工业自动化行业调研范文
时间：2024-01-02 17:48:10
导语：如何才能写好一篇工业自动化行业调研，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。
篇1
关键词 岗位职业能力 课程体系架构 智能控制技术
0 引言
随着德国工业4.0技术的问世和《中国制造2025》的目标，越来越多的智能控制技术代替了传统的过程控制技术，进入到各种过程行业（如化工，制药、造纸、环保等）中。目前浙江省过程控制行业不断发展壮大，自动化相关人才需求很大，企业希望得到的专业技术人才不仅仅能拥有自动化相关的专业技能，还要有包括创新能力、逻辑分析能力、良好沟通协调能力的综合性人才。在现代先进技术和新型人才需求的驱使下，为了更好地适应社会岗位的需求变化，立足地方经济发展，在市场需求下，必须更新高等职业教育理念，转变教学思路，对高职自动化类的课程体系进行改革和优化。
本文首先通过企业调研、毕业生走访及专家指导，归纳出职业方向并分析现代企业所需的岗位技能需求；其次，根据各个岗位群的职业技能需求，改进岗位职业能力；最后，根据改进的岗位职业能力，优化课程体系并构建有效合理的高职工业过程自动化专业课程体系。
1 高职工业过程自动化专业岗位能力分析
1.1 高职工业过程自动化专业岗位分析
为了确定本专业人才的专业定位，对10余家企业、100多名毕业生进行了调研分析。由于就业岗位种类繁多且就业单位数目较大，因此，将工业过程自动化专业相关的职业分为4个职业方向，包括：过程控制方向、智能控制技术方向、仪器仪表检测与维修方向、自动化产品营销方向。通过职业方向，给出岗位技能需求。具体的专业定位如表1所示：
从表1可以看到，工业过程自动化专业的高职学生在过程控制类、智能控制、仪器仪表检测与维修行业有比较广泛的就业空间。为了提升过程控制行业的智能化水平，越来越多的行业和企业在实际生产过程中利用智能控制技术，来提高产品供应和生产的效率。因此，为了适应先进科技和现代企业发展，对以往适应于传统生产过程的岗位技能需求进行改进，加入了适合于现代智能控制行业的岗位技能需求。
1.2 高职工业自动化专业职业能力分析
通过对工业过程自动化行业和岗位技能的深入分析，并结合企业专家、高校及科研院所专家、技术骨干、专业教师对高职工业过程自动化专业学生的职业能力培养方案的意见，给出了与工业过程自动化技术专业各岗位相适应的职业能力。如表2所示。首先，根据这4个职业方向细分为4种岗位群：自动化控制系统的安装调试与维护岗位、智能制造与控制技术岗位、仪表检测与维护岗位以及自动化设备营销岗位，再依据不同的岗位群，分别给出对应的岗位职业能力。
2 高职工业过程自动化专业课程体系构建
在专业教学指导委员会专家的指导下，对改进的工业过程自动化技术岗位职业能力进行分析，进而对原有的工业过程自动化技术专业课程体系进行优化和改革，使得新构建的课程体系能适应企业发展的需要。在文献[1]的课程体系架构上进行改进，新的课程体系架构如图1所示。
改进后的工业自动化技术专业课程体系架构，不仅保留了原有课程体系架构的优点，也在原有课程体系架构的基础上有了较大的改进。现将改进后的工业自动化技术专业课程体系架构特点总结如下：
（1）整个课程体系架构由“职业方向”出发，确定对应的“岗位群”，再由“岗位群”生发出对应的岗位能力，包括：基本的素质能力、职业基础能力以及职业核心能力，最后确立对应的课程体系。基本的素质能力由通识类课程和综合素质来体现，职业基础能力由专业基础课程来实现，职业核心能力由职业理论课程、职业实践课程和技术服务课程共同完成。把专业竞赛和职业资格证书的考核作为职业拓展能力的培养载体。
（2）首次提出以“职业方向”来确定课程设置。高职院校课程设置是以就业为导向的，因此，课程的建立和设置要适应职业的需要和发展。在众多工业自动化企业岗位中筛选归类出具有代表性的典型职业方向，一方面利于学生对未来就业岗位有清晰的概念，知道“要做什么”；另一方面，有利于专业教师明确地建立课程体系。因此，通过考察相应行业企业的人才需求以及工业自动化技术专业学生的就业范围和就业趋势，制定出了与其相适应的4 个职业方向，分别是：过程控制类、智能制造与控制技术类、仪器仪表检测与维护类以及技术经济类。
（3）在原有课程体系的基础上，加入“智能控制技术”类课程。目前，各大国家纷纷提出制造业国家战略。面对各国的战略举措和全球制造业竞争格局的重大调整，中国也出台了《中国制造2025》，明确提出将智能制造和控制技术作为两化深度融合的主攻方向。王晓明在经济日报《从三个维度认识“智能制造”》中提出，“智能制造”整合了物联网、云计算、大数据等新一代信息技术，由集中式控制转向分散式增强型控制，并通过物联网与互联网的融合，实现智能化。可以说，智能制造和控制技术是制造业发展的必然趋势，也是工业自动化水平的最高体现。现如今，智能控制技术已经在过程行业有了越来越多的应用，比如：离散制造行业的智能仓储和智能物流系统，工业现场的智能巡检系统，RFID射频识别系统。由于智能制造和控制技术需要利用先进的自动控制技术来实现智能化，因此，为了适应现阶段行业企业的人才需求，把“智能控制技术”作为工业过程自动化技术专业一个非常重要的职业方向。要将与“智能控制技术”相关的理论知识和实验实训加入到课程体系架构中，并特别加入“小型智能工厂”作为“智能控制技术”的实训基地来强化学生的实践能力。
篇2
【关键词】机类专业；自动化；考核方式；改革
0 引言
课程考核是教学管理过程和课程开展的一个重要环节，也是评价教学、检验教学目标达到的程度和改进教学的重要依据[1]。
传统的课程考核形式以笔试为主，通常是闭卷答题，部分课程也可使用开卷形式。
以北京联合大学机械工程及自动化本科专业为例，自动化控制方向的课程主要包括电气控制与PLC、工业自动化技术及工程技术应用等课程，这些课程均为实践性很强的课程。这些课程的教学最初采用传统式考核方式，学生通常为应付考试，经常死记硬背，考前突击，考后所能掌握的知识所剩无几；考核内容受考核形式限制，容易偏重理论，高分低能的学生大有人在，因此不能反映学生的真实水平；同时，考核角度缺乏全面性，大部分缺少工程意识。
目前，各高等教育学校意识到考核改革的必要性，陆续出现了半闭卷考试、开卷考试、上机考试、撰写论文、笔试与实验报告相结合[2]、答辩等形式。这些考试形式，各有利弊，具体选择哪种考试形式，关键是根据课程特点来决定。
1 考核改革方法
为了寻找适合北京联合大学机械工程及自动化专业应用性本科学生在自动化控制方向专业课程的考核方式，克服以往传统闭卷考核方式的弊端，以学生为中心[3]，培养真正适应社会发展的工程创新人才，近年来，本教学团队不断地对机类自动化控制方向的三门课程（《电气控制与PLC》、《工业自动化技术》和《工程技术应用》）进行了考核方式的改革，改革以学生为中心，以提高学生学习的积极性和主动性为目的，以培养机类行业应用和创新型自动化人才为目标进行展开。具体采取以下措施。
（1）为避免与工程实际脱节，通过调研和企业实践的方式，了解相关的实际工程项目内容，确定考核的素材。
（2）根据教学大纲的要求和工程实际，设计考核项目库，所设计的项目具有层次分明和系统性的特点，以便于适合不同程度的学生。
（3）开放实验室，充分利用现有实际设备，提高设备重复利用率；同时还为学生提供各种电路设计、编程调试等仿真软件，方便在实验室外进行仿真调试项目。所有这些，均为学生提前进行考核项目的设计和调试提供有利条件。
（4）根据应用性人才的培养目标，制定考核评分标准，不仅注重培养学生的专业水平，也注重培养学生的工程意识，提高学生灵活应用、动手操作、图纸规范、文档整理、团队合作等综合能力水平。
（5）对考核结果进行横向和纵向的比较，发现问题，并将之反馈于下一轮教学和考核。
2 考核改革实施
对于《电气控制与PLC 》，包含三部分内容：低压电器及继电接触器控制系统、PLC、现代电气控制系统设计。考虑到该课程内容多，实践性强，许多内容（如PLC指令）不需要死记硬背，因此将闭卷考试改为上机考试，并对每个学生增加答辩环节，以补充机考所未涉及的知识点。考试时，每位学生从项目库中随机抽取不同项目，确定I/O分配，绘制接线图，上机编程并调试，最后演示功能并上交项目设计文档。对于2学分的课程，由于学时有限，上机考核的题目稍简单，分为传统电气和PLC 控制两个小项目进行考核。对于3学分的课程，将学生按2人一组，从试题库中挑选相对综合的项目控制任务，在课程结束前两周按小组发给学生，学生利用课外的时间充分理解控制任务，并进行控制系统设计和调试；在考试期间，各组学生分工进行演示、每人进行答辩和递交小组项目报告。
对于《工业自动化技术》课程，主要考核学生对工业自动化技术的掌握情况及工程项目设计理念，如果学生在课程结束后自己亲自完成一个类似的项目，就可以趁热打铁，不仅快速而灵活地掌握本门课程所涉及的技术，而且对工程项目设计的理念也固化成形。因此，本门课程采用完全的项目考核。在《工业自动化技术》课程开始，介绍完课程内容、应用场合、现状及今后的发展方向后，就将项目考核要求发给学生，学生按小组根据项目任务要求自行调研当前的工业自动化领域的控制实例，并参照课程中所贯穿的饮料罐装生产线控制项目设计，选取自己感兴趣的自动化控制实例，利用实验室现有的实验装置，进行控制系统和上位监控系统进行设计，并应用网络通信技术。在考试期间，对本组设计的项目进行PPT汇报和实际演示，教师对每人进行答辩，最后小组递交项目报告。由于各小组所设计的项目不同，每组都愿意把自己最好的一面展示给同学，因此都精心准备自己项目的内容，增加创新点，项目完成的质量得到了提高，学生不仅通过项目考核掌握了专业知识，更锻炼了网络查新、团队合作、PPT制作和语言表达等方面的能力。
对于《工程技术应用》，则直接对学生所设计的项目进行考核。考核分为项目方案设计、项目硬件设计及施工、项目软件设计及调试、项目上位监控设计及调试、项目验收五个阶段，每个阶段都需要制作PPT进行阶段进度汇报。考核评分包括每一阶段的自评、小组互评和教师评价，针对项目的每一阶段所完成的内容和完成的效果进行评价。项目验收环节包含整个项目功能演示、PPT汇报及答辩、项目报告及使用说明等。在这门课程的考核中，由于学生在前两门课的考核中发现自己的不足，在这门课考核的每一阶段中，教师通过学生PPT汇报的环节可以及时发现学生不足并进行纠正，因此每组学生在这门课程中专业技能都得到了快速提高；同时，各组学生在互相听取PPT汇报和进行项目实施中，互相学习，互相促进，加深了对专业的学习和喜爱，也激发了各自潜在的创新能力。
上述课程的考核形式，各组项目独立，考核时间相对宽松，不仅从各方面真实检验了学生掌握知识的程度及是否达到教学目标，还促进了学生在考核的过程中加深对专业知识的理解，锻炼了学生动手能力、团队协作能力、创新能力、文档制作能力、语言表达能力等各方面综合能力。
3 结束语
以北京联合大学机电学院机械工程及自动化专业《电气控制与PLC》课程为例，2003-2006年采用闭卷考试，考试的平均成绩基本在70分左右。通过调查问卷，发现学生通常采用死记硬背的方式应对考试，并不能完全反映学生的真实水平。
将上述的教学及考核改革应用于实际，经过7年的实施，取得了非常好的效果。课堂上，几乎每一位学生都参与到教学的项目中，逐步实现项目任务；项目引导式教学方式与工程实际紧密结合，大大提高了学生学习兴趣，课下答疑的学生增加，对问题的探讨有独立的见解；每年的课程教学调查结果显示，除了个别学生存在专业抵触，95%以上的学生反映喜欢改革后的教学方式和考核形式；各个班级的平均考试成绩通常都在80分以上，比以前的平均成绩高出10分以上；在本科最后一年选择自动化控制方向的实践课程和毕业设计作为第一志愿的学生人数远大于计划人数，从侧面说明上述改革完全达到了最终的目的。
目前，自动化控制方向课程的考核项目暂时满足于使用，但反复应用，学生不可避免地会出现抄袭现象，导致偷懒的学生所学专业知识及能力培养达不到课程要求，因此需要每年都进行扩展；在改革过程中，发现大多数学生的文档功底较差，在其他课程中锻炼较少，因此可在本方向的课程教学和考核中进行强化。
【参考文献】
[1]赵欣.考试考核方法改革认识与实践[J].价值工程，2014，12：268-269.
篇3
摘 要：结合市场经济发展需求，明确自动化专业岗位的技能需求，通过与行业全方位深层次的合作，建立“3+1”模式的人才培养方案，培养具有创新能力的工程应用型人才。
关键词：行业特色 “3+1”模式 职业岗位能力
随着辽宁省产业结构调整和社会人才需求的发展变化，沈阳工业大学工程学院自动化专业根据自己的办学定位，坚持已有的专业优势，突出石油化工行业特色，推进高校专业建设与人才培养紧密结合国家经济社会发展需要，通过与中石油、中石化等用人单位的密切联系，针对石油化工行业的需要，按照技术领域和职业岗位的实际要求进行专业课程设置。
培养学生具备生产过程自动化系统的调试、运行和管理的基本方法和技能，应用计算机控制生产过程的能力，能够在生产过程自动化系统的领域，从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作的高层次工程应用型技术人才。
一、“3+1”人才培养模式的开发
通过走访用人单位和深入企业对自动化专业岗位的典型工作任务进行调查研究，确定自动化专业典型工作任务。打破原有课程体系，依据自动化专业能力要求，确定了“3+1”模式的自动化专业培养方案，形成以职业岗位能力培养为主线的课程体系。
“3+1”人才培养模式就是指学生前三年在学校完成公共课、基础课与专业理论知识的修读，辅之以实验、实习等实践性教学环节；第四年进行专业操作技能的实训或根据相关企业需求进行顶岗实习，同时结合生产实际选择毕业设计题目，并在学校、企业指导老师的共同指导下完成毕业设计，完成理论与实践紧密结合的学习实践任务。
实施“3+1”人才培养模式要求改革和创新专业人才培养模式，创立高校与行业企业联合培养人才机制，以市场需求为导向，把“用户的需要”作为办学的出发点和落脚点，重视利用社会教育资源，通过学校和企业两个育人主体、两个育人环境，着力提高学生服务辽宁经济社会发展的社会责任感、勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力。缩短毕业生走上工作岗位后的适应期，使高等教育贴紧社会，贴紧用户。
二、形成以职业岗位能力培养为主线的课程体系
课程体系与教学内容突出应用，强化技能，紧密结合行业技术现状，不断更新，及时增加新知识、新技术、新工艺，提高解决生产第一线技术问题的能力。
按照基本素质、基本技能、专业技能、综合技能的结构构建的新课程体系，将专业基础课与专业课进行科学整合，注重两者之间的内在联系，突出技术应用能力培养。将专业英语与专业课程融合为一体，突出专业英语的实用性。将职业道德课程与社会实践、生产实习、顶岗实习等教学模块结合，使职业道德形成具体化、真实化。
学科专业基础课的设置都是与专业技术的应用能力相适应的，课程以理论服务于能力培养为出发点，以循序渐进的原则优化课程内容，学科基础课程满足了学生应具备的专业基础知识，并达到“够用”的目的要求。包括自动控制原理、现代检测技术、电气控制技术、单片机原理及接口技术、电机与拖动、现代控制理论、PLC原理及应用、电气CAD、MATLAB仿真、计算机控制技术等课程。
专业课教学根据岗位技能要求，加强针对性和实用性，教学内容组织和安排融知识传授、能力培养和素质教育为一体，针对专业培养目标，通过工学结合，充实课程内涵，进行必要的课程结构整合重组，实现理论与实践的深度融合，结合人才培养职业性、实践性和开放性的要求，突出行业特色，优化核心课程建设，包括化工测量仪表、控制仪表与装置、数调及集散控制系统、化工过程控制、现场总线技术、虚拟仪器。
专业选修课根据市场经济热门、应用性较强的情况，设置了组态软件、嵌入式系统、软测量技术及应用、智能仪表设计、DSP原理及应用等课程。
三、建立基于工作过程的全方位、多层次的实践教学体系
新方案实施后，如何确保“3+1”模式不流于形式，实验、实训和实习、顶岗实训的教学突出校内学习与实际工作的一致性，紧密联系行业企业，真正起到实现工程应用型人才和创新型人才培养的作用，使成为当前必须解决的问题。
1.优化培养方案，构建创新型实践教学体系。突出学生的动手能力、实践能力和创新能力的培养，搭建开放的实践教学平台，进一步创新实践教学模式。培养计划中实践环节的学分占32%以上，构建递进式实践教学体系，工程实践教学四年不断线，形成“基础实验认识实习专业实验生产实习工程实训毕业设计”的递进式的实践能力培养过程。突出面向工程的，具有行业特色、学科优势的创新性实验，仿真模拟训练，重点强化以集散控制系统为核心的过程控制系统工程实训、以PLC为核心的电气控制工程实训和以单片机为核心的计算机控制系统实训。
利用已有的集散控制系统实验装置，现场总线实验装置和化工过程仿真系统，培养学生的工程实践能力，尤其是具有石油化工过程控制系统的设计安装调试与集成投运维护能力。
培养学生以可编程控制器（PLC）应用技术为核心，精通三菱FX2、西门子S7-200机型，熟悉欧姆龙、松下等机型，熟练掌握以PLC为核心的控制系统及设备的开发、改造、维修、操作技能。
以MSP430联合实验室为依托，学生应具备运用单片机技术、电子技术、检测技术等完成计算机控制系统的设计、制造与调试的能力。
同时，引入企业全面质量管理思想和方法来评价实训教学质量，包括对产品质量的检验和教学效果评价两个方面，并将二者有机结合，综合进行质量管理和评价。
2.整合资源、优化配置，搭建全校共享、学科交叉的创新应用型实验教学平台
通过结构优化和资源整合，采取设备购置与自制结合的方法，在现有实验室的基础上，建立以化工过程控制工程实训室、PLC变频电气控制实训室、计算机控制技术实验室为核心的自动化实验教学平台。该实验平台即能在工业自动化领域进行学生专业技能实训与鉴定又能进行自动化专业产品生产、应用技术研发、新技术培训推广，在建设过程中突出石油化工特色，强化专业实验设备的研发能力。
该实验平台可集教学、科研和生产经营等多种功能于一体，打破封闭教学实验室的传统模式，建立一个开放性的教学、科研和生产一体化运作的新模式，可实现以产养教、以科养教，是实验室自我建设、自我完善、自我发展的有效途径，可以形成产学研互为促进、共同发展的有机整体。
几年来已为中海油乐金（LG）、大连石化等企业进行多轮次、多工种企业员工岗位技能培训；承接了辽宁省多家企业的自动控制系统研发与制造合同。
3.充分利用区位优势，以行业为背景，加强校企合作
我校位于辽阳市，置于国家芳烃及精细化工高新技术产业化基地这一独特地理环境之中，依托国有特大型企业中石油辽阳石化分公司，彰显石油化工行业特色，建立与企业长期稳定的产学研合作关系。与专业对口企业签订合作项目，以项目为驱动使学生校外实习更有保障，学校在培养人才时也更具有针对性，聘请企业一线的人员任兼职指导教师。
专任教师根据需要不定期到企业通过调研学习、合作开发等方式，了解石油化工企业的生产现场的状况和自动化技术需求，相应地调整人才培养方案，及时修订课程体系。
四、大力倡导职业能力培养与职业资格结合
积极引进行业标准，确保实践教学内容、训练条件与国家职业技能鉴定全面接轨，使学生在获得毕业证书的同时，取得相应的职业资格。引入国家职业资格认证制度，建立职业技能培训与鉴定中心，开展中、高级电工、工业自动化仪器仪表与装置装配工、高低压开关板柜装配工等重点职业技能培训、鉴定工作。
五、结束语
通过调研分析辽宁石油化工行业对自动化专业高素质技能型人才需求，确定和建立本专业知识、技能和素质标准，通过与行业全方位深层次的合作，建立工学结合素质与技能并重的“3+1”人才培养模式。按照岗位群技能需求，改革课程体系，加强课程之间内在联系，强化技术应用能力培养，强化解决工程现场实际问题的能力，实现毕业与就业的“零距离”。
参考文献：
[1]叶洪涛，周梅芳，曾文波.高校特色专业人才培养模式的探索与实践—以广西工学院自动化专业为例[J].高教论坛，2012，（7）：23-24.
[2]梁礼明，张振利，王祖麟.地方性高校自动化专业人才培养体系探讨[J].江西理工大学学报，2012，（12）：102-105.
篇4
【关键词】专业人才培养；可行性分析
一、编制的依据
（一）指导思想
根据“教育部关于制定高职高专教育专业教学计划的原则意见”和 “教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见”（教高[2006]16号）文件精神，结合自动化生产设备行业的发展现状、行业的人才需求情况及我院实验实训条件、教学团队情况，以人才需求调研为依据，以我院自动化生产设备应用专业的骨干建设为基础，开展本专业建设的研究与实践，制定本专业人才培养方案。
（二）行业背景
通过走访全省多家企事业和高职毕业生的基础上，开展从业情况调查。结果显示：随着陕西制造业的发展，企业对自动化生产设备应用高素质技能型人才需求量大，尤其在国防科技、汽车、机床、自动生产线、包装印刷、自动控制、电力设备制造等领域人才缺口高达58%。近年来，良好的政策环境、迅速发展的区域经济和行业背景，为自动化生产设备应用专业的改革与发展提供了得天独厚的条件，为培养大批自动化生产设备应用高技能高素质人才，对陕西及西北地区的发展和建设有着十分重要的现实意义。
二、人才培养方案可行性论证
（一）专业历史
自动化生产设备应用专业始建于2007年，几年来，自动化生产设备应用专业为国防科技工业和陕西地方经济培养了百余名优秀人才，我院为了适应社会和经济的发展的需要，努力把自动化生产设备应用专业办好、办强，在保证教育教学质量的前提下，逐步扩大招生规模，近三年毕业生一次性就业率一直保持在95%以上。
（二）教学团队
通过建设，本专业现有教师28人，其中校内专任教师与校外兼任教师比例1：1；其中专业带头人1人，骨干教师5人，“双师素质”教师10人、副教授和高级工程师12人，3位教师具有职业技能鉴定中、高级考评员资格。近三年，教师50余篇，获得国家新型实用技术专利3项。
（三）实验实训条件
自动化生产设备应用专业拥有机电综合创新实训室、液压实训室、气动与PLC实训室、工业自动化实训室、电液综合实训室等12个专业实验实训室。与中船重工西安东风仪表厂、陕西飞机工业（集团）有限公司、东方机械厂、汉江机床厂、上海英集斯自动化公司等多家企业建立了校企合作关系，在这些企业建立了稳定的校外实习基地，进行顶岗实习和工学交替。
1、可编程控制器技术实训室。
服务课程：可用于《可编程控制器应用》、《控制系统安全与保证》、《工控组态技术》、《简单机电一体化系统设计》等课程的实验/实训教学。
主要设备：具备满足不少于40人学习，20个工位的可编程序控制器、编程软件、数字量实验模型、模拟量实验模型、触摸屏、手持式编程器、计算机、控制对象（PLC控制系统实验台或工控载体）、兆欧表、数字万用表、压线钳、剥线钳及电烙铁等。
实训项目：PLC硬件组态；电机正反转控制程序的设计与调试；Y-控制程序的设计与调试；红绿灯控制程序的设计与调试；运料小车控制程序的设计与调试；典型工控系统程序设计及工控组态等；以及维修电工取证相关的训练项目。
2、液压传动技术实训室。
服务课程：可用于《液压/气压传动技术与应用》、《液压/气压系统安装与调试》、《比例液压/比例气动技术与应用》、《液压/气动设备故障诊断》、《工程液压技术应用》等课程的实验/实训教学。
主要设备：具备满足不少于40人学习，5个工位的基础液压实验台、液压泵站、控制元件、执行元件、辅助元件、液压油、比例液压实验台、比例压力阀、比例流量阀、比例方向阀、多功能检测箱（包括流量传感器、转速传感器、压力传感器、温度传感器等组件）、工程机械组件、用于拆装的工业液压元件、万用表、常用的机械拆装工具等。
实训项目：液压典型系统安装与调试；比例液压系统安装与调试；液压系统运行维护、故障检测、诊断与排除；典型工程液压系统安装与调试等训练项目。
3、气动传动技术实训室。
服务课程：可用于《液压/气压传动技术与应用》、《液压/气压系统安装与调试》、《液压/气动设备故障诊断》等课程的实验/实训教学。
主要设备：具备满足不少于40人学习，5个工位的基础气动实验台、空压机站、气动控制元件、执行元件、辅助元件、比例气动实验台、比例压力阀、压力继电器、带内置测量系统的气缸、比例阀操作模块、开关、输入输出盒、带数字量和模拟量输入输出模块的PLC、编程软件、计算机、万用表；用于拆装的工业气动元件、常用的拆装工具等。
实训项目：气动典型系统安装与调试；电气气动系统安装与调试；比例气动系统安装与调试；气动系统运行维护、故障检测、诊断与排除等训练项目。
（四）人才培养模式
在专业建设上依托行业优势，实施校企共建，与企业合作共同开发人才培养方案，企业技术骨干参与课程体系设计、课程内容改革、专业课程教学、实习指导等关键教学环节。在实践教学环节上，在充分利用校内实训基地的基础上，与中船重工西安东风仪表厂、陕西飞机制造工业有限公司、西电集团、东方机械厂、上海英集斯自动化设备有限公司等企业开展合作，安排学生进行专业岗位技能训练和顶岗实习，确保了毕业生的专业能力得到训练和提高。经过几年的教学实践，自动化生产设备应用专业初步形成了“以职业岗位需求为培养目标，以职业能力培养为核心，以校企合作为手段”的工学结合人才培养模式。
（五）课程与教材
篇5
纺织行业是劳动密集型产业，传统的资源消耗以及劳动力持续投入发展模式已经难以为继，自动化、智能化将成为改造传统纺织产业、推进产业转型升级的有效途径。尤其是近几年在招工难、用工成本高企的背景下，不少企业开始通过机器换人来实现减员增效，不仅有效解决了用工缺乏，缓解了劳动力成本持续上涨带来的压力，而且显著提高了生产效率，从而增大盈利空间。
为了满足纺织行业特别是化纤行业对自动化、智能化装备的需求，北自所发挥数十年自动控制技术研究与系统集成的优势开发了“全自动落丝系统”，并与江苏盛虹合作共同研发了“化纤生产智能物流系统”。两套系统均通过科技成果鉴定，总体技术达到国际先进水平。
北自所物流技术工程研究中心副主任王勇研究员深度参与了两套系统的开发。据王勇介绍，北自所早在上世纪90年代就涉足纺织领域，曾在仪征化纤建成涤纶长丝自动化立体仓库。2008年，北自所承建巨石集团的玻璃纤维生产线物流系统，这套先进的系统受到桐乡当地化纤企业的关注。在深入调研化纤企业的需求后，北自所开始设计研发相应的自动化解决方案，成功推出了全自动落丝系统、化纤生产智能物流系统。
据了解，全自动落丝系统的问世不仅打破了国外同类产品的垄断，并且凭借便宜50%的价格优势、更高的生产效率以及完善的售后服务迅速受到市场的青睐，累计销售安装100多套，市场占有率达60%以上，天圣、盛虹、恒力、百宏等化纤企业均有应用。化纤生产智能物流系统则进一步打破了过去国外厂商在我国化纤行业高端装备领域的垄断地位，并已在盛虹安装运行。从实际应用效果来看，两套系统能够明显降低用工成本，提高生产效率，提升产品品质，同时，企业的管控一体化程度、信息化技术水平得到提升，在引领纺织行业向智能制造转型方面起到了示范作用。
全自动落丝系统
全自动落丝系统的主要功能为：自动落丝车与卷绕头自动对接后完成自动落丝，并将丝饼暂存于车体中心棒上，丝饼随自动落丝车运行送往平衡间并转运到辅助转运设备上，再由机器人直接抓取并放置在丝车空挂架上。
全自动落丝系统能够完全替代人工实现了落丝、装车及转运过程的自动化，能够满足同时多品种生产按单一批号等级装车的需求，并自动完成丝饼产品信息的全程跟踪及标签打印。针对国内自动落丝生产线单线卷绕设备位数的情况，北自所采用多车、多轴设计，自动落丝车单车可具备 2 ～ 4 根中心棒的，一次复合作业可以落下 2 ～ 4 卡盘轴的丝饼。如果产品满卷时间更短，则可以采用 2 台自动落丝车共同作业，获取最大的效率。目前，该设备的最大处理能力可达到 2 min/轴（平均落丝间隔时间）。
此外，全自动落丝系统创新地采用了设备在地面运行的方式，使得设备的检修、维护更加容易。该设计方案的最大优点是对上层空间要求少，可以避开风管系统，方便设备安装。对于国内新建化纤长丝项目而言，全自动落丝系统不需要对厂房、风管等进行重新设计即可进行设备的安装，而且该系统还可以广泛地应用在老厂的升级改造中。
化纤生产智能物流系统
化纤生产智能物流系统实现了卷装从丝车上线、落丝、输送、储存、检验分类、包装到码垛的全程自动化，并且在生产过程中实现数十种品种同时生产，数十种批号、不同等级的丝车交替上线。
化纤生产智能物流系统采用智能跟踪、监控、调度及管理软件技术，实现了丝卷信息的全过程数据监控，保证系统的可靠运行，同时实现了生产的标准化，生产效率得到很大提高；为满足化纤生产过程中，对丝卷和纸箱的搬运需求，研制开发了 4 类机器人手爪，每种手爪都可以根据实际工件要求来调整手指间距，实现化纤生产智能物流的柔性化生产；双工位分配车的控制系统能够智能识别每条码垛通道的状态，并据此调整作业，保证了系统运行的高效性。
系统中的堆垛机采用性能优异的无极调速变频控制，并且堆垛机系统水平方向选择高精度激光认址方式，垂直方向选择编码器认址方式，同时垂直方向再与物理认址片结合，堆垛机控制算法实现减速S形曲线，保证了堆垛机水平方向和垂直方向的高速运行及高精度定位。为保证信息零错误率，系统采用了丝卷信息多点绑定和多重校验技术，在整个系统中设置了多次校验程序，丝卷的整个生产过程被实时监控。多等级丝卷和纸箱智能分道技术允许多品种丝卷和多等级纸箱各在同一条输送线体上运行，并在机器人装箱工位和机器人码垛工位进行分道分类，从而提高输送线体的使用效率和生产效率。
该系统取代了人工分级、拣选、包装等作业，在大幅度减少车间工人数量的同时，降低了工人的劳动强度，能有效提高劳动生产率，增加产量，提高丝卷的优等品率，从而创造更多的经济效益。系统还节省了50%的厂房面积，省掉了1 000多辆丝车，节能效果同样显著。此外，化纤生产智能物流系统配备自动检测、监控装置，实现了生产过程的可监控和可视化以及信息的可追溯性，有利于企业提高和稳定产品质量，实现柔性自动化生产，综合效益明显。
王勇指出，化纤生产智能物流系统的问世，一方面满足了化纤生产企业对价格合适、符合国情的高端物流装备的急迫需求，另一方面也证明了我国纺机行业完全有能力通过合作创新开发出具有世界先进水平的高端自动化、智能化装备。这将引领国内纺机企业加快技术创新，强化数字化、自动化、信息化和智能化技术在装备产品上的综合应用，加快推出受纺织企业欢迎的高端装备，实现产品升级和产业升级，助推我国纺织行业由大到强。
篇6
关键词：理实结合；因材施教；启发式教学；多媒体技术；分层设计；仿真软件
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）35-0046-02
《可编程控制器（PLC）》是高职高专机电一体化、电气自动化、生产过程自动化等专业的一门重要的专业课，也是这类专业的学生就业必备的技能之一。本课程职业性、实用性较强，它对电气相关专业其它课程起到前后支撑作用，对学生核心专业能力形成起到关键作用。电气相关专业学生未来的就业岗位主要定位在维修电工、车间电气技术员、工业自动化系统安装调试工、工业自动化系统设计工程师助理、工业自动化系统维护技术员等岗位，这些岗位对学生掌握生产线中的常用设备PLC的知识能力要求较高。
因此，在教学过程中如何提高学生的学习兴趣，增强学生的实用性技能以及如何能够紧贴企业实际工作的要求，是我们在教堂过程中需要探索的问题。本文主要通过调研经济发达地区PLC相关从业人员所需的技能水平，探讨使得课堂教学环节、理论实践环节中较为行之有效的教学方法。
1 人才需求现状分析
PLC在近年来已经成为工业生产中的重要支柱，从市场规模推算目前PLC从业人员在各行业的分布大致如下：纺织21.04%、冶金14.56%、汽车11.94%、食品饮料10.56%、电子制造7.6%、化工6.96%、电厂5.16%、造纸4.04%、石油开采及冶炼3.86%、建材3.28%、市政3.04%、其他7.96%。 PLC应用从业人员从事现场维护的占一半以上；从事程序设计的占总体的20%；其后依次是从事销售和系统设计的人员，分别占14%和13%。（数据来源：中国工控网《2005中国PLC市场研究报告》）。
根据以上调查报告可以看出，企业对PLC人才的需求的数量较大，而且在未来几年内，需求量还需进一步增加。因此，无论从企业的实际需求出发，还是从目前职业教育的需求出发，都需要加大PLC课程改革的力度。在教学环节中，如何让学生更加有效的增加PLC应用基础的知识，能够熟练的使用PLC进行程序的编写、调试等工作，是高职类学校对PLC人才培养的关键目标所在。
2 职业教育现状与缺点分析
随着学校规模的扩大，学生人数的增加，职业教育中往往出现学生人数和教学资源不相匹配的情况，因此很多学校的PLC教学中存在以下问题。
2.1 教学班级人数较多，理实一体教学思路难以实施
虽然，近年来理实一体教学在职业教育中被广泛的推崇，但是目前很多学校学生人数激增，而设备数量却不能满足理实一体教学的要求，导致实践课的安排不足，学生动手能力较差。学生积极性下降，学习效率无法保证。
2.2 实训课，无具体考核方式，不能够贴近企业实际
由于教学班级人数较多，给实训考核带来一定的难度，实训没有具体的考核方式，效率不高。另外，实训课程的开设多为模拟实验，和企业的实际相差甚远。使得大多数学生走出校门后发现所学课程和实际应用相差甚远。
3 PLC课程教学改革与探索
3.1 解决学生人数和设备不匹配时的教学方案改革
对于学生人数较多，但设备数量有限的职业院校，可以采用大班教学理论课，小班教学实验课的方式，这需要对课时计划进行严格的修订。每2次理论课的内容，由一次实践课来进行巩固。实验课的考核以考高级工为目标，由于和考工考证挂钩，学生的自主学习性会大大增加。
3.2 因材施教，分层教学的探讨。
因为每门课讲授都会受学生学习能力的限制而无法进行比较深的有难度的学习的教学，PLC课程中高速计数、高速脉冲、PID控制，模拟量控制等内容，在实际应用中很广泛，但是因为这些部分比较难懂，在针对大多数同学的普及教学中，受课时限制这些内容很少涉及。对大多数学生来讲，只要达到高级工要求就可。而少部分优秀的学生，可开设自修课程，对它们适当的开放实验室，进行自主学习，最后严格考核，给予推荐好的工作，推荐为优秀毕业生，等待遇。
3.3 理论教学中的启发式教学的探讨
为了唤醒学生自信，提高学生在学习过程中的求知欲望，在教学过程中我们采用了启发式的教学方法。这种教学方法通常采用提出问题、课堂互动讨论、归纳解决方案、在实验中验证、得到结果并进行总结归纳等几个步骤完成。
提出问题这个环节可以设计在一堂课的初期、中间、或者在课堂的最后留下疑问让学生在课下继续探索和思考。例如：在讲授PLC的循环扫描工作方式时，针对学生编程过程中容易出现的双线圈现象，可提出以下问题。
问题：如图1所示，若给PLC的输入端子I0.0和I0.1分别接按钮SB1和SB2。Q0.0端子接指示灯，那么当SB1按下，而SB2松开时，指示灯是得电还是失电状态？
针对此问题进行课堂互动环节，启发学生根据所讲的循环扫描的理论来分析可能产生的结果。将学生讨论的结果归纳出来，如学生可能得出以下结论：①指示灯亮。因为SB1闭合指示灯亮。②指示灯先亮后灭。SB1闭合使它亮，SB2未闭合使他灭。③指示灯灭。由于循环扫描的集中输出所致。
得到不同答案后，让学生从实验中得到第三种结论是正确的。然后分析产生这种结果的原因以及大家分析错误的原因，并告诉学生这样的编程属于双线圈输出是不允许的，接下来可以进一步让学生提出解决方案，进行下一轮的课堂互动讨论。实践证明，这样的启发式教学方法极大的提高的学生的学习兴趣。
3.4 利用多媒体技术，教学实验箱等设备，现场演示软件
中PLC程序的运行过程
PLC的编程是PLC学习过程中的重要环节，采用理论讲解的方式，让一些理解能力差的同学在接受知识的过程中产生了困难。为了解决这个问题，使得教学效果更好，利用多媒体视频手段或者教学实验箱等，在课堂教学的过程中将实验效果搬入课堂。使学生直观的看到软元件的工作过程。
3.5 实践教学中的探索
3.5.1 实训环节教学资源的开发
初学者可以利用现有实验台做一些简单的案例。经过一段时间的学习，则需要将实训环节的案例和企业实际相联系起来，因此作为教师应该经常去企业调研，可以添加一些企业实际中使用的较为简单的案例，作为实践环节的任务要求。
3.5.2 实训环节采用分阶段任务，分层完成的方法
传统的单任务实训，任务较为复杂，学生消化实训任务时需要较长的时间，在此过程中学习程度较好的同学占主导作用，而学习程度较为差的同学通常处于等待状态，在小组中无所事事。因此在实训任务的设计方面，可以采用分层完成，全组参与的方法。将大的实训任务分为几个小的阶段，而每个阶段的设计题目采用由易到难安排。小组每完成一个阶段，在通过答辩后，获得相应的分数。答辩环节可以采用随机抽取小组成员的方式，组员未通过则全组不能通过，这样首先增加了学生实训的压力，适度的压力是动力的源泉，让学生有适度的紧迫感，能增加学习的效果。另外为了全组顺利通过实训，学习程度好的同学会自觉帮助学习程度差的同学完成实训任务，在实训中培养了学生的合作意识。
3.5.3 利用仿真软件，增加学生学习渠道
实验室的资源毕竟还是有限的，为了增强学生的课外继续学习的能力，培养学生的兴趣。在PLC教学中可以引入教学仿真软件来增加学习的兴趣。如三菱系列PLC的教学仿真软件FX-TRN-BEG-C、采用了生动的动画和编程相结合的方式，学生可以在没有实际PLC的环境下，编写小的程序，并仿真。它分为初级挑战，中级挑战，高级挑战等几个循序渐近的阶段，让学生在自己的电脑上就可以体验到编程的无限乐趣。西门子S7-200的仿真软件Simulation1.2，虽然没有生动的画面，但是通过开关和指示灯的演示，可以帮助初学者编写小的程序并且进行验证。
4 总 结
众所周知，PLC已经成为现代工业中的三大支柱之一，在工业上起着至关重要的作用，作为以就业为导向的高职高专类学校，PLC已经成为电气类专业的重要的专业课。因此如何在学校的学习中为学生提供一个良好的学习平台，教给学生良好的学习方法，让学生掌握PLC的调试，维护，编程的基本技能是PLC教学过程中需要长期探索的问题，我们将继续不断的探索，为培养适应社会发展的21世纪的新型综合性人才而努力。
参考文献：
篇7
关键词：自动化专业；应用型人才培养；人才培养方案
Constitution of applied-type talent cultivation plans for automation majors
Li Hongsheng, Chen Gui
Nanjing institute of technology, Nanjing, 211167, China
Abstract: Cultivation plan is guiding principle for talent cultivation. Training target of applied-type talent cultivation comes from Industry needs. It is particularly important that how to establish a scientific cultivation plans accord with training target of applied-type talent cultivation. A new thought, called Backward Inference, is presented and is carried out on establishing of cultivation plans for automation majors.
Key words: automation specialty; applied-type talent cultivation; talent cultivation plans
应用型本科教育应本着立足地方、面向全国、依托行业、服务区域经济发展的原则，以行业需求为人才培养目标。在应用型本科院校自动化专业人才培养方案的制定过程中，我校自动化专业在卓越工程师培养计划的人才培养方案制订过程中，结合江苏省特色专业、国家特色专业建设点、国家首批人才培养模式创新实验区等教学改革项目的实施，采用“倒推法”制定思路，进行了有益的尝试。
1应用型本科人才培养方案制定的思路
应用型本科人才培养应以行业、企业知识和能力、素质需求为出发点，按照“学生就业状况分析企业访谈毕业生、高年级学生座谈参考专业指导性规范教研室研讨形成培养方案初稿学院审查校企专家论证完善培养方案”的“倒推法”路线制定。所实施“倒推法”路线中的关键步骤如下：
(1)办学理念与培养规格。总体上，应用型本科人才培养强调工程能力的培养。各校由于办学历史、依托行业以及定位各有特色，专业人才培养方案应体现学校的办学理念，并确定专业人才培养的基本规格。
(2)就业状况分析。对近3～5年就业的主要行业(企业)及岗位的分析是人才培养方案制定的基础性工作。在进行学生就业状况分析时，要注意学生就业状况的变化趋势，剔除国家与相关行业经济发展中的偶然和突发因素，并考虑经济社会发展情况，特别是国家产业政策对学生就业形势的影响。
(3)企业访谈。根据对学生就业状况分析，选择有代表性的企业，通过对企业人事、生产、技术等各部门的走访，了解企业对学生知识、能力与综合素质的要求，特别要了解学生在哪些方面亟待提高。在此工作中，要注意部分企业对高等教育的特点以及专业知识的系统性并不精通，不同企业其技术、产品及在行业中的地位不同，对学生知识、能力与综合素质的关注点也会有较大的差别，因此需要进行理性地分析，找出对学生所需具备能力的共性要求。
(4)应届毕业生与往届生座谈。应届毕业生与往届生座谈，特别是已工作的往届生，他们对大学阶段的学习有着深刻的感受，对专业人才培养方案，甚至某些课程的知识点都有独到的看法。绝大多数往届生都能理性地分析在校期间学习的收获及不足，提出对人才培养方案和教学大纲的意见。
(5)参考专业指导性规范。教育部教学指导专业委员会经过多年的研究和调研，制定了专业指导性规范。专业指导性规范的基本原则是多样化与规范性相统一、规范内容最小化、核心知识内容最低标准，采取“基本要求＋X”的思路，其中“基本要求”是指专业学生应该学习的基本理论、基本知识和基本技能及应用，“X”是指不同层次和背景的学校在基本要求的基础上体现本校的办学定位和特色。
专业规范是一种基本要求，其为各专业留有足够的自由空间，人才培养方案应以专业规范为指导，办出本专业的特色。
(6)凝练核心知识和专业能力，确定培养目标和方案。在上述基础上，结合学校长期办学的特点和所依托行业的特征，确定培养目标，凝练核心知识和专业能力，构建以公共平台与专业教育、校内教学与企业实践、课内培养与课外培养相互交叉融合的理论与实践教学体系。应明确每一项核心知识和专业能力是如何落实到理论教学、实践教学、课外培养(含科技创新、科技竞赛、专业技能等)、企业培养等各环节中。
(7)校企专家论证。应用型本科专业指导委员会应由校企专家共同组成，校企专家可从不同的角度论证人才培养方案，使之符合应用型人才培养目标的要求。根据校企专家的意见，经过反复修改、完善，形成人才培养最终方案。
2自动化专业(数控技术)人才培养方案的制订
自动化科学与技术的产生和发展，是人类自觉改造自然的必然结果，其核心目标在于寻找以非人工方式实现对系统控制的技术手段。近20年来，自动化科学与技术发生了巨大的变化，研究领域不断扩展延伸，且与计算机和通讯技术密切相关，向智能化、网络化和集成化方向发展，体现了控制工程技术、信息工程技术和系统工程技术的综合集成。下面以我校自动化(数控技术)专业卓越工程师计划人才培养方案的制订为例，简要介绍如下：
(1)办学理念和专业特点。我校秉承“学以致用”的办学理念，培养生产一线的现场工程师。自动化(数控技术)专业的发展与现代制造业密切相关。该专业的一个重要特点是学科交叉，既要求学生掌握电类相关知识，又要求了解机械结构、工艺等方面的基本知识；既要求学生掌握控制理论与应用、微处理器系统硬软件设计，又要求了解强电电气控制、伺服驱动及液压、气动等方面的知识。
(2)企业、毕业生调研。人才培养方案的制订过程中，先后对南京汽车集团有限公司、南京康尼机电技术有限公司、南京数控机床有限公司、南京第二机床厂、南京华兴数控技术有限公司、中国电子科技集团第十四研究所等近10个单位进行了访谈，参与访谈的人员包括用人单位人事部门的相关领导、毕业生工作部门的领导以及毕业生等。
对近3年专业毕业生就业情况分析表明，自动化专业(数控技术方向)毕业生主要分布在机电行业数控系统(含电机、驱动)制造商、数控机床主机厂、数控机床使用企业、工业自动化控制系统类企业、机电类自动化设备制造商5类企业，少数毕业生在高职院校任教或就业于其他行业。目前自动化专业(数控技术方向)毕业生主要从事数控系统二次开发与运动控制系统安装、连接与调试，运动控制系统与可编程PLC控制系统的研发、应用，微处理器或者嵌入式系统软硬件开发，机电类自动化系统或设备的运行、维护、销售、技术支持等；少部分毕业生从事数控机床编程与加工等。
(3)凝练核心知识和专业能力。依据企业和毕业生走访，专业知识和能力要求可归纳为机床数控系统的应用与二次开发、运动控制系统的设计与工程应用、可编程控制系统设计与技术集成、单片机控制系统的软硬件设计与工程应用等4个专业技术领域。自动化(数控技术)专业人才培养方案课程体系架构的重点应表现为上述4个技术领域的系统研发、运行、调试、操作、维护及管理等专业知识与能力的培养。
围绕各专业技术领域知识、能力的要求，从理论课程教学、综合实践教学、企业培养、课外培养以及工具软件应用能力培养等方面构建支撑培养目标的教学模块。以“运动控制系统的设计与工程应用”为例，其知识、能力的培养支撑如图1所示。
(4)构建人才培养方案。根据专业知识、能力和综合素质要求，将理论课程和实践环节按公共基础、电工电子、检测与控制技术、数控技术、运动控制系统、单片机系统、可编程控制系统、专业与综合素质拓展、企业培养、综合素质能力课外培养10个模块进行划分，构建了结构科学、合理，对核心知识和专业能力有效支撑的培养方案。
3结束语
近年来，我校自动化专业以机电行业为背景，以机电行业核心能力需求为导向，不断探索和改革人才培养模式，积极研究人才培养方案，科学、合理地制定、论证流程，确保所制定人才培养方案符合培养规格和目标。自2008年实行人才培养方案制定的“倒推法”思路，取得了良好的效果。
参考文献
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[2] 崔桂梅，贾玉瑛.自动化专业应用型人才培养模式的改革和实践[J].实验室研究与探索，2009，11
篇8
关键词：智能制造；机器人；电机；传感器；大数据
DIO：10.3969/j.issn.1005-5517.2016.2.003
2016年智能机器前景预测
智能机器的各种功能已足够稳定与透明，各企业可以尝试着利用智能机器以创造商业价值。智能机器领域的商业投资将快速增长，其中以收入增长与运营效率为投资重点。到2020年，智能机器将成为30%以上首席信息官的五大投资优先领域之一
Gartner研究副总裁暨杰出分析师Whit Andrews，Gartner研究副总裁暨院士级分析师Tom Austin，Gartner研究总监刘轶认为，以下三大发展趋势将促使智能机器未来5年内更广泛、经济和高效地应用在各个领域
1.全新处理硬件；
2.更强大的算法；
3.海量数据。
智能机器的种类及其相关商业案例正在不断丰富，这表明了智能机器解决各种工作难题的商机正在真实而快速地增长。有效识别这些机会将大大促进智能机器发展计划的商业投资。
预计在5年以上的时间内有望为企业带来最大收益的技术包括：智能顾问、智能机器人、商业无人航空器（无人机）、自动驾驶车辆以及虚拟个人助理。
智能机器的使用通常依赖于改变现有的IT系统与工具接口。因此，首席信息官、IT领导者与战略规划部门应提前规划智能机器开发、使用、持续支持与维护的相关成本以及为智能机器部署而变革现有IT基础架构。
此外，首席信息官们还需预测一系列组织问题。智能机器由多种资产组成，所有这些资产需要统筹管理。这些资产可能属于不同的所有人，有着与所有人业务系统主要目的相关的不同优先级别。
到2020年，首席财务官必须处理由智能机器数据以及“算法业务”衍生的估值问题
由智能机器引擎主动收集、交付信息及洞察结果的技术正在促进从人类生成信息资产到机器生成信息资产的转变。而这些资产包括：新内容、分析与业务流程知识本体、知识产权。
智能机器将完善和推进被称之为“算法业务”的新型业务模式。
这是一种涉及到大量互联、各类关系及动态洞察的经济形态，它基于以算法形式呈现的连接、大数据和新知识产权来支持行动。
智能机器技术遍布多个市场，因此没有单独的“智能机器市场”；相反，它是面向广泛应用案例的综合市场。
智能机器的崛起与其他发展趋势相辅相成，并必将与这些趋势共同颠覆我们的业务方式。新兴的算法业务即是其中最重要的趋势之一，它将带动能够产生新收入的新业务模式，借助算法充分利用大量与互联和关系有关的大数据的动态洞察结果。此类业务模式与智能机器之间的关系非常密切，它将各种技术与智能机器的服务结合在一起。
同时，有关此类服务的知识产权有望产生大量或永久性收入流，因为知识产权可以依法获得专利，从而提升价值.
未来5年，首席财务官将面临解决这些新资产结构经济问题的压力。
到2018年，全球300多万劳动者将接受“机器主管”的监督
监督职责将逐渐转变为基于与产出和客户评价直接挂钩的绩效指标来监督员工的工作。
“零工经济”――劳动者为短期合同而展开竞争而非为了薪水工作，正在让企业通过结构化、细分任务等形式获得大量人才。
机器主管将直接根据劳动者的业绩数据和自身能力从中获取洞察力，这一功能人类可能无法企及或者无法快速实现。
智能机器技术与服务目前已实现了商业化，并展示出部分关键属性，包括：
轻松应对高度的复杂性与不确定性，并基于学习能力形成假设条件。
检验这些假设条件，得出具体的概率性结论。
针对具体任务环境形成超出许多行业观察家所预泗的理解力。
机器主管将日益充当决策人的角色，而以往这些决策只由人类管理者制定。
注重绩效评估、激励与支付的商业流程外包商将开发出智能机器“承包管理者”，专门用于评估和监督特殊类别的劳动者。
随着智能机器成为分析绩效的主要工具，劳动者绩效评估将变得更加精细。
针对此类评估的反应也将随之变得灵活和个性化。2016年工业4.0技术动向
制造业和库存管理正向着智能化过渡。例如低功耗连接、嵌入式处理和嵌入式感测等推动智能化过渡的技术已经在提供低功耗、智能网络互联感测解决方案等领域取得了巨大进步。然而，为了实现工业4.0更加广泛和快速的部署，安全性和可靠性才是最值得关注的问题。诸如湿度、温度和压力感测等多模式感测解决方案经常被集成在许多工业和楼字自动化系统中。从延长电池使用寿命到最终的能量采集，超低功耗是关键所在。正是因为有了高效的电源管理和信号链技术，我们才得以实现少于1微瓦的待机功率以及低于100nA的睡眠模式电流。包括模拟和数字信号处理器在内的集成式超声波和毫米波感测解决方案能够在流量计量、诊断和很多其它工业应用中提供全新的多模式功能。工业4.0值得关注
智能制造的相关技术趋势
英飞凌作为德国工业4.0的创始成员和工业4.0的积极倡导者，与其他成员一起负责工业4.0标准化的制定，特别是工业4.0场景下的核心器件和技术的研发。
从技术角度看，智能制造的核心是物联网和服务互联网在工业的应用，所以物联网和互联网的技术趋势会推动智能制造的发展。
同时，互联网和物联网在促进智能制造整合价值链的过程中，其核心部分还是为制造过程服务以实现高效率、高质量和高效资源利用。这样制造过程中的人机交互、机器和机器交互、物料和机器交互、机器和环境交互等技术成为必然，并已经逐渐成熟和进行尝试。工业4.0的参考架构和软件模型也已经，相信不久就会有基于参考架构的应用实例出现。
为了符合个性化制造的要求，产品生命周期管理的系统和设计及制造的系统的结合度现在越来越紧密，这将成为一个趋势。智能化制造还会推动制造大数据分析来更好地为经营决策和质量控制服务。
英飞凌的特色技术和产品
英飞凌在智能制造领域和工业4.0领域有独到的技术.英飞凌不光有高效能的电机马达驱动芯片、还有微控制芯片、高性能传感器等成熟领先的产品。针对工业4.0，或者更广的物联网环境，我们一直认为安全是一个重要并斟待解决的问题，所以我们开发并提供了世界领先的基于硬件的安全芯片解决方案服务于工业控制安全和物联网安全。
例如，针对工业智慧人一机、机一机等接口的发展，我们推出了高精度的3D磁性传感器。通过检测x、y和z方向的磁场，传感器能够可靠地感测三维、线性和旋转运动.所采用的数字12C接口可在传感器与单片机之间实现快速双向通信.适合于需要快速三维、角度测量或低功耗的应用。
最近我们也推出了3D图像传感器，英飞凌全新的传感器新技术不仅帮助3D摄像头实现了具有真实感的成像功能，还能识别手势及面部表情。如在医疗检测仪器中，可帮助医生无需触碰电脑显示屏，查看病人的检测数据；在高级辅助驾驶系统中，可主动获取驾驶员的面部表情，判断驾驶员的精神状态，在驾驶员面露疲倦时，给予及时的警示，当车辆处于即将与其他车辆碰擦的危险时及时刹车，避免交通事故的发生.在工业场景中帮助人通过手势控制机器及虚拟现实应用。
电机需要精确位置控制及电流控制
智能制造是一个很大的概念，包含若干的技术应用。从电机控制的角度来看，节能、高效、精准、互通肯定是毋庸置疑的趋势。
在伺服控制中，高精度电流和电压检测可提高速度和扭矩控制性能，要求12位及以上的性能的多通道ADC；ADI具有业界领先的ADC技术，包括了隔离ADC产品，它们可以很好地满足高精度控制的要求。ADI可以提供高精度RDC来满足使用旋转变压器的位置检测场合。从优先考虑安全和保护的角度，信号采样和功率器件驱动应采用隔离技术，ADI公司的iCoupler数字隔离器产品可满足高压安全隔离要求。在工业应用的设计中，IC产品需要更长的生命周期和更高的可靠性。普通的交流感应电机向永磁同步电机转变已是大势所趋，要求系统设计师能提供更高效率和更灵活的算法。
传感器和分布式计算迅速增长
据Gartner，物联网（IoT）是2015最热门的技术。与此相关的话题大多聚焦在消费类应用，如智能家居、车联网和消费类可穿戴应用（如腕带运动追踪器）。然而，物联网的工业分支（也称作智能制造业）对于商业和社会经济层面的潜在影响将最终超越消费类应用。智能制造业的变革将改变众多产业，包括制造业、油气行业、农业、矿业、运输及保健行业。上述产业的总和占到世界经济总量的近三分之二。
智能制造的本质意味着收集并利用机器和传感器生成的大量数据，以优化生产运营。这将影响众多系统设计，包括工厂车间的设备（系统）、通信集线器和控制器本身的设计。
智能制造趋势
智能传感器、分布式控制和复杂的安全软件是智能制造业不可或缺的因素。Maxim Integrated的芯片适用于诸多自动化系统和传感器，因而我们对于自动化系统架构的演进如何支持工业IoT有独特的理解。
制造业系统发展的关键趋势是传感器和分布式计算的迅速增长。
普适测量。传感器及其接口的成本持续降低，使得制造商能够对更多变量和数据类型进行追踪。
分布式控制。将过程控制器（可编程逻辑控制器，PLC）移近至被控机器，打破控制瓶颈，提高生产吞吐率和灵活性。
智能制造业正在经历工厂自动化传感器领域数字IO-Link标准的爆发性增长。IO-Link协议是第一个开放的、低成本、点对点串行通信标准，基于全球标准化I/O技术（IEC 61131-9）。该协议适用于任何位置的PLC和传感器以及/或执行器之间的通信.
这种功能强大的点对点协议基于成熟的3线连接。理解IO-Link通信的最好方式是将其理解成传感器领域的USB――非常容易使用和部署，并且能够提供来自于智能传感器的智能数据。
Maxim的技术能够助力上述新型系统的发展。图1所示的传感器是Maxim认为迄今业界最小的IO-Link环境光传感器，可以读取颜色值并通过IO-Link连接发送信息。整个系统只有回形针大小。
另外一个重要趋势是这些外型日益缩小的工业自动化设备中的电源系统设计必须具备超高效率，因为系统无法承受额外的散热。
Maxim凭借先进的工艺技术和创新设计提供品类众多的电源调节器，可实现超高电源转Q效率（宽负载电流范围内高于90%）。这些器件集成众多分立元件，如FET、肖特基二极管等，提供超小占位面积的封装.我们认为我们具备品类全面的同步电压调节器――这类器件在工业系统中几乎无所不在在50mA至5A负载电流范围内实现高于90%的效率。
机器人及智能制造对元件需求提升
中国的智能制造开始出现大规模扩张态势。这一发展形势的推动因素包括自动化制造的持续发展，其中包括为这一发展提供支持的零配件以及电子制造的大规模生态系统。同时，人工成本持续攀升，这也推动了自动化生产的需求，尤其是对机器人生产的需求。
据国际机器人联合会（0FR）预计，2018年全球所安b的工业机器人中，中国将占有1/3。最新数据显示，2014年工业机器人的销售己飙升至大约57.000台――上升了56%。
中国的机器人行业还将在中国政府发起的新一轮竞争攻势“中国制造2025”中实现更多发展，获益良多。据IFR预测，中国的工业机器人销售数字有望继续飙升，到2018年将总计达到大约15万台。
莫仕（Molex）提供的众多连接解决方案可以应用到机器人领域，但尤其值得关注的是Flamar定制电缆。该款产品性能好，韧性强，多芯布线，经久耐用，适用于传感器、测量、控制、机器人以及机器驱动。传感器电缆可支持重量、温度、压力、流动状态、液位、振动及位移方面的测量。
另外，智能制造通过部署“智能”设备，使灵活且自我设置的无线“网眼式”网络实现灵活移动、微型化及网络化管理，从而实现最优生产效率。对于这类工业自动化，Molex提供了一系列标准天线。目前的Molex标准天线系列适用于通过ISM和蜂窝频段实现机器-对-机器（M2M）沟通，同时也适用于Wi-Fi各种应用”
工业大数据的未来：从智能终端设备到企业系统
随着传感和网络连接技术的普及，在系统中添加测量功能从未如此简单和经济。在这个工程和测量数据爆炸的时代，如果企业没有制定稳妥的数据管理战略，几年后他们将无法有效应对和管理所有的数据。因此，一流的测量和分析解决方案必须具备两个基本功能：1.终端分析，2.智能企业管理和分析。
将测量分析推向智能终端
过去十年来，数据采集设备和传感器的智能功能快速增加，而且变得更加分散，处理元件也放置在更靠近传感器的位置。如果看一下ARM、Intel和Xilinx等公司的最新芯片和IP所集成的采集系统和节点就可以充分证明这一点。但是除了测量设备更加智能之外，传感器同样也日益智能化，智能传感器将传感器、信号调理、嵌入式处理器和数字接口/总线集成到一个极其小巧的封装或系统中。
鉴于这一趋势，现在许多应用都强调了边缘设备的智能化和高级信号处理。在资产监控应用中，传统的测量系统将每个数据点记录到磁盘上，即使所测量的物理现象没有发生任何实质性的行为。这将导致所部署的系统会产生数干兆字节甚至数万亿字节的数据需要进行分析和线下筛选。
由于处理在更加靠近传感器的位置进行，测量系统软件必须有助于在边缘设备上高效地进行分析。未来基于终端的系统软件需要能够快速配置和管理成千上万个联网的测量设备，并在这些节点上进行大量分析和信号处理。展望未来，企业必须过渡到更加智能且基于软件的测量节点，才能跟上模拟数据爆炸式增长的速度。
更智能的企业管理和分析
采集智能系统的数据后，下一个步骤就是将数据传送到企业系统来有效地管理和整合数据以及进行大规模分析。一个来源于多工程数据的企业数据管理和分析解决方案将有助于正确的人员在正确的时间获得正确的数据，从而做出正确的决策。其中两个主要的考量因素是能否正确地归档数据以及更智能地进行分析。
正确地归档数据
为了准确地对多个数据源进行数据分析，所有数据集应包含一致的元数据或描述性信息来解释测试数据被保存的原因。元数据包含的信息包括测试设置、测试结果、测量单位等。据IDC的调查显示，大多数公司仅对22%的采集数据进行文档记录，而实际上能够进行分析的数据平均只有5%。因此还有许多可能非常重要的数据没有被充分利用。重视将元数据标准化的公司将能够实现更高程度的数据分析自动化，从而获得明显的竞争优势。
但是在开始进行元数据标准化之前，工程师必须首先在哪些元数据对分析非常重要这个问题上达成一致。一流的公司通常会有一个项目规范来定义所采集的元数据的命名和属性。应用程序应该在采集时试图记录尽可能多的已定义属性。但是在采集数据之后，许多公司会通过运行自动检查和插入缺少的属性来添加数据属性。比如，捷豹路虎对元数据进行自动化质量检查，并在一年内开发和实现了企业数据管理解决方案，以前该公司仅能分析10%的数据，预计接下来这类数据将可达到惊人的95%。元数据的一致性使得它们能够应用一致的自动化分析来匹配已定义的属性。
更智能的分析
根据Frost&Sullivan市场调查公司2015年9月对全球测试与测量大数据分析市场报告指出，如果将大数据分析应用到测试中，产品开发成本将可减少近25%，运营成本将可减少近20%，维护成本将可降低50%。由于大模拟数据是增长最快且数量最庞大的数据类型，寻找新的相关性并预测未来行为是保持竞争优势的关键。
要做到这一点，为了研究、设计和验证目的而进行测量的公司需要大大优化采集和分析边缘设备数据的方式，并在企业内部对数据进行管理和分析，以确保能够有效地利用这些数据来做出正确的决策。他们越早这样做，就能够越早利用更精准的数据获得更大回报。
感言
正如惠普企业超大型主机服务器和物联网系统总经理和副总裁Tom Bradicich所说：“物联网的智能终端分析和其他工业解决方案对于解决工业大数据问题发挥着重要的作用。智能测量节点提供在线数据分析，从而更快速获得有意义的结果。现在是时候通过大数据获得更多信息了。”
NI分布式了业大数据系统
大数据可以分成数字和模拟数据两大类。数字数据又可以分成结构化数据（如来自企业应用程序的数据）或非结构化数据（例如通过Twitter或Facebook等社交媒体产生的数据）。另一方面，模拟数据是指工程（由工业系统产生）和环境数据（例如射频、光和温度数据以及自宇宙形成至今产生的数据），这类数据可使用传感器测量，并使用模数转Q器来数字化，以便进一步挖掘和分析。NI产品（CompactDAQ、PXI、CompactRIO和WSN）能够用于模拟物联网/M2M网关，用以采集、汇总和数字化模拟数据。此外，NI还推出了InsightCMEnterprise套件，提供了基础设施/云层的数据管理和传输、数据分析和系统管理软件，以便进行大数据分析和挖掘。总之，这些产品形成了强大的平台来构建用于工业物联网的大“模拟”数据系统。
为用户提供专业的测试设备及系统
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关键词：组态；煤矿；图形组态；数据库；通信
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)17-31341-02
The Design And Research of Coal-mining Control Configuration Software
SONG Wei1,ZHANG Jia-bing2
(1.Wugou Mine,Wanbei coal-elecctricity group Co.,Ltd,huaibei 235100,China;2.Department of Information & electric Engineering, China Uinversity Of Mining And Technology,Xuzhou 221088,China)
Abstract:In this paper, the present status and characteristic of industrial control configuration software will be introduced briefly and how to explore and design a good kind of coal-mining control configuration software will be discussed. Figure configuration, database configuration and communication configuration will be introduced specially.
Key words: Configuration;Coal Mine;Figure Configuration;Database;Communications
1 引言
随着工业自动化技术的发展，人们对自动化监控系统的要求越来越高。一方面要求可靠性高、操作简单、实时性高、人机界面友好，同时还要求开发周期短，系统便于更改、扩充、升级，这些都取决于测控软件的研制和开发。如果采用计算机程序语言去编制一个大型监控系统的软件，不仅费时、费力、开发周期长、研制成本高，而且通用性差，不便于系统的扩展和升级，也不便于推广应用[1]。随着微电子技术、计算机控制技术、工业以太网技术及现场总线技术的发展，作为用户无需改变运行程序原代码的软件平台工具――工控组态软件日渐成熟[2]。随着国内外各种组态软件的出现，工业自动化系统现在一般都采用组态软件作为平台进行二次开发，很少采用计算机程序语言编制监控软件。
煤矿生产是一个连续的大规模的生产，对生产效率和安全性要求很高，煤矿自动化监控系统的应用能极大地提高生产效率，保证生产的安全性。煤矿自动化监控系统一般采用下位机（PLC等设备）和上位机（工控组态软件）结合的形式，像国外的组态软件iFix、Intouch和国内的MCGS、组态王等在煤矿自动化监控系统中都得到了广泛的应用。
国内外厂商提供的组态软件在煤矿的应用存在两个问题：（1）正版组态软件的价格都比较昂贵，尤其是国外的，而且国外组态软件的用户手册多为英文版的，不利于中国工程技术人员的研究和使用；（2）组态软件是为整个工业控制领域设计的，很多功能在煤矿监控系统中都用不到，这无疑是一种资源的浪费。以上这两点都会提高工程成本，加大工程商和煤矿企业的资金投入。
矿用组态软件的开发则可以解决以上两个问题，根据煤矿生产需求设计的组态软件只需要设计煤矿生产监控需要的功能即可，可以大大减少开发周期，降低开发成本，更有利于为煤矿技术人员掌握。由于开发成本的降低，又是针对煤矿企业设计的，矿用组态软件更容易在煤矿行业推广。
本文主要介绍工控组态软的发展现状和特点，探讨矿用组态软件的开发设计思想。
2 工控组态软件发展现状
2.1 工控组态软件的应用
“组态”的概念最早来自英文Configuration，其含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置 (包括进行对象的定义、制作和编辑，并设定其状态特征属性参数)，达到使计算机或软件按照预先设置，自动执行特定任务，满足使用者要求的目的[3]。
就目前我们国内的情况来看,主要有以下三种类型的组态软件:①国外进口版本的组态软件。这些国外原版的组态软件虽然功能完善、通用性强,却都由于其价格昂贵,且存在界面汉化及售后服务的问题,所以不十分适合中国用户使用。但由于近年中国经济的迅猛发展，国际公司纷纷看好中国市场，组态软件厂商也开出推出一些中文版本，加大了对中国用户的服务力度，中文培训和中文手册也陆续推出。②在国外进口版本的基础上进行二次开发的汉化版组态软件。但由于知识产权的原因,正版软件仍然较贵,并且它们汉化不彻底、产品不成熟。加之国外组态软件开始进军中国市场，这类产品越来越没有竞争力。③国内自行开发的组态软件。近几年,组态软件在我国也得到了广泛的发展。这些软件经过不断的完善,已经趋于成熟,其可靠性、先进性、实用性都较好,且价格低廉,能较好地适应国内的硬件环境,因此在国内工控软件市场已经占有举足轻重的地位,同时也显现出它良好的应用前景。但是,与国外先进的组态软件相比,其功能上还需进一步加强。
2.2 工控组态软件的特点
目前绝大多数工控组态软件都可运行在Windows NT/2000/XP环境下，界面友好，易于操作。从结构上来说，工控组态软件一般都是由系统开发环境 (或称组态环境 )与系统运行环境两大部分组成[2]。系统开发环境是自动化工程设计师为实施其控制方案，在组态软件的支持下进行应用程序的系统生成工作所必须依赖的工作环境，通过建立一系列用户数据文件，生成最终的图形目标应用系统，供系统运行环境运行时使用。系统运行环境将目标应用程序装入计算机内存并投入实时运行。
(1)实时性
工控组态软件用于工业现场控制，要随时显示设备的运行状态，并根据现场情况及时做出反应，这就要求组态软件有较好实时性。实时数据库是保证组态软件实时性的关键技术。运行环境与实时数据库的连接如图1所示。
图1 运行环境与实时数据库的连接
(2)开放性
组态软件允许用户自行编制或定制所需的设备构件，装入设备工具箱，不断充实设备工具箱。很多工控组态软件提供了一个高级开发向导，自动生成设备驱动程序的框架，给用户开发 I/O设备驱动程序工作提供帮助，例如，iFix提供一个OPC开发工具Toolkit，用户可以根据自己的通信协议来开发OPC服务器，不过这个工具需要另行购买。用户还可以使用自行编写动态链接库 (DLL)的方法在策略编辑器中挂接自己的应用程序模块。
3 矿用组态软件的开发设计思想
矿用组态软件与通用组态软件的基本设计思想是一致的，矿用组态软件是针对煤炭生产所具有的独特性而开发的能够满足全矿井综合监控系统要求的软件。它具有数据库组态、系统组态、通信组态、图形组态、曲线组态、图象组态、存储组态、表格组态、语音组态、数据处理等功能模块。其中数据库组态、通信组态和图形组态对于矿用组态软件来说是最重要的部分。
3.1图形组态
在工控组态软件中进行工程组态的第一步即是制作工况模拟动画，动画制作分为静态图形设计和动态属性设置两个过程。静态图形设计类似于“画画”，用户利用组态软件中提供的基本图形元素线、填充形状、文本及设备图库，在组态环境中“组合”成工程的模拟静态画面。静态图形设计在系统运行后保持不变，与组态时一致。动态属性设置则完成图形的动画属性，与实时数据库中定义的变量建立相关性的连接关系，作为动画图形的驱动源。动态属性与表达式的值有关。表达式可以是来自 I/O设备的变量，也可以是由变量和运算符组成的数学表达式，图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等状态随着表达式的值的变化而变化。
针对矿用组态软件，图库中要设计丰富的煤矿设备图形实例，这样可为工程技术人员节省大量工作。煤矿生产监控系统主要包括井下皮带集控系统，风网瓦斯监控系统，变电所集控系统，矿井机车监控系统，选煤厂集控系统等，图库中要包括各个系统所涉及到的设备图形，对于需要动态显示的设备图形要设置其动态属性，属性要能随着变量或表达式值的变化而变化。
3.2数据库组态
实时数据库系统包括实时数据库及其事务调度系统。利用Windows的DLL(动态连接库)和全局共享内存技术来建立系统实时数据库的设计思想，并通过给用户提供一套接口标准――实时数据库系统接口，来实现I/O驱动程序与用户程序和实时数据库系统间的高速数据传递。
矿用组态软件实时数据库系统应具有以下功能特点：
现场数据采集：实时数据库提供了与典型数据源的接口，读写通讯设备寄存器的现场值，送到开辟的内存缓冲区。
预处理机制：可以直接在实时数据库中对原始数据进行处理。
滚动存储机制：数据库的容量固定，当新的数据产生，数据库中最老的数据将被删除。
自动更新机制：当数据库中的数据改变时，可以及时通知客户端程序．以更新画面。
触发和定时机制：提供丰富的触发和定时机制，供各类数据处理、先进控制和优化算法使用，以保证数据的实时性、有效性、一致性。
补偿机制：当不能保证连续运行时(如系统备份)，需要提供相应的补偿机制，以保证数据不会丢失。
数据检索机制：可以以类似于关系数据库的方式检索实时数据库中的数据。
动态汇总机制：实时数据库提供了报警状态、操作事件等信息的动态汇总功能。
基于实时数据库的以上特点，我们采用面向对象编程(OOP)的设计技术，将实时数据库定义为类的形式。实时数据库的功能由类的方法和专门的管理程序实现，管理程序负责实时数据库的生成、数据库的查询、数据库的实时更新以及其它任务对实时数据库的实时请求、报警响应等操作。实时数据库管理程序的所有功能是封装在一个专用实时数据库管理类中，通过对类的成员函数调用实现对数据库的所有操作管理。
3.3通信组态
通信组态包括与 I/O设备的通信及与第三方程序接口组件的通信。
煤矿生产监控系统的现状是每个部门都有自己的一套监控系统，相互不能兼容。这种状况造成了很大程度的重复施工，通信资源浪费。煤矿企业正在着手改变这种状况，寻求矿井综合自动化解决方案。综合自动化就是搭建一个统一的平台，所有的监控系统都纳入到这个平台里面， 进行集中监控、统一管理，可实现资源最优化，提高监控效率。随着工业以太网技术在煤矿的应用，综合平台越来越多的采用工业以太网。而各个子系统要接入到综合平台里，必须有统一的通信标准。OPC技术是这种统一的通信标准的最佳选择，它具有开放性，现在多种PLC设备和智能仪表设备都支持OPC，而且OPC客户端可以通过以太网远程访问服务器。
对于矿用组态软件的通信组态，有两种方案可以选择。
(1)简单方案。为了降低开发成本，又能满足煤矿生产监控的需求，可以只设计OPC一种通信方式。OPC已经成为一种通用的工业控制通信标准，大多数PLC设备厂商和国内外组态软件厂商都提供自己OPC服务器。对于那些不提供OPC接口的设备，可以通过第三方OPC服务器软件进行中转，世界上有成百上千种第三方OPC服务器，可以根据需要进行选择。
(2)复杂方案。若用户需要矿用组态软件与主流 I/O设备及其他第三方厂商提供的应用程序之间进行数据交换，则应使开发设计的软件支持目前主流的数据通信、数据交换标准。组态软件通过设备驱动程序与I /O设备进行数据交换，包括从下位机采集数据和发送来自上位机的设备指令。这种方案的开发成本比较高，技术较为复杂。通信协议应选择那些市场占有率较高的总线协议，如MODBUS，PROFIBUS，CAN，FF，LonWorks，WorldFIP等。
无论选择哪种方案，OPC驱动程序都是必须编写的。在煤矿生产控制领域，自动化系统集成已经成为一种趋势，OPC技术能很好的解决子系统接入等问题，应用前景十分广阔。设备驱动程序是由高级语言编写的 DLL( 动态连接库 )文件，其中包含符合各种 I/O设备通讯协议的处理程序。矿用组态软件负责在运行环境中调用相应的 I/O设备驱动程序，将数据传送到工程中各个部分，完成整个系统的通信过程。矿用组态软件与I/O设备之间通常通过以下几种方式进行数据交换：串行通信方式、板卡方式、网络节点方式、适配器方式、DDE方式、OPC方式、ODBC方式等。
4 总结
矿用组态软件的开发应在充分调研煤矿生产实际的基础上，重点对图形组态、数据库组态、通信组态等几个方面进行设计，力求满足煤矿生产监控的需求而又精简易用，应顺应煤矿综合自动化的发展趋势，很好地支持系统集成。在煤炭市场日趋转好的形势下，矿用组态软件的开发有很好的应用前景。
参考文献：
[1]张志文,王健.应用国产组态软件包――组态王开发变电站安全警戒系统.电子技术,2003,(3).
[2]易江义,周彩霞.工控组态软件的发展与开发设计.洛阳工业高等专科学校学报,2003,13(1).
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【关键词】安全;隐患;信息;科学;管理
1.煤炭行业现状
我国煤矿地质条件和其他国家不能比。和美国、西方发达国家甚至和发展中国家比先天不足，井工矿占95%，露天矿太少了。我国高瓦斯矿占46%，煤层容易自燃的占一半，条件比较恶劣。我国是百年产煤大国，现在矿井的平均深度是420米，而且每年往下延伸20米，煤矿工人为此付出更多的劳动和艰辛。我们百万吨死亡人数3人，美国是0.03，波兰和南非是0.3。我国煤矿产量占全世界的31%，但煤矿死亡人数占全世界煤矿死亡人数的79%。
2.煤炭行业自动化、信息化突出的问题
1）生产自动化程度相对其它行业较低，无论从技术上还是管理上都很落后，特别是一些开采时间长的老矿。
2）项目缺乏总体规划、协调。企业大都实现局部自动化工程，如电力自动控制、水泵远程控制、瓦斯监测等系统基本上是单系统自动化，没有从生产过程的运行效率去整体规划;矿井设备在选型和采购方面没做详细考察，在实现自动化是有些设备需要更换，造成重复投资。
3）信息化与自动化脱节。由于缺乏真实、实时的原始数据，不少矿业信息化还停留在计算机文件管理、报表统计的基础上，大都不能实现设备在线管理、远程控制、外运指导生产计划、辅助决策、安全指导等目的。
4）各系统软件标准的不统一。矿井生产包括开采、掘进、运输、通风、安全、排水、供电、洗选等多个环节。在这些环节中，各种监测、监控系统繁多复杂。目前这些监测、监控系统基本都处于相互独立的状态，各种系统自成体系，信息不能互通，造成通信线路重复投资，重复建设，不仅系统维护量增大，而且整体可靠性差，维修、维护非常困难。
5）信息化建设人才力量配备较弱。有的企业对此项工作重视不够，没有配备较强人才力量，有的是由于信息化行业本身工资待遇比较高，而煤炭企业又没有给这些人才优厚的待遇，难以吸引留住优秀人才。由此，没有形成一支具有较强力量的企业信息人才，直接导致了信息化建设进展缓慢。很多煤矿信息中心从事信息化的人员少，而且还专业不对口，技术素质难以适应企业需要。
6）集团公司与各矿距离比较远，不能统一实现在线管理，出现突击检查，实时管理脱节等现象。
8）自动化资金投入力度小，煤矿的资金主要投入到生产、安全设备，信息自动化没要专项资金，没有从经济角度分析，自动化对提高生产效率，减少井下从业劳动人员，保障安全的特殊意义。
3.煤炭自动化解决途径
做好科学权威的统一规划。要从企业实际需要出发，组织邀请有关科研部门专家、本企业有关治理人员，认真研究制定企业的信息化整体规划。企业信息资源规划最重要的是完成总体数据规划工作，它是整个信息化建设规划的基础与核心，是企业信息化设备购置规划，人才培训规划和应用项目开发规划的基础。规划还要考虑：
1）要有科学权威的项目总体规划。从企业实际需要出发，组织邀请有关科研部门专家、本企业有关治理人员，认真研究制定企业的信息化整体规划。要以集团公司调度室及各矿调度室为数据信息处理机构。集团公司调度室可实时监测到各子煤矿现场情况，各矿调度室可实时监测、监控各自矿井自动化子系统现场情况，有效了解各矿各设备的具体情况，有效指导各矿安全生产。
具体可以实现以下功能：
a.能够向集团公司上级提供整体资料分析情况和查询功能;
b.能够让上级向下级传达命令;
c.能够给生产负责人远程提供生产进度情况;
d.能够让生产负责人向生产部门传达指令;
e.能够给安全监测人员提供安全情况的实时数据;
f.能够对实时数据进行分析，帮助决策者作出快速判断;
g.能够对典型的危机情况进行自动处理;
h.能够在事故发生之后协助决策者启动尽可能快速的救援系统;
i.能够让系统使用者知道目标所在位置以及自己所在位置;
j.能够向关心的人群提供特定信息，达到公开透明;
k.能够提供各矿调度室向该矿子系统下达命令。
根据各煤矿实际情况子系统可包含： 煤矿井下生产远程综合控制系统（开采、掘进、运输）;运输系统包括井下开采常用的皮带输送机、煤矿井下运输电机车系统、矿用提升系统等;煤矿井下瓦斯安全监控系统;井下通风远程控制系统;井下供电远程控制系统;煤矿人员、设备定位系统;井下通讯、视频、紧急呼叫系统;短信报警平台;区域作业环境评估软件;应急预案提示管理软件;生产设备状态在线监测软件;“三违”人员管理系统;矿井灾害应急处理系统;等其它管理系统。
2）根据自动化设计要求，做好设备选型、采购、安装工作，最好选用设备型号单一，功能全面，保留预留自动化接口，避免重复投资。
3）做好信息人才工作。要为煤炭企业培养一批既精通治理专业知识又擅长计算机应用的复合型人才。一方面，通过招聘，高薪聘请一些信息化人才到企业来工作，同时送我们企业原有的一些计算机、生产经营治理等专业的优秀人员到大专院校、科研院所或先进企业去培训，培养企业信息化的骨干人员。另一方面，要做好全体职工的信息化知识培训，重点做好岗位信息化技能知识的培训和企业高管层人员的培训。还要提高信息技术人员的待遇，引得进、留得住、用得到的多层次、懂治理、善应用的信息化人才。
4）建立高效的治理运行体制。企业要成立由总经理以上领导担任组长的信息化领导组，要建立信息化的专业部门，统筹协调信息化建设工作。信息共享和未来如何进行整合的问题，还要考虑发展的前瞻性，现在信息技术日新月异，发展迅速。
5）勇于摸索、探索。加强改进矿井自动化项目，正在做到运行可靠、高效、减员的目的。加强科研队伍的培养，造就一批高素质人才，能够提出、改进各矿自动化系统，建立健全管理体制。
总之，当前煤炭信息化建设还存在思想熟悉不到位、忽视软件应用治理、人才力量配备较弱、缺乏权威性的统一规划等问题。针对这些问题，要做好提高思想熟悉、加快人才培养、重视解决实际问题、理顺治理运行体制、科学统一规划等工作，方可实现企业的信息化建设健康发展，从而促进企业效率的提升、效益的提高，实现传统产业新型化。
参考文献
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[2]席西民，赵增耀.公司治理.北京：高等教育出版社，2004.
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[6]杨世铭，李江.煤炭企业设备治理信息化[J].科技情开发与经济，2005.
[7]李毅中的讲话：安全生产形势及对策.2005-6-24.
作者简介：
张洋，义煤通讯分公司工程传输科任副科长。
