时间:2023-05-05 08:53:58
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇自动化控制毕业论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键字:自动化;应用型人才;改革;实践教学
自动化专业涉及多学科的交叉融合,其发展过程充分体现了科学技术的综合作用,既离不开机械、电气、自动控制及其他信息技术,同时也紧密依托于数学、系统科学等理论学科,而且还需要结合相关应用领域的专门知识。为了适应当前社会发展对技术技能型人才的需求,南昌工学院积极进行教学改革,探索新的人才培养模式,南昌工学院是一所应用型本科院校,有相当一部分少数民族学生,自踊专业本科阶段对理论知识的要求相对较高,但我们的学生较一些重点高校来说基础还是薄弱,为此,结合江西地方经济发展对自动化专业人才的需求,我校在培养方案、课程设置、实践教学等模块作出了深入的改革和创新,也取得了一定的成效。
1 确定自动化专业教改思路和培养目标
我校自动化专业主要面向汽车控制行业,具有较强的行业特色。随着信息科技技术的飞速发展,自动化的理念也在进一步的拓展与创新,尤其智能控制技术在自动化行业的不断更新,为适应发展的趋势,提高我校毕业生就业率及适应岗位的能力,我校自动化教改的基本思路是:从行业发展对该专业毕业生人才需求为目标,分别从课程体系、教学内容和教学方法、教学手段等方面为改革重点,增强毕业生适应性和创新能力为改革方向,全面建设实验实训中心以培养学生工程实际能力,充分调动学生的学习积极性和主动性;提前进入工程实验,培养工程意识和创新精神;加强实践性教学环节,全面提高人才培养质量。同时确定我校自动化专业的培养目标是:本专业培养政治合格,身心健康,德、智、体、美全面发展,主要面向汽车装配自动化生产线行业,重点瞄准汽车装配自动化生产线设计制造工程技术人员,掌握自动检测与仪表、自动控制理论、控制系统设计知识,具备控制系统的软硬件设计技能,理论到位、技术技能系统实在的高素质应用型人才。
2 自动化专业课程设置改革
根据人才培养的要求,综合考虑知识、素质、能力等方面,使学生能更好的适应技术发展、市场需求多样化及多变性,整个课程设置主要分为六大模块:思想政治课程群、身心健康课程群、理论知识课程群、技术技能课程群、综合实践课程群、素质拓展课程群。各模块课程群由相关课程系列组成。
3 加强专业课程的改革
从专业基础课到专业课、专业实践类课程进行努力加强课程方面的改革建设,建立教学团队制,深入企业调研学习,对接生产企业产业链,在基本教学要求的基础上提炼教学内容,制定适合我校学生的课程改革方案,实施项目式教学,以项目为主线,以学生为主体,教师为主导,改变以往的“教师讲,学生听”的单一填充式课堂教学模式,形成学生主动参与、积极思考、互助协作、不断探索创新的教学模式。对学生而言,以转变学习方式为契机,在主动学习并有竞争的环境中,不断激发学生的好奇心和创新意识,对教师而言,从传统的知识传播者变为学生学习的组织者、指导者,对专业建设和长期发展来说,建立全新的教学课程体系,推进学校改革的步伐,通过项目式教学的进行,不断探索组织形式、不断更新教学内容、管理方法、考评体系等的改革,随着专业实验实训中心的不断完善,项目式教学也得到了有效的推进,并取得了一定的成效。
4 加强自动化专业的实践教学,改革生产实习方式
过去实践性教学环节在教学过程中一直处于薄弱环节,重理论轻实践是学科教育培养中的弊端,而应用型本科必须加强学生实践能力的培养,一定要通过改革实践性环节入手,形成新的实践教学体系。
实验课是学生实践环节中的主要部分之一,过去以验证性实验居多,而创新性的实验很少,为了培养学生的创新能力,课程设置中逐步将主要的实验从课程中剥离出来,开设独立的实验课。在实验单独设课的基础上,又进一步增加了系统性综合实验,学生在完成指定性目标之后,能独立完成设计方案,选择实验设备,利用现有实验条件进行制作和调试,提高了学生的兴趣和动手能力。学校也加大了对实验室建设的投入,陈旧的设备已基本更新,为保障实践环节的运行发挥了很大的作用。
实习是学生走向工作岗位必不可少的环节。我校和江铃等自动化生产企业建立了长期稳定的合作关系,学生在实习中能了解生产管理的规范和严格,掌握自动化生产的整个过程。为进一步提高实习质量,学校也在着手建设校内实习基地如:我校的柔性生产线、西门子PLC综合实训室等。在学生走向实习企业之前,先在校内微企业实训室实习,在实习中学生会经历设计、安装、调试到维护的全过程。例如在西门子PLC综合实训室学生也可以在线编写程序,控制电机的起、停、调速,模拟炉膛上料、加热炉的温度控制等过程。校内实习基地在理论上也改变了校外实习的不足,解决了校内与企业生产现场之间的矛盾,提高了实习的效果。真正意义上体现“应用型”的特点。
现在高校扩招,企业生产任务与效益紧密挂钩,对于实多数也是流于形式,收效甚微。为此,我们对传统的实习模式进行改革,改革传统的到企业“蹲点”式方式。首先在教学的过程中让学生观看生产工艺、生产设备的录像片,使学生对现场有一个基本概念,再请工厂的工程技术人员到课堂里,进行整套生产过程、设备配置与维护、控制方法等进行专业的介绍,最后到企业实习。
随着信息、网络的飞速发展,自动化控制已经不是以往的单一设备为控制对象,而是形成了大规模的可以互相通信的智能设备控制网,而且在自动化领域,以工业PC为单位,可以组成各种复杂控制系统,在工控界,利用PC监控的组态软件也在大量使用并层出不穷。为了使自动化专业学生在校期间能接触工控组态软件,在实践教学环节我们也安排了相关综合课程设计环节,让学生了解组态软件,熟悉主要功能,初步掌握在工控界较为前沿的组态软件使用及组态方法,为顺利就业奠定了基础。
5 加强毕业设计环节工作力度
以往学生最后一个学期在校外实习阶段完成毕业设计任务,与指导老师之间不能实时紧密联系,甚至出现指导老师联系不上学生的现象,部分学生也只是为了应付而做,论文的质量无法保障。为改变各种不良现象,切实让学生在毕业设计环节真正将所学知识系统化,现将毕业设计工作提前一个学期进行,并专门开设毕业论文写作指导课程,切实保障该环节在人才培养计划中的重要性。
参考文献
[1]自动化专业人才工程应用能力培养模式的研究与实践 周竞 《科技创新导报》 2012
[2]电气工程与自动化专业应用型人才培养模式研究 杨兆华《电气电子教学学报》2011
[3]对电气工程及其自动化专业应用型人才培养方案的探讨 裴素萍 《第四届全国高校电气工程与自动化专业教学改革研讨会论文集》 2010
关键词:PLC;下位机系统;触摸屏
目 录
引 言 1
第一章 控制系统结构 2 1.2 SIEMENS可编程序控制器 2
1.3 上位机系统上位机上位机即图文控制中心 3
1.4 WINCC软件平台 3
第二章:冰蓄冷系统的控制 4
2.1控制目的、范围及主要受控设备 4
2.2工况转换功能 4
2.3 工况的启停、显示和故障报警功能 4
2.4 数据的记录和打印功能 4
2.5 手动/自动转换和优化控制功能 5
2.6全自动运行功能 5
2.7 节假日设定功能 5
2.8下位机操作功能 5
第三章 远程监控 6
结 论 7
致 谢 8
引 言
控制系统由下位机(现场控制工作站)与上位机(中央管理工作站)组成,下位机采用可编程序控制器(PLC)与触摸屏,上位机采用工业级计算机与打印机,系统配置必要的附件如通信设备接口、网卡、调制解调器等,实现蓄冷系统的参数化与全自动智能化运行。
下位机和触摸屏在现场可以进行系统控制、参数设置和数据显示。上位机进行远程管理和打印,它包含下位机和触摸屏的所有功能。整个系统以下位机的工业级可编程序控制器为核心,实现自动化控制。控制设备与器件包括:传感检测元件、电动阀、变频器等。中国目前集中空调的市场形势良好,在数量上增长很多,但由于 竞争导致了价格下降。制冷机的平均价格的大幅下降,也反映了制冷逐渐小型化的趋势细介绍如何对中央空调选型。中国夜间用电量大,中央空调将越来越受人们的使用。
第一章 控制系统结构
控制系统由下位机(现场控制工作站)与上位机(中央管理工作站)组成,下位机采用可编程序控制器(PLC)与触摸屏,上位机采用工业级计算机与打印机,系统配置必要的附件如通信设备接口、网卡、调制解调器等,实现蓄冷系统的参数化与全自动智能化运行。
下位机和触摸屏在现场可以进行系统控制、参数设置和数据显示。上位机进行远程管理和打印,它包含下位机和触摸屏的所有功能。整个系统以下位机的工业级可编程序控制器为核心,实现自动化控制。控制设备与器件包括:传感检测元件、电动阀、变频器等。 采用TP27彩色触摸屏作为操作面板,完全取代常规的开关按钮、指示灯等器件,使控制柜面谈得更整洁。并且,TP27触摸屏在现场可实现状态显示、系统设置、模式选择、参数设置、故障记录、负荷记录、时间日期、实时数据显示、负荷曲线与报表统计等功能,中文操作界面直观友好。 SIMATIC S7-300系列PLC适用于各行各业、各种场合中的检测、监测及控制的自动化,其强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能 。
该产品具有光电隔离,高电磁兼容;具有很高的工业适用性,允许的环境温度达60℃;具有很强的抗干扰、抗振动与抗冲击性能,因此在严酷的工作环境中得到了广泛的应用。 1.3 上位机系统上位机上位机即图文控制中心
主要由PC机和激光打印机组成,采用SIMATIC WINCC软件平台,采用全中文操作界面,人机对话友好。管理人员和操作者,可以通过观察PC机所显示的各种信息来了解当前和以往整个冰蓄冷自控系统的运行情况和所有参数,并且通过鼠标进行设备管理和执行打印任务。
1.4 WINCC软件平台
WINCC软件在自动化领域中可用于所有的操作员控制和监控任务。可将过程控制中发生的事件清楚地显示出来,可显示当前状态并按顺序记录,所记录的数据可以全部显示或选择简要形式显示,可连续或按要求编辑,并可输出打印报表和趋势图。
WINCC 能够在控制过程中危急情况的初发阶段进行报告,发出的信号既可以在 屏幕上显示出来,也可以用声音表现出来。它支持用在线帮助和操作指南来消除故障。某一 WINCC工作站可专门用于过程控制以使那些重要的过程信息不被屏蔽。软件辅助操作策略保证过程不被非法访问,并提供用于工业环境中的无错操作。WINCC 是MICRSOFT WINDOWS98或WINDOWS NT4.0操作系统下,在PC机上运行的面向对象的一流32位应用软件,通过OLE和ODBC视窗标准机制,作为理想的通讯伙伴进入WINDOWS世界,因此WINCC可容易地结合到全公司的数据处理系统中。
第二章:冰蓄冷系统的控制
2.1控制目的、范围及主要受控设备
蓄冷控制系统控制目的:通过对制冷主机、储冰装置、板式热交换器、系统水泵、冷却塔、系统管路调节阀进行控制,调整储冰系统各应用工况的运行模式,在最经济的情况下给末端提供一稳定的供水温度。同时,提高系统的自动水平,提高系统的管理效率和降低管理劳动强度,控制范围包括整个冰蓄冷系统的参数状态显示、设备状态及控制,主要控制设备有:双工况主机、电动阀、冷却塔、冷却水泵、蓄冰装置、初级乙二醇泵、板式换热器、次级乙二醇泵等,控制功能。 控制功能包括整个冰蓄冷系统稳定、经济运行所需的功能。
2.2工况转换功能
根据季节和机器运行情况,自控系统具备以下工况转换功能:a) 双工况主机制冰同时供冷模式;b) 双工况主机单独制冰模式;c) 主机与蓄冰装置联合供冷模式;d) 融冰单独供冷模式;e) 主机单独供冷模式
2.3 工况的启停、显示和故障报警功能
控制系统按编排的时间顺序,结合负荷预测软件,控制制冷主机及外围设备的启停数量及监视各设备之工作状况与运行参数如: 制冷主机启停、状态及故障报警;-制冷主机运行参数;-制冷主机缺水保护;-制冷主机供/回水温度、压力遥测和显示;-冷冻水泵启停、状态及故障报警;- 乙二醇泵启停、状态及故障报警;-冷却水泵启停、状态及故障报警 ;-压差旁通管的压差测量与显示;-冷却塔风机启停、状态及故障报警 ,-冷却塔供/回水温度控制与显示;-供/回水温度、压差遥测控制与显示;-板式换热器侧进出口温度控制与显示;-蓄冰装置进、出口温度遥测控制与显示;-冷冻水回水流量控制与显示;-电动阀开关、调节与阀位控制与显示;-室外温湿度遥测控制与显示;-蓄冰量测量与显示;-末端冷负荷控制
2.4 数据的记录和打印功能
控制系统对一些需要的监测点进行整年趋势记录,控制系统可将整年的负荷情况(包括每天的最大负荷和全日总负荷)和设备运转时间以表格和图表记录下来,供使用者使用。所有监测点和计算的数据均能自动定时打印。
2.5 手动/自动转换和优化控制功能
控制系统配置灵活的手动/自动转换功能。根据室外温度、天气预报、天气走势、历史记录等数据自动选择主机优先或融冰优先。在满足末端负荷的前提下,每天使用完储存的冷量,尽量少地运行主机。充分发挥冰储冷系统优势,节约运行费用 。
2.6全自动运行功能
系统可脱离上位机工作,根据时间表自动进行制冰和控制系统运行、工况转换、对系统故障进行自动诊断,并向远方报警。触摸屏显示系统运行状态、流程、各节点参数、运行记录、报警记录等。
2.7 节假日设定功能
系统可根据时间表自动运行,同时也可预先设置节假日,控制储冰量和储冰时间,使系统在节假日时对不需要供应空调的场所停止冷。
2.8下位机操作功能
下位机操作功能如下: a) 人机对话。操作人员可通过触摸面板进行人机对话,操作界面完全中文化,具有提示、帮助、参数设置、密匙设置、故障查询、历史记录等功能。b) 系统设置。包括操作口令设置、运行设置、运行时间表设置、记录溢出处理、自动/手动/测试选择、节假日设置、系统参数设置(包括各节点温度、压力,各介质的流量,储冰量,制冰速率,融冰速率,阀门开度,末端负, c) 故障记录、运行记录、历史记录等
第三章 远程监控
控制系统通过电话线或宽带网,与专家系统连接,对系统进行运行监控、参数修改、数据采集等,使系统不断完善和软件版本升级,让用户得到更好的服务。远程监控的目的是用户可以通过PSTN(公共交换传输网)对冷冻站进行异地远程监控。同时也可以实现远程调试、远程适时监控和在线维护等,从而大大减轻工程人员的工作强度,降低工程成本。
控制系统设计界面友好,PLC和触摸屏均可扩展,内容可扩展、参数也可修改,通过485通讯接口或通信协议实现BAS与冰储冷自控系统一体化,节约 投资、方便管理。系统集中控制,减少了动力柜占地面积,又使动力柜型号统一、式样相同、大小一致。系统扩展控制如下: a) 污水泵自动控制; b) 风、排风控制;c) 活水泵稳压控制;d) 防水泵定时运行、检测、报警; e) 淋水泵稳压控制; f) 筑物夜间轮廓照明自动控制;g) 低配计量、开关状态检报警 。
结 论
中央空调是对室内空气进行统一调节的专用系统,它通过室内采样温度、湿度,与设定的温度和湿度比较,按照一定的算法,对比例调节阀、加热器、加湿器、进/出气阀门、泵等设备进行控制,调节室内温度、湿度,达到设定的要求,提高人体的舒适度。冰蓄冷中央空调控制系统是以可编程控制器为核心,配以各种传感器、电动调节阀门、变频器等,实现对系统自动化控制, 通过PLC在冰蓄冷空调系统的推广运用,验证了PLC系统的可靠性特点,保证了系统的安全运行和有效节能,同时也为楼宇设备控制系统的控制器选型提供了新的思路。相信在不久的将来,越来越多的PLC系统在冰蓄冷空调系统的运用中日趋成熟,在楼宇设备控制系统中也将会大显身手。
致 谢
时光匆匆如流水,转眼便是大学毕业时节,秋云,聚散真容易。离校日期已日趋临近,毕业论文的的完成也随之进入了尾声。从开始进入课题到论文的顺利完成,一直都离不开老师、同学、朋友给我热情的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意!
感谢我的同门,谢谢你们给予我的帮助!
关键词:电力拖动自动控制系统;课程;实验;改革
中图分类号:TN921-4 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2014) 02-0000-02
电气工程和自动化专业的发展由来已久,但是为了适应21世纪的社会需求和国家教育模式的改革,需要对高等学校的教育模式改革,培养出具有全面的知识体系和创新能力以及高素质的综合性人才。电子技术和计算机控制技术以及改造的能力等是电气工程及自动化专业的学生必须具备的能力,为其以后从事与电气工程专业相关的工作和研究打下基础。为了培养出全面的高素质综合性人才,就需要对现有的教学模式进行改革。
一、课程难度剖析
在学习电力拖动自动控制系统时,学生必须了解直流电动机的工作原理和直流电动机系统中的电磁量以及机械量之间的相互转换关系;了解可控直流电源的产生方法,知道在控制系统中,可以根据控制对象来控制某一控制量的算法和衡量控制系统性能的基本指标;掌握单片机的原理等。而要实现学生对上面的知识的掌握,就要学习很多的知识,如自动控制理论和电机以及计算机控制技术等多门学科,所以,电力拖动自动化控制系统的知识面很广,要求的专业基础背景高。而这对于学生来说,都是很难的课程,且要在学校这段有限的时间学会,学透是很不容易的。
二、教学内容的改革,加强工程的应用
电气工程和自动化专业的课程教学内容主要是课程教学与实验以及课程设计。课程教学的目标是以电机作为对象和电力电子功率变换器为弱电控制强电的媒介,以及自动控制理论为分析和设计的基础来掌控运动控制系统的控制规律和设计方法。把课程的设计和综合实验结合起来,可以巩固课程的理论知识,提高学生的操作能力。为了加强工程的运用,可以通过加强位置控制系统和张力控制系统以及数字控制系统来增加工程的运用。位置控制系统即位置随动系统,在使用这个系统时,可以将应用广泛的伺服电机控制系统和数字控制结合起来介绍驱动器的工作原理和参数设置,为以后参加工作打好基础。张力控制系统在加工带材和线材的过程中,保持卷的进出的张力,使带材卷的整齐和紧致。数字控制系统包括数字控制的硬件电路和软件流程。
三、教学方法的探讨
课程教学的环节包括课堂教授和学生自学以及实验等,在教授理论课时,可以运用多媒体教学在其中加入动态演示的图像,让学生对内容更容易理解;在教授对交流和直流控制的软件系统时,就可以结合仿真软件,通过在课堂上建立起模型和课堂以及课后的仿真,使学生更加了解对系统的控制。而对于培养应用型的人才,由于学生没有真正的参加过工作,所以没有经验,这就使得学生对于课堂学习的知识不够理解或不感兴趣。这些问题教师在备课时都需要考虑到,如为了提高学生的兴趣,可以在教授电力拖动系统时增加其应用背景。在教学过程中逐渐改变学生的态度和思想,使其不在抱着应付考试的心态去学习,而是发自内心的真正喜欢这门学科。
四、加强实验教学中的工程实践能力
(一)理论与实验结合
“电力拖动自动控制系统”是一门在实际生活中运用广泛的课程,所以它的教学方式不应该仅仅局限于理论知识的学习,还应该将理论与实验相结合,增加学生的应用能力。在上实验课程时,应该让学生自己动手操作,根据实验的目的拟定实验的路线和选择合适的仪器仪表以及确定实验的步骤,然后进行数据的测试,并根据得出的数据进行分析。还有就是在上实验课时,可以尽量让学生掌握一些电气测量的方法和实验设计以及工程的运用结合。在学生实验的过程中,可以加深学生对理论知识的理解,对于实验时获得的数据,可以为学生以后写毕业论文时提供依据。
(二)课程设计强化实践能力
课程设计的目的在于培养学生的自主理解能力,将课程上所学到的理论知识与实践技能相结合,解决工程问题。在课程设计课上,可以选择几个与工程运用相关的主题,如变频器控制交流电动机调速的应用和设计PWM控制直流电动机调速系统设计以及无刷直流电动控制器设计等。在这些主题中,由学生选择其中的一个,然后进行分组来完成,并且提出相应的要求,如系统设计方案论证和系统指标测试以及硬件开发等。限定学生完成课程设计的时间在3周以内,而且设计的内容要包括根据题目设计相应的电路和参考文献以及显示输出电路等。在这一系列的过程中,学生及掌握了系统开发设计的流程和方法,也提高了自己的操作能力和创新能力。
五、结束语
专业教学长期探讨的问题包括如何有效的激发学生学习的兴趣和积极性以及引导学生学会自主学习和思考。本文就结合电力拖动自动控制的实际教学情况,通过分析其面临的问题,改革教学内容和教学方法以及实践环节,提高了学生学习的积极性和操作技能以及创新的能力,提高了学生的综合素质。
参考文献:
[1]李新德,郝立,孟正大.电力拖动与运动控制系统课程教学方法探讨[J].电气电子教学学报,2010(06).
[2]洪乃刚,洪小平,黄松清.电力电子和电力拖动系统虚拟实验的开发和应用[J].实验室研究与探索,2010(05):338-339.
[3]钱晓耀,陈卫民,蔡慧.“电力拖动自动控制系统”课程教学改革探讨[J].中国电力教育,2011(07):61-62.
【关键词】智慧物流;物流管理;教学改革
1智慧物流时代物流管理人才的需求分析
为提升智慧物流配送水平、营造开放共赢的物流发展环境,2016年7月29日,国家发展改革委印发《“互联网+”高效物流实施意见》文件,提出构建物流信息互联共享体系、引导物流活动数据化、加强物流信息标准化、推动物流数据开放化、促进物流信息平台协同化等要求[1]。智慧物流时代,先进信息技术将在物流领域广泛应用,基于互联网的物流新技术、新模式、新业态将成为物流业发展的新动力。智慧物流时代对物流管理人才提出了更高的要求,具体表现为:①首先必须掌握企业物流管理的基本理论与方法,熟悉企业物流业务流程与企业资源组织方式,掌握物流信息管理、仓储管理、配送优化、实时监测、通报预警、应急处置等环节的处理方法;②能有效利用互联网等先进信息技术手段重塑企业智慧物流业务流程、创新企业资源组织方式,采用信息技术精准对接供应商、分销商、合作商、配送车辆、配送网点、配送客户等各环节信息,并建立深度感知智能仓储管理信息系统,实现存、取、管全程智能化;③具备建设智慧供应链管理服务体系的能力,能有效构建适应“互联网+”大规模定制的智能集成式物流模式,同时也能为具有小批量、多品类、快速交货和连续补货等需求特征的企业提供全程无缝衔接的一体化物流服务方案。
2我国高校当前物流管理专业的教学现状与主要问题
高校物流管理专业的学生是企业物流管理人才的重要来源之一。几十年来,我国许多高校的物流管理专业教学效果比较好,为企业提供了许多高层次的物流管理人才。与此同时,还存在如下一些主要问题:①师资力量来源过于单一。与欧美发达国家相比较,由于我国物流教育发展相对比较晚,许多高校物流管理专业的老师大都从国际贸易、信息、管理与经济专业转变过来,不太了解物流行业,难以提供真实的物流教学案例与最新的物流操作方法[2]。而且,由于高校引进师资时,非常注重学历,许多引进的博士师资都是刚刚从高校毕业,直接到高校工作,没有在物流企业工作的经历,没有实际操作经验,仅仅具有相关理论,难以保障课堂教学质量。②培养目标与市场需求不够吻合。绝大多数高校都是重理论教学,轻实践教学环节。有一些高校的物流管理专业培养目标定位不明确、没有凸显地方特色。许多高校的物流管理专业课程体系趋同,难以满足企业对物流管理人才的多样化需要。③缺乏可操作性的实践教学体系。尽管许多高校建立了一些实训实验室,但与物流实践操作还存在一定距离。有一些高校与物流企业合作设立了物流实训基地,但大多仅仅只提供观摩功能,不能让学生真正参与物流操作。使得许多大学生动手能力不强,实践能力薄弱。
3智慧物流时代我国高校物流管理专业教学改革实现路径
智慧物流时代,企业需要复合型的高素质“智慧+应用”型物流人才,物流人才培养面临更大的挑战。智慧物流人才首先需要掌握企业物流管理的基本方法,还要掌握智能物流流程设计、大数据分析、物联网技术、云计算技术与自动化控制方法,更要具备创新创业能力。为有效培养智慧物流人才,我国高校物流管理专业教学改革应该从如下几个方面着手:①合理制定符合智慧物流需求的专业人才培养方案。调研智慧物流发展现状,预测智慧物流管理人才的需求趋势,归纳物流企业对智慧物流人才的职业素养与技能要求,据此制定智慧物流环境下物流管理专业人才的培养目标,在此基础上构建智慧物流管理专业的课程教学体系与专业实践教学体系、购置相关物流教学设备设施与仿真软件、申报智慧物流创新计划训练项目[3]。②组建理论与实践相结合的“双师型”教学团队。优化物流管理教学团队的学历结构、年龄结构、职称结构与来源结构。邀请国内外物流学科的知名专家、学者来校讲学或培训,鼓励教师考取职业资格证书,如高级物流师等。聘请具有实践经验的物流行业、企业高管来校兼任教师,让他们真正下课堂,传授物流实际操作与项目管理方法。将高校物流管理专业的教师通过挂职、下企业锻炼等形式,提高教师的实际操作能力。也可以与物流企业共同合作进行科研攻关、项目合作,一起解决物流企业面临的现实问题,有效提高高校教师的理论与实践相结合的科研能力[4]。③搭建信息化数字化智慧物流协同教学平台。采用校企合作方法,将高校物流管理专业的人才培养目标、企业岗位标准和职业标准相互参照,将专业能力标准与专业素质模块相对照,搭建高校智慧教学资源数据库、企业实习基地资源数据库与社会培训资源数据库。采用情境化数字教学模式,以培养学生职业素养与职业技能为目标,实现高校物流管理专业的课堂教学、企业实践操作、职业资格证书三者之间的和谐统一,切实提高课堂教学质量。④落实实践教学体系。通过毕业实践、顶岗实习等方式让学生切实参与现代物流环节的基本流程,了解物流企业不同岗位的操作方法与职责。让学生学习物流相关软件与设施设备的操作方法,提高学生的物流设备与信息系统操作能力。将毕业论文与物流企业面临的实际问题结合起来,采用物流理论结合实际情况,设计解决方案,提高学生设计物流方案的综合能力[5]。
[参考文献]
[1]国家发展改革委关于印发《“互联网+”高效物流实施意见》的通知[Z].发改经贸〔2016〕1647号,2016.
[2]李健.物流管理专业建设及教学模式的分析及研究[J].当代教育实践与教学研究,2018(2):248.
[3]吴影辉.智慧物流环境下高校物流专业人才培养方案构建的研究思路[J].价值工程,2018(5):161-163.
关键词:实践教学;教学改革;实习基地
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)16-0229-02
化学是一门实践性很强的学科,与工业生产有着密切联系,专业实习是应用化学专业学生理论联系实际,加强化学技能训练,强化工程意识和实践能力必需的重要教学实践环节。针对近年来在教学实践中碰到的问题,结合我院的具体情况,对合理安排师范高校应用化学专业的实习教学及其改革提出了一些建议,以不断提高其教学质量。
一、化学教学中专业实习实践教学的现状
我国的化学工业化水平已进入高度计算机自动化控制时代,对工程技术人才的要求更加苛刻,实践教学效果的好坏将直接影响学生工程素质的高低和就业竞争力的强弱。就我院而言,随着学校的建设和发展,目前共开设有48个本科专业,其中约半数为非师范专业,每年的毕业生超过3000人。从用人单位反馈的意见显示,我校非师范毕业生理论基础并不比省内同等院校差,但科研能力和操作技能稍有欠缺,不能很好地迎合多变的市场需要。因此,对非师范专业实习的改革很有必要性。目前非师范学生的实习实践教学面临不少困难和问题,主要表现在以下几个方面。
1.学校教学管理方面的问题。教学资源不足,影响实习的质量。主要表现为:①非科班出身的专业教师工程实践经验不足,且实践教学指导任务繁重,学生专业技能、实际操作方面的训练不充分;②化工实验设施不足,还没有建设和使用仿真实习技术;③在教学内容上就事论事多,缺少对先进设备结构与功能的详细分析;④在教学观念上,重课堂知识轻实践;⑤由于经费不足,实验室中试验设备少,试验以微量半微量小型仪器操作为主,学生很难联想到工业化连续运转对产品质量等的影响。实验仪器维护和保养几乎为真空区,能一直正常使用和运转的设备不多。
2.新形势下选择和联系实习单位面临的困难。由于各高校实习时间安排过于集中,在市场经济环境下,考虑到生产和管理管理成本增加、实习费过低、知识产权保护、安全等方面的影响,很多企业对接纳学生实习的积极性不高。
3.学生实习积极性不高。在高校“厚基础,宽口径”的培养模式下,部分学生思想上自视过高不能把个人理想与对社会现实的看法尽快地统一起来,往往产生失落感。在经济负担上,校外实习的吃、住和交通费用实际上是由学生自己负担,由于实习时间短,实习单位一般不愿意给学生学徒工的待遇,学生经济压力较大。另外,专业实习通常安排在大四,正值学生忙于找工作、投简历的黄金时期,由于就业压力、择业需求不同和对未来的较高预期,不少学生选择了与本专业不太对口的工作,鉴于专业实习对择业和就业作用不大,实习积极性也不高。
二、改革的思路
1.加强实践教学改革,完善实习制度。通过在现有的非师范生培养方案中完善实习过程监控体系,进一步细化实习质量考核标准和工作要求,灵活安排实习时间和实习形式,鼓励学生入学开始就自己寻找实习机会,使大学教育逐渐与社会发展、市场需要接轨;鼓励专业实习跟教师的横向课题相结合,形成毕业论文,增强学生对实际生产问题的分析和研究能力,体现学校产学研一体化的办学宗旨。在实习形式上可以采取集中实习与照顾个人需求的分散实习相结合的模式,校内仿真实习为主,校外见习为辅的模式,或多岗位轮岗实习等新模式。与此同时,政府应出台相应政策,明确高校学生实习制度的必要性,增加实习经费比例,使实习具有可行性。
2.以本科教学水平评估为契机,完善校内实训设施。应用化学为师范高校的非师范专业,校内实习设施的采购和建设相对落后于师范专业建设,部分甚至处于筹建阶段,借助本科教学水平评估和特色专业实验室建设的挈机,购置一些典型化工单元操作、工段和流程的化工仿真设施和软件,由指导教师在实验室讲解典型工业实例,训练学生开、停车的操作能力。通过生产过程仿真,营造类似于真实生产车间的教学环境,增加学生动手的机会,使学生既熟悉了工艺流程,又了解了主要生产设备及管路、控制点、阀件的合理布控及作用。同时,化工仿真训练如能与毕业论文、毕业设计、大学生创新项目以及大学生创新基地建设相结合,不仅可以增加实验设备的利用率,丰富实习实践教学手段,还可强化学生工程意识和创新意识的培养,拓宽知识面,为灵活安排专业实习模式打下基础。与传统教学模式相比,校内仿真实习为主的新型教学模式,可减轻学生校外实习经济上的压力。
3.建立稳定的校外实习基地,加强校企合作和管理。师范高校可立足自身特点,采取“互利互惠”原则,从以下几方面培育和扩充稳定的校外实习基地:①在满足专业性、管理规范和有用人需求的前提下,优先就近选择当地知名品牌企业或本行业有实力的大型企业;②实行实习基地挂牌制,双方签订合作协议后,尽早挂牌,并委派社交能力强的教师负责保持联系;③加强校企双方在技术服务、科研项目方面的合作,帮助企业培训技术骨干,建立横向课题,帮企业解决生产实际问题;④邀请企业家或工程师经常到高校开设讲座,加强师生与企业的交流,扩大企业影响力,提升知名度;⑤高校根据企业列出的人才需求计划及时调整学生的培养方案,为企业培育和发掘有用人才。目前,与我院已签订校企合作协议且专业对口的稳定校外实习基地有柳州化工股份有限公司、柳州钢铁股份有限公司、北流三环集团、广西银亿科技矿冶有限公司、兴业海螺水泥有限责任公司、玉林燕京啤酒有限责任公司等十几家大中型企业。总之,通过建立稳定的实习基地,加强合作和管理,既拉动企业接纳学生实习的积极性和配合的热情度,又促进就业,使专业人才的培养维持供需平衡。
4.消除学生心理顾虑,提高实习积极性。在开展实习工作之初,提前预测学生在实习活动中可能遇到的心理、思想等方面的问题和矛盾,甚至由此产生的骄傲自大、自卑等不正常心理,有针对性地对学生开展思想教育,提高思想认识、加强业务、技能学习和心理训练,使其尽快适应实习工作。安排实习任务时,采取集中实习与照顾个人择业需求的分散实习相结合的灵活实习模式,让学生与有意向的企业有充足的时间进行双向选择,挑选双方都满意的学生进厂就业。即使未就业的学生,对于将来的就业发展也起到了很好的导向作用。
学科知识与社会实践教育是相辅相成的,要提高应用型人才的培养质量,就要在实习教学过程中积极探索,不断总结,才能培养满足社会发展要求的适应能力强、创新意识高和思维敏感的复合型专业技术人才。
参考文献:
[1]刘新华.化工实习教学的困境呼唤教育制度的改革和完善[J].化工高等教育,2007,(5):29-311.
[2]任朝华,罗跃,李水清,等.应用化学专业生产实习的实践探索与认识[J].教育与教学研究,2011,25(6):88-90.
[3]段福斌,杨礼康,潘骏,等.提高专业认识实习教学效果的思考[J].浙江科技学院学报,2007,l9(l):64-66.
【关键词】步进电机,加减速控制,规律
中图分类号:F407文献标识码: A
一、前言
近年来,我国步进电机工程虽然取得了飞速发展,但依然存在一些问题和不足需要改进,在十八届三中全会深化改革精神指引下,加快实体经济发展推动产业转型升级的新时期,加强对步进电机加减速控制规律的掌控,推进步进电机在实体工业经济尤其是自动化设备中的应用,对步进电机技术的提高有着重要意义。
二、步进电机的概述
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。由于脉冲信号数与步距角的线性关系,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点,使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
步进电机作为控制执行元件,是自动化设备的关键部件之一, 广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。例如,在仪器仪表、数控机床设备、木工机械、物流设备以及计算机的设备中(如打印机和绘图仪等),凡需要对转角进行精确控制的情况下,使用步进电机最为理想。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。
步进电机只能够由数字信号控制运行的,当脉冲提供给驱动器时,在过于短的时间里,控制系统发出的脉冲数太多,也就是脉冲频率过高,将导致步进电机堵转。要解决这个问题,必须采用加减速的办法。就是说,在步进电机起步时,要给逐渐升高的脉冲频率,减速时的脉冲频率需要逐渐减低。这就是我们常说的“加减速”方法。步进电机转速度,是根据输入的脉冲信号的变化来改变的。从理论上讲,给驱动器一个脉冲,步进电机就旋转一个步距角(细分时为一个细分步距角)。实际上,如果脉冲信号变化太快,步进电机由于内部的反向电动势的阻尼作用,转子与定子之间的磁反应将跟随不上电信号的变化,将导致堵转和丢步。所以步进电机在高速启动时,需要采用脉冲频率升速的方法,在停止时也要有降速过程,以保证实现步进电机精密定位控制。
三、步进电机的技术现状
步进电动机出现于上世纪,它是一种可以自由回转的电磁铁,动作原理和今天的反应式步进电动机没有什么区别,也是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。在本世纪初,步进电动机的技术得到了长足的进步,到了80年代后,由于廉价的微型单片机以多功能的姿态出现,步进电动机的控制方式更加灵活多样。原来的步进电机控制系统采用分立元件或者集成电路组成的控制回路,不仅调试安装复杂,要消耗大量元器件,而且一旦定型之后,要改变控制方案就一定要重新设计电路。单片机则通过软件来控制步进电机,更好地挖掘出电动机的潜力。因此,用微型单片机控制步进电机已经成为了一种必然的趋势,也符合数字化的时代趋势。对于步进电动机国外早已发展高性能的混合式结构,我国混合式步进电机90年代才开始发展,混合式电机的使用量近年也在不断增长。由于长期使用磁阻式电机,使得两种机型并存,造成与国外的差距加大。在高性能、高技术含量电动机方面,如无刷直流电动机、交流伺服电动机、直线电机等差距更大一些。这主要是由于我国电子技术落后,投入不足和人才短缺。
四、步进电机加减速控制规律
(一)指数型加减速优化控制方法
对于步进电机来说,如果想得到最快的加减速过程,就需要在每个频率下输出相应的最大转矩,即电机以最大的加速度来运行,就可以得到最快的加减速曲线。
(二)算法的修正与改进
由上面的理论方法得到的理论加减速曲线,在实际系统的应用中情况并不好,对于负载比较大的系统,所需的加减速台阶数过多,过程非常复杂,消耗了大量的系统资源,同时步进电机也出现了明显的失步情况,分析其原因在于每个速度只运行一步,还没有完全稳定就运行到更高的速度了,所以造成了系统的不稳定。因此,曲线需要进行一定的修正,通过步进电机加减速实验寻找其中的规律,提供合理的制定优化曲线的方法。
1、最优加减速趋势
首先,需要知道电机在什么样的加减速趋势下,可以用最短的时间完成加减速过程。所以,对于同一个负载,应用不同趋势的加减速曲线,观察哪种方式下运行最快。必须获得采用加速较快的指数曲线趋势所用的时间、采用负载所对应的理论的加减速趋势所用的时间和采用加速较慢的指数曲线趋势所用的时间。通过实验,我们发现对于负载来说按照理论上的优化曲线趋势下运行,比其它加减速趋势所用时间短,所以我们可以认为:虽然完全应用理论上的加减速曲线会有很多缺点,但是有理论求取的加减速趋势是非常合理的,带来了很好的快速性。这里需要说明的是:为了保证步进电机正常运行,在应用这些曲线时进行了低频修正―增加低频运行时的步数,直到电机正常运行为止。
2、实验规律
虽然按照低频修正后理论上的加减速曲线运行,电机运行速度非常快,但是也存在一定的问题,加减速台阶过多,非常的复杂,给系统带来了一定的负担;系统缺乏连续性,负载的少量增加,就会导致系统无法正常运行;没有很好的规律性,对于不同的负载,设定加减速过程不方便。为了减少运行台阶,对于理论计算得到的加减速曲线中的某些速度台阶,步进电机就直接跳过去,到下一个速度台阶。我们通过实验发现了这样的规律:选取理论上的优化曲线中的一些台阶作为运行曲线,电机仍可以正常运行,但是要增加每个速度台阶的步数,同时所用的使电机正常运行的最小时间也将增长。电机运行台阶数越多,使电机正常运行的最小时间也就越少。
同时,我们通过实验也发现:时间随着所取台阶数的减少而增长,但是对于加速过程和减速过程的影响是不同的。随着索取台阶数的减少,加速过程所用时间明显增加,减速过程所用时间变化则较小。
(三)提出新优化方法
通过实际工作中的经验,归纳出了一种升降速曲线的优化方法:电机的加减速趋势采用理论计算得到的指数加减速曲线趋势,上升和下降的台阶数分别取相应的理论优化曲线的一半,然后每个上升台阶走5步,每个下降台阶走3步,这样就可以保证电机正常运行,而且有较快的速度,同时减少了运行的台阶数(见图1),使曲线更简单,同时即使负载有少量的变化,电机也可以正常运行,使系统性能更好。
(四)匀加减速控制
在步进电机升速过程中,匀加减速运动是加速度保持一恒定值不变,速度以线性规律上升。该种加速方法快速性较好,但由于速度呈线性上升或下降规律,不完全符合步进电机的速度变化规律,所以该种加减速控制方法效果不是十分理想。通过匀加减速控制实验,步进电机处于负载状态下可以按预期的目标升降速,但是出现过冲量大、稳定性差、噪音大的现象。所以在短距离的步进电机加减速控制中不适合采用该方法。
(五)加速度控制
由于步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反电势,在升速过程中,频率越高,反电势越大。在其作用下,电机随频率 (或速度)增大而相电流减小,从而导致输出力矩下降。所以,若步进电机升降速曲线不合理,会造成失步或堵转现象,从而直接影响到整机的精度与稳定性。所以,必须要经过严格的理论计算与大量的实验来确定最佳的加减速控制方案。由于步进电机为单片机主控,指数曲线在实际软件编程中比较麻烦,所以采用离散逼近法获得理想的升降速曲线,将事先算好的数据存贮在ROM内,在工作过程中直接读取。步进电机以“突跳频率”启动,并按指数规律上升。在步进电机速度变化过程中,速度不是连续变化,而是按分档阶梯变化,每一个速度阶梯的运行时间都不同。随着速度的上升,对应速度阶梯运行时间也呈上升趋势,即随着速度的上升,对应阶梯运行脉冲数也随之增加,电机升降速曲线图见图2。
五、结束语
随着步进电机技术的不断发展与完善,步进电机加减速控制规律将会得到更多管理者的重视,在市场竞争日趋激烈的背景下,步进电机加减速控制规律将会发挥着越来越重要的作用。
参考文献
[1]刘亚东,李从心,王小新.步进电机速度的精确控制[J].上海交通大学学报,2001