电气控制设计论文范文

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关键词：体育场照明设计电气控制设计

1.体育场照明的重要性

对于一座现代化的体育场，不但要求建筑外形美观大方、各种体育设备齐全完善，而且要求有良好的照明环境，即要求有合适、均匀的照度和亮度、理想的光色，有立体感及无眩光等。除保证满足观众良好的视看效果外，还必须保证裁判员、运动员和比赛项目所需的照明要求以及应保证有良好的电视转播效果。

照明是依靠光线的功能，保证灯光作用于运动员、裁判员、观众的眼睛、产生视觉，才能看见体育场地上的一切，如场地环境的明暗、物体建筑、器具及服装等表面的颜色、观看目标的形状和大小、深度、立体感及运动员运动时的状态和体育场的气氛等等。所以，良好的照明在现代体育场中占有重要地位。

一般，在一个体育场的照明设计中，应考虑以下三方面的因素：

1满足运动比赛时运动员的视觉要求，并且使灯光对比赛的客观影响降到最低程度。

2满足观众的视觉要求，使灯光对观看比赛时所引起的不适感觉降低到最低程度。

3满足彩电转播的照明要求，尽可能提高转播质量。

总之，照明与运动项目的比赛要求密切相关，与观众视看效果密切相关，没有良好照明设施的体育场是不完整的体育场，必将严重影响它的使用功能。

2.体育场照明设计标准

为了得到良好的照明设计方案，合理利用光线的分布来满足运动员、观众、裁判员视觉以及良好的电视转播效果的要求，必需先确定照明标准，包括照度标准和照明质量标准。照明质量标准，其中包括眩光、光源色温有显色性要求，光的方向性、节能要求等。

2.1照度标准

根据国际体联第83号推荐照度要求及《民用建筑照明设计标准》GBJ133－90中第2.2.9条中的规定，提出以下照度标准推荐值见表1。几点说明：

1根据《民用建筑照明设计标准》GBJ133－90中第2.2.9－1条中规定：足球场比赛照度标准值：当观看距离为120m时，为150～200～300lx；观看距离为160m时，为200～300～500lx；观看距离为200m时，为300～500～750lx.观看距离指观众席最后一排到场地边线的距离。

2根据《民用建筑照明设计标准》GBJ133－90中第2.2.9－2条中规定：电视转播需要的垂直照度：最大拍摄距离分为三组，①对于足球项目而言，最在拍摄距离为25m时平均垂直照度应为750lx；最大拍摄距离为75m时平均垂直照度应为1000lx；最大拍摄距离为150m时平均垂直照度为1500lx；②对于田径项目而言，最大拍摄距离为25m时平均垂直照度应为500lx；最大拍摄距离为75m平均垂直照度应为750lx；最大拍摄距离为150m时平均垂直照度为1000lx.上述每个垂直照度用于一个给定的运动等级和给定的最在拍摄距离相对于1.0m垂直面的值，各照度值的中间值用于其它拍摄距离。

3上述照度指体育场的最终平均照度，设计时选取的初始照度必须计入维护系数，一般可采用0.7～0.8的数值。

4水平照度的均匀度：照度均匀度一般用最小照度与最大照度之比表示，也可用最小照度与平均照度之比表示，最小照度与最大照度的比值应大于0.5.

5垂直照度的均匀度：最小照度与最大照度的比值应大于0.4，才能满足主电视摄像的要求。

2.2照明质量标准

1眩光

体育照明的关键除提供足够的水平和垂直照度以外，还需要减少眩光，从而达到亮而无眩光的效果。眩光是影响照明质量的最重要因素之一。根据CIENO.83出版物“彩电系统的体育场地照明”，场内最大眩光指数GRmax应小于50.眩光额定值GR愈小，眩光限制愈好，眩光额定值为50时。眩光额定值GR由下列公式算出：

GR=27＋24LgLvl/Lve0.9

1式中，Lvl是灯具产生的光幕亮度，Lve是环境产生的光幕亮度。一般在计算照度时，应计算不同方向的眩光额定值GR，在GR<50时，即可行。眩光的限制除了合理确定灯具的选型，安装高度和排列方式外，还可以采取提高赛场背景照度的方法。

2光源色温及显色性要求

为达到良好的彩电转播效果，体育场的照明质量不但与照度有关，而且与照明光源的色温及显色性有紧密关系。我国《民用建筑照明设计标准》GBJ133－90中第3.3.2条中规定：彩电转播用一般光源显色指数Ra不应小于65.依据CIENO.83号出版物及国际足联的要求，光源相关色温Tc大于5000K和光源显色指数Ra大于等于80，以达到最佳的现场照明效果及彩电转播效果。

3光的方向性

灯具的俯角不仅影响垂直照度，同时也对运动员、观众和裁判有可能产生较大眩光影响。对地体育场照明设计，应选择好灯具的瞄准方向。另外，主摄像机与另一侧过来的光线之比例应控制在一定范围内，而照明的最重点是在足球场的中央及设置。

4节能要求

照明节能重在采用合理的照明方案和高效的照明装置，降低线路损耗及良好的照明控制。体育建筑属照明用电较大的建筑项目，从节能意义上讲，仅比较初始投资费用，而不以最低运行成本为基础选择得出的照明设计不是合理的设计，应根据具体情况，将初始投资及运行成本综合加以考虑。

应选择高效率的光源和灯具，采用能耗较低的镇流器等附件，并加补偿电容，提高系统的功率因数。照明设计应有多种开灯模式及对应的控制方案。可以通过调节灯具数量，为不同需要的比赛和活动提供合适的照明，控制方案要简单、实用，并具有较强的灵活性。

3.体育场照明设计的计算

体育场照明设计的照度计算通常有三种方法：一是单位面积容量估算法；二是平均照度计算法，用以计算被照面上的平均照度；三是逐点计算法，可以精确的计算出某一点的照度。

1单位面积容量估算法基本公式：

N=P×A/PL2

式中：N—泛光灯灯数；PL—每台泛光灯功率W；P—单位面积功率W/m2；A—被照面积m2。

m=1/η×η1×U×U1×K3

式中：m—简化系数；η—灯具效率；η1—光源效率，1m/W；U—利用系数；U1—照度均匀度；K—灯具维护系数，一般取0.7～0.8.

为简化计算，按照η=0.6、U=0.75、U1=0.7、K=0.7给出不同光源的m值见表2.

P=m×E4

式中E为最小照度，lx.

2平均照度计算法，运用以下公式可以计算出灯具的数量。

N=E×A/η×F×K5

式中：N—灯具的数量个；E—表面平均照度lx，由表1查得：A—被照面面积m2；η—灯具的效率；F—光通量1m；K—维护系数，取0.7～0.8.以上两种照度计算法应用较普遍，主要用于照度的估算，比较适合方案和初步设计阶段。

3点光源逐点计算法

采用计算机软件进行逐点计算。泛光灯的尺寸与其照射的距离相比要小的多，因此泛光灯可被当作点光源，一盏灯具照度计算的数学模型如公式6所示。

EΦcosα±D/h×sinαEh=ΨEh

6式中，Eh：一盏灯照射到垂直立面上产生的平均照度lx，Eh用公式7计算：

Eh=Iθ×cosθ/R27

Iθ—θ角照射方向的光强cd；R—光源至被照面间的距离m；h—光源至垂直立面的垂直计算距离m；D—R在垂直立面上的投影m；α—斜面与水平面的夹角，单位为度；θ—灯具光束中心与水平面的夹角，单位为度；Ψ—系数，Ψ=cosα±D/h×sinα。

4.体育场照明灯具分类与布置方式

4.1照明灯具分类

体育场照明灯具按其光束形状可分为A、B、C三类，如表3所示。

在照明设计中，应根据具体情况选择合适的灯具。通常对于侧面布灯方式，采用光束为扇形B或C型泛光灯的利用系数要高于圆柱对称光束A型泛光灯。对于四塔布灯方式，采用圆柱对称光束A型泛光灯的利用系数要高于扇形B或C型泛光灯。

4.2灯具的布置方式

为有效地利用光源的光通量，还应根据投射距离选择泛光灯光束角的大小。按光束角的大小可分为7类，如表4所示。

1四塔式布灯

①四角灯塔位置应选在球门中线民地底线成15°角、半场中心线与边线成5°角的两线相交后延长线所夹得空间范围，并宜将灯塔设置在场地的对角线上。将泛光灯安装在4个高塔上，这种布置型式适用于没有挑棚的体育场，其照明利用率较低；而且要解决好灯具的维护检修问题。

②灯塔的高度应使最低一排泛光灯至场地中心与场地水平地面的夹角在20°～30°，超过这一范围，不仅使灯塔的造价大大提高，同时也会降低垂直照度与水平照度的比例，影响物体造型的立体感和降低识别运动物体的速度。

灯塔最低一排泛光灯至场地水平面的垂直高度可由式8确定：

H≥L×tan25°或H≥0.4663L

8式中：H—灯塔最低一排泛光灯至场地水平面的垂直高度m；L—场地中心点至灯塔座的水平距离m。

上式中的L与H关系还可以采用下列比值确定：与场地水平面夹角为25°时，LH=2.1451；与场地水平面夹角为20°时，LH=2.7471

③灯塔顶部应装置防雷接地设施，接地电阻不大于10Ω。灯塔顶部应设置红色高度标志灯，且不少于2台。灯塔上安装的接线端子箱、敷设的电缆及线醴均由灯塔厂配套提供。

④灯塔设置位置及塔上最低一排泛光灯投射角度及高度应满足以下要求：α>5°，β>15°，20°<γ<30°，45°<θ<70°

2混合式布灯

①将灯带式与灯塔式有机地组合在一起的布灯方法。一般大型综合性体育场解决照明技术效果比较好的一种布灯型式。

②混合布置，灯塔的投射角和方位布置可以适当灵活处理，光带的长度可以适当缩短，光带的高度也可适当降低。

5.体育场照明供电设计

1体育场的照明供电，一般由低压配电室引来两路电源供给，互为备用，手动与自动投切，平时两路电源各带50％左右的负荷，且均匀分布，以便任何一路断电，熄灭了的灯光尚未点燃时，场地内仍能保持均匀的照度分布，使一般性比赛仍可进行。另外，由于气体放电灯的启动时间约为4～8min，再启动时间约为10～15min，因此，即使采用两种电源自投，也无法使熄灭了的灯光立即点燃，故对有人值班的控制室，可采用两种电源手动互投的切换方式。对无人值班的控制室则应采用两路电源自投不自复的切换方式，保证比赛的正常进行，延长光源的使用寿命。

①此种供电方式可不再另外考虑场地的应急照明，而且当电源转换时仍能基本保证比赛的正常进行。

②配电系统设计相对较为复杂，造价亦相应较高。

③采用四塔式照明时，将电源柜放在灯塔底部内侧，电源线沿灯塔内壁敷设，灯具的镇流器箱放在塔的顶部，这种配电方式较为合理。

④采用光带式照明时，将电源直接送到挑棚马道上的配电柜台，配电的分支线路可以采用沿马道旋转的金属线槽敷设方式。

2比赛灯的开关，主要靠交流接触器或无触点的晶闸管可控硅实现。用交流接触器控制，简单可靠，也较经济；用晶闸管控制，技术先进，但价格较贵。为了便于维护和灯光方案的变化，宜采用单灯单控，也可一个开关控制2～3个灯，以不超过3个灯为宜。

3气体放电灯点燃时，冲击电流很大，开启灯光时，单灯宜间隔0.5s；组控时，宜间隔10～30s.另外，气体放电灯的频闪效应对照明质量的影响很大。由交流电源供电的气体放电灯有二倍于电源频率的周期性频闪。频闪会使迅速运动的物体，出现幻影，这种效应对于摄像，尤其是慢动作摄像影响很大，放映时，会显示出一种令人难以忍受的闪动，频闪还会造成视觉疲劳。通常用光通量的波动深度Fbd来衡量。

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。只要将波动深动降至25％以下，人的视觉对频闪将不产生疲劳效应。这可通过改变配电方式来实现。例如：将相邻的气体放电灯接在不同相位的电源上；在方案设计时，还可考虑氢不同相位的气体放电灯所发出的光通量相到重叠等。总之，在大量使用气体放电灯的体育场照明设计中必须考虑频闪对照明质量的影响。

6.体育场照明控制

体育场及观众席照明控制主要形式为在专设的灯光控制室采用计算机控制台集中控制。计算机控制台为人机对话形式，设有灯位布置模拟盘、灯光单控、组控开关等，灯光单控开关的布置应与灯位布置模拟盘相对应。可以自动控制，也可以手动控制，计算机可以模拟现场开灯状态，自动控制及检测灯具是否正常工作，并反馈显示故障灯组位置，可根据实际需要设置不同的控制方案，以满足不同比赛内容及活动对照度的不同要求及同一体育项目不同比赛级别对照度的不同需要。预先确定若干种开灯方案，编程后存入计算机内，根据不同的需要调用相应的开类方案。

7.结束语

良好的体育场照明环境的实现，主要取决于正确地确定照明设计方案，同时依赖于使用性以面优异的照明设备的选取及照明电气控制系统。这里所谈的仅是一些粗浅的认识，有待于在今后的照明设计中深入探讨，摸索出其内在的规律，使之进一步理论化、系统化，从而更有利于指导实践工作。

以上是笔者对于体育场照明及电气控制设计的一些粗浅认识，不当之处请读者指正。

参考文献

1.《民用建筑照明设计标准》GBJ133－90

2.《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16－92

3.日本照明学会编。《照明手册》。中国建筑工业出版社。1995

4.李恭慰等。《体育建筑照明设计手册》。原子能出版社。1993

5.《建筑电气专业设计技术措施》。中国建筑工业出版社。2000

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（一）约束机制尚未健全

目前在启动资金方面由于没有比较好的策略来约束部门经理，而且无法正常考核业务经理的约束和监督作用，导致有的部门对资金使用过于随意，经常出现不必要的浪费现象，无形中增加了电力企业的经济压力，导致某些电力企业发生严重亏损。

（二）存在严重的资产流失

相当一部分的电力企业对于自己物资购销的情况不了解，原因在于对这一方面的管理计划性不强，也没有对关于物资采购、运输、验收等流程方面建立相关的制度，导致职责没有得到有效界定，所以导致关于出入库方面的手续显得非常复杂、混乱，而且会计工作方面一来核对工作经常不到位，无法对此做好监督工作，二来记账方式沿用传统的，所以极易出现资产短缺、流失等。

（三）会计信息失真

首先是部分电力企业的会计核算工作没做好，账目非常混乱，核算也不规范，导致资金与账目不符合，这样一来会计工作所得出来的数据信息就无法正常地反映出企业的开支情况。其次是对于电力企业的固定资产和存货没能做好清点工作，难免致使其资产管理混乱。然后是有些电力企业的管理者出于某种私利，指使会计做假账或者擅自修改业绩等，使得企业的资金体外循环，不利于电力企业的发展。

（四）会计监督不足

会计监督作用没有发挥出来主要体现在：（1）没有做好财务收支的控制工作，使得某些电力企业趁此机会偷偷设立"小金库"；（2）会计工作混乱，数据缺失、不准确，导致财务报表无法真实反映出问题；（3）会计工作得不到重视，缺乏独立性和权威性；（4）部分会计人员综合素质不高，存在为了一己私利而对会计数据进行篡改现象。

2关于电力企业会计内部控制体系建设的几个建议

（一）建立健全电力企业会计内部控制体系

电力企业应当结合自身特点，对各部门明确其职权范围以及利益关系，对会计内部控制体系进行构建、完善。一般来说，会计内部控制体系可分为事前、事中、事后三个阶段，主要内容为：（1）事前建立监控防线，确保对企业管理的各个部门以及岗位实行深入的财务控制手段，当然这也包括对生产业务的整个过程；（2）事中建立监督防线，以"堵"为主，基于常规会计核算方法来对企业会计部门的日常业务进行核查工作；（3）事后建立检查防线，可以企业内部组成一个管理委员会，来对会计内部控制的具体落实情况进行定期的核查和评价。

（二）对电力企业经营状况进行全过程控制

首先对于采购环节应当严格根据企业库存量的情况来规定合理的采购量，避免出现浪费现象。比如，采购大宗材料时应以订单形式为主，对供货商采取公开招标形式，确保在公正公平公开的条件下进行择优考虑；在货物入库时做好把控工作，确保手续齐全；在货物销售的时候应当制定好销售计划，做好内部管理工作，确保经营过程均在计划管理范围内。此外，电力企业应当重视对货币资金的控制工作，不但要求会计人员对所有的付款业务进行审核，还要主管人员对审核后的业务报表进行签章之后，才能让出纳员允许付款。

（三）提高电力企业会计人员的综合素质

要建设好一支强有力的电力企业会计人员队伍，必须要紧抓综合素质方面。首先，应当重视并加强会计人员的业务考核，范围包括财经法规、会计基础以及制度等方面的知识点，对参与考核后的人员进行优胜劣汰，增强人员之间的竞争意识，使队伍结构得到最大优化。再者，注重对人才的培养工作，尤其是复合型管理人才，电力企业应当重视选的人才，并为其提供足够多的学习、深造机会，比如让计算机基础比较好的人员参与会计师的培训，或者让会计基础比较好的人员学习好计算机基础知识，以便培养掌握现代化计算机基础的专业会计人才。然后，还可以鼓励会计人员多学习，使得他们的专业基础得以巩固并及时补充新的会计知识，比如可以鼓励他们去上进修或者参加继续教育，使得他们接触更多的新知识、新事物，像现代化企业管理理论或者方法之类。

3总结

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【关键词】 斗轮堆取料机 斗轮机构 电气控制

斗轮堆取料机是一种广泛应用于钢厂、电厂、港口、码头等地的大型散料连续输送机械，用于物料（矿石、煤、焦碳、砂石）的堆取[1]。斗轮机构是整个机器的核心部件，其稳定性直接影响机器的安全可靠性。本文分析了目前斗轮机构电气控制方法，发现其在使用的过程中的不足，对其进行了改进。

1 斗轮机构传统电气控制方法

斗轮机构驱动方式一般有两种：液压马达-斗轮轴，液压马达驱动成本高，应用较少，大部分斗轮机构采用电机驱动；电机驱动方式的组成为：电机液力耦合器减速器斗轮驱动轴斗轮机构。驱动的时候直接控制驱动电机，目前斗轮机构工作的时候只能一个方向转动，不能反转。斗轮堆取料机工作是依靠斗轮机构的旋转挖取堆放于料场的物料，物料通过前臂架皮带机运输到料斗系统，最终到达底面皮带输送系统，通过底面皮带输送系统到达物料处理系统。由于多方面的原因料场的料堆形状是不规则的，斗轮机构取料到形状不规则处时，斗轮机构的整个斗子会嵌入料堆里面。这时候操作是先停大车，前臂架水平运动将斗轮机构从料堆里面带出。由于斗轮机构的一个斗子完全嵌入料堆里面，由于斗子嵌入不规则形状物料太深，当斗子从料堆取出的时候，前臂架变形很大，前臂架振动厉害，影响机器的使用寿命，并且料堆可能塌陷。

2 斗轮机构新的电气控制方法

从上面的分析可以看出，目前斗轮堆取料机的的斗轮机构由于不能反转，对斗轮机构的正常使用和寿命造成影响。为此在电器控制系统设计的时候，在原有电路的基础上，增加一个交流接触器KM2，以实现斗轮电机的正反转，如图1所示。在斗子嵌入形状不规则的料堆的时候，先停大车，斗轮机构反转，前臂架水平运动将斗轮机构从料堆里面带出，这样降低前臂架的变形及振动，也可避免料堆的塌陷。

3 结语

对斗轮堆取料机的斗轮驱动电气控制部分进行了分析，使斗轮堆取料机得斗轮机构可以正反转，从而解决了取料时由于料堆形状不规则斗轮嵌入料堆而前臂架需要水平移动带来的振动及对机器结构件造成的损坏。

参考文献：

[1]万正喜.斗轮堆取料机行走机构力学性能分析及结构优化[D]中南大学硕士论文，2011.

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关键词：自动化生产线；教学方法；电机与电气控制；PLC；课程设计

中图分类号：G712文献标识码：B文章编号：1006-5962（2013）02-0027-02

高职机电一体化专业课程设置的培养目标是：面向工业企业生产现场，电气控制系统制造公司、机电设备制造公司、机电设备、电气设备、工控设备制造公司或公司、科技开发公司，培养适应社会需要，全面发展，适应本专业相对应职业岗位的高等技术应用性专门人才，主要岗位群定位是自动化设备安装员、自动化设备调试员、中高级维修电工等，本专业有五个主干学科：电气工程、电子工程、机械工程、计算机科学与技术、控制科学与工程，都是为了岗位需要设置的专业知识。其中《自动化生产线安装与调试》作为一门核心专业课在第四学期进行了贯穿和综合。

1自动化生产线的课程设置

机电一体化专业人才培养能力有：识图绘图能力、机电安装调试维修能力、电控系统调试检修能力、自动线调试维护能力、机电设备管理能力及机电产品营销能力等。《自动化生产线安装与调试》前序课程有PLC技术、传感器技术、电机与控制，后序课程有机床维修等。在我们所要实现的教学目标中知识目标涉及到：机械手工作原理、握机械手控制原理、机械手气动原理、熟悉安全操作规程；能力目标有：对已安装的机械手机械部件进行测量；对机械手的气路进行基本调试；根据故障现象判断故障部位；检查分析、找到故障点并分析解决故障；遵守安全操作规程；素质目标有严谨的职业态度、规范的操作习惯、创新精神、团结协作精神、自主学习精神及沟通能力。

此核心课程以项目驱动教学开展课程教学，提升学生的职业能力，以具体自动化生产线为载体，融合认知、安装、调试和检测等内容，实现教、学、做、评一体化教学，突出课程的职业性、实践性和开放性。以学生为主体，采取多样化教学方法。以自动化设备改造为工作过程，涉及电路图分析、电气图设计、程序设计、设备组装、设备运行调试、设备检测、设备维护等行动领域，设置六个学习情境：零配件拆装、传感器检测、气路检测、异步电机检测、步进电机检测、整体检测调试，分成20个任务。

项目一：供料站的安装，有机械拆装、气路拆装、电器拆装三个任务；项目二：加工站的安装，设计任务有加工站组装、光电传感器检测、限位传感器检测三个任务；项目三：装配站的安装，设计任务有装配站组装、电磁阀检测、气缸检测三个任务；项目四 ：分拣站的安装，设计任务有分拣站组装、传送带的检测、异步电机的检测、变频器的检测四个任务；项目五：输送站的安装，设计任务有输送站组装、光纤传感器检测、机械手检测、步进电机的检测、溜板检测四个任务；项目六：整体运行调试，有PLC控制网络构建、程序编写、综合调试三个任务。

2自动化生产线的教学方法与评价设计

2.1教学方法。

（1）讲授法：讲解项目任务，传授项目任务相关的知识点，针对学生实施过程中出现的不足进行知识点的说明。

（2）现场教学法：在符合生产要求的工作环境中进行操作技能和维修应用能力实践，提高职业氛围，在工作过程中提升学生的职业道德、职业素养和岗位适应能力。

（3）任务驱动法：将教学过程融入项目任务中，让学生自主讨论分析实施，学生在工作过程中得到知识。

（4）小组讨论法：学生每六～八人为一个小组，小组讨论分析，讨论解决，分工协作完成项目任务。

六步教学实施：明确任务、讨论分析、制定方案、检测故障、检验效果、总结分析。老师交代目标，注意观察和记录小组对现象分析情况，解答学生提出的问题，对跟主题分析偏离太远的小组予以引导，让学生自行摸索，在后期对学生可能会引起事故或损坏设备和工具的异常操作给予纠正，最后老师组织小组进行故障排除工作汇报，互评，并对每组进行考核评价，再引导学生自行总结。

2.2评价设计。

课程采用过程考核与期终考核相结合、企业考核与校内项目考核相结合、教师考核与学生考核相结合的多元化考核方式，利于理论联系实际，有利于学生的学习创新和思考，更督促他们到实际中去发现和改进，去寻找合适自己的项目和课题。

课程考核为：校内项目，企业，综合实训三大类。当堂课的考核有：教师考核、小组互评、小组自评；教师考核内容为五项：任务分析情况，实施方案制定，任务完成质量、分工协作精神、故障检测手段、安全操作规范、小组总结。

和很多专业课一样，多种教学方法和全面的评价方案，有效保证了教学效果。

3相关课教学

3.1电机与电气控制的教学。

本课程以发电机为主题，以工作任务为导向，以工厂实用型电气控制系统设计、安装、调试与维护情景教学为主线贯穿全课程，用实物进行直观性教学，使学生感性认识强，理性认识够。

典型的教学任务有三相异步电动机全压启动、三相异步电动机长动控制、三相异步电动机正反转控制、三相异步电动机延时启动控制（或三相异步电动机Y-降压启动）、机械手控制等。

课程特色是学生充分利用所学知识、网络资源、闲瑕时间作为期三个月的“继电控制课程设计”。任务书要求能够根据功能要求选择个元器件的类型及其型号；了解个元器件的工作原理和使用方法；把各元器件连接起来实现本课程设计的要求。设计内容和要求：两台电动机都存在重载启动的可能，任何一级传送带停止工作时，其他传送带都必须停止工作，控制线路有必要的保护环节，有故障报警装置。课程设计书要有课题介绍、题目、摘要、总体方案设计、设计目的、控制要求、设计要求、 硬件选型、主电路原理图的设计、 控制电路原理图的设计、重载保护电路设计、欠压保护电路设计、总结。

3.2PLC教学。

PLC是可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的简称，早期是一种开关逻辑控制装置，随着计算机技术和通信技术的发展，其控制核心采用微处理器，功能有了极大扩展，除了最广泛的取代传统的继电器-接触器控制的开关量逻辑控制外，还有过程控制，数据处理，通信联网与显示打印，PLC接口采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。

PLC有5种编程语言：

（1）顺序功能图（SFC）。

顺序功能图常用来编制顺序控制类程序，包含步、动作、转换三个要素。顺序功能编程法是将一个复杂的控制过程分解为小的工作状态，这些状态按顺序连接组合成整体的控制程序。

（2）梯形图（LD）。

梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，是在常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的，形象、直观、实用，电气技术人员容易接受，要求用带CRT屏幕显示的图形编程器才能输入图形符号，是目前用得最多的一种PLC编程语言。

（3）功能块图（FBD）。

功能图编程语言是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言，与数字电路中的逻辑图一样，极易表现条件与结果之间的逻辑功能。

（4）指令表（IL）。

采用经济便携的编程器将程序输入到可编程控制器就用指令表，使用的指令语句类似微机中的汇编语言。指令表程序较难阅读，其中的逻辑关系很难一眼看出，所以在设计时一般使用梯形图语言。如果使用手持式编程器，必须将梯形图转换成指令表后再写入PLC，在用户程序存储器中，指令按步序号顺序排列。

（5）结构文本（ST）是文字语言。

编程语言的学习是PLC教学的一项重要内容，中间加以不同的应用实例：顺序控制电路、常闭触点输入信号的处理，使用多个定时器接力定时的时序控制电路、三相异步电动机正反转控制电路、钻床刀架运动控制系统的设计，LED数码管显示设计，还经常根据继电器电路图设计梯形图。

增加的学习情境还常有如下任务：洗手间的冲水清洗控制、进库物品的统计、竞赛抢答器装置设计、彩灯或喷泉PLC控制；寻找数组最大值并求和运算、电热水炉温度控制等。

3.3单片机。

单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。用于示波器、报警系统、移动电话、彩电等日常方面，在智能仪器仪表、工业控制、家用电器、计算机网络和通信领域、医用设备领域、工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域也都有广泛应用。

数据大都在单片机内部传送，运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高，微型单片化集成了如看门狗、AD/DA等更多的其它资源。教学内容以80C51为核心讲授单片机的的引脚、存储器组织结构、典型语句，以实例应用为线索：单灯受控闪烁、P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯、单片机做加、减、乘、除运算等项目。各子任务都作硬件电路及工作原理分析、主程序流程图设计、源程序的编辑、编译、下载、单片机的I/O接口分配及连接。

教学采用ISP-4单片机实验开发板，可以完成大量的单片机学习、开发实验，对学习单片机有极大的帮助。该板采用在线可编程的AT89S51单片机，有程序下载功能，可将编辑、编译、调试好的单片机代码下载到AT89S51单片机中。

3.4变频器技术及应用。

变频技术让学生熟练掌握各种电力电子器件的工作原理、主要参数、驱动电路与保护技术；掌握交-直-交变频器、交-交变频器、谐振型变频的工作原理和应用范围；掌握脉宽调制控制、矢量控制和直接转矩控制等先进技术；了解变频器与感应电动机组成变频调速系统、变频器与双馈电机组成调速系统、变频器与同步电动机组成变频调速系统，掌握电力电子电机系统的组成、工作原理、控制方法、运行特性等，是强电应用和现代技术推广的有力体现。

3.5传感器与自动检测技术。

传感器技术代替人的感观，在各种环境下应用，检测技术是一套有效的反应体系，包括信息的获得、测量方法、信号的变换、处理和显示、误差的分析以及干扰的抑制、可靠性问题等。因此掌握常用传感器的工作原理、结构、性能，并能正确选用，了解传感器的基本概念和自动检测系统的组成，对常用检测系统有相应的分析与维护能力。对工业生产过程中主要工艺参数的测量能提出合理的检测方案，能正确选用传感器及测量转换电路组成实用检测系统的初步能力。

教学过程进行小论文制作，让学生提高计算机应用水平，使学生从文字处理水平提高到办公处理水平。对分节、目录、文献标识作严格要求。题目如数字显示电子称、基于霍尔传感器的转速表、单片机电子秤研究、光纤测温仪、烟雾报警器、小车寻迹设计、电熨斗自动恒温系统、电涡流探伤、电感测厚仪等。

4毕业论文指导分析

毕业论文专业联系实际，通常小型自动化系统以单片机为主，大型自动化生产线以PLC为主，系统运行动力离不开电机，观察离不开传感器，调速可用变频器，综合所学，学生的论文涉及广泛，有效教学可对应从如下方面侧重指导。

4.1立意选题。

根据实际和研究方向做好侧重和体现，如“触摸屏控制的碱液配置系统”和“两种液体混合装置的PLC控制系统”的系统性和方向性，“车库自动门的PLC自动控制”和“测速雷达信号处理系统”的检测指标要求等。

4.2材料整合。

在任务要求明确的基础上，首先确定相关技术指标，对应查找并列出论文结构，一份毕业论文至少含有三到五门课的内容，对应于研究方向进行相应编排和取舍。

4.3技术处理。

所搜集图片的背景往往有水印，要去掉，图片按要求进行不同方向的剪切。图表里的文字应是五号或小五，注意表格标题要单独标出等等格式要求。流程图、梯形图的设计与表现。

多种教学方法和理论联系实际教出具有学习能力和创新能力的学生，系统的学习与应用创造练就出具有竞争力的学生，专业课的有效教学和毕业论文的顺利设计将显示本专业沉甸甸的含金量。

参考文献

[1]吕景全.《自动化生产线安装与调试》，中国铁道出版社，2010年7月

[2]马玉春.《电机与电气控制》，北京交通大学出版社，2011年1月

[3]李建新.《可编程控制器原理及应用》，机械工业出版社，2012年9月

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论文摘要：电梯的电气控制设备由制造厂成套供应，电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。

1 概述

电梯电气控制设备由制造厂成套供应，电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。

电梯主电源；轿厢、机房和滑轮间的照明和通风；轿顶和底坑的电源插座；机房和滑轮间的电源插座；电梯井道的照明；报警装置。

2 配电设计

2.1电梯的负荷分级和供电要求，应与建筑的重要性和对电梯可靠性的要求相一致，并符合国家标准《供配电系统设计规范》的规定。高层建筑和重要公建的电梯为二级，重要的为一级；一般载货电梯、医用电梯为三级，重要的为二级；多层住宅和普通公建的电梯为三级。高层建筑中的消防电梯，应符合国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的规定。

2.2电梯的供电，宜从变压器低压出口(或低压配电屏)处分开自成供电系统。

一级负荷电梯的供电电源应有两个电源，供电采用两个电源送至最末一级配电装置处，并自动切换，为一级负荷供电的回路应专用，不应接入其它级别的负荷；

二级负荷电梯的供电电源宜有两个电源（或两个回路），供电可采用两个回路送至最末一级配电装置处，并自动切换。当变电系统低压侧为单母线分段且母联断路器采用自动投入方式时，可采用线路可靠独立出线的单回路供电。亦可由应急母线或区域双电源自动互投配电装置出线的、可靠的单回路供电。

消防电梯的供电，应采用两个电源（或两个回路）送至最末一级配电装置处，并自动切换。

三级负荷电梯的供电，宜采用专用回路供电。

2.3 每台电梯应装设单独的隔离电器和保护装置，并设置在机房内便于操作和维修的地点，应能从机房入口处方便、迅速地接近。如果机房为几台电梯共用，各台电梯的隔离电器应易于识别。隔离电器应具有切断电梯正常使用情况下最大电流的能力但不应切断下列设备的供电：轿厢、机房和滑轮间的照明和通风；轿顶和底坑的电源插座；机房和滑轮间的电源插座；

电梯井道的照明；报警装置。

上述照明、通风装置和插座的电源，可以从电梯的主电源开关前取得，由机房内电源配电箱（柜）供电或单设照明配电箱，或另引照明供电回路并单设照明配电箱。

2.4 主开关选择

电梯电源设备的馈电开关宜采用低压断路器。低压断路器的额定电流应根据持续负荷电流和拖动电动机的起动电流来确定。过电流保护装置的负载－时间特性应设备负载－时间特性曲线相配合。

2.5 照明、通风装置和插座的供电回路，根据设备所在部位和工作特点划分，至少应分为两个供电回路并分别设置隔离电器和保护装置：

轿厢用电设备（照明、通风、插座和报警装置）供电回路和保护断路器（如同机房中有几台电梯驱动主机，每个轿厢均应设置一个），此断路器应设置在相应的主开关旁。

机房、井道和底坑用电设备（照明、通风和插座）供电回路和保护断路器，此断路器应设置在机房内，靠近其入口处。

3 电气照明、通风装置和插座设置及控制

3.1 电梯井道照明

封闭式电梯井道应设置永久性的电气照明，在维护修理期间，即使门全部关上，井道亦能被照亮。井道最高和最低点 0.5米以内，各装设一盏灯，中间最大每间隔7m设一盏灯，照度应不小于50lx，分别在机房和底坑设置一控制开关。

3.2 电梯机房照明和电源插座

机房应设有固定式电气照明，地板表面上照度应不小于 200lx。在机房内靠近入口（或几个入口）的适当高度处设有一个开关，以便进入时能控制机房照明。机房内应设置一个或多个电源插座。

3.3 轿厢照明和电源插座

轿厢应装备永久性的电气照明，控制装置上的照度应不小于 50lx，轿厢地面上的照度宜不小于50lx。如果照明是白炽灯，至少要有两只并联的灯泡。

要有可自动再充电的紧急电源，在正常照明电源被中断的情况下，它能至少供 1W灯泡用电1h。在正常照明电源一旦发生故障情况下，应自动接通照明电源。轿顶应设置一个或多个电源插座。

3.4 底坑插座

底坑距底 0.5m处应设置一个电源插座。插座需有防护措施和有一定的防水能力，宜至少达到 IP21。

4 线路敷设

4.1 线缆选择

选择电梯供电导线时，应按电动机铭牌电流及其相应的工作制确定，导线的连续工作载流量应不小于计算电流，线路较长时，还应校验其电压损失（直流电梯电源电压波动范围应不大于± 3％，交流电梯±5％）。

4.2配线选型

根据不同用途，配线可选用导线、硬电缆和软电缆，应有不同的保护方式和敷设方式.

5 防灾及报警装置

5.1消防电梯和平时兼作普通电梯的消防电梯，在撤离层靠近层门的候梯处增设消防专用开关及优先呼梯开关，供火灾时消防队员使用。

5.2为使乘客在需要时能有效地向轿厢外求援，应在轿厢内装设乘客易于识别和触及的报警装置。该装置应采用警铃，对讲系统，外部电话或类似形式的装置。

5.3超高层建筑和级别高的公建，在防灾控制中心宜设置电梯运行状态指示盘。

5.4消防电梯轿厢内应设消防专用固定电话，根据需要可以设闭路监视摄像机。

6 防雷等电位联结

二类防雷建筑物超过 45m和三类防雷建筑物超过60m的建筑，应采取防雷等电位连接措施，电梯导轨的底端和顶端分别与防雷装置连接（接闪器、引下线、接地装置和其它连接导体等）。

7 电梯机房、井道和轿厢中电器装置的间接接触保护

7.1低压配电系统零线和接地线应始终分开。

7.2整个电梯装置的金属件，应采取等电位联结措施。接地支线应分别接至接地干线接线柱上，不得互相连接后再接地。

在各个底坑和各机房均设置等电位连接端子盒，并与防雷装置连接。端子盒分别单独用接地线接至等电位联结端子板，以便于检查和维护。采用铜芯导体，芯线截面不得小于 6mm2，当兼用作防雷等电位联结时，采用铜芯导体，芯线截面不得小于16mm2。

轿厢接地线如利用电缆芯线时，不得少于两根，采用铜芯导体，每根芯线截面不得小于 2.5mm2。

7.3 电位连接、保护接地及电梯控制计算机工作接地与建筑内其它功能的接地共用接地装置。

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当前，高等职业教育的根本任务是为国家培养面向生产、建设、管理和服务领域第一线的高端技能型人才，毕业设计课程是实现这一任务的关键课程，该课程要求学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际去分析、解决实际问题，培养学生的动手能力、沟通交流能力、创新设计能力、自主学习能力。但是，当前高职毕业设计存在着较多的问题，如毕业设计时间安排不当、过程监管不严、考核方式单一等，这些管理问题可以通过加强管理解决[1]；其中，比较难以解决的问题是毕业设计课题选择不合理，由于选题工作是毕业设计进行的第一步，起着十分关键的作用[2]，所以，本文将分析当前毕业设计选题中存在的问题，科研项目转化为毕业设计项目的优点，并尝试将科研项目转化为毕业设计项目。

2 毕业设计选题存在的问题

2.1 毕业设计选题与学生就业岗位脱节

高职院校毕业设计的目的是培养学生利用所学的专业知识去解决实际问题的能力，其选题应该为这一目标服务。现在的普遍问题是指导教师对学生就业岗位缺乏了解，往往根据专业培养目标或往届题目命题，使得很多学生的毕业设计题目与就业岗位完全脱节，不能利用所学知识去解决实际问题[1]。

2.2 选题难度不合适

部分题目陈旧，相关资料在网络或杂志上随处可见，题目过于简单，能力强的学生缺乏兴趣，能力差的学生照搬往届学生的设计方案、甚至全盘抄袭别人的论文，达不到毕业设计的目的。有的老师忽略高职学生的知识和能力水平，把本科生毕业设计题目用作高职生题目，选题过大、过难，学生根本无法完成设计，最后也只能从网上照抄下来草草收场。

3 科研项目转化为毕业设计项目的优点

3.1 加强毕业设计选题与学生就业岗位的联系

科研项目来源于生产第一线，采用当今的主流技术或者前沿技术，对学生来讲知识较新。以机电一体化专业为例，科研项目涉及的机械设计、电气控制图设计、可编程控制器硬件选型、电路装调、机电系统装调、程序设计和系统维护等工作都和学生的就业岗位紧密联系。学生在毕业设计过程中接触这些工作，能够实现工厂和学校的无缝对接，提升学生的就业能力和就业质量。

3.2 提升教师教、科研能力、促进学生综合能力发展

高职教师应该兼具工程师和教师素质，作为工程师就要具备科研能力，能够完成企业工程项目；作为教师就要完成教学任务，培养合格的高技能人才。教师要实现科研项目转化为毕业设计项目，前提是教师自身能够承担并完成科研项目，才可能完成这种转化，这就促进了教师参与科研项目并在教学中将科研项目转化教学项目，从而提高他们的教、科研能力。科研项目转化为毕业设计项目后，可以促进学生对知识和技能的掌握，提升他们的创新能力、工程素养、团队素养，促进学生综合能力的发展。

3.3 促进校企合作、服务地方经济发展

教师参与企业项目开发，一方面促进了校企合作，服务地方经济发展，为地方实现经济转型、企业技术升级改造做出贡献；另一方面，教师将参与的科研项目引入毕业设计，有效的促进了学生能力和素质的提升，可以为企业培养更多合格的高技能人才，从根本上促进地方乃至国家经济的长期稳定发展。有的高职院校在毕业设计过程中还“真题真做”[3]，在科研项目与毕业设计相结合的道路上做出了积极的探索并取得了一些积极的成果。

4 科研项目引入毕业设计课程的实践

4.1 教师要科学选择、分配项目

毕业设计项目和科研项目在实施过程中具有相似性和相容性，但是二者有所区别，毕业设计项目主要服务教学，是让学生通过毕业设计项目巩固知识、提升技能，在实施过程中是教师主导，学生主体；科研项目是为了改造旧事物、创造新事物，是通过项目解决实际需要，科研人员是主体。科研人员的经验比学生丰富、解决问题的能力比学生强。由于二者有区别，所以不是所有的科研项目都适合转化为毕业设计项目。因此在选择科研项目时应该注意把握项目选择、分配的科学性原则。项目所需理论知识要能够覆盖学生所学课程内容，不要完全和学生已有知识、技能无关。项目选择要突出项目的实践性、综合性、发展性和开放性。项目难度要适中，项目太过简单，学生没有兴趣；项目难度太大，超出学生的能力范围，会影响学生掌握知识的信心和积极性。教师要认真研究专业人才培养方案和课程体系，调查学生的工作岗位，在此基础上，结合学生的能力水平，精心选择合适的科研项目、合理分配项目任务，对能力强的学生可以加大难度，增加工作量，对能力弱的可以适当降低难度，减少工作量。

例如，对于机电一体化专业的学生，我们选择了漆包线下线机控制系统项目、汽车启动电机测试系统和生产线变频技术改造项目等机电一体化项目。这3个项目均来自生产第一线，是企业技术升级改造的典型项目。以汽车启动电机测试系统和漆包线下线机为例，需要学生进行机械设计，完成电动和气动驱动任务；还需要学生进行电气控制系统的设计、安装和调试；可编程控制器编程等任务。这2个项目覆盖传感器、电气控制及PLC技术、CAD机械制图、CAD电气制图等多门课程的知识和技能，项目知识覆盖度好，应用主流技术。但是项目难度稍大，需要教师分解项目，将任务分配给机械设计组、电气控制设计组、软件设计组以及安装调试组，学生根据自己的能力和兴趣进行选择，共同完成毕业设计任务，遇到问题大家一起探讨解决。又如，生产线变频技术改造项目，主要涉及电气控制及PLC技术、变频技术等课程的知识和技能，难度较低，可以分为变频控制和电气及PLC控制2个小组，分配给少数基础稍差的同学，共同完成变频器选型、变频控制电路设计、变频器PLC程序设计、变频器参数调配等任务。每个项目指定组长作为项目的协调人员，协调各小组的工作进程、技术沟通。教师检查各小组的工作进展情况、解决学生疑问并提供技术咨询。这些项目新颖，学生通过努力都可以完成工作，在毕业设计课程中应用效果良好。

4.2 项目实施过程中坚持学生自主性、教师主导性原则

在项目实施的过程中注意强调学生的自主性，教师的主导性作用。学生要根据教师提供的资料，组队完成项目的需求分析、方案设计、硬件设计、软件设计、系统调试等过程，每个人完成自己的毕业设计论文，熟悉自己的工作内容，准备自己答辩用的资料并制作幻灯片。

教师发挥主导性作用，指导学生查找和阅读技术资料，引导学生完成方案设计，鼓励学生提出不同的技术解决方案并进行探讨论证。教师对学生的软、硬件设计进行审核把关，指导学生发现问题，修改错误。为了提高学生设计报告质量，应该给出具体的毕业设计框架及排版格式要求，让学生提供毕业设计电子版，教师审阅后才能打印提交，把学生毕业设计报告或论文中的不合理的部分消除在萌芽状态。教师要加强过程考核，重点考查学生参与毕业设计各环节的态度、能力水平以及报告质量，合理的为学生评定成绩。

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[关键词]工学结合 创新 设计模式

为了培养适应企业需求的高技能应用性人才，必须加快高等职业教育的改革和发展，以就业为导向，大力推进工学结合、勤工俭学。从2008年起，湖南化工职业技术学院自动化系不断进行教学改革，在工学结合人才培养模式方面不断实践和探索，尤其在电气专业学生的毕业论文设计环节采取工学结合的方式进行了大胆创新与尝试。以这几年的实践来看，不但取得了不错的教学效果，而且为合作企业创造了良好的经济效益。

一、毕业论文设计环节的创新模式

具体做法就是与株洲电气控制设备厂合作，在一个月的时间内，由系里专业教师和企业技术员负责对电气专业的学生进行GGD1-13进线柜、GGD1-06馈电柜、GGJ1-01C低压无功功率补偿柜的部分设计与制作安装三个课题的技术指导，学生通过在“学中做、做中学”来制作出实实在在的低压电气柜产品，并经性能测试达到合格要求。学生再把设计、制作的过程用论文的形式表述出来，通过答辩才算完成毕业论文设计环节。

二、创新模式的特色

该模式一实施就很受学生和企业的欢迎，为什么会出现这种情况呢?通过这几年的运作，发现该模式具有以下鲜明特色。

1.改革了传统的教学管理模式，使之更加贴近现代高职教育理念。毕业论文设计从传统的在教室内由教师指导学生做课题，变成了在企业生产现场由学生亲自做具体电气产品的设计和制作，主要是通过实践磨练来培养学生的各种技能，不仅能增强实践能力，而且有利于学生学习书本上、课堂上学不到的“隐性知识”，实现了从传授理论知识为主向传授技能为主的转变;从追求学科的完整性向注重知识的实践性的转变;从介绍理论研究成果向介绍实践技术和经验为主的转变。

2.有利于实施个性化教学模式，方便对学生进行因材施教。由于高职学生生源分布广，水平参差不齐，如果仍然沿用传统自然分班制的齐步走教学方式，就会遇到学生“一头吃不饱，而另一头吃不了”的教学难题，而个性化的分级教学正是化解这种两难问题的有效方法，它吸收了激励、竞争、动态管理等积极因素，充分调动学生的主动性，为他们提供了更大的个性发展空间，激发了其积极性和自觉性，改变了齐步走的教学方式，从而根除了“优等生吃不饱，差生吃不了”的现象，提高了教学效率和学习效果。创新的这一模式就方便实施个性化分级教学，因为这一模式有三个难易程度不同的电气柜的设计和制作，底子差的学生可选择一个容易的电气柜进行设计和制作，能力强的学生可选择难一点的一个或两个电气柜进行设计和制作，一个产品的设计和制作由3到5个学生组成一组来完成，每个成员都能根据能力和喜爱选择能够完成的任务，若有困难也能请教指导教师和能力强的学生来协助自己，直至完成毕业论文设计工作。

3.激化了学生的学习热情，增强了学习兴趣，改变了学习观念，变让我学为我要学。让学生对具体的电气产品根据所学理论知识和国家标准做设计，并亲自动手制作，使学生产生了极强的新奇感和挑战感，愿意不断主动学习、琢磨、钻研想方设法完成它。这一模式改变了传统的教学过程，从以往的学科知识和动作技能导向的教学过程转向为现代的职业活动和智力技能行动导向的教学过程，且采用行动导向的项目教学法，注重学生过程学习方法和学习绩效评价，给他们更多自学、动手、应用、表达、创作和合作的机会，真正体现了以学生为主体的教学理念。

4.有利于增强学生的自心，勇敢面对就业。许多企业或公司招聘员工时，都要求必须具有实际工作经验，这正是高职院校毕业学生所缺乏的，因而就业竞争力不强。而该模式弥补这种不足，增长了学生的实际工作经验。学生通过一个月的努力，看到亲手制作的崭新、漂亮的电气柜，并得到教师和同学的认可时不仅心情激动，而且对自己拥有这样的实际能力和经历感到自豪。面对企业招聘时，就能心有底气从容应对，顺利被用人单位录用。

5.校企合作形成了良性循环，具有持续性。课堂设在企业里，企业建在学校中，以毕业论文设计为纽带，学校将课堂延伸到合作企业，选择企业产品的设计与制作为课题，专兼职教师和学生以双员身份共同完成设计和制作企业产品的全过程，在“做中教、教中产、做中学”实现教学、学习、生产与人才培养同步，师资质量与实训基地内涵建设跟毕业论文设计教学改革同步。这几年由学生制作的电气柜，很大一部分已经销售出去，从买方企业反馈的信息来看，电气柜性能优良运行正常，为合作企业创造了几万元的经济利润，在校企之间形成了互利互惠、合作愉快的良好氛围，为校企的持续合作打下了坚实基础。

总之，通过工学结合创新毕业论文设计环节的改革，真正形成了“专业+生产实训车间+师生员工”的专业建设特色，成功构建了电气专业以毕业论文设计为切入点的工学结合人才培养新模式，实现了校企合作双赢。

参考文献:

[1]韩伟平.论高职教育工学结合课程体系特征及创新实践[J].教育与职业，2010，(3).

[2]刘畅，杨远芬.创新高职教育的办学特色[J].四川兵工学报，2008，(2).

[3](美)AC奥恩斯坦，(刘付诚译).美国教育学基础[M].北京:人民教育出版社，1984.

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关键词 热控集散系统；热控设备的发展；安装改进

中图分类号TK17 文献标识码A 文章编号 1674—6708（2012）76—0167—02

0引言

在当今时代的发展中自动化技术的发展越来越被重视，DCS（热控集散系统）。在火力发电厂集控室发挥的功能越来越大。

热控集散系统DCS中已经代替了原始的疾控功能，传统的机炉和现代的电气疾控台盘有着本质上的区别。其最大不同点就是电气集控系统未能在设计中得到良好的体现。促使人员在操控过程中对作业造成很大的不方便。为了能使热控集散系统能发挥最大的功能性就要求电气专业和热控专业设计中完美的结合，相互辅助。

存在的电气问题在DCS系统中的实现，实现了DCS发展的必然趋势：操作集中化管理、危险预先分散。这就是是自动化机组体现其高精度的主要特征。电气控制技术在整体的电气热控集散在DCS组态中，作为单独的划分为独立的功能电气控制系统，简称ECS。目前各类机组由于在设计ECS功能时涉及面的大小不等。所以ECS在DCS中的重要性也有所不同。

电气6kV以上开关设备在DCS中远操具有一个特点。主要在设备上采用一个并联借口进行控制，或者以电气柜的逻辑运算为主，而集控台盘的操作只是辅助功能，所以就地设备的状态变化与集控的操作关系不大，大部分时候要求设备无条件反映就地状态。

1热控设备的发展

集散系统的设计应用：

集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。该系统在硬件配置上采取分散控制，也就是在一个工作系统中采用多部控制设备对其控制。在通过计算机信息网络管理化对各部控制设备进行监管。在保证信息最优化管理的同时，保证常规监管系统和计算机控制系统相互结合的管理方式。这样不仅去掉了传统仪表监控单一的功能也将计算机系统控制危险性高度集中的缺点进行分散。把功能性、荷载性和危险性有效进行转换，充分实现了传统与现代管理貌似相结合的方法。

2热控设备介绍

热控设备从电厂布置可分为人机接口设备、控制设备、中间设备、现场设备四大类。

人机接口设备包括：显示仪表、操作器、记录仪、带有CRT的操作员站、各种打印机、热工信号等。

控制设备包括：可编程控制器、可编程调节（运算）器、集散系统各控制单元、通讯网络、具有一定功能的控制装置。中间设备包括：中间控制箱、中间继电器、中间转换器、马达控制中心等。

现场设备包括：各种一次元件（热电偶、热电阻、各种开关等）、变送器（压力、流量、温度、位置、振动、转速等）、就地显示仪表（流量、压力、温度、化学分析）、基地式调节仪表、执行器及各种电动（气动）装置。

3 DCS安装、调试中经常出现的问题及改进措施

在今后大型机组的改造与新建都将采用分散控制系统（DCS），这一点已经成为热控技术发展的必然趋势。从电力机组的计划设计到电力机组的调试运营，（DCS）的安装与调试贯穿着整个工作试运营段。168H的试运行以及移交运营是对机组高质量完成的一种基本保证。以下我们队DUS系统在工作的调试、运营中出现的一些常见问题给予总结。

4 DCS系统的安装与调试

环境因素是影响DCS运行的组要因素之一。因此DCS的安装环境要引起我们充分重视的。当DCS设备机房要再装修、空调以及消防系统彻底完工后才能交付使用。在DCS系统安装时必须保证室内的温度与湿度相互平衡。室内在安装过程还要保证空气的流通以避免尘土对设备运行后照成损伤。

5 DCS的接地要求

为了保证DCS系统在运营时得到一个稳定的基准电压参考点，我们要再运营中充分考虑其接地点得设置要求，接地设置能有效的避免当电流超过系统荷载电压时对系统硬件造成的损伤，从而对DCS提供屏蔽及有干扰的电流。可见接地的设置是保证整个系统稳定安全的运行手段之一。接地系统的设置对DCS的保护在工作中起到很重要的作用。很多实例都证明了在DCS系统的安装调试阶段接地设置不当都会引起热控系统的故障。一般在接地系统的设置中会出现以下常见的问题：1）虚焊问题；在电线和连接头的压焊不牢固的时候容易出现；2）螺栓焊点：螺栓在焊接的时候由于强度不够在设备运营时产生振动造成的接地点断裂；3）锈蚀问题：在不同材料焊接时容易出现焊点锈蚀（有色金属焊接）造成断裂；4）电阻问题：当电压不稳定时电阻正大容易出现电网断闸。

6地线分布配备问题

DCS在设备自动化的接线和改线问题上发挥着很大的作用。在保证接改线工作的质量保证要重视以下环节。1）分工细作华：DCS系统的外网工程由响应施工单位完成，而内部程序工作要由响应资质的DCS厂家完成，二者不得相互违规操作；2）工序交接：内线工作与外网工作相互要相互配合，在程序对接的过程中要形成技术交底模式，避免在对接中发生不必要的损失；3）设计变更：在施工单位如果进行改动时尤其是小型机组的变更要再接线问题上保证对接质量。

7结论

随着火力发电厂单元机组单机容量向着越来越大发展的趋势，热工DCS自动化控制程度也越来越普遍，而且向着越来越智能化的方向发展，有些先进的机组甚至可以达到“一键启停”的地步，因此热控的工作量是越来越多的。在大力发展热控技术的同时，也要考虑到其设计的合理性，只有其在设计与实际工作中相互结合才能使热控集散系统发挥应有的作用。

参考文献

[1]杨道勇，赵军.电气与热控集散系统接口设计与改进[J].山西电力，2005（5）.

[2]陆振岳.能源公司厂用电切换系统的改造[J].梅山科技，2005（4）.

[3]康先文.陈希诚智能MCC控制保护管理装置在厂用电系统中的应用[J].河北电力技术，2006（5）.

[4]柴景武，崔东俊，王富全.用DCS系统实现热电厂的数采和控制.

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一、答辩考核方法：

由专业组对申报者面对面的答辩考核

二、答辩考核内容

（一） 申报者简要介绍基本情况

1、什么时间毕业什么学校、什么专业及学制（如：2009年8月毕业于福大机械专业四年制本科）

2、工作经历，什么时间任工程师和在本专业工作年限

（如96年毕业就到省机电控股公司工作（讲重要的几个工作地点），2002年8月任工程师，在本专业已工作了13年）。

3、任现职以来主要专业工作业绩（按简明表讲重点部分，含获奖情况、发表的论文、专著等）{如独立完成、主持、参与、负责（负责研制“豪迈”摩托车柱孔加工专用机床液压系统、电气控制部分的设计制作，采用PLC控制，由原来五道工序改为一道加工工序，提高了精度和生产效率，获公司科技奖；在机械杂志上发表三篇专业技术论文）*设备的设计研发，解决了什么，实现了什么，该产品销售收入利润各获奖情况；在***刊物发表了****文章及获奖}。

4、本人代表作的主要内容与价值（讲重点、如对摩托车脚蹬支架和上联板行高强度零件，研究应用有色金属液态技术，提高产品性能、质量和精度，实现产品零件轻量化取得成效）

5、指导下级专业人员工作和学习（讲重点，举例说明）

6、 简要介绍本专业发展现状、本人今后开展本专业的工作思路、设想和计划（简要说明如：工程爆破已发展到调室爆破、中深孔爆破、隧道掘进爆破、城镇拆除爆破、水下工程爆破等已积累了丰富的经验。如城镇拆除爆破，用控制爆破拆除比人工或机械方法可靠、快速、省工省力。结合本专业，我认为发展炸药能量转化过程精密控制技术，提高炸药能量利用率。降低有害效应是本发展方向；今后应以发展新型爆破提高控制爆破水平，是爆破安全技术的发展方向。）。

时间不超过五分钟

（二）申报者回答必答题（论文代表作中的问题）

具备条件的每人回答两道问题；不具备条件回答三道问题

（三）专业组提问

针对一下问题提问

1、对学历等基本情况和业绩、论文有疑问的地方进行核实、质疑。

2、对论文的论点、论据及正确性、科学性进行质疑

3、对获省部级以上科技进步奖，提问在该获奖项目中的作用，该成果的技术水平。

（时间不超过15分钟，破格不超过20分钟）

三、答辩考核成绩与评价

1、专业组无记名投票，按优、良、合格、不合格四个档次定性。

2、写出综合评价意见

①根据申报者介绍的基本情况、论文、业绩成果等填报是否真实。

②根据理论知识是否达到相应高级工职务水平

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【关键词】 受电弓 电气控制 故障处理

受流器是靠电力驱动的轨道车辆从接触网或第三轨获取电能的一种受流装置。通常安装于车顶的受流器，用于铁路干线牵引列车的电力机车以及采用接触网供电的地下铁道和轻轨车辆等。城轨车辆受电弓作为电客车的动力受流装置，长期处于高速摩擦的受流的工作之中，其发生故障的概率和频次是最多的。此论文以东莞R2线项目为例，根据现场实际调试中工作中总结出方式方法结论，列出一些受电弓的问题点以及故障处理方式方法。为方便新进调试员工和售后运营维护人员快速有效的掌握理论和处理方法，方便运营保障技术员能够快速准确的找到解决受电弓故障问题点，快速找到解决受电弓故障和排除故障点。对于提高调试人员技术水平和运营保障人员的水平能够有很大的帮助。

1 受电弓的结构和主要技术参数

1.1 结构如图（1-1）所示

1.2 主要技术参数

地铁列车上装有2架受电弓安装在两个B车上，属于气动弓；受电弓通过绝缘子安装在首尾两节动车车顶，弓头升起后与接触网导线接触，从接触网上汲取电流供动车使用。东莞R2线项目地铁受电弓的参数如下表1-2：

2 受电弓的控制电路及工作原理

下面以实际的控制电路图来分析介绍气动受电弓的升弓和降弓工作原理。

2.1 受电弓的控制电路图（如图1-图2）

2.2 受电弓工作原理简介

（1）升弓控制原理；升弓装置包含电磁阀和缓冲阀，电磁阀得电，使压缩空气通过，从而使受电弓升起。司机可以操作升弓开关2S01来执行“升弓”指令，通过自动空气开关2F31、列车控制线21103，使升弓启动继电器2K31得电。2K31控制各自单元车辆受电弓保持继电器2K33，2K33得电后开启受电弓驱动电路受电弓电磁阀 2Y01得电，使受电弓升弓并保持受电弓处在合适工作位置。（2）升弓条件；受电弓能够升起来，升弓气压不能小于3bar。当升弓气压小于3bar时，可以利用A车8号座位下的脚踏泵来提供足够的升弓气压。当列车在“有电无气”状态下升弓时，可以先按下升弓按钮，使电磁阀2Y01得电，连接受电弓的气路被打开，然后踩脚踏泵升弓，这就是通常说的“有电无气”升弓方法。（3）降弓控制原理；降弓装置包含电磁阀和缓冲阀，电磁阀失电，使压缩空气流过，从而使受电弓降弓。司机可以通过使用降弓控制开关2S02来降弓，按下降弓控制开关2S02的常闭触点（2l-22）分断，先让2K31失电，同时2S02的常开触点13-14闭合，使降弓继电器2K32得电，通过常闭触点（21-22）和（31-32）使得2K33和2Y01失电，受电弓落弓，2K6由降弓自动空气2F32保护。在紧急情况时，单只受电弓可以通过操作设在A车司机控制面板的紧急制动开关使受电弓降弓（双弓），当该开关被激活2K10继电器失电，其常开触点（54-53）和（64-63）直接分断2K33和2Y01。缓冲阀上分别装有调节螺栓，用来调节控制受电弓弓头的升、降速度与时间。受电弓控制回路（如上图所示）由列车电源线（DC110V）正端30420提供电源，经过受电弓和高速断路器控制保护空气开关2F30。受电弓控制回路（如图1-2所示）由列车电源线（DC110V）正端30420提供电源，经过受电弓和高速断路器控制保护空气开关2F30。当列车激活后列车控制系统进入工作准备状态，列车控制启动继电器2K04和紧急制动继电器2K10分别得电工作。

2.3 受电弓常见故障现象分析及排查处理

2.3.1 升不起弓或自动降弓

原因：（1）受电弓扳钮接触不良；（2）受电弓故障开关SDK在故障位或接触不良；（3）升弓电空阀1SDF（2SDF）故障或接线松脱； （4）BHF故障或接线松脱；（5）门未关好或门联锁顶杆未顶到位；（6）风路塞门143号（144号）未打开或风压过低；（7）升弓弹簧折损或机械故障。

处理：（1）检查升弓气路风压是否高于600Kpa，如低于此值使用辅助压缩机泵风；（2）检查控制电器柜上的各种电器开关位置，应置于正常位置；（3）换弓升弓试；（4）自动降弓，停车确认受电弓损坏程度，记录刮弓的地点。

2.3.2 受电弓升起后放电

原因：（1）车顶导体部件上存有导电异物；（2）瓷瓶过脏或雨、雾天造成瓷瓶爬电；（3）雷击等过电压击穿放电间隙；（4）车顶支持瓷瓶已经炸裂。

处理：（1）如为原因前三个时立即降弓，请求停电验电后挂好接地线再上车检查，处理完后可维持运行；（2）瓷瓶破裂严重时可将导电赶软连接线拆除后，用另一端受电弓维持运行。

2.3.3 受电弓受流时拉弧

原因：（1）100号调压阀调整压力不够或调压阀故障；（2）受电弓铰链座油抗劲；（3）受电弓碳滑板有凹槽或滑板到限；（4）升弓弹簧断一根或更换新滑板后弹簧压力过小；（5）接触网故障。

处理：（1）故障原因序号1时，调整压力到规定值，若故障时，可卸下堵，抽出上、下堵，直接用总风维持运行，若时间不允许，可用辅助压缩机打风维持运行到前方车站后再作处理；（2）故障原因序号2、3、4时升另一端弓维持运行；（3）故障原因序号5时降弓滑行一段距离后再升弓，并报告前方车站。

2.3.4 压力开关故障

故障现象：实际运用过程中，压缩气体在通过受电弓气阀板给受电弓气囊充气时，受电弓气囊中的气压上并接近压力开关的初始值，受电弓开始动作升弓。完成升弓过程中大概需要6―10s左右时间，在这段时间内压力开关气路的气压值会一直维持在这种压力范围；而当压力开关的设定初始值发生细小偏差时，在受电弓的升弓预备过程中，压力开关有可能一直不会给出信号，15s后机车控制系统将给出受电弓故障的信号。

原因分析处理：压力开关故障的根本原因是机车控制系统设定的自动封锁时间为15s过短，而开关的设定值又刚好处于受电弓升弓准备过程的气压临界值上，这样就会造成受电弓工作不稳定的故障现象，解决压力开关故障的处理建议一般有两点：

（1）延长机车系统压力开关阀的自动封锁时间；（2）减小压力开关的设定值。

2.3.5 滑板条磨耗

故障现象：受电弓的滑板异常磨耗，滑板接触线接触的地方出现凹槽。

故障分析：（1）机械磨耗：新建线接触网剖面底部为圆弧形，而且接触线表面有不少比较坚硬的毛刺，这是新开通线路滑板条急剧磨耗的主要原因。经过多次运行后，接触网导线渐趋平整光滑，摩擦系数减小，达到一定的摩擦次数后，机械磨耗量将大大减小并保持在一定的范围内。（2）电气磨耗：新开通线接触导线毛刺多，加上开通前一段时间内由于暴露于空气中，表面污染，当与受电弓滑板初期接触时接触不佳，电火花往往比较大，电气磨耗自然突出。为了使新接触网线尽早磨出平整光滑的接触面同时减少滑板的过速磨耗，可采用铁基滑板。

处理：为保证受电弓碳滑板与接触网之间的良好配合，可以从以下方面着手：

（1）保证正线接触网“之”字布置的均匀；（2）在受电弓处于不同的升弓高度时确保升弓保持力保持不变；（3）受电弓设计是应注意弓头结构设计，需保证其上的碳滑板在磨耗不均匀的情况下都能与接触网接触良好。

3 结语

受电弓作为一种从接触网取得电能的一种受流装置，已经广泛的应用于城轨车辆上面。然而由于受电弓装置经常处于高速和高强度的运营负荷中，也是极其容易出现故障的一个装置。该装置一旦出现问题就必然会导致车辆失去动力造成清客和列车晚点等情况。当然，我们也不需要惧怕问题的出现，问题总比办法多，积极的学习受电弓的结构和控制原理，认真总结学习经验和积极开展这方面的研究和试验工作，逐步积累充实这方面原始数据，为后续实际应用指导奠定基础，也为城轨车辆的受电弓的设计选型提供为理论依据。

参考文献：

[1]徐丽娟，张莹.电力电子技术[M].高等教育出版社，北京：2006.

[2]吴冰.电机电器.机械工业出版社，中国电力出版社，北京：2000.

[3]黄俊，王兆安.电力电子变流技术.机械工业出版社.北京：1999.