電氣控制設(shè)計(jì)論文精品(七篇)

序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇電氣控制設(shè)計(jì)論文范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

關(guān)鍵詞：體育場(chǎng)照明設(shè)計(jì)電氣控制設(shè)計(jì)

1.體育場(chǎng)照明的重要性

對(duì)于一座現(xiàn)代化的體育場(chǎng)，不但要求建筑外形美觀大方、各種體育設(shè)備齊全完善，而且要求有良好的照明環(huán)境，即要求有合適、均勻的照度和亮度、理想的光色，有立體感及無(wú)眩光等。除保證滿(mǎn)足觀眾良好的視看效果外，還必須保證裁判員、運(yùn)動(dòng)員和比賽項(xiàng)目所需的照明要求以及應(yīng)保證有良好的電視轉(zhuǎn)播效果。

照明是依靠光線(xiàn)的功能，保證燈光作用于運(yùn)動(dòng)員、裁判員、觀眾的眼睛、產(chǎn)生視覺(jué)，才能看見(jiàn)體育場(chǎng)地上的一切，如場(chǎng)地環(huán)境的明暗、物體建筑、器具及服裝等表面的顏色、觀看目標(biāo)的形狀和大小、深度、立體感及運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)時(shí)的狀態(tài)和體育場(chǎng)的氣氛等等。所以，良好的照明在現(xiàn)代體育場(chǎng)中占有重要地位。

一般，在一個(gè)體育場(chǎng)的照明設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮以下三方面的因素：

1滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)比賽時(shí)運(yùn)動(dòng)員的視覺(jué)要求，并且使燈光對(duì)比賽的客觀影響降到最低程度。

2滿(mǎn)足觀眾的視覺(jué)要求，使燈光對(duì)觀看比賽時(shí)所引起的不適感覺(jué)降低到最低程度。

3滿(mǎn)足彩電轉(zhuǎn)播的照明要求，盡可能提高轉(zhuǎn)播質(zhì)量。

總之，照明與運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的比賽要求密切相關(guān)，與觀眾視看效果密切相關(guān)，沒(méi)有良好照明設(shè)施的體育場(chǎng)是不完整的體育場(chǎng)，必將嚴(yán)重影響它的使用功能。

2.體育場(chǎng)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

為了得到良好的照明設(shè)計(jì)方案，合理利用光線(xiàn)的分布來(lái)滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)員、觀眾、裁判員視覺(jué)以及良好的電視轉(zhuǎn)播效果的要求，必需先確定照明標(biāo)準(zhǔn)，包括照度標(biāo)準(zhǔn)和照明質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。照明質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其中包括眩光、光源色溫有顯色性要求，光的方向性、節(jié)能要求等。

2.1照度標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國(guó)際體聯(lián)第83號(hào)推薦照度要求及《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GBJ133－90中第2.2.9條中的規(guī)定，提出以下照度標(biāo)準(zhǔn)推薦值見(jiàn)表1。幾點(diǎn)說(shuō)明：

1根據(jù)《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GBJ133－90中第2.2.9－1條中規(guī)定：足球場(chǎng)比賽照度標(biāo)準(zhǔn)值：當(dāng)觀看距離為120m時(shí)，為150～200～300lx；觀看距離為160m時(shí)，為200～300～500lx；觀看距離為200m時(shí)，為300～500～750lx.觀看距離指觀眾席最后一排到場(chǎng)地邊線(xiàn)的距離。

2根據(jù)《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GBJ133－90中第2.2.9－2條中規(guī)定：電視轉(zhuǎn)播需要的垂直照度：最大拍攝距離分為三組，①對(duì)于足球項(xiàng)目而言，最在拍攝距離為25m時(shí)平均垂直照度應(yīng)為750lx；最大拍攝距離為75m時(shí)平均垂直照度應(yīng)為1000lx；最大拍攝距離為150m時(shí)平均垂直照度為1500lx；②對(duì)于田徑項(xiàng)目而言，最大拍攝距離為25m時(shí)平均垂直照度應(yīng)為500lx；最大拍攝距離為75m平均垂直照度應(yīng)為750lx；最大拍攝距離為150m時(shí)平均垂直照度為1000lx.上述每個(gè)垂直照度用于一個(gè)給定的運(yùn)動(dòng)等級(jí)和給定的最在拍攝距離相對(duì)于1.0m垂直面的值，各照度值的中間值用于其它拍攝距離。

3上述照度指體育場(chǎng)的最終平均照度，設(shè)計(jì)時(shí)選取的初始照度必須計(jì)入維護(hù)系數(shù)，一般可采用0.7～0.8的數(shù)值。

4水平照度的均勻度：照度均勻度一般用最小照度與最大照度之比表示，也可用最小照度與平均照度之比表示，最小照度與最大照度的比值應(yīng)大于0.5.

5垂直照度的均勻度：最小照度與最大照度的比值應(yīng)大于0.4，才能滿(mǎn)足主電視攝像的要求。

2.2照明質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1眩光

體育照明的關(guān)鍵除提供足夠的水平和垂直照度以外，還需要減少眩光，從而達(dá)到亮而無(wú)眩光的效果。眩光是影響照明質(zhì)量的最重要因素之一。根據(jù)CIENO.83出版物“彩電系統(tǒng)的體育場(chǎng)地照明”，場(chǎng)內(nèi)最大眩光指數(shù)GRmax應(yīng)小于50.眩光額定值GR愈小，眩光限制愈好，眩光額定值為50時(shí)。眩光額定值GR由下列公式算出：

GR=27＋24LgLvl/Lve0.9

1式中，Lvl是燈具產(chǎn)生的光幕亮度，Lve是環(huán)境產(chǎn)生的光幕亮度。一般在計(jì)算照度時(shí)，應(yīng)計(jì)算不同方向的眩光額定值GR，在GR<50時(shí)，即可行。眩光的限制除了合理確定燈具的選型，安裝高度和排列方式外，還可以采取提高賽場(chǎng)背景照度的方法。

2光源色溫及顯色性要求

為達(dá)到良好的彩電轉(zhuǎn)播效果，體育場(chǎng)的照明質(zhì)量不但與照度有關(guān)，而且與照明光源的色溫及顯色性有緊密關(guān)系。我國(guó)《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GBJ133－90中第3.3.2條中規(guī)定：彩電轉(zhuǎn)播用一般光源顯色指數(shù)Ra不應(yīng)小于65.依據(jù)CIENO.83號(hào)出版物及國(guó)際足聯(lián)的要求，光源相關(guān)色溫Tc大于5000K和光源顯色指數(shù)Ra大于等于80，以達(dá)到最佳的現(xiàn)場(chǎng)照明效果及彩電轉(zhuǎn)播效果。

3光的方向性

燈具的俯角不僅影響垂直照度，同時(shí)也對(duì)運(yùn)動(dòng)員、觀眾和裁判有可能產(chǎn)生較大眩光影響。對(duì)地體育場(chǎng)照明設(shè)計(jì)，應(yīng)選擇好燈具的瞄準(zhǔn)方向。另外，主攝像機(jī)與另一側(cè)過(guò)來(lái)的光線(xiàn)之比例應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，而照明的最重點(diǎn)是在足球場(chǎng)的中央及設(shè)置。

4節(jié)能要求

照明節(jié)能重在采用合理的照明方案和高效的照明裝置，降低線(xiàn)路損耗及良好的照明控制。體育建筑屬照明用電較大的建筑項(xiàng)目，從節(jié)能意義上講，僅比較初始投資費(fèi)用，而不以最低運(yùn)行成本為基礎(chǔ)選擇得出的照明設(shè)計(jì)不是合理的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)具體情況，將初始投資及運(yùn)行成本綜合加以考慮。

應(yīng)選擇高效率的光源和燈具，采用能耗較低的鎮(zhèn)流器等附件，并加補(bǔ)償電容，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。照明設(shè)計(jì)應(yīng)有多種開(kāi)燈模式及對(duì)應(yīng)的控制方案?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)燈具數(shù)量，為不同需要的比賽和活動(dòng)提供合適的照明，控制方案要簡(jiǎn)單、實(shí)用，并具有較強(qiáng)的靈活性。

3.體育場(chǎng)照明設(shè)計(jì)的計(jì)算

體育場(chǎng)照明設(shè)計(jì)的照度計(jì)算通常有三種方法：一是單位面積容量估算法；二是平均照度計(jì)算法，用以計(jì)算被照面上的平均照度；三是逐點(diǎn)計(jì)算法，可以精確的計(jì)算出某一點(diǎn)的照度。

1單位面積容量估算法基本公式：

N=P×A/PL2

式中：N—泛光燈燈數(shù)；PL—每臺(tái)泛光燈功率W；P—單位面積功率W/m2；A—被照面積m2。

m=1/η×η1×U×U1×K3

式中：m—簡(jiǎn)化系數(shù)；η—燈具效率；η1—光源效率，1m/W；U—利用系數(shù)；U1—照度均勻度；K—燈具維護(hù)系數(shù)，一般取0.7～0.8.

為簡(jiǎn)化計(jì)算，按照η=0.6、U=0.75、U1=0.7、K=0.7給出不同光源的m值見(jiàn)表2.

P=m×E4

式中E為最小照度，lx.

2平均照度計(jì)算法，運(yùn)用以下公式可以計(jì)算出燈具的數(shù)量。

N=E×A/η×F×K5

式中：N—燈具的數(shù)量個(gè)；E—表面平均照度lx，由表1查得：A—被照面面積m2；η—燈具的效率；F—光通量1m；K—維護(hù)系數(shù)，取0.7～0.8.以上兩種照度計(jì)算法應(yīng)用較普遍，主要用于照度的估算，比較適合方案和初步設(shè)計(jì)階段。

3點(diǎn)光源逐點(diǎn)計(jì)算法

采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行逐點(diǎn)計(jì)算。泛光燈的尺寸與其照射的距離相比要小的多，因此泛光燈可被當(dāng)作點(diǎn)光源，一盞燈具照度計(jì)算的數(shù)學(xué)模型如公式6所示。

EΦcosα±D/h×sinαEh=ΨEh

6式中，Eh：一盞燈照射到垂直立面上產(chǎn)生的平均照度lx，Eh用公式7計(jì)算：

Eh=Iθ×cosθ/R27

Iθ—θ角照射方向的光強(qiáng)cd；R—光源至被照面間的距離m；h—光源至垂直立面的垂直計(jì)算距離m；D—R在垂直立面上的投影m；α—斜面與水平面的夾角，單位為度；θ—燈具光束中心與水平面的夾角，單位為度；Ψ—系數(shù)，Ψ=cosα±D/h×sinα。

4.體育場(chǎng)照明燈具分類(lèi)與布置方式

4.1照明燈具分類(lèi)

體育場(chǎng)照明燈具按其光束形狀可分為A、B、C三類(lèi)，如表3所示。

在照明設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的燈具。通常對(duì)于側(cè)面布燈方式，采用光束為扇形B或C型泛光燈的利用系數(shù)要高于圓柱對(duì)稱(chēng)光束A型泛光燈。對(duì)于四塔布燈方式，采用圓柱對(duì)稱(chēng)光束A型泛光燈的利用系數(shù)要高于扇形B或C型泛光燈。

4.2燈具的布置方式

為有效地利用光源的光通量，還應(yīng)根據(jù)投射距離選擇泛光燈光束角的大小。按光束角的大小可分為7類(lèi)，如表4所示。

1四塔式布燈

①四角燈塔位置應(yīng)選在球門(mén)中線(xiàn)民地底線(xiàn)成15°角、半場(chǎng)中心線(xiàn)與邊線(xiàn)成5°角的兩線(xiàn)相交后延長(zhǎng)線(xiàn)所夾得空間范圍，并宜將燈塔設(shè)置在場(chǎng)地的對(duì)角線(xiàn)上。將泛光燈安裝在4個(gè)高塔上，這種布置型式適用于沒(méi)有挑棚的體育場(chǎng)，其照明利用率較低；而且要解決好燈具的維護(hù)檢修問(wèn)題。

②燈塔的高度應(yīng)使最低一排泛光燈至場(chǎng)地中心與場(chǎng)地水平地面的夾角在20°～30°，超過(guò)這一范圍，不僅使燈塔的造價(jià)大大提高，同時(shí)也會(huì)降低垂直照度與水平照度的比例，影響物體造型的立體感和降低識(shí)別運(yùn)動(dòng)物體的速度。

燈塔最低一排泛光燈至場(chǎng)地水平面的垂直高度可由式8確定：

H≥L×tan25°或H≥0.4663L

8式中：H—燈塔最低一排泛光燈至場(chǎng)地水平面的垂直高度m；L—場(chǎng)地中心點(diǎn)至燈塔座的水平距離m。

上式中的L與H關(guān)系還可以采用下列比值確定：與場(chǎng)地水平面夾角為25°時(shí)，LH=2.1451；與場(chǎng)地水平面夾角為20°時(shí)，LH=2.7471

③燈塔頂部應(yīng)裝置防雷接地設(shè)施，接地電阻不大于10Ω。燈塔頂部應(yīng)設(shè)置紅色高度標(biāo)志燈，且不少于2臺(tái)。燈塔上安裝的接線(xiàn)端子箱、敷設(shè)的電纜及線(xiàn)醴均由燈塔廠配套提供。

④燈塔設(shè)置位置及塔上最低一排泛光燈投射角度及高度應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：α>5°，β>15°，20°<γ<30°，45°<θ<70°

2混合式布燈

①將燈帶式與燈塔式有機(jī)地組合在一起的布燈方法。一般大型綜合性體育場(chǎng)解決照明技術(shù)效果比較好的一種布燈型式。

②混合布置，燈塔的投射角和方位布置可以適當(dāng)靈活處理，光帶的長(zhǎng)度可以適當(dāng)縮短，光帶的高度也可適當(dāng)降低。

5.體育場(chǎng)照明供電設(shè)計(jì)

1體育場(chǎng)的照明供電，一般由低壓配電室引來(lái)兩路電源供給，互為備用，手動(dòng)與自動(dòng)投切，平時(shí)兩路電源各帶50％左右的負(fù)荷，且均勻分布，以便任何一路斷電，熄滅了的燈光尚未點(diǎn)燃時(shí)，場(chǎng)地內(nèi)仍能保持均勻的照度分布，使一般性比賽仍可進(jìn)行。另外，由于氣體放電燈的啟動(dòng)時(shí)間約為4～8min，再啟動(dòng)時(shí)間約為10～15min，因此，即使采用兩種電源自投，也無(wú)法使熄滅了的燈光立即點(diǎn)燃，故對(duì)有人值班的控制室，可采用兩種電源手動(dòng)互投的切換方式。對(duì)無(wú)人值班的控制室則應(yīng)采用兩路電源自投不自復(fù)的切換方式，保證比賽的正常進(jìn)行，延長(zhǎng)光源的使用壽命。

①此種供電方式可不再另外考慮場(chǎng)地的應(yīng)急照明，而且當(dāng)電源轉(zhuǎn)換時(shí)仍能基本保證比賽的正常進(jìn)行。

②配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)相對(duì)較為復(fù)雜，造價(jià)亦相應(yīng)較高。

③采用四塔式照明時(shí)，將電源柜放在燈塔底部?jī)?nèi)側(cè)，電源線(xiàn)沿?zé)羲?nèi)壁敷設(shè)，燈具的鎮(zhèn)流器箱放在塔的頂部，這種配電方式較為合理。

④采用光帶式照明時(shí)，將電源直接送到挑棚馬道上的配電柜臺(tái)，配電的分支線(xiàn)路可以采用沿馬道旋轉(zhuǎn)的金屬線(xiàn)槽敷設(shè)方式。

2比賽燈的開(kāi)關(guān)，主要靠交流接觸器或無(wú)觸點(diǎn)的晶閘管可控硅實(shí)現(xiàn)。用交流接觸器控制，簡(jiǎn)單可靠，也較經(jīng)濟(jì)；用晶閘管控制，技術(shù)先進(jìn)，但價(jià)格較貴。為了便于維護(hù)和燈光方案的變化，宜采用單燈單控，也可一個(gè)開(kāi)關(guān)控制2～3個(gè)燈，以不超過(guò)3個(gè)燈為宜。

3氣體放電燈點(diǎn)燃時(shí)，沖擊電流很大，開(kāi)啟燈光時(shí)，單燈宜間隔0.5s；組控時(shí)，宜間隔10～30s.另外，氣體放電燈的頻閃效應(yīng)對(duì)照明質(zhì)量的影響很大。由交流電源供電的氣體放電燈有二倍于電源頻率的周期性頻閃。頻閃會(huì)使迅速運(yùn)動(dòng)的物體，出現(xiàn)幻影，這種效應(yīng)對(duì)于攝像，尤其是慢動(dòng)作攝像影響很大，放映時(shí)，會(huì)顯示出一種令人難以忍受的閃動(dòng)，頻閃還會(huì)造成視覺(jué)疲勞。通常用光通量的波動(dòng)深度Fbd來(lái)衡量。

Fbd=Fmax－Fmin/2Fav×100％

9式中：Fmax—光通量的最大值；Fmin—光通量的最小值；Fav—光通量的平均值。只要將波動(dòng)深動(dòng)降至25％以下，人的視覺(jué)對(duì)頻閃將不產(chǎn)生疲勞效應(yīng)。這可通過(guò)改變配電方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如：將相鄰的氣體放電燈接在不同相位的電源上；在方案設(shè)計(jì)時(shí)，還可考慮氫不同相位的氣體放電燈所發(fā)出的光通量相到重疊等。總之，在大量使用氣體放電燈的體育場(chǎng)照明設(shè)計(jì)中必須考慮頻閃對(duì)照明質(zhì)量的影響。

6.體育場(chǎng)照明控制

體育場(chǎng)及觀眾席照明控制主要形式為在專(zhuān)設(shè)的燈光控制室采用計(jì)算機(jī)控制臺(tái)集中控制。計(jì)算機(jī)控制臺(tái)為人機(jī)對(duì)話(huà)形式，設(shè)有燈位布置模擬盤(pán)、燈光單控、組控開(kāi)關(guān)等，燈光單控開(kāi)關(guān)的布置應(yīng)與燈位布置模擬盤(pán)相對(duì)應(yīng)。可以自動(dòng)控制，也可以手動(dòng)控制，計(jì)算機(jī)可以模擬現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)燈狀態(tài)，自動(dòng)控制及檢測(cè)燈具是否正常工作，并反饋顯示故障燈組位置，可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置不同的控制方案，以滿(mǎn)足不同比賽內(nèi)容及活動(dòng)對(duì)照度的不同要求及同一體育項(xiàng)目不同比賽級(jí)別對(duì)照度的不同需要。預(yù)先確定若干種開(kāi)燈方案，編程后存入計(jì)算機(jī)內(nèi)，根據(jù)不同的需要調(diào)用相應(yīng)的開(kāi)類(lèi)方案。

7.結(jié)束語(yǔ)

良好的體育場(chǎng)照明環(huán)境的實(shí)現(xiàn)，主要取決于正確地確定照明設(shè)計(jì)方案，同時(shí)依賴(lài)于使用性以面優(yōu)異的照明設(shè)備的選取及照明電氣控制系統(tǒng)。這里所談的僅是一些粗淺的認(rèn)識(shí)，有待于在今后的照明設(shè)計(jì)中深入探討，摸索出其內(nèi)在的規(guī)律，使之進(jìn)一步理論化、系統(tǒng)化，從而更有利于指導(dǎo)實(shí)踐工作。

以上是筆者對(duì)于體育場(chǎng)照明及電氣控制設(shè)計(jì)的一些粗淺認(rèn)識(shí)，不當(dāng)之處請(qǐng)讀者指正。

參考文獻(xiàn)

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2.《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T16－92

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4.李恭慰等?！扼w育建筑照明設(shè)計(jì)手冊(cè)》。原子能出版社。1993

5.《建筑電氣專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)措施》。中國(guó)建筑工業(yè)出版社。2000

篇(2)

關(guān)鍵詞:課程設(shè)計(jì);職業(yè)標(biāo)準(zhǔn);實(shí)踐技能;考核方式;職業(yè)素質(zhì)

0引言

《電氣控制與機(jī)床電路檢修技術(shù)》是電氣自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)電設(shè)備維修與管理專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課，也是中級(jí)維修電工、高級(jí)維修電工職業(yè)技能鑒定的崗位能力課程之一，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)故障分析與處理的能力。以真實(shí)工作任務(wù)為教學(xué)項(xiàng)目，從低壓電器的認(rèn)識(shí)到低壓電器的使用;從復(fù)雜電路的故障分析到電氣控制線(xiàn)路設(shè)計(jì)，使教學(xué)內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)接，教學(xué)過(guò)程與生產(chǎn)過(guò)程對(duì)接，通過(guò)模塊化、項(xiàng)目化教學(xué)手段，強(qiáng)化教學(xué)的系統(tǒng)性和拓展性。充分體現(xiàn)現(xiàn)代職業(yè)教育的職業(yè)性、實(shí)用性、可操作性的要求。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高自主學(xué)習(xí)能力，實(shí)現(xiàn)崗位職業(yè)能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

1課程設(shè)計(jì)理念

以“學(xué)中干，干中學(xué)”作為課程設(shè)計(jì)的理念，將“職業(yè)崗位能力”培養(yǎng)作為課程設(shè)計(jì)的核心，以電氣技術(shù)員、電氣施工員、設(shè)備管理員崗位職責(zé)及工作任務(wù)為依據(jù)，將職業(yè)教育的特征融入到整個(gè)教學(xué)過(guò)程之中，使其貼近工作實(shí)際，貼近職業(yè)崗位要求，為企業(yè)培養(yǎng)“下得去，留得住、用得上”，具有良好職業(yè)道德的高技能人才［1］。更好地為企業(yè)的生產(chǎn)、建設(shè)和管理服務(wù)。

2課程設(shè)計(jì)思路

2.1采用“點(diǎn)、線(xiàn)、面”的邏輯思維設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

在工業(yè)生產(chǎn)中，電氣控制技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，特別是在機(jī)械設(shè)備的控制方面使用更為普遍。因此，企業(yè)需要大批從事機(jī)電設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)、檢修與管理的技術(shù)人員，如何培養(yǎng)滿(mǎn)足企業(yè)對(duì)技術(shù)人才要求，正是課程設(shè)計(jì)思路的主線(xiàn)。(1)所謂“點(diǎn)”:是指以熟悉低壓電器的結(jié)構(gòu)、原理、作用、參數(shù)、使用、維修等作為從事機(jī)電設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)、檢修與管理工作的“點(diǎn)”;圖2(2)所謂“線(xiàn)”:是指掌握單向控制、可逆控制、異地控制、順序控制、降壓?jiǎn)?dòng)、制動(dòng)控制等典型電路的原理、安裝配線(xiàn)、線(xiàn)路檢查等作為從設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)、檢修工作的“線(xiàn)”;(3)所謂“面”:是指掌握車(chē)床、磨床、鉆床、銑床、鏜床、橋式起重機(jī)等機(jī)床控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理、控制特點(diǎn)、故障分析、檢修方法等作為系統(tǒng)維護(hù)、故障處理工作的“面”。從典型工作任務(wù)對(duì)照職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容是由不同的學(xué)習(xí)情境的整合，在每個(gè)學(xué)習(xí)情景構(gòu)建中包含不同的知識(shí)點(diǎn)［2］、技能點(diǎn)，為提高學(xué)生職業(yè)能力、創(chuàng)新能力和素質(zhì)能力培養(yǎng)開(kāi)拓新的有效途徑。

2.2采用“教、學(xué)、做一體化”方式開(kāi)展教學(xué)

《電氣控制與機(jī)床電路檢修技術(shù)》是一門(mén)崗位能力課程，實(shí)踐性很強(qiáng)，適合采用理實(shí)一體化教學(xué)方式。有功能齊全、設(shè)備先進(jìn)的電氣技術(shù)實(shí)訓(xùn)基地來(lái)支撐。建有標(biāo)準(zhǔn)多媒體教室，在硬件方面為實(shí)現(xiàn)“教學(xué)做一體”方式的教學(xué)創(chuàng)造良好條件。選取真實(shí)工作任務(wù)做為實(shí)訓(xùn)教學(xué)項(xiàng)目，使教學(xué)內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)接，教學(xué)過(guò)程與生產(chǎn)過(guò)程工藝要求相一致［3］，充分體現(xiàn)了教師“做中教”、學(xué)生“做中學(xué)”，將“教、學(xué)、做”融為一體，突出職業(yè)教育的特點(diǎn)，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2.3采用“遞進(jìn)式”設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，提升教學(xué)質(zhì)量

提高教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)必須是從職業(yè)需求入手。集中體現(xiàn)“以職業(yè)活動(dòng)為導(dǎo)向，以職業(yè)技能為核心”的指導(dǎo)思想，突出職業(yè)培訓(xùn)特色［4］?！峨姎饪刂婆c機(jī)床電路檢修技術(shù)》課程有五模塊，分別是低壓電器模塊、單元電路模塊機(jī)、機(jī)床線(xiàn)路模塊、起重機(jī)控制模塊、電路設(shè)計(jì)模塊，每個(gè)模塊包含不同的教學(xué)項(xiàng)目，內(nèi)容的安排通過(guò)由點(diǎn)到線(xiàn)、由線(xiàn)到面、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由局部到整體、由內(nèi)到外的“遞進(jìn)式”內(nèi)容設(shè)置，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，靈活采用講授法、示范法、討論法、案例法等多種教學(xué)方法，使學(xué)生對(duì)職業(yè)教育有一個(gè)更深的理解，從而幫助學(xué)生掌握知識(shí)、形成技能、提高能力。建立設(shè)備安裝、調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)和檢修所必需的基礎(chǔ)理論和基本技能，為企業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)的、具有電氣維護(hù)與管理能力的勞動(dòng)者和高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才［5］。

2.4改變?cè)u(píng)價(jià)體系，采用過(guò)程考核方式，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣

《電氣控制與機(jī)床電路檢修技術(shù)》作為一門(mén)崗位能力課程，不僅要掌握電氣控制技術(shù)的基本理論知識(shí)，更要有較強(qiáng)的實(shí)踐能力。傳統(tǒng)的筆試方式，注重理論知識(shí)的掌握，輕視學(xué)生的技能，已不適應(yīng)現(xiàn)代職業(yè)教育的要求。為提高教學(xué)效果，推行有效課堂，教學(xué)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)深入調(diào)研，認(rèn)真分析，對(duì)《電氣控制與機(jī)床電路檢修技術(shù)》課程考試進(jìn)行改革，考試不再局限于理論考核，更要注重能力和技能的考核;考試內(nèi)容不再局限在教材上，而以靈活多樣方式，考察學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)際操作能力;考試方式不再僅局限于閉卷一種方式，有機(jī)試、有開(kāi)卷、有論文、有實(shí)際操作、有、作業(yè)、有產(chǎn)品等形式。實(shí)踐表明，通過(guò)全面考核的評(píng)價(jià)體系，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和獨(dú)立思考能力，使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，將實(shí)踐環(huán)節(jié)提升到新的高度，注重技能與知識(shí)、結(jié)果與過(guò)程、學(xué)習(xí)成績(jī)與能力評(píng)價(jià)的有效結(jié)合，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度有了根本性的改變，積極性得到了大幅提高。

3結(jié)束語(yǔ)

為了落實(shí)人才培養(yǎng)方案和建設(shè)優(yōu)質(zhì)共享課，探索制定培養(yǎng)具有良好職業(yè)道德、專(zhuān)業(yè)知識(shí)和職業(yè)能力的技術(shù)與技能型人才［6］，尋找提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果的新思路、新方法，就必須把職業(yè)崗位能力培養(yǎng)作為課程設(shè)計(jì)的核心。通過(guò)低壓電器的結(jié)構(gòu)與工作原理、低壓電器安裝與使用方法、各類(lèi)典型機(jī)床控制系統(tǒng)原理與檢修技術(shù)、大型起重設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)分析及綜合電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。使教學(xué)內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)接，使學(xué)生熟練掌握常用低壓電器的使用方法、安裝與維護(hù)技術(shù)、電動(dòng)機(jī)基本控制線(xiàn)路檢查，典型機(jī)床控制線(xiàn)路的分析與故障檢修，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用電氣控制技術(shù)解決機(jī)電設(shè)備控制問(wèn)題的能力。

參考文獻(xiàn)

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［2］趙志群．工學(xué)結(jié)合課程開(kāi)發(fā)的研究與實(shí)踐［C］．全國(guó)高職高專(zhuān)教育教學(xué)改革論壇，2010．

［3］胡愛(ài)娟．以工學(xué)結(jié)合為取向改革高職課程教學(xué)［J］．中國(guó)高等教育，2010，(22)．

［4］周建松．努力建設(shè)與校企合作協(xié)調(diào)的高等職業(yè)院校運(yùn)行新機(jī)制［J］．中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育，2011，(27)．

［5］程江平．高職學(xué)院校企聯(lián)合辦學(xué)模式的探索［J］．職業(yè)技術(shù)教育，2012，(19)．

篇(3)

【關(guān)鍵詞】澆注機(jī)；機(jī)器視覺(jué)；圖像處理；ARM

【Abstract】Along with the rapid development of image sensor and embedded technology， machine vision is more and more widely used， It is possible to locate sand pouring cup position through the machine eye . Therefore， this paper adopts ARM embedded platform and PLC electric control system， using CMOS image sensor， image acquisition of casting machine， and image processing， feature extraction， and then achieve the intelligent automatic pouring.

【Key words】Casting machine； Machine vision； Image processing； ARM

0 前言

鑄造是獲得機(jī)械鑄件的主要工藝和重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。提高澆注的智能化程度，是實(shí)現(xiàn)高精度、高品質(zhì)鑄件生產(chǎn)的保障，還是工人從繁重的從事澆注工作的體力勞動(dòng)和惡劣的生產(chǎn)環(huán)境中解放出來(lái)的重要手段。

1 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)

本論文通過(guò)工業(yè)可編程序控制器（PLC）和嵌入式技術(shù)（ARM）的數(shù)字化平臺(tái)，采用機(jī)器視覺(jué)[1]液位定位技術(shù)、伺服控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)瞄準(zhǔn)澆口杯，自動(dòng)檢測(cè)鐵水液面變化，模擬人工示教的方法自動(dòng)完成澆注過(guò)程。實(shí)時(shí)補(bǔ)償澆注包，因金屬液體長(zhǎng)時(shí)間高溫浸蝕掛渣所導(dǎo)致的澆注狀態(tài)的惡化，進(jìn)一步提高了自動(dòng)澆注機(jī)的精確度，改善了自動(dòng)澆注機(jī)的性能。

2 電氣控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)

2.1 電氣控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及選型

電氣控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)：PLC變頻器控制柜、伺服驅(qū)動(dòng)控制柜、人機(jī)界面及按鈕、澆注機(jī)。

PLC選型：根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)需要，該項(xiàng)目選擇S7-300 315-2 DP作為該系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)主控單元。

變頻器選型：變頻器選擇高精度、高性能的SINAMICS S120 變頻器。

伺服電氣選型：選擇德國(guó)SEW伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器。

該澆注機(jī)主要由孕育劑給料機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、倒鐵水槽、澆包、上行車(chē)、下行車(chē)、底座、電控系統(tǒng)等幾個(gè)重要部分組成。

（1）孕育劑給料機(jī)

孕育劑經(jīng)過(guò)減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺旋體進(jìn)入孕育劑接管，通過(guò)氣流帶動(dòng)與鐵水同時(shí)流入砂型內(nèi)，即隨流孕育。孕育劑接管可手動(dòng)調(diào)節(jié)其角度。

（2）卷?yè)P(yáng)機(jī)

卷?yè)P(yáng)機(jī)由帶有制動(dòng)器的減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)鋼絲繩連接的澆包蓋，使其掀起。

（3）倒鐵水槽

倒鐵水槽內(nèi)也需要搪耐火材料，當(dāng)澆包內(nèi)鐵水溫度達(dá)不到澆注工藝要求或由于機(jī)器故障等原因需要長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)，需將澆包內(nèi)鐵水通過(guò)此槽倒出。

（4）澆包及澆包模

澆包是整臺(tái)澆注機(jī)的核心部分。本機(jī)澆包為扇形澆包，鐵水出口在扇形圓心附近。澆包內(nèi)放入澆包模并定位后，將混合好的耐火材料倒入，待凝固后可形成約140mm厚的耐火層。澆包由伺服電機(jī)帶動(dòng)鏈條驅(qū)動(dòng)繞扇形中心旋轉(zhuǎn)，控制精度高。

（5）上行車(chē)

上行車(chē)控制澆包X方向移動(dòng)（與造型線(xiàn)垂直方向），此運(yùn)動(dòng)由減速電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)，并設(shè)有機(jī)械限位和電氣限位。上行車(chē)也是澆注系統(tǒng)的架體，其上放有澆包平輪支架以及澆包小V型輪支架，此二支架支撐并導(dǎo)向澆包的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此外倒鐵水槽、孕育給料機(jī)也固定在上行車(chē)上。

（6）下行車(chē)

下行車(chē)控制澆包沿Y方向移動(dòng)（與造型線(xiàn)平行方向），此運(yùn)動(dòng)由減速電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)，并設(shè)有機(jī)械限位和電氣限位。

（7）底座

底座為下行車(chē)車(chē)軌，并設(shè)有機(jī)械限位和電氣限位，以保證下行車(chē)運(yùn)動(dòng)順暢。

2.2 電氣控制系統(tǒng)的軟件流程圖

3 電子控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)

3.1 電子控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及選型

電子控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要為ARM和圖像傳感器。ARM選擇四核1.6Ghz的ARM cortex-A9，圖像傳感器選擇功耗低、價(jià)格便宜、像素高的CMOS傳感器OV5640，500萬(wàn)像素。

3.2 電子控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)

ARM的軟件部分，完成了圖像的采集，圖像的預(yù)處理，圖像的特征提取[2] ，模具的定位以及部分圖像信息的存儲(chǔ)。

4 實(shí)施效果及性能檢測(cè)

澆注機(jī)加滿(mǎn)鐵水后，在自動(dòng)澆注生產(chǎn)線(xiàn)上配合砂型成型機(jī)，連續(xù)澆注50個(gè)鑄件，澆注完后檢測(cè)澆注的準(zhǔn)確度、鑄件的合格率，以及澆注機(jī)的澆注效率，這三個(gè)指標(biāo)與該廠普通的澆注機(jī)的檢測(cè)值進(jìn)行比較計(jì)算，測(cè)試的數(shù)據(jù)如下所示：

從以上結(jié)果可看出，澆注鑄件的合格率達(dá)98%，澆注機(jī)效率相對(duì)于扇形澆注機(jī)提高了1倍，相對(duì)于傳統(tǒng)的人工操作提高了2倍多 ，澆注的準(zhǔn)確度高達(dá)98%。經(jīng)檢驗(yàn)，控制系統(tǒng)達(dá)到的指標(biāo)與設(shè)計(jì)性能指標(biāo)一致。

【參考文獻(xiàn)】

篇(4)

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；低渦軸；清洗

中圖分類(lèi)號(hào)：V267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

現(xiàn)代的航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)典型的復(fù)雜工程技術(shù)系統(tǒng)，包含了眾多的相關(guān)子系統(tǒng)，其工作過(guò)程是極其復(fù)雜的氣動(dòng)熱力傳動(dòng)的過(guò)程。在眾多的部件中，發(fā)動(dòng)機(jī)低渦軸是航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一。發(fā)動(dòng)機(jī)低渦軸在工作時(shí)，其表面會(huì)吸附很多雜質(zhì)，影響其工作性能。在發(fā)動(dòng)機(jī)修理過(guò)程中，需要對(duì)低渦軸進(jìn)行超聲清洗，除去其表面附著的雜質(zhì)。如果這些雜質(zhì)不能被徹底的清除，那么航空發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性能得不到保證。所以，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)低渦軸進(jìn)行超聲清洗是發(fā)動(dòng)機(jī)大修過(guò)程中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

低渦軸超聲清洗機(jī)就是專(zhuān)門(mén)由于清洗低渦軸的設(shè)備，本文詳細(xì)介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)低渦軸超聲清洗機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程及功能。

1 低渦軸超聲清洗機(jī)總體設(shè)計(jì)

基于低渦軸超聲清洗的工藝要求及超聲清洗機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求，低渦軸超聲清洗機(jī)電氣控制系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：

（1）電氣系統(tǒng)應(yīng)具有漏電保護(hù)功能。

（2）清洗機(jī)具有對(duì)清洗槽及儲(chǔ)液槽中清洗液測(cè)溫、加熱及自動(dòng)控溫的功能。

（3）清洗機(jī)具有清洗槽中清洗液低位控制功能。

（4）清洗機(jī)能夠自動(dòng)設(shè)定及控制超聲清洗時(shí)間。

2 清洗液測(cè)溫及控溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 清洗機(jī)測(cè)溫功能設(shè)計(jì)

工藝要求在進(jìn)行低渦軸超聲清洗時(shí)，超聲清洗試機(jī)清洗槽內(nèi)的清洗液要一直保持在特定的溫度區(qū)間內(nèi)，因此設(shè)備要對(duì)清洗槽內(nèi)的清洗液進(jìn)行溫度測(cè)量。而且由于儲(chǔ)液槽內(nèi)的清洗液根據(jù)需要會(huì)向清洗槽內(nèi)補(bǔ)液，為防止在工作中達(dá)不到溫度要求的清洗液被補(bǔ)進(jìn)清洗槽中，影響清洗效果，所以對(duì)儲(chǔ)液槽內(nèi)的清洗液進(jìn)行溫度測(cè)量也是十分必要的。

鉑電阻作為一種精密的溫度檢測(cè)元件被廣泛應(yīng)用于智能儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)。鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數(shù)關(guān)系而制成的溫度傳感器，由于其測(cè)量準(zhǔn)確度高、測(cè)量范圍大、穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性好等特點(diǎn)，被廣泛用于中溫（-200℃～650℃）范圍的溫度測(cè)量中。本試驗(yàn)器采用鉑電阻測(cè)溫方式來(lái)測(cè)量清洗槽及儲(chǔ)液槽內(nèi)清洗液的溫度。

2.2 清洗機(jī)控溫功能設(shè)計(jì)

由于低渦軸清洗時(shí)需要清洗液溫度保持在一定范圍內(nèi)，而在工作過(guò)程中，清洗液的溫度必然會(huì)降低，所以設(shè)備需要一套能夠自動(dòng)加熱控溫的系統(tǒng)。本設(shè)備采用溫控表來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的顯示及自動(dòng)控制。

現(xiàn)就清洗槽為例，對(duì)清洗液的加溫，控溫過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。工作前，將溫度表的溫度上下限設(shè)定好。工作時(shí)，由于清洗液的溫度低于溫控表的溫度下限，所以溫度下限報(bào)警觸點(diǎn)閉合，加熱管開(kāi)始工作，清洗槽開(kāi)始加溫；當(dāng)清洗液的溫度超過(guò)溫控表設(shè)定的溫度下限，溫度下限報(bào)警觸點(diǎn)斷開(kāi)，加熱管繼續(xù)工作，清洗液的溫度繼續(xù)升高；當(dāng)清洗液的溫度超過(guò)溫控表設(shè)定的溫度上限，溫度上限報(bào)警觸點(diǎn)斷開(kāi)，加熱管停止工作，隨著超聲清洗工作的進(jìn)行，清洗液的溫度將會(huì)降低；當(dāng)清洗液的溫度低于溫控表設(shè)定的溫度下限，溫度下限報(bào)警觸點(diǎn)再次閉合，加熱管開(kāi)始工作，清洗液溫度升高，直到清洗液的溫度超過(guò)溫控表設(shè)定的溫度上限，加熱管停止工作。以此往復(fù)，清洗槽內(nèi)的清洗液的溫度將一直保持在設(shè)定的工作溫度范圍內(nèi)。

3 超聲控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于低渦軸為空心軸，為了能夠使清洗的效果更好，所以超聲系統(tǒng)振源分為兩部分：超聲振板――主要功能是使清洗槽內(nèi)清洗液超聲振動(dòng)，清洗軸的外表面；超聲振動(dòng)棒――主要功能是使低渦軸內(nèi)部的清洗液超聲振動(dòng)，清洗軸的內(nèi)表面。

低渦軸的清洗工藝還要求超聲清洗的時(shí)間，所以在本設(shè)備超聲控制系統(tǒng)中采用定時(shí)器來(lái)設(shè)定超聲振板及振動(dòng)棒的工作時(shí)間，并且在到達(dá)工作時(shí)間后，設(shè)備自動(dòng)停止超聲振板及振動(dòng)棒工作，達(dá)到精確控制的目的。

4 其它系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 漏電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

用于清洗低渦軸的清洗液是導(dǎo)電的液體，加熱管、超聲振板及振動(dòng)棒出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，那么直接威脅著操作者的生命安全，所以設(shè)備在設(shè)計(jì)中增加漏電保護(hù)的功能。設(shè)備帶有漏電保護(hù)功能的空氣斷路器，加熱管、超聲振板及振動(dòng)棒出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，漏電保護(hù)器將動(dòng)作，切斷該用電器主回路電源，使設(shè)備處于安全狀態(tài)中，保護(hù)操作者的人身安全。

4.2 清洗液液位保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

清洗機(jī)工作時(shí)，可能出現(xiàn)兩種清洗槽“干燒”現(xiàn)象。第一，工作前忘記向清洗槽中添加清洗液時(shí)就開(kāi)始加熱，由于清洗槽內(nèi)沒(méi)有清洗液造成“干燒”現(xiàn)象；第二，超聲清洗工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，清洗液揮發(fā)嚴(yán)重，操作者沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)造成“干燒”現(xiàn)象。這兩種情況都會(huì)對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞，甚至發(fā)生火災(zāi)等安全事故。為避免這種情況的發(fā)生，在清洗槽中增加了液位傳感器。當(dāng)清洗槽中的清洗液超過(guò)液位傳感器設(shè)定的下限值時(shí)，液位傳感器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，將這個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)在控制回路中，只有這個(gè)觸電閉合的情況下才可以進(jìn)行加熱的工作。

結(jié)語(yǔ)

低渦軸是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件，其在發(fā)動(dòng)機(jī)修理過(guò)程中超聲清洗的結(jié)果，直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的性能及安全。所以低渦軸超聲清洗機(jī)是修理航空發(fā)動(dòng)機(jī)必不可缺的試驗(yàn)設(shè)備。通過(guò)對(duì)低渦軸的技術(shù)資料及工藝文件要求的消化理解，確定設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)所需的技術(shù)參數(shù)，完成試驗(yàn)器的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)備具有自動(dòng)控溫、超聲計(jì)時(shí)控制、清洗液液位低位控制、漏電保護(hù)等功能。超聲清洗機(jī)的電氣性能完全可以滿(mǎn)足低渦軸的超聲清洗工藝要求，而且系統(tǒng)還具有性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、安全性高等特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊帆.某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西安：西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009.

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篇(5)

關(guān)鍵詞：西門(mén)子；S7-300PLC；提升機(jī)；測(cè)控系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN77文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

提升機(jī)在礦井生產(chǎn)中素有咽喉設(shè)備之稱(chēng)，提升機(jī)對(duì)于礦井的安全生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用。提升機(jī)電力傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的控制功能較多，因此對(duì)于提升機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要能夠滿(mǎn)足提升機(jī)頻繁制動(dòng)和不同工作狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換的功能需求。針對(duì)提升機(jī)如此復(fù)雜的控制要求，傳統(tǒng)的電氣控制難以實(shí)現(xiàn)，因此，必須借助于PLC自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)。

本論文主要結(jié)合西門(mén)子S7-300在副井提升機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用，對(duì)提升機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析設(shè)計(jì)研究，以期從中能夠找到合理可靠的提升機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用方法，并以此和廣大同行分享。

2礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

(1) 我國(guó)提升機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)礦井提升機(jī)一直承擔(dān)著井下與地面之間輸送人員或者貨物的重任，因此一直素有礦井咽喉設(shè)備之稱(chēng)。我國(guó)礦井提升機(jī)控制技術(shù)相較于國(guó)外處于落后階段，國(guó)外已經(jīng)發(fā)展到智能實(shí)時(shí)監(jiān)控提升機(jī)并實(shí)現(xiàn)故障智能診斷技術(shù)，而目前我國(guó)提升機(jī)控制系統(tǒng)的技術(shù)，還普遍停留在原始的電氣控制階段，對(duì)于數(shù)字化控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)目前還處于研究探索階段?？v觀我國(guó)的提升機(jī)電控系統(tǒng)控制技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)展緩慢，多數(shù)是借鑒或者仿制國(guó)外的電控系統(tǒng)，并且電控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中也存在一定的問(wèn)題。

(2) 我國(guó)提升機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問(wèn)題

① 我國(guó)提升機(jī)電控系統(tǒng)沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的生產(chǎn)廠家。這是我國(guó)目前提升機(jī)控制系統(tǒng)和控制技術(shù)發(fā)展的最大瓶頸。我國(guó)的提升機(jī)電控系統(tǒng)，要么直接從國(guó)外公司進(jìn)口，這樣成本十分高昂，且后期設(shè)備維護(hù)維修十分不便；國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的提升機(jī)電控系統(tǒng)均是高?？蒲性核园l(fā)研制的電控系統(tǒng)，多數(shù)并不具備通用性。

② 我國(guó)提升機(jī)電控技術(shù)落后。目前僅僅在一些大型煤礦上的先進(jìn)提升機(jī)才采用了計(jì)算機(jī)、PLC或者數(shù)字控制技術(shù)，傳統(tǒng)的提升機(jī)電控系統(tǒng)都是采用電氣化控制系統(tǒng)，繼電器、接觸器控制廣泛使用，導(dǎo)致能耗過(guò)高，控制不可靠，嚴(yán)重制約了我國(guó)提升機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用。

③ 我國(guó)提升機(jī)控制系統(tǒng)安全性和可靠性較差。目前我國(guó)礦井提升機(jī)僅僅在上下井口端采用切除電阻的方法實(shí)現(xiàn)提升機(jī)運(yùn)行速度的制動(dòng)，制動(dòng)能耗過(guò)高，造成提升機(jī)電控系統(tǒng)負(fù)荷太大，由此導(dǎo)致我國(guó)提升機(jī)控制系統(tǒng)安全性和可靠性較差。對(duì)于提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的關(guān)鍵工作參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及運(yùn)行參數(shù)根本沒(méi)有實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，經(jīng)常發(fā)生過(guò)卷或者超速等安全事故。

鑒于以上問(wèn)題，我國(guó)必須要大力發(fā)展提升機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的電控系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化控制，逐步形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的提升機(jī)電控系統(tǒng)。

3西門(mén)子S7-300在副井提升機(jī)上的應(yīng)用分析

3.1 基于PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

利用西門(mén)子S7-300構(gòu)建提升機(jī)電控系統(tǒng)，根據(jù)提升機(jī)的工作模塊，將PLC電控以網(wǎng)絡(luò)化模式進(jìn)行布控，分為主控PLC、監(jiān)控PLC和信號(hào)PLC三個(gè)主從式控制PLC，其具體結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。

如圖1所示，信號(hào)PLC作為整個(gè)電控系統(tǒng)的信號(hào)管理站，負(fù)責(zé)對(duì)提升機(jī)工作過(guò)程中的狀態(tài)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)及其必要參數(shù)做信號(hào)管理，統(tǒng)一發(fā)送至控制主站；監(jiān)控PLC主要對(duì)提升機(jī)的關(guān)鍵控制參數(shù)，如井深、進(jìn)口提升速度等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并受主控PLC統(tǒng)一調(diào)度管理；主控PLC一方面實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控PLC和信號(hào)PLC的控制管理，并對(duì)由監(jiān)控PLC和信號(hào)PLC發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行整合管理，并發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行集中管理、顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，以提高提升機(jī)工作過(guò)程的管理效率；另一方面主控PLC通過(guò)交流變頻調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)同步電機(jī)的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升機(jī)速度的電氣化控制，同時(shí)將提升機(jī)的工作參數(shù)再反饋回信號(hào)PLC和監(jiān)控PLC，從而實(shí)現(xiàn)了PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)對(duì)提升機(jī)的閉環(huán)控制。

3.2 基于PLC實(shí)現(xiàn)的提升機(jī)速度控制應(yīng)用

提升機(jī)控制系統(tǒng)最為關(guān)鍵、也是最難實(shí)現(xiàn)的技術(shù)要點(diǎn)，就是對(duì)提升機(jī)運(yùn)行速度的控制。借助于西門(mén)子S7-300的PLC，能夠很方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)速度的控制。

基于PLC實(shí)現(xiàn)的提升機(jī)運(yùn)行速度的具體控制方案設(shè)計(jì)如下：

(1)（1）在井口與井底分別放置接近傳感器，一旦提升機(jī)到達(dá)接近傳感器，即可認(rèn)定提升機(jī)即將到達(dá)井口或者井底，從而進(jìn)入預(yù)定的制動(dòng)階段。

(2)（2）利用光電傳感器和深度指示器配合使用，實(shí)時(shí)監(jiān)控提升機(jī)當(dāng)前所處巷道中的位置，并將位置轉(zhuǎn)化為數(shù)字量傳送至監(jiān)控PLC，利用監(jiān)控PLC與主控PLC的通信實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)位置的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

(3)（3）一旦提升機(jī)觸發(fā)接近傳感器，由主控PLC發(fā)出調(diào)速指令給交流變頻調(diào)速裝置，由交流變頻調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)運(yùn)行速度的調(diào)節(jié)與控制。

(4)（4）主控PLC利用監(jiān)控PLC監(jiān)測(cè)到的提升機(jī)當(dāng)前運(yùn)行速度與深度指示器的位置信號(hào)進(jìn)行交叉運(yùn)算，得出調(diào)速幅度，并將調(diào)速幅度指令傳輸給交流變頻調(diào)速裝置，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速；另一方面，監(jiān)控PLC通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提升機(jī)的運(yùn)行速度并反饋回主控PLC，主控PLC根據(jù)反饋回來(lái)的運(yùn)行速度和程序中的預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合PID調(diào)節(jié)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)運(yùn)行速度的閉環(huán)調(diào)節(jié)與控制。

結(jié)語(yǔ)

提升機(jī)作為礦井安全生產(chǎn)的樞紐設(shè)備，其安全性對(duì)于整個(gè)礦山生產(chǎn)的安全起著舉足輕重的作用。我國(guó)目前提升機(jī)電控系統(tǒng)理論研究較為深入，但是實(shí)際技術(shù)應(yīng)用還有待進(jìn)一步提高和挖掘。本論文結(jié)合西門(mén)子PLC對(duì)提升機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析，對(duì)于提升機(jī)電控系統(tǒng)及其控制技術(shù)的應(yīng)用研究，不論是在理論研究方面，還是在實(shí)際技術(shù)應(yīng)用方面，都具有一定的指導(dǎo)意義。當(dāng)然，關(guān)于提升機(jī)電控系統(tǒng)方面的更多技術(shù)，還有賴(lài)于廣大礦井科技工作人員的共同努力，才能夠最終實(shí)現(xiàn)我國(guó)提升機(jī)電控系統(tǒng)及其控制技術(shù)的提高應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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[2]任雪振.礦井提升機(jī)電控設(shè)備的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].礦山機(jī)械,2001,(9):26-27.

篇(6)

關(guān)鍵詞：無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)；固態(tài)開(kāi)關(guān)；電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器

中圖分類(lèi)號(hào)：TM564 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2012) 08-0000-01

我國(guó)是產(chǎn)煤用煤的大國(guó)，煤炭是支持我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活的主要能源，同時(shí)，煤炭行業(yè)本身用煤需求較大，因而，環(huán)保、安全產(chǎn)煤用煤，加快煤礦現(xiàn)代化進(jìn)程，提高井下的安全生產(chǎn)，提高工作效率非常重要。

煤礦井下工作復(fù)雜，環(huán)境惡劣。現(xiàn)有的常規(guī)可控開(kāi)關(guān)都是由交流接觸器、真空開(kāi)關(guān)、或者油開(kāi)關(guān)與繼電器或電源操作機(jī)構(gòu)構(gòu)成，由于自身物理結(jié)構(gòu)的限制，在機(jī)械動(dòng)作時(shí)，其開(kāi)斷容量很難在此基礎(chǔ)上進(jìn)行大幅度的提高和技術(shù)更新。并且，其動(dòng)、靜觸頭分開(kāi)時(shí)，引起的電弧會(huì)延長(zhǎng)電氣開(kāi)關(guān)的動(dòng)作時(shí)間以及速度。

因此，研究新型無(wú)觸點(diǎn)電氣開(kāi)關(guān)來(lái)取代傳統(tǒng)“線(xiàn)圈—簧片觸點(diǎn)式”繼電器，以實(shí)現(xiàn)容量更大、性能更優(yōu)的開(kāi)關(guān)技術(shù)來(lái)迅速投切電氣設(shè)備變得迫不及待。

一、煤礦井下電氣開(kāi)關(guān)發(fā)展及特點(diǎn)

根據(jù)井下的電氣控制開(kāi)關(guān)的發(fā)展和使用情況，介紹幾種典型電氣控制開(kāi)關(guān)，結(jié)合目前煤礦井下生產(chǎn)發(fā)展所需要求，分析比較其技術(shù)特點(diǎn)。

（一）QC83-80型磁力啟動(dòng)器。QC83-80型磁力啟動(dòng)器為傳統(tǒng)的啟動(dòng)器。在我國(guó)井下使用時(shí)間較長(zhǎng)。其控制特點(diǎn)是主回路電源電壓是660V或380V，控制回路的電壓是36V，屬于低電壓控制高電壓，小電流控制大電流。

由于井下含有的有害氣體的濃度較高，且電機(jī)的啟動(dòng)會(huì)伴有電磁火花，易引起瓦斯爆炸。因此逐漸淘汰QC83-80型磁力啟動(dòng)器，而采用真空開(kāi)關(guān)替代傳統(tǒng)的“線(xiàn)圈—簧片觸點(diǎn)式”接觸器，來(lái)避免電弧火花引起的危害，加強(qiáng)煤礦井下系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

（二）QC83-120(225)Z型真空磁力啟動(dòng)器。QC83-120(225)Z型真空隔爆型電磁啟動(dòng)器是一種組合電器，主要由隔離開(kāi)關(guān)、接觸器、熔斷器、繼電保護(hù)裝置、按鈕等元件組成，并將其裝在隔爆外殼中，用來(lái)控制和保護(hù)電動(dòng)機(jī)。

傳統(tǒng)QC系列啟動(dòng)器使用真空接觸器其分?jǐn)嗄芰Υ笮?、觸點(diǎn)易燒損和熔焊，且開(kāi)關(guān)維修量大，所以逐漸不能適應(yīng)生產(chǎn)的需要。為此，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：井下40KW及以下的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)采用真空電磁啟動(dòng)器控制。

1.真空接觸器原理。QC83-120(225) Z型真空磁力啟動(dòng)器與QC83 -80型磁力啟動(dòng)器主要區(qū)別，用了真空接觸器來(lái)替代傳統(tǒng)的接觸器。這是由于利用真空滅弧的原理，用來(lái)頻繁接通和斷開(kāi)正常工作電流，其熄弧能力強(qiáng)，耐壓性能好，操作頻率較高，觸頭壽命長(zhǎng)，無(wú)電弧外噴的優(yōu)點(diǎn)，適合在防爆場(chǎng)合使用。

2.真空磁力啟動(dòng)器的局限性。由于真空接觸器的真空滅弧室在制造過(guò)程中，對(duì)工藝的要求較高，若工藝不良，則造成真空磁力啟動(dòng)器的失效，會(huì)導(dǎo)致失去防爆性能而引發(fā)的瓦斯爆炸。因此，想從根本上解決無(wú)電氣火花產(chǎn)生的可能性上來(lái)說(shuō)，真空磁力啟動(dòng)器作為電氣開(kāi)關(guān)控制元件，對(duì)電路的控制中還是存在一定的局限性。

二、基于PLC的礦用無(wú)觸點(diǎn)電氣開(kāi)關(guān)的研究

（一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖。本設(shè)計(jì)從系統(tǒng)控制運(yùn)行的安全穩(wěn)定性出發(fā)，旨在能從根源上切斷電弧產(chǎn)生的可能，采用固態(tài)開(kāi)關(guān)作為控制開(kāi)關(guān)，結(jié)合PLC控制，以及必要的電路，設(shè)計(jì)出適合煤礦井下無(wú)觸點(diǎn)電氣開(kāi)關(guān)控制電路。

（二）固態(tài)開(kāi)關(guān)。本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新部分在于，利用固態(tài)開(kāi)關(guān)較好的解決電氣開(kāi)關(guān)機(jī)械動(dòng)作時(shí)引起電弧火花的問(wèn)題。

固態(tài)開(kāi)關(guān)優(yōu)越性表現(xiàn)在：沒(méi)有拉弧現(xiàn)象，不會(huì)因電弧短路引起的短路問(wèn)題產(chǎn)生火災(zāi)事故；不采用觸點(diǎn)電器的電磁線(xiàn)圈，能極大程度地降低電能的損耗；即使頻繁的起動(dòng)，也不會(huì)發(fā)生由于開(kāi)關(guān)故障引起造成的損失；由于沒(méi)有任何可動(dòng)的機(jī)械部件和機(jī)械動(dòng)作，固態(tài)開(kāi)關(guān)由電路狀態(tài)來(lái)變換實(shí)現(xiàn)通、斷功能；壽命長(zhǎng)、噪聲小、靈敏度高、控制方便、受電磁干擾??；交流型SSR采用過(guò)零觸發(fā)的技術(shù)，使得固態(tài)繼電器能直接作用在計(jì)算機(jī)輸出接口上。對(duì)于節(jié)約金屬類(lèi)資源具有一定積極性。

（三）JDB電機(jī)綜合保護(hù)器。其工作原理是將電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器串接于電動(dòng)機(jī)電源回路中，通過(guò)采集電源回路的電流、電壓等到信號(hào)來(lái)反映電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、工況。通過(guò)微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使其功能非常強(qiáng)大。裝設(shè)電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，能保證在大型電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)斷相和過(guò)流運(yùn)行時(shí)及時(shí)切斷工作電源，保護(hù)電動(dòng)機(jī)免受損壞。

（四）雙向可控硅控制固態(tài)開(kāi)關(guān)。本設(shè)計(jì)選用雙向可控硅控制固態(tài)開(kāi)關(guān)。雙向可控硅是適用于遠(yuǎn)距離頻繁操作場(chǎng)合的理想半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，具有通、斷負(fù)載電流的能力，能有效的消除接點(diǎn)顫動(dòng)的問(wèn)題。此外，由于雙向可控硅總是在電流過(guò)零時(shí)關(guān)斷，因此具有元件數(shù)量少，電弧不易產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)。

三、PLC與固態(tài)開(kāi)關(guān)的應(yīng)用

Plc與 固態(tài)開(kāi)關(guān)結(jié)合使用，能直接與計(jì)算機(jī)接口相連驅(qū)動(dòng)負(fù)載，簡(jiǎn)化了外部接線(xiàn)。動(dòng)作過(guò)程為，合上開(kāi)關(guān)，給液晶觸摸屏一個(gè)啟動(dòng)的命令，Plc控制雙向可控硅固態(tài)開(kāi)關(guān)，固態(tài)開(kāi)關(guān)得到觸發(fā)信號(hào)導(dǎo)通，從而帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)行。同時(shí)，相應(yīng)的繼電保護(hù)模塊檢測(cè)電路運(yùn)行，伴有漏電閉鎖、斷相、過(guò)載、短路等保護(hù)。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文提出了，采用無(wú)觸點(diǎn)電氣開(kāi)關(guān)來(lái)替代傳統(tǒng)交流接觸器、真空接觸器等有觸頭的電氣開(kāi)關(guān)作為煤礦井下系統(tǒng)的控制開(kāi)關(guān)部分，旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井現(xiàn)代化的控制與管理，能實(shí)現(xiàn)從根源上解決煤礦井下電氣火花、粉塵所帶來(lái)的安全隱患問(wèn)題。同時(shí)無(wú)觸點(diǎn)電氣控制更加符合當(dāng)今煤礦工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，因此，研究礦用無(wú)觸點(diǎn)電氣開(kāi)關(guān)具備可行性研究?jī)r(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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篇(7)

針對(duì)上述人才培養(yǎng)目標(biāo)，在電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系設(shè)置和教學(xué)模式上應(yīng)充分體現(xiàn)其特點(diǎn)。為此，我們通過(guò)多門(mén)基礎(chǔ)、專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)，對(duì)電氣專(zhuān)業(yè)課程體系、課程設(shè)置，特別是課程教學(xué)改革、實(shí)踐與創(chuàng)新教學(xué)的改革進(jìn)行了探究和實(shí)踐，形成了以專(zhuān)業(yè)課程群為教學(xué)背景，基于“項(xiàng)目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)組織形式，結(jié)合專(zhuān)業(yè)技能競(jìng)賽的教學(xué)新模式，體現(xiàn)了電氣專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新性和實(shí)踐性人才培養(yǎng)的特點(diǎn)。

1 構(gòu)建具有創(chuàng)新性的專(zhuān)業(yè)課程群體系

電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)是一個(gè)工程性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)，其專(zhuān)業(yè)范圍主要包括電工基礎(chǔ)理論、電氣裝備制造和應(yīng)用、電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制3個(gè)部分。因此專(zhuān)業(yè)課涵蓋的范圍比較廣，涉及學(xué)科較多。在我院，該專(zhuān)業(yè)課程體系按照綜合教育模塊—學(xué)科教育模塊—專(zhuān)業(yè)教育模塊—專(zhuān)業(yè)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)模塊的體系設(shè)置。其中，綜合教育模塊和學(xué)科教育模塊是公共基礎(chǔ)課，進(jìn)行通識(shí)性教育；專(zhuān)業(yè)教育模塊包括專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)方向選修課和專(zhuān)業(yè)相關(guān)選修課，是培養(yǎng)電氣專(zhuān)業(yè)本科人才的核心課程教育模塊；專(zhuān)業(yè)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)模塊包括課程綜合實(shí)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)兩部分，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要部分。專(zhuān)業(yè)教育課程設(shè)置見(jiàn)表1。

表1 電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程體系

以往各門(mén)課程的講授都是各位教師孤立授課，授課內(nèi)容、案例、實(shí)驗(yàn)都是各自為政，學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)束后無(wú)法建立整體觀，理論知識(shí)無(wú)法融會(huì)貫通和靈活應(yīng)用。為了克服這一現(xiàn)象，并適應(yīng)社會(huì)對(duì)電氣專(zhuān)業(yè)人才的需求，培養(yǎng)具有電氣專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)、實(shí)踐能力強(qiáng)和富于創(chuàng)新的電氣人才，需要對(duì)專(zhuān)業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)功能進(jìn)行進(jìn)一步的改革和調(diào)整。我們根據(jù)課程性質(zhì)以及課程間的聯(lián)系，將專(zhuān)業(yè)課程劃分為3個(gè)課程群：

（1）電氣傳動(dòng)類(lèi)課程群：由電力系統(tǒng)基礎(chǔ)、電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、電氣控制及PLC技術(shù)、傳感器與現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)和單片機(jī)原理及接口技術(shù)6門(mén)課程組成，是電氣自動(dòng)化的主干課程群，主要教學(xué)目的是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電子電路的控制和電機(jī)參數(shù)的檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)交直流電機(jī)的調(diào)速和控制[1]。

（2）控制類(lèi)課程群：由自動(dòng)控制原理、現(xiàn)代控制理論、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、控制系統(tǒng)仿真5門(mén)課程組成。其主要教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)中控制理論與方法的掌握。

（3）信號(hào)處理類(lèi)課程群：由信號(hào)分析與處理、DSP原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)3門(mén)課程組成。其主要教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)信息處理和分析方法與實(shí)踐應(yīng)用的掌握。

綜上可見(jiàn)，每個(gè)課程群由多門(mén)基于教學(xué)內(nèi)容相互貫通、相互融合的課程構(gòu)成。課程群中各門(mén)課程的理論知識(shí)具有較強(qiáng)的銜接性和連貫性，并存在知識(shí)點(diǎn)覆蓋、重復(fù)的現(xiàn)象。因此在進(jìn)行課程教學(xué)過(guò)程中，對(duì)課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮課程群教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與整合，在教學(xué)內(nèi)容、形式、實(shí)踐、考核等方面需要體現(xiàn)課程群內(nèi)部課程的相關(guān)性和綜合性，充分利用課程內(nèi)容上的關(guān)聯(lián)性相互支撐和強(qiáng)化，培養(yǎng)學(xué)生以工程項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)模式。我們基于電氣傳動(dòng)類(lèi)課程群進(jìn)行教學(xué)新模式探討。

2 電氣傳動(dòng)類(lèi)課程群教學(xué)新模式

2.1 調(diào)整并優(yōu)化課程內(nèi)容

電氣傳動(dòng)類(lèi)課程群是專(zhuān)業(yè)課程體系中的重要組成部分，6門(mén)課程覆蓋二、三年級(jí)，既有專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，也有專(zhuān)業(yè)方向選修課和專(zhuān)業(yè)相關(guān)選修課。其中，電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)是專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，主要講授電機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和原理，著重分析三相異步電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)知識(shí)，如啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速性能及相關(guān)的計(jì)算；電力電子技術(shù)主要講授電力電子器件制造技術(shù)和變流技術(shù)，如整流、逆變、斬波、變頻、變相等；運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要講授直流調(diào)速、交流調(diào)速和隨動(dòng)系統(tǒng)；電氣控制及PLC技術(shù)涉及電氣基本控制方法及系統(tǒng)設(shè)計(jì)、可編程控制器原理及應(yīng)用等知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生電氣控制分析與設(shè)計(jì)的能力；單片機(jī)技術(shù)主要講授基于微處理器的數(shù)據(jù)采集、顯示、驅(qū)動(dòng)等內(nèi)容；傳感器與現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)主要是對(duì)傳感器和常見(jiàn)檢測(cè)手段的介紹。

可見(jiàn)，基于課程群的教學(xué)必須具有整體觀和統(tǒng)一性，課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，需要綜合考慮各課程內(nèi)容之間的聯(lián)系，避免相同內(nèi)容重復(fù)講授；同時(shí)需要注重基礎(chǔ)知識(shí)與專(zhuān)業(yè)知識(shí)之間的相互銜接，在教案、案例設(shè)計(jì)上統(tǒng)一規(guī)劃，強(qiáng)調(diào)知識(shí)體系的完整性與系統(tǒng)性。

在課程群課程教學(xué)過(guò)程中，可以將同一實(shí)際項(xiàng)目貫穿于整個(gè)課程群教學(xué)中，例如圍繞交流電機(jī)或直流電機(jī)的速度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行舉例，不同的課程對(duì)應(yīng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的不同部分進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)講解：電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要圍繞電機(jī)結(jié)構(gòu)、性能和調(diào)速方法設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容；電力電子技術(shù)則可著眼于電器原件的選型、主電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)的計(jì)算等進(jìn)行講解；傳感器與現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)闡述了速度檢測(cè)的方法選擇、檢測(cè)電路和具體實(shí)現(xiàn)方法；電氣控制及PLC技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)則解釋監(jiān)控系統(tǒng)可以用兩種形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目貫穿于多門(mén)課程，即實(shí)現(xiàn)了從理論分析到具體實(shí)現(xiàn)的整個(gè)過(guò)程。當(dāng)完成該課程群教學(xué)后，學(xué)生將建立起一個(gè)完整而生動(dòng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，具有較好的教學(xué)效果。

2.2 三層次實(shí)踐教學(xué)

課程群的實(shí)踐教學(xué)分成3個(gè)層次：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、綜合實(shí)踐教學(xué)和競(jìng)賽創(chuàng)新教學(xué)。

2.2.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

該層次的實(shí)踐教學(xué)主要是對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證，讓學(xué)生加深對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)除了在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行外，還根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容，在理論課程中引入多種仿真軟件，如Simulink，Protus，Multisim對(duì)相應(yīng)控制系統(tǒng)和電路系統(tǒng)進(jìn)行仿真。讓學(xué)生 深刻理解理論知識(shí)，并適當(dāng)讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)際操作獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.2.2 綜合實(shí)踐教學(xué)

為了體現(xiàn)課程群實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)放性、研究性和創(chuàng)新性[2]。我們?cè)隍?yàn)證性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)課程體系特點(diǎn)開(kāi)發(fā)了綜合性實(shí)驗(yàn)。如在完成檢測(cè)技術(shù)和單片機(jī)兩門(mén)課程的學(xué)習(xí)后，需要完成大論文的實(shí)踐訓(xùn)練和基于單片機(jī)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開(kāi)放性論題。鼓勵(lì)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，完成對(duì)某一環(huán)境參數(shù)的監(jiān)控設(shè)計(jì)。

2.2.3 競(jìng)賽創(chuàng)新教學(xué)

結(jié)合課程，鼓勵(lì)不同年級(jí)的學(xué)生參加各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽，形成課程學(xué)習(xí)—教學(xué)實(shí)踐—創(chuàng)新競(jìng)賽相結(jié)合的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力。例如：在完成電子技術(shù)、電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新（1）學(xué)習(xí)后，組織學(xué)生參加全國(guó)電子設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)大賽；學(xué)習(xí)完單片機(jī)原理及接口技術(shù)、傳感器與現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)、電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新（2）后，組織學(xué)生參加全國(guó)單片機(jī)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)大賽；在完成電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新（3）和專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)踐后，組織學(xué)生參加物聯(lián)網(wǎng)全國(guó)創(chuàng)新類(lèi)大賽。近幾年已有多名學(xué)生參加了競(jìng)賽并獲得了佳績(jī)。這一與競(jìng)賽相結(jié)合的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式激發(fā)了學(xué)生的興趣，并加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.3 與技能認(rèn)證相結(jié)合

在教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合電氣工程師類(lèi)認(rèn)證考試設(shè)置教學(xué)知識(shí)點(diǎn)和重點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生參加各類(lèi)電工電氣類(lèi)工程師認(rèn)證，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，并且為學(xué)生的就業(yè)提供保障。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于課程群的教學(xué)模式，可以讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)將各門(mén)專(zhuān)業(yè)課程有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程的整體把握、完整理解和綜合應(yīng)用；多層次的實(shí)踐教學(xué)激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并鍛煉了實(shí)際動(dòng)手能力；教學(xué)與技能認(rèn)證的培養(yǎng)方式提高了學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。我們已經(jīng)按照該方案在某些課程上進(jìn)行了改革探索，并取得了一定的效果。但是在具體實(shí)施過(guò)程中仍存在較多的困難，如課件整體規(guī)劃存在難度，不同課程教師的配合度以及學(xué)生的接受能力和考核方式的具有局限。我們將在后續(xù)的課程建設(shè)中繼續(xù)努力，找到一條真正適合的教學(xué)之路。

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