电气自动化类论文范文

导语：如何才能写好一篇电气自动化类论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：电气自动化技术 应用电力系统 发展前景

中图分类号： TM712 文献标识码： A 文章编号：

一．引言

我国对电气自动化技术的研究与发展始于上世纪50年代，它是一门综合性较强的技术学科，也是生产现代化的一种标志，近些年，计算机技术、通信技术、电子技术及嵌入式技术迅猛发展，也促进了电气自动化技术在各行各业的应用取得了很大的进展。也引发了工程领域的一场技术革命。电气自动化让各个行业都走进了现代的、先进的生产方式与管理领域，走入了自动化发展阶段。电力系统的发展使对电力的生产、传输及计量等提出了更高的要求，因此，将自动化技术应用于电力系统是行业发展的必要，自动化技术也是电力行业的发展中发挥出越来越重要的作用。

二．自动化发展趋势。

自动控制技术正趋向于智能化、最优化、协调化、适应化、区域化发展。在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用，保证了控制操作的高可靠性。在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。

自动化的发展则趋向于：

（1）. 由开环监测向闭环控制发展，例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)；

（2）. 由高电压等级向低电压扩展，例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)；

（3）. 由单个元件向部分区域及全系统发展，例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展；

（4）. 由单一功能向多功能、一体化发展，例如变电站综合自动化的发展；

（5）. 装置性能向数字化、快速化、灵活化发展，例如继电保护技术的演变；

（6）. 追求的目标向最优化、协调化、智能化发展，例如励磁控制、潮流控制；

（7）. 由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展，例如管理信息系统在电力系统中的应用。

三．机电自动化中电气自动化技术应用方向。

1. 电力系统自动化实时仿真系统的应用。

该仿真系统在可提供大量实验数据的前提下，还可多种电力系统的暂态及稳态实验同步进行，还能用以协助科研人员测试新装置，且多种控制装置都能与其构成闭环系统，从而为灵活输电系统及研究智能保护的控制策略提供了一流的实验条件。电力系统数字模拟实时仿真系统的引进，方便了对电力系统负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行深入研究，从而建成具备混合实时仿真环境的实验室。

2. 综合自动化技术与智能保护的应用。

目前，国内的综合自动化领域的研究已达到国际先进水平，智能自动化保护技术领域的研究相对处于国际领先水平，研制的分层式综合自动化装置能够适用于各种电压等级电站。将国内外最新的人工智能、网络通信、微机新技术、自适应理论、综合自动控制理论等应用于电气自动化保护装置中，对电力系统自动化保护的新原理进行了研究，可以大大提高电力系统的安全水平，使得新型保护装置具有智能控制的特点。

3. 电力系统中人工智能的应用。

电力系统及其元件的故障诊断、运行分析、规划设计等方面将模糊逻辑、专家系统以及进化理论应用到实际研究，并且结合电力工业发展的需要，开展了电力系统智能控制理论与应用的研究，同时也开展了在上述实用软件研究的基础上以提高电力系统运行与控制的智能化水平。

4. 电力系统配电网自动化技术。

该技术采用的模型为最新国际标准公共信息模型，输电网的理论算法采用与配网实际与高级应用软件相结合，负荷预测时配合应用人工智能灰色神经元算法进行，最后进行潮流计算时采用配网递归虚拟流算法。电力系统配电网自动化技术取得了重大技术突破，主要表现在信息配网一体化、高级应用软件、配网模型、中低压网络数字方面，最终，解决了载波正在配电网上应用的路由、衰耗等技术难题，正是因为采用数字信号处理技术，才得以提高了载波接收灵敏度。

四．电气自动化在办公自动化中的应用。

1. 办公系统需要实现自动化。

办公系统主要应用于企事业单位的管理系统等方面，构建企业自动化管理系统需要很多技术的支持，例如计算机技术，通信技术及自动化技术。自动化办公系统是提高工作效率与管理效率的有效方法，因此，实施办公自动化信息战略是企事业实现现代化办公的需求与趋势。企业的办公系统实现自动化可以基于软件来实现，也可基于硬件与软件相结合的方法来实现，但是要注意到系统的开放性，可扩充性及升级的简易性。现行的办公系统还要具有良好的兼容性，这样可以有效的节约系统的资源，还可以节约成本，在实际的办公自动系统中已经有了很多成功的案例。

2. 办公自动化的技术平台。

当前，有代表性的三种主流的办公自动化技术主要有三种，既LotusDomino/Notes平台上办公自动化系统，它也是最早的办公自动化应用系统；基于Microsoft平台的办公自动化系统模式，主要采用WinNT/2000操作系统，以ASP为开发语言提供内容存储；还有就是基于基于Jsp/Java平台的办公系统，其实现原理与上一种技术基本是一样的，只在是使用的开发语言上略有不同，且其在系统的维护上费用较高。这三种技术平台在设计与实施办公自动化系统上有不同的应用领域，也是推动办公系统自动化进程的主要技术。现在已经演变出更多的技术来实现办公自动化。

3. 办公自动化系统的核心功能的实现。

办公自动化系统的核心功能主要是公文的收文、批阅、流转与存档等。但在对公文处理一岙会涉及到公文的流转，其过程实现是较为复杂的，在开发的过程中也会受到很多方面的制约。其中有公文的查阅权限调协，公文的、修改、删除等操作，都要在办公自动化系统中实现，其中的关键技术主要有数字签名技术、传输加密技术以及审批身份验证技术等。办公自动化系统核心功能的划分与实现要与客户的需求分析为依据，其主要原则则是要达到理念优先、技术先进、功能齐全、性能优良、价格合理。这些也是办公自动化系统发前的前景与方向。

五．电气自动化在汽车性能设计上的应用。

近些年，我国的经济取得了很大的发展，但是伴随着汽车数量的增加与路况复杂程度的不断提高，驾驶的难度也越来越高，并且开始逐渐融入人类的能力范畴。当前，汽车驾驶自动化的实现主要借助于计算机技术及控制技术来实现。现在，汽车的竞争已经进入了白热化的状态，汽车生产厂家都下大力气在汽车性能的提升上，其中自动化就是它发展的一个重要方向。驾驶者可以在计算机的协助下将驾驶工作逐渐转移到用自动化技术来实现，通过厂商的大力发展，自动化技术在提升道路利用率，降低车辆的制造成本及燃油消耗方面都取得了进展与突破，收获了可观的经济效益。

六．发展前景。

1. 电气自动化工程系统的统一化。统一电气自动化工程系统对电气自动化产品的设计、测试、开机、维护都有重要意义。能够把开发系统从运行系统中独立出来，这对电气自动化工程控制系统来说，是跨越性的一步，能够将系统通用化。系统的网络应该保证现场的设施、监管体系、企业工程的管理数据保持共通。

2. 电气自动化工程控制系统的市场化。产品想长久的发展，就要深化制造部门的体制改革，还要关注市场化的影响，以便保证产品能够满足市场的需要。同时，企业不仅要在技术的开发上投入，还要使零件的配套生产市场化、专业化。产业市场化是产业发展的必然趋势，这对提升资源配置效率有着显著的促进作用。

3. 电气自动化控制系统的标准化接口。采用微软公司的标准化技术后，工程的成本大大降低了，成功地实现了数据资源的共享。考虑到自动化系统策划方案的重要，当企业进行系统连接时，必须采用微软操作系统，那么这种情况下办公室使用的就是 IP 系统，管理系统和自动化控制之间联系的建立就是通过 PC 系统。程序标准化接口使厂家之间的数据交换有了保证，解决了通讯产生的难题。

4. 电气自动化工程的生产将更加的安全。安全防范技术的集成化是电气自动化工程控制系统的一个发展方向，重点就是保证系统的安全。在非安全状态下，用户要如何选择才能实现安全。在分析我国市场的发展特性后，我们应该从最高安全级别开始，逐渐延伸到安全级别低的领域，硬件设备与软件设备，公共设施层与网络层，实现对此系统的安全设计的全面研究。

5. 电气自动化工程控制系统的创新技术。在我国电气自动化发展计划的指导之下，随着市场化的环境，不断提升电气自动化工程控制系统的创新能力。并且企业不断吸收创新技术以提升自身的创新能力，而科研的投入，为电气自动化的创新提供了更加广阔的空间，加强政策上的扶持，健全、完善机制对创新都是非常有利的。目前我国企业主要生产一些中低档次的产品，产品主要服务于中小型的项目，企业应该打开自主创新的新局面，转换经济增长模式，逐渐提升创新能力。

电气自动化可以与地球数字化互相结合。此设想包含了自动化的创新经验，可以把大量的相关数据整体为坐标，最终成为一个电气自动化数字地球。将信息全部放入计算机中，与网络结合，不管人们在什么地方，根据地球地理坐标，便能知道任何地方的数据信息。还可以加强企业与相关院校之间的合作。鼓励企业到此专业的学校中建立车间，进行技术生产等，建立学习形生产培训基地。还可以走入企业进行教学。将实践能力和理论学习结合在一起。此外，还要与现代网络联系起来，积极利用已有的科学技术。加强专业培训，提供研究人员水平等。

七．结束语

电气自动化技术我国有几十年的发展历程，其中经过了多次变革与专业的调整，但是由于其应用范围广泛，在社会的各种生产层面都会有所应用，与其他科学技术相结合，也对推动了社会生产力的发展，促进了各个行业的发展。电气自动化技术与其他科学技术的结合与渗透革新了传统的方法与理念，必将为我国经济发展起到了重要的作用。

参考文献：

[1] 范海蛟. 关于机电自动化实际应用的分析 [期刊论文] 《北京电力高等专科学校学报(社会科学版)》 -2012年8期.

[2] 孙永和Sun Yonghe. 楼宇自动化技术在医院机电设备管理中的应用 [期刊论文] 《中国医院管理》 -2005年5期.

[3] 姜新星 姜浩． 电气自动化技术在煤炭工业中的应用 [期刊论文] 《机电信息》 -2012年21期.

[4] 房付玉. 电气自动化技术在煤矿生产中的应用 [期刊论文] 《产业与科技论坛》 -2011年23期.

[5] 范翔. 试论机电自动化技术及其发展 [期刊论文] 《科技创新与应用》 -2012年10期.

[6] 董玉泉. 试论机电自动化技术及其发展. [期刊论文] 《科技创业家》 -2013年3期

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我国在实现经济实力不断提升的同时，在科学技术领域也取得了十分瞩目的成绩。电力行业的发展与其他行业发展息息相关，是国家社会经济、文化等各项事业发展的基础力量。随着科学技术的不断发展和应用，其在电气行业中也得到十分广泛的运用。本文主要分析电气自动化技术在电力工程中的应用，旨在为促进电气行业实现健康发展提供一定的借鉴。

关键词：

电气自动化技术；电力工程；电网调度

由于新技术在电气企业中的广泛运用，电力自动化技术不断成熟起来，而且在电力工程的发展过程中发挥着举足轻重的作用，促使电气自动化持续发展。电气自动化技术能够有效利用其自动控制和自动检测功能，实现对电力系统的实时监控与远程性调节和控制。当前，我国的信息化技术水平逐渐提升，运用信息监测技术实现对整个电力工程的远程化操控。但是，电气自动化技术如何在电力工程中实现有效运用成为影响其发展的重要问题之一。

1电气自动化技术概述

电气自动化技术涉及到的电气装置功能有自动控制及检测功能，其能够有效实现对电力系统相关的远程性控制以及远程调节、监控。社会经济的不断发展带来电气企业的新生命，很多新型技术层出不穷，促使电力工程的自动化技术明显提升，电气自动化开始发展起来。后来，在信息化技术不断推进的过程中，电力工程不仅能够实现远程管理及控制，还能够运用信息技术监测完成大量工作。电气自动化技术可凭借网络对工程相关信息展开全方位分析及整理，使得电力系统实现稳定运作和发展。在运用电气自动化设备的过程中，电力工作人员的工作压力大大降低，在遭遇紧急情况的时候可采取有效的措施进行处理，进而保证电气工程实现稳定运行和发展。此外，电气自动化技术的使用范围相对较广，从电气的开关一直到整个电气工程都可运用，是推动电气工程持续进步的重要条件。

2电气自动化技术的实际运用意义

2.1提升电力系统自动化水平

我国总体科技水平的提升带动了电气自动化相关技术的发展。电气自动化技术在实际运用的过程中能够有效提升电力系统的自动化水准，利于电力工程的健康发展。电气自动化技术的运用对于电气设备的相关性能有更高的要求，需要对于现有的一些设备进行更新和升级，带动电气企业相关设备的更新换代。此外，电气自动化技术能够明显提升电力工程管理水准，使得企业管理工作更具有科学性、合理性，与现代的信息化标准相符［1］。最后，电气自动化技术在电力企业中的有效运用可有效促进其自身的发展，并迎合电力系统实际运行的相关需求。

2.2便于维护

电气自动化技术在电力工程中的运用，使得其维护工作更加便利。该技术在技术水平上要求相对较高，但维护工作较为简单。电气自动化设备和计算机等相关终端设备互相连接，可通过计算机进行操作，完成对电力设备的维护工作。在日常维护的工程中工作人员需要输入自身的数据和信息，促使电力系统可实现对相关运行数据等的科学调整，从而达到设备维护的相关要求。这种维护方式不但能够有效提升企业中对人力资源的有效利用，还能够降低工作压力，提升工作效率，利于实现企业的可持续发展［2］。

2.3提高工作效率

电气自动化技术的有效运用能够明显提升电力企业相关管理部门的工作效率。电气自动化技术的运用需要首先具备一定条件，需要电气工程相关企业能够在日常管理等工作中积极创造良好的环境。因此，企业为了能够真正发挥电气自动化技术的运用效果，努力实现电气设备的更新及有关技术的完善，从而促进管理人员工作效率的提升［3］。

3电气自动化技术在电气工程中的运用

3.1电网调度

电气工程在实际运行的过程中主要以显示器及计算机相关设备为工具展开电网调度工作，这种工作方式能够为以后电网调度工作的发展和研究提供信息依据。加入电气自动化技术之后，工作人员能够针对电网的实际运行状况展开实时监控，并快速传递相关信息数据等，促使电网调度的工作稳定开展。电网调度在整个电气工程中能够发挥重要作用，要想实现电气运行的有序发展，就需要高效完成电网调度工作［4］。传统意义上的电网调度工作中，一些工作人员不能及时对电力故障了解到位，导致一些安全事故发生并造成重大经济损失。运用电气自动化技术之后，工作人员可有效借助屏幕对电网实际运行的情况进行实时监控，尽快发现故障，并寻求解决办法，降低电力运行风险。

3.2变电站

由于电气自动化技术属于以计算机、现代化通信技术等相关电子技术为基础的技术类型，其能够使得电力企业实现对变电站设备的有效整合及优化设置，促使相关企业的人力资源利用率得到明显提升，并减少工作人员的工作量，降低工作压力，使得电力企业实现更快发展。因此，电气自动化技术运用在变电站的工程中，工作人员能够有效检测变电站设备日常的运行状况，促使电气设备的相关性能得到更为有效的发挥，保证电力系统的安全和稳定发展［5］。此外，电气自动化技术的有效运用促使一些传统设备开始被淘汰，变电站相关的电力运行状态被更好地管理和控制，实现电气设备的智能化发展。变电站运行过程中涉及的大量任务都需要借助电气自动化技术来得到实现，这为促进电力现代化的健康发展提供了良好的条件。

3.3分散测控系统自动化及计算机系统

分散测控系统属于发电厂日常运行系统的一部分，其主要通过高速数据通讯网络及工程师工作站等针对其日常生产的状态实现全程监控及测试。工作人员能够凭借过程控制单元在实际生产时有效接收电气量等相关信息，对运算得到的结果及相关参数等进行分析和处理，并完成对电网的监控工作，促使电气自动化的维护和控制等相关性能取得持续性提高。此外，电力工程中电气自动化技术的运用，有效引入了计算机操作系统，及时记录电力信息，并反馈电气设施的具体运行状况。计算机系统的有效运用还能够有效确认相关工作人员的具体工作信息，及时控制信息误差，提高所得数据的准确性。计算机操作系统还能够用于电力工程的日常管理工作中，监控电力运行情况，对相关的数据和信息展开详细分析，监督人员的工作情况。

4结语

在未来的发展过程中，电力系统将更多地运用电气自动化技术，逐步实现人工智能化等发展，为促进电力行业的可持续发展提供技术支持。如今，在国家经济水平逐步提升的过程中，电气自动化技术发展水平随之提高，促进电力系统实现健康发展。笔者先阐述电气自动化及其实际运用的意义，接着分析电气自动化在电气工程当中的有效运用，希望为促进电气行业的可持续发展提供帮助。

作者：胡诗和 单位：成都理工大学

参考文献：

［1］储神记.电气自动化技术在电力工程中的应用探究［J］.低碳世界，2016（1）：28-29.

［2］温馨.电气自动化技术在电力工程中的应用［J］.科技创新与应用，2016（13）：184.

［3］韩占卫，赵明，刘富荣.试析电气自动化技术在电力工程中的应用［J］.中国新技术新产品，2016（20）：24-25.

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关键词：电气工程 自动化控制 城市发展

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0127-01

1 电气自动化的系统处理

通过传输信号屏蔽、设备接地信号处理、选择合适的抗干扰措施等，系统在电气方面主要是这样来实现的。在人们选择设备的时候，人们需要选择那些经过长期的实践检验后已经证明是可靠且比较稳定的设备，这样稳定可靠是设备才能很好地适应工业施工现场的非常恶劣的环境，以确保系统正常运行，尽量将故障降低到最少的程度，以便在发生故障的时候进行维护。系统组态采取软件的两次开发功能，该两次开发功能除了能够对工作流程进行动态显示之外，还能够动态显示历史数据、趋势图和棒图及其他相关数据，且具有打印功能。该系统具有的一个重要优点是易于扩充，系统保留了一些必要的接口，目的就是为厂级管理、全部过程实现自动控制设计必要的接口、界面。此外，该系统的另外一个重要优点是实用性比较强，该系统具有现场手动、仪表室内手动、自动三种控制方法，可以根据实际情况选用，满足不同的需求。在运行过程中，还有诸多的电器设备辅助进行服务，目的是为了却把一次设备的安全、可靠地运行，这样，也就可以达到某项控制功能的数个电器组建的组合，我们对此称之为二次回路或者控制回路。

2 自动控制技术优势

2.1 快速高效自动控制技术

系统在运行的过程中能够通特定的数据信息对相应的设备做出操作指令，发出的操作指令是能够即时到达的，由于如果设备不同的话，其设备的地址代码也不同，因而发出的指令十分准确，确保了精确操作，比起人工操作来说发生错误操作的概率是十分低的，因此该系统的操作是快速高效的自动控制技术，并且该自动控制技术具有十分良好的交互功能，其所具有的交互功能能够和控制中心进行数据信息的反馈，从而进一步确保了控制的精确和快速高效。

2.2 便于实现全过程全时段监控

该自动控制技术的优势除了快速高效和精确之外，还十分便于实现全过程的全时段监控。人们所实施的电气工程是全天候24小时均需要不间断运行的，按照人们平常积累的经验来进行分析，在深夜等管理的盲区容易导致管理的疏忽，是电气故障的多发时段和区域，在这些容易发生故障的多发时段和区域，人们的传统的管理模式是难以实现全程的有效的监控的。而数字化的自动控制技术恰好弥补了这一缺点，可以对工程进行全过程全时段的监控，从而避免故障的发生，确保工程的正常运行，实现了对整个系统的高效、实时的控制和调配

2.3 安全性大大提高

安全性高是自动控制技术的最大的优势，人们在进行生产的时候宁愿降低效率，但都需要确保一定的安全性特别是人身的安全性，确保人身不受到损害，毕竟生命高于一切。而电气工程往往具有一定的危险性，由于机械故障以及外部环境和人工操作的失误造成人员伤亡的事件在过去是屡见不鲜的。自动控制技术能够随时对电气系统地运行进行实时监控，其具有十分良好的技术优势和控制能力，能够及时发现并反应运行过程中的不正常情况，最大限度地避免对人员产生的危害及其他威胁。

3 电气自动化控制系统的发展现状

3.1 电气自动化工程DCS系统

所谓的DCS系统也就是分布式控制系统，“DCS”这个称呼是由英语单词缩写而来的。相对于集中式的控制系统来说，DCS系统是一种更为高级和更为先进的新型电脑控制系统，该系统是在传统的集中式的控制系统的基础至上演变和发展起来的，该系统的优点是可靠、实时和可扩充等，因为具有这些优点，DCS系统在生产生活的过程中得到了广泛应用。

3.2 集中监控方式下的自动控制系统

集中控制下自控控制系统的缺点是十分明显的，由于其在进行控制的过程中需要将所有的功能集中在某个处理器当中，其所具有的缺点中最为突出的是他的运行速度比较缓慢，导致了整个机器的运行速度也非常地缓慢。此外，该控制系统的另外一个重要缺点是主机的容量会不断地下降，因为这个系统把所有的设备都放入了监控中导致了监控数量十分大，这就需要增加电缆数量，也就是说增加了成本，且可靠性也大大降低。

3.3 信息集成化的电气自动化控制系统

电气自动化控制系统所包含的主要信息技术主要体现在：第一，在管理层面上向纵深延伸。在企业当中，企业的财务核算和人力资源管理等相关数据的存取得以特定的浏览器来进行操作，并且，对于企业的生产过程中的监督控制能够呈现出动态的、直观的画面，所以能够及时掌握企业生产相关活动中的信息资料。第二，信息技术能够在电气自动化设施、系统和机器之中进行横向的扩展比较。

4 电气系统自动化控制的发展趋势

IEC61131的颁布、OPC技术的出现和Microsoft的Windows目前被人们广泛应用到生产、工作的许多领域之中，这些技术和平台、软件的应用，使未来的电气技术和计算机技术更加紧密结合起来，计算机技术在电气工程中越来越发挥着难以取代的功能。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融和，电子商务的普及将加速着这一过程。虚拟现实技术和视频处理技术的应用必然对未来的自动化产品，比如人机界面、设备维护系统的设计等产生直接的影响。相对应的通讯能力、软件结构及易于使用和统一的组态环境显得越来越重要。

5 结语

如果没有电气自动化的支持，那么，现代工业也就无从谈起，现代工业的是在电气化的基础上发展而来的。现代电力系统是一个十分庞大的统一的整体系统，系统中的装置及其所接的用电机器设备均是一些开放性的设备，这些开放性的设备会受到周围环境的影响，因此实现电气工程的系统自动化控制是必要的。

参考文献

[1] 李修伟，陈广文.浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].民营科技，2011（1）.

[2] 王术贺，李广东.浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].黑龙江科技信息，2011（20）.

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关键词：电气控制；PLC技术；自动化；无人值守

1 引言

随着可编程逻辑控制器（PLC）技术的逐渐发展，很多工业生产要求实现自动化控制的功能，都采用PLC来构建自动化控制系统，尤其是对于一些电气控制较为复杂的电气设备和大型机电装备，PLC在电气化和自动化控制方面具有独到的优势，如顺序控制，可靠性高，稳定性好，易于构建网络化和远程化控制，以及实现无人值守等众多优点。基于此，PLC技术逐渐成为工业电气自动化控制的主要应用技术。

本论文主要结合数控机床的电气化功能的改造，详细探讨数控机床电气化改造过程中基于PLC技术的应用，以及PLC技术在实现数控机床自动化控制功能上的应用，以此和广大同行分享。

2 数控机床的电气化改造概述

2.1 数控机床的主要功能

数控机床是实现机械加工、制造和生产中应用的最为广泛的一类机电设备。数控机床依托数控化程序，实现对零部件的自动切削和加工。但是目前我国仍然有超过近1000万台的数控机床，主要依靠手动控制完成切削加工，无法实现基本的电气化和自动化控制。为此，本论文的主要的目的是基于PLC控制技术，实现数控机床的电气化改造，主要实现以下功能：

（1） 数控机床的所有电机、接触器等实现基于PLC的自动化控制；

（2）数控机床的进给运动由PLC控制自动完成，无需人工手动干预；

（3） 自动检测零部件切削过程中的相关参数，如加工参数、状态参数等等；

（4） 结合上位机能够实现对数控机床的远程控制，以达到无人值守的目的。

2.2 电气化改造的总体方案

结合上文对于数控车床的电气化、自动化改造的功能要求，确定了采用上位机与下位机结合的自动化改造方案。该方案总体结构分析如下：

（1） 上位机借助于工控机，利用工控机强大的图像处理能力，重点完成数控车床的生产组态画面显示，以及必要的生产数据的传输、保存、输出，同时还要能够实现相关控制指令的下达，确保数控车床能够自动完成所有切削加工生产任务。

（ 2）下位机采用基于PLC技术的电气控制模式，由传感器、数据采集板卡负责采集数控车床的生产数据、环境数据、状态数据等所有参数，由PLC实现对相关数据的计算，并传输给上位机进行相关数据的图形化显示和保存；另一方面，PLC控制系统还接收来自于上位机的控制指令，实现对数控车床的远程控制。

（3） 对于数控车床最为关键的控制――进给运动的控制，利用PLC+运动控制板卡的模式实现电气化和自动化的控制。具体实现方式为：选用合适的运动控制板卡，配合PLC的顺序控制，对进给轴电机实现伺服运动控制，从而实现对数控车床进给运动的自动化控制。

3 数控车床电气化自动控制改造的实现

3.1 系统改造结构设计

数控车床的电气化自动控制改造，其整体结构如下图1所示，其整体结构主要由以下几个部分构成：

3.1.1 底层设备

底层设备主要包括两个方面，首先是实现数控车床自动切削加工运转等基本功能的必要电气、机电设备，如电源模块、电机模块等，这些机电设备能够保证数控车床的基本功能的稳定可靠的实现；其次，底层设备还包括各类传感器，比如监测电机转速、温度的速度传感器和温度传感器，监测进给轴运动进给量的光栅尺等，这些传感类和数据采集类设备为实现数控车床自动化控制提供了基础数据源。

3.1.2 本地PLC站

本地PLC站主要负责接收底层传感设备传送过来的传感参数、状态参数及其他检测参数，通过内部程序的运算，判断整个数控车床的工作状态，并将其中的重点参数上传到远程控制终端进行数据的图形化显示、存储、输出打印等操作；另一方面，本地PLC站同时还接收来自于远程控制终端所下达的控制指令，比如停机、启动等控制指令，PLC站通过对相应执行器（比如电机）的控制，从而实现自动化控制的功能。

3.1.3 远程控制终端

远程控制终端主要是依赖于工控机实现的上位机数据管理和状态监控，需要专门开发一套面向数控车床加工、生产和自动控制的软件程序，以实现对数控车床的远程化、网络化、自动化控制，真正实现无人值守的功能。

基于PLC的数控车床电气自动化改造框图

3.2 PLC电气控制系统的设计实现

本研究论文以CK6140普通数量机床为具体研究对象，详细探讨其电气化、自动化控制的改造。通过上文对机床改造方案和结构功能的分析，可以确定整个机床电气化、自动化改造，一共需要实现14个系统输入，9个系统输出。结合控制要求，这里选用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，输入回路采用24V直流电源供电方式。根据对数控机床的各模块控制功能的分析，选用合适的接触器、继电器、开关、辅助触点等电气控制元件，与PLC共同实现对电气设备的控制，比如PLC通过接触器控制电机模块，PLC通过继电器控制电磁阀等部件，从而完成基于PLC控制的数控车床电气化改造。

4 结语

随着电气设备的越来越复杂，工业生产对于电气控制的要求也越来越高，基于PLC的自动化控制技术得到了广泛的应用，逐渐成为了当前工业自动化生产控制中的主流技术之一。采用PLC技术最大的优势在于实现自动化控制同时具有较高的可靠性和抗干扰能力，极大的避免了由于采用单片机技术而造成的系统不稳定现象。本论文结合电气控制详细探讨了PLC自动化技术的应用，给出了具体的系统设计实例，对于进一步提高PLC自动化技术的工业化应用具有很好的指导和借鉴意义。

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【关键词】机电自动化；优点和效益；应用领域；发展趋势

前言

机电自动化是现代科学技术迅猛发展的必然结果，是人类向着自动化方向发展的基础，是人类社会从事生产生活的的关键环节，在人类社会不断朝着自动化发展中起着至关重要的作用。机电自动化不但能够提高生产力，促进生产迅猛发展，更在很大程度上方便了人们的生活。

一、机电自动化系统的优点和效益

1、使用安全性和可靠性提高

机电自动化产品一般都具有自动监视，报警，自动诊断，自动保护等功能，降低了故障率，提高了设备的使用安全性，并使产品寿命得到延长。

2、具有复合功能，适用面广

机电自动化产品一般具有自动化控制，自动补偿，自动校验，自动调节，自动保护和智能化多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求，应变能力较强。

3、生产能力和工作质量提高

机电自动化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动化控制系统可精确的保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证佳的工作质量和较高的产品合格率。同时，由于机电自动化产品实现了工作自动化，所以生产力大大提高。

二、机电自动化技术的主要应用领域

机电自动化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及到生产过程的所有领域，因此，机电自动化产品的种类很多，而且在不断增加。按照机电自动化产品的功能，可以将其分为下述几类。

1. 信息控制类，主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外，机电自动化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类

2.设备类，主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。

3.机电结合类，主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。

4.电液伺服类，主要产品为机电液一体化的伺服装置， 如电子伺服万能试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服阀。

5. 数控类，主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。

机电自动化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看，机电自动化产品具有自动化、智能化和多功能的特性，而实现这种多功能一般需要机电自动化产品具备五种内部功能，即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能，而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电自动化产品的总体或系统。

三、机电自动化技术的发展趋势

机电自动化是多学科交义的一种学科，它集光学、计算机、信息等学科，它在历史的长河中不断发展，不断的进步，并且促进了技术的不断发展，机电自动化的进步可以归结以下个方面：

1、绿色化

现代工业的发展给人们生活带来巨大的变化。物质丰富，生活舒适，然而资源减少，生态环境受到了严重的影响。此时，人们倡导保护白然，回归白然。绿色产品概念在这种情况下出现了，所以，绿色化渐渐成为时代的主题。绿色产品在其设计、制造等一系列过程中，环境和人类的要求不断的增加，对生态资源要求高，利用率却不断增加。有效的设计绿色机电化产品，具有未来远大的前景。机电自动化产品的绿色化主要凸显在使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

2、自动化

自动化是动态化的，前瞻未来机电自动化技术，更加注重产品和人的人性结合，机电自

动化技术的人格化有两个方面：一是如何给自动化实现更加人的一些功能，显得越来越重要，特别像家用机器人，更加凸显出人机一体化技术：二是模仿生物机理，研制出各种机电自动化技术产品。其实，很多机电自动化技术产品都是在动物的灵感下研制出来的

3、电气自动化控制系统的标准化接口。采用微软公司的标准化技术后，工程的成本大大降低了，成功地实现了数据资源的共享。考虑到自动化系统策划方案的重要，当企业进行系统连接时，必须采用微软操作系统，那么这种情况下办公室使用的就是 IP 系统，管理系统和自动化控制之间联系的建立就是通过 PC 系统。程序标准化接口使厂家之间的数据交换有了保证，解决了通讯产生的难题。

4、 智能化进入

21世纪，智能化成为机电自动化的一个重要方向，人工智能越来越受到人们的重视，人机智能化成为一个重要的应用之一，所谓智能化是对机器行为等一切理论基础上的，运用人工智能，计算机，动力学等学科，使她逐渐成为自动化产品的智能，但是要完全和人一样的智能是不可能的，从多个方面考虑，高性能，速度的微处理器使自动化技术产品赋了低级职能，都是完全可以实现的。

5、电气自动化工程控制系统的创新技术。在我国电气自动化发展计划的指导之下，随着市场化的环境，不断提升电气自动化工程控制系统的创新能力。并且企业不断吸收创新技术以提升自身的创新能力，而科研的投入，为电气自动化的创新提供了更加广阔的空间，加强政策上的扶持，健全、完善机制对创新都是非常有利的。目前我国企业主要生产一些中低档次的产品，产品主要服务于中小型的项目，企业应该打开自主创新的新局面，转换经济增长模式，逐渐提升创新能力。

电气自动化可以与地球数字化互相结合。此设想包含了自动化的创新经验，可以把大量的相关数据整体为坐标，最终成为一个电气自动化数字地球。将信息全部放入计算机中，与网络结合，不管人们在什么地方，根据地球地理坐标，便能知道任何地方的数据信息。还可以加强企业与相关院校之间的合作。鼓励企业到此专业的学校中建立车间，进行技术生产等，建立学习形生产培训基地。还可以走入企业进行教学。将实践能力和理论学习结合在一起。此外，还要与现代网络联系起来，积极利用已有的科学技术。加强专业培训，提供研究人员水平等。

四、结束语

由此可见，作为多门科学技术发展的结晶成果，机电自动化代表着社会的生产力已经发展到了一个必然的全新阶段，各个行业的发展将极大地有赖于该项技术的推动，传统的理念和方法得到了变革创新，其重要性肯定会在我国今后的经济发展中得到越来越多的体现。

【参考文献】

[1]金孜，孙启成，任明.办公自动化的应用管理[J].东北水利水电，2007，（8）：2-3.

[2]徐文，罗建中，钱伟.污水处理厂的自动化应用[J].广西轻工业，2009，（12）：51-53.

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关键词 电气自动化 课程 教学设计

中图分类号：G424 文献标识码：A

1 电气自动化控制系列课程分析

电气自动化控制系列课程中包含了许多门专业课，如：电路、模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术等等很多门专业课。电气自动化控制系列课程是学生以后专业技能的基础，学习效果的好坏直接关系到了学生以后的就业问题，可见电气自动化控制系列课程对学生的重要性。传统的电气自动化控制系列课程以理论知识为核心，实验作为辅助的教学手段。教学过程中以理论知识为主线，一切都是以理论知识为主线。的确，如果没有坚实的理论知识是什么都做不了的，但是各高校教师在理论知识为主线的教学环境中的同时自己的意识也受到了影响，对实验和实践环节都放松了，所以会导致学生在毕业之后再遇到一线设备的操作维护、查询故障、排除故障问题的时候就不知所措，导致了大批的“纸上谈兵”的学生。还有就是目前各高校的教学考核系统尚不完善，考场作弊的现象非常严重，制定出一个严格的教学考核系统对电气自动化控制教学的设计也是非常重要的。

2 电气工程自动化控制课程教学设计

2.1 电气工程自动化控制系列课程的设计理念

CDIO 设计理念：将教师或者经典的实际项目引入到电气工程自动化控制课程设计中，通过实施项目的 C（构思）-D（设计）-I（实施）-O（运作）完整过程，如果这样做会使得学生不仅牢靠地掌握了专业课的知识，又能使学生了解到在工作现场是如何运用已学的知识，使得学生在理论知识和工作现场技能两方面得到了很好的锻炼。

集成化课程设计理念：可以把一个完整的项目引入到电气工程自动化控制的课程中来，我们把这个项目称作“Ⅰ”项目，“Ⅰ ”项目里面包含许多门专业课，再把这个“Ⅰ ”项目中的每个分支拿出来分发给各个专业课的教师我们把它称作项目“Ⅱ”教师通过讲解各个分支使学生获得专业知识，学生在获得专业知识的同时又具备了整体的概念，把“Ⅱ”项目和“Ⅰ ”项目有机的联系到了一起，这样就做到了把电气工程自动化课程集成化的目的，这样做能让学生能够更好、更快、更完整的掌握了各门专业课知识。

2.2 教学方法与手段设计

由于社会的经济、环境不断发展原有的教学设计已经不能满足学生的对专业知识的需求，所以我们要对原有的教学方法和手段设计进行改革，新的教学设计中要突出实践性、应用性和实践性，因此电气工程自动化控制系列的教学设计的教学手段也要进行相应的调整，根据每门课现有的条件采用“教”、“学”、“做”一体的手段进行教学设计。

2.3 重构教学内容体系，无缝对接教学与生产

现有的教学内容只要是以理论知识为主线，有很多的学生虽然掌握了理论知识，但是在以后的工作中遇到实际问题仍然是不知从何入手，导致工作后工作效率低，最终影响自己的专业生涯。所以我们要重构教学内容体系，把原有的电气工程自动化控制系列课程中的理论知识缩减三分之一，把实践内容融合到教学内容中去，因为原有的理论知识抽象、难理解，还有就是学生在学习枯燥乏味的理论知识的时候会思索一个问题，学了这个知识能在以后的哪些地方用到？学生们找不到答案就会认为学习它们也没有太大的用处，所以有的学生干脆放弃了学习，但是我们一旦把实际问题引入到教学环境中去，这个问题就迎刃而解。再把教学和生产有机地统一在一起之后还会激发学生无穷的兴趣，学生们会根据自己的兴趣去把理论和实际生产的知识牢牢地掌握住，电气工程自动化控制系列课程如此设计就能高效地完成培养目标，为培养社会需要的综合型人才做出了巨大的贡献。

2.4 结合新教学内容体系，编写生产性教材

教学内容设计重构后，原有的教材就已经不能够适应新的教学方法了，所以我们要结合新的教学内容重新编写教材，把实际生产等实践内容编写到教材中去。目前大部分高校的教材是实验部分和理论部分分开，而且实验部分不占有大部分课堂时间，所以同学平时更是很少翻看实验教材，如果把实验教材编写到理论教材中，就是使得实验和理论部分捆绑，这样在无形中就会让学生有更多的机会去了解实际生产内容，让学生拥有良好配套教材。这样的教学设计能够让学生有更多的机会了解专业课知识和实践技能。

2.5 加强实验教学设计

（1）以“基础+工艺+应用+综合”为主的实验内容设计。课程实验内容分为基础实验、工艺实验、应用实验、综合实验4种类型。基础实验主要包括：并励直流电机调速、星三角降压起动。工艺实验主要包括：交流异步电机的结构认识及装配、交流异步电动机的单向连续运行电气控制柜的装配。应用实验主要包括：工作台的自动往复控制、皮带传输机的电气控制、生产设备的多地控制。

在实验内容的编排上，改变了过去的一味验证理论性实验思路，更强调了电气控制的综合设计及工艺应用性。

（2）以“必做+选做”为主的实验任务设计。在任务的安排上，分必做实验和选做实验。基础实验为必做实验，占实验总学时的50%。工艺、综合、应用实验为选做实验，占总学时的50%。授课教师根据大纲给定的选做内容，有计划地选择实验内容。学生在实验过程中，可以有2学时的机动时间，可以自主设计方案，也可以从教师提供的实验中选择实验。并且在每个实验中，教师根据不同的班级情况及教学效果，将实验内容分为必做内容和选做内容。必做内容为每个学生必须完成的内容，为实验的基础部分。选做内容是教师提供的相关环节或学生自主设计的环节，为层次较好的同学服务，为实验的提高部分。

2.6 严格监管电气工程自动化控制系列课程的考试情况

更好地设计电气工程自动化控制系列教学的内容，就是为了想让学生掌握更多的专业课知识以及实践技能，但是现在部分高校虽然做到了高效的课程设计，但是把这其中的重中之重给忽略了，就是考试作弊情况。所以各高校要严格监管考场纪律，不要让我们辛辛苦苦做出的教学设计成为泡影。

3 结束语

按照电气工程自动化控制系列课程教学设计来实施教学任务能够明显提高教学质量，增强实验器材的利用率，使得学生对专业课知识的掌握更加牢靠，有效避免了由于大学生毕业后对专业掌握不熟练而与工作机会失之交臂的情况，同时也为社会培养了高技能型专业人才。

参考文献

[1] 杨世兴，黄向慧，黄梦涛，汪梅.现代电气自动控制技术[M].人民邮电出版社，2006.

[2] 陈渝光.电气自动控制原理与系统[M].机械工业出版社，2004.

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论文关键词：技能大赛；高职；专业教学；促进作用

职业教育以服务为宗旨，以就业为导向。为了培养更加符合就业岗位需求的高技能应用型人才，近年来，高职教育教学改革如火如荼地展开，而技能大赛作为检阅改革成果的重要手段，更是不断推动着专业建设与教学改革向纵深发展。我院是百所国家示范性高等职业院校建设单位之一，电气自动化专业作为重点建设专业群支撑专业，在推行“校企共育、产学研结合”人才培养模式的过程中，积极组织学生参加省内外各类职业技能大赛；并以此为借鉴，在课程体系与教学内容重组、教学方法与手段改革、师资培养和实训基地建等方面，都融进了大赛因素。实践证明，职业技能大赛对人才培养环节的各层面都起到了积极的推动作用。

一、促进了课程体系和教学内容的重组

职业教育的核心价值在于服务于个体就业与社会经济发展的需要，而传统的课程体系和教学内容强调的是知识的系统性和逻辑性，理论性较强，实用性和针对性较差，这与职业教育的培养目标相去甚远。因此，冲破学科体系的束缚，构建符合电气自动化人才培养目标的基于工作过程的课程体系，就需要学校与企业的充分接触和交流，才能深入了解职业领域的典型工作任务以及完成这些任务所需要的知识与能力要求，专业教学团队也为此付出了积极的努力。但由于种种原因，企业在某些方面很难完全配合，职业技能大赛的举办正好弥补了这种缺憾。从2008年开始，全国职业技能大赛已连续举办了四届，各层次地方性职业技能大赛也不断举办。职业技能竞赛的项目都是组委会在充分的企业调研和听取行业企业技术专家对职业岗位能力要求的基础上经反复论证拟定的，它体现了高技术、新工艺的发展要求，既契合国家要求的最新职业标准，又与实际生产贴近，并且适合考量学生的知识、技能和素质水平。如历届大赛基本都包含“自动生产线安装与调试”项目，潍坊市的大赛试题“机电一体化设备组装与调试”与它的内容和要求基本相同。这类经典案例考查的是电气自动化和机电一体化专业的核心技术，涉及了电气控制技术、CAD绘图、PLC编程、变频器应用技术、触摸屏应用技术、机械设计等知识，以及仪器仪表的使用、电气控制线路和气路的安装、调试和变频器参数的设置等技能。这些知识和技能互相联系，互相融合，体现了工学结合、理实一体的教改理念，学生解决问题的过程就是综合职业能力培养的过程。

毋容置疑，职业技能大赛已成为职业教育教学改革与发展的风向标、助推器。因此，电气自动化专业抓住参加各类技能大赛的时机，与企业进行深层次接触，全面了解市场需求，参照“自动生产线安装与调试”等大赛项目的特点、涉及的知识、能力、素质要求，以及竞赛规则和评分标准等，对课程体系进行了重构；课程内容的选择，摒弃了陈旧的内容和艰涩难懂的理论推导，以应用为目的，选择载体，设计学习性工作任务来整合理论与实践知识，并按照学生的认知规律与职业成长规律对学习内容进行了序化，突出实践性。如《电力电子技术》理论性强、公式多、计算多、难理解，学生学的比较吃力，积极性差；在新的课程体系中取消了这门课程，增加了实用性强的《变频器应用技术》，并设置了支撑课程实施的理实一体化环境，课程实施工学结合，并适时穿插竞赛项目，大大提高了学习积极性，强化了实践与创新能力培养。又如，我们将原来分散的实训教学环节，按课程的关涉程度，整合成系列训练项目，以RXG-1C型电工实训考核装置为平台，将电气控制、PLC编程、变频器应用技术等专业课程有机结合，为学生的职业成长搭建了阶梯。

二、促进了教学方法和手段的改革

技能大赛的项目设置、命题方式以及问题解决的过程与图式都对专业教学改革起到了引领、示范作用。无论是“自动生产线安装与调试”，还是“机电一体化设备组装与调试”，大赛试题都是以工作任务书的形式命题的，这是“项目导向”、“任务驱动”职业教育理念转向教学实践的具体探索。电气自动化专业类技能大赛有其特殊性，所涉及的项目一般技术含量较高，学生按照任务书的要求要想很好地解决问题，一是需要他们将专业理论知识、操作技能与创新能力有机融合，二是需要团队的有效沟通与通力合作。而传统的教学方法注重系统的知识传授，老师讲、学生听，理实分离，严重影响了学生的学习积极性与实践能力和创新能力的培养。这种模式下培养的学生在参赛时往往很难快速适应，如题意分析和程序设计正确却很难有效实施，功能模块正确但无法完成整体调试、故障排除等。因此，电气自动化专业教学团队在学习先进职教理论的同时，深受大赛启发，专业课程的开发用源于企业、又高于企业的项目、案例等载体整合理论与实践知识；课程实施则采用了“四、六步教学法、任务驱动法、现场教学法、竞赛模拟法”等行动导向模式下的各种先进教学方法。如《可编程控制器应用技术》我们共设计了8个学习项目（情境），实施时利用任务驱动模式，将学生分成小组，教师给出具体的任务书，学生独立或合作完成本情境的指令学习、程序设计、元器件选择、控制线路连接及整体调试检验等学习性工作任务。在这个过程中老师只进行必要的指导，学生处于主体地位，人人参与，在完成任务、解决问题的过程中习得了背景知识，积累了工作经验，培养了综合职业能力，自信心与沟通合作能力得到加强。近两年，本专业学生在全国技能大赛中获得一等奖2项，三等奖1项，省、市级竞赛一等奖3项。

三、促进了“双师”结构教学队伍的建设

随着电子技术的飞速发展，PLC、变频器、触摸屏等一些新技术、新工艺在企业大量应用，这对教师的知识存量与知识更新提出了新的更高的要求。“自动生产线安装与调试”、“机电一体化设备组装与调试”等大赛项目，既体现了这些前沿新技术的实际应用，也反映了行业企业在产业结构调整与技术升级过程中对高技能人才的需求。作为职业院校的教师，能带领学生参加省内外各类技能大赛并取得优异成绩绝非易事。这首先需要教师树立终身学习的理念，不断拓宽知识面，加强新技术、新工艺的学习，跟上科技发展的步伐。其次，教师的实践能力与创新能力是业务能力提升的重点，新课程实施要求教师要熟悉生产现场的先进设备与工艺，懂得生产管理与劳动组织，具备较强的设备故障查排能力，只有跟上产业结构调整与技术升级的步伐，才能培养出符合现代企业要求的优秀高端人才。为此，学院在打造“双师”结构专业教学团队的同时，着力提升其理论水平与实践创新能力：一方面，通过外派学习、专家引领、校本教研、传帮带、结对子等形式，帮助教师理解现代职业教育的基本理念、方法与内涵，提高新背景下职业教育教学改革的适应能力；另一方面，制定政策，鼓励教师每三年到企业挂职锻炼一年，并为企业做好技术服务等工作，旨在积累现场工作经验，提升实践与创新能力；再次，聘请企业一线技术能手与实践专家参与学校的教育教学工作，组建了一支“双师”结构、优势互补、专兼结合的优秀教学团队；最后也是最关键的一点，是以技能大赛为抓手、为参照，进行专业教学改革，倡导教师在适当的时机用大赛的命题方式呈现学习任务，用大赛的流程组织教学活动，用大赛的评判标准作为学习质量的评价标准，达到了以赛促改、以赛促学的目的。

四、促进了实训基地的建设

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关键词：人工智能；电气；自动化

人工智能技术是随着计算机技术发展逐步形成的，是基于人的智能为基础理论进行研究和探索，其目的是开发出一种能够具有人类智能的智能机器，在当前最为常见的人工智能方式有机器人、语言识别和图像处理系统。人工智能是计算机科学的一个分支，是计算机发展中利用相应的技术手段对各种信息资源进行辨别和分析的基础。随着社会发展中，人们对电力需求的日益增加，使得在电力系统发展的过程中，对其控制方式也在逐步的提高。要实现其良好的控制措施和控制手段，传统的人为控制方法早已无法满足当前社会发展的需求，这就使得在电气施工中对人工智能技术要求不断增加，从而提高电气设备运行质量。实现机械的自动化，能够使得机械在进行运转的过程中脱离人类的控制自我进行调节和运行，从而降低人力成本和管理成本。积极运用人工智能的新成果无疑有利的，是基于当前电气自动化学科应用和分析过程中实现其发展的前提和关键，更好死社会发展中智能技术手段进行分析与应用的结局。

1、人工智能应用理论分析

人工智能(Artificial Intelligence)，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟，延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质．并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器 该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别 自然语言处理和专家系统等。自从1956年“人工智能 一词在Dartmouth学会上提出以后，人工智能研究飞速发展，成为以计算机为主．涉及信息论．控制论， 自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学的一门学科。人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂的工作。 当今社会，计算机技术已经渗透到生产生活的方方面面，计算机编程技术的日新月异催生自动化生产，运输，传播的快速发展。人脑是最精密的机器，编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈，所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环，实现自动化，就等于减少了人力资本投入，并提高了运作的效率。随着信息技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，这对自动控制技术提出犷新的挑战，促进了智能理论在控制技术中的应用， 以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。

当今社会，计算机技术已经渗透到生产生活的方方面面．计算机编程技术的日新月异催生自动化生产，运输 传播的快速发展。人脑是最精密的机器，编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈．所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产．流通、交换、分配等关键一环．实现自动化，就等于减少了人力资本投入，并提高了运作的效率。

2、人工智能控制器的优势

不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但Al控制器例如：神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解．也有利于控制策略的统一开发。这些Al函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势．这些优势如下：

(1)它们的设计不需要控制对象的模型(在许多场合，很难得到实际控制对象的精确动态方程，实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素，例如：参数变化，非线性时，往往不知道)。

(2)通过适当调整(根据响应时间 下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。例如模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍 ，下降时间快3.5倍， 过冲更小。

(3)它们比古典控制器的调节容易。

(4)在没有必须专家知识时．通过响应数据也能设计它们。

(5)运用语言和响应信息可能设计它们。

总而言之，当采用自适应模糊神经控制器、规则库和隶属函数在模糊化和反模糊化过程中能够自动地实时确定。有很多方法来实现这个过程，但主要的目标是使用系统技术实现稳定的解，并且找到最简单的拓朴结构配置．自学习迅速，收敛快速。

3、人工智能的应用现状

随着人工智能技术的发展，许多高等院校及科研机构就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作，如将人工智能用于电气产品优化设计，故障预测及诊断、控制与保护等领域。

3.1 优化设计

电气设备的设计是一项复杂的工作 它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识，还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的．因此很难获得最优方案。随着计算机技术的发展，电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD)，大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进．使传统的CAD技术如虎添翼．产品设计的效率及质量得到全面提高。用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法，非常适合于产品优化设计。因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。

3.2 故障诊断

电气设备的故障与其征兆之间的关系错综复杂，具有不确定性及非线性．用人工智能方法恰好能发挥其优势。已用于电气设备故障诊断的人工智能技术有：模糊逻辑、专家系统、神经网络。

变压器由于在电力系统中的特殊地位而备受关注，有关方面的研究论文较多。目前对变压器进行故障诊断最常用的方法是对变压器油中分解的气体进行分析．

3．3智能控制

人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开．但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种：模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。由于模糊控制是其中最为简单、最具实际意义的方法．因而它的应用实例最多。

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关键词：电气专业 电控系统维修类一体化课程 故障树 教学设计

电气自动化设备安装与维修专业根据《一体化课程教学资源包开发指导手册》开发出本专业三个层级（中、高、技师）的一体化课程。其中，有三门电控系统维修类课程：高级课程，即简单电子线路维修，课程中学习任务包括DS--2042型数码电子钟无法显示故障维修、DSC-32型直流调速柜开环控制系统无法调速故障维修；高级课程，即继电控制线路维修，课程中学习任务包括20/5t桥式起重机继电控制线路维修、B2012A龙门刨床继电控制线路维修；技师课程，即《复杂设备电气控制系统维修》，课程中学习任务包括DSC-32卷扬设备停止运转电气控制系统维修（直流调速）、TVT-LMB-01仿真型龙门刨床正向运行无法调速故障电气控制系统维修（交流调速）、企业课题（XX型地面设备电控系统故障维修）、课程拓展（撰写TVT-LMB-01型龙门刨床电气控制系统维修技术手册）。

本文以电气专业技师层级电控系统维修类学习任务――TVT-LMB-01仿真型龙门刨床正向运行无法调速故障电气控制系统维修（交流调速）为例，研究以下两个问题：为什么绘制故障树，绘制故障树的教学设计。

一、为什么绘制故障树

绘制故障树是电气专业电控系统维修类一体化课程的专业核心技能。学生学会了绘制故障树，就学会了电控系统维修类工作的核心技能（维修工作方法），为能够胜任企业中电气自动化设备的电控系统维修类工作奠定了基础。

1.绘制故障树是后续维修工作的前提

利用鱼骨图技术，分析TVT-LMB-01仿真型龙门刨床正向运行无法调速故障电气控制系统维修（交流调速）案例，得出以下各个工作环节的技能点。

（1）工作环节1：明确任务。工作目标：明确案例任务的工作内容、验收标准。输出结果：故障树。技能点：绘制电气原理框图，绘制故障树。

（2）工作环节2：制定维修方案。工作目标：制定案例任务的维修流程及元器件、工具、仪表清单。输出结果：维修方案。技能点：依照故障树制定维修流程，依照故障树制定工具、仪表清单。

（3）工作环节3：维修。工作目标：确定故障点，排除故障，自检试车。输出结果：维修记录。技能点：依照维修流程，利用诊断工具（万用表、上位机监控软件、变频器OP、示波器等），采用检查方法（电压法、替换法、调整参数法等），确定故障点；采用维修工具（热风枪、电工通用工具等）修复故障元件或替换故障元件。

（4）工作环节4：验收交付。工作目标：验收设备，完成产品的交付。输出结果：验收单。技能点：核算维修成本。

（5）工作环节5：总结与拓展。工作目标：总结经验、提高效率，强化技能。输出结果：技术论文，T101恒压供水压力波动电气控制系统维修方案。技能点：撰写技术论文，绘制故障树。

通过上述5个工作环节技能点的分析得出，只有绘制完成故障树，才能确定维修流程及所需的工具、仪表，制定维修方案，实施维修等。

2.绘制故障树是电控系统维修类工作的核心内涵

利用鱼骨图技术，分析电控系统维修类课程所有学习任务，梳理每个学习任务的技能点，可提炼出电控系统维修类工作的以下内涵。

（1）工作环节1：明确任务。内涵：复杂问题简单化。

（2）工作环节2：制定维修方案。内涵：经验法，即查询维修记录，对同类故障，利用经验直接排除；缩小故障范围法，即绘制故障树。

（3）工作环节3：维修。内涵：依照维修方案，利用诊断工具（验电器、万用表、上位机监控软件、变频器OP、示波器等），采用检查方法（电阻法、电压法、电流法、短接法、逐步排除法、替换法、调整参数法等），确定故障点。

（4）工作环节4：验收交付。内涵：采用维修工具（电工通用工具、电烙铁、热风枪等）修复故障元件或替换故障元件，自检试车。

（5）工作环节5：总结与拓展。内涵：核算维修成本、总结经验、提高效率。

通过对上述5个工作环节内涵的分析得出，绘制故障树能够缩小故障维修范围、简化维修步骤、确定维修流程、提高维修效率，对诊断故障点、排除故障起到了指导作用，是电控系统维修类工作的核心内涵。

二、绘制故障树的教学设计

本文以绘制TVT-LMB-01仿真型龙门刨床正向运行无法调速故障电气控制系统维修（交流调速）故障树为例，介绍利用鱼骨图技术分析“明确工作任务”工作环节中，绘制故障树所对应的知识与技能。

1.需要具备或学习的技能点、知识点

（1）技能点。包括：会分析电控系统的控制电路（梳理输入、输出信号）；会分析电控系统的主电路（梳理驱动器、执行器）；会绘制电控系统电气原理框图（梳理电控系统的单元模块）；会确定故障范围（依据正向运行无法调速故障现象对照电气原理框图，在电控系统原理图上圈出故障所涉及的元件及接线）；会绘制故障树。

（2）知识点。包括：P1C数字量、模拟量输入接口DI＼AI、P1C模拟量输出接151AI＼AQ，变频器模拟量控制信号输入端，创台主拖电机电气控制方式、横梁电机电气控制方式，侧刀架电机电气控制方式、垂直刀架电机控制方式、三类电机四种控制方法的特点，PLC输入侧单元模块、PLC输出侧单元模块，主电路执行单元模块（创台主拖电机模块、横梁升降电机模块、侧刀架电机模块、垂直刀架电机模块、抬刀电磁铁模块）。

通过针对案例的分析，在梳理完成绘制故障树所需要具备或学习的知识和技能点后，可以得出绘制故障树教学的重点和难点是“学会绘制故障树的方法”。

2.绘制故障树的六步法

绘制故障树教学设计思路是学生通过自主学习，归纳提炼出绘制故障树的六步法，具体教学设计如下所示：

（1）工步1

教学目标：梳理电控系统的控制电路――s7-200PLC输入信号。

设置引导问题：在TVT-LMB-01仿真型龙门刨床电气原理图上，圈画出S7-200PLC输入端子及外接元器件。

教学组织：组织学生在工作页的原理图上圈出s7-200PLC输入端子及外接元器件；组织学生轮流说出一个s7-200PLC输入端子及外接元器件，课代表在白板上记录；师生进行头脑风暴，探讨有无遗漏，并研讨AT为何种信号输入。

（2）工步2

教学目标：梳理电控系统的控制电路――s7-200PLC输出信号。

设置引导问题：在TVT-LMB-01仿真型龙门刨床电气原理图上，圈画出S7-200PLC输出端子及外接元器件。

教学组织：组织学生在工作页的原理图上圈出画出s7-200PLC输出端子及外接元器件；组织学生轮流说出一个s7-200PLC输入端子及外接元器件，课代表在白板上记录；师生进行头脑风暴，探讨有无遗漏，并研讨AQ为何种信号输入及变频器模拟量控制信号输入端。

（3）工步3

教学目标：梳理电控系统的主电路――驱动器、执行器。

设置引导问题：在TVT-LMB-01仿真型龙门刨床电气原理图上，圈画出驱动器、执行器。

教学组织：组织小组学生研讨，该刨床采用了几类电机，分别采用哪些控制方式，分别驱动哪些负载；组织学生展示，研讨成果，课代表在白板上记录；师生进行头脑风暴，探讨有无遗漏，教师点评三类电机四种控制方法的特点。

（4）工步4

教学目标：梳理电控系统――单元模块。

设置引导问题：在TVT-LMB-01型龙门刨床电气控制系统框图上，填空补画完整。

教学组织：组织学生查找变频器手册，展示M430变频器3、4、5、6、9接线端子的含义，教师小总结；组织学生以小组为单位在网上查找类似龙门刨床的电气原理框图，在工作页上补写完整电气原理框图；组织利用实物投影小组展示成果，后续小组点评；师生进行头脑风暴，探讨是否有误导项，如有在工作页上打“×”符号。

（5）工步5

教学目标：确定正向运行无法调速故障的范围。

设置引导问题：在TVT-LMB-01仿真型龙门刨床电气原理图中，圈出故障在电控系统中所涉及的元件及接线。

教学组织：利用实物投影展示电气控制系统框图，组织全体学生风暴PLC输入侧单元模块，确定创台调速电位器模块，研讨所涉及的元件及接线；组织全体学生风暴PLC输出侧单元模块，确定变频器启停、运行方向控制模块，研讨所涉及的元件及接线；提问电控系统主电路是否需要绘制故障树；总结排故的宗旨及缩小故障范围的方法。

（6）工步6

教学目标：绘制故障树。

设置引导问题：绘制故障树。

教学组织：绘制顺序为从电源至执行器，该节课10分钟内独立完成（手绘），组织学生展示评价后定稿，教师总结。

篇10

关键词:卓越技师；毕业设计作品化；校企合作；考核体系

电气卓越技师是山东劳动职业技术学院2011年开始实施的“高职大专学历+维修电工技师职业资格”人才培养计划，即学生毕业时在取得电气自动化技术专业高职学历证书的同时，也能获得维修电工技师职业资格证书。电气卓越技师的技师职业资格鉴定成绩由三部分组成，一是学生在校期间的学习成绩，占鉴定成绩的50%，二是参加技师技能鉴定实操测试，占鉴定成绩的30%，三是完成毕业设计并答辩，毕业设计成绩占鉴定成绩的20%。毕业设计是检验学生对本专业所学知识、技能和职业素养掌握程度的重要教学环节，2013年山东劳动职业学院开始实施卓越技师毕业设计教学改革，毕业设计是以实施完成典型工作任务（产品）的设计、制造、安装、运行为教学重点，结合职业技能鉴定项目和生产一线实际问题的解决，完成学生毕业设计的教学任务，即毕业设计的主要成果是实物作品。毕业设计作品制作是学生对实际技术问题综合运用知识和技能的过程，在完成作品设计、安装、调试、运行外，还需要归纳整理技术资料，具有多元的技术、技能元素，，传统的毕业设计考核体系无法胜任这种以真实作品为主要成果的毕业设计考核，所以构建以校企合作为基础的毕业设计作品化考核体系是卓越技师毕业设计作品化改革的重要内容。

1传统毕业设计考核体系存在的问题

国内大部分高职院校的毕业设计模式源于本科院校的毕业设计模式，而本科院校毕业设计主要考核学生的自学能力，发现、分析、解决问题的能力，设计能力和编制文本的能力考。部分高职院校直接套用本科院校毕业设计考核体系，并不适合高职院校学生和指导教师。例如某高职院校毕业设计评分标准由选题质量、文献综述、论文中展现的研究水平与实际能力、论文撰写质量、学术水平和创新能力等五部分组成。其中选题质量占总分30%，主要评价指标为：选题符合专业培养目标要求；与岗位（群）需求紧密结合；有一定创新性和应用价值。文献综述占总分的20%，主要评价指标为：能查阅文献，具有收集、整理各种信息及获取新知识的能力；能较好理解课题任务并提出实施方案。论文中展现的研究水平与实际能力占总分的30%，主要评价指标为：具有从事本专业岗位（群）典型工作任务的技术技能；能熟练掌握和运用电气专业知识、技能，能分析解决相关理论和实际问题；毕业设计合理。论文撰写质量占总成绩的15%，主要评价指标为：论文层次清晰，结构严谨，结论正确，技术用语准确；行文流畅，语句通顺；论文格式符合规范要求；图表完备整洁，所有符合均使用国标符号，编号齐全；学术水平和创新占总成绩的5%，主要评价指标有：具有一定的实际生产应用价值；对与课题相关的生产实际问题有较深刻的认识，有新的见解，有一定的创新。这种毕业设计考核体系忽视了高职教育为社会培养高端技术技能人才教育目标，考核要求超过了高职学生具备的水平和能力，导致老师和学生围着资料文献团团转，甚至出现了毕业设计纸上谈兵、室内作业、假题假作、网上抄袭现象，毕业设计质量和水平难以提高。而且考核体系比较粗放，评分主观性太强，评分细则不够细化，导致有时毕业设计答辩成绩会出现争议。对于实物化的毕业作品，具有多元化的内容设计，丰富的技术、技能元素，这种考核体系过于重视论文而不重视作品，所以不能完全胜任毕业设计作品化的考核。这种考核体系过于重视结果性考核，毕业设计答辩占成绩的比重太大，忽视过程性考核，无法真实反映每名学生毕业设计态度以及学生实际的技术技能和职业素养，挫伤了部分学生的积极性。

2毕业设计作品化考核体系改革探索

电气卓越技师的毕业设计在深入开展校企合作基础上，邀请企业实践专家和校内专任教师共同实施过程性考核，专家、教师、学生三方共同评价毕业设计作品质量，初步构建的毕业设计作品化考核体系。

2.1完善考核管理,明确分工职责

我院毕业设计考核工作管理管理模式为学院、系部、教研室、双导师四级管理。学院对毕业设计作品化工作进行宏观管理，出台管理文件和规定，监督、检查、评价管理规定的情况和成效，并给予毕业制作资金支持；系部是管理的中心，负责制定毕业设计作品化考核的具体要求和实施细则，随时监督、检查各专业教研室的执行情况，成立毕业设计课题审核小组，确定毕业设计内容，并邀请行业企业专家到校和专任教师共同指导、考核毕业设计，实行毕业设计双导师制；教研室是毕业设计作品化考核的工作重心，一是组织专任教师教师和企业专家开展指导工作，保证毕业设计的正常教学秩序和毕业制作成果的质量，二是具体实施毕业设计考核；企校双导师是毕业设计考核的核心，是考核的具体执行人。学生在双导师的指导下，自主设计、制作完成作品，双导师共同并确定学生的部分考核成绩。

2.2确定课题范围,学生自主选择

系部建立由企业行业专家、技能大师与校内专业带头人和骨干教师组成课题审核小组，遴选毕业设计课题。在毕业设计实施前，将与企业实际生产紧密结合、与典型工作任务相吻合、与人才培养目标和规格相匹配，能综合应用学生所学知识和技能，能体现职业资格证书和职业技能要求的课题纳入毕业设计课题资源库。目前电气卓越技师提供的毕业设计课题数量与毕业制作小组数量比约为3:1，每个课题都明确了难度系数，难度分数分设置在70分到100分之间，学生根据根据自身情况自主选择课题。选题分数占毕业设计总成绩的10%。

2.3组建制作团队，明确学生分工

毕业设计作品制作涵盖众多技术问题，学生无法单独完成，只有组建团队才能共同完成毕业设计作品制作。根据学生意愿，让5-7名学生组成一个毕业制作小组，每个小组的毕业制作课题均不同。选拔专业技术、技能水平过硬，拥有感召力和正能量的学生担任组长，同时按照毕业设计作品制作要求，给每一个学生分配课题的某一部分任务，只有所有学生都完成各自任务，毕业制作作品才能实现要求的功能，让所有的学生均有压力和动力，不仅能够提高学生的独立的工作能力而且培养团队的合作意识。毕业设计制作团队分工，发挥了团队的合力，避免了一人干，众人看的情况。毕业设计作品功能分实现占毕业设计总成绩的40%。

2.4企校双导师共同实施过程性考核

在毕业设计作品制作过程中，企业导师给学生分析讲解技术要求，和校内导师及学生共同设计论证毕业设计方案，并在关键技术环节给予帮助，在此期间考核所指导课题每名学生的态度、知识、技能和职业素养，并给予评价。企业导师评价占学生过程考核分数的40%，剩余成绩由校内导师进行评价考核考核。校内导师主要指导学生安装、调试作品，并解决学生制作过程出现的问题。对学生在毕业设计制作过程中的出勤、态度和期间学生综合运用知识的能力、独立工作能力和动手能力等方面给予评价。双导师过程性考核成绩占毕业设计总成绩30%。2.5专家、教师、学生三方共同评价每年根据毕业设计作品课题的主要类型，聘请相关行业的技能大师、行业专家和校内专业带头人、骨干教师等组成的答辩委员会，委员会中企业代表和校内人员比例为3:1以上。答辩过程中，学生对毕业设计作品进行演示，对毕业制作的内容及成果进行了阐述，答辩委员会进行了质疑，并给予评价，根据学生在答辩总体现的水平确定答辩成绩，答辩委员会评价成绩占90%，剩余的10%由旁听的全体毕业设计小组组长给予评价。答辩成绩占毕业设计总成绩的20%。

3应用与体会

毕业设计总成绩由四个部分构成：选题难度系数占10%，过程性考核占40%，作品功能实现占30%，答辩成绩占20%。这种考核体系既考虑学生平时的设计制作态度及课题的难易程度，又综合考核了学生综合运用知识的能力、独立工作能力和动手能力，多元化的考核激发了学生的热情，也提高了学生的重视程度。学生在毕业设计作品的设计、制作、文档的准备以及答辩的表现环节都展现出良好的精神面貌。通过改革毕业设计作品化考核体系改革，学生获得实实在在的受益。一是通过毕业设计，综合应用了知识、技能，进一步提高了职业素养。二是作品充分直观展示了他们的个人能力，作品成为学生高质量就业的敲门砖。三是通过团队协作，学生不仅能发挥各自优势，还能相互学习补齐短板。四是培养学生创新创业意识，在各项创新创业竞赛中取得优异成绩。以2014级电气卓越技师班为例，学生总人数共95人，分了13个毕业设计小组，制作毕业设计作品1项获得2016年度机智云线上开源大赛全国第一名；1项作品获得第十届国际大学生iCAN创新创业大赛全国二等奖；1项作品获得“征途杯”第三届山东省物联网创造力大赛全省一等奖；在第十三届山东省大学生机电产品创新设计竞赛中，获得一等奖1项，二等奖4项、三等奖1项。当然在毕业设计作品化考核过程中，受到企业专家参与时间等因素制约，也存在考核细则还需要进行优化等问题，毕业设计作品化考核体系还需不断完善，这是我们今后努力的方向。

作者:黄玉海 刘长慧 尹四倍 张帅 单位:山东劳动职业技术学院 济南智星教学设备有限公司

参考文献:

[1]尹四倍.电气自动化技术专业卓越技师毕业设计作品化改革与实践——以山东劳动职业技术学院为例[J].中国培训,2016,04:48.

[2]孙常华,尹四倍,孙宪良,毕耜帅.校企合作实施毕业设计作品化的改革与实践[J].职业时空,2016,04:24-26.