時間:2022-09-21 11:37:45
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如圖1所示,高壓啟備變控制邏輯主要包括高壓啟備變220kV斷路器及相關刀閘和高壓啟備變有載調壓控制系統。(1)高壓啟備變有載調壓系統共有17個檔位,其中中間檔分別顯示為9A、9、9C。通過在ECS監控畫面上操作可改變檔位,以實現高壓啟備變的升壓、降壓功能。當檔位顯示在1檔或17檔時,邏輯應閉鎖檔位下調和上調。(2)高壓啟備變220kV側斷路器控制邏輯、允許合閘條件:1)斷路器母線側接地閘刀分閘狀態;2)斷路器變壓器側接地閘刀分閘狀態;3)Q3、Q4有且只有一個在合閘狀態;4)斷路器操作機構正常,保護無動作;5)機組6kV母線工作/備用電源進線斷路器均在分閘位置;6)斷路器遠方控制。
2、發電機出口斷路器控制邏輯
發電機同期點設置為發電機出口斷路器,由順控邏輯和同期裝置來完成順控并網。順控邏輯一般分為5步:(1)汽機轉速至2950r/min,發電機、主變、發電機出口斷路器、勵磁系統均無保護動作,投勵磁自動;(2)勵磁系統自動位后合滅磁開關;(3)待發電機出口電壓升至95%Un且同期裝置正常,向DEH發送同期請求;(4)DEH返回允許同期裝置投入,由DCS自動投入同期裝置;(5)發電機出口斷路器合閘,同期成功,退出同期裝置。以上每一步過程中,如有發電機、主變、發電機出口斷路器、勵磁系統繼電保護裝置動作,均停止順控邏輯,由保護出口直接動作與停機。
3、6kV廠用電源控制邏輯
3.1廠用電快切裝置
為確保高壓廠用電源連續安全可靠供電,每段高壓廠用母線都設有一套廠用電快切裝置,該裝置獨立于DCS,與DCS之間以硬接線方式進行信息交換,從而通過DCS控制快切裝置實現正常的切換、遠方復歸、切換閉鎖。啟動正常切換允許條件:(1)快切裝置正常,無告警、閉鎖;(2)6kV母線正常,無保護動作;(3)工作/備用電源進線斷路器均正常,且必須有一個在合閘位置。
3.26kV斷路器控制邏輯
(1)6kV備用電源進線斷路器允許合閘條件:1)6kV備用啟備變220kV斷路器合位;4)6kV工作分支斷路器分位。(2)6kV工作電源進線斷路器允許合閘條件:1)6kV工作電源進線斷路器正常;2)6kV母線無壓且無保護動作;3)6kV備用分支斷路器分位。合閘條件里設置了母線無壓和另一個斷路器在分閘位置閉鎖母線受電后手動合閘工作/備用電源進線斷路器,而只能通過廠用電快切裝置進行切換。
4、380V低壓廠用電源控制邏輯
以圖2為例,380VPC共2段母線,設有1個分段斷路器和2個進線斷路器。ECS控制畫面設有“A段帶B段”、“B段帶A段”順控按鈕。低廠變低壓側斷路器合閘條件:(1)低廠變高壓側斷路器合閘位置;(2)380V母線無壓且無保護動作;(3)380V分段斷路器分閘位置;(4)低壓側斷路器正常。設置第1、2、3條邏輯是為了防止電源從低壓側倒送回高壓側。低壓廠用電源順控邏輯條件:(1)低廠變A低壓側斷路器合閘位置;(2)低廠變B低壓側斷路器合閘位置;(3)分段斷路器分閘位置;(4)A、B段母線均正常。在ECS控制畫面上點擊“A段帶B段”按鈕,分段斷路器合閘并延時自動分開低廠變B低壓側斷路器;若要恢復供電,直接合上低廠變B低壓側斷路器,分段斷路器延時自動分閘。點擊“B段帶A段”按鈕,分段斷路器合閘并延時自動分開低廠變A低壓側斷路器;恢復供電時,合上低廠變A低壓側斷路器,分段斷路器延時自動分閘。電廠保安段的作用是在全廠停電的情況下,保證機組安全停機及為重要設備安全運行提供可靠電源。在事故狀態下,柴油發電機通過ECS聯鎖功能緊急啟動,恢復保安段電源,保證機組極端情況下安全停機。AVC控制裝置根據發電廠高壓母線電壓或無功功率目標值去調節發電機無功功率,與ECS控制系統有較大的獨立性。AVC系統下位機裝置的投入、退出設置在ECS控制。當AVC下位機裝置投入時,ECS將勵磁系統增減磁控制權交給AVC系統,并閉鎖畫面手動增減磁按鈕。
5電氣控制系統優化建議
利用ECS運算速度快、信息處理能力強的特點,對以上一些控制邏輯進行優化:(1)AVC控制邏輯:ECS除了控制AVC裝置手動投退外,應利用其強大的邏輯處理功能,實現機組運行異常情況下的AVC裝置自動退出。(2)保安段控制邏輯:機組正常運行,保安A段1ZK在分閘位置,3ZK在合閘位置,5ZK在合閘位置且母線正常。當保安段母線失壓時,由ECS判斷,保安A段1ZK正常則先切換到由1ZK供電,如1ZK進線PT無壓,則啟動柴油發電機。要避免柴油發電機的頻繁啟動。還可在ECS控制畫面上增加遠方試驗啟動柴油發電機和結束試驗按鈕,方便電廠運行人員定期啟動柴油發電機,確保其能正常運行。
6結語
在過流繼電器進行整定時,關鍵的組成部分為電路開關、電流發生器、整流器、測試電流表、單相交流低壓電源、毫伏表,在電路運行中,過流繼電器可以充分發揮各項保護功能,比如過壓保護、欠壓保護、過流保護等。在過流繼電器運行之前,對于三相電流的流過值應該提前設置,一旦三相電流出現故障,整個繼電保護裝置都會處于故障狀態之下,在故障情形下,顯示屏會將電流流過值顯示出來,可以通過人工干預和延時設置方式對這一狀態進行改變,在電流變化的情形下,繼電保護器可以給予修改,對跳閘實施延時操作;如果在線路運行過程中,電壓一直處于較高狀態,繼電保護裝置就會啟動過壓保護功能,實施相應的保護措施,此外還會啟動報警方式,比如閃燈、警告音等,如果繼電保護器發生故障,在液晶顯示屏上,電壓值變化情況也會顯示出來,此時可以通過人工干預和延時設置等方案對這一問題進行改善;在設備大的運行過程中,如果電壓一直處于偏低狀態,繼電保護器開啟的保護模式為欠壓保護功能,當故障狀態恢復正常后,此種保護功能可以實現實時關閉,自動退出故障狀態。在過流繼電器實施整定的過程中,首先應該進行通電試驗,在完全斷開高速開關的情形下,實施升壓試驗與降壓試驗,對電力電壓的整定情況給予密切觀察,一旦電壓處于穩定狀態,整定工作便可以立即開展,在實際整定過程中,對于相關檢驗裝置的變化情況應該仔細觀察,比如毫伏表、電壓表、電流表等,相關數據的變化情況應該給予及時記錄,通過此操作,不僅能使系統的穩定性得到提升,還能營造一個安全的作業環境,讓操作人員放心、有效的開展工作。
2過壓繼電器的整定方式
在過壓繼電器實施整定操作時,關鍵的構成部分為單相調壓器、倍壓整流型電壓發生器、測試電壓表、單相交流低壓電源、電路開關等,可以對不同狀態的故障實施保護,比如動態斷相、靜態斷相、欠壓、錯相、電壓不平衡以及過壓等內容。在電氣設備運行過程中,如果出現斷相問題,此時開展的保護措施為動態斷相保護;在設備處于非工作狀態時,一旦出現斷相問題,此時開展保護措施為靜態錯相保護功能;在線路運行過程中,如果電壓一直處于偏高狀態,可以實施過壓保護;當三相電壓出現不平衡問題時,電壓不平衡的保護模式會立即啟動,有效的改善這一故障;在線路運行過程中,出現錯誤電源輸入的情況下,可以啟動錯相保護措施;一般在線路運行都提前設有預設電壓,如果線路電壓處于較低狀態,可以開啟欠壓保護,是一種有效的保護方式。在過壓繼電器實施整定過程時,首先應該進行初次通電試驗,在具體的試驗過程中,應該將高速開關斷開,在繼電保護器的基礎上,有針對性的開展整定電路,進而實施降壓試驗,在試驗過程中,對于壓升與壓降的情形應該給予密切觀察,是否有異常情況存在,當壓升與壓降恢復到正常范圍后,可以立即合上告訴開關。當合上高速開關后,接下來對過壓繼電器進行再次整定。在實施整定過程時,對于電壓表的指示情況、過壓繼電器動作應該實時密切觀察,對各種情況給予嚴格記錄,所有操作完成后,再對過壓繼電器進行調整。在電路運行過程中,對于保護對象,繼電保護器可以實時監控和判別,針對具體的異常情況,比如警告信號、動作信號等,選擇必要的斷路方法,迅速自動切斷有異常表現的設備元件,實現故障的有效恢復,起到隔離的作用和保護作用,促進電氣設備的安全、穩定運行。
3結束語
1.1電動機典型電氣控制系統設計與實現:
(1)金型鑄造廠冷卻電氣控制系統的設計與實現;(2)高爐車間往復運料車電氣控制系統設計與實現;(3)吉化污水處理廠1號排水泵電氣控制系統設計與實現;(4)整流車間水冷自動投切控制系統的設計與實現。
1.2常用機床電氣控制線路的故障診斷與檢修:
(1)‘巨達機械廠23040搖臂鉆床電氣控制線路的故障診斷與檢修;(2)恒達機械廠x62w萬能銑床電氣控制線路的故障診斷與檢修;(3)‘巨達機械廠20/5t橋式起重機控制線路的故障診斷與檢修。
2課外項目選取
2.1電動機典型電氣控制系統設計與實現
(1)物流傳輸線自動控制系統的設計;(2)一汽輕型噴涂車間攪動泵電氣控制系統的設計。常用機床電氣控制線路的故障診斷與檢修:(1)‘巨達機械廠M7120平面磨床電氣控制線路的故障診斷與檢修;(2)恒達機械廠23040搖臂鉆床電氣控制線路的故障診斷與檢修;(3)‘巨達機械廠電動葫蘆電氣控制線路的故障診斷與檢修。
2.2知識處理項目(1一4)技能點
電路的設計;電路的布局;電路的裝接;電路的調試。知識點:器件的識別;器件的檢查;器件的選取;自鎖電路;聯鎖電路;互鎖電路;時間控制;降壓起動;順序控制。項目(5一7)技能點:機床操作;機床電氣故障維修;起重機操作;起重機電氣故障維修。知識點:機床電路識讀;機床控制電路分析;機床電路故障分析;起重機電路識讀;起重機控制電路分析;起重機電路故障分析。
3實施過程(例:龍山機械廠工業風機電氣控制線路的設計)
3.1教師(甲方)活動提出工作任務。
3.2學生(乙方)活動
(1)按計劃方案設計冷卻系統電氣控制原理圖;(2)根據被控系統的電路參數選擇低壓電器元件型號及導線規格;(3)列出冷卻系統電氣控制線路元器件清單;(4)根據現場安裝條件及控制要求設計控制柜柜體;(5)根據已設計的柜體尺寸來設計電氣元件布置圖;(6)根據電器元件布置圖設計電氣安裝接線圖。
3.3教師(甲方)活動
教師巡回指導并提問。54甲方提高制冷速度,需要提高電動機轉速,給出新的生產任務書。55乙方根據任務書中電動機參數的改變重新選取電器元件的型號及導線規格。
4考核方案
對學生在項目實施過程中的表現進行跟蹤記錄,注重能力考核;教學考核方法和企業作效能考核方法相結合;教師考核與學生評價相結合;技能考核和綜合素質考核相結合。
5結語
電氣工程是以計算機為操作平臺,現代控制技術的應用可以為住戶提供技術信息,在實現信息共享的同時,為住戶提供極大的便利。在電氣工程中,電氣控制控制技術以電氣工程的實時監控為基礎,及時分析系統反饋的運行數據,并評價系統的運行狀況,以便于能夠及時、有效的發現運行故障,提高了電氣工程的安全性;同時在節能環保的基礎上極大的保證了居民生命財產的安全。
2電氣控制技術的發展階段
2.1手動化到自動化
電氣控制技術的初始階段是手工控制階段,隨著科學技術的發展,手工操作逐漸邁向了半自動化操作階段,并隨著應用經驗的積累和科學技術的進步,逐漸實現了自動化。其主要的表現形式為控制方法和控制設備的自動化,這一階段的電氣控制技術是一次革命化的變化,極大解放了人力資源,優化了人力資源配置,為電氣控制技術的發展奠定了基礎。
2.2簡單化到智能化
電氣控制技術實現簡單的自動化后,還需要借助人力的操作,因此其故障率一直比較的高,同時這些失誤通過控制人力操作是難以避免的。因此,相關的專家把研究的重點放在了更高級的電氣控制技術上,尤其是智能化技術更是科學家研究的重點,自動化的電氣控制技術不可避免的會出現故障問題,人為故障比率較高,但是智能化控制技術則提高了機器的改錯能力,極大提高了系統運行的可靠性,因此,電氣控制技術實現了智能化的控制是一次深層次的革命,實現了控制技術的質的飛躍。
2.3邏輯化到網絡化
電氣控制技術在漫長的發展歷史中已經實現了智能化的發展模式,但是隨著人們需求的提高,智能化的控制技術已經不能滿足時展的需求,因此進行控制技術的革新勢在必行,尤其是簡化控制技術是革新的重點。當前電器控制技術面臨著從邏輯化到網絡化的發展趨勢,海量的統計數據整理發展到了信息化的處理模式,電氣控制技術的控制原理也從單一的觸頭硬接線邏輯控制系統發展到了微處理器或者微計算機為中心的網絡化自動控制系統,同時其控制設備的體積減小,設備操作更加簡潔。
3智能化技術在電氣工程中的應用
智能化技術在電氣工程中應用取得了很好的效果,在自動化控制、設備故障監測、工程優化等方面發揮著重要作用,提高了自動化程度、加快了電氣工程的設備事故監測維修速度,極大地優化了電氣工程。
3.1智能化技術理論基礎
人工智能技術的概念在20世紀50年代提出,隨后被其他領域行業普遍接受采納,并且智能化技術的應用廣泛推展。電氣工程是人類從事各種生產活動的基本技術要素,作為計算機技術中高端分支的智能化技術正逐漸被應用其中。人工智能技術通過模擬人的智能的方法和技術,開發研究升級的科學技術,人工智能的工作目的是設計出和人類智能相似的機器,以解決工作出現的復雜情況變化,提高工作的效率和精度,通過調查研究顯示,在電氣工程的自動化控制中使用智能化操作技術能合理整合電氣工程中的資源配置,降低成本。
3.2智能技術在電氣自動化控制中的應用
智能化技術在電氣設備中的應用,涉及的工作領域較多,分工較為明確,是一項很復雜的工作,需要有極強的技術和人才支撐,同時還需要控制人員有較高的責任感和操作能力。另外,要加強電氣控制中人工智能的有效使用,電氣控制是整個工程中的重要一環,在電氣工程中,要加強自動化控制的保護,把GPS定位系統安裝在電氣控制線路中,通過定位系統控制電氣控制的線路工作,以便于能及時的傳輸、反饋電氣工程中的運行數據,并做出智能化分析,及時采用有效的智能化控制措施。
3.3智能技術在電氣工程故障檢測分析中的應用
在電氣工程中,可以使用智能化的控制手段進行系統故障的監測,通過問題的及時反饋,進行智能化的數據分析,以便于進行故障的維修,并能夠進一步的實施監控措施,在故障檢測中常用的方法有神經網絡、模糊網絡、專家系統等。對于電氣的變壓器、發動機、發電機進行有效的監控,利用智能化監測系統能清晰的判斷故障的所在,通常在系統中采用模糊理論、神經網絡、專家系統來分析,從而提高了工作效率和精度。尤其是在變壓器的故障監控中,傳統的診斷方法技術是通過檢測變壓箱中的氣體來判斷故障,其方法較為復雜、檢測時間長,檢測精確度差,很難有效的解決故障。
3.4智能技術在電氣工程電氣設備優化中的應用
主要包含兩個方面:①智能化技術的遺傳算法,這種算法是通過模仿生物遺傳,利用生物的進化規律進行智能搜索和運算,利用生物遺傳規律的完美型來優化系統內部缺陷。②智能化專家系統,通過設置完善的數據分析軟件,把存在的問題和缺陷進行自我優化。在實際的工程中,一般要結合兩種優化措施,以便達到最佳的優化效果。此外,在智能化系統中,也采用模糊邏輯、神經網絡的方法進行設備的優化升級,其主要的作用原理是:利用物理學的方法和神經網絡的方法進行設備和計算機算法的升級優化,從而解決了神經網絡運算的速度問題,極大地提升了計算機的運行處理速度和智能化反應速度。
4數控技術在電氣工程中的應用
4.1數控技術的電氣工程中的應用前景
數控技術是一種數字化的控制方式,借助于精密的信息處理系統實現了系統數據的監控,同時通過傳輸系統把相關指令傳輸到控制中心,控制中心配備的高效、即時的控制系統,可以快速處理傳輸數據,并做出相關的指令。數控技術在各個領域中發揮著重要作用,數控在20世紀末技術已經逐漸得到了完善,各種系統內的漏洞也逐漸完善化,從而解決了一系列的工程問題,因此為了更好的實現控制技術的安全,保證了電氣工程人員的人身安全,實現電氣設備的自動化、無人化、程序化、數據化的操作模式應當前數控技術發展的重點。
4.2數控技術在電氣工程中應用的合理性與科學性
電氣工程系統較為復雜,同時也是一個連續性的工程,因此,數控技術的應用應當結合電氣工程的實際,確保電氣工程中數控技術運用的合理性與科學性。數控技術的基礎環節是數控體系,通常而言,數控體系的完成需要借助于服務主機和控制器,并通過兩者之間的連接方式來確定系統的安全性和可靠性。當前KVM主機在電氣工程中應用廣泛,常采用CATS鏈接和KVM鏈接兩種模式與數控系統機房進行連接,而本地的控制中心則通過KVM主機收集的信息數據來了解整個電氣系統的運行狀況,并根據運行數據對系統穩定性做出相應的評估。服務器的功能則是將系統的運行狀況轉化為數字化的電信號,同時擔負著數據的存儲和調取功能,這就提高了系統信息存儲的科學化和全面,方便了控制工作的進行。此外控制中心也可以根據系統的運行做出相應的指令調整,而指令調整的信息也以同樣的方式存儲早服務器主機中,方面以后的信息調取工作。遠程控制中心則是利用各種網絡設備和電氣系統與本地控制中心實現有效鏈接,在同一時內監控多個電氣系統,常常應用于較為高層的片區系統。
4.3數控技術對電氣工程設備運行環境的監控
數控技術在電氣工程的一個重要作用就是運行環境的監控,包括對電氣系統運行環境、管理環境的監控。對于電氣系統環境的監控包括運行環境濕度和溫度、電壓、電量等,根據設置的參數來確定外部環境和內部控制系統的匹配度,如果電氣控制監控系統的數據出現了異常,例如溫度不穩、電壓過大或者過小等情況都會造成內部環境的異常,而這些數據都會被及時反饋到控制中心,控制中心接收到相關數據信號后就會與預先設定的警戒值進行比較,從而根據比對的數據做出相應的判斷,同時發出有效的指令信號。
5結語
學生實習其實是學生對崗位的一個認知,所以一定要注重實習場地規章制度的學習,通過7S管理制度為切入點,明確學生在實訓課中的各項責任。在我校在實習場所都張貼與企業“7S”相符的管理標準,在學生實習過程中努力用先進的企業7S標準來規范他們的實訓,讓學生在實訓工場除了鍛煉相關專業技能之外,按照規章制度維持班集體良好的實訓環境和氛圍也是每個學生的職責所在。教師在實習過程中對于學生體現出的技能方面的長處和不足細心教導的同時,更加要尋找小組內同學之間的優點相互取長補短,鼓勵學生之間取長補短,樹立學生具有愛心與團隊合作精神。教師及時進行監督檢查,直至學生把事情做好為止,使學生明白每個人都應該承擔屬于自己的責任,讓學生學會自我管理。電氣控制線路安裝與檢修課以實訓為主,在實訓過程中經常與電打交道,在教學中最令人頭疼的問題就是學生的觸電事故。即使教師花費大量精力和時間強調用電安全,不乏有些初生牛犢不怕虎的學生總要試一試,這樣的學生不但自身安全無法保障,更有甚至可能早晨無法挽救的損失。因此,加強學生尤其團隊中隊長的管理,發揮他們監督管理機制,通過本組內組員的自我管理恰好能避免上述的弊端,教師就能分出身來全心地投入到課堂教學中。
2從企業的實際生產出發,激發培養學生對該專業的學習興趣
有些時候常說“興趣”是最好的老師,但是教學中學生學習興趣,是教師在教學過程中適當的給學生以鼓勵,不斷調動學生學習的積極性所培養而成的。我時常在備課時要結合生產生活的案例,學以致用,以用促學,并根據實際工廠工作流程通過任務驅動法讓他們體會到書本理論并非空洞無用,從而產生積極的求知欲望。例如在學習三相異步電動機的正反轉控制線路時,傳統步驟如下:首先找兩位同學分別畫出一個正轉控制線路。接著,以起重機的吊鉤需要上升與下降為例,提出如何使電動機實現正反轉運動。運用任務驅動同樣過程如果反之:先提出起重機的吊鉤電氣線路需要安排電工組安裝,下發安裝單到各個分組,充分調動學生求知探索積極性,然后每一個小組發揮組員探索知識,總結討論每人組員的思路,并適當在班級中討論。此時教師可以反問學生為什么用常閉觸點進行聯鎖,如何避免主電路短路等等知識點,并講出道理來,以便了解學生是真正掌握本章節的重點。東西依然是從書上搬過來的,通過任務驅動法,把生產車間完成的事情之間搬入課堂,讓學生積極性和自學能力提升到最高,老師可以從傳統講授的過程中解放出來,投入課堂的監控中,能更好使學生融入以后的工作中,又可以培養學生學習能力和團隊合作意識。
教學程序設計的好壞,完全決定了該課程是否是遵循了項目化教學的特點,即如何實現“項目引領、任務驅動,講、做、練一體化”為特點的項目化教學。本課程的教學以“充分發揮學生的主體作用為指導思想,培養學生的自主探究、自主發展的綜合素質為目標,課程的各個教學情境按照“資訊一計劃一決策一實施一檢查一評價”的行動體系方式來組織教學。(l)課堂引入。即通過類比與對比的方法,援引生活當中的一些案例,讓學生獲得充分的感性認識,激發學生的學習興趣。接著給出本項目的要求和目的,為學以致用,激發學生學習興趣和自學埋下伏筆。(2)資訊講授。其主要以課件及動畫的演示并配合以適當的板書為主要的教學方法來進行講授各個項目所涉及到的知識點,也即我們所說的“講,,、“做,,、“練”一體化中老師的“講”的過程。學生通過資訊的學習,來完成老師布置的項目任務,即我們所說的項目任務驅動法,這樣學生能夠學以致用,做到邊學邊練,激發了學生的學習興趣。(3)項目決策。項目決策就是全組人員通過分析這個項目的具體的任務要求,來制定完成任務的路徑與方法。通過該環節的練習,使得學生把所學到的知識全部聯系起來,構成了一個整體,鍛煉了學生的獨立思考問題的能力,使得其綜合應用能力得到了加強與提高。(4)項目計劃。項目計劃就是分析項目的具體的任務要求,通過信息查詢、收集與整理、分析、總結等手段,來制定具體的工作進度表,通過該環節的學與練,鍛煉了學生的項目管理的能力,使得其組織和實施項目的能力得到加強。學生的職業能力與素質、解決實際問題的能力得到了提高。(5)項目實施。通過資訊的講授、決策的分析、計劃的制定,接下來就是項目的實施,在項目實施過程中,完全體現了講”、“做”、“練”一體化中學生的“做”和練的過程,在該教學環節中,學生作為主體,教師作為輔助者,完全體現了學生的主觀能動性,項目實施的全部過程完全由學生自己獨立來完成,老師只是起到了臨時指導的作用,即當學生遇到難解的問題時,給與適當的啟發與指導。這是一個學與做的過程。通過該環節的練習,鍛煉了學生的動手能力,激發了學習的興趣,培養了其創新及解決實際問題的能力。(6)項目檢查。當項目實施完畢,還要經過最后一步:檢查,檢查可以通過自查、同學互查,最后教師檢查來進行,通過檢查可以發現一些未發現的錯誤,經過老師最后的檢查,無誤之后才可以進行通電調試運行,這樣可以避免人身和設備造成不必要的損壞,確保項目最終成功調試、完成,通過本環節的練習,可以培養學生養成按照“電氣工程操作規范”來進行操作的良好的習慣。(7)項目評價。每個項目采用單元式評價的方式,即以學習情境的工作任務為單元,從專業能力、方法能力及完成速度等方面,結合每個單元的評價標準,由老師給出每個項目的成績。某單元評價標準如表所示:通過以上的教學程序,將教學目標、教學評價和教學過程組成一個有機的整體,促進了教學目標的實現,實現了學生的主動發展。
2教學方法
教學程序即課堂教學的組織方法,而教學方法即老師在上課過程中,所采取的具體的授課方式。我們改革了傳統的教學方法,實施了教師與學生互動的交互性與靈活性的實踐的教學方法,目的是突出學生在實踐教學中的主體地位,調動其學習積極性,喚起學生對知識、能力的渴望與追求,具體的實施的教學方法如下:(l)理論與實踐并軌教學法。即改革過去大班上課為小班上課,現在每個小班的人數為30人左右,把兩個大班分成三個小班,把課堂搬進實驗室,采用理論與實踐并軌的教學法,使學生真正掌握這門課的精髓。通過幾年的實踐,效果明顯。(2)分層遞進式教學法。就是使學生由單元到系統,由簡單到復雜,由淺入深、循循漸進地進行了實踐教學。教師只提出設計要求,啟發思路,學生自主設計,獨立思考。(3)課外延伸式教學法。如果學生在課內時間沒有按要求完成實踐內容,必須在課余時間完成,才算整個課內實踐內容完成,否則不能驗收與簽到。(4)巡回指導法。教師巡回指導,發現問題時,針對教學內容,具體問題具體分析,給予適時的啟發與指導。(5)競賽激勵式教學法。在各個項目的實施過程當中,利用分組進行對比試驗和競賽,把比賽成績作為單元考核的一部分,記入最終的學期總評成績,目的是引導學生主動創新實踐,激勵學生勤于思考、勇于探索,團結協作。(隊總結鞏固法。根據各組任務的完成情況,分別歸納總結其注意事項,進一步提高學生對實際問題處理的方法和技巧。(7)層次分組法。教師將學生分組,按知識水平、操作技能將學生分為A、B、C三個層,然后組成2或3人為一組的協作小組,各組中分別包含A、B、C三個層的學生,這樣可相互幫助,互相合作,集大家智慧去完成不同層次的任務。(8)層次指導法。即根據具體的項目任務的不同,老師指導學生的方法分為全指導法、半指導法和零指導法。全指導法即布置第一個項目任務的時候,即在任務的驅動下,由老師來啟發、引導學生去完成任務,使學生明確了plc控制系統設計的步驟,學會了設計的過程。在下面的項目任務中,教師采取半指導法,學生嘗試著獨立來完成項目任務,其充分發揮了學生的主觀能動性,使學生主動去觸摸知識,探索知識,極大的調動了學習的積極性。在最后的項目研究報告中,采取零指導的方法,即整個項目任務包括項目決策、項目計劃、項目的實施以及項目的最終檢查等,全由學生通過小組討論、交流來獨立完成,其充分體現了教師為主導、學生為主體的原則,在實施過程中,完全體現了講”、“做”、“練”一體化中學生的“做”和練的過程。
3教學手段
課程的教學要想獲得最佳的教學效果,教學實施過程中還要輔以現代化的教學手段,在良好的教學程序設計下和恰當的教學方法的實施的前提下,再輔以現代化的教學手段來輔助教學,會使教學效果更上一層樓。本課程教學實施過程主要通過以下幾個教學手段來實現:(l)多媒體課件的制作。采用信息技術教學手段,制作多媒體教學課件,以Flas的形式進行演示PLC系統的控制過程,圖文并茂,提綱掣領,易于理解,有效地調動了學生的研究性和探索性學習的積極性。(2)數字化資源。我們自主開發了現代電氣控制技術網絡輔助教學平臺,該網站包括教學指導、教學資源、課程標準、授課計劃、教案、學習資源庫、參考文獻、授課錄像等。可以和老師進行在線的交流與探討,所有的教學資源可在網上瀏覽和下載,任何學生在任何時候、任何地方都能借助網絡自主學習。(3)虛擬仿真教學。本課程在教學中采用了大量的虛擬仿真技術,利用三菱PLC仿真教學軟件,學生可以在機房、宿舍、教室等地方進行三菱PLC指令的學習,加快了學習的進度,提高了學習的效率。(4)一體化實訓室。我們把課堂建搬進實訓室,利用實訓室的多媒體教學設備、計算機網絡教學資源和實驗實訓設備,使學生真正做到邊學、邊做、邊練。(5)技能比賽。通過組織學生科技創新、維修電工大賽、PLC技術大賽、機電產品設計大賽等系列活動,豐富了學生課余生活,培養了學生的專業技能和創新能力。
4考核方案設計
模塊化教學區別于傳統的填鴨式教學的一個重要的特點就是完全廢除傳統的筆試考試模式,采取單元式評價與綜合評價相結合的過程評價,建立了課程評價體系。《現代電氣控制技術》課程以學習情境的工作任務為單元,從以「幾個方面進行評價:(l)各個項目的完成情況。占學期總評成績的25%,每個項目都有自己的評價標準,主要從系統的設計的態度、創新性、設計圖紙、技術文件的整理等方面及操作的合理性、安全性、軟件設計、安裝工藝、調試、解決問題的能力、調試結果等方面進行考核。(2)平時成績考核。占學期總評成績的25ty0,通過課后作業、課堂討論、課堂提問、課堂紀律的遵守情況及實訓室規則遵守情況來考核。(3)項目研究報告完成情況考核。占學期總評成績的20%,主要從書寫是否認真、項目報告格式是否正確、是否獨立完成、內容是否有錯誤等方面進行考核。(4)答辯。占學期總評成績的30%,根據提交上來的研究報告,從回答內容是否準確、流利,有無錯漏等方面考核。
5結論
在電氣控制和自動化專業的教學中,傳統的教學方式是將理論課教學與實驗課教學嚴格分開,雖然教學相對集中,但是這種以教師作為課堂教學中心的教學方式導致學生無法做好知識的銜接。將課堂直接設立實驗室展開教學,可以做到教師的教學和學生的學習交替,建立起師生之間的互動,使得學生主動探索精神被激發起來,提高了學生對于電氣控制和自動化專業的學習興趣。
2建立電氣控制和自動化專業與企業之間的合作
電氣控制和自動化專業具有較強的理論性,專業知識的抽象性很高。中職學生知識基礎較為薄弱,因此要系統地掌握專業知識較為困難。那么,就可以考慮調整教學方法。鑒于中職學校是適應社會的需要培養專業適用性人才,中職學校可以與企業建立起合作關系,也為學生建立良好的實習環境,并為將來的就業打下良好的基礎。二年級的學生以專業技術的學習為主,可以進人到企業中一邊實際操作一邊學習,將理論知識恰當地應用于實際工作中,在加深對理論知識的更深層次理解的同時,實際操作中還可以對于理論知識中的不足予以補充。學校與企業的合作促進了教師教學與學生之間的互動關系,使得學生的專業技術能力有所提高,同時企業也可以對于前來實習的學生的綜合能力給予評價,以優先選擇更為適合企業發展的人才。
3尊重學生的個性特點,組織電氣控制和自動化專業技能競賽
每一名學生都有自己的個性,在專業技能上亦是如此。比如,在可編程控制器和微處理器技術的教學中,學生需要掌握的基本技能就是能夠熟練地操作計算機,掌握微電子控制技術。在課堂教學中,采用互動教學方法,就是要將學生的興趣愛好融人到技術知識教學中,在引導學生興趣的同時,使學生能夠主動地配合教師,以形成師生之間的有效互動。為了培養學生對知識的探索精神,并挖掘學生的潛在能力,可以組織專業知識競賽,并以設計發明活動的形式展開。學生以高漲的學習熱情,將自己所掌握的專業知識充分地運用于技術小發明中,不斷地思考,深人地探索,試圖以推陳出新的方式獲得勝利。而技能競賽活動的展開,是建立“在就業為導向”的基礎上的,也是為了社會培養高技能的人才。
4互動教學法實施
將互動教學法應用于“PLC控制系統安裝及調試”的課程教學中。這個課程所涉及到內容包括PLC控制系統的安裝、調試以及維護。考慮到電氣控制和自動化專業的學生畢業后要從事的工作性質,在教學中要將教學模式建立在學生的職業生涯中。對于工作任務的調配,首先是接受控制任務,對于被控制的對象予以分析,經過分配系統的輸人(輸出)處理之后,將系統的二次接線圖繪制出來,然后就進人到控制程序的編寫、系統的接線安裝和調試以及驗收環節。在實施互動教學中,每一個教學情境都是建立在具體的工作任務基礎上的。通過師生之間采取各種形式的互動,使得學生能夠自主地參與到課堂教學中,包括以教師為主導的教學準備工作以及演示工作,都是圍繞著學生的興趣愛好而展開的。學生在課堂情境的感染力下,就會去模仿,并以自己的方式練習。在整個的互動教學中,所強調的不僅是工作任務完成結果,更為強調完成任務的過程。特別是學生模仿教師演示,教師要負責指導工作,以使學生能夠按照計劃完成操作,并達到預期的效果。
5結論
1.1DCS系統的開放性與靈活性特征
從設計角度而言,DCS系統設計環節具有系列化、標準化、開放化等特點,系統通信方式是以局域網網絡為基礎,從而實現穩定可靠而又高效的信息傳輸。按照發電廠電氣控制系統的實際功能需求,對DCS系統功能進行相應擴充及優化,由于是按照模塊化設計方案執行,因此能夠相當快捷的把計算機添加到系統通信網絡中,或者是進行一些計算機的刪除,在這個過程中對其他計算機的運行情況不存在不良影響。DCS系統在運行時,對于組態軟件而言,其軟件和硬件組件能夠利用不同的流程應用對象的方式實現。具體實現方式是對測量信號、控制信號以及其對應連接關系進行確定,基于控制算法庫對控制規律進行選擇,還有就是按照圖形庫對基礎圖形監控畫面進行調用,因此整個控制系統的構成相對簡單和靈活,具有很高的可行性。
1.2DCS系統的可靠性特征
由于DCS系統在運行時,每一臺計算機都具有分散系統控制的功能,并且可以獨立實現,因此要求系統結構采用容錯設計方案。這種方案哪怕是其中一臺計算機出現問題,也無法對DCS系統整體功能產生直接影響。而且由于在DCS系統中,每一立的計算機所承擔的任務相對單一,因此從功能實現方式分析,對結構、軟件固定的計算機設備進行選擇,從而對計算機運行的穩定可靠性的提高起到一定的促進作用。
1.3控制功能齊全的特征
具有較多的控制算法,把批處理控制、順序控制還有連續控制進行了集合,不僅實現了自適應、前饋與串級的控制,還實現了解耦與預測控制,還能引入要求的特殊控制算法。DCS系統構成方式具有非常好的靈活性。處于底層的過程控制級往往存在著分散的數據采集站、現場控制站等就地實現控制與數據采集功能,再經由數據通信網絡傳輸至生產監控級計算機,生產監控級接受來源于過程控制級的數據并對其實施對應的集中操作管理。
1.4完全集控運行
DCS系統可以實現全部電氣設備進行監控和操作,和機組控制組成一個綜合自動化系統,幫助運行人員能夠在任何一臺DCS終端上實現電氣系統整個機組進行監控和管理,使得單元機組具備了監控集控運行的功能。
1.5提升電氣控制穩定可靠性
對于DCS系統來說,其本身的穩定可靠性非常明顯,其不僅取代了原本繼電器,還取代了固態邏輯,主要因為運用了配置冗余這一手段,這樣便減少了操作終端,更重要的控制系統穩定可靠性顯著地提升。除此之外,其內部里面擁有許多聯動邏輯,明顯減少了人為失誤,主要由于對操作閉鎖及操作準許檢查邏輯進行設置。
2、電廠電氣系統納入DCS監控的范圍
按照電氣控制具有的特征以及單元機組運行過程的特性,需要把發電機變壓器組這一電氣系統控制納入DCS監控,也要把電源這一電氣系統的控制納入。由升壓站至電廠側的主廠房里面存在的廠用電快切系統及自動同期系統、發變組系統、高壓啟備電源系統、柴油發電機組、直流系統及UPS系統這些電氣系統都要納入DCS監控之中。
3、發電廠DCS控制方式
把DCS系統應用到發電廠之中的電氣控制系統里面的時候,需要遵循以下原則:把之前計算機數字化設備當成前提,發揮電氣控制的全部功能。發電廠電氣控制系統中最普通的故障錄波設備、發電機勵磁調節設備而言,對應的工作情況、動作狀況等都以數字化處理為基礎,利用通訊方式將信息傳輸到DCS系統中。控制系統和DCS系統要獨立運行,這一點也非常重要,對于保障發電廠電氣系統運行安全有直接影響。DCS系統實現時,電氣系統輸入信息和輸出指令等都是以通訊的方式呈現,一方面能夠保障系統的獨立安全的運行,另一方面還可以節約在DCS系統的電線、電纜等設備投資。最重要的是輸入DCS系統中的數據信息將應用于機組綜合控制及全廠信息系統。當運行后一段時間后,達到相關負荷標準后,可以利用自動或人為的方式。機組停機時,主控回路傳遞對應的控制操作指令,對電氣系統進行操作,使其切換到關閉狀態。其存在以下幾項特征:促使專門控制裝置的優點與數字化裝置的通訊優點得以發揮,不僅促使系統總體構成的經濟性與實用性明顯提升,也促使它的可靠性變得更高;信息集中就是這種形式的分散控制。對于此類分散控制系統來說,其經常需要涉及到各種廠商的不同設備,熱工控制以及電氣控制都存在較為清楚的界面,能夠根據之前的專業化系統設計、調試與維修;此時只要對通訊問題進行良好地處理,通常之下,組成的整體控制系統依然屬于真正的分散控制系統;能夠讓之前闡述的電氣控制進入DCS之中.
4、DCS系統應用時的注意事項
4.1分配電氣控制功能方面
從分配電氣控制系統的功能而言,發電廠電氣控制系統在運行過程中,對應的工作參數及控制邏輯關系都要先經過科學計算和調試,而且系統運行模式一旦形成就進入恒定狀態,不能輕易變動,如果要對控制系統邏輯關系進行調整,需要經過工程師站進行代碼傳輸,恰好DCS系統不支持代碼在線傳輸,因此這個過程有可能帶動控制系統內部其他程序出現誤操作,所以需要注意電氣控制功能分配的問題。
4.2裝置時鐘配合方面
針對裝置時鐘配合方面而言,發電廠電氣控制系統引入DCS系統,可以實現對整個電氣控制系統的集中控制,相互獨立而且布局分散的終端處理器共同聯合工作,從而促進控制任務順利完成。
4.3系統設計的配合問題
配合對DCS系統的設計相當重要,和后期的運行狀態存在關聯,進行設計的時候,務必綜合考慮問題。之前進行的設計,大都為電氣專業對清單實施簡單地列舉,然后安排熱控專業的實施裝置,系統具體運用的時候,此類設計方式不能充分地發揮很好的性能,相當不利于系統運行。因此為讓系統可以良好地適應實際性能的發揮,進行設計的時候,需要安排至少兩個專業一起進行,應認真地分析系統規模、容量與功能的分配,認真地計算實際上進入DCS的量,對于其在實際運行中所要表現出來的功能,以及軟硬件的配置等,均應實施有效的論證,確保系統能夠高效順利地運行。
4.4系統調試問題
當DCS系統用于電氣控制系統之中之后,需要進行和之前不一樣的系統調試工作。在之前,進行系統調試工作的時候,需要分開進行熱控系統調試與電氣系統的調試,對應專業的人員相當熟悉自己所學的專業,進行調試會有好的效果。當進入到DCS系統里面后,熱控調試工作者不能完全了解電氣系統,同時電氣人員也不完全了解DCS系統,進而導致調試功能的缺失。因此為確保系統順利地運行,要于調試環節,有效地安排人員,確保整個的優化,確保整個系統可以順利穩定地運行。
5、總結