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關(guān)鍵詞:自動化生產(chǎn)線;教學(xué)方法;電機與電氣控制;PLC;課程設(shè)計
中圖分類號:G712文獻標識碼:B文章編號:1006-5962(2013)02-0027-02
高職機電一體化專業(yè)課程設(shè)置的培養(yǎng)目標是:面向工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場,電氣控制系統(tǒng)制造公司、機電設(shè)備制造公司、機電設(shè)備、電氣設(shè)備、工控設(shè)備制造公司或公司、科技開發(fā)公司,培養(yǎng)適應(yīng)社會需要,全面發(fā)展,適應(yīng)本專業(yè)相對應(yīng)職業(yè)崗位的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才,主要崗位群定位是自動化設(shè)備安裝員、自動化設(shè)備調(diào)試員、中高級維修電工等,本專業(yè)有五個主干學(xué)科:電氣工程、電子工程、機械工程、計算機科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程,都是為了崗位需要設(shè)置的專業(yè)知識。其中《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》作為一門核心專業(yè)課在第四學(xué)期進行了貫穿和綜合。
1自動化生產(chǎn)線的課程設(shè)置
機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)能力有:識圖繪圖能力、機電安裝調(diào)試維修能力、電控系統(tǒng)調(diào)試檢修能力、自動線調(diào)試維護能力、機電設(shè)備管理能力及機電產(chǎn)品營銷能力等。《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》前序課程有PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)、電機與控制,后序課程有機床維修等。在我們所要實現(xiàn)的教學(xué)目標中知識目標涉及到:機械手工作原理、握機械手控制原理、機械手氣動原理、熟悉安全操作規(guī)程;能力目標有:對已安裝的機械手機械部件進行測量;對機械手的氣路進行基本調(diào)試;根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障部位;檢查分析、找到故障點并分析解決故障;遵守安全操作規(guī)程;素質(zhì)目標有嚴謹?shù)穆殬I(yè)態(tài)度、規(guī)范的操作習(xí)慣、創(chuàng)新精神、團結(jié)協(xié)作精神、自主學(xué)習(xí)精神及溝通能力。
此核心課程以項目驅(qū)動教學(xué)開展課程教學(xué),提升學(xué)生的職業(yè)能力,以具體自動化生產(chǎn)線為載體,融合認知、安裝、調(diào)試和檢測等內(nèi)容,實現(xiàn)教、學(xué)、做、評一體化教學(xué),突出課程的職業(yè)性、實踐性和開放性。以學(xué)生為主體,采取多樣化教學(xué)方法。以自動化設(shè)備改造為工作過程,涉及電路圖分析、電氣圖設(shè)計、程序設(shè)計、設(shè)備組裝、設(shè)備運行調(diào)試、設(shè)備檢測、設(shè)備維護等行動領(lǐng)域,設(shè)置六個學(xué)習(xí)情境:零配件拆裝、傳感器檢測、氣路檢測、異步電機檢測、步進電機檢測、整體檢測調(diào)試,分成20個任務(wù)。
項目一:供料站的安裝,有機械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個任務(wù);項目二:加工站的安裝,設(shè)計任務(wù)有加工站組裝、光電傳感器檢測、限位傳感器檢測三個任務(wù);項目三:裝配站的安裝,設(shè)計任務(wù)有裝配站組裝、電磁閥檢測、氣缸檢測三個任務(wù);項目四 :分揀站的安裝,設(shè)計任務(wù)有分揀站組裝、傳送帶的檢測、異步電機的檢測、變頻器的檢測四個任務(wù);項目五:輸送站的安裝,設(shè)計任務(wù)有輸送站組裝、光纖傳感器檢測、機械手檢測、步進電機的檢測、溜板檢測四個任務(wù);項目六:整體運行調(diào)試,有PLC控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、程序編寫、綜合調(diào)試三個任務(wù)。
2自動化生產(chǎn)線的教學(xué)方法與評價設(shè)計
2.1教學(xué)方法。
(1)講授法:講解項目任務(wù),傳授項目任務(wù)相關(guān)的知識點,針對學(xué)生實施過程中出現(xiàn)的不足進行知識點的說明。
(2)現(xiàn)場教學(xué)法:在符合生產(chǎn)要求的工作環(huán)境中進行操作技能和維修應(yīng)用能力實踐,提高職業(yè)氛圍,在工作過程中提升學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng)和崗位適應(yīng)能力。
(3)任務(wù)驅(qū)動法:將教學(xué)過程融入項目任務(wù)中,讓學(xué)生自主討論分析實施,學(xué)生在工作過程中得到知識。
(4)小組討論法:學(xué)生每六~八人為一個小組,小組討論分析,討論解決,分工協(xié)作完成項目任務(wù)。
六步教學(xué)實施:明確任務(wù)、討論分析、制定方案、檢測故障、檢驗效果、總結(jié)分析。老師交代目標,注意觀察和記錄小組對現(xiàn)象分析情況,解答學(xué)生提出的問題,對跟主題分析偏離太遠的小組予以引導(dǎo),讓學(xué)生自行摸索,在后期對學(xué)生可能會引起事故或損壞設(shè)備和工具的異常操作給予糾正,最后老師組織小組進行故障排除工作匯報,互評,并對每組進行考核評價,再引導(dǎo)學(xué)生自行總結(jié)。
2.2評價設(shè)計。
課程采用過程考核與期終考核相結(jié)合、企業(yè)考核與校內(nèi)項目考核相結(jié)合、教師考核與學(xué)生考核相結(jié)合的多元化考核方式,利于理論聯(lián)系實際,有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)新和思考,更督促他們到實際中去發(fā)現(xiàn)和改進,去尋找合適自己的項目和課題。
課程考核為:校內(nèi)項目,企業(yè),綜合實訓(xùn)三大類。當堂課的考核有:教師考核、小組互評、小組自評;教師考核內(nèi)容為五項:任務(wù)分析情況,實施方案制定,任務(wù)完成質(zhì)量、分工協(xié)作精神、故障檢測手段、安全操作規(guī)范、小組總結(jié)。
和很多專業(yè)課一樣,多種教學(xué)方法和全面的評價方案,有效保證了教學(xué)效果。
3相關(guān)課教學(xué)
3.1電機與電氣控制的教學(xué)。
本課程以發(fā)電機為主題,以工作任務(wù)為導(dǎo)向,以工廠實用型電氣控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試與維護情景教學(xué)為主線貫穿全課程,用實物進行直觀性教學(xué),使學(xué)生感性認識強,理性認識夠。
典型的教學(xué)任務(wù)有三相異步電動機全壓啟動、三相異步電動機長動控制、三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制、三相異步電動機延時啟動控制(或三相異步電動機Y-降壓啟動)、機械手控制等。
課程特色是學(xué)生充分利用所學(xué)知識、網(wǎng)絡(luò)資源、閑瑕時間作為期三個月的“繼電控制課程設(shè)計”。任務(wù)書要求能夠根據(jù)功能要求選擇個元器件的類型及其型號;了解個元器件的工作原理和使用方法;把各元器件連接起來實現(xiàn)本課程設(shè)計的要求。設(shè)計內(nèi)容和要求:兩臺電動機都存在重載啟動的可能,任何一級傳送帶停止工作時,其他傳送帶都必須停止工作,控制線路有必要的保護環(huán)節(jié),有故障報警裝置。課程設(shè)計書要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設(shè)計、設(shè)計目的、控制要求、設(shè)計要求、 硬件選型、主電路原理圖的設(shè)計、 控制電路原理圖的設(shè)計、重載保護電路設(shè)計、欠壓保護電路設(shè)計、總結(jié)。
3.2PLC教學(xué)。
PLC是可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller)的簡稱,早期是一種開關(guān)邏輯控制裝置,隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,其控制核心采用微處理器,功能有了極大擴展,除了最廣泛的取代傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制的開關(guān)量邏輯控制外,還有過程控制,數(shù)據(jù)處理,通信聯(lián)網(wǎng)與顯示打印,PLC接口采用光電隔離,實現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離,減小了電磁干擾。
PLC有5種編程語言:
(1)順序功能圖(SFC)。
順序功能圖常用來編制順序控制類程序,包含步、動作、轉(zhuǎn)換三個要素。順序功能編程法是將一個復(fù)雜的控制過程分解為小的工作狀態(tài),這些狀態(tài)按順序連接組合成整體的控制程序。
(2)梯形圖(LD)。
梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式,是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡化了符號演變而來的,形象、直觀、實用,電氣技術(shù)人員容易接受,要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號,是目前用得最多的一種PLC編程語言。
(3)功能塊圖(FBD)。
功能圖編程語言是用邏輯功能符號組成的功能塊來表達命令的圖形語言,與數(shù)字電路中的邏輯圖一樣,極易表現(xiàn)條件與結(jié)果之間的邏輯功能。
(4)指令表(IL)。
采用經(jīng)濟便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表,使用的指令語句類似微機中的匯編語言。指令表程序較難閱讀,其中的邏輯關(guān)系很難一眼看出,所以在設(shè)計時一般使用梯形圖語言。如果使用手持式編程器,必須將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表后再寫入PLC,在用戶程序存儲器中,指令按步序號順序排列。
(5)結(jié)構(gòu)文本(ST)是文字語言。
編程語言的學(xué)習(xí)是PLC教學(xué)的一項重要內(nèi)容,中間加以不同的應(yīng)用實例:順序控制電路、常閉觸點輸入信號的處理,使用多個定時器接力定時的時序控制電路、三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路、鉆床刀架運動控制系統(tǒng)的設(shè)計,LED數(shù)碼管顯示設(shè)計,還經(jīng)常根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計梯形圖。
增加的學(xué)習(xí)情境還常有如下任務(wù):洗手間的沖水清洗控制、進庫物品的統(tǒng)計、競賽搶答器裝置設(shè)計、彩燈或噴泉PLC控制;尋找數(shù)組最大值并求和運算、電熱水爐溫度控制等。
3.3單片機。
單片微型計算機就是將CPU、RAM、ROM、定時/計數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計算機。用于示波器、報警系統(tǒng)、移動電話、彩電等日常方面,在智能儀器儀表、工業(yè)控制、家用電器、計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域、醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域、工商,金融,科研、教育,國防航空航天等領(lǐng)域也都有廣泛應(yīng)用。
數(shù)據(jù)大都在單片機內(nèi)部傳送,運行速度快,抗干擾能力強,可靠性高,微型單片化集成了如看門狗、AD/DA等更多的其它資源。教學(xué)內(nèi)容以80C51為核心講授單片機的的引腳、存儲器組織結(jié)構(gòu)、典型語句,以實例應(yīng)用為線索:單燈受控閃爍、P1口外接8只LED發(fā)光二極管模擬彩燈、單片機做加、減、乘、除運算等項目。各子任務(wù)都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設(shè)計、源程序的編輯、編譯、下載、單片機的I/O接口分配及連接。
教學(xué)采用ISP-4單片機實驗開發(fā)板,可以完成大量的單片機學(xué)習(xí)、開發(fā)實驗,對學(xué)習(xí)單片機有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機,有程序下載功能,可將編輯、編譯、調(diào)試好的單片機代碼下載到AT89S51單片機中。
3.4變頻器技術(shù)及應(yīng)用。
變頻技術(shù)讓學(xué)生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數(shù)、驅(qū)動電路與保護技術(shù);掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應(yīng)用范圍;掌握脈寬調(diào)制控制、矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等先進技術(shù);了解變頻器與感應(yīng)電動機組成變頻調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與雙饋電機組成調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與同步電動機組成變頻調(diào)速系統(tǒng),掌握電力電子電機系統(tǒng)的組成、工作原理、控制方法、運行特性等,是強電應(yīng)用和現(xiàn)代技術(shù)推廣的有力體現(xiàn)。
3.5傳感器與自動檢測技術(shù)。
傳感器技術(shù)代替人的感觀,在各種環(huán)境下應(yīng)用,檢測技術(shù)是一套有效的反應(yīng)體系,包括信息的獲得、測量方法、信號的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能,并能正確選用,了解傳感器的基本概念和自動檢測系統(tǒng)的組成,對常用檢測系統(tǒng)有相應(yīng)的分析與維護能力。對工業(yè)生產(chǎn)過程中主要工藝參數(shù)的測量能提出合理的檢測方案,能正確選用傳感器及測量轉(zhuǎn)換電路組成實用檢測系統(tǒng)的初步能力。
教學(xué)過程進行小論文制作,讓學(xué)生提高計算機應(yīng)用水平,使學(xué)生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對分節(jié)、目錄、文獻標識作嚴格要求。題目如數(shù)字顯示電子稱、基于霍爾傳感器的轉(zhuǎn)速表、單片機電子秤研究、光纖測溫儀、煙霧報警器、小車尋跡設(shè)計、電熨斗自動恒溫系統(tǒng)、電渦流探傷、電感測厚儀等。
4畢業(yè)論文指導(dǎo)分析
畢業(yè)論文專業(yè)聯(lián)系實際,通常小型自動化系統(tǒng)以單片機為主,大型自動化生產(chǎn)線以PLC為主,系統(tǒng)運行動力離不開電機,觀察離不開傳感器,調(diào)速可用變頻器,綜合所學(xué),學(xué)生的論文涉及廣泛,有效教學(xué)可對應(yīng)從如下方面?zhèn)戎刂笇?dǎo)。
4.1立意選題。
根據(jù)實際和研究方向做好側(cè)重和體現(xiàn),如“觸摸屏控制的堿液配置系統(tǒng)”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統(tǒng)”的系統(tǒng)性和方向性,“車庫自動門的PLC自動控制”和“測速雷達信號處理系統(tǒng)”的檢測指標要求等。
4.2材料整合。
在任務(wù)要求明確的基礎(chǔ)上,首先確定相關(guān)技術(shù)指標,對應(yīng)查找并列出論文結(jié)構(gòu),一份畢業(yè)論文至少含有三到五門課的內(nèi)容,對應(yīng)于研究方向進行相應(yīng)編排和取舍。
4.3技術(shù)處理。
所搜集圖片的背景往往有水印,要去掉,圖片按要求進行不同方向的剪切。圖表里的文字應(yīng)是五號或小五,注意表格標題要單獨標出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設(shè)計與表現(xiàn)。
多種教學(xué)方法和理論聯(lián)系實際教出具有學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的學(xué)生,系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用創(chuàng)造練就出具有競爭力的學(xué)生,專業(yè)課的有效教學(xué)和畢業(yè)論文的順利設(shè)計將顯示本專業(yè)沉甸甸的含金量。
參考文獻
[1]呂景全.《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》,中國鐵道出版社,2010年7月
[2]馬玉春.《電機與電氣控制》,北京交通大學(xué)出版社,2011年1月
[3]李建新.《可編程控制器原理及應(yīng)用》,機械工業(yè)出版社,2012年9月
目前存在的主要問題我院機械類專業(yè)含機電、機械、數(shù)控、模具、汽車等相關(guān)專業(yè)。目前,畢業(yè)設(shè)計中存在的主要問題有以下幾種:
1.關(guān)注點不一樣,學(xué)校和學(xué)生意見分歧由于教育行政部門每年都要對畢業(yè)論文(設(shè)計)進行抽檢評優(yōu),所以學(xué)校很緊張,萬一結(jié)果不好,影響學(xué)校的聲譽。但現(xiàn)狀是,機械類專業(yè)絕大多數(shù)學(xué)生從第5學(xué)期中后期開始進行頂崗實習(xí),而且大部分從事的是機床操作和產(chǎn)品檢驗、包裝等工種,沒有太多的技術(shù)含量,與“設(shè)計”無緣。少部分學(xué)生在產(chǎn)品銷售崗位實習(xí),還有部分在售后服務(wù)崗位實習(xí),與“設(shè)計”關(guān)系都不大,學(xué)生看不到畢業(yè)設(shè)計對他們將來的工作有多大作用,他們更關(guān)注的是就業(yè)。因此,沒有太大的動力去認真地搞畢業(yè)設(shè)計。由于學(xué)校對老師有要求,老師本意當然想認真地指導(dǎo)學(xué)生,可是學(xué)生在頂崗實習(xí)階段,不能與老師經(jīng)常見面,有的根本見不了面,只能通過電話、網(wǎng)絡(luò)溝通,學(xué)生上網(wǎng)不便,郵件也說不清楚,老師只能過一段時間督促一下,指導(dǎo)效果大打折扣。
2.畢業(yè)設(shè)計所需信息和資料難以搜集,影響進度畢業(yè)設(shè)計階段,學(xué)生都在企業(yè)頂崗實習(xí),企業(yè)沒有專門的提供給學(xué)生的圖書館、機房、網(wǎng)絡(luò)、實驗室等畢業(yè)設(shè)計所必須的基本條件。學(xué)生對相關(guān)專業(yè)資料的搜集、分析、利用等能力相對較弱,這些資源的缺乏令學(xué)生在選題、開題和具體實施階段顯得無從下手,只能胡亂參照往年或網(wǎng)上資料相關(guān)題目。例如,機械類專業(yè)學(xué)生中期檢查交上來的題目大多是軸類、箱體類、圓盤類零件的加工工藝及數(shù)控編程、各種零件的模具設(shè)計、各種普通機床經(jīng)濟型數(shù)控化改造、電梯和機械手、水位、各種生產(chǎn)線等的PLC控制、機床夾具設(shè)計、機械設(shè)備的故障診斷與維修等等,題目有的大而空,有的是課程設(shè)計內(nèi)容,有的是教材上的實例。學(xué)生撰寫論文時參考教材或網(wǎng)絡(luò)公開資料過多,沒有什么數(shù)據(jù)支撐,也沒有什么自己的觀點和實際作品,談不上論文的質(zhì)量及學(xué)生水平的提高。
3.學(xué)生方面的原因江蘇省這幾年的高職招生,有提前單招,有注冊入學(xué),還有中職對口單招,最后,通過真正參加高考錄取的考生,所占比例已經(jīng)較少了。即使是這些學(xué)生,錄取的分數(shù)也很低。而且,江蘇省錄取的總?cè)藬?shù)已經(jīng)超過了報考學(xué)生總數(shù),基本上只要想上學(xué),都能上。所以招進來的學(xué)生的知識基礎(chǔ)較差,學(xué)習(xí)興趣不高,水平和能力又參差不齊。畢業(yè)設(shè)計和頂崗實習(xí)時間重疊,絕大部分學(xué)生是自己通過人才市場選擇的實習(xí)企業(yè),崗位要求學(xué)生和正式用工一樣的工作時間和強度,學(xué)生每天上8小時甚至12小時的班,有的企業(yè)兩班倒,有的三班倒,沒有精力再去搞畢業(yè)設(shè)計。另一方面,在學(xué)校的前兩年,也沒有好好學(xué)習(xí)專業(yè)知識,造成很多學(xué)生不知道畢業(yè)設(shè)計要做什么,怎么做。老師給學(xué)生的課題,學(xué)生做不了,學(xué)生自己定的題目,又很不恰當。勉強寫出的論文不規(guī)范,文字欠通順,表述設(shè)計意圖和設(shè)計方案邏輯性不強,質(zhì)量很低,有的直接抄襲論文或干脆購買,沒有起到培養(yǎng)綜合能力和科研水平的目的。
4.指導(dǎo)老師方面的原因由于學(xué)生多而專業(yè)教師少,教師的指導(dǎo)工作量過大,一般平均每位專業(yè)教師要承擔十多個學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo),學(xué)生遠在四處各地,老師無法對學(xué)生進行細致、系統(tǒng)和及時的指導(dǎo)和檢查。而且本身又有繁重的教學(xué)工作,老師的精力跟不上。另外,各個學(xué)校重點關(guān)注的是招生就業(yè),使得老師可能不太重視畢業(yè)設(shè)計工作,不愿多花時間與精力。從教師本身來看,高職院校的年輕教師很多是剛從學(xué)校畢業(yè)的,沒有實踐環(huán)節(jié),只能照本宣科;年長教師,沒有知識更新的再教育環(huán)節(jié),對新技術(shù)不太了解。老師自己實踐水平不高,給學(xué)生的選題,為回避實踐環(huán)節(jié),很多選擇了與工程實際相脫離的綜述類題目或計算機仿真題目。這些都使畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)工作難度增大,難以保證質(zhì)量。
二、對策分析
1.提前啟動畢業(yè)設(shè)計工作在人才培養(yǎng)方案中,將各主要專業(yè)課程向前兩學(xué)年轉(zhuǎn)移,減少第三學(xué)年的計劃課程。第五學(xué)期初開始畢業(yè)設(shè)計,包括落實任務(wù)、查閱資料,掌握畢業(yè)設(shè)計的基本程序、要求,完成畢業(yè)論文的總體框架設(shè)計。學(xué)生在校完成畢業(yè)論文總體框架后,到企業(yè)、實習(xí)基地邊實習(xí)邊做畢業(yè)設(shè)計,更有針對性,學(xué)生不再感到茫然。
2.充分利用畢業(yè)頂崗實習(xí)到用人單位進行半年以上頂崗實習(xí),是高職院校落實《教育部關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》(教高[2006]16號)文件精神,大力推行“校企合作、工學(xué)結(jié)合”,突出高職教育特色,改革人才培養(yǎng)模式的重要舉措。這幾年,我院機械類學(xué)生的頂崗實習(xí)已提前至第5學(xué)期的下半學(xué)期,由于企業(yè)對技能型人才的需求較旺,所以,絕大部分學(xué)生自己都能較容易找到相關(guān)實習(xí)崗位。學(xué)生帶著各自初擬的畢業(yè)設(shè)計課題,分散到不同地方、不同部門進行畢業(yè)實習(xí),這種分散實習(xí)的方式不會影響企業(yè)的生產(chǎn)秩序,比較容易被企業(yè)接受;還有部分學(xué)生,在第3或者第4學(xué)期已經(jīng)選擇了進入與學(xué)校簽有合作培養(yǎng)協(xié)議的“訂單班”學(xué)習(xí),我系有“上海鴻得利”、“富士康”、“億滋”、“無錫松下”等眾多訂單班,學(xué)生完成基本專業(yè)知識學(xué)習(xí)后直接進入這些單位頂崗實習(xí)。畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容與實際所從事的崗位聯(lián)系,如果與初擬的框架有沖突,可再作研究內(nèi)容和方法的調(diào)整,甚至重新開展課題研究。做到理論聯(lián)系實際,提高學(xué)生的解決實際問題能力,提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。
3.校企共同指導(dǎo)學(xué)校自己聘請公司的技術(shù)人員做企業(yè)兼職指導(dǎo)教師,實現(xiàn)校企共同指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計。校內(nèi)指導(dǎo)教師主要負責畢業(yè)設(shè)計規(guī)范化指導(dǎo),負責過程管理,制定畢業(yè)設(shè)計流程,對畢業(yè)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)督檢查,對后期的畢業(yè)論文的撰寫進行指導(dǎo)和審核。保持與企業(yè)指導(dǎo)教師、畢業(yè)生的聯(lián)系與溝通。企業(yè)的指導(dǎo)教師負責具體的技術(shù)、內(nèi)容指導(dǎo),提供企業(yè)相關(guān)資料以及學(xué)生與實習(xí)企業(yè)合作環(huán)境的協(xié)調(diào)。學(xué)校應(yīng)支付企業(yè)導(dǎo)師一定報酬,同時,企業(yè)導(dǎo)師參與答辯要占到一定比例。我院建立了頂崗實習(xí)管理平臺,要求學(xué)生頂崗實習(xí)期間至少每周寫一次周記,每個周記提出一個工作問題,解決一個工作問題,學(xué)習(xí)一個工作中需要的新知識點,詳細記錄,并報告指導(dǎo)教師,指導(dǎo)老師進行點評、指導(dǎo),隨時關(guān)注學(xué)生動態(tài),及時解決學(xué)生在實習(xí)過程中遇到的問題。另外,學(xué)生還要完成手寫的實習(xí)報告,也按周填寫,學(xué)生的企業(yè)指導(dǎo)老師,對學(xué)生一周的工作進行評價、總結(jié).
4.豐富畢業(yè)設(shè)計課題來源
(1)指導(dǎo)教師的科研課題。此類型題目所占比例呈逐年上升趨勢。原因主要是近幾年學(xué)校科研環(huán)境的改善及本系教師隊伍的完善,科研項目逐漸增多,項目層次包括院級、市級、省級、國家級。
(2)依托技能競賽及各級各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽開展畢業(yè)設(shè)計的實踐活動。鼓勵學(xué)生積級申報江蘇省大學(xué)生實踐創(chuàng)新項目,參加大學(xué)生機械設(shè)計大賽、自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試、汽車維修、汽車營銷、數(shù)控操作大賽、大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽、職業(yè)規(guī)劃大賽等。畢業(yè)設(shè)計開始時間可以依據(jù)競賽時間進行調(diào)整,畢業(yè)設(shè)計可以以綜合性競賽項目實物作為成果,由競賽輔導(dǎo)教師兼任畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師,對學(xué)生在前期創(chuàng)新過程中的作品進行完善和理論升華。通過技能競賽學(xué)生熟練了技能,樹立了競爭意識、團隊意識,更嘗到了學(xué)習(xí)技能、精通技能的甜頭。
(3)學(xué)生自己確立的課題。題目主要來自畢業(yè)頂崗實習(xí)或者將要就業(yè)的單位,收集與實際工作相關(guān)的資料,在導(dǎo)師的指導(dǎo)下確定畢業(yè)設(shè)計題目。這說明學(xué)生下企業(yè)頂崗實習(xí)為畢業(yè)設(shè)計的選題提供了大量的專業(yè)實踐機會。對于部分搞不了設(shè)計的學(xué)生,要求他們將實習(xí)體會寫下來,形成實習(xí)報告。
(4)模具、數(shù)控、機械、機電專業(yè)跨專業(yè)整合,開展任務(wù)驅(qū)動、項目導(dǎo)向的畢業(yè)設(shè)計課題探索,使學(xué)生綜合能力與素質(zhì)得到全面提升。
(5)參與教師的教學(xué)活動。學(xué)生參與教學(xué)課件的制作,如機械設(shè)計基礎(chǔ)、液壓與氣動技術(shù)、夾具設(shè)計、數(shù)控編程、模具設(shè)計等課程中的動畫、視頻的制作。既鞏固了所學(xué)專業(yè)知識,又熟練掌握常用軟件的操作,為將來的工作打下了良好的基礎(chǔ)。
(6)不斷完善畢業(yè)設(shè)計課題類型,開設(shè)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)課程。經(jīng)過這幾年的實踐總結(jié),我們大體上把機械類高職畢業(yè)設(shè)計的類型分為以下幾類,同時,我院已開設(shè)指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計的相關(guān)課程或講座。1)工藝夾具類。此類主要完成各種零件的加工工藝編制及加工零件所需夾具的設(shè)計。2)數(shù)控編程類。主要完成零件的加工工藝編制及數(shù)控編程,可以和機械設(shè)計類結(jié)合,以團隊的形式,完成機構(gòu)的設(shè)計、機構(gòu)零件的數(shù)控編程、加工。3)注塑、沖壓模具類。主要完成各種注塑、沖壓模具設(shè)計。4)機械設(shè)計類。減速器、機器人、機械手、各種泵、控制裝備、農(nóng)業(yè)機械、汽車、液壓系統(tǒng)及各種設(shè)備的設(shè)計。5)機床類。機床主傳動系統(tǒng)及進給系統(tǒng)設(shè)計、鉆床、銑床、組合機床設(shè)計,也可以利用學(xué)校的金工實習(xí)車間進行各類機床的拆裝、測繪訓(xùn)練。6)機械類課程圖形庫、動畫庫、試題庫建設(shè)。7)機電一體化類普通車床數(shù)控化改造及各種設(shè)備的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計。8)機電設(shè)備或生產(chǎn)線故障分析與診斷。
(7)答辯形式多樣化。答辯可以采取多種形式,答辯地點可以選擇校內(nèi)的多媒體教室、實訓(xùn)室,也可以搬到校外學(xué)生頂崗實習(xí)的企業(yè)現(xiàn)場,邀請企業(yè)指導(dǎo)老師、技術(shù)人員、學(xué)生的同事一起參加答辯;答辯形式可以是陳述性答辯,也可以是作品展示性答辯;團隊項目,可指定一人進行答辯。要保證各類形式如實習(xí)報告類、調(diào)查報告類、市場調(diào)研類、創(chuàng)業(yè)計劃類、售后報告分析類、設(shè)計類都可以參加答辯。
三、總結(jié)
根據(jù)上面分析,現(xiàn)在的畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量較難保證,而現(xiàn)有國情下高職畢業(yè)設(shè)計暫時無法替代。但是,畢業(yè)設(shè)計也應(yīng)隨著形勢的發(fā)展進行較大程度的改革,否則,不能發(fā)揮起應(yīng)有的過渡橋梁作用,有以下幾點值得思考:
(1)是否能強化課程綜合實訓(xùn)和課程設(shè)計,淡化畢業(yè)設(shè)計。例如機械設(shè)計基礎(chǔ)課程結(jié)合CAD/CAM課程進行綜合實訓(xùn);液壓與氣動技術(shù)、機械制造基礎(chǔ)、PLC等進行課程設(shè)計;數(shù)控編程與操作理論課程結(jié)合實訓(xùn)進行典型零件的數(shù)控編程與加工訓(xùn)練。這樣的訓(xùn)練更扎實,更有實效。
(2)畢業(yè)設(shè)計過程要增強學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計的認識、讓學(xué)生明確其目的和意義。
(3)畢業(yè)設(shè)計是一個綜合訓(xùn)練的環(huán)節(jié)。完整的畢業(yè)設(shè)計過程應(yīng)該包括專業(yè)實習(xí)、文獻檢索、題目選擇、資料收集整理、大綱擬定、試驗數(shù)據(jù)獲取、理論計算、論文寫作與論文答辯等環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)能使學(xué)生受到完成一個實際項目所必需的綜合基本訓(xùn)練,對學(xué)生將來的工作和可能情況下的深造意義非凡。
微電子論文2000字(一):淺談一種新型的25Hz相敏軌道電路微電子接收器論文
摘要隨著電子技術(shù)的發(fā)展,相敏軌道電路接收信號處理裝置已逐步實現(xiàn)電子化,以電子接收器代替以前的機械式二元二位繼電器,徹底解決了原繼電器接點卡阻、抗電氣化干擾能力不強、返還系數(shù)低等問題。目前廣泛使用的微電子接收器都是使用單片機來處理信息,對輸入信號采用升壓方式進行采樣處理,雖提高了信號強度,但是不利于防止輸入高壓損壞接收器;且每個接收器僅采用單一信號處理通道進行信號分析處理,并由其輸出信號驅(qū)動軌道繼電器動作,接收器的安全性、可靠性和抗干擾能力有待提高;另外,現(xiàn)有接收器故障后相關(guān)電氣參數(shù)不能實時監(jiān)測;前述不足以影響到軌道電路的整體可靠性和可用性。因此,本文提出了一種基于DSP的新型微電子接收器,以提高微電子接收器的可用性、可靠性及安全性。
關(guān)鍵詞電子技術(shù);25Hz軌道電路;接收器
1系統(tǒng)原理
1.1接收器冗余結(jié)構(gòu)
圖1新型微電子接收器(0.5+0.5方案)的冗余結(jié)構(gòu)圖
接收器的冗余結(jié)構(gòu)圖,每臺接收器同時進行兩個軌道區(qū)段(區(qū)段A和區(qū)段B)的軌道電路信號和局部電源信號的處理,相鄰兩個軌道區(qū)段可共用兩臺接收器,這兩臺接收器中的任一正常工作,均可正常處理這兩個軌道區(qū)段信號,并驅(qū)動這兩個軌道區(qū)段的后級軌道繼電器動作。如圖1所示,相對于目前的接收器冗余方案,新型微電子接收器的冗余方案可使每個軌道區(qū)段節(jié)省一個接收器,從而降低建設(shè)成本。在接收器冗余結(jié)構(gòu)圖中,當接收器1和接收器2中的某一個發(fā)生故障時,若另一個接收器能夠正常工作即可確保軌道區(qū)段信號的正常處理;同時可以通過接收器的自檢功能發(fā)出報警,提醒維護人員及時更換故障接收器,從而提高軌道電路的整體可用性。
1.2接收器二取二原理
接收器系統(tǒng)內(nèi)部采用獨立的雙套硬件和雙套軟件,實現(xiàn)一路信號,兩路處理,最終通過安全與門判決,輸出判決結(jié)果。當無論是接收器哪一套硬件或軟件出現(xiàn)問題,兩路處理結(jié)果不一致時,系統(tǒng)輸出判決都是導(dǎo)向安全的結(jié)果。且僅當兩路信號處理的結(jié)果完全一致時,安全與門輸出相同結(jié)果。
2系統(tǒng)構(gòu)成
如圖2所示,新型接收器核心處理部分采用雙DSP芯片構(gòu)成二取二安全結(jié)構(gòu)。主從DSP同時處理軌道電路信號和局部電源信號,分別輸出判決信號;將主從DSP的判決結(jié)果進行與運算,如果主從DSP的判決信號不一致,接收器輸出信號將保持軌道繼電器處在落下狀態(tài);只有當主從DSP的判決信號一致且滿足軌道區(qū)段空閑條件時,接收器才會輸出驅(qū)動軌道繼電器吸起的信號,顯示軌道區(qū)段處于空閑狀態(tài);主從DSP任一故障,接收器均不能輸出驅(qū)動軌道繼電器吸起的信號,從而提高接收器安全性。
新型接收器電路模塊包括:局部輸入隔離電路、軌道輸入防雷電路、輸入信號采集電路、數(shù)據(jù)處理電路(DSP芯片)、安全與門電路、輸出控制電路、電源電路、通信電路和顯示與告警電路。
輸入隔離:采用電流互感器將軌道信號和局部信號與后級信號處理模塊進行電磁隔離,隔離變壓器采用降壓方式,當輸入的信號出現(xiàn)大的沖擊或干擾時,通過變壓器進行衰減,加載在后級信號處理電路上的信號將被衰減,對后級信號處理電路起到防護作用。
軌道輸入防雷電路:采取大功率雙向瞬態(tài)防雷管,實現(xiàn)對輸入雷電和浪涌的防護。
輸入采集電路:將輸入交流信號的負半周信號抬高到零電平以上,滿足后級單電源工作運放的輸入要求,單電源工作可減小器件功耗。
數(shù)據(jù)處理電路:把輸入的25Hz軌道和局部模擬信號通過芯片自帶的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進行分析處理,測出軌道輸入的25Hz信號幅值及軌道信號與局部信號的相位差,在主處理器采集從處理器的輸出信號和后級輸出控制電路的輸出信號并經(jīng)其判斷接收器正常后,再由主處理器控制顯示告警電路,并由主處理器將相關(guān)數(shù)據(jù)通過接收器的通訊電路送監(jiān)測分機。
安全與門電路:比較主從DSP輸出信號,經(jīng)安全與門判決二者一致方能向后級輸出控制電路送出有效信號。
輸出控制電路:采用開關(guān)電源方式輸出驅(qū)動軌道繼電器的直流電壓信號。
通信電路:采用總線方式,向集中監(jiān)測分機傳送25Hz相敏軌道電路接收器采集到的軌道交流電壓值、相位角和接收器的工作狀態(tài)等信息。
顯示與告警電路:顯示接收器自身工作狀態(tài)及接收器所處理軌道區(qū)段的占用與空閑狀態(tài),顯示接收器DC24V工作電源及局部電源的正常或故障狀態(tài)。
3結(jié)束語
新型接收器將實現(xiàn)接收器工作狀態(tài)和軌道電路電氣參數(shù)的實時在線監(jiān)測,提高運營維護效率,降低維護人員勞動強度,同時,根據(jù)新型25Hz相敏軌道電路接收器的功能和特點,可減少現(xiàn)有接收器和軌道架的數(shù)量,大量地減少室內(nèi)配線,初步分析可節(jié)約建設(shè)成本約20%。
微電子畢業(yè)論文范文模板(二):微電子控制機電設(shè)備在工業(yè)中的具體應(yīng)用論文
摘要:在科學(xué)技術(shù)快速進步的背景下,工業(yè)自動化水平取得了比較明顯的提升,在機械制造方面表現(xiàn)的更加明顯,基于各種因素的影響,微電子技術(shù)得到了相對廣泛的應(yīng)用。基于此,本文詳細分析了微電子控制機電設(shè)備在工業(yè)中的應(yīng)用,希望能夠為實際提供良好的借鑒意義,以供參考。
關(guān)鍵詞:微電子;機電設(shè)備;工業(yè);應(yīng)用探討
信息技術(shù)的發(fā)展以及先進電子設(shè)備的產(chǎn)生催生了機電一體化時代的到來,所謂的機電一體化技術(shù)是把電工電子技術(shù)、機械技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、接口技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號變換技術(shù)等一系列技術(shù)結(jié)合,再綜合應(yīng)用于實際的綜合技術(shù),現(xiàn)代化自動生產(chǎn)設(shè)備可以說為機電一體化的設(shè)備。微型計算機在機電一體化系統(tǒng)的作用能夠總結(jié)成如下三點:第一,直接控制機械工業(yè)生產(chǎn)過程;第二,機械工業(yè)生產(chǎn)期間加強各物理參數(shù)的自動測試,進行測試結(jié)果的顯示記錄,在計算、存儲、分析判定并處理測量參數(shù)或指標;第三,進行機械生產(chǎn)過程的管理與監(jiān)督。機電一體化系統(tǒng)里微電子控制機電設(shè)備怎樣進行適宜計算機選擇,怎樣設(shè)計硬件系統(tǒng),怎樣組織軟件開發(fā),怎樣對現(xiàn)有計算機系統(tǒng)等進行維護與使用是相當關(guān)鍵的,也是值得探索的
課題。
1微電子控制機電設(shè)備系統(tǒng)的組成和原理
在某微電子控制機電系統(tǒng)當中,主要是由PLC、管路壓力變送器、變頻器等多種設(shè)備組成的。在控制系統(tǒng)當中,管路壓力變送器主要是檢測控制輔助沖量、管路水壓、蒸發(fā)量等三個變量,接著將數(shù)據(jù)信號向PLC當中傳送,并且通過PLC進行分析和計算,將信號發(fā)送信號控制器,通過信號控制器來控制水泵運轉(zhuǎn),在設(shè)計系統(tǒng)的過程中需要與實際情況合理的進行結(jié)合,并且對變頻器的輸出頻率進行確認,輸出頻率在整個系統(tǒng)設(shè)計過程中具有非常重要的意義,和系統(tǒng)的控制息息相關(guān),在確定系統(tǒng)輸出頻率是需要綜合性的分析和考慮用水量以及揚程參數(shù)等。在整個系統(tǒng)當中控制流程的用水量變化,主要是通過壓力變送器向PLC傳送的通過PLC進行分析和計算,可以有效的調(diào)節(jié)循環(huán)泵的頻率,合理的分配能源,讓工作的效率提高,起到節(jié)約資源的作用。
2微電子控制機電設(shè)備在工業(yè)中的具體應(yīng)用
1)可編程序控制器(PLC)的應(yīng)用。從PLC的角度進行分析,其主要優(yōu)勢在于具有很強的控制能力,而且穩(wěn)定性較高,機身體積相對較小,可以有效的和其他的配件進行組合。在工業(yè)生產(chǎn)的過程中,因為機電設(shè)備往往會占據(jù)一定的面積,如果想讓其廠房中的占比較高,就一定要注意讓廠房的空余面積加大,盡量讓控制器的數(shù)量減少,讓機電設(shè)備的數(shù)量增多,與此同時還需要注意PLC的節(jié)能性較高相比,其他的控制系統(tǒng)可以節(jié)約資源,讓工業(yè)生產(chǎn)的成本支出降低,讓企業(yè)的經(jīng)濟效益增加,由于PLC設(shè)備可以有效的和其他設(shè)備之間進行組合,可以靈活方便的在廠房當中進行布設(shè),讓一機多用。可以實現(xiàn)讓廠房的設(shè)備結(jié)構(gòu)進一步得到簡化,對設(shè)備維護中耗費的人力物力進行控制,減少人力輸出,可以將人力有效的分配到工業(yè)生產(chǎn)當中,讓生產(chǎn)資料的利用效率提高。PLC的另一大優(yōu)勢在于可以通過現(xiàn)場總線和生產(chǎn)設(shè)備之間
進行連接,有效的監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn),可以動態(tài)化的監(jiān)控生產(chǎn)的全過程,確保在生產(chǎn)過程中,第一時間解決生產(chǎn)時產(chǎn)生的故障,避免由于機械故障而導(dǎo)致生產(chǎn)進度停滯,讓設(shè)備的維護開支得到控制,PLC的計算速度很快,可以輕松的對生產(chǎn)時的任何變動進行管理和控制,有效的防止由于設(shè)備變化控制器無法及時應(yīng)對而產(chǎn)生的問題,PLC還可以進行相關(guān)的升級,伴隨當前經(jīng)濟快速發(fā)展,就算生產(chǎn)線當中的產(chǎn)品產(chǎn)生了變動,只需要正確的調(diào)整,控制程序也可以符合新產(chǎn)品生產(chǎn)的具體需求。
相比于其他編程操作,PLC控制器在編程的過程中較為方便,員工通過短時間的訓(xùn)練就可以熟練的掌握編程的技巧,在實際操作的過程中工作步驟相對較為簡單,可以很容易的掌握設(shè)備的維修安裝以及操作,由于PLC自帶程序編輯器只需要工作人員了解梯形語言,就可以對其進行熟練的掌握。對控制器的工作語言進行了解,當出現(xiàn)故障的時候可以及時的調(diào)整和處理控制器。
2)變頻器調(diào)速器的作用。變頻器工作狀態(tài)分作自動與手動兩類,手動工作狀態(tài)即在PLC結(jié)束工作后展開的人工操作行為,經(jīng)電位器調(diào)節(jié)能對變頻器輸出頻率進行給定。自動工作狀態(tài)實質(zhì)是PLC輸出信號為變頻器輸出頻率展開控制。和傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥控制方式相比,PLC控制可節(jié)電,更好進行水泵磨損控制,在延長設(shè)備壽命與實現(xiàn)系統(tǒng)自動化水平提升中發(fā)揮了重要作用。
第一,和傳統(tǒng)正弦波控制技術(shù)相比,因變頻器用到了電壓空間矢量控制技術(shù),先進性和獨特性在性能上得到充分凸顯,同時因其特有的低速轉(zhuǎn)矩大、運行穩(wěn)定性強、諧波成分小等特征,這對我國電網(wǎng)而言輸出電壓自動調(diào)整功能能充分進行優(yōu)勢發(fā)揮。第二,變頻器具備外部端子、鍵盤電位器與多功能段子等一系列操作方式,功能完善,可輸入多種模擬信號(如電流、電壓、頻率等效范圍檢測,轉(zhuǎn)速追蹤等);并且變頻器可實現(xiàn)擺頻運行與程序運行等一系列模式。第三,因變頻器全系列元件應(yīng)用的是西門子產(chǎn)品,有極強的保護性能,可靠穩(wěn)定,能很好的避免過流、短路、過壓等問題,確保本機能正常運行。并且變頻器有良好的絕緣耐壓性,產(chǎn)品質(zhì)量好,設(shè)定簡單等使得其有更強的適用性。
3)電路發(fā)揮的作用。在安裝PLC和變頻器的時候,保證電路的穩(wěn)定是保障工作的必要。電路在安裝過程中,應(yīng)該采取邊安裝邊測電的方式,這樣更能使電流穩(wěn)定,這同樣屬于工作期間需引起重視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在電路安裝完畢之后,不要急著通電,應(yīng)該先再次檢查電路是否安裝正確,查看是否有少安裝或者多安裝的情況。另外,測量一下接觸元器件的連接點,這樣可以發(fā)現(xiàn)一些接觸不良的地方,若有漏電情況應(yīng)該及時對此進行維修。電路在工業(yè)中也是起到了很大的作用,在安裝電路的時候,一定要小心謹慎,綜合考慮多方面因素,不要遺漏一些小問題,有時一些小問題也可能出大錯,保證電路的穩(wěn)定才能更好地協(xié)調(diào)其他設(shè)備的安裝穩(wěn)定。應(yīng)認真復(fù)查電路,查看電路有無正確安裝,或存在設(shè)備多安裝或少安裝的現(xiàn)象,同時應(yīng)認真檢測每個接觸元器件連接點,明確有無接觸不良或短路現(xiàn)象,若發(fā)生漏電務(wù)必要及時維修與處理。電路調(diào)試的具體流程總結(jié)如下:
第一,應(yīng)認真查看明確電路整體狀況,了解電路面板線有無準確連接,有無看似連接實際并未連接的線,或易短路的線;是否存在兩條或多條線混淆的情況;此后,使用最小量程檔的萬用表對電路面板進行檢查,查看開路處和閉路處有無正確開路與閉路,地線是否漏接,電源連線連接的安全性等,同時需測量電源有無短路現(xiàn)象。測量期間可直接進行元器件連接點測量,如此可明確有無以上情況的同時又弄清楚是否存在接觸點不良現(xiàn)象。第二,電路調(diào)試過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一即硬件電路調(diào)試。調(diào)試期間務(wù)必要注意細小環(huán)節(jié)的把控,根據(jù)電路功能原理做好各個單元電路的調(diào)試,再作整體調(diào)試,后進行整個電路的調(diào)試。電路在工業(yè)生產(chǎn)里發(fā)揮的作用是相當大的,電路安裝過程里務(wù)必要綜合考量多方因素,認真謹慎,切不可遺漏或放過存在的小問題,確保電路穩(wěn)定性得到保障。