發(fā)布時(shí)間：2023-04-20 18:01:35
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的電氣控制設(shè)計(jì)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
1.能夠畫出典型控制線路的原理圖如三相異步電動(dòng)機(jī)的單向運(yùn)行控制；正反轉(zhuǎn)控制（含接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制、按鈕聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制、雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制）；星三角降壓起動(dòng)控制（含手動(dòng)控制的星三角降壓起動(dòng)控制、自動(dòng)控制的星三角降壓起動(dòng)控制）；雙速電動(dòng)機(jī)控制（含手動(dòng)控制的雙速電動(dòng)機(jī)控制、自動(dòng)控制的雙速電動(dòng)機(jī)控制）等。學(xué)生通過理論學(xué)習(xí)以后，應(yīng)具有相應(yīng)的畫圖能力；然后通過到實(shí)訓(xùn)室學(xué)習(xí)，不僅可以強(qiáng)化學(xué)生的畫圖及動(dòng)手安裝接線的能力，還可以為后面的課程設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
2.正確安裝典型控制線路通過分析電氣原理圖后，進(jìn)行安裝接線；學(xué)生要能夠把原理圖中電氣元件符號(hào)，與實(shí)物上的各對(duì)應(yīng)部分聯(lián)系起來(lái)，正確接線；先接主電路，在接主電路時(shí)，要注意電源的進(jìn)線是上進(jìn)下出；接控制電路時(shí)，根據(jù)編號(hào)，依次完成接線；在接按鈕盒時(shí)，要注意，進(jìn)盒的線要通過接線端子引入。對(duì)每個(gè)元件在所接線路中的作用，學(xué)生一定要清楚。
3.調(diào)試學(xué)生安裝接線完成后，先通過靜態(tài)檢測(cè)，對(duì)所接線路有一個(gè)初步的判斷，即是否存在短路或斷路情況，靜態(tài)值是否合理；然后是進(jìn)行通電測(cè)試，通過通電試驗(yàn)，可以直觀看到各元器件的動(dòng)作，及電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況是否正常。這一過程，讓學(xué)生看到每個(gè)元件的動(dòng)作情況，以及所接線路完成的控制功能。
二、學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單控制線路的設(shè)計(jì)
1.首先根據(jù)所設(shè)計(jì)控制線路的要求，對(duì)所需要用到的電氣元器件寫出材料清單（元器件的名稱、數(shù)量、型號(hào)）。
2.根據(jù)所設(shè)計(jì)線路的要求，通過自己在理論學(xué)習(xí)和實(shí)習(xí)學(xué)習(xí)中掌握的知識(shí)，考慮如何設(shè)計(jì)。
3.通過分組完成或自己完成，畫出能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)要求的電氣原理圖，分析工作原理，請(qǐng)帶實(shí)習(xí)的教師審核圖紙，提出建議，方可照?qǐng)D安裝接線。
4.在我們?cè)O(shè)計(jì)線路時(shí)，還要考慮一個(gè)重要的因素，就是要根據(jù)現(xiàn)有的元器件條件，完成我們的設(shè)計(jì)課題。因?yàn)?，每個(gè)設(shè)計(jì)線路的功能，可以通過很多種控制方式來(lái)完成。
三、設(shè)計(jì)實(shí)例（三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制，擴(kuò)展為兩地控制的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)手動(dòng)順起，手動(dòng)逆?？刂凭€路，具有短路、過載、欠壓及失壓保護(hù)）
1.元件清單三相空氣開關(guān)1個(gè)、主熔斷器3個(gè)、控熔斷器2個(gè)、交流接觸器2個(gè)、熱繼電器2個(gè)、三聯(lián)按鈕2個(gè)。
2.設(shè)計(jì)思路
（1）由于要完成兩地控制，必須考慮甲、乙兩地均有起動(dòng)按鈕和停止按鈕；根據(jù)現(xiàn)有的條件，我們只能提供兩組三聯(lián)按鈕，所以，在設(shè)計(jì)線路時(shí)，學(xué)生必須考慮其中兩個(gè)按鈕，即要做起動(dòng)按鈕使用，又要做停止按鈕使用。學(xué)生還需要掌握一個(gè)要點(diǎn)，就是只要是多地控制，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制電路，起動(dòng)按鈕要并聯(lián)、停止按鈕要串聯(lián)。
（2）兩臺(tái)或多臺(tái)電動(dòng)機(jī)要求順序起動(dòng)時(shí)，控制第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的交流接觸器常開輔助觸頭，必須串聯(lián)在第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制電路里，以此類推。
（3）兩臺(tái)或多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的逆序停止時(shí)，控制第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)的交流接觸器常開輔助觸頭，必須并聯(lián)在第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的停止按鈕上。
3.畫出設(shè)計(jì)電路根據(jù)設(shè)計(jì)思路，畫出能夠?qū)崿F(xiàn)控制要求的電路圖，（主電路省略）?？刂齐娐分蠸B11、SB12是第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的停止按鈕，SB21、SB22的常開觸頭是第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)按鈕，SB21、SB22的常閉觸頭是第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)的停止按鈕，SB31、SB32是第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)按鈕。通過這六個(gè)按鈕，我們就能夠?qū)崿F(xiàn)在甲乙兩地控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。KM1控制第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，KM2控制第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)。
四、我們?cè)谠O(shè)計(jì)了手動(dòng)控制基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)（兩地控制的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)順起，自動(dòng)逆?？刂齐娐罚?/p>
1.元件清單三相空氣開關(guān)1個(gè)、主熔斷器3個(gè)、控熔斷器2個(gè)、交流接觸器2個(gè)、熱繼電器2個(gè)、三聯(lián)按鈕2個(gè)、增加一個(gè)時(shí)間繼電器、一個(gè)中間繼電器，減少兩個(gè)按鈕。
2.設(shè)計(jì)思路
（1）起動(dòng)時(shí)，第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)一定時(shí)間后，第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)。根據(jù)要求，我們可以采用通電延時(shí)型時(shí)間繼電器或斷電延時(shí)型繼電器完成順序控制的要求；通常情況下，首選通電延時(shí)型時(shí)間繼電器，利用它的延時(shí)閉合常開觸頭串接在第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制電路中，實(shí)現(xiàn)按時(shí)間順序起動(dòng)的控制要求；相當(dāng)于利用時(shí)間繼電器的延時(shí)閉合常開觸頭，代替第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)按鈕，當(dāng)延時(shí)觸頭自動(dòng)閉合時(shí)，第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)就自行起動(dòng)。由于是兩地控制，所以，兩個(gè)起動(dòng)按鈕需要并聯(lián)完成兩地控制要求，如圖二所示。同學(xué)們也可以在此電路的設(shè)計(jì)思路上，考慮如何采用斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器完成順起逆停的控制電路的設(shè)計(jì)。
（2）停止時(shí)，第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)停止一定時(shí)間后，第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)才能自行停止。根據(jù)要求，我們?cè)谠O(shè)計(jì)上可以采用兩個(gè)時(shí)間繼電器完成順起逆?？刂?，但是，由于實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況，只有一個(gè)時(shí)間繼電器可用，在設(shè)計(jì)上，就必須考慮同一個(gè)時(shí)間繼電器需要完成兩個(gè)功能，起動(dòng)時(shí)經(jīng)過延時(shí)，使第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)。當(dāng)?shù)诙妱?dòng)機(jī)起動(dòng)后，KM2的常閉觸頭分?jǐn)?，時(shí)間繼電器線圈斷電，時(shí)間繼電器暫時(shí)停止工作。當(dāng)需要停止時(shí)，按下停止按鈕，第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)停止的同時(shí)，時(shí)間繼電器重新工作，通過延時(shí)分?jǐn)嗟某ｉ]觸頭延時(shí)分?jǐn)?，切斷第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制電路，第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)就可以自行停止了。
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)備維修與管理專業(yè)的一門專業(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)過程與生產(chǎn)過程對(duì)接，通過模塊化、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、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。(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”: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、線路檢查等作為從設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)、檢修工作的“線”;(3)所謂“面”:是指掌握車床、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)開拓新的有效途徑。
2.2采用“教、學(xué)、做一體化”方式開展教學(xué)
《電氣控制與機(jī)床電路檢修技術(shù)》是一門崗位能力課程，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)過程與生產(chǎn)過程工藝要求相一致［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)容的安排通過由點(diǎn)到線、由線到面、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)專門人才［5］。
2.4改變?cè)u(píng)價(jià)體系，采用過程考核方式，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)生分析問題、解決問題的實(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)基本控制線路檢查，典型機(jī)床控制線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)備控制問題的能力。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】澆注機(jī)；機(jī)器視覺；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[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、下行車、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)過減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺旋體進(jìn)入孕育劑接管，通過氣流帶動(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
上行車控制澆包X方向移動(dòng)（與造型線垂直方向），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)也固定在上行車上。
（6）下行車
下行車控制澆包沿Y方向移動(dòng)（與造型線平行方向），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
底座為下行車車軌，并設(shè)有機(jī)械限位和電氣限位，以保證下行車運(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)加滿鐵水后，在自動(dòng)澆注生產(chǎn)線上配合砂型成型機(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)】
關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；低渦軸；清洗
中圖分類號(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)，其工作過程是極其復(fù)雜的氣動(dòng)熱力傳動(dòng)的過程。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)就是專門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，控溫過程進(jìn)行說明。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，加熱管開始工作，清洗槽開始加溫；當(dāng)清洗液的溫度超過溫控表設(shè)定的溫度下限，溫度下限報(bào)警觸點(diǎn)斷開，加熱管繼續(xù)工作，清洗液的溫度繼續(xù)升高；當(dāng)清洗液的溫度超過溫控表設(shè)定的溫度上限，溫度上限報(bào)警觸點(diǎn)斷開，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，加熱管開始工作，清洗液溫度升高，直到清洗液的溫度超過溫控表設(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)就開始加熱，由于清洗槽內(nèi)沒有清洗液造成“干燒”現(xiàn)象；第二，超聲清洗工作時(shí)間過長(zhǎng)，清洗液揮發(fā)嚴(yán)重，操作者沒有及時(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液位傳感器設(shè)定的下限值時(shí)，液位傳感器的常開觸點(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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關(guān)鍵詞：西門子；S7-300PLC；提升機(jī)；測(cè)控系統(tǒng)
中圖分類號(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，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。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題。
(2) 我國(guó)提升機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題
① 我國(guó)提升機(jī)電控系統(tǒng)沒有專業(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)均是高校科研院所自發(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)根本沒有實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，經(jīng)常發(fā)生過卷或者超速等安全事故。
鑒于以上問題，我國(guó)必須要大力發(fā)展提升機(jī)在運(yùn)行過程中的電控系統(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)工作過程的管理效率；另一方面主控PLC通過交流變頻調(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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關(guān)鍵詞：無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)；固態(tài)開關(guān)；電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器
中圖分類號(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?，F(xiàn)有的常規(guī)可控開關(guān)都是由交流接觸器、真空開關(guān)、或者油開關(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)、靜觸頭分開時(shí)，引起的電弧會(huì)延長(zhǎng)電氣開關(guān)的動(dòng)作時(shí)間以及速度。
因此，研究新型無(wú)觸點(diǎn)電氣開關(guān)來(lái)取代傳統(tǒng)“線圈—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、煤礦井下電氣開關(guān)發(fā)展及特點(diǎn)
根據(jù)井下的電氣控制開關(guān)的發(fā)展和使用情況，介紹幾種典型電氣控制開關(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，而采用真空開關(guān)替代傳統(tǒng)的“線圈—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，真空磁力啟動(dòng)器作為電氣開關(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)開關(guān)作為控制開關(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)電氣開關(guān)控制電路。
（二）固態(tài)開關(guān)。本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新部分在于，利用固態(tài)開關(guān)較好的解決電氣開關(guān)機(jī)械動(dòng)作時(shí)引起電弧火花的問題。
固態(tài)開關(guān)優(yōu)越性表現(xiàn)在：沒有拉弧現(xiàn)象，不會(huì)因電弧短路引起的短路問題產(chǎn)生火災(zāi)事故；不采用觸點(diǎn)電器的電磁線圈，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)生由于開關(guān)故障引起造成的損失；由于沒有任何可動(dòng)的機(jī)械部件和機(jī)械動(dòng)作，固態(tài)開關(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)開關(guān)。本設(shè)計(jì)選用雙向可控硅控制固態(tài)開關(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)的問題。此外，由于雙向可控硅總是在電流過零時(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)開關(guān)的應(yīng)用
Plc與 固態(tài)開關(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。動(dòng)作過程為，合上開關(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)開關(guān)，固態(tài)開關(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關(guān)作為煤礦井下系統(tǒng)的控制開關(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)電氣開關(guān)具備可行性研究?jī)r(jià)值。
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針對(duì)上述人才培養(yǎng)目標(biāo)，在電氣自動(dòng)化專業(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，我們通過多門基礎(chǔ)、專業(yè)課程建設(shè)，對(duì)電氣專業(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)合專業(yè)技能競(jìng)賽的教學(xué)新模式，體現(xiàn)了電氣專業(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)新性的專業(yè)課程群體系
電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是一個(gè)工程性很強(qiáng)的專業(yè)，其專業(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。因此專業(yè)課涵蓋的范圍比較廣，涉及學(xué)科較多。在我院，該專業(yè)課程體系按照綜合教育模塊—學(xué)科教育模塊—專業(yè)教育模塊—專業(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；專業(yè)教育模塊包括專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向選修課和專業(yè)相關(guān)選修課，是培養(yǎng)電氣專業(yè)本科人才的核心課程教育模塊；專業(yè)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)模塊包括課程綜合實(shí)驗(yàn)和專業(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。專業(yè)教育課程設(shè)置見表1。
表1 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)課程體系
以往各門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)電氣專業(yè)人才的需求，培養(yǎng)具有電氣專業(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，將專業(yè)課程劃分為3個(gè)課程群：
（1）電氣傳動(dòng)類課程群：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)總線技術(shù)、控制系統(tǒng)仿真5門課程組成。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，每個(gè)課程群由多門基于教學(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)類課程群進(jìn)行教學(xué)新模式探討。
2 電氣傳動(dòng)類課程群教學(xué)新模式
2.1 調(diào)整并優(yōu)化課程內(nèi)容
電氣傳動(dòng)類課程群是專業(yè)課程體系中的重要組成部分，6門課程覆蓋二、三年級(jí)，既有專業(yè)基礎(chǔ)課，也有專業(yè)方向選修課和專業(yè)相關(guān)選修課。其中，電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)是專業(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)傳感器和常見檢測(cè)手段的介紹。
可見，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)。通過一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目貫穿于多門課程，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?；A(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)與開發(fā)大賽；在完成電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新（3）和專業(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)過程中，結(jié)合電氣工程師類認(rèn)證考試設(shè)置教學(xué)知識(shí)點(diǎn)和重點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生參加各類電工電氣類工程師認(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)生通過學(xué)習(xí)將各門專業(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。
參考文獻(xiàn)
[1] 梁永春，劉建業(yè).電氣傳動(dòng)課程群開放式課程設(shè)計(jì)體系研究[J].中國(guó)電力教育，2011，21：167-168.
關(guān)鍵詞：教學(xué)改革 機(jī)電液 綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
一、引言
教育改革，最重要的就是要從培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力方面找抓手。創(chuàng)新能力是人的本質(zhì)特征，是人的天賦所能和整體素質(zhì)的表現(xiàn)，它不僅表現(xiàn)為知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，更重要的是發(fā)現(xiàn)問題，并積極探索的心理取向和善于把握機(jī)會(huì)的敏銳性及積極改造自己和改造環(huán)境的能力。但目前教材中的實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力上不能發(fā)揮出應(yīng)有的作用。作為應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和科學(xué)素質(zhì)的重要手段，綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的作用是很重要的。在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，某些環(huán)節(jié)已不能適應(yīng)新時(shí)期培養(yǎng)目標(biāo)的要求，例如實(shí)驗(yàn)技術(shù)單調(diào)，隊(duì)伍水平不高，實(shí)驗(yàn)裝備老化單一，實(shí)驗(yàn)類型大部分是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)等，同時(shí)，現(xiàn)在大部分實(shí)驗(yàn)依托于某一門課程，在多課程知識(shí)有機(jī)結(jié)合方面缺乏綜合性，在綜合實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)缺乏有機(jī)組合，在激發(fā)學(xué)生自主思考發(fā)面缺乏開發(fā)性等等。為此，對(duì)課程設(shè)計(jì)、現(xiàn)代電氣控制、液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)綜合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了教學(xué)改革，通過10多年的試驗(yàn)，效果很好。[1]
1.以往的工作基礎(chǔ)
機(jī)械學(xué)院在專科時(shí)期就開始對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造和課程體系的重組，把液壓與氣壓傳動(dòng)、現(xiàn)代電氣控制及PLC等課程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，開發(fā)了機(jī)電液綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)。這樣的教學(xué)改革，開始時(shí)比較艱難，在1994年那個(gè)時(shí)期沒有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，我們老師組合成一個(gè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，大膽進(jìn)行嘗試，先從設(shè)備改造開始，對(duì)機(jī)電工程系一臺(tái)閑置的老實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了改造，完成了第一臺(tái)“JDY-Ⅰ機(jī)電液綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”， 該實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要由兩部分組成：液壓拆裝系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)，可以完成機(jī)電液綜合的一系列實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并于1995年大膽地開創(chuàng)了綜合性設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)改革。綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)主要是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及提出問題、分析問題、解決問題的能力，對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)也具有不可替代的作用。之后，我們老師更進(jìn)一步地把課程設(shè)計(jì)也融入到綜合實(shí)驗(yàn)中來(lái)，形成了早期的“機(jī)電液綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)”體系。[2]
2.隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，尤其是我校升本以后，原有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備已不能滿足本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要。為此，我們老師于2006年1月在教務(wù)處大力支持下，設(shè)備科立項(xiàng)投資7.85萬(wàn)元，進(jìn)一步研制了“JDY-Ⅱ機(jī)電液綜合多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)”， 該實(shí)驗(yàn)臺(tái)是集機(jī)械、液壓、電控、數(shù)控于一體的多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要由三部分組成：液壓系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要有拆裝式液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)、PLC、軟啟動(dòng)器、數(shù)控工作臺(tái)等，其中PLC可以接現(xiàn)場(chǎng)總線，與計(jì)算機(jī)端口相接，軟啟動(dòng)器具有在線控制功能，具有多種限制啟動(dòng)和限制停止的方式?！癑DY-Ⅱ機(jī)電液綜合多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)”可以完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如下表所示。
3. 隨著辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，學(xué)生數(shù)不斷增加。為了教學(xué)改革的不斷深化，我們老師又在2009年3月，在學(xué)校設(shè)備科的支持下，自制了第三套“JDY-Ⅲ 機(jī)電液綜合多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)“，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)是集液壓、電控于一體的綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要由兩部分組成：液壓拆裝系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)，除了可以完成機(jī)電液綜合實(shí)驗(yàn)以外，還可以完成以下實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
（1） 節(jié)流閥、調(diào)速閥負(fù)載特性實(shí)驗(yàn)
（2） 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路模擬
（3） 星/三角降壓?jiǎn)?dòng)控制電路模擬
（4） 常規(guī)電器控制液壓回路實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
2、項(xiàng)目計(jì)劃及實(shí)施情況；
為進(jìn)一步推進(jìn)機(jī)電液綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)改革，在學(xué)校的大力支持下，開始進(jìn)行基于本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的機(jī)電液綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的改革與實(shí)踐，包括：計(jì)劃制訂、教學(xué)大綱的編寫、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書等教學(xué)基本建設(shè)。[3]
（1）、教學(xué)計(jì)劃
在仔細(xì)論證、深入研討的基礎(chǔ)上，我們將機(jī)電液綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的改革成果寫入了2003級(jí)本科教學(xué)計(jì)劃。見下面表2。
（2）、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（教材）
為了能更好的開展教學(xué)改革，實(shí)施初期，我們編寫了“機(jī)電液綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，經(jīng)過實(shí)際使用，發(fā)現(xiàn)并糾正了若干不合理的地方，并進(jìn)行了必要地修正，逐步達(dá)到了預(yù)期的效果。2009年，在自編講義的基礎(chǔ)上，由蘇州大學(xué)出版社正式出版了《機(jī)械制造及自動(dòng)化基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》教材，其中，第8章即時(shí)關(guān)于機(jī)械類專業(yè)的6個(gè)綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而“機(jī)電液綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)”就是其中的一個(gè)。[4]
2013年3月由北京航空航天出版社正式出版了 《機(jī)電液綜合課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐》教材，在使用中取得了顯著的效果。
（3）、實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的教學(xué)大綱
（略）
3、目前所取得的成效
機(jī)電液綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)踐環(huán)節(jié)，它很好的模擬了工程實(shí)際中的一些現(xiàn)實(shí)問題，是機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的重要組成部分。
多年來(lái)，我們所做的機(jī)電液綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)改革以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的改造，在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中發(fā)揮了重要作用，得到了省教育廳及專家的充分肯定，在教育廳組織的成果評(píng)選中多次獲獎(jiǎng)。同時(shí)，部分教師通過這項(xiàng)改革及設(shè)備研制，自身的能力和水平得到進(jìn)一步提高；部分學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的形式也參加了這個(gè)項(xiàng)目的研究與實(shí)踐，極大地提高了他們的工程實(shí)踐能力。[5]
（1）自制設(shè)備四項(xiàng)獲江蘇教育廳三等獎(jiǎng)
（2）教師發(fā)表關(guān)于機(jī)電液綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)方面的論文
（3）教師團(tuán)隊(duì)編寫了相應(yīng)的教材2本，并于2009年，2013年正式出版。
通過教學(xué)改革，我們教師團(tuán)隊(duì)發(fā)揮了積極性，同時(shí)學(xué)生創(chuàng)新能力得到了提高，積極參加大膽地參加各種比賽活動(dòng)，得到了一定的成績(jī)，獲得了肯定。
（1） 2010年，老師帶領(lǐng)同學(xué)參加“國(guó)家制造業(yè)信息化培訓(xùn)中心、全國(guó)三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽組委會(huì)”組織的全國(guó)三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，獲得了省三等獎(jiǎng)
（2） 我們老師帶領(lǐng)的學(xué)生積極做好畢業(yè)設(shè)計(jì)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中充分發(fā)揮創(chuàng)新意識(shí)，2009年帶領(lǐng)同學(xué)做的關(guān)于機(jī)電控制方面的“MPS分類存儲(chǔ)和立體倉(cāng)庫(kù)單元系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)”課題，獲得了省優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)三等獎(jiǎng)
（3） 2008、2009年 我們老師帶領(lǐng)的學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)獲得校級(jí)一等獎(jiǎng)
（4） 2010年 老師帶領(lǐng)的學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)獲得校級(jí)二等獎(jiǎng)
（5） 2007年 老師帶領(lǐng)學(xué)生參加省第一界機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽二等獎(jiǎng)
（6） 2008年 老師帶領(lǐng)學(xué)生參加省機(jī)器人大賽三等獎(jiǎng)
這些成績(jī)的獲得，主要體現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)新能力的提高，體現(xiàn)了教學(xué)成果提高。
4、推廣應(yīng)用價(jià)值及今后的設(shè)想
機(jī)電液綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的改革與實(shí)踐，把機(jī)械和電氣控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合，既發(fā)揮了學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，同時(shí)，針對(duì)實(shí)踐中出現(xiàn)的預(yù)先不能預(yù)知或有意設(shè)計(jì)的問題，組織學(xué)生成立研究小組，集思廣益，分析問題，研究問題，解決問題，從而使他們的創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)和鍛煉，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值?？吹酵瑢W(xué)們經(jīng)過自反復(fù)推敲、認(rèn)真研究，克服一個(gè)個(gè)困難，得到理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)的那種歡呼雀躍，我們也感到非常欣慰。
今后的設(shè)想：作為應(yīng)用型本科的培養(yǎng)計(jì)劃，應(yīng)該多學(xué)科交叉結(jié)合，結(jié)合學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，多開設(shè)一些與工廠實(shí)際相結(jié)合的項(xiàng)目，機(jī)電液綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)這種改革的開端和階段性成果，我們還將繼續(xù)努力，在以下方面進(jìn)行改革和實(shí)踐：1、金相、熱處理、材料力學(xué)性能綜合測(cè)試及材料成型等綜合實(shí)驗(yàn)；2、軸類零件的綜合測(cè)量；3、電氣技術(shù)綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)；4、刀具形狀及切削關(guān)系綜合實(shí)驗(yàn)等，以便更好地貼合實(shí)際，培養(yǎng)更多的具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的工程應(yīng)用型人才，為我校品牌大學(xué)創(chuàng)建工作做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。[6]
結(jié)語(yǔ)
總之，通過改造老設(shè)備，改變驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為設(shè)計(jì)性綜合性實(shí)驗(yàn)，結(jié)合不同學(xué)科知識(shí)，結(jié)合不同的教學(xué)形式，開發(fā)設(shè)計(jì)性綜合性的實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，作為工科類應(yīng)用性本科院校是很好的教學(xué)方式，值得推廣。
參考文獻(xiàn)：
[1] 管建峰等 機(jī)械制造及控制技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 蘇州大學(xué)出版社 2009年7月 蘇州
[2]張禮華 劉芳華 管建峰 主編機(jī)電液綜合課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與實(shí)踐 北京航空航天大學(xué)出版社 2013年3月 北京
[3] 王積偉等 液壓與氣壓傳動(dòng) 機(jī)械工業(yè)出版社 2008年8月第二版 北京
[4] 史國(guó)生等 電氣控制與可編程控制技術(shù) 化學(xué)工業(yè)出版社 2005年4月 北京
[6] 張萬(wàn)忠等 電器與PLC控制技術(shù) 化學(xué)工業(yè)出版社 2003年9月 北京
