发布时间:2023-10-10 15:58:24
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的机电一体化及自动化样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
[关键词]自动控制;机电一体化技术;生产
中图分类号:TP273;TH-39 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)16-0332-01
中国属于世界上的制造大国之一,具有较高的生产水平,但高水平的生产力就要求机电应符合生产力的要求,制造业需要依靠自动化控制技术提高生产企业的生产效率。扩大生产规模,在制造行业中占据着较为主要的地位。有效的自动控制系统及技术、机电一体化技术在生产过程中显得尤为重要。
1.什么是自动控制技术及机电一体化技术?
1.1 自动控制技术
自动控制技术顾名思义就是在不需要用人来进行控制的情况下,使用先进的科学技术及机械设备让机器自身构成一个较为完整的系统进行正常工作及运转的一项技术,是机械设备或机器根据控制技术设置好的程序及预期的各项步骤进行生产的过程。自动控制技术的应用很大程度减少了不必要的劳动力消耗,减少大量劳动力的干预情况;自动控制技术的应用还能在生产过程中减少失误操作的发生,员工根据设定好的程序进行进行操作,生产的出错率有所降低,提高了生产效率[1]。
1.2 机电一体化技术
机电一体化技术属于一种较为全面及综合性的技术,机电一体化涵盖的方面主要包括信息传感器、电子工业、微电子及信号变换等,主要核心为硬件及软件技术,机电一体化技术很好的顺应了时代的发展,属于时展的产物,具有一定的智能化特点。机电一体化的构成中关键点在于信息处理技术,信息处理技术的应用效率促进了机电一体化,机械本体技术的应用效果与机械自身的材料存在着较为密切的关系,要想提升机械本体技术应严格把控机械原材料,将耗能降至最低。
2.自动控制技术及机电一体化技术在生产中的应用
2.1 机电一体化技术在数控机床中的应用
数控机床应用机电一体化技术的现象最为常见,数控机床一定程度上反映了机电一体化发展的主要进程及形态,随着科学技术及职能化、自动化的不断发展与进步,数控机床的先进技术不断随之变化,目前的数控机床存在着知识扩展功能、感知环境功能、智能化模拟功能、智能编程功能及网络通讯功能等,在生产过程中一旦出现不能建模的现象,可以立即采用模糊系统进行加工,对加工过程中出现的故障进行诊断及调节,在最短的时间内恢复生产,减少因机器故障出现的生产力下降情况[2]。(见图1)
2.2 自动控制技术在工业生产中的应用
自动控制技术及机电一体化技术在工业制造业中运用较为常见,特别是机械的制造方面,在制造机械的生产过程中,采用自动控制的智能化技术能将生产过程中可能出现的一系列影响生产的问题进行避免及排除,自动控制技术主要通过神经网络与模糊系统相结合进行制造建模,采用自动控制技术中的反馈技术科学、有效及将生产进度把控好,自动控制技术能将突发的生产问题发生可能降至最低且及时处理突发问题。其主要采用机械故障智能诊断技术及智能传感器技术进行智能化的监控及处理,有效的减少了生产问题的出现,为生产提供了有力及坚实的基础。
2.3 自动控制技术及机电一体化技术在科技生产中的应用
自动化控制技术应用在机电微型计算机中主要是利用控制装备建立一个完善的数学模型,在计算机辅助功能的帮助下将生产程序进行相关控制。自动化控制技术有效的将自动控制及机电规律之间的关系进行了协调,有效促进了单元技术的融合效果,具有较大的生产价值,将产品的技术含量提升至一定高度,将产品的生产周期大幅度缩短,延长了机械设备的使用寿命,将企业的投入降至最低,提高了生产力。还一定程度上的激励了工程师不断开发研制新型便利的基点模型,将工作能力提高至一定程度。自动控制技术还一定程度上提高了微型计算机发现漏洞的功能,微型计算机能快速对危险进行预知,利用自动控制技术将机器进行控制后,避免危险的发生,为企业发展减少风险及损失。
2.4 自动控制技术在科学技术中的应用
将自动控制技术融入进机器人的制造中,通过利用神经网络技术对机器人进行智能化的控制,在合理应用自动控制技术后,机器人在原本具有的模仿及学习能力的基础上能更加智能化的自我判断外界的事物,对外界发生的事物作出最正确的选择及反应处理。急切人主要通过模拟人生的思维模式及行为进行相关活动,急切人需要有机向外界接收信息及控制参数等任务,若将自动控制技术与机器人进行结合将实现设备无人自主操作的境界[3]。
3.结语
随着我国生产力水平的不断发展及提高,其对机电制造行业的要求亦越来越高,C电等制造业的高要求不仅需要满足人们日益增长的机械需求,还应利用自动控制技术为企业提高生产效率。自动控制技术及机电一体化技术能有效提高企业生产效率,将智能化进程推进到一定层面,大力开发机电一体化产品,将自动化、信息化融入进去,带动企业经济模式的转型及发展,努力培养自动控制技术及机电一体化技术的人才。将生产系统与机电控制装备联合起来,及时对生产过程中存在的、潜在的问题进行解决及预防,以精密的计算程序代替人脑,以快速的生产效率代替人手,减少失误的出现,提高生产水平。
参考文献
[1] 秦冲.光机电一体化技术在煤炭输送控制系统设计中的应用[J].漯河职业技术学院学报,2016,15(5):23-27.
关键词:变电站综合自动化、后台监控系统、应注意的问题
0 前言
目前,变电站自动化系统已经广泛应用于各级变电站,自动化程度高,运行状态稳定,在实际运行中,充分发挥了技术先进、运行可靠的特点。变电站自动化系统在变电站的广泛应用,对变电站实现保护监控系统的升级换代、提高自动化程度、实现调度自动化和自动抄表、建设无人值班变电站和减人增效以及标准化管理等方面发挥了积极的、至关重要的作用。
1 在实际运行中存在的问题
1.1 后台监控机
(1) 是否设置后台监控机。
目前,关于在县级变电站自动化系统或是小型变电站是否设置后台监控机有两种观点: 一种是设置后台监控机,一种是不设置后台监控机。前一种观点是认为当前变电站仍然是有人值班或少人值班,设置后台监控机便于现场监控和管理,便于监控保护系统的安装和调试,便于保护定值的试验、调整和事故记录的查询等; 后一种观点是认为变电站将最终变成无人值班形式,故无需设置后台监控机。实际上,由于一次设备状况以及旧的变电站改造等问题,有不少县局尚未建立调度自动化系统和不能立即实现无人值班等原因,目前新建和改造的变电站很多仍然设置值班人员,既使以后能够实现真正的无人值班,也还需较长一段时间,因此,从实际需要出发,变电站应设置后台监控机,所以在订购变电站自动化系统时,应同时订购后台监控机及相应监控软件,防止不能满足实际需要而重新订购,增加投资。
(2)后台监控机应选择工控机。
由于后台监控机要求时实长期连续运行,处理的数据量比较大,响应速度快,而且处在强电磁环境,所以一般普通计算机无法满足要求,在选择时应选择高性能工控机。高性能工控机能够在强电磁环境工作,抗干扰性能强,能够时实运行,硬件设备工作稳定性好,能够满足变电站后台监控系统的要求。目前在一些变电站,由于后台监控机大量使用商用机、家用机和其它计算机,已经出现后台监控机损坏而不能工作情况。高性能工控机能够保证变电站后台监控系统的安全稳定运行。
(3)后台监控机运行管理。
实践表明,后台监控机的运行管理工作十分重要。在实际运行中,已经多次出现了后台监控机由于人为和监控机本身等原因导致瘫痪不能工作情况,有的变电站一年内就发生数次,多为人为原因引起,严重影响了变电站的整体运行。因此,为防止这种情况发生,一是要制定变电站后台监控机的运行和管理制度并严格执行,对值班人员进行约束,防止利用后台监控机玩游戏、上网,防止私自使用软盘和光盘使监控机感染病毒等,一旦发生人为原因引起的后台监控机瘫痪情况,严格按制度处罚。二是加强管理部门的定期和不定期检查,发现问题,立即处理,不留后患。三是设置操作系统和监控软件密码管理办法,只有管理部门和变电站站长掌握密码,普通值班人员不掌握密码,防止随意进入操作系统和启动、停运监控软件,防止使用后台监控机的软、硬件资源并遭到破坏。四是用监控软件封装操作系统,监控软件封装操作系统是指当第一次启动后台监控机时,监控机自动启动操作系统后继续启动监控软件,直至启动到监控软件界面,如果停运监控软件,需要输入密码,只有掌握密码的人才能停运监控软件,进入到操作系统。目前,有一些变电站自动化系统的后台监控软件不具备这种功能,应与厂家技术人员共同解决。监控软件封装操作系统功能在防止后台监控机被别人使用和被破坏等方面是十分有效的。在选择后台监控软件时,应注意选择具有这种功能的产品,提高后台监控系统运行的安全可靠性。
(4)后台监控机应配置不间断电源。
在一些变电站中,没有为后台监控机配置不间断电源,使用的是站用变交流电源。使用站用变交流电源存在下列弊端: 一是当系统停电时,后台监控机失去电源,不能工作; 二是占用变交流电压波动较大,电压质量有时不合格,有时电压高,烧毁计算机,有时电压低,计算机不能工作,不能给后台监控机提供合格的电源; 三是当站用电中断时,后台监控机失去电源; 四是当10kV系统接地时,站用变交流电源受到严重的谐波干扰,影响后台监控机的正常工作。目前,一些厂家生产直流逆变交流的逆变器,以站内直流蓄电池为逆变器的直流电源,逆变交流后供给后台监控机使用,容量选择500-1000VA即可。配置这种逆变器,不用另外购置直流蓄电池,节省投资,效果良好。
(5)后台监控系统中时实数据和事故记录不能存储。
目前,有的变电站自动化系统的后台监控系统,不能存储时实数据和事故记录。随着硬盘制作技术的不断发展,大容量硬盘已经出现并广泛应用,监控软件应具有按照可选的时间间隔存储时实数据的功能,应具有存储事故记录的功能,便于保存、查找、浏览和打印历史数据和事故记录。
1.2 保护监控系统不具有故障滤波装置
目前,在一些变电站的保护监控系统不具有故障滤波装置。作为变电站自动化系统,故障滤波装置应是必备一种装置,当配出线发生故障跳闸时,故障滤波装置能够记录故障跳闸前后10或更多周波内电流的变化以及故障电流值,便于分析故障原因。
1.3 保护监控系统的事故和预告音响信号
一些变电站的保护监控系统的事故和预告音响信号受后台监控系统的控制,当后台监控机不能工作时,事故和预告音响信号则不能发出,不能提示值班人员处理事故或故障,严重影响变电站的安全运行,这类情况已经发生几次,造成PT烧毁,开关事故跳闸不知道。
对于这种情况,应与厂家联系,共同处理,将保护监控系统的事故和预告音响信号独立出来,不受后台监控系统控制,防止发生后台监控机不工作时发不出保护事故和预告音响信号情况。
1.4 保护监控系统远动数据和信息的发送与接收处理
(1)远动数据和信息的发送。
一些变电站自动化系统的远动数据和信息是通过后台监控系统发送到调度主站,当后台监控系统不能正常工作时,则远动数据和信息的发送不能发送,这种方式不利于远动数据和信息的发送,应在保护和监控系统的通讯单元直接向调度主站发送远动数据和信息,不受后台监控系统控制。由于远动数据和信息的发送受后台监控系统的控制,已经有几个变电站由于后台监控机不能正常工作而停止向调度主站发送远动数据和信息。这种情况只能由生产厂家来给以处理。
(2)远动数据和信息发送、接收处理。
目前,一些变电站自动化系统对远动数据和信息的发送、接收处理能力不强,主要表现在: 不能上传保护定值、主变档位等,不能正确接收、处理调度主站的开关遥控操作、修改定值、主变调档等功能。由于这一问题的存在,对于变电站的自动化程度受到很大影响,不利于设备的远程操作。
【关键词】电力调度自动化;特点;应用,一体化
1. 一体化技术在电力调度系统中的应用探究
(1)平台一体化的探究
电力调度在计算机硬件以及操作系统上存在着非常多的选择,由于硬件和系统存在着差异,在电力调度的系统中存在着数据平台和底层的硬件和操作系统。
(2)电力调度的功能一体化探究
我国的电力调度在现代得到了很大的发展,所以我们实现整个电力调度的功能发展,实现其智能化发展,我们在整个电力调度的系统中,要对其数据库、界面、以及图形等资源进行共享,然后达到功能的一体化。
(3)电力调度中的图模一体化概述
我国电网的改革不断进行,电网的规模在不断的扩大,所以我们对整个电力调度的系统的数据库以及网络模型库的要求也在不断的提高。
(4)电力调度接口的一体化概述
我们通过定义实现请求应答的数据访问体系,对整个通用的数据进行访问控制,我们采用数据的访问实现整个信息的同步,对所有的复杂结构的数据实现实时的访问。
2.三种电力调度自动化系统的应用情况
2.1 CC-2000系统
该系统是采用开放式的系统结构进行设计的,并且还采用了面向对象技术,利用事件驱动和封装的思想为应用软件提供了透明的接口。该系统在面向对象技术的基础上还引进了大对象概念,这样能更好地适应事件驱动、继承性以及封装性的相关要求。同时,支撑系统通用性和专用性的结合不仅能够满足电力系统的各种需要,还能够兼顾其他行业的实时应用要求。该系统根据软件工程的规律进行开发,实现了软件工程的产品化。相关技术鉴定认为,按照开放式结构设计、采用面向对象等技术的系统在国际上属于水平先进或领先的范畴。目前,在各方的合作与协调下,已经在CC-2000这一系统平台之上开发了电网的相关应用软件,真正实现了EMS系统的完整性。
2.2 SD-6000系统
该系统是我国电力部门的重点项目,是由我国部分单位联合开发的具备统一性平台的分布式、开放式能量信息管理系统。1994年投人运行,1996年通过相关的测试及鉴定。SD-6000系统有效集成了气象卫星云图、超大规模调度投影屏以及调度电话的自动拨号等新技术。该系统的主要特点是其支撑系统平台有较好的分布性以及开放性,人机界面的管理系统运用了面向对象这种先进的技术,同时其在建立电网元件模型以及电网拓扑结构等方面的优势也比较突出。EMS支撑软件与管理系统的商用数据库采用SQL标准接口,便于用户自行开发和由第三方开发应用软件,有较高的稳定性和可靠性,前置机应用软件设计合理、实用。
2.3 OPEN-2000系统
OPEN-2000系统是江苏省立项的重大科技项目,是由我国南瑞公司于1998年成功开发的一套集DMIS、DMS、DTS、PAS、AGC、SCA-DA于一体,适用于网、省调和大中型地调的新一代能量管理系统。该系统的成熟性较好、性能比较完善、适用面比较广、可靠性较高,同时发展速度比较快。系统采用的是100M平衡负荷双网机制,可靠性更高、流量更大,是完全依据商用数据库开发的且具有客户/服务器模式的一种管理系统。通过面向对象这种先进技术,把电力设备作为其对象建立起了数据的存储模式以及电力系统的相关模型,其软件设计完全采用了面向对象的语言以及面向对象的方法。该系统较适用于电网调度管理中,并且由于其自身的各种优点在未来电网建设与发展中将会得到更大规模的应用。
3.系统平台的一体化
自动化系统在电力调度中得到了广泛的应用,并且在计算机硬件以及操作系统上具备实时性好、可靠、稳定以及成熟等优点。因为应用X64及X86系列CPU的计算机性价比较高,所以系统也必须支持该类计算机的Windows、Solaris和Linux操作系统,使客户有更灵活的选择。电力调度自动化系统需利用中间件技术,在数据平台系统和底层不同硬件体系、不同操作系统之间建立一个基于应用中间件的分布式运行和开发的中间软件包,即系统的应用中间件平台。中间件的一般工作机制是:客户端的一些应用程序需要从网络中的某个地方获取一定的数据或服务,这些数据或服务可能处于一个运行着不同操作系统和特定查询语言数据库的服务器中,而客户/服务器这一应用程序内部负责数据寻找的单元只需要访问某个中间件系统即可,由中间件完成到网络中寻找数据源或服务,进而传输客户请求、重组答复信息,最后将结果送回应用程序的任务。
3.1 COBRA中间件
COBRA产品通常具备以下特性:
(l)支持分布计算,提供跨网络、硬件和平台的透明性应用或服务交互;
(2)满足实时EMS系统数据采集和处理的速度要求;
(3)支持标准的协议;
(4)支持多种编程语言;
(5)提供接口描述语言(如IDL)到C++、Java等多种语言的映射;
(6)支持在服务端和客户端之间多种数据类型的传输;
(7)提供高性能的多线程机制,支持并发访问;
(8)支持在ORB级进行各种策略的配置;
(9)具备负载平衡的功能,按照所提供负载来实施相应负载的平衡策略。
3.2中间件平台的主要特点
目前,我国先进的电力调度自动化系统多是基于跨平台的GUI库Qt开发统一的应用平台。该中间件平台的主要特点有:
(1)对各类型操作系统之间存在的差异有充分的考虑,同时对这些差异实施了透明化的包装与处理,进而使上层的应用不用修改代码就能够直接移植至不同类型的操作系统上。
(2)能够为上层的应用提供一个分布、统一、虚拟以及可扩展的开发平台,这样就能够使单一系统可编程有效转化成多种系统可编程。
(3)按照电力调度自动化系统的主要特点以及操作系统提供一系列基本的开发接口,在对上层应用进行开发时关键任务是进行集中包装处理,这样才能够形成一系列的软件包,进而为上层的应用提供完善、统一以及实用的服务以及编程接口。
4.结语
如果一体化技术能够在电力调度自动化系统中得到很好的应用,无疑将使该系统变得更加易用、开放,能够更好地为电力系统服务,进而使电网的质量以及运行的经济性不断提高,这就为我国的经济建设提供了可靠保障。
工程项目因其差异性而导致项目管理方案也不尽相同,电力建设工程规模逐渐增大,合理有效的项目管理方案有利于电力建设工程的进展。笔者对电网建设工程进度控制与质量提升途径进行分析和探讨,希望有所指导和帮助。经过研究发现,许多一体化技术已经发展的非常纯熟,也为上一代调度自动化系统解决了一些问题。主要应用包括:
(l)通过COBRA中间件,屏蔽软硬件平台的差异,对于系统上层应用实现平台一体化。
(2)采用图模库一体化技术,减轻了系统维护工作量,并为功能一体化的实现打下良好基础。
(3)通信中间件的研究和应用,使得各功能可以灵活配置和扩展,共享系统一套数据库及图形资源。
(4)对于IEC61970标准的遵循,可以实现不同系统的无缝互联,避免了“信息孤岛”的出现。
同时,我们也可以发现,接口一体化的实现是更为艰苦的过程,因为它涉及到电力系统的各个环节,目前IEC61970的部分细节还在讨论制定中,也无疑会对电力调度自动化系统一体化发展速度有所限制,但是我们相信这些问题很快都会得以解决。
当然,一体化技术在应用的过程中,依然有一些不足,在今后的研究过程中,还有很多深入的工作要做,所以下一步要密切关注IEC61970标准的发展,及时应用与系统。系统的图库一体化中,脱离了单个元件,将间隔作为一个对象整体描述,带来了便利,但如果更进一步,直接将变电站的模型作为一个整体对象进行描述,用户只需说明变电站的电压等级,母线,变压器的基本状况和出线的接线方式,就可以直接建立对应的图形和描述,则更加方便。随着电力系统的发展,还有更多的一体化技术需要我们去应用与研究。
参考文献:
[1]辛耀中.新世纪电网调度自动化技术发展趋势[J].电网技术,2001(12)
[关键词]一体化技术 电力调度 自动化 应用分析
中图分类号:D63 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)10-0235-01
1、引言
电力系统是支撑我国国民经济发展和进步的重要基础,我国将电力系统的建设工作一直放在重要的位置上。当前的电网建设改造工程快要告一段落,从实际情况来看,的确有了很大的改进。随着我国各个地区经济实力的不断提高,各个层级的电力系统不断完善,为了能够在更大程度上加强对我国电网的管理与控制工作,就需要重视电力调度自动化系统的应用与完善。当前对电力调度自动化系统的应用需求越来越强烈,针对电力调度自动化进行研究和分析的工作在当前的社会发展中具有十分显著的现实意义。
2、电力调度自动化应用的实际情况简析
在我国,最早是在上个世纪末开始出现利用计算机技术而成的电力调度自动化系统。但是限于当时的计算机技术还不够成熟,电力调度自动化系统的功能比较少。除此之外,当时的电网发展还没有达到现在的规模和水平,因而电力调度的工作难度不大,进行调度的相关工作人员基本都是依靠经验进行工作。随着我国经济水平的不断提升以及国家对电网发展的支持力度的加大,我国的电力调度自动化技术水平也在迅速地提高。在电力系统各个部分的自动化设备趋于完善的情况之下,电力系统能够保存的数据信息更多,存储空间更大。为了能够充分利用这些信息数据,在电力调度自动化系统的基本功能之外,很多更高级的功能正在不断被开发和应用。高级功能的增加让电网的管理工作人员工作更有效率,工作质量更高。与此同时,过去基本根据经验进行调度工作的局面也逐步过渡到科学分析和操作的阶段。到了新的世纪,计算机技术和信息技术水平进一步提升,电力调度自动化系统也逐步向智能化方向发展。
3、电力调度自动化应用存在的问题
3.1 电力系统之间存在差异
在我国经济发展水平迅速提高的背景之下,社会发展与人们的日常生活对电量的需求越来越大,为了进一步满足经济建设和人们生活的用电需求,我国已经采取相应的政策措施来支持电力系统的建设工作。为了能够跟上时代进步的步伐,电力调度自动化系统也需要进行及时的完善和改进。电力调度自动化系统是基于计算机技术发展而来的自动化运作系统。我们可以在当前的市场上看到很多硬件设备,各式各样,虽然能够满足各种系统的需要,但是同时也为各系统平台间的统一工作带来了麻烦。怎样有效减小各平台间的差异,将各个电力系统统一起来,成为了当前一个很大的问题,这也直接制约着电力调度自动化系统的推广和应用。
3.2 电网模型不稳定
近几年我国经济增长趋于稳定,稳中有升,为了能够满足我国经济建设的需要,电力系统建设也在不断地进行当中,电网的规模不断拓展,越来越多的变电站布点出现在我们的电网当中。电力调度自动化系统是对电力系统运行实时动态的监控和视听,目的在于给电力调度相关工作人员提供时新的电网运行信息,是当前电力调度工作中不可缺少的工作系统。因此,想要进一步满足电网建设的需求,就需要对电力调度自动化系统进行不断的完善和改进,对调度系统中的电网模型进行丰富和补充。但是由于电力调度自动化系统的监控范围较大,而监控数据是实时更新的,因而信息量十分大,这就使得电力调度自动化系统的工作负荷加大,电网模型容易出现失误,影响到整个电力调度工作的顺利开展。
3.3 信息共享受限
电力调度自动化系统与其它系统之间是紧密联系的关系,因而面临着如何选择不同产品的接口方式的问题。除此之外,不同层次、不同地区之间的电力调度自动化系统之间也是相互联系的,随时会进行信息的传输和分享。但是当前市场上生产的各种相关产品的规格不一,产品的性能存在较大差异,显然不利于各系统之间的信息共享。
4、一体化技术在电力调度自动化中的应用策略分析
4.1 电力系统的一体化
由于电力调度自动化系统在硬件设备和操作软件方面没有硬性的规定,因而可以在很多种规格和型号之间进行自由选择,但是这就使得各系统之间存在型号不匹配的问题。为了能够快速解决这个问题,我们可以引入中间技术,在系统平台与计算机硬件之间,建议一个软件应用,将平台系统与底层的计算机硬件分开,然后为所有规范和型号的应用提供通用的平台和运行环境。这个软件既可以满足系统平台的要求,也可以与相应的计算机硬件进行磨合,从而将电力系统平台与计算机硬件有效联系起来,促进信息共享。
4.2 电力系统功能的一体化
当前我国电力调度自动化技术水平正在从以分析为主要特征的阶段过渡到智能化阶段,更多的高级功能得到推广和普及。在这些高级功能开始投入使用的时候,不同的功能之间可能存在不匹配的情况,例如参数存在差异等。虽然相对于整个电力调度自动化系统来说不是很严重的问题,但是对其进行维护和保养却明显加大了日常工作的工作量。因此,怎样将各系统功能进行统一和有效调整,成为了一个重要的问题。
5、结语
我国的电力系统自动化已经经历一个长期的发展过程,随着计算机技术的不断完善,电力系统自动化技术也在日趋成熟。提高我国电力调度自动化系统的技术含量,提高系统运行的稳定性和安全性,优化系统网络结构,以及进一步提高系统的性能水平,将能够在更大程度上提高我国电力系统运行的经济效益,促进我国电力系统社会效益的提升。通过本文对一体化技术在电力调度自动化中的应用分析,相信读者能够进一步认识到一体化技术的优势和重要意义。
参考文献
[1] 汪金棠.关于电力调度自动化中的一体化技术分析[J].信息安全与技术,2014,5(2):93-95.
关键词:电气工程;自动化实验室;研究
1 “递进式”实验的内涵与特征
“递进式”实验是指从基础性实验到综合性实验,以及创新性实验的顺序进行实验。根据电气工程及其自动化专业的培养目标和要求,通过实验室结构的调整,将原来单一课程单一实验室的基础上,整合成三大模块,将本专业实验室分成三个层次:①基础性实验,就是把本专业基础课程对应的实验室整合到一起,满足各门课程实验教学的需要;②综合式实验,就是实验项目不局限于某门单一的课程,通过实验室结构的整合和调整,将课程相关的实验室建立在一个综合性的实验室,支持开出将几门课程综合运用的实验项目,这既有利于提高学生综合运用知识的能力,同时为课程设计和毕业设计提供了一个平台;③创新式实验,就是根据本专业培养目标的特点,建立起产学研结合的开发性实验室。创新性实验是在指导师指导下,在自己的研究领域或老师选定的学科方向,针对某一课题或某一研究方向,进行研究和探索的实验,是学生参加科学研究、教学科研相结合的一种重要形式。
2 “递进式”实验模式的探索与实践
电气工程专业实验室是学院建设较早的实验室,在多年的教学改革和实践中,实验教学一直是学校进行改革的重点。六年来,按照基本原理、基础应用、综合实践、应用设计四个层次来规划和改善实验条件;通过整合教学内容、改进教学方法来更新教学观念;通过强化管理、培养队伍素质来确保实验教学的改革。
2.1 整合专业实验教学设施 围绕电气工程及其自动化专业的人才培养目标整合实验教学内容,学院电气工程及其自动化专业自升本以来,根据社会人才培养的需要,开设了“电力系统及其自动化”和“工业自动化”两个专业方向,在实验室的改革与建设中也依据两个专业方向的要求整合。将原来按课程开设的实验项目、课程设计及毕业设计,整合为反映课程体系的基础实验、突出应用能力的综合性实验及培养创新型人才的设计性实验和探索研究性科研项目,形成了“基础性实验-综合性实验-创新性实验”三个层次递进的实验教学体系,强调了学生能力培养的系统性和科学性。在具体运作上,两个专业方向的基础课程相同,因此,建立了一个统一的基础性实验平台和专业综合性实验平台,这样可以同时满足两个专业方向实验教学的需要,起到资源共享的目的。专业方向实验平台的建设,是根据本专业开设的两个专业方向的需要,建立专门的实验室,电力系统及其自动化专业实验分室是以发电、配电及其自动化控制为目标的实验教学基地,工业自动化实验分室是以工业生产的过程自动化控制为目标的实验教学基地。
建立两个相对独立的实验室,不仅是目前两个专业方向和人才培养的需要,也为今后两个专业方向的发展提供了有利的保障,有利于两个专业方向今后的发展。
2.2 整合实验教学内容、改进实验教学方法 根据学院电气工程及其自动化专业教学计划的要求,针对学院原来实验教学的状况和存在的问题,科学整合实验教学内容,并不断探讨和改进实验教学方法。在教学内容上,彻底改变原来单一课程开设单一实验的状况,对教学内容进行“递进式”的整合。
在教学方法上,改变过去以老师讲授和演示为主的教学方法,采取引导和启发的方式培养学生的操作能力和创新思维。对于基础性实验教师作技术指导,对于综合性、设计性及研究探索性实验项目建立以学生为主体的教学方法。对于综合性和创新性实验,学生需填写课题项目申请书(课题来源、课题研究目的、具备的实验条件、拟采取的方法、预期的实验效果),让学生多角度、多方位地思考,培养学生进行科学研究的能力,培养学生运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。与此同时,根据学生动手能力的高低进行因材施教,加强过程监控,通过学生自查、教师中期检查、递交结题报告并进行结题答辩等形式,加强全部实验过程的管理,这样,较好地实现了“递进式”实验的预期效果,也适应了不同层次人才培养的需要。
2.3 加强实验教学管理 电气工程及其自动化专业“递进式”实验教学模式的实施必须有完善的管理体制和管理措施作保证。在具体的实践中,通过和其他高校实验教学管理制度的交流和学习,再根据学院的实际情况,制定了一套行之有效的管理制度,建立反映学生实验能力和创新能力的实验教学评价体系,对具备条件的实验室实行开放,实现了“递进式”实验教学的有序进行。
2.4 加强师资队伍建设 师资队伍建设是实验室建设的重要因素,是确保实践教学的前提和条件。近年来,通过引进和培养两种方法来提高实验队伍的素质。对实验队伍先从学历上进行提高,采用派遣教师到工厂企业进行培训和学习等形式来提高实验技能,强化队伍建设。实现了学历上达标,年龄结构、学员结构及职称结构合理,实验技能提升的实验团队,使每个指导教师具备辅导两门实验课程的能力。此外,学校还将在实验室工作评优、实验室建设工作量计算、实验室工作人员职称晋级、待遇等方面采取一些稳定队伍的措施,让优秀实验教学人才“引得进,留得住,用得好”。
3 结束语
电气工程及其自动化专业在“递进式”实验教学改革中,以专业培养为目标,通过整合内容形成了科学的实验教学体系;通过优化资源配置,构成了基础实验平台、专业综合实验平台和专业方向实验平台;通过改进教学方法,培养了学生的创新能力;通过完善管理,建立了先进的实验运行模式,从而使学生的动手能力和创新意识得到明显提高,大学生就业率达到98%以上,得到了用人单位的好评。实践教学是一项长期而系统的工程,还需要在不断的探索与实践中得以提高。
参考文献:
[1]夏金兵.开放式实验室条件下机制专业新型实验教学体系初探[J].实验技术与管理,2003,20(4):95-97.
关键词 高职 电气自动化 实践教学
中图分类号:G712 文献标识码:A
1高职电气自动化专业实践教学体系存在的问题
目前,高职办学实施过程中,实践教学体系教学方案的制订跳不出学科式教学的传统模式,虽然进行了探索和改革,但其“三段式”痕迹还很明显,其“模块化”结构还不够完善,还不能反映对行业或职业需求的定量性了解。高职教育理论课程与实践课程的安排不利于学生理论联系实际、学会应用知识掌握技能,理论与实践教学分割交替安排不科学,实践教学单元太小、太零碎。
本专业大多数课程都具有很强的实践性,仅靠理论传授是不够的。根据本专业人才培养方案,学生需通过大量的实践活动,才能达到较宽口径技能型工程技术人才的要求。
在专业培养方案的构建过程中要兼顾本学院学生的特点。学院培养的学生是专科层次高职院校的学生,与普通高校学生相比差别较大,多数学生文化基础、自我约束能力、学习习惯养成较弱,学生的动手能力相对较差,多数学生存在眼高手低的问题。
2实践教学体系的构建的思路
电气工程专业针对应用型工程技术人才素质要求 ,将实践教学体系划为如下三种层次:
(1)基本技能层:包含公共基础实验、学科基础实验、实习与项目见习,进行基本技能训练。
(2)综合应用能力与初步设计能力层:包含专业实验、课程设计、综合实验周,进行综合应用和设计能力的训练。
(3)工程实践与创新能力培养层:包含毕业设计、工程项目训练和科技创新、产品研发制作 ,进行工程实践能力与创新能力训练。
这种三层次实践教学体系形成了由单一到综合,使工程应用能力的培养获得递增。
3高职电气自动化专业实践教学体系改革对策
3.1找准专业定位,明确培养目标
找准专业定位,明确培养目标是培养专业技术性人才的关键。教学组在制定教学计划时,应在选修课程中增加相关专业课程供学生选修。同时在教学总学时减少的情况下,保证实践教学学时不但不能减少,而应略有增加。
3.2建设一支具有较强工程能力的师资队伍
要提高学生的工程素质、创造人才培养的工程环境,首先要建立一支高水平、工程实践能力强的队伍。可采取引进、培养、聘用相结合的方法解决。从工厂聘用一批具有工程师以上职称的教师作为实践教学的指导老师;对现有理论水平较高、动手能力强的老师,利用学生下工厂实习、假期勤工俭学机会,要求指导老师自身也要带着任务下去,不断提高教师队伍自身的工程时间能力。一支高素质、工程能力强的师资队伍是提高学生工程实践能力的基础,而且也只有这样才有可能提高学生的工程实践能力。
3.3加大投资,完善实验室
学校应加大对实验室的经费投入,保证了学生必要的实验条件。充分保证了教学需要,使学生能及时掌握专业的新技术和新动向。
4高职电气自动化专业实践教学体系改革的实施
实践教学体系的实施是一个系统工程,需要各个部门相互配合、相互协调、合理运作,才能达到教学目的,实现教育目标。
4.1校内实践教学
(1)第一学期主要是培养学生的专业基本能力。(1)设置了军事技能训练的实践教学任务,通过军事技能训练,让学生在就学期间接受国防教育,履行兵役义务,激发爱国热情,树立革命英雄主义精神,增强国防观念和国家安全意识,加强组织纪律性,掌握基本的军事知识和技能,为培养高素质人才和向军队提供合格的后备兵员打好坚实基础。(2)根据本学期必须掌握的专业基础课程设置了电子电路设计的实践教学任务,要求学生运用所学知识完成直流稳压电源设计。
(2)第二学期主要是培养学生常用电力电子电路分析与设计的能力;电气工程线路设计、安装调试能力,设置了实训楼电气控制线路设计和通讯录制作的实践教学任务。要求学生运用电力电子设计来控制电工作业的安全,并用CAD工具绘制其电气控制图;利用C语言编写通讯录。
(3)第三学期主要是培养学生过程控制及仪表操控能力;单片机编程和控制电路分析与设计能力;传感器信号采集和处理能力;电机的应用能力和电子线路板绘制能力。据此设置了供水控制系统设计的实践教学任务。要求学生设计供水控制系统电路,并运用单片机进行控制。
(4)第四学期主要是培养学生可编程控制器产品分析和设计能力;组态软件应用能力;供配电系统的运行与维护能力;变频器安装、操作及维护能力。根据PLC设计数控车床电气控制系统,并对电气进行变频安装、维护;运用Delphi软件完成工业组态软件对锅炉热水系统的开发。
本专业实践教学活动在学院监管下开展。实习实践教学活动完成后,指导教师要完成学生成绩评定、总结、教学档案整理、归档。
4.2校外实习实践教学
(1)按本专业教学计划申报实习实践教学安排、时间及经费。
(2)联系实习基地,安排带队教师并进行学生实习动员、安全教育等。
(3)由带队教师与实习基地技术人员合作指导实习工作,学生分组由基地技术人员带队进行实习。
(4)实习实践教学活动完成后,带队教师和技术人员需共同完成学生成绩评定,并由教师完成实结、教学档案整理、归档。
机电一体化技术是将机械和微电子技术结合的一门新兴技术,机电一体化实现了机械的高度自动化、智能化和人性化,提升了机械设备的工作效率。机电一体化作为计算机技术在机械设备中应用的体现,是促进机械设备自动化水平提升的有效手段。因此,机电一体化在工程机械中的应用,不仅是未来工程机械现代化发展的必然趋势,也是人们对提升工程机械经济性、可靠性和安全性的需求。
1机电一体化在工程机械中的应用现状
我国在80年代初就开始了对机电一体化在工程机械中的应用技术进行研究,经过几十年的技术研究和发展,虽然我国机电一体化在工程机械技术方面取得了长足的进步,但机电一体化在工程机械中的技术应用于发达国家还有着很大的差距。随着我国改革开放以来经济发展速度的加快,现如今我国工程机械的机电一体化程度已经不能满足工程需要。近年来,我国计算机和智能控制技术的蓬勃发展,给机电一体化技术在工程机械中的应用带来了新的发展机遇。随着社会和国家对机械设备机电一体化的逐渐重视,我国工程设备机电一体化技术发展已经到了黄金时期。虽然我国微电脑工程机械控制技术相比于国外仍然有所不足,但随着机电一体化技术在工程机械中的不断发展、应用和实践,我国工程机械必然会越来越自动化、智能化和现代化,为我国社会和经济的发展贡献力量。
2机电一体化在工程机械中的应用优势
2.1提高产品的使用性能
机电一体化在工程机械中的技术应用,能够改变仪表显示方法并利用微电脑实现对工程机械的自动或半自动控制,传统显示仪表被数字仪表代替,能够使机械工程的仪表显示更加直观,方便操作人员的操作。利用微电脑代替传统工程机械的部分人工控制功能,能够减少工程机械的人工操作量,使工程机械的操作更加简单。机电一体化在工程机械中的技术应用,实现了工程机械的智能化自动控制,提升了工程机械的使用性能,提高了工程机械的工作效率。
2.2工程机械的调试和养护更加简便
机电一体化在工程机械中的应用,能够在不拆机检查的前提下,利用机电一体化的自检系统实现对工程机械的检修和调整。利用工程机械机电一体化工作参数的自我调整功能,还能够实现对工程设备工作模式的设计和切换,从而实现工程机械根据不同的工程特点自动或半自动的选择工作模式,提升工程机械在不同工程中的使用效果。
2.3提升工程设备的安全性能
应用机电一体化技术的工程机械,相比于传统的工程机械,具有自动报警、监控和自动状态修复功能。由于工程机械在工程项目中普遍工作量较重,工程机械内部部件磨损严重,因而工程机械的某些部件由于持续工作时间过长或过度劳损很容易发生问题。应用机电一体化的工程设备,能够随时对工作中容易发生疲劳的部件有效监控,当这些部件过度劳损并可能导致机械故障时自动调整工作状态或及时发出警报,实现对工程设备的保护。
3机电一体化在工程机械中的技术应用
3.1电子监控、自动报警和故障自诊在工程机械中的应用
工程机械的发动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的运行状态出现故障将导致工程机械不能正常使用。如果不能轻易分辨工程机械的故障所发生的部位不但会耽误工程的进展而且还需要投入更多的人力和物力来用于维修。机电一体化用于工程机械中实现了其电子监控、自动报警及故障自诊的功能。当工程机械的任何部位发挥不灵活或者产生故障时,电子控制系统不仅能做出自动报警,还能准确地指出工程机械故障所发生的部位。机电一体化给工程机械所带来的该功能,还能帮助驾驶员缓解工作紧迫感,提高工程机械的工作效率。
3.2机电一体化用于柴油机的自动控制
工程机械由于对机械功率要求较高,因而普遍采用柴油机作为工程机械的动力核心。机电一体化在柴油机控制中的应用,能够有效的提升柴油机的经济型和动力性,并降低柴油机排放的废气量。传统的柴油机优化,将精力放在了提高柴油机的燃油耗率和降低柴油机污染物等级上。利用机电一体化系统对柴油机进行控制,能够使柴油机根据工程机械的运行状态合理调整柴油机的工作状态,实现对柴油机调速器和油门的自动控制,并实现柴油机的自动启停和自动升温控制等,机电一体化对柴油机工作状态的自动控制能够有效的提升柴油机的经济指标,并在满足工程对工程机械的功率要求的前提下实现降低排放指标的目的。
3.3机电一体化在工程机械中的应用能够实现工程作业的全自动化或半自动化
工程机械的自动化和智能化,是工程机械发展的趋势,为了提升工程机械的工作效率,为工程建设贡献力量,我们必须提升工程机械的自动化水平。机电一体化在工程机械中的应用,能够有效的提升工程机械的自动化水平,减少操作人员操作失误对工程建设的质量影响,在提高工作效率的前提上实现工程建设精度的提高。目前,专门研究和生产工程机械的单位,不约而同的将机电一体化在工程机械中的应用作为工程设备制造的发展重点,并成功推出了许多自动化、半自动化的工程机械设备。国内常用的工程机械中大部分已经普及了机电一体化系统,比如说挖掘机、推土机等都有了电子系统控制的自动变速箱,这种自动变速箱能够对发动机的功率有效控制,提高了燃油的经济型并减少了人工操作。
4结论
传统高职教育一直采用课堂教学和集中实训两种教学模式,对于理论性较强的课程,采用理论教学+实验课的模式,而对于实践性较强的学科,则采用集中实训的模式。就业中主要存在两个问题: 容易造成理论与实践的脱节,学生整个课程体系不完整。 一些专业技术课的技术特点体现不明显,学生分析和处理实际问题的能力不强,离企业的要求还存在一定距离。陈旧的教学模式培养出来的人才不能保证学生零距离就业。在人才培养模式中采取“教学做一体化”教学深入的改革,可以满足适应企业行业对电气自动化技术类技能型人才的新需求。
2、我校“一体化”教学课程开发实施过程
“教学做”一体化教学模式改革指导思想是以培养面向生产、建设、服务和管理第一线高技能人才为目标,以增强学生实践动手能力和综合运用知识能力培养为重点,以合理精简整合、序化教学内容为核心,集知识、技能和态度于一体,运用多种教学方法和教学手段,不断提高课程教学质量。
基于就业导向的电气自动化专业人才培养方案课程设置。针对就业方向,该专业人才培养方案中设置了自动化专业的学习领域,有重点的规划了学习领域中需要实施一体化教学的课程。
典型就业岗位和学习领域如下:①电器柜维修——《电路分析与应用》②仪器仪表维护与维修——《过程控制与自动化仪表》③电子电路设计与应用——《电子线路分析与应用》④电机维护与维修;机床电气控制线路维护——《电机控制与应用》电气制图——《电气CAD及工程制图》变频器应用系统设计——《变频驱动装置调试与应用》PLC程序设计与操作,触摸屏安装与应用——《PLC程序设计与实践》(含触摸屏)单片机系统开发——《单片机产品设计制作与调试》自动化生产线的安装维护——《自动生产线安装与调试》传感器的安装与维护——《传感器应用》11数控机床日常维护;数控机床电气控制系统维护——《数控机床控制系统故障诊断与维修》12供配电线路的维护与维修——《企业供配电系统运行与维护》13DCS系统维护与维修;现场总线安装与调试——《DCS控制系统维护》14组态系统的操作与调试——《组态软件应用》15企业生产运行管理——《企业管理》
其中《电子线路分析与应用》、《电机与控制应用》、《PLC程序设计与实践》、《电气CAD及工程制图》、《变频驱动装置调试与应用》、《自动生产线安装与调试》、《单片机产品设计制作与调试》、《数控机床控制系统故障诊断与维修》、《组态软件应用》、《DCS控制系统维护》课程采用一体化教学。
完善的一体化课程的教学大纲保证教学有章可循。一体化课程教学大纲是执行专业培养计划,实现培养目标要求的教学指导文件,是组织教学,进行课堂教学质量评估和教学管理的主要依据。制定与一体化教学培养方案相配套的课程教学大纲是规范教学要求,提高教学质量,实现专业人才培养目标的重要环节。在各科一体化课程教学大纲中,均编制了课程性质,课程目标,教学内容及课时分配,教材教辅资料,一体化教室规范要求等内容。使得一体化教学的具体实施有章可循。
自编一体化教材及实验指导书。合理、实用的教材教辅和实验指导书是完成一体化教学的基本资料。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http://总第522期2013年第39期-----转载须注名来源为了达到教学大纲的要求,并配合理论知识和教学设备统一性,该专业的一体化课程教材必须选择自编教材,实验指导书也均由校内实验指导经验丰富的老师编制。一体化教材以项目、任务单元的形式编制,在保证内容科学性的同时,也体现了有效性和实用性的特点。教材和实验指导书的合理选配为一体化教学效果的提升提供了必要条件。
教室设为工作间。一体化教室就是将教室与工作间融为一体,让学生感受情景教学的氛围,在任务驱动教学中学习理论知识,并获得操作技能。做到在实践中教理论,在运用中学技术,提高职业素质。各门一体化课程的教室配备教学必须品,同时也装配了实操设备。教学场所既可以听课,做笔记,多媒体演示,黑板讲解,更重要的是一体化教室也是实验室、工作室、甚至车间。为老师边讲边演示,学生边学边操作提供了平台。
“双角色”教师。教师水平直接影响教育教学质量。为了体现一体化教学的重要性,对一体化课程的教师选配尤为严格。一体化课程都安排两个老师教学,一个主讲一个辅导。两个老师均要获得高校教师资格和技师资格证,且有多年教学经验,至少有一个要有企业工作经验。我校对一体化教学教师进行多次培训,提升教学水平,掌握新的教学工具盒手段,改善教学方法。并定期深入企业实践,学习新的技术,避免知识陈旧落伍。因此,良好的一体化教师队伍为教学质量提供了保障。
3、“一体化”教学实践效果
注重职业发展和专业定位。使学生获得与工作岗位需要相一致的职业能力;注重任务驱动的课程设置。为学生提供体验完整工作过程的学习机会;注重教学做一体化。以工作任务为中心来整合相应的知识、技能和态度,实现理论与实践的统一;注重工学结合。“一体化”教学以职业能力培养为主线,以企业车间管理制度作为课堂制度,顺应了工学结合的发展;注重以职业技能鉴定为参照的技能训练。使学生在获得学历证书的同时,能顺利获得相应职业资格证书。
“一体化”教学在很大程度上促进了我校“培养面向生产、建设、服务和管理第一线的,德、智、体、美等方面全面发展的,实践能力强、职业素质高,具有创新精神和实践能力的高端技能型专门人才”的高职专业人才培养目标的实现。
5、结合企业需求的电气自动化技术专业“一体化”教学对学生就业的积极作用