电气控制系统设计论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇电气控制系统设计论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

1电气控制系统设计

1.1电气控制系统原理简介

电气控制系统的实质就是它可以按照操作者所需要的方法是机器、内部结构和其它任意的可以改变的因素改变运作方式，从而实现操作者的运作需求。它的基本的工作原理就是通过检测出被输出量的实际数值，然后将它与输入数据进行比较获得之间的差值的过程。通过差值的比较然后进行具体的调控作用进而消除这种差值。从而实现输出值与输入值相对应。电气控制系统主要包括每个部分开关的合、分，开关状态和设备状态报告和报警设置，模拟系统的及时显示。我们可以运用电气的控制运行原理来进行简单的操作，有助于我们细致的分析电信线路，从而有助于准确的排除电路故障。PLC一般情况下由CPU、储存器、输入和输出接口、电源等几个部分构成。比较经典的是西门子的CUP为八路输入和六路输出，它可以实现定量的模拟量的调控，以及不同模块的扩展，尤其是在点位比较少的情况下应用及其广泛。

1.2新型电气控制设备的工作原理

因为采取了合理的系统电气控制系统，合理的解决了原始系统内部现有的各方面的不合理之处，新型的电气掌控装置的热度维持效果更好。精确控制温度的高低，精确掌握数字的精确度，利用智能化电气装置操作设置上位机接口和记录仪器的接口，使用热力感应的升温方式，保温性能比较强，温度控制稳定。一次性整体焊接，速度快，而且节约能源省电，操作简单易上手，受热均匀。新型原理的设备的电气控制设备节约能源程度更高，效率高。在条件相同的工作环境下，仅需要配置1台中频率电源和若干部通用型热感应增温器，达到在不同环境下升温的最终目的。

2炉前变压器

2.1炉前变压器的的功能和工作原理

前变压器不是传统概念下的标准工作设备，它的工作原理就是将输入前是四百伏的电压转化为24伏的电流的性能。以达到加热炉体可以调制为2300摄氏度高温的最终目的。通常被安装在电线杆或者店所内使用，一般情况下可以实现将六～一千伏的电压进行降低到四百伏左右。配电电力变压器是静态的电气控制设备，它可以实现将某个确定的准确地电压值的交流电压（电流）变成和它频率相等的另一种或几组任意的数值不同的电压（电流）的设备。

2.2炉前变压器的设置

非标炉前变设备规格明细如下：调控信号的输入以及输出：4-20mA、0-10mA、,0-5V、0-10V、1-5V、2-10V、PWM等相同信号输入，输入阻抗：120Ω（4-20mA输入方式时）负载额定电压范围：240V、360V、420V、640V、1180V。降温方法：10A~30A自动冷却，50-1200A风能冷却，1000A-3000A风吹冷却、自动冷却。掌控方法：调压移相和过零周波调功一体化技术，可实现平衡电流、平衡电压、平衡电功率等闭环调控以及双闭环三相整流直流电源。

3总结

随着研究的的不断发现和新的进展，石英拉管设备和其他大部分相同类型设备的不同之处在于对系统运行的稳定性提出了很高的要求。普通的石英拉管生产线假设出现了问题，就可以对系统提出暂停运行的工作要求。然后工作人员进行维修和护理，但是如果是属于高端的石英产品出现技术环节的故障和失衡，则有可能导致财产损失，然而石英拉管熔炉设备出现系统上的工作失衡现象，就可能出现坩埚炸裂以及有可能对工作人员的身体健康造成严重的损害。所以石英生产线设备必须具备非常稳定的安全性。石英连熔炉设备与以往间歇式熔炉设备相比，具有明显得进步之处和不同之处，最近几年石英拉管设备的应用一直是国内甚至国外同行业的关注热点。然而目前阶段国内石英行业对石英熔炉设备的研究还处于刚开始时间阶段。研究连熔炉设备一直是石英拉管开发技术的开发重点，在未来石英设备的应用及开发具有较大的实用价值和实践价值。

参考文献

[1]徐利华.热工基础与工业窑炉[M].西安：冶金工业出版社,2006(06).

[2]张美杰，程玉宝.无机非金属材料工业窑炉[M].西安：冶金工业出版社,2006(01).

[3]王学涛,曹玉春,兰泽全.工业窑炉节能技术[M].天津：化学工业出版社,2009(07).

[4]胡国林，陈功备.窑炉砌筑与安装[M].武汉：武汉理工大学出版社,2005(05).

[5]陈金方.玻璃电熔窑炉技术[M].天津：化学工业出版社,2007(08).

[6]张浩运.单晶硅生长用石英坩埚[M].北京：中国建材工业出版社,2007(10).

[7]王玉芬.石英玻璃[M].天津：化学工业出版社,2007(01).

篇2

0 引言

自20世纪90年代以来，采矿设备的发展日新月异，世界上采矿设备生产巨头们像卡特彼勒、小松、久益环球、利勃海尔等公司纷纷推出自己的各种新产品，这些新的产品共同的特点是不断涌现出新结构和新元件时还广泛应用新的控制技术，技术发展的重点在于增加产品的电、液技术含量，应运更先进的电气、液压控制系统和更先进、灵敏的原件来实现对操作的优化。现在越来越多的控制技术和控制理论开始应运到前装机上，如变频调速控制系统、PLC控制系统、单片机控制系统、传感器控制技术等，这些技术的应用在控制精确度和效率上使前装机达到了一个前所未有的高度。

节能减排技术将是未来装载机行业的发展方向[1]，更是采矿设备行业的发展方向。节能减排是个世界性的大课题，对于以柴油发动机作为主要动力源的前装机来说，这不仅因为节能和减排本身就是一对儿矛盾，而且还要考虑产品的性价比与可靠性。节能减排不仅仅关乎发动机、传动、液压和电控等系统，这是一个综合性的课题。对于装载机来说，合理的工作装置设计可以提高作业效率，减小作业阻力，降低油耗，但是控制系统的合理、先进设计同样对节能减排起巨大的作用。

本次选题准备以转向系统的控制设计为例来说明装载机目前的自动化控制水平和将来的发展方向。为了保证转向系统平稳、快速的运转，我们设计了本选题的电气控制系统和液压控制系统，在对各种电气和液压元件控制方法的工作原理进行了详细的分析的基础上，提出了L1150型前装机转向系统控制设计的选题。希望通过我们的研究能把前装机目前的自动控制技术提高到一个新的高度。

1 L型前装机转向系统总体模型设计

转向是电液控制的自动控制系统。则转向系统总体设计结构图如图1所示。

由上述结构图可以得出系统的传递函数为以下三部分组成，其中G1（S）是电气系统的传递函数，G2（S）是电液比例控制阀占空比对换向阀流量的传递函数，G3（S）是液压系统的传递函数，如图2所示：

所以本论文的设计分为俩部分，一部分为电气控制结构的设计，另一部分为液压控制结构的设计。

2 L型前装机转向系统控制设计

2.1 电气控制结构设计

电气控制是当操作手柄给左转向命令时，操作手柄移动被转换成CAN信息。CAN全称为Controller Area Network即控制器局域网[2]，CAN总线是国际上应用最为广泛的现场总线之一。由操作手柄输出转向命令值输入到控制器，控制器接收到输入信号后输出PWM脉冲信号给控制阀，控制执行元件动作。转向位置传感器随时监控转向的位置角度并转化为电信号反馈给VCU，和操作手柄的给定值比较以便进一步的控制。该系统设计为负反馈闭环控制系统，所谓反馈控制系统，就是指根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系y行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。L型前装机转向系统的电气控制控制结构图设计如图3所示。

2.2 液压控制结构设计

液压技术的发展[3]，可追溯到 17 世纪帕斯卡提出了著名的帕斯卡定律，开始奠定了流体静压传动的理论基础。液压系统：液压油从油箱流入转向泵的入口。转向泵输出液压压力油经控制阀和流量放大器后流入转向油缸，转向油缸动作从而实现转向运动。通过负载感知把负载的压力分别反馈回控制阀和转向泵，反馈回控制阀的压力油与给定值比较后进一步控制方向阀芯的开口大小从而进一步的控制压力油流向转向油缸的流量。由于液压系统运行时容易发热，为了节省功率和减少发热量负载反馈的压力油同时反馈给转向泵，从而可以控制转向泵斜盘角度，进一步控制转向泵的输出功率。该系统设计为负反馈闭环控制系统，所谓反馈控制系统，就是指根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成一个闭合的回路。因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。反馈控制是自动控制的主要形式。在工程上常把在运行中使输出量和期望值保持一致的反馈控制系统称为自动调节系统，而把用来精确地跟随或复现某种过程的反馈控制系统称为伺服系统或随动系统。L型前装机转向系统的液压控制控制结构设计如图4所示。

图4 转向系统的液压控制结构图

3 转向控制系统的测试和分析

把设备所有的电气系统和液压系统以及其他的结构件等安装调试完成后，启动设备做了左转向、无转向、右转向等的一系列空载、有载测试，空载测试是指设备没有装载并处于平整的地面上，有载是指设备处于装载的工作状态，并处于工况不是很好的环境下，测试结果见表1所示。（下转第287页）

从表1中的测试结果可以看到当有禁止状态时，转向接口卡无输出。当发出左转向命令的时候，转向接口卡输出的电压为12V-18V；当操作手柄处于中位时转向接口卡的输出为12V；当发出右转向命令时转向接口卡的输出为6V-12V；这完全符合当初设计的期望值，在进一步的测试中该电路输出稳定、可靠符合要求。

4 结论

本论文的设计以L型前装机转向系统的设计为主题，主要包括电气系统和液压系统俩部分。电气系统采用LINCS II控制系统，由操作手柄通过CAN控制系统发出转向命令通过数字接口卡转化为数字信号后输入到VCU（VECHICLE CONTROL UNIT） VCU接受到信号后发出PWM输出信号给数字接口卡的转向接口卡通道，然后再传输到PVG32先导控制阀控制液压系统。转向位置传感器随时监控转向的位置角度并反馈给VCU和给定值比较以便进一步的控制。液压系统采用电液比例先导控制，液压油从油箱流入转向泵的入口，液压压力油从泵流过高压过滤器后到达流量放大器阀（Danfoss） 的HP口。当有转向命令时PVG32先导控制阀控制先导油推动流量放大器的方向阀芯后从泵出来的油经流量放大阀芯被导向转向油缸从而实现转向运动。

【参考文献】

篇3

Abstract: environmental protection inevitably involves the sewage treatment plant, and sewage treatment is effective and reasonable of related units of a difficult problem. We can use the computer system of the sewage treatment process of intelligent control, monitoring and management. Among them with the level of single chip microcomputer system as the core system, using intelligent instrument, and the opening of frequency conversion governor valve process control, is responsible for the control of all motor, electromagnetic valve switch quantity. Level 2 network system is responsible for data to take, and through the A/D converter and sensor of measurement and control system, accept control instrument all data, then processed data the data communication uploaded to PC network system level. Level 1 network PCS for the VC software program, real-time control and display of sewage treatment process, and all kinds of data quantity change value.

Keywords: SCM system, sewage treatment, data communication, intelligent instrument

中图分类号：U664.9+2文献标识码：A 文章编号：

正文

1 研究需求

随着我国工业生产的迅速发展，各种污染废水随意排放严重地影响着人们的生存环境。因此，污水的处理检测系统在环境保护及经济建设中显得越来越重要。在工业污水处理系统中，为保证污水处理的正常进行，使排放的污水达到国家有关标准，电气控制系统在其中起着关键作用。

好的电气控制系统能保证在恶劣的工作环境中也能稳定、可靠、准确地进行污水处理监控工作，同时实现日常管理的信息化。对所控制的信息数据，如溶解氧、液位、pH值、电导率、温度等能够实现有效的检测与控制。

2系统的设计

该系统采用二级计算机网络系统分别负责监测、控制、管理，即采用一级和二级计算器网络结构系统。系统采用分级控制结构，使控制参数的预置和现场状况的数据测试控制由一级网络系统实现。系统的总体结构如图1所示。

图1系统总体结构图

2.1一级网络系统

一级网络系统采用微控制处理器，用高级语言VC++编制界面软件。显示单元能动态地显示电机、泵、阀门所处的工作状态、停止状态和故障状态。污水路、净化水路采用不同颜色动态显示。故障状态可显示故障产生的部位，pH值、温度、溶解氧、液位等参数以直方图形式显示。图形界面能实现现场工作状态的同步监视，并可随时打印所需要的各种数据。一级网络微控制器的核心部分可与二级系统进行有效通讯，执行污水处理工艺要求的总体控制。

2.2二级系统

二级系统是由复合传感器组成，负责各种相关数据的采集。它具有掉电保护数据存取区，可长期完整地保存相关参数及各种重要参数。二级系统的控制器，即智能仪表具有单独的输入按键及显示器，能独立完成信号，如pH值、温度、溶氧、液位的采集工作。传感器采用PH值、温度、溶解氧、液位的复合传感器，能直接测取相关数据。测量的数据经过A/D转换传送到数据处理单元，经处理的数据经过射频单元传送到一级网络中心。

3系统的主要构成单元

电气控制系统所涵盖单元主要有操作控制单元、显示单元、通信单元、传感器单元等。系统里有很多数据需要检测，按照设置的程序对数据进行处理，有效控制信号的输入输出。

（1）操作控制单元，操作控制单元单片机控制中心，负责所有流程的控制。

（2）显示单元，显示所有的监测数据，一般采用触摸屏或者人机界面。

（3）通信单元，负责信号的传输，主要负责将二级网络采集到的信息数据传送到一级网络中心和将一级网络的控制命令信息传送到二级节点。

4参数检测

采用复合传感器直接测取液位数据、PH值数据、温度数据、溶解氧数据。

在污水池中，测量时通过被测液体内部的静压变化测量液位数据。在液位静压变化的作用下传感器产生电压信号，经温度补偿、电压放大、转换电路将信号转换成标准信号从液体内输送到液体外数据处理中心[1]。

温度传感器采用铂热电阻，传感器侵入污水池中。在传感器距离控制仪表很近的情况下，采用三线电路进行测量。测量的过程为：首先将得到的温度信号通过转换器变成电压信号，经放大、A/D，然后分别送到三路控制中：一路主要做用是报警和控制，是一个控制信号，控制继电器的输出；一路为BCD码和位控制扫描信号控制LED显示；一路经D/A转换为4~20 mA的标准信号，将这一信号送入控制器中，以此来控制电动调节阀，调节热蒸气量，进行闭环控制[2]。

pH值通过测量电极上有特殊的反应灵敏的玻璃触头，当玻璃触头和氢离子接触时产生电位。电位由在氯化银溶液中的银丝作为参比电极测到。pH值的输出信号很微弱，经放大后，将信号转换成频率信号传送给控制器。

在生物污水处理厂中，它使用的是活性污泥，溶氧量的测量是非常重要的。对氧含量进行测量，不仅有利于寻找出最优的污水净化方法，也有利于经济的曝气池配置的选择。采用隔膜将氧量测量传感器覆盖起来，这样就形成了工作电极的阳极和阴极，同时，阳极也能够起到反电极以及参比电极的功能。隔膜能够隔离电极与被测量的液体，可以有效的保护传感器，不仅密封住电解质，同时也能够阻止其他物质对其造成的污染。通过风机的鼓风，能够增加污水中的溶氧量， [3]。

生物污水净化系统的另一重要环节是电导的测量。通过将盐、酸或碱等电解质加入溶液中，来改变电导，电导的测量是通过与侵入溶液中的电子线路，采用电导分析系统来进行的，将一个交变电压信号加到传感器上，通过分析器来测量信号的大小。在实际的调试过程中得知，对仪器进行准确的温度补偿，可以获得较为准确的电导测量值，根据该测量值控制改变液体的含盐量，从而对电导进行控制[4]。

5结束语

本文介绍了污水处理厂的控制系统设计，讨论了二级计算机网络控制系统，实现了污水处理的自动化管理。该设计可供一般污水处理厂电气控制设计者参考，本设计系统经操作简单，设计结构清楚，对污水处理起到良好的控制与监测作用。

参考文献:

[1]程玉华，西门子S7-200工程应用实例分析[M].北京：电子工业出版社，2008.1.

[2]何献忠.工业污水处理的PLC控制应用[J].湖南冶金职业技术学院学报，2004，43（4）：86-87.

篇4

中图分类号:U615.35 文献标志码:A文章编号:16717953(2009)04001406

The Research and Design of Across-Move Winch Hydraulic System on Dredge Boat

CAO Fu,LI Hao,LUO Chengjun,DENG Kui,WANG Min

(Changjiang Yichang Waterway Engineering Breau Yichang Hubei 443000,China)

Abstract: The function of dredger across-move winch is to dig wide when the dredger finished left to right waver in the construction. It divided into two systems: left and right and distributed in a symmetry position of the head-ship. It called left across-move and right across-move.After the analyses and research of across-move winch electric control system changed into hydraulic system, this text points out the design scheme of hydraulic system. And make certain the system pressure and flux with the basic of hydraulic system elements drawing. Then do some parameter calculation with the hydraulic components and supply the standards of choosing style principle for supplying the reference of hydraulic winch's design and produce, and eliminating the fault when using.

Key words: cross-move winch;hydraulic system;transformation design

绞吸式挖泥船是借助于绞刀和泥泵在水下挖掘泥砂的挖泥船。在挖泥作业中,它利用绞刀将淤泥砂土挖松,同时,泥泵通过吸、排泥管把泥砂和水一道吸入并输送至岸上[1]。它可以对水下作业面进行挖深与平整,或者自水下取土在岸边吹填成新的田地。因此,在建港、开挖航道、扩大陆地与造田等工程中,它是一种常用的工程船舶。

1 课题研究的对象及依据

1.1 原控制方式缺点

笔者所在单位的400 m3/h绞吸式挖泥船始建于上世纪80年代初期,其上装有横移及钢桩绞车共4台,这些绞车的控制方式为DFD-F-D系统[2],在使用过程中,我们发现该控制方式有如下缺点:

1)体积和重量较大;

2)因用电气实现无级调速特性,所以负载特性复杂、庞大;

3)通过改变截止电压达到调速的目的,在起动和变速时均产生冲击,起动频繁,成为造成机械和电气故障的原因;

4)为了达到硬特性并有堵转工作点,采用电压截止负反馈和电流负反馈控制;

5)该控制系统能耗高,噪音大,电气触点多,故障率高;

6)许多元器件已经淘汰,维护不便。

从而导致工效低,成本高,难以适应疏浚行业市场竞争的需要。为改变这种状况,决定对原有的绞车电气控制系统进行技术改造。

1.2 主要研究内容

主要研究内容包括:

1)对现有横移绞车的电气控制系统进行研究,从而选择一种新的合适的控制方式;

2)对选择的传动控制方式进行总体方案设计;

3)横移绞车系统主参数计算及其总体布置;

4)结构设计及元器件选择。

2 方案设计

根据上述分析及其他施工单位的经验,液压绞车具有结构紧凑、重量轻、起动平稳、调速方便和安全可靠等一系列优点,近年来得到了迅速发展[3]。为了适应市场的要求,我局拟对现有400 m3/h绞吸式挖泥船进行下列改造:采取加长绞刀架、增设水下泥泵、用液压横移绞车代替电动横移绞车等措施,以达到增加挖深、增加排距、提高生产效率的目的。

我们计划对《400 m3/h绞吸式挖泥船横移绞车电气控制系统技术改造》项目实施路线进行初步方案设计:取消原来的K-F-D动力及控制系统,用液压马达取代原横移绞车的电动机,辅以可编程控制系统对改进后的液压横移绞车进行方向、速度及拉力等进行操作控制[4]。

液压拖动方式和电力拖动方式的性能比较见表1。

尺寸与重量功率相同时体积约为1/2,重量小1/2。尤其在需要低速高转矩的绞车时,因采用了大转矩马达,绞车的体积和重量都大为减小。体积和重量大,需要大型的减速器。

负荷特性容易实现达到额定的正反转的无级变速。加减速性能好。在停车时也能保持一定的制动力矩。因用以电气实现无级调速的特性,所以较复杂。如采用直流制动方式,则价格昂贵、效率也低。

起动特性起动平稳,变速灵活。在起动和变速时均产生冲击,起动频繁,成为造成机械和电气故障的原因。

操作特性操作简单、灵活,容易实现集中控制和远距离控制自动控制和远距离控制较复杂,价格昂贵。

维护安装时若清理好管路,则具有半永久性,不需经常维修,装卸也容易。电路复杂、接点多而易损坏和磨损,在潮湿的地方,尤其需要加强管理。装卸费时间。

其他管路装配较电气线路难度大些。电气线路的配线方便。

3 横移绞车液压系统设计计算

3.1 设计要求

1)功能要求:

横移绞车产生正转或反转,对横移缆起收放作用。当要使挖泥船向一侧摆动时,收紧该侧的横移缆,放松另一侧的缆绳;反之亦然。施工中使绞吸式挖泥船完成左右摆动的挖宽目的[5]。

2)使用性能要求:

①滚筒负载:滚筒最外层钢丝绳最大拉力180kN;②滚筒速度:滚筒最内层钢丝绳最大收、放线速度24m/min左右,该速度可无级变速;③滚筒恒张力:绞车具有1~18 kN的恒张力功能,可在该范围内任意设定吨位;④滚筒直径:Φ900mm;⑤绞车设计使用的钢丝绳直径:Φ36mm;

3)工况适应性要求:

用于航道疏浚工程施工。

4)宜人性要求:

采用现场操控方式作业。绞车设计装有紧急放缆动力装置;当发动机不能工作时,操作人员可以通过紧急放缆动力装置脱开绞车制动器,利用外负载将缆绳放出[6]。

3.2 横移绞车液压系统主要参数设计计算

3.2.1 载荷的组成和计算

液压系统的主要参数是压力和流量,它们是涉及液压系统,选择液压元件的主要依据,压力决定于外载荷。流量取决于液压执行元件的运动形式、速度和结构尺寸。对于横移绞车,其动力执行元件为液压马达。

1)滚筒工作载荷力矩Tg

由设计参数知:

最大负载为:180KN;

卷筒直径为:Ф900mm。

则液压卷筒的阻力矩为:

Tg=F•R=180×450=81000N•m。

2)滚筒轴颈摩擦力矩Tf

Tf=μG•r=3600 N•m。

式中:G――旋转部件施加于轴颈上的径向力(N);

μ――摩擦系数,参考文献[7]表23.4-1选择μ=0.01;

r――旋转轴的半径,在这里保守估计,取r=200mm。

由于滚筒的转动速度较慢,故惯性力矩Ta忽略不计。

则系统的总力矩为:TW= Tg+Tf=84600 N•m。

已知开式齿轮传动比为:i=6.35;

则液压马达需要的转矩为:TW'= TW/i= 84600/6.35=13322.8 N•m。

计算液压马达载荷转矩T'时,还要考虑液压马达的机械效率ηm(一般ηm=0.90~0.99,这里取ηm=0.95)

T'= TW'/ηm=14024 N•m

本系统拟采用两个马达给一个横移绞车提供动力。

则每个马达需要转矩为:T= T'/2=7012 N•m

3.2.2 初选液压系统工作压力

压力的选择要根据载荷大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等的限制。一般来说,对于固定的尺寸不太受限的设备,压力可以选低一些,行走机械设备压力要选得高一些。

横移液压绞车属于中小型液压机,载荷最大时为启动工况,此时,高压油由两台液压马达提供,具体选择工作压力为Δp=16MPa[7]。

3.2.3 液压马达的排量

液压马达是双向旋转的,其回油直接回油箱,视其出口压力为零,液压马达的排量为:

V=2πTΔp=2×3.14×701216×106=2.752×10-3m3/r=2.752L/r

3.2.4 液压马达所需流量

液压马达所需流量为:qv=Vnm

式中:V――液压马达排量(m3/r);

nm――液压马达的转速(r/s),后面根据选定的具体液压马达计算

3.3 制定基本方案和绘制液压系统图

3.3.1 制定基本方案

1)执行机构的确定

绞车动作主要是收揽、放缆、联合作业三种动作方式,从而完成左横移、右横移、横移联动等动作。液压绞车主要运动形式为转动,选择液压马达。由于系统要求正反转,故选择正反转形式液压马达。

2)各基本回路的确定

左右横移绞车各由两台液压马达经一级齿轮减速传动。在移锚时,可以使用各自的“单独操纵”开关进行收揽或者放缆的操作;在挖泥作业中,则使用“联合操纵”开关进行左向或右向摆动的操纵。此系统采用两级容积式调速及分流调速的恒扭矩驱动特性,对于突发事故,采用了一个应急系统回路,以保证绞车操作的安全性。它包括以下几种回路(如图1):

3.3.2 拟定液压系统图

液压执行元件以及各基本回路确定之后,把它们有机地组合在一起。去掉多余的元件,考虑动作顺序的要求,回路结合处串联单向顺序阀。再加上其它一些辅助元件便构成了下图所示液压系统图2。其对应的电磁铁动作循环方式见表2。

动作举例说明:

收揽――假定需要单独使用右移横移绞车作慢速收进右横移缆车时,则应将其操纵开关右横移-收揽位置,于是电磁线圈31和33励磁,与其相联的插装阀开始工作,油泵开始为负载系统供油,液压油进入横移绞车马达,使按收揽方向驱动绞车,回油则直接接油箱。与此同时,左横移绞车马达与低压的回油连通而呈浮动状态,从而慢慢放缆。

若单独使用左横移绞车作快速收进左缆,其操纵开关左横移-收揽位置,于是电磁线圈30和31励磁,与其相联的插装阀开始工作,油泵开始为负载系统供油,液压油进入横移绞车马达,使按收揽方向驱动绞车,回油则直接接油箱。与此同时,右横移绞车呈浮动状态。

放缆――缆索的放出有主动和被动两种情况,这里只介绍前者。假定使用左横移绞车单独操纵开关使之放出,操纵开关左横移――放揽位置,则电磁线圈29和32励磁。其中29励磁则与之相应的溢流阀恢复其溢流功能,32励磁,与之相应的插装阀工作,于是,系统压力油进入左横移绞车马达,并使之按放缆方向驱动绞车。

联合作业(左向或右向摆动)――在挖泥作业中,使用联合操纵开关,可以使绞车及船首绕定位桩作左向或右向摆动。在右向摆动时,右横移绞车收揽,左缆因其绞车处于浮动状态而被外力拖出去。左向摆动的情形则与此相反。

假定需要绞车作右向摆动,其过程将开始与线圈30、31和34励磁,随后,右移横移绞车进入收揽状态,详细的情况跟前述的右移绞车单独收揽并无区别。此时,左移横移绞车缆绳逐渐被张紧,从而实现联合作业。

应急――液压装置的应急系统如图3所示。应急泵驱动的操作如下:

1)启动辅助柴油机;

2)将液压绞车的操纵开关置于所需的操纵位置;

3)将“应急泵操纵”置于“ON”,线圈S7和S8励磁,S7 励磁,则与之相应的溢流阀恢复其职能,S8励磁则应急支路接通,开始想横移绞车供油,使它按照操纵开关所在的位置运转;

4)应急泵不再使用时,勿忘将其操纵开关置于“OFF”。

3.4 液压元件的选择

3.4.1 液压泵的选择

1)液压泵工作压力的确定:

ppp1+∑Δp=16+1.6=17.6Mpa

式中: p1是液压执行元件的最高工作压力,对于本系统,最高压力为p1=16MPa。

∑Δp是泵到执行元件间总的管路损失,假设能量损失为10%,则,

∑Δp=16×10%=1.6MPa。

考虑其它因素,取液压泵系统压力18MPa。

3.4.2 液压阀及其它液压附件的选择

选择液压阀的主要依据是根据阀的工作压力和通过阀的流量。本系统的工作压力在7MPa左右,所以液压阀均选中高压阀组。所选阀及液压附件的规格型号见表3。

3.4.3 液压马达的选择

在4.3.3中已求得所需液压马达的排量为2.752L/r,正常工作时,输出转矩为7012N•m,系统工作压力为16MPa。

选江苏恒威机械制造有限公司生产的CLJM型液压马达,型号为CLJM-F3.15 。

理论排量为3.142L/r>2.752L/r;

额定转速为100r/min,则由4.3.4,液压马达所需流量为

qv=Vnm=3.142×100=314.2 L/min(符合要求);

额定压力为20MPa>16MPa;

最高转矩为9231N•m>7012N.m。

综上可知,所选液压马达满足设计要求。

3.4.4 油管内径计算

本系统管路较为复杂,取其主要几条管路,按式:d=4qvπv计算,有关参数及计算结果见图2横移绞车液压系统图。

4 结论

归纳起来,液压绞车具有操作容易;能根据负荷的大小进行无级调速;基础费、施工安装费和维修费等都比原来的绞车小;使用范围广等优点。

通过此次对400m3h绞吸式挖泥船横移绞车电气控制系统技术改造研究,用液压控制方式代替原有的电气控制方式,改变了原有的电气控制方式,克服了原系统能耗高,噪音大,电气触点多,故障率高,许多元器件已淘汰,维护困难的缺点。

参考文献

[1] 刘守金.绞吸式挖泥船施工与管理[M].北京:中国水利水电出版社,2005(12).

[2] MikeClifford.卷扬机驱动系统[A].李耀文.液压传递讨论会论文集[C].北京:北京农院出版社,1980,83-142.

[3] Miehael Markey.Single Drum Wineh Design[J].Markey Maehinery Artieles and Specification Data Sheets:chapter 10.

[4] 许国华.斗轮式挖泥船挖掘轨迹控制及综合监控研究[D].杭州:浙江大学,1999.

篇5

随着工业革命推进以及科技水平的进步，工业生产的规模不断扩大，工业生产的过程也不断的被强化，消费者对产品的质量要求越来越高，人工工作的进度远远不能够满足市场的需求，因此产品自动化生产已经成为了未来机械的发展趋势。随着电子计算机技术的广泛运用，智能化和自动化的生产成为当今信息时代的一项新应用。我国自动化包装生产系统起步比国外要晚，目前还存在很多的漏洞，但是由于我国已经成为世界上最大的商品出口大国，与此同时，中国的产品包装生产市场要求也随着世界消费者的要求变得越来越严峻，增强产品自动化包装生产的危机控制系统的建设，成为中国工业生产的首要任务，本文基于这些因素，对自动包装绳的危机控制系统进行了简要的分析。

一、自动包装生产微机控制系统的概述

（一）微机控制系统

微机控制系统一般有三种，全气控制系统、电气控制系统和PC控制系统。气动控制，即传动控制和执行机构全部是气压元件，系统全部使用压缩空气为工作介质。这种控制方法工作介质单一，工作比较可靠，系统的安装调整和维修也比较方便，但气动系统较复杂，元件较多； 电气控制，气动的传动控制采用电器元件，通过电一气转换后再来控制气动执行元件（如控制阀、气缸等）。这使得气动系统本身大为简化，气动元件少，气动系统的故障率低。PC控制则同时具备以上两种控制系统的优点：这种专用工业环境下应用而设计的控制系统，其内部各种中间继电器、保持继电器、特殊用途继电器都是无触点接触的开关信号，极大地降低了电气系统的故障率，使用PC后，气动系统大为简化，实际上，包装线上每个工位只需一只主控阀和一对执行气缸，气动系统的故障率也降到最低。

（二）自动包装生产微机控制系统

一般的自动包装生产系统相比人工的生产具有三个方面的性能优势、分别是安全性、可靠性和实用性。自动包装系统的这些性能可以满足行业工艺的需求，代替人力降低成本，提高包装效率和包装质量。自动包装系统作为一个高速度、智能化、全自动的纺织行业包装设备，是集在线检测、精密机械、实时控制于一体的大型包装生产线，各部分协调配合，保证整个系统的可靠性与稳定性。一般情况下自动包装系统的核心是PLC控制单元，PLC广泛应用于各种工业控制中，可以适应各种复杂的环境，抗干扰能力强，可以控制各个机构完成相应动作，工作稳定可靠。自动包装生产系统的动力主要来源于电机和气紅，电机主要用于输送带的传送，气紅主要用于各模块的动作，只要配合光电传感器、行程开关等，就可以实现各个机械机构动作的跟踪控制，上位监控系统可以对整个包装过程进行监控，可以保证系统可靠稳定地运行。

二、自动包装生产微机控制系统的原理

全气动控制方法和电气控制方法的控制原理是一样的。包装生产自动控制系统的设计，须按位置程序控制的一般模型进行逻辑控制线路的设计，对逻辑运算、记忆、延时等各个环节进行综合，形成一个闭环控制系统。因此其工作原理就是：由前一步的动作，发出动作的行程信号（主令信号），将它输入逻辑线路经运算后发出执行信号，产生下一步的动作。这种控制方法具有连锁作用，能使执行机构按程序顺序依次动作。现在的产品自动控制系统大多采用了PC控制，PC又称PLC即可编程逻辑控制器，是在继电器控制和计算机控制基础上发展起来的以微处理器为核心的新型工业自动控制装置，pc控制系统内部各种中间继电器、保持继电器、特殊用途继电器都是无触点接触的开关信号，极大地降低了电气系统的故障率，同时内部各种中间继电器、保持继电器、特殊用途继电器都是无触点接触的开关信号，极大地降低了电气系统的故障率。

三、以为例分析自动包装生产的微机控制系统

（一）的包装工艺分析

包装的主要功能是将从定型机输出的以内纸板为支撑折叠好，套入外纸壳并送入塑料包装袋，封口、打标签后输出包装成品。包装机主要由三部分组成：载袜台、折袜机和装袋机载袜台是连接定型机与折袜机的过渡机构。被输送到载袜台，由人工检查瑕疵，剔除次品，将合格的放在输送带上，输送带将送到折袜机。将经由上输送带输送到可反转的双层输送带斜坡机构中，由置放内纸板机构将内纸板放在上，斜坡机构再反转，同时上输送带前段下降，并且折叠好的部分被送到正向运行的下输送带上，实现的第一折；当被输送到特定位置时，下输送带反向运转，仍留在上输送带上的部分则随着传送带运行最终叠在下面的部分上，从而实现第二折；然后上输送带上升，下输送带再次正向运行，定位板下降，顶住中部，同时翻转折叠机构将前部翻折180度，实现第三折；定位板上升，下输送带将叠好的袜子送到后续机构。三次折叠的长度都要求十分精准，以保证折叠后平整、美观。如下图所示：

（二）自动包装控制系统

本文采用的自动包装控制系统主要是使用PLC技术，在设计自动包装控制部分时，充分考虑到用户的功能需求以及与系统的机械部分的配合需求。在具体实现的过程中，又以系统的可靠性与易用性为准则，尽可能把本系统设计成为一个功能齐全、可靠性高且易于使用的包装机设备。自动包装控制系统的主要控制参数有输送带运行方向、启停的时间，气缸、真空吸附机构、吹风口的动作时间。由于控制对象较多，且被控对象比较集中，因此采用集中控制系统方案。集中控制系统如下图所示，每个被控制对象与可编程控制器指定I/O相连接，因此各被控对象之间的数据、状态的变换不需要另外设置专门的信号线路。该控制系统多用于控制对象所处的地理位置比较接近，且相互之间的动作有一定联系的场合。

（三）自动包装PLC程序流程

如上图所示，当自动包装任务开始时，系统就会开始初检，初检任务是对所有电机和汽缸的运动能力进行开机检查，即开机时，让所有电机和汽缸都运动一下再复位，确保机器能够正常运转，同时检查所有的光电传感器，查看是否有异物，若气缸不能到位，或光电传感器前有异物则红色报警灯亮、蜂鸣器响。当系统的各部分程序正常运转时，就启动接下来的三个运行任务，分别是：手动运行、半自动运行、自动运行，在自动包装系统中通常采用第三个，选择自动运行的任务。如果一切正常，则等待上位机发出操作指令，即运行哪个部分控制任务，自动包装控制系统就会按照原先设定好的程序进行的包装，如果发现意外情况，立即停止全部部分控制任务的执行，然后再启动停机任务。

四、结语

随着包装机械竞争日趋激烈，高度自动化、智能化、动功能化、低消耗化、高效率的未来机械的发展趋势，自动包装控制系统采用了机电一体化控制，提高生产效率。目前由于国外的工业水平比国内先进，因此其产品包装自动化的程度比国内要高。本文浅析了产品自动化包装控制系统的工作原理，特别是其中PLC技术的运用。

参考文献：

[1]余雷声.电气控制与PLC应用[J].北京：机械工业出版社，2010.

[2]李明才.发动机活塞环自动包装流水线的创新设计[J].南京林业大学学报，2012（3）.

[3]王莹莹，袁少强，程 涛.自动控制原理[M].北京：中国时代经济出版社，2010.

[4]周亮.袋成型自动包装机控制系统的设计与研究[D].武汉理工大学硕士学位论文，2009：

篇6

可编程控制器控制系统设计与调试一体化课程结合了企业实际工程，以工程技术人员完成整个项目的工作过程为教授的模板，以培养工程技术人员的方法培养学生，培养学生的学习能力、思考能力、动手能力、团队合作能力等，以提升学生的综合能力为主要目的，促使学生牢牢掌握先进的工业自动化技术，并能运用所学的技术技能解决实现工作中所遇到的问题。教师在可编程控制器控制系统设计与调试一体化课程中，除了向学生传授先进的工业自动化技术之外，更重要的是指导学生如何进行正确的分析问题、解决问题、总结问题，为学生日后能成为高技能型人才打下坚实的基础。从事这门课程教学的教师要有丰富企业经验和较强的教学能力，对教师也是一个提升。可编程控制器控制系统设计与调试课程结合了多门课程：CAD制图（画电气控制图）、工具的使用及机械加工（电箱制作）、电力拖动（控制线路的设计及制作）、电工基础（元件的选择）、传感器技术（传感器的选择及使用）、写作（编写技术文件）、PLC技术（控制系统的设计）、变频器技术（控制系统的设计）、触摸屏技术（控制系统的设计）、组态技术（控制系统的设计）等，是一门多学科的综合应用，是学生毕业前的一次实战。可编程控制器控制系统设计与调试课程教学主要是以学生为主，教师为辅；学生独立完成，教师监控指导；贴近企业生产实战，培养技能技术，培养技术员，以一毕业就能上手为目的。可编程控制器控制系统设计与调试课程真实再现技术项目实施的全过程，从提出工艺要求过程设计元件选择电柜制作程序编写安装设备调试技术资料整理交设备、技术资料验收。通过该课程的学习，学生能充分体验作为一个工控人的乐趣和存在的工作压力，掌握进行企业技术改造的流程和工作方法。可编程控制器控制系统设计与调试课程实行分组学习，项目连续实施，每组4人，团队合作完成。

二、可编程控制器控制系统设计与调试课程实施详细步骤

1.根据客户的项目工艺要求，确定项目的电气控制方案根据客户提供的项目工艺流程、工艺要求和完成的目标，仔细分析完成每个工艺流程步骤所要涉及的机械动作，以及要完成机械动作所需的电机、液压、气动等运行方式，提出控制方案，确定控制方式，撰写项目设计任务书，在对工艺要求有疑问时要及时与客户联系沟通，确保设计方案的正确性。通过这个步骤，培养了学生的分析问题、发现问题、解决问题的能力和与人沟通的能力，也让学生对所学的电气控制技术进行一次总结，另外也让学生学习到了正在企业中运用到的先进技术，学生也能掌握电气控制系统设计理念。2.根据设计任务书进行项目的设备选型以项目控制系统设计方案为基础，选择控制所需的开关、按钮、传感器等系统输入设备的型号和品牌，以及指示灯、中间继电器等系统输出设备的型号和品牌；根据输入输入信号类型和数量，控制对象，选择可编程控制器型号，确定可编程控制器容量、I/O点数、特殊模块等内容；根据动力要求，通过计算力矩的大小，并根据动力运行模式，选择电机类型如：伺服电机、变频电机、普通电机等，并选择电机的容量和型号。在这个环节，教师教授学生做预算、选型、计算力矩等方面的基础知识，学生可以通过网络调查、电气设备市场咨询等方式进行工程实践，了解电气设备的类型、质量、价格等方面的知识，掌握如何做预算、如何选型、如何计算力矩等工程技术人员必备的知识，为自己拥有设计能力打下基础。3.设计项目的电气电路图根据项目控制系统设计方案和设备的选型进行项目电气电路设计。首先分配可编程控制器的I/O点，画出I/O分配表，以可编程控制器的核心，设计电路设计，并转化为电气原理图、接线图。在这部分，学生对电气电路图不但要能看得懂，还得深刻理解，掌握电气电路图的特点和一般规律，以及电气制图的方法和电气元件标识及绘制，学会使用CAD进行电气电路图的设计，另外也能进行电气设备布置图、接线图的设计。4.装配电气硬件根据项目电气器件布置图、接线图，进行控制柜和操作台的制作。在这个过程中，教师传授机械加工、电气硬件装配的经验和方法，并传授世界技能大赛机电一体化项目装配工艺要求，让学生开阔视野，了解国际技能标准并掌握。学生经过这个过程的训练，要能进行电气硬件的设计和现场施工，掌握机械加工方法，如机械工具的使用、钣金加工、机床使用等，并具有机械装配的能力；根据接线图按世界技能装配工艺标准进行现场接线，包括导线的使用、冷压端子的压制、线路的连接等方面内容，并进行详细检查线路连接的正确性。5.项目程序设计根据项目控制系统设计方案进行程序设计，结合项目的工艺过程选择适合的编程方法，比如是使用经验法编程方法，还是用步进编程方法。编写的程序以要满足系统控制要求为主线，分别编写实现各部分控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统整体功能。教师结合世界技能大赛机电一体化项目，讲解在企业工程项目中编程要注意的内容：安全保护措施的设计、人机对话的设计、程序相互保护设计、优化设计等。学生通过编写具体的工程项目，有了实际工程程序设计的经验，学与用不再脱节，学生通过学习编程设计，掌握工程编程设计技巧，不会觉得工程程序设计高深莫测，树立起日后从事技术工作的信心。6.项目程序的模拟调试项目程序设计完成后，还要进行模拟调试，模拟工程项目现场运行过程，给程序运行提供运行信号，观察程序运行的结果是否符合项目要求，确保程序的正确性。学生通过模拟调试掌握二种模拟调试的方法：硬件模拟法、软件模拟法。学生可以通过使用按钮、信号发生器等硬件设备模拟产生现场的信号，并将这些信号连到PLC系统的输入端，操作输入信号观察输出信号是否正确，来检测程序的正确性。学生也可以编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，通过软件的监控功能来判断程序的正确性。7.联机调试程序模拟调试完成后，把该程序应用到工程项目中。调试过程应循序渐进方式，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。不符合设计要求的，就对硬件或程序做出相应的调整。另外，根据实现情况进行程序和机械优化，在安全可靠的前提下，尽可能地提高设备工作效率和减小能耗。全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，保存程序，防止丢失。在调试中，学生会发现很多问题，教师只是起引导作用，培养学生独立解决问题的能力。8.整理和编写技术文件项目设计、安装、编程、调试完后，要进行技术文件编写和整理，把使用说明书、技术说明书、电气电路图、线路接线图、电气元件明细表、PLC程序等交给客户。教师在这个环节要教授技术文件撰写技能。学生通过这个环节，既掌握了技术文件的撰写，同时也提高了他们的写作能力，为他们日后写作论文打下基础。

三、可编程控制器系统设计与调试课程实施项目

以项目—退火炉传输辊道PLC控制系统设计为例。传输辊道是在生产企业中最常见、使用最广的设备之一；它用来传送物料，节省人力、提高生产效率；传输系统即可实行简单控制，也可实施复杂的全自动控制。该项目可根据学生对知识的掌握程度设置难易度，但都可实际运用在生产中，使学生掌握生产工艺和电气设备设计技巧。设计任务书内容为：1.设计题目退火炉物料输送辊道PLC控制系统设计2.设计要求（1）设计基本要求。①退火炉物料输送辊道控制主线路由一台1.5kW的Y系列三相交流异步电机及其控制元件组成。②炉门的升降和辊道的运行之间的配合和联锁必须符合工艺要求。③控制系统应能满足全自动循环加工工艺和手动调整工艺的需求。④输送辊道按顺序一个物料进入退火炉，满足一定条件后，再把物料输送出退火炉，完成了一次输送任务。再接着第二次工作。⑤本系统主电路供电系统电压为交流380V、控制电路为交流220V、PLC控制电路为直流24V、指示灯为直流24V。⑥进行系统设计时，要注意安全措施设计、硬件联锁设计、电压等级设计、PLC程序联锁设计等方面。（2）技术改造要求（可任意选择其中的一项或多项）。①在不同的区域实施多段变频速度控制。②根据炉温实施自动控制。③使用触摸屏实行人机对话。④实行电脑监控。（3）设计技术参数。①辊道电机：Y112M-1.51.5kW1440r/min2.2A380V②炉门升降电机：Y112M-1.51.5kW1440r/min2.2A380V（4）设计内容。①根据退火炉物料输送辊道运行工艺和控制流程设计功能图表。②根据设计要求，选择控制方案。③进行PLC选型，设计PLC硬件系统，画出相应的PLC接线图。④选择PLC控制系统元件，并列出元件明细清单。⑤控制柜的设计及元件的设计。⑥设计PLC控制梯形图。⑦编写设计说明书。（5）所需元件。①三菱PLC：FX2N-48MR-001②三菱温度模块：FX2N-4AD-TC③热电偶：K型④三菱变频器：FR-D740-3.7K-CHT⑤三菱触摸屏：GT1100-Q-C⑥电箱：800X800X500（底板、面板可更换）⑦按钮开关、指示灯、行程开关、光电开关、接近开关⑧220V交流接触器、24V直流中间继电器、DC24V电源⑨控制导线、电缆、线号管、线槽、卡轨（6）所需工具。①电钻、开孔器、丝锥、钻头②万用表、电工工具等。

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作者简介：李自成（1970-），男，四川资阳人，成都理工大学工程技术学院自动化系，副教授。（四川?乐山?614000）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0086-02

电气工程及其自动化专业在电气信息领域起着十分重要的作用，主要研究电能的产生、传输、转换、控制、储存和利用，同时有关电能的转换及使用的控制在该专业所占的地位也日益重要。[1，2]它和人们的日常生活及工业生产联系越来越紧密，因而发展迅速，已经成为高新技术产业的重要组成部分，并成为很多高校的一门重要学科。而成都理工大学工程技术学院在2005年成立了电气工程及其自动化专业，在专业发展过程中注重实践课程体系的建立。为了适应当今社会关于应用型人才的培养要求，加强学生的动手能力和实践技能，突出工程能力和工程素质的培养，结合电气工程及其自动化专业的人才培养方案制订了电气专业工程训练教学计划，形成了科学的电气工程实训课程体系。体系以培养学生在电机及其电力拖动技术、电力电子与电气传动技术、电气控制技术、电力系统自动化技术等方面的工程技能为基本目标，旨在提升学生在电气领域的知识应用水平和综合创新能力，构建起理论知识学习与实际技能训练、单项能力培养与综合素质提升之间的桥梁。

一、课程目标定位

课程体系反映了应用型本科对知识能力方面的要求。应用型本科同一般普通本科的培养体系是平行的，相比具有鲜明的技术应用性特征。[3]在培养规格上，应用本科培养的不是学科型、学术型、研究型人才，而是培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型人才；在培养模式上，应用本科以适应社会需要为目标，以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案，以“应用”为主旨和特征构建课程、教学内容体系，重视学生技术应用能力的培养。基于应用型本科的性质，为了加强对学生实践能力的培养，使学生尽快掌握本专业领域的技能，因此整个体系强调建立一个系统化的实训过程，通过实训，学生应该具备以下技能：

掌握电机和电力拖动技术，熟悉变压器、直流电机、交流电机的结构，通过实训熟悉电机运行原理和调速原理。

掌握电力电子与电气传动技术，熟悉各种电力电子器件的应用，能正确使用变频器，并能初步进行电机调速电路的设计和调试。

掌握电力系统自动化技术，通过实训熟悉继电保护基本原理，利用MATLAB进行潮流计算，并能进行初步的短路分析。

熟练掌握工厂电气控制、电气设计软件等开发平台和应用技术，能够进行系统控制程序设计或者利用软件进行电路的设计。

掌握电气系统或者控制程序的调试方法，能通过实际操作较好地判断出电气系统或者控制程序的缺陷，并进行改进。

为了节约成本，加快开发过程，能够用仿真软件对电路进行仿真，熟练使用各种仿真软件，包括Protel DXP等。

能熟练使用各种检测工具，具备对低压电器的认知和感性认识，熟悉每种低压电气的正确用法，能进行初步的设计，选择出满足要求的电器。

二、课程体系的构成原则

实训基于各课程各章节内容或者课程之间联系，以实训项目为主体和载体，以程序或者电路系统设计作为驱动，实现知识、技术、能力和素质的全面提高。以实训课程体系作为实训目标的基础，制订完善的实训计划体系，同时坚持了以下原则：

以就业实际需求为导向，以能力培养为核心，以学生适应就业岗位为目标，以岗位技能为重点，兼顾长远发展。

注重知识、技术、能力、素质的协调发展，使学生通过实训既巩固了所学的知识和技术又提高了应用知识、技术的能力，使素质得到升华。

以实践能力和工程训练为重点，突出技术应用能力培养，强调在应用中创新，通过解决问题综合运用所学的知识。

课程体系体现了开放性、灵活性，及时反映了新能源技术的发展以及新技术的应用。

课程体系与人才培养方案的课程体系衔接，分别针对电气技术、电力系统自动化、电力电子等方向设立实训课程。

三、分层次模块化实训教学体系的设立

电气工程及其自动化专业主要是研究电能应用的专业。近几十年来，有关电能的转换、控制在该专业所占的地位日益重要，专业名称中的“及其自动化”反映了科学技术的这种发展和变化。电气工程及其自动化专业的专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制三个部分。[4，5]因此实训课程的设立也应该反映这些专业范围。首先，电工理论是电气工程的基础，主要包括电路理论和电磁场理论。这些理论是物理学中电学和磁学的发展、延伸。而电子技术、计算机硬件技术等可以看成是由电工理论的不断发展而诞生，电工理论是它们的重要基础。电气装备制造主要包括发电机、电动机、变压器等电机设备的制造，也包括开关、用电设备等电器与电气设备的制造，还包括电力电子设备的制造、各种电气控制装置、电子控制装置的制造以及电工材料、电气绝缘等内容。电气装备的应用则是指上述设备和装置的应用。电力系统主要指电力网的运行和控制、电气自动化等内容。制造和运行不可能截然分开，电气设备在制造时必须考虑其运行，如电力系统由各种电气设备组成，其良好的运行必然要依靠良好的设备。

针对专业范围，电气工程及其自动化专业工程训练在学院工程训练中心进行。训练内容划分为工程认知训练、专业技能训练和综合创新训练三个层次。由于我院从专业建立初期就注重实验室的建设。目前训练条件优良，已建有电气技术实训室、电机及拖动实验室、电力自动化及继电保护实验室、电力电子及传动控制实验室等专业实验室。同时，学院工程训练中心为进一步提升学生在电气工程领域的综合创新能力，建设了数控加工中心、基于先进控制技术的运动控制实验室和柔性制造中心，突出真实的工业应用环境，突出强化学生在系统分析、系统设计、系统开发等方面的工程训练，有利于高水平应用型人才的培养。

我院电气工程及其自动化专业课程体系设立了三个方向：电气技术方向、电力电子技术方向、电力系统及其自动化。针对不同方向和实训层次设立不同的课程。如图1所示。

首先，工程认知训练是电气工程及其自动化专业整个教学过程中一个重要的实践性环节。该环节包括生产实习等内容，使学生在生产实际或者科研中验证从课本上学到的理论知识，加深对知识的理解和认识，从而巩固所学知识并体会知识的应用价值；培养学生综合运用所学的理论知识去观察、解释并进一步尝试解决生产实际或者科研过程中发生的问题，提高分析问题与解决问题的能力；使学生了解企业的生产工序、工艺流程、管理制度，从而获得与本专业有关的实际生产知识，并扩大专业知识面；培养学生从事技术专题调查、搜集资料和进行研究的能力，并为即将进行的毕业设计和论文打下良好的基础。其后是专业技能训练，针对专业应用领域设置模块，包括电机、电力电子技术、电力系统自动化、电气传动自动控制系统、PLC、电气CAD等。而学生专业技能是一个复杂的技能系统，诸多技能之间既相互关联又相互影响，其训练途径及实施办法亦多种多样，同时必须具备整体性、科学性和互动性。因此，专业技能训练方案的制订，内容上密切结合学科和紧扣本专业的培养目标，与专业培养方案一致，注重能力的提高和知识的应用，注重开放性和拓展学生的思维空间构建与理论教学相辅相成、以能力培养为主线的技能训练方案，为专业培养方案的贯彻执行服务，以适应教育教学改革发展的需要，全面提高人才培养质量。最后是综合创新训练，为实现个性化培养提供先进的创新设计、制作的环境与条件。通过综合创新训练为学生创造一个能培养兴趣、产生好奇心的环境，使他们在这里自己动手创新制作、激发创造力。以创新思维和创新制作能力的训练为核心，充分发挥学生的自主能力和综合运用所学知识的能力，培养更多高素质、复合型、应用型人才。综合创新训练不但能够培养学生的综合素质，增强学生的工程实践能力，而且还有助于培养学生的创新精神和创新思维，起着其他课程不能替代的作用。

整个课程体系对应于工程素质训练、金工实习、电机及拖动技术实训、控制理论和控制系统实训、PLC与变频器应用技术实训、单片机技术工程训练、CAD实训、电力系统自动化实训、电力电子与电气传动实训、自控系统综合实习、调速系统综合设计、供配电系统综合设计等实训。同时为了突出应用型本科的特点，增加了“Protel DXP实用教程”和“电气工程CAD”与实训环节联系紧密的课程。实训课内容如表1所示。

通过该课程体系使学生能够初步了解机电工程的基本研究领域，具备电气基本操作技能，掌握电机及拖动系统的类型、组成和控制方法，掌握控制理论及自动控制系统的组成，具备对一般机电控制系统的安装、分析和维护技能，掌握常用电力电子器件的特性，并能根据要求设计出实用电路，掌握可编程控制器和变频器的使用方法，具有一定的电气控制系统开发能力，在本专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力，具有较强的工作适应能力。

四、结论

电气工程及其自动化专业自2005年在成都理工大学成立以来，针对本学校学生的入学基础和就业的实际情况对实践方面的教学课程体系不断调整，增加了“Protel DXP实用教程”和“电气工程CAD”与实训环节联系紧密的课程，增加了综合创新训练课程，已经形成了完整、科学的实训体系。从目前的实际运行情况来看，通过实训，学生的就业率得到提高，同时学生到企业后熟悉岗位的时间缩短，得到了用人单位的好评。

参考文献：

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[2]范瑜.电气工程概论(第1版)[M].北京:高等教育出版社,2012.

篇8

由于技术等方面的制约，我国目前大多数船舶设计软件在电气设计方面仅具备绘图功能。而船舶的电气系统设计是一个需要多专业协作的复杂过程，涉及到大量的设计方案的确定、分析模型的建立、各种设备的评价选优等工作，若靠人工的操作不仅消耗大量的时间而且工作精度不高，严重影响设计的效率和质量，本文主要是介绍了船舶信息数字化、功能模块参数化等关键技术在船舶电气系统智能化设计中的应用。

一、船舶电气系统设计

船舶的电气系统是一个复杂的系统，各个电气系统规律性不统一，而且现在的新的电气控制系统更新换代速度快，所以在设计中要考虑到系统能实现常规计算机辅助设计功能以及资料管理，具有计算生成、自动校验、数据交换等智能化功能的基础。综合上述要求，船舶电气系统设计主要是通过调用第三方绘图软件和Windows 应用程序的技术方案来实现系统需求，主体框架分操作界面、主程序、参数绘图模块、数据库、资料库五个部分。

（1）操作界面：主要有项目管理、图纸管理、计算书生成、材料报表生成、电气绘图、标准图框生成、标准符号生成、三维模型生成、数据交换以及帮助十个

主界面。对于功能和需求比较复杂的主界面，为了进一步的实现系统的功能需求，配有子界面，例如电气绘图主界面配有页面管理、设计布置、参数绘图、对象编辑四个子界面。

（2）主程序：指为了实现操作界面的相关操作，主要是为了实现项目、图纸管理，计算书、材料报表生成，电气绘图，辅助设计模块的相关程序以及接口程序。

（3）数据库：数据库是整个系统的核心部分，主要保存着零件及设备的参数、项目信息等，主要分为管理数据库和项目数据库管理。而且在系统中，每个项目都有自己的项目数据库，用于存储其所有电气系统、电气设备以及资料信息.

（4）资料库：保存所有船舶电气设计过程中涉及产生的图纸和文档资料.

（5）参数绘图模块：目前的船舶电气系统中，主要包括电力一次系统图、广播系统图、照明系统图以及照明布置图四个部分。

二、船舶电气智能设计对象分析

为了更好的实现电气设计的智能化，本文对设计过程中涉及的对象进行了简单的分析。设计对象主要分为船体背景、电气器材和设计管理信息三大类。

1、船体背景

在船舶的电气化设计，船体背景是一个必须要考虑的重要因素，主要是指甲板的环境变量和设备所在的区域属性。即在电气系统图设计时，需要在图纸上按照设备所处甲板对设备进行划分，确定每个设被的准确位置；再对设备进行布置时，需要考虑设备所处区域的环境变量。

2、电气器材

这里的电气器材主要是指电缆和电气装备。在电气系统的设计需要对电气器材的属性有具体的了解。对于电缆的属性主要是型号、规格以及和前后设备的拓扑关系。而电气装备的属性则想多比较具体，主要有二维符号、三维模型、名称、代码、额定功率、功率因数等。

3、设计管理信息

主要是在设计过程中，为了方便管理，将设计管理分作船舶项目、系统、子系统和功能模块四级，并建立结构树，进行相关的属性信息管理。

三、船舶电气智能设计系统关键技术分析

船舶电气智能设计系统中，运用到的高新技术众多，本文主要是介绍了船舶信息数字化、功能模块参数化两种关键技术。

1、 信息数字化技术

信息数字化技术在船舶电气智能设计系统中，主要将设计中设计到的对象进行相关的数字化信息处理，即根据相关定义原则，将约束条件和属性采用相关的数字代替具体的信息，然后对上述船舶电气设计中需要设计的对象采用相关的数字描述，建立船舶电气数字化模型。数字化过程中主要采用面向对象方法学，将船舶看作由各种“对象”组成的整体，然后根据相关的约束条件对各对象的归类、设计以及定义属性、方法以及响应的事件，使其能满足计算机的识别和处理功能。

2、 参数化方法

在船舶电气设计中，比较常用的方法就是查询修改母型船。但是该方法在查找过程中需要进行大量的信息处理，本文针对该特点采用了参数化方法。参数化方法主要是对电气系统图纸采用参数进行量化和识别和相关功能模块的描述。主要进行参数化的因素有船舶类型、装载（工作能力）、航区、自动化标志、电力推进、主机、主电源和大型机械设备等。参数化模块主要是指描述描述系统功能的特征项，包括图面需要表达、绘图需要的各方面。

本文以船舶电气智能设计系统中数字化、参数化设计方法为基础，介绍了AutoCAD中的ActiveX技术及XData技术，详细探讨了使用该技术对船舶电气AutoCAD图纸（.dwg）的识别与再设计方法，并给出使用VB语言实现船舶电气再设计功能的关键源代码.该技术在船舶电气智能设计系统中的应用解决了AutoCAD图形与数据库关联的问题及其图形对象难以被计算机识别的问题。该技术的应用能够大大缩减母型船转化的速度，提高设计效率，缩短设计周期。同时，该技术对基于AutoCAD平台设计的其它专业也有参考价值。

总而言之，随着我国科技的日新月异，计算机技术的快速发展，我国的船舶电气智能化设计将会有很大的进步，步入真正的智能化阶段，将大大的缩短设计成本以及设计周期。

参考文献：

[1]纪卓尚，王言英，林焰，戴寅生，马坤，刘玉君.船舶CAD/CAM在大连理工大学的研究与进展[J]，大连理工大学学报，1995年06期

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机电类毕业设计是高等职业教育过程中的重要环节之一,对提高学生的全面素质、技能水平和创新能力都具有深远的影响和重要的意义。在具备基础课、专业基础课、专业课等理论知识后,用近一个学期的时间,学生要结合实际课题和所学的书本理论,自己动手分析问题、解决实际问题,得到理论与实践的基本训练,将所学的知识融会贯通。

毕业设计环节不仅是对学生综合能力、分析问题能力、解决问题能力和动手能力的一次全面训练,也是对学生克服困难的毅力、严谨求实的工作作风、创新思维和科学态度的一次培养。所以,毕业设计环节是以往其他教学环节的继续、补充和深化,是培养学生工作能力的重要途径。多年来的教学实践证明,毕业设计是实现培养应用型技术人才目标的重要教学环节,因为学生在设计过程中必须综合运用所学的知识和技能去分析和解决工程实际问题,学会检索资料、收集信息、树立工程与经济观念、图文处理和文字表达能力也会有明显提高,在毕业后就能够较快地适应工作需要。

高等教育进入市场化运作以来,各院校的招生人数大大增加,但是由于教师资源有限,毕业设计指导教师心有余而力不足。近几年,由于用人单位招聘时间不断提前,学生就业压力越来越大,在毕业前要参加很多的社会活动,一部分学生提前工作,在校内进行毕业设计的有效时间相当有限。而学生缺乏工程实践经验,要在较短的时间里完成一个设计课题确有困难,因而毕业设计成了最薄弱的环节。如何根据目前的实际情况安排、指导学生的毕业设计,确保毕业设计的质量,是我们面临的紧迫任务。针对上述新的情况,我们在广泛收集往届机电类专业毕业学生对毕业设计的意见和建议的基础上,对机电专业毕业设计进行了一定的改革和探索。

一、根据高职教育人才培养方案要求,明确人才培养目标

目前,社会对人才的需求是全方位、多层次的。作为高职学院的机电类专业应加强调查研究,分析社会人才需求,结合自身发展历史和办学实际,找准自己的位置,办出具有特色的高水平的专业,才能在日趋激烈的社会竞争中立于不败之地。经过长期的社会调查和反复论证,我们明确地把具有专业基础理论、实践技能和综合素质的创造性复合型应用人才作为培养目标。学生毕业后,既能从事机电一体化产品的设计和开发,现代加工设备的安装、调试、维护、运行和管理等方面工作,也能从事数控设备的使用、维护及电气控制系统设计、调试等工作和从事现代化工厂自动化生产。

二、根据顶岗实习工作特点,确定毕业设计课题的选题原则

高职教育的最大特点是学用结合、学以致用。毕业设计应根据顶岗实习的工作情景来确定毕业设计课题,具体原则如下:

1.要加强选题的科学性、新颖性、创造性,同时还要考虑学生毕业设计能否顺利进行和完成,使学生具有足够的信心和动力,真正发挥学生的专业特长和运用综合知识的才能以及潜在的创造力。选题应由实习指导教师确定,因为学生还不具备确定选题的能力。选题要充分考虑训练对象刚完成五个学期的课程学习这一因素,但不能完全受这一因素的限制,还应通过这一实践环节让一部分学生接触本专业领域的前沿,因此选题范围包括两方面:(1)是充分考虑学生目前的基础,所选课题主要应用学生已学过的知识;(2)是为了激发学生掌握新知识的积极性,部分选题可以是本专业的前沿领域,甚至是多专业交叉的领域。

2.确定选题的原则是尽可能地选择实际项目中的内容,充分兼顾学生已有的理论基础,适当接触前沿课题。应符合教学要求,面向经济建设,尽量结合实际生产、科研任务,也可结合实验室建设,实验项目改造进行。毕业设计课题的选择可以给学生较大的自由度,学生可根据社会的需求和自己的意愿与兴趣选择毕业设计课题,充分调动学生学习的主动性。

3.按照工作岗位实际的课程设计,强调毕业设计课题来自企业工作岗位,采用某些公司的部分项目或产品作为设计的课题。因为这样的毕业设计题目不但可以在技术上紧跟当代工程技术水平的发展,而且做到有的放矢,能激发学生极大的兴趣。坚持毕业设计面向实际,面向生产中需要解决的技术性题目是高质量毕业设计的保证。学生通过这样的毕业设计可得到综合训练,工程实际能力会产生质的飞跃。

三、发挥实习指导教师的导航作用,以Internet为媒体,提高学生的信息素质

实习指导教师向学生介绍了解本课题的相关国际国内主要学术刊物、国际国内主要知名专家、知名的论著和文献以及著名的公司和企业,将相关网站全部告诉学生,并简单向学生介绍一些如何从网上获取信息的方法,介绍一些比较好的搜索网站和搜索工具。让学生在毕业设计的过程中学会主动地去获取信息、加工信息、解决问题的能力。教师主要起导航的作用,并采取一些好的措施,不断激发学生的求知欲和好奇心,使学生有主动学习的动力。同时,在毕业设计的过程中,通过因特网实现学生与学生之间和教师与学生之间的互动交流,也便于实习指导教师能够及时辅导学生。

四、加强毕业设计环节的教学工作,采用新的毕业设计形式并提高质量

采取毕业设计与科研相结合、与用人单位相结合。充分利用社会资源,提高毕业设计质量和水平。

1.提前就业的学生可以在就业单位寻找适合自己兴趣的课题,指导教师可以是本校教师,也可以是外单位工程技术人员,由教研室对毕业设计题目和外单位导师资格进行审查并进行辅导和论文评审。要求学生做开题报告,指导教师对设计题目进行严格审核,检查学生资料检索情况,要求学生制定毕业设计的计划和进度安排,每周与指导教师联系一次,汇报进度、解答疑难问题,答辩在校内进行。

2.教师的科研课题对学生有很强的吸引力和成就感,用这样的毕业设计课题吸引学生留校在校内完成毕业设计。

3.采用多个已在实际工程应用的实例,完成应届机电班的课程设计和毕业设计工作,学生对设计的兴趣和设计质量比往届有明显提高。不仅有选用教师的科研课题上的实例,还有学生在工作单位带来的项目、工厂实际的供配电系统、教师正在研究的产品设计,都是已成功的项目或正在研究的产品,与社会的联系非常紧密。

4.通过答辩培养学生的口头表达能力,以答辩的方式按组进行开题报告有助于训练学生的口头表达能力。在以往的毕业答辩中,较普遍地存在这样的问题,有的学生毕业设计完成的较好,但答辩时不能突出重点、不能很好地表达所完成的工作,说明在校期间缺乏这方面的训练。因此我们认为在科技方法训练这一实践环节中,应训练学生的口头表达能力。在进行答辩之前,教师都具体指导学生应该如何在有限的时间内,将开题报告的内容表述清楚的方法。

五、加强毕业设计环节的教学管理

加强毕业设计环节管理,检查学生资料检索情况,要求学生作开题报告;同时,加强对毕业设计的管理,对指导教师的资格、设计题目将进行严格审核,对指导教师的职责、进度安排、答辩、成绩评定等环节提出具体要求。

六、开设毕业设计专题讲座以及新产品的巡回展

1.邀请实践经验非常丰富的专家和教授给机电类专业毕业班学生进行电气控制系统设计入门讲座,为学生讲授进行电气控制系统设计所必须的理论知识,以若干设计项目作为示范,说明设计过程如何进行,应该完成的设计图样及文字资料,等等。介绍近年来已在企业生产现场成功应用的项目中选出的多个范例,它们各具特色;既有传统的继电器、接触器控制装置,又有采用PLC、变频器、工控机和组态软件等较为复杂的控制系统;有的项目相当简单,可用作设计入门,大部分项目能够用作毕业设计课题。这些项目适用的领域很宽,包括汽车制造、冶金、矿山、化工、环保、城镇建设等行业。对扩展学生的知识面有非常大的帮助,学生走上工作岗位之后还有一定的参考价值。

2.为了配合教学,丰富电机系学生的专业知识,我们联系“西门子全集成自动化(TIA) 卡车巡展”,在学院内进行,向学生展示全球工业自动化领域最新的应用实例和技术。并邀请名牌大学的教授座谈如何利用世界著名的自动化公司来促进高校相关专业的教学建设,学生反映良好。

毕业设计是学生两年多来首次进行实际课题的方案调研和设计工作,尽管根据选题的不同要求,有的主要是综合运用所学知识进行方案设计,有的侧重新知识的学习,需查阅较多国内外文献资料,但要完成开题报告,都需要涉及很多原来在课程学习中没有遇到过的新知识、新方法。

七、实施效果

高职类学生在这一实践环节中都表现出了很大的学习热情和工作积极性,从完成情况看,学生有了较强的自学能力,在实习教师的指导下能较快地掌握新的知识。教学实践证明,这些改革措施使学生有了主动权,不仅提高了毕业设计质量,而且提高了学生的独立工作能力,对他们毕业后求职上岗都有帮助,学生反映非常好。

参考文献:

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0 引言

课程考核是教学管理过程和课程开展的一个重要环节，也是评价教学、检验教学目标达到的程度和改进教学的重要依据[1]。

传统的课程考核形式以笔试为主，通常是闭卷答题，部分课程也可使用开卷形式。

以北京联合大学机械工程及自动化本科专业为例，自动化控制方向的课程主要包括电气控制与PLC、工业自动化技术及工程技术应用等课程，这些课程均为实践性很强的课程。这些课程的教学最初采用传统式考核方式，学生通常为应付考试，经常死记硬背，考前突击，考后所能掌握的知识所剩无几；考核内容受考核形式限制，容易偏重理论，高分低能的学生大有人在，因此不能反映学生的真实水平；同时，考核角度缺乏全面性，大部分缺少工程意识。

目前，各高等教育学校意识到考核改革的必要性，陆续出现了半闭卷考试、开卷考试、上机考试、撰写论文、笔试与实验报告相结合[2]、答辩等形式。这些考试形式，各有利弊，具体选择哪种考试形式，关键是根据课程特点来决定。

1 考核改革方法

为了寻找适合北京联合大学机械工程及自动化专业应用性本科学生在自动化控制方向专业课程的考核方式，克服以往传统闭卷考核方式的弊端，以学生为中心[3]，培养真正适应社会发展的工程创新人才，近年来，本教学团队不断地对机类自动化控制方向的三门课程（《电气控制与PLC》、《工业自动化技术》和《工程技术应用》）进行了考核方式的改革，改革以学生为中心，以提高学生学习的积极性和主动性为目的，以培养机类行业应用和创新型自动化人才为目标进行展开。具体采取以下措施。

（1）为避免与工程实际脱节，通过调研和企业实践的方式，了解相关的实际工程项目内容，确定考核的素材。

（2）根据教学大纲的要求和工程实际，设计考核项目库，所设计的项目具有层次分明和系统性的特点，以便于适合不同程度的学生。

（3）开放实验室，充分利用现有实际设备，提高设备重复利用率；同时还为学生提供各种电路设计、编程调试等仿真软件，方便在实验室外进行仿真调试项目。所有这些，均为学生提前进行考核项目的设计和调试提供有利条件。

（4）根据应用性人才的培养目标，制定考核评分标准，不仅注重培养学生的专业水平，也注重培养学生的工程意识，提高学生灵活应用、动手操作、图纸规范、文档整理、团队合作等综合能力水平。

（5）对考核结果进行横向和纵向的比较，发现问题，并将之反馈于下一轮教学和考核。

2 考核改革实施

对于《电气控制与PLC 》，包含三部分内容：低压电器及继电接触器控制系统、PLC、现代电气控制系统设计。考虑到该课程内容多，实践性强，许多内容（如PLC指令）不需要死记硬背，因此将闭卷考试改为上机考试，并对每个学生增加答辩环节，以补充机考所未涉及的知识点。考试时，每位学生从项目库中随机抽取不同项目，确定I/O分配，绘制接线图，上机编程并调试，最后演示功能并上交项目设计文档。对于2学分的课程，由于学时有限，上机考核的题目稍简单，分为传统电气和PLC 控制两个小项目进行考核。对于3学分的课程，将学生按2人一组，从试题库中挑选相对综合的项目控制任务，在课程结束前两周按小组发给学生，学生利用课外的时间充分理解控制任务，并进行控制系统设计和调试；在考试期间，各组学生分工进行演示、每人进行答辩和递交小组项目报告。

对于《工业自动化技术》课程，主要考核学生对工业自动化技术的掌握情况及工程项目设计理念，如果学生在课程结束后自己亲自完成一个类似的项目，就可以趁热打铁，不仅快速而灵活地掌握本门课程所涉及的技术，而且对工程项目设计的理念也固化成形。因此，本门课程采用完全的项目考核。在《工业自动化技术》课程开始，介绍完课程内容、应用场合、现状及今后的发展方向后，就将项目考核要求发给学生，学生按小组根据项目任务要求自行调研当前的工业自动化领域的控制实例，并参照课程中所贯穿的饮料罐装生产线控制项目设计，选取自己感兴趣的自动化控制实例，利用实验室现有的实验装置，进行控制系统和上位监控系统进行设计，并应用网络通信技术。在考试期间，对本组设计的项目进行PPT汇报和实际演示，教师对每人进行答辩，最后小组递交项目报告。由于各小组所设计的项目不同，每组都愿意把自己最好的一面展示给同学，因此都精心准备自己项目的内容，增加创新点，项目完成的质量得到了提高，学生不仅通过项目考核掌握了专业知识，更锻炼了网络查新、团队合作、PPT制作和语言表达等方面的能力。

对于《工程技术应用》，则直接对学生所设计的项目进行考核。考核分为项目方案设计、项目硬件设计及施工、项目软件设计及调试、项目上位监控设计及调试、项目验收五个阶段，每个阶段都需要制作PPT进行阶段进度汇报。考核评分包括每一阶段的自评、小组互评和教师评价，针对项目的每一阶段所完成的内容和完成的效果进行评价。项目验收环节包含整个项目功能演示、PPT汇报及答辩、项目报告及使用说明等。在这门课程的考核中，由于学生在前两门课的考核中发现自己的不足，在这门课考核的每一阶段中，教师通过学生PPT汇报的环节可以及时发现学生不足并进行纠正，因此每组学生在这门课程中专业技能都得到了快速提高；同时，各组学生在互相听取PPT汇报和进行项目实施中，互相学习，互相促进，加深了对专业的学习和喜爱，也激发了各自潜在的创新能力。

上述课程的考核形式，各组项目独立，考核时间相对宽松，不仅从各方面真实检验了学生掌握知识的程度及是否达到教学目标，还促进了学生在考核的过程中加深对专业知识的理解，锻炼了学生动手能力、团队协作能力、创新能力、文档制作能力、语言表达能力等各方面综合能力。

3 结束语

以北京联合大学机电学院机械工程及自动化专业《电气控制与PLC》课程为例，2003-2006年采用闭卷考试，考试的平均成绩基本在70分左右。通过调查问卷，发现学生通常采用死记硬背的方式应对考试，并不能完全反映学生的真实水平。

将上述的教学及考核改革应用于实际，经过7年的实施，取得了非常好的效果。课堂上，几乎每一位学生都参与到教学的项目中，逐步实现项目任务；项目引导式教学方式与工程实际紧密结合，大大提高了学生学习兴趣，课下答疑的学生增加，对问题的探讨有独立的见解；每年的课程教学调查结果显示，除了个别学生存在专业抵触，95%以上的学生反映喜欢改革后的教学方式和考核形式；各个班级的平均考试成绩通常都在80分以上，比以前的平均成绩高出10分以上；在本科最后一年选择自动化控制方向的实践课程和毕业设计作为第一志愿的学生人数远大于计划人数，从侧面说明上述改革完全达到了最终的目的。

目前，自动化控制方向课程的考核项目暂时满足于使用，但反复应用，学生不可避免地会出现抄袭现象，导致偷懒的学生所学专业知识及能力培养达不到课程要求，因此需要每年都进行扩展；在改革过程中，发现大多数学生的文档功底较差，在其他课程中锻炼较少，因此可在本方向的课程教学和考核中进行强化。

【参考文献】