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關鍵字:自動化;應用型人才;改革;實踐教學
自動化專業涉及多學科的交叉融合,其發展過程充分體現了科學技術的綜合作用,既離不開機械、電氣、自動控制及其他信息技術,同時也緊密依托于數學、系統科學等理論學科,而且還需要結合相關應用領域的專門知識。為了適應當前社會發展對技術技能型人才的需求,南昌工學院積極進行教學改革,探索新的人才培養模式,南昌工學院是一所應用型本科院校,有相當一部分少數民族學生,自踴專業本科階段對理論知識的要求相對較高,但我們的學生較一些重點高校來說基礎還是薄弱,為此,結合江西地方經濟發展對自動化專業人才的需求,我校在培養方案、課程設置、實踐教學等模塊作出了深入的改革和創新,也取得了一定的成效。
1 確定自動化專業教改思路和培養目標
我校自動化專業主要面向汽車控制行業,具有較強的行業特色。隨著信息科技技術的飛速發展,自動化的理念也在進一步的拓展與創新,尤其智能控制技術在自動化行業的不斷更新,為適應發展的趨勢,提高我校畢業生就業率及適應崗位的能力,我校自動化教改的基本思路是:從行業發展對該專業畢業生人才需求為目標,分別從課程體系、教學內容和教學方法、教學手段等方面為改革重點,增強畢業生適應性和創新能力為改革方向,全面建設實驗實訓中心以培養學生工程實際能力,充分調動學生的學習積極性和主動性;提前進入工程實驗,培養工程意識和創新精神;加強實踐性教學環節,全面提高人才培養質量。同時確定我校自動化專業的培養目標是:本專業培養政治合格,身心健康,德、智、體、美全面發展,主要面向汽車裝配自動化生產線行業,重點瞄準汽車裝配自動化生產線設計制造工程技術人員,掌握自動檢測與儀表、自動控制理論、控制系統設計知識,具備控制系統的軟硬件設計技能,理論到位、技術技能系統實在的高素質應用型人才。
2 自動化專業課程設置改革
根據人才培養的要求,綜合考慮知識、素質、能力等方面,使學生能更好的適應技術發展、市場需求多樣化及多變性,整個課程設置主要分為六大模塊:思想政治課程群、身心健康課程群、理論知識課程群、技術技能課程群、綜合實踐課程群、素質拓展課程群。各模塊課程群由相關課程系列組成。
3 加強專業課程的改革
從專業基礎課到專業課、專業實踐類課程進行努力加強課程方面的改革建設,建立教學團隊制,深入企業調研學習,對接生產企業產業鏈,在基本教學要求的基礎上提煉教學內容,制定適合我校學生的課程改革方案,實施項目式教學,以項目為主線,以學生為主體,教師為主導,改變以往的“教師講,學生聽”的單一填充式課堂教學模式,形成學生主動參與、積極思考、互助協作、不斷探索創新的教學模式。對學生而言,以轉變學習方式為契機,在主動學習并有競爭的環境中,不斷激發學生的好奇心和創新意識,對教師而言,從傳統的知識傳播者變為學生學習的組織者、指導者,對專業建設和長期發展來說,建立全新的教學課程體系,推進學校改革的步伐,通過項目式教學的進行,不斷探索組織形式、不斷更新教學內容、管理方法、考評體系等的改革,隨著專業實驗實訓中心的不斷完善,項目式教學也得到了有效的推進,并取得了一定的成效。
4 加強自動化專業的實踐教學,改革生產實習方式
過去實踐性教學環節在教學過程中一直處于薄弱環節,重理論輕實踐是學科教育培養中的弊端,而應用型本科必須加強學生實踐能力的培養,一定要通過改革實踐性環節入手,形成新的實踐教學體系。
實驗課是學生實踐環節中的主要部分之一,過去以驗證性實驗居多,而創新性的實驗很少,為了培養學生的創新能力,課程設置中逐步將主要的實驗從課程中剝離出來,開設獨立的實驗課。在實驗單獨設課的基礎上,又進一步增加了系統性綜合實驗,學生在完成指定性目標之后,能獨立完成設計方案,選擇實驗設備,利用現有實驗條件進行制作和調試,提高了學生的興趣和動手能力。學校也加大了對實驗室建設的投入,陳舊的設備已基本更新,為保障實踐環節的運行發揮了很大的作用。
實習是學生走向工作崗位必不可少的環節。我校和江鈴等自動化生產企業建立了長期穩定的合作關系,學生在實習中能了解生產管理的規范和嚴格,掌握自動化生產的整個過程。為進一步提高實習質量,學校也在著手建設校內實習基地如:我校的柔性生產線、西門子PLC綜合實訓室等。在學生走向實習企業之前,先在校內微企業實訓室實習,在實習中學生會經歷設計、安裝、調試到維護的全過程。例如在西門子PLC綜合實訓室學生也可以在線編寫程序,控制電機的起、停、調速,模擬爐膛上料、加熱爐的溫度控制等過程。校內實習基地在理論上也改變了校外實習的不足,解決了校內與企業生產現場之間的矛盾,提高了實習的效果。真正意義上體現“應用型”的特點。
現在高校擴招,企業生產任務與效益緊密掛鉤,對于實多數也是流于形式,收效甚微。為此,我們對傳統的實習模式進行改革,改革傳統的到企業“蹲點”式方式。首先在教學的過程中讓學生觀看生產工藝、生產設備的錄像片,使學生對現場有一個基本概念,再請工廠的工程技術人員到課堂里,進行整套生產過程、設備配置與維護、控制方法等進行專業的介紹,最后到企業實習。
隨著信息、網絡的飛速發展,自動化控制已經不是以往的單一設備為控制對象,而是形成了大規模的可以互相通信的智能設備控制網,而且在自動化領域,以工業PC為單位,可以組成各種復雜控制系統,在工控界,利用PC監控的組態軟件也在大量使用并層出不窮。為了使自動化專業學生在校期間能接觸工控組態軟件,在實踐教學環節我們也安排了相關綜合課程設計環節,讓學生了解組態軟件,熟悉主要功能,初步掌握在工控界較為前沿的組態軟件使用及組態方法,為順利就業奠定了基礎。
5 加強畢業設計環節工作力度
以往學生最后一個學期在校外實習階段完成畢業設計任務,與指導老師之間不能實時緊密聯系,甚至出現指導老師聯系不上學生的現象,部分學生也只是為了應付而做,論文的質量無法保障。為改變各種不良現象,切實讓學生在畢業設計環節真正將所學知識系統化,現將畢業設計工作提前一個學期進行,并專門開設畢業論文寫作指導課程,切實保障該環節在人才培養計劃中的重要性。
參考文獻
[1]自動化專業人才工程應用能力培養模式的研究與實踐 周競 《科技創新導報》 2012
[2]電氣工程與自動化專業應用型人才培養模式研究 楊兆華《電氣電子教學學報》2011
[3]對電氣工程及其自動化專業應用型人才培養方案的探討 裴素萍 《第四屆全國高校電氣工程與自動化專業教學改革研討會論文集》 2010
關鍵詞:PLC;下位機系統;觸摸屏
目 錄
引 言 1
第一章 控制系統結構 2 1.2 SIEMENS可編程序控制器 2
1.3 上位機系統上位機上位機即圖文控制中心 3
1.4 WINCC軟件平臺 3
第二章:冰蓄冷系統的控制 4
2.1控制目的、范圍及主要受控設備 4
2.2工況轉換功能 4
2.3 工況的啟停、顯示和故障報警功能 4
2.4 數據的記錄和打印功能 4
2.5 手動/自動轉換和優化控制功能 5
2.6全自動運行功能 5
2.7 節假日設定功能 5
2.8下位機操作功能 5
第三章 遠程監控 6
結 論 7
致 謝 8
引 言
控制系統由下位機(現場控制工作站)與上位機(中央管理工作站)組成,下位機采用可編程序控制器(PLC)與觸摸屏,上位機采用工業級計算機與打印機,系統配置必要的附件如通信設備接口、網卡、調制解調器等,實現蓄冷系統的參數化與全自動智能化運行。
下位機和觸摸屏在現場可以進行系統控制、參數設置和數據顯示。上位機進行遠程管理和打印,它包含下位機和觸摸屏的所有功能。整個系統以下位機的工業級可編程序控制器為核心,實現自動化控制。控制設備與器件包括:傳感檢測元件、電動閥、變頻器等。中國目前集中空調的市場形勢良好,在數量上增長很多,但由于 競爭導致了價格下降。制冷機的平均價格的大幅下降,也反映了制冷逐漸小型化的趨勢細介紹如何對中央空調選型。中國夜間用電量大,中央空調將越來越受人們的使用。
第一章 控制系統結構
控制系統由下位機(現場控制工作站)與上位機(中央管理工作站)組成,下位機采用可編程序控制器(PLC)與觸摸屏,上位機采用工業級計算機與打印機,系統配置必要的附件如通信設備接口、網卡、調制解調器等,實現蓄冷系統的參數化與全自動智能化運行。
下位機和觸摸屏在現場可以進行系統控制、參數設置和數據顯示。上位機進行遠程管理和打印,它包含下位機和觸摸屏的所有功能。整個系統以下位機的工業級可編程序控制器為核心,實現自動化控制。控制設備與器件包括:傳感檢測元件、電動閥、變頻器等。 采用TP27彩色觸摸屏作為操作面板,完全取代常規的開關按鈕、指示燈等器件,使控制柜面談得更整潔。并且,TP27觸摸屏在現場可實現狀態顯示、系統設置、模式選擇、參數設置、故障記錄、負荷記錄、時間日期、實時數據顯示、負荷曲線與報表統計等功能,中文操作界面直觀友好。 SIMATIC S7-300系列PLC適用于各行各業、各種場合中的檢測、監測及控制的自動化,其強大功能使其無論在獨立運行中,或相連成網絡皆能實現復雜控制功能 。
該產品具有光電隔離,高電磁兼容;具有很高的工業適用性,允許的環境溫度達60℃;具有很強的抗干擾、抗振動與抗沖擊性能,因此在嚴酷的工作環境中得到了廣泛的應用。 1.3 上位機系統上位機上位機即圖文控制中心
主要由PC機和激光打印機組成,采用SIMATIC WINCC軟件平臺,采用全中文操作界面,人機對話友好。管理人員和操作者,可以通過觀察PC機所顯示的各種信息來了解當前和以往整個冰蓄冷自控系統的運行情況和所有參數,并且通過鼠標進行設備管理和執行打印任務。
1.4 WINCC軟件平臺
WINCC軟件在自動化領域中可用于所有的操作員控制和監控任務。可將過程控制中發生的事件清楚地顯示出來,可顯示當前狀態并按順序記錄,所記錄的數據可以全部顯示或選擇簡要形式顯示,可連續或按要求編輯,并可輸出打印報表和趨勢圖。
WINCC 能夠在控制過程中危急情況的初發階段進行報告,發出的信號既可以在 屏幕上顯示出來,也可以用聲音表現出來。它支持用在線幫助和操作指南來消除故障。某一 WINCC工作站可專門用于過程控制以使那些重要的過程信息不被屏蔽。軟件輔助操作策略保證過程不被非法訪問,并提供用于工業環境中的無錯操作。WINCC 是MICRSOFT WINDOWS98或WINDOWS NT4.0操作系統下,在PC機上運行的面向對象的一流32位應用軟件,通過OLE和ODBC視窗標準機制,作為理想的通訊伙伴進入WINDOWS世界,因此WINCC可容易地結合到全公司的數據處理系統中。
第二章:冰蓄冷系統的控制
2.1控制目的、范圍及主要受控設備
蓄冷控制系統控制目的:通過對制冷主機、儲冰裝置、板式熱交換器、系統水泵、冷卻塔、系統管路調節閥進行控制,調整儲冰系統各應用工況的運行模式,在最經濟的情況下給末端提供一穩定的供水溫度。同時,提高系統的自動水平,提高系統的管理效率和降低管理勞動強度,控制范圍包括整個冰蓄冷系統的參數狀態顯示、設備狀態及控制,主要控制設備有:雙工況主機、電動閥、冷卻塔、冷卻水泵、蓄冰裝置、初級乙二醇泵、板式換熱器、次級乙二醇泵等,控制功能。 控制功能包括整個冰蓄冷系統穩定、經濟運行所需的功能。
2.2工況轉換功能
根據季節和機器運行情況,自控系統具備以下工況轉換功能:a) 雙工況主機制冰同時供冷模式;b) 雙工況主機單獨制冰模式;c) 主機與蓄冰裝置聯合供冷模式;d) 融冰單獨供冷模式;e) 主機單獨供冷模式
2.3 工況的啟停、顯示和故障報警功能
控制系統按編排的時間順序,結合負荷預測軟件,控制制冷主機及外圍設備的啟停數量及監視各設備之工作狀況與運行參數如: 制冷主機啟停、狀態及故障報警;-制冷主機運行參數;-制冷主機缺水保護;-制冷主機供/回水溫度、壓力遙測和顯示;-冷凍水泵啟停、狀態及故障報警;- 乙二醇泵啟停、狀態及故障報警;-冷卻水泵啟停、狀態及故障報警 ;-壓差旁通管的壓差測量與顯示;-冷卻塔風機啟停、狀態及故障報警 ,-冷卻塔供/回水溫度控制與顯示;-供/回水溫度、壓差遙測控制與顯示;-板式換熱器側進出口溫度控制與顯示;-蓄冰裝置進、出口溫度遙測控制與顯示;-冷凍水回水流量控制與顯示;-電動閥開關、調節與閥位控制與顯示;-室外溫濕度遙測控制與顯示;-蓄冰量測量與顯示;-末端冷負荷控制
2.4 數據的記錄和打印功能
控制系統對一些需要的監測點進行整年趨勢記錄,控制系統可將整年的負荷情況(包括每天的最大負荷和全日總負荷)和設備運轉時間以表格和圖表記錄下來,供使用者使用。所有監測點和計算的數據均能自動定時打印。
2.5 手動/自動轉換和優化控制功能
控制系統配置靈活的手動/自動轉換功能。根據室外溫度、天氣預報、天氣走勢、歷史記錄等數據自動選擇主機優先或融冰優先。在滿足末端負荷的前提下,每天使用完儲存的冷量,盡量少地運行主機。充分發揮冰儲冷系統優勢,節約運行費用 。
2.6全自動運行功能
系統可脫離上位機工作,根據時間表自動進行制冰和控制系統運行、工況轉換、對系統故障進行自動診斷,并向遠方報警。觸摸屏顯示系統運行狀態、流程、各節點參數、運行記錄、報警記錄等。
2.7 節假日設定功能
系統可根據時間表自動運行,同時也可預先設置節假日,控制儲冰量和儲冰時間,使系統在節假日時對不需要供應空調的場所停止冷。
2.8下位機操作功能
下位機操作功能如下: a) 人機對話。操作人員可通過觸摸面板進行人機對話,操作界面完全中文化,具有提示、幫助、參數設置、密匙設置、故障查詢、歷史記錄等功能。b) 系統設置。包括操作口令設置、運行設置、運行時間表設置、記錄溢出處理、自動/手動/測試選擇、節假日設置、系統參數設置(包括各節點溫度、壓力,各介質的流量,儲冰量,制冰速率,融冰速率,閥門開度,末端負, c) 故障記錄、運行記錄、歷史記錄等
第三章 遠程監控
控制系統通過電話線或寬帶網,與專家系統連接,對系統進行運行監控、參數修改、數據采集等,使系統不斷完善和軟件版本升級,讓用戶得到更好的服務。遠程監控的目的是用戶可以通過PSTN(公共交換傳輸網)對冷凍站進行異地遠程監控。同時也可以實現遠程調試、遠程適時監控和在線維護等,從而大大減輕工程人員的工作強度,降低工程成本。
控制系統設計界面友好,PLC和觸摸屏均可擴展,內容可擴展、參數也可修改,通過485通訊接口或通信協議實現BAS與冰儲冷自控系統一體化,節約 投資、方便管理。系統集中控制,減少了動力柜占地面積,又使動力柜型號統一、式樣相同、大小一致。系統擴展控制如下: a) 污水泵自動控制; b) 風、排風控制;c) 活水泵穩壓控制;d) 防水泵定時運行、檢測、報警; e) 淋水泵穩壓控制; f) 筑物夜間輪廓照明自動控制;g) 低配計量、開關狀態檢報警 。
結 論
中央空調是對室內空氣進行統一調節的專用系統,它通過室內采樣溫度、濕度,與設定的溫度和濕度比較,按照一定的算法,對比例調節閥、加熱器、加濕器、進/出氣閥門、泵等設備進行控制,調節室內溫度、濕度,達到設定的要求,提高人體的舒適度。冰蓄冷中央空調控制系統是以可編程控制器為核心,配以各種傳感器、電動調節閥門、變頻器等,實現對系統自動化控制, 通過PLC在冰蓄冷空調系統的推廣運用,驗證了PLC系統的可靠性特點,保證了系統的安全運行和有效節能,同時也為樓宇設備控制系統的控制器選型提供了新的思路。相信在不久的將來,越來越多的PLC系統在冰蓄冷空調系統的運用中日趨成熟,在樓宇設備控制系統中也將會大顯身手。
致 謝
時光匆匆如流水,轉眼便是大學畢業時節,秋云,聚散真容易。離校日期已日趨臨近,畢業論文的的完成也隨之進入了尾聲。從開始進入課題到論文的順利完成,一直都離不開老師、同學、朋友給我熱情的幫助,在這里請接受我誠摯的謝意!
感謝我的同門,謝謝你們給予我的幫助!
關鍵詞:電力拖動自動控制系統;課程;實驗;改革
中圖分類號:TN921-4 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2014) 02-0000-02
電氣工程和自動化專業的發展由來已久,但是為了適應21世紀的社會需求和國家教育模式的改革,需要對高等學校的教育模式改革,培養出具有全面的知識體系和創新能力以及高素質的綜合性人才。電子技術和計算機控制技術以及改造的能力等是電氣工程及自動化專業的學生必須具備的能力,為其以后從事與電氣工程專業相關的工作和研究打下基礎。為了培養出全面的高素質綜合性人才,就需要對現有的教學模式進行改革。
一、課程難度剖析
在學習電力拖動自動控制系統時,學生必須了解直流電動機的工作原理和直流電動機系統中的電磁量以及機械量之間的相互轉換關系;了解可控直流電源的產生方法,知道在控制系統中,可以根據控制對象來控制某一控制量的算法和衡量控制系統性能的基本指標;掌握單片機的原理等。而要實現學生對上面的知識的掌握,就要學習很多的知識,如自動控制理論和電機以及計算機控制技術等多門學科,所以,電力拖動自動化控制系統的知識面很廣,要求的專業基礎背景高。而這對于學生來說,都是很難的課程,且要在學校這段有限的時間學會,學透是很不容易的。
二、教學內容的改革,加強工程的應用
電氣工程和自動化專業的課程教學內容主要是課程教學與實驗以及課程設計。課程教學的目標是以電機作為對象和電力電子功率變換器為弱電控制強電的媒介,以及自動控制理論為分析和設計的基礎來掌控運動控制系統的控制規律和設計方法。把課程的設計和綜合實驗結合起來,可以鞏固課程的理論知識,提高學生的操作能力。為了加強工程的運用,可以通過加強位置控制系統和張力控制系統以及數字控制系統來增加工程的運用。位置控制系統即位置隨動系統,在使用這個系統時,可以將應用廣泛的伺服電機控制系統和數字控制結合起來介紹驅動器的工作原理和參數設置,為以后參加工作打好基礎。張力控制系統在加工帶材和線材的過程中,保持卷的進出的張力,使帶材卷的整齊和緊致。數字控制系統包括數字控制的硬件電路和軟件流程。
三、教學方法的探討
課程教學的環節包括課堂教授和學生自學以及實驗等,在教授理論課時,可以運用多媒體教學在其中加入動態演示的圖像,讓學生對內容更容易理解;在教授對交流和直流控制的軟件系統時,就可以結合仿真軟件,通過在課堂上建立起模型和課堂以及課后的仿真,使學生更加了解對系統的控制。而對于培養應用型的人才,由于學生沒有真正的參加過工作,所以沒有經驗,這就使得學生對于課堂學習的知識不夠理解或不感興趣。這些問題教師在備課時都需要考慮到,如為了提高學生的興趣,可以在教授電力拖動系統時增加其應用背景。在教學過程中逐漸改變學生的態度和思想,使其不在抱著應付考試的心態去學習,而是發自內心的真正喜歡這門學科。
四、加強實驗教學中的工程實踐能力
(一)理論與實驗結合
“電力拖動自動控制系統”是一門在實際生活中運用廣泛的課程,所以它的教學方式不應該僅僅局限于理論知識的學習,還應該將理論與實驗相結合,增加學生的應用能力。在上實驗課程時,應該讓學生自己動手操作,根據實驗的目的擬定實驗的路線和選擇合適的儀器儀表以及確定實驗的步驟,然后進行數據的測試,并根據得出的數據進行分析。還有就是在上實驗課時,可以盡量讓學生掌握一些電氣測量的方法和實驗設計以及工程的運用結合。在學生實驗的過程中,可以加深學生對理論知識的理解,對于實驗時獲得的數據,可以為學生以后寫畢業論文時提供依據。
(二)課程設計強化實踐能力
課程設計的目的在于培養學生的自主理解能力,將課程上所學到的理論知識與實踐技能相結合,解決工程問題。在課程設計課上,可以選擇幾個與工程運用相關的主題,如變頻器控制交流電動機調速的應用和設計PWM控制直流電動機調速系統設計以及無刷直流電動控制器設計等。在這些主題中,由學生選擇其中的一個,然后進行分組來完成,并且提出相應的要求,如系統設計方案論證和系統指標測試以及硬件開發等。限定學生完成課程設計的時間在3周以內,而且設計的內容要包括根據題目設計相應的電路和參考文獻以及顯示輸出電路等。在這一系列的過程中,學生及掌握了系統開發設計的流程和方法,也提高了自己的操作能力和創新能力。
五、結束語
專業教學長期探討的問題包括如何有效的激發學生學習的興趣和積極性以及引導學生學會自主學習和思考。本文就結合電力拖動自動控制的實際教學情況,通過分析其面臨的問題,改革教學內容和教學方法以及實踐環節,提高了學生學習的積極性和操作技能以及創新的能力,提高了學生的綜合素質。
參考文獻:
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[3]錢曉耀,陳衛民,蔡慧.“電力拖動自動控制系統”課程教學改革探討[J].中國電力教育,2011(07):61-62.
【關鍵詞】智慧物流;物流管理;教學改革
1智慧物流時代物流管理人才的需求分析
為提升智慧物流配送水平、營造開放共贏的物流發展環境,2016年7月29日,國家發展改革委印發《“互聯網+”高效物流實施意見》文件,提出構建物流信息互聯共享體系、引導物流活動數據化、加強物流信息標準化、推動物流數據開放化、促進物流信息平臺協同化等要求[1]。智慧物流時代,先進信息技術將在物流領域廣泛應用,基于互聯網的物流新技術、新模式、新業態將成為物流業發展的新動力。智慧物流時代對物流管理人才提出了更高的要求,具體表現為:①首先必須掌握企業物流管理的基本理論與方法,熟悉企業物流業務流程與企業資源組織方式,掌握物流信息管理、倉儲管理、配送優化、實時監測、通報預警、應急處置等環節的處理方法;②能有效利用互聯網等先進信息技術手段重塑企業智慧物流業務流程、創新企業資源組織方式,采用信息技術精準對接供應商、分銷商、合作商、配送車輛、配送網點、配送客戶等各環節信息,并建立深度感知智能倉儲管理信息系統,實現存、取、管全程智能化;③具備建設智慧供應鏈管理服務體系的能力,能有效構建適應“互聯網+”大規模定制的智能集成式物流模式,同時也能為具有小批量、多品類、快速交貨和連續補貨等需求特征的企業提供全程無縫銜接的一體化物流服務方案。
2我國高校當前物流管理專業的教學現狀與主要問題
高校物流管理專業的學生是企業物流管理人才的重要來源之一。幾十年來,我國許多高校的物流管理專業教學效果比較好,為企業提供了許多高層次的物流管理人才。與此同時,還存在如下一些主要問題:①師資力量來源過于單一。與歐美發達國家相比較,由于我國物流教育發展相對比較晚,許多高校物流管理專業的老師大都從國際貿易、信息、管理與經濟專業轉變過來,不太了解物流行業,難以提供真實的物流教學案例與最新的物流操作方法[2]。而且,由于高校引進師資時,非常注重學歷,許多引進的博士師資都是剛剛從高校畢業,直接到高校工作,沒有在物流企業工作的經歷,沒有實際操作經驗,僅僅具有相關理論,難以保障課堂教學質量。②培養目標與市場需求不夠吻合。絕大多數高校都是重理論教學,輕實踐教學環節。有一些高校的物流管理專業培養目標定位不明確、沒有凸顯地方特色。許多高校的物流管理專業課程體系趨同,難以滿足企業對物流管理人才的多樣化需要。③缺乏可操作性的實踐教學體系。盡管許多高校建立了一些實訓實驗室,但與物流實踐操作還存在一定距離。有一些高校與物流企業合作設立了物流實訓基地,但大多僅僅只提供觀摩功能,不能讓學生真正參與物流操作。使得許多大學生動手能力不強,實踐能力薄弱。
3智慧物流時代我國高校物流管理專業教學改革實現路徑
智慧物流時代,企業需要復合型的高素質“智慧+應用”型物流人才,物流人才培養面臨更大的挑戰。智慧物流人才首先需要掌握企業物流管理的基本方法,還要掌握智能物流流程設計、大數據分析、物聯網技術、云計算技術與自動化控制方法,更要具備創新創業能力。為有效培養智慧物流人才,我國高校物流管理專業教學改革應該從如下幾個方面著手:①合理制定符合智慧物流需求的專業人才培養方案。調研智慧物流發展現狀,預測智慧物流管理人才的需求趨勢,歸納物流企業對智慧物流人才的職業素養與技能要求,據此制定智慧物流環境下物流管理專業人才的培養目標,在此基礎上構建智慧物流管理專業的課程教學體系與專業實踐教學體系、購置相關物流教學設備設施與仿真軟件、申報智慧物流創新計劃訓練項目[3]。②組建理論與實踐相結合的“雙師型”教學團隊。優化物流管理教學團隊的學歷結構、年齡結構、職稱結構與來源結構。邀請國內外物流學科的知名專家、學者來校講學或培訓,鼓勵教師考取職業資格證書,如高級物流師等。聘請具有實踐經驗的物流行業、企業高管來校兼任教師,讓他們真正下課堂,傳授物流實際操作與項目管理方法。將高校物流管理專業的教師通過掛職、下企業鍛煉等形式,提高教師的實際操作能力。也可以與物流企業共同合作進行科研攻關、項目合作,一起解決物流企業面臨的現實問題,有效提高高校教師的理論與實踐相結合的科研能力[4]。③搭建信息化數字化智慧物流協同教學平臺。采用校企合作方法,將高校物流管理專業的人才培養目標、企業崗位標準和職業標準相互參照,將專業能力標準與專業素質模塊相對照,搭建高校智慧教學資源數據庫、企業實習基地資源數據庫與社會培訓資源數據庫。采用情境化數字教學模式,以培養學生職業素養與職業技能為目標,實現高校物流管理專業的課堂教學、企業實踐操作、職業資格證書三者之間的和諧統一,切實提高課堂教學質量。④落實實踐教學體系。通過畢業實踐、頂崗實習等方式讓學生切實參與現代物流環節的基本流程,了解物流企業不同崗位的操作方法與職責。讓學生學習物流相關軟件與設施設備的操作方法,提高學生的物流設備與信息系統操作能力。將畢業論文與物流企業面臨的實際問題結合起來,采用物流理論結合實際情況,設計解決方案,提高學生設計物流方案的綜合能力[5]。
[參考文獻]
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關鍵詞:實踐教學;教學改革;實習基地
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)16-0229-02
化學是一門實踐性很強的學科,與工業生產有著密切聯系,專業實習是應用化學專業學生理論聯系實際,加強化學技能訓練,強化工程意識和實踐能力必需的重要教學實踐環節。針對近年來在教學實踐中碰到的問題,結合我院的具體情況,對合理安排師范高校應用化學專業的實習教學及其改革提出了一些建議,以不斷提高其教學質量。
一、化學教學中專業實習實踐教學的現狀
我國的化學工業化水平已進入高度計算機自動化控制時代,對工程技術人才的要求更加苛刻,實踐教學效果的好壞將直接影響學生工程素質的高低和就業競爭力的強弱。就我院而言,隨著學校的建設和發展,目前共開設有48個本科專業,其中約半數為非師范專業,每年的畢業生超過3000人。從用人單位反饋的意見顯示,我校非師范畢業生理論基礎并不比省內同等院校差,但科研能力和操作技能稍有欠缺,不能很好地迎合多變的市場需要。因此,對非師范專業實習的改革很有必要性。目前非師范學生的實習實踐教學面臨不少困難和問題,主要表現在以下幾個方面。
1.學校教學管理方面的問題。教學資源不足,影響實習的質量。主要表現為:①非科班出身的專業教師工程實踐經驗不足,且實踐教學指導任務繁重,學生專業技能、實際操作方面的訓練不充分;②化工實驗設施不足,還沒有建設和使用仿真實習技術;③在教學內容上就事論事多,缺少對先進設備結構與功能的詳細分析;④在教學觀念上,重課堂知識輕實踐;⑤由于經費不足,實驗室中試驗設備少,試驗以微量半微量小型儀器操作為主,學生很難聯想到工業化連續運轉對產品質量等的影響。實驗儀器維護和保養幾乎為真空區,能一直正常使用和運轉的設備不多。
2.新形勢下選擇和聯系實習單位面臨的困難。由于各高校實習時間安排過于集中,在市場經濟環境下,考慮到生產和管理管理成本增加、實習費過低、知識產權保護、安全等方面的影響,很多企業對接納學生實習的積極性不高。
3.學生實習積極性不高。在高校“厚基礎,寬口徑”的培養模式下,部分學生思想上自視過高不能把個人理想與對社會現實的看法盡快地統一起來,往往產生失落感。在經濟負擔上,校外實習的吃、住和交通費用實際上是由學生自己負擔,由于實習時間短,實習單位一般不愿意給學生學徒工的待遇,學生經濟壓力較大。另外,專業實習通常安排在大四,正值學生忙于找工作、投簡歷的黃金時期,由于就業壓力、擇業需求不同和對未來的較高預期,不少學生選擇了與本專業不太對口的工作,鑒于專業實習對擇業和就業作用不大,實習積極性也不高。
二、改革的思路
1.加強實踐教學改革,完善實習制度。通過在現有的非師范生培養方案中完善實習過程監控體系,進一步細化實習質量考核標準和工作要求,靈活安排實習時間和實習形式,鼓勵學生入學開始就自己尋找實習機會,使大學教育逐漸與社會發展、市場需要接軌;鼓勵專業實習跟教師的橫向課題相結合,形成畢業論文,增強學生對實際生產問題的分析和研究能力,體現學校產學研一體化的辦學宗旨。在實習形式上可以采取集中實習與照顧個人需求的分散實習相結合的模式,校內仿真實習為主,校外見習為輔的模式,或多崗位輪崗實習等新模式。與此同時,政府應出臺相應政策,明確高校學生實習制度的必要性,增加實習經費比例,使實習具有可行性。
2.以本科教學水平評估為契機,完善校內實訓設施。應用化學為師范高校的非師范專業,校內實習設施的采購和建設相對落后于師范專業建設,部分甚至處于籌建階段,借助本科教學水平評估和特色專業實驗室建設的挈機,購置一些典型化工單元操作、工段和流程的化工仿真設施和軟件,由指導教師在實驗室講解典型工業實例,訓練學生開、停車的操作能力。通過生產過程仿真,營造類似于真實生產車間的教學環境,增加學生動手的機會,使學生既熟悉了工藝流程,又了解了主要生產設備及管路、控制點、閥件的合理布控及作用。同時,化工仿真訓練如能與畢業論文、畢業設計、大學生創新項目以及大學生創新基地建設相結合,不僅可以增加實驗設備的利用率,豐富實習實踐教學手段,還可強化學生工程意識和創新意識的培養,拓寬知識面,為靈活安排專業實習模式打下基礎。與傳統教學模式相比,校內仿真實習為主的新型教學模式,可減輕學生校外實習經濟上的壓力。
3.建立穩定的校外實習基地,加強校企合作和管理。師范高校可立足自身特點,采取“互利互惠”原則,從以下幾方面培育和擴充穩定的校外實習基地:①在滿足專業性、管理規范和有用人需求的前提下,優先就近選擇當地知名品牌企業或本行業有實力的大型企業;②實行實習基地掛牌制,雙方簽訂合作協議后,盡早掛牌,并委派社交能力強的教師負責保持聯系;③加強校企雙方在技術服務、科研項目方面的合作,幫助企業培訓技術骨干,建立橫向課題,幫企業解決生產實際問題;④邀請企業家或工程師經常到高校開設講座,加強師生與企業的交流,擴大企業影響力,提升知名度;⑤高校根據企業列出的人才需求計劃及時調整學生的培養方案,為企業培育和發掘有用人才。目前,與我院已簽訂校企合作協議且專業對口的穩定校外實習基地有柳州化工股份有限公司、柳州鋼鐵股份有限公司、北流三環集團、廣西銀億科技礦冶有限公司、興業海螺水泥有限責任公司、玉林燕京啤酒有限責任公司等十幾家大中型企業。總之,通過建立穩定的實習基地,加強合作和管理,既拉動企業接納學生實習的積極性和配合的熱情度,又促進就業,使專業人才的培養維持供需平衡。
4.消除學生心理顧慮,提高實習積極性。在開展實習工作之初,提前預測學生在實習活動中可能遇到的心理、思想等方面的問題和矛盾,甚至由此產生的驕傲自大、自卑等不正常心理,有針對性地對學生開展思想教育,提高思想認識、加強業務、技能學習和心理訓練,使其盡快適應實習工作。安排實習任務時,采取集中實習與照顧個人擇業需求的分散實習相結合的靈活實習模式,讓學生與有意向的企業有充足的時間進行雙向選擇,挑選雙方都滿意的學生進廠就業。即使未就業的學生,對于將來的就業發展也起到了很好的導向作用。
學科知識與社會實踐教育是相輔相成的,要提高應用型人才的培養質量,就要在實習教學過程中積極探索,不斷總結,才能培養滿足社會發展要求的適應能力強、創新意識高和思維敏感的復合型專業技術人才。
參考文獻:
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【關鍵詞】步進電機,加減速控制,規律
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
一、前言
近年來,我國步進電機工程雖然取得了飛速發展,但依然存在一些問題和不足需要改進,在十八屆三中全會深化改革精神指引下,加快實體經濟發展推動產業轉型升級的新時期,加強對步進電機加減速控制規律的掌控,推進步進電機在實體工業經濟尤其是自動化設備中的應用,對步進電機技術的提高有著重要意義。
二、步進電機的概述
步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數,而不受負載變化的影響,當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。由于脈沖信號數與步距角的線性關系,加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點,使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。
步進電機作為控制執行元件,是自動化設備的關鍵部件之一, 廣泛應用在各種自動化控制系統和精密機械等領域。例如,在儀器儀表、數控機床設備、木工機械、物流設備以及計算機的設備中(如打印機和繪圖儀等),凡需要對轉角進行精確控制的情況下,使用步進電機最為理想。隨著微電子和計算機技術的發展,步進電機的需求量與日俱增,在各個國民經濟領域都有應用。
步進電機只能夠由數字信號控制運行的,當脈沖提供給驅動器時,在過于短的時間里,控制系統發出的脈沖數太多,也就是脈沖頻率過高,將導致步進電機堵轉。要解決這個問題,必須采用加減速的辦法。就是說,在步進電機起步時,要給逐漸升高的脈沖頻率,減速時的脈沖頻率需要逐漸減低。這就是我們常說的“加減速”方法。步進電機轉速度,是根據輸入的脈沖信號的變化來改變的。從理論上講,給驅動器一個脈沖,步進電機就旋轉一個步距角(細分時為一個細分步距角)。實際上,如果脈沖信號變化太快,步進電機由于內部的反向電動勢的阻尼作用,轉子與定子之間的磁反應將跟隨不上電信號的變化,將導致堵轉和丟步。所以步進電機在高速啟動時,需要采用脈沖頻率升速的方法,在停止時也要有降速過程,以保證實現步進電機精密定位控制。
三、步進電機的技術現狀
步進電動機出現于上世紀,它是一種可以自由回轉的電磁鐵,動作原理和今天的反應式步進電動機沒有什么區別,也是依靠氣隙磁導的變化來產生電磁轉矩。在本世紀初,步進電動機的技術得到了長足的進步,到了80年代后,由于廉價的微型單片機以多功能的姿態出現,步進電動機的控制方式更加靈活多樣。原來的步進電機控制系統采用分立元件或者集成電路組成的控制回路,不僅調試安裝復雜,要消耗大量元器件,而且一旦定型之后,要改變控制方案就一定要重新設計電路。單片機則通過軟件來控制步進電機,更好地挖掘出電動機的潛力。因此,用微型單片機控制步進電機已經成為了一種必然的趨勢,也符合數字化的時代趨勢。對于步進電動機國外早已發展高性能的混合式結構,我國混合式步進電機90年代才開始發展,混合式電機的使用量近年也在不斷增長。由于長期使用磁阻式電機,使得兩種機型并存,造成與國外的差距加大。在高性能、高技術含量電動機方面,如無刷直流電動機、交流伺服電動機、直線電機等差距更大一些。這主要是由于我國電子技術落后,投入不足和人才短缺。
四、步進電機加減速控制規律
(一)指數型加減速優化控制方法
對于步進電機來說,如果想得到最快的加減速過程,就需要在每個頻率下輸出相應的最大轉矩,即電機以最大的加速度來運行,就可以得到最快的加減速曲線。
(二)算法的修正與改進
由上面的理論方法得到的理論加減速曲線,在實際系統的應用中情況并不好,對于負載比較大的系統,所需的加減速臺階數過多,過程非常復雜,消耗了大量的系統資源,同時步進電機也出現了明顯的失步情況,分析其原因在于每個速度只運行一步,還沒有完全穩定就運行到更高的速度了,所以造成了系統的不穩定。因此,曲線需要進行一定的修正,通過步進電機加減速實驗尋找其中的規律,提供合理的制定優化曲線的方法。
1、最優加減速趨勢
首先,需要知道電機在什么樣的加減速趨勢下,可以用最短的時間完成加減速過程。所以,對于同一個負載,應用不同趨勢的加減速曲線,觀察哪種方式下運行最快。必須獲得采用加速較快的指數曲線趨勢所用的時間、采用負載所對應的理論的加減速趨勢所用的時間和采用加速較慢的指數曲線趨勢所用的時間。通過實驗,我們發現對于負載來說按照理論上的優化曲線趨勢下運行,比其它加減速趨勢所用時間短,所以我們可以認為:雖然完全應用理論上的加減速曲線會有很多缺點,但是有理論求取的加減速趨勢是非常合理的,帶來了很好的快速性。這里需要說明的是:為了保證步進電機正常運行,在應用這些曲線時進行了低頻修正―增加低頻運行時的步數,直到電機正常運行為止。
2、實驗規律
雖然按照低頻修正后理論上的加減速曲線運行,電機運行速度非常快,但是也存在一定的問題,加減速臺階過多,非常的復雜,給系統帶來了一定的負擔;系統缺乏連續性,負載的少量增加,就會導致系統無法正常運行;沒有很好的規律性,對于不同的負載,設定加減速過程不方便。為了減少運行臺階,對于理論計算得到的加減速曲線中的某些速度臺階,步進電機就直接跳過去,到下一個速度臺階。我們通過實驗發現了這樣的規律:選取理論上的優化曲線中的一些臺階作為運行曲線,電機仍可以正常運行,但是要增加每個速度臺階的步數,同時所用的使電機正常運行的最小時間也將增長。電機運行臺階數越多,使電機正常運行的最小時間也就越少。
同時,我們通過實驗也發現:時間隨著所取臺階數的減少而增長,但是對于加速過程和減速過程的影響是不同的。隨著索取臺階數的減少,加速過程所用時間明顯增加,減速過程所用時間變化則較小。
(三)提出新優化方法
通過實際工作中的經驗,歸納出了一種升降速曲線的優化方法:電機的加減速趨勢采用理論計算得到的指數加減速曲線趨勢,上升和下降的臺階數分別取相應的理論優化曲線的一半,然后每個上升臺階走5步,每個下降臺階走3步,這樣就可以保證電機正常運行,而且有較快的速度,同時減少了運行的臺階數(見圖1),使曲線更簡單,同時即使負載有少量的變化,電機也可以正常運行,使系統性能更好。
(四)勻加減速控制
在步進電機升速過程中,勻加減速運動是加速度保持一恒定值不變,速度以線性規律上升。該種加速方法快速性較好,但由于速度呈線性上升或下降規律,不完全符合步進電機的速度變化規律,所以該種加減速控制方法效果不是十分理想。通過勻加減速控制實驗,步進電機處于負載狀態下可以按預期的目標升降速,但是出現過沖量大、穩定性差、噪音大的現象。所以在短距離的步進電機加減速控制中不適合采用該方法。
(五)加速度控制
由于步進電機轉動時,電機各相繞組的電感將形成一個反電勢,在升速過程中,頻率越高,反電勢越大。在其作用下,電機隨頻率 (或速度)增大而相電流減小,從而導致輸出力矩下降。所以,若步進電機升降速曲線不合理,會造成失步或堵轉現象,從而直接影響到整機的精度與穩定性。所以,必須要經過嚴格的理論計算與大量的實驗來確定最佳的加減速控制方案。由于步進電機為單片機主控,指數曲線在實際軟件編程中比較麻煩,所以采用離散逼近法獲得理想的升降速曲線,將事先算好的數據存貯在ROM內,在工作過程中直接讀取。步進電機以“突跳頻率”啟動,并按指數規律上升。在步進電機速度變化過程中,速度不是連續變化,而是按分檔階梯變化,每一個速度階梯的運行時間都不同。隨著速度的上升,對應速度階梯運行時間也呈上升趨勢,即隨著速度的上升,對應階梯運行脈沖數也隨之增加,電機升降速曲線圖見圖2。
五、結束語
隨著步進電機技術的不斷發展與完善,步進電機加減速控制規律將會得到更多管理者的重視,在市場競爭日趨激烈的背景下,步進電機加減速控制規律將會發揮著越來越重要的作用。
參考文獻
[1]劉亞東,李從心,王小新.步進電機速度的精確控制[J].上海交通大學學報,2001