其是对高温、厚壁和大直径管与敏感设备(如泵、压缩机、发电机、空气冷却器,等等)的连接管,力矩作用在设备嘴子上,应满足设备制造商的要求;往复压缩机收购,除了考虑到灵活的脉冲振动分析也应该做;备用两个或两个以上的设备或开关操作时应考虑不同条件下的应力分析的影响,振动分析。 作者:吴兴云 单位:中石化第四建设有限公司 石油化工论文:化工仪表与石油化工论文 1现场总线与DCS的衔接 现场总线与DCS相结合主要是将现场总线智能仪表与DCS系统衔接在一起,这样不仅可以发挥DCS的独特优势,而且还能扩大现场总线的使用范围,从而有效降低了系统的整体成本,充分发挥了DCS和现场总线的优势。同时,需要不断提高管理监控一体化功能,进而对现场设备进行系统化管理。 2先进控制及优化 随着经济和技术的发展,我国已经掌握了一些先进控制技术,如鲁棒PID控制和多变量预测控制技术等。推动先进控制技术的使用,不仅可以提高产品效率和质量,提高经济收益,降低生产成本,而且还能提高控制系统装置运行的安全性和稳定性,有效地有助于企业的可持续发展。 3安全控制系统的应用 随着经济和科技的发展,石油化工企业的装置规模不断扩大,制作程序趋于复杂化,购买的材料一般具有易爆性和易燃性的特征,因此对各类设备的安全性提出了更高的要求。石油化工企业将安全控制技术推广到仪表控制系统中,能够提高设备运行的安全性和稳定性。加强紧急停车系统ESD的应用,能够减少意外事故和安全事故发生的概率。安全控制系统具体包括紧急停车系统、生产装置健康监控技术以及安全仪表系统等。 4石油化工仪表控制系统的发展 大量的实践研究证明,加强石油化工系统中自动化仪表的推广和应用是发展仪表控制系统的关键。随着经济的发展,人们逐渐意识到自动化技术发展的重要性和必要性,近几年,我国仪表控制系统的发展取得了较大的成绩。加强先进控制系统的应用是发展仪表控制系统的第一步,将先进控制系统安装在石油化工企业的装置上,能够保证装置稳定、安全运行,也降低了装置运行成本,增加了企业的经济收益。模型控制策略是先进控制系统发展的基础,先进控制是其发展的重要方向,比如,智能化控制以及模糊控制。当遇到复杂的多变量过程控制时,经常利用先进控制系统进行处理,先进控制是一种建立在常规单回路控制基础上的动态协调约束控制,促使控制系统在生产过程中能够充分满足动态性以及操作性要求。石油化工系统开始与美国Honeywell公司合作,有效的研发出了催化裂化装置先进控制。如今,自动化技术已经发展成为PCS、ERP和MES三层管理和控制系统。同时石油化工企业的生产、管理和经营过程包括三个层次,即操作控制层次、生产管理层次以及经营管理层次。控制操作层主要是实时更新数据库、安装DCS或FCS;生产管理层是进行油品储存、运输以及生产调度;经营管理层是ERP。近几年,石油化工企业基本都采用ERP、MES和PCS三层管理与控制系统,该系统是一种自动化技术,是控制系统发展的重要方向。 5总结 综上所述,信息化和工业化是相辅相成、相互促进的,石油化工仪表控制系统推动着石油化工企业的发展,石油化工企业也促进仪表控制系统的发展,将信息化技术和现场总线技术结合起来,能够实现石油与化工的共同发展。因此,企业需要大力引进油化工仪表控制系统,促使其在企业得到充分应用。 作者:吴春风 单位:中国石油吉林石化分公司乙二醇厂 石油化工论文:企业设备运行石油化工论文 1技术改造 根据化工企业生产特点可知,技术改造的实质就是进一步优化设备检测、维护方法。总结现阶段常见的设备检测、维护技术,无损检测方法是一种常见的故障检测技术,通过微型计算机清晰显示设备内部情况,为维修人员解决相关故障提供真实资料。对化工企业而言,应用无损检测技术具有以下几方面优势:①无损检测技术无需拆卸设备外壳,并且能在设备运行过程中完成检测,满足化工企业设备工作量大的特点;②无损检测技术适用于多种设备检测,满足化工企业设备种类繁多等特点,可为企业降低维修成本。因此,对于化工企业而言,应在技术改造过程中,可进一步扩大无损检测技术的应用范围。 2设备维修 设备维修的主要目的,是为保证设备能恢复良好的工作状态,与设备日常维护相比,设备维修属于一种消极的补救办法。但总体而言,设备维修在提升设备运行能力中发挥着重要作用,能提高设备品质,改善设备使用效率。(1)设备维修方法①预防性维修:预防性维修是指通过设备检修,发现潜在故障风险并进行维修,以防止更大的故障发生。常见的预防性维修方法主要为:设备内部擦拭、向设备内部添加润滑油等。②修复性维修:修复性维修是指在设备发生故障后,为保证设备能恢复到最佳工作状态而进行的维修活动,常见的修复性维修方法主要为:更换设备零件与设备经济性改良等。(2)维修方法选择从设备运行角度来讲,设备的故障具有征兆,是可以预测的,因此,在选择维修方法之前,可通过预测、观察和记录,及时判断设备的状态维修。一般而言,具有规律性但无明显发展期的故障,可按照设备使用寿命,开展定期修理;或设备故障不明显,可采用事后维修。对于部分偶发性并具有发展期的故障,例如轴承故障等,由于轴承出现故障的概率的不确定的,但故障却具有相应的发展期,可通过日常检测发现故障,所以应当采用状态维修。对于部分易于修理的零部件,可选择事后维修方式,并将维修工作的重点转移到其他故障处理中。对于偶发性但无发展期的故障,因无从得知其将要发生故障,只有采用事后维修,但对于重点设备,突然停机损失较大,应设置备用机器,出现故障时可立即更换或代用,直到故障排除为止。 3结语 在石油化工企业运行过程中,设备运行能力是影响企业生产能力的关键,因此,对设备运行可靠性的分析更具有实际意义。本文在分析石油化工企业设备运行可靠性分析中,先由设备运行可靠性入手,分析设备运行的基本内容,再讨论石油化工企业设备运行可靠性管理的几点措施,并从日常维护、维修管理两方面对如何进行有效的设备运行可靠性管理进行分析。但总体而言,在设备运行管理中,必须要根据设备的运行特点与运行要求进行改进,并结合本单位的生产强度进行判定,以保证设备运行可靠性管理的科学性。 作者:刘洪星 单位:中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司 石油化工论文:地下管线石油化工论文 1地下管线危险危害分析 石油化工企业地下管线损坏、破裂,物料发生泄漏,可造成供(排)水或工艺物料中断,会影响生产装置的正常运行,甚至造成生产装置停车。泄漏出来的易燃、有毒物料,易引发火灾、爆炸、中毒、污染等事故,造成重大损失。生产装置运行不正常或发生事故的情况下,泄漏出来的易燃、有毒生产物料以及事故处理产生的污水进入地下排水管网,也有可能引发火灾、爆炸、中毒、污染等事故。原料、成品油地下管线一般需要穿越公路、河流、田野、居住区、村庄等,地下管线长、埋设情况复杂、管理难度大。一旦损坏,如发生油气泄漏,不易及时发现,易引发火灾、爆炸、污染等事故,如处理不及时,往往会造成灾难性的后果。a)火灾、爆炸危险性分析。输送可燃物料的地下管线、含油污水管线如发生损坏、破裂,危害较大。其泄漏出来的油气、可燃物料,不易及时被发现,如积聚在管沟内、流入地下排水系统或渗入地面,遇点火源,有可能引发火灾、爆炸事故,造成危害。b)毒物危害因素分析。输送有毒物料的工艺地下管线、含硫污水管线如受到外力的影响,造成地下管线损坏、破裂,或管线发生腐蚀、损坏。管内有毒物料泄漏,人员接触,有可能发生中毒等事故。输送含硫化氢的天然气地下管线如腐蚀、损坏、破裂,管内天然气泄漏,人员接触,可发生硫化氢中毒事故。排水系统内的局部区域(如暗井、积水池等)在运行过程中,还有可能在局部空间、区域内积聚硫化氢等有毒有害物料。当检修作业时,如未置换合格,又未采取安全措施,作业人员即进入该空间、区域内作业,极易发生人员中毒或窒息事故。此类事故在石化企业曾多次发生。c)污染危害因素分析。输送可燃物料的工艺地下管线、含油、含硫及生产污水管线,如发生损坏、破裂,泄漏出来的油品、可燃物料、生产污水可漫溢到地面,处理不及时,油品、可燃物料、生产污水有可能进入排水系统。如处理不当,污水可通过排水系统进入自然水体,而发生污染事故。 2安全措施及建议 2.1地下管线的设置应严格执行国家法律法规、规章、标准的规定 原料、成品油地下长输管线的设置应严格执行国家《石油天然气管道保护法》、《危险化学品输送管道安全管理规定》等法律法规以及GB50253-2003《输油管道工程设计规范》等的规定。石油化工厂区地下管线的设置应符合GB50187-2012《工业企业总平面设计规范》、GB50489-2009《化工企业总图运输设计规范》、GB50160-2012《石油化工企业设计防火规范》、SH3034-2012《石油化工给水排水管道设计规范》等标准的规定。 2.2地下管线的设置应符合发展规划 厂外地下管线的布局、设置应符合地方政府的规划,与土地利用整体规划、城乡规划相协调。厂外地下油气管线应避开居民生活区、水源保护区、飞机场、火车站、海(河)港码头、军事设施、自然保护区、名胜古迹和地下文物遗址等敏感区域;远离居民区、村庄、公共设施等人员密集区域。油气管线规划建设还必须符合油气管道保护要求,应避开滑坡、崩塌、沉陷、泥石流等不良工程地质区、矿产资源区、严重危及管道安全的地区。对不符合安全生产和环境保护要求的现有地下油气管线,要立即制定整治方案,尽快组织实施。 2.3建立、完善地下管线的各项安全生产制度 建立、完善有关地下管线的各项安全生产制度,明确地下管线的安全管理职责。完善地下管线定期检测、维修、报废、更新制度。建立健全地下管线隐患排查治理制度,落实隐患排查治理责任。加强地下管线日常巡护,保证设备设施完好,确保地下管线安全稳定运行。建立地下管线安全风险评价制度,地下管线应与装置、设备、地上管线一样,进行安全风险评价。 2.4设置完善的安全设施 油气及工艺物料地下管线应设置压力、温度、流量监测、自动控制、调节系统,以及报警、联锁、超压泄放、紧急切断装置等安全设施。供水管线应设置压力、流量监测、调节设施,以及排气、安全阀、切断阀等安全设施。污水排水管道(含可燃液体)应设置管道水封、排气管等安全设施。厂区排水系统应设置雨水收集、监测控制以及事故消防废水收集、处理设施,防止发生污染,造成危害。雨水监控及事故污水收集系统的设计,应符合GB50483-2009《化工建设项目环境保护设计规范》的规定。在埋设地下管道的地面设立管道埋设标志。厂外输油管道地面沿线应设置里程桩、转角桩、阴极保护测试桩和安全警示标志。地下油气管线、工艺可燃有毒物料管线的封闭空间(如地下管沟)应设置可燃、有毒气体检测报警装置。钢质长输油气管线应设管道电流阴极保护设施,以减轻输油管道的腐蚀。 2.5设立地下油气管线安全监控及信息管理系统 设立地下油气管线自动监控及信息管理系统,实现生产操作自动化及工程管理信息化。地下油气管线生产操作采集和处理主要工艺变量数据,实时进行显示、报警、存储、记录、打印,通过控制系统进行远程控制、调节、全线紧急停运、水击控制、并进行管道的泄漏检测与定位。通过地下管线信息管理系统,对生产操作数据进行分析,给地下管线的运行管理、决策提供指导依据。 2.6提高地下管线安全保障能力 地下管道应采用防腐蚀的新材料、新技术,减轻地下管线的腐蚀危害,提高使用寿命。修订、完善地下管线安全法规标准,适当提高地下管线的安全等级和安全标准,提高地下管线所需的安全环境要求。解决地下管线,特别是地下油气管道的规划、设计、建设、运行面临的安全技术和管理难题。开展地下管线长周期运行、泄漏检测报警、泄漏处置和应急技术研究,提高地下管线安全保障能力。 2.7提高事故应急处置水平 企业应按照GB/T29639-2013《生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则》的要求,根据地下管线输送介质的危险特性及管道状况,制定有针对性的专项应急预案和现场处置方案,并定期组织演练。通过演练检验预案的实用性、可操作性,不断修订、完善应急预案和现场处置方案。加强事故应急处置队伍的建设,不断提高应急处置人员的专业素质。配套完善安全检测及管道泄漏封堵、油品物料回收等事故应急处理装备,保持处于备用状态。事故处置中要对事故的危害和风险进行辨识和评估,做到准确判断,杜绝盲目处置,防止事故扩大。并根据事故现场情况及救援需要及时划定警戒区域,疏散周边人员。建立地方政府与企业沟通协调机制,开展应急预案联合演练,提高应急响应能力。 3结语 石油化工企业地下管线存在的危险有害因素有多种,但危害最严重的是进入地下管线内的可燃、有毒、有害物料发生泄漏,引发火灾、爆炸或中毒事故,进而污染环境,造成大的安全或环境事故。只有对地下管线按标准要求进行科学合理地设计、制造、施工、监理;加强安全管理,定期进行检测、维修;制定地下管线破损事故应急预案,并定期组织演练,才能确保地下管线实现安全、长周期运行。 作者:王家见 张弘 路荣博 王建伟 单位:中国石化安全工程研究院 青岛大学附属医院 石油化工论文:控制室石油化工论文 1石油化工控制室设计规范 (1)操作室和机柜室应留有20%的扩展空间(定量要求)。(2)操作室面积每增加一个操作站,面积增加5~8m2。(老规范为6~10m2)。(3)成排机柜之间间距为1.6~2.0m(老规范为1.5~2.0m),机柜距墙(柱)间距为1.6~2.5m(老规范为1.5~2.0m),最小间距要求增大。(4)控制室建筑物耐火等级应为一级(老规范为二级)。(5)活动地板设计均布荷载不应小于23000N/m2(老规范为5000N/m2),活动地板荷载增大很多,更安全了。(6)操作室、工程师室净高不宜小于3.0m,机柜室不宜小于2.8m(老规范全部要求为2.8~3.3m),新规范没有对上限进行规定,设计灵活性更大了。(7)电缆穿墙入口宜采用专用的电缆穿墙密封模块,并满足抗爆、防火、防水、防尘要求。当条件受限,采用电缆沟进线方式时,电缆入口处洞底标高应高于沟底标高0.3m以上,应采取防水密封措施,室外沟底应有排水设施,并且电缆穿墙入口处的室外地面区域宜设置保护围堰(基础墙体洞口采用防火材料密封,沟内冲砂。不得在室内地面以上的外墙上开设电缆进线洞口)。(8)控制室的空调引风口、室外门的门斗处、电缆沟和电缆桥架进入建筑物的洞口处,需要时宜设置可燃气体和有毒气体检测器。(9)抗爆结构的控制室设置无线通信系统时,应设置无线信号增强设施,以保证与外界的正常通信。 2石油化工控制室抗爆设计规范 (1)抗爆控制室宜布置在工艺装置的一侧,四周不应同时布置甲、乙类装置,且布置控制室的场地不应低于相邻装置区的地坪。(2)抗爆控制室应独立设置,不得与非抗爆建筑物合并建造。(3)抗爆控制室应至少在两个方向设置人员的安全出口,且不得直接面向甲、乙类工艺装置。(4)抗爆控制室建筑平面宜为矩形布置,层数宜为一层(不应超过两层)。(5)抗爆控制室宜采用现浇钢筋混凝土结构。(6)在人员通道外门的室内侧,应设置隔离前室。(7)活动地板下地面以上(即活动地板与室内基础地面之间)的外墙上不得开设电缆进线洞口。基础墙体洞口应采取封堵措施,并应满足抗爆要求。(8)抗爆控制室的重要房间、一般房间的空调系统宜分开设置。(9)重要房间空调设备的启停及故障报警信号应引至DCS。 3石油化工仪表系统防雷设计规范 (1)控制室建筑物应按GB50057第一类防雷建筑物的规定,采取防雷措施。老规范要求为二级。(2)仪表系统设备的安装位置距建筑物外墙的内壁距离应大于1.5m。对于抗爆结构建筑物,仪表系统设备的安装位置距建筑物外墙的内壁距离应大于1.0m。 4结束语 控制室的设计是个系统工程,涉及到多个专业,需要各专业间的紧密配合,本专业必须了解规范中对其它专业的要求和规定,只有充分了解,相互配合,才能做好控制室的设计。由于控制室的相关设计规范已经很久没有更新,此次更新时间间隔较长,还需各设计人员对新规范认真仔细研读。 作者:邱学 孙来宝 李胜利 单位:中国石油工程建设公司 石油化工论文:电气仪表石油化工论文 1石油化工仪表供电系统存在的安全隐患 当前,石油化工的仪表供电系统一般采用220VAC、24VDC两种电压级别,其中220VAC交流电源由UPS来供电,再经低压断路器控制处理后,形成诸多分支回路分别通过AC/DC转化器或变压器等设备输出24VDC和110VAC的电源,向相应仪表提供电力负荷。在石油化工仪表中常见的不安全隐患比如照明、散热风扇等,石油化工仪表中常见的不安全供电系统构造如图1。从图1可以看出,该种供电系统,测控仪器和仪表设备系统运行安全性和可靠性得到一定的保障,但是存在安全隐患,主要是:1)对需要经过24VDC的直流供电的直流式仪表未按照标准和要求配置冗余电源;2)DCS系统、PL系统等需要采取双回路电源的仪表并未应用双回路电源供电,而仅仅在分支线路上配置并联两个电源,以对回路进行供电,当出现断路器开启、UPS电源发生故障、非主观断电等情况时,电气仪表会形成闭合式供电线路,进而引起短路;3)当照明、风扇等设备的供电短路时,会导致整个供电系统发生断电。所以,为提高石油化工仪表供电系统的安全性和可靠性,必须做好优化设计、安装调试、维护等方面的工作,采取积极有效的防护措施,消除安全隐患,避免供电事件的发生,保证石油化工生产的安全、稳定。 2提升石油化工电气仪表安全供电体系安全性的对策 2.1提升总电源的安全性和可靠性 提升整个石油化工仪表供电系统安全性和可靠性的重要基础就是要有一个安全可靠的总电源。所以,石化企业应该选择性能稳定、质量硬,且在10kVA以上的市电电源,以向生产过程中的各种自动化仪表提供电力支持。另外,还应采用市电供电和UPS的正常、稳定供电两种形式,以实现并行供电,强化整个石油化工电气仪表供电系统的安全与稳定[2]。特别强调的是,供电系统厂家还应科学有效地核算断路器容量。 2.2优化双回路电气仪表的供电系统 DCS分散控制系统、SIS仪表监控系统及PLC系统均为石油化工自动化生产过程中最为优秀的系统,对于整个生产系统的安全可靠供电具有很高的要求,所以对这些仪表系统的供电安全性要有足够的重视。在正常情况下,只需要保证控制站供电电源的正常稳定运行,一般不会对生产性仪表产生很大的影响。由于控制站在整个生产测控系统中是最为重要和关键的,所以在优化和改进过程中,应该对其所有关键元器件的供电都采用冗余联合容错控制模式。所以,控制站的冗余电源系统应严格设置两个独立电源,以确保其中任何一路出现故障不能正常运行情况下,另一路可正常供电,如此可确保整个仪表测控系统中诸多重要性仪表的正常稳定运行。 2.3优化配置直流供电仪表的冗余电源 在石油化工生产系统中,直流电源主要为24VDC的直流仪表提供电力支持。要确保直流仪表供电系统的安全性,应该采取不同电源供电的两台24VDC直流稳压电源进行并联式供电,同时还应该在每个直流电源输出端的正极上增加一个大功率的二极管,以此分开两个不同电源。两台24VDC直流稳压电源,其电源均来自两个不同的220VAC交流UPS电源,或者市电和UPS电源同时供电,这就实现了良好的冗余电源设置[3]。该模式设计和操作都较为简便,兼顾了经济性、安全性和可靠性。 2.4优化单项220VAC供电仪表的电源配置 在石油化工生产过程中,一些仪器仪表对供电系统的要求不高,即使出现暂时性断电,也不会对整个化工自动化生产系统产生很大的影响,比如:压力表、温度器等。所以,为了整个供电系统的优化,可直接应用220VAC的城市电网来完成供电,以节约企业的生产成本,提高生产经济效益。不管是从经济方面考虑,还是从技术安全性考虑,此类模式具有很强的可实施性。在供电模式中配置STS后,整个电气仪表供电系统的安全稳定性均要比UPS电源要好。另外,在该种模式中,如果UPS电源发生故障,则STS会在内部电路闭锁控制状态下自动切换到市电供电,并经市电分开、稳压电路来实现正常供电,这也极大方便了在不断电确保电气仪表的供电安全性基础上,对UPS电源进行检修。 2.5优化照明、风扇等设备配电 在系统供电回路的设计中,可将照明、风扇等设备采用市电单独供电。可以避免发生因此类辅助设备供电回路短路而产生的整个系统运行故障。 3结语 随着石油化工业的发展和进步,在石化生产过程中的各种自动化控制化系统还会不断更新、扩大,形成集中、统一的的电气仪表测控系统。总之,为了确保石油化工生产各种电气仪表的正常、安全、稳定运行,保证石化生产的安全与稳定,必须提高和确保电气仪表供电系统的安全与可靠。在优化和改进过程中,应该根据企业生产的实际情况、各种生产设备仪表的供电特性,从供电负荷、安全生产等方面,结合供电技术、经济性,采取科学合理的供电配置模式,确保生产系统中所有电气仪表的安全性、经济性,最终实现石化生产经济效益和社会效益的最大化。 作者:张霄芳 单位:中石化石油工程设计有限公司 石油化工论文:资源与能源石油化工论文 1石油化工产业优秀技术少,缺乏竞争 随着石油化工产业发展步伐的加快,石油化工的产品的更新速度也在逐渐加快,为了适应这个国际的发展趋势,我国相对的,就需要不断地加快石油化工产品的更新,而问题也就随之产生了。在我国石油化工产业中优秀技术少,缺乏竞争力的问题普遍存在着。结合我国目前的发展现状来看,我国这一方面的科研技术并不完善,新产品的开发速度也非常缓慢,并且生产量也很小,不能满足我国石油化工市场的需求。我国对于石油化工产业产品的需求量大,但是没有自给自足的能力,没有自己的优秀技术以及需要大量进口石油化工产业的产品这两点与我国可持续发展道路相互矛盾,严重阻碍了石油化工产业的进步与发展。 2改变传统观念,明确低碳转型走势 我国一直被认为是“富煤、缺油、少气”的国家,当前我国一直习惯用石油来解决生活和运输的问题需要被彻底改变,也就是说我国人们需要改变传统的观念,明确低碳转型的走势。我国一直要求低碳环保,进行可持续发展,这些发展趋势都是不可逆的。这样就要求我国人们必须进行科技创新,利用全球化发展的便利条件,发挥智慧和才能,使中国交通运输的能源和化工原料向多元化的方向发展,开创石油化工产业的新天地。 2.1从一次性能源转变为终端利用,提高资源利用率 资源都是经过日积月累积累起来的,如果对资源不加以合理地使用,即使有再多的资源也会出现资源枯竭的一天。目前,我国已经认识到了这一点的重要性,在未来的石油化工产业的发展道路中,遵循我国的可持续发展理念,对石油化工产业的产品进行二次利用,把对资源的利用率扩展到最大,实现低碳经济。在未来,石油化工产业还会把一次性能源向核能和地热能以及可再生的能源转变,并且不断地开发新的能源,实现低耗能,高发展,促进我国石油化工产业的发展。 2.2产业布局转变,产业集中度增高 将石油化工的产业都集中在一起,这样就可以减少在能源生产过程中所产生的运输里程,而且还会减少相对应的运输费用,提高石油化工产业的生产量。形成了高密度的石油化工产业布局,在减少运输的同时也降低了我国由于交通不便利而造成的运输资源压力,这样就可以及时地提供资源,减少时间。目前,我国的大连、大庆、吉林和上海等多个城市都已经建立了石油化工产业的生产基地,实现了集中型的产业格局。 2.3形成自身产业的优秀技术,提高产业竞争力 想要解决石油化工产业困难的现状,就要从根本上的原因入手,也就是说,从根本上解决产业自身的优秀技术问题,才能提高石油化工产业的竞争力。21世纪是一个需要人才的时代,在未来石油化工的发展道路上,只有加入了有创新性的人才,才能形成自身的科技竞争力。目前,加大力度对这方面的人才进行大力培养,在未来才有可能使我国的石油化工产业的产品不再依靠进口,逐渐实现自给自足。 3结语 我们要看到我国未来在石油化工产业方面将要面对的挑战和困难,要不断地进行技术创新、科学研究,提高我国在石油化工产业方面的竞争力,促使我国石油化工产业稳快速发展。 作者:陈骁良 单位:中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院 石油化工论文:射线检测技术石油化工论文 1.丫射线扫描技术在塔设备操作中的作用 在对塔设备进行故障诊断时,丫射线扫描技术的应用非常广泛。在实际的诊断过程中,在塔设备的两端防止探测器和丫射线源,同时要测出塔设备内的操作介质密度分布谱图。不管是板式塔或者是填料塔,处在不同位置的介质,密度也会存在一定的差异,对于丫射线的吸收也有差异。所以就可以通过扫描谱图来对塔设备内的操作情况进行判断。通过丫射线扫描技术能够有效的检测出塔设备内存在的一些问题,例如塔板的塌陷和失踪、填料层塌陷、泡沫严重、液泛、漏液情况严重等。丫射线扫描技术处理可以诊断塔设备存在的故障,同时也看可以在不停工、无干扰的情况下对塔设备进行监测。采用丫射线扫描石油化工生产过程中的一些关键设备,可以让生产过程保持长时间的稳定和安全,尤其是对于分离塔设备的操作,因为分离塔设备的原料波动非常严重,同时也容易出现堵塞、腐蚀和结垢,所以建立起分离塔设备的运行数据库具有非常重要的作用。通过丫射线扫描技术还能够进行有针对性的查找和跟踪,从而来掌握相关关键参数的变化情况,这样就能尽早发现潜在的问题和故障,然后采取有效的措施来解决,这样才能让设备安全和可靠的运行,停工时间就能得到有效减少。在对设备进行检修前对其进行扫描,这样就能够在既定的停工检修期前做好相关的准备工作,比如书人力、材料以及其他相关细节。如果塔设备需要经常置换,就可以在实际的运行周期中进行定期的扫描,同时对塔设备的损坏部分和操作变坏的部分进行详细记录,这样就能够对损坏的原因进行确认,从而找出相应的改进措施。 2.中子背散射线检测技术在石油化工装置中的作用 在石油化工装置中.可以用中子背散射线技术进行检测.其主要检测装置容器、管道等器壁的厚度或者是厚度的变化情况。在用中子背散射线进行检查时,需要使用慢化剂作用于中子,促进中子背散射线进行检查,这些慢化剂一般为水、酒精等含氢的物质。当中子发射的快中子与慢化剂作用形成热中子,热中子产生背散射现象,反射热中子中的一部分就被石油化工装置器壁所吸收,然后通过探测器检测出中子强度,根据反射规律得出慢化剂与探测器之间的距离。在石油化工装置中,通过中子背散射技术,主要是由于检测料位,从而检测出装置器壁液体与液体、液体与固体、液体与气体的界面,从而确定出装置中物质的高度,计算出存储物质的量等。在化工业中常采用Am一Be中子源,主要是因为其中子产出率比较活跃,能够测量较厚的装置,可是子啊进行防护时是一件困难的事情。如某化工厂存在堵塞的气液分离罐、加氢反应器,要求在不停工的情况下检测出装置中的料位。用一般方法进行测量计算存在一定的难度,因为该装置器壁后为55毫米,反应器的厚度为100毫米,工作状态下压强在107帕上。这时就采用中子产量为106/。的中子源进行某不停提工检修某化工厂对气液分离罐中的料位进行检测,用探测器检测出装置外壁中子背散射分布如图所示,从而就能准确的确定出装置中物质的料位。 3.放射性示踪技术在石油化工装置中的作用 放射性示踪技术也是现阶段石油化工装置中应用比较广泛的一种射线检测技术。丫射线扫描技术和中子背散射技术是一种密封源的放射性技术,这两种技术在对相关设备测量时只能够在外部来进行。而放射性示踪技术则能够对设备内部的介质量、频率和速率能够清楚的掌握,放射性示踪技术主要是通过在生产工艺流程中加入气体、固体或者液体放射性材料来实现的。但是现阶段在我国的石油化工企业中,放射性示踪技术还没有真正实现工业应用。放射性示踪技术可以对装置或者换热器的渗漏进行检测、测量反应物料的停留时间分布情况、测量管线、槽或者反应器的流体流量等。 4.结束语 通过射线检查技术在对石油化工装置的故障进行检测诊断时更加的准确、直观和快速,让生产过程和可靠操作得到有效的保障,让企业生产过程中的停工时间缩短,非正常停工时间也能得到有效减少,这样就能有效减少企业的经济损失,让石油化工装置能够长时间的高效、安全和稳定的运行。射线检测技术除了对装置进行故障诊断外,还能评价装置的运行状况、优化操作等,所以在石油化工行业中,射线检测技术将会得到更加广泛的应用。 作者:雷霆 单位:正能建工集团有限公司 石油化工论文:项目管理下石油化工论文 一、建设工程项目的主要内容 1.对于费用的控制 将不相同单位所参加的建设工程项目所出的费用分为成本的控制盒来进行投资控制,就是费用控制。坦白来说,费用控制其实就是项目的投资控制;本片文章主要就是讨论了建设工程项目的施工成本的控制,相比较其他项目的参与单位,所谓费用控制其实就是表示了个参与单位的利益的成本控制。主要的内容有建设工程的承包合同、整个施工成本的计划、整体进度报告和工程建设过程中的变更单等等组成了施工方的成本控制,根据这些资料来对施工成本进行研究比较,从而得到的研究成本结果来进行需要的修改措施,这样来实现建设项目的管理目标。 2.对于进度的控制 主要是以横道图进度计划以及工程网络计划作为主要的项目进度计划编制方法。所谓横道图进度计划就是现在使用最为广泛的传统进度计划,横道图进度计划这个项目最主要的是使用于小型项目和大型项目的字项目。工作网络计划跟横道图进度计划的应用大有不同,在双代号网络计划、双代号时标网络计划、单代号网络计划和单代号搭接网络计划这些地方应用的比较多。对于建设工程项目的进度计划的全面控制的过程是一个艰巨的过程,所以在进行进度计划的执行过程中,必须通过对整个进度计划的具体实施情况进行跟踪、统计,根据跟踪统计结果加以整理和分析,并且分析出的结果实时改正跟进度计划的偏差,具体的实施调整工作,调整关键线路和非关键工作时差以及增减工作项目和对工作中的逻辑关系进行调整,以此来完成建设工程项目的进度计划目标。 3.对于质量的控制 质量控制对于建设工程项目管理师首要任务。建立健全的项目管理制度来掌控整个建设体系,就能够将初步存在的质量问题和提前预防某些质量事故,这样一来整个建设工程项目管理的体系能够保证正常运转,从而达到建设工程的目标。在建设施工过程中建立健全的施工质量计划是给施工企业向业主明确的展示出质量管理的目标和具体该如何实现的方法,承担起对业主的责任。施工企业的质量控制主要对施工生产要素的质量进行控制、对施工的准备工作进行质量控制、对施工过程中的作业的质量进行控制。 二、总结 科学的制定进度计划。由于石油化工项目立项后,希望马上建成投产,给企业带来良好的经济效益和社会效益。因此,我们必须控制严格的进度计划。但是,由于大型设备到货时间晚等原因,拖延了时间,为了完成既定的进度计划,致使在一段时间里,时间紧、任务重。这时,应当对进度计划进行科学和客观的分析,实时的调整计划。如果只追求进度计划,将会对安全和质量产生不利影响。 作者:杜志文 单位:陕西延长石油(集团)有限责任公司 石油化工论文:管道施工下石油化工论文 一、石油化工管道施工过程中存在的问题 1.管道材料的质量问题 石油化工工程在施工过程中要使用多种材料,尤其是石油管道的选材对整个管道施工工程的质量有很重要的意义。石油管道的型号比较多、制造石油管道的材料也不同,这些对石油管道的质量影响也是不同的。因此,在选材过程中,管理人员要严格把关,对提供管道的厂家也要进行严格的审核和考察,对管道材料要进行严格的检验,检验合格才能安装使用。 2.施工人员的综合素质水平不高 施工人员参与在石油化工管道施工的每一个环节,只有施工人员在施工过程中严格管道施工质量,才能进一步保证石油化工管道施工质量。进行石油化工管道施工需要施工人员高度的专业技能和责任心,在现实施工过程中,一部分施工人员是不具备高度专业素质的。这就会导致在施工过程中,施工人员对细节把握不够,留下安全隐患造成石油化工管道安全事故的出现。 3.管道焊接存在问题 石油化工管道施工不同于其他工程的施工,石油管道的质量安全主要依靠石油管道的焊接。对管道焊接的要求是比较严格的,主要包括:是否漏焊、焊肉是否达标等问题,这些内容的施工对操作人员的要求是很严格的,因为这些问题时比较细致的,所以在操作中容易出现失误,而且在检测中也较难发现,这些问题的存在就给石油化工管道工程的施工造成了很大的威胁。 二、石油化工管道施工质量控制的办法 1.提高施工人员质量安全意识 施工人员和技术人员是保证石油化工管道施工质量安全的关键,所以石油化工企业要加强施工人员的技术人员的专业技能和提高质量安全意识,这方面可以采用员工知识培训的方式,让施工人员和技术人员在学习过程中加强自身的专业技能和提高质量安全意识,并把员工学习的结果作为考核的标准之一。 2.严格控制管道焊接的质量 在管道材料选购上,一定要保证提供管道材料的厂家质量是符合要求的。在管道焊接过程中,要,要特别注意焊接的每一个步骤,因为焊接工程影响整个管道施工项目的质量安全问题。管道焊接的内容主要是填充层、盖面和热焊,在对填充层进行焊接的时候一定要注意将内凹的位置填平,防止内凸出现影响工程质量。在焊接的过程中要注意焊肉是否符合标准,并切记不能漏焊。在管道焊接工作完成后,一定要由专业人员进行详细检查,每一个可能出现质量问题的环节都要进行详细的检查,以此确保石油化工管道施工的质量安全。石油输送管道的质量得到保证,整个石油化工项目的质量才是有保证的。质量不会出现问题,企业的社会形象才能得以提升,社会效益也才能提高。 3.做好管道防腐工作 一般有石油资源的地方,它的土壤酸碱度都会比较高,这会对石油管道造成严重腐蚀的后果,管道在长期腐蚀作用下就会容易坏,这样就会出现安全事故。因此,在铺设石油管道的时候就要做好防腐工作,目前我国对于石油管道的防腐依然采用的是给管道涂石油沥青和环氧煤沥青。对管道涂防腐材料之前要除去管道表面生锈物质和油污,然后进行喷砂处理,为了防止管道二次生锈,要先涂底漆再涂面漆,涂完后包裹玻璃布,再进行最后一次涂漆,最后,在所涂的防腐材料完全变干之后进行埋管工作,当然,对所涂的防腐材料也要进行严格的检查,对于检查不合格的一律不能采用。对管道做好防腐工作,可以延长管道的使用期,保障石油化工管道施工项目的质量安全。 4.施工完成后要对整个管道施工工程进行严格的检查 施工单位在施工完成后,一定要对整个施工项目及分项进行严格仔细的检查,在检查合格后要交由有关监管单位,由监管单位对检查资料进行进一步核实和检测,在确认工程达标后,才可以将工程投入使用。这个过程主要是对质量安全问题进一步详细检查,防止管道在使用过程中出现问题,造成安全事故。 三、结束语 综上所述,要实现石油化工管道施工质量安全的控制,就要在施工的各个环节进行严格的控制,只有这样才可以保证管道施工质量的安全。 作者:甄翔 徐东 单位:中国石油天然气管道局 石油化工论文:EPC风险管控下石油化工论文 一、EPC工程总承包模式概论 EPC工程总承包主要包含以下几个方面: 1.工程设计 工程设计一般包含两个阶段,一是方案设计阶段,另一个则是施工图设计阶段。强调和充分发挥设计在整个工程建设过程中的主导作用,有利于工程项目建设整体方案的不断优化,这也是EPC工程总承包的一项重要优势。 2.采购 施工材料材料采购包含设备材料的上报并批注、设备招标、制定供货合同、监造、质量检核、设备运输、工程验收和存储等项目工作。在这几个步骤中承包方应严格控制设备的监造和审核过程,减少因设备问题而造成的工程施工风险。 3.项目施工 承包商在施工前要对工程有个整体认识,并对施工技术人员交代清楚施工方案和细节。要充分了解图纸中的要求和相关内容,熟悉场地施工环境,做到既不脱离图纸又符合实际情况,并按业主的要求和意见进行合理优化。另外,施工方要合理安排工程进度和劳动力分配。为了确保工程整体进度和质量,施工前应对相关项目进行合理预估,然后按照工艺规范要求安排合理的计划以保证进度,同时还要合理分配劳动力。监理人员要建设生产管理制度和奖励机制,将责任层层落实同时激发员工的生产效率。EPC总承包商对工程的进度、安全风险、施工质量都要做到足够的控制,对施工后勤保障包括供电、供水、供暖、保安等也要做到严格把关。值得一提的是,EPC总承包商对于一些分项目的承包商也要做到有序管理,避免出现出现“以包代管”的现象。 二、EPC总承包项目风险的产生 1.合同条款变化 (1)EPC总承包的管理模式将一些原本由业主承担的风险全部转移到了承包商身上。EPC总承包合同中就有风险条款说明,设计风险和外部自然力风险全部转移为由承包商自行承担。(2)承担经济风险和不可预见因素风险新红皮书和黄皮书中规定由于金融汇率波动而带来的合同价格变化由业主自行承担。但是在EPC总承包模式下,合同规定这项经济风险由承包商承担。另外,对于一些不可预见的因素带来的风险也都由承包方承担。合同规定总承包商对于在施工过程中可能遇到的一些问题或者额外经济费用要有一定的预见性,不能要求业主给予补偿。 2.施工工序带来的风险 石油化工项目施工具有专业性强、程序化要求严格以及系统性作业等特点,所以在施工过程中要想保证整个工程的安全高效进行,就必须做到将各个施工环节进行合理有序地控制和管理,否则一个环节出现问题就会影响到其他施工环节,最终导致安全隐患的爆发。3.施工人员技术问题由于石油化工项目多涉及特种作业,其建设参入人员必须由专业人员担当,对施工企业资质有严格的要求,一些总承包商为节省施工成本或提高项目进度,经常将部分工程转包给一些挂靠单位。这些挂靠单位的施工人员往往缺乏足够的施工经验,本身又缺乏安全意识,加上对工程施工规范了解不足,在施工过程中经常由于操作失误或者自我保护不当从而导致安全事故的发生,对于自身和企业都会带来不小的损失和影响。 三、EPC总承包安全风险管理和防范措施 1.风险评估 从工程施工安全角度分析,风险评估的目的是最大化的降低安全隐患爆发的概率,从而实现最大限度的提高工程的施工效益。风险评估顾名思义就是通过实验和以往经验对施工中可能会出现的安全风险进行提前预测,随后针对性地进行风险控制,实现减小安全隐患的爆发概率。风险评估的方法在很多工程施工中都得到广泛运用。 2.风险控制 工程施工中一旦发生安全事故,将会给承包商带来很大的经济损失,风险控制就是通过和保险公司或者其他有经济联系的单位进行风险承担分析,将自身损失降到最小。一般的风险控制有分保险和担保险这两种方式,工程保险是由施工单位向保险公司投保,一旦施工单位在施工时发生安全事故造成人员和财产损失,保险公司则承担部分损失,这是工程风险控制最常见的方法之一。由于石油化工工程的复杂性,相对应的施工保险行业也应当根据工程的实际情况和企业自身的理赔能力,合理的判断是否对该项目进行投保。 3.加强施工监理 (1)严格审核施工组织设计。施工组织设计是整个工程施工的指导,应针对施工特点、组织人员等实行编制。监理人员应该对其严格审核,对施工过程中易发生的问题提前预想、预防。 (2)严格把守材料验收。在工程施工中,石油化工工程施工所用的材料种类多数量大,而且大多良莠不齐,为保证工程的建设质量,监理人员应该亲自对施工材料进行严格审核和验收,对不合格的材料要做到会分辨识别,并且把不合格的材料清出场外,严禁用于工程建造。 (3)严格监管工程质量验收。对于施工过程中的关键工序要把好质量验收关,一些关系到工程功能与安全的检测与试验要按规范进行检测,对于试验数据要及时记录以方便后期检测,不留下任何安全隐患和后期不必要的麻烦。 四、结语 工程施工过程中的存在很多的安全隐患和风险,安全风险的发生会给企业带来巨大的人员和财产的损失,这就要求施工管理人员要切实提高对施工安全风险的管理意识和管理手段。实际工程施工时通过对安全风险的分析和管理作出相应的风险防范措施,将安全风险造成的损失降到最小,保障工程的安全高效进行。以上是本人的粗浅之见,文中如有不到之处还望不吝赐教。 作者:钱德涛 卜伟 单位:浙江工程设计有限公司 石油化工论文:石油化工园区环境保护论文 1防渗措施 1)重点污染防治区:重点污染防治区主要是污水产生区、危险废物暂存库。该区要设防渗检漏系统,采用刚性或复合防渗结构。刚性防渗结构型式为水泥基渗透结晶型抗渗混凝土(厚度≥150mm)﹢水泥基渗透结晶型防渗涂层(厚度≥0.8mm),渗透系数≤1.0×10﹣10cm/s;复合防渗结构型式为土工膜(厚度≥1.5mm)﹢抗渗混凝土(厚度≥100mm),抗渗混凝土的渗透系数≤1.0×10﹣6cm/s; 2)特殊污染防治区(污水处理池适用):该区要设防渗检漏系统,采用刚性或复合防渗结构。刚性防渗结构型式为水泥基渗透结晶型抗渗混凝土(厚度≥250mm)﹢水泥基渗透结晶型防渗涂层(厚度≥1.0mm),渗透系数≤1.0×10﹣12cm/s;复合防渗结构型式为土工膜(厚度≥1.5mm)﹢抗渗混凝土(厚度≥250mm),抗渗混凝土的渗透系数≤1.0×10﹣6cm/s; 3)特殊污染防治区(含污染物介质的地下管道、储罐适用):该区要设防渗检漏系统,其中物料管网采用天然或柔性防渗结构,生产污水、污染雨水管道、储罐区采用柔性防渗结构。天然防渗结构型式为天然材料,防渗层厚度≥2m,饱和渗透系数≤1.0×10﹣7cm/s;柔性防渗结构型式为土工膜,厚度≥1.5mm; 4)一般污染防治区:包括雨水管道、生活污水管网、生活垃圾暂存点、循环水管网、海水管网等,该区不用布设防渗检漏系统,防渗结构可采用天然或刚性或复合,天然防渗结构型式为天然材料,防渗层厚度≥1.5m,饱和渗透系数≤1.0×10_7cm/s;刚性防渗结构型式为抗渗混凝土(厚度≥100mm),渗透系数≤1.0×10_8cm/s;柔性防渗结构型式为土工膜,厚度≥1.5mm。 2地下水监测 为及时准确掌握园区周围地下水环境质量状况,应根据《地下水环境监测技术规范》HJ/T164-2004的要求及地下水监测点位布设原则,在园区附近及下游布设地下水水质监测井。监测方案为: 1)对于整个园区的监测。在园区上游设置一口监测井,用于背景值监测;在园区内污水处理厂下游附近设置一口监测井,用于监测生产装置和污水处理站对地下水水质的影响,并作为长期监测井和事故应急处置井; 2)对园区入园企业的监测。对各入园企业的监测井设置,可分为3类:第一类监测点,布设在厂区内部生产装置区和污水处理设施下游附近,用于监测生产装置和污水处理设施对地下水水质的影响,并作为长期监测井和事故应急处置井。第二类监测点,布设在灌区附近下游,用于监测含油废水排放及储罐泄露对地下水水质的影响,并作为长期监测井和事故应急处置井。第三类监测点,布设在厂界外围地下水上游,用于背景值监测; 3)监测井结构:监测井孔深为见中风化板岩2m终孔,作为长期监测井和事故应急井的孔径,要求不小于Φ200mm,背景值监测井孔径可略小。为避免污染物沿孔壁深入地下,孔口以下3米(或至潜水面)宜用粘土或水泥止水,下部为滤水管,底部视井深情况设计沉砂管; 4)监测层位及频率:监测层位为潜水,每月采样一次; 5)监测项目:pH、温度、臭度、色度、总硬度、溶解性总固体、高锰酸盐指数、氯化物、氟化物、硫酸盐、挥发酚、总氰化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、阴离子洗涤剂、铁、锰、铅、钴、六价铬、细菌总数、总大肠菌群、石油类及笨,另外加具体建设项目的特征污染物; 6)监测数据处理:监测结果要按规定及时建立档案,并定期向园区管理部门汇报,对于常规监测数据应该公开,特别是对园区所在区域的附近居民公开,满足法律中关于知情权的要求。如发现异常或发生事故,加密监测频次,改为每天监测一次,并分析污染原因,确定泄露污染源,及时采取对应应急措施。 3地下水应急预案和应急处置 3.1应急预案制定整个园区及各企业的地下水污染事故应急预案,并与其他应急预案相协调。地下水应急预案应包括以下内容: 1)应急预案的日常协调和指挥机构; 2)相关部门在应急预案中的职责和分工; 3)地下水环境保护目标的确定,采取的紧急处置措施和潜在污染源评估; 4)特大事故应急救援组织状况和人员、装备情况,平时的训练和演习;5)特大事故的社会支持和援助,应急救援的经费保障。 3.2应急处置 一旦发现地下水出现异常情况,必须按照应急预案马上采取紧急措施: 1)当确定发生地下水异常情况时,按照制定的地下水应急预案,在第一时间内尽快上报主管领导及上级部门,通知附近地下水用户,密切关注地下水水质变化情况; 2)组织专业队伍对事故现场进行调查、监测,查找环境事故发生点、分析事故原因,尽量将事故影响控制住,采取紧急措施切断生产装置或设施,防止事故扩散、蔓延及发生连锁反应,尽可能减少事故造成的人员伤害和财产损失; 3)当通过监测发现地下水已经受到污染时,根据监测井的反馈信息,对污染区地下水进行人工抽采,形成地下水漏斗,控制污染区地下水流场,防止污染物扩散,并抽取已污染的地下水送园区污水处理站处理; 4)必要时,请求社会应急力量协助处理; 5)对事故后果进行评估,并制定防止类似事件发生的措施。 4检漏系统及应急抽水系统 4.1检漏系统 为防止因污水管跑冒滴漏对地下水的污染,应设置管网检漏系统,该系统包括人工巡查、仪器检测、在线数据采集与监控及统计报表等部分。首先配备专门人员巡检,利用检漏线缆、超声检漏仪、听漏仪等仪器对管线漏点进行探测,最后在线对数据进行采集与监控,定期监测形成报表。 4.2应急抽水系统 该系统包括专业抽水技术人员、应急抽水井、抽水泵三部分,用于事故状态下的应急处置。其中第一类和第二类监测井既作为水质监测井,也作为事故应急处置井。抽水泵的功率根据场地地下水的实际情况确定,若发生事故,在污染物泄露1天后,根据园区水文地质条件,按照三个月将该区污染物的质点全部抽走的要求核算出抽水井每天应该抽走的水量。抽走的地下水送园区污水处理站处理,达标后返还生产系统使用。同时每月都要对抽水水质进行检测,以确定受污染的地下水全部被抽走。因抽水量不大,且为暂时短期抽水,对区域流场影响不大。 5结论 要做好石油化工园区的地下水环境保护工作,有一个重要的前提条件就是首先做好园区的基础资料的调查、收集、整理,获取园区地质、水文地质、环境地质的第一手资料,绘制出园区及所在区域水文地质图、地质构造图、地下水流场等专业图件,结合园区污染源调查,掌握地下水污染途径。在此基础之上,按照“源头控制、分区防治、污染监控、应急响应”的原则,对园区制定出防渗、监控方案,保证方案的有的放矢、经济可行性及安全性。 作者:高明哲 单位:南京大学
本文的研究目的在于提高学生参与教师科研的参与度,从而锻炼更多学生的创新科研能力。这就要求我们去考虑科研平台如何科学、合理地建设,如何吸引更多的学生进入教师科研,以及怎么样管理这些学生等等问题。少年强则国强,一个国家的科研能力要想不断提高,不断创新,必须吸引大量的年轻人从事科研工作,只有在实践中不断摸索才能够有所发现、有所创新。我们同时应该看到,科研平台凭借自身的汇聚性特点逐渐成为科学研究最有力的武器,科技的发展创新离不开科研平台的有力支撑,否则,发展乃至创新都无从谈起。所以,要想发展更多的创新人才,必须建立科学合理的科研平台,对平台研究的项目进行模块划分,不同的模块吸纳不同的学生,经过对学生的管理和考核最终达到提高学生科研能力的目的和意义。所以选择通过“科研平台助力创新人才的培养”作为研究切入点,具有重要的实际意义。 1科研平台对于教学的重要作用 少年强则国强,一个国家的科研能力要想不断提高,不断创新,必须吸引大量的年轻人从事科研工作,只有在实践中不断摸索才能够有所发现、有所创新。我们同时应该看到,科研平台凭借自身的汇聚性特点逐渐成为科学研究最有力的武器,科技的发展创新离不开科研平台的有力支撑,否则,发展乃至创新都无从谈起。所以,要想发展更多的创新人才,必须建立科学合理的科研平台,通过科研平台提高学生参与教师科研的参与度,从而锻炼更多学生的创新科研能力。这就要求我们去考虑科研平台如何科学、合理地建设,如何吸引更多的学生进入教师科研,以及怎么样管理这些学生等等问题。最终达到提高学生科研能力的目的和意义。 2在科研助力教学中如何实施 在科研助力教学的过程中,要想合理有效的实施,必须对研究内容、实施对象、训练内容、考核指标进行严格把关,针对这几方面主要从以下几点进行分类和管理。(1)科研平台的模块划分。针对项目组的科研平台研究的对象进行模块划分,共分为11个模块,具体包括压力模块、密度模块、电导率模块、温度模块、流量模块、泵冲模块、绞车模块、电扭矩模块、体积模块、软件模块、电子标签模块,针对不同的模块吸纳专业和兴趣不同的学生,每一模块吸纳至少三名学生介入项目进行学习研究。(2)学生的管理问题。为了让更多的学生进行科研锻炼,提升他们的科研能力,这样学生的管理也是问题,必须建立严格的考核制度,采取分级管理,每一个模块都有一个负责人,要对其他成员进行考勤记录,而且一旦进入实验室,就要做和实验研究相关的工作,当然相互之间可以进行交流,各个单体之间的同学也可以分享自己的学习心得。这是一个循序渐进的过程,一开始哪怕是从最最基本的训练做起,在训练的过程中鼓励学生进行自我创新,进而达到提高他们科研创新能力的目的。(3)学生的训练内容。我们能够吸纳更多的学生,也可以管理好这些学生,但是让她们来做什么这是非常重要的一个环节,就拿本项目组实验室来说,共分为11个单体,每一个单体所包含的内容有结构的设计、机械加工、硬件电路搭建、器件的焊接、软件的编制、软硬件的调通、检测的误差分析等等,所以我们要对这些内容进行整合,分为电路搭建组、机械加工组、控制组、材料组等,由老师制定学习内容,学生进行选题,然后展开训练。(4)建立合理的考核机制。学生经过学习,每周都要进行一次组内汇报,每两周都要进行一次整体汇报,所有人都参与项目研讨,分享自己科研能力在哪方面有所提高。同时建立指标考核,就是有一些基本要求必须达到,具体体现在学生通过定期的学习,每完成一步都要撰写报告。通过报告来考核学生的学习情况。当然这个过程也是一个不断摸索的过程,在摸索中不断改进。举例说明学生在制作一台无线充电小车,分成两个组,具体训练和方案对比如下:其中,两组同学电能发射和接收系统构成及工作原理如下:(1)发射器由无线充电装置与STC89C52单片机组成,主要功能为控制充电时间和充电的开始与结束。(2)接收器由小车底盘与法拉电容及其配套电路组成,法拉电容与配套电路组成电池给小车供电。(3)发射器与接收器连接部分:将充电器置于轻型板上作为底座,接收线圈贴于小车底盘与底座接触,达到提高充电效率的目的。这样,经过不同方案的比较,让他们每个小组成员按照自己设定方案去实施和试验,最后的测试结果也有所不同,学生通过平台得到实践锻炼,从中学到很多,测试机理,理论知识转换为实践的能力,在实验中发现问题采取方案解决问题的能力等,经过这样训练才能够在比赛中取得较好的成绩。这样的事例有很多,还有在科研项目进行中,部分学生参与体积检测,在检测中,部分同学负责选择标准源和待检对象,另一部分同学负责建立检测滑道及检测挡板制作,共同合作进行检测,在测试中了解仪器仪表的工作原理及使用方法,检测精度,测试注意事项等内容都可以通过检测学习。针对材料的同学,给他们安排的任务是机械设计和测绘,比如,在进行密度检测的时候,需要把密度传感器立起来进行检测,那么需要解决的问题是如何固定细高的结构,经过商讨提出方案并进行设计和制作,最终完成产品并应用于实践。 3建立创新创业训练平台,形成浓郁的校园科研教学创新文化氛围 通过建立创新科研平台,可以定期的对学生进行科学合理的培训,加大学生实际动手能力的培养,再通过比赛检验学生学习的效果。从而形成“科研-科技训练-学科竞赛-考研、就业’”的良性循环,这无疑将提高大学生的科技创新意识、科研探究的能力,成绩的获得反过来会大大提升学生学习科技专业知识和技能的兴趣,促进学生的成长成才。另一方面,要加大大学生创新实践基地的扩充和发展,尤其是要以高校创业园、创新创业实践基地、创新创业学院、为学生能力提升提供更广阔的空间。 参考文献: [1]张峻巍,刘坤,王一雍.浅议高校科研平台在大学生创新创业工作中的作用[J].教育教学论坛,2016,(17). [2]袁国莲,姬媛媛,朱波峰.教学医院科研平台在研究生科研能力培养中的作用[J].中国医学教育技术,2016,(2). [3]孙秀云,王连军,李健生,黄中华,沈锦优,孙晓蕾.优质科研平台和成果转化为本科教学资源的探究[J].大学教育,2016,(5).基金项目:大庆师范学院科研资源转化教学资源研究专项:科研平台助力创新人才培养(18kyz02) 作者简介:吴春梅(1980-),女,山西朔州人,副教授,黑龙江省大庆师范学院机电工程学院教师,检测技术及自动化装置及机械设计。
工业行业论文:烟草行业工业建筑论文 1改进的AHP法确定指标权重 在权重系统建立过程中,采用问卷调查法来构造判断矩阵,而单个专家的知识结构和对事物的认知程度有所不同,对某个指标重要性的评价存在偏差,为了解决这一问题,需对每个专家赋予一定权值,故改进后的AHP法具体流程如图3所示:1)构造判断矩阵。判断矩阵是针对上一层次某指标,本层次与之相关的子指标之间相对重要性的比较,引入矩阵判断标度。 2改进的TOPSIS法 TOPSIS(TechniqueforOrderPreferencebySimilaritytoIdealSolution)离散型逼近理想解排序法,其原理基于归一化后的原始数据矩阵,找出最优方案和最劣方案构成一个空间,待评方案可视为空间上的一点,据此获得该点与最优方案和劣方案的距离,从而得到该方案与最优方案的接近度,改进后的TOPSIS针对一种方案进行评价,引入各指标权重系数,从而更加符合实际的综合评价需要。具体评价步骤如下:1)构造决策矩阵A。设有n个评价指标,其中定量指标的决策目标值以《烟草行业绿色工房评价标准》为依据来进行打分,定性指标的决策目标值结合专家打分法来确定数值。两者均使用9分制:满足100%得9分,满足80%得7分,满足70%得5分,满足60%得3分,满足50%以下及完全不满足得1分,8,6,4,2的打分值则对应于各级别中间取值。 3实例分析 现以延安市卷烟厂为评价对象,应用上述评价方法对其进行可持续性评价。1)案例指标层次模型应用图1所示指标体系。2)经实际调研,选取20份问卷调查表。通过Matlab编程计算得到每个专家所得各指标权重及专家权重,由于篇幅问题,现只列举出两个专家准则层相对于目标层的判断矩阵及上机结果。由式(8)(9)(10)通过Excel对上机结果进行数据处理,得到各指标权重,结果如表5所示。3)根据延安卷烟厂实地调研并结合延安卷烟厂《易地技改项目竣工验收报告》与问卷调查法,构造决策矩阵A及确定f+和f-值。 作者:古洁于军琪单位:西安建筑科技大学信息与控制工程学院 工业行业论文:橱柜行业工业设计论文 1工业设计推进橱柜行业转型的积极作用 我国的橱柜制造企业在行业发展中多为OEM型,能够拥有强大国际竞争力的OSM类型企业并不多。而对于中国当前面临的国际经济形势来说,工业设计作为企业创新的有效途径,不仅能够促进企业生产升级,还能够从市场需求与创新资源的整合中来优化企业发展规划,增强企业自主创新能力和发展优势。橱柜业作为高利润的新兴行业,据国务院发展研究中心的统计显示,当前我国城市居民家庭中整体橱柜的拥有率仅为6.9%,约有30%的城市居民表示计划在3~5年内有购买整体橱柜的计划。而当前我国的橱柜企业有上万家,在品牌建设上有实力的企业500多家,面对行业需求的膨胀与行业竞争的加剧,对于橱柜企业的发展来说,如何从市场投入、技术研发与管理创新上最大化的整合资源,增强产品更新换代速度,特别是在供货期限与销售、售后服务等环节来提升企业的品牌竞争力。 2工业设计引领橱柜行业企业创新的发展路径 (1)企业创新理论。 创新是企业生存与发展的关键动力,经济学家熊彼得将其定义为“对企业生产要素或生产手段的重新组合”,其主要表现为:一是通过创新来赋予企业产品新的特性。二是通过程序来改进新的生产方法。三是通过创新来开辟新的市场;四是通过创新来获得新的原材料或半制品的供应;五是通过创新来构建新的工业组织。 (2)工业设计与企业创新的关系探讨。 橱柜市场是建立在顾客需求基础上,特别是随着消费需求的不断升级,对于橱柜的设计与装修风格也提出新的要求,过去做好橱柜展示已经难以满足顾客需求,而依据顾客需求,融入体验式服务,甚至“主材自购”模式已经成为当前橱柜消费的主流。工业设计作为承载企业橱柜品牌影响力的关键因素之一,在橱柜设计、效果及配套服务等方面的创新,无疑是吸引消费者的关键手段。工业设计与工业革命的发展是相携共生的,最初的工业设计,主要从产品的机械加工方式及美观实用等方面来优化制造过程中的各类矛盾,并从企业资源的整合与流通中来降低能耗,增强利益,以推进整个企业效益的获得。而随着工业设计理论与企业的成长,对于设计创新在推进企业转型中的积极作用来说,不再是对企业产品的“修修补补”,而是从工业化进程与经济发展的全球化趋势下,从过去以“技术”为主体的发展理念向工业“艺术造型或装饰”方向的转变,特别是融入市场化以来,工业设计逐渐担负起“支撑我国制造业自主创新和产业升级的新兴生产性服务业”使命,由此来调整产业结构、转变发展方式,提升企业自主创新能力,从而为企业的可持续发展奠定基础。 (3)推进工业设计战略的实施步骤。 工业设计战略理论的成熟为橱柜产业的创新发展奠定基础,特别是在市场竞争体系不断完善的今天,对于工业设计战略来说,作为一项独特的企业竞争优势,不仅是促进企业资源有效整合的主导力量,更是挖掘企业自身潜力,推进企业优势业务做精、做实、做优的重要体现。因此,对于橱柜行业中的工业设计,需要从设计战略上来导入,并从橱柜企业的整个架构来结合企业生产实际、品种类型,分类定位循序渐进的渗透。一方面从企业“生产资源管理”上来整合创新,对生产全过程融入设计评价与优化机制,转变企业管理方式,借助于工业设计来实现产品的增值目标;另一方面从自身传统业务优势上,嵌入设计战略,重点从高能耗、高成本上来优化流程;再者对于橱柜企业在追求工业设计创新中,要加大对企业知识产权的保护,特别是从设计初始阶段,结合自身研发优势来融入客户需求,增强自身品牌建设。最后,对于企业设计战略的谋划,要从行业市场发展及环境竞争中,借助于从企业内部创新体系的构架,科学的建立企业产品创新与研发机制,特别是从企业自身资源的整合上把握差异性和独特性,导入企业设计战略思想与文化理念,积极从企业产品发展前景、企业产品质量与设计形象上来合理定位,积极探索整合性产品设计开发程序,推进企业设计战略的优化与管理。 3结语 工业设计是橱柜产业价值链中最具增值潜力的环节之一,通过对“工业设计”这一新鲜血液的引入与开发,将其融入橱柜企业的整体运营中,并从企业设计战略的实践中,积极从模仿抄袭走向“研发创新”,以真正推进橱柜企业的战略转型与升级。 作者:胡绍松单位:宁波欧琳厨具有限公司 工业行业论文:工业基地行业设计改造论文 编者按:本论文主要从东北老工业基地行业协会发展的现状和问题;行业协会建设中存在问题的根源;东北老工业基地改造中行业协会建设的对策等进行讲述,包括了行业协会发展的现状、行业协会发展中存在的问题、观念上的原因、立法上的原因、明确自身职能、加快行业协会立法、建立科学的自律运行机制等,具体资料请见: 【摘要】随着市场经济的发展和政府职能转变的需要,以行业协会为代表的社会中介组织在我国得到了迅速的发展,行业协会作为政府与企业之外的“第三种力量”,它能有效地协调政府和企业、企业与企业之间的关系。东北老工业基地改造过程中,行业协会在行业技术开发、转移政府职能和招商引资等方面发挥了不可替代的作用。本文以东北老工业基地行业协会发展的现状入手,提出了行业协会发展的问题,接着分析问题产生的根源,最后提出在东北老工业基地改造中建设行业协会的对策。 【关键词】东北老工业基地;行业协会;管理 党的十六大提出支持东北老工业基地加快调整改造的重大决策,为东北老工业基地经济加快发展提供了难得的历史机遇,完成东北老工业基地改造的历史性任务,必须解决组织创新与经济发展相脱离的问题,充分发挥行业协会在东北老工业基地改造中的地位和作用。东北老工业基地改造,需要政府职能转变,需要创新的环境,这对行业协会的建设和管理提出了新的需求。 1东北老工业基地行业协会发展的现状和问题 1.1行业协会发展的现状。 东北地区作为全国的老工业基地,有其独特的发展经历和经济地位。东北老工业基地改造的进行,为推进行业协会组织的建设提供了广阔的舞台和历史性的机遇。目前,东北行业协会的发展状况可以归纳为以下几种类型: 1.1.1创新型。协会积极开展活动,活跃于社会,能不断适应环境新的变化,捕捉机会,调整自我,开拓新的领域,研究新的课题,使自身适应社会的发展需要,创新是组织的生命,创新意味着不断打破旧的思想方式和行为模式,使自己拥有不可替代的位置。 1.1.2维持型。维持型协会活动开展正常,但较少考虑新的发展方向,总是采取因循守旧的工作方式,这类协会往往依附于某个政府部门,行政化倾向较为明显,在转型期潜藏着被社会淘汰的危机。 1.1.3冬眠型。冬眠型协会较少开展活动,或是因长官意志应景而设,或是负责人年龄、知识结构老化,或是组织涣散,无人过问,使工作长期陷于停顿,实际上已经起不到社团应有的作用。 1.1.4问题型。问题型协会是指那些偏离了协会正确发展方向的少数协会。这类协会虽然数量不多,但影响很坏。 从总体上来看,行业协会的市场化水平较低,运行质量不高,行业协会的职能和作用还远远没有发挥出来,不仅与地区经济发展的内在要求不相适应,而且与东北老工业基地改造要求不相适应,已经成为企业迫切需要,社会广泛关注,政府亟待解决的重点和难点问题。 1.2行业协会发展中存在的问题。 1.2.1协会职能定位不清,出现企业化倾向。 行业协会大都强调它们的宗旨是为会员企业“维权”、“服务”。但不少行业协会对到底如何维权、如何服务,却没有具体的办法,不清楚自己该怎么去做,来赢得会员和社会的肯定,为自己开拓生存和发展的空间。出现企业化倾向是指行业协会与企业组织形成利益集团,双方各取所需,而社团组织则从企业那里获取不正当的资金来源,寻租设租,导致社团组织的自身腐败,最终形成了“双重俘获”的恶性局面。 1.2.2与政府关系不明确,出现政府化倾向。 行业协会应是民间组织,但目前仍带有较浓的官方色彩,有的被称为“二政府”,政府希望通过行业协会部分转移政府职能,使自己对行业管理的权力得到“合法”延伸,则行业协会的管理职能实际仍由政府所把持,行业协会缺乏相应的权力。 1.2.3营利与非营利的界限不明。 目前,从事营利性活动是行业协会发展中一个很严重的问题。主要表现为:一是强行收取中介费,谋取小团体利益。二是自立项目标准乱收费,私设小金库。三是费用很少纳入正规的财务管理,有的私设小金库,有的滥发私分。四是有些行业协会利用目前有关法律法规尚不健全、工作机制尚不规范的空子,通过所谓的“服务”,来为机构本身谋取经济利益。 2行业协会建设中存在问题的根源 2.1观念上的原因。 行业协会功能缺失,有其观念和认识上的原因,行业协会作为企业与政府之间沟通的中介,其具有服务于企业和政府的双重功能。但是行业协会服务于二者的功能不是平均分配的,其主要宗旨和职能是为企业,也就是其会员服务,其与政府之间的联系也仅仅是服务于行业并最终使构成行业的企业受益。 2.2立法上的原因。 目前,我国有关行业协会的法律、法规还很不健全,直接影响了行业协会的发展和有序运作,关于行业协会的性质、地位、作用等缺乏明确的法律规定,行业协会的组建、登记、运营等方面的法规、制度也不完善,而且缺乏监督,导致市场竞争无序、违规违法现象不断。目前除上海等少数地区以地方规章的形式出台的行业协会管理规范外,还没有形成全国性的具有较高效力层次的专门规范性文件。 2.3体制上的原因。 我国行业协会体制上的障碍主要涉及行业协会与政府部门的不正常关系。一是管理体制的弊端。首先,我国社团受登记管理部门和业务主管部门的双重管理。成立社团要经业务主管部门和登记管理机关的三次实质性审查,会员、财产、发起人及负责人、接受捐助都需要得到业务主管部门的认可,客观上赋予管理部门过分大的权力,使行业协会自主性受到很大约束。其次,行业协会的划分标准通常为企业的所有制形式,保留着强烈的计划经济色彩。 3东北老工业基地改造中行业协会建设的对策 3.1明确自身职能。 行业协会明确自身的职能,首先必须明确为会员服务的宗旨。行业协会成立的根本目的是为会员企业谋利益,满足成员的需要,为了维护企业的整体利益,行业协会需要进行行业内部的价格协调,建立行业自律机制,监督会员企业履行行规、行约,会员企业约束自己的行为是出于维护企业整体利益的需要。其次,行业协会必须明确自身的职能,即是一定的服务职能,其追求的最终目的是促使作为行业协会成员的企业实现利益的最大化。 3.2加快行业协会立法。 目前,我国尚未出台有关行业协会的专门法。政府和民间虽然都意识到在中国加入WTO后行业协会的特殊地位和重大现实意义。首先,立法部门和有关行政机关应加紧制定和颁布一些有利于培育和发展行业协会的法律、法规和规章制度。其次,要建立和完善有关的法律、法规和内部管理制度,变由政府依靠权力管理为通过法律制度来规范。 3.3建立科学的自律运行机制。 根据东北地区特点,要充分发挥行业协会在社会资源的创新整合中作用,突破体制性障碍,打破地域、部门和所有制界限,建立以企业为主体、市场为导向,官、产、学、研、金相结合的科技活动体系和发展高新技术产业的新机制,用制度资本激活民间资本和民营企业参与东北改造,以此加快对社会资源的创新整合。 工业行业论文:机械工业行业技术发展论文 (一)行业技术发展现状 机械工业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低,在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量,机械工业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。 经过近50年的发展,机械工业已经成为我国工业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。1997年实现销售收入13651亿元,占全国工业的21%;利润257亿元,税621亿元,分别占全国工业的15%;出口创汇363亿美元,占全国外贸出口额的20%。其发展速度高于同期工业的平均增长速度。 近年来,机械工业企业自主开发创新能力有所增强,1997年科技人员总数达48万人,技术开发经费支出达85亿元,占全行业销售收入的0.62%,有57家大型企业建立了部级技术中心,有9%的企业建立了专门技术开发机构,行业整体技术水平有了明显进步,主要表现在:为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高;产品结构正向合理化方向发展。 尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要问题在于: 1.科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%,先进国家高达70%以上。 2.产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。 3.机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%,达到80年代中期国际水平的占27%,其余产品均在80年代以前的水平线上。 从总体上看,机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。 (二)技术发展的总体目标 以数控机床、电力电子应用及自动化技术、大型农业机械和施工机械、轿车关键技术、环保装备五个方面作为重点,以发展和应用先进制造技术为手段,以高新技术和产品的产业化为突破口,以提高企业技术创新能力和竞争力为目标,提高企业技术创新水平。到2001年,提供1000种具有自主知识产权和较大市场需求潜力的产品。主要产品品种的40%达到90年代初国际水平,5%达到国际先进水平,90%的重点骨干企业产品标准接近或达到国际先进企业标准。 (三)技术发展的方向和重点 1.以数控机床为代表的基础机械 数控机床是先进制造业的基础机械,是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过15万台,品种超过1500种。1997年我国数控机床产量已达9051台(占机床总产值20%以上),但由于国产数控机床不能满足市场需求,在国内市场上的占有率逐年下降,每年仍需大量进口数控机床,进口额度大幅度增加。1996年进口达13924台(价值12.46亿美元)。 目前我国数控机床技术发展中存在的主要问题是: (1)产品成熟度差,可靠性不高 国外数控系统平均无故障时间(MTBF)在10000小时以上,国内自主开发的数控系统仅3000~5000小时;整机平均无故障工作时间国外达800小时以上,国内最好只有300小时。 (2)产品品种少,不能满足市场需求 国外数控机床品种已达到1500种,国内只有500多种,且性能水平低,高速、高效、高精度产品几乎没有。 (3)创新能力低,市场竞争力不强 生产数控机床的企业虽达百余家,但大多数都未能形成规模生产,企业效益差,创新能力低,制造成本高,产品市场竞争能力不强。 (4)数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全,大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。 近期我国在数控机床的发展方面,要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型,以普及型为主的策略,重点发展: (1)经济适用、量大面广的产品 经济适用的普及型数控车床、加工中心、数控铣床。 (2)高速、高效和专用、成套数控机床 高速、高效数控车床及加工中心;高效数控锻压成套装备,其中包括,可自动换头冲压机床、复合式柔性冲压中心、四边折弯机等;大型精密模具数控成套装备,其中包括数控仿型铣床及龙门式数控铣床、智能化电加工机床等。 (3)数控机床专业化配套系统 新一代数控及伺服系统系列产品;数控机床高速主轴、电主轴电机系列产品;数控机床机械手、刀库及动力刀架系列产品;数控机床高速配套零部件及辅件系列产品;其中包括,高速滚珠丝杆、高速陶瓷轴承、高速防护装置等系列产品。 发展目标: (1)扶植重点企业开发经济适用、量大面广的数控机床并形成批量生产,使这些企业产品的市场占有率有明显提高,成为名牌产品; (2)发展数十种高速、高效、专用、成套数控机床系列新品种,以满足汽车、农机、航空、模具等行业的需求; (3)数控机床关键配套产品:数控系统,满足国内数控机床50%的配套需求;高速主轴及电主轴年产达千套;机械手、刀库、动力刀架及数控机床高速配套零部件、辅件系列产品满足国内50%的配套需求。 2.电力电子应用及自动化技术 电力电子技术是集微电子、计算机和自动化技术于一体的综合技术,是节能节材的最佳技术之一。目前,国外电力电子技术已经发展到以IGBT为代表的第三代,并向智能电力电子时展,我国现在仍处于以晶闸管为代表的第二代。国内电力电子市场品种满足率仅35%,新产品市场基本上被国外产品占领。 现场总线智能仪表和总线式自动测试系统是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代自动化仪表系统,已成为世界范围自动化技术发展的热点,是当代工业自动化的主要标志。我国仍处于由模拟式仪表系统向数字式仪表系统过渡的模数混合式仪表系统阶段,水平落后10~15年,因此在低技术产品市场上还占有80%左右份额,但在高技术产品市场的占有率不到60%,新产品市场几乎全为国外产品占领。 因此,抓住当前时机在2~3年内以IGBT,现场总线智能仪表和自动测试系统为突破,攻克重点技术和产品,并实现产业化。这一领域重点发展: (1)IGBT器件及其装置,大功率晶闸管及其装置 研制新一代双极晶体管IGBT、高品质大电流IGBT等大功率晶闸管制造技术,并开发变频调速装置、逆变开关电源、大容量整滤源等的工程应用。 (2)现场总线智能仪表 研制开发变送、执行、配套等类现场总线仪表。产品产业化技术开发、并开展示范工程的应用研究。 (3)自动测仪系统和设备 开发总线式自动测试系统的基础产品,形成适度规模,同时建立用于机电产品和社会公益事业的典型自动测试系统,做好示范和推广应用。 3.大型农业机械和施工机械 (1)农业机械 工业发达国家农机产品在不断采用新技术的基础上,正向高效、节能、保护农业环境方向发展。目前我国已能生产14大类、3000多个品种的农机产品,但是产品的综合技术水平仅相当于国外70年代水平。主要问题在于: 1)产品水平不高,品种不全综合技术经济指标落后,可靠性差,寿命短。以拖拉机为例,MTBF值国外可以达到330小时以上,而我国仅100余小时。品种上:大型缺,小型杂,不成系列。 2)产品生产达到经济规模的少,重复生产、小规模生产,难以保证质量。 农机领域重点发展: 1)促进农业生产产业化的大中型拖拉机及配套农具拖拉机平均无故障时间从110小时提高到300小时以上; 2)联合收割机联合收割机可靠性系数从0.5~0.7提高到0.9以上; 3)主要农产品加工机械(含烘干仓储机械)农村产业化和中西部地区脱贫致富需要的农产品深加工机械; 4)节水灌溉设备喷、滴灌设备将灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。 农机产品的使用可靠性及寿命指标普遍提高一倍以上,主要产品的技术标准与国际标准接轨。 (2)施工机械 施工机械是国民经济大型工程项目建设必须的关键设备。我国已初步具备16个大类,3100多个品种规格产品的生产能力,部分产品已开始进入国际市场。但与国民经济发展要求和国际先进水平相比较,差距还是很大。一是产品的综合技术水平不高,尤其是产品的质量、寿命、可靠性、安全舒适性等指标以及机电一体化等高新技术的应用与国外先进水平还有很大的差距;二是产品结构性短缺,成套服务能力差,远不能满足需要,如路面施工机械基本上还要靠进口;三是大部分企业生产规模小,制约着行业经济效益的进一步提高。 施工机械重点发展: 1)推土机、液压挖掘机、轮式装载机; 2)汽车起重机、大型叉车; 3)摊铺机、压路机; 4)无开挖式管道铺设机; 5)江河湖库清淤设备。 发展目标: 大型工程机械可靠性指标达到400小时,寿命指标达到10000小时。 4.轿车关键技术 我国汽车工业长期以卡车为主要产品,改革开放以后,轿车产品得到了快速发展。1998年轿车产量达到52万辆。 我国汽车工业存在的主要问题: (1)重复建设严重,造成无序竞争,难以集中形成实力,发挥规模效益。 (2)自主开发能力薄弱,大多数企业“九五”期间仍偏重于对生产环节进行改造,包括多数中外合资的零部件企业对产品开发能力建设几乎没有投入。目前,国内对轿车产品尚不具备自主开发能力,机电一体化的高新技术零部件产品还必须引进技术。 近期轿车重点发展: (1)经济型轿车 以轿车车身为突破口,利用技贸结合、与国外公司合作等方式,先抓车身联合研制,并建立经济型轿车的公用设计数据库,与CAS、CAD、CAE、CAM等技术结合,形成我国汽车工业在经济型轿车方面的自主开发能力。 (2)轿车动力总成 消化吸收引进技术,与国外有实力的企业进行合资、合作、联合开发,在国产汽油机上普及电控燃油喷射技术(EMS),并研究开发缸内直喷(GDI)技术,开发应用电控机械变速器(AMT)技术。 (3)轿车关键零部件 以机电一体化汽车电子部件为突破口,从引进技术、合资入手,在保证高起点、大批量、专业化生产的同时,要集中力量抓紧下一代新产品的研制开发和应用,重点是电控防抱死制动系统(ABS)、安全气囊(AirBag)、高效稳定的汽车尾气三元催化转换器,并达到与整车同步或超前发展。 (4)高附加值专用汽车和客车 重点开发各类高性能专用底盘。对专用汽车以低底盘车辆和沙漠越野车辆为主;客车以低地板城市客车为主,要求具有良好的动力性、操纵性、舒适性和低污染。 5.环保装备 环保产业是防治环境污染、改善生态环境、促进资源优化配置、支持资源综合利用的支柱产业。全世界环保机械的年销售额约2000亿美元,集中于美国、欧州、日本等经济发达国家。我国环保机械行业基础弱、起步晚,年产值仅100多亿人民币。随着各方面对环境保护的日益重视,可持续发展战略的实施,市场需求不断增长,环保机械将成为机械工业新的经济增长点。 环保机械行业主要差距在于: (1)产品结构不合理,品种少 初级产品所占比重较大,具有当代水平的机电一体化产品少,急需的大型成套设备不能满足现实市场需求。在目前3000多种环保机械产品中,约有五分之一的产品由于性能、可靠性、适用性、结构设计等原因,应该限制生产或限期淘汰。大型烟气脱硫、脱氮成套设备、大型城市污水处理厂成套设备、大型城市垃圾处理厂成套设备目前主要依赖进口,高浓度有机废水、难降解工业废水处理 技术及设备发展缓慢。 (2)产品质量、技术水平比国际先进水平落后20年 相当多的产品没有行业或国家标准,产品规格型号、基本性能参数不统一,质量检测无依据。 (3)生产企业规模小、开发能力薄弱 规模小、装备条件差、检测手段不全的中小企业占全行业企业总数的78%。年产值在3000万元以上的企业仅占全行业的3.2%,并且主要集中在电除尘器、袋式除尘器等少数几种产品生产领域。 近期环保机械重点发展: (1)烟气脱硫设备 循环流化床锅炉及炉内脱硫脱硝技术(CFPBC、PFBC技术)、大型整体煤气化燃气蒸汽联合循环技术及装备(IGCC技术)。 (2)城市污水处理成套设备 活性污泥法、氧化沟法、移动曝气法为主体的城市污水处理成套设备,以日处理10~25万吨污水处理厂为目标,提供污水处理成套设备、污泥利用和处置成套设备、控制和监测系统。 (3)城市固体垃圾处理和综合利用装备 城市生活垃圾分类、焚烧、堆肥技术及装备,以日处理100吨、300吨处理厂为目标,提供垃圾处理成套装备。 (4)环境监测仪器 便携式多功能多参数水质监测仪、12种总量控制的污染物监测仪、大气环境污染监测仪器和系统以及水处理过程自动控制系统等。提高产品档次、水平、可靠性和精度。 主要目标: (1)大型成套设备的国产化率达到70%以上;一般工程项目的设备国产化率达到90%以上;高浓度有机废水和难降解工业废水处理技术及成套设备国产化率达到80%以上。 (2)一般环保机械60%以上的产品达到90年代初水平,5%~10%的产品达到当代国际水平。 (3)发展新产品品种,开发新产品200种以上。 工业行业论文:珠三角工业企业行业竞争力研究论文 摘要:随着经济全球化和区域经济一体化的不断推进,珠江三角洲工业企业竞争力优势正在受到以上海为中心的长江三角洲经济带强有力的挑战。通过对珠江三角洲工业企业37个行业的22个指标进行因子分析,给出珠江三角洲各行业因子竞争力和综合竞争力排名,从而对珠江三角洲各行业发展现状和潜力进行科学评价,对制定科学的工业发展战略提出政策建议。 关键词:珠江三角洲;行业竞争力;创新能力;行业规模;经济效益;因子分析 改革开放20多年来,珠江三角洲区域经济发展取得了显著成就,成为广东省经济社会发展的龙头和主体。2004年,珠三角地区完成国内生产总值(GDP)合计13394亿元,实现一般预算内财政收入931.96亿元,人均GDP达4.63万元,城乡居民储蓄存款余额12679.98亿元,成为全国较为富裕的地区之一。作为全国区域经济中最具活力的增长极之一,珠江三角洲在整体经济实力和产业发展上都有诸多优势,例如区位优势、劳动力优势、产业优势、开放度优势、市场化优势等等。但随着全球经济一体化步伐的加快以及我国实施西部大开发战略,全国呈现全面开放的格局,珠江三角洲原先拥有的政策和区位优势逐渐减弱,经济转型面临的困难和压力加大、外贸出口面临国内外“一高一低”双重夹击、可持续发展战略对推进工业化的制约作用不断加强等因素都使得珠三角经济发展尤其是其工业竞争优势面临挑战。近年来,以上海浦东为龙头的长江三角洲经济迅速崛起,显示出强大的吸引力、辐射力,形成了与珠三角竞争、合作并存的格局。面对与长江三角洲地区的激烈竞争,珠三角在人力资源、技术资源、市场腹地、工资成本等方面都呈现出劣势。因此,对作为珠江三角洲区域经济发展主要驱动力的工业企业的行业竞争力进行科学的测度和研究,可以使我们更为直观清晰的了解珠江三角洲工业企业行业竞争力的现状,为今后行业竞争力提升提供科学的依据。本文把珠江三角洲工业企业划分为37个行业并对其竞争力进行定量的比较研究,对珠三角各工业行业的发展现状、优势、不足和发展潜力进行科学评价,对制定科学的工业发展战略提出政策建议。 一、指标及评价方法的选择 (一)指标选择工业企业的行业竞争力实际上就是工业企业所具有的开拓市场、占领市场并以此获取利润的能力。从理论上来研究,对工业企业的行业竞争力及其评价要素的分析,可以从该产业的经济规模、经济效益、科技创新能力三个方面对其加以框定。根据系统、稳定、可操作的原则,本文选择珠江三角洲工业企业中37个行业的22个具体指标构建指标体系。 (二)评价方法。本文选择多元统计分析方法中的主成分分析法作为行业竞争力多层次综合性评价的方法,运用SPSS软件给予实现。因为SPSS软件不能直接进行主成分分析,因此我们借助该软件中的因子分析来完成。我们运用的多层次因子分析法是通过在多个变量指标中寻找主因子,用主因子来充分反映原始变量信息,同时通过对整个指标体系中各层指标进行逐层分析,从而得出最终结果的分析方法。这种分析方法可以对影响最终结果的各个因素进行评估,使我们对客观经济现象做出更为全面的把握。 二、数据处理 文中总量指标数据均来自《中国科技统计年鉴》(2005)和《广东统计年鉴》(2005)。另外,为了统一单位和便于计算,涉及到货币单位的指标统一以人民币为表示单位。由于行业竞争力指标体系中的各指标存在着方向、数量级的不同等问题,为使各指标在整个系统中具有可比性,应该将定性指标进行定量化处理。具体来说,反映行业竞争力的指标一般可以分为两种:正向指标(越大越好)和反向指标(越小越好),我们必须将它们量化为[0,1]上的指标属性值。这里,我们利用功效系数法对其进行标准化和同趋化处理。 (一)当指标数值越小越好的时候,功效系数计算公式为: Yj=(Xjmax-Xj)/(Xjmax-Xjmin) Yj表示第j个指标的功效系数,X1表示第j个指标的数据值,Xjmin表示第j个指标取值区间上的最小值,Xjmax表示第j个指标取值区间上的最大值,以下相同。 (二)当指标数值越大越好时,功效系数计算公式为: Yj=(Xj-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin) 三、因子分析结果 运用SPSS12.0对经过功效系数法标准化的数据进行因子分析,提取特征值大于1的因子,得到结果如表1。 从表1可以看到,当我们提取三个特征值(分别为10.530、8.437和1.646)时,其累计方差贡献率为93.691%,这说明提取3个因子已经能够集中反映珠江三角洲工业企业行业竞争力指标的主要信息。我们对22个指标进行正交旋转,可以得到相应的因子载荷矩阵如表2。 根据表2,我们可以把各主因子分别命名为创新能力因子、行业规模因子和经济效益因子。 主因子1(创新能力因子):在科技活动人员数量、科学家和工程师数量、科技活动经费、新产品产值、新产品销售收入等指标上载荷显著,均在0.85以上,方差贡献率为47.862%,集中反映了珠江三角洲工业企业科技创新能力的总体情况。 主因子2(行业规模因子):在企业单位数、产成品、工业总产值、流动资产年平均余额、产品销售收入、工业增加值、亏损企业数量等指标上载荷显著,均在0.65以上,方差贡献率为38.349%,反映了行业经济规模对行业竞争力的影响程度。 主因子3(经济效益因子):在固定资产净值平均余额、本年应交增值税、利税总额、年末所有者权益合计、利润总额、亏损总额、产品销售税金及附加等指标上载荷显著,均在0.8以上,方差贡献率为7.480%,反映了行业的经济效益状况。 四、结果评价 根据(1)式,将各主因子作为自变量进行回归分析可得到各行业竞争力的主因子得分如表3。 从表3中可以看到,在创新能力因子项目中,通信设备、计算机及其他电子设备制造业,电气机械及器材制造业,电力、热力生产和供应业,石油加工、炼焦及核燃料加工业,纺织服装、鞋、帽制造业竞争力列前五位,其中通信设备、计算机及其他电子设备制造业的优势最为明显。实际上,这五大产业均为珠江三角洲的支柱产业,其中前四项是新兴支柱产业,纺织服装、鞋、帽制造业是传统支柱产业,这表明珠江三角洲工业发展在保持传统优势产业技术更新的同时,加大了新兴支柱产业的研究与开发,这些支柱产业在创新能力方面的明显优势将是今后珠江三角洲经济长足发展的根本动力。 在行业规模因子中,通信设备、计算机及其他电子设备制造业,电气机械及器材制造业,电力、热力生产和供应业,化学原料及化学制品制造业,交通运输设备制造业列前五位。需要注意的是,在行业规模这一因子下,珠江三角洲仅有11个行业竞争力得分为正值(竞争力在平均水平之上),其余行业得分均为负值,这突出反映了珠江三角洲工业行业布点分散、产业集中度不高、生产能力过剩、企业规模偏小等制约发展的瓶颈问题。 在经济效益因子中,通信设备、计算机及其他电子设备制造业,电力、热力生产和供应业,交通运输设备制造业,化学原料和化学制品制造业,电气机械及器材制造业列前五位。这表明新兴行业的经济效益明显优于传统行业。有趣的是,在这一因子的得分中,所有行业均为正值,这表明珠江三角洲工业行业的经济效益方面的竞争力处于平均水平之上,这也从一个侧面说明了珠江三角洲实施经济发展模式由粗放型向集约型转变的良好成效。 利用(2)式,我们可以得到珠江三角洲工业企业各个行业竞争力的综合得分如表4。 五、结论及建议 从综合得分可以看到,珠江三角洲工业企业竞争力最强的五个行业分别是通信设备、计算机及其他电子设备制造业,电气机械及器材制造业,电力、热力生产和供应业,化学原料及化学制品制造业,交通运输设备制造业。从这个结果我们可以得出: 第一,行业规模仍然是行业竞争力的最重要的因素。行业规模因子中排名前五的行业与综合得分排名前五的行业恰好一致,这说明行业规模因子是工业企业行业竞争力测度中最重要的影响因素,行业规模越大,行业的综合竞争力越强。第二,创新能力因子对行业竞争力排名具有重要影响。创新能力因子得分排名前三位的行业与综合竞争力得分前三位的行业相一致。可见随着经济全球化的推进,行业的竞争力越来越依赖于行业的自主创新能力,更强的创新能力将为工业企业带来更多的发展机遇,大力发展行业的自主创新能力、加快高新技术产业的发展对提升各个行业的竞争力都具有显著的正向影响。第三,经济效益对工业企业行业竞争力的影响也不容忽视。企业发展的目标是追求经济效益的提升,行业亦然。经济效益的好坏直接影响到行业的发展前景。 珠江三角洲地区要在2010年左右率先基本实现现代化,工业发展是关键。在新的世纪里,珠三角的发展应大力发展以电子信息制造业为龙头的高新技术产业,重点推进超大规模集成电路、高性能计算机、系统软件、超高速网络系统、新一代移动通讯装备和数字电视系统等优秀信息技术,重点建设广州、深圳、珠海和南海等软件园,把珠三角建成全国最大的信息产业基地。同时,应当大力整合工业企业行业内部资源,通过并购等方式组建企业集团,扩大企业规模,增强企业以及行业的整体竞争实力。另外,在追求经济发展速度的同时,也要充分考虑到工业企业经济效益的提高,要注重经济发展的质量,加快经济发展模式由粗放型向集约型的转变,不断提升珠江三角洲经济发展的素质和效益,推动经济发展走上又快又好的道路。 工业行业论文:机械工业行业技术分析论文 (一)行业技术发展现状 机械工业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低,在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量,机械工业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。 经过近50年的发展,机械工业已经成为我国工业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。1997年实现销售收入13651亿元,占全国工业的21%;利润257亿元,税621亿元,分别占全国工业的15%;出口创汇363亿美元,占全国外贸出口额的20%。其发展速度高于同期工业的平均增长速度。 近年来,机械工业企业自主开发创新能力有所增强,1997年科技人员总数达48万人,技术开发经费支出达85亿元,占全行业销售收入的0.62%,有57家大型企业建立了部级技术中心,有9%的企业建立了专门技术开发机构,行业整体技术水平有了明显进步,主要表现在:为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高;产品结构正向合理化方向发展。 尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要问题在于: 1.科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%,先进国家高达70%以上。 2.产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。 3.机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%,达到80年代中期国际水平的占27%,其余产品均在80年代以前的水平线上。 从总体上看,机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。 (二)技术发展的总体目标 以数控机床、电力电子应用及自动化技术、大型农业机械和施工机械、轿车关键技术、环保装备五个方面作为重点,以发展和应用先进制造技术为手段,以高新技术和产品的产业化为突破口,以提高企业技术创新能力和竞争力为目标,提高企业技术创新水平。到2001年,提供1000种具有自主知识产权和较大市场需求潜力的产品。主要产品品种的40%达到90年代初国际水平,5%达到国际先进水平,90%的重点骨干企业产品标准接近或达到国际先进企业标准。 (三)技术发展的方向和重点 1.以数控机床为代表的基础机械 数控机床是先进制造业的基础机械,是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过15万台,品种超过1500种。1997年我国数控机床产量已达9051台(占机床总产值20%以上),但由于国产数控机床不能满足市场需求,在国内市场上的占有率逐年下降,每年仍需大量进口数控机床,进口额度大幅度增加。1996年进口达13924台(价值12.46亿美元)。 目前我国数控机床技术发展中存在的主要问题是: (1)产品成熟度差,可靠性不高 国外数控系统平均无故障时间(MTBF)在10000小时以上,国内自主开发的数控系统仅3000~5000小时;整机平均无故障工作时间国外达800小时以上,国内最好只有300小时。 (2)产品品种少,不能满足市场需求 国外数控机床品种已达到1500种,国内只有500多种,且性能水平低,高速、高效、高精度产品几乎没有。 (3)创新能力低,市场竞争力不强 生产数控机床的企业虽达百余家,但大多数都未能形成规模生产,企业效益差,创新能力低,制造成本高,产品市场竞争能力不强。 (4)数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全,大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。 近期我国在数控机床的发展方面,要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型,以普及型为主的策略,重点发展: (1)经济适用、量大面广的产品 经济适用的普及型数控车床、加工中心、数控铣床。 (2)高速、高效和专用、成套数控机床 高速、高效数控车床及加工中心;高效数控锻压成套装备,其中包括,可自动换头冲压机床、复合式柔性冲压中心、四边折弯机等;大型精密模具数控成套装备,其中包括数控仿型铣床及龙门式数控铣床、智能化电加工机床等。 (3)数控机床专业化配套系统 新一代数控及伺服系统系列产品;数控机床高速主轴、电主轴电机系列产品;数控机床机械手、刀库及动力刀架系列产品;数控机床高速配套零部件及辅件系列产品;其中包括,高速滚珠丝杆、高速陶瓷轴承、高速防护装置等系列产品。 发展目标: (1)扶植重点企业开发经济适用、量大面广的数控机床并形成批量生产,使这些企业产品的市场占有率有明显提高,成为名牌产品; (2)发展数十种高速、高效、专用、成套数控机床系列新品种,以满足汽车、农机、航空、模具等行业的需求; (3)数控机床关键配套产品:数控系统,满足国内数控机床50%的配套需求;高速主轴及电主轴年产达千套;机械手、刀库、动力刀架及数控机床高速配套零部件、辅件系列产品满足国内50%的配套需求。 2.电力电子应用及自动化技术 电力电子技术是集微电子、计算机和自动化技术于一体的综合技术,是节能节材的最佳技术之一。目前,国外电力电子技术已经发展到以IGBT为代表的第三代,并向智能电力电子时展,我国现在仍处于以晶闸管为代表的第二代。国内电力电子市场品种满足率仅35%,新产品市场基本上被国外产品占领。 现场总线智能仪表和总线式自动测试系统是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代自动化仪表系统,已成为世界范围自动化技术发展的热点,是当代工业自动化的主要标志。我国仍处于由模拟式仪表系统向数字式仪表系统过渡的模数混合式仪表系统阶段,水平落后10~15年,因此在低技术产品市场上还占有80%左右份额,但在高技术产品市场的占有率不到60%,新产品市场几乎全为国外产品占领。 因此,抓住当前时机在2~3年内以IGBT,现场总线智能仪表和自动测试系统为突破,攻克重点技术和产品,并实现产业化。这一领域重点发展: (1)IGBT器件及其装置,大功率晶闸管及其装置 研制新一代双极晶体管IGBT、高品质大电流IGBT等大功率晶闸管制造技术,并开发变频调速装置、逆变开关电源、大容量整滤源等的工程应用。 (2)现场总线智能仪表 研制开发变送、执行、配套等类现场总线仪表。产品产业化技术开发、并开展示范工程的应用研究。 (3)自动测仪系统和设备 开发总线式自动测试系统的基础产品,形成适度规模,同时建立用于机电产品和社会公益事业的典型自动测试系统,做好示范和推广应用。 3.大型农业机械和施工机械 (1)农业机械 工业发达国家农机产品在不断采用新技术的基础上,正向高效、节能、保护农业环境方向发展。目前我国已能生产14大类、3000多个品种的农机产品,但是产品的综合技术水平仅相当于国外70年代水平。主要问题在于: 1)产品水平不高,品种不全综合技术经济指标落后,可靠性差,寿命短。以拖拉机为例,MTBF值国外可以达到330小时以上,而我国仅100余小时。品种上:大型缺,小型杂,不成系列。 2)产品生产达到经济规模的少,重复生产、小规模生产,难以保证质量。 农机领域重点发展: 1)促进农业生产产业化的大中型拖拉机及配套农具拖拉机平均无故障时间从110小时提高到300小时以上; 2)联合收割机联合收割机可靠性系数从0.5~0.7提高到0.9以上; 3)主要农产品加工机械(含烘干仓储机械)农村产业化和中西部地区脱贫致富需要的农产品深加工机械; 4)节水灌溉设备喷、滴灌设备将灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。 农机产品的使用可靠性及寿命指标普遍提高一倍以上,主要产品的技术标准与国际标准接轨。 (2)施工机械 施工机械是国民经济大型工程项目建设必须的关键设备。我国已初步具备16个大类,3100多个品种规格产品的生产能力,部分产品已开始进入国际市场。但与国民经济发展要求和国际先进水平相比较,差距还是很大。一是产品的综合技术水平不高,尤其是产品的质量、寿命、可靠性、安全舒适性等指标以及机电一体化等高新技术的应用与国外先进水平还有很大的差距;二是产品结构性短缺,成套服务能力差,远不能满足需要,如路面施工机械基本上还要靠进口;三是大部分企业生产规模小,制约着行业经济效益的进一步提高。 施工机械重点发展: 1)推土机、液压挖掘机、轮式装载机; 2)汽车起重机、大型叉车; 3)摊铺机、压路机; 4)无开挖式管道铺设机; 5)江河湖库清淤设备。 发展目标: 大型工程机械可靠性指标达到400小时,寿命指标达到10000小时。 4.轿车关键技术 我国汽车工业长期以卡车为主要产品,改革开放以后,轿车产品得到了快速发展。1998年轿车产量达到52万辆。 我国汽车工业存在的主要问题: (1)重复建设严重,造成无序竞争,难以集中形成实力,发挥规模效益。 (2)自主开发能力薄弱,大多数企业“九五”期间仍偏重于对生产环节进行改造,包括多数中外合资的零部件企业对产品开发能力建设几乎没有投入。目前,国内对轿车产品尚不具备自主开发能力,机电一体化的高新技术零部件产品还必须引进技术。 近期轿车重点发展: (1)经济型轿车 以轿车车身为突破口,利用技贸结合、与国外公司合作等方式,先抓车身联合研制,并建立经济型轿车的公用设计数据库,与CAS、CAD、CAE、CAM等技术结合,形成我国汽车工业在经济型轿车方面的自主开发能力。 (2)轿车动力总成 消化吸收引进技术,与国外有实力的企业进行合资、合作、联合开发,在国产汽油机上普及电控燃油喷射技术(EMS),并研究开发缸内直喷(GDI)技术,开发应用电控机械变速器(AMT)技术。 (3)轿车关键零部件 以机电一体化汽车电子部件为突破口,从引进技术、合资入手,在保证高起点、大批量、专业化生产的同时,要集中力量抓紧下一代新产品的研制开发和应用,重点是电控防抱死制动系统(ABS)、安全气囊(AirBag)、高效稳定的汽车尾气三元催化转换器,并达到与整车同步或超前发展。 (4)高附加值专用汽车和客车 重点开发各类高性能专用底盘。对专用汽车以低底盘车辆和沙漠越野车辆为主;客车以低地板城市客车为主,要求具有良好的动力性、操纵性、舒适性和低污染。 5.环保装备 环保产业是防治环境污染、改善生态环境、促进资源优化配置、支持资源综合利用的支柱产业。全世界环保机械的年销售额约2000亿美元,集中于美国、欧州、日本等经济发达国家。我国环保机械行业基础弱、起步晚,年产值仅100多亿人民币。随着各方面对环境保护的日益重视,可持续发展战略的实施,市场需求不断增长,环保机械将成为机械工业新的经济增长点。 环保机械行业主要差距在于: (1)产品结构不合理,品种少 初级产品所占比重较大,具有当代水平的机电一体化产品少,急需的大型成套设备不能满足现实市场需求。在目前3000多种环保机械产品中,约有五分之一的产品由于性能、可靠性、适用性、结构设计等原因,应该限制生产或限期淘汰。大型烟气脱硫、脱氮成套设备、大型城市污水处理厂成套设备、大型城市垃圾处理厂成套设备目前主要依赖进口,高浓度有机废水、难降解工业废水处理 技术及设备发展缓慢。 (2)产品质量、技术水平比国际先进水平落后20年 相当多的产品没有行业或国家标准,产品规格型号、基本性能参数不统一,质量检测无依据。 (3)生产企业规模小、开发能力薄弱 规模小、装备条件差、检测手段不全的中小企业占全行业企业总数的78%。年产值在3000万元以上的企业仅占全行业的3.2%,并且主要集中在电除尘器、袋式除尘器等少数几种产品生产领域。 近期环保机械重点发展: (1)烟气脱硫设备 循环流化床锅炉及炉内脱硫脱硝技术(CFPBC、PFBC技术)、大型整体煤气化燃气蒸汽联合循环技术及装备(IGCC技术)。 (2)城市污水处理成套设备 活性污泥法、氧化沟法、移动曝气法为主体的城市污水处理成套设备,以日处理10~25万吨污水处理厂为目标,提供污水处理成套设备、污泥利用和处置成套设备、控制和监测系统。 (3)城市固体垃圾处理和综合利用装备 城市生活垃圾分类、焚烧、堆肥技术及装备,以日处理100吨、300吨处理厂为目标,提供垃圾处理成套装备。 (4)环境监测仪器 便携式多功能多参数水质监测仪、12种总量控制的污染物监测仪、大气环境污染监测仪器和系统以及水处理过程自动控制系统等。提高产品档次、水平、可靠性和精度。 主要目标: (1)大型成套设备的国产化率达到70%以上;一般工程项目的设备国产化率达到90%以上;高浓度有机废水和难降解工业废水处理技术及成套设备国产化率达到80%以上。 (2)一般环保机械60%以上的产品达到90年代初水平,5%~10%的产品达到当代国际水平。 (3)发展新产品品种,开发新产品200种以上。 工业行业论文:加强行业管理 化解产能过剩矛盾 促进钢铁工业转型升级 【摘要】随着社会经济发展速度的放缓,以及人们环保意识的不断增强,我国钢铁行业出现了严重的产能过剩现象。对此,钢铁企业要想推动自身获得可持续发展,就需要从多个方面着手,加强对行业的管理,有效化解产能过剩矛盾,促进自身的转型与升级。 【关键词】行业管理 产能过剩 钢铁工业 转型升级 一、 钢铁行业产能过剩的现状 (一)钢铁产能产量不断增长 我国钢铁主要产地有京津唐和长三角地区,遍布我国众多的钢铁基地。由于钢铁是道路桥梁建设和房屋建设的主要构成材料,在建国初时,需要大量的钢铁,使得这些钢铁基地的产能一直在扩大,想要降低产能不是一朝一夕就可以完成的。其中最大的钢铁产量基地要属河北省,主要表现在唐山这个城市,钢铁产能产量依旧呈现增长趋势。 (二)钢铁市场供应关系紧张 影响钢铁市场环境主要有两个方面,一方面从国际宏观上来看,许多发达国家的国情主要是经济复苏态势不明显,如巴西等国的经济发展速度较为缓慢,对钢材的需求是有限的;另一方面来自国内宏观上,我国经济发展结构已经从大力投入基础设施建设和房地产建设逐渐转为对第三产业服务业的发展方向,发展那些具有高附加值的经济模式,对钢材的需求也越来越小。 (三)钢铁领域单位附加值低 在我国的钢铁行业中,主要的营销模式是薄利多销,单位产值较低,企业主要是靠量来获得经济效益,而结合上述现状,对钢材的需求量不断下降,使得钢铁行业出现严重亏损现象。特别是一些老重工业基地,国家甚至不惜人力财力物力来支撑这些大型钢材企业,以此来降低社会失业率,达到维持社会稳定的目的。在工业行业领域里,重点的钢铁企业在财务上出现巨额亏损,出现经营困难,给企业带来巨大压力。 二、化解产能过剩矛盾,促进钢铁工业转型升级的策略 化解产能过剩矛盾 促进钢铁工业转型升级的策略有很多,包括基于行业管理,增强其他企业合作;基于行业管理,国家出台相应政策;基于行业管理,提高行业的竞争力;基于行业管理,提高钢铁产业集中度等等。 (一)基于行业管理,增强其他企业合作 促进钢铁产品的升级,需要钢铁企业与下游企业建立友好合作关系,创立出合作机制,主要是由政府部门,科研单位,下游用钢行业龙头企业以及金融机构等组成,创建出一个将钢铁工业与建筑,装备制造,交通和能源等行业与高性能材料相结合的生产合作机制;其次就是根据各行业要求建设钢铁材料应用平台,以便更好的与下游用钢企业建立密切联系,从事新产品,新工艺和新技术的开发;再次是促进钢铁行业自身开展出高性能的钢铁材料,依靠新兴产业和各项专业技术不断开发新性能钢铁材料,特别是政府的资金支持,保证研发活动的正常开展;最后,确定好钢铁产品的标准从而升级钢铁产业,在此过程中,不断提高钢铁的市场竞争力,促进钢铁企业获得更多的经济效益,真正实现钢铁工业转型升级。 (二)基于行业管理,国家出台相应政策 促进钢铁产业转型和升级,还需要政府的大力支持,特别是在政策上的支持。一是国家可以出台相应的补偿和奖励办法,不仅可以促进钢铁产能下降,还可以减少一些淘汰的钢铁产品,适当给予补偿和奖励。如财政补贴,财政返还和税收减免等,降低地方负担,维护社会稳定;二是国家出台一些高技术科研成果,吸引本地产能过剩行业进行集中转型和升级,特别是对国内外科研机构的科研成果进行推广,帮助更多钢铁过剩行业应用科研成果;三是国家出台一些优惠政策,吸引京津产业往河北方向转移,为优化产业结构做好准备。 (三)基于行业管理,提高行业的竞争力 加快钢铁行业的转型升级的主要方法就是加大科技创新力度,提高企业的市场竞争力,可以从以下三点进行科技创新,提高转型进度。一是通过科技创新努力提高钢铁行业的质量与效益,只有科技的投入才能增强钢铁行业的经济效益;二是通过科技创新进而掌握更先进的技术,在高技术水平的基础上,增强钢铁单位附加值,确保钢铁行业的稳定收入,保障更多人的就业问题;三是通过科技创新推进钢铁工业节能减排工作的开展,钢铁行业的污染物较多,对大气环境的污染指数占很大比重,想要保护环境,营造绿色家园就必须加大节能减排工作;四是通过开展各种转型活动促进钢铁行业的转型升级,比如钢铁企业的技术人员多多参与其他社会组织的环保活动,普及环保达标指数,净化钢铁行业排出的污染物标准,必须严格按照国家环保局公布的标准进行排放。 (四)基于行业管理,提高钢铁产业集中度 在当代经济发展大环境下,走规模经济的发展道路是钢铁行业的必经之路,通过多个企业之间的兼并成立集团公司,采用先进的生产设备和扩大企业规模的基础上来增加钢铁产量,提高经济效益,真正推动钢铁产品的专业化和规模化。政府需要支持更多企业向集团化方向发展,通过强强联合和重组等方式进行战略经营,真正打造出规模钢铁生产基地,对那些跟不上时展的落伍公司要及时淘汰,提高资源利用率。在重组合并之后的钢铁企业,要不断增强技术更新,提高产品的科技水平和生产出单位产值更高的产品,以更好的满足市场需求,改变传统钢铁行业手工作业模式为生产专业化协作化方向发展。 三、结束语 总之,对于传统的钢铁企业,我们需要加大科技投入,提高技术水平,真正实现钢铁行业的转型升级。在保证达到环境质量标准的前提下,通过各种技术手段,提高钢铁产品的单位附加值,增强钢铁行业竞争力以及节能减排工作的开展。当然,在钢铁行业转型和升级的道路上并不是一帆风顺的,需要政府和社会各界的支持,克服遇到的困难,真正实现钢铁工业转型成功。 作者简介:薄春梅,(1976.9-),女,河北省唐山市丰南区唐坊镇人,唐山市丰润区小张各庄镇政府,本科,研究方向:经济管理方面研究。 工业行业论文:节能低碳视角下的我国工业行业效率 摘要:采用基于方向距离函数的非参数方法,从节能低碳的视角测算了我国2007―2013年36个工业行业的效率,并分析了效率的时序特性和行业异质性。研究发现,除2008年略低外,各年工业行业效率均值大致相同,后5年略有上升,但不明显;能耗较高的行业效率值与能耗较低的行业效率值有明显差异,但碳排放量大的行业与碳排放量小的行业效率差异不明显;大部分行业效率水平不高,尤其高能耗行业,节能降碳潜力较大。 关键词:节能低碳;工业结构;效率;方向距离函数 改革开放后,我国工业经历了产值的强劲增长和生产率的不断提高,这对拉动国民经济增长和社会发展起到了重要作用。近年来工业化和城市化的进程不断加快,工业的高能耗、高碳排以及以煤为主的能源消耗结构带来的环境问题日益凸显,金融危机后我国劳动力成本逐步攀升、气候变暖等因素使得形势更加严峻。如何处理好资源节约、经济发展、环境保护三者之间的关系,以工业行业结构调整和效率提高促进转型升级,走新型工业化道路,建设生态文明,实现经济社会的可持续发展具有重大现实意义和深远历史意义。在此背景下,从节能低碳视角对我国工业行业的效率进行研究显得十分必要。 一、文献综述 效率分析分为单要素和全要素两种,且以包含多个投入要素的全要素分析为主。而研究的方法主要有参数和非参数两类,经典的参数方法有索洛余值、随机前沿生产函数法,非参数法则以数据包络分析(DEA)和指数法为代表。其中数据包络分析凭其无须预先设定投入产出函数形式的特点,自1978年Cooper等提出CCR模型以来,得到了广泛应用。[1] 我国以DEA方法为基础的全要素能源效率的研究成果颇为丰富。从对国家层面的能源效率研究来看,从节能减排视角(减排指减少污染物排放)或从节能、减排、低碳综合视角的研究很多[2],专门从节能低碳视角下的效率研究很少,且以省际间分析居多[3],工业分行业的则相对较少,基于全行业数据的研究更是鲜有见到。原因可能是国家统计局的统计口径为规模以上工业企业,且行业分类标准发生了变化。 李斌(2013)[4]基于2001―2010年我国36个工业行业的投入产出数据,从节能减排低碳视角测算了我国绿色技术效率和绿色全要素生产率。何小钢和张耀辉(2012)用投入导向的DEA和Malmquist指数对能源与碳排放约束下的我国2009年工业行业全要素生产率进行了测算。周五七和聂鸣(2012)[5]用SBM模型分析了节能低碳视角下的我国工业行业1998―2010年的技术效率。郝珍珍等(2014)以基于方向距离函数的DEA方法分析了我国1990―2010年节能低碳视角下的环境效率。这些文献在测算效率时大都采用规模以上工业企业数据[6],并未将口径调整到全行业,这样的测算不足以刻画工业行业效率的全貌。在构建生产前沿面时,为解决动态分析时的技术退步问题多采用窗口DEA方法,但这可能会导致新的问题――产生非可行解。 基于以上,本文基于我国2007―2013年工业分行业的全行业数据,采用基于方向距离函数的全局DEA方法测算节能低碳视角下的效率,并用非参数检验方法从横向和纵向对效率进行分析。 二、工业分行业效率的测算方法 不等式约束(4)、(5)表示期望产出和投入是强可自由处置的,等式(6)表示非期望产出的弱可自由处置性,即其减少需要耗用一定的资源,等式(7)则表示产出集为凸集,且决策单元的规模报酬可变。此时的β*反映低碳视角下的效率,用1/(1+β*)表示效率值,则当β*=0时,即决策单元位于生产前沿面上,效率值为1;β* 0时,决策单元位于非前沿面的生产可能集内。β*值越小,表示离前沿面越近,效率值越接近于1,反之同理。 生产前沿面的构建方法主要有当期DEA、窗口DEA、序列DEA和全局DEA四种[8]。当期DEA利用当期截面数据构建生产前沿,用于动态分析时容易得出技术退步的错误结论。窗口或序列DEA可以避免此问题,但在求解多期方向距离函数的最优值β*时可能遭遇非可行解,产生测算偏差。全局DEA则以决策单元的所有时期投入产出数据构造经验生产可能集,这样可以避免非可行解问题。[9]因此,本文选择全局DEA构建生产前沿面。 三、指标与数据 考虑数据的获得性和可比性,选取2007―2013年的36个两位数工业行业作为研究的决策单元。参考被广泛运用的KLEM模型(Jorgenson,1987),将劳动、资本和能源消耗量作为投入指标,将工业总产值和二氧化碳排放量分别作为期望产出和非期望产出指标,数据来源于相应年份的《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》,详细如下: (一)劳动人员。第一次和第二次经济普查结果(《中国经济普查年鉴》)提供了2004年和2008年分行业所有工业企业的经济指标数据,包括了本研究用到的各项基础数据,参考陈诗一(2009)的方法,以2004年和2008年的规模以上工业企业占所有企业的比例,利用线性插值法将历年的从业人员数量调整到全行业。 (二)资本存量。现有研究中多用Goldsmith(1951)的永续盘存法估算物质资本存量,具体参考陈诗一(2009)的方法计算并将数据调整到全行业,初始资本量选用其对2005年的计算结果。 (三)能源消耗量。数据采用《中国统计年鉴》中的按行业分能源消费量。[10] (四)工业总产值。调整口径后,以分行业工业品出厂价格指数(2011年起改为工业生产者出厂价格指数)进行平减,得到以1990年为基年的全行业的可比价工业总产值。 (五)二氧化碳排放量。采用《2006年IPCC国家温室气体清单指南》提供的公式(公式(8))计算。原油、燃料油、汽油、柴油、天然气的低位发热量数据来源于2014年《中国能源统计年鉴》,其他燃料的低位发热量数据来源于《中国温室气体清单研究》(2007)。单位热值含碳量和碳氧化率数据来源于《省级温室气体清单编制指南(试行)》(发改办气候[2014]1041号)。 其中i表示原煤、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气。Ei、NCVi、CEFi和COFi分别表示第i种能源的消费量、净发热值、碳含量和碳氧化因子,44/12表示二氧化碳与碳的分子量比率。 根据能源消耗量和碳排放强度的不同,根据2013年数据将各行业分为四个组(每组18个)。从投入看,高能耗组和高碳排组的各项投入均明显高于另两组,且高能耗组对能源消耗的行业间差异很大,标准差高达14591;从产出来看,高能耗组和高碳排组的工业总产值和碳排放量均明显高于另两组,但这两组的期望产出和非期望产出的标准差都很大。[11] 四、实证分析 (一)效率测算结果 用lingo软件测算得到节能低碳视角下各行业2007―2013年的效率值。由上述效率定义可知,值越大,表示距离生产前沿面越近,值为1,表示该工业行业位于生产前沿面上,达到了投入一定时产出的最优,即工业总产值的最大,二氧化碳排放量的最小;值越小,表示该行业的改进空间很大。整体上看,全行业各年的效率均值为0.6552,说明还有较大绩效改进空间,在工业总产值增长的同时,仍可大大减少二氧化碳的排放。 从分年度测算结果来看:(1)2008年的效率略低于其他年份,这可能与2008年金融危机对我国实体经济造成的冲击有关;(2)整体上,2007―2013年的效率均值大致相同,且后五年逐年略有升高,这一趋势可能与“十二五”工业规划和减排目标的设置有关;(3)电气机械及器材制造业、水的生产和供应业等少数几个行业个别年份有效率与其他年份相比有所不同,大部分行业效率值无太大变化。 从分行业的测算结果看:(1)前11个行业的效率值高于效率均值,其中烟草制品业、家具制造业、文教体育用品制造业、通信设备、计算机及其他电子设备制造业、仪器仪表及文化、办公用机械制造业共7个行业的效率值各年均为最高,达到了1。根据分组,这些行业多属于低能耗或低碳排行业。(2)石油和天然气开采业、电力、热力的生产和供应业、煤炭开采和洗选业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、黑色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、化学原料及化学制品制造业、造纸及纸制品业、有色金属冶炼及压延加工业等行业的效率值处于效率均值以下的较低水平。根据分组,这些行业多属于高能耗或高碳排行业。《2013年国民经济和社会发展统计报告》中提到的六大高能耗行业(化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业、石油加工炼焦及核燃料加工业、电力热力的生产和供应业)均在此列。(3)所有高能耗行业的各年效率均值为0.5882,低于所有低能耗行业的各年效率均值0.7221。(4)所有高碳排行业的各年效率均值为0.6080,低于所有低碳排行业的各年效率均值0.6973。 (二)非参数检验 产业政策的执行进度和各行业企业的动态决策可能导致行业效率值的时间差异,且我国工业行业的发展不均衡,不同能耗和不同碳排放行业的效率值也可能不同。根据测算结果和分析,针对效率值的时间序列特性和行业异质性,提出以下三个假设并进行检验。 假设1:节能低碳视角下,两个不同能耗的行业组群的效率没有明显差异。 假设2:节能低碳视角下,两个不同碳排放量的行业组群的效率没有明显差异。 假设3:节能低碳视角下的行业效率在不同年份间没有显著变化。 由于无法确定不同行业和不同年份效率值的总体分布,故采用Kruskal-Wallis秩和检验这一非参数方法进行检验。结果显示:置信水平为0.05时,三个假设的p值依次为0.000、0.081和0.983。因此,我们应拒绝假设1,但无法拒绝假设2和假设3。因此,可以得到: (1)节能低碳视角下,高能耗组和低能耗组的效率存在明显不同,且高能耗组的效率均值(0.5882)低于低能耗行业效率均值(0.7221)。 (2)尽管效率测算结果显示高碳排组(0.6080)的效率均值低于低碳排组(0.6973),但高碳排组和低碳排组的效率差异不显著。 (3)2007年到2013年间的效率值差异不明显,即效率测算结果中提到的“后五年逐年略有升高”这一趋势并不明显。 五、结论与启示 基于我国2007―2013年36个工业全行业的面板数据,运用DEA这一非参数方法测算了节能低碳视角的工业行业效率,并分析了时序特征和行业异质性,主要结论和启示如下: (一)与2007年相比,2008年我国工业行业效率均值有所下降,之后的5年略有回升,但这一趋势不够明显。这可能是各工业行业的企业在2008年金融危机及政府“十二五”工业规划、节能减排目标等政策因素综合影响下动态决策的结果。因此,为更好促进后危机时代的节能降碳,要继续用好市场和政府两只手,有效激励、鼓励和约束各行业企业提升各投入要素尤其是能源的利用率,从而提高工业行业效率。[12] (二)工业行业的效率具有一定的行业异质性,高能耗行业效率值明显低于低能耗行业,但高碳排行业与低碳排行业的效率差异不明显,且大多数工业行业仍有较大的改进空间。因此,优化工业结构、促进节能降碳需要考虑行业的异质性。首先,要根据测算的行业效率值、能耗、碳排放等数据,制定分行业的碳排放标准和节能减排目标,优化现有工业行业的资源配置。其次,加速发展低能耗低碳排产业,限制发展某些高能耗行业,合理布局新增项目。此外,还应建立和完善分行业的核算方法,为准确测度能源消耗和温室气体排放奠定基础,进而为刻画工业行业效率的全貌、制定行业结构调整政策提供坚强支撑。 工业行业论文:我国工业电气分销行业发展趋势分析 一、工业电气分销行业简介 现今,我国工业自动化行业已经进入高度市场化的阶段,市场主体主要由软硬件制造商、系统集成商、产品分销商等组成。 工业电气产品分销是专业分销的一种。专业分销是指由独立第三方进行的从制造商到终端用户的整个商品传递过程中所涉及的一系列活动,是区别于制造商的销售公司。从工业电气产品的销售模式和下游客户群来看,目前高压电气和中低压电气有着明显区别。其中,高压、超高压、特高压电气产品的下游客户是以国家电网、南方电网以及各地方电力局为主体,其采购方式基本采用招投标模式,因为这块市场基本不存在专业渠道分销环节的需求。 中低压电气,主要包含了中压元件和开关成套(电压等级10~35kv为主)、低压电器(1000v以下)和工控产品(含中低压变频器、PLC、伺服系统等)三大类,整体市场容量在数千亿规模。从最终客户行业分布来看,包括电力主配套-电网公司(主要针对中压集中采购)和发电企业、房地产、市政工程(含城市基础设施如轨道交通等)、各大工业客户(钢铁、冶金、化工、煤炭等)。而中低压电气产品的下游应用几乎广泛分布在各行各业,客户有着不同个性化需求,工业电气产品也呈现多样性、复杂性等特征,所以中低压电气产业采用专业分销商是广为采用的模式,尤其在低压电器和工控领域。一级分销商除直接对接各行业的最终端客户外,也会通过二级分销商的间接方式,或先将元器件先销售给OEM机械设备制造商(工控类的主要下游厂商)、系统集成商、成套制造商,然后由它们生产制造出电气成套系统抵达最终客户。 二、工业电气分销行业概况 (一)全球工业电气分销行业概况。 近年来,全球的工业电气分销行业随着工业电气产品需求的增加而稳定增长。由于工业电气产品使用领域和范围的日益拓展,工业电气产品使用技术不断更新,针对下游需求不断开发出新的服务项目,市场潜力巨大。从全球市场角度来看,工业电气产品的分销市场的集中度不高。据统计,全球大约四分之一的低压电气分销收入集中于蓝格赛等七大分销商,其中,全球销售额第一的蓝格赛占全球市场份额的9%左右。但从发展趋势来看,工业电气分销商日益注重其行业地位及网络建设,开始由区域型企业向全球化企业发展,加速扩大分销网络。 (二)我国工业电气分销行业概况 我国工业电气产品分销行业现已形成以中低压输配电产品和工业自动化控制产品为主要分销产品的市场格局。目前,我国主要从事工业电气分销业务的企业主要有斯达电气、众业达、海得控制、福大自动化、索能达(中国)、蓝格赛(中国)等公司。 根据施耐德提供的数据,其在我国通过分销商销售的产品比例占全部销售的85%以上,从细分产品来看,低压电气产品、工业自动化控制产品采取分销模式的比例更占到90%以上。根据ABB、西门子、常熟开关、人民电气等制造商的资料,低压电气产品、工业自动化产品基本通过分销渠道流通,中压电气产品分销模式和直销模式并存。而工控产品中,对于规模上千亿的中低压电气大产业,目前渠道经销商(分销商)的规模相比之下仍较小,总的来看,国内中低压电气分销行业市场集中度低,主要以中小型、区域性业务居多,具备全国性网络覆盖的大型分销商数量较少。 工业电气分销商上市公司仅有众业达与海得控制,具有以下两个特点: (1)工业电气渠道商(分销商)的下游行业分布、客户群数量通常比设备商更为广泛,相对不容易受到单一行业需求、景气度波动以及单一下游客户的影响,具有较强的抗风险能力。(2)工业电气渠道商(分销商)相对于设备类厂商更容易扩展异地业务,设备类厂商更易受当地基建进程、地方投资力度影响,而渠道商通过铺设销售渠道网络进行异地扩张相对较为容易。以上这两点决定了工业电气分销商的增长模式相对稳健,并且增速的可持续性更强。 三、我国工业电气需求分析 近年来,我国经济快速发展,基础设施建设的巨大需求带动了工业电气设备领域的发展,据国家统计局数据显示,2012年,我国电气机械及器材制造业共实现销售收入5.33万亿元,同比增长7.42%;实现产品销售利润5,994.94亿元,同比增长13.18%。 经济发展及基础设施的建设,对我国工业电气产品的需求逐步增加。一是近年来,国家对基础建设投资得快速增长扩大对工业电气产品需求。新增的固定资产投资导致工业电气消费需求大幅增长,工业电气分销行业随之增长。二是电力行业需求稳步增长促进了工业电气分销行业的发展。大量高速列车、轻轨运输、地铁的安全运行需要以工业电气产品为主要组成部分的各种综合自动化系统、运动系统、低压变电系统、照明系统、给水系统等,铁路电气化的发展和城市轨道交通的快速建设将加速工业电气产品分销行业的发展。三是智能电网、特高压、新能源的建设扩大中低压输配电行业的市场容量。受电网投资、铁路建设、新能源行业的持续拉动,我国中低输配电行业仍将保持快速增长,特别是中压输配电行业。“十二五”期间,我国将优化电力结构,加强智能电网建设,电力设备的市场需求将迅速增加。2014~2020年,我国低压电器市场需求将逐年增加,市场规模逐年扩大,年复合增长率达8%以上。预计到2020年,我国低压电器市场规模将达1510.70亿元。 四、我国工业电气分销行业发展趋势 近年来,尽管我国输配电行业的高压产品增长速度较快,但由于中低压产品量大面广,未来仍将占据主导地位。我国输配电行业近年来增长快速,未来5年内处于黄金时期、发展潜力巨大,2015年规模将接近3200亿元,达到历史高点。 (一)电气分销行业进入充分竞争时期,市场集中度逐渐提升 未来工业电气分销行业处于充分市场化的竞争态势。一方面,我国拥有数量庞大、以中小规模为主的区域性民营企业从事工业电气分销;另一方面,自2000年之后,如法国的蓝格赛和索能达、美国的西科国际、日本的菱电商事等国外企业也开始积极拓展我国市场,构建并扩张期分销渠道,一定程度上加剧了市场竞争也改变了竞争格局。虽然国内工业电气分销市场的参与者数量众多,但市场集中度不高,成几十亿规模的分销商数量较少,绝大多数的分销商或对单个供应商依赖度很高,或销售呈明显区域特征或其能提供的服务局限于整个分销服务价值链的某一或几个环节。因而,对中低压电气产品制造商而言,虽然存在诸多的下游分销商,但能为其提供专业、全面的渠道进而对接到终端客户的分销商也仅有少数。 (二)电气分销行业步入稳步发展时期,配电自动化率缓慢提升 国家电网2013年印发的《关于加强配电网规划与建设工作的意见》中指出“配电网发展与新型城镇化建设、分布式电源和电动汽车发展相协调,与电网整体规划和远景目标相衔接”。相较于国外主要发达国家的配电投资比例,国内配网投资比例相对处于较低的水平,未来我国对配电电气设备需求将有进一步的提升。 (三)电气分销行业迈入结构调整时期,工控产品比重相对增大 根据工控网数据,2013年我国低压变频器行业触底反弹,市场规模超过180亿元,预计2014至2017年我国低压变频器行业的年均增速达7%。继上一个电子信息化3.0之后,全球正日益融入网络化的时代,其中网络互联在工业制造领域的渗透,正加速新一代以智能制造为引领的工业自动化技术的革新。工业4.0即是德国政府于2011年提出的一项高科技战略工程,其优秀为提升制造业的计算机化水平。 (作者单位为平安证券有限责任公司) 工业行业论文:工业化在家装行业的现状 摘 要:经济的快速增长,使建筑业得到长足发展。同时给家装市场带来了良好的契机,然而传统家装工艺作业手段的原始性、生产过程的含糊、产品形成的非标性等缺点,显然不在适宜大规模的市场化经营。家装工业化势在必行。实现装配施工方式具有几方面优势:提高建筑装饰加工质量水平和生产高精度产品。提高建筑装饰施工效率,减少建筑装饰施工环境污染,减少建筑装饰施工成本。实现住宅装修工业化,要依靠科技、市场、政府、民众等多方面的力量,共同努力迎接家装工业化时代。 关键词:工业化;假装;行业;现状 随着我国经济的快速增长,建筑业也得到了长足的发展,逐渐成为国民经济的支柱产业之一。与此同时也给建筑装饰行业带来了巨大的发展空间。据统计,内地已有装饰企业4万家、从业人员300万人,装饰工程量每年以24.6%的速度增长,到2010年公共建筑装饰工程总产值可以达到6600亿元。住宅商品化以后,家装市场更是异军突起,逐步成为装饰市场的新生力量。一直保持持续增长的态势,但家装行业一直处于粗放型发展,高投入、低产出、高消耗、低效益、资源紧张等问题依然存在。而其中的很多问题都与装修行业的生产方式有关。尽管我们已经进入二十一世纪,但是建筑装饰业施工手段,依然是锯、刨、钻、涂、刮、磨、喷这套工艺仍然主导着我们施工过程的20多年,建筑市场是最早进入市场的,那么目前看来,还是不是很尽人意,虽然每年以36%的速度递增,建筑装饰企业自己生产的零部件来施工的,占全国建筑装饰企业总数6%、7%,这个数字很低,与专业厂生产,就是到厂家合作,或者是购买零部件建筑装饰企业占全国企业的总数30%至40%,这两个数字清楚地表明了我们的现状,其中一个信息化指导我们设计施工的全过程,我们信息化、工厂化生产,现场组装的新技术,在装饰行业里面处于一个起步阶段家装施工目前的状态是,大部分企业处于小包工队的手工作业状态。装修问题更为突出,家家户户自行装修不仅浪费资源,而且造成质量隐患、环境污染等。 主要表现在: 一、作业手段的原始性。虽然使用了一些小型电动工具。但就整体操作实质而言,仍然是手工作业性质。 二、生产过程的含糊性。构配件加工和安装不分开,混杂地由一组人自原材料开始制作至安装到位最终完成;就现场操作空间而言,构件加工与安装过程混杂在“混合车间――装饰施工现场”,不可能按不同工作内容不同技术难度和技术等级不同进行专业分工。 三、产品形成的非标性。大多数仍然采用一张桌凳、几件小型工具,按照现场已有条件,以“量身裁衣”作坊模式加工和安装产品。由于现场手工作业缺少系列标准和协调能力,很难通过调节设计数据、调动原材料供应商等手段,使具有个性的装饰产品达到技术规范化、质量标准化、生产批量化的工业化观念。 显然,这种施工方式遏制了劳动生产率和质量标准提高的可能。在建筑装饰工地,由于技术工人需要在构配件加工和安装之间不断转换,势必在场所、工具、技能和空间上反复作适应转换,相应制约了他们的效率和速度发挥。即便是最熟练的技术工人,与一般的工人在速度、功效上差别很少。更何况,作为一个社会的人,随时受到环境、健康、情绪等等因素影响,他的技能、效率、速度、不能保证恒定发挥。装饰工程质量很讲究精度,但在各个不同技术水平工人操作的影响下,其精度水平必定参差不齐。即便同一工人操作,其不同环境和不同时间的精度也是难于保持同一水准,更别说手工制品的精度无法与专业机械加工产品精度放在同一档次评价。 早在10多年前,有关部门就提出了“一次性装修”的概念;原建设部也在2002年出台了《商品住宅装修一次到位实施导则》,进行具体指导,但是住宅全装修似乎并没有取得长足进步;2008年,新成立的住房和城乡建设部发出《关于进一步加强住宅装饰装修管理的通知》,进一步提倡推广全装修房。 同时,不少大型房地产开发企业也纷纷提出全装修战略,各地也都在进行一些探索,特别是在一些住宅产业发展较快较好的城市。深圳更是提出要100%消灭毛坯房,据了解,目前该城市商品住房基本实现了全装修交房入住的目标。这表明家居装修实现工业化势在必行,是未来的发展趋势。与此同时住房和城乡建设部以发展节能省地型为契机,不断研究和制定推进住宅产业现代化的技术、经济政策措施,大力推广全装修住宅的政策环境和市场环境将会不断完善。这也给家装行业实现工业化打下了基础。 我认为,实现装配施工方式,推动家居装饰施工走向工业化,至少有下列优点: 一、大幅度提高建筑装饰加工质量水平,生产高精度产品,满足人们日益增长的装饰要求。 二、大幅度提高建筑装饰施工效率,告别手工作业,减少现场作业,减少因施工占用,建筑物无法投入使用影响。 三、大幅度减少建筑装饰施工现场的环境污染,提高对噪音、废气、废液的控制和回收,以及边角料回收利用。 四、大幅度减少建筑装饰施工成本,降低工程造价。 但是,归根结底,我认为,推广住宅全装修的根本途径是――住宅工业化。只有依托住宅工业化的发展,才能实现住宅装修生产方式的根本性变革;依靠科技创新,不断提高建筑装修业的工业化水平和建筑装修产品的综合品质。同时,还要加强行业管理,培育良好的市场环境。 工业化的基本原则是:专业社会化、加工机械化、生产批量化、出厂标准化,提高劳动生产率、提高产品质量。 丰富面材的选择,让空间设计不受局限,在尽显传统装饰效果的同时,其人性化的多种功能,又将装饰的设计注入了更多的人性需求元素。工业化装饰产品的优势正解决了目前家居环境的问题,提升了家居环境质素。全部面材均由工厂按严格的工艺流程进行生产,质量可靠受控。面料包括强力波音板系列、玻璃系列(玻璃的材质及各种不同的装饰品种及内藏百页等)、金属板材、蜂窝铝为基材复合面材,天然及人造石材面料等,可谓应有尽有、变化万千。给人无限的可选空间。可根据客户要求可提供特种功能隔墙设计,例如隔音、消声、防电磁幅射、防电磁信息泄漏和防静电等。可为客户配套提供极具个性化的室内设计,例如特殊技术指标的空调及室内空气质量设计等。将室内外装修的产品,以工厂机械标准化生产,现场只做组装。规格制式的产品、环保的材质选择,简单快速的组装方式。改变了传统的家居装修概念。装饰业实现工业化的基础,是建材商品和构件大多实现了标准化与系列化。 归根结底,实现住宅装修生产方式的根本性变革,要依靠科技创新,不断提高建筑装修业的工业化水平和建筑装修产品的综合品质。同时,还要加强行业管理,培育装修作业施工人员,创造良好的市场环境。挺高人们的思想认识。只有这样,其实,政府房地产主管部门也认识到家装工业化的必要性,但是在具体的实行过程中进展得不够顺利,其中的原因很多,但比较主要的我认为还是我们的技术水平比较低,装修出来的质量也没有统一的验收标准,质量难以保证,消费者对房地产企业的信任度不够,大家各行其是,不能形成大规模批量装修。要想解决这些矛盾,政府部门应该加快推进住房一次性装修的实施力度,健全住房装修验收合格标准,加强政府对房产企业的监管。同时也要向消费者宣传集中装修的好处,对装修材料的生产环节也要进行质量监督。多方面下手,我认为真正迎来家装工时代将为时不远了。(作者单位:天津司多建筑设计有限公司) 工业行业论文:对甘肃武威银行业支持天祝藏区工业园区发展的调查 摘要:天祝藏族自治县是部级重点贫困县,是甘肃省确定的43个扶贫开发重点县之一。属于社会经济发展水平低的“四高一低”地区,通过银行业支持天祝藏区工业园区的建设和发展,带动整个地区经济社会的发展,可以进一步减少和消除贫困,构建和谐社会。 关键词:金融扶贫;天祝县;工业园区 近年来,天祝藏族自治县为发展地方经济,紧紧抓住国家支持藏区经济社会发展政策,立足区位优势和资源优势,积极打造产业集群,构建特色更特、优势更优、竞争力更强的现代化产业体系,在辖内规划设立了多个特色工业园区。 一、天祝县金强工业集中区建设情况 (一)立足资源优势,打造工业强县 天祝县金强工业集中区位于天祝县金强川长廊,辖宽沟工业园、城东工业园、水泉上滩工业园、打柴沟工业园四个功能区,规划面积13000亩。集中区规划建成以新兴碳材(碳化硅冶炼和精深加工)、特种合金为主,原材料工业、精细化工、农畜产品加工为重点的工业集聚区,现已入驻企业50户,吸引就业人口6300余人。截止2014年12月末园区基础设施投资1.97亿元,园区工业增加值15.02亿元,增速45%,园区工业上缴税金1.23亿元,增速1.62%。 (二)创新服务机制,构建发展平台 一是园区出台诸多优惠政策,加大招商引资力度。对入驻企业可以通过无偿划拨、有偿出让等方式依法取得土地使用权;政府积极为入驻企业争取民族地区增值税返还和优惠电价政策;对园区内的企业,按实际入库税收,采取先征后补的办法,实行财政补助;分行业对部分企业税收实施减免和缓征政策;入驻企业缩短登记注册时间,放宽登记条件,降低注册门槛,免除部分行政性费用。二是政府引导、签约带动,政府前期投入资金完善园区基础设施,提供优惠政策、免收行政性收费、提供统一化管理,由工业区管理机构统一帮助入驻企业定时、定员、定责办理各种证照、许可文件等。三是搭建资金支持平台,大力促进银企对接。搭建融资平台,让城建、经投等投资公司参与园区大型产业项目的投融资,参与园区基础设施和配套服务设施的项目投资,为进一步完善园区的城市功能提供投融资服务。天祝县政府投入4亿元完善基础设施,实现了路、电、水、通讯等“五通”以及道路的绿化等,资金主要来源于财政拨款、银行贷款、招商引资、企业自筹资金等。 二、存在的问题 (一)投入不足,园区对产业转移和项目建设的承载力不强 一是地方政府融资渠道狭窄,内部融资动力不足,园区基础设施投入的4亿建设资金,绝大部分来自于财政拨款,仅有4000万元来自地方政府融资平台贷款,资金到位缓慢,严重影响园区基础设施建设进度;二是单一的融资手段、有限的担保能力、多变的金融政策、尚未形成的多元化投资机制,给园区基础设施建设投入带来较大制约,水电路等基础设施条件仍不能满足企业和项目入驻的需要。 (二)企业信贷需求旺盛与银行放贷意愿不高的矛盾并存 工业园区处在建设的初期阶段,入驻的企业大多都是中小企业,大部分项目投资规模小,精深加工和高附加值产品少,产业后续链条短,关联度不高,市场前景难以预料,更缺少足够的不动产作为信贷抵押,也很难找到有实力的大企业作担保人,完全符合贷款条件的不多。加之大型商业银行信贷战略取向趋同,园区内中小企业贷款难问题得不到足够的重视。商业银行贷款投放的重点在“三大一优”即“大城市、大企业、大项目,优势行业”,对园区内中小企业特别是民营企业的信贷投入没有建立与之相适应的信贷运作机制,而有贷款决策权的农村信用社主要承担着对辖内“三农”的支持,发放企业贷款数额有限。2014年工业园区重点工业项目56项,本年计划投资46亿元,资金主要来源于招商引资和企业自筹资金,银行信贷资金参与度不高,除天祝县农发行投入的4000万元贷款用于园区基础设施建设外,其余各家银行机构共计向9家企业发放贷款8330万元,根本无法满足企业发展的资金需求。 (三)金融服务滞后,园区经济发展后劲不足 一是金融创新发展缓慢,园区企业缺乏多层次的融资渠道。由于资本市场不发达,目前园区内的企业除了通过银行贷款获得资金外,很少通过其它方式获得资金,融资渠道非常单一,难以满足企业经营的需求。二是金融产品创新不足,服务缺乏创新。天祝县属于藏区高寒贫困地区,金融产品引进多,自主创新少,负债类产品创新多,资产类产品创新少;其次,信用担保等中介机构规模小,无力承担大额借款的担保。三是银企合作的深度和广度不够。目前,银行业金融机构对工业园开发区尚未制定专门的金融支持措施,这一方面是因为工业园开发区建设起步晚、入园企业较少,金融大规模介入的时机还不成熟,另一个重要原因在于商业银行的战略趋向,决定了其经营模式。 (四)融资模式单一,信贷管理体制高度集中,阻碍工业园区经济发展 一方面,天祝藏区工业园区建设的主体是政府,财政资金、土地基金、银行贷款等是其主要的资金来源,融资模式过于单一。甚至一些园区的组织机构都不完备,缺乏实体化运作机制,导致融资功能丧失。另一方面,银行虽然对部分贷款业务实行转授权,但信贷管理权限却被上收,由上级银行下达信贷计划,更加重视考核抵押资产及担保物等的质量,导致银行信贷产品单一,很难满足天祝藏区工业园区内不同项目、不同企业对资金的需求。 三、几点建议 (一)引进先进的经营管理理念,承接产业转入 经营理念、思想意识的落后,是资金投入不能解决的问题,必须借助产业转移这一外力“催化剂”来改造劳动力的素质,提升本地企业技术装备水平,冲击经营管理理念,才能高效、速度的发展经济。在市场经济条件下,产业转移的主体是企业,而企业的性质决定了其注重成本和效益。因此,当地政府依托兴建工业园区这个平台,以优惠的政策条件,加大招商引资力度,减少企业的运行成本,承接外地厂商的入驻。同时,对本地依靠资源优势的企业,鼓励其加强与外部企业合资、控股等多种经营方式,吸引更多的外部企业,入驻本地发展经济,促进和带动整体区域经济的良好发展。 (二)创新金融政策,建立补偿机制,促进藏区工业发展 一是创新金融政策。针对民族地区工业发展难的特点,在符合国家产业政策的前提下,信贷政策适当降低准入门槛,贷款审批条件适当放宽,下放贷款审批权限,增加授权授信的额度,改进有关考核办法和奖罚制度,制定适合藏区工业发展的贷款经营管理模式,确保藏区工业信贷投入的稳定性和连续性。二是建立补偿机制。中央、省、市、县对藏区工业发展给予一定的利差补贴。同时,国家商业银行在针对藏区工业发展上,要有一定的社会责任感,不能以盈利为唯一目的,只求信贷资金的安全和带来的社会经济效益,适当降低贷款利率,扶持弱势的藏区工业以及藏区经济的发展。 (三)做大、做强金融中介服务体系 建立和完善金融中介服务体系,是促进藏区经济发展的必要条件之一。因此解决藏区企业担保难问题,需要中央、省、市、县财政出资,藏区企业参与建立担保基金,并从每年的财政收入中,拿出一定的资金充实担保基金,由藏区专门成立的担保机构具体运作。可靠的保障机制,解除了金融机构的后顾之忧,而政府只付出了少量的担保资金,却引导了放大数倍的资金支持藏区工业企业的发展。 (四)进一步利用资本市场,有效拓宽融资渠道 实践表明,银行间接融资的比例会随着工业化的发展慢慢下降,而在资本市场占据直接融资的比例会逐渐变大,这是经济发展的一大趋势,所以甘肃武威银行业应加大资本市场支撑天祝藏区工业园区发展经济的力度。一是充分利用多层资本市场对工业园区内符合相关条件的企业进行融资鼓励和扶持,积极创造条件、坚持分类指导,帮助企业解决实际问题,加快企业上市步伐,利用壳资源把部分优质资产注入上市公司,实现买壳或借壳上市。二是构建债券融资辅导体制,大力引进贷款担保机构,充分利用武威银行业的债券市场积极指导、遴选、培育工业园区企业发行短期融资券等工具进行融资,从而帮助企业改变融资结构。武威银行业应进一步建立完善的担保体系,鼓励各种资本参与到担保公司的投资中,从而在天祝藏区工业园区形成多层次、多元化的信用担保体系,提高企业融资能力,切实帮助企业解决融资担保难的问题,为企业融资提供纽带。三是武威银行业应为企业有效拓展海外资本市场提供绿色通道,建立海外操作平台,帮助企业系统解决海外上市面临的各种实际问题,为天祝藏区工业园区内的企业提供资金交易场所,从而降低企业在海外上市需付出的融资成本,提高融资的可靠性、安全性。 (作者单位:西北师范大学经济学院) 工业行业论文:基于主成分分析法的衡阳市规模工业支柱行业研究 摘 要:工业支柱行业是一个地区工业经济的主要支撑,是我国经济转型的主战场。通过主成分分析法,对衡阳地区工业行业经济数据进行分析,进而明晰衡阳工业经济的支柱行业的现状、特点、变化及问题,并对其工业支柱行业的发展路径提出对策建议。 关键词:主成分分析法;衡阳市;规模工业;支柱行业 工业是国民经济的重要组成部分,也是推动国民经济转型的重要支撑力量。当前及未来一段时期,衡阳市都将处于“四期”阶段,即工业化中期、经济转型期、前期宏观政策消化期、高速发展向中高速发展过渡期,传统体制下积累的各种问题都将困扰着衡阳工业发展,也困扰着衡阳工业支柱行业的发展[1~3]。在衡阳37个工业行业种类中,能带来高产出份额、高产业关联度、高经济效益、高就业的支柱行业不多。然而从近五年衡阳的工业发展成就来看,工业产值翻了一番多,上缴利税翻了两番多,从业人员也翻了近一番,这些成绩的取得,主要得益于支柱行业对工业经济的综合贡献。本文通过主成分分析模型分析了近五年衡阳工业支柱行业的现状、特点、变化及问题,对支柱行业发展路径选择提出浅见。 一、评价体系构建及支柱行业选择标准 主成分分析旨在利用降维的思想,把多指标转化为少数几个综合指标,是统计学上常用的一种方便、快捷、准确的量化评价功能的新方法,在经济研究领域有着广泛的运用[4~5]。本文按照系统性、针对性、科学性、可操作性等原则,针对衡阳市工业大类行业,选取了工业总产值、企业数、资产总额、利润总额、利税总额、主营业务收入、从业人员7个主要经济指标构建经济效益评价的指标体系。采用SPSS17.0分析软件对2008―2013年衡阳市工业企业统计原始数据进行主成分分析,得出单个大类行业的综合得分(见表1)。以综合得分为优秀,总产值为重点,结合7个经济指标的匹配度,按得分高低排序,判断行业对衡阳工业经济综合贡献能力的大小。本文选取综合得分超过5分的行业作为衡阳工业的支柱行业。 二、衡阳市工业行业综合得分及支柱行业特点 (一)综合得分前十行业特点 1.电子信息业迅速崛起,是近五年综合贡献能力提升幅度最大的行业。2011年,富士康入驻衡阳,强有力地拉动了电子信息业的发展,使衡阳成为华南地区大屏幕电视制造基地和湖南最大的电子信息产业基地。计算机通信业因为富士康的拉动,其综合排名从2008年的第二十六位前进至第五位,迅速跻身支柱行业,成为近五年衡阳发展最快的行业。 2.传统行业引领衡阳工业经济。从上页表1看出,列表中的行业除计算机通信业之外,都属于传统行业。主要原因:一是传统行业基础深厚。2013年传统产业产值占全市全部产值八成以上。二是政策引导明确。在“十一五”、“十二五”规划中,都明确要改造提升传统工业、做大做强先进装备制造业、优化矿产开发及加工业、大力发展劳动密集型行业。 3.钢铁、煤炭行业综合得分后移趋势明显。从综合排名看,四个行业排名后移,其中以黑色金属加工、煤炭两个行业下降趋势最为明显。黑色金属加工综合排名从2008年的第二位下降至第九位,煤炭行业也从顶峰期的第一位下降至第四位。主要受两方面因素影响:一是宏观政策影响。国家宏观经济政策推动淘汰高耗能、高污染等过剩产能,对于衡阳钢铁、煤炭行业冲击较大。二是市场影响。从价格方面看,煤炭市场价格由2011年700元左右1吨降到2013年400元左右1吨,下降幅度高达75%;钢铁也由于国际出口减少,国内竞争加剧,价格也一直低迷。从需求方面看,大量国外煤炭涌入国内市场,对国内煤炭需求持续减少;钢铁行业持续产能过剩,没有强有力的需求拉动,市场仍处于“寒冬”,行情不容乐观。 (二)支柱行业的特点(见表2) 1.化学原料制造业、有色金属加工业是衡阳工业经济的稳固的支柱行业。近五年,化学原料制造业和有色金属加工业综合得分均在5分以上,且排名均在前三名以内。不过,有色金属加工业综合贡献能力逐步下降,有退出支柱行业的趋势;化学原料制造业综合贡献能力增强,2012年、2013年连续二年居首位。 2.黑色金属加工业、电气机械制造业、煤炭开采业分别于2009年、2010年、2013年退出支柱行业序列。以钢铁为主的黑色金属加工业和煤炭开采业,因为市场不景气均呈下滑的趋势;电气机械制造业因为没有强大的支撑及发展转型缓慢,仅在2009年进入支柱行业,未能保持排名。 3.非金属制品业在2013年首次进入支柱行业。2008―2013年,非金属制品业均呈上升趋势,发展前景较好。 4.支柱行业中综合得分最高、最低分值之差距呈缩小态势,行业发展均衡化。 三、衡阳市支柱行业发展现状 (一)支柱行业综合贡献能力较强,但运行质量还需优化 从上页表3中支柱行业的单个指标看,表现良好,排名靠前,形成了较强综合潜力的产业,是支撑衡阳工业经济的主要力量。但在运行质量上还有不足,如化学原料制造业在提升工业经济效益、吸纳就业能力等方面表现不足;非金属矿物制品业在扩大企业规模、扩大税收还有一定空间;有色金属行业在提质增效、提升企业利润方面,还有潜力。 (二)支柱行业底子厚、运行稳,但行业属于“两高”行业 化学原料制造、非金属制品、有色金属加工业历来是衡阳的传统工业行业,有着雄厚的行业沉淀,2013年,这三个行业的工业总产值达882.81亿元,占全市的26.5%。而且建滔化工、新澧化工、水口山等在国内同行业中也有着举足轻重的地位。但是,这三个行业属于环保部明令排查的高污染行业(即化工、水泥、有色金属冶炼),从环评限制到国家政策管控,层层“紧箍咒”已缩窄了行业发展壮大空间。 (三)电子信息业受产业集群度不高影响,未进入支柱行业序列 从计算机通信业各指标看,产值、收入两个优秀指标连续二年排名都居首位,说明该行业正处于强劲上升期,是最具发展前景的行业。但上页表3也显示出,该行业的同行业单位少,电子信息业上下游配套企业发展缓慢,尚未形成大规模的产业集群,影响了综合得分。 四、衡阳市工业支柱行业存在的问题 (一)缺乏实际意义上的龙头行业 与株洲的铁路运输业、常德的烟草制品业相比,衡阳缺乏真正的龙头行业。株洲、衡阳、常德三个市州规模工业增加值总量相近,但是2013年,株洲的铁路运输业已超过规模工业总量的20%,常德的烟草制品业已超过规模工业总量50%,而衡阳市总量最大的电子信息业仅占总量的11.7%,与株洲、常德相比,差距不小。究其原因,主要是由于电子信息业起步较晚,作为新兴行业,发展时间不长,没有形成雄厚的行业沉淀,在产业集群整合方面,表现不佳,行业综合实力还不强。所以,电子信息业要成为实际意义上的龙头行业,还需要较长的发展时间。 (二)煤炭、钢铁行业难再成为支柱行业 煤炭行业:近几年来,国际煤炭涌入国内市场,对国内煤炭市场冲击较大,导致对国内煤炭需求下降,价格也始终处于震荡下行的态势,价格难以复苏。尽管耒阳煤炭行业逐渐整合完毕,陆续复工复产,但受市场低迷的影响,很多煤炭企业持观望态度,不愿低价出售,宁可主动停产或半停产。 钢铁行业:从全国来看,钢铁产能扩张还有待进一步遏制,市场上供大于求的局面还将继续。从企业来看,钢铁企业“高成本、低盈利”的局面难在短时期内改变,整体经营效益提升有困难。从发展来看,稳步推进“城镇化”将提升下游需求,释放一部分钢铁产能,短期缓解产能过剩矛盾,但难以从根本上解决钢铁行业面临的成本刚性和产能过剩问题。因此,可以预见的是,在环保政策加码的背景下,国内钢铁行业也将面临更大的难关,衡阳钢铁行业也将承受同样的考验。 (三)支柱行业后备力量不足,有待加大培育力度 从2013年衡阳工业行业综合得分来看,有可能成长为支柱行业的分别是计算机通信业、农副食品加工业、电气机械制造业、通用设备制造业四个行业,但综合得分分别距离标准分(5分)低1.61分、1.73分、1.92分、2.46分。计算机通信业发展势头强劲,必然成为支柱行业;农副食品、电气机械、通用设备制造业既非淘汰产能的行业,又非高耗能行业,且在衡阳又有较坚实的行业基础,环评要求较“高耗能高污染”企业低,可持续发展空间较宽松,如能在招商引资方面、生产要素配置方面,加以政策性鼓励和引导,可以成为衡阳工业经济的中坚力量。 五、对工业支柱行业发展路径选择和对策思考 2011年以来,为调整工业生产力空间布局、加快产业结构优化升级、促进信息化与工业化深度融合,衡阳提出了要构建以高新技术产业为先导、现代制造业为支撑的现代产业体系。围绕这一目标,衡阳工业支柱行业就必须强化自主创新,优化行业结构。 (一)路径选择 1.进一步产品规模化、研发自主化。推动传统行业产品规模升级,对可规模化生产的产品,在园区或集群内,统一产品标准,规模化生产,实现产品规模升级。以现有的支柱行业为基础和依托,通过不断技术引进、吸收、改造、创新,提升竞争软实力,推动行业向上游研发设计环节、下游营销服务环节发展,抢占市场高端。 2.进一步优化结构、配套生产性服务业。重点培育装备制造、汽车等先进制造业,以及电子信息、生物医疗、新材料、环保、新能源等新兴产业,促其尽快成长为支柱行业,以优化支柱行业结构。大力提升传统产业,用先进技术改造促进信息化与工业化融合。大力发展生产性服务业,如物流、电子商务、金融、环保、科技等,增强生产性服务业的竞争力,为工业企业发展提供良好的外部环境。 (二)对策思考 1.加大招商引资力度,以大企业带动大行业。招商引资中,要着眼新兴产业,有重点有方向地抓大项目、好项目,尤其是处于产业链高端、带动力强的世界500强优质企业,由大企业带动一个行业的发展。富士康对衡阳电子信息业的带动就是一个成功的事例。以优质企业为支撑,带动一个行业的迅速崛起,再辐射到其他相关联企业,从而推动整个行业的成熟壮大,是一种事半功倍的发展模式,时间短、见效快,有利于改善衡阳工业结构。 2.加大资源型企业治理力度,以短期调整换长远发展。六大耗能行业中除石油加工行业外,都是衡阳工业支柱行业序列中。治理高污染高耗能企业的资源型企业,既是衡阳工业可持续发展的必经之路,又是一项民心工程。因此,一方面,要降低节能减排,鼓励企业采用先进的技术和设备,加大技改力度,提高能源利用效率,从源头上减少能源的消耗,加大节能降耗的技改力度;另一方面,要以提高工业附加值为突破口,转变发展模式,从主要依靠规模扩张、过度消耗资源的粗放发展向注重效率、注重发展质量和效益的可持续发展转变。同时,对于新引进企业,要提高进入门槛,不允许高污染高耗能企业的进入。对于部分落后产能企业,积极争取国家政策资金的支持,加快推进落后产能企业的搬迁、关停工作,遏制部分产能落后行业盲目发展,为先进产能发展腾出空间。 3.加大政策引导力度,稳定国民经济基础行业。煤炭和钢铁行业是国民经济的基础行业,是保障国民经济又好又快发展的基础,稳定这两个行业的发展,就要加大引导力度。 煤炭行业要实现集团化、创新化、洁净化。实行规模效应,有序开采,拉长、构建以煤炭为依托的产业链,多元化发展。在行业内部推行技术创新,培养高技术人员,减本增效。大力发展和推广洁净煤技术,加大煤炭转化力度,提高煤炭利用率,保障资源开发与环境保护协调发展。 钢铁行业要创新经营理念和经营模式。创新经营理念,拓宽终端市场。建议将经营的重点放在终端用户上,主攻国内重大工程项目,为其提供工程项目所用的钢材,并按照工程需要的钢材进行加工、组合,形成的全方位服务。既为客户提供了增值服务,又提升了企业自身价值。创新经营模式,增强优秀竞争力。在全市范围内,构造以华菱衡钢为优秀的生产服务供应链业务体系,鼓励本地能源、原材料企业向华菱衡钢提供重点原料,带动本地能源、原材料销售;同时,鼓励下游需求企业向华菱衡钢购买钢材,购销互动,形成良好的战略合作关系。 4.加大后备支柱行业培育力度,提高重点企业的市场占有率。结合本地实际情况,围绕计算机通信、农副食品加工、电气机械、通用机械等行业的优势产品,巩固老企业,培育新企业。企业和政府必须紧密合作,通过基础设施技术改造和重大应用示范工程建设,提高产品的市场认知,激活潜在的市场消费需求,同时,提升产品服务水平,扩大产品的市场占有率。政府还必须重视中小微企业的重要作用,数量众多的中小微企业可以向重点企业提供种类丰富的产品和服务。 工业行业论文:建材工业迎来“绿色革命” 环保成行业热点 摘 要:“绿色建材是绿色建筑的重要基础,绿色建筑必将围绕绿色建材的使用而全面展开,新型绿色建材的出现势必引发整个建筑工业的革命。”4月2日,在“绿色建筑、绿色建材及室内环境优化论坛”上,中城科绿色建材研究院副院长李建功如是说。 “绿色建材是绿色建筑的重要基础,绿色建筑必将围绕绿色建材的使用而全面展开,新型绿色建材的出现势必引发整个建筑工业的革命。”4月2日,在“绿色建筑、绿色建材及室内环境优化论坛”上,中城科绿色建材研究院副院长李建功如是说。 就消费者需求和绿色建筑客观要求而言,绿色建材无疑具有十分广阔的市场前景,也势必引起相关部门、科研院所及大型建材企业的高度重视。 但问题是,在楼市宏观调控依旧从严、房企资金链吃紧的现实背景下,使用绿色建材必然会增加成本。因此,接受记者采访的多位房地产开发商明确表示,对绿色建材的使用和选择会慎之又慎。 显然,建材工业迎来“绿色革命”的同时,如何能够占领主流市场仍是待解难题。 建材工业“绿化”加速 来自工业和信息化部(以下简称工信部)官方网站的消息称,前不久,工信部、住房和城乡建设部曾专门组成联合调研组,赴天津金隅混凝土有限公司和振兴水泥有限公司,就促进混凝土和水泥产品结构调整、加快绿色建材发展等开展现场调研。 调研组认为,发展绿色建材既有利于工业领域的节能减排,又可推动建筑节能,并使住宅更加环保和安全延寿。在这样的统一认识和思想下,两部门决定:一是优先面向绿色建筑所需、量大面广的建材,加快研究制定其绿色认证标准和认证办法;二是逐步编制绿色建材产品目录,引导绿色建材发展、支撑绿色建筑建设;三是形成生产与使用环节联动,加快修订不利于绿色产品推广的既有标准和规范,以先进标准规范激励绿色建材技术进步。 为此,工信部目前已全面启动制定绿色建材标准和认证办法,同时也正在展开绿色建材产品目录编制工作,两项工作分别预计在6月、9月底完成。 与此同时,建材工业的绿色命题也已引起相关科研院所、大型建材企业的高度重视。 据了解,经国家工商行政管理总局批准,以往属地方性质的“中国新型建筑材料工业杭州设计研究院”已经正式更名为全国性的“中国新型建材设计研究院”,以加强对绿色环保建材的研发,形成产学研体系。 近日,中国建材美国光电材料研究中心也正式宣告成立。据介绍,该中心成立后,将扩大国际交流合作,增强中国绿色建材的创新能力。 目前已建成现代化绿色新型建材生产基地和国际化标准生产线的卓达集团,在拥有22项国家专利并已形成标准化设计、预制化生产发展模式的基础上,还与中城科绿色建材研究院达成了长期战略合作伙伴关系,并联合挂牌成立了卓达蓝岛新型材料公司,作为绿色建材的研发、设计、生产基地。 卓达集团常务副总裁张建平在论坛上透露,卓达蓝岛新型材料公司近期在中城科绿色建材研究院的指导下,对工农业及建筑废弃物的综合利用技术有了重大突破。“接下来,我们还将整合国际一流的专家团队,继续做好绿色建材的研究与应用,进一步扩大绿色建材研发和生产基地的规模,以推进国际国内绿色建材、绿色建筑事业的发展。” 绿色建材市场瓶颈待解 统计数据显示,我国建材工业每年消耗原材料50亿吨,消耗煤炭2.3亿吨,约占全国能源总消耗的15.8%,废气排放量1.096亿立方米。水泥、石灰与传统墙体材料等排放一氧化碳约为6.6亿吨,占全国工业一氧化碳排放量的40%左右。 “若继续按照之前粗放型的模式发展,建材工业将会给生态环境带来更大的影响。与此同时,根据规划,未来3年内我国将新建绿色建筑10亿平方米;到2015年末,20%的城镇新建建筑要达到绿色建筑标准。显然,绿色建材将成为建材工业转型升级和绿色建筑国家战略的必然选择,有着巨大的潜在市场。”李建功对记者说。 据相关业内人士介绍,绿色建材仅在德国的潜在市场容量就达4000亿欧元,而美国预测2015年绿色建筑材料市场将达到710亿美元。 尽管如此,当前,我国绿色建材行业发展仍面临一些阻碍。一位早想投入绿色新型建材研发但又担心市场的建材企业负责人对记者坦言,绿色建材行业亟须顶层设计,目前出台政策较少,有些还停留在倡导层面。另外,当前绿色建材还不是建材行业中的主流产品。“绿色建材在实际运用中,其主要客户绝大多数为高端消费者,普通消费者不了解绿色建材的好处,过分担心绿色建材价格过高。” 与此同时,多位房地产开发商接受记者采访时也表示,他们并非不想采用新型绿色建材开发绿色建筑,国家也有相应的补贴标准,但在楼市宏观调控继续从紧的情况下,确保企业资金链安全是最重要的。加上原材料价格及人力成本的普遍上涨,在使用绿色建材或者实施建筑绿色改造工程之前,都会首先做预算成本统计和回收期估计,之后才决定运用何种节能技术或绿色建材。 “绿色建材固然市场潜力很大,但进军绿色建材的企业不能盲目冲动,最好拥有相关技术支撑,这样才能有效规避市场风险,同时一定要坚持不断创新。”张建平表示。 “对老百姓和市场而言,价格一直都是最重要的。以卓达蓝岛新型材料公司为例,建材企业要充分运用自有知识产权,充分利用工业废弃物、农业废弃物和建筑垃圾,生产出节地、节水、节能、节材、环保无污染的绿色建材,这样既能产生良好的社会效益、生态效益和经济效益,又可以降低成本和价格。”李建功最后说。 工业行业论文:第三次工业革命对中国银行业的影响及对策 【摘要】 近年来,以可再生能源和新型网络为驱动的第三次工业革命已成为学术界和经济界探讨的热点问题。文章简要阐述了第三次工业革命的内涵和特征,分析了第三次工业革命对中国银行业的潜在影响,并着重从业务创新、组织创新、风险创新以及运营创新四方面提出中国银行业的相应对策。 【关键词】 第三次工业革命 金融创新 一、第三次工业革命新构想 1、第三次工业革命的内涵 目前,国际上关于第三次工业革命的表述,主要有两种代表性观点,即杰里米・里夫金提出的基于新能源的第三次工业革命和保罗.麦基里提出的基于智能制造的第三次工业革命。 里夫金在《第三次工业革命》一书中认为,历史上每一次工业革命都是推动人类社会进步发展的里程碑,其动力可以概括为能源技术与通信技术的共振引发的重大经济转型。18世纪60年代起,以煤炭为能源的蒸汽机的使用,与报刊、杂志等通信手段的结合,带来了拔地而起的工厂、密集的城市,引发了第一次工业革命。20世纪初,电话、无线电和电视等通信技术,与石油、内燃机的结合引发了第二次工业革命,使人类进入到石油经济和汽车时代,催生了城郊大片房地产业以及工业区的繁荣。21世纪,互联网技术与可再生能源的结合,将使全球产生第三次工业革命,使人类迅速过渡到全新的、可持续发展的能源体制和工业模式,并成为摆脱经济危机的必由之路。 英国经济学家保罗・麦基里2012年4月在《经济学人》杂志发表的《第三次工业革命》一文中则指出,工业革命主要体现在生产方式的革命。第一次工业革命是18世纪后期制造业的“机械化”催生的“工厂制”,机器生产取代了家庭作坊式的手工制作。第二次工业革命是20世纪初制造业的“自动化”所创造的“福特制”,流水生产线开创了规模化生产时代。第三次工业革命则是制造业的“数字化”,“大规模定制”将成为未来的主流生产方式。综合里夫金和麦基里的定义,可将三次工业革命的发展演变归纳为表1。 2、第三次工业革命的特征 综上所述,第三次工业革命,实质就是以数字制造技术、互联网技术和再生性能源技术的重大创新与融合为代表,从而导致工业、产业乃至社会发生重大变革。总体来说,第三次工业革命具有五大特征。 第一,能源生产与使用变革。人类经济社会长期依赖的煤炭、石油等石化资源逐步进入枯竭期,需要在理念、技术、资源配置和消费习惯等诸多方面转型,以开发和生产可替代的再生性能源。 第二,生产力变革。生产系统将全面趋向数字化和智能化,以快速成型或3D打印技术为代表的新型生产设备,将颠覆“铸造毛坯、切削加工、组装成品”等一系列传统的、循序渐进的生产流程,通过数字化叠加的方式,在制造流程中将最终产品快速成型并以“打印”的方式生产。 第三,生产方式变革。现有的生产方式是大规模标准化、流水线生产方式,新的生产方式是以互联网为支撑的智能化大规模定制化、个性化生产方式。 第四,生产组织方式变革。目前的生产组织方式以“集中生产、全球分销”为主要特征,运输成本高,信息搜寻与交易成本较大。而在第三次工业革命中,“分散生产、就地销售”将成为新的生产组织方式的主要特征。 第五,生活方式变革。消费的同时就是生产,边生产、边消费的体验式消费和富有个性化的自给自足将成为一种新的潮流。 二、第三次工业革命对中国银行业的影响 第三次工业革命的兴起将给世界带来全方位的深刻影响,同时也必将在市场环境、金融生态环境以及经营管理等方面给中国银行业带来巨大冲击,进而引发进一步的金融变革和创新。 1、对市场环境的影响 首先,第三次工业革命依托可再生能源技术与信息网络技术的发展,实现能源绿色化和高效使用,将推动传统产业向以可再生能源和信息网络为基础的新兴产业调整。银行在对公司客户融资方面,将更加注重对产业政策、行业发展前景及产业风险等因素的研究与分析,与第三次工业革命相关的新型产业、小微企业将得到更多的关注。 其次,个人客户能通过互联网更为方便和灵活地获取诸如利率、汇率等金融市场信息数据,对于资金价格的偏好也更为敏感,资金转移的方式也更加多样和快捷,这使得传统银行资金“蓄水池”作用将受到一定的影响,银行将可能面临存款不足、个贷减少等问题。 最后,新能源的广泛使用将使传统的石油、煤炭生产国实力渐衰,能源生产、供应和利用的地缘重心将发生深刻变化,国际地缘政治格局将向那些在第三次工业革命中率先取得突破的国家和地区发生倾斜。这些将会给银行融资业务的区域、国家政策带来变化和调整。 2、金融生态环境的变化 首先,第三次工业革命使得金融领域的参与者不仅仅是传统的银行、金融监管机构等,电商、移动运营商、金融机构、第三方支付平台、汽车金融公司等构成的生态环境使得原来以银行为中心的生态金融模式变成了以客户为中心的生态金融模式,客户成为整个金融生态系统参与者的优秀。 其次,客户需求的多样化及金融市场信息的互联互通,将使得银行的定价机制更为透明,价格竞争也更为激烈。银行客户能通过公开的金融市场信息对不同银行提供的金融产品价格和服务进行比较和选择,这一方面促使银行提供更为多样化的金融产品和服务,另一方面迫使银行从分析客户需求和风险变化的行为规律入手,建立一套适应竞争市场需求的灵活定价机制。 最后,第三次工业革命将引发金融业混业经营的趋势,银行、证券、保险、期货等金融机构的职能将被重新定位,诸如银保、银证、银基等合作模式创新将不断涌现,各类金融业务之间甚至金融行业与其他行业之间的边界也将逐渐模糊,市场风险也随之加大。 3、银行经营管理的冲击 一是客户服务能力的不断提升。传统的电子客服只能记录客户的基本信息,处理结构化数据。而现在,大数据技术可以帮助银行综合运用客户的文本、视频、图片、日志、地理位置信息等各种结构和非结构性数据,精准洞察客户的需求,从而使得银行在提供服务和定价等方面更有主动性,并能更有效地发现潜在客户或者对客户流失做出预警。此外,借助于互联网技术,银行不仅可以亲自为客户定制金融解决方案,还可以通过开放应用程序接口,允许客户自己或者第三方机构提供解决方案,从而更好地满足客户个性化的需求。 二是产品创新能力的迫切需求。一方面,移动支付诸如银联快捷支付或支付宝打破了传统支付业务的时间、空间限制,需尽快对传统银行的支付方式进行创新。另一方面,债券融资及股权融资这些互联网融资新模式在原来银行不太关注的领域,例如小微企业、个人等发挥着越来越重要的作用,对传统的银行产品将带来不小的影响。 三是风险控制能力的严重冲击。一方面,网络的共享性、开放性使得网络黑客和犯罪分子更加活跃,银行网络的攻击者更多,攻击范围增大。网络金融中的优秀数据,需要更有力的风险保障;另一方面,网络金融产品和网络金融交易技术都仍在探索过程中,缺乏必要充足的法律规范和约束,产品和技术的稳定性、适用性和安全性等也缺乏足够的保障。 四、银行业的应对思考与建议 面对第三次工业革命所带来的冲击,银行业一方面要密切跟踪第三次工业革命发展动态和趋势,加强前瞻性研究和战略规划,并做好专业人才的培养与储备;另一方面则要发挥自身优势和作用,探索建立金融创新模式,推动我国在新一代产业革命中占据主动。 1、加快助推业务创新 一是在新能源、网络技术等新兴产业重点领域,加大力度支持行业内领军企业发展,并培育扶持一批技术领先、成长性强、市场前景好的中小企业。二是树立以“客户为中心”的产品和服务体系。一方面要创新定制化的金融产品服务体系。通过对标准化产品的灵活组合和拆分,创造出能够适应不同客户、不同时间、不同渠道的金融产品和服务。另一方面要构建“社交型”客户关系管理体系。利用大数据技术,全面整合内外部、多格式、多粒度、跨渠道的客户数据,实现对客户信息、交易行为、消费偏好等数据的深度挖掘和分析,精准识别客户需求和行为方式,提升客户服务的前瞻性、精确性和针对性。三是加快推动网络支付、网络融资、网络理财等业务产品创新。在网络支付方面,创新虚拟支付、授权支付、信用支付等多种支付模式;在网络融资方面,逐步建立互联网融资融券流程服务平台;在网络理财方面,在电子渠道加载理财、债券、外汇、基金等产品线,打造线上综合财富管理平台。 2、主动增强组织创新 一是主动应变,以竞合思维寻求与电商、第三方支付平台、电信运营商等的跨界合作,加快在移动金融、社交网络、网络融资平台等领域的战略布局,成为新的金融生态系统中协作共赢的一份子。二是要打破自下而上的银行层级管理架构,构建开放的、扁平化的创新平台,使基层员工的创新和创意能够直接到达总部或分行的研发中心,并可以通过适当的筛选和孵化机制,转化成现实的产品投向市场。三是发掘和培养复合型创新人才。在员工招聘和培养上要加强对金融专业人才的科技知识培训以及科技专业人才的金融业务培训。 3、充分重视风险创新 一是增强网络安全防范意识,全面看待当前网络技术进步带来的金融风险问题及诱因,增强风险防范意识和责任;二是选择先进的网络技术,不断提高金融网络的技术性能,构筑完整的风险防范机制,同时强化金融网络系统的风险评估,安全策略实施,运行控制、事后监督等功能,构筑全方位、立体式的风险防控体系。三是利用大数据技术,对客户的特征、嗜好、行为方式、状态等进行量化分析,提升风险管理的前瞻性和精准性,进一步提升风险预警和防范水平。 4、努力寻求运营创新 一是要搭建网络渠道与物理网点协同发展的多渠道营销体系,一方面重新定位物理网点服务功能,并精细区分物理网点服务功能于三种类型,即基础金融服务、客户体验中心、高端服务中心;另一方面在提升网络渠道交易占比的同时,推动网络渠道从交易渠道向营销渠道转型,整合门户网站、网上银行、移动终端等网络渠道,发挥电子渠道和物理网点协同营销效应。二是打造柔性运营服务体系,通过进一步挖掘云计算的潜力,实现前、中、后台有效分离,使得前台专注于客户关系管理,中台集中进行数据挖掘和客户行为分析,后台运营集中处理,兼顾前台灵活性和后台稳定性。三是加快银行运营管理系统的开发,进一步完善运营管理IT架构的整合。 [9] 郭全中:第三次工业革命带来七大影响[N].中国经济时报,2013-04-22. 工业行业论文:工业和信息化部关于加快我国手机行业品牌建设的指导意见等 工业和信息化部关于加快我国手机行业品牌建设的指导意见 本报讯记者从工业和信息化部官网获悉,近日工业和信息化部了关于加快我国手机行业品牌建设的指导意见,明确提出了手机发展的总体目标和主要任务。产业链相关个股将集体受益。 工业和信息化部表示,品牌是企业在市场竞争中的重要战略资源,是企业产品定义和设计能力、技术和商业模式创新能力、产业链整合能力、市场营销能力的综合体现。我国手机产销量均居全球首位,市场份额不断提升,产业体系日趋完备。自主品牌手机企业快速成长,市场竞争力明显提升,多家企业产销量跻身全球前列。但品牌影响力不强、附加值不高等问题制约着我国手机企业的进一步发展,加快提升产品品牌形象和价值正在成为行业的新追求。 工业和信息化部要求,各级行业主管部门、相关行业协会、企事业单位应从战略高度充分认识加快手机行业品牌建设的重要性和紧迫性,进一步加大工作力度,把手机品牌建设工作作为促进产业转型升级和发展方式转变、拉动居民信息消费的重要措施和长期任务抓好抓实。 文中指出,手机发展的总体目标是:建设企业主体、政策引导、多方参与、协调联动的手机品牌建设体系,形成有利于优势品牌成长、特色品牌发展的政策环境。手机产品的质量效益和市场表现进一步提升,在高端市场实现突破。手机企业品牌意识、产品定义和设计能力、技术和商业模式创新能力、产业链整合能力、市场营销能力显著增强,逐步形成品牌影响力和盈利能力达到全球领先水平的手机企业。 工业和信息化部将会同地方行业主管部门、相关行业协会和企事业单位,做好品牌建设的组织和实施工作,加强协调配合,推进品牌建设工作有序开展。指导意见的有利于国产手机行业的加速发展,更加促使国产手机在4G时代迎来弯道超车的机遇。上下游产业链也将受益,包括天线、芯片等领域的企业。(王沛霖) 天津年内完善十个物联网实验基地 本报讯 天津市加快推进农业物联网区域实验工程,今年内将完善10个实验基地建设,并筛选建设新一批实验基地。 农业物联网是指在大棚控制系统中,运用物联网系统传感设备,采集农业生产信息,实现对农作物生长环境的远程控制。天津市作为全国三个“农业物联网区域实验工程”实验区之一,已先后启动5个蔬菜基地、3个水产养殖基地和一个畜牧养殖基地建设。今后,天津将搭建一个农业物联网的综合管理服务平台,围绕蔬菜、水产养殖、畜牧养殖实施农业物联网工程建设,重点提升农业物联网平台在病虫害防治、农机调度、奶牛养殖等方面的应用效益。(卜娜) 美国消费电子制造领域投资激增 本报讯2013 年,美国风投向消费电子制造领域注资 8.48 亿美元,2012 年这一数字是 4.42 亿美元。2013 年,美国风投资本对消费电子制造领域的投资,有 31 笔交易达成。这是一个破纪录的数字,此前的最高纪录发生在 1999 年,当年消费电子领域投资达成交易 29 笔。 2013年得到风投的消费电子公司包括:生产便携智能设备的 Jawbone,生产无线音频设备、运动追踪手环和机顶盒的 Roku,相机创业公司 Lytro等。Google 32 亿美元收购了智能温控公司 Nest Labs,可穿戴相机制造商 GoPro 提交了 IPO 申请,计划上市融资 4 亿美元。(卜娜) “打击网络盗号”专项研讨会在京举办 本报讯 近日,“打击网络盗号,保护网民财产”网络安全专项研讨会在京举办。包括工业和信息化部、公安部、中国互联网协会、腾讯公司、金山公司,以及相关法律专家在内的嘉宾就“联合响应打击网络盗号”达成共识。 “互联网已经融入人民生活的方方面面,在促进社会经济发展的同时,人民生活却也遭受了来自钓鱼盗号利益集团的安全威胁。据相关数据统计,中国每年由网络盗号、钓鱼诈骗造成的经济损失高达数千亿元。”中国互联网协会秘书长卢卫表示,打击钓鱼盗号是全球性的重要课题,而当前中国互联网安全形势并不乐观。 中国互联网络信息中心的最新数据显示,74.1%的网民在过去半年内遇到过信息安全问题,总人数达 4.38 亿。根据腾讯统计,仅在2013年,腾讯电脑管家就为用户清除2.4亿次盗号木马,拦截了121亿次恶意网站,其中与盗号相关的就有18.15亿次,配合各地网监成功捣毁网络诈骗团伙150余个,总涉案金额超过千万元。 公安部部署开展集中打击整治网络违法犯罪专项行动以来,全国公安机关多警种合作,跨地域联动,先后查破涉网违法犯罪案件4100余起,抓获犯罪嫌疑人8700余名,打掉犯罪团伙210余个,为群众挽回经济损失1.5亿元。尽管如此,网络钓鱼盗号活动依然猖獗。 为彻底解决这一问题,腾讯拿出1000万元设立了扫黑奖励基金。腾讯安全实验室负责人马劲松分享了腾讯公司在打击网络钓鱼盗号方面的经验,并提出了“技术开放、资源共享、强强联合”的安全理念,获得与会专家的普遍关注和支持。 (王沛霖) 3D打印或将迎来发展高潮 3D打印是一项富有争议的技术,有人称它将引发第三次工业革命,有人则认为3D打印的能量被夸大了。《连线》杂志的主编克里斯・安德森就是3D打印技术的拥趸,他2012年底放弃工作了12年杂志的主编职位,转而投身3D打印产业,担任他在2009年参与创办的3D打印制造公司3D Robotics的CEO。安德森称“3D打印是一件比互联网更重大的事情”。而制造业大佬、鸿海集团董事长郭台铭则认为3D打印只是噱头,“如果真的是有用,那我的‘郭’字倒过来写”。 笔者认为,虽然3D打印无法替代传统的工业批量生产,但它在航空航天、汽车、教育、珠宝、医疗和娱乐等垂直行业都有非常大的发展空间。以航空航天领域为例,中航工业自控所正在用3D打印生产导航产品零件。这大大缩短了零件加工周期,总体工作量仅为传统方式的1/5。 近几年,3D打印技术成为调研机构的新宠。IDC最新的研究显示,从 2012 年到 2017 年,全球 3D 打印机市场将出现出货量和销售额的巨大增长,年复合增长率(CAGR)将分别达到 59% 和 29%。IDC 成像、打印和文档解决方案研究副总裁 Keith Kmetz说:“3D打印正在向实物打印转变,这是个千载难逢的机会。当前,传统打印技术日臻成熟,预测显示从2012年到2017年,全球3D打印机市场的出货量将增长 10 倍, 而2012年到2013年全球3D打印机市场的销售额增长了两倍多。”报告称,越来越多的传统打印机厂商将 3D 打印视为商机,并积极投身于此。惠普公司计划于 2014 年6月进入 3D 打印市场,而柯尼卡美能达即将签订的一份协议将使其能在美国销售领军厂商的3D打印机。其他打印机厂商也对在不久的将来进入这一有利可图的领域跃跃欲试。 目前,各种3D打印机的现场演示已经成为相关展览中的热点。国家相关政府部门和各产业园区对3D打印产业的关注甚至一度刺激了国内3D打印企业股价节节攀升。 世界3D打印技术产业联盟秘书长、中国3D打印技术产业联盟执行理事长罗军预计,未来3~5年将是3D打印技术最为关键的发展机遇期。2013年我国3D打印产值接近20亿元,如果推进顺利,2014年翻一番肯定没问题,2015年则有望达到80亿~100亿元,到2016年产值将达百亿元。 当前,各领域对3D打印技术星星点点的应用正向我们昭示其前景。但它是否能像人们预期的那样引发第三次工业革命,还有待观察。所有新生事物的发展规律都是一样的,新技术的成熟和应用过程一定不会一帆风顺。就像当初人们看不到互联网能有今天的作为一样,当3D打印成为下一个“互联网”的时候,人们自然会感受到技术的力量。(王娟) 工业行业论文:延平区工业优势行业发展路径研究 摘 要:为推动“十二五”新一轮创业,正确认识和比较工业的优势行业,实现延平经济又好又快发展,本文从区位优势、贡献优势、集聚优势和带动优势等四个方面进行分析,选择出延平工业行业中综合优势比较明显行业,作为延平今后重点发展的产业,并提出发展建议,供有关各方决策参考。 关键词:行业发展;科技创新;研究 一、区位优势分析 本文选择主营业务收入指标构造区位商模型如下: 区位商(LQ)=某地区主营业务收入构成/比较地区主营业务收入构成。当LQ 1,表明某产业在该地区专业化程度超过比较地区平均水平,具有区位优势,LQ 1.5时,优势明显, LQ=1时,表明该地区某产业的专业化水平与比较地区相当, 根据2012年延平制造业数据对大类行业LQ值进行测算,结果显示:具有区位优势的行业依次有:木材加工及竹制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、食品制造业、非金属矿物制品业、农副食品加工业、金属制品业、塑料制品业、纺织业、电气机械及器材制造业、化学原料及化学制品制造业、纺织服装鞋帽制造业。 二、贡献优势分析 运用行业贡献率计算公式为G=LQ×F,式中:G为行业贡献率,LQ,F分别为该行业的区位商和产值构成百分比。 根据2011年延平制造业数据对大类行业G值进行测算。结果显示: 贡献率:G 10的行业有6个,按位次由高到低依次是:黑色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、食品制造业、农副食品加工业、纺织业、木材加工及竹制品业,贡献率:1 三、集聚优势分析 运用行业集聚指数理论构造的模型为:A=S/Q ,其中,S为考察期内某行业产值(增加值)的平均增长速度,Q为比较区域对应产业产值(增加值)的平均增长速度。集聚指数:A 1,表明该行业的发展超过考察区域的水平,A=1,表明该行业的发展与考察区域的水平相当,A 根据2012年制造业数据对大类行业A值进行测算,结果显示: A 1的行业有5个,依次是:饮料制造业、造纸及纸制品业、有色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业;0.6 四、带动优势分析 根据投入产出模型可得到计算公式为:DJ=∑bij×YJ,式中,DJ表示第j个工业行业对其他工业行业的总带动力,∑bij表示第j个工业行业对其他工业行业的消耗系数,YJ表示第j个工业行业当年的总产出。 根据2012年延平制造业产值数据对大类行业DJ值进行测算,结果显示:带动力列前十位的大类行业其生产规模也同处在行业的前十位,这十大行业中属于传统产业的有五大行业,如:木材加工及竹制品业、农副食品加工业、纺织业、食品制造业、化学原料及化学制品制造业等,因此,从行业的辐射带动作用看,目前延平传统工业的强势特征比较突出,黑色金属冶炼及压延加工业、电气机械及器材制造业、非金属矿物制品业、塑料制品业等对其他工业行业的带动作用也比较明显。 五、整体优势行业选择 经过综合分析,延平区制造业有六大行业整体优势明显(见表1)。 表1 延平2012年制造业整体优势行业 从表中我们得出如下结论: 1.以上12大制造业行业中,有的区位优势、影响带动力优势和社会贡献优势比较明显,有的在其中一个或两个方面的优势比较明显,因此可以作为今后一段时期延平工业的优势行业。 2.这些行业大致可以分为五种类型,第一类是以农产品为原料的传统加工业。这类行业有五个,即木材加工及竹制品业、农副食品加工业、纺织业、食品制造业、纺织服装鞋帽制造业;第二类是以矿资源为原料的加工业,这类行业有三个,即黑色金属冶炼及压延加工业,非金属矿物制品业、金属制品业;第三类是基础原料和基础产品加工业。即化学原料及化学制品制造业、塑料制品业;第四类是装备制造业,即专用设备制造业,电气机械及器材制造业。 六、做强延平工业的几点建议 (一)重视传统产业的发展。传统行业,如木竹加工业、食品制造业、农副食品加工业、纺织业、纺织服装鞋帽制造业等行业在延平有着相当雄厚的物质基础和技术优势,多年来也发挥了巨大的社会效益和经济效益,传统行业之所以能稳定发展到现在规模,说明有市场、有效益、有潜力。从分析中看到:这些传统行业大部分行业的区位商在1以上,集聚指数在0.6以上,贡献率在10%以上,带动值在20亿元以上,有明显的行业优势,因此对传统行业地位要有足够认识,要努力帮助企业进一步提升产品的技术含量,推进科技创新,提高传统产品的市场竞争力,发挥传统产业对经济和社会发展的支撑和拉动作用。 (二)关注重点产业壮大。通过行业优势分析可以看出,黑色金属冶炼及压延加工业、电气机械及器材制造业、专用设备制造业等三个装备制造业的区位商分别为2.58、1.35、0.67,贡献优势和带动优势明显,有较大的成长空间,且对于我区的工业化进程有较大影响,应当得到必要的关注;木竹加工业,食品制造业具有其资源优势,且其总体优势也较高,应通过资源整合和技术创新,充分考虑资源的开发和利用空间,避免资源浪费和无序竞争,加快产业集聚,形成整体规模竞争优势;服装鞋帽制造业,虽然有衰退迹象,但具有就业弹性大等特点,对缓解就业压力有促进作用,应予以扶持;塑料制品业,化学原料及化学制品制造业等行业尚有较大的市场发展空间,应做强做大,以提升产品的整体竞争力。 (三)推进工业科技创新。高新技术及其产业化是21世纪企业技术进步的方向和市场竞争的制高点,同时也将成为经济增长的重要组成部分。在这方面我区与发达地区差距较大,如通信设备计算机及其它电子设备制造业(区位商=0.38)和仪器仪表及文化办公用机械制造业(区位商=0.23)处于弱势地位。所以,要紧紧抓住国家海西发展战略的实施机遇,大力发展高新技术产业,把信息产业的优先发展摆到更加突出的位置,实施以信息化带动工业化。通过长期不懈的努力,将科技创新与高新技术作为推动工业经济新增长的最重要动力,实现各优势行业的持续发展。 (四)促进区域经济协调发展。一是要构筑区域投资环境,在软环境上,要建立包括资本、人才、项目进入区域投资保障机制,形成要素统一市场;在硬环境上,要大力推进工业园区以及通讯、信息网络技术设施建设。二要加强区域协作,以乡镇为原料生产基地,作为上游企业,充分发挥老工业企业的技术、人才、资金优势,不断开发出具有技术优势、市场优势的新产品,协调生产力发展布局,同时把传统工业、劳动密集型工业、配套工业和优势行业作为区域工业发展的主攻方向,调整产业结构,发展区域特色的支柱产业。 工业行业论文:济南市工业行业科技投入产出DEA效率分析 摘要:衡量科技投入和科技产出的指标众多,除了考察其投入产出的综合效率,还需要进一步分析不同指标及指标组合对综合效率的贡献。此外,研究不同工业行业的科技投入产出效率的分布特征,对相关部门因地制宜,制定适合工业行业长远发展的科技促进措施有一定的借鉴意义。文章以济南市工业行业为例,运用了数据包络分析方法(DEA)对其科技投入产出效率进行了全面评价,并通过层次聚类分析,掌握了DEA 技术效率在不同工业行业中分布特征,且根据研究结果提出了有针对性的措施和建议。 关键词:DEA模型;科技投入产出;工业行业;层次聚类分析 一、引言 关于科技的投入产出效率,国内外学者采用了不同的方法进行了广泛的研究,在各种评价方法中,数据包络分析(Data Envelopment Analysis,简称DEA)是目前主流的研究分析方法。我国已经有许多学者使用DEA方法研究全国或者各省市地区的科技投入相对效率问题,如孙善侠等[1]利用我国科技投入产出数据,采用DEA方法对我国从事科技研发的三大主要部门的科技投入产出状况进行分析,获得各部门使用科技投入的总体效率和规模收益情况的相关数据,并对各部门提高科技投入使用效率的途径提出建议。张前荣[2]运用DEA方法对我国各省域2004-2006年科技投入的总体效率、纯技术效率、规模效率和规模收益进行实证分析,并在此基础上利用改进的DEA模型对各省域的效率进行排序,可以为采取相应的政策措施提供依据,以促进各地区经济持续、均衡和协调发展。 在国外研究中,Bonaccorsi等[3]深入讨论了己经应用于R D系统效率评价的生产函数方法与生产前沿面方法,并介绍了基于二者无参数改进方法。Wei Meng等[4]利用DEA分析了我国基础研究的投入产出效率,研究得到中国1991-1996年基础研究效率有明显的提高,并分析了可能的原因。Abramo等[5]利用基于DEA的无参数定量分析方法对意大利高校的研究效率进行了评价研究。 针对山东省科技投入产出效率研究中,代富强等[6]使用DEA方法分析了2002年山东省17 地市的R D 投入产出效率;刘爱琴等[7]利用同样方法分析了2007年山东省17 地市的科技投入相对效率,但基本也是只使用了R D科技投入指标。等[8]是通过分析若干省市的数据,间接分析了山东省科技投入效率。 总之,DEA分析法是众多学者认可的一种方法,它能有效地评价研究主体的科研效率。但是,针对山东省的相关分析并没有构建完整的科技投入产出效率的评价体系,且无关于济南市科技投入产出效率方面的研究。因此,我们将采用此方法,对2011年济南市21个工业行业的科技投入产出相对效率进行实证研究。 二、研究方法――DEA模型 数据包络分析 (DEA) 方法是一种线性规划模型,通过使用DEA模型可得到相应的生产前沿,以评价具有多输入和多产出的决策单元(DMU,Decision making units)之间的相对有效性。第一个DEA模型,即CCR模型由Charnes, Cooper和Rhodes(1978)提出,后来Banker, Charnes和Cooper(1984)将CCR模型中规模收益不变(CRS,Constant returns to scale)的假定,改为规模收益可变(VRS,Variable returns to scale),从而得出了BCC模型。 此外,DEA模型均有投入导向(Input-oriented)和产出导向(Output-oriented)两种形式, 产出导向DEA模型指给定一定量的投入要素,求产出值最大; 投入导向DEA模型则表示在给定产出水平下使投入成本最小,两个模型是对偶关系。 假设对第j个企业而言,存在N×I的投入矩阵X和M×I的产出矩阵Y包含其所有投入产出数据。对应DEA模型,j表示决策单元,Xij表示第j个决策单元第i个投入,Yrj表示第j个决策单元第r个产出,λj表示第j个决策单元的非负权重。根据Farrell(1957),获得的θ值就是第j个企业的绩效,满足θ≤1。如果值为1,就是说明该点位于前沿面上,即为技术有效企业,针对每个企业都需要求解一次,最后获得各个企业的θ值。 从公式(2)和公式(1)的区别可以看出,CRS的线性规划问题可以很容易地被修改成适应VRS的问题,只需在公式(1)中加入一个凸集限制,即II×1λ=1。 此外,BCC模型引进了Shephard(1970)距离函数的概念,把综合技术效率(TE,Technology Efficiency)分解成纯技术效率(Pure technology efficiency:PTE)和规模效率(Scale efficiency:SE),三者之间的关系是:TE=PTE×SE 。BCC模型主要考察纯技术效率(PTE),纯技术效率反映生产中现有技术利用的有效程度,即在给定投入的情况下单个决策单元获取最大产出的能力。规模效率(SE)反映了生产规模的有效程度,即反映了各决策单元是否是在最合适的投资环境下进行经营。 综合上述分析,并考虑现实中,科技产出并不可控,因此,我们将研究目标设定为:在产出既定的情况下,如何通过调整科技投入,达到相对有效。既我们选取了产出导向型的BCC模型,拟应用STATA10.0计量软件中关于DEA模型的运算程序,来分析2011年济南市21个工业行业的科技投入产出的DEA技术效率。 三、济南市科技投入产出指标体系的建立 根据《济南市统计年鉴》中关于“科技”项目的相关描述,选取人力投入、资金投入和物质投入作为投入指标,并在产出指标中又细分为直接产出和间接产出指标(见表1)。人力投入指标采用科技人员构成中博士、硕士和本科学历的人员数。资金投入指标根据数据完整性和其性质划分为资金筹集、资金使用1和资金使用2,其中资金筹集采用政府和企业资金来源数额;资金使用1采用R D活动经费内部支出中按照活动类型划分出来的实验与发展经费支出与“实验与发展经费支出”对应的是“应用研究经费支出”,但后者对应各工业行业的数值基本为0,因此没有采用。以及按照活动性质划分的经常性支出和资本性支出;资金使用2采用了研究发展经费支出、新产品开发经费支出和技术改造经费支出。物质投入指标采用的是仪器和设备支出的数据。 产出指标中,直接产出包含了专利申请数、发明专利申请数、拥有注册商标数和形成国家或行业标准数;间接产出仅包含新产品产值一个指标。表1济南市科技投入产出指标体系投入 指标人力投入博士硕士本科资金投入资金筹集政府企业资金使用1实验发展经费支出经常性支出资产性支出资金使用2研究与发展经费新产品开发经费技术改造经费物质投入仪器和设备产出 指标直接产出专利申请数合计发明专利申请数拥有注册商标数形成国家或行业标准数间接产出新产品产值四、济南市工业行业科技投入产出DEA技术效率 基于数据的可获得性,选取了21个工业行业的科技数据进行分析。由于可选的科技投入和产出指标较多,使得不同组合的DEA模型结果不尽相同。因此,我们根据实际情况设定为9种不同的DEA模型,并计算出不同模型下对应21个工业行业的DEA技术效率(见雷达图)。并对不同模型中DEA技术效率进行聚类分析,以此探究不同工业行业的科技投入产出技术效率的分布特征。 3.不同效率模型的比较 综合图1和图2的所有分析结果,可发现两个主要特征: 第一,科技指标分布特征。对所有21个工业行业而言,其科技产出三个指标中,商标和标准产出效率最好,专利产出效率较差,新产品产出效率最差;其科技投入四个指标中,资金使用效率较高,资金筹集效率其次,人力投入效率排第三,物资投入效率最差。主要原因:首先,科技产出效率的排序可以反映出,一项专利或发明专利的申请要比一项商标或标准的申请更为困难,或者说技术含量更高,因此,专利产出效率要比商标和标准产出效率差。而新产品投入生产并产生较高的产出效率需要更长时间的检验。因此,在短时间分析中,新产品产出效率最差。其次,由于我们只分析了某一年度的截面数据,没有考查时间因素的影响。而在短时间内,资金投入对提升科技投入产出效率的作用最明显,人力投入和物质投入可能要依赖于更长时间的检验。 第二,行业分布特征。一般情况下,科技产出模型低效的行业,其科技投入模型也低效,如食品、印刷、有色金属、仪器仪表和电气机械等5个行业。比较特殊的两个行业是:电力、热力行业科技产出模型都无效,但科技投入模型中仅物质投入模型无效,其余4个投入模型都有效;电力、燃气和水行业电力、热力行业和电力、燃气和水行业的分类采用自《济南市统计年鉴》中相关描述。根据《中国工业统计年鉴》中的相关描述和《国民经济行业分类GBT 4754-2011》的分类标准理解,这里的电力、燃气和水行业应该为燃气和水行业。科技产出模型都有效,但科技投入模型中仅物质投入模型有效,其余4个投入模型都无效。产生这种现象的原因可能是:首先,这两个行业都属于垄断性行业,电力、热力行业每年都需要大量的基础设施的建设和研发投入,但短时间内科技产出效率较低;而电力、燃气和水行业,基础设施投入一定,只涉及每年的维护费用的支出,因此,相对而言,虽然该行业的科技产出短期有效,但科技投入明显不足,不利于长期发展。 (二)DEA技术效率的聚类分析 (1)科技投入有效、科技产出无效型。这个类型仅包含了电力、热力一个行业。其特征是在所有组合的科技投入指标中DEA技术效率都有效,但是在所有组合的科技产出指标中DEA技术效率都无效。 (2)科技投入无效、科技产出有效型。这个类型仅包含了电力、燃力和水一个行业。其特征是在所有组合的科技产出指标中DEA技术效率都较突出,但是在所有组合的科技投入指标中DEA技术效率表现欠佳。 (3)科技投入无效、科技产出低效型。这个类型仅包含了农副食品一个行业。其特征是在所有组合的科技投入指标中DEA技术效率都无效,在所有组合的科技产出指标中DEA技术效率都较差。 (4)科技投入低效、科技产出低效型。这个类型包含了食品、仪器仪表、印刷业、有色金属和电气机械等5个行业。其特征是在所有组合的科技投入和产出指标中DEA技术效率都较差。 (5)科技投入和产出都有效型。这个类型包含了剩余的13个行业。其特征是在所有组合的科技投入和科技产出指标中DEA技术效率都有效。 综上,我们发现,聚类分析的结果与前面DEA技术效率分析的结果基本一致。 表3DEA技术效率的聚类结果行业科技投入有效、科技产出无效电力、热力科技投入无效、科技产出有效电力、燃气和水科技投入无效、科技产出低效农副食品科技投入低效、科技产出低效食品、印刷业、仪器仪表、 有色金属和电气机械科技投入和科技产出都有效其余13个行业五、结论及建议 通过对济南市21个工业行业DEA技术效率的深入分析,我们发现: 在不同产出指标组合的模型中,大部分行业的商标和标准产出效率较高,但是专利和发明的产出效率较低,新产品的产出效率最低。这一方面与DEA模型只能分析截面数据有关,但另一方面也说明,大部分行业的在科技活动中仍存在急功近利,只关注短期成果的行为,这对科技活动的长期发展以及企业自身的长远规划都会产生不利影响。因此,政府及相关部门可以制定鼓励和保障企业的长期科研投入的措施,关注科技成果的原始创新和成果的后期转化,比如,减免相关科研活动的税费;协调相关科技项目的信贷支持;帮助相关科研人员的引进和安置;奖励相关科技成果,以及考核和监管相关科技活动过程的等等。 在不同投入指标组合的模型中,大部分行业的资金筹集和使用效率较高,但科研人员的投入效率较低,物质投入的效率最低。因此政府及相关部门可以创建创新人才的激励机制,制定各种人才资助政策,也可以在高校设立与科技产业相关的专业学科,实现订单培养;调整工业企业科研人员的结构,提高新产品开发"设计人员的比例;结合人才计划的实施,以工业科研项目带动工业科技人才的培养。 此外,由于行业自身特征决定了其科技活动的特殊性,因此,相关部门应该因地制宜,制定适合行业发展的科技促进措施。具体而言: 第一,针对垄断性行业如电力、热力及电力、燃气和水两个行业,要根据其生产周期长和高耗能高污染的特征,制定合适的科技衡量指标,有必要将有关环保和节能降耗的研发投入产出纳入考核体系。 第二,针对科技投入或科技产出效率都较低的行业,如农副食品、食品、仪器仪表、印刷业、有色金属和电气机械等6个行业,多数是劳动密集型行业,因此要注重调整其科技投入和科技产出的搭配比例,优化科研资金支出比例,优化科研人员的组成比例,做到物尽其用,人尽其才。 第三,针对科技投入或产出效率都较高的行业,应在加大科技投入的同时,更加关注科技投入更快更多地转化为现实生产力,加快形成科技产业化。 工业行业论文:关于赴湖北省机械行业协会学习考察湖北省机械工业发展情况的调研报告 摘要:本文就湖北省近两年的机械行业发展情况、存在的问题作了深入调查分析,在此基础上,对比分析了中亚、东欧主要国家在该行业的发展情况、市场容量、准入门槛以及技术壁垒等,提出加快我省初械工业向西”走出去”的政策建议。 1 我省机械工业发展情况 (1)生产经营整体保持平稳增长 2013年,全省机械行业共有规模以上企业3133家,实现主营业务收入8115.82亿元,居全国机械行业第八位,同比增长24.43%;实现利润总额588.89亿元,居全国第九位,同比增长19.37%;实现利税总额912.21亿元,居全国第九位,同比增长26.58%。根据一系列数据显示,我省机械行业保持了较快的增长速度。 作为机械行业龙头企业的东风汽车公司产销超过年初预期,超过历史最好水平,超过全国汽车平均水平。2013年,东风汽车公司销售汽车353.5万辆,继续稳居行业第二,同比增长14.8%,综合市场占有率16%。其中,在湖北产销汽车157.7万辆和160.1万辆,约占全省汽车产销量的95%以上,分别增长9.6%和12.1%。 (2)专用汽车发展情况 湖北作为我国三大传统汽车产业基地(上海、吉林、湖北)之一,在我国汽车工业特别是在商用车载货车领域占有重要地位。随州市作为湖北省汽车工业总体布局中的一个重要节点城市,已发展成为全国知名的专用汽车生产基地,2007年被中国机械工业联合会命名为“中国专用汽车之都”,专用汽车发展前景广阔。同时,我省的专用汽车行业也存在产能过剩、优秀技术缺失、行业标准不成熟等诸多问题。 (3)出口保持较快增长 2013年,全省机械设备出口44.08亿美元,同比增长7.8%,占机电出口总额的43.0%,占比同比提高1.7个百分点,出口额净增长3.2亿美元:机械设备出口额占全省外贸出口总额的19.3%,占比同比下降了1.8个百分点,在全省主要出口商品中位居第一。 (4)企业向西发展的意愿 湖北机械行业企业向西发展的意愿并不十分强烈,主要原因是:一是我省机械行业出口主要以零部件为主,生产规模普遍不大,产品竞争力有限,向外扩展能力有限;二是缺乏对中亚、俄罗斯及东欧市场以及投资环境等情况的了解;三是目前我国新疆等西部地区基础设施建设较为滞后,生产要素供给能力有限,劳务成本较高,将极大地增加企业的生产成本。 (5)机械行业发展中存在的问题 目前我省机械行业仍普遍存在产业结构不尽合理、产能普遍过剩、利润率不高、成本控制乏力、技术创新不足、专业技术人才缺乏、资金紧张等问题。 在向西开拓海外市场方面,机械企业也普遍存在以下几个主要问题:首先,在开拓海外市场方面,业内企业的理念还是较为滞后。大部分出口企业没有明确的,或者说系统的出口规划。基本上都是以定单为指向的,哪里有定单,哪里就有市场,把市场当成实验场。出口以后,企业也缺乏对市场的跟踪调查,产品也很少会有适应性改进。其次,产品的同质化导致同行业间产生不同程度的恶性竞争,互相打价格战,导致利润空间下降。第三,营销体系还是不完善,经过我们调查,只有极少数企业在一些主要市场有一些销售中心,或者服务网点,95%以上的企业或者95%以上的网点是通过当地商的网络进行销售和提供售后服务,很难为当地消费者提供到位的服务,也不利于企业及时掌握当地市场的反馈信息。 面对的上述问题,笔者认为我省应抢抓国家大力发展“丝绸之路经济带”这一战略机遇期,积极开拓向西市场,提升我省机械产品在中亚、俄罗斯及东欧等国的市场占有率;加大境外投资力度,加强技术合作,转移过剩产能,实现机械行业的科学发展。 2.“丝绸之路经济带”沿线国家对我国机械行业的市场需求分析 (1)中亚 中亚各国的机电、汽车市场缺口很大,需求较旺盛。中亚国家的机电产品严重落后,需要更新换代。由于多数中亚国家机械制造、电子产品基本上是空白,价廉物美的机电产品在此供不应求。不过,对机械产品的品种,中亚5国有其各自的需求特点。在汽车品种方面,哈萨克斯坦对自卸车需求大,因为当地的基础建设多。吉尔吉斯斯坦主要对载货车和油罐车有需求。乌兹别克斯坦和塔吉克斯坦对厢式货车的需求较多,它们将车辆做成标准的集装箱车辆,在中国和本国之间从事运输。另外,农用机械在中亚国家的需求量很大,现在他们农耕使用的农用汽车、联合收获机、割晒机等工具,很多都是严重老化超期使用,不但噪音大并且耗油量惊人,更重要的是很多配件已经采购不到了,机器一旦出问题就基本报废了。此外,与很多中国用户有一分钱花一分钱的习惯不同,中亚国家的用户更倾向于贷款,这也是金融危机后当地政府限制贷款导致用户购买力骤降、出口下跌的重要原因。 (3)俄罗斯 俄罗斯对汽车行业的需求不断上升,但其需求有以下几大特点:一是随着居民收入的增加以及获取银行贷款日益便捷,俄居民消费需求重心向高档化转移,形成了对高价位车的稳定需求。其次,俄罗斯对汽车的技术质量认证越来越严苛,比如商用车出口俄罗斯须达到55项质量标准认证。随着中国出口俄罗斯的汽车数量剧增,俄罗斯汽车质量认证中心对中国汽车的认证要求越来越高,获取认证将越来越困难,其费用也将会攀升。第三,由于俄罗斯独特的道路条件及严寒的气候特点,对汽车所使用的材料都有特殊要求。第四,俄罗斯人的体形普遍高大,对汽车的外观设计也有不同的要求。 (4)东欧诸国 中东欧国家自身有基础雄厚的汽车产业,中东欧市场在汽车认证和法规方面的门槛很高,中国车企产品在技术上难以达标,导致我国整车的出口国主要集中在北非和中东地区,在欧美等发达国家市场基本没有出口。目前,东欧消费者对机械产品的需求特点主要有:稳定的质量及良好的维修服务体系、比同质量本土产品更低廉的价格、时尚的外观等等。最近,山东的农业机械在东欧市场反应较好,这也从侧面告诉我们,农用机械在中东欧有一定市场。 3.对我省机械行业向西拓展的建议 推进我省机械类企业向西发展要实现三个方面的转变:第一,将产品出口政策由贸易导向转向投资导向转变,鼓励企业将市场发展理念由单一产品出口转变为产品、技术、资本相结合;第二,引导企业从单纯进出口产品,向营销型企业转变,在出口产品的同时,配合好各项服务及品牌推广;第三,售后服务主题机构从依赖进口商营销网络,逐渐向自建服务体系转变。 1、探索西进发展的战略路径 建议相关部门制定机械行业整体西进发展的战略规划,对行业整体西进进行统一、有效的协调和规范指引。 2、引导企业做好向西市场的基础研究 重点引导企业了解向西市场产品的技术标准、制定优秀市场的目标规划、进入步骤,将转移过剩产能与开拓向西市场相结合,做好出口产品结构、海外营销服务网络及售后服务等的提前布局。 3、加快公共服务的平台建设采取多种方式加快出口基地等公共服务平台建设。 4、加强省内冶金企业的交流合作,加强国外政府机构,行业组织,企业之间的沟通,促进信息的交流。
石油和化工论文:我国石油化工的进展和市场走势 1我国石油化工行业的进展 (1)炼油技术,尤其在加氢技术方面、重油加工技术方面、油品质量技术升级方面都取得了进步。(2)乙烯技术进步,成套大型乙烯装置技术独立开发取得新突破。(3)开发自主产权大芳烃技术取得重要进展。我国是世界芳烃产品对二甲苯(PX)第一生产大国和消费大国,但是长期以来一直没有自己完整的芳烃成套技术,一直用巨资引进国外技术的方式建设芳烃生产装置。2012年,我国成为世界上第三个具有自主知识产权芳烃成套技术的国家。(4)石化产品差异化生产技术取得新进步。(5)支撑石化产业“可持续、绿色、低碳”发展的关键技术取得进展。石化可持续发展的关键技术,以及FCC烟气脱硝关键技术都得到了显著进步。 2国际石油行业市场 如今世界经济形势逐步向好,国际油价走势受美国经济数据提振,2013年1月国际油价反弹,轻油2013年3月期货结算价每桶96.44美元,比前一交易日上涨0.56美元;伦敦布伦特原油2013年3月期货结算价每桶113.48美元,比前一交易日上涨0.20美元。国际炼油业的炼油毛利已经自2010年以来连续三年上升,预计全球炼油业2013年将仍处于炼油行业景气周期末期。国际化学品方面,美国化学理事会预测2013年美国化学品市场增幅1.9%,与2012年1.5%增幅相比微增。欧洲化学工业理事会预测2013年欧洲化学品增幅为0.5%,与2012年下降2.0%相比有所提高。全球对特种化学品需求方面也有较乐观的估计,预计将增长3.1%。 3我国石油行业市场 我国石化行业运行态势可以概括为“缓中趋稳,稳中向好”。由于国际金融危机和欧债危机持续深化,加上国家采取宏观调控政策,防止经济过热,我国经济减速明显,持续回落下行,对石化行业影响明显。从全过程看,2012年开局石化行业运行步履蹒跚、如履薄冰,运行压力前所未有。面对严峻复杂的宏观经济形势,国家有关部门陆续出台的一系列宏观调控政策也开始起作用,石化产业运行态势从下半年起也开始趋稳,到四季度行业步入平稳和小幅回升阶段。总之,我国石化产业全程运行几渡难关,生产经营业绩前降后升,最终缓中趋好,全年取得了一系列重要进展。 4我国石油行业市场的发展 进入2013年以来,我国经济基本没有改变,宏观经济将会继续保持稳健发展。国家出台的一系列相关调控措施作用,2012年第四季度经济企稳回升的势头已跨年延续,预计全年GDP增速会在8%左右。根据工信部下发的《石油和化学工业“十二五”发展规划》,“十二五”时期,石化行业经济总量继续保持稳步增长,总产值年均增长13%左右,到2015年,石油和化学工业总产值达14万亿元左右。工信部网站2013年2月19日综述,预测2013年我国石油和化工行业经济运行总体将保持平稳,回升势头将进一步巩固,上半年虽然有下行压力,但下半年“稳中趋好”。2013年我国炼油产业预计仍处于景气周期,城镇化的推进和第二辆汽车开始进入北京、上海和广州等大城市家庭,使国内成品油需求得以稳定增长;新建大型乙烯的投产和芳烃市场的紧俏也带动了化工轻油需求的增长。此外,国家税务总局2012年7月12日第36号文件,改变过去乙烯芳烃类化工产品的石脑油燃料油退免消费税的办法,对境内生产石脑油、燃料油的企业对外销售用于生产乙烯、芳烃类化工产品或用于其他方面的石脑油、燃料油征收消费税,这一政策措施使得国内成品油市场更加有序。然而,加快成品油质量升级的步伐当属炼油企业2013年头号任务,也是对炼油企业的严峻考验,需要抓紧开发、采用先进的国四、国五汽油和车用柴油的生产技术,并设法落实所需的巨额技改资金。化工市场需求方面总体回暖。展望2013年,丙烯产能释放较多,众多企业竞相上马丙烷脱氢制丙烯、甲醇制丙烯等专产丙烯装置。浙江有3套丙烷脱氢项目正在建设,分别是宁波海越公司位于北仑的60万吨/年装置、浙江三锦石化公司位于绍兴的45万吨/年装置、浙江卫星石化公司位于嘉兴平湖的45万吨/年装置,这些项目预计在2013—2014年陆续建成投产。甲醇制烯烃我国当前已有4套装置在运行。同时石化企业加快推进大型裂解装置建设,两套新建的大乙烯装置将于2013年投产,新增联产的丙烯产能80万吨/年。因此,丙烯产业链的延伸会有丙烯需求的增加,但是市场供需改观的程度不会太大,估计行情总体仍将延续较低迷状态。进入2013年,受国际市场资源偏紧、下游需求增长、重要基础有机化工产品高位持稳等的影响,纯苯市场供少需多,预计仍将延续相对高位。PX需求仍较紧俏,1月价格大涨至1700美元/吨。合成树脂需求方面,2013年国内包装、建筑、农业、家电和汽车等聚烯烃需求增速略高于2012年。价格和毛利均会小幅上涨,LDPE价格和毛利将回到合理水平。预计2013年国内塑料包装的需求为1950万吨,比2012年增加4.8%;国内建筑业塑料的需求在890万吨,比2012年增加4%;农业对合成树脂的需求为345万吨,比2012年增加10%;家电业对合成树脂的需求为620万吨,比2012年增长1%。汽车行业对塑料的需求为325万吨,比2012年增长10%;2013年年底国内五大合成树脂产能将达到6260万吨/年。根据商务部网站援引日本媒体报道,2013年1月合成树脂的亚洲现货价格已正在进一步上涨,低密度聚乙烯的亚洲现货价格为1430美元/吨左右,比2012年12月上旬上涨了10%,亚洲行情主要取决于中国。国内PE现货市场稳中有涨,从2013年1月LLDPE价格止跌反涨,均价为11266.6元/吨。2013年PVC行业受扩能不止等影响,国内PVC市场预计会延续2012年价格“阴跌”、“低位”的弱势局面。合成橡胶需求方面,2013年全球合成橡胶需求预计达到1594万吨。国内汽车需求预计增长9%,合成橡胶需求量2013年预计为426万吨,比2012年增长7.5%。轮胎企业运行环境将向好,轮胎生产销售将逐渐转好。但是,国内合成橡胶新增产能的大量释放,供需关系会有所逆转,使供大于需求局面进一步体现。 5结论 综上所述,可以预见,我国石化行业总体趋稳向好。经过经历的洗礼和考验,我国石化行业有信心继续攻坚克难,灵活运用高油价、较低经济增速条件下保持石化产业稳定向好的做法与经验,为我国宏观经济健康稳定发展作出支柱产业应有的贡献。同时,我国石化行业在新的一年继续面对着油价高和化学品市场竞争的严峻挑战,会进一步细化落实绿色低碳与差异化战略,优化与调整产能结构、原料结构和产品结构。炼油企业会继续将高价油用到最需要的地方,生产出社会最需要的高质量汽柴油和航煤。可持续发展方面,推进传统石油化工产业向能源化工产业的转型已成为共识,随着我国石化产业高层对现代煤化工为主的石化二次创业的日益重视,未来化工原料的煤炭替代和构建具中国特色的“煤油化一体化新模式”等方面会取得新的进展。可以预期,我国在石油化工领域,不仅在产能产量上,而且在产品档次和节能减排上,赶超美欧世界一流的努力将取得实质性的进展。 本文作者:肖克来提·可依木工作单位:新疆油田油气储运公司 石油和化工论文:石油化工项目造价全过程控制研究和探讨 摘 要:工程造价全过程控制是指为确保项目建设的投资收益,围绕工程造价所进行的全部行为和组织活动。本论文旨在探讨新常态下,施工企业在石油化工项目工程实施阶段对工程造价全过程控制的方法和手段,合理确定和有效控制工程成本,从做好工程造价的事前控制、过程控制和事后控制,以获得更高的经济效益。 关键词:工程造价;全过程控制;成本计划 石油化工是我国国民经济的支柱产业之一,在国民生产总值中占据重要地位。随着我国经济从高速增长进入中高速的新常态,经历黄金期后的石化产业开始步入成熟和转型的新阶段,需求放缓、产能过剩、节能环保政策趋严、市场激烈竞争等成为其主要特征。“十三五”国内石化行业新建项目将大幅缩水,工程建设领域迎来“寒冬期”。在这种时期,石化工程市场竞争越来越激烈,企业要保持健康稳定发展,就必在已近饱和的市场中抢占市场份额,加强经营管理的全过程控制,做到降低成本,开源节流,才能在市场竞争中处于不败之地。 石油化工项目建设一般包括土建、钢结构和设备制安、管道焊接及热处理、电气和仪表安装、暖通和给排水安装及防腐保温等专业,具有工程投资规模大,建设工期长,工程质量安全要求高等特点。工程实施阶段是以施工企业为主体的建设阶段,据估计,投资额中约60%发生在这一阶段,且此阶段造成工程造价失控的因素很多,施工材料价格、人工成本、市场波动、返工、监管不到位、安全质量问题等都可能在施工阶段对成本造成影响[1],故工程实施阶段是工程造价控制的重要环节。 本文结合公司的经营管理实际,分析了工程造价管理体系,对全过程造价管理的事前控制、事中控制和事后控制,提出了一些建议和措施。 一、完善工程造价管理流程 为了实现工程项目造价全过程控制,施工单位必须完善工程技术服务收入流程、工程结算流程和工程分包流程。 (一)工程技术服务收入流程 该流程规定了工程投标报价的组织、合同谈判、合同签订与变更、分析与考核等一系列管理的控制要点,投标项目的参与要经过预审,中标项目的合同谈判要精心组织,一份好的合同是取得经济效益的基础。 (二)工程结算流程 该流程规定了合同分析、进度预算及进度款、现场变更、竣工结算、财务结算、价款回收、分析与考核等管理控制要点,责任明确到人,使每位员工都能明白自己应该做什么和怎么去做,明白自己在工程造价全过程控制管理中所扮演的角色。 (三)工程分包管理流程 该流程规定了分包商资源的管理、工程分包计划、方案的编制与审批、工程分包招标与合同管理、分包现场管理、工程款审定与结算、考核与评价等控制要点。 二、工程造价的事前控制 施工企业要想很好的控制成本,提高效益,就必须从源头――市场开发、投标、合同谈判、工程分包及成本计划等环节上采取措施,加以控制和利用。 (一)注重投标策略 投标是一种激烈的竞争,由于石油化工工程建设市场的不断饱和,施工企业为了有饭吃,把标价越压越低。因此,科学合理的计算投标价格,显得尤为重要。 据对我公司2013-2015年的调查,共发生的投标费用,相当于当年完成产值的0.5-1%,其中未中标工程的费用占三分之一,这是一项不小的开支。因此,提高中标率、节约投标费用开支,成为降低成本开支的一项重要内容。这就要求企业不能有标就投,而是要进行认真的分析研究,有一定把握的才能够投。同时,对投标费用,要进行总额控制,规范开支范围和数额。要想提高中标率,首先要参照以往同类型项目的成本价格,其次要细心研读招标文件,弄清楚哪些应在投标报价时考虑,哪些有变更或索赔的可能,再利用不均衡报价的技巧进行投标报价,为中标后工程项目的建设实施中产生的变更签证索赔打好基础。 (二)降低合同风险 签订承包合同一定要慎重。在合同签订前,要仔细分析合同文件条款,区分开明显的工程价款条款、可转化为经济责任的条款和隐含的经济责任条款。对于明显工程价款条款中的施工合同价款,采取趋利避害的原则,对于规模小、工期短的项目可采用固定价款;对于规模大、工期长的项目可采取可调合同价款,以预防不可预计风险因素。对于可转化经济责任条款,由于该类条款与施工单位的经济效益密切相关,因此在确定该类条款时我们要协商合理比例。对于隐含的经济责任条款,要充分考虑风险因素,合理规避风险,防范不可预见的经济损失和索赔。 (三)提高分包效益 石油化工工程规模大、专业多,企业一般都将部分非主体安装工程进行分包,以降低施工成本。工程分包合同的签订要慎重,要合理转化施工单位承包风险,规避分包合同风险。 分包单位的选择,要严格采用招标的方式进行确定。首先由投标参与人员及合同签订的相关人员对石油化工工程施工的市场成本进行测算,结合市场行情,编制合理的招标控制价。确定好招标控制价后,邀请在公司备案的有实力的合格分包单位进行投标报价。在对分包单位的投标文件进行综合评标后,选择合理低价的分承包商为中标单位。这样,便能最大程度上保证了较高的分包效益。 (四)做好目标成本计划 成本计划是项目实施之前所做的成本管理准备活动,是项目管理系统运行的基础和先决条件。项目部可应用目标管理法编制项目成本计划,即根据合同价格和生产要素的配置,结合一些可预见的实际情况,编排成本预算,计算出保本点和目标利润,形成项目总成本计划,作为控制施工过程生产成本的依据。编制成本计划时,对可能存在的风险因素在成本计划中都应做不同程度的考虑。目标管理的关键是要将责任和绩效奖惩挂钩,否则达不到预期目标。 三、工程造价过程中控制 从施工企业的性质、特点来看,项目施工过程中的成本控制显得尤其重要,因为在此过程中将发生整个项目80―90%的成本费用,包括材料费、人工费、机械使用费、临时设施费和现场管理费等,其中任何一项费用控制不好,都将会影响项目的经济效益。 (一)层层合同交底,掌握结算要点 项目中标后,合同工程师向项目部进行合同交底,经营部门组织项目员工进行合同二次交底,合同中明确的工程计费方式、材料供应划分、大型机械设备的使用方式等条款,要让全体管理人员认识和理解。同时,要将合同履约各环节上与经营结算索赔有关的条款逐条分析整理,分解落实到各个岗位,归纳成具有可操作性的《合同结算要点》,以便在施工过程中能及时根据合同条款做出合理判断,写出有效的、能产生经济效益的现场签证和技术性方案。 (二)确保施工方案和技术措施的经济性 编制施工方案要根据工程实际制定保证质量、安全、进度等的技术措施,编制方案时应详细测算计划投入的人力及所需特殊的手段材料以及机具机械等,以便今后作为指导施工和办理签证的依据。经营部门虽然懂经济但却对技术外行。为了让技术和经济很好的结合起来,找到技术和经济的结合点,我们提倡经营部门参与施工方案、技术措施的编制过程,开展经济性评审,对施工方案、技术措施进行优化,确保施工方案、技术措施的技术经济合理性。 (三)从材料管理中挤“效益” 材料在整个工程费用中占有很大的份额,材料成本的节约,也是降低工程成本的关键。造价工程师对材料费进行严格的控制,在材料预算―计划―采购―签收―领用―使用―监督―回收等各个环节加强管理,责任落实。从投标报价到实际采购等过程要有效控制、准确定价,以降低材料成本,增加项目效益;组织材料合理进出场,如果进场太早,就会早付款给材料商,增加公司资金利息,还可能增加二次、三次搬运费,有些易受潮的材料更可能堆放太久导致不能使用,需重新订货,增加成本;若材料进场太晚,不但影响进度,还可能造成误期罚款或增加赶工费。材料在使用过程中,要严格按照施工材料消耗定额和工程进度安排用料,限额领用,并对材料使用量上进行监督,及时核销,防止浪费,合理使用资源。 (四)严格控制施工过程成本 为了有效控制施工成本,真实反应工程量,杜绝浪费,建议采取以下几点措施:在土建施工方面,要把混凝土浇筑的工作量计算详细,在施工过程中杜绝浪费、抛洒、跑膜现象,每次浇筑时应抽查混凝土量,以确保混凝土满足供应。在安装施工方面,要合理有效的利用材料,尽可能的降低材料损耗,避免浪费。例如非标设备材料现场要画出详细排版图,申报材料时要注明按规定尺寸供货,塔类平台的板材损耗量相对要比定额规定的大,要求经营人员深入现场,计算出实际损耗并及时与业主沟通协调,争取按实际损耗量进行结算,防止材料亏损。在防腐工程方面,要重点跟踪和确认材料的除锈方式及等级。施工图纸上一般只提出采用哪种除锈方式,没有注明等级,采用喷砂除锈方式需要特别注意,一般情况下材料都是进场后直接到喷砂场地喷砂、抛丸、刷底漆后开始下料施工,材料的损耗量也经过喷砂、抛丸刷底漆,这部分费用是不能忽视的,以某项目为例,共有钢结构3000吨,按定额平均损耗6%计算,损耗量达到180吨,造价约70万元。特殊技术措施方案如大型设备吊装、地基处理等也要在施工过程中随时跟进,积极与业主沟通各项费用,取得一致意见并及时回收资金。[2] (五)及时做好签证索赔工作 现场签证是工程施工过程中产生的工程量或费用的增减,它是施工过程中发生的动态的施工费用,必须及时办理。任何工程在实际施工中,都会遇到设计变更、工程量增减、合同差异等问题,如何才能保证签证的时效性、有效性和经济性。首先,仔细研究施工合同,争取发现漏洞,在合理的范围内钻合同的空子,寻找合适的突破口;第二,熟悉施工图纸,准确对照图纸与投标时的工程量及内容;第三,对现场发生的经济签证要及时编写,并跟踪每个环节的进展,尽快完善手续,避免拖沓延误,出现节外生枝增加签证难度;第四,及时收集整理相关资料,为索赔提供充分依据。[3] (六)提高结算书编制效率和技巧 大型项目的整套结算编制需要比较长的时间,短时间内难以完成。但事实上,工艺、设备、钢结构等专业的工程量统计工作完全可以在平时的工作中进行。项目成立初期,经营人员就可以把各专业的工作量统计表格设计好,当然表格的设计是非常重要的,设计的项目一定要考虑周全,这样我们在后期的汇总工作中才能很顺利。 比如,在工艺管线的工程量统计中,管外径、壁厚、材质、设计压力、介质、设计温度、保温形式、保温厚度、保温材料、标高、数量这些信息一个都不能少。管外径算防腐量时要用到,拍片定额是按管双壁厚划分子目的,因此壁厚信息必不可少而且算材料重量时也要用到。材质更是不可缺少,套定额、计材料费、焊口是否充氩保护及热处理都要用。定额里管道的压力等级是按设计压力划分的,因此要输入设计压力信息。输入介质信息的目是为了区分拍片焊口的等级,从而确定拍片比例,算出拍片数。管道具体刷何种油漆和涂料,往往和温度有关,因此要输入温度信息。保温的工程量计算要用到保温厚度、长度、管外径。管道定额是按20米操作高度考虑的,但保温防腐的工作量,操作高度超过6米就要计取超高费,因此标高的信息也不可少。 四、工程造价事后控制 事后考核、分析不是马后炮,而是下一个循环周期――事前科学预测的开始,是造价控制工作的继续。在坚持每月每季度综合分析的基础上,采取回头看的方法,及时检查、分析、修正、补充,以达到控制成本和提高效益的目标。 (一)合同关闭与权益维护 企业依据工程结算书和材料核销清单,与甲方、分包方分别进行材料的核对结算,包括材料量差、价差的计算和最终结算。合同工程师对合同所有条款的执行情况进行逐项清理,财会部门依据合同约定及时收取甲方工程款和支付分包工程余款,确认无未完事项后关闭对外承包合同和对内分包合同。 因甲方原因,未严格履行合同条款,给企业带来经济损失的,企业应果断拿起法律武器,维护企业的合法权益。 (二)重视项目后评价 目前许多施工单位并没有认识到项目后评价的必要性和重要性。工程造价管理归根结底是对人的行为管理,而项目后评价是增强工作者责任心的重要手段。项目后评价是工程项目管理工作的延伸,是项目管理周期的一个重要阶段,也是项目管理的最后一个环节。在项目结束后,通过对项目目标、执行过程、效益、作用和影响所进行的全面系统的分析,总结经验教训。对于通过项目后评价发现的问题,企业应认真分析原因,提出相应的纠正和预防措施方案,建立成本构成模型,为今后同类型项目的投标积累经验数据。 五、结语 总之,工程造价全过程管理是集经济、技术和管理为一体的综合学科,只有做好各方面协调,才能做到科学有效。在现代工程项目建设管理体系中,施工单位必须对工程项目造价采取全过程控制的方法,做好工程造价的事前控制、过程控制和事后控制,必将获取最大限度的利润。 石油和化工论文:石油化工火灾的特点及预防和扑救措施浅析 近年来,我国的社会经济实现了全面的发展,石油化工得到了大力的应用,在人们的生活中出现的频率越来越高,但是,石油化工的原材料基本上都具有易燃易爆的特点,同时,石油化工的生产过程是在非常恶劣的环境中进行的,导致生产者和使用者的安全得不到有效的保证,甚至对整个区域造成严重的危害。所以,必须要对石油化工的火灾特点进行全面的探究,并且找到预防和扑救的措施,这对于社会的发展和人民的安全有着至关重要的意义。 一、石油化工火灾的特点 (一)石油化工产品的原材料在着火之后,燃烧阶段是分不明显的,初级阶段是非常短的,会迅速进入到发展阶段,形成非常严重的火势。相比于一般的燃烧,火灾的发展是非常迅速的,所以,石油化工火灾在初期的阶段通常是不能得到有效的控制的,扑救难度非常大。 (二)在石油化工产品发生火灾之后,会导致很多的有毒物质流泻出来,在产品燃烧的过程中也会放出很多的有毒气体,其浓度是非常大的。当所释放出的有毒气体在火场上扩散之后,对于战斗人员的安全构成了非常大的威胁,同时,在灭火救人等工作的开展中有着非常大的难度。在这样的条件下,进行石油化工火灾的扑救时要尤其注意战斗人员的防毒防窒息措施。 (三)石油化工火灾的火焰能够达到非常高的高度,特别是油罐火灾,火灾发生的过程中,会产生猛烈的燃烧,当这些条件综合的时候,会产生强烈的辐射热,战斗人员很容易发生窒息的问题,不可轻易的靠近火点,灭火救人的难度是非常大的。如果石油化工的盛装容器发生爆裂的时候,温度极高的液体会飞溅到现场人员的身上,灼伤的状况是非常严重的,灭火救人的效率就会大大降低,造成无法估量的人员伤亡和财产损失。 (四)在燃烧的过程中,极其容易发生连锁反应,爆炸的冲击波是非常强的,所造成的破坏极大,并且是不可预测的,在这样的条件之下,对现场的营救人员提出了相应的要求,对于火灾的态势要做到时刻关注,尽可能在爆炸发生之前就将相关的人员进行撤离。 (五)当油罐火灾发生的时候,会出现体积膨胀、沸溢喷溅的现象。当重油中的轻质部分发生燃烧之后,重质的部分就会携带部分热量向下沉降直到油罐底部的水垫层。在热量的作用之下,水会发生汽化,导致体积膨胀。气体体积膨胀到一定的程度的时候,将上面油品向罐外喷射。当喷溅状况发生的时候,对于火灾有着非常大的影响,能够使其迅速发展,对于人民的生命安全和财产安全都构成了非常严重的威胁,所以,在这样的状况之下,要将人员进行及时的撤离,减少人员的伤亡和财产的损失。 二、石油化工火灾的预防和扑救 (一)石油化工的安全设计具有系统性的特点,对其安全设计要做到足够的重视,严格把控整个的过程。对于生产的安全来说,安全设计有着至关重要的作用。如果安全设计发生问题,很容易导致安全事故的发生。在设计准备工作的开展中,设计人员要对设计任务和工程项目中化工产品的种类、数量等有一个比较全面的了解,并且提出相应的预防安全事故措施。 (二)对生产备注做出进一步的强化。生产管理中主要包括了设备施工安装、运行维护等,在生产管理的强化中这几方面都是不可缺少的。安装施工的过程中,需要严格按照设备安全的工艺要求进行施工,同时,还要对生产设备进行及时、有效的养护,做到将安全隐患进行有效的控制,尽量避免安全事故的发生。 (三)职工的安全教育培训是一项非常重要的内容,需要定期对员工开展培训,让员工对自身的安全有一个清晰的认知,严格遵守工作岗位的纪律,将预防火灾的能力进一步的提高,明确可以参与处理的事故和必须及时报警的事故,通过这种培训,便于对事故初期进行及时、有效的处理,而且为员工的生命安全和财产安全提供有力的保障。 三、石油化工火灾的处置措施 (一)在石油化工的生产过程中非常容易发生火灾,要尽量避免火灾的发生,需要建立一支高素质的专业化的灭火救灾的队伍。在突发性灾害事故的处置中,消防部队占据着优秀的位置,不过,所承担的救援工作的时间还是比较短的,实战的经验相对较少。在这样的基础上,需要对相关的知识进行全面的学习,使用各种先进的设备,同时,还要总结实战的经验,进行认真的分析和探究,找出其中存在的问题并提出有效的措施,从而提高作战部队的能力,为人民财产安全和生命安全提供有力的保证。 (二)事故的处置预案要做好,而且要经常进行模拟演练。在对现场的灾情进行判断的时候,需要将火势的特点和处置预案进行紧密的结合,作为重要的依据,然后确定相应的对策和措施。预案发挥着辅助的作用。当所做的预案和现场的火情一致的时候,可以对预案进行相应的改变,在短时间内确定灭火的方案。当所做的预案和实际的情况有出入的时候,指挥员要承担起相应的职责,放弃所做的预案,对现场的实际情况进行全面的分析和探究,然后开展救援工作。 (三)指挥人员的训练和演习有着非常重要的作用,可以让他们明确自己的职责,担负起自己的责任,遭遇险情的时候不至于不知所措,并且在演习的过程中,他们对相关的情况有一个比较全面的掌控,对火场中需要做的准备工作有一个了解。训练和演习是必要的,在这个过程中,使指挥人员做出正确决策的能力得到相应的提高,在更大程度上减少人员的伤亡和财产的损失。 四、石油化工火灾中的其他注意事项 (一)现场的指挥人员要遵循统筹一致的原则。火灾现场的情况是非常复杂的,需要注意的问题是非常多的,灭火救灾的工作需要通过消防部队和各种联动应急力量等来完成,所以,必须要对各项工作进行相应对的明确措施,由总指挥下达所要采取的战略战术,保证命令的统一下达,避免各自为战等问题的出现。 (二)在安全防o的选择上要遵循及时、正确的原则。要实现灭火救灾工作的有序开展,首先要保证救灾人员自身的安全,所以,采取正确的安全防护是非常必要的,也是石油化工火灾中至关重要的一项内容。 五、结束语 不同石油化工火灾的现场必定存在差异,所以,石油化工火灾事故的处置要根据现场的实际情况开展,对事故进行全面、深入地分析,从而确定最佳的救灾方案和措施。在火灾的扑救过程中,指挥员发挥着重要的作用,要灵活应用不同的战术,提高火灾扑救的效率。石油火灾的处置工作有其复杂性和系统性,必须要进行科学、全面的分析和探究,从而制定出合理的措施,对火灾进行有效的预防。这对于和谐社会的构建和国民经济的发展也有着非常重要的意义,同时,可以为人民的生命安全和财产安全提供有力的保障。 石油和化工论文:石油化工仪表故障分析和处理措施 摘要:石油化工行业设备向着大型化、多仪表化、科技化、人员减少化发展。所以在实际情 况中,我们必须探索一些合理的、有效的仪表设备维护措施,满足企业的发展需求。 关键词:石油化工;仪表维护;常见问题;故障处理 对于石油化工行业来说,输油管道的正常运行的检测是十分有必要的。 仪表是设备正常与否的重要检测手段之一。 对于石油化工中的仪表维护和对常见 问题的一些应对措施的研究是十分有必要。 进行对维护人员的教育和针对实际出 现的一些问题的研究。总结出一套维护和应对措施方案,有利于石油化工企业的 发展。 本文就通过石油化工企业在生产过程中仪表的一些常见的维护和故障处理 措施进行分析。说明怎样在实际情况中检查和处理仪表的不正常运转。 一、分级管理与维护 在传统的实际维护工作中。传统的巡回检查制度是常用的维护管制方式,可以及时的发现问题和解决问题。并且把问题消灭在萌芽状态,遏制其的发展。但是对于现在来说,设备的不断精密增大,并且台数的不断增加,仪表达到十几万台。对此变化,传统的维护模式已经不适用,必须开发出新的维护巡查方式满足企业的需求。对于分级维护来说,形象的说法是医生加护士的管理模式。在仪表的口常维护中。对于关键仪表进行加强管理,实行二级维护。一级维护以班组为单位,对于本班组指定的区域内的仪表进行口常的巡查,并且责任到人,由组内的组长或者班长直接负责指挥。二级维护是在一级维护的基础之上,对于关键设备关键部分的仪表由区域内的主管工程师负责,定期进行巡查,一般来说,次数设定为一周一次。并且监督一级维护的质量。对于特别重要的设备在进行每月一次的特别维护处理。分级维护的主要特点在于,突出了重点,在巡查人员之间也明确了自己的责任,提高了巡查的效率。 二、生命周期与维护 任何一台设备,都有它的生命周期。即使同一台设备,也会因为外界的环境,比如说气温、湿度以及接触的介质的不同也会影到设备的使用寿命,所以对于一些设备在一些环境中的寿命的研究也就显得十分的重要了。特别是对于一些重要位置的设备仪表。一旦发生故障就会造成损失,所以对于设备寿命的的预测愈发显得重要。一般来说石油化工企业仪表设备可分为三大部分,即测量仪表、控制系统和执行机构。 2.1测量仪表 对于现场测量仪表来说,测量的主要参数是温度、压力、流量、液位等等。首先要用统计学的方式,对于多年积累的数据和资料进行整理和分类。统计出事故易发生的环境了和在某些环境下仪表的使用状况。其次,对于一些关键性仪表要进行生命周期的预测,而且建立生命周期的档案。因为一旦发生事故,会直接造成比较大的损失。所以,必须估算平均寿命周期,建立风险评估机制,甚至提前更新设备。 2.2控制系统 一般现在的石油化工企业使用的控制系统是DCS系统,DCS系统具有可靠性高,故障率低,自诊断报警性功能强,配置比较高,而且DSC的生命系统比较长。 一般的DSC系统在刚刚生产出厂时,都有MTBF与使用寿命的标示。如果按照每个生产周期进行一次点检和保养,那么一般可以使用5年到10年。 2. 3生产控制 在实际的生产中,最容易出现问题的不是仪表,而是仪表调节阀。仪表调节阀的应用范围比较广,故障率比较高,故障点多所以对其的寿命管理是十分有必要的。在统计分析的基础上,对于不同装置调节阀的部件及其附件制定不同的维护方案,确定相应的寿命管理办法。 2. 4对于配套设备的维护 一个仪表的回路不仅仅只是测量仪表、控制器、执行机构等等。它还包括接线端子、保险丝、继电器等等一些小的设备。所以,对于整个仪表回路的维护,要一丝都不能漏掉,任何工作环节的疏忽,都可能造成无法弥补的损失,特别是对于一些重要的小部件回路,建立生命周期档案。进行检测和成本分析,测算出最佳的维护方案,制定出合理的成本与风险评估,提高生产效益。 三、维护措施 近几年来,国内有些石油公司推行TNPM管理。也就是全面维护。规范生产。要实现TNPM的管理首先要走进现场,观察现实,了解现场的实体物件。然后在制定出行为规范,制定出行为准则,然后再继续进行跟踪、调查,找出不足,完善行为准则。例如:广州石化公司的设备管理系统,工作的重点在于推行“第一次把事情做好”,该公司认为,故障的主要来源于现场人员的作业不规范、作业不专业,在现场组织多年有经验的技师、维护工作者,把多年积累下来的科学、有效、成功的仪表自动化维护经验推广到部门中去。以便于提高作业人员的水平,提高仪表设备的维护水平。 四、规范作业,创造维护条件 在石油化工部门的仪表维护作业环节,应该根据实际情况制定出作业规范,根据企业的生产规模、流程特点、操作特点和面对的自然环境。选择适合企业生产的设备。在现场,仪表的选型应该满足工艺过程温度、压力的等级和所处场地的防爆等级。对于仪表的进购应该货比三家,确保选择可靠的、维护方便的、产品周期运行长的仪表设备,不能之比较价格。另外仪表的规范性安装,不仅可以确保仪表的设备正常运行,而且同时可以减少口后仪表设备口常维护的工作量和预防性维护的工作量。如果不按照标准严格执行,那么在口后的工作运行当中,不仅提高了设备的运行风险。而且,对以后的故障检修和预见性维护也造成了比较大的阻碍,从而给企业的正常工作带来不便,也埋下了事故的隐患。造成经济的损失,带来企业经济效益的下滑。总结:对于当代的石油化工企业来说,安全高于一切。安全生产是企业经济利益的前提。所以,对于生产中的一些设备的安全维护显得十分的重要。设备的安全生产不仅能够给企业带来源源不断的经济效益,同时为员工也带来了良好的工作环境。经济的不断发展不能忽视了安全。制定出符合自己企业的发展模式,提高仪表维护的可预见性。 石油和化工论文:含油污水处理和回用水处理工艺设计在石油化工企业的分析 摘 要:企业重视对石油化工废水的回收和处理,阐述了石油化工企业废水的产生和特点,对石油化工废水处理技术的新进展做了简单介绍,并对石化废水处理的前景进行了展望。 关键词:石油化工;废水处理;新处理技术的发展 石油化工涉及到国民经济的各个行业,关系到老百姓的衣食住行,随着经济的发展,石油的需求量不断加大,石油化工企业的生产规模持续扩大,生产工艺不断改进,产品的数量种类越来越多,石油化工废水中污染物种类越来越复杂,同时石油化工企业的生产过程中,离不开用水,生产量和用水量成正比,因此石油化工废水水量越来越大,处理难度越来越大,人们需要更加关注石油化工废水的回收和处理,改进传统的处理工艺,开发新的处理技术。 1 石油化工废水的特点 石油化工工业是以石油或天然气为主要原料,经过化工过程而制取各种石油化工产品及副产品的工业。主要有石油炼制、化纤、化肥、塑料、合成橡胶等多个行业组成。涉及到老百姓衣食住行的方方面面。石油化工企业的大量生产,会排出大量的石油化工废水,石油化工废水未回收处理或不达标排放排出来后,河流及农田就会被污染,从而对生态环境造成不好的影响。包括:(1)石油废水的排放,石油从地底下开采出来后,就会经过脱水等处理后就会进入到集输管线中,之后才能送到炼油厂或者是油库中,还要在油库中进行再次的脱水以及脱盐处理等措施,但是当原油中含水量小于或等于某种数据时,之后才能到减压的装置中,这其中就会产生一些重油和渣油。(2)每次深加工都会产生一些石油化工的废水,这些废水的处理是进行安全生产工作的重点,因此在加工的过程中,都要把石油化工的废水运用比较实用的技术进行处理,也同时在处理过程中也要提高处理的能力及技术。 石油化工废水的基本特点:污染的水源扩散的特别的快。由于石油化工废水只有再次加工的过程中才可以应用,处理。大量的石油化工废水,由于石油化工产品种类繁多,化工处理工艺千差万别,石油化工设备参差不齐,石油的利用率有高有低,使石油化工废水成分复杂,污染物浓度差异很大,区别于其他污水的特点,其理成本高,大量的化工废水要求企业生产设施和污水处理设施同步建设,使企业的利润空间下降,因此石油化工废水收集和处理一直是石油化工企业的需要解决的难题。 2 石油化工废水处理工艺简析 从石油化工废水的产生过程分析,石油化工废水的产生基本有两种途径,(1)石油深加工过程中产生的废水。(2)生产、运输过程中泄露的油料混入正常的无污染水时产生的废水。所以,石油化工废水如果不采取积极有效的措施加以收集及处理,就会流入到下水道中、河流和湖泊中使地下水和地表水都会遭到污染。 1)石油化工废水的收集与处理十分重要,由于石油化工废水的产生量大,有机污染物成分复杂,特别是加工过程中含有有毒物质的企业,废水一旦排入下水道、河流和湖泊中影响人类的生存环境,破坏地球的生态平衡。也就是说石油化工废水应该从没有受到污染的水中分流出来,做到雨污分流,严厉打击偷排漏排企业,对废水进行收集集中处理,处理后达标排放或回收再利用。2)石油化工企业在厂区要建有废水池,对产生的石油化工废水能够回收利用的,回收利用,不能回收利用的,排入污水处理设施中,经过隔油池、气浮池、生化池、过滤消毒后达标排放。同时监测废水的污染物程度,来调节污水处理设施的工艺参数,达到好的处理效果,降低处理成本。3)由于石油化工行业涉及的范围广,产生大量的石油化工废水。肺水肿含有大量有机物,如果能对这些废水进行回收利用,可以降低企业污水处理成本,减少环境污染。在当今有一些油水的分离技术。这样就可以使石油化工的废水能回收再利用。比如重力分类法、空气悬浮法、超声波法等技术,油水分离技术应用于油污废水处理,根据水质的成分,采用不同的处理方法。废水中油类污染物多数处于集中状态,不是单一状态的存在,因此,油污废水处理要采用多种处理方法结合,多单元操作分别处理后,对有机物进行回收,对分离后的达标水进行排放。4)应用新技术,提高石油化工废水的处理效果,降低处理成本。 目前石油化工废水处理技术主要有物理化学法、生物处理法和两者相结合的方法。下面是对目前一些较传统技术而言有效地技术进行一下介绍。 (1)生化处理技术改进。目前含油废水处理普遍使用“老三级”除油工艺,即隔油-一级气浮-二级气浮-生化处理,人工固定化工程菌除油装置将工程菌放入废水中,吸附在活性炭中,以水中的有机物为食物,利用微生物的新陈代谢,转化为简单的无机物,而使有机物被去除。完全替代了二级气浮工艺,较传统工艺降低了成本,具有实际的应用价值。 (2)物理化学法改进。膜处理技术的发展对废水的处理有重要意义,随着膜技术的不段进步,膜具有多样化、高质量、低成本的特点。对石油化工废水用超滤膜一级处理―反渗透膜二级处理,处理后的水回用循环水,此方法维护方便,工艺流程简单。 (3)生物膜法。在生化池中投入填料,在好氧的状态下,微生物构成的生物膜吸附到填料上,由于石油化工废水污染物成分复杂,对微生物的冲击比较大,生物膜法可以提高微生物的耐冲击能力,由于生物膜的附着面积较大,从而提高有机物污染物的去除率,提高处理效果,降低处理成本。 3 结语 近年来各类石油化工废水处理技术的研究与应用得到了迅速发展,处理方法也越来越多。但上述方法各有不同的适用范围,需要针对不同的情况进行研究,确定适合的工艺。由于受到废水成分、油分存在的形成、回收利用的深度以及排放方式等多因素的影响,如果只使用单一的处理方法,难以达到满意的效果。在实际应用中通常是将几种方法结合在一起,形成多级处理的工艺,从而实现良好的除油效果,使出水水质达到废水排放标准。但是,废水的末端治理只是治标不治本,必须从根本上找到污水产生的原因,从源头遏制住废水的产生。 石油和化工论文:浅析石油化工设备安全风险评价和方法技术 摘 要:随着现代化社会的进一步发展,社会对资源的需求不断增加,石油社会进步以及经济发展提供较大的动力,它深刻地影响着一个国家的经济发展及社会安定。由于石油化工装置在企业的运转过程中都具有易燃、易爆、高温、高压、危险性大、安全要求高等特点, 使人们越来越重视石化企业安全风险管理, 以实现系统安全目标。本文说明了石油化工设备安全风险评价的重要性,并对如何检测提供了方法和具体的技术防范措施。 关键词:安全风险;石油化工;设备;评价;方法技术 一、石油化工实现安全风险防范的重要性 我国的供油网络设备覆盖整个中国,许多为无人区,如石油化工设备受破坏,要进行修复,将花费大量人力物力,如未及时发现,将造成重大财产损失,并且会对环境造成污染,要确保这个庞大的网络正常传输,风险评价是针对危险源发生的概率和危险发生后造成后果的严重程度做出定性或定量的评价,从而能够合理运用人力、财力和物力等资源条件,采取最为合理的措施,达到最为有效地减少风险的目的。同时可减少对环境的污染,面临多方面的困难。由于石油化工设备需要在确保安全风险运行的前提下才能运行,延长设备的连续开工时间以降低生产成本,采取技术措施来有效地防止事故的发生,并可以把可能造成的损失限制在最低程度。 因此,风险评价结果是实现风险控制与管理的依据。对于风险评价的结果,不是风险越小越好,因为减少风险是以资金、技术、劳务的投入作为代价的,通常的做法是将风险限定在一个合理的、可接受的水平上,去研究影响风险的各种因素,经过优化,寻求最佳的措施方案。 二、石油化工设备安全风险评价方法 (一)安全检查表法 安全检查表是事先将要检查的项目,以提问的方式编制成表,在编制安全检查表时要结合关事故资料,原则是要根据国家及行业有关的安全法律、法规、标准。 (二)危险与可操作性研究 通过系统、详细地对工艺流程和操作进行分析,评价对整个生产过程的影响。基本分析步骤是:选择一个工艺单元或操作步骤,收集相关资料 了解设计意图找出工艺过程或状态的变化 研究偏差所造成的结果分析造成偏差的原因。 (三)失效模式与影响分析 通过识别石油化工单个设备或单个系统,确定分析项目和边界条件,说明现有安全控制措施,建议风险控制措施。 (四)故障树分析 将导致石油化工设备事故的逻辑关系列出,构成一种逻辑模型,然后通过对这种模型进行定性或定量的分析,通过最小割集的计算,找出事故发生的基本原因。 (五)火灾、爆炸危险指数评价法 火灾、爆炸危险指数评价法是以在标准状态下的火灾、爆炸或放出能量的危险性潜在能量的“物质系数”,把操作条件和化学反应的特殊过程危险性等作为追加系数加以修正,计算出“火灾爆炸指数”,并根据指数的大小计算暴露面积、财产损失、停工损失等事故损失后果,对损失后果进行分组,再根据不同的等级提出相应的安全对策措施。 三、石油化工设备安全预防性维护措施 (一)维护设备的生命周期和预防性 结合维护经验,对设备进行生周期成本分析,测算设备生命周期,量化设备维护管理,在设备故障发生前有计划、有预见性地进行维护检修或更新。 (二)加强设备检、维、修管理工作,尤其是设备选材和运行状况 稳定原料性质,提供平稳的床层温度和催化剂线速;严格控制水质,定期排污;严把安装质量关,降低应力水平;严格遵循加热管道的焊接规程,消除焊接残余应力加强工艺指标管理,严格执行内外取热操作规程操作,严禁干烧。 (三)采用数字化监测系统 数字化监测系统的类型有:光电液压等传感器、数字化图像处理、嵌入式计算机系统、数据传输网络、等.全新的数字监测管理模式,具有快速处理数字信息抗干扰能力,而且发挥了宽带网络的优势,可以对管道监测系统远程、实时、集中、全面的掌握,通^全面的监测,将前端管道的参数通过网络摄像机视频采集、流量测试设备,通过网络摄像机的数据通道一起转换成IP数据包,将数据通过解码器将视频显示出在电视墙或大屏幕上,后端可建立相应的预警机制,对无法预知不定时活动区域,采取移动侦测,对有语音监控需求的环境,准确、有效地处理和控制关联事件。对于数据传输采用多种方式进行选择,如果设备的空间跨度大,可以采用无线网络的方式。 (四)加强技术管理,优化操作方案 加强三旋运行监控:在主风量不变的情况下,三旋压降正常为13kp左右。石油化工设备实行二级维护,一级维护是全员维护,设备按区域承包到人。重要设备在一级维护基础上实行二级维护,每周一次,由区域主管工程师负责,检要设备运行状况,监督一级维护的维护质量,并进行可预见性维护及故障处理;对重大关键设备再实行每月一次的特别护理。实行分级维护可以使维护人员的职责明确,突出重点及关键设备,提高设备维护水平,减少石油化工设备运行故障的发生。 综上所述,石油化工设备的风险防范及技术措施,对预防事故特别是重大事故的发生并把可能造成的损失限制在最低程度。对在改扩建生产装置进行安全评价,不但在石化行业,而且在其他化工行业也是可行的,这样使管理者掌握系统的安全状况,修订、完善安全规章制度,完善防灾设施和组织,提高安全管理水平,无疑是具有重大的积极意义。 石油和化工论文:当代石油化工自动化仪表的性能评价和发展趋势 摘 要:近年来,我国在石油化工领域取得的成就与发展是十分显著的,其生产模式也逐渐从传统的机械化转变成了如今的产业化。基于石油化工产业对社会经济发展以及人们日常生活的重要性作用,我国不断开展石油化工领域的自动化研究,并取得了一定的成效。为了促进石油化工产业的进一步发展,本文对当代石油化工自动化仪表的性能进行了简要的评价,并对其未来发展方向进行了综合性的阐述与讨论。 关键词:石油化工;自动化仪表;性能 引言:从我国石油化工自动化仪表的研发过程中,我们不难发现,虽然我国仪表在功能方面越来越强大,适用性与准确性方面也越来越强。但是,与世界先进国家涉及的仪表设备相比,还是具有很大一段差距的。由于石油化工生产工作长期要在冷热交替、真空高压的环境下,再加上生产操作中涉及到的一些工序具有很强的危险性,为了有效的控制各项参数的准确性,必须要始终保持仪表设备的高效率运行,为了提高我国石油化工企业的生产效率与质量,减少安全事故的发生,必须要对石油化工自动化技术进行创新,是我国石油化工自动化仪表在未来的发展过程中取得更大的突破。 一、自动化仪表控制系统的发展方向 科学技术的飞速提升推动了我国石油化工产业的不断发展,从而使其自动化仪表的研究方面也觉得了惊人的成果。自动化仪表的出现,不仅有效的提高了石油化工产业的工作效率,还减轻了石油企业工作人员的总体劳动量,使我国的石油化工企业逐渐实现了信息化管理。从现阶段的情况来看,我国的自动化技术已经克服了传统自动化技术在使用中存在的不稳定现象,获得了各行各业的高度认可。自动化技术的出现,意味着自动化控制系统也将得到及时的更新,并在未来的发展中不断引领新的发展方向。 1.发展中小型DCS 分散控制系统(DCS)因具有体积小、价格低、功能强等优点备受用户的青睐。随着科学技术的进步,DCS采用了性能更强大的微处理器,大大增强了CPU的控制处理能力。中小型DCS独立性比较强,布置方法灵活,使用范围十分广。随着化工生产运行时间延长,DCS不仅可以满足生产控制的需求,还可以使每个小系统分别控制各个生产环节,切出检修也比较方便快捷。近年来,随着DCS联网技术的发展,多套中小型的DCS通过网络构成了较大规模的DCS,满足整个工艺装置的控制要求,使工厂投资周期短,收益速度更快。 2.发展先进高效安全的通信技术 通信网络技术的DCS十分重要的组成部分,若要保证DCS系统的先进性,就必须研究开发先进、高效安全的通信网络技术。我国DCS通常由大规模集成电路构成,受静电、杂波的影响比较敏感,导致故障发生频率较高,严重影响着生产过程的控制。为了确保DCS的安全,必须不断开发新一代通信网络技术,提高DCS的整体质量和性能。 3.发展嵌入式人工智能技术 在自动化控制系统中采用智能控制算法和软仪表技术,形成具有人工智能的控制模块及网络系统,使得系统全面提高了控制水平。但是由于人工神经网络自学习、组织和处理能力并不是特别强,需要经过训练对DCS全面的监控和检测,提高系统工作的可靠和安全性。 二、自动化仪表性能评价和发展方向 近年来,我国自动化仪表在石油化工产业取得了十分惊人的成就,但是与发达国家相比,仍然存在很大的差距。因此我们必须不断的研究和改进仪表的信息化、智能化性能,提高自动化仪表控制处理能力,促进我国石油化工产业的快速发展。 1.电磁阀和气动元件的性能和发展方向 电磁阀和气动元件是自动化仪表安全控制系统最重要的部分,是用来控制流体的自动化基础元件,电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制,并具有一定的灵活性和精确性。在石油化工自动化控制系统中,利用电磁阀控制系统中调整介质的方向、流量和速度。由于石油化工生产环境比较恶劣,需要对电磁阀进行日常的维护和保养,在安装前,需要注意气体流动的方向和接管是否正确、气压是否符合要求等,同时要注意电磁阀的防尘工作,提高其工作性能。 在电磁阀发展过程中,应该尽量简化控制回路以往的执行器,在电磁阀内利用工作介质形成自身的控制回路。目前我国电磁阀通径已扩展到300mm,介质温度范围在-200℃-450℃,r间从几十秒到几毫秒,减少了生产成本,大大的增加了电磁阀和气动元件的工作性能。 2.温度变送器的性能与发展方向 温度变送器是自动化仪表控制系统中重要的部分之一,广泛的运用于各个领域中,它能将物理测量信号或者普通电信号转化为标准电信号输出,是温度变量转换为可传送标准化输出的重要仪表。 一般情况下,石油化工企业的生产设备都是有指示控制的,温度一般控制在-200℃-1800℃范围内。温度电流变送器可以把温度传感器的信号转变为电流信号,连接到仪表上,从而显示出相应的温度,这样可以比较简单、直观地观察石油化工生产中的实时温度,较好的控制生产过程。 温度变送器传输距离远、抗干扰能力强、测量精度高、具有较好的稳定性。在石油化工自动化控制系统中,可采油热电偶温变,可免用补偿导线,降低成本。同时,对温度变送器的功能不断的研究和完善,更好的将信号传递给其他相关的温度采集仪表,实现石油化工自动化控制的发展方向。 3.控制系统电源的性能和发展方向 控制系统使用交流电源采用三相四线制380V和两相220V,直流电源以24V为主,使得石化工现场生产供电系统大为简化。随着DCS,SIS控制系统的发展,直流电源在自动化仪表的应用越来越广泛,电源系统集成性比较好,设计可靠性高,对自动化仪表的控制和处理能力有较好的提高。在控制系统中,可以使用变频器进行调速,并降低启动电流。变频器可以利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能,可以进行交流和直流电的转化,同时,变频器的软启动可以使启动电流从零开始,减轻了对电网的冲击,延长其使用寿命,可以达到省电的目的,从而减少了企业在设备维护和电能资源方面的费用。 电源技术必须向着标准化、集成化和智能化水平发展,按照国家的相关标准设计直流电源系统;将分散的电源部件、电压表、电流表和电池安装早标准的机柜箱内,便于操作高性能产品。同时,对整个电源系统都有智能监控功能和调节功能,方便运行电流、电压的读取。 三、总结 综上所述,自动化仪表的使用,不仅有效的提高了石油化工产业工艺参数方面检测的准确性,是的参数检测的速度更加迅速,并对石油化工产业的生产实施的有效的监控与分析。由此看来,在未来的发展过程中,实现石油化工产业的智能化与系统化发展,实现自动化仪表是促进我国石油化工产业未来发展的最佳途径,也是推动石油工业产业市场竞争的必要因素。 石油和化工论文:石油化工企业火灾预防设计和施行相关问题探讨 摘 要:石油化工企业涉及的原料、中间产物和成品往往具有易爆、易燃及易腐蚀的特点,因此,石油化工企业特别重视生产安全性与防火安全问题,必须针对自身生产现状采取相应的对策,本文就石油化工企业火灾预防设计和施行相关问题展开了探讨,供同行参考。 关键词:石油化工;火灾预防;设计;问题探讨 1.合理选址布局 化工企业应根据生产特点和工艺流程对作业现场进行合理选址及布局,提高其作业区域规范化,严格按照相关防火设计标准要求规范防火间距与耐火等级,例如,对于有爆炸危险性的车间不能设置在半地下室或地下室;对于易爆易燃作业场所应独立一处,且要远离明火散发地点,一般应保持超过25米的距离。 2.厂房合理设计 2.1石油化工厂房的装置铺砌和竖向布置 在《石油化工厂区竖向布置设计规范》中,对于厂房的装置铺砌做了明确说明,适合铺砌的是检修、生产操作、消防运输等场地。通过这种方式,能有效地划清场地之间的位置,这样就能为检修和消防赢得时间,方便其开展工作。所以,在当前的相关规范体制中,需要增设一点,那就是“装置竖向布置设计应使泄漏危险物料和消防溅洒物在装置内滞留时间最短”的相关内容。 2.2石油化工厂房的层数设计 一般情况下,在进行建筑设计时,主要考虑的是怎样在有限的空间里最大限度的布置建筑,使其得到充分的利用,对于消防的重视度不足,尤其是厂房具有很多层的时候,要特别注重消防安全问题。在楼板或者平台上,要建设相关的设施,防止可燃物的下漏。设备最好不要放置在多层,避免发生火灾时难以逃离。在《建筑设计防火规范》中,对于厂房的层数设计就有了明确的说明,目的就是为了能及时方便的疏散人群,将火灾造成的损失降到最低。 2.3石油化工厂房的高度 通常来说,石油化工企业的厂房不能高于三十二米。由于当前国内的消防设备最高的灭火高度是二十四米,所以,在建造石油化工厂房时就需要在这个高度之内,避免一旦发生火灾无法及时进行扑救。不但如此,要考虑到消防人员的登高水平,通过考察和测试,多数的消防员在二十三米的高度是可以开展救火工作的,再往上的高度,要进行救火工作就会受到能力的限制。 2.4改进健全当前的预防火灾的相关规范体制 在当前的相关规范体制中,主要是规定了仓库的面积、消防道路,对于装置的整体面积或者是最大面积并未作出明确的限定。这样显然是不够安全的,在控制火灾方面也是有所欠缺的。所以,在现有的规范体制中,需要补充上述不足,再具体的实践过程中,也要依据实际情况,对石油化工企业的占地面积作出限定。 3.对石油化工工业可燃物的危险系数作出有效区分 由于石油化工工业的特殊性,许多的物质都是易燃物,虽然当前的规范体制中对于其相关的危险系数做了划分,但是依旧不够完善。火灾危险区域大小需根据量化分析结果及环境因数决定。一般情况下,液体碳氢化化物火灾危险区域考虑从设备或液体火灾水平方向考虑6―12米,垂直方向考虑从液体表面向上6―12米。但液化石油气的容器或泄露储存区域水平方向需考虑巧米。装卸可燃易燃液体的码头水平方向需考虑30米,垂直方向考虑从水平面到码头表面。根据确定的火灾危险设备及火灾危险区域范围,可画出防火危险区域图。 4.生产过程中的防火措施 为了防止火灾发生,应根据生产工艺特点采取相适应的防火措施,具体如下。 4.1严格按照相关操作规程 加强对各个岗位人员上岗前的培训,提高其对生产工艺流程的熟悉与掌握,认识相关化工原材料的性质,了解与掌握化工设备的使用方法,具备基本的事故应急能力。 4.2加强对设备参数的控制 应时刻密切观察与控制化工设备与管道的压力情况,了解不同管道压力与各种设备耐压强度之间的关系,控制好设备正负压的调整,定期做好耐压检测工作,确保相关安全装置已安装好,如压力计、放空管、安全阀等。 4.3确保化工生产设备、输送管线及储存容器等封闭性管理 一旦发现有泄漏现象应立即采取应急措施与救援对策,将危险系数降到最低。 4.4控制化工材料的比例与投料速度 在进行化学反应过程中,应控制好投入材料的速度,精确投入材料的数量比例,如果没有控制好投入材料的数量与速度将会致使化学反应过于剧烈而引起火灾爆炸事故。 4.5严格控制反应物料温度 在化学反应过程中,所有的反应物料都具有一定的温度条件才能发生正确的反应,若反应时的温度超过所需要的温度,则会导致反应物发生爆炸或着火。 5.建立健全防火管理制度 为了降低化工企业生产过程中火灾发生的几率,应建立健全防火管理制度,加强对化工生产过程中的相关管理。完善防火安全管理,建立健全安全生产责任制度,将消防安全责任层层落实到各个部门及相关负责人员,明确分工,加强消防措施,提高生产安全性。建立加强消防体系。根据国家相关设计防火规范进行火灾危险分类,根据火灾危险类型采取不同防火工艺。做好关键、重点部位的工艺防火体系完善工作。 6.加强对化工从业人员的整体素质水平培训 当前,我国化工企业中存在很多从业人员业务素质水平不高的问题,为了提高从业人员业务素质水平,应加强对化工从业人员的整体素质水平培训,定期开展专业知识与技能培训,通过实地演习和专家讲解提高从业人员的综合素质水平。 7.依据实际情况,需要设立相关的紧急装置 7.1需要增加应急消防设备的后备电源 通常来说,我们在考虑消防问题时,都是按照我们自身的理想化的思想去做出思考的。比如说,通常会考虑到,假设发生火灾,而现有的建筑或者是相关设备能在不被灭火的情况下坚持多长时间,能不发生爆炸的可能等等。假设遇到强降雨、滑坡、泥石流等等自然灾害,消防人员不能及时的到达火灾现场,又或者是因为其它种种原因导致现有的消防设备不能有效地使用,在这种情况下,就必须要考虑到后备电源的稳定性问题。而且,要确保后备电源与相关的消防设备能科学合理的链接,一旦外部供电系统停止供电,后备电源要能进行自动切换,保证能有效地进行自主消防工作。 7.2需要增加应急的切断阀门 导致石油化工工业出现重大火灾的主要有以下两个方面的原因所在:首先,用于生产的油泵以及其它的相关生产设备出现故障或损坏,会产生大量的热量,从而引起了石油的燃烧,最终导致了火灾的发生,这类火灾在火灾总量中占据了17个百分点。其次,由于管道系统或者是相关的阀门出现泄漏,导致许多易燃物质外泄出来,从而引起了火灾,这类火灾比较常见,在火灾总量中占据了32个百分点。在现有的石油化工工业中,依据相关的规范体制规定,在相应的设施上设立了相关的安全控制系统,但是这些系统并不能有效地、及时地切断易燃物质的外泄,主要是在火灾发生时给人们警示、紧急停车、连锁等。假设在高位设施的底部出料的位置设立应急的切断阀门,那么,一旦发生火灾,就可以及时地切断易燃物质的外泄通道,能有效控制火势,很大限度的减少火灾带来的损失。 8.结语 综上所述,在石油化工工业中,火灾的预防控制问题是十分重要,在具体的操作实践过程中,不但是要依照现有的相关规范体制来进行设计和生产,同时,也要提升石油化工企业的安全防控意识,对现有的相关规范体制做出适时的完善和改进。充分结合石油化工企业的相关实际情况,做出科学合理的设计规划,对于火灾的预防控制做出深入的研究,找到科学合理的解决议案。 石油和化工论文:石油化工企业仪表自动化设备故障的预防和维护探讨 [摘 要]随着我国改革开放的不断发展,其作为国民经济发展的自主,石油化工企业的发展也获得了发展,尤其在先进技术实践的方面,石油化工企业在设备方面的配置也越来越先进,仪表自动化设备的发展成为石油化工企业发展的主导者,提升了石化企业生产的效率,对于我国整体经济的发展意义重大。由此可见,为了实现仪表自动化设备更好地勇于石油化工企业的生产,应当采取积极措施,做好石油化工仪表自动化设备故障的预防和维护工作。 [关键词]石油化工;企业;仪表;自动化设备;预防;维护 在当前的石油化工企业发展当中,仪表自动化设备占生产装置中的比重越来越高,在石油化工企业实际设备的运行过程当中,即使为石化企业带来了一些方面的方便,但是对于仪表自动化设备而言,运行过程中难以避免会出现故障的现象,为了保证石油化工的企业经济效益目的的实现,应当在平时就做好自动化设备的及时维护,一旦出现问题应当积极采取措施进行维护,进而为仪器的正常运行提供保障,推动石油化工企业的顺利发展,保证经济和社会效益的稳定。 1、石油化工企业仪表自动化设备故障的预防 石化企业仪表自动化设备的顺利运行是保障企业正常生产、保证企业正常经济收益的前提,因此,必须严格做好石油化工企业仪表自动化故障发生的预防工作。这种预防工作,顾名思义,就是要在设备发生问题之间进行,在购买设备伊始就应当有针对性的制定有计划地预防性故障维护工作计划,目的是做到防患于未然。由此可见,对于石油化工企业自动化进行预防性的维护,在避免发生事故的同时应当对于设备进行及时维护,这样一方面可以减少对于石油化工企业正常生产造成的伤害,另一个方面,还会减少事故发生以后的设备维护的难度。[1] 1.1 积极更新管理制度,将隐患消除在萌芽 石油化工企业在进行设备故障预防的过程当中,应当对于各个级别仪表自动化设备操作人员和管理人员的工作都进行严格的规范,这是由于石油化工企业不断的发展壮大的同时仪表自动化的设备也会在石油化工企业设备中的比重越占越高,在这些先进设备上投入的高技术人才和管理人员自然也比较多,因此在先进设备的操作过程中投入的人员和财力也越来越多,为了保障仪表自动化设备的顺利运行,应当对于现有的设备管理制度进行不断的创新,鼓励建立起符合现行石油化工企业仪表自动化设备的新型管理制度,把这些设备的维护工作做好有利于及时发现设备管理当中存在或者潜在的问题,有利于及时采取针对性的措施,将隐患消除在萌芽之中。 1.2 采取分级维护方式,减小设备故障导致的消极影响 在日常的仪表自动化设备维护的过程当中,应当采取分级卫华的制度,对于一般的设备进行二级维护,并且保持定期的巡查和检查工作。在实际进行设备维护的过程当中,首先应当对于全体的设备进行统一全面的排查工作,让所有的设备都按照一个正常的生产量进行生产,其次组织专门的技术管理人员对于重要的设备进行二次维护,参加二次维护的设备应当至少占全部排查的50%以上,在进行二次维护的过程中应当选用具备专业知识的人来进行管理和负责,[2]保证能够及时保证发现仪表自动化设别在运行过程中的隐患或者潜在的隐患。通过这样的分级制度有利于提升预防工作的效率,在各级员工而言不仅能够保证权利和责任明确而且能够提升原有的故障预防水准,对于石油化工企业中使用的仪表自动化设备维护意义重大,有利于减弱设备故障导致的消极影响,提升企业的经济和社会效益。 1.3 着重发展仪表自动化设备的生命周期预防,提升企业经济效益 在石油化工企业仪表自动化设备故障维护的过程当中,无论是哪一种的仪表自动化设备都具有一定的使用生命周期,并且生命周期的长短和设备所在的环境密切相关,因此,为了实现仪表自动化周期更长的目的,减少仪表自动化故障发生的几率,在故障设备维护的过程当中能够保证设备的减少和维护,保证设备所在的环境是适合设备正常发展的,不会导致设备由于环境的原因难以使用,进而导致设备故障的可能性提升。[3]在设备一场维护的过程当中,应当做好现场的测量工作,保证仪表的温度和压力以及液位等方面的参数都在正常的范围以内,减少仪表自动化设备故障的发生的同时做好日常的维护。 2、石油化工企业仪表自动化设备故障的维护探讨 2.1 维护仪表自动化设备的诊断技术 在维护发生故障的石油化工企业仪表自动化设备的锅中当中,应当首先考虑到发生故障仪器对于整体石油化工企业的意义,以及其相关的其他相似功能仪器的稳定性,以期待其发挥功效,保证整个企业工业的正常进行提升石油化工企业的工作效率。[4] 在对于石油化工企业仪表自动化设备维护的过程当中,应当采取仪表的自行诊断技术,实现基层设备维护工作目的的同时,也应当注意管理人员的工作内容。经过多年技术的不断成熟发展,仪表自动化设备的自行诊断技术已经达到一个比较完备的水平,也正是由于自行诊断技术,采取的人工智能性质的设备检测和分析方式,因此能够及时发现设备运行过程中存在的问题,并且提示相关维修人员采取合理措施消除故障,或者也会通过自动警示的方式来提醒操作人员设备存在的问题,并且提示相关的故障维护措施保障设备的正常运行。人工智能的设备维护技术一方面减轻了设备维护人员的压力和工作量,另一个方面还会通过智能化的分析为维护人员提供科学的数据,促使和帮助维修人员更快的制定适用于设备的相关维护工作。 2.2 保证仪表自动化设备维护和管理工作的规范性 在仪表自动化设备进行故障或者潜在故障维护维修的整个技术过程当中,还应当着重注意的一点是石油化工企业仪表自动化设备在很多方面是相互衔接的,并且符合公司整体利益要求,这样的方式能够最大限度的减少设备故障的产生和发展,因此在对于设备进行日常维护和故障处理的过程当中,应当充分考虑石油化工企业的生产规模、生产年限、相关设别维护人员的数量和技术。在选购仪表自动化设备的过程当中应当着重选取技术顶尖、功能完备、操作易上手、价格制定合理、售后保障技术团队完善的设别,一旦发生购买的设备不符合要求以及产生设备不能正常使用的情况或是造成设备使用寿命减短的现象,就会为日后的长远工作留下后患。 3、结束语 综上所述,在石油化工企业的仪表自动化设备运行的过程当中,为了实现保障企业经济利益的目的,同时保障设备正常运行,首先就需要做好设备的故障预防和维护工作,对于设备进行定期检测的同时采取有效预防措施消除设别运行过程当中存在的隐患,对已经故障的设备进行及时维护。在维护过程当中也应当积极探索新的有效的方式,保证石油化工企业的仪表自动化设备更好地为我国的经济发展贡献力量,推动我国经济和社会不断向前发展。 石油和化工论文:石油化工企业人力资源管理存在的问题和应对策略 【摘 要】 企业想要赢得竞争优势,就要充分利用好各项资源,包括社会资源、人力资源和品牌效应等,本文主要讲述的是石油化工企业对人力资源的开发与利用。通过加强人力资源的管理,实现企业效益、资产的增值。 【关键词】 石油化工企业 人力资源 存在问题 策略 一、引言 随着市场竞争愈发激烈,企业对人才的要求也越来越高。但就目前我国石油化工企业的人力资源管理系统来看,有些地方仍存在不足,无法满足企业市场竞争下的新职能,更不利于企业的发展。石油化工企业想要得到长足发展,就必须改变原有人力资源的管理模式,只有这样才能真正提高企业市场竞争的优势。 二、我国石油化工企业人力资源管理存在的问题 (1)招聘机制不够完善 由于我国石油化工企业正处于体制改革的阶段,所以在招聘和用人方面还没有达到统一的认识标准。采用传统的用工机制一经录用就是岗位终身制,缺乏弹性,很难实现对人才的优化配置。同时,传统的招聘方式不够严谨,没有做到公平、公正的原则且随意性大,严重影响了人力资源管理系统的秩序;其次,企业在人员录用方面自主性较高,没有经过知识、技能的考核,只要通过人际关系就能得到岗位。这样的招聘方式不但影响企业的整体效益,还给企业的发展带来阻碍。 (2)培训机制偏旧,无法满足企业要求 开展培训课程有利于提高企业员工的安全意识和技能。但是,部分企业对员工的培训工作不够重视,只是流于形式,根本没有实际生产的培训内容。或者是一些管理者为了降低管理费用,缩减培训课程来减少培训费用的支出,从而使培训效果收效甚微。此外,还存在领导挪用培训经费用作其它项目使用的现象。传统培训机制落后还包括石油化工企业的培训体系不够健全,主要表现在选择培训对象的问题上,由于传统的培训体系没有明确规定培训对象,人力专员在选择培训对象时无章可循,只能听从领导意愿。这样的选择方式导致了培训人员只是抱着走走过场的心态,反正培训结束后也不用进行考核。一般情况下,偏旧的培训机构所使用的培训内容形式单一、内容枯燥,根本没有从实际出发,所选择的培训内容和培训形式也没有任何科学依据,更没有评估价值可言,导致培训评估体系形同虚设。 (3)缺乏合理的人才考核机制 石油化工企业的职能划分不够明确,导致工作内容和责任不够清晰,这些都是因为缺乏合理的人才考核机制造成的,也是造成人才流失的主要原因之一。合理的薪酬激励机制对激发员工的积极性和工作热情有一定帮助,但部分企业对员工的奖惩却有失公平,使得人员工作态度懒散、消极,甚至有些员工还会产生不公平、不作为的逆反心理,从而难以实现对员工的统一管理。其次,石油化工企业实行的薪酬制度不够科学,管理人员与一般员工的薪资相差较大,薪酬没有与实际的生产业务、绩效挂钩,这样的薪酬制度难以服众,从而增加人员流失率。此外,传统的考核制度实行的是“大锅饭”制,干多干少都一样,不但打击员工的积极性,还严重影响了企业的生产效率,浪费人力资源。 三、提升石油化工企业人力资源管理水平的策略 (1)采取标准化招聘机制 更新的招聘机制应能发挥其新职能,满足企业的实际需求。随着科学技术的发展,企业不断引进技术、管理型人才,用以保证企业生产的高效运行。因此在完善标准化招聘机制过程中,企业应该从管理和技术层面上出发,有针对性的选择人才,不只是增加了人数的数量,还要在质量上也得到提高。 另外,建立的招聘机制应科学、合理。需要做到以下两个方面:第一,石油化工企业对所要招聘的岗位要有预测性评估报告,包括对岗位人员的要求、标准和期望等,应聘者还要通过基础的专业测试和技能考核。第二,为了保证招聘活动的公平性,考核要秉持公正公平公开的原则,发现有徇私舞弊的行为要严肃处理,并完善招聘考核制度。 (2)提高培训的效用 石油化工企业应重视培训的效用。良好的培训效果对提高员工的技能和素质有很大帮助,且良好的工作环境氛围有益员工身心健康、心情舒畅。而想要提高培训的质量,增加培训投入资金必不可少。其次,培训内容是整个培训过程的优秀内容,不同的岗位要安排不同的培训内容,且培训内容应层层递进。最后,健全培训管理体制有利于防范企业风险。因为培训体制不健全导致管理体制不健全,由此造成企业管理系统上下衔接不上,不利于企业的统一管理。所以,企业要制定合理的建设计划、培训计划和成果反馈等,用以提高企业的管理质量。 (3)建立健全的绩效管理机制 健全绩效管理制度包括:编制岗位说明书、明确工作内容、职责等。员工要严格遵守绩效管理制度,它是评估员工行为的重要依据,因此,企业要建立健全的考核项目、精确的评分制度和完整的数据体系,有利于精确评估员工的工作表现。 其次,完善绩效评价机制。操作性较强的人力资源评价机制包括良好的评价实施阶段和制定阶段。在制定过程中,要预测企业未来的挑战和发现机遇,还要分析石油化工企业在人力资源管理中存在的优势及劣势,只有这样,才能制定出质量较高的绩效评分制度,才能充分发挥人才力资源在整个管理系统中的作用。 石油和化工论文:论石油化工企业车队生产运行中党的地位和作用 近年来,石油化工行业车队生产运行整体受到国际金融危机的冲击,生产经营极其困难,安全稳定压力巨大。要想摆脱困境,就要完善运行机制,加强车队管理。而有计划、有步骤、有重点地抓好党在车队的优秀作用就显得十分重要。本文就这个问题谈点我个人的认识。 一、必须从思想上明确坚持党在石油化工企业生产运行中的地位和作用是事关建设有中国特色社会主义的重大政治原则问题我们之所以强调党在石油化工企业中的地位和作用是因为 第一、它是坚持党的执政地位的需要。国有石油化工企业车队生产运行是国民经济的主导力量,不仅是社会主义现代化最重要的物质基础,而且是社会主义现代化最重要体现,是社会主义制度和执政党赖以存在和发展的经济基础。如果车队党组织不能发挥政治优秀作用,必然从整体上动摇、削弱党的领导地位和作用,党的领导就会变成空中楼阁,党对车队在政治上的领导权、地位和作用就会丧失,后果不堪设想。我们公司是国家构建社会主义市场经济体制基本框架过程中,按照现代化车队制度的目标模式组建起来的。公有制为主体的车队性质、地位和目标,体现了我国现代化企业制度的社会主义特色。因此公司全面走向市场、提高经济效益,谋求大的发展、使国有资产保值增值,迫切要求加强党的建设,确立党的地位和作用,充分发挥党组织的政治优秀作用,保证监督党和国家方针政策的贯彻执行,是建立有中国特色社会主义现代化车队制度的内在要求和重要保证。 第二、它是坚持国有石油化工企业社会主义性质,建立现代车队制度的重要保证。石油化工企业不单纯是经济组织,它具有社会主义政治属性。它的生产经营必须服从社会主义的生产目的,服从于我们党全面建设小康社会新胜利,开创中国特色社会主义事业新局面。中原乙烯目前面临着如何实现安全稳定均衡生产,如何挖潜增效,实现第二步经营战略目标等问题。这一形势给公司党的组织建设提出了明确的、更高的要求。作为股份制、技术密集型的石化车队只有依靠党在建设中的作用克服各种困难,调动各种积极因素,实现公司高质量、快速度的大发展,只有坚定党在石油化工企业中的地位,发挥党在政治上的作用,使车队有正确思想政治导向,才能保证石油化工企业社会主义的性质和方向。 第三、坚持党在石油化工企业生产运行中的地位和作用,具有很强的针对性,是办好石油化工企业的现实需要。近几年来,中原乙烯各级党组织在加强党的建设方面做了大量工作,但是党的建设还存在亟待解决的问题。基层党支部工作尚未形成规范有序的运行机制,党组织的工作思路和活动方式不适应现代化车队的新形势,影响党组织作用的发挥。有的党员信仰发生了动摇,组织观念不强;有的党员干部不廉洁,以权谋私,腐化堕落,影响了党在职工群众心目中的地位和形象。对此,必须坚持党要管党,从严治党。改革开放越深入,社会主义市场经济越发展,越要坚持党在车队中的地位,充分发挥车队党组织的政治优秀作用。 二、坚持党在石油化工企业生产运行中的地位和作用,是发挥党组织政治优秀作用的有效途径 第一、保证监督党和国家方针政策在车队的贯彻执行。 第二、建立必要的制度和程序,保证党组织参与重大的问题决策。车队党组织建设工作的出发点和落脚点应是促进生产经营发展和经济效益提高,实现国有资产的保值增值,公司党的建设必须要围绕车队发展、经济效益这一中心开展工作。这就要求党组织参与车队重大问题的决策,这是实现党在车队生产运行中的地位和作用的重要措施,是党章赋予党组织的一项重要职责。 第三、坚持党管干部的原则,切实加强对石油化工企业管理人员的培养、教育和管理。党组织要善于把坚持党管干部的原则与车队用人制定结合起来。坚持德才兼备,以德为先的用人标准。车队干部不仅要具有较高的车队管理水平,而且必须是政治上靠得住,工作上有本事,作风上过得硬,适应现代化车队改革的德才兼备的人才。 三、坚持党在石油化工企业中的优秀作用,就必须加强车队党组织的自身建设 第一、要合理设置车队党的工作机构,把党务干部队伍建设好。设置必要的党的机构是充分发挥车队党组织政治优秀作用的重要条件之一。车队中党组织要本着精干、高效、协调,有利于加强车队党的建设和促进车队经营的原则,合理设置。中原乙烯建厂初,就自上而下设置了一套精干而有效的党组织领导班子。本着加强党的组织建设,增强党组织的凝聚力和战斗力这一原则,中原乙烯党委决定,在今后一个时期,在党的建设中实施系统化管理。基本思路是以基础党组织的班子建设为重点,以党总支、党支部班子实行分类管理;以建立党的建设与生产经营密切结合的运行机制为保障体系,对生产经营、党的建设实行双向责任管理。通过二至三年的系统化管理,建设一个好的领导班子,造就一批好的党员干部,完善一套好的管理制度,建立一个好的工作运行机制。 第二、要加强基层党组织建设,把党员队伍建设好。最重要的是要选配好车队基层党组织领导班子,尤其要选配好车队党支部书记。目前,中原乙烯的各级领导班子建设总的看是好的,基层党支部在今年生产经营极其困难,现场任务十分艰巨,面临重重困难的情况下,能够顽强拼搏,忘我工作,这说明干部队伍的主流是好的,各级领导班子的素质是好的。但是,当前的干部队伍还存在一些不可忽视的问题。主要是由于岗前培训跟不上形势发展的要求,一些新进入领导岗位的同志因为一些客观原因,缺乏严格的党性锻炼。因此建设一支思想、作风过硬的党的队伍便成了中原乙烯迫在眉睫的问题。今年公司党委首先对现有的基层党支部书记在市党校进行为期一个月的集中培训,同时选拔了部分德才兼备的优秀干部充实基层党支部书记岗位,加强党对车队的领导。 第三、要坚持不懈地抓好党风廉政建设和反腐败斗争。加强廉政建设,同各种腐败现象作斗争,是党的十四大向全党提出的战略任务。石油化工企业抓廉政建设关键还是在领导的班子上。要把那些党性强、懂经营、会管理、有组织能力和开拓创新精神的党员选进领导班子。要严格对车队党政领导干部的教育和管理,把思想政治建设、提高领导素质放在首位。使车队领导干部增强党性修养和组织纪律观念,牢固树立全心全意为人民服务的思想,做到反腐倡廉,防止和反对以权谋私,保持领导班子的纯洁性和战斗力。 近年来,中原乙烯坚持召开“思想政治工作会议”,并且印发学习了《中共中原石油化工有限责任公司委员会关于加强党的组织建设,实施系统化管理的意见》,这些工作集中展示了中原乙烯人切实把党的建设摆在优秀位置,注意改进党组织的工作方法,体现了领导人在车队管理中真正贯彻了以人为本的思想,使每个乙烯人都能发挥主人翁精神,巩固并加强了党在车队中的优秀作用。中原乙烯建厂初,就注意建立党建工作与生产经营紧密结合的运行机制,保障了党建工作与生产经营同轨、同步、同向,真正把系统化管理落到了实处。公司各级领导在年初安排工作或布置阶段性任务时,要同时安排布置党建工作,月、季、半年检查督促工作时,要同时检查督促党建工作,年终考核、评比、表彰时,要同时总结党建工作。组织职工开展以民主评议为主要内容的干部考核。 我国石油化工企业的领导体制曾几经变化。但无论是实行厂长负责制,还是建立现代化车队制度,都体现了现阶段党对国有车队改革的意见和主张。因此,在具体实践过程中,党对石油化工企业的领导,只能加强,不能削弱。要加强党对车队的领导,就必须加强车队党组织的地位和作用,否则,党对车队的领导就落不到实处。石油化工企业的公有制性质,决定总经理和党委所代表的根本利益是一致的,目标是共同的。因此,国有大中型石油化工企业的长久平稳发展,党的优秀地位和作用是其前提和保证。 石油和化工论文:石油化工设备防腐蚀的措施和方法 [摘 要]石油化工行业面临的腐蚀问题不容忽视,本文从石油化工设备特殊的使用环境出发,分析了石油化工设备腐蚀的原因、特点和种类,有针对性的提出防止石油化工设备腐蚀的措施和方法,只有做好设备的防腐工作,才能有效保证机械设备安全稳定运行,延长其使用寿命,减少企业生产成本,提高企业经济效益,为石油化工企业的安全稳定生产提供可靠动力。 [关键词]石油化工 设备防腐 措施和方法 腐蚀现象对石油化工设备造成的损害不容忽视,无论是石油化工设备生产设计、制造的过程还是实际使用中,都必须做好防腐工作,尤其要注重日常环境中的防护。腐蚀不仅会造成设备外形、色泽、美观方面的变化,而且会导致石油化工设备的物理性能、机械性能等方面发生变化,从而影响设备的正常使用,造成原材料的浪费和设备安全隐患,不仅威胁工作人员的生命安全,还会给企业带来巨大损失。因此石油化工企业必须采取有效措施来提高设备的防腐性能,这项工作对企业的长足发展具有重要意义。 1.分析石油化工设备腐蚀的原因、特点和种类 1.1 石油化工设备设备腐蚀的特点 石油化工设备使用的环境通常比较特殊,而且接触复杂的化学物品,普遍存在不同程度的腐蚀。从生产装置来看,石油化工装置中通常放置苯乙烯、苯酚丙酮、氯乙烯、间甲酚、烷基苯的烷基化、烧碱等具有腐蚀性质的原料。从腐蚀介质看,主要是化工生产设备接触的酸性催化剂,烧碱生产中的Cl-及浓碱液,尿素生产中的甲铵液,烷基苯装置中的氢氟酸等。石化生产设备的用材种类多,生产本身又具有技术复杂、危险性大、连续性强等特点,如果设备在设计、制造、安装、操作、维修中考虑不周,或者在防护施工过程中某一环节稍有疏忽,均有可能增加腐蚀隐患的发生。 1.2 设备腐蚀的内部原因 由于化工设备所选用的金属材料不同,对不同介质的抗腐蚀能力也不同。腐蚀与金属晶粒的粗细有关,晶粒细腐蚀慢,晶粒粗腐蚀快。表面越粗糙的设备越容易被腐蚀,设备表面没有防护膜也容易受到腐蚀,受设备结构影响,缝隙、开口、死角处等设计结构突变的位置越容易被腐蚀。 1.3 设备腐蚀的外部原因 设备接触腐蚀性介质会影响其腐蚀程度,如石油化工设备通常接触二氧化碳、硫化物、卤化物、盐雾等介质造成腐蚀。受腐蚀的损伤程度与介质的化学成分、种类、浓度、酸碱度、水分、含氧量、杂质等有关。。金属腐蚀属于化学反应,介质温度越高腐蚀越快,介质的流动速度越快,越容易对设备表层的保护膜造成冲刷,产生空泡腐蚀或冲击磨损。零部件受到的外部压力和残余应力与腐蚀速度呈正比。机械设备受疲劳和应力影响,在运转过程中,其旋转部件和承受压力会产生应力,引起设备内部结构扭曲,降低了金属的电极电位,从而加剧微电池腐蚀,造成损坏。 1.4 石油化工设备腐蚀的种类 按腐蚀产生的机理分类,主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀一般容易在高温干燥环境下形成,生产中,金属设备的表面总要与氧气以及氧气中的其他物质发生化学反应,这样很容易在设备的表面形成氧化物,从而使金属设备表面受到腐蚀,这称之为化学腐蚀。氧化―还原反应都属于电化学腐蚀,在潮湿的环境中容易形成,主要是设备金属材料与电解质溶液接触,通过电极反应产生腐蚀。 2.防止石油化工设备腐蚀的措施和方法 石油化工企业对机械设备的防腐策略应该贯穿于设备采购、调试安装、配套设施建设、实际使用全过程,才能有效保证机械设备安全稳定运行,延长其使用寿命,减少企业生产成本,提高企业经济效益。 2.1 设计时考虑采用防腐结构设计 防腐蚀结构设计指的是在石油化工设备设计的时候考虑如何防止设备的腐蚀,它不仅包括单个设备的设计,还包括设备之间安装情况以及整个设备运行系统的布置,也就是系统整体设计的问题。主要是避免死角的出现,防止局部液体残留或腐蚀物质堆积造成设备腐蚀。还要尽量避免间隙的产生,许多设备缝隙位置、密封面或连接部位容易产生腐蚀,造成孔蚀和应力腐蚀,良好的结构设计可以有效防止缝隙腐蚀。 2.2 选用合理的材料制造石油化工设备 石油化工设备通常在高浓度高腐蚀性的环境下使用,所以在采购机械设备之前,要选择耐腐蚀性强的金属材料。首先,要充分了解设备的使用环境,包括温度情况、腐蚀物质成分、浓度、应力状态等。其次,采购时要特别注意机械设备的规格、类型、结构和要求。再次,挑选时充分考虑设备的使用年限,需要满足生产要求寿命,保证机械设备和管道材料劣化均匀,综合考虑采购成本和维修成本的最佳配置,从而减轻腐蚀程度。最后,还要重视设备的加工工艺,包括力学性能和防腐性能,例如机械设备的硬度、抗疲劳性、冲击韧度、强度以及零件腐蚀敏感度、晶粒粗细等。 2.3 合理使用防腐涂料 石油化工设备上涂刷良好的防腐涂料,可以形成保护膜,将金属表面与腐蚀介质相隔离,具有较强的屏蔽作用,将腐蚀介质和材料之间的接触有效的阻隔,防腐蚀涂料具有一定的缓腐蚀作用和阴极保护作用。石油化工企业可以选择由酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂、邻苯二甲酸树脂和磷酸制成的油料涂料。在涂刷防腐膜时,需要严格要求涂刷能力、机械设备的性质、防锈能力、涂膜老化等,同时还要充分掌握涂料对象的形状、材质、表面状态、使用条件和施工环境等。 2.4 采用电化学保护法 采用科学合理的电化学保护法控制机械设备腐蚀,主要包括牺牲阳极法和外加电流法。牺牲阳极法即将比设备金属电极电势更低的合金或金属作为电池阳极,并固定在设备表面,形成腐蚀电池,此时机械设备就成为电池阴极,从而得到有效保护。例如在铁制设备表面联结锌。阳极锌的溶解会取代原来设备中铁的腐蚀溶解,到达了保护设备的目的。牺牲阳极法中的常用材料有锌、铝、铝合金等,在我国石油化工企业中得到广泛应用,对地下管道、化工装置、锅炉、油灌等进行防护,取得了良好效果。外加电流法指的是通过外加电源对设备进行保护。把金属机械设备接在负极,废钢铁接在正极成为牺牲阳极,能够有效控制腐蚀。外加电流能够促使阴极电势超负方向转移,产生还原反应从而免除设备腐蚀。这需要由外加电源提供电流。这种方法在石油化工企业的酸性液体管道或沟槽、输油管、地下水管等防腐中经常使用。 3.结语 由此可见,石油化工企业必须采取有效的应对策略,利用新型的防腐技术,提高机械设备的耐腐蚀性能,才能有效保证机械设备安全稳定运行,延长其使用寿命,减少企业生产成本,提高企业经济效益,为石油化工企业的安全稳定生产提供可靠动力。 石油和化工论文:浅谈石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制 摘要:采用适当的技术措施,来对石油化工管道焊接工艺的质量加以控制,是非常有必要的。本文首先分析了石油化工管道焊接施工特点,然后详细阐述了石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制的相关要点。 关键词:石油化工;管道;焊接;质量;工艺 一、石油化工管道焊接施工特点 首先其管材钢级的跨度较大,在规格上种类较多,钢级、管径、壁厚等方面等级跨度不等,规格型号有较大的选择空间。 其次在施工过程中焊材品种齐全、等级跨度较大、多种规格,焊条、焊丝等类型多样,其力学上的等级跨度应与管材钢级一致;但在焊条规格上大多为3.2mm和4.0mm,焊丝规格则有选择余地。 再次焊接方法多样,焊接工艺较为复杂,随着先进技术的引进,逐渐使焊接方法倾向于自动化方向,而焊接工艺理论知识较为丰富,常用的焊接作业规程类型较为繁多。 最后焊接施工作业主要展现出其较强的流动性,对于焊接工艺的顺序性要求较高,给确保焊接质量控制带来挑战,并且石油化工管道施工现场地形地貌起伏明显,将会影响到管口组对和焊接质量,更有甚者在野外作业时遇到风、雨、雪等自然环境变化,将会为焊接工艺的施展和焊接质控带来不利影响。 二、石油化工管道焊接工艺要点 中东地区大部属于热带沙漠气候,夏季炎热潮湿 (5~10 月),气温40.6~55.2℃,冬季(11~翌年 4 月),气温 7~20 ℃, 全年相对湿度较大, 从 1%~100%不等。全年的高温酷暑对长输管线施工进行着严酷的考验,尤其是高温高湿的天气对焊接质量产生很多不利影响。 为此, 笔者针对高热高湿的施工环境制定出独特的防范措施,提高焊接质量。 (一)做好焊接准备工作 首先,要认真分析管道焊接工程的具体情况,结合现场实地勘察,选择科学合理的焊接技术,并制定出相应的作业指导书和工程整体方案。在方案中,要全面考虑管道焊接施工中可能遇到的问题,并设置针对性的解决方案。 其次,要对管道焊接所需要用到的焊接材料、焊条、焊接工具等进行全面细致的检查,查看其是否符合施工标准和设计要求,同时,对于初次使用的材料和施工方案,必须进行焊接工艺评定,确保施工方案可以满足管道焊接的要求。然后,在一切准备完成后,要结合施工工艺,制作焊接工艺卡,在实际施工中对施工人员进行指导,保证施工的顺利进行。 (二)管道焊接常见质量通病的防治 1、焊接过程中对焊气孔的控制 (1)由于气体保护焊对风的影响特别敏感, 因此要求防风棚密封严实, 而且焊接中要用塑料布并加透明胶带对管口两端进行严密的封堵。 (2)焊工在进行引弧时要注意起弧后手部稳定,以免干伸长过长造成空气入侵。 (3)在保持焊接连续性的同时适当地拉长干伸长来降低电压,以避免气孔的产生。 (4)管道组对时,避免因为组对间隙过窄,过大的母材稀释作用而妨碍除气过程。 2、余温过高或者过低的控制 (1)在5 点钟到7 点钟仰焊位置易出现余高过高,这是因为焊工在这一空间不容易掌握熔池的变化,往往会出现摆幅变窄,焊接速度变慢的现象。 (2)在3 点钟或者9 点钟位置往往会造成余高不够甚至过低,这是因为大量的焊丝熔化的铁水由于自身重力的作用而迅速下坠,从而使熔敷金属过少而造成余高过低。 (3)要求焊工的动作要跟得上,针对不同位置的焊接特点迅速有针对性地调节焊接过程中的焊接工艺参数。 3、夹渣缺陷的控制 (1)由于药芯焊丝有焊剂和药皮,所以要求层间必须清理干净,否则易出现夹渣缺陷。 (2)全自动焊的工艺参数不得调整过大,否则会使焊道熔深过大,以至于药皮等焊渣没有浮出或吹出而产生夹渣。 4、未熔合和未焊透的控制 未熔合是在焊缝金属与母材之间或焊道金属与焊道金属之间未完全熔化结合部分,产生未熔合原因,主要是待焊金属表面不干净;未焊透是在焊接时接头根部未完全熔透的现象,产生未焊透是焊接电流过小,钝边太大,根部间隙太小,焊接速度太快等原因造成的。 (1)未熔合的控制 ①注意层间修整,避免出现沟槽及运条不当而导致未熔合。 ②严格按WPS要求,采用合理的焊接电流。 ③正确处理钨棒的打磨角度和焊接停留时间。 (2)未焊透的控制 ①加强坡口质量检查,控制合理的钝边量。 ②加强装配质量检查,严把装配质量关,控制合理的错边量。 ③正确处理钨棒的打磨角度。 三、石油化工管道焊接质量控制措施 (一)建立完善的质控体系 引导焊接技术人员重视焊接工作需促使其树立质量第一,兼顾工作效率的理念,完善的质控体系将能保障施工人员采用科学、合理的工作方法,严格管理、控制焊材、焊接技术以及焊接设备的质量,及时发现并处理不合理现象,以提高工作效率。在焊接操作之前需做好准备工作,包括焊接口检查、焊接前预热等,同时还应在正式施工之后,严格按照企业制定的焊接技术标准及制度性规定进行操作。结合焊接工作实际需求及现实情况,严格践行质量保障体系及质量控制机制,并对于焊接材料、焊接设备等相关的焊接工作重要组成部分进行常规检查,以确保其符合相关规定的标准。 (二)重视质控操作及焊接设备管理 焊接施工完成后需严格其后期质量检验工作,检验人员应具备相应的检验技能和专业化知识,对易出问题部位和关键环节予以仔细检查,以严谨的工作态度,定期完成焊接施工质量检验,其促进油气管道的维修工作效率提升。重视质控操作不仅需要加强质量检验工作关,还应有效控制焊接工艺,这就需要在焊接施工之前合理评定焊接工艺,进而依据油气管道现状,选择出较为科学、合理的技术方案,以求满足相关过程设计的需求。 (三)焊接材料控制 焊接材料是焊接质量保证的基本条件,焊接材料的质量和正确使用,直接影响到焊接质量和工程成本。因此应控制焊接材料的采购、验收、保管、发放及使用等几个环节。焊接材料必须要有质量证明书,化学成分及机械性能符合有关标准及设计文件要求,用于高温高压及有毒有害介质的合金材料还应做光谱分析确认,经检验不合格材料严禁入库和使用。现场应设立焊材一级库和二级库,库内的温度和湿度应进行有效控制,符合要求。入库的焊接材料应该经过质量检验合格,有材料标记号、建帐立卡,按品种、规格、分区堆放。焊条使用前应进行烘干并做好焊条烘干记录。 (四)对焊接过程的控制 1、管口预热和道间温度控制预热有利于去除母材表面的水分和加速氢气的逸出,从而降低焊道中裂纹的敏感性,同时能减少热影响区的硬化。管口组对完成后,其两侧各100mm范围内应进行预热,加热方法采用电中频加热器或环形火焰加热器均可。 2、焊接时,每道焊口处配置一个带排气扇的防风棚,防风棚能有效地改善焊接环境,对风沙、雨雪有明显的隔离效果,对高温高湿天气也有一定改善。防风棚的排风扇能将棚内焊接时产生的烟尘排除,有助于保持棚内阴凉干爽。 3、如果焊接过程中断,必须是在热焊层完成后中断,中断时间不得超过24h。重新焊接前,对焊道表面进行认真打磨清理,并进行表面渗透或磁粉无损探伤,在确认焊道表面无气孔、裂纹等缺陷后,方可进行加热、焊接。 结语 综上,对于新建、扩建的石油化工管道焊接施工过程中,建立焊接施工质量管理体系、实行全面质量控制,所以为保证工程质量,首先指定好焊接工艺,并且对焊接过程进行严格控制,从而保证整个工程质量,这也是各个施工单位在今后施工过程中的质量控制重点。 石油和化工论文:试论自动化仪表故障在石油化工行业中的分析和处理 【摘要】石化生产中,常规仪表主要分为四大类,即流量检测仪表、物位检测仪表、温度检测仪表及压力检测仪表,日常维护中,需要工作人员掌握这些仪表的工作原理、构造、性能指标等,同时,还要注重控制系统各个环节的特点、衔接及易发故障节点等,并熟悉相应的工艺流程及介质。本文从一、石油化工行业检测执行仪表概述,重点的讲述了自动化仪表故障分析思路及常规处理措施和方法。 【关键词】石油化工 自动化 仪表故障 分析处理 前言 在石油化工行业中,常规自动化仪表主要包括温度检测仪表、流量检测仪表、压力检测仪表、物位检测仪表等。工作人员在对这些仪表进行日常维护时,必须掌握好仪表的内部构造、工作原理、工作指标和性能等事项,与此同时要加强控制仪表中易发生故障的节点。由于工艺因素和仪表因素均可能是引起自动化仪表故障的因素,所以工作人员要熟悉仪表的工艺流程,及时、准确判断仪表故障出现的根源,在最为有效地时间内处理故障,确保正常生产,减少故障对生产造成的影响。 一、石油化工行业自动化工业仪表的特点 石油化工行业自动化控制仪表主要特点是采用先进的微电脑芯片及技术减小了体积,并提高了可靠性及抗干扰性能。概括起来主要包括以下几点: 1.自动化工艺仪表的可编程功能 在控制电路的过程中,硬件软化可以通过一些接口芯片来进行一个比较复杂的功能控制,它的软件编程就是以储存控制程序代替往常的顺序控制。如果在这个过程中用硬件代替,则需要一个完备的定时和控制电路。所以,总的来说,如果可以利用软件置入仪器仪表来代替常规的逻辑电路,则可以极大地简化了硬件的结构。 2.自动化工业仪表的记忆功能 往常,仪表采用的形式一般都是时序电路和组合逻辑电路,它们只可以在一定的时刻里记忆一些简单的状态,但是当下一状态到来之后,前面记忆到的状态就完全消失掉了。但自从把微机引入到仪表的应用之后,它的随机存储器本来就可以记忆前一状态中的信息,所以只要一充上电,这些记忆便可以一直被保护存下来,同时还可以记忆其它状态的信息,再进行信息的重现和处理。 3.自动化工业仪表的计算功能 由于微型计算机是自动配置在自动化仪表中的,因此可以实现高精度的多种复杂计算。在自动化仪表的计算中,我们还可以进行确定极大和极小、被测量的给定先检测和乘除一个常数等各方面的比较和运算。 4.自动化工业仪表的数据处理功能 在测量中,我们往往会遇到很多问题,例如自检自校、线性化处理、抗干扰和测量值和工程值的转换等等。但是因为有了微处理器和软件,我们都可以很方便地用软件来处理这些问题。第一,可以极大地减轻软件的负担,第二,丰富了处理功能。除此之外,自动化仪表在检索和优化等方面也是存在极大的功能的。 二、石油化工行业检测执行仪表概述 1.温度仪表 石油化工企业的管道内介质温度和现场生产设备温度均应在温度监控的状态下进行安全生产,一般温度控制的范围为-200℃~1800℃,大部分温度测量均采取接触式测量方式。在现场温度仪表中,常规使用的品种包括热电阻、顺贵金属温度计、热电偶等。其中,热电偶信号和热电阻往往可以直接与DCS或温度采集仪器相接入,在现场总线技术日益成熟的情况下,一体化温度变动器的应用具有较大的发展空间。 2.压力仪表 在石油化工生产中,压力控制与安全生产的联系十分紧密,所以压力控制一直被企业视为生产管理的重中之重。压力仪表在生产中可控制的压力范围为300MPa左右,对于变动器、压力传感器、特种压力仪表等设备,可以根据生产需要运用多种工作原理,如脉动介质、粉状、高温介质、粘稠状、易结晶介质等压力测量等,能够确保较高的测量精确度,现阶段,石油化工生产主要使用的压力仪表包括弹性式、液柱式、活塞式三种类型。 3.物位仪表 通常情况下,石油化工生产采用液位测量的方式,以提高测量的精确度,准确了解被浮力式仪表。物位仪表根据压力和压差的不同,其测量放肆也有所不同,主要包括静电式、雷达式、直读式、电容式、点接触式、浮力式、雷达式、辐射式、超声波式、重锤式、激光式、矩阵涡流式、磁致伸缩式等。在这些测量方式,具备较高测量精确度的方式为磁致伸缩式、雷达式和矩阵涡流式,并且已经在石油化工生产中得到了良好应用。 4.流量仪表 流量参数与温度、液位、压力参数共同构成了石油化工行业生产的重要信息数据基础,所以同样也必须确保流量参数测量的精确度。在流量考核中要遵循优化和稳定的原则,确保流量仪表能够准确获取单位时间内物体有效截面的流体体积、温度和压力补偿数值,为正常生产提供可靠数据。 三、石油化工行业自动化工业仪表的控制技术 1.常规控制 其实,石化工业自动化的顺序控制、批量控制和连续控制等这些基本控制策略是依然不变的,这些我们都可以从电动单元组合仪表、气动单元组合仪表、常规DCS和新一代DCS的变化中观察出来。这些控制主要包括很多方面的内容,例如比率调节、均有调节、前馈调节、自动选择调节、分成调节、串级调节、单回路控制、连续控制、分成调节、非线性调节和自动选择调节等。但是,PID调节依然是最基础的。具体来说,就是控制算法和功能块基本没有什么变化,而组态能力和控制方案的变化则是最大的。 2.先进控制和优化 在现代化的控制论推动之下,各种各样的智能化算法呈多样化。其实除了只能PID控制器之外的其他多变量控制都已经在石化行业和炼油行业实现了生产实践阶段的运用。虽然它的基础是DCS,但是它既可以是一个软件包,也是一个独立的个体。多变量动态过程软测量技术和模型辨识技术都是和它有着极大的联系的,多数都是采用PID串级控制和测控相结合的方式。单一油源在炼油厂中的成功率最高,尤其是在卡边控制上,它的平稳操作基础的增效效果是最明显的。 3.人机界面 目前,石化企业的形势已经不再是一对一的装置和控制室,二是发展到多个装置对应一个控制室的形式,并且他们的最终表现是以LCD和CRT显示屏为主的,偶尔辅以一些显示仪表和指示灯。鼠标和键盘操作为主,触摸屏和少数旋钮与按钮则是辅助工具。工业电视的摄像头画面也实现了以DCS代替专用屏的目标。 在DCS的组态过程中,人机界面的操作策略是和控制策略紧紧相伴的。在工位号操作的过程中,细目画面、趋势画面和分组画面等这类典型的“仪表棒图”都是可以相伴的,可以快速实现“组态”。但是模拟图的制作则需要比较谨慎,需要我们按照工艺要求来实现,这些都是关系到报警、优化操作、事故判断和信息处理能力等人机界面是否能够取得友好相处的问题。一方面,我们需要提高DCS和HMI等软件产品的性能,另一方面,我们除了需要控制方案等指标的实现之外,还需要注意控制在系统集成过程中的硬指标的实现,在人机界面这些软指标方面也需要尽到百分之一的努力,更加需要工作人员树立无私的服务思想,和工艺操作人员之间进行密切的配合,从而在工艺装置中实现最完美的操作。 4.安全仪表系统 石化装置的安全性要求如今越来越备受各方面的关注,主要都是由于连续化和大型化以及工艺过程中易燃易爆等原因引起的。以往的单纯又DCS设备来实现安全连锁保护的方法如今已经不能再满足企业的需求,所以紧急停车系统的加入显得尤其重要。自动化仪表基于IEC61508和IEC6151的安全仪表系统(SIS),正极大地满足了企业的安全需求。 四、自动化仪表故障分析思路及常规处理 石化生产中,常规仪表主要分为四大类,即流量检测仪表、物位检测仪表、温度检测仪表及压力检测仪表,日常维护中,需要工作人员掌握这些仪表的工作原理、构造、性能指标等,同时,还要注重控制系统各个环节的特点、衔接及易发故障节点等,并熟悉相应的工艺流程及介质。因为,通常仪表的异常现象,可能是由工艺因素、仪表因素或者二者共同引起的。当故障发生时,仪表维护人员需要与工艺人员确认后及时判断故障发生的根源,以在最短的时间内排出故障,保证生产安全平稳。 1.流量检查仪表故障分析及处理 流量指示经常会不正常,比如指示偏高、偏低等。 (1)流量控制仪表系统指示到最小时,首先检查现场检测仪表指示也最小,则检查调节阀开度,若调节阀开度为零,则常为调节阀到调节器之间故障。当现场检测仪表指示最小,调节阀开度正常,故障原因很可能是系统压力不够、系统管路堵塞、泵不上量、介质结晶、操作不当等原因造成。若是仪表方面的故障,原因有:孔板差压流量计可能是正压引压导管堵;差压变送器正压室漏;机械式流量计时齿轮卡死或过滤网堵等。 (2)流量控制仪表系统指示值达到最大时,则检测仪表也常常会指示最大。此时可手动遥控调节阀开大或关小,如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成。若流量值降不下来,则是仪表系统的原因造成,检查流量控制仪表系统的阀门是否动作;检查仪表测量引压系统是否正常;检查仪表信号传送系统是否正常。 (3)流量控制仪表系统指示值波动较频繁,可将控制改到手动,如果波动减小,则是仪表方面的原因或是仪表控制参数PID不合适,如果波动仍频繁,则是工艺操作方便原因造成。 在此我以电动差压变送器为例(ROSEMOUNT 1151 系列)。仪表保运人员在处理故障时应先向工艺人员了解故障情况,了解工艺情况。 2. 物位检查仪表故障分析及处理 (1)液位控制仪表系统指示值变化到最大或是最小时,可以先检查检测仪表看是否正常,如指示正常,将液位控制改为手动遥控液位,看液位变化情况。如液位可以稳定在一定的范围,则故障在液位控制系统;如稳不住液位,一般为工艺系统造成的故障,要从工艺方面查找原因。 (2)差压式液位控制仪表指示和现场直读式指示仪表指示对不上时,首先检查现场直读式指示仪表是否正常,如指示正常,检查差压式液位仪表的负压导压管封液是否有渗漏;若有渗漏,重新灌封液,调零点;无渗漏,可能是仪表的负迁移量不对了,冲洗调整迁移量使仪表指示正常。 (3)液位控制仪表系统指示值变化波动频繁时,首先要分析页面控制对象的容量大小,来分析故障的原因,容量大一般是仪表故障造成。容量小的首先要分析工艺操作情况是否有变化,如有变化很可能是工艺造成的波动频繁。如没有变化可能是仪表故障造成的。 以电动浮筒液位变送器为例,当液位指示不正常,偏高或偏低时,首先要了解工艺状况、工艺介质,搞清楚被测对象是精馏塔、反应釜,还是储罐、反应器、用浮筒液位计测量液位,往往同时配置玻璃液位计。工艺人员以现存玻璃液位计为参照,判断电动浮筒液位变送器指示偏高或偏低,因为玻璃液位计比较直观。 3. 压力检查仪表故障分析及处理 当容器压力指示偏低、偏高或者不变化时,首先要了解被测介质是气体、液体还是蒸汽,了解简单的工艺流程。 (1)压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动时,首先检查工艺操作有无变化,这种变化多半是工艺操作和调节器PID参数整定不好造成。 (2)压力控制系统仪表指示出现死线,工艺操作变化了,压力指示还是不变化,一般故障出现在压力测量系统中,首先检查测量引压导管系统是否有堵的现象,不堵,检查压力变送器输出系统有无变化,有变化,故障初处在控制器测量指示系统。 4. 温度检查仪表故障分析及处理 温度指示不正常通常指指示偏高、偏低或者变化缓慢甚至不变化等。 分析温度控制仪表系统故障时,首先要注意两点:该系统仪表多采用电动仪表测量、指示、控制;该系统仪表的测量往往滞后较大。 (1)温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小,一般为仪表系统故障。因为温度仪表系统测量滞后较大,不会发生突然变化。此时的故障原因多事热电偶、热电阻、不畅导线断线或变送器放大器失灵造成。 (2)温度控制仪表系统指示出现快速振荡现象,多为控制参数PID调整不当造成。 (3)温度控制仪表系统指示出现大幅华南的波动,很可能是由于工艺操作变化引起的,如当时工艺操作诶有变化,则很可能是仪表控制系统本身的故障。 (4)温度控制系统本身的故障分析步骤:检查调节阀输入信号是否变化,输入信号不变化,调节阀动作,调节阀膜头膜片漏了;检查调节阀门定位器输入信号是否变化,输入信号不变化,输出信号变化,定位器有故障;检查定位器输入信号有变化,再查调调节器输出有无变化,如果调节器输入不变化,输出变化,此时是调节器本身的故障。 在此以热电偶为测量元件进行说明。 首先应了解工艺状况、被测介质的情况以及仪表安装位置,在气相还是液相等,可以通过询问工艺人员来了解。因为是正常生产过程中的故,而非新安装的电热偶,所以可以排出热电偶和补偿导线极性接反、热电偶或补偿导线不配套等因素。 5. 简单控制系统故障分析及处理 在实际生产中,控制系统经常会出现不稳定、输入信号波动大等现象,为了不影响生产及产品质量,我们必须对此作出及时的判断和处理。在处理这类故障时,作为仪表保运人员,必须很清楚控制系统的组成情况,在此我以流量on告知系统为例。简单的流量控制系统由电动差压变送器、单回路调节器和带电气阀门定位器的气动薄膜调节阀组成;此外,还要了解工艺情况,诸如工艺介质、简单工艺流程、流量类型以及介质的存在状态等。
船舶于我国而言,对经济的发展具有重要作用。在船舶运行期间,需要对机械设备进行定期的保养与维修,以保证船舶不会出现各种突发故障,影响运行,造成生命财产的安全问题。因此,应加深对机械设备维修保养的研究,提出解决各种常见故障的方法,以保证船舶安全运行。 1船舶机械维修保养体系分析 船舶机械维修保养是分析船舶机械设备运行性能的重要指标,其能够保障船舶正常稳定运行。由于船舶的运行条件十分特殊,故此船舶机械设备的维修保养体系主要分成设备的维护与修理。维护,即保养,指在能够控制的条件下,对机械设备内部磨损情况、润滑情况进行分析,并给予适当的保养举措,如增加润滑油、清理设备内部存在的杂物,以及保持设备内部整洁等。而维修则主要针对已经存在故障的设备,采取有效的举措恢复正常运行状态。船舶机械维修与保养,是提高设备使用效率,提高经济效益,确保设备正常稳定运行的重要环节,并能够降低生产运行过程中不必要的成本消耗,实现安全生产,高效生产[1]。 2船舶机械设备维修保障中常见故障以及解决方案 (1)增加油泵组、检测螺旋桨。备用油泵组欠缺。船舶企业为降低运行成本,往往仅带有一台油泵组,导致在运行期间难以实现紧急转舵。且油泵组在长时间的运行状态下,极易发生危险,严重威胁船舶的运行安全。螺旋桨故障。水下环境复杂,螺旋桨在运行期间难免出现各种问题,如断裂、分离等。不仅影响船舶的航行速度,也将造成船舶航行不稳定,甚至出现强烈的振动现象。优化船舶油泵组工作性能,降低螺旋桨故障发生概率。以科学合理的处理方案,及时排除故障。有效安装油泵组,进而在船舶发生故障时能够及时隔离故障,为维修人员提供检测时间,及时排除问题。当螺旋桨发生故障时,应及时更换,并优化浆叶的工作性能。定期检测螺旋桨部件,纠正精度,检验螺距与浆距的有效性,才能保证螺旋桨不会出现突发故障。(2)水管路故障解决对策。船舱底水管路故障。船舶在运行期间,船舱底水管路将受到船舶运行环境的影响,影响底部检测质量,甚至导致舱底机械系统出现大型故障问题。水管路出现故障后,会影响船舱底水系统的运行状态,甚至对船舶造成安全隐患。故此,应加强对船舶水管路的保养工作,合理安装水泵装置,保证水密空间,增强船舶的排水效果。定期检查船舱底排水设备,确保管路具有良好的独立性,为船舶稳定运行提供保障。当水管路出现故障时,如水密壁故障,则应及时修补水密壁空洞,严格管控水密壁制造过程,避免出现孔洞问题;对于那些需要冷却水的机械设备,则应立即关机,避免因冷却水断供而造成机械设备的损坏,从而扩大船舶故障影响范围。(3)断水抱缸故障解决对策。断水抱缸故障。船舶试航时,往往出现停船状况,且水温达到100°C。在检测过程中,若出现活塞与缸套咬住的现象,则表明船舶出现了断水抱缸故障。断水抱缸问题发生的主要原因是其内部存在杂物,或超负荷运行等。因此,应定期清理柴油机内的杂物,提高润滑油的使用效率,保证柴油机稳定运行。且应缩短柴油机运行时间,避免出现超负荷运行现象。根据不同的运行状态,工作时间段等现实问题,适当增加润滑度,以优化柴油机性能。在额定功率与额定转速状态下,提升对排气温度的控制力度,有效减少使用过程中发生的故障[2]。(4)控制柴油机噪声以提升船舶机械运行的稳定性。船舶机械运行期间会承受较大的负载,柴油机的运作功率随之增加,并伴有较大的噪音。对此应给予相应的关注,以提升船舶机械设备运行的稳定性。合理分析柴油机噪声的来源,并给予科学有效的解决对策。柴油机噪声较大时,若因进气门开关导致,则应用轮增压系统,减少噪音。若因废气脉冲导致,则应用大定压增压系统减少噪音。若因安装不平引发噪声,则利用减振块减少噪音,在船舱柜顶部与柴油机座间安装隔音器,避免柴油机内部结构振动的同时,以能够起到降低噪声的作用。(5)强化维修保养制度的实施。船舶机械设备的正常运转中,操作人员应对泵类设备进行振动测试,并对测试结果精准分析,以便后续对船舶机械设备的检验更加顺利。测试期间,工作人员可以在试验台架中安装有关仪器仪表,如压力表、流量监测表等。直接显示出所要了解的有关数据,提高分析效率。也可在管路系统中,安装背压调节装备,提升振动测试结果的准确性与安全性。同时,要强化维修保养人员的专业意识,通过直观、比较、经验排除等方法,对设备存在的故障进行分析。寻找故障发生的原因,具有针对性的提出解决方案。通常,若对设备进行更换后,仍旧未能解决故障,则应考虑设备内部存在的问题,仔细检查。且在日常工作中,应积累经验,提升专业技能。在遇见故障时,能在第一时间判断出故障来源,正确解决。 3结论 综上所述,本文主要分析了船舶机械设备维修保养中常见的故障,得出螺旋桨故障应采取更换与定期检查为主;水路管故障应以定期检查、保证水路管具有良好的独立性;柴油机噪声应分别采取相对应的解决办法;以及断水抱气缸故障,清理内部杂物,给予适当润滑液等方式解决。 参考文献: [1]卓震东.试述如何做好船舶机械设备维修和保养工作[J].智能城市,2017,3(11):185. [2]刘西海.刍议如何做好船舶机械设备的维修和保养[J].科技创新与应用,2017(14):118. 作者简介:葛亚萍(1986-),女,江苏东台人,本科,助理工程师,研究方向:机械设计及制造。
工业分析技术论文:工业无损害检测技术特征分析论文 摘要:本文针对应用激光、超声和射线等方法的无损检测技术,分别对其概念、检测方法、优缺点做了详细阐述。在跟踪和预测无损检测技术未来发展动态的基础上,说明了无损检测技术在未来的工业检测领域中的重大意义。 关键词:激光无损检测超声无损检测射线无损检测 在现代生产中针对不同对象选择何种无损检测方法已成为人们关注的问题,为解决好这个问题,就必须对无损检测方法及其特征有较全面的了解。所谓无损检测,是在不损伤材料和成品的条件下研究其内部和表面有无缺陷的手段。也就是说,它利用材料内部结构的异常或缺陷的存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化,评价结构异常和缺陷存在及其危害程度。下面简要介绍三种常用方法的应用和发展。 一、激光技术在无损检测领域的应用与发展 激光技术在无损检测领域的应用始于七十年代初期,由于激光本身所具有的独特性能,使其在无损检测领域的应用不断扩大,并逐渐形成了激光全息、激光超声等无损检测新技术,这些技术由于其在现代无损检测方面具有独特能力而无可争议地成为无损检测领域的新成员。 1.激光全息无损检测技术 激光全息术是激光技术在无损检测领域应用最早、用得最多的方法。激光全息无损检测约占激光全息术总应用的25%。其检测的基本原理是通过对被测物体加外加载荷,利用有缺陷部位的形变量与其它部位不同的特点,通过加载前后所形成的全息图像的叠加来反映材料、结构内部是否存在缺陷。 激光全息无损检测技术的发展方向主要有以下几方面。 (1)将全息图记录在非线性记录材料上,以实现干涉图像的实时显现。 (2)利用计算机图像处理技术获取干涉条纹的实时定量数据。 (3)采用新的干涉技术,如相移干涉技术。在原来的基础上进一步提高全息技术的分辨率和准确性。 2.激光超声无损检测技术 激光超声技术是七十年代中期发展起来的无损检测新技术。它利用Q开关脉冲激光器发出的激光束照射被测物体,激发出超声波,采用干涉仪显示该超声波的干涉条纹。与其他超声无损检测方法相比,激光超声检测的主要优越性如下。 (1)能实现一定距离之外的非接触检测,不存在耦合与匹配问题。 (2)利用超短激光脉冲可以得到超短声脉冲和高时间分辨率,可以在宽带范围内提取信息,实现宽带检测。 (3)易于聚焦,实现快速扫描和成像。 3.激光无损检测的发展 激光超声检测成本高,安全性较差,目前仍处于发展阶段。但在无损检测领域,激光超声检测在以下几方面的应用前景引起了人们的关注:(1)可用于高温条件下的检测.如热钢材的在线检测;(2)适用于某些不宜接近的样品,如放射性样品的检测;(3)激光束可入射到任何部位,可用于检测形状奇异的样品;(4)可用于超薄超细的样品及表面或亚表面层的检测。国外近几年已有将激光超声检测用于飞机复合材料的检测、热态钢的在线检测的报道,在化学气相沉积、物理气相沉积、等离子体溅射等高温镀膜工艺过程中膜层厚度的实时检测方面也进行了研究。 二、超声检测技术在无损检测中的应用与发展 超声无损检测技术(UT)是五大常规检测技术之一,与其它常规无损检测技术相比,它具有被测对象范围广。检测深度大;缺陷定位准确,检测灵敏度高;成本低,使用方便;速度快,对人体无害以及便于现场使用等特点。 1.超声检测技术的应用 (1)目前大量应用于金属材料和构件质量在线监控和产品的在投检查。如钢板、管道、焊鞋、堆焊层、复合层、压力容器及高压管道、路轨和机车车辆零部件、棱元件及集成电路引线的检测等。 (2)各种新材料的检测。如有机基复合材料、金属基复合材料、结构陶瓷材料、陶瓷基复合材料等,超声检测技术已成为复合材料的支柱。 (3)非金属的检测。如混凝土、岩石、桩基和路面等质量检验,包括对其内部缺陷、内应力、强度的检测应用也逐渐增多。 (4)大型结构、压力容器和复杂设备的检测。由于超声成像直观易懂,检测精度较高。因此,近几年我国集超声成像技术及超声信号处理技术等多学科前沿成果于一体的超声机器人检测系统已研制成功,为复杂形状构件的自动扫描超声成像检测提供了有效手段。 (5)核电工业的超声检测。 (6)其它方面的超声检测。如医学诊断广泛应用超声检测技术;目前人们正试图将超声检测技术用于开辟其它新领域和行业,如人们正努力将超声检测技术用于血压控制系统进行系统作非接触检测、辨识。性能分析和故障诊断等。 2.超声检测技术的发展 在现代无损检测技术中,超声成像技术是一种令人瞩目的新技术。超声图像可以提供直观和大量的信息,直接反映物体的声学和力学性质,有着非常广阔的发展前景。现代超声成像技术都是计算机技术、信号采集技术和图象处理技术相结合的产物。数据采集技术、图象重建技术、自动化和智能化技术以及超声成像系统的性能价格比等发展直接影响超声检测图像化的进程。现代超声成像技术大多有自动化和智能化的特点,因而有许多优点,如检测的一致性好,可靠性、复现性高,存储的检测结果可随时调用,并可以对历次检测的结果自动比较,以对缺陷做动态检测等。 目前已经使用和正在开发的成像技术包括:超声B扫描成像,超声C扫描成像、超声D扫描成像,SAFT(合成孔径聚焦)成像,P扫描成像,超声全息成像,超声CT成像等技术。 三、射线技术在无损检测领域内的应用与发展 1.射线检测技术的应用 射线检测技术是利用射线(X射线、射线、中子射线等)穿过材料或工件时的强度衰减,检测其内部结构不连续性的技术。穿过材料或工件的射线由于强度不同在X射线胶片上的感光程度也不同,由此生成内部不连续的图像。 (1)早期使用在石油工业.分析钻井岩芯。 (2)在航空工业用于检验与评价复合材料和复合结构。评价某些复合件的制测技术的重要基础之一是数字图象处理技术,即使常规胶片射线照相技术,也在采用数字图象处理技术。 (3)今后重点应用的技术。1994年HaroldBerger在美国《材料评价》发表的“射线无损检测的趋势”中提出,在20世纪的最后10年和21世纪的初期,下列技术将得到广泛应用:①数字X射线实时检测系统在制造、在役检验和过程控制方面。②具有数据交换、使用NDT工作站的计算机化的射线检测系统。③小型、低成本的CT系统。④微焦点放大成像的x射线成像检验系统。⑤小型高灵敏度的X射线摄像机。⑥大面积的光电导X射线摄像机。 四、无损检测的发展趋势 1.超声相控阵技术 超声检测是应用最广泛的无损检测技术,具有许多优点,但需要耦合剂和换能器接近被检材料,因此,超声换能、电磁超声、超声相控阵技术得到快速发展。其中,超声相控阵技术是近年来超声检测中的一个新的技术热点。 超声相控阵技术使用不同形状的多阵元换能器来产生和接收超声波波束,通过控制换能器阵列中各阵元发射(或接收)脉冲的时间延迟,改变声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系,实现聚焦点和声束方向的变化,然后采用机械扫描和电子扫描相结合的方法来实现图像成像。与传统超声检测相比,由于声束角度可控和可动态聚焦,超声相控阵技术具有可检测复杂结构件和盲区位置缺陷和较高的检测频率等特点,可实现高速、全方位和多角度检测。对于一些规则的被检测对象,如管形焊缝、板材和管材等,超声相控阵技术可提高检测效率、简化设计、降低技术成本。特别是在焊缝检测中,采用合理的相控阵检测技术,只需将换能器沿焊缝方向扫描即可实现对焊缝的覆盖扫查检测。 2.微波无损检测 微波无损检测技术将在330~3300MHz中某段频率的电磁波照射到被测物体上,通过分折反射波和透射波的振幅和相位变化以及波的模式变化,了解被测样品中的裂纹、裂缝、气孔等缺陷,确定分层媒质的脱粘、夹杂等的位置和尺寸,检测复合材料内部密度的不均匀程度。 微波的波长短、频带宽、方向性好、贯穿介电材料的能力强,类似于超声波。微波也可以同时在透射或反射模式中使用,但是微波不需要耦合剂,避免了耦合剂对材料的污染。由于微波能穿透对声波衰减很大的非金属材料,因此该技术最显著的特点在于可以进行最有效的无损扫描。微波的极比特性使材料纤维束方向的确定和生产过程中非直线性的监控成为可能。它还可提供精确的数据,使缺陷区域的大小和范围得以准确测定。此外,无需做特别的分析处理,采用该技术就可随时获得缺陷区域的三维实时图像。微波无损检测设备简单、费用低廉、易于操作、便于携带.但是由于微波不能穿透金属和导电性能较好的复合材料,因而不能检测此类复合结构内部的缺陷,只能检测金属表面裂纹缺陷及粗糙度。 近年来,随着军事工业和航空航天工业中各种高性能的复合材料、陶瓷材料的应用,微波无损检测的理论、技术和硬件系统都有了长足的进步,从而大大推动了微波无损检测技术的发展。 工业分析技术论文:现代汽车工业技术状况分析论文 编者按:本文主要从引言;问题呈现;解决对策;结束语四个方面进行论述。其中,主要包括:汽车诊断及维修技术也在悄然发生变化、维修手段有待更新:汽车拥有量的不断增加,维修行业业务过程愈显复杂、数据信息量大、维修技术有待提高:汽车维修诊断和维修自身整体发展落后于汽车设计和汽车制造技术的发展、制约汽车维修技术发展的另一个重要因素是维修中环境保护问题得不到落实、现代手段的有效运用:汽车维修业推向现代管理模式和管理方式、汽车维修行业运用先进的现代信息技术进行建档、管理、维修人才的积极培养、加入对维修人员的考试行列应该是趋势等,具体材料请详见。 摘要:随着社会经济的快速发展和人们消费理念的逐渐更新,汽车已成为现代社会中人们工作、生活不可缺少的一种重要交通工具。然而,当我们在尽情享受现代汽车工业发展给我们生活带来种种便利的同时,我们也无法回避这么一个现实,那就是汽车随着行驶里程的增加和使用时间的延续,其技术状况将不断恶化。因此,我们不仅要不断研制性能优良的汽车,也要借助维护和修理水平的提高来恢复其技术状况。 关键词:汽车维修职业教育行业特征检测手段 一、引言 随着国民经济的快速发展,生产制造各领域也随之发生深刻变化,汽车诊断及维修技术也在悄然发生变化。近几年随着我国汽车制造业和公路交通运输业的迅猛发展,汽车数量在不断增加,这客观上对汽车检测诊断和维修技术提出了较高要求,尤其对如何保证通过汽车维修确保车辆运行不造成或少造成社会公害问题更引起社会的广泛关注。笔者结合自己的认识和体会,拟对此问题谈谈个人的看法。 二、问题呈现 1.维修手段有待更新 纵观我国汽车维修行业,多少年来,一直无法摆脱手工作坊式工作模式,实现质的飞跃。特别是由于汽车拥有量的不断增加,维修行业业务过程愈显复杂、数据信息量大,人力往往难以对维修各部门工作进程进行有效监督和对企业经营数据进行准确的统计和分析。以一个三十人的维修行业的月度工时统计,如采用人工计算,需要一个工作人员一到两天的时间,加之维修周期长的统计报表,更是大大增加了管理者主观判断上的失误性,因此极大挫伤了维修员工的工作积极性,弱化了汽修行业的凝聚力;较为零散的管理也弱化了本行业在顾客心目中的形象,不利于为长期、灵活的客户服务奠定坚实的基础;行业维修手段的普遍落后无疑使修车时间延长,劳动效率降低,工时费增多,引起消费者不悦,这可以说是现在汽车维修业普遍存在的问题。同时汽车维修资料信息查询也一直以来处于原始、落后的现状,这一点是公认的,传统的汽车维修资料查询形式,如主要借助图书、杂志、报刊等落后传统媒体没有改变,其结果只能是信息量小、查询速度慢、资料更新迟缓,特别对于近几年来大量涌入的进口汽车,更因缺乏维修资料,给维修工作带来很大的困难,就相当一部分汽车维修技术人员而言,他们根本不可能将数千种车型的维修资料、数据、程序等记忆在大脑中,汽车维修现有落后的维修手段越来越显示出自身的局限性。 2.维修技术有待提高 汽车维修诊断和维修自身整体发展落后于汽车设计和汽车制造技术的发展已经是一个不争的事实。现在汽车已经是高度的机电一体化,尤其微电子技术、电子控制技术在汽车上已经广泛应用,可就现在大部分汽车维修人员现有的维修技术,和他们所接受的一些职业教育和职业培训,已经不能满足现代汽车维修技术的要求;汽车维修中,维修人员确定维修思路由于受到自身先天条件(维修技术)的制约,显得较慢,且又不准确,所以遇到棘手的、错综复杂的故障就会感到束手无策,这种情况下许多人往往采用碰的方式,毫无头绪地对一些部件进行更换,给车主带来不必要的经济损失。就现在的一些顶级车而言,敲打维修只能是捉襟见肘,毫无意义。同时,制约汽车维修技术发展的另一个重要因素是维修中环境保护问题得不到落实。我们知道,汽车废气排放的标准对现代汽车技术的要求越来越高,对于汽车维修业来说,不仅要求一些部件的重装质量非常好,而且要体现维修人员的高超的维修技巧,否则一般的维修水平就不能通过排放标准所规定的要求。综上所述,由于汽车职业教育跟不上维修行业一线上不断发展的形势,客观上已经导致了很多问题和争议,目前汽车维修行业人员的素质问题,特别是汽车维修职业教育问题日益突显,如何培养优秀的汽车维修工人,提高行业的整体素质,已经是摆在整个行业面前较为突出的问题。 三、解决对策 1.现代手段的有效运用 随着科学技术的快速发展,我们应尝试将以计算机为主要载体的现代信息技术运用到汽车维修业中去,以实现把汽车维修业推向现代管理模式和管理方式的高潮。我们有理由相信现代信息技术的运用将预示着汽车维修革命的到来,这种革命的到来会让汽车维修从业人员的维修服务意识不断根深蒂固,他们也将会切身体会到先进维修手段的运用所造就的是“高端服务”,这种服务将势必成为汽车维修行业将来竞争最重要的手段。当然,基于强势维修手段下的维修体系应该包含良好的维修服务、售前服务及售后服务,缺一不可。事实上现代信息技术的运用不仅可以加强维修人员的服务意识,也将有助于提高整个维修行业的运行效率,特别是有助于建立快捷,方便的客户维修信息和维修档案;建立稳定的客户关系和科学准确的维修经营数据。可以说,汽车维修行业运用先进的现代信息技术进行建档、管理,不仅速度快,时间短,资料全,效率高,而且准确及时的汽车维修报表在客观上也能减少管理者主观判断上可能造成的失误,这有利于加强维修全体员工的工作积极性,加强行业的凝聚力。伴随着网络技术的飞速发展,汽车维修专业互联网的开通将可以更迅速、快捷地提供维修配件、维修设备、维修资料、维修技术与管理人才等方面的供需信息,使维修行业经营者和管理者能够及时获得信息,作出正确的选择和决策,而互联网上的行业之间的技术交流和人才互访,也将加速汽车维修技术人员的整体技术水平提高。 2.维修人才的积极培养 汽车维修行业的健康有序发展维修人才是关键,任何离开或忽视了人自身发展的因素去寻求企业内部的所谓发展只能是空中楼阁。所以我们除了要求维修人员参加日常的维修培训外,使他们通过汽车维修专项技能认证体系来提高他们的维修水平也是行之有效的方法。诚然,我国曾经有类似于汽车修理工国家职业标准对汽车从业人员的认证考核,且早在本世纪初期就大约有十几万人通过鉴定并取得资格证书,但是原有的职业教育知识体系陈旧,没有充分体现现代汽车技术的闪光点和发展趋势,因此考虑新的适合汽车维修发展趋势的职业教育以及考试模式显得特别重要。同时,现在的职业技能鉴定是全科式的,几乎和汽车设计,制造,维修有关联的所有科目都得掌握,根据现代汽车设计和制造技术的发展情况来看,做汽车维修的专才显然不够,特别是随着汽车维修业的发展,以往对维修人员考核中比较弱化的项目,如汽车配件和估损以及维修企业管理,在现代维修业发展形势下显得格外重要,将它们加入对维修人员的考试行列应该是趋势。 事实上通过有关机构的调查表明,大部分行业内人士对这这考核项目都表现出极大的兴趣。而且我们认为,汽修考核应该涵盖目前汽车技术最新的发展要求,体现规范的诊断思路和操作流程,对于考试合格人员应统一颁发由国家劳动和社会保障部职业技能鉴定中心制订的证书,以确保国家职业资格证书的效力,只有这样才能确保对汽车维修从业人员的教育符合形势发展的要求。 四、结束语 现代社会对汽车故障诊断技术和维修要求非常高,汽车维修过程中,要树立汽车维修行业在整个社会中应有的地位,需要的是维修行业硬件和软件的共同发展,只有这样才能保证整个汽车维修行业的健康合理发展。 工业分析技术论文:工业以太网技术发展分析论文 论文关键词:工业以太网;特点;趋势;全开放网络 论文摘要:工业以太网控制系统是集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)之后产生的一种新型的工业控制系统。本文简要介绍了工业以太网的特点,并详细论述了工业以太网在控制领域的应用现状以及以太网交换技术的发展趋势,并提出了以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接,形成企业级管控一体化的全开放网络的观点。 传感器技术、通信技术和计算机技术是现代信息技术的三大基础,随着IT技术的飞速发展和工业自动化要求的不断提高,工业控制网络所担负的工作越来越重。与数据信息网络不同,工业控制领域需要一种高速廉价、实时性和开放性好、稳定性和准确性高的网络。以太网(Ethernet)技术支持几乎所有的网络协议,所以在数据信息网络中得到广泛应用,具有传输速度高、低能耗、便于安装、兼容性好、开放性高和支持设备等多方面的优势。工业以太网的开放性使得工业控制网络和企业信息网络的无缝整合方面具有无可比拟的优势。 一、工业以太网技术的特点 以太网技术具有价格低廉、稳定可靠、通信速率高、软硬件产品丰富、应用广泛以及支持技术成熟等优点,已成为最受欢迎的通信网络之一。近些年来,随着网络技术的发展,以太网进入了控制领域,形成了新型的以太网控制网络技术。这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展,开放的、透明的通讯协议是必然的要求。以太网技术引入工业控制领域,其技术优势非常明显: (一)Ethernet是全开放、全数字化的网络,遵照网络协议不同厂商的设备可以很容易实现互联。 (二)以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接,形成企业级管控一体化的全开放网络。 (三)软硬件成本低廉,由于以太网技术已经非常成熟,支持以太网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持,有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择。 (四)通信速率高,随着企业信息系统规模的扩大和复杂程度的提高,对信息量的需求也越来越大,有时甚至需要音频、视频数据的传输,目前以太网的通信速率为10M、100M的快速以太网开始广泛应用,千兆以太网技术也逐渐成熟,10G以太网也正在研究,其速率比目前的现场总线快很多。 (五)可持续发展潜力大,在这信息瞬息万变的时代,企业的生存与发展将很大程度上依赖于一个快速而有效的通信管理网络,信息技术与通信技术的发展将更加迅速,也更加成熟,由此保证了以太网技术不断地持续向前发展。 二、工业以太网在控制领域应用现状 工业以太网与现场总线相比,它能提供一个开放的标准,是企业从现场控制到管理层实现全面的无缝的信息集成,解决了由于协议上的不同导致的“自动化孤岛”问题,但从目前的发展看,工业以太网在控制领域的应用主要体现在以下几种形式。 (一)混合Ethernet/Fieldbus的网络结构 这种结构实际上就是信息网络和控制网络的一种典型的集成形式。以太网正在逐步向现场设备级深入发展,并尽可能的和其他网络形式走向融合,但以太网和TCP/IP原本不是面向控制领域的,在体系结构、协议规则、物理介质、数据、软件、实验环境等诸多方面并不成熟,而现场总线能完全满足现代企业对底层控制网络的基本要求,实现真正的全分布式系统。因此,在企业信息层采用以太网,而在底层设备级采用现场总线,通过通信控制器实现两者的信息交换。 (二)专用工业以太控制网络 如何利用工业以太网单独作为控制网络是工业以太网的发展方向之一,也是工业控制领域的研究热点之一。如德国JetterAG公司的新一代控制系统JetWeb,是融现场总线技术、100Mb/s以太网技术、CNC技术、PLC技术、可视化人机接口技术和全球化生产管理技术为一体的工业自动化控制系统,同时具有广泛的兼容性,可兼容第三方自动化控制产品,提出“网络就是控制器”的观点,是取代所有底层现场总线的工业网络结构。这种工业控制网络是将以太网贯穿于整个网络各层次,使它成为透明的覆盖整个企业范围的应用实体。它实现了办公自动化与工业自动化的无缝结合,实质上是一个单层的扁平结构,其良好的可扩展性和互连性,使之成为真正意义上的全开放网络体系结构的大统一。 (三)基于Web的网络监控平台 嵌入式以太网是最近网络应用热点,就是通过Internet使所有连接网络的设备彼此互通,从计算机、PDA、通信设备到仪器仪表、家用电器等。在企业内部,可以利用企业信息网络,进行工厂实时运行数据的和显示,管理者通过Web浏览器对现场工况进行实时远程监控、远程设备调试和远程设备故障诊断和处理。实现的最简单办法就是采用独立的以太网控制器,连接具有TCP/IP界面的控制主机以及具有RS-232或RS-485接口的现场设备。以太网控制器在这里扮演了通用计算机网络和现场各类设备之间的一个桥梁。 三、以太网交换技术的发展趋势 以太网和通信技术的突飞猛进,促使工业以太网技术进一步发展。目前它已经在工业企业综合自动化系统中的资源管理层、执行制造层得到了广泛应用,并呈现向下延伸直接应用于工业控制现场的趋势。从目前国际、国内工业以太网技术的发展来看,目前工业以太网在制造执行层已得到广泛应用,并成为事实上的标准。未来工业以太网将在工业企业综合自动化系统中的现场设备之间的互连和信息集成中发挥越来越重要的作用。总的来说,工业以太网技术的发展趋势将体现在以下几个方面: (一)工业以太网与现场总线相结合 工业以太网技术的研究还只是近几年才引起国内外工控专家的关注。而现场总线经过十几年的发展,在技术上日渐成熟,在市场上也开始了全面推广,并且形成了一定的市场。就目前而言,全面代替现场总线还存在一些问题,需要进一步深入研究基于工业以太网的全新控制系统体系结构,开发出基于工业以太网的系列产品。 (二)工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋 随着以太网通信速率的提高、全双工通信、交换技术的发展,为以太网的通信确定性的解决提供了技术基础,从而消除了以太网直接应用于工业现场设备间通信的主要障碍,为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。为此,国际电工委员会IEC正着手起草实时以太网(Real-timeEthernet,RTE)标准,旨在推动以太网技术在工业控制领域的全面应用。 (三)基于Web的网络监控平台 嵌入式以太网是最近网络应用热点,就是通过Internet使所有连接网络的设备彼此互通,从计算机、PDA、通信设备到仪器仪表、家用电器等。在企业内部,可以利用企业信息网络,进行工厂实时运行数据的和显示,管理者通过Web浏览器对现场工况进行实时远程监控、远程设备调试和远程设备故障诊断和处理。实现的最简单办法就是采用独立的以太网控制器,连接具有TCP/IP界面的控制主机以及具有RS-232或RS-485接口的现场设备。以太网控制器在这里扮演了通用计算机网络和现场各类设备之间的一个桥梁。 三、以太网交换技术的发展趋势 以太网和通信技术的突飞猛进,促使工业以太网技术进一步发展。目前它已经在工业企业综合自动化系统中的资源管理层、执行制造层得到了广泛应用,并呈现向下延伸直接应用于工业控制现场的趋势。从目前国际、国内工业以太网技术的发展来看,目前工业以太网在制造执行层已得到广泛应用,并成为事实上的标准。未来工业以太网将在工业企业综合自动化系统中的现场设备之间的互连和信息集成中发挥越来越重要的作用。总的来说,工业以太网技术的发展趋势将体现在以下几个方面: (一)工业以太网与现场总线相结合 工业以太网技术的研究还只是近几年才引起国内外工控专家的关注。而现场总线经过十几年的发展,在技术上日渐成熟,在市场上也开始了全面推广,并且形成了一定的市场。就目前而言,全面代替现场总线还存在一些问题,需要进一步深入研究基于工业以太网的全新控制系统体系结构,开发出基于工业以太网的系列产品。 (二)工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋 随着以太网通信速率的提高、全双工通信、交换技术的发展,为以太网的通信确定性的解决提供了技术基础,从而消除了以太网直接应用于工业现场设备间通信的主要障碍,为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。为此,国际电工委员会IEC正着手起草实时以太网(Real-timeEthernet,RTE)标准,旨在推动以太网技术在工业控制领域的全面应用。 工业分析技术论文:机械工业技术政策分析论文 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;CAD应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和FMC·P-FMS、FMS三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以GT原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发VXI总线、GPIB总线、RS485串行总线三类自动测试系统,VXI总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;GPIB总线结构的环保自动测试系统;RS485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型IGBT器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、CNC型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。 二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括CNC系列变压吸附制氮机组、TC-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业PC机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统CAPMS 该系统吸收国外MRP-Ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作CAD/CAM/CAPP信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。 工业分析技术论文:机械工业行业技术分析论文 (一)行业技术发展现状 机械工业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低,在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量,机械工业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。 经过近50年的发展,机械工业已经成为我国工业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。1997年实现销售收入13651亿元,占全国工业的21%;利润257亿元,税621亿元,分别占全国工业的15%;出口创汇363亿美元,占全国外贸出口额的20%。其发展速度高于同期工业的平均增长速度。 近年来,机械工业企业自主开发创新能力有所增强,1997年科技人员总数达48万人,技术开发经费支出达85亿元,占全行业销售收入的0.62%,有57家大型企业建立了部级技术中心,有9%的企业建立了专门技术开发机构,行业整体技术水平有了明显进步,主要表现在:为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高;产品结构正向合理化方向发展。 尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要问题在于: 1.科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%,先进国家高达70%以上。 2.产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。 3.机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%,达到80年代中期国际水平的占27%,其余产品均在80年代以前的水平线上。 从总体上看,机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。 (二)技术发展的总体目标 以数控机床、电力电子应用及自动化技术、大型农业机械和施工机械、轿车关键技术、环保装备五个方面作为重点,以发展和应用先进制造技术为手段,以高新技术和产品的产业化为突破口,以提高企业技术创新能力和竞争力为目标,提高企业技术创新水平。到2001年,提供1000种具有自主知识产权和较大市场需求潜力的产品。主要产品品种的40%达到90年代初国际水平,5%达到国际先进水平,90%的重点骨干企业产品标准接近或达到国际先进企业标准。 (三)技术发展的方向和重点 1.以数控机床为代表的基础机械 数控机床是先进制造业的基础机械,是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过15万台,品种超过1500种。1997年我国数控机床产量已达9051台(占机床总产值20%以上),但由于国产数控机床不能满足市场需求,在国内市场上的占有率逐年下降,每年仍需大量进口数控机床,进口额度大幅度增加。1996年进口达13924台(价值12.46亿美元)。 目前我国数控机床技术发展中存在的主要问题是: (1)产品成熟度差,可靠性不高 国外数控系统平均无故障时间(MTBF)在10000小时以上,国内自主开发的数控系统仅3000~5000小时;整机平均无故障工作时间国外达800小时以上,国内最好只有300小时。 (2)产品品种少,不能满足市场需求 国外数控机床品种已达到1500种,国内只有500多种,且性能水平低,高速、高效、高精度产品几乎没有。 (3)创新能力低,市场竞争力不强 生产数控机床的企业虽达百余家,但大多数都未能形成规模生产,企业效益差,创新能力低,制造成本高,产品市场竞争能力不强。 (4)数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全,大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。 近期我国在数控机床的发展方面,要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型,以普及型为主的策略,重点发展: (1)经济适用、量大面广的产品 经济适用的普及型数控车床、加工中心、数控铣床。 (2)高速、高效和专用、成套数控机床 高速、高效数控车床及加工中心;高效数控锻压成套装备,其中包括,可自动换头冲压机床、复合式柔性冲压中心、四边折弯机等;大型精密模具数控成套装备,其中包括数控仿型铣床及龙门式数控铣床、智能化电加工机床等。 (3)数控机床专业化配套系统 新一代数控及伺服系统系列产品;数控机床高速主轴、电主轴电机系列产品;数控机床机械手、刀库及动力刀架系列产品;数控机床高速配套零部件及辅件系列产品;其中包括,高速滚珠丝杆、高速陶瓷轴承、高速防护装置等系列产品。 发展目标: (1)扶植重点企业开发经济适用、量大面广的数控机床并形成批量生产,使这些企业产品的市场占有率有明显提高,成为名牌产品; (2)发展数十种高速、高效、专用、成套数控机床系列新品种,以满足汽车、农机、航空、模具等行业的需求; (3)数控机床关键配套产品:数控系统,满足国内数控机床50%的配套需求;高速主轴及电主轴年产达千套;机械手、刀库、动力刀架及数控机床高速配套零部件、辅件系列产品满足国内50%的配套需求。 2.电力电子应用及自动化技术 电力电子技术是集微电子、计算机和自动化技术于一体的综合技术,是节能节材的最佳技术之一。目前,国外电力电子技术已经发展到以IGBT为代表的第三代,并向智能电力电子时展,我国现在仍处于以晶闸管为代表的第二代。国内电力电子市场品种满足率仅35%,新产品市场基本上被国外产品占领。 现场总线智能仪表和总线式自动测试系统是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代自动化仪表系统,已成为世界范围自动化技术发展的热点,是当代工业自动化的主要标志。我国仍处于由模拟式仪表系统向数字式仪表系统过渡的模数混合式仪表系统阶段,水平落后10~15年,因此在低技术产品市场上还占有80%左右份额,但在高技术产品市场的占有率不到60%,新产品市场几乎全为国外产品占领。 因此,抓住当前时机在2~3年内以IGBT,现场总线智能仪表和自动测试系统为突破,攻克重点技术和产品,并实现产业化。这一领域重点发展: (1)IGBT器件及其装置,大功率晶闸管及其装置 研制新一代双极晶体管IGBT、高品质大电流IGBT等大功率晶闸管制造技术,并开发变频调速装置、逆变开关电源、大容量整滤源等的工程应用。 (2)现场总线智能仪表 研制开发变送、执行、配套等类现场总线仪表。产品产业化技术开发、并开展示范工程的应用研究。 (3)自动测仪系统和设备 开发总线式自动测试系统的基础产品,形成适度规模,同时建立用于机电产品和社会公益事业的典型自动测试系统,做好示范和推广应用。 3.大型农业机械和施工机械 (1)农业机械 工业发达国家农机产品在不断采用新技术的基础上,正向高效、节能、保护农业环境方向发展。目前我国已能生产14大类、3000多个品种的农机产品,但是产品的综合技术水平仅相当于国外70年代水平。主要问题在于: 1)产品水平不高,品种不全综合技术经济指标落后,可靠性差,寿命短。以拖拉机为例,MTBF值国外可以达到330小时以上,而我国仅100余小时。品种上:大型缺,小型杂,不成系列。 2)产品生产达到经济规模的少,重复生产、小规模生产,难以保证质量。 农机领域重点发展: 1)促进农业生产产业化的大中型拖拉机及配套农具拖拉机平均无故障时间从110小时提高到300小时以上; 2)联合收割机联合收割机可靠性系数从0.5~0.7提高到0.9以上; 3)主要农产品加工机械(含烘干仓储机械)农村产业化和中西部地区脱贫致富需要的农产品深加工机械; 4)节水灌溉设备喷、滴灌设备将灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。 农机产品的使用可靠性及寿命指标普遍提高一倍以上,主要产品的技术标准与国际标准接轨。 (2)施工机械 施工机械是国民经济大型工程项目建设必须的关键设备。我国已初步具备16个大类,3100多个品种规格产品的生产能力,部分产品已开始进入国际市场。但与国民经济发展要求和国际先进水平相比较,差距还是很大。一是产品的综合技术水平不高,尤其是产品的质量、寿命、可靠性、安全舒适性等指标以及机电一体化等高新技术的应用与国外先进水平还有很大的差距;二是产品结构性短缺,成套服务能力差,远不能满足需要,如路面施工机械基本上还要靠进口;三是大部分企业生产规模小,制约着行业经济效益的进一步提高。 施工机械重点发展: 1)推土机、液压挖掘机、轮式装载机; 2)汽车起重机、大型叉车; 3)摊铺机、压路机; 4)无开挖式管道铺设机; 5)江河湖库清淤设备。 发展目标: 大型工程机械可靠性指标达到400小时,寿命指标达到10000小时。 4.轿车关键技术 我国汽车工业长期以卡车为主要产品,改革开放以后,轿车产品得到了快速发展。1998年轿车产量达到52万辆。 我国汽车工业存在的主要问题: (1)重复建设严重,造成无序竞争,难以集中形成实力,发挥规模效益。 (2)自主开发能力薄弱,大多数企业“九五”期间仍偏重于对生产环节进行改造,包括多数中外合资的零部件企业对产品开发能力建设几乎没有投入。目前,国内对轿车产品尚不具备自主开发能力,机电一体化的高新技术零部件产品还必须引进技术。 近期轿车重点发展: (1)经济型轿车 以轿车车身为突破口,利用技贸结合、与国外公司合作等方式,先抓车身联合研制,并建立经济型轿车的公用设计数据库,与CAS、CAD、CAE、CAM等技术结合,形成我国汽车工业在经济型轿车方面的自主开发能力。 (2)轿车动力总成 消化吸收引进技术,与国外有实力的企业进行合资、合作、联合开发,在国产汽油机上普及电控燃油喷射技术(EMS),并研究开发缸内直喷(GDI)技术,开发应用电控机械变速器(AMT)技术。 (3)轿车关键零部件 以机电一体化汽车电子部件为突破口,从引进技术、合资入手,在保证高起点、大批量、专业化生产的同时,要集中力量抓紧下一代新产品的研制开发和应用,重点是电控防抱死制动系统(ABS)、安全气囊(AirBag)、高效稳定的汽车尾气三元催化转换器,并达到与整车同步或超前发展。 (4)高附加值专用汽车和客车 重点开发各类高性能专用底盘。对专用汽车以低底盘车辆和沙漠越野车辆为主;客车以低地板城市客车为主,要求具有良好的动力性、操纵性、舒适性和低污染。 5.环保装备 环保产业是防治环境污染、改善生态环境、促进资源优化配置、支持资源综合利用的支柱产业。全世界环保机械的年销售额约2000亿美元,集中于美国、欧州、日本等经济发达国家。我国环保机械行业基础弱、起步晚,年产值仅100多亿人民币。随着各方面对环境保护的日益重视,可持续发展战略的实施,市场需求不断增长,环保机械将成为机械工业新的经济增长点。 环保机械行业主要差距在于: (1)产品结构不合理,品种少 初级产品所占比重较大,具有当代水平的机电一体化产品少,急需的大型成套设备不能满足现实市场需求。在目前3000多种环保机械产品中,约有五分之一的产品由于性能、可靠性、适用性、结构设计等原因,应该限制生产或限期淘汰。大型烟气脱硫、脱氮成套设备、大型城市污水处理厂成套设备、大型城市垃圾处理厂成套设备目前主要依赖进口,高浓度有机废水、难降解工业废水处理 技术及设备发展缓慢。 (2)产品质量、技术水平比国际先进水平落后20年 相当多的产品没有行业或国家标准,产品规格型号、基本性能参数不统一,质量检测无依据。 (3)生产企业规模小、开发能力薄弱 规模小、装备条件差、检测手段不全的中小企业占全行业企业总数的78%。年产值在3000万元以上的企业仅占全行业的3.2%,并且主要集中在电除尘器、袋式除尘器等少数几种产品生产领域。 近期环保机械重点发展: (1)烟气脱硫设备 循环流化床锅炉及炉内脱硫脱硝技术(CFPBC、PFBC技术)、大型整体煤气化燃气蒸汽联合循环技术及装备(IGCC技术)。 (2)城市污水处理成套设备 活性污泥法、氧化沟法、移动曝气法为主体的城市污水处理成套设备,以日处理10~25万吨污水处理厂为目标,提供污水处理成套设备、污泥利用和处置成套设备、控制和监测系统。 (3)城市固体垃圾处理和综合利用装备 城市生活垃圾分类、焚烧、堆肥技术及装备,以日处理100吨、300吨处理厂为目标,提供垃圾处理成套装备。 (4)环境监测仪器 便携式多功能多参数水质监测仪、12种总量控制的污染物监测仪、大气环境污染监测仪器和系统以及水处理过程自动控制系统等。提高产品档次、水平、可靠性和精度。 主要目标: (1)大型成套设备的国产化率达到70%以上;一般工程项目的设备国产化率达到90%以上;高浓度有机废水和难降解工业废水处理技术及成套设备国产化率达到80%以上。 (2)一般环保机械60%以上的产品达到90年代初水平,5%~10%的产品达到当代国际水平。 (3)发展新产品品种,开发新产品200种以上。 工业分析技术论文:热冲成型技术中汽车工业应用分析 摘要:近几年,由于人们的环保意识以及对汽车安全性的要求逐渐提高,世界各国对于汽车安全和环保法律的设置也就越来越严格。文章主要介绍热冲压成型工艺的概念、特点以及此项技术在汽车工业中的主要应用,并提出此项技术在汽车工业中的展望。 关键词:热冲成型;汽车工业;发展 汽车工业是国民经济的重要支柱之一,目前世界汽车工业发展的主要趋势是轻量化,这对汽车的舒适性以及安全性都有新的要求,而原有的冷冲压技术则无法满足现如今汽车工业对于高强度钢板的一些制造要求。热冲压成型技术是目前最新的一种冲压技术,主要应用于高强度钢板的成形,可获得高强度的一些工业零件,并且它的强度基本上都可以达到1500MPa以上。除此之外,热冲压成型技术是在高温条件下进行的,因此对于高强度钢板的回弹较小,冲压成型所需要的压力较小,且精准度高,能够最大限度的满足汽车工业对于舒适以及安全性的要求,逐渐成为汽车制造领域中的热门技术。 1热冲压成型技术的概念 1.1热冲压成型技术的主要工艺 热冲压技术的基本原理是将所要制造的材料不断加热直至高于材料结晶温度的时候进行冲压成型,再根据材料在高温条件下变形抗力降低、金属塑性增强的特点来提高材料的成型效果,在快速成型后进行及时冷却进而提高材料的强度。目前,世界上的热冲压技术主要分为两种,直接热冲压技术和间接热冲压技术。直接热冲压技术是指将所要使用的钢板直接在加热炉中进行加热,当材料完全奥氏体化之后放入准备好的磨具之中对其进行冲压成型,并同时要对材料进行淬火处理;间接热冲压成型技术主要是指首先冷冲压成型,让零件的体积保持在90%~95%,后面的顺序就跟热冲压技术一样,间接冲压技术主要是生产一些较为复杂几何形多样化的超高强度零件。 1.2热冲压成型的主要特点 通过与传统的冲压成型技术相比较,热冲压技术有着许多不同之处。优点:①变形抗力小,容易塑性,易于发生改变;②极大的减小了冲压时的压力,这可以降低磨具以及机床的使用要求;③中间操作环节变少,缩短了产品的生成周期。缺点:①此项技术所容易受到多方面因素的影响并且实际操作的环境较差;②成本较高并且产品成型之后对切边和冲孔有较高的要求;③废品率高;④热冲压技术仿真的准确性较低。 2热冲压成型技术在汽车工业中的应用趋势 2.1热冲压成型技术的发展趋势 通过对热冲压成型技术概念的理解,人们可以知道其主要特点,同时基于其优点,热冲压成型技术在汽车工业中的应用主要是在车身上。大部分的地区已经建立热冲压工厂,尤其是欧洲在热冲压技术的使用方面已经遥遥领先其它地区。热冲压成型技术所生产的汽车领域零件较为典型的是保险杠、前围下挡板、车顶加强梁等。 2.2热冲压技术在汽车工业的发展现状 热冲压成型技术在汽车工业中的应用主要是利用减轻车身重量,对于降低汽车重量和提高汽车安全性能具有明显的作用,因此这项技术在欧洲以及美洲得到了广泛的应用。各国在汽车工业生产过程中都逐渐开始使用热冲压成型技术所生产的零件,通过对前五年的数据统计分析得知,热冲压成型技术所产生的零件在汽车工业的使用比例在4%~15%,例如大众系列的车型所使用热冲压成型技术生产的零件比例在10%左右,而其它的一些大型汽车生产商例如宝马、奥迪和沃尔沃都开始开发热冲压成型技术生产零件的应用。在我国汽车工业领域中对于热冲成型技术也越来越重视,宝钢已经率先开始进行研发并已经取得了一定的效果,逐渐开始对国内的汽车企业中提供所生产的零件。国内汽车企业也在最近几年逐渐加大对热冲压成型技术所生产零件的使用。 3热冲压成型技术在汽车工业中的应用展望 随着汽车工业的迅速发展以及保有量的不断加大,汽车工业也越来越注重环保与安全。汽车的油耗是与车重呈明显的线性关系,通过研究发现当汽车的自重没降低10%,油耗以及尾气排放就会降低7%左右,汽车降低自重是环保的一个主要方法。除此之外,还有安全问题,为了确保汽车使用过程中的安全,汽车在材料方面必须要使用高碰撞吸能或者厚度较大的材料,这样也就会造成汽车的质量变大,虽然达到了一定的安全性但是环保方面却无法保证。因此,即要求汽车轻量化又要保证汽车的安全性最主要的还是应用高强度的材料。但是高强度材料的应用却又有许多问题,例如回弹较大和模具使用寿命低等。应用热冲压成型技术则可以有效的解决这些问题,即可以减少材料成型后的回弹又可以延长磨具的使用寿命。目前,全世界的热冲压成型生产线已经初具规模,但是相比之下中国仍然有很大的差距,由此课件随着中国汽车工业的不断发展,热冲压成型技术在中国还是有很大的发展空间。 4结束语 综上所述,热冲成型技术在汽车工业中已经得到了很好的应用并且具备很大的发展空间,因此应当积极加强对热冲成型技术的研究,不断提高生产水平。 作者:黄荣双 单位:东风柳州汽车有限公司 工业分析技术论文:真空技术中制药机械工业的应用分析 摘要:随着我国经济社会的发展和科技水平的不断提升,我国制药水平不断提高。制药机械对于药物疗效有着直接影响,真空技术是目前制药工作中较为先进的技术,能够达到良好的效果。主要对真空技术在制药机械工业中的应用状况进行研究,对其应用前景进行分析,为我国制药工业的发展提供借鉴和帮助。 关键词:真空技术;制药机械工业;应用 真空技术是一种较为先进的技术,在我国很多领域都有着较为广泛的应用。真空技术是我国制药工业发展中的重要技术,能够满足药物生产的需要,能够保证较高的卫生标准。因此,对真空技术在制药机械工业中的应用进行研究,具有重要意义。 1常见真空设备及其应用 1.1真空微波干燥设备 真空微波干燥设备是一种使用范围较广的真空设备,这种设备在进行药物生产时,具有加热速度快、加热效率高的特点,对于物料的回收率能够达到100%。在使用真空微波干燥设备时,需要的干燥温度较低,适合用于热敏性材料的干燥。在使用真空微波干燥设备时,往往采用两种干燥方式,其中一种与家庭使用的微波炉工作原理相似,主要通过物料盘绕着垂直中心轴,在水平方向上进行圆周运动,以达到干燥的目的。另一种方式是让物料盘绕着水平装置的中心轴,在垂直方向上进行圆周运动,盛物料的盘子一直保持水平状态,以确保物料在运动时不会掉落,采用这种方法进行药物生产能够保证物料加入均匀,方便对机械设备的清洗。微波真空干燥设备是在原有生产工艺基础上的生产改革,这种设备的整体生产效率较高,能耗是传统方法的1/5,占地面积仅是原来的2/3,是中药生产企业常用的真空制药设备。 1.2带式真空干燥设备 带式真空干燥设备在国际社会有着较为广泛的应用,国外主要将带式真空干燥设备用于咖啡、乳精、果珍等食品的加工与制作。我国将带式真空干燥设备应用于重要浸膏的干燥上,随着我国中药生产企业的发展,药物生产对中药浸膏的干燥量需求非常大,因此需要能够连续生产的干燥设备,很多厂家都十分重视带式真空干燥设备。目前,带式真空干燥设备的发展主要呈现以下趋势:最大的带式真空干燥设备内径能够达到2400mm,长度最大能达到19000mm,但是这是新产品,还存在一些缺点,例如:药物生产上料不均匀、干燥速度较慢、含水量控制不足等,仍然需要改进机械设备的生产和设计,进一步提升带式真空干燥设备的生产效率。在进行相关设计和生产时,应注重对设备真空性和卫生性的控制,这样才能更好地应用于重要生产。 1.3真空浓缩设备 真空浓缩设备是药物生产中常用的机械设备,该机械设备的生产技术和设计技术已完全成熟,运用这种机械设备进行药物生产能够达到良好的效果。真空浓缩设备主要有单效、双效、二效真空浓缩设备,这三种设备都是技术较为成熟的产品。目前,真空浓缩设备发展较好的是离心式薄膜真空蒸发装置,离心式薄膜真空蒸发装置有着非常好的效果,该设备整体的传热系数大、占地面积较小,所采用的液体薄膜厚度仅为0.1mm,物料滞留时间为1s,液体在离心力的作用下能够飞溅出去,在离心力的作用下,还能抑制液体发泡,可为药物生产提供高浓度的浓缩液,这种设备主要适用于蒸馏、除臭、剥离等处理方式。高速旋转式真空蒸发设备是一种较新的产品。该产品在使用时,主机部分没有可动的部件,在使用时极少发生机械故障,蒸发的气体和液体在蒸发罐内能够以1000r/min的速度旋转,能迅速分离成气体和液体,因此有着较为广泛的应用。 2真空技术在制药机械工业中的发展前景 2.1创新微波真空萃取设备 创新微波真空萃取设备是一种较新的设备,随着中药生产工艺的改革,传统的中药熬制方法已经不适用于现代社会的中药生产。如何将中药中的有效成分进行提取,如何进行固定量的提取,如何减少人力资源的投入,成为中药生产的发展方向。微波真空萃取设备在实际使用中,能够对大量的物料进行一次性的萃取,且萃取纯度较高,能够提升中药的生产质量和生产效果,可提高生产效率、节约生产成本,更好地促进生产企业的发展。 2.2改革微波带式真空干燥设备 微波带式真空干燥设备在药物生产中有着较为广泛的应用,在实际运用中也有着较好的效果,但是该机械设备生产时采用的是周期式的生产方式,产量较低,无法满足我国药物生产对机械的要求。实践证明,中药浸膏类产品在进行生产时,微波带式真空干燥设备的干燥速度最快、质量最好,由于中药浸膏类的产品种类多、产量大,因此对机械设备的质量和产量要求更高。应注重对微波带式真空干燥设备的改革,应注重开发连续式的微波真空干燥设备,这样才会有更好的发展前景,才能更好地满足药物生产企业对机械设备的要求,才能满足社会对药物质量和产量的需求。 2.3形成真空制药生产线 在制药机械工业发展中,应注重形成真空制药生产线。在进行药物生产时,形成统一的真空制药生产线,能够更好地提升生产效率。单体制药设备较为简单,而制药生产厂家希望能够提供成套的生产设备,完成相应的生产工程,因此应从中药浸泡提取开始,到真空浓缩、干燥、灌装、包装、运输,形成一条龙的生产线,这样也便于开展生产、安装和调试工作。要想形成真空制药生产线,应根据中药生产企业的生产流程进行生产线设计,这样在使用时才能达到良好的效果,才能满足制药企业的需要。形成真空制药生产线,能够让药物生产企业在生产时进一步减小人力资源投入,能够大大降低生产成本,提升整体的生产效率,更好地促进药物生产企业的发展。 2.4真空捡漏设备的发展 真空捡漏设备在中药生产和包装中发挥着重要作用,但是这种设备价格很高,制药行业需要包装,要使用大量的塑料瓶,在进行药物分装和包装时,需要一台捡漏准确、捡漏速度快、捡漏精度高、价格合理的真空捡漏设备。目前,我国引进的设备价格非常高,因此,从真空设备的发展前景来看,应注重对真空捡漏设备的创新与研发,形成我国自主知识产权,为我国制药工业的发展提供帮助,提升制药工业的发展水平。 3结语 本文在开展研究时主要对真空技术在制药机械工业中的应用进行了研究,目前,常见的真空机械设备主要有三种:真空微波干燥设备、带式真空干燥设备、真空浓缩设备,这三种设备在实际使用时都有着较好的效果。真空技术在制药机械设备领域中有着较好的发展前景,能够创新微波真空萃取设备,改革微波带式真空干燥设备,形成真空制药生产线,可进一步提升我国的制药技术。 作者:吴兴会 单位:哈尔滨纳诺机械设备有限公司 工业分析技术论文:计算机辅助工业设计与3D打印技术分析 摘要:随着计算机技术的发展,计算机在社会各个领域得到了广泛的应用。计算机辅助工业设计已经成为很多高校以及企业设计师设计的工具。3D打印技术是近两年发展最快的一门技术,它的出现为工业设计行业的发展带来了更为广阔的发展空间。本文分布介绍了计算机辅助工业设计和3D打印技术,经两者进行有效地结合,并具体应用在工业设计中,从而提高设计的效率。 【关键词】计算机技术 工业设计 3D打印技术 术工业设计是伴随着工业革命发展而衍生的一种设计,最开始主要是批量生产的工业产品的结构、形态、装饰等方面进行设计,发展到现在工业设计变成了一种创造性的活动,设计的理念也发生了变化,工业设计变成了产品的整个生产周期的要素设计。上个世纪八十年代,中国才有工业设计这个概念,到了九十年代末随着计算机信息技术的进步,计算机在工业设计、生产等多个环节广泛应用,大量的辅助工业设计。2010年3D打印技术日渐完善,被广泛应用在社会多个领域,将其应用在工业设计中,缩短了产品设计和研发的周期,提高产品投入市场的速度。 1计算机辅助工业设计 计算机辅助工业设计简称CAID,CAID是ComputerAidedIndustrialDesign四个英语单词的首字母,计算机辅助工业设计是依托现代信息化技术,利用计算机辅助工业设计,主要是为了提高工业设计的效率,适应现代信息技术发展需求。计算机辅助设计主要针对工业设计领域创造性活动,它是工业设计和计算机技术的有效结合。与传统的工业设计相比,计算机辅助工业设计无论是在设计质量、设计方法和设计效率都发生了变化,计算机辅助工业设计涉及了AI、VR、多媒体、模糊技术、人机工程等多门信息技术,是一门综合性的学科。一个产品从设计到研发,大致要经过市场计算机辅助工业设计与3D打印技术文/马瑞辰随着计算机技术的发展,计算机在社会各个领域得到了广泛的应用。计算机辅助工业设计已经成为很多高校以及企业设计师设计的工具。3D打印技术是近两年发展最快的一门技术,它的出现为工业设计行业的发展带来了更为广阔的发展空间。本文分布介绍了计算机辅助工业设计和3D打印技术,经两者进行有效地结合,并具体应用在工业设计中,从而提高设计的效率。摘要调研、设计定位、设计草图、效果图、产品模型、实物模型,生产等环节。在设计过程中,产品的可视化是很重要的,在这个阶段需要计算机辅助工业设计。比如利用图形图像制作软件Illustrator、Photoshop、Coreldraw等进行绘制,制作产品平面效果展示图,也就是产品的二维效果,产品的三维效果需要3DMax、AE等软件来设计,模型制作以后,在软件中将其渲染成三维效果图。产品的数据模型则需要工程软件CATIA、SolidWorks等来完成,数据模型制作好以后,产品就可以直接进入到生产阶段了。从产品的设计到表现形式,都需要计算机软件进行辅助,这种方式能够节省产品设计和制作模型的时间,可以直接向客户展现产品的效果图。近年来,随着计算机技术的进步,越来越多的制图软件和三维软件应用在工业设计上,然而这对工业设计师提出了更高的要求,设计师不仅要掌握手工绘制的基础技能,还要学会这些制图软件。 23D打印技术 3D打印是目前市场上比较通俗的叫法,它的专业名应该叫做添加制造,之所以被大家成为打印技术,是因为3D打印技术分层加工的过程和喷墨打印很相似。美国的3DSystems公司在1987年制作了世界上第一台3D打印机,直到近年来3D打印技术成为人们关注的热点。3D打印技术其实是以数字模型文件为基础,利用塑料或者粉末状金属作为粘合材料,然后逐层打印出立体的实物。3D打印在工业设计中的主要作用是模型的设计,随着3D打印的发展,3D技术逐渐在航天航空、汽车制造、珠宝设计、工业设计、医疗、教育等领域。目前而言,3D打印技术应用最多的领域还是工业设计。传统的工业设计最后环节,为了测试产品的性能和设计的合理性,需要建立一个手扳模型,建立一个扳手模型通常需要一个星期的时间,价格从几千到上万不等,制作出来的模型精确度还无法达到产品的生产要求。而利用3D打印技术,只需要一台3D打印机和模型的相关材料,就可以快速打印出一个产品的模型,从而大大提高产品设计研发的周期,提高设计的效率。随着3D打印技术的发展,3D打印机的价格越来越便宜,很多学校和企业都可以购置一台3D打印机。目前消费类的3D打印机价格大概在2万元左右。截止2016年10月30日,全球3D打印机的出货量达到了455772台,比2015年219186台整整提升了一倍。3D打印技术被越来越多的人接受,被广泛在不同的领域。2016年武汉华夏理工学院工程院为该院的学生宿舍购置了3D打印机,学生可以在3D打印机上打印钥匙扣、笔筒等个性化产品,还可以自主设计和自主打印。 33D打印技术和工业设计的关系 计算机辅助工业设计和3D打印技术是相辅相成的,计算机辅助工业设计为3D打印技术提供精确的数据资料,而3D打印技术则用计算机辅助工业设计从效果图直接变成了实物,随着未来3D打印技术的发展,3D打印技术将应用在更多的领域。比如3D打印技术改善人类居住的居住环境,可以打印房子,利用3D打印打印人体器官,解决目前医学上捐献器官的难题。3D打印的进步将极大地改变我们的生活方式。 4结语 随着人工智能、信息技术的进步,计算机智能化、自动化的发展,未来设计师不需要再去学习各种软件,计算机就能够更好地呈现设计师的创意和想法,这样有利于设计师更好地投入到设计中。3D打印技术能够缩短产品的设计周期,提高设计的效率。 作者:马瑞辰 单位:河南省郑州市第四十七中学 工业分析技术论文:石油工业热喷涂技术分析 摘要:本文简要介绍了热喷涂技术在石油工业的应用情况,热喷涂技术可以增强部件的耐蚀性和耐磨性,有效延长设备和部件的使用寿命,在石油工业中将会有一个良好的应用前景。 关键词:热喷涂;修复;防护;石油工业 我国对于石油以及相关化工产品的需求量很大。石油工业中很多设备和备件长期在水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸和尿素等腐蚀环境下进行服役,承受化学腐蚀和机械磨损的双重作用。据不完全统计表明,因化学腐蚀和机械磨损造成的损失可占到石油工业产值的5%,年累计损失可超过十亿元,给国民经济带来巨大的经济损失。近些年随着热喷涂材料研发的深入和热喷涂设备的不断推陈出新,热喷涂技术在国内发展十分迅速。热喷涂涂层因具有耐腐蚀、耐磨、抗高温氧化、隔热和封严等优良性能,在航空航天、钢铁冶金、机械制造、纺织、汽车等领域得到广泛应用。热喷涂技术同时兼具成本低,操作简单,施工方便,不造成工件变形等诸多优点,逐渐被石油工业重视;被视为延长石油工业设备和部件的使用寿命、提高机械性能的一种重要手段[1-8]。 1热喷涂修复 石油工业中的一些设备和部件,如柱塞、烟气轮叶轮轴、转子轴等工作一段时间后,由于长期受到高温、高压、腐蚀及固体颗粒冲击等,这些腐蚀介质通过化学反应形成一系列化合物,使得设备和部件表面出现严重腐蚀和工作层剥落,影响这些设备和部件的正常运行,如果更换新的设备和部件,一方面往往需要较长的设计和生产时间,会对企业的正常生产运行造成影响;另一方面会使得设备和备件的使用寿命缩短,造成经济上的巨大损失。为避免这种情况,石油工业企业针对设备和部件的服役环境,制定若干套解决方案,其中有些企业选择了热喷涂修复,取得了良好的效果。 1.1柱塞 柱塞长期在高温、高压的恶劣条件下运行,介质中含有较多颗粒,持续运行15至20天后就可能发生失效,不能继续运行。柱塞表面可能出现磨粒磨损和粘着磨损,可采用电弧喷涂CS-T5(粉芯由Cr、Ni、Si、Mn等组成)涂层进行修复,修复后柱塞表面没有明显的磨损和腐蚀,使用周期可以延长至45至50天,大幅节约了生产运营成本。据文献报道,国内某厂曾用电弧喷涂修复一个12吨重的柱塞,喷涂后采用封孔处理,使用性能接近新柱塞[9]。柱塞长期服役表面可能出现划痕,严重时可能出现漏油现象。据报道,国内某企业采用电弧喷涂进行修复,使用的热喷涂材料为3Cr13,本涂层特有的微孔可以具备很好的储油功能,能够充分润滑主缸柱塞工作面。延长了柱塞的使用寿命[10]。 1.2轴类 压缩机叶轮轴长期服役于烟气中,表面可能出现多孔及疏松的腐蚀层。据报道,有些企业对叶轮轴进行喷焊修复,采用的热喷涂材料为Ni-Cr-B-Si系合金粉,对叶轮轴进行机械加工处理,叶轮轴可与其他设备配合良好[11-13]。汽轮机的转子轴服役一段周期后表面会发现点蚀,可对转子轴进行经氧乙炔火焰喷涂处理,热喷涂过程中未出现热变形或应力集中,转子轴经热喷涂处理后可正常使用[11]。 2热喷涂防护 许多文献表明,石油工业从业者已经意识到热喷涂技术对于设备和部件的重要性,不仅依靠热喷涂修复来延长设备和部件的生命周期,更是在产品设计、生产阶段引入热喷涂技术对设备和部件进行防护。 2.1输油管道 输油管道的服役环境复杂,长期经受大气腐蚀、海水、湿气腐蚀等作用,服役一段时间后,表面会出现明显的腐蚀斑点,这些斑点可能导致管道破裂,使得管道出现漏油现象,输油管道难以进行后续修复。为了延长输油管道的使用时间,据报道[14],有些企业在生产时采用电弧喷涂对输油管道进行修复,采用的热喷涂材料为铝粉末和锌粉末。铝涂层能在管道表面形成致密的氧化膜,而锌涂层以“牺牲阳极”的方式对管道进行防护[11]。 2.2硬密封球阀 硬密封球阀可应用在工艺条件要求苛刻、介质比较特殊的工业装置上。服役环境包括水、蒸汽、油品和各种酸。球阀的主要失效形式是冲蚀磨损,目前球阀生产企业都会对球阀进行热喷涂防护,热喷涂材料包含WC-Co系类粉末,WC-CoCr粉末和NiCr-Cr3C2粉末。经热喷涂处理后,涂层与球阀基体的结合强度可达70MPa,涂层孔隙率低于2%,涂层的HV硬度可高于1200,热喷涂处理可以显著改善硬密封球阀的密封性,有效提高了球阀的使用寿命[15-16]。 2.3接箍 有杆泵是国内应用最广泛的机械抽油方式。据报道,有杆泵70%的受损发生在接箍处。如因接箍受损而更换有杆泵,材料费用将会达到数亿元。可采用感应重熔的方式对接箍进行预处理,采用的热喷涂材料主要是镍基自熔性合金粉末,包括Ni60粉末系列,Ni55粉末等材料。重熔后接箍的耐磨、耐蚀性均得到提高,使用周期大幅增加[17]。 2.4高压闸阀 高压闸阀广泛应用于石油工业,闸板和阀座是闸阀的重要组成部件,由于不断承受外界的冲蚀与磨损,闸板和阀座表面使用一段时间后就会出现损伤,进而影响闸阀的正常运行。据报道,当高压工况低于100MPa时,企业可选择氧乙炔火焰喷涂对闸板和阀座进行加工表面防护,热喷涂材料为镍基自熔性合金粉末;当高压工况高于100MPa时,可采用超音速喷涂进行表面防护,热喷涂材料为WC-CoCr粉末,该涂层即使承受150MPa时也不会出现剥落现象[18]。 2.5抽油杆 抽油杆在石油工业中应用非常广泛,在油管中上下往复运动会与油管摩擦可产生偏磨现象。偏磨不仅降低抽油机的寿命、而且可能磨穿油管,有必要对抽油杆进行减磨处理。可以采用氧乙炔火焰喷涂处理,热喷涂材料为合金和石墨的混合粉末。由于石墨的自润滑特性,抽油杆服役时,耐磨涂层仅受到轻微的磨削擦痕,有效的保护了抽油杆,延长了抽油杆的使用寿命[19]。 2.6钻头 钻头是重要的井下工具,石油工业中应用较广的钻头是PDC钻头,PDC钻头分为胎体PDC钻头和钢体PDC钻头,由于国产钢体PDC钻头表面强化质量和耐冲蚀性能较差,影响了市场推广。基于这种局面,一些厂家对钢体PDC钻头超音速喷涂防护处理,采用的热喷涂材料为WC-Co系类,涂层的抗冲蚀能力较基材提高了7倍,且涂层与基材结合强度高,能够有效的延长钢体PDC钻头的寿命,对于拓展PDC钢体钻头的市场占有率有着积极意义[20]。 2.7浆料泵叶轮 浆料泵运行环境复杂,服役时会受到酸碱介质和固体颗粒的交替作用,叶轮的服役周期很短,最短的寿命仅为十几天。长期作用后,叶轮表面受损,会出现不规则的鱼鳞纹。可采用氧乙炔火焰喷涂或者等离子喷涂处理来提高叶轮的抗耐磨和耐蚀性,采用的热喷涂材料为高铬铸铁。叶轮经热喷涂处理后,寿命可提高2至4倍[21]。 3结语 过去几十年,热喷涂技术广泛地应用到石油工业。热喷涂技术可以增强设备和备件的耐磨和耐蚀能力,延长设备和备件的使用周期,为企业节约运营成本。可以预见,随着热喷涂技术的不断进步,热喷涂技术在石油工业的应用范围将会不断增大。 作者:张康1,2 鲍君峰1,2 王梦雨1,2 单位:1.北京矿冶研究总院 2.北京市工业部件表面强化与修复工程技术研究中心 工业分析技术论文:石化工业节能工艺技术发展分析 0引言 石化工业在我国所有重工业行业中,是能耗较高的行业,近年来,随着化工领域内节能技术的不断发展,化工行业的能耗已经开始逐渐降低,呈现出一个良好的发展势头。但是当前整体的能耗降低水平与发达国家相比还存在一定的差距,我国化工产业技能技术的改进与发展还有不小的空间。 1石化工业节能工艺技术 石化工业节能工艺技术是当前石化工业企业转型升级的重要途径。很多的石化工业企业都在致力于对节能工艺技术的研究与开发,通过一系列新型节能技术的投入使用,大大的降低了成本的同时,也降低了能耗,实现了双赢。目前我国石化工业节能工艺技术处于不断升发展阶段,但是在节能技术领域的探究还无法与发达国家相比,因此还需要很长的一段发展时间。2015年作为“十二五”规划的最后一年,也是“十三五”规划最关键一年。目前石油和化学工业规划院开展了《石油和化工行业“十三五”规划前期研究》。研究提出,未来化工行业要以化工新能源、新材料等为主要发展方向,着力提升产业的国际竞争力和可持续发展能力。所以说,总体上还是朝着节能工艺的方向在发展。随着数据化、智能化的不断推进,也必将影响到化工工业,传统的化工生产制造方式将发生颠覆性变化,从技术到市场各个领域都将发生一定的变革。 2石化工业节能工艺技术发展进展 化工工业技能技术通过上面的阐述,我们已经了解到当前化工行业的大致情况。下面笔者将举例阐述石化工业节能工艺技术的发展。 1)环氧氯丙烷新技术。来自于齐鲁石化公司氯碱厂所研发的环氧氯丙烷高温氯化法环化新技术,这一项技术在工业应用中取得了一定的成功,已经通过了中石化集团的技术检定,该项技术相关的设备装置优化了操作,同时提升了环化反应收率,污染以及能耗都得到大大的降低,该项技术曾引进日本的生产技术,同时结合其它国家的技术,通过多年的不断研究与实验,对原有的技术设备进行升级改造,使得技术指标得到一定程度上的改善,为化工工业做出了一定的贡献。 2)聚丙烯新技术的改进与发展。由山东东明恒昌化工有限公司自主研发的真空回收和低温精馏丙烯回收工艺技术,达到了国内领先水平。该项技术经过一定的改造与升级后,大大降低了聚丙烯的生产成本,并且提高了设备的安全系数,降低的污染与能耗,除此之外,操作便捷也是其一大优势,综合起来让这一技术成为集合环保效益与经济效益为一体的优势技术。 3)无动力氨回收技术。在化工生产过程中,合成氨的节能降耗是很多企业所关心的问题,中科院理化技术研究所利用深冷原理开发出了这套技术,其最大的特色就是不需要额外动力合成氨,该项技术目前已经在一些企业中得到了推广与使用。这是中科院理化研究所经过多年研究出的成果,他们进行了大量的实验与调研,不断的尝试,最后总结出不少技术经验。这项技术投入使用,适合合成氨企业的合成氨回收效率得到提高,降低了成本,每年至少多出几百万的经济效益。 4)新型合成氨新型催化剂的研究推进。合成氨工业企业除了面临上面所提到的回收问题,还有很多其它方面的问题,例如对于高效氨合成催化剂的开发与应用问题,就是当前合成氨企业技能减排的一个大的方向。由浙江工业大学等研制出的新型氨合成催化剂Amo-max-10型氧化型等催化剂,投入使用后,取得了良好的反响,被广泛的运用在国内很多的合成氨企业。 5)异丙醇胺制备新技术。这项技术目前有南京宝淳化工有限公司自主研发的技术,对提高我国烷醇胺生产工艺水平和质量的提高有着重要的意义。并且在生产过程中有着较为显著的节能节水效果,也降低了能耗,作为一项节能环保的新技术帮助企业提高了生产效益。从以上阐述我们能够看出,当前我国化石工业的节能技术正在不断的推进与发展,很多的企业致力于对节能技术的运用,在很大程度上为化工型企业降低了生产成本,提高了生产效率,这对化工企业来说是好事。但是从上面的阐述我们也能够发现,当前我国化工业的节能工艺还需要得到进一步的发展,突破性的进展并不是一朝一夕的事,需要在不断的研究与实践积累的基础上。 3结语 化工业作为我国重工业的刚需行业,在发展中的节能减排问题成为化工行业所面临的一大难题。随着近些年化工业节能工艺的不断进步与发展,我们从中看到了很多能够提升的空间,技术改进后,大大实现了节能减排目标的同时,也产生了新的经济效益,为化工企业的“双赢”局面做出了一些贡献,当前化工业的节能工艺还需要持续不断的加大研发与运用的力度,才能让我国的化工业更上一层楼。 作者:岳雷 单位:湖南省岳阳县第一中学 工业分析技术论文:工业与民用建筑施工技术管理分析 随着现代社会经济的发展,建筑业也在日益进步,现如今的建筑业市场竞争日益激烈,企业要想在激烈的市场竞争中立于不败之地,就务必要不断提升自身实力,提高建筑施工技术。建筑施工技术的进步及完善,不仅有助于增强施工企业自身的实力,同时还能推动行业的良性竞争,促进我国建筑业的快速发展。由此可见,对工业与民用建筑施工技术进行研究,对于提高建筑施工技术管理水平有着积极的影响。 1工业与民用建筑施工技术管理意义 1.1重要性 建筑施工技术主要是指采用最科学合理的方法计划、指挥、调控企业内部的各个要素和技术,提高企业的竞争力。建筑施工技术管理应该贯穿于建筑施工的各个环节,在保证施工质量、控制成本方面有着重要作用。建筑施工是一个系统且复杂的过程,需要多个工种协调配合才能完成,但各个工种采用的技术也不尽相同,因此,要针对每个工种制定相应的施工技术管理规范,以便为建筑施工质量提供保障。 1.2作用 工业与民用建筑施工技术管理的作用主要体现在以下三个方面:首先,在工业与民用建筑施工中进行施工技术管理,能保证以最科学合理的方法指导建筑施工,对建筑施工起到良好的监督管理的作用,同时还能有效的降低施工成本,实现更大的经济效益;其次,通过相应的技术管理能够发现施工中的问题,有效控制质量和安全的各类隐患,以免造成更大的经济损失,同时技术管理对员工提出了更高的要求,能不断提高企业员工的专业技能和技术技能;最后,通过技术管理能够制定出最高效的施工方法,全面发挥人力、物力等优势,提高施工企业的竞争实力。 2工业与民用建筑施工技术管理的内容 2.1技术人才 我国积极倡导人才强国战略,人才的重要性可谓是不言而喻,建筑施工技术管理中也不例外。建筑施工是一个复杂且艰巨的系统性工程,需要有强大的技术支持和人才储备,只有这样才能保证建筑施工的顺利进行。建筑施工中的每一环节都十分重要,一个环节的疏忽都可能对建筑施工产生重大影响,所以,要高度重视相关的技术管理,做到科学调配、实时管理。此外,还要掌握基本的技术技能,提高思想道德意识和责任意识,切实做到全心全意为建筑工程的质量着想。 2.2工程管理标准 随着科学技术的不断发展和进步,传统的工程管理标准显然已经不适应当前社会经济的发展需求,所以完善工程管理标准已经迫在眉睫。工程管理标准是建筑施工的硬性指标,也是保障建筑安全和质量的重要工具,对推进我国建筑业的发展具有重要作用。在完善相关工程管理标准的同时还要加强对违法行为的查处力度,杜绝一切建筑施工违法行为。 2.3图纸会审 由于建筑设计和施工两个环节分属于不同的部门,所以在日常建筑施工中经常出现施工达不到预期效果的情况。针对这一问题技术管理人员要加强设计部门与施工部门之间的交流与沟通,熟悉施工的整个流程和环节,规范施工操作,明确各个单位的职责等。另外,技术管理人员应充分了解建筑施工中的重点环节和难点环节,并加强对这些环节的监督与管理,确保建筑施工能够达到预期的效果。 2.4落实技术管理制度 上述三个方面均是针对工业与民用建筑施工技术管理的理论指导,只有在建筑施工中予以实际应用,才能发挥其应有的作用。所以,技术管理工作要真正落实到建筑施工中的每个环节,继而发挥技术管理的优势和作用。 3提高工业与民用建筑施工技术管理水平的措施 3.1完善施工技术管理制度 制定并完善建筑施工技术管理制度,可以使技术管理有强大的制度保障,也能够使技术管理更加科学合理。所以为了提高施工技术管理制度的执行力,企业要定期对技术管理人员进行培训,提高技术管理人员的专业素质,使其能够顺应社会经济的不断发展。同时,为了在源头上尽可能多的杜绝安全隐患,要加强建筑施工安全管理力度,抵制一切不安全行为,并对违反相关规范的人员予以严厉惩处。 3.2完善基础性工作 国家针对建筑施工技术有一定标准,施工企业要根据国家的技术标准制定符合自身实际情况的技术标准。要想提高企业的市场竞争力和市场占有率,施工企业制定的技术标准应适当的高于国家技术标准,只有企业有了规范的技术标准,才能正确的对建筑施工给予指导。与此同时,还要做好原始资料的记录工作,保证原始数据的真实性、有效性以及完整性,对一些施工中存在的安全隐患要特别批注,并且要将记录的原始资料以及其他建筑施工中产生的资料和档案采用科学的方法进行整理和保存,因为这些资料均是建筑施工的原始数据,对今后建筑施工工作有着较强的指导意义和借鉴意义。此外,还可以根据保存的资料进行技术研究并予以创新,促进施工质量的强化。 3.3落实责任制 建筑施工技术管理中应该明确责任制,激发技术管理人员高度的责任意识,及时发现建筑施工中存在的问题并进行修正,减少企业不必要的损失。如果在建筑施工中由于技术管理人员的疏忽给企业造成一定的经济损失,应当由技术管理人员负责。所以,技术管理人员要认真审核施工中的数据,严格把关建筑施工中的各个环节。 3.4完善施工技术交底制度 技术交底是建筑施工技术管理工作的重要组成部分,准确的进行技术交底是技术管理中必不可少的环节。每一级技术管理人员都应当及时与下一级技术管理人员进行技术交底,确保施工人员能够准确的了解设计人员的设计意图和对建筑质量的要求。 3.5加强施工质量管理 施工质量管理不仅存在于对材料质量的管理以及对技术的管理中,同时还包括工程维护等多方面。随着科学技术的不断发展,新工艺和新技术相继产生,在建筑施工中不免会出现一些技术难题,需要成立与之对应的技术小组才能保障施工工程的质量。建筑施工质量管理流程图,揭示了建筑施工管理的全过程。 3.6加强施工成本控制 施工成本是展现企业实力的重要指标,能用较少的成本获取较大的经济收益的企业在市场竞争中才有竞争力。加强施工成本控制能够节约建筑施工中不必要的开支,整体提高企业的经济效益。在保证工程质量的基础之上进行成本控制是一个复杂的过程,主要从以下几个方面入手:首先,明确成本控制目标。技术管理人员要根据每个建筑工程的实际情况制定科学合理的成本控制目标,既要达到建筑施工的预期效果,同时还要减少资金的使用,在成本控制目标的引导下使得成本控制更加有效;其次,成本控制要贯穿于工程的每个环节,减少人力、物力的投入,并使用先进的设备和技术来降低成本。 3.7施工安全控制 工业与民用建筑施工技术管理中的各个环节都要以安全为基础,只有保障施工人员的安全,一切施工工程才能顺利进行。现阶段很多建筑施工事故的发生都是因为施工人员的安全意识不强导致的,所以企业要加强施工人员的安全宣传力度,提高施工人员的安全意识。同时企业和政府要加强安全管理,及时发现存在的安全隐患,防止出现一些重大的安全事故。 4结语 工业与民用建筑质量的好坏与人们息息相关,所以,相关人员要高度重视建筑施工技术管理工作,采取有针对性的方法来加强建筑施工技术管理工作,在确保质量的前提下减少施工成本,增加市场占有率,从而推动我国建筑业的持续稳定发展及施工质量的提升。 作者:李成栋 单位:山西省工业设备安装有限公司 工业分析技术论文:纺织工业城规划及技术问题分析 1引言 新疆阿克苏地区棉花资源丰富,是中国优质长绒棉生产基地。发展纺织工业,改善民生、出口创汇,对新疆经济的发展具有重要战略意义。纺织工业城总体规划设计2010年8月已获新疆维吾尔自治区政府批准实施,并拟升级为部级特大开发项目。城市总面积60km2。纺织工业城是一个要求在5~10年的时间内建成一个600万纱锭及其产业链和庞大的配套工程的特大型工程,是史无前例的。从瓦特发明蒸汽机推动欧洲工业革命,1870年英国曼彻斯特开始建立近代机械纺织工业,到1905年我国原国家副主席荣毅仁的父亲荣德生在江苏无锡和上海创办申新纺织公司,历经百年,世界上也没有这样大的纺织工业城。我国解放后,国家大力发展纺织工业,解决人民的穿衣问题,从50年代开始相继建立了西安、青岛等纺织城,但其规模都不足百万锭,而布局也没有如此集中。上海是我国最大的纺织工业基地,历经数十年,也只有国棉32厂等32个大中型纺织厂,只有200多万锭及10多个大中型印染厂。因此要在如此短的时间内,建成如此规模特大的现代化纺织工业城,任务非常艰巨。纺织工业城的建设必须把科学技术放在首位,才能真正实现生产出高产、优质、低成本的纺织产品,创世界名牌占领国内外市场,并达到节能、减排、生态、环保、低碳的目标。纺织工业城的建设必须解决一系列的矛盾,要抓住矛盾的主要方面:(1)产业结构、产业链、产品方案和市场变化、市场需求的矛盾。(2)大量的能源、水消耗量和节能减排,生态、环保、低碳的矛盾。(3)阿克苏地区水资源欠缺和印染厂黏胶纤维厂用水量大的矛盾。(4)纺织工业城的建设大量采用现代化先进科技及设备和人才培养及人员素质提高的矛盾。(5)庞大的资金需求和短时间内落实资金的矛盾,招商引资和落实优惠政策的矛盾。搞好纺织工业城建设,规划是先行,设计施工中处理好各种工程技术问题是关键,没有既有扎实的理论知识又有丰富的实践经验的领导、管理、设计、施工班子,是难以高效完成建设任务的。 2综述 阿克苏纺织工业城的建设是一项庞大的系统工程,其设计理念必须符合21世纪现代化科技进步的要求。把阿克苏纺织工业城建设成一个现代化的技术先进、经济合理、节能环保、生态平衡及合理布置防风林带的工业城,利用再生能源节电,最大限度利用太阳能供热,热电厂炉渣制成建筑材料变废为宝,污水循环利用节水,适度绿化美化,平安畅通,使纺织工业城能生产出高产优质,低成本的产品,提高市场竞争力,吸引国内外商家到阿克苏纺织工业城投资办企业。为了多、快、好、省地建设好纺织工业城,必须把科学技术的先进性、经济性、合理性放在首位,要不断了解掌握新技术、新工艺、新设备、新能源的动向。由于整个工程牵涉的技术专业多,技术难度大,工程复杂,若设计得好,可达到投资省、耗能低、生态环保好,获得最佳的经济及社会效益,达到事半功倍效果。重庆市轻工业设计院为了搞好纺织工业城总体规划,已认真地对整个工程做了初步设计,对整个工程的重要数据600万锭324个工厂(工业建筑面积约900万m2,民用、公共、物流、仓储建筑面积约700万m2,其中居住小区10个约320万m2,主商业干道8公里,商住楼约240万m2,25km2水库湿地周围别墅区旅游区及其他建筑140万m2)进行了计算。对“体型尺寸”及电网、热网、水源和给排水管网、天然气管网的排布进行了研究,保证做到花最少的钱,投产后能安全正常运行,持续保持高产优质低成本,保持生态平衡,厂房内外空气含尘量达到国家标准,污水处理排放达到国家标准,热电厂烟气排放达到国家标准。为此,我们对以下几个方面进行了设计研究。 2.1产业结构,产业链,工厂规模及产能的设计研究 产业结构及产品方案,棉纱以高支纱高端产品为龙头,用1、2级长绒棉保证产品质量。2、3、4、5级棉生产中低支纱,合理配置利用棉花资源。以环锭纺为主,适当配置气流纺及紧密纺等产品,达到最大经济效益。梭织产品以生产高档服装面料、高档纯棉府绸为主,可大幅提高产品的附加值,提高产值及利税。高档服装面料为中、厚织物,可用棉、化纤混纺纱。高档府绸以60支、80支/2、100支/2、120支/2股线为原料,织纯棉府绸,制高档衬衫(1件高档纯棉衬衫售价可达100~500元)。棉化纤混纺纱及纯棉纱可作针织物,生产针织外衣、运动衣裤及高档针织内衣。 2.2印染及其后整理工艺 印染及其后整理工艺可大大提高服用性能,提高纺织物档次是生产高档产品的关键。后整理工艺可以根据品种要求进行各种整理,如:树脂焙烘,加软三防整理、四防整理(防缩、防皱、防火、防水)、易去污整理、三防加易去污整理、抗菌整理、涂层整理等。工农医用等产业用布及生态家纺布可用无纺布及梭织布或经编针织布,其后整理也是提高产品档次的关键,后整理过关可大大提高产品的档次及附加值和利税,但我国的后整理技术与先进国家相比还有较大差距,必须培养高科技人才自主研发攻关。 2.3综合考虑各项原则 从全人类对纺织品的需求而言,服用纺织品是最大的需求,约占纺织品需求的60~65%,纯棉产品尤为国外喜爱,为出口创汇的主力。随着人类生活水平的提高,各类家纺产品的需求逐步提高占20%左右。随着工农业生产及建设工程、医药卫生、军工等行业的发展,产业用纺织品约占15~20%(我国无纺布生产由于技术上与国外相比尚有差距,故无纺布在市场上的占有量较小)。因此阿克苏纺织工业城的产业结构、产业链及产品方案必须考虑以上因素。我们在规划中已经充分考虑了这一因素。纺纱厂以10万锭、8万锭、6万锭、3万锭的规模分档,这样既考虑了投资者(业主)的资金实力,也考虑了厂房车间建设投资的最省原则,消防安全原则,棉纺厂多品种生产及变更产品品种管理上的方便原则,车间内温湿度控制稳定达到高产优质及车间空调除尘系统的合理节能原则,在棉纺厂建成投产后其先进工艺设备的配置,业主可根据市场需求灵活方便的改变产品品种适应市场变化。 2.4在总体规划中充分考虑建厂投资最省原则 梭织、针织、家纺、无纺布生产及染整生产服装生产,我们在总体规划中也充分考虑了建厂投资最省原则,工厂年耗用棉纱量染整工厂年产量统一原则、厂房标准化原则,工艺设备先进用人最少原则,工厂电、水、蒸汽、天然气耗用保证原则,产品品种变化灵活方便原则,业主适应市场变化获取最大利润原则。由于现在市场千变万化,尤其是纺织品的花色品种日新月异,按我们的总规产业链配置方案,将能充分适应市场需求,并力争创名牌。业主需要生产什么品种由市场决定,以获取最大利润及社会经济效益。 3纺织工业城环境保护及节水节能低碳工程规划 纺织工业城工业及生活总用水量325818立方米/日,用水量很大。在做好污水处理的同时应尽可能做好废水利用,节约用水。在具体工程设计中,为了方便废水回用利用,宜每座印染厂(规模年产量4000万m)独立建造一个废水处理及废水回用利用系统。其规模为日处理废水4000m3。纺织工业城完全建成后最多共建印染厂32座。每座黏胶化纤厂(规模年产量20000t/年)独立建造一个废水处理及废水回用利用系统,其规模为日处理废水21000m3。纺织工业城完全建成后最多共建黏胶纤维厂6座。生活污水处理及废水利用按国家现行有关设计规范执行,做到节水环保。全部纺织印染工厂设计中采用现代最新工艺及设备、全部机器为电脑全自动控制,高产优质,用人少。印染生产采用无污染少污染工艺及热能回收、碱液回收等设施。做到高产优质、低成本,保证城市整个生产系统节水、节能、低碳、环保。纺织工业城600万锭共建棉纺厂90座,采用我国生产的最先进的空调除尘设备,车间空气含尘量达到小于1mg/m3,确保厂内外无粉尘污染。空调进排风窗口安装百叶式消声器控制噪声污染。车间空调系统根据天气变化采用变风量调控车间温湿度,节约用电。阿克苏地区3、4月风沙大,整个纺织工业城主干道、次干道及生活小区、商贸区、生态休闲区及厂区内应设置防风林带和绿化园带。防风林带及绿化园带应配合整个城市美化,由专业公司设计施工,使整个纺织工业城真正成为生态、环保、宜居、健康的城市。1200MW特大型热电厂,其烟气排放采用最先进的脱硫除尘技术,能保证达到环保要求。每年100万t炉渣做成建材,变废为宝,改善环境,提高循环经济效益。整个城市生产及生活采用集中供热,各工厂及生活区不设锅炉,由大型热电厂集中供热,确保减少大气污染,抽汽式发电机组最大抽汽量,冬季2800t/h,非采暖季节2100t/h,蒸汽凝结水集中回收。非工厂建筑可设计太阳能供热采暖,低碳环保。整个城市路灯照明采用风力加太阳能光电池供电,低碳环保。城市垃圾处理采用垃圾发电,节能环保。整个城市电力电气设备设计中均采用高效节能的最先进设备,确保安全节能。每个工厂及生活、物流区均设计电脑能源使用计量监测系统,确保节水、节能安全运行。 4纺织工业城水资源规划 阿克苏纺织工业城地处塔克拉玛干沙漠边缘,气候干燥,降水量少,年降水量山区为500~700mm,出山口区为177.6mm,而平原区年平均降水量63.3mm,水资源比较欠缺。根据温宿县人民政府文件精神,水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院于2000年10月完成了新疆温宿县台兰河流域灌区规划报告。该报告主要从农业灌溉角度详细研究了水资源的合理开发利用,调查了台兰河水资源总量。台兰河灌区位于温宿县东部,距温宿县城22km,距阿克苏市及纺织工业城25km,314国道和南疆铁路从灌区中部通过,交通方便。由于该规划报告没有考虑纺织工业城的大量用水,原考虑工业用水采用地下水是不可能满足要求的。经我们与阿克苏地区水利局专家研究协商,认为由于洪水时在保证农业灌溉的条件下,有大量水资源流失,若能充分利用,可保证纺织工业城的用水需求。台兰河多年平均径流量7.42亿m3,到2030年农林人畜总需水量75101.05万m3/年,总供水量(包括其他水源)86354.84万立方米/年。每年有11250万m3的余水可供纺织工业城使用,完全能满足纺织工业城的用水需求。现在由于没有大型水库蓄水,洪水时水资源大量流失,使供水严重不足。为了保证纺织工业城供水,水利局专家建议新建一个2亿m3的蓄水库使洪水时水资源不流失。水库建成后不但能使阿克苏地区的供水情况大为改善,由于水库可形成一个20km2以上的水面,可建一个生态湿地旅游区,成为沙漠地区的一颗明珠,大大改善生态环境,吸引国内外游客到纺织工业城来旅游,提高阿克苏地区的知名度,推动商贸旅游双丰收。由于水源及水厂工程工程量大,技术复杂,必须立即进行勘测设计,及早完成工程施工任务,方能确保纺织工业城顺利建成生产。 5纺织工业城循环经济规划 阿克苏地区轧花厂废弃的棉短绒制成棉浆粕,生产粘胶纤维。本规划建年产20000t的粘胶化纤厂6座。纺织工业城各纺织厂生产中废弃的下脚纤维料可供生产无纺布。本规划建年产5000万m的无纺布厂两座。变废为宝,有利环保,提高循环经济效益。棉籽可生产食用棉籽油。热电厂每年100万t煤渣制成建材,变废为宝。达标排放的废水灌溉农田及城市绿地。 6设计与施工要点及其他 百年大计,质量第一。为保证纺织工业城多快好省有序建设,确保不返工不浪费,必须在总规的基础上作好详规,集约利用土地。热电厂、水厂,每个工厂及各种建筑的布置均要正确划出红线并编号,算出每条线路的电水汽的能源需用量,以保证正确设计整个城市的电网、给排水、供热蒸汽、天然气管网及通讯、电视等网络。地下管线的设计施工必须与主干道、次干道路网系统、城市防风林带系统、绿化系统密切协调配合。所有工程项目先进新技术、新工艺,必须先做样板工程,技术上确认安全可靠可行后再全面设计施工。已对各个工厂及整个工业城的用电量、用水量、供热蒸汽量、天然气用量及管网流体力学水力平衡作了初步设计研究计算,保证满足需要,安全运行。对国家颁布的最新设计规范,《棉纺织工厂设计规范》(GB50418-2009);《印染工厂设计规范》(GB50426-2007);《纺织工业企业环境保护设计规范》(GB50425-2008)及其他有关国家规范、规程等作为我们设计的科学依据及准则,确保工程质量。为了加快纺织工业城的建设,必须科学设计齐头并进,快马加鞭,全力以赴,严密做好设计施工的组织领导工作,加强领导统一指挥,有序实施分期建设,首先保证主干道、防风林带、热电厂、水源及水厂工程、部分给排水工程、部分居住小区、商业服务建筑、纺织印染等样板工厂的先行设计施工,用最快的速度、最好的质量完成纺织工业城的建设。结语纺织工业城的建设是一个具有600万纱锭、集中新建324座大中型工厂及城市配套工程的特大型工程。其整个城市工业及民用集中供热、对阿克苏地区丰富的太阳能资源的大量利用以及对整个城市的生态环保工程的规划设计,可能是目前国内城市建设最大的系统工程之一。设计施工建设的成功,将对建设节水、节能、低碳、生态、环保的现代化工业城市具有示范的效应,为我国的现代化建设作出新贡献。本工程正在实施建设中,特别感谢阿克苏地区领导和重庆市轻工业设计院朱云院长及各位专家的大力支持指导。望专家同行提出宝贵建议,使纺织工业城的建设更加完美。 工业分析技术论文:绿色工业建筑技术成本效益评价分析 摘要:当前绿色工业建筑总数较少的原因主要在于其带来的增量成本。应用经济效益法对绿色工业建筑全生命周期开展评价,结果表明初期的投资增量能在运行的较短时间内回收,绿色工业建筑具有长远发展前景。 关键词:绿色工业建筑;增量成本;经济效益 当前绿色工业建筑总数较少,其原因在于绿色建筑技术带来的增量成本。评价绿色工业建筑技术的增量经济效益,有利于决策者合理选择技术方案并消除高成本误解。 1绿色工业建筑与民用建筑评价体系对比 根据GB/T50878—2013《绿色工业建筑评价标准》及GB/T50378—2014《绿色建筑评价标准》,绿色工业建筑与民用建筑评价标准大部分评价内容和评价要求基本一致,主要区别为工业建筑多了“室外环境与污染物控制”,居住建筑、公共建筑及工业建筑评价权重指标相差不大,而绿色工业建筑在节能节水和室外环境上的分数权重较大[1]。 2绿色工业建筑经济评价理论 (1)工业建筑生命周期成本理论指考虑成本的时间价值下分析绿色工业建筑生产、运营、处置3个阶段的各项投入总成本。(2)开展经济性评价为主的绿色工业建筑技术增量成本与效益分析,绿色建筑技术应用将导致生产者成本增加,却也换来使用者和社会成本的降低及一定的环境效益。 3绿色工业建筑技术增量成本与效益分析 3.1绿色工业建筑技术增量成本识别 绿色建筑增量成本指绿色项目与基准建筑相比额外增加的成本投入。由于准备阶段增量成本约占总增量成本的1%,故不单独列入研究。根据评价标准有以下7个方面的增量成本:(1)工业建筑合理规划使用地上地下空间、开展厂区绿化、室外透水地面设计、可再生地利用等节地措施;(2)采取围护结构、暖通空调、绿色照明、可再生能源利用等;(3)工业废水再生回用、雨水利用、节水器具的节水与水资源利用;(4)采用建筑构件预制化、钢结构、一体化设计与施工、高强材料、绿色材料等节材技术;(5)采取光污染、室外噪声、工业粉尘、烟尘控制技术的室外环境与污染物控制技术;(6)进行室内空气质量、风环境调节的室内环境技术;(7)运营管理系统增量成本。 3.2绿色工业建筑技术增量效益分析 3.2.1节地与可持续发展场地增量效益合理规划用地是节约土地的重要举措,可表示为:S节地=S屋顶绿化+S空间利用+S透水地面+S可再生地式中:S透水地面=G×(1–r)×P×A×10—3,G为管网运行费用,取0.08(元/m3);H1为渗入地下的雨水量(m3),各地不同;r为降雨过程中透水面的径流系数;P为年平均降雨量(mm);A为透水面投影面积(m2)[2]。S屋顶绿化=ΔP×P电=ΔW×Tw×S×P电;ΔP为屋顶绿化节省的用电量(kW•h);P电为工业电价(元/kW•h);ΔW为房间每m2减少的日用电量[kW•h/(m2•d)];S为屋顶面积(m2);Tw为采暖期与制冷期之和(d)[2]。3.2.2节能与能源利用技术增量效益(1)通过减少空调在夏季和冬季的负荷量来节省用电量,软件显示增强型围护系统每年可节约电力30%以上[4]。(2)根据生产工艺需求采用灵活的空调形式,釆用高效率的采暖空调系统,降低耗电量。(3)绿色照明节能S照明=ΔQ照明×P电,式中:ΔQ照明为基准建筑与绿色建筑照明系统年用电量之差(kW•h);P电为工业电价。(4)可再生能源利用包括地热能、太阳能、工业余热回收利用等。3.2.3节水与水资源利用技术增量经济效益(1)工业废水再生回用效益指每年回收及利用废水价值与废水处理成本之差。记为S废再用=Δq×(P水–F),式中:Δq为再生水回用水量(m3);F为废水处理成本。(2)雨水利用技术效益S雨水利用=Q雨×P水=Δp×S×δ×P水,式中:Q雨为系统雨水收集量(m3);Δp为年平均降水量;S为收集面积;δ为工业建筑利用系数,取0.9。(3)绿色节水器具效益S节水器具=QW×α×P水,式中:QW为标准用水量(m3);α为节水率。3.2.4节材与材料资源利用增量经济效益S节材=S结构节材+S节约用材(1)建筑构件预制化。其在减少资源浪费的同时也减少了施工中的粉尘和噪声,记为S预制化。(2)钢结构体系。因其特性可充分发挥材料力学性能,降低结构用料指标,记为S钢结构。(3)一体化设计与施工效益。将主体结构、工艺及设备等在一个系统中建模,施工时既可减少噪声污染,又能节省工期和降低能耗、劳动强度,记为S一体化设计。(4)绿色建材利用效益。材料的循环再利用性可节约原材料并降低能耗、保护环境。(5)高强材料利用。其效益为增加建筑室内净高,记为S高强材料。3.2.5运营效益运用综合能耗管理进行数据分析可实现能源和资源的合理利用,利用远程监控系统、智能建筑系统可提高设备运行可靠性,降低劳动强度。记为S运营效益=S综合能耗+S远程监控。 4绿色工业建筑技术增量成效案例分析 浙江某日用品有限公司于2003年开始绿色建设。企业占地15000m2,建筑面积41836m2,主要绿色工业建筑技术有:厂区绿化覆盖率达42%,其中透水地面800m2,办公楼和厂房均进行屋顶绿化,面积超过1800m2;合理规划生产物流线,布局地上地下空间;集合高效保温隔热外墙、太阳能利用、绿色照明、遮阳系统、雨水收集、中水回用系统等节能节水技术;采用设备余热废气采集循环利用、排水噪声处理、除尘技术等手段,建有通风系统、智能化管理系统等,各项绿色技术投入800余万元,主要增量效益如下。 4.1可量化的经济效益 4.1.1节地(1)若绿化屋顶每m2的日用电量可减少0.2kW•h/(m2•d),制冷采暖天数取170d,则S屋顶绿化=0.2×3200×170×1.2=13.05(万元/年);(2)合理规划空间,节省土地面积取1400m2,根据当地土地购置费,则S空间利用=58.8万元;(3)S透水地面=4190元/年。4.1.2节能(1)按围护结构每年节约煤1.5kg/m2计,按每kW•h电量相当于0.404kg煤,则S围护=18.6万/年;(2)若采用绿色建筑照明系统年省用电量14.3kW/m2,则S照明=6.5万/年;(3)按太阳能热水器年节省电1万kW•h计,则有S光热=1.3万kW•h/年;(4)S余热回收=1.45万kW•h/年。4.1.3节水(1)按统计雨水收集面积约38000m2,当地年平均降水量1100~1600mm,工业水均价2.6元,则S雨水利用=9.8万元/年;(2)由于建设了完备的中水回用系统,工业废水和生活污水汇集到废水池,经处理后流入中水储存池,回用后每年节约用水25万t,取当地废水处理成本0.4元/m3,则有S废水再用=55万元/年;(3)S节水器具=1.43万元/年。利用层次分析法确定绿色建筑技术单层次排序权重,检验判断矩阵的一致性,并计得λmax=6.04,得到各目标层权重结果。该项目其他绿色技术增量成本效益情况见表1。 4.2环境效益 4.2.1污染物减排效益Q电量取74万元/年,S大气污染=Q电量×0.404×733.5×0.001=25.4(万元/年)。4.2.2建筑物寿命延长效益S建筑物寿命=S×f×(ε1–ε2)=1.5万元/年,式中:S为绿色建筑面积;f为调整系数,取0.3;ε1,ε2分别为普通建筑和绿色建筑下大气环境综合指数,根据当地资料ε1,ε2分别取2.9,1.7。4.2.3绿化效益。绿色植物具有吸收CO2,SO2及粉尘等功能。若吸收CO2,SO2及粉尘减排经济价值分别为389.8元/t,4344.9元/t,275.2元/t,则S绿化效益为1.67万元/年。4.3社会效益从节约的排污费、舒适度效益方面量化衡量绿色工业建筑对社会责任方面所做贡献。则S节约排污费=P排污×∑Q×δ=3.16万元/年,式中:P排污为当地每吨污水处理费,取1.4元;∑Q为绿色建筑节水量(m3/年);δ为有效系数,取0.9;舒适度效益为绿色技术营造出良好的舒适感可提高员工工作效益,用模糊综合评价法进行量化计算,若取评价优秀工作效率提高取2.5%,当地人均生产总值取7.8万元,则S舒适度=79.95万元/年。 5绿色工业建筑技术增量效益评价 绿色工业建筑技术增量效益评价指标为绿色工业建筑净现值和内部收益率。净现值按行业基准收益率,在预计的计算期内各年净现金流量折算到建设期初的现值之和。内部收益率指在计算期内经济净效益流量的现值累计等于零时的折现率。经计算,该绿色工业建筑经济效益超过行业平均水平5.2%,具有抗风险能力。6结论(1)在绿色工业建筑全生命周期50年内运用经济效益分析法开展评价,项目净现值和内部收益率数据可较好地反映其在经济上的可行性和优越性。(2)绿色工业建筑具有较大的外部性,环境和社会效益在整个效益中占比较大,受益面更广,可见绿色工业建筑具有长远发展前景。(3)由于绿色工业建筑综合增量效益评价研究是一项复杂的系统工程,许多因素难以明确统计量化,一些内容只能通过模糊评价加以统计。目前尚缺乏大量系统性的统计和研究。 作者:傅为华 马丽鹰 单位:义乌工商职业技术学院 浙江诚远工程咨询有限公司 工业分析技术论文:工业自动化仪表与自动化控制技术分析 摘要:在现代技术的支撑下,工业生产中自动化程度越来越高,人工操作以及旧的操作方式必将会被全自动化所取代。当前,在工业生产中自动化仪表以及自动化控制技术应用日益广泛,并在提高生产方面发挥着重要的作用。如果说安全、高效、低能耗、高产能已经成为现代企业生产的特点,那么自动化仪表以及自动化控制将会是现代企业的标志。 关键词:自动化仪表;自动化控制;工业生产 引言 目前,自动化仪表在农业、工业、国防等领域均有着广泛的应用。同时,在现代科学技术的推动下加强自动化控制技术的分析,也是在今后一段时间内相关科学技术研究工作重要内容。由于可编程控制装置自身在相关的工业领域当中有着十分重要的应用意义,是实践工作当中不可或缺的重要设备,因此,在其应用当中也需要加强研究和分析,以促进其作用更好的发挥。 1工业自动化仪表于控制技术概述 对工业自动化仪表和自动化控制技术在实践中的应用进行分析,是对自动化仪表和自动化控制技术进行改进和完善的重要基础,因此,应该引起高度重视。自动化仪表技术包括了信息采集、信息处理和信息应用。从整体上看,生产流程的诊断原则上并不属于自动化仪表的范畴,但是,这段信息的交换涉及到自动化仪表系统。针对生产装备的监控,诊断仪表系统已经推出了全新的产品,自动控制系统的诊断通常是控制系统中设备管理软件的一个模块或者是一种功能,主要负责自动化仪表或者是系统本身的实时诊断以及预测性维护。在诊断中,现场仪表诊断的难度很大,维护周期由智能仪表的损耗情况或者是固定时间确定。由于可编程控制装置自身在工业生产领域当中的应用具有十分重要的意义,在生产实践活动当中不可或缺,所以应当加强对重点技术的研究于分析工作,以更好的实现工作的发展以及创新改进。当前,自动化技术已经逐步成为日常生活之中的关键性技术,对于促进工业生产和经济建设具有重大的意义。系统维护和仪表诊断受到了越来越多用户、制造商、研究者的关注。从整体上看,仪表诊断可以被划分为四个方面:生产流程诊断、生产装备诊断、自动化控制系统诊断以及现场仪表诊断。 2自动化仪表 2.1自动化仪表工作原理 工业自动化仪表在工作中不需要人工操作就能够自主完成测量、自动记录以及自动控制任务,并可以将获取的数据信息传送到远距离终端,在终端上完成数据处理工作。其主要是以平衡原理作为基础的,其中包括力平衡、电平衡等。在工作中自动化仪表感受部件传感器将现场被测参数,如温度、压力等,通过变送器进行转换,得到容易放大的测量量值,之后经过进一步放大。放大之后的量值能够通过变送器送到显示元件,经过反馈元件与测量量值进行对比,可以达到平衡。 2.2工业自动化仪表种类 工业自动化仪表有很多中,根据划分标准的不同可以分为很多类。例如根据在生产过程中需要测量参数类型进行划分,可以分为测量的温度仪表、测量压力表、测量流量仪表、测量物位仪表等等;根据其在生产过程当中的功用不同可以划分为检测类仪表、显示类仪表、调节类仪表、执行器类、计算类仪表、设定值发生器类等等。 3自动化控制技术 3.1自动化控制原理 自动化控制可以划分为半自动化和全自动化,比如,机器、设备能够根据生产规划进行全自动以及半自动运转。全自动化控制,操作人员只需要作为全自动化控制的操作人员,根据生产进度确定控制的要求以及程序,而不用直接参与到生产过程中去;半自动化控制需要人力通过设施、设备、机械、仪器或者是手工参与到生产中去。目前,自动化控制技术在工业、工业等领域有着十分广泛的应用。全自动化控制使人从繁重的体力劳动中解脱出来,使人摆脱片面的劳动和不合理的分工,极大的提高了社会生产率,并节省人力资源,这可以为企业创造更多的价值。在现代社会当中,生产自动化程度被看作现代化的重要标志。 3.2自动控制的应用 3.2.1过程自动化。在现代石油炼制以及化工等企业在生产中,通过使用自动化控制在生产中可以减少流体、分体、有害物质等对人的伤害。在一般情况自动化控制系统主要是由计算机、调节器以及检测仪表三部分组成的。通过自动化控制能够对整个生产流程进行最优控制。在对生产过程进行控制时,反馈控制,前馈控制、最优控制是经常使用到的控制模式。3.2.2机械制造制动化。机械制造自动化有很长的发展历史,在最初阶段是非常简单的自动生产线。自上世纪60年代以来,随着计算机技术的快速发展以及应用普及,数控机床、机器人、加工中心等随之出现。此外,用于适应多样品种,较小批量生产的柔性生产制造系统也随之产生。而自动化生产车间则主要是采用计算机以及生产制造系统集成的工厂自动化控制系统,它是以柔性制造系统为基础的,并在信息管理以及生产管理工作当中实现了自动化。3.2.3管理自动化。管理自动化指的是对企业单位的人力资源、财力资源、物力资源以及生产和办公管理实现自动化控制。管理自动化是一门综合性的技术,其主要是利用电子计算机、通信系统以及控制等学科对信息进行处理。在现代自动化管理当中,以管理信息系统作为基础研制了决策支持系统,能够为企业决策提供重要的支持,推动了企业管理的发展。 4结语 我国是生产制造大国,但是在工业生产中却处于生产中的中低端,行业的利润十分低,这对于我国经济转型发展,优化经济结构构成了严重的影响。自动化仪表和自动化控制技术是工业发展中的重中之重,两者的技术水平能够在客观上反映一个国家的工业化发展水平,因而,在我国经济发展中加强对自动化仪表和自动化控制技术研究,对我国整体经济发展具有十分重要的意义。 作者:王振中 单位:山信软件股份有限公司莱芜自动化分公司 工业分析技术论文:工业自动化控制系统抗干扰技术分析 摘要:自动化控制系统在工业领域的应用极大地推动了工业发展,有效提高了工业生产效益,但是在实际操作中工业自动化控制系统也暴露出很多问题,特别是受到多种因素的干扰,严重影响了工业自动化控制系统的稳定性,针对这个情况,应积极采取有效的抗干扰技术,最大程度地降低或者消除各种干扰源。本文分析了工业自动化控制系统的干扰情况,阐述了工业自动化控制系统的抗干扰技术,以供参考。 关键词:工业;自动化控制系统;抗干扰技术 近年来,我国工业发展逐渐朝着自动化、信息化、智能化方向发展,越来越多的自动化控制系统被应用在工业生产中,然而工业自动化控制系统应用现状却不理想,各种各样的干扰源对于自动化控制系统的稳定、正常运行产生了直接影响,所以应充分了解工业自动化控制系统受到的干扰情况,有针对性地进行抗干扰处理,提高工业自动化控制系统运行的稳定性。 1工业自动化控制系统的干扰分析 1.1传导干扰 (1)信号线引入干扰。电流通过信号线过程中产生感应磁场,相邻信号线受到感应磁场影响会产生一定的感应电流,随着感应电流的增大,和检测开关相连接的接收设备会受到干扰影响,由于信号线中电流持续流过,会影响和信号线相连接的自动化控制系统正常运行,使得控制器逻辑数据不稳定,甚至发生死机或者错误动作。(2)设计施工干扰。工业自动化控制系统在施工设计阶段,由于操作、设备型号、调试、安装、工程技术设计等因素,安装设计过程中,接地系统混乱或者控制器、高频发生器或者开关高功率设备之间的距离较短,造成工业自动化控制系统设计施工干扰。(3)电源线干扰。工业现场的电源线干扰非常常见,其主要来自两个方面,一方面是工业自动化控制系统受到供电电源耦合影响;另一方面,干扰信号通过供电电源系统进入自动化控制系统。工业自动化控制系统主要通过电网电源供电,其运行过程中经常受到很多因素的干扰和影响,例如,电网短路暂态冲击、大功率用电设备停止或者开启、电网波动等都会影响工业自动化控制系统的正常运行。 1.2辐射干扰 工业自动化控制系统受到的辐射干扰主要是指电弧电路、高频感应设备、雷电、射频设备等产生的干扰,对于这种干扰源,在实际应用中没有很好的方法进行消除,而可以通过减弱或者直接切断电磁干扰传播途径,采用装设防雷设备、合理布置线路、保护隔离、等位机屏蔽或者联机等措施,保障工业自动化控制系统的安全运行。 2工业自动化控制系统的抗干扰技术 2.1软件设计 工业自动化控制系统设计过程中,采用惯性滤波、限幅滤波、中位值滤波、平均值滤波等方法通过计算机程序对系统信号实现数学处理,消除或者减少干扰信号的强度、数量,保障输入信号的稳定性和可靠性,这种方法计算机程序很容易移植,便于修改系统参数,有效提高数字滤波的稳定。 2.2管线设计 为了减少工业自动化控制系统的干扰,应优化管线设计,包括通信线、电源线、信号线管道等,电源线设置应和通信管线保持足够距离,并且使用金属管道覆盖通信管线,正确敷设电缆线路,结合抗干扰、经济性、实用性等因素,选择合适的信号电缆线,其中最常见的是双芯屏蔽双绞线,电缆线敷设过程中应注意以下问题:其一,对于不同信号,敷设不同电缆线路,结合传输信号类型,分层敷设电缆线路;其二,不能使用同一根多芯电缆同时传输数字信号和模拟信号,电缆和电源线不能共用;其三,不能在同一个线槽中放置电源线缆和信号线缆,避免平行、近距离的进行敷设施工,若电源线缆和信号线缆必须放置在一起,两种线缆应保持60cm以上的距离;其四,大功率电动机应和信号线缆保持适当的距离。 2.3电源设计 若工业生产现场包含变频器和大功率器件,对于电源线路采取科学有效的抗干扰措施,对电源设备进行有效隔离,在进线电源分级部位设置避雷器,使用隔离变压器设置在PLC电源输入端,对于隔离变压器的次级绕组和初级绕组,装设屏蔽层,然后做好可靠接地,通过双绞线作为二次侧接线。 2.4接地设计 工业生产现场环境变化会干扰信号线,发生误动作、测量精度下降、死机、程序跑飞、系统数据混乱等现象,这主要是由于接地系统设置不合理,对于工业自动化控制系统应做好接地设计,通过正确、合理的接地设计,有效抑制工业自动化控制系统受到电磁干扰影响,在实际应用中包括信号屏蔽接地、系统接地和安全接地。工业自动化控制系统接地设计过程中,严格区分保护接地和工作接地,保护接地电阻不能超过2欧姆,强电设备接地点和接地极接地点之间保持10m以上的距离,埋设在工业生产现场建筑物周围10m的区域。信号源接地设计,在信号侧接地设置屏蔽层,若信号线中间如果有接头,做好绝缘处理,牢固连接屏蔽层,防止信号线多点接地,连接多芯对绞电缆线和屏蔽双绞线,相互连接好各个屏蔽层,然后进行绝缘处理以后,选择合适接地位置进行单点接地。另外,计算机接入信号之前,在大地和信号线之间连接电容,有效减少共模干扰,将滤波器装设在信号两极之间,减少差模干扰。 2.5选择合适器件 结合不同电子设备的特性,选择合适的器件,例如,通过设置RC、AD双积分滤波器,使电流信号和电压信号转换传输过程中消除高频干扰,有效减少差模干扰。采用双绞线和差动输入器,做好单边接地、屏蔽地线和光电隔离,消除共模干扰。 3结束语 工业自动化控制系统在实际应用中容易受到各种各样的干扰影响,而干扰抑制是一项非常复杂、系统的项目,应综合考虑多方面因素,在施工设计过程中结合自动化控制系统的规格和型号,做好各方面的抗干扰设计,提高工业自动化控制系统的安全性和可靠性。 作者:李晓亮 耿小强 单位:东软集团股份有限公司 工业分析技术论文:钢铁工业协同控制技术分析 1活性炭吸附工艺 活性炭吸附工艺在20世纪50年代从德国开始研发,20世纪60年代日本也开始研发,不同企业之间进行合作与技术转移以及自主开发,形成了日本住友、日本J-POWER(MET-Mitsui-BF)和德国WKV等几种主流工艺。开发成功的活性焦(炭)脱硫与集成净化工艺在世界各地多个领域得到了日益广泛的应用。其中,在新日铁、JFE、浦项钢铁和太钢等大型钢铁企业烧结烟气净化方面的应用,取得了良好效果[4-5]。活性炭吸附工艺的原理是烧结机排出的烟气经除尘器除尘后,由主风机排出。烟气经升压鼓风机后送往移动床吸收塔,并在吸收塔入口处添加脱硝所需的氨气。烟气中的SOx、NOx在吸收塔内进行反应,所生成的硫酸和铵盐被活性炭吸附除去,吸附了硫酸和铵盐的活性炭送入脱离塔,经加热至400℃左右可解吸出高浓度SO2。解吸出的高浓度SO2可以用来生产高纯度硫磺(99.9%以上)或浓硫酸(98%以上);再生后的活性炭经冷却筛去除杂质后送回吸收塔进行循环使用。存在问题:运行成本高,设备庞大且造价高,腐蚀问题突出,外围系统复杂,活性炭反复使用后吸附率降低消耗大,活性炭再生能耗较高等。 2MEROS工艺 MEROS(MaximizedEmissionReducationofSintering)工艺是欧洲西门子奥钢联针对烧结烟气中SO2、二恶英类污染物等控制开发的,目前成功运用在多台烧结机烟气脱硫及其他有害物质气体的处理[6]。MEROS工艺原理是利用熟石灰作为脱硫剂,与烧结废气中的所有酸性组分发生反应,生成反应产物。产生的主要反应是:2SO2+2Ca(OH)2=2CaSO3·1/2H2O+H2O2CaSO3·1/2H2O+O3+3H2O=2CaSO4·2H2OSO3+Ca(OH)2=CaSO4·H2O2Ca(OH)2+2HCl=CaCl2·Ca(OH)2·2H2O2HF+2Ca(OH)2=CaF2·2H2O工艺特点:1)工艺简单,运行稳定性好;2)入口温度要求低,温度变化适应范围广;3)可控性高,脱硫后的SO2排放值稳定;4)脱除二恶英和重金属。存在问题:年运行费较高;不能控制烧结烟气中NOx;在控制二恶英同时会产生混有二恶英的固体废弃物。 3EFA曳流吸收塔工艺 自2006年以来,EFA半干法烧结烟气脱硫技术先后在德国迪林根钢铁公司2号180m2烧结机、萨尔茨吉特钢铁公司192m2烧结机和迪林根钢铁公司3号258m2烧结机脱硫项目得到成功应用。EFA烧结烟气脱硫技术在德国市场处于领先地位[7-8]。EFA变速曳流式反应塔脱硫工艺,作为半干法脱硫工艺,集成了布袋除尘器和反应物循环系统,可以同步脱除SO2、SO3、HCl、HF、粉尘和二恶英等。EFA脱硫原理为:烟气中的酸性化合物在特定温度范围内遇水时与Ca(OH)2进行反应,活性炭主要用于吸附烟气中的二恶英等有害成分,最终的反应物为干性的CaSO3、CaSO4、CaCl2、CaF2、CaCO3和烧结粉尘的混合物,干性反应物在布袋除尘器内进行分离。工艺特点:1)总投资低;2)运行成本低(年运行费用约为总投资的1/12);3)加入干燥吸收剂,管道和罐仓不发生结块和板结;4)反应速度可调,不会出现结露现象;5)低温脱硫效果好;6)运动部件少,维护成本低。存在问题:不能控制烧结烟气中NOx;在控制二恶英同时会产生混有二恶英的固体废弃物。 4LJS-FGD多组分污染物协同净化工艺 福建龙净环保股份有限公司经过对引进技术的消化、吸收和再创新,开发出具有自主知识产权的LJS-FGD多组分污染物协同净化工艺以及相关的配套装置。目前LJS-FGD工艺已经在宝钢集团梅钢公司、三钢、昆钢等大型钢铁厂得到成功应用[9-10]。基本原理是:烟气从吸收塔底部进入,经吸收塔底的文丘里结构加速后与加入的吸收剂(消石灰)、循环灰及水发生反应,从而除去烟气中的SOx、HCl、HF、CO2等酸性气体,通过喷入活性炭等吸附剂,可以同步脱除烟气中的二恶英、重金属等,实现多组分污染物的协同净化。工艺特点:1)对烧结机烟气SO2浓度波动具有良好的适应性;2)对烧结机烟气量波动具有良好的适应性;3)整个吸收塔反应器为空塔结构,维护简单;4)烟气无需再热、整套装置及烟囱不需要防腐,可以利用老烟囱进行排烟;5)系统性能指标高,排烟透明,污染物排放浓度低;6)没有废水产生,无二次污染;7)副产物为干粉态,方便存储、运输和综合利用。存在问题:为保证系统可靠性,采用了较多的进口工艺设备,造价相对较高;副产物的应用范围有待于进一步拓宽。 5催化氧化法综合清洁技术 催化氧化法烟气综合清洁技术是一项能够同时进行脱硫、脱硝、脱汞的技术。催化氧化法烟气综合清洁来源于以色列Lextran公司,当烟气中SO2、NOx(NO需被氧化)遇水形成的亚硫酸根及亚硝酸时,利用催化氧化剂对亚硫酸根及亚硝酸根的强力捕捉能力从而去除烟气中的SO2、NOx。烟气与含有催化剂的循环液在吸收塔内逆向流动接触时,亚硫酸根、亚硝酸根被催化剂捕捉,在氧气存在的条件下被氧化成为稀硫酸或稀硝酸。在加入中和剂(氨水)的情况下,最终反应生成硫酸铵或硝酸铵化肥。在脱硫脱硝的同时,该催化氧化剂对汞等重金属也具有极强的物理溶解吸附效果,从而去除烟气中的汞等重金属。技术特点:1)脱硫效果高,出口烟气SO2可达到排放浓度≤50mg/m3;2)对于烟气温度、SO2浓度和烟气量适应性强;3)系统运行稳定、可靠,无管道堵塞、结垢现象;4)资源利用优势,利用焦化厂蒸氨后氨水,降低焦化厂废水处理负荷;5)脱硫剂(催化氧化剂)循环使用,并可生产高附加值的硫酸铵产品;6)对烧结机主系统无影响,与烧结机主系统同步率为98%以上。存在问题:目前有机催化剂需进口,尚未国产化,价格较高。 6技术经济及减排效果对比 表2分析比较了上述五种烧结烟气多污染物协同控制技术的技术经济及减排效果,结果如下:1)MEROS工艺和EFA吸收塔工艺不能控制烧结烟气中NOx,催化氧化法不能控制二恶英。2)活性炭吸附工艺的单位烧结面积投资最高,是LJS-FGD工艺的3倍多;MEROS工艺的单位烧结矿运行费最高,是LJS-FGD工艺的近3倍。3)催化氧化法综合清洁技术属于湿法,脱硝效率高,单位烧结矿运行成本低,最终生成硫酸铵或硝酸铵化肥。4)前四种技术均属于干法脱硫技术,投资高、运行成本高,活性炭再生能耗较高,脱硫渣的处理再利用是目前重点发展方向。 7结语 目前我国已实施的钢铁工业大气污染控制措施基本上都以控制一种污染物为目的,而对于同时实现烧结脱硫、脱硝、脱二恶英和脱重金属等相关技术尚处于起步阶段,世界上的工程应用也不多。一方面,我国烧结烟气污染物控制应根据自身特点,对各种有成功业绩的工艺技术进行合理消化吸收,在此基础上加快发展适合我国国情的技术和设备,降低投资和运行费用,并加紧研发脱硫副产品利用技术,开发适宜我国烧结烟气多污染物全过程、一体化协同治理的技术体系。另一方面,针对《重点区域大气污染防治“十二五”规划》中划定的重点控制区和一般控制区,实施差异化的控制要求和污染防治策略,例如:处于划定的重点控制区和环境敏感地区的城市钢厂,其烧结烟气控制技术采用各污染物脱除效率均较高的活性炭吸附工艺,其他区域可根据各自情况选择LJS-FGD等多效协同控制工艺。 作者:邢芳芳 姜琪 张亚志 冀伟江 单位:北京京诚嘉宇环境科技有限公司 中冶京诚工程技术有限公司 工业分析技术论文:工业及民用建筑桩基施工技术分析 桩基础是深基础的一种,由桩和桩顶的承台组成,具有承载力高、稳定性好、沉降小的特点,适用于软土地基上的重型建筑,在工业与民用建筑工程中应用极其广泛。桩基分类方式很多,按照受力情况分为端承桩和摩擦桩,按施工方法分为预制桩和灌注桩,按成桩方式分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。基础工程是整个工业与民用建筑工程的根本,直接关系到上部建筑的稳定与安全,只有基础部分施工质量到位,上部结构才能安全地进行施工。因此,对于建筑技术人员而言,基础部位的施工技术必须牢固地掌握。本文主要从制作、起吊、运输、堆放、打桩等方面对工业与民用建筑工程中钢筋混凝土预制桩和灌注桩桩基施工技术进行研究。 1钢筋混凝土预制桩和灌注桩简介 预制桩是指先在工厂或者施工现场用钢筋混凝土制成所要求的形状的桩,然后用打桩机将预制好的桩打入地基土中。预制桩分为管桩和实心桩。管桩即空心桩,用离心方法预制生产,所使用的混凝土强度较高。灌注桩即在桩位处先成孔,然后在孔内放入钢筋骨架,之后将混凝土浇筑其中而形成桩。灌注桩按成孔方式不同可分为很多类,如护壁成孔灌注桩、人工挖孔护壁灌注桩、套管成孔灌注桩、干作业成孔灌注桩等。 2钢筋混凝土预制桩施工技术 钢筋混凝土预制桩的施工过程包括制作、起吊、运输、堆放、打桩、接桩、截桩等程序。①钢筋混凝土预制桩的制作。对于钢筋混凝土预制桩来讲,制作工序是最关键的工序之一,制作工序合格,才能保证桩的质量,才能投入使用。在预制过程中,应注意一系列问题。桩的预制场地应该保持平整,并且排水通畅,确保不会积水,为桩的浇筑与养护提供良好的环境。桩的主筋应当与钢筋网连为一体,以便更好地承受和传递打桩时的冲击力。进行混凝土浇筑时,应当由桩顶向桩尖连续浇筑,不能中途中断或者不按顺序随意浇筑。桩的制作还应符合以下质量要求:桩表面应平整、密实,局部蜂窝麻面和掉角的面积应控制在桩总面积的5‰以内,并且不应过于集中在同一个部位;由于桩顶、桩尖位置的特殊性,在桩顶、桩尖部位严禁出现蜂窝和麻面、掉角现象,一经出现,视为不合格。②钢筋混凝土预制桩的起吊、运输、堆放。钢筋混凝土预制桩应在其混凝土强度达到设计强度的70%以上才可吊装,低于此强度严禁吊装。吊点个数与桩长相关,15m以下的桩采用一个吊点,25m一下的桩采用两个吊点,25m以上的桩采用三个或者四个吊点。起吊的吊点位置也应该按照相关要求进行计算,严格按照计算结果进行起吊。只有一个吊点时,吊点位置离桩顶的位置为桩长的0.293倍;当有两个吊点时,靠近桩尖的吊点位置离桩尖的位置为桩长的0.207倍,靠近桩顶的吊点位置离桩尖的位置为桩长的0.207倍。桩的运输过程也相当重要,在运输之前务必检查桩的混凝土强度、质量、尺寸等是否符合要求。当运输距离不远时,可将滚筒垫在桩身下面进行运输;当运输距离较大时,应用平板拖车拖动运输。桩身下还应当设置支座。桩的堆放也应按照相应要求进行:堆放地面保持平整、结实,桩身下部应垫有垫木以防止桩身滚动,堆放的层数不宜过多,以不超过四层为佳。桩身上应该贴有标记其规格的标记。③钢筋混凝土预制桩的打桩技术。常见的打桩机械有打桩机、桩锤、桩架。打桩前应做好充分的准备工作,确定好桩基轴线,在打桩的地区周围设置好水准点,相关技术人员应复查桩位,做好技术交底工作。桩开始打入土中时,不宜重打,应尽量将桩锤落距控制到0.5~0.8m。当桩已经打入土中一定深度,桩尖固定时,方可增加桩锤落距,进行重击。在打桩过程中,还应时刻作好记录,以便为后续验收工作提供依据。打桩过程中会经常遇到一些问题,应进行冷静正确地处理。桩身扭转或者便宜时,应当用撬棍慢慢低击进行纠正处理;桩身破裂时,应用钢箍夹紧后进行补强焊固;遇到桩急剧下降时,应当桩拔起重新验证地基条件。④钢筋混凝土预制桩的压桩技术。相比打桩而言,压桩具有噪音低、无振动、不干扰临近建筑物的特点,适用于密集的城市中心区域。但是也具有一定的局限性,只适用于软土地基和垂直桩。压桩一般采用静力压桩机。⑤桩头处理技术。在预制桩打入地基后,一般桩头会有多余部分,多余部分应当凿去。凿去的方法有多种,如风镐、无声爆破法等。凿去过程不得将桩身的混凝土凿裂。桩身主筋应当锚固,伸入承台内部。当预制桩桩顶标高未达到设计标高时,应采取焊接措施,将桩顶混凝土清除,焊接主筋至设计要求标高,并采用与预制桩桩身同种强度、同种型号的混凝土进行浇筑、养护。 3钢筋混凝土灌注桩施工技术 常见的灌注桩成孔方法有泥浆护壁成孔、干作业成孔、套管成孔等。①泥浆护壁成孔灌注桩施工技术。泥浆护壁成孔灌注桩首先是用钻孔机器对地基进行钻孔,当钻孔深度达到设计深度后,进行清孔,然后放入钢筋笼,之后往孔中浇筑混凝土。为防止钻出的孔坍塌,应当在钻孔的同时注入有一定相对密度要求的泥浆进行护壁。泥浆的相对密度比水大,使孔壁内水压增大,从而防止塌孔,对于粘土和粉质粘土的成孔,只需注入清水,用原土造浆护壁。泥浆护壁成孔灌注桩施工过程中也会出现一些常见问题。当护筒冒水时,应立即采取措施,用粘土在护筒周围进行填实加固。当排出的泥浆冒气泡或者护筒内水位突然下降时,则为孔壁坍塌状况,此时应当加大泥浆相对密度,或者回填粘土进行抢救。②干作业成孔灌注桩施工技术。干作业成孔灌注桩主要是指地下水位较低,桩的施工作业面在地下水层以上的干土层中。由于是在干土层中施工,此种成桩技术与泥浆护壁成孔灌注技术相似,且更加简单,省去了泥浆护壁的步骤。③套管成孔灌注桩施工技术。套管成孔灌注桩是一种最常用的灌注桩方法。施工时将带有预制钢筋混凝土桩靴的钢管沉入土中,向管内放入钢筋笼后浇筑混凝土,浇筑完毕后将钢管拔出。分为振动沉管灌注桩和锤击沉管灌注桩两种。振动沉管灌注桩施工过程为:合拢活瓣桩靴钢管桩就位校正垂直度开动振动桩锤将钢管下沉到要求的深度放入钢筋笼浇筑混凝土边振动边拔出桩管。锤击沉管灌注桩的施工技术与套管成孔灌注桩技术相同,不同的是用桩锤锤击桩管至要求的深度。 4结语 桩基础是整个建筑物的根本,直接关系到上部建筑的稳定。由于桩基工程的隐蔽性,广大施工技术人员在桩基施工过程中应严格按照施工技术规范进行施工,不得偷工减料或者不遵守技术规程,只有将桩基施工技术做到位,才能为整个工业或民用建筑工程的质量奠定基础。 工业分析技术论文:生态工业技术经济发展分析 一、丽水工业生态化评价 丽水工业制造业产值占比超九成,采矿业企业少、占比小,缺乏代表性,水力发电绿色环保且效益高,本文以2013年数据为基础,通过对10个指标的分析,得出制造业各维度上的优势产业,结合产业集聚度,综合分析得出丽水生态工业发展的着力点和主要方向。 (一)以经济效率为标准的经济有效性评价以固定资产净值、从业人员年平均人数、主营业务成本、各项费用作为投入指标,将主营业务收入、工业增加值、营业利润作为产出指标,选取增加值率、成本费用利润率、全员劳动生产率、固定资产周转率4个指标,从生产要素消耗带来的经济产出角度评价经济有效性。1.增加值率。六成规上工业行业增加值率高于全市水平(19.72%),制造业排名前5位的是:金属制品机械和设备修理(50.9%)、文教工美体育和娱乐用品制造(31.1%)、计算机通信和其他电子设备制造业(29.1%)、酒饮料和精制茶制造业(28.4%)、化学原料和化学制品制造业(25.9%),基本以劳动密集型为主。2.劳动生产率。全市规上工业全员劳动生产率为19.64万元/人,化学原料和化学制品制造、黑色金属冶炼和压延加工、有色金属冶炼和压延加工、金属制品、纺织、计算机通信和其他电子设备制造业等六成行业高于平均水平,大部分为机械化程度相对较高的重工业。3.成本费用利润率。全市规上工业平均成本费用率为9.2%,17个行业高于平均水平,其中文教工美体育和娱乐用品制造业(21.8%)主要产品为木制玩具、石雕等文化创意产品,附加值明显高于其他行业,与金属制品、计算机通信和其他电子设备制造、通用设备制造和酒饮料精制茶制造业分列前五位。4.固定资产周转率。18个行业固定资产周转率高于平均水平(5.0%),其中化学纤维制造业只包含两家开业时间较早的老企业,固定资产净值低,固定资产周转率明显高于其他行业,缺乏代表性,予以排除。此外,排位靠前的行业有:化学原料和化学制品制造、黑色金属冶炼和压延加工、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋、农副食品加工业。从经济效率角度考虑,具有相对优势的行业是:化学原料和化学制品制造、纺织、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋、造纸及纸制品、文教工美体育和娱乐用品制造、非金属矿物制品、金属制品、通用设备制造、铁路船舶航空航天和其他运输设备制造、计算机通信和其他电子设备制造业。 (二)以环境效率为标准的环境友好度评价以万元产值能耗量、万元产值SO2排放量、万元产值COD排放量分别测算能源友好度、大气友好度和水环境友好度,分析得出环境效率优势行业。1.能源友好度。2013年,丽水规上工业万元产值能耗为0.1296吨(等价值)。皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋、汽车制造、金属制品业等17个行业低于全市水平。2.大气友好度。2013年,丽水工业排放SO22.44吨,万元产值SO2排放量为1.1千克。SO2排放轻重工分化较为明显,排放较多的行业有:橡胶和塑料制品、黑色金属冶炼及压延加工、纺织业。而文教工美体育和娱乐用品制造、通用设备制造、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋业等轻工业则排放明显较少。3.水环境友好度。2013年,全市工业共排放COD0.98吨,万元产值COD排放量为0.45Kgs。橡胶和塑料制品、黑色金属冶炼和压延加工、金属制品、农副食品加工、造纸和纸制品业合计约占总排放量的6成。单位产值排放量较少的主要行业有:文教工美体育和娱乐用品制造、通用设备制造、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋业。从环境效率角度考虑,以下14个行业具有相对优势:纺织服装服饰、纺织、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋、家具制造、印刷和记录媒介复制、文教美工体育和娱乐用品制造、有色金属冶炼及压延加工、金属制品、专用设备制造、汽车制造、铁路船舶航空航天和其他运输设备制造、电器机械和器材制造、仪器仪表制造、金属制品机械和设备修理业。 (三)以创新效率为标准的创新能力评价以科技经费内部支出/主营业务收入作为科技投入、新产品产值率作为科技产出、专利申请数/企业数量作为知识产权测算,从创新效率角度挑选优势产业。1.科技投入。2013年,丽水规上工业R D经费支出10.61亿元,增长17.0%,万元产值R D经费支出59.2元,13个行业高于全市平均水平,其中装备制造业5个:计算机通信和其他电子设备制造、电气机械和器材制造、汽车制造、通用设备制造、专用设备制造业。2.科技产出。近年来,丽水工业不断加大投入,提升新产品研发力度,2013年规上工业实现新产品产值372.29亿元,新产品产值率达20.8%,13个行业超平均水平,其中仪器仪表制造业高达57.5%,计算机通信和其他电子设备制造业、铁路船舶航空航天和其他运输设备制造业新产业产值率近50.0%3.知识产权。2013年,丽水规上工业共申请专利1598件,其中制造业1588件,占99.4%,户均专利申请数1.34件,12个行业高于平均水平,印刷和记录媒介复制(3.40件)、化学原料和化学制品制造(3.35件)和文教工美体育和娱乐用品制造业(2.82件)位列前三。从创新效率角度考虑,印刷和记录媒介复制、文教美工体育和娱乐用品制造、化学原料及化学制品制造和医药制造业具有相对优势。(四)综合评价通过以上分析,我们得出三个维度上的优势行业,本段通过以下汇总分析,得出综合优势行业:各行业按照各项指标高于全市平均水平即得1分计算,总得分在7分以上的行业有以下12个行业,综合优势产业总体可归纳为四类:1.传统优势产业:化学原料和化学制品制造、金属制品、通用设备制造、专用设备制造业;2.特色产业:文教工美体育和娱乐用品制造、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋、家具制造业;3.新兴产业:铁路船舶航空航天和其他运输设备制造、计算机通信和其他电子设备制造、汽车制造、医药制造业;4.其他非代表性行业:纺织服装服饰业。 二、丽水生态工业发展方向与建议 1.树立品牌,做大做强做优传统优势产业。传统优势产业通常规模大,集中度高,具有较高的市场占有率和知名度。以纳爱斯集团为龙头的化学原料和化学制品制造业、以遂昌元力集团建筑五金为代表的金属制品业、以阀门和切削工具产业为代表的通用设备制造业和以青田意尔康集团为代表的皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋业即具有以上特点,2013年,四大行业占规上工业增加值比重达37.4%。当前,全球经济深度调整,国内经济向新常态转变,丽水工业应加快传统优势产业的改造升级,向高端化发展,提升实力和竞争力,发挥支柱作用,为经济发展提供不竭的强大动力。 2.打造“名片”,培育壮大特色产业。特色产业是在长期发展中积淀而成的特有的资源、人才、技术、管理、文化、环境等方面的优势,从而形成具有优秀竞争力的产业集群。丽水目前广为人知的地方“名片”有青田石雕、云和玩具、龙泉青瓷、宝剑。文教工美体育和娱乐用品制造业作为特色行业的代表,包含木制玩具、龙泉宝剑、青田石雕制造,在综合评价中以9分高居第一,经济效益、环境效益、创新效益均具有绝对优势。生态工业发展应抓住文化产业发展的机遇,立足深厚文化土壤,充分发挥本土工艺美术大师的引领作用,提升产品创意设计与研发,加大品牌培育,打造特色鲜明的区域“名片”。 3.提质增量,加快振兴装备制造业。近年来,丽水装备制造业发展较快,2013年已有从业人员10.5万人,占工业从业人员的28.5%,其中规上企业512户,从业人员6.96万人,实现增加值119.08亿元,占规上工业增加值的33.9%,对工业的支撑作用明显。基本形成了市区微电机、阀门精加工、高低压电器;青田阀门铸造和精加工;缙云机床、工模具、缝制设备、日用五金、照明器具;遂昌建筑五金;龙泉汽车空调配件等特色产业集群。优势行业中一半属于装备制造业。生态工业发展应以装备制造业提质增量为主抓手,坚持创新驱动,以精密化、专用化、自动化、智能化为方向,不断提高整体素质和市场竞争力。 4.依托科技,助推高新技术产业发展。丽水高新技术产业虽然保持了持续较快的增长,但与全省尤其是发达地市相比,仍存在一定差距。2013年,规上工业高新技术产业增加值51.51亿元,占规上工业增加值的14.7%,占比分别低于全省和工业进程相近的衢州10.9和16.7个百分点,居全省末位。皮鞋、化学原料和化学制品、电气机械及器材、通用设备制造是我市高新技术产业中的支柱产业,计算机通信和其他电子设备、医药、汽车配件制造是近年来的新增长点。政府和有关部门要充分认识到发展高新技术产业对经济社会发展的重要意义,加大政策扶持力度和资金投入,完善园区平台建设,不断培育和引进各类人才,把高新技术产业作为推动经济转型升级的主导产业和事关长远发展的战略产业加以培育和推进。 5.因地制宜,积极稳妥推进绿色环保能源产业开发。丽水地处浙西南山区,境内有六大水系,常年降水充沛,水资源较为丰富。2013年,全市水电总装机容量160.38万千瓦时(不包含紧水滩、石塘、滩坑电站),水力发电企业803家,合计发电量43.94亿千瓦时,其中规上工业企业24家,实现增加值12.32亿元,占规上工业增加值的3.5%。景宁县被水利部授予“中国农村小水电之乡”称号,小水电已成为丽水的支柱产业之一。此外,缙云括苍山、大洋山、庆元双苗尖、云和黄源、遂昌白马山风电项目正在有序推进。各地应当因地制宜,从规划、设计、施工、运行、管理各个环节,优先考虑生态环境问题,积极、稳妥、规范、有序地开发绿色资源,实现资源开发利用与生态环境保护。 作者:陈叶青 单位:丽水市统计局 工业分析技术论文:工业厂房地面防腐技术分析 1.前言 某制药有限公司ZO0t/年泰乐菌素工程项目包含多个单位工程,其所含单位工程提炼车间为三层工业厂房,投产后在酸性环境中生产,故车间内须经防酸液侵蚀处理,其基础工程防腐作法为混凝土、砖基础表面涂刷沥青耐酸漆。室内防腐工程分为楼地面及墙面、天棚防腐工程,楼地面为30Inln耐酸砖楼地面,墙裙为20Inln耐酸砖墙裙,墙面及天棚为过氯乙烯防腐涂料九道作法,是该工程项目中的重点项目,该项目现已投产使用,在生产过程中尚未发现结构被酸液侵蚀的现象,取得了良好的效果。现针对该工程的特点对楼地面及墙裙耐酸砖防腐工程的施工加以阐述。 2.耐酸砖楼地面施工技术 2.1施工工艺 2.1.1室内地面素土夯实找坡~C巧细石混凝土垫层(12Ollun)一1:2水泥砂浆找平(20Inln)一环氧玻璃钢(二底二布)隔离层一Slnln环氧胶泥结合层一30Inln耐酸砖面层(2一3mm环氧胶泥挤缝)如图1所示: 2.1.2室内楼面及设备基础平面25mm水泥砂浆找平层一环氧玻璃钢(二底二布)隔离层~smm环氧胶泥结合层~30mm耐酸砖面层(2一3mm环氧胶泥挤缝)如下图2所示:2.2施工方法 2.2.1基层处理清洁混凝土或水泥砂浆表面,保持基层干燥,然后进行下道工序的施工。 2.2.2隔离层施工表面处理达标后,进行环氧玻璃钢隔离层施工,先在混凝土表面涂刷两遍环氧稀薄料(透渗层),固化后进行腻子层施工,然后进行衬布与面层料施工,施工环境温度宜为巧℃,相对湿度不大于80%。环氧树脂胶料的配机将稀释剂及环氧树脂按需要量称取并加入容器内,搅拌均匀后冷却至室温待用。使用时称取定量树脂,加入固化剂及细骨料搅拌均匀即制成环氧树脂胶料,配制环氧玻璃钢打底料(稀薄料)时,可在未加入固化剂前加一些适量稀释剂。打底:用毛刷或滚筒蘸上打底料在基层上进行二次打底,其间自然固化24小时,打底厚度不应超过0.4mm,不得有流淌,气泡等。嵌刮腻子:基层表面或层间凹陷不平整处,须用刮刀嵌刮腻子,予以填平,24h后再贴玻璃布,腻子不宜太厚,否则热处理时易出现龟裂现象。衬贴玻璃布二层:(l)玻璃纤维布的质量直接关系到它在玻璃钢中所起的骨架作用,对于玻璃钢的性能具有十分重要的影响,本工程选用无碱无捻平纹方格布,并要求经纬密度较小。施工时先沟道、孔洞、设备基础,后地面,其搭接应顺物料流动方向。(2)二层玻璃钢隔离层:采用间断手糊法施工,用毛刷蘸上胶料纵横各刷一遍后,随即粘贴第一层玻璃布,并用滚筒反复滚压使充分浸透胶料,挤出气泡和多余的胶料,将玻璃布贴紧压实,贴好后再在布上涂刷胶料一层,待其自然固化24h、不粘手时,再铺贴第二层。依次类推,在铺贴每层时均需进行质量检查,清除毛刺、突边和较大气泡等缺陷并修理平整。搭接缝宽度大于scm,衬贴时玻纤布不宜绷得过紧,必须做好密实处理,贴好后的层内应无气泡,无流淌,无折皱。(3)在转角处、管、孔、预埋件、设备基础的周围,均须把布剪开铺平,并多铺一层,予以增强。(4)玻璃钢贴衬完毕后,须在表面稀稀撒一层小0.7一1.2石英砂作锚固作用,增加块料面层与玻璃钢的符力作用,等彻底固化48h后(必要时须作热处理),再将表面浮砂彻底清除干净,方可进行面层施工。 2.2.3块料面层施工环氧树脂胶泥的配制:称取事先配制好的环氧树脂胶料(其配制方法同隔离层中环氧树脂胶料的配制),搅拌均匀后加入耐蚀粉料(石英粉150~200),再进行搅拌,就配制成胶泥,如固化速度快或初凝期限短,也可在环氧树脂中先加粉料搅匀,使用前再加固化剂,以免来不及使用造成不必要的材料浪费。块材铺砌(耐酸砖):铺贴施工采用揉挤法,错缝搭砌,因块材间的缝隙较小,采用单一胶泥,既做结合层又做块材缝隙间的防腐材料。铺贴前先在玻璃钢表面涂刷一遍环氧胶料,然后将配制好的环氧树脂胶泥用灰刀在其表面轻轻刮上1一3Inln,再在瓷砖背面刮一层薄薄的环氧胶泥,且在砖的两侧刮上胶泥,灰缝宽度2一3lllln,将砖轻轻压在表面,用力揉挤,或用橡胶锤敲击,直至平整,横平竖直,再将挤出的余灰刮清擦净,依次铺贴,并应采取防止块材滑移措施。同时,因车间内在生产中须经常冲洗,故在各层地漏处须保证不少于500llun范围内波向地漏,且地面须平整,不得出现积水现象。 3.耐酸砖墙裙及设备基础立面施工技术 3.1施工工艺 3.1.1耐酸砖墙裙基层处理一1:3水泥砂浆打底扫毛(10mm)一环氧砂浆(10mm)一20mm耐酸砖面层(墙裙高度1500) 3.1.2设备基础立面基层处理一1:3水泥砂浆找平层(10mm)~环氧玻璃钢(二底二布)隔离层一smm环氧胶泥结合层~20lllln耐酸砖面层(2~3厚环氧胶泥挤缝)如下图3所示: 3.2施工方法 3.2.1耐酸砖墙裙基层处理:将水泥砂浆抹灰面拉毛,并将抹灰表面的浮砂用软毛刷清理干净,抹灰表面必须平整,无凹凸不平和起砂现象,不允许有裂纹存在。基层含水率的要求:水泥砂浆抹灰面表面20mm深度内的水分含量不得超过6%。结合层施工:(l)结合层为环氧树脂砂浆,做环氧树脂砂浆前应在基层表面(撒石英砂),涂刷一层胶料,再将环氧树脂砂浆摊铺在基层表面,摊铺可用塑料或钢条控制摊铺厚度,铺好的树脂砂浆应立即压实抹光,整体树脂砂浆面层不宜留施工缝,必须留施工缝时,应留斜搓,当在近缝处施工时,应将留缝处理干净,边涂刷打底料,边进行摊铺施工。耐酸砖墙裙施工要点:(l)环氧树脂砂浆的配制称取一定数量的环氧树脂胶料,搅拌均匀后按一定级配加入粗细骨料,再进行搅拌,就配制成砂浆,如固化速度快或初凝期限短也可在环氧树脂中先加细骨料搅匀,使用前再加固化剂。环氧树脂砂浆的自然养护固化期为7一10天。(2)在环氧树脂砂浆层上铺贴耐酸砖墙裙施工要求同楼地面。并应在楼地面耐酸砖铺贴施工完成后自下而上进行铺贴,同时须采取防止块材滑移措施,采用在水平灰缝内垫放楔子片,后再取下堵孔。转角处和立面搭砌如4图所示: 3.2.2设备基础立面基层处理、隔离层、结合层的施工同楼地面施工方法,且转角处的搭接宽度须调整为不小于IOcm。面层耐酸砖的施工同墙裙面层施工,同时采取防止块材滑移措施,密缝、错缝、自下而上排列铺贴。 4.质量控制标准及相关措施 (1)耐酸砖的品种、规格、等级应符合设计要求及规范要求,块材结合层的胶结料应饱满密实,粘结牢固,不得有疏松、裂纹、起鼓等现象。对色差较大的耐酸砖铺贴前需进行挑选,分区铺贴。(2)块材和灰缝表面应平整无损,块材灰缝内的胶结料应饱满密实,灰缝饱满度直接影响防腐效果,施工中除采用挤缝方法外,须同时采用原浆擦缝的方法施工,以确保挤缝宽度一致,灰浆饱满无空鼓。(3)为便于车间内清扫,在所有耐酸砖面层施工完毕后,采用与结合层同配合比的环氧胶泥对所有耐酸砖面层的阴角处抹成约Zcm的“小八字”,同时在墙裙顶部与墙面涂料相交处采用同种做法,虽然这是一项很小的技术措施,但使用后的情况证明,这项措施即简便可行,又可起到预期的效果,值得推广。 5.结语 耐酸砖防腐工程施工的关键环节在于隔离层及块料面层的施工,对胶泥、胶料的配制须严格计量,确保防腐工程质量,同时因该工程采用了部分易燃、易爆的挥发性材料,在施工过程中要安全生产,制定完善的安全预控措施,并进行通风、隔离、防护、看管、标识等工作。确保工程施工顺利完成,该工程在投产后己得到实践证实效果良好,同时目前在建的500t/年泰乐菌素项目中的提炼、发酵车间楼地面防腐工程也将采用此工艺施工。 工业分析技术论文:原材料工业技术创新对策分析 一、原材料工业技术创新存在的问题 (一)技术创新投入不足。2014年,我国规模以上工业企业研发投入占销售收入的比重为2.88%,而原材料工业研发投入强度均不到1%,其中石化只有0.28%。与发达国家特别是与一些著名跨国公司相比,我国原材料工业研发投入存在的差距明显。以石化产业为例,目前,世界石油化工公司的研究开发经费一般占其销售额的4%以上,有的高达10%。而我国即使具有较强竞争力的石化企业研发投入占销售收入的比例也不超过1%。而且,我国原材料工业尚有75%以上的石油与石化企业、80%以上的化工企业、90%以上的建材和钢铁企业、85%以上的有色金属企业没有R&D活动。(二)技术创新效率低。2014年,我国原材料工业规模以上企业参与R&D的科技人员59.42万人,占工业规模以上企业R&D人员总数的16.4%,而申请的专利数仅占工业规模以上企业专利申请总数的10.3%;原材料工业规模以上企业新产品销售收入28581.83亿元,占总销售收入的10.4%,低于工业规模以上企业同一指2017年11月中41标2.51个百分点;新产品出口2297.6亿元,占工业规模以上原材料工业企业新产品销售收入的7.91%,低于全部规模以上工业企业同一指标10.92个百分点。总的来看,原材料工业技术创新效率低于整个工业,更低于发达国家的产出效率。(三)原始技术创新能力弱,关键优秀技术受制于人。我国原材料工业企业原始创新能力不足,现有技术不能完全适应产业发展的需要。应用基础性研究和前瞻性研究薄弱,已开发的技术大多是跟踪创新,缺乏拥有自主知识产权、国际领先的优秀技术和主导系列产品,关键优秀技术受制于人,原材料工业总体上尚未摆脱关键优秀技术追随者的角色,原始创新较少,没有起到引领产业发展的作用。我国钢铁产业的自主创新大多属于模仿创新,尚未形成在世界钢铁界具有影响力的重大专有技术和产品优势;石化产业的大型生产装置仍需引进关键技术;建材产业中的高端设计、节能减排、智能化\自动化、产品品牌影响力等与国际领先水平相比还有明显差距,一些关键部件和材料还需要依赖进口。(四)研发资源分散,行业共性关键技术攻关缺少联手合作的平台。目前,我国原材料工业的科技创新支撑体系在隶属关系上事各有其主,且主要宗旨是为所在企业服务。加上市场经济条件下各研发主体都需要保护知识产权,因此从体制上客观造成了资源的分割和机制的个性化。一些产业发展创新的关键技术靠单个单位单打独斗是难以完成的,从而导致了关键技术的大项目拿不动,只得面对现实,局限于现有技术层面的完善提高,结果导致重大的专项和真正带动产业发展的技术装备研发缺乏合力,难以形成协同创新效应。 二、推动原材料工业迈上中高端亟需突破的关键优秀技术 要推动我国原材料工业从世界产业链和价值链的中低端迈上中高端,亟需加强自主创新能力建设,突破制约我国原材料工业转型升级、迈上中高端的关键优秀技术缺乏和关键成套装备依赖于人的局面,大力提高我国原材料工业的低碳生产技术(如直接还原炼铁新工艺、新技术)、资源综合利用技术、高效、节能、节材综合技术、关键品种市场的工艺技术、高端成套装备生产和系统集成技术、面向全流程质量稳定控制的综合生产技术、信息化、智能化的绿色产业升级技术。具体到产业来说,应重点突破以下关键优秀技术:石油石化产业:页岩气等非常规油气资源和深海、极地等新领域勘探开发技术、高效定向催化、先进聚合工艺、材料新型加工和应用、催化气化、加氢气化等定向气化和新型煤气化技术的工程化技术、通用树脂高性能化产品技术、高端通用合成橡胶及高端通用合成纤维专用牌号及合成新技术、特种纤维高端产品及工程化关键技术、陶瓷纳滤膜材料工业技术、环保透明抗冲聚丙烯技术、双向拉伸聚乙烯产业化关键技术等。建材产业:大型节能粉磨技术与装备、支撑战略性产业发展的新材料技术、高性能绿色节能建材及其先进制造技术、非金属矿物材料开采及深加工技术、建材窑炉烟气脱硫脱硝除尘、煤洁净气化以及建材智能制造、资源综合利用技术等。钢铁产业:复杂难选铁矿石预富集—悬浮焙烧—磁选技术、低碳炼铁技术、炼钢二次资源高效利用技术、先进钢铁全流程一体化组织控制技术、改进型热带无头轧制短流程工艺、装备及产品、薄带铸轧短流程工艺、装备与产品、无酸洗涂镀制备热轧涂层板技术、新一代钢包喷射冶金工艺、高品质连铸坯生产工艺与装备、热轧钢材组织性能控制技术、极限规格板材先进热处理装备及工艺技术、高精度冷轧板形控制技术与装备技术、先进连续退火与涂镀技术、真空制坯轧制复合板技术等。有色金属:一步炼铅和闪速炼铅成套工艺装备、锌冶炼清洁生产新装备、湿法(原子经济法)再生铅技术、离子吸附型稀土矿原地浸矿及氨氮无组织排放控制技术、短流程炼铜、水资源高效利用技术、合金相图技术、深井高应力诱导破碎及矿山数字化技术、深海矿产资源开采技术、硅酸盐矿物分离科学、生物提取金属、熔盐电解直接提取稀有金属新技术、二硼化镁(MgB2)超导材的研究、高效能源材料成矿理论研究等。 三、提高原材料工业迈上中高端的技术支撑能力的政策建议 (一)加强协同创新,建立官产学研用战略联盟,提高原材料工业整体创新能力。技术创新是一个链条、一个网络,从科学研究、实验开发到推广应用是一个“三级跳”,哪一个环节跳不好,就会出现木桶效应,让整个体系都运转不畅。当前,对原材料工业来说,要解决创新活动中存在的分散封闭、交叉重复等碎片化现象,避免创新中的“孤岛”现象。既要加强企业内部研发、设计、生产环节的协同,又要加强企业之间、科研院所和下游用户之间的协同,建立健全各主体、各方面、各环节有机互动的创新体系,形成创新链和产业链的协同效应。在这个过程中,政府要积极引导科研院所、大专院校与企业建立紧密联系,培育产学研用创新联盟,通过完善利益分享、风险分担等相关政策措施,深化产学研用协同创新,促进创新主体多元化发展;企业要充分发挥技术创新的主体作用,自觉加大产业技术创新投入,加强与有关科研院所的战略合作,与有关科研院所建立联合共建实验室、工程研究中心,重视与下游用户的合作,联合相关下游用户共建产品研发应用中心或实验室,建立跨行业的“产—研—用”平台,使企业创新能够及时响应用户需求。科研院所要以市场需求为导向,以科研项目落地为标准,提高创新链对接产业链的能力。(二)科学统筹创新资源,加大产业技术创新投入。加大对原材料工业现有国家重点实验室、国家工程(技术)研究中心、企业技术中心以及行业认定的科技创新平台建设的支持力度和监管力度,科学统筹科技资源,提高资源的利用率。发挥公共技术服务平台在各行业各领域共性技术研究方面的纽带和桥梁作用,带动相关领域科技创新水平的提高。通过组织实施一批重大科技专项,进一步加大对原材料工业具有全局性、带动性、影响面大的关键共性技术的研究布局和投入,推进原材料工业自主创新。(三)加强知识产权保护,健全科技成果转化机制引导有关单位重视和加强专利和标准化工作,结合国家经济发展、科技重大计划积极开展战略研究,培育和提升行业、企事业单位运用知识产权的能力和水平。健全科技成果转化机制,研究促进新技术新产品应用的需求引导政策,鼓励社会资源参与产业技术创新成果转化。(四)加强创新人才培养,打造高质量的人才队伍。加快建立多层次的适合产业技术创新能力提升的人才支撑体系,加大创新人才培养力度,积极牵引大企业集团和科研单位与高校合作,共同打造一支与产业发展和创新需求相适应的、技术全面的高技能人才队伍,为原材料工业可持续发展提供人才资源保障。重视对在岗科技人员的培养,打造以科技领军人才为首的创新团队。鼓励有创新实践经验的企业家和企业科技人才到高等学校和科研院所兼职。积极开展专业培训,支持人才的知识更新和技能提升以满足技术发展的需求。根据发展需要,积极引进海外人才,吸引产业发展所需的高层次人才和紧缺人才。 作者:周维富 单位:中国社会科学院工业经济研究所
冶金行业电气自动化技术研究:冶金行业电气自动化控制技术分析 一.冶金工业自动化控制技术的创新与发展 随着我国冶金行业的快速发展,科学技术进步日新月异,我国冶金电气自动化技术应用取得了显著的成效。我国不断引进大量自动化控制技术,进一步提高冶金生产集成控制水平。企业经过初期的资本积累,从原料准备到生产出最终产品,注重将资金投入到研发新技术、新工艺上。繁杂的生产工艺既促进了自动化控制技术在冶金行业的应用,也给企业带来了旺盛的生机和活力。在冶金企业的生产过程采取引进部分先进技术,不断发展中对自动化控制技术,实现适合自身发展的电气自动化设备的功能提升和技术创新。 二.冶金电气自动化技术的基本特点 20世纪80年代以前,冶金电气自动化技术的特点主要表现在适应冶金企业生产需要,主要从国外引进冶金工程自动化系统控制软件,基本属于流程型。到后期,冶金工程自动化系统控制软件技术的应用与创新有较大提升,生产过程工艺环节逐渐变多、连续性增强,逐渐意识到自主研发的重要性和适用性,而且包含有复杂的物理和化学过程,实现了较大的历史性转变。随之而来,生产流程存在着各种突变和不确定因素,更加注重向技术要效益理念的培育。其中,原燃料成分和生产技术条件经常发生波动。为确保新一代冶金工业工程自动化系统控制软件平台的应用冶金生产的顺利进行,生产人员需要根据生产工艺要求对物料、能量、质量等,制定最优的生产作业计划,推行自动化管理,使得冶金工业自动化管控效率和水平达到了国际领先地位。 三、冶金电气自动化技术的重要作用 随着工业技术的进步和自动化控制软件的研发,在生存中求发展的历史阶段下,冶金电气自动化技术在生产过程中发挥着越来越重要的作用。兴起了自主研发的冶金工业工程自动化控制平台技术类软件,大幅度降低人工操作故障率。在应用水平、管控质量、运行效率等方面通过采用冶金生产应用电气自动化技术,在很多环节和细节,创造出可观的经济效益。变人工操作为自动化操作,逐渐取代进口软件,使所用相关设备按照程序逻辑,优于国外进口自动化系统控制软件。按部就班的进行,在工业生产中得到了较为广泛的采用和实践,大幅度减少人力,使得国有大中型企业领军的能源管理控制系统等领域有了长足的进步和提升,从而节约生产成本。基于节能环保与钢铁产品制造流程优化的设计,保证设备正常运转,提高工作效率。 四、冶金自动化控制系统的未来发展趋势 早期的冶金工业自动化控制技术的应用主要局限在装备性能、产品质量、生产成本、运行效率等。虽然在创新的路上经历一些磨难挫折,但我国的电气自动化冶金控制技术已经取得了很大的发展,基本实现了生产效率的最大化、生产能耗的最小化。但也存在一些问题,例如我国各地的冶金技术水平仍然存在未来亟待解决的不平衡问题,因此对钢铁工业生产的结构、功能以及效率进行进一步优化和改善,自主研发创新已经成为未来发展的趋势。(1)提高并改善自主集成数字化控制系统的水平加强对制造整体流程的研究和投入。在坚持原有钢铁工艺流程的基础上,加大计算机模拟仿真技术研究,对生产过程进行改善,引入绿色环保、节能降耗等理念。改进控制系统的同时,也提高了生产效率。在数据采集方面利用最新的仿真计算,防止不合格产品的产生和资源的浪费。对历史生产过程调整模拟,建立广义模型、优化和完善控制技术过程,在脱离冶炼过程下改变参数与模型,从毕建良而实现全程自动化控制。(2)自动化控制技术数据挖掘与应用通过改善自动化控制系统的水平,对钢铁工业各环节产品实行实时监测、评估与控制生产出优质的钢铁产品,运转高效、误差率较低,工业产品质量得到有效保障。在钢铁自动化控制系统中,基于在线分析检测监控技术,对生产过程的实时数据进行收集整合,实施动态实时监控。并通过数学模型的优化,研发出对生产设备实施全过程实时诊断的新型自动化控制技术,达到对生产过程的精细化管理以及生产的自动控制。(3)冶金自动化控制系统优秀的服务提高冶金自动化控制技术优秀科技的服务是技术产业之源,需要由被动服务向主动服务转变。以科学理论的研发为基础,对服务的质量要求与日俱增,可以在冶金工业科技研究领域取得历史性进步。目前,冶金企业追求一种零故障的目标,这就要求自主研发一套先进的冶金工业自动化控制技术体系。除了设备软硬件配套衔接,本身的检修外,还需要产学研相结合,改善操控系统。提供标准化的服务,提高生产工艺技术水平。(4)冶金自动化控制系统要不断开拓创新自动化控制系统产业创新主要以技术创新为基础,要想长期生存并保持旺盛的生命力,必须走自主发展的道路,取人所长补己所短,发挥自身优势,不断开拓创新。未来一些新技术,在其原有冶金流程的基础上,融入到自动化控制系统中,例如将智能仿真技术运用在控制系统运算比对上。机电一体化测量也必将取代现代的测量技术,通过仿真模拟计算,将测量精度大大的提高,调整出最佳控制效果。 五、冶金工业自动化控制系统的建议 我国建国以来,冶金工业自动化控制技术取得了很大的进步,步入国际领先水平。但是由于科技人才相对缺乏,与国外的一些先进技术还有不小的差距,在总体技术实力上还无法抗衡。因此,笔者提出如下建议:(1)提高整套控制系统的实时性和可靠性当前,由于我国企业在某些方面技术的不成熟,对实时性要求偏低,硬件技术的差距仍然很大。想要产出优秀的大型自动化控制系统,需要对各项数据进行综合分析并进行科学处理;相关专业人才应该开拓创新,提高整个系统的运算速度,研发出属于自己的硬件技术与产品,及时调整参数配比,进而迅速缩小与世界领先技术的距离。(2)要实现数据挖掘和运用通过采集最新数据,改善整套控制平台系统的运行质量和水平,加大创新意识,走自主研发道路。加强宣传推广实时性和可靠性的优势,增加企业与科研机构等的合作研究。注重对实时数据参数进行收集,促成冶金生产的电气自动化技术及其应用的更新和发展。对数字模型经过全过程优化,实现冶金工业的健康、和谐和可持续发展。 作者:毕建良 冶金行业电气自动化技术研究:电气自动化技术对冶金行业的应用 摘要:电气自动化技术是现代社会发展的主要技术形式之一,新技术在社会发展领域的综合性探索,是提升冶金行业技发展速率,并逐步进行行业技术创新应用的发展新趋势,本文对电气自动化技术在冶金行业中应用分析,基于电气自动化技术的基本特点,对电气自动化技术在冶金行业的应用进行分析。 关键词:电气自动化技术;冶金行业;应用 网络信息传输结构的逐步完善,为现代社会的发展提供了技术开发的炫新渠道。电气自动化技术在传统工业应用技术的基础上,融合计算机自动化系统,实现技术应用效果的进一步创新,结合现代电气自动化技术的基本设计,对冶金行业的电气自动化技术进行分析。 一、电气自动化技术的特点 电气自动化技术是基于传电气技术的基础上,融合计算机系统中自动化技术,达到传统技术与新技术的综合性对接,提升冶金行业效率的作用,电气自动化技术的特点分析主要包括:其一,电气自动化技术的技术广泛性较强[1],技术兼容性大,电气自动化技术技术的融合发展是中包含计算机技术,生产系统技术等多方面技术,在社会发展的多个领域都可以得到融合应用;其二,自动化技术性高,电气自动化技术的实现主要是基于计算机设计系统的基础上,从系统的单一性操作向集中化转变,大大提升了现代冶金行业整体生产加工效率;其三,电气自动化技术的安全性高[2],冶金行业是工业生产的主要领域,冶金行业的金属冶炼整体技术的应用与分析具有相应的危险性,实施电气自动化技术可以实现冶金行业危险职业由自动化代替人工操作,使冶金行业的安全性得到保障。结合以上对电气自动化技术基本概念及特点的分析,结合现代冶金行业对电气自动化技术的应用进行综合性探索,实现现代电气自动化技术在社会发展中的作用。 二、电气自动化技术在冶金行业中的应用 电气自动化技术在现代冶金行业的应用,实现了现代冶金行业生产效率的提升,生产系统一体化发展,并在电气自动化技术的逐步应用中逐步进行技术额综合性探究,从而实现现代工业生产技术的综合性完善的探究。 (一)冶金电力保护中的应用 电气自动化技术在冶金行业的应用,实现了电力资源供应系统电力资源应用结构的自动化发展,电力供应是冶金行业的发展动力,电气自动化技术的应用中包含了电力供应,例如:冶金领域的电气自动化趋向能保障电力资源供应中及时为冶金机械的加工生产提供相应的电力供应保障,同时实现电力供应资源的科学循环发展;另一发面,电气自动化技术在冶金领域的应用也可以达到现代冶金体系职工继电器的保护作用。例如:电力供应系统中继电器的检测保护主要包括继电器的运转信号的采集,分析,判断以及诊断几部分,电气自动化技术可以将这一过程综合为一个整体,并及时将冶金领域的供电系统进行电力维护,实现冶金行业的继电装置供电稳定性提高,电压应用的稳定性提升。 (二)冶金生产传感器 冶金行业中电气自动化技术的应用,在冶金行业的生产传感器的应用上具有体现。电气自动化技术中传感器技术可以把外部接收的信号转化为内部信号,自动化系统在计算机系统的控制作用下,能够快速的进行信号传输整理,在较短的时间内将冶金中接收的外部信号转化为电信信号。这一过程是冶金生产得以全面性自动化实施的基础。例如:冶金行业的技术应用主要是通过外部冶金材料的信息判断,到达控制性内部冶金加工的温度,加工的时间等问题,由此可见,冶金生产中传感器的应用是发挥电气自动化技术作用的技术基础。 (三)冶金温度检测器 电气自动化技术在现代冶金行业的应用中,温度检测器也是主要技术之一,温度检测器与压力传感器的应用往往是结合使用。一方面,冶金温度检测器在冶金领域的应用主要是从冶金生产的外部控制对冶金自动化具有控制作用,例如:钢铁冶炼的最佳温度,钢铁冶炼的外部温度和钢铁熔点之间的关系,冶金温度检测器的作用是通过系统对冶炼中温度的辐射温度收集进行信号传输,为电气自动化技术操作系统提供冶金中所需要的信息内容,把握冶金中温度的均衡性发展;另一方面,压力传感器技术是对冶金中的受压情况转化为技术分析,并将收集到的压力直接转化为信号,实现信号PLC控制中心的冶金环节的综合性控制分析。 (四)PLC技术应用 PLC技术是电气自动化技术的优秀部分,PLC技术也可以叫做可编程逻辑监控器,冶金领域的的自动化控制技术在计算机系统的基础上,实现冶金生产环节的的生产环节的一体化管理。例如:PLC技术在钢铁冶炼行业中应用,可以实现钢铁冶炼环节脱硫、熔炉、除氧、转化以及水循环等环节的一体化控制,同时及时进行冶金环节的生产电波综合性转换,PLC技术的实施大大提升了我国冶金行业技术转换与循环的结构循环;同时,PLC技术的应用也可以与化学处理技术,冶金材料的运输部分结合在一起,扩展了现代电气自动化技术在冶金领域的综合应用。例如:PLC技术与冶金钢材运输结合应用,现代冶金技术的综合运输交流中采用PLC编程系统设定冶金产品的加工包装,将冶金行业的技术应用与技术应用综合性融合。 (五)冶金生产变频器的应用 电气自动化技术在冶金行业的应用也逐步达到冶金生产变频器的综合应用,变频器可以实现冶金电力资源供应中实现直流电转化为交流电再转化为交流电的系统性电力应用应用过程,新的电力供应系统在冶金行业的应用大大提升了冶金技术设备的变频速率,同时保障电力资源应用整体规划结构的电力信号在较短的时间内可以与系统接收传输信号进行同步融合,变频器的综合性拓展完善了传统冶金行业单一的电力资源应用作用,从不同的角度对电力资源的供应与传输进行多样化的融合。结合以上对电气自动化技术在冶金行业的技术应用分析,积极探索现代工业生产加工技术的未来发展趋势,推进我国工业生产技术的创新探索。 三、结论 电气自动化技术的综合应用,是现代工业发展的主要技术形式,基于电气自动化技术的基本特点,对电气自动化技术在现代冶金领域的开发与应用提供新的探索空间。 作者:陈建宏 何寅钦 单位:宁波宝新不锈钢有限公司 宁波东投置业有限公司 冶金行业电气自动化技术研究:试论电气自动化技术在冶金行业中的应用 摘 要:在当前的时展过程中,科学技术正在不断的进步,在冶金行业中,较多的应用了电气自动化技术,这项技术具有显著的效果,因此具有广阔的适用范围,运用电气自动化技术主要是进行检测,其自身的优点也是十分丰富的,具有广阔的适用范围,更是能够让冶金行业更加安全的进行生产,冶金产品的质量也能得到有效的保障。因此本文重点对这项技术进行分析,探究其在冶金行业中的应用,希望可以促进这项技术在今后更加完善,应用在更多的领域中。 关键词:电气自动化技术;冶金特征;应用 在当前社会的发展进程中,人们对于生活提出了越来越高的要求,所以冶金产品的需求量呈现出不断提高的趋势,在这种情况下,要想进一步发展市场,满足市场的要求,就要让产品种类更加多元化,本文重点分析了电气自动化技术在冶金行业中的应用,在当前的冶金行业,应用这项技术以后可以让产品实现自动化的生产,进一步促进冶金行业的进步。希望那个通过本文的论述能够让相关工作者的工作更加顺利。 1 电气自动化技术的特征 从特征上进行分析,电气自动化技术具有较广的涵盖面,并且也涉及较广的领域,所以在行业发展的过程中能够获得十分理想的效果。在对技术应用得过程中,这项技术的科技含量较高,应用也十分广泛,尤其是在冶金行业发展的过程中,可以朝着自动化的方向进行生产。这种技术主要是通过软硬件相结合的方式进行的,并且严重依赖着电子技术,所以失去电子技术,那么生产系统就无法得到正常的应用。将其应用在冶金行业中,如果没有电子技术的支持,那么同样也会影响生产的安全性,在当前的电子技术应用过程中,种类十分丰富,不同电子技术具有的功能各不相同,如果能够将两种技术有机的结合,那么效果将会是十分明显的。 2 电气自动化技术在冶金行业中的应用 2.1 工业以太网 在电气自动化技术应用的过程中,工业以太网是其中之一,首先从技术方面进行分析,工业以太网不但可以共同使用,还能与商用以太网相互兼容,在实际应用的过程中,这项技术在工业发展中具有良好的效果,这样才能让生产建设更加顺利。材质的选择十分重要,做好相关的监测工作,让生产系统更加安全与稳定。在冶金产品的监测过程中,工业以太网的应用可以起到检测产品的作用,尤其是在仪表检测的过程中,效果也是十分显著的,并且还能将检测的准确性得到进一步的提升,实现信息技术的顺利传输。冶金行业中大多都采用工业以太网,人工操作可以得到进一步的简化,同时还能实现对图像的高效处理,有效的保证了行业的发展。 冶金基础自动化系统。DSC、PLC以及工业控制计算机是该系统的主要代表,主要作用是控制现场冶金自动化设备。DSC极大的改善了顺序控制功能,PLC则能够使得回路控制功能得以加强,同时PLC是最基础的自动化控制系统,也是主要的冶金流程控制。冶金企业想要提高生产管理水平,必须做好系统优化工作,还要掌握自动化控制系统运行中存在的问题,优化冶金的流程。工业以太网还具有网络通讯功能,其结构比较特殊,在对信息进行监测后,可以利用网络将信息传输到控制中心。冶金行业的竞争性比较强,为了提高企业的竞争能力,必须实现自动化生产,还要利用流程仿真以及模拟技术,对冶金产品的生产流程进行控制以及优化。电气自动化技术是提高冶金企业综合实力的有效措施,冶金企业的管理者一定要认识到这项工作的重要性,还要做好协调工作,使不同的电气自动化技术可以应用在不同的生产环节中,这样才能冶金产品生产的质量以及效率。工业以太网在每一级使用的结构都不相同,常用的结构形式有树形和环形等等,使得纵向方面的管理、计划、生产、控制信息得以集成,横向方面的铁、钢、金冶炼数据得以传递。 2.2 继电保护技术 随着冶金行业的进步,冶金企业在生产数量上得到了不断的发展,将其应用在生产过程中,实现了自动化的发展。继电保护技术的应用主要是以数字式计算机为基础的,可以运用单片实现智能化保护。如果低压短路出现故障,那么就会降低时限,起到节约成本的作用。在冶金产业中,钢铁冶金是一类负荷,所以对产品具有很高的灵活性,这时就要求冶金供电系统应该与其他的工艺系统相互配合使用,这样才能起到保护与监控的作用,在所面向的对象中,也包含了对110kv变压器的保护。 2.3 传感器的应用 在电气自动化设备中,传感器是一种基础性的设备,冶金行业中的应用是十分广泛的,在实际的应用过程中,传感器的作用主要是进行检测,可以对外部环境进行感知,这样就能够将所感知的信息收集起来,并且按照相应的规律加以转换,从而得到可以使用的信息,换句话来说,环境信息通过传感器,可以转化为一种电信号,在传感器中,主要包含两方面内容,一是转换组件,一是敏感组件,在传感器的应用中,主要是用来传递信息以及处理信息等,随着现代化的发展,冶金行业中,传感器已经成为自动检测与控制的重点。 压力传感器。该传感器常用在仪器仪表控制和工业实践中,同时在其他工业的自控环境中也常常被运用,如交通、水利水电、军工、航天航空、电力、油井、石化等的众多的行业。压力传感器主要是感受压力的变化,并将其转化为电压或者是电流的变化,压力传感器运用在装运煤和高炉的上煤,从而可以统计用煤量以及测量、控制上煤。 温度传感器。该传感器可以感受到温度,并且将温度信息转化成可以输出的信号,温度传感器主要是用在高炉炉体以及锅炉炉体的温度检测和控制。温度测量仪表的优秀就是温度传感器,在工业的生产过程中,一些物体的表面温度通常使用辐射测温法来测量,比如熔融金属在坩埚或者冶炼炉中德温度等等。除了这两种传感器之外,还有流量传感器。该传感器可以感受到流体的流量,并且将流量信息转化为可以输出的信号,流量传感器常常运用在不需要精确的保护流量值的情形下。锅炉中的蒸汽管道、送风管道、给水管道常常使用该传感器,通过它对管道中流体的流速、流量进行测量。 结束语 总而言之,本文重点对电气自动化的相关技术进行了分析,促进冶金自动化朝着更加稳定的方向发展。之所以要将电气自动化技术应用在冶金行业中,主要是为了促进经济效益的提高,并且让工作效率得到有效的提升。企业在应用了这项技术以后,也确实获得了较为理想的收益,让产品的产量得到有效的改观。通过这一技术的应用,还能将工作人员的工作量得到降低,对于成本来说也得到了显著的减少。所以为了促进冶金产业更加长远的发展,也要加强对电气自动化技术的优化。 冶金行业电气自动化技术研究:电气自动化技术在冶金行业中的应用 [摘 要]近年来,随着科技的不断发展,电气自动化技术在冶金行业中应用越来越广泛,而且收到了良好的效果,提高了冶金企业的生产效率以及产量。电气自动化技术是一种先进的检测技术,其有着较多的优点,适用范围也比较广,可以有效保证冶金行业安全的生产,还可以保证冶金产品的质量。本文对电气自动化技术的特征进行了介绍,还对电气自动化技术在冶金行业中的应用进行进了分析,以供参考。 [关键词]电气自动化技术 冶金 特征 应用 随着社会的不断发展,人们的生活水平越来越高,对冶金产品的需求量也越来越高,冶金企业为了更好的满足市场以及顾客的需求,必须增加产品种类的丰富性,还要优化生产工艺,提高产品质量标准。在很多现代化的冶金企业中,引进了电气自动化技术,实现了冶金产品的自动化生产,而且推动了冶金事业的发展。 一、电气自动化技术的特征 电气自动化技术有着一定特征,这项技术涵盖面比较广,而且涉及的领域比较宽,在很多行业的应用中都收到了良好的效果。这项技术有着较高的科技含量,而且应用性也比较强,在冶金行业的应用中,可以实现冶金产品的自动化生产。在应用电气自动化技术时,可以采用软硬件结合的方式,企业管理人员还要做好市场调研工作,根据市场的需求合理应用电气自动化技术。在应用电气自动化技术时,还对电子技术有着较强的依赖性,如果离开电子技术,可能造成生产系统无法正常运行。在冶金的各个环节,都涉及到电子技术,电子技术的种类很多,而且有着不同的功能以及适用范围,其可以收集信息,还可以对信号进行处理,将电气自动化技术与电子技术结合在一起,可以提高生产控制的水平,还可以保证生产安全的进行。 二、电气自动化技术在冶金行业中的应用 1、工业以太网 工业以太网是一项先进的电气自动化技术,从技术方面分析,工业以太网与商用以太网是可以兼容的,但是在实际设计以及应用的过程中,工业以太网在工业行业有着良好的应用效果,可以满足工业生产的需求,在应用的过程中,需要做好材质选择以及监测工作,还要保证生产系统的可靠性。工业以太网的监控系统在冶金产品生产中发挥着重要的作用,其对仪表的检测有着良好的应用效果,可以提高检测的准确性,还可以对检测到的信息技术实施传输。工业以太网在冶金行业应用比较广,其可以简化人工操作,还可以提高图像处理以及多媒体虚拟技术。互联网在冶金企业分布比较广,所以,利用光纤技术,可以检测设备的运行情况,利用工业以太网这项自动化技术,可以提高传输网络的抗干扰能力。 冶金基础自动化系统。DSC、PLC以及工业控制计算机是该系统的主要代表,主要作用是控制现场冶金自动化设备。DSC极大的改善了顺序控制功能,PLC则能够使得回路控制功能得以加强,同时PLC是最基础的自动化控制系统,也是主要的冶金流程控制。冶金企业想要提高生产管理水平,必须做好系统优化工作,还要掌握自动化控制系统运行中存在的问题,优化冶金的流程。工业以太网还具有网络通讯功能,其结构比较特殊,在对信息进行监测后,可以利用网络将信息传输到控制中心。冶金行业的竞争性比较强,为了提高企业的竞争能力,必须实现自动化生产,还要利用流程仿真以及模拟技术,对冶金产品的生产流程进行控制以及优化。电气自动化技术是提高冶金企业综合实力的有效措施,冶金企业的管理者一定要认识到这项工作的重要性,还要做好协调工作,使不同的电气自动化技术可以应用在不同的生产环节中,这样才能冶金产品生产的质量以及效率。工业以太网在每一级使用的结构都不相同,常用的结构形式有树形和环形等等,使得纵向方面的管理、计划、生产、控制信息得以集成,横向方面的铁、钢、金冶炼数据得以传递。 2、继电保护技术 冶金企业的不断发展,其生产的规模在不断的增长,生产所用设备的自动化也在不断的提高,从而使得现代的冶金企业能够更加广泛的使用继电保护技术,该技术建立的基础是数字式计算机,主要依靠单片来进行机智能保护。当低压短线路出现在冶金供电系统中时,可以适当降低时限的要求,节约成本。由于钢铁冶金企业是属于一类负荷,需要让该类企业的电器系统配合上DCS系统或者是工艺系统,同时在产品要求上也有很高的灵活性。RCSDD9600CS系列装置被使用在保护监控产品中,而它的配置也需要按照面向对象的思路来进行,其中也包括了适合110KV的变压器保护。 3、传感器的应用 传感器作为一种基础的电气自动化设备在冶金工业中也运用的比较广泛,传感器的本质是一种检测装置,它能够感知外部环境的信息并将信息按照一定的规律转换成可以使用的信息,换言之,传感器可以将环境信息转化成电信号。转换组件和敏感组件是传感器的主要组成部分,传感器的主要作用是信息的传递、处理、储存、记录以及控制等等,在现代的冶金工业中,传感器是实现工作能够自动检测控制的关键环节。 压力传感器。该传感器常用在仪器仪表控制和工业实践中,同时在其他工业的自控环境中也常常被运用,如交通、水利水电、军工、航天航空、电力、油井、石化等的众多的行业。压力传感器主要是感受压力的变化,并将其转化为电压或者是电流的变化,压力传感器运用在装运煤和高炉的上煤,从而可以统计用煤量以及测量、控制上煤。 温度传感器。该传感器可以感受到温度,并且将温度信息转化成可以输出的信号,温度传感器主要是用在高炉炉体以及锅炉炉体的温度检测和控制。温度测量仪表的优秀就是温度传感器,在工业的生产过程中,一些物体的表面温度通常使用辐射测温法来测量,比如熔融金属在坩埚或者冶炼炉中德温度等等。除了这两种传感器之外,还有流量传感器。该传感器可以感受到流体的流量,并且将流量信息转化为可以输出的信号,流量传感器常常运用在不需要精确的保护流量值的情形下。锅炉中的蒸汽管道、送风管道、给水管道常常使用该传感器,通过它对管道中流体的流速、流量进行测量。 三、结语 电气自动化技术是实现冶金自动化系统稳定进行的有效方式,冶金企业的管理者为了提高企业的经济效益以及工作效率,引进了较多的自动化技术以及先进的设备,提高了冶金产品的产量,而且增加了企业的生产效益。合理利用电气自动化技术,可以降低生产的成本,还可以减轻工作人员的工作量,节省人力资本。在应用这些先进技术的同时,还要结合企业实际做好改进与优化工作,这样才能提高电气自动化技术的应用效果,才能保证冶金企业更加稳定、长远的发展。 冶金行业电气自动化技术研究:电气自动化技术在冶金行业中的应用探讨 摘 要:冶金行业是当前能源消耗比较大的企业,电气自动化也已经在各种变电厂和发电站中得到了更加广泛的应用,对发电供电的管理起到了至关重要的作用。本文就电气自动化的技术在冶金行业热电厂的应用加以分析,以及其对冶金行业热电厂的经济效益和社会效益的巨大贡献加以阐述。 关键词:电气自动化;电力企业;通信控制 随着我国的电气自动化技术持续不断的发展,电气自动化技术已经到了相对比较成熟的地步。在通讯、电子、机械、电气等许多行业的广泛应用中,也得到了人们的认可。但是,电气自动化技术属于高新技术,还属于新兴技术。所以,对电气自动化技术的普及工作还不够,对电气自动化技术的相关知识的宣传力度需要加强。才能提高人们对电气自动化的认识和理解。才能促进电气自动化技术应用的普及,以及技术的提高。 热电厂是通过烧煤发热进而发电的电力企业,为满足人们的供电需求。随着国民经济的持续提高,人们对电力的需求也在不断上升,传统的电气技术已经不能满足扩大化的电网结构。而电气自动化在各种变电厂和发电站中的应用可以看出其技术的优势,将电气自动化技术引入热电厂的生产中,能有效的提高热电厂工作的效率,促进经济的发展。 一、电气自动化的概述 (一)电气自动化的定义 电气自动化有效的结合了计算机技术、通信技术和现代网络技术,对于热电厂的自动化管理和远程遥控有着非常重要的作用。在当前的电力生产领域中,电气自动化技术的发展和应用得到了很大的提升。 (二)电气自动化的优势 操作简单易懂:由于电力应用范围的不断增加,也为电力企业提出了更高的要求,而电气自动化技术的应用,为电力企业的电力供应能力大幅度的提高了。并且,由于电气自动化的操作简单,也最大化的降低了工作人员的工作力度,极大的推动了电力企业的效率,促进了电力行业的发展。 更完善的结构和性能:与传统的电气技术相比,电气自动化技术从系统到结构都更加的完善,设备的应用也更加的全面。而随时时代的发展,传统的电气技术已经不能满足当前的电气行业的要求。就必须对传统的电气技术进行改革,才能适应电气行业的快速发展。 更强的适应能力:传统的电气技术的结构和系统都较为简单,操作方式也过于单一。而电气自动化技术的操作方式则是很多样的,能够适应大多数人的操作,比起传统的电气技术,极大的提高了适应能力。良好的适应能力可以提高工作的效率,以及更好的效果。 二、电气自动化技术对热电厂的重要性 (一)提升热电厂发电变电的效率 随着经济的持续发展,人们的对用电的需求也在逐渐增大。于是,对热电厂的要求也在提高。由于电网规模的扩大,传统的电网发电技术在实际应用的过程中已经不能满足当前的发电要求。而电气自动化的技术则能有效的提升发电的效率,并在电气自动化技术的持续优化的过程中,对电热厂的潜力能进一步的挖掘。 (二)降低热电厂发电变电的成本 在热电厂的发电过程中,石油和煤炭是主要的发电能源。但在实际的发电过程中,往往会出现是有或煤炭的燃烧不完全等情况,极大的浪费了能源。而通过电气自动化技术的引入,能够有效的解决这一问题,能够将没有燃烧完全的剩余材料进行从分的燃烧,从而,不仅节约了热电厂发电的成本,还有效的减少了对能源的浪费。 (三)优化热电厂的资源配置 在以往的热电厂的发电过程中,由于对工作人员、发电设备、以及发电材料的配置和管理有一定的不足,造成了对各方资源的浪费,发电的效率也不高。而电气自动化的技术加入,在火电厂的发电过程中,能够对人力、设备、材料等资源进行充分的利用和配置,在提升发电的效率的同时,还能对设备的故障及时维修,保障火电厂工作的正常开展。 三、电气自动化技术在热电厂的应用 (一)热电厂一体化 电气自动化可以有效的为电热厂的一体化提供支持,一体化是对发电机、火炉、以及电的单元制进行脱衣的监控和运行。通过一体化的运行方式,可以有效的对整个火电机组的运行状态的参数和信息总体收集汇总并整理和分析。对火电机组的潜力进一步的挖掘,发挥其最大功效,从而增加了工作的效率,并降低整体的造价和成本。 (二)建设保护系统 在以往的系统保护的建设机制中,常常采用的方式是通过报警的方式,提醒错误的发生。或者直接通过跳机,对发电系统的及时阻止来防止失误发生所造成的破坏。但是在热电厂采用电气自动化的方式进行系统保护,则可以在工作过程中,对所有环节的运行状况加以检测和控制,在失误发生前就预测到有可能发生的情况,进而对系统进行修改等发生,有效的防范于未然,避免了失误的发生。除此之外,在对一些不可避免的事故,在已经发生了之后,也能及时的通过系统的操作方式,对失误进行控制,保证火电厂的正常运行。 (三)通信控制 热电厂需要对远程控制和交互控制进行更深远的发展,而在这过程中,就必须要建立起完善的通信系统,对之后电热厂的系统进行全程的通信管理,以促进热电厂的发展。在目前的火力发电厂的电气自动化系统中,还不能完全的满足对电气全通信的控制,不仅在通信速度上还有待提高,在系统可靠性的方面也存在着一些问题。只有处理好热工工艺的连锁,才能实现对电气全通信控制模式的建立,不仅对电气后台系统的实际应用水平有着极大的改善和提高, 而且对当前阶段的基本运行状态的监视功能也能实现更加的健全和丰富, 才能有效的提高电气自动化系统的整体控制能力,并且对电力系统的自动化水平也能得到有效的提高。 (四)网络结构 在电气自动化的系统中,网络结构的建立有着非常重大的意义。通过建立从办公自动化环境到控制机,直至整个电气自动化系统范围内的网络通讯产品网络结构,可以形成对所有热电厂现场的控制和监督。才能保证整个热电厂的的设备和系统,甚至计算机之间的数据信息的传输能够畅通,进而实现全体的自动化。 四、结语 通过对电气自动化以及在火电厂的应用可以得知,电气自动化比起传统的电气技术有很大的优势,需要引起人们的更加重视。而且电气自动化不仅是在热电厂,对其他的行业内也能得到同样的普遍应用。而在热电厂的电气自动化的道路上,需要结合实际情况,把电气自动化的技术进一步发展,才能使得电气自动化技术的价值能够更充分的体现,推动热电厂的创新和现代化,在自动化的进程中大步向前,最终促进电力事业的发展,为社会的稳定发展提供支持。
电子技术教学论文:新课程下电子技术教学论文 一、电教化教学在电子技术专业教学中的优势 随着新课程标准的制定,电子技术专业教学内容的要求向着多元化方向发展,要求的内容包括:电子技术专业知识的掌握程度,电子技能的实践操作水平,实训时的协调能力、临场应变能力以及思维能力等。新课程标准中所提倡的综合性教育,就是将电子教学、仿真教学和模拟实验三者进行有效的结合,并融入创新的教学思想。在这些综合性素质教育的基础上,如果能够加入电教化的教学设备,电子技术教学将会取得事半功倍的效果。电子技术教学中的模拟试验教学,要求教师通过试验教学启发学生对电子技术的理解,并通过试验独立得出结论。 在传统的教学模式中,通常使用一种压迫式的教学方法,以教师为主进行教学,在一定程度上具有局限性。例如,在现代电子技术的教学中,由于一些客观条件的限制,在课堂上不可能完成所有的试验,一些试验的操作还具有一定的危险性,实际操作难度很大,而且模拟电子箱中的各个元部件外形都比较小,在课堂教学中局限了学生的可视空间。电子式教学模式可以使教师利用计算机的交互功能和模拟功能,通过实物投影的方法,有效克服课堂试验的局限性,并能够对教学信息做到及时反馈。可见,采用电教化多媒体教学方式,可以优化教师的教学质量,丰富学生的信息来源,加强学生对电子技术专业知识的掌握和运用。 二、电教化教学在电子技术专业教学中的合理应用 在电子技术专业的教学中合理地应用电教化教学模式,有利于提高专业教学质量,但不能盲目地使用电教化教学而疏忽了教学内容,因此要在保证基本教学的基础上,找到最佳的时机将多媒体技术应用到教育教学中来,通过合理地运用使电教化教学的作用发挥到最大化。 1.培养学生的学习兴趣,调动学习积极性 对于课堂教学来说,良好的开始是引导学生进入学习状态的关键。巧妙地设计课堂教学的开头,能够有效集中学生的注意力,引导学生进入教学课程当中,营造一个良好的课堂氛围,调动学生求知的积极性,奠定学生在课堂上的主体地位。例如,在电子测量这门课的教学过程中,书中提到的所有测量仪器,不可能全部应用到课堂教学中来。通过多媒体教学中的电子仿真软件,引领学生通过对软件的相关操作,体验仪器的测量过程,并通过测量结果自主进行电路的状态分析,得出试验结论。可见多媒体教学可以使学生独立完成教学的试验内容,并在仿真试验中学习专业知识,积极地发现问题并主动地解决问题。通过电子式多媒体教学方式,培养学生对专业知识的求知欲望,使学生在一个轻松愉快的氛围中学习理论知识,为专业技能的掌握打下良好的基础。 2.结合现代信息技术,解决教学难点 在电子技术专业的教学过程中,通过合理地运用现代信息技术,可以让学生的学习过程更加直观化、生动化、形象化,有利于学生对知识重点的良好掌握和知识难点的有效解决。新课程标准要求教师要树立学生在课堂上的主体地位,培养学生自主学习专业知识的能力,激发学生的独立创造性,通过教师的辅助指导,使学生达到对理论知识的充分理解和掌握。秉承以学生为主、教师为辅的教学思想,通过多媒体教学的合理运用,教师和学生协调一致,促使电子技术教学达到理想化水平。 三、信息反馈对电子技术专业教学的影响 对于教师而言,课堂的教学效果可以通过学生在课堂上的反馈信息来判定。根据学生反馈的信息,教师可以判定学生对课堂知识的掌握程度,对教学方法进行及时有效的调整,对学生在学习中出现的偏差进行准确的纠正,使课程教学达到预期的效果。对于学生而言,将自身对专业知识的理解程度和掌握能力的信息进行反馈,可以及时地发现自身学习上的不足,并准确地进行调整,提高自己的学习效率。在多媒体教学试验中,通过计算机仿真技术软件的应用,学生在独立试验操作过程中,能够及时地发现问题,并将问题信息反馈给教师。教师通过辅助教学,帮助学生分析问题,引导学生自主解决问题。与传统的教学模式相比,多媒体信息技术教学能够更加及时、准确地反映学生对教学内容的掌握程度,帮助教师更加有效地调控学生的学习状态。 四、小结 随着现代信息技术的普及,电教化教学模式在电子技术专业的教学中起着极为重要的作用。广大的教学工作者应该将这门技术进行合理有效的利用,使其发挥最大的作用价值,提高教学工作质量。在多媒体信息技术的有效运行下,通过不断探索和学习,电子技术专业的教学效果一定会逐步地提高,实现新课程标准的理想效果,为国家培养出更多的专业型和创造型人才。 作者:周宏博 单位:山东省泰安市高级技工学校 电子技术教学论文:电工电子技术电子教学论文 一、综合运用多种教学手段,提高课堂教学质量 1.利用多媒体技术,让学生对书本知识有个直观的认识我们在教学媒体上选择采用多媒体教学形式。由于课程特点,电路图形较多,借助多媒体可提高效率,在进行重要电路分析时循循善诱逐步给出分析步骤,给学生消化理解的空间。另外,在一些章节讲解时必须要借助多媒体来教学,借助于现代先进的教育技术手段把微观问题形象化,例如课堂上不易实现的电机工作原理及过程具体化等等都可采用动画演示说明内部的工作过程、功能和特点,使学生有深刻的认识。 2.理论联系实际,提高学生学习兴趣电工电子技术涉及的一些内容较为抽象,学生理解起来比较困难,在具体讲解时可以理论联系实际,提高学生学习兴趣,更好地掌握所学知识点。例如在学习电路的结点和支路时,可以把结点和支路用日常生活中常见的马路和十字路口作比喻,一条马路就是一条支路,十字路口或丁字路口就是一个结点等等,简单明了,学生很容易理解。在讲到功率时可以联系家用电器,每个家用电器用电功率是多少,再联系到所在教室空调功率是多少,根据空调功率的大小让学生计算上两节课的耗电量,由于有实际例子,所以对于用电量的计算公式很容易记忆,再根据当前电价计算出上两节课所需支付的电费,进而鼓励学生要认真学习,节约用电,做到下课关灯关空调的好习惯。在讲到RC电路的应用时,RC电路可作为滤波器,在教学过程中可联系实际生活。先抛出一个问题:现在学生都有手机,他们手机有的用中国移动网络、有的用中国联通网络、还有的用中国电信网络,并且每个运营商又有2G网络、3G网络,但为什么打电话没有出现彼此相互干扰呢?这样可以提高学生的兴趣,先让他们思考一会,然后请学生回答一下原因,再结合实际回答情况给出答案,即滤波器起了作用。国家给每个网络运营商都分配了固定的频带范围,每个网络都有自己的基站,基站有滤波器,会自动滤除不属于自己频带范围的信号。而讲到三相电路时,可以联系具体家庭用电知识,更好地掌握星形联结和三角形联结特点及计算方法,尤其对于星形联结方式还分为有中线(也称作地线或零线)即三相四线制和没有中线即三相三线制的情况,结合我们照明电路,让学生思考照明电路能否去掉中线?再根据理论分析,可以从理论上完全得出结论:照明电路是不能去掉中线的,也就是说我们实际民用负载一定要采用三相四线制,这样才能保证负载都能正常工作;在学习用电常识时可以联系当前由于用电不当引起的火灾事故或触电事故,和同学一起学习一些基本用电常识,甚至可以延伸到一些自然灾害如地震的避难常识,这样既能提高学生的学习兴趣,又能让他们学到实际有用的知识。 3.创造良好的课堂情境有兴趣的问题,可使学生对学习产生浓厚的兴趣,并产生强烈的求知欲,从而进一步调动学生学习的积极性和自觉性。例如在讲到暂态分析时,就可以从日常生活中的一个实例开始,先让学生思考白炽灯、日光灯打开和关闭时的特点,这时学生注意力就吸引过来了,开始回答问题,课堂气氛马上活跃起来。但课堂气氛活跃的同时,要注意课堂效果,不能让学生停留在新鲜好奇上,每一个教学情境的创设都要紧紧结合教学内容。几分钟时间后,教师就可以总结出白炽灯、日光灯打开和关闭时的特点,白炽灯开关一打开就马上亮起来,一关闭就马上熄灭;而日光灯不管在打开还是关闭时都有一个过程,那为什么同样是照明负载,他们现象会有这么大的区别呢?紧接着这个问题后就可以引出本次授课的知识点:暂态过程。 4.总结所学知识点,让学生更好更快地掌握所学新内容在讲解过程中,一定要善于总结所学知识点,让学生更快更好地掌握所学新内容。例如在讲到电路分析中的电源等效变换方法时就可总结出三要素法,可以强调等效变换过程中时刻注意三个要素:内阻不变、电压源的大小等于电流源的大小乘以电阻的大小、电压源的正方向为电流源电流流出的方向。而在讲到单一参数的交流电路时,电感元件和电容元件容易混淆,怎样分别记忆他们的电压和电流相位关系呢?引导学生只需要记住关于电感和电容电压电流的伏安关系式即可。从伏安关系式就可以看出,电容电流是电压的微分,所以电流超前电压90°;电感电压是电流的微分,所以电压超前电流90°。也就是说针对这两种单一参数元件,哪个电量是另一个电量的微分,哪个电量就超前另一个电量90°。通过总结知识点,让学生知道重点和难点,在课后复习时也能抓大放小,更快地掌握所学内容。 二、组织好实验教学,为更好地掌握课堂知识做铺垫 “电工电子技术”作为一门实践性很强的课程,实验是展示其教学魅力的有效手段,它化枯燥为生动,化抽象为具体,化平淡为神奇,为理解和掌握好新知识创造条件。所以一定要把握好实验教学的效果,为更好地掌握课堂知识做下铺垫。例如在学习电路分析方法中的叠加原理时,很多学生容易混淆不作用的电源处理方法,把恒压源和恒流源处理方法记反,通过实验可以掌握不作用的恒压源的处理方法,而恒流源处理方法则相反,这样就不会在学习中混淆,更好地掌握了该方法。 三、开展考试改革,提高学生平时学习的动力 “电工电子技术”课程是以现代电工电子技术的基本知识、基本理论为主线,以应用为目的,在保证科学性的前提下,删繁就简,使理论分析重点突出、概念清楚、实用性强。通过本课程的学习,使学生掌握近代电工电子技术的基础知识,以及进行电工实验研究的基本技能,为后续课程的学习及今后从事电类各学科领域的学习和工作打下坚实的基础。但针对目前大学现状,再加上该门课程有关知识点比较抽象,使得学生学习积极性普遍不是很高。除了在课堂上提高效率之外,还要从纪律上约束学生,提高平时考核所占的分数比重。例如增加平时练习的机会,把练习成绩计入平时成绩;另外,对于课堂发言积极的学生、勇于上台练习的学生还可以进行奖励平时成绩的政策。这样,双管齐下,一定能提高学生学习兴趣,让学生把这门课程学好。 四、结语 以上是笔者在电工电子技术教学中的一些体会和总结。电工电子技术在飞速发展,新器件和新理论在人们的不懈努力之下不断涌现,电工电子的教学内容也在不断完善。为了进一步适应和促进本学科的发展以及满足学生终身学习的需要,应当根据其发展趋势,在全面深入分析教材内容的基础之上,对教学内容进行筛选及组织,激发学生的学习兴趣、变学生被动为主动,让学生在轻松愉快中获得知识和提高技能。教学是一个长期的过程,它需要在实践中不断深入和完善,需要教师积极探索多种教学方法,并使多种教学方法有机结合,贴近技术应用实际,激发学生学习积极性,鼓励学生的独立思考,激发学习的主动性。只要大家专心去钻研、努力去探索,挖掘出一切可以利用的条件,不断创新,就一定会提高教学质量,培养出社会需要的优秀人才,这是现代教育的必然要求,也是我们教师应尽之责。 作者:张珍单位:武汉工程大学电气信息学院 电子技术教学论文:电子技术实验教学论文 1电子技术实验教学改革的设想 实验教学改革必须服从创新教育这条主线,强调教学观念的转变,要体现“学生为主体,教师为主导”。以“四个转变”的教学理念为指导,充分发挥学生的主动性,培养学生的科学思维、创新意识和工程意识。“四个转变”即:在验证性实验方面从片面验证性实验转变为加强基本实验技能训练;在综合性实验方面从小单元局部电路实验转变为综合系统电路实验;在实验过程方面从实验辅导解答转变为实验引导启发;在实验成绩考核方面从面向实验结果转变为面向实验过程。在实验内容设置上以基本实验技能训练为基础,以培养应用创新型人才为原则,减少验证性实验,增加综合性实验和设计性实验,提高学生的综合素质。具体来说可分为以下三个阶段实施:第一阶段是验证性实验,主要是通过设置一些验证性的实验内容,训练学生的实验基本技能。第二阶段是综合性实验,主要是利用基础部分的实验内容结合一些生产实际,给学生设置一些综合性实验项目。第三阶段是设计性实验,主要设置与生产实际相关的项目。同时,考虑到各专业学生的培养目标不同,三个阶段实验项目的数量比例也应有所区别。以我校为例,对一本专业的学生,验证性实验占30%,综合性实验占50%,设计性实验占20%;二本专业及独立学院电类专业学生,证性实验占40%,综合性实验占40%,设计性实验占20%;独立学院非电类专业及专科学生,验证性实验占50%,综合性实验占40%,设计性实验占10%。 2电子技术实验教学改革的实施方案 结合我校的学生情况,制订了符合我校实际的实验教学培养方案。按照不同专业和不同类别学生的实验教学大纲,将实验教学内容按照实验的三种类型设置不同的实验项目模块。验证性的实验项目包括常用电子仪器仪表的使用、常用放大电路的主要参数及集成逻辑门电路逻辑功能的测试等;综合性实验项目主要是在验证性实验所掌握知识的基础上,增加一些应用性的实验内容,如模拟运算放大电路、波形发生器、触发器、计数器等;设计性实验项目,主要是对知识的综合应用,在实际电路中把强电和弱电结合在一起,如声光控电路、温度控制、欠压过压保护等。通过上述的模块层次化教学,循序渐进地提高学生的实验能力,同时利用实验项目模块在难度、复杂度和训练方式上的区别,使学生的实验能力有跳跃性的提升。按照学生培养计划,修订实践教学大纲并自编实验教学指导书,除必开的验证性实验外,增加综合性和设计性实验内容,对不同专业和不同类别的学生综合性设计性实验开出率都要达到总实验学时数的50%以上,并利用后续实验室硬件条件的改善,开发电子课件,开放实验室,便于学生自主性学习。为了使实验教学达到预期的效果,在开设综合性设计性实验时,着重加强了以下实验教学环节的建设。 (1)引导学生选题给定学生实验目的、可选电子元器件以及可选实验设备的同时,也给出一组具有指导性的实验题目。这些实验题目的设置是根据实验教学大纲,兼顾学科的发展现状与趋势,以学生已经掌握的基本知识为基础制定的,利于学生将学过的知识系统化和实用化。选题最好与科研任务结合起来,充分体现综合性设计性实验的探索性和创造性。学生也可以不选择教师提供的实验题目,根据自己的兴趣爱好自行拟定。学生要将选择的题目或自拟的题目以电子邮件的形式发送给指导教师,指导教师要对学生的选题加以引导,确保学生的选题符合自身的实际情况,难易适当。 (2)辅导学生实验设计学生确定好自己的实验题目后,要利用课余时间根据题目要求查阅相关文献资料,设计实验方案,写出预习报告,指导教师审阅预习报告并批示合格后,方可进入实验室进行实际操作。在整个过程中,为了保持实验设计的前瞻性和开放性,在给予学生足够的思维空间的同时,对学生在实验设计中遇到各种问题,需要教师进行有效的引导,确保学生的设计方案是切实可行的。 (3)关注学生实验过程在实验过程中,学生应根据自己的设计方案独立进行实验操作,整个过程中教师起指导的作用。对于学生遇到的困难或问题,要求学生尽可能自己思考解决。整体上使学生的动手能力、分析问题的能力、解决问题的能力以及对实验仪器仪表的熟悉程度得到全面锻炼。 (4)重视学生实验总结学生做完实验后要处理实验数据,总结实验结果,写出书面实验报告。要求不仅把设计、安装、调试及技术参数等内容进行全面总结,还要把实践内容提高到理论高度。内容主要包括设计原理、系统的安装调试、测试的参数、结果分析及心得体会等。综合性设计性实验报告是对学生归纳技术文档、撰写科学技术总结报告能力的训练,培养学生的严谨作风和科学态度。 (5)合理评定实验成绩依据学生预习报告中文献查阅情况、实验方案选定,以及实验过程、实验数据整理和实验报告的撰写情况并结合实验题目难度和所用时间综合给出实验成绩。 3结语 电子技术综合性设计性实验对于理工科学生意义重大,它是多门课程的综合运用,是提高教育教学质量的优秀环节之一。实践证明,通过增加综合性设计性实验,学生的实践能力得到提高,相互之间的协作能力得以增强,激发了学生学习兴趣和积极性。但这只是一个开始,在以后的实施过程中,还要继续改进、完善实验教学模式。 作者:闫永亮 韩万祥 阎俊 韩海燕 单位:河北工程大学 电子技术教学论文:电力电子技术课堂教学论文 1电力电子技术课堂教学知识点举例 由王兆安等主编和机械工业出版社出版的《电力电子技术》,第三章的三相半波可控整流电路是学习三相桥式全控整流电路的基础[3],如果理解并掌握其工作原理,对学好其他更加复杂的整流电路非常重要[3],三相半波可控整流电路的常规课堂教学如下:首先教师给出三相半波可控整流电路原理图(如图1所示),为了便于教学过程分析,在图1中所示的电路负载为纯电阻。图1中变压器二次侧接成星型,是为了得到零线,而一次侧接成三角形,目的是为了避免3次谐波流入电网。三个晶闸管VT1、VT2和VT3分别接入a、b、c三相电源,它们的阴极连在一起,称为共阴极接法,这种接法触发电路有公共端,连线方便。假设将电路中的晶闸管VT1、VT2和VT3换作二极管VD1、VD2和VD3,该电路就成为三相半波不可控整流电路。此时,三个二极管VD1、VD2和VD3对应的相电压中哪一个的值最大,则该相所对应的二极管导通,并使另两相的二极管承受反压关断,输出的整流电压即为该相的相电压,电路波形如图2(a)所示。在一个周期中,器件工作情况如下:在ωt1~ωt2期间,a相电压最高,VD1导通,ud=ua;在ωt2~ωt3期间,b相电压最高,VD2导通,ud=ub;在ωt3~ωt4期间,c相电压最高,VD3导通,ud=uc,此后,在一个周期相当于ωt1的位置即ωt4时刻,VD1又导通,重复前一周期的工作情况。如此,一周期中VD1、VD2和VD3轮流导通,每管各导通120°,波形为三个相电压的正半周期的包络线。在相电压ωt1、ωt2和ωt3的交点处,均出现了二极管换相,即电流由一个二极管向另一个二极管转移,称这些交点为自然换相点。自然换相点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻,将其作为计算各相晶闸管触发角α的起点,即α=0°,要改变触发角只能是在此基础上增大它。若在自然换相点处触发相应的晶闸管导通,则电路的工作情况与二极管整流工作情况一样。当触发角α<30°时,负载电流处于连续的状态,各相导通120°。当α=30°时,负载电流处于连续和断续的临界状态,各相仍导电120°。如果α>30°,当导通一相的相电压过零变负时,该相晶闸管关断。此时下一相晶闸管虽然承受正向电压,但它的触发脉冲还未到,不会导通,因此输出负载电流出现断续的情况。若α角继续增大,整流电压越来越小,α=150°时,整流输出电压为零。其中图2(a)、(b)和(c)所示的波形为触发延迟角α分别为0°、30°和60°的三相输入交流电压波形、触发脉冲波形、输出负载波形、晶闸管的电流和电压波形。从图2可以很清楚地看出改变触发延迟角α可以改变输出电压的波形,这就是三相半波可控整流电路的工作原理,以上的教学过程都是大部分教师采用的常规教学方法,这种方法的最大缺点就是教学过程平淡无奇,对学生没有任何吸引力,另外海量知识的讲解过程中很容易让学生反感,使他们不愿意认真听课,造成的直接后果就是课堂教学质量差。此外在常规教学中,这些理论知识都是教师采用直接灌输的方法,向学生传递知识,很多学生会提出这样的想法,任课教师有没有办法在课堂上验证所讲的理论知识,如果能的话,那肯定能吸引学生听课,从而提高学生课堂听课效率。为此,笔者尝试把MATLAB/Simulink计算机仿真软件引入课堂教学过程中,取得不错的教学效果。 2MATLAB/Simulink在三相桥式全控整流电路的应用 笔者在电力电子技术课堂教学中可以直接在MATLAB/Simulink画出三相半波可控整流电路,其实也就是搭建其仿真模型,其过程十分简单,不需占用很多课堂教学时间,最重要的是这是一种新鲜事物,可吸引学生的注意力,增加他们的好奇心,间接地可以提高课堂教学质量。三相半波可控整流电路的仿真模型如图3所示[4-6]。仿真结果如图4所示,其中图4(a)、(b)和(c)中的每个波形从上到下分别为触发脉冲波形仿真波形、晶闸管电流仿真波形、晶闸管电压仿真波形、输入负载电压和电流仿真波形。很容易看出,图4中的各个仿真波形跟图2所示的理论分析波形完全一致。在这个教学过程中可以得出以下结论:第一,将计算机仿真软件引入课堂教学中达到了实验的目的,在教学过程中直接对所学理论知识进行验证,可以完全等同于在实验室通过实验方法验证理论的正确性,从而节省了实验资源。第二,将计算机仿真软件引入课堂教学中,可以改变传统的授课方式,改变“满堂灌”的教学方式,更能吸引学生的注意力,激发他们的学习兴趣,更重要的是在课后他们可以自己动手通过计算机仿真软件对当天所学的知识进行验证,其实这个过程就是学生学习和掌握所学课堂知识的过程,如果任课教师布置一些任务,学生就可以做到学以致用,达到培养人才的目的。 3结论 针对传统课堂教学中教师照本宣科的讲解方式,造成学生课堂听课感觉索然无味的现象,笔者将计算机仿真软件MATLAB/Simulink引入三相半波可控整流教学中,将刚学的理论知识,通过仿真软件在课堂上当场验证,一方面节省了实验资源,另一方面可以吸引学生的听课兴趣,更重要的是能够促使学生在课后有兴趣去亲自动手,通过仿真软件去验证课堂所学的新知识,从而激发对本专业的学习热情,提高专业课的学习成绩。经过笔者多年实践,教师的教学效果和学生的学习效率都得到了不小的提升,值得推广。 作者:万军华 荣军 涂兵 安琪 李武 单位:南理工学院信息与通信工程学院 电子技术教学论文:电子技术课程设计教学论文 1新教改下电子技术课程设计的教学实践改革 (1)使课程设计的手段和实验教学的内容变得多样化、彻底有效地贯通课程设计和实习教学。丰富课程的设计手段和实验教学内容,是构建多样化、立体全方位教学体系的优秀基础,因此,我们应该从加强基础的能力入手,是创新的教学体系以整体的形式覆盖模拟、数字化电子技术的教学内容,同时综合电路设计的专业训练,此外还包含了编程逻辑的器件、CAD设计、EWB方针、单片机等创新技术的实验教学,通过这些来促动电子技术课程设计教学内容的特点开展,如在点在的元器件教学的内容上采取利用多媒体文档的形式和教师的实验课程内容相结合起来的教学方式;电子课程的设计环节采用上机的实际操作的教学和教师课前准备的教学材料相结合的方式;在电子产品的实践制作的环节上以学生的实际操作为主,以教师的教学材料为辅的方式来达到预期的效果;同时学生自主探索式教学和问题的情境教学的方法相结合,可以有效激发学生的自主学习、开拓创新以及动手实践的积极性,要注重课程设计与电工电子实习教学的方法相整合优化、有次序的关联起来,通过这些方法为学生构建出集电子技术设计,电路器件的测试、计算机的辅助的应用和设计、制版焊接的技术应用、系统的调试技术等综合技能于一身的教学体系。 (2)科学的编制电子课程设计和教学内容,大力推举开放性实验室的管理模式的完善建立,在编制课程设计的大纲环节上,我们应该充分了解电子技术课程设定的教学目标的定位,以新一轮的教学改革为指导方向,要充分注重教学的实践性、素质教育、自主创新,要突出对学生的自主创新的能力和实际操作能力的双方面能力培养,为学生制定出一系列的、分为不同层次的、不同渠道的实践训练课程,推动课程结构和其他科目的贯通,从而使电子技术课程设计教学能跟上时展的脚步,能满足社会主义市场经济对这样的人才需求。当今社会信息化发展突飞猛进,我们必须要用现代化的信息武器来武装自己,充分利用现代化信息技术的设备、教学材料和各种教学媒体进行模拟演练、虚拟实验练习并构建完善的电子技术课程设计教学题库,使这一教学具有科学、综合、实践、新颖、包含的知识量多、内容完善的特点,从而可以推动学生对研究电子科学的积极性。我们在编写课程设计指导书的时候,要对学生参与实践操作的环节加以充分的重视,让学生通过查询各种不同的资料,为他们提供自主创新、通过计算机软件进行模拟、接通电力原件、测试调试环节的依据,从而使学生在科学有效的指导下实现自主的实践的充分锻炼。 2结语 通过本文可以了解到,我们只有改变现有的课程编排模式、切实有效地提高课程设计的教学水平和实践的效果,才能使我们更好地适应新教改体制的创新要求,才能使电子技术的课程教学更加具有新时代的特点,更加具有创新的价值。 作者:严舒欧阳乾单位:九江学院电子工程系中国船舶工业集团6354研究所 电子技术教学论文:“数字电子技术”课程教学论文 近年来,数字电子技术取得了飞速发展,并以其独特的优越性科技领域占有举足轻重的地位。《数字电子技术》是电气工程、电子信息工程、自动化、计算机等专业的重要专业基础课,在相关专业的学习中起到承上启下的作用,其教学效果将直接影响学生后续课程的学习,要想把学生培养成动手能力强、创新能力强的新型人才,就必须在教学理念和教学方法上进行不断改进。 一、教学体系改革 修改教学大纲和授课计划,缩减“数字电子技术”课程的授课学时,由64学时改为48学时。在教学内容上要紧跟科技发展,结合实际工作需求调整教学内容,保证基础知识讲透彻,减少冗余知识点,摒弃陈旧内容,增加前沿科技,深入浅出的引导学生学习。对本科生教学要注重基本电路原理分析,将简单器件的原理解释清楚。将该课程分解为“数字电子技术”和“数字电子技术实验”两门课,增加实验课时,增加对实验室的建设投入,开放实验室,建立大学生创新实验室,鼓励学生利用实验室自主学习。 二、教学方法改革 1.探究式教学 在理论教学中,注意引导学生主动提出问题、思考问题、解决问题,以增强其对理论知识的理解。首先由老师提出问题,启发学生采用新方法解决问题。例如,由具有逻辑相邻性的最小项相加可以合并为一项,并消去一个不同因子,启发学生是否可以利用图形的方式,使逻辑相邻的最小项在几何位置上也相邻,由此引出卡诺图化简。在CMOS门电路讲解中,可以由普通CMOS反相器输出端直接连接引起的短路问题,引出OD门来解决输出端线与的功能。 2.计算机辅助教学 多媒体辅助教学(CAI)已经成为一种广泛应用的教学方式,在教学中如果能够充分利用多媒体技术,将大大丰富课程的内容、增强其理解性。因此在教学改革中,对PPT进行全面改进,增加电路板、集成芯片等实物照片,对复杂的工作原理和物理现象增加动画演示。在传统PPT教学的基础上,充分利用电路仿真软件Multisim对电路工作过程进行模拟仿真。该软件提供了一个丰富强大的元件库及虚拟仪器,可对复杂的电路原理图进行仿真分析。例如,教学过程中,理论分析之后,用该软件对CMOS和TTL门电路进行仿真,通过仿真软件可以测量出门电路各部分原件的电压、电流值,与理论分析相结合,使学生更容易理解CMOS和TTL门电路的基本原理。受到实验设备、经费、课时等条件的影响,理论知识有很大一部分不能在实验课当中得到验证,因此借助Multisim软件对数字电路进行仿真,可以提高学生的学习兴趣,增加学生理论与实践相结合的能力。 三、实践教学改革 1.实验教学 实验是工科类专业中非常重要的一个环节,通过亲自动手实验,可以增强学生对理论知识的理解,适当增加实验的趣味性,更容易激发学生的学习兴趣。但在实验教学中发现,很大一部分学生对理论知识掌握不牢固,其实验过程只是机械的按照实验指导书中的步骤进行操作,而并不思考其原理,也不会通过理论分析来判断实验结果的正误。针对这种情况,进行了如下改进:首先要求进行实验预习,提前复习相关理论课程,并通过分析得出实验内容的理论数据。其次在实验之前对实验原理进行讲解,强调实验注意事项。最后在实验结束后进行总结,将理论分析结果与实验结果相对比并分析误差原因。 2课程设计 数字电子技术课程设计是在学生完成《数字电子技术》、《Multisim仿真分析》《DXP电路设计》等课程之后,独立完成一个电路系统的设计,例如多路抢答器、电子闹钟的设计等。以往的选题由教师决定,导致部分学生对指定选题没有兴趣,设计积极性不高。我们做了如下改进,由教师对已有固定选题进行难易评估,学生可根据自身能力选择不同难易程度的题目,对于创新性思维活跃、动手能力强的学生,可自主选择题目,由教师对其复杂程度进行控制。选题完成之后,要求学生自主查阅资料,确定设计方案,并通过Multisim对电路进行仿真,仿真实现之后,通过DXP绘制电路PCB,完成电路板的制作,最后对电路进行安装和调试,以达到设计要求。 四、考核方式改革 将课程总考核成绩分为三部分:平时成绩占30%、期中考试占10%、期末考试占60%。其中平时成绩分为到课率、作业、课堂提问、课堂笔记几部分。增加平时成绩比重,并细化平时成绩考核内容,更有利用督促学生重视日常学习。传统闭卷考试形式,学生需要识记内容较多、负担较大,很多学生通过死记硬背应付考点,而开卷考试又不适合主干课程的考试。因此我们创新式的改变传统期末考试形式,采用半开卷考试方式。提前要求学生在复习时对重点知识进行归纳,并总结在一张A4纸上,期末考试时允许且仅允许携带该一张A4纸。通过自己完整的归纳总结一遍,学生可以更好地理解所学知识,并在不知不加深了记忆。这种方式在近几次的期末考试中取得较为满意的效果,既可以检查学生掌握知识的水平,也反映出教学中存在的问题,以便在以后的教学中改进。 五、结束语 科技发展越来越需要具有工程技术和创新能力的人才,在课程改革中要紧跟时代的步伐,注重对学生动手能力和创新能力的培养,教师也要不断学习提高自身水平,才能使教学质量不断提高。在教学中逐步引入双语教学,引导学生查阅外文文献资料,与国际接轨。此外,对电子技术兴趣较为浓厚的学生,要组织他们积极参加全国大学生电子设计竞赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛等。总之,只有不断的改进教学方法,更新教学内容,注重创新能力培养,加强实践教学,才能提高教学质量,培养出社会需要的有用人才。 作者:郑丽媛 李如 单位:河南科技学院机电学院 河南科技学院高等职业技术学院 电子技术教学论文:电工电子技术课程教学论文 1电工电子技术课程教学存在的问题 1.1职业教育机制不健全 通才教育与专才教育一直是学校培养人才的两种教育模式,各有利弊。通才教育是一种通识教育,其主要特征:首先,传授的知识侧重基础性和经典性;其次,教育内容具有综合性和广泛性;再次,教育形式具有多样性和灵活性。相对于通才教育而言,专才教育是指培养比较狭窄专业人才的教育,教育内容主要涉及某一学科、专业的系统化知识,注重专门知识的传授和专门技能的训练,培养掌握一定专业知识,同时具备一定专门技能的人才,而且培养的人才短期内具有不可替代性。职业教育更倾向于培养专才。但是,专才的成功培养也需要学生具备一定的知识素养。目前职业技术院校录取学生的标准比较宽松,学生人数与日俱增,学生的综合素质水平参差不齐,多数偏低,其它学科的基础知识掌握的较少,非常不利于专业课程的教学。另一方面,由于许多专业的基础课程都是电工电子技术,但所用的教学大纲没有侧重点,基本相同,这使得因材施教很难实施。最重要的是,许多学校对这门课程的实践性缺乏重视,许多实验课程、实习教学都没有落实,多数只注重形式、忽视内容,学生参与实验和实习前后的操作水平没有实质性地提升,考试只注重理论知识,对实际操作能力要求较低,考核机制不完善。此外,在学生就业方面没有相关政策支撑,多数学生毕业后不会从事专业相关的工作。 1.2学与教的关系不融洽 学生和老师都明白学好这门课程的重要性、必要性、实用性,但是由于学与教的关系不融洽,老师和学生只是将这种重要性放在思想层面,没有实际做为。这种不融洽主要表现为:学生想学但不知道怎么学,老师想教但不知道怎么教。许多学生只是知其然不知其所以然,经常翻阅课本和笔记,但遇到实际问题还不知道怎么解决。老师只是按部就班的把课本内容讲完,不了解学生的理解程度和接受水平。双方基本处于盲学盲教状态,对彼此不了解。除此之外,某些学生对自己的学业不重视,学习自觉性较差,只为能在毕业之际拿到文凭,而某些老师只是在机械地完成自己的教学任务。 1.3教学环节没有做到位 首先是没有很好的掌握教学内容的深度和广度,如对概念公式进行过多探讨、不能根据专业挑战教学内容的侧重点。其次是教学内容多重视理论性知识,对实践技能的培养较少,缺乏新理念、新成果、新技术的引入。再次是教学方法比较单一,多是沿用“黑板+粉笔”的传统模式或简单的演示,学生积极性不高,并且不利于知识的理解和掌握。第四,对教学目标、课程定位不明确,教学不是定位在学员的具体应用能力上,而是只关注课本知识的教学。最后,教学观念落后于市场需求,不能以学生的就业为目标。 2提高电工电子技术课程教学效率的有效策略 2.1转变教学观念,明确学习目标,调整教学内容 职业教育具有学历教育和任职教育的双重属性,应以学生就业为目标,以培养学生动手操作能力和解决实际问题的能力为侧重点,培养能满足岗位需求的技能型人才。每位授课教师都应该清楚知道这是教学的最终成果,是学生接受教育的最终目的。校方在安排教学课程体系的设计上要将培养学生解决问题的能力做为重点,让学生掌握电工电子技术技能;改变以往单一的考核方式,提升学生的综合素质;从多维度考察教师的教学效率,合理安排各方面的权重,提高再教育机会,提升教师专业素养;整合教育资源,根据专业的不同选择电工电子技术课程的特色教材,有侧重地选择,优化调整教学内容,及时加入新理论、新技术、新工艺、新装备、新材料等前沿内容,突出职业能力的培养。在实际教学中,必须兼顾电工电子技术的课程体系和岗位任职需求的实践逻辑,充分落实教学的针对性、实践性、前瞻性要求。以学生已有的科学知识、实践经验、现实需求为基础,以满足社会岗位需求为基本目标,以岗位发展和晋升为延伸目标选择教学内容。因此,职业教育机构及相关的教育工作者应该将电工电子技术课程的作用定位为“服务”:为学生学习其它专业课程服务、为学生毕业后从事专业技术岗位服务,是整个专业的理论基础和技术基石,必须牢固建立。鉴于此,电工电子技术课程的教学必须因材施教,强调理论联系实际,激发学生的学习兴趣,加强实践性教学环节,让学生多操作、多动手,提高学员解决实际问题的能力。 2.2灵活选择教学方法 科学合理的教学方法是达到最有效教学效果的保证。为了激发学生的学习兴趣,发挥学生的主观能动性,让学生自觉学习,教师要学会选择最适合自己以及学生的教学方法,顺利实现教学目标。课堂的主体不再是老师,传统的知识传授型或者被动倾听型的教学方法已经不适应当今的教学环境,而应该把学生做为教学课堂的主体,教学方法应该转变为思维激励型或主动探索型,由被动接受改为主动发现。根据不同的教学内容和教学目的选择不同的授课方式,如:演示法的成功运用,既能够节省时间,也能使学生容易理解知识点;启发式教学能够使学生产生强烈的求知欲,达到理论实践一体化。因此,要在教学中努力了解学生需求,搞清楚学生的困惑点、知识盲点,这样才能对症下药。在课堂上可以创设教学情境,让学生分组讨论,加强师生互动,教师引导,学生为主体,提高学生对问题的分析能力和表达能力,使学生更好更快地掌握学习内容。采用主题课堂模式,让学生自己讲解课程内容,教师做补充,提高学生自主学习能力,充分了解自己在学习中的短板并改进。 3结语 《电工电子技术》课程涵盖的知识面比较广、内容比较抽象,集多门电类专业的基础为一体,不仅是电类专业的理论和技术基础,而且是许多后续课程的基础。教师只有在理论和实践中不断摸索创新,才能扎实做好课程的教授,促进职业院校电工电子技术教学课程的有效开展。 作者:谢勇单位:临汾高级技工学校 电子技术教学论文:电子技术课程开发案例教学论文 一、在学习领域课程开发过程中遇到的问题 1.师资力量不足 专业课教师年轻化,教学和企业生产一线工作经验不足。随着近几年来招生规模的扩大,学院引入了大量年轻教师,他们承担了大部分的专业课程教学工作。这些年轻教师大部分是刚从普通高校毕业的研究生,他们均是从学科体系的教育模式下成长起来的,对于现代职业教育思想认识还不够深刻,更缺乏企业生产一线工作经验。也有一部分年轻教师是从企业引进的,但是他们在企业生产一线的工作时间都不长,仍然存在专业技术知识不足、实践动手能力不强的问题。在学习领域课程的开发和教学过程当中,特别是对于学习情境的创设和开展,很多年轻教师显得力不从心。 2.校企合作不够深入 校企合作、工学结合是高职院校真正培养出高素质技能型人才的必由之路,这已经成为广大高职院校的共识。虽然,在校企合作方面,学院近几年来不断健全了相关体制机制。但是,校企合作的深度也仅限于学生的企业参观、生产实习、顶岗实习等活动,没有完全深入日常的专业课教学、技能培养等方面。专业教师在学习领域课程开发过程中进行的岗位分析、工作过程分析、学习情境分析等活动,还仅限于理论分析层面,没有落到实处。 3.学习资源匮乏、单一 学习资源包括实训设备等硬件设施和教材等软件资源,是学习领域课程开发和成功实施的基础。对于硬件资源,一方面是学院经费不足,缺乏投入,另一方面是购买的硬件设备不能满足学习领域课程改革的需要。对于软件资源,专业教师缺乏编写学习领域课程教材等资源的精力和经验。 二、案例教学在”电子技术”学习领域课程开发中的应用 根据姜大源对德国职业教育学习领域的课程方案的研究,学习领域课程方案是范例指向的,因此放弃了学科系统的完整性。通过我们多年的教学改革实践,根据学校自身硬件和软件的实际,在”电子技术”课程教学中,设置了若干实用有效的电子制作案例,结合理实一体教学模式改革,进一步提高了”电子技术”课程的教学效果。现以电子信息工程技术专业为例,说明”电子技术”课程的开发思路。 1.确定课程的总体教学目标 首先通过行业企业调研等手段对本专业毕业生从事的岗位进行分析,分析出本专业毕业生的初始岗位为电子产品装配操作员,目标岗位为电子产品生产线线长,发展岗位为电子产品生产车间主任。从而确定本专业的培养目标:主要面向电子产品制造企业,培养德、智、体、美全面发展,适应电子产品的装配调试、质量检验、生产管理等生产、服务、管理第一线需要,具备相关专业知识和技能,有良好职业道德的高素质技术技能型人才。然后,分析”电子技术”课程的性质和任务:是本专业的专业基础课程之一,其主要任务是培养学生掌握电子电路的识图、分析和调试等知识与技能,为学生学习本专业有关后续课程和毕业后从事电子产品制造相关工作打下坚实的基础。最后,”电子技术”课程的总体教学目标可以总结归纳如下:学生能够根据电路图完成典型电子产品的装配、调试和故障检修。对于高职学生,我们弱化了学生电子电路的设计能力,重点培养学生在今后工作中需要的电子技术应用能力。 2.明确课程的能力、知识和素质目标 根据学生职业岗位分析和专业课程体系的分工确定能力目标,例如:能识别常用电子元器件,并判断其好坏;能选择并使用常用电子测量仪器对电路进行测量;能读懂简单的电路原理图,能绘制典型电子产品电路原理图;能根据电路原理图进行电路的搭接和元器件的焊接;能进行电子电路的测试、故障判断和排故。根据“必须、够用”的原则,突出知识为案例学习服务,为案例学习所用,确定知识目标,例如掌握二极管、三极管的伏安特性;掌握三极管基本放大电路各组成部件的作用;掌握常用逻辑门电路的逻辑功能;了解逻辑函数的化简方法等。根据学生将来主要从事的岗位素质要求,确定素质目标,例如:在电子产品制作与调试过程中能够按照设备、仪器的操作规程进行操作,爱护实训设备;在工作过程中养成文明操作意识,能够自觉保持工作环境的整洁;在分组工作过程中能团结协作、服从组长的安排等。 3.选择课程的能力训练案例 根据电子技术模拟和数字两个模块的内容,我们选取了两大类八个案例,开展教学。第一类包括四个模拟电路案例,分别是:直流稳压电源制作实例、晶体管放大器制作实例、函数信号发生器制作实例、扩音器制作实例;第二类包括四个数字电路案例,分别是:三人表决器制作实例、智力竞赛抢答器制作实例、循环彩灯控制器制作实例、数字电子钟制作实例。案例的选择本着实用性和趣味性的原则,使学生在学习过程中既能学到今后工作中要用到的专业知识和技能,又能引起学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性。我们将电子技术原课程知识点以八个电子制作实例为依据进行解构与重构,打破学科体系下的知识结构,将各知识点整合、序化到各个案例中,在完成一个个电子制作实例过程中使学生掌握知识、锻炼技能,实现教、学、做一体化。课程选取的能力训练案例,以及每个案例所包含的知识点和技能点。 4.设置情境组织教学(以第一次课为例) (1)课程导入 播放电视知识竞赛视频,引出并展示直流稳压电源、扩音器、表决器、抢答器和数字电子钟等产品实物,介绍电子技术的应用和产品特点。 (2)模拟知识竞赛现场 设置情境:安全用电知识竞赛,学生角色:选三名学生为裁判,选八名学生为竞赛选手,其余学生为观众,教师角色:主持人。教师提问安全用电知识,八名学生通过抢答器进行抢答,三名裁判利用表决器对抢答成功的选手回答情况进行表决,每名选手的回答时间由数字电子钟进行计时。通过这个过程,学生体验电子产品的应用情况。 (3)学生分组观察产品实物结构 教师提出问题:这些电子产品是怎么装配并制作出来的呢?如果使用过程中出现故障该怎么解决?教师引导学生进行分组,组织学生分组观察产品实物,并设置简单故障让学生尝试排除。 (4)教师进行课程介绍 重点介绍学习目标(学了这门课我们能干什么?):学生能够根据电路图完成典型电子产品的装配、调试和故障检修。介绍为何上这门课及对课程的认识,学生要知道课程在专业中的地位、作用以及前后课程的衔接,知道知识和技能在专业工作岗位中的重要性,课程目标,学习要求,课程内容的描述,学习安排,路线图时间表,学习资源,学习情况的评价标准,学习方法(课堂及课外学习自我管理技巧,获得好成绩的技巧,常见的错误或误解,特殊的学习策略),作业的形式,上交的期限,考试的次数、日期和形式。 (5)总结并布置作业 教师点评总结,布置课后作业:课后搜集三人表决器的装配资料。 5.改革课程考核方案 课程的考核分为素质表现、能力培养和知识掌握三部分,在期末总评中分值所占比例为3:3:4。素质表现主要包括学生出勤、课堂参与和作业完成等日常学习素质表现情况。能力培养分为过程考核和期末测试,过程考核成绩由每个项目结束后的学生自评、学生互评和教师评价组成;对于期末测试,从每个案例中选取一个典型工作任务构成实操试题库,每个学生都要从试题库中抽取一个题目进行实操测试。知识掌握分为单元测试和期末测试,在每个案例教学结束后要安排单元测试,通过抽签的方式,每个小组选取一名学生对知识点进行测试,测试成绩作为小组的集体成绩;期末测试采用笔试的方式,主要测试学生对所学知识点的综合应用能力。其中素质表现30分、能力培养过程考核10分、知识掌握单元测试10分在每个案例结束后均通过“考核评分表”进行考核评分,期末将所有案例的得分进行平均;能力培养期末考核20分、知识掌握期末考试30分在所有课程结束后进行考核评分。 三、结束语 在近几年来的高职示范校建设和骨干校建设中,许多专业教师都能够有机会到德国学习。从学院层面也出台了一系列激励政策,鼓励教师进行学习领域课程开发和教学改革,并取得了不少的经验和成果。但是,完全照抄照搬国外的学习领域课程开发方案也是行不通的,必须根据自己院校的实际确定教学目标、选取教学内容、创设学习情境以及开发校本教材。在”电子技术”课程教学中,我们根据学院的自身实际,进行了基于案例教学的学习领域课程开发,选取了具有实用性和趣味性的教学案例,编写了校本教材,进一步提高了教学效果。 作者:武玉升单位:青岛港湾职业技术学院 电子技术教学论文:电工与电子技术教育教学论文 一、现有课程考核方式存在的问题 1、考试内容拘泥于教材,重知识,轻能力。课程考试的内容大多根据指定的教材或所讲授的内容出题,考试内容多是以知识考核为主,缺乏考核学生综合运用知识的能力和创新能力。一些老师为了使更多的学生过关,在考试前划范围、给重点,从而导致了大学生养成“上课记笔记,课后看笔记,考试背笔记,考后扔笔记”的机械学习方法。 2、考试过程中轻过程,重结果。以分数高低作为判断的唯一标准,造成有些学生一味追求考试分数,而忽视全面素质的提高,造成高分低能,甚至有些学生学习的目的只是为了应付期末考试,平时不注意认真听讲,到考试前几周开始突击复习,学习前松后紧,这样也许可以通过考试,但并不能真实反映学生对知识的掌握情况。 3、考试方式缺乏多元化、全面性,形式比较单一。以闭卷考试为主,题型多为填空、选择、判断、计算等,难以体现课程的特点,只能简单的考核学生的记忆知识和简单推理的基本技能,无法考核学生运用知识的能力和创新能力。客观题较多,抑制了学生的创造性和个性,不利于培养创新素质。 4、考试时间安排的不合理。考试大多安排在期末,致使学生平时懒于学习,考试前突击学习,养成投机心理;只考核学生成绩,不能及时反馈、促进教学;考试后信息反馈不足,难以准确评价教学效果。 二、改革考试方式,促进教学改革,全面提高学生创新能力培养 1、革新考试内容,增加设计性、创新性内容。《电工与电子技术》是一门应用性极强的课程,考试时,题型应该尽量减少客观题比例,避免过于侧重知识的机械记忆,考试内容应转移到对分析和综合应用的考核上。 2、加强过程管理,强调学习过程中的考核和监测。不再“一考定终身”,而是把考试当作一个贯穿教学的过程来对待。要求在教学进程中进行连续的、不定期的考核,考核的形式可以是多样的。如增加平时成绩在总成绩中的比重,以加强对学生平时学习的考核和督促。平时的考核可以采用作业、课堂提问、讨论、报告、阶段性测验等多种方式。通过多种形式,综合考量学生的学习效果。在这个过程中,可以提高学生的参与性,加强学生和教师的交流,提高学生的课堂学习效率,真正的掌握所学知识,而不是仅为了应付考试,同时,教师也可以了解到学生对知识点的掌握情况,动态的调节后续教学内容。考核时要注意两种不良倾向:只注重平时成绩的积累;平时不学习,期末突击复习。 3、增加小设计、小制作、小论文等实践性环节,作为考核成绩的一部分,鼓励学生实践、创新。《电工与电子技术》是一门实践性很强的课程,可以结合课程内容,从现实生活中挖掘课题,如从简单电路的声控灯、门铃、防盗报警、双联灯到空气断路器、电气布线等,鼓励学生由浅到深,开展以求知为目的的开放型自主学习活动,提高学生的学习兴趣,培养创新和实践能力,并把该环节的内容作为考核成绩的一部分。 三、结束语 在当前《电工与电子技术》课程内容多,授课学时少的背景下,考试改革是教学改革的一个重要切入点和突破口。我们必须不断总结经验,积极探讨考试手段和考试方法的改革,健全高校考试制度,进一步促进学生创新实践能力的培养。 作者:刘晓燕单位:广东石油化工学院计算机与电子信息学院 电子技术教学论文:电子技术实验教学论文 一、电子技术实验教学的目标 电子技术实验、就实践教学而言,它是一门实践性、技术性很强的专业基础课,它强调其工程性、应用性与实践性。其目的应是培养具有创新意识和创造能力的电子工程技术人才。所以,培养学生的动手能力及创新能力是中等职业教育实验教学的重要目标,学校应在实验教学中打牢基础,逐步提高这种能力。首先,实验教学具备验证基本理论知识的功能,即验证性实验,这部分实验一般以各章节为基本内容,使理论知识得到进一步的巩固;其次是综合性实验,这部分实验的目标是在验证性实验的基础上增强学生对一章或多章,甚至是结合其他科目内容的归纳总结;最后是设计性实验,其目标是在掌握理论知识并能综合运用的基础上设计出具有创意的较高水平的小设计类实验,培养其创新思维能力。总之,中等职业学校电子技术实验教学的目标应包括:(1)让学生掌握与电子技术相关的基础理论知识和技能,熟悉基本实验原理,对电子技术学科有一个完整的、科学的认识,熟悉和掌握与电类工程专业应用密切相关的科学实验方法和技能;(2)了解科学发展的逻辑与科学研究的基本方法;(3)培养从事技术革新、技术改造和新产品开发等方面具有初步创新设计的能力;(4)逐步养成严谨的科学态度、科学的思维方式以及社会责任感。 二、电子技术实验教学的现状 从教学体制上看:在实际的实验教育中,电子技术实验附属于相应的理论课,实验教学学时多年来一直为9学时,约为总学时数的14%,任课教师普遍认为实验学时偏少,不能充分完成预定实验计划。同时,验证性实验所占的比例较高,实验题目和内容相对最新的科技发展水平及市场化需求具有较大的滞后性,教学实验体系与工程实际脱节,不能及时反映现代电工电子发展的最新成果。 从管理体制上看:由于各方面普遍不重视实验课,上级投入经费少、人员稀缺、仪器设备紧张等问题不能及时解决。实验课多数是辅助理论课的教学,在教学方式、教学内容和教学进度等方面受理论课制约。实验室规模小,人力、物力分散,实验教学队伍稳定性差,很难保证有一个相对稳定并能够深入开展实验教学的环境。 从教学过程上看:在目前中等职业学校的教学模式中,实验教学的课时较少且通常处于理论教学的从属地位,其内容也多为验证性的,很少形成完整的实验教学体系。同时,教师在详细讲解实验方法、步骤后,还要做一次演示实验,这样在课时本就不足的情况下,不仅浪费时间,而且不利于培养学生的创新思维能力。 三、深化电子实验教学改革的对策 1.改进实验设备,加强对学生实践能力的培养 选什么类型的实验设备,将直接关系到对学生实践能力的培养。鉴于此,在选购电路电工实验台时,学校应选择可由学生自己搭建实验线路、又能看到实际元器件的实验设备,这样可以大大加强学生对线路连接的感性认识,也为学生认识具体的电气元件提供条件。 2.建立一支高素质的实验型教师队伍 实行开放性实验教学,对实验教师和专业教师业务素质的要求较高。实验教师和专业教师除了要有必要的理论知识,还必须具备较强的动手能力和创新意识。电子技术发展迅猛,实验教师和专业教师必须及时学习和掌握新知识、新技术、新方法。只有这样才能指导学生设计出一个比较好的产品。因此,实验教师和专业教师必须不断学习,采用自学或进修的方式提高自身的业务水平。这样,拥有一支强有力的、稳定的实验教师和专业教师队伍才能保证电子技术实验教学更好地为培养目标服务。 3.革新管理理念,全面吸引学生 部分学校现有的创新室基本上只能做备用实验室,是否运转全凭学生的主动性。为了全面提高创新室的吸引力,拟定创新室形式上由专人管理,内容上由相关教师共同负责。具体为:学生上课时间和晚上自修时间,创新室应能随时开放,并提供学生所需器材和负责仪器维修;学生所做题目,一部分由实验中心邀请相关教师设计,其中包括将历年电子大赛题目分成若干小块,另一部分由学生自行设计,题目内容以综合设计性为主,其可行性需经指导教师论证,以免造成不必要的浪费;创新室开放时间、运行方式及准备的实验项目应随时公布于学生,以便学生提前准备讨论。 4.加强与兄弟院校“同行”的合作与交流是促进实验教学能力提高的有效途径 要提高实验教学的质量,就必须与实验、教学、科研能力强的兄弟院校的“同行”合作与交流。目前,合作与交流困难主要集中反映在教师间的实验教学、科研能力与水平存在着“差距”而产生的“屏障”。要缩短“差距”、消除“屏障”,首先要加强自身“内功”的“修炼”,提高实验教学的能力和水平,缩短与兄弟院校的“差距”。其次要积极主动地与实验教学和科研能力强的兄弟院校建立一种有效的、广义上的“联姻”机制,这种“联姻”机制是一种“紧密”与“松散”相结合的方式。“松散”型主要是通过教务部门在某些学科领域有方向性、有目的性、不定期地与兄弟院校的教师、专家、学者建立“友好联姻社”并进行联谊活动,为教师建立合作与交流的“桥梁”和“纽带”。而“紧密”型则是通过选拔本部门的培养对象进入水平较高的兄弟院校进行“深造”、“进修”。 总之,实验教学是学生实践的重要环节,也是能力培养的重要环节,这点对中等职业学校来说显得更为重要。因此,学校必须是要发挥人的主观能动作用,调动教与学两方面的积极性,并根据目前的实际情况,因地制宜,加以不断的探索试验,才能取得满意的效果。 电子技术教学论文:试论电子技术概念的教学方法 摘要:电子技术作为一个学科,其本身有一系列的概念。教学发现,学生对基本概念难以理解或难以理解透彻,这是困扰学生听懂会用的一大难题。我认为:要使学生学好电子技术,抓好电子技术中的概念也是教学的一大关键。 关键词:电子技术;概念;现象;抽象;形象 电子中的概念是反映电子现象和过程的本质属性的思维方式,是电子技术事实的抽象。它不仅是电子技术基础理论知识的一个重要组成部分,也是构成电子技术规律和公式的理论基础。学生学习电子技术的过程,其实是在不断地建立电子技术概念的过程。因此概念教学是学生学好电子技术的基础,更是学好电子技术的关键。在实际教学中如何才能让学生有效地掌握、理解并运用好高中电子技术概念呢,从实际教学的经验中体会到,采用灵活多变的教学方式,激发学生的学习兴趣,变抽象为形象,可以提高概念教学的效果。 一、联系、联想记忆法 电子技术中有很多抽象的概念,例如:电场、电力线,磁场、磁力线。电场、磁场看不到但却实存在(可以利用实验证明),而电力线和磁力线不存在为了分析问题方便而画出来的(可以看到)。利用电力线或磁力线的方向表示电场或磁场的方向,利用电力线或磁力线的疏密来表示电场或磁场的强弱。 半导体中载流子的运动也是如此:一般我们看不到,为了分析方便往往把空穴和自由电子画出来。空穴带正电荷,自由电子带负电荷,主要靠空穴导电的半导体称为空穴型半导体或p型半导体;主要靠自由电子导电的半导体称为电子型半导体或称为n型半导体。空穴通常用圆圈o表示,p去掉尾巴就是o;电子带负电n就可以想成三个负号。通过总结空穴、电子,p型半导体、n型半导体就比较容易记了。 二、教学实验演示法 电子技术是一门以实验为基础的学科,在进行概念教学时,演示实验法是一种行之有效的教学方法,一个生动的演示实验,可创设一种良好的电子技术环境,给学生提供鲜明具体的感性认识,再通过引导学生对现象特征的概括形成自己的概念。 如“整流”概念的教学,用直流电源和单向半波整流电路演示,让学生体会到外加电源的正极接二极管的正极,电源的负极接二极管的负极,二极管受正电压,二极管导通,电路中通过大的电流if;反之外加电源的正极接二极管的负极,电源负极接二极管的正极,电路中几乎无电流通过。从而揭示了二极管的单向导电性。 三、电教图像剖析法 有些高中电子技术概念,无法实验演示也无法从生活中体验。如pn结的形成,空穴和电子的扩散运动、漂移运动等。可以用图像、电教手段(如flash动画)展示给学生观看。电子技术图像通过培养学生的直觉,从而培养学生的高层次的形象思维能力,建立起电子技术概念的情景;电教手段能以生动、形象、鲜明的动画效果,模拟再现一些电子技术过程,学生通过观看、思考,就会自觉地在头脑中形成建立电子技术概念的情景。这种方法符合“从生动的直观,到抽象的思维”的基本认识规律,是现代教学中提高概念教学效果的一种重要手段。 四、兴趣引导法 兴趣是最好的老师,实际生活,生产实践及现代高科技中一些有趣的电子技术现象会吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,活跃学生的思维,提高学生的理解能力,有利于知识的掌握。 如对放大概念的认识,以门铃的工作过程为例。可以先不加放大三极管时接好电源和音乐片,门铃发声,声音很小只能在耳边才能听到;接着接好电源、音乐片,门铃发声,声音比较大,整个班都可以听到。使学生亲身感受到门铃发出声响的明显变化的现象。说明和分析什么是放大的概念,通过学生对“放大”现象切身的体会来理解掌握这一概念。利用振荡电路组成的闪光灯电路即提高了学生的学习兴趣,有利于学生对电路的分析对知识的掌握。 五、循序渐进法 循序渐进,通过复习旧知识引入新知识,是实际教学中常用的一种教学方法。通过复习已掌握的电子技术概念,并对此概念加以扩展,延伸,或使其内涵、外延发生变化从而得到新的概念。 如:二极管的“单向导电”和二极管“整流”。二极管具有单向导电性,利用其特性组成相应的整流电路,接在交流电路中就可实现“整流”。利用三极管的放大作用,给三极管加上合适的偏置,搭接相应的电路就可实现“放大”。 总之,登高必自卑,行远必自迩。只有学好电子技术的概念,才能在学习和操作中如鱼得水,游刃有余。 电子技术教学论文:浅论多媒体教学在电子技术专业课教学中的应用 [论文关键词]基本模式 专业课 多媒体教学 电子技术 〔论文摘要〕通过对多媒体技术应用与发展领域的介绍.指出多媒体教学是多媒体技术最重要的应用之一。本文着重介绍和分析在电子技术专业课教学中多媒体教学的特点、基本模式;及多媒体在专业课教学中的优点并且剖析了多媒体教学的现状及存在的问题:之后就如何提升多媒体在专业课教学中教学质量的问题谈了几点个人看法 随着计算机在教育领域的应用普及和多媒体技术、网络技术的不断进步,多媒体教学在现代化教育中的地位日益上升,显示出了传统教育所不能比拟的优越性。而在技工院校的教学中,通过多年来从事职业学校电子技术专业课的教学,感到技工院校学生不仅基础差、而且解决问题能力也较弱。为了让学生理解枯燥的电子专业理论,在电子技术专业课教学中能够熟练地使用多媒体,已经成为信息社会衡量一名合格的教育工作者的条件之一。作为一名教师,学习一定的多媒体知识,掌握一些多媒体技术的应用,在专业课教学中熟练地使用多媒体也是时展的需要。 多媒体教学的基本模式 多媒体手段应用于课堂教学是一种崭新的教学模式,又称为计算机辅助教学(computer assisted instruction,即cai)。也就是多媒体教学.这个过程利用多媒体计算机,综合处理和控制符号、语言、文字、声音、图形、图像、影像等多种媒体信息,把多媒体的各个要素按教学要求,进行有机组合并通过屏幕或投影机投影显示出来,同时按需要加上声音的配合,以及使用者与计算机之间的人机交互操作,完成教学或训练过程。 教学模式是指完成教学任务的教与学的一种范式,它包括教的模式和学的模式及有关的教学策略。 (1)课堂演播教学模式(课堂讲解教学模式)这种教学模式在课堂教学中主要有两种方式:教学呈现和模拟演示。 (2)个别化教学模式个别化教学模式的多媒体课件一般包括:介绍部分、教学控制、激发动机、教学信息的呈现、问题的应答、应答的诊断、应答反馈及补救、结束。与个别化教学模式相对应的多媒体课件有两类:多媒体教材和教辅类电子读物。 (3)计算机模拟模拟教学模式所涉及的问题有:基本模型、模拟的呈现与表现问题、系统的反应及反馈。 (4)探索式教学模式探索式教学模式一般由以下几个环节组成:确定问题、创设教学情境、探索学习、反馈、学习效果评价。 制约因素主要有:漫游(wandering)和迷向(disorientation )。 多媒体教学的优点 多媒体教学是现代教学的一个重要手段。目前,各学校都重视培训教师在课件制作上的基本技能,尤其是职业学校,许多老师把课件应用于课堂,辅助于实验,不仅优化了课堂教学,提高了课堂质量,而且学生知识技能也突破了学校的瓶颈,开阔了视野。 一、多媒体教学有利于培养学生的学习兴趣,激发他们求知欲望,提高他们分析问题和解决问题的能力 技校学生最大的一个缺点就是缺泛学习兴趣,理解能力弱,知识基础极差。为了让学生理解电子专业的基本理论知识,可以制作电子专业课件,把抽象的概念,用计算机进行模拟和仿真,用鲜活的动画,激发学生的学习兴趣,从而激发学生探求知识的愿望。 二、多媒体教学与传统教学方式相比,更利于突破教材的重点和难点 课件具有的教学信息媒体多维化、集成化、交互化特征,能大大丰富表现力,更有利于信息加工,便于学生理解问题和解决问题,也更容易突破教材的重点和难点。从事电子技术专业课教学的老师都知道,《电子技术基础》教材中三极管的放大原理这部分的内容是学生感到最困难的,它既是全书的重点、难点内容,也是教师上课时不容易讲清楚的一个问题。如果本节内容,我们采用课件讲解,就显得容易多了。我们可以把整个实验过程进行模拟演示,用两个仿真万用表分别测量三极管的基极电流和集电极电流,用滑动电位器改变三极管的基极电流。对照电路图,学生还可以自己连接线路,拖动滑动电位器,改变三极管的基极电流,记录集电极的电流,从而由白己得出三极管放大原理的结论。这样把一个学生难以理解的问题从感性上让学生认识并理解。 三、多媒体教学有利于组织课堂教学 教学过程是由教师、学生、教学内容、教学手段和教学环境等基本因素构成的,是教学的实施过程,即教师利用教学媒体把知识、意识传授给学生,学生通过积极主动的学习掌握知识、形成能力的过程。教学过程最优化就是在全面考虑教学规律、教学原则的同时,花费最少的时间使学生在知识方面的掌握、能力的发展、品德的培养方面取得最高的水平。多媒体在电子技术专业课课堂教学中的运用,它的优化作用不仅仅取决于计算机技术在中小学运用的普及,还取决于电子技术专业课的学科特点和技校生的现状。电子技术专业课,理论极为抽象,若不以一定程度的具体化、形象化的方式呈现给职高学生,势必无法让师生在课堂上达到省时高效的教与学的效果。而运用课件教学,不仅可以模拟各种电子专业课实验、演示信号流程过程,还能让学生动手操作,得出结论。同时还可以充分调动学生各种感官,激发学生学习积极性,培养学生的创造性思维。对于一些难以用语言或板书描述的过程,可利用动画技术模拟再现,节约大量的教师口头讲述时间,这样更具感染力和说服力,学生也更容易理解接受,收到事半功倍的教学效果。 四、多媒体教学有利于解决学生技能实验、实习的缺陷 1、多媒体在电子技术实验测量和数据的处理中是传统实验教学望尘莫及的。 计算机运算的速度和数据处理的精确性是众所周知的,用计算机制作课件辅助电子技术专业课技能教学,不仅可以节省课堂时间,提高教学效率,而且可以运用课件的友好交互功能随意改变实验条件和参数,让学生更全面地掌握操作技能。 2、多媒体可展示课堂实验无法演示的一些实验内容。 传统的实验教学山于受到时间、空间以及实验条件、实验器材等因素的限制,难以通过实验向学生展示微观的、变化极快或极慢的过程。比如,导线中电子的移动方向;电磁感应现象;在讲述电视机工作原理及信号流程时,那些不同信号之间的分离、反馈以及放大;通过课件来讲述,不仅能解决无法动手的实验,而且学生一目了然,便于理解。我在讲楞茨定律时,利用课件制作了一个灯泡与一只电感串联的电路,当接通电源时,可以看到灯泡慢慢地达到最亮,当断开电源时,灯泡又慢慢地熄灭。同时还制作了只有一个灯泡作为用电器的电路,让学生实验进行对比。通过实验观察,学生很快就形成概念,在不知不觉中掌握了知识。 多媒体教学的间题和不足 目前,我国各校都在开展多媒体教学及网络教学,但不可否认,我国的多媒体教学还处于初级阶段,在开展多媒体教学的过程中还存在着一些问题和不足,主要表现在以下四个方面 1教师对多媒体教学的认识:对多媒体教学及网络技术没有完全理解 他们对计算机和多媒体教学及网络教学的知识了解一些,对其深远意义的理解比较粗浅。 知识不足,信心不足 对多媒体教学及网络教学的深远意义已经完全认识和接受,这些教师的专业水平、知识层次很高,但是计算机知识不足,对运用计算机制作电子讲稿和课件怀有畏惧心理,信心不足。 制作讲稿和课件热情的欠缺。 他们对多媒体教学及网络教学的深远意义已经完全认识和接受,这些教师的专业水平、知识层次也很高,计算机的知识层次也非常高,对于这些教师来说制作电子讲稿和课件是很容易的。但他们对制作讲稿和课件没有热情,因为它需要花费许多时间,学校又没有相应的鼓励政策,或者有相应的鼓励政策而资助却不多,同搞科研相比,相同的时间与精力收获却远远不如科研,所以教师热情不高。 专业水平、专业知识层次等方面还需加强和完善 他们对多媒体教学及网络教学的深远意义已经完全认识和接受,他们的计算机的知识层次很高,可是要想制作出好的课件和搞好网络教育,这些教师在专业水平、专业知识层次等方面还需加强和完善。 2教师掌握程度参差不齐 有些教师对多媒体及网络技术掌握的非常熟练,用相应的先进教学设备为不同的教学内容提供子哈当的媒体形式,课堂上设备运用自如,课堂活泼愉快,信息量大,信息的质量高,教学效果非常好。但也有些教师还处于摸索时期;虽然有课件,做了电子讲稿,但操作不熟练,表现在课堂上,设备出现小故障时,束手无策;或者课堂上教师完全成了操作员,忙着键盘录人,开启仪器,教学内容间断衔接不好,教师与学生之间缺乏交流,课堂教学组识无序。 3设备维护不够及时 多媒体及网络技术在学校还处在起步阶段,设备维护人员的技术水平不成熟,有时在设备出现故障时,不能及时维护,影响正常教学。 计算机多媒体作为一种划时代的新的文化正在迅猛发展,为我们建立创新教育体系,全面推行素质教育,大力发展职业教育,为教育现代化提供了新的思想文化基础。每个职业中学的教师必须及早掌握这一新的知识体系,这是时代的挑战,也是现代教育工作者的历史性机遇。愿电子专业课在各位教师的努力下能熟练掌握多媒体,充分发挥多媒体的优越性,以“能力为本位,学生为中心”,突出多媒体在新的教学模式中的作用,让职业教育大放光芒,为社会主义现代化建设作出巨大的贡献。 电子技术教学论文:浅析中职电子技术专业教师应会的教学软件 论文关键词电子技术 教师 教学 软件 论文摘要中职电子技术专业教师不仅要掌握本学科的专业知识,还应该掌握现代教育技术的知识,文章以office、flash、eda等软件为例,分析了计算机辅助教学软件在电子技术专业教学中的作用。 0 前言 目前,我们正处在瞬息万变的信息时代,信息时代对教育教学方法提出了挑战。教师要清醒地认识到除了掌握本学科的专业知识外,还必须学习现代教育技术的知识。现代教育技术在课堂上的运用能实现教学方式的变革,增强教学的直观性,充分发挥学生的想象力,调动学生学习的积极性,从而提高教育教学质量和效率,作为中等职业学校电子技术专业课教师,应该学习学习哪些教育技术能力,掌握何种适合电子技术专业课程教学的教学软件,是我们应当研讨的课题。下面介绍一些常用的计算机软件,说明其在电子技术专业教学中的简单应用。 1 microsoft office办公套装软件 microsoft office是微软公司开发的办公软件。microsoft office拥有许多组件,如word、excel、powerpoint、access、frontpage等,在教学中应用最为广泛和有效的是word、powerpoint和excel。 word是一个文字处理软件,不仅能够进行文本处理,还能够将文字、图形、图像、表格混合编排,制作成版面整齐美观、视觉效果强化、主题鲜明突出的图文并茂的电子文本。教师主要用来编写电子教案、论文、总结、试卷等。 excel是电子表格制作软件,利用该软件,不仅可以制作各类精美的电子表格,还可以用来组织、计算和分析各种类型的数据,方便地制作复杂的图表和统计表。教师用来制作学生成绩表、并且可以分析统计学生总分、平均分、排名等,再者可以根据实验数据制作分析图表和趋势曲线等。 powerpoint主要用于制作演示文稿。它虽然不是专业的多媒体课件制作软件,但是它具有多媒体课件制作软件的大部分功能。与其他多媒体课件制作软件相比,它简单易学、高效便捷,是零基础的教师学习课件制作的首选软件。它能够将文字、图形、图像、影片和声音等媒体组合在一起,制作成课件,很好地表达特定的教学内容。利用多媒体课件辅助教学,以快捷、简便、明了的特点替代一些耗时的板书和作图,在完成每课时的教学任务外,还可以扩充一些现代的科学知识,这对于培养学生的能力和提高综合素质,发挥着积极作用。 2 flash动画制作软件 flash是有美国的macromedia公司推出的优秀网页动画设计软件,目前的最高版本为flash cs3。它是一种交互式动画设计工具,用它可以将音乐、声效、动画以及富有新意的画面融合在一起,以制作出高品质的动画。flash与其他动画工具相比,具有矢量描述、播放流畅、数据量小、色彩鲜明等特点。flash可以把图像、动画、声音、文字及交互按钮融合在一起,制作出界面美观且交互功能强大的多媒体教学课件。作为教师,掌握了flash的基础后,只要发挥自己的想象力,一定能够按照自己的构思,制作出满意的动画效果。电子技术课程教学的内容,有微观的、渐变的、动态的等抽象过程,用传统的教学方法很难讲授,若通过动画来形象地模拟出这些过程,则能够激起学生学习兴趣,达到理解这些知识的目的。例如,在讲解三极管放大电路的工作原理时,仅仅用教学挂图来说明就显得苍白无力,如果用动画来模拟三极管内部电子的流向和分配关系,就能够帮助学生更好的理解三极管的电流放大作用。 3 eda软件 eda是电子设计自动化(electronic design automation)的缩写。eda技术就是以计算机作为工具,在eda软件平台上,用硬件描述语言完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。 3.1 multisim——虚拟电子实验台 multisim是加拿大interactive image technologies公司出品的电路仿真模拟软件,被称为“虚拟电子实验台”,早期版本为electronics workbench,这是一种新型的虚拟电子实验技术,在创建实验电路时,元器件和测量仪器直接从屏幕图形中选取,且软件提供的测量仪器的图形界面和实际测量仪器非常相似。利用multisim来进行电子技术实验课程的仿真教学,不仅可以弥补实验室仪器不足、元器件短缺或不合规格等因素,还能利用软件提供的不同分析方法,辅助学生又快又好地理解教学内容,加深对原理和概念的深入理解,并且能够使学生学习常用仪器如函数信号发生器、示波器的使用方法,进而激发学生的探索欲望,有利于培养学生的创新能力。 3.2 protel dxp 2004软件 protel是aitium公司在上世纪80年代末推出的一款功能强大的电路cad软件,是目前国内电子行业使用最广泛的电子电路设计软件。有多种版本,现在教育行业普遍使用的版本是protel dxp 2004,主要用于绘制电路原理图、电路仿真、pcb板设计等。电子技术专业课教师运用protel软件可以快速绘制规范的电路图,在小制作中可以制作成规范的pcb板,恰当利用protel的仿真功能,既可以使学生较好地掌握理论知识,提高实验教学的效率,而且为学生的以后的设计开发奠定基础。 电子技术专业课教师要正确认识电路仿真软件的作用,充分利用这种现代化教育手段来辅助实验教学,与学科教学相结合,而不是片面夸大这种辅助手段的作用、功效。用软件进行教学、实验,固然有很多优点,但不能完全替代实际操作,因为那样无助于提高学生的思考能力和实际动手能力。 4 结束语 作为中等职业学校电子技术专业的教师,必须提高自身现代化教育技术水平,学习一些教学辅助软件,努力根据讲授内容和学生的实际探索新的、易于被学生接受的教学方法,提高课堂教学效果,达到预期的教学目标,只有这样,才能使中职电子技术专业课堂教学的质量和效益不断跃上一个新的台阶。 电子技术教学论文:浅谈技工学校电子技术基础课程教学中的几点思考 论文关键词:技工学校 电子技术基础 学习兴趣 教学方法 论文摘要:电子技术基础课程注重对学生的创新精神和实践能力的培养。为增强适应职业变化和后续专业课程的学习打下基础。如何让学生接受电子技术基础这门课,特别是对重点内容的理解和应用,这要求我们在专业课教学中更新观念,改革课堂教学方式,提高教育教学效果。 电子技术基础是技工学校机电类和电子电工类专业的一门主要专业基础理论课程。它包括模拟电路与数字电路两部分,研究的是各种半导体器件的工作原理、功能及其应用。通过学习和实践,可获得电子方面的知识和基本技能。它是一门理论性和实践性都较强的课程,但对于我们原本文化基础就比较差的技校学生来说,要学习这门课就更困难。 针对技校学生理论知识接受能力差的情况,如果不在教法上下工夫,学生就有抽象难懂、枯燥无味的感觉,最终导致学生产生厌学的情绪,因此我们应结合学生喜欢动手,感性认识敏锐的特点,在教学过程上进行多方面的探索。笔者结合自己的教学经历就电子技术基础的教学过程谈几点想法。 一、明确课程目标和课程定位 最近几年,为了进一步深化职业教学改革,切实加强技能型人才的培养,国家每年都举办中等职业教育技能比赛。可以说,比赛的方式、内容及要求直接反映了职业教育教学改革的方向。我们专业教师可以以比赛为导向,按照比赛的形式设计教学内容、教学过程,结合课程本身所要求掌握的知识,确定其教学目标。 电子产品装配与调试技能比赛是职业技能大赛中的一个大项,而电子产品装配与调试比赛接触的知识大部分为电子技术基础课程的内容。因此本课程对于这个项目的比赛起着举足轻重的作用,教师应加以重视,在确定课程定位与课程目标时可以从以下方面来考虑: 一是熟悉掌握元件识别、检测、仪器、仪表的使用:元件除了包括半导体晶体管外,还有电阻、电容、电感以及各种传感器等元件。 二是掌握电路安装调试的实际操作技能:有良好的电路焊接技术和安装工艺知识,能使用仪器、仪表调试电路。 三是具有较扎实的理论基础知识:熟悉各基本电路的形式、作用、应用及简单估算等。 四是具有企业职工所需的职业素养和综合技能。 五是具有自我学习和自我发展的能力。 综上所述,本课程的定位是:既是一门基础学科,又能为技能比赛做训练课程,提高学生的比赛成绩,增加学习兴趣,培养学生的学习荣誉感,做到知识学习与自身素质相结合。 二、合理选择内容,激发学生学习兴趣 近几年来,技工学校的学生综合素质不高,学习基础普遍较差,对专业知识了解甚少,学生对专业课和专业基础课学得不扎实。外加电子技术基础大量的实验需用到电,学生对电有一种害怕心理,不敢轻易动手,对学生来说,如果对电没有兴趣,就会直接影响教师教学的效果,这给课堂教学带来了较大的困难。 电子技术基础是一门基础学科,理论性较强,内容抽象,单调枯燥,因此我们在教学上应减少数理论证,以掌握概念,突出应用技能的教学重点。在平时的教学内容选择上,应注重将理论知识与工程技术上的应用结合起来。而我们传统的教学模式是:教师讲,学生听;教师写,学生记。教师花费大量的时间用在课堂灌输上,学生没有思考、质疑的时间和空间,也渐渐地失去对学习的兴趣。因此,教师在讲授理论知识的时候,要合理选择教学内容,激发学生的学习兴趣。比如,在讲授二极管的特性曲线时,只单纯介绍曲线的基本含义,而特性曲线有什么实际应用并不介绍,这种从概念到知识的灌输,使学生对课程的学习感到抽象和无用。只有注意了知识与工程应用的密切联系,在介绍曲线的基本概念后,进一步说明二极管特性曲线可由晶体管图示仪来测量获得,利用特性曲线可以观测二极管的主要参数和检测性能的优劣,从而体会特性曲线的作用和应用。再例如,在学习功率放大电路的时候可设计一个声音、图像显示的电路,用示波器显示功率放大电路的输出音乐的波形图像,同时用音箱来播放音乐,当只让一只功放管工作的时候,学生会清楚地看到此时的波形与两只三极管同时工作得到的完整波形的差异,清晰地听到音乐的失真,从而深刻地理解功率放大电路中两只三极管的工作情况。只有这样结合实际,合理删选内容,注重理论结合实际,从工作原理到具体实际应用相结合,让学生更加直观理解,课堂教学才能产生事半功倍的效果。 三、发挥学生主体作用,调动学生学习积极性 电子技术基础是一门实践性很强的课程。所以教师应该把学生作为主体,在课堂上增强实践环节,注重对学生技能的培养,实训课程对于电子技术基础的学习起着至关重要的作用。教师可以安排从身边入手,找一些电子小产品,如:日常稳压器、充电器和收音机等。一开始让学生观察它们的内部结构,让他们发现把电阻、电容、电感、二极管、三极管和变压器等元件通过某种连接组合就构成一个实用电路,从而引出学习的目的和知识,让学生形成先入为主的求知欲望。 在实验、实训中专业教师特别要注意的 是,学生作为初学者来说,对电路图中元件外形、符号、极性与印刷板电路图的元器件位置、连线、标识的识别尤为困难,经常出现对不上号,极性搞错,连线错(位置不对或不会看图搞错),即便是装配对了也不知为何装的,错了的也更难查找。假焊、虚焊更是比比皆是。如此,让他们自己检查,检查十遍恐怕也难找出故障点,往往一次实验课,绝大多数时间都花在检查问题,排除故障上,而装配元器件花费时间并不多。因此教师在组织教学上应加以注重,以便学生获得更高的成功率,更好提高学生积极性,应事先有所准备。比如:所有元器件管脚(尤其是二极管、三极管、电阻、电容类)都要先上好锡,如有氧化和不容易上锡的管脚,要用细砂纸或小刮刀轻轻打磨(刮),直至露出铜线,然后在松香液内(固体的也行)上锡,以减少虚焊的可能性。这部分工作表面上有多余,因为有的元件出厂时管脚已经浸锡,容易焊接,但对于后期装配的成功却起着非常重要的作用。学生制作屡次失败将打击他们的信心,给教学带来一定的难度,而作品的成功将更加激发学生的学习积极性。因此教师应注重学生作品的成功率。 四、采用灵活多样的教学方法,保证教学效果 在电子技术迅速发展的今天,我们的学生获取信息的多渠道,给我们的教学带来了便利的同时,也给我们带来了更大的挑战。教师传统的教学已不能适应现在教学的需要,灵活多样的教学方法对提高教学质量具有十分重要的意义,教师只有采用灵活多样的教学方法,才能使学生易于接受和牢固掌握知识,从而有成效地完成教学任务,下面列举两种辅助教学方法,以供参考。 1.采用多媒体教学 电子技术基础课程中有一些内容比较抽象难以理解,教师用语言不容易描述,某些规律学生又难以捕抓,需要通过多媒体教学,多媒体技术与电子电工专业的整合能将事物形象、直观、动态、逼真地表现出来,而且对于电子技术基础教学中抽象内容,能予以形象、具体化展示,化解思维上的障碍,吸引学生的注意力,有效调动学生参与,利用生动、形象、具体的文字、声音等,向学生传递信息。例如,讲授二极管时,学生对pn结的内部结构及导电分析很难理解,利用多媒体讲解演示这一性质让学生了解二极管性质(单向导电性),便直观形象得多。再如,在讲解触发器一节关于触发器输出波形的教学中,制作相应的课件,将题干、电路图及分析过程中融入到课件里,省去了大量板书的时间,将时间留给学生分析、解答。这样既形象展示了教学内容,又高效生动省时,有利于学生的掌握和理解,提高课堂效率与效果。 2.利用软件教学 为弥补实验的不足,提升实验效果,电子技术的教学利用ewb(电子虚拟工作台)仿真软件进行虚拟实验教学,以提高实验的准确率。例如:在电子实验中,教师可从经济角度和成功率的角度出发,在实际安装某个电路之前,利用计算机做一个仿真实验,检测电路的可靠性。如通过ewb(电子虚拟工作台)调出电路中各元件组成该装置,再通过仿真软件中的虚拟实验仪表(虚拟示波器、虚拟万用表等)对电路进行测量,让学生找到实验中的必要结果,再实际安装电路,就大大提高了实验的准确性,这样既增加了学生的学习兴趣,又增强了他们对实验的信心。况且仿真实验本身可以让学生创造一种身临其境的感受,如同置身于真实幻觉中,会使之产生强烈的真实感。在这种完全真实的环境中学习知识的技能,对学生具有较大的吸引力。仿真结果的演示可以把抽象理论转化为学生容易理解的直观图像,让学生在大脑中产生强烈的真实感,学生的兴趣得以激发,情绪也调动起来,促进了学生对知识的理解与记忆。 综上所述,要使学生能顺利学好电子技术基础,其实是教与学的一个互动过程,我们专业教师可以广集信息,从多方面来加以教育,如采用目前推行的项目教学法等等,面对技校学生,教师应在教学中采用直观教学、辅助课件、创设环境、实训练习等多方面结合,吸引学生的注意力,形成乐学气氛,达到教学的目的。 教学本身永无止境,以上只是笔者结合自己近几年在技工学校的教学中一些思考,我们每年面对的教学对象也有所差异,电子技术基础教学是一个长期的过程,还需教师在教学过程中不断地探索和总结。 电子技术教学论文:浅谈模拟电子技术的教学改革 论文关键词:模拟电子技术 实践 定性 eda 论文摘要:《模拟电子技术》是电专业的一门非常重要的专业基础课程。《模拟电子技术》的教学改革具体表现在教学内容、教学方法、教学手段、实践环节、等方面的改革。本文对模拟电子技术课程简单介绍,通过五方面阐述了模拟电子技术教学改革的方法,并对模拟电子技术课程的发展进行展望。 一、引言 《模拟电子技术基础》课程是工科电气信息类专业的一门重要技术基础课程,其工程性和实践性都很强。它是继《电路分析基础》之后又一门主干技术基础课程。并与《通信电子线路》一起为电子专业的学生提供有关模拟电子电路必备的理论基础知识,也为其它实践性课程和专业课程提供了必要的知识准备。模拟电子技术基本概念多、原理强、与工程实践联系紧密,分析方法与以往的课程有很大的不同,再加上课程“学时少,内容多”,学生学习起来普遍感到困难。为达到应用型的人才培养目标、以专业素质教育为教学目标,以基本概念、基本原理、基本分析方法为教学内容。在将基本教学内容贯穿课程始终的同时,加强对学生应用技能的培养,并在教学过程中采取多种教学方法贯彻落实。 二、模拟电子技术教学改革的基本方法 (一)强化基本概念,加强实践应用。本课程有很多基本概念,这些基本概念回答的是模拟电路最基本的问题,构成了该门课程的根基,因此必须强化基本概念,并在应用中反复强调,进一步加深印象。模拟电子技术基础课程有很强的实践性,而实验是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段。应精选了最基本的和有较高实用价值的综合实验项目。实验过程中,注重介绍新仪表、新仪器的使用,这样学生会直接感受到科技发展带来的巨大方便,通过对企业及毕业生的跟踪调查,进一步明确了知识体系的重点和难点,明确了学生学习本课程的优秀能力。基础实验、综合实验和创新实验(课程设计中完成)三阶段台阶式教学方式,教学目的层次分明,循序渐进,使学生从常用电子仪器的使用方法和电子电路的测试方法学起,通过综合应用到创新的设计和实现,经历完整的科学的自主的训练过程,培养了学生实践能力、综合应用能力和创新意识,使之在“硬件”实现和eda技术的应用上能够达到一定的水平,并为进一步发展打下基础。加上之后的“电子工艺实习”、“电子设计大赛”和贯穿学生学习期间的课外科技活动,形成一个整体,使对电子技术感兴趣的学生能够有个性地健康发展,达到较高的水平。 (二)在教学过程中注重定性分析。从工程思维观念出发,不过分追求理论分析的严谨。注重培养系统的观念、工程的观念、科技进步的观念和创新意识,学习科学的思维方法。例如,介绍rc串并联选频网络的选频特性时,先定性分析该网络对低频和高频信号的相移,确定有一频率信号通过时相移为零,依据该特点再与放大电路配合,满足振荡相位平衡条件,则该选频网络就具有选频特性,其定量推导只给出思路和结果即可。 (三)化大为小,化繁为易。对于难度较大的内容,采取化大为小,化繁为简,各个击破的方法。例如,负反馈组态的判断是一个难点,要根据反馈性质、取样方式、反馈方式进行判断,每一类判断又有多种方法,若三类判断混在一起讲,多种方法无重点的讲,学生一方面很容易混淆,另一方面每种方法可能都掌握不好。为此,我们把三类判断分开讲,讲一种,练一种,学生掌握后,再讲下一种,把大难点分散为小难点,再各个击破。讲判断方法时,先介绍定义法,然后引出短路法,最后引出更简单易行的方法——从结构判断,并重点练习,这样将繁琐的判断简单化,化繁为简,便于学生掌握。 (四)及时对教学内容进行改革。模拟电子技术是当今自动化控制的基本手段,集成化技术发展非常快,因此及时调整教学内容,追踪最新技术,增加新知识,讲授中对分立元件的电路从器件、电路产生的背景和需求入手进行基本原理分析,然后讲解其结构、作用和电路的分析,并将重点放在广泛应用的集成元件的电路分析和使用上。 (五)采用多种形式的课堂教学。在教学手段上,利用现代化教学手段,采用多媒体课件、黑板授课及实验仿真和实际操作相结合的方法,将肢体语言与声光电有机的结合起来,全方位对学生实施情景教学,学生可以在电脑上进行课程实验的调试与测量,加大课程信息量,使学生对所学知识产生兴趣,很快进入学习状态。教学活动的主体是学生,为了能让学生真正参与到教学活动中,我们采用讨论课、练习课、提问课等多种形式,激发学生学习兴趣,培养学生创新精神。采用启发式、仿真环节、边讲边练、理论与实践穿插进行的教学方法,在讲授完本节内容的同时提出新问题,为下面的新内容、新知识的讲授作好铺垫。做到“提出问题——¬¬¬¬¬引导思考——求证归纳”,同时总结一些有助于学生形象化思维和记忆的窍门、比喻,通过传授知识提高学生的学习兴趣,使学生和教师达到互动,调动大家学习的积极性。 三、结束语 随着电子技术学科的发展,如何更好地解决基础与发展、基础知识与实际应用、理论与实践等矛盾,处理好“宽”“新”“深”的关系,建立先进和科学的教学结构,以适应不断更新的课程内容体系始终是我们改革的重点。本课程需要建立起课堂教学、实验教学、网络教学和eda教学交叉融合的教学结构,并使各教学环节各司其职,相辅相成,互相交融,实现“加强基础,注重实践,因材施教,促进创新”的同一个目标,并不断地研究国内外高等教育的发展,把新的教育思想、教学方法和教学手段恰当地应用于本课程。 电子技术教学论文:浅谈高职院校电子技术类课程的定位与教学内容 论文关键词: 高职院校电子技术类课程教学定位教学内容 论文摘要: 文章从高职教育以“技术本位”培养社会急需高技能人才的培养目标出发,讨论了在电子技术类课程教学改革的过程中所面对的定位与教学内容的问题。最终针对就业导向提出了定位目标,理清了教学内容中理论与实践的关系,得出了学生从业必备的优秀智力技能和操作技能。 1.引言 高校的课程教学是人才培养体系中最基本、最具体、最重要的环节,也是以人才培养目标为终极目标的教学过程。由于社会分工和人才分类不同,高等职业教育应当培养社会所需的应用型、技术型人才,因此,高职教育应以“崇术”为主,即“取所知之真理,而致诸用”,确定以“技术本位”培养社会急需的能将科学技术成果与生产实际相衔接的高技能人才。要实现高职教育的培养目标,教师就必须在教学中贯彻技能性、实践性和职业性的特点。电子技术类课程是实践性很强的一系列专业课程,其教学应当围绕职业技能训练和职业素质培养展开。由此我按照美国教育家约翰·杜威提出的“从做中学”的观点不断推行教学改革,但在实际操作中却出现了一些问题,不解决这些问题,高职院校电子技术类课程教学将收效甚微。 2.教学定位要准确 目前高职院校的电子类教师大部分毕业于普通高校。这类高校大部分是以“崇学”为主,也就是以“知识本位”培养学术型、研发型人才。这就导致部分教师从观念上依旧延续了传统本科教育的模式,实用知识与技能的教学特点不突出。如果在专业教学设计上安排了相应的实践模块,以增强学生的动手能力为目的,但究竟应该“做”什么?“怎样做”才有针对性?是否真正提高学生能力?这些问题不解决,那么“从做中学”的教学就只能停留于表面,流于形式,学生在实践过程中就会觉得迷茫,从而失去动手的兴趣。其实,这正是定位不清晰造成的。高职教育以培养应用型、技术型人才为主,技术是指“根据生产实践经验和科学原理形成的知识方法和技能”,而技能是指“运用知识(经验知识和理论知识)成功(有效)完成任务的活动能力”。所以技能既有运用知识的思维活动能力——智力技能,又有使用工具仪器的活动能力——操作技能。高职培养的人才应是这种具有运用知识能力的既具有一定智力技能的,又具有正确和熟练使用工具仪器完成工作任务的操作技能的实用人才。解读了这样的培养目标,怎样进行教学定位呢?定位是以“职业岗位群工作所需人才类型”为导向来确定的。根据我校长期的就业观察和分析,高职电子专业人才的定位可以参照下述的技术岗位来确定: (1)在中小型电子企业从事产品或设备的设计和调试、检修工作及营销工作。 (2)在大型电子企业从事产品或设备的调试、检测、维修工作。 根据调查,无论在何种企业,高职学生从事“调试,检测,修理”技术工作的都占了很大一部分,而从事设计的学生只是少部分。这就说明,电子技术类课程教学应定位在使大部分学生能胜任电子产品或设备的调、测、修工作,并在此基础上,使部分优秀学生能胜任更深层次的产品设计和开发工作。这样既符合高职学生在知识层次结构、学习习惯、认知心理等方面的特点,又能有针对性地提高学生的思维能力和发现问题、解决问题的能力。专业课程的内容随之即能够根据教学定位所需的知识和技能需求展开。 3.教学内容要明确 根据上述教学定位,教师必须从教学内容中提炼出从业必备的优秀智力技能和操作技能。首先,要使学生形成智力技能,就必须向其提供可以运用于成功完成任务的知识,而不能一味崇尚理论教学或一味否认理论教学。教师应当在强调基础理论知识够用的前提下,传授实用性的、满足智力技能需求的有用理论,而不能大讲运用价值极小,甚至无使用价值的、不能解决问题的知识。因此,我对理论教学内容进行了提炼,将其分为电子元器件类和电子电路类。 电子元件类内容应当包含的知识点有:(1)元器件的作用。(2)元件的结构特点。(3)元件的电气性能和参数。(4)元件的使用。(5)元件的识别检测方法。(6)元件的故障特点。该类知识点主要解决怎样认识元件,怎样判别元件好坏和怎样代换等问题。电路类知识内容应当包含的知识点有:(1)电路的作用。(2)电路的结构特点及各元件作用。(3)输入、输出信号特点。(4)电路正常工作条件和数据。(5)整机信号和供电流程。(6)整机系统框架结构。(7)故障特点和检修流程与方法。(8)电路设计的流程和方法。上述知识点包含了学生从认知到分析到检测最后到综合性维修与设计真正所需的实用理论。当然理论教学不能孤立的讲授,而应当与技能实践训练齐头并进或螺旋式进行。智力技能实践训练优秀应当包含:(1)电路读图训练。即利用电路知识点,从电路图中抓出电路的作用、结构特点、正常工作条件和数据、整机信号与供电流程。(2)电路分析技能训练。即在读图能力的基础上将复杂的系统电路分类归列,化整为零,化繁为简,逐一剖析,清理出各单元电路的系统结构特点,从而达到可以运用电路图的能力。(3)故障分析能力训练。即运用前述2个能力,根据实测数据进行分析、判断,结合操作方法找出故障原因和元件,排除故障。(4)电路设计能力训练。即要求运用几乎所有知识点,配合“读图能力”“电路分析能力”完成产品设计。该能力尤其需在项目化教学中进行有针对性的强化训练。 其次,要形成操作技能就必须依靠智力技能,在其思维指导下使用工具、设备、仪器、仪表,如此学生才能有效完成电子产品的“调、测、修”工作任务。操作技能的训练主要有:(1)电子元件的识别、检测、使用。(2)元件和电路的安装、焊接。(3)电子产品(电路)的调试、检测训练。学生既要运用电路类知识,又要运用“读图能力”“电路分析能力”,还要正确使用检测仪器、仪表。(4)故障检修能力训练。即对电子产品的故障现象进行分析,确定故障部位,正确检测数据,对数据进行反复分析、判断,最终找出故障元件,排除故障。 由上可见,智力技能和操作技能是相辅相成的,两者相互融合将形成以检修或设计作为综合技能的最终目标。理论教学是为实践训练服务的,因此,教师必须有针对性地选取对解决实际问题有用的知识。而实践训练则是以使用工具、仪器、仪表对电子元件或电子产品进行操作为表面目的,以运用有用知识,完成工作任务或智力和操作技能训练,达到综合性目标为实际目的的教学活动。教师理清了理论与实践的关系,明确了智力技能与操作技能的内容,才能突出电子技术类课程的特点。 4.结语 培养学生良好的职业素质是高职院校的重要任务,在良好的校园文化环境中,学生接受教育,可具有一定的综合实践能力,在今后的工作中能够成为从事第一线工作的高级技术人才,达到一技多能。笔者所讨论的课程定位与教学内容在电子专业《音响技术》、《主板维修》、《电视机原理》等课程中得到了实践,课程定位较为准确,符合人才需求,获得了用人企业的认可。教学内容也能够调动起学生的学习兴趣,取得了明显的教学效果,让学生亲身体验和提高了岗位综合应用能力,满足了高职教育以培养岗位应用能力、社会应用能力为中心的教学要求。
电气一体化教学改革研究:电气自动化设备安装与维修专业一体化课程教学改革探索 摘 要:本文从技工院校教育的教学实际出发,分析了电气自动化设备安装与维修专业传统教学模式的不足,重点阐述了以电工技术工作岛为载体,实现该专业电工基础理论实训一体化课改的探索与实践。 关键词:电工基础 一体化课改 电工技术工作岛 《关于印发技工院校一体化课程教学改革试点工作方案的通知》和《关于大力推进技工院校改革发展的意见》,对一体化课程教学改革提出明确要求: “一体化课程是以国家职业标准为依据,以综合职业能力培养为目标,以典型工作任务为载体,以学生为中心,根据典型工作任务和工作过程设计课程体系和内容,按照工作过程的顺序和学生自主学习的要求进行教学设计并安排教学活动,实现理论教学与实践教学融通合一、能力培养与工作岗位对接合一、实习实训与顶岗工作学做合一。” 成都市技师学院(成都市高级技工学校)作为第二批中职示范校建设学校,其重点专业之一电气自动化设备安装与维修专业的课程体系改革势在必行,因此学校对该专业一体化课程教学进行了有益的探索和实践。 一、电气自动化设备安装与维修专业课程传统教学模式的不足 在传统教学中,电气自动化设备安装与维修专业课程分为理论课程和实训课程,两者分段实施,在教学上各成体系。理论课程在教室里完成,理论教师只注重专业理论知识的讲解,学习内容比较抽象、枯燥,学生学习兴趣普遍不高,学习自觉性和主动性较差。而实训课程在实训室完成,实训教师只关心学生的实际操作训练,学生虽能动手操作,但对理论知识了解甚少,而且专业理论课程和相应的实训课程并不在同一时段。理论课程和实训课程在教学目标、教学内容和教学方法等方面难以有机结合,教学内容得不到合理统筹,造成教学效果不太理想,影响了教学质量的提高,也影响了对学生综合能力的培养。 二、电气自动化设备安装与维修专业一体化课程教学改革实践 成都市技师学院电气自动化设备安装与维修专业作为学校中职示范校建设项目中的重点专业,自2012年起,开始进行人才培养模式和课程体系改革。通过前期市场调研,分析出典型工作任务,构建了一体化课程体系,将传统的17门专业课程整合为10门专业课程,整合后的10门专业课程全部为一体化课程,以下以电工基础课为例介绍一体化课程的教学改革实践工作。 1.课程改革 首先将电工基础的理论课程和实训课程整合为一门课程,课程名称修改为照明线路的安装与检修,积极推行以能力培养为中心、以典型工作任务为载体,根据典型工作任务和工作过程在一体化设备及场地开展实训活动的教学模式,以专业理论知识指导实际操作训练,以实际操作训练加深对专业理论知识的理解和掌握,培养学生分析问题和解决问题的能力。 2.一体化教学场地建设 要实施一体化教学,就必须具备既能满足理论教学、又能满足实训教学的场地。成都市技师学院采用了广东三向教学仪器制造有限公司设计开发的电工技能工作室。该电工技能工作室不仅以国家职业标准为依据、以综合职业能力培养为目标,按照工作过程的顺序和学生自主学习的要求进行教学设计并安排教学活动,而且融入了企业现场管理的诸多因素,将工作室划分为不同功能区域――工作区、示教区、物料管理区、讨论区、资讯区。学生可以根据学习过程在相应区域内学习和工作,体验到真实的企业工作环境。电工技能工作室多媒体主控台的设计非常实用,该主控台除了控制工作室内各工作岛及其他教学设备电源外,还备有视频网络系统,教师可随时监控工作室内学生的学习情况、设备使用异常情况。另外,多媒体主控台的VGA切换器课也可方便切换投影不同电脑设备的画面,在展示环节的应用十分便捷。 在电工技能工作室,可开展“照明电路安装与线路敷设”“动力系统电路安装与线路敷设”“三相异步电动机控制线路的装调与维修”“直流电动机的基本控制线路装调与维修”“机床电气线路安装、测绘、运行与维修”等典型工作任务及其子任务的教学活动。针对照明线路的安装与检修这门课,学校选取了“家庭照明线路的安装与检修”“教室照明线路的安装与检修”“公共照明线路的安装与检修”“工厂照明线路的安装与检修”“户外照明线路的安装与检修”等典型工作任务。 3.教材编写 在开展照明线路的安装与检修一体化教学之前,学校组织教师根据本专业人才培养方案、课程标准以及职业技能鉴定标准,编写了具有本专业特色并适用于电工技能工作室的一体化校本教材。在教学过程中,教师可充分利用电工技能工作室配备的多媒体网络教室软件,采用任务引领、角色扮演法、演示法、卡片张贴法等多种教学方法进行教学活动,在整个教学活动中教师做好组织、引导、协调工作。 三、一体化课程教学改革的成效 1.学生综合能力得到提高,教学效果显著 一体化教学极大地提高了学生的学习兴趣,调动了学生学习的主动性和积极性,让学生从被动学习发展为主动学习,课堂的主体也由老师变成了学生。 每次上课,教师都会引入一个典型工作任务,学生接到任务以后,分组讨论怎样完成任务;在老师的引导下,学生会提出问题,思考“怎样做和为什么做”,再通过查阅、收集咨询区资料来解决相关问题。在这个过程中,学生查阅资料的能力、信息处理能力得到了锻炼,同时还掌握了相应的理论知识,培养了团队意识。最后的评价打分环节既锻炼了学生的语言表达能力、与人沟通的能力,又让学生了解了自己的不足之处。此外,企业7S管理制度在一体化课堂中的融入,让学生提前体验了现代企业的工作氛围,有利于他们形成良好的职业习惯和职业素养。学生真正体验到在工作中学习、在学习中工作,综合能力得到提高,实现了“要我学”到“我要学”的转变,教学效果显著。 2.培养了师资 在一体化课程教学改革中,教师的综合能力成为提高教学质量的关键。专业课教师不仅仅要能讲解理论知识、进行操作,还应该会创设工作场景,综合运用各种教学方式提高学生的学习兴趣,培养学生的职业素质,使一体化教学得以顺利实施并达到预期目的。因此,一体化教学对专业课教师提出了更高的要求。 成都市技师学院通过本科生培养项目、研究生培养项目,鼓励教师提升学历;通过职业资格证书培训项目、职业技能大赛指导教师培训项目、职业技能等级鉴定考评员培训项目等,提高教师的技能水平;通过聘请企业专家担任兼职教师,对本专业教师进行“传、帮、带”,培养专业教师的实践能力。经过一年多的培养,学校拥有了一支能胜任一体化教学任务的师资队伍。 四、小结 通过电气自动化设备安装与维修专业一体化课程教学改革的探索与实践,笔者深切体会到,只有把握好以下三个建设重点,才能取得一体化课程教学改革的成功。首先,必须建设一体化教学工作场地,其次建设一支既能胜任理论教学又能指导实训操作的教师队伍,最后开发出一套适用于所建设的一体化教学工作场地的教材。 (作者单位:成都市技师学院) 电气一体化教学改革研究:电气一体化教学改革的实践与探索 摘要:一体化教学把理论教学和实习教学有机融合在一起,有效提升了教学效果,是职业教育的发展方向。电气专业从制定科学合理的教学计划入手,对教学内容进行有效整合,打造“双师型”教师队伍,实行模块教学,充分利用现代化教学手段,不断推进一体化教学改革,努力提升一体化教学水平。 关键词:电气;一体化教学;改革 一体化教学集理论传授、现场观摩、实践操作、技能训练为一体,集教师与学生双向交流、小组讨论协作为一体,注重教学内容和教学方法的应用性、综合性、实践性,突出理论和实践的结合,强调学生动手能力的培养,增强学生学习理论的兴趣,促进对理论的理解,提高实训兴趣和实际操作能力,为学生职业生涯发展奠定基础,为今后走向工作岗位增强了适应能力。 一、开展一体化教学改革是提升教学质量的必然选择 所谓一体化教学,就是将技术理论课程与实习操作课程有机结合起来,项目引领、任务驱动,以实践为导向,按照实习课题将技术理论知识模块化并融于每一个实习操作步骤之中,将工艺理论教学与实习教学集于一体,以课题形式将专业工艺课融入实习课,实现了理论教室与实训教室的一体化,理论教师与实习教师的一体化,理论课与实习课教材一体化。一体化教学把专业知识与专业技能融合在一起进行教学,避免重复教学,把学习专业理论和训练专业技能紧密结合在一起,以技能训练为主线,强化专业理论的指导作用,突出学生实习动手能力的培养。一体化教学实现了从以教师为中心向以学生为中心转变,从如何“教给”学生知识和技能向如何“教会”学生学习知识和技能转变,从重视理论知识的学习向强化技能训练转变。理论和实践的有机结合使学生在实际技能训练和生产实际过程中理解专业理论知识,掌握操作技能和实际工艺过程,从而增强了学生学习和动手的兴趣,提高了学生分析问题、解决问题的能力,提高了学习效率。同时,由于在一体化教学过程中注意了对相关专业理论及技能知识的拓展和训练,学生具有了一定的复合技能。 一体化教学模式充分体现了“知行合一”、“学以致用”,突出了劳动者的技术应用和实际动手能力的培养,在培养国家和社会需要的高素质技能型人才方面具有明显的优势。 1.有利于培养复合型高技能人才。一体化课堂教学模式以培养学生综合职业能力和服务终生发展为目标,贴近岗位实际工作过程,对接职业标准,更新课程内容、调整课程结构、创新教学方式、传授职业知识,培养职业技能,进行职业指导,全面提高受教育者的素质。电气专业一体化教学根据相关生产岗位所需要的职业技能把理论和实际操作融为一体,以实习教学为主线,按照理论为岗位所需的专业技能服务的原则,把教学课题与生产实际结合起来,专业理论结合实践课题展开,把学生的学习过程与生产过程有机融合,划分为多个模块,让学生分阶段对各个模块进行学习,注重学生动手能力的培养,突出实践和操作训练环节。一体化教学的“教学做合一”的模式让学生通过具体的做掌握抽象的理论知识,原先难学难记的理论知识具体化,变成了鲜活的知识,充分激发学生的学习兴趣和积极性,大大提高学习过程的质量和效果。这种课堂教学模式让学生在动手操作的同时,启发诱导结合所学知识展开新的思考,进行新的探索,有利于培养创新欲望和提高创新能力,为学生的职业生涯打下坚实的基础。 2.有利于科学高效组织教学。一体化教学把理论课、工艺课、技能训练课合为一体,缩短了教学流程、减少了教学环节、最大限度的避免了重复教学,让学生在有限的时间里学习更广泛的知识,拓展了知识面。学了就做,充分体现了理论对实践的指导意义,学习的目的性大大增强,学到的知识直接用于实际操作,学生对知识的渴求最大化,学生学习的积极性和主动性被充分调动起来,真正实现了由“要我学”向“我要学”的转变。理论应用在实际操作过程中不会是一帆风顺的,难免会碰到各种各样的难题,在解决难题的过程中,学生一方面巩固了学过的知识,另一方面又深化和扩展了现有知识,甚至形成新的知识,零散、脱节的知识串联为一个有机整体。从2005年起,我校电气专业建设和课程的改革及创新的步伐始终没有停止,学校于2007年4月下发了《关于大力推进教学改革全面实施“一体化”教学的决定》,“一体化”教学随即全面展开。电气专业的课程设置是把同一专业划分为多个模块,让学生分阶段对每一模块进行学习。在开展模块教学的同时,结合职业资格证书与学历证书并行的考核形式,针对职业技能考核的实践操作项目,开展项目实训教学,想方设法探索适应学生的教学模式和教学方法。通过多年积极探索和不断的改革实践,对一体化教学内在规律有了更深刻的认识,培养目标更加明确,实现了从重书本知识传授向书本知识和实践能力培养并重转变,从重间接知识学习向间接知识学习与直接经验获得相结合转变,从重考试成绩向注重学习过程和素质培养转变。 3.有利于对接社会和企业的需求。根据社会需求,我校电气专业“一体化”教学开设维修电工基本技能训练、电工仪表与测量、照明线路安装及检修、电机与变压器安装与检修、电力拖动控制线路与技能训练、常用生产机械控制线路安装与检修、电子技术应用、PLC技术应用、变频器技术实训等。同时,利用校办工厂开展工学结合、产品加工,学习过程与生产过程有机融合,培养出的学生输送到企业,上手快、表现突出,得到了用人企业的好评,一些企业还委托定向培养人才。如开办了“驰宏锌锗有限公司电气自动化设备安装与维修班”、“云南多晶硅有限公司电气自动化设备安装与维修班”、“建水涌鑫铝业有限公司电气自动化设备安装与维修班”等。 二、多措并举深化改革,大力提升一体化教学水平 几年的实践已经证明一体化教学有利于职业教育培养目标的实现,继续深化改革,多措并举提升一体化教学水平是职业教育持续健康发展的必然途径。 1.对教学内容进行有效整合。电气专业教学内容包含文化基础课和专业技术课两部分,文化基础课主要是对学生进行思想道德教育、择业观念教育和生存发展教育,专业技术课主要是培养学生的专业技术能力。在实际教学中,对两部分教学内容重新进行整合,有机搭配,互相融合。在总结经验的基础上,经过调研,结合实际,我们制定了《电气工程专业(中级)教学计划》、《电气工程专业(高级)教学计划》、《电气自动化(预备技师)专业教学计划》以及相应的校本教材等,为进一步深化一体化教学改革勾勒了框架,做出了规划。 2.科学合理设置一体化教学课题。根据国家职业技能的培养目标和企业需求的实际,按照课程标准,理论课、工艺课和实习课重新整合,有机的糅合在一起,把需要学生学习和掌握的知识和技能,按照由易到难、由简单到复杂、由单一到综合的原则,循序渐进,设置为既相互联系、又各有侧重的一系列教学课题。依据教学大纲及职业技能鉴定标准,坚持科学性、针对性、实用性的原则,把涉及到的理论知识、工艺要求、教学内容以及目的、任务、内容、方法等进行整合编写一体化教案。先后组织人员编写了《供配电与仪器仪表》、《电力拖动》、《电子技术》、《电力拖动与控制》、《电机与变压器》、《PLC》、《变频技术》、《仪器仪表与测量》、《电力拖动与机床线路》等一体化教案,为开展一体化教学提供了必要的前提和基础。 3.加强一体化教学的组织管理。科学有效的管理是一体化教学的保障。首先要按照先易后难、循序渐进、互相照应的原则统筹安排好教学内容和教学时间,编制科学的授课计划;其次,要建立配套考核机制,加大对教师的检查督促,适时组织学生进行评教活动,确保教学计划顺利推进和教学内容的全面落实;再次,完善教考分离制度,健全评价机制,激励教师不断提高一体化教学水平。 4.建设一支高水平的一体化教师队伍。教师在教学活动中起着关键作用。作为一名合格的一体化教师,不仅要具有深厚的理论功底,较强的教学能力,还要有生产实践经验,技能操作熟练。打造一支既能胜任理论教学又能指导实习操作的“双师型”教师队伍是实施一体化教学的关键。我们通过内引外联,引进企业工程技术人员担任实习指导教师,聘请企业能工巧匠作为兼职教师。对现有教师实行“青蓝工程”,由老教师传、帮、带,组织教师深入企业一线锻炼、参加各种培训、参加职业技能鉴定、开展技能大赛等,提升教师一体化教学组织管理能力和业务水平。每学期我们都组织电气专业一体化教师培训,开展评课活动,并及时通过教研活动交流提高,努力打造优秀的一体化教师队伍。 5.加强校内实训基地建设。校内实训基地是开展一体化教学的重要保证。按照一体化专业现代化建设的要求,职业学校应建设相对完备的、具有一定先进性的、与培养目标和教学计划相适应的校内实习基地。经过几年的建设,电气专业现有电工电子、PLC等实训教室13个,实训工位650个,实训仪器设备2480套。为配合教学改革的深入推进,计划到2014年6月,建成新的实训基地,新建实训教室8个,新增实训工位400个,新增实训仪器设备120套。 6.充分利用现代教学手段。信息和通信技术的发展不断推动现代教育技术的应用和发展。现代教育技术应用到一体化教学中,把艰涩、深奥、枯燥的知识以新颖、直观、动态的形式表现出来,增强了课堂教学的趣味性,激发了学生的求知欲望和学习兴趣,课堂效率大大提高。利用现代教育技术手段,还可以把不能进行实验的技能项目制作成多媒体课件,进行模拟演示,把静态形象以动态形式表现出来,并可以反复观摩。 作者简介:罗家德(1969-),男,云南沾益人,云南工业技师学院电气教研组组长,电气工程师、一级实习指导教师、注册安全工程师。研究方向:电气教育。 电气一体化教学改革研究:电气一体化教学改革的实践与探索 摘 要:目前职业教育的发展方向,就是将实际应用和理论教学融合在一起。为了实现这一目标,我国职业教学利用了电气一体化教学方式,并且在一定程度上提升了教学效果。从指定教学计划开始,对教学内容进行了改革,实现了相对应的模块教学,利用了现代教学手段,很大程度上推进了一体化的教学改革,提升了一体化的教学水平。 关键词:教学质量;师资力量;管理工作 所谓的一体化教学,就是将教学环节融合在一起,以培养学生的理论知识和实践相结合的教学作为整体的一种考虑方式,单独制定教学大纲和计划,构建职业能力整体的培养目标体系,通过教学环节落实并保证整体目标的实现。一体化教学是职业教育的一种策略,其主要目的就是为了提高教育者的综合素质,采用理论和实践相结合的方法。由一位教师或一组教师在共同制定教学内容、教学方法与进度的情况下实施教学,使受教育者能将所学的理论知识及时消化吸收,是一种立竿见影的教学方法。能够激发学生对理论知识的兴趣,能够学生对理论知识的理解能力,提高实际操作能力,为学生以后的实际工作打下坚实的基础,提高对以后的工作岗位的适应能力。 一、一体化教学对教学质量的意义 一体化教学的改革能够提升教学质量,它很好地将技术理论课程和实习操作结合在一起。以实践为导向,按照实习课题将技术理论知识模块化融合于每个实习操作步骤中,将工艺理论教学和实际数学结合在了一起,以课题的形式将专业工艺融入到了实习课中,实现了理论和实际相结合的局面,真正意义上实现了理论教室和实训教室的一体化。一体化教学把专业知识和专业技能融合在一起进行教学,避免重复教学,将学习理论和训练技能紧密的融合在一起,以技能训练为主导目标,强化理论的指导作用,在一定程度上突出学生实习动手能力的培养。将以教师为中心的学习转变为以学生为中心的学习。在实际技能训练和生产过程中深入理解所学习到的理论知识,掌握到了技能和实际工艺的过程,增加了学生的动手能力和学习兴趣,在一定程度上提高了学生分析和解决问题的能力,提高了学生的学习效率。 这种教学方式有利于培养复合型高技能人才,这种教学方式更能够贴近岗位实际工作,有效地改善课程结构、改善教学模式、培养职业技能。电气专业一体化教学,是根据实际过程中相关生产岗位所需要的职业技能,将理论和实践融为一体,以实习教学为主要方法,按照理论为岗位所需的专业技能服务的原则,将教学课题和生产实际结合在一起,将专业理论与实践相互结合,将学生学习的过程和生产的过程融合,提升学生动手能力,加强实践和操作的环节。使理论知识变成鲜活的知识,激发学生的学习兴趣和积极性,提高教学质量和效果。 有利于社会的发展和企业的要求,其一体化教学是根据社会的需求,开设维修电工基本技能训练、电机和变压器的安装和检修工作、PLC技术应用等,并利用相关企业安排学生实习,充分得到了企业的好评和重用。 二、将企业教学和措施结合在一起 伴随着几年来一体化教学的实践,证明一体化教学对职业教育有着非常大的意义。为一体化教学在职业教育中更深远的发展,提出了几点建议。 重新整合教学内容,将文化基础和技能训练相互结合。这样既能够培养学生的素质,又能够培养学生的技能,从而提高学生的整体素养,为我国培养出更多复合型人才。 完善师资力量,教师在教学当中扮演着非常重要的角色,作为一名合格的一体化教师,既要掌握一定的理论基础,又要有丰富的实践经验。只有这样富有理论和经验的教师才能够更好地进行教学。可以聘请一些企业能力卓越的技术工人,作为兼职教师。为教师队伍增加实力,为实践教学增加能动性。并及时更新教师所掌握的知识,安排其人员进修,从而打造一支优秀的教师队伍。 加强教学组织管理工作。对于职业学校来说,其学生整体素质不是很高。只有加强管理制度,以科学合理的方式进行一体化教学的管理,才能够保障一体化教学。为了能够更好地安排好教学实践以及教学内容,要按照简单、难相关照应的原则进行教学。而且必须要建立与教学内容相匹配的考核制度,加大教师对于学生的考核和监督工作,适当地组织学生进行评判工作,以期能够保证教学计划顺利的进行,保证教学内容能够全面落实。完善教学和考核相互分离的制度,把握好评价机制,不断地提高教师水平,保证教学一体化的升华。 职业教学离不开实际操作,就此要加强校内的基础设施,一定要保证其设备完善、保证其设备具有先进性和完善性,建立新的实训基地,增加教学配套设备,为职业教育以后的蓬勃发展打下坚实的基础。 总的来说,为了能够更好地完善职业教育教学工作,要牢牢把握住电气一体化教学,对其所出现的弊端和问题进行改革,融入现代化的信息技术,完善教学基础设施,将理论和实践相结合,加强师资力量,以期能够为国家培养出更多的复合型人才。 电气一体化教学改革研究:技工院校电气专业一体化教学改革初探 摘 要:本文阐述了技工院校电气专业一体化教学改革的思路和内容,主要探讨课程体系及教学内容的改革、教学方法的改革、一体化教学团队建设、一体化教学场地建设。一体化模块教学是顺应当前职业技术教育发展而产生的一种教学模式,是实现理论与实践有机结合的重要途径。 关键词:一体化教学 课程体系 教学内容 教学方法 教学团队 教学场地 一、一体化教学概述 一体化教学是顺应当前职业技术教育发展而产生的一种教学模式,要求理论教学与实践教学内容的一体化、教学场所的一体化、教材教案的一体化、教学组织过程的一体化,其主要特征是强调学生参与教学全过程,强调学生互相合作解决实际问题,强调以模块为基础的经验性知识培养。因此,一体化教学模块绝不是理论教学和实习教学在形式上的简单组合,而是从学生技能技巧形成的认知规律出发,实现理论与实践的有机结合。 二、改革思路 深入调研并参照职业资格标准,以突出职业能力和职业素质培养为目标,构建工作过程导向的电气技术专业全新的课程体系;淡化专业基础课、专业理论课和实训课的界限,以“人才培养与岗位零距离”特色为主线,按照“教、学、做”一体化的要求,推行模块化教学改革及以项目教学、任务驱动为主的教学方法改革;以先进的教育思想理念为指导,推进以课程教学团队为基本建设单元、结构合理的“双师”教学团队建设工作;跟踪电气技术发展,提升校内实验、实训条件,探索设备资源共享的新路。 三、改革内容 1.课程体系及教学内容的改革 成立行业、企业、学校组成的专业建设委员会,对电气自动化专业的典型工作任务进行分析,确立本专业优秀能力培养标准和要求,开发一批以行动为导向的专业优秀课程,在参考职业标准的基础上确定基于工作过程的一体化课程体系。根据优化后的人才培养方案和改革后的教学内容,对主干课程进行重组或整合,把全部教学内容按技能类型和等级分成若干课题模块,在教学中以每个模块为优秀,结合相关的工艺知识、专业理论知识和操作技能进行一体化教学。 2.教学方法的改革 模块式教学类似积木组合式的教学方式,具有培训目标明确、结构灵活、效率高等特点,充分体现理实一体化教学,能有效避免以往教学中理论与操作脱节、内容重复而造成的教学资源及学习时间的浪费。因为教学内容的相对独立性较强,故在每个模块中安排一名具有相应特长的教师作为主持,负责该模块教学内容的调整、课程标准和计划制订等工作。 坚持职业教育“以能力为本”的价值取向,改变注入式的教学方法,推行以培养关键能力为优秀的行为引导型教学模式的项目教学法。项目教学法是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,教学中遵循以项目为主线、教师为主导、学生为主体的基本特征,培养了学生的合作精神和解决问题的能力。 3.一体化教学团队建设 教学团队建设是提高教育质量的重要举措,是加强教师队伍建设的途径,以专业教师建设为重点,通过培养、引进和聘用相结合的方式,建设由专业带头人、骨干教师和企业专家构成的一支理念先进、技术过硬的高水平的教学团队。 在教学团队中选拔具有较高的职业教学理论水平和较强的管理能力的教师,成为引领教学团队、推动本专业教学改革与发展的专业带头人;推进教学工作的老中青结合,发扬传、帮、带的作用培养一支有较高水平的专业骨干教师队伍;聘请企业专业技术能手担任兼职教师,通过建立合理机制,明确责任、义务和待遇,建立相应考核评价制度,确保兼职教师队伍人员相对的稳定性;制订好教师培训计划,按照两个发展方向,从教法、技能等方面,通过校内培训、校外培训等方式培训教师,完成教师的一体化转型。 4.一体化教学场地建设 一体化教学场地,是实现一体化教学的硬件条件,它既要满足理论教学的需要,又要具备能进行实际操作教学的条件。它为教学中师生双方边教、边学、边做、理论与实践交替进行的一体化教学提供了保障。 笔者所在学校在改革中将现有的实验室、实训车间进行整合,按照模块划分建设满足各模块教学需要的一体化教室。教室中除配备常规教学需要的黑板、多媒体教学设备外,还要根据模块的教学内容配备相应的实验、实训设备,为适应项目教学的需要,将教学设备和工位科学地进行摆放。并由模块主持人负责本模块一体化教室的维护、升级改造及管理工作。 我们遵循职业教育规律,以学生职业生涯发展为目标,大力推行一体化教学改革,突出实践能力培养,以有利于学生个性发展、有利于学生就业、有利于学生能力的提高为原则,更新教育思想和理念,深化课程体系、教学模式、教学内容和教学方法的改革,以适应新形势下技工院校电气专业建设的要求。 (作者单位:山东省邹城市技工学校) 电气一体化教学改革研究:浅谈电气自动化设备安装与维修专业一体化教学改革 摘 要:一体化教学改革是转变技能人才培养模式的重要抓手,是推动技工学校改革发展的重要举措。本文从技工学校教育的教学实际出发,分析了电气自动化设备安装与维修专业传统教学模式的不足,重点阐述了实现该专业电工基础理论实训一体化课改的探索与实践。 关键词:电气自动化设备;安装与维修专业;一体化课改; 随着科技和社会的发展,电气自动化设备的应用越来越广泛。对于技校来说,学生的基础薄弱,如果按照以前的教学模式进行教学显然无法得到好的效果。因此,各个技工院校都在不断地推进教学改革,积极地开发实用性、有价值的课程。这些课程都以培养学生的综合职业能力为目标,以典型任务为载体,采用以学生为中心的一体化教学模式。实践证明,采用一体化教学模式的班级学生动手能力强,理论知识掌握牢固,探究性学习能力强,可以说取得了良好的教学效果。但是,在教学过程中或多或少会出现一些问题,学生的主体地位没有得到体现在一体化教学过程中,有的教师只是把学生的上课地点从教室挪到了实验室,先是讲一大堆的理论,然后老师做示范通过实验验证后,学生再模仿老师做一遍,没有掌握的,教师会再做一次示范。在这样的教学过程中学生只是机械地模仿,以后的工作中是不会有创新能力的。而真正的一体化教学,是以国家职业标准为依据,以综合职业能力培养为目标,以典型工作任务为载体,以学生为中心,根据典型工作任务和工作过程设计课程体系和内容,按照工作过程的顺序和学生自主学习的要求进行教学设计并安排教学活动,注重对学生探究性学习的指导和训练,指导学生自己去观察现象,实现理论教学与实践教学的融合。 在传统教学中,电气自动化设备安装与维修专业课程分为理论课程和实训课程,两者分段实施,在教学上各成体系。理论课程在教室里完成,理论教师只注重专业理论知识的讲解,学习内容比较抽象、枯燥,学生学习兴趣普遍不高,学习自觉性和主动性较差。而实训课程在实训室完成,实训教师只关心学生的实际操作训练,学生虽能动手操作,但对理论知识了解甚少,而且专业理论课程和相应的实训课程并不在同一时段。理论课程和实训课程在教学目标、教学内容和教学方法等方面难以有机结合,教学内容得不到合理统筹,造成教学效果不太理想,影响了教学质量的提高,也影响了对学生综合能力的培养。因此要进行人才培养模式和课程体系改革,分析出典型工作任务,构建一体化课程体系,积极推行以能力培养为中心、以典型工作任务为载体,根据典型工作任务和工作过程在一体化设备及场地开展实训活动的教学模式,以专业理论知识指导实际操作训练,以实际操作训练加深对专业理论知识的理解和掌握,培养学生分析问题和解决问题的能力。 要实施一体化教学,先要开发教材。学校组织教师根据本专业人才培养方案、课程标准以及职业技能鉴定标准,编写了具有本专业特色并适用于电工技能工作室的一体化校本教材。在教学过程中,教师可充分利用电工技能工作室配备的多媒体网络教室软件,采用任务引领、角色扮演法、演示法、卡片张贴法等多种教学方法进行教学活动,在整个教学活动中教师做好组织、引导、协调工作。 要实施一体化教学,还必须具备既能满足理论教学、又能满足实训教学的场地,可以尝试开发电工技能工作室,按照工作过程的顺序和学生自主学习的要求进行教学设计并安排教学活动,而且融入企业现场管理的诸多因素,将工作室划分为不同功能区域――实作区、理论教学区、物料管理区、讨论区、信息检索区。 实作区:可以在原电力拖动实验室的基础上,根据一体化教学的要求改扩建而成。实作区共设实作小组10个,每个小组配备电动机实训工具2套,实训操作电路板及元器件2套,可供4至6人完成操作与试车。 信息检索区:根据一体化教学要求,在实作区新建信息检索区。主要由与一体化教学相关的文字资料组成,包括各类专业教材、参考资料、学术期刊等,可供学生在学习过程中随时查阅,也可供学生深入研究。 理论教学区:可设理论教学教室一间,供10个教学小组完成教学,期中每个小组配备桌牌一套,由组员自行令名并写上小组座右铭,以此共勉。教学区还可配备多媒体教学用具与白板一块,用于教学和优秀作品展示。 学生可以根据学习过程在相应区域内学习和工作,体验到真实的企业工作环境。电工技能工作室多媒体主控台的设计非常实用,该主控台除了控制工作室内各工作岛及其他教学设备电源外,还备有视频网络系统,教师可随时监控工作室内学生的学习情况、设备使用异常情况。另外,多媒体主控台的VGA切换器课也可方便切换投影不同电脑设备的画面,在展示环节的应用十分便捷。在电工技能工作室,可开展“照明电路安装与线路敷设”“动力系统电路安装与线路敷设”“三相异步电动机控制线路的装调与维修”“直流电动机的基本控制线路装调与维修”“机床电气线路安装、测绘、运行与维修”等典型工作任务及其子任务的教学活动。针对照明线路的安装与检修这门课,学校选取了“家庭照明线路的安装与检修”“教室照明线路的安装与检修”“公共照明线路的安装与检修”“工厂照明线路的安装与检修”“户外照明线路的安装与检修”等典型工作任务。 授课过程中,每次上课,教师都会引入一个典型工作任务,学生接到任务以后,分组讨论怎样完成任务;在老师的引导下,学生会提出问题,思考“怎样做和为什么做”,再通过查阅、收集咨询区资料来解决相关问题。在这个过程中,学生查阅资料的能力、信息处理能力得到了锻炼,同时还掌握了相应的理论知识,培养了团队意识。最后的评价打分环节既锻炼了学生的语言表达能力、与人沟通的能力,又让学生了解了自己的不足之处。此外,企业7S管理制度在一体化课堂中的融入,让学生提前体验了现代企业的工作氛围,有利于他们形成良好的职业习惯和职业素养。一体化教学极大地提高了学生的学习兴趣,调动了学生学习的主动性和积极性,让学生从被动学习发展为主动学习,课堂的主体也由老师变成了学生。学生真正体验到在工作中学习、在学习中工作,综合能力得到提高,实现了“要我学”到“我要学”的转变,教学效果显著。
工业安装论文:工业锅炉安装质量控制论文 1锅炉各部位常见的安装问题分析 1.1排炉根据有关资料显示,在工业锅炉的运行过程中,由于工业锅炉排掉链而停炉的问题出现了很多。这主要是因为锅炉排片、滚柱、链条的尺寸不合格造成的,工业锅炉排片不紧凑会导致转动时容易跑偏。另外,工业锅炉的导轨不直以及导轨之间的距离超差,工业锅炉侧密封的材料耐高温和强度达不到相关的要求会使得锅炉在高温过程中变形,从而锅炉侧密封的材料在转动的锅炉排上将炉排卡住,造成工业锅炉的停炉。 1.2锅炉前后拱有些新安装的工业锅炉在运行一段时间之后,会出现前后拱水冷壁的耐火混凝土脱落的现象。若按照以下施工方法进行施工就很难再出现类似的质量问题。首先,要确保原材料的到货质量,检查材料是否具有出厂合格证明,对不同规格的工业锅炉了解耐火混凝土性能的各项指标,必要时按要求进行见证取样送检,复检合格后方能使用。最后,若工业锅炉采用水冷壁管作为耐火混凝土的骨架时,应禁止使用配扎钢筋,而水冷壁管和耐火混凝土之间应有膨胀的缝隙,施工人员应当严格控制工业锅炉安装的施工质量,保证锅炉的运行使用安全。 1.3锅炉门和看火孔出现松动甚至脱落有时候可以发现,虽然有些锅炉的运行时间不长,但是锅炉门和看火孔就会松动甚至脱落。出现这种现象的原因主要是锅炉门和检查孔经常开启,从而造成工业锅炉周围的炉灰浆的松动,时间一长就会慢慢松动甚至脱落。要通过植筋,清理锈蚀层,控制耐火浇筑料的配合比,提高结合面的粘结能力来加以消除。 2工业锅炉安装中的质量控制 2.1健全施工质量保证体系锅炉安装作为一种特殊的设备安装,必须要有健全的施工质量保证体系加以保障。首先,要建立和健全施工单位的质量保证体系,明确所用工作人员的职责权限,在法律法规的范围之内从事质量控制管理活动,确保责任到人。其次,要有配套的体系运行文件。根据公司制定的质量计划、目标和工作程序等开展一系列的活动,并且对于质量的审查都要遵循相关的文件或规章制度。再次,完善记录制度。对于从事与质量有关的活动都要记录在案,并且保证记录的真实性和可信度。并且记录中要有质量方面的客观证据,同时还包括质量的检查结果等,做到对于任何事都有据可查。 2.2安装前的质量控制 2.2.1对于人员的控制工业锅炉的安装工作需要专业的技术人员来做,涉及到的特殊工种较多(如:焊工、起重工、电工、架子工等),该类人员必须经过培训、考核合格,取得特殊工种作业许可证,方能从事施工作业。尤其是焊接锅炉受压元件的焊工,钢结构以及重要部位的焊接工作应由专业的焊工进行焊接,并安排专业的无损检测人员进行相应的检测。实施锅炉安装的项目经理应当具有较高业务素质、丰富的安装工业锅炉理论和实践经验,并且项目经理部门的各个职能部门应当配备完善。 2.2.2对于材料的质量控制对于安装工业锅炉所需要的各种材料必须要有相应的合格证明,有明确的生产厂家以及地址等内容,建立健全档案信息,增强产品的可准塑性,禁止使用不符合要求的材料和零部件等,按规范要求需要做复检的必须按照要求进行复检,如合金钢的光谱分析等,做到进场必优。同时,这些原材料需要相关的建设单位和监理单位进行共同验收后才能够投入使用。 2.2.3图纸会审和参加设计交底组织有关人员对图纸进行会审包括图纸的错、漏、碰、缺等问题,同时还要审查图纸的审批手续等是否齐全。建设单位应积极组织设计技术交底会,在会上对于图纸会审中出现的问题进行逐一讨论,并通过协商等加以解决,同时做好会议的相关记录工作。 2.2.4参加承包单位召开的锅炉安装专业会议主动参加承包单位召开的锅炉安装专业会议,要求相关承包单位对安装人员进行施工组织设计交底,同时让安装工作人员明白施工方案、管理制度以及需要注意的事项等,并及时汇报开工之前的准备和落实情况。要督促承包单位树立质量意识和安全意识,将建设单位的要求认真贯彻下去,从而为打造出精品的工程努力奋斗。 2.3安装过程中的质量控制 2.3.1锅炉钢架安装的质量控制目前国内大部分大型工业锅炉的钢架均采用高强螺栓连接,现就高强螺栓连接中的钢架予以阐述。钢结构施工工序:摩擦面处理杆件装配临时螺栓紧固构件安装偏差校正检查验收高强螺栓安装初紧(60%扭矩)结构质量复检并记录终紧(梅花头全断)紧固质量检查涂防锈防腐漆。钢结构的安装采用分层、分段吊装法,由炉前向炉后、炉右向炉左进行,在钢结构吊装的同时穿插烟风媒管道、空气预热器、各层空气预热器连接护板、转折箱、烟气调节挡板等的吊装。先安装立柱,然后安装连梁。再安装与其相连的两根钢柱及其与前两柱之间的连梁,尽快形成“井”字形结构,两侧均按此顺序吊装。 2.3.2受热面管焊接的质量控制由于锅炉部件的大小受运输的限制,大部分部件是分体到场,需要在现场进行二次组对,为此必须做好外形几何尺寸校验,重点保证整体的尺寸误差不超标;对所有管排和散管要做压缩空气吹扫及通球试验,并做好管口封堵措施,保证管道内部清洁;大型部件(如:水冷壁组件)起吊前做好起吊加固,以免组件变形;组件在炉内向火侧的吊耳、焊口必须打磨平整光滑;密封件较多,防止焊接变形、漏焊。由于锅炉部件涉及的合金钢耐热钢较多,为此在焊接前要编制进行焊接工艺评定方法,编制焊接工艺卡,选择合理的焊接方案,厚壁管采用多层焊的焊接方法,长焊缝采用分段、对称、分段退焊法等工艺,对于合金钢要按照要求进行焊前预热和焊后热处理等。因此,焊接管理工作相当重要,同时对焊工也提出了严格的要求,工作人员在焊接的时候应当注意要按照设计规定的型号合理选择焊丝和焊条。焊接完毕之后应注意检查外观的质量,焊缝应没有出现裂纹、夹渣、气孔等问题。 2.3.3总体水压试验的质量控制工业锅炉总体的水压试验之前应进行检查,试验环境的温度应不小于5℃,向锅炉注水之前应确保放气阀、排污阀、出气阀以及本体管路内的二次阀处于开启的状态。当关闭空气阀的时候,及时检查是否有漏水的情况发生。同时,安装人员还应当检查试验装置是否灵活以及人员的分工是否明确。当升到锅炉的工作压力的时候,暂停升压,然后进行检查工作,查看工业锅炉的水位表阀门是否出现漏水的状况或者各个元器件是否发生异常。若未出现漏水的情况,则立即关闭水位表,将压力上升到试验压力,保持一定的时间,然后再降到锅炉工作时的压力,并对锅炉进行全面的检查。 2.4工业锅炉安装之后的质量控制首先,应严格审查试运方案,在试运期间对于发现锅炉出现的各种问题及时进行解决;其次,及时参加建设单位组织的竣工验收工作,同时提供相关的监理资料;再次,对于竣工的验收报告进行严格审查和签收工作;最后,做好保修期的监理工作。应积极做好锅炉的后期质量保修工作,对于出现的质量问题及时进行维修和养护工作。 3结语 要对安装锅炉的材料进行质量控制,对于工业锅炉安装中出现的质量问题及时进行解决。当安装结束时,应及时查找安装记录,验收过程中若出现问题则要及时查找安装记录。工业锅炉安装的质量控制不仅要严格执行施工和验收规范,而且需要各个部。 作者:雷平飞单位:山西省工业设备安装有限公司第二分公司 工业安装论文:煤炭工业建筑安装工程成本管理论文 1煤炭工业建筑安装工程基本概念 建筑安装工程的成本分为直接工程费和间接工程费,其中直接工程费包括人工费、材料费、施工机具使用费其他直接费等组成部分,间接工程费包括施工管理费等。根据相关资料,总结出建筑安装工程的各项成本组成在总成本中所占百分比。其中人工费占13%,材料费占60%,施工机具使用费和其他直接费占7%,施工管理费占20%。从以上数据可以得出,材料费是成本的主要组成部分,节约材料成本是降低建筑安装工程成本的重要方式;施工进度的快慢也直接影响着工程成本的变化,在成本的降低方面施工管理费也占有很大份额,具有很大的潜力。由此,为了降低建筑安装工程成本,需采取各种有效的手段,如目标的成本管理、各种责任制、各种核算制度等。 2煤炭工业建筑安装工程成本管理 2.1定额管理 定额是在正常的生产情况下,生产单位产品所需的人力、材料和施工机械等合理消耗量。消耗量分为必要劳动消耗和损耗劳动消耗,理论上定额消耗即必要劳动消耗。定额管理能够正确地安排人力与物力,是实行按劳分配的依据,也是进行社会劳动竟赛的基础。定额管理是规定在正常情况下单位时间内生产者生产社会产品合理的数量,以此限制和激励生产者的工作积极性,同时也可以提高企业的劳动生产率,维护企业的效益。从另一方面看,提高劳动生产率也是在降低施工的成本,因为当单位时间生产的社会产品越多,其单位产品的劳动力成本就越低,劳动力成本越低,也就降低了施工成本。因此,提高劳动生产率就是有效地降低施工成本。对于任何一项工程建设,都需要投入很大的物力与财力,在这些资产中有些是固定资产有些是流动资产,其中固定资产包括各种施工机械、设备、工具仪器办公用品及办公房屋等。因为这些资产比较分散,且数目庞大,不容易管理与保存,很容易造成缺失或仪器仪表的损坏。因此,面对数量庞大的资产数目,必须进行必要的资金管理,以降低建筑安装工程成本。煤炭工业建筑安装工程的固定资产在煤炭工业基本建设中占有十分重要的地位,它是主要的劳动资料和辅助工具,也是施工单位能够继续下去的必备条件。固定资金在施工过程中具有反复性、连续性,可以长期地保持自身的价值,直至失去实物形态的使用价值为止。固定资金还具有较强的专业性、分散使用、频繁挪动的特点。因此,做好固定资金管理,可以从以下几方面入手。(1)统一管理、分级负责。企业的固定资产,财务部门统一动态管理,各部门要认真负责,做到帐、卡、物一致,严格按规定程序办理。(2)责任负责制。由使用单位负责管理固定资产,落实到人头。严格按规定手续办理修理、封存停用的设备,确保帐、卡、实物一致。(3)流动资金管理。按照材料采购计划,由供应部门集中统一地从合理的供应渠道采购材料及物资,认真核实清单数量,落实保管员个人保管,积极利用和处理积压物资,经常清仓利库。 2.2预算管理 施工图预算是预算管理的主要依据,因此,施工前必须做好各分项工程的详细预算,然后汇总并计算和考核。施工条件的变化时常影响着施工成本,通常通过设计方案的变更、工程量的增减、施工图的局部工程的缺失、材料以及供货地点和运输方式的改变,使工程的量或材料的价格发生变化,影响着工程的成本支出。因此,应认真的计算和考核预算并根据工程的变化修改预算,使预算与施工生产的真实情况相符,以正确的控制成本。 2.2.1节约材料费。建筑安装工程所用的材料把部分应用在工程实体,而材料费在成本中占有绝对高的部分,在满足工程质量的前提下,减少建筑材料的浪费,加强建筑材料的管理,成为降低工程成本的一个重要部分。降低成本的基本措施如下:(1)定额管理材料。定量供应常用材料;限额领用其他材料。(2)采用新工艺新方法,节约材料使用量。(3)加强材料采购计划性、运输工作和仓库保管工作,避免由于运输疏忽造成的材料损耗。 2.2.2合理的配备机械设备,提高机械设备利用率。随着施工机械设备在建筑施工过程中的作用越来越大,施工中的繁杂笨重劳动和手工操作逐渐被机械所代替,以提高工作效率。因此,合理的配备设备,使每台机械的效能充分发挥,成为降低成本的一种手段。为了保证每台机械能正常工作,充分发挥其效能,通常采用以下措施:(1)定期对机械设备进行保养维修工作,确使机械设备能正常运行。(2)为避免停工窝工现象,机械设备应严格按照作息时间工作,不准过早过晚进场。(3)加强机械设备的管理和监督,对施工机械的各种状况作及时考核记录。 2.2.3施工管理费的控制。施工管理费是施工单位为了使施工正常的进行而产生的组织和管理的费用,是工程成本的一部分。按定额取费,按预算支出是施工管理费的控制的一般方式,有效的控制工程成本与预算的一致,确保施工成本在控制的范围之内。通过编制成本计划,按照完成承担工程任务的量计取施工管理费,同时按照施工的预算限额支取,以达到对施工管理费的控制。其次严格控制非生产人员在施工生产中的人数,减少多于的劳动生产力,同时施工单位的管理人员和服务人员也应该严格控制在不影响正常施工的人数,这也是管理费控制的重点。还要严格遵守费用划分及开支标准,杜绝费用乱报,非正常开支等现象,从而降低施工管理费。 3结语 随着我国不断的从国外吸收管理经验和市场经济的不断发展,成本管理范围不断扩大,深度不断明确,宏观经济与微观经济都和施工企业的成本有着紧密的联系,同过定期分祈施工情况,总结影响成本的因素,并采取有效的降低成本措施,施工成本就一定能得以控制。 作者:闫慧殊单位:山西潞安矿业(集团)古城煤矿建设管理处 工业安装论文:工业机电工程安装技术探析 摘 要:近年来随着国内工业的不断发展,工业机电设备已经成为了各行各业不可或缺的生产辅助手段。工程安装人员的业务技能是一个不小的考验,而现实的情况却是很少有安装工人能够满足实际的安装需求,所以说对工业机电工程的安装技术进行分析,能够帮助我们理清这部分工作的思路,提高我们的工作效率,下文是根据笔者的经验对此进行的总结。 关键词:工业机电工程;安装;完善措施 中图分类号:TU85 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)06-0066-01 工业机电工程的安装包括各种设备、电气以及暖通工程的安装等等,在安装过程中需要我们把握好其中的技术细节,这是完善这部分工作首先要面对的一个问题。但是目前因为很多因素的限制,这方面的工作却存在很多问题,故此只有回归技术的本质才能够提高我们的工作质量。 1 工业机电工程安装的基本特点 (1)施工周期长。工业机电设备的安装是一个涉及到机械以及电气等很多学科的大概念,整体的知识跨度较大。电气工程、电子工程以及机械设备工程等等都是工业机电工程安装的基本内容,此外还包括照明、消防、暖通以及通信等等内容。而且从工程方案的设计再到材料的采购,最后到具体的设备调试都需要按照相关的标准来进行,所以说这就等于在无形之中拖长了工期。(2)技术的要求不断提高。随着我国工业生产行业的不断完善,相关机电工程的安装技术也是在不断提高,各种新技术、新材料和新设备不断被投入应用。这使得工业机电工程安装的规模也是在逐渐扩大,装配、吊装等等作业方式也是在被不断应用到机电工程的安装之中。所以说这就给施工人员的业务技能带来了更严峻的考验。(3)工序复杂。工业机电工程的安装涉及到了很多跨专业的相关知识,所以说其中的工序非常复杂,而且各个工序之间需要做好衔接与配合的工作。要从整体的角度出发,才能够为工程总体创造良好的施工条件。故此相关的工程部门一定要认识到工业机电工程安装的复杂性,要在日常的管理之中对于这部分的内容有所侧重。 2 工业机电工程安装的技术要求 (1)电装置方面。配电装置是整个机电工程的优秀,如果配电装置出现故障那么整体机电设备的运转就没有保证,而且也能够影响到电源部件的稳定性。所以说对于配电装置的安装一定要严格按照图纸的标准来施工,要重视其细节,并且在施工之后一定要按照相关的标准来验收。如果在施工的过程中发现开关柜内回路开关设计不合理的现象一定要及时去解决,这样才能够避免出现安全事故,当然这还需要对供货的细节进行把握。(2)电缆安装的方面。就工业机电工程而言,电缆的选材与安装其实也会对工业机电工程的安全性产生影响,因为电能是通过电缆来进行输送的,如果电缆质量不合格很容易会造成火灾。工业机电工程之中的电缆大都是沿着竖井以及坑道铺设的,而且就一个工程而言各个位置上的电缆也很难统一,所以说只有从技术的角度对电缆的安装进行管控才能够真正的避免出现失误,从而降低火灾发生的概率。(3)母线槽安装的方面。矩形母线主要被应用在变配电所内高低压电路之间的线路连接,这是现在配电设备之间一种灵活性比较高的配电系统。而母线的安装要做的首先是核对清楚相关设备的规格与型号,将紧固件的数量清点准确。 3 完善工业机电工程安装的具体措施 (1)加强统筹管理。近些年来工业机电工程的安装数量一直处于一个快速增长的趋势,再加上相关的O备较多,而且具体的施工环节非常复杂,所以说我们只有加强对工程安装的统筹管理才能够真正的提高工程的质量。这就要求相关的工程项目负责人在正式开工之前就对工程的每一个环节有一个清晰的了解,并且落实好具体的工程细节。这样才能够为工程整体创造一个良好的开始,从另一个角度来说加强对工程的统筹管理,落实好相关的细节也能够提高整体工程的稳定性。(2)革新安装技术。对于工业机电工程的安装技术而言,虽然说近几年这其中诞生了一些新的内容,但是因为设备的限制相关技术的推广力度还远远不够。所以说相关单位就需要加大对于资金的投入,在更新设备的基础之上对工业机电工程安装技术进行革新。同时对于相关岗位上的工作人员而言,要具备这样的战略远见,及时关注这方面的技术变化,将最有用的技术带入到实际的工程之中。(3)完善制度的保障。任何工作的完成都离不开制度的保障,工业机电工程的安装同样如此,我们要保证其制度具有严肃性以及可操作性,这样才能够辅助我们的工作。管理制度要将工程前期的准备工作,施工以及后期的工程验收都包括在内,还应该明确各个岗位上员工的责任,通过完善的考核体系以及奖惩措施来引导员工的工作。对于工作表现突出的员工应该奖励,对于工作中出现的问题要将责任追究到个人,这样才能够为工业机电工程的安装营造出一种积极向上的局面。 4 结语 从技术角度来说,工业机电工程的安装涉及到很多方面,除了上文中提到了相关技术要求以及完善的措施之外,我们还应该做好设备的防腐保温工作。这样才能够提高我们的安装质量,以上是笔者根据自己的经验对这类问题进行的总结,希望能够以此为契机推动相关工作的不断完善与提高。 工业安装论文:浅谈工业锅炉安装中对质保体系的监督检验 摘要:锅炉是国民经济中重要的生产设备之一,并且具有潜在的危险。锅炉的安装是制造的延续,其安装的质量直接影响到日常运行是否安全可靠,所以锅炉安装质量的监督检验在锅炉安装过程中起到了举足轻重的作用,同时锅炉安装企业质量保证体系的有效、适用和充分地运行又是锅炉安装质量合格的根本保证。 关键词:工业锅炉;锅炉安装;监督检验;质量保证体系;安装质量 一套完整的质量保证体系是对安装全过程的控制与管理,可以持续稳定地提供满足用户和法律、法规要求的安装服务,并通过质量保证体系的有效运行和持续改进,进一步提高安装施工的技术水平。 1 质量保证体系在工业锅炉安装过程中的重要性 《锅炉监督检验规则》(TSG G7001-2015)中明确规定,锅炉监督检验工作不仅包括锅炉安装的全过程,还包括对安装单位质量保证体系运行情况的监督检验。监督检验前,监检人员应当查阅受检单位的质量保证体系文件及其有关技术资料。进行现场监督检验时,监检人员要监督安装活动是否满足安装单位质量保证体系的要求。安装单位应具备完善的质量保证体系并且能够正常实施,质量保证体系实施失控属于严重问},监检机构应当签发《特种设备监督检验意见通知书》。 2 在工业锅炉安装过程中质量保证体系运转的基本要求 2.1 质量保证体系的控制要点 根据《特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求》(TSG Z0004-2007)的规定,结合工业锅炉安装过程的特点,对每个控制系统,又可分解为若干控制环节,每个控制环节又可分解为若干个控制点,在各质量控制系统、控制环节和控制点之间应明确信息传递和反馈渠道,形成一个有机的整体。具体应包括管理职责、质量保证体系、施工作业文件和记录控制、合同控制、材料和零部件控制、作业(工艺)控制、焊接控制、热处理控制、无损检测控制、理化控制、水压试验控制、检验控制、筑炉、烘炉、调试和试运行控制等要点。对质量保证体系的监督检验包括审查企业质量手册和程序文件的执行情况、安装过程各岗位人员职责是否明确、施工人员是否具备相应的资质、施工设备和检验检测仪器是否在校验合格期内等控制要点。 2.2 质量保证体系的实施 2.2.1 结合工业锅炉安装的特性确定必要的过程,并将每个过程展开为若干活动。质量保证体系要求的实现是要依靠许多客观质量活动的实施,所以安装单位在确定质量保证体系过程之后,应将这些过程展开为若干质量活动,以保证每个过程有效。 2.2.2 为了落实所确定的质量活动,安装单位必须根据本单位的实际情况设计并确定组织机构及其相互关系,分解质量职责,合理配置完成质量活动所需的资源,包括各专业质量控制责任人员。 2.2.3 根据安装过程的各个环节,认真填写相应的记录。记录等相应文件在质量保证体系中是一个必需的要素,它有助于安装质量改进的实现,并提供客观证据,以便对体系有效性进行评价。 2.3 质量保证体系有效运转的意义 只有在质量保证体系正常运转的情况下才能保证锅炉安装过程的质量,因此安装单位必须认真实施质保体系,运用质量管理的过程方法和系统方法对质保体系过程进行管理,使为满足安装质量要求所确定的过程处于连续受控状态。 3 对质量保证体系进行监督检验的重点 3.1 对质量保证体系监督的两种方法 3.1.1 应用过程监督法,实现质量保证体系监督的PDCA循环。结合工业锅炉安装过程的特点,(1)对安装过程进行识别,明确监督检验的重点内容和要求,制定详细的监督计划,即对过程监督实施策划(Plan);(2)根据对安装过程监督策划,以过程为主线实施监督(Do),检查过程执行程序文件、施工方案及作业指导书的情况;(3)根据《锅炉安全技术监察规程》(TSG G0001-2012)和《锅炉监督检验规则》(TSG G7001-2015)等标准对安装质量进行分析,从而验证体系运转的有效性并对监督效果进行检查(Check),查找体系运行是否存在薄弱环节,找出质量体系和体系监督存在的不足和需要改进的地方;(4)对查找出的安装过程、体系运转过程和监督过程存在的问题进行处置(Action),督促安装单位针对问题制定相应的整改措施。通过不断地进行PDCA循环,促使安装单位的质量保证体系得到持续改进。 3.1.2 应用系统监督法,实现“人、机、料、法、环”的全面监督。系统监督法具体控制内容包括人(人员素质和资格)、机(施工机具和设备)、料(材料和半成品)、法(法规、标准规范和质量体系文件)、环(工作环境)五大因素。针对工业锅炉安装的某一具体过程,查看该安装过程的工艺文件、作业指导书及相关的标准规范要求(What);检查作业人员是否具有相应的资格证书(Who),是否经过相应的培训后上岗,是否掌握该安装过程的技术要点,是否能解决应该怎样做和为什么要这样的问题(Why);接下来检查安装现场的温度、湿度、风向等环境条件(如焊接对环境条件的要求)是否符合技术要求(Where);查看相关的施工设备和检验检测仪器(如水压试验用压力表等)是否在校验合格期内(When);对安装过程实施监督见证,检查相关质量记录,检查安装过程及质量记录是否符合技术规范的要求,整个安装过程的实施是否符合质量保证体系的控制要求(How)。 3.2 在工业锅炉安装过程中质量保证体系运转常见的问题 3.2.1 质量体系责任人员不到岗,质量体系运转不正常,无法提供相关见证;责任人员素质差,对有关的规程标准不掌握不熟悉。 3.2.2 安装单位未取得相应的许可资质或超出许可范围内进行锅炉安装。 3.2.3 从事锅炉安装人员的资格不满足要求,如焊工资格不够、缺项;有的没有相应资格的施工员及质量检查员。 3.2.4 施工组织设计不规范,有的施工组织设计存在标准选错、设计标准及规范过期;不能严格焊接、胀接、砌筑等工艺文件进行施工;工艺文件不能很好地彻执行;关键工序颠倒、遗漏控制点、缺少工艺规程、工艺要求低于图纸要求、焊评不能覆盖等问题、选材错误、参数不全、结构变更、材料代用无批准手续等严重问题。 3.2.5 现场施工记录、检查记录没有或不全;随意性很大。 3.2.6 工程管理情况:有的不严格按设计图样施工、设计变更也无记录,签字手续不全。 3.2.7 现场材料管理:材料未复验、材料无质证书、验收无见证资料、存放不规范、材料标记移植不清、管材焊材及阀件等保管很差、存放乱七八糟、没有标识,焊条不烘干,发放无记录;焊接材料不烘干;没有防雨措施。 3.2.8 无损检测管理:该做无损检测的不做、无损检测比例不够(特别是无直段弯头)、底片质量不符合规定、底片造假;人员资格方面:存在无证或超项,无初、复评记录现象;管理方面:存在无定位标记,无曝光曲线,多台射线机使用同一曝光曲线,布片图与实际尺寸不符,无探伤工艺规程,底片编号不统一,分不清几次返修,质量无反馈等问题。 3.2.9 热处理工艺控制包括设备控制和管理控制两方面。设备方面:主要存在无自动测温记录、测温点不够、分段重叠不够等问题。管理问题:主要存在工艺不完善、记录不完整等问题。 3.2.10 检验质量管理:不编制检验工艺,不能严格按质量控制系统要求进行控制,该检验的不检验,检验后不作记录或记录不全,质量证明书填写不符合规定等,记录与质量证明书内容相互矛盾。 3.2.11 质量信息反馈、质量问题的处理:发现问题不按规定程序处理,该上报的不上报。 3.2.12 总体验收时,建设单位不参加,只要锅炉检验员说合格就合格;冬季施工缺乏质量保护措施。 3.2.13 当法规标准和技术规范发生变化时,质量保证体系文件要及时按规定程序进行修订,必要时对质量保证手册进行再版。 3.3 质量保证体系在工业锅炉安装过程中常见问题的分类和处理原则 3.3.1 问题分类。(1)按问题的归属分为:质量保证体系问题、安装质量问题,一般情况下,两者都有;(2)按问题出现的频率分为:重复性和偶然性,如仪器超期未校验、水压试验泄露等,两者可能转化;(3)按问题产生的性质分为:人为问题和非人为问题,如无证施工(人为)、钢材夹层(非人为);(4)按问题处理结果分为:可消除和不可消除的,两者是相 对的。 3.3.2 问题处理原则。(1)要坚持重大问题原则性和细节问题灵活性相结合;(2)既要保证安全性,也要兼顾经济性;(3)防重于治,预防为主。 4 结语 锅炉安装专业性较强,影响因素较多,出现的问题也相对复杂,加强对施工单位质量保证体系运转情况的检查,重点检查相关责任人员的到位履职情况,着重对现场安装记录内容的真实性和准确性进行检查核对,把对质量保证体系的审查与监督作为一项重要日常工作。质量保证体系的有效运行是锅炉安装质量合格的根本保证。监督检验人员做好质量保证体系运转情况的监督检验工作,对全面提高施工企业的技术实力和提高锅炉安装质量都具有重要的意义。 作者简介:孙逊(1965-),男,辽宁大连人,大连市锅炉压力容器检验研究院高级工程师,研究方向:锅炉检验、能效测试、水质监测等。 工业安装论文:谈北方地区工业厂房供暖系统安装技术 摘 要:我国北方是极为寒冷的,在冬季的时候需要供暖,现在已经产生了多种新的供暖模式,工业厂房供暖系统安装技术就是其中十分重要的一个技术,对于工业厂房来说必须要进行供暖才能够保证生产的顺利进行。本文是以燃气红外线辐射供暖系统的安装技术为例,对工业厂房中的供暖技术进行研究。 关键词:北方地区;工业厂房;供暖系统 北方地区的工业厂房冬季是极为寒冷的,在这些地区,必须要结合先进的供暖技术对工业厂房进行供暖,供暖系统的安装技术就是供暖技术的优秀,在整个供暖系统中扮演着重要的角色,必须要引起我们的注意。燃气红外线辐射供暖系统作为新型的供暖系统在整个供暖系统中是十分重要的,而且本文就是以这一系统作为研究的对象,为工业厂房的供暖安装提供建议。 1 燃气红外线辐射供暖系统的简单介绍 燃气红外线辐射供暖系统是一种以液化石油气和天然气为主要燃料的一种供暖系统,这一系统可以直接的吊顶将其安装在天花板上,而且燃气红外线辐射供暖系统也是由四个主要部分构成的,分别为排气装置、反射板、辐射板和控制箱燃烧器。燃气红外线辐射供暖系统的工作原理就如下:液化石油气、液化天然气和燃烧天然气,加热辐射陶瓷板、板或者是金属管,这样就可以直接的产生热辐射或者是在受热房间的围护结构内部的设备和表面产生辐射,又被叫做是1次辐射、2次辐射和对流辐射,这些辐射可以为采暖区域创造出微气候的条件。燃气红外线辐射供暖系统也可以在生产工艺中进行加热,这样就能够节省一定的设备,但是燃气红外线辐射供暖系统主要的作用就是用于供暖,在供暖的过程中也是极为重要的,可以减少燃料出现的污染,这一新型的系统在使用的过程中也较为便利。 2 燃气红外线辐射供暖系统的在应用上的分析 我国北方的气候是极其寒冷的,工业厂房在冬季的时候必须要进行供暖,供暖系统在选择的过程中就是极为重要,目前,我国工业厂房使用的供暖系统仍然是传统的供暖系统,这一系统在利用的过程中会破坏环境,导致大气污染,因此必须要使用新型的供暖系统,也就是燃气红外线辐射供暖系统。北方工业厂房中2m以下是设备和人员密集的空间,这一空间在利用的过程中,必须要根据具体的工业厂房进行分析和研究,在这一区域进行供暖,保证热空气可以停留在这一范围内,这样可以满足工业生产的基本要求,在降低能耗方面也是极为有利的。因此为了克服高度对于垂直失调的影响,在高大的工业厂房内,会使用燃气红外线辐射供暖系统。集中送L的热风供暖和暖风机加散热器的方法,对这几种方法进行比较才能够判断应该选择哪一种。除此之外,燃气红外线辐射供暖系统也可以解决换气空间、热量损失大的空间以及敞开空间的供暖面临的问题,利用温度进行自动的控制,保证整个系统可以自动的运行,在这一过程中是极为重要的。 3 燃气红外线辐射供暖系统安装技术 某地的主厂房是一个大型的装配车间,整个车间的长度是204m,高度达到了15m,在围护结构的下部也有着一定1m高的墙体,上部使用的是保温的彩钢板,彩钢板的厚度为100mm,这样可以减少热量的快速流失,开窗的面积也比较大,对于室内设计的温度是16℃,对以上的三种方法进行了比较,最终选择了燃气红外线辐射供暖系统。 燃气辐射管供暖器是目前为止比较流行的供暖设备,在这一过程中,必须要根据强度的不同进行合理的区分,分为低强度、中强度和高强度等三个类型,如果从燃烧通风的角度来看,又被分为负压式和正压式,从设备的类型来看,又被分为U型和直线型。根据具体的高度来看,可以选择低强度设备辐射。 U型设备紧凑,引风机和燃烧器在同一端,接电方便,沿着辐射管长度方向的温度较均匀,辐射管的热膨胀补偿性好,是燃气辐射管的发展方向,直线型设备沿着辐射管长度方向的温度降大,温度不均匀。ASHRAE推荐,辐射器的安装位置要靠近外墙或负荷大的区域。燃气红外线辐射器的安装高度,应根据人体舒适度确定,但不应低于3m。燃气红外线辐射器用于局部工作地点供暖时,其数量不应少于两个,且应安装在人体的侧上方。当辐射器安装高度高于7m时,随着安装高度的增加,温度梯度增大。但安装高度为7.5m时,下部空间的空气温度均匀性优于安装高度为5、6m的情况。 实际工程中,7.5m的安装高度比较合理。燃气红外辐射供暖器在工作时无论使用天然气还是液化石油气,燃烧后尾气均为二氧化碳和水。在标准中可以直接室内排放,如果厂房对排放有要求,尾气可通过穿墙的排放管排到室外,系统配有相应的排风帽;燃气红外辐射供暖器工作时需要的助燃空气一般都取自室内,如果厂房内对空气成分要求相当精确,在燃烧器前端也可接上进气管,从室外引进空气。在前端安装进气管,末端进行室外排放的情况下,燃气红外线辐射供暖器工作时对室内空气成分没有一点影响。 根据燃气辐射型采暖器的运行机理,我们可以清楚看到,燃气辐射型供暖器本身就是一个燃烧器,对其使用空间必定有安全要求。设计时应了解其设备选用同燃气供应条件和燃气种类关系,同时,了解与所使用的空间关系。首先,考虑燃气供应情况,其次,考虑所需要供暖的空间是否可以采用燃气辐射型供暖器,然后,根据燃气种类和热负荷选用设备。设计时为了安全的使用,应对需供暖的空间了解要全面,使用的环境类别(爆炸危险和腐蚀性等)、空间大小、地面受热体种类及大小等(如:设备大小及布置、工作人员操作位等要留出安全距离)。 根据燃气辐射型采暖器的运行机理,我们可以清楚看到,燃气辐射型供暖器本身就是一个燃烧器,对其使用空间必定有安全要求。设计时应了解其设备选用同燃气供应条件和燃气种类关系,同时,了解与所使用的空间关系。首先,考虑燃气供应情况,其次,考虑所需要供暖的空间是否可以采用燃气辐射型供暖器,然后,根据燃气种类和热负荷选用设备。设计时为了安全的使用,应对需供暖的空间了解要全面,使用的环境类别(爆炸危险和腐蚀性等)、空间大小、地面受热体种类及大小等(如:设备大小及布置、工作人员操作位等要留出安全距离)。 结束语 北方地区的供暖系统在应用的的过程重视是极为普遍的,尤其是工业厂房,是离不开供暖系统的,燃气红外线辐射供暖系统安装技术对于工业厂房来说是极为有利的,在很多的发达国家已经被使用,有着广阔的前景,一定要引起我们的重视。 工业安装论文:探讨工业厂区给排水设计中的管道安装技术要点 【摘 要】工业厂区由于生产需要的各种管道纵横交错,除给排水管道外,还有各种工艺管道、空调通风管道和消防排烟管道等。因此管道安装中正确地执行规范,合理地布置管道显得尤为重要,给排水管道安装又是其中重要的一部分。 【关键词】工业;给排水;管道 一、给排水管道 在工业厂区的室外给排水管道设计通常采用埋地敷设,采用塑料管材是比较合适的,埋地敷设的塑料生活给水管道除了要满足车行道或非车行道的覆土厚度以外,也要注意在设计管顶最小覆盖低于0.15米的深度,不应小于土壤冻结。并且阀门井要求采用保温井盖。当埋地敷设有困难时,也可以考虑使用架空敷设。但架空敷设考虑除了地区生产给水管道架空管道敷设的因素,还要考虑管道的保温措施,以防止管道冻结。 二、管线布置、高程、间距的控制 2.1管道布置 厂区道路只有车行道与人行道没有快车道、慢车道。由于复杂的工厂管道,雨,污水管直径较大、埋藏深,常布置在车行道下。但近年来,厂区内物流业频繁,车辆容易把道路压坏,影响厂区内车辆通行,工厂内重力流管应少安排在道路下。工业废水大部分是压力流传输,可架空支架敷设;给水管管径小、埋深浅且是压力管道,检修频率高。,因此在两边人行道上分别设置给水管及消防专用给水管且靠近道路中心线一侧,室外消火栓也可满足距路边不大于2米的要求。 2.2管道高程控制 合理安排好管线的平面位置的同时,还应合理控制各管线高程。一般来说,从上到下的顺序依次为电力管(沟)、电讯管(沟)、煤气管、给水管、热力管、雨水管、污水管。设计功率管(槽)深0.8米左右,电讯管沟深1.2米,控制燃气管道1.3米左右,控制进料管覆盖1米左右(根据冻土深度),而将雨、污水管起点覆土控制在0.7m左右,使每个线交错在高程。如果管线在高程上干,则遵循“压力管让重力流管、小管径让大管径、支管让干管”的原则。 2.3管线间距控制 《室外给水设计规范》、《室外排水设计规范》规定,给水管及排水管与其它管线的最小垂直净距为0.15m,最大垂直净距为0.5m,这在实际工程中很难做到,一般认为管线净距 0时即可施工。《上海市排水管道通用图》在排水管之间净距 0且小于管道基础厚度的情况下采用管道混凝土包封加固。因此在管线布置时,除电力管线同热力及燃气管交叉时最小垂直净距争取控制在0.5m外,其他管线布置时的管线最小垂直净距 0即可。对于小管径,压力管线与重力管线交叉无法避开时,可采用“几”字形绕行。若该压力管为给水管且从重力管上方通过而覆土厚度不够时,可从排水管下方走,但给水管须做钢套管以防水质污染。 三、管道安装阶段的技术要点 3.1管材的选用要求 在工程使用中,在设计和规范没要求的情况下,要优先选用新型适用管材,用来减少给排水管管径和管道的埋深。给排水管道通常选用塑料给排水管,由于其重量较轻、抗腐性能好、水流阻力小、布设方便快速,在给排水管的管材选择、施工、使用期限和成本等方面与传统管材相比都有着明显的优势。 3.2管道安装技术要求 1、管道安装应结合具体条件,合理安排施工顺序,一般先地下后地上;先大管后小管再支管,当管道交叉中发生矛盾时,应该按以下原则避让:小直径管道让大直径管道;可弯的管道让不可弯的管道;新设的管道让已建的管道;临时性的管道让永久性管道;有压力的管道让自流的管道。 3、经常要检修的或引出支管较多的管及所接仪表多的管道,都应安装在便于安装、维修的地方; 4、室内敷设管道要满足设计要求的天花高度,首先尽量让大管贴紧楼板底或梁底,以下紧凑布小管,尽量做到合理、美观。 5、所有管道安装前均需清洗干净,要检查管内有无杂物堵塞才可驳接。管道安装横管要符合坡度要求,竖装管应垂直。安装工艺力求整齐、美观,接口处不得留下零乱的麻根丝和焊接药皮。 6、管道连接方式:无压排水塑料管道采用粘接、承插连接,给水管道和有压排水塑料管道采用粘接、热熔连接,室内消防给水管道根据消防规范要求应采用镀锌钢管,采用丝扣、沟槽式、法兰连接。 7、管道试压冲洗 (1)、管道安装完成后,必须按设计要求进行试压试验。 (2)、对于管径大、管网长的管道系统,采取分段或分系统试压的方法。 (3)、按设计图纸要求,严格执行现行国家有关的规范及标准。 (4)、待管道试压合格后,对管道进行冲洗,直至出水干净,排放的污水在有条件区域就近排入检查井,不得随意到处乱排。 3.3、施工场地恢复 管道安装完毕并经水压试验合格后,经项目经理批准后及时进行管沟回填。检查井回填前先将盖板坐浆盖好,并通过测量保证标高准确后,井墙和井筒周围同时回填。管沟回填前清除槽内遗留的木板、草帘、砖头、钢材等杂物,且槽内不能积水。将所有回填土的含水量控制在其最佳含水量附近。回土时按基底排水方向由高至低分层进行,管腔两侧也同时进行。 工业安装论文:工业锅炉安装质量控制应注意的几个问题 [摘 要]由于锅炉设备的特殊性,在安装与运行过程中,潜在一定危险因素。锅炉的安装质量直接影响运行的安全性和经济性,因此,锅炉安装必须严格按法律法规和规范标准来执行。本文主要从锅炉安装施工质量控制应注意的问题进行分析与讨论。 [关键词]锅炉安装 质量控制 监督检验 一、锅炉安装过程中必须执行的法律法规和规范标准 锅炉安装过程中严格执行《中华人民共和国特种设备安全法》、《特种设备安全监察条例》(2009.1版)、TSG G0001-2012《锅炉安全技术监察规程》、TSG G7001-2015《锅炉监督检验规则》,锅炉的安装位置和锅炉房应当满足GB50041-2008《锅炉房设计规范》、GB50016-2014《建筑设计防火规范》及GB50045-2005《高层民用建筑设计防火规范》的有关规定。 锅炉安装除了符合TSG G0001-2012《锅炉安全技术监察规程》、TSG G7001-2015《锅炉监督检验规则》的规定外,还应当符合以下相应标准: 1、锅炉的安装,对于A级锅炉应当符合DL5190.2-2012《电力建设施工技术格外规范第2部分:锅炉机组》的有关技术规定;对于B级及以下锅炉应当符合GB50273-2009《锅炉安装工程施工及验收规范》及相关标准的规定,热水锅炉还应当符合GB50242-2002《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》的有关规定; 2、锅炉范围内管道的安装,对于A级锅炉应当符合DL5190.5-2012《电力建设施工技术格外规范第5部分:管道及系统》和DL/T869-2012《火力发电厂焊接技术规程》的有关技术规定; 对于B级及以下锅炉应当符合GB50235-2010《工业金属管道工程施工规范》和GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》的有关技术规定。同时,要按照锅炉出厂的随机技术资料、文件和设计说明以及安装施工图纸进行施工。 二、锅炉安装告知、申请检验的程序以及需要提交的资料 锅炉制造单位可以安装本单位制造的整(组)装锅炉,从事其它锅炉的安装单位,应当取得特种设备安装改造维修许可证,方可从事许可证允许范围内的锅炉安装工作。锅炉安装的施工单位应当在施工前,应当按照《特种设备安全法》、《特种设备安全监察条例》和相关安全技术规范的规定,在向锅炉使用地的市、县(区)特种设备安全监察机构办理安装告知,办理锅炉安装告知时需要提交以下资料: 1、施工单位的资质:安装单位的企业法人营业执照、组织机构代码证、安全生产许可证、安装许可证的复印件,复印件上必须加盖与许可证上的单位名称相一致的红色公章; 2、施工人员的资质:特种设备作业人员(如焊接操作人员、无损检测人员、电工、管工、钳工、起重工、筑炉工等)的作业证原件及复印件1份,复印件加盖施工单位红色公章,施工人员的操作项目应能够满足施工工艺要求并要有聘用记录; 3、施工组织设计方案3份,施工方案要加盖施工单位和建设单位(监理单位)的红色公章; 4、设计单位资质:提供设计单位的设计资质证复印件和设计许可明细表,同样也必须加盖与资质证单位名称相一致的红色公章; 5、设计图纸:提供盖有设计单位“设计资格证印章”的施工图纸一套。设计施工图纸的说明应当清晰明了,应当明确设计压力、最大工作压力、材质及规格,同时明确压力试验,严密性试验的方法和试验压力,以及无损探伤的检测方式和数量等; 6、材料报验:提供锅炉生产厂家随机附送的锅炉出厂技术资料和文件,如有关图纸、技术数据、参数表、合格证、质量证明文件等。 安装单位办理锅炉安装告知后,应向锅炉使用地承担相应范围的锅炉安装监督检验机构提出检验申请,并附以下资料(或者复印件)各一份: 1、特种设备安装改造维修告知书; 2、施工合同; 3、施工计划。 三、锅炉安装的施工工序 锅炉安装一般按以下施工工序进行: 四、安装过程中的所需资料文件与受检项目及注意事项 (一)、所需资料文件 锅炉安装过程中,施工单位提请通知锅炉监督检验机构进行现场检测时需要提交以下资料文件: 1、锅炉安装告知书; 2、施工单位资质证、设计单位资质证; 3、施工图纸; 4、锅炉出厂全套技术资料和锅炉和本体图纸; 5、分汽缸出厂技术资料和本体图纸; 6、管道单线图的设计变更通知; 7、材料及设备合格证、质保书; 8、阀门安装前试验记录; 9、管道焊接检查记录; 10、无损探伤报告及底片; 11、水(耐)压试验记录; 12、压力管道普查登记表; 13、压力管道耐压试验记录; 14、锅炉安装质量证明书等。 (二)、受检项目及注意事项 锅炉在安装过程中,要严格按照《锅炉监督检验规则》的要求进行。对A类项目,未经监检确认,不得流转至下一道工序。锅检机构监督必须到场检查的项目主要有锅炉水(耐)压试验。 锅炉本体及锅炉房内管道水(耐)压试验时必须提前告知锅炉监督检验机构到现场进行监督检验。现场监督水(耐)压试验,检查升(降)压速度、试验压力及保压时间,检查承压部件表面、焊缝、胀口、人孔、手孔等处的状况以及泄压后的状况是否符合《锅炉安全技术监察规程》的要求。 在工作中需要注意,锅炉本体水(耐)压试验的过程和结果必须填写在《锅炉安装质量证明书》的“锅炉本体水压试验检查记录表”中,并有施工单位、使用单位、监督检查单位(锅炉监督检验机构)代表的亲笔签名。记录管道试验情况,同时填写管道耐压试验记录并送监督检查单位(锅炉监督检验机构)现场人员签名认可。 五、锅炉交工验收 1、锅炉带负荷试运行检验合格后,及时办理工程总体验收手续; 2、锅炉的技术资料应在试运行30天内移交给使用单位存档; 3、工程验收包括中间验收和总体验收。 4、工程未经总体验收严禁投入使用。 六、结语 锅炉安装是一项比较复杂的工程,其质量控制有严格的规范要求,我们必须以谨慎的态度严格施工,确保工程质量。同时,锅炉安装也是锅炉制造的延续,相当于现场装配或组装,锅炉制造的质量的好坏也会在安装中暴露出来,能得到及时的处理,锅炉安装质量对以后锅炉的安全运行具有重要的意义。 工业安装论文:浅析工业管道安装过程的质量控制与管理 摘要:随着人民生活水平的不断提升,工业管道对人们生活的影响逐渐加大,相关部门越来越重视其安装质量控制与管理。本文主要介绍了工业管道安装过程的质量问题,并进一步分析了如何提升工业管道安装过程质量的相关策略。 关键词:工业管道;安全质量;控制;管理;相关策略 一、工业管道安装过程的质量问题 1.缺乏监管力度 施工的质量管理,需要在施工过程中,施工过程后这两个方面跟进,也就是说,及时施工完成也需要持续跟进。但是当下的工业管道施工属于多路段、同时开工,那么质量监管的人员就相对的缺乏,需要更高水平的质量检测人员。 2.现场管理问题 现场管理是施工管理的重点,存在着较多的问题,其中也有一些明显的、急需改进的问题。在施工现场,经常有偷工减料的现象发生,不根据施工质量要求施工。在现场施工的过程资源调整不及时,会导致施工材料的浪费,从而增多施工成本。 在施工现场如果没有良好地控制好成本,不按照计划进行,发生延误工期的情况,会导致诸多问题发生。各项问题也应备好应急预案,但是在当下很多工业管道施工管理部门缺乏对这方面的处理,不能有效地调节现场的人们生活关系,导致施工影响到人们的正常生活与工作。工业管道现场施工是一个综合性的工作,集工程管理水平、施工能力为一体,关系着整个施工的质量,影响着工业管道工程的经济效益。现场施工要根据工程的时间段、工程的种类、不同的工作人员安排相应的管理措施,做到联系实际,从实际出发,确保质量。 3.施工技术人员质量控制意识淡薄 许多施工技术人员缺乏基本的法律意识,法律观念薄弱,无法按规章制度办事。在具体的施工过程中,技术人员不按照图纸施工,施工方法也存在着诸多问题,甚至还会出现偷工减料的现象。施工技术人员的违规操作导致项目质量下滑,容易造成质量事故频发。 4.物资管理水平落后 物资管理水平的好坏是工业管道工程施工质量好坏的基础,如果在施工物资、设备管理上没有做好,就容易引发一连串的安全事故。许多企业的物资、设备都较为陈旧,缺乏有效的管理。尤其在施工的停止器,很多施工单位对物资、设备的保管都不注重,这就容易导致设备提前损坏。一些施工企业虽然购置了新的设备,但是在管理上由于种种疏忽,导致不能有效地运用于施工当中。企业的物资管理体系不健全,大大影响了其材料储存,成本控制的质量,以此会影响到施工项目质量。 5.资金投入的欠缺 工业管道通风的动力源可以分为两种形式的通风,一种是自然通风另一种是机械通风。其中可控的,本文所讨论的重点是机械通风。机械通风的动力源是风机,在注意生产费用的前提下,许多工业管道都会采用低廉的风机,这样会导致工业管道通风装置存在诸多质量问题,通风系统会有一些隐患存在。在我国,工业管道的安全投入率较低,安全设施投入的不足,导致安全防护措施不能有效地在现场实施,施工单位经常使用一些老化的、损坏严重的设备,这对施工人员的生命安全都造成严重威胁。 6.施工技术及管理水平落后 施工企业没有及时引进先进的施工技术,严重地制约了施工的进度和质量。除此之外,一些施工技术人员对施工的项目内容根本不了解,甚至对项目的进度也不确定,就更加难以保证项目的质量。施工管理落后主要体现在企业体系不健全,不能统筹规划实施,没有制定良好的管理目标,导致企业的领导无法展开有效的指导和监控工作。施工技术人员缺乏对项目安全管理的落实等等。这些都是导致房建工程项目施工质量落后的原因。 二、如何提升工业管道安装过程的质量 1.提升管理质量 要树立好以“质量”为主的施工理念,要想充分地提升工业管道工程的质量和施工水平,就必须保证质量的理念的树立。积极培养施工员工在施工的每个环节对施工质量的把握,将质量放在工作的第一位。进而,在提高工业管道工程管理的方案中,必须明确领导小组,以及各个部门需要负责的任务,各个小组组织、协调、管理并相互监督工作。项目领导小组确立职位后,要对自身管理的小组施工的每个环节、每个岗位进行严查和管理,做到各尽其职,一丝不苟地对待工作。 2.加强破碎物的清理 清理干净表面上破碎、松动的混凝土,防止表面的脱落恶化混凝土,进一步将钢筋下方的混凝土加强清理,以便于更好地修补,这也是实现工业管道病害防治的重要手段。将钢筋表面的锈迹及时清理,并加强表面处理,可以用防锈材料涂抹,以更好地促进其防锈作用,不会因为风吹日晒而受到过多的干扰。 3.提高管理人员素质 在工业企业运营中的计量和成本管理工作中,需要落实的人员有预算人员、材料管理人员、以及财务人员这几个大的方向。预算人员可以根据路桥施工项目合同来进行预算报价,通过对工程中的变更、分包来进行严格的控制,以确保项目的收入情况。材料人员主要负责的项目中的采购、管理、供应、储存以及质量检验等方面,通过对这些方面进行严格的控制,降低材料的损耗程度,达到成本控制的目的。财务人员的主要负责方向是对开支范围、控制标准以及项目的资金支出进行有效的控制,明确具体的范围和方向来将浪费财政支出的行为扼杀在摇篮里。 4.全面建立监督体系 工业企业实物的财产管理中会存在着损坏、偷盗等情况,这就要求成本管理控制者要加强对实物的监管,以免从实物保管中造成过多的损失,从而提升工业企业管理的运营成本。在采购环节要尽量集中采购,这样可以分包价格。建立成本分析制度,根据施工的计划、编制,下发成本预控计划,让各个部门都有所配合,有所比较。尽可能地让成本管理不遗漏、不重复、有对策、有依据。杜绝不合理费用的发生。 5.加强技术开发 综合化技术开发,是为了更好地满足各种级别的工业程序安装运行,并为其提供有效的支持。它对相关的运行系统提出了较高的要求,需要对每个工作的监控所涉及的内容都要有一定的了解程度,同时也可以进行故障定位、故障排除等综合化管理支持。这些通过一个信息操作平台就可以轻而易举地实现。这就是一个综合性质的信息化管理的体现。随着信息化管理在当下社会中的作用越来越重要,这些功能和性质都应该被重视起来。 6.建立安全管理体系 工业管道工程施工项目必须有一定的安全依据,根据国家的相关规定,对工程项目中的质量进行控制,构建合理、科学的安全管理体系。首先要建立科学、严密的考察办法,其次要建立具体的负责机构,安排专职人员,最后要建立制度,落实各个层级的负责人,权责分明,在制度安排上包括安全检查、安全教育、安全活动、消防安全、生活安全、卫生管理、治安等方面的安全制度,覆盖方方面面任何有可能发生隐患的区域。 结语: 随着社会经济的不断发展,工业管道管理也要走向一个新的高度,实现对质量的保障。工业管道的管理,要集合各项安全措施为一体,实现系统化、专业化的运作。相关技术人员要充分地对此重视,利用成熟的、专业的管理手段,全面提升工业管道安装的质量,实现工业管道安装的安全有序的进行。 工业安装论文:工业电气设备安装措施及维修 摘 要:在现阶段我国工业电气设备的使用中,表现出来的大量问题,都表现出工业电气设备在安装中使用了不正当的方式,从而埋下了隐患。同时对电气设备展开日常的维修和检查,不仅能够提高设备的寿命,还能提高整个生产工业内部的安全性。本文主要从这一角度出发,分析现阶段工业电气设备具体的安装措施,以及应该使用的维修方式。 关键词:工业;电气设备;安装手段;维修对策 我国经济不断发展,我国工业表现出了极强的推动能力,同时经济反馈给工业,使得我国工业朝着规模更大的方向发展。尤其是工业所需要的各种电气设备,例如电机以及电网,无论在容量还是在输送速度方面都得到了大幅度的提高。然而因为电气设备在日常的检查过程中,存在着偷工减料的现象,从而在正常的施工过程中表现出来的大量问题。如果针对问题没有采取几块的应对方法,将会对整个企业带去十分不利的影响。这就表明电气设备的准确安装及时检验维修具有十分重要的意义。 1 工业单位中发电机的接地电气的保护措施 发电机在具体的安装过程中,一定要同地面做好连接。如果在整个配电系统中安装若干发电机,并且每台发电机具有各自的ATS,那么在发电机的接地安装工作可以将发电机看做一个单独的个体来展开处理。如果整个发电站中有着若干发电机,并且发电机相互之间使用一台或者多台ATS相互联系进行供电,那么就需要将整个连接环节中的中心发电机连接到接地的具体装置之中。并且在具体的安装过程中,一定要注意发电机的接地位置,并且在安装避雷针的时候尽量保持接地线的短和直。 2 接地设备重故障时的检测 对故障电流所使用的检测方式主要是让相线和中性线穿过同一个电流互感器,这一个设备主要是检测两条线之间通过电流瞬间达到的和。如果在整个系统,电流互感器检测出来的电流和为零,这说明系统没有连接地漏电线。而如果三者之间无法保证平衡,那么电流差则会直接通过中性线。可以根据互感器安装位置的不同来选择多种方法检测电流运行过程中的故障: 2.1 对包含中性线的主干路线进行检测。这种情况只适用于具有几台设备的小型电回路之中,一旦整个电路中有着多台电流互感器,检测的难度明显增加。 2.2 对变压器中性线路中某一点到接地设备中端子板间电流的检测,这种方法是对是否漏电等现象的直接检测,而忽视了相线和中性线之间的电流和。 2.3 对不同变压器中各种二次回路的检测。这种方法可以检测一些敏感度极高的电子设备所表现出来的绝缘状态、接线是否准确以及整个回路的具体工作过程中是否存在着障碍等问题。 3 工业企业中电气装置简要概况 根据相关内容的分析研究我们可以发现,整个电厂、各种电力输送网和工业企业中的用电设备是一种串联的关系,这表明只有其中一个环节出现了问题,都会严重影响着整个单位的电力使用情况。电气设备是整个电气系统中最为关键的组成部分,如果在整个运作过程中表现出不正常将会影响整个用电体系的安定性。为了保证用力按设备的正常工作,就需要对整个装置采取必要的日常维修和检测等措施。检修时间的决定需要根据整个测试时间为基础,并且需要结合不同装置之间的具体运作模式为基础,这样不仅十分的模糊,并且具有强制的特性。同时还影响整个单位具体人力资源的具体使用,同时还会造成巨大的资金以及资源的浪费。 在设备的检验过程中我们发现,真正能解决电力故障所占的比例竟不到10%。因此对装置的不同模式开展全面的分析,认真的获取其运作信息,合理的分析并且派出装置问题是其管控活动顺利进行的必要前提。装置的不利现象虽说有不确定性,其前进的速度也是快慢不一定,不过多数情况下是有一个阶段的,在这个阶段中会出现许多的表象特征,具体的讲是各项要素,比如电等出现的一系列的反应。当开展好可靠性探索工作之后,要结合不同的特征和前进内容,对电气装置的运作信息进行全面分析,进而及早的察觉不利现象。 4 单位电力装置的可靠性探索 企业电气设备可靠性诊断管理的基本任务是:分析电网、电气设备运行可靠性,以各项可靠性指标来检验规划设计、设备制造、基建安装、生产运行等环节的预期目标和效益,并作为技术进步和技术改造的重要依据。分析可靠性内容,切实提升单位的电气装置的运作能力。它规定不单单要进行好可靠性的活动,比如不同的问题进行的综合的测评,同时还应该进行好预测工作,特别是要把预测与评估融汇到一起,通过比对发现对其有作用的重要要素以及那些不利的内容,然后结合具体状态开展工艺革新。实际上讲,涵盖如下的一些要素:故障分析;可靠性指标预测;最优检修和更换周期的确定;运行方式的可靠性评定;可靠性技术和管理的教育培训。确保单位的电气装置的运作安稳性是相对繁琐的同时又关乎到很多层次要素的体系项目,它还关乎到单位的管理内容,必须对其高度关注,合理的分析,只有这样才可以确保功效合理,成就显著。 5 针对可靠性开展的维护工作 将可靠性当成是工作重点的维护活动是当今提升维护体制的一项关键的项目措施,其主要的思想是,对体系开展功效以及问题的探索,当得知其中的各项不利现象产生的具体后果之后,使用合理的逻辑分析措施,明确相关的问题现象的应对方法,经过测评等一系列的方法,在确保安稳性等的背景之下,以维修停机损失最小为目标化系统的维修策略。将可靠性当成是工作关键的维护工作,是一项用来明确电气装置在它的运作背景下维护规定的具体措施。经过合理的提升可靠性,能够切实提升设备的运作安稳性特征。切实提升装置的运作水平,切实提升成本费用。增加装置的使用时间,切实提升工作者的工作积极性。 6 面对的不利现象以及整改意见 6.1 安稳性测试活动不具备有效地管控力度,电气装置的安稳性分析体系原本的运作就不是非常的良好,要认真的探索在线公益的具体运行水平,切实提升装置的自我检测水平,认真地分析运作时期出现的各项不利现象。 6.2 电气工作者没有综合的管控能力,无法有效地察觉装置在早些时候的不利现象。这就会导致以前非常易于分析的事项变得更加的繁琐。针对这种情况,要对工作者进行细致的培训,切实提升他们的工作能力。除此之外,还要在选取装置的时候也分析道便于使用的特点。 6.3 国家强制性电力设备预防性试验要求和设备可靠性诊断状态不附的矛盾。对于将利润当成是发展意义的工业单位来说,可以首先通过不是很挂件的电气装置来进行可靠性的分析,当获取了合理的运作经验之后,再对其推广运作。 结束语 在工业电气设备安装过程中,应该认识存在的问题与不足,并根据实际需要,综合采取有效措施,确保安装质量提高。同时还要重视设备维修工作,掌握正确的维修方法,及时处理存在的问题与不足,提高设备综合性能,使其更好运行和发挥作用。 工业安装论文:工业设备地脚螺栓安装技术探讨 摘 要:地脚螺栓在工业设备上的安装工艺质量是衡量整个工程施工水准的重要指标。在本文中,作者首先介绍了当前市面最普遍的几种地脚螺栓的特点和适用范围,然后就安装的注意事项、具体方法步骤和安装技术要领做出了详细的探讨。 关键词:地脚螺栓 安装技术 工业设备 地脚螺栓指的是下端为直角弯钩的螺栓构件,或者L型和U型螺栓。地脚螺栓具有增加锚固的功能,从而加大设备的承载负荷,甚至在运动时和遭遇地震时,也能起到很好的稳固效果。因此,在确保物品安全运输和延长贵重器物使用寿命方面,安装地脚螺栓起着非常显著的作用。特别是工业厂房施工时,将大型机械设备固定在地面上大多需要添加地脚螺栓。这是因为这些机械机身过重,重心位置高,运转的时候会发生剧烈震荡且重心会随震荡而偏移,长此以往,容易引发事故,故而高速运转的器械都需要和地基坚实地固定在一起,从而防止倒塌。大型设备与地基连接,最主要就是通过安装地脚螺栓来实现。通过简单的垫铁调整,把需要地脚螺栓固定的设备测出垂直位置和水平位置,再灌浆把设备牢牢固定住。只有经过充分固定,才能确保工业设备不在运转中因运转过速而发生震荡或倒塌,增强了设备运行的稳定性。 此外,为了确保螺栓植入地基塔中的质量,应对地脚螺栓的选择和安装流程予以高度重视,根据其不同种类的应用范围和技术要领,从施工孔洞尺寸,置入混凝土的预埋深度,拆模及验收等方面严格控制安装施工的质量。 1.常用地脚螺栓种类的划分 由于具体安装目标不同,地脚螺栓的有好几种类别可供选择,其中主要包括:①活动型地脚螺栓;②固定型地脚螺栓;③抓地型地脚螺栓;④胀锚型地脚螺栓。 以上四种为最常见的种类,在实际安装中各有用途,下面对这几种螺栓的使用方法和特性,笔者将分别作出介绍: (1)活动型地脚螺栓。活动型地脚螺栓又被称为长型地脚螺栓,采用Q235钢铸造而成,最明显的特点就是方便拆卸,因而适用于安装在震动剧烈,冲击性较强的重型机械设备上。 (2)固定型地脚螺栓。与活动型螺栓相反,固定性螺栓被称为短脚型螺栓,此种螺栓的一端被置入混凝土因而稳定性十分好,适用于安装在运转时震动不强,冲击力弱的机械设备上。 (3)抓地型地脚螺栓。抓地型地脚螺栓也被成为粘结地脚螺栓,近年来在建筑工程中被大量的应用,它的安装方法与胀锚型螺栓基本相似,但是需要在实施地面粘接工序时将孔内壁的杂物清除干净,同时保持内壁干燥。 (4)胀锚型地脚螺栓。胀锚型地脚螺栓的使用范围最广,除了常用的静止设备,还可以将其安装在辅助设备上。安装胀锚型螺栓需要注意将安装机械压强设置在10MPa以上,如果压强太小,容易导致螺栓滑芽或脱落。同时在使用钻头时,要注意力度,以免用力过大钻伤埋管。将螺栓打入地基以后,要仔细观察周围是否有裂纹,一旦发现裂纹要尽力修复,以防螺栓松弛。 2.地脚螺栓的选择标准 (1)安装前准备工作。常言道,工欲善其事,必先利其器。因此想安装好地脚螺栓,必须将安装前的准备工作做好,要注意看螺栓加工出来有没有带帽带垫,为了稳妥起见,不妨多套一个螺帽以免遗失。再就是要看置入混凝土中的部位有没有油污,如果有要及时清除,最后要将螺栓丝口和螺帽上好黄油,并用塑料胶布包起来护住螺帽。 (2)螺栓的选择标准。对螺栓的选择对后续的安装工作有着不可忽视的基础作用,具体选择标准应遵照《混凝土结构工程质量监察规范》内允许的偏差。预留孔洞尺寸和中心线位置的界定详情可参见表1。 3.地脚螺栓的安装步骤 (1)安装需要的仪器设备和相关要求。在地脚螺栓施工安装过程中,最为关键的一个环节当属仪器测量控制,且安装过程中涉及到大量的仪器设备,并对其操作有较高的要求。因此,精准地控制仪器,熟练地操作经纬仪、水准仪等测量工具是安装人员上岗前必须具备的专业技能。地脚螺栓工程质量与工业设备的运行和安全有着直接的联系,在安装中应尽力避免数据误差,使安装最大限度地精准到位。如此就需要操作人员在安装过程中需要先固定支架,微调螺栓,做好前期调试工作,确保后续的安装质量,表2是安装中涉及所有仪器明细: (2)螺栓的固定。地脚螺栓的固定工作,是安装的第一步。首先应检查地脚螺栓,将镀锌层表面的污垢和油污一并清除干净,并给螺纹涂上润滑油,检查螺栓与螺母是否匹配。在固定过程中,需要谨防螺栓孔内混进灰尘杂物,否则此时的杂物会被带入灌浆过程中。然后就需要通过压力电磁传感对螺栓进行一体灌浆。此时,应注意下端的弯钩需与底部保持两指宽的距离,防止间隙太小,灌浆时无法填满。如设备安装在地下室或者基础上的混凝土楼板上时,应将地脚螺栓弯钩钩在钢筋上。如果设备没有钢筋,则改用圆钢横穿过弯钩。 (3)确定螺栓安装架标高。工业设备安装中偏差是普遍存在的,不同的施工项目对偏差的允许范围各不相同,而对地脚螺栓的安装误差则控制得较为严密,这一点在安装过程需格外注意。测量标高时,要对每个钢架顶面四角都分别进行测量,如果发现实测标高低于设计标高,则需要垫上薄钢板或铁片来减小误差。待到架定标高符合要求以后,再将钢架下部与底基台上的预埋件焊接固定。焊接完毕后,要注意做好清理工作,并与相关人员核对技术交底文本上的所有事宜。 4.安装注意事项 (1)螺栓轴线及垂直度控制。施放轴线时,应由测量人员先控制好轴线端头,调平找正后采用中心线投点来定出各横向及纵向的轴线。用全站仪器投影中心线时,应在所定的每根轴线两端即中点纵向焊一块长型角钢,并在顶面轴线刻出一小槽,然后用钢卷尺、钢板尺依据图纸上的标记尺寸量得相邻两螺栓支架中心的距离。 (2)偏差处理技巧。对于安装时过高的螺栓,应将高出部分削去再套螺纹。套螺纹时则要注意防止将杂质混入混凝土底浆中使其被污染。而当螺栓位置偏低时,可用氧炔焰先将螺栓烤红,然后再拉长。拉长的方法使用两块垫板垫在螺栓底部,再将边架中间有孔的钢板套住螺栓,同时把上端用螺母拧紧,借助螺母的旋力将螺栓烤红处拉直,为了进一步起到加固作用,可在直径拉细处加焊两三块钢板。 (3)螺栓的保护。安装完毕以后,要先验收是否各项指标都已合格,并应及时对所有螺栓顶端的丝杆采取保护措施,以免浇筑时丝杆受损。为了防止丝杆不受到混凝土的侵蚀,最理想的办法是在其顶端涂上一层黄油,再用塑料薄膜包起来,并用规格稍大的PVC管裁成300mm长,套在丝杆上。如此一来,不但可以防生锈,还可以防止外力损伤。 (4)防止安装后疲劳损坏。完成安装以后,地脚螺栓时常会因为承受冲击载荷的大型机械设备上频繁使用而造成断裂损坏。大多数情况下,都是由小能量冲击多次累积效应造成的破坏,致使地脚螺栓因过度劳损而断裂。因此在不但要保障安装工艺达标,还要勤做后期保养加固,延长螺栓使用时间,防止老化。 5.总结 综上所述,在机械设备安装工程中,地脚螺栓的选择以及安装质量对工程设备的稳定性与安全性有着密切的关系。在实际施工过程中,应严格按照相关条例做好前期准备,一旦发现偏差务必要及时纠正,然后按照设备配置的说明书或技术交底方案核对各项信息,只有这样才能保证整个设备安装质量。 工业安装论文:工业自动化领域现场电气器件DIN导轨安装改进方法调查与研究 摘 要:电气器件在工业自动化领域现场有着广泛的应用,无论在工业自动化现场的交直流电源供应回路还是信号采集、控制回路中,其扮演的角色都十分重要。对于目前,工业现场中,现场电气器件诸如(电源或信号)浪涌保护器、安全栅、接线端子等普遍采用的DIN导轨安装。由于工业安装应用现场存在着空间有限、元器件及线路众多的特点,导致现场电气器件呈现安装密集度十分高,当出现维修、维护情况时,给现场作业人员带来诸多不便且存在一定的操作风险,文章旨在对该种现象进行调查,对改进方法进行相关研究讨论。 关键词:电气器件;工业自动化;DIN导轨;改进方法 引言 当今,工业自动化在我国乃至全世界正在呈现飞速发展。而对于企业,工业自动化程度更是体现企业智能化制造高度的重要表现。工业自动化现场电气器件更是工业自动化生产十分重要的组成部分,而它的安装方式关系到日常对于它的维护、维修、保养速度、质量,从而关系到企业能否正常进行生产。所以工业现场电气器件的安装方式就显得异常重要了。 1 相关定义介绍 1.1 工业自动化现场 工业自动化现场宏观上是指生产企业中工业自动化系统的硬件,具体包括工控机、工控网络设施(交换机、路由器等)、控制柜及相应电气控制柜的安装运行环境。微观上指具体某一工业控制设备安装运行所处的工业环境,如PLC控制柜、低压电气控制柜等。工业自动化现场通常环境比较复杂、恶劣,具体指环境温度较高(如钢铁、化工等行业)、电磁环境复杂(如电力、通信行业)、可能存在易燃易爆气体(如矿产、石油及炼化行业)等。 1.2 电气器件 电气器件在工业自动化应用领域是指在工业自动化现场承担着为工业设备电源供应、现场各种信号采集、传输、控制等具有电气特性的器件。通常它承担着感应、数据转换、保护、控制等作用,对其稳定性、测量性、电磁兼容性(EMC)、快速反应性、准确性、抗电性(具体指高电压、大电流)等有足够的要求。具体器件种类繁多,如浪涌保护器、传感器、控制器、接线端子、保险等。 1.3 DIN导轨 DIN导轨是德国工业标准中用于现场电气元器件的现场安装方式,目前已广泛用于电力、工业自动化等现场安装环境中。DIN导轨的尺寸通常用“宽度×深度×厚度”来标注,目前最常用的宽度尺寸为35mm(毫米),厚度尺寸为1mm(毫米),深度则根据现场安装要求来制定。现在,对于工业自动化领域,现场的安装设备采用DIN导轨普遍常见的有PLC(可编程逻辑控制器)、接触器、接线端子、浪涌保护器、断路器等。 2 DIN导轨发展及现状 2.1 DIN导轨发展 DIN导轨是根据德国工业标准DIN EN 60715标准[1](对应GB/T 19334-2003 )要求规定,主要针对低压开关和控制设备元器件的安装而制定的,通过DIN导轨实现了低压开关和控制设备元器件安装的标准化,使各种设备元器件安装实现了统一。从1981年DIN EN 60715-1981到2001年DIN EN 60175-2001以来,甚至到今天,经过了30多年的发展,目前DIN导轨已经成为工业自动化现场低压开关和控制设备元器件安装的最广发的标准,各种工业自动化生产设备厂商包括西门子、菲尼克斯、研华等纷纷也根据该标准生产了自己的导轨。 2.2 现状 DIN导轨在现在工业自动化领域应用已经非常广泛,从控制室的控制柜内的PLC安装(如西门子S7系列、罗克韦尔AB系列等)到各种控制电气器件如浪涌保护器(如英国MTL)、安全栅、接线端子模块等都是安装在DIN导轨上来使其固定,它已俨然成为各种工控电气器件机械支承的标准安装轨。常见的DIN导轨一般用宽度×深度×厚度来标注,一般标准是厚度为1mm,宽度为35mm,而常用的尺寸有:35×7.5×1、35×15×1、35×15×1.5、32×15×1.5、35×16×1.8等。由于只需要DIN导轨用少量螺钉打孔固定在控制柜或现场接线箱内的背板上,然后将各种电气器件通过器件上的导轨卡扣卡在导轨上,所以安装比较方便,且器件可以密度安装,所以DIN导轨得到了工业自动化领域电气器件厂商和运用商的青睐。 3 电气器件DIN导轨安装缺点 虽然工业自动化现场电气器件DIN导轨安装有着充分利用空间,安装方便等诸多优点,但是其也有不足之处。由于工业自动化现场控制系统复杂,涉及到的控制系统设备较多,且控制柜或现在控制接线箱空间有限,必然会带来设备密度大,维护、维修空间有限,如果其中涉及到部分电气器件损坏,需要更换。通常这类电气器件是通过卡扣来和DIN导轨机械固定,拆卸需要一定力度,且空间受限,经常会导致维护、维修人员无法直接拆卸需要更换的电气器件。再者,在用有些工具如旋具拆卸时容易碰触到其他电气器件,造成其他控制回路出现短路、断路的风险。如果无法拆除,在DIN导轨一段或两端有足够空间的情况下,方可沿着导轨方向依次移除电气器件,这会给维护、维修人员带来额外极大地工作量,甚至工作效率下降,无法在有效时间内完成既定工作,造成影响工业安全生产的后果。 4 电气器件DIN导轨安装改进 4.1 改进方法 为了解决上述DIN导轨安装产生的问题,文章提出了改进方法,避免新问题的出现。解决方法是采用中间加设电气器件卡座,该电气器件卡座的作用是通过卡座自身具有的DIN导轨卡扣与DIN导轨机械连接,电气器件安装在卡座上,而非安装在DIN轨道上,而电气器件以卡键的固定形式固定在电气器件卡座上(形如台式电脑主机内的内存安装在内存卡槽一样),由于三者连接部分具有金属导体连接,故从电气保护接地的角度而言,电气器件卡座连同电气器件是一个整体,故只需在导轨上做统一电气接地保护接于接地汇流排上,且满足接地连接电阻小于1Ω、接地电阻小于4Ω[2]。当需要更换电气器件时,只需扳开两侧扳座卡即可轻松取出,既安全又操作方便。 4.2 实现现状 目前,该方法已经开始进行研究试验验证,国内部分厂商已经实现。但目前还需要进一步开拓市场应用。其实现难度是由于DIN导轨与电气器件直接机械卡扣连接,各大电气器件厂商已生产的产品都采用该种形式,需要对电气安装底座进行统一标准化。 工业安装论文:工业压缩机轴系仪表安装与维护探讨 摘 要:文章简要阐述了机组轴系仪表主要组成及工作原理,着重介绍了机组轴系仪表的安装及质量控制点,同时结合二高压机组运行具体故障案例就如何提升机组仪表使用及维护水平进行了归纳总结。 关键词:探头;前置器;安装;单点接地 引言 压缩机是石化生产装置中重要的设备,广泛使用的有离心式压缩机和往复式压缩机(对称平衡和对置平衡)两种,它将工艺介质加压至后系统需要的反应压力,使装置生产出高质量的石油化工产品,压缩机的长周期安稳运行影响了石化生产装置的安稳运行,直接关系到生产效率,对压缩机运行状况的详细掌控是压缩机运行管理的关键。目前对压缩机运转状况的监控主要采用的是电涡流传感器(探头),对探头正确的安装,调校及良好的维护,使压缩机长周期运转成为可能。文章就轴系仪表安装及调试质量控制点进行了详细阐述,对实际工作中检测仪表引线处润滑油渗漏问题提出了应对方法。 1 压缩机轴系检测仪表构成 目前,常见压缩机轴系检测仪表主要由探头、前置器和延伸电缆构成。 1.1 探头 通常探头由线圈、头部、壳体、高频电缆、高频接头组成。常见探头主要有速度传感器、加速度传感器和电涡流传感器(或趋近式传感器)。二高压机组轴系监测仪表采用的是电涡流传感器。 电涡流传感器用于评价机组运行具体状况,主要工作原理是趋近式探头在通入高频电流以后,线圈周围会产生高频磁场,当该磁场穿过靠近的金属表面时,就会在其中产生一个电涡流,根据楞次定律:感生电流的方向,总是使它的磁场阻碍原来磁场的变化。感生电流的磁场与原线圈的磁场刚好相反,两磁场相叠加,使探头内高频信号能量损失大小变化,这个变化信号通过前置放大器转换成相应的电压信号送到检测仪表显示,报警或联锁输出。如图1所示。 电涡流传感器主要有5MM,8MM,11MM,14MM四种,其中5MM,8MM电涡流传感器的灵敏度为200MV/MIL(7.87V/MM),线性范围达2MM(80MILS),11MM,14MM电涡流传感器的灵敏度为100MV/MIL(3.94V/MM),线性范围达4MM(160MILS)。直流阻抗为7.3Ω+0.28Ω/米。使用条件:-24VDC供电,10KΩ负载,环境温度-35-177℃。电源要求:-23-26VDC,最大电流为12MA,当电压高于-23.5VDC时,会导致线性范围的减小。供电电压的灵敏度:输入供电电压每变化1.0VDC,输出电压变化小于2MVDC。 1.2 延伸电缆 延伸电缆用来连接传感器和前置器,延伸电缆长度应满足配套前置器要求。直流阻抗为0.222Ω/米,使用环境温度-51-177℃。 1.3 前置器 前置器为传感器提供高频交流电,同时处理和传输传感器与机组金属导体间隙变化并以间隙电压的方式进行表征。前置器到监视器应使用三芯屏蔽电缆,且要求前置器到监测系统距离控制在305米内,环境温度-35-85℃。 1.4 压缩机轴系检测仪表系统 5米系统:探头总长(探头壳体+猪尾线的长度)+延伸电缆长度=5米。 9米系统:探头总长(探头壳体+猪尾线的长度)+延伸电缆长度=9米。 线性范围:2MM(80MILS),从被测靶面0.25-2.3MM(10-90MILS)。 推荐间隙设定值:1.27MM(50MILS)。 2 压缩机探头安装准备 探头安装前,为确认探头使用性能的好坏,需模拟探头的工作状态(测量位移,振动,转速),用TK-3和数字电压表进行探头模拟校验。 首先将TK-3的旋转螺旋测微器调至零点位置,把探头固定在TK-3的支架上,使探头顶端紧帖金属盘,用数字电压表监视输出电压,在0-3MM范围内,旋转螺旋测微器,每隔150UM(或5MILS)输入位移信号,同时记录输出电压值,正,反行程各输入一次,绘制电压-位移曲线图,找出线性段中点。算出探头的灵敏度是否符合要求(200MV/MIL10%或100MV/MIL10%)。 注意事项:监控系统供电正确,前置器供电符合要求,探头,延伸电缆,前置器的连接符合系统要求(5米系统或9米系统)。 3 压缩机探头安装 3.1 离心式压缩机探头的安装 探头安装主要有以下两种方法:机械测隙安装法:用塞尺测量探头与被测金属表面的间隙。电气测隙安装法:将探头,延伸电缆,前置放大器连接好并送电,用数字电压表测量输出电压,计算确定探头和被测表面的间隙,该种方法由于不受安装位置的限制被广泛使用。 转速探头的安装: 键相槽的开孔尺寸:长10mm(沿轴向),宽7mm,深1.5mm。 键相信号的作用:在机器监测中作为转速信号,相角分析的参考点,计算机系统的采样控制信号。 将转速探头进行模拟校验,找出线性段范围,确定线性段中点的间隙值,用该探头模拟出间隙值的电压值,取整后即为安装电压,安装质量要求:(1)必须径向安装。(2)探头安装孔与键相槽必须对准。(3)键相探头安装必须错开键相槽。由于转速探头的位置紧靠压缩机轴端部的转动部件,所以探头猪尾线的绑扎必须远离齿轮且固定,以免在压缩机运行后,损伤电缆。 振动探头的安装: 轴振动探头一般安装在轴承座的上盖上,一个位置有X、Y向两个测点,径向振动探头必须在同一轴截面互成90°安装,45°和135°,30°和120°及其他角度,每个振动探头都有一个带内外螺纹的保护套管,先固定好保护套管,插入深度要符合随机资料要求,然后再在套管上安装探头,当探头穿过套管,接近机组测量轴时,连接探头与前置器,送上电源,用万用表测量前置器的输出,调整探头与轴的间隙,安装间隙电压在探头特性曲线的中点,固定探头。 位移探头的安装: 确定探头线性段的中点:探头,延伸电缆,前置器连接正确,将探头固定在TK3-2E的支架上,旋转螺旋测微器,使金属盘紧帖探头顶端,用数字电压表监视输出电压,在0-3MM范围内,用螺旋测微器每隔150UM输入位移信号,同时记录输出电压值,绘制电压-位移曲线图,找出线性段中点-1600UM。 计算远点电压,近点电压,中点电压:压缩机某气缸的轴窜量为500UM,探头线性段中点1600UM,用TK3-2E模拟出1850UM的位移,此时输出的电压为远点电压(V远),用TK3-2E模拟出1350UM的位移,此时输出的电压为近点电压(V近),中点电压(V中)=(V远+V近)/2。 室内调零:用工程师站将中点电压(V中)的数值输入对应通道的零点电压(ZERO POSITION),成功下装后,现场模拟汽缸的远点,近点,中点,报警值,联锁值的电压值,检查指示精度是否符合要求,误差通常在10UM左右。 探头安装注意事项: (1)探头安装一定要牢固,猪尾线和延伸电缆连接避免扭力,连接处对地绝缘处理。 (2)延伸电缆管与压缩机外壳连接处应用耐油橡胶塞密封,避 免油气外漏。 (3)为了使探头的工作状态更容易确认,建议振动和转速探头安装统一的电压值。 (4)为了使轴位移指示准确,建议位移探头的安装电压精确到1.0MVDC。 (5)如果探头安装发生在压缩机检修期间,系统的供电电压会高于正常开车期间2-4VDC。在进行探头线性段中点确定时应考虑供电电压的影响,如振动探头的线性段中点为9.5VDC,建议安装电压为9.0VDC;位移探头的线性段中点为1650UM,建议选择线性段中点为1600UM。 3.2 往复式压缩机探头的安装 往复式压缩机探头的安装方式采用侧部锁紧和后锁紧两种方式,可事先将探头固定在安装支架上,清洗猪尾线连接接头以备用,启动压缩机盘车马达将柱塞充分拉出,使柱塞处于未做功位置,调整探头与柱塞表面的相对位置,对应轴位移显示为零时,锁紧探头的固定螺丝,记下此时的前置器输出电压,该电压即为探头的安装电压,由于前置器到室内的信号电缆长度的差别及系统供电的波动,安装电压值通常在-10.25~-10.33VDC之间。 探头安装完毕后,启动盘车马达,观察监视器的输出,输出值在-3mils~3mils之间变化,由于往复式压缩机水平滑道、垂直滑道存在间隙,此数值属于正常的范围。 4 探头安装过程中须注意的问题 (1)检查探头的端部是否从保护管中拧出,防止探头受侧部干扰影响。 (2)用精密电子清洗剂清洗探头端部和电缆接头,防止铁磁性物质,油污及异物干扰测量。 (3)检查延伸电缆绝缘层,将同轴电缆接头拧紧并做绝缘处理,防止电缆多点接地造成信号异常波动。 (4)在压缩机内部将延伸电缆固定牢固,将多余电缆自机组内抽出,避免延伸电缆因强烈抖动而产生干扰信号。 (5)如果采用本特利监测保护系统,现场安装时应注意的几个接地问题。 传感器系统 传感器(探头)一般安装在机组上。对于涡流传感器,它通过延长电缆与前置器相连。要求探头电缆与延长电缆及延长电缆与前置器的连接要正确可靠,探头电缆与延长电缆的连接接头应用专用的接头保护器或热缩管、绝缘胶带包好。严禁将接头裸露,因裸露的接头一旦与轴承箱等金属部分接触,会带来严重的干扰和测量误差,甚至系统无法正常工作。 就地电缆 前置器通过就地电缆与监测保护系统相连接。就地电缆应选用带屏蔽层的三芯电缆(对于速度传感器可选用两芯屏蔽电缆),单根的截面积大于等于0.5平方毫米。就地电缆的三根线与前置器上的三个接线端子应接触良好牢靠,屏蔽层在此处不与任何端子连接,而应用胶布包好作绝缘处理。就地电缆与监测保护系统连接时最好不经过任何端子直接连到监测保护系统的接线端子上。对于3300系统,应将就地电缆的屏蔽层与公共(COM)端相连接。而3500系统是将就地电缆的屏蔽层与监测保护系统上的屏蔽层端子相连接。 监测保护系统 如果监测保护系统不与其他系统(如DCS、PLC、记录仪等)连接,则应将监测保护系统电源背板上的公共(COM)端与框架上的接地端子相连,以实现监测保护系统单点接地,达到防干扰的目的。对于3500系统需要将电源模块背板上的接地开关扳到“接通”的位置,同时,将COM端与框架地线相连的连接片去掉。 如果监测保护系统还要与其他系统通过硬接线或接口相连接,这时应从整个系统防干扰的角度考虑,以实现单点接地。以监测保护系统与DCS相连接为例,具体接线方式有两种:一是信号公共端从监测保护系统上接地。这时,应将监测保护系统上的公共端与接地线的短接线(片)或开关接好,而将DCS系统上的公共端与接地线断开,以保证整个系统是单点接地。反之,如果DCS系统上的公共端与接地线相连接;则应将监测保护系统上的公共端与接地线断开。总之,一个完整系统上的信号公共端不能够有两个或更多的接地点。 5 故障案例分析 5.1 探头与延伸电缆接头进水导致压缩机停车 故障现象:2006年7月6日,压缩机运行过程中,GIA-1157A(7#气缸)间隙值在2秒内突然升高到+15mils以上,K201联锁停车。 分析与处理:现场检查,前置器输出-7VDC左右,与监视器指示相符,检查探头和延伸电缆的接头,发现有少量凝结水,将水清理后回装,指示恢复正常,检查气缸柱塞室,同样有水存在,蒸汽窜入气缸后破坏了电缆的绝缘,是产生虚假信号的直接原因。利用停车机会,将探头更换为长缆型,使接头存在于气缸之外,从根本上解决了此类故障。 5.2 异物干扰测量线圈引起压缩机停车 故障现象:2012年10月3日,压缩机柱塞间隙异常升高,在很短的时间内超过联锁值,而此探头的振动信号却无异常波动,同一柱塞另一间隙值也在正常范围内。 分析与处理:检查前置器输出,电压值与二次表指示对应良好,检查探头,发现其顶端线圈周围附着大量油污,清除污油后,故障现象消失。这种问题主要是由于柱塞与填料摩擦产生的铁磁物质残留在探头端部,当这些物质积累到一定程度时,就会对探头的测量产生影响。利用装置停车机会,定期对探头进行清理,保持探头测量线圈的清洁,以减少此类事故的重复发生。 5.3 电气噪声对探头测量产生的影响 故障现象:2015年11月6日,在压缩机运行过程中,柱塞的两个间隙信号指示正常,其中一个振动信号出现非周期性发散变化,一度超过15mils,另外两个振动值却无异常变化,这种现象在以往也曾多次出现,测量故障回路,其交流分量明显高于正常回路。 分析及处理:经过分析研究,这种问题主要是由于安装和电缆问题所引起。在安装过程中,如果存在过大的安装转矩会引起传感器的局部变形,直接影响其响应特性。同时,在电缆固定方面如果存在电缆抖动,则容易通过电缆电容的改变而产生电气噪声,并且所产生的乱真干扰信号叠加到真正有用的振动信号上。这些干扰因素的存在直接影响测量的准确性,并且容易使测量值产生波动。此外,电缆连接头也是不容忽视的一个干扰信号易发点。电缆连接头需要牢固的系紧,以防在有油流、空气流、异常压力等情况老化。在后来的机组检修中,将探头猪尾线严格固定,并且把延伸电缆接头拧紧后用热缩管做绝缘处理,振动信号的异常波动现象明显减少。 6 结束语 压缩机轴系仪表安装与调试是确保机组安稳运行的基础,具有信号易受干扰、安装质量严苛、屏蔽要求高等特点,在二高压装置多年的实际运行中很好的保护了机组的安稳运行。 工业安装论文:浅谈工业厂房钢结构柱底安装施工质量 摘 要:针对承载超大静态负荷和动载荷的钢结构工业厂房,对钢柱底板和基础顶面密实度施工提出要求,以保证工程安全和施工质量。 关键词:钢结构;动载荷;柱底;密实度 前言 对于承载超大静态负荷和动载荷的钢结构工业厂房,除了钢柱安装的垂直度外,钢柱柱脚底板和基础顶面之间的二次灌浆层的密实度是保证钢结构厂房承载动载荷的优秀,钢结构柱脚所承载之内力有效传递到基础上是关键。笔者经过在工程现场多年的施工实践,提出以下几点想法,供大家探讨。 1 结构形式 钢结构厂房及高层钢结构建筑的基础处理,有一个共同的技术要求:必须严格控制柱基标高,使其结构的安装误差满足规范要求,以保证上部结构标高的准确性。可是对同一建筑物,混凝土基础顶标高施工验收标准的允许误差远远大于钢结构施工验收标准允许误差,两种不同材料,不同施工工艺的结构形式,统一在同一建筑物上,于是产生了验收标准在同一建筑物上的冲突。为解决这一冲突,《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99―98)中第11.2.6条规定:可采用在柱底板下留有一定空隙,在底板下的地脚螺栓上加一调整螺母的方法精确控制底板标高,如图1所示。 2 施工工艺 用螺母调整柱底板标高及柱垂直度在现有工程中已广泛应用,然而在操作过程中有些工程却忽略了柱底板下预留空隙二次灌浆的材料和密实度,给整体结构带来了极大的隐患。为满足规程要求,保证结构安全,材料必须是无收缩砂浆,采用特种膨胀水泥配制,或用配制好的具有膨胀性的二次灌浆料。其施工方法有两种:一种是干硬性砂浆用捻浆法;一种是流动性砂浆用灌浆法。两种施工方法都要求柱脚底板与混凝土基础顶面之间必须填实,不留空隙,也不应在砂浆硬化过程中因收缩而产生空隙。灌浆时,应采用流动性较好的浆料,此时需将边板封闭后再由灌浆孔灌浆,因此需在底板中部适当部位预留灌浆孔;捻浆法应采用专用工具,以保证填充密实。 3 现场实际情况 虽然规程中对填实柱底板和混凝土基础之间的空隙提出了施工方法和材料要求,可是在大量工程调查中发现,有许多工程未按照规程要求施工。一般高层钢结构柱底板下的空隙施工时控制较严格;门式钢架轻型钢结构厂房柱底板下空隙,只有极少数工程使用膨胀水泥配制的无收缩砂浆填实,大多数工程使用普通砂浆填实,很难保证空隙填充砂浆的密实度,更甚者是在底板的边缘填充,中间是空的,所有轴力全由调整螺母承担,柱底板和基础混凝土面没有接触或接触面甚小,或因混凝土收缩柱底板和基础混凝土之间产生间隙,柱底板和基础混凝土之间摩擦力几乎为零。当地震作用时,水平剪力全由地脚螺栓承担,螺栓容易被剪断,造成因螺栓剪断后柱根位移而导致建筑物倒塌,由此带来的严重后果应引起设计、施工、监理单位的重视。 4 施工管理 保证工程质量是设计、施工、监理三方配合的结果,首先是设计施工图应详尽说明二次灌浆的材料要求,施工方法及密实度要求;施工单位必须按规程及设计要求认真施工,用灌浆设备确保密实度,尤其是柱底板尺寸较大时,不用灌浆法无法灌实,柱底板下会出现空洞,给结构造成极大隐患;监理人员要学习有关规程,明白柱底板下空隙灌实的重要性并作为重点部位监理,按隐蔽工程专项验收,监督施工单位所用材料和工艺。 柱底板下二次灌浆工程是钢柱和混凝土基础的交接部位,也是设计、施工、监理容易忽略的部位,密实度也无法检查,设计、施工、监理单位必须共同负责,确保工程质量。 5 心得探讨 灌浆时间应当在主刚架及檩条安装完毕,安装屋面板之前灌浆为宜,保证结构在未受风载之前灌完。 同时建议单层轻钢结构当柱底板长边小于和等于600mm时,二次灌浆时应封闭三边留一长边,用比基础混凝土强度高一级的干硬性膨胀细石混凝土从长边向里捣实,当长边大于600mm时应严格按照规程要求施工。 6 抗剪键的设置与要求 在风荷载较大或抗震设防烈度较高地区,其基底水平剪力较大,往往需要在柱底板下加抗剪键,以弥补柱底板与混凝土间摩擦力的不足。 规程中对抗剪键承受的剪力是全部基底剪力还是部分基底剪力以及抗剪键截面和连接焊缝的抗剪能力如何计算没有明确规定。大多数设计程序也没有抗剪键的设计模块,有的程序只提到要加抗剪键,但没有给出抗剪键的截面和焊缝长度,现有工程中抗剪键的设置有的不尽合理,如某工程柱底板下空隙仅50mm,柱底板尺寸600mm×1150mm,抗剪键为[8,L=200mm垂直柱底板放置,导致在基础表面做坑,基础顶面上的坑内插入一槽钢,无法清除坑内杂物,也无法检验插入槽钢的坑内是否灌浆,更无法检验是否密实,如不密实不但抗剪键起不到任何作用,反而削弱了基础截面。抗剪键常用工字钢、槽钢、角钢、钢板,长度方向平行柱底板放置为宜,同样材料平行柱底板放置与垂直柱底板放置相比可具有较大抗剪截面和较长的抗剪焊缝,还可避免在基础上做坑。柱底板下的灌浆空隙以满足抗剪键不与基础表面接触,留有一定空隙,使柱底标高有调整余量为准,确保抗剪键起作用.保证工程安全。 7 抗剪键计算 关于抗剪键的计算,当所用程序没有抗剪键模块时,应单独验算。 1) 抗剪键设置 当Qmax≥Nmax×0.4时需要设置抗剪键 2) 抗剪键正面角焊缝总长度 3) 抗剪键的抗剪截面的确定 抗剪键依据承受的剪力值常用工字钢、槽钢、角钢、钢板做抗剪键,因置方向的不同使得抗剪截面不同,可根据具体构造进行抗剪截面的设计。现提供抗剪键常用形式的抗剪截面计算公式供参考。 a.双面焊缝单受剪面。 b.双面焊缝双受剪面。 结语:以上涉及的内容只是在工程实际施工中所遇到的,不甚全面,尤其是所提建议和计算内容,可能有不妥之处,愿与大家探讨,以期达到提高钢结构厂房工程质量的目的。 工业安装论文:工业设备高压管道安装相关问题浅析 【摘要】高压管道是石油、化工以及冶金工艺和设备的关键组成部分,其能够承受住高温高压或者是低温高压,因此在工业设备安装中广泛的应用。在实际安装过程中需要利用科学的安装技术,按照安装规范进行高压管道安装。本文就结合自身的工作经验,简单的论述工业设备高压管道安装中存在的一些质量问题,并且提出一些防治措施。 【关键字】工业设备;高压管道安装; 缺陷问题; 原因分析; 防治措施 高压管道是工业生产中应用最为广泛的部件,在对其进行安装时一定要按照相关的规范规定进行,并且要保证安装质量。随着技术的进步,实际安装的整体质量得到了提升,但是依然存在着一些质量问题,制约了其功能的发挥,严重的质量问题可能会给工业生产带来危险,因此本文就从高压管道安装中的质量问题进行分析,指出解决措施,希望能够为今后的安装工程提供帮助。 一 工业设备高压管道安装中存在的缺陷问题 工业设备高压管道在安装的过程中经常会出现一些问题,主要表现在以下几个方面:首先,在安装的过程中没有认真的根据施工图纸和安装规定进行施工现场的实测实量,造成安装使用的管件不符合相关的规定,给安装施工造成影响;其次用于加工高压管道的管材,很多情况下没有经过验收检查,或者是一些管材的质量缺少合格的质量验收标准,使得加工的管件不能使用,这样就影响了管道安装的质量;再次,在管道安装施工中,管道弯曲施工中由于温度控制不严格,操作手段不恰当,技术不稳定,使得弯管不能够投入使用;最后,高压管道安装施工中缺乏必要的监督管理,使得施工者敷衍了事,对于一些可能存在质量隐患的施工程序不加以严格的控制,影响了管道安装施工的质量。 二 工业设备高压管道安装问题的原因分析 上文中指出了,在工业设备高压管道安装中经常会出现的一些问题,问题产生的原因一般有以下几个方面。首先,由于高压管道上面的管件经常采用的是能够承受高压和热变形反复作用后的加强结构,所以说在高压管道实际安装的过程中需要事先根据现场的实际测量数据进行加工,可是往往由于安装者的实际操作能力不足和安装施工经验不丰富,对于施工图纸的审查不严格,这样就会使得绘制出的管件尺寸不符合标准,出现上述安装过程中出现的问题。除此之外,在管件加工过程中,加工方法使用不当或者是操作方法不认真也会出现管件不合格的现象,影响到高压管道的安装质量;其次,在实际安装过程中忽视了对于高压管材的检查工作,片面追求安装效率,对于材质的核对工作把握不准,这是出现材料不合格造成关键不能用的关键原因,在今后的过程中需要格外注意;最后,弯管出现问题的原因是因为在施工时对于此处温度的处理不到位,加上施工工业和施工技术的欠缺,便出现了上述问题。 三 工业设备高压管道安装问题的解决措施 上文中对于高压管道安装过程中出现的问题和问题产生的原因进行了简要的分析,要想保证高压管道安装质量,一定需要找准问题的原因,并采取完善的解决措施加以解决,下面本文就从几个方面论述。 首先,为了保证高压管道的管材符合要求,需要在施工之前认真的进行审查,包括对施工图纸的反复校审和对管道加工图的认真检查,确保图中管道的加工尺寸以及计算的数据符合要求,能够满足现场安装的要求。为了保证数据的准确,加工图中的尺寸数据可以以管道安装现场的实际测量数据为依据,或者是按照施工图纸进行计算,但是需要注意的是,对于封闭管段,在管道安装中必须要保证实测实量。在管道的尺寸确定的过程中,需要符合约定的安装要求,焊口以及法兰的位置不能够设置在楼板或者是墙壁的管架上,相邻的两个管壁之间的距离要保证大于50毫米。 其次,为了保证安装的质量,对于安装的管道在进行施工前一定要检查期有无合格证书,并确认好管道的规格、型号是否和合格证书上相符合,是否符合高压管道安装的要求,并却要仔细检查管道,看是否有外观破损或者是影响安装的缺陷,或者是为了更精确的保证安装施工的质量,对于管道可以采用磁力探伤的检测方法,保证管道的各个方面能够符合安装的需求。 再次,在安装过程中需要进行管道切割的时候,高压管道所采用的合金钢或者是不锈钢的管道需要运用锯割或者是砂轮片切割等机械切割的方法,千万不能够采用电焊切割和气割的方法,这样会对管道产生一定的破坏作用。对于高压管道的管端密封面以及螺纹和焊接坡口处,都需要用车削进行加工,并且需要以圆为定心。要保证螺纹的表面不能够出现凹穴、裂纹以及毛刺等现象。 最后,在高压管道进行玩去安装的过程中,可以采用热弯和冷弯两种方法,由于热弯的方法在实际应用中会对高压管道进行加热处理,这样对引起管道管材机械性能发生改变,多以说冷弯的效果最佳。而在采用热弯处理时,对于不同材料高压管道的处理,温度需要控制在合理的范围内,并且要根据实际情况和材料的性能合理选用弯后热处理的方法。高压管道进行热弯处理,除了要控制好温度之外,对于热弯处理时的燃料也要严格控制,一般情况下不能够使用煤或者是焦炭,最好的燃料应该是木炭,这样能够防止渗碳现象的出现。高压管道在进行弯曲安装处理之后,为了保证质量,且减少隐患的发生,需要对其进行养护,进行无损伤养护施工。对于有损伤缺陷需要进行修磨的,要保证修磨之后的管壁厚度不能够薄于管道公称壁厚度的百分之九十,同时还要保证不薄于设计计算的管道壁的厚度,如果不能够符合要求,则需要根据具体的情况进行养护处理。 四 高压管道安装中需要注意的事项 上文中已经论述了高压管道实际安装中问题的解决措施,为了防止问题的再次出现,在今后的安装中需要注意以下几个方面。 首先需要保证管道的质量性,要建立起对于管道材料进行监管的部门,防止质量恶劣的管道以次充好,影响到安装的质量;其次,需要注意安装中支架没有按照规定设置软垫片的需要及时的进行补b,以免影响到安装进度和质量;再次,通过超声波探伤检验或者是其他方法检验不合格的管道裂缝在进行修补的时候,要保证每个裂缝的修补次数不能够超过两次,修补之后还需要进行再次检验,合格之后才能够打上焊工的标志;最后,在施工的过程中需要完善动态的安装质量监管机制,要保证监管者具有丰富的安装经验和技能水平,这样能够在安装的每个工序中及时发现出现的问题,可以避免重复修补的几率。同时监管者还需要监督高压管道的养护工作,这样能够保证高压管道安装整个过程的质量。 结束语:高压管道在工业设备中的应用很广泛,因此对于其安装工程也需要格外的关注,综合上文的论述,在进行高压管道安装的过程中,由于其施工条件的特殊,在实际安装中经常对出现一些问题,影响了安装工程的质量,为了保证整体质量,实现安装的高标准,要采取措施进行处理,本文就是在分析问题产生原因的基础上对问题的解决措施进行了分析,并指出在今后安装的过程中需要注意的问题,希望对于今后的安装施工有所帮助。 工业安装论文:对工业设备安装技术要点的分析 【摘要】工业设备安装是根据国家规范和相关技术文件的要求,将设备由生产厂运输到施工地点,并且借助一些装备和相应的技术措施以及必要的施工,将设备正确地安装到预定的位置上,并通过调试运转使之符合验收规范的要求,最终发挥正常的使用功能。一台工业设备能否顺利投入生产,能否充分发挥它的性能,延长设备的使用寿命和提高生产产品的质量,在很大程度上决定于工业设备安装的质量 【关键词】工业设备;安装;技术 1 工业设备安装的一般过程 各种工业设备的安装工序一般必须经过:设备开箱检验、基础放线、设备基础检验、设备就位、精度检测和调整、设备固定、拆卸、清洗与装配件、润滑与设备加油、调整、试运转和验收等。所不同的是,在这些工序中,对不同的工业设备采用不同的方法。例如,在安装过程中,对大型设备采取分体安装法,而对小型设备则采用整体安装法。 1.1设备开箱检验 机电设备在安装之前,由工程专业负责人与业主、监理及供货商共同按照设备装箱清单以及设备技术文件对安装的机电设备进行详细的清点、登记,对于重要的设备要进行检查验收,并检查设备随机资料是否齐全,如合格证、说明书、材料检测报告等,全部合格后出具开箱检查记录,多方确认签字,办理移交手续。 1.2 基础放线 根据设备布置图和有关建筑的轴线或边缘线和标高线进行安装基准线的划定。 1.3 设备基础检验 基础施工单位应提供设备基础质量合格证明书:主要检查其混凝土配比,混凝土养护及混凝土强度是否符合设计要求。如果对设备基础的强度有怀疑,可用回弹仪或钢珠撞痕法等对基础的强度进行复测。 1.4 设备就位 设备安全地安放到基础上,在工业设备安装工程中所占的份量很大,它主要对起重作业提出了要求,包括起重机械的选型、吊装方法等。一台重量大,体积大,安装位置又很高的设备,其吊装难度和消耗的费用都是很高的,对于解体设备,应先将设备底座就位。 1.5 精度检测与调整 这一环节是安装过程中的重要环节,是安装工程质量的重要指标。它几乎包括了所有位置精度项目和部分形状精度项目,涉及到误差分析,尺寸链原理以及精密测量技术。精度检测是检测设备,零部件之间的相对位置误差,如垂直度,平行度,同轴度误差等;调整是根据设备安装的技术要求(由规范或设备随机技术文件规定)和精度检测的结果,调整设备自身和相互的位置状态,例如设备的安装水平,垂直度,平行度和倾斜等。检测使用有水准仪、经纬仪等精密仪器。 1.6设备固定 除少数可移动机械设备外,绝大部分机械设备须牢固地固定在设备基础上。尤其对于重型,高速,振动大的机械设备,如果没有牢固的固定,可能导致重大事故的发生。对于解体设备应先将底座就位固定后,再进行组装。 1.7 拆卸,清洗与装配 对于解体机械设备和超过防锈保存期的整体机械设备,应进行拆卸,清洗与装配,这是要求比较精细的一道程序,如果清洗不净或装配不当,会给以后设备正常运行造成影响。设备装配的一般步骤如下:熟悉设备装配图,技术说明和设备结构,清扫好装配用的场地,了解设备的结构,配合精度,确定装配方法,准备好工器具和材料。对零部件的收集和检查包括外观检查和配合精度检查,检查应做好记录。 2 工业设备安装的施工要求 首先要严格保证设备安装的质量,要按设计图纸、设备结构图、安装说明书和施工验收规范、质量检验评定标准以及操作规程进行正确的施工,其次还要采用科学的施工方法,加快工程进度,保证按期投入生产。 3 工业设备安装技术的要点 3.1地脚螺栓的选择 一般情况下,工业设备在安装的时候其地脚螺栓都是与设备配套带来的。因此,只需要在安装之前对地脚螺栓、螺母和热圈等材料进行检验,要检查有没有破损,以及检查其规格是否符合安装说明书和设计的要求。如果没有配套地脚螺栓,则要根据情况选择合适的螺栓。在选择的时候可以从以下几个方面入手:首先是从地脚螺栓的直径入手,如果是弯钩形地脚螺栓,则要看其直径与设备底座孔的大小是否一致,如果是形地脚螺栓,则要看它的直径是否与基础版厚度保持一致,如果是型胀锚螺栓,则要检验其直径是否与钻孔的直径一致。其次是从地脚螺栓的长度入手, 一般情况下,在工程设计的时候已对地脚螺栓的长度做了规定,如果没有做出规定则要对长度进行分析和计算。 3.2地脚螺栓的安装 在安装地脚螺栓的过程中主要考虑三个方面:地脚螺栓的敷设、垂直度和拧紧。 (1)首先是地脚螺栓的敷设。地脚螺栓的敷设步骤为:先是对基础进行浇灌,浇灌的过程中留好地脚螺栓孔,设备安装的时候套上地脚螺栓,待地脚螺栓进入孔内并对其进行稳固之后填充水泥砂浆或者混凝土,完成地脚螺栓的敷设。在地脚螺栓的敷设中要注意几点:其一是地脚螺栓进入孔的时候要防止杂物进入,避免引起其安装不稳固。其二是要注意其下端的弯钩不得碰底,应该设置十厘米左右的空隙,而弯钩的边缘也要保持与孔壁至少十五毫米的距离。 (2)其次是地脚螺栓的垂直度设计。地脚螺栓在安装的时候一定要保证它的垂直,如果地脚螺栓垂直安装,它只会产生垂直方向的力。也是基于这个特点而实现对工业设备的支撑而如果发生了倾斜。它的作用力会同时分布在垂直和水平两个方向上,就会给螺栓的安装坐标产生误差,给安装造成一定的困难。如果螺栓孔的底座很厚时。甚至无法进行安装,而且即使安装成功后在投入使用期间,一旦设备承受着比较大的力度时,就可能对地脚螺栓的质量造成影响,严重的可能会使地脚螺栓断裂,酿成质量事故。 (3)最后是地脚螺栓的拧紧,地脚螺栓在拧紧的过程中最重要的是注意均匀受力,避免螺栓由于受力不均匀而产生偏斜的情况。在拧紧螺栓之前要检查混凝土的强度,必须达到设计强度的百分之七十五以上才能进行拧紧工作,否则就可能导致螺栓拧紧程度不够。 3.3地脚螺栓的常见问题及处理办法 地脚螺栓在安装的过程中可能会由于各种因素而出现问题。如果出现了问题则要立即采取相应的措施,以免影响工业设备的质量。地脚螺栓的常见问题主要是以下几个方面: 首先是螺栓位置出现偏移,由于螺栓在安装的时候位置设计不对或者拧紧不够,设备的震动过大则会引起螺栓出现偏移,如果偏移比较小,可以用火焰将螺栓烤红,然后用锤或者其他设备对其进行矫正和加固。 其次是螺栓的标高出现偏差,出现这种问题可以直接用机械将高出的部分直接切除。如果是螺栓偏低,则可以用相同材质的螺栓进行搭接,最后是地脚螺栓在基础内出现了松动。这主要是由于在安装的时候可能拧紧不够或者混凝土强度不够,因而在工业设备使用后就出现了螺栓基础处松动。出现这个问题的时候要查明原因,如果是拧紧度不够,则对螺栓进行拧紧加固如果是混凝土强度不够,则要清除螺栓周围一定范围的混凝土,然后灌上结构胶,结构胶灌注后应保证一整天不摇动螺栓。 4结语 总而言之,在工业设备安装施工过程中,工程技术人员要深刻理解个工程特点,把握系统的工程概念,做到全局的策划以及局部的协调工作,运用先进的施工方法,遵循正确的施工流程,保证整个施工的正常运行。 工业安装论文:浅谈工业仪表安装流程及控制方法 【摘 要】文章首先分析了工业仪表安装的整体流程,简要总结其质量控制方法。其次重点介绍工业仪表安装应遵从的原则与标准,整理出工程验收的相关方法,可帮助提升工业仪表使用过程中的稳定性。通过科学的控制方法来提升工程质量,安装流程也有明显的简便。 【关键词】工业仪表;安装流程;控制方法 一、工业仪表安装流程 1、仪表安装前的准备工作 工业仪表在安装前要将设备准备齐全,包括安装过程中可能会使用到的工具。参照安装设计图纸对现场进行调查,判断是否存在影响仪表安全使用的因素,做出相应处理,保障安装流程可以顺利进行。工业仪表并不是单独存在的,而是以系统的形式来运行,在完整的电路系统中发挥功能。在安装工艺开展前也要对电路的安全性进行探讨,使用计算机软件对电路系统稳定性进行检验,模拟使用环节,观察测量功能是否能够实现。在进行仪表安装之前,首先要做的就是对仪表安装设计图和出厂说明中的各项内容进行深入、细致地了解和分析,并与节流装置布置图、供电原理图、供电系统布置图、仪表布置图、仪表加工组件汇总表、仪表一览表、仪表设备汇总表等进行联系和对比,以便在提高仪表安装工作质量的同时方便后期测试和试运行的进行,也防止因为某个部位出现问题而导致整个系统瘫痪情况的发生。 2、仪表的安装过程及控制方法 仪表安装过程中要对设备进行保护,仪表受到碰撞后内部的细小零件可能会发生形变,影响使用阶段的精准度。因此在安装阶段要结合保护措施共同进行,对需要安装螺丝的位置预留孔位。安装施工要有序进行,参照前期准备方案来进行,尤其是基础部分,安装顺序一旦混乱会造成后续施工无法进行。经过技术人员的不断努力,仪表安装技术得到很大进步,下面将安装过程中的一些控制方法进行总结。 第一,仪表盘与现场一次点的安装 首先要进行的就是仪表盘基础槽钢的制作,但是现在大多数厂家的仪表盘在出厂的时候都会带有成品基础槽钢架,因此,这一步往往可以省略。然后需要进行的就是操作台和仪表盘的安装,同时要注意对预埋件、预埋孔的位置和数量进行核对,在了解管路进出控制室的位置和方式后就可以对其进行安装。 第二,管路、设备的安装 管路安装是将各仪表相连接的工序,在主要设备安装完成后进行。设备安装时要对设计方案进行分析,判断现场确定的安装点是否有错误的地方。辅助零件的数量要仔细清点,一旦遗忘安装会影响仪表使用功能的发挥,可以将各类零件的数量统一记录在控制方案中,作为清点数据的依据。 第三,仪表检验 检验环节是针对使用功能来进行的,主要从两部分进行,首先是功能的发挥情况,需要借助仪器来测量运行中的各项参数,再与额定系数进行对比,判断是否在合理范围内。其次是对硬件安装质量的检验。工业仪表固定是否牢固,线路部分是否存在使用安全隐患。检验合格后才可以进入到下一环节中。 第四,仪表配线以及保护箱的安装 在仪表的安装工作结束后,要尽快完成仪表保护箱等防护设施的安装,避免其它施工部门在施工过程中不慎将其损坏。这一部分的工作可以双线同时进行,即在对仪表防护箱进行安装的同时进行配线和气动管的安装,从而进一步提高管路安装和配线工作的便捷性。 第五,清理施工现场 在全部的安装工作都结束之后,要对仪表管路进行吹扫和打压,并进行第一次校验。 第六,校验和调试 施工安装任务全部完成后,是对工业仪表的校验,指针与示数要处于初始位置,安装阶段产生的振动会影响到精准度,通过调试能够使之恢复原有位置。技术人员将仪表全部调试完成后要将测量的数据记录整理,可以存储在计算机设备中。工业仪表后续使用中还会遇到故障问题,保存的数据可以作为维修开展的依据。 二、工业仪表安装工作应遵循的基本原则 为了保证仪表安装工程的质量,必须严格按照有关标准和规范要求进行设计和施工,安装工作应遵循的基本原则主要有以下几方面内容: 首先是仪表安装情况要与设计方案保持一致,在使用过程中发挥作用。设计图纸中标记的参数也要进行测量验证。安放位置的光线要充足,以便日常观察和维护能够顺利进行。要避免将仪表安放在环境潮湿、经常振动或容易受到机械损伤的地段,也不要将其安放在充满腐蚀性气体或温度过高、变化过于剧烈的地方。在安装前,要对其型号、规格、位号、附件、材料进行核对,避免安装错误。在整个安装过程中不得敲击或震动仪表,并保证仪表与管道或构件的连接部位牢固、平整、受力均匀,避免承受非正常外力。 如果需要将仪表直接安装在管道上,应该在管道吹扫结束后,进行压力试验前安装完毕,如果需要与管道进行同步安装,则应在吹扫前先将仪表卸下。仪表接线盒的引入口不能向上,如果情况特殊,则应对其采取密封措施,在整个施工过程中要确保接线盒和引入口处于封闭状态。 如果必须将仪表安装在潮湿、多尘、充满腐蚀性气体或有火灾、爆炸危险的环境中时,应该按照有关要求对其进行密封处理。要保证仪表盘、操作台等各设备构件之间连接的牢固程度,紧固件最好使用防锈性和耐腐蚀性较强的材料制作,不得使用焊接方式进行固定。单独的仪表盘和操作台应符合下列要求:第一,应牢固固定。第二,垂直度的偏差要控制在1.5mm/m之内,水平偏差要控制在1mm/m内。第三,相邻柜、台接缝处正面平面度偏差应控制在1mm。第四,柜、台接缝的间隙应小于2mm。第五,确保安装的美观度。第六,在搬运和安装过程中,要避免仪表表面的油漆被刮伤,整个安装过程都不得使用气焊的方法。 安装过程中特别要注意的是检测仪表的安装,如测温仪表安装时,温度计温包必须全部浸入被测对象中,毛细管的敷设应有保护措施,其弯曲半径不应小于50mm,周围温度变化剧烈时应采取隔热措施;流量仪表安装时,节流件的安装方向应该以能够使液体从上游端面流向下游端面为准,喷嘴的曲面和孔板的锐边应该迎着被测液体的流向设置,流量计上、下游直管段的长度应符合设计文件要求。 三、工程验收 在全部的安装工作结束后,要对整体工程进行试运行。一般来说,试运行主要分三个阶段进行,分别为单体试车、联动试车和设计运行试车。其中,单体试车的主要内容就是对单体电气仪表进行试运行检测,查看相关仪表的状态,以便对管路的运行、运转情况和控制室的控制情况进行测试。联动试车是以单体试车为基础,在单体试车结束后进行的,其主要内容就是使整个系统运行起来,并对各个仪表的工作情况和示数进行检查,以便对其是否正常运转进行检测。在联动试车成功结束后,就可以正式开始整个系统的试运行,通过正式生产来对电气仪表的有关情况进行检测。整个检测过程需由委托单位和施工单位共同进行,在全部仪表均验收合格后,双方完成交工等文件的签署,最终完成整个工程。 小结:对于仪表工程的安装和调试应该在新、改建车间或厂房的初期就开始进行,该工作的顺利进行,需要生产部门的及时提出、工程部门的及时计算、与施工单位的详细洽谈、施工单位认真施工、土建单位全程配合等多方面的共同努力和相互配合才能实现。所以,在进行此项工程之前,有关部门必须要在认真了解和研究工程实际情况的基础上制定出详细的安装意见,完善设计图纸,同时要求施工单位严格按照图纸和有关标准、规范中的要求进行施工,并做好工程的验收工作。只有这样,才能建设出一套与企业生产相适应的、合格的电器仪表系统。 工业安装论文:大跨度工业厂房钢结构屋面板安装中应注意的问题分析 提要:厂房屋面的安装,为达到良好的整体美观和良好的防渗漏,总希望顶部彩钢压型板为一整体,避免中部存在接缝,然而大跨度的厂房,为实现这一目标,却困难较大,通过对安装工艺和原理的分析,提出质量控制中应注意的问题,明确安装操作,从而实现屋面顶部彩钢压型板为一整体,有效杜绝屋面的漏水现象。 关键词:大跨度压型板工艺流程操作要点质量控制 一、引言 厂房跨度大于60米时称为大跨度钢结构,钢结构厂房的屋面板的结构形式如下图。地处冬季较长且寒冷的西北地区,由于春季来的较晚、气温变化无常,造成钢结构厂房屋面常常出现白天融化而夜晚结冰,檐口处所结冰无法排除,而屋顶所融化的雪水不断上返,故在安装时常会选择整板安装,以防止融化的雪水在拼接缝处出现渗漏现象。 但在大跨度钢结构屋面板的安装过程中,屋面顶板的安装较为复杂,且单板长度过长后,其压型板从地面运至屋面时极易折损。为了避免屋面的渗漏,以及达到预期的施工周期,故压型板的制作是问题的主要矛盾。 通过对安装现场分析,为了解决大跨度钢结构的屋面板安装的主要矛盾,决定将制作压型板的机械的安放在厂房纵向侧面并升至屋面同一高度,在空中进行压型钢板的压制,并同时铺向屋顶。 二、屋面板的传统工艺 屋面板的压型板机床运至施工现场,并在施工现场压制压型板,屋面外板的压型板为360°咬边,此板安装完后,整个屋面平整,无一可见的螺钉,可有效地防止屋面的渗漏现象,且可防止热胀冷缩的不一致而出现的压型板变形。 当出现单坡长度大于15米时,屋面外板从地面运至屋面时,将出现较大问题是板易折,甚至会出现被撕裂而出现断口,无形中损坏了整体屋面平整度,且造成屋面的渗漏;如果为了避免板过长而分二段(或三段),那么增加了板搭接处的咬合难度,也无法保证屋面的平整度及杜绝屋面的渗漏现象。 将压型板升至屋面,在空中进行压型钢板的压制,并同时铺向屋顶这种工艺,可避免因屋面板太长,向上运输而造成的打折、撕裂等现象,保证屋面板的平整度,并有效的杜绝屋面板的渗漏现象。 三、工艺原理 屋面顶板的安装原理:支撑体系结构利用80t桅杆标准节叠加7层后,将屋面压型机固定在桅杆标准节上。支撑体系结构图见下: 用吊车将压型板机放置在支撑体系上,而将彩卷放置于地面,由压型机的传动,将彩卷中的彩板带入机床并进行压型板的制作,长度达到要求后,停机切断,然后将制作好后的压型板运至待安装的部位。 四、施工工艺流程及操作要点 1、施工工艺流程 安装支撑系统将压型板机吊至支撑系统压型机的接电及调试放至好彩卷将彩卷端部放入压型机内开机制作压型板安装压型板压型板部咬合。 2、操作要点 安装支撑系统:选择好安装支撑系统的部位,所在位置必须平整、坚实,除此之外还应便于屋面板的布设,支撑系统的高度由厂房的高度确定。 压型板机吊至支撑系统:依据压型机的重量及支撑系统的高度确定吊车规格,并严格按照吊装作业的安全操作规程将压型机吊至支撑系统上部。拉好安全防护绳,固定好供操作人员上、下的钢梯。 开机制作压型板:调试好压型机和做好开机的一切准备后,按照安全操作规程进行压型板的压制,使压型板符合质量要求的规定。 安装压型板:依照排板起始线放置,在压型板长度方向的两端划出该处安装节点的构造长度,依次从左(右)至右(左)地安装其它板。安装到下一放线标志点处,复查板材安装的偏差,当满足要求后进行板材的全面搭接边的咬合工作,不能满足要求时应在下一标志段内调整,以同样方法完成所有的屋面安装。 五、质量控制 屋面安装必须符合GB50205《钢结构施工验收规范》中的要求。施工中还应注意: 1、压型板的安装可按施工段划分为一个或若干个安装单元。 2、压型板的安装应在钢结构安装工程等验收合格后进行。 3、压型板安装质量的检测,必须采用经计量检定、校准合格并在有效期内的计量器具。 4、压型板应按施工要求分区、分片传送就位,及时安装,不宜在高空过夜,必须过夜时应临时固定,应避免雨雪天施工。 六、安全措施 1、进入施工现场必须戴安全帽,高空作业必须系安全带,各操作人员必须遵守各项安全操作规程。 2、施工前应对高空作业人员进行身体检查,对患有不宜高空作业疾病(心脏病、高血压、贫血等)的人员,不得安排高空作业。 3、要有可靠的防坠落措施避免施工人员高空坠落,如人员上到平台后,四周拉好平台的安全绳。 4、施工时压型板要两端同时拿起,轻拿轻放,避免滑动或翘头。 5、当天制作的压型板当天应安装完毕,如有未安装完的板应必须做临时固定,以免被风刮下造成事故。施工时剪下来的料头要放置稳妥,随时收集,避免坠落。 6、支撑系统、上下通道,须经安全部门、质量部门、技术部门共同检查,符合施工要求并达到相应规程要求时,方可投入使用。 7、两节桅杆在地面摆放时,必须将此处地面进行压实、抄平;其桅杆两两叠码时必须用8号铁丝帮扎固定;最高层的桅杆,将屋面压型机固定两桅杆上,其两侧满铺钢跳板,设置栏杆等防护设施,在支撑体系侧设置脚手架马道,方便上下通行及压型机操作、维护;并在顶层桅杆两端设置四根缆风绳,两根缆风绳地锚可利用现有钢柱。另外两根缆风绳需埋设地锚。
化工原理实验论文:改进化工原理精馏和过滤实验过程中若干常见问题 摘 要:化工原理是化工类专业体系中的优秀课程,其在基础课和专业课之间起着承前启后的作用,而且对其他专业课程的学习具有重要意义。本文对化工原理实验教学过程中出现的问题进行了思考和分析,并在实验环节进行了精馏和过滤实验过程正常使用的若干改进,并考察了改进后的设备及实验过程的效果。 关键词:化工原理;过程改进;精馏;过滤; 一、引言 化工原理实验教学是学生验证理论知识、加深对化学工程有关知识的理解、掌握课程基础概念、强化工程实践能力和建立工程概念必不可少的组成部分。特别是化工类、应用化学类、生物工程、食品工程等专业学生将来要从事工程技术方面的有关工作,因此具备良好的动手能力和分析解决实际问题能力、创新与实践能力是必不可少的。故学生掌握化工原理单元操作的实践能力,建立良好的工程观念,进而提高解决实际问题的综合实践能力是化工原理实验教学的一项重要课题。 针对化工原理实验过程中常出现的如精馏实验过程中出现气液接触效果不理想、操作不稳定,过滤实验过程中单位滤浆体积所需时间过长等问题,本文对这些问题进行分析,并在实验环节进行了精馏和过滤实验过程正常使用的若干改进,取得良好效果。满足了基本的教学和提高学生对实际工程问题的分析能力,并加深对工程概念的理解。 二、精馏实验过程改进 精馏实验是传质操作单元的重要内容之一,如何在实验过程中使设备处于最佳状态,使实验操作的效果符合实验要求,给予学生更感性的认识,是值得我们讨论的。目前,学校化工原理实验中心有四套筛板精馏实验装置,所用的连续精馏塔是天津大学化工基础实验中心制造的连续精馏过程控制实验装置。该装置主体是一座由直径57mm、筛孔直径10mm的筛孔塔板(共7块,每块塔板的开孔率6.6 )所组成的不锈钢筛板精馏塔。塔内径为50mm,板间距为100mm,塔高1.5m,铜质降液管外径8mm,塔体部分上下端各装有一玻璃视盅,用以观察塔板上的气液鼓泡接触情况和回流情况。该装置主要用途为分离正丙醇和乙醇混合物,具有连续进料、出料,回流比可调等性能。精馏塔维持最佳状态是通过电加热控制、控制塔内压力、进料的量(组分、温度)、冷凝剂量、回流比等方法实现。但在目前的实验设备中存在如下问题:气液接触效果不理想;操作不稳定,操作弹性差,常出现爆沸现象。为提高教学质量.我们分析了原因,并采取一些相应措施,使实验效果有了明显的改善。 (一)原料体系的改进 塔在使用一定时间后,各块塔板上的传质效果逐步变差,出现气泡大而且不均匀的现象,有的塔板上鼓泡层很高,有的塔板上鼓泡层很低,学生在玻璃塔节中看不到比较正常的气液接触现象。因此,我们分析原因,认为低级醇类之间表面张力相互接近,而低级醇类和水的表面张力相差两倍以上,是导致塔内各板上鼓泡层高度相差悬殊、操作不易稳定的原因之一。此外,由于学校位处南方,气候潮湿且空气湿度大(空气湿度经常达90%以上),所以估测体系在空气中吸入一定量的水分。而在原料体系中采样做气相色谱分析时发现,分析结果表明原料体系含水量均在10%左右。从维护费用方面考虑,我们选用干燥剂对原料体系进行了干燥,干燥剂选择原则是要操作简单,不污染原料体系,同时可重复使用。我们尝试使用了氯化钙(熔融过的)、活性氧化铝、硫酸镁、硫酸铜、分子筛等,这些干燥剂的特点都是吸水能力强、干燥速度快、可烘干再生。通过试验,由于氯化钙(熔融过的)、活性氧化铝、硫酸镁、硫酸铜等干燥剂本身具弱酸碱性或成型性差,均给原料体系带来少许污染,易于染色,腐蚀设备,因此,我们选用分子筛,分子筛成型性好,吸水能力强,呈中性,对原料体系不污染、不染色,便于干燥操作,所以我们定期用分子筛对原料体系进行干燥,并取得良好效果。 (二)保温层方面的改进 用于教学的实验设备一般希望从启动到正常运转之间的开车时间越短越好。精馏实验设备是利用热能的设备,保温的好坏不仅关系到能量的节约与否,而且还涉及到开车时间的长短,涉及到操作的稳定性。原先的保温措施是在塔柱体缠上低密度石棉,然后在外面包不锈钢铁皮,但使用后发现外层的温度仍较高,约有70℃左右,散热量较大。往往塔的下段已产生了液泛现象,而塔的上部温度仍低于正常值,且持续时间较长,要达到稳定,开车时间很长。我们分析后认为,产生上述现象的主要原因是保温效果不好,使塔下部的热量过多地散入环境;而塔内上升蒸气过多、过早地冷凝是引起塔内各板上鼓泡层高度相差悬殊、操作不易稳定的另一原因。因此,根据实验体系和设备的具体情况,选用既有较小的导热系数、又能耐受设备所要求最高温度的聚氨酯泡沫塑料作保温内层,外包加厚高密度石棉毡。通过对精馏塔操作系统的上述改进,收到了比较好的实验效果,改进后实验准备时间缩短,塔内各板上鼓泡小而均匀。操作范围变宽,学生易于操作,在有限的实验时间内,学生可增加操作参数的变化次数,观察精馏实验的结果和现象,加深理解精馏原理;同时也获得了比较准确的实验数据,提高了实验数据的重显性。利用作图法求得在一定分离效果时的理论塔板数及全塔效率。实验结果及数据整理如下,本实验中实际塔板数N=7,实验中一定回流量下对应的塔底轻组分浓度为0.15,塔顶轻组分浓度为0.80,求得的理论塔板数为5~6,全塔效率为71.5%~85% 。y,x分别为气液两相中乙醇摩尔百分数。重复上述实验,其数据的重显性很好。 三、恒压过滤实验过程改进 恒压过滤实验装置的悬浮滤浆液为水、碳酸钙,以纺织状物为过滤介质,采用真空吸滤方式进行过滤,过滤推动力恒定。在外力的作用下,悬浮液的液相通过介质的孔道而固体颗粒被截留下来,从而实现固液分离。目前的实验设备中存在如下问题,即使在大压差和低浓度滤浆的条件下,过滤速率依然小,获得单位滤液体积所需要的时间长。在使用实验装置一段时间后,在不更换浆液的条件下,在同样的压差、搅拌速度、滤浆浓度操作条件下,单位滤浆体积所需时间过长,就会影响实验教学质量。分析原因,影响过滤速度的主要因素是压强差、滤饼厚度、滤饼和悬浮液的特性、悬浮液温度、过滤介质的阻力等。由于实验条件(如压差、滤浆浓度、搅拌速度、温度等)不改变,同时每次实验都要求学生清洗滤饼,依然解决不了单位滤浆体积所需时间过长的问题,因此我们认为随着实验操作次数增加,学生反复清洗滤饼的次数也多,其接触悬浮液的次数越来越多。而在正常教学过程中,多数学生用完餐后就急急忙忙来到实验室,或多或少会带进一些生物成分(如淀粉、细菌、食用油等),这些成分会包覆在碳酸钙颗粒表面,使颗粒表面被改性,颗粒被乳化而形成胶体,从而改变滤饼的特性,影响过滤速率。为了节约费用,降低工作强度,减少碳酸钙悬浮滤浆液更换次数,我们加入一定量的防止滤渣堆积过于密实且能使过滤顺利进行的细碎程度不同的不溶性惰性材料助滤剂,加入助滤剂后,在过滤同样浓度的浆液和一定操作压力下,获得100ml体积的滤液所需时间,由原来的5分钟缩短为2分钟。通过对过滤实验过程的改进和实际使用证明,改进后学生易于实验操作,在有限的实验时间内,更好完成实验数据。 四、结语 化工原理日常实验教学中涉及的设备较多,且使用频率较高,善于发现设备中存在的问题并及时改进为教学任务的顺利完成提供了保障。通过对精馏和过滤实验过程的改进,能够使实验快速准确完成的同时,达到使学生掌握并运用化工原理课程教学中的基本理论的目的,互动效果较好。 化工原理实验论文:化工原理实验教学中的几个问题 【摘要】本文主要集中分析了化工原理实验教学过程中的几个关键性问题,分析了化工原理实验教学的一些比较可行的建议和措施,以期可以为化工原理实验教学提供参考。 【关键词】化工原理;实验教学;问题 一、前言 目前,化工原理实验教学过程中,还有部分问题注意不够,导致了化工原理教学质量不高,教学效果不佳,所以,分析化工原理试验教学非常有必要,这是提高教学效果的必要途径。 二、化工原理实验教学概述 《化工原理》课程是化学工程、应用化学、过程装备与控制、生物工程、环境工程、高分子等专业的技术基础课。化工原理课程的主要内容是以生产中物理加工过程 为背景,按照其操作原理的共性归纳为若干“单元操作”,主要研究各单元操作的基本原理、典型设备的原则结构和工艺尺寸的设计计算以及选型。化工原理属于工 程科学,用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题,研究方法主要是理论解析和在理论指导下的实验研究。《化工原理实验》是配合化工原理课堂理论教学 设置的实验课,运用课堂学过的化工基本理论,通过实验从实践中进一步学习、掌握和运用基本理论,分析实验过程中的各种现象和问题,培养学生实际动手操作实 验设备的能力,分析、归纳、整理实验结果及撰写实验报告的能力,以及严肃认真、实事求是的工作作风。《化工原理实验》是培养学生工程设计能力、工程实践能 力以及创新能力的重要教学环节,与理论课具有同等重要的教学地位。 三、化工原理实验教学的问题 长期以来,传统的实验教学被固定的模式所束缚,总结起来存在以下三个方面的问题: 第一,实验内容单一、陈旧。所开设的实验项目大多是长期开设的经典实验、依附于课堂理论的验证性实验,而反映学科前沿的、有利于学生创新性思 维的研究性、设计性实验少。学生缺乏对实验的积极性和兴趣,故在实验中只是机械地重复老师刚演示过的步骤,不重视实验的细节和过程,也不注意操作是 否规范。 第二,教学模式单一、陈旧。以往的物理化学实验教学主要是采用传统的实验教学模式,即由教师组织安排,学生进入实验室先听完老师介绍实验目 的、实验原理、仪器设备、实验步骤以及实验中的注意事项,接着学生按教师讲解的步骤重复实验,完成规定的实验内容,记录数据,然后按规定的格式完成实验报 告。总的说来就是在统一规定的实验时间内,在相同的地点,学生听相同的讲解,做相同的实验,这样导致学生积极性不高,厌学心理加重;且对于基础较好的同学 实验设计过于简单,而对于基础薄弱的同学则略显复杂。 第三,实验人数多,硬件设备缺乏。由于近几年的教育扩招,使得学生人数增多,原本富足的实验设备在目前看来显得有些“捉襟见肘”,这样做实验时就要轮流等待,使得一组实验做下来所消耗的时间增长,学生和教师都有怨言。 四、化工原理实验教学措施 1、重视理论严谨性同时注意培养学生创新能力。 理论授课教师同时也是实验课教师,可在理论教学的同时穿插对实验设计的思考和讨论。同时我们应该思考如何在化工原理实验中培养学生的创新能力,并着重培养学生的发散思维、批判思维和联想思维。如在课堂讲完离心泵后,向学生提了一个问题,离心泵启动后为什么不出水?学生们有的说汽蚀了,有的说气缚了,有的说管道进了异物堵住了,有的说线路故障,有的说出口阀没开等等,答案五花八门,有的答案并不牵扯什么高深的理论问题,但在实际操作中极有可能出现。因此在进入实验中,学生就能很快能理解实验目的,完成实验操作。在理论授课的同时可安排实验的预习,使学生进入实验时心中有数,得心应手,这样才能更好发挥他们的主动性和积极性。这里还有一个问题值得注意,即在理论课后集中开出实验好还是上完相关章节后及时进行相应的实验?一般认为,相对的集中便于实验室的安排与管理,理论课后及时做实验对于学生来说肯定容易理解一些。我认为,在条件允许的前提下,尽可能将实验教学与课堂理论在内容与时间上协调。毕竟当代大学生要学的知识很多,不可能在某一门课程上反反复复地花时间。 2、实验仿真不能取代实际操作 实验仿真是近20年来随着计算机仿真技术的出现而出现的。在降低实验成本、克服因实验装置台套数不够而引起的学生动手机会少、改善和加强实验预习等方面,确实发挥了不可替代的作用。近年来,一些仿真技术公司和高校陆续推出了水平较高的化工原理实验仿真软件,它们对化工原理实验教学的贡献是功不可没的。当然,实验仿真不可能完全替代实际操作,正如多媒体教学不能完全替代传统板书授课,那种认为让学生在计算机上仿真就可避免购置和使用化工原理实验装置的想法是错误的。我认为,在实验操作前让学生进行实验仿真,既可以加深他们对理论知识的理解,也可以强化他们对实验过程和步骤的掌握,以改善实验操作效果。同时,对于有特别要求的学生,也可以为他们提供多次反复实验的机会。目前存在的问题是,现有的软件往往是针对某一种装置设计和开发的,普适性不够,同时也不能提供给使用者以自主设计实验的功能,这样不仅有碍软件本身的推广,而且不利于引导和激发学生的创造性思维。 3、改革实验报告撰写形式 实验报告是对实验过程的总结,是实践环节中不可缺少的一个重要组成部分。很多同学在撰写实验报告时流于形式,不动脑,多数内容可以照抄实验讲义。报告要真实反映我们要作什么?怎么作?作的结果?以及存在的问题。化工原理实验报告要突出工程性及现实性;要体现出学生应用知识能力、分析问题能力和解决问题能力;体现出创造性和探索性。总体上化工原理实验报告可以采用/小论文/的形式来写,但不强求一律,给学生思考、选择和发展的空间。学生在预习时,根据实验室提供的设备,在能达到教学大纲规定的实验任务前提下,可根据自己兴趣、爱好自行确定研究重点,自拟题目。同一实验,学生可以拟订不同的题目。由于题目、方案是学生自己拟定的,增加了实验的主动性和兴趣,实验报告质量由此得到明显提高,抄袭实验报告的现象则可明显减少。 五、实验创新 创新能力具有很大作用。但目前化工原理实验教学在教学方法、技术上和测试手段上仍有许多问题。教学方法上,还主要以教师讲,学生照着 做为主,实验成绩仍采用学生单纯做实验定成绩的教学模式;测试手段和技术比较落后,尤其是在运用计算机进行实验的数据采集、处理和控制方面。为此我们要加 大实验教学改革力度,进行实验创新。 1.严格实验教学管理,实行结构成绩制 教师要认真组织好实验教学,严格教学管理,严格考核制度。实验课采取课前预习、现场提问、实验操作、编写实验报告、期末书面考试的教学方式, 由以上各环节的执行情况来全面评定学生的实验成绩,既实行结构成绩制。 2.将计算机引入实验教学 开发与实验装置相配套的化工原理仿真系统软件,运用仿真实验的计算技术、图像和图形技术,可方便、迅速、形象地再现教学实验装置、实验过程、实验结果, 学生在计算机上可完成实验前预习,提高实验效率和实验效果,同时利用计算机进行实验数据处理,可节省学生繁杂和大量重复性计算时间,使学生有更多时间和精 力撰写实验报告,提高实验报告质量。 运用计算机进行实验的数据采集、处理和控制。现代化工生产的一个显著特点是集成化、大型化和自动化,其实 质就是用计算机进行生产过程的自动控制。我们在有些实验装置上采用计算机进行数据采集、处理和控制,不仅可以模拟实际生产过程,还可以使学生对计算机在工 程上的应用有进一步的认识。 六、结束语 综上所述,化工原理实验教学教学过程中,必须要关注一些比较关键的问题,进而提出一些可行的措施来提高化工原理教学的水平,确保化工原理实验教学质量得到提高。 化工原理实验论文:开放式化工原理实验教学模式 化工原理实验属于一种工程性质的实验,应用于高校轻工化工课课堂教学,所涉及的领域主要为化学工程学以及建立其基础之上的技工领域。实验过程中,对学生的操作能力和分析解析问题的能力会有一定的考验。因此,化工原理实验教学模式的优劣将会直接对学生能力的培养造成影响。目前,我国各技工院校中仍有不少学校化工原理实验教学采取的是传统的教学模式,传统教学模式过于强调同学合作和教师主导,对提高实验教学效果造成阻碍,给学生生产实习带来不便。 一、开放式化工原理实验教学模式概述 时间开放方面。开放式化工原理实验教学模式中,时间开放针对的不仅仅是教学课堂,还包含着课堂之外的时间。也就是说,实验室开放的时间与学校图书馆无异,由此,每个学生都可以在实验室开放时进行试验操作和观察,并没有严格的时间限制和约束。这对于任何类型的学生都很适用。对于那些热爱学习,热衷于工科实验和车间作业实验的学生来说,他们可以根据自己的课程安排来安排自己的实验;而那对于些实验能力欠佳的学生而言,为了保证课前的预习质量和课后知识的巩固,也可以根据自己的时间来安排实验,直至达到自己的理想状态。 内容开放方面。开放式化工原理实验教学模式中,实验内容即实验项目的开放是保障开放式教学的基础。学生的实验能力有强弱,知识吸收速度有快慢,另外,学校学生的专业、兴趣和能力都会有所差别,因而,实验室在实验内容上的开放性正好符合了学生们的需要。教师可以将实验项目进行分组,如:基础性实验、设计性实验、综合性实验等。学生们可以根据自己的实际情况来安排实验,进行实验。这不仅有益于培养学生对于化工原理实验和车间实验操作的兴趣,还有助于学生的个性化发展。我们知道,很多的发明创造及天才般的灵感大多数都来源于自由实验的过程中,大多技术工人车间技术操作的精炼来源平时的努力和积累。因此,实验内容的开放实际上是为学生们提供了一个自由发挥想象力和创新能力的平台,而对于学校来说,它可以借此平台来培养更多多样化、个性化的专业人才。 资源开放方面。开放式化工原理实验教学模式中,资源开放是对开放式实验教学的进一步完善。化工原理实验范围广且过程复杂,对于仪器设备和资料教材方面的要求颇多,因此,先进的实验仪器和全面的资料教材是保证实验进行下去的关键。开放实验资源,不仅有助于构建良好的实验环境,还有助于学生自学能力的提高。 二、开放式化工原理实验教学模式方案的探讨 做好实验相关的准备工作。开放式化工原理实验教学的实验装置为实验顺利进行提供了基础。因此,学生在开放式化工原理实验教学前,就应当对实验装置有一定的了解。了解实验装置,不论是对于授课老师还是学生都有一定的好处。首先,了解实验装置的结构,知晓它的操作方法,可以读取仪表类设备的数值,这有利于学生理解教师讲解的实验过程;再次,对于实验装置的了解可以增强学生参与实验的积极性。 在讲解实验装置时,可以让学生猜想这些仪器设备各自的功用和效能,或者安排学生进行小组讨论,发表对接下来实验的看法,调动学生的积极性,为接下来的实验做好准备。 让学生成为课堂的主导者。学生的求知欲往往会引导他们积极的探索新事物。传统的实验教学课堂上,教师处于主导地位,课程内容由教师策划设计,实验进程由教师决定。由此,学生往往会在实验过程中听任老师的指挥和指导,实验原理、步骤和结果以及注意事项并没有用心的去思考和体会,最终导致他们完成实验的目的只是为了取得一个合格成绩。因此,在开放式实验教学中,教师应当注意区别于传统教学,让学生作为实验课堂的主导者,来掌控实验课堂。 让学生成为课堂的主导者,有利于充分调动学生学习的积极性。而且,每个学生的能力水平不一致,教师对实验课堂的控制并不利于学生对实验过程的理解和思考,学生的自主控制正好解决了这一问题。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》总第539期2014年第07期-----转载须注名来源如:设备制冷维修技术的课堂上,教师提出“为什么目前的一些化工行业会应用到制冷设备,如何保证这些化工原料的一直处于常态,不发生化学反应?”对此,传统的教学模式是教师指名学生回答,或者是老师直接解释。这并不利于学生想象力和分析解析问题能力的提高。因此,教师只需要引导学生“思考――讨论――综合意见――说明理由”即可,如果学生讲解不全面,教师可以适时来补充。这不仅有利于学生对实验课堂产生兴趣,还有利于培养学生自主思考问题和解决问题的能力。 完善教学方式。传统的化工原理实验教学主要是通过教师讲解,辅助资料不外乎课本和参考资料。开放式化工原理实验教学,可以应用现代技术手段来丰富、完善教学方法避免这一现状。如今信息技术在教育教学中应用普遍,同样,也可以将实验教学与信息技术结合起来。目前较为常用的辅助教学设备主要有:幻灯片、实验录像、CAI、计算机网络。信息技术的应用有助于增强学生对实验的兴趣,同时也能从多方面来加深学生对实验的理解,从而拓宽知识面。 改变传统的评价方式。在化工原理实验教学中,传统的实验课成绩评定标准主要参考目标为学生的实验报告。实际上,学生为了追求高分数,往往会制作虚假的实验报告。究其原因,还是由于传统的评价方法较为关注学生实验报告的整体质量和报告内容的完整性,由此,更改数据或者是编写实验数据成为了学生为获取高分而长用的手段。这种结果的分数并不能呈现学生的学习状态,反映学生的学习能力和操作能力,因此,改变传统的评价方式势在必行。 可以参照学校其他科目成绩的评定方法,对其完善。首先,将实验课的成绩分成平时的出勤率、实验操作能力、实验报告的完整性、笔试测试成绩,小组评定成绩这几大板块;再次,根据每大板块所能真实反映学生综合能力的程度,来分配比例,如:平时的出勤率为15%的计分值。这之中,所要注意的是,学生实验报告数据的真实性,上文提到,学生为了获得高分数,可能会编写数据。这种全新的评分机制就是为了评分公平,因此,为了保障公平,实验报告完整性的比例数值可以稍稍降低;最后,成绩的评定应当脱离全部由教师评定的方式,学生自己也可以参与到分数评定中来。具体操作时,可以由实验小组成员来评定其他成员的成绩,而这个成绩所占的比率可以控制在10%左右。 化工原理实验开放式教学模式在技工院校中应用过程中,其优势明显,不论是对于教师还是学生而言,都具有明显的便利性和辅助功能。因此,解决好化工原理实验开放式教学模式运行实践过程中的问题,便显得尤为重要了。在运行实践过程中,想要做好开放式实验教学,教师们应当注意以下几点:做好实验相关的准备工作、让学生成为课堂的主导者、完善教学方式和改变传统的评价方式,只有这样,才能真正的实现开放式实验教学。 (作者单位:冷水江市高级技工学校) 化工原理实验论文:仿真实验应用于化工原理教学的思索 【摘 要】仿真实验教学是一种现代化的教学手段,本文分析了仿真实验的优缺点,同时指出仿真实验与实验实训相结合,更有利于提高教学效果和学生能力的培养。 【关键词】仿真实验;化工原理;实验实训 化工原理是我校药物制剂专业及相关专业的一门专业基础课程,该课程以化工传递过程的基本理论和工程方法论为两条主线,系统地讲授了化工生产过程中常见单元操作的工作原理、相关设备的工艺结构和具体的操作过程,在整个教学体系中起着承上启下的重要作用[1-2]。随着时代的发展、科学技术的进步和教育理念的革新,尤其是计算机技术的飞速发展,对教学思想、教学方法和教学手段提出了全新的要求和挑战。在这样的形势下,化工原理课程传统的教学方法和教学手段也在进行着新的尝试与改革,把计算机仿真实验运用于化工原理课程的教学将成为一种趋势[3]。 化工仿真实验利用现代计算机建模与仿真技术,对生产过程系统进行数字仿真,建立虚拟的操作环境 ,同时营造类似于工厂控制室的教学环境,训练学生分析问题 、解决问题和故障处理的能力,是一种先进的教学手段。 1 仿真实验的优点 1.1 直观性 仿真实验可以模拟实验实训全过程,形象逼真生动、简明易懂,既有科学性又富有趣味性,便于学生在较短的时间内了解实验单元的操作方法和操作技巧[4]。通过模拟开车、停车、正常运行以及发生事故时所涉及的参数及数据的变化,明白正常状态、事故发生状态以及事故处理的规律和方法,加深学生对化工生产装置操作过程的了解和对其功能把握,巩固所学知识。 1.2 可操作性 由于实验室的设备的规模及内容有限,同时受教学时数的限制,很多情况下一些实验被简化、调整甚至放弃。有时某些实验采取教师演示操作学生观看或者几个学生一组的合作实验,每个学生得到单独操作练习的机会很少,这样会造成学生对知识点的理解不够透彻,动手能力得不到应有的锻炼,甚至所学内容与实际应用相脱节,教学效果会受到一定程度的影响。利用仿真实验,学生可以在仿真软件上反复进行设备的开、停车及事故处理训练,直到操作技能达到要求,这在实际生产过程中和实验室中是难以实现的。 1.3 安全性 对于化工原理课的一些实验,学生由于之前预习不充分或者课堂上开小差,经常会出现由实验操作失误现象,轻则影响整个实验教学进度,重则还会危害教师和学生的身体健康,造成严重的教学事故。例如:离心泵的启动或关停的误操作会引起离心泵电机的烧毁;吸收塔操作失误则会引起氨气泄露等安全事故。在教学的过程中使用仿真实验,即使学生在仿真计算机上进行误操作时也不会发生人身危险,同时也不会造成仪器设备、仪表、元件破坏和环境污染等经济损失。 1.4 经济性 化工原理实验设备一般价格高、体积大,而仿真实验只需将软件安装在电脑上即可运行,且在使用过程中,仿真实验没有实验设备的日常维护和实验药品的消耗,在达到了实验教学效果的同时,还能减少教学投资,节约实验场地。 2 仿真实验的不足 任何事物具有双面性,仿真实验应用于教学有利也有弊,在教学过程中我们发现了仿真实验有以下三个不足之处。 2.1 真实生产与仿真实验存在较大差别 仿真实验操作的模拟性和程序化与生产现场操作的灵活性、不可预见性还有相当的距离。以仿真实验过程的离心泵操作实验为例,仿真软件可以模拟离心泵的操作顺序,在操作顺序出错时,软件会报警提示,而在实际生产过程中,泵在启动前要盘泵,检查密封装置及润滑油的液位等,而仿真系统中这些操作步骤是没有的。同时真实生产过程中存在大量的不可预见性的问题,需要操作人员凭借丰富的经验和技术迅速反应并及时果断处理,而仿真实验只是实际生产装置的简单化处理。 2.2 减少学生应对突发事件的机会 而在实验实训中遇到仪器故障、突发问题等,会使学生增加克服困难的训练机会,提高学生解决问题的能力。而仿真实验室的条件相对理想,减少了学生应对突发事件、排除故障及对实验仪器的常规检修的机会,又由于仿真实验所得到的数据也是程序设置好的,也减少了使学生通过实验数据进行误差分析这一环节体验,同时也减少了对整个实验过程的反思及寻找可用的经验和过失机会。 2.3 不利于学生安全生产观念的培养 仿真实验带有游戏色彩,学生在电脑面前通过鼠标和键盘来操纵生产过程时没有压力,完全可以处于轻松的心理状态,操作失误时可以通过重新再做来弥补前次操作的过失,很难体会现场实际操作的紧张及工作压力,不利于增强学生安全生产的高度责任感、紧迫感。因此,要让学生真正掌握化工生产操作技能,了解化工生产安全问题的重要性,提高分析判断和处理的问题的能力,还必须与实训实验相结合。 3 结论 化工仿真和实验实训相结合,既可以在仿真中理解所学的理论知识,又可提高学生对化工操作的感性认识。通过仿真训练与真实操练有机结合,扬长避短,既节省成本,又提升学生实际操作能力训练的有效性,更加提高了教学效果。 化工原理实验论文:基于WEB的《化工原理实验》开放式虚拟教学模式 摘 要:依靠校园内网络,利用计算机建模和仿真技术,实现网络版的实验结构和动态表现。既能够提供教学信息资源,使学生在很大程度上对学习的时间、过程和空间具有更多的支配权,而且能够将静态教材转变为图、文、声、像并茂的动态教材,甚至对因设备、场地等原因无法开设的实验能够“身历其境”地感受实验过程中的生动性和丰富性。 关键词:化工原理实验 虚拟教学 实验教学 自从2002年美国麻省理工大学(MIT)通过互联网全部课程的教学信息而成为全球共享资源以来,其普遍、快速、交互的特点引起了对知识传播模式的全新探讨,极大地改变了基础教育领域内教与学的方式、手段和过程。采用基于网络(WEB)的虚拟教学模式来完善、甚至是部分替代传统的教学模式,必将成为未来教育的主渠道。从技术角度看,当前的网络技术已相当成熟,图像、动画、视频、音频等多媒体信号的制作及传输方式也是多样化的。系统运行于校园网上,既可用于计划性较强的日常教学,也适用于灵活的培训、辅导讲座及师生间交流。近年来,对这一模式在英语课程、计算机课程及思政课程教学中应用的研究不断地深入,但目前应用于工程实验课程的实践则相对寥寥。 《化工原理实验》课程是一门以培养学生的工程能力、创新思维为目标,以实验研究方法处理化学工程问题为特色的实践性课程,是学习、掌握和运用化工原理理论知识必不可少的重要教学环节。实验教学过程担负着从理论到工程、从基础到专业的桥梁作用,必然要求适应时代的教学模式与之匹配。目前高校所采用的实验教学模式多为传统的、验证性的模式:即实验中采用分组实验的形式,教师讲解实验要点后由学生采集实验数据,经课后整理后上交实验报告。这种实验教学模式导致学生机械地循序操作,而且由于受到场地和实验装置的限制,很难实现学生个人独立完成实验的目的。另外《化工原理实验》中,介质在密闭的管道或塔器内进行传质传热过程,无法观察到实际的过程变化或产生故障的情况,这些因素都不可避免地剥夺了学生思考的权利。除此之外,作为工程实验,要花大量的时间在准备实验上,但如果碰到设备出现问题,将直接影响实验的进展;作为对实践环节的总结,实验报告是实验课程的重要组成部分,也是评判学生实验结果的依据。但在实际的教学当中,学生的实验报告单纯是数据的整理,且容易抄袭。对于报告中体现的较大误差甚至是失败的实验,学生得到的只是一个成绩,而没有修正或改进的实践机会。为建立《化工原理实验》教学的基础性、综合性、自主性、创新性相结合的实验教学模式,鼓励学生选择、自学、尝试、乃至允许失败并总结经验,巩固课堂教学知识点,弥补课堂教学的盲点,基于WEB的《化工原理实验》开放式虚拟教学的探讨势在必行。 1 《化工原理实验》开放式虚拟教学模式的主题模块 顺应科技教育的趋势,我们提出了以《化工原理实验》教学过程的设计及学习资源的利用为特征,以信息库的建立及实验CAI的网络化作为整个虚拟实验教学优秀的模式,组建包括资源创作、视频教学、多媒体课件的教学信息库,实现《化工原理CAI》仿真的网络化,开发综合学习、资源、评估及信息交流的教学平台体系。通过网络联通的PC机,学生不仅可使用模拟软件搭建的虚拟实验环境,根据实训的要求,任意时段、任意次数地进行实验练习,而且能够利用多媒体通讯技术构造的学习环境,进行实时视频点播教学、多媒体个别化交互式网络学习等教学活动。以此为主旨的主体模块为: 1.1 网络化仿真实验平台 基于WEB的实验仿真系统的开发。东华大学的《化工原理实验》现为上海市精品课程,自主研制的《化工原理CAI》以其三维立体界面、逼真的动态效果、切合教材的操作流程,以及方便的操作界面等优点已经在《化工实验原理》课堂教学中使用,教学效果良好。但由于其必需以软件的形式单独安装在每台电脑中,无法进行使用者个体间的交流,也无法在没有购买或安装此软件的学生个人电脑中使用,限制了在实验室外的使用条件。因此,将流程仿真、动态实验过程通过计算机技术、多媒体技术、数字压缩技术、网络通信技术的融合交叉,制作成适用于网络传输的实验仿真系统是迫切的需求,是虚拟实验系统的关键组成部分。在虚拟的教学实验中,学生们可以再现和模拟实验发生和发展的条件、现象,直观清晰生动地为学生提供大量的感性材料来验证课堂理论讲授的内容。对于难做的实验,学生可以重复进行实验,而不受时间、场地、安全等实际实验条件的限制。实验报告可以用小论文的形式,运用课堂教学的理论知识、学生自身实践的数据成果,允许学生在仿真实验中模拟错误实验条件及操作下的异常现象和可能出现的实验事故,鼓励他们勇于实践、不怕失败、善于从成功与失败中吸取经验,培养和促进学生的语言知识、逻辑思维能力和概括能力。不仅能够最大限度地利用各种教学资源;能够实现任何学生、在任何时间、任何地点、从任何实验章节开始实践;而且可以使教师与学生、学生与学生之间,通过网络进行全方位的交流,最大范围的教学资源共享,大大地提高实验教学的质量和效率。 1.2 虚拟实验教学管理 打破许多实验内容的设置还停留在把书本上的文字直接上传到网上的方式,建立和完善“数据库”服务体系。不仅局限于教学大纲,教学日历,教案等文字资料,还应以流媒体信息模式以在线播放或下载播放提供教室讲课录像、声音、图像等,丰富教材内容。将录制好的视讯影片剪辑安排,结合Flash动画等形式,针对教学内容,以不同的教学策略提出问题来启发、促进与引导讨论。数据库的建设是一个长期的过程,需要该实验课程的专业教师和技术人员共同开发,结合传统的网页资源及预录的视频播放,充分调动人的多种感官,以达到良好的教学效果。 2 基于WEB的开放式虚拟教学模式应用于《化工原理实验》的教学体会 无论对学生还是老师来说,虚拟实验教学都是新体验,不仅在形式上,也将是在思想上的一次创新。建立网络交互体系,将教学过程中教师与学生的交流形式网络化,延伸课堂教学的空间和时间,密切师生之间的交流也是本项目的关键之处,可以通过BBS主题讨论和与师生间的电子邮件在线非实时答疑,构建民主平等的新型师生关系与和谐愉快的心理氛围。在此两项基础之上,建立讨论答疑及考试系统。提供练习、作业、考试等多种试卷类型,以满足不同用户考试、学习、培训、竞赛的应用需要。学生可以查看自己的成绩和答卷,参照设定的正确答案和答案要点说明,了解自己的知识盲区,有效地提高在教学上的应用效果。同时,教师的角色不再单纯地作为知识的传播者,而是从“教”到“导”。引导学生高效率地学习,掌握学习策略,培养学生自我调节、自我监控等能力,形成良好的学习习惯。只要在有网络的地方,就能够成为真实意义上的开放实验室.虚拟实验室的优势是硬件设备无法可比的,但也不可忽视它的局限性,毕竟是一个模拟的环境,对那些在处理硬件设备是还有很多细节问题上要同学们反复练习、熟练操作;在教学过程中应该要灵活运用虚拟实验室和教学实验室之间的互补,虚实结合、取长补短,为学生们进行更高层次的学习提供良好的学习和实验的环境。 化工原理实验论文:关于化工原理实验教学的一些思考 【摘 要】为了提高学生动手能力,对巩固与加深课堂知识的理解, 列举了化工原理实验教学存在的几个问题,提出了一些解决方法 【关键词】化工原理;实验;教学;方法 素质教育是高校21世纪人才培养的方向, 教育的重点向能力素质培养转化。只有具有较强实际工作能力和创新能力的人才, 才能适应社会的需求, 化解社会就业的竞争压力。陕西科技大学是工科院校, 培养的是应用型人才, 大部分的毕业生将直接面向生产一线, 从事现场的生产、技术、管理工作。 作为化工类及其相近专业的技术基础课, 化工原理课程的建设和改革一向受到各相关学校及院系的高度重视。从见诸公开发表的教学研究论文到各地各院校的精品课程名单上, 都可以看出化工原理课程的重要地位和建设水平。在构成化工原理课程的三大教学环节中, 化工原理实验起着验证理论、结合科学研究和生产实际、培养学生动手能力和创新能力的重要作用。实验课与理论课是相辅相成的,是提高学生动手能力的一重要环节,是对课堂知识的一种巩固与加深。在教学过程中,教师应该把实验内容、理论课教学和工业实际生产紧密结合起来,要使学生所学的理论知识能够通过实验加以检验,而且要让学生能够学到化工生产过程中一些常用单元操作的操作过程,掌握一些常用设备的使用方法,使其动手能力得到初步的训练,养成良好的实验操作习惯,以适应化工企业中的基本生产过程,为学生今后的发展打下一定的基础。 因此我们在重视理论教学的同时, 需进一步加强实验课程教学工作的改革[ 1] , 用科学态度对待和重视实验教学, 提高实验课程的地位。从目前我校化工原理实验教学实践来看, 学生虽能在老师的指导下完成实验课程的基本操作及对实验数据的处理, 但仍存在以下不足: 1 实验课的内容和操作主要靠教师在实验室讲解和演示, 多数学生仅照葫芦画瓢, 简单动手,基本不动脑, 有些学生做完后仍是茫然,更不要奢谈创新; 2 部分实验内容枯燥乏味,学生对实验目的性不明确和不感兴趣, 做实验表现为缺乏积极性、主动性; 3 实验报告撰写流于形式。 针对以上不足, 为提高实验课的教学质量,笔者对以下几方面进行了一些思考。 1 重视理论严谨性同时注意培养学生创新能力。 理论授课教师同时也是实验课教师, 可在理论教学的同时穿插对实验设计的思考和讨论。同时我们应该思考如何在化工原理实验中培养学生的创新能力, 并着重培养学生的发散思维、批判思维和联想思维。如在课堂讲完离心泵后,向学生提了一个问题,离心泵启动后为什么不出水?学生们有的说汽蚀了,有的说气缚了,有的说管道进了异物堵住了,有的说线路故障,有的说出口阀没开等等,答案五花八门,有的答案并不牵扯什么高深的理论问题,但在实际操作中极有可能出现。 因此在进入实验中, 学生就能很快能理解实验目的, 完成实验操作。在理论授课的同时可安排实验的预习, 使学生进入实验时心中有数, 得心应手,这样才能更好发挥他们的主动性和积极性。这里还有一个问题值得注意, 即在理论课后集中开出实验好还是上完相关章节后及时进行相应的实验? 一般认为, 相对的集中便于实验室的安排与管理, 理论课后及时做实验对于学生来说肯定容易理解一些。我认为, 在条件允许的前提下,尽可能将实验教学与课堂理论在内容与时间上协调。毕竟当代大学生要学的知识很多, 不可能在某一门课程上反反复复地花时间。 2 实验仿真不能取代实际操作 实验仿真是近20年来随着计算机仿真技术的出现而出现的。在降低实验成本、克服因实验装置台套数不够而引起的学生动手机会少、改善和加强实验预习[ 2] 等方面, 确实发挥了不可替代的作用。近年来, 一些仿真技术公司和高校陆续推出了水平较高的化工原理实验仿真软件, 它们对化工原理实验教学的贡献是功不可没的。当然, 实验仿真不可能完全替代实际操作, 正如多媒体教学不能完全替代传统板书授课,那种认为让学生在计算机上仿真就可避免购置和使用化工原理实验装置的想法是错误的。我认为, 在实验操作前让学生进行实验仿真, 既可以加深他们对理论知识的理解, 也可以强化他们对实验过程和步骤的掌握, 以改善实验操作效果。同时, 对于有特别要求的学生, 也可以为他们提供多次反复实验的机会。目前存在的问题是, 现有的软件往往是针对某一种装置设计和开发的, 普适性不够, 同时也不能提供给使用者以自主设计实验的功能, 这样不仅有碍软件本身的推广, 而且不利于引导和激发学生的创造性思维。 3 改革实验报告撰写形式 实验报告是对实验过程的总结, 是实践环节中不可缺少的一个重要组成部分。很多同学在撰写实验报告时流于形式,不动脑, 多数内容可以照抄实验讲义。 报告要真实反映我们要作什么? 怎么作? 作的结果? 以及存在的问题。化工原理实验报告要突出工程性及现实性; 要体现出学生应用知识能力、分析问题能力和解决问题能力; 体现出创造性和探索性。总体上化工原理实验报告可以采用/小论文/ 的形式来写, 但不强求一律, 给学生思考、选择和发展的空间。学生在预习时, 根据实验室提供的设备,在能达到教学大纲规定的实验任务前提下, 可根据自己兴趣、爱好自行确定研究重点, 自拟题目。同一实验, 学生可以拟订不同的题目。由于题目、方案是学生自己拟定的, 增加了实验的主动性和兴趣, 实验报告质量由此得到明显提高, 抄袭实验报告的现象则可明显减少[3-5]。 4 结论: 本文就常见于化工原理实验教学的几个问题提出了我自己的看法。实际上, 类似的问题也存在于其他专业基础实验课及其实验室中。提高学生动手能力,对巩固与加深课堂知识的理解,提高教学质量, 培养高素质人才, 是非常重要的。 化工原理实验论文:实验装置在《化工原理》教学中的应用 摘 要:化工原理是化工专业学生的一门重要基础课程,而化工原理实验室化工原理课程中的一个版块。教授化工原理实验,学生能够更加有效地掌握化工原理知识,培养自己的创新、思考和实践能力。在化工原理教学的过程中,使用实验装置能够把课程变得更加生动形象,学生也更加容易理解知识,有利于学生形成工程观念。 关键词:化工原理 实验装置 应用 化工原理实验是化工专业学生必修的一门课程,这门课程和其它的实验课不一样。化工原理实验室化工原理课程中的一个版块,它较为注重实践和工程观念的培养。化工原理实验的工程性质明显,学科综合性较强。它是对课程上理论教学的补充,而且还能够培养学生的工程观,拓展知识面。 为了适应新时代下人才培养的要求,这些年学校一直积极开展教学改革,探索学生能力培养和提升的途径。实验教学部能够只巩固学习过的理论知识,还需要培养学生分析和解决问题的能力。这就要求我们进行工程化教育,也就是把人才培养的目标安排到教学中,在教学过程中体现出工程的特色。 化工原理实验装置体积大,投资资金多,而且很多会受到场地等因素的限制,学校一般会开设化工原理仿真实验课程,通过计算机模拟真实的化工原理实验。学生能够了解实验步骤等,显著提高了学生分析问题和解决问题的能力。但是计算机仿真存在一定的缺陷,比如说无法进行手动操作,学生的实践能力无法得到实训。因此学校研究设计了小型的实验装置,实验装置结合仿真软件使用,学生对实验的理解变得清晰透彻[1]。 一、化工原理教学实验装置现状 学校在早些年前就开设了化工原理,其中也包括化工原理实验。实验装置制造的时间较早,大部分装置已经老化。学校扩大招生,实验人数和课时增加,原先的实验装置已经无法承受长时间运转。学生的实验能力一般,实验设备经常出故障,如果不及时更换,设备维修的费用大幅度增加。学生进行化工原理实验的时候,只是简单地完成预先设定的流程,记录实验数据,最终完成实验报告。完成报告的时候,如果得到与书本不一致的结论,学生一般会把问题归结到实验仪器老化。在实验过程中,学生观察、分析和解决问题的能力无法得到锻炼,自然学生的创新意识也无法得到增强。化工原理教学模式陈旧固定,一般都是一些演示及验证性质的实验,无法锻炼学生的能力,学生的工程观念也无法得到培养,背离了化工原理教学的目标。因此我们需要进行“以化工原理基础知识为基础,培养学生的创新意识和工程观念为目的”的教学改革。 二、化工原理实验装置的创新 实验装置能够检验学生的操作能力,丰富他们的知识体系。每一套实验装置都是工业化生产设备、流程的缩小版,应该结合化工、自动化、计算机等专业知识,不能够简单作为化工现象的演示。学校要把培养学生的工程观念和创新能力作为要求,设计制造有代表性的实验装置。学校在建设典型实验装置,应该注重实验装置的综合性和先进性。实验装置也需要与工业生产设备相一致,在传统的实验装置基础上运用数字化技术,使用计算机控制实验装置的工作。这样学生不仅能够通过实验学会基本操作,而且还能够掌握处理工程问题的方法。学生使用计算机处理实验数据,这样就能够把实验过程和工业生产联系起来[2]。 目前化工原理实验教学在技术和测试方法上都存在很大的问题,特别是使用计算机采集实验数据和控制,所以我们需要加大改革的力度,对实验进行创新。 首先,老师需要制定严格的教学管理考核制度。提醒学生在进行实验课程之前做好预习工作,做实验的过程中进行提问,最后还需要提交实验报告。其次,把计算机引入实验教学中。开发一套和学校实验装置匹配的仿真软件,通过仿真实验软件进行实验的再现。学生可以在计算机上进行预习,这样可以大大提高实验的效率。学生也能够通过计算机处理实验数据,这样就能够节约大幅度计算时间,学生就能够把精力集中在报告撰写上。把计算机用到实验数据采集和实验控制。现代的化工生产的特点是大型化和自动化,化工生产的实质是使用计算机控制实验过程, 这样不仅能够让学生真实地感受工业中的化工生产过程,而且还能够了解计算机在工程中的使用[3]。 三、综合性实验装置的应用 在化工生产中,离心泵一直被用来进行液体的传输。离心泵的操作也被视为化工生产中的基本操作。在化工原理教学中,液体的传输是典型的传递过程,它是化工原理课程中最为基础的部分,主要研究的是单元操作。科学技术在不断进步,各行各业都已经开始使用计算机,化工过程中也得到大幅度使用计算机。在设计开发流体流动阻力及离心泵的联合实验过程中,需要引入计算机过程模拟、再现数据采集及传输和控制技术,使用信号传感器来传输信号。 原先测定阻力的装置只能够简单地测定直管的阻力,一根光滑,一根粗糙。离心泵测定泵的特定曲线也只能测定一台定时的离心泵,测量的数据误差比较大。以前通过温度计测定温度,压力表和真空表测定压力真空度。而新的阻力和泵联合使用装置,能够测定一台泵的特性曲线,也能够测定两台泵的特定曲线。 测定液体阻力的时候,可以通过这套装置在线采集数据,比如压力、温度等。设计的实验装置流程清楚,设备减小而又具有代表性,能够大幅度减轻人力消耗,实验室的装置也能够变得功能更加全面,性能完全优于单一的实验装置。在化工原理教学中使用实验装置,这不仅能够丰富教学的内容,而且还能够让学生掌握书本之外的知识。学生在学习过程中容易形成工程观念,视野得到开拓[4]。 四、结束语 化工原理的工程性质很强,实验环节能够很好地培养学生的工程观念。使用综合性的实验装置进行教学,能够加深学生对课本知识的理解,进一步拓宽知识面。借助综合性的实验装置教学,实验的效率得到提高,学生的学习兴趣也得到激发。装置设计过程中大幅度采用信息化和数字化装置,这样测定的数据更为准确。教师在教授化工原理实验时,保证效率的同时变得更为轻松。综合实验装置的使用,课堂质量和效率得到改善,也进一步促进了化工原理教学改革的深入[5]。 作者简介:南京化工技师学院 江苏省南京市 姓名林瑜(出生年-月)1966年9月;,性别男 ,民族汉,籍贯福建福清 ,学历本科 ,职称 讲师 ,研究方向 化工工艺专业化工原理课程。 化工原理实验论文:基于VB的化工原理传热实验CAI课件开发 摘要:采用Visual Basic开发了基于Windows平台下的化工原理传热实验仿真CAI课件,该课件具有简单的人机对话窗口,仿真过程中的关键操作步骤会自动提示学生操作;实践证明该系统能够让学生更加深刻地了解传热实验,缩短了实际操作时间,具有推广应用价值。 关键词:化工原理;实验仿真;对流传热 化工原理实验是化工原理课程教学中的重要一环,属于工程实验范畴,它采用自然科学的原理和工程实验方法来解决化工及相关领域的工程实际问题。因理论研究跟不上生产发展的速度,有些重要数据的获得依赖实验手段,如求热量传递中的传热系数等。随着高校的扩招,部分院校在实验教学上存在实验设备、场地或经费不足等问题,使学生动手的机会少不利于加深学生对所学知识的理解和动手能力的提高。为此我们开发了对流给热系数测定实验仿真,以便学生对实验过程获得直接的感性体验,尤其对实验步骤和操作程序产生深刻的印象。 一、仿真系统开发环境的选择 早期的仿真软件大多是基于DOS操作系统,由于开发工具复杂、计算机软硬件技术不完善,致使某些化工原理实验教学软件存在容易死机,界面不友好等缺点[1]。目前,仿真软件的开发通常有2种方式[2-4]:一是应用可视化开发语言工具如:Microsoft公司的Visual C++和Visual Basic以及Borland公司的C++Builder和Delphi等。二是应用多媒体合成平台,如Macromedia公司的Authorware[5]等。VB采用面向对象的程序设计方法(OOP),在整个应用程序设计完成之后,还可编译生成可执行文件(.EXE)脱离VB环境,因此本课件选用VB作为化工原理实验仿真系统软件的开发环境。 二、仿真系统的制作过程 对流给热系数测定实验是用蒸汽和空气在套管换热器中逆流换热,蒸汽压力和空气流量均可调节,空气进出口温度、空气流量、蒸汽压力、蒸汽进口温度、换热器壁面温度为测量值。 三、结论 1.选择Visual Basic开发的基于Windows操作系统的化工原理对流给热系数测定实验仿真软件,作为化工原理实验教学的辅助教学手段,可以直观地展示对流给热系数测定实验的进行过程,有助于学生加深对传热实验的理解。 2.在软件的开发过程中,充分利用Visual Basic中的Timer计时器通过编程来控制画圆、画线等来解决设计中的动画效果,也达到了令人满意的效果。 3.该软件具有实验仿真系统必备的基本功能,应用实践表明:该仿真软件能够满足辅助教学的要求,具有一定的推广价值。 化工原理实验论文:浅谈化工原理实验创新与课程改革 【摘要】目前化工原理课程存在内容陈旧、教学方法单一、手段落后等问题。为符合劳动力市场对人才的要求,在化工原理教学中应精选教材内容、因材施教;加强实践教学经验,培养能够适应现代化化工技术要求的专门人才。 【关键词】化工原理 实验创新 课程改革 为深化教学改革,加强课程建设,适应我国社会主义市场经济和现代化建设对职业技术人才的需求,全面提高教学质量,是我们每位教师所面临的一项重要课题。 化工原理(又称单元操作)是实践性很强的技术基础课,也是一门主干课程,是用自然科学的基本原理来分析和处理化工生产中的物理过程。化工原理既包括理论教学又包括实验和课程设计两个实践性教学环节,在化工及相关专业人才培养中起着举足轻重的作用。笔者认为,要培养高素质的职业技术人才,应从这类实践性很强的课程作为教学改革的突破口。化工原理实验创新,主要应从以下几方面着手: 一、实验创新 创新能力具有很大作用。但目前化工原理实验教学在教学方法、技术上和测试手段上仍有许多问题。教学方法上,还主要以教师讲,学生照着做为主,实验成绩仍采用学生单纯做实验定成绩的教学模式;测试手段和技术比较落后,尤其是在运用计算机进行实验的数据采集、处理和控制方面。为此我们要加大实验教学改革力度,进行实验创新。 1.严格实验教学管理,实行结构成绩制 教师要认真组织好实验教学,严格教学管理,严格考核制度。实验课采取课前预习、现场提问、实验操作、编写实验报告、期末书面考试的教学方式, 由以上各环节的执行情况来全面评定学生的实验成绩,既实行结构成绩制。 2.将计算机引入实验教学 开发与实验装置相配套的化工原理仿真系统软件,运用仿真实验的计算技术、图像和图形技术,可方便、迅速、形象地再现教学实验装置、实验过程、实验结果,学生在计算机上可完成实验前预习,提高实验效率和实验效果,同时利用计算机进行实验数据处理,可节省学生繁杂和大量重复性计算时间,使学生有更多时间和精力撰写实验报告,提高实验报告质量。 运用计算机进行实验的数据采集、处理和控制。现代化工生产的一个显著特点是集成化、大型化和自动化,其实质就是用计算机进行生产过程的自动控制。我们在有些实验装置上采用计算机进行数据采集、处理和控制,不仅可以模拟实际生产过程,还可以使学生对计算机在工程上的应用有进一步的认识。 二、教学内容改革 对于中职学校学生,本门课教学内容多,教师要精选授课内容,加强对单元操作和基础理论共性的分析。同时要注重理论联系实际,这样有利于提高学生分析问题、解决问题的能力;对于教材中散、乱、杂的内容,教师要仔细归纳, 为学生理清思路,突出主线;另外教学内容要更新,教师可利用讲座或其它形式向学生介绍当代化工最新进展,如膜分离技术、热板换热器、静态混合等内容,使学生有机会接触更多技术发展的新成果,扩大学生的知识面。 三、教学方法改革 1.因材施教、分层教学 学生的学习基础、学习成绩有差异,学习兴趣也有所不同,教师应根据学生的这些差异因材施教,对学习成绩较差的学生,教师应个别辅导,帮助他们掌握已学内容。对学习成绩优秀的学生,有条件的可举办加强班,该班的授课主要以多媒体课件为主,增加课容量,增加新的知识点,采用启发式教学,加强教师与学生教学中的研讨,积极引导学生自学,注意学生综合能力、创新能力、工程能力的培养。分层次教学,对于成绩差的学生把教学内容做的简单些,容易理解,使学生在学习中能体会到快乐。对学习能力强、动手能力强的学生,可利用第二课堂,教师帮助他们选择题目或学生根据自己兴趣选题,可利用学校实验室的仪器、设备,在教师指导下完成一些实验研究、产品开发或设计一些综合实验项目,增进学生对本专业的热爱,培养学生独立的工作能力。 2.习题课与作业布置 对每章的重点内容,教师通过习题课及布置适当的作业,可强化教学效果。对本门课中讲解的各种单元操作的计算方法以及一些工程实际问题,主要以习题形式出现,这样可以帮助学生复习、理解、巩固和运用所学知识,独立解决工程问题。对典型的单元操作过程,教师还可布置1-2个综合性强、结合工程实际的独立课外作业,使学生从查找数据、确定计算方法、过程计算、对计算结果进行分析等方面得到锻炼,提高学生的综合能力和工程能力。 3.加强认识实习环节 认识实习教学环节对化工原理课程的学习有一定的促进作用,是对课堂教学的一种补充。为提高认识实习教学效果,避免学生到工厂去走过场,教师可在实习前,利用多媒体课件进行演示教学,将单元操作过程在课堂上先演示,让学生到生产现场后进行比较,加深学生对单元操作过程的理解和认识,使本门课的教学不再抽象。 四、教学手段的改革 传统的化工原理教学,教师仅用粉笔、黑板和教师的语言表达教学内容,教学方式抽象、静止、平面,费时费事,这对于实践性很强的课程,教学效果不理想。运用现代教学手段,采用多媒体技术的活动视频、图像、动画等手段进行教学,可以形象逼真地重现设备内部结构和设备操作现象,使得抽象概念简单化,复杂结构直观化,在课堂上就可以给学生一种很强的实物感,课堂内容既生动又丰富。同时通过采用多媒体技术辅助教学,促进了教学内容的更新和发展,增大了课堂信息量,使学生有机会接触更多技术发展的新成果,扩大了学生的知识面。 总之,提高教学质量的一个关键方面是建设好课程,本文就化工原理课程建设从内容的改革、教材体系的更新、教学方法和实验教学等方面进行了探讨,并采取相应措施,取得了一定的成效。 化工原理实验论文:化工原理实验教学改革的初步探索 [摘要]文章分析了现有化工原理实验课程存在的问题,通过对明确实验目的、加强实验师资建设、改进实验设备和引进仿真软件、增设综合性创新实验等方面的改革提出一些建议,希望能够提高化工原理实验课程的教学效果和教学水平。 [关键词]化工原理实验 教学改革 应用能力 创新能力 《高等教育法》明确指出:高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。化工专业的主干课程——化工原理,主要任务是介绍流体流动、传热、传质的基本原理及主要单元操作的典型设备构造、操作原理、计算及选型。化工原理实验是理论与实践相结合的重要环节,是培养化工专业大学生应用基础理论知识分析研究生产实际问题的能力,进行工程师基本训练的基础课程。如何使学生在有限的学时中,培养创造性思维和工程实践的能力,是化工原理实验教学改革的重点。笔者根据自己的教学经验,对化工原理实验教学改革进行了一些探索。 一、传统化工原理实验教学的不足之处 传统的化工原理实验教学模式已经沿用数十年,不能很好的适应现代化工教学要求,它的主要不足之处主要包括以下几点: (一)教学目的主要是验证经典理论。传统的化工原理实验教学内容取决于化工原理理论课所学内容,实验项目的设定及实验结果的评定固定而死板。教师对学生成绩评定时,主要依据最终实验报告的内容是否充实,特别注重测量结果的准确度,往往忽视实验的操作过程。这样做的结果就是容易导致学生认为只要写好实验报告就行,不亲自动手做实验,只是更改或抄袭他人数据,应付了事。 (二)教师实践能力有待提高。很多化工实验课程的授课教师都是学校毕业后即从事化工实验教学,对化工生产实践缺乏了解,而化工恰恰是以实践为基础的学科。这就导致了许多教师对化工实验本身理解不深,每次讲课都是照本宣科,对培养学生创造性思维和工程实践的能力有很大的限制作用。 (三)教学方式陈旧,实验效果差。传统的实验教学方式是教师预先调试好实验设备,学生实验前预习实验,然后教师讲解实验原理、步骤、注意事项,介绍实验室仪器设备及使用方法,最后由学生分组进行实验,教师全程指导学生完成整个实验过程。在这种实验过程中,学生处于被动地位,学生的主动性和创造性思维无法调动,导致学生对指导教师的依赖性大。 (四)实验设备老旧,导致运行成本高,困难大。随着科技的发展及计算机应用的日益广泛,化工生产的设备和条件发生了根本性变化,但很多化工原理实验室沿用几十年前的设备,自动化水平很低,操作的工作量大且危险,导致学生对参加化工生产产生抵触情绪。同时由于实验班级和课时的增加,原有实验设备所需实验时间较长,长时间满负荷运转,再加上学生实验技能的欠缺,使设备不能保证正常工作。 二、化工原理实验教学的改革措施 (一)分析课程状况,明确实验目的。化工原理实验课程的主要目的是:以培养和提高学生的工程概念及综合素质为目标,在教学内容、教学方法和教学手段的改革中,引入现代化的教学理念和教学手段[4]。在实验教学的内容上注重学生的实际动手能力,教师对学生成绩评定要从实验的全过程入手,全面合理设置学生的评分标准。真正培养学生的创新精神和实践能力。 (二)加强实验教学师资队伍的建设。化工原理实验室涉及化工、计算机系统、仪表自动化等多方面的专业知识。这就要求实验教师在具有较强理论知识的同时有较强的动手能力,对仪器设备、仪表设备等能够熟练的操作,进而确保实验教学的顺利进行。这就要求教师必须经常下到工厂(或者参与学生的生产实习和毕业实习),以及尽量从事化工类课题的研究和开发,不断提高自身的工程水平。在讲授实验时,教师就可以实际工程为例,将理论知识融合到工程实际当中,在实验过程中遇到问题及时解决,有利于学生综合能力的提高。 (三)改变陈旧教学方式,增加综合性创新实验。将一些实验设计成综合性创新实验,以激发学生强烈的学习兴趣和创造意识。比如,传热过程被广泛应用于化工生产过程中,因此,换热器的计算及传热系数的测定就成了化工原理实验的重点实验项目。传统实验教学的目的,只是让学生了解换热器的结构、选型,学会测定总的传热系数,由于与生活实践没有联系,学生印象不深。为了加强对学生思维能力的培养,将实验目的改为“某换热器的设计、选型及参数计算”。教师应引导学生考虑影响传热的因素,在给定要求的前提下要求学生自己查阅相关资料、拟定实验方案,测定和分析数据,归纳总结实验结果,形成实验报告。在整个实验过程中,教师要严格把关,严谨分析实验方案的可行性,之后方可开始实验。 (四)改进设备和引入仿真实验。根据实验的要求对原有设备进行改进和引进高水平实验设备。当代化工产业的特点是以科技为先导的技术密集型产业[3]。随着化工技术不断更新,整个生产过程的自动化程度很高。这就要求在实验教学中对原有设备的进行改进,一般主要侧重于引进先进的检测仪表和手段,特别是可运用计算机进行远程控制并可在线数据采集的设备,提高实验数据的准确性,实验过程的自动化程度。 为更好的完成实验教学任务,可引进“化工原理”实验仿真软件。在实验室新的设备中引进实验仿真软件,通过仿真技术,在计算机上全面形象表现实验装置、实验过程、实验结果和实验规律,从而把复杂、抽象的教学信息转化为学生易于接受的信号。对于调动学生的学习主动性、加强学生理论知识的掌握和运用、提高学生工程应用能力有较大的促进作用。 三、总结 社会的进步和发展需要大批的应用型人才,所以应用性较强的化工原理实验课程的教学改革势在必行。通过以上改革措施,提高学生学习兴趣及综合应用水平,培养学生创新能力,为当今化工企业输送兼具应用与创新能力的化工工程师类人才打下良好的基础。 化工原理实验论文:计算机仿真在化工原理实验中的应用 摘要:在Windows操作系统下,联合应用功能强大的C#语言和Flash软件,开发化工原理实验仿真和数据模拟处理系统,具有快速、简单、人机交互,真实模拟实验步骤等特点。本文论述了开发仿真系统的方法及其应用于化工原理实验教学的优势,指出在化工原理实验教学中开展仿真实验将成为教学改革的新方向。 关键词:仿真系统;化工原理;编程;实验教学 化工原理课程的实践教学涉及化工生产中的单元操作,由于实验室仪器设备和教学时数的限制,难以做到以学生为主体,学生动手能力训练效果不佳。将实验原理、实验现象、实验过程及数据处理与计算机技术相结合,通过计算机模拟实验装置的仿真操作软件是一个很好的教学辅助手段,能够很好地弥补实践教学中的不足。Flash动画具有体积小、表现力强、支持音频、交互性强等优点,广泛应用于实验演示或多媒体光盘的制作。Flash使用ActionScript语句,增强了对于交互事件的动作控制,使用户可以更精确、更容易地控制动画的播放。Flash软件倾向于简洁漂亮的动画过程,可以实现许多人机交互特效,但进行复杂的模拟过程和数据处理就力不从心了。以C#语言结合动画软件Flash,可开发出一种形象逼真、操作简洁的化工原理仿真软件。 一、化工原理仿真系统的制作 化工原理实验包括流体流动阻力测定、离心泵性能测定、传热、精馏、吸收与解吸、干燥、萃取等基本单元操作,分别由不同的仪器仪表和管道组合而成。在仿真软件中,把各种设备和管道用flash画出,再根据每一套装置流程图的要求,以真实、立体的效果来实现。 1.整体结构。实验仿真系统的开发过程分为三个阶段:实验前的准备、实验过程及数据记录和数据处理。前两个阶段在Flash动画制作软件上完成,第三阶段在Visual Studio 2005软件开发工具上完成,并且使用Access数据库进行数据的存储与交换。 2.仿真系统的实现。在计算机模拟化工原理实验时,需要通过动态数学模型来模拟真实的实验操作,该模型主要包括实验指导、素材演示、仿真操作、数据处理、考题测试、帮助功能等内容。下面以离心泵性能测定为例详细说明仿真系统的制作过程。在实验准备阶段与实验开始阶段的Flash动画的制作过程中,考虑到实验步骤有先后,以及更好地做到人机交互,必须使用专门为Flash脚本开发的ActionScript语言。如点击水泵开启按钮必须在阀门开启以后才能启动,直至水灌满后,才可以点击关闭水泵按钮。为了使实验更具有真实性,需设置阀门的流量控制,分为10个级别,可以逐渐增大或减小。运用Visual Studio. Net开发环境编写C#程序,可以通过拖动添加组件,并自动生成组件需要的代码。在制作化工原理实验模拟课件时,可通过Visual Studio 属性窗口设置各种开发元素属性如外观、名称等,且属性窗口中显示的内容,随着选择开发元素的不同而动态改变。利用Visual Studio“工具箱”,可以向应用程序添加标准控件。在设置好窗体和控件后,利用Visual Studio的代码编辑器编写程序代码。在命令窗口中,可以直接输入并执行各种命令,调试应用程序,并通过在即时窗口的命令行中输入表达式或变量名,可以得到它们的值。编写程序过程中,难免会遇到一些错误,开发人员需要对应用程序进行调试,查找错误的根源,以期达到设计要求。离心泵性能测定实验涉及到流体流动、水泵运转、仪表变化、阀门打开或关闭等动作,在仿真系统中通过Flash动画来实现这些动作的动态效果,使整个实验过程表现得更加真实。用Flash中的按钮实现动画交互效果,控制整个实验的操作并对数据进行采集,同时将数据传入C#,由C#对数据库进行读写操作,然后作出离心泵特性曲线图。 3.实验数据产生及处理。化工原理实验过程中往往要测定温度、压强、浓度、流速等数据,同时必须对这些参数进行整理和分析,并运用相关的理论公式进行计算,才能达到实验预期目的。化工原理实验实测数据多,绘图耗时费力,计算公式复杂,有时甚至需要进行迭代计算,借助计算机辅助程序可圆满解决这些问题。在仿真软件中,通过C#语言设计数据处理程序。根据各化工单元操作理论建立数学模型,使仿真数据在实际操作的数据范围内随机产生,以保证每个学生在进行仿真实验时即使初始条件相同,也不会得到完全相同的实验结果,更接近真实操作状况。试验完成后,点击“记录数据”按钮,计算机会自动记录数据,并在后台进行数据传递,然后根据预先输入的计算公式进行数据处理。数据处理后被保存到Access数据库中,再通过调用,将数据输出在DataGridView进行显示,或据此数据绘制实验曲线。 二、操作过程及功能概述 主界面使用Visual Studio C#中的窗体,通过添加菜单栏来控制试验的选择。其特点是方便、简单易用,更重要的是为今后仿真系统的逐步完善提供了空间。首先水泵的开关按钮是不可用的,必须在打开阀门以后,才能启动水泵。当水泵与阀门同时启动后,便开始灌水,在这期间禁用系统中所有的按钮。待灌水过程结束,先关阀门再关水泵。点击“开始实验”按钮,可以开启下一个界面继续实验。先打开水泵,然后打开阀门,通过阀门调节流量级别,仪表数值会随之变化。点击“记录数据”按钮,将仪表的数值记录在数据库中。当数据记录完毕,点击“查看数据”按钮,屏幕上显示10组数据以及由公式计算得出的“扬程”、“有效功率”、“效率”数值。点击“绘图”按钮,可直接绘制出H-Q、P-Q及η-Q三条特性曲线。无论是实验结束还是中途关闭实验窗体,都将出现一个对话框以提示实验者“是否保存当前数据?”操作者可根据提示对实验数据进行取舍。 集合Flash动画和C#语言优点开发的化工原理实验仿真系统,具有界面直观、操作简单、支持人机交互、占用空间小等特点,能显著提高化工原理实验教学的效果,减少实验设备投资和损坏,降低实验投入成本,避免实验事故的发生。计算机辅助教学,特别是计算机仿真实验在化工教学过程中的应用,使学生接触了一种全新的实验手段,激发了学生学习的积极性和主动性,使学生创新意识得到培养,从而提高了整体教学质量。 作者简介:臧红霞(1970-),女,邢台学院生物·化学系,讲师,工程师,毕业于同济大学化学系应用化学专业。 化工原理实验论文:浅谈化工原理实验教学的点滴体会 摘要:化工原理实验属于专业基础实验课,它是化工原理理论的重要补充、辅助、验证和深化;它是实践性教学环节中的重要组成部分;它是将理论与实践相结合,培养学生动手操作能力,通过实验现象的观摩、分析、讨论来培养学生独立思考问题和解决问题的能力。笔者结合实验教学中存在的问题,从“课堂教学方法改革、学生参与实验教学、规范实验报告”三个方面浅谈了自己的看法,以提高化工原理实验教学质量,培养高素质的技能型、实用型人才。 关键词:化工原理;教学体会;实验 一、课堂教学方法改革,学生画、学生做、学生讲、互相问答 在我们传统的教学中,总是老师先讲,讲完后,学生按照老师讲解的实验目的、实验原理、工艺流程、操作步骤来获取数据、处理数据,学生简单、重复、机械化的操作着。笔者初步的探索是将本校石油化工系10级煤化工班分成两组,第一组采用传统的教学方式,第二组采用笔者提出的“学生画、学生做、学生讲、互相问答”的教学方式。 1.学生画。学生到实验室,我可以先让学生将实验装置的构造、设备结构、工艺流程、物料走向等用纸画出来。通过画图使学生对装置有个短暂的熟悉过程,有一定的感性认识,然后再来认识、了解设备的名称和结构,设备的型号、位号、检测控制点、工艺参数等。画完后,老师在课堂及时做讲评并将成绩纳入到现场操作成绩中。 2.学生做。放开手、大胆让学生带着问题去操作。在实验教学中,先不要讲解、做演示,否则学生就会不思考、不观察,完全是老师牵着他们的鼻子走,这样也调动不起他们的主动性、积极性和对学习的兴趣。但是实验老师放手不能放眼,放手不是放纵,要勤于观察,允许失误、失败,发现学生操作有误及时去纠正,并理论解释。在学生操作中,我们可以在他们操作到不正常的现象或后果时,先让学生在装置上直接观察错误操作的现象或后果,然后解释为什么会有这种现象和后果,让学生在纠正错误中学习正确的操作步骤。在操作中,我们也可以故意设置障碍来锻炼他们分析问题、解决问题的能力。比如在板式精馏塔的操作及其性能的评定实验中,我们想知道什么是泡沫夹带,老师可以将装置的正常状态调为泡沫夹带不正常的现象,然后让学生来观察现象、分析原因,再让学生将不正常的现象调成正常现象。通过这样,学生就知道哪种现象是泡沫夹带,为什么会有这种现象,如何解决此现象了。只有这样才能加强学生对理论知识的理解,对正确操作的记忆,同时也加强了他们的动手操作能力。 3.学生讲。通常在课堂上是老师讲、学生听,这在一定程度上限制了学生的个性发展。我们为什么不尝试让学生来讲,老师来听,让学生当一当老师(尤其实验课)呢。同学在讲解的过程中既锻炼了他们的口头表达能力,又熟悉了装置的结构、工艺流程、操作步骤等。所以在职业技能资格考试中或实验成绩中我们完全可以加上口试成绩。不论是在同学们的操作中,还是在讲解的过程中,我们一定要多鼓励、多肯定他们,激发他们对实验课的兴趣,对学习的兴趣。 4.互相问答。实验老师可以提一些如何改进装置的工艺、装置设备在设计中有什么弊端等相关知识的问题,从而提高他们的想象力和创新力。当然老师也可以询问学生老师在教学内容、教学方法中存在哪些问题和不足,以便老师改正,提高教学质量与效果。学生也可以提一些问题让老师或学生来答,互相提问,互相回答。师生共同总结、归纳,得出正确解答,师生彼此都有了进步和提高。 通过两种教学模式,最后发现前一组学生在实验中不积极、不主动,缺乏学习兴趣和创新思想,动手能力弱。实验结束后,在操作方面还不规范、不熟悉,理论知识的理解程度不深等。而第二组采用“学生画、学生做、学生讲、互相问答”融为一体的教学模式后,实验效果、学生综合素质有了明显的提高和改善。 二、规范实验报告 实验报告本是实验过程的总结,但是在批改的过程中,我发现有一些学生不假思考地将实验讲义的内容抄一遍,记录的数据都是自己编的,更严重的是相互抄袭,实验报告内容一模一样,这纯属于应付、走形式,导致老师批改时也没有心劲。针对这种情况,我认为首先要提高实验报告在实验成绩和化工原理整个课程成绩中的比例。实验报告也可以纳入到职业技能考试中,也可以定期举行实验报告展评等方法来让学生在思想上重视实验报告。实验报告中的操作步骤,我们让学生用自己的话将实验操作过程做一总结、概括。对于数据处理方面,我们在上课期间,将学生记录完的原始数据及时核对并签字,同时指定某同学分开处理数据(实验一组中有3~4个人,记录的数据一样),学生上交实验报告时必须将原始数据一并上交。实验报告中,我们鼓励学生写一些老师在教学内容、教学方法、装置工艺流程、设计等存在的问题,自己有什么好的意见和建议及心得体会。只有这样学生才会对实验报告重视、认真,才能达到编写实验报告的重要性和必要性,只有这样老师才能更有利于反省自己、提高自己、完善自己。 三、学生辅助教学 我校实验老师在承担大量的实验教学任务时,还要负责分管教室的卫生,设备的维护与保养,有机、无机、分析实验还要提前做准备实验,这无形中占用了老师大量的时间,一天下来老师筋疲力,也影响备课、讲课。针对这种情况,我们可以鼓励和选拔在校品学兼优、素质比较高的学生来辅助教学,让学生来负责教室的卫生、设备的清洗与日常保养,对于一些简单的设备故障、磨损,也完全让学生去修理,准备实验也可以让学生提前帮老师去准备,如配溶液、清洗试管等。这样不仅丰富了学生的知识,提高了他们的动手能力及综合素质,也给老师挤出来了不少时间,老师可以利用这些时间认真的去备课、讲课、搞科研。当然为了能让这些学生更有积极心、责任心,学校在这些学生入党、就业、评优等方面应优先考虑。 四、结束语 以上就是针对多年来我在化工原理实验教学中存在的问题提出了自己的几点体会。希望高等院校加强化工原理实验教学的改革,不断改进教学方法,树立学生在实验教学中的主体地位,充分调动学生的积极性和主动性,提高学生的综合素质,从而提高化工原理实验教学的质量,培养合格的高等技术应用型、技能型人才。 作者简介:朱对虎(1983-),男,陕西米脂人,银川科技职业学院石油化工系助教,主要从事化工原理实验教学工作。 化工原理实验论文:民办院校化工原理实验改革与实践 摘要:为了实现民办院校的人才培养目标,以化工原理实验为例,从实验室管理、实验教学团队建设、实验教学理念、实验内容与拓展、实验要求等方面进行创新教学改革与实践。 关键词:民办院校;化工原理实验;教学改革;人才培养 民办院校近几年实现了快速发展,它的出现为我国实现大众高等教育做出了贡献。民办高校作为后劲力量要想缩短与老资历公办院校的差距,要想提高其竞争力,在人才培养方面一定要有自己的鲜明特色,更应该以社会和市场的需求为导向,在注重基础理论的同时,以培养实践能力和创新精神的应用型人才为目标。化工原理是化工类相关专业的基础必修课程,是一门以单元操作为主要内容的工程技术课,课程重视实验课的教学,强调学生用实验方法和手段将书本知识实现应用。本文探讨以人才培养目标为方向标,对化工原理实验进行改革与实践探索。 一、采用先进的实验室管理方式,辅助教改的进行 实验室的管理必须要有严格的规章制度,它是协调各方面工作的依据,也是保证实验顺利进行的条件。如确定“仪器设备损坏、丢失赔偿制度”,“设备定期维护制度”等,学校专门配备仪器设备维修人员,以免请外面专家维修耽误教学时间等等。实验室印发实验室安全手册(其中注明仪器设备的保养和维护常识),发放到每个实验教师和学生手中,加强教师和学生对仪器的全面认识。 二、加强实验教学团队建设,完善实验教学 改变以往教师沟通较少的局面,调动实验课老师的积极性,加强团队建设,集体做预备实验,集体讨论,有条件的话可以集体校外进修或参观实习。鼓励实验技术人员上实验课,提高实验课质量。让理论课老师来上实验课,虽然理论上了解比较透彻,但有时因上理论课课时过多,投入实验课精力有限;再加上若一个人全部讲完整个学期的实验,面对众多仪器的操作与维护势必有点力不从心,而实验技术人员长期在实验室工作,对化工仪器设备了解较多,对实验教学存在的问题了解比较全面,所以不妨大量鼓励实验技术人员上实验课。这样无论从人员层次、结构梯队,还是研究领域上都得到了互补,创造了一个全新且又有潜力的实验教学团队。 三、结合实际情况,选择实验内容并拓展 为了提高学生的动手能力,为了今后从事研发或生产操作打下良好的基础,需要开设仿真实验、综合型实验和设计型实验。若按教育部文件的要求,以上“三型”实验应在学科基础上占到70%以上,这势必要求改革,从以往化工原理实验为课内实验,改为单独设课,且学时数也应该相应增加。实验内容方面,增设实验课题,同时将传统实验内容进行拓展,例如,以往离心泵实验只是进行离心泵特性曲线的测定等,拓展后要求学生进行离心泵工作点的确定与流量调节机理的研究,同时进行离心泵性能与转速关系的比例定律对离心泵效率的研究。通过这一系列操作,让学生了解了企业主要的生产流程,锻炼了他们的动手能力。结合学生的兴趣与要求,在课余时间开放实验室[1]。实验室可以购置一些演示仪,例如雷诺演示仪、伯努利演示仪等;可以购买一些化工原理教学模型,这样学生就可以较灵活的利用自己的课余时间选择学习;还可以将教师的科研课题分为子课题同实验相结合,提高学生的科研能力。实验教学为了突出理论教学与实际工程和社会应用相结合,鼓励学生暑期参与社会实践,联系对口企业让学生实地参观与实际上岗操作,让学生真正的长见识、增才干。 四、改进实验教师的教学理念,与时俱进 1.PBL教学法。PBL(Problem-Based Learning)教学法,打破教师传统的教学方法,强调以学生为主的“提出问题―查找资料―讨论研究―总结反思”探究式教学模型[2]。以往授课大部分时间都是教师在主讲,学生则盲目地听,机械地操作一遍,收不到很好的效果。改革后,授课教师于下课前提出下节课实验的相关问题,学生课后查阅相关文献,教师在下节课做实验前请学生回答,督促了学生自主学习;做实验时,对学生容易忽视的地方教师适当进行针对性的引导;等做完实验后,组织学生分组进行交流、讨论,然后教师带着同学们一起小结。 2.绿色化学理念。绿色化学优秀是从源头上防止污染[3],所以在实验教学中,从实验内容、实验手段、实验方法等方面考虑对环境减少污染。我校推广使用微型化学实验仪器,节约药品减少对环境污染;降低药品的浓度并注意尾气的吸收,妥善处理实验的废弃物。例如做完吸收实验后,滴定分析用到的试剂带来的Ba+,以免重金属污染,实验操作完后立刻处理。 五、强化对学生的要求,提高实验成效 1.实验预习。化工原理实验具有工艺性和工程性,学生接触到这种工程装置的实验,如果不预习,往往不知如何下手,面对实验现象无从分析,所以教师一定要严格检查学生的预习报告,强调不预习就不上岗操作。并且要求学生在预习时拟定详细完整的实验方案,不能只停留于以往的简单抄写实验目的、实验原理、实验报告等,而是通过拟定实验方案,理顺实验思路,懂得实验顺序,以免做实验时盲目得不知所措。 2.实验分工和操作。改变以往3~4人一组的状况,采取循环式进行实验,即将学生分成A、B两个组交替循环做实验,每组两人成立实验小分队,二人操作相互配合,不再是以往众人旁观的场景。课后分工查阅文献,进行讨论式分析实验数据和现象,然后共同完成实验报告,此法避免了相互抄实验报告的现象,同时节约时间查文献。小组分工做实验既提高了学生实验操作技能,加强了学生的主动性与合作精神,又提高了仪器的利用率。 3.实验报告。实验报告不能仅限于对实验仪器的列举、实验步骤的记录、数据的采集、思考题的解答等,一定要严格要求学生详细记录实验步骤及实验现象,提醒学生写实验报告跟预习报告不一样,不是简单的抄书,而是做实验的一种回忆。另外还要举例详细描述数据的处理过程,并且引导学生以小论文的形式分析和处理实验数据。 4.合理公正地进行实验考评。我校化工原理实验成绩是平时实验操作占70%,期末成绩占30%,其中平时成绩由预习报告、实验操作、实验报告三部分决定,这种措施加大了对学生平时的考核力度,督促了学生平时主动的参与操作。另外期末成绩用实验设计报告和大作业代替以往的试卷考核,避免了学生机械记忆的缺点,加强了学生实践综合应用的能力。 通过对我校化工原理实验教学的改革与实践,促进了学生主动探索分析和解决实际问题的能力,提高了学生动手操作和团队合作能力,学生的就业竞争力明显加强,为他们今后更快更好适应社会奠定了好的基础。 基金项目:武汉市教学研究项目(2009K117);武汉生物工程学院校级教学研究项目(2009J19) 化工原理实验论文:化工原理实验教学中存在问题的探讨 摘要:化工原理实验是《化工原理》理论课程的实践课,是学生将课堂掌握的工程方法付诸于动手、思考的不可缺少的良好的平台。随着化学工业的迅猛发展,化工原理实验课程体系、教学方法及教学内容需不断进行更新、改进、创新。.职业院校化工专业不仅要培养能生产、懂生产人才,更要注重培养具有科研能力的复合型人才。致力于发展好化工原理实验是有利于贯穿化工专业各门基础,更有助于培养学生工程思维及科研能力。以下就目前职业院校化工原理实验教学存在的问题,提出若干观点并进行探索. 关键词:化工原理实验;化学工业;工程思维;教学改革 伴随着21世纪工业化的进程,化工类企业的数量也逐渐增多,这样就更好为化工类专业毕业生的就业提供了更多更好的平台。《化工原理》是一门化工类专业综合性的课程,涉及到的实验原理也是极为丰富,化学工业的发展离不开实验的研究,实验在工程领域具有举足轻重的作用,为了适应化学工业的发展,学生不仅要在实验中掌握基本简单的操作,更要学习设备的原理。为了培养知识广且具有科研创新能力的化学专业人才,化工原理实验课程体系和教学方法及教学内容需得到适应工业发展的同步创新.而对于工科职业院校来说,形势较更为紧迫。改革创新后的课程体系应适应学生的学习与掌握,具有开放性和包容性,这对于实验课程的改革是一个不小的“任务”。只有做到这些,化工原理实验的学习才能不局限与培养学生的操作技能,更可以提高学生创新科研能力,拓宽学生的知识结构,从而有利于化工专业学生的就业,促进化学工业的发展。以下总结在化工原理实验教学中的一些经验,对这一课程教学问题进行一些简单的探讨。 一、化工原理实验现有教学问题 1.1学生积极性不高。 部分学生认为学习化工原理实验仅仅满足生产中的一些简单操作技能,不必要更深层次去了解实验的设备和实验原理;化工原理实验的教学内容均为配合理论教学的单元操作来进行实验,大大限制在满足课堂教学、了解单元操作原理、熟悉操作技术等方面,学生学习的积极性不但不能得到提高而且偏离了实验所要培养复合型人才的目标。 1.2教学方法、内容相对滞后。 基本上所有的化工专业各门课程的实验教学方法如出一辙,采用一直以往的实验教学模式,即教师在实验室中先将需要进行实验的设备和相关仪器摆放整齐,学生不加思考地进入实验室后,将从未进行过本次实验且未见过实验设备的情况下写下预习报告上交,再接着学生按照教师在黑板上书写好的实验步骤和方法进行实验,很明显,在整个实验过程中,学生该想的要做的,大部分已经被教师给“扼杀”了,只能被动地接受,这样下来,学生连最基本的操作技能都无法掌握,更谈不上要培养科研和创新的能力了,很大程度上束缚了学生对新事物新知识解读和吸收的能力。 二、化工原理实验教学改革的思路 2.1改变按部就班的传统教学模式,明确培养目标 。 化工原理实验属于工科化学工程领域的实验,而工程涉及的都是实际生产的情况,因生产中往往出现的问题都是复杂多样的,需要有清晰的工程观点才能迎刃而解,所以在培养目标上与其他基础化学课程有很大不同,着重于培养学生在实际生产中的工程思维、创新和改造的能力及深刻的安全观点和经济观点,是其他课程实验所不及的,所以在教学过程中要明确学生的培养目标,切切实实地训练学生在实际生产操作时解决方方面面问题的能力。所以,在教学方法上要及时创新,例如,教师在实验课开始时,应以学生为主体,利用现有的先进的多媒体投影,先联系现有的实验设备和实际生产中对应的设备对学生进行图例讲解,用让学生对工业生产的设备有了感性的认识后再安排学生进行实验,开拓了学生视野,学生通过相互讨论来完成实验,实验结束后让每位学生写下总结要点、经验,在理论课堂上再进行一轮讨论,相互分享所学,相互促进,完成化工原理实验课培养人才的目标。 2.2改进化工原理实验装置。 化工原理实验原有的都是实体设备,实验设备占地面积大,每个单元操作实验往往仅配套1―3套实验装置,实验室面积很有限,每次只能安排1―3组学生进行实验,若要安排完全部学生都完成实验,就明显增大了实验的周期性,也无法保证集体讨论的效果,实验的效果很显然不够直观和充分。如果引进dcs(集散控制系统)仿真软件,教师在实验教学过程中定能收到事半功倍的效果,这样一名学生就可面对一台计算机进行实验操作,这样就大大缩短了实验周期,同时可以解决试验装置占地大的问题,同时可以让更多的学生参与到实验中来,学生在试验中能更加直观更加清晰地感受生产工艺的设备,更有效率地完成实验,理解并掌握在课堂理论学习中得到知识,增强学生联系实际的能力,大大提高了学生实验课上学习的主动性和学习兴趣,收到立竿见影的效果。 引进新设备,学生理解、分析、解决问题的能力得到了释放,开拓了学生在理论联系实际的思维,培养了学生的学习兴趣,也拓宽了知识视野。 2.3拓宽化工原理实验内容,注重工程观点的培养。 化工原理实验内容不能再由教师去主导,这样会严重削弱学生的积极性,学生工程观点的培养是对化工过程工艺体系的培养,要豪不放松地对学生进行严格要求。教师课堂教学讲解并开展课堂实验过程演示,演示不能过于具体,学生到达实验室后凭借回忆―分析―判断自行设计实验步骤,设计实验步骤是为了提高学生对实验把控的综合能力;实验过程中培养学生自行贯穿整个实验内容,独立建立实验流程,实验步骤如果错误,有时会严重影响和干扰实验过程,最终影响实验结果,学生在分析实验步骤利弊后,再去施行先做什么后做什么,这样,充分调动学生学习的积极性,学生思考能力、创新能力以及解决实验问题的能力培养就显而易见了。 三、化工原理实验应加大实验投资和实验管理 为了适应职业院校发展及学生就业的工作适应性,化工原理实验设施的不断完善是关键因素,这关系到本门实验能否实现持续教学成功。学生思考、创新、联系实际、科研的保障都依赖于实验室,因此实验室的建设应放置到更高的发展战略地位,且应努力建设成一个学生展示实验成果的平台,这样的平台使得学生能更好地发挥创造力,在竞争中增加学习动力,学生在大胆实践、团队合作、分享成果的过程中各方面的能力都得到了发挥和锻炼,因此,实验室的持续打造也是打造学生持续进步保证。持续的投资不是要一步到位,即使实验室的投资不大,获得设备的资源也很有限,只要科学管理,优化资源配置,也能收到理想的效果。 总而言之,化工原理实验室的教育设施不能停留在“不变”的局限中,应尽力完善,设施投入与管理体系的完善要做到同步,使得实验室建设做到投入少,效益大的效果。 总而言之,化工原理实验室存在问题将随着课程发展体系的需要、实验室设施更新需要、科研发展的需要而不断出现,这些问题都等待着教育者去研究和解决,我们将继续深入地研究,努力为学生学习创早更优越的条件。 化工原理实验论文:上好《化工原理》实验课的途径 摘 要: 本文作者阐述了化工原理实验的重要性,介绍了在教学过程采用注重预习、规范操作、书写实验报告三步进行实验教学的方法。在此基础上本文作者指出:将仿真试验引入课堂,可以提高教学教学效果,改革实验教学的方法。 关键词: 职业教育 《化工原理》实验课 教学方法 职业教育的宗旨是为就业服务,职业技术教育的目标是为就业市场输送合格的劳动力,职业教育训练的课程内容都应该围绕着人才市场的供求信息来制定。我校是以化工专业为示范专业的一所职业技术学校,学生毕业后的就业方向主要是我市工业园区的各类化工企业。现代化工企业需要的是具有技术性人才,职业学校是培养技能型人才的重要场所。作为职业学校,我们必须为企业培养出不但具有理论和一定的专业知识,而且具有一定的实际操作技能的学生。《化工原理》是化工类专业的主干课程之一,该课程是一门以典型的单元操作为主要内容,以传递过程和研究方法论为主线的工程技术基础课,在整个教学体系中起着由理及工的桥梁作用。 可以毫不夸张地说,化工技术工作者无论是从事化工过程的开发、设计还是生产,都必然而且经常会遇到各种单元操作问题,因此必须熟练掌握化工原理的基本概念、基本知识和基本方法。《化工原理》要求学生必须熟练了解各种单元操作及其设备的原理,而化工原理实验是学习、掌握和运用化工原理理论知识必不可少的重要教学环节。化工原理实验是一门实践性很强的技术基础课,与课堂教学相互衔接,构成一个有机整体。化工原理实验不同于基础课实验之处在于所面对实际问题的错综复杂性:物料千变万化,设备形式大小各异,等等。所以化工原理实验属于工程实验范畴,担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用。由于化工原理实验教学的目的着重于培养学生的实践能力和解决实际问题能力,因此对化工类及相近专业学生的业务素质和工程能力的培养也起着至关重要的作用。 如何上好《化工原理》实验课,让学生能通过实验,将理论知识融汇贯通并与实践结合起来,锻炼他们的分析和解决问题能力,成为摆在化工专业课教师的难题。在此,我结合多年来《化工原理》实验课的教学经验,特将实验课的教学方法总结如下,希望能起到抛砖引玉的作用,得到同行的指正。 一、注重预习,把好实验第一关 预习是实验教学的关键环节。以往《化工原理》实验教学基本上是“被动式”,将学生“抱着走”,学生的主体地位没能得到充分发挥,动手能力不强。针对这种情况,在教学中我加强了预习环节的考核,包括现场和仿真预习,主要是考查学生围绕实验任务,掌握实验原理、实验流程、操作方法;明确实验中应测取哪些数据,预估实验数据变化规律(趋势)或范围等情况。预习不合格者,不准正式操作实验。 预习途径有多种,如通过阅读实验讲义,利用多媒体课件网上预习,现场观察设备流程,等等,学生可根据自己的情况自行选择。在布置预习的作业中,要求学生写出预习报告,如实验目的、原理、装置流程示意图、实验步骤与注意事项等,拟好实验原始数据表格。 二、规范实验操作,注重实验细节 在化工原理实验中,教师应注重培养科学的实验态度和严谨的实验作风。教师要提醒学生根据不同的实验,做到以下几点。 1.实验中应密切注意仪表示数的变动,随时调节,以保证过程的稳定。我们一定要在过程稳定后方可取样或读取数据,所以实验条件改变后,要等一段时间才能取样或读数,时间的长短视实验是“热模”还是“冷模”、仪表的滞后等情况而定。 2.凡是影响实验结果或与实验相关的数据均应测取,如大气压、室温、水温、设备有关尺寸、物料性质等,不应遗漏。注意:并非所有数据都能直接测取,如水的粘度、密度等可通过测定水温得到。 3.同一条件下,至少应该读取两套数据,如果重复性较好,方可改变条件,继续实验。 4.实验过程中不要只顾埋头操作和读数,忽略了对过程现象的观察。须知,实验现象往往与过程的内在机理、规律密切相关。如塔板上两相接触状态与效率的关系。 5.实验中若出现异常现象,或者数据有明显误差时,应在记录中如实注明。小组成员应与教师一起进行认真讨论,研究异常现象的原因,及时发现问题、解决问题,或者对现象作出合理的分析、解释。 6.用事先拟好的原始数据表格认真进行记录,不得随便拿一张纸记录。要保证数据清楚、准确,记录后应及时复核,避免读错、写错,注明所测物理量的名称、符号、单位。 7.实验记录需交教师检查、签字后方可书写实验报告。 8.实验结束后,按操作规程关闭仪器设备;检查水、电、气是否关闭,仪器设备的复原情况,将场地打扫干净方可离开。 三、书写实验报告,提高综合能力 实验报告是对实验过程的总结,是实践环节中不可缺少的一个重要组成部分,实验报告要表达简洁、准确,条理清楚。正确书写实验报告,可以培养使得学生的分析能力、语言表达能力、解决问题能力等综合能力得到锻炼。报告一般包括如下几项:1.实验目的;2.实验原理;3.实验装置流程(包括流程示意图和主要设备、仪表型号规格);4.实验步骤:根据实际记录,操作要领;5.实验数据及处理;6.实验现象分析及结果讨论;7.回答思考题、总结、收获。实验报告中以数据处理、现象分析和结果讨论两项最为重,实验数据表格要一目了然,表头上各物理量的符号、单位要标清楚;注意记录的是原始数据,将结果数据整理成曲线或拟合成经验公式时,要根据数据间的关系或预测的函数形式,来选择曲线是画在直角坐标上还是对数坐标上,使图形线性化。实验现象分析、数据评价、结果讨论等应有自己独到的见解和分析,切忌不动脑子,人云亦云。 在批改化工原理实验报告过程中,我发现大多数学生写实验报告流于形式,抄袭现象严重。为此,我在学生中进行了一些调查,绝大部分学生认为化工原理实验报告内容太多、太长,撰写实验报告耗时多、收效小,建议改革。因此,我对实验报告的写作进行了改革,要求学生的实验报告以小论文形式的写作,使学生的知识和能力进一步升华。学生要撰写一份符合规范的小论文形式的实验报告,首先要应用的是语言知识;要使报告严谨、完整,需要严密的逻辑思维能力和推理;在数据处理时,要运用函数、曲线图、数学模型等数学知识;在分析、讨论问题中,要用到有关化学、化工、自动化、制图、机械等相关知识;结论要求学生用几句话来概括,可以培养学生的逻辑思维能力和概括能力。 四、引入仿真试验,改革实验模式 化工原理实验课大都采用传统的分组实验的形式,由于受到场地和实验装置的限制,很难实现学生个人独立完成实验的目的。引入仿真实验教学则在很大程度上解决了这个问题。仿真实验是对真实实验的模拟,它是真实实验的一种有效的补充。虽然与真实的实验操作环境还存在一定的差距,但仿真实验引入到化工原理实验课中,对于提高整体教学效果的作用是非常明显的。在实验教学中,利用仿真实验,可以保证每个学生都能自己动手做实验,观察实验现象,验证公式、原理定理,提高学生实际动手能力。同时,对于难做的实验,学生可以重复进行实验,而不受时间、场地、安全等实际实验条件的限制。所以在化工原理实验教学中开展仿真实验已经成为化工原理实验教学改革的新方向。 随着社会的发展和科学技术的进步,社会对人才的需求正在发生着深刻的变化,作为一名职教专业课教师,我将继续努力探索适合专业课的教法,为社会培养出更多适应新形势的高素质劳动者和实用性人才。 化工原理实验论文:材料科学与工程专业化工原理实验的教学与思考 【摘要】化工原理实验是培养学生的科学研究能力、创新能力,分析和观察实验现象的能力,针对我院材料科学与工程专业化工原理实验课程的现状,通过教学模式改革、教学方式改革和教学内容改革等多手段提高学生的实验积极性和参与性,提高实验的教学效果。 【关键词】化工原理实验 实验教学 教学改革 一、材料科学与工程专业化工原理实验教学目的与要求 1.化工原理实验教学目的 该实验课程主要讲述化工原理中单元操作所涉及的各种设备,以巩固学生加深对化工实际生产的理解,由实验数据和实验现象得出结论并提出自己的见解,增强创新意识,同时,对学生的科学研究能力、创新能力的培养也起着十分重要的作用[1-5]。 2.化工原理实验教学要求 通过实际操作使学生验证有关化工单元操作的理论,熟悉实验装置的结构、性能、工艺流程,掌握化工单元操作方法,培养学生从事实验研究的能力,其中包括:分析和观察实验现象的能力、正确选择和使用测量仪表的能力、利用实验的原始数据进行数据处理以获得实验结果的能力、运用文字表达技术报告的能力[4-5]。 二、化工原理实验中存在的不足 1.人数较多,仪器装置较少,学生动手能力受到限制,由于连年的扩招,每个班的学生人数基本都是35人以上,而实验仪器的台套数并没有增加, 7-8个学生用一台装置的现象非常普遍,个别学生根本没有机会动手操作仪器。 2.学生被动的做实验,完全按照实验书上的照搬照抄,“照单抓药”式的教学,学生花大量的时间写预习报告,来到实验室也不知道到底为什么做实验,怎么做实验。 3.学生工程实践性意识淡薄,不知道化工原理实验的重要性,只是为了学分被动的做实验,达不到理论联系实践的作用。 三、化工原理实验的教学改革与思考 1.化工原理实验教学模式的改革与思考 针对“僧多粥少”的问题的教学模式,材料科学与工程专业化工原理实验充分打破以往“大水漫灌”、“放羊”式的教学模式,分小班、小组教学,每一个小组为3-4人,每一位同学在实验中都有不同的分工, 比如过滤实验(恒压过滤),一个学生要负责压力阀、料浆阀、料液阀的畅通,一个学生负责记时,一个学生要看滤液量和记录,大家还要共同清洗滤布,倾倒滤渣,每组学生只有默契合作,才能将实验做完,这样就充分调动了学生的积极性、参与性和团队合作意识,老师再根据实验操作和小组合作进行现场打分,教学效果明显提高。 2.化工原理实验教学方式的改革和思考 每次课授课之前,给学时留20-30min的时间熟悉实验装置的结构、性能、工艺流程,掌握化工单元操作方法,正式讲课时,以分组提问的方式让学生自己讲解工艺流程和操作步骤,以引导的方式把理论课本上讲解的内容和实际操作中遇到的问题相结合,比如传热实验(强化管传热),改变原来只做实验、测数据的单一教学手段,通过强化管的强化方法,引申到化工中常见的传热设备的改进方法,讨论如何从材料的角度降低成本,从传热的角度提高传热速率等,学生积极参与发言,各抒己见,当实验中出现的现象和理论不符时,引导学生从实验的源头到实验过程中分析误差,充分解决“照单抓药”式的教学模式。 3.化工原理实验教学内容的改革与思考 充分联系课本理论知识,让学生感觉化工原理实验非常实用。比如传热实验,告诉学生热电偶温度计的测温原理,温度计冷端温度补偿的含义,用电脑记录数据的方法,通过数据处理,双对数作图、线性回归等方法,了解计算机技术在化工原理实验中的重要性,实验结束后,学生要对实验数据进行处理,还要总结和分析,分析实验数据误差产生的原因等,根据实验报告上的数据处理为依据,数据处理主要以电脑处理为主,可以锻炼学生应用Word、Excel、Origin等办公软件的能力。 以上教学内容和教学方法的改革充分调动了学生的实验积极性,增强了工程观念,充分做到了理论联系实际。 化工原理实验论文:化工原理实验数据处理方法探究 摘要:化工原理实验中的数据处理是化工原理实验及有关类似实验的一个重要环节,在实际数据处理时,往往存在有较大的误差,如何更有效的进行数据处理,是值得我们探究的重要问题,本文就化工原理实验当中的数据处理进行简单的分析。 关键词: 化工原理;实验;数据处理 0引言 化工原理实验是理论与实践结合紧密的一门课程,在化工原理系统理论的指导下,通过进行过滤、吸收、传热、吸收、精馏、干燥等单元操作训练,一方面强化单元操作基本能力,另一方面,提高学生数据处理能力,为从事化工生产工作奠定良好基础。化工原理实验的特点是测量数据多、计算量大、计算步骤复杂、试算难度相对大、查表次数较多,仅仅依靠手工计算进行数据处理,不仅浪费时间,而且准确度较低。因此需要寻找既有效而且准确度相对较高的处理方法。 1EXCEL数据处理法 EXCEL是常见的Office应用软件,一般常用于表格的制作及数据的快速处理,将其应于化工原理实验数据处理,可提高数据处理效果,同时还可以对实验数据进行有效性监管。运用EXCEL软件系统,可替代以前用单片机制作的软件,提高数据录入速度。另外,表格中还有足够的文字提示,而且可以把相应的量纲也输入到表格当中,不仅提高了化工原理实验速度,也增加了实验数据的准确性,而且有利于培养学生的计算机应用能力,提高了实验教学效果。 在使用软件过程当中,教师可使用教师机进行文件下传,把数据、模版文件等资料发送给学生,学生以此文件资料为模版,用学生机进行录入和实验数据处理。方便、快捷、使用速度快,准确率高。 2Origin软件数据处理法 Origin软件是应用于科研领域的数据分析和制图软件,不仅具有强大的数据绘图功能,并且还提供了多种曲线的拟合方法,是一种非常好的数据处理工具,将其应用于化工原理实验数据处理,可进行线性拟合和非线性拟合处理。 2.1 非线性拟合Origin软件在指数增长函数、指数衰减函数、对数函数、S函数、Gaussiaan函数中描述了众多拟合函数及图形,同时还可以使用自定义函数进行数据拟合。 2.2 线性拟合法Origin软件可进行简单线性拟合和多项式拟合,还可用变量替换的方法进行转换函数拟合。可指定使用数据点数、多项式阶数计算法和X取值范围,进行多项式拟合。 3作图法 作图法是化工原理实验重要的数据处理方法,现以化工原理实验中比较重要的测定传热实验为例。传热测定实验是化工原理实验中的一个典型实验,当空气在圆形的直管中流动时,对流传热准数关联式的一般表现形式为 Nu=ARemPrnGrp,式中,N为努塞尔特准数,Pr为普兰特准数, Re为雷诺准数,Gr为格拉斯霍夫准数。A、m、n、p 对应的是不同的系数和指数。对于强制湍流气体来说,Gr准数我们可以忽略不计,Pr准数是一个常数,并且不随温度和压力的变化而变化。因此,Nu=ARem。 我们使用作图法计算Nu=ARem中的系数A和指数m。得到直线方程式lnNu=lnA+mlnRe。在双对数坐标上作图,以Re为横坐标,以Nu为纵坐标,直线斜率即为方程的指数m。在直线上任选一点,将函数值代入方程Nu=ARem,得到系数A。(图1) 4最小二乘法 作图法具有简便、直观的特点,但由于在坐标上进行标点时会有些许误差,有一定的人为因素存在,因此,作图法确定实验结果往往误差较大,最小二乘法可以较好的克服这些问题。 我们可将Nu=ARem进行对数转换,即lnNu=lnA+mlnRe,得到y=a+bx的关系,从而得到A、m值。通过测得的一组数据Xi,以yi=(l,2,…n),可以确定系数a及b。其中,y表示lnNu,x表示lnRe,a表示InA,b表示m。根据最小二乘法 由此求得截距为m、斜率为b的直线方程,从而得到关联各实验点的最佳直线。 5结束语 EXCEL数据处理法具有简便易行、软件易得的特点,Origin软件具有功能强大、适应于大量数据处理的特点,这些方法在化工原理实验数据处理过程中,都发挥着越来越多地作用。作图法具有简单直观的特点,在取平均值的时候,还可以发现测量中的错误。但作图法人为因素较多,有效数字容易受图纸限制,不易估算测量结果的误差。最小二乘法有统计方法严密,数据处理严谨,误差相对较小的特点,但缺点是计算起来相对比较复杂,手工处理数据往往会花费时间比较长,可借助计算机软件进行数据与图形处理,可大大提高工作效率,并且还能够培养学生计算机的使用能力。这些方法的应用,既可以提高了数据处理的准确性,同时也增强了数据处原理的时效性,增强了实验教学效果,提高了教学质量。
计算机控制论文:锅炉的计算机控制论文 锅炉微计算机控制,是近年来开发的一项新技术,它是微型计算机软、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物,我国现有中、小型锅炉30多万台,每年耗煤量占我国原煤产量的1/3,目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染等严重的生产状态。提高热效率,降低耗煤量,用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 作为锅炉控制装置,其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行,减轻操作人员的劳动强度。采用微计算机控制,能对锅炉进行过程的自动检测、自动控制等多项功能。 锅炉微机控制系统,一般由以下几部分组成,即由锅炉本体、一次仪表、微机、手自动切换操作、执行机构及阀、滑差电机等部分组成,一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换成电压、电流等送入微机,手自动切换操作部分,手动时由操作人员手动控制,用操作器控制滑差电机及阀等,自动时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行,除此以外为保证锅炉运行的安全,在进行微机系统设计时,对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置,以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置,这是必不可少的,以免锅炉发生重大事故。 控制系统: 锅炉是一个较为复杂的调节对象,它不仅调节量多,而且各种量之间相互联系,相互影响,相互制约,锅炉内部的能量转换机理比较复杂,所以要对锅炉建立一个较为理想的数学模型比较困难。为此,把锅炉系统作了简化处理,化分为三个相对独立的调节系统。当然在某些系统中还可以细分出其它系统如一次风量控制回路,但是其主要是以下三个部分: 炉膛负压为主调量的特殊燃烧自动调节系统 锅炉燃烧过程有三个任务:给煤控制,给风控制,炉膛负压控制。保持煤气与空气比例使空气过剩系数在1.08左右、燃烧过程的经济性、维持炉膛负压,所以锅炉燃烧过程的自动调节是一个复杂的问题。对于3×6.5t/h锅炉来说燃烧放散高炉煤气,要求是最大限度地利用放散的高炉煤气,故可按锅炉的最大出力运行,对蒸汽压力不做严格要求;燃烧的经济性也不做较高的要求。这样锅炉燃烧过程的自动调节简化为炉膛负压为主参数的定煤气流量调节。 炉膛负压Pf的大小受引风量、鼓风量与煤气量(压力)三者的影响。炉膛负压太小,炉膛向外喷火和外泄漏高炉煤气,危及设备与运行人员的安全。负压太大,炉膛漏风量增加,排烟损失增加,引风机电耗增加。根据多年的人工手动调节摸索,6.5t/h锅炉的Pf=100Pa来进行设计。调节方法是初始状态先由人工调节空气与煤气比例,达到理想的燃烧状态,在引风机全开时达到炉膛负压100Pa,投入自动后,只调节煤气蝶阀,使压力波动下的高炉煤气流量趋于初始状态的煤气流量,来保持燃烧中高炉煤气与空气比例达到最佳状态。 锅炉水位调节单元 汽包水位是影响锅炉安全运行的重要参数,水位过高,会破坏汽水分离装置的正常工作,严重时会导致蒸汽带水增多,增加在管壁上的结垢和影响蒸汽质量。水位过低,则会破坏水循环,引起水冷壁管的破裂,严重时会造成干锅,损坏汽包。所以其值过高过低都可能造成重大事故。它的被调量是汽包水位,而调节量则是给水流量,通过对给水流量的调节,使汽包内部的物料达到动态平衡,变化在允许范围之内,由于锅炉汽包水位对蒸气流量和给水流量变化的响应呈积极特性。但是在负荷(蒸气流量)急剧增加时,表现却为"逆响应特性",即所谓的"虚假水位",造成这一原因是由于负荷增加时,导致汽包压力下降,使汽包内水的沸点温度下降,水的沸腾突然加剧,形成大量汽泡,而使水位抬高。汽包水位控制系统,实质上是维持锅炉进出水量平衡的系统。它是以水位作为水量平衡与否的控制指标,通过调整进水量的多少来达到进出平衡,将汽包水位维持在汽水分离界面最大的汽包中位线附近,以提高锅炉的蒸发效率,保证生产安全。由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象,运行中存在虚假水位现象,实际应用中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双重量和水位、蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。 除氧器压力和水位调节:除氧器部分均采用单冲量控制方案,单回路的PID调节。 监控管理系统: 以上控制系统一般由PLC或其它硬件系统完成控制,而在上位计算机中要完成以下功能: 实时准确检测锅炉的运行参数:为全面掌握整个系统的运行工况,监控系统将实时监测并采集锅炉有关的工艺参数、电气参数、以及设备的运行状态等。系统具有丰富的图形库,通过组态可将锅炉的设备图形连同相关的运行参数显示在画面上;除此之外,还能将参数以列表或分组等形式显示出来。 综合分析及时发出控制指令:监控系统根据监测到的锅炉运行数据,按照设定好的控制策略,发出控制指令,调节锅炉系统设备的运行,从而保证锅炉高效、可靠运行。 诊断故障与报警管理:主控中心可以显示、管理、传送锅炉运行的各种报警信号,从而使锅炉的安全防爆、安全运行等级大大的提高。同时,对报警的档案管理可使业主对于锅炉运行的各种问题、弱点等了如指掌。为保证锅炉系统安全、可靠地运行,监控系统将根据所监测的参数进行故障诊断,一旦发生故障,监控系统将及时在操作员屏幕上显示报警点。报警相关的显示功能使用户定义的显示画面与每个点联系起来,这样,当报警发生时,操作员可立即访问该报警点的详细信息和按照所推荐采取的应急措施进行处理。 历史记录运行参数:监控系统的实时数据库将维护锅炉运行参数的历史记录,另外监控系统还。设有专门的报警事件日志,用以记录报警/事件信息和操作员的变化等。历史记录的数据根据操作人员的要求,系统可以显示为瞬时值,也可以为某一段时间内的平均值。历史记录的数据可有多种显示方式,例如曲线、特定图形、报表等显示方式;此外历史记录的数据还可以由以网络为基础的多种应用软件所应用。 计算运行参数:锅炉运行的某些运行参数不能够直接测量,如年运行负荷量、蒸汽耗量、补水量、冷凝水返回量、设备的累积运行时间等。监控系统提供了丰富的标准处理算法,根据所测得的运行参数,将这些导出量计算出来。 计算机控制论文:试议水泥熟料煅烧回转窑计算机控制理论与实践 摘要:本文着重介绍了水泥熟料煅烧回砖窑的技术改造,即利用计算机控制技术替代规仪表和模拟单回路的操作方法。一是建立完备的仪表系统;二是建立计算机的自控系统。达到了预期的设计目的,取得了较好的经济效益,其经验将对中小型水泥企业的技术改造或新建都具有现实的指导意义。 关键词:熟料煅烧;控制理论 当时水泥熟料煅烧回转窑,由于采集、检测、计量手段不完善,无法对整个工况过程进行有效地监视与控制,只能靠经验来确定和判断生产状况,影响了新工艺潜在能力的发挥,成为制约生产发展的中心环节。因此,为保证生产过程的正常运行和获得较好的经济效益,仅仅依靠常规仪表和模拟单回路的操作方法,已不能满足现代生产的工艺要求,且单纯依赖于外延扩大再生产也不是现实的。而积极开发研制计算机自控技术,推行技术改造,增加技术含量,挖掘现有生产技术装备的潜力,以新的技术实现已有资源的再有效利用,也就是说刺激生产发展的因素应在生产过程中去寻找,才是可行的技术路线。 一、控制熟料煅烧回转窑的仪表系统 建地完备的仪表系统,并通过工业实际运行,才能及时准确地提供水泥熟料煅烧过程中的各重要工艺参数信息,获得被控制量随操作变量而变化的数据组,积累定量化的、科学的直接操作经验,找出它们之间的内在联系和变化规律。既是实现人工手动调节的基础和必要的技术手段,又是计算机实现自动控制的前提和应用软件开发的科学依据。 仪表系统采用国产标准ⅰ系列ddz—ⅲ型仪表,因它具有以下特点:一是采用线性集成电路,仪表的稳定性和精度得到提高;二是采用国际标准信号制,现场传输信号是4~20ma,直流电流,控制室联络信号为0~5v,直流电压;三是结构合理,功能多样,数字直观;四是可构成安全火花型防爆系统,易与计算机配套使用。 水泥熟料煅烧回砖窑是一个运动对象。检测条件恶劣:有喷燃火焰对检测光路的干扰、二次风卷上来的较冷的生科粉尘的散射吸收和对窗口的污染、以及被熟料形状、窑皮状态对辐射率的影响等。不宜采取接触式检测,因而,采用了远程双比色高温针对烧成带物料温度的检测,同时配有华海shc型核子秤,对生料双管螺旋输送机喂入量和煤粉双管螺旋输送机喂入量实施累积计量。 这些参数就其性质来分,一是为实现工序正常的参控参数,二是要求维持生产正常的监控参数,三是为保证设备正常运行的状态参数。 仪表检测系统的工作原理框图 对于检测参量它反映了从生产现场各工艺检测点的一次检测元件,经过变换处理,到仪表显示,再到计算机信号处理板,经过滤波处理,直接进入模/数转换器的全过程。所采用的仪表、仪器、设备以及它们的线路连接、信号制式是相互耦合的关系。 烧成带物料温度:高温计温度变换器数显温度表 窑尾废热咽气温度:电热偶温度变送器数显温度表 一次风温度:电热阻温度变送器数显温度表 二次风温度:电热偶温度变送器数显温度表 一次风压力:正压压力变送器数显压力表 二次风压力:负压微差压变送器数显压力表 回转窑驱动电机电流:电流电流变送器数显电流表 对于操作参量它反映了计算机的数/模转换器,经过信号隔离、变化处理、操作器、控制器,直到生产现场各工艺调节点的执行机构之间的全过程。所采有的各种仪表、仪器、设备以及它们的线路连接,信号制式是相互耦合的关系。 一次风机开度:操作器电动执行器数显开度表 二次风机开度:操作器电动执行器数显开度表 生料双管输送机轴转速:操作器调速电机数显转数表 煤粉双管输送机轴转速:操作器调速电机数显转速表 回转窑窑体转速:操作器转差离合器数显转速表 对于五个操作参量分别实施旋钮调节,而其开关、故障信号,分别实施按钮操作,并设有指示灯。 二、控制水泥熟料煅烧回转窑的计算机系统。 水泥熟料煅烧回转窑的控制为过程自动控制,其特点是在无人直接参与下,采用自动化技术装置使生产各环节能以一定的准确度自动实现调节或开关等操作,以保证预定的工作状态和所要求的控制功能的一种控制。 计算机控制系统是由过程计算机、数据处理及控制监视装置等组成。它是从工艺过程中采集到控制所需的操作数据,经过适当处理,把结果反馈到工艺系统中相对应的调控装置。它的功能是完成对话、显示、打印、历史数据存盘、超限报警和管理、显示工艺参数变化趋势曲线、优化控制,对水泥熟料煅烧回转窑工艺过程实施小幅度调节。 把烧成带物料温度和窑尾废热烟气温度两个重要的工艺运行参数作为被控制量,其目标设定值为: 烧成带物料温度控制在1450±30℃,并实施上下超限报警。 窑尾废热烟气温度控制在880±30℃,并实施上下超限报警。 把显著影响两个重要的工艺运行参行——回转窑窑体转速、生料双管螺旋输送机轴转速、煤粉双管螺旋输送机轴转速、一次风用量(窑头一次风机是用来引进煤粉磨的热风,以向窑内喷送煤粉。实际用风量应控制在与煤粉中挥发份含量相配比)、以及对窑内通风和温度场影响颇大的二次风用量(窑尾二次风机是用来引进冷却机的热风,以减少煤量消耗,并排除窑内的废热烟气,使冷烟室形成一定的负压操作)作为操作变量。 根据热平衡理论,在连续生产的工艺系统达到相对稳定的状态时,各种热工参数亦相对稳定。对于水泥熟料煅烧回转窑系统,如果生产处于稳定状态时,则其一、二次用风量、生料用量和煤粉用量及回转窑窑体转速都会保持不变,则系统的热工参数应该基本上是不变的,但实际上这种情况是不可能达到的。因为:一是水泥熟料煅烧回转窑是大量消耗燃料的热交换设备;二是水泥熟料煅烧是一个典型的热过程;三是一个十分复杂的物理化学反应过程。且影响窑内热工制度的因素很多,同时风、料、煤等的量和质也随时都在变化。因此,控制系统应采取闭环控制,从而使工艺控制系统能够克服各种小的干扰和波动,保持处于稳定的生产状态。 为实现这一目的,在控制系统中,回转窑窑体转速和生料双管螺旋输送机轴转速构成一个随动系统,即生料喂及量随回转窑窑体转速的提高或降低而增减;而煤粉双管螺旋输送机轴转速和一次风用量构成一个随动系统,即一次风用量将随着煤粉的喂入量的增减而提高或降低,以实现合理的定量比配。就是用五个操作变量的最佳组合来保证被控制量的不变,以图建立水泥熟料煅烧回转窑稳定的热工制度,为水泥熟料煅烧的优质高产低能耗提供保证。 两个随动系统及两个随动系统中的各两个参数,同时影响着烧成带物料温度和窑尾废热烟气温度的高低,属于“逻辑与”运算,表达式为:x=a∧b=min(a•b) 该系统投入运行的条件是——回转窑处于正常稳定的运行状态。即是说,它不适用于开窑、停窑、欠烧、大量窑皮跨落、补挂窑皮等非正常的操作条件。当熟料煅烧工艺过程较为稳定时,可以借助于计算机控制系统去维持其稳定的运转,若一旦有大幅度地干扰或波动,计算机无法处理时,它会自动报警提示,把回转窑的控制交给窑的操作员,等待人工把问题处理完毕后,工艺过程又处于稳定的生产状态时,再切换到计算机控制。 计算机控制系统通过两个切换开关,来实现三种工作状态: 一是自动控制状态。即计算机对水泥熟料煅烧过程完全自动控制。此时,计算机发出五个操作变量参数,通过五个操作回路——一次用风量、二次用风量、生料双管螺旋输送机喂入量、煤粉双管螺旋输送机喂入量、回转窑窑体转速,对生产过程进行操作,以控制主要目标——烧成带的物料温度和窑尾废热烟气的温度均保持在设定范围。两个随动系统的比例系数设定由计算机软件来实现。 二是人工调节状态。即计算机已脱离自动控制,转入仪表联动的人工调控。此时,除二次用风量单独控制外,而两个随动系统比例控制回路进行控制状态。其比例系数由人工整定比例器,来实现两个随动系统和二次风用量的三个回路操作。 三是单独手动状态。既两个随动系统也完全解体,五个操作变量——一次风用量、二次风用量、生料双管螺旋输送机喂入量,煤粉双管螺旋输送机喂入量,回转窑窑体转速,形成了五个回路单独操作状态,定值比例器不起作用,完全进入人工直接操作的控制方式。 由于水泥熟料标号、台时产量、设备运转率的提高,全年合计可增产火山灰质325号硅酸盐水泥3240吨。同时降低了工人劳动强度,降低了电力、生料、煤粉、材料消耗,减少了维修费用。 通过实际运行证明,当时的决策无疑是正确的,虽然今天随着现代控制理论、计算机技术和电子技术的发展,这只不过为大型水泥企业熟料煅烧过程的控制要求提供了更灵活可靠和功能齐全的控制可能,然而已经过实践的、成功的控制策略,控制模式,控制理论仍具有现实的指导意义,特别是对中小型企业的技术改造或新建均可引为借鉴之经验。 计算机控制论文:计算机控制系统在汽车行业的应用 摘要:一直以来汽车工业都是国家经济发展的支柱产业之一。随着社会的进步,经济的发展以及我国入世以后汽车行业的迅速发展,这就把汽车行业对科技水平需求提升到了一个新的高度。文章就计算机控制系统在汽车行业中的一些重点应用问题进行了综合论述。 关键词:计算机控制;汽车行业;汽车性能测试;汽车监控;汽车检测 我国入世以后汽车行业得到了迅猛发展,汽车已逐渐成为人们生产和生活中不可或缺的工具。目前,我国是全世界机动车保有量增长最快的国家(2007年末统计超过2300万辆)。这也就强烈的促进了汽车行业的发展。与此同时,现代计算机控制技术已渗透到汽车的各个组成部分,汽车的结构变得越来越复杂,自动化程度也越来越高。不过对于汽车行业来说,从宏观角度来看计算机控制系统表现最为突出的是在:汽车出厂前的性能测试、汽车出厂后的监控及汽车检测三大方面。下面我们首先来看一下: 1.计算机控制系统在汽车性能测试方面的应用 由于电子技术的飞速发展,测试技术日新月异。应用先进、成熟的测试技术,是成功开发性能优良、经济实用的汽车性能测试系统的基本原则。在汽车性能的测试方面,最常见的计算机控制系统包括: 1.1 plc控制系统 可编程序控制器plc(programmable logic controller)控制系统:plc是重要的机电一体化产品,其主要功能是开关量控制。起初主要用于替代继电器控制,目前已发展到具有模拟控制功能,因而应用范围也有所扩展,形成了以plc为优秀的控制系统模型。 1.2 面向对象控制系统 面向对象的控制系统是利用典型基础控制产品,针对特定应用对象进行系统设计和二次开发,二次开发的重点是系统结构、专用系统或部件以及应用软件的开发。这种系统由于其针对性强,因而能够做到系统紧凑、价格低廉,并能实现eic(电控、仪控、计算机)一体化。 1.3 dcs控制系统 分布式控制系统dcs(distributed control of system),dcs是当今汽车过程工业自动化的主控系统,特点是控制分散、操作显示集中、系统具有很高的可靠性和很强的功能。 1.4 模块化控制系统 近年来控制模块和模块化控制系统得到发展。模块化控制系统是以模块为基础,组成高度可配置的、分布式采集控制系统,这种系统当i/o出现故障时,只需要调换故障的模块,而不需替换整个系统。模块化控制系统的持点是:结构简单、安装方便、组织灵活、可扩展性较好、可靠性高、维护方便。 2.计算机控制系统在汽车监控方面的应用 从上世纪末90年代,电子信息技术越来越多地进入交通运输部门,并逐渐形成一个崭新的工程领域,即智能交通系统its(intelligent trans portation system)。所谓智能交通系统,就是通过采用先进的电子技术、信息技术、通信技术等高新技术,对传统的交通运输系统及管理体制进行改造,从而形成一种信息化、智能化、社会化的新型现代交通系统。 2.1车载端计算机控制系统的职能归纳 车载端计算机控制系统的职能可归纳为:首先,精确定位:车载监控终端全天候24小时连续不断的接收gps卫星信号,从而为系统提供车辆的位置和速度,定位精度可达10米。其次,记忆功能:车载监控终端具有存储车辆位置/模拟量/异常信息的功能,而且可存储长达两个月的车辆位置/模拟量信息。第三,控制功能:车载监控终端接收到监控中心的控制命令后,对车辆执行控制动作。第四,通信功能:在gsm网络覆盖范围内,车载监控终端可与监控中心进行数据交换。最后,防劫报警职能:在车辆遭受抢劫时,驾驶员触动一个隐蔽报警按钮,即可在自保的同时等待援助。 2.2监控端计算机控制系统的职能归纳 监控端计算机控制系统的职能可以归纳为:首先,数据预处理:通信服务器从internet上接收到车辆的信息之后对信息进行初始的验证、校验、数据日志处理。并将待处理的信息分发给有处理能力的监控终端。其次,数据跟踪:将移动车辆的实时位置以列表的方式显示出来。第三,跟踪监控功能:服务器端可以实现对多终端的跟踪监控,系统实现采用tcp/ip协议,采用此协议是因为该协议可以保证信息传输的可靠性和实时性。第四,报警功能:终端设备报警分为预报警,实际报警,以及报警解除三级报警状态,这主要为了避免误报警情况发生,当服务器端收到终端设备预报警信息,则弹出报警对话框,并且在预报警车号列表框中列出发出预报警信息的车号,双击其车号可以使系统定位到该车上,预报警情况不会使系统自动定位该车号的终端。 3.计算机控制系统在汽车检测方面的应用 对于计算机控制系统在汽车检测方面的应用,我们需要从汽车管理检测和汽车故障检测两方面来进行分析。 3.1计算机控制系统在汽车管理检测方面的应用 其实也就是常说的“多站点汽车检测动态管理网络系统”主要是利用计算机信息技术实现道路运输管理部门对多个汽车检测站的检测数据进行实时传输与检测结果的自动判断,实现车辆二级维护备案,并实现对道路运输车辆技术状况的实时监控和道路运输车辆相关信息的自动化传输,该系统还可以对汽车维修企业的二级维护车辆的一次检验合格率进行监控,该系统可以应用于所有道路运输管理部门,以及其相应的检测站,利用网络技术实现车辆技术管理及信息传递的自动化,满足交通部4号令的要求。该系统采用分级分布式星型网络结构,网络各工作站点通过集线器相互连接构成检测系统局域网络,完成数据通信和信息传输;通过调制解调器能方便地与电话网连接,加入internet国际互联网,实现局域网与局域的远程通信,从而构成广域网。其车辆检测、办理车辆技术等级评定和二级维护签章实行封闭式自动检测和流水作业办公。 3.2计算机控制系统在汽车故障检测方面的应用 经过多年的发展,目前国内的汽车故障检测维修行业已具相当规模。大部分汽车综合性能检测站均采用了计算机控制系统,汽车维修企业也应用维修信息管理系统,一定程度上实现了检测自动化和管理科学化。 3.2.1 计算机控制系统可以为汽车故障检测提供技术支持 通过计算机控制系统完善汽车行业整体信息化之后,维修企业就可以通过一个公共的专家数据库查询需要的维修技巧并将自身的工作经验与同行共享;一个维修企业的配件储存是有限的,但如果将每个维修企业甚至供应商的配件仓储量、型号和规格等登入信息网,可以较好地解决企业配件短缺但一时难以购置的问题;为车主提供周到迅速的服务,应是每个维修企业追求的目标之一,车辆检测不合格需要进厂维修时,维修企业可以通过网络查询到该车辆的原始检测数据和汽车性能曲线,极大地提高维修效率和准确性。 3.2.2 计算机远程故障控制系统对汽车行业的现实意义 目前我国汽车维修行业已经从完全依靠检查者的感觉和实践经验进行诊断的阶段,发展到了利用专门设备进行综合检测诊断阶段。计算机远程故障控制系统为传统汽车故障诊断技术进行了很好的补充。 首先,它增加了用于远程诊断的诊断服务器,并预期能与该技术领域力量较强的大型汽车维修企业、科研院所、高等院校或国内外汽车生产厂家建立的故障分析诊断中心互联,同时与相关专家建立一种协作关系,共同为系统提供高效、快捷的远程故障诊断服务。其次,形成了丰富的诊断数据库和诊断知识库,提高了诊断智能,并通过多手段、多专家协同对故障进行会诊,提高了故障诊断的准确性和可靠性。再次,远程故障诊断技术同时克服了地域障碍,使用户在行驶过程中也可以对汽车进行故障诊断和状态监测。 计算机控制论文:《计算机控制理论与设计》课程教学建设与实践 《计算机控制理论与设计》课程教学建设与实践 计算机控制理论与设计课程是控制科学与工程一级学科重要专业基础课,在硕士研究生培养中起着重要作用。计算机控制理论与设计课程作为控制理论与控制工程学科学位课程,于1998年开设,已有10多年的历史,通过多年建设,在课程内容、知识体系、教学方法等方面取得显著成绩。 1 明确专业培养目标,体现智能建筑特色 沈阳建筑大学是辽宁省唯一的一所建筑类院校,我校控制科学与工程学科以智能建筑技术为学科特色,智能建筑技术的优秀计算机控制技术。随着计算机控制技术的发展,对计算机控制理论和技术要求越来越高,但多年来计算机控制理论与设计课程教材内容上没有太大变化,教材内容陈旧是主要问题之一;其二,计算机控制理论课程与实际脱节,就理论讲理论,内容枯燥,不易理解;其三,很难能找到适应建筑类院校研究生培养的教材。 为此,对该课程进行了改革,取得了良好效果。 1.1 引进前沿技术 结合计算机控制技术的发展和最新成果,引入计算机控制研究的前沿技术,不断更新教学内容,使学生能学习掌握最新的知识和技术。 1.2 注重基础教学 按照“基本原理-系统分析-系统设计”的思路讲授课程,结合实例分析和实践环节,使学生掌握计算机控制系统基本原理、方法和技术,具备计算机控制系统的应用和设计能力。 1.3 反映智能建筑特色 结合智能建筑系统工程实例讲授,使计算机控制理论与智能建筑系统设计融合,体现智能建筑技术特色。 1.4 重在能力培养 将计算机控制理论学习与工程案例分析、科研成果相结合,通过课堂讨论、专题报告、专家教学、科研活动等实践环节训练,培养学生的实践能力。 2 丰富教学内容,满足社会发展需求 2.1 收集相关资料,充实课程内容 注意学科发展动态,收集国内外控制理论与控制工程的相关资料,特别是控制理论方面的有重要价值的论文、参考书籍及控制理论方面的原版教材,将计算机控制技术中最新、最先进的知识引入教学,大大充实了计算机控制理论与设计课程的教学内容,扩大了学生的知识视野。 2.2 将科研成果引入教学 在课程讲授的过程中结合科研工作研究成果,将科研中成功应用的计算机控制系统的工程实例开展案例教学,通过对计算机控制系统实例进行解剖分析,从硬件设计到软件控制程序,从软硬件接口电路到大系统连接,从常规的控制方法到先进的智能控制方法,结合实际系统设计中的经验,理论联系实际,受到学生普遍欢迎。 3 改进教学方法,提高教学效果 3.1 改进教学模式,促进学生积极思考,激发创造性思维 建立以学生为主体、以教师为主导的基于探索和研究的教学模式。在课堂教学中,以国内外典型计算机控制工程实例为载体,引导学生多方位、多角度地发现问题,有效地调动学生的学习积极性,激发学生的潜能;在课堂教学中鼓励师生交流;启发式教学,引导学生通过思考、分析和探索学习,鼓励学生大胆质疑、独立思考和创新思维。教学模式的改变,调动了学生学习的积极性,又激发了学生的创造性思维;开展研究型教学,开展学科前沿知识研讨、理论难点研讨、系统设计难点研讨等专题讨论。具体方法是:事先布置研讨内容,让学生查阅资料,针对实际问题,阐述自己的观点,每个研究主题指定主讲述人,并进行专题研讨,通过多媒体等现代化教学手段激发学生学习的兴趣,通过与学生互动,包括课程介绍、图片和录像资料、系统实例分析等教学资料,进行深度思考。 3.2 案例教学收到良好效果 在课堂教学中,将基本理论、设计方法、实例分析等按模块化进行归类,采用模块化教学分析方法,每章归纳出知识结构,从知识结构了解各个知识点之间的联 系,以及模块中的各个知识单元到模块与模块之间的内在联系,深入浅出,由理论到工程应用,使学生易于掌握。 3.3 教学方法和手段的多样化,提高了学生的学习兴趣 深入实际:到中科院沈阳自动化所、科学家花园智能工程现场等单位进行现场教学。事先布置一些思考题,让学生带着问题学习,把课堂的理论知识和实践知识有机地结合起来。请专家讲解计算机理论在机器人控制、智能建筑中的应用技术,并通过现场的演示和实际操作,从理论到实践,展示了计算机控制理论在实际对象中的应用情况,更真实、直观,使学生更加真实地了解了计算机控制理论的重要性。 专家讲座:聘请有智能建筑实际工作经验的专家到校内做学术报告,做计算机控制技术发展国内外发展状况及计算机控制技术在智能建筑技术中的应用方面的报告,扩大了学生的知识视野开阔了学生的知识视野。 将现代技术与教材有机结合:现代技术与教材有机结合,形成立体化的教学环境。多媒体课件、网络教学软件、文字引导学生开展科研训练,学生自主选题,搜集资料,开展科研训练计划,鼓励研究生开展研究性学习,以巩固学生课程所学知识,并使课堂教学与科学研究融为一体,激发他们的科研和创新热情。 多种教学方式的融合:如课堂讨论教学与教师讲授相结合,学科前沿知识与教材基本内容相结合,理论与工程实际相结合,科研成果与教学内容相结合,课堂教学与实践教学相结合等,大大提高了讲课效果。 (1)采用模块分析方法,深入浅出。系统设计要结合科研工作实际,从理论到实践,通过工程实例讲述,使设计更贴近实际;(2)将抽象的理论描述转化为形象化的描述。利用图形、图像信息资源使学生能够尽可能的接近实际系,从而提高学生认知度和学习兴趣。(3)在分析系统特性时,采用对比的分析方法,有助于学生深入理解各种分析方棕的特点、区别、适用条件及相互之间的关系。 3.4 理论联系实际,培养学生的解决实际问题的能力 注重“实践性”,在课堂教学中通过工程实际问题引出理论知识点,培养学生解决实际问题的能力。教学中提供大量工程实例的资料,引导学生带着实际工程问题学习理论知识,做到理论与工程实践密切结合。实践证明,这种理论与实践相结合的教学方法,不仅激发了学生学习的主动性和积极性,而且有效地培养了学生解决实际问题的能力。 多年的教学实践证明:研究生专业课程必须结合专业特点,其专业知识结构要根据社会发展需求调整,以适应社会发展的需要。 计算机控制论文:网络通信技术计算机控制分析 【摘要】 随着社会的进步和科学技术的飞速发展,带动了一大批互联网产业的进步和发展,对于传统技术的产生了巨大的冲击,计算机通信技术和网络技术的结合是现代互联网产业的重要标志之一。通过计算机网络技术和通讯技术的相互结合,信息传递的方式更为丰富多彩,增加了人与人之间沟通交流的平台,促进了社会的发展和进步。 【关键词】 计算机网络;通讯技术;控制 计算机的控制中网络与通讯技术的是在信息的传输中逐步发展和1确立起来的,它包括对于计算机的操作能力以及网络通讯技术两个部分。通过在互联网这个大的网络环境中的各种操作,对于计算机间的数据传输和信息传播起到了促进作用,在计算机的信息处理软件中,整个网络的通讯设备都能实现现场的控制和传输,网络和通讯技术的设备和计算机的连接组成了信息处理系统的重点部分。 一、网络和通讯技术在计算机中的应用类型 1.1以太网 以太网是目前商业化计算机的控制领域的中高档信息的管理和控制的通讯技术的集体提下,有望在军工领域有着良好的发展。以太网之所以能产生这样的优势在于他的广泛性和先进性,以太网的优势在于他的应用的范围十分广泛,对于网络的传输和数据的流通运行成本较低,通信的效率和高,有着十分广阔的发展前景,对于以太网的开发和利用一直是互联网通讯技术的发生技术的重要项目。而且以太网杜绝了传统数据传输上的种种局限性,摆脱了现场连线方式的种种限制,对于开发和利用的前景十分辽阔。有较大的发展空间。种种上述优势并没有对于技术的应用和设备的连接造成困难,对于以太网在速度的连接上有着巨大的优势吗,尤其是以太网在数据的传输上具有高速、安全、可靠特性。在企业中,通常内部的网络信息是由三部分组成的,通常是现场设备层、过程监控数据和信息管理层。一个企业在内部网络的顶部和最外层通常是通过实施数据库的应用来构成网络的,以太网的高速实施和利用是对于现场信息的置换来说是非常重要的,通常可以进行比如网络数据的高频率传输和现场数据的录入等工作,对于设备的控制和查询的功能来说哦,这部分网络的高速构成组成了最高速度的时段和现场设备层,对于控制方面的要求来说,处于控制中的现场设备的测量系统的信息传输之间。现场的低速的数据网络构成了现场设备的网络。 1.2现场总线系统 生产现场和微机械化的测量系统在设备间的控制和现场应用的技术分析,可以通过开放式的数字化设备和数据的传输来实现。对于控制、通信和技术的来实现对于总体技术的把握是十分方便的,高速率的网络、现场基金会的总线数据以及数据传输设备的现场总线的技术转换作为网络数据的传输的要点。对于分散的设备我们可以看到通过总线的连接网络化的应用程序作为一个控制终端的数据连接。现场总线的实际应用具有的优点有很多,比如微处理设备作为系统的优秀处理器,通过集散式的控制和研究做到对于数据连接的基础传输,功能模块的传送和应用对于互联网之间的联系是十分重要的,在不同设备的情况下,作为厂家以及产品来言,各设备在使用中已经大体实现了现场总线技术的统一。 1.3控制网络的状况 以太网和现场总线的连接虽然具有很多优秀的特点,但是在总体方面来说,稳定能和便捷度上以太网的可靠性和实时性都不如现场总线技术,但是目前,由于现场设备技术昂贵的造价还没有开始大规模的应用,对于企业的信息化网络技术来说,企业的信息化过程中的监控措施是通过现场信息的实施录入来实现的,通过先进控制的设备和历史的查询功能以及历史数据来向华西考虑出关于控制系统在设备间的网络和信息的网络传递的构成的。 二、网络通信技术在计算机控制中的发展历程 2.1第一阶段 联机技术的首次出现对于不同的地理位置和分散式的计算机处理软件的中央处理器来说,数据运算和收集以及处理过程都是十分复杂的,在计算机的处理和运算中,中央处理器的连接的数据的数目对于计算机的运行速度来说是十分巨大的,对于系统中计算机的处理和运行阶段的传达的导致计算机运行速度的变慢,对于指令的影响会导致信息的通信技术的顶端化速度减缓,他们处于中央处理器的通讯技术的之间的终端的负责和控制技术的研究之间。 2.2第二阶段 从二十世纪开始兴起的计算机互联网技术以及计算机的操作运行系统,对于数据传输和系统的应用来言主要是进行系统的分散式控制和资源的大力整合,对于网络协议的分层计算的来看,二十世纪的生产厂家对于计算的标准并没有一个标准的规范,对于网路的信息共享系统以及最大程度的预言和信息共享系统来看是具有封闭独立的特点的。网络信息系统的共享和数据的互通建设不能得到最大程度的实现。 2.3第三阶段 第三时期开始于二十世纪七十年代末,标准化的计算机的出现才标志着第三时期正式开始,对于计算机技术的应用由于得到微处理器的出现而得到空前的发展,集成电路的大规模应用更是对于互联网和计算机的应用产生了巨大的推动力。对于计算机技术的不断成熟和创新以及微型计算机的运算速度和集成电路的高度安全的特性对于标准化的网络时代而言无疑进入了高速发展阶段,在标准化的时期内,互联网的迅速发展也推动了局域网的使用和进步,对于信息共享技术的研究更为深入,在路由器和调节器的意义上得到了最大意义的研究。 2.4第四时期 最后一个时段是开始于二十世纪末,作为互联网的飞速进步的阶段,高速网络的出现和应用,对于信息高速公路的建立起到了重要的推动作用,各地纷纷建立自己的信息高度基础设施。对于全球的互联网和信息技术的应用作为一个优秀的位置来说,授权人能够得到自己想要的东西在全球的资源都能得到充足的共享。 三、网络与通讯技术在计算机控制中的相关应用 3.1在计算机控制中的具体应用 网络和通信技术的飞速发展带动了各行各业的人们使用计算机通信技术的应用。带动了相关技术的产生和发展,比如电子邮箱。个人移动通信设备和电子数据的业务。应用范围也在不断的扩大,比如目前我们所熟知并普及的4G网络。通信技术的应用范围也在不断地扩大中。还有应急通信系统的建立和投入使用的过程加大了我们对于突发事件的应急处理的能力,为人们的生命健康和个人财产安全得到了保障。智能电网的设计和应用都采用了网络的通信技术。电力系统中的电力线缆以及航海作业GPS导航以及无线视频技术的产生和发展对于通信技术的应用都十分广泛,在电力系统的航海电路中,企业数据的整理和统和也在通信技术的方面占据着重要的作用。 3.2网络与通信技术在计算机控制中的作用 节约能源的消耗,对于信息网络的数据的共享,嫩吼吼减少在数据的保存和管理时损耗的人力物力,个人终端设备能够很好的控制信息的传输和使用,做到对于数据的输入有着多次的促进作用,使得信息的实际价值得到了有效的发挥和使用,为信息的实际价值起到了促进作用,避免了数据在运输过程中的意外和损失。远程教学技术的大规模普及带动了教育事业的发展和进步,为国家和社会的文化建设教育事业做出了贡献,促进了不同国家和地域人们的文化交流和应用。 四、结束语 网络的通讯技术在计算机的控制应用中有着十分广泛的前景,对于如今社会人们正常工作学习和生活都有着密切的联系。对于网络通讯技术的应用,大大提高了人们生活质量和生活水平,促进了社会的进步和发展那,对于计算机通讯技术的要求也越来越高,和人们生活的联系也越来越密切。 作者:秦俊波 单位:鹤岗市公安边防支队 计算机控制论文:计算机控制系统的原理探析 【摘要】电子计算机控制技术的应用,对于自动控制技术水平的提高有着重要促进作用。在计算机控制技术研究中,控制系统的组成与实践操作研究,是当前这一技术研究的重要组成部分。其研究的开展对于我国自动化控制水平,有着不可估量的作用。 【关键词】电子计算机;自动控制;技术原理 随着我国社会生产信息化与自动化趋势的不断推进,电子计算机控制技术的应用得到了广泛应用。在这一情况下,做好计算机控制技术的基础理论研究,用于促进控制技术的有力发展,就成为了当前自动化控制技术与计算机实用技术研究者的重要研究内容。在这一研究中,技术人员以计算机控制系统组成、特点与设计技术为基础,结合新型控制技术的运行原理开展了控制技术原理研究,为计算机控制技术的发展与实用性提高提供理论研究支持。 1计算机控制技术概念分析 电子计算机控制技术的应用,来源于计算机技术的高速发展。技术研究者在研究中将这一技术定义为以下内容:计算机控制技术是以电子技术、自动控制技术、计算机应用技术为基础的自动化控制技术,其运行的优秀为计算机控制技术。所以计算机控制技术,在实际运行中包括了综合可编程控制技术、单片机技术、计算机网络控制技术等多项技术内容。在自动化控制研究中,计算机控制技术的应用可以很好提高自动控制精密度与控制效率,降低控制管理成本。 2控制系统运行原理研究 在计算机控制系统包括了硬件系统和软件系统两个主要系统。自动控制过程即是通过两个控制系统的配合完成。下面我们分别就这两个系统的运行原理进行研究。 2.1硬件系统运行原理 计算机自动控制系统的作用是通过对控制数据信息分析,在通过数据信号完成自动控制的计算机及相关控制设备。在实践应用中,技术人员将其分为通用机系统与控制机系统,两个组成系统。通用机系统在运行中主要是按照软件程序,通过主机对控制数据进行计算、分析、存储以及控制命令的工作。而控制系统则是将通用机系统的命令,发送到控制设备中,完成对自动化系统的控制过程。所以在计算机控制硬件系统中,控制机系统实际上是通用机系统的外延系统,负责完成通用机系统的命令,同时将所控制设备产生的数据信息反馈到通用机系统,完成控制系统与被控制设备的数据交换过程。 2.2软件系统运行原理 如果将硬件系统比喻为控制系统的躯体与器官,软件系统则是计算机控制系统的神经系统,负责指挥计算机控制系统的正常运行。自动控制软件系统在实际运行中,包括了系统软件与应用软件两个组成部分。系统软件是计算机软件运行的基础,负责对应用软件提供支持,同时负责对系统自身运行提供帮助。如计算机各类操作系统、计算机运行的监控软件、语言与数据处理软件等,都是系统软件的组成部分。而应用软件则是通过程序运行,完成通用机与控制机系统发出的各项控制指令,完成对被控制设备的控制工作。 3计算机控制系统实践操作原理 在计算机控制系统运行中,硬件系统与软件系统的配合工作过程大体如下。 3.1控制系统设计 技术人员在计算机控制设置中,首先需要做好控制系统的设计工作。其主要工作内容包括以下程序。首先确定系统需要的控制任务说明书。在控制系统设计开始前,技术人员需要了解被控制设备的技术参数、运行原理,以及设备生产加工工艺流程、精度要求、设备运行需要实现的功能等各项技术指标。除此之外,技术人员还需要对设备运行环境、操作技术人员素质等外界因素进行信息统计、分析,制定出有效的控制设计任务说明书。这一过程是控制系统设计的基础工作,对于设计过程起到了有力的支持作用。 其次制定系统总体方案设计。在任务说明书基础上,技术人员即可对系统控制总体方案进行设计。方案设计的内容包括了以下内容。一是根据任务书内容,选择硬件与软件系统。根据任务书内容,技术人员在成本、技术指标等条件下,选择合理的计算机硬件主机、周边设备,以及系统软件与应用软件。其选择因素包括了系统控制质量与效率、系统整体造价与工时限制等几个主要因素。二是合理配置硬件与软件系统。在系统硬件与软件系统选择完成后,技术人员还应在方案设计中充分考虑硬件与软件系统是否匹配,合理配置计算机系统使其发挥出最佳效果。三是完成设计方案。在完成以上工作后,技术人员需要将控制系统总体方案落实在文件中。在设计方案文件中应包括硬件系统微处理器选择、计算机内外存储器容量选择、外围接口电路类型与连接方式、控制系统传感器类型、控制系统应用软件开发环境的配置以及硬件系统配置设计与调试工作内容等主要方案内容。 最后是完成控制系统应用软件设计。在硬件与软件总体设计方案基础上,技术以方案要求与控制工作实际过程出发,开始应用软件的设计工作。软件设计的内容包括了软件控制功能设置,以及控制功能运行的逻辑与时序关系。应用软件设计过程中,技术人员需要用软件流程图表述出来。再按照流程图内容,设计出应用相应的应用程序,搭建控制应用软件系统。 3.2控制系统主要方式简析 控制系统在设计完成后,即可进入控制管理阶段。在这一阶段,控制管理可以分为程序控制、反馈控制以及应急控制三个主要组成部分。程序控制主要是按照应用软件程序,由通用机系统向控制机系统命令,再由控制机系统控制被控制设备完成指令。反馈控制主要由被控制设备发出反馈信号,再由控制机与通用机系统进行分析,再根据分析结果做出控制指令。这种控制模式需要与外围监控系统配合进行。应急控制主要是在设备故障、自然灾害等突发情况下,控制系统采用的应急转换、手动控制等特殊的控制方式,是应对突发紧急情况下的控制措施。由于这种控制方式较为特殊,一般不会采用。 4结束语 计算机自动控制技术的优秀在于系统设计与运行两个主要内容。为此技术人员以计算机控制技术系统组成为切入点,结合其设计与控制方式,开展了技术专项研究。为计算机控制技术水平的提高打下有力的基础。 作者:李楠,潘阳,齐莹超 单位:沈阳理工大学 计算机控制论文:计算机控制体系实时性的提升办法 实时控制系统要求在有需求时马上得到满足,没有时间上的滞后,即实时性是第一要求。在工业控制中应用广泛,实时控制系统的使用目的是按时完成规定的任务。控制系统中对于任务必须按要求完成的称为硬实时,不能做任意更改;控制系统中对于任务可以做某些时间上的变更,在某一时间段完成即可的没有严格的完成次序的称为软实时。一个计算机控制系统可以在某段应用时间内实时,没有必要时刻实时。硬实时和软实时相比,硬实时容易因局部错误而导致控制失效,软实时则容错率较高,或许会出现短时间失效但系统能很快恢复。计算机控制系统是为应用而生,按照需求来设计实现的。通用的计算机控制系统从设计之初就考虑其为实时系统,例如WindowsNT、OS390,多数操作系统是分时操作系统,是多任务多线程的。目前人们在分时操作系统中也常常涉及到实时应用,这种应用的实时没有要求精确到一定级别,如利用WindowsXP平台设计某个工业控制程序完全可以满足某些实时应用的需求。 1计算机控制系统的应用分类 计算机控制系统传感器装置采集的一般是模拟信号,模拟信号要被计算机处理则需要模数变换的环节。当计算机控制系统发出数字信号指令时,这些信号到达控制系统的终端时需要转换为执行部件使用的模拟信号,这种过程需要数模转换的环节。(1)数据采集应用:通过控制系统的传感器采集数据信息,要求对传感器装置获取的瞬时数据信息以最快的速度采集到控制系统中。(2)实时控制决策应用:对上述采集的数据能够及时处理,如立即分析这些数据的结果马上得出结论,可以对下一步的控制系统做出决策性判断。(3)实时控制应用:上述做出的决策性判断信息传入下一个环节,中心处理单元根据这些传入数据信息做出迅速响应,在适当时机控制完成整个控制系统的任务。 2Windows系统实时性应用研究 计算机控制系统的实时性要求系统能及时响应,在嵌入式设备中使用普遍,该类系统由于其外设相对简单,系统响应迅速,很容易满足实时性要求。现在计算机平台使用Windows操作系统的占绝大多数,Windows系列操作系统功能很强,系统提供的API非常丰富,操作系统本身是多线程多任务的机制,工业控制多采用现在流行的Windowsxp作为软件平台。基于Windwosxp软件平台,利用软件开发工具设计工控软件,利用这些控制软件实现对硬件接口和外部设备的控制操作。 2.1多线程技术多线程是Windows系列操作系统的一个优势,利用该项技术CPU可以分时地处理不同的任务,用户感觉就是多个任务在同时进行,利用Windows系列平台开发的计算机控制系统,多线程技术是必须采用的,实现实时操作的界面程序作为主线程执行,利用辅助线程对辅助任务进行后台处理,多个线程协调工作,满足用户对实时性的要求,当然这种实时性不是要求很高的。 2.2定时器Windows的定时器在控制程序中非常有用,操作系统执行的任务如果耗时,将占用CPU很多时间,其他的任务等待某个大任务完成后再去做显然是不合理的,Windows操作系统有能力把这个大任务分解,在分解的时候如何统筹执行就依靠Win-dows的定时器来实现,在Windows的消息队列中有个WM_TIMER的消息,分解的任务要等到该消息来临时刻去执行,就可以达到任务分时统筹的目的。不过尽管Windows的机制可以进行分时,但是由于任务有优先级的设定,并不能特别准确地保证这种控制的实时性,适用于要求低的控制系统。 3计算机控制系统的实时性提高策略 对于计算机控制系统的实时性要求很严格,这是与其具体需求密切相关的。例如:在整个移动信息网络中,如果网络优秀设备出问题,要求必须在50ms时间内切到优秀备机设备,否则整个公共移动电话服务将中断,这种情况绝对禁止发生,程控交换网也是如此,诸如此类计算机控制系统实时性要求精确到一定程度。下面分析提高控制系统的实时性的具体策略。 3.1将中断响应时间降到最短当有外部事件触发时计算机控制系统要马上做出响应,从响应该外部触发事件到执行中断代码程序的时间要求很短。这个响应时间间隔定义为中断延迟,对于优秀的计算机控制系统要做到随时能响应并处理中断,现实应用中处理程序的某些情况有屏蔽中断的要求,比如在数据库修改过程要求短暂屏蔽中断处理,这种屏蔽是必要的,保障正常数据库读写操作。屏蔽时间的最大值叫做最大中断延迟。在嵌入式应用系统中硬件中断的次数不确定,与系统的实际情况关系很大,有可能出现若干次的硬件中断,举例:病人监护系统也是一种计算机控制系统,在监控一个病人心脏的实时情况时,假如病人心跳发生多次变化,这种传感信息通过网卡传入网络信息系统引起护士注意,护士响应该信息按下相应功能按键,即中断得到迅速处理,这是刻不容缓的,否则情况不容预测。计算机控制系统能够在处理上采取最优先处理,支持最优先响应。 3.2将进程切换时间降到最低在控制系统中经常面临新任务新情况,如果中心处理器在处理某个任务时,有突然的任务加入,该任务的优先级高,处于不能协调的情况必须先处理新任务,否则会影响这个系统控制的实施,那么中心处理器需要马上切换任务,保存当前正在处理任务的一切设置及参数,例如需要保存寄存器信息和内存当前状态以及当恢复该任务需要的一切信息等。这个过程也需要消耗处理器时间,对于任务没有交叉的情况很容易处理,直接切换即可,可是对于2个有交互信息的任务需要处理的信息较多,需要耗费一定时间。为了保持实时性,必须尽量将进程切换的时间降到最低。 3.3优先级继承抢占优先级不是在任何时候都能奏效,由于操作系统的机制并不能完全保证高优先级都能抢占低优先级的资源,也会出现低优先级占用资源不放的状态,这种状态的解决方法是通过优先级继承的方式获得资源,使计算机控制系统的实时性得到保证。计算机控制系统有网络分布架构的,如果一个计算机控制系统拥有网络分布的多个终端,该控制系统就支持网络架构的优先级继承方式,通过优先级继承方式获取到对资源的占用,假如对于这种情况没有解决方法,那么这种多终端的网络式计算机控制系统很容易陷入局部网络瘫痪或系统停滞的状态。 3.4缩短进程资源分配等待时间多进程计算机控制系统资源是共享的,那么对于资源的合理调度就是首要问题。对于某个进程当它急需资源的时候能够解决所需这是实时系统的要求,当某个资源被低优先级的进程占用不能释放的时候,所需资源被抢占,以至于低优先级进程在停滞状态,整个计算机控制系统的资源不能协调,这种等待是系统不允许的。解决这种实时性的方法是2种:优先级继承和优先级极限。2者的实现都是通过提高占有资源的低优先级进程的优先级,让其优先级和等待资源的进程优先级相同。 3.5简化控制系统,突出实时性计算机控制系统对实时性要求较高,在控制系统中减少不必要的资源开支,不需要关注美观的界面,尽量满足控制系统的实时需要,主要将实时任务突出。现在实时控制系统较多,计算机控制系统在设计之初要抛掉不必要的考虑,将满足实时需求作为首要条件。 4结语 计算机控制技术是多学科多领域交融的技术,以计算机应用技术为优秀,以电子工业控制为过程,同时将自动化应用、无线电技术、软件编程技术、网络通信技术融入其中,为实现精密仪器设备生产制造、工业自动化的生产过程、国防科研应用等领域提供广泛的应用前景。 作者:国海东左永文单位:吉林工业职业技术学院 计算机控制论文:计算机控制模式汽车应用管理 编者按:本论文主要从计算机控制系统在汽车性能测试方面的应用;计算机控制系统在汽车监控方面的应用;计算机控制系统在汽车检测方面的应用等进行讲述,包括了PLC控制系统、面向对象控制系统、DCS控制系统、模块化控制系统、车载端计算机控制系统的职能归纳、监控端计算机控制系统的职能归纳、计算机控制系统在汽车管理检测方面的应用等,具体资料请见: 论文关键词:计算机控制;汽车行业;汽车性能测试;汽车监控;汽车检测 论文摘要:一直以来汽车工业都是国家经济发展的支柱产业之一。随着社会的进步,经济的发展以及我国入世以后汽车行业的迅速发展,这就把汽车行业对科技水平需求提升到了一个新的高度。文章就计算机控制系统在汽车行业中的一些重点应用问题进行了综合论述。 我国入世以后汽车行业得到了迅猛发展,汽车已逐渐成为人们生产和生活中不可或缺的工具。目前,我国是全世界机动车保有量增长最快的国家(2007年末统计超过2300万辆)。这也就强烈的促进了汽车行业的发展。与此同时,现代计算机控制技术已渗透到汽车的各个组成部分,汽车的结构变得越来越复杂,自动化程度也越来越高。不过对于汽车行业来说,从宏观角度来看计算机控制系统表现最为突出的是在:汽车出厂前的性能测试、汽车出厂后的监控及汽车检测三大方面。下面我们首先来看一下: 1.计算机控制系统在汽车性能测试方面的应用 由于电子技术的飞速发展,测试技术日新月异。应用先进、成熟的测试技术,是成功开发性能优良、经济实用的汽车性能测试系统的基本原则。在汽车性能的测试方面,最常见的计算机控制系统包括: 1.1PLC控制系统 可编程序控制器PLC(ProgrammableLogiccontroller)控制系统:PLC是重要的机电一体化产品,其主要功能是开关量控制。起初主要用于替代继电器控制,目前已发展到具有模拟控制功能,因而应用范围也有所扩展,形成了以PLC为优秀的控制系统模型。 1.2面向对象控制系统 面向对象的控制系统是利用典型基础控制产品,针对特定应用对象进行系统设计和二次开发,二次开发的重点是系统结构、专用系统或部件以及应用软件的开发。这种系统由于其针对性强,因而能够做到系统紧凑、价格低廉,并能实现EIC(电控、仪控、计算机)一体化。 1.3DCS控制系统 分布式控制系统DCS(Distributedcontrolofsystem),DCS是当今汽车过程工业自动化的主控系统,特点是控制分散、操作显示集中、系统具有很高的可靠性和很强的功能。 1.4模块化控制系统 近年来控制模块和模块化控制系统得到发展。模块化控制系统是以模块为基础,组成高度可配置的、分布式采集控制系统,这种系统当I/O出现故障时,只需要调换故障的模块,而不需替换整个系统。模块化控制系统的持点是:结构简单、安装方便、组织灵活、可扩展性较好、可靠性高、维护方便。 2.计算机控制系统在汽车监控方面的应用 从上世纪末90年代,电子信息技术越来越多地进入交通运输部门,并逐渐形成一个崭新的工程领域,即智能交通系统ITS(IntelligentTransPortationSystem)。所谓智能交通系统,就是通过采用先进的电子技术、信息技术、通信技术等高新技术,对传统的交通运输系统及管理体制进行改造,从而形成一种信息化、智能化、社会化的新型现代交通系统。 2.1车载端计算机控制系统的职能归纳 车载端计算机控制系统的职能可归纳为:首先,精确定位:车载监控终端全天候24小时连续不断的接收GPS卫星信号,从而为系统提供车辆的位置和速度,定位精度可达10米。其次,记忆功能:车载监控终端具有存储车辆位置/模拟量/异常信息的功能,而且可存储长达两个月的车辆位置/模拟量信息。第三,控制功能:车载监控终端接收到监控中心的控制命令后,对车辆执行控制动作。第四,通信功能:在GSM网络覆盖范围内,车载监控终端可与监控中心进行数据交换。最后,防劫报警职能:在车辆遭受抢劫时,驾驶员触动一个隐蔽报警按钮,即可在自保的同时等待援助。 2.2监控端计算机控制系统的职能归纳 监控端计算机控制系统的职能可以归纳为:首先,数据预处理:通信服务器从Internet上接收到车辆的信息之后对信息进行初始的验证、校验、数据日志处理。并将待处理的信息分发给有处理能力的监控终端。其次,数据跟踪:将移动车辆的实时位置以列表的方式显示出来。第三,跟踪监控功能:服务器端可以实现对多终端的跟踪监控,系统实现采用TCP/IP协议,采用此协议是因为该协议可以保证信息传输的可靠性和实时性。第四,报警功能:终端设备报警分为预报警,实际报警,以及报警解除三级报警状态,这主要为了避免误报警情况发生,当服务器端收到终端设备预报警信息,则弹出报警对话框,并且在预报警车号列表框中列出发出预报警信息的车号,双击其车号可以使系统定位到该车上,预报警情况不会使系统自动定位该车号的终端。 3.计算机控制系统在汽车检测方面的应用 对于计算机控制系统在汽车检测方面的应用,我们需要从汽车管理检测和汽车故障检测两方面来进行分析。 3.1计算机控制系统在汽车管理检测方面的应用 其实也就是常说的“多站点汽车检测动态管理网络系统”主要是利用计算机信息技术实现道路运输管理部门对多个汽车检测站的检测数据进行实时传输与检测结果的自动判断,实现车辆二级维护备案,并实现对道路运输车辆技术状况的实时监控和道路运输车辆相关信息的自动化传输,该系统还可以对汽车维修企业的二级维护车辆的一次检验合格率进行监控,该系统可以应用于所有道路运输管理部门,以及其相应的检测站,利用网络技术实现车辆技术管理及信息传递的自动化,满足交通部4号令的要求。该系统采用分级分布式星型网络结构,网络各工作站点通过集线器相互连接构成检测系统局域网络,完成数据通信和信息传输;通过调制解调器能方便地与电话网连接,加入Internet国际互联网,实现局域网与局域的远程通信,从而构成广域网。其车辆检测、办理车辆技术等级评定和二级维护签章实行封闭式自动检测和流水作业办公。 3.2计算机控制系统在汽车故障检测方面的应用 经过多年的发展,目前国内的汽车故障检测维修行业已具相当规模。大部分汽车综合性能检测站均采用了计算机控制系统,汽车维修企业也应用维修信息管理系统,一定程度上实现了检测自动化和管理科学化。 3.2.1计算机控制系统可以为汽车故障检测提供技术支持 通过计算机控制系统完善汽车行业整体信息化之后,维修企业就可以通过一个公共的专家数据库查询需要的维修技巧并将自身的工作经验与同行共享;一个维修企业的配件储存是有限的,但如果将每个维修企业甚至供应商的配件仓储量、型号和规格等登入信息网,可以较好地解决企业配件短缺但一时难以购置的问题;为车主提供周到迅速的服务,应是每个维修企业追求的目标之一,车辆检测不合格需要进厂维修时,维修企业可以通过网络查询到该车辆的原始检测数据和汽车性能曲线,极大地提高维修效率和准确性。 3.2.2计算机远程故障控制系统对汽车行业的现实意义 目前我国汽车维修行业已经从完全依靠检查者的感觉和实践经验进行诊断的阶段,发展到了利用专门设备进行综合检测诊断阶段。计算机远程故障控制系统为传统汽车故障诊断技术进行了很好的补充。 首先,它增加了用于远程诊断的诊断服务器,并预期能与该技术领域力量较强的大型汽车维修企业、科研院所、高等院校或国内外汽车生产厂家建立的故障分析诊断中心互联,同时与相关专家建立一种协作关系,共同为系统提供高效、快捷的远程故障诊断服务。其次,形成了丰富的诊断数据库和诊断知识库,提高了诊断智能,并通过多手段、多专家协同对故障进行会诊,提高了故障诊断的准确性和可靠性。再次,远程故障诊断技术同时克服了地域障碍,使用户在行驶过程中也可以对汽车进行故障诊断和状态监测。 计算机控制论文:计算机控制中网络与通信技术分析 摘要:二十世纪末以来计算机和信息技术的飞速发展,为网络和通信技术的发展打下了良好的基础。最近几年,我国的网络与通信技术有很大的进步,在我国社会的各行各业都发挥着力量。本文介绍了几种常见且使用率高的网络与通信技术,分析它们是如何在计算机控制中发挥作用的。 关键词:计算机;控制;网络;通信技术 计算机网络技术和通信技术结合的理论的提出,是现代信息沟通领域一个里程碑式的进步。通过这两种技术的结合,信息传递的方式更加丰富,速度也得到了极大的提升,极大地方便了人与人之间的沟通。这二者的结合突破了传统通信技术信息交换和数字编码的限制,在现代快节奏的社会中充分发挥了作用。 1计算机网络技术 计算机网络系统是现代通信技术和计算机技术结合的产物。在计算机网络系统中,通过一些硬件的设备和线路,将处于不同区域网络中的计算机连接起来,从而达到不同计算机之间的信息流通和交换。简单来说,计算机网络技术就是在不同计算机之间搭建了一条能够沟通的路。我们所说的网络是指由电话线、电缆等数据线以及无线传输方式,建立的以计算机为节点的信息传输渠道。计算机网络系统由资源网络和通信网络两种系统组成。一般来说,计算机网络主要由六种互联的设备组成,包括路由器、网关、中继器、网桥、集线器以及交换器。通过计算机网络之间各节点信息的传递,实现电子数据的传输和共享,是现代网络技术使用的主要方式。 2计算机数据通信技术 数据通道并不是一个通道,而是指不同计算机之间进行数据交换的过程。随着技术的革新,数据通信具有不同的发展阶段,从传统利用模拟信号达成的模拟通信,到使用数字信号的数字通信,再到如今依靠信息源发出的数据信号,数据通信能够传递的信息越来越丰富,速度也在不断提高。其中,数据通信又可分为电路交换、报文交换和分组交换三种交换方式。计算机之间的信息传输和共享,主要是通过网络协议实现的。使用相同计算机语言的计算机可以在相同的网络协议的基础上,进行信息交换。网络协议的选择,往往要根据有具体的情况来确定,而不是一成不变的。 3网络控制技术类型 3.1以太网 现代计算机网络技术中,以太网是使用最为广泛、运行最为稳定的技术,无论在商用还是政府官方使用的网络技术中都是主流的计算机网络技术,同时,以太网技术还在不断改进,并逐渐适应工业方面的工作。以太网技术能够发展到今天的地步,离不开它极高的适应性和先进性,具体优势可以总结为以下几点:①以太网能够在各种类型、各种用途的计算机中发挥稳定的效用,并且对使用现场总线的标准也没有很严格的限定,能够在各种场合发挥作用;②由于技术发展已经比较成熟,以太网在建设和使用过程中的成本控制效率较高,设备、技术、维修等方面都具有一定的成本优势;③资源丰富硬件资源丰富是以太网的重要优势之一;④传输速度与其他技术相比有很大的优势,不仅速度快切传输稳定,提高了资源的共享及信息交流的效率;⑤开发潜力大其具有上述多种优势,在许多领域成为了主流技术,还可以延伸到许多其他领域,开发潜力大,具有持续发展的意义。 3.2现场总线技术 现场总线技术一般应用于生产过程中及微机化测量控制仪器或设施中,其能够构成数字化及开放式的信息传输系统。现场总线技术的作用是能够极大的帮助计算机网络系统的运行和控制,提高稳定性,降低系统成本。国际电工协会对于八种现场总线的标准进行了确认,如以太网、基金会现场总线FF等。正是因为现场总线技术的应用,位于不同位置的网络设备才能联系成一个整体,实现信息共享、数据传递的功能。该技术的基本特点有几下几点:①由微处理器将分散在不同位置的设备联系成一个网络,进行统一的控制。②使信息的处理更加及时、迅速、稳定,隔绝了不同地区外在因素的影响。③处于不同位置的设备虽然形成整体运行,但是每个版块的功能相对独立,就算某个板块出现故障,其他版块也可以继续运行,提高了可靠性,在一种功能失效后,不影响其他功能的正常运行,在维护上也较为方便。 4计算机控制中的网络与通信技术的发展阶段 4.1联机阶段 联机阶段,计算机的中央处理器是运行的主体。在这一阶段中,计算机需要对处于不同位置的多台计算机进行连接,并进行信息交换,此时,主处理器将处理规划连接的顺序、接收后的存放位置以及一定的反馈工作,计算机其他剩余的部分也会在主处理器的指挥下对接受的信息进行处理,并将信息反馈给主处理器。在整个过程中,中央处理器除了要负荷本身的处理工作外,还要指挥其他结构,这在一定程度上提高了对中央处理器性能的要求。而随着现代网络信息链接的对应端不断增加,中央处理器要应对的对象越来越多,负担不断加重,处理器的运行效率下降,对信息的处理质量在不断降低。一般人们采用增设通信控制器或前段处理器的方法来解决这个问题,这两种设备可以独立负责计算机与终端计算机的对接,可以极大地提高数据处理的速度。 4.2计算机互联阶段 二十世纪六十年代,网络基本处于互联阶段。当时使用的互联网络,虽然能够实现一定的信息共享,系统具有分组交换、控制等功能,但与现在使用的通信系统相比还是具有较大的封闭性,且在计算机之间的连通性上也有很大限制,效率与现在的网络系统相差甚远。 4.3标准化网络阶段 微处理器和集成电路的诞生使计算机技术进入了一个崭新的阶段。二十世纪八十年代以来,计算机的体积在不断的缩小,然而,计算机运行的效率却没有降低,反而得到了巨大的提升。现在使用的计算机不仅体积轻薄,功能完善,运行也越发稳定。再加上企业管理模式改变等社会的进步,人们通过路由器和调制解调器等设备,发展出了局域网,从而实现了一些群体计算机之间交互式网络的诞生,这种网络能够实现信息的完全共享,且与外界网络环境隔绝,呈现了较大的私密性。 4.4互连和高速网络阶段 信息高速公路理论是二十世纪九十年代提出的一种思想,在这种思想的发展过程中,它逐渐展现出了其余现代网络信息通信的切合性。美国是世界上最早开始重视信息工程建设的国家,在美国之后,全球范围内也逐渐接受了这一思想,开始进行网络信息工程的建设。现在,全球互联网通信系统已经完全建立了起来,实现了全球性的信息资源共享。 5计算机控制中的网络与通信的主要技术 5.1以太网 以太网与其他网络相比有许多优势,如以太网建设成本低、应用范围广,能够兼容绝大多数软件和硬件设备,通信传递的效率高,因此在世界范围内,以太网市场的前景都非常可观。目前阶段,不仅仅是商用计算机通信,在一些工业领域内也开始使用以太网。就市场情况来看,以太网技术与其他技术相比,具有很大的技术性优势,而又因为其成本低廉,它的价格在市场上有较强的竞争力。采用以太网来建设通信网络,能够让网络的建设成本得到节约。而这些优势不仅使以太网在市场上不断扩张发展,也推动了整个计算机网络和通信领域的发展。 5.2现场总线技术 利用现场总线技术,可以实现微机化的测量控制设备与生产现场之间的数字化和开放化通信,保证计算机控制的网络和通信技术的完整实现。目前常用的现场总线技术采用的是基带传输。这种方式具有较快的运行效率和独立性,以至于它的时效性和稳定性都比较强。另外,由于现场总线系统中发挥左右的各模块相对分散,在进行维护时可以分别进行,减少对整体系统的影响。此外,现场总线技术与其他技术相比,线路之间的互联结构更加开放,不同层级的线路大街变得更加方便,且因为具有较强的互操作性,就算是不同厂家生产的设备,只要确保使用相同的通信协议,彼此之间的联通就不会有障碍。 6计算机控制中的网络与通信技术的应用 目前,计算机网络和通信技术得到了不断的发展,其应用的范围也不断扩展,例如电子数据业务、个人移动通信、电子信箱等。当然,它的应用范围并不局限于此。打个比方,目前最常用的计算机网络和通信技术就是3G和4G技术的运用。在城市配电网络中使用3G和4G技术,能够实现配电网中的自动化通信系统,配合应急处理系统,在事故发生时,能够在第一时间向控制中心传递消息,并采取措施控制。再比如无线视频技术在企业、政府部门之间的运用,也是通过计算机网络与通信技术,来将上级的指令传达下去。这些计算机网络和通信技术的应用在个人生活和政府工作中都发挥着巨大的作用。 7结语 当今社会,无论是工作、学习还是日常生活,人们都无法离开计算机网络和通信技术。正式因为这些技术的广泛运用,才使得当今人们的生活水平提升。目前计算机网络和通信技术的发展已经达到了相当的水平,但我们不能停止探索,随着人们对生活质量的要求不断提高,一些对于通信技术的新的要求被提出,如果有一天这些要求能被满足,也将成为一个巨大的跨越,并为人们的生活提供更多的帮助。 作者:张智 单位:国家新闻出版广电总局694电台 计算机控制论文:汽车计算机控制与网络技术研究 1计算机控制汽车管理检测系统 车辆维修企业可以通过一个全国公共计算机专家数据库,将全国每个汽车维修维护企业、4S店情况、车辆故障维修技巧、汽车维修技工技师自身的工作经验、全国汽车零部件供应商的配件仓储量、汽车配件型号和规格等车辆维护维修管理相关信息录入公共数据库。相关车辆维修企业就能通过网络查询到该车辆的原始检测数据和汽车性能数据,计算机就可以进行综合检测诊断,实现全国汽修行业共享资源、技术,解决汽修企业配件短缺难以购置与调配、过剩等问题;车辆检测不合格的维修;车辆维修疑难问题等,提高了车辆维修效率和准确性。车辆故障远程监控系统用于远程诊断的诊断服务器,用便携式电脑和车内网络之间进行短程无线通信,监控和操作汽车的传感器及控制单元,使车辆在运行过程中实现远程监控和诊断。利用汽修专家、大型先进汽车维修企业、汽车科研院所、高等院校或国内外汽车生产厂家的技术资源,建立故障分析诊断中心互联网,可以提供高效、快捷的远程故障诊断服务,提高了故障诊断的准确性和可靠性,克服了地域障碍,为传统汽车故障诊断技术进行了很好的补充。 2汽车计算机控制系统发展趋势 2.1智能交通系统(ITS) 未来汽车智能化传感器提供用于模拟和处理的信号,并能对信号进行放大和处理,自动进行最优化检测和自我校正线性和非线性的传感器信号。ITS是与计算机技术、信息科学、卫星定位等多个交叉学科相结合的系统,可以预测不久的将来会普及应用,它会将汽车行驶过程中的即时动态信息、目标资料等通过计算机系统优化处理,通过卫星等随时随地向驾驶员提供行驶过程的最短距离、进入最近加油站、休息区、商店、绕开车辆密度相对集中处的最佳行驶路线,使车和车之间保持最佳安全距离;汽车防碰撞雷达的先进调速系统可以使汽车自动调速,提高高速公路的交通流量,可降低和避免交通事故。汽车采用的卫星导航系统(GPS),定位卫星系统可以使驾驶员随时随地获取沿途天气、道路上的车流量、发生交通事故路段、某路段汽车交通堵塞等各种情况,智能交通系统可以综合、分析、判断、传输出汽车当前最佳的行车信息与路线,提高车辆行驶最佳综合性能。 2.2高速数据传输网络 电子技术、计算机技术和信息技术的迅速发展,汽车上电控器件的应用会越来越多,越复杂,车载电子设备间的数据快速交换要求越来越高。数据传输系统是一个复杂的信息交换与控制系统,它要求该系统容量大,传输速度快且计算处理速度高,因此将来它一定是采用光导纤维的高速数据传输网络,会对各子系统进行协调,将车辆行驶性能控制到最佳水平,以提高汽车的综合性能,行车质量。 2.3未来智能汽车 给汽车装上“大脑”,让汽车学会“思考”,这是汽车行业发展的必然趋势。目前世界很多大公司都在研究智能汽车。未来的智能汽车肯定有一套完善的导航信息资料库、GPS定位系统、车辆防碰系统、紧急报警系统等。未来智能汽车必定会装备有能同时进行多种设备通讯、联络的计算机智能系统,除进行汽车本身的智能控制和操作外,还会提供多方面、全方位的信息化服务,例如与全球互联网连通的办公自动化系统、可视高保真多媒体可视通讯设备等,使汽车行车过程安全、舒适、便捷。将来驾驶汽车会成为依靠计算机控制系统即可实现每个人都能驾驶的最普通的智能交通工具,在遵守交通法规的前提下,无人驾驶汽车也将成为未来的汽车发展趋势。 3结语 总之随着计算机技术、网络信息技术等的迅速发展,汽车的智能化、信息化、网络化将会不可避免,汽车计算机控制与网络技术将成为汽车工业发展的未来趋势,未来汽车的各系统功能必将更加提高和完善. 作者:姚慧文 单位:山东胜利职业学院 计算机控制论文:计算机控制类课程机械制造论文 1.存在问题 1.1学生的思维观念问题 机械制造及其自动化专业学生普遍认为机械类学科应该以机械设计和机械制造为优秀,主要学习机械的设计以及与之相关的加工技术,其它与机械“无关”的课程学不学无所谓。所以,在计算机控制类课程的教学过程中,大多数同学表现消极,仅求考核过关。有的机械制造及其自动化专业的学生甚至认为计算机控制类的课程,应该是计算机专业或者控制专业的课程,这些课程与自己的专业方向不相关,花时间在这些课程的学习上,浪费自己的时间。 1.2计算机控制类课程设置上与专业结合生硬 普通的本科学生在大学课程期间会学到很多的计算机类课程,但真正把计算机控制类课程与机械类主干课程相关联的课程却几乎没有。比如,机械制造及其自动化专业的学生都学习了机械设计课程,课程中对于丝杆的设计与计算进行过讲解;同时他们也学习过单片机或者PLC之类的计算机控制课程,对伺服或者步进电机控制也有一定的了解。但由于我们教学过程中缺少将两者有机结合的主干课程,所以,但在大多数同学的眼中,这两门课程没有任何的关联,是独立的两门课程。由于机械和控制类课程的生硬结合,也导致学生在进行机械设计的过程中,对于设计中需要考虑的机械传动与动作部分,都用一个方框替代,认为这是计算机专业学生需要解决的问题,这就使得有些机械设计成为了“空中楼阁”,无法运行。 1.3机械制造及其自动化专业针对计算机控制类课程的实践 与创新环节尚未形成实践和创新环节是学生将理论知识与实践相结合的重要组成部分,机械类学生的实践环节多是针对某个零件的生产工艺或者设计过程进行的,而对于其生产制造过程中的动作及工艺自动实现部分却视而不见,这种长期以来形成的实践环节,更进一步地加深了学生对其课程学习的偏见。针对计算机控制类课程的实践和创新环节目前大多数的学校没有形成一套成熟的方案。 2.机械专业计算机控制类课程教学改革的方法与实践 2.1转变学生的思想观念 大学生进入学校后,专业教育很重要。在专业教育的过程中,机械制造及其自动化专业的老师不仅需要强调其未来四年需要学到优秀专业知识,同时,要进一步强调为了提高生产效率和减轻劳动强度,控制类的课程也是必不可少的组成部分,不能让学生在思想上对该专业开设计算机控制类课程存在偏见。其次,在机械类课程教学的过程中,机械设计、机械制造课程教学的老师,在提及到电机和控制之类的素材时,也需要提示同学们在今后的计算机控制类课程会进一步说明和讲解,这样可以使得机械制造及其自动化专业的学生逐步认识到该专业课程不仅仅是机械设计和制造等机械类课程组成,它是一个系统的工程,同时也有计算机和控制之类的课程。这样不仅可改变机械制造及其自动化专业学生在大学期间的思想观念,同时也会影响其今后的设计和制造工作,使其对事物的认识不仅仅停留在某一个方面,而会从系统的角度来进行分析和研究。 2.2机械类课程与计算机控制类课程有机结合 为了改变传统的机械类课程与计算机控制类课程的生硬叠加的教学模式,大学本科教学的老师有必要从机械制造及其自动化专业课程与计算机控制类课程的内在联系出发,提取机械类课程与计算机类课程的关联因素,对现有的教学模式进行改革,对两类课程之间的空缺进行有益的补充,形成比较完善的机械专业知识体系结构。在教学的过程中,可以尝试将机械类课程与计算机控制类课程分解为知识点、章节和教材的三种结合模式,形成点、线、面的三级结构,将机械类课程与计算机控制类课程真正做到此有机地结合,形成学生在专业课程学习中的一个重要结成部分和重要的学习环节。 2.3针对机械制造及其自动化专业的计算机类课程的实践环节研究 实践教学环节是学生对所学理论知识进行验证的手段,也是学生进行创新设计的重要基础,因此对机械制造及其自动化专业学生的计算机类课程的实践环节研究也是必不可少的,而且是十分重要的。在教学环节中,需要从机械的部件、功能、组成和接口之间的联系出发,将机械制造及其自动化专业的实践教学分解为设计类实践教学、工艺类实践教学和控制类实践教学三个组成部分,从而形成实践教学中的三大优秀模块。实践教学的内容紧紧围绕三大模块展开,在实践教学的过程中,既能体现机械制造及其自动化专业的三大优秀模块的独立性,又能强调三大模块之间的关联性。通过实践教学环节,进一步加深学生对机械是一个系统工程的认识。此外,在注重学生实践环节训练的同时,鼓励学生参与各类与机械和控制相关的设计大赛,如全国的机械创新设计大赛。通过参加各类大赛,不仅可以提高参赛学生对本专业所学知识的应用能力,同时也可以激发本专业学生对课程的学习热情,在整个院系形成一点带面的学习效果,形成良好的学习氛围,使控制类课程真正融入到机械类课程的学习和实践之中,为培养知识全面的新时代机械制造及其自动化专业人才提供有力地保障。 3.结束语 针对我校机械制造及其自动化专业中的计算机控制类课程教学过程中存在的问题进行研究,分析了目前影响计算机控制类课程学习热情的因素。同时,针对这些问题提出了教学改革方法,将新的教学方法和做法应用于机械制造及其自动化专业的教学过程中,可以改变学生对机械专业课程的认识,提升学生对机械设备的系统认知能力,完善其自身的知识体系结构。该教学改革的研究,为机械制造及其自动化专业计算机控制类课程的教学工作的顺利开展提供了有力的保障。 作者:张成俊 张弛 张智明 单位:武汉纺织大学机械工程与自动化学院 计算机控制论文:计算机控制技术课程教学改革论文 1课程教学中的问题 《计算机控制技术》这门课程在不同高校的课程设置有很大的不同。有的高校侧重于以计算机为主线,着重讨论直接数字控制系统、以及现场总线控制系统等计算机控制系统。有的高校侧重于硬件系统的设计和仿真,而对软件却是一带而过。有的高校针对的是计算机控制技术的数学描述及控制算法。应该说各个高校在教材的选取和教学环节的进行中都有自己的独到之处,但是对于针对本校学生的实际情况,这些是远远不够的。在经历了若干个环节的教学和实践中,我对计算机控制技术这门课程的教学改革的方法和实践有自己的一些认识。 2课程教学改革的方法和实践 2.1教学环节突出侧重点 针对本校学生的实际水平,在教学环节中突出侧重点。由于本课程的第一部分主要涉及计算机控制的基础知识、数学模型及控制原理和分析方法。这一部分内容在前期的自动控制原理、复变函数中都有所讲述,那么在本课程的学习中主要是针对课程内容进行复习和总结,而不作为重点内容进行讲授。而第二部分中,讲述的是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分是众多学科实践与应用的理论支撑,包括了经典控制算法如PID控制算法及其改进等,复杂控制算法如最少拍控制及达林算法等以及数字滤波等数据处理方法,同时包括了系统仿真算法。这一部分作为重点内容讲授。而第三部分是控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真。该部分需要学生动手实践来完成,实际应用也很广泛,在讲授中同样以举例的方式让学生能亲身体会到软件方面的使用。 2.2教学与教材有机结合 针对《计算机控制技术》这门课程的特点,现有的高校教材可谓是形形色色,各有各的特点,那么如何使学生更好的学习课程内容而又不依赖于教材呢?或者说如何使学生更好的理解教材内容而更深入的学习课程知识呢?这就要求将教学与教材有机的结合起来。针对本校学生特点,不能拘泥于一本教材来学习本课程,因此,在教学过程中,第一部分内容也就是前期的计算机控制技术基础知识和数学模型等内容,主要针对学生现有教材以及自动控制原理等教材进行讲解,第二部分内容主要是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分的内容想对比较难,计算量大,因此既应用现有教材,还参考于海生等编著的《计算机控制技术》以及汤楠等编著的《计算机控制技术》等教材,针对算法的部分,结合不同教材的例题,使学生更好的理解算法的来源。第三部分即控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真,该部分更多的需要学生自己动手操作,那么在上课的过程中针对例题给学生通过多媒体演示的方法,引入知识点来提高学生学习的积极性。 2.3有效利用实验环节 《计算机控制技术》这门课程不但有独立的理论和方法,而且有相当强的实践性和应用性。因此,要学好这门课程,必须有效的充分的利用实验环节。本门课程安排在第六学期开设,该课程的实验的设置充分结合课堂内容,考虑以实际应用为主,主要安排了数字滤波器、数字PID控制算法、最小拍控制、大林控制算法等等。并为了提高学生的学习兴趣以及拓展学生的知识面,还安排了选做的步进电机控制、温度控制系统等现实中广泛应用的实验环节。 2.4重视教学中的考核方式 考核是评价学生学习、了解教师教学效果的一个重要杠杆。而仅仅通过期末考试的方法来对学生进行考核的话,有可能使学生平时不注重学习,期末搞突击,考后知识还给老师。我们把考核分为了4种: ①课堂作业。每次作业计10分,按照作业次数折合成满分10分的平时成绩。 ②课堂表现。针对学生的课堂状态以及回答问题的正确率和积极性,计10分平时成绩。 ③实验环节。针对各个实验中学生的预习情况、实验过程中的参与情况,实验结果的准确度来评价,满分计10分。 ④期末考试。期末考试成绩折合成70%,再加上以上3项的成绩即为学生的总体考核成绩。这样分配更加合理,也充分调动了学生的积极性。 3结语 我在从事《计算机控制技术》这门课程的教学过程中,也深深的被该课程的魅力所吸引,同时也深感学生是蕴藏着极大的学习热情和潜能的,关键是要靠教师去挖掘。通过我对该课程的教学改革的一些方法进行了实践后,学生对该课程的掌握和实际应用能力均有了很大的提高,并且在课堂中,也明显感觉学生有了活力和动力。那么在今后的教学中,我将投入更大的精力在该课程的教学改革中,希望能用我的微薄之力使该课程的教学能更上一层楼。 作者:马智慧 田振宇 单位:沈阳工业大学 计算机控制论文:小议计算机控制中的网络及通信 1.设施的优点及功能 有所区别,中继器的功能在于传输两个节点之间的物理层的相关信息,数据等;网桥,其作用在于将两个不同的局域网连接起来;交换机,其运转的位置在于数据链路层,具有操作方便、性能良好且成本低;集线器,在网络信息输送的过程中作为输送媒介的中央节点;路由器,转发各个局域网之间传输的数据包;网关,可以连接协议出入较大的两台计算机。 2.网络控制技术类型 2.1以太网 纵观现在的计算机控制技术,以太网已经成为了应用最为广泛的技术,其在商用计算机和过程控制范围内中高档信息的管理和通讯中占主导地位,并正在进一步向工业现场渗透。其具有适应性极强及技术先进的显著特点,该特点也是其得到广泛应用的重要因素,具体优势可以总结为一下几点 :①适应性极强 适用于各种类型的计算机,并没有现场总线的标准,因此适用性极强; ②成本较低 想较其他的控制技术,及成本需要的设备、原理、使用流程等均较为简单,成本低; ③资源丰富硬件资源丰富是以太网的重要优势之一; ④传输速度快 其对于数据的处理及传输速度快,提高了资源的共享及信息交流的效率; ⑤开发潜力大 其具有上述多种优势,在许多领域成为了主流技术,还可以延伸到许多其他领域,开发潜力大,具有持续发展的意义 3.现场总线技术 现场总线技术一般应用于生产过程中及微机化测量控制仪器或设施中,其能够构成数字化及开放式的信息传输系统。该技术的主要作用在最终完成控制、信息传输以及计算机技术的各项功能国际电工协会对于八种现场总线的标准进行了确认,如以太网、基金会现场总线FF等。其利用现场总线技术,控制测量设施能够转变成网络节点,使处于不同位置的设备形成一个完整网络系统,并将信息共享,共同作用,互相协作维持正常的功能运转。该技术的基本特点有几下几点: ①微处理器为中心 该总线将现场的设备全部连接起来,统一控制; ②实时性、抗干扰能力强 该技术在数据传送上采用基带传输方式,速度快,且传输过程不受其他因素的影响; ③功能独立性 各个功能板块相对独立,不受其他功能的影响,提高了可靠性,在一种功能失效后,不影响其他功能的正常运行,在维护上也较为方便; ④各个网络之间联系紧密 其开放式的网络结构能够达到同层的网络相互连接及接入信息管理网络; ⑤兼容性良好 在通信协议一致的条件下,不同型号、不同供应商出产的设备也能够进行统一组合及控制,兼容性及可操作性较强 4.现代控制网络情况 总体来看,现场总线技术具有较多显著的优势,包括可靠性强、稳定性好、技术较为成熟、实用性及兼容性良好的特点,但是由于自身的性质限制,也存在许多固有的缺陷,包括信息传输慢,效率较低;总线标准繁杂,如果总线标准不一致时,设备的连接控制存在较大的障碍;而以太网刚好与之相反,其数据传输速度快、兼容性好,不受型号、标准等因素的影响,但是可靠性不佳,且存在某些不稳定因素,因此,没有在现场设备控制方面得到广泛的应用,但是,对以太网技术进行改造后,其潜力的巨大的。基于上述情况,一般企业信息化网络是把以太网及现场总线技术配合使用,将二者都优势进行互补,扬长避短,使之的功能得到最大优化。 该应用形式的基本结构为现场设备层、过程控制层、信息处理层。现场控制层的作用在于传输现场各个设备之间测量和控制的相关数据信息。过程控制层在功能为完成现场的各类信息向实时数据库的输入过程。信息处理层是整个控制网络的优秀,主要由以太网组成,其功能为传输各类数据信息,包括企业的各类方案、销售计划、财务报表等。 5.总结 计算机技术深入的发展,互联网的普及,该类信息技术给人们的生活带来了巨大的变化,是人们的生活逐步简单化、高效化、智能化。计算机数据通信技术的应用逐渐覆盖到了生活工作的各个方面,使人们的生活更加方便,如手机电视;人们沟通更加顺畅,如视频通话;生活更加丰富多彩,如数字电视等,涵盖范围广阔。按照现在的形势分析,其今后会与网络联系更加密切,对于社会信息化的转变有着十分重要的积极意义。 作者:孟鑫伟 赵翔 单位:陕西省天然气股份有限公司 计算机控制论文:计算机控制心理学实验计时问题分析 摘要:近几年计算机应用获得了大力推广和普及,如今几乎所有的公司办公都已经实现了无纸自动化。同样的,心理学实验领域也应用了相应的计算机技术,帮助其实验工作能够高效顺利的开展、获得更好的效果。但需要注意的是,在心理学实验进行过程中,计算机控制环节所产生的计时误差不可忽视,且该误差存在某种程度的随机性。本文讲解了“计算机控制的心理学实验计时问题与新方案设计”的详细内容。 【关键词】计算机控制;心理学实验;计时问题;新方案设计 这几年伴随时代的快速发展与社会经济的提升,中国心理学领域也获得飞速成长。而作为科技力量中流砥柱的计算机技术也被心理学实验大量使用,其不但能够进一步提升实验的工作效率,还有利于推动心理学领域实现可持续发展。但是由于计算机各类系统越来越复杂导致其计时问题更难解决,其优化措施遭遇瓶颈,从而使得心理学实验的测试结果存在误差。需要注意的是,在心理学实验进行过程中,计算机控制环节所产生的计时误差无法预知,并存在某种程度的随机性。 1计算机控制的心理学实验所面临的计时问题 1.1实验采用Windows、Linux等通用系统无法精确计时 现在我们比较通用的计算机系统都不是针对心理学实验专门开发的,如:Windows系统、Linux系统等。因此若在实验中不对这些系统计时做改善和优化,则会导致严重的计时误差,心理实验所获得的结果数据也会不准确甚至报废。大多数计算机采用的通用系统都属于多任务操作,这种系统的特点便是针对并发任务进行执行,使其依照某种规律依次进行调度。若在心理实验过程中应用此类系统,就算将实验设置为最优先的任务权限,也无法使得实验占据整个CPU的内存资源,并且在该系统中随时都可以将心理实验任务中断,且该实验的中断时间、次数都存在某种程度的不可预知性。由此可知,Windows、Linux等通用系统由于自身多任务操作的特点,无法在心理实验过程中进行精确计时,可能并不适合被采纳应用。 1.2实验过程中显示器刷新呈现时间无法有效控制 很多心理实验在应用计算器的时候需要借助其显示器,将某些刺激信息传递给实验人,但是显示器由于自身刷新率的特征导致心理实验在时间控制环节存在难以修正的问题。因为普通显示器数据更换必须是其刷新周期的N倍,且N为整数。所以不管心理实验程序在之前设置的显示时间是几毫米都没有意义,实际心理实验进行过程中无法对其显示器确切的信息呈现时间进行控制。如:某心理实验过程中对实验人的展示的图片刺激需要二十毫秒,但是该实验应用的计算机显示器的刷新周期是十四点三毫米,那么最终实验人所接收到的刺激信息时间是十四点三毫米或者二十八点六毫米。 1.3心理实验过程输入设备易引发随机性延时 我们生活比较常见的计算机所应用的输入设备便是鼠标、键盘等。在心理实验过程中应用这些输入设备会存在某种程度的延迟,从而导致计时误差。其计时误差程度取决于输入设备的型号、性能等等。这些都不是心理实验程序所能决定的,且其延时存在某种程度的随机性。 2针对计算机控制的心理学实验计时问题的解决方案 2.1心理实验中采用单任务操作系统 不采用多任务的计算机系统,使用单任务系统。心理实验相关程序直接采用C语言进行编程,如此一来就不会发生由任务调度引发的计时误差现象了。心理实验单任务程序可以对其内部的Microcontroller定时设备进行直接操控,且其定时设备的分辨率低于零点一微秒,其在心理实验过程其定时能够达到毫秒级别。对实验人来说相关刺激信息从调取到展现,整个过程的常数时间都受到有效控制。 2.2实验过程中显示器应用LED背光技术 想要在心理实验过程打破显示器刷新周期引发的计时误差,我们可以选择LightEmittingDiode技术,即发光二极管背光技术。与普通CathodeRayTube显示器的循环扫描不同,LightEmittingDiode显示器属于保持型,其可以借助透光途径来将刺激信息进行呈现,若关闭LightEmittingDiode背光则人的肉眼是不能看到其显示器上的任何信息的。由此可知,在心理实验过程中其对实验人呈现的刺激信息时间只有定时误差和LightEmittingDiode背光的延迟,而这两者的及时误差仅仅是二十微秒,因此其对其显示器确切的信息呈现时间可以实现毫秒级控制。 2.3心理实验过程中应用微动按键输入设备 想要在心理实验过程避免输入设备引发计时延时误差,我们可以选微动按键输入设备,将该设备与Microcontroller中断功能进行连接,并将其按键做分离处理,从而减少因去抖或者扫描等因素引发的延时,则在心理实验实际进行过程中一旦按键出现微动则马上引发中断,从而对其Microcontroller定时设备进行开关控制,其计时控制可以实现微秒级。 3结语 本篇文章针对“计算机控制的心理学实验计时问题与新方案设计”有关内容,为大家详解讲解了计算机控制的心理学实验所面临的计时问题,如:实验过程中所采用Windows、Linux等通用系统无法进行精确计时、显示器刷新呈现时间不能进行有效控制、输入设备容易引发延时且该延时存在某种程度随机性等。同时向大家简单阐述了针对该计时问题的解决方案,如:理实验过程中应用微动按键输入设备、采用单任务操作系统以及LED背光技术等。 作者:王雅喆 计算机控制论文:谈计算机控制系统软硬件的应用 【摘要】新时代背景下,计算机几乎被应用到了社会活动的所有领域中,不论日常生活,还是办公生产都需要运用计算机。计算机控制系统在生产中的应用,大大提高了生产效率和生产质量,促进了企业发展。本文从计算机控制系统的软件与硬件入手,分析其各自的应用,并深入探讨计算机控制系统的关键技术的发展。 【关键词】计算机;控制系统;软硬件;关键技术 引言 计算机控制系统是实现生产自动化、智能化、高效化的优秀技术,是高新技术融合的产物,已在生产中活动中得到了广泛应用。计算机控制系统是自动控制理论与计算机技术的完美结合。计算机控制系统由软件和硬件两大部分组成,任何一部分故障或缺失都将导致整个系统的瘫痪。目前比较常见计算机控制系统有:DDC系统、DCS系统、FCS系统、PCS系统等。研究计算机控制系统软硬件的应用与关键技术,对于促进计算机控制系统的应用于推广有着重要意义。 1计算机控制系统 计算机又名电脑,是一种用于高速计算的电子计算机器,可同时进行逻辑运算及数值计算,具备一定储存记忆功能,可根据程序自动、高速的进行大量信息处理工作,是现代化智能电子设备,由软件系统和硬件系统组成。世界上第一台计算机发明于1946年,是由约翰•冯•诺依曼在宾夕法尼亚大学发明的“电子数字积分计算机”。这台最原始的计算机造价487000美元,由17840支电子管组成,重达28t,用来计算弹道。而现代计算机正在朝着集成化、智能化、自动化、微型化方向发展。计算机控制系统是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控制对象相联系,以获得一定控制目的而构成的系统,从而实现工业过程自动化控制[1]。计算机控制系统应用的计算机为数字计算机,按照规模可分为:通用、微型、大型三类。计算机控制系统可应用于:生产过程控制、交通工具控制、机械设备控制等领域。通常情况下,由于计算机控制系统中控制机的输出和输入信号为数字信号,而采集到的信号和发送的执行信号为模拟信号。所以需要通过测量元件、变送单元、数模转换器来实现信号的转换与传输,根据要求运算,将信号传送到执行机构,从而对被控制对象下达指令,进行控制。最早的计算机控制系统出现于20世纪60年代,为数字信号控制方式,主要应用于过程控制。随着科学技术的发展,集中式计算机控制系统开始出现,这种计算机控制系统以现代化的微型处理器为优秀,在运行中能够进行分层式控制,这种控制模式下能够实现过程控制的:控制管理、集中操作、集中监视。生产、科研等多个领域都对计算机控制系统进行了应用,20世纪70年代,计算机控制系统得到了空前发展,逐渐走向智能化、网络化、集成化。计算机控制系统的发展和进步及其在工业领域的应用,给工业生产带来了巨大影响,有效降低了生产成本,提高了企业利润,提升了生产效率。 2计算机控制系统软件 计算机控制系统由被控制对象和控制部分组成,其中控制部分包括:软件部分和硬件部分。软件部分包含:操作系统、语言处理程序和服务性程序,是能够完成各种功能计算机程序的总和,可分为:应用软件与系统软件两大部分。应用软件通常需要建立在系统软件的基础上才能运行和启动,是为了实现特定控制目的而编制出来的专用控制程序,具有一定针对性和特殊性,如报警处理程序、控制决策程序、数据采集程序、输出处理程序、编码转换程序等等。这类程序在编制过程中通常与控制策略及被控制对象的自身特点有直接关系。目前市面上常见的基于PC总线开发的专用工控组态软件和开发软件有:DELPHI、VB、MC++、C++、BORLAND等,这些软件为WINDOWS平台,提供了I/O驱动程序,OBJ文件,DLL服务,OCX控件,不仅开发界面友好,且操作简单,均为可视化界面,开发效率高,可用于各类应用程序开发。例如,DELPHI和VB就特别适合应用在有特殊控制要求,且控制点少,管理规模及数据量大的程序开发中。与PC总线相比PLC控制系统的应用软件性价比较高,也是十分适合大规模应用,并且控制性能较强。由于PLC不同于一般系统结构,因此构成PLC控制系统的应用软件通常由:下位机软件与上位机软件组成。下位机软件通常情况下与PLC硬件相互对应,LSS和LM90就是典型的下位机软件。下位机软件具有开关量的逻辑控制功能,其功能大同小异,运算能力通常要取决于CPC性能[2]。对于具有特殊控制要求的下位机软件,通常使用SFC和FBD。上位机软件与下位机软件相比,类型更多、更复杂,典型的上位机软件是INTELLUTION和INTOUCH、FIX等。以FIX为例,目前FIX支持五百多种不同驱动程序和组态软件,按OPC标准开发的程序均可在工控组态软件上运行。此外,DCS系统组态软件也有着十分强大的性能,且各个方面的功能也已经十分成熟,最适合组态编程方式,并且这些程序通用性和移植性较好,可在不同组态编程环境下直接引用,因此开发效率较高,使用非常方便,开发成本低。不同控制系统的软件性能、功能都存在差异。因此,在软件选择时,要正确结合控制特点和实际控制要求,科学选择。 3计算机控制系统硬件 计算机控制系统硬件是整个计算机控制系统的优秀及软件运行基础,软件系统功能的实现,性能的发挥需要得到硬件系统的支持。计算机控制系统硬件指计算机本身及外围设备,包括:计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。常见的计算机控制系统硬件系统有:可编程控制系统、现场总线控制系统、分散控制系统、直接数字控制系统、单回路控制系统、多回路控制系统等。直接数字控制系统的优秀是微机,该系统是利用一定数量的外围设备来实现数据处理与显示,进行控制。通过软件组态,可实现各种不同控制算法。直接数字控制的控制功能丰富,控制灵活性强,不需要增加控制仪表和现场连线,仅需改变控制软件组态,就可进行更高级及更复杂的控制,且具有强大的数据处理与显示功能,根据控制规律便可进行运算,作用于被控制对象。但直接数字控制系统所有控制功能都集中在一台计算机上,集中度较高,这是一种致命缺陷,一旦发生故障,将直接影响整个控制系统的运行,导致无法正常进行控制,甚至会导致数据及信息丢失,造成系统混乱,后果十分严重。分散控制系统虽然也是以微处理器为基础,但采用控制功能分散、显示操作集中设计原则,稳定性和可靠性更高。分散控制系统目前主要应用在:石化、电力、冶金等领域。分散控制系统实现了信号运算、输入、输出、变换过程控制分级、分层,主要配置了I/O插件、主机插件、通信插件、电源插件、操作接口、显示设备、打印输出设备、输入设备、存储设备等硬件设备。最早的分散控制系统开发于1975年,其开发目的是为了分散管理风险,保障系统稳定性和可靠性,提高生产效率,现如今已经成为工业自动化主流系统。目前国际上流行的分散控制系统有:N-90、TDC-300、TEWMAC500、MAX1、P-400-ICS、TOSDIC等。分散控制系统操作集中、显示集中,所以操作方面简单,效率高,功能分散所以安全可靠,且具有较强兼容性。此外,可编程控制系统应用也十分广泛,主要应用工业领域,采用可编程存储器,利用逻辑运算来实现控制,能够控制各种类型的机械设备和生产过程,功能性和可靠性都比较高,可大规模应用。可编程控制系统现场输入接口电路由:微机接口与光耦合电路组成;输出电路由:中断请求电路、选通电路、寄存器组成;开关量按隔离方式可分为:晶体管隔离和继电器隔离两大类。模拟量模块包括:电压型、电流型、脉冲型、热电阻等几大类。基本单元可分为:集成式与模块式、分布式、扩展式。主体结构包括:中央处理单元、存储器、I/O模块、电源及通信接口。可编程控制系统抗干扰能力强、功能完善、易学易用、适用性强、容易改造,且体积小、能耗低、性价比高。 4计算机控制系统软硬件关键技术的发展方向 通过前文分析可以知道,计算机控制系统由控制部分与被控制对象组成,控制目的是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求。计算机控制系统通常具有精度高、速度快、存储容量大和逻辑判断功能等特点,广泛应用于企业管理和工业生产中,被控制对象包括:各行各业的生产过程、实验装置、家用电器、仪器仪表、交通工具、机械装置等等,可实现高级、复杂、精密的控制效果。先来看计算机控制系统的硬件关键技术发展。近些年随着计算机、网络、信息技术、通信技术的发展和进步,硬件技术水平得到了明显提高,PLC和DCS相互渗透融合成为主流趋势,很显然PLC正在吸取DCS的优势,取长补短,例如DCS的CRT显示功能、网络功能等,而DCS也吸取了PLC的程序控制功能、模块编辑功能、联锁控制功能等,二者间界线越来越模糊,性能差距越来越小。功能的丰富使PLC正在逐步向现场总线控制系统FCS转移。从当前计算机控制系统硬件关键技术发展来看,控制类型呈现多元化,控制设备呈现一体化,系统组合更灵活,且规模可变,风险分散,成本更低。如,DCS作为新型控制模式,其强大的性能以及CRT显示手段,很快就随着单回路可编程控制回路的普及得到了广泛应用,这种控制模式控制功能与数据采集均由单回路可编程控制器来实现,目前已经成为工业控制的通用模式。再来看当前计算机控制系统关键技术,主要发展方向是:网络技术和多媒体集成化、控制与管理集成化、软件技术相互融合化、智能化、开放化。不论是智能程度,还是自动化程度都将越来越高,除了提供基本的比值、串级、前馈、PID控制算法外,还提供了多变量逻辑控制、数据整定控制、自适反馈控制、前馈整定控制、批量生产管理控制、智能模糊控制、统计过程控制等功能。软件编程技术开放性和标准化发展趋势越来越明显,能为各种应用软件提供技术支持。网络化也是当前计算机控制系统关键技术主要发展方向。在INTEMET背景下,数据传输更快,能够实现数据的共享和高速通讯,大大提高了数据利用率。因此,目前许多应用软件都在融入网络技术。例如,FIX就融入了网络技术,FIX在互联网环境下可直接监控生产控制过程,且FIX已支持动画显示和语音功能,所以应用起来效率更高,控制过程和操作响应速度更快。计算机控制系统的应用优势十分明显,在不久的将来必然成为主流工业过程控制技术。 5结束语 计算机已成为生活、办公中、生产中不可缺乏的重要工具,计算机几乎融入到了现代社会各个领域。计算机控制系统是计算机技术与自动控制理论的完美融合,实现了机械控制,生产过程控制,大大提高了工业化生产效率和生产质量。计算机控制系统由控制部分与被控制部分组成,其中控制部分由:硬件与软件组成。想要实现控制目的和控制功能,离不开软件与硬件的协调和应用,其关键技术值得研究。 作者:杨璐纯 单位:渤海大学信息科学与技术学院 计算机控制论文:计算机控制在石油化工生产的应用 【摘要】在新的时代背景下,计算机技术的出现和应用使得是石油化工生产向着自动化和规模化的方向不断发展。本文以石油化工生产中的计算机控制为研究对象,分析了计算机控制在石油化工生产中的重要作用,探讨了计算机控制技术在石油化工领域的发展趋势。 【关键词】计算机控制;石油化工;生产 1计算机控制在石油化工生产中的作用 1.1生产过程的自动控制 在市场经济条件下,企业之间对市场份额的竞争愈演愈烈,为了占有更多的市场份额,各个企业都在从多方面不断的改善自己。就石油化工企业而言,如何减少生产过程中的成本投入,如何有效的利用计算机控制来协助生产过程,如何不断提高企业的经济效益是十分值得关注的问题。自动化控制是现代化工业生产的方向,好多企业是借助过程控制仪表来完成工业生产过程。 1.2生产装置安全性、高可靠性的要求 石油化工生产过程具有一定的危险性,高温高压的生产环境为安全生产带来了一定的挑战。高安全性和高可靠性的生产装置是石油化工生产顺利开展的基础和前提,在计算机控制下开展的生产过程具有高安全性和可靠性,可以充分满足石油化工生产过程对安全性和可靠性的要求。 2控制仪表的发展过程 控制仪表最早出现在20世纪40年代,在控制仪表出现的初始阶段,最为常见的控制仪表就是就地式仪表。经过一段时间的发展,到了20世纪70年代,第二代DDZ电动单元仪表正式问世。又经过了大约十年的时间,人们又开发出了以DCS过程控制系统为优秀的第三代计算机控制系统。进入21世纪之后,人们又对第三代计算机控制系统进行不断的改进,进而开发出了第四代智能控制系统,也就是现在非常常见的现场总线控制系统。 3DCS在扬子石化生产装置上的应用 3.1什么是DCS DCS的全称是DistributedControlSystem,中文的意思是集散控制系统,属于计算机控制系统。DCS的主要作用是对生产过程进行集中管理和分散控制。一个DCS系统主要包括五个部分,分别是操作员站、工程师站、上位管理机、通信网络以及现场控制站。在上述五个部分的协调之下,DCS系统才能实现其功能。 3.2DCS的特点 3.2.1监控操作方便在工作过程中,DCS可以利用计算机实现对生产过程的实时监控,保证生产过程处于正常状态。一旦出现意外情况,DCS系统可以进行报警处理,及时提醒工作人员解决生产过程遇到的问题。 3.2.2控制功能丰富 DCS系统的控制功能十分丰富,DCS可以借助各种复杂的控制算法和逻辑运算实现多种控制功能,包括预警功能,监控功能,连锁保护功能等等。 3.2.3信息和数据共享 尽管DCS系统拥有多个相互不影响的工作站,但是不同的工作站之间可以实现信息和数据的共享。 3.2.4系统扩展灵活 DCS系统具有扩展灵活的特点,不同的生产过程需要的DCS系统是不一样的,相关人员可以根据自己的需要对DCS系统进行配置。 3.2.5安装维护方便 就硬件而言,DCS系统的硬件设备都属于标准化的设备,在安装时是非常容易的。就软件而言,DCS系统的软件功能非常强调,可以进行有效的自我诊断,及时发现软件在运行时遇到的问题,并及时将问题反映给相关人员。 3.2.6系统的可靠性高 DCS系统中的微处理器有效的提高了系统的可靠性,降低了系统的危险性。此外,DCS系统中冗余措施在一定程度上提升了系统的整体可靠性。 4计算机控制技术的发展趋势 进入21世纪以来,各种新技术不断涌现,计算机技术也得到了不断的发展。现阶段,微处理器的体积逐渐变小,性价比也越来越高,现场检测仪表和执行器也向着智能化的方向发展。21世纪初,IEC提出了61158标准,也就是现在非常常见的现场总线标准,简称FCS。 4.1基金会现场总线FF 基金会现场总线简称为FF,是最为常见的一种现场总线。基金会现场总线通常被安装在生产现场的最底层网络,总的说来基金会现场总线是一种自动化程度比较高的总线。基金会现场总线的主要作用是度量生产过程中的变量,并对生产过程的相关信号进行控制等等。基金会现场总线具有下述优势①较高的系统开放性,可以和任何具有相同标准的设备兼容;②智能化程度相对较高;③系统结构具有高度的分散性,从而使得整个系统的可靠性更高;④抗干扰能力相对较高。 4.2PROFIBUS总线 PROFIBUS是ProcessFildbus的缩写,PROFIBUS总线也是使用范围很广的一种现场总线,PROFIBUS总线的提出者是德国西门子公司。PROFIBUS总线主要包含三个部分①PROFIBUS-DP,也就是外围设备;②PROFIBUS-PA,也就是过程自动化;③PROFIBUS-FMS,也就是报文规范。 5结束语 在新的时代背景下,各种新技术的出现极大的推动了社会前进的步伐。现阶段,计算机技术已经融入了多个领域,就石油化工领域而言,计算机技术的出现和应用使得是石油化工生产向着自动化和规模化的方向不断发展。 作者:宋璐 单位:中石化华北油气分公司油气生产支持中心
应用电子技术论文:单片机开发应用电子技术论文 1.单片机在现代电子技术中的实际应用 1.1手机语音 目前,手机的语音功能越来越强大,其中语音功能中有一项非常重要的功能——语音识别,这种语音功能和单片机具有密切的联系。语音信息条目输入后,单片机系统就可以进行识别,并且进行相关的操作。单片机主要设置于音频入口处,主要功能是为了收集各种音频信息,然后一一分析、辨别,最后分别向各个部件下发指令,完成相关的操作。 1.2电话录音 电话不仅具有通话功能,同时还具备通话录音功能,单片机用于录音电话中不仅可以收集各种请求信号,也可以发出相应的控制信号。 1.3应用于仪器仪表领域 单片机具有体积小、高集成度、可靠性高等优点,将其应用于仪器仪表行业,可大大提高仪器仪表的智能化、数字化程度,也可以有效提高仪器仪表的控制功能、处理功能、测试功能。比如,目前将单片机技术应用于航天航空仪器仪表中,在很大程度上提高了仪器的集成性、可靠性以及准确性,事故发生率也大大降低,整个航天航空电子系统的智能化、自动化水平显著提高,信息传递效率和速度也有效提高。 1.4应用于家用电器领域 随着单片机技术的不断发展和普及应用,单片机技术不仅仅局限于一些高端的科研器械领域中,同时在人们的日常生活中也得到广泛应用。单片机的应用可以使整体家用电气得到智能化、一体化控制,也可提高电器的使用性能,有效识别相关的信息。比如,微波炉、洗衣机、电视机等一些常用的家用电器的显示系统、控制系统中会应用到单片机。将其应用于电视机上,可以使用户有效控制大型智能游戏,而且也可以选择更加方便的频道方式。将其应用于微波炉上,可以使食物的加热时间以及加热温度得以控制。将其应用于洗衣机中,可以按照衣服的脏度以及衣料的材质自动选择洗涤的强度、时间以及洗涤剂使用量。 1.5应用于医疗器械领域 现阶段我国医疗条件下,在检测手段、消毒条件、住院条件、检测手段等各方面都具有或多或少的问题,对患者就诊会有一定的影响。在医疗器械领域中应用单片机技术,可以在同一时间对多种疾病进行有效分析,不仅可以大大提高检测设备的检测准确性,也可在很大程度上提高诊断下药的科学性、可靠性,减少临床漏诊、误诊率。同时,在医疗器械中应用单片机技术,有利于提高医疗设备结构的智能化、合理化、自动化。目前,像分析仪器、超声波检测仪器、呼叫系统等医疗器械中都会应用到单片机。 1.6应用于工业控制领域 近年来随着工业的不断发展,工业生产的自动化程度不断提高,尤其是在电力高压行业、核工业、粉尘工业等一些特殊环境下,对于人体的危害较大,因此基本上都已经实现自动化操作。在这些高危作业的自动化操作中目前已经广泛应用到单片机技术。在工业化控制管理过程中应用单片机技术,通过数据采集以及过程控制手段实现了工业控制管理工作的有效性以及科学性。目前,在报警系统、自动喷漆系统、流水线作业系统等方面都广泛应用到单片机技术。 2.关于单片机的开发技术 出现新的CPU后,以往的8位机慢慢增加到了16位机、32位机、64位机甚至更高的级别。现阶段,基本上单片机都应用了EET技术,增加该项技术后可以有效避免外界的干扰,确保系统的时钟信号不受影响,整个系统的可靠性得以提升。在单片机中应用布线和驱动技术,可以减少噪声,减轻噪声对于电路信号的干扰,提高电路信号的传输质量。其次,在单片机中还应用了OPT技术、裸片技术、表面贴技术等,OPT技术相对于掩膜技术而言,具有生产周期短、风险小等特点;而裸片技术以及表面贴技术可避免OPT芯片出现接触不良现象。开发单片机技术的过程中,应该综合考虑成本、性能、适用环境等多方面因素,尽可能开发出和企业相适应的自动化系统。在选择编程语言时,由于C语言程序具有良好的可继承性,而且也便于进行模块化设计以及管理工作,因此一般都会选择C语言。在选择型号时,有AVR、8501、MS430、PIC等多种选择,因为不同的型号并不会存在较大的差异,因此在选择其中的一种型号后能举一反三。另外,在设计、开发单片机的过程中,还需要考虑接口设计、系统干扰、驱动电路设计、软件设计、平台建设、接口设计、抗干扰设计等诸多方面。 3.总结 在现代电子技术不断发展和普及应用的背景形势下,单片机的应用也越来越广,未来单片机开发和设计应朝着抗干扰性能力强、集成度高、智能化、自动化等方面努力,不断提高单片机的适用性。 作者:杨琴 单位:四川化工高级技工学校 应用电子技术论文:各领域中应用电子技术论文 1电子技术在各领域中的应用 近些年来,计算机技术高速发展,也随之产生大量新鲜事物,电子文档就是其中一个。电子文档主要包含电子信件、电子图纸、电子文书、电子报表等等,并可通过通信网络来进行传输,同时依赖于计算机系统的存取。此外,电子技术还普遍应用于汽车领域、建筑施工和设计、医学的诊断及治疗等方面。 2电子技术应用的发展 我国的经济与科技迅猛发展,得到了巨大的提高,同时也带来了更多的机遇和挑战,新技术层出不穷,对相关行业人才也迫切需要。而高校作为人才的摇篮,其任务也是巨大的。目前,国内很多高校已经开设电子技术应用相关课程,旨在提升学生的综合能力,使其能够综合的运用理论知识到实际工作当中,提升学生创新的能力。但是就目前情况而言,从我国高校当中培养出来的该方面人才还是极为稀少,一般来说大部分学生都比较熟悉运作传统设备,但是对于前沿技术就比较的陌生了。而且教育方法也略有问题,如还存在一些旧的思维方式,不重视能力的培养,反而着重知识的传授。学生普遍没有主见,易依赖于人,独立性较差,更不用说创新能力了,创新教育的薄弱也致使学生的创新素养低。下面笔者提出几点建议,以期能改善电子技术应用的创新性问题。2.1电子技术的应用效果现如今,电子技术的发展方向正朝着数字化、网络化、集成化、智能化以及综合化方向迈进,有关的电子技术的内容也务必要同步于电子技术的革命现实,并要重点加强电子技术应用及其效果。 2.1.1分析集成电路 现如今,电子产品优秀结构主要为集成电路,大大降低了分立元件数量,同时集成规模也在不断的增大,所以在教学过程当中,务必要强化讲授集成电路的知识,这样方能确保教学适应技术创新要求,方能教导出实用型技术人才。 2.1.2分析器件外部的特性及应用 目前新器件正在大量涌现,集成元件的规模也在不断的扩大及,电路更是变得异常复杂,在学生不具备理论基础时,要突出分析集成电路的外部特性以及功能应用。 2.1.3分析系统模块的相互接口及单元电路 要重视电子技术在整个电路系统中与其余模块衔接、功能以及信号的处理流程,这将对后继的专业课程学习十分有利。 2.1.4分析数字电子技术 最近几年,数字化的电子技术发展迅猛,数字技术含量也是随之增高,目前,教学同实际不同步,要加强分析数字电子技术。 2.2电子技术的应用领域 随着社会科技的发展,电子技术的应用领域越来越广泛,但数字、模拟电子技术的基本原理大体相同,都是通过优化手段提高处理、运算、控制信息的功能,不同改良技术,得出的效果不同,所以在未来几年,电子技术会侵入各个高新科技生产行业,应用范围会进一步扩大。在网络环境下,电子设备的智能化、远程化应用模式会变得更加科学、高效,无论是数字电子技术,还是模拟电子技术,它们都将成为主导高新科技的先进技术,决定未来电子产品、电子设备、机械工具的生产方向。设备技术标准是电子技术规范发展的必要保证,与其他技术项目不同,该技术的应用效果对电子设备的功能影响作用极大,如电子设备超出技术规范要求,则设备很容易在日常生产中出现安全、技术等问题,造成不必要的经济损失。在电子技术应用领域中,市场只会影响电子设备的定价、销售、功能,而技术标准的影响作用更加多样、全面,它影响着电子设备生产过程的方方面面,无论是功能,还是技术。 3结语 近些年来,伴随我国市场经济高速迅猛的发展,电子技术也同样高速发展,并非常广泛的应用到了各个领域,电子技术极大的提高了生产效率,由此可见电子技术的重要性。 作者:周庆 单位:西安黄河集团公司机电公司 应用电子技术论文:高职应用电子技术专业教学改革论文 一、目前教学模式存在的问题 在教学实践过程中,发现学生在一些课程学完以后,不知如何把课程中的知识应用到实践中。他们往往对学过的课程孤立地来看待,没有将所学课程的知识串接起来,往往造成知识与实践的脱节。这样,他们往往被企业看成是没有做过“产品”或者没有实践经验的学生,这也是应届毕业生在当前就业市场屡遭失败的主要原因。因此,高职应用电子技术专业的教学模式改革势在必行。在教学中要打破学科体系的限制,将知识的获取和技能的掌握过程与岗位需求相融合,建立具有高职特色的应用电子技术专业教学模式。 二、教学改革的设计 针对高职应用电子技术专业优秀课程设置存在的一些缺陷,我们对一些课程的教学内容进行适当调整。学生学习完这些课程之后,再开设一门综合实践课程。如电子CAD这门课程主要是学习使用电脑绘制电子电路原理图,所以学生学完后只会在电脑画图,而不能够将画出的图转化成电路板;单片机原理与控制技术和C语言属于理论性比较强的课程,虽然非常重要,但是学生普遍觉得比较枯燥、难懂。为了弥补课程存在的不足,我们将课程的主要知识点抽取出来,在第五学期开设单片机课程设计这门课程,其目的是加深学生对课程知识的进一步理解与掌握,提高学生对所学课程知识进行综合运用的能力。在单片机课程设计这门课程中,学生不仅要会绘制电路图、PCB印制板图,还要亲自动手制作出单片机控制电路的硬件实物,并将编制的软件程序下载到单片机中。以此让学生初步掌握电子产品的设计方法,让学生亲历电子产品设计的全过程,提高学生的就业竞争能力。 三、教学改革内容的探索与实践 将一个真实的项目设计任务贯穿整个教学过程中。把整个设计任务分成五个部分:图纸设计(电路原理图、PCB印制板图)、热转印法制作PCB线路板、硬件的焊接与调试、编写C语言程序并使用烧录器烧录程序、整机综合调试与故障查找及分析。项目的每个部分都是真实任务的一部分,每个部分的教学内容都是不同的。在教学中注意强调后续内容与当前任务的联系与衔接,并将当前电子产品设计中常用的设计方法与经验传授给学生。在教学中,学生以设计任务为主,通过教师的引导启发学生的思维,引导学生自主学习、探究式学习,充分调动他们主观能动性。让学生通过图纸的设计、PCB板制作、程序的编写和整机综合调试等教学环节的学习,掌握实际产品开发的全过程。四、教学模式改革实例结合专业特点可设计如下任务:单片机控制的30秒倒计时定时器、单片机控制的电子音乐播放器、单片机控制的双音门铃和电子时钟等。下面以“单片机控制的30秒倒计时定时器”设计任务为例来具体介绍教学改革实践方案。课程开始,首先将制作好的硬件实物演示给学生,激发学生的兴趣。然后将要制作的课题(包括电路图、主要技术要求、PCB线路板的尺寸和单片机型号AT89S2051等主要内容)交代给同学们,使学生明确任务。接下来围绕课题展开后续的五部分任务:第一部分,用电子CAD画出电路图,设计出PCB印制板图。电子CAD绘图课程应用于实际制作中,学生感觉学过的课程有用且能够解决实际问题。第二部分,学习使用热转印技术,制作PCB印制板。学习并掌握目前工厂产品开发制作PCB板的方法,使学生掌握一线的开发产品技能。第三部分,根据课题技术要求,用C51语言编写出功能程序。这是课程的一个重点,通过具体的产品功能控制要求,有针对性地学习用C51语言编程,学生感到学习内容具体,便于理解,并达到了使学生很快进入到C51语言后续内容学习中的这样一个效果。第四部分,焊接电路,调试硬件电路。学生通过调试电路,发现了焊接和电路元件质量存在的问题,锻炼了学生的发现问题、解决问题的能力。第五部分,将单片机的功能程序下载到单片机中,进行整机综合调试。这是课程的另一个重点。通过整机综合调试,解决了硬件调试中发现不了的硬件故障问题及软件编程中一些逻辑错误等问题,提高了学生编程水平和程序调试能力。课程的五个部分主要以实践操作为教学手段,每个阶段结束,根据学生的学习与实践,都有一个阶段成绩,最后一次学生拿出完整的作品,并写成课程设计报告。五次成绩和课程设计报告作为综合成绩。根椐多年来的教学实际,学生学习成绩的优秀率在35%左右,95%左右的学生能够基本掌握产品设计的基本知识和技能。本课程是基于产品设计案例教学模式的探索,可总结经验,摸索规律,推广到电子课程设计、电子装接等课程的教学中。这一教学模式可提高学生就业能力,使学生毕业后就可以胜任相关的工作岗位,为从事相关岗位的工作打下基础。 总之,本次高职应用电子技术专业教学改革是以设计任务为主线贯穿于整个教学内容,通过每个阶段的实际操作,强化了学生的专业技能与职业能力。这样的教学模式使学生亲历了目前企业电子产品的设计全过程,形成了良好的职业能力,提高了学生的就业竞争力。 作者:李彬彬 单位:营口职业技术学院 应用电子技术论文:电子技术能力培养下应用电子论文 一、准确定位应用电子技术专业的培养目标 一个专业如果培养目标不明确,培养方向不准确,将无法科学地制定本专业的培养模式和课程体系,也无法高效地进行专业课程改革和教学管理。确定专业培养目标首先要进行充分的市场调研,确定本专业的就业岗位和典型工作任务,根据典型工作任务对知识、能力和素质的要求,确定人才培养目标和培养模式。苏州工业职业技术学院应用电子技术专业在苏州市电子信息行业协会的指导下,通过走访企业、召开专业指导委员会等形式,对苏州市电子类人才的需求进行调研,确定了本专业的主要工作任务是电子产品组装调试维修、PCB板的焊接与维修、电子产品辅助设计、电子产品品质保证和电子产品销售采购技术支持,职业优秀能力是电子产品组装调试维修能力、PCB板的焊接与维修能力、电子产品辅助设计能力、电子产品品质保证能力和电子产品营销技术支持能力。通过岗位任务的分析,制订了本专业的人才培养目标是:培养具备扎实的科学文化基础知识,具备良好的职业素质、团队精神和创新意识,掌握电子产品检测技术、电子电路设计技术、单片机应用技术,具有电子产品生产过程管理、电子产品销售与采购及设备维护能力的高素质技能型人才,使其可胜任电子生产企业中电子产品设计、生产、维修、管理、销售、采购、技术服务等岗位要求。形成“行会协同指导,校企共同育人”的工学结合人才培养模式。[1] 二、实施教师“三化”工程,打造高素质“双师”教学团队 发展高等职业教育的重中之重是教师队伍建设。要以师德建设为引领,将提升教师素质、优化双师结构、聘任企业专家作为师资队伍建设的重点。在不断提高专任教师教学能力的同时,提升教师的工程实践能力,拓展国际化视野,让骨干教师参加企业新技术新工艺培训,参与专业建设,承担课程改革建设,指导毕业设计、学生竞赛、技术培训,主持教科研课题。要定期安排骨干教师出国培训。“要给学生一碗水,教师自己要有一桶水”,这一桶水必须是活水,流动的水,是知识不断更新的水。本专业通过提升教师学历,教师到企业做访问工程师,与企业技术人员共同进行产品开发和科技攻关,共同申报科研课题,为企业开发产品、解决技术难题等,使教师的工程实践能力有了一个质的变化。 三、搞好课程改革,推进素质教育 通过市场调研和职业岗位能力需求分析,确定应用电子技术专业毕业生的主要就业岗位和次岗及迁移岗位。[2]按照项目化课程教学理念,以学生岗位能力和职业素质培养为目标,在教学内容、教学方法、评价方法等方面进行改革,与职业岗位能力要求相对接,加强校企合作,与企业共同编写具有职业特色的项目化教材。多课程重新整合,实施课证融合。将考证内容穿插在实践教学中,实施理实一体化,既节约了考证时间,又提高了学生学习的效率,进一步完善了“能力优秀、项目构架”的课程体系。如将“模拟电路技术”、“数字电路技术”与“电子元器件检验”相结合;“电子测量技术”课程的教学与“音视频设备检验员”、“无线电调试中级工”相结合。为了全面评价学生,摒弃一卷制的考核方法,构建多元评价机制,采取项目实施过程考核和课程终结性考核相结合,自评、互评、师评相结合的评价方式。根据课程的培养目标,制定评价标准,使课程尤其是基本技能训练类课程考核内容与职业岗位的要求相吻合。 四、以提高学生专业应用能力为目的,建设实践教学环境 以提高学生专业应用能力为目的,结合职业岗位的实际工作过程,重新设计应用电子技术专业综合实训课程的教学内容,以实现学生校内学习课程内容与实际工作流程的一致性。[3]实验、实训室建设以高技能人才培养为目标,加强实践教学师资队伍建设,实施一体化的教学方法,进行模块化的技能培训,以提高学生的技能水平,增强其就业竞争力,最大限度地满足学生求知、求技、求职的需要,满足社会对高职教育多样化的需求。与此同时,与行业、企业合作,建校外实训基地,形成多形式的校外实践教学基地,切实推动实践教学改革。充分利用企业先进设备、技术专家和企业文化等资源,在生产现场进行“电子元器件的焊接工艺”、“电子产品品质管理”等专业课程的教学活动。利用现代科技手段,建立校企数字传输课堂,将企业生产过程实时传送到课堂,通过企业工程师直接开展专业教学,真正实现校企联合教学。全过程注重学生“5S”规范、认真负责、效率观念、静电防护等职业素养的培养。 五、将综合职业素质教育贯穿于专业教育全过程 在专业教学的实践活动中,通过各种“学生为主体”的教学活动,激发学生的主观能动性,提高其综合能力,培养和发展学生的责任意识、安全意识、团结协作精神等综合职业素质。[4]首先,将职业素质教育贯穿于专业教学中;其次,切实保证教师职业素质教育的实施;第三,在学生工作中实施“严格管理,抓住学习,开拓创新,注重能力”的工作思路。专业建设要与区域经济转型升级同步,充分发挥区域电子信息等行业协会的指导、协调作用,广泛吸引区域电子类龙头企业与专业深度合作,进一步深化工学交替、订单培养等工学结合的人才培养模式改革;以提高学生职业素质与岗位职业能力为主线,完善学历教育与认证培训一体化的人才培养方案,以电子产品检测试验、调试维修、辅助设计过程中的实际项目为导向,引入行业企业技术标准,以职业素质和职业能力为优秀,开发课程内容,构建课程体系;与区域电子类企业合作,建立校内外生产性实训实习基地,满足专业建设、课程改革、工学交替、顶岗实习的需要;深化毕业生跟踪调研分析,完善人才培养质量保障体系,从而更好地实现以能力培养为优秀的专业建设。 作者:殷庆纵工作单位:苏州工业职业技术学院 应用电子技术论文:应用电子技术专业论文 摘要:文章从目前高职院校电子专业培养弊端、企业需求现状调查等谈专业教学改革,提出了在课程设置、教学方式等方面的改革措施,建立以学生为中心、能力为优秀,满足市场需求的高素质技能型人才培养模式。 关键词:电子专业改革培养模式 中国高等教育经多年发展,现已成为在校生人数最多的国家,而高职发展更迅猛,几乎与普通本科平分半壁江山,但办学条件和质量实在令人担忧,提高教学质量,改革培养模式已成为各高职学院面临的一重要课题。 一、目前培养模式的一些弊端 1、课程设置和教学内容与专业需求不相适应 传统教学体系的课程设置(老三段的教学模式)是按照基础课、专业基础课和专业课的模式进行设置的。 (1)出现了课程设置比重不符合高职要求的状况。 (2)出现了课程设置比重不符合学科要求的状况。 (3)没有考虑职业院校专业的学科特点。 2、课程的设置与职业技能鉴定相互矛盾。 目前的课程体系并没有考虑国家的职业技能鉴定的内容,因此,出现授课内容与技能鉴定内容不符的问题,技能鉴定时临时抱佛脚,甚至停课集中复习考试,学得不扎实,企业不认可。 在对企业的调研过程中,我们发现:企业对学校的技能等级证的认可程度仅为20%。要想扭转这种局面,开发新的课程体系,必须充分考虑职业技能鉴定标准,让学生掌握真实的技能水平,使学生满意,企业认可。 3、实践教学课时的不足导致学生的技能水平不达标 4、单学科的授课方式导致缺乏综合知识的应用能力 传统的课程体系采用的是并联的学科体系,教师在授课的过程中,只注重本学科知识的逻辑性与系统性,并没有考虑本学科对专业的实际意义,而应用电子专业各学科间联系和运用很紧密。 授课方式单一,一些教师缺乏跨学科知识的应用能力,出现教师一辈子只教一本书,对外面的世界不闻不问,这样的教学方式如何能使学生学以致用,更谈不上满足企业对技能型人才的需求。 二、目前市场、企业对职业院校人才需求现状 对职业的认知程度是做好本课程体系开发的基础,因此,我们对重庆及沿海就业需求量较大的部分企业进行了调研,以问卷的形式了解在企业对电子专业学生岗位的分布情况和对课程、知识、技能需求程度,调研结果主要特点: 在技术难易度中,最简单为使用电子基本工具(15.7﹪);最困难为程序设计(40.3﹪);在重要等级中,最高为使用电子仪表(35.1﹪);最低为辨识及选用电子元器件(8.9﹪);在未来需求中,最高为组装微处理器电路(32.6﹪);最低为使用电子基本工具(15.2﹪)。 三、教学改革措施 由上述分析调查,我们主要作出如下改革: (一)课程设置模式改革 树立综合职业能力课程观,课程目标由“知识客体”转向“学生主体”;教育导向由“教育专家导向”转向“企业专家导向”;教育模式由传统的“教程”向“学程”转化;课程内容改革注重综合化、实用化、精简化;课程的结构注重有阶梯化、模块化、弹性化。 1、课程设置打破传统的三段式设置,增强课程的适应性,避免课程之间内容的简单重复,实现模块式设置。 摆脱“学科本位”课程设置思想的束缚,建立以电子“职业能力本位”的专业课程体系,根据职业实际工作岗位,构建若干个技术模块,将结构、原理、故障诊断、维修等融为一体。 2、实施替代学分制,加大限选课和任选课比重,突出学生个性发展。 3、充实完善专业课的一体化教学改革,将工作重点转移到对职业基础课的教学改革上。 4、开设综合实训课程,实施项目教学。 (二)教学方式的改革 1、理论教学体系的改革,从三个方面进行,一是大胆改革传统教学方法,克服教师一支粉笔、一本书满堂灌的方式,本着“必需、够用”原则,减少理论课的课时数,由过去的2000多学时减为1500多学时。 2、及时融入新知识、新技术,在课程安排上强化现代电子科学方面的较新技术,如开设“电子设计自动化(EDA)”、“单片机技术应用”等课程。 3、现代教育技术应用与教学改革 4、教学模式多样化 由于高职学生普遍存在基础差、偏科多,因此,基础课尽量采取分层次教学;为增强教学内容的针对性,专业课采取模块式教学;为充分发挥学生主观能动性,增强教师之间、学科之间的横向联系,鼓励教师采用行动导向的项目教学方法。 (三)实践教学的改革 调查中,不少学生认为:“在学校的学习缺乏目的性,对为什么学认识不足”。这说明,老师在教学中只注重了理论知识的讲解,对知识的如何运用、实践教学不到位。 1、认真研究国家职业标准 课程体系应以职业能力为主体,充分考虑企业对电子技能型人才的需求,同时注重国家职业标准,使教师的教学有目的,学生的学习有目标。 2、改革实践教学体系,加强实训基地建设 实践课教学改革主要强化学生的基本操作、技术技能、职业综合素质三级能力平台的设计,电子应用能力的培养力求贯穿教学全程。 3、“双证融通、工学交替”的人才培养模式 在现有“分层次、模块化、项目化”的人才培养模式的基础上,实施“双证书、工学交替”,加强与企业的合作,实现工学结合(见下图)。 按照企业实际工作的要求,进行职业技能课程的教学改革,将国家电子行业技能认证标准与教学融合,建立模块化的课程体系;积极完善与工作相结合的“分散实训、顶岗实习”的工学交替模式。 四、专业教学改革的保障措施 1、成立电子工程专业指导委员会,对教学改革过程中出现的情况进行研究,提出指导性意见。“专业指导委员会”定期对课程的设置、实验、实训内容和计划及课程体系的改革广泛征求专家们的意见。 2、教学方式、教学内容的改革由专业负责人、学科带头人落实,电子教研室、系部定期检查和考核。 3、学院教务处、督导处及系(教研室)对教学纪律、教师工作实施督导。 应用电子技术论文:应用电子技术研究论文 1.熟悉常用仪器使用 模拟、数字电子技术实训是一门独立设置的专业技术基础课。为了强化实践动手环节、培养独立创新能力、提高实验课效果,首先在教学内容上开展多方位的教学环节,主要有注重工具和仪器仪表的使用,进行启发式教学,开放教学,工厂实践教学,电化教学,最后通过面试来考查每个学生理论和动手的实际水平。 首先了解仪器工作原理,其次掌握测量方法。例如示波器在电子实践中是常规的测试仪器,作为电子专业的学生,可以将示波器的原理和使用专门列为两个独立的实践课题,而且特别规定示波器的使用是“动手题”重点之一,要求学生在实验中进行多次重复的操作,最终达到像使用万用表一样的熟练程度。要求学生不但会“定性”观察波形,而且能“定量”测量信号的幅度、频率、周期等。在单管放大实践中,当输入为正弦波时,利用示波器不但可以看到放大后波形以及和输入信号进行相位比较,而且还可以通过对输入信号的增大或减小,对负反馈的增加或减少,对上偏置电位器调整等多种内容来实现晶体管三种状态的相互转换来观察波形的变化情况,这样学生不仅看到放大后的正弦波形,也观察到饱和失真、截止失真及双向失真的形波。从而更深刻理解在模拟电路中,条件的变化决定着晶体管状态的变化,这样全方位的训练,不但能把理论课中难以理解的复杂思维变得生动有趣、明白易学,也通过学生对示波器的反复操作加强了应用动手的训练,对于稳压电源、信号发生器、频率计、交流毫伏表等仪器,也在各个实践教学中熟练掌握及合理应用。 2.掌握电子元器件的基础知识 电子元件知识是电子产品应用的基础,以前有的学生就业时甚至还不能识别有关元件,不会进行基本的检测。因此首先必须加强大学生电子元件基础知识的传授,让学生了解电子元件的封装形式、种类、材料、标称值,尤其是使学生掌握电子元件测量方法及其使用注意事项,如何进行选择。 过去学生对各种电路的分析研究大多只注重理论上的设计和分析,与实际严重脱节。学生拿了设计图稿,进行实物安装调试时,由于没有元器件特性参数的概念,无法做到根据实际要求对元器件进行对比和选择,调试成功率往往较低,甚至做不出来,在产品设计调试过程中,无法辨别是设计问题还是元器件质量问题,使问题复杂化。甚至将本来是由于元器件的质量引起的问题,却往往错误地认为是设计问题,因此而把产品设计引入误区。在实际组装生产时,尤其要注意各种电子元器件的质量问题,因为它将会引起整机质量严重下降。 目前有些大学的专业测试实验课开得较少,导致学生对元器件参数的技术指标、测试条件、特性好坏、灵活运用等知之甚少,因此必须加强对学生元器件测试实验的教学。只有我们在实践教学中都重视了基础元器件的练习,才能使学生不再只停留在对电子元器件的外观识别上,而是能熟练地用仪器设备对其进行各种性能的检测,深刻掌握元器件的综合知识。 3.加强电子技能训练 在训练中熟悉各种元器件,掌握插装、焊接、导线加工、元器件引脚成型等各项基本技能,看懂各类电子产品电路原理图和印刷电路图,掌握各类电路不同的调试方法。在对各个电路的安装、调试过程中,不光要锻炼电子技能工艺水平,而且应注意对电路进行深入地分析,理解各类典型产品电路的工作原理,了解各元器件参数变化或线路局部改变等诸多方面因素对电路工作状态造成的影响等,并且利用技能训练中焊接、调试的机会,反复思索、检测、调试,让学生将专业课程中学到的理论知识及时消化吸收成为能够灵活运用的实践知识,并初步具备设计简单电路的能力。电路技能训练还有利于培养学生直观检测与排除故障的能力,这对应用电子技术专业的学生具有更加重要的意义。 许多电子产品的故障都是由于各种因素引起元器件损坏而造成的,可以凭借经验直观判断出故障元器件,从而分析出故障原因,省去许多繁琐的检测调试过程。因为许多常用元器件,由于电路的原因,损坏时都伴随有颜色、声音或者气味上的异常情况,而这些实际经验对在校学生而言尤为缺乏。电子技能训练可以较好地加强学生对这方面内容的学习。在插装、焊接和调试某个电路时,在实验教师指导下,学生可以对电路的运行做人为的“破坏”,使电路出现故障而造成元器件损坏,通过观察各种元器件的损坏现象,积累实际经验,并从本质上了解到造成各元器件损坏的原因。电子技能训练一方面能提高学生专业技能工艺水平,另一方面有助于实际能力的锻炼和培养,是实践教学中比较重要的一个环节。 4.逐渐加大综合性实验、研究性实验的比例,提高创新能力 一个产品的最终完成,光靠理论上的分析和研究是远远不够的,它必须是理论与实践的有机统一,要求学生有较强的动手能力,能熟练地掌握和使用各种相关的仪器,对元器件进行全面的测试,掌握各种元器件的技术参数,计算出各种元器件在电路应用上的数值,最终才能完成自己设计的电路图稿。通过认真地设计、制作、安装、调试,不但可以让学生全面了解和掌握整个课程设计的全过程及产品制作过程的具体环节,真正使学生从原有的感性认识逐步过渡到理性认识,再融合到实践操作中去,做到理论和实践的有机统一,从而达到质的飞跃;而且可以充分调动学生的主观能动性,最大限度地发挥各位学生的聪明才智,有利于加强学生的设计能力、动手能力和解决问题能力的培养,同时也是考核学生是否具有创新意识和能力的重要手段。在安排上,可以这样做: (1)在基础课程实习中加强综合性训练,综合性实践锻炼主要目标是深化所学知识,拓宽知识面,承前启后。例如我们自己设计制作的《模拟电路实验箱》就能实现一些综合性实践。如果只让学生遵循常规实验方法,他们则只是按照实验教材或教师的要求,按部就班地完成所要求的内容,对于观察到的现象和记录的数据,一般不能进行更深入的思考,或多问几个为什么。而综合性实践过程中常有故障出现,为了排除,他们就会积极地去思考,去探索和研究问题,并逐步掌握了一些排除故障的实用技术,不断提高实验技能。 (2)在专业课程实习中可以加强研究性实践、设计性实践。教师只提供若干有明确技术要求的实验题目,不把实验电路方案明朗化,让学生通过收集所需资料、优化拟定方案、组织实施、处理数据、对结果分析讨论、写出设计报告(根据学生的学习进度选择不同的实施层次)。尽管开始的效果肯定不理想,但是我们训练的目的是“过程”指导。使学生在逐步掌握了实践技巧,开阔了知识面的同时,激发了学生的思维,使学生学会从实践中发现问题、解决问题,并能将已有知识运用到实际中去,锻炼他们的探索热情和创新精神。 总之,只有通过不断加强学生的技能培养,让学生既掌握了一定的理论基础又具备较强的实践操作技能,他们将来才可能在竞争越来越激烈的现代社会中占有一席之地。 应用电子技术论文:应用电子技术专业学生职业能力培养论文 1课题背景 教高[2006]16号文件中提到“要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,引导课程设置、教学内容和教学方法改革。人才培养模式改革的重点是教学过程的实践性、开放性和职业性,实验、实训、实习是三个关键环节。要重视学生校内学习与实际工作的一致性,校内成绩考核与企业实践考核相结合,探索课堂与实习地点的一体化”,“要积极探索校内生产性实训基地建设的校企组合新模式,由学校提供场地和管理,企业提供设备、技术和师资支持,以企业为主组织实训;加强和推进校外顶岗实习力度,使校内生产性实训、校外顶岗实习比例逐步加大,提高学生的实际动手能力。要充分利用现代信息技术,开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验。” 我院较早进行了“工学结合、顶岗实习”的实践,应用电子技术专业也在不断探索中,人才培养质量逐年提高,学生的职业能力素质受到用人单位的充分肯定,但随着现代化生产模式的不断改进和新技术新工艺的不断涌现,市场对高素质技能型专门人才的要求也随之提高,促使我们要进一步充分利用校内和校外资源,提高学生的职业能力。 2目前现状 根据教学计划,应电专业的校内总课时约1600,其中包括通识课近800(这也是系科要求改革的原因之一),进行职业基础课和职业技术课课时就十分宝贵了,而一年级在马山校区进行职业能力训练的条件受到一定程度的限制,训练量非常有限,二年级是训练的重点,基本上要完成电子装配中级工的考核,三年级则进入顶岗实习,因此,我们认为,学生职业能力的培养的着重点是校内的二年级及校外的三年级,抓住了这两个不同的阶段,进行科学有效的规划,按照“进入、融入、深入”的认知规律,是能够取得明显效果的。 3具体实践 ①校内基地建设引入企业管理模式——培养学生岗位认知能力。我们的培养目标是要为生产、建设、管理、服务第一线的职业岗位培养高素质技能型专门人才,实际上就是操作能力强的技能型人才,这一般需要较长时间的训练才能培养出来,训练放在实验室与放在真实或相似的环境中效果肯定是不同的,因此,我们不能仅仅满足于有了实验室,更应该尽力营造相似的职业环境,引入企业普遍采用的“5S管理”,即整理(SEIRI)、整顿(SEITON)、清扫(SEISO)、清洁(SEIKETSU)、修养(SHITSUKE),因为5S管理始终着眼于提高人的素质,始于素质,也终于素质,在开展5S活动中,要实质性地贯彻自我管理的原则,“规范现场、挑战自我、提升素养、塑造形象”的方针要贯穿始终,尤其在我们规划新校区的校内基地建设时,必须将此模式引进。表1是电子实训基地5S规范示例。 ②从战略高度培养“双师型”教师——培养高素质人才的基本保证。 学生职业能力的培养在校期间主要取决于教师的实践能力,根据专业实际情况,2008年10月我们通过公开招聘方式,引进了原海鹰电子集团高级工程师黄交宏老师充实到专业教师队伍,随着专业的发展,今后还要继续加大引进力度; 原有教师以年轻教师为主,基本上是近一两年刚踏出校门的研究生,我们实施“青蓝工程”,由老教师进行传帮带,同时要求他们暑期自己联系或系里落实下企业不少于20天,以青年教师柳亚平为例,去无锡捷普电子生产线上和实习学生一起工作,既了解了生产实际,又理解了学生实习的甘苦,感觉收获很大; 锡的电子信息产业发达,高职院众多,我们经常采取走出去和请进来的方法与同行交流。08年我系先后邀请了无锡职业技术学院电子信息学院郭再泉副教授,无锡机电高等职业技术学校电子系杨海祥副教授,无锡居里中央空调总经理李学树先生来校讲学,同时系领导带队去无锡职业技术学院、无锡科技职业技术学院实验室学习,通过交流,明确了思路,确定了方向。 ③认真抓好校外专业顶岗实习——职业能力培养的关键。 首先要建立健全相关制度。这方面,我院教务部门已有原则性的指导意见,将整个第三年分为岗位认知实习、专业顶岗实习、就业顶岗实习和在岗毕业设计四个阶段。我系对每个阶段又有明确要求,如我们对第一阶段岗位认知实习(3周)的具体要求是:联系实习单位(可学校推荐或自主选择),提供实习单位的常规信息;进行实习动员、实习分组,指定校内实习指导教师;办理相关审批手续;领取实习指导书和实习手册,初选综合能力训练项目;认真填写实习周记,结束时由实习单位鉴定盖章。 通过以上要求,在管理制度上形成统一规范,有效进行管理。 严格进行过程控制。有了制度关键还是执行情况,为此,我们进行过程的全程监控,对学生我们原则上要求一个月回校一次,由指导教师和班主任检查实习进展和状态,对指导教师我们要求每周与学生的联系不少于一次,联系的电子记录或文字稿由教研室每周进行检查,形成实习学生——指导教师——班主任——年级辅导员——学生的信息闭环系统,整个环节中的优秀是实习学生,这样一来,该学生实习怎样?处于怎样的状态?进展到什么情况,可以说系里是非常清楚的,也只有在学生离开学校后还能够与之保持密切的联系,各项工作的实施才能有保证。 想方设法进行职业能力培养。实施“2+1”的培养模式不是简单让学生在第三年找到一个实习单位,关键是在学校所学的知识与企业的需求有多少适应?我们专业的生命力一是看对专业岗位的适应能力,二是看在专业岗位上的可发展能力,尤其是第一条。为了解决好这个问题,我们的实践是:尽量要求学生的实习岗位与专业一致,学校推荐的岗位自不必说,对学生自主选择单位的我们也希望与专业一致,根据我们对学生实习岗位的调查,专业对口率在90%以上;提供根据专业特点进行设计的课题4个,每个专业学生根据自己所在岗位选择2个利用业余时间完成;每个学生配备一名专业教师担任实习指导教师,实习指导教师主要针对学生在完成课题时遇到问题给予及时指导,可以通过邮件、电话等方式,同时系里基本上每一个月要求学生回校一次,由指导教师给予当面指导;更为主要的是让学生在校期间打下良好专业基础,系里大力推进教学改革,同时在业余时间安排了一些适应社会需求的专业选修课,如PHOTOSHOP、3DMAX、AUTOCAD等,使学生的可持续发展能力得到显著增强;不仅安排学生回校,同时组织学校老师进行校外实习单位走访,以我系06级学生为例,我系老师走访了从上海到苏州到南京及本市的学生实习单位近20家。 ④加强学生非认知技能的培养——培养学生的可持续发展能力。 专业基本技能是高职学生在市场上获取工作岗位的基本生存能力,这一能力强调专业的应用性和针对性,是属于第一层次的能力,只有具备了这种能力,才能够真正地在企业“留得下”。社会适应能力是指高职学生与他人交往、合作、共同生活和工作中的人际交流、劳动组织能力、群体意识和社会责任心等,强调积极的人生态度、对社会的适应性和行为的规范性,它应包括积极的工作态度、思想道德水平、团队合作精神、人际交往能力、心理素质等,社会适应能力是企业考察高职毕业生是否“用得上”的重要指标。新的就业形势要求高职学生在多样性、多变性的职业生涯中具备专业发展能力,它包括学习能力、创新能力及分析和解决问题的能力。具备专业发展能力的学生,在进入用人单位后将逐渐表现出优越性。 调查显示,越来越多的用人单位认为,高职学生正确积极的工作态度和道德修养水平比专业技能更重要,特别是有较多的外企在招聘学生时把正确积极的工作态度作为最重要的因素进行考虑,道德修养水平也被用人单位认为是第二重要的因素。用人单位认为目前大部分学生在言行上存在较大差距,企业往往在培训方面花费大量的人力物力,学生在追求较高报酬的同时,往往忽略了对等付出和多一点奉献的思考,不安心工作,跳槽频繁,不辞而别的现象越来越多。而实习单位是学校的宝贵财富,虽然我们学生也为企业创造财富,但由于总体上的人才过剩,加之高职院校众多,用哪一个学校的学生就由多种因素决定。以我系应电专业学生在无锡华润安盛公司实习为例,该公司同时录用了我院、江苏信息职院、南京信息职院三所学校的各20多名学生,一年以后,公司领导明确表态,以后只用我院学生,原因何在呢?我们认为: ①我们将职业指导贯穿整个教学过程,学生从入学起就不断进行入职教育,努力让学生尽快实现由学生到学员到员工的转变; ②学生的基础及职业能力及岗位适应性与兄弟院校学生不相上下,但关键在于他们心态平和,有从基层干起的心理准备,这和系里平时的教育是分不开的,我常跟学生讲: 原来我最担心的是我们学生没有单位要,但接触企业后得知,企业最担心的是留不住合适的人才,因此,只要你踏踏实实地干下去,一定会得到企业重用。正是学生有了平时的教育,才使得学生在经历了基层的磨练后能够脱颖而出; ③我们经常利用讲座引导学生准确定位,正确认识当前的就业形势,适应我国高等教育从“精英教育”向“大众教育”转变的要求,提高把握就业机会的能力,避免盲目追求就业中的高层次、高薪酬,同时鼓励学生积极主动寻求就业。 ④主动加强和企业的交流与沟通,我们通过带学生篮球队与企业进行友谊比赛,带学生文艺积极分子与企业搞联欢活动,有效的缩短了与企业的距离,由于相互熟悉,感情日益加深。 4结语 通过几年的实践,我院应用电子技术专业学生的培养规格、职业素质及可持续发展能力已得到越来越多的企业认同,以2009届学生为例,共有5个班级188名学生,除去40多名同学继续就读扬州大学电子信息工程专业“专接本”外,08年5月份,我系首次开考的电子装配高级工考核51人参加,通过44人,合格率86.3%,在无锡市名列前茅。学生实习主要分布在无锡捷普电子63人,无锡强茂电子10人,无锡华润晶芯半导体公司10人,苏州大智集团41人,上海响亿电子14人等单位。实习单位给予我系学生高度评价,充分说明了我们人才培养的质量和水平。下一步我们要进一步加强教学改革和校企合作,努力将应用电子技术专业办成无锡市级示范性专业。 应用电子技术论文:应用电子技术专业中高职衔接课程的构建 【摘要】借鉴现代学徒制理念和职业能力素质模型,对接应用电子技术专业面向岗位的知识、专业技能、管理技能和素质要求。本文从应用电子技术专业面向岗位群的中高职衔接课程体系的开发、第三方人才培养质量评价制度的建立等方面介绍该专业改革实施的探索情况。 【关键词】职业能力素质模型;应用电子技术专业;中高职衔接;课程体系;人才培养质量评价制度 当前企业的人才需求与职业教育的人才供给之间的匹配不够,导致了企业在人力资源市场很难招聘到与岗位相适应的高素质技术技能人才,而诸多高职院校的毕业生却面临“毕业即失业”的尴尬境地[1]。为解决这个问题,应用电子技术专业在中高职衔接课程体系的开发、第三方人才培养质量评价制度的建立等方面做了诸多探索,望实现企业人才需求与职业院校人才供给之间的无缝对接。 一、应用电子技术专业中高职衔接课程体系的构建 在构建应用电子技术专业在职业能力素质模型的过程中,深入分析了职业能力要素的定义、要求等,形成了专业面向岗位的职业能力分析表。然后根据能力素质模型的能力等级要求,对职业能力单元进行序化和整合,进而进一步开发模块化的课程。而在对能力单元进行序化和整合的过程中,需要考虑的是内容的统一完整性和系统性,同时还需要考虑到课程开设的进度、内容等问题,以便课程的实施,最后开发出满足各岗位群需要的中高职衔接的“层次化、模块化”专业课程体系。依照专业的典型岗位对知识、技能和素养的能力等级要求,根据“2+3”的衔接模式(即中职阶段学制2年,高职阶段学制3年),科学设计课程内容,实现课程内容衔接。在中职学习阶段其公共课的教学是根据部颁布的教学大纲要求,开设了《语文》、《德育》、《数学》、《计算机》《体育》等课程,高职学习阶段开设了《数学》、《概论》、《就业指导》等公共课程,从而加强学生人文素质的培养。借鉴IPC等国际电子界的行业标准、中级电子设备装接工等职业标准、精益管理等源自企业的现场管理规范,基于现代学徒制理念和专业能力素质模型,依据应用电子技术专业面向岗位群对知识、技能和素养的等级要求,以智能小车等真实的项目作为载体,按照简单、复杂、综合的逻辑思路合理设计教学内容(图2《模拟电子技术应用》课程项目设计及能力培养示意图),全面深化中高职衔接的课程教学改革实践。在课程教学的实施过程中,大部分采用源自现场的真实项目为主线,“以学习者为中心”,学生通过“学中做、做中学”等方式,自主确定所需要达到的能力等级要求。教师设计不同能力等级的教学项目,突出“以学习者为中心”,灵活采用项目教学法等教学方法,真正实现“教、学、做、评”一体化。 二、第三方人才培养质量评价制度的建立 引入职业能力素质模型进行课程开发的优势是合作企业的广泛与深度地参与,同时在人才培养质量的评价过程中也发挥了很大作用。应用电子技术专业的人才培养质量评价采用“学校评价+企业评价+社会评价”的方式,打破了传统的人才培养质量评价体系,充分发挥企业评价和社会评价的功能,具体表现在:评价标准由企业专家和教育专家共同制定,行业企业技术人员全程参与人才培养质量评价过程;每年由麦克思数据有限公司等第三方公司参与制定的应用电子技术专业人才培养质量报告,其内容重点体现企业和社会评价两个方面;委托麦克思数据有限公司,抽取有效的数据样本,对应用电子技术专业毕业生进行毕业生跟踪调查,收集毕业生的职业发展现状,用人企业的毕业生满意度及反馈改进意见,洞察专业建设与课程教学改革中的问题,为专业的设置、专业人才培养方案的优化以及课程教学内容的更新等提供科学依据,最终形成“良性闭环”的专业人才培养质量评价体系。 三、结论 应用电子技术专业作为培养适应于湖南省支柱产业——电子信息与轨道交通装备制造产业结构调整与转型升级的复合型高素质技能人才为主要目标的专业,必须寻找有效途径解决好企业在人力资源市场很难招聘到与岗位相适应的高素质技术技能人才,而诸多高职院校的毕业生却面临“毕业即失业”的尴尬问题。同时,应用电子技术专业作为一个“宽口径”专业,在进行教学改革过程中不但创新课程体系的构建方法,还需要紧密结合区域经济发展需要、行业发展的转型升级、企业需求的改变和专业的办学特色等方面的问题,进而确定宏观和微观两个层面的专业建设和教育教学改革内容[1]。只有这样才能让专业的建设和课程改革有特色,使课程教学内容具有科学性和实效性,专业的人才培养更加“接地气”。 作者:谢永超 单位:湖南铁道职业技术学院 应用电子技术论文:高职应用电子技术人才培养改革思考 摘要:随着经济的发展,人才培养模式改革已经成为了国内高职教育的重点和难点。高职学校应该针对应用电子技术专业的实际情况,制定合理的人才培养方案。学院应该首先对人才的培养定位进行探讨,以市场的实际需要为着眼点,对国内各个企业的专业相关岗位需要进行必要的调研,把各种各样的职业需要融入到日常学习活动中去,真正做到“素质教育,能力教育”,实现新型的人才培养模式,使高职教育的改革融入到教学活动中去。 关键词:高职院校;应用电子技术专业;人才培养模式;改革 目前国内市场正迎来国际市场产业结构调整和新技术改革带来的新机遇,这就意味着国内市场需要对产业结构进行调整,帮助自己形成新的竞争优势,进一步增强自己的发展实力,为国内电子信息行业的发展提供良好的发展条件。应用电子技术专业的毕业生大多是为OEM企业工作的,这类企业实际上就是进行原始设备制造的企业,它们的本质是为ODM企业进行服务的。这种产业结构上的调整对国内应用电子技术专业的人才提出了更高的需要。所以,对应用电子技术专业的人才教育模式进行必要的调整,已经成为了当前国内电子专业的发展关键。 1高职应用电子技术专业人才培养模式改革的原因 1.1专业人才培养模式存在明显的不足 国内高职院校应用电子技术专业的专业定位不足。这主要是因为国内市场调研与论证不足,这就导致高职院校培养出来的人才质量根本没有办法满足市场的实际需要和经济的要求。这种差距一方面导致国内高职院校的教育质量难以得到质的提高,另一方面对国内经济的发展起到了限制性的作用。此外,高职院校的该专业实际上是一个宽口径的专业,它有着将强的工程性以及基础性,它有着较广大岗位覆盖范围,发展的非常迅速,对学生的专业技能要求也更高。但是现在国内高职院校人才培养方案对市场的人才需求、岗位要求并没有足够的认识,这就使学生的实践能力以及专业素养很难得到充分的培养。最后,国内高职院校大多专业教师长期在校园内从事教学活动,他们并不具备良好的实践能力,缺少在企业中工作的实际经验。 1.2产业技术升级对人才提出了更高的要求 电子信息产业在国内占有较高的发展份额,但是这个产业的发展依旧在较为初级的阶段,高精尖技术大多由外国企业所掌握。为了为企业提供更加充分的发展动力,为产业技术升级提供有力的支持,不少地区都创建了专门的产业研发平台,为关键性企业提供了必要的基础支持和经济支持,相应的是,高职院校的应用电子专业的人才不能依旧保持“流水线式的人才装配”,而要进行多专业,多方向的高技术人才培养。 1.3企业技术创新需要电子产品检测等专业型人才 现在大多数的高职院校并没有针对当前电子行业需要的产品检测试验类人才进行相关的专业设置。大多数企业在招聘到应用电子技术专业的毕业生往往需要结合岗位的实际需求进行人才的再次培训,而在较为有限的时间里,企业很难实现理想的人才培训效果。这种人才数量和人才质量上的双重限制将会对电子行业的发展造成一定的消极影响。面对这样的情况,高职院校应用电子技术专业需要对人才培养结构进行必要的调整,满足市场的发展需求,对固有的教学方法和教学结构进行必要的调整,提高学生们的实际动手能力。 2高职应用电子技术专业人才培养模式的具体改革建议 高职院校应该将国内电子信息等专业协会的作用充分发挥出来,吸引电子类企业参与到日常教学活动中去,建立起市场需求指引教学,院校与企业共同进行专业教育的新型人才培养模式。高职院校的应用电子技术专业应该着眼于学生的专业技能和岗位职业能力,建立起“素质全过程,能力四递进”的新型培养方式。高职院校可以将学制改为“2+1”或者“1+2”,使学生的日常学习活动不仅局限于教室,而是扩展到实训室和创新工作室。教师在进行教学的时候应该将识岗、习岗以及顶岗进行教学的重点,利用任务进行学习推动,利用项目引导学生学习,教师应该适时地对学生的学习情况进行考核。 2.1促进人才培养方案的调整和改革 高职院校应该以职业需要为切入点,对行业的人才需求和岗位要求进行充分的分析,将企业的人才招聘标准加入到日常的教学活动中去,真正将学生的职业素质教育贯彻到学生的日常教学活动中去,培养学生的专业基本能力,专业优秀能力,专业综合能力以及专业创新能力。利用这样的学生能力培养切入点,高职院校能够形成更好的人才培养方案,将学历教育和认证培训真正融入到日产的教学活动中去。 2.2创建工学交替的新型培训模式 高职院校要建立“2+1”的学年制度,“1+2”的学期制度。教师在教学的时候,应该将“教室”和“实训室”进行有机的结合,利用“创新工作室”帮助学生提高专业技能。专业教师在进行教学的时候应该把“识岗”“习岗”“顶岗”等三种类型进行教学,实现实践与学习的有机结合。学生在完成入学后第一年的学习后就可以安排他们到专业相关的企业进行两个月的“识岗”学习,利用这样的机会,认识到自己专业所对应的行业和相关工作流程,了解企业文化,建立积极向上的工作态度。 2.3探索新型的订单式人才培养方式 高职院校应该充分利用行业协会,对企业的人才需要进行及时充分的了解,根据企业相应岗位的实际需要,制定有针对性的培养方案,对学生的专业技能水平进行提高,实现人才培养上的改革和创新。根据电子产品的生产情况,高职院校应该对专业能力考核标准进行必要的调整,根据学生的实际岗位需要和职业技能要求对教学方式等进行必要的创新。学校在进行课程教学内容的安排时,应该以岗位的实际需要为切入点,树立“能力优秀”的新型观念,对授课方式,教学内容以及实施方案进行必要的调整。 3小结 高职院校应该结合行业的实际需要,对应用电子技术专业的人才培养方式进行调整,促使高职院校的人才培养方案进行调整,实现进一步的教学内容创新,实现院校和企业的良性互动,改进人才培养方式,改善人才培养质量。此外,高职院校需要对专业教学进行改革,对学生进行更加积极有效的引导,为电子行业的发展奠定扎实的人才基础。 作者:高霏霏 单位:宣城职业技术学院机械与汽车工程系 应用电子技术论文:应用电子技术专业课程体系构建 一、基于工作过程的应用电子技术专业课程体系构建 1.1课程体系构建原则 基于工作过程应用电子技术专业课程体系的构建应遵循:以工作范围为学习领域的组织边界、以行动领域为学习领域的组织逻辑、以典型工作任务为载体、以完成工作任务为课程目标、以工作过程的行动导向为课程的实施原则。这是一种以“三个一致”为特征的课程组织模式,即:学习领域与工作领域一致;学习过程与工作过程一致;学习任务与工作任务一致。培养学生三个层次的能力,即专业基本技能、社会适应能力和专业发展能力。 1.1.1专业基本技能 应用电子技术专业基本技能是本专业高学生在人才市场上获取工作岗位的基本生存能力。这一能力强调专业的应用性和针对性,属于第一层次的能力。只有具备了这种能力,才能够真正地在企业“留得下”。 1.1.2社会适应能力 社会适应能力是指高职学生与他人交往、合作、共同工作和生活中的人际交流、劳动组织能力、群体意识和社会责任心等。强调积极的人生态度、对社会的适应性和行为的规范性。它应包括积极的工作态度、思想道德水平、团队合作精神、人际交往能力、心理素质等。社会适应能力是企业考察高职毕业生是否“用得上”的重要指标。 1.1.3专业发展能力 专业发展能力是指与他人交往、合作、共同生活和工作的能力。包括工作中的人际交流(伙伴式的交流方式、利益冲突的处理等)、公共关系(与同龄人相处的能力、在小组工作中的合作能力、交流与协商的能力、批评与自我批评的能力)、劳动组织能力(企业机构组织和生产作业组织,劳动安全等)、群众意识和社会责任心。具备专业发展能力的毕业生进入用人单位后将逐渐表现出优越性,形成高职毕业生进入职业生涯后的可持续发展因素,是决定毕业生是否“能发展”的主要指标。 1.1.4形成了生产或工作过程导向的“生产型”教学方式 “生产型”教学方式,是依据“教学做合一”的原则,以项目形式呈现生产或工作任务,通过营造企业生产或工作环境,按照生产或工作过程组织教学的教学方式。根据应用电子技术专业人才培养的要求,主要采用现场教学、项目教学、任务驱动、系统仿真、生产型实训等教学方法;旅游类专业主要采用案例教学、实景教学、项目教学、实务操作等教学方法。依托“职教新干线”、校园网等网络平台,建立了教师和学生个人空间,开发了各专业的教学资源库,利用网上优质教学资源进行教学,实现了空间资源课程教学和互动交流。已建成网络资源课程6门、培训资源5个,全部资源已经上传湖南省职教新干线。 1.1.5构建了与职业岗位相适应的实践教学体系 与企业密切合作构建了包含基础技能训练、专业技能训练、综合技能训练的“三层次”实践教学内容体系,通过实验、课程(毕业)设计、论文撰写、生产型实训、顶岗实习等方式,全面提高学生的职业技能。校企共同建设生产型实践教学基地、开发实践教学课程、制定实践教学方案、组织实践教学、完成实践教学任务。应用电子技术专业实践教学课时占总课时的比例达到50%以上。学生在航空企业或沿海企业进行半年以上的顶岗实习,校企共同制定实习管理与考核制度,指导学生实习全过程,以学生作品为主、毕业设计或实习报告为辅评价学生实习成绩。 1.1.6素质教育学习领域 素质教育学习领域的课程设置更多的是考虑提高学生的综合素质,促进学生全面发展,培养企业用得上、上手快、留得住的高素质技能型人才。 二、构建基于工作过程的应用电子技术 专业课程体系,要构建立体的考核评价体系为了保证基于工作过程的应用电子技术专业课程体系教学的质量,准确及时地评价教与学效果,必须执行规范、标准的考核措施。为与工作过程的课程内容改革相配套,全面改革学习教学考核与评价体系和方面,应采用项目考核方法,每一个项目都采用闭环方式进行检查、反馈和持续改进,保证每一个项目的实施,都能为下一个项目的开展提供经验。多种考核方法相结合:过程考核与结果考核相结合,自评、互评(小组互评)、教师评价相结合,比例为:自评占20%、小组互评占30%、教师评价占50%,考核还要与职业能力、方法能力、社会能力结合,全面综合评价学习成绩。 三、结语 基于工作过程过程的课程体系是行动领域和学习领域相结合的过程,是专业建设的灵魂,专业建设所拥有硬件、软件的内容必将围绕课程建设而排序。学院应投入财力、人力和精力加大课程改革建设的力度,带动专业建设。 作者:胡良君 黄华飞 张凯 李晓锋 单位:张家界航空工业职业技术学院 应用电子技术论文:应用电子技术教育的创新对策 一、现阶段应用电子技术教育中存在的问题 1.1对实践教学的认识程度不够 虽然我国素质教育提前了很多年,但是在我们的传统意识里仍是重视教学理论和知识的传授,从而也就轻视了实践教学的能力的培养,实践课程的教学还是需要投入大部分的人力、物力,而且也较难进行组织,加之所要进行的实践课程都不被重视,而这门新兴的应用电子技术教育又多是以基本实验、重点实验对象、内容以及范围进行学习的,实验的内容的制定又具有很大的随意性,由此也就造成了学生们轻视实验的现象出现。而且,我们又不能只重视实验课程的教学,而是应用有机地把知识总结和实验培养相结合,同时强调学生实践能力的培养和动手操作的训练一样重要。 1.2教学实践中存在实质性问题 由于应用电子技术的教育存在一定必须要的时间交给学生进行实际动手操作,这就要求学生必须要具备合格的实践动手操作能力,可是,实践动手操作能力往往也是学生最为缺少的能力,教师在进行应用电子技术教育的时候需要着重对这一点进行培养,这样才能够使实验教学达到预期的教学效果。而且,在实践教学的过程中缺少对学生实验要求的严格管理,其中学生的实验管理组织、实验中的设备设施等都存在着管理不严格等问题,教师在教学的过程中往往倾向于对学生学习方法的灌输,而没有注意到学生学习思维的培养,有时甚至忽视了学生的实际分析能力和解决问题的操作能力。 1.3实践教学内容落后 应用电子技术的教育中会有各种各样的影响因素存在,而我们的实践操作手法和手段仍旧停留在传统的教育模式下,并没有把实践教学中的计算机仿真实验与电子产品的实习经验等教学手段和方法进行结合,从而制约了实践教学的教学成果和教学质量的进一步提高,另外一般教学中教材内容还是相对较为滞后的,缺少正规合适教材指导,甚至没有严格而配套的指导教材书使学生进行学习。 二、应用电子技术创新的方法 2.1将实践教学贯穿于整个理论教学中 长期以来,我国在应用电子技术教育中在理论上、思想上都存在着很多的误区,多数都认为普通高校的教育是长期而正规的,因此,就出现了重学历而轻经历的现象出现,经过几年的教育课程创新,对于应用电子技术教育专业来说,很多课程的理论性较强,而它又和实际应用的关系十分密切,例如,“数字电路”和“模拟电路”等课程的理论教学,这些实践性较强的科研项目在具体的教学过程中,随着章节的逐层展开也会将所要讲述的课程内容变为优秀内容,而不同的教材内容中的例子又较为零散。教学的实践表明,我们在创新教学的过程中要充分体现该教材和课程的重点要点。 2.2循序渐进进行专业课程培训 传统的实践教学都是单独的以某门理论课程来设定的,学生进行多次的实验都以验证性为主的,而专业所需要的实践能力也就得不到系统专业的训练与培养,要想改善这个状况,我们就需要循序渐进地对学生进行具有专业特色的培养和训练,并按照教学的内容与规律制定出详细而又层次的规划,合理组成教育内容体系,形成既独立又互为联系的教学内容。并在形成的过程中结合专业性的教学内容,使教学课程的设计和认知更为专业,使学生在掌握了专业知识的基础上更能够进行系统综合的培训。 2.3突出创新优秀能力的培养 我们要积极进行探索和创新,将专业的优秀能力作为教育的培养主线,将技能的考核作为主要培养内容,并整合传统的学科内容,构建一个以优秀培养能力为主的中心目标而努力。而且还要坚持实践与理论并重的原则,对于实时操作性强的课程,学生要掌握好知识与技能的统一,教师要做到边讲边演示,学生做到边学习边练习。还要坚持实践能力与考证相融合,培养学生的专业职能素养,充分利用应用电子技术的培训多多进行资格证的考核, 三、结语 多年的教学实践表明,加强学生的实践创新能力是极为重要的,我们在教学的过程中要始终贯彻能力培养这一优秀内容,这样既符合我国的创新教学的优秀思想,还符合了我国现阶段的基本现状,也符合学生的实际教学情况。但是,在实际的应用电子技术教育中,我们对教学的改革还只是出于初步阶段,要想真正落实的具体教学内容还有很多,这都需要我们进一步不断地完善和改革现阶段的应用电子技术教育方法。总而言之,现存的教学体系改革是需要我们统一改革思想,提高改革认识,明确改革目标,不断进行探索来完成的,在实践的过程中解决各种各样的问题,顺利实现我国应用电子技术的教育。在实训的课程安排上要对学生着重强调职业资格证的重要性,积极推行“一个原则、两个合一”的理实一体化得教学理念,更加注重学生实践能力的培养。 作者:李丹 单位:滦县职业技术教育中心 应用电子技术论文:小议应用电子技术实验课程项目改革 1应用电子技术专业实验实训课程教学的发展状况 (1)学校实验设备的陈旧与缺乏的现状,使应用电子技术专业的实验、实训课程的计划只具有存在的意义,没有发展的动力。长此以往下去,会使应用电子技术专业的发展失去存在的意义。这些实际的情况阻碍着应用电子技术专业实验、实训课程的发展。因此,随着时间的推移,应用电子技术专业的教师观念无法适应时代的要求,在教学中无法达到实践教学中的学习目标,也在一定不程度上影响了应用电子技术专业实验、实训课程的教学改革的发展。 (2)目前,部分学校的相关课程基本都按照固有的学科安排课程的相关计划。同类学校之间相互模仿的开设专业课程,没有从实际的角度出发,去考虑专业的教学发展是否具有一定的经济效益与社会效益。在专业的课程开设与设置方面存在着严重的理论与实际发展相脱节的现象。应用电子技术专业的发展缺少了客观的现实基础,可谓是举步维艰。应用电子技术专业教学中的理论课程与实践情况的发展存在的脱节问题,使应用电子技术的发展无法满足社会的有效需求。应用电子技术专业实验、实训课程的改革虽是箭在弦上,但是碍于实际情况的制约,应用电子技术专业实验、实训课程的改革进程的发展一直止步不前。过去传统教学模式下的理论教学、实训教学相分离发展模式还在沿用中,不同教师负责不同的课程,导致学生的学习积极性、主动性的意识不强,无法保证教学目标的实现。 2不断加强实训教学及实训教学改革的重要性 (1)随着众多相关学者对应用电子技术专业实验、实训课程的改革的深入探究,改变教学模式、进一步打破专业固定学科的相关限制,最大程度的结合社会的实际需求发展改革的相关事宜成为当务之急。强化应用电子技术专业实验、实训课程的发展观念应作为一种办学理念,将其贯穿于整个教学计划的全过程,并将其改革的力度切实的落实到应用电子技术专业的教学计划、课程安排、教材选择的方面。进行改革中的应用电子技术专业实验、实训课程的相关事项尽量安排得井然有序,这样才能在实际生活中有条不紊的使改革进行下去。学校以及教师对于应用电子技术专业实验、实训的课程的比重要问题,在充分考虑之后做出适合的规划。在进行理论教学与实际教学的过程中,最好安排同一个教师进行授课,这样可以在一定程度上,减少学生对于实训课与理论课在教学内容方面相互脱节的反感。同时,学校应该设立相关的平台,为相关专业的教师定制学习培训的计划。专业的教师在课前需要做好充分的备课工作,并定期参与一定的培训,提高自身的理论和实践的教学水平。并时刻明确教师的主要任务是,将模拟型的设备通过创新的做法向着实用型不断进行转变,使学生深切体会到实验的成功与否与现实的关系。 (2)在实践教学中,重视提高学生的动手操作能力,强化其对专业的实验意识的同时,引进专业的师资力量,提高应用电子技术专业实验、实训课程的质量,突出应用电子技术专业实验、实训的技能发展。在对相关课程的安排方面还需要注意,专业课程的时间、地点在安排时尽量达到教学一体化的相关要求,在教学中充分发挥学生的积极性、主动性去进行理论、实训课程的学习。在师生之间建立起平等的关系,发挥专业教师的主导作用,使学生在学习过程中遇到的一些难题,能够得到专业教师的份额准确答复与点评,增加学生学习该专业的信心与兴趣。教师也可以在这解答的过程中,培养学生分析问题的能力、解决问题的能力、实际操作的能力以及探究的意识。 3总结 应用电子技术专业实验、实训课程的改革的发展,会使学生逐渐为适应电子技术专业的发展,更好的发挥主观能动性去学习专业技术。毕业后更好的适应社会的发展,将所学到的技能真正的发挥到实际的工作中去。应用电子技术的发展空间也会进一步得到提升,使更多的专业人才为社会的经济的发展作出一定的贡献,应用电子技术专业实验、实训课程的改革的进程也会更为顺利的进展下去。 作者:曾德贵 单位:泸州职业技术学院 应用电子技术论文:应用电子技术专业创新研究 1电子技术产业发展中存在的问题 1.1经费投入 资金一直都是所有项目最难把握和最重要的一点,在电子技术领域也是一样,也别是科研方面的资金投入。科研工作的有效开展是电子技术水平得以发展的根基,直接影响着其未来发展道路。以下就其科研各方在经费上存在的问题进行分析。第一,科技人员方面。由于国家政策的提出都会有一个缓冲的过程,当国家大力支持电子技术专业发展时,各地高校开始扩招电子技术专业的学生,经过4年的学习和锻炼,等到这一批学生出来就业时,社会实际情况又发生了变化。首先,是从事电子技术行业的人越来越多,其次是国家和企业在科研人员投入方面越来越少,不仅仅是招收的人员少了,科研人员的工资也被压的很低,最后导致高端技术人员匮乏,缺少工作热情。第二,科研项目方面。企业所做的科研项目大多都是需要政府部门审批,然后拨款进行的,许多优秀技术的研发受到阻碍,特别是要求技术公开化后,使得许多企业不愿意去研发优秀技术,造成负面影响。 1.2产业优势不明显 电子技术产业的发展日趋全球化,其产业结构也逐渐向阶梯型转移,致使其产业优势不明显,得不到各方的高度关注。起初,电子产业由于其产品成本低,价格低,以薄利多销占据主要优势,但随着人力成本及生产的材料成本和电力成本的提高,仅有的低价优势也逐渐消失,其与优势又不明显,致使电子产业面临困境。 1.3没有足够重视产业改造和升级 电子技术产业与传统的行业有所区别,不是单靠简单的手工操作就能完成的,电子技术前期依赖于高新技术,需要高新技术对产品进行不断的更新换代,使其符合社会发展的需求。但是,在我国,由于种种原因,致使创新技术受到限制,难以发展,从而阻碍了电子技术水平的提升。 1.4创新能力薄弱 我国电子技术领域的创新能力较差,主要原因包括两点:第一,企业不愿或是没有足够的资金用于产品创新,致使许多企业甘于现状,缺乏创新能力;第二,政府部门的相关政策给企业创业造成了较大的压力,结合我国现有国情,想要在电子技术行业有所创新还是比较难的。 2创新在电子技术产业发展中的应用策略 2.1强化创新意识 发展创新能力的第一步就是要强化创新意识。在这里,需要强化创新意识的人员包括以下几类:第一,企业管理人员以及企业高层领导要高度重视企业的高新技术发展,努力开展科技创新工程,做到统筹规划,实现企业的电子化生产和管理;第二,企业需设立专门人员负责调整创新组织,强化专门人员的创新意识,统一合理的规划企业电子设备;第三,政府相关部门要明确创新的意义,努力发挥好自身职能,积极配合企业申报国家创新工程,建立完善的保障机制,另外就法律法规方面也需作出合理调整,放宽创新政策,降低限制。 2.2加大投入 上述讲到的最大的问题就是资金问题,所以,在创新应用方面,要加大投入,具体措施包括以下三点:第一,加强人员工资成本投入,从而可以招聘一些资质更深、专业知识和技术水平较高的人员,提高电子技术创新成功的可能性,从源头上解决资金困难问题;第二,加大电子技术人才培养,不能由于社会招聘人数较少而缩小培养力度,在人才培养上,要更注重专业性的培养,加大创新知识和创新能力教学的力度;第三,加大技术研发资金的投入,给予企业研发坚实的后盾,提高企业的创新能力;第四,政府部门提高援助力度,不仅包括资金上的援助,还包括政策上的放宽和人才上的培养等。 2.3促进产业融合 产业融合讲究的是与其他产业相交叉,互补互利,促进电子技术产业的发展。企业要将产业融合作为未来发展的重点,努力调整产业结构,促进产业重组,从而能够合理利用国家资源建立和完善创新体系,特别是创新服务平台的建立。在未来发展过程中,电子技术产业不断与其他产业融合,吸取其他产业发展优势,结合自身特点,创造性的推出新的发展道路。 2.4加强自主创新 自主创新是衡量一个国家创新能力的基础。在过去,甚至是一直到现在,我国还长期引用国外先进技术,国内自主创新的产品相对较少。在这个国际竞争如此激烈的时代,我国要将电子技术产业作为试验基地,提高自主创新能力,毕竟电子技术产业在我国产生已久,有一定的发展能力和创新基础。 3专业人才校园培养创新 3.1课程体系创新 课程体系的建设要以最终就业岗位的需求为基准,也就是说社会上需要哪种类型的人才,这些人才需具备哪些专业性的知识,然后学校根据这些要求设立相关课程进行教学;其次,学校在教师课程安排上要注重将理论课与实践课相交替,有利于学生接收。 3.2教学创新 教学创新包括目标创新、内容创新、方式创新和评价创新。目标创新就是将学生培养成社会需要的人才;内容创新就是指不拘泥于课本知识的讲述,还需结合实际操作,更重要的是教学内容要与时俱进;方式创新指的是添加多媒体授课、户外授课等更易于学生接受的教学方式;评价创新主要是指学校对学生的评价考核不能仅仅依赖于成绩,还需考虑更多的实践内容,操作能力等。 4结语 综上所述,电子产业技术的发展有赖于企业和政府相关部门的通力合作,首先需要明确电子技术产业存在的问题以及创新在电子产业技术中应用的难点,然后再针对难点,做出相关决策,最后转向电子技术专业人才的校园培养上,特别是课程创新和教学方式的创新,得出结论。 作者:李钦召 单位:郑州电子信息职业技术学院 应用电子技术论文:应用电子技术专业校内实践教学思考 【摘要】 应用电子技术是一个实践性很强的专业,在应用电子技术专业学习的整个教学过程中,应坚持不懈地注重实践内容的教学,使学生掌握基本技能和专业技能的训练和能力。讨论高职应用电子技术专业实践教学的现状以及该专业校内实践教学资源建设的重要性,提出该专业校内实践教学资源的建设及科学管理的观点,旨在提升学生的岗位能力与社会竞争力,达到培养以及提升应用电子技术专业学生综合实践能力的目标。 【关键词】 应用电子技术;校内实践教学;资源;建设 在高职应用电子技术专业的教学过程中,实践性是比较明显的特征之一,也就是说,实践环节在高职应用电子技术专业课程当中占据着非常重要的位置,一般配置的学时也很高。现如今,全国各地的高职院校均采用了很多方法来对学生进行相应专业的技能培养,而且收到了一定的成效。目前,各高职院校基本形成这样一个人才培养的改革模式:进行学校与学校合作、学校与企业合作、生产与教学结合,拓展工学结合、创建学生实习实训基地与联合培训中心等。只是在真正实施过程中,往往会碰到不少难题,更甚者不容易实施。因此,不但要坚持不懈地坚持工学结合、生产与教学结合、学校与企业合作的思路,而且还要注重校内实践教学资源的效力,让其得到足够的发挥,并结合各种行之有效的方法来达到高职应用电子技术专业实践性教学的要求,从而解决上述人才培养模式实施过程中遇到的难题。 1高职应用电子技术专业实践教学现状 (1)一直以来,高职应用电子技术专业的课程中都会安排有实践内容(实验或者实训),只是往往会出现理论教学与实践教学分开、脱节的现象。因为有时会先进行一段时间的理论教学,目的是想让学生先掌握一定的理论知识,然后在接下来的一段时间再进行相应的实验或者实训。这样,学生在接受知识的过程中还是进行着教师讲、学生听的模式,从而处于被动状态,而没有办法做到以学生为中心,学生也只能被动地参与该教学活动。违背了以培养学生操作技能为目标的职业教育宗旨。(2)高职应用电子技术专业所开设的实践教学内容往往偏向于某些课程操作能力的培养,实践内容与社会实际技术相差较大,即跟不上技术的发展;某些课程所开设的实践内容中,验证性的实验较多,而侧重于学生创新思维、设计类的内容很少;可能由于仪器设备的原因,在实践内容中,安排软件仿真的项目较多,而实际制作电路实物的项目较少,这样就让所做的实际项目得不到验证。因为仿真时往往比较理想化,而实际制作却会遇到各种因素的影响,有时仿真与实际会相差很远。这样就使得学生不能很好地锻炼查找故障、分析故障、解决故障以及综合调试的能力,而这方面的能力是高职应用电子技术专业学生在以后工作中所应具备的能力,因此不能有效地提高学生的综合实践能力。 2高职应用电子技术专业校内实践教学资源建设的重要性 就目前来看,如何更好地建设校内实践教学资源是大部分高职应用电子技术专业所遇到的一个刻不容缓的问题。造成这种现象的原因大致如下:(1)大多数高职院校的应用电子技术专业办学起步晚,实践教学资源比较匮乏、基础薄弱。(2)作为我国最近大力发展的高等职业教育,目前也还没有建成一套高等职业教育实践教学以及相对应的管理体系的标准。或许每个高职学校在自己的实践教学以及相对应的管理中有自己的特色与亮点,只是大部分高职学校校内实践教学资源的有效利用率估计还是处于低水平的状态,因为他们把应该集中管理的校内实践教学资源进行了分开管理。(3)一些具有优势的校内实践教学资源由于某些原因而被当成摆设——闲置。基于以上原因,校内实践教学资源更加感到缺乏。所以,除了增添各方面的投入以外,还得进一步增强高职校内实践教学资源,积极建设高职校内实践教学的各种有用资源,应用电子技术专业更应如此。 3高职应用电子技术专业校内实践教学资源的建设及科学管理 对于高等职业学院来讲,在实践教学方面的指导思想应该是:在实践教学方面的体制要完善,校内的实践教学资源也要不断地加强建设开发以及增强管理的科学性,从而可以很好地处理应用电子技术专业实践教学所面临的困难和不足。(1)为了能够扩大高职应用电子技术专业学生的知识面,在实践教学中可以从各个尽可能的方面来选取、安排实训实验内容,使实践教学内容丰富。在平时的实践教学过程中要收集、积攒相关实验实训的资料,这样就可以给相关实践教学供应更多可选取、参考的资源或者信息;也能够给相应课程真正系统的实践训练供给更多的资源和基础。另外,对于同一实训项目,可以采取插件元件和贴片元件分别单独来进行,也可以采用插件与贴片元件结合来完成,达到多元化。再者,在实践教学过程中要渐渐加入一些需要学生设计的实验以及实际电路设计的实验实训,从而达到培养以及提升应用电子技术专业学生综合实践能力的目标。(2)在高职应用电子技术专业的主干课程中设立多元化的实践教学体系,从而使学生的技能训练的质量达到一个质的飞跃。对于应用电子技术专业各课程实践教学中实训实验内容单独分开进行的现状,一开始要做的就是要对该专业主干课程的实训创建一个彼此互联的流程,构建多元化实践教学体系。接着在实践教学的教材方面要加大力度进行改革,让本专业内各个课程在进行实践教学时能够做到信息互相借鉴、参考以及共享,让学生能够体会到知识的连贯性,也达到实践教学结果的再利用价值。(3)在教师方面要做好稳定工作,同时创建相应的评价机制。管理方面要予以实践教学教师相应的支持、鼓励待遇,从而提高实践教学教师的工作积极性。另外,要创建相应的评价机制,也就是要对每一位教师在实践教学过程中进行质量评价,同时还要对学生在实际操作能力以及实际技术水平方面进行相应的考核。 4结束语 以上谈到了高职应用电子技术专业实践教学的现状以及该专业校内实践教学资源建设的重要性,最后提出了该专业校内实践教学资源的建设及科学管理的观点。如果各高职院校能够根据自身的特点和办学模式,选用各种各样的途径及方法来建设应用电子技术专业校内实践教学资源,对学校、教师,特别是对本专业学生的岗位能力、社会竞争力、综合实践能力的提升,将有着不可估量的作用。 作者:周明理 单位:北海职业学院电子信息工程系 应用电子技术论文:高职应用电子技术改革研究 近年来,以智能电子技术、嵌入式技术、物联网技术为代表的新一代电子信息技术的出现和应用,进一步有力地推动了社会生产力的发展。坚持走中国特色新型工业化道路,必须推动信息化和工业化深度融合,改造提升制造业,培育发展战略性新兴产业。高职院校作为电子信息类应用人才的重要培养基地,肩负着重要使命,新一代信息技术将给高职电子类专业人才培养带来新的机遇与挑战。 一、高职应用电子技术专业人才培养模式改革的原因 (一)人才培养目标不明确,两个极端化。高职院校培养目标定位现有两种倾向。一种是培养目标和本科院校雷同。应用电子技术专业人才的培养目标定位宽泛,在实施中受制于培养时间,培养的人才只是本科学生的“缩略版”。另一种是培养目标与培训机构的短训班类似。为了满足企业的需求,出现嵌入式操作系统开发、Linux应用驱动、android方向等多种偏向软件方面的专业方向,人才培养方向频繁变动,所培养的人才像是“培训班学员”。在实施中出现盲目引进企业技术与意见、对产业发展与转型不了解、着重于眼前利益的现象,使得人才培养缺乏科学分析,难以获得可持续性发展。(二)专业设置陈旧,人才培养手段落后。当前,以智能产品、物联网、嵌入式、移动互联网技术为代表的新一代信息技术引起了IT产业的新变革,然而经过调研发现,许多院校的应用电子技术类专业方向与多年前相比没有根本的变化与差异,专业方向的设置依然是将重点放在培养学生基础硬件的维修维护能力上,未体现出对新一代信息技术应用技能的掌握。这使得高职院校培养的应用电子技术类专业毕业生在就业后还需要再培训后才能够上岗。在人才就业市场上,硬件基础技术人才供大于求,而软硬件结合开发的新技术人才供不应求,这正好说明了现有的侧重硬件的人才培养远未能够真正满足社会信息化发展的需求。(三)专业课程体系混乱,课程开设缺乏科学性。现有大部分高职院校的课程体系只是简单地照搬本科院校,甚至课程的深度、学时与本科院校一样。课程体系长期无变化,依旧按照电子技术专业基础课、专业课、公共课程安排教学。部分院校为了追求校企合作,片面地听从企业人员建议,未经过科学论证就少开、增开、乱开课程,对课程名称、学时、课程标准随意变更,使得课程体系混乱。同时为了片面地强调工学结合,未经过系统化设计便匆匆实施,使得教学目标难以实现,未能取得预期效果。事实上,高职院校的生源质量低,以及只有短短两年半的学习时间都要求我们需要去建立一个符合自身特点的高职类电子技术专业课程体系。(四)就业质量差,学生缺乏竞争力。在同质化教育下,高职院校培养的应用电子技术专业的学生在就业市场上缺乏竞争力。相当一部分学生在毕业后无法胜任电子技术的工作岗位,只能从事非对口专业的工作。而在电子信息类岗位就业的毕业生在大型制造型企业的生产线上员工居多,担任岗位较低的工作。制造生产加班严重,缺乏技术含量,工资低,使得学生就业易于变动。当前,高职电子信息专业招生和就业难,很多人将其原因归为在大环境下愿意学习电子技术的学生减少,电子技术难学,学了电子技术不知道在哪里就业等。但事实上另一个很重要的原因是现有的高职应用电子技术人才培养模式未能够适应社会的新发展。在上述同质化的电子技术人才培养模式下,已经引起了严重的后果。一方面,简单的电子产品生产、电器维修已经被中职和职高的毕业生占据大部分岗位,由于薪资低劳动强度大,高职毕业生又不太愿意从事这些岗位。另一方面,硬件应用开发、电子线路板设计、嵌入式底层开发等社会大量需求的新技术岗位,毕业生又因为知识欠缺,无法胜任。 二、高职应用电子技术专业人才培养模式改革的意义 随着新一代信息技术的发展,社会对掌握新技术、新产品的人才需求有所增加,这就要求高校要以就业为导向培养合适的人才。高职学院应用电子技术专业是电子信息行业高技能人才培养的主要专业之一,为信息社会经济的发展提供强大的智能支持。以新技术、新产品为导向的职业岗位要求高职院校必须改革现有的人才培养模式,以适应岗位的发展需求。(一)高等职业教育要求人才培养模式要适应现代社会职业岗位的变化发展要求。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》和《教育部关于以就业为导向深化高等职业教育改革的若干意见》都明确了高职院校必须坚持的办学方针和培养目标,即以服务为宗旨,以就业为导向,走产学研结合的发展道路,培养面向生产、建设、管理、服务第一线需要的“下得去、留得住、用得上”,实践能力强、具有良好职业道德的高技能人才。高职学院人才培养目标就是要紧密适用社会需求岗位,在人才培养方案上要和各用人单位岗位“无缝对接”。(二)“坚持以就业为导向,深化职业教育教学改革”是《国务院关于大力发展职业教育的决定》中提出的任务。“校企合作、工学结合”是当前发展职业教育的基本要求,将企业的新知识、新技术及时引入课堂,保持教学内容的新鲜度。人才培养模式的改革是职业教育的优秀内容之一,在今后一个较长期的时间里,建立中国特色的现代职业教育体系,必须根据企业的工作内容和岗位需求来制订人才培养方案,要实现这个目标,只有充分发挥企业的作用,让企业参与进来,由专家教授、工程师、管理人员共同开发人才培养计划,使人才培养体系更能满足学生的学习兴趣,激发学生的学习潜力,为今后能更好地胜任工作打下良好的基础。(三)技能竞赛是职业教育深化教学改革、实现人才培养目标以及提高教学质量的重要举措,也是检验学校办学水平和办学成效的重要标志。以技能竞赛为引导,培养学生自主创新能力,深化教学改革,有效形成“以赛促改、以赛促教、以赛促学”的良好局面。在竞赛过程中,以实际的项目为载体,形成“做中教、做中学、学中做,融教学做于一体”的共识。技能竞赛可以激发学生的学习兴趣,在项目设计制作过程中培养学生创新思维。新一代信息技术背景下的电子设计竞赛、职业院校技能竞赛、创青春、“互联网+”等各赛项为高职学院创新创业提供了良好的人才培养平台。 三、高职应用电子技术专业人才培养模式改革的途径 (一)建立“校企合作、工学结合”多元化的电子技术人才培养体系。电子技术涉及硬件设计以及软件编程,具有一定的学习难度,而高职院校的生源质量较差,自主学习能力差,学制时间短,这两者本身就是一个矛盾,这一障碍造成高职院校在实际的电子技术人才培养中效果不理想。“校企合作、工学结合”是以搭建校企合作平台为基础,充分利用学院和行业企业不同的教育环境和教育资源,全面培养学生的技术能力、职业素质和就业竞争力。通过学院与行业企业的多方联动和长期合作,学生在校的理论学习、基本训练与在企业的实际工作经历有机结合起来。一般情况下,较多刚入校的高职学生职业规划较为模糊,很多学生不知道要学什么、该学什么。南宁职业技术学院应用电子技术专业在大一学完一些公共课程和专业基础课程后,在大二第一学期安排学生去电子类相关的企业锻炼2个月。学生在企业工程师的指导下,经过在企业2个月的实习轮岗,对今后工作的一些基本情况有所了解,确定好今后要努力的专业方向。比如,企业在研发智能家居的时候,实习的学生会对电路板制作、C程序设计、电路设计、单片机技术、嵌入式技术等优秀技能有所了解,学生能明白今后这些在课堂上学习的知识会学有所用。实施“校企合作、工学结合”可以使学生在参加工作实践中学到课堂中学不到的东西,并在工作实践中接受职业训练,提高学生的职业素养和职业能力,获得工作经验,为就业做好准备。许多高职学院都认识到“校企合作、工学结合”的重要性,积极推行“校企合作、工学结合”这种办学模式,以培养适应行业企业发展所需的高技能人才。(二)建立适应新技术发展的电子技术专业技能型课程体系。应用电子技术专业是一个宽口径专业,根据培养目标的定位,高职院校应根据当前新技术发展情况、学生生源质量、就业环境和当地经济建设情况来构建基础知识模块、通用技能模块和专业方向模块三位一体的立体化课程体系。基础知识模块主要涵盖电子元器件、仪器仪表、电路分析、数据手册阅读等基本知识,南宁职业技术学院开设这方面的课程有电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、电子装配调试、大学英语、计算机基础等课程,学生通过学习完基础知识后,初步掌握本专业的基础理论,为学生后续学习提供可持续发展动力。通用技能模块主要突出专业技能通用性、实用性,南宁职业技术学院开设这方面的课程有C程序设计、单片机应用开发、智能电子制作、电子产品检测与维修技术等课程,学生在大二的第一学期就修完这些通用技能课程,可以根据自己的兴趣爱好确定后续的专业方向。在新一代信息技术迅速发展的今天,电子技术和智能技术、物联网技术、互联网技术等高新技术高度融合为一体。南宁职业技术学院应用电子技术专业方向主要有电子产品及电气设备维修、智能产品开发这两个大方向。专业方向模块是学生通过学习前期专业基础模块和通用技能模块后,根据自己的兴趣爱好,选择适合自己的专业方向进行学习。南宁职业技术学院电子产品及电气设备维修方向的专业方向模块主要开设的课程有SMT设备维护、电子产品生产工艺与管理、芯片级维修与数据恢复、机电维修、安防设备装调等课程;智能产品开发方向的专业方向模块课程有操作系统应用开发、无线传感网络技术、嵌入式系统综合项目实训等课程。在通用技能模块和专业方向模块的教学过程中,理论和项目实训课时比例为1∶1,做到理实一体化教学,学生用理论知识指导项目的开展,在项目化实训过程中深入掌握理论知识。另外,为体现专业的前沿性、先进性,不定时邀请企业的技术工程师、行业专家来校讲座,介绍本专业新的工艺技术、新的发展方向,让学生了解本专业的最新发展动态,为学生学习提供一个明确的方向。(三)建立以专业技能竞赛促进专业建设的长效机制。全国职业院校技能竞赛和大学生电子设计竞赛为高职院校应用电子技术专业既提供了一个展示专业办学水平的平台,也为本专业的学生提供一个技能展示的平台。通过技能竞赛这个平台,学校可以拓展视野,及时了解和跟进行业的发展动态,引领专业教师新技能的发展方向,促进专业的发展。另外,学生通过这个平台,能找到自己今后专业技能努力的方向。坚持以技能竞赛指导专业的建设和发展主要应做到以下几点:1.以赛促改。技能竞赛主要以当前主流的技术岗位能力为要求进行命题,主要考查学生在专业方面的理论知识和技能的综合运用,对参赛选手的要求是真正的高技能、高素质。以技能大赛为契机,推动教学改革,在重视培养学生职业素质和可持续性发展能力的同时,形成以新信息技术下应用电子技术专业的岗位职业要求为行动导向的一体化教学模式。根据竞赛的内容和方向,逐步开设新的专业课程,南宁职业技术学院应用电子技术专业近年来已开设芯片级维修与数据恢复、嵌入式系统、FPGA应用等新兴的技术课程。改进单一的考试方式,学生可以通过竞赛获取学分,逐步扩大技能竞赛在学生中的影响力。2.以赛促学。通过技能竞赛,激发和培养学生学习技能的激情,建立以创新工作室为载体的学习环境,选拔优秀的学生进入工作室学习和研究,通过历年赛题实训、项目孵化,培养学生的钻研能力和团队合作能力。逐步建立和完善技能竞赛的奖励机制、运行机制和保障机制。促进技能大赛在专业教学中逐步实现制度化、规范化、长效化。建立有效的学习梯队,通过老带新的方式,将已有的项目进行逐级分解布置。南宁职业技术学院电子研创工作室,大一学生以电路调试制作和C语言练习为主,大二开始进行单片机和智能电子的一些制作,大三开始做嵌入式开发相关的项目。3.以赛促教。教师在指导技能大赛的同时,有利于教师把握本专业教学的重点和发展方向。深入技能竞赛项目,可以细化和规范教学环节,学习到很多实践教学的方法,丰富教师的实践经验。逐步加强技能竞赛指导在教师评优评先以及职称晋升方面的优越性,提高教师深耕技能的积极性。职业教育是深入校企合作的,通过聘请企业、行业的工程师来校指导学生各类竞赛,更加有利于建立一个服务于专业教学的“双师型”团队。 作者:张叶茂 莫淑贤 陈小长 凌永航 唐敢 单位:1.南宁职业技术学院 2.广西工商职技术学院 3.广西电子高级技工学校 4.南宁市第六职业技术学校 5.都安瑶族自治县职业教育中心 应用电子技术论文:应用电子技术人才培养研究 一、设计思路分析 设计专业技术人才培养方案应当坚持一定的设计思路,根据设计思路展开设计,保持教学方案的科学性,使之不至于偏离教育目标和重心,始终将人才培养维持在一个可靠的范围内。1.面向人才需求设立目标。为地方经济建设和社会发展服务的高职院校应通过广泛的市场调研,了解用人单位的选择和用人需求,根据职业和专业的培训目标为指导,使高职人才培养具有明显的专业方向和地位。还需要考虑在确定职业培训目标岗位和适应性时,既确定直接的就业目标、发展目标、就业能力,又要考虑高等职业教育的可持续发展能力。2.着手于能力体系。在明确岗位和专业培养目标的基础上,结合专业岗位分析,通过对岗位工作的具体范围、工作任务和工作过程进行分析,总结了典型的工作任务,明确了职业能力素质要求,准确定位,形成专业能力的内容,具体可操作的制度。3.围绕多目标课程体系进行课程配置。能力系统在分解的基础上,明确需要完成知识、能力和专业素质的任务,以开发技术应用能力和基本素质为主线,以实现知识、能力和素质作为出发点,建立相应的课程体系和课程配置。 二、专业人才培养现状分析 目前许多高职院校已经建立了电子信息技术专业应用,培养了一批具有一定实际操作能力的人才。但是,目前普遍存在着广泛的理论教育教学过程,缺乏一线实践经验,虽然有些高校为学生刻意安排了一些实践课程,但由于缺乏市场导向,实践内容滞后于当前技术发展,不能很好地适应市场需求。究其原因,是受到了学校资源条件、学生就业期望、受教学计划设计等因素的影响。当前我国高职院校基础课程设置以基础课程、专业基础课程、专业技能课程三阶段教学模式为主,一般在第一学期的专业培训过程中开展技能教授,而后进行实践教育,这样的教学顺序是不合理的,究其原因是主体设置不科学,电子人才培养目标不明确,缺乏对市场的了解,对人才能力的需求不能适应当前市场导致了教学内容、方式和市场需求的脱轨。 三、人才培养方案的设计策略 在下文中,笔者将重点从目标设计、能力分解和实践教育设计三个方面对应用电子专业技术人才的培养方案设计进行分析。1.目标设计。学校要通过确定人才的市场需求进行目标设计,这就需要学校以多种方式来开展关于市场人才需求的调查活动,例如问卷调查、网络调查等,针对当前市场人才需求、就业取向、企业工作资格等展开细致的调查,以建立应用电子专业人才培养目标和能力培养体系性质来保证研究的准确性,研究方法尽量多样化,除了深入企业调查外,还可以在人力资源部门获取相应的资料。综合研究结果表明,电子技术专业毕业生在电子产品制造企业中的应用可以进行电子产品装配、测试和调试,也可以从事辅助设计的生产工作。具体工作可以是质检员、电子产品、PCB辅助设计人员等。总之,要深入的了解市场的人才需求,才能保障学校人才培养的准确性。2.分解所需能力,融入课程体系。电子专业学生未来职业在岗位上的应用具有一定的分工水平。笔者认为,电子专业毕业生就业的应用一般是一线经营者的第一线,从事电子信息技术开发和产品设计工作。电子专业定位的应用应是一线运营商,从事生产、质量管理等。其次,是在中小型企业做一些简单的电子产品研发工作。我们应该基于电子专业工作能力从层次到分解的内容,以确定知识、能力、人才培养目标。在理清上述信息后,以培养学生的系统能力为目标,在专业课程和专业素质的基础上,注重提高学生的优秀能力,实现科学课程体系的基本知识理论与实践相结合。电子技术在人才培养初期的应用应注重理论与实践相结合的人才培养,应加强电工技能培训,实施切实可行的电子电路设计、电子产品设计实践和电子产品维修培训。后期则需要重视学生对理论的应用,通过将学生输送到实际的工作岗位上,以真正的电子技术应用过程,让学生在动手过程中,完成电子产品的组装、设计和维护过程。3.合理实践教育课程设计。虽然学校在培养学生实践能力方面,都作出了很大的努力,很多学校已经实施了实践教学、一体化教学,但是存在很多不合理的地方。针对这一问题,学校应与企业建立密切的合作关系,尽可能为学生提供专业的教学环境,让学生参与到各种能力的工作中,通过企业实地研究,发现自己的不足和未来的发展方向,提高学生的能力水平,培养学生的专业素质。同时,学校还可以通过与企业的合作,尽可能吸收人才,加强双方人才队伍建设,实施和企业的优势互补,良性循环。结合“工程实施”教学模式,引入有效的评价方法,例如“工学结合评价方法”,以提高教学质量。 四、结束语 设计一个好的人才培养方案,必须对应用电子技术专业学生进行准确定位,以适应当前市场的需要,从理论和实践的两个方面来提高学生的能力,提高人才培养的针对性和有效性。 作者:吴琪 单位:淮海技师学院 应用电子技术论文:中职应用电子技术教学改革初探 [摘要]现阶段各中职院校的电子技术专业的教学特征是教学量大、涉及知识面广,教学内容几乎涵盖了电子学科和计算机的各个专业方面。现在各中职学校学要将其进行改革正是由于电子技术专业涉及的知识面广,要求的知识储备较多,对教师平时的教学工作产生了一定的压力,只有进行新型适用性改革才能培养出更多电子技术专业方面的人才。 [关键词]中职;应用电子技术专业;教学改革 中职应用电子技术专业教学的主要目的是以就业为指导培养和提升学生的专业技能和知识水平,而学生学习的目的则在于通过中职教育能够选择相应的工作岗位。在现阶段的中职学校,大多数是想培养出一批密集型劳动人才,但是从教学背景和教学目的方面来看中职学校并不适合采用培养密集型劳动人才的教育模式。教师在电子技术专业教学方面必须做到与时俱进,制定适应当代中职学生多元化的教学方式,在教学内容方面做到专业性、实际性和应用型,让学生能在中职学校接受到高质量、高品质的教学,能够得到相应量的锻炼,提高自己的创新和实践能力。 一、以就业为导向的教学体系 以就业为导向是中职教育的一大特点,在针对应用型电子专业技术的教育中,以考虑学生走出校门后的就业情况为基础制定合适的教育方式是现阶段本专业所需的。所以,首先学生要考虑到现代社会的持续发展,通过不断的改革来培养适合社会科技和经济发展的人才。要考虑学校不同学生人群不同的学习态度,以学生的实际能力为基础,制定面向生产和服务的培养方式。除此之外,教师不仅仅要提高学生的专业技能,还要让学生明白在专业岗位上一个良好、高素质的专业素养的重要性。在相应教材的设计方面也要结合全校师生的意见和建议,编制应用型的高质量教材。 二、打造优秀教师团队 很多人认为中职学校的教师不同于普通型学校,对教师的要求也可以适当的放低。但是事实并非如此,在面对一群偏向于职业型的学生和以就业为主要目的的教学模式,作为一名中职教师更应该对自身有较高的要求,才能提高学生的职业水平。对于学校方面,要积极以各种优势吸引更多的人才,特别是在企业有创造力的前线技术人员,扩大实践课教学队伍。另一方面,定期对学校的授课老师进行培训,提高专业老师的实践教学水平,同时通过研修的方式提高老师的学历层次,培养出一支高素质的电子技术专业的教学队伍。 三、创造新式课堂 考虑到大部分中职院校的学生对纯理论的课堂教学不感兴趣,教师可以尽量采用多媒体教学的方式,因多媒体教学具有多姿多彩、直观性强、信息量大、容易被学生接受等特点。在现阶段的中职教育中,很多学校已经善于用多媒体进行教学。并且,在引用多媒体教学的同时,需要老师提前将做好的课件插入其中,使课堂生动丰富,促进学生在相对轻松的环境中学习专业课知识。另外,老师可以将多媒体与网络连接使用,将网络上丰富的教学资源应用到教学中。因此,老师要注重网络平台的建立,主动开办网络教学课,设立虚拟课堂。在设立新式教学方式的同时,老师可以将自己的联系方式公布给学生,也可以申请一个公用的邮箱,将平时需要用到的课件放在邮箱中,学生可以课下根据自己的学习情况下载课件自行学习。同时,在学生有疑难问题的时候还能通过邮箱向老师请教。开通网络平台能够增强学生学习的积极性,扩展学生的知识面。 四、与各企业间合作,改善实验教学条件 中职学校是以就业为主要目的的学校,因此可以在教书育人的同时与各个优良企业进行深入合作。通过跟企业合作,既为企业培养和提供相关专业人才,促进企业的发展,同时也增加了本校学生的就业率,利用企业提供的良好条件建立校外毕业生实习基地。在这种基础下,更主动地与大型企业推行互助合作,由企业提供设备,学校提供师资和实习生资源。当双方实现了确定的工作环境并能够顺利地实现工作后,再与公司签订相关文件,实现长期合作。五、整合教学内容,改善课堂构造电子技术专业课程学生学习起来比较困难,因为电子技术的学习理论性较强,知识点抽象不易懂并且含有大量的专业术语。除此之外,电子技术的学习涉及的课程学习面较大,对于新入学的学生来说是不易接受的。所以要根据大部分理解能力较低的学生设置相应水平的教学内容和使用大多数学生适应的课堂教学模式。 目前,很多中职学校的实际定位和教学目的出现了问题,严重影响了中职学校专业人才培养的实现以及中职学生的就业率。因此,中职院校必须提高警惕,看清目前的形势,制定合适的培训路线,采用得力的措施,打好基础扎实地进行教学。在未来的发展中,中职学校既要坚持教学的严肃性,又要做到与时俱进,不断发展。 作者:吴邦伦 单位:贵阳市第三十一中学 应用电子技术论文:应用电子技术专业学生职业沟通能力的培养 摘要:职业沟通能力是指在从事相关职业活动过程中,为达成职业工作目标而与他人进行有效沟通的能力,是职业优秀能力的重要组成部分。目前在校学生职业沟通能力欠缺。良好的职业沟通能力对高职院校应用电子技术专业学生未来职业生涯非常重要。当前应重点培养学生的职业沟通能力,实行显性课程和隐性课程相结合,其中后者更具针对性和实战性。这样的培养模式对其他职业优秀能力的培养同样具有借鉴意义。 关键词:职业沟通;沟通能力培养;应电专业人才培养;电子行业沟通技能 所谓职业沟通能力是指在从事相关职业活动过程中,为达成职业工作目标而与他人进行有效沟通的能力,它是职业优秀能力的重要组成部分。高职院校应用电子技术专业培养的都是未来从事电子与信息技术产品的设计、开发、生产、维护等创新型高技能人才。这些未来的电子产品工程师在他们的职业生涯里将要面对不同的工作伙伴和客户群体,需要执行不同电子产品的设计、生产与推广。因此,对他们来说,良好的职业沟通能力对未来职业生涯的开展、取得事业的成功具有十分重要的意义。 一、目前在校学生职业沟通能力欠缺 目前高职院校电子专业学生在职业沟通能力方面普遍欠缺,以我院应用电子技术专业学生为例,主要存在以下问题。 1.开口说不了,特别是在涉及有关专业问题时表现得尤其突出。有些学生私下里侃侃而谈,但真让他对某个专业问题谈谈认识,或者对某个硬件设计方案进行分析时,往往是吞吞吐吐、含糊其辞。还有些学生明明实际动手能力很强,毕业设计时的方案、实物做得非常好,但到了毕业答辩需要表述时,往往语焉不详、不得要领,没能让答辩教师真正了解自己的专业水平。更有甚者,在毕业应聘面对面试官提出的“请你谈谈这三年你学到了什么”这一类问题时,表现得一脸茫然。 2.提笔写不了,特别是在撰写技术文档时问题尤其明显。作为电子行业的未来从业人员,撰写技术文档是一个基本素养的体现。近几年通过教学练一体的课程教学改革,很多教师在项目课程实施过程中都增加了技术文档撰写的训练环节,但学生的表现不尽如人意。很多是想不到、写不出,有些是想到了、写不出。语言总是干巴巴,专业术语基本不会,内容的安排总是缺乏条理性和逻辑性,有些学生甚至连基本的行文格式也会弄错。这样的问题到了毕业设计阶段时暴露得更为突出。 3.不注重沟通时的礼仪。有些学生在与教师、同学就专业问题进行交流、探讨时,往往不注重礼貌用语的使用,甚至有时还会缺乏良好的态度、情绪。 二、未来所需的职业沟通能力 作为一个未来的电子产品工程师,在今后工作中总会碰到形形色色的人和事,如何与人进行交流、沟通,解决不同的问题与困难,最终达到所需实现的工作目标,是这些未来工程师们目前亟须掌握的基本职业能力。下面以一个电子产品的设计、开发、生产过程为例,探讨一个电子产品工程师可能会面临的职业沟通问题。首先是在电子产品的规划阶段。不论这个产品是委托开发还是立项开发,都需要先跟客户交流,了解客户和市场需求;然后和工作伙伴一起进行可行性论证和方案调研,形成方案报告;最后将整体方案向技术主管和相关专家汇报,通过交流、论证以取得方案评审通过。其次是在产品的设计、开发阶段。由于在这个阶段要完成系统方案设计,硬件、软件设计、调试,以及样机的组装、测试等大量工作,因此作为开发小组中的关键成员,只有与其他小组成员通力协作,及时沟通、协调,才能做到各司其职、各尽其能,才能保证整个项目顺利开展、有序前进。如果是作为小组负责人,还需做好与其他部门如器材供应部门、生产测试部门的协调工作,在产品开发完成后做好开发总结报告。最后是在产品的试生产阶段。在这个阶段,研发部门的电子工程师需要和生产部门的技术人员做好技术交接,帮助生产部门理解、消化、吸收相关技术要点,做好技术指导。对在试生产过程中出现的问题和反馈的信息,要认真分析与研究,以便进一步改进、修正、优化相关技术文档。需要说明的是,沟通方式包括语言沟通和非语言沟通。其中后者是指通过动作、体态、语气语调、空间距离等进行信息交流与沟通的方式。由于这一方式跟对话主体、对话时的环境及语境有很大关系,因此表格1中未做具体描述。 三、职业沟通能力的培养途径 通过上述内容可以看出,对一个电子产品工程师来说,一个产品的开发过程实际就是一个全方位的职业沟通的过程,沟通能力的高低直接关系着他们职业生涯的成功与否。对一个资深的电子工程师来说,不仅要掌握多种口头沟通和书面沟通技能,同时也要充分运用非语言沟通技能,这样才能使沟通更为及时、高效,才能有助于工作目标的实现。结合目前学生的实际情况以及未来职业要求,对高职院校应电专业学生职业沟通能力的培养应主要集中在以下几个方面。一是口头沟通技能,主要是能熟练运用专业术语来口头描述一个专业事件,要求表述完整、条理清晰、观点明确,用词精炼。二是书面沟通技能,要熟悉未来专业工作中可能会涉及的各类技术文档书写,要求格式规范、文笔通畅、结构完整、观点明晰、逻辑严谨。三是注重沟通礼仪。通过对沟通礼仪的培训,熟练应用肢体语言、面部表情、语气语调、位置距离等非语言沟通技能,快速拉近沟通双方距离,使语言沟通表达得更加准确、有力、生动、具体。对上述沟通能力的培养通常采取课堂教学,通过专业性的显性课程和渗透性的隐性课程相结合的方式。前者可设置诸如职业沟通、科技写作、沟通礼仪等针对性课程,而后者则把相关沟通技能的培训渗透到专业课程的教学之中。目前我院在应用电子技术专业课程教学中,通过对专业优秀课程教学模式的改革,建立了基于工作任务的、教学练一体的教学模式。在这样的教学模式中设置了若干用于职业沟通能力训练的教学环节,如工作小组成立、设计方案讨论、团队分工协作、技术文档撰写、工作汇报与总结等。这一系列训练环节不光体现在一门专业课程中,而是贯穿到所有专业优秀课程的教学过程中,而且这种内嵌式、渗透性的训练模式相对于通用课程来说更具有针对性和实战性。这样的培养模式使得学生在口头专业表达、技术文档书写、灵活运用多媒体手段、沟通礼仪方面有了长足的进步,为今后开展全面、系统的职业沟通能力的培养打下坚实的基础。 作者:阮越广 单位:浙江机电职业技术学院
电子设计自动化教学研究:电子设计自动化课程教学探讨 所谓EDA技术,是指以计算机和EDA软件为设计工具、以硬件描述语言为系统逻辑描述手段,以可编程逻辑器件设计载体、以电子系统设计和专用集成电路设计为目标的电子产品自动化设计过程。EDA是电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)的缩写。随着电子设计自动化技术的发展,其在众多领域得到了越来越广泛的应用,社会对此类技术人才的需要也不断增加,传统教学模式已不利于培养出适应市场需要的、具有较强动手能力的应用型人才,教学改革势在必行。提高EDA技术课程的教学质量与教学水平,形成有利于培养学生创新实践能力的先进教学理念和教学模式,培养出一大批符合时代要求和具有较强动手能力的学生。 一、教学中存在的问题 我国长期以来形成的教育模式较为封闭、单调,满堂灌的传统教学模式在教学中仍占据主体地位。在EDA技术这类实践性、应用性很强的专业课程的讲授中,如何提高学生实践能力是需要教师不断探究的问题。目前,课程教学归纳起来主要存在以下几个方面问题:教学方式上,除了大量采取了多媒体教学形式外,教学方式仍是单向灌输,学生在大多数情况下为被动接受,学习兴趣和积极性不高;教学过程中,以教师为中心,教学目标主要是知识的传播,但对知识运用涉及较少,且大多数由教师直接介绍给学生,侧重于讲解概念和机械式的演练,而要求学生独立思考并进行问题解决的不多,同时,由于课时有限而内容较多,以至于在课堂上没有学生发挥的时间;实验,多为验证性实验,缺少设计性和综合性实验,学生理论联系实际的能力不强;考核方式,仍采取传统考试的方式,重点考察对知识的记忆程度,缺乏对学生思维方法、分析和解决问题的训练。 二、改革措施 在EDA技术课程教学过程中,我们一直在研究如何提高教学效果,逐步完善教学大纲,不断整合教学内容,同时在教学方式、考核方式等方面也做了一定改革。“学中做,做中学”开启教学模式,激发学生学习兴趣 本课程主要讲授:EDA技术的基本知识;可编程逻辑器件的结构原理;VHDL语言;EDA开发系统的使用。如果在课程讲授初期按部就班从单纯介绍基本知识入手,学生对可编程器件和EDA技术设计流程没有感性的认识,这样听课会感到比较枯燥,没有学习兴趣,接受起来也比较困难。EDA技术实践性很强,侧重于应用,不需深入了解可编程逻辑器件的结构,就可完成一些数字电路的设计。 为了更好更高效地利用有限的学时,从EDA技术开发工具和实验系统介绍入手,帮助学生在感性上对EDA技术产生一定的认识,第一次课可以在实验室以绘制原理图的方式设计一个简单的电路,教师演示整个设计的过程,然后让学生学着再做一遍,这样学生很快对EDA技术设计流程有了很清晰的认识,调动了学习积极性,以后再接受其他知识时会有整体性的概念,也不再有盲目性。 “学为主,教为辅”的教学探索 实施素质教育,培养创新人才,提高学生的动手实践能力,应以学生自主学习为主,教师给予一定的引导。在VHDL语言的学习中,教师无需逐字逐句介绍语法规范语法要素及语句,在每次课结束后布置下次课学生应具备的电子电路知识,学生在课下可以利用一些时间进行相关知识资料的查询和学习,增强主观能动性。课堂上,教师对语句和相关语法简单介绍后,学生就可以用这些语句自行设计预习的逻辑电路,遇到问题大家共同探讨解决,培养学生获取知识的能力。以不同的项目为载体学习VHDL语言,让学生快速掌握EDA技术的基本内容,让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识。实践环节教学改革探索 精心设计实验内容,包括验证性、设计性和综合性实验。验证性实验主要是巩固所学的基础理论知识,熟练掌握软件开发工具的操作,综合性实验是课程的重点实验,学生是实验的首要开发者,可以培养学生的综合设计能力,提高学生分析问题、解决问题的能力,可以多设计一些综合性实验内容供学生选择。设计性实验不做具体要求,以自主学习为主,为对此知识领域感兴趣的同学作为课外的学习补充。另外,鼓励学生参与创新创业训练、电子设计大赛等各种实训活动,做好后续的课程设计和毕业设计工作。学生的设计成果如图一、图二所示:完善考核方式 采用“平时+实验+期末考试”相结合的考核方式,分值划分比例是:平时考勤10%、实验40%、期末考试50%,避免考试前突击背诵授课内容,更多重视平时学习过程的考核,注重动手实践能力的考核,充分调动学生的上课积极性。实验考核中包括预习情况、操作过程、实验结果和实验报告,严格考核每一环节。 三、结论 EDA技术课程在高校电子类专业教育中发挥着不容忽视的作用。本文从分析EDA课程教学中存在的问题出发,探讨了如何从教学方法、考核评价方式和教学模式等方面进行改革,提高了学生开发数字系统的能力,培养了学生主动获取知识、灵活运用知识的能力,为将来从事电子通信工程、测控技术等领域的工程应用打下坚实基础。 作者:娄莹 门英辉 单位:辽宁科技大学电子与信息工程学院 电子设计自动化教学研究:电子设计自动化课程教学创新 电子设计自动化(EDA:ElectronicDesignautomation)是将计算机技术应用于电子设计过程中而形成的一门新技术,[1]它已经被广泛应用于电子电路的设计和仿真、集成电路的版图设计、印刷电路板(PCB)的设计和可编程器件的编程等各项工作中。随着半导体技术及电子信息工业的不断发展,电子设计自动化技术在信息行业中的应用范围越来越广泛,应用领域也涉及产业链中的几乎任何一个环节。一方面是社会上对电子设计自动化人才的急需,另一方面是我国高校中电子设计自动化人才培养的落后,两者之间的矛盾也促使众多的高校开始在电子信息、微电子技术等专业中开设“电子设计自动化”课程。如今,该课程已成为众多信息类学科的专业必修课,这为我国电子设计自动化人才的培养和充实做出了巨大的贡献。“电子设计自动化”课程教学效果直接影响着人才培养的质量,因此,优秀的教学方法和教学质量是教学过程中必须重视的。笔者根据近几年的教学经历,总结经验,开拓创新,形成了一套特有的教学方法,旨在培养出基础牢、思路清、知识广、能力强的电子设计自动化人才。 一、“电子设计自动化”课程教学的特点 电子设计自动化是一个较为宽泛的概念,它涵盖了电路设计、电路测试与验证、版图设计、PCB板开发等各个不同的应用范围。而当前“电子设计自动化”课程设置多数侧重电路设计部分,即采用硬件描述语言设计数字电路。因此,该课程的教学具非常突出的特点。 1.既要有广度,又要有深度 有广度即在教学过程中需要把电子设计自动化所包含的各个不同的应用环节都要让学生了解,从而使学生从整个产业链的角度出发,把握电子设计自动化的真正含义,以便于他们建立起一个全局概念。有深度即在教学过程中紧抓电路设计这个重点,着重讲解如何使用硬件描述语言设计硬件电路,使学生具备电路设计的具体技能,并能够应用于实践和工作当中。 2.突出硬件电路设计的概念 在众多高校开设的“电子设计自动化”课程中,多数是以硬件描述语言VHDL作为学习重点的。而VHDL语言是一门比较特殊的语言,与C语言、汇编语言等存在很大的不同。因此,在教学过程中首先要让学生明白这门语言与前期所学的其他语言的区别,并通过实例,如CPU的设计及制造过程,让学生明白VHDL等硬件描述语言的真正用途,并将硬件电路设计的概念贯穿整个教学过程。 3.理论与实践并重 “电子设计自动化”是一门理论性与实践性都很强的课程,必须两者并重,才能收到良好的教学效果。在理论学习中要突显语法要点和电路设计思想,[2]并通过实践将这些语法与设计思想得以加强和巩固,同时在实践中锻炼学生的创新能力。 二、“电子设计自动化”课程教学方法总结 良好的教学方法能起到事半功倍的效果。因此,针对“电子设计自动化”课程的教学特点,笔者根据近几年的教学经验总结了一些行之有效的教学方法。 1.以生动的形式带领学生进入电子设计自动化的世界 电子设计自动化对学生来说是一个全新的概念。如何让他们能够快速地进入到这个世界中,并了解这个世界的大概,从而对这个领域产生兴趣,是每个老师在这门课授课之前必须要做的一件事情。教师可以采用一些现代化的多媒体授课技术,让学生更直观地了解电子设计自动化。由于电子设计自动化是一个很抽象的概念,因此,可以通过播放视频、图片等一些比较直观的内容来让学生了解这个领域。从学生最熟悉的电脑CPU引入,通过一段“CPU从设计到制造过程”的视频,让学生了解集成电路设计与制造的流程与方法,并引出集成电路这个概念。通过早期的集成电路与现在的集成电路的图片对比,引出EDA的概念,并详细讲解EDA对于集成电路行业的发展所作的巨大贡献。在教学过程中,通过向学生介绍一些使用EDA技术实现的当前比较主流的产品及其应用,提高学生对EDA的具体认识。这些方法不仅使学生对EDA相关的产业有了相应的了解,更激发了学生的学习兴趣,使学生能够踊跃地投入到“电子设计自动化”的学习中。 2.以实例展开理论教学 “电子设计自动化”的学习内容包含三大部分:[3]硬件描述语言(以VHDL语言为学习对象)、开发软件(以QUARTUSII为学习对象)和实验用开发板(以FPGA开发板为学习对象)。硬件描述语言的学习属于理论学习部分,是重中之重。对于一门编程语言的学习来说,语法和编程思想是学习要点。在传统的编程语言学习的过程中,通常都是将语法作为主线,结合语法实例逐渐形成编程思想。这种学习方法会使学生陷入到学编程语言就是学习语法的误区中,不仅不能学到精髓,还会因为枯燥乏味而产生厌倦感。如何能使学生既能掌握电路设计的方法,又轻松掌握语法规则是一个教学难题。笔者改变传统观念,将编程思想的学习作为教学主线,在理论学习过程中,以具体电路实例为基础,引导学生从分析电路的功能入手,熟悉将电路功能转换为相应的程序语句的过程,并掌握如何将这些语句按照规则组织成一个完整无误的程序。在此过程中,不断引入新的语法规则。由于整个过程中学生的思考重点都放在电路功能的实现上,而语法的学习就显得不那么突兀,也不会产生厌倦感。由于语法时刻都需要用到且容易忘记,因此在后期的实例讲解过程中需要不断地巩固之前所学过的语法现象,以避免学生遗忘,以此让学生明白,学习编程语言的真正目的是为了应用于电路设计。通过一些实践,学生体会到语言学习的成就感,进一步提高了学习兴趣,此方法收到了良好的教学效果。 3.将硬件电路设计的概念贯穿始终 硬件描述语言与软件语言有本质区别。很多学生由于不了解硬件描述语言的特点,在学习过程中很容易将之前所学的C语言等软件编程语言的思维惯性的应用于VHDL语言的学习过程中,这对于掌握硬件电路设计的实质有非常大的阻碍。因此,在教学过程中,从最初引入到最后设计电路,都要始终将硬件电路设计的概念和思维方式贯穿其中。在讲述应用实例时,需要向学生分析该例中的语句和硬件电路的关系,并强调这些语句与软件语言的区别。以if语句为例,在VHDL语言中,if语句的不同应用可以产生不同的电路结构。完整的if语句产生纯组合电路,不完整的if语句将产生时序电路,如果应用不当,会在电路中引入不必要的存储单元,增加电路模块,耗费资源。[4]而对于软件语言,并没有完整if语句与不完整if语句之分。为了让学生更深刻地理解不同的if语句对应的硬件电路结构特性,可以通过一个小实例综合之后的电路结构图来说明。 (1)(2)两个程序唯一的不同点在于:程序(1)中使用的是elsif语句,是一个不完整的if语句描述,而程序(2)使用的是else语句,是一个完整的if语句描述。这一条语句的区别却决定了两个程序的电路结构有很大的不同。(1)综合的结果是一个时序电路,电路结构复杂,如图1所示。而(2)综合的结果是一个纯组合电路,电路结构非常简单,如图2所示。通过综合后的电路图比较,学生更深刻理解这两类语句的区别。强化硬件电路设计的思想,可以促使学生逐渐形成一种规范、高效、资源节约的设计风格,培养一个优秀的硬件电路设计工程师。 4.通过实践拓展强化学生动手能力 “电子设计自动化”是一门实用性很强的课程,学生在学完该课程后必须具备一定的硬件电路设计和调试的能力,因此在教学中需要不断地用实践训练来强化学生在课堂所学习的理论知识,并使他们达到能够独立设计较复杂硬件电路的能力。笔者在教学过程中鼓励学生将课程实践和毕业设计内容相结合的方法,让学生强化实践能力,收到了良好的效果。学习“电子设计自动化”课程的学生基本上都是即将进入大四,此时他们的毕业设计已经开始进入选题,开始了初步设计的过程。笔者先在实验课堂向学生布置一些常用硬件电路设计的题目,比如交通灯、自动售货机、电梯控制器等,让学生体会电子设计自动化课程的实用性,激发他们的思考和学习兴趣。在此基础上分组组建实践小团队,让每组学生共同完成一个较复杂的电路系统,比如遥控小车、温度测控系统等,鼓励他们将所做的内容与毕业设计对接。其中大部分同学通过这些训练都可以掌握硬件电路设计的基本方法和流程,有一部分同学还能设计出比较出色的作品。此过程不仅让学生体会到了学习知识的快乐,也培养了他们的团队协作精神,为他们以后的继续深造和工作做了铺垫。 三、结束语 掌握“电子设计自动化”课程的特点,有针对性地改善教学方法,充分调动学生的学习积极性,强化理论和实践教学相结合,一方面使学生把握课程的全局性,了解和熟悉电子设计自动化行业的状况和最新动态;另一方面培养学生具有扎实的理论基础和良好的动手能力,培养出厚基础、重实践、有创新的高素质人才,具有重要的社会意义。 电子设计自动化教学研究:电子设计自动化的课程特点与教学革新 电子设计自动化(EDA:ElectronicDesignautomation)是将计算机技术应用于电子设计过程中而形成的一门新技术,[1]它已经被广泛应用于电子电路的设计和仿真、集成电路的版图设计、印刷电路板(PCB)的设计和可编程器件的编程等各项工作中。随着半导体技术及电子信息工业的不断发展,电子设计自动化技术在信息行业中的应用范围越来越广泛,应用领域也涉及产业链中的几乎任何一个环节。一方面是社会上对电子设计自动化人才的急需,另一方面是我国高校中电子设计自动化人才培养的落后,两者之间的矛盾也促使众多的高校开始在电子信息、微电子技术等专业中开设“电子设计自动化”课程。如今,该课程已成为众多信息类学科的专业必修课,这为我国电子设计自动化人才的培养和充实做出了巨大的贡献。 “电子设计自动化”课程教学效果直接影响着人才培养的质量,因此,优秀的教学方法和教学质量是教学过程中必须重视的。笔者根据近几年的教学经历,总结经验,开拓创新,形成了一套特有的教学方法,旨在培养出基础牢、思路清、知识广、能力强的电子设计自动化人才。 一、“电子设计自动化”课程教学的特点 电子设计自动化是一个较为宽泛的概念,它涵盖了电路设计、电路测试与验证、版图设计、PCB板开发等各个不同的应用范围。而当前“电子设计自动化”课程设置多数侧重电路设计部分,即采用硬件描述语言设计数字电路。因此,该课程的教学具非常突出的特点。 1.既要有广度,又要有深度 有广度即在教学过程中需要把电子设计自动化所包含的各个不同的应用环节都要让学生了解,从而使学生从整个产业链的角度出发,把握电子设计自动化的真正含义,以便于他们建立起一个全局概念。有深度即在教学过程中紧抓电路设计这个重点,着重讲解如何使用硬件描述语言设计硬件电路,使学生具备电路设计的具体技能,并能够应用于实践和工作当中。 2.突出硬件电路设计的概念 在众多高校开设的“电子设计自动化”课程中,多数是以硬件描述语言VHDL作为学习重点的。而VHDL语言是一门比较特殊的语言,与C语言、汇编语言等存在很大的不同。因此,在教学过程中首先要让学生明白这门语言与前期所学的其他语言的区别,并通过实例,如CPU的设计及制造过程,让学生明白VHDL等硬件描述语言的真正用途,并将硬件电路设计的概念贯穿整个教学过程。 3.理论与实践并重 “电子设计自动化”是一门理论性与实践性都很强的课程,必须两者并重,才能收到良好的教学效果。在理论学习中要突显语法要点和电路设计思想,[2]并通过实践将这些语法与设计思想得以加强和巩固,同时在实践中锻炼学生的创新能力。 二、“电子设计自动化”课程教学方法总结 良好的教学方法能起到事半功倍的效果。因此,针对“电子设计自动化”课程的教学特点,笔者根据近几年的教学经验总结了一些行之有效的教学方法。 1.以生动的形式带领学生进入电子设计自动化的世界 电子设计自动化对学生来说是一个全新的概念。如何让他们能够快速地进入到这个世界中,并了解这个世界的大概,从而对这个领域产生兴趣,是每个老师在这门课授课之前必须要做的一件事情。教师可以采用一些现代化的多媒体授课技术,让学生更直观地了解电子设计自动化。由于电子设计自动化是一个很抽象的概念,因此,可以通过播放视频、图片等一些比较直观的内容来让学生了解这个领域。从学生最熟悉的电脑CPU引入,通过一段“CPU从设计到制造过程”的视频,让学生了解集成电路设计与制造的流程与方法,并引出集成电路这个概念。通过早期的集成电路与现在的集成电路的图片对比,引出EDA的概念,并详细讲解EDA对于集成电路行业的发展所作的巨大贡献。在教学过程中,通过向学生介绍一些使用EDA技术实现的当前比较主流的产品及其应用,提高学生对EDA的具体认识。这些方法不仅使学生对EDA相关的产业有了相应的了解,更激发了学生的学习兴趣,使学生能够踊跃地投入到“电子设计自动化”的学习中。 2.以实例展开理论教学 “电子设计自动化”的学习内容包含三大部分:[3]硬件描述语言(以VHDL语言为学习对象)、开发软件(以QUARTUSII为学习对象)和实验用开发板(以FPGA开发板为学习对象)。硬件描述语言的学习属于理论学习部分,是重中之重。对于一门编程语言的学习来说,语法和编程思想是学习要点。在传统的编程语言学习的过程中,通常都是将语法作为主线,结合语法实例逐渐形成编程思想。这种学习方法会使学生陷入到学编程语言就是学习语法的误区中,不仅不能学到精髓,还会因为枯燥乏味而产生厌倦感。如何能使学生既能掌握电路设计的方法,又轻松掌握语法规则是一个教学难题。笔者改变传统观念,将编程思想的学习作为教学主线,在理论学习过程中,以具体电路实例为基础,引导学生从分析电路的功能入手,熟悉将电路功能转换为相应的程序语句的过程,并掌握如何将这些语句按照规则组织成一个完整无误的程序。在此过程中,不断引入新的语法规则。由于整个过程中学生的思考重点都放在电路功能的实现上,而语法的学习就显得不那么突兀,也不会产生厌倦感。由于语法时刻都需要用到且容易忘记,因此在后期的实例讲解过程中需要不断地巩固之前所学过的语法现象,以避免学生遗忘,以此让学生明白,学习编程语言的真正目的是为了应用于电路设计。通过一些实践,学生体会到语言学习的成就感,进一步提高了学习兴趣,此方法收到了良好的教学效果。 3.将硬件电路设计的概念贯穿始终 硬件描述语言与软件语言有本质区别。很多学生由于不了解硬件描述语言的特点,在学习过程中很容易将之前所学的C语言等软件编程语言的思维惯性的应用于VHDL语言的学习过程中,这对于掌握硬件电路设计的实质有非常大的阻碍。因此,在教学过程中,从最初引入到最后设计电路,都要始终将硬件电路设计的概念和思维方式贯穿其中。在讲述应用实例时,需要向学生分析该例中的语句和硬件电路的关系,并强调这些语句与软件语言的区别。以if语句为例,在VHDL语言中,if语句的不同应用可以产生不同的电路结构。完整的if语句产生纯组合电路,不完整的if语句将产生时序电路,如果应用不当,会在电路中引入不必要的存储单元,增加电路模块,耗费资源。[4]而对于软件语言,并没有完整if语句与不完整if语句之分。为了让学生更深刻地理解不同的if语句对应的硬件电路结构特性,可以通过一个小实例综合之后的电路结构图来说明。 这一条语句的区别却决定了两个程序的电路结构有很大的不同。(1)综合的结果是一个时序电路,电路结构复杂,如图1所示。而(2)综合的结果是一个纯组合电路,电路结构非常简单,如图2所示。通过综合后的电路图比较,学生更深刻理解这两类语句的区别。强化硬件电路设计的思想,可以促使学生逐渐形成一种规范、高效、资源节约的设计风格,培养一个优秀的硬件电路设计工程师。 4.通过实践拓展强化学生动手能力 “电子设计自动化”是一门实用性很强的课程,学生在学完该课程后必须具备一定的硬件电路设计和调试的能力,因此在教学中需要不断地用实践训练来强化学生在课堂所学习的理论知识,并使他们达到能够独立设计较复杂硬件电路的能力。笔者在教学过程中鼓励学生将课程实践和毕业设计内容相结合的方法,让学生强化实践能力,收到了良好的效果。学习“电子设计自动化”课程的学生基本上都是即将进入大四,此时他们的毕业设计已经开始进入选题,开始了初步设计的过程。笔者先在实验课堂向学生布置一些常用硬件电路设计的题目,比如交通灯、自动售货机、电梯控制器等,让学生体会电子设计自动化课程的实用性,激发他们的思考和学习兴趣。在此基础上分组组建实践小团队,让每组学生共同完成一个较复杂的电路系统,比如遥控小车、温度测控系统等,鼓励他们将所做的内容与毕业设计对接。其中大部分同学通过这些训练都可以掌握硬件电路设计的基本方法和流程,有一部分同学还能设计出比较出色的作品。此过程不仅让学生体会到了学习知识的快乐,也培养了他们的团队协作精神,为他们以后的继续深造和工作做了铺垫。 三、结束语 掌握“电子设计自动化”课程的特点,有针对性地改善教学方法,充分调动学生的学习积极性,强化理论和实践教学相结合,一方面使学生把握课程的全局性,了解和熟悉电子设计自动化行业的状况和最新动态;另一方面培养学生具有扎实的理论基础和良好的动手能力,培养出厚基础、重实践、有创新的高素质人才,具有重要的社会意义。 电子设计自动化教学研究:电子设计自动化教学尝试及分析 一、EDA技术概述 EDA(ElectronicDesignAutomation)是指以计算机为工作平台,融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成功的电子CAD通用软件包。主要能辅助进行三方面的设计工作,既IC设计、电子电路设计和PCB设计。EDA技术经过了三个阶段的发展。从70年代的(CAD)阶段和80年代的(CAE)阶段,到90年代的电子系统设计自动化(EDA)阶段。EDA技术代表了当今电子设计技术的最新发展方向。它不仅为电子技术设计人员提供了“自顶向下”的设计理念,同时也为教学提供了一个极为便捷的、科学的实验教学平台。电工电子类专业课程中的电工基础、模拟电子技术、数字电子技术都可以通过EDA仿真软件,进行电路图的绘制、设计、仿真试验和分析。应该说将EDA仿真软件应用到电工、电子类专业的教学中是一种教学手段的创新,也是提高教学质量的优选方法。 1.电子类课程引入EDA技术的必要性 电子线路课程是电子类专业的支柱性课程,它要求学生熟悉各种电子器件,掌握电路图的识读、绘制以及电路工作原理,还要学会掌握和合理运用分析方法。EDA软件正是提供了各种支持,恰到好处地符合这样的教学要求。同样,电子线路课程又是一个紧密联系实践的课程,EDA软件的强大的仿真功能更是能把实践带入课堂,带入教学的每一个环节中去。2.EDA人才的需要使EDA的应用逐步走向实用化EDA技术已成为现代电子系统设计和电子产品研制开发的最有效的工具,是电子工程师们使用的一种基本工具。市场对EDA人才有着迫切的需求,熟悉EDA技术的学生将受到用人单位的欢迎。因此,将EDA技术引入高校电子类专业的课程中,是培养创新和实用人才的需要。 3.教学方式改革的需要 在电子类课程的教学中,将一些内容较难、图形较多、用语言和文字难以表达或不易理解的抽象、复杂的变化过程,通过EDA的仿真,以波形或曲线的形式生动直观地演示出来,不仅可以提高学生的学习兴趣,有利于学生对所授内容的理解,提高教学质量,还可以节省课堂板书时间,扩展讲授内容,获得事半功倍的效果。此外由于EDA软件向用户提供了各种电子测试仪器和分析工具,应用EDA进行实验教学可以节省实验经费,缩短实验时间,提高实验的效率和效果。因此,在教学中引入EDA也是教学内容与手段改革的必然趋势。 二、EDA技术在教学中的作用 1.EDA技术在电子技术课程实验教学中的作用 实验教学是电子线路教学的重要环节,通过实验能够巩固电子线路基础知识,培养学生的实践技能、动手能力和分析问题及解决问题的能力,启发学生的创新意识和创新思维潜力。TinaPro这款优秀的EDA软件提供了上千种电子元器件和十数种仪器仪表,完全能够虚拟各种电子实验,区别于应用实体的实际硬件实验,它叫虚拟实验。 虚拟实验在实验教学中的应用主要表现在以下三个方面: (1)学校缺少某项实验的实验设备时,虚拟实验可以代替硬件实验有些学校由于缺少实验设备,部分硬件实验无法展开,就完全可以用虚拟实验代替。虚拟实验的一大特点就是不受实验设备、场地的条件限制,只要有计算机,有EDA软件(如TinaPro),几乎所有的实验都难不住它。(它的元器件库无所不包,而且具有网上更新的功能,它的虚拟仪器也是应有尽有,而且直观性强)。 (2)同一实验课题,在开展硬件实验的同时,可以辅以虚拟实验硬件实验和虚拟实验在教学效果上各有所长,硬件实验的主导地位是勿庸置疑的,它使学生直接面对真实对象,进行真实操作,获得直接经验,这是虚拟实验所无法作到的。而虚拟实验有更为优秀的分析技术,例如在很多仪器仪表中引入指针,使实验数据更易获得,实验现象更为明显,EDA软件中又具有经典的仿真分析方法,能轻而易举地实现瞬时现象的捕捉,也能把很长时间的现象展现于一秒,这也是实际仪器不能敌的。所以,同一个课题,开展实际硬件实验可使学生锻炼动手能力,获得直接经验。开展虚拟实验,有助于对实验现象的观察和实验数据的获得,最终有利于分析和实验结论的获得。 (3)开展具有创造性的开放式实验以前在作实验前,教师处于对实验器材和学生安全的保护必先嘱咐学生不准动这,不准动那,使学生做起实验来束手束脚,学生的想象力和创造力得不到发挥。其实很多时候,学生对实验内容是有自己的独到的想法的。如果能够利用虚拟实验技术,拿出有意义的课题,进行开放式的实验,学生在实验中,可以发挥自己的创造力,对电路进行别出心裁的修改,对电路的分析和测试做不同的尝试,使学生完全成为实验电路的剖析者和探索者,又不必担心会损坏任何器件或仪器。这样既拓展了实验范围,又培养了学生的创新意识。 2.EDA在课程设计和毕业设计中的应用 课程设计和毕业设计是高等职业教学的一个非常重要的环节。目前课程设计和毕业设计工程应用类题目不少,但是由于毕业设计经费较少、器件、仪器设备不足及其它原因,毕业设计结果往往是原理性讨论和分析。不能进行实际的调试和验证,学生仍停留在原理分析上,而不能经历实际研究设计的实践过程。毕业设计的效果大打折扣。我院电子系在毕业设计过程中引入EDA技术,对所设计的电路进行模拟仿真,在答辩时进行演示,并要求学生制作样机,样机的印刷电路板必须用Protel软件进行绘制,这样既保证毕业设计质量,又能提高学生的实践动手能力和开发能力,不失是克服现在毕业设计存在的问题的一种途径。 另外从几届毕业生就业的情况分析,掌握了CAD技术和EDA技术,在就业时就表现出较强的竞争力。我院在三年多的EDA教学实践中取得了一些效果和体会,通过一段时间EDA教学实践,使学生了解和初步掌握了最先进的电子系统设计技术,学习了电子设计自动化方法和设计思想,并培养了他们的抽象思维能力,提高了学生学习应用电子技术课程知识解决实际问题的能力,锻炼了学生应用EDA技术解决小型电子电路系统设计的能力,对毕业设计及将来在工作中应用EDA技术打下初步的基础。学生通过学习,普遍认识到EDA技术在当今社会的重要性,认为EDA技术是一门十分有用的学科,它必将取代传统设计方法而成为主要的设计手段。EDA技术是一门实践性很强的课程,我们把高职EDA教学的重点放在要求学生掌握印刷线路板设计与制作能力,掌握利用EDA技术进行电路分析与仿真的基本技能,同时要求学生把理论课上学习的知识应用到学生自己的实践环节中去。我们通过加强学生上机操作训练和实际动手操作环节,使学生在掌握理论课所学内容的同时获得了实际的操作训练,提高了本课程的教学质量。 我院EDA教学重点是要求学生掌握Protel和TinaPro软件的使用,能够独立进行计算机电子电路辅助设计与电路分析、仿真,加强学生实际动手能力,在此基础上我们还向学生介绍了其它EDA技术,如TinaPro软件的仿真应用和Protel最新版本软件等,从而扩大了学生的知识面,为将来学生从事电子产品开发奠定了基础。EDA技术发展非常快,作为教学不可能与学生毕业所面临的工作一模一样。EDA教学应立足于培养学生对EDA技术基本方法的掌握和应用,学生需要在今后的工作中不断学习,对他们进行学习先进技术能力的培养更为重要。参与EDA教学的教师应不断通过自身的学习提高,把世界上最先进的技术和最新的知识带学生,起到抛砖引玉的作用。综上所述,在当前高校电子技术课程的教学当中,为适应电子技术的发展和社会发展对人才的需求,引入EDA技术是十分必要的,它能加快教学手段现代化的进程,加强理论联系实际,巩固学生的专业知识,培养学生的实践动手能力,加强教师对所授课程的更深层次理解,极大地促进电子技术教学和科研水平的进一步提高。 电子设计自动化教学研究:电子设计自动化运用案例教学革新 1910年,美国哈佛商学院最先使用案例教学,开创了案例教学的先河,为社会培养了大量杰出的工商界骄子,使得案例教学法成为一种风靡全球的、被认为是代表未来教育方向的成功教育模式[1]。案例教学法于20世纪80年代初传入我国,在我国的推广实施已有30多年,它起初应用于法学和医学专业的教学,其后运用于管理专业的教学,但应用于工科专业则鲜见报道。 一、在电子设计自动化教学中引入案例教学法的必要性 传统的电子设计自动化课程的教学往往采用讲授法,以“教”为中心,即以教师为主体,由教师提供教学资料,组织和控制教学过程。“教法”制约了“学法”,造成学生只能“照葫芦画瓢”,完全被动,使学生的知识迁移能力大大下降,阻碍了学生创造性的发挥,不利于培养学生独立思考、分析、解决问题的能力[2]。案例教学法则通过教师采用案例引导来说明理论知识,学生通过案例的研究分析加深对理论知识的理解。在教学实践中通过深入讨论,激发学生的兴趣,增加他们的感性认识,提高他们的分析、归纳、总结能力。在电子设计中,对于同一工程可能有不同的设计方案,因此,围绕同一案例,促使学生思考,激发学生的潜能非常重要。此外,在教师指导下学生通过对电路实例故障的思考、分析和辩论,就问题做出判断和决策,可以进一步提高学生思考、分析和解决问题的能力。教学过程不仅是学生掌握知识的过程,更是学生学会学习、获得经验、启发创造、激励探索、提高能力的过程。在电子设计自动化的教学中引入案例教学法,对于适应课程的实践性和综合性要求,解决课时少、容量大的矛盾,调动学生学习的自觉性和主动性,提高学生自学能力和实践能力,改善教学效果,大有裨益。 二、电子设计自动化教学中案例设计及选择的原则 案例教学法以案例为教学的起点,选择恰当的案例是成功实施案例教学的前提。案例也称个案、个例、事例或实例,具体来讲是指社会存在的、能够对教学中的基本理论或原理进行说明、阐述、分析以及引起争鸣讨论的行为或事件[3]。教学案例的选择直接影响教学效果的优劣。案例教学的目的是让学生在“做中学”,通过案例操作,掌握课程中的理论、原理、操作方法、技巧等,加深对课程重点和难点的理解和掌握[4]。一般而言,在选择电子设计自动化课程的案例时应把握以下原则。 (一)针对性 教师在课前要依据教学目标有针对性地选择案例,做到有的放矢。案例的内容要与知识点有机结合。此外,还要考虑案例在教学环节中的适用性。 (二)实效性 电子设计自动化技术的发展非常迅猛,教师要多选用一些紧扣时代脉搏的典型事例作为关注点,这样可以点燃学生的学习激情。 (三)趣味性 从案例内容来讲,趣味性是可读性的主要元素;从学生心理来讲,趣味性可以启发学生的学习动机。因此,所选案例应生动有趣,内容丰富多彩,贴近学生生活。 (四)适中性 案例的选择要考虑学生的年龄特征和认知水平,做到难易适当。太难的案例往往使学生因知识储备不足而无从下手,进而丧失参与的兴趣;太简单的案例,不仅降低了教学的要求,而且也无助于学生思维的锻炼。 (五)完整性 案例教学不同于通常教学中的举例,其最大区别是案例具有完整性、综合性特征。 三、案例教学法实施实例 案例教学法是一种与传统的教学方法迥异并且有诸多优点的教学方法。尽管这种教学方法可以迁移到电子设计自动化的教学中,但如果教师对此不做深入的探究,实施起来很容易陷入误区。作为一种比较成熟的教学方法, 案例教学法具有相对稳定的操作模式(见图1)。下面笔者以图形输入和文本输入混合设计这一教学环节为例,谈谈电子设计自动化课程教学中案例教学法的实施过程。(一)案例设计 对于这一教学环节,笔者设计了一个生活中常见的四人智力竞赛抢答器的案例。以此为契机,指导学生阅读案例要求,力求引起学生的反应,唤起学生的问题意识,为下面的讨论、交流奠定基础。 (二)案例分析与功能分解 笔者首先对相关资料用多媒体展示,引出数字电路设计过程,提出自上向下的设计思想,并用多媒体演示框图,然后与学生一起分析讨论,即以半开放式分析,指导学生从数码显示器到译码器、编码器分步设计电路[5]。这时教师要对学生提出预先设计好的问题,例如如何使译码器正确显示三号和四号选手的数码3、4,以及如何使译码器和编码器正确衔接,通过人为地在电路中设置故障,引导学生围绕问题对案例进行分析,促使学生运用理论知识和实验技能进行独立思考和分析,发挥学生在教学过程中的主体作用,逐步提高学生分析问题和解决问题的能力。在这个阶段,根据实际情况引导学生从多角度进行独立思考或小组讨论。 (三)设计理论与方法讨论 经过前面的“思维过程”,学生的情绪达到了亢奋状态,急需交流自己的所看、所思、所想、所惑,急需针对老师提出的问题发表自己的看法。这时,笔者安排学生汇报分析结果,并组织学生评议。之后,再对案例进行全面、深刻的分析、讲解、释疑,概括出规律性的知识,帮助学生形成完整的认知体系。 (四)案例综合评价,提升学习水平 学生在分析案例的过程中经常会跟着思维惯性走,这样在认识上难免产生一些偏差。为了规避这些偏差,笔者运用多种方式从阅读案例的能力、分析案例的能力、已有经验、合作参与意识、思维拓展情况、知识迁移能力、语言表达能力等方面对学习活动的整个过程进行了总结、评价、反馈,促使学生查缺补漏,自我改进。 (五)及时进行总结反思 在案例学习结束后,笔者要求学生简要写一个案例学结报告。该报告中包含是否达到案例设计的目的和要求;在案例的基础上是否有拓展和创新,并写出创新和拓展的内容与方案;对设计中仍然存在的困惑,通过反思进一步加深对案例的认识,真正做到理论和实践的相结合[5]。 而笔者在课后也及时地从以下几方面进行总结,以便更好地在教学实践中运用案例教学法,包括案例的选择是否合理,换成其他案例效果如何?教师的组织是否到位,学生的参与程度如何?案例分析是否深刻?讨论氛围是否和谐?评价是否科学合理?创新、不足之处分别在哪里等。这样的总结和反思具有批判性和总结性的属性,有助于使教和学双方都显得有活力,形成一种较好的良性循环。在电子设计自动化的理论授课过程中,我们实施了案例教学法,学生很好地掌握了本门课程的重点内容EDA设计软件及VHDL语言。在电子设计自动化的课程设计中同样采用了案例教学法,学生发挥主观能动性做出了各种各样的作品。通过案例教学法的实施,学生在系统设计、方案论证、整机装调、选用新器件及创新能力与合作精神等方面得到了全面提高,学习过电子设计自动化这门课程的学生中有多人因为熟悉了现代数字系统的设计方法,有很强的思维能力及电子产品开发、设计制造、故障分析及调试维修的能力,在全国大学生电子设计大赛以及大学生桃战杯中曾获得全国一、二等奖及河南省一、二、三等奖。这类学生在毕业设计和科研中,独立工作的能力较强,有很强的团队协作精神,受到了教师的欢迎和好评,在应聘时全被用人单位优选。 四、电子设计自动化课程案例教学法中需要注意的问题 案例教学法作为一种交互式教学方法,能够调动学生学习的积极性、主动性和自觉性,提高理论知识的学习效率,促进学生思考能力和实际操作能力的提高。但在实施过程中也发现一些需要注意的问题,主要有以下几方面。 1.案例教学法不能替代传统的理论学习和讲授,在课时安排上要兼顾理论讲授和案例教学,教学方法本身并不具有普遍意义任何一种教学方法都有一定的适用性,案例教学法也不例外。电子设计自动化技术具有综合性、实践性、工具性、时代性等特点,基于这些特点,教学过程可采用多种教学方法。但无论采用哪种方法,都要考虑到教学方法本身的特性以及教学内容的需求。在电子设计自动化课程的教学中,案例教学的比例不能强求,要因内容不同而选择适当的教学模式。基本概念、基本原理和基本方法必须通过课堂讲授,要注意适当的选择案例,选择合适的讨论内容。 2.案例教学法就目前的运用效果来看,仍然存在一些局限性案例的合理设计,特别是内容丰富、结构新颖、可以举一反三、触类旁通的有典型代表意义的案例设计较为困难,需要教师花大量的时间和精力。学生长期接受传统的讲授法教学模式,学习积极性不高,难于适应勤于思考,踊跃发言探讨的案例教学模式,所以教师要善于引导,牢牢把握教师主导、学生主体的宗旨,要采用多种教学手段,营造良好的学习氛围,避免教学过程中的冷场。 3.不能将案例教学法和举例教学法混为一谈举例教学法是从理论联系实际的角度出发,在讲解理论时列举一些典型的例子来说明理论。而案例教学法以案例为基础,通过师生的分析、讨论、交流,旨在发现案例中所蕴涵的基本理论或原理。 4.组织实施过程名不符实在研究的过程中,笔者还发现了这样一些情形:有些教师在课堂上引用了案例,但教学方式依然是传统的“灌输式”教学;有些教师在课堂上只把案例呈现给学生,教师不引导、不总结,甘做“甩手掌柜”;还有些教师招呼学生漫无边际地议论一番,并未把握问题的实质。 5.在教学中要尽量创造条件,如能提供模拟仿真的环境、教室、座位的布置等案例教学要求教师具备相当的知识、经验和技巧,能营造一种以学生为主体的环境氛围。
加强创新是我国实现由制造大国向制造强国转变的重要途径之一,而制造业作为我国国民经济的主体,不仅是创新的主要来源,也是技术扩散和新产品推广应用的重要部门[1]。截至2020年12月,河南省共有85家上市企业,其中78%为制造业企业。可以看出,制造业企业在河南省经济发展中依然占据重要地位,是“创新驱动、转型升级”的主战场。 一、数据样本 本文聚焦河南省制造业企业创新发展,对2011—2020年河南省制造业企业中上市企业的创新数据进行整理、分析。截至2020年12月31日,河南省在主板、中小板和创业板市场中共有85家上市企业,其中66家为制造业企业,制造业企业在河南省上市企业中占比超过75%。由此可见,制造业在河南省经济发展中占据着极其重要的地位。2011年,河南省制造业上市企业49家,占上市企业总数的82%。从2011年到2020年,随着河南省上市企业整体数量的增加,制造业上市企业的数量从49家增加至2020年的66家,但是制造业上市企业数量占比先升后降,降至2020年的78%。这一方面说明制造业企业在河南省经济中仍占据主要地位;另一方面,近年来互联网金融、服务业等行业上市企业数量不断增加,体现出河南省经济逐渐朝着多元化方向发展。 二、创新数据分析 (一)制造业企业分布 1.行业分布 根据2012年证监会公布的中国上市企业行业分类标准,2020年河南省制造业上市企业覆盖了19个明细制造业行业,覆盖面较广,相对分散。从数据来看,河南省制造业上市企业主要分布在化学原料及化学制品制造业(六家)、医药制造业(六家)、非金属矿物制品业(六家),以及计算机、通信和其他电子设备制造业(六家),其次是食品制造业(五家)、有色金属冶炼及压延加工业(五家)、专用设备制造业(五家)、汽车制造业(五家)、电气机械及器材制造业(五家)和仪器仪表制造业(四家),合计53家,占制造业上市企业的80%。从行业分类上看,不仅包括传统制造业行业,也包括高科技制造业行业。但是,资源密集型、劳动力密集型的传统制造业行业占比明显较高,专精特新类制造业领域的上市企业数量有待提升[2]。 2.地区分布 根据河南省上市企业所在的城市,本文以2020年面板数据为依据,整理66家制造业上市企业城市分布情况。首先,省会郑州拥有19家制造业上市企业,占比29%,具有一定的产业聚集效应,其中包括宇通客车、郑州煤矿机械集团、好想你等知名企业,涉及细分行业较广。其次,洛阳这一河南省传统的重要工业城市,有十家制造业上市企业,占比15%,包括北玻股份、一拖股份、中信重工、中航光电等,从行业分类上看,以设备制造业为主;以化学制造业为主的焦作市,拥有多氟多、新开源、风神股份等六家制造业上市企业,占比9%。再次,南阳市虽然只有五家制造业上市企业,但是涉及的细分行业较为分散,仲景食品、新野纺织、飞龙股份等企业分布在食品制造业、纺织业、汽车制造业等不同领域。其余26家制造业上市企业分布在17个城市。总的来说,河南省制造业上市企业的城市分布较为集中,主要集中在政治、经济资源禀赋较为突出的省会城市郑州,自然和矿产资源较为集中、工业基础较好的焦作、洛阳等地,而其他城市制造业发展相对薄弱。 (二)研发投入强度 从研发投入披露情况来看,2011年河南省49家制造业上市企业中,披露研发投入金额的只有32家,占比65%。2012年,河南省52家制造业上市企业全部进行了研发投入金额披露,此后每年仅有1~3家制造业上市企业未披露研发投入金额。由此可见,河南省制造业上市企业的研发支出披露较为充分,也表明了河南省制造业上市企业中开展研发活动的公司越来越多,企业对研发、创新活动更加重视[3]。分析披露的研发投入金额后发现,河南省制造业上市企业的研发投入金额从2011年的19.78亿元增加至2020年的138.19亿元,增加了近六倍;企业平均研发投入金额从2011年的0.62亿元增加至2020年的2.13亿元,增加了244%。这说明河南省制造业上市企业创新研发日益活跃,企业的研发投入不断加大。与研发投入金额相比,研发投入强度分析进一步考虑了研发投入金额与企业当年营业收入的对比,更能反映在一定规模下企业研发投入的力度,因此,本文将研发投入强度作为衡量企业创新投入的指标。本文对2011—2020年河南省披露研发投入的制造业上市企业进行研发投入强度测算。2011年,河南省制造业上市企业进行研发披露的32家企业,平均研发投入强度为3.63%。2020年,河南省制造业上市企业进行研发披露的65家企业,平均研发投入强度为5.5%,十年共提升了51.52%。逐年来看,平均研发投入强度在2012年、2013年小幅上升后,2014年下降至3.8%,2015年、2016年快速提升,2017年在较高基数的前提下略有提升,2018年、2019年稳步增长,2020年由于客观因素增速略有下降。总体来看,2011—2020年研发投入强度显著提高,说明河南省制造业上市企业越来越重视研发、创新活动,研发投入力度明显加大,具体数据如表1所示。从企业数据来看,2011年,平高电气是河南省制造业上市企业中研发投入强度最大的企业,研发投入强度为11.03%;2012年,轴研科技以13.14%的研发投入强度取代平高电气成为第一,并连续四年占据研发投入强度第一的位置;直到2016年,思维列控以18.97%的研发投入强度占据第一,并保持四年第一的成绩;2020年,天迈科技成为河南省制造业上市企业研发投入强度最大的企业,研发投入强度为26.33%。从历年数据来看,排名第一的企业研发投入强度逐年攀升,从2011年的11.03%增加至2020年的26.33%,提高了138.71%。另外,从研发投入强度第一企业所属的行业来看,从2011年平高电气所属的专用设备制造业,到2012年轴研科技所属的通用设备制造业,再到2016年思维列控所属的铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业,最后到2020年天迈科技所属的计算机、通信和其他电子设备制造业,反映了从传统制造业到高精特新制造业的变迁。 (三)专利获得数 专利是创新成果的直接反映,被授予专利的技术可以在企业的生产等过程中使用[4]。本文将企业取得的专利数作为衡量企业创新产出的指标。2011—2020年河南省制造业上市企业获得专利数情况如表2所示。 2020年,河南省85家上市企业,当年获得专利总数507件,其中,制造业上市企业当年获取专利数451件,占比88.95%。从创新成果来看,制造业上市企业占据了绝大部分创新成果,这也说明相对于其他产业,制造业企业更加重视研发活动,并取得了较好的创新成果。纵向来看,2011年河南省制造业上市企业取得包括发明、实用新型和外观设计在内的专利,共计149件。十年间,这一数据仅在2014、2019年有所下降,其余年份均呈现出稳步上升的趋势。直至2020年,河南省制造业上市企业取得包括发明、实用新型和外观设计在内的专利共计451件,增加了202.68%。总体来看,河南省制造业上市企业在加大研发投入力度的同时,取得了较为丰硕的创新成果,然而,在进一步的数据分析中发现,大部分制造业企业获得专利数为0,上述专利数只集中在少量企业。2011年,在河南省49家制造业上市企业中,获得包括发明、实用新型和外观设计专利的企业有15家,占比为30.61%,其余34家企业没有获得一项专利。随着河南省制造业上市企业数量的增加,获得专利的企业数量徘徊在11~18家,大部分制造业上市企业未获得专利这一情况没有出现好转,获得专利的企业占比一度降低至21.05%(2015年)。截至2020年年底,河南省制造业上市企业获取专利的仅有18家,占所有制造业上市企业数量的27.27%。个别创新成果突出的企业,如许继电气、平高电气等,包揽了绝大部分专利。因此,剔除三四家获得专利数量较多的企业以后,其他制造业上市企业的创新成果变得更少。对于单个企业来说,获取丰硕的创新成果是企业重视研发、加大创新投入的体现,也说明其具有优秀的创新能力[5]。但是,剔除个别创新成果突出的企业后,可以看出河南省绝大部分制造业上市企业的创新成果较少,相对于创新投入,创新能力相对薄弱。 三、总结 通过对2011—2020年河南省制造业上市企业创新相关数据的分析,笔者围绕河南省制造业上市企业创新发展现状进行思考,并得出如下结论。第一,十年来,制造业企业在河南省上市企业中占比均超过75%,在河南省经济发展中占据主要地位,对促进河南省经济发展意义重大。第二,从行业分布来看,截至2020年12月31日,河南省制造业上市企业覆盖了制造业的19个细分行业,覆盖面较广,分布相对分散,但较大比例分布在资源密集型、劳动力密集型、环境问题较大的传统制造业领域,专精特新类制造业领域的上市企业数量有待提升。第三,从地区分布来看,河南省制造业上市企业分布较为集中,主要集中在政治、经济资源禀赋较为突出的省会城市郑州,具有一定的聚集效应,其次是自然和矿产资源较为集中、工业基础较好的城市,而省内大部分城市的制造业发展相对落后。第四,从创新投入的角度来看,2012年以来,河南省制造业上市企业的研发支出披露较为充分,开展研发活动的企业越来越多,企业的研发投入金额和研发投入强度逐年加大,说明企业对创新活动更加重视。第五,从创新成果的角度来看,相对于其他产业,河南省制造业上市企业取得了更好的创新成果,但是取得创新成果的企业占比相对较小,主要集中在头部三四家企业,剔除上述企业后,河南省大部分制造业上市企业的创新成果较少,相对于创新投入,创新能力较为薄弱。 参考文献 [1]巫云仙,张智建.新发展阶段规模以上工业企业创新主体地位强化研究[J].改革与战略,2022,38(2):126-140. [2]王俊,李晏新闻,杨林燕.政府研发资助对企业技术创新投入强度的影响:基于A股制造业上市公司的经验分析[J].湖南科技大学学报(社会科学版),2021,24(1):75-83. [3]王秋菲,徐昕,秦爽.高管激励、研发投入与企业绩效关系研究:基于软件与信息技术行业的数据[J].技术与创新管理,2020,41(2):178-188. [4]余明桂,范蕊,钟慧洁.中国产业政策与企业技术创新[J].社会科学文摘,2017(2):58-59. [5]陈劲,陈钰芬.企业技术创新绩效评价指标体系研究[J].科学学与科学技术管理,2006(3):86-91. 作者:林博 单位:河南牧业经济学院
机电一体化技术研究:接口技术在机电一体化中的运用研究 接口技术在机电一体化中的运用研究 随着信息技术等的发展,机电一体化已经成为一种发展趋势,同时也为人们的生产、生活提供了更多的便捷。接口是几点一体论文联盟化产品的重要组成部分,有效运用接口,可以更好地将几点一体化产品中的各个组件有机地连接起来,使机电一体化产品的运行能够更加顺畅、有效。因此,接口技术的研究与运用,直接影响着机电一体化产品的运用效能,相关工作人员应该积极创新接口技术,满足机电一体化技术不断发展的需求,进而提高机电一体化产品的质量,更好地为人们的生产、生活服务。 1 简述接口、接口类型与接口连接方式 机电一体化系统,即是将机械系统与电子系统有机地联系到一起,从而发挥机械电子的优势,提高机电一体化产品的应用性能。而接口是机电一体化产品的重要组成部分,它是连接机械系统与电子系统各个模块的重要组件,具有调节、匹配、缓冲等性质,可以有效地转换电平、增加功率,使机电一体化产品的性能得到提高;一些技术人员将接口加设抗干扰材料,可以将电子系统与控制系统之间相互隔离,防止两个系统之间的信号受到干扰,影响电子系统与控制系统运行的可靠性;接口的运用,还可以进行电路转换,保证机电一体化产品中各个系统之间电流量的匹配,进而提高机电一体化产品的运行效率。 不同的机电一体化产品,其性能、工作原理等都存在差异,自然接口也不完全相同。也就是说,在运用接口技术连接子系统的各个模块时,需要运用到不同的接口。技术人员根据实际情况将接口分成两类,即机电接口与人机接口。机电接口是指执行机构驱动系统与传感器之间的接口,它可以模拟信息的输入与输出,并为机电一体化系统提供平稳的电流,以保证机电一体化产品能够保持一个有序的运行状态;人机接口是指工作人员或者技术人员与计算机之间的接口,这种接口可以将工作人员的指令,利用计算机网络进行编码形成有效的信息数据,并通过接口在各个子系统之间相互传递信息,以满足实际需要。 2 接口技术在机电一体化中的运用 2.1 概述接口技术 在机电一体化技术发展的过程中,接口技术是随之发展起来的新型技术。顾名思义,它是将机电一体化中各个组件、系统相互连接,使其发挥最佳效用的技术。接口技术在机电一体化产品中的应用,可以更加有效地使机电一体化产品中各个复杂的子系统模块之间有效地连接起来,促进其数据、信息的传递与转换,使机电一体化产品的性能得到提高。而随着接口技术的发展,机电一体化技术也将得到更快的发展,并将向着网络化、绿色化、智能化、模块化方向发展,机电一体化产品的性能也将越来越高,为人们生产、生活提供更多的便利。 2.2 接口技术在机电一体化中的运用 众所周知,接口技术在机电一体化中的应用,大大提高了机电一体化系统的性能,同时也促进了机电一体化技术的发展。那么,接口技术到底是怎样运用到机电一体化系统中的呢? 第一,连接机电一体化系统中的各个子系统模块,充当“开关通道”。在机电一体化系统中,各个子系统模块相互连接,再通过电子系统进行智能化控制,将信息系统中的数据、信息进行传递与转换,使各个系统模块都能够在电子系统的控制下运作。要想实现以上功能,就必须有连续的电流,而在接口技术运用下的接口可以充当“开关通道”,工作人员只需正确操作开关执行器,为系统模块之间的连接提供连续的、平稳的电流,就可以有效实现以上功能。 第二,工作人员可以根据需要手动接口,满足工作需求。工作人员在操作监控机电一体化系统运作时,通过人机接口使系统按照工作人员的需要进行运作,这种被称为人机接口。人机接口主要分成输入与输出接口,工作人员只需按照需要将指令通过硬件输入系统,系统就会按照需要将指令编码成信息数据,并通过接口传递给各个系统模块,输出相应的状态、运行参数等,以实现工作人员监控机电一体化系统的目的,满足工作需要。 第三,运用接口技术,可以有效提高系统输出信号的质量。传统的机电一体化技术中,接口的运用还不是很成熟,导致系统显示的数据、信息等质量不高。随着接口技术的不断发展,越来越多的机电一体化系统在运用接口技术之后,有效地提高了数据、信息输出的质量。工作人员能够有效控制输出的数据、信息等运行参数,对这些数据、信息等进行有效的调整,就可以实现监控生产过程的目的。 2.3 运用接口技术需要注意的问题 接口技术是在机电一体化技术上发展起来的,所以在运用接口技术的时候,需要注意以下问题。技术人员在运用接口技术将接口连接于各个子系统模块之间,需要注意接口技术是否与机电一体化技术相匹配,是否能够符合机电一体化产品在性能上的要求,这些都是技术人员需要思考的问题。只有合理选择、运用接口技术,才能为机电一体化产品的性能正常发挥起到基础的作用;任何技术在运用过程中,都需要进行调试,以确保技术运用的科学性、合理性与可靠性。同样,接口技术的运用也需要进行智能调试。一般来说,技术人员在运用接口技术连接各个子系统模块之后,就要及时地进行系统测试与接口的智能调试,这样才能在第一时间发现问题、解决问题,保证机电一体化产品的可靠运行,也可以为以后接口技术的发展提供参考;接口在使用过程中,人机接口是比较常见的,它是根据实际生产需要而进行的人工调整的接口,也就是说,这种接口是可调的。因此,技术人员运用接口技术必须积极思考机电一体化产品的实际生产效能,并注重接口技术的各项指标能够按照要求合理调控,结合实际情况运用接口技术。这样的接口技术才能保证机电一体化系统可以按照需要随时进行调控,实现智能化、网络化,提高接口技术的运用效果。 3 结语 总而言之,随着我国工业化进程的不断深入,各种相关技术也在不断发展。机电一体化技术作为促进工业化与机械化发展的重要技术之一,对我国社会建设与人们生活水平的提高有着重要的意义。而接口作为机电一体化产品的重要组成部分,接口技术的发展也影响着机电一体化技术的发展。所以,相关技术人员应该积极创新接口技术,从各个方面提高机电一体化产品的质量,进而促进机电一体化产品在社会建设中重要作用的发挥。 机电一体化技术研究:高职机电一体化专业课程体系构建之技术路径 摘要:本文从分析学科课程体系不符合职业教育特征的角度出发,提出构建高职机电一体化专业工学结合一体化课程体系的必要性,论述了机电一体化专业课程体系构建的技术路径,分析了机电一体化专业课程体系实施过程中需要重点解决的三个问题。 关键词:高职;机电一体化专业;一体化课程体系;技术路径 近年来,随着国外先进职业教育课程建设理念与技术的逐步引进与推广,工学结合作为职业教育的重要特征也逐渐得到认同。广州市工贸技师学院顺应国内外市场对技能型人才的需求,即技能人才需具备综合职业能力和奠定持久的职业生涯发展,在机电一体化专业建设中,提出构建工学结合的一体化课程体系的工作目标,并在具体的教学中实施。 机电一体化专业课程体系改革的必要性 长期以来,我国职业教育所采用的课程体系多为学科课程体系,其基本特征是以学科内容为中心设计课程,依据不同学科之间的相关性,按照先后顺序开设教学科目。虽然学科课程体系具有逻辑性和系统性较强的优点,但是,随着科学技术和产业组织结构的发展,其缺点也日益凸显,如学科课程忽略世界的整体性,将原本内在统一的科学、艺术、道德割裂开来;学科课程强化“精英文化”,强化少数人利益,与“大众文化”割裂开来;学科课程以灌输学科知识为宗旨,过多倚重接受学习,忽视发现学习、探究学习、行动学习在人的发展中的价值,忽视社会经验的获得和实践能力的形成;学科课程的系统性不能等同于职业活动的系统性,学科课程所强调的抽象概念和理论与职业教育的应用性、实践性要求不相符。 进入新时期,现代企业和社会管理步入了以过程为导向的综合化运作时代,强调劳动者专业能力、社会能力及方法能力的综合运用,孤立的学科课程体系与此需求相去甚远。因此,改革长期徘徊在职业教育领域的学科课程体系,构建适应社会经济发展和企业用人需求的新课程体系势在必行。 在机电一体化专业的学科课程体系中,课程主要分为专业基础课程和专业实训课程,专业基础课程强调《工厂电气控制技术》、《电工电子技术》、《机械制造技术》、《单片机与接口技术》、《液压与气动技术》、《自动检测技术》、《机电一体化技术与系统》等专业理论知识的学习,专业实训课程强调《金工基本技能实训》、《机电设备拆装》、《电子电工专项技能实训》、《机电一体化技术实训》基本操作技能的训练,不管是理论知识的学习,还是单项技能的训练,学科课程体系均从片面的片段的角度看待本专业的整体性职业活动,没有与完整的工作过程建立一种直接的联系,对专业人才完成一项综合性工作任务所需的综合职业能力培养非常有限。因此,改革机电一体化专业的学科课程体系,构建工作过程导向的课程体系势在必行。 机电一体化专业课程体系改革的技术路径 职业教育是为人们胜任职业活动和通过职业活动实现人的发展而提供的教育,具有完整的工作过程是职业教育的基本要求,因此,职业教育过程中的媒介和手段都应是工作化的,必须将具体的工作情境置于教学过程之中,并以工作性思维来构建教学过程,根据职业教育的特征和规律,课程设计开发要体现“在工作中学习,在学习中工作”的理念。 基于工学结合的一体化课程体系改革理念,在机电一体化专业课程体系构建中,课程的设计和开发必须以工作为基础,并保证以工作为基础的教学过程必须产生胜任现实工作的能力。校企合作的优秀是认识企业的工作形态和工作内容,并将其充分而有效地呈现于教学过程之中,聘请企业专家参与课程建设、签订校企合作合同、组织师生企业实习,其目的都是为了保证“工作呈现”的有效性。 因此,在机电一体化专业课程体系构建中,本专业一体化课程体系的开发设计技术路径如下:行业、企业情况分析和岗位工作分析召开实践专家访谈会提取典型工作任务一体化课程转化确定学习任务设计教学计划编制学习材料(工作页等)开发投入实施。 行业、企业情况分析和岗位工作分析通过企业调研,与企业实践专家访谈,与企业工程技术人员探讨,观摩企业实际生产运作等途径,分析行业、企业实际工作情况和对技能人才的用人要求,确定本专业技能人才的就业领域有:电气设备和机电一体化设备的运行、安装、调试与维修;电气、机电产品生产现场的工艺实施;仪器仪表的配置、检测、调试与维修;机电一体化工程项目的施工、维护及技术服务;机电类产品的营销与售后服务;机电设备的技术改造、技术管理、产品辅助开发等。 召开实践专家访谈会,提取典型工作任务向若干机电一体化行业的企业一线人员发放“实践专家工作职责调查表”,分析企业一线技能型人才的个人工作经历和现从事岗位工作职责、工作内容,从而遴选符合参加实践专家访谈会条件的企业实践专家。学校确定课程开发主持人、专业骨干教师及聘请的实践专家之后,召开实践专家访谈会。会上,在课程开发主持人主持,专业骨干教师配合下,引导企业实践专家填写个人“实践专家职业发展阶段分析表”,“实践专家职业发展阶段分析表”要求每位企业实践专家列举从进入机电一体化行业开始到成为实践专家的发展过程的若干阶段及其每一阶段所从事过的、有挑战性的、完成工作的过程能够提高工作能力的有代表性的工作任务实例。待所有实践专家填写个人“实践专家职业发展阶段分析表”后,课程开发主持人引导实践专家配合,从所有填写后的“实践专家职业发展阶段分析表”中提取代表性工作任务,最后根据人才培养目标要求分析确定典型工作任务并按从入行到实践专家的职业发展阶段进行排序。机电一体化专业提取的典型工作任务,按照初级——中级——高级——技师的职业发展排序,通过企业实践专家分析,共提取了“机电设备装配、调试与维护”、“电气控制柜的安装调试”、“机电一体化系统疑难故障诊断与检修”等16个典型工作任务。 转化确定学习领域课程根据职业教育规律和目标,按照一个典型工作任务转化为一门学习领域课程的原则,在企业实践专业和学校专业骨干教师的共同讨论分析下,将职业行动领域中的典型工作任务转化为职业教育领域中的学习领域课程。机电一体化专业最终确定的学习领域课程有:“电气安装”、“机电设备疑难故障检修”、“机电一体化系统设计”等16门课程,每门课程均体现一项完整的工作任务。 设计学习任务,编制教学计划根据地区区域经济发展水平和学校教育教学基本条件,对应每一门课程,开发设计若干学习任务。学习任务可以直接来源于企业,也可以由学校根据工作任务要求设计开发,但它原则上是一个完整的工作任务,能体现完整的工作过程。机电一体化专业开发设计的学习任务有:“工具和仪表检修”、“齿轮传动机构拆装与测绘”、“常见机床动力电路安装与检测”、“自动生产线总装与调试”等58个。在学习任务的排序上遵循由易到难的排列原则,低年级设计数量较多的引导性较强的学习任务,高年级设计数量较少的综合性和开放性较强的学习任务,完成所有学习任务的,其目标实现之和应该大于或等于所属一体化课程的目标。学习任务设计完成后,根据学校实际师资情况和设施设备情况,以及教育教学秩序要求,确定每个学习任务的学习与工作时间,编排可执行的教学计划。 学习材料(工作页等)开发,投入实施根据学习任务的目标要求,学校专业骨干教师到相关企业收集企业实际生产任务的工作素材、行业标准、企业标准、工作规范要求等,运用编写学习材料的规范要求和技术方法,聘请企业专家与专业骨干教师共同编制教学材料,例如工作页。学习材料开发完毕后,学校组织行业企业专家和课程开发专家评审课程体系成果材料,评审通过后投入实验。 机电一体化课程体系的实施 目前,广州市工贸技师学院机电一体化专业的四年制预备技师班、三年制高级技工班均采用工学结合的一体化课程体系实施教学,其教学效果得到广大师生的一致认可。主要体现在以下四点:(1)新课程不仅让学生掌握知识和技能,而且注重培养学生的信息处理能力、与人合作能力等关键能力,有利于学生持久的职业生涯发展;(2)新教学模式基本扭转了学生被动听课的习惯,使学生转变成为探究知识的主体,可以提高学习主动性,增加学习兴趣;(3)学生的创造能力、工作能力、应变能力都能通过课堂学习得到锻炼,对培养学生的成就感、承受挫折能力等有较大帮助;(4)学校的学习工作站比较类似企业的实际工作环境,能够满足学习需求。 通过一个周期的实施,总结出课程实施要重点从教学组织模式、师资团队建设及学习工作环境建设三方面考虑,才能保证课程构建和实施均能取得成功。 教学组织模式课程实施应该以学生为中心,即学习的主体是学生,学生学习的目的就是胜任工作、适应社会和职业发展,因此必须将学习作为工作过程(即教学过程)的中心,以学生自主理解和完成工作任务作为教学的基本手段,并指导学生将理解和完成具体工作任务的能力转化成为适应变化的策略。学校的一切资源,包括教师资源都是学生实现这一完整过程的基础,都应服务于学生的学习过程(即工作过程)。按照完成一项工作的基本思路,课程实施应具有完整的工作过程:获取信息——制定计划——做出决策——实施计划——检查控制——评价反馈。 师资团队建设由于工学结合的一体化课程强调学生自主完成若干完整的学习任务,学习任务由工作任务转化而来,在课程实施过程中,教师仅仅起到引导和服务的作用,因此,对教师的工作实践经验,对工作的认识和理解均提出了较高要求。目前,职业教育界的教师多来自大专院校,缺乏企业实际工作经验的占大多数,势必对工学结合的一体化课程实施带来影响,所以,学校在考虑推一体化课程实施的同时,要在学校与企业之间建立一个长期合作的师资培养通道,让教师适应并逐渐胜任新课程的实施。 学习工作环境建设一体化课程实施需要与学习任务相匹配的教学媒体和设施设备,创设尽量真实的学习工作环境,让学生有机会完成与典型工作任务内容相一致的学习任务,因此,学习工作环境的建设并不仅仅是为了技能的重复操作训练而购置大量的设备,要从完成一项工作任务所需的综合性资源建设的角度出发,从促进学生自主学习的学习资源建设的角度出发,规划设计学习工作环境,也叫学习工作站。机电一体化专业的学习工作环境建设中,每一学习工作站均划分信息检索区、学习区、实训区、工具区、学业成果展示区等五大区域,方便学生自主检索学习工作过程所需的资源,养成遵循企业工作规范和作业流程的习惯,并能够在这个环境中实现学生之间的互动交流,互相学习。 总之,构建实施机电一体化专业的工学结合一体化课程体系是一项系统工程,不仅仅是一种课程组织方式的改革,而是一种更深刻的课程价值观的变革。课程是为学生提供教育服务的直接载体,建设符合企业用人要求、能够保证学生持久职业生涯发展的课程是我们义不容辞的责任和义务。 机电一体化技术研究:胶东半岛蓝色经济圈培养高素质高职机电一体化专业技术人才探究 论文关键词:机电一体化高职 人才培养 “教学做”一体化双证融通 论文摘要:根据国家整体规划,胶东半岛蓝色经济圈已经进入快速建设期,机电一体化专业人才需求在本地区也将迎来一个高峰期。本文对其专业人才需求背景进行了详细的分析,并根据本校及本专业现有的师资力量,提出了建设“高职机电一体化专业技术人才”方案。在本文中,确定了三个专业培养方向,总结了“1.5+0.5+1”的人才培养新模式,“教学做一体化”教学模式,以及“双证融通”式课程教学模式。 机电一体化技术是集机械、微电子和计算机技术于一体的综合应用技术,也是现代制造业的优秀技术。随着山东省大力推进半岛制造业基地暨北部沿海经济产业带建设,机械制造、电子信息、食品加工和黄金工业四大支柱产业以及汽车、手机、电脑三大产业集群均进入了快速膨胀期。制造业的现代化水平得到了提升,最显著的标志是采用大量的自动化生产制造系统取代了传统的、自动化程度较低的生产方式。 现代机电一体化技术是机械、电子、信息和管理等学科有机结合的高新技术,广泛应用于机械、电子、汽车、食品、医药等行业。可以说,任何产品只要投入工业生产,就必须采用自动化生产制造技术以提高产品质量和生产效率,否则将没有市场竞争力,而自动化生产制造的优秀技术就是机电一体化技术。因此加速培养机电一体化技术高素质技能型人才已经成为高职高专院校的当务之急。在此背景下,山东省大部分高职院校都开设了机电一体化技术专业以满足社会对该专业人才的需求。但一方面,企业难于招聘到合格人才,另一方面相应毕业生感叹就业困难,工作难找。分析原因是供非所需,高职院校内部在该专业培养目标与定位、专业建设与课程设置,实习实训内容及条件等方面存在问题。因此,应依据社会需求确定人才培养目标,以就业为导向构建人才培养新模式,增强人才培养的针对性,适用性,实现人才培养与社会职业岗位的接轨,服务地方经济,并促进毕业生充分就业。 1 根据半岛区域经济发展需要,确定高职机电一体化技术专业人才的培养目标 在对山东省机电设备制造企业和胶东半岛大中型机电企业调研、毕业生跟踪调查和专业建设委员会论证的基础上,归纳出半岛经济发展急需的三种职业特色鲜明的机电类就业岗位群,分别是食品灌装生产线的运行与维护,新能源装备制造的生产与维护,电子组装工艺操作。 山东省是我国重要的粮食及食品生产加工基地,随着人民生活水平的提高,人们对食品的质量、包装和精细化程度要求越来越高,这就带动了食品灌装、包装设备的飞速发展。自从我省做出重点发展食品产业群的重大决策以来。产业集群蓬勃发展对灌装生产线人才的大量需求早已初见端倪。 根据国家中长期发展规划,我国的核电和风电已经进入高速发展期。山东在半岛沿海地区规划了海阳、荣成、乳山三座核电站,并计划在“十二五”末全部投产发电。同时山东地处东部沿海,具有丰富的风能资源,各大发电集团竞相在山东沿海地区修建风力发电厂。这使得山东省核电、风电等新能源装备制造业快速发展,可以预见随着山东核电、风电产业发展的推进将需要大量掌握核电、风电相关知识的装备制造业专业技术人才。 随着现代信息产业的不断发展,电子应用技术发展的不断需求,电子组装技术在真个电子整机装配加工中所占的地位越来越重要。胶东半岛在发展电子信息与家电产业集群的同时,电子组装技术备受关注,据调查分析,电子组装技术产业的人才存在着巨大的缺口,在未来需要众多电子组装技术人才满足企业生产需求。 我们通过以上市场调研,制定了适应区域经济发展的机电一体化技术专业的人才培养方案,确定了在机电一体化技术公共知识平台的基础上分三个专业培养方向:食品灌装生产线的运行与维护、新能源装备制造的生产与维护、电子组装工艺操作。 2 构建科学合理的新型人才培养模式,为胶东半岛培养高素质技能型人才 2.1 构建“1.5+0.5+1”的人才培养新模式 机电一体化技术专业的传统教学模式是实施“2.5+0.5”人才培养模式,即三年中两年半在学校完成教学计划规定的所有课程,最后半年赴企业进行顶岗实习。这种传统人才培养模式难以培养出我们所需要的为地方企业量身打造而熟练掌握专业知识和技能的专门化人才。因而进行人才培养模式改革,构建科学合理的人才培养新模式势在必行。“1.5+0.5+1”正是贯彻分方向教学并实施产学研合作办学的一种教学新模式。1.5是指在新生入学后在第一到第三学期,学习基础类模块、专业基础模块、专业优秀模块和技能优秀模块,在这样一个公共知识平台的基础上主要培养学生从事机电类岗位的基本能力。0.5是指在第四学期进行专业拓展能力模块的学习,即学生根据自己的兴趣和就业意向自行选择三个就业方向的一个,进行该方向一系列知识和技能领域的学习。1是指在最后一年,学生根据各自选择的专业方向到对口的企业进行更有针对性地进行技能培训,并顺利完成顶岗实习。 2.2 推行“教学做一体化”教学模式 在分方向教学的课程学习中,部分课程专业性强,如没有合适的实训载体,学生难以实际掌握该专业技能,因而在合作企业的帮助下建设了两个校企合作共建实验室,在这里实现了部分课程理论教学和实践教学一体化的教学模式,通过以具体的工作任务为中心,实际操作为载体。使学生在实际训练中得到了知识和技能的培养,提升了学生的职业素质。并有企业技术人员担任课程的部分授课任务,使学生所学知识与企业的实际需要实现了“零距离”接轨。 2.3 实行“双证融通”式课程教学 高职教育的特点是突出学生职业技能的训练,培养学生的职业实践能力。而国家在长期对各行业生产一线和生产过程职业技能的总结过程中,形成了一套完备的各行业职业资格标准。所以参照行业职业资格标准,进行课程体系的改革和课程内容的重组,有助于提升学生的优秀竞争力。这种以“双证书”为目标,构建以职业能力为主线的教学内容和教学环节,将“双证书”教育融入教学全过程,使学生在学习相关课程后可直接参加职业资格证书考试,我校机电一体化技术专业学生在学校期间可考取维修电工(中级)证书和机电一体化技能认证。 3 结语 以服务为宗旨,以就业为导向,走产学研结合的发展道路,是国家对高职院校办学方向的科学定位。通过对胶东半岛人才市场需求的深入调查研究,培养特色鲜明的机电一体化技术专业人才适应区域经济发展的人才需求,不仅契合高职院校的服务定位,而且提高了毕业生就业对口率,真正实现了学校与企业的“零距离”接轨。 机电一体化技术研究:浅谈煤炭机电一体化技术在我国的应用 摘要:机电一体化技术是微 电子 技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、 计算 机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是 企业 信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭 工业 生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。 关键词:煤矿 机电一体化技术 0 引言 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的 发展 ,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。 1 机电一体化技术的应用实践 1.1 矿井安全生产监测监控系统中的应用 矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如dan6400、tf200、minos和senturion-200),在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出kj2,kj4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭 科学 研究总院重庆分院的kj90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的kj95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有 网络 连接功能;系统软件采用了windows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。 对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的kj90、天地科技股份公司常州自动化分公司的kj95、煤炭科学研究总院抚顺分院的kjf2000和北京瑞赛公司的kj4,kj2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 1.2 矿井提升机中的应用 矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。 在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的优秀部分ascs是由双cpu构成的 计算 机系统。除此之外,我国还用simadynd和s7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好。提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。 1.3 井下带式输送机中的应用 在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的技术水平,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,成功的研制了多种软起动和制动装置以及以plc为优秀的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。 2 结束语 随着煤矿生产不断向深部水平 发展 ,对控制水平和规模的要求越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,目前各种高新技术的发展,如 网络 、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,使机电一体化产品功能越来越强,智能化程度也越来越高,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使 企业 获得更加显著的技术、 经济 和社会效益,这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。 机电一体化技术研究:关于机电一体化技术及其应用研究 摘要:讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁 工业 中的应用以及 发展 趋势。 关键词:机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微 电子 、控制、 计算 机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、 网络 化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在cnc数控机床上增加人机对话功能,设置智能i/o接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种 艺术 享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(micro electronic mechanical systems,简称mems)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在mems工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种mems器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学 技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归 自然 ,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁 企业 中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为优秀,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(ic) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 分布式控制系统(dcs) 分布式控制系统采用一台中央 计算 机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的 发展 ,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。dcs具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。dcs是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性,是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2.3 开放式控制系统(ocs) 开放控制系统(open control system)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过 工业 通信 网络 使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 2.4 计算机集成制造系统(cims) 钢铁 企业 的cims是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应 现代 钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的 经济 效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现cims化。 2.5 现场总线技术(fbt) 现场总线技术(fied bus technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20ma,dc直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致dcs的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化plc(programmable logic controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起至关重要的作用。随着电力 电子 技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。
电子设计大赛论文:基于过程的电子设计大赛论文 1赛前准备 统一思想,明确目的.大学生电子设计大赛是考察在校大学生专业知识和实践能力的综合型竞赛,是检验学校办学能力的高水平竞赛,同时保证参加大赛的同学能通过大赛这一平台有所收获和进步.指导教师通过比赛积累经验,实现比赛在学校可持续发展,实现以赛促管、以赛促学、以赛促改.大学生电子设计大赛组织过程分为宣传、动员、报名、培训、筛选、强化、竞赛、奖励、总结.赛前准备包含赛前组织和赛前培训.赛前组织包括人员组织、经费组织、设备与耗材组织,赛前培训是对学生进行针对性高强度模拟训练,赛前精心准备是竞赛成功的一半,让每位指导老师和同学在电子设计大赛赛前、赛中、赛后都有所收获. 1.1赛前组织 1.1.1人员组织 学校成立电子设计大赛领导小组.全国大学生电子设计大赛和省级大学生电子设计大赛轮流隔年举办一次,领导小组是常设机构,负责电子竞赛组织、管理、协调工作.电子设计大赛领导小组组长一般由主管教学副校长担任,副组长由学校教务处处长和相关学院院长共同担任,办公室主任由电工电子实验中心主任担任.办公室设在实验中心,负责处理大赛日常事务,成员包括指导老师、实验员及大赛相关人员.电子设计大赛领导小组负责相关部门协调和政策落实和大赛组织和宣传,负责参赛人员管理和学生培训,负责赛前制定培训计划收集整理资料,负责与赛区组委会联络和大赛专项经费管理,负责元器件及耗材保管、整理、发放、采购和培训竞赛场地管理,负责培训竞赛后勤保障和学生管理.电子设计大赛人员组织包含指导老师的组织和参赛学生的组织.强有力的指导老师团队是电子设计大赛取得成功的基础.随着技术发展,大赛专业知识广度和深度不断加深,题目更加新颖贴近生活,包括电源类、控制类、无线收发类、仪器仪表类等,涉及电子技术各领域和方向,对指导老师综合素质和能力提出了更高要求.指导老师需要精通模拟电路、数字电路、高频电路,精通51单片机和熟练运用CORTEX-M3嵌入式系统、CPLD/FPGA可编程逻辑器件、DSP数字信号处理器等,有丰富的实践经验和极强攻坚能力.根据实际情况组建指导教师团队给学生全方位的指导,充分发挥指导教师特长,取长补短,相互学习,共同提高.参赛学生是大赛主体,加强宣传,吸引更多同学参与大赛,同时保证竞赛质量和水平,经选拔合格或任课老师推荐才能正式报名参加.大三学生知识结构和实践能力强于大二学生,选拔时以大三学生为主,适当选取大一、大二学生保证后备力量,组成电子设计大赛参赛队伍.通过学校宣传、领导小组动员、辅导员讲解,使参赛同学全方位多角度了解电子设计大赛的意义和目的,对就业和成长的帮助,调动学生竞赛积极性和热情. 1.1.2经费组织 电子设计大赛经费使用原则:预算清晰,专人管理,专款专用,合理使用,厉行节约,保证运行,各项开支在预算内完成,开支与预算一致.经费来源分为学校年度预算和校内部门筹集,用于电子设计大赛基本运行和指导教师课时补贴.基本运行包含报名费、管理费、电子元器件及耗材采购添置、竞赛期间餐费及其他杂费.指导教师课时补贴指赛前教师培训课时费、竞赛期间指导教师补贴.电子设计大赛经费不含教师差旅费和竞赛获奖后学校发放奖金,赛后根据政策另行拨付. 1.1.3设备耗材组织 大赛设备耗材专人管理,专人采购,统一分配;培训类耗材由培训教师提出计划统一采购. 1.2赛前培训 电子设计大赛赛前对学生的培训是学生提高的重要过程,很大程度上决定了比赛成绩.指导教师根据历年竞赛内容和特点,结合自身特长制定详尽的培训计划和方案.大三学生知识相对全面但实践应用能力较差,没有系统设计经验,知识点孤立难以将各门课程融合到一起,大二学生专业知识结构不完整,认识片面,指导教师根据学生实际情况因材施教做出个性化的培训与辅导,使培训效果达到最佳.培训分两个阶段,时间5~6周.第一阶段(3~4周)采用集中授课与实际制作相结合的方式,第二阶段(2~3周)采用三人一组半开放自主设计的方式.第一阶段包含模块电路分析、设计、调试、制作、参数测试、基本仪器使用及报告书写,对往届比赛重点模块电路进行有针对性专题讲座和制作.重点模块有电源电路、信号调理与运算放大电路、传感器与微弱信号检测电路、信号发生电路、通信电路、电压与频率转换电路,单片机最小系统、人机交互电路、数据采集电路、驱动电路等.设计报告内容包含:摘要,叙述优秀技术、实现方法与发挥;系统设计方案,叙述方案选择、系统结构、实现方法;硬件电路设计与分析计算,叙述硬件电路原理、计算、设计与实现;软件设计,叙述软件程序思想、流程、实现方法与重点程序;测试结果与分析,叙述测试仪器、测试方法、测试结果、数据分析;总结与展望,总结题目完成情况、存在问题与展望.第一阶段使学生掌握基本模块电路,对电子设计进一步了解和认识,优秀学生脱颖而出,具备冲击奖项实力,指导教师对这部分同学重点关注,毕竟指导教师精力有限,不可能面面俱到,拿奖也是一项重要而艰巨的任务.第二阶段3人一队进行赛前热身.按比赛要求自主设计,锻炼同学们系统分析与设计、制作与调试、参数测试、团队分工与协作能力.每队由3名同学自愿组合组成,1名同学负责软件编写,1名同学负责硬件制作,1名同学负责报告撰写.实际比赛有很多突发情况需共同讨论、共同参与、共同应对、共同解决.指导教师可以根据以往题目特点、内容和难度自行设计题目,也可以直接选择往届典型题目.第二阶段模拟训练展现了各队水平和能力,也暴露存在的问题,指导教师根据每队实际情况进行赛前辅导. 2赛期管理 比赛前2~3周,组委会发放比赛用单片机和开发平台,提前让参赛队熟悉开发环境,赛前一周公布本届电子设计大赛可能用到的元器件测试仪器,指导教师团队根据公布元器件清单估计本届比赛可能出现的题目和用到的模块.指导教师对器件进行分析,列出本次大赛可能用到元器件详细清单,交器件管理员清理汇总,不足部分立即准备和采购,采购应确保器件质量,排除器件质量问题带来的故障和干扰.参赛队在赛前调试好竞赛场地仪器设备,查看元器件清单结合指导老师分析对新器件和不熟悉模块进行搭建与调试,为比赛正式开始做好准备.4天3夜的电子设计大赛开始后,第一天选择题目、设计方案与具体电路,领取元器件及耗材,不足的元器件汇总立即采购.第二天完成软件编写和部分模块电路搭建.第三天完成软硬件联调和报告书写.第四天完成参数测试,有能力的同学完成发挥部分设计. 3赛后总结 大学生电子设计大赛推动了教学改革,提高了教学水平,促进了教学的科学管理,但也存在很多难以解决的问题.例如很多高校以拿奖为目的,重视结果而忽视过程,学生受益面太窄;指导教师综合素质和能力要求高,压力大,有能力的教师愿意搞科研不愿意搞竞赛,缺乏制度上的规范和鼓励;大学生电子设计大赛成了学校与学校指导老师的比赛,甚至指导老师直接代替了学生直接参与比赛;但无论如何最终学生是比赛的最大受益者. 作者:晏勇单位:阿坝师范高等专科学校物理与电子科学系 电子设计大赛论文:大学生电子设计大赛论文 一、目前电子设计大赛教学中存在的问题 (1)学生掌握的专业知识参差不齐,而电子设计所用的集成芯片种类型号繁多,学生必须学会自己查阅资料,尤其要会查阅英文资料。 (2)学生虽有一定的动手能力,但容易仅凭经验拿到元器件直接在电路板上进行焊接,往往导致功能测试时纠错困难。随着计算机技术的飞速发展,学生利用计算机仿真软件进行硬件原理图的设计是发展的必然趋势。 (3)学生制作出的电子作品外观布局多样,如何将设计好的电路进行科学PCB制板能力制板,才能方便焊接,且减少相互干扰,是设计最终成功的关键。 (4)学生在焊接技术不够娴熟,使得电子作品调试不能完全达到要求,焊接的好坏,直接关系到电子产品或制作的质量。为了取得好的赛绩,必须着力培养学生电子设计制作的综合能力,即查阅资料、硬件原理图的设计、电路板的布线与制作、焊接功能测试能力。其中硬件原理图的设计能力的培养是教学中的突出难点。 二、Proteus硬件仿真技术改革电子设计大赛教学内容 电子设计大赛采取理论教学与制作训练结合的集训思路对学生进行指导。理论部分进行模块化分解包括:基本元件;传感器;集成芯片部分。教师按此分类进行模块化理论教学,学生通过模块来构建自己的知识结构,形成个体独特的知识体系。制作训练部分包括:电子仪器和Proteus仿真软件的使用;常用的基本单元模块的设计和制作;综合电子制作训练。理论教学和制作训练在时间安排上遵循交替进行原则,并增加了Proteus硬件仿真技术的应用。Proteus是英国Lab-centerelectronics公司于1989年开发的一款电路仿真软件,拥有丰富的元器件、各种虚拟仪器、图形化的分析功能,现已在全球50多个国家得到应用,广泛应用于高校的大学生或研究生电子学教学与实验以及公司实际电路设计与生产。Proteus主要由两部分组成:ISIS原理图设计仿真系统;ARES印制电路板设计系统。硬件原理图的设计能力是困扰学生的突出难题,也是保障电子设计制作成功的重要前提。因此,在电子设计大赛中将主要应用Proteus软件的ISIS原理图设计仿真系统辅助教学。Proteus软件硬件原理图设计及仿真的具体步骤为:新建设计文件并设置图纸参数和相关信息;放置元器件;对原理图进行布线;利用ISIS提供的电气规则检查命令检查原理图,调整原理图布局;电路运行调试。 三、Proteus硬件仿真技术在电子设计大赛中的教学实施 Proteus硬件仿真技术作为一种先进的教学手段,贯穿应用于电子设计大赛的理论教学和制作训练教学全过程。 1.Proteus硬件仿真技术在理论教学中应用Proteus软件提供了很多种类的虚拟仿真工具,包括探针、虚拟仪器、信号发生器、仿真图表等。Proteus软件的虚拟仿真模式包括交互式动态仿真和基于图表的静态仿真。采用虚拟演示实验的方法,将Proteus仿真技术引入电子设计大赛理论教学环节,教师可以通过多媒体展示电路的仿真情况,形象地讲解电路理论及原理,使学生清晰观察到电路运行的现象、信号波形以及各种参数曲线,从感性上加深对电路原理与性能的理解,直观地掌握教学内容,提高教学的效果与效率。以非门电路组成非对称型振荡电路为例,电路的基本工作原理是利用电容器的充放电。当输入电压达到非门的阀值电压Vth时,非门的输出状态发生变化。因此,电路输出地脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。通过Proteus软件的交互式动态仿真方式,采用虚拟示波器输出电路中的四处节点波形,从波形结果发现:非对称型多谐振荡器的输出波形是不对称的,输出脉冲宽度tw1=RC,tw2=1.2RC,T=2.2RC。通过调节R和C值,可改变输出信号的振荡频率,改变C实现输出频率的粗调,改变R实现输出频率的细调。 2.Proteus硬件仿真技术在制作训练中应用 制作训练采用循序渐进的方式进行,制作训练初期主要是电子仪器和Proteus软件的使用;从制作训练中期开始,需针对常用的基本单元模块进行设计与制作;制作训练后期,以往届赛题和模拟赛题为训练内容进行综合电子制作。通过分析往届赛题发现,计数显示电路的设计训练是赛前培训的重点之一。现以一款数字显示倒计时定时基本单元电路的设计为例,该电路适用于各种需要定时的场合,如电话定时、路灯定时、某一种状态或过程控制定时等。按照Proteus硬件原理图设计步骤,电路主要由计数脉冲产生电路、减法计数与数字显示电路组成。其中计数脉冲产生电路可以由NE555芯片按照多谐振荡电路进行接线,也可以由简单的门电路产生,还可以由运放电路产生,此处简要地用矩形波信号源表示计数脉冲输入信号。减法计数与数字显示电路主要由可预置4位二进制可逆计数器U1(74HC193)、U2(译码/驱动CD4511)、U3共阴极七段数码管组成。R2与C1组成预置数电路,在通电瞬间对U1(74HC193)进行预置数9。之后,U1的4脚每接收到一个负脉冲,U1计数一次并减一,数码显示由9变成8,当定时时间一到,显示器显示0,并且U1的13脚TCD输出一负脉冲,由该信号驱动各种执行元件,如晶体管、晶闸管、继电器、光耦合器等。本电路作为一款通用基本电路,只需稍作改动就可实现多种功能,例如需要进行两位数显示,只需改用两片74HC193分别对个位和十位进行计数,再用两片CD4511驱动两位数字显示即可;如果需要实现倒计时定时报警功能,只需利用U1(74HC193)的13脚TCD作为触发信号连接驱动蜂鸣器的执行电路即可。采用Proteus硬件仿真技术,在原理图设计阶段就可以进行评估,验证所设计的电路是否达到要求的技术指标,还可以通过改变元器件参数使整个电路的性能最优化,大大节省了设计时间与经费,提高了设计效果和质量。 四、Proteus硬件仿真技术在电子设计大赛中实施的效果评价 1.Proteus为电子设计大赛提供了多媒体教学平台 Proteus软件为理论教学提供了先进的实验、演示和电路分析。教师可以在多媒体教室中深入浅出地分析各种电路的特性,讲解各种参数改变对电路的影响,帮助学生突破抽象的难点知识的理解,形成扎实系统的知识体系。 2.Proteus为电子设计大赛提供了虚拟实训平台 Proteus软件所提供的一系列元件库,既能实现实验箱固定模块的验证功能,还能根据教学内容进行调整,整个过程不受时间、空间限制,突破了传统实训室的局限性,克服了学校经费不足和仪器设备不足对教学指导的困扰。 3.Proteus为电子设计大赛提供了创新平台 Proteus软件提供的硬件仿真功能,为电子设计大赛注入了活力,培养了学生科学的电子设计方法,有效地提高了学生针对实际问题进行电子设计制作的能力以及创新发挥的能力。 五、结语 Proteus以其强大的互动硬件仿真功能,给电子设计大赛提供了一个电子设计的教学平台、实训平台和创新平台,提高了电子设计大赛指导的效率,为当今电子类专业的教学改革提供了强有力的手段,但在教学实施过程中仍需明确:坚持Proteus虚拟演示为手段,深层理解电子理论为目的;坚持Pro-teus硬件仿真技术为手段,实际制作为目的。 作者:谢富珍单位:新余学院机械工程学院 电子设计大赛论文:大学生电子设计大赛 全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动,目的在于推动高等 学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革,有助于高等学校实施素质教育,培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风;有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力;有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动,为优秀人才的脱颖而出创造条件。 全国大学生电子设计竞赛的特点是与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合,以推动其课程教学、教学改革和实验室建设工作。竞赛的特色是与理论联系实际学风建设紧密结合,竞赛内容既有理论设计,又有实际制作,以全面检验和加强参赛学生的理论基础和实践创新能力。 全国大学生电子设计竞赛的组织运行模式为:“政府主办、专家主导、学生主体、社会参与”十六字方针,以充分调动各方面的参与积极性。 全国大学生电子设计竞赛: 大学生电子设计竞赛交流社区: 大学生电子设计竞赛交流社区简介 专注于大学生电子设计竞赛,一切服务于电子设计竞赛,让参赛者在本社区自由交流,在赛场上我们是对手,在这里我们是朋友,互相学习共同进步,为电子设计竞赛事业献出自己的微薄之力! 该社区立志于做中国最大的大学生电子设计竞赛论坛,以“方便广大电子爱好者,服务于大学生电子设计竞赛”为宗旨,以“一切皆有可能,没有什么不可以”为理念,他们一直在努力,为了方便一切的电子爱好者! 全国大学生电子设计竞赛章程 一、总则 1.指导思想与目的 全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动,目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革,有助于高等学校实施素质教育,培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风;有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力;有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动,为优秀人才的脱颖而出创造条件。 2.竞赛特点与特色 全国大学生电子设计竞赛的特点是与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合,以推动其课程教学、教学改革和实验室建设工作。竞赛的特色是与理论联系实际学风建设紧密结合,竞赛内容既有理论设计,又有实际制作,以全面检验和加强参赛学生的理论基础和实践创新能力。 3.组织运行模式 全国大学生电子设计竞赛的组织运行模式为:“政府主办、专家主导、学生主体、社会参与”十六字方针,以充分调动各方面的参与积极性。 二、组织领导 4.领导 全国大学生电子设计竞赛由教育部高等教育司和信息产业部人事司共同主办,负责领导全国范围内的竞赛工作。各地竞赛事宜由地方教委(厅、局)统一领导。为保证竞赛顺利开展,组建全国及各赛区竞赛组织委员会和专家组。 5.组织委员会 (1)全国竞赛组织委员会由教育部、信息产业部、部分参赛省市教育主管部门负责人或有关学校专家组成,组委会成员由教育部高等教育司以文函形式任命,每届全国竞赛组织委员会和赛区组委会任期四年。 全国竞赛组委会设立秘书处,设秘书长一人,常务副秘书长一人,副秘书长若干人,主持全国大学生电子设计竞赛的日常工作。 (2)各赛区竞赛组委会由省(自治区)、直辖市教委(厅、局)、高校代表及电子类专家、企事业代表组成,负责本赛区的竞赛组织领导工作。 (3)原则上以省(自治区)、直辖市独立组成一个赛区。若参赛学校少于3所或参赛队少于20个队时,可与邻近省市联合组成一个赛区。 6.专家组 (1)全国只组建一个全国专家组,主要由来自高等学校电子及其相关专业的专家组成,全国专家组由责任专家、专家和专家库成员三个人员层面构成,全国竞赛的命题和评审工作以责任专家为主体。 (2)各赛区成立赛区专家组,由赛区内高校电子及其相关专业的专家组成,负责本赛区的竞赛征题、评审工作。 7.参赛单位 以高等学校为基本参赛单位,参赛学校应成立电子竞赛工作领导小组,负责本校学生的参赛事宜,包括组队、报名、赛前准备、赛期管理和赛后总结等。 8.参赛队和参赛学生 每支参赛队由三名学生组成,具有正式学籍的全日制在校本、专科生均有资格报名参赛。 9.辅导教师 对于赛前辅导教师的辛勤工作,应按照教育部高等教育司下发的《关于鼓励教师积极参与指导大学生科技竞赛活动的通知》(教高司函[2003]165号)精神,承认并计算其工作量。 三、竞赛时间和方式 10.竞赛时间和竞赛周期 全国大学生电子设计竞赛每逢单数年的9月份举办,赛期四天(具体日期届时通知)。在双数的非竞赛年份,根据实际需要由全国竞赛组委会和有关赛区组织开展全国的专题性竞赛,同时积极鼓励各赛区和学校根据自身条件适时组织开展赛区和学校一级的大学生电子设计竞赛。 11.竞赛方式 竞赛采用全国统一命题、分赛区组织的方式,竞赛采用“半封闭、相对集中”的组织方式进行。竞赛期间学生可以查阅有关纸介或网络技术资料,队内学生可以集体商讨设计思想,确定设计方案,分工负责、团结协作,以队为基本单位独立完成竞赛任务;竞赛期间不允许任何教师或其他人员进行任何形式的指导或引导;竞赛期间参赛队员不得与队外任何人员讨论商量。参赛学校应将参赛学生相对集中在实验室内进行竞赛,便于组织人员巡查。为保证竞赛工作,竞赛所需设备、元器件等均由各参赛学校负责提供。 四、竞赛规则 12.为保证竞赛工作的顺利进行,应严格遵守全国竞赛组委会届时颁布的《全国大学生电子设计竞赛竞赛规则与赛场纪律》。竞赛期间,各赛区组织巡视人员,严格执行巡视制度。 五、竞赛命题与相关规定 13.竞赛题目 竞赛题目是保证竞赛工作顺利开展的关键,应由全国专家组制定命题原则,赛前发至各赛区。全国竞赛命题应在广泛开展赛区征题的基础上由全国竞赛命题专家统一进行命题。全国竞赛命题专家组以责任专家为主体,并与部分全国专家组专家和高职高专学校专家组合而成。 全国竞赛采用两套题目,即本科生组题目和高职高专学生组题目,参赛的本科生只能选本科生组题目;高职高专学生原则上选择高职高专学生组题目,但也可选择本科生组题目,并按本科生组题目的标准进行评审。只要参赛队中有本科生,该队只能选择本科生组题目,并按本科生组题目的标准进行评审。凡不符合上述选题规定的作品均视为无效,赛区不予以评审。 六、竞赛报名、评审和评奖工作 14.竞赛报名 参赛学校应在广泛开展校内培训与竞赛的基础上选拔出适当数量的优秀代表队报名参赛。每个报名的参赛队必须在报名时按照规则确定本队参赛选题的组别(本科生组或高职高专学生组),开始竞赛时不得更改。各赛区负责本赛区的报名工作,填写全国统一格式的赛区报名汇总表,并在规定的截止时间内上报全国竞赛组委会秘书处备案。 15.评审工作与要求 根据竞赛评奖模式,竞赛评审分赛区和全国两级评审,按本科生组和高职高专学生组的相应标准分别开展评审工作。赛区的竞赛评审工作由赛区组委会组织、赛区专家组执行,需严格按照全国专家组制定的统一评分及测试标准执行,并在全国统一评分及测试标准基础上制定赛区的评分标准及测试细则,每个测试组至少由三位赛区评审专家组成,每位评审专家的原始评分及测试记录必须保留在赛区组委会,赛区向全国组委会推荐申请全国奖代表队时,必须将报奖队的设计报告、有赛区评审组每位评审专家签字的各项详细原始测试数据及评分记录、登记表和推荐表一并上报,否则不受理评奖。各赛区评分及测试细则需要上报全国组委会秘书处备案,以备全国评审时参考。 全国竞赛评审工作原则上由一个专家组在一地完成。全国竞赛评审分为初评和复评两个阶段。全国竞赛组委会负责组成全国竞赛评审专家组,对各赛区按比例推荐上报的优秀代表队的作品,按照命题时制定的全国统一评分及测试标准,参考赛区评审原始记录进行初评。 全国一等奖候选队一律集中在一地参加复评,原则上不再另行命题,以原竞赛题目为基础,由专家组确定测试内容和方式,参加复评的代表队名单以全国竞赛组委会届时公布的有关通知为准。 16.上报全国评审的比例 赛区和全国对参赛规模进行统计时,一律以实际参赛队数量为准。实际参赛队是指已经正式报名并按时向赛区组委会上交参赛作品(含制作实物和设计报告)的参赛队。在赛区评审、评奖的基础上,赛区组委会应按时向全国组委会推荐本赛区的优秀代表队参加全国评审,推荐的队数分别不得超过当年本赛区本科生组和高职高专学生组实际参赛队数量的10%,逾期未上报的不予受理。 17.评奖工作 (1)评奖工作采用“校为基础、一次竞赛、二级评奖”的方式进行,即竞赛建立在学校广泛开展课外科技活动的基础上,积极组织学生参加全国大学生电子设计竞赛活动,每次全国竞赛后,经赛区评奖(第一级评奖)后再推荐出赛区优秀参赛队参加全国评奖(第二级评奖)。 (2)各赛区组委会聘请专家组成赛区评委会,评选本赛区的 一、 二、三等奖,获奖比例一般不超过总参赛队数的三分之一。此外,对参赛成功者,赛区也可酌情颁发“成功参赛奖”或“成功参赛证书”。 (3)由于各赛区采用的是全国统一制定的竞赛命题和测试评分规则,赛区颁发的获奖证书、奖杯等冠名原则上为“XXXX年XXX杯全国大学生电子设计竞赛XX赛区(本科生组或高职高专学生组)”。 (4)全国分组设立 一、二等奖。本科生组和高职高专学生组获奖队数量分别不超过当年实际参赛队的8%,其中一等奖和二等奖的比例原则上为3:7。竞赛颁发全国统一的获奖证书。全国颁发的获奖证书、奖杯等冠名为“XXXX年全国大学生电子设计竞赛(本科生组或高职高专学生组)”。 18.异议制度 为保证全国大学生电子设计竞赛评奖工作的公正性,对全国和赛区的评奖初步结果坚持执行异议制度,“异议期”自公布评审初步结果之日起为期15天,过期不再受理。异议期间,各赛区竞赛组委会和全国竞赛组委会受理参赛队有关违反竞赛章程、竞赛规则和纪律的行为等。异议须以书面形式提出,个人提出的异议,须写明本人的真实姓名、工作单位、通信地址,并有本人的亲笔签名;单位提出的异议,须写明联系人的姓名、通信地址、电话,并加盖公章。赛区竞赛组委会和全国竞赛组委会必须对提出异议的个人或单位严格保密。 全国竞赛组委会充分尊重各赛区的评审及评奖结果,赛区评审中出现的异议由各赛区组委会协调解决。 七、竞赛经费 19.关于报名费 全国竞赛组委会不向参赛单位和参赛队收取报名费。赛区竞赛组委会应积极办理收费许可,适当收取报名费。参赛单位统一向赛区竞赛组委会交纳报名费,每队的报名费金额由赛区竞赛组委会根据组织工作的需要自行确定,原则上不超过200元。报名费只限用于当年竞赛的组织工作。 20.社会资助 全国和各赛区竞赛组委会可积极争取社会各界的资助。 八、其他 21.全国竞赛组委会组织开展的全国性专题邀请赛章程有另文细述。 22.本章程的具体解释权归全国大学生电子设计竞赛组织委员会。 《全国大学生电子设计竞赛章程》 (1997年修订) 一、总则 1.指导思想与目的 全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的四大学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动,目的在于推动全国普通高等学校促进信息与电子类学科面向二十一世纪课程体系和课程内容的改革,促进教育也要实现两个转变重要思想的落实,有助于高等学校实施素质教育,培养大学生的创新能力、协作精神和理论联系实际的学风;有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力;有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动,为优秀人才的脱颖而出创造条件。 2.竞赛特点与特色 全国大学生电子设计竞赛努力与课程体系和课程内容改革密切结合,与培养学生全面素质紧密结合,与理论联系实际学风建设紧密结合。竞赛内容既有理论设计,又有实际制作,可以全面检验和促进参赛学生的理论素养和工作能力。 3.组织运行模式 全国大学生电子设计竞赛的组织运行模式为:“政府主办、专家主导、学生主体、社会参与”十六字方针,以充分调动各方面的参与积极性。 二、组织领导 4.领导 由教育部高等教育司及信息产业部人事司负责领导全国竞赛工作,各地竞赛事宜由地方教委(厅、局)统一领导。为保证竞赛顺利开展,组建全国及各赛区竞赛组织委员会和专家组。 5.组织委员会 (1)教育部教高司函[1999]41号文件公布了第二届全国大学生电子设计竞赛组织委员会组成名单,任期四年,1999年全国大学生电子设计竞赛的各项事宜委托本届组委会具体组织。本届全国组委会由教育部、信息产业部、部分参赛省市教委代表及有关电子类专家组成,负责全国竞赛的组织领导工作。 全国组委会设立秘书处,设秘书长一人,副秘书长若干人,主持全国大学生电子设计竞赛的日常工作。 (2)各赛区竞赛组委会由省、市、自治区教委(厅、局)、高校代表及电子类专家、企事业代表组成,负责本赛区的竞赛组织领导工作。 (3)原则上以省(市、自治区)独立组成一个赛区。若参赛学校少于3所或参赛队少于20个队时,可与邻近省市联合组成一个赛区。 6.专家组 (1)全国专家组由部分高校电子类专家组成,负责全国竞赛的命题、评审工作。 (2)各赛区成立赛区专家组,由赛区内电子类专家组成,负责赛区征题、评审工作。 7.参赛单位 以普通高等学校为参赛单位,参赛学校应成立电子竞赛工作领导小组,负责本校学生的参赛事宜,包括组队、报名、赛前准备、赛后总结等。参赛学校可以独立组织不超过20个参赛队。 8.参赛队和参赛学生 每队由三名学生组成,除研究生以外所有具有正式学籍的在校本科生、专科生都有资格参加。 三、竞赛规模、时间和方式 9.竞赛时间和竞赛周期 竞赛时间定于竞赛举办年度的9月份,赛期四天(具体日期届时通知)。从1997年开始,每二年举办一届全国大学生电子设计竞赛,即今后凡逢单数年号时举办全国竞赛,其他时间赛区、校、系间可开展小规模竞赛或群众性科技活动。 10.竞赛方式 竞赛采用全国统一命题、分赛区组织的方式,竞赛采用“半封闭、相对集中”的组织方式进行。竞赛期间学生可以查阅有关文献资料,队内学生集体商讨设计思想,确定设计方案,分工负责、团结协作,以队为基本单位独立完成竞赛任务;竞赛期间不允许任何教师或其他人员进行任何形式的指导或引导;竞赛期间参赛队员不得与队外任何人员讨论商量。参赛学校应将参赛学生相对集中在一个或几个实验室内进行竞赛,便于组织人员巡查。为保证竞赛工作,竞赛所需设备、元器件等均由各参赛学校负责提供。 四、竞赛规则 11.为保证竞赛工作的顺利进行,应严格遵守全国组委会届时颁布的《全国大学生电子设计竞赛竞赛规则与赛场纪律》。 五、竞赛命题 12.竞赛题目是保证竞赛工作顺利开展的关键,应由全国专家组制定命题原则,赛前发至各赛区。命题过程应广泛开展征题,拓宽题型。 六、竞赛报名、评审和评奖工作 13.竞赛报名 各赛区负责本赛区的报名工作,采用全国统一格式的报名表,报名表一式两份,一份留赛区组委会,一份报全国组委会秘书处备案。 14.评审工作 各赛区负责本赛区竞赛的评审工作,需按照全国统一评分及测试标准执行,赛区在全国统一评分及测试标准基础上制定赛区的评分标准及测试细则,每位评审专家的原始评分及测试记录必须保留在赛区组委会,赛区向全国组委会推荐申请全国奖代表队时,必须将报奖队的设计报告、有赛区评审组每位评阅人签字的各项详细原始测试数据及评分记录、登记表和推荐表一并上报,否则不受理评奖。各赛区评分及测试细则需要上报全国组委会秘书处备案,以备全国评审时参考。 15.评奖工作 (1)评奖工作采用“校为基础、一次竞赛、二级评奖”的方式进行,即竞赛建立在学校广泛开展课外科技活动的基础上,积极组织学生参加全国大学生电子设计竞赛活动,每次全国竞赛后,经各赛区级评奖(第一级评奖)后再推荐出赛区优秀参赛队参加全国评奖(第二级评奖)。 (2)各赛区组委会聘请专家组成赛区评委会,评选本赛区的 一、 二、三等奖,获奖比例一般不超过总参赛队数的三分之一。此外,对参赛成功者,赛区可酌情颁发“成功参赛证书”。 (3)各赛区向全国组委会推荐申报全国奖的参赛队比例由全国组委会届时通知,全国组委会在全国专家组的基础上根据实际需要聘请有关专家组成全国评委会,评选全国奖。全国设立 一、二等奖。 (4)按教育部、信息产业部的指示精神,竞赛颁发全国统一的获奖证书(包括赛区级获奖证书),竞赛成绩记入学生档案,对成绩优秀的参赛学生,各校根据实际情况在评选优秀学生、奖学金及推荐免试研究生时予以适当考虑。对于赛前辅导教师的辛勤工作应予以一定形式的承认,但辅导教师的工作应纳入学校教改和教学基础建设的整体中予以考虑。 七、竞赛经费 16.报名费 参赛队按有关规定向赛区组委会交纳竞赛报名费。 17.社会资助 全国和各赛区组委会可积极争取社会各界的资助。 组织与领导 为保证竞赛顺利开展,组建全国及赛区组织委员会和专家组。 l、全国竞赛组委会由国家教育部、信息产业部及部分参赛省市教委代表及电子类专家组成,负责全国竞赛的组织领导、协调工作。全国竞赛专家组由电子类专家组成,负责命题、评审工作。 2、每个参赛的省(自治区、直辖市)为一个赛区。各赛区组委会由省(自治区、直辖市)教委(教育厅、高教厅)、高校代表及电子类专家组成,负责本赛区的组织领导、协调工作。各赛区专家组由本赛区的电子类专家组成,负责组织在本赛区内的征题并向全国专家组推荐、速选所征题目及赛区评审工作。 请各省、自治区、直辖市教委(教育厅或高教厅)认真筹备、精心组织好本赛区的电子设计竞赛活动。做好宣传和发动工作,鼓励各校积极参与,并正确理解竞赛的目的,不要因组织竞赛而影响正常的教学秩序,保证竞赛健康发展。 现任全国大学生电子设计竞赛组委会主任简介 王越,男,汉族,1932年4月生。教授,信息与通信系统专家、中国科学院院士、中国工程院院士。曾任中国兵器工业部206所所长、北京理工大学校长,现任北京理工大学名誉校长。兼任国务院学位委员会学科评议组成员、中国兵工学会副理事长、中国电子学会会士、北京市学位委员会副主任、北京市人民政府顾问团成员、国防科工委专家咨询委员会成员等职务。长期从事电子学与通信领域的科研工作,曾获国家科技进步一等奖、部科技进步特等奖、全国科学大会奖、光华基金一等奖等奖励,以及兵器工业功勋奖、兵器工业先进工作者、全国教育系统劳动模范等荣誉称号。1991年11月当选中国科学院院士,现任中国科学院技术科学部主任;1994年当选中国工程院院士,任信息与电子工程学部常委。自1995年至今,担任全国大学生电子设计竞赛组织委员会主任。 内容与要求 l、以电子电路(含模拟和数字电路)应用设计为主要内容,可以涉及模-数混合电路、单片机、可编程器件、EDA软件工具和PC机(主要用于开发)的应用。题目包括“理论设计”和“实际制作与调试”两部分。竞赛题目应具有实际意义和应用背景,并考虑到目前教学的基本内容和新技术的应用趋势,同时对教学内容和课程体系改革起一定的引导作用。 2、题目着重考核学生综合运用基础知识进行理论设计的能力,考核学生的创新精神和独立工作能力,考核学生的实验技能(制作、调试)。 3、题目在难易程度方面,既要考虑使一般参赛学生能在规定的时间内完成基本要求,又能使优秀学生有发挥与创新的余地。 参赛形式 l、全国大学生电子设计竞赛原则上安排在单数年的9月中旬举行,为期4天。竞赛以赛区为单位统一组织报名、竞赛、评审和评奖工作。 2、鼓励设有信息与电子学科及相关专业或已开展电子设计科技活动的高等学校,积极组织学生参加全国大学生电子设计竞赛。 3、学生自愿组合,三人一队,由所在学校统一向赛区组委会报名。参赛队数由学校自行确定。 4、为鼓励不同类型的高校和不同专业或专业方向的学生都能参加竞赛,全国竞赛专家组根据命题原则,将统一编制若干个竞赛题目,供参赛学生选用。 5、竞赛所需场地、仪器设备、元器件或耗材原则上由参赛学校负责提供。 竞赛规则 l、参赛学生应是高等学校中具有正式学籍的全日制在校本科或专科学生。 2、参赛学生必须按统一时间参加竞赛,按时开赛,准时交卷。各赛区组委会须按时收回学生的答卷(报告和制作实物)并及时封存,然后按规定交赛区专家组评审。 3、竞赛期间,参赛学生可以使用各种图书资料和计算机,但不得与队外人员讨论,教师必须回避。 4、竞赛期间,各赛区组委会要组织巡视检查,以保证竞赛活动正常进行。 5、在竞赛中,如发现辅导教师参与、队与队之间讨论,队员与队外人员讨论、不按规定时间发题和收卷,以及赛前泄题等违纪现象,将取消获奖名次,并通报批评。 竞赛评奖 全国大学生电子设计竞赛采取“一次竞赛、两级评奖”方式,评奖等级分为“赛区奖”和“全国奖”两种形式。 1、各赛区负责本赛区的评奖工作,赛区奖的评奖等级及各奖项获奖比例由各赛区根据实际情况自行确定。 2、赛区评审结束后,各赛区组委会将本赛区竞赛优秀参赛队的设计报告及有关评审材料报送全国组委会,报送的优秀参赛队数应严格控制在本赛区参赛队总数的12%之内。全国组委会根据全国专家组的评审结果确定全国 一、二等奖,获奖总数原则上不超过全国参赛队总数的10%。 3、全国大学生电子设计竞赛设立“赛区优秀组织奖”,对当年竞赛组织中表现出色的赛区组委会给予表彰奖励;同时设立“优秀征题奖”,对当年竞赛征题工作中表现突出的个人给予表彰奖励。 2005年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 (1)2005年9月7日8:00竞赛正式开始,每支参赛队限定在提供的A、B、C、D、E、F、G题中任选一题;认真填写《登记表》各栏目内容,填写好的《登记表》由赛场巡视员暂时保存。 (2)参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生,应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件(如学生证)随时备查。 (3)每队严格限制3人,开赛后不得中途更换队员。 (4)竞赛期间,可使用各种图书资料和网络资源,但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作,不得以任何方式与他人交流,包括教师在内的非参赛队员必须回避,对违纪参赛队取消评审资格。 (5)2005年9月10日20:00竞赛结束,上交设计报告、制作实物及《登记表》,由专人封存。 2007届题目 正弦信号发生器(A题) 一、任务 设计制作一个正弦信号发生器。 二、要求 1、基本要求 (1)正弦波输出频率范围:1kHz~10MHz; (2)具有频率设置功能,频率步进:100Hz; (3)输出信号频率稳定度:优于10-4; (4)输出电压幅度:在负载电阻上的电压峰-峰值Vopp≥1V; (5)失真度:用示波器观察时无明显失真。 2、发挥部分 在完成基本要求任务的基础上,增加如下功能: (1)增加输出电压幅度:在频率范围内负载电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值Vopp=6V±1V; (2)产生模拟幅度调制(AM)信号:在1MHz~10MHz范围内调制度ma可在10%~100%之间程控调节,步进量10%,正弦调制信号频率为1kHz,调制信号自行产生; (3)产生模拟频率调制(FM)信号:在100kHz~10MHz频率范围内产生10kHz最大频偏,且最大频偏可分为5kHz/10kHz二级程控调节,正弦调制信号频率为1kHz,调制信号自行产生; (4)产生二进制PSK、ASK信号:在100kHz固定频率载波进行二进制键控,二进制基带序列码速率固定为10kbps,二进制基带序列信号自行产生; (5)其他。 三、评分标准 项目满分 基本要求设计与总结报告:方案比较,理论分析与计算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析50 实际制作完成情况50 发挥部分完成第(1)项12 完成第(2)项10 完成第(3)项13 完成第(4)项10 其他5 集成运放参数测试仪(B题) 一、任务 设计并制作一台能测试通用型集成运算放大器参数的测试仪。 二、要求 1、基本要求 (1)能测试VIO(输入失调电压)、IIO(输入失调电流)、AVD(交流差模开环电压增益)和KCMR(交流共模抑制比)四项基本参数,显示器最大显示数为3999; (2)各项被测参数的测量范围及精度如下(被测运放的工作电压为±15V): VIO:测量范围为0~40mV(量程为4mV和40mV),误差绝对值小于3%读数+1个字; IIO:测量范围为0~4μA(量程为0.4μA和4μA),误差绝对值小于3%读数+1个字; AVD:测量范围为60dB~120dB,测试误差绝对值小于3dB; KCMR:测量范围为60dB~120dB,测试误差绝对值小于3dB; (3)测试仪中的信号源(自制)用于AVD、KCMR参数的测量,要求信号源能输出频率为5Hz、输出电压有效值为4V的正弦波信号,频率与电压值误差绝对值均小于1%; (4)按照本题附录提供的符合GB3442-82的测试原理图(见图2~图4),再制作一组符合该标准的测试VIO、IIO、AVD和KCMR参数的测试电路,以此测试电路的测试结果作为测试标准,对制作的运放参数测试仪进行标定。 2、发挥部分 (1)增加电压模运放BWG(单位增益带宽)参数测量功能,要求测量频率范围为 100kHz~3.5MHz,测量时间≤10秒,频率分辨力为1kHz; 为此设计并制作一个扫频信号源,要求输出频率范围为40kHz~4MHz,频率误差绝对值小于1%;输出电压的有效值为2V±0.2V; (2)增加自动测量(含自动量程转换)功能。该功能启动后,能自动按VIO、IIO、AVD、KCMR和BWG的顺序测量、显示并打印以上5个参数测量结果; (3)其他。 三、评分标准 项目满分 基本要求设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。50 实际制作完成情况50 发挥部分完成第(1)项30 完成第(2)项15 其他5 四、说明 1、为了制作方便,被测运放的型号选定为8引脚双列直插的电压模运放F741(LM741、μA741、F007等)通用型运算放大器; 2、为了测试方便,自制的信号源应预留测量端子; 3、测试时用到的打印机自带。 简易频谱分析仪(C题) 一、任务 采用外差原理设计并实现频谱分析仪。 检波器 滤波器 二、要求 1、基本要求 (1)频率测量范围为10MHz~30MHz; (2)频率分辨力为10kHz,输入信号电压有效值为20mV±5mV,输入阻抗为50Ω; (3)可设置中心频率和扫频宽度; (4)借助示波器显示被测信号的频谱图,并在示波器上标出间隔为1MHz的频标。 2、发挥部分 (1)频率测量范围扩展至1MHz~30MHz; (2)具有识别调幅、调频和等幅波信号及测定其中心频率的功能,采用信号发生器输出的调幅、调频和等幅波信号作为外差式频谱分析仪的输入信号,载波可选择在频率测量范围内的任意频率值,调幅波调制度ma=30%,调制信号频率为20kHz;调频波频偏为20kHz,调制信号频率为1kHz; (3)其他。 三、评分标准 项目满分 基本要求设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。50 实际制作完成情况50 发挥部分完成第(1)项20 完成第(2)项20 其他10 四、说明 1、原理框图中虚线框内的“信号处理电路”和“显示电路”两模块适用于发挥部分(2),可以采用模拟或数字方式实现; 2、制作与测试过程中,该频谱分析仪对电压值的标定采用对比法,即首先输入幅度为已知的正弦信号(如:电压有效值为20mV,频率为10MHz的正弦信号),以其在原理框图中示波器纵轴显示的高度确定该频谱分析仪的电压标尺。 单工无线呼叫系统(D题) 一、任务 设计并制作一个单工无线呼叫系统,实现主站至从站间的单工语音及数据传输业务。 二、要求 1、基本要求 (1)设计并制作一个主站,传送一路语音信号,其发射频率在30MHz~40MHz之间自行选择,发射峰值功率不大于20mW(50W假负载电阻上测定),射频信号带宽及调制方式自定,主站传送信号的输入采用话筒和线路输入两种方式; (2)设计并制作一个从站,其接收频率与主站相对应,从站必须采用电池组供电,用耳机收听语音信号; (3)当传送信号为300Hz~3400Hz的正弦波时,去掉收、发天线,用一个功率衰减20dB左右的衰减器连接主、从站天线端子,通过示波器观察从站耳机两端的接收波形,波形应无明显失真; (4)主、从站室内通信距离不小于5米,题目中的通信距离是指主、从站两设备(含天线)间的最近距离; (5)主、从站收发天线采用拉杆天线或导线,长度小于等于1米。 2、发挥部分 (1)从站数量扩展至8个(实际制作1个从站),构成一点对多点的单工无线呼叫系统。要求从站号码可任意改变,主站具有拨号选呼和群呼功能; (2)增加英文短信的数据传输业务,实现主站英文短信的输入发送和从站英文短信的接收显示功能; (3)当发射峰值功率不大于20mW时,尽可能地加大主、从站间的通信距离。 (4)其他。 三、评分标准 项目满分 基本要求设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据及测试结果分析。50 实际制作完成情况50 发挥部分完成第(1)项15 完成第(2)项15 完成第(3)项15 其他5 四、说明 1、主站需留出末级功率放大器发射功率的测量端,用于接入50W假负载电阻,以测试发射功率; 2、为测试方便,作品中使用的衰减器(可以自制),应与作品一起封装上交。 电子设计大赛论文:电子设计大赛对大学生的培养 电子实验大赛对于学生创新能力的培养具有重要的意义,并且由于这种意义的存在,对于高校中实验教学的改革以及教学模式的改变也是具有很重要的战略性指导的意义。本文主要是对电子设计大赛的组织与策略,以及教学的改革的指导做简要介绍。 一、大学生电子设计大赛的组织与策略 对于高校的电子设计大赛来讲,其存在的意义就是不断的培养学生的能力,其中包括学生的自主创新能力以及团队协作能力,所以高校应该对此加以重视,对这项工作能够有组织,有纪律的进行。首先,要成立团队,成立设计以及制作的兴趣小组的目的有三个:首先就是能够提升学生关于创新能力以及实践动手能力的兴趣;其二就是能够给学生一个动手实践的平台,其三就是为大学生电子设计大赛提供一个人才的基础。其次,就是对于参见大学生电子设计大赛的人员进行选拔,参赛人员选拔的范围是在学校组织的设计小组的基础上,或者是从电气自动化系来进行选择,选择的标准不仅仅是要求其理论知识过硬,还要有比较强的动手能力。选拔的方式主要包括两个方面:其一就是对于积极性比较高,动手能力的学生予以保留,对于兴趣不高,态度不认真的劝退团队;其二就是从电子设计与制造兴趣小组中的尖子生重来组建参赛团队。所以,对于学校来讲,应该给参赛人员提供足够好的练习平台以及系统的培训。最后,就是引导与指导学生开展创新性与研究性项目的设计与研究,这项工作的开展主要从两个方面来进行,其一就是为了培养学生的实际动手能力以及创新能力,学校应该鼓励学生参与研究型的以及创新性的项目;其二就是鼓励学生根据社会的需求自主的研发新产品。 二、电子设计竞赛对课程体系与教学内容改革的促进作用 对于大学生电子设计大赛看来,涉及的内容主要包括以下几个方面,电源,无线电,信号源,简易无线电遥控控制系统仪器,数据的采集与控制,这些竞赛方面所涉及的课程主要有:电路(包括低频与高频两类),数字点的路,单片机,微机,嵌入式等等,对于教学体系以及教学内容的改革思路也需要考虑这方面的因素,是学生的知识积累能够达到电子设计大赛的水平。(一)进行机构调整与课程整合与优化。在实际的教学过程中,需要将电子信息工程教研室,电子科学与技术教研室等这些实验室进行合并,成立电子教学基地,这个基地的教学课程包括电子技术,电路,微机原理,单片机,嵌入式等等这些电子设计大赛所涉及的必备课程。(二)建立四个层次的实验教学模式。对于实验教学模式主要包括以下四个层次:1.基础实验。对于基础实验的教学,主要是一些比如说是电阻,电容以及二极管等等这样一些基本电子器件的应用性实验,基础实验的目的就是通过一些简单的,学生可以自主进行的一些实验来提高学生学习的兴趣。2.设计性实验。对于设计性的实验,主要的教学任务是对低频,高频,数字电路中各单元电路的设计及小系统设计。为了能够完成电路设计的任务,需要采用积木式,模块化的结构,将设计的单元电路组合成小系统电路。设计性实验教学的目的就是为了培养学生进行各种电路的设计以及装调,测试的能力,培养学生理论联系实际应用的能力。3.综合性设计实验。综合性实验教学的任务是包括电子信息类专业的信号检测,控制,传输和处理等应用性比较强的综合性设计的实验。这样的实验目的就是为了能够更好的锻炼学生对于电路的设计,调试等等的能力,培养学生的创新性思维,鼓励创新与突破。4.设计研究性实验设计研究性实验的教学内容包括与电子信息学科相关的科研或者是学生自己设计的课题,鼓励学生有新思维,新想法。目的是为了培养学生的科研能力与自主创新能力。 三、改进与思考 (一)建立现代电子创新设计实验室。为了能够给学生创造一个良好的学习环境,给学生的创新性思维提供一个展示的平台,需要建立现代型电子创新设计实验室。该实验中可以提供各种单片机的开发系统,万用表,现场可编程门阵列等等这些设备,对于创新设计实验室的开放面对人群主要是优秀的本科毕业生以及研究生。(二)因材施教。对于每个大学生来讲,动手能力以及知识储备量是不一样的,所以在进行创新能力的培养过程中也需要注意培养方案的区别。在进行电子技术,单片机等这些实践教学的环节中对于一些学习成绩好,动手能力强,以及有自己想法的学生来讲可以免做一些验证性的实验,可以让他们进行一些自主拟题的实验,实验室可以为学生提供一些特别的仪器。 本文主要是探讨电子设计大赛对大学生创新能力培养进行简单的介绍,希望读者对其有基本的了解。 作者:张凡 单位:西安职业技术学院 电子设计大赛论文:电子设计大赛活动工作汇报 从元件清单已经能猜到题目的大体轮廓,电子设计大赛活动总结比如烟雾传感器热释电等可能是跟家居环境监测有关。万用电桥测电容电阻等。 经过个小时的商讨我们决定做e题——三相多功能电表。任务是设计并制作一个能同时对三相工频交流电(频率波动范围为45-65hz)的三相电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率、总有功功率、总无功功率、功率因数、电网频率、有功电能和无功电能进行测量的数字式多用表。 对于这题首先要把很多概念性的东西搞懂,然后进行设计。我和大头感觉选这题真的很幸运,每当在某个技术问题上卡住的时候,我们总能有意或无意间解决问题,就像《人在囧途》中的那位——福将(“猴哥”,我是福将吧,硬件我可是没有出现问题哈,还算满意吧?哈哈)。 从早上7、8点起来,到晚上2、3点睡觉,就这样8、9天始终是这样的作息时间。饭的问题,由“海夫卡卡”解决,他每天到饭点就去帮我们买饭,这次海夫卡卡做的真不错,论文写的很有质量,我们基本没有修改,在制作过程中也帮了很多。睡觉就在隔壁实验室,有人问道睡在哪里?我说在试验台上,哈哈。我们真是睡在试验台上的,那种比较大的试验台。 在这些天感觉快乐要大于辛苦,“男人海洋”的搞笑头像以及言谈,我和大头(猴哥),在说话的时候,当提到他的时候,总是很难想到他的真实名字,而是他的网名——男人海洋。当大头调程序出现问题的时候,我会说“找男人(海洋)问问去”。猴哥也很搞笑,看着猴哥,你不得不开心,他脸上分明就写着一个字“笑”。与猴哥合作那么多次了,每一次,感觉都是很成功,即使有些时候成绩不是很好,但是总是收获很多快乐。 言归正传,说说我们的设计制作——我们采用作为电能采集及数据处理芯片,由继电器组成控制电路对3个电压等级进行切换,对att7026输出数据由58单片机构成的主机进行处理,实现掉电存储、液晶显示、键盘控制以及485通信和红外传输等功能控制,从机负责信号的接收,实现远程抄表。 在设计过程中遇到的难点就是校表,采用硬件和软件校表。由于实验室条件所限很多项目无法检验。调压器坏了,我们只能对220v电压下进行试验。由于压敏电阻没有买到相应的型号,ptc也没有达到预定的效果,所以过载保护没有能很好实现。还有就是误差没法降低到最小。总之本次设计有很多不足,当然,我们也学到很多知识。 这次是去德州,从早上6点出发,下午1点到,然后准备答辩。由于e题测试较麻烦,我们组在晚上11点多才答辩好。回到是早上5点多了。然后睡了一天。 电子设计大赛论文:值得回味与留恋的电子设计大赛 我本科所学专业是电子信息科学与技术,研究生读的专业是通信与信息系统,方向是多媒体通信与图像识别嵌入式系统。从模拟电路、数字电路、单片机系统到FPGA、ARM、DSP等嵌入式系统,自己都浮光掠影般学习过,或乐在其中,或痛苦不堪。 我的本科母校是山东大学威海分校,作为中国第一所分校,虽然从没进入中国主流大学的排行榜,但却以独立精神和自由校风以及世外桃源般的旖旎风光培育了一代又一代分校学子。她背靠玛珈山,三面环海,前面环抱文心湖,校园内还有一片专供青年男女约会的茂密松树林。从学校到海边,只有一条马路相隔。在这里我不仅享受着海风的洗礼,更得到师长帮助。我们学校最推崇的是学生创新思维的科技实践。由老电子系牵头,信息工程学院创建了创新实验室。在这个实验室,我度过了三年美好的时光。 4年的时光,给我留下最深刻的记忆便是电子设计大赛了,下面我就这段经历让大家分享下我的心路历程。 2005年,我和两位同学一起参加“索尼杯”全国电子设计大赛。由于刚刚大二,所以一切都是从头学起。从电路设计到单片机系统,从C语言编程到制板焊接。每一点进步都让我们欣喜若狂。还记得我们参加比赛的作品是“数控恒流源”。我们经历过电路焊反、元件烧掉,以及一次又一次的枯燥的调试。最终我们几乎三天三夜没睡觉,带着作品赴济南参赛。由于系统的非线性缺陷,我们最终并没有获奖,可是却收获了团队合作的友谊,以及电子系统设计的宝贵经验。 后来,我对电子设计产生了更加浓厚的兴趣,经常泡在实验室里,利用实验室的各种资源,实现着自己的奇妙想法。感谢学校和校领导提供给我们优越的科研条件。后来据我了解,这样的自由和宽松在全国也是少见的。 我记忆最深刻的是参加院里一次科技作品大赛。从一开始确立想法到最后完成,从早到晚,我整整用了一天的时间。从发计电路到布板,从制板到焊接,再经过无数次艰难的调试。最终实现了“无线发射器”的设计。并且为它设计了很多功能:窃听器、微型电台、讲座器……整个过程,我没吃过一口饭也没喝水,一个人像狂热的教徒一样,完全沉浸其中,快乐、充实! 2007年我和赵兵、晓亮一起备战“凌阳杯”电子设计大赛。整个过程充满了坎坷和戏剧性。上天总爱捉弄我们,我们几乎经历了各种各样的困难和匪夷所思的问题。几乎每个模块的调试都经历了这样那样的挫折。 记忆最深的是一次调试RAM,我们调试了两天,想尽了各种办法,改软件、换芯片、换板子、测信号,却始终无法测试通过。到了第三天,我们几乎要放弃。下午,赵兵吃饭去了,晓亮去给同学修电脑去了,我一个人在那里又从头到尾细细地查找问题所在。突然,灵光乍现般,我发现原来是两排飞线的纵横位置搞错了。而这个错误,是说明书上本身的错误,也是我们从没有怀疑过的地方。修改后,RAM测试终于通过了!那一刻,自己激动万分。在去吃饭的路上,我正好碰到晓亮,我还记得我告诉他这个好消息的场景,我们兴奋地拍着手掌,激动地欢呼雀跃。 那些难忘的岁月,就是由这样一个个点滴串起来的。我们连续几天几夜不睡觉在电子楼一起调试,有苦有乐,有喜有悲。虽然自己并不是什么技术大牛,但是这些难忘的点滴却时常在我脑海中浮现。 参加电子设计大赛让我深深爱上了电子设计,无论是做软件还是做硬件,总是让我充满了成就感,而失败和挫折则让我更加务实和踏实。参加电子设计大赛,使我从头到尾对电子设计流程有了清晰的认识。我虽然并不是一个优秀的电子工程师,但成为一个好的电子工程师的动力始终促使着我努力。 根据我的经历,我觉得要成为一个优秀的电子工程师,必须要坚持做到以下几点: 1 始终如一地对技术抱有执着的兴趣。 能够沉浸在其中,乐以忘忧,这样的境界是所有工程师的最高追求。 2 始终如一地对新技术抱有好奇心。 技术领域总能出现让人耳目一新的东西,电子工程师要有灵敏的嗅觉才行。 3 对困难和挫折能够百折不挠。 在电子工程领域,苦难挫折和鲜花掌声从来都是如影随行为,只有经历千万次的打击才能获得调试成功后的喜悦。 4 追求完美,才能成就完美。 优秀的电子工程师必然是完美主义者,系统设计不能有丝毫瑕疵。完美的软件,完美的布板,完美的外观。 一个非主流电子工程师的成长经历就是这样,从对模拟电路和数字电路的一知半解,到对嵌入式系统的无限热爱;从小时候就反复拆卸妈妈的收音机,到制作出一个个能解决实际问题的电路。自己心中有很多感慨:成长之路充满了喜怒哀乐,只有泥泞的路才能留下脚印…… 而今,我已经开始了全新的生活,开始了举步维艰的创业岁月。北京相邦互动网络技术有限公司还刚起步,前途光明而充满艰险,我将一如既往地坚守阵地,永不放弃,艰难刚苦,玉汝于成! 电子设计大赛论文:以电子设计大赛为导向、探索单片机实践课程建设 摘要:本文以大学生电子设计大赛为导向,探讨了如何将其与单片机实践课程结合,达到为大赛选拔人才、锻炼学生实践动手能力的目的。本文从教学理念、教学内容组织、教学方法手段、课程考核方式等多方面作了深入的探讨,期望通过该门课程的建设为学生后续专业课程学习打下扎实的基础。 关键词:电子设计大赛;单片机实践;课程建设 1 前言 全国大学生电子设计大赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动,自1997年第一届开始至今已举行了13届。由教育部和工信部共同发起的这项活动极大地促进了普通高等院校信息与电子类学科体系的改革,推动了高校课程建设和实验室建设工作,参与的学生在实践方面获得了很大锻炼,在未来工作中的竞争力也得到了提高。 我院自去年参与大赛以来,克服了时间紧、经验缺乏的不足,发扬了勤奋刻苦、团结协作的精神,获得了四次上海赛区三等奖的好成绩。电子设计大赛涉及的内容广,有模数混合电路、单片机、可编程器件、PC机的开发应用等方面。为更好地为电子大赛服务,选拔竞赛人才,也为了更好地锻练学生的实践动手能力,我院于今年面向自动化专业卓越班学生新开设了单片机实践课程,并希望以此为试点,推广到其他非卓越班的自动化专业课程中。如何设计好单片机实践课程的教学内容,建设好这门实践课程,成为该门课程指导教师工作的重中之重。 2 实践课程内容建设 由于本实践课程是第一届开课,之前并无相关的教学内容资料可参考,所以需要紧密结合前期《单片机原理》理论课程教学内容并在此基础上有一定的拓展和延伸。目前该门课程的前续理论课程《单片机原理》在教学上存在着实践比重小而理论比重大的情况,学生的学习着重基础理论知识的学习,而动手实践的机会少,造成学生认为单片机的学习就是背理论知识的错误认识。针对上述理论教学的不足,考虑在开设的本实践课程中加以补充和改进,通过将设计实践课程和理论课程结合,达到单片机教学的循序渐进的良好效果。具体做法如下。 在教学理念方面,俗话说兴趣是最好的老师。我们改革以往实践课程仅仅简单地布置任务的做法,而是在讲解时把思路扩展开来讲,不仅讲在设计实践中所用的单片机技术,还要把单片机目前发展状况介绍给学生,介绍单片机领域的风云人物如周立功,介绍他们的成功创业过程及他们的创业网站,让学生知道技术也是资本,也是可以创业的。再让学生上网搜索单片机类产品,让学生感知单片机产品开发离自己不是很远。然后鼓励学生上网搜索单片机网站,加入单片机论坛,在和网友的交流中激发学生的学习兴趣。 在实践内容组织方面,以项目化设计为基础,实践项目的设置参考电子大赛题目的命题要求,包括基本要求和自主发挥两大块,使大部分同学能完成基本设计要求,又便于优秀学生有发挥和创新的余地。项目组织形式亦参考大赛的形式,3人一组共同完成一个项目,各有其侧重点,每位同学分别负责软件设计、硬件设计和最后报告的撰写,这样各有分工,以锻炼学生的团结协作能力。 在教学方法和手段方面,我们摒弃了之前陈旧落后的启东微机实验箱,要求学生在我院2015年新购进的西安唐都公司生产的全新的SST51单片机应用实验及开发板上完成硬件电路的部分或全部调试。即应用“PROTEUS仿真软件+西安唐都的SST51单片机应用实验开发板”这样双平台的模式,以项目化的方式进行设计实践。 PROTEUS是英国LABCENTER公司开发的电路分析和实物仿真软件,在实践中应用PROTEUS仿真技术能起到活学活用的目的,其仿真结果不仅具有准确性、可靠性和可读性,并且直观形象,能提供一个感性的认识平台。当然仿真软件不能解决电路构建、系统调试、故障排除过程中的所有问题,所以仿真只是一个初步要求,在仿真成功后要求学生在SST51单片机应用实验开发板上完成实际程序的下载和调试运行工作。即实践课的内容流程遵循如图1所示的过程。 当然在实践课程的开展过程中也碰到了一些实际的问题,比如SST51电路板由于硬件资源固定,缺少设计方案中的元器件,导致没法完成硬件调试,这就需要在今后的课程中改进,允许学生自行设计选用接口芯片和所需的元器件,设计接口电路板并在面包板上自行焊接完成。还有本课程由于课内教学时间紧任务重未来还需考虑学习并制作微视频,弥补课内时间的不足,檠生学习提供重要保障。 3 课程考核方式设计 考核方式是教学过程中非常重要的一个环节。实践课程如何合理考核一直是一个难题。因为实践教学质量监控没有较好的量化标准,而设计合理的考核方式可以激发学生的学习动力夯实教学效果。借鉴电子设计大赛最终的成绩评定方式,我们确定单片机实践课的考核主要依据作品的完整度(占30%)、最终的设计报告(占30%)和面试答辩(占40%)三方面组成。先是作品展示,由教师根据作品的工作量和完整性给出一个分数,其次是面试答辩环节,由学生对作品的功能、原理设计过程、设计的创新点等进行介绍,并由老师对重要知识点提问,根据学生的表述和对问题的回答情况给出一个分数,最后老师根据提交的设计报告再给出一个分数。这种考核方式增加了指导老师的工作强度,因为每个小组需要10分钟的答辩时间,按3人以小组算,考核过程也需要3到4次课,但经过这样的课程答辩,锻炼了学生的表达能力,为学科竞赛打下了扎实的基础。 4 结论 以全国大学生电子设计大赛为导向,我们进行了单片机实践课程建设的初步探索。我们的目的不仅教给学生单片机应用项目的设计方法,更是锻炼学生各有分工、团体协作的合作能力,为学生后续专业课程的学习和工作打下坚实的基础。 电子设计大赛论文:电子设计大赛与电工电子设计实训课程改革 摘要:目前高等院校电工电子设计实训课程普遍存在学生积极性不高,教学课时较少和教学效果不理想的问题。通过对教学内容和实训考核评价方法的改革,提高了电工电子设计实训课的教学质量。 关键词:演示实验;虚拟实验;Multisim;自制套件;面试考核 全国大学生电子设计竞赛是具有22年历史的科技活动,从1994年第一届开始至今已经举行了12届。教育部和工信部共同发起的这项活动极大的促进了普通高等院校信息与电子类学科课程体系的改革。推动了课程建设和实验室建设工作。参与的学生在实践方面获得了很大的锻炼,将来在工作中的竞争力也得到了提高。指导教师的付出也得到了教育部和高校的认可,承认并计算其工作量。电工电子设计是面向高校理工科专业的学生开设的实训课。主要面向大一大二新生,介绍常用电子元器件的封装结构,不同元器件的选用及常见故障的识别;熟悉常用电子仪器仪表的使用;掌握电子元器件的焊接技术。着重训练学生的实践动手能力,作为电子设计竞赛的前期基础教学环节,承担发现选拔人才的任务。 1 目前教学中存在的问题 学生学习积极性不高。通过对学生上课精神状态的掌握和课下与老师同学之间的交流可以发现一个普遍共识,随着时间的增长,大学生的学习积极性逐年下降。主要表现在实践能力不足,眼高手低的问题比较突出。大一新生对大学充满好奇,相对来说情况还算较好,但是也存在上课玩手机,实训不按照操作规程执行,组织性差纪律散漫的问题。这一方面是现在社会知识爆炸以及知识碎片化造成的,另一方面也反映新时代下教学的改革迫在眉睫。 学校对实践教学重视度不够,课时较少。随着学校实践教学课程数量的增加,而总学时并没有增加多少,这就造成留给每一个课程的实践教学课时非常有限。电工电子设计的实训教学是非常花时间的,一次教学单元应该在4个课时左右,否则很难有效展开教学工作。因为教学课时受到压缩,原来的教学内容就需要进行改进,以适应新形势的要求。目前存在实践教学和理论教学方面的衔接没有处理好的问题。 2 教学内容的改革 目前高等院校学生普遍反映课程设置负担过重,而教学效果并不明显。造成的原因是多方面的,其中之一是课程内容陈旧,已不适应新形势的需要。针对电工电子设计实训课程的特点,需要增加实训套件的选择性和趣味性。传统的实训套件主要是六管收音机,尽管成本低廉但是教学效果并不好。应该允许学生根据自己的专业特点和兴趣爱好自由选择实训套件内容,这就要求实训套件的研制要与时俱进,每年都需要增加一些创新性的实训套件,并将其引入实训教学中。这对实训指导教师和实验室元器件库的建设都提出了新的要求。 重视演示实验,增加虚拟仿真实验。有些实验趣味性很强,但是成本较高不适合作为电工电子基础实训内容。可以将这类实验制作成演示性的,如四旋翼飞行器和脑波控制轨道车等等。这些演示性的实验可以增加学生的学习乐趣,开阔专业知识的视野。在教学开始的时候进行演示,可以吸引学生的注意力,在接下来的学习中更加积极主动。同时在教学过程中将虚拟仿真实验引入电工电子设计实训教学中,采用Multisim仿真软件,增加学生对电路的直观认识,为后续专业课程的学习奠定很好的基础。这很好地解决了课时少和课程综合性、实践性强的矛盾,同时也降低了材料的耗损,减少了经费的支出。采用虚实结合的方式,弥补了现场实验中的不足。 以滤波器实训为例,最简单的形式是一阶无源低通滤波器。对于没有学习过专业课的学生来说一阶无源滤波器截止频率的概念,显得很难理解。可以通过仿真让学生理解频域、波特图的概念,学会使用示波器和信号源等仪器。通过虚拟仪器的使用学生可以掌握常用仪器仪表的使用,并进行电路的直流工作点分析、交流分析、瞬态分析等常用分析方法。在对无源滤波器理解的基础上,再进行二阶有源带通滤波器的实训。通过采用仿真软件,在教学过程中随时提供演示电路和定性定量分析。教师可以在多媒体教学的过程中分析电路的特性,灵活的更改电路参数,进行接近于实际电路的调试分析,有利于对电路进行故障识别,并加深对理论的理解。 3 考核方式的改革 实践教学的考核一直是个难题,实践教学质量监控一直没有较好的量化标准。电工电子设计实训课程的考核不仅作为评价学生学习质量和教师教学效果的手段,同时也肩负为电子竞赛选拔人才的任务。通过近十年的实践摸索,采用面试的方式进行考核,收到了良好的效果。学生在课程结束时不仅掌握了基础知识而且语言表达能力得到了有效提高。可以在公共场合,自信地描述自己的实训作品。在面试的过程中教师需要根据学生的专业和兴趣爱好来提问,学生的回答反映其思维方式、应变能力和对专业知识的掌握程度。最终课程的成绩是根据面试成绩和实训套件制作效果综合打分。通过这种考核方式可以更加真实地反映学生的专业素养。这种考核方式增加了指导教师的工作强度,但是提高了学生的语言表达能力并且锻炼了其面试技巧和应变能力。 4 结论 以全国大学生电子设计大赛为契机,进行了电工电子设计课程的实训教学改革。不仅给学生以有用的专业知识,更重要的是通过这些教学环节和知识载体,使学生了解电工电子设计的思想、方法和精神,学会使用这种方式理性的观察和分析生活中的电子产品。为后续专业课程的学习和工作中的实践打下了坚实的基础。 电子设计大赛论文:大学生电子设计大赛赛前培训的研究与探索 摘要:大学生电子设计大赛是目前大学生关注的比赛之一,如何提高学生比赛成绩,是每个指导教师、参赛学生一直共同关注的重点。本文根据电子大赛期间,学生在完成电路时候经常出现的问题,指出赛前培训的重要性,提出赛前需要通过对学生进行理论培训,电路设计、电子器件认识、电路焊接工艺,来提高学生设计电路、实现电路的能力,以使学生在比赛中获得更好的成绩。 关键词:电子大赛;理论培养;焊接工艺 一、导论 全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是主要面向全国电子类学科大学生赛事,目的在于推动教学改革、培养实用型人才,同时也有助于培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作、提高学生电子设计制作的能力,为选拔人才也创造了条件。比赛自从开办以来,一直备受全国高等院校和学生的重视,被认为国内“含金量”最高的比赛之一,比赛成绩在某种程度上已经成为标志着学校教学水平的高低。而参加比赛获奖的学生在求职过程中,也经常受到用人单位的青睐。全国大学生电子大赛是一种半开放的比赛,比赛时间为4天3夜。比赛期间[1],同一个队伍的队员之间可以商讨设计思想,确定设计方案,进行分工协作,以队为基本单位独立完成比赛任务。指导教师不允许对参赛学生进行指导,参赛队员也不可以与其他人员探讨任何问题,队员可以查询相关资料设计电路并完成作品。比赛内容涉及范围比较广,包含高频、低频电子线路设计、单片机等控制电路,几乎包含了电子类专业所有的专业课程,没有深厚的理论基础和对电子元器件扎实的认识,很难在短短的4天中完成比赛,赛前培训则成为完成比赛内容提高比赛成绩的关键。如何进行赛前培训、提高比赛成绩,已经成为指导教师及参赛学生讨论的重点问题。本文根据电子大赛和教学内容,对学生的培训可以从几个方面进行考虑,主要包括是理论培养、电路设计训练、电子元器件认识、焊接工艺练习等。 二、理论培养 良好的比赛成绩与对电路理论知识的掌握情况是分不开[2,3]。首先需要熟练掌握基础知识。电子设计大赛的电路设计与参加考试不同,对知识的认知不能停留在仅仅会做习题的层面上,需要深刻理解教材中每一个电路设计的原理,如三极管、电阻、电容、电感等元器件在电路中发挥的作用,其数值变化对电路的影响等。例如,三极管的三个工作状态饱和、截止、放大,如何设计参数,使其工作在不同的工作状态,实现所需要的功能,这些都需要学生对电路知识有深刻的认识才能够设计出相关的电路。然而,电子大赛比赛时间一般为9月初,大四的学生已经学习了电路与电工基础、模拟电子线路、单片机、高频电子线路等课程等相关的电子技术专业课,从所学习的课程上可以看出,完全具有独立完成电子大赛题目的电路设计的能力。但是由于时间的关系,大四的学生对以前所掌握的部分知识存在遗忘的现象,这些都需要学生利用业余或者假期时间重新复习以前学习过的相关知识,以便在比赛的时候能灵活运用理论去设计电路。由于电子大赛与电子线路等课程相关的内容比较多,单靠学生自己很难在业余时间复习学会相关的知识,并且,学生习惯于考试的方法学习,对于电路的设计,几乎没有任何经验,很难把握住理论学习的重点。为了提高学生的理论水平,学校应该组织在电路设计上有经验的教师,对参赛学生进行辅导,以加深对理论知识的认识与理解。 三、电路设计训练 普通高等学校课程体系建设上[4],受到高等学校师资、投入等各方面的影响,电子类的教学还是以理论授课为主,同时开放对应的实验、课程设计等实践教学环节,学生对电路的认识还停留在实验上,很少能够形成电路设计的概念。面对一个电路设计,不知道如何从何处入,这就需要从简单的电路设计入手,培养学生设计电路的能力。如何贯穿所学电路知识设计电路,是参赛的关键。电子大赛的电路设计是绝对不是靠一门课程可以设计出理想的电路完成比赛任务的,它是需要依靠多门课程知识内容的集中体现。电子大赛的电路设计通常需要由多个小单元电路组成。如遇到显示温度、采集信号等内容则需要使用单片机等器件来实现、如果采集的信号幅度过小则需要对其进行放大达到下一级电路的输入要求。因此将电路知识融合贯穿起来才能完成整个电路的设计。总所周知,无论多么复杂的电路,都是由简单的单元电路组合起来,实现复杂的电路功能,因此,根据学生所掌握的本科知识,先给出若干单元电路题目进行设计,如加法器、振荡器、乘法器等电路设计,让学生自行设计。随着软件技术的发展,已经存在一些电路仿真软件,如EWB、Proteus等,学生可以依据这些软件将自己设计的电路进行仿真实现,验证自己的设想是否正确。采用这些软件实现电路仿真,不仅可以使学生的设计电路时候的一些想法得到实现,也可以降低成本,同时学生也可以很容易修改参数,观察每个单个电子元件在电路中发挥的作用,这在实物电路中是很难实现的。 四、电子元器件的认识与焊接工艺 电路设计采用仿真软件实现,可以对学生起到一个锻炼作用,但是这些仿真电路毕竟与实际电路的设计毕竟存在一定的距离,我们必须把仿真电路转换成实物电路,才能提高学生对真正电路的认识。对于很少接触实际应用的本科生来说,首先培养学生对电子元器件的认识,如电阻、电容、电感等型号、阻值、电容数值等的认识,如何分清三极管、二极管的管脚;认识常用的运放芯片,比如OP07等,对于比较不熟悉的芯片,学会如何查找芯片的参数,芯片输入的电压范围等,以便用于在设计电路的时候可以依据参数,选择性能比较合适的芯片用于电路中。其次,电路焊接问题一直是困扰学生电路成功参赛的主要原因,经过了2~3天的电路设计及仿真实现,学生基本上完成电路设计,在实现作品的时候,学生焊接完的电路板,经常会出现电路不能正常工作、或者输出信号与设计初衷不一样的情况,甚至无任何信号输出,电路的焊接往往是出现问题的主要原因,虚焊、焊点过大、电子元器件被烧坏等问题都严重影响电路正常工作,即使比赛结束前可以正常工作的电路,到了比赛现场测试的时候,也经常会出现电路无法正常工作,或者是电子元器件被烧的情况。当然电路无法正常工作的原因有很多,焊接技术不过关是常见的原因,由此,需要加强对学生平时对焊接工艺的训练,提高作品成功由于焊接问题导致的比赛失败。另外,熟练的掌握示波器、万用表、直流稳压电源、信号源等基本仪器也是需要对学生进行培训的重要环节。比赛赛场通常不是在本校进行,而常用的仪器种类有分为很多种,国内的仪器面板也几乎都是专业英文标识,在紧张的比赛环境中,顺利操作这些仪器仪表进行测量也不是很容易的事情,因此需要训练学生熟练掌握常用仪器的使用方法,掌握仪器面板每一个按钮的英文含义,熟练掌握仪器的操作和按钮含义以后,即使遇到不熟悉的仪器,也可以很快学会使用方法。 五、赛前模拟练习 实战模拟训练是赛前不可缺少的一个重要环节。由于电子大赛需要面向电子、通信、自动化等专业学生参赛,因此,每年电子大赛的题目大致包括几个方面:电源、放大器相关的内容、通信、控制等几个大方面的设计。指导教师可以依据自己所带学生的专业方向设计一些相关题目进行模拟训练。经过理论、电路设计等方面系统的培训,参赛学生已经基本掌握了电路设计的相关知识。在这种情况下,参赛学生也需要参与几次模拟训练以达到组员之间相互配合的目的。每组参赛队员为3人,比赛中也通常涉及基础电路设计、单片机设计、电路焊接、最后完成比赛报告。合理的分工合作能够数顺利完成电路设计,如果在比赛配合出现问题,则有可能导致在规定时间内无法完成比赛,指导教师可依据学生掌握知识的情况,对学生进行分工。如将基础知识掌握比较全面的学生作为组长,负责电路整体设计、单片机编程比较好学生的负责单片机控制、文笔比较好的同学负责论文报告的写作。这种赛前实战模拟训练还有一个重要的目的,学会排查问题电路。在电路的设计和焊接过程中,会出现各种问题,一般来说,即使是指导教师在短时间内发现问题也是很困难的事情,这些问题出现在赛场上,只能依靠学生自己解决问题,对于对电路的初学者来说,这种问题也是经常发生,焊接的电路也很难一次成功,学会排查电路故障时参赛学生必须掌握的基本内容。针对存在问题的电路,当某一部分电路出现问题的时候,首先需要要做的是需要是检查电路设计的是否正确,确信电路设计正确后,再依照电路图检查电路连线问题,如果都没有问题,则需要依照电路从前往后每一个焊点都需要采用万用表或者示波器测量电压或者波形。这也需要对电路的原理极为熟悉,清楚了解电路中每一处的电压的大小、每一处电压波形形状等相关参数,以判断电路出现的问题所在。 六、结论 本文仅仅是从以上几个方面来讨论如何在赛前对学生进行培训,以提高学生参加比赛的成绩。但是,毕竟比赛各种意外都会发生,在短时间内完成电路的设计、购买元器件、完成电路作品,即使参加培训的学生也会由于经验不足,参数设计等问题等会有很多意外发生,影响比赛成绩。加强平时对学生的训练、增加电路设计经验是靠平时一点一滴积累起来的,只有打下深厚扎实的基础,才能在比赛中取得良好的成绩。 电子设计大赛论文:电子设计大赛促进新建本科院校实践教学改革的探究① 摘 要:本文对照电子设计大赛的要求,查找新建本科院校实践教学中存在的问题,针对实践教学理念、实践教学课程体系、实践教学师资队伍、实践教学实验室建设、校外实践教学基地群的建立等方面提出实践教学改革的措施,以供参考。 关键词:电子设计大赛 新建本科院校 实践教学改革 随着大众化教育的普及新建应用型本科院校应运而生,实践教学成为应用型本科教育的重要组成部分。新建本科院校都非常重视实践教学在应用型高级专门人才培养中的重要作用,大力加强开展实践教学工作,但从近几年参加全国大学生电子设计大赛的情况来看,新建本科院校实践教学存在着诸多的问题,这些问题严重制约着实践教学功能的发挥,影响着人才培养质量。本文对照电子设计大赛的要求,查找出新建本科院校实践教学中存在的问题,针对实践教学理念、实践教学课程体系、实践教学师资队伍、实践教学实验室建设、校外实践教学基地群的建立等方面提出实践教学改革的措施,以供参考。 1 全国大学生电子设计竞赛的目的和特点 全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动,目的在于促进高等学校对实践教学课程体系和课程内容的改革。其特点是与高等学校相关专业的实践教学密切结合,竞赛内容既有理论设计,又有实际制作,可以全面检验参赛学生的理论与实践相结合的综合能力。 2 新建本科院校实践教学存在的问题 2.1 实践教学理念存在误区 很多新建本科院校前身是师范专科学校,重理论课轻实践课。近几年,随着学校升本和社会对人才规格需求的变化,人才培养目标才转向以培养应用型人才为主。由于受传统办学模式的影响,部分主管领导和一线教师的教学观念仍未转变,即使是新办的应用型专业,也反映出重理论课轻实践课的教学观念。课堂教学很规范,有严格的制度保障体系、质量监督体系和考核程序,而对实践课的教学就很不规范,缺乏制度保障体系、质量监督体系和考核程序;在排课时依然依据理论课为主实践课为辅的模式,把综合素质高的教师安排上理论课,把综合素质相对较差的老师安排带实践课,这些认识的错位在很大程度上限制了实践教学的顺利开展。 2.2 实践教学体系设计不合理 对照电子设计竞赛的要求,新建本科院校的实践教学课程体系设计不够合理,主要表现在实践教学内容不能相互衔接、相互配套,相对比较杂乱;实验教学与理论教学不能有机的结合,没有形成系统地对学生实践能力培养的课程体系,不能成为各门课程的有机联系体,制约了学生创新精神的培育和实践能力的提升。 2.3 实践师资力量不足 新建本科院校目前的师资从整体上看缺乏实践经验,因为目前新建本科院校几乎所有的实践教学环节都是由一线任课教师兼任,理论课教师一般很少具有实践经验,因为很多老师基本上都是在学科型人才培养模式下造就出来的,从学校到学校,一毕业就从事教学工作,理论知识渊博,但实践经验缺乏,指导学生进行实践的能力欠缺。 2.4 实践基地建设不到位 新建本科院校由于经费不足,对实践教学基地的建设不到位,数量严重不足,不能满足本科教学的需要。原有的实践教学基地主要是初级中学,只能满足教育类专业专科学生的教育实习。学校升格为本科的院校后,新建的非师范类的工科专业实践教学基地严重缺乏,根本不能满足教学的需要,有的院校为了减轻负担,让学生自主实习,影响了学生实践能力、创新能力的培养。 2.5 实验课教学内容和方法陈旧 以电子技术实验课为例,传统的电子技术实验教学一般是根据理论课的课程进度,分为模电和数电技术基础实验、电工基础实验、电子电工综合实验三个层次。各层次的实验内容和实验方法陈旧、呆板、单一,所有实验都是统一模式:实验目的、实验原理、实验方法与步骤、实验结果、注意事项等。实验内容严格按照理论教材设计,都是验证性实验,主要研究由分立元件组成的各种电路,学生对此类固定模式的实验不感兴趣,对实验课程产生了厌烦情绪,经常应付了事,达不到提升实践能力的目的。 3 电子设计大赛促进新建本科院校实践教学改革的对策 3.1 树立正确的实践教学理念 作为新建本科院校,必须明确自身发展定位和人才培养目标及服务面向,必须转变思想观念,要充分认识到实践教学是实现应用型人才培养目标的重要途径。新建本科院校要符合大众化教育的要求,不搞精英式教育,而搞大众化教育,为社会培养适应生产、建设、管理、服务一线或岗位群的高级应用型专门人才。将实践教学纳入人才培养方案,使实践教学与理论教学并重,加强理论教学与实践教学的有机融合,真正发挥实践教学环节的实践育人作用。 3.2 加强实验室的建设 大多新建本科院校实验教学条件较差,部分专业实验设备过少,尤其有的新建工科专业根本没有实验设备,严重缺乏实践性教学环境。全国大学生电子设计竞赛的实验室是由参赛学校自己提供的,竞赛实验室如果具有应变能力和综合适应能力的功能,才能满足电子设计竞赛各种题目的要求。建议通过电子设计竞赛的培训以及参赛,查找出已有实验室的建设差距,学校要加大实验室投入,根据专业需要购买先进的仪器设备,充实与电子专业相关实验室,建设满足电子竞赛需要和满足学生进行课外科技活动的创新实验室。 3.3 科学设计实践教学体系 电子设计竞赛内容不同于一般的实践教学,它强调理论与实践的有机结合,竞赛内容既包括系统的设计和实际制作,又包括报告的撰写,特别注重学生综合能力的培养。由于学生在竞赛前所学的各门课程知识比较分立,设计制作中学生们普遍缺乏各学科之间的综合应用能力。这就要求改革原有的课程体系,科学设计实践教学体系,加大实践教学的力度,增加实验课程比例。 3.4 更新教学内容、改革教学方法 教学中不仅要考虑到大多数同学的需求,还要满足参加电子设计竞赛学生的愿望,使电子设计竞赛的内容成为课堂教学的案例,及早传授给学生,提高学生对竞赛的兴趣。要更新教学内容,舍弃过时陈旧的知识,比如数字电子技术实验中过多的小规模集成电路实验就可以舍弃;引入CPLD、FPGA以及SOC芯片的应用等新的内容。 电子设计大赛要求给学生更多独立学习、独立思考的空间,传统的“满堂灌”式的教学方法必须改革。留给学生更多时间和自主学习的空间,可以将传统的集中实验教学改为开放式实验教学,学生可以根据自己的专业和爱好,选择课程规定以外的实验内容,使学生在时间上和空间上有较大的灵活性,提高学生学习的主动性和自主性。对那些积极参与竞赛的同学采取因材施教的方法,鼓励学生参与教师的科研课题研究,根据学生的实际情况指派指导教师专人指导,这样有助于培养学生的创新能力,提高实践能力,使他们能在竞赛中脱颖而出。 3.5 加强实践指导教师队伍建设 打造一批具有扎实的理论知识和动手操作技能的实践教师队伍,应该成为新建本科院校提高实践教学质量的重中之重。由于电子设计竞赛命题范围广,涉及的课程多、主要体现新技术的应用,要求指导教师要有很宽的知识面和丰富的实践经验。新建本科院校的教师层次不同,年轻教师熟悉新技术,但缺乏实践经验;老教师有丰富的经验,但对新技术和计算机应用又不熟悉。建议赛前成立教师指导小组,将不同学科、不同年龄、不同特长的教师进行组合,指导教师在指导学生竞赛的过程中相互学习,共同提高。 学校可以分批次选派教师到一些企事业单位短期实践学习,激励教师考取相关专业的职业资格证书。积极引进有丰富实践教学经验的工程师、技师,改善实践教学师资结构,这样才能加速新建本科院校应用型专业的实践教学的师资队伍建设,会尽快改变应用型专业的实践教学师资匮乏的困境。 3.6 建立校内外实践基地群 培养应用型人才必须有足够的实践教学基地,因为实践教学基地是实现应用型人才培养目标的基本保证,只有在实践基地中才能完成对大学生的技能训练,培养实践动手能力。新建本科院校要充分利用和有效融合社会资源,积极加强实习基地建设工作,克服地域、经济上的重重困难,投入资金全面保障实践教学条件,逐步形成校内外相互结合、相互补充、分布合理的实践教学基地群。 总之,全国大学生电子设计大赛是对高校实践教学的一种有效检验手段,竞赛的成功举办推动和深化了高校实践教学的发展。同时,高校实践教学的发展,也有力促进了全国大学生电子设计大赛的成功举办。新建本科院校应当以电子设计竞赛为契机,不断总结、改进和推广这些经验,从而使实践教学更上一个台阶,为社会培养更多的应用型人才。 电子设计大赛论文:以电子设计大赛促进多层次MCU为优秀的系列课程教学改革 【摘要】本文章以大学生各类学科竞赛活动为契机,论述了以多层次MCU为优秀的系列课程教学改革的探索与实践,着重从课程体系、教育内容、实践能力等方面进行了改革和探索,从而进行具有创新意识、适应性强、综合素质高的应用型专业人才的培养。 【关键词】学科竞赛;MCU;教学改革 引言 一直以来我院电子信息系提倡培养应用型人才,以学生为主体,以教师为主导,把促进学生健康成长作为学校一切工作的出发点和落脚点,为每个学生提供适合的教育,提高学生用于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力,提高学生服务国家,服务社会的责任感。因此在重视学科建设的基础上,不断改革实践教学内容,改进实践教学方法,通过吸引更多的高水平教师从事实践教学工作,但又不能仅仅按照传统意义上的实验教学来开展,而是通过鼓励和引导学生通过开展产品的制作、参加各类学科竞赛等新型形式走出校园与全国重点院校同台竞技的同时,获得交流与学习的机会,并能快速捕捉社会的实际需求,提高就业竞争能力,真正做到以赛促教,以赛促建。 1.以竞赛活动为契机,深化课程体系改革,培养学生创新意识 当前,面向大学生的科技竞赛种类繁多,规模越来越大,内容越来越丰富多彩,受到了各大高校师生的广泛关注。近年来,我院高度重视大学生竞赛活动,通过构建大学生竞赛平台,举办和参加多层次,多形式的大学生科技竞赛活动,不断推动学校进一步加强专业建设,推动校内外实习实训基地建设,深化教学内容和课程体系改革,以竞赛促教学,以教学带竞赛,不断探索有益于学生发挥潜能和成长的创新人才培养模式。 我院电子信息系从2007年以来已经成功地组织学生参加了多次全国大学生电子设计竞赛,广东省大学生电子设计竞赛,“博创杯”全国大学生嵌入式物联网设计大赛,“毕杯”全国电子创新设计竞赛以及“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等等,并在比赛中取得了优异的成绩――获得全国大赛总决赛特等奖三项,一等奖两项,广东省一等奖七项,二等奖三等奖若干项,有近百名学生参与到各类大学生电子竞赛活动中去。回顾近几年的历程,我们深有感触:是竞赛大大提高了学生的实践动手能力,培养了学生的创新意识,增强了学生的团队合作意识,提高了实践教学质量。 2.建立以多层次MCU为优秀的系列课程平台,加强实践教学内容的改革 根据我院参加以上不同的学科竞赛活动的特点,建立以多层次MCU为优秀的系列课程平台,有针对性地进行实验实践教学。以多层次MCU为优秀的系列课程分为四个方向:电路设计类课程、仿真设计类课程、软件设计类课程及应用设计类课程,各个方向又细化为基础课、专业基础课和专业课。如图所示。以单片机技术、EDA技术和嵌入式技术的应用开发为优秀的课程平台建设,有机融合了电子电路系列课程,仿真分析系列课程以及软件设计系列课程,强化了学生的电路设计、软硬件相结合、综合运用先进技术的能力,进一步通过各类MCU设计项目提高学生系统分析、设计、开发的能力,为激发学生的实践创新意识、实践创新思维、实践创新能力提供了知识平台。 图一 MCU系列课程体系 加大各门课程之间的相互联系和承前启后性,加大各课程知识点的相互促进作用,进一步优化课程体系,将更多应用型,设计型课程引入到培养方案中。在51单片机、电路CAD、ARM处理器原理课程的教学中,更多将MCU的应用和实际结相合,结合企业应用的最新技术和发展方向把握教学的内容,在学生完成一门课程后则具备使用该专业知识进行相关电子制作的能力。 联合电子信息系实验室动态合理配置系内实验资源,以实验楼328嵌入式实验室为学生科技活动中心,全日制面向电子信息系学生开放,电子信息系教师与实验中心实验员共同对参与科技实践活动的学生进行指导与培训,支持和鼓励学生进行各类电子设计、电子制作、软件设计、各种创新科技实践活动。成立各类兴趣小组,引导学生在电子信息技术应用的各种领域进行创新型产品的研发和制作,通过参加全国大学生电子设计竞赛、博创杯嵌入式竞赛、毕杯创新电子竞赛,挑战杯课外科技竞赛等全国性竞赛活动,重点培养学生的实践动手能力和创新能力,提高学生自信心。 图二 单片机课程实验内容创新与完善 打破传统的验证性实验教学模式,根据实验教学的内容不同,将实验课程划分为验证性、应用型、设计型、创新型实验,注重理论与实际紧密联系,题目由简单到复杂、难度从小到大,以单片机课程为例,如下图所示,将实验教学内容进行创新和完善,将51单片机在各类电子产品的应用引入实验课程,学生围绕单片机进行各种电子制作,例如:交通灯的设计,电子时钟的设计,立体停车库控制器的设计,自动行走小车,太阳能发电照明控制系统,基于单片机的智能家居系统等一系列设计型创新型实验(见图二)。 增设电子系统综合设计。电子系统综合设计涉及电子,通信,自动化,嵌入式等多个学科领域,是从模拟电子、数字电子到单片机,传感器原理与应用,嵌入式linux,物联网技术等多个相关专业课程的综合设计课程,着力于培养学生开发创新的综合应用的实践操作能力,为参加各类全国大学生电子竞赛取得优异成绩起到促进作用。参赛获奖作品有“基于LINUX系统和ARM11处理器的智能家居系统”,“基于WINCE系统和GRPS的远程校园智能监控系统”,“基于ARM7的风光互补发电照明控制系统”,“基于ARM6410及Android系统的六足机器人”,“基于ARM6410的六轴航拍飞行器的控制”,“基于第六感的探险救援爬墙机器人”,“基于物联网的智能安防兼排爆机器人”等。 3.总结 大学生电子设计竞赛检验了电路设计类的教学内容与教学质量;博创杯嵌入式大赛反映了我们本科生很好的将嵌入式、物联网应用系统与现实需求紧密结合,学生将所学的技术知识得以转化,并充分利用大赛平台相互学习、交流,为未来快速适应工作环境打好基础;毕杯创新设计大赛通过我们的学生在达盛科技的开发板上进行不拘泥于各种技术形势的创新设计,培养学生的动手能力以及学习能力,弘扬了民族创新精神。由此可见,以多层次MCU为优秀的系列课程改革的全面实施取得了丰硕的成果,改革是成功的。今后,我们将进一步扩大竞赛的参与面,促进校际交流,为优秀的创新人才的脱颖而出提供舞台。 作者简介: 刘梦亭(1981―),女,江西景德镇人,工学硕士,讲师,主要研究方向:系统工程,嵌入式开发,信号处理。 通讯作者:赵丽红(1978―),女,湖北鄂州人,工学硕士,工程师,主要研究方向:系统工程,计算机软件技术。 电子设计大赛论文:电子设计大赛促进新建本院校实践教学改革的探究 摘要:本文对照电子设计大赛的要求,查找新建本科院校实践教学中存在的问题,针对实践教学理念、实践教学课程体系、实践教学师资队伍、实践教学实验室建设、校外实践教学基地群的建立等方面提出实践教学改革的措施,以供参考。 关键词:电子设计大赛;新建本科院校;实践教学改革 随着大众化教育的普及新建应用型本科院校应运而生,实践教学成为应用型本科教育的重要组成部分。新建本科院校都非常重视实践教学在应用型高级专门人才培养中的重要作用,大力加强开展实践教学工作,但从近几年参加全国大学生电子设计大赛的情况来看, 新建本科院校实践教学存在着诸多的问题,这些问题严重制约着实践教学功能的发挥,影响着人才培养质量。本文对照电子设计大赛的要求,查找出新建本科院校实践教学中存在的问题,针对实践教学理念、实践教学课程体系、实践教学师资队伍、实践教学实验室建设、校外实践教学基地群的建立等方面提出实践教学改革的措施,以供参考。 1 全国大学生电子设计竞赛的目的和特点 全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动,目的在于促进高等学校对实践教学课程体系和课程内容的改革。其特点是与高等学校相关专业的实践教学密切结合,竞赛内容既有理论设计,又有实际制作,可以全面检验参赛学生的理论与实践相结合的综合能力。 2 新建本科院校实践教学存在的问题 2.1 实践教学理念存在误区 很多新建本科院校前身是师范专科学校,重理论课轻实践课。近几年,随着学校升本和社会对人才规格需求的变化,人才培养目标才转向以培养应用型人才为主。由于受传统办学模式的影响,部分主管领导和一线教师的教学观念仍未转变,即使是新办的应用型专业,也反映出重理论课轻实践课的教学观念。课堂教学很规范,有严格的制度保障体系、质量监督体系和考核程序,而对实践课的教学就很不规范,缺乏制度保障体系、质量监督体系和考核程序;在排课时依然依据理论课为主实践课为辅的模式,把综合素质高的教师安排上理论课,把综合素质相对较差的老师安排带实践课,这些认识的错位在很大程度上限制了实践教学的顺利开展。 2.2 实践教学体系设计不合理 对照电子设计竞赛的要求,新建本科院校的实践教学课程体系设计不够合理,主要表现在实践教学内容不能相互衔接、相互配套,相对比较杂乱;实验教学与理论教学不能有机的结合, 没有形成系统地对学生实践能力培养的课程体系,不能成为各门课程的有机联系体,制约了学生创新精神的培育和实践能力的提升。 2.3 实践师资力量不足 新建本科院校目前的师资从整体上看缺乏实践经验,因为目前新建本科院校几乎所有的实践教学环节都是由一线任课教师兼任,理论课教师一般很少具有实践经验,因为很多老师基本上都是在学科型人才培养模式下造就出来的,从学校到学校,一毕业就从事教学工作,理论知识渊博,但实践经验缺乏,指导学生进行实践的能力欠缺。 2.4 实践基地建设不到位 新建本科院校由于经费不足,对实践教学基地的建设不到位,数量严重不足,不能满足本科教学的需要。原有的实践教学基地主要是初级中学, 只能满足教育类专业专科学生的教育实习。学校升格为本科的院校后,新建的非师范类的工科专业实践教学基地严重缺乏,根本不能满足教学的需要,有的院校为了减轻负担,让学生自主实习,影响了学生实践能力、创新能力的培养。 2.5 实验课教学内容和方法陈旧 以电子技术实验课为例,传统的电子技术实验教学一般是根据理论课的课程进度,分为模电和数电技术基础实验、电工基础实验、电子电工综合实验三个层次。各层次的实验内容和实验方法陈旧、呆板、单一,所有实验都是统一模式:实验目的、实验原理、实验方法与步骤、实验结果、注意事项等。实验内容严格按照理论教材设计,都是验证性实验,主要研究由分立元件组成的各种电路,学生对此类固定模式的实验不感兴趣,对实验课程产生了厌烦情绪,经常应付了事,达不到提升实践能力的目的。 3 电子设计大赛促进新建本科院校实践教学改革的对策 3.1 树立正确的实践教学理念 作为新建本科院校,必须明确自身发展定位和人才培养目标及服务面向,必须转变思想观念,要充分认识到实践教学是实现应用型人才培养目标的重要途径。新建本科院校要符合大众化教育的要求,不搞精英式教育,而搞大众化教育,为社会培养适应生产、建设、管理、服务一线或岗位群的高级应用型专门人才。将实践教学纳入人才培养方案,使实践教学与理论教学并重,加强理论教学与实践教学的有机融合,真正发挥实践教学环节的实践育人作用。 3.2 加强实验室的建设 大多新建本科院校实验教学条件较差,部分专业实验设备过少,尤其有的新建工科专业根本没有实验设备,严重缺乏实践性教学环境。全国大学生电子设计竞赛的实验室是由参赛学校自己提供的,竞赛实验室如果具有应变能力和综合适应能力的功能,才能满足电子设计竞赛各种题目的要求。建议通过电子设计竞赛的培训以及参赛,查找出已有实验室的建设差距,学校要加大实验室投入,根据专业需要购买先进的仪器设备,充实与电子专业相关实验室,建设满足电子竞赛需要和满足学生进行课外科技活动的创新实验室。 3.3 科学设计实践教学体系 电子设计竞赛内容不同于一般的实践教学,它强调理论与实践的有机结合,竞赛内容既包括系统的设计和实际制作,又包括报告的撰写,特别注重学生综合能力的培养。由于学生在竞赛前所学的各门课程知识比较分立,设计制作中学生们普遍缺乏各学科之间的综合应用能力。这就要求改革原有的课程体系,科学设计实践教学体系,加大实践教学的力度,增加实验课程比例。 3.4 更新教学内容、改革教学方法 教学中不仅要考虑到大多数同学的需求,还要满足参加电子设计竞赛学生的愿望,使电子设计竞赛的内容成为课堂教学的案例,及早传授给学生,提高学生对竞赛的兴趣。要更新教学内容,舍弃过时陈旧的知识,比如数字电子技术实验中过多的小规模集成电路实验就可以舍弃;引入CPLD、FPGA以及SOC芯片的应用等新的内容。 电子设计大赛要求给学生更多独立学习、独立思考的空间,传统的“满堂灌”式的教学方法必须改革。留给学生更多时间和自主学习的空间,可以将传统的集中实验教学改为开放式实验教学,学生可以根据自己的专业和爱好,选择课程规定以外的实验内容,使学生在时间上和空间上有较大的灵活性,提高学生学习的主动性和自主性。对那些积极参与竞赛的同学采取因材施教的方法,鼓励学生参与教师的科研课题研究,根据学生的实际情况指派指导教师专人指导,这样有助于培养学生的创新能力,提高实践能力,使他们能在竞赛中脱颖而出。 3.5 加强实践指导教师队伍建设 打造一批具有扎实的理论知识和动手操作技能的实践教师队伍,应该成为新建本科院校提高实践教学质量的重中之重。由于电子设计竞赛命题范围广,涉及的课程多、主要体现新技术的应用,要求指导教师要有很宽的知识面和丰富的实践经验。新建本科院校的教师层次不同,年轻教师熟悉新技术,但缺乏实践经验;老教师有丰富的经验,但对新技术和计算机应用又不熟悉。建议赛前成立教师指导小组,将不同学科、不同年龄、不同特长的教师进行组合,指导教师在指导学生竞赛的过程中相互学习,共同提高。 学校可以分批次选派教师到一些企事业单位短期实践学习,激励教师考取相关专业的职业资格证书。积极引进有丰富实践教学经验的工程师、技师,改善实践教学师资结构,这样才能加速新建本科院校应用型专业的实践教学的师资队伍建设,会尽快改变应用型专业的实践教学师资匮乏的困境。 3.6 建立校内外实践基地群 培养应用型人才必须有足够的实践教学基地,因为实践教学基地是实现应用型人才培养目标的基本保证,只有在实践基地中才能完成对大学生的技能训练,培养实践动手能力。新建本科院校要充分利用和有效融合社会资源,积极加强实习基地建设工作,克服地域、经济上的重重困难,投入资金全面保障实践教学条件,逐步形成校内外相互结合、相互补充、分布合理的实践教学基地群。 总之,全国大学生电子设计大赛是对高校实践教学的一种有效检验手段,竞赛的成功举办推动和深化了高校实践教学的发展。同时,高校实践教学的发展,也有力促进了全国大学生电子设计大赛的成功举办。新建本科院校应当以电子设计竞赛为契机,不断总结、改进和推广这些经验,从而使实践教学更上一个台阶,为社会培养更多的应用型人才。 电子设计大赛论文:依托电子设计大赛培养大学生创新能力的研究 【摘要】从多方面入手,阐述电子设计大赛的开展与大学生创新能力培养的课题研究。 【关键词】电子设计大赛 大学生创新能力 培养 知识经济需要素质教育,实施素质教育的重点是培养学生的创新意识和创新能力。本文研究如何依托电子设计大赛培养大学生的创新能力。 一、电子设计大赛的开展与大学生创新能力培养研究课题的预期目标 一是以电子信息学科为依托,进行机构调整与课程的整合、优化。二是调整实训教学模式,创建一流的电子实训课程体系。三是建立四个层次的实训教学模式:基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练。四是组织课题成员和系部教师参加全国、全区大学生电子设计大赛,力争获得一等奖以检验课题的实战效果。 二、本研究课题主要解决的教学问题 我们走访了多家兄弟院校,听取了一些电子企业对大学毕业生的能力要求,查阅了大量的资料,并和广西电力职业技术学院教授、毕业生讨论与座谈,对当前教学中存在的问题进行深入分析。通过广泛调查研究,大家一致认为目前的教学模式和实训室管理模式已不适应培养21世纪所需的电子类具备创新能力人才的需要,主要表现在:一是教学模式过时。实训以验证性实验为主,缺乏创新能力培养的有效机制。教学中只考虑完成一种实训项目,没有按照学生的特点进行个性化、分层次教学。二是实训课效率低。实训内容陈旧,实训设备落后,尤其缺乏现代现代化水平的教材、仪器和相应软硬件设备。三是管理封闭。课程之间的联系、资源共享等方面存在障碍,设备利用率不高。四是陈旧的考核手段不利于大学生创造力的培养,不利于发掘学生的创造性。五是理论教学脱离实际。针对上述问题,我们提出以下解决方法: 第一,成立电子设计竞赛领导小组,从组织上、制度上保证这项工作的顺利进行。领导小组成员从组长到指导教师分工职责明确,管理规范。 第二,针对当前高职电子技术教育存在的问题,建立基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练四个梯度层次的实训教学模式,并由此形成一整套基于问题驱动的电子技能训练的方法与课程体系;建立现代电子创新设计实训室,模拟企业工作环境,配备现代化的电子仪器设备,制定开放的管理制度,提供自主命题、自主研究、自主讨论的空间;利用电子协会和电子课外科技活动中心,设立创新设计奖,吸引大批学生参加业余电子产品制作活动,形成广泛的群体基础,通过层层选拔,层层培训,培养拔尖人才;不定期邀请校内外电子专家、教授为大学生作专题报告,拓展学生视野;组织有经验的教师编写《电子实训》培训教材,增加以设计性、系统性为主的实训内容,将反映电子科学技术发展趋势的内容充实到实训教材和教学环节中。强化对学生创新能力的训练功能,提高他们应用新技术、新器件解决系统问题的能力。 三、实施过程 (一)现代电子技术实训教学模式改革思路。在分析电子技术实训教学存在的主要问题后,大家明确了项目的目标:通过改革,探索和建立适合现代电子技术实训的教学模式、管理模式;注重应用型人才的培养,强化实践环节的训练,使实训室成为学生动手能力和技术创新的主要基地之一,培养具有创新能力的学生;通过改革,编写与完善一些实训教学的新教材;培养和锻炼一支高素质的师资队伍。在此基础上,确定本项目对现代电子技术实训教学模式进行研究的思路: 1 全面修订本学科教学计划和实训教学大纲。根据教育部对电子信息科学技术专业教学的基本要求和广西电力职业技术学院电子与信息工程系对课程改革的思路,应对本学科教学计划和实训教学大纲进行全面修订。教学内容的更新也是一个与时俱进的过程,改革的基本目标是减轻学生负担;压缩必修课学时,增加选修课门数,给学生较大的自主选择空间。加强实践教学环节,突出综合应用能力的训练,培养学生的创新能力。 2 提出实训教学改革的整体思路。按基础、综合应用、提高创新三个层次的培养目标组织实训教学,将实训课分为基础实训、综合应用实训和创新实训三种类型。压缩原有大量验证性的基础实训的比例,增加以设计性、系统性为主的实训内容,将反映电子科学技术发展趋势的内容充实到实训教材和教学环节中。强化对学生创新能力的训练功能,提高他们应用新技术、新器件解决系统问题的能力。根据学生的不同类型,贯彻“基本要求、需求选择”两种不同的教学要求,即对大部分学生的教学执行基本教学大纲的要求,对部分学有余力、有进一步需求的学生,创造各种条件进行培养,以满足他们的创新要求。 3 改进教学模式。改革传统教学模式,分层次教学:基础实训以教为主导,强调学生掌握扎实的基础;综合应用实训教师与学生并重,教师着重指导;创新实训以学生为主。 4 改革实训考核体制。将实训从封闭模式向开放模式过渡,在项目实施期间将电子系现有十几个验室改建成实训中心,资源共享,并向全校相关院系师生开放。 (二)参赛队员选拔方式。我们面向全院学生发动宣传,正确引导学生根据自身条件自由报名。由于场地可容纳人数有限,一般参加培训的竞赛学生组数计划为32组,每组3人,同时为了保证参赛选手的可持续性,我们规定每年都有部分一年级的新生加入,采用“以老带新”的方式持续培养。参赛队员一般有如下选拔方式: 1 在学院统一报名,经过笔试、面试两个环节选拔。 2 任课教师、辅导员推荐部分优秀的学生,工作小组三名以上成员考核通过。 3 学生提交个人作品自荐,工作小组三名以上成员考核通过。 通过以上方式的筛选,学生中的优秀创新型人才有了展现的机会。 (三)阶段性的电子设计大赛培训内容与课时实施计划。根据大赛的要求、学生的学习特点、创新能力培养的规律要求,培训内容采用基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练四个梯度层次的实训教学模式,以训练学生的电子设计与制作能力和创新能力、产品开发能力。 第一阶段是基础性学习。由全体指导教师在课余时间对选拔的参赛队员进行集中辅导授课,强化智能电子产品设计相关的基础知识和技能。 第二阶段是设计性实训。由全体指导教师在课余时间对参赛学生进行分方向类别的专项训练,大致分为电源电路类、功放类、可控放大与滤波器类、仪器类、智能小车和其他运动控制类,使每组学生初步掌握两个方向类别的电子设计与制作的知识和技能。 第三阶段是综合性实训。主要是用历年的竞赛真题来训练参赛学生,并按照相同的要求在三夜四天的时间内完成,以此来激发学生的潜力和检验训练的成果,并找出进一步努力的方向。 第四阶段是产品开发训练。主要是让学生设计和制作一个在现实生活中具有一定实用价值的产品,以此检验学生的技术思维路线、创新思维方法、专利策略意识等在新产品开发中的应用能力。培训的项目安排和课时安排见表1。 经过以上训练,学生的个人能力有了长足的进步,参加大赛时能够从容面对并且取得非常好的成绩。 (四)制定考核评价方法与奖励方法。考核评价方法分为训练过程的考核评价和竞赛过程的考核评价两部分。训练过程的考核评价由广西电力职业技术学院大学生电子竞赛组委会的工作小组制定标准和执行,包括日常工作考核、理论知识考核和项目作品考核三部分内容,其考核结果相当于一门专业课程的成绩,有相应的学分,具体见相关专业的人才培养方案。竞赛过程的考核评价按大学生电子设计竞赛组委会规定的办法和标准执行。奖励方法按广西电力职业技术学院对学生学科竞赛获奖奖励的相关文件执行。 四、电子设计大赛开展以来取得的成果 第一,开展大学生电子设计大赛促进了电子专业教学模式的改革和课程体系的整合与优化,推动了以项目为载体、以任务为驱动的教学方式的改革,培养了学生科学创新、理论联系实际、团队合作、吃苦耐劳的精神,极大地提高了广西电力职业技术学院电子类专业学生解决实际问题的能力。 第二,电子设计大赛所采用的基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练四个梯度层次的基于任务驱动的电子技能训练的方法,已经推广应用到广西电力职业技术学院电子与信息工程系计算机控制技术、计算机应用等专业,收到了良好的效果。 第三,为了更好地适应课程体系改革的需要,课题组组织编写了《电子技术基础》、《电子技术基础实训教程》、《电子工艺实训教程》、《汽车车身电子控制维修技术》、《自动检测技术》电子类系列规划教材,由北京理工大学出版社出版发行。课题组努力将电子教学做一体化的思想融入教材中,使学生在学习中获得职业过程的训练。该系列教材在国内高职院校使用了三年,发行量超过3万套,使用效果明显,学生受益匪浅。 第四,课题的研究成果带动了广西电力职业技术学院电子与信息工程系专业建设、精品课程建设和教学团队建设。2010年,应用电子技术专业团队被确定为自治区教学团队;智能电子产品设计与制作被评为学院精品课程;2011年,应用电子技术专业被评为自治区优势专业。 第五,课题的研究成果对学生参加学科技能竞赛起到了巨大的推动作用。广西电力职业技术学院电子与信息工程系参加的六届电子设计大赛中,有3人获得部级一等奖,24人获得省级一等奖,获二等奖24人次、三等奖达198人次,这些学生正在国民经济建设中发挥重要作用。项目成员发表相关论文6篇,出版相关教材6部,获自治区电子大赛优秀指导教师2人。获自治区级优秀组织奖2次,取得了非常好的成绩。 大学生电子设计大赛的实践证明:在全国大学生中开展的电子设计大赛对提高教育质量、培养学生团结协作意识和创新能力、创新意识及综合素质方面有举足轻重的作用。大学生电子设计大赛实质上是一种特殊形式的教学改革实践载体,其目的在于推动实践教学改革,有助于逐步改革实践教学中存在的弊病。大赛使大学生得以自主地学习,其锻炼的广度和强度是任何教学环节都无法比拟的。因此,本研究从某些侧面触动原有的课程教学体系,尤其促进了实践教学体系、内容、方式改革以及实训室建设工作。 电子设计大赛论文:以大学生电子设计大赛为导向的高职单片机实践教学改革 【摘要】分析大学生电子设计大赛对高职单片机实践教学改革的推动作用,阐述高职单片机实践教学存在的问题,以及大学生电子设计大赛导向下的高职单片机实践教学改革。 【关键词】大学生电子设计大赛单片机实践教学改革 由教育部高等教育司和信息产业部人事司共同举办的全国大学生电子设计大赛,其参赛的规模和对社会的影响力不断扩大,现在发展为每两年一次,逢单数年举行。由此可看出大学生电子设计大赛越来越得到重视,并且社会的认可度越来越高。大赛的目的是为了促进高校相关课程体系以及授课内容的改革,提高高校的素质教育质量,培养大学生的创新意识与动手能力、团队合作精神。所以大学生电子设计大赛不仅有利于锻炼学生对具体方案进行电子设计制作的能力和创新能力,同时也有利于促进实践教学的教学内容、教学模式、考核机制等方面的改革,使实践教学更加符合社会科学发展的需要。 一、大学生电子设计大赛对高职单片机实践教学改革的推动作用 以往的单片机综合应用课程都在大三才开展,而参加电子设计大赛的选手大多是刚升人大三的学生,他们刚学习单片机原理、数字电路和模拟电路等相关课程,但是所学的各门课程相对独立,并没有综合在一起。这样学生往往缺乏相应的大规模应用电路设计经验,难以在大赛中取得好成绩。对此,可以在大二第二学期开设单片机综合应用选修课,给学生提供更多的锻炼机会。在这门课中,根据比赛的流程,按照电路设计制作、调试、撰写实验报告步骤对学生进行训练。可见,大学生电子设计大赛贵单片机实践教学改革能够起到积极的作用。此外,大学生电子设计大赛对教师实践教学中教学方法的改善以及教学水平的提高都有很大的促进作用,因为几乎所有学校的电类专业学生都会参加这项比赛,比赛的成绩在一定程度上反映了学校的教学水平,这就大大调动了参赛学校及教师改善实践教学的积极性。 二、高职单片机实践教学存在的问题 大学生电子设计大赛采用“半封闭、相对集中”的组织方式,统一命题,时间为4天3夜。每队参赛选手下载大赛试题后,在规定时间可以通过网络查阅相关资料,制订设计方案,设计并制作相应作品。最后需要提交作品实物、设计报告、测试报告等相关材料。大学生电子设计大赛检验了学生的综合素质,同时也暴露了高职单片机实践教学中存在的问题。 (一)学生获取信息的能力不高。在大学生电子设计比赛开始时,学生面对设计题目,需要先审题,从题目要求中获取信息,结合自己的知识面,选择适合自己的题目。但是学生往往理解题意不够深切,不能从题目中获取有效信息,不能理解出题者的意图。确定题目后,就开始进入比赛的设计阶段,参赛选手可以通过网络查找需要的资料,但是很多参赛学生不清楚从何处查资料,不懂得下载芯片使用说明书,缺乏获取对比赛有用信息的能力。这是因为平时的实践教学没有加强这方面的训练。 (二)学生的知识不够全面。大学生电子设计大赛是一项综合性的比赛,对学生各方面的要求比较高。但是学生在基础知识方面得分不高,对知识掌握不够全面。这与平时的实践教学有一定的关系,很多教师在实验课中,没有做到理论与实践有机结合,致使学生只是机械地完成实验,对实验知识目标、能力目标以及素质目标不清楚;也没有实现举一反三,让学生达到以点到面的学习效果。 (三)学生设计的报告质量较低。在大学生电子设计比赛结束后,每队参赛成员需要提交设计报告。从多次比赛结果来看,学生设计的报告质量比较低,格式不规范,语句不通顺,电路设计没有理论分析以及相应公式推导。这体现了平时实践教学中对学生的实验报告要求不严,没有按照一定要求规范编写。 (四)学生的创新能力不强。学生除完成比赛试题的基本要求外,很少有创新。究其原因,是因为平时的实践教学内容陈旧、形式比较呆板、方法单一,没有从培养创新精神和实践能力的角度出发,培养基本功扎实、知识面广、富有竞争意识的高技能型专门人才;在实验教学中过多强调共性训练,没有根据单个学生的特征,有针对性地开展个性训练。在训练学生的理性思维的同时,应加强学生非理性思维方面的训练,因为加强学生的非理性思维对创新能力的培养是非常重要的。 三、大学生电子设计大赛导向下的高职单片机实践教学改革 在大学生电子设计大赛的导向下,高职单片机实践教学应加强以下方面的改革: (一)加强单片机实验室的建设。大学生电子设计大赛是对学生综合能力和创新意识的检验,但目前的实验室在很大程度上制约了学生的发展。大学生电子设计大赛比赛的时间长,学生需要在竞赛场地内完成全部工作,而高职院校目前的实验室大多是“封闭式”的,所以建设开放性的实验室显得尤为重要。由于近几年的比赛试题跟社会科技发展主题密切相关,比如增加了环保、节能等方面内容。这些试题融合了当前的前沿知识和先进的芯片技术,这需要及时更新实验室设备,使学生在平时的实验、实训中有更多机会接触这方面的知识。 (二)加强教学内容和教学方法的改革。根据社会和企业发展需要,应优化单片机实践教学内容。把现有的教材中一些过时的、过于理论化的内容删掉,增加一些跟生活密切相关的以及与当前先进技术相关的实验。多增设一些综合性的实验项目,减少一些验证性实验。采用循序渐进的步骤,实验由易到难。每次实验内容分基本部分、发挥部分,重点指导学生完成发挥部分,并引导学生采用多种方法完成实验。 在单片机实践教学中,采用任务驱动、项目导向的实践教学模式。在单一的实验课教学中,以学生为中心,按照学生接受任务、学生自学、学生提问、学生观摩、学生训练、学生评价这六个步骤完成教学项目,如图1所示。最开始由教师根据教学内容和培养目标,设计实践教学项目,向学生布置教学项目后,学生通过课外自学,查找相关资料。这一环节可以培养学生的信息获取能力。学生在经过课外自学后,会有很多疑惑,在提问阶段进行师生互答,回答完学生的疑问后,学生观摩教师的演示,理解项目的实施过程。然后让学生分组训练,根据完成情况学生互相评价,最后教师对本次任务进行总结,布置新的任务。 对于综合性的实验、实训,按照电子设计大赛的竞赛流程,教师布置综合实验项目后,学生分成3人一组,采用信息、计划、确定、实施、检验、评估六步法进行项目的实施,如图2所示。在这类综合实验中,学生的自我发挥空间更大。在接到教师的任务后,学生自己独立收集制订项目计划以及项目实施所需要的资料,然后根据项目要求制订切实可行的计划。为了提高项目的成功率,教师对该计划进行总体把关,分析其是否可行,并分析项目的关键点以及难点。接着学生按照项目计划独立完成项目,再按要求独立检验项目完成情况,进行自我评价。最后教师同学生对每组的结果进行评估,并对项目进行总结。 (三)提高教师的专业水平。大学生电子设计大赛试题知识面越来越宽,难度也越来越大。大赛不仅检验了学生的水平,同时也反映了教师的教学水平以及专业水平。如果指导教师没有扎实的基本功,过硬的专业水平,则很难指导学生获得优异成绩。这就要求教师不仅要提高自己的教学能力,更要提高自己的专业技能。在途径上可以采用多种方式,比如现在流行的导师制,由经验丰富、技术过硬的老教师带领年轻教师,在业务上、专业上对其进行指导,指导年轻教师申请科研课题,通过课题来提高他们的专业水平。同时,年轻教师自己也可以多关注电子行业的新技术,多使用新的芯片。 (四)引导学生参加第二课堂活动。“社会是一所最好的大学”,因此应鼓励学生多开展第二课堂的学习活动。每门课程的课时有限,可以把一些教学环节放到课外完成。让学生加入电子协会以及提前进入创新实验室,使他们有更大的空间和更多的时间去挖掘自己的潜力。同时,电子协会中大多是有共同爱好的同龄人,便于交流沟通,这样也能更好地培养学生的团队协作能力。此外,应鼓励学生多参加社会实践,在实践中获得更多实战经验。 电子设计大赛论文:依托电子设计大赛 促进实践教学改革 [摘 要]2011年全国大学生电子设计大赛广东赛区取得了历年来最好的成绩。本文探讨了我校以参赛并承办广东赛区赛事为契机,激发学生对实践教学的学习兴趣,完善实验室软硬件条件,深化实践教学内容改革,达到了培养学生创新实践能力的目的。 [关键词]电子设计大赛 实践教学 教学改革 一、引言 全国大学生电子设计竞赛是面向大学生的群众性科技活动,目的在于按照紧密结合教学实际,着重基础、注重前沿的原则,促进电子信息类专业和课程的建设,引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新能力、协作精神;加强学生动手能力的培养和工程实践的训练,提高学生针对实际问题进行电子设计、制作的综合能力;吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,为优秀人才脱颖而出创造条件。目前,全国大学生电子设计竞赛已经成为教育部主办的最有影响力的在校大学生竞赛活动之一。 2011年全国大学生电子设计竞赛广东赛区的组织工作由华南农业大学承办。实验室作为学生开展创新实践活动的主要场所,在培养学生创新实践能力方面发挥着不可替代的重要作用。通过大赛的组织与承办,进一步促进了我校电子类实践教学的建设与发展。 二、2011年电子设计大赛广东赛区赛事回顾 全国大学生电子设计竞赛的权威性受到全国各高校和企业的高度认可与赞同。2011年是广东省赛区参加该赛事的第10周年,也是华南农业大学参加该竞赛的第10周年。为了进一步推动这项赛事的健康有序进展,激发学生参赛的热情和积极性,华南农业大学十分重视大赛的参赛工作和本次承办工作。 截至2011年6月28日,广东赛区共收到来自广东省的80所高校(39所本科院校,41所高职院校)的报名参赛信息,共有593支参赛队伍、1779名学生报名参加比赛。比上届增加了11所高校,增加了62支参赛队伍,为历届参赛人数最多的一次赛事。为了使参赛学校和参赛队伍及时了解赛事的信息和通知,组委会于2011年6月28日及时开通了2011全国大学生电子设计竞赛广东赛区的官方网站(http:///),并陆续在此网站上了相关信息。 2011年全国大学生电子设计竞赛广东省赛区测评工作于9月9日-9月11日在华南农业大学进行。本次竞赛共有593支参赛队伍报名,573支参赛队伍参加测评,经过专家组测评、讨论决定,共评比出广东省一等奖57项,二等奖93项,三等奖123项,其他参加测评的参赛队伍为成功参赛奖,如表1所示。全国一等奖共6队,其中深圳职业技术学院的DG4810队伍(队员:满兴震,詹一挥,田宇,指导教师:熊建平)获“瑞萨杯”奖,全国二等奖共39队。 为保证本次电子设计竞赛测评工作的公平性和评测质量,根据全国组委会的《全国大学生电子设计竞赛(2009-2012)专家工作守则》要求,本次竞赛对评审专家的组成采取了各校推荐和组委会遴选相结合的原则。各高校推选的专家必须具备副高级以上职称,在电子工程相关教学科研领域具有丰富的经验和一定的影响力。组委会确定了43位来自省内本科和高职高专院校的专家对学生的参赛作品进行评审,其中女性专家10名,专家合影如图1所示。 三、电子设计大赛促进实践教学改革 (一)激发学生对实践教学环节的学习主动性 高等教育由于受传统教育观念的影响,特别是受“重理论轻实践”观念影响,学生对实践教学环节往往并不十分重视。电子设计大赛命题往往是一个或几个学生就能够完成的、规模不太大的电子系统,没有现成的实验步骤,需要自己设计并完成,而且学生还要能够自行检验系统是否合理,是否达到要求,这就对学生的理论知识和实践技能都提出了较高的要求。在竞赛的促动下,学生对实践技能训练产生了很大的热情,使被动学习变为主动学习,激活了学生的创新思维。 (二)完善实践教学的软硬件条件 为了方便参赛学生开展实践技能训练和科研活动,学校建立了全天候实验室开放制度,设立了创新实验室,并自主开发了开放实验室管理软件专门用于南楼408创新实验室的管理。对参赛队员和测评专家来说,配备齐全的各级各类的实验设备,是保证学生顺利完成设计和专家顺利完成测评工作的前提条件。为此学校以承办电子设计大赛为契机,加大对实验设备的投入,更新设备,保障了我校学生参赛期间和为期4天的广东省竞赛作品测评以及综合测评期间的设备需求。本次广东赛区的现场测评均设在华南农业大学工程南楼电子工程系与自动化系实验室,共13个实验分室。共使用测评仪器251台套。测评仪器使用情况如表2所示。 (三)发现不足进而深化实践教学内容改革 高校实践教学过于薄弱,实践教学内容过于教条,在一定程度上制约了学生创新实践能力的提高。中国工程院院士罗锡文教授在本次赛事总结会议中表示,非常支持这样的学术性比赛,并建议今后应当把实际科研与大型科技类比赛结合起来,把学生的积极性和创新思维充分调动起来,让学生在比赛中赛出更好的成绩。 电子竞赛选题的内容充分体现了实践能力和创新精神的培养。依托电子设计大赛,我校拓宽实践教学的思路,深化实践教学内容的改革;加强综合性实践教学,减少验证性实验;注意实践教学内容的更新,不断将新理论、新技术介绍给学生;注重考核方式的多样化,鼓励学生阅读相关电子刊物,并以论文、读书笔记、小产品设计等形式作为作业或考试的一部分。 (四)培养了学生的创新实践能力 电子设计大赛需要的理论知识涉及电子信息技术的各个方面。电子设计竞赛实质是学生专业综合素质技能的竞赛,是实际科研活动和实际生产过程的缩影。在知识考查方面具有广泛性和深入性,在综合设计能力考察方面也具有一定难度。这不仅要求学生要有扎实的理论功底,同时需具有熟练的实践技能,并且能够熟练查阅资料,充分利用网络资源,发扬团队精神,互相取长补短。在大赛的促动下,学生自发地进行技能训练,到实验室的次数和频率都大大增加。参加过大赛的学生普遍反映,在后续的学习中,解决问题的动手能力和解决问题的信心明显增强。目前,不少知名的企业如合众达电子、深圳华为、深圳中兴、金信通信等来学校招收毕业生时,都表示愿意对参加过电子大赛并获奖的学生以优惠条件优先录用。 四、结束语 全国大学生电子设计竞赛,其规模正在不断扩大,其作用、意义也得到了广泛的肯定。通过参与并承办2011年广东赛区的赛事,激发了学生的学习热情,加强了创新实践能力的培养,同时有效地检验了我校电子类实践教学的水平和质量,促进了实践教学内容的改革与发展。
电子类论文:高校电子类专业创新教育论文 1采取开放式实践教学,培养学生创新思维 开放式教学实践是实施创新教育、培养学生实践能力和创新能力的关键环节。教学中,通过基础实验、课程设计和综合设计等实践环节,培养和提高学生的创新思维。基础实验课中,要注意验证性实验内容与综合性、设计性实验内容的合理搭配,注重培养学生科学的思维习惯和严谨的工作作风,提高学生观察现象与分析问题的能力。如模电实验,前期以让学生熟悉仪器仪表的应用为主,多安排验证性的实验。中期,在学生完成验证性的实验内容后,逐步增加学生独立思考设计的实验。实验后期,以综合性、设计性内容为主,教师重点讲解仪器使用、设计要求。通过层层深入的方式,逐步培养学生的进行独立思考的能力,调动学生学习的积极性与主动性。课程设计、综合设计实训环节中,设计选题采用教师出题与学生自拟相结合的方式。根据选题的难易程度,合理安排每个选题的学生数量,注重培养学生的团队合作精神和工程设计意识。教学前期,以讲授设计思维、设计方法为主。中期,重点培训学生的软硬件系统调试能力,培养工程实践意识。引导学生针对设计过程中碰到的问题,运用所学理论进行科学分析,找到解决问题的方法。后期,组织学生进行集中讨论,分析总结各个选题设计的优缺点,让学生之间分享设计经验,提高实践水平。 2校企合作,共建开放式实践教学基地 创新实践教学基地是开展电子创新教育实践的关键。建立电子专业实践基地,学校不但要提供场地,配置一定数量的电脑、电源、信号发生器、示波器、电路板制作机器等基础设备,还需要提供各类实训耗材和开发板。由于地方高校办学资金不足的劣势,完全依靠学校长期投入,难以保证实践基地良性发展。学校人才资源丰富,资金不足;企业拥有先进的设备和技术,但缺乏专业的人才。校企合作,可以发挥两者的优势,实现双赢。企业为学校提供专业设备、师资培训、学生顶岗实习甚至就业等支持帮助。学校根据企业的用人要求,调整人才培养计划,优先为企业提供零适应期的高素质专业人才。2010年,我们与广州周立功单片机有限公司合作,启动“电子‘3+1’创新教育实践基地”,企业为我们提供单片机、嵌入式系统开发板和开发工具、培训教材,并且组织专业教师和优秀学生到企业培训以及实习,大大提升了实践基地的软硬件能力。 管理上,实践教学基地采取教师引导为主,学生自主管理为辅的方式。选拔责任心强、创新能力高的学生协助教师管理实验基地日常事务,既可减轻教师的工作量,保证实践基地每天的开放时间,又调动了学生的积极性,使他们自觉地为实现实践基地的工作目标而贡献聪明才智,同时也培养了学生骨干的工作能力。学生通过申请,进入创新基地后,辅导教师可根据学生的实际情况,提出设计目标,并进行定期检查考核。每个学期通过组织专业技能设计创新大赛,吸引各个年级的学生热情参与,选拔一批有创新潜力的学生到创新实践基地进行半年甚至更长时间的集训。开放式创新实践基地是广大有创新能力的同学施展才华的大舞台。经过集训的学生,通常会成为周围学生学习的榜样,从而带动更多的学生参与电子技能实践创新活动。实践证明,对应生源质量相对差,设备比较落后的地方院校,通过建立开放式实践基地,先选拔部分有潜力的学生进行集训,再由这些学生去带动周围更多学生参与技能实践创新活动,有利于全面调动学生学习的积极性和主动性,推动学风建设往良性方向发展,提高创新人才素质。 3开展大学生电子设计竞赛,组织各类科研项目申报工作 我们以创新实践基地为依托,开展电子设计竞赛的人员选拔、培训工作。以竞赛为契机,进行教学实践改革,培养学生的工程设计意识、竞争意识和团队合作精神,实现创新人才综合素质的提高。进行电子创新教育实践探讨以来,电子系学生在参加部级与省级的大学生电子设计竞赛、物理实验设计大赛中获得国家二等奖1项,省一等奖10项,省二等奖12项,省三等奖25项,优胜奖若干项的好成绩。对刚刚升格本科又处于经济相对欠发达地区的地方高校来说,在参加全国、全省性这样大规模、竞争非常激烈的竞赛活动中,能获得这样的成绩,可以说取得了很大成功。大学生创新创业项目是提高学生实践创新能力的重要途径。2011年以来,以创新实践基地为依托,学生在创新创业项目申报中,获得了部级项目一项,省级项目五项,校级项目15项,累计科研经费达8万元。科研项目数量在学校名列前茅。 4结束语 虽然我们在创新教育实践中取得了一定的成绩,但也发现了不少问题。如学生的专业实践操作水平整体不高,毕竟获得部级、省级技能竞赛奖励的学生人数只占整体的小部分。教学中,引导学生加强专业技能操作学习后,出现了学生轻视理论学习的现象。近几年学生的考研情况也不够理想。在创新教育实践中,如何加强理论与实践的联系,让更多的学生脱颖而出,成为新世纪优秀的大学毕业生,是我们今后要继续深入探讨的课题。 作者:洪远泉 周永明 单位:韶关学院物理与机电工程学院 电子类论文:电子类课程教育质量提升探析 本文作者:杨蕊 单位:湖北经济学院电子工程系 从知识逻辑框架入手,以“猜测式”的教学方法启发学生 理工类课程繁杂的公式推导难免使课堂教学陷于枯燥乏味。如何让学生能像打游戏一样主动出击并感受到乐趣?我总结出一条经验:上课时多注意启发学生思维,通过“猜测式”的教学方法,鼓励学生开动脑筋,发掘知识之间内在的逻辑关系以及知识框架,以游戏的方式激发学生的学习兴趣。比如在讲解基尔霍夫电流定理与电压定理时,先启发学生关注基尔霍夫电流定理的逻辑框架,然后依照此逻辑让学生尝试推导基尔霍夫电压定理,学生就会发现这两个定理整体的思维架构其实是相同的,只时由于研究对象的差异,导致填充的知识细节不一样。如同盖房子,框架大同小异,只是具体的内部装饰不一样,导致每个房间都呈现不同的功能与特色。再比如“节点电压法”,如果以“网孔电流法”的思路框架为基础,通过对比发问的形式启发学生理解节点电压法,学生接受得就很快。同样,电流源与电压源的特点、受控电源与独立电源、电感与电容的特点都可以按照此种思路讲授,取得了不错的课堂效果。 强调知识的拓展与延伸 《电路分析基础》是电子信息类专业的优秀基础课之一,不像其他专业课有非常明确的应用目标,它的应用价值更多的是通过后续的相关专业课体现出来。可学生一般较为急功近利,更关注知识即时的实际应用价值。所以,实用的、看得见摸得着的东西更能激发学生的学习兴趣。因此,注重知识应用层面的讲解,对吸引学生专业学习兴趣、提高教学质量会大有裨益。比如在《电路分析基础》的分压与分流讲授后,可增加机械式万用表与数字式万用表电压、电流、电阻量程扩展的工作原理;同样,将受控源与三极管、场效应管的等效电路联系起来,学生对受控源这个模型的理解就不觉得是空中楼阁了;讲授直流电压与电流的求解时,以《模拟电子技术》中晶体三极管放大电路静态工作点的求解为范例进行讲解。再比如交流信号的讲解中加入吹风机的应用,一阶电路中加入楼道延时开关的应用等等。总之在平时的讲课中将所学课程在模拟电路、数字电路甚至高频、传感器、信号与系统课程等中的应用穿插其中,哪怕是一个很小的应用,学生都会听得津津有味。 鼓励学生提问,通过提问与作业发现问题,及时调整讲授方法 在长期的教学中往往有这样的经验,学生提出的问题常常是老师不以为然的地方,这种反差的产生其实不难理解。学生只能按照所拥有的知识背景和思维能力去理解,而长期讲授课程的教师对课程已经非常熟了,导致对问题的理解方式会和学生之间存在偏差。但是教师要始终记得教学的任务是如何让学生能尽快地深入理解,那么就需要老师了解学生学习思考的逻辑,按初学者的思考逻辑讲授。通过鼓励学生不懂的地方及时提问以及作业暴露出的问题,及时调整授课方法,会收到很好的教学效果。例如《电路分析基础》课程支路电流法与网孔分析法的讲解,教师可能认为这两种方法不会产生混淆,但是在学生的作业与提问中我们会发现由于概念不清,学生经常会把这两种方法混用,于是我们及时调整教学方法,可以以讨论的方式让学生发现它们的共性与差异性。总之,每堂课都会有启发学生思维的新体验或新方法,课后我们应该及时对教学做出总结和调整,如此积少成多,教学水平也会日趋提高,教学效果也会不断改善。 在课堂教学中穿插实践教学,启发学生有意识地培养用理论指导解决实际问题 在长期的实验教学中我发现有这样两类学生:一类学生理论功底扎实,但做实验时却显得很笨拙;另一类学生上课昏昏欲睡,在实验室里却生龙活虎。第一类学生不能很好地把知识转化为动手能力,第二类学生虽然喜欢动手,但是碰到小聪明之外的问题也是束手无措。究其原因,这两类学生都缺乏主动利用所学知识指导实践的意识或者能力,因此,在课堂教学时,注重将实验中碰到的问题让学生讨论,探究原因及解决的办法,学生在做实验时就会更加游刃有余。 利用先进的电子技术不断改进实践教学 电子类课程具有很强的实践性,实验教学是理论联系实际的基础,是提高学生动手能力的重要一环。传统的电子类专业基础课实验大都是验证性的,远远跟不上时代的步伐。我们尝试改革实验课,重新整合现有的实验资源并编写新的实验教案,增加实验项目和扩充实验内容,加大设计性和综合性实验的比重。为了弥补实验设备的不足,在《电路分析基础》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《高频电子线路》等课程中统一引入电子仿真软件Multi-sim10.0。美国NI公司推出的Multisim10.0被誉为“计算机中的电子实验室”,是一款既可以进行原理电路设计又能够完成电路功能测试的虚拟仿真软件。《电路分析基础》课程中,首先要求学生自学该软件,不仅培养了学生的自学能力,而且也为顺利开展设计性实验以及后续课程的实验打下一个扎实的基础。只要每一位肩负高等教育职责的教师改变过去以教师为主体的教学模式,坚持以学生为本、教师为主导的教学理念,紧跟时代的发展步伐,不断探索、提高教学质量,相信我们高等教育的明天会更好! 电子类论文:电子类教学状况探究 作者:彭华 单位:重庆电子工程职业学院 一、专业、基础课程实践教学体系现状分析 应用电子类相关专业教学计划中常规的基础及专业课程主要有以下几门:电路分析、模拟电路、数字电路、电子测量技术、传感器技术、微机接口技术、单片机原理与应用、可编程器件、FPGA、智能电子产品设计等。以上课程使学生对电子系统有了基本理解,也可以进行初步应用,为更高层面的实际应用系统设计作了必要铺垫。下面对我校与此类课程相关的实践教学现状作一个客观分析。教学计划中基础和专业类课程实践教学的开展对相关专业课程体系的实施起重要作用。教学实施有两种形式,基本情况是: 1.常规课程实践教学 课程从大一到大三。以传感器技术课程为例,通常实践课的要求是:在理论教学指导下,在实验环境中培养学生的动手能力、理解能力、想象与创造能力。在教学计划中,该课程的理论与实践课的学时分配基本为2:1,其中1/3个学时的实践教学主要是一些验证性实验及个别简单的设计性实验,以加强学生对理论课知识点的理解与掌握[2]。在此基础上还需完成一个小型的综合性实验,让学生初步体验电子及检测系统设计的乐趣。 2.专业实习与毕业设计 专业实习与毕业设计安排在大三完成。以我院应用电子专业为例,按照人才培养方案的要求,专业实习的主要内容是:了解实习单位对学生的要求,了解电子类相关专业岗位群对学生能力的要求,应用电子在各相关领域中的应用情况;学习工业生产线安装、调试与维护的相关技术;学习现场工程技术人员的工作内容和工作方法,观察安装调试过程,模仿工程技术人员,进行技术分析、故障原因查找以及提出解决、改进办法;学习相关电子产品售后服务知识,了解应用电子技术的发展,掌握各种操作技能,学习电子类产品的先进知识,提高和培养自学能力。以上实习内容涉及到许多相关的专业课程和相关的知识,是一种最实在的综合实践教学辅助形式。毕业设计属于一门专业必修课,是完成教学计划、实现培养目标的重要环节,是与专业实习同等重要的培养学生综合素质与工程实践能力的有效方式。该课程培养学生综合应用三年所学知识,同时完成毕业设计需要自学新知识来完成一项综合型设计型项目的开发与研究工作。该课程要求学生选择一项具有现实应用背景、综合多门所学课程知识的综合性项目进行独立研究与设计,研究设计过程应涉及文献检索与翻译、数据与信息的采集与处理、软件或硬件设计、理论分析、综合与归纳过程等工程实践环节,鼓励研究设计过程中的创新[3]。应用电子类专业每年的毕业设计选题都有不少偏重应用型系统的设计,是学生大学三年中最后一次也是最为重要的一次综合实践机会。 二、专业、基础课程实践教学体系存在的问题 根据以往的教学经验,基础及专业课程实践教学实施过程普遍存在以下3个主要问题: 1.前面提到的兼顾专业学习必备的常规的基础课程实验较为系统,有利于学生打好基础,为以后的知识拓展作好准备。但这样的实验安排,使得涉及整门课程重要知识点的基础性验证实验占了实验教学的大部分时间。综合性实验需要基础实验的支撑,一般的实验时间接近期末,由于时间紧张,往往规模受限,实验效果不理想。各门课程实验开设内容各自独立,有限的实验时间只能满足本课程的主要教学内容,即便到了大三,综合多门专业课程的有较好应用价值的实验基本无法开展。 2.开设在高年级的专业实习,是一类使学生有较大收获的专业综合实践培训,对学生专业技能的培养非常重要。但是,由于接收专业实习单位工作性质的差异,真正能涉及相关专业系统设计内容的机会有限。在毕业设计这个环节中,如果能按质按量完成教师给出的选题,学生会得到较大锻炼。而实际情况是:学生花大量时间寻求就业机会,或者在实习单位做其他与本专业跨度较大的工作,毕业设计的初衷难以实现。遵循教学计划的执行顺序,前面所列的课程基本是从大一延续到大三,这样的安排主要考虑专业知识的循序渐进及构架的系统性。由于课时数及关联知识的限制,学生无法在单门课程的日常教学中完成较大规模及较高层次的综合应用系统设计,设计成果难以从规模、难度、精度、适用性、可靠性及安全性等多方面达到一个应用系统的要求。最终的结果是:由于缺乏有一定规模的应用系统设计的早期引导,学生的学习目的模糊,学习兴趣缺失,学习能力的培养也受到限制。所以,必须探寻一种辅助的实践模式,弥补常规教学的不足:为学生提供时间,提供机会,这就是解决问题的关键。 三、实践教学体系改革方案 教学计划是按人才培养规格来定位知识体系结构和专业技能组成的,而专业技能的培养实施对知识体系结构的搭建起着重要作用。针对以上提出的基础及专业课程实践体系存在的问题,我们在保留传统实践教学体系的基础上,从低年级引入辅助常规教学的综合实践内容。 1.基本专业技能培养 在常规教学计划中,基本专业技能培养主要从以下两个方面体现:一是贯穿三年的与相关课程理论教学配合开设的实验课程教学。在上面的讨论中我们提到,教学计划中这类课程的教学安排基本都是完整的一个学期,每周几个学时的理论及实践教学。这样的教学模式对学生较为系统的、循序渐进的学习是科学的,但学生在这样的教学模式中难以完成有相当规模的综合训练任务[4]。所以我们可以考虑有些验证型的实验,我们可以利用多媒体教学以演示实验的方式进行。多媒体教学的课堂信息量大、节约教学时间、生动直观、可实现虚拟实验,因此在教学中被广泛使用。采用多媒体教学,可以将一些元件或模拟电路进行直观的演示,电路的搭建也可以通过演示来完成,使学生对所学习的内容有个直观的认识,既提高学生们的学习兴趣,又节约了基础性验证实验所需要的时间。二是开设在大三的专业实训和顶岗实习。这是一类使学生有较大收获的专业综合实践培训,对学生专业技能的培养非常重要。但由于知识贮备和就业的要求,主要开设在高年级,分布不是十分合理。可以在大二时候先进入社会认知实习,让学生对以后的就业环境有个初步的认识,这样既可以明确以后专业学习的方向,同时也为大三即将进行的顶岗实习打好基础。 2.综合性实践的引入 鉴于基本专业技能培养形式存在不足,我们需要在教学计划中补充课程设置,并在教学实践中不断优化。主要的做法是:从大二开始,在教学计划中加入具有选修性质的综合实践环节——电子设计竞赛培训,为有兴趣、有能力的学生提供更多的机会,使其进入主动学习的状态。具体实施时,最好将这样的课程安排在假期,以保证有充足的实践时间,进而获得满意的实践效果。#p#分页标题#e# 四、实践教学改革方案的实施 教学计划是为培养学生制定的,要达到培养方案中的培养目标,需要学生的积极配合,因此教学计划应该有较好的操作性。通过多次电子设计竞赛培训实施,我们不断总结经验,摸索出了一套行之有效的实践教学方法,为作为辅助手段的专业课程综合实践开展打下了良好的基础。以下对实施过程作具体说明。 1.实训方法 电子设计竞赛试题的特点是:实践性强、综合性强、技术水平发挥余地大。所涉及的专业课程有:电路基础、数电、模电、单片机、电子测量、传感器技术等;实践性教学环节有:电子线路实验课、单片机原理实验课、课程设计、生产实习、实训等;可选用的器件有晶体管、集成电路、大规模集成电路、可编程逻辑器件等;设计手段可采用传统,也可以采用现代电子设计工具,如EDA辅助设计和PLC可编程逻辑控制器等。电子设计竞赛反映了电子技术的先进水平,注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力。难度系数与平时相比大得多。因此,在实训教学过程中,我们采取了循序渐进的教学模式,将实训过程分两个层次进行,内容如下:(1)模拟电子设计竞赛出题形式,拟定一个容易入手的题目,作为共同的实训内容。教师给出一个具体的设计范例,从方案选择、系统设计、系统制作、系统测试以及最终设计报告书写等各个环节作详细指导,让学生得到一个全程训练。在模仿的基础上,学生可以在多个环节自由发挥。由于是同样的题目及要求,学生可以在完成过程中展开讨论,相互学习。这一方法的实施取得了较好效果,使那些平时动手能力偏弱的学生在训练过程中得到提高,增加自信心,从而增强了整个团队合作作战的信心,提高了学习兴趣。(2)有了第一个层次的模仿项目实施经验,第二个层次的实训便要锻炼学生独立工作的能力了。具体实施时,让学生分组选题,每组的题目及难度系数都不一样。学生在项目的各个实施环节中独立工作,充分发挥聪明与智慧,锻炼耐力,提高能力,最终完成项目工作。这一阶段的学习使学生有了真正的工作体验,在面对自己独立完成的作品时,真正体会到了“成就感”。 2.过程管理 在实训的具体实施中,过程管理非常重要,主要涉及的问题是教师的指导、学生团队成员的分工与协作、实验室管理等3个方面的问题。(1)鉴于我校学生的实际情况,虽说实验的主体是学生,但如果没有教师的具体引导,面对实际项目,学生将无所适从。为此,我们按参赛要求,将学生分组,针对具体训练题目安排指导教师,实行导师负责制,为学生步入实训创造良好的条件。近年来,全国大赛题目难度逐年加大,对我校培训教师队伍的水平也提出了挑战,对师资队伍专业素质的整体提升也起到了一个良好的推动作用。(2)依据参赛要求,项目实施需按小组进行。那么小组的成员搭配就要合理,按主攻的选题方向,进行不同的分配。项目中电路设计比重大的小组一般配备2名电子专业的学生,1名计算机专业的学生;而程序设计比重大的小组则配备2名计算机专业的学生,1名电子专业的学生,这样才能保证取长补短,充分发挥各自专业的优势。项目实施过程中,除了每一个学生自身能力的发挥之外,小组成员间的组织与沟通、协作与互动,是培训过程中另一个不可忽视的重要环节。因此,我们在分配成员时,除老师统筹安排外,还应尽量尊重学生的意愿。(3)实验室是实训的主要场所,而有效的实验室管理对实训的实施起着至关重要的作用。在开展实训的过程中,我院实训中心的教师应该具备指导教师及管理人员的双重身份,这样才有利于实训的正常实施。在实验室管理方面,因该实施完全的开放实验室制度,除了专职的实验管理教师外,还应吸收部分优秀学生参与管理,使学生得到了更多层面的锻炼。通过连续几届学生的电子设计竞赛综合实训,我们得到了很大收获。学生对从未体验过的实训过程表现出极大的热情,通过运用所学知识,付出艰辛劳动,取得了让自己为之自豪的成绩,获得了难能可贵的自信! 五、结语 电子设计竞赛对电子专业的大学生来讲,是一个提高自己实践水平、培养创新能力的平台,参赛不仅仅可以获奖,有利于毕业后的就业问题;更重要的是通过参赛可以提高自身能力和各项素质,为今后的发展打下坚实的基础。基于学科竞赛的实践教学模式体现了以学生为主体、促进学生素质的综合发展、教学相长的教育理念,全面提高了学生的动手能力和实践能力,提升了教学质量,提高了学生的就业率,具有较高的推广价值。 电子类论文:电子类应用型本科金工实习教学改革探索 1.前言 《金工实习》是正式进入专业课学习之前的一门实践性技术基础必修课,其作用举足轻重,它不仅将学生引导入工程师成长的正常轨道,还将学生从感性认识事物提升到改变和创造事物的高度。但随着时间的推移,各种新的加工方法和设备不断涌现,《金工实习》课程教学也需要不断的改革和发展,才能适应当前教学需求。金工实习是学生走进工程师教育的第一门实践性课程,是工程教育最基本的工程实践内容,是卓越工程师成长的引导性课程。金工实习在课堂中通过对基本技能的讲解和实践,引发并抓住学生的好奇心;在课堂后,通过对某些零件的设计与制造,建立并提高学生对本专业的兴趣,引导他们将思考带到自己的项目设计制作中,对自己所做的项目可以勇敢地提出疑问,并进行适当的创新探索,最终实现从实习到研习的转变,完成授之以渔。对多个学校金工实习的运行情况进行了考察,购置了各种设备,并将新的《金工实习》课程体系运行了两年。在新的课程体系中,将旧的课程教学目标———“熟悉、理解、掌握金工实习知识,提高动手能力”变为新的课程教学目标———“通过课程学习,提高个人工程素养、工程实践能力和创新创业能力”,总结凝练出“学生主导,专业教师、技能教师和实验室教师协助,通过知识和实践的相互交叉,着重培养学生创新创业能力,促进工程素养和实践能力共同发展”的实习教学理念。这两年的运行已为我们提供了足够的教学改革经验,探索出了一条培养学生创新创业能力的方法和途径,取得了良好的教学效果。 2.教学改革内容 以往金工实习课程中,教师配备不合理;实习只是按照图纸制造加工出零件,对零件在整个系统中的作用和零件加工的具体要求并非了解;教材由于选用了其它学校的教材,其内容并不适合我校电子类工科专业的实习,实习项目缺乏针对性,在较短的实习时间内无法达到较好的实习效果。这种旧的实习模式已经严重影响了我校电子类本科学生自身实践能力的培养,并不能激发学生的对事物的好奇心,影响了创新意识的培养。针对实习过程中存在的不足,我系购入了大量的新设备,结合之前的教学大纲,修订了2014版教学大纲,将电子类的金工实习课程进行了分层次设计,并配备相应的指导老师。金工实习的指导老师主要分为四种:①知识面广但实践能力弱的专业教师,主要负责理论课的讲授,并指导学生数控程序编写,实习中管理学生按操作规范实习;②技术能力强但知识面窄的技能教师,主要负责车床等的实际操作与演示、管理学生按操作规范实习;③专业知识强的外聘专家,主要负责指导、培训专业教师和技能教师;④实验室管理强但知识面窄的实验室管理员,主要负责金工实习各种工具的发放与回收、管理学生按操作规范实习、安全教育等内容。 2.1层次化实习教学方法 为了培养学生工程素养和创新能力,在学校对金工实学时不变的情况下,改革金工实习的教学方法,采用层次化实习教学方法。层次化实习教学方法是指将金工实习按照认知训练、项目训练、项目创新训练三个层次,其中项目创新训练属于课程的外延。认知训练以机械制造过程中相关的各种知识为基础,包括各种机床的安全规章、操作与加工方法、机械制图与识图、加工工艺的编制、技术测量等训练内容。认知训练是金工实习课程的优秀内容,是以培养学生的基本工程素养为目标。在金工实习上课前,学生完成工程制图中识图模块、技术测量模块的复习与回顾;完成机床的安全使用防护;在实习的过程中,讲解各种机床的安全规章、操作与加工方法和加工工艺,要求学生根据所要加工的零件分析并编制加工工艺。项目训练是在认知训练的基础上,通过一个具体加工项目,完成金工实习的训练方法。该种方式是一种更为深入的实习训练,学生对各个零件在整个项目中的作用与功能会得到深刻的认识与理解。在该阶段,优秀内容是完成零件的设计与加工工艺的编制,整个项目中系统的装配与装配工艺的编制。项目创新训练是在认知训练和项目训练的基础上,结合多个课程知识,确定一项实习项目的训练方法。该方式是一种最为深入的实习训练,通过该实习训练,增强了学生的工程创新意识,调动了学生的好奇心,提高了学生对本专业的兴趣。在该阶段,关键是完成图纸的审阅与加工工艺的优化。项目创新训练是金工实习课程的外延,学生主要在科技竞赛、创新创业项目、工程实践、毕业设计和科研等项目的实施过程中,如需加工零件或装配,只需与专业教师或者实验室管理员联系,老师审阅图纸后,学生进行零件加工工艺或装配工艺的编制,再与技能教师约定好时间,审核零件加工工艺或装配工艺,完成零件加工工艺或装配工艺的优化,最终在技能教师的指导下完成零件的加工或装配。 2.2模块化零件制作方法 为了提高学生对本专业和金工课程的兴趣,提高学生创新创业能力,改革金工实习的教学内容,采用模块化零件制造方法。模块化零件制造方法是指将零件加工分为若干个模块,通过学生思考,采用集成创新的方法,选择不同模块进行组合形成所需零件,编制并优化与模块特征相对应的加工方法和工艺,在老师指导下完成零件的加工制作。模块化零件制造方法具体操作方法(以轴类零件为例说明)是:轴类零件一般有台阶、倒角、通孔、内螺纹、外螺纹、端部半球体和椎体等多种特征,这些特征在较短的实习时间内,是无法逐一完成,我们必须进行取舍。如果图纸已经确定好并发给了学生,那么这样的实习,必然会导致学生的实习兴趣不高,最终无法完成金工实习的教学目标,无法培养学生的工程素养和创新能力。如果学生能积极发挥主观能动性,调动自己的创新思维能力,根据各个零件在系统中的功能,对应选择相关特征绘制零件图,由于每个特征都有其相对应的工艺规程,这样只需根据零件的特点和车床的类型,初步完成零件的加工工艺编制,通过专业教师的审核,在技能教师的指导下完成零件的加工。 2.3金工实习课程外延建设 金工实习课程外延建设,主要是指金工实习网络课程的建设。由于金工实习课时很短,为了将更多的时间用于工程素养和创新能力的培养,学生需要在课前预习部分金工实习知识。网络课程的建设可以确保课程的第三个教学层次———项目创新训练阶段的顺利完成。网络课程中主要包括各种机床的安全规章、操作与加工方法、机械制图与识图、加工工艺的编制、技术测量等各项知识,这些知识以视频、动画等多种文档格式到网上,方便学生预习与学习。 3.教学改革效果 此次的金工实习教学改革开始于2013年。从运行情况看,效果明显,主要体现在以下三个方面:①提高了学生的工程素养。由于金工实习课程外延建设的逐步完善,缩短了学生认知训练所需要的时间,保证了认知训练和项目训练各项实习内容的时间,提高了学生的工程素养。②提高了学生多学科的创新能力。通过项目训练,学生掌握了零件加工的一般方法和一定的创新思维,再加上项目创新训练,学生在工程实践、创新创业项目、学科竞赛和科研中有了更丰富的想法。通过两个层次的训练,学生能够针对自己的项目综合多个学科的知识,提出一种或者几种零件结构。③提高了指导教师实践教学水平。在三个阶段的实习过程中,学生提出的各种零件结构的想法,给专业教师带来了更多的思考,在讲解的过程中扩展了实习的深度和广度。学生提出的各式的零件结构和各异的加工工艺,也促进了技能教师实践能力的提升。 4.教学改革的进一步探索 虽然这次教学改革的效果明显,但仍需要做进一步的改进和提高,主要包括以下方面:①继续完善金工实习课程外延建设。今后需要将更多的资料,其中包括视频、动画和项目上的一些零件的制作方法等文档网上,为学生提供一个更为宽广的创新平台。②编写金工实习教材。现在的金工实习课本大多都是针对机械类或近机类专业,没有针对电子类工科学生的金工实习教材,为了金工实习课程的顺利开展,提高课堂教学效率,必须编写一本适合电子类工科学生的金工实习教材。③建设创新创业平台。为了能更好的利用工程训练中心,更有效的提高学生的创新能力,需要以工程训练中心为优秀建设一个学生创新创业平台。 5.结语 金工实习是实践性教学的一个关键环节,也是以项目为中心的实践教学的基础性环节,但它又是一项综合性的实践课程,涉及多个学科、多位教师、多种设备、多种教学方法等多方面内容,因此需要根据时代的不同,不断地进行教学改革,不断地实践和总结教学经验。本次进行的教学改革是以改革金工实习教学模式和课堂组织方式作为主要内容,寻求学生创新创业的方法和途径为目标的金工教学改革,符合学校的建设应用型本科的教学理念。 作者:王志宏 秦东兴 严寒冰 蔚泽峰 李光旭 单位:成都信息工程大学工程训练中心 电子类论文:电子类技能人才培养的状态与思考 [摘要]电子类高技能人才的培养应与重庆市信息化发展的趋势相吻合。根据电子信息产业实际岗位知识和技能的要求,通过学习先进的电子类专业教学模式,合理构建电子类专业课程体系,强化师资力量,加大电子类高技能人才的实践力度,只有这样才能培养出电子类高技能人才。 [关键词]电子信息产业电子类高技能人才 笔记本电脑基地落户我市给职业教育带来了莫大的机遇和挑战!连日来,包括惠普、富士康在内的企业均向我市各所中职学校抛来“橄榄枝”,与校方洽谈人才培养合作事宜。目前市内各中等职业学校都在围绕这一巨大的人才需求,开展电子类高技能专业人才的培养。怎样培养企业所需要的高技能人才?怎样设置与之相对接的课程?这些都是中等职业学校目前最关注的实际问题。 一、重庆电子信息产业的快速发展,形成对电子类高技能人才的巨大需求 重庆西永微电子产业园区成立于2005年8月,是重庆市人民政府为优化和提升全市产业结构,发展高新技术产业而规划建设的电子信息产业专业化园区,是重庆市“十一五”期间发展电子信息产业的主要基地。永微电子园带给重庆的不仅仅是投资数字,更会产生20万人的就业机会。电子类高技能人才将会变得炙手可热,必定会成为香饽饽,成为重庆的“抢手货”。目前我市拥有360所中等职业学校。如果按照每个学校电子类专业每年毕业100人,那么重庆一年将有4万个电子类专业毕业生。随着各个配套企业的进驻,2012年,整个项目将需要20万电子类专业毕业生。重庆的各大中职院校也都已瞄准了这一人才缺口,更加重视对本校电子类专业学生的培养。 二、剖析中职院校电子类高技能人才培养的现状 近几年,中职院校比较重视电子类高技能人才的培养,但设立的电子类专业课程设置定位不准,优质课程的资源不够;受师资的影响,缺乏在业内具有影响力的学术带头人;受实训室环境、规模有限等因素的制约,培养的人才知识落后、实践技能不强,岗位适应能力差,使得电子类高技能人才的培养同电子信息产业的发展和企业的人才需求产生了较大的错位。普遍存在如下问题: (一)教学模式落后 中等职业教育自身存在教学模式单一、教学方法单调、教学手段落后等问题。其传统的教学模式是先文化课、后专业基础课、再专业课的三段式。理论课与实践课的教学往往也都是分开的。在教学的评价上,通常是以学生的卷面分数为标准,强化了考试成绩,难以保证学生解决实际问题的能力。在这种教育模式中,忽视了学生能力的培养和发展,给学生太多的限制和束缚。 (二)师资队伍水平偏低 在中职院校中,既懂得理论教学又能指导学生技能训练的教师比率小。大多数中职院校的理论教师都是从大学校园直接走向讲台的,造成了教师实践经验的“先天不足”;个别学校对教师的专业技术培训又流于形式,疏于实质,造成了教师实践经验的“后天不补”。而部分实习教师文化水平偏低,我们肯定他们的专业知识,但文化基础知识决定着再学习能力。于是,这样的师资队伍就成了培养电子类高技能人才的“蹩脚”。 (三)实训设备匮乏,实训环境差 受众多客观因素的影响,大部分中职院校实训室数量少,规模小,水平较低、技术相对比较落后,与产业和企业的实际需要脱节,无法满足学生实训需要,难于满足培养高水平人才的需要。 (四)适合校企合作特点的教材少 虽然有很多电子类教材,但按照理论层次展开的多,校企合作、强化职业岗位能力训练、以项目和案例驱动的少。教材理论水准定位偏高,重知识的系统性,轻专业需要和知识的应用,很多教材可以说是大学教材的缩影,脱离了职业教育的教学实际,给自学能力、理解能力和知识接受能力不强的职校生带来了学习困难。 (五)电子信息产业发展较为迅速,相关技术的课程内容显得较为滞后 在电子信息产业高速发展的今天,电子技术发展迅速,新电路、新器件、新技术不断涌现,由于受教学条件的限制,课程内容显得相对比较陈旧,无法及时满足产业的最新要求,需要更新。 三、要缓解缺乏企业需求的电子类高技能人才的状况,可以采取以下措施加以解决。 (一)实施一体化教学模式才符合电子类专业的教学规律 在教学过程中应采用先进的教学理念,实施以教师指导、学生实践的一体化教学模式。而实施一体化教学模式,就必须有一支既懂得理论教学又能指导学生技能训练的一体化师资队伍。中职院校可将理论教研组、实习教研组合并成一组,理论、实习教师互相学习,取长补短,共同备课,共同带班。利用业余时间对理论教师进行电子类专业技能培训,提高他们的技能水平。创造机会让实习老师多上理论课,增强他们的理论教学能力。并将企业需要的专业技能融入教学之中,使学生在学校就得到仿真企业的锻炼,提高他们的专业技能水平,增强他们的专业竞争力。教师还应将企业的经营理念融入自己的教学观念中,有效地提高对学生职业素质的培养水平。只有理论实习一体化才符合电子类专业的教学规律。 (二)加强教师队伍的建设,培养结构优良的师资队伍 通过校企合作,根据企业的具体要求,对理论教师进行专业能力培训,最好理论教师可以下到企业基层学习培训,并同时培养或引进专业带头人;通过与高校的合作,学校应大力鼓励实习教师深造学历,这样便可以进一步优化电子类专业教师团队的双师结构。 (三)建设合理的教学硬件环境 中职院校应以企业为主体、市场为导向,与重庆西永微电子产业园开展电子类高技能人才培养合作。应与企业建立密切的联系,以校企合作保障教学、保障学生的技能实训和项目实习实训的正常开展。通过充实教学、增加实训、加强实习三个阶段的培养,提高学生的综合素质,实现培养与上岗的顺利衔接。将学校资源作为主力军,利用政府和企业提供的资源,加强实验室建设,融“教、学、做”于一体,采用一体化教学有效改善教学手段。可以开设电工技能训练室、电子技术技能训练室、电子整机维修实习室、单片机应用综合实习室等,作为学生必修实践教学项目。由学校聘请企业人员参与人才培养的全过程,派出老师与企业技术人员共同上课和指导,实现学校与企业需要的接轨。还可以让学生选修实践教学项目,例如:收音机装配与维修实习、电话机维修实习、电热与电动器具维修实习、计算机组装与维修实习。还可以将部分学生定期派送到企业参加企业生产锻炼、顶岗实习或者深入企业参观,熟悉和掌握产品生产的各个环节与工序,了解企业的一系列情况,为就业打下基础。 (四)加强教材建设,规划、有序,形成系列教材 认真规划电子类专业教材建设,并根据形势发展及时调整完善,有计划、有步骤地进行规划教材建设。需要建设电子产品结构工艺、电子产品检测、电子整机装配工艺等实用技术教程,初步形成电子类技术专业系列教材。 (五)要及时收集电子信息产业的动态,紧随电子信息产业的发展方向,准确调节专业课程设置 课程内容要始终紧跟电子信息技术的发展,保证学生能学到最新的技术。同时根据电子信息产业的不断发展,对电子类高技能人才的培养方案进行适时调整,不断加以完善。可以对学生的实习、实训场所和教室的布置尽量突显企业特色,通过专栏等形式宣传产业与专业的最新的发展趋势、体现市场对人才最新的需求、企业用人的最新要求等,以便让学生能感受电子信息产业的日新月异,增强自身学习的紧迫感和学习的动力。 四、结束语 各大中职院校应及时加大对电子类高技能人才的培养力度,为加快重庆市信息化脚步培养出更多合格的电子类高技术人才,为重庆电子信息产业的发展贡献更大力量。 电子类论文:电子类综合实验教学生物医学论文 1生物医学工程专业电子类综合实验的意义 根据生物医学工程专业的特点,通过开设生物医学工程专业电子类综合实验,实现电子类课程实验内容优化和实践创新。围绕生物医学工程专业,以实践创新作为综合实验教学的目的,将具体的综合实验的实验项目拆分后分布于各门电子类课程实验教学中,使学生在各门课程的实验中通过不断积累,最后完成给定的综合实验项目。主要内容包括:改革教学计划、教学内容,提出相适应的实践内容,建立有利于提高学生实践能力的教学模式。该改革对促进生物医学工程专业的教学工作、提高教学质量具有重要意义。 (1)只有精心确立具有生物医学工程特色的电子实践内容和设备 才能使学生了解所学知识的用武之地,更好地激发学生的自主学习兴趣,将所学理论与专业实际有机结合,提高专业知识的应用力,使学生能真正掌握生物医学电子系统设计。 (2)只有建立科学合理的教学模式 才能培养具有合理知识结构、基本工程意识、较高专业技能和较强创新能力的高素质人才。具体的生物医学工程专业电子类综合实验,包括前期各个模块的制作和后期系统调试两个阶段。其中,前期模块制作融于各门电子类课程的实验内容,要求各门任课老师结合课程教学内容和综合实验题目,确定各自课程的实验内容,要求实验内容为综合实验的一部分,让学生实现各个模块的制作;后期的系统调试则由综合实验这门课完成,要求学生组合前期的各个模块,完成综合实验内容的要求,任课老师根据学生完成情况给成绩。 2基于心电信号采集的电子类综合实验教学 人体心电采集涉及多门课程,如生物医学传感器、模拟电子技术、数字信号处理、单片机以及C语言等。在以上各门课程的实验教学中,让学生完成心电采集各部分的制作,各门课程老师根据学生各个模块的制作情况给这一门课程的实验成绩。根据本校生物医学工程本科专业培养计划,从二年级开始,在模拟电子技术实验课中告诉学生本次电路设计的目的:心电信号采集系统中的放大模块制作。给出心电采集放大电路的性能指标:频带范围0.05~200Hz,放大倍数60dB,共模抑制比80dB,输入阻抗 100M欧姆,输出电压0-5V。学生根据以上指标,参考模拟电子技术课程内容采用运算放大器搭建、调试电路。以上实验内容可以作为模拟电子技术试验课的2-3次试验课内容。类似的,在三年级的微机原理课程实验中,首先告诉学生实验目的:心电信号采集系统中的单片机控制模块制作。要求学生在单片机MSP430上通过C语言编程,控制A/D转换电路,实现0-5V电压的实时采集,主要任务包括制作MSP430单片机模块,编程msp430片内8位A/D模块实现实时采集0-5V正弦信号(转换时间为100μs),以上内容作为3-4次微机原理实验课程内容。对数值化后的心电信号进行频域和时域分析,可以安排在三年级课程的数字信号处理课程实验中,要求学生通过matlab编程实现根据采集的心电信号计算出心率值;同样是三年级课程的生物医学传感器实验则要求学生,整合前面自己设计的电路及程序,采集真实的人体心电信号,显示心电波性和心率值。一个完整的心电采集装置制造过程历时2个学期,整个心电采集系统制作、调试完成后,老师给一个成绩作为综合实验这门课程的成绩。为本校生物医学工程专业学生最后制作的心电采集系统。总之,通过将心电采集系统设计分散到多门课程中,学生循序渐进的完成心电采集相关电路的搭建,编写、调试心电信号处理程序,实现人体心电采集实验的要求,学生在此次心电采集综合实验表现出很高的积极性。 3结语 通过开设电子类综合实验,将生物医学工程专业的多门电子类课程的实验教学内容有机链接,通过调整教学内容,将综合实验的内容分散到多门电子类课程的实验中,学生通过多门课程实验积累的成果,最终完成一项生物医学电子相关装置(仪器)的制作,增强学生在生物医学工程专业电子类课程实验教学中兴趣与成就感。 作者:李正义 曹汇敏 谢勤峦 单位:武汉中南民族大学生物医学工程学院 电子类论文:机电专业电子类教学方式革新 本文作者:曹爱请 单位:中国石油大学(华东)机电学院 “机械设计制造及其自动化”专业是我校2007年底批准的部级特色专业,每年学生就业率高达98%以上。该专业是我们学校机械技术和电子技术相结合,实现机电一体化的特色专业,集机、电、液、计算机、通讯和自动控制为一体,它所要求的人才及人才知识结构、技术素养等明显不同于传统的机械工程人员,其培养模式及课程群优化设置与建设是一个亟待研究的问题。针对本专业“机电结合”的专业特色,本人及所在的教学团队进行了“非电专业”电子类课程教学体系改革,旨在在电类课程传统教学的基础上体现现代教学及“机电一体化”理念。主要从学生兴趣培养、教学方式改革、教学内容改进以及课外知识扩展等方面进行了改革,经过一年多的努力,取得了明显成效。 一、学生兴趣的培养及教学方式的改革 如今,填鸭式、强制式教学模式已经不能引起学生的认可,相反会遭到学生的心理抵制,达不到我们的教学目的。现代大学生专业课教学的立足点已经由原来勾画重点的应试教育转变成培养学生兴趣的引导性教育。学生只有对某一事物感兴趣,才会自觉地主动地认识它、学习它、研究它、挖掘它,并进而有所发现,有所创新,学有所成。电子类课程教学也不例外,要想提高教学质量,首先要培养学生的学习兴趣,改变学生的学习方式,变原来的被动学习为主动学习,变“要我学”为“我要学”。只有这样,学生的学习意识才能被唤醒,学习潜能才能被挖掘,学习特长才能得到充分发挥,学生才具有可持续发展的能力。[1] 机电类专业学生电子类课程的基础比较薄弱,同时电路中的电流、电压、功率的变化不像机械器件那样看得见、摸得着,更容易使学生知难而退。为了解决这一问题,可以利用现代科技方法把抽象的概念转化成能够直观感受的声音、图像、动画,把枯燥的内容生动化来增加学生的兴趣。 第一步:课堂教学方式由CAI课件取代原来的板书教学。利用CAI课件授课图文声像并茂,有利于调动学生的情绪、注意力和兴趣;逐行逐段演示教学内容也能留给学生思考的时间,达到板书的效果;同时,利用注释、动作演示功能更形象地对相关内容进行讲解。 第二步:利用Flash软件编程,建立形象的动作演示动画。电子类课程中一些电的概念比较抽象,对于机电专业的学生来说难以理解。利用Flash软件编写程序,把电流流动等知识做成动画的形式,既可以吸引学生的注意力,引起学生兴趣,同时也可以更形象直观地演示课堂内容。例如,利用Flash软件创立LED小灯控制的动画,能够让学生直观地看到编码器、译码器的动作。 第三步:授课地点由原来的普通教室更换到学生可以随时参与的多功能教室(机房)。在原来的普通教室上课,采用CAI课件授课图文声并茂,仍不能摆脱“老师讲学生听”的传统授课模式。采用多功能教室授课,可以增加师生互动。例如,在“电子系统设计与组装”课程中由于有软件的使用,在多功能教室老师可以边讲边演示,学生可以随时练,同时多功能教室可以控制学生机的状态,避免出现学生在课上玩游戏上网的情况出现。学生兴趣比较大,参与性很高,大大提高了课堂教学效果。 二、教学内容的改进 电子类课程例如“数字电子技术”、“电子系统设计与组装”实践性和工程设计性很强,随着电子工业和电子科技的高速发展,对于这些课程尤其是机电专业的学生来说建立符合本专业特色的课程很有必要。 (一)增加了机械和电子技术相结合的实验,如利用接线板设计一个简单的赛车这个实验一方面涉及光敏电阻、晶体管开关以及电路连接的“电”方面的知识,另一方面涉及到了齿轮的利用以及有关减小摩擦的“机械”的知识。这个实验的开展对机械和电子两方面的知识都顾及到了,很切合机电一体化的主题。同时,因为实验内容是一个小赛车,大大提高了学生的兴趣。 (二)在原有传统数字电子技术的基础上引入了EDA(ElectronicDesignAutomation,电子设计自动化)技术EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言VHDL完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的引进使学生掌握了一种新的设计思想,同时也掌握了一种新的电子设计手段———以计算机为优秀的设计手段。 (三)在电子设计与组装课程中引入了“Protel99”软件当今社会学生的就业压力很大,很多学生都想多学一门软件,多掌握一门技术,“Protel99”这个软件走入课堂为学生提供了这样一个契机,同时这也是将来从事电子系统设计或者电路图制作方面不可或缺的技艺。 三、课外知识的延伸,扩展学生知识面 为了使学生所学的知识得到进一步扩展和延伸,提出课后思考题和课后练习题。同时,建立课后兴趣小组。课后兴趣小组利用已有的教学实验设备在老师的指导下完成兴趣小实验———机电一体化空气推进船和机电一体化电梯实验。课后思考不仅是巩固知识、应用知识的过程,也是发现问题、思考问题、激发学生求知欲的过程,同时又能为下节课内容打下伏笔。学习兴趣小组的建立为学生增加了实际动手能力和设计创新能力。通过这样的教学过程,学生感到整个学习过程轻松愉快,内容直观好学,消除了对电子类课程的恐惧心理,激发了学习电子类课程的兴趣,效果较好。[1] 四、结论 本文介绍的教学改革方法与创新人才培养机制,我们已经从2010学年春节学期的“数字电子技术”课开始,在我校机电工程学院机械设计制造及其自动化专业的本科学生中试行,实践表明,这是一套行之有效的办法。 当然,培养创新人才是一项复杂艰巨的系统工程,简单的课堂教学还不能达到完好的效果。我们还需要课内课外相结合,在课外多方法多渠道地加强人文教育,培养学生的创新精神和信念,从成就感和专业兴趣以及就业等内在动机上激发学生的创新意识和创新热情,保护学生的好奇心和求知欲,使学习成为精神境界的追求而不是功利性追求。只有这样,我们的高等教育才能成为一个思想和精神的家园,而非简单的职业训练所。 电子类论文:电子类产品规划与产品设计研究 摘要:本文从产品多种层次的规划入手,穿插笔者理解水平下的产品设计概念,希望在产品的设计和规划方面探索出一种模板化的思想和理念。 【关键词】电子产品;规划;设计 对消费者来说,产品规划像是对所有电子产品联结到一个中枢上,使其进行协调搭配,各司其职,满足其消费者愈发多样化的需求。在同行业竞争来说,产品规划就如同棋盘博弈,要使用更好的手段让产品的搭配胜过对方。电子产品规划虽然在生活中不常常提到,但它与我们的生活密不可分,其内容主要包括电子产品的类别结构规划、系列化规划、定位规划以及生命周期规划等,下面就将从上述几个角度论述一下电子产品的规划和设计。 1产品类别结构规划 所谓产品类别结构规划,就是把相关的产品类型进行有规律的细致分析,并对于各个种类做出结构规划。对产品的类别的区分方式有许多种,诸如外观、性能、价位等都是可以使用的标准。厘清这一点就能够对产品进行细致的划分和分析,对方面、更全面的对产品进行结构规划。不过把哪种区分方式最为的首要的划分准则,对于产品的整体规划来说是极其重要的,不夸张的说,它能够起到划分导向作用。 2产品系列化规划 消费者在数不胜数的电子类产品面前有时会在选择上无从下手,怎样引导消费者在最短时间内找出满足自己需求的电子类产品组合,是产品系列化的工作所应该考虑到的问题。下面提供一种较完全的产品系列化规划范式:第一要对消费者需求有着准确的揣摩,并按照各种类型的自身特性,从电子产品的品质能力以及外观上加以表现,最后要设置一定层级范畴的价格体制。归类到同系列的产品在功能上要能满足消费者所需的共同性,而通过产品的工艺、材质以及附带实现的功能上存在一定差异来对同系列的不同商品进行多层次的定价。在同系列的产品上,外观可以大致相同,所不同的地方则是功能的实现方面以及部分外观小部分相同等等。所以总的来说,同系列的生产模具是能够通用的,这样可以开模的成本省去,系统生产的柔性将会有所提升,还能保障产品制作成本不上升的前提下有更多的样式可供选择。在一个产品系列中,最高端的机型为系列产品的形象代言,为顾客展现出同系列产品中最完善的功能,为其留下深刻印象,而将中等价格的机型定位在满足一般顾客所有需求的层面上,也就是消费者对于“性价比好”“质好价优”的向往,使其成为同系列主要销售机型。 3产品定位规划 在产品销售中应有不同档次的产品来对各种市场职能加以满足,整个系列产品也要统筹配合,尽可能覆盖所有消费受众,并能很好的契合消费者的需求心理,为所生产出的产品吸引眼球。进行产品的定位就能很好的在不出让太多利润的情况下形成最有竞争力的销售优势。在笔者看来,产品定位职能大致有下面几种,即:代言机型、销售机型、辅销机型、掩护机型和狙击机型等五种职能类型。 3.1代言机型 这种机型有着同系列最好的品质和价位,同时也就代表着这一机型利润空间最大,其销售大致占到同系列销量的一成左右,利润却能达到两成以上。它的作用是为了提高同系列整体的产品形象水平。诱导消费者对这一产品系列产生印象和好感,另一方面也能够覆盖到高端客户的使用需求。同样高购买力顾客对于价格的敏感度较低,所以即便有节律的进行涨价,也不会引起消费者的厌恶,这样也就直接提升了产品的销售毛利润。正常状态下,代言机型在售卖价格上可以较同类型产品的价格基本持平或者略高于竞争对手的代言机型,都不会对销售量和毛利润影响太大。 3.2销售机型 销售机型的价格应订立在同等功能机型的大致价格范围内,并能实现市面上绝大多数产品的实用功能。和代言机型相比有着较为类似的销售点和视觉感官效果,但与之比较有更好的性价比。这样的机型其销售大致占到同系列销量的一半左右,利润也是一样占到一半左右。 3.3辅销机型 这种机型在质量和价格上都比较平庸,销量约占同系列的两成,利润约占四分之一。它和销售机型相比有着略有不同的外形或者特殊的功能,但要注意在设计上不能因为这些为生产者增加更多的生产成本,为的就是能够让产品的毛利润较销售机型略高,并满足少数消费者的特殊需求。 3.4掩护机型 这种机型是为本系列产品在市场竞争中占有有力地位所设计的,他们的主要功能和大致外观和竞争对手的销售机型相类似,但是价格却较之偏低,所以能在消费者心目中树立有利的产品价格优势,以它在产品的销售端和营销环节将其与竞争对手的主要销售机型做对比,诱导消费者降低购买竞争对手机型的欲望,这样的机型其销售大致占到同系列销量的一成左右,利润则占不到半成。 3.5狙击机型 以极低的价格吸引消费者,当然质量上处于节约成本考虑也较销售机型有一定差距。这是专门用于和竞争对手打价格战的机型,以特价的形式在市场出现,其在设计上应和销售机型有着较为明显的差距,并在销售网点采用限时限量销售的方式销售,当然这样的产品几乎没有什么利润可言。 4产品生命周期规划 所谓的产品生命周期,指的是产品从推出到退出市场之间的过程。对于产品的生命周期有着良好的规划就意味着队产品的换代速度把控较为到位。电子产品在现在更新换代极快,所以在市场竞争中比拼的大多是更新速度,一个生产者的产品更新速度决定了它在市场销售上的地位如何。其产品是历久弥新还是昙花一现就能从其对产品生命周期的把握上看出。一种产品的生命周期共分为四个阶段,分别是导入、培养、成熟和衰退四个阶段。刚刚上市的产品的能让消费者眼前一亮,但利润却并不能够快速上升;成长期则销售量急剧上升,不过这一阶段销售费用同样急剧上升,所以并不能为生产者带来丰厚的利润;成熟期是整个产品销售的利润支撑,一款成功电子产品的推出的绝大多数获利点都在此阶段;而衰退期则是由于新产品出现等因素导致的产品价格失去优势、利润减少的阶段,生产者多多少少都会积压一部分销量式微的电子产品,但这样的产品却是和竞争对手打价格战吸引客源的利器。每个产品所在的周期不同,所起到的作用也会有所不一,规划产品的生命周期,构建新旧产品的有序更迭,是把握生产进程的要素。 5总结 电子产品在以后很长一段时间里都将伴随着人类一同成长和进步,把握它们的规划和设计就是把握住市场的脉搏和发展方向。认识到电子类产品的规划的作用,有助于指导生产者在设计和销售都能先人一步,获取更大利润。 作者:蔡炯 电子类论文:现代教育技术在电子类实验教学的应用 【摘要】本文通过引入多媒体技术、WEB技术以及计算机软件仿真技术等现代教育技术手段,加强实验预习准备,达到提高教学效果,丰富教学形式和激发教学兴趣的目的。 【关键词】电子类;实验教学;现代教育技术 电子类课程主要包括通信工程、电子信息工程、应用电子技术,微电子技术,光电子技术等相关专业课程。电子类实验是根据电子专业课程而设计与之配套的相关实验。目前,电子类实验教学方式大部分实行传统的教育模式,即通过预习、实验、报告的步骤来进行实验。这种教学方法存在着很大弊端,如果实验操作量大,学生在实验之前预习不够充分,操作方法不熟练,那么实验效果就会有很大差异。中国现代教育称之为电化教育,是以信息技术为主要依托,涵盖信息技术的教育技术手段组成的系统。从某种意义上来说,现代化教育技术可以弥补这样的缺点,进一步提升教学水平,将实验教学提升一个台阶。 1以多媒体教学为媒介,进一步完善实验操作 多媒体教学可以将很多种技术综合来进行,通过计算机、投影仪更形象化的将需要进行的实验项目列举,通过视觉效果吸引学生的注意力,通过影视传播能让学生更容易接收知识。多媒体教学是现代教育技术的一种,现在已经在各个教学领域引用,传播信息比较直观,可以让学生放松心态,起到学习效果。在课堂中,学生可以和老师及时沟通,有问题可以直接提问,将问题扼杀在萌芽中。通过多媒体设计电子线路实验,更具有画面感与视觉冲击力,可以激发学生的学习兴趣与探索欲望,对教学效果能起到很大作用。在教学过程中,通过多媒体可以直接将教学目标、步骤、注意细节等按点列出,然后根据各个相关要点,将准备的实验器材以图片的形式展现,再按要点依次讲解时,还可以引入音乐与视频来深入阐述。在教学过程中,每一个要点都可以直观明了的体现出来,能够很好的吸引学生的目光,让课堂更加的丰富多彩。在实验教学前,可以让学生结合课本,自己制作多媒体教学课件,这样可以让学生参与的同时,更加深入了解实验目的与需求,起到预习效果。在教学中还可以让学生自己进行教学,让其余的同学找出课件制作的优点与缺点,深化他们预习认知。在实验操作时,要求学生独立操作实验,这样可以通过多媒体随时回放知识点,大大加强实验的效果。 2有利于启发实验教学课程设计方法 将信息技术融入到教学实验中,既优化了教学管理方法,又提高了教育教学水平,同时让开放性实验教学向现实迈进了一大步。众所周知,创新是发展的动力,培养创新型人才是现代教育教学目标之一,要想培养创新型人才就要实行开放式教育,在教学实验课程设计时注入新的理念与新的思想。传统的教学理念教学比较单一,在实验中,学生是以实验为主,按教学流程操作,各个模块比较孤立,学生不了解实验的存在的背景,只是未完成实验而实验,难以激发学生的创造性思维。现在教育模式要求从实验实用性出发,了解实验目的与实验意义,要求各个模块相关联,将研发开发实验放入首位,在实验中,学生要融入自己的思想理念,有自己自主的设计意识,选择自己实验仪器来进行实验操作。教师应鼓励学生提出意见,这样利于学生在实验创新中能够发现与解决问题,利于激发学生的创新能力与促进彼此之间的友谊。 3通过WEB技术加强实验初级阶段的预习作用 为加强学生自学能力,拓展学生学习知识面,加强实验效果,环球信息网(WorldWideWeb,简称WEB)为学生学习搭建了一个很好的平台,学生可以通过其浏览器进入Internet中获取各种信息与资源。ASP作为Web服务器的一种开发环境,它内含于InternetInformationServer中,学校通过ASP技术设计了一个电子线路通信教学网站,学生可以通过该网站主页用户登录界面进行浏览学习。学生在注册登录后,用户的相关信息将自动存入数据库。学习内容主要包含三个部分,分别是仪器操作、实验箱介绍、实验操作。仪器操作部分详细介绍了各种仪器的操作方法。实验箱主要介绍了实验箱组成部件、架构以及使用方法。实验操作详细的描述了操作实验的每个细节与操作步骤,并注明实验所达到的目的以及遇见问题采取什么解决措施。在正式实验之前,教师要严格把关,要求学生通过浏览器进入登录页面,详细学习网站中仪器操作方法与实验步骤,在“预习”后还应再三叮嘱、确认。在通过前期的学习,要让学生有一个直观了解,在实际操作过程,利于提升学生实验的成功率。 4为实验教学考核提供有力数据,便于评估 学生在进行实验操作时,通过计算机网络技术可以进行全程的监控与追踪,可以充分的了解实验操作情况。在实验完毕后,可以将实验生成的数据上传至计算机,便于数据保存与分析,最终对学生进行综合评定。在实验过程中,利用现代信息技术可以进行教学评估。学生可以通过网络对实验项目、实验器材、实验环境、实验教学水平等多方面进行评估。学校管理人员也可以根据评估结果进行教育管理改善,对教学中存在的问题及时提出解决方案。总之,随着社会的发展,教育必须跟上发展的步伐。将现代教育技术融入电子类实验教学中,既利于发掘与培养创新型人才,又利于培养学生综合能力提升,更有利于推动我国现代教育事业的发展。 作者:王少华 单位:三明学院机电工程学院 电子类论文:电子类专业毕业设计指导模式研究 摘要:以问卷调查为基础,对宁波地区高职院校电子类专业学生毕业设计进行了调查分析。总结出现状,分析了主要存在的问题并提出相应的对策。最后,结合课题组对国内外高职院校电子类毕业设计的了解,借鉴国内外优秀的经验,提出了电子专业毕业设计的“选题-开题-中期检查-报告和作品评审-答辩-评分及归档”六个步骤的指导模式。 关键词:电子专业毕业设计;问卷调查;指导模式 一、引言 毕业设计是高职院校电子类专业教学中的非常重要的环节,也是一次完整的综合实践训练的过程。通过毕业设计,既能提高学生综合运用所学的专业知识解决一般应用问题的能力,也能提高学生的创新思维意识、提升综合能力素质与电子类工程实践应用能力,对学生即将步入社会进入电子企业工作有非常大的帮助。目前,高职电子类毕业设计教学现状究竟如何,值得探讨。 二、毕业设计现状调查 毕业设计现状调查主要从时间安排、重视程度、毕业设计过程和毕业设计的感受4个维度设计问卷调查。 1.时间安排。宁波地区电子类高职院校毕业设计所安排的时间基本为大三一学年或大三下学期。 2.重视程度。对于毕业设计哪个方面最重视,学生有27%选论文格式,31%选结构设计,35%选内容,17%选创新点。而教师有33%选论文格式,37%选结构设计,18%选内容,12%选创新点。结果显示,学生更愿关注论文内容和结构,而教师更重视论文结构和格式。 3.毕业设计过程。从选题来看,学生自主选题为主占35%,教师分配题目21%,历届毕业生的题目32%,企业题目12%。从这一数据可以看出学生的毕业设计很少与企业的顶岗实习结合起来,学生的选题具有网络题目重复性较高,不具有研究的前沿性和创新性,并为学生参考和抄袭网络及往届毕业设计提供了方便。从内容来看,全篇拷贝的有5%,几篇拼凑而成的21%,消化过后再整理的42%,稍微参考过一点,大部分学生自己写的30%,完全学生写的2%。从这一数据可看出,大部分学生依赖于网络,将网上下载的论文整理而成。还有其参考文献和论文内容根本不相呼应,在答辩时更是表现出对论文并未真正理解的。对于毕业设计有无作品要求。每个学校的要求不同,12%的学生完成了实物作品,34%的学生有模拟仿真,而54%的学生只完成了毕业论文。以上数据可看出,教师或者专业并无实物制作要求,学生基本不会主动去完成实物制作的,只有很少学生学得好,动手能力强的才会去做实物,一般学生能去电路仿真就已经不错了。 4.毕业设计的感受。对于学生在毕业设计中最缺乏的是什么,12%学生认为是查找资料,35%的学生认为是设计方案,13%的学生认为是实物制作,40%的学生认为是理解和答辩的能力。而教师的调查则是15%认为是学生缺乏查找资料的能力,30%认为是设计方案,24%认为是实物制作,31%认为是理解和答辩的能力。这说明学生的能力都需要加强,尤其是设计方案、实物制作及答辩能力,这需要教师平时上课时加强。毕业设计对顶岗实习起到的作用甚少,而根本无法达到毕业设计的初衷,所以不管是教师和学生都很想改变目前毕业设计的现状。 三、毕业设计现状不理想的主要问题及原因分析 从调查来看,学生的毕业设计现状不容乐观,主要体现在论文选题相似度较高,研究内容重复性较多,更存在抄袭现象严重,重视度不高等问题。为此,对现状的主要原因进行了调查、分析,并提出相应的对策。造成电子专业毕业设计现状不理想的主要原因是: 1.时间安排不合理。毕业设计时间可因学生而异做相应的调整,不能一刀切。如果学生认为毕业设计难,在企业不能完成或没时间完成的,可将毕业设计时间和顶岗实习时间分开,毕业设计可安排在顶岗实习前,安排在大三上学期,时间为一个月,只要学生专心完成毕业设计,一个月的时间足矣。如果学生已经找好顶岗实习单位的,就可以将毕业设计与顶岗实习结合起来,既完成企业的项目也完成了毕业设计。 2.指导老师要求不高。学校或系里相关的文件规定,必须要有实物制作,论文字数,并且重复率控制在20%以下,论文格式正确,结构合理,设计方案正确,条理清晰等要求。指导教师严格按照文件规定执行,指导教师和学生都会重视毕业设计,学生在教师的监督下一定也会认真完成毕业设计。 3.写作水平有限,学生认为不会写毕业设计。教师在课程设计中最好能让学生有机会练习写设计报告或小论文。 4.对专业不感兴趣。教师在教专业课时应尽量激发学生的专业兴趣,如实在提不起个别学生的兴趣,则对于这一类学生,要求可适当降低,但是不能低于系里的底线,可挑平时课程设计里的项目或难度低的项目给这一批学生做。 四、高职院校电子专业毕业设计指导模式 为了能让高职电子专业学生能高质量地完成毕业设计,也为了指导教师能更好地指导好学生,并为提高高职电子专业毕业论文(设计)教学工作的规范化水平,使毕业设计真正达到巩固和拓展所学的基本理论和专业知识,培养学生综合应用、分析和解决实际问题的能力,培养学生的创新意识和创新能力,培养学生科学严谨的作风,以及团队合作能力、报告制作能力和语言表达能力,课题组研究了电子专业毕业设计的指导模式。本文按照毕业设计的步骤研究电子专业毕业设计的“选题—开题—中期检查—报告和作品评审—答辩—评分及归档”六个步骤的指导模式。 1.选题:选题必须要有专业性,但并不一定是电子研发类题目。可根据教师在研课题选取子课题或者历届竞赛题目或者教师分配题目,学生自主选题的话也需要教师通过后方可开题。避免了大多数同学抄袭,而让大部分同学的毕业设计与顶岗实习岗位相结合。 2.开题:学生选题通过后,开题需完成开题报告,开题报告包括课题简介、选题依据(来源)及意义、课题的实施方案、论文(设计)工作进程及参考文献五部分内容,每一部分内容都有注释,比如课题的实施方案,包括两部分的内容要写,第一部分是设计,要完整描述实现方案,包括完成角度、采用方法、基本步骤等;最终设计方案,达到目的;要有一份设计说明书。第二部分是论文,先搜集资料,做好调研准备,然后调研基本情况,汇总、统计、提取、比较调研结果,最后再进行论证等;准确说明所要使用的方法;最终目标要明确表述出来。但需注意:这一部分的内容应该和《设计任务书》中的第一部分(设计内容)、第二部分(具体要求)的内容相对应,就是说明怎样完成和实现《设计任务书》中所规定的内容要求,但不要照抄《设计任务书》。 3.中期检查:在完成开题报告后,教师要对学生的开题报告进行中期检查,完成中期检查表,内容包括选题质量、开题报告完成情况、阶段性成果、存在主要问题、指导教师对学生的顶岗实习和毕业设计的情况做出相应的评价五部分内容。其中指导教师指出的存在的主要问题对学生接下来做的毕业设计起着重要的指导作用。 4.报告和作品评审:学生完成毕业设计终稿和实物制作后,交给指导老师进行评审。对于学生来讲,这一步骤是对他这么长时间完成的毕业设计报告和作品是否能得到导师肯定的关键环节。所以报告和作品评审必须抱着公平公正的态度评审,当然,评审需要评审标准。对于报告的标准,主要是从论文的格式、结构、内容上进行评审,其中内容包括摘要、关键词、目录、背景和意义、国内外研究现状、总体设计方案、具体的电路设计、测试方法和数据、结果分析及总结、参考文献和致谢。作品评审从作品的难度、要求、学生完成的情况以及外观、组装、焊接、工艺进行评分。 5.答辩:答辩主要审查学生的论文是否自己完成,审查学生对论文及相关知识的理解和掌握程度,审查论文是否符合格式要求等,以求进一步有所提高。学生通过答辩,让答辩组老师进一步了解论文立项的依据和学生处理课题的实际能力,另外也检查学生的PPT的制作能力、语言表达能力、现场的反应能力。答辩组教师根据学生的汇报和答辩的情况给予评价,由两部分成绩———毕业设计和答辩成绩组成,毕业设计(论文)质量应从选题对口性、信息收集处理、内容创新和实用性、文字图表规范等方面考核,答辩情况主要从学生表达、应变及解决能力等方面考核。 6.评分及归档:最后对学生的毕业设计进行评分和归档,并由分院专人整理和保管材料。学生总的评分由指导老师对学生的报告和作品评审和答辩两部分成绩组成,各占50%,归档是对学生的开题报告、任务书、论文终稿、中期检查报告、报告和作品评审表、答辩记录和答辩评分表和答辩成绩表以及成绩评定表进行存档。纸面材料要求打印装订成册,放到档案袋里,电子版的刻录成光盘进行归档。五、总结以宁波地区高职院校电子类专业作为调研对象,设计并实施问卷调查,主要调研了高职院校电子类专业师生对毕业设计的真实看法和做法,以及他们的期望,然后找出高职院校电子类专业毕业设计的主要存在的问题,最后,结合课题组对国内外高职院校电子类毕业设计的了解,借鉴国内外优秀的经验,从“选题—开题—中期检查—报告和作品评审—答辩—评分及归档”六个方面有针对性地提出电子类毕业设计指导模式的相关措施。特别是选题、报告和作品评审这两个环节。 作者:李小琴 单位:宁波职业技术学院电信学院 电子类论文:高校电工电子类实验室开放管理 一、高校电工电子类实验室开放的重要作用 1.高校实验室开放可以实现教学型实验室设备的资源共享。实验室开放可以有效提高现有实验设备的利用率。由于近年来高校的扩招,许多高校的电工电子类基础实验室建设无法及时跟上,造成实验室的设备、场地等教学条件已不能完全满足实验教学要求,这就要求实验室从传统的封闭式运行转向开放式运行,从而提高实验室设备的利用率,达到全校师生资源共享。 2.提高学生自主实验的兴趣和能力。目前高校的电类基础实验室的实验教学受理论教学内容和教学进程的约束,有限的实验学时基本上以验证性、操作性实验为主,留给学生自主进行实验学习的时间和环境很少,抑制了学生学习的主动性和创造性,不利于学生创新能力、实践能力的培养。而开放教学实验室,可以吸引有兴趣、学有余力的学生自己设计并完成实验,在实验过程中具有更大的灵活性和自主性,从而可以提高学生自主实验的兴趣和自主实验的能力。 3.为培养适应现代社会的高素质人才提供条件。科学技术在高速发展,高校越来越注重对大学生的创新能力、实践能力的培养。为此高校必须大力推进实验教学模式的改革与创新,坚持知识、能力和素质协调发展,实现从注重知识传授向更加重视能力和素质培养的转变,这些都需要教学实验室全面开放。 二、电工电子类教学实验室开放中存在的问题 随着高校管理变革的逐步推进,高校普遍认识到实验室开放的重要性,对实验室开放都进行了一定程度的探索和实践,但能真正把开放工作落到实处、进行全方位开放还有一些亟待解决的管理问题。开放实验室是一个复杂的系统工程,不但要具备适用于开放的硬件环境,还需要有配套的人员和管理模式来支持。随着开放式实验教学模式的推进,实验室管理工作也变得更加繁重和复杂,实验室管理的问题也渐渐暴露出来,总结起来,目前高校电类教学型实验室开放中存在的主要问题有: 1.教学理念问题。多年来,我国高校的电类课程实验教学基本上都是依据课程教学大纲制定教学计划,学生在规定的实验时间内,按指导教师的示范操作机械地进行,并形成了一套比较成熟有效的实验教学和管理模式,师生和实验室管理人员都普遍习惯和接受这个传统实验模式。但是这个模式制约了学生的创新能力、实践能力的发展。实验室开放,为有兴趣、学有余力的学生在教学之外自己设计并完成实验提供了可能。但由于现行体制和观念上的原因,仍有不少教师和实验室管理人员对教学实验室全面开放的重要性认识不够,导致实验指导教师和实验技术人员参与这项工作的主动性和积极性不高。 2.实验室管理问题。与传统的封闭实验室相比,实验室开放在运行过程中,存在着实验时间不确定、实验项目增多、实验内容日趋复杂、实验对象的多层次和多专业相对较为分散等许多问题,给实验室的安全、有效管理带来了新问题。与此同时,由于不同学生的知识水平和操作技能存在较大差异,而开放实验中指导教师直接参与指导或引导的力度减少,在一定程度上更易造成仪器设备的损坏,使得对仪器设备的维护保养任务重、难度加大,实验室的设备管理、安全管理工作量大大增加,仪器设备维修费、耗材费用增加等问题。因此,有必要重新制定实验室开放管理办法、仪器设备管理办法、低值消耗品领用办法、开放实验室安全使用规定等一系列规章制度。对进入开放实验室进行实验的学生提出具体要求或条件限制,以确保实验室运行的安全性、有序性和高效性。 3.实验室指导教师问题。开放实验的工作量要大于实验教学的工作量,因为:①在采用开放性实验教学后,学生的实验内容相比以往较复杂,难度增加,涉及的知识面也较宽,在实验过程中可能随时会出现这样或那样的问题。实验室的老师开放时是直接面对学生的,对开放实验的内容也要十分熟悉。②开放式实验每组、每次人数都会比常规实验课的人数要少,相当于是小班化教学,工作量增加了不少。但是由于现行的实验室管理体制不合理,没有开放实验室的明确的实验教学机制,院校统计实验室的工作量时往往只考虑实验教辅部分而不考虑开放实验部分,使得实验室的老师对开放的指导、教辅工作没有积极性。因此需要结合实际情况研究、制定一套有利于开放的激励机制。 三、电工电子类开放实验室管理模式的研究 在2012到2014的三年中,通过不断的摸索、总结、丰富和完善,逐渐在本校的电工电子7个实验分室中构建了一整套适合电工电子类开放性实验室的管理模式,主要包括以下四个方面的研究和探索: 1.制定并完善了电工电子类开放实验室管理的各项规章制度。为提高实验室的管理水平和开放实验室的效果,在执行国家、省、校关于实验室管理的法律、法规的同时,在开放的管理模式的摸索中根据实际情况又制订了一系列的开放实施细则,使得开放变成日常事务并有规则可循,主要有:电工电子类实验室开放制度;开放学生实验守则;仪器设备开放借用、损坏、丢失赔偿制度;实验室工作人员开放职责及工作细则;设备安全操作规程;实验室开放应急预案等。这些规整制度是在实施开放的过程中由各位教师一起讨论后根据实际情况制定,并在后续的开放实验室实践中做了完善和修改。经过三年的运行和修订,目前已经基本能够覆盖开放实验室的方方面面,是一套比较完善的电工电子类实验室开放管理制度。 2.研究和改进了电工电子类实验室开放时的设备管理。①定期举办一些常用仪器、仪表等设备的使用讲座。电工电子中心的各实验室针对第一次进入实验室的一年级新生定期举办一些常用仪器、仪表等设备的使用讲座,以期减少开放时由于对设备不熟而造成仪器设备的损坏。因为实验室建设的年代和经费问题,电工中心的7个电工电子类实验室的常用仪器仪表的型号规格都不太一样,各实验室的电子仪器设备的不同使得学生在进入每个实验室时要重新学习它们的使用方法,在开放式实验课时没有教师的指导学生更是感到仪器使用的困难。为解决这一问题,各实验室针对第一次进入实验室的一年级新生举办一些常用仪器、仪表等设备的使用讲座,减少开放时由于对设备不熟而造成仪器设备的损坏,也提升了学生对开放实验的兴趣。②建立了一套完备的实验室设备借用制度。经过多年的持续实验室建设,部分实验室有些闲置的教学仪器仪表,这些闲置的电子设备长时间不用反而会损坏,将这些教学上用不到的实验设备借给有需要的教师和学生,一来可以提高这部分设备的利用价值,二来也可以解决教师和学生的课余无仪器可用的问题。于是制定了《电工电子中心仪器设备开放借用制度》,鼓励学生和老师来借用这批仪器,让学生和教师可以自由的使用,这个有效的实验室仪器设备借用制度,得到了广大教师和学生的一致好评,教师和学生有了这些基本的仪器设备,有些实验就可以在办公室里、宿舍里进行,可谓是真正意义上的全方位、全时段开放。 3.电工电子开放实验室中对实验室教师的管理模式探索。针对开放的规章制度容易制定,仪器设备也好管理,管理中最大的问题是人员的管理,所以开放式实验模式中最难的部分是对实验室教师的管理,具体进行了以下四个方面的探索:①引导教师适应学期中的实验开放的管理制度:电工电子实验室面向全校师生开放经过这几年的运行已经变成各实验室的日常工作制度。实验室教师一开始时对实验室的开放有些不习惯,几年下来已经逐步地适应并且开始积极认真对待。每学期开学初,各实验室责任教师根据课程表把无实验课的时间制作成一张实验室开放时间表。各实验室制作的开放时间表作为实验室开放通知的附件挂在学校、学院和电工电子中心的网站上,并将打印稿张贴在每个电子实验室的门口,方便全校教师和学生随时查阅。②说服实验室教师克服困难,充分利用电子技术实验室的通用性,挤出一个教学实验室实行全面开放。各种针对大学生的电子类竞赛是每年都有,比赛时间只有3到4天,但是学生的能力是需要长时间的训练才能得到有效提高的,而训练需要指导教师、场地、设备。有条件建立专门的竞赛实验室当然最好,但是由于高校最近几年的扩招,大部分高校类基础实验室建设无法及时跟上,没有条件提供专门的竞赛实验室。只有充分利用现有的电工电子教学实验室教学之余进行开放,但是这种开放仍然无法满足师生的训练需要,因为实验室开放的时间是实验室教师的工作时间,而此时学生绝大部分在上课,晚上、周末等无课的时间学生可以在实验室训练,但是此时实验室教师已经下班不开放了,这种矛盾是无法调和的。2011年电工电子中心对电工电子7个实验室进行了改造,各自扩充了一批设备,改造后的电工电子实验的实验可以基本通用,于是就可以在教学任务相对较少的那个学期挤出一个实验室专门用于开放给学生使用。该实验室坐班时间由专门的实验室教师负责,其余的时间安排学生值班,这样就可以实现真正的开放,有需要的教师、学生可以在周末、晚上到实验室完成开放实验。③暑假期间实验室开放管理制度:高校里有2个月的暑假,且8月有大学生电子设计竞赛,暑假是难得的备赛时间,教师、学生都有充足的时间和精力来备赛。但是按照高校的教学节奏,暑假也是实验室教师休息的时间,这种时间上的矛盾如何解决也是实验室开放管理上必须探讨的。综合考虑各种方案后采取了一种比较可行的值班制开放管理模式:选择2个电工电子类实验室在暑期全面开放,每周开放7天,每天开放14个小时以上。由各实验室的教师组成值班小组,在非竞赛时间每天安排一位教师值班管理这两个实验室的开放工作,因为同时各竞赛小组还备有竞赛的具体指导教师,值班教师主要负责仪器设备、耗材发放、实验室的日常事务工作等管理工作。竞赛时间段事务繁杂,安排2到3位教师负责管理。暑期开放的两个实验室把每件设备登记编号后建立表格,然后分配给参加暑期开放实验的每组学生使用并负责管理,学生签字领用并成为临时的设备管理人员。开放实验结束时学生还给实验室的责任教师,这样一套责任到人的设备管理办法运行下来效果很好,没有了设备遗失及损坏严重等现象。④鼓励实验室教师直接指导学生的开放实验和电子设计竞赛。把有兴趣的学生分组,并找到愿意指导的实验室教师,双方自由选择后,由实验室教师负责每组的开放实验教学。运行下来这种开放模式的可行性和效果都比较好。经过一年的开放实验教学,参与的学生在2013年获得了全国大学生电子设计竞赛一等奖2次。这个国赛的一等奖实现了学校在这一竞赛领域零的突破。这种成果可以说是得益于开放实验教学的新模式。如果没有老师和学生在开放实验中时间、精力的大量投入,这种成果是不可能实现的。其他老师现在也纷纷希望可以带学生做开放实验并参赛,这种开放的带动机制还是行之有效的。 4.在电工电子中心的网站上建立了电工电子虚拟实验室。在电工电子技术的实验教学中需要使用大量的测量设备,而学生只能在实验室里才能使用这整套的仪器。虚拟实验室网络化是基于网络开发的一个虚拟实验环境,使用者可以远程登录网络虚拟实验室,虚拟实验室中使用的设备和材料都是虚构的,利用计算机的高速数据处理能力实时仿真实验,得到理想的虚拟实验结果。网络虚拟实验可以全天候在网上开放,学生做实验不受时间、场地的限制,使实验内容更灵活、设计更多样,自我发挥的余地更大。于是项目组的几位老师协商后共同合作在电工电子中心的网站上建立了一个电工电子虚拟实验室。这种新实验教学模式丰富了实验教学资源,并使教学资源得到优化,可谓真正有效的“实验室”开放。学生还可以在实际的实验室中验证该实验的结果,并和虚拟仿真结果比较、分析。虚拟实验室在教学时空上和培养学习自主性上的确有非常大的优势,在不需要大幅度提高实验设备投入的情况下,利用先进软件分析实验数据,寻找实验规律,利用虚拟环境自主设计、自主实验、自主分析、自主总结。不仅降低实验教学成本,提高教学质量和效率;同时,它可以给学生带来一种全新的实验教学方法,让学生能实现真正意义上的开放性实验。 四、开放实验室管理模式的后续发展的两点思考 1.建立合适的激励机制以鼓励实验室老师不断丰富开放的实验项目和内容。开放时做自主实验的学生可能会提出各种各样的问题,作为实验室的指导教师,不但要具有扎实的基础理论,还要具有较强的动手能力和分析解决问题的能力,所以开放性实验室指导教师应不断地学习,以提高自己的业务水平。 2.构建一套开放式实验室综合管理平台。为了更好的提升电工电子实验开放的效果,可以考虑依托校园网络构建开放实验室综合管理平台。开放实验综合管理平台可以突破地域空间的限制,学生在能上网的地方进行实验预约和虚拟实验。有了这个系统就可以全面开放实验室的实验资源,提供开放式实验教学服务,可预约实验,也可设备借出;可以帮助教师和学生随时随地实时在线或离线交流;可以实现虚拟实验和现实实验相结合,可以丰富实验教学方式,使实验室可以更加有效的进行开放。 五、结束语 通过三年来的研究和探索,电工电子实验室的开放性得到了加强,开放工作井然有序的进行着,在开放管理模式上取得了一些进步:建设了一套完善的开放管理规章制度;教师和学生的开放观念已经树立起来;学期中的开放和暑假期间的开放都进行得有条不紊;教师们也开始更加积极的进行着开放实验的开发;网络虚拟实验的建设刚刚开始,还有很大发展空间……后期仍然会就实验室管理模式进行积极的改革性探索,以适应高校实验室全面开放这一未来发展趋势。 作者:孙惠英 陈秀丽 单位:浙江工业大学浙江省电工电子实验教学示范中心 电子类论文:中职电子类专业教学革新 当前正好是职业教育事业的春天,国家政策大力支持,学生观念也在改变,学生的人数较前几年有了非常大的增长,但同时也普遍存在着学生学习基础差,素质普遍差,且大多有厌学情绪,没有形成学习积极性,甚至有的学生认为可学可不学,只是打发几年时光;而电子专业课程大多强调需要有较好的逻辑、物理思维能力,对实践要求也很好,是一门实习实作性很强的学科,涉及的知识面非常广,涉及到各行各业。传统的讲述法已很难适应这类应用性极高的课程,如何把握好教学工作,是电子类职业技术教育面临的难题和挑战。改进当前电子类职业技术教育专业课的教学,引入新的教学方法和技巧已经刻不容缓,结合本人十几年的电子专业课的教学得失,对电子专业专业课的教学提出以下的改进意见。 首先切实注重基础理论知识的教学,运用现代技术将纯理论知识形象化、直观化。当前的一些职校为了让学生在学校的学习更有“趣味”,不再所谓的枯燥乏味,而将电子专业的基础理论课的知识一少再少,甚至于有些就不再开设基础理论课,只开一些所谓的更实用的技能课,好像毕业一分到工厂就能用的所谓的“技能”。实际上电子专业的专业知识理论性较强,任何一个实用电子技能都是有基础理论知识的支撑。如果只是能动手,而不知道为什么这样动手,能否有其它方法可以达到同样的效果,学习后只知其然而不知其所以然,最后连电路图纸都看不懂,这真的是学习到了技术吗? 首先我们应利用现代化多媒体技术和模拟仿真技术教学手段直观、形象地将书本上枯燥的理论知识和电路图从平面转向立体、从静止的转向运动的,增加视听,利用计算机多媒体的动画动态合成和分解,突破专业知识中的重难点。如三极管、场效应管、显像管等的工作原理是学生必须能够实际应用,必须理解和掌握的,如果只是识记,它们的原理只有几句话就可以用来概括,但真正要掌握原理并运用到应际中并非易事,必须有扎实的物理基础,以及空间想象能力和思维能力,要是能利用计算机多媒体技术的动画动态效果,可把原理简单化、形象化。 其次我们应将基础理论知识与实际相结合,让学生充分发挥已有知识基础,用心观察生活中的一些表面现象,多举生活中的实例,来拓展学生的逻辑思维从而更好地领悟书本上的基础知识。这样学生既懂知了知识,同学培养了思考能力,也开动了头脑。例如在教学《电子技术基础》中的“稳压电源”一章时,我针对学生喜欢用手机,且经常在教室给手机充电,针对此给学生提出问题,插座上是用交流电,而充电器输出的是直流电,且让学生用万用表实际测试来验证,让学生产生兴趣,再由此提出几个问题,让学生有去学习它研讨它的动力,教学效果会不错的。 教学要注重学生的能力培养,以训练学生的技能为教学主线,使学生学有熟练的技能、技巧。中职学校的教学的最终培养目标是培养有熟练技能、技巧的技术工人,因而加强学生的技术能力为落脚点。在教学中多安排学生的实习实作,通过实习实作不但让学生练习了技能,在操作过程中也掌握一定的技巧,在实习实作中还验证和巩固理论,从而达到较好掌握知识的目的。如在《电子技术基础》教学中,其主要目的使学生学习并掌握半导体器件的特性、使用、测试方法以及放大器工作原理等。教学时把一些实际单元电路小制作搬到课堂上,与教材需要掌握知识融合起来,能取得较好的效果,同时还让学生练习了实用的操作技能,当然在实验报告编排上也要下点功夫。例如在教学中,安排一些电子的小制作(音乐门铃、音乐彩灯等),教师在整个实验过程中主要启发学生怎么安装调试并发现存在的问题,但在实验之前要讲解相关的安全等注意事项。帮助学生解决实验过程中遇到的问题,然后系统在各个环节上把关,小到每个焊点、引线颜色配置,大到整机装配工艺,一丝不苟做到规范,使学生一开始就了解规范流程的作用并养成较好习惯并练就较扎实的基本功。为以后学生轻松走上工作岗位做好准备。采用这样教学方法的好处应该是显而易见的。 教学中还要注重所教学的内容更实用些,让学生能学以致用,切实为学生的就业打下坚实的基础。由于现在中职的教学目标大多为工厂培养技术工人,同时学生的基础、层次较低,教学技能的难度上也应适当降低。很多学校还在对学生实施的综合技能教学上直接用了彩色电视机、激光影碟机的原理和维修,这不单原理对现在的学生来说是高不可攀的,根本就学不懂;维修也只是做表面功夫,最终大部分学生还是不能独立维修的,结果是学生的收获不多。 学生到工厂后大部分是做生产线的,生产线要求学生熟练对电子类器件的识别和能正确对器件的检测,对器件的联接和焊接,对设备的生产装配过程的初步了解。学生在工厂中的维修技术上的要求也不是高的,只要学生能懂基础知识,会基本的故障分析方法,具有处理故障的基本手段。既然工厂要求学生如此,为何我们还要求学生学习技能的高、难、尖呢?所以应根据学生的实际情况,设置技能训练项目时多动动脑子,选择适应学生实际的技能训练项目,既要能让学生练习了技能,又要有助于学生对基础知识的巩固和理解。在技能基础训练上安排学生对专业工具的使用,如通用工具、万用表、钳形表、示波器等的使用;在技能综合训练上安排浅显一点的设备组装和维修。 最后教学中要注重教学内容应体现时代的进步,与现如今的电子科技紧密联系。教学中除了教学的基础知识和基本技能外,为了提升学生的学习兴趣和增强学习动力,还应根据学生的情况引入一些能体现当今时代的一些电子科技电器的教学,拓展学生的视野和知识面。如3D数字平板电视、智能手机等。此外还要教会学生利用现代信息技术学会查询网络,找到自己有用的资料。以拓宽学生的知识面,了解新器件新特点,知识随时代更新,才不会被时代所淘汰。当前中职教学中不适应学生、社会发展的地方还很多,我们所教出的学生还不能完全发挥他们能力,教学任重而道远,只有我们中职教师勇于创新,不断改进教学方法和教学技巧,才能不断地适应新形势下提出的新要求。才能使电子职业技术教育更上一台阶。 电子类论文:电子类人才培养的概况与思索 [摘要]电子类高技能人才的培养应与重庆市信息化发展的趋势相吻合。根据电子信息产业实际岗位知识和技能的要求,通过学习先进的电子类专业教学模式,合理构建电子类专业课程体系,强化师资力量,加大电子类高技能人才的实践力度,只有这样才能培养出电子类高技能人才。 [关键词]电子信息产业、电子类、高技能人才 笔记本电脑基地落户我市给职业教育带来了莫大的机遇和挑战!连日来,包括惠普、富士康在内的企业均向我市各所中职学校抛来“橄榄枝”,与校方洽谈人才培养合作事宜。目前市内各中等职业学校都在围绕这一巨大的人才需求,开展电子类高技能专业人才的培养。怎样培养企业所需要的高技能人才?怎样设置与之相对接的课程?这些都是中等职业学校目前最关注的实际问题。 一、重庆电子信息产业的快速发展,形成对电子类高技能人才的巨大需求 重庆西永微电子产业园区成立于2005年8月,是重庆市人民政府为优化和提升全市产业结构,发展高新技术产业而规划建设的电子信息产业专业化园区,是重庆市“十一五”期间发展电子信息产业的主要基地。永微电子园带给重庆的不仅仅是投资数字,更会产生20万人的就业机会。电子类高技能人才将会变得炙手可热,必定会成为香饽饽,成为重庆的“抢手货”。目前我市拥有360所中等职业学校。如果按照每个学校电子类专业每年毕业100人,那么重庆一年将有4万个电子类专业毕业生。随着各个配套企业的进驻,2012年,整个项目将需要20万电子类专业毕业生。重庆的各大中职院校也都已瞄准了这一人才缺口,更加重视对本校电子类专业学生的培养。 二、剖析中职院校电子类高技能人才培养的现状 近几年,中职院校比较重视电子类高技能人才的培养,但设立的电子类专业课程设置定位不准,优质课程的资源不够;受师资的影响,缺乏在业内具有影响力的学术带头人;受实训室环境、规模有限等因素的制约,培养的人才知识落后、实践技能不强,岗位适应能力差,使得电子类高技能人才的培养同电子信息产业的发展和企业的人才需求产生了较大的错位。普遍存在如下问题: (一)教学模式落后 中等职业教育自身存在教学模式单一、教学方法单调、教学手段落后等问题。其传统的教学模式是先文化课、后专业基础课、再专业课的三段式。理论课与实践课的教学往往也都是分开的。在教学的评价上,通常是以学生的卷面分数为标准,强化了考试成绩,难以保证学生解决实际问题的能力。在这种教育模式中,忽视了学生能力的培养和发展,给学生太多的限制和束缚。 (二)师资队伍水平偏低 在中职院校中,既懂得理论教学又能指导学生技能训练的教师比率小。大多数中职院校的理论教师都是从大学校园直接走向讲台的,造成了教师实践经验的“先天不足”;个别学校对教师的专业技术培训又流于形式,疏于实质,造成了教师实践经验的“后天不补”。而部分实习教师文化水平偏低,我们肯定他们的专业知识,但文化基础知识决定着再学习能力。于是,这样的师资队伍就成了培养电子类高技能人才的“蹩脚”。 (三)实训设备匮乏,实训环境差 受众多客观因素的影响,大部分中职院校实训室数量少,规模小,水平较低、技术相对比较落后,与产业和企业的实际需要脱节,无法满足学生实训需要,难于满足培养高水平人才的需要。 (四)适合校企合作特点的教材少 虽然有很多电子类教材,但按照理论层次展开的多,校企合作、强化职业岗位能力训练、以项目和案例驱动的少。教材理论水准定位偏高,重知识的系统性,轻专业需要和知识的应用,很多教材可以说是大学教材的缩影,脱离了职业教育的教学实际,给自学能力、理解能力和知识接受能力不强的职校生带来了学习困难。 (五)电子信息产业发展较为迅速,相关技术的课程内容显得较为滞后 在电子信息产业高速发展的今天,电子技术发展迅速,新电路、新器件、新技术不断涌现,由于受教学条件的限制,课程内容显得相对比较陈旧,无法及时满足产业的最新要求,需要更新。 整理三、要缓解缺乏企业需求的电子类高技能人才的状况,可以采取以下措施加以解决。 (一)实施一体化教学模式才符合电子类专业的教学规律 在教学过程中应采用先进的教学理念,实施以教师指导、学生实践的一体化教学模式。而实施一体化教学模式,就必须有一支既懂得理论教学又能指导学生技能训练的一体化师资队伍。中职院校可将理论教研组、实习教研组合并成一组,理论、实习教师互相学习,取长补短,共同备课,共同带班。利用业余时间对理论教师进行电子类专业技能培训,提高他们的技能水平。创造机会让实习老师多上理论课,增强他们的理论教学能力。并将企业需要的专业技能融入教学之中,使学生在学校就得到仿真企业的锻炼,提高他们的专业技能水平,增强他们的专业竞争力。教师还应将企业的经营理念融入自己的教学观念中,有效地提高对学生职业素质的培养水平。只有理论实习一体化才符合电子类专业的教学规律。 (二)加强教师队伍的建设,培养结构优良的师资队伍 通过校企合作,根据企业的具体要求,对理论教师进行专业能力培训,最好理论教师可以下到企业基层学习培训,并同时培养或引进专业带头人;通过与高校的合作,学校应大力鼓励实习教师深造学历,这样便可以进一步优化电子类专业教师团队的双师结构。 (三)建设合理的教学硬件环境 中职院校应以企业为主体、市场为导向,与重庆西永微电子产业园开展电子类高技能人才培养合作。应与企业建立密切的联系,以校企合作保障教学、保障学生的技能实训和项目实习实训的正常开展。通过充实教学、增加实训、加强实习三个阶段的培养,提高学生的综合素质,实现培养与上岗的顺利衔接。将学校资源作为主力军,利用政府和企业提供的资源,加强实验室建设,融“教、学、做”于一体,采用一体化教学有效改善教学手段。可以开设电工技能训练室、电子技术技能训练室、电子整机维修实习室、单片机应用综合实习室等,作为学生必修实践教学项目。由学校聘请企业人员参与人才培养的全过程,派出老师与企业技术人员共同上课和指导,实现学校与企业需要的接轨。还可以让学生选修实践教学项目,例如:收音机装配与维修实习、电话机维修实习、电热与电动器具维修实习、计算机组装与维修实习。还可以将部分学生定期派送到企业参加企业生产锻炼、顶岗实习或者深入企业参观,熟悉和掌握产品生产的各个环节与工序,了解企业的一系列情况,为就业打下基础。 (四)加强教材建设,规划、有序,形成系列教材 认真规划电子类专业教材建设,并根据形势发展及时调整完善,有计划、有步骤地进行规划教材建设。需要建设电子产品结构工艺、电子产品检测、电子整机装配工艺等实用技术教程,初步形成电子类技术专业系列教材。 (五)要及时收集电子信息产业的动态,紧随电子信息产业的发展方向,准确调节专业课程设置 课程内容要始终紧跟电子信息技术的发展,保证学生能学到最新的技术。同时根据电子信息产业的不断发展,对电子类高技能人才的培养方案进行适时调整,不断加以完善。可以对学生的实习、实训场所和教室的布置尽量突显企业特色,通过专栏等形式宣传产业与专业的最新的发展趋势、体现市场对人才最新的需求、企业用人的最新要求等,以便让学生能感受电子信息产业的日新月异,增强自身学习的紧迫感和学习的动力。 四、结束语 各大中职院校应及时加大对电子类高技能人才的培养力度,为加快重庆市信息化脚步培养出更多合格的电子类高技术人才,为重庆电子信息产业的发展贡献更大力量。 电子类论文:电子类基础课程教学体系改革探究 《课程教学研究》2017年第11期 摘要:电子类基础课程是电学工程技术入门课程,是学好后续专业课程的重要保障。然而随着电子技术的飞速发展,高新技术产品及装备日益普及,电子类基础课程的传统教学体系暴露出时代性、先进性不足的问题,如何紧跟时代步伐提高电子类基础课程的授课效果成为广大教学工作者关注的问题。揭示了目前教学体系存在的问题,并对问题进行剖析与研究,力求构建更加适合需求的电子类基础课程教学体系,为后续教学体系改革提供借鉴。 关键词:电子类基础课程;教学体系;教学改革 1电子类基础课程教学体系改革的目的及意义 电子类基础课程主要包括模拟电子技术、数字电子技术、电子技术基础,是工科院校学员电学工程技术的入门基础,是学好现代高新技术装备的重要基础保证,在培养学员电子系统设计能力、良好的工程实践能力和解决实际问题能力等方面具有重要作用。近年来,现代电子技术迅猛发展,工业设备、电子仪器技术日益革新,这对新一代青年驾驭好现代化装备提出了新的要求;随着高等院校教学改革的展开,学员学习规律和特点也发生了巨大变化。在此背景下,如何结合院校实际,开展电子类课程的教学体系改革与研究,显得尤为重要和迫切。 2电子类基础课程教学体系目前存在的问题 全面综合审视当前电子类基础课程教学体系,还存在一些亟待改善之处。 2.1教学内容的时效性较差、内容多而全、实践性不足 经过对市售热销经典教材及名牌高校教学情况调查(以数字电子技术教材为例,调查情况如表1所示)发现:教学内容涉及面广,相关课程内容基本面面俱到,专业特色性教材缺乏(尤其是特色性院校此问题更突出[1]);教学内容大部分都是经典理论的讲解,数字系统综合实例稀缺,实践性知识缺乏,不利于学员理解理论,学以致用;前沿技术介绍稀少,部分教材即使有涉及但是只是泛泛而谈(例如FPGA),未能全面展开,不够精细。 2.2教学模式概念运用欠缺 教学方法、考核方式等创新少对不同教学模式包含的要素综合考虑程度不到位,运用效果欠佳。教学方法目前常用的讲授式、自学式、任务驱动式等,结合具体课程情况采取灵活多样的教学方法能力还有待于进一步提高、创新。考核方式多数仍然基于“一卷定乾坤”模式,缺乏行之有效的考核新方法。 2.3青年教员科研能力素质还需进一步提高 青年教员是未来教学的希望,培养出色的青年教师队伍也是教学工作的重要目标。由于青年教员参加工作年限少,授课及科研项目开发经验少,导致在教学中不能把理论知识更广泛的加以延伸,更深度的加以挖掘,知识拓展能力受限。 2.4新型教学条件运用力度不够 新时代条件下,新型教学条件也需与时俱进[2],但是目前多数高校教学条件不够深入广泛,教学工具教学平台等教学条缺乏或者比较落后,因此在电子技术发展的新时代,教学中对新型教学条件的引入及运用力度还需要进一步加强。 3电子类基础课程教学体系构成及改革研究 针对上述问题,结合实际教学经验,笔者认为电子类基础课程教学体系主要包含教学内容、教学模式、教学师资、教学对象、教学条件几部分。因此教学体系改革研究从如下几方面开展。 3.1重构教学内容体系突出课程特色 确定教学内容体系重构原则,以此开展教学内容体系改革研究,具体包含以下几方面。(1)高校人才培养目标需求分析与教学内容应对研究,保证工科院校电子类基础课程内容的通识性。(2)不同高校对口专业系统内在需求与要求研究,总结归纳电子类专业基础需求,保证相应工科院校电子类基础课程内容的实用性。(3)现代电子技术发展状况与前沿跟踪研究,保证工科院校电子类基础课程内容的先进性。(4)当代工科院校学员学习规律与特点分析研究,保证电子类基础课程内容的有效性。 3.2剖析模式影响因素研究创新教学模式 3.2.1高等工科院校电子类基础课程特点与教学模式关系研究 把握“工科院校专业特色”与“电子类基础课程”两大特点,从基础性、专业性、实践性、时代性四方面入手,以我院开设的电子类基础课程为研究对象,研究建立与当前高等院校电子类基础课程相适应的教学模式。 3.2.2培养对象能力需求分析与教学模式应对研究 结合时代特点,瞄准日新月异、技术更迭飞速的当代人才能力要求,针对知识运用能力、岗位任职能力、自我学习能力等多种能力开展需求调查,研究建立教学应对策略,构建适宜的教学模式。 3.2.3新型教学模式内涵与构建实践研究 互联网百科词条定义教学模式是指建立在一定的教学理论或者教学思想基础上,为了实现特定的教学目的,将教学的诸要素以特定的方式组合成具有相对稳定且简明的教学结构理论框架,并具有可操作性程序的教学模型。它既是教学理论的具体化又是教学经验的一种系统的概括[3]。探索适用于当代高校的教学模式因素,构建合理、有效、前沿的教学新模式是十分必要且重要的。 3.3构建合理师资队伍注重教员能力素质 3.3.1新老教员融合,注重教学梯队人才培养 前期教研室采取结对子、搞帮扶、树模范方法,年轻教员与教学前辈结对子,利用名师的示范作用,老教员的“传、帮、带”作用,帮扶年轻教员成长。 3.3.2科研教学结合,注重教员能力素质提升 鼓励教员多多参与教学研究项目、科研技术项目,再研究实践中提升自身能力素质,从而进一步提高教学质量,提升团队整体水平。 3.4探索联合育人机制 提升学员能力水平 3.4.1教学方法恰当运用,提高学员能力和素质 教学方法有任务驱动法、自主学习法、问题链法等多种,在不同的课程内容中引入恰当的方法,不仅能够将教学内容更好地展现传授,而且还有助于提升学员的自主学习能力、语言表达能力、领导能力、团队协作能力、分析问题解决问题能力等,在潜移默化的教与学的活动中,学员能力和素质得到提高。 3.4.2教务与行政合作共同管理,助力提升学员能力 探索联合育人方式,教务管理与行政管理齐抓共管、课堂内外联合,建立一套行之有效的育人机制,在教与管的协作中助力提升学员能力水平。 3.5更新先进教学条件保障提升教学效果 3.5.1引入电子技术类教学工具 电子类课程具有内容多,理论难的特点,学员兴趣不足,学以致用能力差。为此,教员开展了多方面的教学研究,同时紧跟电子类教学发展,选择引入了先进的电子类课程通用教学平台,借助教学平台等教学工具,理论联系实际,形象直观、生动易懂,切实提高授课效果。 3.5.2引入先进授课专用工具 为了更好的呈现教学内容,学员能直观感受理论的奥妙,掌握理论的实用性,除了教员语言上生动的描述,还可以借助触摸屏、电子笔等多种教学专用工具,方便、快捷、美观的呈现教学内容,提升教与学的质量。 4结语 教学体系构建的是否合理是影响教学质量、人才培养质量的重要因素。随着时代的进步,高校教学也不能故步自封,而应顺应时代潮流,寻求适用于当前院校特点、未来岗位需求、青年学员特色的新型教学体系。本文从电子类基础课程内容、学员、教员、教学管理辅助、教学条件配置角度出发,研究探讨了一种新的教学体系,为进一步进行后续教学改革提供了宝贵的经验。同时本文提出的教学内容体系、教学参与人员、教学管理、教学体系四部分构成的教学体系,不仅适用于电子类基础课程,同样也可为其他课程教学体系的建立提供一定的借鉴。 作者:李爱华;褚丽娜;刘新海 单位:军械工程学院 电子类论文:互联网思维的电子类专业教学 一、互联网思维特点一:信息开放与平等。 1.教育反思从先秦时期的孔子教学伊始,传统的教学方式给公众传递着这样一个信号:教师的知识肯定比学生掌握得多。但是,在信息化时代背景下,随着各种新媒体的诞生,学生用手机、电脑等信息化手段获取的资源更丰富,有的学生掌握的知识甚至超过了老师,对教师教学提出了更高的要求。2.改革创新(1)要不断提升专业教师新媒介素养。俗话说:亲其师,方能信其道、乐其道。作为职校教师,首先我们要放低姿态,主动用网友、博友、粉丝等身份与学生进行平等交流。其次要加强新媒体知识的学习提高,与时俱进,掌握先进的技术手段,熟悉流行的新媒体语言,与学生的思维保持同步,从而更好地引导与启迪,激起他们的共鸣。(2)要加强教师的“双师”培养,提高“双师”素质,让学生信服。在开放平等的互联网时代,“教师凭什么教学”的根本问题日显突出,教师如何组织引导式教学、如何组织学生进行有效的讨论、如何对教学效果制定考评测试规则和组织考评等方面受到很大挑战。专业教学部一方面要通过听课、展示、观摩及说课等形式,帮助教师提高教学水平和能力,另一方面要通过“校企合作、技能竞赛、进修培训”等平台引导与鼓励教师参与到相关行业企业的职业实践活动,了解电气或电子类产业发展、行业需求和职业岗位变化,不断跟进技术进步和工艺更新,通过教师平常信手拈来的教学,体现出老师的博学多才和精湛技术,成为学生崇拜的偶像,从而增强教师个人与专业魅力,增强教学实效。 二、互联网思维特点二:重视用户的体验感。 好的用户体验应该从细节开始,并贯穿于每一个细节,能够让用户有所感知,并且这种感知要超出用户预期,给用户带来惊喜,得到实惠。1.教育反思在互联网条件下,课堂不再是学习的唯一场所,教师也不再是获取知识的唯一来源。所以教师必须有好的东西提供给学生,并时时给学生带来惊喜,才能真正实现教学相长的目的和达到人才培养的目标。2.改革创新电工电子是一个较抽象的东西,如果只是上些理论课程,让学生看不到摸不着,理解起来相对困难,要让学生有体验感。(1)要加强校企合作、工学结合、顶岗实习。专业建设人员要创造机会组织学生走进相关合作企业(如电气或自动化公司),安排学生到生产一线顶岗实践,甚至将班级搬到企业,把企业的生产车间变成学生的实习场所,把企业的产品作为学生实训工件,并且进行多岗位轮训,让学生提前体验到企业的新设备、新工艺、新技术,让学生一毕业即能上岗,大大减少毕业生上岗磨合期。(2)通过开展技能竞赛让学生参与体验。各门课程把教学内容分解成若干个知识点,根据知识点或单元知识来设置竞赛项目(如用万用表测量电流或电压、照明电路的安装、单管放大电路的连接与调试等),人手一套设备与工具,制定详细的从过程到结果的评定表,规范操作程序,做到人人参赛,让学生收获良好的知识素养和职业体验。 三、互联网思维特点三:免费模式。 互联网产品大多用免费策略极力争取用户、锁定用户。难怪很多人感叹:从没有哪个时代让我们享受如此之多的免费服务!1.教育反思结合当前实际,如何增强我们的专业吸引力与专业优秀竞争力,除了完成该专业所有专业课程外,还应该给学生提供尽量多的免费资源,提高学生综合素养,促进学生成长成才。2.改革创新(1)重视专业文化建设。专业文化是一个专业特色和灵魂的集中反映,是专业建设内涵的本质要求,也是全面提升本专业育人质量的根本所在。围绕培养电工电子类技能人才的专业目标,要将校企合作优秀企业文化融入校园文化,重点突出“安全、节能”特色,以“精神文化引领,环境文化熏陶,制度文化规范,活动文化养成,特色文化创新”为载体,提供免费WIFI,通过微信、微博、博客、手机报、电子邮件、楼宇电视等新媒介广泛传播,或通过专业或校园文化潜移默化,让学生自然而然地参与践行社会主义优秀价值观,不断增强自信,在短暂的校园生活中学会学习、学会生活、学会协作、学会做人,营造更多学生自觉追求进步、不断完善自我的良好氛围。(2)进一步做大做强学生自我服务中心(学生电工电子社团)。电气专业教学部本着“锻炼自我,服务他人”宗旨,2000年已组建了学生自我服务中心,通过多年的尝试,越来越受到学生欢迎,学生自愿免费参加,选派专业实践性强的教师担任指导教师,不仅通过设置固定维修点或上门服务,维修项目涉及各类家用电器,也含手机保养与贴膜等,而且通过教师带领学生走进社区为居民维修家电,增强学生的专业成就感,吸收了较多的学生参与其中,为更多的学生提供课后接受教师专业指导的机会,增强专业吸引力,据统计,在该社团锻炼过的毕业生高品质就业远远超过其它同学。 四、互联网思维特点四:大数据思维。 大数据作为云计算、物联网之后IT行业又一大颠覆性的技术革命,是指信息爆炸时代产生的海量数据及与之相关的技术发展与创新。1.教育反思大数据分析区别于传统的数据分析和数据挖掘,它不是通过样本采集对结构化数据进行分析,而是通过对非结构化数据进行整体分析,提供更客观、更全面、更真实的数据。对于我们电工电子类专业建设来说,通过大数据对本专业所有学生学习、生活及就业数据的全盘分析,对今后专业建设的科学决策及实施个性化教育具有非常重要的价值。2.改革创新(1)继续加强信息化硬件建设。目前学校对原校园网进行了升级改造,已建成“班班通网络”和“校园一卡通”系统,主干网速大大提升,基本满足硬件要求。(2)建立“大数据应用技术产学研一体化平台”,比如在360云盘上建立了“大数据应用技术共享群”,让师生共享大数据应用的资源,精心筛选并上传数据挖掘和分析的共享资料,如各专业的人才培养方案、各课程标准、各课程知识点微课、教学课件、电子教案、教学视频、电子习题、以及教学设施设备及工具等,实现“人人通”,实现“线上教育+线下教育”的同步,最大限度满足学生的个性化学习需求,并通过师生互动,收集学生反馈,进一步促进教师提高教育教学能力有积极的推动作用。同时通过大数据对学生的学习需求、学习行为、学习成果进行分析,为深化专业人才培养模式改革提供更全面的决策依据。(3)强化大数据在教学管理、人事管理、学生管理、后勤管理等行政管理方面的应用,把学校各个部门各个独立系统联网,各业务部门之间无缝协同工作,提高工作效率。互联网时代,带给人们的是信息获取与的便捷与免费,人与人之间交互的平等与零距离,海量数据的分析与决策……,因此,我们电工电子类专业教学改革也必须要适应这一生产力发展带来的变化,让微课堂、翻转课堂、大数据分析成为教学改革主流,积极营造智慧学习环境,让“泛在学习(U-Learning)”无处不在,进一步提升专业办学水平,培养的学生更受行业企业青睐。 作者:余茂生单位:福建工业学校
自动化控制论文:人工智能技术电气自动化控制论文 1人工智能技术的特点和优势 人工智能技术是人类科学技术不断发展进步的必然结果,也是工业发展过程中,促进工业自动化科学化发展的重要推动力量。在人工智能技术的发展中,科技的发展和工业技术的进步会促进人工智能技术的发展;反之,人工智能技术的进步,可以完成那些人类自身无法办到、技术条件效果不好的生产技术操作。当前的人工智能主要是计算机技术的发展结果,随着计算机技术的飞速发展,通过对计算机信息特点和操作性能的了解和设计,使计算机操作系统具有更多更先进的人工化反应,并在实际的信息技术处理过程中,通过其系统内部的人工化、智能化识别和处理系统,对电气自动化控制和其他工业技术领域在运行中的问题进行自主解决。如今,人工智能技术已经取得了较大的进步,其研究发展项目也越来越多,越来越先进,实用性越来越强。人工智能技术已经广泛运用与工业自动化、过程控制和电子信息处理等先进的技术领域。人工智能技术通过模糊理论算法、遗传算法和模糊神经算法等方式,可以在电气自动化控制中,采取更灵活多变的控制方式,对电气自动化设备运行中的不稳定因素和动态变化进行自主的调整,从而保障其运行的准确和高效,减少出错率。人工智能技术的运用,可以大大减少在电气自动化控制等领域的人力成本,并且能够解决一些工作人员无法有效监控和解决的问题,做到及时有效。 2人工智能技术在电气自动化控制中的应用 2.1人工智能控制实现了数据的采集及处理功能 在电气设备的运行过程中,数据的采集和处理是了解电气设备自动化控制情况,发现运行过程中的问题和提出解决办法的重要依据。在传统的自动化控制中,由于技术水平和实际运行中的动态变化,数据的采集和传输无法做到准确和稳定,保存数据容易出现丢失的情况。人工智能技术的使用,可以保障电气自动化运行过程中对动态信息的及时收集和稳定传输,对相关数据的保存工作也更安全,这就提高了电气自动化的控制水平,充分保障了电气运行中的安全性和稳定性。 2.2人工智能控制实现了系统运行监视机报警功能 电气自动化控制是用电气的可编程控制器,控制继电器,带动执行机构,完成预期设计动作的过程。在此过程中,系统内部各部分之间的运行都要严格按照设计模型和函数计算的基础上进行,如果系统中的一点出现问题,就会造成整个自动控制系统的故障。在以往的自动化控制系统运行中,对系统内部各部分之间的运行数据和运行状态进行实时监测,对运行中的特殊情况进行及时的报警处理,帮助自动化系统及时处理可能出现的故障,提醒电气管理人员加强对电气系统的管理。 2.3人工智能控制实现了操作控制功能 电气自动化控制的主要特征之一就是通过计算机的一键操作,就可以实现对电气系统的整体控制,保障电气自动化运行符合现实的需要。传统的自动化系统的操作,需要靠人工对系统各个环节进行人工操作,从而促进自动化系统内部的协调和配合,这种方式既降低了自动化运行的效率,也增加了自动化系统的故障发生频率。人工智能技术对电气自动化系统的控制,是通过各种先进的算法,按照电气自动化的需求,对自动化系统进行自动化和智能化设计,从而实现对电气自动化控制系统的同时操作,大大提高了自动化控制的效率,减少了单独指令操作中容易出现的不协调情况的发生。 3人工智能技术在电气自动化控制中的控制方式 3.1模糊控制 模糊控制以模糊推理和模糊语言变量等为理论基础,并以专家经验作为模糊控制的规则。模糊控制就是在被控制的对象的模糊模型的基础之上,运用模糊控制器,实现对电气控制系统的控制。在实际控制设计过程中,通过对计算机控制系统的使用,使电气自动化系统形成具有反馈通道的闭环结构的数字控制系统,从而达到对电气自动化系统的科学控制。 3.2专家控制 专家控制是指在进行电气自动化控制过程中,利用相关的系统控制理论和控制技术的结合,通过对以往控制经验的模拟和学习,实现电气自动化控制中智能控制技术的实施。这种控制方式具有很强的灵活性,在实际运行中,面对控制要求和系统运行情况,专家控制可以自觉选取控制率,并通过自我调整,强化对工作环境的适应。 3.3网络神经控制 网络神经控制的原理就是基于对人脑神经元的活动模拟,以逼近原理为依据的网络建模。神经控制是有学习能力的,属于学习控制,对电气自动化控制中出现的新问题可以及时提出有效的解决办法,并通过对相关技术问题的分析解决,提高自身的人工智能水平。 4结语 人工智能技术是科技发展到一定程度的必然结果,也是促进科技继续发展和工业自动化技术更加进步的重要推动力量。电气自动化控制的操作要求使人工智能在电气自动化中的运用越来越广,随着人工智能技术的发展,电气自动化控制技术也将逐渐提高,系统运行效率也会不断增强。 作者:姜关胜 单位:75240部队 自动化控制论文:智能技术电气自动化控制论文 一、智能技术的优势 与传统的自动化技术相比,智能控制无模型运转,提高了电气系统的管控效率。同时,智能技术的精度更高,减少了设计中的不可预测问题。因而设计对象模型阶段中便会存在不能估量或是预测的问题。人工智能技术实现了系统的实时调节,利用鲁棒性变化和响应时间提高其工作能力,实现自动化过程。智能技术已经成为现代企业管控的必然趋势,与传统的管控装置相比具有先进性,满足电气自动化工程建设的需求。针对不常见的数据,传统的自动化控制技术无法完成评估工作,但智能技术的出现解决了这一问题,实现了对系统录入信息的有效很快速处理。针对不同的对象,智能技术可显示不同的管控效果,使管控的效果具有针对性。但在目前的智能技术发展程度下,多种控制对象问题无法解决。因此,应从技术方面对智能技术进一步剖析和研究,促进该技术的完善,才能对我国工业以及相关行业的发展起到积极作用。 二、人工智能技术应用 基于电气自动化的复杂性,其操作过程应精细且注重细节。一旦操作失误,将导致系统故障甚至造成安全事故。因此,人工智能技术应用的优秀技术在于程序化问题,将复杂化的程序通过智能手段转化为简便化。通过系统日常资料的分析,对设备故障采取积极的应对措施。在具体应用过程中,人工智能技术主要表现为以下几个方面。 (一)智能化设计分析 人工智能技术关系到电力工程以及电路的设计。在传统的设计模式下,工作人员的工作量大,需要大量的试验验证,并且对不合理部分进行改进。因此常出现考虑不周全的问题,处理问题的效率较低,对于难度较大的问题,传统的处理方案无法解决。这使得智能化设计成为必然。现阶段,电力企业逐步实现了智能化设计,全面考察了问题的难度,提高了处理问题的能力和效率。但同时,智能设计对于操作人员提出了更高的要求,要求其掌握专业知识和智能系统操作技巧,并且操作人员还应具有与时俱进的精神,对智能系统进行适当的改良设计。利用人工智能设计,可有效提高数据分析的准确性,将复杂问题简单化。 (二)PLC技术应用 随着电力企业规模的扩大,电力生产对于技术具有更高的要求,基于此的PLC技术成为企业生产和建设的重要目标。PLC技术是一种常见的人工智能技术,目前主要应用于工业、电力企业,具有良好的效果。其是在继电控制装置基础上发展起来的智能技术,该系统的主要作用在于优化了系统工艺流程,从而根据企业需求对运营现状进行调整,确保其运营的协调性。PLC技术以自动控制系统为主,手动控制技术为辅。对于提高电力系统生产实践具有重要作用。在电力生产中,PLC人工智能化技术的使用还实现了自动化目标切换,继电器逐渐代替了实物元件,不但提高而来管控效率,还确保了系统的运行安全。 (三)智能诊断和CAD技术应用 智能诊断系统的出现是电气运行复杂化的结果。该诊断系统要求操作人员具有较多的实践经验,改善了传统模式的手工设计方案,充分体现了信息时代的优势。科技的发展也使得CAD技术逐渐实现了智能化,缩短了产品设计实践。智能化技术优化了CAD技术,对产品设计质量的提高具有积极作用。目前,在电力系统中,遗传算法是人工智能技术的重要表现之一,通过科学的计算方法,提高了数据统计和计算的精确度。基于遗传算法的重要作用,应得到企业的重视。在电力系统运行过程中,如何区分故障和征兆是一个难题,智能化技术通过专家系统和神经网络系统可快速有效的分析出系统故障和安全隐患,并提供一定的解决办法,确保了电力系统的运行问题。 (四)神经网络技术应用 神经网络系统是智能技术的重要体现之一,其作用在于分析和处理系统故障。可对系统故障进行准确定位,并且减少了定位时间。同时,还可完成对非初始速度及负载转矩的有效管控。神经系统设计具有多样性,具有反向学习功能。利用神经网络系统的两个子系统,可实现对机电参数转子速度和电子流的评判和管控。目前,智能神经网络系统主要应用于分析模式和信号处理上。由于其包含非线性函数估算装置,因此对于电气自动化控制具有积极作用。其主要优势在于无需对控制对象建立数学模型,因此工作效率高,噪音小。 三、总结 随着科技的不断发展,电气自动化控制系统逐渐实现了数字化和智能化。智能技术的使用提高了自动化控制的效率,基于人工智能理论的智能技术是电力企业发展的必然。智能技术不仅是计算机技术的重要组成部分,也对计算机技术具有一定的依附性。但目前,智能技术的应用尚存在一定的缺陷,甚至存在一定的错误。基于此,应提高操作人员对智能控制化技术的认识,以保证智能化技术的可持续发展。 作者:许武文 单位:海南师范大学 自动化控制论文:智能化技术下电气工程自动化控制论文 1智能化技术的理论基础 从20世纪50年代开始,一直到现在的几十年探索中,人工智能化已经可以像人一样进行感应与行动,凭借着高效率、高精度以及高协调性等特点超越来传统的控制技术。随着计算机技术的不断发展,对人的思维能力进行模拟的构想现在已经得到了实现,后来在程序语言编制上,智能化模拟的可实施性也得到而来增加。随着电气工程自动化控制技术的不断发展,智能化技术的市场得到不断拓宽,这种技术的应用不仅可以使电气工程的工作速度得到提高,同时还在电气工程中节约了大量的人力与物力[1]。智能化技术在整个电气自动化控制行业中主要是利用不断实践来进行的,其中包含的内容十分广泛并复杂。智能化技术属于计算机高端技术的一种,因此要想很好的掌握其应用,那么必须要具备专业性计算机理论知识。智能化技术不仅有效有提升了电气自动化控制的工作效率,同时也也很大程度上降低了工作人员的压力,优化了资源配置,促进了电气工程自动化系统的稳定运作。 2智能化技术的主要特点分析 对于很多人来说,智能化技术是一个陌生的词汇,然而它却与我们的生活息息相关,下面我们就对它的主要特点进行阐述,帮助大家深入理解智能化技术。作为电力系统中的关键环节,电气工程自动化控制对电力系统的正常运行存在着决定性的作用,为了保证电气工程的顺利发展,从而有效提升恒业的整体水平,对智能化技术进行应用是大势所趋。 2.1高精度与高效率 在电气工程自动化控制中,精度与效率是两项重要指标,在智能化技术指导留下,对多个CPU与高速CPU芯片进行使用,电气工程控制工作效率与精度得到了显著的提高。 2.2多系统控制 智能化技术的应用可以有效减少相关工序,同时还能使工作效率得到显著提高,目前该项技术在电气工程自动化控制中的实际应用正朝着系统控制的方向发展着。 2.3科学计算的可见性 在电气工程自动化控制中,智能化技术的应用可以对数据进行有效的处理,不仅可以通过文字和语言进行信息交流,同时还能利用图形与动画实现信息交流,这在很大程度上提升了工作的效率。 3智能化技术在电气工程自动化控制中的应用 在电气工程自动化控制系统中应用智能化技术,有效提升了系统的工作效率,降低了工作人员的压力,对于电气工程自动化控制中智能化技术的应用主要体现在三个方面:(1)怎样将智能化技术应用到电气工程中对病因的诊断与维修之中;(2)如何对电气产品与设备进行优化设计;(3)通过怎样的形式对电气工程智能化控制进行实现。 3.1对电气工程自动化控制中的病因进行诊断 利用传统的人工方式对电气工程系统中的病因进行诊断是非常复杂的,同时对工作人员的要求也非常高,而且也不能对病因进行准确的诊断。在电气工程自动化控制中难免会发生一些设备和数据问题,依靠人工诊断方式往往不能对病因进行及时的诊断与处理。而智能化技术的应用不仅可以使病因诊断的效率得到明显提高,同时还可以使定时检测与诊断得到实现,在这一过程中很多问题的出现都会得到避免。 3.2对电气工程设计进行优化 在传统电气工程设计中,往往需要通过工作人员在工作过程中进行反复的实验才能完成。在这一过程中工作人员很有可能不会考虑到一些具体情况。如果真的出现复杂性的问题,也不能对其进行及时的解决,在这种情况下,工作人员不仅要掌握大量的专业设计知识,同时还要很好的将自己已经掌握的理论知识运用到实际应用中。智能化技术得到应用以后,设计人员就可以利用计算机网络和相应的软件对电气工程自动化控制进行设计,这样一来,设计数据的准确性得到而来增加,同时设计样式也非常丰富,另外,还能对一些复杂问题进行及时的处理,电气工程自动化控制的顺利运行就得到而来有效的保证。 3.3对整个电气工程进行自动化控制 电气工程控制系统中存在着很多控制环节,智能化技术的应用正好可以使对整个电气工程的自动化控制得到实现。智能化技术在应用过程中通过神经网络与模糊控制等方式实现对电气工程的自动化控制。其中,神经网络控制的应用是非常关键的,它可以进行反向的算法,同时具有多层次的结构。在神经网络控制的子系统中,其中的一个子系统可以结合系统参数对转子的速度进行调控与判断,而另一个子系统就可以按照以上参数对转子的速度进行判断与控制。目前神经网络控制已经在识别模式以及信号处理等方面得到了广泛的应用。智能化手段的应用使电气工程的远距离与无人操控自动化控制得到了实现,通过公司局域网的帮助,智能化技术的应用使得对电气系统各环节的实际运行情况进行了详细的反馈分析。 4结语 综上所述,电气工程自动化领域中智能化技术的应用已经取得了显著的成就,同时智能化技术还会逐渐在其他各领域中得到广泛应用。在目前激烈的市场环境中,对电气自动化控制的要求逐渐升高,在这种情况下,需要相关工作人员在目前理论研究的基础上进行深入的分析和研究,不断增强电气工程中自动化控制的性能,只有这样,才能使电气系统的工作效率得到进一步提高,进而使人们的各种需求得到满足,最终促进企业的市场地位得到显著的提升。 作者:张华平 单位:泰州机电高等职业技术学校 自动化控制论文:灌区闸门远程自动化控制系统 摘要:本文以国内某大型灌区为例,在灌区远程测报系统的基础上进行了闸门自动控制研究,通过无线调制解调器连接上位机(PC机)与下位机(单片机),将下位机采集到的数据传输到上位机,根据用户要求的流量控制闸门的开度和时间,为灌区的运行和管理提供保证,为提高系统的可靠性,采用了一些可供类似工程借鉴的可行技术。 关键词:远程自动化控制 闸门 单片机 闸门调节是灌区工程中经常采用的手段,闸门控制的研究对于节约能源、确保水利工程的正常运行、提高水资源的利用效率和节约用水具有重要的意义。目前国内大部分灌区已基本实现流量数据的自动采集和监测,并把数据传输到管理部门,但是在根据有关数据进行远程自动监测和控制方面成熟的经验非常少。国外特别是欧美等先进国家在这方面已经达到较高的水平,如美国的SRP灌区自动化灌溉系统,可以同时采集100多点的水位、闸门开度和其他信息,通过计算机处理后,控制几百座闸门、150多处泵站的运行。本文以国内某大型灌区为例,对闸门的自动监控进行了研究。 1、系统的总体设计 本系统采用无线数据传输技术,分一个主站和若干个子站,通过无线调制解调器构成一个无线通讯网络,对多个断面的数据信息进行采集、传输、处理和控制。系统的总体结构图如图1所示。下位机中的传感器把引水渠中的水位值和各闸门的开度值经转换后送给编码器,编码器对水位及闸门开度信号进行编码,在通过避雷器将编码信号传给数采仪,数采仪将数据进行初步加工和处理后由无线调制解调器传给上位机,上位机即系统主站,可分别与不同的子站建立联系,查询各测点的数据,并按照用户的要求对各闸门进行控制,下位机中的控制箱接收到此信息,经过计算,发出控制信号自动控制闸门到一定的开度,达到自动控制的目的。 图1 闸门远程自动监测与控制结构图 2、下位机系统设计 设计下位机重点在于闸门自动控制箱的设计,本文提出闸门的运行控制模式,并进行可靠性处理,然后利用无线传输设备与上位机进行通讯,传输数据。 2.1 下位机硬件电路设计 本系统采用AT89系列单片机,采用矩阵式键盘进行输入数据,键盘提供切换键、时间设置键、控制键三个按键,通过三个按键显示水位、流量、闸门开度、日期和时间。切换键实现上述四个功能的转换,时间设置键用于修改日期和时间,控制键用于对电机启停进行控制。 2.2 闸门控制系统设计 本系统下位机接收到上位机传来的要求流量值(或水位值),当要求的流量值(或水位值)与系统所测的流量值(或水位值)不一致时,单片机启键闭合,闸门电动装置控制箱自动启动电机,提升或下降闸门,当所要求的流量值(或水位值)与当前所测流量值(或水位值)相等时,单片机闭键闭合,电机自动停止,达到自动控制的目的。 闸门的运行控制模式有实时型控制模式和定时型控制模式两种,在实时型控制模式中,上位机根据用户要求的流量,利用流量—水位关系曲线把要求的流量换算成要求的水位,然后和下位机联系,下位机接到信号后,由电动装置控制箱控制电机的正反转,达到要求时停止转动。定时控制模式要求用户输入所期望的流量值和要求闸门动作的时间,下位机的控制箱在规定的时间里自动开启和关闭闸门,进行控制。 2.3 无线通讯设备SRM6100调制解调器 SRM6100无线调制解调器原是美国Data-Linc Group公司生产的军用产品,现应用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行无线通讯方法,在2.4GHz-2.483GHz频段应用智能频谱跳频技术,在无阻挡物的情况下,两调制解调器之间的通讯距离可达32.18公里, 可实现PLC(可编程控制器)和工作站之间的无线连接。SRM6100应用跳频,扩频和32位误码矫正技术保证数据传输的可靠性。无需昂贵的射频点检测技术。射频数据传输速率为188kbps。并且不需要FCC点现场许可证。SRM6100支持多种组态,包括点对点通讯和多点通讯。多点通讯对子站数目无限制。并且SRM6100可做为中继器工作,以达到扩展通讯距离或克服阻挡物通讯的目的。 2.4 下位机可靠性处理 为了精确控制电动闸门的关闭,避免电动闸门在工作中出现过载破坏或关闭不严的现象,本系统在电动轴上安装了转矩传感器,用来监测闸门输出轴的转动力矩,以判断闸门是否关严、是否被卡住。闸门电动装置用于检测和控制闸门的开度,本系统在转动轴上安装了光电码盘,考虑到闸门可能出现频繁的正反转交替,为了避免错位和丢码,采用双光耦技术,光耦输出的两路信号经74221双单稳触发器进行整形,89C51的INT0和INT1对其进行计数、计时,并判断转动方向,计算闸门开度。电动闸门在工作中若出现异常现象,系统会自动报警,切断电机电源并显示故障情况。 2.5 下位机软件设计 下位机的软件设计分为闸门自动装置控制箱程序设计和串行口中断服务程序设计两部分。闸门自动装置控制箱程序设计主要完成数据采集、存储、显示、按键操作等功能,串行口中断服务的程序完成下位机向上位机数据的传送和用户设定参数的接收。控制箱程序的主框图如下: 3、上位机设计 上位机的软件部分采用VB6.0为开发工具,将各个功能模块化,分别解决相应问题,再将各个模块组装,构成上位机软件系统的优秀,上位机软件系统的结构如图3所示,通信模块位于最底层,其余模块功能的实现都直接或间接建立在此模块的基础上,本文利用VB的API函数编写串口通讯程序,程序的框图如图4所示。数据管理模块的主要作用就是为水位、流量、闸位等建立数据库,并对其进行管理。 4、结语 本文以国内某灌区为例,全面分析了灌区闸门自动化控制系统的整体结构及其设计,对其软件开发和硬件选择作了全面阐述,并总结了提高自动化系统可靠性的经验,为提高灌区现代化管理水平提供了有利的工具,具有较高的使用价值和广泛的应用前景。 自动化控制论文:上海闵行水厂排泥水处理的自动化控制 摘要:目前在全国自来水行业中,几乎没有一家自来水厂对排泥水处理自动化控制进行系统的研究和应用。前几年上海市自来水公司在对水厂排泥水处理工艺研究的基础上,在闵行水厂一车间(净水能力7×104m?3/d)进行了排泥水处理生产性研究。为了能与国际接轨,同时与目前水厂的自动化相适应,在确定合理的处理工艺后配以高度的自动化,使系统在PLC中央控制下达到自动运行的程度,为今后水厂排泥水处理自动控制提供了有益的设计依据和参数。 关键词:排泥水处理 自动控制 水能力 1 排泥水处理的自动控制 针对上述工艺,要实现自动运行,必须解决下列问题: ① 排泥水截留池如何自动控制; ② 如何自动排放浓缩池的浓缩污泥; ③ 平衡池的污泥量如何控制; ④ 如何自动配制PAM溶液; ⑤ 如何对离心脱水机的PAM加注进行自动控制; ⑥ 当某泵发生故障时,如何保证系统继续运行; ⑦ 作为一个排泥水处理工程,如何协调整个系统的运行。 2 各单体的自控原理与设计 2.1 截留池的运行控制模式 截留池主要用来收集沉淀池排泥水和离心脱水机的分离水,而后由输送泵将排泥水从截留池输送至浓缩池。水厂采用了智能化泵吸—虹吸排泥方式,排泥时间和排泥水量都随原水的浊度和泥沙沉降特性而变化。在截留池中安装一个液位仪,一个搅拌器(用于均匀池中的泥水浓度,不使泥沙沉淀下来)。通过截留池液位的高和低来控制输送泵和控制池中搅拌器的开和停。为了对进入浓缩池的排泥水量进行控制,在排泥水输送管道上安装了一个流量计,用来反映进入浓缩池的排泥水水量,并且采用变频器实施对输送泵的流量控制,达到对浓缩池进水流量的控制。 2.2 浓缩池的自控设计 浓缩池的作用是将较低浓度排泥水变成较高浓度的污泥水,而后送到平衡池。如何对较高浓度的污泥进行自动排放是浓缩池能否自动运行的关键。由于浓缩池运行时间和进浓缩池的排泥水水量具有不确定性,故定时排放污泥行不通;由于浓缩池液位稳定,故也不能用液位仪。这里唯一变化的是浓缩污泥的浓度,所以在浓缩池中设计安装一个浓度计,用污泥浓度数值的高和低来自动控制排泥泵的开和停,即浓缩污泥的排放。通过对开始排泥和终止排泥的污泥浓度值进行设置,可达到:①使浓缩池始终高效运行;②控制平衡池的污泥浓度。 2.3 平衡池的自控设计 平衡池是一个缓冲池,主要作用是保证进离心脱水机的污泥浓度稳定。对它的控制主要有两点:①池中污泥要均匀;②池中污泥水不能溢出,也不能排空,所以在池中安装一个液位仪和一个搅拌器。搅拌器的作用是均匀池中浓缩污泥浓度,不使泥沙沉淀下来。液位的高低则决定浓缩池排泥泵、离心机进泥泵和搅拌器的开和停。 2.4 配制自动化 高分子絮凝剂一般为颗粒状或粉末状固体,不能直接投放到污泥水中,必须采用一配制系统。该系统可分为五部分:①粉末储存器,用以储存足量的PAM固体;②螺旋投加器,由两支小型螺旋输送杆组成,用以均匀地将PAM固体送入斗型输送器,它的出口开启、关闭受一时间继电器控制;③斗型输送器与水射器,用来承接PAM固体,并使之与水均匀混合而后送至搅拌熟化池;④搅拌熟化池,用以搅拌PAM与水的混合液,让PAM与水充分混合熟化;⑤投加池,用以承接搅拌熟化池来的PAM溶液,以供PAM投加泵投入离心机中。整个配制系统应能如下运行:首先确定配制浓度,计算出投加固体量和投加时间,而后通过时间继电器确定投加时间。一旦固体投入漏斗后,则自来水将与固体料混合,并由压力水通过水射器送至搅拌池搅拌熟化,搅拌池溶液达到某液位时,水源自动关闭。当投加池PAM溶液用到某低液位时,系统将自动打开搅拌池的投放出口,配制好的PAM溶液由搅拌池送至投加池,然后系统自动再配制溶液,整个系统能周而复始自动配制溶液以用于离心脱水机的PAM絮凝剂投加。 2.5 离心脱水机及加药量的自控 离心脱水机的作用是将浓缩污泥进行固液分离,是固液分离好坏的关键脱水机械。要使泥与水能很好地分离,除了离心机的转速、差速控制因素之外,PAM投加量的自动控制是至关重要的。投加量的控制涉及到进泥量、进泥浓度、加注量和加注率的选定。对这些问题的设计思路是:①对进泥浓度进行监测,在平衡池中安装了一个污泥浓度计,以显示进入离心机的浓缩污泥浓度;②对进泥量进行监控,在进泥管道上安装一个流量计,在污泥泵上加一个变频器控制,以控制进泥量;③加注量则采用计量加注泵来控制PAM絮凝剂的加注,PAM絮凝剂则完全由PAM自动配制系统供应,这样能完美地实施离心脱水机和加药量的自动控制。 2.6 泵的故障排除 对每一环节中的泵都配备一台备用泵,并对每一污泥泵安装流量传感器,设置流量报警,对进离心机的污泥泵设置压力报警,同时每个泵给出一个运行状态信号,一旦某泵发生故障,备用泵能自动切换。泵的轮番使用通过PLC进行。 2.7 全系统的控制 系统采用了SLC 500小型可编程控制器族作为中央控制,它具有一个固定的控制器以及模块化控制器,模块化控制器在系统配置方面相当灵活,配以各类继电器就能设计一个用于本系统的控制器系统,使各单位协调运作,以达到运行的自动化。 与此同时也采用Panelview 550扁平面板终端设备提供快速和直观的显示。整个系统控制灵活、显示直观、设置简便、操作容易。 3 系统的运行自控 3.1 截留池的运行 沉淀池排泥水经管道流入截留池,池中液位开始上升。PLC接收来自截留池液位仪的信号,当达到某一高度后,PLC发出指令,开启输送泵,排泥水由输送泵送至浓缩池,输送量则由流量计显示并反馈到PLC,PLC可通过变频器对输送泵进行流量控制。 在实际运行中,设置输送泵启动液位为1.5m,停止液位为1.0m;搅拌器的启动为1.0m,停止为0.5m;输送的排泥水量为80~150m3/h。 3.2 浓缩池的运行 浓缩池一旦进水即开始运行。池中的浓度计连续监测池中某点位污泥浓度的变化,信号随时反馈给PLC。当达到某一浓度后,PLC发出指令开启浓缩池至平衡池的排泥泵,较高浓度的浓缩污泥就被送入平衡池积蓄起来。 沉淀池停止排泥之后,截留池的水位会慢慢下降,PLC收到截留池低液位信号后发出指令,停止输送泵运作,浓缩池也停止运行。但排泥泵的运行会降低浓缩池内污泥浓度,PLC在收到浓缩池浓度计的低浓度信号后即发出指令,停止排泥泵运行。 在实际运作中,将排泥泵的启动设置在池内污泥浓度为1.0%,停止浓度为0.1%。 3.3 平衡池的运行 平衡池的运行主要通过对浓缩池排泥泵的限定设置以及对离心机进料污泥泵的限定设置来控制。? 在实际运作中,设置排泥泵的启动液位为3.0 m,停止为3.5 m。这样,整个排泥水的收集、浓缩、积蓄就在PLC控制下周而复始,自动运行,无人操作。 3.4 离心机污泥脱水的运行 PLC收到离心机开启信号后,延时发出指令,自动开启离心机进泥泵、PAM加注计量泵和螺旋输送器,并接受来自进泥流量计和加注计量泵的信号。根据平衡池污泥浓度计的数值、进泥流量计的数值、PAM配制浓度、最佳加注率,就可以确定计量投加泵的流量,并通过PLC设置。这样PLC自动控制PAM加注泵变频器的设定频率值以控制投加量,离心脱水机对浓缩污泥的固液分离就可自动进行。 在实际运行中,PAM投加量的确定须依据进泥量和进泥浓度而定,加注率一般设定在1.0~1.5 kg/t干泥。 对所有泵都配有报警装置和备用泵并通过PLC控制,一旦运行泵发生故障,报警信号发至PLC,则PLC会自动控制切换备用泵运行,以保证在对故障泵进行维修时不影响系统的连续自动运行。 4 结论 综上所述,采用PLC作为中央控制,配以液位仪、浓度计、流量计作为一级仪表组合,自动连续监测运行状况,并将监测值实时送到PLC。PLC发出指令,指令会通过中间开关继电器和变频器,对系统的泵等设备进行开停、流量变化等控制,以达到运行的高度自动化。? 通过PLC的终端显示面板,也可以随时对运行参数进行重新设置,以达到最佳运行条件。在整个系统的运行中,达到了无人操作的程度。 自动化控制论文:水工业自动化控制技术的发展趋势 摘要:工业自动化领域的发展趋势:控制系统的智能化、分散化、网络化及管理控制一体化。 关键词:水工业 自动化控制技术 1 控制系统的智能化、分散化、网络化 工业自动化领域的发展趋势之一是控制系统的智能化、分散化、网络化,而现场总线的崛起正是这一发展趋势的标志。 1.1现场总线的崛起 半个多世纪以来,工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统(DCS)等4代过程控制系统,当前我国水工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系统阶段。这里要说明一点,DCS既是一个过程控制体系的名称,有时也表示为由制造厂商出售的一个起完整作用而集成的集散控制系统产品,这种DCS系统相对较为封闭,而目前水工业自动化的DCS系统多数是由用户集成的,因此相对较为开放。 与早期的一些控制系统相比,DCS系统在功能和性能上有了很大进步,可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制,但其仍然是一种模拟数字混合系统,从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递,仍旧依靠大量的一对一的布线来实现。这种信号传递关系称之为信号传输,而不是数据通信,难以实现仪表之间的信息交换,因而呼唤着具备通信功能的、传输信号全数字化的仪表与系统的出现,从而由集散控制过渡到彻底的分散控制,正是在这种需求的驱动下,自20世纪80年代中期起,现场总线便应运而生,并通过激烈的市场竞争而不断崛起。 现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。现场总线技术将专用的CPU置入传统的测控仪表,使它们各自都具有了数字计算和通信能力,即所谓“智能化”;采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系的纽带,把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络,并按公开、规范的通信协议,使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换,形成多种适应实际需要的控制系统,即所谓“网络化”;由于这些网上的节点都是具备智能的可通信产品,因而它所需要的控制信息(如实时测量数据)不采取向PLC或计算机存取的方式,而可直接从处于同等层上的另一个节点上获取,在现场总线控制系统(FCS)的环境下,借助其计算和通信能力,在现场就可进行许多复杂计算,形成真正分散在现场的完整的控制系统,提高了系统的自治性和可靠性。 FCS成为发展的趋势之一,是它改变了传统控制系统的结构,形成了新型的网络集成全分布系统,采用全数字通信,具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点,形成了从测控设备到监控计算机的全数字通信网络,顺应了控制网络的发展要求。 1.2现场总线的现状和标准化问题 目前,国内、外的现场总线有60几种之多,由于这一新技术所具有的潜在而巨大的市场前景,在商业利益的驱动下,导致了近年来制订现场总线国际标准大战。在市场和技术发展需要统一的国际标准的呼声下,修改后的IEC 61158.3~6标准最终于2000年1月4日获得通过。该标准包括了8种类型的现场总线子集,它们分别是:①基金会现场总线FF(原有的技术规范IEC 61158);②Control Net;③Profibus;④P—Net;⑤FF HSE;⑥Swift Net;⑦Word FIP;⑧Intferbus。这8种现场总线中,④、⑥是用于有限领域的专用现场总线;②、③、⑦、⑧是由PLC为基础的控制系统发展而来,本质上以远程I/O总线技术为基础,通常不具备通过总线向现场设备供电和本征安全性能;①、⑤则由传统DCS控制系统发展而来,具有总线供电和本征安全功能;①、⑧属于现场设备级总线,②、⑤属于监控级现场总线;③、⑦则是包括两个层次的现场总线。 以上8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议,例如:Profibus采用的是令牌环和主/从站方式;FFHSE是CSMA/CD方式;WordFIP是总线裁决方式。因此,要这8种现场总线实现相互兼容和互操作几无可能。面对这种多总线并存的局面,系统集成将面临更为复杂的任务,系统集成技术也将会有很大的发展。 1.3现场总线的新动向—工业以太网 长期以来的标准之争,实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一代系统的发展,人们开始寻求新的出路,一个新的动向是从现场总线转向Ethernet,用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛的网络技术,在IT领域已被使用多年,已有广泛的硬、软件开发技术支持,更重要的是启用以太网作为高速现场总线框架,可以使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用,国际上成立了工业以太网协会,开展工业以太网关键技术的研究。此外,开发设备网供应商协会(ODVA)已经了在工厂现场使用以太网的全球性标准——以太网/IP标准。该标准使用户在采用开放的工业应用层网络的同时,能利用可买到的现成的以太网物理介质和组件,也即由多个供应商所提供的可互操作的以太网产品。随着网络技术的发展,以太网应用于工业领域所要面对的网络可确定性问题、环境适应性问题、包括总线供电和本征安全问题都会迅速得到解决。 2 管理控制一体化 工业自动化领域的另一个发展趋势是管理控制系统的一体化。 2.1何谓管控一体化 在市场经济与信息时代的飞速发展中,企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大,现代工业企业对生产的管理要求不断提高,这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制,同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。管控一体化就是建立全集成的、开放的、全厂综合自动化的信息平台,把企业的横向通信(同一层不同节点的通信)和纵向通信(上、下层之间的通信)紧密联系在一起,通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理,形成一个意义更广泛的综合管理系统。 2.2现场总线为管控一体化铺平了道路 企业信息网络是管控信息集成的基本条件,没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集,建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享,以及与外部世界的信息沟通。 水工业和一般企业网络大致可分为3层,即企业管理层,过程监控层和现场控制层。 管控一体化解决方案中的现场控制层由现场总线设备和控制网段构成,把传统的集散系统控制站(如水处理企业的PLC分站)的功能分散到了现场总线设备,此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线技术与产品所形成的底层网络,充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点,为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。企业信息网络是管控一体化的基础,现场总线则为构建管控一体化网络铺平了道路;过程监控层由局域网段以及连接在局域网段的担任监控任务的工作站或控制器组成,现场总线网络通过现场总线接口与过程监控层相连,或者监控层直接由现场总线来担当;监控站可以完成对控制系统的组态,执行对控制系统的监控、报警、维护及人机交互等功能;企业管理层由各种服务器和客户机等组成,用于集成企业的各种信息,实现与Internet的连接,完成管理、决策和商务应用的各种功能。 2.3管控一体化的支持环境与系统集成 基于系统之间横向数据交换及控制系统与管理层和现场仪表间纵向数据交换日益增加,现场总线的应用越来越广泛,制造厂商的产品也日益开放。由于多种总线并存已成定局,管控系统建立统一的数据管理、统一的通信、统一的组态和编程软件的一体化解决方案受到了各厂家的重视。同时,采用分布式网络系统,采用C/S或B/S结构,可以在实现企业各层次功能模型的同时,实现网络连接在结构上的简化,从而形成以实时和关系数据库为中心的数据集成环境,为实现数据资源共享的目标奠定了基础。 如前所述,在多总线并存的局面下,系统集成成为实现管控一体化信息系统的中心任务。系统集成是要按照一定的方法和策略将相同或不相同厂商的现场总线产品相互连接,并使上层应用与下层现场设备之间完成双向数据沟通,使之成为一个可以满足用户需求的整体。因此,系统集成既包括硬件产品的集成,也包括软件产品的集成。对硬件集成来说,需要借助网桥、网关沟通总线接口。一般同种总线的网段采用中继器实现网段的延伸,采用网桥实现不同速率网段之间的连接;不同类型的总线网段之间以及现场总线与以太网等异构网络之间采用网关实现互连,如公司与生产厂或其他部门距离较远时,采用公共数据网或电话网来实现局域网的连接,这在水工业的城市污水处理和截流系统、自来水厂站之间及供水管网调度系统等方面也是经常会遇到的问题。因此可以预计,今后这类通信接口产品将会变得很热门,从软件集成来说,通过OPC、ODBC等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现,能将实时控制、可视化操作、信息分析、系统诊断等功能集成到一个紧凑的软件包中,具有很大的硬件灵活性,并且可以提供与多种管理软件的连通性,从而可较为经济地解决管控系统之间的连接。 目前各个国家都在竞相开发自己的现场总线技术与产品,形成以现场总线为基础的一体化解决方案下的企业信息系统。现在已经推出产品的如西门子公司以Profibus总线为基础的PCS7、罗斯蒙特公司的基于FF总线的Plantweb等,管控一体化软件则有美国信肯通公司的Think DO、Lntellntion公司的iFIX等。 3 对水工业自动化发展的思考 综上所述,现场总线技术的发展,引起了自动化系统结构和自动化控制概念的变革,进一步推动了管控一体化企业信息系统的建立,它集计算机技术、信息技术和自动化技术为一体,成为流程工业自动化发展的趋势。随着市场经济的发展和加入WTO的临近,工业企业面临前所未有的发展机遇和愈加严峻的挑战,对企业的生产经营管理提出了更高的要求。管控一体化企业信息系统的建立,将是增强企业竞争力的重要途径,问题是对于水工业来说,这种必要性到底有多大?水工业尽管有自己的特殊性,但在实现生产过程和经营过程的整体优化,在保障运行安全的前提下获取最大的经济效益上与其他工业应是相同的。特别是信息技术的不断发展,网络的普及,将会使管控一体化的重要性日益显露出来,由以PLC为基础的集散型控制系统向以现场总线为基础的管控一体化分布式网络信息系统过渡是必然的。 要构建管控一体化网络,必先以现场总线所形成的底层网络为基础,但目前国内对现场总线技术的应用还比较迟缓,原因之一是观望和等待一个单一的现场总线国际标准的确立,但客观事实是IEC通过了8种总线标准,估计这种多总线并存的局面在短时间之内也不会改观;原因之二是现场总线在系统集成上存在困难,条件还不成熟,尤其是由国家支持研制开发的FF总线,其OEM产品的开发和应用也还要假以时日;此外还存在总线产品互操作性的认定和可靠性等方面的问题。因此在目前情况下,一方面要密切关注现场总线标准的新的发展动态,同时还应结合水工业的具体条件,对诸如如何保护和利用现有资源,对原来的DCS系统进行改造,选用何种总线以及如何组网和系统集成等问题加以研究和讨论,并建议国家城市给水排水工程技术研究中心成立一个机构,像建设部、科委下属智能建筑技术推广中心的LonWorks现场总线协作网一样,负责跟踪现场总线技术的发展、信息技术交流,指导行业对这一新技术的推广和应用,以促进水工业自动化发展的进程。 自动化控制论文:论长寿排水公司污水处理厂自动化控制 摘要:本文介绍了长寿污水处理厂实施自动化控制的实践,论证了自动化系统对污水处理运行管理的重要作用,提出了智能化是自控系统发展方向的观点。 关键词:污水处理厂 自动化控制 设备改造 1.污水处理可能对三峡库来说还算是一个新星的行业,在三峡库区新建的污水处理厂中,大部分设置了自动化控制系统,力求对整个污水处理过程实行全面监控。但由于这项工作尚处在实践摸索阶段,与国外水平相比存在较大差距,主要问题是: (l)主要控制设备功能不稳定,特别是在线仪表的准确性和稳定性来看,不能完全达到由计算机控制的要求。 (2)自控水平低,距智能化自动控制还有很大差距。 (3)运行条件变化范围大,某些工艺环节尚在不断调整。 (4)运行操作人员尚不能对工艺进行全方位控制操作。 由于以上条件限制,大多数污水处理厂的自控系统只能发挥监视和对部分设备进行远程控制的功能。长寿污水处理厂针对以上问题,自2003年5月试运行到现在来看,根据实际运行,并通过对部分设备的改造和完善,加之对现场运行操作人员的技术培训,使中控室具有集中控制、监视、现场故障报警等功能。操作人员可在中控室进行操作,为安全稳定运行提供了保障。 2. 长寿排水公司自控概况 长寿污水处理厂处理长寿区20万人生活污水及工业废水,我厂监控系统采用工业以太网集中控制系统。此系统包括1个监控中心(中控室)、6个现场PLC站(模拟屏PLC0、配电间站PLC1加药间站PLC2、脱水间PLC3、PLC4站和紫外光PLC5站)。配电间站主要控制提升泵站、格栅井、沉砂池、氧化沟、二沉池、回流泵站、剩余泵站、贮泥池的自动运行;模拟屏站主要对模拟屏的数据处理控制;加药间站主要是对加药间的自动控制;脱水间2个站分别对1号和2号脱水机进行自动控制,紫外光站是对紫外光消毒系统进行控制。中控室则对全厂设备的控制操作及监视。现场分站采用的PLC可编程控制系统是美国AB公司以太网系统。 3. 对设备的改造与完善 长寿污水处理厂从试运行以来,由于现场电气及机械设备存在一些问题,直接影响了自控系统的正常运行。根据存在的问题,结合实际运行情况及工艺要求,对自动化控制系统的现场控制设备进行了部分技术改造。 3.1 对现场一些设备进行改造 由于我厂增加了一台脱水机和PLC柜,为了把新增的这台脱水机PLC柜的运行信号联到中控室,避免重新进行布线。使用交换机联接两台脱水间PLC柜,通过一根信号线接到中控室交换机。改造现场和配电机曝气机的二次控制回路,解决了中控室不能控制曝气机启停的问题。 1号2号氧化沟的变频曝气机由于控制转换开关处在开关柜 控制和机旁控制方式时,变频器模拟量4~20mA电流输入电路断开,使得不能输入变频器运行频率,变频器控制失效,不能运行。经考虑,短接模拟量电流输入的转换开关控制回路。 变频器频率信号(模拟量)、运行信号(开关量)没有输出给 PLC,使得上位机无法判断曝气机是否运行。过后经自动化人员改进后,只给出变频器频率信号(模拟量),运行信号可有可无(开关量)。 3.2 对PLC源程序的修改、优化 试运行中,我厂由于采用的是巡检制度,将各分散值班点集中到中心控制室值班操作。所以必须对比较重要的报警参数根据实际情况做进一步的修改。通过对PLC可编程控制器的源程序进行修改、编译,主要是启停液位、报警液位、逻辑控制、出水流量、加药间液位、提升泵站液位差等。不仅实现了设备按工艺流程运行的要求,而且机械设备运行的准确性、安全性有了很大提高,电气故障大为减少。故障点检查也很方便,大大降低了电气设备的故障率,使现场自动运行更加稳定。更主要的是为自动化控制的顺利实现创造了条件。 另外对高压配电系统和一套独立的监控系统,如出现任何故障不仅有指示灯光报警,而且还配有语音报警系统,使值班人员一目了然,可清楚地判断故障发生的部位并做及时处理,避免事故的发生。 3.4 安装视频监视系统的 为了让操作人员真正在中控室控制全厂、监视全厂、管理全厂,长寿污水处理厂于2002安装了BAXALL系列摄像机视频监视系统。它配合原有的自控仪表,对进水粗格栅、细格栅、提升泵、排砂泵、搅拌机、砂水分离机、氧化沟曝气机、二沉池、回流泵站、剩余污泥泵站、脱水间、办公室等10多个场所的现场情况,进行24小时全天候监视。 这套视频监视系统运行可靠。在中控室里,通过对摄像机的遥控。可以监视全厂20多个部位工艺设备的运行情况。如果按工艺流程在现场巡查一遍,需要30分钟左右,而通过视频监视系统,几分钟就可以对全厂工况浏览一遍,大大提高了工作效率。 3.5 提升泵站和格栅井的控制 污水提升泵站安装两台潜水泵一用一备,在上位机设定常用/备用,按如下原理进行控制: 当泵站内水位达到1.70m时,一台泵启动 ; 当水位降至0.80m时,水泵停机,并发出报警信号。 粗、细格栅分别有时间控制/液位差控制,2种控制方法,我厂现在用的是时间控制。 格栅井安装粗、细格栅机两台,运行依据其前、后超声波液位差计测得的水位差进行控制。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过20cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动开机。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至10cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动停机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过30cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动开机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至20cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动停机。 粗格栅、细格栅还可以通过在上位机设定运行、停止间隔时间的方式定时开启停止。当格栅每运行15分钟后停15分钟。皮带输送机、螺旋输送机与格栅联动,及格栅运行时,同时运行。 两组涡流沉砂池,每组涡流沉砂池内安装一台搅拌机和排砂泵,搅拌机长期运行。排砂泵把池底的污物抽送至砂水分离器。排砂泵每运行10分钟后停20分钟,时用,砂水分离器与排砂泵同时工作,以上设备均可在中心控制室监控。 3.6 氧化沟的自动控制 本工程氧化沟设两组,日处理污水能力40000m3/d,每组氧化沟设计日处理能力2万m3/d。每组氧化沟PDSL-325(C)型倒伞型表面曝气机三台,其中1#,3#机组为恒速,逆时钟方向运转,单台机组充氧量为119kgO2/h;2#机组为变频调速,顺时针方向运转,单台机组充氧量为23~119kgO2/h,电机功率均为55KW;每组氧化沟安装两台溶解氧检测仪(DO仪)和一台污泥浓度检测仪(MLSS仪),一台DO仪和MLSS仪安装在接近出水口处,另一台DO仪安装在缺氧区。另一组氧化沟设备与该组氧化沟对称,倒伞型表面曝气机的运行按照氧化沟内溶解氧值(DO值)进行自动控制,其DO值以接近出水口处的DO仪的测定值为准。 当DO值在0.2mg/L DO值 1.2mg/L范围内时三台电机都开启;当DO值在1.2mg/L DO值 3.0mg/L范围内时开一台恒速机和一台变频调速机;其中变频调速机的调速频率分为五段(频率随着DO值减小而增大);当DO值在3.0mg/L DO值 4.0mg/L范围内时只开一台恒速机。如果DO值不在以上范围内那么开一台恒速机和一台变频调速机(频率固定)。 氧化沟内设一台污泥浓度(MLSS)测定仪,将MLSS测定仪测定值传送至中控室,用于调节活性污泥回流泵站及电动套筒阀的运行。 氧化沟内安装的各检测仪器(如DO仪、MLSS仪)的数据,由PLC1进行采集。然后PLC1将采集的数据通过控制层网络送至中控室用于控制相关设备运转。 3.7 回流泵站的自动控制 污泥回流泵站安装潜水轴流泵两台,按如下原理进行控制: 在泵站出水侧及吸水侧(套筒阀井处)各设一台超声波水位计,出水侧设两个水位,一个正常水位7.8m,一个报警水位8.4m,吸水侧设四个水位,一个正常水位5.30m,一个启动水位5.00m,一个高限报警水位5.80m,一个低限报警水位4.40m; 当两个氧化沟的污泥浓度同时高于3000mg/L时,开启1台污泥回流泵,如果其中任何一个氧化沟的污泥浓度低于3000mg/L时只开启2台污泥回流泵。 本控制程序能使两泵交替工作(统计工作时间),负荷均等,从而延长二泵工作寿命。 3.8 剩余泵站和贮泥池的自动控制 本泵站安装100QW70-7-3型潜水排污泵一台,其工作原理如下: 当贮泥池液位低于2.0m时,剩余污泥泵自动开启。当贮泥池液位高于4.5m时,剩余污泥泵站剩余污泥泵根据液位计信号自动停止运行,贮泥池液位在中心控制室显示及报警。另外,当贮泥池水位计超过贮泥池设定的最高水位或最低0.5m时,水泵亦由中控室控制自动切断水泵电源,泵站停止工作。 贮泥池安装超声波液位计,当液位为1.5m时,向脱水间PLC发出污泥泵停泵停止运行信号。 3.9 加药间的自动控制 溶解、溶液池为两组,每组2 m;每组内安一台搅拌机,和超声波液位计一套,工况一用一备; 溶解池加料加水后,搅拌机工作15分钟,搅拌机停车,溶液池的液位预报警(液位现场确定); 当一格溶解池最低液位时(液位现场确定),自动关停药液输出电磁阀同时开启另一溶液池的电磁阀; FeCl3液按照出水流量计信号自动调节频率,手动调节冲程控制投加量,使其出水水质达到国家一级排放标准。 3.10 紫外光的自动控制 紫外光消毒采用的是德国威得高系统,控制方式采用的是液位控制,并由液位控制出水的电动阀门自动行动,使液位始终保持在1.7m,紫外光灯启动±5%左右。 3.11 脱水间的自动控制 脱水间加药池设有一液位探头,当液位低于设计标准时,脱水机停止。 脱水机的控制主要还是以人工控制为主,操作人员在PLC柜在启停各个设备。 3.12 现场仪表的控制 我厂的主要仪表有:液位计、进水PH值、溶解氧、污泥浓度、COD在线仪、浊度仪、出水流量计(其中大部分的在线仪表都自带得有温度计)。 显示的具体形式以具体数值显示为主,操作人员可直观地读取各种数据。 3.13 高压配电系统监视功能 此功能主要是对高压配电及供电系统的开关是合是断,通过在上住机(CRT)显示来提示有关人员。具体显示以示意图的形式实现。 3.14 时间累计、故障次数和报警功能 主要功能是对所有设备运行的时间进行统计。报警功能是对设备运行出现的故障都有灯光和声音提示,准确及时地提示操作人员哪台设备出现了故障。故障出现时,运行设备立即停止运行。此部分功能的实现,为有关人员确定设备大修时间及日常保养次数提供了依据。 4. 自控系统的使用效果 4.1 快速准确地反映运行异常情况 当现场现出任何的异常情况,可通过监控系统和上位机系统一目了然的看出问题。有设备出现故障、上位机同时报警并停止该设备的运行,相应地计算机作故障情况记录,方便设备故障排除、管理、维护等。 4.2 促进了职工技求素质的提高 实行自控,运行人员合并值班操作,对职工素质的要求也相应地变为复合型,这就进一步激发了职工特别是青年职工学文化、学技术的积极性。 4.3 为降低运行成本创造了条件 5. 自控系统的发展前景是智能化 从长寿排水公司自动化控制水平看,只是完成了人对设备简单的机械性能的操作,这种系统在智能化高度发达的今天显得很粗糙。因为污水处理的可变因素很多,有水量、浓度、温度、气量、微生物状态、系统配水情况。供电情况、机械运行情况等等,是一个非常复杂的系统,只靠预先设定的简单程序就想控制好生产全过程是不可能的。我们需要一种更高级的控制系统,使之能对生产过程出现的各种数据给予采集、计算、分析,得出目前运行状态是否正常的结论,并能给操作人员以有益的提示,从而使自动化控制能够真正实现智能化。 自动化控制论文:滴灌系统的自动化控制的研究 摘要:本文介绍了引进的以色列先进的滴灌技术,同时从滴灌系统、节水效果到滴灌的自动化控制作了详尽阐叙,并对百果园第二期工程建设提出了滴灌系统的设想,以此范例,作出了在我国果园灌水实现滴灌自动化的一般方法和建议。 关键词:计算机 自动化 电磁阀 1 简介 是国家果茶良种场XX省优质果茶良种繁育场,是国家“九五”种子工程在湖南实施的重点项目,建于1998年8月,1999年三月由农业部授名为“国家(湖南)果茶良种场”。 厂址位于XX市西郊雷锋大道7公里处,占地面积620亩。为加速实施全省农业结构的调整,先后从美国?法国?埃及?日本及国内10多个省市科研育种单位引进优质果茶品种资源158个,优质果茶种苗40多万株,建成果茶母本园150亩。每年可向社会提供优质果茶苗木200多万株,果茶母(接)穗1万公斤以上,生产优质果茶产品1000吨以上。 果茶场也是省城第一座以品茶、园艺、垂钓为主题的农业观光园。这里空气清新,景色怡人。春有草莓、樱桃、“明前”茶;夏有枇杷、苹果、葡萄、桃、李、杨梅、无花果与瓜类;秋有板栗、柿、枣、梨、猕猴桃;冬有柑桔、橙类等。一年四季。百果飘香,是个名副其实的“百果园”。 该厂第二期工程将于2003年完成,面积将扩至1000多亩。年生产优质果茶苗木将达到1000万株,优质果茶产品产量也将成倍增加,更多的农业高新技术将落户该场。果茶苗木和产品的生产、检测、采后处理、加工和多种农业观光设施将全部完善和配置。届时,一个全新的高科技生态农业示范、观光园将会展现在你的面前。 百果园是农业高科技的结晶,而滴灌系统是其中的重中之重。百果园现建成的620亩果园,全部由从以色列引进的先进滴喷灌系统控制,该园地势起伏较大,最高处海拔达86.60m,最低处64.72m,传统灌水方式很难进行,而先进的滴灌系统由于对地形的适应能力强,而且特别适应山地丘陵地区,所以滴灌正好大施其能,由低处水库中取水,经过过滤加压,然后由遍布全园的各种管道把带有肥料、除虫剂的水准确地送到每片需水地园中,保证果树的正常需水。不过其系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量还不能实现有效的控制,有望进一步提高。 2 滴灌系统 滴灌就是滴水灌溉技术,它是利用低压管道系统,使滴灌水成点滴地、缓慢地、均匀而又定量地浸润作物根系最发达的区域,使作物主要根系活动区的土壤始终保持在最优含水状态。滴灌不同于传统的地面灌溉湿润全面积土壤,因此滴灌有节约灌溉用水量、促进作物生长和提高产量的作用,是一种很有发展前途的局部灌水技术。 百果园主要种植柑桔、葡萄、水蜜桃、茶等低矮果树,如果采用其它灌水方法,不仅浪费水资源,而且很难保证满足果树的需水量,而滴灌具有省水节能、省工省地省肥、操作简单,易于实现自动化、对土壤地形适应性强、保护和保持生态环境等优点,所以滴灌成为了百果园地首选。 2.1百果园滴灌系统的组成 百果园滴灌系统主要由水源、首部枢纽、输配水管网和尾部设备灌水器以及流量、压力控制部件和测量仪表等组成,如图所示。全园滴灌系统组成示意图: 1.水源 2.水泵 3.供水管 4.蓄水池 5.逆止阀 6.施肥开关 7. 灌水总开关 8.压力表 9. 主过滤器 10. 水表 11. 支管 12. 微喷头 13. 滴头 14. 毛管(滴灌带、渗灌管) 15.滴灌支管 16.尾部开关(电磁阀) 17.冲洗阀 18.肥料罐 19.肥量调节阀 20.施肥器 21.干管 2.1.1 水源 江河、湖泊、水库、井、渠、泉等水质符合微灌要求的均可作为水源,百果园采用从园中的水库中取水。 2.1.2 首部枢纽 百果园的首部枢纽包括泵组、动力机、肥料罐、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力表、流量计等。其作用是从水库中取水增压并将其处理成符合微灌要求的水流送到系统中去。百果园中采用五级加压式离心泵,在水库中取水,现取现用,计划建一水塔蓄水。 2.1.3 输配水管网 输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器。包括干、支管和毛管三级管道,毛管是微灌系统末级管道,其上安装或连接灌水器。微灌系统中直径小于或等于63毫米的管道常用聚乙烯(PE)管材,大于63毫米的常用聚氯乙烯(PVC)管材。百果园中干、支管采用PVC管和UPVC管,毛管采用PE管。 2.1.4 尾部设备 尾部设备是微灌系统的关键部件,包括微管和与之相联的灌水器(小微管、滴头、微喷头、滴灌带、渗灌头、渗灌管等)插杆等。灌水器将微灌系统上游所来的压力水消能后将水成滴状、雾状等施于所需灌溉的作物根部或叶面。 2.2 百果园滴灌灌溉系统 灌溉系统的第一期工程是由以色列的普拉斯托公司负责承建,全园采用先进的滴、喷灌相结合的微灌节水技术,是我国南方发展节水农业的典范,其具体情况见下: 2.2.1 设计原则 滴灌灌溉系统设计除了满足节水、节能、省力等之外,通常应遵循以下主要原则: ①必须满足果园果树生长对水分的要求; ②灌溉系统设计应结合耕作实际,便于操作; ③应使所选择的灌水方法既能满足作物的灌溉要求,又不因灌溉而造成病害、虫害的发生; ④在尽可能的情况下,灌溉系统设计时应考虑施肥及喷药装置; ⑤在尽可能的情况下,应使灌溉系统在满足灌溉要求的同时,工程建设的综合造价最小。 2.2.2 设计步骤 2.2.2.1资料的收集在系统设计时,必须掌握以下资料: ①地形资料:根据实际情况测绘大比例尺地形图,其中包括果园的平面布置、道路、水源位置、高差等。 ②土壤资料:主要是土壤理化性质、地下水埋藏深度和土层厚度等。土壤理化性质主要包括土壤类别、干容重、含盐情况、土壤田间持水率等。 ③气象资料:区域年均降雨量及季节分布、平均气温、极端气温(包括最高、最低气温)、最大冻土层深度、无霜期、蒸腾蒸发资料等。 ④水源资料:水源属性(个人或集体)、种类、水源位置、水质、含沙情况、水位、供水能力、利用和配套情况等。若水源为机井时,还应调查机井的静水位和动水位,当地下水水位较浅时,一定要调查清楚地下水位及其周年变化规律。若水源为渠水时,应调查清楚水源的含泥沙种类、含沙量、水位、供水时间、可能的配水时间等。同时,还应特别注意水源的保证率问题,不论是只用于果园的水源还是与周围大田混用的水源,都应考虑这个问题。 ⑤百果园作物种植资料:其中包括作物的种类、种植密度(其中最主要的是行距和株距)等。 ⑥百果园的环境资料:包括百果园周围的地形、交通和供电等。 2.2.2.2 灌水方法的选择灌水方法选择适当与否,除了影响工程投资外,还直接影响着灌溉系统的效益发挥和灌溉保证率。因此,应根据作物种类、作物的种植制度、种植季节、水源情况、果园设施情况、工程区社会经济情况等,合理地选择相对投资较省、灌溉保证率较高且有利于果园果树生长的灌水方法。百果园灌溉系统的灌水方法采用以滴灌为主,滴喷灌相结合的方式。 2.2.2.3 滴灌系统布置,百果园滴灌系统的管道分干管、支管和毛管等三级,布置时干、支、毛三级管道要求尽量相互垂直,以使管道长度和水头损失最小。通常情况下,园内一般出水毛管平行于种植方向,支管垂直于种植方向。 2.2.2.5 滴灌系统控制灌溉面积大小的计算在灌溉水源能够得到充分保证的条件下,滴灌面积的大小取决于管道的输水能力。对于水源流量不能满足整个区域需要时,滴灌面积为 2.2.2.6 管网水力计算滴灌系统各级管道布置好以后,即可从最末端或最不利毛管位置开始,逐级推算各级管道的水头损失(包括沿程水头损失和局部水头损失)。在设计中,同一条支管上的第一条毛管最前端出水孔处水头与最末一条毛管最末端出水孔处水头之间的差值,不超过滴头设计工作压力的20%,流量差值不超过10%;对于采用压力补偿式滴水器时,仅要求区域内滴头流量差值不超过10%,并据此确定支、毛管的最大设计长度;在滴灌中,由于管网中水流压力通常小于0.3兆帕,所以多选用PVC塑料管道。 管道中水流在运动过程中的压力损失通常包括沿程阻力损失和局部阻力损失。工程设计中塑料管道的沿程阻力损失常选用式(4-1 6)、(4-17)计算,局部阻力损失常用式(4-18)计算。 ①沿程阻力损失hf 当管道有多个出水口时,管道的沿程阻力应考虑多口出流对沿程阻力的折减问题,多口出流折减系数k,对应计算公式 工程设计中为了计算方便,局部阻力损失也常按沿程阻力损失hf的10%估算。 2.2.2.7 管道系统设计包括各级管道的管材与管径的选择、各级固定管道的纵剖面设计、管道系统的结构设计。 ① 管材的选择:可用于灌溉的管道种类很多,应该根据滴灌区的具体情况,如地质、地形、气候、运输、供应以及使用环境和工作压力等条件,结合各种管材的特性及适用条件进行选择。一般情况下,对于地理固定管道,可选用钢筋混凝土管、钢丝网水泥管、石棉水泥管、铸铁管和硬塑料管。钢管易锈蚀和腐蚀,最好不要选用。随着材料工业的发展,地埋管道多选用塑料管。选用塑料管时一定要注意,不同材质的塑料管在几何尺寸相同的情况下可承受的工作压力相差甚远,特别是在使用低密度聚乙烯管(PE管)时,一定要注意管壁的厚度是否达到了能承受系统所要求压力的厚度,若没有达到,千万不能使用,否则将会埋下隐患,造成运行时管道发生爆破,甚至导致整个管道系统瘫痪。用于滴灌地埋管道的塑料管,最好选用硬聚氯乙烯管(UPVC管)。对于口径150毫米以上的地埋管道,硬聚氯乙烯管在性能价格比上的优势下降,应通过技术经济分析选择合适的管材。塑料管经常暴露在阳光下使用,易老化,缩短使用寿命。因此,地面移动管最好不采用塑料管。 ② 管径的选择:当轮灌编组和轮灌顺序确定之后,各级管道在每一轮灌组所通过的流量即可知道。通常选用同一级管道在各轮灌组中可能通过的最大流量,作为本级管道的设计流量,依据这个设计流量来确定管道的管径。若某一级管道,其最大流量通过的时间占管道总过水时间的比例甚小,也可选取一个出现次数较多的次大流量,作为管道的设计流量来确定管径。同一级管道的不同管段通过的最大流量不同时,可分段确定设计流量。(a)支管管径的确定:支管是指直接安装竖管和滴头的那一级管道。支管管径的选择主要依据灌溉均匀的原则。管径选得越大,支管运行时的水头损失就越小,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量就越接近,灌溉均匀度就越接近设计状况。但这样增大了支管的投资,对移动支管来说还增加了拆装、搬移的劳动强度。管径选得小,支管投资减少,移动作业的劳动强度降低,但由于运行时支管内水头损失增大,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量差别增大,结果造成果园各处受水量不一致,影响滴灌质量。为了保证同一支管上各滴头实际出水量的相对偏差不大于20%,国家标准GBJ85-85规定:同一支管上任意两个滴头之间的工作压力差应在滴头设计工作压力的20%以内。显然,支管若在平坦的地面上铺设,其首末两端滴头间的工作压力差应最大。若支管铺设在地形起伏的地面上,则其最大的工作压力差并不见得发生在首末滴头之间。考虑地形高差Z的影响时上述规定可表示为 许的水头损失即为从式(4-20) 可以看出:逆坡铺设支管时,允许的hw的值小,即选用的支管管径应大些;顺坡铺设支管时,因Z的值本身为负值,其允许的hw的值可以比0.2hp大些,也就是说因支管顺坡铺设时,因地形坡降弥补了支管内的部分水力坡降,选用的支管管径可适当的小些。 当一条支管选用同管径的管子时,从支管首端到朱端,由于沿程出流,支管内的流速水头逐次减小,抵消了局部水头损失,所以计算支管内水头损失时,可直接用沿程水头损失来代替其总水头损失,即h'f=hw,式(4-20)可改写为 滴头选定后,满头的设计工作压力可从滴头性能表中查得。两滴头进水口高程差(实际上就是两滴头所在地的地面高差)可以从系统平面布置图中查取。则h'f即可求出。利用公式h'f=FfLQm/db,在其他参数已知的情况下反求管径d,d就是该支管可选用的最小管径的计算值。因管材的管径已标准化、系列化。因此,还需按管材的标准管径将计算出的管径规范取整。对滴灌系统的支管,考虑到运行与管理的方便,最大的管径一般不超过100毫米,并且应尽量使各支管取相同的管径,至少也需在一个作业区中统一。对于固定管道式滴灌系统,地理支管的管径可以不同,但规格不宜太多,同一条支管一般最多变径两次。 (b)支管以上各级管道管径的确定:一般情况下,这些管道的管径是在满足下一级管道流量和压力的前提下按费用最小的原则选择的。管道的费用常用年费用来表示。随着管径的增大,管道的投资造价(常用折旧费表示)将随之增高,而管道的年运行费随之降低。因此,客观上必定有一种管径,会使上述两种费用之和为最低,这种管径就是我们要选择的管径,称之为经济管径。经济管径中对应的流速称为经济流速。图4-7就是用最小年费用法计算经济管径的原理示意图。用这种方法确定管径概念清楚,但计算相当繁琐,往往需要分别计算出多种管径的年投资和年运行费,比较后再确定。随着科学技术的进步,计算机技术的飞速发展,许多优化设计方法,如微分法、动态规划法等已在管道灌溉管网的设计中得到应用,具体方法可参阅有关书籍。 对于规模不太大的滴灌工程,也可用式(4-22)、式(4-23)的经验公式估算管道的直径: 容是确定各级固定管道在平面上的位置及各种管道附件的位置。管道的纵剖面应力求平顺,减少折点,有起伏时应避免产生负压。 ⅰ 埋深及坡度:地埋管的埋深指管径距地面的垂直距离,埋深应根据当地的气候条件、地面荷载和机耕要求确定。一般管道在公路下埋深应为0.7~1.2米;在农村机耕道下埋深为0.5~0.9米。地埋管的坡度主要视地形条件而定,同时也应考虑地基好坏及管径大小。一般在地形条件许可的情况下,管径小、基础稳定性好的管道坡度可陡一点;反之应缓些。总的来说,管道坡度不得超过1:1,通常控制在1:1.5~1:3以下。 ⅱ 管道连接及附件:地埋管道的连接多采用承插或黏接的形式,转向处用弯头,分水处用三通或四通接头,管径改变处采用异径接头,管道末端用堵头。为方便施工和安装,同类管件应考虑其规格尽量统一。 为了按计划进行输水、配水、管道系统上应装置必要的控制阀。白果园中为了实现灌水的有效控制,设置了30多个电子阀.而且各级管道的首端还设了进水阀或水分阀;当管道过长或压力变化过大时,设置节制阀。为保证管道的安全运行,还安装一些附设装置。自压系统的进水口和各类水泵吸水管的底端应分别设置拦污棚和滤网,管道起伏的高处应设排气装置,自压系统进水阀后的干管上设高度高出水源水面高程的通气管,管道起伏的低处及管道末端设泄水装置,管道可能发生最大水锤压力处设置安全阀。 2.3 评价 从整体上来看,XX白果园的滴灌系统是建设的比较完善的一套滴水灌溉系统,设计施工都符合现代滴灌的要求,是一套先进的现代化滴水灌溉系统,而且产生了很好的经济效果。不过当时考虑到经济条件的限制,其毛管采用了单行直线布置,灌水均匀度不高,鉴于对多种毛管布置形式的比较分析,笔者认为百果园应改进为双行毛管平行布置;而且其控制系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量都不能实现有效的控制,故需进一步对其控制系统加以设计改进。正在建设的二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中的不足,特别是应该实现灌水的全自动控制。 3 灌溉自动化控制系统 灌溉中的滴灌系统,能很方便实现自动化控制,灌水的自动化控制能有效的实现节水灌溉,也是农业实现现代化的要求。对微灌的自动化控制,根据控制系统运行的方式不同,一般可分为手动控制、半自动控制和全自动控制三类: ①手动控制系统 系统的所有操作均由人工完成,如水泵、阀门的开启、关闭,灌溉时间的长短,何时灌溉等等。这类系统的优点是成本较低,控制部分技术含量不高,便于使用和维护,很适合在我国广大农村推广。不足之处是使用的方便性较差,不适宜控制大面积的灌溉。 ②全自动控制系统 系统不要人直接参与,通过预先编制好的控制程序和根据反映作物需水的某些参数可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。人的作用只是调整控制程序和检修控制设备。这种系统中,除灌水器、管道、管件及水泵、电机外,还包括中央控制器、自动阀、传感器(土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和雨量传感器等)及电线等。 ③半自动控制系统 系统中在灌溉区域没有安装传感器,灌水时间、灌水量和灌溉周期等均是根据预先编制的程序,而不是根据作物和土壤水分及气象资料的反馈信息来控制的。这类系统的自动化程度不等,有的一部分实行自动控制,有的是几部分进行自动控制。 为了对先进的滴灌自动化控制系统有具体认识和了解,下面我们将对滴灌的自动化控制作详细介绍: 3.1 滴灌首部控制枢纽 滴灌自动化系统的基本控制方法有:时间控制、水量控制和反馈控制三种。时间控制系统是按预定好的时间放水或关水;水量控制系统是按照设计的配水量放水或关水;反馈控制系统是根据灌区内湿度感受器的反应,然后将信号传送到首部控制枢纽部分来关水或放水。滴灌系统更便于完全实现自动化,这在地多人少、劳力紧张的边远地区,沙漠地带的防护林区,铁路路基沿线,经济力量雄厚的城郊蔬菜种植区显得特别重要。目前,国外发达国家在滴灌区普遍使用了计算机管理系统,并通过专用的滴灌系统软件来控制和检测作物生长、土壤状况和气象趋势,取得了良好的效果。大大提高了现代化的土壤水分、作物生长测定技术的可能性和实用性,具有农艺上的综合性,为人们充分利用现代化仪器设备在滴灌系统中应用提供了巨大的潜力。滴灌系统软件根据作物对水分的需求和土壤墒情制定出合理的灌溉计划和作物管理计划。 3.2 作物生产管理计划制定 控制软件系统应能提供一套科学的管理系统,它通过提高作物产量和品质以及减少用水量来提高水分利用效率,能给农民及有关用户提供一套针对灌溉方案制定作物生产管理的先进、完善的管理系统,用户能够使用它获得他们的每一块农田的土壤水分状况图,方便的数据资料存取能够得到每一块农田的准确土壤水分含量,还能够确定准确的日水分利用量,能够给每块农田制定出合理的灌溉管理决策,能够根据每一块农田各自的灌水量需求对不同农田进行灌溉优先排序,以便制定优化灌溉计划使农场或用户获得整体最高产量。 控制软件系统应能允许灌溉管理者根据作物水分需求和作物对灌溉的反应制定合理的灌溉计划,作为一个完整的灌溉计划和作物生产管理软件包,它能够对灌溉决策的制定和作物管理进行数据资料存储、运算处理、显示输出。土壤水分数据资料主要由中子探测仪、石膏电阻块和张力计测定获得。天气数据资料由自动气象站获得,作物生长资料如籽粒大小(直径)、株高和叶片硝酸盐含量等可直接田间测定,根据相应的作物响应,作物生长资料结合土壤水分资料能够制定出合理的灌溉计划,通过实际调查能够提高作物产量、品质和水分利用效率的管理技术能够详细地验证作物生长、土壤水分和气候之间的关系,因此能很好地解决一些灌溉管理和作物生长问题,其中包括过量灌溉导致的灌溉水排渗问题、肥料向根部以下淋溶损失问题以及为了达到高产稳产目标的籽粒重和穗粒数或结果率的控制管理问题。 3.3 滴灌系统灌溉计划制定 滴灌系统灌溉计划一般是指确定何时进行灌溉及应该的灌溉量,灌溉计划的应用可消除代价巨大的不可预测的农业灾害,如在作物生长临界期由于土壤类型和作物自身生长能力,不同的农田具有不同的土壤水分亏缺量和日水分利用量,因此不同的农田需要不同的灌溉计划。农民通过土壤水分测定技术利用软件处理和显示不同层次土壤水分特征,能加深对发生于土壤内的各种过程的理解,以便进行更精细的灌溉计划和灌溉管理决策的制定,以确保土壤水分总是保持作物生长所需的最佳含水量。 当土壤水分和被作物利用的水分的准确数量被测定后,通过软件可以计算下一次滴灌的日期和准确的灌水量,它将考虑当前每天水分利用状况、天气变化和历史资料来帮助管理者制定以后的灌水计划。它把农田从最干到最湿分为不同等级。了解需要灌溉补充的水量有助于协调不同用户之间和同一用户内部的水分供给,充分了解雨后何时开始灌溉能使农民最大限度地利用自然降水,而把灌水过多和灌水不及造成地危险减到最小。 3.4 土壤水分时间图和深度图的应用 3.4.1 时间图 时间显示某一指定土壤容积含水量、根区土壤含水量或作物响应随时间的变化。时间图的基本显示:直线表示根区土壤含水量的饱和点和需灌溉补充点;供给的和有效的灌溉和降雨情况;箭头指示预测的灌溉日期;关于水分饱和点、需灌溉补充点、当前和过去的土壤水分测定值及计划安排的灌水日期和灌水量的总结表;作物生长及其对灌溉管理技术措施的响应;该软件所做的时间图可进行大小调整,通过调整纵坐标轴上的最大值和最小值及横坐标上的日期范围能够把图形中用户想要的区域或作物生长期内的某特定阶段的图形放大。图形能够进行叠加来同时比较不同地点的田块或不同年份的数据。当季和前季的作物的生长,土壤水分和天气资料的叠加图形比较灌溉管理达到高度的协调一致。用户可以选择任何关键数据来建立相互作用关系图。 3.4.2 深度图 深度图显示土壤容积含水量沿土壤剖面随深度的变化而变化的情况,通过该软件和现代化仪器结合能够迅速直接测定和分析土壤水的剖面分布情况。根区吸收水分模式可以在深度图中看到,对深度图分析能使农民确定每一种农作物包括块根作物在土壤剖面中被研究的土壤体积范围和土壤剖面的每一深度层的作物利用的水分数量、土壤紧实度、土壤质地变化、高石灰岩含量、地下水位和盐分等问题能够通过对根部活动的仔细分析而发现。深度图也可以用来确定渗入和排出土壤剖面的水分的运动状况及深度和数量,从中能够给定灌溉饱和点和需灌溉补充点的准确设计值。灌溉或降水后从土壤的根区排出的水分数量能够通过深度图准确测定,根据可以调节灌溉所用时间以避免水分从土壤剖面排出而损失,控制土壤剖面排出水的数量将防止地下水水位地升高和土壤养分的淋溶损失,同时也将降低灌水及滴灌水及抽水的成本。深度图是一个非常有用的工具,能够解决在不同类型土壤中灌溉水的水平和垂直运动的关键问题,通过分别绘制灌溉前和灌溉后距滴管不同距离的各个点的土壤水分含量图可比较灌溉水的运动状况,用户能够利用研究所得的结果来减少水分和肥料排渗,同时确保作物根系能够一直得到适量的水分。 3.5 软件的程序特点 3.5.1程序结构 滴管软件的数据存储于一个树状结构,这使得制定灌溉方案是查询数据资料非常方便。管理人员可能负责管理几个农场或几块农田,每个农场或农田可能有许多检测点,每一个检测点都有一套不同时间收集的实际测定的读数记录。输入的数据经过计算机软件处理,能显示有关每一单个田块的详细资料,还能够向农民分别显示每一年的作物种植的详细资料。能够显示农场的每个监测田块或某一年份的每一监测点的情况,指明灌溉饱和点和需灌溉补充点,当前作物日水分使用情况,土壤水分平衡和预测出的三次灌溉的日期,土壤水分含量和作物日用水量的测定值,对未来作物在整个生长季节的长期的用水量作出估算。显示某一具体的时期的每一深度层的土壤水分含量的读数记录和根区的总水分含量,同时显示土壤水分需要量,中子仪测定并估算的日水分使用量。利用滴灌软件可进行数据资料综合分析,从中总结重要的信息形成报告,以帮助制定每日的管理决策方案。同时也可以编辑出前几个生长季的作物生长、水分管理。土壤等数据资料,并进行综合分析,为以后的灌溉方案制定提出更合理更完善的评价标准。该软件程序的所以结构层次能为所选择的农场、监测点和某一日期建立报告。报告分为五种:深度图、时间图、记录读数报告。监测点报告和灌溉计划报告。用户可以根据自己的需要已及自己微机系统对程序进行修改编译,选择公制和英制计量单位进行数据资料综合分析,将田间测定得到的数据读数记录自动粘贴到没一个具体的农场栏、监测点栏和日期栏。每一个监测点的测定日期,时间及估计的水分日利用量能够在粘贴之前输入。 3.5.2 数据输入在读数记录屏幕中可以人工录入和显示田间实际收集的数据,如土壤水分张力计的读数、作物籽粒大小。有关作物的数据可以测定得到,作物生长参数与土壤水分含量相关联可以确定作物生长期的水分需求量。气候数据资料可以人工输入或由气象站自动装载。天气数据参数的个数没有限制,它可以与任一个作物生长测定值和任一水平的土壤水分含量相关联制作相互作用关系图。从气象数据资料中可以得到蒸发损失的总水分量的数据并且把它与测定的日水分使用量相比较来调整该地区的作物灌溉计划。 3.5.3 软件的数据处理利用滴管软件可以计算使土壤剖面达到灌溉饱和点所需的准确时间数。同时计算自从播种或其他生长时期(如发芽、开花等)以来的天数,使土壤水分能够与过去多年的作物生长资料数据参数同步分析,以确定作物水分利用效率。使用作物累积日水分方程。能够很好地评估作物总产量,尤其是对于玉米、小麦和棉花。可以通过作物-水分方程和气象资料估算理论产量。通过速率方程,计算作物生长速率。计算作物当前日水分利用量占整个生长季日水分利用量地比例。同时也可计算不同水分含量地土壤水分变化速率,这些速率地变化表明土壤紧实问题和土壤干旱地程度。滴灌软件可以分析某一作物在生长季内日水分利用状况地资料。结合现代先进地土壤水分测定仪器使用,该软件能够指导我们最有效地利用有限的水资源获得最大农业效益。例如能够确定每次灌溉的准确时间和灌水量。同时减小过量灌溉和水分不足对产量的影响。建立各种不同作物之间水分利用及水分利用效率的差异;建立如不同品种、土壤紧实情况、不同的耕作史等不同条件下水分利用及水分利用效率的差异;建立现代耕作技术和传统耕作技术条件下的水分利用效率的关系。确定灌溉和降水的利用效率,用以观察分析根系吸收水分模式。有助于合理管理地下水和盐化问题,能够减少土壤养分的淋溶损失问题。建立土壤水分含量、作物长势及天气状况的数据库以使作物产量和质量获得持续稳定的提高,使高效农业可持续发展。 3.6灌溉自动化控制系统 要实现灌水的自动化,必须有自动灌溉控制器,该装置由土壤湿度传感器、控制器和电磁阀组成,能够按土壤墒情和作物需水特性实施自动灌溉(沟灌、喷灌、滴灌、渗灌),达到高产、高效、和节水的目的。适用于庭院花圃、苗圃、果园、菜地和农地。随着经济发展,庭院花圃、苗圃水分的自动灌溉倍受欢迎。它能省水省事,使花木生长更好。一亩庭院花圃、苗圃地投资1.0-1.5万元,可以建立自动灌溉控制系统。自动灌溉控制系统可以实现科学灌溉,节能、省水,使菜地和农地产量和质量明显提高。智能化,精准化灌溉技术是伴随着计算机应用技术、传感器制造技术、塑料工业技术的提高而逐步实现的 自动化计算机灌溉控制系统大约在80年代初由雨鸟公司、摩托罗拉等几家公司开发、研制成功,并投入使用。由于技术复杂、应用难度大,价格高昂,这种控制设备最早应用于高尔夫球场灌溉系统的控制上。90年代,计算机工业的硬件、软件飞速发展,使得灌溉系统中央计算机系统操作难度越来越小,功能越来越丰富,价格也逐渐降了下来。这种系统在园林绿化上用得也越来越多了起来,雨鸟公司针对不同用途,研制、开发出了中央计算机控制系统:Maxicom 智能化灌溉中央计算机控制系统具有如下功能: ① 动采集各种气象数据,计算并记录蒸发蒸腾量ET; ② 根据前一天的ET值自动编制当天灌溉程序并实施灌溉; ③ 可由连接的土壤湿度传感器、风速传感器、雨量传感器等干涉程序,启动、关闭、暂停灌溉系统; ④ 连接流量传感器可自动监测、记录、警示由于输水管断裂引起的漏水及电磁阀故障;最大限度利用管网输水能力; ⑤ 运行程序而不起动灌溉系统(干运行),测试程序合理性,不合理时预先修改; ⑥ 自动记录、显示、储存各灌溉站的运行时间;自动记录、显示、储存传感器反馈数据,以积累资料,修改程序,修改系统等。 ⑦ 频繁灌溉功能:可将设计好的灌水延续时间分成若干时段,以便提供足够的土壤入渗时间,减少坡地或粘性土地地面径流损失。 ⑧ 一套中央计算机系统可控制无数台田间控制系统(称为卫星站),一套中央计算机控制系统可控制小到一个公园, 大到上百个公园,甚至全城的所有灌溉系统。 ⑨ 储存数百套灌溉程序;一台田间控制器(卫星站)可使4个轮灌区独立灌溉或同时灌溉。 ⑩ 手动干涉灌溉系统:可在阀门上手动启、闭系统,可在田间卫星站上手动控制系统,也可在计算机上手动启、闭任何一站,任何一个电磁阀。可控制灌溉系统以外的其它设备,如:道路或公共场所灯光,大门、喷泉、水泵等 自动化中央计算机控制系统主要由中央计算机,集群控制器(CCU),田间控制器(卫星站),电磁阀构成。中央计算机可装置在任何一个地方。比如:一套中央计算机系统控制50个公园的灌溉系统。中央计算机可安装在市园林局认为合适的位置。CCU安装在各个公园内。中央计算机与CCU之间的通讯,可采用有线连接(近距离),无线连接,电话线连接或移动通讯方法连接。一台CCU最多可连接28个田间控制器。CCU与田间控制器之间同样可选上述数种通讯方式。 由中央计算机到终端电磁阀的工作过程为:中央计算机编程,并将程序下达到CCU。CCU将各轮灌区灌溉控制程序再发到相关田间控制器。田间控制器依中央计算机制作的程序启闭各轮灌区电磁阀。如下图所示: 中央计算机上的初始程序由控制人员编制,之后,计算机每日自动收集由气象站采集的气象数据,计算ET值,并不断对原有程序自动修改。如遇传感器传来异常信息(如降雨,过分干燥,系统漏水...),自动中断或暂停程序,待异常情况排除后,继续恢复程序运行。 如果将智能泵站连接到中央计算机控制系统上,则效果会更好。这样从水泵到电磁阀之间复杂的系统将由一个高度智能化的系统管理起来,可做到最大限度地节水、节能,最大限度地保护系统设备运行,避免灌溉系统常发生的下列几种问题: ① 过量灌溉或灌水不足,浪费水资源或不能满足植物需水; ② 管网破裂,漏失水; ③ 系统运行压力不合理; ④ 水泵运行效率低下; ⑤ 地形起伏不平时或土壤入渗率低产生地面径流,浪费宝贵的水资源; ⑥ 降雨时,灌溉系统照常灌溉; ⑦ 管理、维护成本高。 3.7 百果园灌溉的自动化控制设计 百果园一期工程灌水基本实现了半自动化控制,可以使用电脑控制各电磁阀的开启。我们可在其基础上加以改进与提高,使其实现灌水的全自动化,具体见下: 3.7.1 控制原理 自动化控制采用电子技术对田间土壤温湿度、空气温湿度等技术参数进行采集,输入计算机,按最优方案,控制各个阀门的开启及水泵的运行状态,科学有效地控制灌水时间、灌水量、灌水均匀度,为项目区作物提供一个良好的地、水、肥、气、热条件,促使其高产、稳产。同时进行控制软件及优化灌溉制度的研究,最终形成灌溉专家决策系统。另外,通过变频器控制改变电机转速,调节管道压力,为管道、滴灌等其他灌溉工程的自动化提供依据。具体包括以下几个方面: ① 田间土壤含水量、盐分、地温、空气温度、湿度、降水、风速、管道压力等参数的自动化采集 ② 自动化控制设计安装 ③ 监控软件设计 ④ 变频系统设计,通过改变水压力,为微喷、滴灌等工程的自动化提供依据 ⑤ 系统运行管理模式评价,包括系统评价、灌水指标、灌溉制度等 3.7.2 控制系统的组成 欲实现真正意义上的全自动控制,需要控制田间参数及对象很多,例如土壤湿度、盐分、空气温度、相对湿度、降水量、风速、管道压力、阀门开启、水泵电机旋转等,都要送入控制器。考虑到要控制的对象较多,又要满足良好的人机界面要求,可以采用工业控制计算机作为整个控制系统的优秀,来协调各部分的工作。 系统的组成如下图所示,整个系统的工作主要工控机和变频器两部分来控制,其中变频器主要用于控制水泵电机的旋转,工控机主要用来采集田间土壤及气象指标,按照设定的程序,控制各地块中电磁阀的开启,并通过变频器控制电机的运行状态,协调整个系统的工作。 3.7.3 监控软件监控软件是工控机能够完成控制功能的重要基础,监控软件设计的好坏直接关系到整个系统的质量和可靠性。根据项目要求及滴灌的特点,笔者建议百果园采用雨鸟公司的“Maxicom”中央控制系统,该软件只需用户输入各地块种植作物种类及种植日期,系统便会自动计算当前作物所处生育期,确定出各自要求的土壤状况及气象信号,控制水泵电机的运行状态及阀门的开启,自动完成整个灌水过程,完全不需要人工干预,实现全自动控制。 该控制软件在此所完成的主要功能及特点如下: ① 自动采集田间数据:系统根据软件中所预先设定的时间,自动地采集土壤湿度、温度风速、雨量等参数,进行相应的处理后,实时显示在屏幕上。 ② 作物生育期的判断:当管理人员输入各地块所种植的作物及种植日期后,系统便根据计算机时钟自动计算出各种作物已种植的天数,判断出作物所处的生育期,自动查找资料库中所存的原始资料,确定出当前作物最适宜的土壤含水量及灌水定额。 ③ 滴灌的全自动控制:系统采集田间及气象数据后,将当前各地块土壤含水量与作物适宜含水量相比较,若土壤实际含水量小于作物要求下限值,便自动开启该地块的第一个电磁阀。进行灌溉。达到所需灌水定额后,自动关闭第一个电磁阀,同时开启下一个电磁阀,直到完成整个地块的灌溉任务。灌溉过程中,若出现温度过低、风速过大以及降雨过程等天气时,系统会自动暂停当前的灌溉任务,并保存当前状态。当气象条件满足时,继续进行未完成的任务。 ④ 形式多样的控制方式:全自动控制外,系统还允许管理人员采用半自动、手动等控制方式。全自动方式只需运行人员输入各地块的作物信息,系统便会根据作物、土壤、气象等条件自动完成灌溉的全过程,无需人工干预。所谓半自动方式,是指系统允许用户根据实际情况控制开停机。用户可人为启动某个阀门,或某个地块,甚至是所有地块均轮灌一次。当然这些操作全部都是通过键盘或鼠标来完成的,而且在工控机屏幕上均有明显的提示。所谓手动方式是指人工去开启各个电磁阀,笔者建议百果园选用美国雨鸟公司生产的电磁阀:手动、电动两用阀门,既可手动,又可电动,使用非常方便。当手动打开某个电磁阀时,喷头出水,主干管道压力开始下降,系统会自动通过变频器升高水泵电机转速,维持管道压力的恒定,直到完成灌溉任务。 ⑤ 丰富的办公自动化功能:系统在运行过程中,可自动生成各种定时、日、月、年报表,并通过打印机打印出来。其内容包括各种气象及土壤参数,可从各报表中得到土壤湿度变化曲线、日最高风速、月平均气温、全年总降水量等原始资料,为用户研究当地的气象及土壤变化情况提供翔实的依据。 ⑥ 良好的可维持性:可维护性是衡量软件质量好坏的重要指标之一,在编写本系统时我们也充分考虑了这一点,例如用户在种植一类新作物时,可能系统的资料库中并没有该作物,便无法确定其适宜土壤含水量和灌水定额。此时,用户可按自定义按钮,通过鼠标各键盘输出这些参数,系统便会根据用户所定义的数值运行。另外,用户还可很方便地修改灌水定额、管道压力等参数,满足实际情况的需要。 ⑥ 友好的人机界面:系统中大部分界面均为示意图形,实时显示各传感器送来的数值及系统当前的运行状态,一目了然。需要用户操作的部分全部为中文界面,工作人员无需学习便可完成所有操作。另外,在任一界面下,用户都可以通过按帮助按钮得到相应的提示,指导用户完成相应的功能。 3.7.4 效果 百果园通过增加自动化控制系统后,灌水时间、灌水量和灌溉周期等完全根据果树某些需水参数自动启闭水泵和自动灌溉,人的作用仅仅是调整控制程序和检修控制设备。既提高了水的有效利用率,又节省了人力,同时也提高了果树的产量,可以产生良好的经济效果。 3.8 第二期工程的设想 正在建设第二期工程计划今年完工,第二期工程的滴灌系统我建议基本上参照第一期工程建设,也采用滴喷灌相结合的方式,其水源计划应采用水塔蓄水,用以缓解枯水期水库少水的矛盾,该可以区采用先进的电脑全自动控制方式,实行精确灌水,管道布置采用固定式(干管、支管)和移动式(毛管)的有机结合。二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中毛管布置形式的不足,还特别是应该增加灌水的全自动控制部分,实现灌水的全自动化,精确控制作物的有效灌水。 4 存在的问题及建议 通过对滴灌系统的学习与认识,笔者系统的学习了滴灌这种先进的果园节水灌溉方法,在实践的基础上深化了理论,并对滴灌和滴灌系统有一些不成熟的认识与建议。 4.1 滴灌的优缺点 4.1.1 百果园滴灌的优点 4.1.1.1 水的有效利用率高,在滴灌条件下,灌溉水湿润部分土壤表面,可有效减少土壤水分的无效蒸发。同时,由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤,其他区域土壤水分含量较低,因此,可防止杂草的生长。滴灌系统不产生地面径流,且易掌握精确的施水深度,节水效果达50%-90%。 4.1.1.2 环境湿度低,滴灌灌水后,土壤根系通透条件良好,通过注入水中的肥料,可以提供足够的水分和养分,使土壤水分处于能满足作物要求的稳定和较低吸力状态,灌水区域地面蒸发量也小,这样可以有效控制保护地内的湿度,使果园中作物的病虫害的发生频率大大降低,也降低了农药的施用量。 4.1.1.3 提高作物产品品质,由于滴灌能够及时适量供水、供肥,它可以在提高农作物产量的同时,提高和改善农产品的品质,使果园的农产品商品率大大提高,经济效益高。 4.1.1.4 滴灌对地形和土壤的适应能力较强,由于滴头能够在较大的工作压力范围内工作,且滴头的出流均匀,所以滴灌适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。同时,滴灌还可减少中耕除草,也不会造成地面土壤板结。 4.1.2 百果园滴灌的缺点 4.1.2.1滴灌的滴头很容易堵塞和磨损,产生灌水的不均,严重影响节水效果。 4.1.2.2滴灌的各管道的压力有所差异,会产生局部压力过高而使管道容易损坏,滴头的压力不均甚至会产生雾化,损坏滴头,浪费水资源。 4.1.2.3 滴灌一般仅润湿作物根系区土体的一部分,所以作物根系的发展可能限制在围绕每一滴头的湿润区,这样容易产生作物根系的腐烂,进而引起作物倒伏。 4.1.2.4 滴灌的管道布置要充分利用当地地势与地形,在原则的基础上加以灵活运用,如干管的布置、毛管的布置,取水方式等。 4.2 滴灌的建议 4.2.1 百果园应加强灌水的自动化控制,保证各种果树的精准灌水,实现精确的节水灌溉 4.2.2 滴灌的水量应该有保证,应该建一水塔蓄水,确保枯水期各种果树的需水要求 4.2.3 滴灌的毛管布置应采用单行带环形状态管布置和双行平行布置相结合,确保果树灌水均匀度。 4.2.4 滴灌技术的应用应该和其他节水灌溉技术相结合,互相补给,更好的发挥优势。 4.2.5 国家应鼓励进行滴灌技术的研究,加大科研推广投入的力度,研制开发经济实用的滴灌管材,解决滴头易堵塞的难题等,滴水灌溉技术应该在政府的规划安排下,由政府投资和农民出资相结的优惠政策下在全国范围鼓励推广发展。 5 结束语 滴灌是一种高效节能省水增产的微灌灌溉技术,它具有很多优点,适合我国的国情,具有很强的推广优势,而且很方便实现灌溉的全自动控制,滴灌将成为二十一世纪发展我国节水灌溉的重点,是加速我国农业实现节水灌溉、精准农业和设施农业的有效途径,将更好的促进我国农业的现代化!的滴灌自动化系统在经济上是合理的,技术上是可行的,将成为我国南方生态农业建设的典范! 自动化控制论文:1992lxm工业蒸汽锅炉的自动化控制过程与实现 摘要:本文叙述了工业锅炉控制系统的工作原理,具体阐述了锅炉控制中的几个重要的控制回路的控制算法,以及变频器在锅炉改造中的应用,提出了锅炉控制系统的基本设计思路和各个环节控制实现方法。 关键词:工业蒸汽锅炉 炉膛负压 蒸汽压力 变频控制 水位三冲量 一、引言 锅炉微机控制,是近年来开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物,我国现有中、小型锅炉30多万台,每年耗煤量占我国原煤产量的1/3,目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。提高热效率,降低耗煤量,降低耗电量,用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 工业锅炉采用微机控制和原有的仪表控制方式相比具有以下明显优势: 1.直观而集中的显示锅炉各运行参数。能快速计算出机组在正常运行和启停过程中的有用数据,能在显示器上同时显示锅炉运行的水位、压力、炉膛负压、烟气含量、测点温度、燃煤量等数十个运行参量的瞬时值、累计值及给定值,并能按需要在锅炉的结构示意画面的相应位置上显示出参数值。给人直观形象,减少观察的疲劳和失误; 2.可以按需要随时打印或定时打印,能对运行状况进行准确地记录,便于事故追查和分析,防止事故的瞒报漏报现象; 3.在运行中可以随时方便的修改各种运行参数的控制值,并修改系统的控制参数; 4.减少了显示仪表,还可利用软件来代替许多复杂的仪表单元,(例如加法器、微分器、滤波器、限幅报警器等),从而减少了投资也减少了故障率; 5.提高锅炉的热效率。从已在运行的锅炉来看,采用计算机控制后热效率可比以前提高5-10%,据用户统计,一台20T的锅炉,全年平均负荷70%,以平均热效率提高5%计,全年节煤800吨,按每吨煤380元计算每年节约304000元; 6.锅炉系统中包含鼓风机,引风机,给水泵,等大功率电动机,由于锅炉本身特性和选型的因素,这些风机大部分时间里是不会满负荷输出的,原有方式采用阀门和挡板控制流量,浪费非常严重。通过对风机水泵进行变频控制可以平均节电达到30%-40%; 7.锅炉是一个多输入多数出、非线性动态对象,诸多调解量和被调量间存在着耦合通道。例如当锅炉的负荷变化时,所有的被调量都会发生变化。故而理想控制应该采用多变量解偶控制方案。而建立解偶模型和算法通过计算机实现比较方便; 8.锅炉微机控制系统经扩展后可构成分级控制系统,可与工厂内其他节点构成工业以太网。这是企业现代化管理不可缺少的; 9.作为锅炉控制装置,其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行,减轻操作人员的劳动强度。在采用计算机控制的锅炉控制系统中,有十分周到的安全机制,可以设置多点声光报警,和自动连锁停炉。杜绝由于人为疏忽造成的重大事故。 综合以上所述种种优点可以预见采用计算机控制锅炉系统是行业的大势所趋。下面我们来共同探讨锅炉控制系统的原理和结构。 二、锅炉控制系统的一般结构与工作原理 常见的工业锅炉系统如图1所示。首先除氧水通过给水泵进入给水调节阀,通过给水调节阀进入省煤器,冷水在经过省煤器的过程中被由炉膛排出的烟气预热,变成温水进入汽包,在汽包内加热至沸腾产生蒸汽,为了保证有最大的蒸发面因此水位要保持在锅炉上汽包的中线位置,蒸汽通过主蒸汽阀输出。空气经过鼓风机进入空气预热器,在经过空气预热器的过程中被由炉膛排出的烟气预热,变成热空气进入炉膛。煤经过煤斗落在炉排上,在炉排的缓慢转动下煤进入炉膛被前面的火点燃,在燃烧过程中发出热量加热汽包中的水,同时产生热烟气。在引风机的抽吸作用下经过省煤气和空气预热器,把预热传导给进入锅炉的水和空气。通过这种方式使锅炉的热能得到节约。降温后的烟气经过除尘器除尘,去硫等一系列净化工艺通过烟囱排出。 锅炉微机控制系统,一般由以下几部分组成,即由锅炉本体、一次仪表、PLC、上位机、手自动切换操作、执行机构及阀、电机等部分组成,一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换成电压、电流等送入微机。控制系统包括手动和自动操作部分,手动控制时由操作人员手动控制,用操作器控制变频器、滑差电机及阀等,自动控制时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行,除此以外为保证锅炉运行的安全,在进行微机系统设计时,对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置,以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置,以免锅炉发生重大事故。 微机控制系统由工控机、显示器、打印机、PLC、手操器、报警装置等组成,能完成对给水、给煤、鼓风、引风等进行自动控制,使锅炉的汽包水位、蒸汽压力保持在规定的数值上,以保证锅炉的安全运行,平稳操作,达到降低煤耗、提高供送汽质量的目的,同时对运行参数如压力、温度等有流程动态模拟图画面并配有数字说明,还可对汽包水位、压力、炉温等进行越限报警,发出声光信号,还可定时打印出十几种运行参数的数据。以形成生产日志和班、日产耗统计报表,有定时打印、随机打印、自定义时间段打印等几种方式。 锅炉控制系统的硬件配置,目前有几种,功能较好首推可编程序控制器PLC,适合于多台大型锅炉控制,由于PLC具有输入输出光电隔离、停电保护、自诊断等功能,所以抗干扰能力强,能置于环境恶劣的工业现场中,故障率低。PLC编程简单,易于通信和联网,多台PLC进行链接及与计算机进行链接,实现一台计算机和若干台PLC构成分布式控制网络,另外使用PLC加上位机的控制系统具有很好的扩容性,如需要增加控制点或控制回路只需添加少量输入输出模块即可,为以后的控制系统升级改造和其他功能的添加打下良好基础,也为以后一机多炉控制系统等其他工厂级自动化网络打下良好基础。虽然,从短期的角度看价格稍高,如果从长远观点看,其寿命长,故障率低,易于维修,值得选用。 三、锅炉控制系统中各控制回路的介绍 锅炉控制系统,一般有蒸汽压力、汽包液位、炉膛负压、除氧器水位、除氧器压力等控制系统。锅炉的燃烧控制实质上是能量平衡系统,它以蒸汽压力作为能量平衡指标,不断根据用汽量与压力的变化调整燃料量与送风量,同时保证燃料的充分燃烧及热量的充分利用。 3.1 锅炉给水控制回路 给水自动调节的任务是使给水流量适应锅炉的蒸发量,以维持汽包水位在允许的范围内。给水自动调节的另一个任务是保持给水稳定。在整个控制回路中要全面考虑这两方面的任务。在控制回路中被调参数是汽包水位(H),调节机构是给水调解阀,调节量是给水流量(W)。 对汽包水位调节系统产生扰动的因素有蒸发量D、炉膛热负荷(燃料量M),给水量(W)。 ① 蒸发量D扰动作用下水位对象的动态特性 当给水流量不变,蒸发量忽然增加D时,如果只从物质不平衡角度来看,则反映曲线如图2(a)中的H1(t)所示,但由于蒸发量增加时,汽包容积增加,水位将上升,水位的反映曲线如图2(a)中的H2(t) 所示。H1(t)和H2(t)相结合,实际的水位阶跃反应曲线如图2(a)中的H(t)所示。 ② 炉膛负荷扰动(燃料量M扰动)时水位对象的动态特性 燃料量增加M时,蒸发量大于给水量,水位下降。但开始是由于有虚假水位存在,水位线上升,然后再下降。如图2(b)中所示。 ③ 给水流量(W)扰动时的水位对象的动态特性 当蒸发量不变,而给水量阶跃扰动时。汽包水位如图2(c)所示。在开始阶段。由于刚进入得水水温较低。使汽水混合物中的汽泡吞量减少。水位下降,如图2(c)中的H1(t)所示。而H2(t)反映了物质不平衡引起的水位变化,H1(t)和H2(t)相加得到了总的给水量扰动的阶跃反应曲线H(t)。 由于给水调节对象没有自平衡能力,又存在滞后。因此在一般锅炉控制系统中汽包液位回路采用闭环三冲量调节系统。所谓三冲量调节系统就是把给水流量W,汽包水位H,蒸汽流量D三个变量通过运算后调节给水阀的调节系统。具体调节过程方框图如图3所示。 先通过蒸汽流量变送器和给水流量变送器取得各自的信号乘以相应的比例系数,通过比例系数可以调节蒸汽流量或给水流量对调节系统的影响力度。通过差压变送器取得水位信号作为主调节信号H。如果水位设定值为G,那么在平衡条件下应有D*Dk-W*Wk+H-G=0的关系式存在。其中Dk为蒸汽流量系数 Wk为给水流量系数。如果再设定时,保证在稳态下D*Dk=W*Wk那么就可以得到H=G。此时调节器的输出就与符合对应,给水阀停在某一位置上。若有一个或多个信号发生变化,平衡状态被破坏,PI调节模块的输出必将发生变化。当水位升高了,则调节模块的输出信号就减小,使得给水调节阀关小。反之,当水位降低时,调节模块的输出值增大,使给水阀开大。实践证明三冲量给水单极自动调节系统能保持水位稳定,且给水调节阀动作平稳。 锅炉给水系统中还有一个比较重要的控制回路是给水压力回路,因为汽包内压力较高,要给锅炉补水必须提供更高的压力,给水压力回路的作用是提高水压,使水能够正常注入汽包。但在蒸汽流量未达到满负荷时,对给水流量的要求也不高。在老式的锅炉系统中一般采用给水泵一直以工频方式运转,用回流阀降低水压防止爆管,现在一般采用通过变频器恒压供水的方式控制水压,具体实现方式是: 系统下达指令由变频器自动启动第一台泵运行,系统检测给水管的水压,当变频器频率上升到工频时,如水压未达到设定的压力值,系统自动将第一台电机切换至工频直供电,并由变频器拖动第二台水泵运行,如变频器运行到工频状态时供水母管压力仍未达到设定压力值系统自动将第二台水泵切换至工频直供电,再由变频器拖动第三台运行,依次类推,直至压力达到设定值。若锅炉需要的给水量减少,变频控制系统可自动降低变频器的运行频率,如变频器的频率到零仍不能满足要求,则变频器自动切换至前一台水泵进行变频运行,依次类推。变频恒压供水控制系统的实质是:始终利用一台变频器自动调整水泵的转速,切换时间以管网的实际压力和设定压力的差值决定,同时保证管网的压力动态恒定。值得注意的是为了防止变频器报警停机或其他故障造成水泵不转会引起锅炉缺水,所以应该加反馈装置确保变频器正常工作。 除此之外锅炉的供水系统中还包括除氧器压力控制和除氧器水位控制,除氧器压力控制主要是为了保证除氧器口有足够的蒸汽压力用于将软化水除氧,这是一个单闭环控制回路,输入参数是除氧器压力输出参数控制除氧器进汽阀。除氧器水位控制主要是为了保证除氧器内有足够的水提供给锅炉,这是一个单闭环控制回路输入参数,是除氧器水位输出参数控制除氧器进水阀。 3.2 锅炉燃烧调节系统 燃烧过程自动调节系统的选择虽然与燃烧的种类和供给系统、燃烧方式以及锅炉与负荷的联结方式都有关系,但是燃烧过程自动调节的任务都是一样的。归纳起来,燃烧过程自动调节系统有三大任务: ① 维持汽压恒定。汽压的变化表示锅炉蒸汽量和负荷的耗汽量不相适应,必须相应地改变燃料量,以改变锅炉的蒸汽量。 ② 保证燃烧过程的经济性。当燃料量改变时,必须相应地调节送风量,使它与燃料量相配合,保证燃烧过程有较高的经济性。 ③ 调节引风量与送风量相配合,以保证炉膛压力不变。 燃烧调节系统一般有三个被调参数,汽压p、烟气含氧量a和炉膛负压pt。一般有3个调节量,他们是燃料量M,送风量F和引风量Y。燃烧调节系统的调节对象对于燃料量,根据燃料种类的不同可能是炉排电机,也可能是燃料阀。对于送风量和引风量一般是挡板执行机构或变频器。 燃烧调节系统是一个多参数变量调节系统。这种调节系统通常把它简化成互相联系,密切配合但又相对独立的3个单变量系统来实现。为便于分析,下面我们按3个系统来分别分析。这三个系统分别是以燃料量维持锅炉压力恒定的蒸汽压力调节系统,以送风量维持锅炉经济燃烧的送风调节系统,以引风量维持炉膛负压稳定的炉膛负压调节系统。 3.2.1 蒸汽压力调节对象的特性 引起蒸汽压力变化的主要原因是燃料量和用汽负荷发生变化。其动态特性如下。 ① 燃料量扰动下的汽压变化特性 在用汽负荷不变的情况下,如锅炉燃料量(B)发生B的阶跃扰动,此时汽压的飞升曲线如图4(a)所示。此时对象没有自平衡能力,具有较大的迟滞和惯性。但如果锅炉出口的用汽阀门开度不变,那么由于汽压因燃料量扰动而发生变化时,蒸汽流量也将发生变化。由于汽压变化时,蒸汽流量增大自发地限制了汽压的变化,因此对象有平衡能力。此时汽压的飞升曲线如图4(b)所示。 ② 用汽负荷扰动下的汽压变化特性 负荷阶跃扰动下,汽压变化的动态特性也有下列两种情况:当用汽阀门阶跃扰动时,对象表现出具有自平衡能力,没有延迟,但有较大的惯性,并有一个与阀门变化成比例的启始飞跃,飞升曲线如图4(c)所示;当用汽量阶跃扰动时,其飞升曲线如图4(d)所示,此时对象没有自平衡能力,如果不及时增加进入锅炉的燃料量,那么,汽压将一直下降。 3.2.2 送风自动调节对象的特性 送风调节系统的工作好坏,直接影响炉膛的空气过剩系数的变化也就是排出烟气的含氧量。引起空气过剩系数变化的主要扰动是燃料量和送风量配比。风量扰动下对象的动态特性具有较大的自平衡能力,几乎没有延迟和惯性,近似为一比例环节。而燃料量扰动时,需经过输送和燃烧过程而略有延迟。由于送风系统几乎没有延迟和惯性。所以在燃料充足的情况下送风量的大小将比较直接的反应在锅炉的蒸汽压力上。那么怎样才能保证股风量和燃料量的搭配适宜,这里我们引入了风煤比这个概念。风煤比就是在当前风量下所能燃烧的煤的最大值。在控制作用中风煤比主要是根据当前风量来限制炉排的转速,防止由于风量不够导致煤不能充分燃烧。该参数对节煤和环保都有很大意义。因为如果不能充分燃烧将会导致煤渣的含炭量增高,这样比较浪费煤,同时还会造成烟气含炭量增高影响排放。 3.2.3 炉膛负压自动调节对象的特性 炉膛负压自动调节对象的动态特性较好,但扰动通道的飞升时间很短,飞升速度很快。 根据以上对燃烧系统调节对象的分析,下面我们针对燃烧自动控制系统三个任务对控制采用的方案进行分析。 燃烧过程控制系统一般采用的控制流程图如图5(a)所示,先通过蒸汽压力变送器经滤波后取得信号,与设定蒸汽压力进行比较,判断出鼓风PI调节器调节的方向和大小,通过鼓风PI调节单元计算出鼓风变频器的输出大小。同时把该信号输出给风煤比计算单元,相应的算出在当时的风量下炉排的最大输出值。再把蒸汽压力的差值信号送给炉排PI调节器,通过炉排PI调节单元计算出炉排变频器的输出大小。经过风煤比限位,输出给炉排变频器。在实际调试过程中我们往往把鼓风PI调节中的比例系数设的比炉排PI单元的大,这样可以很好的保证鼓风系统对蒸汽压力的敏感度要高于炉排。实践证明通过该方法控制下锅炉的蒸汽压力稳定性好,在蒸汽负荷变化时相应程度高。灰渣含碳量低。 炉膛负压的大小对于节能影响很大。负压大,被烟气带走的热量大,热损失增加,煤耗量增大,理想运行状态应在微负压状态。它能明显增加悬浮煤颗粒在炉膛内的滞留时间,增加沉降,减少飞灰,使煤充分燃烧提高热效率。但由于负荷变化,需要改变给煤量和送风量,随之也要改变引风量,以保证炉膛负压的稳定,但由于系统有一定的滞后时间,为避免鼓风变化而引起炉膛负压的波动,系统中引入鼓风信号作为前馈信号对引风机进行超前调节。炉膛负压控制系统一般采用的控制流程图如图5(b)所示,调节原理比较简单属于单闭环调节系统,它的输入量是炉膛负压输出量是引风变频器,同时引入鼓风量作为前馈信号。 另外系统各回路中都设置了手自动两种操作方式,为了实现无扰动切换,系统引入了各控制对象的反馈值,在手动操作时PLC输出会自动跟踪控制对象的反馈,当切换到自动状态时可以进行无扰动切换,使系统平稳的过渡到自动状态。 四、锅炉控制系统组成结构 上面我们针对锅炉控制系统的各控制回路原理的做了简要分析,依据以上分析,我们知道构建一个可靠的、智能随动的智能控制系统是保证锅炉安全生产的基础。锅炉控制系统是典型的多变量、纯滞后、强耦合的控制系统,如果不能在控制策略和软件实现上很好地解决多变量解偶关系和滞后响应问题,那么,实施智能锅炉控制系统改造后同样也将无法实现预期的目标。 在控制系统设计上我们采用集中控制分散驱动(P—T方案)的集散控制思想,把控制系统分为三层: a) 信息管理层:完成系统关键技术数据的设定、实时数据和运行状态的监视与控制、历史数据的查看、数据报表的记录与打印、报警与故障的提示处理等功能;主要由上位工控机(IPC)、组态开发软件、应用程序、通讯模块等组成; b) 控制层:主要完成各种控制动作命令、实时数据的采样与处理、连锁动作的关联表达、控制算法的实现、异常现象的自动处理等功能;主要由可编程逻辑控制器(PLC)的开关量模块、模拟量模块、智能PID调节仪、变频器、PLC应用程序等组成; c) 设备层:主要接受来自PLC的控制命令,执行相应的动作或提供相应的检测数据。主要由断路器、交流接触器、压力变送器、温度变送器、流量变送器、电动开关阀、模拟信号隔离分配器等组成。 五、结束语 综上所述,锅炉控制系统改造具有很好的市场发展空间和投资收益前景,值得广泛地推广。它不仅能够通过自动化控制技术实现安全生产的目的,还能够节煤节电并能使排放更环保,总之锅炉的计算机自动化控制是锅炉行业发展的大势所趋,也是一项利国利民的发展方向。 自动化控制论文:水工业自动化控制技术的发展趋势 摘要:工业自动化领域的发展趋势:控制系统的智能化、分散化、网络化及管理控制一体化。 关键词:水工业 自动化控制技术 1 控制系统的智能化、分散化、网络化 工业自动化领域的发展趋势之一是控制系统的智能化、分散化、网络化,而现场总线的崛起正是这一发展趋势的标志。 1.1现场总线的崛起 半个多世纪以来,工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统(DCS)等4代过程控制系统,当前我国水工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系统阶段。这里要说明一点,DCS既是一个过程控制体系的名称,有时也表示为由制造厂商出售的一个起完整作用而集成的集散控制系统产品,这种DCS系统相对较为封闭,而目前水工业自动化的DCS系统多数是由用户集成的,因此相对较为开放。 与早期的一些控制系统相比,DCS系统在功能和性能上有了很大进步,可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制,但其仍然是一种模拟数字混合系统,从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递,仍旧依靠大量的一对一的布线来实现。这种信号传递关系称之为信号传输,而不是数据通信,难以实现仪表之间的信息交换,因而呼唤着具备通信功能的、传输信号全数字化的仪表与系统的出现,从而由集散控制过渡到彻底的分散控制,正是在这种需求的驱动下,自20世纪80年代中期起,现场总线便应运而生,并通过激烈的市场竞争而不断崛起。 现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。现场总线技术将专用的CPU置入传统的测控仪表,使它们各自都具有了数字计算和通信能力,即所谓“智能化”;采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系的纽带,把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络,并按公开、规范的通信协议,使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换,形成多种适应实际需要的控制系统,即所谓“网络化”;由于这些网上的节点都是具备智能的可通信产品,因而它所需要的控制信息(如实时测量数据)不采取向PLC或计算机存取的方式,而可直接从处于同等层上的另一个节点上获取,在现场总线控制系统(FCS)的环境下,借助其计算和通信能力,在现场就可进行许多复杂计算,形成真正分散在现场的完整的控制系统,提高了系统的自治性和可靠性。 FCS成为发展的趋势之一,是它改变了传统控制系统的结构,形成了新型的网络集成全分布系统,采用全数字通信,具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点,形成了从测控设备到监控计算机的全数字通信网络,顺应了控制网络的发展要求。 1.2现场总线的现状和标准化问题 目前,国内、外的现场总线有60几种之多,由于这一新技术所具有的潜在而巨大的市场前景,在商业利益的驱动下,导致了近年来制订现场总线国际标准大战。在市场和技术发展需要统一的国际标准的呼声下,修改后的IEC 61158.3~6标准最终于2000年1月4日获得通过。该标准包括了8种类型的现场总线子集,它们分别是:①基金会现场总线FF(原有的技术规范IEC 61158);②Control Net;③Profibus;④P—Net;⑤FF HSE;⑥Swift Net;⑦Word FIP;⑧Intferbus。这8种现场总线中,④、⑥是用于有限领域的专用现场总线;②、③、⑦、⑧是由PLC为基础的控制系统发展而来,本质上以远程I/O总线技术为基础,通常不具备通过总线向现场设备供电和本征安全性能;①、⑤则由传统DCS控制系统发展而来,具有总线供电和本征安全功能;①、⑧属于现场设备级总线,②、⑤属于监控级现场总线;③、⑦则是包括两个层次的现场总线。 以上8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议,例如:Profibus采用的是令牌环和主/从站方式;FFHSE是CSMA/CD方式;WordFIP是总线裁决方式。因此,要这8种现场总线实现相互兼容和互操作几无可能。面对这种多总线并存的局面,系统集成将面临更为复杂的任务,系统集成技术也将会有很大的发展。 1.3现场总线的新动向—工业以太网 长期以来的标准之争,实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一代系统的发展,人们开始寻求新的出路,一个新的动向是从现场总线转向Ethernet,用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛的网络技术,在IT领域已被使用多年,已有广泛的硬、软件开发技术支持,更重要的是启用以太网作为高速现场总线框架,可以使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用,国际上成立了工业以太网协会,开展工业以太网关键技术的研究。此外,开发设备网供应商协会(ODVA)已经了在工厂现场使用以太网的全球性标准——以太网/IP标准。该标准使用户在采用开放的工业应用层网络的同时,能利用可买到的现成的以太网物理介质和组件,也即由多个供应商所提供的可互操作的以太网产品。随着网络技术的发展,以太网应用于工业领域所要面对的网络可确定性问题、环境适应性问题、包括总线供电和本征安全问题都会迅速得到解决。 2 管理控制一体化 工业自动化领域的另一个发展趋势是管理控制系统的一体化。 2.1何谓管控一体化 在市场经济与信息时代的飞速发展中,企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大,现代工业企业对生产的管理要求不断提高,这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制,同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。管控一体化就是建立全集成的、开放的、全厂综合自动化的信息平台,把企业的横向通信(同一层不同节点的通信)和纵向通信(上、下层之间的通信)紧密联系在一起,通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理,形成一个意义更广泛的综合管理系统。 2.2现场总线为管控一体化铺平了道路 企业信息网络是管控信息集成的基本条件,没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集,建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享,以及与外部世界的信息沟通。 水工业和一般企业网络大致可分为3层,即企业管理层,过程监控层和现场控制层。 管控一体化解决方案中的现场控制层由现场总线设备和控制网段构成,把传统的集散系统控制站(如水处理企业的PLC分站)的功能分散到了现场总线设备,此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线技术与产品所形成的底层网络,充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点,为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。企业信息网络是管控一体化的基础,现场总线则为构建管控一体化网络铺平了道路;过程监控层由局域网段以及连接在局域网段的担任监控任务的工作站或控制器组成,现场总线网络通过现场总线接口与过程监控层相连,或者监控层直接由现场总线来担当;监控站可以完成对控制系统的组态,执行对控制系统的监控、报警、维护及人机交互等功能;企业管理层由各种服务器和客户机等组成,用于集成企业的各种信息,实现与Internet的连接,完成管理、决策和商务应用的各种功能。 2.3管控一体化的支持环境与系统集成 基于系统之间横向数据交换及控制系统与管理层和现场仪表间纵向数据交换日益增加,现场总线的应用越来越广泛,制造厂商的产品也日益开放。由于多种总线并存已成定局,管控系统建立统一的数据管理、统一的通信、统一的组态和编程软件的一体化解决方案受到了各厂家的重视。同时,采用分布式网络系统,采用C/S或B/S结构,可以在实现企业各层次功能模型的同时,实现网络连接在结构上的简化,从而形成以实时和关系数据库为中心的数据集成环境,为实现数据资源共享的目标奠定了基础。 如前所述,在多总线并存的局面下,系统集成成为实现管控一体化信息系统的中心任务。系统集成是要按照一定的方法和策略将相同或不相同厂商的现场总线产品相互连接,并使上层应用与下层现场设备之间完成双向数据沟通,使之成为一个可以满足用户需求的整体。因此,系统集成既包括硬件产品的集成,也包括软件产品的集成。对硬件集成来说,需要借助网桥、网关沟通总线接口。一般同种总线的网段采用中继器实现网段的延伸,采用网桥实现不同速率网段之间的连接;不同类型的总线网段之间以及现场总线与以太网等异构网络之间采用网关实现互连,如公司与生产厂或其他部门距离较远时,采用公共数据网或电话网来实现局域网的连接,这在水工业的城市污水处理和截流系统、自来水厂站之间及供水管网调度系统等方面也是经常会遇到的问题。因此可以预计,今后这类通信接口产品将会变得很热门,从软件集成来说,通过OPC、ODBC等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现,能将实时控制、可视化操作、信息分析、系统诊断等功能集成到一个紧凑的软件包中,具有很大的硬件灵活性,并且可以提供与多种管理软件的连通性,从而可较为经济地解决管控系统之间的连接。 目前各个国家都在竞相开发自己的现场总线技术与产品,形成以现场总线为基础的一体化解决方案下的企业信息系统。现在已经推出产品的如西门子公司以Profibus总线为基础的PCS7、罗斯蒙特公司的基于FF总线的Plantweb等,管控一体化软件则有美国信肯通公司的Think DO、Lntellntion公司的iFIX等。 3 对水工业自动化发展的思考 综上所述,现场总线技术的发展,引起了自动化系统结构和自动化控制概念的变革,进一步推动了管控一体化企业信息系统的建立,它集计算机技术、信息技术和自动化技术为一体,成为流程工业自动化发展的趋势。随着市场经济的发展和加入WTO的临近,工业企业面临前所未有的发展机遇和愈加严峻的挑战,对企业的生产经营管理提出了更高的要求。管控一体化企业信息系统的建立,将是增强企业竞争力的重要途径,问题是对于水工业来说,这种必要性到底有多大?水工业尽管有自己的特殊性,但在实现生产过程和经营过程的整体优化,在保障运行安全的前提下获取最大的经济效益上与其他工业应是相同的。特别是信息技术的不断发展,网络的普及,将会使管控一体化的重要性日益显露出来,由以PLC为基础的集散型控制系统向以现场总线为基础的管控一体化分布式网络信息系统过渡是必然的。 要构建管控一体化网络,必先以现场总线所形成的底层网络为基础,但目前国内对现场总线技术的应用还比较迟缓,原因之一是观望和等待一个单一的现场总线国际标准的确立,但客观事实是IEC通过了8种总线标准,估计这种多总线并存的局面在短时间之内也不会改观;原因之二是现场总线在系统集成上存在困难,条件还不成熟,尤其是由国家支持研制开发的FF总线,其OEM产品的开发和应用也还要假以时日;此外还存在总线产品互操作性的认定和可靠性等方面的问题。因此在目前情况下,一方面要密切关注现场总线标准的新的发展动态,同时还应结合水工业的具体条件,对诸如如何保护和利用现有资源,对原来的DCS系统进行改造,选用何种总线以及如何组网和系统集成等问题加以研究和讨论,并建议国家城市给水排水工程技术研究中心成立一个机构,像建设部、科委下属智能建筑技术推广中心的LonWorks现场总线协作网一样,负责跟踪现场总线技术的发展、信息技术交流,指导行业对这一新技术的推广和应用,以促进水工业自动化发展的进程。 自动化控制论文:上海闵行水厂排泥水处理的自动化控制 摘要:目前在全国自来水行业中,几乎没有一家自来水厂对排泥水处理自动化控制进行系统的研究和应用。前几年上海市自来水公司在对水厂排泥水处理工艺研究的基础上,在闵行水厂一车间(净水能力7×104m?3/d)进行了排泥水处理生产性研究。为了能与国际接轨,同时与目前水厂的自动化相适应,在确定合理的处理工艺后配以高度的自动化,使系统在PLC中央控制下达到自动运行的程度,为今后水厂排泥水处理自动控制提供了有益的设计依据和参数。 关键词:排泥水处理 自动控制 水能力 1 排泥水处理的自动控制 排泥水处理采用的工艺流程见图1。 针对上述工艺,要实现自动运行,必须解决下列问题: ① 排泥水截留池如何自动控制; ② 如何自动排放浓缩池的浓缩污泥; ③ 平衡池的污泥量如何控制; ④ 如何自动配制PAM溶液; ⑤ 如何对离心脱水机的PAM加注进行自动控制; ⑥ 当某泵发生故障时,如何保证系统继续运行; ⑦ 作为一个排泥水处理工程,如何协调整个系统的运行。 2 各单体的自控原理与设计 2.1 截留池的运行控制模式 截留池主要用来收集沉淀池排泥水和离心脱水机的分离水,而后由输送泵将排泥水从截留池输送至浓缩池。水厂采用了智能化泵吸—虹吸排泥方式,排泥时间和排泥水量都随原水的浊度和泥沙沉降特性而变化。在截留池中安装一个液位仪,一个搅拌器(用于均匀池中的泥水浓度,不使泥沙沉淀下来)。通过截留池液位的高和低来控制输送泵和控制池中搅拌器的开和停。为了对进入浓缩池的排泥水量进行控制,在排泥水输送管道上安装了一个流量计,用来反映进入浓缩池的排泥水水量,并且采用变频器实施对输送泵的流量控制,达到对浓缩池进水流量的控制。 2.2 浓缩池的自控设计 浓缩池的作用是将较低浓度排泥水变成较高浓度的污泥水,而后送到平衡池。如何对较高浓度的污泥进行自动排放是浓缩池能否自动运行的关键。由于浓缩池运行时间和进浓缩池的排泥水水量具有不确定性,故定时排放污泥行不通;由于浓缩池液位稳定,故也不能用液位仪。这里唯一变化的是浓缩污泥的浓度,所以在浓缩池中设计安装一个浓度计,用污泥浓度数值的高和低来自动控制排泥泵的开和停,即浓缩污泥的排放。通过对开始排泥和终止排泥的污泥浓度值进行设置,可达到:①使浓缩池始终高效运行;②控制平衡池的污泥浓度。 2.3 平衡池的自控设计 平衡池是一个缓冲池,主要作用是保证进离心脱水机的污泥浓度稳定。对它的控制主要有两点:①池中污泥要均匀;②池中污泥水不能溢出,也不能排空,所以在池中安装一个液位仪和一个搅拌器。搅拌器的作用是均匀池中浓缩污泥浓度,不使泥沙沉淀下来。液位的高低则决定浓缩池排泥泵、离心机进泥泵和搅拌器的开和停。 2.4 配制自动化 高分子絮凝剂一般为颗粒状或粉末状固体,不能直接投放到污泥水中,必须采用一配制系统。该系统可分为五部分:①粉末储存器,用以储存足量的PAM固体;②螺旋投加器,由两支小型螺旋输送杆组成,用以均匀地将PAM固体送入斗型输送器,它的出口开启、关闭受一时间继电器控制;③斗型输送器与水射器,用来承接PAM固体,并使之与水均匀混合而后送至搅拌熟化池;④搅拌熟化池,用以搅拌PAM与水的混合液,让PAM与水充分混合熟化;⑤投加池,用以承接搅拌熟化池来的PAM溶液,以供PAM投加泵投入离心机中。整个配制系统应能如下运行:首先确定配制浓度,计算出投加固体量和投加时间,而后通过时间继电器确定投加时间。一旦固体投入漏斗后,则自来水将与固体料混合,并由压力水通过水射器送至搅拌池搅拌熟化,搅拌池溶液达到某液位时,水源自动关闭。当投加池PAM溶液用到某低液位时,系统将自动打开搅拌池的投放出口,配制好的PAM溶液由搅拌池送至投加池,然后系统自动再配制溶液,整个系统能周而复始自动配制溶液以用于离心脱水机的PAM絮凝剂投加。 2.5 离心脱水机及加药量的自控 离心脱水机的作用是将浓缩污泥进行固液分离,是固液分离好坏的关键脱水机械。要使泥与水能很好地分离,除了离心机的转速、差速控制因素之外,PAM投加量的自动控制是至关重要的。投加量的控制涉及到进泥量、进泥浓度、加注量和加注率的选定。对这些问题的设计思路是:①对进泥浓度进行监测,在平衡池中安装了一个污泥浓度计,以显示进入离心机的浓缩污泥浓度;②对进泥量进行监控,在进泥管道上安装一个流量计,在污泥泵上加一个变频器控制,以控制进泥量;③加注量则采用计量加注泵来控制PAM絮凝剂的加注,PAM絮凝剂则完全由PAM自动配制系统供应,这样能完美地实施离心脱水机和加药量的自动控制。 2.6 泵的故障排除 对每一环节中的泵都配备一台备用泵,并对每一污泥泵安装流量传感器,设置流量报警,对进离心机的污泥泵设置压力报警,同时每个泵给出一个运行状态信号,一旦某泵发生故障,备用泵能自动切换。泵的轮番使用通过PLC进行。 2.7 全系统的控制 系统采用了SLC 500小型可编程控制器族作为中央控制,它具有一个固定的控制器以及模块化控制器,模块化控制器在系统配置方面相当灵活,配以各类继电器就能设计一个用于本系统的控制器系统,使各单位协调运作,以达到运行的自动化。 与此同时也采用Panelview 550扁平面板终端设备提供快速和直观的显示。整个系统控制灵活、显示直观、设置简便、操作容易。 3 系统的运行自控 3.1 截留池的运行 沉淀池排泥水经管道流入截留池,池中液位开始上升。PLC接收来自截留池液位仪的信号,当达到某一高度后,PLC发出指令,开启输送泵,排泥水由输送泵送至浓缩池,输送量则由流量计显示并反馈到PLC,PLC可通过变频器对输送泵进行流量控制。 在实际运行中,设置输送泵启动液位为1.5m,停止液位为1.0m;搅拌器的启动为1.0m,停止为0.5m;输送的排泥水量为80~150m3/h。 3.2 浓缩池的运行 浓缩池一旦进水即开始运行。池中的浓度计连续监测池中某点位污泥浓度的变化,信号随时反馈给PLC。当达到某一浓度后,PLC发出指令开启浓缩池至平衡池的排泥泵,较高浓度的浓缩污泥就被送入平衡池积蓄起来。 沉淀池停止排泥之后,截留池的水位会慢慢下降,PLC收到截留池低液位信号后发出指令,停止输送泵运作,浓缩池也停止运行。但排泥泵的运行会降低浓缩池内污泥浓度,PLC在收到浓缩池浓度计的低浓度信号后即发出指令,停止排泥泵运行。 在实际运作中,将排泥泵的启动设置在池内污泥浓度为1.0%,停止浓度为0.1%。 3.3 平衡池的运行 平衡池的运行主要通过对浓缩池排泥泵的限定设置以及对离心机进料污泥泵的限定设置来控制。? 在实际运作中,设置排泥泵的启动液位为3.0 m,停止为3.5 m。这样,整个排泥水的收集、浓缩、积蓄就在PLC控制下周而复始,自动运行,无人操作。 3.4 离心机污泥脱水的运行 PLC收到离心机开启信号后,延时发出指令,自动开启离心机进泥泵、PAM加注计量泵和螺旋输送器,并接受来自进泥流量计和加注计量泵的信号。根据平衡池污泥浓度计的数值、进泥流量计的数值、PAM配制浓度、最佳加注率,就可以确定计量投加泵的流量,并通过PLC设置。这样PLC自动控制PAM加注泵变频器的设定频率值以控制投加量,离心脱水机对浓缩污泥的固液分离就可自动进行。 在实际运行中,PAM投加量的确定须依据进泥量和进泥浓度而定,加注率一般设定在1.0~1.5 kg/t干泥。 对所有泵都配有报警装置和备用泵并通过PLC控制,一旦运行泵发生故障,报警信号发至PLC,则PLC会自动控制切换备用泵运行,以保证在对故障泵进行维修时不影响系统的连续自动运行。 4 结论 综上所述,采用PLC作为中央控制,配以液位仪、浓度计、流量计作为一级仪表组合,自动连续监测运行状况,并将监测值实时送到PLC。PLC发出指令,指令会通过中间开关继电器和变频器,对系统的泵等设备进行开停、流量变化等控制,以达到运行的高度自动化。? 通过PLC的终端显示面板,也可以随时对运行参数进行重新设置,以达到最佳运行条件。在整个系统的运行中,达到了无人操作的程度。 自动化控制论文:论长寿排水公司污水处理厂自动化控制 摘要:本文介绍了长寿污水处理厂实施自动化控制的实践,论证了自动化系统对污水处理运行管理的重要作用,提出了智能化是自控系统发展方向的观点。 关键词:污水处理厂 自动化控制 设备改造 1.污水处理可能对三峡库来说还算是一个新星的行业,在三峡库区新建的污水处理厂中,大部分设置了自动化控制系统,力求对整个污水处理过程实行全面监控。但由于这项工作尚处在实践摸索阶段,与国外水平相比存在较大差距,主要问题是: (l)主要控制设备功能不稳定,特别是在线仪表的准确性和稳定性来看,不能完全达到由计算机控制的要求。 (2)自控水平低,距智能化自动控制还有很大差距。 (3)运行条件变化范围大,某些工艺环节尚在不断调整。 (4)运行操作人员尚不能对工艺进行全方位控制操作。 由于以上条件限制,大多数污水处理厂的自控系统只能发挥监视和对部分设备进行远程控制的功能。长寿污水处理厂针对以上问题,自2003年5月试运行到现在来看,根据实际运行,并通过对部分设备的改造和完善,加之对现场运行操作人员的技术培训,使中控室具有集中控制、监视、现场故障报警等功能。操作人员可在中控室进行操作,为安全稳定运行提供了保障。 2. 长寿排水公司自控概况 长寿污水处理厂处理长寿区20万人生活污水及工业废水,我厂监控系统采用工业以太网集中控制系统。此系统包括1个监控中心(中控室)、6个现场PLC站(模拟屏PLC0、配电间站PLC1加药间站PLC2、脱水间PLC3、PLC4站和紫外光PLC5站)。配电间站主要控制提升泵站、格栅井、沉砂池、氧化沟、二沉池、回流泵站、剩余泵站、贮泥池的自动运行;模拟屏站主要对模拟屏的数据处理控制;加药间站主要是对加药间的自动控制;脱水间2个站分别对1号和2号脱水机进行自动控制,紫外光站是对紫外光消毒系统进行控制。中控室则对全厂设备的控制操作及监视。现场分站采用的PLC可编程控制系统是美国AB公司以太网系统。 3. 对设备的改造与完善 长寿污水处理厂从试运行以来,由于现场电气及机械设备存在一些问题,直接影响了自控系统的正常运行。根据存在的问题,结合实际运行情况及工艺要求,对自动化控制系统的现场控制设备进行了部分技术改造。 3.1 对现场一些设备进行改造 由于我厂增加了一台脱水机和PLC柜,为了把新增的这台脱水机PLC柜的运行信号联到中控室,避免重新进行布线。使用交换机联接两台脱水间PLC柜,通过一根信号线接到中控室交换机。改造现场和配电机曝气机的二次控制回路,解决了中控室不能控制曝气机启停的问题。 1号2号氧化沟的变频曝气机由于控制转换开关处在开关柜 控制和机旁控制方式时,变频器模拟量4~20mA电流输入电路断开,使得不能输入变频器运行频率,变频器控制失效,不能运行。经考虑,短接模拟量电流输入的转换开关控制回路。 变频器频率信号(模拟量)、运行信号(开关量)没有输出给 PLC,使得上位机无法判断曝气机是否运行。过后经自动化人员改进后,只给出变频器频率信号(模拟量),运行信号可有可无(开关量)。 3.2 对PLC源程序的修改、优化 试运行中,我厂由于采用的是巡检制度,将各分散值班点集中到中心控制室值班操作。所以必须对比较重要的报警参数根据实际情况做进一步的修改。通过对PLC可编程控制器的源程序进行修改、编译,主要是启停液位、报警液位、逻辑控制、出水流量、加药间液位、提升泵站液位差等。不仅实现了设备按工艺流程运行的要求,而且机械设备运行的准确性、安全性有了很大提高,电气故障大为减少。故障点检查也很方便,大大降低了电气设备的故障率,使现场自动运行更加稳定。更主要的是为自动化控制的顺利实现创造了条件。 另外对高压配电系统和一套独立的监控系统,如出现任何故障不仅有指示灯光报警,而且还配有语音报警系统,使值班人员一目了然,可清楚地判断故障发生的部位并做及时处理,避免事故的发生。 3.4 安装视频监视系统的 为了让操作人员真正在中控室控制全厂、监视全厂、管理全厂,长寿污水处理厂于2002安装了BAXALL系列摄像机视频监视系统。它配合原有的自控仪表,对进水粗格栅、细格栅、提升泵、排砂泵、搅拌机、砂水分离机、氧化沟曝气机、二沉池、回流泵站、剩余污泥泵站、脱水间、办公室等10多个场所的现场情况,进行24小时全天候监视。 这套视频监视系统运行可靠。在中控室里,通过对摄像机的遥控。可以监视全厂20多个部位工艺设备的运行情况。如果按工艺流程在现场巡查一遍,需要30分钟左右,而通过视频监视系统,几分钟就可以对全厂工况浏览一遍,大大提高了工作效率。 3.5 提升泵站和格栅井的控制 污水提升泵站安装两台潜水泵一用一备,在上位机设定常用/备用,按如下原理进行控制: 当泵站内水位达到1.70m时,一台泵启动 ; 当水位降至0.80m时,水泵停机,并发出报警信号。 粗、细格栅分别有时间控制/液位差控制,2种控制方法,我厂现在用的是时间控制。 格栅井安装粗、细格栅机两台,运行依据其前、后超声波液位差计测得的水位差进行控制。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过20cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动开机。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至10cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动停机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过30cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动开机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至20cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动停机。 粗格栅、细格栅还可以通过在上位机设定运行、停止间隔时间的方式定时开启停止。当格栅每运行15分钟后停15分钟。皮带输送机、螺旋输送机与格栅联动,及格栅运行时,同时运行。 两组涡流沉砂池,每组涡流沉砂池内安装一台搅拌机和排砂泵,搅拌机长期运行。排砂泵把池底的污物抽送至砂水分离器。排砂泵每运行10分钟后停20分钟,时用,砂水分离器与排砂泵同时工作,以上设备均可在中心控制室监控。 3.6 氧化沟的自动控制 本工程氧化沟设两组,日处理污水能力40000m3/d,每组氧化沟设计日处理能力2万m3/d。每组氧化沟PDSL-325(C)型倒伞型表面曝气机三台,其中1#,3#机组为恒速,逆时钟方向运转,单台机组充氧量为119kgO2/h;2#机组为变频调速,顺时针方向运转,单台机组充氧量为23~119kgO2/h,电机功率均为55KW;每组氧化沟安装两台溶解氧检测仪(DO仪)和一台污泥浓度检测仪(MLSS仪),一台DO仪和MLSS仪安装在接近出水口处,另一台DO仪安装在缺氧区。另一组氧化沟设备与该组氧化沟对称,倒伞型表面曝气机的运行按照氧化沟内溶解氧值(DO值)进行自动控制,其DO值以接近出水口处的DO仪的测定值为准。 当DO值在0.2mg/L DO值 1.2mg/L范围内时三台电机都开启;当DO值在1.2mg/L DO值 3.0mg/L范围内时开一台恒速机和一台变频调速机;其中变频调速机的调速频率分为五段(频率随着DO值减小而增大);当DO值在3.0mg/L DO值 4.0mg/L范围内时只开一台恒速机。如果DO值不在以上范围内那么开一台恒速机和一台变频调速机(频率固定)。 氧化沟内设一台污泥浓度(MLSS)测定仪,将MLSS测定仪测定值传送至中控室,用于调节活性污泥回流泵站及电动套筒阀的运行。 氧化沟内安装的各检测仪器(如DO仪、MLSS仪)的数据,由PLC1进行采集。然后PLC1将采集的数据通过控制层网络送至中控室用于控制相关设备运转。 3.7 回流泵站的自动控制 污泥回流泵站安装潜水轴流泵两台,按如下原理进行控制: 在泵站出水侧及吸水侧(套筒阀井处)各设一台超声波水位计,出水侧设两个水位,一个正常水位7.8m,一个报警水位8.4m,吸水侧设四个水位,一个正常水位5.30m,一个启动水位5.00m,一个高限报警水位5.80m,一个低限报警水位4.40m; 当两个氧化沟的污泥浓度同时高于3000mg/L时,开启1台污泥回流泵,如果其中任何一个氧化沟的污泥浓度低于3000mg/L时只开启2台污泥回流泵。 本控制程序能使两泵交替工作(统计工作时间),负荷均等,从而延长二泵工作寿命。 3.8 剩余泵站和贮泥池的自动控制 本泵站安装100QW70-7-3型潜水排污泵一台,其工作原理如下: 当贮泥池液位低于2.0m时,剩余污泥泵自动开启。当贮泥池液位高于4.5m时,剩余污泥泵站剩余污泥泵根据液位计信号自动停止运行,贮泥池液位在中心控制室显示及报警。另外,当贮泥池水位计超过贮泥池设定的最高水位或最低0.5m时,水泵亦由中控室控制自动切断水泵电源,泵站停止工作。 贮泥池安装超声波液位计,当液位为1.5m时,向脱水间PLC发出污泥泵停泵停止运行信号。 3.9 加药间的自动控制 溶解、溶液池为两组,每组2 m;每组内安一台搅拌机,和超声波液位计一套,工况一用一备; 溶解池加料加水后,搅拌机工作15分钟,搅拌机停车,溶液池的液位预报警(液位现场确定); 当一格溶解池最低液位时(液位现场确定),自动关停药液输出电磁阀同时开启另一溶液池的电磁阀; FeCl3液按照出水流量计信号自动调节频率,手动调节冲程控制投加量,使其出水水质达到国家一级排放标准。 3.10 紫外光的自动控制 紫外光消毒采用的是德国威得高系统,控制方式采用的是液位控制,并由液位控制出水的电动阀门自动行动,使液位始终保持在1.7m,紫外光灯启动±5%左右。 3.11 脱水间的自动控制 脱水间加药池设有一液位探头,当液位低于设计标准时,脱水机停止。 脱水机的控制主要还是以人工控制为主,操作人员在PLC柜在启停各个设备。 3.12 现场仪表的控制 我厂的主要仪表有:液位计、进水PH值、溶解氧、污泥浓度、COD在线仪、浊度仪、出水流量计(其中大部分的在线仪表都自带得有温度计)。 显示的具体形式以具体数值显示为主,操作人员可直观地读取各种数据。 3.13 高压配电系统监视功能 此功能主要是对高压配电及供电系统的开关是合是断,通过在上住机(CRT)显示来提示有关人员。具体显示以示意图的形式实现。 3.14 时间累计、故障次数和报警功能 主要功能是对所有设备运行的时间进行统计。报警功能是对设备运行出现的故障都有灯光和声音提示,准确及时地提示操作人员哪台设备出现了故障。故障出现时,运行设备立即停止运行。此部分功能的实现,为有关人员确定设备大修时间及日常保养次数提供了依据。 4. 自控系统的使用效果 4.1 快速准确地反映运行异常情况 当现场现出任何的异常情况,可通过监控系统和上位机系统一目了然的看出问题。有设备出现故障、上位机同时报警并停止该设备的运行,相应地计算机作故障情况记录,方便设备故障排除、管理、维护等。 4.2 促进了职工技求素质的提高 实行自控,运行人员合并值班操作,对职工素质的要求也相应地变为复合型,这就进一步激发了职工特别是青年职工学文化、学技术的积极性。 4.3 为降低运行成本创造了条件 5. 自控系统的发展前景是智能化 从长寿排水公司自动化控制水平看,只是完成了人对设备简单的机械性能的操作,这种系统在智能化高度发达的今天显得很粗糙。因为污水处理的可变因素很多,有水量、浓度、温度、气量、微生物状态、系统配水情况。供电情况、机械运行情况等等,是一个非常复杂的系统,只靠预先设定的简单程序就想控制好生产全过程是不可能的。我们需要一种更高级的控制系统,使之能对生产过程出现的各种数据给予采集、计算、分析,得出目前运行状态是否正常的结论,并能给操作人员以有益的提示,从而使自动化控制能够真正实现智能化。 自动化控制论文:滴灌系统的自动化控制的研究 摘要:本文介绍了引进的以色列先进的滴灌技术,同时从滴灌系统、节水效果到滴灌的自动化控制作了详尽阐叙,并对百果园第二期工程建设提出了滴灌系统的设想,以此范例,作出了在我国果园灌水实现滴灌自动化的一般方法和建议。 关键词:计算机 自动化 电磁阀 1 简介 是国家果茶良种场XX省优质果茶良种繁育场,是国家“九五”种子工程在湖南实施的重点项目,建于1998年8月,1999年三月由农业部授名为“国家(湖南)果茶良种场”。 厂址位于XX市西郊雷锋大道7公里处,占地面积620亩。为加速实施全省农业结构的调整,先后从美国?法国?埃及?日本及国内10多个省市科研育种单位引进优质果茶品种资源158个,优质果茶种苗40多万株,建成果茶母本园150亩。每年可向社会提供优质果茶苗木200多万株,果茶母(接)穗1万公斤以上,生产优质果茶产品1000吨以上。 果茶场也是省城第一座以品茶、园艺、垂钓为主题的农业观光园。这里空气清新,景色怡人。春有草莓、樱桃、“明前”茶;夏有枇杷、苹果、葡萄、桃、李、杨梅、无花果与瓜类;秋有板栗、柿、枣、梨、猕猴桃;冬有柑桔、橙类等。一年四季。百果飘香,是个名副其实的“百果园”。 该厂第二期工程将于2003年完成,面积将扩至1000多亩。年生产优质果茶苗木将达到1000万株,优质果茶产品产量也将成倍增加,更多的农业高新技术将落户该场。果茶苗木和产品的生产、检测、采后处理、加工和多种农业观光设施将全部完善和配置。届时,一个全新的高科技生态农业示范、观光园将会展现在你的面前。 百果园是农业高科技的结晶,而滴灌系统是其中的重中之重。百果园现建成的620亩果园,全部由从以色列引进的先进滴喷灌系统控制,该园地势起伏较大,最高处海拔达86.60m,最低处64.72m,传统灌水方式很难进行,而先进的滴灌系统由于对地形的适应能力强,而且特别适应山地丘陵地区,所以滴灌正好大施其能,由低处水库中取水,经过过滤加压,然后由遍布全园的各种管道把带有肥料、除虫剂的水准确地送到每片需水地园中,保证果树的正常需水。不过其系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量还不能实现有效的控制,有望进一步提高。 2 滴灌系统 滴灌就是滴水灌溉技术,它是利用低压管道系统,使滴灌水成点滴地、缓慢地、均匀而又定量地浸润作物根系最发达的区域,使作物主要根系活动区的土壤始终保持在最优含水状态。滴灌不同于传统的地面灌溉湿润全面积土壤,因此滴灌有节约灌溉用水量、促进作物生长和提高产量的作用,是一种很有发展前途的局部灌水技术。 百果园主要种植柑桔、葡萄、水蜜桃、茶等低矮果树,如果采用其它灌水方法,不仅浪费水资源,而且很难保证满足果树的需水量,而滴灌具有省水节能、省工省地省肥、操作简单,易于实现自动化、对土壤地形适应性强、保护和保持生态环境等优点,所以滴灌成为了百果园地首选。 2.1百果园滴灌系统的组成 百果园滴灌系统主要由水源、首部枢纽、输配水管网和尾部设备灌水器以及流量、压力控制部件和测量仪表等组成,如图所示。全园滴灌系统组成示意图: 1.水源 2.水泵 3.供水管 4.蓄水池 5.逆止阀 6.施肥开关 7. 灌水总开关 8.压力表 9. 主过滤器 10. 水表 11. 支管 12. 微喷头 13. 滴头 14. 毛管(滴灌带、渗灌管) 15.滴灌支管 16.尾部开关(电磁阀) 17.冲洗阀 18.肥料罐 19.肥量调节阀 20.施肥器 21.干管 2.1.1 水源 江河、湖泊、水库、井、渠、泉等水质符合微灌要求的均可作为水源,百果园采用从园中的水库中取水。 2.1.2 首部枢纽 百果园的首部枢纽包括泵组、动力机、肥料罐、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力表、流量计等。其作用是从水库中取水增压并将其处理成符合微灌要求的水流送到系统中去。百果园中采用五级加压式离心泵,在水库中取水,现取现用,计划建一水塔蓄水。 2.1.3 输配水管网 输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器。包括干、支管和毛管三级管道,毛管是微灌系统末级管道,其上安装或连接灌水器。微灌系统中直径小于或等于63毫米的管道常用聚乙烯(PE)管材,大于63毫米的常用聚氯乙烯(PVC)管材。百果园中干、支管采用PVC管和UPVC管,毛管采用PE管。 2.1.4 尾部设备 尾部设备是微灌系统的关键部件,包括微管和与之相联的灌水器(小微管、滴头、微喷头、滴灌带、渗灌头、渗灌管等)插杆等。灌水器将微灌系统上游所来的压力水消能后将水成滴状、雾状等施于所需灌溉的作物根部或叶面。 2.2 百果园滴灌灌溉系统 灌溉系统的第一期工程是由以色列的普拉斯托公司负责承建,全园采用先进的滴、喷灌相结合的微灌节水技术,是我国南方发展节水农业的典范,其具体情况见下: 2.2.1 设计原则 滴灌灌溉系统设计除了满足节水、节能、省力等之外,通常应遵循以下主要原则: ①必须满足果园果树生长对水分的要求; ②灌溉系统设计应结合耕作实际,便于操作; ③应使所选择的灌水方法既能满足作物的灌溉要求,又不因灌溉而造成病害、虫害的发生; ④在尽可能的情况下,灌溉系统设计时应考虑施肥及喷药装置; ⑤在尽可能的情况下,应使灌溉系统在满足灌溉要求的同时,工程建设的综合造价最小。 2.2.2 设计步骤 2.2.2.1资料的收集在系统设计时,必须掌握以下资料: ①地形资料:根据实际情况测绘大比例尺地形图,其中包括果园的平面布置、道路、水源位置、高差等。 ②土壤资料:主要是土壤理化性质、地下水埋藏深度和土层厚度等。土壤理化性质主要包括土壤类别、干容重、含盐情况、土壤田间持水率等。 ③气象资料:区域年均降雨量及季节分布、平均气温、极端气温(包括最高、最低气温)、最大冻土层深度、无霜期、蒸腾蒸发资料等。 ④水源资料:水源属性(个人或集体)、种类、水源位置、水质、含沙情况、水位、供水能力、利用和配套情况等。若水源为机井时,还应调查机井的静水位和动水位,当地下水水位较浅时,一定要调查清楚地下水位及其周年变化规律。若水源为渠水时,应调查清楚水源的含泥沙种类、含沙量、水位、供水时间、可能的配水时间等。同时,还应特别注意水源的保证率问题,不论是只用于果园的水源还是与周围大田混用的水源,都应考虑这个问题。 ⑤百果园作物种植资料:其中包括作物的种类、种植密度(其中最主要的是行距和株距)等。 ⑥百果园的环境资料:包括百果园周围的地形、交通和供电等。 2.2.2.2 灌水方法的选择灌水方法选择适当与否,除了影响工程投资外,还直接影响着灌溉系统的效益发挥和灌溉保证率。因此,应根据作物种类、作物的种植制度、种植季节、水源情况、果园设施情况、工程区社会经济情况等,合理地选择相对投资较省、灌溉保证率较高且有利于果园果树生长的灌水方法。百果园灌溉系统的灌水方法采用以滴灌为主,滴喷灌相结合的方式。 2.2.2.3 滴灌系统布置,百果园滴灌系统的管道分干管、支管和毛管等三级,布置时干、支、毛三级管道要求尽量相互垂直,以使管道长度和水头损失最小。通常情况下,园内一般出水毛管平行于种植方向,支管垂直于种植方向。 2.2.2.4 滴灌灌溉制度的拟定 ①灌水定额:是指作为滴灌系统设计的单位面积上的一次灌水量,如果用灌水深度表示,可用式(4-8)计算,即 H——计划湿润层深度(米),一般蔬菜0.20-0.30米深根蔬菜或果树0.3-1.0米; p——土壤湿润比,70%-90%。 ②设计灌水周期:滴灌设计灌水周期是指按一定的灌水定额灌水后,在作物适宜土壤含水率的条件下,保障作物正常生长的可能延续时间T,用式(4-9)计算,即 ③一次灌水延续时间:一次灌水延续时间是指把设计灌水定额水量,在不产生径流的条件下,均匀分布于果园田间所用的灌水时间,用式(4-10)计算,即 i. 轮灌区数目的确定:(a)对于固定式滴灌系统,轮灌区数目可按式(4-11)计算:(b)对于移动式滴灌系统,则有: ii. 一条毛管的控制灌溉面积:(a)对于固定式滴灌系统,毛管固定在一个位置上灌水,控制面积为 f=SeL (4-13) 式中 f——每条毛管控制的灌溉面积(平方米) L——毛管长度(米),移动式滴灌系统中为出流毛管长度。 (b)对于移动式滴灌系统,一条毛管控制的灌溉面积为 2.2.2.5 滴灌系统控制灌溉面积大小的计算在灌溉水源能够得到充分保证的条件下,滴灌面积的大小取决于管道的输水能力。对于水源流量不能满足整个区域需要时,滴灌面积为 2.2.2.6 管网水力计算滴灌系统各级管道布置好以后,即可从最末端或最不利毛管位置开始,逐级推算各级管道的水头损失(包括沿程水头损失和局部水头损失)。在设计中,同一条支管上的第一条毛管最前端出水孔处水头与最末一条毛管最末端出水孔处水头之间的差值,不超过滴头设计工作压力的20%,流量差值不超过10%;对于采用压力补偿式滴水器时,仅要求区域内滴头流量差值不超过10%,并据此确定支、毛管的最大设计长度;在滴灌中,由于管网中水流压力通常小于0.3兆帕,所以多选用PVC塑料管道。 管道中水流在运动过程中的压力损失通常包括沿程阻力损失和局部阻力损失。工程设计中塑料管道的沿程阻力损失常选用式(4-1 6)、(4-17)计算,局部阻力损失常用式(4-18)计算。 ①沿程阻力损失hf 当管道有多个出水口时,管道的沿程阻力应考虑多口出流对沿程阻力的折减问题,多口出流折减系数k,对应计算公式 ②局部阻力hj 工程设计中为了计算方便,局部阻力损失也常按沿程阻力损失hf的10%估算。 2.2.2.7 管道系统设计包括各级管道的管材与管径的选择、各级固定管道的纵剖面设计、管道系统的结构设计。 ① 管材的选择:可用于灌溉的管道种类很多,应该根据滴灌区的具体情况,如地质、地形、气候、运输、供应以及使用环境和工作压力等条件,结合各种管材的特性及适用条件进行选择。一般情况下,对于地理固定管道,可选用钢筋混凝土管、钢丝网水泥管、石棉水泥管、铸铁管和硬塑料管。钢管易锈蚀和腐蚀,最好不要选用。随着材料工业的发展,地埋管道多选用塑料管。选用塑料管时一定要注意,不同材质的塑料管在几何尺寸相同的情况下可承受的工作压力相差甚远,特别是在使用低密度聚乙烯管(PE管)时,一定要注意管壁的厚度是否达到了能承受系统所要求压力的厚度,若没有达到,千万不能使用,否则将会埋下隐患,造成运行时管道发生爆破,甚至导致整个管道系统瘫痪。用于滴灌地埋管道的塑料管,最好选用硬聚氯乙烯管(UPVC管)。对于口径150毫米以上的地埋管道,硬聚氯乙烯管在性能价格比上的优势下降,应通过技术经济分析选择合适的管材。塑料管经常暴露在阳光下使用,易老化,缩短使用寿命。因此,地面移动管最好不采用塑料管。 ② 管径的选择:当轮灌编组和轮灌顺序确定之后,各级管道在每一轮灌组所通过的流量即可知道。通常选用同一级管道在各轮灌组中可能通过的最大流量,作为本级管道的设计流量,依据这个设计流量来确定管道的管径。若某一级管道,其最大流量通过的时间占管道总过水时间的比例甚小,也可选取一个出现次数较多的次大流量,作为管道的设计流量来确定管径。同一级管道的不同管段通过的最大流量不同时,可分段确定设计流量。(a)支管管径的确定:支管是指直接安装竖管和滴头的那一级管道。支管管径的选择主要依据灌溉均匀的原则。管径选得越大,支管运行时的水头损失就越小,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量就越接近,灌溉均匀度就越接近设计状况。但这样增大了支管的投资,对移动支管来说还增加了拆装、搬移的劳动强度。管径选得小,支管投资减少,移动作业的劳动强度降低,但由于运行时支管内水头损失增大,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量差别增大,结果造成果园各处受水量不一致,影响滴灌质量。为了保证同一支管上各滴头实际出水量的相对偏差不大于20%,国家标准GBJ85-85规定:同一支管上任意两个滴头之间的工作压力差应在滴头设计工作压力的20%以内。显然,支管若在平坦的地面上铺设,其首末两端滴头间的工作压力差应最大。若支管铺设在地形起伏的地面上,则其最大的工作压力差并不见得发生在首末滴头之间。考虑地形高差Z的影响时上述规定可表示为 许的水头损失即为从式(4-20) 可以看出:逆坡铺设支管时,允许的hw的值小,即选用的支管管径应大些;顺坡铺设支管时,因Z的值本身为负值,其允许的hw的值可以比0.2hp大些,也就是说因支管顺坡铺设时,因地形坡降弥补了支管内的部分水力坡降,选用的支管管径可适当的小些。 当一条支管选用同管径的管子时,从支管首端到朱端,由于沿程出流,支管内的流速水头逐次减小,抵消了局部水头损失,所以计算支管内水头损失时,可直接用沿程水头损失来代替其总水头损失,即h'f=hw,式(4-20)可改写为 滴头选定后,满头的设计工作压力可从滴头性能表中查得。两滴头进水口高程差(实际上就是两滴头所在地的地面高差)可以从系统平面布置图中查取。则h'f即可求出。利用公式h'f=FfLQm/db,在其他参数已知的情况下反求管径d,d就是该支管可选用的最小管径的计算值。因管材的管径已标准化、系列化。因此,还需按管材的标准管径将计算出的管径规范取整。对滴灌系统的支管,考虑到运行与管理的方便,最大的管径一般不超过100毫米,并且应尽量使各支管取相同的管径,至少也需在一个作业区中统一。对于固定管道式滴灌系统,地理支管的管径可以不同,但规格不宜太多,同一条支管一般最多变径两次。 (b)支管以上各级管道管径的确定:一般情况下,这些管道的管径是在满足下一级管道流量和压力的前提下按费用最小的原则选择的。管道的费用常用年费用来表示。随着管径的增大,管道的投资造价(常用折旧费表示)将随之增高,而管道的年运行费随之降低。因此,客观上必定有一种管径,会使上述两种费用之和为最低,这种管径就是我们要选择的管径,称之为经济管径。经济管径中对应的流速称为经济流速。图4-7就是用最小年费用法计算经济管径的原理示意图。用这种方法确定管径概念清楚,但计算相当繁琐,往往需要分别计算出多种管径的年投资和年运行费,比较后再确定。随着科学技术的进步,计算机技术的飞速发展,许多优化设计方法,如微分法、动态规划法等已在管道灌溉管网的设计中得到应用,具体方法可参阅有关书籍。 对于规模不太大的滴灌工程,也可用式(4-22)、式(4-23)的经验公式估算管道的直径: 容是确定各级固定管道在平面上的位置及各种管道附件的位置。管道的纵剖面应力求平顺,减少折点,有起伏时应避免产生负压。 ⅰ 埋深及坡度:地埋管的埋深指管径距地面的垂直距离,埋深应根据当地的气候条件、地面荷载和机耕要求确定。一般管道在公路下埋深应为0.7~1.2米;在农村机耕道下埋深为0.5~0.9米。地埋管的坡度主要视地形条件而定,同时也应考虑地基好坏及管径大小。一般在地形条件许可的情况下,管径小、基础稳定性好的管道坡度可陡一点;反之应缓些。总的来说,管道坡度不得超过1:1,通常控制在1:1.5~1:3以下。 ⅱ 管道连接及附件:地埋管道的连接多采用承插或黏接的形式,转向处用弯头,分水处用三通或四通接头,管径改变处采用异径接头,管道末端用堵头。为方便施工和安装,同类管件应考虑其规格尽量统一。 为了按计划进行输水、配水、管道系统上应装置必要的控制阀。白果园中为了实现灌水的有效控制,设置了30多个电子阀.而且各级管道的首端还设了进水阀或水分阀;当管道过长或压力变化过大时,设置节制阀。为保证管道的安全运行,还安装一些附设装置。自压系统的进水口和各类水泵吸水管的底端应分别设置拦污棚和滤网,管道起伏的高处应设排气装置,自压系统进水阀后的干管上设高度高出水源水面高程的通气管,管道起伏的低处及管道末端设泄水装置,管道可能发生最大水锤压力处设置安全阀。 2.3 评价 从整体上来看,XX白果园的滴灌系统是建设的比较完善的一套滴水灌溉系统,设计施工都符合现代滴灌的要求,是一套先进的现代化滴水灌溉系统,而且产生了很好的经济效果。不过当时考虑到经济条件的限制,其毛管采用了单行直线布置,灌水均匀度不高,鉴于对多种毛管布置形式的比较分析,笔者认为百果园应改进为双行毛管平行布置;而且其控制系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量都不能实现有效的控制,故需进一步对其控制系统加以设计改进。正在建设的二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中的不足,特别是应该实现灌水的全自动控制。 3 灌溉自动化控制系统 灌溉中的滴灌系统,能很方便实现自动化控制,灌水的自动化控制能有效的实现节水灌溉,也是农业实现现代化的要求。对微灌的自动化控制,根据控制系统运行的方式不同,一般可分为手动控制、半自动控制和全自动控制三类: ①手动控制系统 系统的所有操作均由人工完成,如水泵、阀门的开启、关闭,灌溉时间的长短,何时灌溉等等。这类系统的优点是成本较低,控制部分技术含量不高,便于使用和维护,很适合在我国广大农村推广。不足之处是使用的方便性较差,不适宜控制大面积的灌溉。 ②全自动控制系统 系统不要人直接参与,通过预先编制好的控制程序和根据反映作物需水的某些参数可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。人的作用只是调整控制程序和检修控制设备。这种系统中,除灌水器、管道、管件及水泵、电机外,还包括中央控制器、自动阀、传感器(土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和雨量传感器等)及电线等。 ③半自动控制系统 系统中在灌溉区域没有安装传感器,灌水时间、灌水量和灌溉周期等均是根据预先编制的程序,而不是根据作物和土壤水分及气象资料的反馈信息来控制的。这类系统的自动化程度不等,有的一部分实行自动控制,有的是几部分进行自动控制。 为了对先进的滴灌自动化控制系统有具体认识和了解,下面我们将对滴灌的自动化控制作详细介绍: 3.1 滴灌首部控制枢纽 滴灌自动化系统的基本控制方法有:时间控制、水量控制和反馈控制三种。时间控制系统是按预定好的时间放水或关水;水量控制系统是按照设计的配水量放水或关水;反馈控制系统是根据灌区内湿度感受器的反应,然后将信号传送到首部控制枢纽部分来关水或放水。滴灌系统更便于完全实现自动化,这在地多人少、劳力紧张的边远地区,沙漠地带的防护林区,铁路路基沿线,经济力量雄厚的城郊蔬菜种植区显得特别重要。目前,国外发达国家在滴灌区普遍使用了计算机管理系统,并通过专用的滴灌系统软件来控制和检测作物生长、土壤状况和气象趋势,取得了良好的效果。大大提高了现代化的土壤水分、作物生长测定技术的可能性和实用性,具有农艺上的综合性,为人们充分利用现代化仪器设备在滴灌系统中应用提供了巨大的潜力。滴灌系统软件根据作物对水分的需求和土壤墒情制定出合理的灌溉计划和作物管理计划。 3.2 作物生产管理计划制定 控制软件系统应能提供一套科学的管理系统,它通过提高作物产量和品质以及减少用水量来提高水分利用效率,能给农民及有关用户提供一套针对灌溉方案制定作物生产管理的先进、完善的管理系统,用户能够使用它获得他们的每一块农田的土壤水分状况图,方便的数据资料存取能够得到每一块农田的准确土壤水分含量,还能够确定准确的日水分利用量,能够给每块农田制定出合理的灌溉管理决策,能够根据每一块农田各自的灌水量需求对不同农田进行灌溉优先排序,以便制定优化灌溉计划使农场或用户获得整体最高产量。 控制软件系统应能允许灌溉管理者根据作物水分需求和作物对灌溉的反应制定合理的灌溉计划,作为一个完整的灌溉计划和作物生产管理软件包,它能够对灌溉决策的制定和作物管理进行数据资料存储、运算处理、显示输出。土壤水分数据资料主要由中子探测仪、石膏电阻块和张力计测定获得。天气数据资料由自动气象站获得,作物生长资料如籽粒大小(直径)、株高和叶片硝酸盐含量等可直接田间测定,根据相应的作物响应,作物生长资料结合土壤水分资料能够制定出合理的灌溉计划,通过实际调查能够提高作物产量、品质和水分利用效率的管理技术能够详细地验证作物生长、土壤水分和气候之间的关系,因此能很好地解决一些灌溉管理和作物生长问题,其中包括过量灌溉导致的灌溉水排渗问题、肥料向根部以下淋溶损失问题以及为了达到高产稳产目标的籽粒重和穗粒数或结果率的控制管理问题。 3.3 滴灌系统灌溉计划制定 滴灌系统灌溉计划一般是指确定何时进行灌溉及应该的灌溉量,灌溉计划的应用可消除代价巨大的不可预测的农业灾害,如在作物生长临界期由于土壤类型和作物自身生长能力,不同的农田具有不同的土壤水分亏缺量和日水分利用量,因此不同的农田需要不同的灌溉计划。农民通过土壤水分测定技术利用软件处理和显示不同层次土壤水分特征,能加深对发生于土壤内的各种过程的理解,以便进行更精细的灌溉计划和灌溉管理决策的制定,以确保土壤水分总是保持作物生长所需的最佳含水量。 当土壤水分和被作物利用的水分的准确数量被测定后,通过软件可以计算下一次滴灌的日期和准确的灌水量,它将考虑当前每天水分利用状况、天气变化和历史资料来帮助管理者制定以后的灌水计划。它把农田从最干到最湿分为不同等级。了解需要灌溉补充的水量有助于协调不同用户之间和同一用户内部的水分供给,充分了解雨后何时开始灌溉能使农民最大限度地利用自然降水,而把灌水过多和灌水不及造成地危险减到最小。 3.4 土壤水分时间图和深度图的应用 3.4.1 时间图 时间显示某一指定土壤容积含水量、根区土壤含水量或作物响应随时间的变化。时间图的基本显示:直线表示根区土壤含水量的饱和点和需灌溉补充点;供给的和有效的灌溉和降雨情况;箭头指示预测的灌溉日期;关于水分饱和点、需灌溉补充点、当前和过去的土壤水分测定值及计划安排的灌水日期和灌水量的总结表;作物生长及其对灌溉管理技术措施的响应;该软件所做的时间图可进行大小调整,通过调整纵坐标轴上的最大值和最小值及横坐标上的日期范围能够把图形中用户想要的区域或作物生长期内的某特定阶段的图形放大。图形能够进行叠加来同时比较不同地点的田块或不同年份的数据。当季和前季的作物的生长,土壤水分和天气资料的叠加图形比较灌溉管理达到高度的协调一致。用户可以选择任何关键数据来建立相互作用关系图。 3.4.2 深度图 深度图显示土壤容积含水量沿土壤剖面随深度的变化而变化的情况,通过该软件和现代化仪器结合能够迅速直接测定和分析土壤水的剖面分布情况。根区吸收水分模式可以在深度图中看到,对深度图分析能使农民确定每一种农作物包括块根作物在土壤剖面中被研究的土壤体积范围和土壤剖面的每一深度层的作物利用的水分数量、土壤紧实度、土壤质地变化、高石灰岩含量、地下水位和盐分等问题能够通过对根部活动的仔细分析而发现。深度图也可以用来确定渗入和排出土壤剖面的水分的运动状况及深度和数量,从中能够给定灌溉饱和点和需灌溉补充点的准确设计值。灌溉或降水后从土壤的根区排出的水分数量能够通过深度图准确测定,根据可以调节灌溉所用时间以避免水分从土壤剖面排出而损失,控制土壤剖面排出水的数量将防止地下水水位地升高和土壤养分的淋溶损失,同时也将降低灌水及滴灌水及抽水的成本。深度图是一个非常有用的工具,能够解决在不同类型土壤中灌溉水的水平和垂直运动的关键问题,通过分别绘制灌溉前和灌溉后距滴管不同距离的各个点的土壤水分含量图可比较灌溉水的运动状况,用户能够利用研究所得的结果来减少水分和肥料排渗,同时确保作物根系能够一直得到适量的水分。 3.5 软件的程序特点 3.5.1程序结构 滴管软件的数据存储于一个树状结构,这使得制定灌溉方案是查询数据资料非常方便。管理人员可能负责管理几个农场或几块农田,每个农场或农田可能有许多检测点,每一个检测点都有一套不同时间收集的实际测定的读数记录。输入的数据经过计算机软件处理,能显示有关每一单个田块的详细资料,还能够向农民分别显示每一年的作物种植的详细资料。能够显示农场的每个监测田块或某一年份的每一监测点的情况,指明灌溉饱和点和需灌溉补充点,当前作物日水分使用情况,土壤水分平衡和预测出的三次灌溉的日期,土壤水分含量和作物日用水量的测定值,对未来作物在整个生长季节的长期的用水量作出估算。显示某一具体的时期的每一深度层的土壤水分含量的读数记录和根区的总水分含量,同时显示土壤水分需要量,中子仪测定并估算的日水分使用量。利用滴灌软件可进行数据资料综合分析,从中总结重要的信息形成报告,以帮助制定每日的管理决策方案。同时也可以编辑出前几个生长季的作物生长、水分管理。土壤等数据资料,并进行综合分析,为以后的灌溉方案制定提出更合理更完善的评价标准。该软件程序的所以结构层次能为所选择的农场、监测点和某一日期建立报告。报告分为五种:深度图、时间图、记录读数报告。监测点报告和灌溉计划报告。用户可以根据自己的需要已及自己微机系统对程序进行修改编译,选择公制和英制计量单位进行数据资料综合分析,将田间测定得到的数据读数记录自动粘贴到没一个具体的农场栏、监测点栏和日期栏。每一个监测点的测定日期,时间及估计的水分日利用量能够在粘贴之前输入。 3.5.2 数据输入在读数记录屏幕中可以人工录入和显示田间实际收集的数据,如土壤水分张力计的读数、作物籽粒大小。有关作物的数据可以测定得到,作物生长参数与土壤水分含量相关联可以确定作物生长期的水分需求量。气候数据资料可以人工输入或由气象站自动装载。天气数据参数的个数没有限制,它可以与任一个作物生长测定值和任一水平的土壤水分含量相关联制作相互作用关系图。从气象数据资料中可以得到蒸发损失的总水分量的数据并且把它与测定的日水分使用量相比较来调整该地区的作物灌溉计划。 3.5.3 软件的数据处理利用滴管软件可以计算使土壤剖面达到灌溉饱和点所需的准确时间数。同时计算自从播种或其他生长时期(如发芽、开花等)以来的天数,使土壤水分能够与过去多年的作物生长资料数据参数同步分析,以确定作物水分利用效率。使用作物累积日水分方程。能够很好地评估作物总产量,尤其是对于玉米、小麦和棉花。可以通过作物-水分方程和气象资料估算理论产量。通过速率方程,计算作物生长速率。计算作物当前日水分利用量占整个生长季日水分利用量地比例。同时也可计算不同水分含量地土壤水分变化速率,这些速率地变化表明土壤紧实问题和土壤干旱地程度。滴灌软件可以分析某一作物在生长季内日水分利用状况地资料。结合现代先进地土壤水分测定仪器使用,该软件能够指导我们最有效地利用有限的水资源获得最大农业效益。例如能够确定每次灌溉的准确时间和灌水量。同时减小过量灌溉和水分不足对产量的影响。建立各种不同作物之间水分利用及水分利用效率的差异;建立如不同品种、土壤紧实情况、不同的耕作史等不同条件下水分利用及水分利用效率的差异;建立现代耕作技术和传统耕作技术条件下的水分利用效率的关系。确定灌溉和降水的利用效率,用以观察分析根系吸收水分模式。有助于合理管理地下水和盐化问题,能够减少土壤养分的淋溶损失问题。建立土壤水分含量、作物长势及天气状况的数据库以使作物产量和质量获得持续稳定的提高,使高效农业可持续发展。 3.6灌溉自动化控制系统 要实现灌水的自动化,必须有自动灌溉控制器,该装置由土壤湿度传感器、控制器和电磁阀组成,能够按土壤墒情和作物需水特性实施自动灌溉(沟灌、喷灌、滴灌、渗灌),达到高产、高效、和节水的目的。适用于庭院花圃、苗圃、果园、菜地和农地。随着经济发展,庭院花圃、苗圃水分的自动灌溉倍受欢迎。它能省水省事,使花木生长更好。一亩庭院花圃、苗圃地投资1.0-1.5万元,可以建立自动灌溉控制系统。自动灌溉控制系统可以实现科学灌溉,节能、省水,使菜地和农地产量和质量明显提高。智能化,精准化灌溉技术是伴随着计算机应用技术、传感器制造技术、塑料工业技术的提高而逐步实现的 自动化计算机灌溉控制系统大约在80年代初由雨鸟公司、摩托罗拉等几家公司开发、研制成功,并投入使用。由于技术复杂、应用难度大,价格高昂,这种控制设备最早应用于高尔夫球场灌溉系统的控制上。90年代,计算机工业的硬件、软件飞速发展,使得灌溉系统中央计算机系统操作难度越来越小,功能越来越丰富,价格也逐渐降了下来。这种系统在园林绿化上用得也越来越多了起来,雨鸟公司针对不同用途,研制、开发出了中央计算机控制系统:Maxicom 智能化灌溉中央计算机控制系统具有如下功能: ① 动采集各种气象数据,计算并记录蒸发蒸腾量ET; ② 根据前一天的ET值自动编制当天灌溉程序并实施灌溉; ③ 可由连接的土壤湿度传感器、风速传感器、雨量传感器等干涉程序,启动、关闭、暂停灌溉系统; ④ 连接流量传感器可自动监测、记录、警示由于输水管断裂引起的漏水及电磁阀故障;最大限度利用管网输水能力; ⑤ 运行程序而不起动灌溉系统(干运行),测试程序合理性,不合理时预先修改; ⑥ 自动记录、显示、储存各灌溉站的运行时间;自动记录、显示、储存传感器反馈数据,以积累资料,修改程序,修改系统等。 ⑦ 频繁灌溉功能:可将设计好的灌水延续时间分成若干时段,以便提供足够的土壤入渗时间,减少坡地或粘性土地地面径流损失。 ⑧ 一套中央计算机系统可控制无数台田间控制系统(称为卫星站),一套中央计算机控制系统可控制小到一个公园, 大到上百个公园,甚至全城的所有灌溉系统。 ⑨ 储存数百套灌溉程序;一台田间控制器(卫星站)可使4个轮灌区独立灌溉或同时灌溉。 ⑩ 手动干涉灌溉系统:可在阀门上手动启、闭系统,可在田间卫星站上手动控制系统,也可在计算机上手动启、闭任何一站,任何一个电磁阀。可控制灌溉系统以外的其它设备,如:道路或公共场所灯光,大门、喷泉、水泵等 自动化中央计算机控制系统主要由中央计算机,集群控制器(CCU),田间控制器(卫星站),电磁阀构成。中央计算机可装置在任何一个地方。比如:一套中央计算机系统控制50个公园的灌溉系统。中央计算机可安装在市园林局认为合适的位置。CCU安装在各个公园内。中央计算机与CCU之间的通讯,可采用有线连接(近距离),无线连接,电话线连接或移动通讯方法连接。一台CCU最多可连接28个田间控制器。CCU与田间控制器之间同样可选上述数种通讯方式。 由中央计算机到终端电磁阀的工作过程为:中央计算机编程,并将程序下达到CCU。CCU将各轮灌区灌溉控制程序再发到相关田间控制器。田间控制器依中央计算机制作的程序启闭各轮灌区电磁阀。如下图所示: 中央计算机上的初始程序由控制人员编制,之后,计算机每日自动收集由气象站采集的气象数据,计算ET值,并不断对原有程序自动修改。如遇传感器传来异常信息(如降雨,过分干燥,系统漏水...),自动中断或暂停程序,待异常情况排除后,继续恢复程序运行。 如果将智能泵站连接到中央计算机控制系统上,则效果会更好。这样从水泵到电磁阀之间复杂的系统将由一个高度智能化的系统管理起来,可做到最大限度地节水、节能,最大限度地保护系统设备运行,避免灌溉系统常发生的下列几种问题: ① 过量灌溉或灌水不足,浪费水资源或不能满足植物需水; ② 管网破裂,漏失水; ③ 系统运行压力不合理; ④ 水泵运行效率低下; ⑤ 地形起伏不平时或土壤入渗率低产生地面径流,浪费宝贵的水资源; ⑥ 降雨时,灌溉系统照常灌溉; ⑦ 管理、维护成本高。 3.7 百果园灌溉的自动化控制设计 百果园一期工程灌水基本实现了半自动化控制,可以使用电脑控制各电磁阀的开启。我们可在其基础上加以改进与提高,使其实现灌水的全自动化,具体见下: 3.7.1 控制原理 自动化控制采用电子技术对田间土壤温湿度、空气温湿度等技术参数进行采集,输入计算机,按最优方案,控制各个阀门的开启及水泵的运行状态,科学有效地控制灌水时间、灌水量、灌水均匀度,为项目区作物提供一个良好的地、水、肥、气、热条件,促使其高产、稳产。同时进行控制软件及优化灌溉制度的研究,最终形成灌溉专家决策系统。另外,通过变频器控制改变电机转速,调节管道压力,为管道、滴灌等其他灌溉工程的自动化提供依据。具体包括以下几个方面: ① 田间土壤含水量、盐分、地温、空气温度、湿度、降水、风速、管道压力等参数的自动化采集 ② 自动化控制设计安装 ③ 监控软件设计 ④ 变频系统设计,通过改变水压力,为微喷、滴灌等工程的自动化提供依据 ⑤ 系统运行管理模式评价,包括系统评价、灌水指标、灌溉制度等 3.7.2 控制系统的组成 欲实现真正意义上的全自动控制,需要控制田间参数及对象很多,例如土壤湿度、盐分、空气温度、相对湿度、降水量、风速、管道压力、阀门开启、水泵电机旋转等,都要送入控制器。考虑到要控制的对象较多,又要满足良好的人机界面要求,可以采用工业控制计算机作为整个控制系统的优秀,来协调各部分的工作。 系统的组成如下图所示,整个系统的工作主要工控机和变频器两部分来控制,其中变频器主要用于控制水泵电机的旋转,工控机主要用来采集田间土壤及气象指标,按照设定的程序,控制各地块中电磁阀的开启,并通过变频器控制电机的运行状态,协调整个系统的工作。 3.7.3 监控软件监控软件是工控机能够完成控制功能的重要基础,监控软件设计的好坏直接关系到整个系统的质量和可靠性。根据项目要求及滴灌的特点,笔者建议百果园采用雨鸟公司的“Maxicom”中央控制系统,该软件只需用户输入各地块种植作物种类及种植日期,系统便会自动计算当前作物所处生育期,确定出各自要求的土壤状况及气象信号,控制水泵电机的运行状态及阀门的开启,自动完成整个灌水过程,完全不需要人工干预,实现全自动控制。 该控制软件在此所完成的主要功能及特点如下: ① 自动采集田间数据:系统根据软件中所预先设定的时间,自动地采集土壤湿度、温度风速、雨量等参数,进行相应的处理后,实时显示在屏幕上。 ② 作物生育期的判断:当管理人员输入各地块所种植的作物及种植日期后,系统便根据计算机时钟自动计算出各种作物已种植的天数,判断出作物所处的生育期,自动查找资料库中所存的原始资料,确定出当前作物最适宜的土壤含水量及灌水定额。 ③ 滴灌的全自动控制:系统采集田间及气象数据后,将当前各地块土壤含水量与作物适宜含水量相比较,若土壤实际含水量小于作物要求下限值,便自动开启该地块的第一个电磁阀。进行灌溉。达到所需灌水定额后,自动关闭第一个电磁阀,同时开启下一个电磁阀,直到完成整个地块的灌溉任务。灌溉过程中,若出现温度过低、风速过大以及降雨过程等天气时,系统会自动暂停当前的灌溉任务,并保存当前状态。当气象条件满足时,继续进行未完成的任务。 ④ 形式多样的控制方式:全自动控制外,系统还允许管理人员采用半自动、手动等控制方式。全自动方式只需运行人员输入各地块的作物信息,系统便会根据作物、土壤、气象等条件自动完成灌溉的全过程,无需人工干预。所谓半自动方式,是指系统允许用户根据实际情况控制开停机。用户可人为启动某个阀门,或某个地块,甚至是所有地块均轮灌一次。当然这些操作全部都是通过键盘或鼠标来完成的,而且在工控机屏幕上均有明显的提示。所谓手动方式是指人工去开启各个电磁阀,笔者建议百果园选用美国雨鸟公司生产的电磁阀:手动、电动两用阀门,既可手动,又可电动,使用非常方便。当手动打开某个电磁阀时,喷头出水,主干管道压力开始下降,系统会自动通过变频器升高水泵电机转速,维持管道压力的恒定,直到完成灌溉任务。 ⑤ 丰富的办公自动化功能:系统在运行过程中,可自动生成各种定时、日、月、年报表,并通过打印机打印出来。其内容包括各种气象及土壤参数,可从各报表中得到土壤湿度变化曲线、日最高风速、月平均气温、全年总降水量等原始资料,为用户研究当地的气象及土壤变化情况提供翔实的依据。 ⑥ 良好的可维持性:可维护性是衡量软件质量好坏的重要指标之一,在编写本系统时我们也充分考虑了这一点,例如用户在种植一类新作物时,可能系统的资料库中并没有该作物,便无法确定其适宜土壤含水量和灌水定额。此时,用户可按自定义按钮,通过鼠标各键盘输出这些参数,系统便会根据用户所定义的数值运行。另外,用户还可很方便地修改灌水定额、管道压力等参数,满足实际情况的需要。 ⑥ 友好的人机界面:系统中大部分界面均为示意图形,实时显示各传感器送来的数值及系统当前的运行状态,一目了然。需要用户操作的部分全部为中文界面,工作人员无需学习便可完成所有操作。另外,在任一界面下,用户都可以通过按帮助按钮得到相应的提示,指导用户完成相应的功能。 3.7.4 效果 百果园通过增加自动化控制系统后,灌水时间、灌水量和灌溉周期等完全根据果树某些需水参数自动启闭水泵和自动灌溉,人的作用仅仅是调整控制程序和检修控制设备。既提高了水的有效利用率,又节省了人力,同时也提高了果树的产量,可以产生良好的经济效果。 3.8 第二期工程的设想 正在建设第二期工程计划今年完工,第二期工程的滴灌系统我建议基本上参照第一期工程建设,也采用滴喷灌相结合的方式,其水源计划应采用水塔蓄水,用以缓解枯水期水库少水的矛盾,该可以区采用先进的电脑全自动控制方式,实行精确灌水,管道布置采用固定式(干管、支管)和移动式(毛管)的有机结合。二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中毛管布置形式的不足,还特别是应该增加灌水的全自动控制部分,实现灌水的全自动化,精确控制作物的有效灌水。 4 存在的问题及建议 通过对滴灌系统的学习与认识,笔者系统的学习了滴灌这种先进的果园节水灌溉方法,在实践的基础上深化了理论,并对滴灌和滴灌系统有一些不成熟的认识与建议。 4.1 滴灌的优缺点 4.1.1 百果园滴灌的优点 4.1.1.1 水的有效利用率高,在滴灌条件下,灌溉水湿润部分土壤表面,可有效减少土壤水分的无效蒸发。同时,由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤,其他区域土壤水分含量较低,因此,可防止杂草的生长。滴灌系统不产生地面径流,且易掌握精确的施水深度,节水效果达50%-90%。 4.1.1.2 环境湿度低,滴灌灌水后,土壤根系通透条件良好,通过注入水中的肥料,可以提供足够的水分和养分,使土壤水分处于能满足作物要求的稳定和较低吸力状态,灌水区域地面蒸发量也小,这样可以有效控制保护地内的湿度,使果园中作物的病虫害的发生频率大大降低,也降低了农药的施用量。 4.1.1.3 提高作物产品品质,由于滴灌能够及时适量供水、供肥,它可以在提高农作物产量的同时,提高和改善农产品的品质,使果园的农产品商品率大大提高,经济效益高。 4.1.1.4 滴灌对地形和土壤的适应能力较强,由于滴头能够在较大的工作压力范围内工作,且滴头的出流均匀,所以滴灌适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。同时,滴灌还可减少中耕除草,也不会造成地面土壤板结。 4.1.2 百果园滴灌的缺点 4.1.2.1滴灌的滴头很容易堵塞和磨损,产生灌水的不均,严重影响节水效果。 4.1.2.2滴灌的各管道的压力有所差异,会产生局部压力过高而使管道容易损坏,滴头的压力不均甚至会产生雾化,损坏滴头,浪费水资源。 4.1.2.3 滴灌一般仅润湿作物根系区土体的一部分,所以作物根系的发展可能限制在围绕每一滴头的湿润区,这样容易产生作物根系的腐烂,进而引起作物倒伏。 4.1.2.4 滴灌的管道布置要充分利用当地地势与地形,在原则的基础上加以灵活运用,如干管的布置、毛管的布置,取水方式等。 4.2 滴灌的建议 4.2.1 百果园应加强灌水的自动化控制,保证各种果树的精准灌水,实现精确的节水灌溉 4.2.2 滴灌的水量应该有保证,应该建一水塔蓄水,确保枯水期各种果树的需水要求 4.2.3 滴灌的毛管布置应采用单行带环形状态管布置和双行平行布置相结合,确保果树灌水均匀度。 4.2.4 滴灌技术的应用应该和其他节水灌溉技术相结合,互相补给,更好的发挥优势。 4.2.5 国家应鼓励进行滴灌技术的研究,加大科研推广投入的力度,研制开发经济实用的滴灌管材,解决滴头易堵塞的难题等,滴水灌溉技术应该在政府的规划安排下,由政府投资和农民出资相结的优惠政策下在全国范围鼓励推广发展。 5 结束语 滴灌是一种高效节能省水增产的微灌灌溉技术,它具有很多优点,适合我国的国情,具有很强的推广优势,而且很方便实现灌溉的全自动控制,滴灌将成为二十一世纪发展我国节水灌溉的重点,是加速我国农业实现节水灌溉、精准农业和设施农业的有效途径,将更好的促进我国农业的现代化!的滴灌自动化系统在经济上是合理的,技术上是可行的,将成为我国南方生态农业建设的典范! 自动化控制论文:楼宇自动化控制网络技术的新发展 摘要:简要介绍了楼宇自动化系统,分析了传统集散控制系统和新兴的现场总线控制系统优缺点以及应用,并介绍了楼宇自控领域中流行的4种现场总线。说明了以太网技术的发展以及在楼宇自控领域中的最新应用情况,对现场总线控制系统和以太网进行了比较 关键词:楼宇自动化控制网络 现场总线控制系统 以太网 楼宇自动化系统 目前日益流行的智能建筑(InteUigent Buidings)是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物,是信息社会的需要,也是未来建筑发展的方向。智能建筑主要由楼宇自动化系统(Buiding Automation system,缩写为BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三大系统组成。其中,楼宇自动化系统是智能建筑中最基本和最重要的组成部分。楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统,将大楼内部各种设备连接到一个控制网络上,通过网络对其进行综合的控制,这些设备包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等。它确保建筑物内的舒适和安全的办公环境,同时实现高效节能的要求。 2 现场控制系统FCS的出现以及在楼宇自控中的应用 上个世纪七八十年代,伴随着计算机可靠性提高,价格大幅下降,出现了由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的分布式控制系统(Distributed ControlSystem,简称DCS)。DCS是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种综合控制系统。它的测量变送仪表一般是模拟仪表,因此它属于一种模拟数字混合控制系统,这种系统较以前的各种控制系统有了较大的进步。DCS在工业自动化控制领域获得了广泛的应用,也开始应用到楼宇自动化控制领域。但是DCS存在如下一些缺点: (1)安装费用高。采用一台仪表、一对传输线的接线方式,导致接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难; (2)可靠性差。模拟信号传输精度低,而且抗干扰性差; (3)系统封闭。各厂家的产品自成系统,系统封闭、不开放,难以实现产品的互换与互操作以及组成更大范围的网络系统。 上个世纪90年代以来,随着控制技术、计算机技术、通信技术的发展,出现了基于现场总线的控制系统(FCS),FCS克服了DCS的缺点,它是一种全数字化的、全分散的、全开放、可互操作和开放式互连的新一代控制系统。目前,现场总线技术已经成为自动化技术中的一个热点,备受国内外自动化设备制造商与用户的关注。FCS极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量,使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。与传统的DCS(分布式控制系统)相比,FCS具有可靠性高、可维护性好、成本低、实时性好、实现了控制管理一体化的结构体系等优点。现场总线的出现,为工业自动化带来了一场深层次的革命,从而开创了工业自动控制的新纪元,被誉为自动化领域的计算机局域网。鉴于FCS的许多优点,控制专家们纷纷预言“FCS将取代DCS成为2l世纪控制系统的主流。”现在,FCS已经被应用到楼宇自动化控制领域。 2.1应用于楼字自动化领域的几种现场总线 由于诱人的市场商机和不同的应用领域的存在,世界一些大公司或公司联盟纷纷提出自己的现场总线协议标准。据不完全统计,目前国际上有40种宣称为开放型的现场总线标准。这些协议根据国际标准化组织(ISO)的计算机网络开放式互连系统的OSI参考模型来制定的。大多数现场总线只是用其中的一、二和七层协议。于是现场总线呈现杂乱纷呈的局面。在这些现场总线中不乏优异的现场总线,如CAN、Modbus、Profibus、Lonworks、BACnet、DeviceNet等等。其中Lonworks、BACnet、CAN、EIB等现场总线在楼宇自动化领域获得了、较广泛的应用。尽管基于现场总线的Fcs克服了DCS的许多缺点,但还是有一些不如人意的地方,最明显的缺点:多种现场总线并存而互不兼容,导致FCS的可互操作性只能在同一种现场总线系统中实现。后面将对FCS的缺点做进一步说明。 (1)LonWorks 美国Echelon公司1991年推出了LON (Local 0penation Networks)技术,又称Lonworks技术。它得到了众多计算机厂家、系统集成商、仪器仪表以及软件公司的大力支持,已经在楼宇自动化、工业自动化、电力系统供配、消防监控、停车场管理等领域获得广泛应用。具体地说LonWorks具有以下优点: ①网络结构灵活、组网方便。它支持多种网络拓扑形式,包括总线型、星型、树型、自由拓扑型等,这样可适应复杂的现场环境,方便现场布线; ②支持多种传输介质。包括双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线射频等;两种传输速率:78bps和1.25Mbps,最大传输距离由网络拓扑形式和传输介质决定,一般可从500m到2700m。可接人的节点最多为32385个; ③完善的珏发工具。提供完善的系统开发环境,采用开放的NEURON C语言,它是ANSI C语言的扩展; ④无主的网络系统。LonWorks网络中各节点的地位相同,网络管理可设在任一节点处,并可安装多个网络管理器; ⑤开发LonWorks网络节点的时间较短,也易于维护。LonWorks采用的LonTalk协议固化在Echelon公司的Neuron芯片中,这样可以节省开发LonWorks网络节点的时间,也方便维护。 同其它现场总线一样,LonWorks也有自身的缺点。首先,LonWorks的实时性、处理大量数据的能力有些欠缺;其次,由于LonWorks依赖于Echelon公司的Neuron芯片,所以它的完全开放性也受到一些质疑。尽管LonWorks存在一些不足,但是LonWorks的FCS还在楼宇自动化领域获得了广泛的应用。世界上有2万多家OEM厂商生产LonWorks相关产品,其中种类已达3500多种。目前世界上已安装有500多万个LonWorks节点,LonT~k协议也被接纳为欧洲CENTC247、CEN TC205的一部分。自1996年以来,LonWorks也开始在国内获得大量的应用。在建设部的支持下,国内一些研究所和企业开始陆续开发出基于LonWorks的楼宇自动化控制系统,并在一些新建智能大厦和建设部智能化小区试点工程中得到应用。 (2)BACnet BACnet是作为世界上第一个楼宇自动控制网络的数据通信协议。它代表了智能建筑发展的主流趋势。BAcnet不是软件或硬件,也不是固件,严格地说,BAcnet并不是现场总线,而是一种网络协议,即通信规则。为不同商家产品的系统之间进行信息交流提供平台和支持。BACnet详细阐述了系统组成单元相互分享数据实现的途径、使用的通信介质、可以使用的功能以及信息如何翻译的全部规则。BACnet采用了Etherent、ARCNET、MS/TP、PTP、LonTalk五种网络技术进行通信。可根据系统通信是和通信速度选择不同的网络技术。相对其它现场总线,BACnet标准最大的优点是可以与Etherent、LonWorks等网络进行无缝集成。不过BACnet主要为解决不同厂家的楼宇自控系统相互间的通讯问题设计,并不太适用于智能传感器、执行器等末端设备。BACnet标准已在全球得到了广泛的应用,全球生产和经营楼宇设备和楼宇自控设备的主要厂商均支持BACnet标准。BACnet在不到10年的时间内就从一个行业学会标准迅速成为楼宇自控领域中唯一的ISO标准。虽然我国是WTO和ISO成员国,但是BACnet在我国建筑领域中的应用范围还是相对较小,而且在工程中采用的BACnet产品和技术也基本上全部是从国外引进的,还没有真正意义上的国产化BACnet相关产品。 (3)CAN CAN总线最初是德国Bosch公司为汽车监控控制系统设计提出的,现在它已经成为一种国际标准,在电力、石化、空调、建筑等行业均有应用。CAN具有以下优点: ①采用8字节的短帧传送,故传输时间短、抗干扰性强: ②具有多种错误校验方式,形成强大的差错控制能力。而且在严重错误的情况下,节点会自动离线,避免影响总线上其它节点; ③采用无损坏的仲裁技术; 4 CAN芯片不但价格低而且供应商多。 CAN缺点是:CAN总线上最多可挂接110个节点,这不完全能满足整个智能建筑的需要。不过可以通过利用中继器进行扩展,相对其它一些现场总线,CAN总线技术比较简单,CAN相关产品的开发费用也远远低于其它现场总线技术产品的开发费用。因此,很早国内就有一些企业推出了基于CAN总线的楼宇自控的相关产品。如狮岛、索龙集团开发出了$2000楼宇自控系统。 (4)EIB EIB是欧洲安装总线(European Installation Bus)的缩写。它在1990年被提出,经过十多年的发展,成为欧洲最有影响的建筑智能化现场总线标准,在欧洲得到了进300家厂商的支持。1999年EIB被引进中国的智能化建筑领域,并在上海同济大学建立了EIB认证技术培训中心。在短短的几年里,国内的会展中心、博物馆、办公大楼、别墅等场所的灯光、窗帘、空调等控制和安防系统方面获得了广泛应用,如厦门国际会展中心、大连国贸中心、浙江人民大会堂等。国内的EIB项目基本上被ABB公司和SIMENS公司所垄断。 3 以太网开始进入楼宇自控领域 以太网发展至今已有20年历程,作为局域网组网的主要技术,以其简单、价廉、高带宽、维护方便以及不断发展等优点一直在局域网领域中牢牢占据着统治地位。近年来,以太网技术获得了快速地发展。交换型和全双功以太网的出现,克服了传统以太网的共享公共传输媒体和半双功传输的弱点,实现了站点独占传输媒体并同时收发数据,也减少了网络上的数据碰撞。以太网的标准不断更新和扩展,目前的以太网不仅在物理层(包括拓扑结构、传输速率、传输媒体),并且在数据链路层与原来的传统以太网标准有了很大的进步,以太网标准系列已扩展成20余个。现在已太网不但由局域网向着接入网和城域网领域发展,同时开始进入工业控制和楼宇自控领域。新的IEEE802.3af标准开始对以太网供电作出了规定,它消除了以太网技术进入现场控制领域的一个严重障碍。目前,3Com、华为、DLINK等公司开始提供符合IEEE802.3af标准的交换机产品。另外,一些现场总线的协会或组织也开始提出基于其现场总线的开放式以太网标准,即工业以太网标准,如ODVA(开放DeviceNet供货商协会)和CI(ContolNet国际组织)的EtherNet/IP标准、FF(现场总线基金会)的HSE(Hig}l Speed Ethemet,高速以太网)、Profibus国际组织的ProfiNet。支持这些工业以太网标准的交换机、网卡等产品也开始出现,如MOXA公司的EDS-508系列工业以太网交换机(支持EtherNet/IP)、北京航天华辉自动化技术有限公司的AnyBus-S IO/100M(支持Ethemet/IP和Modbus/TCP)等。美国VDC(Venture Development Corp.)调查报告指出,Ethemet在工业控制领域中的应用将越来越广泛,市场占有率将从2000年的ll%增加到2005年的23%。 伴随着以太网技术在工业控制领域的成功应用,以太网技术也必将越来越多地渗透到楼宇自控领域。目前,以太网多用于基于现场总线的楼宇自控网络集成到智能建筑中的信息网(如图l所示),在一些新开发的楼宇自控系统中,以太网直接进入了控制层,如北京楼宇自动化中心开发的基于以太网的ENC-2001IP智能建筑测控系统。ENC-200liP控制系统的结构如图2所示。一般的空调、照明等系统通过ENC参量控制模块集成到以太网上;带有RS232或RS485接口的系统通过网关转换模块集成到以太网上;IP电话以及IP摄像机直接连接到以太网上。 在楼宇自控网络中采用基于现场总线的FCS的优点是: ①可靠性、实时性好。现场总线为工业控制设计 图1楼宇自控网络集成到信息网的,有屏蔽、接地与防爆等措施,同时其实时性也比采用CSMA/CD的以太网的时实性好; ②用户的投资成本低。现在,开放的现场总线技术已经比较成熟,有很多公司提供的相关产品可供选择。其缺点是:实现现场总线无缝接人以太网复杂,当多种现场总线共存在一个系统中时,集成起来更复杂,系统的扩展性差。 在楼宇自控网络中采用以太网的优点是:实现了从管理层(信息网)到现场设备控制层(控制网)的“一网到底”,即实现人们期望的通信协议的兼容和统一;这样系统扩展起来也比较方便;与智能建筑中其它系统(信息网通信自动化系统和办公自动化系统)集成起来更加容易。其缺点是:首先,目前开发基于以太网的控制系统产品的难度较大,开发费用和成本相对还是较高,用户可以选择的厂商也很有限,垄断利润较高,研发成本还没有被消化,这些都导致产品价格过高。其次,以太网的实时性、可靠性等方面还有待进一步完善。 4 结束语 就目前而言,不管是应用在楼宇自控网络中的基于现场总线的FCS还是以太网,都有其优点和缺点。随着时间的推移和技术的进步,它们也必将会被进一步完善。据统计,我国目前有从事楼宇自动化业务的企业3000家以上,产品供应商约3000家。另外,随着我国绍济的快速发展和人们生活水平的不断提高,建筑和社区的数字化建设正在兴起,FCS和以太网都必将在楼宇自控领域中获得更广泛的应用,在今后相当长的时间内,两者在竞争的同时也将继续并存。 自动化控制论文:灌区闸门远程自动化控制系统 摘要:本文以国内某大型灌区为例,在灌区远程测报系统的基础上进行了闸门自动控制研究,通过无线调制解调器连接上位机(PC机)与下位机(单片机),将下位机采集到的数据传输到上位机,根据用户要求的流量控制闸门的开度和时间,为灌区的运行和管理提供保证,为提高系统的可靠性,采用了一些可供类似工程借鉴的可行技术。 关键词:远程自动化控制 闸门 单片机 闸门调节是灌区工程中经常采用的手段,闸门控制的研究对于节约能源、确保水利工程的正常运行、提高水资源的利用效率和节约用水具有重要的意义。目前国内大部分灌区已基本实现流量数据的自动采集和监测,并把数据传输到管理部门,但是在根据有关数据进行远程自动监测和控制方面成熟的经验非常少。国外特别是欧美等先进国家在这方面已经达到较高的水平,如美国的SRP灌区自动化灌溉系统,可以同时采集100多点的水位、闸门开度和其他信息,通过计算机处理后,控制几百座闸门、150多处泵站的运行。本文以国内某大型灌区为例,对闸门的自动监控进行了研究。 1、系统的总体设计 本系统采用无线数据传输技术,分一个主站和若干个子站,通过无线调制解调器构成一个无线通讯网络,对多个断面的数据信息进行采集、传输、处理和控制。系统的总体结构图如图1所示。下位机中的传感器把引水渠中的水位值和各闸门的开度值经转换后送给编码器,编码器对水位及闸门开度信号进行编码,在通过避雷器将编码信号传给数采仪,数采仪将数据进行初步加工和处理后由无线调制解调器传给上位机,上位机即系统主站,可分别与不同的子站建立联系,查询各测点的数据,并按照用户的要求对各闸门进行控制,下位机中的控制箱接收到此信息,经过计算,发出控制信号自动控制闸门到一定的开度,达到自动控制的目的。 图1 闸门远程自动监测与控制结构图 2、下位机系统设计 设计下位机重点在于闸门自动控制箱的设计,本文提出闸门的运行控制模式,并进行可靠性处理,然后利用无线传输设备与上位机进行通讯,传输数据。 2.1 下位机硬件电路设计 本系统采用AT89系列单片机,采用矩阵式键盘进行输入数据,键盘提供切换键、时间设置键、控制键三个按键,通过三个按键显示水位、流量、闸门开度、日期和时间。切换键实现上述四个功能的转换,时间设置键用于修改日期和时间,控制键用于对电机启停进行控制。 2.2 闸门控制系统设计 本系统下位机接收到上位机传来的要求流量值(或水位值),当要求的流量值(或水位值)与系统所测的流量值(或水位值)不一致时,单片机启键闭合,闸门电动装置控制箱自动启动电机,提升或下降闸门,当所要求的流量值(或水位值)与当前所测流量值(或水位值)相等时,单片机闭键闭合,电机自动停止,达到自动控制的目的。 闸门的运行控制模式有实时型控制模式和定时型控制模式两种,在实时型控制模式中,上位机根据用户要求的流量,利用流量—水位关系曲线把要求的流量换算成要求的水位,然后和下位机联系,下位机接到信号后,由电动装置控制箱控制电机的正反转,达到要求时停止转动。定时控制模式要求用户输入所期望的流量值和要求闸门动作的时间,下位机的控制箱在规定的时间里自动开启和关闭闸门,进行控制。 2.3 无线通讯设备SRM6100调制解调器 SRM6100无线调制解调器原是美国Data-Linc Group公司生产的军用产品,现应用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行无线通讯方法,在2.4GHz-2.483GHz频段应用智能频谱跳频技术,在无阻挡物的情况下,两调制解调器之间的通讯距离可达32.18公里, 可实现PLC(可编程控制器)和工作站之间的无线连接。SRM6100应用跳频,扩频和32位误码矫正技术保证数据传输的可靠性。无需昂贵的射频点检测技术。射频数据传输速率为188kbps。并且不需要FCC点现场许可证。SRM6100支持多种组态,包括点对点通讯和多点通讯。多点通讯对子站数目无限制。并且SRM6100可做为中继器工作,以达到扩展通讯距离或克服阻挡物通讯的目的。 2.4 下位机可靠性处理 为了精确控制电动闸门的关闭,避免电动闸门在工作中出现过载破坏或关闭不严的现象,本系统在电动轴上安装了转矩传感器,用来监测闸门输出轴的转动力矩,以判断闸门是否关严、是否被卡住。闸门电动装置用于检测和控制闸门的开度,本系统在转动轴上安装了光电码盘,考虑到闸门可能出现频繁的正反转交替,为了避免错位和丢码,采用双光耦技术,光耦输出的两路信号经74221双单稳触发器进行整形,89C51的INT0和INT1对其进行计数、计时,并判断转动方向,计算闸门开度。电动闸门在工作中若出现异常现象,系统会自动报警,切断电机电源并显示故障情况。 2.5 下位机软件设计 下位机的软件设计分为闸门自动装置控制箱程序设计和串行口中断服务程序设计两部分。闸门自动装置控制箱程序设计主要完成数据采集、存储、显示、按键操作等功能,串行口中断服务的程序完成下位机向上位机数据的传送和用户设定参数的接收。控制箱程序的主框图如下: 图2、闸门自动控制程序流程图 3、上位机设计 上位机的软件部分采用VB6.0为开发工具,将各个功能模块化,分别解决相应问题,再将各个模块组装,构成上位机软件系统的优秀,上位机软件系统的结构如图3所示,通信模块位于最底层,其余模块功能的实现都直接或间接建立在此模块的基础上,本文利用VB的API函数编写串口通讯程序,程序的框图如图4所示。数据管理模块的主要作用就是为水位、流量、闸位等建立数据库,并对其进行管理。 4、结语 本文以国内某灌区为例,全面分析了灌区闸门自动化控制系统的整体结构及其设计,对其软件开发和硬件选择作了全面阐述,并总结了提高自动化系统可靠性的经验,为提高灌区现代化管理水平提供了有利的工具,具有较高的使用价值和广泛的应用前景。 自动化控制论文:基于PLC井下主排水泵综合自动化控制的研究 摘 要:智能高效的地排放矿井涌水,对保障煤矿安全生产意义重大。本系统采用plc和组态软件对井下排水系统进行智能控制,中心控制器采用s7-300系列plc,利用传感器对各参数进行采集,通过软件编程等完成了避峰就谷、自动轮换等节能优化排水过程,本系统还具有故障监测和保护功能,主要包括过压、过流、漏电保护、水泵漏水保护、流量、压力保护。上位机使用组态王进行操作,可实现远程监控,实时显示信息,井下排水调试运行证明该系统提高了生产效率,节省能耗,降低了生产成本。 关键词:plc;组态;智能高效;远程控制 引言 现在许多煤矿采用传统的继电器控制方法代替煤矿工作人员的监测的方法是非常复杂的[1-3],并且需要一个相对繁重的人力消耗。为了满足矿井排水系统的需求,采用plc和组态软件结合设计自动化排水系统,通过工业以太网进行远程控制,不仅提高了水泵的运行和使用效率,更重要的是节省能耗,降低生产成本。同时,本系统具有故障监测和保护功能[4]。 1 排水系统的控制 1.1 排水系统的总体控制要求 (1)水泵自动运行原则;(2)“避峰填谷”原则;(3)系统保护原则:a.漏水保护;b.超温保护;c.过电流保护;d.两种工作方式切换;e.系统远程监控原则。 1.2 排水系统的控制策略 水泵房中水泵的运行主要是根据液位传感器提供的液位,结合自动控制程序,在保证安全条件下的水仓水位和水仓所能容纳的最大涌水量做出相应的判断,决定投入运行的水泵数量和运行时间。由于煤矿井下的水位条件非常复杂,无法建立精确的数学模型对涌水量进行准确的定量描述,所以,选择九点控制策略,通过对水位信号的实时采集,根据相邻两次采集的水位变化量和采集的时间间隔得到水位的变化率,并以此作为系统的控制依据水位的变化量和变化率,进而提高了排水系统应对不规则的涌水能力。 九点控制策略的基本原理如图1所示,该控制策略的优秀即为九点控制器。控制系统预先设定被控制量的基准值,此基准设定值与传感器检测的数值比较得到误差 ,此误差作为九点控制器的输入量。 在图1中,r即为系统预先设定的基准值;c为传感器检测的数值即为系统的输出量;e为控制参量的变化量,由系统设定的基准值 r与系统的被控量c之间的差值,即e=r-c。uc为九点控制器的输出量,是根据控制参量的变化量e和控制参量的变化率■的实际状态所决定的。 2 系统的硬件设计 2.1 排水系统的硬件结构 为满足上述基本要求,系统的控制部分硬件是以s7-300可编程控制器为优秀控制芯片。在此plc基础上,又扩展了模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、通信模块和上位机监控中心。图2为系统硬件整体框图。 图2 控制系统硬件整体框图 2.2 传感器的选择 2.2.1 井下水仓液位检测传感器。本系统采用投入式液位传感器,该传感器是一种测量液位的压力传感器,基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理,采用隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准电信号。 2.2.2 温度传感器。系统选择工业用的红外测温仪实时监测点击的轴温。原理是将物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号,红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应,根据转变成电信号大小,可以确定物体的温度。 2.3 排水管路系统的阀门选型 本系统所选用的电动闸阀是zb180-24/400型矿用隔爆型电动闸阀,并配有kxbc系列隔爆型控制箱,该控制箱是zb系列电动阀门的专用控制装置,具有短路保护、过载保护、欠压保护等功能,并设置了行程控制、远方/就地控制的切换功能,反馈到plc的到位等信号皆为无源点输出,有较强的抗干扰能力。电动球阀选用了qmb5型隔爆电动球阀,密封性好、动作速度快、动作可靠、故障率低。控制电压为dc24v,可由plc输出继电器直接驱动,采用霍尔传感器检测到位信号,比传统的机械触电更为准确,提高了控制精度。 2.4 水管流量监测 本系统选用lcz-803型超声波时差流量计,该流量计采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术,能够有效地抵抗来自变频设备的干扰、电磁场的干扰和系统流态的干扰。 2.5 真空度检测 r 本系统选用kgy4型负压(压力)传感器,属于矿用本质安全型设备,可对管道中的气体的差力压进行连续监测,并实时的显示被测点的差压值。 2.6 水泵出口压力检测 本系统选用kgy7型压力传感器,属于矿用本质安全型设备,可对管道中的气体、液体的压力进行连续监测,并实时的显示被测点的表压值。 3 控制系统软件设计 该井下排水系统中的软件设计中要包括:主程序设计、水泵自动运行子程序设计、“避峰填谷”子程序设计、系统保护子程序设计、两种工作方式切换子程序设计和系统初始化子程序设计。系统软件设计框图如图3所示: 在系统开始运行后,首先需要是检查plc是否有故障,设备是否有故障,如果有故障,系统马上停止,等待工作人员检测排除故障。在主程序中,选择系统的运行方式,是手动运行还是自动运行,以及选择那个水泵那个管道记性具体的选择。 4 通信及上位机监控系统的实现 现在使用的是西门子的315-2pn/dp cpu,cpu本身集成了工业以太网接口,可以直接使用网线将现场的plc和工控机连接在一起。在工控机中安装simatic net作为opc服务器,组态软件中opc link作为标准的opc接口,这样上位机组态软件就可以和下位机plc进行数据交换了。 图5 远程监控总体示意图 本系统采用组态软件为“组态王”,该软件开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点明显。根据实际的运行流程,本系统需要按照排水系统的具体要求画出如下操作画面:水泵房需监测的量主要有水位,水泵吸水管真空度,水泵出水口压力,水泵电机轴温度,电机定子温度,出水管流量等。其中总监视画面、手动画面、历史曲线画面如图6-图8所示: 5 结束语 文中针对煤矿井下排水设备自动化程度不高的现状,研究设计了plc 控制与上位机相结合的煤矿井下自动排水系统。系统选用s7-300 系列plc和“组态王”软件编制的自动监测程序,用其监视设备的运行情况及各个运行参数,实现了泵房无人值守、设备安全可靠运行,减少了人力投入,提高了工作效率。 作者简介:王军,本科生,电气工程及其自动化。 自动化控制论文:电气自动化控制系统的应用及发展趋势研究 【摘 要】随着我国改革开放的不断深入和国民经济的飞速发展,我国的工业化进程也不断地得到推进,而在现代的工业体系和社会发展中。电气自动化控制系统发挥着非常重要的作用。文章简要地介绍了电气自动化控制系统的功能、特点及应用,并对未来的发展趋势进行分析研究。 【关键词】电气自动化;系统;应用;发展趋势 电气自动化控制系统作为现代先进科学技术的优秀领域,引领着现代化工业的发展方向,对于社会和企业的全面发展都起到了不可估量的作用。首先电气自动化控制系统能够最大程度地减少劳动力成本和强度,提高检测的精确度,增强传输信息的有效性和实时性,确保了企业生产活动的顺利展开。另外,电气自动化控制系统大大地减少了事故的发生,保障生产设备的安全运行。在当今的电子时代,各项信息技术在我国各行各业的广泛的使用,电气自动化控制极大的推动了我国的信息化和智能化的发展,为我国工业向现代化方向发展奠定了坚实的科技基础。 1.电气自动化控制系统的功能及特点 1.1电气自动化控制系统的功能 依照单元机组运行特点,将厂用电源同变压器组都归入到ecs监控中,实现的功能主要有以下几个方面:a.实现lps系统与直流系统的监视;b.能够有效的控制发电机组;c.能够实现对柴油发电机组的控制和保护;d.220kv/500kv开关的手动同期并网和自动同期并网;e.控制和操作柴油发电机组及保安电源;f.实现对低压厂用电源的控制;g.实现了手动控制和自动化控制的并网;h.低压厂用电源的操作、监视和低压备自投装置控制。 1.2电气自动化控制的特点 首先电气自动化控制系统控制的信息采集对象较少、数量较小、操作频率低,但是要求快速和准确;其次对于电气装置必须要具有可靠性较高的保护系统,和强抗干扰性能,同时,需要程序动作速度要快;另外电气自动化控制系统以顺序控制和数据采集系统为主。所以机组电气系统归入dcs控制,需要控制系统具备较高可靠性。除了实现正常的起停与运行操作,更重要的是能够做到实时监测,显示运行状态异常及事故状态下的状态及数据,而且提供相对应的操作指导以及应急处理的措施方法,实现电气自动化系统在自控前提下的安全准确运行。 2.电气自动化技术的应用 随着计算机技术的普及和推广,我国的计算机控制技术被应广泛的用到各个环节,包含变电站发电、配电等各个不同的环节。同时也正是由于计算机技术的支撑,给我国电力系统的飞速的发展起到了巨大的推动作用。而最显著的就是下面几种技术的应用。 2.1智能电网技术 智能电网是指将计算机与自动化技术结合起来,从而对整个电力系统形成一个有效的控制技术,则被称为智能电网技术。该技术涵盖了电力系统的各个环节,包含从发电、配电等各个环节。其中的变电站的控制系统和稳定系统也被应用到计算机的系统中。电网技术的应用推动了电网技术一体化及其调度自动化的发展,而电网技术的一体化加强了电力系统中配电模型及高级软件等技术的发展,同时提高了数字信息技术处理能力。 2.2仿真技术 目前我国的电力系统自动化程度不断加强,它不仅能够呈现大量的实验数据,而且可以支持多项操作同时进行,同时能实施同步控制,并能够帮助实验人员测试新的装置,所以仿真技术为电力系统提供了较好的实验条件,有助于对电力系统实施动态监控及仿真建模等技术的应用,既有利于操作又易于控制。 2.3智能技术 电气自动化技术加强了电力系统的控制技术。不仅是在操作方面,在电网的监控方面也提供不少的帮助。例如:一个地方的电网出现故障,通过电脑的监控就可得知,以最短的时间通知电力部门修复,降低危险的发生。电力系统中自动化技术不需要人工的操作,可以自动的对电网中出现的问题及时反应在计算机上,自动化技术可以自动的对该故障进行解决。 2.4远程及现场监控的同时实现 远程监控系统要求现场总线的通讯速度不能太高,适用范围较窄。目前,全场电器自动化控制系统主要利用现场总线的监控形式。随着现场总线的不断发展,融入了很多智能化的电气自动控制系统。所以现代的现场监控的通讯总线主要利用了智能设备与自动化系统模式之间的数据交换,其中利用的串行电缆能够连接起主机、内部存储程序、中央处理器等智能设备,与此同时能够实现对远 程传输的vfd、起动电容、仪表、自动开关等设备。因此,大数据高容量的数据通过中央控制器进行采集会达到较好的效果。 3.未来发展趋势 3.1电气自动化控制系统的统一化 电气自动化控制系统对于产品的安装、调试、维护等功能的实现都起着重要的作用,减少了从设计到产品之间的时间,降低了生产成本。电气自动化控制系统的主要发展趋势就是能够把电气自动化系统通用化,电气自动化网络结构应该保障现场的设施、计算机的监管体系、企业工程的管理体系之间数据交流的畅通。 3.2电气自动化工程的生产将更加的安全 电气自动化工程控制系统的一个发展方向就是安全防范技术的集成化,重点就是如何保证系统的安全性,即人、机、环境三者的安全实现。在非安全状态时,用户要如何选择利用最低费用实现安全方案制定的问题。从硬件设备到软件设备,从公共设施层到网络层,对电气自动化控制系统的安全与防范设计进行全面的研究。 3.3电气自动化工程控制系统的创新技术 目前电气自动化控制系统的发展正在从单一设备转变成为向集成化多元化系统化的发展。电气自动化工业企业应该不断的提升自身的技术创新能力,对于具有自主知识产权的电气自动化工程控制系统加大科研的投入,为电气自动化的研究提供更加广阔的空间。而政府同样应该意识到电气自动化工程控制系统在经济发展当中的主导力量,加强政策上的扶持,建立和完善机制体系。企业应该打开自主创新的新局面,转变经济增长的模式,提高自主创新的实践能力。 3.4电气自动化控制系统的标准化接口 由于电气自动化控制系统采用了比较成熟的标准化技术,从而极大程度减少了工程的成本与时间,完成了多通道的数据交互。当企业在进行系统交互数据的过程中,需要采用微软操作系统。ip系统也被广泛运用在办公室通讯中,自动化控制与管理通过计算机系统建立连接。标准化的程序接口保证了厂家之间进行软硬件的数据交换,使通讯产生的困难真正的得到了解决。 4.结语 电气自动化在国民经济发展中发挥着极其重要的作用,能够有效提高行业领域整体的自动化水平,特别是行业的运行管理水平。并且电气化控制系统可以大大节省企业的成本,提高设备、生产线等的可靠性。当前的电气化自动控制系统已经在众多领域崭露头角并发挥重要作用,未来电气自动化控制系统也必将有长足的进步和发展,为企业和国民创造更多的经济、社会效益。 自动化控制论文:自动化控制在水泥工业中的应用分析 摘 要 自动化控制在从最初的单板机发展到单片机再到微型计算机和工业控制机,控制水平有了长足的发展,在水泥工业的应用中,国内的自动化控制有一定程度的滞后。水泥生产中逐步实现了生产全过程的自动化,对生产过程中各项指标进行检测监控,包括生料质量、游离氧化钙、水泥细度以及水泥回转窑筒体温度,促进水泥质量提升。 关键词 自动化;水泥;温度 1 自动化技术的应用状况分析 从20世纪80年代开始,立窑水泥生产中开始运用计算机技术,伴随着该技术的不断发展,其在水泥行业的应用也有了提升。从最开始垄断性质的8位微处理器单板机到单片机为优秀进行配料和成球控制,再到微型计算机以及工业控制机的应用,档次都在不断的提升,自动控制也取得了更佳的效果。相对于国外水泥行业的计算机控制应用情况,国内发展相对较慢,在技术方面相对于产品开发也存在滞后,计算机在水泥行业的推广会加速技术发展以适应需求。 水泥行业的自动化技术应用初期,主要是体现在自动化仪表,重点环节是生产配料,通过检测计量与仪表控制相配合来实现。随着配合预加水成球技术的发展,通过微机来实现对立窑煅烧过程进行自动控制,相对之前的自动控制达到了一个新的高度,但真正实现立窑水泥生产的权限自动控制还是在计算机新技术的应用后,通过集散式控制方式来对生产过程进行控制和监督管理。 对自动控制的发展过程分析可发现,随着技术的发展,控制环节增多、控制算法更高级、技术功能更充实和更全面的应用。早期的自动控制仅仅是实现了对生料和配料过程的控制,后期逐步实现对预加水成球及立窑等工序的控制,再到全程监控。控制的算法则是从单参数的pid控制逐步演变为如模糊逻辑控制等智能、综合控制。技术功能从单纯的显示和监控演变为对生产过程的全面自动控制。而自动控制的范围也发展到分析化验、生产调度和数据管理多个方面的控制网络。 2 生产过程的自动化控制 相对于单片机控制,20世纪90年代后期的可靠性更高的集散控制系统dcs可实现操作人员在总控室对全系统进行控制。工控机上的画面显示包括流程图、分组控制、分组启停、分组趋势记录以及报警等,通过这些画面能了解到全厂的生产情况,对于需要了解的详细内容页可以通过点击获取,鼠标点击就能对整个系统进行操作。水泥企业在产业结构调整中,dcs系统的应用能有效降低人工使用费用,提升设备效率而减少了成本。 集散型控制系统一般由管理命令系统mcs、过程控制单元pcu以及工程师工作站ews三部分组成,通过厂还环路来实现连接。mcs是操作人员调整参数、开停现场设备以及监控工况的系统,其实现主要是通过对pcu的操作来实现。pcu的部件有i/o供电电源、模件供电电源、i/o从端子模件、i/o从模件以及冗余多功能处理器模件mfc等。mfc为一种增强型控制处理器,具有多环路的批处理、模拟和顺序,在系统中,mfc都使用了冗余配置。i/o端子模件和从模件来间接mfc和现场设备之间的通信。模件总线负责pcu内模件之间的通信,总线接口模件和厂环接口模件负责pcu机柜之间的通信。ews主要是实现制作画面图像、设计组态程序以及对pcu主模件进行管理功能和检测系统参数,其组成为计算机接口单元和pc机组成。厂环通讯系统为双环冗余的可靠环路通讯,是无主次封闭系统。厂环实现了mcs、ews和pcu之间的连接以及各点的通讯。 3 检测技术探讨 水泥生产过程中的检测随着精密仪器、光学、粉体技术以及微电子学的发展而逐步提升,加强了再现性和可靠性,这里主要介绍下面5类。 3.1 计量装置与机电一体化 该技术主要是为了实现整体最佳化,初级系统为集成电路来提升机械设备的效率,高级系统则是通过计算机的应用来实现智能化生产,在现今水泥生产中,两类运用都较多。机电一体化系统通常包括五部分:机械装置、变送器和传感器、检测装置、驱动器和执行器、信息处理部分以及接口。常见的计量装置有冲击式流量计、电子皮带秤、天平式定量给料器和转子秤以及空气输送在线流量计等。这类装置都是具有较高的可靠性,能对信息进行检测和反馈到上级控制系统来完成生产过程的自动化。 3.2 生料质量控制系统 对于生料化学成分稳定性的检查收到的影响因 较多,包括人磨原料成分出现的波动、生料粉磨系统的滞后以及原料成分分析的不及时。而该控制系统的应用就能控制实时参数、虚拟校正以及固定批量校正,以此达到对原料配比的实时调控。该系统的组成包括x射线荧光粉成分分析仪、γ射线分析仪以及通讯接口装置,其中,γ射线分析仪主要是对原料成分进行检测,实现超前控制。 3.3 游离氧化钙的在线检测 水泥生产中一个非常重要的环节就是煅烧,以实现从生料到熟料的转变,对熟料的检测监控主要包括单位体积密度和fcao含量。国内的检测为离线检测,其测定是进行取样、粉磨和制样后采取化学分析法或x荧光分析仪来实现。为保证熟料质量,更好的方法是在线检测技术,在线检测仪的应用就是对信号进行测定,通过配套软件来对回转窑的煅烧进行优化控制。 3.4 水泥细度的在线检测 水泥颗粒在0.1 μm到100 μm,但决定其强度的颗粒主要集中在3 μm到30 μm,因此水泥的性能和其颗粒的粒度分布有很大关系。对于水泥细度的在线检测主要是以下几个方面:对水泥细度的测定为实时监控,对相关参数能随时打印,包括平均粒径和水泥比表面积;该技术能在监控水泥细度的基础上诊断粉磨系统的操作状态;在监控反馈信息的基础上,对选粉机操作参数进行调整来提升水泥品质。国内水泥行业在使用该技术上采用激光粒度仪来进行补充分析以保证更好的监控磨机状态。 3.5 水泥回转窑筒体温度检测和保护 窑筒体温度扫描检测系统可对生产情况进行监控,保证回转窑筒体不出现耐火砖烧坏脱落。该系统可对窑筒体温度进行不间断、长时间的监控,操作人员通过观察其反应的窑内状况来进行操作以提高运转率,系统的显示包括窑径向和轴向的温度曲线、温度的最大值和最小值以及温度分布的二、三维色相图。工业电视与比色高温计系统能实现和生产过程控制的系统联网,对窑内的煅烧情况进行电视监控。国内水泥行业在引进该技术后进行二次开发而更好的使用。 4 水泥行业中ethernet网络的应用 ethernet技术的应用更好的实现了现场设备的通讯。ethernet技术有着极高的通信速率,对于同等数据吞吐量,更高的速率则有着更低的网络负荷、更小的延时以及更低几率的网络碰撞。其次,采用星型网络拓扑结构,通过交换机划分网络。ethernet交换机有着存储和转发数据的功能,能实现输入、输出数据帧的缓冲而不出现碰撞,也可对数据传输过程进行过滤,保证在本地网段下进行各网段节点间的传输,这样不会经过主干网而降低网络负荷。而全双工通信保证了端口间双绞线在进行接收和发送时不出现冲突,与交换式集线器的使用减低碰撞几率的同时又不存在冲突域,使得ethernet通信具有更好的实时性和确定性。
船舶电气论文:船舶电子电气英语教学论文 一、船舶电子电气专业英语教学现状 目前,国内航海类大专院校均开设有海事类专业英语课程,在教学中侧重点也不尽相同。例如,船舶设计制造专业开设有“船舶工程英语”;轮机工程开设有“轮机工程英语”;航海技术专业开设有“航海英语”。对于这些相对成熟的航海类专业英语而言,新兴的船舶电子电气专业英语的教学还处于起步阶段,各海事院校的教学工作者仍在探索改革。 1学情分析 (1)个体差异大。由于学习能力、学习方法的差异以及各种个人因素的影响,造成了学生在英语和专业英语学习中存在巨大的差异。有的学生英语基础薄弱,无法完成基本的对话交流;有的学生英语基础较好,学习专业英语较为轻松。 (2)“听说”能力弱。在英语学习和日常应用当中,存在着“听说”能力弱的问题,无法运用英语进行有效的交流,这不仅是航海类学生也是中国学生普遍面临的问题。这个问题也是困扰所有英语教学工作者的难题。 (3)重视程度不高。大多数船电专业学生对专业英语学习的重视程度不够,没有学习兴趣甚至个别学生会有抵触情绪。没有认识到自己英语在今后岗位工作和交流中的重要性,认为只要能够应付考试和船员适任考试就足够了。 2教情分析 (1)师资力量不足。目前,船舶电子电气专业英语的授课教师大致可以分为两类:英语专业的教师和电子电气专业的教师。无论是英语专业教师还是电子电气专业的教师,在课程教授过程中都会存在一定的问题:对于英语专业的教师而言,英语基础扎实但欠缺相关的专业知识和实践经验;对于电子电气专业的教师而言,实践经验丰富,对于知识内容的把握准确,但未受过专业的英语教学训练,因此在专业英语的教学中会存在不标准、不规范的问题。 (2)教材建设不完善。在STCW公约马尼拉修正案之前大多采用航海类或电气类相关教材。随着STCW公约马尼拉修正案的提出和实施,电子电气员的培养和培训愈来愈受到重视,大连海事大学等资深航海院校出版了《电子电气员英语》、《电子电气员英语听力与会话》等适任培训教材。但可选教材种类仍较少,教材建设仍不完善,仍需加强教材建设工作。 (3)教学方法有待改进。电子电气专业英语单词量大、知识繁多、晦涩难懂,学生在学习中困难较大,另外学生个体差异大,这就要求在教学过程中丰富教学方法,因材施教。现实问题是师资力量有限、学生数量多、学时少、任务重,因此大多采用大堂授课,授课方式也相对单一。 (4)课时安排不够。学生既要掌握相关的知识,又要掌握对应的英语表述方法;除了基本的英语词汇外,还要熟练掌握船舶电子电气英语常用词汇3000个以上。课时安排一般60~80课时,相对于繁重的学习内容而言,课时安排相对不够,需要增加学时并合理规划分配。 二、教学及人才培养改革方案 船舶电子电气专业作为一个新兴专业,无论在教学方法、教材建设还是人才培养方案的制定方面,仍是处于探索阶段,针对目前存在的问题和暴露出来的问题,不断探索、研究合理的教学方法,勇于尝试、改革教学策略和人才培养方案。 1教学应对策略 (1)加强师资建设。专业英语教师应加强专业知识的学习,掌握船舶电子电气专业理论知识,增加实践锻炼,保证基本功过硬;同时,加强英语的学习,通过培训班、交流活动、国外访学等方式提高教师自身的英语水平,培养精通船舶电子电气业务的专业英语教师。 (2)加强教材建设。教材不仅包括我们的课本、讲义、习题,还包括各种网络资源和电子资料,信息化时代的学习不能再拘泥于课本和习题,应当丰富和发展网络资源,以学生喜闻乐见的方式进行知识的传播。教材建设既包括适用教材的编写也包括各种电子学习资源的构建。 (3)丰富教学方法。学生在英语和专业英语学习中存在巨大的差异,这就要求专业英语的教学要多样化、多元化,不能采取“一刀切”的粗放式教学方法,针对不同英语基础学生制定不同的教学措施。采用多媒体和网络等各种现代化资源,丰富教学方法。 (4)培养学习兴趣。通过情景模拟、场景再现、实操演练等互动方式调动学生的兴趣,将学习由被动学习“要我学”变为主动学习“我要学”。 2培养方案改革 (1)人才培养方案改革。人才培养方式的改革能够快速提升人才培养质量,不断提高学生的素养和能力。这就要求不断根据行业和社会要求,紧跟行业发展方向,勇于改革人才培养方案。打造精致的人才培养能力的理念,提升人才培养的质量。 (2)增加课时安排。进行课程安排规划时,应适当增加专业英语的课时量,合理规划,采用循序渐进的方式,由易到难,由简单到复杂,夯实学生的专业英语基础。 (3)优化课程安排。“船舶电子电气专业英语”涵盖多门专业课程的知识,在制订课程规划时,应注意课程的连贯性,避免出现对应专业课知识还未学习的问题。 三、结论及展望 本文分析了航海类院校船舶电子电气专业英语教学的现状,教学中存在问题,针对性地提出了应对策略和改革方案。 作者:杨光肖海荣潘为刚王常顺韩耀振单位:山东交通学院 船舶电气论文:高职船舶电子电气专业论文 1船舶电子电气专业教学改革的行业背景 1.1STCW公约马尼拉修正案的实施高职船舶电子电气专业学生毕业后主要从事远洋船舶电子电气员工作,学生毕业前必须要满足STCW最新公约所规定的电子电气员任职资格要求。STCW公约是国际海事组织50多个公约中最重要的公约之一,用于提升船员职业素质和规范值班行为,于1978年7月7日获得国际海事组织通过并施行。船舶电子电气员的前身是船舶电机员,其任职资格在STCW78/95公约实施前有着强制性的要求,但STCW78/95公约之后,由于某些原因取消了对船舶电机员的强制性配员,中华人民共和国海事局不再进行船舶电机员考试和发证,电机员岗位一度在船舶上消失,工作转由轮机员分担,大部分航运院校甚至都停办船舶电气专业。但随着船舶电气自动化技术的飞速发展,尤其是网络型、智能型设备在船上越来越广泛地使用,电气管理人员又慢慢获得船上的重视。虽然航运公司每年都选派优秀轮机员到航运院校进行船舶电气与自动化方面的知识更新和培训,但仍然不能满足船舶电气自动化程度快速发展的需求,以致造成部分职能缺位,对船舶的安全营运造成了一定的影响。基于以上因素,国际海事组织对STCW78/95公约进行了全面的回顾与修正,于2010年6月在马尼拉召开的STCW公约缔约国外交大会上通过了STCW公约马尼拉修正案,该修正案2012年1月1日生效。STCW公约马尼拉修正案明确提出增设船舶电子电气员和电子技工的强制性任职资格要求,为了使高职船舶电气专业的学生满足最新行业标准的要求,提高他们的国际竞争力,迫切需要我们在五年的过渡期内,详细分析STCW公约马尼拉修正案对船舶电子电气专业教学的影响,修订现有的船舶电子电气专业人才培养方案,以满足海事主管部门对船舶电子电气人才的强制性培养要求。 1.2航运企业对船舶电子电气管理人员的职业素质和职业技能满意度下降船员的职业素质和职业技能直接影响着海上生命财产安全和海洋环境保护。大量的海难事故统计分析表明,海难事故中80%以上与人为因素有关,而人为因素中约有80%是可以通过提高船员的职业素质和职业技能来加以控制的。为全面了解航运企业船舶电气管理人员职业素质和职业技能的现状,发现现有船舶电子电气专业课程体系和人才培养方案的缺陷,为高职船舶电子电气专业教学改革提供依据,我们对部分航运企业进行了调查活动。为保证数据的正确性、典型性和代表性,我们所调查的航运企业均为国内大型企业,如中国远洋运输有限公司、中国海运(集团)公司、中远船务工程有限公司、江苏远洋运输股份有限公司、南京长江油运公司等。通过邮件、网络等多种方式共发出调查表200份,收回192份,其中有效样本数为184份,得出航运企业对现有电子电气员的船舶电气职业技能满意度调查。结果显示,航运企业对现有电子电气员的船舶电气职业技能满意度呈下降趋势。船舶电子电气管理人员职业技能的缺乏主要体现在船舶电气专业知识不足、英语阅读翻译及交流能力较弱、常见电气设备故障判断与排除能力有待提高,特别是对STCW公约马尼拉修正案新要求的船舶机舱自动控制系统、船舶高压电力系统和电力推进、信息技术与通信导航系统等方面的技能缺失最为严重。因此,我们要详细解读、研讨STCW公约马尼拉修正案和国家海事局制定的船舶电子电气员适任考试、评估大纲,分析现行的教学体系与新行业标准要求的差距,研究并制定基于最新行业标准的船舶电子电气专业的教学内容、课程体系,再根据学生的基本素质、专业基础素质、专业素质及综合素质能力精心设计各门课程,将STCW公约马尼拉修正案规定的船舶电子电气员相应职业职责要求分解落实到各门教学课程中去。 2船舶电子电气专业的教学改革方案 2.1以行业标准为依据设立课程体系和课程内容课程体系是实现培养目标的载体,是保障和提高教育质量的关键。在进行课程体系的设计过程中要根据企业的需要,将专业的教学计划和企业行业标准有机地结合起来,把行业标准的内容渗透到专业课程体系中去。船舶电子电气专业课程体系的设置要充分考虑STCW公约马尼拉修正案对远洋船舶电子电气员适任标准的新要求、船舶电气与自动化新技术,针对学生的知识结构、能力结构进行重新调整与规划。通过走访航运企业、对毕业生进行跟踪调查、邀请航运企业专家来校指导等方法,对课程体系进行精简、融合、重组、增设等优化,使新的课程体系既注重专业理论的教学,又重视实践环节的训练;既注重基本素质的培养,又重视航海职业技能的培养,把知识传授、能力培养与素质提高有机结合起来。STCW公约马尼拉修正案特别强调现代化船舶中电子电气员的必要性,对船舶电子电气员的职能及职责作出了明确的规定。新的电子电气员不同于原来的船舶电机员,它的职责范围既包括原来的船舶电气部分,同时又包括原船舶报务员所辖驾驶台上部分电气设备,如导航雷达、电罗经、GPS接收机、AIS等通信导航设备等。因此,我们根据最新国际公约的要求,对课程体系与课程内容进行了重新整合,增设“船舶通讯与导航系统”、“电航仪器”两门理论课程和“船舶通信导航设备维护”实训课程,并新建船舶通讯导航实训室。在课程内容设计时,以“必需、够用”的专业知识为基础,减少传授理论知识的比重,增大实操训练的比重,强化学生实践操作技能的培养,为学生尽快适应工作岗位做好准备。 2.2学习国内外先进的教学经验,实施“双向四段”的人才培养模式针对船舶电气专业的职业特点,我们借鉴国内外先进的教学经验,按照“以就业为导向、以能力为本位”的教学理念,通过分析船舶电子电气专业毕业生必须具备的职业能力和职业素质,构建了基于生产性教学实习船的“双向四段“式人才培养模式,即通过“学校、船舶”双向,以“学院教学实习船舶学院顶岗实习船舶”四个阶段实现船舶电子电气技术人才培养。第一阶段,学生在校内学习船舶电气与自动化的基础知识,培养学生的专业基本素质;第二阶段,学生到学院教学实习船舶实习,熟悉船舶电气与自动化设备及其工作环境;第三阶段,学生再回到学校学习船舶电气与自动化的专业知识,并通过国家海事局的适任考试获得电子电气员适任证书;第四阶段,学生到签约的企业船舶上顶岗实习,培养学生的专业素质,提高学生的综合素质和职业技能。“双向四段”人才培养模式把学校教学真正融入到行业中去,密切了师生与行业、企业的关系,使学生学到的知识和技能及时在实践中得到检验、消化、巩固和提高,增强了学生的就业竞争能力。 2.3大力加强师资队伍建设高职院校师资队伍建设是培养适应社会经济发展的高素质人才的关键,把加强教师队伍建设作为基础性工作抓好,努力打造一支师德高尚、业务精湛、结构合理、充满活力的教师队伍,是提高教育质量的可靠保障。首先,要加大电子电气专业教师赴航运企业实践的力度。教师应将行业标准当作研究对象,尽可能熟悉或掌握与行业标准密切相关的专业知识或职业技能,保证高职船舶电子电气课程改革更贴近企业的实际,在实践中缩小与企业需求的偏差。学院、教学系部要将教师赴企业实践作为一种制度确定下来,明确教师赴企业实践的要求,通过企业实践提高教师理论和实践教学能力,增强服务社会的能力。其次,要构建专兼结合的专业教师队伍。高职教育相比普通高等教育有着很强的实践性,师资队伍的结构也明显不同,航海类高职院校除了相对固定的专任教师队伍外,还需根据自身条件聘请一批具有丰富实践经验的专家作为兼职教师。他们可以与专任教师一起制定更贴近行业、企业的课程标准,促进专、兼教师间的交流合作。 2.4加大考试方式的改革力度,以行业标准衡量教学质量评价学生,应打破“唯分是举”,传统的理论考试很难考察到学生在实践动手方面的实际情况,难以衡量学生的学习水平和企业要求之间的差距。为此,我们在考试方法上进行了大胆的改革和创新,将品德发展、学业发展、身心发展、兴趣特长和学业负担纳入评价内容,进行综合考核。对于船舶电子电气专业,按项目进行考核,注重过程考核,采用过程考核、项目考核、评估考核相结合的考核评价方式。过程考核注重学生动手能力、分析问题和解决问题能力,重视实践考核,突出高职特色。将职业素养、实际操作相结合实现评价标准企业化;将过程性考核与结果考核相结合实现评价时间全程化;将个人与小组考核相结合,自评、互评与教师评价相结合实现评价主体多元化。 3结束语 按照行业标准研究高职船舶电子电气专业的课程体系,改革现有的教学计划、课程设置,制定适合国内航海教育现状的、可操作性高的高职船舶电子电气专业的人才培养方案,培养岗位适任能力强、国际竞争能力强的船舶电子电气高技能人才,对于提升我国高职类航海院校的教育教学水平,提高中国船员整体素质,满足国际航运业对航海人才的要求,对我国航运业的发展、扩大船员劳务外派市场都有重要的现实意义。 作者:倪伟单位:南通航运职业技术学院 船舶电气论文:课程改革船舶电气专业论文 一、考核和评价体系的目的及现存的问题 (一)考核和评价体系的目的一般来说考核和评价体系的功能有四个:检测评价功能、导向与激励功能、诊断与反馈功能、提高预测功能。也就是说,通过该体系,教师能够了解学生在学习过程中对知识的掌握程度,发现学生在学习中存在的问题,并针对存在的问题在教学上采取切实可行的措施做相应的改变,提高教学质量;同时激发学生的学习兴趣,形成内在动力,引导学生按照课程的教学目标进行学习,促进学生的个性发展,并通过学生的方方面面的表现预测学生的发展前景。学生本人通过该体系也可以更加清醒地对自己做出评价,形成自我认识、自我教育和自我发展的能力。 (二)考核和评价体系现存的问题 1.考核形式单一。船舶电气专业培养的是针对船舶电气系统的专业应用型人才,除了掌握必备的理论知识外,还应该对实操能力进行考核,但现在的考核体系多应用开卷(含实操)和闭卷考试形式,期末考试分数一般占80%左右,平时成绩分数一般占20%左右。这样的考核体系一般适用于理论知识的考核,而很难全面反映学生实际操作能力,所以不再适用于现有的课程改革要求。 2.夸大分数的作用。旧的以知识为本位的考核与评价体系,使学生以追求高分为目标,一学期下来似乎只是为了最后一次考试,导致学生平时学习不用工,都靠期末突击学习,无论是什么学科,考试前都是一顿死记硬背。这样的考核和评价体系难以调动学生学习的积极性,考核的结果严重偏离考核的初衷。 3.考核内容依附教材,存在局限性。考核内容未能考虑课程类型课程的专业目标定位、和课程的职业岗位需求,只一味地强调理论知识的重要性,未能体现专业课程本身的特点,未能体现“教学做”一体化的课程改革理念,其结果不利于职业素质的养成和实际操作技能的培训。 二、船舶电气专业课程考核和评价体系改革的实施方案 为培养出符合船舶电气岗位需要的复合技能型专业人才,建立符合高职高专职教精神的立体、开放式人才考核和评价体系是大势所趋。 (一)学校与社会的考核与评价相结合船舶电气专业的专业课程都是理论和实践紧密相结合的,为了使学生在实际情境下进行实操训练,校企合作建立了校外实训基地,所以在对学生进行考核时应该采用校内成绩考核和企业实操考核相结合的考核与评价体系。 (二)考核内容的转变———理论与实际操作相结合考核内容的改革主要体现在以知识为本位的考核转变到以能力为本位的考核,即考核内容上从单纯的理论知识考核转变到考查学生的职业素质、职业实际操作技能的掌握上,把学生的作业、课程设计及期末考试等形式的考核转变到学生根据项目式教学内容所对应的职业能力上,即对学生的产品及项目开发成果等做出考核。 (三)考核目的的转变———过程与结果考核相结合为了使学生从注重结果考核转变到注重过程考核,必须加大过程考核所占分值(建议占总分值60%以上)。值得注意的是,学生在进行过程考核之前一定要根据课程本身的特点说明过程考核分哪几个阶段性考核,并注明考核内容及指标和分值,每个阶段的考核成绩公示,并要求没有通过该阶段考核的学生必须合格后(可以补修或重做)方能进入下一阶段的考核。过程考核的形式很多,比如作业、表现考核、实践性项目考核等,目的是考核学生的综合素质,包括学生的学习态度、学习能力、操作技能和学习效果等。过程考核没有通过的学生没资格进入结果(终结)考核阶段。结果考核要有所转变,将单一的笔试考试变换成多种考核形式,比如口试、实践操作、答辩等等;将单一对一个学生的考核转变为对一个协作团队的整体考核,使学生更具有团队协作精神;考核地点也可以转变为校内外相结合。 (四)教师评价和学生评价相结合的考核教师想取得好的教学效果,必须在课程教学中体现以学生为主体,充分调动学生的积极性和创造性。在考核结果上不仅要体现教师的权威性,也要体现学生的主动性,给学生参与考核的机会,让学生在互评、自评中了解同学对自己的评价并意识到自身的优缺点。 三、船舶电气专业课程考核和评价体系改革实施方案的配套设施 (一)必须要有过硬的教学团队专职教师除了具有很强的理论知识,还要有较强的实操能力,项目组织、指导能力,学习新知识、新技能的能力等等。所以要求一线专职教师到企业去实践,积累实践经验,提高自身实践能力。并且要聘请行业专家、能工巧匠到学校担任兼职教师,将企业先进理念直接引到学校。 (二)建立完善校内实训基地学校要有较强的校内实训基地,其虚拟工厂、车间可完成企业的生产仿真。我院在部级骨干校建设期间加强了校内实训基地的建设,对设备进行了更新换代,分别建设了船舶电站实训室、船舶电工工艺实训室、电机与电气控制实训室、船舶信号系统实训室、船舶通信与导航实训室、船舶电力拖动实训室、国防科工委电气及自动化实训中心等十三个实训室,大大增强了校内实训基地的实力,现在校内实训基地除了为学生的校内实训提供充足的场所和工作条件外,还可承担一些社会考试、培训等,比如我市电工证的培训和考核由我系承担。 (三)建立校外实训基地为了满足船舶电气的人才培养目标,我系与渤船重工电装分厂紧密合作,在互惠互利的前提下,与之签订合作协议建立校外企业实训基地。该校外实训基地不仅能够承担船舶电气专业四门优秀课程的现场教学,还能承担船舶电气自动化专项技能的训练,能够完成学生的校外实习、顶岗实习等,保障了船舶电气专业“以船舶电气工程技术中心为平台、产学交叉、校企对接”人才培养模式的顺利实施。 (四)教学方法和手段配套改革为了实现“教学做”一体化,重视过程教学环节,利用理实一体化教室、多媒体手段等充分调动学生的学习积极性,以学生为主体,参与到实际的教学工作中,教学相长,做到教中做,做中学。同时根据企业的实际生产情况灵活安排学生的校外实践环节。 (五)建设健全试题库、技能库为了在课程考核和评价体系改革中体现公平、公正及权威性,学院花大力气让专业教师建立试题库、技能库,考核时直接从试题库、技能库中抽题,做到教考分离。船舶电气专业是渤海船舶职业学院国家骨干校建设的重点建设专业之一,自从实施课程考核和评价体系改革以来,充分调动了广大师生的积极性和创造性,提高了师生分析问题、解决问题的能力,尤其是实际操作能力得到大幅提高,成果显著。 作者:管旭单位:渤海船舶职业学院 船舶电气论文:船舶电气设备故障及维护方法 摘要:随着科技的不断发展,船舶行业的自动化程度也在加深,各种设备层出不穷,极大地提高了船舶出行的效率。其中,电气设备为主要设备,但近年来电气设备故障多发,已引发了数起伤害事件。因此,简单介绍了船舶电气设备的概念、维护方法,以期为船舶电气设备的维护和检修提供理论支持。 关键词:船舶工业;电气设备;配电板;发电机 我国的船舶工业起步较晚,虽然已能建造较为现代化的船舶,但船舶上的各种电气自动设备大多需要由国外引进,且国内的电工维修技术比较落后,无法满足船舶电气设备的保修要求,导致大部分船舶电气设备处于不完全保修的状态。 1船舶电气系统的概念 船舶电气系统主要指在船舶上使用的一套较为完整的电气设备体系,主要包括电力系统、配电装置、发电机组,电力网、中压电力系统等一系列机械设备及连接设备。频繁的使用和缺乏保养导致发电机组成为可较易发生故障的设备。此外,配电装置中的主配电板、船舶电网系统也较易发生事故。电气设备之间自成体系、连接紧密,常“牵一发而动全身”,因此,需要定期维修,确保所有设备都能正常工作。 2船舶电气设备常见的故障 2.1主配电板故障 主配电板是船舶电气设备中负责船舶整体电能集中和分配的控制中心。作为船舶电能的控制枢纽,主配电板上安装了许多控制按钮,比如开关和保护电器、测量仪表盘、调节电路的各种信号指示灯等。主开关是主配电板上较为重要的设备,它具有开启和关闭发电机与配电板之间连接的功能,是主配电板上较易出现故障的一环。一旦主配电板故障,则可能造成船舶电气设备系统断链,导致工作人员无法通过主配电板来集散电能,其他设备也会出现问题,比如主开关无法合闸、跳闸、脱钩等,进而造成船舶电气设备停摆,严重时可能会损伤正在运行的电气设备,缩短电气设备的使用寿命。 2.2发电机故障 发电机故障一般分为2种,即外部原因引发的发动故障和内部损耗故障。在遭受了较为猛烈的撞击后,负载机械设备会出现堵塞,进而无法正常运转,或因船舶的存放环境较为潮湿,当水分进入绝缘体内时,会导致设备散热系统发生故障,进而导致发电机绕组和主轴承发生高温故障;发电机在长时间工作中,其内部轴承会因摩擦而损耗,导致设备老化,或因轴承缺乏润滑油而磨损。发电机出现故障时,一般会出现声音变化、偶尔不正常振动、冒烟等现象。因此,船舶工作人员需要随时巡视发电机的工作情况,从而及时发现问题。 2.3船舶接触器和继电器故障 船舶接触器和继电器设备一般包括电磁系统、触头系统、灭弧装置和辅助部件等。接触器常发生的故障有触头吸附不良、触头释放困难和触头释放缓慢等,其外部表现为线圈过热、噪声过大、触头灼伤或熔焊等;继电器常发生的故障为元件过热、断裂,热继电器在工作时突然停摆或工作状态不稳定等。上述故障通常是因为设备使用过于频繁,且缺乏相应的维修保养措施,导致电气设备过度损耗,最终无法使用。 3船舶电气设备的维修方法 3.1主配电板维修 主配电板常发生的故障为开关故障。当主开关无法合闸时,应先检查脱扣锁钩之间的衔接处,后检查过载、失压、分励脱扣器等是否在相应的位置上。如果这些部位没有问题,则需要检查主开关半导体脱扣器的控制电路板是否存在故障。当主开关可以合闸,电网上仍然无电压时,应找到开关动触头,检查其是否脱落、断裂、烧坏。如果触头断裂,则应及时替换。如果主开关突然跳闸,则可能是因过度使用电网而发生了过载现象,需要调整设备的运行状况后再合闸。 3.2发电机故障维修 但发电机发生故障时,如果是因外部碰撞而引发的故障,则需要拆检发电机,找到裂痕,更换损伤的零部件;如果是因内部渗水而导致发电机过热,则需要拆检发电机,清洁内部零部件,重新刷保护漆并烘干,保证零件内部无水分后重新启动发电机;如果是因原动机振动过大而造成发电机短路,则需要调整发电机的位置,使发电机与振源保持一定的距离,将发电机与原动机的轴线调整至同一位置。 3.3船舶接触器和继电器故障维修 当接触器和继电器发生故障时,应先检查电磁线圈是否断线,后检查传动机构是否卡住、气室是否漏气或其他物体阻塞了气道。当发生上述问题时,应及时停运接触器和继电器,对其进行拆检处理,替换损坏部件,清理被堵塞的气道。在继电器运行的过程中,其热元件的整定电流应为发电机额定电流的0.95~1.05倍,超过上限或低于下限都可能造成继电器无法工作。设备过热后,需要拆解并及时冷却。此外,冷却设备时不可过激,以防继电器材料因冷、热交替而出现裂痕。 4结束语 随着时代的发展,船舶电气设备必将成为船舶上的必备设备,设备等级也会随之提升。作为机械设备,船舶电气设备发生故障在所难免,因此,相关工作人员应重视设备的日常维修和保养,做到常巡视、常检查、常保修。只有这样,才能使船舶上的电气设备发挥应有的作用,才能实现船舶电气设备的系统化,才能实现我国船舶工业的自动化。 作者:林明 单位:舟山三峰电气设备有限公司 船舶电气论文:船舶电气自动化控制问题探析 0引言 进入新世纪以后,船舶电子自动化技术也随之提升了一个新的台阶,自动化系统目前已经覆盖了很多大型船舶的整体,从船舶中的电器到导航再到与港口数据之间的连接与传递,以上这些过程中都对自动化控制进行了充分的利用,并且近年来随着技术的发展,船舶自动化控制系统发展也朝着网络化与综合化方向迈进。基于以上内容,笔者结合自己多年来在船舶电气自动化控制领域中的工作经验,从不同角度针对船舶电气自动化控制安全性问题展开了一系列分析,相信一定可以为同行的研究带来一些启示。 1船舶电气自动化控制的现状 上世纪80年代自动化技术得到了显著的提升,随之在船舶领域中得到了应用,船舶电子自动化系统主要包括电控系统、电子涡轮机等电子控制机构,同时还包括驾驶室中的电子控制系统等。随着技术水平的不断提高,船舶自动化也朝着科学化发展,一旦自动化系统中有问题出现,就会造成大部分机构瘫痪,因此怎样对船舶电气自动化控制的安全性进行保证成为目前非常关键的问题,下面就针对目前船舶电气自动化控制的情况进行探讨与分析。 1.1电子自动化网络覆盖船舶 在电子技术没有在船舶中应用时,由船舶中的控制系统来完成对航线的指引,人工对船舶中各种电器进行控制,一旦有问题出现很难快速得到解决。例如泰坦尼克号就是一个典型例子,当时因为没有电气自动化网络系统覆盖船舶,只能依靠自带的导航系统,在面对冰山时不能做到及时发现,不能及时避开冰山,这是酿成悲剧的最主要原因。当船舶中电子自动化网络系统覆盖实现以后,可以提前通过航线侦查发现冰山,网络系统覆盖能够帮助我们尽快发现冰山,并完成躲避。电子自动化网络覆盖为船舶提供了采集数据的网络,利用直接操作系统为船舶运行提供重要保障。 1.2朝着综合化方向发展 随着计算机技术的快速发展,船舶电气化得到了产生和发展,计算机控制技术在船舶中的应用,使得船舶中所有电器控制可以被整合到一个界面中,利用该界面就可以实现所整个电子系统的管理与控制,因此可以避免很多突发事件及误操作、重复操作等相关失误问题的发生,促进船舶在运行过程中稳定性与安全性的提高。 2船舶电气自动化技术安全性问题分析 虽然船舶电气化系统存在很多优点,可以对船舶运行过程中的稳定性和安全性进行保证,但是这种电气自动化覆盖会使员工产生一种依赖感,如果有系统问题出现,势必会造成非常严重的损失,因此,安全性问题是船舶运行安全性的首要前提。 2.1电磁的安全性问题 电磁技术是船舶电气自动化技术实施的首要前提,而在船舶运行过程中电磁的安全很容易被天气情况所干扰,因为船舶多数情况下的运行在大海中,遇到一些极端天气时,船舶整体电磁系统会遭到破坏,进而出现电磁干扰。同时船舶内部的空间比较小,在设备安装过程中很多电子元件安装的非常紧密,这种情况下使得电子干扰问题的发生概率大大增加。 2.2控制线路单一问题 电气自动化在船舶中的应用具有操作便捷、简单等优势,同时还能利用驾驶舱中的总操作系统展开具体的操作,然而如果总操控系统中有相关问题出现,那么船舶电气设备系统将会出现群龙无首的情况,也就是说如果总操控系统中有线路故障发生或者有误操作情况出现,将会对船舶带来无法逆转的危害。与此同时,因为控制线路单一,很容易会出现某个设备必须关闭系统的情况,这时整个设备的控制与操作能力都会失去,这样一来,不仅无法对现有的问题进行解决,同时还会进一步扩大现有故障,进而造成非常严重的、无法换回的后果。 2.3系统设备错误率问题 随着电气自动化技术的快速发展,电气自动化技术这项技术以其运行快捷、方便等特点被大众所接受,但是,在运行过程中也会存在一定的容错概率,且这个概率的出现是不能逆转的,根本无法通过相关措施进行改变。一般情况下容错概率在电气设备的安装及运行过程中出现,大家都知道,电气设备在制造及安装过程中并不能做到百分之百的不出错,在运行过程中遇到的错误率,在制造设备及系统时就已经被确定,同时这种错误发生率会随着时间的延长而增加。可以说这种故障的发生是不能通过人为方式避免的,虽然可以在后期运行过程中加以维护,以此来降低错误发生的几率,但是容错率始终不能做到全部避免,一旦在船舶运行过程中出现了错误,整个船舶电子系统将会面临崩溃。 3结语 综上所述,自动化控制实际上就是由一个系统控制很多电子元件,在特定环境中对各项操作进行完成的过程,船舶电气自动化系统主要包括机舱中及驾驶室中的电子控制系统两部分,这些都是船舶电气自动化需要处理与控制的内容。总之,船舶电气自动化的结构十分复杂,对船舶的安全运行起到了帮助性的作用,但是还有很多隐藏于深处的危险,因此,全面评估船舶电气自动化的安全性非常重要。电磁的安全、线路控制、设备容错等相关问题都是不能忽视的,这些问题的存在对船舶电子自动化系统产生了极大的影响,只有在制造、安装及使用设备的过程中,将提前的检测工作做好,并积极找到这些问题的重点所在,利用有效的对策对这些问题进行解决,这样才能对船舶电气自动化的稳定性和安全性进行保证,最终有效保证船舶在运行过程中的安全性。 作者:杨露露 蔡林聪 石永林 单位:上海斯达瑞船舶海洋工程服务有限公司 船舶电气论文:船舶电子电气工程实践教学 1现有船舶电子电气工程专业实践教学中存在的问题 1.1实践教学应试性强,实践教学课程设置不到位 尽管目前大多数航海类高校都能认识到实践教学对船舶电子电气员船上工作的重要性,并在制定教学计划时明显增加一些实践教学课程的课时,但是很多实践课程是虚设的。在船舶电子电气工程专业实践教学课程的安排上很多院校存在着侧重理论知识、实践内容的训练方面薄弱,侧重固定的评估考试题卡、缺乏对学生实践能力的培养;缺乏培养学生实际操作能力和应用知识分析故障、排除故障能力的系统规划。加之马尼拉修正案要求船舶上强制增设船舶电子电气员岗位,很多航海类院校需要根据公约对船舶电子电气员岗位培养的要求改变实践教学课程设置,实践教学内容被进一步被动改变,很多实践教学课程和环节无法做到和船上实际情况相符。这些原因不可避免地导致了学生的专业理论与海事局评估实训要求脱节,学生的创新意识与分析解决实际故障能力不强[2]。 1.2实践教学的方法和手段落后,学生实践能力的培养欠缺 目前国内的船舶电子电气工程专业的实践教学中,普遍的做法是,在实训授课中,教师首先会把与实训题卡相关的理论知识讲给大家,以此来做铺垫,然后授课教师会将题卡的内容教授给学生,再给大家实际操作进行演示,最后把完成题卡需要注意的问题、评估考点,甚至包括每一评估题卡评估考官可能提问的问题都讲授给学生。这种情况下,学生在进行实际操作时,完全是在教师指定的情况下,机械地完成题卡内容,学生缺少或者说根本不需要主动积极的思考。然而评估考试时一旦考官提出与题卡相关但教师上课并没有涉及的问题时,学生就会不知所措,其结果只能是学生的独立思考性被日渐消蚀,动手能力较差。 1.3主管机关对电子电气员评估体系建设不完善,教学难度大 从海事局电子电气员评估体系来看,很多评估项目不注重营造实训创新的环境,没有制定新的针对性强的实训教学考核办法和考核标准。而航海类院校现在采用的评估体系,是一种以评估成绩合格认定为满足岗位适任要求为主的人才培养考核评价体系。 2船舶电子电气工程专业实践教学的几点建议 2.1借鉴电子电气员IMO示范课程完善实践课程中的薄弱环节 IMO示范课程实训部分更侧重电气控制、电子技术的应用与修理,对通信导航技术在实训中对设备的维护修理提了要求,而实训大纲中对通信导航系统的要求偏高偏多。IMO的规定与实际船公司对电子电气员的要求更贴近一些。传统实训方式下电子电气员所掌握的实际解决故障能力已经难以满足航运企业对电子电气员的要求,因此了解当前航运企业对电子电气员的具体技能要求并针对要求更改实训内容是电子电气员实践教学的重要部分。适当修改实训大纲,加强电子电气、电力电子、船舶电站、甲板电控设备的实训、船舶计算机及其网络等的教学和培训,适当减少通信导航设备的课程。加强中压电力系统和电气设备的维护和修理,适当调整通讯导航的原理实训,使之更侧重维修与保养操作。 2.2合理规划认识性实习,提高学生对专业课程的总体把握 认识实习是实践教学计划重要部分,它是培养学生学习兴趣,明确学习目的的重要实践教学环节,并为以后专业课学习拓展理论知识,增加感性认识。船舶电子电气工程专业认识性实习应主要了解船舶总体结构、各主要电气设备和系统及相互间的关系,这就需要安排学生到实船上进行认识实习,所以建立稳定的实习基地是保证认识实习教学效果的首要任务。认识性实习前应该根据实纲编制实习任务书,使学生了解需要重点进行的一些基本电气设备维修和设备操作技能训练内容,提高学生的认识实习兴趣,并布置学生每天写实习日记,最后完成认识实习报告,通过实操训练了解作为一个电子电气员在船上大致应该做什么、怎样做,这样才能为进一步的专业知识学习与实践能力提高指明方向[3]。 2.3划分实操训练功能模块,采取项目化模拟情景教学 根据学生认知的规律和船舶轮机模拟器及驾驶台模拟器的组成特点,将课程内容划分为若干与主干专业课程相关的功能模块,如主机工作站、辅机工作站、船舶电站、架机联系与集中报警工作站、通讯导航工作站等训练模块。学生通过对每个模块的训练,对比模块之间的差别与联系,提高对该模块所涉及的基本理论知识的理解和学习进而提高学生实践能力。在实训授课过程中,将实训题卡进行“项目化”教学,进行情景模拟,使实训更真实。如在船舶电站模块的实训中,通过设置“自动电站的手动操作”和“常规电站发电柴油机机械故障导致全船失电的应急处理”等具体项目现实工作情境的模拟训练。这种教学组织形式在教学过程中每个“项目”是由小组通过分工协作来共同实现,这就有助于培养学生团队协作的能力,提高学生的沟通协调能力,充分发挥学生责任感和主人翁精神的养成,有利于激发学生学习的主动性和创造性[4]。 总之,船舶电气专业的教育目标是培养出既符合《STCW公约马尼拉修正案》船舶电子电气员岗位能力的要求,又具备实践能力和创新能力的实用型人才。这不仅要重视硬件的实训室仪器设备的建设,还要兼顾到实训教学体系完善、实训教学方法更新和教师实践教学能力培训等工作。实践教学是一项长期、艰巨的工程,是综合系统化的工程,只有与理论教学协调发展,才能培养出高素质航运应用型人才。 作者:刘洋 王波 单位:山东交通学院海运学院 船舶电气论文:船舶电气自动化系统可靠性初探 1储备保障技术 为保证船舶电气自动化系统运行的可靠性,可以把其电气自动控制系统看成冷储被系统。通常情况下,电气自动化的储备系统主要是指把储备单元和电气运行单元分离,只保持电气运行单元单独工作,其余的电气储备单元处于等待状态。这时,只有在电气运行单元不工作的状态前提下,其余电气系统储备单元才可以接替工作。船舶电气自动化储备系统根据其储备单元的状况不一样,可以分成暖储备和冷储被两种。其中,暖储备系统的自动化系统储备单元始终保持在运行状态,它失效以后,失效率不是零,而冷储备系统的自动化系统储备单元一直在没有运行的状态,它在失效以后,失效率是零。这种冷储被系统经过储备设计,能够达到船舶电气自动化系统的可靠性要求。 2船舶电气自动化系统保障技术的可靠性分析和评估 (1)船舶自动控制可靠性分析和评估。为了使分析和评估更加方便、准确,这里做出假设:第一,如果电气自动化系统不能有效运行,船舶上面没有维修的条件,也就是把此电气系统看成是不能够维修和恢复的系统。第二,此自动控制系统的每个构成单元的失效几率是正常数值。该自动控制系统可靠性分析的框图和模型如下图1所示:船舶自动控制的系统可以看成是冷储被单元系统。在上图中,1、2、3分别代表该系统每个分项系统的失效率,因而就可以计算出船舶自动控制系统的可靠性以及平均没有故障时间。主要运用计数法对各个失效率1、2、3进行预估,使用这种计数方法的基本依据是要把构成该系统的全部元器件的失效率做出预测。需要的数据基础有:一是不同设备元器件的类别和总量;二是电气设备元器件的质量等级;三是电气设备的运行环境。运用这个方法计算系统失效率的公式是:设备=Ni(G)(i=1、2、3......n)在这个式子中,设备表示的是船舶总电气设备的失效率(失效数/106小时),G表示的是第i种电气元器件的通用失效率,表示的是第i种电气元器件的质量系数,Ni表示的是第i种电气元器件的总数。以《电子设备可靠性预计手册》里面对电气元器件的失效率和数学模型为预测的主要依据。在具体进行预测时,首先假设导线和焊接点的失效率是零,在这里不考虑多种电路包括的元器件,因为它对模型和数据分析的可靠性不会造成影响,所得出的预测结果如下表1所示:(2)船舶电气自动化系统的可靠性分析和评估。电气自动化系统也是一个冷储备系统,其不同元器件的失效率是4=28.446×10-6(1/h),5=2.825×10-6(1/h),3=9.122×10-6(1/h)。得到的可靠性和平均无障碍时间分别是:R电器系统=exp(-1.45×10-4t)+46.7.[exp(-1.46×10-4t)-exp(-1.43×10-4t)]+1223.exp(-1.55×10-4t)MTBF电器系统=20369(h)=2.4(年)(3)确定船舶电气自动化系统可靠性的薄弱环节。对船舶电气自动化控制系统的全部构成元器件做出预测,一个一个地预估出它们的的失效率,如果结果出来说明电压监视元器件的失效率是最高的,并且对整个船舶电气自动化系统失效的贡献最多,同时在整个的电气设备元器件的设计上,又没有进行储备保障,就可以很准确地确定它就是整个电气系统最薄弱的部分。因此,就应该在日常的使用和工作中,加大检查和维修船舶电压监视元器件力度,同时保证足够的元器件的备件数量。 3结束语 船舶电气自动化系统的可靠性保障技术对传播的安全稳定工作起着非常大的作用。所以,在具体使用所有这些保障技术之前,必须要重视有关的检验和测试工作,把其中的薄弱部分查找出来,再具体分析和研究,提出更好地解决措施,由此,就能够保证船舶电气自动化系统的可靠性。 作者:陆飞 单位:江苏海宏建设工程有限公司 船舶电气论文:船舶电气自动化系统运行保障 1船舶电气自动化系统概述 1.1综合化 船舶电气化的综合发展归功于计算机技术的兴起,通过计算机控制技术将船舶内的各种电气控制整合至一个界面,通过该界面可以完成对所有电子系统的控制,通过这一综合控制可以避免出现突发事件出现时无法解决,或者由于电子元件过多造成多操、误操、重复操作等操作失误问题,大大提高了船舶运行的安全性和稳定性。 1.2网络化 进入20世纪90年代后,现场总线技术和计算机技术为船舶电气自动化系统的网络发展提供技术支持,把各种信号线集合在一起采用总线技术,把信号通信传递给不同的部件和模块,在船舶电气系统中,对船舶系统采用双层网进行控制,一般数据采集网是第一层,控制网是第二层,保证船舶电气自动化系统的可靠性和稳定性非常有效,冗余结构一般采用在船舶系统的控制网。根据系统又分成若干子网络,如推进系统、电力监控系统、动力定位系统、通信导航系统等。通过系统的冗余网络化,集各系统功能之众,通过船舶系统进而形成了一个分布式系统加强船舶系统的稳定运行。 2我国船舶电气自动化的发展现状 2.1GPS全球定位系统 在科技快速发展的今天,人们特别关注GPS全球定位系统。如今,GPS全球定位系统最终精确到几米,广泛地在我国的船舶上使用安装,在船舶行业已成为必备装置。 2.2船舶整体自动化 计算机技术和网络信息技术的飞跃发展,使得自动化技术也广泛的在我国的船舶业使用。眺望21世纪的船舶自动化技术已成为船舶综合自动化阶段发展的最高水平,船舶综合自动化,将不断收集机舱自动化、机械自动化、导航自动化、装卸自动化等诸多用途系统,工作母站为某些控制系统和某些工作变电站组成了此系统,通常总站工程将在机房控制室设置,还有一个位于驾驶室。现阶段,我国船舶的整体自动化仍然处于不断完善的阶段,为提升我国的船舶电气自动化发展水准,对船舶整体自动化方面的创新和自主研发要加强管理。 3船舶电气自动化技术存在问题 3.1电磁的安全性不足 电磁技术是船舶电气自动化技术实施的前提,然而电磁安全问题却很容易在船舶运行时受到干扰。由于船舶的运行大多都在大海上,一旦出现极端天气,会直接破坏船舶的整体电磁系统,产生电磁干扰。并且船舶内部空间较小,有些电子元件设备安装较为紧密,这让电子干扰问题发生的概率又增加了不少。 3.2控制线路单一 船舶电气自动化操作简单,且能够通过驾驶舱内的总操作系统进行操作。然而一旦总操控系统出现问题,那么整个船舶的电气设备将会面临“群龙无首”的状态。一旦总操纵系统的线路出现故障或者出现误操,那么对船舶造成的危害是无法逆转的。并且控制线路单一很容易造成一旦有某个枝干设备出现问题不得不关闭系统时,将会失去整个设备的操作和控制力,这样不仅无法有效解决出现的问题,反而会将故障扩大,造成无法挽回的损失。 3.3系统设备错误率高 虽然船舶电气自动化技术在正常运行时十分方便、快捷、稳定,但是也有一定的容错概率,并且这一概率是无法逆转,且无法改变的。容错概率一般出现在电气设备安装、运行时。一个电气设备的制造和安装不可能做到百分百安全,其运行过程中出现的问题和错误率都是在设备制造出时就已经确定,并且会根据使用的时长而增加。这种故障和错误率是无法人为避免的,虽然可以通过后期的维护和保养降低错误率,但是仍然无法全部避免。一旦出现错误,整个电子系统将直接崩溃。 4保障船舶电气自动化系统技术 4.1电磁干扰技术 (1)隔离变压器。研究表明,影响船舶电气自动化系统的主要干扰来源是交流电源,用电气设备隔离变压器的方法改善这一干扰独立作业供电。强电和弱电还可以分开,干扰逐渐减少。船舶的电源经过交流变压器将高频信号过滤掉,为自控装置提供独立电源,达到隔离干扰的效果。(2)改变传输介质。在船舶电气自动化系统控制的过程中,主要利用遥控系统进行控制,船舶的控制系统输入部分主要在驾驶室,在船舶的机舱是系统的接收部分,导致信号的传输线很长,电磁干扰就会对传输线的信号产生干扰,为此,船舶系统的信号传输过程中,传输介质被改变,信号被屏蔽干扰,电磁信号的干扰也被屏蔽。(3)RC吸收设备。船舶电气自动化系统中,取决于系统的自动化,与很多的电气设备,比如继电器、接触器以及电源开关等都有关系,为此,在接触这些电源设备时,由于电弧等原因产生电磁干扰,在此情况下,通过RC吸收设备进行,它的优点是电压而产生突变原理,有效地抑制电磁干扰。另外,还可以利用电阻来限制电容,有效地减少电磁干扰现象发生。 4.2存储冗余技术 此技术主要是指利用增添并联单元的形式来保证船舶电气自动化系统运行的可靠性。船舶电气自动化的设备中会设置合理数量的存储设备,各设备均可独立工作,工作单元自行工作比较特殊,其他的单元都存储起来作为备用。 4.3容错技术 容错技术是指船舶电气系统在运行的过程中,出现的故障容忍能力,在电气系统中主要包括:第一,检测系统故障,主要是对船舶电气化系统运行出现故障时,就会使用容错技术对故障进行准确的定位,并能够自动的分析故障的性质,并采取自动化隔离的措施,以避免系统的故障影响系统的安全性工作。第二,控制系统故障,容错技术通过对控制系统进行分析,找出故障的性质进行分析与定位,利用针对的措施进行分析处理,保证船舶电气自动化系统能够正常可靠的运行。 4.4设置安全系统 安全系统指当发生危及电站及其他重要机电设备的严重故障时,能使发生故障的设备自动产生保护性动作的系统,一般有下列三种类型:第1类:立即停止运行,即应急切断,且非经人工复位该设备不应再投入运行,必须在故障排除后才能再运行。第2类:暂时调节到可以勉强运行状态,如降低功率或转速等。第3类:起动和投入备用设备以恢复正常的运行状态。 5结束语 总而言之,船舶电气自动化技术是一门综合性技术,提升船舶的电气化系统经济性、安全性及可靠性影响着船舶的发展。现阶段我国对船舶电气化自动系统的研究比较慢,虽然我国船舶工业的电气自动化程度、消化吸收国外先进技术性、能和技术水平通过引进已有所提高,但还有差距,有待进一步的提升。 作者:倪永亮 于宪令 单位:大连中远船务工程有限公司 船舶电气论文:船舶电气技术课程创新探索 船舶电气技术课程体系的构建和改革是一个系统工程,它应以国家的经济发展规划和地方经济发展的实际作为切入点,坚持培养满足现代船舶工业发展需要的高素质人才为基本原则。同时,改革现有课程体系还要坚持摒弃以往的学科建设的课程体系,探索知识、技能、素质并重的原则,建立“教学做”一体、理实一体等多元化教学模式,开发基于岗位需求的专业课程资源,采用以任务为驱动、以项目为导向、以工作过程为引领的多种教学方法,使船舶电气专业的课程体系的改革,符合社会经济发展需要,并具有一定的前瞻性。 一、船舶电气专业岗位对知识、能力、素质的要求 在船舶电气专业课程体系改革中,我们结合专业定位,围绕专业培养目标,进行了深入细致的企业调研工作。以岗位优秀技能为主线,引入岗位职业资格标准,以企业的典型工作岗位为实例,与企业以及相关专家共同探讨分析专业岗位的能力标准及课程体系构建。船舶电力系统及电气设备在船舶动力装置和船舶机电设备中占有至关重要的地位,其运行的可靠性、经济性对船舶的安全、经济运行影响很大。船舶电器设备种类繁多、技术含量高,对管理人员业务素质要求较高,不经过船舶电气专业知识和技能的专门培训很难胜任。从调研情况来看,中职船舶电气技术专业面对的岗位群有船舶电工、船舶电子电气员。船舶电工主要是在船厂负责船舶电气设备的安装、维修、试运行。船舶电子电气员是在营运的船舶上(货船、客船或渔船)担当船舶供电系统、电站的管理与维护,船舶信号报警系统以及船舶机舱监测报警系统、主机遥控系统以及船舶自动化系统的维护、保养(见表)。根据船舶电气专业对工作岗位所需要的知识、能力、素质的要求,我们采用了加强能力培养的课程体系改革。 二、课程体系的改革方案 课程体系的改革的目的是正确处理好知识、能力、素质三者之间的关系,做到传授知识,培养能力,提高素质,三者并重,协调发展。 (一)构建文化素质课程平台,加强素质教育,强化职业道德 文化素质的提升,不但体现在文化课的课堂上,平时的点点滴滴,都可以融入素质教育。加强职业道德培养,提高职业道德水准;学生在学校就要养成良好的习惯,懂得尊重和礼貌;注意加强学生的心理健康、思想品德、职业道德和责任意识等方面的教育;端正工作态度,具有敬业精神,建立终身学习的理念,提高学习能力,学会沟通、交流和合作,具有一定的自主意识及创新精神。文化素质课平台要以船舶电气专业人才培养为目标,采用公共基础加人文社会科学的形式,以“必需、够用,兼顾发展”为原则。除了公共文化基础课以外,还需要一些交叉学科的引入。比如,心理健康、安全教育与环境保护、海洋法、航海史纲、社交礼仪、现代企业管理艺术、英语视听等课程,这些课程可以采用少学时或讲座的形式,作为素质培养的拓展。 (二)构建专业课程平台,夯实专业知识,提高职业技能 专业课程平台是课程体系改革的重点。以往的学科体系,在这里要完全打破。专业课程体系的建立要从岗位工作或职业能力分析入手,按照实际工作任务、工作过程和工作情景进行整体设计,强调“教学做”一体化。建立三大模块课程体系,实现以点带面,覆盖工作岗位操作技能的需要。第一是基础理论模块,它为第二模块的学习提供理论支撑。基础理论模块所包含的课程有:《电工基础》、《电子技术基础》、《船舶主机与辅机》。第二是职业能力优秀模块,参照相关职业资格标准进行设置,是任职船舶电气技术专业的必备能力。职业能力优秀模块所包含的课程有:《船舶电站》、《船舶通信与导航设备》、《轮机自动化》、《PLC原理与应用》、《船舶电力拖动基础》、《船电专业英语》。这六门课程是船舶电气专业的优秀课程。第三是船员专项模块,满足STCW公约和我国船员适任考试要求,符合船舶电子电气员适任标准。海员专项模块包括的课程有:《海员基本安全知识和技能》、《高级消防》、《精通急救》、《艇筏操纵》。新的课程体系中要求,上述三个模块的实践教学要超过50%以上,采用任务驱动、项目引领、行动导向等情景教学方法,在“做中学,做中教”,实现“教学做”一体化。“教”——要求教师课前进行教学资源收集整理,设定工作任务,讲解基本理论知识和操作技能;“学”——要求学生按照教师教的内容能在仿真设备上进行模拟操作,反复训练;“做”——要求学生能在模拟操作的基础上,操作真实设备,充当船舶电工或船舶电子电气员的角色。 (三)综合实训平台,强化职业能力 综合实训平台要完成不是某一门课程的实训,而是综合几门课或者某个工作岗位的实训。它分两个模块,一是校内综合实训,二是校外综合实训。校内综合实训包括:《船舶电工工艺实训》、《钳工工艺》、《船舶电气设备与自动控制实训》、《船舶电子设备实训》。校内实训是学校和企业的过渡,在校内实训时,要融入行业标准、企业文化,达到“教学工厂”的效果。校外综合实训是学生毕业前的综合实训,主要是在企业中进行顶岗实习,真正进入职业岗位。校外综合实训的时间是半年,期间让学生根据岗位要求和职责,进一步巩固和提升专业知识、能力和素质。五、总结在专业建设过程中,课程体系建设、专业课程建设、实践基地建设、教学团队建设、质量评价管理体系建设等都是专业建设水平高低的主要因素。其中课程体系建设又是专业建设中很重要的一部分。专业课程体系的构建和改革,应该符合人才培养规格和人才培养目标,就像企业生产一个产品所做的产品设计,要在生产实践中不断进行检验和改进。中职船舶电气技术专业的课程体系改革,是以现代职业教育理论为依据,对原有的课程体系加以优化调整,强调知识、能力、素质的协调发展,加强职业能力的提升,同时也要保证课程体系的连贯性、完整性,要能拓宽和增强专业发展后劲,使培养的学生具有一定的灵活性和市场竞争力。 作者:王心红 单位:大连海洋学校 船舶电气论文:船舶电气设备维修及决策 摘要: 船舶事业在历史的发展进程中已经经历了长期的改造与优化,在信息技术时代,与机电设备的高效融合是船舶在新时期发展的成果。在电气设备的配合发展背景下,现代化船舶行业呈现出自动化水平不断提高的发展态势,机电合一将在未来很长一段时期内成为极具优势的进步关键。文章对现代船舶电气设备维修决策方法进行了探讨。 关键词: 现代船舶;电气设备;维修决策;故障排除;信息技术;船舶事业 计算机技术的蓬勃发展与日新月异的进步态势成为现代船舶电气化、自动化发展的重要推动力,电气设备的研发以及投入使用越来越成为现代船舶发展的关键点。据有关资料可知,船舶中的电气设备主要包括船用变压器、开关柜、CESC系列岸电箱、控制台、CEDP系列分配电箱、主配电板以及应急配电板、海洋平台变压器等。这些电气设备在内的管控工作对于整个船舶行业的正常运作具有至关重要的作用,并呈系列化、通用化以及模块化的态势处于发展过程中。在现代船舶电气设备的研发与改进工作中,维修及其决策方法作为整个电气系统的基本保障,一直以来都是相关部门关注的重中之重。如何构建一个具有高水平自动化、科学化以及动态化的船舶电气设备维修养护体系,就成为相关专家与学者探讨的热点。对此,笔者通过查阅文献、结合实践经验,从现代船舶电气设备维修决策方法的必要性与现状入手,对其具体方法展开进一步论述。 1现代船舶电气设备维修决策研究的必要性及其发展现状 机电设备是我国各行各业发展的基本构成要素,对于现代化的船舶行业而言,其具备研发与应用的时代价值。任何一个机电系统都包括零部件的选用与优化、系统构架、系统操作与管理以及机电设备维护等环节,其中维修以及维修决策对于船舶的电气设备来说不仅具有维持其正常运作保障船舶质量安全的作用,同时对于整个船舶电气设备的先进性发展也同样存在推动性价值。在现代的船舶电气设备维修工作中,主要包括周期性维修以及状态维修两种维修策略。其中,周期性维修属于定期检修工作的一种,是我国长期使用的、较为传统的维修途径。具体而言,周期性维修主要分为计划大修以及预防维修两个策略;其以既定的检修项目标准与流程为依据开展维修工作,且未到检修日期不进行相关的维修探查。计划大修所覆盖的维修方面极广,将带来一次规模较大的成本支出,且不一定能获取相应的检修效益。周期性维修的具体内容相对固化,不利于新问题、弊病的检出,可见传统的维修模式虽然具有一定的有效性,但随着技术的发展和时代的进步,其也逐渐表现出较强的局限性。另一种维修模式即相对新兴的状态维修策略。状态维修模式属于动态检修体系的一种,其主要检修依据为具体的船舶电气设备运行状态,具有实时性、连续性以及可靠性,相较于传统的周期维修模式更科学、合理。其中,对于状态维修模式而言,在线状态的监测是优秀,如何在设备的运作过程中提高监测的真实有效性,是状态检修的关键。具体来说,状态维修中应注意的工作内容包括监测的频率、范围、时间点参数设置、应急的可能性等方面,尤其要关注故障可能性检出时间与设备故障时间的监测,从而为整个维修策略的计划提供可靠依据。然而,从另一方面看,若船舶的电气设备不在常规的检修环节中发生故障或者设备的故障风险并不存在时间的相关性,此时状态维修则需要与周期维修策略相结合,进而提高整个维修决策的有效性。另外,除了周期性维修以及状态维修以外,为了提高现代船舶电气设备维修的全面性与有效性,相关部门还可以指定常规的重点设备检修策略,对于故障频发、联动性特征强、对于设备正常运作十分重要的部分进行主动检修,对于相对次要且不会带来致命损害的部分则进行故障后检修。总而言之,现代船舶的电气设备对于其安全使用、可持续发展具有重要的保障作用。一个真正有效的现代船舶电气设备维修决策应该包括定期与实时维修、主动与被动维修、故障检修与预防检修等在内的维修策略方案,只有将各种可能性的检修应对策略有机结合进而促进维修体系的发展,也只有建立相对完善的维修决策体系,充分提高日常电气设备维修的全面性、科学性、有效性,才能真正促使船舶的电气设备运行长期处于最优状态,并达到在优化船舶电气设备维修成本体系的基础上提高其运行安全与效益的目的。 2现代船舶电气设备维修决策方法总览 电气设备是现代船舶正常有效运作的重要部分,其作为一个复杂的整体,要求相应的日常维修工作具有全面性、时效性以及技术性。笔者认为,要提高现代传播电气设备的维修效率,应从决策计划出发重点关注包括维修前的准备、检修原则与流程、检修的具体方法三方面,具体如下: 2.1维修前的安全措施准备工作 船舶的电气设备属于高强度的机电设备,其运行需要较大规模的电力能源支持,且整个设备体系结构复杂,因此具有一定程度的风险性。笔者认为,在开展日常的维修决策工作前,必须首先做好安全措施的准备工作,争取在最大程度上避免事故的发生。其中可包括:(1)保证在断电状态下进行故障检修,在此基础上方可开启电气护罩,并做好重要的安全标识工作,以避免出现非检修人员失误触电的事故;(2)确保整个电气设备的维修工作一直处于足够的照明状态下,若需使用手提灯进行检修工作,应将手提灯的电压时刻控制在安全值范围中,并在必要时对手提灯的灯泡进行护罩设置;(3)检修人员一定要对检修环境进行重复排查,确保检修工作附近无不相关人员的存在,在此基础上方可进行带电测试;(4)为了保证检修人员的工作安全,在进行带电检修的过程中,应配备一名专业人员进行应急辅助,确保当不良情况发生时能及时帮助切断电源从而防止事故发生。 2.2船舶电气设备的故障排除原则及流程 船舶的电气设备检修属于一项体系工作,具有其一定的结构性,要求工作人员根据其固有的规律以及检修的效率采取相应的检修策略。笔者认为,电气设备的故障排查首先应遵循三个必要原则,分别为先易后难原则、先动后静原则以及先外后内原则。(1)先易后难要求检修人员先从相对简单的部分入手进行检查,包括控制回路的测量、保险丝的检测等,对于结构复杂的部分应从结构简单的入手进行拆检,并在此基础上先从故障可能性大的入手进行拆检;(2)先动后静原则要求检修人员对在运行状态的设备先进行检修,包括隔离开关、机械运动的相关设备部分等;(3)先外后内原则要求检修人员从故障可能性较高的外部结构入手进行检修,如限位开关、动作元件以及传感器等。总之,遵循相应的故障检修原则有助于提高维修工作的有效性,避免人力、物力以及财力的浪费。此外,船舶的电气设备一般流程可参照以下模式:(1)设备的故障情况表述;(2)提取电气设备相关线路图与资料;(3)讨论设备的故障因素;(4)故障定位;(5)制定拆检设备的具体维修计划;(6)维修;(7)修复并试验。根据船舶电气设备故障的具体情况可对该流程进行细化以及具体优化。 2.3船舶电气设备维修决策的若干方法 在上文论述基础上,笔者总结了现代船舶电气设备维修决策的若干方法,包括直观法、比较法、短路法以及经验故障排除法。 (1)直观法指检修人员通过对电气设备包括看、摸、听、闻等感官检验途径进行的初步故障判定,其中看包括电气设备外观是否平整、颜色是否异常,听设备运作时机组声音是否异常,闻设备运作时是否存在异常气味,摸设备运作中是否存在异常颤动并判断其运作温度等; (2)比较法即检修人员在进行故障的排查过程中,在疑似故障的元件基础上,对其进行更换,若替代元件造成设备运行差异,则可判定为故障并进行进一步排查。一般来说,现代船舶的电气设备具体元件结构均具有其备用材料,因此灵活采用替代法有助于提高检修的效率; (3)短路法是电气维修工作中最为常见的方法,其主要旨在通过对包括开关、继电器、接触器触点等构成的电路排查进行检修,由此检出故障。一般来说,检修人员可通过将鳄鱼夹等工具进行疑似故障触电连接,在故障消失时可判断该设备部分存在故障,应对接触不良的电气元件进行维修或更换。在采用短路法时,要保证检查后的短接线材料拆除,避免短接线造成电气设备运作风险的情况发生; (4)经验故障排除法是以检修人员的固有技术经验为基础的维修策略,该策略对检修工作人员的专业技术水平要求较高,维修人员也只有在长期的维修实践、记录、学习以及总结的基础上才能真正快速、有效地组织和开展维修工作,相关企业应注意培养该类型的工作人员,以提高船舶电气设备维修队伍的综合素质。 3结语 综上所述,船舶行业作为社会运输业发展过程中的基础动力,其研发技术、质量以及安全等均对整个行业产生重要的促进作用。随着现代船舶电气化的发展,电气设备的结构复杂化、技术先进化趋势对维修工作提出了新时期的难题。因此,将传统的周期性维修与自动化的状态维修、综合维修策略相结合,在安全保障、标准以及原则基础上不断对维修决策的方法进行实践、总结、尝试与创新,是船舶电气设备正常有效运作的发展动力。只有不断对船舶电气化领域进行技术研发,才能真正提高维修的可持续发展水平,进而为船舶运输的安全性与有效性奠定坚实基础。 作者:侯军港 单位:山东省威海船舶检验局 船舶电气论文:船舶电气设备故障现象及排除 摘要: 在电气自动化技术快速发展的当今时代,船舶电气线路故障已经成为一种发生率较高的船舶故障。而电气控制线路中,使用最多的又当属继电器、接触器控制线路,为了保证船载各种设备电气控制的稳定性、可靠性以及高质量,必须加强对船舶电气设备控制线路继电器、接触器等元器件的检测和维护。为此,该文根据丰富的工作经验总结归纳出各种电气设备电气线路常见故障发生的原因以及处理方法,为技术人员的维护和检修工作提供理论指导。 关键词: 船舶;电气技术;故障现象;排除方法 由继电器、接触器共同组成的电气设备控制线路,已备受广大电气工作者的青睐,而且也广泛地应用于各行各业,尤其是船舶电气设备中。但是,在船舶航行中,由于受到多种因素的影响,如高温强振的机舱环境、自动运行设备频繁起停时的电流负载突变、设备执掌人员的不恰当操作、线路元器件的设计安装以及其本身的材质问题等,使控制线路以及控制元器件出现老化、腐蚀的现象,降低甚至丧失其原有的功能,进而导致船舶电气设备的使用性能或技术状态不断下降,而且由于一些设备的电路组成相对复杂,各种故障现象也是层出不穷,更表现出了多样化。因此,只有熟练掌握设备运行状态、必要的维护技术、电路原理图以及各个电器元件的结构组成,在理论与实践的结合上狠下功夫,做到既懂理论又会分析、既能干活又善讲解、既会排故又敢创新,不断总结出电气控制线路故障的处理方法,才能真正提高设备工作效率、减少设备维修次数及时间,为船舶安全航行保驾护航。 1船舶电气设备管理的基本知识 船舶在航行期间,电气技术人员能够时刻保证电气设备处于安全可靠的运行状态,就是对全船所有船员生命及财产的重要保证,这也是技术人员的基本职责。当然,船舶电气设备的管理必须要有一定的基础条件,那就是每一名技术人员和管理者都应该了解所属的各个电气设备的工作原理、技术性能以及相对熟练的应急处置预案和方法。具体要求主要包括以下内容。(1)熟知所属设备的布置及安装工艺。(2)能够对设备进行熟练的操作维护保养。(3)对运行电气设备的监视和检查必须定期细致进行。(4)对设备故障能够及时迅速准确地进行定位、判断和检查,并且予以排除。(5)能够具备处置突发设备故障和进行快速维修的能力。(6)遵守各种设备操作规范,严格按照船舶电气设备的规范要求进行检查验收和运行调试。(7)能够具备广泛、开阔、发展的管理视野,积极对不合理的设备和技术状态提出改进意见和方案。现如今,船舶电气设备自动化程度越来越高,技术更新发展也很快,在日常的使用、维护管理和维修保养过程中,也有许多设备规范细则有待进一步完善,技术人员在操作过程中难免出现设备错操、误操、漏操,由此导致的设备故障问题也日益增多。这就需要轮机管理人员和电气技术人员在日常的工作和使用中不断总结和完善,不断创新电气设备的管理方法和制度,为操作者提供坚强的理论支撑。 2船舶电气设备维护保养、故障检修的一般方法 船舶电气设备种类复杂多样,因此船舶电气设备的故障现象也是千变万化的。为此,对电气设备的故障进行分类也是必不可少的,这样不仅有利于技术人员进行故障分析、故障认知以及故障排除,也便于对出现过的故障进行统计、分类和整理,为以后的设备维修和技术改造提供重要的参考借鉴。 2.1船舶电气设备的维护保养电气技术管理人员维护保养应该建立在熟练掌握设备与系统的基础上,根据设备厂家的推荐以及使用者以往的管理经验和自身的技术状态进行分析确定。如果只是依靠设备厂家的建议进行维护保养,可能无法满足设备长期运转的要求,因为船舶电气设备厂家在设备应用的多样性和技术需求上存在一定的差异,因此电气技术的管理结构应该向多元化发展,以电气技术管理人员为优秀,积极广泛地同专业厂家进行技术交流,充分学习和借鉴厂家的技术资源,来完成电气设备的维护保养。结合设备运行的实际情况定时的开展设备维护保养工作,主要包括的内容如下。(1)设备外观目视检查,设备固定螺丝有无松动脱落现象。(2)电气控制箱上各指示灯、按钮、开关、仪器仪表以及控制元器件检查,检测电动机、控制电路的绝缘阻值应不小于0.5MΩ。(3)检查接线端子头、固定螺丝、导线的连接是否良好,接头有无松动或脱落。(4)各行程开关、主接触器、继电器吸合状态及灵活性检查。 2.2船舶电气设备故障排查检修的一般方法在电气技术日益发展的现代社会,船舶电气设备故障率仍然居高不下,加上由于设备性能参数、技术指标、使用环境等的差异,电气设备操作及维护保养的工具也是不尽相同,故障种类也越来越多,但是电气设备都有其故障排查及维修的一般办法。总结归纳起来主要有以下几方面。善于观察。通过细致定期的观察电气设备的结构组成、外观形态和各仪器仪表监视指示状态,来判断电气设备故障情况。船舶电气设备及其控制系统大都采用仪表或故障指示装置,观察各仪表显示的数值以及故障指示装置所显示的状态,从而更容易获知电气设备是否处于正常的运行状态。在检查、排除电气设备故障时,通常可以先采用目视外观检查,例如设备若出现短路故障,只需要观察熔断器是否有烧断的现象,就可以清楚的确定线路中有短路故障以及短路故障真正发生在哪一相上。又如电气设备线路的紧固情况,可以通过目视观察各接线端子和元器件的紧固螺钉是否出现松动脱落的现象,从而正确及时的予以排除。再有就是设备若出现过载故障,首先就是立即观察热过载继电器是否动作等等。善于倾听。电气设备出现故障,在目视检查之后仍然无法定位故障原因的时候,就需要询问并倾听电气设备操作人员描述,了解设备的运行及日常维护保养情况,以此来判断设备的运行状态。主要询问的内容有以下几方面:(1)故障发生前有何异常现象。(2)故障发生时设备的运行状态及设备的操作情况。(3)过去是否有过相同的现象,处理情况是什么样的。这是向操作者了解的基本情况,它可以帮助你快速的定位设备的故障原因并加以解决。当然,还可以通过倾听电气设备运行时的声音变化来判断是否正常。正常运行的电气设备声音小且均匀,在故障时它就会发出异常的声音(三相异步电动机在启动过程中出现缺项,此时将无法启动,并且还会发出“嗡嗡”的声音;电动机的轴承出现磨损,运转时就会伴有“沙沙”的声音;又如交流接触器的灭弧装置出现破裂或脱落,在通电吸合的瞬间就会产生较强的火花,而且还会发出“吱吱”的声音等等这些电气设备发出的异常声音都是发生故障的准确依据,也是必须采取解决措施找出故障点并排除故障。善辨气味。在接近运行的电气设备时,要通过嗅觉分辨出设备散发出的气味是否正常,从而判断工作是否正常。在电动机、继电器电器、接触器以及电缆等各种电气设备中都采用了不同的绝缘材料,在正常运行时,只要不超过容许的温升,设备的正常受热或是发热现象都不足以产生异常的气味,只有当电气设备出现过载或者短路等故障现象时,温度就会急剧升高,超过其允许温升,此时就可能出现绝缘层的熔化,并且会散发出浓烈刺鼻的焦糊味。因此,采取辨析气味的方法,也是快速定位故障,防止故障进一步恶化以及维护电气设备正常工作的有效方法。善于触摸。在巡视检查过程中,用手触及电气设备不带电部分,感知设备的温度是否正常。电气设备在运行时温度会有所升高,因此,用手触摸电气设备的外壳,感受其温度就能大致清楚设备内部的发热状况,以此来判断设备的运行是否处于正常状态。 3结语 综上所述,船舶电气设备在正常运行工况下的维护保养以及故障排除是可以快速的完成的,但是目前随着船舶技术装备的不断更新,自动化技术的不断发展,采用继电器等元器件实现自动化控制的设备也是越来越多,故障现象也日益增多,不过电气设备的故障基本都是围绕电能的传输和绝缘的变化而形成的,基本符合上述故障排查方法和维护保养规律。技术人员只有熟练地掌握设备维护及操作技能,并且在工作中不断总结经验,提升阅历,减少盲目操作,提高工作效率,才能安全、准确、高效的定位故障点,保证电气设备的可靠运行。 作者:黄朝静 左红稳 赵天翔 单位:中国卫星海上测控部 船舶电气论文:船舶电气设备常见故障的因素 摘要: 随着科学技术的发展,电气系统越来越多的应用到船舶上,在船舶建造过程中运用涉及到的电气设备也越来越复杂,船舶电气设备安全运转与整个船舶正常运行紧密挂钩,对于船舶电气设备的检修排查要求也越来越高,需要不断进行技术更新,在实践中积累更多的故障因素,为船舶电气设备故障排查累积经验。本文在分析船舶电气设备常见故障类型的基础上,分享常见的故障排查方法。 关键词: 船舶;电气设备;常见故障;因素 随着造船技术的不断提高,各种新技术、新设备的陆续引入,船舶逐渐摆脱传统的各个环节设备独立运行的形式,走向一体化、自动化的发展趋势,电气系统也被广泛运用,这就意味着,过去只要懂机械知识就能上船的人才观念已经不适用于当前形式,船员需要具备机械与机电的综合知识。 1了解船舶电气设备知识以及常见故障的意义 对于船舶来说,电气设备是其重要组成部分,对保证船舶正常安全运行有着不能忽视的作用,船员了解船舶电气设备的相关组成部分、掌握船舶电气设备出现的常见故障的引发原因以及维修方法,对于船舶在实际航行过程中可能发现的电气设备故障的排查工作有着非常重要的作用,能在遇到问题故障的时候及时调动脑海中的知识储备,进行故障排查,更快的找到故障源头,及时解决问题,更大程度上保证船舶航行的安全。 2船舶电气系统设备故障分类 船舶电气系统主要包括电力系统、电力拖动系统、照明系统、内部通讯系统、外部无线通讯与导航系统、内部监控系统等板块,因为建造过程中涉及到的船舶设计、材料使用、具体装配技术等固有因素以及在航行过程中遭遇到不同的航行环境以及对设备的监控管理不到位等后期因素影响,船舶电气系统会出现不同程度的破坏,整体的性能受到影响而出现各种各样的故障。在运行中常见的电气故障大多发生在电气系统中的电力系统以及电力拖动系统中。 2.1主配电板出现故障①硬件故障。在电气系统运行过程中,主配电板经常会处于震动过程中,在震动频率和强度比较大的部位容易出现硬件设备的裂纹,甚至面板可能会开裂,从而影响电板的正常使用。在电板的接线部位,虽然有外壳进行防尘,但是依然难以避免会被灰尘颗粒附着,灰尘颗粒会阻碍接线两端的顺利连接,造成电板接触不良,可能引起电板短路。②系统故障。电气系统在运行中会有电流的流动,当系统中的电流出现异常也会引起配电板出现异常。 2.2发电机出现故障①硬件故障。发电机长期闲置不用、内部电刷滑环出现接触不良或者励磁机出现问题都可能造成发电机出现磁场失磁,没有励磁电压、无法产生励磁电流或者发电机内部还存在励磁的现象,无法进行自励。当发电机机组中某个环节的参数设置出现错误的时候,可能会引发发电机逆功率故障。对发电机维护不当可能使发电机出现内部受潮、发电机内的绝缘体磨损过度,这种情况下,发电机容易出现绝缘不良故障。还需要注意的是,在运行过程中机械的振动可能也会引起发电机线路断开连接。②电路系统故障。当发电机处于正常运转过程中,如果电路系统发生故障,突然出现异常,无法进行电压供给,发电机可能会出现电压异常的现象。 2.3电网系统故障①继电器在电力系统中主要是保护电路稳定,是电流保持在一定的额度,当继电器出现松动或者相关硬件设备长期未得到保修,虽然电气系统会正常运行,但是热继电器不会运作,无法发挥对电路的保护作用。②在照明系统中经常会出现绝缘电阻比正常水平低的状况,如果没有得到及时解决,可能会引起主配电板电路负荷过大,出现短路。③如果在电气设备运行中发现接触器触头温度、声音异常,停止运行所耗费的时间过长,都可能是继电器部件出现问题,需要进行维修检查。④当设备上绝缘指示灯灯亮和灯灭同时出现的时候,可能是接线盒出现松脱现象引起的接地故障。 2.4电动机发生故障当电气系统中的电动机发生故障,一般都属于严重故障,大多是由于电路中电压出现异常,高低不稳定,造成系统的短路等问题,引发发电机温度上升,超过发电机能承受的温度上线,从而出现发电机震动甚至冒烟等现象。还需要注意的是,如果电气系统中的负载部分运转出现堵塞,使运转容量超限,从而造成运转中的转自与铁心出现硬件磨损,都可能引起发电机负荷过大,发生故障。 3对船舶电气设备常见故障常用的检修方法 3.1经验指引法对船舶的日常维护检修过程中,船员需要有意识的对检修过程以及检修中发现的问题做好详细记录,在实践工作中不断的对工作内容进行经验汇总,累积丰富的船舶电气化检修经验,对常见的故障问题有充分的认识,能够在遇到问题时迅速、及时的凭借过往经验以及记录的数据进行分析,帮助进行故障排查与发现。在某种程度上说,经验指引法是船舶电气设备维护中最常用的方法。 3.2硬件替换法①硬件替换法一般用在已经基本圈定故障部位,需要进一步确认是不是圈定部分出现故障的时候采用的检修方法,他主要是用与怀疑出现故障的配件型号、性能一样的物品进行替换,重新运行相关设备看是否能正常运行,如果能运行,则意味着确实是这部分出现问题,如果依旧不能运行,这说明并不是这里出了问题,还需要继续进行故障排查。②硬件替换法是一种相对来说比较方便的快捷的设备检修方法,但是要想提高检修的效率,能够更快速的更换设备,高效的排查故障,其对于船舶上对电气设备配备的硬件备用种类要求较高。 3.3短路排查法船舶电气系统是一个相对独立的运行系统,而这个系统是由众多可以单独运行的小系统组建而成,当发现某个部分可能出现故障,可以通过断路器开关、继电器等电气系统中原有的电路断点进行短接,看电气系统能否正常运转,从而确定故障出现的位置。但是需要注意的是,在进行线路短接排查后,要记得将短接线拆除,避免因为端接线的存在使电气系统无法正常运行,甚至酿造成更大的故障。 3.4直观检测法①直观检测法是指检测人员依据电气设备直观表现出来的症状,通过眼睛看、耳朵听、鼻子闻、手摸、仪器测来发现故障问题。②眼睛看主要是指对电气设备的外在形状以及相关仪器设备的数据进行观察,判断设备运行是否正常,一起数值是否有异常,从而了解电气整个系统的运行状态。③耳朵听只要是仔细听电气设备在运行中有没有异常的声音,而一般来说,良好运行状态下的设备声音应该是匀称且比较小,听起来不会让人有异样感。④鼻子闻主要是通过嗅觉去判断设备运行时散发出的气味,判断电气设备是否处于正常温度,因为电气设备大都是有绝缘材料制成,在正常运行中不会产生异味,而当温度超出其正常温度,才会散发味道。⑤手摸指的是维修人员用手去触摸电气设备,感受其温度是否处于正常范围内,设备在运转过程中产生热量,温度上升是必然的,通过手的触摸,判断设备运行温度是否正常。需要注意的是,用手触摸设备需要注意安全,不能触摸带电部位,避免发生安全事故。⑥仪器测是指在故障排查中接触仪器设备进行测试,用数据对电气设备的各项指标进型说明,参照标准数据进行数据分析,从而判断是否有问题。 对船舶电气设备常见故障的排查工作需要借助各种各样的方式进行,维修工作人要根据问题的实际情况灵活运用,用最便捷的方法最快速的找出故障所在,提出解决方法,保障船舶的安全运行。船舶建造技术不断在进步,船舶中运用到的电气设备也越来越先进,相应的对其维修工作也提出了更严苛的要求。维修人员要加强学习,对船舶电气设备常见的故障问题及造成的原因了然于心,熟练操作各种故障检测方法,当真正遇到问题的时候能够快速的将掌握的相关知识运用到工作中去,满足船舶正常运行的需要。 作者:温立达 单位:南通中运船务自动化有限公司大连分公司 船舶电气论文:高职船舶电子电气技术思考 1校企合作优化专业人才培养模式 1.1确立人才培养模式经过调研论证,学院确定了工学结合的人才培养模式:通过和神舟机械等合作企业的校企对接,在专业教学指导委员会建设、职业岗位典型工作任务提炼、人才培养方案优化、专业课程体系构建、专业优秀课程标准制定、教学内容和教学方法改革、专兼结合师资队伍建设、校内外实践条件建设、定向或订单学生的培养与管理等方面开展合作共建,最终实现学院船舶电子电气技术专业“校企合作+学训交替、项目引导+双证融合”工学结合的人才培养模式。 1.2精心设计基于学分制的“2+0.5+0.5”三段式人才培养方案根据调研结论,校企联合进行了以能力为本位的教学模式设计,精心设计基于学分制的“2+0.5+0.5”三段式人才培养方案,即前2年(四个学期)在校内外完成基础学习领域、专业学习领域、拓展学习领域和相应的实践教学内容(包括合作企业见习2周),实现基础知识教学、专项技能培养和职业资格证书获取(96学分);第一个0.5(第5学期,从七月至十二月)在合作企业实施工学结合实习,安排船体、轮机、船电三个岗位轮岗,主要以技术骨干为师傅,以师带徒的方式对学生进行专业技能强化和职业能力提升(20学分);第二个0.5(第6学期,从一月到六月)在合作企业实施顶岗(生产性)实习,有目的的安排实际生产任务对学生进行锻炼,提升学生的岗位能力和综合能力(20学分)。在编制方案时理论教学(含一体化课程)按16-20学时为1学分,专周实践环节按1周为1学分,各类教学环节合计安排了2652学时计140学分。毕业最低要求学分为128学分,同时需达到相应职业资格证书要求。 2加强专业优秀课程建设 2.1确定专业优秀课程群,构建课程体系学院结合职业资格标准和合作企业岗位对专业人才的具体要求,确立以船舶电工岗位为主要培养方向,设计船舶电工电子工艺安装、船舶电力拖动系统安装调试、船舶电站的构建调试、机舱自动控制系统的安装调试、船舶通讯导航设备的安装调试等五门专业优秀课程,按照以“校企合作+学训交替、项目引导+双证融合”培养为主线的人才培养模式要求,组织教学模块,构建由专业基础能力、职业岗位优秀能力、职业综合能力所组成的基于电子电气设备安装、调试、维修工艺流程的课程体系。 2.2校企合作实施优秀课程建设与教学按照任务驱动、项目导向模式对船舶电站组建与调试等5门优秀课程进行教学情境设计,实施“做中学、学中做”的教学模式,重点解决教学过程中师资搭配、实践保障、学情分析、过程考核等关键问题;制定出5门专业优秀课程的课程标准,设计出课程教学实施方案,制作教学课件、编写相应教材(含实践指导教材)和指导资料(含案例库、技能测试题库)。 3校企共建校内外实践教学基地 3.1合作共建以职业能力培养为主线的校内仿真性船舶人才实验实训基地根据当前高等职业教育人才培养的改革趋势和关键环节,以仿真性船舶仪器设备为对象,围绕船舶电工职业资格标准和企业真实工作任务训练目标,建设船舶电气控制、船舶电工工艺两个仿真性实训室,满足一次承担50名专业学生船舶电气系统设计、制造、装配、调试、故障诊断与维修等专项技能及综合实训教学任务,每年可承担50人以上的船舶维修电工岗位中级职业技能培训、岗前培训、岗位培训、转岗培训等技术服务。 3.2建设蚌埠神舟“厂中校”式的实践教学基地按照省船舶紧缺人才培养基地项目建设计划,企校合作建立满足30-50名学生现场见习、轮岗实习、顶岗实习和专业教师实践培训需要的神舟机械“厂中校”式的实践教学基地,共同制定科学合理的实践教学计划,配合企业完成见习-轮岗-顶岗的实践教学过程,帮助企业提高辅导教师(师傅)表达能力和示范能力,配合企业完成“厂中校”式的实践教学基地各项管理制度建设,校企共同完成实习实训考核等工作。 4校企合作进行专业教学团队建设 学院高度重视专业教学团队建设,结合专业建设需要和专业教师发展方向,制定专业师资培养计划。2011年9月遴选出1名专业带头人和2名专业骨干教师,专项资金支持实施培养。自2010年起连续3年安排6名专业教师到神舟机械实习锻炼,每人不少于3个月,提升专业教师的工程实践能力和职业教学能力。专业团队与2010年至今先后多次到蚌埠神舟机械公司、安阳船友自动化公司、武汉船舶职业技术学院、九江职业技术学院等企校学习、考察、交流,汲取经验、拓展视野。充分利用加入安徽船舶协会、造船工程学会、芜湖船舶协会和芜湖造船工程学会的契机,通过协会平台,积极拓展校企合作伙伴,及时了解行业动态,更好地掌握船舶人才培养质量要求,迅速响应船舶人才需求,扩大学院的影响。聘请新联、神舟等合作企业专家组建了船舶专业教学指导委员会,组织开展了对人才培养方案、专业优秀课程标准、实践条件建设等优秀问题的一系列论证会,确保了专业建设质量。聘请行业企业工程技术人员和能工巧匠6人参加实践教学,优化师资队伍结构,形成一支专兼结合的“双师”结构教学团队。 5结束语 通过安徽国防科技职业学院和蚌埠神舟机械有限公司校企联合实施船舶类紧缺人才培养工作,确立了学院船舶电子电气技术专业以船电设备与系统的施工-检修-管理-设计职业能力递进培养为主线,以“校企合作+学训交替、项目引导+双证融合”工学结合人才的培养模式,以专业优秀课程群建设为重点,以实践条件和师资建设为保障,专业建设成效突出,学生岗位适应性强,深受用人单位的肯定和赞扬。 作者:李翔侯国栋单位:安徽国防科技职业学院 船舶电气论文:船舶电气技术人才的培育 一、课程体系改革 课程改革和课程体系是一项庞大的工程,不仅包括课程资源的整个体系,而且还包括学习内容的确定和排列顺序。尤其现代船舶工业的迅猛发展对人才的知识结构和内在能力也要求颇高,因此,船舶企业急需大量“全能型”的船舶电气技术应用型人才。为适应船舶企业对毕业生的需求,我院将船舶电气技术专业课程体系作了如下改革: (一)从船舶电气工艺程序对本专业任职岗位工作内容的要求入手,分析确定岗位工作内容,以工作内容为纽带,明确专业学习领域的中心课程和基础性课程,重新建立课程模式、考试大纲、教案、授课计划,制定出校企结合的经典教材,采取“产学研结合”一体化的教学,以提高学生的岗位任职能力和实践动手技能。 (二)学院相关教师深入船舶企业调研学习,组织实践专家培训,确认专业人才培养方向。 (三)作为高职院校进行实践教学的主要场所,实训基地可以保证实践教学的教学质量,促进实践教学与理论教学的完美结合。近几年共投入800多万元,建立了种类齐全、数量与质量相匹配的总资产达1700万的电气实训基地。 (四)实训基地教学队伍是实践教学质量和人才培养质量的保证。教师按专业方向进行实践技能轮训和考核,以保证建立一支理论精、技能强的师资队伍。 (五)在教学过程中,注意加强专业知识与课程之间的相互联系,逐渐淡化专业课程的独立性,这样可以给学生提供一个在专业方向上的多样性选择,接受更灵活多变的多样化教学课程,虽专业不同,却能与其他专业共享相同的教学内容,更广泛地适应多专业的方向,让学生在接受专业培养的基础上也不缺乏对专业系统性的认识。 (六)全面开展建设精品课程,比如《船舶电气技术》、《船舶电站》、《PLC应用技术》、《自动控制理论与系统》等,共撰写本专业教学研究论文20篇。 (七)在教学内容和方式方法上突出技能培养,适应职业岗位需要,以实际岗位工作内容为依据,设置实践教学技能任务,制定实验实训大纲,让学生在学校接受真实的生产性技能训练,通过学生到造船企业和电气企业的实训和顶岗实习,学生岗位技能得到了极大提高。 (八)实行多证书制教育,校内设有职业技能鉴定所,在校期间除了可以获得学校颁发的毕业证书外,还可以通过参加学校组织的职业技能鉴定的培训和考核,获得职业资格证书,这样不仅可以把平时学到的理论知识与实践很好地结合起来,还可以全面提高专业知识和技能。 (九)加强建设“双师型”的师资队伍。因为教师的教学水平直接关系到所培养的学生的质量,因此,必须建立起具有高学术水平以及具备专业的实践技能的师资队伍,对现有的教师队伍进行不定期的实践技能培训以及学术教育,在加大对高职称高学历教师的引进力度以外,还应注重加强教师与实践经验丰富的工程技术人员的相互交流和探讨。 二、校企合作取得的成就 船舶电气技术专业通过与全国各大船企合作,积极发展专业技术人才培养模式,获得了优秀成果。近五年以来,毕业生就业率达90%左右,为各大造船、航运及电气企业输送人才800余人。突出职业能力渐进式培养,紧扣船舶电气人才培养目标,根据教育部有关文件精神和教育部关于高等职业院校学生实习实训时间不少于半年的要求,积极推进工学结合人才培养模式和基于工作过程的课程改革思路,制定了“2+1”顶岗实习人才培养模式,即学生在校学习两年,在工作岗位实习一年。学院与企业共同开展学生的职业岗位能力和专业素质培养,达到岗位要求的职业素质和能力。近几年来,学生通过“2+1”人才培养方案的培养和训练,职业素质和岗位能力获得较大提高,90%的毕业生能够有机会到相关企业实习锻炼,所培养的学生供不应求,深受企业的欢迎和好评。 校企合作是高职教育发展的必由之路,成功之路。实践证明,高职教育只有深深地扎根于产业之中,才能获得长足的发展。通过校企合作培养模式来弥补传统过多强调理论而缺乏实践能力的不足,使学生能够理论联系实际,同时对高职院校教师的双师能力提出更高要求。 作者:常亮单位:渤海船舶职业学院 船舶电气论文:船舶电气接地事故的找寻策略 当提供电力的电流支路电容使用不均匀,出现接地事故使,即使是按照常规思路运行的电路也很有可能发生相对较大的漏电流。在一个支路上面发生接地事故时,所产生的电流强弱程度也不相同,一旦出现接地事故时,导致问题的电阻有两种情况,第一是金属电阻,第二是电弧电阻。倘若是后者,由于她的电容量相对较大,因此其零序电压就不会很大。人们在船舶电气接地方面进行了大量的实验与研究,结构表明:零序电流的幅值对比方法相对基础,复杂的地方在于它要求对零序电流的数额逐渐放大过程中进行精心、准确的测量,这样就会对传感器的测量提出更加苛刻的规定,也要对电流的大面积测量带来麻烦,常规利用测量电流变量程法加以解决,倘若是多个支路电流定位设施,使用这一规则就会出现体积的增加,过多的成本投入,控制起来也更加繁琐,没很强的稳定性,相位比较法要比上面的方法更加繁琐,不仅要处理多路采集事故,而且还需要非常长的时间去判断,采用功率法对电弧接地问题进行处理过程中,由于其中的零序电压并不是很大,因此会引发系统工作缺乏敏捷度。导致这些事故经常发生的主要因素有:其所处的自然环境,船舶本身的特征导致了其所处于的环境具有特殊的功能,由于船舶常年处于潮湿度较高,雾气相对较浓等环境中,这些现象都一定会引发电气设备以及对应的其他绝缘体收到侵蚀,发生风化或者破裂等现象,这样就会造成绝缘电阻的能力下降,严重时就会出现接地事故,而且由于船舶本身的结构与装备设置比较复杂,这就会导致接地事故一旦出现以后,多数情况下,很难精确地找出事故发生的原因与位置。 绝缘电阻对接地事故的影响与应对方法 对接地事故进行科学预防的当属绝缘电阻,然而由于其变化非常复杂,在现实的检查过程中,相关的管理人员不但要在一定的时间范围内对其绝缘电阻进行检测,也要对绝缘电阻中获得的数字信息从前到后加以比较,要依照绝缘电阻的动向来对应探究出这些的检修、退还以及养护等措施。 船舶电气接地事故的找寻策略 船上的设备一般都配设了绝缘保护,一旦电气设备发生事故时就会对立刻向相关负责人发出警示讯息,一般的查找方法可以从下面几个方面进行:首先,确定事故发生的地方,逐一审查。一旦发生接地事故以后,要确定事故发生的位置,从绝缘仪表出现警报开始,分析船舶里面有什么电气设备在工作状态中,最新装设的电气设备的工作状况,以及身处恶劣自然环境的设备的工作状态—通过切断各自的电源,能够检查出出故障,倘若警报提醒在此终止,就能够准确地断定事故出现的方位,否则就需要把增大事故找寻的规模。在总配电板把电源一个一个地切断时,就要精确地对警示设备发出的警示信息加以核查,用这种方式来找寻事故发生的大概空间范围。其次,故障点的查找。在接地事故发生的大概范围被初步查明以后,也要对其类别来进一步查明,以便区分究竟是线路方面还是设备方面出现了事故,再将相对应的设备的开关切除,利用兆欧表来对线路以及绝缘电阻一一检测,出现零电阻或者电阻值相对较低的地方就是故障引发的方位。(1)线路接地。如果是线路接地事故,就必须把故障点的准确数值精确到线路的内芯,一般要把线路的所有开关当成结点加以逐一追查,例如:从总配电板到分电箱,到明确的用电负荷,如果是特殊的照明线路,因为其照明电器非常多,而且利用并联方法全面联系,要想减轻排查任务量,可以通过分割法,再把所要查的位置的电路分解出双重途径,通过兆欧表来对这两个路径进行测量,然后再对所检测的电阻的数值进行对比,从低值入手渐渐追查下去(2)电气设备的接地。这类接地事故要利用专业的方法加以检查,一般来说,在船舶上经常被启用的电气设备有:电动机设备,照明设备以及通讯设备,出现事故的原因有以下几个方面:①船舶身处的环境,是一个常年的潮湿,被水浸泡于腐蚀的环境中,这些就很容易造成备用动机由于长时间不适应会受到海水的侵蚀,这样就自然会对绝缘电阻造成影响,使其失去原有的作用。②由于电动机在很长一段时间范围内都处于超负荷的工作状态,绝缘体因为在很长一段时间内都处于受热状态,这样就会加快其损坏的速度,绝缘体很容易发生断裂的症状。③电动机的接线地方与设备的外壳相联系,以及进线孔没有严密地封住,所以造成了进水现象的出现。针对上面分析的情况,一般来说利用的检查方法为把链接线路拆断。在兆欧表的辅助下加以监测。导致照明系统出现事故的原因:灯接头一端和灯的外壳相联系,灯的其他部件以及开关的质量不合格,没有被严格封存,里面进水。对于这样的系统来说,最经常利用的方法就是将所有的开关切断,把照明电箱内部的开关以及不同照明开关切断处理,把所有的端口断开,利用相关的检测设备对连接的照明设备以及相关线路进行测量,一旦某个地方出现绝缘电阻不存在,就能够断定这个地方发生了接地事故。 船舶电气接地故障的防治方法 (1)思想意识上的重视。从众多的船舶电气线路系统中来看,一般都运用三相三线制度的电源,在整个的用电网络系统中当某一个地方出现接地事故时,不会影响其他电气设备在正常的范围内工作,虽然表面看来没有太大危害,但是倘若不加以解决就有可能引发第二场接地事故,甚至造成线路短路,这样就会大大影响线路运行的稳定性,也会对船舶的安全供电产生不利影响,这些都是船舶运行中容易出现的问题,船舶相关的负责人首先在思想意识上重视这些问题,采取科学的方法,进行防治和预防,一旦出现故障问题不至于措手不及。(2)完善管理。在很大程度上船舶电气接地故障需要严加电气管理,电气管理工作的落实情况直接影响到船舶电气能否安全运行,要加强管理,确保船舶电气的安全运行。①由于船舶电气线路常年处于潮湿,被浸泡的状态,这样必然会对电气的绝缘性产生影响,很容易发生接地事故,所以要依照船舶电气设备的有关制度规定,要对电气绝缘电阻经常测量,当出现绝缘电阻数值低于正常状态时,应该立刻采取方法进行处理。②确保电气设备处于密封状态。一些电气设备由于常年暴露在自然环境中,会经常受到潮湿气体的侵蚀,为了保证电气设备的密封性,不要把设备上的保护层,例如:泥巴、封条等拭去或拆掉,如果电气设备需要检修或者某一部件需要调换,在一切工作完毕后,要将防水外壳加以恢复,确保电气设备处于被保护状态。③防止电气设备工作周期过长,工作量过大,因为这样会导致绝缘体由于长期处于受热状态发生破损,在电缆的周围运用电焊进行切割时,要全面保护电缆,一定要按照科学的规章制度对接线进行安装,防止接线的四周出现锯齿或者其他不规范的形状。(3)二次隔离。由于电气设备常年处于潮湿的环境中,无论是身居何处的电气设备都要进行二次隔离,以此提高电气设备的绝缘性能。 总结 船舶电气设备的接地事故会形成巨大的隐患,为了免除接地事故的发生,要利用科学的方法对电气设备进行保护,要以预防为主,采取科学的防范措施防止电气设备接地故障的发生,完善对电气设备日常的养护,当发生电气设备事故时要采取科学的办法积极解决。 作者:高浙栋单位:浙江海洋学院机电工程学院 船舶电气论文:谈船舶电气设备维修与调试 为了提高学生自主实践能力和丰富学生创新精神,激发学生在学习中的创造性和主动性,实现21世纪新型人才培养目标。实验室建设不仅要达到传播知识作用,更要注重学生在学习中的操作能力、思维能力,以此提高学生综合素质修养。 在教学中,实训内容要不断更新,加入更多的设计性实训以及演示性实训,帮助学生更快实现自主学习,使得学生更好的掌握学习方法、学习技巧、灵活应用实训原理,进而全面了解设备使用方法。从实验室实训中,锻炼学生自主学习能力、动手能力,提高学生对知识的驾驭能力,把实事求是的学习作风发挥起来,强化团队协作精神,把不断探索的学习精神融入学习中。实验室的建设为学生更好的适应船舶电气设备生产工作打下基础,一般而言实验室要容纳7个班,将近400个学生同时进行实训学习,同时还可以容纳将近100个船舶职工进行学生技能培训。 预计实验室在资金投入上要达到50万元,该资金大部分用于实验室培训。剩余经费投入制作、设计、购买新设备。经济投入可以改善实验室环境,增进实训技术提高,为努力挖掘新技术和设备资源提供动力。在软实力上加大投入,为实现现代化船舶电气设备维修与调试实验室建设做准备。培养人才的路线,要以人为本,加强实验人员综合素质,调动员工积极性。 把服务育人、教书育人、管理育人工作落实,推动实验室规范性运行。在保证教学工作质量前提下,不断挖掘潜力,把现有的技术优势、设备资源、学术研究等充分发挥出作用性,让实验室建设工作更顺利开展。教学中适当开展学术交流会,为实验室增添新活力。 总而言之,实验室的软实力建设对提高整个教学水平有着重要作用,该目标实现要依据各校教学情况。有条件的院校还可以组织各专业人员进行学术探讨,探讨内容可包括设备使用情况,设备维护常识等等,根据不同的专业给学生量身定做教学计划,实现教学水平和实验室教学质量提高。 教学理念走专业化、规范化道路,促进教学事业更上一层楼。硬件设备建设中,设备存放布局和整体环境要相符,根据实验室的面积大小、场地容纳学生量,建设出高档次、多功能的实验室。通过调整改良,把原先条件简陋、布局混乱的实验室整改,让学生在一个优美地环境教学中愉悦学习,真正增强教学效果。在教学设备上,如果学校资金条件充足,坚持经济使用原则添进新型设备,补齐硬件设备空缺,可以引入一些操作性强、代表性突出、多元化的现代设备,让学生在学习中把理论知识应用到实际教学中。 船舶电气设备维修与调试实验室建设问题的分析思考,它有利于学校开展教学工作,有利于提高学生学习能力,实现新型人才教学。该思考结果也将促进船舶维修技术提高,进而确保船舶电气设备作业中稳定和安全。实验室成功建立,它为社会节省了大量的物力、人力以及财力。 为今后更多实验室的开展铺开新路,起到示范性作用。在今后的工作中,还需要人们不断摸索、不断创新,继续完善船舶实验室建设。 作者:成雪良单位:武汉航海职业技术学院 船舶电气论文:谈论船舶电气安置工艺 船舶电气安装工程是舾装工程的一部分,是把设备安装在图纸规定的部位,敷设相关系统的电缆,把相关系统设备连接起来,使设备按设计要求运行。船舶电气安装主要包括电气舾装件的安装、电气设备的安装、电缆敷设、电缆贯穿的密性等。随着科技的飞跃发展,船舶的技术装备越来越多样化和复杂化,电气安装内容和工作量也大大增加,其工艺随着新材料、新工艺的推广和外来工艺的借鉴不断改进。现结合实际经验,着重从2个方面寻找出有效提高电装生产效率的组织方法。 1电装生产区域的划分 现代造船理念的电装生产组织遵循的基本原则是:在时间上按电装作业阶段分序,在空间上按电装作业区域分道,同一阶段或区域再按电装各工序分先后,按工种分主次来组织电装生产建造。因此,首先必须把全船电气安装按“电装作业区域”的特点进行区域定性,确定以作业区域为组织特性的成组技术。目前采用较为成熟的电装作业区域划分法是“三大区域划分法”,即按船舶主要功能把全船划分为以主辅机系统为中心的机舱作业区域,以生活居住、通导系统为中心的上层建筑作业区域,以货物装载特点为中心的主甲板作业区域。以此区域划分的概念,建立了电气安装工艺研究的基础,确立了遵循按区域组织生产的管理原则。根据建造流程,把全船的电气安装作业按“电装作业阶段”的特点进行时间定性,不同作业时机的划分是进一步完善电气安装技术的又一重要基础,使安装作业紧密结合船体结构建造阶段适时进行,使电装生产组织更加科学,使电气安装工作有效提前。基于上述内容,按照船体结构分段划分和分段吊装程序来制作区域划分图,这是从事船舶电气设计和电气安装工作的重要基础。 2船舶电气舾装件安装方法的剖析与优化 分段预装,是船舶电气安装的第一工艺阶段。在船体成形之前,船体分段制造完成后顶部向下倒置于搁架上,将电缆支承件、电缆贯通件、电气设备底座等烧焊在上面。预装电气舾装件的安装依照设计部门的电气舾装件布置图来画线定位,按直线路径安装时,定位第一个电缆弯件或托盘的吊脚后应以附近船体结构的某同一梁或桁为基准,依方向顺次烧焊。总组前,项目船大部分的电气舾装件都能以预装方式安装,部分电气设备也可以实现分段预装。电气预装工作可减轻劳动强度、提高生产效率。跨分段的电气舾装件需要在小合龙时安装(如在同一电缆路径上跨越2个分段的某一托盘);由于分段完成后倒扣放置,分段顶部的电气舾装件(如罗经平台上的天线底座、主配电板的底座)可在合龙或总组时安装;或根据其他专业的布置时间安装(如底层敷设电缆软管需根据花钢板的铺设进度而安装)。另外,也需要根据船舶制造过程和经验总结来进行安装。这些电舾件的安装统称为船装,其安装进度分布于船舶建造分段后的不同阶段。船装安装有很大潜力可挖掘,合理安排或调整安装顺序,例如在船台或总组的分段,在其顶部甲板分段上坞之前,将设备吊入未封顶的分段或总组安装,可大大缩短电装作业周期。在船舶电气设计中,本部门应用CADDS5船舶设计软件对项目船进行仿真三维建模,应用EPD预干涉检查和ProductView对电气模型(包括电气设备及其底座、电舾件等的布置)与相关专业(如船体、轮机等)在设计期进行检查纠错,在很大程度上避免施工中碰撞的发生。一般静态干涉检查已可基本解决问题,而动态干涉则可预先模拟设备的操作和运作,应予以更好的开发。模型可从各个角度截取图片,使得电气安装作业一目了然。 3电缆敷设工艺的剖析与优化 1)电缆拉敷册制作中所需优化的事项。目前在造船的电缆敷设中,在同一电装生产区域内的电缆称为分支电缆;穿越不同区域的电缆称为主干电缆。电缆拉敷册制作过程前期,需使用CADDS5软件绘制二维系统图,其中CROSS点的插入,是主干电缆区别于分支电缆的标志。三维模型中模拟敷设主干电缆时,通过各区域的段数取决于CROSS点的多少,减少CROSS点可减少手动连接电缆的数量(约占模拟敷设电缆时间量的4/5)。若有将所有电气模型导入同一文件的平台,使其跨区域的电缆通道节点有效连接,应该可实现主干电缆无CROSS点的自动连接,节省设计时间,这是电缆拉敷册制作中的难点和重点。 2)电缆敷设工艺的优化设计。在二维系统图绘制前做好充分的设备留长后,CADDS5软件模拟敷设下,各电缆长度会得出较准确的数值。分支电缆可按电缆册内的电缆长度做好预裁,部分分支电缆可以完成分段预装。进船坞搭载前,船舶电舾件安装完毕,报验完整后,可完成约1/3的电缆敷设量,可节约人力资源,并缩短船坞周期。上层建筑区域分支电缆和上层建筑区域内部的主干电缆可在总组总段中完成绝大部分的拉敷量。上层建筑到机舱的主干电缆,因为上层建筑要整体吊装到机舱主平板后才能够完成完整敷设,可将这些主干电缆在上层建筑吊装前完成上层建筑部分的拉敷,并将敷设到机舱区电缆的剩余部分盘卷在艉楼甲板或A甲板(绝大部分在电缆通道内),并固定,等到上层建筑吊装到机舱主平板,其主干电缆通道打通后,完成剩余电缆的拉敷。机舱区内的电缆数量较多,分布也散,涉及到全船大部分功能系统,敷设时应对电缆的起止、走向、信息等做详细分析,将有相似特性的电缆归在一起,归拢时可参照电缆放线托盘表,联系搭载方案的变化而更新,便于电缆的敷设。机舱段的预搭载速度较快、周期较短,在敷设电缆前,应在有限时间内必须抢先完成电缆紧固件的安装、报验工作。货舱主甲板面电缆敷设时,由于这些电缆集中在电缆管内,可采用从船首至船尾拉敷的方式,将穿管部分一次性拉敷完毕,然后再分别向上层建筑区域和机舱区域向上、向下分开拉敷。这样可以采用机械来辅助拉敷,并且不受上层建筑吊装时机的影响。 4结语 造船技术是一项复杂的系统工程,而船舶电气安装工程是其中不可分割的重要部分,要建立适合公司流程及符合现代造船理念的电气安装方法,合理选择和科学规划生产组织,这个过程中的每一个方法的制定都应建立在对当前生产组织管理模式充分消化理解的基础上,必须紧贴实际。选用先进工艺并不断优化,发挥应有的效益,极大提高生产效率,减少人力、物力,不断提高企业的经济效益和生存竞争能力。 船舶电气论文:船舶电气工程技术课程体系改革论文 摘要:课程建设与课程改革是高等教育教学最重要的基本建设任务之一,是保证人才培养质量的础性工作。在任何一种教育体系中,课程始终占据优秀地位。本文阐述了高等职业院校船舶电气工程技术专业课程体系改革按照“工学结合”的思路,依据基于工作过程的课程观重构课程体系的思路与措施。 关键词:课程体系船舶电气工程技术工作过程 引言 高等职业教育培养的是高等技术应用型专门人才,其技术专业的知识构成不像普通高校的学科专业那样强调专业知识的完整性系统性和逻辑性专业技术知识强调职业岗位工作的针对性、适应性和应用性。 在部级和市级示范院校中,各重点建设专业都按照就业导向、能力本位,重构了专业课程体系。制定了符合企业要求的人才培养方案和专业课程标准,这为我们进行专业课程体系改革的研究和建设奠定了良好的基础。 一、目标与思路 按照“准确定位、夯实基础、提高能力、培训到位”的理念构建专业课程体系。通过企业调研和职业岗位分析,对学生的就业岗位和应具备的职业能力进行准确定位;通过岗位分析,构建基于工作过程的一体化的专业优秀课程和基础平台课程的实训课题;在专业基础知识适度、够用的前提下,保证课程体系的系统性,拓宽和增强专业发展后劲。 1.1职业岗位分析以《中华人民共和国职业分类大典》为依据,通过分析,专业所面对的工种有4大类,岗位11种,通过分析,专业所面对的工种有4大类,岗位11种,其中船舶电气设备安装调试、船舶电气设备维护检修、船舶电气设备技术管理、船舶电气施工管理、船舶机电设备质量管理是船舶电气工程技术专业面向的主要工作岗位。 通过对船舶电气工程技术专业面向的职业岗位群的分析研究,参考了劳动部《船舶电气职业标准》、《维修电工职业标准》以及中国船级社《钢质海船入级与建造规范》等,归纳出船舶电气专业的典型工作任务,由典型工作任务构建出学习领域。 以教师顶岗及调查问卷的方式进行企业调研,通过企业调研,明确了船舶电气工程技术专业毕业生的主要就业岗位:船舶电气设备安装调试、船舶电气设备维护检修、船舶电气施工管理、船舶机电设备质量管理等,及毕业生应该掌握的优秀关键能力,确定了船舶电气工程技术专业的人才培养目标。 1.2课程体系重构通过对船舶电气专业所需要的优秀专业能力和典型工作任务的分析,并按照高等职业技术教育自身的特点和要求对其进行归纳整合,进行学习领域概括,学习情境设计,重构课程体系。 二、课程体系的特点与创新 用基于工作过程的课程体系取代了沿用多年的以专业学科为基础的课程体系,在指导思想上有别于学习内容分割的模块化而追求学习与工作的一体化。该体系中的学习领域课程的实施过程中强调以行动为导向,在具体教学实施中,以学生为主体,以基于职业情境中的行动过程为途径,以师生及学生之间互动的合作行动为方式,培养学生具有专业能力、方法能力和社会能力构成的行为能力,即综合能力。 体现“以人为本”的教育理念高职学生往往形象思维较好,模仿能力较强,而抽象思维和记忆力不是很突出。基于工作过程的课程体系,按照工作过程来序化知识,即以工作过程为参照系,将陈述性知识与过程性知识整合,理论知识与实践知识整合,使其更适合高职学生的认知特点。 三、结束语 根据人才培养目标的要求,紧密联系社会实际和行业形势,注重传授知识、培养能力和提高素质的协调发展,合理构建船舶电气工程技术专业的课程体系,从而适应船舶建造行业新形势的发展要求,符合学生毕业的实际应用和就业需要。随着教学改革的深化和在教学实践中不断总结经验,课程体系将不断完善,达到优化学生知识结构和促进专业人才培养的目的,从而为船舶建造行业的发展和地区经济的建设与繁荣做出积极贡献。
科学技术在不断变革与发展中逐渐趋于成熟,作为第一生产力,科学技术为社会发展创造了较高的价值,将人类带入一个全新的时代。而科学和产业的结合,为现代工业智能化、信息化发展奠定了良好的基础。在现代工业制造中,智能技术得到了广泛应用,不仅实现了生产质量、效率的提高,而且为工业生产智能化、自动化提供了保障。基于此,本文重点针对电子信息技术中,嵌入式系统的应用情况进行分析,仅供参考与借鉴。 1嵌入式系统工作原理 1.1概述 嵌入式系统主要用于控制、监视以及辅助操作机器或者设备的一种先进装置。如果站在技术视角下分析嵌入式系统,此系统基于应用,结合计算机技术,使用的软件硬件可以裁剪,但是对于功能、可靠性、成本、体积、功耗、应用环境要求较高,属于专用型计算机系统;如果站在系统自身角度而言,此系统主要对复杂功能硬件、软件进行设计,将其紧密相连。 1.2组成 一般情况下嵌入式系统由嵌入式硬件及软件组合而成。其中硬件核心集成储存器是微处理器,同时还具备了输入及输出功能;软件包含初始化代码及驱动、嵌入式操作系统、应用程序等,这些软件相结合,构成系统特定一体化软件。具体见图1所示。 1.3关键技术 1.3.1处理器技术 此技术和实现系统功能的计算引擎结构有着密切联系,而且无需编程,并不等同于通用处理器,根据特定功能专用化的不同,主要划分为通用处理器、单用途处理器以及专用处理器。通用处理器主要应用于不同类型可编程器件中,也被称之为是微处理器。最大的特点是程序存储,通用数据路径,大寄存器文档,一个或多个通用算术逻辑单位;优点是上市时间缩短的同时,NRE成本节省,灵活性较高;当前使用最为广泛的是Pentium系列,但除此之外,还有上百种其他的类型。单用途处理器主要应用于执行特定程序的数字电路,也叫做协处理器、加速器与外设;特点是只包括执行单独程序的单元,没有程序存储器;优点是快速、低功耗、小尺寸。专用处理器主要针对的是某一特定类型应用进行优化程序处理器,通用处理器、单用途处理器的折中;特点是程序存储器、数据路径的优化、特定功能单元;优点是灵活性、性能尺寸以及功耗良好;当前具有代表性的技术是单片机和DSP。 1.3.2IC技术 IC技术指的是如何将数字实现(逻辑门级》映射到IC的方式,IC指的就是集成电路,也被称之为是芯片。IC技术差别在于如何才能根据特定的设计来定制IC,与处理器技术没有任何关联性,任何类型处理器均可映射至任何类型IC技术中。具体见图2所示。全定制/VISI主要是根据嵌入式系统数字实现来优化各层的,其中包括晶体管放置,目的就是为了将连线长度降低;调整晶体管大小是为了使信号传输优化;除此之外还有晶体管间的连线。优点是性能高,尺寸小,功耗低;缺点是NRE成本高,制造时间长。半定制指的是较低层全部或部分的构建,设计人员只需要连接各层或者完成逻辑门组合即可。优点是性能高,尺寸良好,而且与全定制相比较,NRE成本更低。缺点是需要几个星期才能开发及完成。PLD可编程逻辑器件,所有层都已存在,设计人员可购买的IC,编程产生或烧断逻辑门间的导线连接,FPGA是当前比较常用的编程逻辑器件。优点是成本低,几乎马上就可以拿到IC。缺点是体积大,单位成本高,功耗大,速度慢。 2嵌入式系统在电子信息技术中的具体应用 2.1产业集成化 产业集成化指的是产业间产业链通过横纵向完成相应连接,形成完善且新颖的产业技术核心,本质在于技术、产品、市场三大层面的创新,促进全面集成的同时,以核心产业为基础,构建与其相关联、支持性产业发展共同体。一般情况,产业集成核心技术产业、支持性产业部门二者间是纵向关系,核心产业、技术(市场)产业部门间是横向关系。在现代社会发展中,信息技术占据主导地位,产业集成化推进行业结构升级与改造,使传统分工模式发生变化,各环间更好的结合,促进了市场经济发展步伐。产业集成化中,产业模块化是根本保障,将价值链条中企业、组织进行了细化,形成子系统,而且运行是独立的,以法律法规为重要依据,构建集成化系统。产业集成化中产业链条各个环节衔接,需要有强大且统一信息链给予支持,对产品动态追踪,达到信息共享目的。因此,嵌入式系统是集成化构建关键环节,不仅可在工业进程中产品内部集成,而且还能够实现生产机器集成,实时调控运行模式,确保信息传导更具时效性。嵌入式系统智能终端、元器件合理的应用,可保证产业集成化横纵向信息有效共享,方便对产品质量更好的控制,将产业集成优势充分发挥。 2.2物联网搭建 智能家电以及物流管理概念逐渐被人们所熟知,而嵌入式系统也以其自身优势、强大的功能性,紧跟物联网发展步伐,在其中得到了广泛应用。物联网以互联网技术为基础,为保证功能的发挥,物品间实现信息高效互融互通,进而在物联网终端智能系统中应用嵌入式系统。物联网中的嵌入设备主要包括识别与传感功能、网络通信功能,识别与传感功能中涉及到的设备有传感器、RFID、IC卡、条码、磁卡等;网络通信功能主要包括4G/5G、LAN、WLAN、蓝牙、红外等。科学技术快速发展,物联网最大的特点便是信息强大的交互功能、传感技术、智能化、信息处理,实现有效控制物体。例如家电设备中应用嵌入式系统,软硬件构建时,可有效控制电器设备,内嵌式模块的设计使得设备操作更加方便。电视以及洗衣机中应用嵌入式系统,实现了和无线电衔接,居住者生活品质提高。另外多媒体家庭网关中应用嵌入式技术,多个设备可同时将嵌入式系统接入。在嵌入控制功能作用下,整合了平台和传感器优势,拓展了功能性,物联网物联、感知优势得以充分发挥。除此之外,嵌入式系统语音芯片在语音处理方面具备了识别、语音合成功能,实用价值较强。 2.3智能化及其平台构建 这里所提及的智能化技术本质上是指在人们实际生活以及生产环节,不管是系统、机器,还是设备运行、生产等均实现了链条化、流水线,即使无人看管或者需要少部分人参与便能够完成,整个过程与实际需求、要求相符,也能够达到预期目标。嵌入式系统在工业、农业、国防、科研、交通等不同行业都得到了广泛应用。例如在车辆综合电子信息系统运行中核心部分便是嵌入式系统,操作过程中呈现多元化,以Linux操作系统为主,此系统在启动时主要涉及到了3个流程:一是审查CPU、具体结构,CPU通电;二是BIOS的启动,车辆综合电子信息系统软件为初始化状态;三是BootLoader为引导,初始化工作完成,启动程序。除此之外,车内娱乐系统采用的是移动媒体,由液晶屏、播放器组合而成,行驶中不需要手动操作,可通过语言识别系统便能够点播;另外智能导航、雷达限速、温度调控均采用的嵌入式系统,汽车综合性能提升,实现了智能化发展。 3嵌入式系统在电子信息技术中的应用前景 3.1嵌入式系统性能方面 在嵌入式系统中,单片机虽然独立发展已有一段时间,但是一直以来处于低层次的应用,研究人员在此方面涉足嵌入式系统相关内容较少,进而导致二者优势并未得到充分发挥。所以在不久的将来,将单片机与嵌入式系统统一归结成为重点,并且应用对象也逐渐会向着高层次迈进。当前嵌入式系统应用技术主要用于智能仪器仪表、计算机设备、网络、信息家电、国防、工业、电子商务、生物微电子技术等方面,微控制器、在线可编程技术、数字信号处理器三者的有效结事形成MCU+ISP+DSP嵌入式系统,这是近期发展非常重要的方向。当前单片机、嵌入式系统开发已经经历了一段很长的时间,市场体系逐渐完善,超微型嵌入式技术、产品需求日益增长,再加之半导体、系统设计方法也在不断改进与优化,嵌入式系统发展形势具体可以从以下3点谈起:一是可靠性、应用水平会不断提高,与网络技术的结合是其未来发展非常重要的路径;二是集成部件日益增多,如果从本质而言可以说是单片集成电路,但是如果从功能上来讲则是万用机;三是功耗会不断降低,与模拟电路结合度逐渐加深。国家信息部门给予了嵌入式技术开发、应用大力支持,不管是芯片开发,还是嵌入式操作系统应用,或者数据库的构建、应用等方面,政策给予引导,通过制定标准进行规范,同时还设立了基金,多方面的支持,推动了单片机与嵌入式技术的融合,促进节能降耗。 3.2嵌入式系统软硬件开发方面 高新技术发展速度逐渐加快,市场需求也在发生变化,高速、可靠、低成本成为技术开发考虑的重点,而嵌入式视觉系统作为新型技术之一,基于计算机、半导体、电子3大技术优势,在各行各业应用的范围也会越来越广。特别是随着数字化时代的到来,嵌入式视觉系统等相关产品发展势头较猛,这也是未来嵌入式市场发展前景。网络、通讯、微电子支持下,数字化信息产品需求越来越大,为嵌入式技术带来了较好的发展空间,重点从以下5个层面进行分析:一是嵌入式开发属于系统化的工程,所以嵌入式系统开发者需要基于软件及硬件系统自身性能,在软硬件开发工具方面加大力度。二是在日益成熟的网络技术时代,信息化、网络化程度日益加深,单一功能设备,例如电话、冰箱、微波炉等家用物品将不会只是仅仅满足使用需求,在结构构建方面会变得更加复杂,更加智能,更加人性化;三是未来嵌入式设备更趋于网络化,硬件需要与各种网络通信接口有效链接,不仅给予TCP/IP协议、IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth、IrDA支持,而且还会涉及到通信组网协议软件、物理层驱动软件;四是系统内核发、计算方法更加简单易懂,功耗降低,成本减少。在不久的将来嵌入式产品会将软件与硬件有效衔接,形成集成设备,成本及功耗大幅度降低,设计人员需要将系统内核进行精简,确保系统功能性的同时,实现资源合理利用,在编程模型方面精心选择,对计算方法进行不断优化与改进,编译器性能也会创新。软件研发人员具备硬件知识的同时,加大对嵌入式软件技术(Java、Web、WAP等)开发及利用的力度;五是多媒体人机界面的应用,实现嵌入式设备和用户间更加密切联系,使用户能够享受以及体验到友好界面,不仅图像要清晰,而且控制要灵活多变。在计算机以及微电子技术不断完善与成熟中,各个领域中应用嵌入式系统的概率会越来越大,范围也会越来越广,尤其是当前人们提倡节能降耗、绿色环保理念,所以未来嵌入式系统将会逐渐朝着此方面发展。 4结语 总而言之,科学技术的发展速度会越来越快,嵌入式系统是电子信息技术中核心技术,发挥的作用是非常重要的,不仅推进了社会生产效率的提高,而且人们生活质量得到了改善。在时代发展进程中,嵌入式系统的应用也需要不断完善与优化,才能积极应对挑战,更好的发挥自身优势,促进各行各业智能化、自动化发展,同时也为人们生活、生产带来了更多的便利性,生活品质进一步提升。 参考文献: [1]王森.嵌入式系统的应用领域与发展研究[J].电脑编程技巧与维护,2020(05):23-24+42. [2]徐玉菁,郁佳佳.嵌入式系统在车辆综合电子信息系统中的应用研究[J].信息与电脑(理论版),2019,31(18):16-18. [3]张明超.嵌入式系统在电子信息技术中的意义分析[J].中国新通信,2019,21(09):67. 作者:喻奎达 单位:重庆工贸职业技术学院
冶金技术论文:冶金厂房钢结构施工技术论文 1.钢结构在冶金厂房建筑中的应用优势 1.1钢结构制作简单方便,施工周期短 钢结构在施工的过程中使用的材料比较简单,同时加工的方法没有非常大的难度,同时很多的流程都可以借助机械来完成,所以钢结构通常是在专业化的金属结构厂就已经生产出比较精确的构件,之后直接将其应用在施工当中,在构件拼装的过程中还可以在工地使用非常简单的普通螺栓和高强度螺栓进行连接,如果条件允许也可以使用施工现场的便利条件将其设置成大单元,之后再完成吊装施工,这样就可以很好的提高施工的效率,缩短施工的周期。这种结构对已经完成建设的钢建筑也有着非常好的改建和加固效果,在施工的过程中如果出现了非常严重的以外情况,可以根据工程建设的实际需要来对整个工程进行拆除,在拆除的过程中不需要很长的时间,同时经济损失也比较小,这些性能都是混凝土建筑结构所不具备的。 1.2钢结构符合可持续发展政策 钢结构建筑是一项绿色环保建筑产业,相对于钢筋混凝土结构、砖混结构而言,钢结构对资源、能源的利用相对合理,对环境的破坏相对较少,是解决环境问题的一个有效突破口。钢材作为一种高强、高效能的材料,不但具有很高的再循环价值,而且材料的边角料也可回收利用。据统计,与其他类型的同等规模建筑物相比,钢结构建筑在建造过程中有害气体的排放量降低35%左右。此外,钢结构具有工厂化生产、现场施工周期短的优点,能够最大限度地减少施工过程对周围环境的影响,同时砂石、土和水泥等散料也很少使用,能够从根本上避免尘土飞扬、环境污染、废物堆积以及噪声污染等问题。钢结构作为一种新型体系可以带动其他节能环保材料的推广使用,钢结构体系具有十分可观的灵活性,各种轻质高强墙体材料都可以应用到钢结构中,推动实现墙体材料的改革和成套应用。 1.3结构自重轻 抗震能力强根据比较,对于同一种建筑造型,一栋六层钢结构住宅重量仅相当于一栋四层砖混结构住宅的重量。建筑总重量小,地震力效应较小,延性良好,对应的抗震性能十分优越,多次震后资料对比都说明了这一点。 2.工业厂房大跨度钢结构的安装施工 2.1大跨度钢结构施工安装的总流程 因为施工条件的限制,在施工的过程中不能采用四跨同时施工的方式,所以也就只能选择按照先后的顺序进行施工,施工程序的选择对整个结构的质量和形式都有着非常重大的影响,如果施工的过程中采用的是从两个边跨逐渐向中间施工,就很有可能因为之前施工中出现的偏差而使得结构自身产生非常大的应力,如果在施工中选择从中间跨向两边跨施工,就可以很好的避免上述的问题。 2.2钢柱吊装 因为钢柱整体的刚度正好和整个结构的形状呈现出对称的状态,所以对吊点的选择没有非常大的限制、钢柱单件的重量最大为13吨,在施工的过程中也应该选择50吨的汽车吊,卡环吊也应该选择性能较好的吊车,在计算之后发现其可以很好的满足施工的标准和要求,在进行吊装施工之前首先应该对柱底螺栓的位置进行严格的检查,看其是否出现了移位的现象,如果出现了偏位,一定要对其进行及时的校正,同时还要对螺母的丝扣进行有效的保护,防止其出现严重的损坏现象,在螺栓的调整和校对全部结束之后才能进行吊装施工。将钢柱柱脚的中线对准测量放线的轴线,如误差过大则用千斤顶将柱脚轴线误差调校至规范要求范围内,满足设计要求。用垫铁将钢柱标高调校至设计要求范围内,使钢柱只能水平方向位移,不能上下移动。将标高、柱底轴线调校好的钢柱利用四个准备好的手动葫芦调校垂直,将调校好的钢柱与预埋件焊接固定,即钢柱的校正工作完成。 2.3临时支撑的安装 临时支撑标准节横截面尺寸为:2mx2m,高度为:2m;非标准节横截面尺寸为2mx2m,高度为:1m;立柱采用qbl40x6钢管,斜腹杆和横杆采用合适的钢管,钢材材质均为Q345B。非标准节顶部设有可调节高度的装置,通过标准节和非标准节的组合可随意调整临时支撑的整体高度,使得临时支撑可灵活应用于任意高度的支撑。临时支撑的位置布置根据主桁架的具体施工方案而定,在桁架断点处设置临时支撑作为临时支撑点。临时支撑采用钢筋混凝土独立基础,在临时支撑四周设置1.5m高防撞护栏,并用彩钢板进行维护,在顶部搭设操作平台。 2.4桁架安装 桁架的安装采用分段吊装高空拼装方法,主要安装流程为:钢柱的安装_临时支撑的安装_桁架吊装及高空拼装_檩条及屋面板的安装_临时支撑拆除。具体每一跨或者每一榀桁架的安装方法会根据具体的施工条件来确定。 3.结语 和传统的混凝土结构的建筑相比,钢结构建筑可以更好的实现工厂化的生产,同时在施工的过程中也可以对施工的质量进行更加严格和细致的控制,但是在施工中还需要不断的加强对这种结构和技术的研究,只有这样才能更好的推动钢结构施工的质量,使其在冶金工业厂房建设中发挥更大的积极作用,促进建筑行业发展的同时,也为冶金厂房的正常使用奠定了良好的基础。 作者:李游 仲磊 单位:鑫诚建设监理咨询有限公司黑龙江分公司 冶金技术论文:冶金行业电气自动化技术论文 1、电气自动化元件在冶金行业的应用 电气自动化元件在冶金行业的应用非常广泛,常见的一些自动化元件例如:继电器:一种输入回路和输出回路的电子控制装置,其运作方式是通过控制电流,从而在电路中达到一个转换电路、控制电流等作用,是常见的电路安全装置。高压隔离开关:自动化系统中稳定性较高的一种安全保护装置,保证电路使用过程中操作人员的人身安全,隔离高压电源对人身和设备可能存在的安全隐患。高压熔断器:当电路电流超过负载或者超出规定值的一段时间后,高压熔断器会自动融化从而分离电流,断开电源,有效保证电路及人身安全。传感器:感知外界的信息并将其转化为可用信号的一种检测装置,被广泛应用于各个生产加工环节。传感器由敏感原件和转换组件两部分构成,常见的传感器有压力传感器(将压力变化转变为电流或电压的传感器)、温度传感器(能感受温度变化并将其转换为可输出信号的传感器)、流量传感器(可以感受流体流量并将其转换为输出信号的传感器)。 2、PLC技术在冶金行业的应用 PLC作为电气自动化技术现已在冶金行业中得以广泛运用。其本身是一种数字运算操作的电子装置,在工业生产环境的各个角落都可以得到有效利用。PLC技术的工作原理是通过可编程储存器来执行各种逻辑顺序运算,正确的完成指令,在工业生产中,PLC技术可以通过数字模拟输入输出的进给量与操作量,从而控制各类机械的生产过程。目前,PLC技术也被广泛应用与冶金行业,以此保障高温高电压的工作环境下,设备和操作人员的安全。其常见的实际应用,例如:物料管理系统中,PLC技术可以控制不同仓库的物料管理,并且实现有效控制。对物料进行编码储存管理,高效的运算能力可以保证大型仓库的物流管理实现可调节、高效运作的模式。同时可以连接各仓库系统中的通讯网络,保证良好的通讯网络构建。在冶金生产中,常见的生产原料和生产单位称重、同时将所得数据进行有效整理,这都是现如今PLC技术实际应用中可以轻松完成的,其在很大程度上提高了控制系统的自动化程度,为冶金行业的生产提供了有力保障。冶金生产中最难以解决的废料、废水处理问题,现如今也已经采用PLC技术代替原有的处理系统。首先,原有处理系统是利用离子交换树脂,从而将废水吸收。但这种做法对于使用时效不长的树脂原料耗损巨大,缺点明显。如今所采用的PLC自动化控制系统,可以通过高效的控制,让树脂还原处理系统与离子交换系统同时运行,即保证了废水的有效清除,又能保证工作的可循环性和稳定性,极大的提高了工作效率。 3、电气自动化技术在冶金行业中未来的发展方向 3.1提高自动化控制程度 随着工业发展的不断进步,市场对于生产要求的不断提高,高效稳定的工业化生产才能更好的满足市场的需要。在冶金行业中,自动化控制系统已经越来越符合工业生产的要求,其综合性、有效性实现了冶金过程中的快速判断和快速处理,保障了工作质量,同时提高产量、减少原材料消耗、减少废弃物污染以及保障设备和人员的安全。因此,提高电气自动化的控制程度已经成为在众多企业的竞争中脱颖而出的重要因素。 3.2提高自主集成数字化的控制水平 通过对整套控制系统进行实时监控,从而提高控制的有效性和安全性,并且实现对冶金过程的准确把握,避免出现操作失误。对于自主集成的数字化控制系统,要做到实时监控有效把握,不断提高数据探索技术的应用水平。 3.3提高自动化服务的水平 自动化系统在冶金生产中的发展方向,就是要通过优化与升级,在服务水平上做到精确稳定,减少故障与误差,提高服务标准,在今后的电气自动化发展中向着智能化、信息化以及微型化的发展方向不断前进,实现自动化系统的更高效利用。 4、结语 综上所述,冶金行业生产多在环境恶劣的条件下进行,其制作工艺流程繁多并且要求精确,对生产的产品质量要求很高,因此对先进技术的应用就显得尤为重要。电气自动化技术在冶金生产的过程中具有非常重要的地位和作用,其本身就代表着先进的生产力,只有更好的将电气自动化技术与冶金行业的生产相结合,才能提高行业竞争力,为社会创造出更大的价值。 作者:唐琦 陈汝强 冶金技术论文:新工艺及新技术冶金工业论文 一、教师在课堂中的作用 学生完成任务之后,教师要进行纠正说明以及总结评价,从而保证学生所讲内容的正确性以及完整性,进一步深化教学内容。除了专业问题外,每位学生要发表学习过程中的一些感受,其他学生要进行提问,使学生们都参与到课堂中来,提高学生们的学习兴趣。在学好专业知识的基础上,培养学生们的创新意识及科学素养。最后由教师进行总结与评价,评价内容包括学生在此次任务完成中的表现,对目标知识掌握的程度以及解决问题的能力和创新思维的能力等。 二、立体式教学法的应用 立体式教学法旨在保障知识传授的基础上,强化思维能力的训练。经过对三届选修冶金工程新工艺及新技术课程的研究生进行的对比实验教学,选取72名无显著差异的研究生作为研究对象,对立体式教学法进行了探索与研究。 1.对于拓展视野的帮助 研究生的学习需要以开阔的眼界来观察与研究专业领域内的热点问题。研究生不能沉浸在周围的小环境下,需要放眼世界,从更大的角度去审视问题、分析和处理问题。结果表明,绝大多数学生认为立体式教学法有助于拓展学生的视野,但仍有8%的学生认为该教学法无助于拓展学生视野。究其原因,主要有以下四点:(1)教师所设置的任务所包含知识面还不够广泛,具有一定的局限性;(2)学生在完成任务的过程中查找资料的途径比较局限,文献查阅能力有待提高;(3)教师应当收集一些学生收集能力范围之外的有用信息教授学生,从而起到引领作用;(4)各个学生在讲述自己所准备的材料过程中,因为个人表达能力等方面因素的差异,导致信息传递不畅。 2.思维创新能力的培养 有23%的学生认为,该课堂教学法对于其思维创新能力的培养非常有效,44%的学生认为该方法是有效的,完全认同的学生数量相对较少,同时,也有5%的学生认为该教学法对于其思维创新能力的培养没有效果。这主要是因为:(1)受大纲对于课程内容规定的限制,课程内容涉及面仍显较窄。因此,应该进一步加强授课内容的改进,强调交叉融合。(2)交流不足,学生们还没有完全适应该教学法,课堂上稍显怯懦,同时,教师由于长期受到传统教学思维的影响,在这种新型教学的课堂上,并没有完全消除“填鸭式”教学法的影响,教师往往在点评过程中,进行了某些灌输,对学生们的思考有些束缚。在立体式教学过程中,可适当邀请某些冶金领域知名教授前来参与课堂教学活动,与学生们开展对话与交流,锻炼学生的胆量,同时,也可以从自身实际出发,启迪学生们的思维,引导学生去发现问题。 3.对于提高科研能力的帮助 良好的科研能力是研究生所必须具备的基本功,这包括资料收集与处理的能力、科研创新能力、发现问题及解决问题的能力、逻辑思维与口头表达的能力等。研究发现,仅有20%的学生认为该教学法对于提高自身科研能力具有很大的帮助,这说明,就培养学生科研素养而言,该教学法仍需适当改进,以进一步提高学生的认可度。同时仍有3%的学生认为该教学法对于提高其科研能力没有帮助。究其原因,主要是:(1)学生的学习主动性有待提高。这需要教师融理论教学于实际之中,让学生明白所学专业知识的用途以及运用的方式,从而激发学生的学习热情。(2)在教学过程中,科研方法方面的内容应进一步增强,也就是增加方法论方面的内容,教授学生科学思考及科学研究的方法,从而帮助学生提高科研能力。 4.知识收获方面 对研究生而言,重在能力及方法的学习,但是作为课堂教学,知识的传授也必不可少,只是与本科生相比,所获得的知识应更加前沿,更加接近实际。通过调查发现,有20%的学生认为,通过该教学法,其所获取的知识量一般,更有5%的学生认为,并没有通过该教学法获取更为丰富的前沿知识。鉴于此,在应用这种方法开展教学时,应着重注意:(1)注重价值引导,强调知识的作用,诱发学生获取新知的欲望;(2)注意研究生教育过程中存在的“重科研、轻教学”的问题,处理好之间的关系,重视课堂教学,使学生的课堂学习与科学研究有机结合,实现课程学习为科研服务,在科研活动中又获取新知的良性循环。 三、结束语 基于冶金新工艺及新技术课程的立体式教学法,激发了学生主动接受最新前沿知识、科研动态及思维方法的兴趣,新工艺及新技术对于挖掘学生的创新潜能,培养学生的科学精神,调动学生的主动意识以及提高学生的创新素质具有良好的效果。同时,调查结果也可以看出,立体式教学法仍有进一步提升的空间。 作者:李林波 武姣娜 方钊 单位:西安建筑科技大学冶金工程学院 冶金技术论文:技术史价值冶金工业论文 一、冶金工业遗产所承载的技术史价值:以铁桥峡为例 以焦炭炼铁开始的近代冶金业的技术创新在工业革命时期对人类文明影响巨大,因此在工业遗产保护领域受到普遍重视。如英国于20世纪80年代末启动了历史遗迹保护项目,钢铁工业历史遗迹作为其重要部分,形成了398个影像资料和70个文件的档案记录。[4]在英国所有与冶金工业有关的遗址中,最重要的当然是位于伯明翰西北50公里的泰尔福德(Telford)地区的铁桥峡。近代冶金工业遗产对工业文明带来的巨大影响,其根本上是钢铁冶炼新技术及其大规模普及所带来的,从这一意义上,我们认为冶金工业遗产的技术史价值可以从四个方面来概括:一是优秀技术的发明或引进;二是新旧技术体系的交替;三是冶金产品如钢铁及其重要景观的形成;四是新技术及其生产系统对社会和文化的影响。而铁桥峡遗址具备了上述四种技术史价值的全部要素,围绕这些要素,相应的工业遗产保护和开发实践得以展开:第一,焦炭炼铁技术的发明和使用,是铁桥峡成为工业革命主要发源地的根本原因,也是其作为工业遗产的优秀价值所在。铁桥峡之所以成为工业革命的主要发源地,是因为1709年亚伯拉罕.达比(AbrahamDarby,1676-1717)在此成功地用焦炭炼出生铁,这一技术创新使炼铁业摆脱了对木材的依赖而获得充分的发展空间,也拉动了煤矿业的进一步繁荣。以钢铁为原料的动力机械、工程建筑和铁路交通因此得以大规模发展,人类开始进入“钢铁时代”。[5]基于焦炭炼铁在技术史上的意义,铁桥峡成为了英国工业遗产保护的首要对象之一,1959年,达比的焦炭炼铁高炉也因此成为首个被挖掘和保护的对象,其最初的目的是纪念Coalbrookdale公司成立250周年。直到1968年铁桥峡博物馆基金(theIronbridgeGorgeMuseumTrust)创立,负责对方圆6平方英里的铁桥峡地区的工业遗产进行保护和研究,铁桥峡工业遗产的保护和开发由此全面展开。第二,焦炭炼铁试验成功后,铁桥峡地区经历了近半个世纪的新旧技术系统交替的时期,这直接体现在高炉动力系统的变革上,这是焦炭炼铁系统得以最终确立并使这一地区成为工业革命摇篮的又一因素,也成为铁桥峡工业遗产保护和展示的主要内容之一。达比的高炉最初是靠上下水池的落差形成动力来鼓风的,为解决干旱的夏天上水池枯水的问题,最初是通过修建马车轨道来输送水,1742年,纽可门蒸汽机代替了马车,用于水的提升,高炉鼓风的动力仍然来自水轮机。直到1776年,直接将博尔登-瓦特蒸汽机用于鼓风的方法得以成功研制,蒸汽机才在高炉炼铁中取代了水力鼓风[5]。在铁桥峡,达比二世修建的上下水池间的运水轨道被保存下来,成为体现新旧动力系统交替过程的主要景观。科尔布鲁克代尔铁博物馆(CoalbrookdaleMuseumofIron)用文字、图片和模型,完整地展示了该地区新旧高炉技术系统的变迁过程,达到了更清晰地再现工业革命是如何发生的效果。第三,1779年修建的铁桥,作为世界上第一座用生铁建造的桥,是工业革命时期新炼铁技术所带来的钢铁新产品和新景观,构成了铁桥峡技术史价值的另一重要内容,这是炼铁新技术实现产业化的直接产物。而人们如何首次用生铁来建造这样一座大桥,本身就是另一项很重要的技术创新。针对高炉和铁桥,联合国教科文组织为铁桥峡作为世界文化遗产作出了以下两点评价:1)科尔布鲁克代尔高炉使亚伯拉罕•达比一世在1709年发明焦炭炼铁的历史得以永存。铁桥作为第一座生铁构建的大桥,同样是体现人类创造天才的杰作。2)科尔布鲁克代尔高炉和铁桥在技术和建筑发展历史上有着重要的影响。可见,正是因其在技术发展史上的意义,铁桥和达比的高炉成为铁桥峡工业遗产的优秀价值所在。此外,铁桥本身的建造技术的复原也成为了工业遗产的重要研究内容。1997年,瑞典画家伊莱亚斯•马丁1779年的一幅水粉画在斯德哥尔摩曝光,这幅画描绘了铁桥建造的方法。随后,大卫(DavidDeHaan)等人进行了详细的考古学、历史学和图片的研究,为了验证画中描绘的方法的可行性,2001年在铁桥峡地区的比利斯特山露天博物馆的运河上,一座按1:2的比例的铁桥使用18世纪的材料和技术建造起来,这一成果成为了展示铁桥建造技术的景观之一。第四,新技术引发的工业化导致运输、生活方式和城镇景观的改变,是铁桥峡地区在整体上作为工业遗产的价值体现,正如联合国教科文组织对铁桥峡价值评价的第3条称:“铁桥峡提供了近代工业地区发展的一个极具魅力的缩影。采矿区、运输业、生产企业、工人住所以及交通网络被很好地保留下来,形成了一个非常协调的整体,具有显著的潜在教育价值。”如果说炼铁炉和铁桥承载着技术本身的历史,那么因冶金业的兴盛而形成的工业社会,则属于“外史”范畴。对这一层面的历史价值进行挖掘,可以为工业遗产的保护和开发提供更广阔空间。铁桥峡现有的10个博物馆中,BlistsHill维多利亚城镇(BlistsHillVictorianTown)是游客参观人次最多的景观,19世纪后半叶的维多利亚时代被认为是英国工业革命的峰端,通过BlistsHill维多利亚城镇的重建,铁桥峡地区还原了19世纪经过工业革命后的英国人的生活状况,这个露天景观包括维多利亚时期普通工人的住房、银行、公立学校、药店、食品店、糖果店、铸铁厂、蜡烛厂、印刷厂,以及火车站和铁路等。这些展示也使铁桥峡地区作为工业遗产景区,更具观赏性和吸引力。 二、中国近代冶金工业遗产的技术史价值特征 中国是世界上发明和使用生铁最早的国家,然而土法炼铁技术是与传统的农业社会相适应的,并未导致工业社会的诞生。近代西式钢铁技术在中国的兴起始于19世纪80年代。相对于西方工业化国家而言,中国近代冶金技术与工业化历史有其自身的特点,使中国近代冶金工业遗产的技术史价值具有一些不可忽视的特殊性:第一,中国近代冶金技术史是一段单向的技术转移过程,且这一时期的技术引进并未带来中国钢铁工业的发达,这是中国近代冶金工业遗产技术史价值首要的特殊性。1885年至1936年,先后有贵州青溪铁厂、汉冶萍公司等钢铁企业在中国创办(见表1),主要设备和技术全部来自英、德、美、比利时等国,其中汉冶萍公司是唯一的煤铁一体化企业,其炼铁和炼钢设备的产能超过中国钢铁企业总产能的2/3,1926年随着汉冶萍公司冶炼设备全部停产,中国近代冶金工业化走向了谷底,中国所需的钢材回到了完全依赖进口的状况。[6]虽然中国近代冶金工业最终走向衰败,但这一时期的冶金工业遗产有着不容忽视的技术史价值。首先,汉冶萍公司等企业的遗存作为中国冶金工业近代化的起点,见证了中国最初的技术近代化的努力,无论其成败以否,意义均非常巨大。其次,客观还原这段艰难而曲折的技术引进史应成为中国早期冶金工业遗产挖掘和保护的主旨所在,对中国来说,这段充满挫折的记忆或许更值得珍视,这是中国近代冶金工业遗产与英美等国的不同所在。第二,在大规模引进西方技术的同时,近代中国广大的乡村仍然长期存在一个土法冶炼系统,为人们日常耕作和生活提供材料。中国早在春秋以前就发明了生铁冶炼,几千年来,铁是支撑中国传统农业经济系统的主要技术要素之一。明清时期,山西因坩埚炼铁的发展和丰富的铁矿资源,逐渐成为铁的最大产地,(图3)这一状况一直持续到19世纪末20世纪初。相对于欧洲,中国近代新旧冶炼技术的交替显得更为艰难和特殊。在对中国近代冶金工业遗存进行挖掘和保护时,我们不能将目光仅仅锁定在新式冶金工业遗存,还应该重视逐渐消亡的近代土法冶炼遗存的价值。正如下塔吉尔宪章所说:“许多旧的或废弃的生产工艺中人类的技艺,是极为重要的资源,一旦失传无可替代。应当被详细记录并传给后代。”而目前中国对在工业化进程中逐渐消失的传统冶炼遗存的关注远远不够。第三,近代新冶炼技术和工业发展所带来的社会变迁,是这段并不成功的工业化进程给中国社会和文化带来的最大影响,是中国近代冶金工业遗产技术史价值另一重要内涵,值得工业遗产价值保护中深入的挖掘和展示。近代随着汉阳铁厂等现代工业的兴起,以农民和乡绅两大社会阶层为基础的传统社会关系逐渐改变。首先,部分农民从乡村手工业者转变成了新式产业的工人。其次,乡绅阶层也发生明显转变。以汉冶萍公司为例,地方乡绅参与到大冶铁矿和萍乡煤矿的开发中。此外,为培养技术人员,士绅的后代被公司选派出国攻读采矿冶金等专业,成为中国第一批本土钢铁工程师。[6]从工业遗产的角度来说,中国目前保留下来的近代冶金设备、厂矿建筑等实物留存已经非常罕见,但我们在现存的企业档案文献中可以挖掘出一批反映技术与社会变迁极具价值的遗产。例如我们在英国谢菲尔德大学找到的汉冶萍公司送培英国的留学生的档案。借助对相关文献的挖掘和整理,可以使中国冶金工业遗产的内涵更丰富,也更具讲述历史和教育后人的功能。 作者:方一兵 姚大志 单位:中国科学院 冶金技术论文:自动化技术应用于冶金工业论文 1我国有色冶金工业自动化发展现状 从国外引进的先进的自动化系统和设备后,我们将其进行消化和创新,改造出了与我国实际冶金生产相适应的设备,已经具备了较高的水平。不过从国际角度出发,我国自动化技术产品的生产还有很大的提升空间。我国自动化技术不具备自主的知识产权,主要还是以进口为主,而这些系统来自于不同的国家,甚至有一部分是国外已经淘汰的系统,阻碍了平台集合。此外,自然环境的污染和能源结构的破坏,要求生产必须要提高效率和降低消耗,一些老旧的设备应该淘汰。 2自动化技术在有色冶金工业中的应用 2.1现场总线技术 现场总线控制技术简称FCS,至今已经发展了30多年,在其发展过程中,已经在国际上拥有60多个不同生产厂家生产的总线产品。现场总线控制技术具有自身的特征,其拥有多种不同系统的无缝集成、控制设备和企业高层联系等,能够使系统开发和不同系统之间可以功能自治,也可以相互操作,并且能够进行系统结构分数,因此,其在有色冶金工业中得到了广泛的应用。 2.2管理信息系统在工业中的应用 企业的管理是企业的整体发展的重要部分,企业如果配备了一个良好的管理模式,那么就可以有效的提高企业的市场竞争力,推动企业的快速发展。企业信息化系统的自动控制是在冶金工业中,将冶金一系列程序的所有信息进行集成,从而通过实施管理、技术、生产的控制的信息集成,进行及时采集生产过程中所产生的数据。对有色冶金质量管理、实时监测和故障诊断进行智能管理,能够有效的降低生产成本,利用信息化管理能够达到能源管理和动态管理智能管理的目的,从而为企业的发展提供创新的基础。 3以太网在有色冶金自动化技术中的应用 3.1以太网的特点 随着有色冶金企业的持续扩大和发展,加大了有色冶金领域的竞争力。企业要想提升竞争力,就必须要改造落后的设备,引进新设备。不断更新的新技术,造成新技术与旧技术不能实现在控制系统上的高度集成。以太网是自动化的控制网络,其能够有效的解决此问题。以太网具有较高的数据传输速度,并且可以提供足够的带宽需求,存在时间相对较长,在设置、诊断等方面的具有较高的应用价值。以太网有相同的通信协议,其能够允许不同的通信协议在同一个总线上运行,为企业提供了一个公共网络平台基础。 3.2以太网在有色冶金自动化技术中的应用 在有色冶金工业生产过程中,通过以太网能够将不同类型的网络化的仪器仪表与工业计算机相连,并且在相同的总线上运行,从而对所有的系统进行控制。以太网在有色冶金自动化技术中的应用,减少了对原材料的铜矿石进行成分分析的步骤,这些分析大部分都能够利用网络化实现,检测结果直接传达到相关部门,同时还可以将这些数据结果进行共享,企业的成员及客户都可以通过网络进行查找所需数据。如图1,在现场利用以太网网络进行通讯,将可编程逻辑控制器作为主站,其余设备为副站,对所有独立系统的稳定性起到重要的保障作用。 4结语 随着经济的快速发展,有色金属的需求也越来越大,将自动化技术应用在有色冶金工业中,一方面能够有效的提升生产效率、产品质量,一方面还能够减少工作人员实际操作的危险,是有色冶金工业发展的必然趋势。不过我国引进自动化技术相对较晚,技术水平与国际相比还存在较大的不足,因此,我国有色冶金企业应该大力培养科研人员,投入资金,不断研发自动化技术,从而提高我国有色冶金工业自动化水平,推动有色冶金企业的发展。 作者:李其凡 单位:首钢京唐钢铁联合有限责任公司 冶金技术论文:钢铁冶金行业自动化技术论文 1钢铁冶金行业对自动化技术的需求 钢铁冶金行业对自动化技术的需求比较大,主要是在科学技术发展的带动下,体现出了自动化技术的优势。钢铁冶金行业的生产规模越来越大,涉及到的工艺和技术呈现复杂化的发展趋势,需要利用自动化技术,支持钢铁冶金行业的发展,分析钢铁行业对自动化技术的需求,如下:自动化技术的逻辑控制需求,其在钢铁冶金行业中发挥准确的控制作用,提供机械化、信息化的控制方式,落实自动化技术的控制途径,保障钢铁冶金行业的生产效率。钢铁冶金行业利用自动化技术实现智能控制,辅助智能化的编程,充分应用自动化的技术与系统,为钢铁冶金行业提供可靠的技术支持,确保钢铁冶金的效率与效益,有利于钢铁冶金行业的综合化发展,通过自动化技术优化了钢铁冶金行业的生产环境,保障多学科的融合化发展,满足钢铁冶金行业对自动化技术的实践需求。 2自动化技术在钢铁冶金行业中的未来发展 自动化技术在钢铁冶金行业中起到重要的作用,一方面提高钢铁冶金的自动化水平,另一方面改进钢铁冶金的生产工艺,体现技术型的控制优势。自动化技术成为钢铁冶金行业的重点,表现出良好的发展趋势,分析自动化技术的未来发展。 2.1自动化控制的高效性发展钢铁冶金行业的自动化技术,其对控制性能的要求比较高,需要具备高效性的特点,由此才能适应钢铁冶金行业的发展。现代钢铁冶金行业中引进了智能化、数字化的技术,增加了自动化控制的负担,所以针对自动化技术提出高效性的发展要求,促使其在未来发展中达到高效的规范标准,适应钢铁冶金行业的发展需求,最大程度地提高自动化的控制效率。高效性是钢铁冶金行业自动化技术的基础发展,辅助钢铁冶金行业改进生产工艺,保障自动化生产的效率。 2.2自动化技术的一体化发展一体化的自动化技术具有集成的特点,其在钢铁冶金行业中涉及到电子、电气等多项技术,推进自动化技术一体化的融合性发展。一体化的自动化技术解决了传统技术在钢铁冶金行业中出现的应用问题,落实一体化的操作途径。例如:钢铁冶金行业自动化技术中的EIC,联合了仪表、电气等技术,明确划分钢铁冶金行业中的生产工艺,充分利用逻辑控制的方式,避免出现逻辑上的问题,EIC还能在自动化技术一体化的基础上,引进运行软件的应用,提高EIC软件控制的能力,按照钢铁冶金行业的需求,推进EIC的一体化发展,表明自动化技术一体化的应用价值。 2.3低成本发展趋势低成本是指自动化技术的资源控制,在保障自动化技术准确应用的基础上,降低钢铁冶金行业的资源投入,还要提高自动化技术的运行效益。自动化技术低成本的发展趋势,需要采用模块化的发展方式,优化钢铁冶金行业的资源配置,而且低成本是现代工业的一种趋势,其在钢铁冶金自动化方面体现出了积极性。例如:冶金行业中的自动化技术,利用IPC模块,结合CIMS、STD,限制资源投入的规模,有目的的控制成本的投入,打破冶金行业资源高消耗的方式,自动化技术的低成本发展,更有利于自动化技术的应用,展示自动化技术低成本的优势。低成本已经成为自动化技术在钢铁冶金中的一项趋势,满足钢铁冶金行业的未来需求,体现自动化技术低成本的实践性。 3结语 自动化技术改善了钢铁冶金行业的发展,促使其在未来具备良好的发展趋势。钢铁冶金行业的自动化发展,提高了对自动化技术的应用力度,也是自动化技术未来发展的因素。自动化技术提升了钢铁冶金行业的发展水平,完善钢铁冶金制造的环境,体现了自动化技术的应用价值和优势,缓解了钢铁冶金行业的发展压力。 作者:万延林单位:江苏省镔鑫钢铁集团 冶金技术论文:冶金行业电气自动化技术论文 随着中国工业技术、经济的转型,钢铁企业的淘汰与重组,钢铁企业的冶炼技术越来越精准,钢铁企业的高端设备越来越多,电气自动化水平越来越高。虽然冶金行业电气自动化水平得到了提高,但仍然不能满足工业技术发展的要求,不能满足钢铁企业生产效率的要求。只有改进和优化冶金电气自动化技术,才能提高钢铁企业的生产产量,提高经济效率,加快冶金行业的快速发展。 1、冶金电气自动化技术的特点 我国钢铁企业自动化水平还不够高,普及不够,大部分钢铁企业存在生产技术内容太广,生产工艺太复杂和电气自动化依赖太强等特点。 1.1冶金生产技术涉及内容太广 钢铁企业冶炼环节多,涉及内容非常广泛,生产过程中涉及物理变化和化学变化,生产过程中突变因素多,冶炼过程涉及的技术非常复杂,生产过程中要控制好生产原材料,监控物理变化参数和环境的化学参数。电气自动化控制系统应该能控制或跟踪生产过程的全过程,电气自动化控制系统涉及内容非常广泛,只有这样的控制系统才能保证生产过程的安全性,提高冶炼产品的产量,提高钢铁企业的经济效益。 1.2冶金生产工艺太复杂 冶金生产工艺复杂,实际生产过程中工艺流程比较全,冶金电气自动化控制系统要覆盖全生产过程,实现软件与硬件的配合,优化生产过程。冶金电气自动化系统呈现技术难度高,虽然技术人员具有非常专业的知识,掌握专业技巧,这样才能真正做到提高生产效益。 1.3冶金自动化高依赖电气技术 随着我国钢铁联合企业的生产能力的扩大,大部分小钢铁企业重新组合,形成更具竞争优势的联合企业。这些企业大量引进全自动化生产线,电气自动化水平不断提高,几乎涵盖了冶金全过程,冶金自动化高依赖电气技术,通过电气技术完成信号采集、信号转换和结果运算等操作,实现钢铁企业的全自动化。 2、冶金电气自动化技术应用现状 冶金电气自动化系统是利用智能控制技术、计算机网络技术、神经网络技术、监控技术等控制和管理冶金企业生产过程中的各环节。就钢铁企业来说,通过冶金电气自动化控制系统控制轧钢、高炉、转炉,铸造等技术环节,解决冶金过程中高温,高热等问题,为钢铁企业生产解决了许多实际困难。许多大型钢铁企业设计或改造了许多电气自动化控制系统,这些系统都能实实现人工智能操作,自动化操纵体系是单位操纵体系的主要构成,普遍运用在单位制造管制的每个环节,其中最重要的运用是智能化操纵技术%智能化技术中的专家体系,模糊操纵,神经网络等技术被运用到钢铁行业的轧钢体系、高炉、转炉、连铸车间、轧钢调节体系等,版型在线监测、冷热轧薄板、维修保养监控等功能。通过中央计算机系统控制各个子系统,实现子模块与子模块之间的转换。冶金电气自动化控制系统使用现场总线技术,数据交换传送技术,电脑合成技术等,推动冶金过程的标准化,程序化;通过人工智能技术,使用机器人手臂特自动化设备提高冶金企业的生产力,让钢铁企业取得长足的发展,提高市场竞争力。 3、冶金电气自动化技术应用前景 我国许多大型钢铁联合企业通过引进电气自动化技术,整合行业信息化水平,通过自动化控制系统提高生产控制精度,提高产品质量,进一步压缩生产成本,降低资源消耗。这些电气自动化控制系统增加了冶金生产过程的稳定性、可靠性和安全性。从这些电气自动化控制系统可以总结出我国冶金电气自动化技术的应用前景,包括低成本自动化、行业信息化、智能控制、冶炼过程控制和综合一体化控制等方面。 3.1低成本自动化 所谓低成本自动化是利用高精尖技术,通过自动化技术科学合理投资,减少投资成本,降低投资风险。许多中小型钢铁企业通过使用微型计算机作服务器,精准的实现对全过程、全流通实现电气自动化控制,为企业实现了低成本自动化,也解决了中小型企业的约束。 3.2行业信息化 所谓钢铁行业信息化就通过计算机系统,实现信息资源共享,实现企业信息化管理的标准化和系统化。大部分钢铁企业通过电气自动化控制系统采集生产过程中的原始数据,利用信息化技术手段分析和研究这些原始数据,使用科学管理决策分析软件,挖掘潜在数据,为企业的发展提供科学合理的数据支持。 3.3智能控制 虽然电气自动化控制系统广泛应用自适应、优化、模型预测等控制策略,但仍然不能满足技术的要求,因为传统的PID控制理论是适应数学模型复杂且变化大的特点,而智能控制对总控制程序具有良好的适应性,尤其是对于复杂程度较高的综合控制系统,能分级控制智能设备,有着很大的发展空间。 3.4冶炼过程控制 电气自动化控制系统可以对产品质量监督、环保监控及物流跟踪等多个方而实施全过程监控。电气自动化控制系统采用新型传感器、数据融合处理等高精尖技术对原材料质量、钢水纯度、熔渣成分、温度、固废监控等环节进行全程控制,提高钢铁企业的效益。 3.5综合一体化控制 电气自动化综合一体化控制系统是未来的发展方向,这种系统打破了传统的计算机、仪表、电气在控制设备方面的专业界限与分工,实现了逻辑控制对模拟量进行控制的难题,极大地提高了系统的实用性与操作性。简化了程序,降低了成本,电气自动化综合一体化控制系统系统将是钢铁行业电气自动化发展的重要方向。 4、结语 冶金电气自动化系统是使用计算机网络技术,人工智能技术和自动化技术实现的控制系统,优化与改进冶金电气自动化控制技术,可以提高冶金行业的生产效率利用自动化控制技术,可以保证生产流程更加规范,还可以保证我国冶金行业更好的发展电气自动化控制是冶金行业发展的主流趋势,对冶金企业的发展力向有着引导作用。钢铁企业要积极主动引进或改造自动化控制系统,提高钢铁企业的市场竞争力,增加钢铁企业冶炼产量,提高企业的经济效益,促进可持续发展。 作者:辛娅玲 单位:新钢公司自动化部 冶金技术论文:冶金工程技术服务论文 摘要:马钢设计院有限责任公司是一家以冶金工程技术服务为主体的公司,2001年开始进行信息化管理工作建设,本文是几年来的这方面工作概略描述和一些感想。关键词:设计管理信息化一、概况马钢设计研究院有限责任公司成立于2002年,注册资本2050万,是由马钢股份公司、马钢国际贸易公司和本院的自然人共同出资组成的有限责任公司,持有国家冶金、建筑、和环境工程甲级设计资质、工程监理和工程造价甲级资质,从事工程设计、工程咨询、工程监理和工程总承包服务,设置冶金、轧钢、机械、电气与自动化、能源与环境保护和规划6个专业设计研究所,职能管理部门8个,全院职工260多人,其中高级职称的技术人员占职工总数的50%以上,2005年营业收入1.96亿。马钢设计院综合管理信息系统是以工程设计项目管理为优秀,由市场经营、(设计)项目管理、档案管理、人力资源管理、系统管理、客户关系管理、综合办公管理等模块组成。二、MIS系统建设过程1、调研(1)建设的时机的考虑尽管行业协会在“十五”就提出设计企业信息化建设纲要,但是具体何时进行设计院综合管理信息系统的建设,还是要认真地考量,其中CAD应用普及程度,硬件设施特别是网络硬件的建设程度对建设时机还是有影响的。(2)建设方式的考虑当前,设计院MIS系统的建设方式主要有以下几种方式:a)完全自主开发。很多大院,信息人才众多,技术实力雄厚,往往采用这种方式。采用该方式有利于对系统的全面掌握,用户的需求比较容易采集,对外界的技术依赖程度低,维护方便。b)咨询合作开发。寻找一个对信息技术和企业的管理技术均比较了解的专业咨询公司,由他来代表企业进行系统的建设管理,并负责对企业的培训和系统开发企业的过程管理。3)完全委托,自我管理。这是我院采用的建设方式,这是我们根据我院的实际情况全面衡量后采取的策略。4)平台引进,二次开发。就是从外部引入一个相对成功的基本成熟的平台,自已略加二次开发后加以应用,一般这样的基础平台的价格比较昂贵,而且对这个平台的完全消化也不是短时间内就能实现的,此外对某个具体的企业来讲,平台软件的功能可能有多余。(3)体系平台的考虑在已经建成使用的和在建的管理信息系统中,多采用C/S体系结构,但是考虑到技术的发展的趋势,以及未来系统维护的方便性,我们认为最好采用B/S结构,随着·NET技术的日益成熟和普及,坚定了我们的信心。(4)行业现状的调研在建设部和协会的“十五”信息化工作指导方针的指引下,国内勘察设计行业MIS系统建设纷纷开始起步,与国外公司相比起步相对较晚,但是一批院还是取得了相当的成果,在我们了解到的设计院中不少院在信息化建设方面各有特色、各有建树。此外,我们还对与我们有业务接触的国外工程公司的信息化工作进行了解,其中主要有德国的SMS、比利时的CMI等,西方发达国家企业今天信息化的现状应该就是我们努力追赶的方向,人家能做到的,我们也应该能做到。对中国的设计企业来讲,与国外发达国家的工程公司相比,我们的主要差距在管理以及管理的信息化,技术上的差距不是主要的,这是我们研究分析国内、外的设计类企业后所得到的一个感受。2、理清思路,统一认识,确立目标理清思路,统一认识,确立目标是我们进行MIS系统建设的过程中首先要解决的问题。企业对MIS系统建设出于被动,思路不清楚,目标不明确,是很难取得成功的,实施过程中就会带有很大的盲目性。我们在决定实施信息化建设首先明确的是:1)建设的目的:实施流程再造,提高主业工作效率;细化管理,以进一步提高管理水平和企业的竞争力;2)建设的目标(可测量):实现CAD电子文件有效存档,实现项目管理信息化的突破;在设计类企业中搞信息化建设,首先从设计“项目管理”抓起,而不是先从通常的OA及人力资源管理起步,我们有自己的想法,即我们的做法是“先难后易”,而传统的做法多是“总体规划、分步实施、先易后难”。而这种做法最大风险是:容易做的、可有可无的模块先做出来了,而最难做的部分也是企业最优秀、最需要的的部分,最后却做不出来,信息化工作只得几上几下。最优秀的业务管理问题一直没能解决,这也是许多MIS建设失败的模式,我们决定反其道而行,就是要避开这样的怪圈。3、认真做好需求分析在院领导思想统一的前提下,院最高领导层对管理信息系统亲自过问、亲自管,同时适时结合BPR,这对软件企业更快、更好地了解企业的业务流程是非常有利的,金慧公司在与我们的交流过程中,几易其稿、在讨论交流的过程中,双方逐步达成了共识,把目标和思路都理清楚了。经过重新改进后的流程与ISO9001贯标文件进行有机的协调,使业务流程文件化。必须要说明的是:1)用户的需求也不是一下子就能完全说明清楚的,即使说明清楚的流程也有变更的可能;2)只有用户自己最清楚自己需要什么,只望软件开发单位拿出来一个企业的流程方案是不可想象的,这样做的结果很可能就是系统的失败。我院的领导层和管理层在用户需求阶段投入大量的时间与软件开发公司共同研究用户需求和流程方案为我院MIS的成功打下了良好的基础。4、全院参与明确管理责任管理信息系统的建设需要全体人员的参与,这就好比一个集体性质的体育项目,任何一个人的不投入都有可能影响最后的结果;当然MIS建设首先是一个“一把手”工作,企业的最高领导必须亲自认真过问;我们还专门指定分管领导配合协调MIS建设工作;强调全员的参与,主要表现在对全体人员的培训和考核;通过多种会议沟通和网络宣传的方式营造氛围,说明MIS建设的意义和过程,以求得全院上下的共识;5、分步推进最终走向集成应用在系统正式使用之前,进行1个多月的过渡期(05年8月10—05年9月15日),在这期间,鼓励大家使用系统,但是过渡期满后,全院的项目管理只在一条路上进行,不搞旁路,就是必须从系统内组织项目管理和发图,从项目任务的下达、项目的策划、图纸的设校审到图文出版,没有其它的路可走。这样一方面促进大家对系统的快速掌握,二来促进软件公司对系统进行全面的完善,三确保了CAD的图纸的完全存档。加上系统提供的电子自动签名技术,使困困扰设计单位多年的CAD电子文件有效归档问题在我院得到初步的解决。三、MIS系统建设现状1、经营计划管理经营计划管理主要是为经营计划管理部门提供一个项目信息、生产计划、台帐、合同信息、收费、客户信息管理的工作平台;具体业务功能包括:项目台帐管理、生产任务下达(合同评审、领导审批、项目下达)、月度计划管理、项目计划检查(可依项目、时间、部门、专业、个人等进行完成情况和在手项目情况的检查)、项目收费管理、客户信息管理、查询统计等。项目任务的下达,将启动项目管理众多的流程,而项目信息又为财务收费和内部分配提供原始信息。2、项目管理项目管理子系统是整个系统的优秀部分,也是开发与实施难度最大的一个部分。它为经营、项目管理及专业设计生产部门提供了一个协同作业的机制,包括设计项目的进度计划管理、生产过程人力资源管理、ISO质量管理、产品过程管理等,完全贯彻ISO9001质量管理体系的思想。主要内容有:项目策划管理(WBS与OBS分解)、项目设计输入与要求的下达、协作计划的管理(制订、执行结果的检查等)、专业协作资料互提管理(版本化管理)、设计成果上传,三级校审核与专业会签、电子签名、ISO表单自动管理、图文出版、电子文件归档、生产过程中间环节的实时检查等。3、人力资源管理人力资源系统作为整个系统的重要组成部分,是其他业务系统的基础模块,为其他系统的应用提供人力资源支撑,其它业务系统有关人员的信息都构建在这个系统之上,所以该模块的设计和规划需要考虑其他业务系统的需要,所有业务系统的人、岗位和组织信息都来自该模块,项目管理等其他业务模块也需要将有关结果性的数据传回给人力资源系统,比如员工业绩等。4、图档管理从项目管理系统中输出的产品(CAD文件等),自动进入图档管理系统,该系统具有档案管理、科技档案在线查阅(按权限与密级)、档案下载(按权限与密级)、复用与再利用等功能,与传统的档案系统相比,其具有查阅快捷,再用方便的特点,直达个人桌面的应用,为管理部门及内部用户提供非常便捷的平台。5、综合办公管理及其他目前我院的MIS还设有以下一些功能模块,如通常的办公信息、网站管理、权限管理、个人工作平台(任务管理,邮件管理,工作报警,个人设置,个人查询)管理、企业论坛等;由于这些系统多不影响优秀业务流程(项目管理)的运行,还有待进一步开发完善,毕竞系统的完善和优化是没有止境的。四、存在的问题1、现有系统功能有待进一步完善。管理信息系统的功能,一方面是工作协同平台,也应该是一个信息和知识快速获取的平台,以便实施有效的管理和调度,更进一步应为实施有效的决策提供支持(DSS),为快速提高工作速度和工作质量提供方便(KB),目前系统在快速提供信息方面还有进一步优化和改进的空间;企业管理最难的是人的管理,而人员管理中最难的是对人的评价。我院MIS运行的结果目前还没有完全进入人力资源管理系统,同时业绩考评模型也处在探索阶段。如何依托信息系统提取的数据实施有效、科学的考评,是我们系统完善的一个方向。目前系统的三级校审采用两条腿走路——硬拷贝与电子文件同时进行,由于计算机屏幕较小,审阅图纸要完全基于网络进行较为困难,硬拷贝提供查阅的方便,而MIS系统则保证工作过程的真实和评审意见、技术版本的管理有序。这个问题要完全指望MIS本身来解决,困难较大,但是基于计算机网络环境下的工程设计审批作业如何有效的实施将是一个有意义的课题。此外,用户界面的友好性和操作的方便性方面还有较大的改进空间;2、人员对MIS系统的适应性有待进一步提高。对工程设计企业来讲,人员的工作方式从传统的面对面的交流,转向大多基于网络的交流,是一个较大的变革,如何适应这个变化对每个人都至关重要,此外还要碰到传统模式下不曾有的问题,如人员外出如何办?异地办公的身份确认等。3、系统的安全性需要加强。随着信息系统应用的深入,安全问题也更加突出。系统的安全包括网络平台本身的安全和数据的安全,这一方面要加强人员的安全意识教育,建立严格的保密管理制度,防范窃密和泄密,保护知识产权不受侵犯,此外还要在软、硬件系统的建设上进一步加强安全机制。4、更多的产品要管理到目前为止,我们仅对工程设计管理进行了讨论,有关工程监理和工程总承包的管理尚没有开始,而工程总承包工作将是设计型企业未来发展的一个重点领域。五、结语企业信息化建设对具体一个企业来讲,可能是一项前所未有的事业,遇到的困难自然也是前所未有,也许这就是为什么企业信息化工作失败案例多于成功案例的原因。在我国,勘察设计企业的信息化工作最近才刚刚兴起,勘察设计协会“十一五”信息化工作指导思想为我们的工作指明努力的方向,就企业自身而言,信息化工作绝对是一个“一把手”工程,如果没有领导层思想的高度一致,没有明确的目标,并以目标驱动的方式进行强力推进,要取得实效的确比较困难的。此外,企业的信息化工作是一个开创性的工作,要求企业与软件技术的提供者(软件公司)密切合作,充分沟通,用双赢的心态进行合作,单纯地指望单方完成这项工作基本是不可能的,一个合格的软件来自双方的努力,同样一个合格软件的成功的应用也依赖双方的合作,这一点是管理类软件不同于其他软件的特点,毕竟是“管理”信息系统,而实施“管理”的主要方面在企业而不在软件公司。应用无止境,信息化工作的建设也是一个动态的过程,只有开始没有结束,我们将继续努力搞好我院的信息化建设工作,与设计同行业一道,为我们共同事业的而努力。 冶金技术论文:冶金职业院校模拟电子技术教学效果 [摘要]冶金职业院校模拟电子技术课程内容抽象,概念多、公式多、分析方法多,冶金职业院校学生掌握有难度。以任务驱动的方式展开教学,利用“工学结合、教学做一体化”教学、多媒体课件、电子产品组装与调试训练和网络课程等教学手段,使模拟电子技术课程生动直观,具有趣味性、职业性、实践性,有利于提高学生学习兴趣和学生综合职业能力的培养。 [关键词]模拟;电子;组装;调试;网络课程 1前言 冶金职业院校模拟电子技术课程在传统教学形式下,老师在教室里授课,一块黑板一支粉笔,课件无动画、教具陈旧老化,不能直观展现抽象的模拟电子知识中的微观现象,学生难以掌握电子知识与技能。通过教学改革,在教学过程中实施“工学结合、教学做一体化”教学方法,以任务驱动的方式展开教学,在授课过程中运用多媒体课件、电子虚拟软件、电子产品组装与调试训练和网络课程等教学手段,使模拟电子技术课程生动直观,实践性强,激发了学生的学习兴趣和学习动机,学生通过学习使得模拟电子课程知识、技能和职业能力均获得很大提高,100%学生获得职业资格技能证书,学生就业率高,就业质量好。在课程建设中,首先确定模拟电子课程的知识点和技能点,确定教学目标,以任务驱动方式实施教学,在教学过程中按照资讯计划决策实施检查评价教学反馈等七个环节进行,激发学生的学习动机,促使学生积极参与,培养学生综合职业能力。由于科学的制定教学目标,使教学目标充分发挥其导向、激励和评价的功能,培养出懂知识、会操作、职业素质高的技能型人才。 2确定课程的知识点和技能点 2.1知识点 电子元件识别与检测、电子元件作用原理、单管放大、带有负反馈放大电路、两级放大、射极输出器、功率放大器、振荡电路、直流稳压电源等。 2.2技能点 电子元件识别与检测方法、单管放大安装与调2017年第5期试、带有负反馈放大电路安装与调试、两级放大电路安装与调试、射极输出器安装与调试、功率放大器安装与调试、振荡电路安装与调试、直流稳压电源安装与调试。根据课程的知识点与技能点的要求,选择典型的电子产品———调幅收音机,其电子电路涵盖于知识点与技能点的要求。课程任务确定为:电子电路的组装与调试,通过电子产品的组装与调试使学生掌握模拟电子课程中的知识与技能。 3确定学习目标 (1)通过对超外差式调幅收音机的安装,掌握电子元件识别与检测、电子元件作用原理、单管放大、带有负反馈放大电路、两级放大、射极输出器、功率放大器、振荡电路、直流稳压电源等工作过程。更加熟练掌握电子产品整机安装的工艺。(2)通过收音机的调试,掌握单管放大电路调试、带有负反馈放大电路的调试、两级放大电路的调试、射极输出器的调试、功率放大器的调试、振荡电路安装与调试、直流稳压电源的调试。深刻理解电子产品调试的目的与要求。(3)通过对超外差式调幅收音机的安装、调试,提高对电子产品故障判别与检修的能力。为今后从事电子专业方面的工作奠定基础。(4)以超外差式调幅收音机的组装与调试为任务驱动,能够使读者学会超外差式调幅收音机的组装调试技术,掌握在超外差式调幅收音机调试过程中中频调试、频率范围调试、统调、收音机质量检测及故障检查与排除的技能点,通过对超外差式调幅收音机的组装调试巩固仪器仪表的使用、PCB板元件组装步骤、整机安装等的技能点。(5)培养学生团队合作、爱护工具仪器仪表、爱岗敬业、一丝不苟的工作态度。 4以任务驱动式教学方法 指导学生从基本放大电路入手分别学习电子元件作用———单管放大———带有负反馈放大电路———两级放大———射极输出器———功率放大器,引导学生由浅入深、由易到难渐进式学习,完成每个教学内容。以任务驱动的方式,采用“教学做一体化”教学方法,工学结合,提高学生学习兴趣。下达任务单:调幅收音机电子电路分析,以试听收音机节目台数、音质开始,把学生带入学习的情境中。收音机电路图如图1所示,其中的VT4就是低频放大器,VT5、VT6两个三极管组成了共集电极放大电路,又称射极输出器。这两个射极输出器对称连接,形成互补对称功率放大器。电路中元件作用是:由T1及C'1a组成的调谐电路感应出广播电台的调幅信号,通过选频F1信号输入到VT1三极管的基极。本振信号选频F2进入VT1三极管发射极,由VT1三极管进行变频,在VT1集电极输出回路通过T3选取465KHz中频信号(就是F2与F1的差频信号)。中频信号分别经VT2第一级中频放大器和VT3第二级中频放大器中频放大后,进入检波器(由C5、R6、Rp、C11的元件组成)检波后经过VT4低频放大器放大,再由VT5、VT6两只三极管与变压器耦合,组成功率放大器进行功率放大,最后推动扬声器输出悦耳动听的声音。T3、T4为中周(中频变压器),既是放大器的交流负载又是中频选频器,该机的灵敏度、选择性等指标靠中频放大器保证。T5、T6为音频变压器,起交流负载及阻抗匹配的作用。通过为学生进行实物分析,提高他们的学习兴趣。 5能力培养分析 5.1教学实施过程共分六个环节 5.1.1资讯环节教师要分析学生是否掌握了超外差式收音机的基本工作原理及实际应用。教师要通过展示、操作已安装好的实际电子产品,介绍超外差式收音机的安装与实际应用,说明本学习情境的学习任务。以案例教学法把学生带入情境之中。教师组织学生分组,布置学习任务并讲解任务要求。5.1.2计划环节根据对工作任务的分析及领会,制定工作计划,确定小组成员分工,明确阶段成果及检查的项目。在完成“任务相关资讯”部分学习后,在自己现有的知识与技能的基础上,根据学习情境的要求,制定组装一台调幅收音机需要在元器件选择元器件检测PCB板组装整机安装调试故障检查与排除工作任务完成时限工作所需工具设备等方面开展工作的计划并填写“计划单”进行工作任务分配。在制定计划过程中可以制定数个计划。学生在教师指导下制定工作计划。学生可以集思广益,各抒己见制定多种工作计划5.1.3决策环节学生在教师指导下,在多个计划安排中,分析讨论出实施可操作性、工作条件的安全性强的方案,确定为实施方案。在确定实施方案后,按照PCB板安装、产品整机安装、产品调试、质量检测等工序填写工作“决策单”。5.1.4实施环节教师用案例教学法对已安装好的收音机进行讲解,分析电路原理、安装与调试方法,电路元器件的选择与检测;按实验演示法授课,介绍收音机的组装工艺,学生进行收音机的组装训练,教师以教学做一体化教学模式介绍收音机的调试方法,学生进行收音机的调试训练。学生在教师指导下完成元器件、材料、工具等清单填写,进行收音机的组装训练,最后进行收音机调试训练。5.1.5检查环节电子产品组装完毕,要对成果先进行小组自查,然后小组之间互查,最后教师检查,提出整改意见。通过检查环节检查学生自主学习能力,从而培养学生严肃认真的工作态度和责任感。5.1.6评价环节对成果的评价以小组自评、小组之间互评、教师点评的方式进行,并给出本学习情境的学习成绩,从中培养学生的判断能力、检查能力、评价能力。学生先进行分组汇报,小组互评,最后教师来总结评价结果。5.1.7反馈环节学生专业能力、方法能力、社会能力是否得到提高,在教学反馈中能够得到验证。例如在教学反馈中让学生针对以下问题进行反馈:比较任务驱动式教学方法与传统教学哪种更适合你;通过学习常用电子元器件的识别、检测与代换训练,你是否掌握本学习情境的知技点;是否学会收音机的组装、收音机的调试训练效果等,从而了解学生学习情况。通过教学反馈,使教师了解学生对本学习情境工作任务的掌握情况,为教师提高教学水平,进行教学改革提供依据。 5.2职业能力培养分析 5.2.1在常用电子元件识别与检测训练中培养职业能力教学过程中要进行电阻、电容、电感、变压器、二极管、三极管检测。重点培养常用电子元器件识别能力,万用表使用能力,二极管、三极管工作原理分析能力,电容、电感、变压器工作原理与检测能力。5.2.2在电路板安装训练过程中培养职业能力要进行电容器的整形、安装与焊接,三极管的整形、安装与焊接,电阻器、二极管的整形、安装与焊接,振荡线圈与中周的安装与焊接。重点培养学生的电子元件整形能力、对元器件引线或引脚进行镀锡处理能力、元件焊接能力。元器件安装质量及顺序会直接影响整机的质量与功率,合理的焊接安装需要认真思考和具备实践经验。5.2.3在电子产品调试与检查训练中培养职业能力要防止变压器原边与副边之间短路,测量变压器原边与副边之间的电阻。检查输出、输入变压器原、副级,检查VT5,VT6的电流放大倍数(放大系数)相差应不大于20%,检查印制板的铜箔线条是否完好,有无断线及短路,调试电路是否正常运行,从而培养学生严肃认真的工作态度、看图接线能力、按照操作规程工作的能力、电子产品检测、调试与排故维修能力以及电子产品评价能力。 6建设网络课程 (1)提供“教、学、做”一体化的网络课程资源。如:教案、演示课件、技能训练指导、重点难点指导、习题、参考资料、案例库/专题讲座库/素材资源库、演示/虚拟/仿真实际操作训练、授课录像及其他辅助学习的资源,表现形式多样化。(2)学习过程体现师生交互、人机交互的特点,在课程网站中,学生能在线完成练习、作业和综合测验,客观题能实现自动批改;仪器操作训练、考核能实现人机交互及时给予成绩并有统计显示交互内容。(3)网站中有专门的疑难解答板块、交流论坛、文字聊天室、在线答疑、能使更多的学生、电子爱好者、工程技术人员参与,学生的提问能得到及时的回答,网络更新频率高。 7应用多媒体教学课件、仿真软件等技术手段 制作各种教学课件,利用动画、视频、照片等描述电子运动微观现象,使抽象知识形象化,利于学生对知识的理解。利用EWB、proteus等仿真软件展现电路运行过程,使学生直观看到电路动作结果,节省大量教学资源,事半功倍,教学效果非常好。此外,带领学生在企业进行实践教学,如在学习SMT表面安装技术时,老师先利用多媒体动画模拟讲授,以真实的工作内容与虚拟工作内容相结合,实现先虚拟后真实,提高学生职业能力。在教学内容呈现方式中体现了数字化、媒体化,传输方式网络化。在教案中有配音、有动画,有虚拟操作训练,充分体现了信息化教学特点。在网络课程中图、文、音、视、动画等多媒体形式灵活运用,有利于促进学生自主学习和主动学习,提高学习兴趣,使学生在快乐中学习。 8创新与实用 在模拟电子课程中引入电子产品组装与调试,让学生在学习中工作,并在工作中学习,让学生学以致用,增强学生的学习兴趣,提高学生的动手能力,培养学生的分析问题、解决问题的能力和创新能力。本课程是教学做一体化教学,在网络中真正实现人机交互动手操作,以鼠标代替学习者的手,进行仪器仪表使用、焊接技术训练、电子产品组装、电子产品调试等项目的实施,立意新颖,构思独特,设计巧妙。适用于实际教学,有推广性。 9教学效果 通过教学改革,在模拟电子课程中引用“工学结合、教学做一体化”教学和方法,以任务驱动的教学方式,以电子产品为载体,让学生在设定的学习情境中“做中学、学中做”激发了学生学习兴趣,教学成绩得到提高。我校应用电子技术专业的学生在劳动部举办的无线电调试工职业技能鉴定考核中获得优异成绩证明教学效果得到有效提升。经过本课程学习的学生不仅参加职业技能考核100%顺利通过,而且还有15名学生在参加各级电子技能大赛时获奖。学生在学习过程中专业能力、方法能力、社会能力等职业能力得到提高。 10结论 在冶金职业院校模拟电子课程中引用“工学结合、教学做一体化”教学和方法,以真实的工作内容与虚拟工作内容相结合,在网络中真正实现人机交互动手操作,学生的工作态度、动手能力、分析问题和解决问题的能力得到明显提高,教学效果得到有效提升。 作者:丁峰 单位:天津冶金职业技术学院 冶金技术论文:冶金业PLC技术研究 1PLC的选型 PLC选型方式灵活,根据控制对象和控制任务的不同,我们可以选择不同型号的PLC及其模板类型和数量。首先我们根据具体的控制任务决定出需要采集和控制的点数,即DI/DO点数和AI/AO点数,然后像搭积木一样搭出所需PLC的模板配置及其模板的数量。一般来说:点数在100点以下,选用S7-200系列;点数在1000点以下,选用S7-300系列;点数在1000点以上,选用S7-400系列;模板的数量等于点数除以单个模板的通道数。因此唐钢冷轧厂———镀锌生产线所采用的PLC就是S7-400系列。 2西门子PLC的连接方式 西门子PLC的连接方式主要有以下2种:(1)下位连接,即PLC与远程单元的连接,就是主站与从站单元的连接。西门子PLC可以通过PROFIBUS-DP通讯方式与ET200系列远程站构成分布式自动化系统,方便的实现现场级自动化。PROFIBUS-DP通讯数据传输率最大为12Mbit/s,从I/O传送信号到PLC控制器只需短至毫秒级的时间,确保了从单元层到现场层的集成通信。这种连接使现场只有一根总线,彻底避免了多电缆硬线连接容易造成的故障,简化了施工与维护。(2)同位连接,即PLC与PLC之间的连接主要是多台PLC主站之间连接。多台PLC通过通讯模板连接在一起,在S7网络组态中指定2台PLC的伙伴关系,就产生共同的ID号,用来识别网络上构成伙伴通信关系的2台PLC,再通过S7的标准功能FC5(AG-SEND)和(AG-RECV)编程定义数据的发送与接收。如果采用的通讯模板是PROFIBUS网卡,构成伙伴通信关系的2台PLC采用FDL协议;如果采用的通讯模板是工业以太网网卡,构成伙伴通信关系的两台PLC采用ISO协议。 3INTOUCH操作站 上位监控软件INTOUCH是西门子公司推出组态软件平台,它可用于自动化领域中所有的操作员控制和监控任务。INTOUCH使用方便功能强大,使用INTOUCH组态软件可开发出较强的组合画面。以下是INTOUCH组态软件所具备的一些功能:(1)显示功能:用图形实时地显示生产线上各个设备的运行情况,动态显示生产工艺流程;动态显示模拟量信号、开关量信号、各种累计信号的数值,通过按钮、开关、信号灯、颜色、百分比、填充等手段实时生动地表达出来。(2)数据管理:能够建立和产生数据库,操作信息库,故障信息库。(3)数据处理:在INTOUCH的曲线跟踪功能中,它既可以显示实时数据,也可查询历史数据。(4)报警功能:当某一模拟量(如温度,压力,流量等)超出给定范围或某一开关量(如电机启停,阀门开关等)发生变位时,根据不同的需要发出不同等级的报警。(5)报表功能:即时报表,日报表,月报表,年报表。(6)安全功能:按不同的操作级别分别加密,不同级别的操作员操作权限不同。(7)打印功能:可以实现报表和图形的打印,以及各种报警的实时打印。(8)INTOUCH操作站硬件基础是工控机和工业网卡,软件构成为WIN98/NT/2000系统。 4西门子工业通讯网络 (1)工业以太网ETHERNET:工业以太网是基于国际标准的网络,专为工业应用而优化设计。工业以太网技术上与1EEE802.3/802.3u兼容,使用ISO和TCP/IP通讯协议。工业以太网是基于1EEE802.3的强大的区域和单元网络。(2)现场总线PROFIBUS网:现场总线是指将现场设备与工业过程控制单元、现场操作站等互连而成的计算机网络,具有全数字化、分散、双向传输和多分支的特点,是工业控制网络向现场发展的产物。PROFIBUS主要由PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-DP三部分组成。其中PROFIBUS-DP是一种高速(传输速率9.6kbps~12Mbps)、经济的设备级网络,主要用于现场控制器与分散I/O之间的通讯,可满足交直流调速系统快速相应的时间要求;PROFIBUS-PA用IECII58-2标准,传输速率为31.25kbps,提供本质安全特性,适用于安全性要求较高以及由总线供电的场合;PROFIBUS-FMS主要解决车间级通信问题,完成中等传输速度的循环或者非循环数据交换任务。唐钢———镀锌车间采用的就是PROFIBUS-DP通讯。 5结语 由西门子可编程控制器和INTOUCH操作站构成的监控系统解决了整个系统实时集中控制和各种数据的在线管理问题,实现了对控制目标的直接数字化控制,大大提高了控制过程的技术水平。西门子PLC技术在唐钢一期镀锌生产线的自动控制系统的应用实践证明该系统具有良好的稳定性,可操作性,完全达到设计的控制要求。 冶金技术论文:冶金业自动化技术研究 1历史回顾 自动化硬件技术仍然以国外产品为主的局面尚未被打破,但是自动化技术应用软件的发展开始取得了实质性突破。以冶金工业为例,一些优秀控制软件技术已经打破国外封锁,自主开发出了一批具有世界领先水平的优秀控制软件。如自动化炼钢技术、高炉专家系统、冶金企业能源管理系统等,其优秀算法、主要解法、控制思想、知识法则等,都是由我国技术人员自主创新研制成功。事实证明,在自动化优秀技术方面,单靠引进是不成功的,也是模仿不来的,只有自主创新,才是最正确的道路。大型自动化系统的集成与创新,要以自主技术与产品为优秀,虽然还没有取得实质性进展,但已经取得了阶段性成果,如自动化炼钢技术的成功开发并应用于生产实际,就是最好的案例。在实现系统开环控制、系统仿真、局部闭环控制等方面,特别是随着总线技术、嵌入式技术等方面的推广应用,取得的成绩是比较明显的。自动化技术在冶金生产流程中已经成为生产工艺中重要的组成部分。同时自动化技术的应用在冶金工业生产工艺文件编制、工艺流程优化、操作手册的制定等各个方面发挥的作用越来越大。 2存在的问题 我国自动化系统的发展在经历了PLC(ProgrammableLogicController,可编程控制器)、DCS(DistributedControlSystem,分散性控制器)、FCS(FieldbusControlSystem,现场总线控制系统)、PAC(ProgrammableAutomationController,开放式自动化)等几个阶段后,现在已经开始进入大规模采用数学模型、实现智能控制的新时期。我国自动化信息技术的应用,虽然取得了阶段性成果,但和国际领先水平相比,还存在一定距离。要实现真正意义上的两化融合,还有许多路要走。 (1)我国自动化硬件技术市场,目前国外的产品与技术依然占主要地位,缩小这一差距,还要靠我国硬件生产厂家的努力。 (2)目前许多自动化控制系统还处于开环控制,在局部环节实现了闭环控制,这从客观上影响了自动化系统效果的发挥。 (3)以自主创新的产品与技术为优秀实现自动化系统的集成与创新还有许多工作要做,如与自动化控制系统相关的仪表、传动等专业的技术水平,也有可能影响到自动化系统的集成与创新工作。 (4)自动化系统的优秀技术,有许多还被国外厂商垄断或封锁。 (5)作为自动化产业而言,有些方面比较“浮”,商业色彩浓厚,炒作内容较多,这是一个社会问题。应当鼓励和提倡踏踏实实做事情,认认真真做学问。自动化行业的规模虽然已基本形成,但要做大做强,使之成为我国的支柱产业,还有许多工作要做。 3我国冶金工业自动化技术发展的预测与分析 制造业自动化技术的发展在很大程度上受到制造业本身特点的制约,行业特点比较明显,冶金自动化技术的发展,离不开冶金工业的发展,我国“两化融合”政策的推出,为今后我国自动化技术的发展与应用在理论层面指明了方向,在操作层面,要求也更加具体、明确。对于冶金自动化技术的发展,目前完全可以定位于高端优秀自动化技术与产品的创新与应用。 3.1物联网技术在冶金企业中的应用 物联网是指人们通过各类传感器实现物与物、物与人、人与人之间按需的信息获取、传递、储存、认知、分析和使用。 3.1.1物联网技术在工业领域中的应用 工业是物联网应用的重要领域。具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节,可大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,将传统工业提升到智能工业的新阶段。从当前技术发展和应用前景来看,物联网在工业领域的应用主要集中在以下几个方面。 (1)供应链管理物联网应用于企业原材料采购、库存、销售等领域,通过完善和优化供应链管理体系,提高了供应链效率,降低了成本。 (2)冶金生产过程工艺优化物联网技术的应用提高了生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平。生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。钢铁企业应用各种传感器和通信网络,在生产过程中实现对加工产品的宽度、厚度、温度的实时监控,从而提高了产品质量,优化了生产流程。 (3)产品设备监控管理各种传感技术与制造技术融合,实现了对产品设备操作使用记录、设备故障诊断的远程监控。通过传感器和网络对设备进行在线监测和实时监控,并提供设备维护和故障诊断的解决方案。 (4)环保监测及能源管理物联网与环保设备的融合实现了对工业生产过程中产生的各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控。在重点排污企业排污口安装无线传感设备,不仅可以实时监测企业排污数据,而且可以远程关闭排污口,防止突发性环境污染事故的发生。 (5)工业安全生产管理把感应器嵌入和装备到矿山设备、油气管道、矿工设备中,可以感知危险环境中工作人员、设备机器、周边环境等方面的安全状态信息,将现有分散、独立、单一的网络监管平台提升为系统、开放、多元的综合网络监管平台,实现实时感知、准确辨识、快捷响应、有效控制。 3.1.2冶金工业领域物联网应用的关键技术 从整体上来看,物联网还处于起步阶段。物联网在冶金工业领域的大规模应用还面临一些关键技术问题,概括起来主要有两个问题。 (1)进行关键特殊传感器的研制生产工业用传感器。工业用传感器是一种检测装置,能够测量或感知特定物体的状态和变化,并转化为可传输、可处理、可存储的电子信号或其他形式信息。工业用传感器是实现工业自动检测和自动控制的首要环节。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。可以说,没有众多质优价廉的工业传感器,就没有现代化工业生产体系。 (2)进行工厂传感网的布局和建设工业无线网络技术。工业无线网络是一种由大量随机分布的、具有实时感知和自组织能力的传感器节点组成的网状(Mesh)网络,综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,具有低耗自组、泛在协同、异构互连的特点。工业无线网络技术是继现场总线之后工业控制系统领域的又一热点技术,是降低工业测控系统成本、提高工业测控系统应用范围的革命性技术,也是未来几年工业自动化产品新的增长点,已经引起许多国家学术界和工业界的高度重视。 3.2过程控制数学模型的开发与应用要实现新突破 数学模型是冶金自动化中的优秀技术。“牵牛要牵牛鼻子”,如果掌握了数学模型的这项技术,就掌握了自动化的主动权、话语权。优秀技术是买不来的。要生产国家急需的钢铁产品,就要有相应的高端自动化技术来做支撑,国外厂商出于自身利益,不会转让这类高端自动化技术与产品,他们所能转让的技术都是有条件限制的技术或已经过时的产品与技术。开展高端冶金自动化领域数学模型的自主创新条件基本成熟。市场需求非常广阔,我国的冶金自动化水平已经发展到了一定的水平,一支技术创新的团队已经基本形成,而且许多冶金企业都有着丰富的实践经验,这些都为开展二级数学模型的自主创新创造了极为有利的条件。数学模型是控制对象的表征,是对象可执行的表述,正是由于它与信息技术、自动控制技术、工艺能力的有效结合,发挥了重要的指挥与优化作用,所以数学模型才被称之为自动化与信息化的优秀技术。建立高可用性、高精度的数学模型是我国钢铁工业开发和生产出满足国民经济发展需要的钢材品种;提高产品质量、节约能源、降低成本,从而实现可持续发展,提升优秀竞争力的技术基础。审视整个钢铁工业自动化信息化的发展趋势,过程控制数学模型是钢铁工业自动化信息化最直接最有效的领域,也是最优秀的技术,没有或者不掌握这种技术,钢铁工业的自动化信息化就难免流于形式,难以收到理想的效果。过程控制数学模型在国内钢铁行业的应用与发展,目前还刚刚起步,方兴未艾,随着需求的发展,未来的数学模型还有着极大的发展空间。从现在起,形成社会的关注,这对数学模型的未来发展,会起到一定的积极作用。打破数学模型的神秘感。相信自己的力量,鼓足自己的信心,模型应用从低级向高级逐步发展,不断积累技术,不断培养人才,踏下心来,抓上几个项目,就一定能搞出名堂来,收到明显的经济效益与社会效益。发展以数学模型为优秀的自动化技术,是落实“科技创造未来”的具体体现,也是我国钢铁工业实现新的腾飞的助推器。在过程控制数学模型的研发与应用上,要实现重点突破,开发出有中国特色的数学模型产品与技术,走出一条“研制一批,储备一批,生产一批”以科研促生产、以生产出产品、以产品保应用的新的可持续发展之路来。 3.3以国产化创新型产品与技术为优秀的自动化系统的集成与创新 经过几年的努力,我国制造业自动化领域已经拥有了一批自主开发创新的产品与技术。这为今后自动化、信息化技术的发展奠定了坚实的基础。但这仅仅是开始,坚冰虽然打破,但水下仍然潜藏着巨大的冰块,所以发展以国产化的创新型产品与技术为优秀的自动化系统的集成与创新今后还有许多工作要做。 3.3.1博弈要有实力 要在国际自动化领域取得话语权,就要靠实力。以前,依靠市场换取技术,只是一种低层次的对外开放,而且依靠钱是买不来优秀技术的。如果我国在一定程度上掌握了自己的自动化、信息化优秀技术,就可以由低层次的对外开放方式上升到较高层次的对外开放与交流。形成你中有我,我中有你的态势,达到优势互补、互利共赢的良性局面。我国在引进先进技术与产品的同时也可以对外输出自己的产品与技术,同时还可以开展联合研发等科技活动。 3.3.2新型自动化系统的集成与创新要实现全过程的集成与创新 目前,我国冶金工业自动化系统的建设,许多都处于开环控制或局部闭环控制阶段。而要实现真正意义的自动化系统的集成与创新就要在全过程方面实现真正的闭环。当然,这还要涉及到有关执行机构、检测单元等方面的支持与配合。其优秀是国产化的技术与产品,并广泛采用国内外其他先进技术做支持,以保证整套系统的品质与质量。如果仍然还是停留在实现局部闭环控制上,就不能真正称之为系统的集成与创新。对于全过程的认识,我国著名自动化专家柴天佑院士曾经有过一段精彩的论述:“采用自动化技术,以计算机和网络技术为手段,将生产过程的生产工艺、设备运行技术和生产过程管理技术进行集成,实现生产过程的控制、运行、管理的优化集成,从而实现管理的扁平化和与产品质量、成本、消耗相关的综合生产指标的优化。”以国产化创新型产品与技术为优秀的自动化系统的集成与创新是在控制系统、控制工程设计和组态软件、工业通信网络、制造管理和执行软件等多方面的基础上,通过集成与优化,实现真正意义上的生产管控一体化和生产过程控制智能化。 3.4能源管控一体化建设是下一阶段冶金自动化工作的重点 冶金工业是耗能大户,能耗将制约冶金工业的发展,我国冶金工业也正面临着由粗放型向精细化转型。以耗能来核定产能,或许将成为可能。所以整个冶金工业的节能降耗、低碳减排工作十分繁重,利用自动化技术来实现降低能耗,是冶金工业节能减排、实现绿色工厂的重要手段之一。冶金企业能源管控一体化建设,如果只停留在数据采集阶段,那么意义不大。这也是目前已经普遍实现的事实。针对冶金工业能源管控的特点,一是耗能大户,二是在冶金生产过程中,又伴生出大量的可燃性气体,如焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等。所以能源管控的工作重心是能源使用管理的优化、二次能源的安全合理使用、多种能源介质统一平台操作、改变传统的能源计量方式以及能源安全管理预警等。能源管控中心建设的特点是控制模型和管理模型的融合。这也是能源实现智能化管控的着眼点,建设一套全新的基于热值流分析的能源管控一体化系统,实现从计划层、执行层到控制层的一体化;实现多种能源介质协同一体化;单项能源管控一体化,同时引进先进算法,确定科学的解法。 4结语 通过对能源生产管理模型的研究与开发,特别在能源预警模型、能源优化管理与调度模型,多种能源介质统一综合平衡成本分析与预警模型,以及热值能耗模型要有新的突破,争取为我国的能源战略的发展做出新的贡献。五年沧桑,十年巨变,曾经的辉煌只是昨日烟云。“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”,在冶金工业自动化领域还有许多工作要做,所以寻找新的创新切入点,根据不同的环境,会有所不同,一家之言不能概全貌,通过大家共同的努力,从不同角度、不同方面寻求新的自动化专业发展的新思路,这也是笔者的初衷,让我们共同谱写十二五期间自动化专业发展新篇章! 冶金技术论文:冶金业脱氧技术发展走势 1固体电解质金属液无污染脱氧 固体电解质脱氧是指利用氧离子导体渗透膜,把其置于不同氧势的两端之间组成闭合回路时,氧离子会从高氧势的一端向低氧势的一端流动,脱除高氧势端的氧,原理示意图见图1。固体电解质脱氧的方式有两种,一种是主动的,依靠化学势驱动;另一种是被动的,依靠电场力驱动。根据固体电解质两端驱动氧方式的不同,可分为外加电势法[2-4]、混合导体法[5-6]和浓差电池短路法[7-9]三种。 1.1外加电势法 外加电势法是在固体电解质两侧施加定向外电势,通过电场力和氧势差的作用实现脱氧。在不超过固体电解质极限电流的情况下,施加电势越大,电流越大,脱氧也越快。根据外加电势极性的不同可分两种,其等效电路图分别见图2的(a)和(b)。图中(a)是在外加电场作用下,氧离子克服固体电解质两侧氧势差的阻力,从低氧侧迁移到高氧侧;而图中(b)是在外加电场和固体电解质两侧氧势差的共同作用下,氧离子从高氧侧迁移到低氧侧。对于外加电势法,选取的阳极物质多为空气,脱氧速度的控制至少有两种可能:在高氧浓度范围和低外加电势时是氧离子在固体电解质中的传递;在低氧浓度范围和高外加电势时是金属熔体中氧原子向金属熔体-固体电解质界面的扩散。对于不同体系条件,氧浓度范围或外加电势范围可能不同,在脱氧过程中控速环节可能是变化的。另外,耐火材料的分解及金属熔体的再氧化对固体电解质脱氧有较大的影响[4]。外加电势法目前存在两个问题:一是外加电势太高或与熔体接触的固体电解质界面氧浓度很低时会导致固体电解质在电流作用下离解;二是固体电解质的电子导电性在温度升高或在低氧分压范围内时会显著增大,将明显降低电流效率。因此,提出了混合导体法脱氧。 1.2混合导体法 混合导体法[5-6]是利用渗透膜同时具有离子电导和电子电导的属性,在阴、阳极两侧氧势差的推动下,仅通过渗透膜内部的自由电子在电场作用下形成的短路实现脱氧,相当于电池本身构成一个回路。但是短路电流的存在减弱了阻碍氧离子在渗透膜中迁移的电场。固体电解质一般都有一定的电子导电性[10],理论上可认为都是离子和电子的混合导体,只不过电子导电大小不同而已。相对于外加电势法,混合导体法的脱氧速率要慢得多。原因在于混合导体法中,氧离子通过电解质的迁移必伴随着等量而方向相反的电子迁移来维持电中性,而电解质中残存的电子导电性仅相当于离子导电的一小部分(约1/10),致使脱氧速率较慢。因此有研究者[6]认为,混合导体法脱氧控速环节是电子在电解质中的传递。另外,电解质电子电导率随温度下降呈指数衰减,不适宜用于低温熔体中。 1.3浓差电池短路法 针对以上利用固体电解质脱氧方法的不足之处,一种全新的脱氧方法—─浓差电池短路法[7-9]应运而生。该方法操作简便易行,提高了利用固体电解质功能材料进行脱氧的效率。图3示出了此脱氧方法的原理。当脱氧体浸入金属液后,在氧位差的推动下,金属液中的氧会以离子形态穿过固体电解质半透膜,并与后者内含的脱氧剂结合,从而达到脱氧的目的。由于反应产物不在钢液内生成,解决了以前脱氧剂所带来的污染问题。不过,在此脱氧过程中,固体电解质的外表面(与金属液接触的界面)会积累正电荷,而内表面(与脱氧剂接触的界面)则积累负电荷,它们将形成一个电场并阻碍氧离子的继续迁移。如果不能及时消除这种电荷的积累并破坏形成的电场,脱氧过程就无法继续进行。高温电子导电材料的存在解决了这一问题。高温电子导电材料不但有封堵脱氧体填料口的功能,同时也把固体电解质脱氧剂界面所积累的自由电子传递到钢液-固体电解质界面,使两个界面所积累的电荷中和,从而保证了脱氧过程继续进行,直至脱氧反应达到平衡[11]。浓差电池短路脱氧选取的阳极物质是H2、CO等还原性气体、碳和金属Al等物质,以提供低氧势。控速环节多为电路中的总电阻大小和氧在金属熔体中的扩散。随氧浓度的不断降低,控速环节也有变化,可采取相应措施改善脱氧动力学条件。与其它脱氧方法相比,这种无夹杂物的脱氧方法具有许多优点:不产生任何气体及氧化物夹杂,并且使用简单方便。随着固体电解质技术的发展和再生技术的运用,此方法的成本将不断降低。目前浓差电池短路法的研究重点:新型固体电解质功能材料的开发、脱氧体加入方式的改进以及脱氧体内采用新脱氧剂等。尽管这些方法克服了固体电解质外加电场法某些方面的不足,从氧渗透膜脱氧的实际要求来看,上述的脱氧方法仍嫌复杂,生产成本较高。它们有一个共同的特点,全都依赖固体电解质。为了克服上述问题,考虑到氧化锆固体电解质在固态时所呈现的氧离子导电性,研究能否用液态的氧离子异体代替固体电解质。 2渣-金属间外加电场无污染脱氧 熔渣也是一种具有离子导电特性的电解质,它含有氧离子、各类金属阳离子以及不同的复合离子团。根据固体电解质外加电场法脱氧的原理,如果能够找到一种氧离子迁移为主体的熔渣,则可用这种熔渣代替固体电解质作为反应的中介,以其作为金属液中溶解氧向外传输的“通道”。在金属熔体与覆盖于其上的熔渣之间施加定向直流电场(见图4),可控制氧离子在熔渣体系中的传导方向和速度。由于熔渣是以液态的形式存在,更易于离子的迁移,因此从理论上,完全可以实现比固体电解质电解脱氧更理想的脱氧效果[12-13]。根据电化学原理,步骤(2)使金属-炉渣界面积累正电荷,步骤(4)使炉渣/石墨电极的接触界面积累负电荷,如果不消除这些积累的电荷,就会形成一个电场,将阻碍氧离子的进一步迁移,最终导致脱氧过程的停止。而反向外加电场的施加,即可消除或者减小这个阻碍电场,使氧离子不断向渣相迁移,直至到阳极发生反应生成CO气体,脱离反应体系为止。不难看出,用液态炉渣代替昂贵的固体电解质,克服了采用氧化锆类固体电解质或相关功能陶瓷造成的成本过高的问题。液态炉渣是金属熔体最好的保护层,它既可以防止金属的二次氧化,又可以起到保温作用。金属熔体内的氧位、脱氧速度及强度可通过调节外加电势来控制。从以上分析可以看出,渣-金属间外加电场脱氧技术具有工业化应用的前景。目前,己在实验室开展了相关研究,取得了一定的结果。 3结语 利用氧离子传导电解质材料进行脱氧,反应过程中可将还原剂(或阳极物质)与被脱氧(还原)的物质隔离开,避免了被脱氧物质的污染。渣-金间外加直流电场脱氧的方法避免了对金属液的污染,而且不受固体电解质的限制,成本比较低廉,因而这是生产洁净金属或对金属含氧量进行调整的好方法。在冶金工业上,它可以作为一种独立的精炼手段,也适合与后续的连铸加工设备配合使用,还可应用于其他相关金属熔体的脱氧过程,因此,渣-金间外加电场脱氧技术具有广阔的应用前景。但是炉渣毕竟不同于固体电解质,要真正起到和固体电解质相类似的作用,而且能够应用到实际的冶金生产中,还需要进行大量的理论和实验工作。 冶金技术论文:国外冶金工业轨道衡技术研究 1前言 日本冶金工业轨道衡技术的发展应追溯到日本战后经济振兴的年代。随着经济的发展,使日本冶金工业迅速崛起,成为世界上技术最强的冶金大国之一。改革开放以来,我国冶金行业的特大型钢铁生产企业,如宝钢、首钢、武钢、太钢、鞍钢、昆钢、济钢等,都先后随着大项目的引进,进口了代表日本先进技术的Yamato电子称重技术,其中不乏各种轨道衡技术。下面分别介绍Yamato的几种轨道衡技术,看日本冶金工业轨道衡技术的发展与应用。 2轨道衡在钢铁企业生产流程中的应用 大型冶金钢铁企业生产全过程中采矿、选矿、烧结、炼铁(铁水罐车或鱼雷罐车的铁水液面计量)、焦化煤塔用宽轨装煤车计量、炼钢(宽轨铁水包车或钢水包车计量)、轧钢型材、板材、线材(宽轨车计量)。外进原料如原料煤、矿石、铁精矿、石灰石、耐火材料、合金料、废钢计量、高炉灰,矿碴等副产品出厂的标准轨道衡的计量。 3整体式秤台结构轨道衡 早期日本冶金行业甚至最近还在使用的称重轨道衡,除了采用标准轨距、标准车辆外,还有大量的非标车型的深基坑超大型整体式秤台结构轨道衡。根据车辆参数轨距、轴距、轴数、心盘距、转向架数,全轴距、钩舌距的不同,从而采用不同类型的轨道衡。其中轨距从1435-6700mm,轴距从900-2000mm,轴数从2-16轴,心盘距6680-14230mm,转向架数2-3个,钩舌距从1210-25800mm,载荷规格从10-800t。其中较为典型的Yamato整体式秤台结构,大多为厚钢板箱型焊接大梁,横向采用X型联系梁形成整体结构。限位采用拉杆或碰撞式相结合,构成复合式纵、横向限位装置。秤台特点为安装简便、秤台刚度大、适用于称重频率大的场合。整体式秤台基础一般为深基坑或浅基坑基础。称重传感器采用日本Yamato经典的CC2/CC5系列摇柱式电阻应变式称重传感器,该传感器采用了抽真空充氮全密封焊接结构以及超高度不倒翁结构,使秤台受冲击后回复性优于其它任何结构。传感器规格从10-500t。准确等级符合OIMLR60C级1000-3000分度。该传感器是当今日本和我国冶金行业在用的传感器使用寿命最长的优选产品之一。称重仪表采用日本Yamato在九十年代中期开发的一款多功能超小型的EDI-800型通用工业仪表。该仪表最大的特点是显示码可达300000,采样速度为100次/秒,自我诊断,人机对话,屏幕菜单,各种I/O定值控制,各种通讯接口以及三菱CC-link现场总线联网技术。 4轨枕式电子轨道衡 日本Yamato在八、九十年代,开发了一种适用于因现场条件所限,秤台必须横向分离的轨枕式电子轨道衡。规格从100~800t,秤量方式为静态。该秤台最大特点是两根独立的称重大梁,就像两根长轨枕。承重梁厚度仅为100mm左右,整个秤台高350mm,承重梁与底座采用特殊密封技术,纵、横向限位采用了弹簧膜片式,两个秤台之间仅有数根力矩杆连接。每个秤台横向分别有一个或两个CC2/CC5传感器支承。一台鱼雷罐车可配置4-8个秤台。该装置特别适用于超长秤台无法运输,现场有障碍物使秤台必须横向分离的场合。安装调试也特别方便。该种类型的电子轨道衡已在日本新日制铁、韩国的项浦钢铁、上海宝钢4000m3炼钢高炉鱼雷罐车计量得到了广泛的应用。一般冶金行业的大型炼铁高炉有2个出铁口,相应有4个鱼雷罐车位。现场设置称重显示装置,并将信号送高炉中控室。主要输出信号为总重(4-20mA/0-F.S)、皮重(4-20mA/0-F.S)、鱼雷罐车号(BCD2位);主要输入信号为净重(4-20mA/0-F.S)、90%重量值(4-20mA/0-F.S)、100%重量值(4-20mA/0-F.S)、鱼雷罐车号(BCD2位)。 5模块式电子轨道衡 日本Yamato在九十年代又开发了一种适用于宽轨铁路车辆称重的模块式电子轨道衡。规格为100~240t,秤量方式静态。适用于现场条件所限,不允许长时间施工的线路。整体高度低,大大节约土建成本。特别方便拆卸、维修、调试。每一个模块为一个单独的称量箱,每一个模块相当于一个称重单元,从而取消了大型机械构件的秤台。在不影响线路正常运输情况下,可利用间隙时间完成安装调试。其秤台最大的特点是类似于我国的板式结构。在每根钢轨下密排着称重模块(称量箱)。现场安装与维修可很方便地装、拆称重模块。 6车轮测定用电子轨道衡 日本Yamato近年来,为了适应铁路车辆超偏载检测的需要,开发了一种适用于铁路车辆、机车车辆的轮重、轴重进行偏载测定的车轮测定用电子轨道衡。其特点小巧轻便,无须秤台,可低速动态称重。此装置已在日本的铁路车站、编组站、机车车辆厂、修理厂得到了广泛的应用。测定范围0.1~10t/轮,分度值10kg,静态准确度:±1%,动态准确度:±3%,动态车速小于10km/h。该装置另一个特点是可附带现场测力标定装置。 7不断轨电子轨道衡 日本在不断轨轨道衡的研究技术上虽未见大量公开的报导,实际上也与西方各国一样进行了大量的试验研究。最近日本Yamato最新推出的不断轨、具有数字化标定功能的电子轨道衡,足以证明了这一点。该装置为无秤台、不断轨结构,整个机械结构仅有2套剪切式数字传感器,每套传感器分别由2个左、右侧固定传感器组成,每个传感器用高强度螺栓固定在钢轨腹部。秤量轨支承点长度为600mm,2套传感器中心距为400mm,仪表有效采样段为200mm,该装置最大秤量为100t,分度值为100kg,秤量范围10-100t,静态准确度可达1%。目前由于种种因素的制约,其动、静态计量准确度,还未达到可以作为贸易计量的用途。该装置为无秤台、不断轨结构,整个机械结构仅有2套剪切式数字传感器,每套传感器分别由2个左、右侧固定传感器组成,每个传感器用高强度螺栓固定在钢轨腹部。秤量轨支承点长度为600mm,2套传感器中心距为400mm,仪表有效采样段为200mm,该装置最大秤量为100t,分度值为100kg,秤量范围10-100t,静态准确度可达1%。目前由于种种因素的制约,其动、静态计量准确度,还未达到可以作为贸易计量的用途。根据材料力学关于受集中载荷的简支梁的常规弯矩与剪力分析很容易看出:轮重P在400mm称量段中心位置Xi=0.5×L时,弯矩最大MX=P×L/4,而轮重P在400mm称量段内剪力却是恒定的QXi=P×Xi/L,其值与轮重P成正比。从称量钢轨截面进行力学分析可知,其中性轴上的剪应力最大为τMax=Q×S(/Jx×b),剪应变γMax=τMax/G,中性轴45°方向主应力σ=τMax,主应变ε=±0.5×γMax。即当列车通过测量区时,车轮重量通过称重轨下剪力传感器对剪应力产生的两个拉压对应的主应力的测试,将重量转换成电压信号,进行放大与A/D转换,完成车辆的称重。日本Yamato最新开发的USUI型剪切型钢轨传感器的特点是由于具有左、右侧两种传感器成对设置,称重段内的载荷不均匀将不影响计量准确度。具有高灵敏度,耐高温对策。应变片基底及接线采用耐用热高分子材料,电缆采用硅胶电缆,这样可使传感器保存温度达到150℃,使用温度达到100℃。不锈钢弹性体激光焊接密封,电缆接头采用O型圈密封,可适用于各种恶劣的高温、粉尘、潮湿的环境。USUI型传感器可实现现场安装,拆装方便。也可根据需要选择钢轨单面或双面安装。该传感器另一最大的特点是具有独特的现场测力标定装置,供用户作模拟加载测试。上图为USUI型传感器的外观尺寸图。该不断轨轨道衡的控制器为日本Yamato最新款的EDI-910型称重显示控制器。采用了ΔΣ型20位高速A/D转换。该仪表具有独特的数字化标定功能,可输入所有传感器的灵敏度值,对其进行数字化的标定,并开放其零点,量程的标定系数,便于了调整和互换。可对称量批次,时间、累计值、平均值、称量范围、偏差、极限值等数据进行统计存储,并能存储出错记录和断电瞬时的数据及自我诊断功能。该仪表具有各种丰富的通讯接口功能,外部参数输入可分成命令设置和自动设置二种,分时分批设置。可通过串行口与PLC联网,并支持欧姆龙的Hostlink协议和三菱CC-LINK协议,通过现场总线融入企业的ERP管理系统。 8结束语 总之,各种型式的电子轨道衡是根据不同的生产需要而发展起来的。由于称量物质的不同、工作环境与工况的不同、车辆型式的不同、用户需求的不同,因此产生了不同的称量手段与措施。我们不能笼统地说,不同型式的轨道衡产品的好与坏。从以上介绍日本Yamato不同时期提供给冶金、铁路系统的不同型式的轨道衡产品,可以从某一侧面反映了日本冶金行业轨道衡技术的发展与应用。秤体结构从整体式———轨枕式———模块式———不断轨式的发展过程,秤体结构的发展也伴随着传感器技术与称重仪表技术的发展与更新换代。从“用户至上”的理念出发,不断轨技术的应用、现场模拟测力标定装置的应用,以及仪表数字化标定技术、数字化通讯与联网技术并融入企业的ERP管理系统,都是在用户不同的需求中发展起来的。日本轨道衡产品技术在冶金行业的发展与应用,同样值得我国同行的借鉴。 冶金技术论文:冶金业热管技术运用 一、高炉热风炉余热回收 炼铁高炉的热风炉是蓄热式炉型,在蓄热过程中排放出的烟气温度有时可高达400℃,用这部分烟气去加热燃烧所需的助燃空气,不仅可以节省燃料,更重要的是可提高蓄热炉的炉顶温度,从而可使入炼铁炉的热风温度升高,热风温度升高可使炼铁焦比下降,一般情况下,温度在1000℃以上的热风每提高100℃,每t铁所耗焦炭可节约15kg。我国第一台高炉热风炉热管空气预热器于1982年在马鞍山第一炼铁厂正式投用。使用后效果显著,燃料煤气耗量减少了4%,另由于使用热管空气预热器后入炉热风温度升高,结果使每t铁的焦炭耗量减少了10kg,当年即可收回全部投资。 经过近10年的发展,至20世纪90年代,此技术已趋于完善,目前国内许多大型钢铁企业都采用了这一技术,最大换热量已达20000kW,由于容量大,且多为双预热(同时预热空气和煤气),因之都采用分离式的热管空气预热器。图为某钢铁公司高炉热风炉余热回收的流程及其参数。从热风炉排出的烟气(250℃)通过分离式热管换热器的加热段降至145℃,由烟囱排入大气。分离式热管换热器的冷却段由两部分组成,一部分加热助燃空气,另一部分则加热燃料煤气,这种双预热系统使燃料煤气和助燃空气同时被加热到130℃以上入炉燃烧,大大提高了燃烧效率。 运行表明:该炉的热风温度比过去不采用此项技术前的热风温度提高了42.4℃,这样使每t铁的焦炭耗量节约了6.36kg。1993年6月份,该高炉产铁184787t,共节约焦炭1175t。约合人民币43万元/月,同时煤气的消耗量也有所下降,按热值计节约8648.3kg/月,约合人民币10.2万元/月。 二、烧结机的余热回收 冶金烧结工序能耗较高,约占钢铁冶金总能耗的10%~12%,根据冶金行业对部分烧结厂的热平衡测定,一般烧结厂的总能耗达250~300GJ/t,烧结热效率仅50%左右,余热量很大。如何合理有效地开发和利用烧结矿余热,一直是国内外烧结工作者所关注的课题。 经过十多年的不断研制与推广,从24~300m2的烧结机,回收的余热可产生0.5~1.6MPa的蒸汽3~20t/h,所产生的蒸汽可直接用于拌料,使给料温度大大提高,从而提高产率4~5%,并使每吨的动力消耗下降0.5kW•h。经测定计算一台75m2的烧结机回收此项余热的经济效果可达70万元/年。一般情况下设备投资在8个月可以回收,系统全部投资回收不超过14个月。 冶金技术论文:冶金工业清洁技术研究 1冶金企业废弃物回收利用模式 1.1清洁生产及其实现 1992年在里约联合国环境开发大会上,正式承认清洁生产是可持续发展的先决条件.《中国21世纪议程》中也将其列入其中,并制定了相应的法律[1].清洁生产的实现途径包括清洁材料、清洁工艺和清洁产品,要求在提高生产效率的同时,必须兼顾削减或消除危险物及其他有毒化学品的用量,改善劳动条件,减少对操作者的健康威胁,并能生产出安全的与环境兼容的产品.清洁生产的实施途径包括:1)材料投入,有用副产品的利用,回收产品的再利用,以及对原材料的就地再利用,特别是在工艺过程中的循环利用;2)生产工艺或制造技术,改善工艺控制,改造原有设备,将原材料消耗量、废物产生量、能源消耗、健康与安全风险以及生态的损坏减少到最低程度;3)自然资源使用以及空气、土壤、水体和废物排放的环境评价;根据环境负荷的相对尺度,确定其对生物多样性、人体健康、自然资源的影响评价. 1.2冶金企业废弃物回收利用模式 废弃物的采集、回收、储存、运输、加工处理、利用途径等各个环节构成了钢铁生产废弃物的回收系统,这个系统中具有输入、输出、转化处理、环境制约等要素.系统输入就是来源于生产过程的废弃物.系统输出则是具有价值的再生资源、加工原料,能够重新投入钢铁生产和其他部门使用的消费品.系统转换是指将废弃物变为再生资源的全过程,其中废弃物的采集回收、捡选分类、加工处理是系统转换的重要环节,直接关系着作为再生资源的数量、质量和价值.同时,废弃物的资源管理、计划管理、信息管理、运作管理也是系统转换中必不可少的内容.社会的发展,钢铁工业水平,科技进步与人员素质,资源能源现状对回收系统起着环境制约的作用,图1为钢铁企业废弃物回收利用模式. 2冶金工业中清洁生产技术 2.1建立冶金协同优化体系 冶金协同优化体系,将涉及钢材制造过程、加工组装过程、使用过程、废弃过程、回收利用过程等因果链,组成若干区域性的兼顾社会整体节能、降低社会环境负荷、协同优化的冶金生产体系是一种发展趋势.诸如钢厂与发电厂的结合,钢厂与建筑材料厂的结合,甚至某些地区的钢厂(利用排出的CO、CH4、H2等)与石油加工或某些化工厂的结合,是一种社会的需求.冶金企业还可成为污染处理基地,如高炉喷吹废塑料是消除“白色污染”的最佳途径.这样,在某些特定条件下,有可能形成包括冶金生产企业在内的工业生态链,甚至形成工业生态区. 2.2冶金流程及工艺的改进 冶金制造过程正以积极推进最有效技术为基本,不断使冶金制造流程从间歇—停顿—流程长向紧凑化—准连续化—流程短的方向发展,以使物质收得率最大化、能源效率最佳化和制造流程时间最小化.从铁矿石+能源—钢材—制品(工程)—废弃—再利用的过程看,分析不同类型钢厂的能源效率和环境负荷显得尤为重要,如短流程钢厂的能耗及吨钢有害气体排放量都远低于高炉长流程钢厂[2].在冗长的钢铁冶金过程中,频繁地加热和冷却物料引起了能量消耗增高.从钢水浇注成钢锭开始到锻造、轧制成各种钢材、型材,经历了台车式退火炉、室状炉、均热炉、连续加热炉、步进式加热炉、辊底式退火炉等多种炉型的反复加热、冷却,多次加热及不同目的退火处理,钢经历了漫长多次的热循环过程,消耗了巨大能源,包括煤气、重油、电能、天然气等的消耗.这大量能源的燃烧,消耗了巨大的热能.研究钢的热循环工艺;建设和改造高炉热风炉、大型烧结冷却机、轧钢加热炉等生产装置的余热回收装置,提高余热回收率;开展连铸热装热送等,在不同工序上大面积的进行工艺改革,使加热工艺、热处理工艺全面系列化、规范化、科学化,必为冶金企业节能降耗,提高生产率及改进钢的冶金质量带来巨大经济效益和社会效益.在冶金生产过程中实现清洁生产,注意工艺变革,可以将污染消除在过程内.如南非Saldanha钢铁厂率先在钢铁企业实现了工业化的清洁生产,其工艺引起了全世界同行的关注.它将Corex熔态还原工艺,Midrex直接炼铁工艺,电炉炼钢和薄板连铸集成,将CorexC2000产生的大量剩余气体经除CO2净化工序后,用作Midrex直接还原铁法的还原气体,由Corex产出的生铁和Midrex的直接还原铁再作为电炉炼钢的原料,时间短,有害元素少,提高炼钢效率,从而形成了一条完整的绿色钢铁生产工艺;根据我国钢铁企业的经济和生产特点,提出的基于多级流化移动床的熔态还原新工艺[3],可以彻底解决污染问题. 2.3冶金过程排放清洁处理 冶金企业从原料、焦化、烧结到炼铁、炼钢、连铸以及轧钢的生产过程中产生大量含有可利用热量的废气、废水、废渣,同时在各工序之间存在着含有可利用能量的中间产品和半成品. 2.3.1再能源化冶金企业排放的废气主要包括:烧结废气、高炉煤气、电炉烟气和轧钢加热炉烟气等,其余热回收后可用于预热助燃空气、预热煤气和生产蒸汽.1)烧结废气在钢铁生产过程中,烧结工序的能耗约占总能耗的10%,仅次于炼铁工序而位居第二.在烧结工序总能耗中,有近50%的热能以烧结机烟气和冷却机废气的显热形式排入大气,既浪费了热能又污染了环境.采用热管蒸汽发生器可回收烧结废气余热.2)高炉煤气高炉煤气的回收利用比其它废气的回收利用意义更为重大,因为这涉及到冶金企业的气体燃料平衡、减少烧油等重要的能源问题,所以应是废气余热、余能回收利用的重点之一.对钢铁联合企业来说,目标应当是努力降低高炉煤气的放散率,增加混合煤气量,或采用低热值煤气燃烧技术将其用于轧钢加热炉;对独立铁厂而言,则应尽快建设高炉煤气电站.3)电炉烟气电炉炼钢过程中的废气余热回收技术,有可能使电炉炼钢节电100kW•h/t(钢)以上,并提高电炉的生产效率.在电弧炉的热平衡中,烟气显热一般占电炉热量的20%.一台100t电弧炉废钢预热器的综合效益为:废钢平均预热温度可达200~250℃;电能消耗减少40~50kWh/t;熔炼时间缩短5~8min;电极消耗下降0.2~0.4kg/t;电炉热效率达70%(不预热废钢时一般为50%~60%)[4].4)轧钢加热炉烟气可通过以下措施来提高轧钢加热炉烟气回收利用率:采用高保温性能、高密封性能的轻型地上烟道和高回收率的多行程优化排列的翅片或插入件强化传热的金属换热器;采用绝热性能良好的热回收管路;采用炉顶间隔墙来改善炉内热交换及降低排烟温度;采用能在高预热温度下以全热风方式工作的高效燃烧装置. 2.3.2再资源化以回收废钢为原料,在电弧炉内溶化.溶化后的钢水在钢包内进行精练,再经过连铸和轧制成型.最初再生法只能生产低级产品,特别是钢筋,现在它占钢铁市场份量越来越大.目前美国40%以上的钢是用这种方法炼的.美国环境保护局的测试表明,使用废钢代替铁矿石炼钢时,总能耗降低近2/3,空气污染排放物可减少86%.冶金生产中产生许多种排放物,对这些排放物进行适当处理,不仅可防止二次污染,而且可回收作为资源利用.例如:1)废油回收设备油水分离器做燃料.2)粉尘和污染除尘器和脱水后污泥造球做烧结原料或转炉原料.3)碎耐火砖回收分选和加工供制造厂做原料.4)废料回收再生利用.5)矿渣高炉渣重矿渣做道路修道路或做混凝土骨料;高炉渣水淬渣脱水加工做水泥原料或肥料;转炉渣重矿渣破碎、磁选返回燃结、转炉做原料或修道路. 2.3.3无害化处理冶金企业的无害化处理比较集中在水处理、烟尘处理以及某些有害刺激性气体的处理上.冶金企业废水排放量大.掌握各工序废水的特点,对整体研究企业节水及废水治理、以废治废大有益处.例如利用不同工序的酸性废水和碱性废水调节混合,中和为中性后,不仅可满足环保上对废水pH值的要求,而且可消除废水复用时对管道的腐蚀,提高废水循环复用的实际可能性.另外,利用有些废水混合后反应产生沉淀物及产生的沉淀物的吸附性能,降低废水中悬浮物含量及其它有害物质含量,不仅提高废水水质,而且可使本不能复用的废水能够复用.然而更为根本的问题是:如何少用水、不用水或是水的充分循环利用.作为再能源化和不用水的绝妙结合的例子就是干熄焦(CDQ).北美有的新建焦炉将原来炼焦—化工系统转为炼焦—发电系统也是值得注意的新动向.烟气脱硫对于酸雨等大面积区域生态环境以及居民的健康有着直接的影响.目前氮氧化合物(NOx)的防治也应引起人们的重视. 3结语 冶金工业是国民经济支柱产业,钢铁仍然是非常重要的结构材料和迄今为止产量最大的功能材料,在众多的使用领域内钢铁仍属必选材料,是工、农业、交通运输业和国防工业的基础.冶金工业属于流程制造业,在冶金制造体系中大量的物质/产品流、大量能量转换过程、多种形式的排放过程和大量的排放/废弃物都对环境造成不同层次、不同程度上的影响,其污染困惑着这一行业的发展,走清洁生产的道路是冶金工业面向新世纪的重要命题. 冶金技术论文:有色金属冶金技术路线图分析 环境治理和资源保障:重金属污染得到有效防控,资源综合利用水平明显提高,2015年重点区域重金属污染物排放量比2007年减少15%。在淘汰落后产能方面,铜冶炼需要淘汰鼓风炉、电炉、反射炉炼铜工艺及设备;铅冶炼需要淘汰采用烧结锅、烧结盘、简易高炉等落后的炼铅工艺及设备,未配套制酸及尾气吸收系统的烧结机炼铅工艺、烧结鼓风炉炼铅工艺;锌冶炼需要淘汰采用马弗炉、马槽炉、槽罐、小竖罐等进行焙烧,采用简易冷凝设施进行收尘等落后的炼锌或生产氧化锌工艺设备;锑冶炼需要淘汰采用地坑炉、坩埚炉、郝氏炉等落后方式炼锑。 1行业准入条件 行业准入条件从生产规模、工艺装备、能源消耗、资源综合利用、环境保护等多个方面对冶炼行业提出了要求,需要严格遵守,现有的主要有色重金属行业准入条件。 2资源情况 我国有色金属矿产资源特点一是有色矿产资源总量很大,但人均占有资源量却很低;二是贫矿较多,富矿少,开发利用难度大;三是共生伴生矿床多,单一矿床少;四是分布范围广,区域不均衡。 2.1主要有色重金属的生产及消费表2为2005年以来主要有色重金属的生产及消费情况。可以看出,主要有色重金属的产量和消费量基本逐年增加,其中铜、锌、镍的消费量大于产量,对进口产品的依赖程度很大。 2.2主要有色金属资源问题及建议在铜资源方面,未来中国的铜冶炼产能仍将保持快速扩张趋势,对进口原料依赖程度将继续加大,在加大国内找矿力度及国际合作项目的同时,各企业应更加重视废铜资源的回收再利用工作,走绿色经济发展的道路[1-2]。铅锌资源的主要问题包括资源禀赋欠佳、定价话语权缺乏、冶炼原料供应不足,应进一步加大找矿力度,淘汰落后产能和生产工艺,促进企业重组,防止产能过分扩张,保护国内铅锌资源。与此同时,不断开发新技术,加快再生铅锌产业的发展[3-4]。我国镍资源非常缺乏,对国外原料的依赖程度非常高,镍原料价格的波动或供给发生短缺时,经常会对产业造成严重冲击,因此,确保镍原料长期而稳定供应是镍产业发展的重要课题[5]。国锡资源的主要问题在于缺口逐渐拉大、冶炼技术水平较低、存在私挖滥采现象,建议加强政府层面的监管,保护锡资源;不断开发锡冶炼新技术,增加产品的附加值;促进企业之间的兼并重组,形成大型的生产公司或企业集团,增加市场的竞争力和话语权。我国锑资源的主要问题在于过量和非法开采造成资源浪费、环境污染问题严重、流通和出口秩序混乱,走私严重。建议加强地质勘查工作,鼓励商业性勘查;继续实行保护性开采,规范生产经营秩序;依靠科技进步,调整和优化产品结构;加大企业整合力度,提高集中度;规范出口渠道,整顿出口秩序[6]。 3技术发展现状 我国有色重金属冶金产业经过多年的发展,工艺和装备水平得到显著提高,表3为2005年以来主要有色重金属的冶炼综合能耗。从表中可以看出,铜、锌、锡冶炼综合能耗逐年下降,铅冶炼能耗2007年指标略高于2006年指标,但总体呈下降趋势,镍和锑冶炼能耗虽然整体呈下降的趋势,但下降幅度不大。 3.1铜冶炼铜主要采用火法的方法冶炼,包括闪速熔炼和熔池熔炼。闪速熔炼可分为奥托昆普闪速炉和因科闪速炉。熔池熔炼按包括诺兰达法、奥斯麦特/艾萨法、白银法、水口山炼铜法、瓦纽柯夫熔炼法、特尼恩特熔炼法、三菱熔炼法、卡尔多炉熔炼法、旋涡顶吹熔炼法等。闪速熔炼的主要优势在于产能大、节能环保效果好、自动化控制水平高、炉体寿命长,而熔池熔炼的优势在于对产能限制小及对原料要求较低。 3.2铅冶炼铅几乎全部采用火法方式生产。目前的熔炼工艺包括烧结焙烧—鼓风炉还原、氧气底吹熔炼—鼓风炉还原(SKS法)、奥斯麦特/艾萨法、卡尔多法、QSL法、基夫赛特法等。烧结焙烧—鼓风炉还原是传统的炼铅方法,优点在于工艺稳定,技术成熟,对原料适应性强,但烟气SO2浓度低、难于制酸,热量利用率低,劳动条件差。QSL法改善了卫生条件,简化了操作,但其烟尘率和渣含铅较高。SKS法主要优点在于工艺简单,缺点在于氧枪和炉寿周期短、规模受限、流程长、炉体难以密闭存在低空污染。奥斯麦特/艾萨法主要优点是设备简单、投资相对较低、原料适应性强,缺点是氧化和还原需在不同的炉子内完成,且氧枪寿命短,需要定期更换。Kaldo法使熔炼、还原和精炼在同一炉内完成,炉体结构紧凑,环保效果好,但该法的阶段性作业,不利于SO2的回收利用[7]。Kivcet法的优点是工艺过程连续稳定、设备寿命长、原料适应性强、环保效果好,缺点是电热还原区相对静止,影响传质传热速度、电耗较高,且炉型相对复杂,一次投资较高。 3.3锌冶炼锌的冶炼方法主要为湿法,包括浸出、净化和电积三个工序。1)浸出。浸出方式包括氧压浸出和富氧常压浸出,二者都可以直接处理硫化锌精矿,不需要焙烧脱硫制酸工序,没有大气污染。只是氧压浸出在硫的熔点以上进行,压力较高,反应速度快,但对反应器制作要求高,控制难度大。而常压富氧浸出反应器在常压下工作,温度相对低,设备安全可靠性上有很大优点,但同时由于反应速度慢,同样处理量下设备要庞大的多[8]。2)净化。净化方法主要有锌粉—锑盐法,锌粉-黄药法、锌粉—砷盐法、锌粉—β萘酚法等。流程一般有一段、二段、三段和四段之分,视溶液杂质含量而定。作业方式有间断作业和连续作业。连续作业的优点是生产率高,易于实现自动化,但操作控制要求较高。3)电积。目前电积仍以传统工艺为主,新的电积工艺包括联合电解法和气体扩散阳极电积法,但并未得到大规模应用。 3.4镍冶炼镍主要采用火法的方式生产,可分为鼓风炉、矿热电炉、反射炉、闪速炉、转炉及奥斯麦特炉。鼓风炉熔炼是最早的炼镍方法之一,现已逐步淘汰[9]。矿热电炉的优点在于可以有效控制温度、烟气量小、金属回收率高,但电耗大,生产成本往往较高。反射炉结构简单、对原料和燃料的适应性较强、生产中耗水少、作业率高、适合大规模生产,缺点是燃料消耗量大、热效率低、烟气中SO2浓度低、占地面积大、消耗大量耐火材料等。闪速炉的优点在于生产能力大、烟气量相对小、可减少环境污染、综合能耗低、容易实现自动化,但相对烟尘率较大,物料准备要求较高。转炉具有热效率高、炉体体积小,拆卸容易,更换方便等优点,但具有间歇作业,操作频繁,烟气量和烟气成分呈周期变化等缺点。奥斯麦特炉则采用浸没喷枪技术,烟气量小,投资较低,炉体密闭具有环保优势,缺点是喷枪需要经常更换,单台设备的生产能力有限。 3.5锡冶炼锡主要采用火法的方法生产,包括反射炉、电炉及奥斯麦特炉。反射炉熔炼是传统的炼锡方法,对原料、燃料的适应性强,操作简便,但其生产效率低、热效率低、燃料消耗大、劳动强度大,有被强化熔炼方法取代的趋势。电炉熔炼具有炉床能力高、直收率高、热效率高、渣含锡低等优点,但需要电能丰富的地区采用。奥斯麦特技术是目前世界上最先进的锡强化熔炼技术,具有熔炼效率高、物料适应性强、热利用率高、环保效果好、自动化程度高、占地面积小、投资等优势,是取代反射炉等传统炼锡设备较理想的技术设备。 3.6锑冶炼锑主要采用火法的方法生产,可分为单一硫化矿、氧化矿的处理和复杂锑铅矿的处理。1)单一硫化矿、氧化矿的处理。主要的处理方法包括挥发焙烧(熔炼)———还原熔炼。还原熔炼主要在反射炉内进行,挥发焙烧设备包括回转窑、沸腾炉、烧结机、转窑、鼓风炉、旋涡炉等。目前挥发设备主要采用的是鼓风炉,优点是对原料适应性强、可处理硫化矿和氧化矿、挥发率高、回收率高、锑氧品位高、生产能力大、劳动条件好、SO2可以制酸、污染小。2)复杂锑铅矿的处理。目前应用于生产的冶炼工艺为火法沸腾炉焙烧脱硫—反射炉还原熔炼—两次吹炼再还原熔炼[10]。存在的主要问题包括返料多、流程长、锑铅分离困难。由于生产流程返料多,锑铅的回收率很低,导致加工费高,企业仅有薄利。低浓度SO2和氧化砷烟气直接排放污染环境。综合回收差,银的回收率仅60%。传统工艺问题较多,需要开发新的工艺来替代。 4产业技术路线图及重点研究方向 4.1技术路线图内容包括工艺研究、优秀装备研究及工程示范应用。研究成果首先应用于联盟内部成员单位,并积极向外推广,从而形成对整个产业的带动和辐射效果,促进技术的不断进步。 4.2重点研究方向通过对行业内典型企业、高校和科研院所的调研,在未来几年重有色行业重点技术需求、研究开发方向。 5结语 本技术路线图的结合了产业政策、资源情况、市场情况、技术发展现状以及典型企业的技术需求,提出了未来几年的技术需求和重点研发方向,可供实施相关创新项目参考。 作者:阮建国 王志刚 单位:中国瑞林工程技术有限公司
工业分析专业论文:基于可持续性发展的高职院校工业机器人专业课程建设分析 【摘要】针对高职院校工业机器人专业课程建设现状及面临难题,依据工业机器人的共性技术,提出了一种具有普适性、系统性、兼顾广度与深度,有利于工业机器人专业及所培养的技术型人才均可持续性发展的专业课程建设方案。 【关键词】高职院校 工业机器人 课程建设 可持续发展 1工业机器人技术型人才现状 工业机器人是一种集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科于一体的智能化的复杂装备。对于由多学科交叉集成的工业机器人系统来说,其专业学习、研制、制造、应用、维护等均是一种较为复杂且具有相当难度的工作。对于技术型人才培养基地的高职院校来说,承担复杂而又广泛应用的复杂系统的技术型人才培养工作,是一项十分艰巨而是漫长的工作。正是由于以上诸多原因,国内工业机器人技术型人才储备的不足,逐渐成为制约工业机器人在我国快速推进和广泛使用的瓶颈。 2高职院校工业机器人专业技术型人才的主要去向及相关工作内容 目前高职院校培养的工业机器人专业方面的学生就业领域主要是两大类,一是机器人制造厂商和系统集成商,例如ABB、库卡KUKA、那发科FANUC、松下、华数等知名机器人厂商;二是使用工业机器人的企业,涉及行业主要是:汽车制造、摩托车制造、机械制造、电子器件、集成电路、塑料加工、石化、轻纺和烟草、食品行业等较大规模生产企业,前者需求的是机器人和相应工作站的开发、组装、调试、销售、售后支持的技术和营销人才,后者需要的是从事自动化生产线上工业机器人及其辅具系统、检测装置、机电设备系统的安装、运行、操作编程、维修、维护、管理等综合素质较强的技术人才。 3工业机器人技术型人才的特点 与工程师相比,技术型人才有一定的理论基础,相关专业知识面宽广,但理论水平要求比工程师低,更为强调能够综合应用各种知识解决实际问题的应变能力和实践的操作技能,综合素质高,具备人际关系能力、组织能力和实践工作经验。 4高职院校工业机器人专业的课程建设现状 由于起步较晚、工业机器人系统较复杂等原因,目前,高职院校工业机器人专业的课程建设面临以下难题:工业机器人技术涉及知识面广,而高职院校学生基础比较薄弱;目前实际应用或用于教学的工业机器人标准化程度低,品牌繁杂且自成体系,互不兼容,开放程度较低;工业机器人所使用的教材质量不高,大多属于“产品说明”或“用户指南”之类,而非面向高职院校的机器人教材的理论体系又过于繁琐;师资队伍良莠不齐,而又没有明确的师资建设依据。 5解决高职院校工业机器人专业课程建设难题的主要措施 目前,国内多数科研项目的相近系统根据不同应用领域独立划分出来进行研究和研制,久而久之,造成人力、物力的极度浪费,也阻碍了先进技术发展与共享。工业机器人技术的技术型人才的培养还处于初始阶段,应进行科学的规划与布局,使工业机器人专业具有可持续发展性,培养出的技术型人才不再是以面向“熟练工种”为主,而是更多面向“能动性岗位”。 5.1工业机器人专业课程建设以普适性为主要方向 随着工业机器人技术的不断发展及应用领域的不断拓展,再加上不同品牌的工业机器人没有统一的标准,目前普遍采用的以某一品牌及某一应用领域的工业机器人作为工业机器人技术型人才的培养方案,缺乏普适性,也不利于该专业及该专业所培养的技术型人才的可持续性发展。 无论是哪个企业生产的应用到哪种应用领域的工业机器人,相互之间存在些许差异之外,更多的是通用技术,所以工业机器人专业课程建设更科学的做法是不应局限于某应用领域,或某一品牌的工业机器人,而应该根据工业机器人系统所涉及的专业领域划分(图1)进行课程建设。 5.2工业机器人专业课程建设应从系统的角度出发进行建设 工业机器人从设计、开发、制造、调试、使用、维护等整个过程,均要以工业机器人的功能要求及性能指标要求为依据,对于工业机器人这种复杂系统来说,功能的缺失或性能指标的不达标往往是多种因素或多方面的可能原因引起,因此,合格的工业机器人技术型人才应该能够比较全面的了解或掌握与工业机器人系统相关的专业知识,即要有“广度”,同时能把所涉及的R抵识以工业机器人为载体,系统的联系在一起。 按照图1所示的各个专业领域对学生进行深度培养,培养目标主要是为社会提供优秀的工程师资源。对高职院校来说,主要任务是与其他类型的高校形成互补,为社会发展提供优秀的技术型人才。工业机器人系统的技术型人才不仅能够对多种学科的相关知识有所掌握,更能够把不同学科的相关知识能够系统的联系在一起,以系统的观点解决实际问题。 5.3工业机器人专业课程建设应与教学平台建设同步 高职院校的学生基础薄弱,课时较少,造成多数仍以培养熟练工为主,此种培养目标曾经甚至目前仍有较大的市场,但很难迎接工业4.0的挑战。需要科学的处理“深度”与“广度”之间的关系。深度太深会脱离高职教育的定位,深度太浅又会阻碍广度的实现。必须在规划好专业课程的基础上通过采用先进的教学手段和教学方法解决现实存在的矛盾,即每门课程尤其是较难理解的课程,通过建立科学的教学平台增进学生的理解。这就对教师在课堂之外的工作提出了更高的要求。 6结论 工业机器人专业的技术型人才培养是一项系统工程,其专业课程建设必须以系统的观点进行科学布局和建设,同时还要考虑该专业及所培养人才的可持续发展,为工业4.0的开展和实现提供优秀的技术型人才。 工业分析专业论文:中职学校工业分析与检验专业教学改革探究 摘 要:深化职业教育,提高教育教学质量,培养高技能的应用型人才,满足企业用人需求,专业教学改革是关键,更是职业教育发展的必然趋势。文章从中职工业分析与检验专业教学资源建设、课程教学模式改革和师资队伍建设方面,探讨如何实现专业教学改革。 关键词:工业分析;检验专业;职业教育;教学改革 随着石油化工行业的迅猛发展,相关企事业单位对于人才的需求标准也有所提高。按照国家“十三五规划”对现代职业教育所提出的要求,要全面推进“产教融合、校企合作”。因此,建设适合于专业的教学资源,改革专业课程教学模式,提升专业教师的技能水平,使中等职业院校培养的毕业生实现与企业用人的“无缝对接”,是中等职业学校工业分析与检验专业教学改革的关键。 一、建设完善的教学资源 1. 教材的建设 根据国家下发的有关中等职业学校工业分析与检验专业的教学标准,结合本专业目前建设情况,以及各地区学生综合素质情况,应调整专业课程设置,建立一套适合于本地区经济发展需求、符合企业用人需求的教学计划。根据教学计划中各专业课程设置情况,参照各专业课程教学大纲要求,邀请企业专家和技术人员共同探讨,联合开发、编写一套符合校企人才对接的课程教学标准。以工作流程为教学主线,以工作任务为教学内容,编写制定适于学校教学、满足企业岗位人员能力需求的“校企合作”教材。 2. 教学素材资源的建设 中等职业学校工业分析与检验专业是以培养与地区经济发展要求相适应的、具有专业理论知识及较强的技能操作能力的应用型人才。针对该专业主干课程的教学现状与存在问题,结合学校现有条件,运用现代信息化技术和手段,搜集有效提高专业课程教学质量的一系列教W资源,完善本专业教学资源的建设。具体体现在专业主干课程的参考素材资源建设上,包括每门课程的教学课件、电子教案、习题库、试题库、微课、教学视频、资料库等教学资源方面的建设,构成专业主干课程的立体化教材。同时,对于有条件的职业院校,要开发适合于本专业教学的虚拟仿真教学软件。信息化虚拟仿真教学软件的模拟仿真教学可以一定程度上弥补教学中“看不见、摸不着”的问题,辅助完善教学中难以实现的教学目标,提高教学质量和教学效率。 3. 实验实训基地的建设 理论源于实践,实践又贯穿着理论。中等职业院校实训基地的建设是专业建设发展的必要条件。学校要以合作企业厂区布局为建设背景,在符合校内实训基地建设规模和经济费用合理的前提下,购置与企业真实生产实训相一致的各种实训设备,建设与企业环境布局相似的实训环境。在实训教学中,设置与企业岗位工作一样的工作任务,安排各种任务角色,使学生在校内就可以完成企业上岗前的培训,熟悉企业的工作流程,缩短本专业培养毕业生在企业岗位工作的适应期,提高学生的自信心。同时,要让学生通过在校内的“顶岗实习”,实现一定程度上的校企合作高技能型人才的“无缝对接”。 二、改革课程教学模式 根据工业分析与检验专业性质和企业对于人才能力的需求,结合中职学生的特点,要提高中职院校专业课程教学质量,改革原有的“理实一体化”的教学模式下,不断创新,建立一套适于中职院校专业课程教学的新式“理实一体化”的有效教学模式。“理实一体化”的教学模式要结合“校企合作”编写教材的具体工作任务,变换教学工作场景,实现在实训教学中讲解理论知识,在完成工作任务的同时完成理论教学内容的学习,从而在不同的角色任务中体验岗位职业理念,树立责任意识。同时,要让“理实一体化”的教学模式更加行之有效,就要紧密结合实训教学和理论教学,使企业的岗位工作更加真实化、形象化地融入到日常教学中,进而提升中职院校人才培养的质量。 三、建设专业教师队伍 教师业务水平的提高、综合能力的强化,直接影响着人才培养的质量。目前,专业教师的资历水平普遍在大学本科学历以上,专业基础理论水平较高。但是,大部分的专业教师都是毕业后直接从事教师的职业,企业实践经验不足,在日常教学中很难完成一般的实训教学任务,而且在日常的理论教学中也很难能做到理论结合实践,导致培养的学生总体的操作技能水平偏低。因此,专业教师队伍的建设应该从培养专业教师的专业技能水平入手。如利用各种契机,加强教师职业资格培训、企业顶岗培训;与企业合作,组织教师定期赴企业解决企业技术难题;举办教师技能大赛,邀请企业能工巧匠、技术能手进行技艺切磋,从各个方面提高专业教师的技能水平,以提高总体教学质量,促进工业分析与检验专业的发展。 四、结束语 总之,中职院校专业教学改革的道路很漫长,专业建设和发展的道路也很曲折。因此,教师只有广泛吸收先进的教学经验,不断研究有效的改革方法和途径,才能更好地服务于职业教育,为社会培养高素质的应用型人才。 工业分析专业论文:高职工业分析与检验专业的教学改革 摘 要:作为工业分析与检验专业来说,属于高职院校中的重要专业内容。但是,从目前来看,高职院校中这一专业在课程设置方面存在着一定的问题。在教学设置上缺乏一定的灵活性,教学方式不够科学等等。因此,本课题主要针对当前高职院校中工业分析与检验专业教学与课程设置中存在的问题进行合理分析,并提出了合理解决这些问题的建议与意见,从而能够为高职院校的工业分析与检验专业学生的未来就业与发展做出相应的贡献。 关键词:高职院校;工业分析与检验;教学改革 0 前言 作为高职院校来说,主要培养专业型、实用型人才,为社会输送大量的技术性人才。而对于高职院校的工业分析与检验专业来说,在课程设置与教学方面存在着一定的问题,并且在专业设置发展过程中不能相应体现出高职院校的人才培养特征。所以,笔者主要针对这一内容进行方法论的研究,从而能够为高职院校中的工业分析与检验专业发展提供积极的借鉴,为社会培养出更多的实用型人才。 1 当前高职工业分析与检验专业的教学中存在的问题 从目前来看,我国高职工业分析与检验专业专业在发展过程中存在着一定的问题。首先,教学设置方面不够灵活,对专业性特征的体现不够。另外,在教学过程中,对系统知识、理论知识过于重视,但是对实用性知识的教学与训练不够,不利于学生实践动手能力的增强,而且学生的专业技能的学习与掌握也不够牢固等。其次,从教学内容上看,存在着陈旧、老套的现象,不能积极适应当前工业的发展要求。尽管当前高职教学中,运用专门的教材,而且教学内容也主要对本科教学内容进行合理借鉴,然而针对基础较差的学生来说,在学习方面还存在着一定的难度[1]。另外,课程内容的设置与工业发展的协调性不够等。此外,教师的教学方式手段也比较单一,缺乏丰富多样性,主要沿袭传统的教学方式,不利于学生学习兴趣的激发。而在教学过程上具有一定的缺陷,对学生课前预习与课后巩固提高的关注不够,这都不利于高职工业分析与检验专业学生未来的学习与发展。 2 高职工业分析与检验专业教学的合理对策 2.1 加强对课程结构的调整,积极体现职业特征 高职教育中主要是培养技术型与实用型人才。所以,在理论教学过程中,应该加强对实践活动的结合,以学生未来的就业为发展目标,积极提升学生的职业能力与实践能力等。因此,针对高职的工业分析与检验专业来说,应该加强对技术应用能力的体现,积极提升学生的职业素养与水平;其次,应该加强对实践教学的运用,鼓励学生积极考取相应的资格证书,并且应该重视高级资格证书的作用。如高级检验工职业资格证书;另外,应该积极激励学生对计算机等级证书的考取,促进学生综合能力与就业能力的提升,以此能够在未来的社会发展中立足。 2.2 体现专业实验室项目化管理特征 当前,在高职教育中对实验室系统的改革不够。在实验教学中,仍然采用传统的实验模式,而且学生在实验课堂中,自身的学习兴趣不浓,不能积极发挥自身的主动性。因此,可以加强对实验室系统的改善。作为高职的工业分析与检验专业来说,可以借助项目化管理方式,不同的实验课程应该进行重新命名,并且将实验室的积极作用积极发挥出来,将其作为工厂的化验室等,以此能够使学生的动手实践更加具有真实性,可以使学生的动手实践能力得到一定的提升与发展。 2.3 采用工学结合的培养模式 受到工业分析与检验这一专业特征的影响,在高职教学过程中,为了有效促进学生实践能力的提升与发展,可以积极与企业合作。积极实施校企合作,能够在人才培养过程中,能够体现出实践性的职业特征。因此,在教学中应该进行积极改革,将实践教学的课时比例得到一定提升,以此能够使学生在学校学习过程中,得到实践学习锻炼的保证[2]。另外,需要将校内的实训基地合理建设起来,在实训基地中,应该融入一定的课程模块,使学生能够在理论知识的指导下,得到实践能力的提升。此外,学校在与企业合作的过程中,可以进行就业协议的签订。针对这一协议,在学校期间应该积极进行定岗式培养,可以让学生与师傅之间签订相应的合同,促进学生实践能力的提升,以此能够为学生未来的就业提供积极的帮助。 2.4 合理采用多媒体教学设备,促进教学水平的提升 以往传统的教学方式,已经不能合理激发学生的学习兴趣。尤其是作为实践性比较强的高职院校的教学来说。作为工业分析与检验专业来说,在教学中可以积极借助多媒体现代教学设备,这也符合这一专业的教学特征。如,在讲解气相色谱仪器的过程中,分析原理与操作过程过程中,多媒体技术能够积极发挥自身作用。由于一些实验过程、电路图以及操作步骤等仅仅依靠黑板的方式不能积极体现出相应的效果。因此,多媒体教学设备借助自身的图像、音频与视频等方式,为学生展现相应的内容,学生在这一过程中也能提升自身的学习积极性。但是,在运用多媒体技术过程中,老师也要注重适度原则;应该结合传统教学方式与现代教学方式,增强与学生之间的互动交流。在语言讲述方面应该讲究简练性,而且可以积极发挥图像、图画等的作用,可以使学生的理解更加容易,从而能够使教学质量得到一定的提升,也能有效促进学生对知识的学习,使学生得到健康发展。 3 结论 综上,作为高职院校的工业分析与检验专业的教学改革来说,应该加强对专业培养计划与目标的制定,合理调整课程教学结构,使高职院校的职业化特征积极体现出来;另外,应该加强对工学结合模式的运用,实施校企合作的方式,使学生的实践动手能力得到一定提升。最后,应该加强对现代多媒体教学设备的运用,促进学生学习积极性的激发,提升学生的知识学习能力与素养,从而能够在以后的社会就业中获得一定的竞争优势,得到积极健康的发展。 工业分析专业论文:“十二五”期间广西水泥工业对中职专业人才需求的情况分析 摘要:文章根据未来若干年内广西水泥工业的发展趋势,论述其对中职层次的硅酸盐工艺与工业控制专业人才的需求情况,并提出该专业发展的一些思路。 关键词:水泥工业;发展;人才需求;分析 水泥工业是广西工业的支柱产业之一,作为最基本的工程材料,随着国民经济的发展、固定资产投资和消费继续增长,其需求将保持稳定增长的态势。近几年来,基础建设的投资是促进广西经济增长的主要因素之一。在广西固定资产投资结中,60%以上属于建筑安装,建筑安装促进建材发展,进而带动各种建材产业的增长。2010年,全社会固定资产投资7859.07亿元,比上年增长37.7%,增速比全国快13.9个百分点。其中,城镇固定资产投资7161.84亿元,增长38.8%;农村固定资产投资697.23亿元,增长27.4%,基本建设、更新改造和房地产投资快速增长。2011年广西壮族自治区固定资产投资将在2010年7859亿元的基础上再创新高,计划总投资达9900亿元,其中重大项目投资4000亿元以上。因此经济快速发展及持续大规模投资直接表现为持续大规模的建筑建设,庞大的建筑市场对建材产品产生巨大需求。 根据水泥工业在广西建材工业中的地位和作用,“十二五”期间广西建材工业发展工作重点会突出地放在水泥工业上,通过水泥工业这个龙头带动整个建材工业的发展。新型干法水泥生产线以工艺先进、技术成熟、节能、降耗、环保、吨投资低、经济效益好、自动化和集约化程度高等优势,以及符合国家产业发展政策,成为现代水泥工业的主流生产线。相应专业中职层次的硅酸盐工艺与工业控制专业的发展必须顺应其水泥工业发展对人才的需求。 一、本专业的人才需求与供给分析 (一) 行业发展情况 《国家发展改革委关于钢铁、电解铝、水泥行业项目清理有关意见的通知》中指出“水泥工业发展要有保有压,加快结构调整,支持大企业的发展,重点支持在有资源的地方建设4000t/d及以上规模新型干法熟料基地项目;鼓励地方和企业以淘汰落后生产能力的方式发展新型干法水泥;除一些受市场容量和运输条件限制的特殊地区外,原则上不再建设2000t/d以下新型干法水泥项目;坚决遏制落后工艺的水泥项目建设”。广西虽属西部,但水泥工业的发展是超常规的。新出台的《水泥行业准入条件》从2011年1月1日正式实施,企业面临行业洗牌,随着产业结构不断调整,企业并购将成为今后年广西建材工业的必然趋势。广西在“十二五”期间将大力发展新型干法水泥生产技术和大型化装备,五年内全部淘汰立窑水泥产能,重点关闭城市市区、城区落后生产能力的水泥企业,相应增加日产4000吨以上的水泥熟料生产线和年产100万吨以上的的水泥粉磨站;同时加快发展散装水泥,提高水泥散装率,提高散装水泥装备水平,发展农村散装水泥;还要做好推广应用干混砂浆、预拌砂浆和预拌混凝土等水泥深加工产品工作。 广东市场是华南最大的水泥消费市场,每年广西水泥大量销往广东。广西销售到广东的水泥主要通过西江水运销往珠江三角洲地区和通过短距离陆路(公路或铁路)运输销往粤西地区。目前,广西每年销往珠江三角洲地区水泥超过1000万吨,销往粤西地区水泥约300万吨。目前广东省水泥生产能力虽较大,但旋窑水泥生产能力不足。随着经济的发展和人们质量意识的提高,今后广东省水泥市场的竞争将是新型干法水泥。广东省旋窑水泥的市场缺口在今后一定时期将是逐步增大的,但仅依靠自己的旋窑水泥企业,不能满足本省对优质旋窑水泥的需求。同时,由于珠江三角洲和粤西地区石灰石和煤炭资源缺乏,加上产业升级加快,环保要求大大提高,因此,优质水泥的缺口量将不断加大,每年缺口量超过1200万吨。这正好给广西毗邻广东的水泥企业提供了一个较为有利的竞争机会,广西新型干法水泥可凭借质量、成本等优势挤占广东市场。 (二)近年来本专业人才需求情况 1.水泥生产企业。根据《广西建材工业发展“十二五”规划》文件统计,未来五年(2011~2015年)内,广西列入计划的水泥生产线有7条。企业人才需求统计结果表明:每条日产5000吨水泥熟料的生产线实际定员280人,其中本专业技术人员需50人以上,5年内本专业专业技术人员需求达350人以上。目前广西水泥生产企业222家,其中已建和在建的新型干法水泥生产线47条。调研情况表明,每年因各种原因引起的人员缺额,平均每条生产线需补充两人,每年需补充约90人。 2.建筑行业。在建筑企业中,本专业毕业生主要从事质检员、材料员、资料员、安全员等工作。从历届毕业生需求情况看,广西建筑行业每年需求本专业技术人员约100人,5年内需求本专业人才500人以上。 3.商品混凝土搅拌行业。广西未来五年商品混凝土行业正处于高速增长期,14个地市都建设有商品混凝土搅拌站,平均每个地市有15家左右,县一级的城镇基本上还没有商品混凝土搅拌站。随着我国建筑行业的规范、建筑质量的要求提高以及国家对环保的要求,广西的商品混凝土使用量也在大幅度提高,商品混凝土将成为增长最快的一个行业。广西109个县(市、区),未来五年,平均每个县的商品混凝土搅拌站要达到3个,其中需求本专业技术人员20人以上,按照行业的发展规划要求,新增的商品混凝土生产线需求本专业技术人员2180人以上,加上原有的生产线因人员替换流动等原因,总需求应在2600人以上。 综合以上情况,水泥、建筑、商品混凝土等行业五年内需求本专业专业人才达3900人以上,平均每年需求780人以上。 另外,广东省对本专业技术人员的需求相当程度上是依靠广西的。广西培养本专业专业人才的三所学校,每年的毕业生不足300人,因此,据此估计五年内本专业缺口达2100人以上,平均每年缺口400人以上。本专业技术人才的培养按现有情况是远远不能满足社会需求,人才短缺问题将影响广西水泥行业和商品混凝土行业的健康发展。知名水泥企业人力资源部负责人均反映:“我们近几年都以高薪到学校或广西人才市场招聘本专业技术人员,但是这个专业的毕业生人数太少,人才特别难求。”水泥生产企业都希望学校能加大本专业技术人才的培养力度。 (三)本专业目前发展概况 1.本专业在相关院校布点情况。本专业目前在广西有广西大学的本科层次、广西理工职业技术学院的高职层次及广西理工职业技术学校的中职层次三个层次,分别是南宁、崇左、南宁三个布点,专业建设的时间均较长。 2.本专业在相关院校发展情况。现在广西培养本专业专业人才的三所学校,每年能为企业提供本专业的毕业生不足300人,五年也就1500多人,加上外省毕业回来的本专业毕业生最多也不会超过1800人。 (四)本专业今后的发展 1.发展规模。根据以上分析可知,“十二五”期间广西水泥工业的发展对专业人才的需求较大。考虑到该专业在广西已有本科、高职及中职层次,尽管桂东将是广西水泥工业发展重地,但从该专业毕业生就业情况看,其辐射面完全可以遍及广西各地。水泥工业的发展由于中央已有相应的调控政策,一哄而上建水泥厂的情况不可能在广西重演,不会有大批量地需要毕业生的情况出现。就算考虑到周边省份已很少开设本专业,本专业的毕业生可以服务于周边省份,专业发展的规模也不宜大,故中职层次维持1个布点即可。 2.发展措施。为适应广西水泥工业发展,硅酸盐工艺及工业控制专业的发展应采取如下措施:(1)争取得到政府的大力支持;(2)对专业建设发展资金要多方筹集,保证专业发展的资金投入;(3)要与行业形成互动:要加强专业建设指导委员会的工作,委员会的工作要扎实,真正为专业建设起指导作用。另外,专业老师还应多参加本行业全国性(或区域性)行业务实性的研讨会,以掌握行业发展变化的趋势,做到与时俱进;(4)要做好调查研究工作,摸清行业的人才需求情况,务求专业发展规模及布点适宜,使专业发展符合科学发展观;(5)顺应行业结构结构的要求改善和提升所办专业的软硬件,朝着精品专业的方向建设发展该专业;(6)专业的建设与发展过程中,应立足于广西,同时考虑到服务于周边省份。 工业分析专业论文:高职工业过程自动化专业能力分析与课程体系构建 摘 要 智能控制技术给现代制造业和过程控制行业带来了重大变革。企业对人才的需求出现了变化,岗位职业能力也随之改变。本文对现代过程控制行业的岗位需求进行分析,在原有的岗位职业能力体系上进行改进,加入了“智能控制技术”方向。根据岗位职业能力,对工业过程自动化专业能力进行分析,归纳出了4个适应于现代过程控制行业人才需求的职业方向。根据这4个职业方向,给出了新的工业过程自动化技术专业课程体系架构。教学实践证明,改进后的课程体系架构是行之有效的。 关键词 岗位职业能力 课程体系架构 智能控制技术 0 引言 随着德国工业4.0技术的问世和《中国制造2025》的目标,越来越多的智能控制技术代替了传统的过程控制技术,进入到各种过程行业(如化工,制药、造纸、环保等)中。目前浙江省过程控制行业不断发展壮大,自动化相关人才需求很大,企业希望得到的专业技术人才不仅仅能拥有自动化相关的专业技能,还要有包括创新能力、逻辑分析能力、良好沟通协调能力的综合性人才。在现代先进技术和新型人才需求的驱使下,为了更好地适应社会岗位的需求变化,立足地方经济发展,在市场需求下,必须更新高等职业教育理念,转变教学思路,对高职自动化类的课程体系进行改革和优化。 本文首先通过企业调研、毕业生走访及专家指导,归纳出职业方向并分析现代企业所需的岗位技能需求;其次,根据各个岗位群的职业技能需求,改进岗位职业能力;最后,根据改进的岗位职业能力,优化课程体系并构建有效合理的高职工业过程自动化专业课程体系。 1 高职工业过程自动化专业岗位能力分析 1.1 高职工业过程自动化专业岗位分析 为了确定本专业人才的专业定位,对10余家企业、100多名毕业生进行了调研分析。由于就业岗位种类繁多且就业单位数目较大,因此,将工业过程自动化专业相关的职业分为4个职业方向,包括:过程控制方向、智能控制技术方向、仪器仪表检测与维修方向、自动化产品营销方向。通过职业方向,给出岗位技能需求。具体的专业定位如表1所示: 从表1可以看到,工业过程自动化专业的高职学生在过程控制类、智能控制、仪器仪表检测与维修行业有比较广泛的就业空间。为了提升过程控制行业的智能化水平,越来越多的行业和企业在实际生产过程中利用智能控制技术,来提高产品供应和生产的效率。因此,为了适应先进科技和现代企业发展,对以往适应于传统生产过程的岗位技能需求进行改进,加入了适合于现代智能控制行业的岗位技能需求。 1.2 高职工业自动化专业职业能力分析 通过对工业过程自动化行业和岗位技能的深入分析,并结合企业专家、高校及科研院所专家、技术骨干、专业教师对高职工业过程自动化专业学生的职业能力培养方案的意见,给出了与工业过程自动化技术专业各岗位相适应的职业能力。如表2所示。首先,根据这4个职业方向细分为4种岗位群:自动化控制系统的安装调试与维护岗位、智能制造与控制技术岗位、仪表检测与维护岗位以及自动化设备营销岗位,再依据不同的岗位群,分别给出对应的岗位职业能力。 2 高职工业过程自动化专业课程体系构建 在专业教学指导委员会专家的指导下,对改进的工业过程自动化技术岗位职业能力进行分析,进而对原有的工业过程自动化技术专业课程体系进行优化和改革,使得新构建的课程体系能适应企业发展的需要。在文献[1]的课程体系架构上进行改进,新的课程体系架构如图1所示。 改进后的工业自动化技术专业课程体系架构,不仅保留了原有课程体系架构的优点,也在原有课程体系架构的基础上有了较大的改进。现将改进后的工业自动化技术专业课程体系架构特点总结如下: (1)整个课程体系架构由“职业方向”出发,确定对应的“岗位群”,再由“岗位群”生发出对应的岗位能力,包括:基本的素质能力、职业基础能力以及职业优秀能力,最后确立对应的课程体系。基本的素质能力由通识类课程和综合素质来体现,职业基础能力由专业基础课程来实现,职业优秀能力由职业理论课程、职业实践课程和技术服务课程共同完成。把专业竞赛和职业资格证书的考核作为职业拓展能力的培养载体。 (2)首次提出以“职业方向”来确定课程设置。高职院校课程设置是以就业为导向的,因此,课程的建立和设置要适应职业的需要和发展。在众多工业自动化企业岗位中筛选归类出具有代表性的典型职业方向,一方面利于学生对未来就业岗位有清晰的概念,知道“要做什么”;另一方面,有利于专业教师明确地建立课程体系。因此,通过考察相应行业企业的人才需求以及工业自动化技术专业学生的就业范围和就业趋势,制定出了与其相适应的4 个职业方向,分别是:过程控制类、智能制造与控制技术类、仪器仪表检测与维护类以及技术经济类。 (3)在原有课程体系的基础上,加入“智能控制技术”类课程。目前,各大国家纷纷提出制造业国家战略。面对各国的战略举措和全球制造业竞争格局的重大调整,中国也出台了《中国制造2025》,明确提出将智能制造和控制技术作为两化深度融合的主攻方向。王晓明在经济日报《从三个维度认识“智能制造”》中提出,“智能制造”整合了物联网、云计算、大数据等新一代信息技术,由集中式控制转向分散式增强型控制,并通过物联网与互联网的融合,实现智能化。可以说,智能制造和控制技术是制造业发展的必然趋势,也是工业自动化水平的最高体现。现如今,智能控制技术已经在过程行业有了越来越多的应用,比如:离散制造行业的智能仓储和智能物流系统,工业现场的智能巡检系统,RFID射频识别系统。由于智能制造和控制技术需要利用先进的自动控制技术来实现智能化,因此,为了适应现阶段行业企业的人才需求,把“智能控制技术”作为工业过程自动化技术专业一个非常重要的职业方向。要将与“智能控制技术”相关的理论知识和实验实训加入到课程体系架构中,并特别加入“小型智能工厂”作为“智能控制技术”的实训基地来强化学生的实践能力。 3 新课程体系评价 改进的工业过程自动化技术专业课程体系与现阶段的先进技术和企业人才需求相适应,实现了专业与产业的无缝联接,教学过程与生产过程的相匹配。经过一年的实践,通过对学生理论知识的掌握程度和动手实践能力的调查,发现学生对本专业的知识和技术,特别是“智能控制技术”方向,如“小型智能工厂实训”、“工业机器人实训”产生了浓厚的兴趣,并具有一定的创新精神和探索精神,学生的专业能力有了较大的提高。这说明,改进后的工业自动化技术课程体系发挥了积极的效果和作用。 【摘 要】对工业分析与检验专业的“仪器分析”课程进行基于工作情境的项目化教学改革实践,以“紫外-可见分光光度法”一章为例详细介绍课程项目化教学实践,从教学方法、项目选择、教学设计、方案实施等方面进行了探讨。 【关键词】工业分析与检验;仪器分析;项目化教学 《仪器分析》是采用比较复杂或特殊的仪器设备,通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的分析方法。它是一种工具,广泛应用于化学化工、生命科学、材料科学、药物医学、环境科学等众多领域[1-2]。工业分析与检验专业的培养目标是:培养能适应生产第一线需要的, 能够从事原料、中间产品检测、工艺过程监测及最终产品检测等工作所需要的综合职业能力的技术技能型人才。作为分析检验工作常规手段的仪器分析,成为分析类专业的主干课程。针对工分专业的培养目标,我校在《仪器分析》课程中将仪器分析方法与检测过程结合起来,开展基于工作情境的《仪器分析》项目化教学实践,取得了比较好的教学效果。 项目化教学是以项目为载体以工作任务为驱动,将理论与实践有机结合,使学生在完成任务的过程中掌握知识和技能[3,4]。我们为了更好地开展项目化教学,一线教师深入相关行业企业进行调研,根据岗位及工作任务进行岗位能力与职业要求分析,从而确定《仪器分析》课程的教学目标。课程内容的选取、教学情境和教学方法的设计、教学实践与课程考核均是基于岗位工作任务和工作过程来实现的。 一、教学方法 (1)教学场景设计:课程设置了一个“真实”的教学情境―分析测试中心,教师担任测试中心主任,学生的角色根据工作需要可以是资料员、化验员和项目组组长。学生以每4~5人成立一个项目组,每个项目组均负责测试中心的分析检测项目。 (2)教学过程的引导:指导教师通过问题引入,启发项目小组成员讨论制定工作方案并完成任务。 二、项目的选择与优化 选择确定项目是项目化教学的重要环节。上半学期项目化教学共选择了五个项目,这些项目是根据工作任务的重要程度和难易程度以及学生本身的接受能力确定的。五个项目的安排顺序是理论由浅入深,难度逐渐加大,综合性逐渐增强。既与书本的知识紧密结合,又突出了技能培养,让学生通过实施这些项目实现课程内容中所提到的“能力目标”和“知识目标”, 掌握所必需的职业能力。 三、课程单元的设计 我们以一个项目的一个子任务完成作为一个单元。教师的备课都是以单元形式进行的,学生的学习过程客观上也被分成这样的单元进行。这种单元教学的设计要点是: (1)将课程内容按照实施时间划分为单元。确定每单元的能力目标和知识目标。 (2)设计能力的训练过程,确定演示、实验的内容,做好实践教学的各项准备。 (3)设计课程内容的引入、驱动、示范、归纳、展开、讨论、解决、提高、实践等过程。 (4)课程的评价标准和课程所有的活动必须以学生为主体。 四、课程单元教学设计的实例 本次课标题 目视比色法测定水中的铬 教学 目的 掌握目视比色法的基本原理;掌握二苯碳酰二肼的显色条件;会熟练使用比色管。 教学 五、项目方案实施 在项目组组长的主持下,依据实施方案,对小组成员进行合理分工。项目任务的完成有赖于小组成员的分工与协作,每个成员在推进自己的任务时,要与组内其他成员保持密切联系,要让所有成果组内共享,以更好地推进个人任务及整个项目。这种既有分工又有协作的项目实施方式,有利于调动成员积极性,有利于培养集体意识。 工业分析专业论文:高职工业分析与检验专业分析化学课程教学改革方法初探 摘 要: 分析化学是高职院校工业分析与检验专业的一门重要的专业课,以培养高级分析工的职业能力为优秀,为达到这一目的,从整改教材、加强实践教学环节、融合技能竞赛和考证培训等方面对课程教学进行改革,以期更好地强化教学效果,并且培养出更具社会竞争力的技能型人才。 关键词: 高职工业分析与检验专业 分析化学 教学改革 分析化学是高职院校工业分析与检验专业的一门重要的专业课,具有较强的基础性和专业性,同时也是一门实践性很强的课程。高校开展分析化学教学旨在使学生熟悉分析化学的理论体系和操作技术,树立“量”的概念,培养科学严谨的工作作风、求真务实的工作态度和科学的工作习惯。随着科学技术的飞速发展与社会的不断进步,当前分析化学课程的教学内容和教学方法已越来越难以适应培养新世纪综合型创新人才的需要。高职教育以培养高层次技术型、应用型人才为目标,突出理论知识与实践能力的紧密结合。因此,高职院校要提高分析化学课程的教学质量,分析化学课程教学改革势在必行。 高职人才培养模式的基本特性之一是以“应用”为主旨和特征构建课程体系,基础理论教学以应用为目的,以“必需,够用”为度,专业课应增强针对性、实用性。高职教育的以上特征和人才培养质量观都要求分析化学课程教学内容必须具有实用性。本着以能力为主体,所学知识、技术(技能)具有岗位针对性,对本专业岗位群的工作要求是实用的,同时教学内容与企业、社会现状基本相符,能学以致用,并能更好地为培养职业能力服务的原则。因此,在选择教材、确定教学内容时,应遵循针对性、实用性、先进性、浅显性四大原则。 但是,传统的分析化学课程教学模式相对僵化,缺乏创新精神,追求数量,忽视质量,往往讲求面面俱到,新旧不分、轻重不分。学生学习被动、盲从,缺乏竞争意识、创新意识及独立思考能力的培养和锻炼。实践教学内容与社会需求脱节比较严重,偏重形式,轻视效果。实验做得不少,但是学生的实践能力往往没能得到很好的巩固和提高。所以,学生进入生产单位以后还要重新加以培训。 鉴于以上情况,我认为从理论教学、实践教学和考核方式等方面分析化学教学改革势在必行。 一、合理整改教材,理论教学采用分段式教学模式 传统的理论教学,讲求按照教材按部就班地进行讲解,面面俱到,分散了教学学时。往往导致轻重不分,重点内容不够突出,难点问题并未得到解决,并且与社会实际需求脱节较严重,往往到了生产单位还要重新进行学习和培训才能上岗。 鉴于这种情况,我们对理论教材进行了合理整改,把内容划分为酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法及重量分析法五个主要的部分,并采用分段式教学模式,集中学时解决这五个主要问题。其中,在实际工作中应用最广泛的酸碱滴定法和氧化还原滴定法,作为重点内容加以讲解,以求为学生在未来的工作中打下坚实的理论基础。 二、重点加强实践教学环节 高职院校的教育重点,是培养具有动手操作能力的合格毕业生,以适应未来工作环境的需求。这就要求我们在教学过程中突出加强实践教学环节。这种要求不仅仅意味着在课时安排上做到理论课与实验课1:1的学时比例,更要在教学中提升学生的实践水平。 高职院校的学情具有比较明显的特点:大多数学生理论知识基础相对比较薄弱,理性思维能力相对弱一些,而感性认知能力相对较强。在教学过程中可以抓住这个特点,提倡反复性训练,保证熟练程度,不要求面面俱到,但要求少而精,实用性强,加强专业素质的提高和习惯的养成。 之所以提出新的教学方式,是因为传统的教学思路不符合学生的学习特点。传统的教学方法是讲完理论做实验,实验做完一次就结束。但是对于高职学生来说,要学生在一次理论讲解和一次实验练习之后,就掌握所有的理论原理、操作流程、基本操作手法、注意事项及数据处理方法,难度是比较大的。很多学生在这仅有的一次实验操作练习中,只是机械地按照实验指导进行操作,只知其然而不知其所以然。实验做完之后,实践水平并未得到太大提高,并没有达到通过实验练习巩固理论知识的目的,再遇到类似的实验项目,仍然不会解决。进行反复训练,顾名思义就是选择有代表性的实验项目,进行多次的重复性练习。在练习过程中,不断对操作过程进行强化,这样不仅能够让学生熟练掌握实验步骤,提高基本操作技能。在反复练习的过程中,更能加深对原理的理解,在遇到类似实验时,能够做到触类旁通,达到举一反三的效果。 除此之外,利用好综合实训的时间,与实验课程教学内容相结合,以更多样的实验实训项目练习,反复性训练的教学模式,加强学生实践能力的培养。 三、技能竞赛和职业技能鉴定的融入 为取得更好的教学效果,在实践教学环节中,仅仅是依照教材按部就班地进行教学和训练,很显然是不够的。为了更有效地锻炼学生的实践技能,在教学过程中将技能竞赛和职业技能鉴定的培训有机融合到实践教学环节中,显得极为重要。这样做不仅能够让学生的综合实践能力得到进一步提高,而且能够做到与社会需求对接,提高日后学生就业时的社会竞争力。 以往的专业课成绩考核多是以笔试为主,考核过程中难免偏重于理论内容的考查,即使有实验内容的考核,也很难体现出学生动手能力的高低。所以,为了学生将来走上工作岗位后能尽快适应实际工作的需要,在日常考核过程中也引入技能竞赛和技能鉴定的考核标准,不仅能有效提高学生的动手能力,而且能为技能竞赛和考证的辅导起到很大的作用。尤其将技能鉴定考证的方式引入日常训练和专业成绩考核中,不仅有利于学生的专业理论知识和专业实践技能的提高,更有利于培养学生专业的工作习惯,可谓一举多得。 工业分析专业论文:浅析工业分析与检验专业教学资源库的建设意义 摘 要 教学资源库建设是高职教育专业教学改革、提高人才培养质量和社会服务能力的一项重要举措。本文以包头轻工职业技术学院工业分析与检验专业教学资源库建设为例,以高职院校专业教学资源库的建设意义为出发点,展望了工业分析与检验专业教学资源库建成后服务学生、服务行业、服务社会等功能,全面阐述了工业分析与检验专业教学资源库建设在整个专业群建设和提升办学质量上的作用与意义。 关键词 工业分析 专业教学 资源库 建设 意义 0前言 工业分析与检验专业是面向医药、化工、食品、农畜产品加工等行业,培养掌握分析检验等方面的基本理论和专业知识,能够进行企业生产过程中从原料到成品的各种分析化验,能熟练按照国标所要求的方法进行分析化验并给出合理、准确地分析报告,能从事生产技术操作、生产管理、企业管理等方面的工作,具有良好的职业道德,较强的专业能力、方法能力和社会能力,能适应生产、管理、服务第一线需要的德、智、体、美全面发展的技术技能型人才。 近年来,随着国民经济快速的发展和人民生活水平的不断提高,社会对企业产品质量的要求也越来越高,为此多数企业将产品质量视为关乎企业信誉和命运的生存之本,一方面企业定期培训质检在岗人员,另一方面还逐年招收部分工业分析类专业的大中专毕业生来充实队伍,由此导致近年来工业分析类专业毕业生需求量呈逐年上升的趋势。 1建设工业分析与检验专业教学资源库的意义 目前在各职业院校中,由于教学改革推进力度不一,使得工业分析专业教学尺度不统一,无法跟上检测行业新形势对分析化验人员的素质要求。所以有必要建立一个包括人才培养方案、课程体系、课程标准和试题库等要素齐备的工业分析与检验专业教学资源库来规范和统一教学标准,提高人才培养质量。 1.1为区域产业经济发展提供优质的教育服务 据不完全统计,内蒙古自治区有获QS证食品生产企业3492家,其中销售收入在100万元以上农畜产品加工企业2027家,在全区六大支柱产业中,仅次于能源、冶金建材工业排第三位。目前已初步建成了符合内蒙古自治区资源特点的区域化、规模化和专业化的轻化工和食品加工生产基地。企业的快速发展与壮大对工业分析与检验人才的需求也在不断增加。另外我区的能源和化工企业近几年也在飞速发展之中,目前,我区仅化工企业就有约1200余家,在内蒙古石油和化学工业协会对全区规模以上化工企业230家中的32家化工企业进行了抽样调查,抽样调查率占总数的13.91% ,调查结果显示:工业分析与检验专业高素质高技能人才需求量约为化工类专业的30%。未来五年工业分析与检验专业高素质高技能人才需求量约为2万余人。工业分析与检验专业教学资源库的建成必将对我区农畜产品加工和化工行业从业人员整体素质提升给予优质的教育服务。 1.2共享优质教学资源,推广“示范校”建设成果 包头轻工职业技术学院工业分析与检验专业作为内蒙古自治区品牌专业和示范校重点建设专业,几年来随着示范校各项目的深入开展,工业分析与检验专业教学团队在工学结合人才培养模式改革方面做了大量的探索和实践,在专业建设和课程开发中积累了丰富的实战经验,收获了一批批教学改革成果,形成了一批适应分析化验岗位群高素质、技能型人才培养需要的个性化优质教学素材,若能将这些资源与区内甚至全国其他同类院校同类专业所共享,做到优质教学资源跨院校、跨地区,在任何时间段均可通过网络为学生专业学习提供无界化的服务,使示范校的建设成果真正起到示范的作用。然而要实现这一目标目前还面临诸多问题。比如各院校已有的教学资源各有特点,没有遵循统一的标准,个性化校本教学资源通常缺乏通用和普适性,且建设的成果无法实现大范围共享等等。这就需要我们不断地“采集和固化各院校优质教学资源中的共性部分,全面推开共享,为兄弟院校在专业教学改革提供借鉴经验”。 1.3为专业群在校生和从业者提供自主学习平台 开放式的工业分析与检验专业教学资源库的建设不仅会满足高职院校专业群在校生自主学习的需要、还为食品、化工和农畜产品加工类企业从业人员、社会学习者学习咨询、培训和开展科技服务工作搭建了一个的重要平台。 从在校生自主学习的角度,工业分析与检验专业教学资源库提供给学生丰富的学习资源,充分拓宽了学习空间,培养学生自主学习、探究学习的综合能力,有利于项目引导、任务驱动教学方法的实施,同时满足学生个性化学习的需要。此外学生通过教学资源库还可以了解专业群所对应的岗位职业能力要求,明确自身的学习目标和方向。 从教师教学实施的角度,通过资源库教师可开展专业课程开发和课程教学。一方面教师可针对不同的教学受众与目标,利用资源库中的已有模板、手册与丰富的素材来进行课程的开发;另一方面教学资源库中的素材资源可以为教师备课和教学实施提供了丰富、优质的教学资源,避免不同教师间大量的重复性劳动,提高了工作效率和教学效果,有利于教学尺度和标准的统一。 从企业和社会人员使用的角度,资源库建设项目一方面可为企业和社会从业人员提供资源检索、信息查询、资料下载、学习指导、学习咨询、人员培训等方面的平台,为企业解决实际技术问题提供帮助;另一方面,企业可以通过资源库了解学校人才培养情况与毕业生培养信息是否符合企业人才的需求,同时还可企业用人标准。实现人才培养、学习、就业与招聘的有机结合。 1.4深化职业教育教学改革,推动信息化教学发展 通过资源库项目的建设可进一步深化工业分析与检验专业工学结合人才培养模式改革,促进课程开发顺利推进,为课程体系建设提供平台。同时利用信息化技术整合各种教学资源,是实现优质教学资源共享,促进主动式、协作式、自主型学习和开展任务驱动教学模式的重要途径,是提高教学效率和教学质量的重要保障。 2结语 包头轻工职业技术学院工业分析与检验专业作为内蒙古自治区品牌专业和示范校重点建设专业,多年以来坚持以“服务为宗旨,就业为导向,依托行业、打造专业、办好专业、服务企业”的办学理念,围绕食品营养、生物发酵、环境监测以及煤化工等行业对工业分析类专业人才的需求现状,提出了构建工业分析与检验专业群人才培养模式由知识牵引型向技能引导型转型下教学资源库构建与应用的探索,经过为期三年的示范校建设,通过规范和整合工业分析与检验专业群教学资源,逐步统一文本、图片和视频等各类素材的建设标准,避免教学资源库的低水平重复建设,初步形成了一个人才培养方案、课程标准、教学视频、知识题库、校本教材、电子教案等要素齐备,共享运行机制良好的教学资源平台,经过近三年的运行和不断完善,目前在校内工业分析与检验、环境监测与治理、食品营养与卫生等专业教学使用效果良好,相信随着资源库的日趋成熟,在不久的将来,它不仅会服务于本校的专业群建设,也会为分析检测行业从业者及兄弟院校相近专业的教学改革提供一定的借鉴经验。 工业分析专业论文:高职工业分析与检验专业职业技能培养的探索 【摘 要】近年来,很多企业对高技能化验分析人才的需求很大,而多数高职院校忽略了工业分析与检验专业学生职业技能的培养,导致培养出的毕业生不能适应企业的需求。本文针对高职院校工业分析与检验专业学生职业技能培养中存在的问题,从课程设置、考核方式、教师综合技能等方面进行了初步的探索,并提出了相应的对策,旨在提高学生的职业技能以适应企业的需求。 【关键词】工业分析与检验 职业技能 课程设置改革 职业技能大赛 当前,我国经济高速发展,许多行业如冶金、化工、食品等对工业分析与检验专业人才的需求量都很大,然而,工业分析与检验专业的学生仍然面临就业难的问题。矛盾的关键在于,企业需要的是具有一定理论知识和动手操作技能强的高素质人才,而高职院校在工业分析与检验专业的培养模式上受到传统教育的束缚,重理论轻实践,培养出的学生不能适应企业的需求。因此,作为高职院校,如何加强学生职业技能的培养显得尤为重要。笔者以云南锡业职业技术学院为例,就工业分析与检验专业职业技能的培养进行了探索。 1 工业分析与检验专业教学现状分析 1.1课程设置重理论轻实践 我国高职工业分析与检验专业起步较晚,在课程设置上,多数高职院校偏重理论课程的教学,忽视了实训技能课程,导致理论与实践脱节。在传统的教学模式下,学生学到很多理论知识,但却不能很好地运用,毕业后也不能适应企业的需求。传统的教学模式会使学生产生读书无用的心理,不利于调动学生的学习积极性。 1.2考核方式单一 工业分析与检验专业成绩评定基本上是由两部分组成:平时成绩和期末成绩。其中,平时成绩一般没有详细的评分标准,一般由任课老师主观给出一个分数,期末成绩由任课老师根据考卷打分。这种考核方式导致学生只重视期末考试的结果,不重视平时的学习过程,只重视理论知识的学习,不重视实践技能的提高。 1.3教师综合技能还有待提高 高职院校的教师大多接受的是大学学科传统教育,普遍存在的问题是:从本科院校走入高职院校后,虽然具有丰富的理论知识,但实践技能的应用明显不足,不了解企业的发展动态和需求,导致教师在授课时只重视理论的讲解推导,而实验内容比较少甚至没有,进而学生也更热衷于学习理论性强的知识,对动手实践没有热情,这不符合高职教育的目的。 2工业分析与检验专业职业技能培养对策 2.1课程设置要重视职业技能训练 课程设置要以市场需求为导向,以职业技能的培养为主线,合理安排教学内容和教学时数。理论课程的设置以“必需、够用”为度,不盲目追求基础理论的完整性和系统性,要结合企业的现状,贴近市场,根据企业的需要来设置课程。为了提高教学效率,可以对人才培养方案、教学课程设置进行修订,相关课程可进行适当的重组和整合,如可将《无机化学》、《分析化学》整合成一门课程《无机及分析化学》。在教材选用方面,我们尽量选用“高职高专规划教材”,实用性强,与企业生产实际相符合,注重学生能力的培养。同时,增加实践训练课时,每门课程可开设相关的演示实验和学生实验,我们在每学期还安排几周校内实训,训练学生的职业技能,如分析天平的使用、滴定操作、分光光度计的使用等。在实训过程中,教师仔细观察,耐心指导。通过训练,学生操作的规范程度、耐心、信心都大大增强。 2.2改革考核评价方式,强化实践教学的考核 在学生成绩评定方面,除了要对理论知识进行考核外,还应对实践技能进行客观、公正的考核,不能只以实习报告定成绩,要对实验过程综合考核。监考老师全方位跟踪学生,根据学生操作步骤是否正确、操作是否规范、结果计算的准确度与精确度等对学生打分。这种考核方式可以增强学生对职业技能训练的重视,使学生职业技能的提高落到实处。 2.3教师要与时俱进,提高综合素质 高职院校工业分析与检验专业教师要具有理论和实践相结合的能力,不仅要传授给学生分析检验的理论知识,还要教会学生如何实践运用。目前,我院十分注重“双师型”教师的培养,“双师型”教师既具有扎实的理论功底,又具有娴熟的实践技能;既可以胜任理论教学,又可以指导学生实践。云南锡业职业技术学院是企业办学,通过校企合作,教师可以下厂矿实践学习,提高实践技能,成为“双师型”教师,也可以聘请企业的工程师来兼任教师,使学生在学校就可以与企业零距离接触。 教师在授课时要充分利用网络资源制作多媒体课件,将文字、动画、图形、声音结合,充分调动学生的学习积极性。例如,在讲解分析天平的使用时,教师示范操作,学生由于初次接触很难看清楚,可以把相关视频资料重复播放给学生看,通过视频直观的演示,学生可以看得很清楚,也减轻了教师的劳动强度。教师还要不断更新自己的知识,了解先进仪器和相关技术的前沿发展,将研究成果介绍给学生,开拓学生的视野,激发学生的学习兴趣。 2.4开展职业技能大赛,以赛促学,以赛促教 职业技能大赛要求选手同时具备理论知识和动手能力,通过比赛可以激发学生的竞争意识,提高学习积极性,增强职业技能。在职业技能大赛中,学生可以与企业接触,向企业和社会展示自己的技能,使企业了解学生,增加了学生的就业机会,也为企业选拔人才带来了方便。在我院举办的“冠捷杯”职业技能大赛中,学生参与的积极性非常高,取得了很好的效果。职业技能大赛既是对学生的挑战,也是对教师的考验,“要想给学生一杯水,教师必须要有一桶水”,在指导学生参加比赛的过程中,教师更要加强学习,重视理论和实践的结合,注重规范操作,熟练地掌握技能,这对提高教师专业技能有明显的好处。 2.5以职业技能鉴定为载体,推行“双证书”教育 学生的职业技能究竟能达到什么水平,需要进行职业技能鉴定来检验。职业技能鉴定能激发学生培养专业技能的自觉性,使学生从“要我学”转变为“我要学”。职业资格证书与毕业证相互补充,有利于学生提高就业竞争力,也便于企业选择人才。我院工业分析与检验专业学生全部参加云南省第72职业技能鉴定所化验分析工技能鉴定。考试内容包括:碘量法测定铜合金中的铜含量、分光光度法测定工业循环用水中总铁的测定。考试过程中,考官全程跟踪,对学生现场提问,观察学生操作是否规范、滴定是否过量等一一记录并打分,再根据学生数据处理的结果综合评定,参考学生的合格率可达98%。学生在就业时,既有毕业证又有化验分析工证书,深受企业欢迎。 3 成效和展望 通过这些培养方法的改革,我院学生职业技能的提高已初见成效,学生的操作规范程度提高,学习积极性增强。同时,教师的业务水平得到了促进,推动了“双师型”教师的培养。今后,我们始终要以学生职业技能的培养为主线,使学生掌握企业必备的技能,与企业岗位实现无缝对接,真正成为适应社会的技术型人才。 工业分析专业论文:高职工业分析与检验专业技能考核办法的研究 【摘 要】以广西现代职业技术学院为例,探讨工业分析与检验专业“2+3”“3+2”学生及专业老师的技能考核办法及其实施。 【关键词】工业分析与检验专业 技能考核 广西有着得天独厚的有色金属资源,河池市内已建有广西河池市南方有色集团、广西金山铟锗冶金化工有限公司、南丹县吉朗铟业有限公司、河池五吉有限责任公司、南丹新南星矿冶有限公司等多家冶金企业。随着河池冶金工业的发展,必将进一步拉动对工业分析与检验专业人才的需求,冶金企业对工业分析与检验专业应用型人才提出更高的要求。要培养出具有更高技能操作水平的学生,专业课程的设置、操作技能考核都必须合理化。下面就我院工业分析与检验专业课程的考核展开讨论。 一、专业发展现状 (一)学生的基础 就目前的形式来看,多数高职院校的招生方向已经侧重于“2+3”“3+2”。但是这部分中职上来的学生跟普通大专生相比,有很大的差别,主要体现在以下两个方面:一是学生的化学基础。中职的学生化学知识基础薄弱。二是学生的品行。因为在中职阶段着重强调技能学习和训练,文化素质教育相对欠缺,部分中职生综合素质比较差,个性极其叛逆。所以如何使这部分中职上来的学生顺利地完成大专学业,掌握好一门技能,这就要求我们老师必须拿出与普通大专较为不同的教学方式和方法,对于技能的考核也要采取不同的方式。 (二)目前专业课的考核方式 目前无论是普通大专还是“2+3”、“3+2”或者五年一贯制,实行的都是“40+60”或“30+70”的考核方式,也就是没有试验技能操作的科目或纯理论科目平时成绩占总成绩的30%,期末考试成绩占70%;有试验操作的科目平时成绩占20%,实验操作占20%,期末考试成绩占60%。无论是理论课还是实践课的期末考试试卷,都是老师提前做好试题库,到期末的时候,由教务处统一抽取一套试题用来做期终考试题,再统一打印,由教务处统一管理保存,到考试当天再由监考老师到教务办公室领取试卷。这种考试模式对于纯理论的课程可能是适用的,如毛邓、马哲等。但是对于以实验技能为主的实训或者实验课程就完全不适用了,只能检验学生对课本知识的掌握程度,无法探知学生的操作技能到底学得怎么样,掌握的程度如何。而且对于高职院校来说,对学生培养的主要目标还是一毕业就能直接上岗的技术工,所以动手能力才是最重要的,特别是工业分析与检验专业,过硬的操作技能就是职业生涯强有力的保障。 二、技能考核的重要性 我院工业分析与检验专业,应当结合当地冶金企业需要,在实践教学上尽可能结合岗位要求进行技能训练和能力培养,尽可能地让学生在实际的职业岗位环境中进行训练,在实际的训练过程中培养学生学习兴趣,提高技能操作水平以及职业素养。通过改革,培养适应当地冶金企业需求的工业分析与检验专业高技能人才。每个企业都希望招到能直接上岗而不需要企业再次培训的操作熟练的技能型人才,这样可以节省培训的时间,同时为企业节省了人力、财力和物力,创造更大的价值。 要做到让工业分析与检验专业的学生能毕业就直接走上岗位,这就要求学校必须根据企业的要求,培养出适合企业所需要的技能型人才。要让学生掌握过硬的操作技能,就必须有一个严格、合适的技能考核制度。很显然原来的考试制度已经不合时宜了,因此必须进行改革,制定出适合本专业的技能考核制度。 三、技能考核方式的创新 任何一种教学方法和手段是否适应企业的需求都要经过检验,而检验的主要方式就是考试。高职院校更加注重的是学生对技能的掌握情况,所以应该由任课老师自主选择合适的考核方法。对于技能教学来说主要是看学生的动手和操作能力,所以对于这类科目的考核主要就有两种不同的形式:一种是纯技能考核,也就是不用考理论,主要就看学生的技能操作情况以及平时成绩;另外一种是试卷+技能考核,这种方法既能看出学生对理论知识部分的掌握情况,同时也能了解学生对技能的掌握情况。所以一般情况下选择后一种考核方法的比较多。 (一)技能操作考核方式 一般工业分析与检验专业的专业课程的技能操作考核,主要由各任课老师在教学过程中边教学边进行考核,而期末的考试,理论部分的试卷是从试题库中随机抽取一份进行考试,技能考核则是在学期初由专业老师出几套技能的操作试题,在期末考试前三周利用晚自习进行。具体用哪套试题由学院或系部决定。其具体的操作是:由老师提前一周准备好相应的标准溶液和试剂,到考核当天,全班学生提前十分钟到实验室,由系领导当场随机抽取10%的学生参加考核,如果班级人数太少,就直接抽出5人参加考核,其他未被抽中的学生回教室上自习。抽中的学生首先领取试卷,大致浏览试题,将写好姓名的评分标准交到监考教师手中,然后选择所需仪器,清洗,试漏,每步都占相应的分值,准备好后,举手示意。老师检查后继续后面的实验。实验完成后,计算结果,清洗仪器,整理台面,上交试卷,即可离开实验室。监考老师则当场改卷,根据实验操作的具体情况给分。然后将试卷及登记的成绩单上交系部即可。这是系部的抽查,至于院级的抽查,则是在系部抽查的后一周进行,操作步骤跟系部类似,不同的是院领导亲临考场进行视察。 (二)技能考核成绩的计算 平时成绩则包括平时上课的考勤、实践动手过程中的动手情况、参与小组讨论的情况。技能考核成绩包括平时实践动手操作的成绩、期末技能考试的成绩、院系领导抽查的情况、实验报告的情况。实验操作重点考核学生已具备的实际操作水平并写出实验报告,考核实际操作水平主要在现场考核,对于实验报告,重点考核对实验的讨论,从中可以知道学生掌握基本的理论知识,动手能力的水平,有无创新点,存在的问题及解决的方法。 (三)校外的技能考核方式 除了学生在校的考核之外,对于校外如企业的生产实习、毕业论文等课程,这些课程是没有办法也不可能采取跟其他课程一样的考核制度的。生产实习、毕业论文等课程可以培养学生的实际工作能力和创新能力,考核时不能简单考核几个数据,在进行全面考核的同时要根据课程特点有针对性进行考核。生产实习重点放在企业技术人员和工人师傅对学生的考评上,以实际生产操作水平为考核依据,甚至考核所测定的数据是否能应用于生产。毕业论文重点放在掌握专业知识和创新能力上,以培养学生善于观察、善于思考,能解决实际问题为主,并具有一定的创新能力。 四、本技能考核方式的优缺点 本文探讨的对学生进行考核的方式的优点在于能让学生积极主动地学习,特别是技能的动手操作,每位同学都特别有动力,学习的效率非常高,效果也非常好。但是还是有其不足的一些方面:只能抽取非常少的同学来进行考核,不能普及,所以还是有极个别同学抱着侥幸的心理。另外也打击到一部分同学的积极性,有些特别爱表现的同学,掌握知识也特别好,但不一定能抽中,这样就非常失落,也会影响到今后的学习。 任何一种考核制度的完善都需要一个过程,目前出现的问题在今后的工作中要慢慢地加以解决,直到最终完善,既让老师满意也让学生满意。无论采用哪种考核方式,最终目的就是让学生能更好地掌握专业技能,能有一技之长,服务社会。 工业分析专业论文:关于工业分析与检验特色专业建设的思考 【摘 要】以广西现代职业技术学院为例,从创新人才培养模式、深化课程体系改革、“双师型”师资队伍建设、“双证制”教育特色的形成及实训基地建设等方面对工业分析与检验专业建设进行思考。 【关键词】工业分析与检验 特色专业 工业分析与检验专业是按照一定的标准或要求对工业生产的原料、辅助材料、中间产品、最终产品等进行分析检验,从所得的化学组成及含量来判断其品质的一门学科,是分析化学在工业生产实际应用上的一个分支。在国民经济建设中,具有特殊的地位和作用,素有工业生产的“眼睛”之称。随着河池市矿冶工业的迅速发展,在生产中各种新技术的不断应用,企业对工业分析与检验专业毕业生的技能要求也发生了很大变化。企业对高职人才的要求,不仅体现在技术、技能方面,而且特别强调职业道德、责任心、团队意识、创新意识、行业知识等综合素质。现在企业需要的是具有良好的职业素质、扎实的专业知识、较高的技能和创新能力的高素质技能型复合人才。 广西现代职业技术学院工业分析与检验专业已有10年的办学历史 ,2004年招收第1届工业分析与环境监测专业高职大专生,2005年根据教育部的要求,更改为工业分析与检验专业,确立了“立足河池、面向广西”,以河池地方经济建设产业需要为主的办学理念。自2004年办学以来,为了满足河池市矿冶工业对工业分析与检验专业人才的需求,学院先后从人才培养模式的创建、课程体系的改革、“双师型”师资队伍建设、“双证制”教育特色的形成及校内外实训基地建设等方面加强了对工业分析与检验专业人才培养软硬件资源的改革。本文以广西现代职业技术学院为例,对工业分析与检验专业建设进行思考。 一、工业分析与检验特色专业建设指导思想 广西现代职业技术学院工业分析与检验特色专业建设严格按照广西教育厅有关文件精神,坚持以改革教育思想观念为先导,以改革教学为优秀,以培养工业分析与检验专业应用型人才为根本任务,加快推进特色专业及课程一体化建设,注重提高办学质量、全面推进素质教育,合理构筑学生的知识、能力、素质结构体系,加强教学基本建设,突出办学特色, 系统加强教学内容、培养模式的改革,全面提高学生对经济市场的适应能力。 二、工业分析与检验专业建设背景 河池市矿产资源丰富,被誉为“有色金属之乡”、“中国的锡都”。全市11个县市(区)都有矿藏,已探明的有锡、锑、锌、铅、铟、铜、铁、金、银、锰、砷等43个矿种205处。锡储量占全国的二分之一,铟产量居世界前列,锑金属储量名列全国第一,铅、锌等金属储量名列全国第二。河池市以国家实施西部大开发为契机,充分发挥本地资源优势,把具有河池特色的有色金属工业做大、做强和做好,冶金、选矿工业得到了迅速发展,已形成了较大的生产规模。由于河池市属贫困山区,人才奇缺,不少企业新建或扩建,专业技术人才短缺,加上人才外流严重,造成了企业生产效率不高、资源浪费大和污染严重等诸多问题。在生产中,要降低生产消耗、提高产品质量、保护环境、确保安全生产等,都需要工业分析与检验提供必要的和可靠的分析检验数据作依据,企业迫切需要具有较强实践能力,面向生产第一线的工业分析与检验专业的高端技能型人才。目前广西开设工业分析与检验专业的高校虽然有几所,但与矿冶有关的并不多,因此,广西现代职业技术学院工业分析与检验专业是颇具特色的专业。 三、工业分析与检验专业人才培养模式的构建 工业分析与检验专业应以“能力本位”为主体,同时坚持“知识本位”,以培养具有较强综合职业能力的高素质技能型人才为目的。广西现代职业技术学院的工业分析与检验专业以河池市经济发展需求为依据,坚持以服务为宗旨、以就业为导向,实行校企合作、工学结合,深化了“双证书”、“订单培养”等人才培养模式的改革,建立了“专业与企业对接、课程内容与实际生产对接、教学过程与生产操作过程对接”的专业人才培养模式。学院每年都会结合河池市矿冶工业特色,组织专业调研队伍深入厂矿生产一线和聘请企业有多年生产一线工作经历、且具有较高水平的技术专家,共同讨论工业分析与检验岗位需求及相应职业能力,形成专业改革调研报告,并根据职业能力需求设置和开发课程,着力构建充分体现职业能力、职业素质的专业课程体系,以解决培养目标定位问题。 四、工业分析与检验专业课程体系的建设 课程设置是否合理,课程质量高低与否,课程实施是否有效,都直接关系到培养人才的质量,它对高职人才的培养具有决定性的作用。一定的课程体系主要由特定的课程目标、课程内容、课程结构和课程活动方式所组成。由于高职工业分析与检验专业建设时间比较短,多数高职院校的课程还是按照学科构建。当然学科课程也有逻辑性强、系统性强等优点,但从目前高职生就业情况来看,技能是第一位的。显然,按学科构建的课程体系已不适应高职生的培养。因此,要使培养的学生与企业生产相适应,必须对课程进行改革。广西现代职业技术学院工业分析与检验专业在充分了解专业与行业现状在基础上,以“素质优秀,能力本位”为课程理念,以社会需求为导向,以人的发展为优秀,深化课程体系改革,构建基于生产实际的项目化职业能力训练课程体系和基于价值引导的人文化素质培养课程体系。在整个课程体系建设中,邀请冶金、化工企业相关专家全程参与,通过对河池市的矿冶企业的认真调查,学院确定将矿石分析和冶金中控分析两门课程作为重点建设课程,教材分别采用由冯忠伟教授主编的《矿石分析》、施先义教授主编的《冶金中控分析》。制定并完善所有专业课程的课程标准,并建立完整的电子教案及相应的试题库。 五、研究生层次“双师型”师资队伍的建设 “双师型”教师是在适应和促进职业教育发展的基础上提出的一种职教师资建设模式。建设一支高水平的“双师型”师资队伍是搞好专业建设、进行教学改革的关键。广西现代职业技术学院工业分析与检验专业通过培养、引进或交流学习等方式,提高了具有研究生学历且具有工程师以上职称或具有技师以上职业资格证书的“双师型”教师队伍比例。如有计划地安排具有研究生学历但实践技能不高的教师到企业生产第一线学技术、练技能,全面提高教师的专业水平和实践能力;发扬“传帮带”的优良传统,积极引进企业中具有一定学历基础且技能优秀的人才来校进行定期培训或举办讲座,通过再培养的途径提高教师的“双师型”水平;聘请企业的专业技术人才来校担任兼职教师;构建产学研一体化合作机制;注重科研工作的推进和教学研讨会的开展,促进校企人员之间互相学习和交流等。通过以上措施,学院改变了以往研究生层次“双师型”教师数量不足,“双师型”教师所占比例较低及来源渠道单一的现状,建成了一支以专任教师为主,具有硕士学位和高级职称,实践应用能力较强、教师素质与学生培养目标相适应的高水平“双师型”教师队伍,满足了专业建设的需要。 六、“双证制”教育特色的形成 职业资格与职业劳动密切相关,不仅能准确、直观的体现职业的工作标准和操作规范,而且能反映劳动者从事该职业所需达到的实际工作水。广西现代职业技术学院工业分析与检验专业建设积极推行双证书制度,鼓励学生积极参加职业资格证书考试,使学生在毕业时不仅能取得毕业证书,而且能同时取得一种或多种职业资格证书。为了提高学生的就业水平,实现教育资源的优化配置,学院以职业素质为基础,将专业技能证书所要求的内容与学历教育相应的课程标准及教学计划的制订结合起来,促使学历教育与职业资格证书教育两个体系有机融合,体现职业标准的职业功能、工作内容和技能要求,努力培养高素质、高技能的应用型人才,形成学院特有的办学特色。目前,根据学生的实际情况,我们鼓励和正确引导学生参加的证书考试有化学检验工(中级/高级)、食品检验工(中级/高级)、化工工艺试验工(中级/高级)等与行业密切相关的证书。 七、校内外实训基地建设 实践教学是实现高职培养目标的主体教学之一,它的成功与否是高职教育能否真正办出成效、办出特色的关键。广西现代职业技术学院工业分析与检验专业经过多年的教学实践,已建成了基本完整的实践教学体系。在校内实训基地建设方面,工业分析与检验专业严格依照培养高级实用型职业技能人才的要求,贴近生产应用管理第一线的办学思路,逐步完善了工业分析与检验专业校内实训实践所需的仪器设备,塑造了与生产、建设、管理、服务第一线实际工作场合相一致的职业环境。目前广西现代职业技术学院工业分析与检验专业实训基地设有基础化学实训室、分析化学实训室、工业分析实训室、破碎选矿实训室、中控分析实训室、冶金技术实训室及仪器分析实训室等主要实训室。设备方面增添了电子分析天平(15台)、示波极谱分析仪、硫份测定仪、原子吸收分光光度计、红外光谱仪、微波消解仪、气相色谱仪、液相色谱仪等中大型仪器。另外,学院充分利用学院位于有色金属之乡,靠近生产企业的优势,按照“校企共建、互惠互利”的原则,与周边7家企业签署合作协议,形成校企资源互补、资源共享型的校外实训基地。如河池市南方有色冶炼有限责任公司、广西金山铟锗冶金化工有限公司、广西堂汉锌铟有限公司、华锡集团凤凰矿冶分公司等企业。 总之,工业分析与检验特色专业建设是一项长期、系统的工程,高职院校应在现有的基础上继续深化对工业分析与检验专业教育教学的改革,使本专业毕业生能够不断适应现代化企业生产一线的发展要求,持续保持较高的就业率,不断提高专业知名度,把工业分析与检验专业建设成为具有显著特色和较高社会声誉的特色专业。 【作者简介】易灵红(1983- ),女,湖南娄底人,硕士研究生,广西现代职业技术学院讲师,研究方向:基础化学教学。 工业分析专业论文:中职工业分析与检验专业实施项目化教学的利与弊 课题来源:本文系辽宁省职业技术教育学会课题《中职工业分析与检验专业课程与职业标准衔接研究》的阶段性研究成果。课题编号:LZY13204 摘要:项目化教学法就是在老师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理,信息的收集,方案的设计,项目实施及最终评价,都由学生自己负责,学生通过该项目的进行,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。结合中职工业分析与检验专业的现状和人才培养目标的要求必须改革现有陈旧的教学模式实施项目化教学。项目化教学是一种全新的教学模式,在实施过程中存在着利与弊,只要发挥优势,弥补劣势,经过逐步完善达到成熟。 关键词:项目化教学;益处;弊端中图分类号:G718文献标识码:B文章编号:1672-1578(2014)08-0283-01项目化教学不再把教师掌握的现成知识技能传递给学生作为追求的目标,或者说不是简单的让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果,而是在教师的指导下,学生去寻找得到这个结果的途径,最终得到这个结果,并进行展示和自我评价,学习的重点在学习过程而非学习结果,他们在这个过程中锻炼各种能力。教师已经不是教学中的主导地位,而是成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者。项目化教学在我国起步比较晚,项目化教学是一个值得尝试的教学方法,但并不意味着它是完美的,其中还存在一些问题,需要我们在教学中需要进一步完善的,这也是本文的目的所在。 1.项目化教学法的基本含义 项目化教学是指通过"项目"的形式进行教学。为了使学生在解决问题中习惯于一个完整的方式,所设置的"项目"包含多门课程的知识。项目化教学法就是在老师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理,信息的收集,方案的设计,项目实施及最终评价,都由学生自己负责,学生通过该项目的进行,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。 2.项目化教学中的益处 2.1能极大调动学生的学习积极性。中职生的学习目的不明确,学习兴趣不浓是普遍存在的现象。而项目化教学是让学生实施一个具体的项目(如:雪花啤酒折射率测定),学生学习的目的很明确,兴趣浓厚。如果让学生自行设计一个感兴趣的项目,更能调动学生的积极性。在项目实施过程中,学生时常会感受到成功的喜悦,这更能强化学生的学习积极性。 2.2能培养学生的合作能力。项目化教学大多要分小组完成,实施项目的过程多为布置任务、小组自学和讨论、项目实施、小组汇报、总结发言这几个过程。通过小组内及小组间的充分交流、讨论、决策等,提高学生合作能力,强化学生的团队意识。而合作能力和团队意识恰恰是当前社会化大生产所要求的基本素质。 2.3能提高学生的实践技能水平。项目化教学使学生的基本功比较扎实过硬,实践技能得到充分的训练,独立完成实验项目的能力得到提高,在实践中解决问题的能力也有很大的提升。 3.项目化教学中的弊端 3.1项目化教学不成熟,学生会成为试验品。项目化教学是一种新的教学模式的改革,任何改革都是建立在传承基础之上的,是对传统的一种再认识和去伪存真的反叛和提高。原有的不能传承,新的又难以开展,教学处于无所适从的尴尬境地,教育就形成了断层。目前的项目化教学就是处在这种尴尬境地,师资力量,教学设备都不够成熟。项目化教学的实施对教师要求极高,教师不仅要精通专业理论、专业技能还要有综合运用专业、文化知识的能力。然而据统计现在各中职的教学情况是,教学方式改了,教师却还是原来讲理论的教师,专业技能方面欠缺,项目化教学的经验不够丰富,这样何谈能教好学生?学生就会成为试验品。因此,我们要审慎地对待传统才有真正意义上的创新,在教学改革实践中,充分认识到其优点和长处去合理利用和改造它。 3.2不利于学生形成知识的系统性。项目化教学方式增加了学生的探索时间,在探索中会走很多弯路。应当认识到,学生的能力认知水平都是有限的,如果缺乏教师的引导,让学生"放手"学习就很有可能异化为"放任"学习。不利于学生形成知识的系统性,不利于学生较快地形成概念,理解有关知识和基本技能的培养,出现实践理论一场空的局面。 3.3基础知识掌握不牢固,做项目只为交作业。项目化教学课堂纪律自由,学生不好管理,这样就会导致有些学生完全是在打酱油。而且项目教学对于动手能力强,平时比较积极的学生来说,他就会做的比较多,而对于那些不爱动手的学生,就会浑水摸鱼,什么都不干,这样不仅理论没学到,而且能力也没得到培养。还或许出现只是为了完成作业,同学们就开始在网上搜集各种资料,项目完成了,结果什么都没学到,或者说迷迷糊糊的什么也不明白。这就要求老师在课堂上加强组织和监管力度。 4.对项目化教学的建议 4.1实施项目化教学的教师必须是实践理论都很优秀的教师。有计划地安排教师到企业接受顶岗锻炼,到高校、科研院所或相关企业进行学习,提高教师的实践动手能力。更好地了解企业对学生技能的要求,培养出更适合企业需求的合格学生。 4.2要保证教学实验实训条件。既要满足教学和培训的正常需求,及面向社会开展检测、检验工作的基本条件,还要改变设备存在档次较低、台套数不足、设备配套性差等问题,能真正让学生实践起来。 4.3整合课程体系。通过专业建设,在基于生产检验过程的课程体系建设思路指导下,按照培养高素质、高技能中等技术人才目标,进一步对工业分析与检验专业课程体系进行整合,形成符合人才培养模式的课程体系。 4.4引进社会评价机制,推动专业水平提高。①通过工作过程和职业态度评价学生;②考查学生职业能力培养水平评价教师;③引入企业用工反馈信息评价教学。 项目化教学存在着利与弊,只要发挥优势之所在,弥补劣势,它必定是应用理念办学的最好工具,更有利于培养出社会需求的技能型合格人才。 工业分析专业论文:浅谈高职工业分析与检验专业人才培养模式改革 【摘要】 我院对高职工业分析与检验专业的人才培养模式进行了较大的改革,通过人才培养目标、课程体系、教学模式、师资建设、实训基地等方面的探索,建立了以“工学结合”的培养模式,真正实现为地方经济社会发展服务的目的。 【关键词】人才培养模式;工学结合;教学模式 工业分析与检验专业是全国普通普通高等学校高职高专指导性专业目录中化工技术类的一个专业,其培养目标是培养掌握工业分析与检验专业必需的基础理论知识和基本技能,从事工业原料及产品化学分析、结构分析及污染检测等工作的高级技术应用性专门人才。 我院确定以“人才培养模式改革”作为教学改革与提高教学质量的突破口,走以内涵建设为主的教育模式。在这种理念指导下,在适应本地经济社会发展需要上即在“应用”两字上下功夫,对与重庆地方经济发展密切相关的专业人才培养模式进行探索与实践,进一步更新教育观念,修订培养目标,改革教学内容、课程体系和教学方法,尤其重视应用能力的培养,以适应科学发展观的指导要求,培养能与社会多元化人才需要结构相适应的毕业生,真正实现为地方经济社会发展服务的目的。 一、高职工业分析与检验专业存在的问题 1.传统课程体系仍占据主导地位,教学内容与高职学生层次不符 而目前多数工业分析与检验专业的课程设置仍然是重理论轻实践,教材虽然采用的是高职类专用教材,但课程内容多沿用本科课程内容,仅做了一些删减,大部分课程内容较难,不适合基础较差的高职生。 2.教学内容滞后于化工行业发展,实践教学仍落后于企业需求 多数高职院校本专业教学内容陈旧,教材内容滞后,缺乏针对当代化工行业发展实际的教学内容。纸上得来终觉浅,工业分析与检验专业是一个实践性很强的专业,但多数高职院校实验设施陈旧,教学形式单一,校外实训基地缺乏,已远远不能满足教学需求。 二、课程改革办法 1.充分调研,正确定位人才培养目标 一个专业的教学质量如何、培养的人才是否适应社会需要,很大程度上体现在专业人才培养模式的构建上。因此,正确定位并制订出适合市场需要的人才培养目标,做到有的放矢尤为重要。首先,要根据人才规格需求和技术发展实际确定人才培养目标,把教学完全融入到企业需求中,体现出高职教育“以服务为宗旨,以就业为导向”的办学方针,为企业提供符合市场需求的技术性人才。因此,我院深入企业,介绍目前的人才培养方案,听取企业管理人员、专家、一线技术人员等多方面的意见,明确企业用人需求;对相关企业、高校、毕业生进行问卷调查,对毕业学生进行跟踪调查,收集毕业生、用人单位的反馈意见;同时向兄弟院校互相交流,整理同类高职院校在人才培养模式构建中的经验教训。在调研的基础上,对正在实施的人才培养方案和课程体系进行科学合理的分析评价,进行修改和调整。在此基础上我院提出了“工学结合”的人才培养模式,优秀就是“工”和“学”并重,在学校的时间和在企业的时间几乎完全一样。 2.全面推行教学模式、教学方法的改革 教育模式、教学方法的改革是提高教学质量,实现教学目标的重要途径。传统的教学中,往往现在教室中学习理论知识,然后再让学生进入实验室,完成实验或实践,将理论融入实践中。而我院通过实行“MES一体化教学”,打破知识系统性的课程体系,构建能力主导性的课程体系,把实训室作为教学的主要场所,将理论教学与实践教学融为一体,提升学生的学习兴趣,同时,把企业当成课堂,由专门的兼职教师完成相应的教学目标。 3.调动学生的积极性和主动性 通过人才培养目标的制订,教学模式的改革,充分调动学生的积极主动性,让学生完成从“要我学”到“我要学”的转变。首先通过明确教学目的、优化教材,降低理论难度,多采用启发式、讨论式的教学方法,让学生处于较为轻松的学习氛围。其次可以借用投影仪等较先进的教学设备,改变过去粉笔、黑板的教学模式,进行多媒体教学、网络教学,将枯燥的原理、设备结构、组成等变成较为立体生动的录像、幻灯片等,激发学生的学习兴趣。 再次可以在授课过程中将生活实际、社会热点问题与基础知识相联系,如学习《仪器分析》中液相色谱仪时,可以和三聚氰胺的测定联系在一起,让学生觉得自己学的有用处,而不是面对一台台冷冰冰的仪器,一些枯燥的数据,提高学生的学习兴趣。 4.加强实训基地建设,校企合作,大力推行“订单式”教学 高职教育的目标是以学生为中心,以能力为本位,这就需要加强对学生实践、动手能力的培养,需建立与其专业相匹配的、满足教学要求的实训基地。我院工业分析与检验的实训室有十多个,基本上可以满足学生的实习实训需求。在实训基地建设过程中,我院除了扩建、完善了一批基础实训室外,新建成工业分析综合实训室、食品分析实训室、药物分析实训室、样品处理实训室,购入了一些大型的仪器分析设备,完全满足本专业学生的实训需要和教师的教科研需求。在传统教学中,教师为主体,很少有企业人员参与教学。我院主动邀请合作企业的资深技术员工到我校开展讲座、聘请其为兼职教师,讲企业实际与校内教学紧密联系。同时开展订单式教育,根据不同企业对人才的要求,定向培养人才,既提高了就业率,又提高了教学质量。 5.强化“双师型”教师队伍建设,形成高素质的实践教师队伍 教师的专业水平直接影响着课程教学质量。随着模块式教学模式的不断推行,理论课和实践课之间的界限已逐步淡化,建立一支师风师德高、业务水平高的教师队伍是提高教学质量的关键,因此,要加强“双师型”教师队伍的建设。我院主要采取了以下措施:⑴定期安排教师到企业实习,顶岗锻炼;⑵从企业聘请专家、一线技术员到我院开展讲座,聘请为兼职教师;⑶鼓励中青年教师攻读硕士研究生、博士研究生;⑷选送教师到国内、外名校进行调研、考察、进修,培养校内专业带头人。 我院在2013级工业分析与检验专业学生中进行了新的人才模式运行,一年下来,该专业的同学感觉不错,学到了不少的知识技能,通过接触企业,深刻的了解了今后工作的方式以及需要的知识、技能。当然,任何一个专业的改革都是一个长期而艰巨的过程,需要不断的摸索。通过正确定位人才培养模式、改革教学方法,充分调动学生的积极性,提高学生的动手能力,加强校企合作,促进高职工业分析与检验专业的不断发展,更好的为社会服务,适应社会发展的需要。 工业分析专业论文:项目教学法在《工业分析与检验》专业课程教学中的实践 摘 要:为提高工业分析与检验专业学生的综合职业能力,以《工业分析与检验》专业教学改革项目的实施过程为基础,对行动导向型教学法进行探讨,研究"以行动为导向,以项目为载体"的教学模式在教学中的应用,阐述工业分析与检验专业实训项目的实施方案与过程,并对教学效果进行分析和反思。 关键词:项目教学 工业分析与检验专业 教学改革 一、项目教学法的认识 项目教学法,是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。项目教学法在职教领域已形成了完整的教法体系。[1] 二、项目教学法的特点 项目教学法是以项目为主线、教师为引导、学生为主体,改变了以往教师讲,学生听的教学模式,创造了学生主动参与、主动协作、探索创新的新型教学模式。在新型教学模式中对于学生可以激发其好奇心和创造力,培养分析和解决实际问题的能力。具体体现有: 1.目标指向的多重性。对学生,通过转变学习方式,在主动积极的学习环境中,激发好奇心和创造力,培养分析和解决实际问题的能力。对教师,通过对学生的指导,转变教育观念和教学方式,从单纯的知识传递者变为学生学习的促进者、组织者和指导者。对学校,通过项目教学法的实施,探索组织形式、活动内容、管理特点、考核评价、支撑条件等的革新,逐步完善和重新整合学校课程体系。 2.培训周期短,见效快。项目教学法通常是在短期内、较有限的空间范围内进行的,并且教学效果可测评性好。 3.可控性好。项目教学法由学生与教师共同参与,学生的活动由教师全程指导,有利于学生集中精力练习技能。 4.注重理论与实践相结合。要完成一个项目,必然涉及如何做的问题,这就要求学生结合原理分析项目、制定方案。 5.推动教学改革。项目教学法的实施要求教师灵活掌握时间,仔细观察每个学生的学习进展及兴趣发展,掌握每个学生的特点并相应提出或设计出既发展个性又注重全面平衡的教与学方案。 三、项目实施 1.项目实施条件 1.1项目教学法强调的是能让学生在尽量接近企业真实的工作环境中体验项目完成的整个过程。为此,学校应加大对工业分析与检验综合实训中心的建设,使硬件设备不断完善。 1.2项目的内容,既要能反映一定的知识内容,又要符合社会对专业的需求,尽量能与生产实践相结合,具有一定的实际意义,同时还要符合学生的学习规律。因此,工业分析与检验的项目必须经过大量的企业调研,并认真钻研相关教材,确定出比较合理的项目任务。 2.明确项目任务 项目内容:椰树牌矿泉水中亚硝酸盐含量的测定。 为了能让学生了解企业现场的整个工业分析与检验过程,实训项目要求学生完成从样品采集、方案设计、分析、确定测定方案到实施测定方案的全过程,并能对整个项目用到的知识点、搜集的相关信息及完成过程的体会与收获,整理成册。 3.项目实施 3.1样品采集。指导学生在某超市卖场的椰树牌不同日期、批次、数量的矿泉水进行抽样采集。 3.2制定计划。指导学生通过查阅国家标准并结合实训室的实际情况制定测定方案,各组根据本组的实际情况,确定每个任务需要的时间、药品和仪器等,教师适时给予辅导,引导他们确定合理的、可实施的测定方案。整个过程学生由被动的听,转变为主动地学。 3.3实施过程。各小组根据制定的方案,开始实施,过程中的相关资料信息,及时做好记录。以第一个任务样品的采集为例,本过程是为了让学生认识到采集具有代表性样品的重要性,熟悉采集的过程而设计的。学生通过查阅有关样品采集的资料,小组之间相互讨论,查漏补缺,最后确定采集基本步骤和方案,并将本过程中的资料整理归档,经老师确认后,进入采样阶段。通过这种以学生为主体,让学生在边干边学,学会思考,获取知识的教学方式,增强了学生的团队协作意识和竞争意识,大大激发了学生的学习兴趣。[2] 4.评价与考核 项目评价与考核是教学过程中很重要的一环,为此,我们改变了以往只注重项目结果的评价而忽略对学生过程学习评价的方法,在项目实施过程中,各小组组长都会拿到一份学习任务单,任务单上有要求记录本组同学当天的学习情况,及小组同学之间的相互评价,包括对学生的学习行为、学习态度、沟通交流能力、团队协作能力、动手能力及参与度等的评价。另外,在学生递交上项目报告单和实训过程资料时,还可以对其进行口试,就学生在学习过程和资料查询中的一些问题进行提问,作为考核评价的一部分。最后,按分权把各评价汇总在一起,作为学生本次实训项目的总成绩。 四、项目教学法的优点 1.有利于提高学生的综合能力。在本门课的实施过程中,既提高了学生的基础理论、职业素养、表述能力、又提高了沟通交流能力、管理能力、团结协作能力和解决实际问题的能力,开拓了学生思维,发挥了学生潜能,为学生今后的发展奠定基础。 2.激发学生学习兴趣,提高学生自主学习的能力。在教学过程中主张学生自己搜集资料,确定方案,培养了学生学习的主动性,一定程度上改善了一些学生的不良学习习惯。 3.有利于更加全面地评价学生。注重了过程性的评价和综合能力的评价。 五、存在的问题 1. 这种以项目为载体的教学模式,由于打破了原来的知识体系,学生掌握的知识不够系统,因此,要在专业课的整个教学过程中得到普及和应用,还需要教师不断总结经验,进一步完善项目体系,细化学习任务及其递进关系,帮助学生构建一个系统、全面的知识框架;另外,在强调学生主体性的同时,决不能忽视教师的主导作用;最后,对学生的分组要合理,充分关注学习有困难的学生,避免发生两极分化。 2.项目教学法强调的是能让学生在尽量接近企业真实的工作环境中体验项目完成的整个过程,这要求学校要具备总够的实训场地及相关的设备,以满足项目实施的需求。[3] 总之,项目教学法作为一种新的教学法,还需要我们在教学实践中不断尝试,总结经验教训,才能进一步发挥其优势,为职业学校教学改革提供新的思路和方法。 工业分析专业论文:基于工作过程的工业分析与检验专业实训教学改革探索 摘要: 高职教育以其实践教学为一特色,培养从事工作一线的高端技能型人才。工业分析与检验技术在国民经济建设中,具有特殊的地位和作用,素有工农业生产的“眼睛”和科学研究的“参谋”之称。作为一种检测工作,其行业覆盖面宽,应用领域十分广泛,实训技能的熟练掌握尤为重要。实训教学是高职教育人才培养的重要环节,是高职教育实现其教学目标的关键。本文结合工业分析与检验专业实训教学改革的实际情况,从教学组织形式、课程内容、考核方法等方面对实训教学进行探讨。 关键词:基于工作过程 实训教学模式 校企合作 高等职业教育以培养生产、建设、管理、服务第一线的高端技能型专门人才为根本任务,其为加快发展先进制造业、现代服务业和现代农业做出了积极贡献。目前,高职教育存在的矛盾仍然是教育结构与经济结构发展不协调,劳动者技能与岗位需求不匹配的就业结构性矛盾。近些年,高职教育以“就业为导向”,采取工学结合、产学研结合等有力的措施,取得了长足的发展且后劲十足,培养出社会经济发展和企业所需要实用高技能人才,得到市场与社会的广泛认可。 工业分析与检验专业是全国普通高等学校高职高专教育指导性专业目录中化工技术类的一个专业,在国民经济建设中,具有特殊的地位和作用,素有工农业生产的“眼睛”和科学研究的“参谋”之称。作为一种检测工作,其行业覆盖面宽,应用领域十分广泛,实训技能的熟练掌握尤为重要。本专业培养适应社会需要,具有良好的职业道德,掌握必备的基础理论和专业知识,熟练地运用化学分析及仪器分析等分析检验技术对生产原料、中间产品及成品等进行质量检验及监控,从事石油化工产品检验、药物检测、产品开发、化验室管理及环境监测等工作的高端技能型专门人才。该专业学生更需要熟练实际动手操作能力的培养。 1 实训教学的改革内容 基于工作过程是指“教学过程工作化,教学内容任务化,教学环境真实化,教师指导师傅化,学生管理员工化”,学生在学校的学习过程模拟工作过程,学生模拟生产岗位的员工,从岗位需求和职业标准出发,企业全程参与制定人才培养方案和课程标准,开发整合教学内容,加强课程教学改革。同时基于工作过程还可以增强学生的责任心和团队意识,在心理上逐渐完成从学生向员工的过渡,实现学生零距离就业上岗。 在实训教学过程中进行了四个方面的教学改革:(1)基于工作过程的课程改革。根据职业活动的要求和职业成长的规律,按照职业标准及岗位工作要求,企业全程参与人才培养方案和课程标准的制定,把实训教学内容进行序化,开发出项目化的实训课程。(2)教学组织形式的改革。摒弃过去教学中教师讲授、学生操作的单一组织形式,在教学实训过程中设计一系列新颖的、能动性强、有思考价值而又有生产需要的实训活动,引导学生自主动手、创造性发挥。根据工业分析与检验专业的特点,通过建设仿真企业的形式,以小组为工作单位,让学生完成“计划―实施―检查―评估”全过程,达到教学实训目的。(3)教学方法改革。采用“任务驱动、项目导向”的教学方法,以学生为中心,把教师、学生、企业生产、检验项目和实训场所有效组合起来,调动学生自主操作实训的积极性。(4)考核方法改革。基于工作过程的教学实训改革,改变了传统的单一实验操作考核方法,实行学生项目任务技能考核综合化,可以对学生的技能掌握程度、分析解决问题的能力、职业道德等全程进行评价。通过四个措施来保障实训教学的完成:加强校内外实训基地的建设;加强师资队伍建设;加强实训教材的建设;加强考评体系建设。 2 基于工作过程的课程改革 行动导向法是根据完成某一职业工作活动所需要的行动、行动产生和维持所需要的环境条件,以及从业者的内在调节机制来设计、实施和评价职业教育的教学活动。行动导向教学法是20世纪80年代德国职业教育改革的成果,对德国的职业教育发展产生了重大影响并取得了巨大的成果。目前在我国高职教育中也在大力提倡学习和运用行动导向教学法。它是以能力为本位,以行动导向的一种教学方法,其目的在于促进学习者职业能力的发展,优秀在于把行动过程与学习过程相统一。要求教师创设一种仿真工作实际的学习环境和气氛,以学生为中心,以任务为载体,遵循“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”这一完整的“行动”过程,组织和指导学生完成具体任务;要求学生在学习过程中不只用脑,而是手、脑、心共同参与,通过任务驱动使学生在活动中提高学习兴趣、培养专业技能、加强团结合作。选择任务教学法、项目教学法、情境教学法、实验法等,将专业能力、方法能力、社会能力、个人能力集成于学生“能力的实训过程”中。在工业分析与检验专业实训教学中,根据实训内容和阶段的不同,所选取的教学方法也有所不同。 3 教学组织形式的改革 进行了自主学习、小组合作学习、正面课堂教学(教师讲解分析)等多种教学组织形式的改革。学生在学校实训室进行的样品检测完全取自企业生产线,把学生分成工作小组,由学生自己推荐本组的小组长;然后由教师下达检测任务分给各个小组;各小组领到任务后由小组长带领组员进行检测方案设计,其中包括查阅国标、查阅文献及相关书籍资料、书写方案及讨论论证;各小组间进行方案评比论证,确定最佳的检测方案;各小组按照最佳最合理的检测方案执行任务,包括试剂的选择、仪器设备的选取、标准溶液的配制及样品的测定等;测定完毕,进行结果评比,由小组长代表本组发言,讲述整个测定过程的质量控制及数据的处理,小组之间互相监督,相互打分,既考核了过程又考核了结果,体现了考核的全面性,调动了学生学习的主动性,学生的自主学习能力明显提高。 4 教学方法的改革 进行了自主学习法、引导课文法、任务驱动法和角色扮演法等多种教学方法的改革。如在《化验员基本能力实训》实训过程中,首先基于工作过程把教学内容按照实际岗位工作进行项目化,按照实际工作要求把项目分解成几个任务,然后在任务的引领下,用引导课文法把学生导入学习情境,学生在整个实训过程中充当企业检测员的角色,最后在整个检测任务的驱动下完成项目、任务,引导学生进行自我管理式的学习。在完成项目的过程中,培养学生的综合职业能力,掌握完成项目、任务的方式、方法,经历完整的工作过程。 5 考核方式的改革 改变了传统的单一实验操作考核方法,实行学生项目任务技能考核综合化,可以对学生的技能掌握程度、分析解决问题的能力、职业道德等全程进行评价。对学生完成实训项目进行过程考核与结果考核相统一的评价。过程考核由各小组自我评价、小组间相互评价、教师评价组成,重点考核组员团结协作完成任务的能力、对任务进行分析解决的能力、查阅文献能力和实际动手操作能力等;结果考核是把各小组的测定结果与企业对同一样品的测定结果进行比较,通过结果的准确度来衡量。这种考核模式能够激发学生的竞争意识和团结协作意识,调动学生严谨认真对待学习的内驱力,提高学生学习的积极性。 6 基于工作过程改革实训教学内容,开发实训教材 邀请行业企业的实践专家召开座谈会,针对课程对应的职业岗位进行工作过程、工作内容的描述,通过专家们的描述,弄清职业岗位的工作要求和工作内容,通过专家们描述工作过程、工作任务和所需要的职业技能,教师们清楚了解各项工作的过程、内容及重要程度,并清楚各项工作所需的职业技能,然后再结合学生学习特点和高职学生基础,编制适应学生的实训教材,我们完成了《化验员基本能力实训》教材的编写,更切合学生实际并直接对应化验员岗位,对学生零距离上岗和职业资格证的获取都有很大的帮助。对工业分析和检验专业的优秀课程《硅酸盐工业分析》进行了项目化课改,项目内容紧紧围绕化验员岗位任职要求和技能标准设定,针对性强,突出优秀化验能力。 工业分析专业论文:河北工业职业技术学院冶金类专业毕业生就业违约成因分析及对策建议 [摘 要]近年来,随着我国钢铁工业的迅速发展,冶金类专业毕业生在就业过程中出现的违约现象也呈现了增长趋势。本文结合河北工业职业技术学院冶金类专业毕业生的就业特点,对毕业生就业违约的形成原因进行了深入分析,并提出了减少违约现象的对策建议。 [关键词]冶金类专业;毕业生;就业;违约 1 河北工业职业技术学院冶金类专业毕业生的就业特点1.1 企业提前招聘现象普遍 学院冶金类专业所培养的一线技术应用型专门人才作为钢铁企业的需求主体备受青睐。近些年,许多钢铁企业为了保证用人计划的落实,招聘到专业对口的优秀生源,提前来到学校进行招聘的现象比比皆是,有的钢铁企业甚至提前一年多就来到学校预定冶金类专业毕业生。但对于钢铁企业的提前到来,学院大多数冶金类在校生往往没有做好足够的心理准备,缺乏招聘信息判别、面试技巧、就业政策等方面的知识。 1.2 毕业生就业机会多 由于学院冶金类专业毕业生在就业方面拥有更多选择的机会,“眼光”自然也高了起来。据统计,河北工业职业技术学院2012届冶金类专业毕业生548人,目前来学校招聘的钢铁企业已达30多家,提供岗位共计约1400个。在毕业生占据“卖方市场”的条件下,出现了以下情况: (1)毕业生选择企业会考虑企业的性质、企业发展历史、见习期工资、福利待遇、能否解决情侣大学生等方方面面的问题。如果企业某一方面的条件暂不能达到毕业生的理想要求时,很多毕业生将会放弃面试机会,造成“有业不就”的局面出现。 (2)有了工作单位的毕业生总是不满足现状,“这山望着那山高”期盼能进入到“更好的”工作单位中去。 1.3 低届学生受高届学生就业影响大 经调查,河北工业职业技术学院冶金类专业学生了解钢铁企业的主要途径为:①查看学院就业网企业招聘信息;②查看企业的官方网站;③查看企业的贴吧;④向了解企业的朋友、老师等了解情况;⑤向同专业已毕业工作的高一届毕业生了解情况。以上五种途径当中,在校生向同专业已经工作在企业的高一届毕业生了解企业情况一项最具有说服力,对在校生选择企业起着决定性影响。 1.4 工作岗位分配的随机性 一般情况下,钢铁企业最终确定了录用名单并与毕业生签订就业协议书后,都会要求被录用的毕业生毕业之前半年左右的时间去企业进行顶岗带薪实习。毕业生到企业后具体被安置在什么岗位并不是由毕业生的在校表现来确定的,更多情况下是要视钢铁企业岗位空缺情况而随机确定。就岗位而言,在毕业生心目中有相对主次之分,技术含量高、专业知识运用相对多、操作性强、环境相对较好的岗位被视为主要岗位,比如轧钢生产线上的压下量调整岗位;技术含量相对较低、专业知识运用少、操作性不强、环境相对艰苦的岗位被视为一般岗位,比如冶炼生产中的烧结、轧钢生产中的产品包装等岗位。 2 河北工业职业技术学院冶金类专业毕业生就业违约的成因分析2.1 由就业特点导致违约现象的具体分析 (1)钢铁企业提前招聘看似给毕业生吃了定心丸、上了保险锁,但其中不稳定性的因素很多。当钢铁企业过早介入时,很多学生不能在正确认识自我的前提下作出合理选择,要么等待观望,要么一拥而上全去面试,一些学生事后才发现面试上的企业并不是自己真正想去的企业,从而导致违约现象的出现。 (2)就业机会多、就业容易实现使学院冶金类专业毕业生产生了较强的优越感,但往往越是容易得到的东西越不懂得珍惜。就业过程中,由于毕业生就业期望值过高,当用人单位某一方面的条件(比如:住宿条件)暂时满足不了毕业生自身要求时,一些毕业生就会很容易出现违约现象。 (3)前已述及,要了解一个钢铁企业,低届毕业生主要是通过向高届毕业生获取信息的方式来了解,但有些情况下,高届毕业生对企业的评价并不够客观全面,他们往往不是站在未来发展的角度上去评价,而是站在当前自身利益的角度去评价,这种评价一定程度上左右了低届毕业生的思想,而且容易使正处在顶岗带薪实习阶段的低届毕业生出现违约现象。 (4)由于钢铁企业工作岗位的分配存在随机性,一些被分配到技术含量相对较低、专业知识运用相对少、操作性不强、环境相对艰苦的岗位的毕业生心中难免会产生较大落差,相对于主要岗位的毕业生,这些毕业生常常感觉到前途渺茫,从而萌生出违约的想法。 2.2 其他方面导致出现违约的分析 (1)“保底”签约。一些毕业生即便是对眼前工作不是很满意,因为害怕错过机会,会采取“保底签约”的做法,一旦签约后再有更好的机会,便通过违约手段换取更好的工作机会。 (2)诚信缺失。部分毕业生的法律意识淡薄、缺乏诚信,他们往往把违约作为换取更好工作的手段,作为就业的策略。应该说,这部分毕业生在签约时已经做好了违约的心理准备,一旦有更好的工作,他们就会抛弃诚信,与原单位违约。 (3)虚荣攀比心理。一些毕业生签订了就业协议后,常会与其他同学的签约单位进行比较,以此作为判别自己工作好坏的标准,他们缺乏自我认识,不从实际出发,虽然有些企业有利于自身长远发展,但因某方面条件较其他同学的签约单位有差距,就会轻言放弃选择违约。 (4)自我意识强,怕吃苦。目前,高校毕业生已出现90后,因家庭条件较好,生长环境特殊而形成了他们自我意识强、思想多变、吃苦精神欠缺等性格特点。一些毕业生过分看重待遇,甚至为了暂时的功利,宁愿放弃所学专业和长远的发展,当看到其他单位的待遇超过自己的签约单位时,便动摇了签约意向。 (5)企业的欺瞒行为。一些钢铁企业招聘时的承诺与实际情况不相符,甚至对毕业生有欺瞒行为,而毕业生又因欠缺应聘经验不能仔细辨别信息的真假,当发现企业的实力、发展前景及福利待遇等与当初的承诺相差甚远而无法兑现时,被迫与企业解约。 3 河北工业职业技术学院冶金类专业毕业生就业违约产生的不良后果3.1 对钢铁企业招聘工作带来影响 工业分析专业论文:试论工业分析与检验专业的工作过程导向课程建设 摘 要:培养技能型人才是高等职业教育的办学目标,围绕职业岗位能力的培养,以工作过程为导向,发展学生的职业能力、社会能力、方法能力是当前高等职业教育改革和发展的方向,本文拟对工业分析与检验专业的教学,在对其职业特点、职业能力分析基础上、对教学内容、教学方法等方面作了一点分析和探讨。 关键词:职业能力;工作过程导向;学习领域;项目化;任务化 目前职业教育工作中强调职业能力的培养,这主要归纳为两个方面要求,其一是职业教育的针对性,即职业教育是针对岗位(群)的教育,偏重于技能的发展和应用;其二是人才的素质教育,要在满足职业技能发展的同时,人的总体素质也有较大的提高,使其对社会需求、社会分工以及个人的发展、能力的发展等方面具有较强的适应性;工作过程导向的课程建设,是以一定的社会、地区经济和技术条件下,在教学目标、教学过程、教学内容、教学方法、教学队伍,教学基本条件及教学管理等方面的建设,本文主要在职业岗位能力要求分析的基础上,对教学内容和教学方法两方面的问题在工作过程导向的职业能力培养方面作一些探索。 我校所处地区为重有色金属生产基地,主要生产锡、铅、铜等重有色金属材料,并兼有化工、环保行业,从职业岗位来说,主要为重有色金属矿及金属产品的分析与检验,兼顾化工、环保的分析与检测,从事矿物原料、化工原材料、冶金及化工生产中间过程质量控制、成品检验及车间分析检验技术管理等工作。 一、工业分析与检验专业的职业能力分析 我们通过问卷调查,并深入厂矿、车间分析了解分析检验工的工作情况,其工作特点是:工业分析与检验专业具有相对独立的工作环境和机构,采用化学分析或仪器分析的方法,完成原材料、生产中间产品、成品以及某一环境中采样的成份及含量分析检测工作;其职业能力包括专业能力、社会能力、方法能力;专业能力反映了学生从事分析检验工职业岗位的能力,是学生在校期间的重点培养发展的能力,社会能力反映了学生的与人的交往及对社会的参与能力,方法能力反映了学生对岗位能力的适应与发展能力。现具体分析如下: 1.职业能力分析 (1)材料、产品检验岗的职业能力分析 分析与检验工的材料、产品检验岗位工作,主要有两条工作主线: 工作主线一(日常定量分析):采样试样处理分析操作数据处理分析报告。 工作主线二:采样试样处理定性分析按要求设计定量分析方案(包括分析方法及分析设备)分析操作数据处理分析报告。 其职业能力主要包括:采样及试样处理能力,化学分析装置及设备的选择操作能力、分析仪器的选择和操作能力,数据的分析处理能力,分析检验报告的书写能力,安全意识及自我保护能力,更进一步要求时,还包括分析方案的设计能力。 (2)分析检验技术管理岗职业能力分析 其职业能力包括:原材料、产品,中间生产环节的分析管理能力,制定或修改相关的管理标准、工作标准、以及技术标准,成本核算,安全及文明生产管理,分析检验过程异常情况的处理,岗位人员技术业务、安全技能的提高与培训。 2.社会能力分析 社会能力包括适应性行为和社会技能两个方面,主要是指其独立工作的技能,言语发展及学业能力,与他人交往的能力,自我认知能力,社会认知能力,团队合作能力等,是学生综合素质的体现,在工业分析与检验工作中主要体现在:①对分析检验工作环境的适应能力,②口头及书面表达能力,③与人交往的能力,④自我评价、自我展示能力⑤对企业文化的认同能力等方面。 3.方法能力 方法能力是指独立地获取新知识、新技能的能力以及独立地完成复杂工作任务的能力,在本工种中主要体现在:①自学能力和独立思考能力,②查阅资料、及分析处理问题的能力,③综合运用专业知识及技能的拓展能力,④独立完成检验工作的能力,⑤自我保护能力,⑥创新能力等方面。 4.分析检验工的职业素质分析 对工作认真细致,严格执行操作规范,具有高度的责任感和敬业精神,熟练掌握分析检测工作的操作技能,熟悉分析与检测专业的相关标准及法律法规文件,具有较强的协调与管理能力,具有安全工作意识,掌握科学的分析和解决问题的方法,具有积极探索和严谨的创新精神, 二、工业分析与检验岗位能力对学习领域要求的分析 专业优秀知识,是指掌握岗位技能所包含的专业理论和技能,是岗位能力形成的主要内涵,涵盖了人才发展所需具备的基础素质和专业质素。 根据工作过程导向的教学要求,我们要做两方面的工作,其一是职业岗位工作的分析与分解;其二是教学层面的分析。在职业岗位工作方面,我们通过对地区经济技术发展的岗位需求以及岗位工作技能要求作了了解和分析,将日常岗位工作分解为若干个典型工作任务,对完成这些工作任务所需具备的专业知识和操作技能进行分析、归纳,进而获得主要的学习领域,如下表所示: 学习领域主要是指学生获得岗位能力所需掌握的知识和技能,是学生在校期间学习的主要内容,主要是指学生需要掌握的专业知识和操作技能。对学校来说,学习领域是构建专业课程体系的基础,我们结合地区经济发展需要、学生的能力发展,教学条件等,聘请相关企业、环保部门的专家、技术人员、以及经验丰富的操作人员,召开专业课程体系研讨会,以下课题,下厂调研落实、分析岗位能力与专业知识、专业技能的对应要求的形式,对学习领域的各要素进行了分解和细化,从职业能力、社会能力、方法能力等方面提出了课程体系建设议案,在此基础上构建出了:①公共基础课,②专业技术基础课,③职业技能课,④职业拓展课四个层次的教学结构。这一教学结构的内容如下图所示: 三、工作过程导向的教学形式 切合的教学模式是完成传统教学模式向工作过程导向教学的关键,在三年的学制中,从大的层面来说,以基础理论、认知实习专业知识、校内基本训练校外实习顶岗实习为主线完成教学;从细的层面来说,重点抓住专业技能及专业知识的学习,部分专业基础课程及优秀课程中采用了项目化、任务化的教学方式,现分述如下: 1.校企联合、工学交替的培养模式 我校充分利用当地大型国有企业及其它相关部门的资源优势,以“优化教学资源,强化岗位操作技能,提高教学质量”为指导,在课题研究、人才培养,教学标准、实习实训,教育培训等方面展开了全面合作,大幅提升了学生的专业岗位能力,以及职业素质和社会实践能力,提高了毕业生的人才质量。 (1)基础理论向专业理论、实践的迈进 此阶段主要在第1、2、3学期内完成,主要形式为:校内情境式学习校外实习的反复循环过程,着重培养学生的基础知识、思想素质、专业基础能力、人际交往能力,语言表达能力,文字处理能力等素质和能力的发展,增强学生对职业岗位的认识和了解,促进学生对专业环境的了解与熟悉,了解企业文化,对企业文化产生一定的认识和认同,也为后续知识、技能的学习提供专业基础;同时,在基本技能方面要培养学生的专业思想,专业意识,以及严谨、细致的工作态度,规范的操作,良好的职业习惯。以基础课打下良好的学习基础,以专业技术基础课培养学生初步的专业能力,在校内强化基本操作技能,校外学习操作规范,完成基础理论向专业理论和实践的过度。 (2)单项检测能力向综合能力的过渡 这一阶段为第4、5学期,通过学习领域对专业知识的掌握,和一定的基本操作技能的基础上,由单一的组份的测定转为对多组份的分析检测的训练,从教学配制液的检测转为实际生产中的矿样、金属样、环境样的分析检测训练,使教学过程更接近实际生产,分析检测对象与生产中的试样相同,以典型试样检测、结合国家、行业甚至企业分析检测标准的要求,在化学分析、仪器分析的操作以及设备的维护等方面加强职业技能训练,加强基本技能的训练,夯实基本功,在校内完成对不同试样的分析检验方案的设计与实施的训练,以及职业拓展的学习,校外加强培养学生的职业岗位分析检验的实践能力,提升专业技能和职业素质,拓展职业能力,实现由单项检测能力向综合能力的过渡。 (3)综合能力向岗位职业能力的过渡 这一过程为第6学期,我校依托校外实习实训基地完成为期20周的顶岗实习,完成从在师傅的指导下完成分析检验任务到全部或部分独立完成分析检验任务的过渡,加强职业岗位的综合性技能训练,进一步适应企业环境和企业的管理机制,接受、认同企业文化,提高学生的综合职业能力和职业素质,较熟练地掌握岗位操作技能,完成学习领域向生产领域的转化,从而达到人才培养目标。 2.改革教学方法,突出岗位知识与技能的学习和训练 教学方法是提高教学质量的关键要素之一,在工作过程导向的职业教学模式中,兼顾岗位工作情境和教学规律、学习规律进行教学,是改革教学方法,提高教学质量,达到人才培养目标的关键。我们通过对工业分析与检验的专业特点,职业岗位要求,作了分析和研究,聘请企业技术人员、高级工程师等共同讨论,在教学内容、教学方法上作了深入的研究和分析,确定了该专业的主要教学内容,并对教学方法也进行了积极的尝试,提出了结合岗位特点强化专业知识和技能的教学方法,主要体现在以下几个方面: (1)精心设计学习领域 学习领域是由工作领域转化来的,是“完成的教学化工作任务”,是由学习目标描述的学习单元,包括:学习目标和任务、学习内容、学习时间安排三个部份组成;在相关企业技术人员的参与下,将教学、学习要求与岗位要求相结合,以行动体系为主线,以完成工作任务为知识、技能载体,分解、融合原有的学科体系,以工作对象定专业基础知识,以工作内容定专业结构,以工作方法及工作设备定专业优秀知识及技能;针对分析与检验的知识与技能的学习及技能培养规律进行了重构,按岗位能力组建学习项目,按“每一学习领域都是完整的工作过程”、“各学习领域排序遵循职业成长规律”、“各学习领域排序符合学习认知规律”、“所有学习领域组成生产或经营过程”的原则构建学习情境,将工作能力学习过程细分为单项工作能力的学习和综合工作能力的学习,将学习过程细分为掌握各单项分析与检验方法的知识、技能的学习和对综合分析知识、技能运用的学习,使学习领域目标化、任务化,加强岗位知识的学习和技能的培养,提高了教学效果。 (2)教学过程项目化 学习领域的目标化、任务化,决定了教学过程的项目化,根据职业岗位的任务、目标,对完成这一任务和目标的技能要求和知识支撑进行了分解和划分,确立了相应的项目目标,以技能培养为明线,掌握相关知识为暗线,按照项目设计教学进程设计进程实施成绩考核的程序进行教学,着重抓住①项目任务的明确性;②教学内容的综合性,在教学内容中既要培养学生的专业能力,也要提高学生的专业知识,同时还要注意培养学生的社会能力;③教学项目的细化性,在分析与检验专业的教学中,专业技术基础课的内容具有较强的基础性和相对的独立性,是完成综合性项目的基础,也是掌握基本技能所必须的支撑点,同样,对综合性较强的专业课,也不可能通过一个学习项目就达到其能力要求,也需要对其进行项目的划分,才能更好地达到教学;④教学进程的兼顾性和综合性,分析与检验专业的能力培养,在肢体技能上要求细致、准确和规范,在心智技能上要求了解分析试样的来源、状态、特点,分析方法的基本原理和要点,操作对象(设备)的操作规程;⑤成绩考核的综合性。 (3)学习情境任务化、岗位化 就分析与检验专业来说,其校内学习情境的任务化、岗位化的实现相对来说要容易一些,校内实习、实训环境与企业的生产环境关联性较好,在表面形式上实习、实训的程序与企业中的试样分析过程相似,基本过程都是取样(含试样处理)溶液配制(含标准溶液的配制)分析操作分析结果处理出表(分析报告单),但从教学的角度以及学生岗位能力的培养来说,是有巨大的差异;经过我校教师与企业工程技术人员及专家共同努力,提出了①学习目标任务化、岗位化,根据对学习领域的细分,确定了项目教学的任务,在每一项目中提出一个在能力要求和知识支撑的学习任务,围绕这一任务落实教学目的、教学内容、教学设备(设施)、教学过程设计、考核办法;②理论教学引导化,在理论教学中,以互动式教学为主,以需要解决的问题为线索,在分析检验原理上引出问题,调动学生的学习积极性,引导学生掌握理解相关分析检验原理;③实训教学岗位化,从取样到出结果的整个过程均由学生独立完成,在态度上培养学生严谨、细致的工作态度,在操作上培养学生注重工作程序,规范操作动作,在协作上培养学生的分工与沟通能力,在分析检验结果的陈述上培养学生的表达能力,对待分析检验结果准确性上培养学生客观、公正的科学态度,在仪器、设备的管理、维护上培养学生良好的工作习惯和按规章制度办事的工作作风;④成绩考核多样化,学生成绩由:理论成绩、作业情况、实践操作考核三项组成,其中实践操作考核由自评、学生互评、教师考评三项组成。 (4)实践教学层次化、综合化 校外实习、实训基地对培养学生实践能力、岗位能力起到了关键性的作用,我校与相关企业、部门签署了实习、实训基地协议,聘请了实习、实训指导教师,与企业技术人员、专家共同分析研究,制订了实习实训内容、时间、实习方法和步骤、管理办法、考核办法,分阶段、分层次完成实习教学,主要体现在:1.岗位技能的培养同样要按照学生的认识规律,由浅入深,循序渐进,由简单到复杂,由单项到综合的分层次进行;2.适应工作环境、强化岗位技能,学生到企业完成实践教学,采用“跟班制”,即每一名学生都由一名固定的师傅传、帮、带,其作息时间与师傅相同,师傅负责学生的实习教学、人员管理、安全管理等,使学生了解、熟悉进而适应工作环境,通过看、听、问、做,逐步学习操作技能;3.实践教学中强化理论支撑,分析与检验专业有其特殊性,其岗位技能中的心智技能占有较大比重,从试样怎么处理,到试剂选择与“量”的加入、分析检验方法要点的把握都属于其心智技能的范畴,为此,有针对性地有计划地对其岗位技能操作的每一分析检验步骤的理论支撑的学习提出了要求,采用学生自己检索、收集资料,在教师的指导下完成分析方法及原理的学习过程,提高了学生的岗位素质和岗位能力;4.顶岗实习的综合化训练,通过前期的校内、外学习,学生已完成了基本理论、基本技能以至单项分析检验任务的学习,在顶岗实习中结合职业技能鉴定和毕业设计,进一步加强综合性训练,做到,技能鉴定重在考核学生的基本技能和分析检验方法的掌握,毕业设计考核学生对岗位工作任务综合能力,从试样的采集至出分析结果,涉及到了试样的处理、分析方法的选择,仪器(设备)的选择,干扰元素的排除、分析步骤的安排,分析结果的准确性等综合性问题。通过技能鉴定的重操作,毕业论文的重理论运用,再次完成学生的综合性训练。 工业分析专业论文:浅谈高职高专工业分析专业英语教学 摘要本文主要介绍专业英语与公共英语及文献检索之间的关联,强调专业英语与公共英语及文献检索相联系的重要性。 关键词高职高专 工业分析 专业英语 工业分析专业英语是科技英语体系中的一种,科技英语是指用英语阐述科学技术中的理论、技术、实验和现象的英语体系,工业分析专业英语即为其中分析与检验领域中用来阐述各种理论、技术、过程和现象的英语。《工业分析专业英语》是培养高职高专工业分析及相关专业人才的一门重要专业必修课,既可以培养和提高学生阅读英语原著和报刊的能力,又可以使学生接触更广泛的专业知识及有关的英语知识。在经济全球化、信息社会化、产业知识化的今天,熟练掌握专业英语是学生参与人才市场竞争的一个必备素质。 本文主要介绍专业英语与公共英语及文献检索之间的关联,强调专业英语与公共英语及文献检索相联系的重要性。 1专业英语与公共英语 专业英语并不是简单的等于英语语法加专业词汇,它的语言体系及内容上都具有一定的特点。正确认识专业英语和公共英语的关系,可以使两门课的学习相辅相成,达到共同提高。 1.1联系 (1)构词法和词性转变。专业词语对于学生来说,难以理解和记忆,这就需要在词汇教学中补充构词法知识。学生第一年的公共英语学习中,对英语单词的构词法有系统的学习,这为他们学习专业词语及专业词语构词法奠定了一定的基础。 元素的英文表达很多都是以-ium结尾的。这些以-ium 结尾的单词的字头与元素符号相符合:如calcium代表Ca(钙),aluminium代表Al(铝)等。专业英语中,词语常常是混成的,如:redox =oxidation + reduction 氧化还原作用=氧化+还原;bromocresol=bromo+cresol溴甲酚=溴基+甲酚;electrochemistry=electrical+chemistry 电化学=电的+化学。 专业英语词汇的另一个特点是采用大量缩略词或符号使得词汇最大简约化,如EDTA(ethylene diaminete tetraacetate,乙二胺四乙酸),ppm(parts per million)百万分之一,ATP(adenosine triphosphate,三磷酸腺苷)等。 专业英语与公共英语一样,都存在词性的转换的规律,如: 滴定 titrate(动词)titration(名词)titrimetric(形容词)titrant(名词,滴定剂) 中和,中性 neutralization(名词)neutralize(动词)neutral(形容词) (2)语法教学,分析句子主干。进大学以后,有些同学对高中阶段所学的语法知识已逐渐遗忘,而专业英语的特点之一就是长句多,所以重视语法教学,培养学生分析句子主干结构的能力至关重要。我们知道英语的句子和汉语句子的最大区别就是结构严密、主谓分明,搞清了句子的主要结构理解就不会太难了。阅读专业英语文章遇到长句时,应该学会从整体上分析和把握句子,首先粗略的看几遍,心中对这个长句大体有个轮廓之后,然后再进行语法分析,即辨析句子的主干和分支结构。之后,再把分支部分往主干上添,如修饰主语的定语,修饰谓语的状语,以及一些从句等等。 1.2 区别 (1)词汇的专业性。化工专业英语由于其专业的特殊性在词汇方面主要表现为生词多、词汇专业性强、长单词多、专有名词多等特点。在化工专业英语的学习过程中,专业词汇的学习是一个拦路虎,甚至有些普通词汇看起来似乎很熟悉,但是其具体的词义选择也是一个问题,在大多数情况下已经不是原来的意思了。比如:concentration,大多数同学一见到这个词,就马上想到“集中,专心”,而实际上,在分析专业英语中,这个词最常用的意思是“浓度”,如molar concentration表示摩尔浓度;再比如cell,常见含义为“细胞”,但是专业英语文章中可以作为“电池”,如electrochemistry cell 意为“电化学电池”;再如positive 和 negative,公共英语中常用的意思是“积极的”和“消极的”,而在专业英语中常常采用另一种翻译“正的,阳的”和“负的,阴的”,如positive and negative charge为“正负电荷”之义。 (2)被动语态多。据统计,被动语态的句子在科技英语中约占1/3,比非科技英语中被动句出现的频率高一倍左右。这主要是因为在科技论文中着重讲述客观现象和科学真理,在意思表达上被动语态通常比主动句更简洁明了,与日常英语和文学作品不同。 (3)文章中长句多。一般说来,专业英语文章的句子结构比普通文章的句子结构更复杂,长句很多,逻辑结构非常严密,这给学生的学习带来不少困难。理解专业英语的长句常常是一个令学生头痛不已的问题。因为专业英语文章具有此特点,所以对于学习者来说,掌握了专业词汇并不代表就能读懂专业文章。 (4)与专业知识的结合紧密。对初学者来说,即使词汇句法均没有问题,但在文章的理解翻译过程中常常词不达意,不能以专业的口吻译出。这种现象主要是相关专业基础理论知识的遗忘或欠缺等原因造成的。 如《工业分析专业英语》中课文“Redox Titrtion”,若学生对氧化还原的理论知识已有所学习并较好掌握的话,那么这篇课文学习起来就很容易,容易激发学生主动性;反之,即使老师认真讲解,学生也未必能理解,还会导致学生失去学习兴趣,教学效果很难得到提高。 2 专业英语与文献检索 文献检索含义(Information Retrieval),是指将信息按一定的方式组织和存储起来,并根据信息用户的需要找出有关的信息过程,所以它的全称又叫“信息的存储与检索(Information Storage and Retrieval),这是广义的信息检索。狭义的信息检索则仅指该过程的后半部分,即从信息集合中找出所需要的信息的过程,相当于人们通常所说的信息查询(Information Search)。 文献检索中检索工具和检索对象很多是英文的,专业英语是文献检索的语言工具,文献检索又是专业英语的应用,把两门课程相结合成,使学习更系统,有利于提高教学效果。 《文献检索》课中CA 章节,以及从外文网站获取信息,如专著、论文、文摘、产品说明书、标准、专利等,有大量专业英语的内容,如检索关键词,所得文章的摘要乃至全文,实用性强,又能增加趣味性,从而学生能更好的认识和学习专业英语。 《工业分析专业英语》中各篇课文均为英美等国的分析专业的期刊、文献,在每篇课文结尾处均有斜体字注明,如 selected from“Brown,P. R. Analytical Chemistry,1990,vol. 62,pp. 995-1008.”,讲课时可与文献检索知识相联系,将此含义授予学生,学习一段时间后,让学生根据课后注明在网上搜索相关文章,这样既学习了专业英语,也练习了文献检索的使用,还拓展了学生的视野。 3 结论 工业分析专业英语与公共英语及文献检索之间的联系较为紧密,正确处理专业英语和公共英语及文献检索的关系,有利于各门课之间的学习相辅相成,从而达到共同提高,同时使得专业英语的教学更具趣味性和实用性。 工业分析专业论文:教改新思路:重点培养工业分析专业应用型人才 摘要:本文对中职生的素质做了客观的评价,根据学生的实际水平,从五个方面提出教改思路,进行教学改革的尝试,以培养工业分析专业的应用型人才。一、培养学生优良品质,加强学生职业道德教育。二、调整课程结构,提高现代化技术仪器分析学习的比重。三、全面提高职业院校教师的素质,加强“双师型”教师队伍建设。四、增加实习机会,锻炼学生独立操作能力。五、加强校企合作,建立实训基地,培养应用型人才。 关键词:技能培训 工业分析 应用型人才 职业技术教育是以培养适应生产第一线的技术应用性人才为目标的普通教育,其培养目标就决定了进行课程设置改革时,在保证基础理论学科科学性的前提下,须将教学的重点放在学生实践能力的培养上,所以要对本课程所属学科内容进行分析与取舍,正确处理科学性与实用性的关系,理论基础知识与实践能力培养的关系,通过综合性教学环节的训练,培养学生实践应用能力,缩短传统的学历教育与职业第一线需求的差异。同时为了能使学生与生产实际保持零距离,还应培养学生的职业素养、职业技能和创业精神,使他们成为掌握实用科技知识、娴熟技艺和高超手艺,受单位欢迎的劳动者。技能培养不能纸上谈兵,工业分析应用人才的培养尤为如此。为此笔者根据多年的教学研究,对中职生的实际素质作了分析评价,在多年的教学实践中从学生实际水平出发具体进行一些教学改革和尝试。 一、培养学生优良品质,加强学生职业道德教育 中职生从年龄、生理上讲和普高学生相差无几,但由于职业教育的特殊性,使得中职生和普通高中学生又有很大不同。尤其20世纪90年代末以来,我国高等教育的年年扩招引发了普遍的“普高热”,社会上对职业教育认识有了偏见,再加上初中毕业生中独生子女比例的不断增加,无论家长还是学生都不愿轻易选择职业教育,使得近年来中等职业学校生源质量明显下降。笔者通过多年观察发现中职生精力旺盛、思维活跃、好奇心强,可塑性强、偏好动手操作,但同时普遍存在以下缺点:思想上没有明确的学习动机,不求上进,做一天和尚撞一天钟:不少学生没把精力用在学习上,而把较多的时间花在了上网、玩游戏和交朋友、谈恋爱上;中职生普遍缺乏良好的心理素质。不能正确对待成功与失败;学习基础差,尤其是理化成绩不好,造成听课困难,很多同学反映上课听不懂,畏惧、害怕、甚至讨厌上课;个别学生缺乏基本的荣辱观、是非观,不能全面、辩证地看待问题,容易偏激。 面对这样的一个学生群体,笔者认为中职学校的老师比教书更重要、更艰巨的任务是培养学生的道德品质、学习兴趣、意志、情感等非智力因素及其他基本素质,从而使中职生走出校门后能够很快适应社会的需要,适应个人发展的需要。 目前,对于分析工作者,单位的分析样品杂而多,每个分析人员需学会多种样品的分析和多种仪器的操作使用,每个样品的前处理过程又不尽相同,有些样品前处理还很复杂,需要时间长,仪器调试过程也很麻烦费时,为了节约时间分析工作者往往需要“一心二用”一边调试仪器一边处理样品,所以分析人员不但要有很强的分析技术,还应具备头脑清楚冷静、认真仔细、有耐心、能吃苦耐劳等优良的品质和诚信、敬业的职业道德等等。有些部门需要“稳、准、快”的快速分析,没有清楚冷静的头脑和一身硬功夫是行不通的;有的部门需要每天做重复的工作,要没有耐心和一丝不苟的工作态度是万万不能的:若有的分析结果刚好落在产品质量控制点左右,就需要多次复检,没有认真仔细和吃苦耐劳的精神也不行;要做仲裁分析没有诚信的职业道德更不行。所以,我们在教学中应该注重从全方位培养学生全面素质。不但要培养扎实的基本技能,还应培养他们吃苦耐劳的精神,培养他们认真仔细的性格,培养他们实事求是的科学态度,培养他们一丝不苟的工作作风,培养他们对工作对国家很强的责任心,培养他们爱岗敬业的奉献精神。使学生成为“德能兼备”的高素质的劳动者。 二、调整课程结构,增加工业分析专业中仪器分析学习的比重 课程设置要科学合理,必须结合学生就业所需,突出他们的职业性和实践性。中职学校的课程总体结构可分为三大模块,分别是文化课程模块、专业课程模块、技能课程模块。学校在开设技能课程时要做到以下几点:第一,了解本专业、本行业对该技能课程的要求和标准,制定技能实训计划和标准;第二,课时量要满足训练目标的完成;第三,要提供必需的实训场地,以保证技能训练的目标完成;第四,有条件的学校可与企业合作,聘请企业技师上课,或者到企业进行实训。 通过我们调查研究发现现行的国标或企业用的分析方法中仪器分析方法占到80%以上。分析仪器种类繁多,各类分析仪器其原理各不相同,结构复杂,同一类分析仪器操作方法也有很大的差别。不同厂家的同一仪器配有不同的计算数据处理系统。就目前我们的中职学生水平,他们普遍反映学不懂,学习起来很吃力。因此我们调整课程结构,加大仪器分析学习的比重,教学中我们还利用多媒体等现代化的教学手段使抽象的概念和过程尽量通俗化简单化,同时要加强实践教学,多增加一些实际有趣的实验,比如食品中有无添加剂,饮料中有无色素(如柠檬黄)。辣椒面中有无苏丹红,食品加工过程中是否产生有害物质等等问题。既增加了学生的学习兴趣,又培养了适应生产第一线的技术应用人才。 另一方面。分析仪器的调试和数据处理离不开计算机,国外先进分析仪器的操作系统又都是英文版的,不同仪器软件各不相同,同类仪器各个厂家所配软件也不相同,就是一个厂家同一仪器软件也在不断更新。要想在实际生产中能很快学会仪器的使用,工作能得心应手,没有扎实的理论基础和专业基本技能是肯定不行的,但没有很好的英语水平和熟练的计算机操作能力就如同鸟儿折断了翅膀很难再飞得很高了。要想让我们的学生灵活应用各类分析仪器,成为分析行业的能手,成为单位受欢迎的人才,就应该鼓励他们除了学好学校开设的英语和计算机课程外,应坚持不间断地学习计算机和英语。 三、增加实习机会,锻炼学生独立操作能力 笔者通过多年教学发现,课堂上的苦口婆心有时效果并不好,处于青春期的中职生,不但听不进去说教而且还会有逆反心理。但他们爱做实验,通过亲自动手实践,可以增加学习的兴趣和自信心。教学中教师就可以结合中职生的特点实施有针对性的个体教育,锻炼学生实际操作能力,实现全方位的素质教育。对于一个合格的分析工作者而言,从样品的采集选样,样品的前处理,分析操作过程,结果处理到写出检验报告都需要分析者自己独立完成,同时还要管理实验室。对分析仪器进行维护和简单修理。所以培养学生的独立操作能力至关重要。另一方面分析所用的大型仪器比较昂贵,学校也不可能买许多台,为了能让每个学生有亲自动手做实验的机会,我们实现实验教学模块化,每一门专业课都进行一定时间的综合性实习,让学生能亲自动手做完样品的全分析过程,几种大型 仪器的教学和实践可分组分类同时进行再相互交换。完全实行全日制的实验室开放式管理模式,并取得了一定实效。这样不但能让每个学生亲自动手操作,有更多的机会全面学习分析仪器的操作使用,锻炼学生独立操作能力,还可以让学生体会成功的喜悦,增加自信心,以适应今后的工作状态。 四、全面提高职业院校教师的素质,加强“双师型”教师队伍建设 教师是教学的直接实施者。也是教学的领导者和重要的参与者,教师的观念和素质直接影响受教育者的质量。由于中职学校在国民教育中扮演的角色不同。所培养的学生除少数升人高职院校外,大多数成为当地各行各业的第一线劳动者,直接加入到当地的经济建设大军中。作为中职学校,其培养目标就是造就高素质的劳动者,毕业生应具有一定的科技文化素养;掌握一定的劳动技能;具有社会的适应能力,就业的竞争能力;能直接找到适合自己的工作岗位。成为有文化、有技能、有能力的劳动者,服务于当地的经济建设。然而随着社会的变革,目前中职学校的教师队伍也发生了变化。老一辈“企业工人型”有着丰富经验的教师逐渐退休,新一代大学生、研究生毕业的“学院型”教师逐渐加入,中职学生的培养模式,教学方法也在不知不觉中发生变化。教学结构方面学科性体系很完整,但技能培训的力度、内容、方法等已脱离企业职业技能的实际需要;在师资能力方面,理论水平可谓今非昔比,但其操作技能方面大不如前。试想这样的教师其自身都难称得上“能工巧匠”,很难让人相信能够培养出“青出于蓝而胜于蓝”的学生。另外作为职业院校的教师理所当然也应该将目前的新技术新仪器新方法,各个行业的新发展新动向新问题告诉他们。所以我们必须重视对化学分析类教师实践能力的培养,课程实验设置应尽量结合工业生产实际,增加各行业部门的应用实例。这样不但可以增加学生的学习兴趣,也可使学生走向工作岗位后能很快适应环境,进入角色并能上岗操作。这就要求我们学校首先要通过各种手段,鼓励教师积极参加各种改革项目,激励教师从事实践教学。参与实验室建设与科研工作,能不断的更新知识,了解现代化学科学技术的发展和行业发展新动向,建设一批强有力的适应社会发展的“双师型”的教师队伍。因此我校积极响应国家关于“职业院校教师素质提高计划”决定,定时定期安排教师去对口企业或单位参观并“顶岗实习”熟悉相关专业领域的新知识、新技能、新工艺、新方法。使教育者能不断更新知识,了解现代科学和边缘科学的发展,了解科学与现代社会的关系。了解和掌握目前我国实际生产状况,成为“双师型”的教师。 五、加强校企合作,建立实训基地,培养应用型人才 德国的职业教育采用“双元制”模式,其特点是企业和学校共同完成职业培训,在校学习文化理论课,在企业进行实践培训,理论和实践密切结合,在企业接受培训的时间多于在校学习的时间,培训很大程度上是以实际生产为基础的,学生所接受的是企业目前最先进最实用的技术,毕业后可直接投入工作不需再培训。 我们应该借鉴德国“双元制”职业教育模式,在现有的实验实习的基础上鼓励企业广泛参与对学生的实训,加强校企合作,建立实训基地,培养应用型人才。校企合作,可在企业选择具有一定代表性的技术攻关课题,由学校研究攻关,双方派导师对学生进行指导,结合企业课题的现实性,学校导师的理论性、企业导师的实践性等各方面的优势,并利用学校的图书资料、教学与训练设备以及企业生产经营场所和设施等各方面的资源,使学生理论与实践水平在学校与企业的结合互补中得到提升。学员在课题研究与攻关的过程中,通过自己查资料,与导师交流、实践、汇报、答辩以及向导师、同学请教中获得资料,撰写论文,同时语言表达、与人沟通、与人协作等各方面的能力都能得到锻炼,从而达到全方位培养应用型人才的目的。校企合作,建立实训基地是培养应用型人才最有效的途径。我校已成为西北地区化工行业的实训基地,将为石油化工行业培养一大批实用型的人才。
自动控制理论论文:基于控制系统分析的自动控制理论课程建设及实践 [摘要]自动控制理论课是电类专业的基础课程,在课程设置和学生培养中占有重要地位。利用控制理论基本思想,指导该课程的建设过程,分析了教学过程的系统构成特性、制约因素及相应的解决方法。通过多年的教学实践,取得了较好的教学效果。 [关键词]自动控制理论;系统分析;反馈;课程建设 0 引言 深化教学改革,提高教学质量,强化素质教育是当前高等学校教改的重要主题,而更重要的是教育思维模式的更新与变革。 所谓“教有法无定法”,但每位肩负“传道、授业、解惑”职责的教师都希望收到事半功倍的效果。在专业课自动控制理论多年的教学工作中,笔者也在不断理解社会发展变革对其的新要求,调整具体的授课思路与方法,摸索新的教学策略。本文将控制理论恰当地应用到自动控制理论教学之中,采取反馈控制手段,在教学实践中,有效地提高教学质量。 1 课程特点及控制系统结构 自动控制理论课程是电气类、机电类专业的一门理论性很强的专业基础课,在学生培养过程中占有重要的地位,一般都在大学三年级第一学期或第二学期开设。这门课有其自身的特点,如知识系统连接较为紧密、计算性强、作图方法多;课程中知识点多且抽象,而且对数学基础要求较高,涉及到的数学知识包括高等数学、线性代数、积分变换、复变函数等;与工程实际联系较为紧密。在教学中必须要遵循由浅入深、从易到难的规律,对先修课程应有一定程度的理解,并在此基础上以系统的、整体的观念实施教学。 控制系统按照有无反馈可分为开环系统和闭环系统。开环系统输出量对系统的控制量不产生影响,即信息单向流动;而闭环系统中,不仅存在着输入对输出的前向控制作用,输出同时对输入产生反向的影响,即在系统中,信息形成双向闭合回路。反馈控制是一切闭合系统自动控制的精要所在,任何系统只有根据反馈信息才能比较、纠正和调整它发出的控制量,从而实现对被控对象的有效控制,达到预期的目的。 在教学过程中,教师与学生之间的“教”与“学”的过程显然不能用单向信息传递来描述,否则授课与教育的过程变成了被动的接受过程。而一直强调的互动与调研正是信息的双向交流,也就是反馈控制的应用。如何正确地应用反馈控制理论,合理地设置反馈环节和控制环节,以提高课堂效率、提升教学质量,正是要讨论的问题。 2 课程建设中的系统结构分析与对策 下面结合控制系统的一般分析与设计过程和自动控制理论的教学实践来分析教学的各个环节,运用控制理论制定对策,指导教学过程。 2.1 被控对象分析和目标制定 控制系统设计首先是要掌握被控对象的特点,抓住主要矛盾,进而制定明确而又实际的控制目标。过低的目标失去了控制调节的意义,过高的目标又会增加控制成本。作为授课教师,面对的研究对象是自动控制理论课程和学生(称为基本被控对象),目标是合理地利用课上及课余时间让学生在短时间内掌握基础知识,提高应用能力;而作为教学管理者,其研究对象是包括教师和基本控制对象在内的广义被控对象,目标是排除多方面干扰的影响,适应社会发展的需要,合理利用教学资源,培养具有较强竞争力的学生,同时打造具有鲜明特色的专业课程。 由于课程开设在公共基础课之后,大多学生在先修课程中习惯了定量化、精确化的分析方法,而疏于用物理概念进行系统定性分析,特别是如何针对实际系统存在的问题,采取相应的分析和设计更是他们在学习方法上的薄弱之处。自动控制理论课程定性分析与图示解释较多,在传统的教学过程中,一般都是按照教材的自然顺序按部就班地进行讲解,并且课堂授课中,教师需在黑板上做大量的数学分析推导,绘制大量的曲线,因此课堂教学往往是索然无味的公式推导、定理证明和手工绘图。在实验教学环节中验证型实验多,设计型实验少,甚至存在“一键式”实验,这样难以锻炼学生的设计能力,对于学生自学能力的培养、设计能力的开发都存在着极大的阻碍作用。 对授课具体内容而言,自动控制理论主要研究的负反馈系统,包括系统的分析和设计两大方面,理论知识学习的目的是系统设计,而系统分析是设计的基础。分析与设计都是围绕稳定性、快速性和准确性三方面展开。分析方法主要是时域分析法、根轨迹法和频域分析法,分别从时域、复域、频域等不同的角度分析同一个控制系统,但最终归结于时域性能分析。 由此就清楚地勾勒出研究对象的轮廓,在这个基本轮廓之下展开教学,根据课程、学生及教师的特点,抓住了课程的关键,用统一的思想将课程内容融会贯通,教、学、辅联成一体,有助于学生加深对学习目的的认识,掌握知识体系,提高学习效率,同时也有利于管理者从整体上把握课程建设。这正是控制理论系绕性观点的体现。 2.2 反馈环节设置 反馈是控制理论的基础和精要所在,任何系统只有通过反馈信息,与预先设计的目标进行比较,利用二者形成的偏差不断调整,才能产生有效的控制,形成一个信息传递的闭合回路。没有反馈信息的非闭合回路或者反馈信息过于粗糙甚至错误的闭环系统,都不可能实现预期控制。 在教学实践中,反馈监测点的设置和反馈信息的提取与处理应遵循点面结合的原则,即既要考虑与多个控制目标(学生培养、教师队伍、课程建设)相关的评价指标的设计,又要兼顾评价、反馈量提取的可行性,同时要重点关注制约控制效果的关键点,并在反馈信息综合中加以不同权重。对于反馈信息的获取主要通过3个方面,如图1所示,并形成三环反馈控制,及时调整教学中出现的各种偏颇。 内环反馈信息来源于课堂教学。教师在充分备课、清晰讲解的基础上,加强和学生的互动与交流,收集学生对该课程的反馈信息,及时对课程教学进行调整。课堂学生反应最能直接地体现教学效果,可以通过观察学生的目光、给出适当的提问、采取启发式与联想式讲解、提供一定的讨论和练习等不同方式来收集学生的反馈信息。根据控制理论,内环反馈控制对于系统的调节最为直接,因此授课教师应采取多种手段,激发学生的学习兴趣和参与意识,给学生创造一个相对轻松的心理环境,以便更多地获取真实反馈信息,使课堂信息由单向传递变成双向传递,形成闭环调节,提高课堂效率。中环反馈信息来源于学生定期的网上评教和教学督导意见。发挥网络平台作用,通过设置学生信息反馈平台和网上评教系统,鼓励学生将自己在学习过程中遇到的问题、对各个教学环节的意见和建议反馈给教研室或者教师本人。同时结合教学督导的意见,对授课过程加以优化。外环反馈信息来源于最终的考试成绩以及课程结束后的教学研讨。尽管考试成绩不能说明一切问题,但通过考试过程及试卷分析,可以发现学生在学习该课程中存在的共性问题;通过教学形势分析和教学方法研讨可以掌握社会知识需求,同时达到取长补短的目的。 2.3 干扰分析 控制系统中,干扰不可避免,并且直接影响控制效果,因此干扰抑制问题是控制系统分析的一个重要内容。在控制理论中通常可以采用预测和补偿的方法削弱其对输出的影响。在这里,需首先分析干扰及不确定因素的产生。在该系统中,人(教师、学生、管理者)是主要的系统组成部分,个人的差异性,必然导致信息传递过程中的不确定性。如,学生基础知识、教师知识结构与研究兴趣、反馈信息的客观表现、管理决策的执行差异等等都是客观存在且随机变化的。应重点关注整体的不确定,并做好相应的“补偿”准备。首先了解学生预备知识的掌握情况,是否需要补偿。课程中涉及到的数学知识很多,如积分变换、拉普拉斯变换、复变函数等等,但所需知识点相对较孤立,因此可以利用较短时间进行“突击培训”。实践证明,适当的“基础知识补偿法”对于课程重点、难点的讲解具有良好的辅助作用,教师和学生都减轻了压力;其次是课堂干扰补偿。课堂上的互动是必要的,既可以调节课堂气氛,又有利于信息的双向沟通。但不能以点带面,让片面的反馈信息占据主导地位。课堂上提问式讲解,教师总是希望得到正确的回应,但不可将个别回应作为学生全面掌握知识的反馈信息。因此要剔除这种期待已久的“特殊喜讯”,注意观察大部分学生的反应和课堂情绪,排除干扰;第三是排除评价干扰。来自学生、督导、同行等方面的评价是系统中重要的反馈信息,为避免个别的不公正评价,需设置信息过滤机制,过滤掉带个人感情成分的“奇异值”,对来自不同方面的反馈信息加权处理。当然这个过程应以学生反馈信息为主,其他方面反馈为辅;最后是执行干扰补偿。在一个完整的教学计划执行过程中,教师是策划者和执行者。但教师水平、教学经验甚至责任心的差异,都可视为一种干扰,都可能影响教学效果。因此适当的教学示范课、教学基本功训练、定期的教研组讨论、教学方法交流都是必要的补偿方法。 2.4 控制调节制定 控制调节主要考虑两方面:一是教师的作用,二是教学管理者的作用。 教师方面。强调信息的双向流动,要达到学生掌握教师传授的知识、方法这一目的,因此教师应该成为驾驭课堂、掌控知识的角色。授课教师要精心设计每堂课,特别是绪论的讲解。作为控制论的入门课程,必须要让学生在首次接触课程的同时,将一个异常开阔的视野展示在他们面前,而不是让其产生这仅仅是公式推导、纯粹理论堆积的错觉,进而刺激学生求知、探索的兴趣和激情。鲜活生动的应用实例,具体的视频展示是冲击和震撼学生这种发散思维的最好手段。需要摒弃传统教学中发展历史的简单罗列,取而代之的是声情并茂的图文、视频展示,既融入了大量专业信息,又激发学生的兴趣,取得了事半功倍的效果。此外,通过适当的教学经验交流、教学方法讨论,使每位任课教师在熟知教学内容的基础上,培养教师运用适当方法,调控课堂气氛,激发学生热情的课堂应变能力。 管理者方面。教学管理者除关心教学效果外,更要关心如何打造一门精品课程,如何培养一支精干队伍。因此其调控行为相对要宏观,在控制理论课程建设过程中,主要从以下几方面着手调控。 1)教学实验环境改善。作为重要辅助手段的实验教学在课程建设中作用不容忽视,除了更新实验设备之外,更注重实验内容的更新。通过增加开放性实验、设计型实验、自主开发型实验,开阔学生视野,锻炼实践能力。 2)教学计划适时调整。尽管目前学时压缩是个大的趋势,控制理论课程同样受到影响,但对于基础内容、经典方法的学时不能压缩。通过更新教学内容、编写适合自己专业的特色教材,合理使用多媒体教学手段,使教师和学生在教与学的过程中都做到得心应手。 3)建立一定的奖惩激励机制。结合学生评教、教学督导及教研室评价,对课程综合打分,并对教学成绩突出的教师给予一定的物质和精神奖励措施,激发教师的教学投入热情,营造积极向上的竞争气氛。 3 结束语 在多年自动控制理论教学实践中,笔者对“控制理论”学以致用,在充分分析课程特点、考察教学过程的基础上,利用控制理论基本思想,发挥专业优势,分别针对目标制定、反馈设置、干扰抑制、控制手段等方面找到教学活动的对应环节,摸索出适合电类、机电类专业学生学习的教学方法。同时,对其他课程体系建设具有一定的借鉴作用。 自动控制理论论文:自动控制理论有效教学方法探索与实践 摘 要:自动控制理论课程涉及自动控制系统分析与设计的基本理论和基本方法,其特点是概念抽象、术语多、数学成分大、工程实践性强,要求该课程在教学方法上进行探索。研究并探索了该课程基于认识论和方法论的有效教学方法,经过近几年的探索与实践,教学效果良好,可为提高该课程的教学质量和进行有效的课堂教学提供参考。 关键词:自动控制理论;有效教学;探索与实践 自动控制理论课程是支撑我校导航、制导与控制国家重点学科的主干课程,自1959年起即为测控工程专业学员开设,目前已面向全院本科学员,是全院性的专业基础课,选用胡寿松教授主编的《自动控制原理(第五版)》教材。 自动控制理论课程综合性强、知识覆盖面广、基本概念和术语多,数学推导多。它不仅要求学生有扎实的高等数学、工程数学、复变函数、模拟电路、电工技术等课程基础知识,而且还要有较强的计算能力和工程素养。特别是随着控制技术的迅速发展,课程内容不断丰富充实(教材的第一至六章和第八章),讲授对象也日渐广泛,而课程学时却一再压缩(课内60学时),要求也越来越高,并且所选用教材的内容特点往往使学生因缺乏工程实践,缺乏对实际控制系统的感性认识而感到内容比较抽象,知识点分散、公式多、推导多,进而影响学习效果。总之,课程标准和教材内容的特点让学员感到难学,教员感到难教。该课程的改革和建设是全面提高专业课教学质量的基础,促进学科发展的关键。为提高教学效果,促进“指技合一”复合型军事人才培养,我们对该课程的有效教学方法进行了探索实践。 1 基于认识论和方法论的教学方法探索 1.1 从定性到定量、再到定性的分析思路 人类认识自然、了解自然,总是遵循从定性到定量、再到定性的这一规律,这种过程也是认识论所倡导的规律。自动控制理论课程的目的是让学员掌握控制的基本概念,并能够对实际的控制系统进行分析、设计。理解控制的概念比较容易,但要实施恰当的控制则比较难。在课程教学过程中,我们经常强调从定性到定量、再到定性的这一认识过程,帮助学员掌握整个课程的分析、学习思路,从总体上把握教材的内容,取得了较好的效果。 例如,对于一般自动控制系统的控制原理分析是定性分析,但是光知道自动控制的基本概念和原理是远远不够的,一个实际的系统要能够进行工作,必须对它进行定量分析,也就是要分析其稳定性、准确性和快速性指标。为了达到定量分析的目的,必须对系统建立模型,这个模型就是数学模型,包括微分方程、传递函数、结构图和频率特性,正好是教材第二章和第五章的内容。数学模型是实施定量分析的基础,有了模型并能够对其进行求解(拉普拉斯变换和反变换)的基础上,我们就能够对系统进行定量的认识。例如对快速性的认识,是通过对一阶系统和二阶系统的性能分析来建立起动态性能指标;对于稳定性的认识是通过线性系统稳定的充要条件和劳斯—赫尔维茨判据、奈氏判据、对数频率域稳定判据来进行的;对于准确性的认识是通过终值定理和静态(动态)误差系数法求稳态误差来进行的。 学员在学习过程中,喜欢对系统进行定量分析。因为定量分析有公式,计算简单,容易得出结果;而定性的结论,多属定量分析的结果、文字性结论以及相关的描述性结论。为此,我们在教学过程中强调,定量分析比较容易,难的是从定量分析上升到定性的结论和定性分析上去,也就是对这些定量的公式、结果的分析。例如,稳定性与参数之间的定性的关系;动态性能指标与系统参数之间的变化关系;稳态误差随系统参数变化如何变化;稳定性、稳态误差和动态性能指标与系统参数变化之间的关系;高阶系统增加闭环零点和闭环极点对系统有什么影响等。 1.2 从开环系统分析闭环性能的策略 控制的优秀思想是反馈,反馈就可使一般的开环系统变成闭环系统。因此,系统的开环与闭环之间存在紧密的联系,一般来说,开环系统容易分析和理解,也容易获得其数学模型,因为开环系统一般是由各种典型环节组成的,可以很方便地求得开环系统的零点和极点。因此,为了分析系统的闭环性能,常常从开环系统传递函数、开环性能出发来研究和分析。 例如,为了分析闭环系统的稳定性,劳斯判据需要知道闭环特征方程,而闭环特征方程正好是1+Gk(s)=0,其中Gk(S)就是系统的开环传递函数;而用奈氏判据直接通过开环幅相特性曲线Gk(jw)就可判别系统的闭环稳定性,也是从开环传递函数出发的。分析系统的稳态误差时,对于型如tm或其线性组合的输入来说,可直接通过对开环传递函数的型别v和开环增益k来得到静态误差系数从而算出稳态误差。绘制根轨迹时,由1+Gk(s)=0可推导出根轨迹方程,最终可直接采用开环传递函数Gk(s)来绘制闭环根轨迹,并根据闭环根轨迹分析系统的动态性能、稳态性能、稳定性等信息。 从开环系统分析闭环性能的策略可以帮助学员掌握各种分析方法的出发基点和分析目的。由于自动控制理论课程概念、术语多,从什么条件出发分析系统的什么性能在学员学习过程中经常引起混淆,往往课程教学已经结束了,学员还不知道用什么传递函数来绘制什么(开环、闭环)系统的根轨迹,用什么传递函数来计算(开环、闭环)系统的稳态误差。诸如此类,不一而足。 1.3 从对控制系统的要求出发整体把握教学内容 自动控制理论课程内容繁杂,基本概念、定义、术语、公式多,学员难以从整体上把握课程的全貌,难以建立课程知识体系之间的内在联系,大部分学员只有靠机械记忆来掌握课程内容。在教学过程中,我们通过从控制系统的一般要求出发,将课程体系有机联系起来,收到较好的效果。 对自动控制系统的一般要求是“稳、准、快”,因此对控制系统进行分析就是对这三个字进行分析,即分析系统的稳定性、准确性(稳态误差)和快速性(动态性能指标)。首先要求知道它们的准确含义,其次要采用合适的分析方法。分析方法最直观的是时域分析法(第三章);其次是在系统参数发生变化的时候,系统的性能如何变化,可采用根轨迹法进行分析(第四章);除此之外,如果系统的输入是正弦波,对系统的分析可采用频域法进行(第五章);如果系统的性能不符合要求,则必须对系统进行校正(第六章)。 当然,对于每一种分析方法,其分析特点和目的也不一样。时域分析可提供时域指标的全部信息;根轨迹法分析具有时域分析的特点,但它可以提供系统参数发生变化时的闭环系统的根的分布情况,从而可以分析系统的时域指标;而频域分析由于方法的特点,可以分析系统的稳定性和稳定裕度,但不能提供直观的时域指标。 1.4 线性叠加的思想 自动控制理论讲授的主要是经典控制理论,研究对象是线性定常系统,其主要特性是叠加性和均匀性。在系统分析过程中,经常采用的策略是叠加。从一般的多输入产生的输出是采用叠加原理,到开环对数幅相特性曲线的绘制也是将幅频特性相乘变成对数幅频特性的相加从而简化运算。对系统进行校正的时候,串联校正采用的是线性叠加,而反馈校正不具有叠加性,但通过进行一定的简化,最后进行反馈校正进行设计时,也是通过近似的线性叠加的办法。因此,叠加的思想在课程中运用得相当普遍。 2 教学实践体会与教学效果 2.1 多从工程的角度进行教学 自动控制的基础是微分方程的求解,但精确求解微分方程却不是本门课程的重点。自动控制理论是从工程实践中发展并提炼出来的。因此,虽然求解微分方程具有逻辑严密性和精确性,但数学特性却不是该课程的主要特性,在教学过程中应该强调的是其工程性。它的工程性主要体现在几个方面。一是近似、简化的方法,例如对非线性系统的小偏差线性化法近似成线性系统,这种近似在工程上是应用得非常多的,也是非常有效的,在一定程度上能够满足工程的需要;再例如在一定条件下将高阶系统简化为一阶或二阶系统。二是大量公式的推导过程应该注重工程背景,而不能从纯数学的角度出发进行推导教学,严密的数学推导并不是本课程的主要目的,即不能将本课程讲成一门纯数学的课程,而应该从工程的角度出发,充分利用简化、近似、适用范围等工程使用条件,对相关知识点进行讲授。 2.2 适当强调控制系统的设计 自动控制理论课程的目标有两个:一是控制系统的分析;二是控制系统的设计。我校所选用的教材是以控制系统的分析方法为主线,在控制系统的分析方面内容比较详尽,各种分析方法都有介绍,知识点成体系,但对控制系统的设计则讲得较少,也就是注重基础知识的讲授,而忽略如何利用分析方法进行控制系统设计。学员学完该课程之后,掌握了许多控制系统分析的方法,但对实际控制系统的设计基本没有思路,总感觉无从下手。 为此,在教学过程中,笔者强调基础分析方法的同时,引入另外一条控制系统设计的主线,以一个导弹控制系统仪器为例,从其控制原理、数学模型、时域响应分析、根轨迹分析、频域分析以及频率域校正方法出发,对该仪器系统进行分析与设计,既增加了学员学习相关知识的积极性,又提高了教学效果和学习效果。 此外,原教材的知识内容在控制系统的设计方面虽然篇幅较少,但是涉及相关设计的内容都已经融合在相关知识点中。比如对一阶、二阶系统的参数分析与调节,对系统开环增益的调节作用等,实际上对被控对象或系统增益的调节已经是系统设计的内容了。事实上,自动控制理论的发展在相当长的一段时间内都是对系统的参数进行调节。如果参数调节不起作用,则需要采用校正方法来改善系统的性能。 值得注意的是,过多地强调系统设计的内容会牺牲对基本理论与方法的教学。引入以实际控制系统的设计这条主线,应当处理好基本理论方法与应用之间的关系,注意把握基本理论方法与应用之间的“度”,这个“度”就是在不牺牲课程内容体系、知识体系完整性的前提下,适当增加设计方面的内容。 除此之外,对教学内容进行整合和精选,引入Matlab编制的辅助教学软件等措施,也在教学过程中得到了有益的尝试。 3 结束语 近三年来,在自动控制理论课程的教学过程中,采用基于方法论和认识论的有效教学方法的探索和实践,与以往的教学情况相比取得了明显的教学效果。有学员说,通过这样的教学方法,我们很容易理解课程的内容体系,知道该掌握哪些知识,哪些是重点,哪些是难点,能够从总体上把握经典控制理论的全貌。对于青年教员来说,通过这样的实践,能够让他们尽快地理解掌握课程体系和内容,尽快帮助他们成长为一名合格的自动控制理论课程教员。当然,随着自动化技术的飞速发展,为了能够适应新时期对人才培养的需要,必须加强自动控制理论课程的教学改革和探索,不断地更新和完善教学内容,改进教学方法,将自动控制理论课程的教学推向一个新的高度。 自动控制理论论文:浅析自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用 摘要:采用先进的热工自动化产品后不但可大幅度提高电厂的安全性,避免出现非计划停炉停机的重大事故,而且可极大地提高电厂的经济效益。本文对自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用进行了探讨,仅供参考。 关键词:热工自动化;控制;火电厂;应用 一、自动化控制理论概述 1、自动控制理论简介 当前,自动控制理论经历了现代化控制理论到智能控制理论的发展,已经成为自动控制科学的优秀。根据不同的条件,可以将自动控制系统进行不同的分类,如按照其控制装置的不同,分为模拟式的常规控制以及计算机控制两种。其次,从是否有反馈上来说,可以分为开环与闭环两种控制系统。最后,从设定值是否是固定的这一角度来说,又可以分成是随动以及定值控制系统。 2、火电厂热工自动化的主要内容和应用现状 如今,各个领域的企业单位都开始在追求自动化,将热工自动化控制系统应用到电力企业中,可以促使其更好更快的发展。具体来讲,热工自动化控制包括诸多方面的内容,比如自动检测、自动控制、自动报警以及自动保护等。自动检测指的是利用自动化仪表可以独立测量热力过程中的热工参数,比如温度、压力、流量以及成份等,在这个过程中,是不需要工作人员参与的。通过应用自动检测,可以将火电厂工作中存在的各种问题及时找出来,采取一系列的措施进行处理,结合检测情况来合理调整火电厂机组的运行。 自动控制指的是利用自动控制装置来自动运行和调节火电厂机组中某些过程和设备,促使机组可以更加安全稳定的运行,另外,经济性也可以得到提高。这种操作是严格依据拟定的步骤和条件来进行的,因此也有人将其称之为顺序控制,主要在机组的启停、运行以及事故处理中应用顺序控制。生产设备的具体情况以及运行要求决定着顺序控制的步骤和每一个环节的内容;结合操作次序和条件,来合理编制顺序控制的流程,它的实现是由自动装置来完成的。控制装置除了具备基本的联锁保护功能之外,还需要具有一定的逻辑判断能力。当完成了某一项操作之后,需要标明已经实现了本步骤操作,方可开始下一步操作,否则,就需要将操作顺序进行中断,然后报警。自动报警指的是如果在机组运行中无人控制,如果不慎偏离了相关参数控制,就可以自动对工作人员进行提示,采取一系列的调整措施,来降低重大故障和事故的发生几率。随着时代的发展和进步,机组容量越来越大,那么热力系统的复杂程度也越来越高,操作控制的难度较大,需要具备更高质量的自动保护。具体来讲,自动报警主要应用于高低水位、超温超压以及事故状态等方面。 自动保护指的是如果热工参数超过了相关标准,或者是设备运行条件不符合相关要求,那么就可以自我修复和控制机组设备,为了避免发生更加严重的事故,还可以停止设备的运行。在衡量供电质量方面,非常重要的一个指标就是电的频率,那么就需要汽轮机具备的转速自动调节系统具有较高的性能,这样才可以控制电频率,使其不超出相关的精度范围。在锅炉的实际运行中,需要有一些参数来将锅炉的工作状况给有效的反映出来,保证其不超出相关的规定范围,或者在变化中呈现一定的规律。 通过调查分析发现,如今我国各个发电厂也在开始进行技术改革工作,火电厂的自动化程度越来越高。在自动装置方面,我国传统采用的组装仪表已经发展为先进的数字仪表,系统控制设备也得到了快速发展,通过一些小型计算机可以有效的监督和控制机组的运行,通过CRT来显示监督结果,这样就可以在很大程度上提高它的监控水平。在应用控制和热工保护方面,也取得了一系列的成绩,在火电机组控制系统发展中,非常重要的一个方面就是开始采用协调控制系统,我国也开始将注意控制系统应用到大型发电机组和引进的发电机组中。通过这些技术革新,促使我国电厂热工自动化控制得到了更好的发展。 二、DCS的主要发展方向 1、自律分布式系统结构 在火电厂热工发展过程中,非常重要的一项控制系统就是自律分布式控制系统,这种系统可以满足自律可控性,又可以满足自律可协调性。自律可控性指的是如果有问题或者故障出现于系统中的任何一个部件系统,那么其余系统除了可以自我保护,还可以控制自身系统;自律可协调性指的是如果有问题出现于任何系统中,企业系统就可以对自身工作状态进行协调控制。相较于目前的DCS,自律DCS具有很大的差异,目前主要有层次分布型系统和水平分布型系统两种,如果有问题出现于前者的上位子系统内,调节功能是无法由下位子系统来完成,但是下位子系统可以进行局部控制,这样自律控制性就得到了实现;后者的部分子系统中出现了问题,并不影响到其他系统的正常工作,但是在这种情况,信息无法在各个系统中实现交换,这样虽然协调性可以实现,控制性却无法满足。如果采用传统的集中式系统,因为控制器只有一个,那么就会出现诸多问题。 2、EIC综合技术 EIC分别是三个装置的简称,分别是电气控制装置、仪表控制装置和计算机控制装置,在传统的发电控制中,这三个装置都是独立的,安装也是分别进行的,而如今随着科学技术的革新,国家开始应用了EIC综合技术,有机结合了三种装置,在规划时,可以由DCS来统一进行;在未来一段时期内,还需要进行深入的研究,从配套软件和硬件方面来努力,并且设计相关的编码,应用到综合系统组,来提高综合技术的控制能力。 3、现场总线 通过研究发现,在DCS发展中,非常重要的一个方向就是现场总线FB,FB作为一条重要的通信线路,由DCS所控制,可以将那些干扰以及不良影响给排除掉。通过FB可以有效连接现场的所有智能设备,比如智能变送器、智能执行机构等等,这样控制电缆的数量就可以得到大大的减少,以往通过长线传输出现的各种问题也可以得到有效减少,比如信号不良、信号差异等。通过现场总线的应用,可以更好的管理系统结构,提高现场设备运行的智能化程度,更好的维护发电控制设备。 4、过程仪表控制 随着DCS的广泛使用,常规控制仪器只有较小的使用范围,目前在大型机组上设置的仪器表数量越来越少,记录表也不再安装。如今开始应用IGS,也不需要将仪表盘应用在现代中央控制室。今后一段时期的发展趋势是在FB支持下,对各种智能变送器以及智能器等进行使用,这样就可以促使仪器更好的运行;这些装置可以找出在设备运行过程中以及设备停止运行过程中所出现的任何问题,并且进行分析和解决,促使仪器在一个良好的环境内运行。在社会飞速发展过程中,环境问题日益严重,环境保护已经被提上了日程,出现了越来越多的仪器来监控发电厂污染物的排放量,但是这些设备有着比较复杂的结构,并且需要较高的造价成本,那么就会增加实际使用和维护的难度。并且因为这些技术面世不久,在专业技术人才方面还比较的缺乏,我国也没有详细介绍这些先进的仪器,国外在相关资料方面也比较的欠缺,那么就会对设备的广泛应用产生限制作用,不仅会造成大量的资金和人力的浪费,还会威胁到环境,需要引起相关人员的重视。 结束语 作为新型的控制技术,热工自动化控制具有无可比拟的优越性,发展前途光明。在使用前,合理的设计是不可少的。我们要立足国情,研发与我国现实情况相协调的热工自动化控制,提高操作性。 自动控制理论论文:自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用 摘要:在科技飞速发展的今天,热工自动化系统也得到了快速发展,逐渐实现了高速化、智能化和透明化。在火电厂中应用热工自动化控制,可以充分利用故障信息,更好的处理故障,还可以对各个控制系统进行控制,提高系统运行的稳定性。基于此,本文就自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用进行了探讨。 关键词:自动控制理论;火电厂;热工自动化;应用 一、热工自动化概述 1、概念浅析 在传统的火电厂的参数操作中,都需要人力进行测量与控制。热工自动化应用于火电厂解放了人力,在自动化控制装置、自动化仪表的帮助下,实现了对火电厂热力参数的无人直接参与、无人控制的现实,以自动化保护、自动化报警与自动化控制满足处理信息的需求。可见,热工自动化是火电厂热力参数的智能控制系统。除了人力的解放外,火电厂应用热工自动化控制也提高了保障热工设备的安全等级,避免了工作人员不必要的劳动,机组经济性与工作效率大大提升,是优化工作环境条件的重要系统。可以说,火电厂的现代化是以热工自动化为前提的。 2、热工自动化在火电厂的应用现状 新时期,各企业都在追求自动化以提高生产力、降低生产成本,实现效益的最大化。热工自动化应用于电力企业中,为电力行业注入了新的活力,也是在火电发电过程中,一步一步由无到有的过程。当前,自动保护、自动控制、自动检测与自动报警是热工自动化的重要组成。首先,自动检测。即通过自动化仪表对热工参数,例如热工环节的流量、压力温度、液位与成分等独立完成测量,排除了工作人员的参与。在火电厂运作过程中,若存在问题与不足,自动检测装置也能有效的探测到,并立刻调整火电厂运作参数。其次,自动控制。可实现自动调节与运行火电厂机组的设备或过程,保证经济性与安全性的机组运作。第三,自动报警。火电厂机组在无人参与情况下若出现参数的控制偏离,则自动报警装置将向工作人员发出警告提示,做好及时纠正、调整,避免重大事故与故障的出现。第四,自动保护。此功能在于自我控制与修整。如果设计参数无法满足实际设备运行条件或热工参数比限定值大,那么装置将自动终止工作,防止事故进一步扩大,避免不必要的损伤。 在各领域的技术革新面前,火电厂热工自动化有较大的进步。从自动装置角度分析,数字仪表在进一步的取代组装仪表的地位,系统控制设备的改善步伐也在加快。小型计算机也应用到了机组工作当中,进行控制与监督作业。CRT显示的配设,很大程度提高了监控水平。热工保护、局部应用控制也存在很大程度上的更新。在大型火电机组中,较多的应用了协调控制系统,可以说,火电厂的热工自动化控制系统是在社会科技进步下的“水涨船高”,未来火电厂的热工自动化还将有更大的进步。 二、自动化控制系统的作用 自动化控制系统是一个以控制器和网络为基础的自动化系统,理论上它们极有可能扩展更高的管理信息系统。然而事实上,DCS采用的是分布式控制系统的结构模型,它的控制器既可以采用传统的DCS控制器。也可以使用新型的PLC等其他类型的控制设备。 在自动化控制系统数年的发展过程中,积累沉淀了大量先进的算法模块。比如对于NT6000这样一个具有设备级的计算模块的系统,它的计算模块能够集中完成基本的设备控制和故障报警的功能。且该模块的网络通信单元的功能也已经能够实现,这项技术使得软件开发的效率大大提高。其中一个设备级的计算模块和0.5K的梯形图的逻辑量是相等的,如果要还有PLC来完成同样的功能,程序流程就会变得非常烦琐。PLC缺乏在下载修改,运行调试,远程诊断等方面的解决方案。由于中国开始逐步放宽电力供应以及更加重视节能降耗,对于火力发电行业的结构的调整采取了大力度的方案措施。预计在“十一五”期间就对“关小”步伐不断加速,到“十一五”的末期,一共将会关掉四千万千瓦的小火电厂。这一举措使得我国电力工业结构发生了一个极大的变化。 三、DCS的主要发展方向 1、自律分布式系统结构 在火电厂热工发展过程中,非常重要的一项控制系统就是自律分布式控制系统,这种系统可以满足自律可控性,又可以满足自律可协调性。自律可控性指的是如果有问题或者故障出现于系统中的任何一个部件系统,那么其余系统除了可以自我保护,还可以控制自身系统;自律可协调性指的是如果有问题出现于任何系统中,企业系统就可以对自身工作状态进行协调控制。相较于目前的DCS,自律DCS具有很大的差异,目前主要有层次分布型系统和水平分布型系统两种,如果有问题出现于前者的上位子系统内,调节功能是无法由下位子系统来完成,但是下位子系统可以进行局部控制,这样自律控制性就得到了实现;后者的部分子系统中出现了问题,并不影响到其他系统的正常工作,但是在这种情况,信息无法在各个系统中实现交换,这样虽然协调性可以实现,控制性却无法满足。如果采用传统的集中式系统,因为控制器只有一个,那么就会出现诸多问题。 2、EIC综合技术 EIC分别是三个装置的简称,分别是电气控制装置、仪表控制装置和计算机控制装置,在传统的发电控制中,这三个装置都是独立的,安装也是分别进行的,而如今随着科学技术的革新,国家开始应用了EIC综合技术,有机结合了三种装置,在规划时,可以由DCS来统一进行;在未来一段时期内,还需要进行深入的研究,从配套软件和硬件方面来努力,并且设计相关的编码,应用到综合系统组,来提高综合技术的控制能力。 3、现场总线 通过研究发现,在DCS发展中,非常重要的一个方向就是现场总线FB,FB作为一条重要的通信线路,由DCS所控制,可以将那些干扰以及不良影响给排除掉。通过FB可以有效连接现场的所有智能设备,比如智能变送器、智能执行机构等等,这样控制电缆的数量就可以得到大大的减少,以往通过长线传输出现的各种问题也可以得到有效减少,比如信号不良、信号差异等。通过现场总线的应用,可以更好的管理系统结构,提高现场设备运行的智能化程度,更好的维护发电控制设备。 4、过程仪表控制 随着DCS的广泛使用,常规控制仪器只有较小的使用范围,目前在大型机组上设置的仪器表数量越来越少,记录表也不再安装。如今开始应用IGS,也不需要将仪表盘应用在现代中央控制室。今后一段时期的发展趋势是在FB支持下,对各种智能变送器以及智能器等进行使用,这样就可以促使仪器更好的运行;这些装置可以找出在设备运行过程中以及设备停止运行过程中所出现的任何问题,并且进行分析和解决,促使仪器在一个良好的环境内运行。在社会飞速发展过程中,环境问题日益严重,环境保护已经被提上了日程,出现了越来越多的仪器来监控发电厂污染物的排放量,但是这些设备有着比较复杂的结构,并且需要较高的造价成本,那么就会增加实际使用和维护的难度。并且因为这些技术面世不久,在专业技术人才方面还比较的缺乏,我国也没有详细介绍这些先进的仪器,国外在相关资料方面也比较的欠缺,那么就会对设备的广泛应用产生限制作用,不仅会造成大量的资金和人力的浪费,还会威胁到环境,需要引起相关人员的重视。 结束语 作为新型的控制技术,热工自动化控制具无可比拟的优越性,发展前途光明。在使用前,合理的设计是不可少的。我们要立足国情,研发与我国现实情况相协调的热工自动化控制,提高操作性。 自动控制理论论文:基于居民虚实实验平台的自动控制理论教学体系构建 摘要:为提高信电类自动化专业人才培养质量,提升自动控制理论教学效果,依托虚实结合实践教学平台,结合浙江大学城市学院信电分院学科特点和学生情况,大力改革自动控制理论内容体系和课程体系,基于知识应用,借助计算机虚拟仿真工具和实验平台,构建了层次型的虚实结合体系构架,并在实践中进行课程的相关建设和课程教学改革,提升了学生参与度,提升了课程的教学效果。 关键词:虚实结合;自动控制理论;课程体系;层次型 【中国分类法】:TP13 自动控制理论课程是电气信息类自动化专业学生的重要专业基础课程,是自动控制系统、过程控制、智能控制等专业课程的先修课程。该课程理论性、系统性和综合性都很强,涉及到多学科的交叉。通过理论课程的学习,培养学生分析、设计控制系统的能力。为后续专业课程的学习打下坚实的基础。浙江大学城市学院的学生理论基础薄弱,对理论课程的学习有畏难情绪,传统“满堂灌”的教学方法,忽视启发学生的创新思维、分析和解决实际问题能力的培养,使得学生缺乏学习的主动性,教学教过欠佳,影响后续课程的学习。这门课的教学模式有必要进行改革,本课程组老师将贯彻“基于应用知识应用”的教学理念,探索新的教学方法,基于信息与电气学院虚实结合的实验平台在自动控制理论教学中开展虚实结合的课程教学模式,并紧密结合实际应用,希望能够通过模式的探索和实践提高学生的学习兴趣、激发学生积极思维、培养学生能力,大力推动和促进自动控制理论课程的教学质量的提高,并影响和辐射其他课程的教学改革。 一.削枝强干,构架内容体系 课程的教学重点在于如果引导学生对树立控制系统的系统概念、掌握三种数学模型的建立及其相互转换关系、掌握时域、复域、频率的三种分析方法、进行实际系统的性能分析和校正设计。难点在于系统分析和综合设计。以前系统都是介绍理论知识为主,比较注重知识的理论推导和证明,数学推导复杂,手工绘图比较繁琐;从历届学生学习状况看,学生比较被动、课程学习枯燥、兴趣不高。针对以上情况,课程组根据课程特点和自动控制理论体系的特点,梳理了课程的知识体系。 整合与前续课程“电路原理”、“电子技术”、“电机拖动”和后续课程“交直流调速”、“计算机控制”、“智能控制”、“控制系统设计”等课程的内容,遵循与前续课程内容不重复、对后续课程所用的知识点不遗漏的原则;同时根据自动控制理论自身的内在体系,“加强基础、削枝强干”,以系统建模-系统分析-系统综合为总线索,在每章中再以“时域”、“复域”、“频域”等方法为子线索,以“三性(稳定性、稳态特性、动态特性)”为基本框架组织教学内容、实现模块化教学,加强基础、突出主线。 二.构建计算机辅助教学构建“1+1”理论课程体系 基于计算机仿真辅助教学的“1+1”理论课程体系,1门优秀理论知识教学课程(自动控制理论课程68学时)配套一门1门计算机仿真工具辅助教学(系统建模与仿真32学时)。随着计算机技术、课程组老师与时俱进,不断地更新陈旧的教育思想和理念,赋予新的内容和创新,近年来,有别于研究型大学,针对应用型本科院校学生,为了辅助该课程的学习,形成一个优秀“自动控制理论”、一个辅助工具“系统建模与仿真”的控制理论教学体系。辅助工具也可供学生课外自学,两个模块的知识模块相对应,一个是抽象的理论知识,一个是可视化的MATLAB仿真分析,两者相配套。有效改变传统的单一自动控制理论抽象教学。 三.基于应用的虚实结合的层次型“4+1+3”实践教学体系构建 实验实践是加深学生感性认识、验证所学理论、培养动手能力的重要环节,针对应用型本科院校学生的特点,课程组精心设计了层次型的立体实践教学。纵深方向实时层次递进性的实验实践教学,在时间上,实施,课内与课外结合的方式。 层次型的“4+1+3”课内实验实践教学体系,形成“基础验证实验”――“综合设计实验”――“工程应用实验”――“创新提升应用”4个层次,同时借助1个“虚拟仿真技术”、3个技术手段“计算机控制、单片机控制、PLC控制”技术,实现4个层次的虚拟仿真、虚实结合的实验实践教学特点。 “自动控制理论实验”定位于基础验证实验,课程组织形式为“虚实结合”,教师指导和学生自主学习相结合的形式。教师指导方采用各实验项目过思考题的形式,启发学生的思考和提问,在指导中采用虚实对比的方法。“自动控制课程设计”定位于综合设计,课程组织形式为学生自主设计,采用课内外结合的方式,进行仿真设计及实物调试两种形式进行实践。教师指导方式为教师讲授相关的资料和方法,学生综合应用,并自行完成相关综合性设计,过程中采用研讨式和问题式的方法。“控制系统设计”定位于工程应用,课程组织形式采用实物制作的模式,教师进行方法指导,学生自主设计实现,教师指导方式为工程设计过程由教师引导,具体各环节学生自主实施。“系统建模与仿真实验”定位于计算机辅助工具,课程组织形式采用“教师指导”和“学生自学”结合,“学生自学”和“教师点拨”结合的形式,教师指导方式采用“学生上课式“和”老师总结式“的形式,学生以团队形式自行准备实验内容,完成相关实验内容,教师进行总结、评定和考核。 四.总结 根据学院虚实结合的实验平台,对“自动控制理论”课程的内容体系、理论课程体系和实践课程体系进行梳理,基于知识应用,借助计算机虚拟仿真工具和实验平台,形成了层次型的虚实结合体系构架,并在实践中进行课程的相关建设和课程教学改革,提升了学生参与度,同时感受到知识应用的乐趣。课程组在以后的教学实践中将会在此体系构建的基础上深入开展各项教学改革,深入贯彻虚实结合的应用理念。 作者简介: 杜鹏英(1978-),女,浙江杭州,硕士,副教授,信息与电气学院实验中心副主任、自动化系副主任,研究方向为应用电子、智能控制。 自动控制理论论文:“自动控制理论”课程教学方法研究与实践 摘要:“自动控制理论”是自动化专业的一门重要专业基础课,在高校本科自动化专业的所有课程中起着承前启后的作用,是自动化专业的一块敲门砖。对于这样一门举足轻重的课程,研究教学方法和教学手段,提高教学质量具有重大的意义。结合实际教学中的经验,对自动控制理论课程的教学方法进行了研究和实践。 关键词:自动控制理论;教学方法;教学手段 作者简介:曹敏(1976-),女,贵州习水人,贵州大学电气工程学院,副教授;徐凌桦(1976-),男,贵州贵阳人,贵州大学电气工程学院,副教授。(贵州 贵阳 550025) “自动控制理论”是自动化专业的一门重要专业基础课,由于其理论性强,涉及知识面广,与先修课程联系紧密,容易让学生产生畏难情绪。然而,该门课程又是自动化专业的一块敲门砖,能否扎实掌握该门课程所学内容,直接影响到对后续专业课程的学习和理解,而且,该课程同时也是自动化类硕士研究生的必考科目之一。为此,结合近几年的教学实践经历,笔者对自动控制理论课程的教学方法和教学手段进行了探讨。 一、讲在所有授课内容之前 由于“自动控制理论”这门课程在整个自动化专业本科知识体系中占据了重要的一席之地,因此,在讲授该门课程之前,对课程在本专业的地位、教学目的、考核方式等等做一个简要的介绍极其必要。在讲授所有具体内容前,事先告知该门课程有什么用,并用通俗易懂的话简要概括课程所要讲授的内容,让学生了解该课程在整个专业学习中所占据的地位,需要用到哪些已经所学的知识以及将对之后要学习的专业课程的贡献等等。另外,还可对课程的学习方法及考核方式等问题一一简要介绍。这样做,一方面避免了学生学习的盲目性,解决了学生“为何要学这门课程”的问题,减轻同学的畏难心理,另一方面也强调了课程的重要性,有助于学生树立学习这门课程应具有的正确学习态度,增强对课程的重视程度。 二、“自动控制理论”在自动化专业的课程地位 “自动控制理论”是本科自动化专业的一门重要专业基础课,其在整个自动化专业课程体系中所占据的地位,简单说来就是“承前启后”。 由于课程主要讲授分析和构建自动控制系统的理论和方法,需要用数学手段抽象出由实际物理器件或由各种电子元器件搭建而成的系统的数学模型,从而要用到高数、工数、电路、电机、模电、数电等知识。因此在学习该门课程之前,学生应已先修“高数”、“工数”、“电路原理”、“电机与拖动”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”等课程。 此外,作为自动化专业的专业基础课,“自动控制理论”又为后继课程所用。如以电机为主要研究对象的运动控制系统、以各种具体生产过程为研究的过程控制系统,以及以单片机、工控机、PLC为优秀控制器的计算机控制系统等常会使用传递函数来描述系统的数学模型,并使用时域或频域法来分析系统的性能,衡量系统的稳定性,又或是对具体的各种控制系统使用“自动控制理论”的方法来对系统进行设计。由此可见,“自动控制理论”是自动化专业的一块敲门砖,是一门不可或缺的专业基础课。 三、“自动控制理论”的课程内容 尽管“自动控制理论”理论性强,内容多,涉及面广,概念抽象,且知识环环相扣,其以线性系统为主要研究对象,囊括了自动控制系统的基本概念、系统数学模型的建立及简化、线性系统的时域分析、系统的根轨迹、系统的频域分析、系统的校正及离散系统等内容。看起来内容纷繁复杂,且与先修的多门课程联系紧密,但总的说来,该课程讲述了两个内容:一是自动控制系统的分析,而另一个内容就是自动控制系统的综合(设计)。要讲述第一个内容,那就先要了解什么是自动控制系统,它是由什么组成的,对于组成它的各个环节有哪些专有称谓等等;接着在了解了自动控制系统的构成后,要分析系统,则需要建立系统的数学模型;之后便是用时域法、根轨迹及频域法等来分析系统。而对于第二个内容,控制系统的综合,则是设计出满足相关性能指标的自动控制系统。当系统不满足性能时,则考虑通过增加校正环节来对系统进行调整,以使设计出的系统满足要求。由此,“自动控制理论”的内容可简要概括如下: 系统分析:系统的概念;系统数学模型;系统的时域分析;系统的根轨迹分析;系统的频域分析。系统综合:系统的校正方法;系统的校正。 以上这些内容,可深可浅,具体的章节内容安排还应与采用的教学手段、教学方法以及课程的学时数安排等相结合,制作出既不偏离“自动控制理论”主体内容,又符合培养学生掌握学习方法激发学习兴趣要求的课程内容。 四、“自动控制理论”课程教学中所采用的教学手段 1.张弛有度的多媒体教学 随着现代化教学模式的引进,各种多媒体教学课件涌入课堂,授课教师从繁重的传统板书教学中解脱出来,节省了课堂时间。然而,过分依赖于多媒体课件,常常会导致课堂节奏快,学生对所学知识印象流于表面。并且由于节省了板书时间,课堂的知识量无形中会加大,学生常来不及对各个知识点进行深入思考并理解掌握。尤其对于“自动控制理论”课程来说,需要推导大量的定理、公式及法则等,若这些工作都只靠课件来完成,学生则处于被动接受知识的状态,其学习效果可见一斑。众所周知,人接受理解并掌握新事物、新知识需要一个过程,且在此过程中通过积极思考、主动参与才会留下深刻印象,深入认知后方可举一反三灵活应用。授课经验表明,将传统的板书模式与现代化多媒体教学方法相结合,对于诸如系统数学模型的建立,系统分析及校正装置的设计等重点内容通过板书、应用启发引导进行推导演算的互动式教学更有助于学生对知识的掌握理解,提高学习效果培养其计算分析能力和解决问题的能力。现代化多媒体教学手段在“自动控制理论”课程中的使用要张弛有度并与其他教学手段相结合方能起到最佳教学效果。 2.主干清晰的宏观教学 “自动控制理论”具有理论性强,内容丰富,涉及面广,概念抽象,环环相扣,与数学联系紧密且需要较强的计算能力等特点,容易让学生产生厌学、弃学情绪。因此,在讲授具体知识之前,用通俗易懂的一两句话从宏观角度高度概括课程内容,事先让学生对“自动控制理论”有一个整体的认知,解决“这门课有什么用”,“需要用到哪些已经学过的知识”,“主要讲什么内容”,“为后继哪些课程服务”等问题,有助于学生树立对课程的整体观念,避免知识片面、孤立。而每堂课开始使用几分钟的时间对所讲内容进行概括性简介,指出所授知识点难点及重点,既有助于学生抓住主干,理清思路,又可让他们在学习的过程中有目的地去构建相关知识,提高其课堂注意力。 事实上,从宏观上说控制理论主要围绕着系统的稳定性、动态性能和稳态性能三方面叙述了以线性反馈控制系统的系统分析及设计两大内容。有了这个整体概念,在宏观教学思想的指导下,可将课程内容自上而下地划分为几大模块,在讲授过程中,从模块用途开始,逐步细化模块知识,层层分解,直至各个末枝细节,最后确定各个模块在主干中所处的位置,与其他模块之间的关联状况等。即由主干梳理到具体知识的精分,又由知识浓缩到课程主干的提取。教学经验表明,这种主干――枝叶――主干的教学方式,有助于加深学生用整体统一的思想将控制原理的知识体系融会贯通,把彼此相互联系的概念、观点源源不断地纳入一个统一的结构中并进行合理的分门别类。通过主干,构造了“自动控制理论”课程的框架,学生学习的过程则是对这个框架不断充实的过程,最终,学完课程后,学生则能思路清晰地总结出课程主要内容,梳理出课程的主干,避免只学到零碎的知识片段。 3.提问+回答式的互动教学 在教学活动中,学生是永远的主体。如何调动学生的学习积极性,把他们由被动学习转变成主动探究,是授课教师义不容辞的责任。为此,在教学过程中,笔者常根据所要讲授的内容,提出一些紧密相关的问题,让学生进行讨论分析,引导他们解决问题,总结出问题的答案并进行回答。最后教师会就问题再次进行归纳和总结。此外,在每次课讲解新的内容前,对于已经学习过的知识,花5~8分钟的时间,让一名学生对上次所学知识进行简要的回顾,并由其余同学对其进行提问,对于回答不完善或不正确的,可由提问者进行补充回答或纠正。教学经验表明,采用这种方式进行授课更有助于学生对所学知识的理解及掌握,且印象深刻,加强了师生间以及同学间的相互交流,有利于各种创新思维的迸发,同时也调动了学生的学习积极性,增加了他们的学习信心,培养了他们分析并解决问题的能力以及归纳总结和语言表达的能力。 4.学生自主式学习的课堂教学 “自动控制理论”涵盖内容多,如果在教学中一味采用以教师为主体的填鸭式教学,则在无形中助长了学生弃学、厌学的思想,压制了其主观能动性及思维的创新性发展,不利于其学习能力的培养。为了激发学生的学习主动性,笔者在教学中采用了以学生为主的课堂教学方式。即把学生分成几组,分别选取“自动控制理论”中易于读懂的章节知识在课下进行学习并制作相应的课件,然后在课堂上选取一名小组成员配以自制的课件来向全体同学传授知识。其余小组成员可以进行补充,而其他同学则可以就不清楚不明白的地方向该小组同学进行提问。教师根据每组同学的情况会给出相应分数,并将其计入“自动控制理论”课程的总成绩中。教学效果表明,学生们在课堂上更为活跃,这种授课方式大大增加了学生的学习主动性,使学生在自主学习的过程中去真正体会学习――理解――掌握知识的过程。通过教师对学生的鼓励、支持及肯定,则进一步增强了他们的学习情绪和自信心,同时还培养了他们的团队合作精神。反过来,从这种以学生为主的课堂教学中,学生在课堂中所展示出的各种创造性思维则为思维几乎已经模式化的教师开辟了新的天地,更有助于教师自身教学水平的提高。这种良性互动,正是教学过程中喜闻乐见的。 五、结束语 教学方法的探索和教学模式的改革是教学过程中永恒的话题,“自动控制理论”是自动化专业的一门重要专业基础课,笔者经过多年的教学实践,总结出以上一些教学方法并进行了实施,获得了一定的效果。为提高教学质量,在今后的教学实践中,只有不断扩充新的方法,不断总结,不断改进,才能更好地引导学生掌握相关知识,为后继课程夯实基础。 自动控制理论论文:自动控制理论课程改革初探 摘要:自动控制理论课程是电子类专业的基础课程,包括自动控制原理的经典控制理论和现代控制理论两部分。为适应新形势下自动控制理论的教学,同时为配合学院对自动化学科的建设,我们在总结本课程教学经验的基础上借鉴兄弟院校的教学成果对自动控制理论的教学进行了一些改革初探。 关键词:自动控制理论 教学改革 人才培养 引言 我院是一所高职高专院校,培养适合市场需求的技术应用型人才,教研室针对我校生源数学基础相对薄弱的特点,明确提出“优化基础,淡化计算”的教学改革指导思想,根据实际自动控制工程所需的知识点对自动控制原理课程体系进行改革初探,以实现将专业基础课程融入专业课程,为专业课程服务的目标。 “优化基础,淡化计算”,即强化该课程为专业课程服务的理念,根据高职高专电子类专业的特点,以及在实际控制工程中的需求,来构建课程的知识模块体系,同时以人为本,根据高职高专学生的基础状况优化模块内容,适度引入学科新成果,根据实际控制工程的需求、后续专业课程的调整,控制本课程的知识点和知识深度,以培养学生的综合能力。 1、课程改革的原因分析 自动控制理论课程是高职高专类院校中自动化、电子、通信专业的重点课程,目前在教学中普遍存在问题,课程内容中的复杂运算使学生对本门课程普遍感到难以掌握,学习兴趣降低,未能达到预期的教学效果。 自动控制理论课程作为我院汽车电子技术专业的一门专业基础课,在本专业的课程体系中占据着重要的地位,是衔接基础课和专业课的一门纽带课程。本课程的教学内容涉及数学分析方法,要求学生的数学基础知识要扎实全面,但是我院学生的数学基础普遍较差,在学习过程中,遇到了很大的困难,因此导致学生学习兴趣下降,教学效果不佳。对于本门课程的改革势在必行。 2、课程改革的内容 自动控制原理对于高职高专学生来说,因为许多数学公式的抽象性往往成为他们的学习障碍。我们在设计教学方法时,按照“淡化计算,注重应用”的原则,力求找准高职学生的思维节奏,多角度全方位的建立自动控制原理的思维模式。 2.1 教学内容的改革 优化课程内容体系是化解教学难点的重要措施,我们的做法是:贯彻“优化基础,淡化计算”的教学改革指导思想,树立专业基础课为专业课程服务、以学生为本的理念,对课程的各章节进行独立化模块化处理,使其贴近学生。讲清每一个基本概念,让抽象概念现实化,讲解分析方法,使学生感到自动控制原理不再是一门纯理论的课程,增加学生对这门课的兴趣,淡化具体的计算过程,使学生感到本课程简单易学。 在理论教学中,以增加学生可接受度为目标,改革传统的讲授方法,我们教学中采用的典型方法有: (1)感性化的基本概念。在介绍基本概念时,不再以严格“定义”的形式出现,而是通过实际控制系统直观感性的描述,辅助以各种背景材料,顺势引入,减少基本概念的抽象。 (2)抽象基本原理的形象化描述。尊重学生学习的习惯性和情理性思维,对基本原理的讲解,注重使用更加形象生动、通俗易懂的语言去演绎。 (3)突出重点,重视难点。教学实践中,对重点内容和重要的基本概念要多花点时间来讲解,力求讲透讲清楚,并且适时的加以回顾,使学生对重点部分的知识经常保持清晰的印象。对一些难点,注意讲解的逻辑性,以一条清晰的思路来引导学生,注重前后知识的连贯性,用前面的知识点为后面难点的化解作好铺垫。 2.2 教学方法的改革 在课程教学内容调整的基础上如何使学生的理论水平与工程实际应用水平都得到提高,从而培养学生的综合素质,我们在教学中尝试进行教学方法的改革与探索。 (1)采用启发式的教学强化主线突出重点 充分应用启发式教学来调动学生课堂教学的参与性和积极性。由于自动控制原理课程的理论性和抽象性,我们在教学中需要充分发挥学生的主观能动性,让学生自觉主动地获取知识,适当采用提问回答法,讨论法等启发式教学方法,提高学生参与的意识,调动学生学习的积极性,激发学生的求知欲望,引导学生去思考、联想和创新。 (2)贯彻少而精的原则激发学生的主动性 在课堂教学中注重教与学的互动过程,教师少讲精讲,鼓励学生自学课程的重点内容,然后进行课堂提问,对带有普遍意义的问题或难点的问题事先布置课堂讨论活动,是学生参与到主动学习中。为了更好的巩固和提高教学效果,要求学生在课余时间完成综合性题目,可以充分利用图书馆或网络媒体查阅文献,写出总结报告并在课堂上组织交流。 3、结束语 以上是我们对自动控制理论课程进行的探索和改革工作,在更新教学理念以及不断改进教学方法的基础上,加强教学过程管理,规范教学质量评价,从而保证了教学质量和教学效果。今后我们将继续对自动控制理论课程进行探索和改革使其更好地适应学生就业岗位对学生综合素质的要求。 作者简介:魏虹(1984―),女,汉族,陕西铜川人,本科毕业于空军工程大学电气工程及其自动化专业,工作于西安汽车科技职业学院,助教,从事传感器和物联网技术、汽车发动机电控技术的研究和课程教学。 自动控制理论论文:自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用 【摘 要】随着科学技术水平的不断提高,自动化技术在我国电力事业中得到了广泛的应用,并且对电力事业的发展起到了一定的促进作用。现阶段,我国对火力发电的研究正在逐渐加深,并且进行了一定的技术改革,火电厂热工自动化技术已经得到了很大的发展。随着高新技术的快速发展,我国机组容量的不断加大,火电厂热工自动化技术得到了一定的发展与完善。 【关键词】自动控制理论;火电厂;热工自动化;应用 现阶段,我国新建火电厂一般采用的都是自动化控制系统,以往常规控制系统也逐渐转变为自动化控制系统。随着自动化控制系统的快速推广,其性价比越来越可观,进而在工业生产与生活中得到了普遍的应用。本文主要对火电厂热工自动化现状进行分析,阐述自动化控制系统作用,介绍自动控制理论在火电厂热工自动化中的实际应用。 1 火电厂热工自动化现状 首先,在火电厂热工自动化领域中,主厂房基本上均使用DCS控制系统,而辅助车间均使用PLC控制系统。其主要原因就是,在早期的时候,DCS控制系统比较昂贵,并且人们认为辅助车间的作业是可以间断的,不需要具备很强的可靠性,要求模拟控制量也相对较少,为了可以有效降低生产成本,一般均是使用PLC控制系统进行生产。而对于发电机、汽机、锅炉等控制系统而言,均需要进行长时间的可靠运行,要求具有较好的模拟控制量,进而从系统性能方面考虑,一定要选择DCS控制系统维持运行。 其次,在锅炉燃烧过程中,一定要加强对AP论域的控制,也就是两个运行周期的锅炉压力变化差论域。对燃烧周期进行自动调整,可以对燃烧速度进行有效的控制。同时锅炉技术性能与煤质均会影响控制效果。因为隶属的函数曲线变化是互相交错重叠的,所以,在进行实际控制的时候,一定要加强对锅炉运行情况分析,保证其具有较强的适应性。 最后,在测量锅炉汽包液位的时候,因为汽包液位系统缺乏平衡能力的被控对象。当供水量出现变化的时候,因为锅炉传递给汽包的热量是一致的,非常容易导致出现液体大量汽化的情况,致使汽包液位测量结果不准确。其主要存在两种情况:一是,当供水量骤减或者出口蒸汽量增加的时候,其测量结果就会相对偏大;二是,当供水量骤增或者出口蒸汽量减少的时候,其测量结果就会相对减小,这也就产生了“汽包虚假液位”的现象。通常,在设计锅炉汽包液位检测回路的时候,经常忽略这一问题,导致影响了锅炉的正常运行。 2 自动化控制系统作用 首先,自动化控制系统主要就是在PLC控制系统与网络的基础上,形成的一种自动化系统,尽管其可以继续向上扩展一些管理信息系统,但是也无法充分发挥其作用。事实上,DCS控制系统也是分布式控制系统的一种架构模式,其控制器可以使用传统DCS控制器,也可以使用PLC控制器,或者是其它类型的控制器。由此可以看出,PLC控制系统也是分布式控制系统的一种架构模式。 其次,随着社会的不断发展与进步,出现了很多高级算法模块,比如,NT6000模块,其是一种具有设备极的模块,在一个模块上实现设备的控制与故障报警功能,并且在网络通讯中,也可以实现模块的相互传递。一个设备极模块就好比是0.5K梯形图编辑量,此时,要想让PLC控制系统也具备此项功能,就要进行很多的复杂操作。在运行调试、下载修改、远程诊断等方面,PLC控制系统无法进行有效的作业。而DCS控制系统可以进行有效的处理,并且通过多年的经验积累,其处理方案越来越完善。 最后,随着我国电力事业的快速发展,国家对节能降耗工作越来越重视,火力发电行业也进行一定的调整。在发展火力发电行业的时候,一定要加强火电电源的建设,不断优化资源配置,合理布置电力输送,保证我国所有地区供电的可靠性。并且在自动化控制技术方面投入了更多的研究力量,无论是资金投入,还是人员投入,促进了自动化控制技术的发展,进而在火力发电行业中得到了广泛的应用,促进了火力发电行业的快速发展。 3 自动化控制理论在火电厂热工自动化中的具体应用 3.1 主蒸汽压力调节 主蒸汽压力指的就是可以保证火电机组能够安全运行的重要监测参数,同时也是调节机组负荷与平衡锅炉汽机能量的重要指标。在调节主蒸汽压力的时候,主要就是利用锅炉燃烧调节系统进行调节。锅炉燃烧调节系统主要包括:引风调节、燃料调节、送风调节。 调节主蒸汽压力的策略就是基于能量平衡调节策略、基于给定值偏差和主蒸汽压力调节策略。本文主要对后者进行分析。此调节策略主要包括两种:单回路调节、双回路调节。单回路调节指的就是在给定值偏差和主蒸汽压力之间的调节,其控制信号就是燃煤量的调节偏差,具有一定的克服扰动能力差等不足,并且具有参数少、整定简单等优势;双回路调节指的就是在单回路调节的基础上,增加对燃煤量的导前信号控制,在此调节过程中,无法有效整定内外回路的参数,并且控制系统操作也比较麻烦,不过其也具有控制速度快、超调小等优势。 在进行导前信号选择的时候,有很多的方法,主要分为两种:一是,传统方法: ,其中,D表示主蒸汽流量信号; 表示锅炉蓄热系数;Pd表示气泡。二是,直接将燃煤量当成是导前信号。 3.2 热工自动化技术 热工自动化技术主要就是利用控制理论、智能仪表、信息技术、计算机技术、热能技术等相关技术,对热力学参数展开一定的控制与检测,进而实现对生产过程对控制、检测、调节、整理、优化,进而达到安全生产,实现生产产量的提高,降低消耗的一种高新技术。其主要就是实现锅炉、汽机、辅助设备运行的自动化,保证机组自动化运行的高效性、可靠性、安全性,并且确保生产运行的经济效益与社会效益。 随着科学技术水平的不断提高,自动化技术的不断进步,促进了热工自动化的全面发展。在生产过程中,利用新技术、新材料、新设备、新原理生产一些新的传感器与变速器等,使得控制系统与控制设备越来越先进,实现了热工生产的全面自动化。同时,随着新控制理论与策略的不断提出,在生产实践中得到了广泛的应用,并且促进了生产的可持续发展。 3.3 节能增效 随着社会经济的快速发展,能源与资源的消耗量越来越大,因此,全世界对能源与资源的消耗问题予以了高度的重视,尤其是在电力事业发展过程中。随着科学技术手段的不断增加,智能化、透明化、无线化、网络化等概念的不断提出,越来越重视自动化控制系统的开发与利用,并且对数据通信、测量、保护、控制等方面的内容也越来越关注。在机组运行过程中,应用了很多的新测量方法与理论,实现了其运行与故障处理的自动化控制,促进了电力事业的可持续发展。 4 结束语 总而言之,在火电厂生产经营管理过程中,加强热工自动化产品的应用,不仅可以增强火电厂生产的安全系数,防止发生一些故障与事故,还可以在一定程度上,增加火电厂生产的经济效益与社会效益。在火电厂热工自动化中应用自动控制理论,可以促进火电厂生产自动化水平的不断提高,达到预期的生产目标,进而实现电力事业的健康、快速发展。 自动控制理论论文:基于LabVIEW的自动控制理论虚拟实验系统开发 摘 要 根据上海开放大学控制工程基础课程的实验要求,利用虚拟仪器软件及其Control Design Toolkit(CDT)开发一个虚拟实验系统,系统包括六个模块:传递函数、控制系统的典型连接、控制系统零极点模型、控制系统分析、二阶瞬态响应。该系统作为控制理论基础课程的辅助教学软件,提高了学生掌握知识与技能的效率,达到了将实验环节引入课堂的良好效果。 关键词 虚拟实验 LabVIEW 自动控制系统 传递函数 0 引言 在理工科专业的教学科研过程中,要想紧跟技术的发展,就要不断地更新教学和实验设备。而随着各学科实验项目和学生人数的增多,传统的实验室和实验仪器数量很难满足学生的需求。因此,虚拟仿真教学和实验室作为一种有效的解决方案应运而生,在各大高校已经获得了广泛的应用,并且成为高等教育实验课程发展的新方向。 虚拟仪器技术自1986年面世以来,已在各工程领域得到广泛的应用,①②在教学实验系统中也得到了应用发展。 在控制理论实验系统开发研究中,许多学校根据自己的需要,利用LabVIEW开发了多种实验系统。②③④⑤⑥ 上海开放大学具有11万注册的在校生,教学与实验的条件受场地、时间、空间和设备的限制,较普通高校更为严峻。网络课程与虚拟实验在开放大学的应用显得尤为重要。 本文根据本校实验要求内容,利用虚拟仪器软件开发虚拟实验系统,从而方便学生进行不定时、不定点地实验。 1 系统总体设计思路 上海开放大学学生多为在职,他们利用晚上和周末进行继续学习,这使得他们具有以下特点:具有比较丰富的工作经验,学习更侧重理解并应用,学生的学习时间受限制。赵教授的实验指导书正是基于学生的特点而编写的。通过实验,加深学生对控制系统传递函数、控制系统构成、控制系统稳定性、典型二阶系统与参数的之间的关系等的理解。根据这些内容,系统设计了一个初始界面和五个功能模块:传递函数建立、典型连接、零极点模型、控制系统分析、二阶瞬态响应(如图1)。 控制仿真工具包能够很好地完成上述功能。 2 系统模块设计及展示 2.1 初始界面 系统设计一个初始界面,它通过选项卡和菜单按钮方式进入各功能模块。初始界面显示该实验系统可完成从传递函数构建、系统特性分析到系统运行仿真的整个过程。 2.2 传递函数构建模块和连接典型 LabVIEW提供一个控制仿真工具包。应用此工具包,在传递函数模块,通过输入系统微分方程的分子和分母系统,构建传递函数。如图2所示左端构建函数,右侧进行典型连接,完成各个环节的串联、并联及反馈连接。 2.3 零极点模型模块 此模块用来判断系统的稳定性。根据微分方程得出传递函数,得出系统的零极点图和伯德图,以便于判断其稳定性(如图3)。 2.4 控制系统分析模块 本系统设计了典型的一阶、二阶系统的时域响应。调整其参数,可得到不同的响应曲线,以便进行对比分析。模块运行界面如图4所示。 2.5 二阶瞬态响应模块 此模块专门分析二阶系统的时域响应。影响二阶系统的各个参数都可以进行调节,以便观察系统的响应特性,从而更为清楚地理解系统特性。模块运行界面如图5所示。 3 结语 仿真的实验界面能够加强学生对实验的兴趣,通过调节不同参数,可直接观测到各种实验过程。采用虚拟仪器代替传统实验仪器,有效的降低了硬件配置和实验成本。 实验充分利用了LabVIEW语言的灵活、开放,人机界面友好等特点,使用方便,具有良好的通用性和扩展性。 自动控制理论论文:电力业中自动控制理论的应用效果评估 【摘 要】近年来随着我国经济的飞速发展,我国电力行业也取得了跨越式发展,无论是装机容量还是发电量均取得了较高的增长。随着电力行业的继续发展,电力系统走向智能化已成为大势所趋,而建立一个坚强的智能电网也一直是国家电网的奋斗目标。由于自动控制理论的应用对提高电力系统智能化水平有着极大的推动作用,因而引起了各方越来越多的关注和探讨。本文针对电力行业中自动控制理论的应用及其效果评估进行了分析和研究,并进行了简要的阐述。 【关键词】电力业 自动控制理论 应用效果 一、引言 随着我国电力行业的不断发展与成熟,国外的发展经验告诉我们,走向电网的智能化与自动化已成为必然趋势。而想要提高电网系统的智能化与自动化水平,必须要应用先进的自动控制理论。随着我国不断推进的积极尝试,自动控制理论在电力业中已经有了较为广泛的应用,本文将针对自动控制理论在电力业中的应用及其应用效果展开分析。 二、自动控制理论的简介 自动控制理论作为自动控制科学的优秀,走过了漫长的发展阶段,从20世纪初期形成的基于线性代数而发展起来的现代控制理论,到60年代中期综合了人工智能、运筹学等多挣学科并在此基础上发展形成的智能控制理论,自动控制理论不断走向完善与成熟,并得到了越来越多的认可,在电力、机械、采掘等诸多领域均得到了广泛的应用。 三、电力业中自动控制理论的应用 (一)电力系统的自动化 电力系统的自动化是通过运用自动控制理论,对整个电力系统进行实时监控,对电力系统运行中的各项运行数据指标实时进行采集与分析,并根据分析结果对电力系统进行控制,从而使电力系统的运行更加安全稳定,经济效能也得到较大提高,是自动控制理论在电力业中应用的目的。 “十一五”期间省网以上电力自动化投资汇总表 年份 2006 2007 2008 2009 2010 投资额/万元 150000 123000 90000 71000 50000 “十一五”期间电力自动化设备市场需求结构图 (二)电力业中应用到的自动控制理论 随着电力行业的不断发展以及自动控制理论的不断完善,很多先进的自动控制理论与技术逐渐被应用到电力行业中来: 1.神经网络控制。神经网络控制技术是一种综合性的现代控制技术,集合了非线性控制技术以及并行控制控制技术等在内的多种控制技术,自学习能力较强。神经网络控制技术可以将大量的电气设备像神经元一样连接起来,形成一个复杂的神经网络,并且通过自身学习的算法,对整个神经网络中复杂的线性关系和大量数据进行分析处理,在电力行业中有着重要的应用。 2.专家控制技术。专家控制技术能够完成电力系统的警告控制、特殊状态的识别、紧急情况下的应急处理等多项任务,对电力系统有着重要的意义。另外,专家控制技术还在电压无功控制以及故障点隔离等方面有着较好的应用效果。由于专业控制技术对电力系统有着较为重要的作用,因而在电力业中得到了较为广泛的应用。 3.最优化线性控制技术。最优化线性控制技术,作为如今自动控制理论中比较重要的一种技术,是线性范围内最好的控制方法,对于电力系统中,远距离输电能力的完善以及改善智能电网动态电能品质方面有着较高的应用价值,对电力系统也有着较高的应用价值。 4.综合智能控制技术。综合智能控制技术,能够吧现代控制技术以及智能控制技术两者有机的结合起来,应用到电力系统中。在实际运行中,可以通过综合运用神经网络控制技术、专家控制技术以及其他控制技术,使其协同工作,共同完成对电力系统的控制。综合智能控制技术作为其他技术的总管,在电力行业中也有着较为广泛的应用。 (三)电力业中自动控制理论的应用效果 自动化是电力行业走向成熟的必经之路,能够推动行业的进一步发展。将自动控制理论应用到电力行业中后,能够促进电力系统的不断完善,取得较好的应用效果。 1.实现电力调度自动化。应用自动控制理论对实现电力调度自动化有着较大的推动作用,实现了对电力系统运行时各项运行数据的实时监控与采集分析,并通过控制系统不断进行调整,从而使电力系统始终运行在最佳状态下,大大提高了电力系统运行的安全与稳定性,并且降低了设备的损耗,提高了经济效益。 2.实现变电站自动化。变电站作为电力系统中较为关键的一个环节,内部结构较为复杂。通过应用自动控制理论,在变电站远动装置控制、信号检测控制以及继电保护控制等多个方面有了较大的优化和提高实现了对变电站运行的实时监控,促进了变电站运行的自动化,从而大大降低了运行成本,提高了输送电能的质量,增加了经济效益。 3.实现配电网自动化。通过运用自动控制理论,实现了对配电网的自动化控制,从而大大降低了配电网过去对人力劳动的依赖,减少了工人的劳动负荷,提高了配电网运行的稳定性与可靠性,对于提高输送电能的质量也有着重要的积极意义。 总而言之,自动控制理论在电力业中的应用,能够提高电力系统运行的稳定可靠性,降低电网系统运行成本,提高经济效益,有着显著的应用效果。 四、结束语 随着我国经济社会的进一步发展,对电力系统提出了更高的要求,走自动化、智能化的道路才能不断满足国家发展对电力行业日益提高的要求。自动控制理论在电力行业中的应用,取得了较好的效果,对推进电力系统的自动化有着重要的积极意义。相信随着相关理论技术的不断完善,我国电力行业必将取得新的进步。 自动控制理论论文:自动控制理论探析 [摘 要]随着技术工具的进步如半导体微电子学、光学和光电子学、计算机和通信网络等信息采集、存储、传输、计算和处理技术的迅速发展也强力推动着自动控制理论研究向前发展。然而由于研究系统、对象越来越来复杂,这样就对自动控制理论以及其实际运用的研究就提出了更高的要求。本文首先对自动控制理论的发展作了一个简单的回顾,然后对Matlab软件作了一些简介、最后简单阐述了自动控制理论的研究现状以及其它在各不同领域的运用。 [关键词]自动控制理论;Matlab;模糊控制;鲁棒控制;最优化控制 随着控制系统复杂性的增加,不确定因素的增多,要求各控制理论分支有进一步的发展,弥补各理论分支的缺点与不足,以满足更高的控制性能指标。现有的控制理论在线性系统控制中大都能取得良好的控制效果,但对离散、非线性复杂系统领域的研究大都刚刚起步,或处于初级阶段,远未达到人们的期望。而实际工业生产过程的模型一般都很复杂,通常具有非线性、分布参数和时变等特性。因此将控制理论的研究领域推广到非线性复杂系统有重要的实际意义。另外与宏观复杂系统控制相对的量子控制(Quantum Control)也正在作为一个全新的学科领域蓬勃崛起,它的发展也依赖于完善的控制理论和优化控制策略。近年来随着微电子、半导体、计算机等技术的快速发展也强有力的推动了自动控制理论的发展。 一、现代控制理论的产生及其发展 控制理论作为一门科学,它的产生可追溯到18 世纪中叶的第一次技术革命,1765年瓦特发明了蒸汽机,应用离心式飞锤调速器原理控制蒸汽机,标志着人类以蒸汽为动力的机械化时代的开始,后来工程界用控制理论分别从时域和频域角度讨论调速系统的稳定性题,1872年劳斯(Routh E J)和1890年赫尔维茨(Hurwitz)先后找到了系统稳定性的代数据,1932年奈奎斯特(Nyquist H)发表了放大器稳定性的著名论文,给出了系统稳定性的奈奎斯特判据。美国著名的控制论创始人维纳(Wiener N)总结了前人的成果,认为客观世界存在3大要素:物质、能量、信息,虽然在物质构造和能量转换方面,动物和机器有显著的不同,但在信息传递、变换、处理方面有惊人的相似之处,1948 年发表了《控制论―或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》,书中论述了控制理论的一般方法,推广了反馈的概念,确立了控制理论这门学科的产生。 1.经典控制理论。第一代称为“经典控制理论”时期,时间为20 世纪40~50 年代。它研究的主要对象多为线性定常系统,主要研究单输入单输出问题,研究方法主要采用以传递函数、频率特性、根轨迹为基础的频域分析法,它的控制思想首先旨在对机器进行“调节”,使之能够稳定运行,其次是采用“反馈的方式,使得一个动力学系统能够按照人们的要求精确地工作,最终实现对系统按指定目标进行控制。” 2.现代控制理论。第二代称为“现代控制理论”时期,时间为20 世纪60~70 年代。经典控制理论对线性定常系统可产生良好的控制效果,但是它对多输入多输出、时变、非线性系统的控制却力不从心。所以50 年代末60 年代初,学者卡尔曼等人将古典力学中的状态、状态空间概念加以发展与推广,将经典控制理论中的高阶常微分方程转化为一阶微分方程组,用以描述多变量控制系统,并深刻揭示了用状态空间描述的系统内部结构特性如可控性、可观性,从而奠定了现代控制理论的基础。 3.第三代控制理论。以上所提的经典控制理论和现代控制理论都是建立在数学模型之上的,所以统称为常规(传统)控制。它们为了控制必须建模,但许多实际系统的高维性及系统信息的模糊性、不确定性、偶然性和不完全性给基于数学模型的传统控制理论以巨大的挑战。是否可以改变一下思路,不完全以控制对象为研究主体,而以控制器为研究对象;是否可以用人工智能的逻辑推理、启发式知识、专家系统解决难于建立数学模型的问题呢?智能控制的出现正源于这一思想。1967年Leondes 和Mendel 首次正式使用“智能控制”一词,1971 年傅京孙教授指出,为了解决控制问题,用严格的数学方法研究新的工具来对复杂的“环境2对象”模型进行建模和识别以实现最优控制,或者用人工智能的思想建立对不能精确定义的环境和任务的控制设计方法,这两者都值得试一试,而重要的是把两种途径密切结合起来协调的进行研究。沿着这一思想出发,现代控制理论将微分几何、微分代数、数学分析与逻辑推理、启发式知识建立和发展了智能控制理论相结合从而形成第三代控制理论大系统理论和智能控制理论。 二、Matlab工程软件 1.Matlab起源。早在70年代中期,Matlab的开发者美国人Clever Moler及其同事在美国国家科学基金的资助下研究开发调用LinPack和EisPack的FORTRAN子程序。到70年代后期,Clever Mloer教授利用业余时间为学生编写能够方便调用LinPack和EisPack的程序。Clever Mloer给这个接口程序取名为Matlab,这是从Matrix(矩阵)、Laboratory(实验室)各取前三个字母组成的,意思是“矩阵实验室”。 2.Matlab的特点与功能。Matlab自从1984年由MathWork公司推向市场以来,经历十几年的发展和竞争,现在逐步风靡世界,可靠的数值和符号运算能力、简单易学的程序语言、强大的图形和可视化的功能以及为数众多的运用工具宝石Matlab区别与其他科技应用软件的显著特点。其相关的功能如下:(1)数值和符号计算功能。Matlab的数值计算功能包括:矩阵的创建和保存;数值矩阵代数、乘方运算和分解;数组运算;矩阵操作;多项式和有理分式运算;数据统计分析、差分和数组导数;用于求积分、优化和微分方程的数组解的功能函数等。(2)Matlab语言。除了指令行操作的直接交互使用方式外,Matlab作为高级应用软件有它自己的编程语言。Matlab的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的习惯形式十分相似,简单易学。完全不需要对矩阵的乘法和求逆进行烦琐的编程。因此用Matlab求解问题比C语言、FORTRAN语言要简便的多。与其它高级语言的关系仿佛高级语言与汇编语言的关系一样,尽管它的执行效率比其它的高级语言低但是其编程效率、程序的可读性,可移植性要远高于它们。(3)图形和可视化功能。图形和可视化功能是现代应用软件发展的主要方向,也是前后版本间的最大差异之一。利用可以轻而易举地绘制二维、三维曲线,三维曲面,并可进行图形和坐标的标识、坐标控制、图形的迭绘、视角和光照设计、色彩精细控制等等。另外还可以非常方便地完成动画的绘制工作。Matlab还提供了对图形对象(Graph object)和图形句柄(Graph Handle)进行操作的“底层(low level)”指令,使用户可以随心所欲地对图形进行各种操作,为用户在图形表现和可视化方面开拓了一个广阔的、没有丝毫束缚的空间。 自动控制理论论文:自动控制理论的全英文教学方法实践 摘要:随着留学生人数的逐年增加,全英文专业课程的教学已在中国大学逐步开展。本文主要分析了全英文专业课程《自动控制原理》教学中的问题与挑战。从该课程的特点出发,讨论了保证全英文专业课教学质量的关键措施和经验。 关键词:全英文教学;自动控制原理;教学方法 自动化技术在社会生产和生活中具有广泛的应用,自动化专业教育具有巨大的市场需求。《自动控制原理》课程是自动化专业的主干课程之一,并且此课程是后续自动化专业课程的基础。该课程传授反馈控制系统的最基本概念以及反馈控制系统分析设计最基础的思路方法,是自控专业学生能力培养的基石。随着经济全球化和中国经济的快速发展,外企在中国投资和中国企业走向国际已经成为现实。这种现状使得高科技人力资源在不同国家流动的趋势越来越强。中国大学留学生数目以及中国高校毕业生使用英语在外企和国外工作的数目呈不断上升趋势,中国大学与英语国家的校级交流也越来越多,这些变化都使得中国大学教育对全英文专业课程教学的需求越来越大[1-3]。全英文《自动控制原理》课程就是为了适应这种教育国际化的形式而设置的。目前中国大学教育处于走向国际化的初步阶段,探索并交流适应现阶段形式的全英文课程教学方法提高全英文教学质量是非常必要的。 一、课程特点与教学对象分析 《自动控制原理》课程是一门理论性非常强的专业基础课程,面向电类专业中国本土学生和留学生开设。该课程对学生的数学基础知识要求比较高,课程用全英文开设,还需要学生具有较强的英文听力和阅读理解力,作业和实验报告等需要学生有较强的英语书面表达能力。该课程设有实验环节,在有留学生参与的实验小组进行系统分析与设计的团队工作,不仅需要学生有较强的实验操作能力还需要学生具有良好的专业英语口头沟通能力。《自动控制原理》课程是自控专业的基础课程,在大学三年级上半年开设,是其他自控专业课的基础,只有很好地理解和掌握控制原理的基础知识,才能继续学习好后续的其他专业课。目前我校留学生人数虽然呈上升趋势但绝对数量还不是很多,全英文教学班一般由本土学生和来自非洲、欧洲、美国、亚洲等不同地区的留学生组成。由于学生们的背景不同,学生的数学基础、英语程度、接受能力、思维习惯和特点都具有一定的差异。一般来讲,本土学生的数学基础较好一些,英语阅读能力较强,但因生活环境为中文,英语听力理解能力相对阅读能力弱一些;对于母语不是英语的留学生,因其有限的英语程度,在课程学习和交流中具有一定困难。从已开设的英文课来看,一般留学生的数学基础相对中国学生弱一些。对来自不同背景学生进行自控原理的教学,如何因材施教,具有一定的挑战性。 二、教学组织与方法 面向不同背景的学生来源开展《自动控制原理》的全英文教学,要保证提高教学质量,必须从师资配备、教学对象认识、教学组织、教材选择、教辅资料与软件工具选择、实验安排等方面全方位地合理安排。全英文教学应该从教学对象背景的需求出发,在注重知识传授、能力培养的同时,要特别注意教学交流质量的提高,以达到知识传授、能力培养的目的。 1.教学团队的素质。自控原理的全英文教学,涉及数学及专业知识的传授、使用英语的沟通,在教学对象来源差异较大的情况下,对教学团队的素质要求比较高。(1)教师英语能力基础及保持:全英文授课的教师,一般应具较强的责任心,具有较好的英语口语表达能力。尽管有些老师有海外学习经历,全英文任课老师由于一般工作在中文语境中,也要注意英语听说能力的保持。(2)专业知识及其应用能力:《自动控制原理》课程是一门比较传统和基础的课程,任课老师一般都学习过此门课程。因此老师对相应的知识点都比较熟悉,但对于课程知识的应用还需予以加强。教师应该有课程相关的比较全面系统的知识背景,不仅可以讲述课程的知识点,也能够讲述知识点之间的相互联系以及知识点的应用环境、应用方法及应用工具,使学生不仅获得课程的知识点,还获得关于知识应用方面的技巧。(3)面向教学对象的教学方法:课程教学的效果取决于课程教学的方法。一般教学方法由理论学习和课堂经验积累两种途径获得。教学方法没有绝对的好与不好,关键的是教学方法要适用于教学对象。因此除了一般教学方法的掌握,教师还要在教学实践中注意收集学生对教学的反馈意见,不断积累总结教学方法及其适用对象。(4)教师的组织与沟通能力:主讲教师是课程的负责人,全面负责助教、实验指导老师和学生之间的工作安排和沟通。教师应该在第一节课收集所有学生的联系信息,包括留学生的国籍,并向学生公布课程助教、实验指导老师的联系方式,保证课程参与者的双向沟通。 2.课程教材与辅助材料:(1)课程教材的选择要考虑到教学对象,选择难易适中的教材。在本课程的实践中,为了满足不同层次学生的需要,为学生推荐了一组具有不同特点的教学参考书。在参考书中有相对比较深的教材满足专业和英语基础比较好、好奇心上进心比较强的学生;也有参考书比较深入浅出,易于理解,满足基础相对弱的同学。考虑到中国本土学生将来也有可能在中国企业工作,本课程推荐了具有中文翻译版的英文原版经典教材,便于学生能在课后了解专业词汇的中文表达,也帮助英文程度差但具有一定中文语言能力的学生对课程的理解。另外本课程为学生提供控制原理主要贡献者的生平介绍,帮助学生理解一些控制原理产生的背景,让学生们学习该领域大师的创新精神。(2)教学辅助资料与工具的提供可以帮助学生理解复习课堂教学的内容。本课程为学生提供中英文对照专业词汇,帮助学生对课程的理解和掌握,并能使用英文专业词汇进行作业和实验报告的表达。自控原理是一门对数学要求比较高的课程,可以把一些课程常用的数学公式表,如拉普拉斯变换表等,作为辅助材料提供给学生。本课程还在课程网页上提供全部课程的英文录像,如果学生在上课时没有完全消化,可以在课后自己观看相关课程录像,理解和消化上课的内容。 3.课堂教学方法。课堂教学是课程知识传授的主要环节,直接影响到最后的教学效果。教师在英文课堂教学中,要注重以下环节:(1)任课老师的课堂表达:教师上课应注意循序渐进,深入浅出,板书要整洁明了。语言采用简单明了、易于理解的句型。考虑到班级里有英语听力不太好的学生,上课语速要适中,并配有相应的关键字板书或多媒体演示稿,以补充学生由于听力原因造成的信息损失。发放多媒体演示稿关键部分的纸质打印件,方便学生做课堂笔记。教师上课应该基础部分简单清晰、教学内容应有扩展性,同时注重介绍知识的应用环境,既要照顾到基础较差的学生,也应满足综合能力强的学生的需求。(2)课堂教学的互动与反馈:由于该课程理论性强,对数学基础要求高,大部分学生使用第二语言第一次接触新的概念,如果没有进行足够时间的预习很难在课堂上使用英语主动提出问题。而电类专业的学生学习任务比较繁重,一般没有时间做足够的预习。教师可以围绕课程内容,设计课堂讨论题目,采用分组课堂练习的形式,一般为二到三人一组,学生可以互相讨论,加强对所学概念方法的理解,教师在学生练习时,巡回检查,期间学生可以向老师询问不懂之处。这种形式的全英文互动,既减少了学生的表达压力,又能达到互动反馈教学效果的作用,非常受学生欢迎,教师也能及时发现学生难于理解的知识点。 4.课程实验。课程实验是课程教学的重要环节,学生通过实验可以加深对课堂知识的理解,并掌握理论知识的应用方法。为保证实验质量,首先要向学生提供清晰的实验指导书,在实验分组时应避免将留学生分在一组,而是将中国本土学生与外国学生搭配开来,加强留学生与中国学生相互交流学习,帮助留学生融入本土学习环境,克服由于外国学生对环境的不熟悉造成的工作障碍,顺利完成课程实验任务。实验报告也是课程实验的重要组成部分,要求学生对实验数据进行有效处理,对实验现象运用课程理论知识进行详细分析、解释。 5.课程学习质量的监控与评估。学生课程学习质量的监控分课堂学习评估、课程阶段学习评估和课程学体评估。课堂学习评估主要通过课堂练习来进行。教师通过学生课堂练习的情况,评估学生课堂学习的质量,改善课堂教学效果。课程阶段学习评估主要通过阶段小测验来进行,通过阶段小测验可以测试学生对一个阶段所学知识的综合运用能力。课程学体评估包括学生的课堂表现、作业情况、小测验情况以及实验情况和期末考试,是学生整个课程学习过程的综合评估。期末考试内容应该含概课程基础知识、课程知识灵活应用和课程知识综合运用等层次,以测试不同层次学生掌握课程知识的情况。 现阶段全英文专业课程教学在中国大学尚属于初步发展阶段,本文主要讨论全英文自控原理课程的教学特点与方法。论文分析了全英文课程班的学生组成和特点,阐述了自控原理全英文课程的教学质量保证的关键措施及经验,为中国大学全英文专业课程的发展提供参考。 作者简介:王伟(1962-),女,博士,副教授,主要研究领域为自动控制理论及应用、数字图像处理。 自动控制理论论文:自动控制理论发展综述 摘 要:综述了自动控制理论的发展情况,指出自动控制理论发展阶段和现代自动控制理论的发展。最后指出,各种控制理论的复合能够取长补短,是控制理论的发展方向。 关键词:自动控制理论;人工智能;智能控制 自动控制理论是自动控制科学的优秀。自动控制理论自创立至今已经过了三代的发展:第一代为20世纪初开始形成并于50年代趋于成熟的经典反馈控制理论;第二代为50、60年代在线性代数的数学基础上发展起来的现代控制理论;第三代为60年代中期即已萌芽,在发展过程中综合了人工智能、自动控制、运筹学、信息论等多学科的最新成果并在此基础上形成的智能控制理论。经典控制理论(本质上是频域方法)和现代控制理论(本质上是时域方法)都是建立在控制对象精确模型上的控制理论, 而实际上的工业生产系统中的控制对象和过程大多具有非线性、时变性、变结构、不确定性、多层次、多因素等特点,难以建立精确的数学模型。因此,自动控制专家和学者希望能从要解决间题领域的知识出发,利用熟练操作者的丰富经验、思维和判断能力,来实现对上述复杂系统的控制,这就是基于知识的不依赖于精确的数学模型的智能控制。本文将对经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论的发展情况及基本内容进行介绍。 一、自动控制理论发展概述 自动控制是指应用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制,使之达到预期的状态或性能指标。对传统的工业生产过程采用自动控制技术,可以有效提高产品的质量和企业的经济效益。对一些恶劣环境下的控制操作,自动控制显得尤其重要。自动控制理论是与人类社会发展密切联系的一门学科,是自动控制科学的优秀。自从19世纪Maxwell对具有调速器的蒸汽发动机系统进行线性常微分方程描述及稳定性分析以来,经过20世纪初Nyquist,Bode,evans,Wienner,Nichols等人的杰出贡献,终于形成了经典反馈控制理论基础,并于50年代趋于成熟。经典控制理论的特点是以传递函数为数学工具,采用频域方法,主要研究“单输入——单输出”线性定常控制系统的分析与设计,但它存在着一定的局限性,即对“多输入——多输出”系统不宜用经典控制理论解决,特别是对非线性、时变系统更是无能为力。现代控制理论本质上是一种“时域法”,其研究内容非常广泛,主要包括三个基本内容:多变量线性系统理论、最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论。现代控制理论从理论上解决了系统的可控性、可观测性、稳定性以及许多复杂系统的控制问题。但是,随着现代科学技术的迅速发展, 生产系统的规模越来越大,形成了复杂的大系统,导致了控制对象、控制器以及控制任务和目的的日益复杂化,从而导致现代控制理论的成果很少在实际中得到应用。经典控制理论、现代控制理论在应用中遇到了不少难题,影响了它们的实际应用,其主要原因有三:这些控制系统设计和分析都是建立在精确的数学模型的基础上的, 而实际系统由于存在不确定性、不完全性、模糊性、时变性、非线性等因素,一般很难获得精确的数学模型;研究这些系统时,人们必须提出一些比较苛刻的假设,而这些假设在应用中往往与实际不符;为了提高控制性能, 整个控制系统变得极为复杂,这不仅增加了设备投资,也降低了系统的可靠性。 二、现代控制理论的发展及基本内容 经典控制理论虽然具有很大的实用价值,但也有着明显的局限性。其局限性表现在下面二个方面:第一,经典控制理论建立在传递函数和频率特性的基础上,而传递函数和频率特性均属于系统的外部描述(只描述输入量和输出量之间的关系),不能充分反映系统内部的状态;第二,无论是根轨迹法还是频率法,本质上是频域法(或称复域法),都要通过积分变换(包括拉普拉斯变换、傅立叶变换、Z变换),因此原则上只适宜于解决“单输入——单输出” 线性定常系统的问题,对“多输入——多输出”系统不宜用经典控制理论解决,特别是对非线性、时变系统更是无能为力。 现代控制理论正是为了克服经典控制理论的局限性而在20世纪50、60年代逐步发展起来的。现代控制理论本质上是一种“时域法”。它引入了“状态”的概念,用“状态变量”(系统内部变量)及“状态方程”描述系统,因而更能反映出系统的内在本质与特性。从数学的观点看,现代控制理论中的状态变量法,简单地说就是将描述系统运动的高阶微分方程,改写成一阶联立微分方程组的形式,或者将系统的运动直接用一阶微分方程组表示。这个一阶微分方程组就叫做状态方程。采用状态方程后,最主要的优点是系统的运动方程采用向量、矩阵形式表示,因此形式简单、概念清晰、运算方便,尤其是对于多变量、时变系统更是明显。特别是在Kalman提出的可控性和可观测性概念和极大值理论的基础上,现代控制理论被引向更为深入的研究。现代控制理论研究的主要内容包括三部分:多变量线性系统理论、最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论。由于篇幅所限,有关现代控制理论研究的具体内容请参见有关文献,这里从略。 三、结论 以上我们介绍了自动控制理论的发展情况和现代控制理论,各种控制理论都有其优点、缺点和适用范围,如果能够取长补短,则必然能够扩大其应用的范围,因而是控制理论的发展方向。事实上,现在已经出现了集经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论于一身的各种复合控制理论,如模糊PID复合控制、模糊变结构控制、自适应模糊控制、模糊预测控制、模糊神经网络控制、专家PID控制、专家模糊控制等等。 自动控制理论论文:基于CDIO的“自动控制理论”工程教育研究和实践 摘要:针对“自动控制理论”课程在工程实践教学中的不足,运用CDIO教育理念对该课程的工程教育进行研究和实践,明确“自动控制理论”课程中学生的学习需求,重新设计教学模式,强化工程实践能力培养,考核方式采用多元化模式。解决了目前该课程工程教育面临的困难,调动了学生学习的积极性,提高了学生的工程实践能力和创新能力。 关键词:自动控制理论;工程教育;CDIO理念 作者简介:赵磊(1981-),男,山西长治人,黄山学院机电与信息工程学院,助教;施云贵(1964-),男,吉林省吉林市人,黄山学院机电与信息工程学院,教授。(安徽 黄山 245041) 进入21世纪,经济全球化对我国工程技术人才的需求日益增长,对工程教育的发展带来了机遇。但在我国的传统工程教育中,重理论轻实践,过分强调知识的理论深度和系统性,而忽略了各学科知识间的联系,特别是忽视理论知识的应用。“自动控制理论”作为自动化学科各专业的一门重要的专业基础课程,[1]是为培养从事控制领域的科学研究和工程技术人员而设置的。在“自动控制理论”课程中,传统教学多局限于课堂授课,结合线性系统时域分析、根轨迹分析和频率特性分析等基础验证性实验和系统动态、稳态特性分析等分析性实验,而强调工程实践的综合性和创新性内容不足,偏离实际工程应用。 黄山学院(以下简称“本校”)作为一所地方性普通本科高校,与学术性高校“错位竞争”,明确办学定位为应用型。因此,结合本校“自动控制理论”课程教学的实际情况,对“自动控制理论”课程教学提出了改革思路。本文将利用CDIO工程教育模式的理念,[2]明确“自动控制理论”课程中学生的学习需求,重新设计教学模式、强化工程实践能力培养和考核方式多元化,以提升该课程工程教育的质量和内涵。[3-6] 一、CDIO工程教育理念 CDIO代表构思(conceive),设计(design),实施(implement),运行(operate),是由MIT和瑞典几所大学在Wallenburg基金会的资助下,经过几年的研究、探索和实践于2004年创立的工程教育模式。该教育模式是以产品、过程和系统的构思、设计、实施和运行全生命周期为背景的教育理念为载体,以CDIO教学大纲和12标准为基础,让学生以主动的、实践的、课程之间具有有机联系的方式学习,获取工程能力。 CDIO工程教学模式的主要特色在于它创造了能够深化技术基础和实际能力的学习经验。采用现代教学方法、创新教学模式和新的学习环境为学生提供接近工程实际的学习经验,这些具体的学习经验创建了一个与技术基础相关的学习抽象概念的认知框架,并为学生提供有助于理解和记忆这些抽象概念的实际应用机会,由此提供掌握深厚基础知识的途径。 二、“自动控制理论”课程教学改革 1.重新设计教学模式 根据“自动控制理论”课程特点,运用CDIO工程教育理念,坚持以学生为本,建立知识、能力、素质培养体系,将系统的构思、设计、实施和运行贯穿整个教学过程,对“自动控制理论”的教学目标、课程体系、教学活动及组织形式等进行全方位思考与设计,形成基于CDIO的“自动控制理论”课程教学模式,如表1。 2.强化工程实践能力培养 为了加强“自动控制理论”课程工程实践能力的培养,在传统教学的基础上,融合项目教学、虚拟仿真和案例分析等方法,让学生在模拟工程实践的环境中进行学习。 (1)项目教学。基于项目的教学是建立在具体问题的基础上来寻找解决问题的办法。为了践行CDIO工程教育理念,依托项目以3~5名学生为一组,教师采用点拨方式或共同探究的方式进行指导。具体实施步骤如下: 1)构思(C)。通过加深学生对自动控制系统的使命、需求、功能、技术和构建等概念设计的理解,其主要形式是要求学生对控制系统进行分析、思考,形成对控制系统设计开发的基本感性认识,加深对控制系统基本分析和设计方法的理解。 2)设计(D)。要求学生使用控制方法,完成自动控制系统的需求定位、模型开发、系统分析、系统架构等。通过实践,使学生掌握自动控制系统工程的基本原理、方法、技术、工具,并能够在实际中应用。 3)实现(I)。将设计成果加以实现,着力培养学生的务实精神、工程能力和团队精神。 4)运行(O)。每个小组对所开发的控制系统进行实际应用,并建立相应的应用、营销和服务渠道。实在难以在实际应用的要求建立模拟实际应用环境,实施模拟应用。运行主要目的是让学生了解市场,培养学生的务实精神和实际工作能力。 (2)虚拟仿真。虚拟仿真,就是用一个系统模仿另一个真实系统的技术。虚拟仿真技术的引入,将使控制系统设计的手段和思想发生质的飞跃,更加符合现代社会发展的需要。采用虚拟仿真能够使学生在一个比实际情况更安全的环境中提高工程实践能力,可以说在“自动控制理论”课程中应用虚拟仿真技术是可行且必要的。 (3)案例学习。案例学习可以提供很多关于实际工程的具体经验,一个典型案例还可以提供详细的背景内容。通过讨论案例,学生能够亲自体验系统或产品的CDIO过程,并参与疑问的解答,提高了学生的思考和决策能力。 3.考核方式多元化 传统“自动控制理论”课程考核方式笔试偏重理论知识考核,难以考察对实际自动控制系统的设计、分析和建造等工程实践能力。针对本课程注重工程实践性、创新性和应用技能培养的要求,改革单一的考核方式,综合学生在知识、创新、应用等多方面能力,采用笔试、课堂互动、实验操作、项目开发等多元化考核方式。多元化考核方法不仅促使学生重视课堂知识的掌握,还重视知识的工程应用与创新,有效地提高了教学水平和教学质量。 三、总结 CDIO工程教育模式的优秀是培养学生的工程素养、工程实践能力。“自动控制理论”课程作为工程背景较强的课程,只有掌握坚实的理论基础,具备严谨的工程推理和解决问题的能力,才能在后续课程中熟练地运用自控理论知识解决工程实际问题,并为往后能在工作岗位上灵活运用所学知识打下扎实的基础。 自动控制理论论文:控制理论在“自动控制元件”课程教学中的应用 摘要:在对“自动控制元件”课程教学改革的实践中,以控制理论思想作为指导,在深入分析课程、学员和教员的实际情况的基础上,建立了课程教学反馈控制系统模型,采取了优质提问教学法等多种反馈方式,取得了较好的教学效果,同时也提高了教员的教学水平。 关键词:控制理论;自动控制元件;反馈控制教学 作者简介:周鑫(1979-),男,湖南益阳人,第二炮兵工程大学控制工程系,讲师;刘志国(1977-),男,湖南益阳人,第二炮兵工程大学控制工程系,讲师。(陕西 西安 710025) 基金项目:本文系第二炮兵工程大学“自动控制元件”课程建设的研究成果。 所谓控制,就是根据系统内外部变化,进行有目的的调整,一次又一次地克服不确定性,纠正偏差,使系统始终处于某种特定状态的一种活动。[1]控制理论认为,任何系统、过程与运动都可以看作一个复杂的控制系统,控制理论思想的应用并不仅仅局限于工业生产或军事设备控制方面,也可以扩展到其他领域。 教学是一种有计划、有目的的活动。教学的目的在于使学生形成一定的心理过程及特性。学生的心理过程是有规律的,因而是可以控制的,问题在于掌握借以控制这种过程的规律。由此认为,控制理论对于教学来说,在原则上也是适用的。因此可以将控制理论的基本原理和方法推广至教学领域,建立教学控制系统,结合教学过程的特点及规律,改革传统教学过程,研究和解决教学过程中的一系列问题,以实现对教学过程的有效控制和全面优化,从而更好地控制教学质量,提升学员的学习积极性,提高教员的教学水平,达到教学相长的目的。 一、反馈控制教学的基本原理 控制系统由被控对象和控制装置组成,控制方式分为开环控制、闭环控制和复合控制,传统的知识注入型教学过程通常为开环控制方式。以学员作为控制对象,以课程教学目标为期望值,以教学效果为控制量,可建立课程教学开环控制系统,如图1所示。 在图1所示的系统中,教员进行课堂授课时,学员扮演的是被动接收知识的角色。从控制理论观点来看,传统的知识注入型教学存在着控制作用的断续性与反馈联系的偶然性问题,因而不是最佳的教学方式。由于缺少有效且连续的反馈信息,教员无法及时掌控教学情况,学员学习主动性差,教员教学水平提高缓慢,往往难以达到预期教学效果。 若在系统中增加前馈补偿和反馈通道,则可建立闭环(反馈)教学控制系统,如图2所示。 由图2可知,由于建立了良好的反馈联系,教员在教学过程中能够及时发现实际教学效果与教学目标的偏差,从而根据反馈控制原理适时改变控制方式(调节教学内容、教学进度、教学方法和教学手段等),以保证:教学过程始终沿着教学目标的固有轨道前进;教学内容、方法和手段适合教学对象,且不断趋于完美;教学研究与教学本身得以同步发展。 在课程教学实践中,应该依据课程、学员和教员等各方面的实际情况,深入分析课程教学控制系统的各个组成部分,细化前馈和反馈环节,建立课程教学控制系统模型,图3为针对“自动控制元件”课程建立的教学反馈控制系统结构图。 由图3可知,在“自动控制元件”教学反馈控制系统中,以自主预习的前馈补偿方式以及自主复习的局部反馈方式促使学员在自控(学员自学)和他控(学员之间的相互学习、交流、激励)方式作用下,初步消化和掌握教员在课堂授课过程中讲授的理论知识。教员在课堂授课过程中,采用有效的课堂提问等方法,及时掌握学员学习动态,实时调整教学过程,以保证教学效果;课后,通过每周答疑、课后作业、课程实验、课中考核、课外实践以及学员针对课程提供意见建议等多种反馈方式,获取学员对课程知识的掌握和应用情况以及学习态度、精神状态等,并根据反馈信息适时调整教学过程,从而缩小教学效果与教学目标的偏差。在传授知识和能力的同时,教员的授课能力也可通过自身的总结交流、教学督导组的评价以及学员的意见建议等三个反馈渠道得到及时反映,以促进教学水平的提高。 二、反馈控制教学中需要注意的问题 在教学控制系统中,教学是一种有目的、有计划的实施控制活动的过程。要实现有效控制,首先必须建立较为准确的系统模型,然后根据课程、学员和教员的实际情况制定行之有效的控制方式。既要因“材”施教,也要因“才”施教,“材”指的是课程的教学目标和教学内容,“才”指的是学员和教员。实现因“材”施教和因“才”施教的关键在于构建有效的信息反馈通道。 1.教学控制系统模型的建立 系统模型越准确,控制效果越好。因此在系统建模时,必须深入分析教学反馈控制系统的各部分结构,了解“材”和“才”的实际情况,确定系统期望和反馈信息及其之间的关系。教学控制系统中需要明确的主要信息和组成部分包括: (1)系统期望,即教学目标。严格依照专业人才培养方案和课程标准制定课程的总体教学目标和各章节、每次授课的教学目标。 (2)被控对象,即学员。通过课前召开座谈会、课中答疑以及与学员代表交流沟通等方式全方位了解授课对象。 (3)控制方式,即教学实施方案。制定具体且具有针对性的课程教学改革方案、课程教学设计方案和课堂教学方案。而在课堂教学实施计划开展之前,教员应该进行精心的教学准备,具体工作包括深入理解教学内容、设计具有一定特色的多媒体课件和教案、熟练掌握几种教学方法、开发交互式课程学习网站和建设试题库等。 (4)评价方式,即根据学员的学习情况,把实际值与期望值进行比较,对教学工作做出客观评价。按照教学目标衡量实际成效,最理想的情况是在偏差较小时就有所察觉,并采取措施加以改善。但是,仅凭经验是远远不够的,必须制定客观公正、切实可行的评价方案对学员进行综合评定,才能客观地评价教学效果。 2.反馈控制方式的选择 在教学过程中,课堂授课是知识传递的一个关键环节,在此环节中必须采取有效的反馈方式,以获取足够的反馈信息。在“自动控制元件”课程教学过程中,教学组在课堂授课过程中采用了优质提问教学法(Quality Questioning, QUILT)。QUILT是一种“通过提问、理解促进学习和思考”的教学方法,包括精心准备问题、适时抛出问题、激发学员回答、对学员的回答进行加工以及对提问行为进行反思五个阶段。[2]通过QUILT,可以调动学员的学习积极性,使更多的学员参与思考,更重要的是能够迅速获取学员对知识的理解程度的反馈信息。同时,教学组采取其他方式获取更多反馈信息,主要包括每周答疑、课后作业、课程实验、课中考核、课外实践活动(“三性”实验、“三小”活动、数学建模、电子设计、机器人大赛)等,使学员在掌握理论知识的同时,提高动手能力和实际应用能力。 自动控制理论论文:自动控制理论初探 【摘 要】随着技术工具的进步如半导体微电子学、光学和光电子学、计算机和通信网络等信息采集、存储、传输、计算和处理技术的迅速发展也强力推动着自动控制理论研究向前发展。然而由于研究系统、对象越来越来复杂,这样就对自动控制理论以及其实际运用的研究就提出了更高的要求。本文首先对自动控制理论的发展作了一个简单的回顾,然后对Matlab软件作了一些简介、最后简单阐述了自动控制理论的研究现状以及其它在各不同领域的运用。 【关键词】自动控制理论;Matlab;模糊控制;鲁棒控制;最优化控制 随着控制系统复杂性的增加,不确定因素的增多,要求各控制理论分支有进一步的发展,弥补各理论分支的缺点与不足,以满足更高的控制性能指标。现有的控制理论在线性系统控制中大都能取得良好的控制效果,但对离散、非线性复杂系统领域的研究大都刚刚起步,或处于初级阶段,远未达到人们的期望。而实际工业生产过程的模型一般都很复杂,通常具有非线性、分布参数和时变等特性。因此将控制理论的研究领域推广到非线性复杂系统有重要的实际意义。另外与宏观复杂系统控制相对的量子控制(Quantum Control)也正在作为一个全新的学科领域蓬勃崛起,它的发展也依赖于完善的控制理论和优化控制策略。近年来随着微电子、半导体、计算机等技术的快速发展也强有力的推动了自动控制理论的发展。 一、现代控制理论的产生及其发展 控制理论作为一门科学,它的产生可追溯到18 世纪中叶的第一次技术革命,1765年瓦特发明了蒸汽机,应用离心式飞锤调速器原理控制蒸汽机,标志着人类以蒸汽为动力的机械化时代的开始,后来工程界用控制理论分别从时域和频域角度讨论调速系统的稳定性题,1872年劳斯(Routh E J)和1890年赫尔维茨(Hurwitz)先后找到了系统稳定性的代数据,1932年奈奎斯特(Nyquist H)发表了放大器稳定性的著名论文,给出了系统稳定性的奈奎斯特判据。美国著名的控制论创始人维纳(Wiener N)总结了前人的成果,认为客观世界存在3大要素:物质、能量、信息,虽然在物质构造和能量转换方面,动物和机器有显著的不同,但在信息传递、变换、处理方面有惊人的相似之处,1948 年发表了《控制论—或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》,书中论述了控制理论的一般方法,推广了反馈的概念,确立了控制理论这门学科的产生。 1.经典控制理论。第一代称为“经典控制理论”时期,时间为20 世纪40~50 年代。它研究的主要对象多为线性定常系统,主要研究单输入单输出问题,研究方法主要采用以传递函数、频率特性、根轨迹为基础的频域分析法,它的控制思想首先旨在对机器进行“调节”,使之能够稳定运行,其次是采用“反馈的方式,使得一个动力学系统能够按照人们的要求精确地工作,最终实现对系统按指定目标进行控制。” 2.现代控制理论。第二代称为“现代控制理论”时期,时间为20 世纪60~70 年代。经典控制理论对线性定常系统可产生良好的控制效果,但是它对多输入多输出、时变、非线性系统的控制却力不从心。所以50 年代末60 年代初,学者卡尔曼等人将古典力学中的状态、状态空间概念加以发展与推广,将经典控制理论中的高阶常微分方程转化为一阶微分方程组,用以描述多变量控制系统,并深刻揭示了用状态空间描述的系统内部结构特性如可控性、可观性,从而奠定了现代控制理论的基础。 3.第三代控制理论。以上所提的经典控制理论和现代控制理论都是建立在数学模型之上的,所以统称为常规(传统)控制。它们为了控制必须建模,但许多实际系统的高维性及系统信息的模糊性、不确定性、偶然性和不完全性给基于数学模型的传统控制理论以巨大的挑战。是否可以改变一下思路,不完全以控制对象为研究主体,而以控制器为研究对象;是否可以用人工智能的逻辑推理、启发式知识、专家系统解决难于建立数学模型的问题呢?智能控制的出现正源于这一思想。1967年Leondes 和Mendel 首次正式使用“智能控制”一词,1971 年傅京孙教授指出,为了解决控制问题,用严格的数学方法研究新的工具来对复杂的“环境2对象”模型进行建模和识别以实现最优控制,或者用人工智能的思想建立对不能精确定义的环境和任务的控制设计方法,这两者都值得试一试,而重要的是把两种途径密切结合起来协调的进行研究。沿着这一思想出发,现代控制理论将微分几何、微分代数、数学分析与逻辑推理、启发式知识建立和发展了智能控制理论相结合从而形成第三代控制理论大系统理论和智能控制理论。 二、Matlab工程软件 1.Matlab起源。早在70年代中期,Matlab的开发者美国人Clever Moler及其同事在美国国家科学基金的资助下研究开发调用LinPack和EisPack的FORTRAN子程序。到70年代后期,Clever Mloer教授利用业余时间为学生编写能够方便调用LinPack和EisPack的程序。Clever Mloer给这个接口程序取名为Matlab,这是从Matrix(矩阵)、Laboratory(实验室)各取前三个字母组成的,意思是“矩阵实验室”。 2.Matlab的特点与功能。Matlab自从1984年由MathWork公司推向市场以来,经历十几年的发展和竞争,现在逐步风靡世界,可靠的数值和符号运算能力、简单易学的程序语言、强大的图形和可视化的功能以及为数众多的运用工具宝石Matlab区别与其他科技应用软件的显著特点。其相关的功能如下:(1)数值和符号计算功能。Matlab的数值计算功能包括:矩阵的创建和保存;数值矩阵代数、乘方运算和分解;数组运算;矩阵操作;多项式和有理分式运算;数据统计分析、差分和数组导数;用于求积分、优化和微分方程的数组解的功能函数等。(2)Matlab语言。除了指令行操作的直接交互使用方式外,Matlab作为高级应用软件有它自己的编程语言。Matlab的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的习惯形式十分相似,简单易学。完全不需要对矩阵的乘法和求逆进行烦琐的编程。因此用Matlab求解问题比C语言、FORTRAN语言要简便的多。与其它高级语言的关系仿佛高级语言与汇编语言的关系一样,尽管它的执行效率比其它的高级语言低但是其编程效率、程序的可读性,可移植性要远高于它们。(3)图形和可视化功能。图形和可视化功能是现代应用软件发展的主要方向,也是前后版本间的最大差异之一。利用可以轻而易举地绘制二维、三维曲线,三维曲面,并可进行图形和坐标的标识、坐标控制、图形的迭绘、视角和光照设计、色彩精细控制等等。另外还可以非常方便地完成动画的绘制工作。Matlab还提供了对图形对象(Graph object)和图形句柄(Graph Handle)进行操作的“底层(low level)”指令,使用户可以随心所欲地对图形进行各种操作,为用户在图形表现和可视化方面开拓了一个广阔的、没有丝毫束缚的空间。 自动控制理论论文:基于CDIO教育理念的自动控制理论精品课教学改革研究与实践 [摘要]CDIO,即构思(conceive)、设计(design)、实施(implement)、运作(operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。本文选用自动化专业的一门主干课“自动控制理论”为研究对象,运用CDIO教育理念对该课程的教与学进行探讨和实践,形成了以学生为主的“活跃课堂、积极实践、学术探讨、项目研究、网络助学”的教学模式,经过5年的教学实践,取得了很好的教学效果和教改成绩,使学生在实际动手能力、独立创新能力、团队合作能力方面有所提高,为创新人才成长搭建了宽广舞台。 [关键词]CDIO;工程教育;自动控制理论;教育理念 1 研究背景 CDIO工程教育培养模式是由教师简洁明了地介绍要学的相关概念后,将学生分成小组,每个小组5~6人。各个小组自己设计实验方案、确定操作流程、选择器材,分工合作完成实验。通过分析实验结果,学生提出其中存在的问题,然后教师开始剖析概念、讲解原理,并和学生一起探讨。该模式可以培养学生分析问题、解决问题的能力,同时能够增强学生的自学能力、沟通协调能力、团队合作能力以及大系统的运作能力并最大地发挥学生的积极性和创造I生。自动控制理论是指导人们在一定工程背景下实现对复杂系统设计与分析的方法论,理论性很强,而CDIO工程教育模式的精髓——CDIO代表的构思、设计、实现和运作正是自动控制理论思想的具体体现,它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,旨在培养学生的工程能力,是一种新的高等工科教育模式。它包括个人的工程科学能力和技术知识能力、终生学习能力、团队交流能力和大系统协调等方面的能力。显然,CDIO的教学目标与应用型高校本科专业的培养目标是一致的,即培养理论与实践相结合、工程技术与市场需求相结合的高级专门人才。以人才培养为目标,以教学改革为指导,以教材创新为优秀,以科学研究为基础,对自动控制理论课程进行改革,以适应国内快速发展的工控领域对自动化人才的要求。 2 教学理念的转变 2.1 教学模式改革 “培养什么样的人才、如何培养人才”始终是高等教育的基本问题,“教什么、怎么教,学什么、如何学”始终是教学过程中的一对基本矛盾。很多教师认为“教什么”最重要,至于“怎么教”、“怎么学”全在个人,不重视教学方法的研究,习惯于个人传统方式的延续。认为“怎么教”是教师的事情,“怎么学”是学生的事情,“教”与“学”分离,对教师主导、学生主体、师生互动交流认识不足;对教学大纲的把握、对教学目标的实现认识不足,认为教材、讲义、网上资料师生可以自由使用,殊不知,这是教师不负责任、偷工减料的表现;对课程的规律性与学习能力培养的重要性认识不足,有的教师过分强调讲课面面俱到,“填鸭式”教学方法反而贻误了学生创造思维的训练和培养。为此,提出如下理念。 1)学生的主体性与教师的主导性融合。教师视每次授课为一场表演,既是演员又是导演,学生是观众。这样教师就要在如何演的精彩、如何引人入胜上下功夫,教学过程中教师主导活动和学生主体活动不断融合实现动态转换,随着知识的潜移默化,学生的学习活动自主性逐渐扩大,教师的传教活动制约性逐渐缩小,最后转化为学生能够完全自主学习,真正成为学习的主人。 2)学习的开放性与教学的关键点融合。信息时代提供了众多的知识获取途径,课堂和教师已不再是获得知识的唯一渠道,应该充分利用网络、名师、资料、实验、学科、专业等优质资源环境与学术氛围,把学习的场所从课堂扩展到大型实验室、图书馆、讲坛等。自主研学、拓展训练、思维创造,为学生知识创造和能力建构拓展了更加宽松的环境,这是当前教学模式改革的优秀。强化自主性、综合性、设计性实验,重视工程实践、课程设计、项目训练以及大学生生产实习;将学生个体的学习扩展到小组学习、团队学习等合作学习的形式;着力提高各种课外学习活动的覆盖面和参与面,通过研究小组、讨论班、报告会、俱乐部、沙龙、社团等各种载体,让每一个学生都有锻炼施展多方面能力和才华的舞台。教学的关键点是教给学生一种思考问题的思维方法,有些知识问题的具体细节,忘记了可以查书,但思考问题的方式,一旦领悟并加以应用后,具备的是解决更多新问题、领悟更多新知识的能力,这才是教与学的关键。充分利用互联网拓展学生网上学习、教师网上答疑、学生网上作业、教师网上批改的新途径。 3)教学评价的综合性与透明性融合。既然讲课就是表演,演员演得如何观众最有发言权,采取学生匿名网上评议制,对每位授课教师按照统一的评价指标给予教学质量评价,教师可以随时查阅学生评价做到有则改之无则加勉,这种方式有效提高了教师的教研水平。 4)学生成绩评定的多样性与灵滑性融合。采取平时考核(20%)+实验考核(10%)+学期考核(70%)作为学生的最终成绩,这样充分调动了学生学习的自主性与积极性,避免了一考定终生和逃课现象。 2.2 明确精品课程的内涵 精品课程是指具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程,省级精品课《自动控制理论》是由自动化系负责开设的院级平台课,是一门理论性和实践性都很强的课程,理论比较枯燥,难以理解,其特点是概念多、抽象,理论分析和数学计算比重大,在课程讲授过程中,若不注重教学模式的改进,就会让学生感觉似乎在学一门“数学”课,跳不出抽象的理论框架,不知道如何把该课程的理论知识应用于工程实践中,那么,这门课程的讲授就是失败的。在课程教学改革实践中,引入CDIO模式,以小型控制课题为导向,引导学生自觉加深理论学习,依次完成控制系统建模、控制器设计、仿真实现,培养了学生的创新能力、动手能力及课题研究能力,激发了学生的学习兴趣。因此,教师要有目的、有计划、有步骤地结合教学的具体内容对学生进行思维方式的引导、指导和训练,使学生理解并掌握诸如典型化、线性化等处理方法和意义,体会到数学作为一种工具处理工程问题的重要性和趣味性,使学生变被动学为主动学,提高学习积极性,既巩固了知识体系,又树立起工程思想。 3 基于CDIO教育理念的教学改革 探索了CDIO理念下的以研究型学习,以实际的物理对象为背景进行控制系统建模、控制器设计、仿真实现的教学模式,并相应地对教学内容、教学手段、考试方式进行了配套改革。 3.1 教材建设 教材是教学理念的载体,是课程体系改革的优秀。为了充分贯彻课程改革建设,发挥团队的特色,自2003年开始狠抓教材建设,相继出版了两部理论教材:《现代控制理论》(中国标准出版社2003)、《自动控制原理》(21世纪高等院校优秀教材,国防工业出版社2004);两部与之配套的书籍:《自动控制理论学习指导》(大连理工大学出版社2004),《自动控制理论实验及综合系统设计》(华中科技大学出版社2008);一部用于指导学生进行计算机辅助设计的《控制系统数字仿真及MAT-LAB语言》(电子工业出版社2009)。形成了理论教学、实验教学、学习指导、CAD实现的系列特色教材,为知识的有效传播奠定了基础。 3.2 良好的开端是成功的关键——绪论的重要性 在绪论中重点介绍自动控制理论的发展史,研究的对象、方法及主要内容,自动控制理论的特点和发展趋势以及在工业生产、航空、航天等领域所起的重要作用。为了增强学生学习该课程的兴趣,课程中利用多媒体技术制作了多个视频资料,包括阿波罗登月、我国的神舟七号载人航天飞行、美国NASA的月球车、国际机器人大赛以及人在大脑支配下的行为过程等,并简要介绍了这些系统中用到的自动控制理论知识、课程的重点及学习方法,学生由此对课程产生了浓厚的兴趣及强烈的求知欲望,促进了学生从“要我学”到“我要学”的转变。 3.3 强化实践教学,提升工程实践能力 围绕工程实践和创新精神培养这一目标,实践教学构建三层体系,突出综合性、设计性、研究性训练,加强课内实验、课程设计、毕业设计等实践环节的有序衔接。提出以学生为主的“活跃课堂、积极实践、学术探讨、项目研究、网络助学”的教学模式,进行了基于“学术探讨、项目研究”的教学改革。将教学分成三个阶段:课堂教学、课程设计、毕业设计。精心设计了一整套与之对应的三级项目体系:以随堂进行的项目为三级项目,促进学生对专业优秀课程的学习;以专业课程设计为二级项目,培养学生构建并运用知识模块的能力;以毕业设计为一级项目,培养学生用专业知识开发设计复杂系统和产品的能力。为探索CDIO教学模式,将授课教师从科研项目中提炼出来的基于团队的三级项目与课程实验教学有机融合,让学生在课堂上学习理论知识,课外进行三级项目的研究,使学生自主建立起以确定项目方案、设计和仿真为主要内容的学习体系。三级项目的最后,要求学生以撰写项目报告和制作PPT的形式进行项目研究的汇报,改变了以往以课后习题来巩固学生所学理论知识,类似于“纸上谈兵”的学习方式。结合不同章节内容的特点,教学骨干自行开发了所有课程的多媒体助学课件,如针对根轨迹绘制制作了全动画多媒体课件,受到学生的普遍欢迎。这种教学模式为创新人才成长提供了自主性、研究性、多样性的宽广舞台,促进了学生创新实践能力和综合素质的全面提升。燕山大学学生先后在全国“飞思卡尔杯”智能车大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“挑战杯”创业计划大赛以及全国电子设计竞赛等许多重要赛事中均取得了十分优异的成绩。 3.4 加强网络教学平台与资源共享建设 为培养学生自学能力,自行研发了网络综合教学平台,提供了15个子系统供师生使用,形成了一个集教学、学习、实验、设计、考研辅导、信息交流于一体的自动控制原理在线教学的专业网站,实现了教育资源共享。以图文并茂的形式提供丰富动感的教学内容,利于突出重点、突破难点,优化课堂结构,创造良好的网络教学环境,提供教学讲义、教学视频、课后练习测试、同步训练、在线答疑、提交作业、考研专题等多个栏目,为学生提供了丰富的教学资源。 3.5 开展研究型学习 教学中引入的工程实例倒立摆装置是一个复杂的、不稳定的非线性系统,是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。通过对倒立摆的控制,检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。同时,其控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途,如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发射中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。教学中,将倒立摆作为工程实例贯穿整个课程,在各阶段理论教学后,完成倒立摆的系统建模、分析及控制器设计等,提高学生的工程应用能力及学以致用的信心。 研究型学习分三个阶段:(1)引导学生充分利用图书馆和网络,搜集相关资料;(2)学生分成研究小组,在6周的时间内,跟随课程的学习进度依次完成被控对象的建模和性能分析,并完成控制器的设计,然后用Matlab/Simulink建立控制系统的仿真模型,对系统的控制性能进行仿真分析;(3)要求学生以组为单位撰写研究报告,并以小组的形式进行研究汇报,汇报中要求小组成员全员参加,教师和其他组学生同时对研究情况进行打分评价。通过汇报,不仅可以活跃研究氛围,加强各组学生之间的交流,开阔学生的视野,还可以检验每个学生在课题研究中的参与程度。 最后,可以在一、二、三级倒立摆实验平台上,实现学生自行设计的系统验证。在课堂上,教师们也把工程项目的部分内容作为教学案例介绍给学生,注重知识讲授与项目实践有机结合。在课下,教师们带领学生积极参与科研项目研发或专业竞赛活动,培养了一批专业基础扎实、动手能力强的优秀学生。利用好现有的实验室和实习基地,探索出了一条行之有效的工程教育模式,使学生在实际动手能力、独立创新能力、团队合作能力方面有所提高。 4 结束语 教学实践表明,基于CDIO教育理念的教学模式可以大大提高学生的学习积极性、主动性,促进学生从“要我学”到“我要学”的转变,有利于培养学生的动手能力、综合应用能力和创新能力。学生反映非常喜欢这种教学模式,并提出了很多很好的建议,加强了学生和教师之间的沟通与交流,起到了教学相长的效果。 作为一种工程教育教学模式,CDIO具有先进的理念和很好的借鉴作用。将这种工程教育思想贯穿于自动化专业人才培养方案改革、课程体系建设、师资队伍建设、实践教学建设等各个方面,构建理论与实践相结合,技术与市场相结合的应用型人才培养体系,为国家、地方培养合格的高级专门人才,是教育工作者的不懈追求。
自动控制论文:基于Profibus的SBR工艺污水处理自动控制系统 摘要:在污水处理自动控制系统中采用现场总线和冗余技术提高了信号传输的精度和准确性,解决了传统控制方案中敷线过多的问题,提高了系统的可靠性和扩展性。该系统采用了三层网络结构:管理级、控制级和现场级;具有设计先进、易于扩展和运行安全可靠等特点。实际运行效果非常明显。 关键词:Profibus SBR 冗余技术 分布式I/O模块 0 引言 进入21世纪,我国的环保事业迅速发展,工业废水、生活污水的净化处理成为当务之急。投 资少、运行灵活的SBR处理工艺得到广泛的应用。SBR工艺早在1904年就被开发,由于当时的 自动化水平比较低,所以没有得到推广应用,而近年来随着自动化技术、设备及在线监测仪 表的发展,使得对污水处理的自动化成为可能。同时对污水处理工艺进行自动化监测和实时 控制是提高污水处理效率、降低处理能耗的关键。SBR反应主要是在反应池内进行的,该工 艺 主要由进水、曝气、沉淀、排水和闲置等五个阶段组成。SBR工艺的处理效果主要取决于其 运行参数,其中主要参数包括各反应段时间以及曝气强度。一般采用以PLC为优秀的工艺过 程自动监控系统,实时控制鼓风机、水泵、电动阀等设备?及各?反应段时间,使水质达到 国家规定的排放标?准。 由此可见,污水处理是一个多参量(如液位、水质成分、流量、压力等)、多任务(如污水输 送、风量控制、水泵的启停等)、多设备(如格栅机、水泵、鼓风机、阀门等) 且具有随机性 、时变性和耦合性的复杂系统。因此,污水处理应由一个智能监控与综合管理系统来进行现 代化的管理,使之安全可靠地运行。 1 现场总线技术 在污水处理厂中,现场控制设备分布范围比较广,如果采用传统的控制方案,势必要敷设大 量的控制和信号电缆,浪费大量的人力和物力,十分不经济,同时使系统复杂,可靠性降低 。采用目前比较流行的现场总线技术,可以降低成本,同时提高系统的可靠性,使系统易于 扩展和维护。Profibus是Process Fieldbus的缩写,是一种国际性的开放式的现场总线标准 。目前世界上多数自动化技术生产厂家都为它们的自动化设备提供Profibus通信接口。Profibus已经广泛地应用于加工制造、过程控制和楼宇自动化,是一项成熟的技术。Profibus根据 应用特点可分为Profibus DP, Porfibus FMS, Profibus PA等三个兼容版本。Profibus DP是 经过高速优化的、廉价的通信链路,专为自控系统和设备级分散式I/O之间设 计的接口;使 用Profibus总线模块用于分布式控制系统的高速数据传输可以取代昂贵的24 V或0~20 mA并行信号线。 Profibus?FMS解决车间级普通的通信任务,提供大量数据通信服务,提供中等任务的传输 速度。 2 系统组成及功能设计 现代化的污水处理系统需要实现管理与控制一体化,实现办公自动化。控制系统不仅与 下层控制设备有良好的接口,而且具有与上层管理系统集成的接口,同时具有可扩展性。所 以现代化污水处理系统要求在底层采用现场总线或者工业以太网等技术,上层则选用优秀的 监控组态软件。为了加强系统的可靠性,使整个系统能够长时间无故障地运行,需要采用容 错技术。 根据全集成自动化(Totally Integrated Automation)的思想,将污水厂 控制系统分为管理级、控制级、现场级。 (1)管理级。管理级是系统的优秀部分,完成对污水处理过程各部分的管理和控制 ,并实现厂级的办公自动化。管理级提供人机接口,是整个控制系统与外部信息交换的界面 。管理级的各台计算机具有相互通讯的功能,实现数据交换或共享。考虑到管理层功能结构 的层次性和可分割性,采用客户/服务器(Client/Server)的体系结构。服务器选用 大型的网络关系数据库,满足开放、分布式数据库管理方式的要求。服务器具有远程控制操 作功能、状态显示功能、数据处理功能、报警功能、报表功能、通讯功能和冗余功能等。厂 中心控制室中设备包括:两台安装Siemens公司WinCC监控组态软件的冗余服务器作为上位机 ,两台服务器安装WinCC组态软件的完全版以及冗余软件包,两台服务器互为备用,实现冗 余,提高系统的可靠性。装有WinCC运行版的PC机作为监控工程师操作站。这种配置的最主 要的优点是保证数据的完整性和监控操作的连续性。如果一个WinCC服务器出现故障,该服 务器的客户机自动从发生故障的服务器切换到备用的服务器上,使所有的客 户机 始终可以监控生产过程,修复后的服务器回到系统后,自动实现归档数据的匹配。 管理级现场总线选择Profibus?FMS总线,冗余服务器作为Profibus?FMS现场总线的主站 ,通过CP通信模块与Profibus?FMS现场总线连接。 (2)控制级。控制级是实现系统功能的关键,也是管理级与现场级之间的枢纽层。 其主要功能是接受管理层设置的参数或命令,对污水处理生产过程进行控制,同时将现场状 态输送到管理层。控制级要求具有高可靠性,所以在系统的关键部分中要采用冗余技术。控 制器是整个系统的优秀,所以在控制级中,采用两个Siemens公司CPU315?2DP型PLC组成冗 余 控制器,一个为主站,一个为备用站。两个PLC之间通过并行总线通讯,进行信息交换,相 互监视,实现双机热备冗余。每个PLC上安装一块Profibus?FMS通信模块CP与Profibus?FM S现场总线连接,PLC作为Profibus?FMS现场总线的从站,作为控制系统的下位机,通过总 线 与上位机通信。Siemens公司S7 315?2DP型号PLC具有Profibus?DP网络通讯接口,可作为Profibus?DP现场总线的主站。两个S7 315?2DP主站建立冗余配置的Profibus-DP现场总线系 统,与控制现场的远程分布式智能I/O模块连接,实现与现场设备和传感器通信。 (3)现场级。现场级是实现系统功能的基础。现场级主要由一次仪表(如液位计、DO 传感器等)、控制设备等组成。其功能主要是对系统设备的状态、传感器参数进行监测,并 把监测到的数据上传;接受控制级的指令对执行机构进行控制。由于控制设备比较分散,在 传统的工厂内,输入/输出设备连接到一个集中的机架,在设备改变和系统扩展时,导致接 线工作量大,成本高,柔性度低。通过开放的、标准化的现场总线系统来连接部件,应用Siemens公司ET200分布式I/O是解决这些问题的最佳方案。分布式配置意味着可编程序控制 器、I/O模块和现场设备通过称为现场总线的信号电缆连接。将输入/输出模块转换成就地监 测器和执行器,可就地转换和处理过程信号。可像集中配置那样进行程序设计。在控制点比 较集中的控制现场配置一个远程分布式智能I/O模块ET200M,现场I/O信号直接输入I/O模 块,每个ET200M 模块上安装有两块IM153-2型号带有Profibus?DP接口的模块,与冗余Profibus?DP现场 总线分别 连接。ET200M模块采用活动总线式底板(Active Bus Module),所有模块可以带电热插拔 ,便于维修。 在以上的配置中,系统重要的部分采用冗余技术,使整个控制系统具有极高的可靠性, 可以实现每天24小时不间断工作。根据此设计思想和关键技术方案分析得出系统总体结构 见图1。 3 智能传感器 污水处理过程中,需要实时地在线监测各种水质参数以保证准确的工艺运行参数和及时 显示处理结果。在本系统中涉及到的传感器数量大、种类多,包括温度、pH、SS(固体悬浮 物)、DO(溶解氧)、COD、液位传感器以及ORP(氧化还原电位)仪、流量计、压力计等。 传感 器全部采用德国Endress+Hauser公司的产品,这些传感器都带有Profibus?DP接口,利用智 能接口,这些仪表能与自动化过程控制系统集成,这样获得的所有过程参数可以集中显示, 同时作为工艺的控制参数。 由于污水成分比较复杂,具有腐蚀性,因此选用超声波液位计测量液位,避免直接与污 水接触,并且反应速度快,带有总线接口具有远传功能,直接输送到PLC,同时具有就地显 示的功能,参数设置简单、操作方便。 在污水厂的进水总管和出水总管分别安装SS、温度 、pH和COD传感器,测得进水水质参数用于反应控制,出水参数用于监测工艺的运行效果, 以防止处理后不合格的水排出。 在反应池的厌氧区内装有ORP计,测量厌氧区的氧化还原电位,反映生物硝化脱氮的情 况,同时决定是否需要从好氧区回流污泥。好氧池内装有DO传感器用于控制曝气量 ,根据污水中的溶解氧含量决定空气管电动阀的开度,从而控制曝气量。SS传感器用于监测 污水中固体悬浮物的浓度。在空气总管上安装有压力计,根据空气总管空气的压力来控制 鼓风机的启停以及实现变 频调速。在满足工艺要求的同时可以实现节能。 4 上位机组态软件 上位机系统要求:具有与多台下位机系统通讯的能力,实时监控多台下位机的工作状态 ,显示生产过程中的工作曲线;具有远程控制能力;向下位机采集数据,对历史数据进行存 储、查询、显示、打印等。因此,在一个自动监控系统中,投入运行的监控组态软件是系统 的数据收集处理中心、远程监视中心和数据转发中心,处于运行状态的监控组态软件与各种 控制、检测设备(如PLC、智能仪表等)共同构成能快速响应的控制中心。优秀的组态软件 是实现上位机功能的基础。 选用Siemens公司WinCC(Windows Control Center)5.0组态软件。WinCC具有控制自 动化过程的强大功能,是基于个人计算机,同时具有极高性价比的SCADA级操作监视系统 。在两台服务器上安装服务器版和冗余软件包,客户机安装运行版。 该监控软件的结构框图见图2。监控组态软件的功能及特点: (1)友好的人机界面,控制操作方便。在中心控制室能对全系统被控设备进行实时控制, 如启停设备,在线设置PLC中程序的某些工艺参数等。 (2)实时画面显示功能。用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况,以及现场的状 态参数。用模拟仪表、趋势图、曲线、柱状图动态显示参数的实时变化情况,使生产管理人 员能够快速、清晰地了解整个系统的生产运行情况。 (3)数据管理。数据库存储生产过程数据,供统计分析使用。工作人员可以定期把历史数据库备份到其它存储介质,以便于历史数据的查询。利用数据库中的数据进行比较和分析 ,得出一些有用的经验参数,有利于优化SBR工艺的闭环控制。 (4)报警功能。当参数超过设定范围或设备(如电机启停、阀门开关)发生故障时,可根据组态发出不同等级的声光报警,如屏幕显示报警信息、打印机输出报警信息等。可根据 报警信息自动切换到相应的监控画面。所有的报警信息均被记录在报警数据库中,便于以后 的事故分析使用。 (5)报表打印功能。可以实现报表和图形打印以及各种事件和报警实时打印。打印方 式分为定时打印和事件触发打印。 (6)通讯功能。WinCC是基于标准的Windows平台开发的SCADA系统软件,充分考虑了与其它 系统交换信息的必要性,支持如DDE,OLE,ODBC,OPC和SQL等标准。可以提供多种方式与上 层系统数据交换。 (7)冗余功能。两台装有WinCC组态软件的服务器互为冗余,确保数据完整。 5 控制软件编程 一套理想的软件不只限于满足工艺要求,而且要考虑到现场出现的各种特殊情况,因 此必须可靠、实用、易修改。 5.1 控制规律 软件编程的主要依据为生产工艺提供的控制规律。同一种处理工艺可能会有不同的控制 策略,根据目前的研究状况,SBR工艺的控制可以分为三种:一种是生物浓度法。是指根据 在线测 得的水质参数与设定参数形成闭环控制;第二种是反应时间控制。对于时间控制规律而言, 它是根据对SBR反应的五个阶段所需要的时间进行自动控制的。第三种是流量程序控制。是 根据污水流量的变化来调整各个阶段所需时间进行自动控制。后两种控制方法都不是根据废 水的水质变化来改变某些运行参数进行自适应控制的。 生物浓度控制的基本思想是动态的控制SBR的反应时间使其中的有机物浓 度(用COD或BO D表示)达到允许的排放标准,就停止曝气。在线测定有机物浓度的BOD或COD传感器比较贵 ,一般都在几十万元,目前还没有应用报道,而且实时性比较差,反应时间慢。试验表明: 在SBR法的反应阶段在一定混合物浓度和温度的条件下,对一定的废水而言,反 应池中的BOD和COD浓度与耗氧速率(OUR)及氧化还原电位(ORP)有密切的关系。一般说来 ,有机物浓度越低,则OUR越低而ORP越高,因此可以通过OUR与ORP来 监测有机物浓度的变化,进而通过计算机来自动控制反应过程。[KG)] 时间控制程序是根据对SBR反应池的五个运行阶段所需要的时间进行自动控制。该方法 不是根据污水的水质变化来改变某些运行参数进行自适应控制。对于进水时间、曝气时间、 沉淀时间、排水时间及闲置时间均可由上位机设定。SBR反应池的各段工艺过程及其执行时 间均严格按时序进行,每个反应池的任何设备均可通过电气柜上的手动/自动转换开关改变 其状态,但均不能改变PLC所设定的工作时序,并且一旦切入自动状态后便进入PLC所设定的 时序。在自动状态下,操作人员在中心控制室可以通过人机界面实现远程遥控操作。现场设 备的工作状态均送上位机显示。 5.2 控制程序 根据以上情况,对应设计了两种控制程序,可根据实际情况由上位机选择运行。 (1)生物浓度法控制程序。生物浓度法采用反馈控制,利用在线测得的进水水质参 数作为输入,按照预先确定好的控制模型进行运算,然后用计算的结果作为输出控制现场的 设备,动态控制反应时间,以达到控制反应的目的。 (2)时间控制程序。①本控制系统严格按照时序、按顺序工作。②允许在工作过程 中任意进行遥控、自控切换且不影响工作时序。 6 结语 在污水处理控制系统中采用现场总线改变了传统的全模拟量传输的方式,在现场总线级 实现了数字量传输,达到了提高信号传送精度,增强现场控制灵活性,降低现场仪表初装费 和设计施工费用,减少电缆敷设,易于维护和扩展的目的。该自动控制系统已经在浙江海宁 污水处理厂投入运行,实现了污水处理SBR工艺的自动控制,提高了污水处理的效率和效果, 同时降低了能耗,取得了良好的经济效益与社会效益。 自动控制论文:流动电流混凝投药自动控制系统抗干扰能力的研究 摘要:本文阐述在国内一些自来水公司水厂应用流动电流混凝投药自动控制系统的调试过程中所遇干扰问题,并通过具体实验找到解决干扰问题的方法,为流动电流自控系统在有干扰存在的情况下的应用提供了重要经验。 关键词:流动电流 混凝 投药 自动控制 抗干扰 1. 流动电流混凝投药自动控制系统的检测控制原理 混凝投药是水处理工艺中的重要环节之一,位于水处理工艺的前端。投药量的多少直接影响后续工艺的处理效果,因此,研究该环节的自动控制非常有意义,国内外众多学者都对其进行了广泛深入的研究。这些研究中,应用的最为成功的当属流动电流混凝投药自控技术。该技术在80年代开始应用,到了90年代已经被大量的国内外水厂所采用。[1] 流动电流混凝投药自动控制技术的原理为:水中胶体粒子加药后,其ζ电位会发生变化,从而引起流动电流的变化,胶体电荷远程传感器通过检测流动电流的变化可以准确地反映水中加药量的多少,并传递信号给检测控制仪,控制仪根据传感器传递来的信号,经过程序的处理,输出控制信号给变频柜,通过改变供电频率来调整投药泵的投药量,使之达到最佳值。 干扰问题是流动电流混凝投药自动控制系统在生产应用中常遇到的重要问题,常由于不能及时排除干扰而致应用失败。相反地,干扰问题却很少得到报道。本文提供几则排除干扰的实例,可供工程界参考。 2. 流动电流混凝投药自动控制系统的干扰原因 流动电流混凝投药自动控制系统在实际工程中遇到的干扰主要有以下的两方面原因: 水质及混凝药剂方面;由于流动电流控制系统的检测装置传感器是直接与水样接触的,因此,如水中含有大量藻类、大量有机污染物、混凝药剂为有机高分子药剂或粘附性强的药剂会沾污传感器探头,造成检测信号失真,从而导致控制系统不能正常的进行控制工作。 电控方面;流动电流控制系统的传感信号和控制信号均为弱电信号,因此一旦有强电信号在流动电流控制系统的传感或控制信号线附近存在时就会产生干扰,会对控制系统的正常工作产生影响;当传感器接地不符合要求时,也会对流动电流的检测造成干扰;电源的污染(如动力电源存在大幅度的电压或电流变化)、控制系统周围有强电信号源(如大的电控柜、控制器等)、控制系统所放置的房间屏蔽不好内的都会造成流动电流控制系统的干扰,影响流动电流混凝投药自动控制系统的正常工作。 流动电流投药控制系统遇到干扰,可能出现检测值无规律的上下波动、检测值定时定向的有规律变化、计量泵的投药量不能及时随检测值变化而变化等现象。此时流动电流控制系统已不能准确及时的随水质水量的变化进行投药量的控制,必须找到干扰源并加以排除才能使其恢复正常工作。 3. 流动电流混凝投药自动控制系统干扰问题及解决方法实例 3.1 流动电流混凝投药控制系统由混凝药剂所引起的干扰 3.1.1 应用水厂情况简介 该水厂位于四川某城市,水厂原水为黄河水,平时浊度为100~1000NTU,最高浊度10000NTU以上,pH为中性,其余的水质指标无特异的变化。该水厂的工艺流程见下图1。 3.1.2 初始应用情况 流动电流控制系统安装完成后,进行系统调试。开始两天系统采用手动控制的方式运行,检测值比较稳定可以随着原水浊度变化及时调整混凝剂的投加量,两天后改为自动控制,开始时系统能够正常运行,但随着时间的推移检测值变得很不稳定,检测值在一天之内在水质水量都无很大变化的情况下发生数次无规律的变化,混凝剂投量无法达到自动控制,导致澄清池的出水时清时浑不能达到出水水质要求。具体情况见下面图2。 3.1.3 解决方法的研究 根据以上分析,进行了逐项的实验研究。首先,排除仪器设备存在质量问题,逐一更换了流动电流检测系统中的各部装置,从传感器到控制仪都用崭新的并经过严格检验的仪器进行替代实验,发现检测值仍然呈不定时无规律变化,从而确定不是仪器质量问题。其次,排除了电源污染的因素,认真检查了电源并对其周围的用电单位进行了细致的调查,确认该厂内部及周围不存在能对其动力电源造成污染的污染源。并且由以上纪录情况可知,流动电流检测值的变化是无规律的而且是不定时的,这样就可以排除是由于象定时电源污染引起的定时干扰的存在。由于流动电流的检测值的变化是逐渐出现而不是一开始运行就有的,因此可以排除由电控方面的干扰所引起的。再次,对流动电流控制系统传感器的接地情况进行了重新检查,经过仔细的分析和测试,确定其传感器的地线不合要求。因此,重新进行了传感器的地线安装,以三根铜管焊接而成的柱体为接地线的基础,并深埋入地面1.5米以下,测得的电阻R〈1Ω,完全符合国际标准。改造完成后进行系统监测,发现在无计量泵的启停时流动电流系统可以正常工作,检测值变化稳定及时。接下来将变频控制柜的安装位置移至电控间,而自动控制仪仍留在值班室。方案实施后,流动电流控制系统仍然未能正常的工作,经一周的监测,检测值仍然不稳定,投药量也不能得到很好的控制。最后,取混凝剂进行分析,发现在高浊度水的情况下使用了含有有机高分子成分的助凝剂。因此,改变了高分子助凝剂的投加点,使其在流动电流取样完成后再投加,而助凝剂的控制采用按一定的比例投加的方式。方案实施后,经半月的监测流动电流混凝投药控制系统检测值稳定,投药量得到很好的控制,出水水质达到所要求的标准。图3是一天运行情况的纪录。 3.2 流动电流混凝投药自动控制系统由于电源污染所造成的干扰 3.2.1 应用水厂情况简介 此水厂位于山东沿海某城市。该水厂原水为地表水,常年浊度为20~30NTU,最高浊度100NTU,pH为中性,其余的水质指标无特异的变化。该水厂的工艺流程见下图4。 投药点在进水管管式混合器之前,传感器的取样点设在管式混合器出口处。传感器设在靠近取样点的反应池壁上。 3.2.2 流动电流的初始应用情况 流动电流控制系统安装完成后,进行系统调试。开始两天系统采用手动控制的方式运行,检测值比较稳定。两天后开始自动控制,第一天运行基本稳定,但发现在上午7-8时及下午4-5时,检测值发生有规律变化。在上午7-8时之间,检测值在加药量及水质不变的情况下会向上波动,导致加药量直线下降,出水水质变浑;在下午3-4时之间,在同样情况下检测值向下波动,导致加药量直线上升,出水水质变的过清。过了这两个时段,检测值会自动调整回正常状态,加药量及水质也会恢复正常。但这两个时段正好是一泵站调整流量的时候,所以认为是由于水量的变化引起的。但随着时间的推移,这种检测值的变化有时出现一天变化数次,并且有时又没有规律,以至混凝剂的投量无法达到自动控制。具体情况如图5所示。 根据以上纪录可知,流动电流控制系统检测值的变化多数是定时而且有规律的,并且在除此之外的时段内系统可正常工作,这就排除了流动电流控制系统自身以及传感器地线的问题。从控制理论分析,可能存在强电信号的干扰和电源有定时污染两方面干扰。3.2.3 解决方法的研究 根据以上的分析进行了解决方法的研究,首先对传感信号线的屏蔽情况进行检查,从新作了屏蔽工作,在信号线外加上金属套管并将其与强电电缆线分离。采取此种措施后,检测值的定时变化仍然存在,证明不是由于强电信号干扰。接着检测动力电源是否有污染的存在,终于发现在此水厂的附近有一大型工业设备生产工厂,每当它启动和停止工作时,水厂的动力电源即便非常不稳定,从而导致了控制仪工作的波动,我们即采取了相应的措施,在控制仪的电源上加上了稳压保护装置,干扰现象随即得到消除,控制仪开始稳定运行。经过一周的连续监测和观察,干扰现象已全部消除,控制系统工作稳定,投药量得到非常好的控制,沉淀池出水稳定地保持在6~9NTU范围内,整套流动电流控制系统达到了预期的自控投药的目的。图6纪录的一天运行数据。 3.3 流动电流自动控制投药系统由于信号线屏蔽问题所引起的干扰 3.3.1 应用水厂情况简介 该水厂位于安徽某市,该水厂原水为湖泊水,常年浊度为10NTU左右,最高浊度30NTU,pH为弱碱性,夏季水中藻类较多,以兰藻和褐藻为主。该水厂的工艺流程同图4。 投药点在进水管管式混合器之前,传感器的取样点设在反应池入口处,传感器的安装箱设在反应池的墙壁上。由于传感器安装位置与控制仪所在位置距离较远,因此为方便传感信号线的铺设,直接将其铺设在已有的动力电缆沟内与动力电电缆一起进入加药间室内。 3.3.2 流动电流的初始应用情况 流动电流控制系统安装完毕后,进行系统调试。开始两天系统采用手动控制的方式运行,检测值有不规律和不定时的变化,有时检测值在一段时间内非常稳定,有时却波动的非常厉害,在水质水量没有任何变化的情况下,投药量相差悬殊,导致沉淀池出水水质在一天内甚至几个小时内变化非常大。两天后改为自动控制,运行时上述情况依然存在,混凝剂投量无法得到控制,具体情况见下图7。 从上面的曲线图可以看出,流动电流的检测值变化很不稳定,而且并不是随水质水量而变化的。因为其为不定时及无规律变化,所以可能是由于流动电流控制系统本身电器元件有问题、或传感器与控制仪及控制仪与变频柜之间连接信号被强电信号干扰、或变频柜在工作时对控制仪有干扰、或不定时电源受污染等情况造成的。 3.2.3 解决方法的研究 根据以上分析,进行了一步一步的排除实验,最后对传感器与控制仪之间的双芯屏蔽信号线重新进行了铺设,将其从动力电缆沟中撤出,另设一专门的管沟铺设信号线,并在信号线的外面加套一金属套管,以确保流动电流信号不受强电信号的干扰。方案实施后,流动电流控制系统可以稳定正常地工作了。经一周的监测,检测值稳定准确,投药量得到了很好的控制,出水水质符合水厂的要求。图8为所纪录的一天运行数据。 4 总结 流动电流混凝投药自动控制系统在实际应用中,遇到的干扰因素非常复杂,因此必须在现场进行细致的分析和实验研究才能确定其解决方法。混凝剂的问题一般可以通过改变投加点或更换混凝剂种类加以解决。对于电控方面,由于其检测和传递的信号为弱电信号,非常容易受到外界电源污染以及强电及其它强信号的干扰,因此系统仪器仪表的安装环境,信号线的铺设以及有关地线的制作等都要严格遵守相应电控要求,这样才能有效的防止可能出现的干扰现象。总之,干扰问题是流动电流混凝投药自动控制系统实际应用中所遇的一个重要问题,必须认真加以解决才能保证该系统的成功应用。 自动控制论文:某空调工程自动控制系统设计 摘要: 本空调工程全部采用吊顶暗装风机盘管加独立新风系统。室内风机盘管承担全部的室内冷负荷和湿负荷,新风机组把引入的室外新风处理到室内焓值,再按需求分配到各个房间。按舒适性空调设计,采用露点送风。系统冷热源选用风冷式空气源热泵,安置于天台上。空调水系统采用一次泵定水量系统,双管制,闭式循环。系统主机采用远程控制,各房间的风机盘管可单独控制调节。 关键词: 自动控制 风机盘管 变风量系统 制冷装置 新风机组 恒温控制器 电动阀 一、工程概况: 本空调工程全部采用吊顶暗装风机盘管加独立新风系统。室内风机盘管承担全部的室内冷负荷和湿负荷,新风机组把引入的室外新风处理到室内焓值,再按需求分配到各个房间。按舒适性空调设计,采用露点送风。系统冷热源选用风冷式空气源热泵,安置于天台上。空调水系统采用一次泵定水量系统,双管制,闭式循环。系统主机采用远程控制,各房间的风机盘管可单独控制调节。 二、空气房间温度自动控制是通过接通或断开电加热器,以增加或减少精加热器的热量,而改变送风温度来实现的。 空调温度自动控制系统常用的改变送风温度方法有:控制加热空气的电加热器,空气加热器(介质为热水或蒸汽)的加热量或改变一、二次回风比等。室温控制规律有位式、比例、比例积分、比例积分微分以及带补偿与否等几种。设计时应根据室温允许波动范围大小的要求,被控制的调节机构及设备形式,选配测温传感器、温度调节器及执行器,组成温度自动控制系统。 (1)控制电加热器的功率 控制电加热器的功率来控制室温的系统,其原理图及方框图见下 ① 是室温位式控制方案,由测温传感器TN,位式温度调节器TNC,及电接触器JS组成。当室温偏离设定值时,调节器TNC输出通断指令的电信号,使电接触器闭合或断开,以控制电加热器开或停,改变送风温度,达到控制室温的目的 ② 是室温PID控制方案,由测温传感器TN,PID温度调节器TNC及可控硅电压调整器ZK组成,可实现室温PID控制。 (2)控制空气加热器的热交换能力 控制进入空气加热器热媒流量的室温控制系统及其原理如下: 该方案是由测温传感器TN,温度调节器TNC,通断仪ZJ及直通或三通调节阀组成。当室温偏离设定值时,调节器输出偏差指令信号,控制调节阀开大或关小,改变进入空气热交换器的蒸汽量或热水量,从而改变送风温度,达到控制室温的目的。 (3)制进入空气加热器的热水温度 该温控方案组成与上面相同,不同的是控制三通阀来改变进入空气加热器的水温,改变热交换能力,达到控制室温的目的。 三、房间空气相对湿度自动控制的方法 空调房间温湿度控制: 空调房间温湿度的干扰因素的多样性,气候变化的多工况性以及房间存在的较大的热惯性等因素使得利用单回路直接控制房间温湿度的方法难以达到满意的调节效果。因此,应该另选有效的方法。针对空调房间的热特性,采用串级调节较适宜。其调节框图如图所示 室温调节器用于克服维护结构传热,室内热源散热引起的室温干扰。室温调节器根据房间内实际温度与设定温度的偏差调整送风温度的设定值。送风温度调节器则用来控制送风温度。这一环节主要克服在不同的季节,新风、回风混合比的变化引起的对换热器的出口状态干扰。使其在进入房间前受到一定的抑制,减少对室内状态的影响。采用串级调节后,还能改变对象的时间特性,提高系统的控制质量。 四、风机盘管空调系统的自动控制 (一) 温控器 (1)风机盘管宜采用温控器控制电动水阀,手动控制风机三速的控制方式。风机启停与电动水阀连锁。 (2)冬夏季均运行的风机盘管,其温控器应有冬夏转换措施。一般以各温控器独自设置冬夏转换开关为好。 (二) 节能钥匙 (1)房间设有节能钥匙系统时,风机盘管宜与其连锁以节能。 (2)当要求不高时,可采用插、拔钥匙使风机盘管启动或断电停转的方式。使用要求较高时,可增设一个温度开关。 (三) 定流量水系统 风机盘管定流量水系统自控方式较简单易行,但节能效果没有变流量自控方式好。 五、风机盘管的定流量水系统自动控制 该工程使用定流量二管制,其风机盘管机组的控制通常采用两种方式。 (1)三速开关手控的二管制定流量系统 采用二管制水系统时,表面冷却器中的水是常通的。水量依靠阀门的一次性调整,而室温的高低是由手动选择风机的三档转速来实现的。 (2)温控器加三速开关的二管制定流量水系统 采用这种控制的水系统时,表面冷却器中的水是常通的,水量依靠阀门一次性调整。室内温度控制器控制风机启停,而手动三档开关调节风机的转速。 温控器选择AFT06*系列即可满足要求。该系列是带浸入式套管的。 六、变风量系统的监控 变风量系统的基本思想是当室内空调负荷改变以及室内空气参数设定值变化时,自动调节空调系统送入房间的送风量,使通过空气送入房间的负荷与房间的实际负荷相匹配,以满足室内人员的舒适要求或工艺生产要求。同时送风量的调节可以最大限度的减少风机的动力,节约运行能耗。 除了节能的优势外,VAV系统还有以下特点:(1)能实现局部区域的灵活控制,可根据负荷变化或个人舒适度要求调节。(2)由于能自动调节送入各房间的冷量,系统内各用户可以按实际需要配置冷量,考虑各房间的同时使用系数和负荷分布,系统冷源配置可以减少20%~30%左右,设备投资相应较大减少。(3)室内无过冷过热现象。 该系统采用单风管再加热VAV空调系统,其原理和控制系统图如下: 七、空调用制冷装置的自动控制 1、蒸发器的自动控制 空调用制冷装置系统的蒸发器和冷凝器温度的自动控制如图所示 空调负荷是经常变化的,因此,要求制冷装置的制冷量也要相应地变化。而制冷量的变化,就是循环的制冷剂流量的变化,所以需要对蒸发器的供液量进行调节,实现对载冷剂即被冷却物质的温度控制。空调用制冷装置的中常用的供液量自动控制的设备是热力膨胀阀。 热力膨胀阀的一种直接作用式调节阀,安装在蒸发器入口管上,感温包安装在蒸发器的出口管上。DV1和DV2是电磁阀,压缩机停时,电磁阀立即关闭,切断冷凝器至蒸发器的供液。 2、冷凝器的自动控制 在制冷装置上通常用冷却水量调节阀来调节冷凝温度。冷却水量调节阀是一种直接作用式调节阀,安装在冷凝器的冷却水进水管上,它的压力测量温包安装在压缩机的排气端,或冷凝器的制冷剂入口端,以感受Pl的变化。 3、制冷装置的自动保护 为了保证制冷装置的安全运行,在制冷系统中常有一些自动保护器件。制冷系统常用的自动保护包括排气压力保护、吸气压力保护、减压保护、断水保护、冷冻水防冻保护等。其系统图如下: (一)排气与吸气压力自动保护 在制冷设备中设置了安全阀,还使用压力控制器来控制排气压力。当排气压力超过设定值时,压力控制器立即切断压缩机电动机电源,起高压保护作用;控制吸气压力的采用压力控制器PxS。它对吸气压力有保护作用。 (二)润滑油压的自动保护 在制冷压缩机运转过程中,它的运动部件会摩擦生热。为了防止部件因发热而变形而发生事故,必须不断供给一定压力的润滑油。油压控制器是一个压差控制器,用它可以实现制冷装置润滑油压的自动保护。 (三)断水自动保护 为了保证压缩机的安全,在压缩机水套出水口和冷凝器出水口,装设了断水保护装置。该装置是由测量冷凝器出水口水的电阻的两个电极,配以晶体管控制电路的水流控制器SLS及继电器所组成。 (四)冻水防冻自动保护 在制冷装置运行中,蒸发器中冷冻水温度过低,容易发生冻结影响压缩机的正常运行,因此设置了冷冻水防冻自动保护系统。该系统是在蒸发器出口端安装了温度控制器TfS,当冷冻水出口处温度降至较低时,温度控制器使中间继电器断开,压缩机也就停止运转;在压缩机停转后,若蒸发器冷冻水温度回升到某一温度时,温度控制器使中间继电器接通,冷冻水泵和冷却水泵就重新启动,而压缩机也恢复运转。 4、水量调节阀的选择: 根据系统水管管径尺寸为:DN25 DN32 DN50 三种,选择相应阀门口径的电动调节阀。结果如下:(品牌:丹佛斯) 自动控制论文:流动电流混凝投药自动控制技术在低浊度水中应用范围的研究 摘要:本文首次针对了流动电流混凝投药自动控制技术在低浊度水中的应用进行了研究,提出流动电流混凝投药自动控制技术在低浊度应用水的适用范围。对于流动电流混凝投药自动控制技术在低浊度水情况下的应用有着非常重要的意义。 关键词:流动电流 混凝 投药 自动控制技术 低浊度 以流动电流为因子进行混凝投药控制,是投药技术的上的一项重要进展[1]。流动电流混凝投药自控技术作为目前国内先进的自动投药控制技术,已在全国各地的自来水厂得到了广泛的应用并取得良好的经济效益和社会效益。随着应用范围的扩展,水质条件也日趋复杂,应用中所遇到的问题也越来越多,尤其是低浊度水方面表现特别明显。 低浊度水情况下的混凝沉淀过程是整个低浊度水处理工艺的关键,能否准确控制混凝剂的投加量关系尤为重要。因为在低浊度水的情况下,所需的混凝剂较少,形成的矾花颗粒细、少、轻,难于沉淀,易于穿透滤池[2]。因此,在低浊度水中准确地控制投药量既是十分困难的又是非常必要的。 流动电流控制系统在国内包括黑龙江、安徽、广西、江苏等省的低浊度水质的水厂已有了一些应用,但尚未有过细致的研究和探讨,只是从实际应用中总结出较粗略的低浊度原水应用范围。 1. 流动电流自动投药控制技术在低浊度水中应用范围的实验研究 1.1 试验装置 本试验采用仪器有哈尔滨建筑大学制造的流动电流远程胶体电荷传感器,北京精密单因子公司生产的SC-4000型流动电流投药自动控制仪,美国Milton Roy公司生产的LMI型电子脉冲计量泵,美国HATCH公司制造的台式浊度仪,并应用了由哈尔滨建筑大学水工业新技术研究室设计的水厂处理工艺流程模型。混凝药剂采用河南生产的聚合氯化铝。 1.2 试验方案 1.2.1 静态试验 本试验是利用高岭土来配制所需原水浊度,将配好的浊度为10、9、8、7、6、5、4、3、2、1.5NTU的原水水样分别装入十个1000ml烧杯内。同时取1000mL自来水(浊度为1.5NTU),作为基准进行对比。试验装置示意图如下。 先将胶体电荷远程传感器与流动电流控制仪之间的信号线连接好,然后将传感器放入盛有自来水的烧杯内,启动传感器与控制仪的电源,让传感器稳定运行30分钟,纪录控制仪显示的流动电流检测值。待检测值稳定后,即向水中加入2mg/L的聚合氯化铝药剂,在100转/分钟的转速下快速搅拌20秒钟,测定流动电流的检测值并记录下来。从烧杯中取出传感器,让加药后的原水静沉25分钟,测定其沉后浊度并记录下来。 将传感器放入10NTU的原水中直至检测值稳定,记录下控制仪所显示的流动电流检测值。向原水中同样加入2mg/L的聚合氯化铝药剂,在100转/分钟的转速下快速搅拌20秒钟,测定流动电流的检测值并记录下来。同样静沉25分钟后纪录下沉后水浊度。 从表1可以看出流动电流混凝投药自动控制系统在浊度5NTU以上,对药剂(2mg/L)有明显的反应,流动电流检测值可以随着原水浊度的变化有显著的变化,当浊度每变化1NTU,流动电流检测值可变化1个单位以上,控制精度较好;但在4~1NTU的浊度范围内,当浊度每变化1度时,流动电流检测值只变化0.3个单位左右,控制精度稍差。 在1.5~10NTU的浊度范围,改变混凝剂的投加量进行试验。以下为投药量分别为0.5mg/L,1mg/L,1.5mg/L,2mg/L,3mg/L,4mg/L,5mg/L情况下的流动电流检测值变化情况,见表2、表3、表4、表5。取其中1.5、4、5、10NTU四种浊度水的纪录加以说明。 由上述的静态试验纪录可知,投药量变化时,流动电流检测值变化情况:即原水浊度大于5NTU,流动电流检测值变化较大,控制精度较高,满足控制要求;原水浊度小于5NTU时,流动电流检测值变化较小,控制精度较差。 1.2.2 动态实验研究 在实验室的动态试验流程如图1。本流程模拟了水处理的常规工艺过程,即从原水进厂经过的加药、混合、反应、沉淀、过滤的全过程(不包括加氯),这样可以较全面地反映流动电流投药控制系统对低浊度水的处理过程的影响。 当原水浊度在2~10NTU范围变化时,流动电流控制系统在保证沉后水浊度约为2NTU条件下,投药量、流动电流检测值、沉后水浊度及滤后水浊度纪录如表6。 从上述的流动电流混凝投药自动控制系统在实验室的动态试验运行情况可知,流动电流投药自控系统对于浊度为5NTU以上的原水反应灵敏,当原水浊度变化1NTU时流动电流检测值可以变化1个单位以上,控制精度很好。而对于浊度小于5NTU的原水,当原水浊度变化1NTU时流动电流的检测值只能变化0.3个单位左右,反应不够灵敏,控制精度较差。 1.3 流动电流混凝投药控制系统在低浊度原水情况下实际生产应用 1.3.1 水厂情况简介 该水厂位于黑龙江省哈尔滨市。水厂的原水浊度在冬季枯水期时为10NTU以下,pH值为中性,有微量污染物存在,水质无其它特异情况。水厂的处理量为5万吨/日,水厂的水处理工艺流程为常规工艺。 流动电流混凝投药控制系统的取样点设在网格反应池内的第四个格中,水样为加药后混合20秒左右的水,胶体电荷远程传感器安装在反应池的池壁上,传感器前设有不锈钢水样预处理器,可以有效的防止较大的杂质堵塞传感器。流动电流投药自动控制仪安装在加药间的值班室,变频控制柜安装在加药间电控室内。 在春、夏、秋季该水厂原水浊度多为数十至数百NTU,流动电流自动控制系统运行情况良好,可以准确控制混凝剂的投加量,使沉淀池出水浊度保持在4~5NTU左右,符合水厂的要求。 1.3.2 流动电流在低浊度下的运行情况 在冬季枯水期,该水厂的原水浊度多为5~10NTU,观察表明,当原水浊度大于5NTU时,流动电流自控系统工作稳定而灵敏,可以随着原水浊度的变化准确地改变混凝剂的投加量,达到控制投药量和保证水质的目的;当原水浊度小于5NTU时,流动电流自控系统工作有些不稳定,投药量随水质变化的调节速度较慢,这与试验室试验结果相似。 作者也了解到在江苏和安徽两省应用流动电流混凝投药自动控制系统于低浊度原水的水厂的情况,结果与上述实验室试验和生产性试验情况相似。 2. 结论 通过一系列的静态试验、动态试验和生产性试验,可以认为流动电流投药自动控制系统应用的原水浊度分界点为5NTU,对5NTU以上浊度的原水,流动电流混凝投药自动控制系统的控制精度较高,可取得比较满意的控制效果;对于5NTU以下浊度的原水,流动电流投药控制系统精度较差。 自动控制论文:楼宇自动控制系统设计中的若干问题 摘要:本文对近年来楼宇自动控制系统设计中的若干问题进行了探讨,提出了在设计中存在的:工艺了解不准确,概念模糊等问题。 围的设备故障。 ③、自动记录设备的累计运行小时数。当累计值达到规定的维修时间时,自动报告中央控制室,及时提醒进行设备检修。 ④、当一组设备中的某台设备出现故障不能继续运转时,自动切换到备用设备;同时,对于临时停电的情况,当恢复供电后,系统自动执行顺序启动程序,可保证设备投运顺利,避免对设备的损害。 通过上述检测、报警和处理方式,使现代智能大厦对机电设备突发故障具备有效的预防手段,以确保设备和财产安全。 (4)维护模块——提高设备运行效率、减少管理人员数量。 通过对设备运行状况的监测、诊断和记录.早期发现和排除故障,及时通知维护和保养,保证设备始终处于良好的工作状态。 楼宇自控系统对设备的有效监控,可使设备的故障率大大降低,同时也使维修工人可以更有效的工作,减少维修人员的数量;一体化管理方式,使操作、值班和管理人员尽可能地减少。 (5)扩展模块——系统具有良好的扩展性,保证今后扩展的需要。 系统选用时应始终遵循标准化、开放性的原则,系统容量可以有适当的冗余,以适应日后的扩展。且应保证与其它系统的兼容性,可方便实现网络的信息共享。 (6)、仿真模块——系统具有自学习功能,可进行人员培训、资料管理等。 2.4各系统设计界面不够周到、清晰。 楼宇自控系统作为大楼内的一个重要组成系统,其实现自身的功能设计已经比较成熟和完善,但在系统实施过程中,经常由于系统界面的问题而导致系统的最终功能不够完善,丢项、甩项等事情经常发生。 由于设计界面的问题牵扯的面比较多,涉及到工程实施中的暖通空调、给排水、变配电等多个专业。因此,在工程的前期将设计界面的问题进行明确,非常必要。 从另一个角度讲,将设计界面的问题进行明确,可以使业主在工程的前期或在设备定货之前,就明确提出界面接口要求,从而可以实现楼宇自控系统的完整性。 明确各方的责任及工作内容,避免出现问题时,互相扯皮。 确保实现系统设计的全部功能,避免资金的浪费。 (1)、与调节/控制的风阀及水阀的设计界面 一般系统中风阀与水阀的规格及控制模式,由设备工程师根据工况条件计算确定。因此,风阀与水阀调节/控制设计应与设备工程师配合,了解风阀与水阀的电动操作机构,配置相适应控制器。实际工程设计中,设备招标前风阀与水阀的电动操作机构往往难以准确确定,DDC输出类型。 还存在另一种情况,调节阀由控制工程师选配,这时需设备工程师提出控制工况要求,控制工程师应根据管径计算选择调节阀规格及控制模式。 风阀的控制应根据工况要求选择电动操作机构或配电子定位装置。 (2)、与配电控制箱的设计界面 配电控制箱内设本地与远程转换开关和控制用隔离中间继电器(无源或有源AC220V,见下图),本地手动控制,远程靠BAS的DDC向配电控制装置发出遥控启/停信号,并接收风机运行状态、过负荷及本地/远程控制转换开关状态信号。 本地DDC的电源(AC 220V)由配电控制箱提供,上图DDC有源控制和无源控制两种方式,笔者认为优选有源控制,因有时配电控制回路并未设控制隔离变压器,这样无源控制触点有可能直接接人AC 220V回路,造成与其他控制线路不能共管敷设;另一方面,自控系统的控制电源宜由自己提供,避免造成扯皮现象。 以上这些需要在采购配电控制箱之前提出来,便于厂家加工。 (3)、与制冷机组、电梯等自带控制装置的设计界面 一种是将监控信号采用干接点的方式接人BAS的DDC;一种是采用通信接口点对点或总线的方式接入BAS。干接点的方式实现起来比较简单,也比较可靠,不足之处是采集的信息量比较少;采用通信接口的方式可以克服干接点的不足,但实现起来比较难,受通信协议是否标准、厂家是否开放编码表等因素的制约。 (4)、与变配电、照明等系统的设计界面系统中的遥控单元、智能化仪表或开关、照明控制单元、电参数变送器等自动化器件,应配合强电设计选配,预置在配电柜或照明箱中。 2.5缺乏合理的网络架构规划设计。 在楼宇自控系统未招标选定设备前,设计院往往对楼宇控制网络架构规划设计不是很明确,DDC的布置比较随意,只注重控制原理及点表,网络架构形式、执行标准、设备配置标准选用等方面的设计相对来讲比较薄弱。 现在提起“Bus(总线)”、“Network(网络)”可谓名目繁多,令人眼花燎乱。但“Field Bus(现场总线)”因其对工控机(包括DCS、PLC、工业PC、数控等)、自动化仪表和过程控制自动化产生的巨大影响,已成为世人嘱目“热点”。早已有人把现场总线描述成“21世纪的过程控制总线”,“自动控制领域开创了一个新的时代一一现场总线控制系统(FCS,Fieldbus Control System)”。目前,在楼宇各自动化控制系统中底层流行采用现场总线控制网络,随着工控计算机及网络技术发展在建筑业广泛普遍的应用,现场总线技术必将成为“智能建筑”领域主要的发展方向之一。 伴随着信息技术的不断发展,BAS已不可缺少的成为Internet/Intranet网的一部分。楼宇自控系统双层网络结构内部也将随之发生变化,DDC以上的物理链路可通过建筑物内综合布线系统完成,采用VLAN技术可基于TCP/IP与其它系统共用LAN,通过OPC标准通信协议进行系统界面互联。 3 结论 为充分发挥楼宇自控系统的功能,需要设计单位周密详细的设计论证、统一规划,需要工程施工单位精心施工,更需要系统集成商以高度负责的态度,从用户角度出发,为每一个项目选择一个适合它本身的功能配置,甲方也尽早配备相应工程技术人员,加入到项目实施中,这样才有助于项目的接受和系统的运行维护,从而真正发挥楼宇自控系统的功效,创造良好的社会经济效益。 此外,尽管要电气工程师或控制工程师全面掌握相关专业知识很困难,但为便于与设备等相关专业工程师沟通,使设计的控制系统符合工况要求,正常合理运行,必需了解一些概念性的知识,及早消除目前设计行业中专业相关环节之间的“灰色地带”是关系系统成败的关键所在。 自动控制论文:VAV空调系统中的自动控制 摘要: 通过工程实例介绍了VAV变风量空调系统中水泵和风机的变频控制原理,以及现场直接数字控制DDC系统的控制过程,分析了VAV变风量集中空调系统的节能效果。 关键词: 变风量 变频控制 DDC控制器 节能 随着国民经济的快速发展,人民的生活品质正在逐步提高,对室内空气环境的要求也越来越高。为了满足人们的需要,建筑物空调系统正在快速的普及和发展。与此同时,建筑物的能耗也越来越大。据统计空调系统的能耗占建筑物总能耗的50~70%。因此,在满足人们需要的同时,必须利用现代先进的自动控制系统大力开发节能型空调系统。 集中空调是将所有空气处理设备都集中设置在一个空调房间里,空气处理所需的冷、热源由集中设置的冷冻站或锅炉房集中供给。VAV变风量集中空调系统,是相对于传统的定风量集中空调系统较先进的一种空调方式。它的基本原理是通过改变送入被控房间的风量(送风温度不变)来消除室内的冷、热负荷,保证房间的温度达到设定值并保持恒定。例如,夏季当室内温度高于设定值时就提高送风量,反之减小送风量;冬季当室内温度高于设定值时就减小送风量,反之提高送风量。这种空调方式可以显著的降低空调系统的能耗和改善空调系统的性能,提高空调系统的舒适度。 工程概况: 北京某大厦,总建筑面积12万m2,地上31层地下3层,建筑物功能为写字楼。空调冷源采用离心式冷水机组,热源采用市政供热系统。空调末端主要采用变风量空调系统。空调自控系统采用某公司的METASYS管理系统。 水系统的自动控制 如图1所示,空调冷冻水系统循环泵,由初级泵和次级泵组成。初级泵为定频泵,其流量只需满足冷水机组的额定流量。次级泵采用变频泵根据供回水之间的压差ΔP,控制水泵电机转速从而改变水泵的供水量。 控制过程: 当空调负荷逐渐减小,空调机组送风温度t达到设定值时,现场DDC控制器自动将空调机组的回水电动阀开度m减小,以减少机组水流量,此时系统供回水压差ΔP随之增大。通过DDC控制器自动调节变频器的输出频率使水泵转速n下降,从而减小系统水流量。同理,当空调负荷增大时,相应的??大系统的水流量。当次级泵b1满负荷运转时,流量仍不能满足空调系统需要时,DDC控制器自动开启次级泵b2。此时次级泵的流量大于初级泵的流量,系统回水通过旁通管回到次级泵进口,旁通的水量通过流量计q进行检测。如果旁通的水量大于某一设定值时,说明一台制冷机的制冷量不能满足负荷的需要。同时系统自动启动第二台制冷机。反之,停止一台制冷机。上述过程中电动阀、系统压差均采用PID的调节方式。控制系统中干扰量是空调负荷,检测变送装置是温度传感器、压差传感器,控制器是DDC执行器是电动阀、变频水泵。由于空调负荷的滞后性、每个房间空调负荷的不均匀性,使得末端空调机组电动阀不可能同时开大或同时关小,从而造成水系统压差的不稳定性。采用PID的调节方式可以实现超前调节、积分调节,使系统控制更加平稳。 水泵变频调速的节能原理 如图2所示,当空调系统刚开始运行时由于负荷大,系统的水流量为Q1,空调系统运行一段时间后负荷减小并且趋于稳定,水流量变为Q2。根据水泵流量Q、压力P、转速n和功率N间的如下关系: 可以看出改变水泵转速,使流量适应空调负荷的变化。水泵效率η1=η2=const ,水泵功率大幅度下降,具有显著的节能效果。 空调末端变风量系统的自动控制 变风量空调系统中的空调机组采用变频风机,送入每个房间的风量由变风量末端装置VAVbox控制,每个变风量末端装置可根据房间的布局设置几个送风口。如图3所示, 室内温度通过末端装置设在房间的温控器进行设定,温控器本身自带温度检测装置,当房间的空调负荷发生变化实际值偏离设定值时,VAVbox根据偏离程度通过系统计算,确定送入房间的风量。送入房间的实际风量可以通过VAVbox的检测装置进行检测,如果实际送风量与系统计算的送风量有偏差,则VAVbox自动调整进风口风阀以调整送风量。例如夏季,当室内温度高于设定值时,VAVbox将开大风阀提高送风量,此时主送风道的静压P将下降,并通过静压传感器把实测值输入到现场DDC控制器,控制器将实测值与设定值进行比较后,控制变频风机提高送风量,以保持主送风道的静压。如果室内温度低于设定值时VAVbox将减小送风量。冬季和夏季的调节方式相同,但调节过程相反。具体控制过程如下图所示 上述控制过程中,控制对象为室内温度、主送风道静压P,检测装置为静压传感器,调节装置是现场DDC控制器,执行器是变频风机,干扰量是VAVbox风阀开度、空调负荷。另外,送风道的严密性也是不可避免的干扰量,但可以通过改善施工工艺使之减小到最小程度。由泵与风机的相似律可知,变频风机和变频水泵的节能原理是一样的,这里就不在重复叙述。 由于变风量系统在调节风量的同时保持送风温度不变,因此在实际运行过程中必须根据空调负荷合理的确定送风温度。例如夏季,当送风温度定的过高,空调机组冷量不能平衡室内负荷时,空调机组可能大风量工频运转,此时起不到节能效果。空调机组的送风温度可以通过现场DDC控制器进行设定,并且通过控制空调机组回水电动阀,对送风温度进行有效的控制,控制过程如前所述。 为了使变风量系统更加稳定的工作、充分发挥节能效果,保持良好的室内空气品质。现场DDC可以对空调机组进行起停控制,通过设定时间表,使机组按时工作按时停止。对于有几十台甚至上百台空调机组的大厦来说,可以节省很多人工。DDC控制器通过监测新风与回风的焓值,确定新风与回风的混合比。在保持最小新风量的同时充分利用回风,以减少制冷机组能耗。DDC控制器还可以对空调机组过滤网前后的压差进行监测。当过滤网出现堵塞时会及时报警,以免长时间影响机组送风量。各个现场的DDC控制器通过网络控制器NCU与中央控制室之间进行信息交互,实现整个系统的集中控制。 空调系统的设计负荷,是考虑在最不利环境下的最大负荷。在实际运行的过程中,处于最大负荷运行状态的比例很小,所以采用变风量空调系统可以取得良好的节能效果。 自动控制论文:现代化大厦的楼宇自动控制 楼宇自动控制系统 (BAS Building Automation System),简称为楼控系统,又称为建筑设备自动化系统,是建筑智能的重要组成部分,将对整座建筑的空调系统、新风机组、制冷机组、冷却塔、风机盘管、水箱水位、照明回路等系统进行信号采集和控制,实现大厦设备管理自动化,起到集中管理、分散控制、节约能耗的作用。 1、工程概况沈阳房地产交易中心位于沈阳市中心地带,总建筑面积53000m2,总投资为6.2亿元,楼宇自动控制投资为312万元。大厦地上19层,地下2层。其中,地下两层为停车场,地上1-9层为房地产交易市场,10-19层为高级写字间。是一座对办公环境要求较高的现代化建筑。 2、需要控制的机电设备统计 (1)空调机组,共23台,分布于1-10层、17层、18层和地下1层。采用组合式空调机,室内回风与新风混合,经过滤器过滤,加热(或冷却)、加湿后送入室内; (2)新风机组,共22台,分布于9~19层,将新风经过滤器过滤,加热(或冷却)、加湿后送人室内; (3)送风机组,共8台,分布于地下1层和地下2层,夏天送自然风,冬天送热风,将新风经过滤器,加热(仅限于冬天)后送人室内 (4)冷冻/冷却水系统:冷冻站系统共有4台冷水机组、4台冷却泵、4台冷冻泵、1个分水器、1个集水器位于地下2层,还有4台冷却水塔(每台有三个风机)位于楼顶屋面; (5)换热站:在地下2层,有2台平板式换热器,两台空调热水循环泵; (6)给排水:有一个生活水池、6台生活水泵位于地下2层,11个积水坑(每个积水坑有两个污水泵,一用一备),分布于地下1层和地下2层; (7)热风幕:共36台热风幕,分布于地下1层、地上1层和3层; (8)照明:照明分为楼内照明和泛光照明,楼内照明控制84个回路,泛光照明控制20回路; (9)变配电:变电所在地下1层,共有4台变压器。需要监测每台参数; (10)风机盘管:共有362个风机盘管,分布于9~19层;(11)排风机:共有16台排风机,分布于地下1层和地下2层。 3、楼宇自控工程实施我们选择西门子的顶峰产品来完成沈阳房地产交易中心的楼宇控制工作,购置了2台MBC、28台MEC、22台DPU及若干模块和前端设备。其中MBC和模块分别用于冷站和变电所,每台MEC用来控制两台自主机组。DPU用来控制排污泵、照明回路、排风机等。前端设备分别用于空调机、新风机、冷/热站、积水坑等处,为了便于对各种设备的集中管理,我们在楼宇控制中心安装了1台康柏电脑、1台LQl600KⅢ打印机。 按有关标准和规定完成布线和设备安装I作以后,就可以实施对各种设备的监控了。下面分别说明各种设备的监控情况。 3.1 空调机组当空调机组工作时,控制程序将利用风道温度和 湿度传感器cPM65采集的回风温度和湿度与设定的温度和湿度进行比较,利用先进的比例积分微分(PID)算法闭环调节盘管供水阀门的开度(按冬季模式和夏季模式分别调节)和加湿器。由于算法先进,可使振荡最小,并保持精密的控制,始终使室内的温度和湿度接近于设定值。因为室外新风温度在大多数情况下都与设定值相差较多,无论升温还是降温,都要消耗能量:为此,我们根据空气质量检测的结果,由程序自行调节新风阀的开度,既可保证室内空气质量,又可避免能量的浪费。在春秋过渡季节,因无需温度调节,可将新风阀全开,以获得尽可能多的新鲜的空气。通过网络和软件,可以实现在中央控制室对各空调机组进行控制和管理。还可以将各空调机组的风机运行状态、风机故障报警、过滤阻塞报警、盘管低温报警等传到中央控制室的控制主机上,一旦有报警发生,程序将使现场控制器做出关机和开水阀等保护动作,以免设备受损。 3.2 新风机组因为新风机组和送风机组无回风,所以风道温度和湿度传感器GFM65安装在送风管道上。对新风机组和送风机组来说,只要机组工作,新风阀就得全开,不需要调节,所以选用开关式风阀驱动器。因为进来的都是新风,所以不用监测空气质量。其它情况与空调机组相同。 3.3 送风机组送风机组工作情况与新风机组大体相同。区别只有两点:其一,送风机是为地下车库送新风的,不需要调节湿度;其二,送风机组在发生火灾事故时必须启动,当消防系统启动送风机时,新风阀必须随之全开。为此,我们使用控制风机启/停的主接触器的辅助触点的开/闭来控制新风阀的开/关。 3.4 冷冻与冷却水系统冷冻/冷却水系统由冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、分水器、集水器和冷冻机组等组成。要监控的数据点数量多、类型复杂。我们利用一台MEC-40、若干模块、若干前端设备加上我们在Insigh基础上开发的软件完成这些设备的监控工作。具体控制情况如下:冷冻/冷却水系统由软件控制,严格按规定的顺序和时间间隔启/停各种设备,我们的控制顺序如下:开机:开冷却水阀门—开冷却塔风机—开冷却水泵—开冷冻水阀门—开冷冻水循环泵—开冷冻机组。 关机:关冷冻机组—关冷冻水循环泵—关冷冻水阀门—关冷却塔风机—关冷却水泵—关冷却水阀门。 冷冻机组运行时,随时检测冷冻/冷却水的水流状态,一旦有冷冻或冷却水停止流动,立即停止冷冻机组运行,以免结冰,造成冷冻机组损坏的严重后果。我们的程序不但可以控制每台冷冻机组的启/停,而且还可以使整个冷站达到最低能耗,达到最低的主机折旧率。在管道的适当位置设置温度传感器,以测量空调水供/回水温度,根据程序或管理的日程安排自动开关冷冻机组;根据管理的要求自动切换4台机组的运行次序,累计每台机组运行时间,自动选择运行时间最短的机组运行,使每台机组运行时间基本相等,以延长机组使用寿命。自动监测各关键设备的运行状态,故障报警,并按照实际情况自动启动备用设备;根据总管水流量及供/回温度,计算系统总负荷来控制空调机组的运行台数。当负荷大于一台机组的15%,则第二台机组运行。 我们在分水器和集水器之间安装了旁通调节阀,并在供/回水管路上分别安装了压力传感器,根据冷冻机组供/回水压力差来调节冷冻水旁通阀开度。确保冷冻水系统供水压力稳定。 我们在冷却水的供/回水总管之间安装了旁通调节阀,通过调整冷却塔风机运行台数和冷却水供/回水旁通阀开度,使冷却水供/回水温度保持在设定的范围内。 补水泵的启停也是由程序控制的。监测膨胀水箱水位,当水位降到低限时启动补水泵,当水位上升到标准水位时停补水泵。在实现自动控制的同时,在中央控制计算机上显示膨胀水箱的水位和补水泵的运行状态,并可做到超低水位报警。 3.5 热换站热换站与冷冻系统共用一个MBC-40.我们在管路的适当位置安装了温度传感器和热水调节阀。监测热换器二次侧的供水温度,程序将此温度和设定值进行比较,采用比例积分微分算法闭环调节换热器一次侧的供水流量。在保证供热要求的情况下,尽可能地节约能量。 3.6 给排水用水位开关监测生活水池的水位,根据设定的高低水位控制供水阀的开/关。水位降到低水位时开阀,升到高水位时关阀,并做到超低水位(水池将无水)和超高水位(水将溢出)报警。 根据供水管路的压力,控制供水泵的启停,监测供水泵的运行状态,故障时报警。用水位开关监测各积水坑的水位高/低,当达到高水位时启动排污泵,当水位下降到低位时停泵。每个积水坑中有两个排污泵,程序每次都选择累计运行时间少的泵运行,以确保设备使用均衡。为防止因排污泵等故障,造成污水溢出,我们监测了超限报警水位,当达到此水位时,系统将报警,以便工作人员及时处理。 3.7 热风幕沈阳房地产交易中心大厦采用的是电热幕,这种电热幕要求电热器关闭后,风扇要继续工作2-3min,以免余热散发不出来,造成损坏。厂家提供的电热幕有两个按键,分别控制电热器和风扇,可在现场手动操作。 楼控系统若想控制热风幕有两种方法:其一是用控制器分别控制电热器和风扇。从技术上讲很容易,但要增加一倍的控制点,而控制器的价格又很高,每增加一个控制点,将增加一千元左右的投资,建设方难以接受。另一种方法是将热风幕的供电回路分为主回路和辅助回路,主回路为电热器供电,辅助回路为风扇供电。重新设计一套控制回路,使主回路一接通,辅助回路随之立即接通,而当主回路继开时,辅助回路延迟一段时间才断开。这样做既达到了控制要求,也节省了投资,所以我们选择了这种方法。仅此一项,就为沈阳房地产交易中心节省了近四万元。在楼控中心计算机上,程序首先采集环境温度,当环境温度低于设定值(我们定为IOC)时,根据预先设定的时间表控制每台热风幕的启停,并显示热风幕的工作状态。当有特殊情况时,在现场和楼控计算机上都可对热风幕进行手动启停。 3.8 照明我们利用MBC、DPU、计算机和软件配合,对每一回路按预先设定的时间表进行控制。必要的时候,在现场和楼控计算机上都可对每一路灯进行手动开/关。对公共走廊和泛光照明也实现了光控制。即:当该处较亮时不开灯。每一路灯的状态可在计算机上显示,并可累计开灯时间。为防止突然灯灭,我们用数字输出点的常闭触点控制灯回路。 3.9 变配电我们监测了全部4台变压器的输出功率、功率因数、用电量和次级回路每相电压、电流,并可按时间累计这些数值。当出现过压、欠压、过流等异常情况时报警。所监测的各项参数均可在楼控计算机上显示。 3.10 风机盘管由于风机盘管在空调系统中只起微调作用,各个房间对温度的要求也不统一,很难集中控制。而且,可通讯的风机盘管控制器的价格是普通型的数倍(362个风机盘管控制器将增加相当多的投资),从性能价格比来看,至少在现阶段,采用连网集中管理分散控制风机盘管的方式意义不大。所以我们在风机盘管所在房间安装了手动风机盘管控制器,由各房间人员自行调节。但考虑到节能,我们将这些风机盘管分为4组,每组由计算机来控制其电源和水阀,避免楼内无人时还有许多风机盘管开着造成浪费。 3.11 排风机这些排风机平时用作排风,火灾时用作排烟。为了便于设备的集中管理,我们在不影响消防系统的情况下,对每台排风机进行启停控制,使其按一定的时间间隔定时启/停。必要的时候,在现场和楼控计算机上都可让每台风机进行手动启/停。计算机上可对每台风机的运行状态和故障状态进行监视,累计运行时间。 4、楼宇自控中央管理计算机楼控中央控制计算机上安装了楼控管理软件,我们在此软件基础上进行了二次开发,使其和各控制器实现通讯,完成对各控制器的管理。各种机电设备都是在现场控制器MBC、MEC的程序控制下工作的,但必要时,在楼控中央控制计算机上可以随时改变任意设备的启停状态。在屏幕上可以实现三维图像显示每台设备的系统图,如:冷水机组、水泵、空调机组等。现场控制器随时与楼控中央控制计算机交换数据,楼控中央控制计算机可显示所有测量点如温度、流量、压力、压差等动态趋势图,可监视各设备的工作状态和故障报警。一旦有报警发生,现场控制器将做好保护动作,计算机发出声音,同时在屏幕上显示出报警位置和性质,以提醒工作人员及时处理。可打印输出自动记录及空调系统负荷,并可根据管理部门要求以不同时段累计负荷情况并打印。 5、所取得的效果与同等规模,不采用楼宇自动化控制的大厦相比 (1)可节约电能30%以上; (2)可节约60%人力; (3)延长设备使用寿命; (4)可以更充分地满足用户需求。 自动控制论文:下游常水位后浮箱水力自动控制闸门的设计 摘要:后浮箱水力自控闸门在突尼斯麦—崩水渠已运行20多年,发挥了很好的调节控制作用。本文结合工作实践,从闸门的工作原理、结构特点、闸门选型等方面,对该闸门进行了简明的技术分析和造型介绍及设计体会、认识。 关键词:后浮箱 水力 自动闸门 工作原理 结构特点 闸门选型 1 概述 自动化是科学技术现代化的重要内容,自动闸门则是水利工程实现自动化运行的一项重要设备。浮箱水力自动化闸门是一种借助水力和重力作用,可以自动启闭和调节的自动化闸门,具有运行可靠、结构简单等特点,越来越被广泛地应用于供水、灌溉、防洪、发电、水运等工程。 下游常水位水力自动控制闸门的特点是,在闸后为某一设计水位条件下,当下游需水量改变时,闸门能利用水力作用自动地进行启闭,以满足闸后需水量要求,无论闸上游水位如何变化,闸门的开度大小,以下游需水量的大小而变。这种闸门是专门为输水和灌溉渠道设计的,用作渠道进水闸、节制闸及分水闸等,可实现渠道水力自动调节和输水。 我国援助突尼斯共和国建设的麦-崩水渠工程,设计要求水渠的水位实现自动控制。该工程采用的控制下游水位的后浮箱闸门,是我院在国内尚无设计先例,又缺乏技术资料的情况下,自行研制设计的,经过多次室内水工模型试验和中间试验,获得了有关布置、结构主要参数等一系列技术数据后,进行了施工详图设计和制造。经安装运行后证实:下游常水位水力自动控制闸门启闭灵敏、运行可靠、易于维修,达到了预想的效果。 笔者有幸参加了突尼斯麦—崩水渠自动控制下游常水位的后浮箱闸门的设计工作,本文结合工作实践谈谈对该类型闸门的设计体会和认识,同大家交流,以有益于推广和应用。 2 闸门的工作原理 下游常水位闸门主要由面板、臂杆、配重箱、轴承以及浮箱、浮箱套等部位组成(见图1)。 3 闸门的结构特点 (1)闸门是一个有两个上支臂的弧形门,其左右支铰轴由一个空心圆筒联接起来,两个上支臂支撑固定在空心圆筒上,支铰轴与弧形面板同心,浮箱则固定在空心圆筒的下游(见图1所示),浮箱外缘和内缘均为圆弧形且同心,并且圆心为支铰轴心。 (2)为防止过水时水流冲击浮箱下部,在浮箱的下部装设一个护套,让水只从箱套下游下部的孔隙中缓缓进入,以保持较平稳的运行。 (3)后浮箱水力自动闸门可以是露顶式也可以为潜没式,当上游取水的河道水位升降变化幅度大,而又能满足取水要求时,可选择为潜没式孔口,即上游设混凝土胸墙。由于弧形面板的圆心与闸门转动的支铰轴为同心,所以上游作用于弧形面板上的水压力合力作用线通过支铰轴心,不产生启、闭门力,所以闸门的动作只受下游水作用于浮箱底侧力的控制。 (4)为保证启闭灵活,门叶的两侧及顶部不与闸室两侧的闸墩以及胸墙接触,其间留一些小的缝隙,同时门叶面板为上部大底部小的梯形弧面,以确保在启闭过程中不与两侧闸墩触碰摩擦。在支铰轴上装有滚动轴承,使闸门开启转动时轴的摩阻力减小到最低限度。 (5)由于渠道内是经常有水的,所以闸门一般也均为开启状态,只是开启程度不同。当下游渠道需要检修而要求无水时,将后浮箱闸门上游的平板检修闸门关闭,使其不漏水,即可完全断流。 (6)闸门(包括浮箱)的整体重心应使其位于支铰轴心的上部并且偏下游侧,以使闸门自重为一个开度力矩,而下游浮箱(后浮箱)的浮力为一个关门力矩。调整闸门重心位置,可采用在浮箱内的适当位置加设铸铁配重块来实现。配重块是可以移动的,因此可以调整制造中产生的误差。 4 闸门的选型 下游常水位后浮箱水利自动控制闸门(简称后浮箱式闸门)的不同门型是按照浮箱半径R和孔口面积A来划分的。例如:56/25门型,即表示该门浮箱半径为56 cm孔口面积为25 dm2 。另外,按照作用水头的大小,闸门又分为高水头和低水头两种型号,两者不同之处在于两种门型具有相同的浮箱半径和孔口高度,而低水头型门的孔口宽度为高水头门的两倍。因此,当过闸水头损失相同时,低水头型门的过流能力为高水头型门的两倍,或者对于同一过闸流量,低水头型门的过闸水头损失比高水头型门的减少四倍,而最大允许水头则减少一半。 5 结语 下游常水位后浮箱水力自动控制闸门适用于采用等水位或等容量控制的输水渠道上,具有结构简单、设计方便、运行可靠和土建费用少等优点,如若与微机自动监测系统结合其效果会更加显著。我院自行研制的后浮箱自动闸门,已在我国援助突尼斯共和国麦—崩水渠工程中应用,取得了成功的设计经验。为此,建议将该类型闸门应用于南水北调配套工程中的供水渠系,依靠水力自动工作原理,做到节省能源和自动化运行,为实现南水北调工程提出的“四个一流”目标做出贡献。 自动控制论文:下游常水位后浮箱水力自动控制闸门的设计 摘要:后浮箱水力自控闸门在突尼斯麦—崩水渠已运行20多年,发挥了很好的调节控制作用。本文结合工作实践,从闸门的工作原理、结构特点、闸门选型等方面,对该闸门进行了简明的技术分析和造型介绍及设计体会、认识。 关键词:后浮箱 水力 自动闸门 工作原理 结构特点 闸门选型 1 概述 自动化是科学技术现代化的重要内容,自动闸门则是水利工程实现自动化运行的一项重要设备。浮箱水力自动化闸门是一种借助水力和重力作用,可以自动启闭和调节的自动化闸门,具有运行可靠、结构简单等特点,越来越被广泛地应用于供水、灌溉、防洪、发电、水运等工程。 下游常水位水力自动控制闸门的特点是,在闸后为某一设计水位条件下,当下游需水量改变时,闸门能利用水力作用自动地进行启闭,以满足闸后需水量要求,无论闸上游水位如何变化,闸门的开度大小,以下游需水量的大小而变。这种闸门是专门为输水和灌溉渠道设计的,用作渠道进水闸、节制闸及分水闸等,可实现渠道水力自动调节和输水。 我国援助突尼斯共和国建设的麦-崩水渠工程,设计要求水渠的水位实现自动控制。该工程采用的控制下游水位的后浮箱闸门,是我院在国内尚无设计先例,又缺乏技术资料的情况下,自行研制设计的,经过多次室内水工模型试验和中间试验,获得了有关布置、结构主要参数等一系列技术数据后,进行了施工详图设计和制造。经安装运行后证实:下游常水位水力自动控制闸门启闭灵敏、运行可靠、易于维修,达到了预想的效果。 笔者有幸参加了突尼斯麦—崩水渠自动控制下游常水位的后浮箱闸门的设计工作,本文结合工作实践谈谈对该类型闸门的设计体会和认识,同大家交流,以有益于推广和应用。 2 闸门的工作原理 下游常水位闸门主要由面板、臂杆、配重箱、轴承以及浮箱、浮箱套等部位组成(见图1)。 面板和浮箱的前后侧板均做成圆弧形,其圆心都和转动轴轴心重合。浮箱底部的切线方向也通过轴心,门轴高程设置在下游设计水位上,如图2所示。 3 闸门的结构特点 (1)闸门是一个有两个上支臂的弧形门,其左右支铰轴由一个空心圆筒联接起来,两个上支臂支撑固定在空心圆筒上,支铰轴与弧形面板同心,浮箱则固定在空心圆筒的下游(见图1所示),浮箱外缘和内缘均为圆弧形且同心,并且圆心为支铰轴心。 (2)为防止过水时水流冲击浮箱下部,在浮箱的下部装设一个护套,让水只从箱套下游下部的孔隙中缓缓进入,以保持较平稳的运行。 (3)后浮箱水力自动闸门可以是露顶式也可以为潜没式,当上游取水的河道水位升降变化幅度大,而又能满足取水要求时,可选择为潜没式孔口,即上游设混凝土胸墙。由于弧形面板的圆心与闸门转动的支铰轴为同心,所以上游作用于弧形面板上的水压力合力作用线通过支铰轴心,不产生启、闭门力,所以闸门的动作只受下游水作用于浮箱底侧力的控制。 (4)为保证启闭灵活,门叶的两侧及顶部不与闸室两侧的闸墩以及胸墙接触,其间留一些小的缝隙,同时门叶面板为上部大底部小的梯形弧面,以确保在启闭过程中不与两侧闸墩触碰摩擦。在支铰轴上装有滚动轴承,使闸门开启转动时轴的摩阻力减小到最低限度。 (5)由于渠道内是经常有水的,所以闸门一般也均为开启状态,只是开启程度不同。当下游渠道需要检修而要求无水时,将后浮箱闸门上游的平板检修闸门关闭,使其不漏水,即可完全断流。 (6)闸门(包括浮箱)的整体重心应使其位于支铰轴心的上部并且偏下游侧,以使闸门自重为一个开度力矩,而下游浮箱(后浮箱)的浮力为一个关门力矩。调整闸门重心位置,可采用在浮箱内的适当位置加设铸铁配重块来实现。配重块是可以移动的,因此可以调整制造中产生的误差。 4 闸门的选型 下游常水位后浮箱水利自动控制闸门(简称后浮箱式闸门)的不同门型是按照浮箱半径R和孔口面积A来划分的。例如:56/25门型,即表示该门浮箱半径为56 cm孔口面积为25 dm2 。另外,按照作用水头的大小,闸门又分为高水头和低水头两种型号,两者不同之处在于两种门型具有相同的浮箱半径和孔口高度,而低水头型门的孔口宽度为高水头门的两倍。因此,当过闸水头损失相同时,低水头型门的过流能力为高水头型门的两倍,或者对于同一过闸流量,低水头型门的过闸水头损失比高水头型门的减少四倍,而最大允许水头则减少一半。 5 结语 下游常水位后浮箱水力自动控制闸门适用于采用等水位或等容量控制的输水渠道上,具有结构简单、设计方便、运行可靠和土建费用少等优点,如若与微机自动监测系统结合其效果会更加显著。我院自行研制的后浮箱自动闸门,已在我国援助突尼斯共和国麦—崩水渠工程中应用,取得了成功的设计经验。为此,建议将该类型闸门应用于南水北调配套工程中的供水渠系,依靠水力自动工作原理,做到节省能源和自动化运行,为实现南水北调工程提出的“四个一流”目标做出贡献。 自动控制论文:流动电流混凝投药自动控制系统抗干扰能力的研究 摘要:本文阐述在国内一些自来水公司水厂应用流动电流混凝投药自动控制系统的调试过程中所遇干扰问题,并通过具体实验找到解决干扰问题的方法,为流动电流自控系统在有干扰存在的情况下的应用提供了重要经验。 关键词:流动电流 混凝 投药 自动控制 抗干扰 1. 流动电流混凝投药自动控制系统的检测控制原理 混凝投药是水处理工艺中的重要环节之一,位于水处理工艺的前端。投药量的多少直接影响后续工艺的处理效果,因此,研究该环节的自动控制非常有意义,国内外众多学者都对其进行了广泛深入的研究。这些研究中,应用的最为成功的当属流动电流混凝投药自控技术。该技术在80年代开始应用,到了90年代已经被大量的国内外水厂所采用。[1] 流动电流混凝投药自动控制技术的原理为:水中胶体粒子加药后,其ζ电位会发生变化,从而引起流动电流的变化,胶体电荷远程传感器通过检测流动电流的变化可以准确地反映水中加药量的多少,并传递信号给检测控制仪,控制仪根据传感器传递来的信号,经过程序的处理,输出控制信号给变频柜,通过改变供电频率来调整投药泵的投药量,使之达到最佳值。 干扰问题是流动电流混凝投药自动控制系统在生产应用中常遇到的重要问题,常由于不能及时排除干扰而致应用失败。相反地,干扰问题却很少得到报道。本文提供几则排除干扰的实例,可供工程界参考。 2. 流动电流混凝投药自动控制系统的干扰原因 流动电流混凝投药自动控制系统在实际工程中遇到的干扰主要有以下的两方面原因: 水质及混凝药剂方面;由于流动电流控制系统的检测装置传感器是直接与水样接触的,因此,如水中含有大量藻类、大量有机污染物、混凝药剂为有机高分子药剂或粘附性强的药剂会沾污传感器探头,造成检测信号失真,从而导致控制系统不能正常的进行控制工作。 电控方面;流动电流控制系统的传感信号和控制信号均为弱电信号,因此一旦有强电信号在流动电流控制系统的传感或控制信号线附近存在时就会产生干扰,会对控制系统的正常工作产生影响;当传感器接地不符合要求时,也会对流动电流的检测造成干扰;电源的污染(如动力电源存在大幅度的电压或电流变化)、控制系统周围有强电信号源(如大的电控柜、控制器等)、控制系统所放置的房间屏蔽不好内的都会造成流动电流控制系统的干扰,影响流动电流混凝投药自动控制系统的正常工作。 流动电流投药控制系统遇到干扰,可能出现检测值无规律的上下波动、检测值定时定向的有规律变化、计量泵的投药量不能及时随检测值变化而变化等现象。此时流动电流控制系统已不能准确及时的随水质水量的变化进行投药量的控制,必须找到干扰源并加以排除才能使其恢复正常工作。 3. 流动电流混凝投药自动控制系统干扰问题及解决方法实例 3.1 流动电流混凝投药控制系统由混凝药剂所引起的干扰 3.1.1 应用水厂情况简介 该水厂位于四川某城市,水厂原水为黄河水,平时浊度为100~1000NTU,最高浊度10000NTU以上,pH为中性,其余的水质指标无特异的变化。该水厂的工艺流程见下图1。 3.1.2 初始应用情况 流动电流控制系统安装完成后,进行系统调试。开始两天系统采用手动控制的方式运行,检测值比较稳定可以随着原水浊度变化及时调整混凝剂的投加量,两天后改为自动控制,开始时系统能够正常运行,但随着时间的推移检测值变得很不稳定,检测值在一天之内在水质水量都无很大变化的情况下发生数次无规律的变化,混凝剂投量无法达到自动控制,导致澄清池的出水时清时浑不能达到出水水质要求。具体情况见下面图2。 3.1.3 解决方法的研究 根据以上分析,进行了逐项的实验研究。首先,排除仪器设备存在质量问题,逐一更换了流动电流检测系统中的各部装置,从传感器到控制仪都用崭新的并经过严格检验的仪器进行替代实验,发现检测值仍然呈不定时无规律变化,从而确定不是仪器质量问题。其次,排除了电源污染的因素,认真检查了电源并对其周围的用电单位进行了细致的调查,确认该厂内部及周围不存在能对其动力电源造成污染的污染源。并且由以上纪录情况可知,流动电流检测值的变化是无规律的而且是不定时的,这样就可以排除是由于象定时电源污染引起的定时干扰的存在。由于流动电流的检测值的变化是逐渐出现而不是一开始运行就有的,因此可以排除由电控方面的干扰所引起的。再次,对流动电流控制系统传感器的接地情况进行了重新检查,经过仔细的分析和测试,确定其传感器的地线不合要求。因此,重新进行了传感器的地线安装,以三根铜管焊接而成的柱体为接地线的基础,并深埋入地面1.5米以下,测得的电阻R〈1Ω,完全符合国际标准。改造完成后进行系统监测,发现在无计量泵的启停时流动电流系统可以正常工作,检测值变化稳定及时。接下来将变频控制柜的安装位置移至电控间,而自动控制仪仍留在值班室。方案实施后,流动电流控制系统仍然未能正常的工作,经一周的监测,检测值仍然不稳定,投药量也不能得到很好的控制。最后,取混凝剂进行分析,发现在高浊度水的情况下使用了含有有机高分子成分的助凝剂。因此,改变了高分子助凝剂的投加点,使其在流动电流取样完成后再投加,而助凝剂的控制采用按一定的比例投加的方式。方案实施后,经半月的监测流动电流混凝投药控制系统检测值稳定,投药量得到很好的控制,出水水质达到所要求的标准。图3是一天运行情况的纪录。 3.2 流动电流混凝投药自动控制系统由于电源污染所造成的干扰 3.2.1 应用水厂情况简介 此水厂位于山东沿海某城市。该水厂原水为地表水,常年浊度为20~30NTU,最高浊度100NTU,pH为中性,其余的水质指标无特异的变化。该水厂的工艺流程见下图4。 投药点在进水管管式混合器之前,传感器的取样点设在管式混合器出口处。传感器设在靠近取样点的反应池壁上。 3.2.2 流动电流的初始应用情况 流动电流控制系统安装完成后,进行系统调试。开始两天系统采用手动控制的方式运行,检测值比较稳定。两天后开始自动控制,第一天运行基本稳定,但发现在上午7-8时及下午4-5时,检测值发生有规律变化。在上午7-8时之间,检测值在加药量及水质不变的情况下会向上波动,导致加药量直线下降,出水水质变浑;在下午3-4时之间,在同样情况下检测值向下波动,导致加药量直线上升,出水水质变的过清。过了这两个时段,检测值会自动调整回正常状态,加药量及水质也会恢复正常。但这两个时段正好是一泵站调整流量的时候,所以认为是由于水量的变化引起的。但随着时间的推移,这种检测值的变化有时出现一天变化数次,并且有时又没有规律,以至混凝剂的投量无法达到自动控制。具体情况如图5所示。 根据以上纪录可知,流动电流控制系统检测值的变化多数是定时而且有规律的,并且在除此之外的时段内系统可正常工作,这就排除了流动电流控制系统自身以及传感器地线的问题。从控制理论分析,可能存在强电信号的干扰和电源有定时污染两方面干扰。3.2.3 解决方法的研究 根据以上的分析进行了解决方法的研究,首先对传感信号线的屏蔽情况进行检查,从新作了屏蔽工作,在信号线外加上金属套管并将其与强电电缆线分离。采取此种措施后,检测值的定时变化仍然存在,证明不是由于强电信号干扰。接着检测动力电源是否有污染的存在,终于发现在此水厂的附近有一大型工业设备生产工厂,每当它启动和停止工作时,水厂的动力电源即便非常不稳定,从而导致了控制仪工作的波动,我们即采取了相应的措施,在控制仪的电源上加上了稳压保护装置,干扰现象随即得到消除,控制仪开始稳定运行。经过一周的连续监测和观察,干扰现象已全部消除,控制系统工作稳定,投药量得到非常好的控制,沉淀池出水稳定地保持在6~9NTU范围内,整套流动电流控制系统达到了预期的自控投药的目的。图6纪录的一天运行数据。 3.3 流动电流自动控制投药系统由于信号线屏蔽问题所引起的干扰 3.3.1 应用水厂情况简介 该水厂位于安徽某市,该水厂原水为湖泊水,常年浊度为10NTU左右,最高浊度30NTU,pH为弱碱性,夏季水中藻类较多,以兰藻和褐藻为主。该水厂的工艺流程同图4。 投药点在进水管管式混合器之前,传感器的取样点设在反应池入口处,传感器的安装箱设在反应池的墙壁上。由于传感器安装位置与控制仪所在位置距离较远,因此为方便传感信号线的铺设,直接将其铺设在已有的动力电缆沟内与动力电电缆一起进入加药间室内。 3.3.2 流动电流的初始应用情况 流动电流控制系统安装完毕后,进行系统调试。开始两天系统采用手动控制的方式运行,检测值有不规律和不定时的变化,有时检测值在一段时间内非常稳定,有时却波动的非常厉害,在水质水量没有任何变化的情况下,投药量相差悬殊,导致沉淀池出水水质在一天内甚至几个小时内变化非常大。两天后改为自动控制,运行时上述情况依然存在,混凝剂投量无法得到控制,具体情况见下图7。 从上面的曲线图可以看出,流动电流的检测值变化很不稳定,而且并不是随水质水量而变化的。因为其为不定时及无规律变化,所以可能是由于流动电流控制系统本身电器元件有问题、或传感器与控制仪及控制仪与变频柜之间连接信号被强电信号干扰、或变频柜在工作时对控制仪有干扰、或不定时电源受污染等情况造成的。 3.2.3 解决方法的研究 根据以上分析,进行了一步一步的排除实验,最后对传感器与控制仪之间的双芯屏蔽信号线重新进行了铺设,将其从动力电缆沟中撤出,另设一专门的管沟铺设信号线,并在信号线的外面加套一金属套管,以确保流动电流信号不受强电信号的干扰。方案实施后,流动电流控制系统可以稳定正常地工作了。经一周的监测,检测值稳定准确,投药量得到了很好的控制,出水水质符合水厂的要求。图8为所纪录的一天运行数据。 4 总结 流动电流混凝投药自动控制系统在实际应用中,遇到的干扰因素非常复杂,因此必须在现场进行细致的分析和实验研究才能确定其解决方法。混凝剂的问题一般可以通过改变投加点或更换混凝剂种类加以解决。对于电控方面,由于其检测和传递的信号为弱电信号,非常容易受到外界电源污染以及强电及其它强信号的干扰,因此系统仪器仪表的安装环境,信号线的铺设以及有关地线的制作等都要严格遵守相应电控要求,这样才能有效的防止可能出现的干扰现象。总之,干扰问题是流动电流混凝投药自动控制系统实际应用中所遇的一个重要问题,必须认真加以解决才能保证该系统的成功应用。 自动控制论文:浅议卷烟机械自动控制技术 摘 要:在烟草加工过程中,机械技术的先进程度对企业的生产组织、生产规模、生产方式和能源消耗以及原材料消耗都有很大影响,因此,提高烟草机械技术先进水平能促进烟草工作的产品水平得到提高,同时也能促进质量得到提高,在产品品种和效益方面也能进行更新换代,因此,要保证烟草工业得到更好的发展,一定要不断提高机械的技术水平。烟草的机械技术水平已经慢慢成为了衡量烟草工业生产的现代化程度的标志之一,因此,在烟草品种越来越多,加工工艺越来越复杂的情况下,要对生产机械进行更新和改进,这样能够更好的实现烟草生产的自动化控制和机电一体化发展。 关键词:卷烟;机械自动控制;发展方向 烟草对人们的身体健康有一定影响,但是其在发展过程中也是有一定市场,因此,卷烟企业在发展过程中对技术进步提出了更高要求,同时在发展过程中不断引进先进的技术设备在生产中使用,而且在一些技术上,国内的生产工艺已经和国际先进水平在同一个高度,而且在卷烟生产自动化水平上也达到了一个较高水平。现在,工业企业在发展过程中正在向自动化生产方向前进,在这个过程中,自动控制技术、物流技术和信息技术都得到了综合应用。工业企业在工业信息化发展过程中,要先实现企业自动化发展。因此,卷烟企业要想更好的实现信息化发展,就一定要实现卷烟企业自动化发展,这样能够更好的促进企业发展。 1 我国卷烟机械的现状 为了更好的实现机械自动化,机械研究制造企业在发展过程中做出了很多努力,这样也使得机械制造方面得到了很大发展。在机械制造过程中,生产企业已经在自动化方向不但改进,同时对相关的数据进行采集、跟踪测试、对比分析,这样能够在机械制造过程中对出现的问题进行更好的解决,同时也能更好的实现机械自动化控制。现在,国产的卷烟生产设备在功能和产品质量方面已经达到了国外同类型设备的水平。在进行卷烟设备制造时,要不断积累经验,同时在设计的时候要不断进行创新,这样才能更好的利用新技术,同时也能更好的对电控系统进行全面的改造升级。在经济不断发展的过程中,精度较高的设备和仪器在工业生产中得到了应用,因此,在工业生产中热处理设备也有了很大方面的技术改进,在生产过程中对零件的热处理质量也有了很大的提高。科学技术的不断发展使得现在的基础工业在产品质量方面也有了很大改进,因此,这样也提高了卷烟生产中使用烟机零件质量。在烟机产品中,关键部位零件都是进口的标准件,在制造过程中和国产的构件进行了结合,这样能够保证采购质量要求,同时也能提高机组的使用稳定性和可靠性。 科学技术水平的不断提高,使得在卷烟生产过程中打叶复烤生产线和物流系统中都应用了集中控制系统,这样能为生产线管理提供现代管理手段,同时在进行监控的时候能够使用多套的监控系统,在操作现场能够使用电控柜的指示灯来进行控制,这样能更好的对操作现场进行查询和维修。企业在发展过程中为了更好的实现信息网络化发展,因此在发展过程中形成了管控一体化的控制系统,在生产过程中对车间生产数据进行采集,同时对数据进行处理,这样能够更好的为卷烟企业信息集成奠定基础。在工业生产过程中,现场总线控制系统的技术发展对卷烟企业来说非常重要,因此,要对其进行重视。 2 卷烟机械自动控制技术的发展方向 企业在发展过程中保持自身的竞争能力是非常重要的,对于卷烟企业来说也是如此,卷烟企业为了提高企业的竞争能力,要保证生产水平和国家生产水平要保持一致。自动控制技术不断在发展,现在,卷烟产品在竞争方面也出现了日益激烈的情况,因此,对卷烟企业的生产过程也提出了更高的要求。在工业控制技术中,新技术和新产品的不断发展,能够更好的保证企业生产过程中产品的竞争能力。现在,网络技术、通讯技术以及人机接口技术在信息技术应用中都得到了很好的发展,同时工业过程控制技术在发展过程中也在逐渐实现网络化发展。现在,控制系统结构正在向集散系统结构和网络结构发展,同时在硬件方面的在可靠性也非常高,在速度方面也非常快。在软件方面也更好实现了工业控制组态软件、数据管理软件、通讯软件、故障诊断软件等方面都得到了很好的发展。 3 卷烟机械自动控制技术的发展要求 3.1 网络化 在进行工业生产的时候,产品从原材料对成品都要 过很多的制造工序,对于一些较复杂的产品在生产过程中会存在着上百道工序,有时一个生产线需要上百台设备才能更好的完成生产。某些制造工艺复杂的工业产品需要分成若干条生产线才能完成,控制的对象十分分散。对工业过程控制系统而言,必须将工业自动化生产线分解为若干个控制子系统,但这些独立的控制子系统之间如不进行有效协调、集中监控管理,整个生产线就无法正常生产。网络化就是将各个控制子系统通过通讯网络建立数据交换联系,并实现集中监控,相互协调生产、工艺、质量参数,接受管理人员的工作指令。 3.2 智能化 在复杂的工业自动化生产线中,各控制子系统的控制任务重、实时性强,不可能通过通讯网络集中控制,控制子系统必须独立完成控制任务,并向中控传送控制状态、控制参数、报警信息等,接受中控指令。另外工业过程控制系统应具有预警提示、故障寻迹提示、辅助决策等智能功能。控制器、检测设备的智能化才能使工业过程控制实现真正的集散控制。工业过程控制系统的智能化减少了人工干预,但需要人工调度指令、维护保养、分析决策等,因此仍需要人机接口;同时系统的智能化使人工工作量大大减少,信息量大大增加,需要表达清晰,操作简便、友好的人机接口,提高人员的参与程度和工作兴趣。开发具有大屏幕显示、动态指示、实物动画、人机对话等功能的更加友好的人机接口也是智能化的方向。 3.3 数字化 在工业过程控制系统中有许多控制变量需要处理,传统的模拟量传输精度低、抗干扰能力差,影响控制回路的控制精度;同时数据采集量不准确会影响数据处理及科学分析,检测器、传感器、执行器、控制器的数字化是实现精确控制和科学分析的基础。 网络化、智能化、数字化使控制系统的配置简洁灵活,满足生产过程的精确控制,便于生产工艺的调整,满足多品种小批量生产的需要,适应柔性化生产和敏捷制造的潮流。近10年来国产烟草成套设备由于采用了先进的控制技术和控制器件,电控系统的可靠性、稳定性、可维护性和控制精度得到了很大的提高,并且随着计算机和网络技术的应用,电控系统的操作性和数据采集处理能力也大大提高。只要卷烟企业和烟机企业共同把握自动控制技术的发展趋势,结合烟草行业的实际需要,就能与国际先进水平保持同步。 4 结束语 经济的快速发展和科学技术水平提高是相辅相成的关系,科学技术的进步推动了经济的发展,同时经济在不断发展过程中也推动着科学技术水平的提高。在卷烟机械自动控制技术方面具有了很大的提高,这样能够更好的保证产品质量,同时也能在产品品种方面不断丰富,这样能够更好的促进卷烟企业发展。 自动控制论文:基于GPRS网络的路灯自动控制原理分析 [摘要]在现有路灯设备控制管理手段的基础上,本文根据国内外路灯自动控制方面的一些最新学术和应用成果,对当前较为成熟的网络技术进行了详细的分析与研究,在分析了其功能和实现上的优劣性的基础上提出了一种基于gprs网络的路灯监控方法。 [关键词]自动控制 监控 gprs网络 传统的光控方式易受环境照度影响,容易有错误动作;钟控方式自动校时工艺落后,易出现走时不准等问题,而且路灯控制装置没有实现集中管理,各自为战,准确性及可靠性相对较差,路灯的早亮晚灭现象无法得到快速有效的处理。本文的目的是改善传统路灯管理方式,高效准确实现路灯电网系统的自动控制,统一管理工作。在传统模式下,路灯生产管理信息的载体是图纸、报表、语言(如调度指令等),传递方式是手工交接。在这种机制下,信息的更新滞后于生产数据的变化,在生产管理活动的各个专业环节中,导致生产管理信息的“不全面、不一致、不及时、不准确”现象。解决这一严重问题的途径,是在生产各部门之间及部门内部各工作岗位之间,建立起信息及时传递和同步更新的共享机制和环境。由于路灯电网生产、规划、管理和经营具有天然的空间网络拓扑特征,建立基于gis技术的路灯应用平台,将是这种机制和环境的基础。 一、路灯监控系统gprs通信网络组建 为了建立路灯监控系统gprs通信网络以实现路灯的自动控制,应该从以下两方面来考虑。 首先,建立移动通信gprs业务中心和路灯监控中心的路由通道,利用现有的adsl等宽带技术或者odn、光纤等专线技术,通过有线方式建立通道,确保通道的畅通、数据通信的安全和数据传输的准确率。通过路由器确定通信服务器的固定ip,可以让移动绑定监控终端静态ip地址,保证所有监控终端不同的ip地址传输的数据都流向监控中心通信服务器,也就构成了监控网络多对一的基本条件,同时由于监控终端和监控中心的数据通道既有无线方式又存在有线方式。为了提高数据的可靠性和准确性,在数据传输协议时进行多种数据校验而达到排除数据误码和准确传输目的。 其次,根据移动gprs业务通信的特点,路灯监控中心通过专线、移动通信公司和远程监控终端运行连接,根据现有网络技术和成熟性考虑,系统中心和远程监控终端可以采用udp或tcp方式进行连接,从而构成n条虚拟的数据通道,实现数据的互访,建立路灯监控系统的通信体系。 二、路灯监控系统gprs通信专线故障自动判别和处理体系 随着路灯监控系统运行时间的推移,不能排除因外界因素而干扰专线,造成专线的断线、断路等问题的出现,而影响监控系统的命脉通信问题。经过多方考证和实验证明,采用如下实际可行方案实现专线故障判别。 首先,充分利用现有资源,利用tcp或udp协议内部功能,用软件实现网络跟踪,系统不断跟踪检测监控中心和移动gprs业务中心服务器之间的专线所有节点的路由畅通情况。一旦检测到那个节点出现故障,则立即进行报警处理。 其次,针对专线线路故障处理,必须进行如下处理,根据线路跟踪结果,分析故障出现的地点和故障类型。根据不同的故障类型和故障地点进行分析,利用短消息报警技术手将线路故障原因和故障地点发送到监控中心专线维护人员的手机中。专线维护人员可以根据报警情况进行进一步处理。如果是路灯监控中心内部问题,则自行解决,如果是专线问题,则让专线提供商解决,如果是移动问题,则需要移动解决。这样仅仅通过软件实现专线线路故障判别和报警处理,这样既能达到目的而能节省很多不必要的经济负担。因此,对gprs通信体系进行了比较完善的分析和处理,从而实现监控系统比较完善的通信体系。 三、路灯控制方式及系统总体结构 采用无线专网需要自建一座发射塔,组成一个无线发射网络,为了保证信号强度,可以利用高层建筑大楼楼顶建立通讯铁塔,架设主控电台天线,中央控制室可设在路灯局办公楼内,于中控室建立通讯主站。在远离中控室的市区开阔地带建筑物上建立中继站,覆盖周边地区;在各外围站配电箱位置安装外围站通讯天线。或者选择其他接力通信的方式。 系统主要由三部分组成:中控室主站系统、通讯网络系统、外围站分控系统。 中控室主站系统:主要由工控机、数据服务器、不间断电源、值班员工作站、大屏幕显示系统等组成(负责管理、监控整个系统的运行,监视、记录系统的运行状况)。 通讯网络系统:主要包括主基站数传电台及其天馈系统、中继站数传电台及其大馈系统、各分站数传电台及其天馈系统,组成数个一对多的通讯组,完成数据上行、下行的通讯功能。专网主要采用gprs网络组件。 外围站分控系统:全市路灯、景观灯每个箱式变电站、配电柜,安装一套外围站分控系统,主要负责接收主站数据命令、执行开关灯动作、下载存储时间控制表、采集运行电压、电流、电量数据,向主站上传数据等。 四、各分系统概述 中控室主站系统概述:专用的工控机;数据服务器;专用的维护工作站;负责维护系统参数,管理操作人员权限等;多台操作工作站,供值班人员使用;后备工控机,保证整个系统数据运行的实时性和可靠性;以及大屏幕显示系统、声音设备、手持机和相关的网络通一讯设备。 外围站分控系统概述:外围站点安装在现场电气控制箱内。外围站分控系统可以根据现场实际情况如线路的多少、路灯与景观灯的不同情况进行不同的配置组合。并要求具有很可靠的耐高低温指标,防水及防尘等级。 路灯地理信息的设计要从整体和系统的角度考虑其角色和作用,并有效地利用最新的信息技术,如gis技术、组件技术、web技术、数据仓库技术、case技术等,实现设施资源、工作流程、规划、设计、运行和维护等业务管理的信息化和智能化构造一个既相互独立、又相互协作、资源共享、可互操作的业务综合网络,实现路灯事业的经济效益和社会效益。 五、结论 城市路灯电网结构日趋庞大,安全运行管理任务十分繁重。路灯线路地域分布的广泛性和涉及地理信息的复杂性,致使原有的管理手段己经不能满足实际管理的需要,必须采用gis和mis相结合的技术,寻找一种以数据库管理为中心、空间数据集中式处理的工作平台,以便进行路灯电网管理数据的采集和更新以及多系统间的无缝集成。 提高亮灯的一致性,可实现全部路灯齐亮、齐灭的壮观景象,又可以避免各处钟控器和光控器的故障引起的失控而造成的电能浪费。但是我们国家在很多方面与国内先进的技术还有差距,还需要在以下两方面做进一步的研究工作,一方面适应范围需要更广,对于个别点存在误报情况的,只能采取延时上报等方式;另一方面执行效率还需要更高,对于程序的运行速度等问题还需要更好的优化过程。 自动控制论文:电力系统安全自动控制与继电保护 [摘要]有效保证电力系统的安全运行,对电力行业的可持续发展来说有着积极的意义。当前,电力系统逐渐朝着自动化和智能化的方向发展,电力系统安全自动控制系统和继电保护装置的作用也越来越重要,是预防电力系统故障的有力保证。随着技术的不断革新与升级,电力系统安全自动控制系统和继电保护装置的功能和作用也越发的完善,对维护电力系统的安全、平稳运行有着重要的作用。 [关键词]电力系统;安全自动控制;继电保护 电力系统的平稳运行,离不开安全自动控制与继电保护装置的支持。作为电力系统的重要组成装置,安全自动控制系统和继电保护装置的应用,能够有效控制故障的发生,进而维护电力系统运行的安全性和稳定性,有效解决其中存在的问题。就目前电力系统安全自动控制与继电保护的发展形势来看,仍然还有很大的进步空间,其发展潜力还有待于挖掘,以全面提升电力系统运行的安全。 1安全自动控制与继电保护的要求 1.1安全自动控制与继电保护的基本要求 安全自动控制与继电保护在安全性能方面需要满足以下基本要求。其一,安全可靠。安全自动控制系统与继电保护装置的作用就是维护电力系统的稳定运行,安全可靠是最基本的要求。在安全自动控制系统和继电保护装置的控制和保护区域,对该范围内的电气元件的异常情况以及系统设备运行故障迅速的予以处理,并且继电保护装置的职能是保护和控制该区域内的电气装置,非控制区域的故障,不需要启动保护装置,不逾越“本职”。明确安全自动控制系统和继电保护装的职责所在,以确保其可靠性[1]。其二,灵敏迅速。在安全自动控制与继电保护的控制范围,对于异常情况和故障能够及时的反应,其中继电保护测量元件起到了关键性的作用,确定规定的动作值,根据运行方式以及故障类型进行综合分析,作为制定点校验的参考,进而得出相关参数,以确定灵敏系数。在此基础之上,继电保护装置能够以最快的速度处理电气元件故障,进而控制故障的发生和“蔓延”,避免电力系统线路和装置受到严重的损坏。其三,选择性。在安全自动控制与继电保护发挥作用时,能够选择性的将故障元件予以切除,缩小停电区域范围,非故障区域能够继续运行,并及时的消除故障,将故障的影响限制到最小的程度,避免给社会生产生活带来不便。 1.2继电保护的关键点 在应用继电保护装置时,有几处关键的环节需要注意。其一,在继电保护装置检验方面。电流回路升流和电压回路升压试验要在继电保护装置检验过程的最后阶段进行,必须在其他项目试验完成之后,试验完成之后,定值、定值区以及二次回路接线不能发生改变。定期检验当中的负荷向量测量以及打印负荷采样值,不能在设备的热备状态下进行。其二,定值区的正确性对于继电保护装置安全运行十分关键。因此在修改定值时需要格外注意,打印定值单和定值区号,确保日期、变电站以及设备名称的准确性,做好工作记录,定值编号一定要予以注明,确保定值区的准确性。其三,继电保护装置的一般性检查。连接件的紧固性、焊接点是否存在虚焊以及机械特性都是重点检查的内容,以避免存在安全隐患,需要对螺丝、焊接点进行一一严格的检查,对松动和虚焊要及时的予以完善处理,进而保证继电保护装置的安全运行。另外,保护屏各装置机箱屏障接地检查,其中铜排接入地网的可靠性是十分关键的,必须严格予以检查,确保其符合相应的标准。对继电保护装置的检查工作,必须做好工作记录,并作为下一次检查的参考[2]。 2安全自动控制和继电保护装置的应用 安全自动控制和继电保护是有效保证电力系统安全运行的重要途径,对电力系统相关设备和元件进行保护,消除其中存在的故障,维护电力系统运行的安全与稳定。能够对电力系统运行进行实时监测,对于电力系统运行中的异常情况,及时的发现处理,避免其形成危害,在电力系统中发挥着重要的作用。 2.1电网调度自动化 安全自动控制和继电保护装置的应用,在电网调度自动化控制当中得以充分的体现。电力调度自动化主要利用信息技术来收集和处理数据,能够根据这些数据对电力系统的运行情况进行有效的分析。充分发挥安全自动控制和继电保护的重要作用,实现安全监测和实时控制的目的。由系统的调度中心统一进行调度,对变电站和发电厂进行远程控制,有效监测其运行情况,实现电力调度的自动化控制。发电自动控制、负荷预测、电力系统安全监视和分析以及电路恢复和紧急控制等内容都是电力调度自动化的重要体现,充分将安全自动控制和继电保护装置的作用发挥出来,使电力调度工作平稳有序的进行,进而保证电力系统运行的稳定性[3]。 2.2电力系统的安全控制 在电网调度自动化的基础之上,实现了电力生产、管理、传输的自动化控制,形成了完善的电力系统的安全控制系统。配电网,变电站以及发电厂都是安全控制的重点内容,利用安全自动控制系统和继电保护装置进行予以有效的保护和控制。安全监测、生产调度以及网络信息传输等内容实现了安全自动化控制。电力生产的效率得以有效提升,电力系统的更加安全可靠的运行,供电电压、电流的稳定性得到保障。在配电网、变电站、发电厂安全自动化控制,根据各自的结构特点,安全控制方法与控制效果会存在显著的差异。其中,发电站会由于发电方式的不同,其安全自动化控制方式也会存在不同,例如水电站和火电厂的安全自动化控制。配电网、变电站、发电厂的多级控制,促进了电力系统的安全自动化控制,更加安全平稳的运行下去。 2.3供电系统安全控制 在供电系统安全控制当中,利用安全控制系统以及继电保护装置,加强负荷控制、变电站安全自动化控制以及电力调度监控。在供电系统的运行当中,通过声频或工频控制的方式来控制负荷。变电站安全自动化控制和电力调度监控则实现了自动远程监控,充分发挥安全控制系统以及继电保护装置的重要作用,利用信息技术的优势,保证供电系统安全稳定的运行,为电力供应提供有力的安全保障[4]。 3结论 安全自动控制与继电保护在电力系统当中的应用,维护了电力系统的安全运行,促进了电力系统自动化和智能化的发展。在电力系统运行当中,电力系统安全自动控制系统和继电保护装置发挥着重要的作用,能够有效预防电力系统故障,消除安全隐患,成为保证电力系统安全运行的重要途径,以维护电力系统的安全运行。 作者:刘琦 单位:湖南省邵阳学院 自动控制论文:主排水泵自动控制系统论文 1系统组成 1.1系统采集的监控信号。 (1)开关量输入信号 这一信号主要是对水泵的开关进行控制,如果出现任何故障状态可以实现远程监控。而且每一个阀门的开关状态都可以通过相关的指令来完成,相关的检修指令是相对比较重要的构成部分,还可以实现控制指令,检修指令,对液位的报警情况进行控制。 (2)开关量出输出信号 输出信号主要是对水泵电机的启动和停止来进行控制,不仅可以对电动闸的开关进行控制,还可以对真空信号进行监控。可见,输出信号也是不可缺少的信号类型之一。 (3)模拟量输入信号 从这一类型的信号可以看出,水仓水位、水泵抽水真空度负压等。另外,对于电机的轴承、温度以及排水的流量等都可以进行监控。 1.3系统的基本特点。 从这一系统来看,其基本的特点主要表现为以下几个方面的内容:第一,要选择性能较高的可编程逻辑控制器来进行控制,然后借助以太网的通讯模块来对数据进行高效地处理。这种方式的实时性比较突出,而且数据处理工作也比较快。第二,可以检测到水仓中其他工况的设置情况,还可以促进水泵管路的分布更加均匀。减少故障的出现频率。第三,在整个系统中具有各种不同的可靠性措施,为了应急预案,采取的维护量比较少,达到无人值守的目的。第四,可扩展性比较强,可以随着根据系统运行的需要在增加节点数量。 2系统功能 2.1自动控制功能。 (1)通过对水位进行自动检测来实现各项参数的标准性和准确性,进而达到自动控制的标准 实现科学合理地调度和轮换工作,最终达到报警的目的。自动控制功能的实现效果比较明显。 (2)在系统运行的过程中,自动控制功能还表现在对超声波水位仪以及传感器结构来实现设备的配套工作 同时还可以应用PLC来对程序进行编制,减少水位传感器故障现象的出现,通过实时报警来对水文进行监测,提升自动控制的作用和价值。 (3)可以对水泵的运行程度进行自动控制 水泵投入使用之前需要检查相关的水位,同时还需要对供电参数进行明确。另外,水泵循环使用的相关记录还包括管网的压力检测以及负压检测等工作,只有这些参数全部符合标准才能够进行运行。 (4)可以对水仓中水位的变化情况进行控制 在高水位开启的情况下,水位如果达到了上限,对多台水泵可以进行及时地排水,进行低限时性停泵,可以实现水泵设备的自动开停。 (5)控制程序的运行就是对水泵的开启和停止的次数以及相关的运行时间来进行记录 并且根据运行的相关参数来实现自动启停。这样不仅可以提升水泵使用率,还可以直接找到故障泵,实现水泵的轮换,对故障进行发现和处理。提升矿井工作环境的安全性。 (6)如果系统出现了故障问题,可以通过查看监控画面的形式来提升系统的报警功能 以便施工人员能够及时地采取措施来进行解决。 2.2半自动控制功能 根据矿井工作的需要可以对运行方式进行切换,达到半自动控制的方式,在这种情况下,操作人员可以完全地操控水泵和其他设备的启停。 2.3就地控制功能 就地控制功能也是不容小觑的,当设备工作方式切换到就地位置时,就可以实现人工方式来对控制设备的启停进行控制,同时还可以随时对设备进行检修和维护。可见,就地控制功能是自动控制系统的重要功能之一。 2.4保护功能 从保护功能上看,主要包括超温保护、电机保护以及电动阀门保护等等。第一,超温保护主要是就是当水泵或者是电机轴承达到最高温度时,超过了警戒线就会自动进行报警。相关的工作人员就可以通过这一报警信号来采取解决对策。第二,电机保护就是对通过电机的电流和电压等进行监测,还包括对水仓水位的相关参数进行控制,对电机的系统运行功能进行保护。第三,电动阀门保护就是对阀门的故障信号以及水泵的连锁控制系统进行保护,同时对电动阀门的相关信息进行检测。 3经济效益与社会效益 针对本次所研究的系统来说,在安装该系统后,每天每班可减少水泵房司机2人,每工按100元计算,每年可节约用工资金365×2×3×100=21.9万元。系统保护齐全,运行安全可靠,减少了事故的发生,同时降低了水泵工的劳动强度,改善了工作条件,使水泵工的工作由重体力劳动向轻体力、脑力劳动转变。 4结语 如今,我国在煤矿井下排水的优化、排水系统的控制、改造设备及管道的合理布局方面得到了较好的效果,还有一些研究人员在排水系统的控制方面使用了智能控制,将模糊控制及一些先进算法应用到排水方案中,优化了煤矿排水系统的控制策略,使得矿井排水系统实现了实时监控、故障诊断、报警记录、信息显示和水泵轮换工作等。 作者:刘冰涛 单位:冀中能源股份有限公司东庞矿 自动控制论文:锅炉自动控制系统论文 1DCS系统的基本构成 DCS系统在很长时间就已经得到了相关方面的普及工作,而且其在实际中的应用效果也是非常好的,可以说在各个领域的自动化控制技术领域都有其不可取代的地位。DCS系统就是集散的控制系统,系统的优秀思想是通过分散控制,进而进行集中操作的指导方针。DCS系统主要是由上位系统还有下位系统构成,上位系统应用的是工业控制计算机,现场的数据,存储,还有报警处理,打印以及控制参数的设定等,都是运用组态软件来完成实时的显示工作。在实际的作业工作中,通过借助于工业控制计算机,然后对上位系统进行全方式的控制,这方面的内容主要包括应用WinCC组态软件,实现对现场数据进行的实时的显示,处理,还有对各种参数进行的设定,以及对所有数据进行存储的工作,对一些可能出现问题的数据,实现自动报警,还有最终数据的输出功能等。而下位系统是由PLC构成的,同时还要连接现场的一些设备。在上下位系统之间,通过应用Ethernet来实现通讯,其根本目的就是要满足对数据的实时监控。就目前而言,基础的自动化控制系统组件主要有S7-300系列的PLC硬件,而系统平台的主要界面是Windows2010,其监控软件是WINCCV6.0,相应的编程软件是STEP7V5.3。 2针对于DCS系统的锅炉系统自动化控制系统的整体方案 2.1控制任务的运行方法。 (1)自动调节 通过对锅炉运行参数进行自动的调整,这样来适应外界的负荷,还有工质参数的要求,同时还能让锅炉保持在比较经济的工作状况下运行。 (2)程序控制 在程序控制方面而言,比如引风机,鼓风机,还有炉排的启动顺序等,它们控制开关的启、停以及运行等动作,通过先进的技术进行自动化的控制。 (3)保护联锁 如果是从保护联锁方面而言,比如锅炉在运行的过程中,这个系统配置对水位是否正常,以及压力是否正常等情况能够进行报警的系统功能,同时还包括那么针对保护作用的,对压力以及水位异常情况下的连锁保护功能。建立电气联锁保护系统,可以有效的预防和杜绝在设备关闭过程中的操作性失误。 2.2控制系统本身的功能 (1)控制燃烧系统 燃烧系统的控制的目的就是确保蒸汽管内的压力稳定,与此同时还要保证有足够的燃烧效率。所以为了平衡这二者的关系,操作人员在调节锅炉负荷以及燃料的时候,就需要及时的对送风,还有引风量进行有效的调节和改变。如果负荷增减的度量比较大,还可以选取调节措施为停开数层或某一层。 (2)锅炉送风自动控制系统 锅炉送风的主要目的是让投入的燃料,在炉膛燃烧的时候,能够自动的投入合适的风量,进而保证锅炉的原料的有效燃烧,从而来提高锅炉的工作效率。这里需要涉及到控制参数,而对送风的控制参数而言,主要是送风参数,还有煤气的压力参数,这两个参数可以让锅炉的热效率得到保证,通过借助不断的对送风机挡板开度的大小进行调整,进而来实现送风压力的自动调节的目的。如果有两台送风机同时的在运行,就应该并列其中的一个,而对另一个的送风机的挡板进行调节。 (3)对炉膛内负压力的调节 平衡量和引风量的目标,是当锅炉的运行处于稳定的状态时,要保持它的为微负压,做到这一点,系统就可以有效的并且安全的运行。炉膛中的负压自动控制机制,是通过调节引风机入口的风门开度来实现的,这个过程中,一定要保持炉膛内的负压在-20到10Pa的微负压状态之间,进而就可以保证锅炉安全的燃烧。 (4)对蒸汽温度的调节 在蒸汽温度的调节方面,现在基本上都是选用自制的冷凝水喷减温装置。它的工作原理是按照蒸汽的出口处,对温度测量的结果来判断的,通过自动打开调节阀,然后对温度进行有效的调整,以此来保证温度处于正常合理的范围之内,也就是在430到450℃之间。这些就是DCS系统的锅炉系统自动化控制系统的整体方案,这个方案的有效落实,在实际的生产中,不仅能够给相关的操作人员以很大的方便性,而且还能有效的保障各个行业的生产加工工作,尤其是在对燃烧的锅炉的保护方面,只要按部就班的执行每一项的工作内容,而不是偷工减料的落实工作,锅炉在工作方面是不会出现比较严重的事故的,所以相关的领导和技术人员对一线的操作人员,一定要做好相关的培训工作,进而保证DCS控制系统在实际的生产中发挥其最大的作用,给企业创造出更大的价值。 3针对于DCS控制系统的控制联锁保护技术 3.1锅炉的保护设计和技术应用 为了安全的监控炉膛,更好的保证稳定的锅炉燃烧情况,所以就需要控制好DCS的软硬件。在运行的时候,被输送到燃烧炉跟前的高炉煤气,还有焦炉煤气分别从锅炉的燃烧器,送入到炉膛内部而进行燃烧过程,煤气燃烧所需要的空气是由鼓风机提供给,而鼓风机在工作的过程中,先要把冷空气送到空气的预热器内,然后通过加热后,再让热风道把热空气送进炉膛内。如果煤气的压力过低,或者鼓风的引风因为其他的故障而停止了工作,锅炉的内部就会发生回火而造成爆炸的事故,对锅炉中的所有气动阀来说,在切断层面上都必须要进行连锁控制,这样才能保证在出现异常的时候,所有的安全气阀都可以被自动的连锁系统给切断,也就是说,点火煤气压力控制点火小的气动阀,而喷气自动阀,还有高炉煤气压力控制高炉的大喷气动阀,在它们之间实现连锁和切断,这对于所有的气动阀来讲,如果让引风机以及鼓风机进行全部的控制,那么一旦出现鼓风,引风机停止作业的情况,就会造成所有的气动阀都会被快速的连锁切断。 3.2水位连锁保护技术的应用 针对于DCS控制系统方面,其在处理水位变化方面能够实现非常好的自动化控制。这个系统内设置了因压力的大小而导致水位偏高或偏低的声光报警装置,还有因水位偏低而停炉热工连锁保护保护功能。尤其是气泡水位的控制设计方案,其可以根据给水的流量,还有气泡液位和蒸汽的流量对给水阀进行合理化的调节,进而保护了锅炉水位的稳定性。 4总结 这种DCS系统的锅炉系统自动化控制系统,不仅能够达到上面的效果,而且还能很好地实现节能,环保以及降耗,并且最终能够达到良好的经济效益以及社会效益目的,以上通过对自动化控制系统设计经验的分析,尤其是在DCS系统反面下的锅炉系统自动化控制系统应用的阐述,希望能给业界人士提供一些借鉴。 作者:王玮琳 单位:西安磐石电力科技有限公司 自动控制论文:自动控制教学改革论文 一、改进教学方法 由于“自动控制基础”课程比较抽象,不同于一般的专业课,在授课过程中,学生普遍反映学习比较吃力,不知道这些知识学了用在什么地方,某些学生有“自动控制基础课程难学又没用”的想法,大部分学生的学习目的不明确,上课的注意力很容易不集中,传统教学方法严重影响学生的学习积极性。针对这种情况以及学生对应的偏船舶专业背景,在课堂教学中引入船舶中大量的控制系统应用的实例,如把船舶柴油机气缸冷却水温度控制系统、船舶燃油黏度控制系统、船用辅锅炉的水位自动控制系统、主机遥控系统和船舶火灾监控系统自动控制等等,穿插到本门课程的教学中。这种教学方法通俗易懂,学生能很快接受,从“要我学”转变为“我要学”,课下经常有学生请教实例中深层次的问题,学生普遍反映喜欢这种实例讲解。同时在教学中注意采用多种教学手段与方法,上课并不是简单地“念”多媒体课件,对于重要的数学推理以及公式,还是在黑板上进行推导,现代教学手段与传统教学方法有机结合,可以使得课程教学更加科学;课上多用启发式提问,增加学生对知识点的感性认识,让学生积极思考和分析,然后积极组织学生参与课堂讨论,最后教师加以总结。师生之间形成良好的互动,课堂教学氛围比较活跃,很大程度上调动了学生对学习的兴趣。 二、注重Matlab软件 在教学中的应用Matlab软件在欧美国家早在20世纪90年代就正式引入教学中,如今Matlab已经成为线性代数、控制理论、数理统计和数字信号处理等课程的基本教学工具,成为欧美国家大学生必须掌握的基本技能。自动控制基础课程理论复杂,公式也比较多,Matlab控制系统工具箱可以很好地处理以传递函数为主要特征的经典控制问题。将Matlab引入课堂教学中,不但可以提高教学质量,也能吸引学生的学习兴趣。例如时域分析中,系统对各种典型输入信号的响应传统上都是利用拉普拉斯变换法求解出系统输出的拉普拉斯变换,然后拉普拉斯逆变换得到输出的时间函数。由于江苏科技大学能源与动力工程专业学生以前没有学过复变函数与积分变换这类课程,加之过多的数学变换干扰了学生对时域分析的理解,特别是二阶振荡系统,得到的系统输出方程比较复杂,学生难以理解。而且课堂教学中做出准确的曲线也比较困难。在Matlab环境下,可以很方便地输入相应的参数,从而得到相应的响应曲线。再通过改变自然频率和阻尼比的大小,可以很直观地观察到这两个参数对时间响应曲线的影响。整个过程清晰明了,教学形象生动,复杂抽象理论的概念得以具体图形化,学生对知识点易于掌握,对课程的兴趣也得到提升。另外利用此软件在频率特性的Nyquist图、Bode图的绘制与分析以及系统的校正等传统教学难点的教学中也收到了很好的教学效果。课下也鼓励学生学习Matlab软件,建议课后部分作业用Matlab来完成。 三、加强实验教学课程的实践 教学环节在江苏科技大学是独立授课实验,授课教师与实验教师的沟通尤为重要。一方面,目前实验安排上尽量压缩讲解时间,减少演示性的实验项目,相关的理论知识学完后紧跟实验,增多设计性、综合性的开放实验内容,强化学生对基础知识的理解,培养学生的自主学习能力,确保学生不但能做出结果,还能知道为什么会有这样的结果;另一方面在Matlab环境下开展计算机辅助虚拟教学实验,“虚实”两种手段有机结合。对于动手能力强的学生,利用实验室现有的设备,引导学生自己设计实验项目,能力非常突出的,吸收到学校相关本科生创新计划的研究小组。充分发挥学生的学习主动性和创造性,为毕业后的工作或深造打下基础。 四、改革考核方式 “自动控制基础”课程为必修考查课,考核方式比较灵活,教师可以自由选择。以前都是采用开卷考试或者是小论文的方式,实施下来发现效果非常差,学生对本课程的重视程度不高,上课不听讲、睡觉,甚至干脆逃课的现象很多。而且自动控制基础的一些基本概念和理论必须掌握,所以考试是必要的。但单纯采用闭卷考试后,学生往往都在考试前突击复习,相当一部分学生的成绩都是勉强及格。后来改用平时成绩加期末考试卷面成绩综合的形式,平时成绩和期末考试卷面成绩各占50%,平时成绩由以下几部分构成:1.课堂考勤;2.课后作业,事先声明严禁抄袭,必须是自己独立完成,对于交上来的作业教师认真批改并及时讲解,作业有抄袭嫌疑的在课堂上向学生求证,几次下来作业抄袭现象得到了很好的遏制;3.课题提问环节,每次随机提问,而不是传统的按照学号顺序来,这样每个学生都觉得自己会被问到,上课就会集中注意力,认真听讲,同时也能检验学生的学习效果,每位学生在整个课程的教学过程中至少要被提问三次;4.额外加分项,课堂练习中有把握的学生可以上黑板来完成和讲解,效果良好的学生可以获得若干额外加分,份额为1—5分,为了公平起见,每个学生这样的机会是两次。期末考试不设填空题和选择题,一般为四到五道计算题,命题突出能力考核。以上教改措施经过近几届学生的实施,取得了一定的成效,效果显著,提高了教学质量,激发了学生的学习兴趣,加深了学生对课程知识的掌握,这也为后续课程的学习打下了良好的基础。但教学方面还有很多问题需要继续探索与完善,教学方法必须不断改进、不断总结、不断创新,达到进一步提高学生的学习主动性,增强学生的学习创新能力、实践能力的培养目标。 作者:徐华平潘朝峰刘炳霞单位:江苏科技大学
自动化技术论文:建筑物自动化技术管理论文 摘要:中国行业标准JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》第26章《建筑物自动化系统(BAS)》所规定的模拟和数字混合的集散型系统(TDS),已面临更新为全数字系统的挑战。就像工业自动化一样,建筑物自动化市场在技术接受期曲线上,通常落后于商业领域技术应用会有几年之久…… 关键词:建筑物自动化总线技术 中国行业标准JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》第26章《建筑物自动化系统(BAS)》所规定的模拟和数字混合的集散型系统(TDS),已面临更新为全数字系统的挑战。就像工业自动化一样,建筑物自动化市场在技术接受期曲线上,通常落后于商业领域技术应用会有几年之久,因此,在商业领域已经成功运用多年的个人计算机和以太网通信,现在却成为BAS更新途径的热门话题。PC-BasedControl和以太网技术,已经开始全面进入BAS领域。2000年3月,Honewell公司推出的全数字化闭路电视监视系统DVM,就用PC-BasedVideoServer,类似于商业领域应用的个人计算机式视频服务器,取代了传统的模拟和数字混合的CCTV闭路电视矩阵切换器和磁带录象设备;DVM系统中,经过信号转换接口把所有摄像机的视频信号直接连入以太网通信,每20台摄像机使用1台VideoServer。这种第三代保安监控电视的全数字化CCTV以太网系统,已经在澳大利亚悉尼机场使用。 PC机技术日新月异的进步,使BAS的中央站功能不断增强;PC机的商业软件,如ODBC、API等等,已成为BAS的标准软件;基于PC机技术的分站不断发展。信息领域的以太网技术对工业自动化和建筑物自动化各个层面的影响,从上到下。BAS管理层的以太网正在下植到自动化层和更低的现场层。BAS三层结构将会成为以太网"一网到底"的三层网络。完成这项"通体透明网络"革新的主要技术,就是以太网现场总线。以太网现场总线,也可称为以太网I/O(Input/Output),是控制技术和信息技术的完美结合,性能发挥到极致,它或许能够解决工业自动化长期争论不休的现场总线标准化问题,是商业技术影响工控技术的一个范例。 以总线为脉络,分析计算机总线、测控总线和网络总线在BAS技术发展中分别担纲的角色,可以加深对BAS未来发展的了解。 1、总线BUS 总线一词,源于计算机技术。总线是各种信号线的集合(包括地址、数据、控制、电源等),是各种信息传输的通路,有汇总的涵义。微软百科词典定义总线为:计算机系统中各部件之间用于数据传输的一组硬件连线(导线)。IBM公司将其简称为用于传输信号或功率的一根或多根导体。在建筑物自动化中,BAS总线可解释为用来连接中央站分站、现场设备或者各种系统的那些具有导电性的通路,以完成数据或信号的传输。 以应用范围来分,BAS总线可划分为计算机总线、测控总线和网络总线、。计算机总线用于上位管理计算机和中央站内部部件的连接。测控总线用于中央站与分站的连接,分站与现场设备的连接,现场设备之间的连接。网络总线则是将上位管理计算机和中央站、浏览器等视为节点而共同连接在一起的一条多分支线路,将数据置于网络总线中,数据将会经所有的节点检测后,由其指定地址的节点接收。BAS管理层的以太网就是网络总线。当以太网下植到自动化层和现场层以后,以太网又扮演着测控总线的角色,在这种背景下,我们借用"网络就是计算机"的概念,不免也可以说"网络就是控制器",因为所有传感器、执行器、分站、中央站已经遍布以太网中,以太网被赋予完成分布式控制兼有普通信息存取的能力,人们可以随心所欲使用以太网,无论是进行实时控制还是传递管理信息。 2、标准化Standardization 作为信息传输通路的总线,追求标准化,是各种总线的共同目标;只有标准总线,才能够支持更多的性能不同的产品的连接,完成更多更好的系统的集成,实现更完善的控制和管理,因此,总经以其有汇集性能的特点,尤其需要标准化。标准总线的形成,主要有两种方法,一种是由非商业的或政府组织所产生的标准,目的在于使某一种类型总线开发和使用规范化,例如RS232C;这种正规的合法的技术标准,是在对已有方法、途径及技术开发进行仔细研究的基础上起草,并经正式批准后产生,这种标准通常包括着一些国际标准。另外一种方法,是有某一家公司先行开发出一种总线技术,由于成功,得到其它公司模仿和广泛使用,以至一偏离该总线就会产生不兼容问题,导致产品在市场中受到限制,例如现场总线LonTalkBus;这类事实上的总线技术标准,是基于市场需求产生而形成的,无需正式批准,这种标准通常包括大量流行的工业标准。 3、计算机总线ComputerBus 中国行业标准JGJ/T16-92第26章BAS,对中央站硬件、组态、系统软件的规定(26.4.26.5)非常简单,仅是基于采用计算机作为监控中心的一般原则,如应设置CPU、CIU、CRT、打印机等规定,对上位管理计算机则仅限于优化控制与管理某些功能要求。但是,近年来计算机技术发展很快,系统软件、应用软件、存储系统、处理器技术、输入输出系统和计算机结构,都是如此,其中,计算机总线技术与工业自动化、建筑物自动化关系密切,计算机总线是计算机系统信息总通道,性能优劣,对BAS上位管理计算机和工作站的影响是至关重要的。因为采用先进的计算机总线,可以提高工作站的带宽,改变工作站的兼容性和开放性,并能提高工作站的可靠性,这对控制系统无疑是最重要的性能。例如,使用PCI总线技术的PC机,每年停机时间可以小于315秒中,可靠性高达99.99%,因此,BAS用户已经开始关心工作站的计算机总线,2000年9月山西省太原市某国际贸易中心大厦BAS招标文件中,明确提出中央站应该使用计算机33MHz三总线结构PCI(外部设备互联总线),说明用户不仅关心各种功能模块设置,还要求提供工控级别的总线来保证工作站性能。随着基于PC机控制的技术进展,计算机总线对BAS的影响会更加重要。因为BAS将逐渐最终成为由一台PC机控制几条现场总线的系统。 3.1计算机总线的发展历史 1970年,DEC公司首先推出了称为Unibus的总线,把PDP11小型计算机上所有的部件、设备都连接在一起。它是一种单总线结构。 1981年,IBM公司在第1台个人计算机IBMPC/XT上推出了XT总线,也是单总线,1984年,采用16位CPU的IBMPC/AT出台,AT总线在XT总线结构上,增加了一组输入/输出总线,形成双总线结构。AT总线就是著名的工业标准总线ISA,全称是IndustrialArchitecture工业标准结构,它是通过将板卡出入IBMPC及其兼容机的标准扩展槽来添加计算机部件的总线设计规范。1989年康柏、惠普等9家公司在ISA基础上,推出EISA,扩展工业标准结构,这是一种把附加卡(例如视频卡、内置卡MODEM卡及支持其它外围设备的卡)联接到PC机主板的一种总线标准。EISA总线操作频率比ISA高很多,能提供很多的数据吞吐率。 为了提高PC机性能,使某些扩展板可以直接与微处理器通信,而不必经过通常使用的系统总线,Intel公司提供了PCI总线规范。这种局部总线允许在计算机上安装多至10个PCI兼容的扩展卡,PCI局部总线系统需要在某个PCI兼容插槽中安装一块PCI控制卡,每次可以以32位或64位的速度与CPU进行数据交换。PCI规范还考虑了多路复用Multiplexing。因此,PCI总线已成为今天计算机事实上的局部总线标准。由于PCI独立于处理器,不仅Intel系列可用,DEC的Alpha、Motorola的PowerPC等系列也可以用,它的向前向后兼容性,能使现有的多种计算机都能平滑过度到新标准,所以尤其受工业控制机行业的欢迎,建立了PCI工业计算机协会PCIIndustrialComputerManufacturersGroup(PCIMG),致力于在工控机行业推广PCI总线。1995年,出版了CompactPCI规范。 PCI总线在计算机中配置了3组总线,时钟33MHz,与CPU时钟频率无关,宽度32位,可扩展至64位,带宽达132Mbps至246Mbps,可以和ISA、EISA、VL-BUS等总线兼容,支持5V和3.3V两种电压,可以在芯片、软件和开发工具方面广泛利用PC机丰富资源,它具有良好的网络性能、图形视窗介面和数据存贮性能,是工业自动化和建筑物自动化中央站理想的计算机总线。 4、网络总线NetworkBus 中国标准JGJ/T16-92第26章BAS,规定"优先采用共享总线型"局域网结构作为BAS管理层、自动化层、现场层的网络拓扑,即用一条总线,把上位管理计算机、中央站、分站、现场设备各自连接在一起,形成三层局域网。因为所有节点共享一条传输通路,一次只能允许一个节点发送信息,所以需要建立信息发送的控制方式,JGJ/T96-在26.6.6条文说明中,没有明确规定是用IEEE802.3以太网的CSMA/CD波及监听多路访问/冲突检测争抢发送,还是用IEEE802.4令牌总线排队访问控制,只有指出这两种方法都是"目前流行的",但是"并无一致的看法"。在26.6《信号传输与数据通信》中,则把现场层至自动化层之间的信息传递成为"信号传输",把自动化层和管理层之间的信息传递,称为"数据通信",以示区别,前者为现场设备与计算机通信,包括模拟信号,后者为计算机之间通信,全部为数字信号。 20多年来,发展极为成功的以太网技术,已经得到公认。人类进入英特网时代,以太网也迅速进入工业自动化的各层网络。电气电子工程师协会IEEE基于802.3以太网国际标准,正在积极制定现场与以太网通信的新标准,使以太网能够直接为现场层所使用,可以预见,正象个人计算机PC迅速进入工业自动化领域一样,以太网以及TCP/IP、UDP/IP协议将十分迅速进入工业自动化各个领域,包括BAS。 网络总线是网络通信总线的简称,在BAS中,网络总线是上位管理计算机、中央站、分站、现场设备之间的连接总线,从计算机系统结构的角度上看,它是计算机的外部总线,计算机总线则可视为内部总线。网络总线属于网络技术,计算机总线属于计算机技术,网络是多个计算机的集合系统,数据通信和资源共享是其特点。今天,已经进?quot;网络就是计算机"的时代,通信和计算机技术紧密结合、同步发展,计算机总线和网络总线是计算机一种技术的两个方面。新一代的计算机已经把网络接口集成到计算机母板上,网络功能已经嵌入到操作系统中,使得网络总线可以视为计算机总线的外部延伸,密不可分。不进入网络的工作站,是不完整的工作站。在建筑物领域,BAS是建筑物整体计算机网络的重要子网,形成建筑物管理和建筑物设备控制一体化是从网络开始的。计算机总站维系着BAS的通信子网,资源子网和通信子网的组合,就是建筑物自动化网络,就是建筑物自动化系统。 4.1以太网的发展历史 1968-1972Aloha无线电系统夏威夷大学开创争用型通信 1972-1977首台以太网2.94MMetcalf和Boggs先生建立CAMA/CD 1979-1983粗同轴以太网10MCom(DEC、Intel、Xerox)10BASE5 1980-1982细同轴以太网商品化10M3ComISA总线与10BASE2相连 1984-1987双绞线以太网1MUTPHP、AT T1BASE5 1986-1990综合布线+双线绞线以太网10MSynOptics、HP10BASET 1990-1994交换式和全双工以太网10MKalpanaEtherSwitch 1992-1995快速以太网100MUTPGrandJunction100BASET 1996-?千兆位以太网1000MIEEE802.3z1000BASEF 4.2以太网与局域网国际标准IEEE802.3 以太网是商业市场上发展的,而802.3标准是独立的标准组织《电气与电子工程师学会》开发的802.3是基于以太网第1个版本制定,但在一定程度上改进了设计,1983年公布以后,以太网以此又作了修改,原来互不兼容的局域网,变为互相兼容(但不完全兼容)。二者主要区别是结构不同,例如,最大数据单元,802.3是1460字节,以太网是1500字节。但是,通常可以把802.3视同以太网。 以太网速率有10M和100M两种,最大1518字节,最大段长度500米(粗同轴)、185米(细同轴)、100米(UTP),中断段综合长度2500米(粗同轴)、925米(细同轴)、2500米(UTP)。 在BAS中用以太网作为网络总线时,现在BAS供应商所提供的以太网接口卡NIC(安装在中央站中),应该是10M/100M自适应型,以满足用户部署100M快速以太网的要求,例如Intel公司的PRO/100+管理适配器,适用于有PCI总线的台式机,能自动监听集线器速度,从而自动选择10M或100M,能支持最新的连接管理规范wfw2.0,支持所有的主要操作系统和网络操作系统,WinNT、95、98、2000,Nerware、UNIX,支持10BAS-TX,5类UTP,RJ-45连接器,数据路径宽度32位,可在0-55℃环境中工作。 4.3以太网介质访问控制(MAC)CSMA/CD 载波监听多址访问/冲突检测是以太网抢先式信息发送的主要技术,它包括有先听再讲、无声则讲、有空就讲、边讲边听、一人独讲、退避三舍等信息发送规则,保证所有站点都能以公平方式通过竞争来访问大家共享的以太网,虽然难免有"后到先服务"的现象,但是,由于CSMA/CD有一套完整的处理冲突的方法,大体上实现了对网络总线的公平访问。它是退避三舍的自调整功能,保证所有信息的发送都是成功的,例如常用的一种冲突退避延迟算法,称为"截断的二进制指数回退(EBE)",它使发送信息的站点,每冲突一次,自动延迟一个以2的幂函数计算的退避时间,用这种不断扩大回退时间来适应网络流量的变化,这是一种很巧妙的方法。它规定了退避也是有限度的,即最大退避时间以210倍为限,忍让次数也是有限的,以216次为限,否则就会丢掉这个屡发屡败以太冈帧,这种情况是绝少发生的,除非以太网已经瘫痪。 以太网每帧发送之间有一个固定的间隙64字节、512位,称为时间片,用来识别由于冲突而失败的发送信息帧碎片(最小帧规定为64字节,包括48字节数据),在512位时间内,网络冈所有站点检测到载波(有信息发送)和合法的冲突、信息帧碎片,从而保证以太网能正常工作,不受非有效帧(碎片)的影响。 一般谈到以太网,主要是指802.3的CSMA/CD协议,它是以太网的主经软件(其它还帧结构软件等)此外,以太网还包括以太网接口卡NIC、收发器、中继器硬件。总之,以太网是一种局域网,是共享总线型局域网(包括集线器Hub网络),是国际标准局域网之一,应用最广泛。 4.4以太网与TCP/IP 传输控制协议/网际协议(TCP/IP)是实践中产生的解决网络互连和异构计算机之间提供可行的透明通信服务的一组协议,它是世界上最大网络因特网的基础。以其公用性和有效性,成为公认的开放系统。TCP/IP是网络数据传输事实上的标准,或者简称其为因特网通信协议。 BAS结构图中,标明以太网,是说网络采用共享总线拓扑,标明TCP/IP,是说数据传输采用因特网通信协议。 TCP/IP独立于特定的计算机软硬件、独立于特定的网络系统,即使你不接入Internet,用它也是最好的组网方案,所以,我们在本文开始,对JGJ/T16-92BAS的网络结构就标明采用TCP/IP,更何况,BAS进入Internet也是势在必行的事情。 TCP/IP协议有三个特点,首先它的开放性,可以把现行的各种局域网互联起来,其次,它统一了地址规则,这种IP地址与域名系统的唯一性,保证了因特网走向全球,最后,高层协议基本标准化,使各种用户可靠而且便利,这一特点,在工业自动化中,有很好的应用,可以把标准化的控制总线协议,包装在高层协议中,使TCP/IP成为工业控制通信协议。 TCP/IP分成4个层次: 应用层--常用的应用程序有SMTP(邮件传送)、NFS(网络文件)、NIS(网络信息)、SNMNP(网络管理)、FTP(文件传输)、DNS(域名系统)等,以及工业自动化通信协议,也可在本层打包,如Moddbus、HoneywellC-Bus等。 传输层--提供端到端(即应用程序之间)的通信,主要功能是信息格式化、数据确认和丢失重传等,主要有(TCP传输控制协议)和UDP(用户数据报协议UserDataprogramProtocol,它在工业自动化应用中看好,它把数据先打包,后经IP发送,效率高于TCP) 网络接口层--不同网或同网中计算机之间的通信,处理数据报和路由,主要是IP(网际互连协议) 网络接口层--提供与物理网络的连接,它包括所有现行的网络访问标准,最重要的是以太网(802.3系列)。 5、测控总线MeasureandControlBus BAS现场层和自动层的总线,可视为测控总线。JGJ/T16-92第26章BAS26.6.l节规定"从现场到计算机系统的信号传输,需综合考虑""(1)简化传输控制的硬件结构;(2)减少传输导线的根数;(3)弱化维修的技术难度",还进一步指出了采用的方法"可选用一对一的传输方式、矩阵选码一公用线传输方式或多路复用技术的一路通道多方使用的传输方式(阵列式传输方式)""首先考虑时分制"等等。反映中国行业标准对测控信号传输的重视以及要求采用最新技术的愿望。在当时的历史条件下,已经把测控总线阐述得淋漓尽致。 自从HGH/TI6颁布近十年来,测控信号传输领域发生了重大的变化,这就是现场总线技术所带来的深刻变革,对BAS的影响当然也是非常深远的。只有现场总线技术才能符合JGJ/T1-92第26.6.1节规定的三项要求:最简单的传输控制,最少的导线根数,最方便的维修技术;而且,最重要的是,现场总线带来了工业自动化开放系统的新局面,减少了自控系统寿命周期成本LifeCycleCost。 因此,测控总线的讨论,可以归纳为现场总线的讨论。 国际电工委员会IEC定义现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。 安装在控制室内的BAS中央站与现场的分站,分站与现场的传感器,它们之间的信号传输均适用现场总线技术。换言之,自动化层和现场层,采用现场总线技术是历史发展的必然。当有人提?quot;现场总线是管理控制一体化方案的催化剂"时(美国Fisher公司Martin先生),我们深刻体会这一隽语的丰富内涵。 5.1现场总线发展历史 1983年,Honeywell公司推出的差分信号驱动器,成功地在4-20mA直流信号上叠加了数字信号,随即投入市场的智能化仪表Smart变送器,是现场总线产品的前驱,这些带有微处理器芯片的仪表,除了在原由模拟信号仪表的基础上增加了复杂的计算功能外,还在4-20mA直流信号上迭加了数字信号,使现场与控制室之间的连接,从模拟信号过渡到了数字信号。这种工作机制,成为美国fisher-Rosemount公司著名的现场总线HART通信协议的基础。 1984年,美国仪表协会ISA/SO50工作组,开始制定现场总线标准。IEC也成立现场总线工作组IEC/TC65/SC65C/WG6,开始研究现场总线标准。 1985年,国际电工委员会决定由ProwayWorkingGroup负责研究现场总线体系结构和制定标准。 1986年,德国推出Profibus过程现场总线标准。 1990年,美国Echelon公司推出LonWorks现场总线产品。 1992年,Siemens、Rosemount、Rosemount、ABB、Foxboro、Yokogawa等80家公司联合,成立ISP协会,着手在Profibus基础上制定标准。 1993年,Honewell、Bailey等公司成立WorldFIP协会,有120家公司参加,准备以法国标准FIP(FactorInsrtumentationProtocol)为基础制定标准。 1994年,ISP和WorldFIP北美部份合并,成立FF现场总线基金会(FieldbusFoundation)。推动现场总线国际标准的开发。 1996年,FF公布了低速总线H1标准。 2000年1月4日,IEC宣布现场总线国际标准以86%赞成、12%反对通过,IEC-61158面世。 5.2现场总线国际标准IEC-61158 8种现有的现场总线纳入国际标准,如果考虑到世界上已有30多种现场总线,这也还是在统一的路程上,前进了一大步。 从上表可以看出,8种现场,有8种通信协议,互不兼容,距离统一标准的现场总线,还有很大距离,虽然这些现场总线在功能上可以互补。 为了解决现场总线统一问题,借鉴IT行业的统一网络通信标准,就是第5种类型,即以太网现场总线。1998年,在美国休斯敦召开的ISA展览会期间,成正了工业自动化开放式网络联盟IAONA,建议把FF的H2高速现场总线,改成高速以太网HSE,有Honeywell参加的18个公司31位工程师正在Foxboro公司积极进行开发,希望HSE能成为众望所归的现场总线。 HSE的特点是速度高(100Mbps),数据通过量大,与计算机联接容易,价格低。有两类用途,一类是完成由于计算量过大而不适合在现场仪表中进行的运算,另一类是作为多条低速H1总线或其他网络的网关设备。 HSE是否适用干BAS,是有待研究的事情。 在IEC61158国际标准中,有欧洲标准建筑物自动化系统MBS-TC247推荐的ProfibusFMS总线和WorldFIP总线,但是没有欧洲推荐的LonWorks总线和欧洲设备总线EIB。 5.3现场总线的三层结构 从IEC61158标准中的8类总线,可以看出现场总线并不需要保持与ISO/OS17层结构一致,只需物理层、数据链路层、应用层等三层就可以了。因为面向控制的信息比较简单,但需要快速而可靠地到达目的地,七层模式使数据转换变慢,会滞后实时控制的时间要求,七层有关的网络接口成本也较高,同时,现场设备也不需要OSI地址。 IEC61158还规定,所有2至8类现场总线,均需对类型1的FF总线提供接口,但2至8类总线之间,不要求提供接口。 5.4以太网作为现场总线的主要问题及其解决方法 由于以太网802.3采用随机式的CSMA/CD信息发送方式,对事实控制来说,就带来一?quot;不确定性"问题,不能事先预言测控信息传送的时间,存在着"后到先服务"现象。而令牌式"排队发言"信息传送是可以预言的。要克服这个缺点,就要提高以太网的传输能力。由于10/100BASE-T全双工交换式以太网技术发展,基本上解决了CSMA/CD随即发送带来的"不确定性"问题。1990年,智能交换机的出现,基本上淘汰了信息发送时的冲突,而且,智能交换机的成本不断下降,为工业控制实际应用提供了可能。智能交换机(网络开关EtherSwitch),能同时提供多条数据传输途径,功能和电话交换机相似,使整体吞吐量显著提高,同时智能交换机还使用一种名为"切入法"(CutThrough)的新桥接技术(常规桥接是使用存储转发技术),是延迟时间又降低了一个数量级。1993全双工技术是以太网可以同时发送和接收数据,理论上又可以使传输速度翻上一番,再加上快速以太网的出现,以太网在处理事实控制方面,已经可以做到测控信息的传输不再是"不确定"的,而是有着"良好概率GoodProbability"的表现,能够适应事实控制的需要。 以太网传送测控信息的另一个问题是线路"利用率",线路效率。利用率是指线路用来成功地传输帧的时间部分。每个以太网数据包中那些不代表实际数据部分(同步、地址、字段长度、错误检验)较大,共26个字节,这种"开销"使线路利用率下降。在测控领域,实际数据很短,例如,DI20个字节、DO16个字凇IAO200个字节、通信接口500字节、PID运算500字节、计数器4个字节等,这样,当使用以太网信息包包装时,大量信号还需要加上填充符才能满足最小48个字节数据段的长度要求,如DI、DO、计数器,因此,效率较低。 但是,实际上,由于争先式发送,会改变效率,计算指出,如果连续发送两个64字节的以太网信息包,效率可以提高到54%。尽管如此,在工业自动化领域,仍然重视如何减少"开销",提高通信效率,例如,在通信协议中,想已用户数据报协议UDP来取代最常用的传输控制协议TCP,因为UDP信息包的包装比TCP简单,只有4个字节,而TCP,则是26个字节。IEC61158国际标准现场总线HSE高速以太网就考虑采用UDP/IP来代替TCP/IP。 不过,以太网的高速度,已经把这些问题全部覆盖了,就算是以最低速3Mbps有效速率运行,一个100个字节的实时控制信息,在以太网的传输时间,只有0.336毫秒([100+26]×8/3M),对BAS,已是很理想的数据了。 5.5TCP/IP作为现场总线的通信协议的讨论 TCP/IP协议是一组协议,采用四层结构,与现场总路线三层结构很相似,因此,适用于现场总线。 采用TCP/IP的以太网现场总线,由于数据链路层的CSMA/CD,使得数据传输时间是建立?quot;概率"基础上,但由于以太网线路的改进,情况大为改善。 TCP/IP是非常流行的技术,移植到现场总线是顺理成章的事,问题之一是TCP/IP是为因特网设计的,TCP是要处理面对成千上万的网站,它要处理好这么多路由的连接,只能采取在TCP层,设置发送机和接收机,提供端到端的可靠的进程间的通信,使数据报在传输过程中始终保持连接状态,只有双向通信。TCP才去发送数据报(双向通信不是指两机器独占式通过网络对话,而是说两台机器间有一交互信息流),TCP发出信号后,必须等待对方应答信号,否则会重发,这种定向连接协议,使两个端机经常以适当的速度相互通话,TCP传输控制在两个机器问来回发送状态信息。而UDP用户数据表协议却比TCP简单得多。对于自动控制的应用程序来说,并不需要时时保持个连接,以节约开销和网络通信量,而UDP是一个无连接系统,从TCP到UDP放弃了许多功能,简单了许多,只是作为一个数据报的发端机和收端机操作,而不理会二者之间的连接。帧的结构简化为源端口2字节,目的端口2字节,长度2字节,校验2字节。UDP传递服务不建立通信双方的连接,发完数据就完事大吉,所以,比较灵活,效率高,非常适合测控数据的发送,因为这类数据非常短,还有,在控制网络中,通行的站点比起因特网来,少之又少,非常强调二者之间的连接管理,就显得多余,比起TCP的大文件来,测控程度只是"发出一个请求"或者"等待一个响应",三言两语,传递本身就会很可靠。此外,在实时控制中,有时强调一种完全控制,即使在信号传输过程中发生错误,控制器业能够自行处理作出决策,而不需要让TCP一遍又一遍重复发送数据,因为自控系统控制器的自制能力都极强。 无论TCP还是UDP,应用程序都是驻留在通信协议顶层的应用中,包括控制和人机接口等一系列应用程序以及用于系统集成的OPC,都藉信息传输,获取其中的数据。 5.6以太网在工业自动化中的应用 美国Foxboro公司在1995年就推出了采用以太网10BASE-5粗同轴电缆I/AnodeBus用于现场总线控制系统,近年来,新I/A现场总线系统已经改为双绞线BASE-T,室内及机柜内,都使用RJ-45接插件,对室外及振动严重的场所,则按防护等级IP-67生产了密封式RJ-45的连接器,Hirschman公司也能提供现场总线中作为以太网连接的接插件,抗震密封,适用于工业环境。 1997年,Schneider公司为其著名现场总线ModbusTCP通信协议产品,它的PLC产品中的I/O模块,Momentum系列,均可以设置以太网端口。这些I/O模块通过这些端口直接连入以太网中。Schneider公司把Modbus通信协议变址为TCP/IP通信协议,这是世界上较早的以太网I/O产品。TCP/IP和UDP/IP的一个重要的优点是在同一个以太网中,可以运行许多不同的通信协议,它们都变址在TCP/IP或UDP/IP中。 Honeywell公司几年前就已经开始着手把以太网用于建筑物自动化系统自动化层总线通信的应用工作,目前,第一步已经实现,即,把所有测控总线通过TCP/IP接口连入以太网中,通过以太网得数据通信,进行实时控制。以太网成为BA、FA、SA集成的通信平台,进而与管理系统在此平台上完成管理控制一体化集成。 随着以太网应用技术的进一步发展,把以太网芯片内嵌与现场设备的一天,也许会很快来临,意味着因特网内置与现场设备的时代终会来到,其意义在于因特网与控制网融为一体,因特网无处不在,会进一步改变工业自动化和建筑物自动化的面貌。 5.7建筑物自动化的现场总线 现场总线这个技术热点,长期争论不休,虽然出台了IEC61158所推荐的8种国际标准总线,但是仍然没有一种统一的标准现场总线能够满足各种行业有要求。在这纷争的局面中,以太网的确受到了许多厂商的重视,在管理层(工厂级)采用以太网已经成了共识,而在低层次上的应用,还要假以时日,许多厂商正在积极研究和开发。 目前,LonWorks现场总线在BAS行业中的地位,是很重要的,尤其LonMark产品给用户带来产品互换互操的巨大利益(大幅度下降系统的寿命周期成本),所以受到用户的重视。Honeywell公司在2000年6月推出了全LonWorks现场总线系统,原来的C-BUS已经可以换用LonTalk现场总线,所有其它生产厂商的LonWorks现场总线,可以直接联入Honeywell中央站。 此外,BACnet通信协议在BAS中的地位也举足轻重,Honeywell公司在BAS系统中,设置有BACnet服务器和BACnet客户机两组软件,以适应BACnet总线产品的连接和系统的集成。 总之,随着个人计算机PC和以太网技术在工业控制领域中应用的不断发展,尽管LonWorks、BACnet、Modbus等传统明星会继续发挥作用,但是,新动向确实值得关注,LonWorks技术也正在使用以太网技术,就说明了这点。 自动化技术论文:自动化控制网络技术发展论文 摘要:简要介绍了楼宇自动化系统,分析了传统集散控制系统和新兴的现场总线控制系统优缺点以及应用,并介绍了楼宇自控领域中流行的4种现场总线。说明了以太网技术的发展以及在楼宇自控领域中的最新应用情况,对现场总线控制系统和以太网进行了比较 关键词:楼宇自动化控制网络现场总线控制系统以太网楼宇自动化系统 目前日益流行的智能建筑(inteuigentbuidings)是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物,是信息社会的需要,也是未来建筑发展的方向。智能建筑主要由楼宇自动化系统(buidingautomationsystem,缩写为bas)、通信自动化系统(cas)和办公自动化系统(oas)三大系统组成。其中,楼宇自动化系统是智能建筑中最基本和最重要的组成部分。楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统,将大楼内部各种设备连接到一个控制网络上,通过网络对其进行综合的控制,这些设备包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等。它确保建筑物内的舒适和安全的办公环境,同时实现高效节能的要求。 2现场控制系统fcs的出现以及在楼宇自控中的应用 上个世纪七八十年代,伴随着计算机可靠性提高,价格大幅下降,出现了由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的分布式控制系统(distributedcontrolsystem,简称dcs)。dcs是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种综合控制系统。它的测量变送仪表一般是模拟仪表,因此它属于一种模拟数字混合控制系统,这种系统较以前的各种控制系统有了较大的进步。dcs在工业自动化控制领域获得了广泛的应用,也开始应用到楼宇自动化控制领域。但是dcs存在如下一些缺点: (1)安装费用高。采用一台仪表、一对传输线的接线方式,导致接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难; (2)可靠性差。模拟信号传输精度低,而且抗干扰性差; (3)系统封闭。各厂家的产品自成系统,系统封闭、不开放,难以实现产品的互换与互操作以及组成更大范围的网络系统。 上个世纪90年代以来,随着控制技术、计算机技术、通信技术的发展,出现了基于现场总线的控制系统(fcs),fcs克服了dcs的缺点,它是一种全数字化的、全分散的、全开放、可互操作和开放式互连的新一代控制系统。目前,现场总线技术已经成为自动化技术中的一个热点,备受国内外自动化设备制造商与用户的关注。fcs极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量,使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。与传统的dcs(分布式控制系统)相比,fcs具有可靠性高、可维护性好、成本低、实时性好、实现了控制管理一体化的结构体系等优点。现场总线的出现,为工业自动化带来了一场深层次的革命,从而开创了工业自动控制的新纪元,被誉为自动化领域的计算机局域网。鉴于fcs的许多优点,控制专家们纷纷预言“fcs将取代dcs成为2l世纪控制系统的主流。”现在,fcs已经被应用到楼宇自动化控制领域。 2.1应用于楼字自动化领域的几种现场总线 由于诱人的市场商机和不同的应用领域的存在,世界一些大公司或公司联盟纷纷提出自己的现场总线协议标准。据不完全统计,目前国际上有40种宣称为开放型的现场总线标准。这些协议根据国际标准化组织(iso)的计算机网络开放式互连系统的osi参考模型来制定的。大多数现场总线只是用其中的一、二和七层协议。于是现场总线呈现杂乱纷呈的局面。在这些现场总线中不乏优异的现场总线,如can、modbus、profibus、lonworks、bacnet、devicenet等等。其中lonworks、bacnet、can、eib等现场总线在楼宇自动化领域获得了、较广泛的应用。尽管基于现场总线的fcs克服了dcs的许多缺点,但还是有一些不如人意的地方,最明显的缺点:多种现场总线并存而互不兼容,导致fcs的可互操作性只能在同一种现场总线系统中实现。后面将对fcs的缺点做进一步说明。 (1)lonworks 美国echelon公司1991年推出了lon(local0penationnetworks)技术,又称lonworks技术。它得到了众多计算机厂家、系统集成商、仪器仪表以及软件公司的大力支持,已经在楼宇自动化、工业自动化、电力系统供配、消防监控、停车场管理等领域获得广泛应用。具体地说lonworks具有以下优点: ①网络结构灵活、组网方便。它支持多种网络拓扑形式,包括总线型、星型、树型、自由拓扑型等,这样可适应复杂的现场环境,方便现场布线; ②支持多种传输介质。包括双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线射频等;两种传输速率:78bps和1.25mbps,最大传输距离由网络拓扑形式和传输介质决定,一般可从500m到2700m。可接人的节点最多为32385个; ③完善的珏发工具。提供完善的系统开发环境,采用开放的neuronc语言,它是ansic语言的扩展; ④无主的网络系统。lonworks网络中各节点的地位相同,网络管理可设在任一节点处,并可安装多个网络管理器; ⑤开发lonworks网络节点的时间较短,也易于维护。lonworks采用的lontalk协议固化在echelon公司的neuron芯片中,这样可以节省开发lonworks网络节点的时间,也方便维护。 同其它现场总线一样,lonworks也有自身的缺点。首先,lonworks的实时性、处理大量数据的能力有些欠缺;其次,由于lonworks依赖于echelon公司的neuron芯片,所以它的完全开放性也受到一些质疑。尽管lonworks存在一些不足,但是lonworks的fcs还在楼宇自动化领域获得了广泛的应用。世界上有2万多家oem厂商生产lonworks相关产品,其中种类已达3500多种。目前世界上已安装有500多万个lonworks节点,lont~k协议也被接纳为欧洲centc247、centc205的一部分。自1996年以来,lonworks也开始在国内获得大量的应用。在建设部的支持下,国内一些研究所和企业开始陆续开发出基于lonworks的楼宇自动化控制系统,并在一些新建智能大厦和建设部智能化小区试点工程中得到应用。 (2)bacnet bacnet是作为世界上第一个楼宇自动控制网络的数据通信协议。它代表了智能建筑发展的主流趋势。bacnet不是软件或硬件,也不是固件,严格地说,bacnet并不是现场总线,而是一种网络协议,即通信规则。为不同商家产品的系统之间进行信息交流提供平台和支持。bacnet详细阐述了系统组成单元相互分享数据实现的途径、使用的通信介质、可以使用的功能以及信息如何翻译的全部规则。bacnet采用了etherent、arcnet、ms/tp、ptp、lontalk五种网络技术进行通信。可根据系统通信是和通信速度选择不同的网络技术。相对其它现场总线,bacnet标准最大的优点是可以与etherent、lonworks等网络进行无缝集成。不过bacnet主要为解决不同厂家的楼宇自控系统相互间的通讯问题设计,并不太适用于智能传感器、执行器等末端设备。bacnet标准已在全球得到了广泛的应用,全球生产和经营楼宇设备和楼宇自控设备的主要厂商均支持bacnet标准。bacnet在不到10年的时间内就从一个行业学会标准迅速成为楼宇自控领域中唯一的iso标准。虽然我国是wto和iso成员国,但是bacnet在我国建筑领域中的应用范围还是相对较小,而且在工程中采用的bacnet产品和技术也基本上全部是从国外引进的,还没有真正意义上的国产化bacnet相关产品。 (3)can can总线最初是德国bosch公司为汽车监控控制系统设计提出的,现在它已经成为一种国际标准,在电力、石化、空调、建筑等行业均有应用。can具有以下优点: ①采用8字节的短帧传送,故传输时间短、抗干扰性强: ②具有多种错误校验方式,形成强大的差错控制能力。而且在严重错误的情况下,节点会自动离线,避免影响总线上其它节点; ③采用无损坏的仲裁技术; 4can芯片不但价格低而且供应商多。 can缺点是:can总线上最多可挂接110个节点,这不完全能满足整个智能建筑的需要。不过可以通过利用中继器进行扩展,相对其它一些现场总线,can总线技术比较简单,can相关产品的开发费用也远远低于其它现场总线技术产品的开发费用。因此,很早国内就有一些企业推出了基于can总线的楼宇自控的相关产品。如狮岛、索龙集团开发出了$2000楼宇自控系统。 (4)eib eib是欧洲安装总线(europeaninstallationbus)的缩写。它在1990年被提出,经过十多年的发展,成为欧洲最有影响的建筑智能化现场总线标准,在欧洲得到了进300家厂商的支持。1999年eib被引进中国的智能化建筑领域,并在上海同济大学建立了eib认证技术培训中心。在短短的几年里,国内的会展中心、博物馆、办公大楼、别墅等场所的灯光、窗帘、空调等控制和安防系统方面获得了广泛应用,如厦门国际会展中心、大连国贸中心、浙江人民大会堂等。国内的eib项目基本上被abb公司和simens公司所垄断。 3以太网开始进入楼宇自控领域 以太网发展至今已有20年历程,作为局域网组网的主要技术,以其简单、价廉、高带宽、维护方便以及不断发展等优点一直在局域网领域中牢牢占据着统治地位。近年来,以太网技术获得了快速地发展。交换型和全双功以太网的出现,克服了传统以太网的共享公共传输媒体和半双功传输的弱点,实现了站点独占传输媒体并同时收发数据,也减少了网络上的数据碰撞。以太网的标准不断更新和扩展,目前的以太网不仅在物理层(包括拓扑结构、传输速率、传输媒体),并且在数据链路层与原来的传统以太网标准有了很大的进步,以太网标准系列已扩展成20余个。现在已太网不但由局域网向着接入网和城域网领域发展,同时开始进入工业控制和楼宇自控领域。新的ieee802.3af标准开始对以太网供电作出了规定,它消除了以太网技术进入现场控制领域的一个严重障碍。目前,3com、华为、dlink等公司开始提供符合ieee802.3af标准的交换机产品。另外,一些现场总线的协会或组织也开始提出基于其现场总线的开放式以太网标准,即工业以太网标准,如odva(开放devicenet供货商协会)和ci(contolnet国际组织)的ethernet/ip标准、ff(现场总线基金会)的hse(hig}lspeedethemet,高速以太网)、profibus国际组织的profinet。支持这些工业以太网标准的交换机、网卡等产品也开始出现,如moxa公司的eds-508系列工业以太网交换机(支持ethernet/ip)、北京航天华辉自动化技术有限公司的anybus-sio/100m(支持ethemet/ip和modbus/tcp)等。美国vdc(venturedevelopmentcorp.)调查报告指出,ethemet在工业控制领域中的应用将越来越广泛,市场占有率将从2000年的ll%增加到2005年的23%。 伴随着以太网技术在工业控制领域的成功应用,以太网技术也必将越来越多地渗透到楼宇自控领域。目前,以太网多用于基于现场总线的楼宇自控网络集成到智能建筑中的信息网(如图l所示),在一些新开发的楼宇自控系统中,以太网直接进入了控制层,如北京楼宇自动化中心开发的基于以太网的enc-2001ip智能建筑测控系统。enc-200lip控制系统的结构如图2所示。一般的空调、照明等系统通过enc参量控制模块集成到以太网上;带有rs232或rs485接口的系统通过网关转换模块集成到以太网上;ip电话以及ip摄像机直接连接到以太网上。 在楼宇自控网络中采用基于现场总线的fcs的优点是: ①可靠性、实时性好。现场总线为工业控制设计 图1楼宇自控网络集成到信息网的,有屏蔽、接地与防爆等措施,同时其实时性也比采用csma/cd的以太网的时实性好; ②用户的投资成本低。现在,开放的现场总线技术已经比较成熟,有很多公司提供的相关产品可供选择。其缺点是:实现现场总线无缝接人以太网复杂,当多种现场总线共存在一个系统中时,集成起来更复杂,系统的扩展性差。 在楼宇自控网络中采用以太网的优点是:实现了从管理层(信息网)到现场设备控制层(控制网)的“一网到底”,即实现人们期望的通信协议的兼容和统一;这样系统扩展起来也比较方便;与智能建筑中其它系统(信息网通信自动化系统和办公自动化系统)集成起来更加容易。其缺点是:首先,目前开发基于以太网的控制系统产品的难度较大,开发费用和成本相对还是较高,用户可以选择的厂商也很有限,垄断利润较高,研发成本还没有被消化,这些都导致产品价格过高。其次,以太网的实时性、可靠性等方面还有待进一步完善。 4结束语 就目前而言,不管是应用在楼宇自控网络中的基于现场总线的fcs还是以太网,都有其优点和缺点。随着时间的推移和技术的进步,它们也必将会被进一步完善。据统计,我国目前有从事楼宇自动化业务的企业3000家以上,产品供应商约3000家。另外,随着我国绍济的快速发展和人们生活水平的不断提高,建筑和社区的数字化建设正在兴起,fcs和以太网都必将在楼宇自控领域中获得更广泛的应用,在今后相当长的时间内,两者在竞争的同时也将继续并存。 自动化技术论文:机械自动化技术论文 论文关键词:机械自动化;现状;发展 论文摘要:本文对机械自动化的产生及在我国的现状做了概述,在此基础上探索了我国机械自动化的发展之路。 引言 机械自动化,主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。 一、机械自动化的产生 机械自动化技术从上个世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用,上世纪60年代后为适应市场的需求和变化,为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力,开始建立可变性自动化生产系统,即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下,机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程,并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明,这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。 二、我国机械自动化的现状 机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来,已经得到了迅速的发展,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用了计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业,发展很不平衡,有大量落后于现代水准的产业,大部分企业还比较落后,手工劳动占有相当的比重,我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有;我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低,不仅在数量上同世界先进国家有较大差距,而且在品种上、质量上、使用上,同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程,不可能一蹴而就。需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。当前,我国还处在社会主义初级阶段,经济、财力、生产力水准、国民素质等,与世界主要国家的差距是很大的;我国有丰富的劳动力资源,每年城镇新增就业人口达两千多万,且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率,劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。 三、我国机械自动化发展之路探索 (一)结合生产实际发展机械自动化技术 先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产,才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法,全年生产任务只需1~2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正,对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益,而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差,开工率一般仅在50%~60%。而能在生产中长期服役的主力生产线很少,像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部,而是带有普遍性。据调查,我国引进的弧焊机器人,完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3;另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态;还有1/3不能正常使用,直接影响了用户使用更多机器人的信心。(二)发展投资少、见效快的低成本自动化技术 发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式,就是以最小的投入,取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式,使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOAData机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线,它并不完全由自动化设备组成,中间穿插着借助计算机指导的人工参与,将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起,从而使这种生产线的造价较低,同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发,借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,若以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。 (三)注重配套发展机械自动化技术 现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下,对生产的物流和人的作用进行综合的研究,涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术,必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化,广泛采用程序数控机床,以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术,要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作,既要发展主机,也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等,这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。 自动化技术论文:机械自动化技术研究论文 论文关键词:机械自动化;现状;发展 论文摘要:本文对机械自动化的产生及在我国的现状做了概述,在此基础上探索了我国机械自动化的发展之路。 引言 机械自动化,主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。 一、机械自动化的产生 机械自动化技术从上个世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用,上世纪60年代后为适应市场的需求和变化,为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力,开始建立可变性自动化生产系统,即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下,机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程,并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明,这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。 二、我国机械自动化的现状 机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来,已经得到了迅速的发展,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用了计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业,发展很不平衡,有大量落后于现代水准的产业,大部分企业还比较落后,手工劳动占有相当的比重,我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有;我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低,不仅在数量上同世界先进国家有较大差距,而且在品种上、质量上、使用上,同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程,不可能一蹴而就。需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。当前,我国还处在社会主义初级阶段,经济、财力、生产力水准、国民素质等,与世界主要国家的差距是很大的;我国有丰富的劳动力资源,每年城镇新增就业人口达两千多万,且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率,劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。 三、我国机械自动化发展之路探索 (一)结合生产实际发展机械自动化技术 先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产,才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法,全年生产任务只需1~2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正,对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益,而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差,开工率一般仅在50%~60%。而能在生产中长期服役的主力生产线很少,像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部,而是带有普遍性。据调查,我国引进的弧焊机器人,完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3;另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态;还有1/3不能正常使用,直接影响了用户使用更多机器人的信心。(二)发展投资少、见效快的低成本自动化技术 发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式,就是以最小的投入,取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式,使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOAData机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线,它并不完全由自动化设备组成,中间穿插着借助计算机指导的人工参与,将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起,从而使这种生产线的造价较低,同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发,借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,若以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。 (三)注重配套发展机械自动化技术 现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下,对生产的物流和人的作用进行综合的研究,涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术,必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化,广泛采用程序数控机床,以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术,要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作,既要发展主机,也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等,这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。 自动化技术论文:自动化机床的故障排除技术探究论文 论文关键词:数控机床故障排除分析 论文摘要:数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程,一旦查明了原因,故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法十分重要。 一、故障的调查与分析 这是排故的第一阶段,是非常关键的阶段,主要应作好下列工作: 1、询问调查在接到机床现场出现故障要求排除的信息时,首先应要求操作者尽量保持现场故障状态,不做任何处理,这样有利于迅速精确地分析故障原因。 2、现场检查到达现场后,首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性,从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平,对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例,因此到现场后仍然不要急于动手处理,重新仔细调查各种情况,以免破坏了现场,使排故增加难度。 3、故障分析根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型,从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的,所以一般情况下,对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书,可以列出产生该故障的多种可能的原因。 4、确定原因对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因,这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。 5、排故准备有的故障的排除方法可能很简单,有些故障则往往较复杂,需要做一系列的准备工作,例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理,元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。 下面把电气故障的常用诊断方法综列于下。 (1)直观检查法这是故障分析之初必用的方法,就是利用感官的检查。 ①询问向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果,并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。 ②目视总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等),各电控装置(如数控系统、温控装置、润滑装置等)有无报警指示,局部查看有无保险烧煅,元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落,各操作元件位置正确与否等等。 (2)仪器检查法使用常规电工仪表,对各组交、直流电源电压,对相关直流及脉冲信号等进行测量,从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况,及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量,用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无,用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。 (3)信号与报警指示分析法 ①硬件报警指示这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯,结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。 ②软件报警指示如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示,依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。 (4)接口状态检查法现代数控系统多将PLC集成于其中,而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的,这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示,有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示,而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。 (5)参数调整法数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配,而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此,任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的;而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障,需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。 (6)备件置换法当故障分析结果集中于某一印制电路板上时,由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的,为了缩短停机时间,在有相同备件的条件下可以先将备件换上,然后再去检查修复故障板。 鉴于以上条件,在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料,弄懂要求和操作步骤之后再动手,以免造成更大的故障。 (7)交叉换位法当发现故障板或者不能确定是否故障板而又没有备件的情况下,可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查,例如两个坐标的指令板或伺服板的交换从中判断故障板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意,不仅硬件接线的正确交换,还要将一系列相应的参数交换,否则不仅达不到目的,反而会产生新的故障造成思维的混乱,一定要事先考虑周全,设计好软、硬件交换方案,准确无误再行交换检查。 (8)特殊处理法当今的数控系统已进入PC基、开放化的发展阶段,其中软件含量越来越丰富,有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件,由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题,会使得有些故障状态无从分析,例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理,比如整机断电,稍作停顿后再开机,有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。 二、电气维修与故障的排除 电气故障的分析过程也就是故障的排除过程,因此电气故障的一些常用排除方法在上一节的分析方法中已综合介绍过了,本节则列举几个常见电气故障做一简要介绍,供维修者参考。 1、电源电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源,它的失效或者故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。西方国家由于电力充足,电网质量高,因此其电气系统的电源设计考虑较少,这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足,再加上某些人为的因素,难免出现由电源而引起的故障。 2、数控系统位置环故障 ①位置环报警。可能是位置测量回路开路;测量元件损坏;位置控制建立的接口信号不存在等。 ②坐标轴在没有指令的情况下产生运动。可能是漂移过大;位置环或速度环接成正反馈;反馈接线开路;测量元件损坏。 3、机床坐标找不到零点。可能是零方向在远离零点;编码器损坏或接线开路;光栅零点标记移位;回零减速开关失灵。 4、机床动态特性变差,工件加工质量下降,甚至在一定速度下机床发生振动。这其中有很大一种可能是机械传动系统间隙过大甚至磨损严重或者导轨润滑不充分甚至磨损造成的;对于电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数已不在最佳匹配状态,应在机械故障基本排除后重新进行最佳化调整。 5、偶发性停机故障。这里有两种可能的情况:一种情况是如前所述的相关软件设计中的问题造成在某些特定的操作与功能运行组合下的停机故障,一般情况下机床断电后重新通电便会消失;另一种情况是由环境条件引起的,如强力干扰(电网或周边设备)、温度过高、湿度过大等。这种环境因素往往被人们所忽视,例如南方地区将机床置于普通厂房甚至靠近敞开的大门附近,电柜长时间开门运行,附近有大量产生粉尘、金属屑或水雾的设备等等。这些因素不仅会造成故障,严重的还会损坏系统与机床,务必注意改善。 自动化技术论文:配电网自动化故障区段定位技术分析论文 一、当前配电自动化系统中故障区段定位的主要模式 在配电自动化系统中,故障区段定位是优秀内容。其主要作用是:当线路发生故障时,在最短时间内自动判断并切除故障所在的区段,恢复对非故障区段的供电,从而尽量减少故障影响的停电范围和停电时间。选择科学合理的故障区段定位模式,大大提高配电自动化系统的性能价格比及对供电可靠性的改善程度。当前的配电自动化故障区段定位手段主要是有信道模式、无信道模式以及两者相结合的混合模式三种。 (一)有信道的故障区段定位模式 有信道的故障区段定位模式是指在故障发生后,依靠各分段开关处具有通信功能的柱上开关控制器FTU(FeederTerminalUnit,馈线终端单元)之间或FTU同配电主/子站之间通过通信设备交换故障信息,判断故障区段位置。这种模式包括基于主/子站监控的集中(远方)判断方式和基于馈线差动保护原理的分散(就地)判断模式。基于主/子站的集中判断方式是以配电自动化监控主站/子站为优秀,依靠通信实现整个监控区域内的数据采集与控制。基于馈线差动保护原理的分散判断方式是当故障发生时,各保护开关上的FTU利用高速通信网络同相邻开关上的FTU交换是否过流的信息,从而实现故障的自动判断与隔离。 (二)无信道的故障区段定位模式 无信道的故障区段定位模式是通过线路始端的重合器同线路上的分段开关的配合,就地自主完成故障定位和隔离功能,它包括重合器同过流脉冲计数型分段开关配合、重合器同电压时间型分段开关配合以及重合器间配合等实现方式。重合器同过流脉冲计数型分段开关配合的方式:过流脉冲计数型分段器不能开断短路电流,但能够在一定时间内记忆重合器备开断故障电流动作次数。重合器同电压时间型分段开关配合的方式:故障时线路出口处的重合器跳闸,随后沿线分段器因失压分闸,经延时后重合器第一次重合,沿线分段器依次顺序自动加压合闸,当合闸到故障点所在区段时,引起重合器和分段器第二轮跳闸,并将与故障区段相连的分段器闭锁在分闸位置,再经延时后重合器及其余分段器第二次重合就可以恢复健全区段供电的目的。重合器配合的方式:重合器方式延续了配电网电流保护的原理,自线路末端至线路始端逐级增加启动电流和延时的整定值,实现逐级保护的功能。 (三)有信道集中控制与无信道就地控制相结合的混合模式 有信道集中控制与无信道就地控制相结合的混合模式是结合前面两种模式的特点,对于以环网为主的城市配电网,当系统通信正常时,以集中判断方式为主,当通信异常时,可以在配电终端就地控制;对于农电县级配电网,一次网络既有环网供电,更多的是辐射型供电方式,因此放射形网络的故障定位选用无信道的就地判断方式,环路网络采用集中判断方式。 二、目前配电自动化中故障区段定位手段的特征比较 基于有信道故障区段定位模式的配电自动化系统由于采用先进的计算机技术和通信技术,正常情况下可以实时监控馈线运行情况,实现遥信、遥测、遥控功能及平衡负荷;故障情况下可以综合全局信息,快速完成故障的志别、隔离、负荷转移和网络重构,避免了出线开关多次重合对系统的影响,适用于配电网络结构复杂、负荷密集地区的配电管理系统。但它的缺点是故障的判断和隔离完全依赖通信手段,对通信速率和可靠性要求高,需投入资金较多;通信设备或主站任何一个环节出现问题都有可能导致故障紧急处理的全面瘫痪。 无信道的故障区段定位模式将故障处理下放到设备层自动完成,根本上消除了通信设备可靠性环节对定位功能的影响,具有原理简单,功能独立,封装性好的特点,并且投资比有信道的方式少。重合器同分段开关配合方式的缺陷在于判断故障所需的重合闸次数较多,故障产生的位置距离电源越远,重合闸次数和故障判断时间很长,难以达到馈线保护功能对故障处理快速性的要求;重合器配合的方式通过各开关动作参数整定配合判断并切除故障,无需出线重合器的多次重合闸,但由于配电网存在线路短,故障电流差别不大的特点,容易引起故障时的越级跳闸;并且越靠近出线侧的重合器故障后延时分闸时间很长,不符合故障处理快速性的要求。 有信道和无信道混合模式结合了两者的优点,可以根据地区配电网的时间情况进行有效组合;但它的缺点是存在着控制实现困难、结构复杂的问题,并且不经济。配电自动化系统中,无信道的故障区段定位模式由于减少了通信环节,在故障处理的可靠性和经济性方面都要优于有信道的模式;但故障区段定位过程需要多次投切开关的缺点限制了它进一步提高供电可靠性的能力。 三、基于暂态保护的配电网故障区段定位方法研究进展 目前配电自动化系统所采用的故障区段定位方法延续了电力系统继电保护中电流保护的优秀理念,其构成原理建立在检测故障前后工频或接近工频的稳态电压、电流、功率方向、阻抗等电气量的基础上,此领域的研究工作也是围绕着如何提高这种原理的性能展开的。实际上,由于输电线路具有分布参数的特性,当电网发生短路故障时,线路在故障的初始时刻一般都伴随着大量的暂态信号,故障后的初始电弧以及在电弧最终熄灭前的反复短暂熄灭和重燃会在线路上产生较宽频带的高频暂态信号;行波由色散产生的频率较集中的高频信号发生偏移和频率分散,会产生频带较宽的高频信号。这些在故障过程中产生的暂态高频电流电压信号含有比工频信号更丰富的故障信息,如故障发生的时刻、地点、方向、类型、程度等。但由于故障暂态信号具有频带宽,信号幅度较工频微弱,且持续时间短的特点,受信号提取和分析手段的限制,在传统的保护方法里被当做高频噪声滤除掉。但是,随着信号提取及分析技术的快速发展,基于暂态保护原理的故障处理技术越来越受到人们的重视。 自动化技术论文:机械自动化技术应用策略论文 摘要:随着社会的不断发展,制造技术是发展制造业的关键技术,是创造财富和为科学技术发展提供现金手段的基础。本文分析我国先进制造技术及其自动化的现状,并阐述我国先进机械自动化的发展趋势。 关键词:机械自动化技术现状应用与发展 一、引言 机械自动化,主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。如何发展我国的机械自动化技术,应实事求是,一切从我国的具体国情出发,做好各项基础工作,走中国的机械自动化技术发展之路。 二、机械自动化在我国的特点及作用 机械自动化的特点很多:第一,机械自动化是面向21世纪的技术,是具有明确的范畴的新的技术领域;第二,机械自动化技术是面向工业应用的技术,可以提高制造业的综合经济效益和社会效益;第三,机械自动化技术是面向全球竞争的技术,同时是驾驭生产过程的系统工程,是市场竞争优秀时间、质量和成本三要素的统一。 在工业生产中,机械自动化的作用很大:第一,机械自动化的应用,可以提高生产过程的安全性;第二,机械自动化可以提高生产效率;第三,机械自动化可以提高产品的质量;第四,机械自动化可以减少,生产过程的原材料和能源损耗。 很多方面机械自动化的特点与作用相辅相成,在工业中起到很大的作用,并且我国处于机械自动化的初期,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。 三、我国机械自动化的现状 机械自动化技术从上世纪20年代开始发展应用以来,在各行各业都得到了迅速发展和广泛的应用,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国让处于初级操作阶段的自动化。 近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。 1.管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业拒不采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。 2.设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD技术的比例比较低。 3.制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米、纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。 4.自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、只是智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业可见。 四、我国机械自动化的发展之路 1.结合中国生产实际进行发展机械自动化技术。先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。所以我国应结合具体生产实际,逐步实现我国机械自动化发展的全球化,一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争汇总纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术是制造的全球化得以实现。 2.发展投资少、见效快的低成本自动化技术。发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的而发展需要和国情。这需要我国机械自动化技术向网络化和虚拟化方向发展。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品小勺都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的额交流、加强产品开发的合作何经营管理的学习,优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间跳读、供应链及物流设计的建模和仿真,推动企业向着既竞争又合作的方向发展。 3.我国在发展机械自动化的同时还应结合我国的具体国情进行分析。在发展机械自动化的同时注意到发展的环境,实现发展机械自动化的绿色化。绿色制造通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿的设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产绿色产品,产品使用网以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制作哦啊能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时是原材料和能源的利用率达到最高。 综上所述,我国要搞好机械自动化,不但要起点高,瞄准世界先进水准,而且必须包括各种灵活的提成本、见效快的技术,坚持提高与普及相结合的方针,同时从我国具体的基本国情出发,使我国的机械自动化技术发挥应有的才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。
煤矿采煤机论文:煤矿采煤机的安全管理与维修对策 摘要:分析采煤机常见的摇臂故障、电机损坏、单向牵引故障以及补油热交换系统故障的产生原因,并针对问题提出了详细的维修对策,最后给出了采煤机安全管理的有效措施,希望可以为相关工作者提供借鉴。 关键词:煤矿采煤机 安全管理 故障分析 维修对策 引言 随着我国煤矿产业的不断发展,采煤设备的结构、种类也变得越来越复杂,在采煤机的使用过程中,经常会出现各种各样的故障,不仅降低煤矿开采的工作效率,还会严重影响设备的使用安全和使用寿命问题。设备的安全使用还直接影响着煤矿的经济效益和社会效益,为确保采煤机始终处于安全、可靠的运行状态,必须要加强采煤机的故障分析和维护管理工作。 1采煤机的常见故障分析 1.1采煤机的摇臂故障 采煤机的摇臂承担着割煤和装煤的重任,在长期使用过程中,摇臂可能会出现齿轮损坏、轴承损坏、摇臂漏油等故障。1)轴承损坏。一轴轴承是采煤机摇臂中比较容易损坏的部件,在轴承的高速运转过程中,如果存在有润滑度不足的问题,非常容易造成轴承的损坏。如果油量过多或过少,则会出现冷却水压不足的问题,使得摇臂齿轮温度持续上升,导致轴承的损坏。2)齿轮损坏。在采煤机的实际使用过程中,出现摇臂齿轮损坏的问题通常都是由于工作人员的操作不当造成的。例如:由于工作人员的责任意识淡薄,导致出现工作面支架调斜、采煤机的铲煤板、护帮板、割前梁等现象,造成采煤机摇臂齿轮的损坏。或者是在进行加油、检修工作时的不谨慎,使得干扰物进入到齿轮箱中,加大摇臂齿轮的磨损。除此之外,在采煤机的超负荷工作过程中,如果齿轮的淬火不够、材料强度不足,也会让齿轮出现变形、毛刺、齿牙磨落的情况。3)摇臂漏油。摇臂漏油问题主要是因为采煤机更换油封的装卸操作不规范,或者是骨架油封的磨损,导致出现密封不严的情况。如果油封的质量不过关,在采煤机的长期使用过程中,也会出现摇臂漏油的情况[1]。 1.2采煤机的电机故障 采煤机的电机维护管理水平对电机的使用寿命有着非常大的影响。在进行采煤机的电机维护时,如果维修工艺不合理,不能采取有效措施进行电机微量磨损的恢复,必然会加大电机的磨损,进而导致电机损坏程度加深。如果加胶和打麻面的处理不合理,也会加大轴承座孔和轴承之间相对转动时所产生的热量,使轴承过热,磨损增大,出现胶合。通常采煤机电机进行大型维修后的使用寿命都会大大降低,主要是电机的绝缘性能受到了严重的破坏,因为在电机的重大维修中,通常都需要进行电机的浸漆、烘干、解体等,使得电机的绝缘性大大降低,再加上维修工艺的不合格、维修工具使用不当等情况,则会导致电机的线匝绝缘层被破坏,进而加大电机在使用过程中出现故障的频率,不仅会严重影响到生产效率,还将对工作人员的生命安全造成威胁。 1.3采煤机单向牵引故障 在采煤机的使用过程中,如果存在着伺服间回油路堵塞、单向阀油路堵塞、节流孔和回油路不通的情况,则会造成采煤机无法快速换向的情况[2]。如果伺服阀到油缸、伺服阀到单向阀间存在着油管泄漏,主液压泵的摆角不正常,电磁阀或电位器出现故障的情况也会造成采煤机的单向牵引故障。 1.4补油热交换系统故障 如果采煤机电机的管路接头松动或漏气、电机反转、油液中存在杂物,导致背压阀先导孔、主阀芯、过滤器等的堵塞、油液的粘度过高、油箱的油位过低等情况,都会导致采煤机补油热交换系统低压较低的情况出现,造成采煤机无法正常工作。 2采煤机常见故障的维修策略方法 2.1采煤机摇臂故障的维修方法 针对采煤机摇臂故障的原因,可以从以下三个方面进行维修。第一,轴承损坏维修必须要保证采煤机摇臂齿轮箱的有水冷却压力适中,并且保持着足够的润滑度,同时还要对润滑油的颜色、质量进行密切的关注,发现问题时应该及时解决,确保摇臂轴承处于一个良好的工作状态。第二,齿轮损坏维修。首先应该提高工作人员的安全责任意识,并严格要求其按照相关标准进行操作,同时也可以通过实际操作技能培训使工作人员的操作技能得以提高,进而降低错误操作的出现;在推溜移架的过程中必须小心谨慎,在使用过程中如果发现采煤机的摇臂齿轮出现损坏情况,应及时进行更换,避免安全事故的发生。第三,摇臂漏油维修,要减少和避免摇臂漏油的情况出现,必须进一步加强采煤机摇臂安装管理和装配工艺,使用高质量的浮动密封和骨架油封来代替传统密封方式,将机摇臂漏油的概率降到最低。 2.2电机故障的维修方法 在采煤机的电机维修中,首先,应该对电控箱采取有效的防护措施,避免矿井防爆面的淋水情况,并严格禁止使用高压水枪直接冲洗采煤机箱体[3]。其次,要从根本上提升电机防油、防水的性能,并在电机截割部、牵引部的端头处设置一个“O”形密封圈,这样则可以在其出现漏油和漏水时马上排除,同时还应该在摇臂壳体内安装一个放油口和放水口以便日后的保养维护使用。除此之外,还应该加强采煤机的维护管理工作,定期进行电机的保养和检修,并做好相应的记录,同时还要严格控制注油与换油时间和油量。 2.3采煤机单向牵引故障的维修方法 要有效防止和维修采煤机的单向牵引故障,除了要加强日常维护工作外,还应时刻关注油质的变化情况,并严格控制好油的使用量,定期对采煤机的过滤器进行清洗,处理油垢和杂物,这是预防过滤孔堵塞的主要措施。在采煤机清洁工作完成后,应该先进行设备调试运行,在确定没有出现任何问题后,方可再次投入使用。 2.4补油热交换系统故障的维修方法 第一,根据规定的要求进行补油热交换系统的注液压油工作,避免出现油位过低和过高的情况;第二,发现过滤器滤芯出现堵塞应及时进行清洗或更换;第三,定期检查主回路系统、补油系统等是否存在泄漏、损坏的情况,如有接头出现松动,应该及时扭紧。 3采煤机的安全管理措施 3.1完善采煤机的维修制度 完善采煤机的维修管理制度不仅可以使采煤机的预防和维修工作标准化,还可大大提升维修工作的效率和质量,从而确保采煤机的安全可靠运行[4]。同时,维修制度的完善也是对维修人员的工作进行控制管理的手段,不仅可以提高工作人员的主动性,还可以确保采煤机的检查、维护按时按质完成,落实好个人责任制,提高工作人员的责任心。除此之外,还应该加强各部门间的沟通与交流,方便在第一时间发现和解决问题,从而有效减少因设备故障带来的经济损失。 3.2做好设备的养护和管理工作 采煤机的安全稳定运行与日常养护管理工作有着非常密切的关系。采煤机的日常维护包括了冷却液、润滑油的检查,并及时进行添加;漏水、漏油、漏电等情况的检测,确保采煤机处于安全的运行状态;对主要构件螺栓进行紧固,以免出现松动的情况;除了简单的养护外,还应该定时进行全面的维护,例如:对部件污垢的清洗、对设备磨损的修复等,主要做好设备的养护的管理,才可以更好地保证设备运行过程中的安全、稳定。 4结语 采煤机的安全管理和养护维修工作是保证采煤机使用寿命和工作效率的重要手段,只有找出采煤机使用过程中可能出现的故障问题,并对其加以预防和维护,才可以确保采煤机始终处于良好的运行状态。 作者:马书林 单位:山西煤炭运销集团猫儿沟煤业有限公司 煤矿采煤机论文:浅谈采煤机司机在煤矿灾害防治中的作用 【摘 要】结合煤矿实际环境及生产条件,突出探讨采煤机司机在煤矿灾害防治中的作用。 【关键词】煤矿;采煤机司机;灾害防治 煤矿生产是人与自然的斗争,工作环境特殊,作业条件艰苦,情况复杂多变,在生产过程中存在着许多不安全因素和事故隐患,稍有疏忽,或违反有关规程、规定,就可能导致事故发生,轻者影响生产,重者造成矿毁人亡,甚至引起威胁全矿井安全的重大灾害。 1)工作环境特殊 我国绝大多数煤矿是井下作业,和地面工作环境相比,煤矿生产的工作环境要艰苦得多,特别是地方小煤矿井下工作环境更为恶劣。 2)作业条件艰苦 (1)作业地点分散,线路长。煤矿采掘工作人员需走较长的路程才能到达工作地点。 (2)工作时间长,劳动强度大。煤矿采掘工作人员一个班下来在井下就需要 10h 左右。这种情况易使工作人员劳累疲乏、体能下降、反应迟缓,极易产生烦躁情绪。 3)生产工艺复杂 煤矿生产系统是一个由许多环节组成的复杂系统,多工种、多方位、多系统立体交叉连续作业,是煤矿井下生产的又一特点。不论是采煤、掘进、机电、运输、通风、排水等,哪一个系统中的哪个环节出了问题都可能酿成生产事故,影响全矿井安全生产。 4)自然灾害严重 我国煤矿生产主要是井下作业,煤矿地质条件复杂多变、生产环境条件恶劣,经常受到水、火、瓦斯、煤尘、顶板等多种自然灾害的威胁,可能引起瓦斯、煤尘爆炸,煤与瓦斯突出,矿井透水和冒顶.挤故等。 井工开采煤矿的采煤机司机处在采煤工作第一线,最熟悉采煤工作面的情况,只要采煤机司机了解煤矿灾害的发生和发展的规律,具备井下作业安全知识,具有识灾、防灾、避灾的能力,及时发现事故隐患并及时报告和采取措施,即可很大程度地减少或避免煤矿灾害的发生。 1 在瓦斯事故预防方面的作用 瓦斯爆炸是煤矿生产的主要灾害之一,煤矿一旦发生瓦斯爆炸,危害十分严重,其爆炸时产生的高温、高压和有害气体可造成大量人员伤亡。因此,防止瓦斯爆炸是安全管理的重点。 (1)采煤机司机在采煤工作中控制好采煤机牵引速度,与支架工密切配合,及时支护,防止冒顶、片帮,以减少瓦斯逸出; (2)充分利用采煤机上安装的甲烷断电仪,密切关注采煤工作面各处的瓦斯变化情况,发现瓦斯超限及时报告和采取相应的措施; (3)注意经常检查采煤机电气装置的防爆情况; (4)工作面遇有坚硬夹石时,采取松动爆破措施处理,禁用采煤机强行截割。 2 在矿尘防治方面的作用 (1)采煤机司机在采煤工作中,要密切配合注水降尘工的工作; (2)经常检查采煤机的内外喷雾装置,保证其可靠有效地喷雾降尘;注意观察喷雾系统压力仪表,确保内喷雾压力不小于 2MPa ,外喷雾压力不小于 4 MPa ,喷雾流量应与机型相匹配; 3 在矿井火灾防治方面的作用 (1)采煤机司机应注意经常检查采煤机电气装置的防爆情况; (2)在采煤机运行中,注意观察电缆水管拖移装置的拖移情况,发现有刮卡现象,及时紧急停机处理,以防电缆刮断引发电缆短路; (3)操作控制好采煤机,严格控制工程质量,割煤时要做到“三直,两平”(即工作面煤壁直、刮板输送机直、液压支架直,顶、底板平整); (4)在采煤过程中,注意观察煤炭自燃等火灾事故隐患,发现情况及时报告。 4 在矿井水害防治方面的作用 采煤机司机在采煤工作中,要密切配合采煤工作面的探放水安全管理工作;熟悉并注意观察采煤工作面的突水预兆,发现水害隐患及时报告; 熟悉水害避灾撤出路线。这样,可有效地避免或减轻水害的影响。 5 在矿井顶板灾害防治方面的作用 (1)控制好采煤机牵引速度,与支架工密切配合,及时支护,防止冒顶、片帮; (2)发生冒顶片帮事故时,及时停止割煤,协助支架工进行处理,并使采煤机和刮板输送机停电闭锁; (3)严格执行敲帮问顶制度,要保证在支护可靠的情况下进行采煤工作。 6 结论及建议 矿井灾害预防的原则是预防为主、防治并重、实事求是、慎重对待,煤矿领导应高度重视采煤机司机,必须对他们进行深入的培训教育工作,提高他们对灾害危险的辨识能力,才能更好的预防和避免е略趾κ鹿实姆⑸。 煤矿采煤机论文:采煤机模拟试验台在梁宝寺煤矿研究及推广应用 摘 要:目前煤矿采用PLC、变频器对采煤机工作状态的在线监测和故障诊断,运行可靠,具有良好的工业应用前景。梁宝寺煤矿经调研引进采煤机模拟试验台改变以往变频器、控制中心、端头站、遥控器等元件维护与测试需在特定条件下进行的现状,有效的保证采煤机维护与电气元件的备用。 关键词:变频器;控制中心;模拟系统;维护与测试 梁宝寺煤矿是年产量300万吨以上的现代化企业矿井,在高产高效的生产条件下,长期运行状态下,不可避免的会出现采煤机变频器、控制中心、端头站发生故障的情况。以前试验维修需要有成套采煤机设备做试验才有可能测试,测试维修效率低,在井下应急机电事故中,会出现影响生产的事件发生。故经研究调查,引进采煤机模拟试验台,通过模拟系统实现对变频器、控制中心、端头站、遥控器各项性能的维护与测试。 1 技术方案 采煤机模拟系统试验台,主要有计算机、控制系统、检测系统、显示系统、遥控控制系统等部分组成。成功通过模拟试验实现对变频器、控制中心、端头站、遥控器各项性能的维护与测试。 2 模拟实验台工作原理 2.1 变频器检测 将隔离开关打到ON的位置,然后把控制中心按钮、遥控器按钮打到内的位置,按下启动按钮,接触器吸合后变频器主电源得电,然后将220V电源开关打到通的位置,启动计算机,打开DriveWindow2.3软件会显示系统画面1。 选择ABB.SMP,单击OK键,进入系统画面2。 单击File选择Parameters进行参数设置、修改、保存等功能,单击Monitor选择seting对X、Y轴、监视内容等进行修改;单击Drive选择Take Control,对变频器近控功能测试。 检测变频器的远控性能时,按下牵送按钮,牵送指示灯和自保指示灯亮起,按左行、右行及牵停按钮测试其远控性能。测试完后,按停止变频器主电源失电,然后把计算机关闭,再将220V按钮打到“断”的位置,控制中心、遥控器按钮都打到“内”的位置。 2.2 控制中心检测 模拟设置用上翻、下翻钮将光标移到模拟设置菜单,按设置按钮进入如系统画面3。操作上翻、下翻钮选择需要设置模拟量,选择确定后,按设置按钮模拟量下的发光块变成红色,该模拟量保护被设置,即当模拟量超过极限值后,控制系统进行保护动作;被选中的模拟量下的发光块为红色时,按设置按钮模拟量下的发光块变成黄色,该模拟量保护被屏蔽取消,即使被测量值超过参数设置的极限,也不会进行保护动作。 2.3 控制中心试验 将控制中心与试验台控制插头连接起来,然后将控制中心按钮打到外,遥控器按钮打到内,将220V电源按钮打到通的位置,工控机和功能显示器得电显示主页画面,然后分别按瓦斯、牵变温限、左截割温限、右截割温限若工控机显示的故障闪烁说明温度保护功能完好,按下牵送时,牵送指示灯亮说明牵送功能完好,按下左升、左降、右升、右降时,指示灯闪烁说明其功能完好,按下主停时,自保点指示灯熄灭。 2.4 端头站测试 将左右端头站与试验台端头站电缆连结好,控制中心打到内,遥控器打到外,220V电源打到通时,端头站得电,然后按下端头站功能按钮,功能显示相应显示,若不显示说明其按钮故障;按下遥控器各项功能键,功能显示器相应显示说明端头站完好。 2.5 遥控器测试 将控制中心打到内,遥控器打到内,220V电源打到通时,功能显示器和工控机正常显示,操作遥控器功能按键,功能显示器相应显示说明遥控器完好。 3 结论 (1)采煤机模拟试验台有效解决了以前采煤机电气元件试验维修难题,通过模拟系统实现了对变频器、控制中心、端头站、遥控器各项性能的维护与测试,有效保障了采煤机电气元件的维修与备用。 (2)经过现场实际使用效果证实,该机操作方便、性能良好、\行稳定全安可靠,。 煤矿采煤机论文:浅谈极薄煤层采煤机在煤矿的应用 摘 要:与中厚煤层及厚煤层相比,极薄煤层的机械化开采不仅工作面环境条件差,不利于设备正常工作,而且煤层厚度变化大且多断层,会直接影响到极薄煤层采煤设备的生产性能;此外,极薄煤层投资成本高,回收效益却远远低于厚煤层或中厚煤层,因此针对极薄煤层开采技术的研究一直相对滞后。而在实际开采过程中,有些煤矿受地质条件等客观因素的影响,其中厚煤层长期得不到及时开采,对后续工作面的正常交替产生直接影响,一些极薄煤层资源在不得已的情况下只能丢弃,由此可见,针对极薄煤层采煤技术的研究具有重要的现实意义。文章提出螺旋钻式采煤机在实际煤矿开采中的应用,分析其应用价值。 关键词:极薄煤层;螺旋钻式采煤机;煤层开采 1 极薄煤层开采的特点 根据煤层厚度可将煤层分为极薄煤层、薄煤层、中厚煤层及厚煤层,其中极薄煤层的厚度通常在0.8m以下,薄煤层厚度在0.8-1.3m,中厚煤层在1.3-3.5m,厚度大于3.5以上的即为厚煤层。相比中厚煤层及厚煤层,极薄煤层的开采体现出以下几个特点:首先,煤层薄,采高低、经济效益低。极薄煤层厚度不超过0.8m,且煤层硬度大,进入工作面作业时,无论是人员还是开采设备均移动不便,采煤机通常需要通过挑顶或割底才能进入工作面,恶劣的工作条件不仅导致开采劳动强度大,而且机电事故发生率也相对较高。并且极薄煤层煤质相对较硬,炸药、截齿、刨刀等吨煤消耗量过大,增加了回采成本,降低了开采的经济效益。其次,回采率低。在煤炭开采过程中,煤层的地质构造会对开采方法产生直接影响,不同的厚度、角度、褶曲、断层等均有可能影响到巷道的布置,缩小工作覆盖面,直接影响到回采率。最后,采掘比例大,掘进率高。极薄煤层回采巷道多为半煤岩巷,多投入刨煤机、螺旋钻机等进行采掘,随着工作面的快速推进,综掘设备进入工作面比较困难,爆破也无法实现一次性全断面爆破,因此无法保证掘进速度,导致工作面接替紧张。 2 爬底板薄煤层采煤机存在的问题 我国赋存了大量的极薄煤层,空间条件限制导致机械化开采存在较大困难,目前应用的唯一可以开采极薄煤层的滚筒采煤机械即爬底板采煤机,其最大的优势在于较好的适应性,这种采煤机机身位于刮板输送机与煤壁之间的底板上,采煤机及刮板输送机横向并排设置于液压支架与煤壁之间,可较好地解决机面高度、机身厚度、过煤空间之间的矛盾。但是爬底板运行采煤机也存在一定问题,其应用限制条件也比较多,并且存在较多的安全隐患,具体表现如下:首先,回采过程中仅能布置单滚筒,且要求固定滚筒摇臂,无法自主调高,以更好的适应装煤需要;开采时上下端头需要人工开炮打开缺口;此外,爬底板运行采煤机无法较好的适应煤层厚度变化及倾角变化,割顶、底岩石量大。其次,爬底板运行采煤机需要设置链外牵引,如果煤层倾角较大,则制动困难,易发生断链伤人事故,并且断链后采煤机下滑可能会引发较大的安全事故。最后,采煤机爬底板运行还存在占用机道的问题,其空顶及控顶距较大,无法保证液压支架顶梁前端的支护强度,支护效果差。由此可见,爬底板运行采煤机仅适用于倾角较小、厚度变化不变、顶底板起伏不大、构造简单的极薄煤层。 3 螺旋钻式采煤机在极薄煤层中的应用 螺旋钻式采煤机的工作原理: 分析爬底板薄煤层采煤机存在的问题可知,极薄煤层采煤机要求整体结构紧凑,机身长度不可过长,截割电动机采用横向布置在摇臂上,滚筒直径小,机身重量不可过重;摇臂上需要设置挡煤装置,以保证更好的采煤效果。螺旋钻式采煤机中,其螺旋钻包括2节钻杆,一个左旋一个右旋,中间由风管连接,钻头的切割部分包括3个钻头,其属于钻机组的执行机构。螺旋钻式采煤机主要设置于钻采巷中,向煤层上方打钻,螺旋钻采煤机组向螺旋钻传递扭矩及钻压,钻头割煤、螺旋钻杆掏煤,开采下来的煤可直接掉落在钻采巷的刮板输送机上,再由输送机运出。螺旋钻式采煤机一次采宽在1.1m左右,三轴联动钻杆1.27m左右,钻机本身通过人工操作液压系统自动连接钻杆,达到设计采深或遇到其他地质构造带时,退出钻杆,螺旋钻机整体前移,预留0.5-1.5m煤柱后再进行下个循环的开采。 煤层开采过程中要做好钻孔内的通风防尘工作。通过风管可不断向工作面通风,首节钻杆控制箱内安装一台瓦斯传感仪,其与钻采机供电形成闭锁,风管旁边放置一根软管,可向执行机构喷头供水,以起到降尘作用;钻孔出口处可设置1组外喷雾装置,可最大程度上保证降尘效果。螺旋钻式采煤机使用前抱紧装置锁紧钻杆,再实现钻杆的连接与退出,钻杆组的旋转由2个单独的传动装置来实现,前抱紧装置锁紧前需要调整离合器的位置,离合器带有凸轮,其主要连接钻杆,利用钻机的钻杆微调装置将其调整至合适的位置。钻采机上的龙门吊、巷道内的专用平板车等可完成钻杆的安装、拆卸、储存等。螺旋钻式采煤机下面设有支撑在巷道底板上的滑板,利用巷道内的JH-14T绞车牵引钻采机、乳化泵站、开关等实现在巷道内的移动。机组开采下来的煤再通过靠放在巷道内的刮板运输机运至带式输送机上,最后运至采区煤仓。 综上所述,在我国部分煤矿企业在极薄煤层开采方面的机械化程度还很低,尤其是一些中小型煤矿企业,大多数还采用手工炮采,不仅作业环境恶劣,设备维修操作不便,而且产量低、事故多,经济效益差。随着煤矿技术的进一步发展,结合煤矿的实际情况采用螺旋钻式采煤机可实现煤炭资源的有效回收,降低煤矿安全事故发生率;并且可降低员工的劳动强度,提高生产效率,且操作简单,具有较强的适应性,大大提高了极薄煤层的经济效益,具有较高的推广应用价值。 煤矿采煤机论文:浅析东风煤矿MG―150W采煤机导向滑靴磨损原因 摘要:采煤机导向滑靴是采煤机的关键部件之一,也是采煤机易损件,其使用寿命直接影响采煤机的正常使用。针对东风煤矿5709采煤工作面MG-150W采煤机导向滑靴频繁磨损问题,分析其影响因素,找出损坏原因,制定可行预防措施,保证了采煤机正常工作。 关键词:5709工作面,采煤机,磨损 0 引言 大倾角采煤机前导向滑靴在生产中损坏明显,龙煤集团七台河煤炭分公司东风煤矿5709工作面大倾角采煤机前导向滑靴在生产中损坏明显,使用寿命较短,严重影响了生产效率。对损坏原因进行仔细分析,找到损坏原因,制定可行预防措施,保证了采煤机正常工作。 1.5709工作面地质条件和MG-150W采煤机技术参数 5709工作面位于东风矿广场偏北600~1200m,走向长度为1400 m,倾向长度为150 m,煤层厚度为0.9~2.8m,平均为2.5m,煤层倾角为5°~28°,平均为20° 采煤机的技术参数为:采高1.4~3.0m,截深0.63m,牵引速度0~5.5m/min,最大牵引力250kN,适应倾角0°~30°,采煤机重量20t,卧底量为400mm,滚筒直径为牵引方式液压无链牵引,电机功率150kW,电压660~1140V 2 导向滑靴受力 图1为导向滑靴的受力简图。滑靴与导轨接触的四个面分别记为A面(下表面)、B面(做表面)、C面(上表面)、D面(又表面)。导向滑靴在使用过程中,受力状态为:当前导向滑靴Z值为负,Y值为正时,说明下表面A受向下的拉力和向后的摩擦力,同时右表面D受向右的压力和向后的摩擦力。当Z值为正、Y值为负时,说明上表面C受向上的支持力和向后的摩擦力,同时右表面D面受向右的压力和向后的摩擦力。 3 影响滑靴磨损因素 MG-150W采煤机在5709工作面因地质条件的影响,设计制造等原因,导向滑靴经常损坏,影响采煤机的正常使用。 3.1 采煤机进刀方式 采煤机斜切进刀时,运行阻力急剧加大,滑靴受到很大的侧向力,加剧导向滑靴内侧的磨损,造成导向滑靴的撕裂。 3.2 煤层倾角 由5709工作面地质条件可知,该工作面煤层倾角较大。图2为采煤机导向滑靴下钩处受力与煤层倾角的关系曲线。由图2可知,导向滑靴下钩处受力随着煤层倾角的增大而明显增大,且方向向下,导向滑靴A面受拉。实际工作过程中,在较大的煤层倾角工作条件下,导向滑靴的下钩处(A处)磨损严重,导致齿轨轮偏离正常啮合状态、导致轮齿磨损和折齿现象频发。 图1 导向滑靴受力简图 图2 煤层倾角对导向滑靴影响 3.3 行走轮啮合角 驱动轮与销轨啮合角越大,牵引力向上的垂直的分力越大,导向滑靴下钩处受力相应变大。啮合角γ越大,前导向滑靴下钩处所受拉力越大,磨损越严重。 3.4 操作者技术水平 在利用千斤顶移动刮板输送机时,必须保证刮板输送机中部槽既平且直。如果操作者技术水平欠缺,造成中部槽弯曲度加大,也会使导向滑靴断裂损坏。 3.5其他 3.5.1温度 根据导向滑靴材料,取工作表面动摩擦系为f=0.2。导向滑靴在承受压力很大,根据力学原理,摩擦力很大。此情况下,导向滑靴B表面、C表面、D表面(图1所示各表面)温度急剧升高,温度过高时,就会造成黏连,各表面严重破损,影响使用。 3.5.2刮板输送机 刮板输送机水平方向弯曲度、垂直方向弯曲度时设计采煤机时行走机构必须考虑的因素。一般水平方向弯曲度为-1°~1°,垂直方向弯曲度为-3°~3°。输送机中部槽连接处磨损后,加大实际弯曲度。同时,5709工作面底板起伏较大,也加剧了刮板输送机中部槽连接处的弯曲度。采煤机经过该处时,依靠导向滑靴捋顺销排。导向滑靴所受侧向力急剧加大,严重时下钩处(图1所示A面)会撕裂。 3.5.3滑靴材料 由于采煤机导向滑靴形状不规则、结构复杂,所以一般为铸钢件。MG-150W采煤机导向滑靴采用材料ZG35CrMnSi,热处理工艺和元素成分严重影响滑靴的使用寿命。元素Cr成分不足,获得马氏体组织数量不足,严重影响导向滑靴的硬度和强韧性。 4 结论 导向滑靴磨损在任何情况下,都不能绝对避免。所以减缓其磨损是提高其受用寿命的必要措施。 综合考虑MG-150W采煤机和5709工作面地质条件,通过以上分析,可适当采取以下措施: (1)提高操作者技术水平。根据输送机中部槽连接特点,为保证中部槽平直,提高操作者的技术水平,保证操作规范,减少操作失误,以此避免采煤机通过时损坏导向滑靴。 (2)正确选择滑靴材料。选择导向滑靴材料时,Cr、Si元素成分必须控制在合理范围。Cr元素起固溶强化作用,同时能细化晶粒,提高导向滑靴的强度和韧性。同时,Si元素成分不能太高,否则增大导向滑靴的热脆性。导向滑靴是铸钢件,一定要经过热处理,即去应力退火。 (3)降温。适当对导向滑靴各接触面(图1所示的A面、B面、C面、D面)进行冷却,以减小由于温度升高而造成的导向滑靴黏连磨损。 (4)尽量减小采煤机重量。为减少滑靴所受压力和摩擦力,尽量减小采煤机重量。 作者简介:戴淑芝(1974-),女,汉族,辽宁凌源人。七台河职业学院副教授,硕士。研究方向:现代机械设计理论与方法。 煤矿采煤机论文:小河嘴煤矿高效薄煤层成套装备采煤机的研制与应用 【摘 要】 川煤集团达竹公司在现有薄煤层电牵引采煤机实践应用的基础上,研制出MG150/350-PWD型爬底板式无链电牵引采煤机(以下简称MG150/350-PWD型采煤机)。本文介绍了该采煤机的特点与工业性试验情况,可为今后我国发展薄煤层采煤机的研制工作提供一种设计思路。 【关键词】 采煤机 薄煤层 研制 应用 四川煤炭产业集团达竹公司一直以薄、极薄煤层开采为主,生产效率低、经济效益差、劳动环境及生产条件恶劣,一直是该类矿井难以实现高产高效的最大因素,为了摆脱这一困境,达竹公司必须要在现有薄煤层电牵引采煤机实践应用的基础上,研制出适合达竹矿区薄煤层赋存条件的采煤机。 1 达竹公司采煤机的发展之路 2007年,达竹公司引进刨煤机,该机对于采高低于0.9m的极薄煤层,上下缺口需挑顶,工作量较大,加之设备频繁移动,护顶难度加大,准备工作量比较大,而且仅适用于地质变化简单的工作面,单产很难提高。 2009年,达竹公司针对自身煤层的赋存条件,在永荣矿务局MG100-TP爬底板采煤机的基础上,成功研制出MG110/130-TPD爬底板滚筒式采煤机,更好地适应了达竹公司煤层薄的特点,最高月产量达1.5万吨(采高0.75m),在采高0.53m的工作面也有月破万吨的纪录。但该采煤机机在牵引、截割、控制、装煤以及适应地质变化等方面不完善,仅能在高档普采中使用。 2013年,达竹公司联合山东矿机集团、辽源煤机厂在MG110/130-TPD爬底板滚筒式采煤机的基础上,研制了MG150/350-PWD型采煤机。并在达竹公司小河嘴煤矿试验成功。 该采煤机用于薄煤层综合机械化开采,完全适应达竹公司煤层薄、矿井地质复杂、大倾角等特点,最高月产量达3万吨,平均月产量2.5万吨。 2 MG150/350-PWD型采煤机的研制 MG150/350-PWD型采煤机应适应达竹矿区薄煤层赋存条件。不仅能够满足截割顶、底板和坚硬夹矸的需要,而且性能参数要满足工作面高效生产等要求。该采煤机研制应遵循如下主要原则: (1)满足工作面生产能力30万t/a要求。 (2)有较强的地质条件适应能力,机面高度尽可能低、切割功率尽量大、机身长度尽量短。 (3)为适应煤层变化,提高切割效率,应采用双滚筒结构并有适当的调高范围;采煤机在工作面能自开缺口以减少辅助工作量。 (4)应有完善的自动控制系统与故障诊断系统,能实现采煤机远程操纵和故障的早期处理。 (5)电控系统要有高强的抗震性,系统各原器件配置必须有高稳定性和先进性。 3 MG150/350-PWD型采煤机的技术特点 (1)由于采煤机主体部分悬出刮板机,过桥连接部分厚度小,从而加大了过煤高度,取消了采空区侧的导向管结构而改为导向滑靴结构,避免了因磨损导致的无法更换刮板机导向杆的难题。 (2)采煤机摇臂采用了“U”结构设计,采煤机截割滚筒处于摇臂减速箱体侧面与煤壁之间形成封闭空间内,滚筒截割下来的煤炭因减速箱侧面的阻挡,大部分顺着滚筒叶片抛向刮板运输机,从而解决了薄煤层由于滚筒直径过小,装煤效果差的问题。 (3)液压调高控制系统采用封闭式油箱设计,除过滤器外其余液压件均设在外部,既调试方便,又可保护油质清洁。 (4)具有四象限工作的优越特性,采煤机可根据生产的需要实现加速减速或停止,尤其在煤层倾角较大的工作面,在机器可能下滑的情况下,采煤机能按要求给定的速度向下运行。 (6)操作方便,可靠性高,事故率低,开机率高,可满足高产高效工作面的需要。 (7)PLC控制、GOT显示、单点启动、多点操作,可离机控制。 4 MG150/350-PWD型采煤机的工业性试验 MG150/350-PWD型采煤机在小河嘴煤矿4026(21)工作面进行了工业性试验,试验情况如下 4.1 采煤机过断层截割岩石的能力 4026工作面无较大断层最大落差,但工作面有四个较大起伏段,特别是下段约20米及过变坡点时,截割岩量达到采高的50~80%,采煤机在通过这些点时,均顺利通过。由此也可以看出MG150/350-PWD采煤机具备较强的截割岩石的能力。 4.2 采煤机正常工作时生产能力 正常工作时,每天割8刀,每刀进尺0.8m,煤炭容重1.45t/m3,采煤机生产能力为: 4.3 采煤机牵引速度 工作面往返双向割煤,割煤速度3m/min。 4.4 采煤机机身设计满足生产要求 采煤机通过采用双电机布置结构,提高了装机功率,减小了主机架厚度;设计的过煤空间满足生产要求。 5 主要结论 (1)MG150/350-PWD型采煤机完全适应达竹公司小河嘴煤矿的薄煤层赋存条件,最高月产量达3万吨,平均月产量2.5万吨。实现了0.9m以下的薄煤层高产高效开采。 (2)MG150/350-PWD型采煤机的成功研制将为达竹煤电今后可持续发展打下坚实的基础。对于实现我国资源平衡开采、缓解生产接续矛盾、充分利用煤炭资源、延长矿井生产寿命、实现整个煤炭行业的可持续发展均具有十分重要的意义。 煤矿采煤机论文:浅谈煤矿采煤机的润滑技术 【摘 要】 采煤机作为煤矿生产的重要设备,是一套集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统,其工作性能的好坏直接决定着采煤的工作效率。由于煤矿采集工作的环境比较恶劣,采煤机如果出现故障就导致整个采煤工作中断,给煤矿企业造成巨大的经济损失。而采煤机的润滑直接关系到采煤机设备的工作效能和使用寿命,因此必须加强采煤机润滑技术的研究,只有保证了采煤机的工作性能,才能提高采煤工作的效率,实现煤矿企业经济效益和社会效益最大化。 【关键词】 煤矿采集 采煤机 润滑技术 1 引言 随着煤炭工业的发展,采煤机的应用范围越来越广泛,其功能也越来越多。由于采煤机自身的结构组成日渐复杂,使得其发生故障的原因也随之复杂,因此必须加强对采煤机日常的维护和保养,延长其使用寿命。采煤机维护,一定程度上取决于润滑状况,润滑技术的优劣直接决定于采煤机设备的工作效率,因此对采煤机的维护中心环节就是搞好润滑工作。本文就煤矿采集过程中,采煤机的润滑技术进行讨论分析。 2 对采煤机传动部件的润滑 采煤机的主要传动元件是齿轮、油泵、油马达以及液压系统中的其他液压元件等,主要用油是齿轮油和液压油,主要传动部件为截割部和牵引部。 2.1 采煤机的截割部 采煤机的截割部齿轮箱处于比较潮湿的井下,一般采用飞溅润滑,因此要求有较好的抗氧化安定性和抗乳化性。为了取得较好的润滑性能,对截割部用润滑油的选择需要考虑以下几个问题: (1)齿面滑动速度。在一定情况的负荷下,油膜形成的困难程度与齿面滑动速度有关,速度越大,形成油膜的条件就越困难。因此要选用滑动速度大的齿轮,选取极压性能好的润滑油。 (2)齿面负荷。截割部的传动齿轮往往都是中、低速度重载负荷,对接线处赫兹应力小于4000公斤力/cm2,可以选择非极压性润滑油;当赫兹应力大于10000公斤力/cm2时,可用极压工业龄轮油。 (3)运转温度。当润滑油经常在70℃环境下工作时,润滑油很快就会变质,而采煤机通常工作的环境温度就在70℃以上。因此对润滑油的要求就非常高,不但要有足够的黏度,还应该有较好的粘温特性,且黏度指数在90以上。 采煤机截割部不与油泵共用同一油池时,机头齿轮箱一般选用N100号、N150号工业齿轮油或者极压齿轮油。 2.2 采煤机的牵引部 目前我国采煤机的牵引部一般均采用液压转动,对其使用的柱塞泵压力要求较高,负荷变化比较大,摩擦会出现固体接触的现象。通常情况下,所采用的油泵与泵箱中的传动齿轮工作在同一个邮池,要求润滑油必须满足液压能量传动的要求,同时也要满足齿轮润滑的要求。在启动时运动黏度一般要小于800厘沲,其目的是为了避免磨损以及保证油泵启动时吸油。在润滑油剧烈搅动且温度较高的情况下,为了保证液压系统正常工作,要求润滑油的黏度指数不得小于110。因此,在牵引部一般选用N100号或者N150号抗磨液压油。 3 煤矿采煤机的润滑技术 3.1 齿轮油 (1)齿轮油的作用。第一降低摩擦因数,减少摩擦力与功率损失,降低机械能耗,提高工作效率,可以分散热量及时冷却。第二减少齿轮和其他运动部件的磨损程度,使设备能正常运作,并延长其相关部件的使用寿命。第三是冲洗齿面污染物和固体颗粒,缓解齿轮间的冲击力,避免相关零件生锈腐蚀。 (2)润滑脂选用的技术要求。①润滑脂适应的轴承运转速度有限,不能采用润滑脂润滑。②润滑脂滴点温度比轴承的最高工作温度高出20―30℃,温度越接近于滴点,润滑脂变质失效的速度就越快。③负荷高的轴承要选择针入度较小、较硬的润滑脂。④根据不同矿山的地质地形、气候等外界条件因素,科学合理的选择的适合的润滑脂。⑤要保持油脂的洁净度,并按照使用标准和要求按时按量进行灌注,且不可混用。同时随时注意、检查油量和油质变化的情况。 3.2 液压油 在采煤机液压系统中,液压油既可以传递动力,也可以为液压传动机构起到润滑作用,还具有冷却、防锈的功能。因此在选择液压油时,必须从传递动力和润滑两个方面考虑,选择黏度合适的液压油,才能使其发挥最最大的效能。 (1)对液压油的技术要求。①抗氧化能力和抗泡性较好的,保证在储存过程中不会被氧化生成胶质,并且在系统温度压力变化时,油质性能不会变。②具有适宜的黏度和较好的温性,且黏度指数不得小于90;具有良好的润滑性能和抗磨性能。③能较好是适应密闭材料,不会影响密闭材料的使用性能,具有较好的防锈性能、抗乳化性能以及抗腐蚀性能。④抗剪切性好,闪点比较高,凝固点低。 (2)润滑油选用的技术要求。①载重荷要选用高黏度的油,保证润滑效果;载荷轻选择黏度低的油,减少能力消耗和发热。②温度高时,选择高黏度的油;在潮湿的条件下,选择具有良好防锈性能的油。采煤机的裸露部件需要选用黏度高的油。机器部件作变速、间歇、往复运动时,要选用黏度高的油。③根据不同的润滑方式、不同物质的相容性,选择不同的润滑油,以确保发挥最佳的润滑效果。 4 结语 大量的实践证明,采煤机的维护中心环节就是搞好润滑工作,不断创新润滑技术,才能使其发挥出最大的润滑效果,提高采煤机设备的工作效率,延长其使用寿命,保证采煤工作的有序进行,促进我国煤矿事业健康、可持续发展。 煤矿采煤机论文:煤矿用采煤机电缆线芯断裂问题的分析与预防 摘 要:煤矿资源是我国重要的能源,随着经济的发展,煤矿的开采量也逐渐的增大。当前煤矿开采的机械化、自动化、智能化程度不断提升,采煤机作为主要的采矿机器,其运行状况直接决定了采矿的效率,但是,采煤机电缆线芯在运行的过程之中经常会出现断裂的问题,从而影响了采煤效率和煤矿产量。文章主要分析了采煤机电缆线芯断裂的主要原因,并提出了相应的问题预防对策。 关键词:煤矿;采煤机电缆;线芯断裂问题;分析与预防 采煤机生产效率的提高,不可避免的给电缆线芯造成更大的负担,通常而言,生产效率和电缆线芯的机械损伤疲劳程度呈现指数增长的趋势,而且采煤机电缆线芯断裂的维修费用较高,严重影响了采煤效率,因此,加强对于电缆线芯断裂问题的研究,并进行有针对性的预防措施就显得至关重要。 1 煤矿用采煤机电缆芯断裂的原因 1.1 材料加工控制不当 电缆线芯的加工至关重要,如果加工工艺控制不当就会造成电缆质量出现问题。例如在电缆的加工当中,要进行电缆的拉丝或者淬火处理,以提高电缆的抗拉程度,但是如果温度控制不当,就会造成电缆线芯铜单丝的氧化过度,从而造成其材质变脆,再者在电缆挤绝缘后的硫化过程中,如果进入水分或者绝缘材料高温释放出酸性物质,也会造成内部铜丝的腐蚀,从而影响了其断裂伸长率,也降低了导体的耐弯曲性能。 1.2 线芯束绞节径比较大 一次束导线的绞合节径增大,往往会造成其弯曲半径变大,同时也降低了电缆的耐弯曲性能。因此,电缆一次线芯束的绞节径有着明确的规定,按照相关的标准规定,通常一次束绞导线的节径不超过25,同时复绞线的绞合节径比不大于30,而对于内层的绞合节径比也有着严格的规定,通常而言,对于内层的绞合节径比不超过20,而外层的绞合节径比不超过14。但是部分生产厂家对于绞合节径比的控制不当,例如:对于国家标准的理解错误或者设备精密度等原因,往往造成电缆线芯的绞合节径比超过标准的数值,甚至有些产品的超标率超过了30%,从而造成电缆的耐弯曲性较差,在运行的过程中容易出现断裂。 1.3 缆芯绞合节径比较大 采煤机的电缆有着较高的质量要求,尤其是对于电缆线芯的绞合节径比,根据MT818的相关质量规定,标准的电缆芯绞合节径比应当小于10,但是在电缆芯绞合完成后,要进行一系列后续的处理,例如要进行电缆的复绕、挤护套等处理,因此后续生产工艺的影响也造成了最终产品电缆的节径超过了标准要求,降低其柔软度,增大了断裂的概率。 1.4 绝缘材料的影响 绝缘材料的作用主要体现在两个方面,一方面是绝缘材料可以发挥其绝缘作用,保证电缆的正常使用,另一方面绝缘材料可以对电缆的线芯起到一定的保护作用,避免电缆受到的应力过度集中。因此,绝缘材料的质量控制至关重要,通常而言要想保证良好的绝缘性能,绝缘材料的含胶量要大于35%,只有保证足够的含胶量才能保证绝缘材料有良好的绝缘性能和良好的机械性质,但是由于电缆绝缘材料在生产过程中,其含胶量的控制不当,造成了其伸长率、抗拉强度和拉伸回缩率不合格,不能充分发挥其对于电缆线芯的保护作用,也降低了电缆的使用寿命。 1.5 使用过程中的影响 采煤机的工作原理是:在机器的带动作用下,采煤机在其固定的轨道上上下移动,同时保持在轨道斜面上的向前运动,采煤刀就会一层层的把煤矿割掉,而电缆会随着采煤机的机械运动而上下运动。通常而言在采煤的过程中,并没有对电缆施加应用,但是如果电缆槽中进入了杂物,就会造成电缆的移动阻力增大,从而造成采煤机推动电缆行走的现象,从而对电缆造成了破坏,长时间的运行会造成电缆的疲劳断裂。此外在采煤机运行的过程中,电缆最小弯曲半径过小,就会造成电缆的超负荷运行,从而影响了使用寿命。 2 煤矿用采煤机电缆线芯断裂预防的方法 2.1 避免铜丝氧化 在电缆线芯的加工过程中,要选择合理的加工工艺,避免加工过程对铜丝造成氧化破坏,例如在淬火过程中,可以采用氮气保护的策略来保护铜丝,同时也可以有效的控制单丝的伸长率,保证其柔软度。此外在加工的过程中要按照国家标准,采用良好的绝缘材料,例如可以采用异丙基橡胶作为绝缘材质,减少硫的使用量,或者不使用硫,以提高绝缘材料的性能。 2.2 控制导体绞合与成缆节径比 导体绞合节径比对于对于电缆线芯的性能影响较大,因此要按照相关的国家规定设计绞合工艺,在加工的过程中,要缩小理论节径比,可以下调10%到15%的比例,保证产品的节径比满足实际使用的需要。 2.3 绝缘材料的选择 对于绝缘材料的选择,首先要考虑其抗张强度和断裂伸长率,这是提高电缆性能的关键,通过研究显示,绝缘材料的性能和其生产工艺有密切的关系,良好的生产处理工艺可以保证绝缘材料具有良好的绝缘性能和抗拉强度,因此在绝缘材料配比的选择上,要优化配方组成和炼胶工艺以及硫化工艺,保证绝缘材料的性能符合标准要求。此外要设计过程中,要充分考虑设计余量,尤其是要保证绝缘材料的胶料含胶量合格,不能只考虑成本因素而忽略了其应用性能。 2.4 合理选择采煤机 设计合理的电缆槽可以加强对于电缆的保护,在设计过程之中,要结合电缆的选型,保持电缆规格型号和电缆槽的一致性。此外要结合采煤机的功率和控制方式,设计合理的电缆槽,避免电缆在往复运动的过程中,由于电缆槽的设计不合理而造成电缆的损坏。再者要加强对于采煤机电缆薄弱环节的保护,避免电缆受力集中而产生过度弯曲。例如在电缆连接处,可以设计U型喇叭口,避免电缆的过度弯曲,也可以在适当的位置增加钢丝牵引,在采煤机的运行过程中,由钢丝来进行牵引,避免电缆本身的受力集中。通过额外设计保护可以有效提高电缆线芯的使用寿命,降低了其出现故障的的概率,同时这些设计也不会增加生产成本。 2.5 增强控制线芯的性能 通常而言增强线芯的柔软性、导体强度、相对滑移性可以有效降低电缆断裂的发生。首先是对于其柔软性的控制,要控制线芯导体和成缆节径比的关心,增加导线单丝根数,并采用复绞结构,增强电缆线芯的柔软度和刚度,此外也可以降低成缆节径比,增强线芯的抗弯曲伸缩。再者是导体强度的控制,可以在线芯中添加强度较高的纤维丝,提高导体的性能,当电缆受到较大的拉应力时,首先承受应力的是线芯中的纤维丝,从而保证了电缆线芯不受到破环。最后是对增强线芯之间的相对滑移性,为了保证在电缆弯曲、拉伸过程中,控制线芯具有相对的滑移性,以保证应力的及时分散和均匀,我们先在单根控制线芯外均匀涂敷滑石粉,然后绕包一层耐高温滑移带,控制线芯成缆后,再绕包一层聚酯膜或加强无纺布,使控制线芯在受力时能够得到一定的缓冲,从而延长控制线芯的使用寿命。 2.6 现场管理 在煤矿开采中要做好现场管理工作,保证采煤机处于正常的运行状态,例如要及时的清理电缆槽,避免电缆槽中的杂物影响电缆的运行轨迹,从而减少了电缆线芯断裂的发生。此外要清除采煤现场的杂物,保证各个施工设备摆放整齐,防止现场的其他工具对电缆绝缘层造成割伤等问题的发生。 3 结束语 总而言之,采煤机的电缆线芯使用寿命直接决定了采煤的效率和生产能力,因此要采取预防措施来提高电缆线芯的断裂问题。因此在电缆的生产过程中,要控制电缆线芯的生产工艺,大大改善电缆的柔软性、强度和抗拉伸能力,提高电缆的质量和使用寿命。 煤矿采煤机论文:浅谈滚筒采煤机在煤矿企业发展趋势 摘 要:通过对企业各个时期所使用采煤机的特点进行总结分析,阐述了采煤机技术水平对煤矿企业生产的影响,并对新时期采煤机的发展方向提出了新的要求,指出了我国采煤机的发展前景和主攻方向。 关键词:滚筒采煤机;液压;电牵引;发展 1 滚筒采煤机概述 1.1何为滚筒采煤机 采煤机械分为采煤机和刨煤机两大类,采煤机是机械化采煤作业的主要机械设备,其功能是落煤和装煤。目前应用最广的采煤机械是滚筒采煤机。 1.2 滚筒采煤机的分类 滚筒采煤机按形式可分为链牵引采煤机、液压牵引采煤机和电牵引采煤机三类。 (1)机械牵引:是指全部采用机械传动装置的牵引部。特点:工作可靠,但只能有级调速,结构复杂,目前已很少使用。(2)液压牵引是利用液压传动来驱动的牵引部。液压传动的牵引部可以实现无级调速,变速、换向和停机等操作比较方便,保护系统比较完善,并且能随负载变化自动地调节牵引速度。(3)电牵引:电牵引采煤机是对专门驱动牵引部的电机调速从而调节牵引速度的采煤机。 2 滚筒采煤机在煤矿企业中的应用 2.1 20 世纪 70 年代链牵引采煤机普遍应用 20世纪70年代,在开滦各矿广泛使用的是鸡西煤矿机械厂制造的MLS3-170 型双滚筒采煤机和上海冶矿厂制造的MD-150 型双滚筒采煤机、无锡采煤机厂和辽源煤机厂共同制造的DY-100 和 DY150 型单滚筒采煤机。 此类采煤机的特点: (1)装机功率小:这个时期的采煤机所能达到的最大装机功率为170KW。(2) 有链牵引、输出牵引力小:这个时期的采煤机牵引方式都是采用圆环链与牵引链轮啮合传动,传递牵引力小,牵引力在200kN以下。(3)牵引速度不均匀,采煤机负载不平稳。(4)自开切口差:由于双滚筒采煤机摇臂短,又都是有链牵引,很难割透两端头,且容易留下三角煤,需要人工清理,单滚筒采煤机更为如此。(5)工作可靠性较差:在我国基础工业薄弱的影响下,致使采煤机的寿命普遍较短,特别是液压元部件易损。(6)品种单一,覆盖面小,很难满足不同煤层的开采需求。 2.2 20 世纪 80 年代液压牵引采煤机广泛推广 采煤机向大功率、重型化和大倾角方向发展以后,链牵引机构已经不能满足需要,无链牵引得到了很大发展。 这个时期,国家开始重视系列化采煤机的开发工作,一种功率的采煤机可以派生出多种机型,主要元部件在不同功率的采煤机上都能通用。各矿使用的采煤机逐渐由MXA600/ 3.5 型、双电机AM500型、MG300-GW型采煤机所替代,可满足 1.5m 至 4.5m 煤层开采的需要。某些矿井也使用了MG200-W 型中小功率采煤机。 此类采煤机的特点: (1)机身短,调度灵活。(2)操作简单、维修成本低。(3)无银牵引的推广使用使采煤机工作平稳、使用安全。 (4)单位质量输出功率大,且滚筒旋转速度高,机身轻,耀震动。(5)组成部分复杂,施压元件和油液都处于密封的壳体内,因此出现故障时很难判断,给采煤机的检修带来很大的困难,处理时间长,影响生产较严重。(6)系统牢靠性不高,自动化水平低,手动操作不便于薄煤层狭窄的空间。 2.3 20 世纪 90 年代以后电牵引采煤机占主导地位 这个时期,MG-200/500-AWD、MG-300/730-QWD、MG-650/1515-WD等型号的采煤机在各矿得到广泛应用,其特点有以下几点。 (1)具有良好的帕特性:可以在采煤机前移时提供牵引力,但其克服阻力秫动;也可以在采煤机下滑时进发由制动,向电网反馈电能。(2)可用于大倾角煤层:牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1.6--2.0倍,所以电牵引采煤机可用在40°―50°倾角的煤层,而不需要其它防滑装置。(3)运行可靠,使用寿命长:电牵引和液压牵引不同,前者除电动机的电刷和整流子有磨损外,其它元件均无磨损,因此工作可靠,故障少,寿命长,维修工作量小。(4)反应灵敏,动态特性好:电控系统能及时调整各种参数,防止采煤机超载运行。(5)结构简单、效率高:电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻,电能转换为机械能只做一次转换,效率可达99%,而液压采煤机的效率只有65%―70%左右。 3 滚筒采煤机的发展趋势 根据我国煤炭生产远景规划及采煤机技术发展趋势,滚筒采煤机的主要发展方向为: (1)采用电牵引方式。传统的液压牵引采煤机在国外虽然仍在生产和使用,但已不占主导地位。(2)采用交流变频。由于交流变频调速牵引系统具有技术先进、可靠性高、维护管理简单和价格低廉等特点,近年发展很快,交流牵引正逐步替代直流牵引,成为今后电牵引采煤机的发展方向。采用两个变频器分别拖动 2 台牵引电机的牵引系统,成为电牵引技术发展的又一个特点。 (3)高度自动化 开发工作面远距离无线高速信号传输装置,以解决采煤机工作影像高可靠实时传输的研究。研发高可靠性、高性能、抗干扰、抗热效应、拥有远程实时操作的矿用计算机控制系统。 (4)发展小型电器配件。向电器设备结构的小型化发展,由于功率的增大,电动机、变压器、变频器等设备的体积也相应增大,为满足整机结构布置紧凑的要求,必须研究电器设备小型化的技术途径。 (5)提高可靠性。重点完善和提高系统装置的抗振、散热和防潮等性能,研究可靠的微机电气控制系统,重点提高采煤机电控系统的抗干扰、抗热效应的能力。如油封技术方面,要开发出长寿命、高可靠性产品。(6)根据实际情况大型化。要根据用户需求和配套设备发展情况决定自己的大型化。而当今控制技术的发展,并联流程的控制实际已经不存在问题。针对具体的产品,大型化到中间规模的阶段,市场需求是最大的。 结语 现代化煤矿综采放顶煤技术的高速发展,根据用户的需求,结合矿井地质条件,煤层厚度及煤质硬度,合理设计开发出能满足矿井生产需要的电牵引采煤机,改善生产条件,提高技术设备,是促进我国煤炭行业生产的可持续发展的必要手段。 煤矿采煤机论文:连续采煤机短壁机械化开采在韩家湾煤矿回收边角煤中的应用 摘要: 介绍了国产EML340AF型连续采煤机及其配套设备在回收韩家湾2-2东翼残采区边角煤中的应用,主要根据韩家湾具体条件论述了其残采区短壁工作面布置、开采工艺及设备配套等情况,进一步阐述了短壁机械化开采在我国目前煤炭产业发展中的重要性。 关键词: 连续采煤机;边角煤;资源回收率 0 引言 我国煤炭生产企业主要采用长壁式采煤法,并且随着工作面长度越来越大,长壁开采后遗留的矿井煤柱、不规则块段及边角煤也越来越多,以成为制约煤炭企业和煤炭资源回收不容忽视的问题。以连续采煤机为龙头的短壁机械化开采技术体系,具有采掘合一、机动灵活、设备投资少、适应范围广等特点,可更加有效回收布置长壁工作面后无法开采的矿井煤柱、不规则块段及边角煤。本文以连续采煤机为龙头的短壁机械化开采技术在韩家湾煤矿回收边角煤中的应用情况为例,探讨一种能够较为有效解决目前煤矿企业所面临的矿井煤柱、不规则块段及边角煤等煤炭资源回收问题,以达到最大限度地提高煤炭资源利用率,实现资源的安全高效开采。 1 概况 韩家湾井田地处陕北黄土高原北部,毛乌素沙漠东南缘。地貌大致为风积沙区,沙丘连绵,波状起伏,地形相对比较平坦。 韩家湾2-2东翼残采区边角煤区域位于韩家湾井田的东北部,西北部、东南部为井田边界,西南部为三盘区已采和四盘区正在回采工作面。平均走向长度388m,倾斜长度2440m,总面积约0.947km2。 1.1 煤层顶、底板 2-2煤层顶板属Ⅱ类中等稳定顶板,以老顶为主,局部有直接顶,直接顶岩性为粉砂岩、细粒砂岩和泥岩,直接顶厚度一般为1~3m。开采上部煤层,距风化带很近或已在风化带范围内时,因岩体性质恶化,顶板稳定性下降。 煤层底板主要由泥质岩类粉细砂岩组成,本区煤层顶、底板属较稳定型。 1.2 煤层特征 根据钻孔资料及盘区掘进巷道揭露情况分析,韩家湾2-2东翼残采区边角煤层厚度为0.20~3.96m,平均煤厚约3.3m。煤层埋深约100.95m,结构单一。厚度变化规律明显:由西向东变薄。故总体上属大部分可采煤层,采区内厚度变化不大,只是到了东部边角处因沉积冲刷急剧尖灭。 1.3 地质构造 韩家湾2-2东翼残采区边角煤区域内无岩浆岩浸入和火成岩,无较大的断裂和明显的褶曲,断层极少发育、褶曲不发育。边角煤西部有河流冲刷现象,煤层急剧变薄,顶板较破碎,煤层局部被冲刷变薄或尖灭,范围不大;该区域局部会出现沉积充填现象,范围较小。东部至2-2煤层边界线150m处可能会出现大面积沉积充填现象,煤层变薄,局部可采。 1.4 水文地质情况 盘区内地下水的赋存和分布主要受气候、地形地貌、地层、地质构造及地表水系等因素控制。根据省煤田地质185队勘探及抽水试验表明:主要含水层延安组风化岩裂隙潜水和基岩裂隙承压水单位涌水量为0.15~3.13m3/h,渗透系数为0.0066~0.107m/d,按钻孔单位涌水量富水性分级都属于弱富水性。但应注意此含水岩组分布面广,厚度较大,距2-2煤层间距小。 1.5 瓦斯等有害气体、煤尘及煤层自燃发火情况 本区煤层埋藏浅,上覆基岩较薄,开采本区时,预计瓦斯很小。根据钻孔瓦斯测定结果,自然瓦斯成分基本为氮气,一般大于88%。甚至全部是氮气,韩家湾生产矿井瓦斯很小,处于二氧化碳、氮气带中。经四川省煤田地质研究所实验测定,各可采煤层爆炸指数在33.88%~41.60%之间,煤尘具有爆炸性。井田内各煤层埋藏均较浅,变质程度低,通过对部分钻孔中采取的煤芯测试结果,并结合相应样点的化学分析结果,综合确定出煤的自燃倾向等级为易自燃的煤层。 2 回采工艺及方法 2.1 回采工艺 巷道均布置在2-2煤层中,每41m布置一个区段,区段间留设10m保护煤柱;区段内支巷间留设3m保护煤柱,采硐间留设2m保护煤柱。邻近盘区采空区侧留设20m保护煤柱。采用两条支巷同时掘进的方法,每掘进26m后60°夹角开一条联巷贯通,当煤层低于2m时停止掘进,开采硐进行回采。采硐回采时采用双翼后退式,由里向外依次进行回采,采硐进刀方向与支巷均成60°夹角,宽度3.4m、深度8.0m。如图1,连采机先回采1#支巷,在1#支巷内先采左翼后采右翼,连采机进入1#采硐回采8.0m后退机,1#采硐回采结束;连采机移至2#采硐进行回采,2#采硐回采8.0m后退机,2#采硐回采结束;连采机进行下一个采硐回采。回采至联巷时,连采机移动至2#支巷开始回采,2#支巷回采顺序同1#支巷。 2.2 施工方法 ①落煤工序。采用山西天地煤机装备有限公司开发研制的EML340AF连续采煤机完成落煤与装煤工序。掘进、回采最大空顶距8.0m,最小空顶距0.8m。②装煤工序。通过连续采煤机的装载运输机构来完成装煤工序。连续采煤机割煤时,煤落在装煤铲板上,同时圆盘耙杆连续运转,将煤扫入中部运输机,运输机将煤装入后面的无轨胶轮车。③运煤工序。连采机落煤无轨胶轮车边角煤运输巷刮板运输机边角煤运输巷胶带输送机2306辅运顺槽胶带输送机三盘区皮带大巷胶带输送机皮带运输巷胶带输送机主斜井煤仓地面。④清理浮煤工序。掘进完成一个循环后,连续采煤机退出巷道,降下铲板,对巷道内的浮煤进行初步清理,锚杆机支护完成后用铲车进行二次清理。清理浮煤时,应注意巷道两帮的缆线、管路、风筒及瓦斯探头等设备。⑤支护工序。在连续采煤机掘进过程中,及时将锚杆、树脂等支护材料运至锚杆钻车上并码放整齐,当连续采煤机掘进完一个循环(8.0m)时,把连采机退到联巷口后方5m处,将锚杆钻车开至巷道内进行支护,锚杆钻车到位后把电缆悬挂好,支护从外向里逐排进行,支护断面图如图2。 巷道支护参数如下:①支巷、联巷:采用锚杆支护,矩形布置,间距为0.95m,排距为1.1m,每排5根;②巷道交叉点处采用锚索加强支护,矩形布置,间排距为2.2m;③工作面遇到顶板破碎、巷道有片帮现象时,必须加挂钢筋网。 3 工作面设备布置与配备 ①工作面主要采用连续采煤机作为掘进与回采的主要设备,工作面设备布置如图3。②工作面主要设备如表1。 4 结语 ①韩家湾煤矿残采区边角煤回收,采用连续采煤机等机械化设备进行开采,充分发挥了连续采煤机的灵活性,大大提高了边角煤的回收效率,降低了工人劳动强度,提高了矿区整体资源回收率。②连续采煤机短壁开采,设备配套非常重要。该工作面回采过程中采用6台防爆无轨胶轮车来运输煤炭,相比目前短壁开采中所使用的梭车运输煤炭效率有所降低,并且增加了运输的复杂行,同时对井下环境也造成了一定污染,因此改为连续采煤机配套梭车运输使用效果更好。③我国煤炭生产企业主要采用长壁式采煤法,随着工作面长度的增大,开采后的残留煤柱、边角煤、不规则块段煤量也在逐年上升。随着短壁开采装备日益更新,机械化程度越来越高,短壁采煤法也在不断改进。短壁机械化采煤对于解决无法布置长壁工作面的残采区、不规则快段及边角煤是一种行之有效的途径,也将越来越多的应用于现场之中,短壁机械化开采的不断发展与应用对煤炭产业的发展有着积极的意义。 煤矿采煤机论文:电牵引采煤机在煤矿井下的应用 【摘 要】本文结合自身多年工作经验对电牵引采煤机在应用当中的几个问题如直流牵引与交流牵引、变频器的机载与非机载、变频器的选择等一些进行了探讨,对建设现代化矿井提出了个人的建议。 【关键词】采煤机;电牵引;非机载问题;变频器 采煤机是一个集机械、电气、液压为一体的大型复杂系统,工作环境恶劣,如果出现故障将导致整个采煤工作的中断,对生产造成巨大的经济损失。现结合我矿多年采用MG200/500-AWD等系列的交流电牵引采煤机的工作实践,对电牵引采煤机在电气系统中的发展及故障做个分析和总结。 1、关于直流电牵引和交流电牵引问题 在电牵引发展过程中,选择直流调速方式一直是大家十分关心的问题,虽然直流电牵引和交流电牵引两种调速方式都适用于采煤机工作,但在可靠性和先进性方面是有差距的: 第一,直流电牵引中最薄弱的环节是防爆直流电机,直流电机优点是过载能力强,起动特性好,缺点是体积大、结构复杂,加之防爆结构原因,碳刷与整流子片接触摩擦发热,热量散发慢以及磨损下来的粉末难以排除,因此,碳刷的寿命低,可靠性差,且在井下维修相当困难。交流电牵引采用的是交流鼠笼式电机,体积小,防爆结构简单,工作可靠,寿命长,维修方便,但在驱动交流电机的调速装置上还有不足。如:交流变频器的散热问题、煤机工作环境的影响至交流变频器的震动等问题不是十分理想,但随着国际上电力、电子技术的迅速发展,交流变频调速技术越来越先进,越来越成熟可靠,这些问题会得到进一步的改善。直流电牵引由于受直流电机尺寸的限制,功率不可能做大,在同样外形尺寸下,交流电机功率可以做得更大一些,这有利于电牵引采煤机向大功率、高参数、高可靠性方面发展。从发展观点看,交流电牵引比直流电牵引更有发展前途。 第二,直流电机和交流电机的机械特性有很大的区别,直流电机的机械特性是软特性的,交流电机是硬特性的。煤矿井下的工作环境恶劣,地理位置凹凸不平,以电机的抗过载能力和过流时间来看,交流电机和交流变频器更具有优势。 2、变频调速装置的机载和非机载问题 在交流电牵引中,安装在采煤机机身上的交流变频调速装置叫机载系统,把变频器和变压器从采煤机上分离出来安置在工作面的巷道内,用一根特殊的牵引电缆与采煤机连接起来,这种布置方式叫非机载系统。机载和非机载系统的优缺点比较: 2.1非机载系统的优点 (1)由于变频器、变压器与主机分离,采煤机的机身长度较短,销轨及两滑靴间的距离较小(销轨与滑靴一左一右),对工作面起伏、弯曲的适应性较好。 (2)可以选择或设计裕度较大的变频器和变压器,对提高其工作可靠性十分有利,也有利于大功率采煤机的开发和研制。 (3)变频器、变压器作为独立的部件置于工作面的巷道内,避免了因采煤机工作的振动对变频器的影响,提高其工作可靠性,冷却问题变得容易解决,维护和检修十分方便,并与采煤机电控分开,避免信号干扰,提高采煤机抗干扰、抗热效能力。 2.2非机载系统的缺点 (1)连接变频器与牵引电机的牵引电缆在采煤机工作过程中容易产生挤压弯曲、疲劳损坏,产生短路接地或断路现象。同时非机载系统中牵引电缆很长(300m左右),电压降很大,变频器在低频工作时(一般10Hz以下)电机输出扭矩下降,往往会出现低频时采煤机不能行走的现象,经常影响采煤机电控系统和变频器工作的可靠性。机载系统是通过相对静止的短电缆将变频电源传输到牵引电机,故电缆的电压降较小,传输效率高,低频特性好,电缆不易损坏,能充分发挥变频器的电气性能,也有利于变频电路的漏电检测。 (2)由于我国生产的非机载系统中变频器的工况参数显示屏不在机身上,司机看不见巷道内的显示屏,阻碍司机随时观察采煤机牵引工况。机载系统正好与非机载系统相反,取消了易出故障的牵引电缆,而变频器显示屏也置于机身上,便于司机随时观察。 (3)变频器的选择。为了扩大电牵引采煤机的使用范围,使电牵引采煤机适应不同倾角的工作面,必须选择有制动功能的变频器。当煤层倾角在25°以下(即为缓斜煤层),就可在变频器中增加两组制动模块、两组水冷电阻,并在机械传动系统中增加两组液压制动器。因为煤层倾角在25°以下的工作面中,采煤机的下滑与输送机产生摩擦力,受到浮煤对滚筒的阻力以及输送机弯曲引起的阻力等因素的制约,采煤机的下滑力不会太大。另外,我国目前工作面的作业方式都采取双向割煤、两端头斜切(斜切距离一般为25m~30m)进刀,即使下滑,由于距离不长,电阻发热量有限,用冷水冷却也足以把热量带走。万一热量吸收不了,变频器电压继续升高,最后只能靠过电压保护功能断电停机,液压制动器立即制动,阻止机器继续下滑。当煤层倾角在25°~45°之间,即为中斜煤层,靠制动模块和制动电阻难以吸收交流电机发出的能量,变频器过电压保护将频繁出现,甚至机器无法工作。 3、结束语 综合分析以上问题,我们认识到,在煤矿井下使用交流、机载变频调速电牵引采煤机是最合理、最经济的选择。 煤矿采煤机论文:浅析煤矿矿井采区采煤机安全故障处理措施 摘要:随着煤炭工业的快速发展,采煤机的组成、结构越来越复杂,功能也越来越多,从而出现故障的原因也更加复杂。在现代化、机械化的煤矿生产中,采煤机是十分重要的设备,它是集液压、电气、机械于一体的大型机械系统。由于矿井井下作业环境十分恶劣,并且在采煤机的操作、保养、维护等方面人为能力各不相同,从而产生各种安全故障,直接影响了煤矿生产的安全性、经济性。文章对煤矿矿井采区采煤机的安全故障原因和处理措施进行了分析。 关键词:煤矿矿井;采煤机;工作原理;故障处理;安全运行措施 采煤机的主要结构包括附属装置、电气控制箱、牵引部、截割部等。采煤机的截割部主要包括挡煤板、滚筒调高装置、螺旋滚筒、行星减速箱、摇臂等;采煤机的牵引部主要包括泵站、行走机构、牵引部的减速箱等;采煤机的电气控制箱主要包括监控设备、隔离开关、主电动机、中间箱、电磁阀箱、副电动机等;采煤机的附属装置主要包括防滑装置、摇臂调高装置、电缆水管拖移、底托架、紧链装置、冷动喷雾装置等,主要起辅助作用。滚筒采煤机的工作机构是螺旋滚筒,在滚筒旋转的同时也载入了煤壁,并通过安装在螺旋滚筒上的截齿将煤破碎,再利用滚筒上的螺旋叶片将已经破碎的煤装入刮板运输机。 1 采煤机常见故障分析与处理 1.1 采煤机不牵引 当采煤机的电动机启动后,手把离开原位,集中显示屏上的黄灯亮,表明电动机几率失载,同时松闸路灯、安全火花和非安全火花的电源绿灯也会正常显示。如果这四个指示灯显示不正常,表明电气方面发生故障了。如果显示灯正常,一定是液压系统发生了故障。通过观看出现故障时的系统背压是否下降来确定故障所属的范围。 1.1.1 系统背压不下降。(1)功控电磁阀故障:故障的原因是电磁铁的接线不当或接触不良;P、O口安装错误,导致控制油不能正常进入回零油缸进行解锁。故障处理方法,如若电线是接触良好的,则可以将电磁阀扭转180°后再安装。(2)功控电磁阀前阻尼管故障:故障原因,螺旋阻尼管R直径较小,容易被脏物堵塞,使得油路不够畅通,回零油缸得不到解锁,油马达不能正常运作。故障处理方法,把螺旋阻尼管R1拆下来清洁,疏通管道。(3)制动电磁阀故障(二位三通):故障原因,电磁铁接线接触不良,电机不能正常运作,制动器电磁阀不能松开制动器和打开控制阀,回零油缸不能解锁,机器无法正常牵引。故障处理方法,检查油管是否有油,如果没油,电磁铁就不运作。 1.1.2 系统背压下降。(1)辅助泵损害不运作:故障原因,泵漏损太大了,如果背压在1.5MPa下,失压控制阀起保护作用,使得回零油缸不能解锁,主油泵在零位不运作,导致采煤机不牵引。故障处理方法,如果确定是泵的问题,可以换辅助泵。(2)主油泵与油马达漏损:故障原因,当主油泵或者马达泄漏量超过辅助泵的补油量时,系统背压降低,出现不牵引的现象。故障处理方法,更换。(3)其他故障及故障原因:卡套管被破坏、背压阀的弹簧因长期使用导致疲劳损坏或由于调节螺钉松动造成不牵引。故障处理方法,修复或 更换。 1.2 采煤机单向牵引 1.2.1 调速机构伺服阀上回油阻尼孔R1被堵塞:故障原因,如果伺服阀上的两个阻尼孔有一个堵塞,就会使推动油缸在调速时不能回油,造成单向牵引。故障处理方法,拆掉伺服阀上的小长盖,清除掉阻尼孔中的脏物。 1.2.2 调速机构中回零油缸故障:故障原因,回零油缸上的固定螺钉装得不够稳或不够协调,致使调回零油缸中的活塞组件和杠杆机构拉不动,出现单向牵引,导致系统背压不下降。故障处理方法,松开固定螺钉,来回拉动手把,直到卡滞现象消失,然后固定螺钉。 1.2.3 主油管破裂漏损:故障原因,当主油管中有一根被破坏时,比如这根管子恰好为回油管,就会产生单向牵引的现象。故障处理方法,更换油管。 1.2.4 主油泵配油平面一侧拉毛:故障原因,当拉毛一侧建立不起高压,也会产生单向牵引。故障处理方法,更换主油泵,但要先检查油马达外漏损和主油管,在确保没有损坏后,才能更换主油泵,切不可随意更换。 1.2.5 梭形阀芯故障:故障原因,脏物卡住了阀芯,使得梭形阀只能一个方向动作。故障处理方法,清洗梭形阀。 1.3 采煤机牵引速度降低 1.3.1 正方向和反方向的牵引速度都会下降。(1)主油泵和油马达容积效率下降,内外漏损严重:故障原因,空载时牵引速度下降慢,牵引速度在负载增加时而有所下降,油温上升。打开液压传动部上盖,可以看见油泵外漏严重或油马达漏损严重。故障处理方法,更换泵或马达。(2)高压安全阀运作失常:故障原因,空载时牵引速度正常,但随着压力的增大,牵引速度会突然下降,使调节弹簧疲劳变形。故障处理方法,更换弹簧,并调整至整定压力值。(3)梭形阀后的高压管路或高压表管子故障:故障原因,梭形阀后的高压管路漏油,致使压力油分流,而进入马达的流量变少,牵引速度减慢,严重时甚至造成背压下降。故障处理方法,修复或更换。 1.3.2 一个方向牵引速度下降。(1)主油路一侧漏油:故障原因,在高压一侧漏油时,牵引速度降得较快,当漏油处与辅助泵靠近时,低压保护产生,牵引停止;在低压侧漏油,并且漏油量较少时,还可以牵引。故障处理方法,修复或调整。(2)补油单向阀故障:故障原因,单向阀密封面做得不好或脏物卡住阀芯,从而造成主油路一侧高低压窜油,因此速度有所下降,若牵引方向改变,这只单向阀则会成为补油阀,机器可以正常牵引。故障处理方法,清洗或者更换。 2 采煤机安全运行措施 采煤机在生产时必须严格执行以下安全规定:采煤机要在降尘设备、紧急停止装置、保护设备都齐全的情况下才能运作;采煤机不能频繁开动或带负荷开动;在使用采煤机前,要确保所有紧急停止装置、控制装置都能正常工作;启动采煤机前,保证采煤机工作范围没有人员停留;如采煤机需要更换截齿和滚筒,电源需切断,采煤机隔离开关和离合器需打开,输送机暂停运作;注意启动报警和显示内容;操作采煤机时不得关闭冷却降尘系统,冷却水的流量要不低于2.1m3/h,冷却水的压力应调为2MPa;在处理热的工作液体时要避免人员被烧伤;检查拖曳电缆是否有损伤,确保电缆排列在电缆槽内;替换件、处理辅助液体和工作液体时要根据相关规定操作;避免采煤机部件相互剪切、挤压;采煤机转动时防止胶管、链条、截割机构、驱动轮等拉伤、卷伤。 3 结语 在采煤机的操作、运行中,要能充分掌握采煤机的工作原理、性能和结构,严格按照操作规范来操作采煤机,避免采煤机的疲劳运行和误操作。同时,还要及时分析故障原因和排除故障,精心保养,做好采煤机的日常维护工作,保障采煤机等设备的安全运转,最大限度地发挥采煤机的生产效能,为煤矿企业生产的安全性、高效性提供有力的保障。 作者简介:代云(1964-),男,云南玉溪人,云南省后所煤矿矿长,机电工程师。 煤矿采煤机论文:浅谈煤矿滚筒采煤机故障分析及对策 【摘要】滚筒采煤机在煤矿生产中得到了广泛应用。本文强调了采煤机的正常运行对企业效益和安全生产具有重要意义;分析了滚筒采煤机发生故障的原因,提出了几个故障检查排除方法及步骤;能够帮助工程技术人员及时制定出较合理的排除故障的方案,准确排除采煤机的故障,也为煤矿企业的安全生产提供有力的保障。 【关键词】滚筒采煤机;故障分析;故障排除 0.引言 我国复杂的地质条件,使得对采矿设备要求较高,滚筒式采煤机以其独特的优势在煤矿中广泛使用。滚筒式采煤机构造简单,具有很高的强度,在开采过程中能量损耗小,而且易于改装;它还拥有较宽的采高范围, 能够很好的适应不同煤层的要求,硬煤处理能力强,在顶、底板复杂条件下运行平稳。这些特点都使得其应用更加广泛,煤炭开采对依赖程度更高,其运行稳定性也显得更加重要。 1.采煤机的稳定运行具有非常重要的意义 煤矿生产安全是重中之重,而作为生产过程当中的关键元素,采煤机也扮演着相当重要的角色。保证采煤机的稳定运行,既能够增加企业的经济效益,又能给安全生产加上一把大锁。然而,采煤机的运行过程中,存在的操作不规范,设备、人员管理松弛等原因导致设备故障发生,在故障发生后,部分人员的处理方法不得当,也不能很好的解决问题,这都极大的限制了采煤机效能的发挥,为企业带了较大的损失。工程技术人员应该熟练的掌握滚筒式采煤机的检修方法,能够迅速的发现故障源,并提出解决方案,同时在日常的工作中,扎实做好故障预防、维护工作,保障生产安全、有序进行。 2.滚筒采煤机故障的成因 滚筒采煤机发生故障的主要原因,分为两类:(1)自然型故障。机器使用时间较长,甚至超过使用年限,导致关键部位或者关键零件出现了磨损、老化等现象,其工作性能大大降低,甚至丧失。存在相对运动的零部件以及密封件、紧固件等是故障频发点,都将导致机器不能正常运转。(2)人为型故障。 操作,维护人员专业素质低,设备、人员管理不善是引起机器故障的主要原因,在所有发生的故障中占有较大比例。误操作、松管理、低维护等等行为不仅影响了机器的正常运转,降低了机器使用寿命也增加了生产过程中的安全隐患。 3.滚筒式采煤机故障的分析和排除方法 在采煤机发生故障后应该迅速发现故障源,采取有效措施排除故障。再生产中常用的分析方法有:经验法、仪器法。 3.1根据经验、直觉判断“四步法” (1)“阅”。第一,先查阅资料。 重点翻阅采煤机的检修记录、机器运行记录、以及零部件更换使用记录,还包括不同时期的油脂化验单和设备的图纸、说明书等。通过查阅资料,掌握设备的基本运行情况。第二,实地察看。深入井下采煤现场,仔细观察采煤机上各个相关部件的运转是否正常。在发现异常处,在重点观察如运动部件的运转环境是否正常,有无障碍物妨碍其正常运行;相对运动部件之间的运动关系是否与设计标准相吻合。同时,检查接头和油管等位置,以防密封不严导致的泄露现象的发生;各相关仪表指示盘的显示是否异常,有无故障提示等。然后根据设备说明书内的给出的常见故障解决方法,找到故障源,并予以排除。 如一采煤机左截割滚筒发生停转现象,而且其齿轮箱内伴有杂音。通过对比分析,初步判定其故障源可能位于齿轮箱内的传动部件,箱内的部件遭到损坏。在通过实地检查后发现,位于箱内小伞齿轴上的两盘双列圆柱滚子轴承脱落, 导致故障发生,所以相应的更换受损轴承,排除故障。 (2)“查”。主要检查机器上各部件的连接状况。如紧固螺钉与螺栓的固定情况、执行机构运行灵活度、冷却系统的工况、各部位的油位、运动件的磨损以及运动件的相互运动状况如滚轮与齿轮的啮合等。 如一采煤机出现不牵引现象, 首先全面检查对相关的高低压系统元件和管路,但运行正常;然后检测其运动零部件,也显示正常;最后将故障点确定在泵位调节机构控制处。在检查过程中发现,组件中的弹簧与操作臂之间的连接销子发生脱落,再销子重新装好后, 采煤机牵引问题顺利解决。 (3)“摸”。在检修采煤机的时候,触摸是一种直接的检修手段,可已迅速的检查出电机、摇臂等的温度状况,如若发现温度异常处,通过故障分析,找出故障原因,确定导致故障发生的部件。在对液压元件进行维护时,用手触摸显得更有效,既能给以直接的感官,又能有效避免使用工具造成的液压元件的污染、划伤、擦伤,保证了修理后的液压元件的清洁,完整。 如在触摸过程中发现平面配油副严重磨损时,这表明其使硬化层已经失去作用,应该及时更换;在对马达进行检修时,但触摸到柱塞处有较严重的划伤时,也应该及时更换元件,避免机器故障的发生。 (4)“听”。主要听采煤机的运行过程中产生的噪音和震动。当出现噪音大,震动频率大等异常状况时,说明机器的运行发生故障,需要检查出噪音发出的位置和震动点。再确定噪音发生位置时,可以是采煤机处于空转状态,用如铁棒改锥等作为监听的介质,接触机箱一端,然后在另一端仔细听,确定噪音最大的位置,找出故障发生部位,也可通过音响震动情况,间接的判定出损坏的部件,找出故障点,然后予以排除。 3.2利用专用采煤机检修仪器、仪表检查 当根据经验和直觉进行初步分析后,利用专业的仪器仪表进行进一步的检查,以确定故障发生的位置、原因,再采取相应的措施。在检查过程中常用的仪表有:压力表、流量计、温度计等。利用这些仪表对可疑故障点进行测量,采集数据然后进行系统的分析研究,判定设备故障源的发生位置和原因。 如一采煤机在运行过程中电动机异常发热,温度较高,但是没有压力超载现象发生。通过利用仪表首先对电机的空载电流和电压进行测量,发现空载电流较大异常而电压显示正常,这意味着电动机的绕组的绝缘件可能受到损坏,遂再进一步将对地绝缘件和相间绝缘件作为测量对象,发现其绝缘电阻下降幅度较大,所以确定这是导致发动机发热的原因,在确定故障原因后对发动机进行更换,遂排除故障。 4.结语 采煤机是煤矿生产过程当中的关键元素,也扮演着相当重要的角色,与企业的利益和生产安全息息相关。工程技术人员应该熟练的掌握滚筒式采煤机的检修方法,能够迅速的发现故障源,并提出解决方案,同时在日常的工作中,扎实做好故障预防、维护工作,保障生产安全、有序进行。