實驗室自動化設計8篇

時間:2024-02-18 16:07:04

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實驗室自動化設計

篇1

EDA(實驗)中心的建設起始于1998年初,學校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium166MMX微機的多媒體實驗室和硬件實驗室各一個;1999年進行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機和兩臺專用服務器的網絡實驗室和一個管理辦公室。并進行了軟件建設和有關實驗項目的開發。到目前為止已建立起的軟硬件環境如表1。

在EDA中心的建設中,我們遵循以下原則:

(1)創建一流具有EDA特色的實驗環境。EDA的實驗環境的好壞在某種程度上直接影響電類學生對現代化技術的掌握,同時EDA的實驗環境也是一個窗口,代表了一個學校現代化教學的形象。EDA中心的建設不應等同于一般的計算中心或機房的建設,應該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導開發力量。為了建設好一流的EDA實驗環境,我們成立了專家指導小組指導環境的建設,并多次派人到EDA教學較好的學校去參觀學習。為了體現時代的特點,我們將中心80臺機器內部互連,整個內部網絡完全按照Internet技術規范設計,能提供全套Internet服務。中心內部網絡還通過Linux網關與校園網相連。服務器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統。

(2)嚴把質量關,高質量完成建設。EDA所有軟硬件設備的引進都經過認真市場調查研究,并嚴格的檢測,對不合格的產品堅決清除。如曾進一批微機,檢測后發現配置與樣機不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設對EDA來說是體現特色的關鍵性建設,盡管EDA軟件投資較大,為保證實驗質量,劃出專項資金,引進許多最新的正版EDA軟件。

(3)加強外聯,尋求多方支持。EDA教學的開展需要許多方面的技術支持,為了做好這方面的工作,我們加強了校際之間的技術交流以及與EDA軟硬件開發商家的聯系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設備,美國Altera公司通過其大學項目贈送給我們專業版和網絡版的Max+PlasⅡ軟件開發工具等。

(4)鼓勵師生開發EDA教學項目。我校EDA教學項目的開發進行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強了這方面工作的開展,目前已自行開發并用于教學有ISP和FPGA等實驗裝置,全定制的A-SIC實驗環境也正在緊鑼密鼓地準備中。

(5)勤儉節約,變廢為寶。EDA的某些硬件實驗對微機要求并不高并且有可能對微機產生傷害,為此我們從校計算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機,建成了硬件機房,很好地解決了這類問題并節約了不少資金。

2EDA實驗環境的管理

我校的EDA實驗環境主要面向電子工程系和自動控制系學生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協調管理,兩系分別任命了兼職正副主任負責中心的建設和日常管理。

在EDA(實驗)中心的日常管理中我們努力做到:

(1)全心全意為EDA教學服務。EDA(實驗)中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學實驗提供方便。為了做好服務工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網絡授課,我們引進了Lanstar網絡教學系統軟件。有教師需要提供語音教學服務,我們購買了無線話筒。有一些國外引進的EDA軟件需要用英文操作系統,中心工作人員經過多次試驗,使中英文操作系統能夠方便地切換。中心的Internet網及打印機等設備也均向師生開發。

(2)開放式的實驗環境。中心除正常設備維護日外,保持全日制開放。開放時除了安排一般值班人員外,還經常安排對EDA技術熟悉的教師或研究生進行現場指導,學生可以自由地上機實習。

(3)不斷推廣EDA新技術。EDA技術的發展速度非常快,我們利用中心與外界聯系較多的優勢,不斷向師生推薦EDA新技術和新方法。如我們曾請經銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點和使用方法,與東南大學EDA實驗中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。

3效果分析

(1)EDA中心自投入使用以來,已為電類專業的學生開設了“電路”、“電子線路”、“數字電路”、“信號與系統”等十多門課程的上百個實驗,部分實驗還延伸到非電類專業的“電工學”課程中;每年還有幾十名本專科生和研究生在這里進行畢業設計和課題上機。總上機時數已達4萬機時。

(2)EDA中心的構建,推動了我校多門類課程的教學內容、教學方法的改革。就數字電子課程而言,迫切需要充實現代化的設計思想和設計方法,EDA中心的服務為此創造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時間與學生一起共同體驗前人創造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計算交給EDA工具,學生通過EDA工具的使用去實踐他們在課堂上學到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數字系統設計等課也起到了同樣的作用。

(3)開放式的管理,方便了學生,激發了學生的學習熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發現,原擬定通過Lanstar授課系統對學生講授EWB的使用方法,結果在現場卻發現,不少學生已初步學會了EWB的使用,其原因是他們已主動地到EDA中心,通過自學,進入了EDA環境。這是一個學生主動學習的例子。通過這樣的學習客觀上提高了學生的自學能力,反映了他們高度的學習熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現代化、更復雜的EDA工具打下了基礎。

(4)EDA中心成為學生第二課堂的場地,培養學生從事科學研究的能力。如數字系統設計的老師利用EDA中心進行電子設計競賽,取得很好的效果,受到了學生的歡迎。

參考文獻:

[1]陳旭,王成華.建好電工電子基地培養面向21世紀的高素質人才[A].國家工科基礎課程教學的基地建設研討會論文集[C].武漢:華中理工大學出版社,1999.4.(166).

[2]趙云娣等.電子技術教學基地的實驗室建設[J].高等工程教育研究,1999增刊(77)

篇2

論文摘要:介紹了電子設計自動化(EDA)實驗環境的建設與管理的經驗,簡要分析了由此給教學產生的實際影響。

由于集成電路技術和計算機技術的高度發展,設計自動化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個重要方面。國內各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實驗室。EDA實驗環境的硬件、軟件和服務水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學水平和辦學水平的一個重要標志。我校在教育部電工電子教學基地的建設過程中,始終對EDA的教學和實驗環境的建設給予了足夠地重視,專門成立了EDA(實驗)中心,旨在負責全校EDA實驗教學,EDA項目開發和新技術推廣工作。經過近兩年的建設,EDA中心已初具規模,為全校的EDA教學提供了良好的實驗環境,促進了我校電類現代化課程教育的發展。

1 EDA實驗環境的建設

EDA(實驗)中心的建設起始于1998年初,學校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium 166MMX微機的多媒體實驗室和硬件實驗室各一個;1999年進行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機和兩臺專用服務器的網絡實驗室和一個管理辦公室。并進行了軟件建設和有關實驗項目的開發。到目前為止已建立起的軟硬件環境如表1。

在EDA中心的建設中,我們遵循以下原則:

(1)創建一流具有EDA特色的實驗環境。EDA的實驗環境的好壞在某種程度上直接影響電類學生對現代化技術的掌握,同時EDA的實驗環境也是一個窗口,代表了一個學校現代化教學的形象。EDA中心的建設不應等同于一般的計算中心或機房的建設,應該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導開發力量。為了建設好一流的EDA實驗環境,我們成立了專家指導小組指導環境的建設,并多次派人到EDA教學較好的學校去參觀學習。為了體現時代的特點,我們將中心80臺機器內部互連,整個內部網絡完全按照Internet技術規范設計,能提供全套Internet服務。中心內部網絡還通過Linux網關與校園網相連。服務器采用Windows NT4.0、Linux 5.0、Net-ware 3.12,工作站安裝了DOS 6.22、Win-dows 98(中、英文)、Windows NT、Linux等操作系統。

(2)嚴把質量關,高質量完成建設。EDA所有軟硬件設備的引進都經過認真市場調查研究,并嚴格的檢測,對不合格的產品堅決清除。如曾進一批微機,檢測后發現配置與樣機不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設對EDA來說是體現特色的關鍵性建設,盡管EDA軟件投資較大,為保證實驗質量,劃出專項資金,引進許多最新的正版EDA軟件。

(3)加強外聯,尋求多方支持。EDA教學的開展需要許多方面的技術支持,為了做好這方面的工作,我們加強了校際之間的技術交流以及與EDA軟硬件開發商家的聯系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設備,美國Altera公司通過其大學項目贈送給我們專業版和網絡版的Max+PlasⅡ軟件開發工具等。

(4)鼓勵師生開發EDA教學項目。我校EDA教學項目的開發進行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強了這方面工作的開展,目前已自行開發并用于教學有ISP和FPGA等實驗裝置,全定制的A-SIC實驗環境也正在緊鑼密鼓地準備中。

(5)勤儉節約,變廢為寶。EDA的某些硬件實驗對微機要求并不高并且有可能對微機產生傷害,為此我們從校計算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機,建成了硬件機房,很好地解決了這類問題并節約了不少資金。

2 EDA實驗環境的管理

我校的EDA實驗環境主要面向電子工程系和自動控制系學生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協調管理,兩系分別任命了兼職正副主任負責中心的建設和日常管理。

在EDA(實驗)中心的日常管理中我們努力做到:

(1)全心全意為EDA教學服務。EDA(實驗)中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學實驗提供方便。為了做好服務工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網絡授課,我們引進了Lanstar網絡教學系統軟件。有教師需要提供語音教學服務,我們購買了無線話筒。有一些國外引進的EDA軟件需要用英文操作系統,中心工作人員經過多次試驗,使中英文操作系統能夠方便地切換。中心的Internet網及打印機等設備也均向師生開發。

(2)開放式的實驗環境。中心除正常設備維護日外,保持全日制開放。開放時除了安排一般值班人員外,還經常安排對EDA技術熟悉的教師或研究生進行現場指導,學生可以自由地上機實習。

(3)不斷推廣EDA新技術。EDA技術的發展速度非常快,我們利用中心與外界聯系較多的優勢,不斷向師生推薦EDA新技術和新方法。如我們曾請經銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點和使用方法,與東南大學EDA實驗中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。

3 效果分析

(1) EDA中心自投入使用以來,已為電類專業的學生開設了“電路”、“電子線路”、“數字電路”、“信號與系統”等十多門課程的上百個實驗,部分實驗還延伸到非電類專業的“電工學”課程中;每年還有幾十名本專科生和研究生在這里進行畢業設計和課題上機。總上機時數已達4萬機時。

(2) EDA中心的構建,推動了我校多門類課程的教學內容、教學方法的改革。就數字電子課程而言,迫切需要充實現代化的設計思想和設計方法,EDA中心的服務為此創造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時間與學生一起共同體驗前人創造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計算交給EDA工具,學生通過EDA工具的使用去實踐他們在課堂上學到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數字系統設計等課也起到了同樣的作用。

(3)開放式的管理,方便了學生,激發了學生的學習熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發現,原擬定通過Lanstar授課系統對學生講授EWB的使用方法,結果在現場卻發現,不少學生已初步學會了EWB的使用,其原因是他們已主動地到EDA中心,通過自學,進入了EDA環境。這是一個學生主動學習的例子。通過這樣的學習客觀上提高了學生的自學能力,反映了他們高度的學習熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現代化、更復雜的EDA工具打下了基礎。

(4) EDA中心成為學生第二課堂的場地,培養學生從事科學研究的能力。如數字系統設計的老師利用EDA中心進行電子設計競賽,取得很好的效果,受到了學生的歡迎。

參考文獻:

篇3

關鍵詞:《自動化生產線安裝與調試》;職業教育;試驗臺;教學效果

《自動化生產線安裝與調試》是工科類高等職業院校一門重要的、實踐性很強的專業課程,要求學生不但能夠很好的掌握自動化生產線的理論知識,(包括硬件結構,各元器件的作用,氣動回路的構成,氣缸的結構、工作原理),而且能夠熟練的利用編程軟件對PLC進行現場編程,對設備進行聯機調試,在設備運行過程中能夠自主并且快速的確定并排除故障。目前隨著我國自動化生產線的不斷發展和完善,大中型企業在生產中使用生產線的比例不斷提高,所需要的人工操作崗位越來越少,也就是說所需要的熟練操作工人數量在不斷減少,柔性自動化設備的操作和維護人員的比例在不斷的提高,這就需要培養出理論和實際操作能力都很強的高素質技能型人才,而高等職業教育的特點是既重視講授理論知識,又突出實踐操作技能的訓練,以培養高素質技能型人才為目標。實踐操作訓練主要形式是實驗實訓教學。從2003年評估開始,很多高職院校都陸續建立了自動化生產線實驗室,花費巨資購置了自動化生產線實驗實訓設備。但通過這幾年的調研和教學發現,在實現實驗教學計劃及教學實施過程中存在一些問題:

1、 實踐教學環節不足

《自動化生產線安裝與調試》課程的實踐環節主要包括相關實驗和實習,但目前很多院校因為設備、場地、課時分配等原因不能保證足夠的實踐教學,教學內容和教學計劃都過于“理論化”,沒有突出課程“實踐性”和“應用性”的教學特點,不利于實現本課程在高職院校中的教學目標。

2、實驗設備不夠

目前各院校都加強了實驗室建設,購買大量的實驗設備,但隨著各院校招生規模的擴大及實踐教學環節的加強,需要的實驗設備缺口很大,而一臺實驗設備動輒幾十萬,大部分高職院校由于經費有限,購置的生產線設備仍不能滿足教學需求,有的學校甚至沒有相關的實驗設備。

3、實驗設備不合適

很多院校購置了生產廠家生產的成品實驗裝置,而這些設備往往和實際教學脫節,有的設備功能單一,結構簡單,只能進行“簡單驗證式”和“非真實器件模擬”的實驗,不能使學生深刻理解生產線的工作原理,全面了解真實的控制過程,不能實現學生畢業后“零距離上崗”的最終目標。

4、實驗教學方式的呆板及滯后

在一些學校至今仍沿用老師編好詳盡的實驗指導書,講固定的程序,缺乏多模式多層次的實驗教學方法,而學生“依葫蘆畫瓢”,學生只需要進行簡單的程序輸入就可以完成實驗,不能達到培養學生創新思維和綜合職業能力的目的。

因此,我們急需設計一種綜合性強,價格低廉,能夠培養學生創新思維和綜合職業能力,在同行業中各項技術和指標都比較先進,既能做各種模擬演示實驗又能展示工廠實際生產過程的自動化生產線綜合實驗臺。同時結合我們的實驗臺,要調整實踐和理論課時的比例,加強實踐教學環節,調整實驗內容,使其能更好的完成對于高素質技能型人才的培養目標。

在我國,高等職業教育規模已經很大,高職院校有1000多所,大部分院校由于教學經費問題,不能及時的更換或者購買最新的實驗設備,導致教學實驗臺和工廠實際的生產線存在著不小的差距,從而直接影響到高職學生的就業和擇業,而本課題將研究設計一種自動化生產線實驗平臺,達到以下目標:

(1)具有綜合性和真實性:既能做自動化生產線真實過程的展示實驗,又能做PLC一般演示實驗,能解決高職院校實驗設備不合適的問題。

(2)具有可開發性:可以根據實驗情況,引出PLC的I/O插口,為平臺開發出其他實驗,由學生自己動手,設計實驗項目,調動學生自我能動性,進行設計開發,可以解決實驗教學方式呆板落后的問題。

(3)能真實展現自動化生產線工作的實際過程,同時學生可以自主設計設備動作過程和動作順序,通過動作過程和動作順序,自主設計出相應的控制程序,以提高學生的動手能力和PLC編程能力;

參考文獻

[1]李斯興 加強技能素質培訓 培養高等技術應用性人才。 職教縱橫,2001

篇4

【關鍵詞】自動化 生產線 調研 安裝

《自動生產線安裝、調試與維修》課程是三年制高職機電一體化專業開設的實踐性很強的技能型專業核心課程,也是機電設備安裝、調試、操作、維修等從業人員的必修專業課程。本課程需要《液壓與氣動技術》、《電氣控制系統設計、安裝與調試》、《機械制造技術》, 的能力,掌握一定的機電一體化系統分析、設計、安裝、調試、維護及檢修的基本技能。本課程以模塊化生產加工培訓系統(MPS)為載體,通過綜合技能訓練,使學生能夠正確使用工具、儀器和儀表,根據給定技術資料,能獨立完成自動生產線的安裝,調試及維護工作,在學習過程中進行團隊協作,培養質量、實踐創新意識等方面素質。

一、調研目的

(1)通過調研,明確行業對自動化生產線崗位職責和崗位知識、技能的要求,從而科學合理設置課程內容,提高學生技能。

(2)通過調研,明確行業對自動化生產線人才職業綜合能力的要求,課程內容的設置注重全方位培養學生能力,同時培養學生良好的職業道德。

(3)通過調研,了解相關行業對自動生產線崗位工作人員的具體要求情況,包括基本素質的要求、基本能力的要求、綜合能力的要求。總結課程開發基本思路、實驗實訓具體操作方法。了解企業對《自動生產線安裝,調試與維修》課程的見解,相關專業技術知識及技能的需求狀況,以便進行該課程內容設置、課程培養目標、課程教學模式,課程實踐環節和課程教學大綱的更新完善,努力從課程的各方面加強與企業的交流,力爭將《自動生產線安裝,調試與維修》課程建設成為學校精品課程。

(4)通過調研,了解機電專業畢業生工作情況,聽取他們對《自動生產線安裝,調試與維修》課程的建議,現在工作中需要哪些自動生產線相關知識和實踐能力。

二、調研內容

圍繞著上述目標,我們著重確定了以下調研內容:

(1)崗位職責要求;(2) 崗位知識技能要求;(3) 職業綜合能力要求;(4) 職業資格證書要求。

三、調研方法

本課程調研于2010年8月到蘇州工業職業技術學院,2011年11月到西安航天九院第16研究所,西安東風儀表廠,2012年5月至6月期間走訪西安東方機械有限公司、西安理工大學、西安天虹電器有限公司、漢江螺紋磨床研究所等進行實地現場調查。采用調查、走訪、開小型座談會、發放調查表,專業畢業生座談等多種形式,了解其他高校《自動生產線安裝,調試與維修》課程的建設情況及企業對課程相關知識及技能的要求,征求企業對該課程內容設置,課程教學模式,教學大綱的改進意見。調研過程中認真聆聽高校和企業對《自動生產線安裝,調試與維修》課程好的建議和課程建設思路,認真記錄調研的各個環節,調研中盡早發現自身課程建設的不足,與企業共同探討好的改進方法。

四、調研結果及結論

本課程調研共發放調查問卷30張,回收30張,對調查問卷進行了周密翔實的統計,結果如下,填寫認為自動生產線安裝、調試與維修技術的重要性較大的問卷為28份,填寫自動生產線在企業中有重要應用的問卷為27份,填寫使用自動生產線安裝,調試與維修技術的崗位為機電設備安裝與調試的問卷為29份,填寫使用自動生產線安裝,調試與維修技術的崗位為機電一體化系統的安裝的問卷為26份,29份問卷認為自動化生產線安裝,調試與維修工作中液壓與氣動知識比較重要,30份問卷認為自動化生產線安裝,調試與維修工作中傳感器方面知識比較重要,27份問卷認為自動化生產線安裝,調試與維修工作中電氣控制方面的知識比較重要,30份問卷認為自動化生產線安裝,調試與維修工作中可編程序控制器方面,29份問卷認為課程教學中應當加強學生機械系統安裝能力的訓練,28份問卷認為課程教學中應當加強學生電氣控制系統的安裝,調試及故障診斷能力的培養,30份調查問卷認為課程教學中應培養學生可編程序控制器軟件編程與調試方面的能力,29份調查問卷認為課程教學應采取理論與實踐相結合的教學模式,在做中學,學中做,30份調查問卷認為學習完本課程后學生應當能夠獲得機電一體化高級工及維修電工技能證書。

五、改進措施

(一)更新思路

隨著機電一體化技術的飛速發展,新技術的不斷涌現,教材內容往往滯后,課程的教學應該進一步、更深入的和行業結合,加大市場調研的力度,及時調整教學內容。建設機電綜合創新實訓室,采取形式多樣的實踐教學環節,提高學生的學習興趣,培養學生自動生產線安裝、調試及維護的能力。

(二)注重教學方法

改進教學模式,加大實踐操作環節在課程教學中的比例,課程建設中題庫和《自動生產線安裝,調試與維修》課程多媒體課件的建設還要不斷地更新、完善,以適應行業的發展,進一步優化授課的各個環節,努力建設出富有特色的課程體系。注重啟發式教學,引導學生主動學習。

(三)強化實踐教學

要繼續加強實踐教學培養,加大實訓的力度,增加實訓的時間、按行業的要求培養出市場所需的熟練的技能型人才,實現真正的“零距離”。多建立校外實習基地,讓學生到企業現場多看看,了解企業對學生的各方面要求。

(四)加強師資建設

《自動生產線安裝,調試與維修》課程是重要的專業核心課程,教師隊伍建設必然是重中之重。繼續引進機電類高學歷的人才,鼓勵現有教師深造學習,完善教師的培訓學習制度,建立有效的學習進修機制,盡快建成一支高水平的師資隊伍,為自動化生產線安裝及調試課程的發展保駕護航。

篇5

關鍵詞:機械設計制造 自動化 專業 實踐教學 改革

實踐教學是理論教學的延伸、深化與檢驗,也是提升當代學生創新能力和實際應用能力的有效手段。在教育教學改革的背景下,如何對機械設計制造及其自動化專業實踐教學環節進行改革,已經成為很多學校面臨的重要問題。因此,加大實踐教學改革力度,為培養更多的機械類創新人才具有重要意義。

一、更新教育教學理念

實踐教學是培養工科人才方案中不可或缺的一部分,為了解決目前一些學校培養人才方面所面臨的問題,就要結合學校的實際情況,不斷更新教育教學理念。新的時代要求機械設計制造及其自動化專業必須建立理論與實踐相結合的教育教學理念:理論與實踐相結合,并且進行相互間的促進和融合,利用理論教學來引導實踐教學,利用實踐教學來促進理論教學,做好之間的互動,使二者能夠達到統一;技術創新與實踐相結合,培養學生的創新能力和實踐能力;專業與地方機械設計制造及其自動化產業相結合,主要是通過與他們建立合作關系,為學生的就業創造機會。因此,必須更新教育教學理念,結合學校發展實際情況和學生學習能力,制定科學的人才培養計劃方案,加大實踐教學環節改革的力度,以開拓學生的學習視野。

二、加強實踐教學改革,強化實踐環節中的基礎性訓練

實踐教學是對機械設計制造及其自動化專業教學的延伸和補充,對實踐教學環節進行改革,有利于培養學生的大工程觀,對學生工程素質的和實踐能力的提升都有重要的作用。

1.對實踐教學的內容進行改革。在以往比較傳統的教學模式中,實踐教學主要是以教師對教學實踐環節的演示和驗證為主,學生處于被動的學習狀態。隨著實踐教學的改革,要求對實踐課程進行綜合設計,所設計的內容必須符合課堂教學實踐要求,以加深學生對理論知識的學習和理解,教師所設計的教學內容必須與工程實踐相互結合,同時專業學生必須在掌握基礎課的同時,提高實踐動手能力和創新能力。

2.建立專業的教學實驗室,探索專業實踐教學模式。建立專業的教學實驗室,探索專業實踐教學模式,可以為學生的實踐活動創造條件。通過實踐教學,充分發揮學生學習的積極性,提高學生分析和解決問題的能力。

3.給學生創造實踐訓練平臺。根據學生所學專業的特點對實驗室的資源進行整合,給學生建立一個既能學習,又能參與實踐訓練的平臺,例如,建立機械設計制造及其自動化專業實踐平臺等等。通過建立實踐平臺,培養學生自主學習、自主創新的綜合能力,為學生日后的就業創造有利條件。

三、拓寬實踐訓練渠道

1.與校外實習單位建立合作關系。學生進行日常實踐實習或者進行畢業實習,是機械設計制造及其自動化專業實踐環節的關鍵,學校應該在校外就近選擇幾家實習訓練單位,要求單位生產實踐與學生所學專業能相互吻合,并且具有完善的生產設備。同時在營銷方面,能夠樹立科學的營銷理念,這樣才能讓學生通過在各個實習層次中得到真正的鍛煉,進而逐漸了解機械工作生產的類型和特點,熟悉企業經營管理方法和熟悉各種零部件的加工方法。與校外實習單位建立合作關系,有利于開拓學生實踐訓練渠道,對學生各方面的能力的培養起著重要作用。目前,我校機械設計制造及其自動化專業已經與就近的一些企業建立了比較穩定的校外實習實訓基地,并且在為長期的合作進行努力規劃中。

2.就業培訓實踐。在近幾年來,由于大學生的就業形勢比較嚴峻,為了使畢業學生能夠很快的找到對口工作,為此,我們在學生畢業前的最后一個學期里,主要是大力開展學生的就業培訓實踐。其中,培訓分三個步驟:一是讓學生通過比賽的形式提高機械制造水平,二是對基礎知識進行強化訓練,讓學生能夠掌握扎實的專業知識,三是提高學生的實踐能力,鼓勵學生在機械設計制造方面能夠擁有自己的創新思維。

四、增加機械設計環節,提高學生的設計能力

對課堂內容進行設計是為了讓學生能夠運用所學的知識來解決實際問題。在機械設計制造及其自動化專業實踐課程設計過程中,如果所設計的題目太少,這樣就不利于學生動腦思考,很容易出現照搬照抄別人設計的現象。因此,教師在題目的選擇上面一定要符合本專業特點,盡量做到每個學生所設計出來的內容都不相同,這樣才能逐漸培養學生的獨立思考能力和設計能力。

五、建立課外實踐訓練管理體系

課外實踐訓練是機械設計制造及其自動化專業實踐教學環節改革中的一個重要環節。學校必須以培養學生的實踐能力為出發點,為學生參加課外實踐訓練活動創造條件。例如:

1.選擇一些學生參與到教師的科研工作中來,讓學生能夠及早的接觸機械設計制造及其自動化實際的工程中。

2.鼓勵學生積極參加一些機械設計制造及其自動化實踐創新活動,教師引導學生及時查閱相關資料,并且制定可行性方案,利用科學的儀器設備進行實訓,在參與的過程中做到學以致用,實現學校的個性化教育,培養學生的創新能力。

3.組織學生參加一些機械設計比賽,通過比賽,提高學生的專業技能。

六、利用計算機和相關軟件完善課程設計

針對機械設計制造及其自動化專業培養人才目標,在課程設計階段安排了實踐環節,以提高學生的實踐能力。

1.運用計算機技術對專業課程進行設計。當學完課程以后,安排時間進行計算機輔助機械制造技術基礎課程設計。要求學生能夠將所學的知識綜合起來,在計算機輔助下能夠正確的對一些比較復雜的零件工藝規程設計問題進行分析。其內容包括掌握零件生產的基本類型,對零件的加工工藝進行分析,利用計算機將零件圖形繪制出來,了解毛坯制造的具體方法,利用計算機將毛坯圖繪制出來,在計算機相關軟件的輔助作用下,制定出零件的機械加工規程,掌握加工零件余量和尺寸等等。這樣做,可以有助于加深學生對機械加工工藝流程的理解,同時也提高了實際操作能力。

2.運用CAD軟件進行機械設計制造及其自動化實踐訓練。隨著我國科學技術的不斷發展和進步,CAD軟件技術已經被廣泛應用于機械設計制造及其自動化專業實踐教學環節改革過程中,例如學生在學習數控技術時,可以運用CAD來進行機械制圖,通過作圖,事學生能具有一定的圖示能力,讀圖能力。

七、聘請專業的工程師來指導學生的實踐

確立人才培養方案,聘請專業的工程師來指導學生的實踐,對提高學生的實踐能力能夠起到積極的效果。由于學校教師隊伍人員力量薄弱,教師自身能力并不能滿足高素質工程技術人才培養的需要,為此,學校應該聘請專業的工程師來指導學生的實踐,具體做法如下:

1.聘請實踐經驗比較豐富的工程師。

2.由教師和工程師一起對學生實習和實踐進行指導。

3.建立一支比較穩定、素質較高、經驗豐富的技術指導隊伍。

總結:

綜上所述,培養創新型、能力型人才是我國一些學校所面臨的重要任務之一,實踐教學在創新型人才培養方面發揮著重要的作用。在近幾年來,通過對機械設計制造及其自動化專業實踐教學環節進行改革,逐步構建了科學完善的實踐教學體系,為培養機械類人才創造了條件。

參考文獻:

[1]董小平,王青,楊麗穎.機械設計制造及其自動化專業實踐教學體系的改革與實踐[J].現代企業教育,2012(8).

篇6

論文摘要:探討了電氣及自動化專業控制類相關課程關系及地位,結合控制類課程的問題進行深入的分析與研究,從教學內容、方法及形式、教材建設、實踐教學等方面進行全方位、多層次的改革探索和實踐,將對教學質量和人才培養方面有明顯效果。 

 

對于電氣及自動化信息類專業學生來講,控制類相關課程具有重要地位,主要包含“自動控制理論”、“現代控制理論”、“運動控制理論”、“儀表及過程控制”、“計算機控制”等相關課程。“自動控制理論”和“現代控制理論”課程是研究自動控制系統的共同規律,為自動控制系統的分析和綜合提供基本理論、基本方法的一門專業基礎課該課程,是一門重要的控制類專業的基礎課,具有較強的理論性,對于工程實踐具有重要的指導作用,因而受到人們的廣泛重視。目前不只是控制類專業,越來越多的非控制類專業也都把自動控制理論作為一門重要的專業基礎課來學習。但是“自動控制理論”、“現代控制理論”課程數學計算和理論分析比重大,是本科生遇到的最抽象、難度最大的課程之一,加之未接觸專業課,沒有具體應用的物理模型,僅以數學模型為基線講,學生往往會認為“自動控制理論”與專業無關而無學習興趣,這是多年來常規教學始終感到困惑的原因。而后續“運動控制理論”、“儀表及過程控制”、“計算機控制”專業課是以電動機為控制對象,以控制器為核心,以電力電子功率變換裝置為執行機構,在自動控制理論的指導下組成的電氣傳動自動控制系統。如何講授“強理論性”課程,使學生真正認識到學好理論可獲得對電氣信息類多門專業課的理論支撐,從而學好后續專業課程是教學改革的主要目的。需結合“自動控制理論”、“現代控制理論”專業基礎理論課程與“運動控制理論”、“儀表及過程控制”,“計算機控制”專業課程的問題進行深入的分析與研究,從教學內容、方法及形式、教材建設、實踐教學等方面進行全方位、多層次的改革探索和實踐,將對教學質量和人才培養方面有明顯效果。 

本項目探討了如何更新和重組控制理論相關課程的教學內容,保證教學內容的系統性、先進性和實用性,以適應形勢發展的需要。提出如何學習和掌握這些課程,包含“自動控制理論”、“現代控制理論”、“運動控制理論”、“儀表及過程控制”、“計算機控制”等控制類課程的教學內容的一些方法和措施。 

一、教學內容、方法及形式改革 

1.教學設計 

近年來,不斷更新觀念,壓縮精簡陳舊過時的教學內容,加強現論及現代方法的內容,很好地解決先修課程和后續課程的銜接問題,避免內容的重復,進一步優化課程體系。建立一套適應性強的包括理論講授、計算機輔助設計、實踐教學和強化訓練等方面在內的全方位教學新體系。 

2.教學方法 

將課堂教學、實驗教學、課程研討、網絡教學等有機地結合起來,并充分利用多媒體教學手段提高教學效率、創造視覺的新感受、激發學生的學習興趣和熱情。內容取材時,不僅體現控制理論課程內知識點之間的內在聯系,還體現課程群之間的相互關系。 

3.教學手段 

在教學組織過程中,積極采用現代信息技術改進傳統的教學手段,在多媒體教學、網絡課程等方面努力探索。統一制作“自動化概論”、“自動控制理論”、“現代控制理論”、“運動控制理論”、“過程控制理論”、“計算機控制”電子教案和cai課件,并將授課課件在課程網頁上,可供學生課余預習、瀏覽、復習等。另外,教學大綱、授課計劃、實驗指導書、學習指導以及教材和參考文獻均可通過網絡方便查閱。在課程開始即公布授課教師的信箱和電話號碼等聯系方式,密切授課教師與同學之間的聯系,使學生有問題可及時獲得老師的輔導答疑,也可通過網上答疑相互交流,打破班級與時間的束縛,在平行班級中實行聽課和答疑共享。 

4.教學改革與教學研究 

精簡教材和教學內容,教學組定期進行集體備課,加大對該課程與前后各門課程之間的銜接研究,避免內容上的重復,使其與其他相關課程融合為一個有機的整體。建設可用于大多數工科專業的“控制理論”平臺課程。不斷改進和完善本課程的新體系結構,充分體現其基礎性、應用性、前沿性和系統性;配合新的教材和課程體系,研究并建立配套的新實驗體系,強化自主性、設計性、綜合性和創新性;以matlab軟件為基礎,構造開放式小車倒立擺綜合實驗平臺,將分析、設計、仿真、虛擬實驗、模擬實驗融為一體;開發先進的多媒體課件,將matlab平臺和虛擬實驗融入到教學過程中,使教學更為直觀生動,更具趣味性和吸引力;完善了課程網站,完成了課程輔助教材的修改和編寫,各類題庫建設、網絡統計功能、遠程教學管理系統、虛擬實驗內容的擴展及網絡版的開發等;使其真正成為學生自主學習、師生互動、雙向交流的園地;教考分離,采用試題庫出題,統一考試,流水閱卷,考后進行詳細的試卷分析。 

二、實踐教學改革 

實踐性教學環節是學生能力培養中的重要環節。工科學生除要掌握一定的工程技術知識外,還要有較強的實際動手能力。 

1.改革實驗課教學,建立體化實驗教學體系 

實驗教學是“控制理論”課程的重要組成部分。通過實驗不僅能夠培養學生分析問題和解決問題的能力,驗證所學理論,而且對所學內容能夠提出一些新的見解。為了適應教學改革的需要,在實驗室建設方面的指導思想是:將傳統的模擬實驗與matlab環境下的仿真實驗相結合,將基礎理論驗證類實驗與自主型、綜合型、設計型實驗相結合,將基本實驗與創新實驗相結合,建立一個立體化的實驗教學體系,從而滿足不同階段實踐教學的需要,為激發學生的創新意識提供硬件平臺。 

由于實驗課內容和形式的多元化,大大激發了學生做實驗的主動性、積極性和創新性,學生可以通過預約或上網自主地開展多項實驗,進行理論驗證、性能分析和綜合設計,對提高學生的實踐能力和本課程的學習都將起到良好的作用。 

課程組織形式與教師指導方法,對于教學大綱規定的必做實驗,由任課教師和實驗教師共同指導完成;對于設計性、綜合性、創新性實驗,學生自己利用課余時間完成,可以預約指導教師給予宏觀上的指導。 

2.積極開展大學生科研實訓活動、參與教師科研項目 

 引導學生積極參加大學生科研實訓項目,吸引有興趣的學生參與教師的科研活動,培養學生嚴謹的科學態度、創新意識、創業和團隊合作精神,提高學生初步的科學研究能力以及工程實踐能力,培養學生獲取知識及撰寫論文的能力。 

三、控制理論專題授課方案 

根據“自動控制理論”、“現代控制理論”、“運動控制理論”、“儀表及過程控制”課程大綱的要求,在適當時候,以某一專題講座的方式授課。將各種教材進行比較、處理、揉合,組織成各個專題,以高質量、高水平、高效率來達到最佳教學效果。由于專題授課具有綜合性、整體性和探討性,使其信息量得以加大,知識在綜合和分析中得到延伸,既提升授課內容,使之濃縮為精華,又吸引了學生的注意力和參與興趣。

四、應用現代教育技術 

開發研制了計算機輔助教學課件。教學課件以教材為藍本,包含簡明、清晰的授課講義、重點、難點、例題演示、控制系統計算機仿真和控制系統分析計算等內容,既有課本內容的直接再現,又增加很多有助于講解理論和計算方法的表現手段。課件以計算機為載體,既可用于課堂教學,又可通過上網,供學生進行自學和課后復習使用。控制理論的分析方法有很多圖解法,如頻域分析、根軌跡法、狀態空間法等。利用計算機強大的計算能力仿真能力和豐富的色彩,可輕而易舉地準確繪制出清晰美觀的畫面。采用動畫技術后,圖形的來龍去脈可用動態演示。計算機的圖形演示與教師的講授相結合,使教學內容形象化、具體化和生動化,增進學生的理解,提高學生的學習興趣。 

計算機仿真技術在實驗教學中的應用為實驗教學帶來極大的方便。仿真實驗具有建模方法簡單、參數調整方便、結果可視性好等優點,克服常規實驗內容單調、缺乏變化、元器件制約參數調整以及實驗設備數量有限等不足。在教學中適當介紹并應用matlab軟件,并設計出計算機輔助實驗教學軟件包,提供一個方便易用的圖形用戶界面,將matlab控制工具箱的相關功能集成一體。 

網絡教學平臺開發。網絡教學能真正體現學生的主體作用。在網絡中,學生可以利用網絡的交互性、檢索性等特點來選擇自己需要的內容進行獨立學習。學生可以在任何時間進行自主學習,并且與教師在網上交流,探討問題,在教學中發揮積極作用。 

五、建立科學、有效的教學信息回饋 

堅持洛陽理工學院本科畢業班所有學生中,實施“‘控制理論’相關課程的學習調查”制度。不定期進行相關問卷,包含這門課程是否易學、學習難點、學習方法、是否能學以致用等幾個方面的內容,充分了解學生學習這門課的基本情況,為課程改革提供必要的依據,收到良好的效果。 

六、結束語 

在新世紀中,控制類學科將具有更加光明的前景,控制類研究內容將具有挑戰性,研究的范圍將更加廣闊,電氣自動化專業控制類課程的內容將不斷地發展和更新,電氣自動化專業控制類課程設置及教學內容改革研究也將進一步進行下去。 

 

參考文獻: 

[1]王瑛.控制理論實驗開放式教學的探索[j].實驗室研究與探索,2002, 

4(21):15-17. 

[2]黃緣虹,等.從倒立擺裝置的控制策略看控制理論的發展和應用[j].廣東工業大學學報,2001,9(18):49-52. 

篇7

關鍵詞:溫室;智能控制系統;功能;模塊化設計;單片機

中圖分類號:S625.5 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2015)26-0026-03

1 緒 論

1.1 選題的背景和意義

現代溫室極大地促進了設施農業的總體發展水平。隨著大棚技術遍及范圍越來越廣,大棚數量也不斷增多,因此如何更好地控制大棚內的環境便成為人們喜歡研究的一個新課題。傳統的溫度控制方法是把溫度計掛在溫室大棚內來獲取里面的實際溫度,而后依據測得的溫度與標準溫度相比較,看溫度是否合適。這種方法不但必須人工來完成,而且效率也很低。況且照目前的實際情況,傳統的溫度控制方法就更加不可行。這些問題致使我國農業生產的效益很低,因此,智能化溫室控制系統的研究顯得至關重要。它能在生產成本很低的情況下給作物生長創造一個最佳的環境條件,有利于我國農業的快速發展。

1.2 國內外研究現狀和發展趨勢

溫室栽培技術起源于我國,但我國的溫室技術發展非常緩慢,到20世紀60年代仍然處在很低的生產水平。傳統溫室以塑料大棚、日光溫室為主,這類溫室成本低效益好,但設備相對簡陋、環境調控能力差。

隨著單片機技術和傳感器的發展,逐步興起了一種有利于資源節約的高效設施技術的智能溫室控制系統。特別是隨著20世紀70年代微型計算機的誕生,更使溫室環境控制技術有了天翻地覆的變化。至20世紀80年代,以微型計算機為核心的溫室智能控制系統在國外一些國家已經向完全自動化、無人化的方向發展。

總之,我國的智能溫室控制系統研發較晚,全面的環境控制技術研發才剛開始。同國外先進化的水平比較,還滯留在初級階段。

1.3 主要的研究內容

本設計主要完成了三方面的工作:

①確定整體的設計方案;

②是設計傳感器的軟硬件系統;

③是設計單片機及通信接口。

本文針對溫室內存在的諸多相互影響和制約的因素,設計出了基于單片機AT89S52的智能化溫室控制系統。該系統融合了信息采集技術、信息傳輸技術、信息存儲技術及信息處理技術,可以對農作物的生長情況做到全面、實時監測,實現了溫室環境檢測智能化。

2 智能化溫室控制系統的整體設計及相關技術研究

在外界環境中,溫度作為影響植物生長環境的主要因素,植物在在生長過程中的一切生物化學作用,都應該在適宜溫度條件下進行,溫度因素在空間上隨著緯度和海拔的變化而變化,在時間上會由于四季及晝夜的改變而變化,不同品種的農作物對環境溫度的要求也有所不同,相同品種處在不同生長階段農作物對溫度亦有不同的要求,因而智能化溫室控制系統的設計就顯得尤為重要。

2.1 系統功能設計

智能化溫室控制系統的主要功能有以下幾方面:

①首先系統要實現對室內溫度參數的實時采集;

②系統采用RS-232串行通訊方式,使得通信系統具有較高的可靠性和靈敏度、較好的實時性和較強的抗干擾能力;

③系統設備能夠實現存儲、遠程通信等功能;

④在溫度超限時實現報警;

⑤系統能夠實現長時間測量數據并記錄。

2.2 系統設計原則

溫室控制系統的設計應保證系統具有可靠性、易于操作、高性價比等優點。

2.2.1 可靠性

在實際應用中,系統的可靠性是實際應用的前提,設計時提高系統的可靠性一般從以下幾個方面著手:選用性能較好的元器件;在設計電路板時不要胡亂布線且接地處設計要合理;要在容易受干擾的地方采取適當的抗干擾措施來保證系統的可靠性。

2.2.2 易于操作

系統操作和維護方便在設計系統時,應想辦法盡量將復雜的操作內置化,這樣能方便不同階層的人使用。

2.2.3 高性價比

系統控制芯片為單片機,單片機不僅體積小、功耗低,其最大的優勢是其性價比高。性價比是決定單片機是否能夠廣泛使用的一個極為關鍵的因素。

2.3 系統設計方案

溫室控制系統單片機為控制核心,其中測量溫度采用DS18B20溫度傳感器作為測量元件,構成了智能溫度控制系統。溫室控制系統具有溫度測量電路、數據的存儲及顯示電路,語音報警電路等。系統設計方案,如圖1所示。

3 硬件設計

本系統是以單片機為核心,它可以完成溫濕度的采集、處理、顯示并自動控制等功能。其硬件電路由溫濕度傳感器、RS-232串口通信、單片機和計算機三部分構成。單片機通過對溫度傳感器DS18B20進行編程來獲取溫度值,并將數值通過串口通信傳送給計算機。

計算機主要是進行編程,控制溫度的顯示和報警等。經過綜合考慮,最終我們選用AT89S52為微處理器。

DS18B20的測溫原理,如圖2所示。

4 軟件設計

能化溫室控制系統的整體功能的實現是在程序的控制下完成的,溫室控制系統采用模塊化設計,溫室控制系統的軟件設計與硬件設計思想一致,系統針對不同的功能將系統分成各種不同的程序模塊,并對其分別進行編程、修改與調試,系統通過主程序、中斷處理程序來實現對各程序模塊調用,最終其連接起來完成整個智能化溫室系統的功能。

軟件部分采用程序模塊化的方法將程序分為幾個程序模塊,然后針對每個模塊分別設計程序,使各模塊結合起來實現協調工作,最終實現對溫室中溫度的實時控制。智能化溫室控制系統由多個獨立的子程序構成,各個子程序之間通過軟件接口相連,這樣既便于連接、調試,也便于修改和移植。智能化溫室控制系統的軟件部分主要完成數據的處理運算、實現通信聯機、實時數據顯示和采集,系統參數的設置、語音報警等。智能化溫室控制系統測控軟件主要與硬件系統相結合,共同完成對系統環境參數的實時采樣、實時處理數據以及與PC或移動終端通信等功能, 軟件系統也能夠根據模塊程序自動將結果與設定的閥門報警值進行比較, 若檢測的值超過設定的閥門值, 系統將啟動報警電路報警。

主程序模塊的主要功能是調用各種數據處理子程序和實現智能化溫室控制系統的自檢功能,通過主程序對子程度的調用來實現打開濕簾泵、啟風機和關閉遮陽網等降低溫度措施。在溫度低于程序對溫室控制系統設定值后,通過主程序對子程度的調用來實現打開遮陽網和補光燈等措施。這樣就使得各程序模塊有清晰架構,無論是維護還是修改都非常便捷。主程序程序框圖,如圖3所示。

5 仿真與調試

繪制完電路圖后,需要Keil已編譯寫好的AT89S52的設計程序,將鼠標移動至AT89S52 芯片上,雙擊即可完成程序的添加。當雙擊時,會進入一個設置的對話框,在對話框中可以設置單片機系統的晶振頻率,在這同時可以設置輸入程序的路徑,單擊OK鍵就能夠完成輸入設置,并將已編譯好的程序添加到AT89S52中,當再回到Proteus設計電路界面時,左鍵點擊位于Proteus主界面左下方的開始按鈕,這樣就可以進行電路仿真。Proteus實現的是交互式仿真,在仿真進程中能夠根據系統的需要操作各開關、控制按鈕等器件,系統會真實地反映出仿真結果。在仿真開始后,通過程序編譯來設置上下限溫度,當溫度值超出或低于所設定的范圍時,就會啟動報警系統。

設置溫度上限為25 ℃,溫度下限為10 ℃,如圖4所示,此時溫度是43 ℃,高于上限溫度,此時啟動報警系統,看到警燈亮報警。

6 結 語

本文針對溫室大棚測控系統的研究,運用了單片機技術、通信技術、傳感器技術、電子技術和自動化等專業知識。在設計和開發的過程中,綜合目前一些先進的測控理念并緊密結合溫室大棚的實際情況。本文遵循系統的需求,進行總體分析與設計、模塊化設計、詳細設計,并對系統的可靠性和抗干擾進行了設計。

參考文獻:

[1] 于海業.發達國家溫室設施自動化研究的現狀[J].農業工程學報, 1997,(3).

篇8

關鍵詞:建筑電氣工程;自動化設計;復合絕緣

建筑電氣工程自動化設計及實現是建筑工程現代化的主要標志。隨著社會的不斷發展,人們對于建筑的需求越來越大,要求也越來越高,因此社會對建筑電氣工程自動化設計的廣泛應用和水平提高都有了更高的期待。充分利用自動化的優勢、挖掘自動化技術的發展潛力,從而開發更大的發展市場是當下的重要任務。

1建筑電氣工程自動化系統概述

建筑電氣工程自動化系統即自動化系統在建筑電氣工程中的應用,主要包括抗干擾設備、設備接地信號處理設備、傳輸信號屏蔽以及監控設備等多個部分,以上各部分的相互協調能夠有效地實現建筑工程的自動化。二十世紀后期,建筑電氣工程的主要控制手段是計算機集中控制。相較于自動化控制,傳統的計算機集中控制在運行過程中存在著兩個缺點:可靠性差,運行速度慢。因此,隨著時代的更迭和社會的高速發展,傳統控制技術已然不再使用,新的控制模式應運而生。上世紀九十年代,集散式控制模式逐漸出現在大眾的視野中,計算機集中控制模式的主導地位逐漸被取代。之后,計算機技術突飛猛進、通信技術高速發展,網絡技術以及各種控制技術也取得了較大的進步,這對于集散式控制模式的進一步發展無異于錦上添花。二十一世紀初,集散式控制模式逐漸成熟,發展成為如今的電氣工程自動化系統。雖然相關技術的不斷發展,電氣工程自動化系統也取得了較大的進步,在各個領域被廣泛應用,尤其是建筑領域。

2建筑電氣自動化的主要作用

建筑電氣工程自動化系統的本質就是通過利用單元機組,結合電氣控制對抗干擾設備、電源、變壓器設備、設備接地信號處理設備、傳輸信號屏蔽以及監控設備等系統進行控制,通過信息傳輸使得以上各系統能夠相互協調,進而有效地實現建筑工程的自動化。通常意義下,我們認為建筑電氣自動化的主要作用是操作電源、變壓器設備以及高壓器、發電機組等系統的運行;通過各個系統的協作保護勵磁變壓器以及發變組的正常運營;利用抗干擾設備、設備接地信號處理設備、傳輸信號屏蔽控制操作建筑工程的監控設備;利用監控設備保證LPS系統以及直流系統的正常運轉;通過信息傳輸操作各個設備的開關等。總而言之,建筑電氣工程自動化系統在建筑工程中的作用就相當于人體的大腦,不僅要協調信息的傳遞,更要對各種信息做出及時的判斷和反應,進而保護人體系統或者建筑工程大系統的正常運轉。

3建筑電氣工程自動化設計存在的問題

隨著時代的變化,信息技術也取得了巨大的發展。在建筑電氣工程領域,傳統的控制技術已然跟不上時展的步伐,因此新的控制模式應運而生。上世紀末,在計算機技術、通信技術的支撐下,集散式控制模式逐漸出現在大眾的視野中。之后隨著網絡技術以及各種控制技術的不斷普及,計算機集中控制模式的主導地位逐漸被取代。本世紀初,以集散控制為主要特征的電氣工程自動化系統在建筑領域被廣泛應用。但是,建筑電氣工程自動化設計依然存在著一些問題,主要包括環保、成本、監測系統以及結構等多個方面。

3.1環保方面

建筑工程是一項耗資巨大、影響廣泛的大型工程。環保問題就是建筑工程實施過程中經常存在的一個重要問題,建筑工程的實施往往也會對周圍環境造成較大的破壞,因此建筑電氣工程自動化設計的改造工程要想取得更好的結果勢必要考慮環境保護問題,勢必得解決工程實施過程中的污染問題。建筑電氣工程自動化設計對于環境的影響主要體現在噪音污染和建筑不合理改造兩個方面。第一,建筑電氣工程自動化系統的運行會導致一些異常噪音出現,影響周圍群眾的正常作息;第二,建筑電氣工程自動化系統設計并不是在所有建筑之初就存在的,因此為了使電氣自動化系統更好地發揮作用,建筑工程的管理人員就要對原工程進行改動,可能就會存在濫用土地資源、浪費了資源的現象。

3.2成本方面

建筑工程的規模通常大小不一,因此并不是每一項建筑工程都能夠適應建筑電氣工程自動化設計。因此為了更好地實現電氣系統自動化,建筑工程的施工可能會進行大的改動,這就需要花費大量的作為支撐。此外,電氣自動化所需設備的引進也是一項大的財力消耗。這樣一來,建筑電氣工程自動化設計的真正落實在資金方面就會存在著較大的困難,這也是目前該系統在建筑領域應用有限的關鍵原因之一。

3.3結構方面

建筑工程中的電能傳輸是一個比較復雜的過程。傳統電氣工程控制模式中,為了減少傳輸過程中的電能消耗,電能在建筑工程中的傳輸必須首先升高電壓,等到傳輸至用戶區域再對電能進行降壓處理。這個過程雖然看起來簡單,但實在實際操作中對于設備質量以及工程結構方面的要求十分高。比如,必須充分考慮接地線的布局、保證各站點中螺絲是否松動等,即必須保證站內布局沒有任何危險患,以保證整個建筑電氣工程的正常運行。雖然建筑電氣工程自動化設計在一定程度上減小了對于設備的要求,但是結構方面依舊不能忽視。

3.4在線監測系統

在線監測系統是建筑電氣工程自動化設計的核心,對于維護電氣設備的正常運行狀態具有十分關鍵的作用。在線監測系統主要包括絕緣監測、雷擊監測以及環境三個方面。絕緣監測是為了保證電氣設備的絕緣子受到任何損傷,從而保證電氣設備能夠正常運行;雷擊監測的目的則在于保證電氣設備不受到靜電雷擊的傷害,同時減少直擊雷對設備的傷害;第三,環境監測的目的主要包括對環境溫度、環境空氣質量等因素的監測,從而保證環境因素不對電氣設備的性能產生不利影響。

4建筑電氣工程自動化實現的常用技術

建筑電氣工程自動化實現的常用技術主要包括傳感技術、通信技術與計算機技術三個方面。傳感技術是電氣工程自動化實現的關鍵,傳感器的安裝能夠有效擴大建筑工程電氣設備的監測區域,并且能夠極大地提高檢測的準確性,因此相關人員在建筑工程中進行電氣設備安裝時要尤其注意傳感器的安裝,并及時監控傳感器的運行狀態,對其傳輸的數據進行接收和分析,從而及時判斷整個建筑電氣工程系統的運行狀況。我們已經步入了信息時代,信息在社會發展中的意義和作用不斷增大,因此通信技術對于建筑電氣工程自動化的實現也有著不可忽視的重要作用。比如,通信技術能夠使得系統控制人員在最快的時間內及時了解建筑電氣系統的真實運行狀態,從而及時進行判斷和反應,從而實現及時檢測的目標。因此在建筑電氣工程自動化設計操作時,相關人員要要努力提高電氣設備相關信號的傳輸速度,從而有助于系統異常信號的及時傳達、維修人員的及時反應。如上所述,信息社會中網絡技術和計算機技術的普及對于整個社會的發展都有著劃時代的意義,因而計算機技術也是建筑電氣工程自動化實現的常用技術。計算機技術在建筑工程自動化實現過程中的意義就在于處理設備感應信號,即利用計算機技術的強大數據處理能力對傳感器和通信系統傳達的信息進行處理,對數據進行有效的整合,從而在短時間內做出盡可能準確的判斷和反應.

5小結

綜上所述,建筑電氣工程自動化設計和應用對于建筑工程的發展有著十分重要的意義。該技術的使用時符合時代潮流和社會發展方向的,但是同時該系統在建筑工程中的使用還不夠成熟,在結構、成本等多個方面依舊存在著較大的問題。由此可見,未來建筑電氣工程自動化的發展還有著巨大的進步空間。

參考文獻

[1]丁大為.建筑電氣工程自動化設計及實現分析[J].河南科技,2013(06).

[2]何薇.建筑電氣工程自動化設計及實現研究[J].建筑工程技術與設計,2016(09).

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