電器自動化畢業論文大全11篇

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篇（1）

中圖分類號：G712文獻標識碼：B文章編號：1006-5962（2013）02-0027-02

高職機電一體化專業課程設置的培養目標是：面向工業企業生產現場，電氣控制系統制造公司、機電設備制造公司、機電設備、電氣設備、工控設備制造公司或公司、科技開發公司，培養適應社會需要，全面發展，適應本專業相對應職業崗位的高等技術應用性專門人才，主要崗位群定位是自動化設備安裝員、自動化設備調試員、中高級維修電工等，本專業有五個主干學科：電氣工程、電子工程、機械工程、計算機科學與技術、控制科學與工程，都是為了崗位需要設置的專業知識。其中《自動化生產線安裝與調試》作為一門核心專業課在第四學期進行了貫穿和綜合。

1自動化生產線的課程設置

機電一體化專業人才培養能力有：識圖繪圖能力、機電安裝調試維修能力、電控系統調試檢修能力、自動線調試維護能力、機電設備管理能力及機電產品營銷能力等。《自動化生產線安裝與調試》前序課程有PLC技術、傳感器技術、電機與控制，后序課程有機床維修等。在我們所要實現的教學目標中知識目標涉及到：機械手工作原理、握機械手控制原理、機械手氣動原理、熟悉安全操作規程；能力目標有：對已安裝的機械手機械部件進行測量；對機械手的氣路進行基本調試；根據故障現象判斷故障部位；檢查分析、找到故障點并分析解決故障；遵守安全操作規程；素質目標有嚴謹的職業態度、規范的操作習慣、創新精神、團結協作精神、自主學習精神及溝通能力。

此核心課程以項目驅動教學開展課程教學，提升學生的職業能力，以具體自動化生產線為載體，融合認知、安裝、調試和檢測等內容，實現教、學、做、評一體化教學，突出課程的職業性、實踐性和開放性。以學生為主體，采取多樣化教學方法。以自動化設備改造為工作過程，涉及電路圖分析、電氣圖設計、程序設計、設備組裝、設備運行調試、設備檢測、設備維護等行動領域，設置六個學習情境：零配件拆裝、傳感器檢測、氣路檢測、異步電機檢測、步進電機檢測、整體檢測調試，分成20個任務。

項目一：供料站的安裝，有機械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個任務；項目二：加工站的安裝，設計任務有加工站組裝、光電傳感器檢測、限位傳感器檢測三個任務；項目三：裝配站的安裝，設計任務有裝配站組裝、電磁閥檢測、氣缸檢測三個任務；項目四 ：分揀站的安裝，設計任務有分揀站組裝、傳送帶的檢測、異步電機的檢測、變頻器的檢測四個任務；項目五：輸送站的安裝，設計任務有輸送站組裝、光纖傳感器檢測、機械手檢測、步進電機的檢測、溜板檢測四個任務；項目六：整體運行調試，有PLC控制網絡構建、程序編寫、綜合調試三個任務。

2自動化生產線的教學方法與評價設計

2.1教學方法。

（1）講授法：講解項目任務，傳授項目任務相關的知識點，針對學生實施過程中出現的不足進行知識點的說明。

（2）現場教學法：在符合生產要求的工作環境中進行操作技能和維修應用能力實踐，提高職業氛圍，在工作過程中提升學生的職業道德、職業素養和崗位適應能力。

（3）任務驅動法：將教學過程融入項目任務中，讓學生自主討論分析實施，學生在工作過程中得到知識。

（4）小組討論法：學生每六～八人為一個小組，小組討論分析，討論解決，分工協作完成項目任務。

六步教學實施：明確任務、討論分析、制定方案、檢測故障、檢驗效果、總結分析。老師交代目標，注意觀察和記錄小組對現象分析情況，解答學生提出的問題，對跟主題分析偏離太遠的小組予以引導，讓學生自行摸索，在后期對學生可能會引起事故或損壞設備和工具的異常操作給予糾正，最后老師組織小組進行故障排除工作匯報，互評，并對每組進行考核評價，再引導學生自行總結。

2.2評價設計。

課程采用過程考核與期終考核相結合、企業考核與校內項目考核相結合、教師考核與學生考核相結合的多元化考核方式，利于理論聯系實際，有利于學生的學習創新和思考，更督促他們到實際中去發現和改進，去尋找合適自己的項目和課題。

課程考核為：校內項目，企業，綜合實訓三大類。當堂課的考核有：教師考核、小組互評、小組自評；教師考核內容為五項：任務分析情況，實施方案制定，任務完成質量、分工協作精神、故障檢測手段、安全操作規范、小組總結。

和很多專業課一樣，多種教學方法和全面的評價方案，有效保證了教學效果。

3相關課教學

3.1電機與電氣控制的教學。

本課程以發電機為主題，以工作任務為導向，以工廠實用型電氣控制系統設計、安裝、調試與維護情景教學為主線貫穿全課程，用實物進行直觀性教學，使學生感性認識強，理性認識夠。

典型的教學任務有三相異步電動機全壓啟動、三相異步電動機長動控制、三相異步電動機正反轉控制、三相異步電動機延時啟動控制（或三相異步電動機Y-降壓啟動）、機械手控制等。

課程特色是學生充分利用所學知識、網絡資源、閑瑕時間作為期三個月的“繼電控制課程設計”。任務書要求能夠根據功能要求選擇個元器件的類型及其型號；了解個元器件的工作原理和使用方法；把各元器件連接起來實現本課程設計的要求。設計內容和要求：兩臺電動機都存在重載啟動的可能，任何一級傳送帶停止工作時，其他傳送帶都必須停止工作，控制線路有必要的保護環節，有故障報警裝置。課程設計書要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設計、設計目的、控制要求、設計要求、 硬件選型、主電路原理圖的設計、 控制電路原理圖的設計、重載保護電路設計、欠壓保護電路設計、總結。

3.2PLC教學。

PLC是可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的簡稱，早期是一種開關邏輯控制裝置，隨著計算機技術和通信技術的發展，其控制核心采用微處理器，功能有了極大擴展，除了最廣泛的取代傳統的繼電器-接觸器控制的開關量邏輯控制外，還有過程控制，數據處理，通信聯網與顯示打印，PLC接口采用光電隔離，實現了PLC的內部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。

PLC有5種編程語言：

（1）順序功能圖（SFC）。

順序功能圖常用來編制順序控制類程序，包含步、動作、轉換三個要素。順序功能編程法是將一個復雜的控制過程分解為小的工作狀態，這些狀態按順序連接組合成整體的控制程序。

（2）梯形圖（LD）。

梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎上簡化了符號演變而來的，形象、直觀、實用，電氣技術人員容易接受，要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號，是目前用得最多的一種PLC編程語言。

（3）功能塊圖（FBD）。

功能圖編程語言是用邏輯功能符號組成的功能塊來表達命令的圖形語言，與數字電路中的邏輯圖一樣，極易表現條件與結果之間的邏輯功能。

（4）指令表（IL）。

采用經濟便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表，使用的指令語句類似微機中的匯編語言。指令表程序較難閱讀，其中的邏輯關系很難一眼看出，所以在設計時一般使用梯形圖語言。如果使用手持式編程器，必須將梯形圖轉換成指令表后再寫入PLC，在用戶程序存儲器中，指令按步序號順序排列。

（5）結構文本（ST）是文字語言。

編程語言的學習是PLC教學的一項重要內容，中間加以不同的應用實例：順序控制電路、常閉觸點輸入信號的處理，使用多個定時器接力定時的時序控制電路、三相異步電動機正反轉控制電路、鉆床刀架運動控制系統的設計，LED數碼管顯示設計，還經常根據繼電器電路圖設計梯形圖。

增加的學習情境還常有如下任務：洗手間的沖水清洗控制、進庫物品的統計、競賽搶答器裝置設計、彩燈或噴泉PLC控制；尋找數組最大值并求和運算、電熱水爐溫度控制等。

3.3單片機。

單片微型計算機就是將CPU、RAM、ROM、定時/計數器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計算機。用于示波器、報警系統、移動電話、彩電等日常方面，在智能儀器儀表、工業控制、家用電器、計算機網絡和通信領域、醫用設備領域、工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領域也都有廣泛應用。

數據大都在單片機內部傳送，運行速度快，抗干擾能力強，可靠性高，微型單片化集成了如看門狗、AD/DA等更多的其它資源。教學內容以80C51為核心講授單片機的的引腳、存儲器組織結構、典型語句，以實例應用為線索：單燈受控閃爍、P1口外接8只LED發光二極管模擬彩燈、單片機做加、減、乘、除運算等項目。各子任務都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設計、源程序的編輯、編譯、下載、單片機的I/O接口分配及連接。

教學采用ISP-4單片機實驗開發板，可以完成大量的單片機學習、開發實驗，對學習單片機有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機，有程序下載功能，可將編輯、編譯、調試好的單片機代碼下載到AT89S51單片機中。

3.4變頻器技術及應用。

變頻技術讓學生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數、驅動電路與保護技術；掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應用范圍；掌握脈寬調制控制、矢量控制和直接轉矩控制等先進技術；了解變頻器與感應電動機組成變頻調速系統、變頻器與雙饋電機組成調速系統、變頻器與同步電動機組成變頻調速系統，掌握電力電子電機系統的組成、工作原理、控制方法、運行特性等，是強電應用和現代技術推廣的有力體現。

3.5傳感器與自動檢測技術。

傳感器技術代替人的感觀，在各種環境下應用，檢測技術是一套有效的反應體系，包括信息的獲得、測量方法、信號的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結構、性能，并能正確選用，了解傳感器的基本概念和自動檢測系統的組成，對常用檢測系統有相應的分析與維護能力。對工業生產過程中主要工藝參數的測量能提出合理的檢測方案，能正確選用傳感器及測量轉換電路組成實用檢測系統的初步能力。

教學過程進行小論文制作，讓學生提高計算機應用水平，使學生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對分節、目錄、文獻標識作嚴格要求。題目如數字顯示電子稱、基于霍爾傳感器的轉速表、單片機電子秤研究、光纖測溫儀、煙霧報警器、小車尋跡設計、電熨斗自動恒溫系統、電渦流探傷、電感測厚儀等。

4畢業論文指導分析

畢業論文專業聯系實際，通常小型自動化系統以單片機為主，大型自動化生產線以PLC為主，系統運行動力離不開電機，觀察離不開傳感器，調速可用變頻器，綜合所學，學生的論文涉及廣泛，有效教學可對應從如下方面側重指導。

4.1立意選題。

根據實際和研究方向做好側重和體現，如“觸摸屏控制的堿液配置系統”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統”的系統性和方向性，“車庫自動門的PLC自動控制”和“測速雷達信號處理系統”的檢測指標要求等。

4.2材料整合。

在任務要求明確的基礎上，首先確定相關技術指標，對應查找并列出論文結構，一份畢業論文至少含有三到五門課的內容，對應于研究方向進行相應編排和取舍。

4.3技術處理。

所搜集圖片的背景往往有水印，要去掉，圖片按要求進行不同方向的剪切。圖表里的文字應是五號或小五，注意表格標題要單獨標出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設計與表現。

多種教學方法和理論聯系實際教出具有學習能力和創新能力的學生，系統的學習與應用創造練就出具有競爭力的學生，專業課的有效教學和畢業論文的順利設計將顯示本專業沉甸甸的含金量。

參考文獻

[1]呂景全.《自動化生產線安裝與調試》，中國鐵道出版社，2010年7月

[2]馬玉春.《電機與電氣控制》，北京交通大學出版社，2011年1月

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0 引言

高等學校自動化專業教學指導分委員會將自動化學科專業分為“研究主導型”本科自動化專業、“工程研究應用型”本科自動化專業、“應用技術主導型”本科自動化專業和“技術技能型”專科自動化專業。而“應用技術主導型”本科自動化專業分布在地方非重點院校和新升本院校，相對于理論教學而言，實踐教學是教學過程中最薄弱的環節。實踐教學是整個教學體系中重要的組成部分，是“應用技術主導型”本科自動化專業教育中不可缺少的重要環節。

要改革人才培養模式，提高人才培養質量，增強畢業生的適應能力，教學內容和課程體系的改革是當前高等教育教學改革的重點和難點，通過對課程體系的整體優化來培養出“厚基礎、寬口徑、高素質、強能力”的創新人才，是高校所面臨的一個重大理論和實踐課題。高校要發展，必須以人才培養質量為生命線，而實踐教學環節是影響當前高校人才培養質量的最突出的環節。因此，構建實踐教學體系是高等院校教學基礎建設的重點。實踐教學體系建設的核心內容包括：系統科學的實踐教學模塊構建、內外結合的實踐教學基地建設、實踐教學教師隊伍建設等等。

近年來，我校在切實加強實踐教學體系建設方面進行了積極有益的探索與實踐，效果明顯。本文結合我校自動化專業教學內容和課程體系的整體優化，就實踐教學環節進行了闡述。

1、構建科學合理的實踐教學體系

根據自動化專業的培養目標，對實踐教學環節作精心梳理和研究，使各個實踐環節和相應的理論教學密切銜接。以培養學生實踐能力和創新能力為目標，遵循實踐教學先基礎后應用、四年實踐連成線的原則，加大實踐教學的比例，增加集中實踐周數，構建各個環節優化組合的新體系，實現實踐教學的層次化。實踐教學體系如圖1所示。

1.1入門層。入門層大學物理實驗是學生進入大學后接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端，是對學生進行科學實驗基本訓練的重要基礎，在激發學生的想象力、創造力，培養和提高學生獨立開展科學研究工作素質和能力方面具有重要的奠基作用。電工電子實訓安排在大學一年級結束后，在學生還沒有學習專業技術基礎課電工、電子技術前進行。通過有趣的且貼近生活的“電工電子實訓”項目，如家用電器安裝；簡易電子產品焊接、制作及安裝調試；計算機組裝（DIY）；繼電控制柜裝配等項目，建立對電工、電子元器件、工藝流程、電器設備、電子儀器等的初步認識，激發學生學習電子電路工作原理、設計技巧的熱情，熱愛所學的專業，對后續技術基礎課和專業課學習有很強的促進作用。

1.2基礎層。基礎層以獨立設課的教學形式學習電路和電子技術，完成系列電工實驗、電子技術實驗。該層次要求學生理論聯系實際，完成嚴格的電工、電子實驗技能訓練。該層次中增加設計型、綜合型實驗內容的比例，有利于培養學生的分析問題解決問題的能力、創新能力，為后續拓展層的實驗教學打下堅實的理論和實踐基礎。

基礎層的基本要求是：培養學生基本工程素質、基本實驗技能和分析問題解決問題的能力。

1.3拓展層。拓展層是學生試驗和小型設計環節的核心層。學生要完成嚴格的專業課程的實驗技能訓練和設計能力鍛煉。

本層實驗系列主要包括：過程控制系統系列實驗、、計算機應用技術系列實驗。

過程控制系統系列實驗完成《自動檢測與儀表》、《過程控制工程》、《計算機控制技術》、《現場總線》、《自動控制系統》、《工業計算機網絡》和《自動化綜合實訓》等主干課程和教學環節的基本課程實驗和綜合實驗。

控制技術系列實驗完成電機與拖動實驗、電氣控制實驗、電力電子實驗、自動控制原理實驗、交流變頻調速實驗、檢測技術實驗、計算機控制技術實驗等。

計算機應用技術系列實驗完成單片機原理與應用實驗、嵌入式系統實驗、EDA實驗、DSP實驗、微機原理與應用實驗、程序設計實驗等等。

各課程的實驗內容可分為基本型、設計型、綜合型三種類型的實驗，可以有機組合，滿足實驗學時增加和設計型、綜合型實驗比例增加的要求。

本層課程設計系列主要包括電子技術課程設計（小型電子系統、電子產品的設計與制作）、PLC綜合設計、自動化技術綜合實訓、微機控制課程設計、控制系統課程設計、過程控制課程設計等。

拓展層的基本要求是：掌握扎實的專業實驗技能，具有系統分析、設計、應用的能力，特別是綜合運用所學知識的能力和創新能力，強調自主學習、自主實驗。

1.4提高層。提高層是學生綜合運用所學知識進行設計開發、技術應用研究的高層次實踐教學環節。包括開放性設計項目、畢業實習、畢業設計，也包括學生課外科技活動，全國電子設計大賽的培訓、參賽科技制作的實驗研究等。

提高層基本要求：自主設計、設計實驗、自主研究，培養學生的創新精神和創新能力，增強學生的工程設計和綜合應用素質。

2、結語

自動化實踐教學體系的建設是一項復雜的系統工程。隨著自動化專業教學改革的進一步深入，自動化實驗室的建設也在逐步前進。經過幾年來的實踐，培養了學生的實踐能力、實踐技能和創新能力，培養了學生的工程意識和創新精神，全面提高人才培養質量。有一批學生參加全國大學生電子設計競賽活動且獲獎，多位教師指導的畢業論文獲湖北省優秀學士學位論文。電子技術協會獲“全國高校甲等A級優秀社團”、湖北省大學生“優秀社團”榮譽稱號。雖然我們已取得了一些階段性的成果，但和我們制定的建設目標還有不小的差距，仍然需要不斷總結經驗，勇于進行新的探索和實踐，才能圓滿完成自動化實踐教學體系的建設任務。

參考文獻

[1] 李祖欣.電子信息工程專業實踐教學體系的構建與實施[J].電氣電子教學學報，2004年6月，第26卷第3期

[2] 謝克明.電子信息類大學生實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2005，24.

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作者簡介：高彩霞（1981-），女，江西九江人，河南理工大學電氣工程與自動化學院，講師；陳昊（1979-），男，河南永城人，河南理工大學團委，講師。（河南 焦作 454003）

中圖分類號：G642.477 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0194-02

畢業設計是學生在修完教學計劃規定的全部課程后所必須進行的一種學習、探索、實踐和創新相結合的綜合性實踐教學環節，是對學生綜合運用所學知識解決本專業實際問題能力的考核，也是學習深化與升華的重要過程，旨在培養學生綜合運用所學專業知識和基本技能（設計、繪圖、計算機應用、翻譯、查閱文獻等）獨立分析與解決問題、開展實驗研究、技術經濟分析、撰寫科技論文和技術報告等方面的能力，對學生綜合素質與工程能力的培養具有重要和深遠的意義。[1]

一、結合科研、行業和就業方向合理選題

學生進行畢業設計的基礎性步驟是選題，畢業設計的角度、范圍以及方向在一定程度上是由選題來確定的，適合學生個人情況的選題是確保完成高質量畢業設計的前提和條件。為保證畢業設計選題的質量，河南理工大學電氣工程與自動化學院采取了以下選題措施：

1.構建畢業設計題目數據庫

組織專家從發電廠設計、電機設計、變電站設計、電氣設備故障診斷、控制系統設計等方面建立畢業設計題目庫，可根據使用情況進行更新。

2.結合科研項目，接觸到電氣學科最先進的科技前沿

從指導教師的科研項目中選題，根據科研項目的研究內容和學生的特點與能力，圍繞項目研究內容設計數個子課題，供廣大學生進行自己的畢業設計選題。這種題目對指導教師和學生來說都是一種創新，學生能在很大程度上發揮自己的主觀能動性，對學生的分析能力和創新能力的提高也有很大幫助。電氣學院的科研項目大多來自省部級以上的科研課題與企業委托課題，如綠色能源方面有光伏、風能發電等課題，智能電網方面有變電站綜合自動化、微機保護、智能電器等課題，使學生接觸到最先進的技術和學科前沿。

3.加強與實驗室建設的結合

河南理工大學電氣工程與自動化學院在學生的畢業設計環節尋求到了一種行之有效的方法：學生可通過畢業設計自主開發、組裝實驗儀器設備，自己動手制作實驗儀器，這種做法同時也在一定程度上促進了實驗室建設，達到了一舉兩得的目的。通過廣大學生的畢業設計，河南理工大學電氣工程與自動化學院已成功研制出了一批實驗裝置，主要范圍涉及到：單片機接口實驗箱、電力系統繼電保護裝置、電力電子實驗裝置、自動化儀表、穩壓電源等。

4.結合行業需求

與煤礦電氣自動化、電力行業和電工制造行業的需求密切結合，采用“項目驅動”模式強化質量進行選題，可以在較大范圍內實現真題真做，讓進行畢業設計的學生親身體會在企業現場可能面臨的機遇與挑戰，培養學生的自主創新意識和綜合素質，增強電力企業與畢業生之間的了解和溝通，同時可以幫助學校解決在硬件資源方面欠缺的問題。

5.結合就業方向

由于部分學生在第七學期就已經簽約了工作單位，確定了工作性質，因此這部分學生在進行畢業設計選題時，教師和學生可共同研究，結合簽約企業的情況進行自主命題，選擇與學生畢業后所從事崗位結合比較緊密的設計題目，使其盡早熟悉工作性質，減小在校所學的基本理論同現場實際工作的差距，而且鼓勵學生到簽約單位做畢業設計。學生到簽約單位做畢業設計，既鍛煉了學生的動手能力和創新思維能力，也可以讓學生提前進入未來的工作環境，深受單位的歡迎。這種畢業設計模式可使學生到簽約企業以后馬上調整自己的角色，不僅在一定程度上增加了自己的崗位競爭力，而且提高了本校的聲譽，使畢業生在各用人單位提前發揮優勢，為電氣專業的畢業生就業打下了堅實的基礎，構建了良性的平臺。

二、加強畢業設計過程的規范化管理

1.嚴格審題

河南理工大學電氣工程與自動化學院制定了畢業設計的選題規范，在第七學期開始進行畢業設計的選題工作。首先，指導教師要向學生所在系（室）上交《畢業設計選題申報表》，擬出畢業設計題目、所研究的內容和具體要求，經系（室）專家組同意研究后，匯總提交到學院。學院每年組織專家成立“畢業設計指導委員會”，按照“綜合性、專業性、創新性、實踐性、可行性”原則對各系（室）上報的畢業設計選題進行篩選，對同本專業相關度不強、選題水平低下、涉及內容陳舊的予以刪除；對有多名畢業生合作完成同一課題的情況，給每位學生選取相對獨立的任務。“畢業設計指導委員會”根據實際情況進行審批，上報給學校教務部門備案。[2]

2.加強畢業設計日常管理

為加強對畢業設計的日常管理，使畢業設計工作嚴格規范，電氣工程與自動化學院嚴格遵照《河南理工大學本科生畢業論文（設計）管理辦法》等文件的相關規定，制定了本院的相關管理辦法，在實際工作中逐步形成了如圖1所示的“343”質量監控體系，即學校、電氣工程與自動化學院、各系（室）之間相互協調的三級管理體制；四期檢查制分為畢業設計工作前期、畢業設計階段性檢查、畢業設計中期、畢業設計后期；三方評分制是指畢業設計指導教師、畢業設計評閱教師、畢業設計答辯委員會（包括開題報告答辯、階段性檢查答辯、中期檢查答辯、畢業設計答辯）。

“三級管理制”的具體實施步驟：各系（室）負責本系（室）學生畢業設計（論文）的組織管理工作；各學院要按要求成立“畢業設計（論文）工作領導小組”，領導小組成員由各專業骨干教師擔任，全過程、全方位進行監控，做好畢業設計（論文）開題、每個學生指導教師的落實、畢業設計（論文）文本規范程度、畢業答辯情況、認真填寫評語、嚴格進行成績評定等環節的各項工作，嚴把畢業設計（論文）質量關；學校主要對畢業設計（論文）進行宏觀組織管理工作，定期對畢業設計（論文）進行抽查。在系（室）、學院、學校的三級管理體制下，畢業設計（論文）的各個環節環環相扣、層層相連，確保質量過硬。

“四期檢查制”的實施步驟：對畢業設計（論文）進行前期檢查，主要審查指導教師是否具備資格，選題是否符合規范，是否嚴格執行一人一題，畢業設計（論文）題目的類型、難度以及工作量是否符合學校規定的要求，設計的技術路線是否合理可行，畢業設計（論文）任務書編排是否符合學校的要求，首次指導的教師是否熟悉學生選題的內容；階段性檢查以文獻資料的查閱、資料的收集和總體方案的審查為主；中期檢查主要檢查畢業設計（論文）的完成質量是否過硬，工作進度是否符合要求，其中學院檢查要全方位覆蓋所有進行畢業設計（論文）的學生，校級檢查在一定范圍內進行隨機性的抽查；后期檢查主要是檢查畢業設計（論文）是否有資格答辯，評分過程是否合理，答辯過程是否嚴格執行學校的規定，畢業設計（論文）質量是否達到要求。通過三次重點檢查的實施，基本上覆蓋了畢業設計（論文）的重點階段，有效進行了過程控制。

“三方評分制”的主要內容：答辯委員會、評閱教師和指導教師對畢業設計（論文）進行評分。指導教師對自己所帶學生的畢業設計（論文）負責，認真審閱、指出問題，給出解決方案，學生自己進行修改，指導教師再次審查后嚴格按照評分標準給定成績、根據學生情況作出評語，并將相應資料提交到答辯委員會；答辯委員會指定一名或多名評閱教師再次評閱畢業設計（論文），評閱教師要同指導教師相結合，給出公平的評語和評閱成績；答辯委員會在規定的時間內組織答辯工作，綜合學生的開題報告答辯、階段性檢查答辯、中期檢查答辯、畢業設計答辯等情況給出符合實際的各階段的評語和答辯成績，然后計算出總成績。這三部分成績按比例進行評定的方法保證了學生畢業設計（論文）的水平，準確全面地進行了考核。

3.校企聯合指導，實行雙導師制

對在企業進行畢業設計的學生可采用雙指導教師制，即在企業安排一個指導教師，在校內安排一個指導教師。企業的指導教師主要在技術上進行指導，校內的指導教師主要從畢業設計的規程、內容寫作與規范到最后回到學校進行答辯等進行指導與管理。實踐證明，雙導師制效果良好。目前河南理工大學與平頂山煤業集團公司、山西潞安煤業集團、許繼集團、焦作電廠、山西晉城煤業集團等建立了長期穩定的合作關系。

三、結論

結合行業需求和就業方向進行的畢業設計，河南理工大學電氣工程與自動化學院已開展了兩年，并取得了顯著的效果。

1.結合科研項目與實驗室建設的“項目驅動”式畢業設計模式

這種模式使學生接觸到最先進的技術和學科前沿，能充分發揮學生的主觀能動性，更能鍛煉學生的動手能力和科學創新思維能力。

2.校企聯合指導，雙導師制畢業設計模式

一方面，學生能夠在畢業設計過程中直接參與到工作單位的實際課題，有利于培養學生的動手能力和實踐能力，解決了學生眼高手低的問題。另一方面，學生以準員工的身份參加現場的實踐，進行課題研究，真正進行了一次崗前大練兵，有利于增強他們的使命感、責任感和事業心，增強現場工作的能力和對實際崗位的適應性。

3.“三四三”質量監控體系

該監控體系實行了過程與目標并重，以及全程、全面、全員的監控，系統科學，使畢業設計的質量從制度上得到了有效保證。

參考文獻：

[1]李乾軍.關于本科畢業設計的幾點探討[J].中國電力教育，

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論文主要做了以下幾個方面的工作：（1）以一臺整流變為例介紹整流變的向量。（2）從分析向量得出結論，給出保護裝置轉角及差流計算。（3）差動保護調試方法及心得。

1 差動保護的應用

（1）差動保護的性能非常好，可以瞬時切除全線范圍的故障，一般用于元件保護，如變壓器和發電機等。差動保護是利用基爾霍夫電流定理工作的，其原理是比較元件兩側的電流大小和方向。當變壓器正常工作或區外故障時，將其看作理想變壓器，則流入變壓器的電流和流出電流（折算后的電流）相等，差動繼電器不動作。當變壓器內部故障時，兩側（或三側）向故障點提供短路電流，差動保護感受到的二次電流和的正比于故障點電流，差動繼電器動作。

（2）差動保護用在整流變中比較困難，因為整流變基本都不是常規變壓器，比如某鋼廠整流變接線方式為D+7.5°Dy11，因為現在CT都是星型接線，這就要求微機保護裝置需要轉角，造成困難。

2 以D+7.5°Dyn為例介紹一下差動保護的配置及調試方法

（1）首先筆者介紹一下D±7.5°Dyn這種接線的變壓器的接線圖1。

高壓側中多出了一個移相繞組，來控制±7.5°的偏移。低壓側分為兩側，一個是星型，一個是角型。+7.5°高壓角接相當于常規的11點接線，而-7.5°相當于1點接線。

（2） 差動保護應用在這種變壓器上時，原理是相同的，但轉角最為困難。我們取得CT都是星型接線，智能靠保護軟件計算轉角。首先我們要明白這種變壓器接線的向量圖，搞清楚流進我們CT中的角度，我們先研究-7.5°向量如圖2。

對于-7.5°來說我們只以A相為例，黃色的為高壓進網向量，是流進我們高壓側CT的向量，綠色的為低壓角接向量，和高壓差-7.5°。紅色的為低壓星型側向量，和高壓差+22.5°。對于+7.5°，低壓角側與高壓相差52.5°，低壓星側與高壓差22.5°。以上兩幅圖都是以實際接線為例的，上面兩個向量直觀地詮釋了兩種變壓器的向量，我們就可以根據向量圓的向量角度來校驗保護裝置的轉角及差流計算，來完成調試中最關鍵的一步。經濟學畢業論文

（3）下面來討論一下變壓器保護的高低壓測的差流計算及轉角問題，這種非常規的變壓器實現轉角非常困難，下面筆者講述一種方法來解決這種問題。-7.5°變壓器我們把裝置采樣分成32份，一圈是360°，這樣一份是11.25°。低壓角側我們除以1.732，這樣就把低壓角側變到星側，我們取高壓原點上的采樣時，取低壓超前的兩個時段采樣，這樣就正好相差22.5°。+7.5°和它類似，我們也把低壓角側除以1.732，變到星側，這次是取低壓滯后的兩個時段。

（4）介紹完向量后，開始進入差動保護調試。具體調試方法筆者在這里不做贅述，只講述一下差流的檢查。假設變壓器容量為12 500 kVA，變比為35 000/1 150，高壓側額定電流為206 A，低壓角側和星側額定電流為3 138 A。把裝置分為高壓側，低壓角側和低壓星側，可以通過高壓和低角側，高壓和低星側兩次比較差流。假設高壓變比為400/5，低壓變比為4 000/5，可以加量如表1所示。

這樣可以查看裝置計算的差流是否正確，是否滿足要求。

3 結語

由上可以看出，整流變壓器的差動保護和一般的變壓器有著明顯的區別，在設置原則上，和保護動作電流的計算有著本質的區別。如果按普通的變壓器保護來設置，很容易誤動，對設備的危害很大。隨著社會的高速發展，整流變得應用也越來越多，附帶的保護也成為日前的重要課題，該文講述的只是個人的觀點及調試心得，可能有不到位的地方，還請高手指教。

參考文獻

[1] 張海平，秦志國.IEC61850變電站自動化系統在供電整流系統中的應用與分析[J].電力系統保護與控制，2008（12）：78-82.

[2] 朱金龍.軌道交通牽引變電站用整流器的過電流保護[J].上海電器技術，2004（3）：59-60.

篇（5）

關鍵詞 ：船舶輪機員安全 監視報警系統 PLC 繼電器控制

Abstract

Keywords Engineers to monitor the ship security alarm system control PLC relay

目 錄

1 引言 1

2 工作原理 2

2.1系統的基本組成 2

2.2工作原理及過程 2

3 PLC簡介及程序設計 3

3.1 PLC簡介： 3

3.2 PLC控制的船舶輪機員安全報警系統設計 3

3.3 PLC控制的輪機員安全報警系統程序 5

3.4 PLC接線圖 6

3.5 I/O接線列表 7

4、 PLC控制的輪機員安全報警系統與繼電器控制的輪機員報警系統的比較 7

4.1 繼電器接觸器控制的缺點 7

4.2 PLC控制的的優點 8

結 論 9

致 謝 10

1 引言

隨著船舶建造水平的發展，大量高科技設備得到應用，使得很多設備的運行已不再需要人工看護和操作，出現了無人機艙或一人機艙，人們只需要在必要的時候對機艙設備進行巡檢就可以了。

因此，為了保證輪機員的安全，產生了輪機員安全報警系統。當輪機員下機艙工作前，開通此系統就可以保證輪機員安全地工作。如果在工作期間出現了人身傷害，不能在固定時間內將本系統復位時，本系統會發出警報，報警信號送至機艙延伸報警燈柱和機艙報警檢測系統。

機艙報警檢測系統又會將此報警送至延伸報警系統，再送至駕駛室及相關船員房間以及公共場所，提醒大家進入機艙救人。

值班輪機員能夠在固定的時間內復位本系統，則本系統將重新報警計時，直至輪機員安全離開機艙關閉本系統時，本系統才不再進行報警計時。該系統的采用大大的提高了輪機員的人身安全系數，有的船廠將其稱為死人報警。

圖1傳統輪機員安全報警系統（繼電器接觸器控制）

2 工作原理

由于每個廠家的原理圖有所不同，但都是大同小異，在這里我只以上面的一種電路圖為例進行討論。

2.1系統的基本組成

該系統主要由控制回路（都安置在集控臺內），啟動／停止按鈕箱（每個機艙的入口位置）和復位按鈕箱（在機艙的報警燈柱還機艙報警檢測的樓梯口）等。

2.2工作原理及過程 3 PLC簡介及程序設計

3.1 PLC簡介：

PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller），是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算,順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。

“PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。”

3.2 PLC控制的船舶輪機員安全報警系統設計

本輪機員安全報警系統由輪機員安全主控模塊、輪機員安全復位模塊、輪機員安全起/停模塊三部分構成。

其中，一個輪機員安全主控模塊可配置4個區域的輪機員安全子系統，每個輪機員安全子系統可配置多個輪機員安全復位模塊和一個輪機員安全子系統起/停模塊。

本系統可實現啟動、停止、復位和求救信號的采集、報警定時、預報警和報警輸出等，輪機員安全主控模塊安裝在各機艙艙室內，輪機員安全復位模塊上含有報警燈、復位按鈕、求救按鈕、喇叭等，它被安裝在一個區域的多個部位，實現輪機員安全監控和求救的功能。輪機員安全子系統起/停模塊上含有電源指示燈、起/停按鈕、聲光報警等，它被安裝在一個區域的入口處，實現輪機員安全監控子系統的運行和停止運行等功能。系統原理框圖如圖1所示。當船員進入機艙內開啟起停模塊上的起停開關后，系統初始化后進入正常工作狀態，計時器開始計時，到達預報警指定時間時開啟預報警，復位模塊聲光報警啟動，此時計時器繼續計時。若船員按下復位鍵，報警取消，計時器重新計時；如果復位沒有按下且已經到達事故報警指定時間則開啟事故報警，起停模塊聲光報警啟動。

圖1

3.3 PLC控制的輪機員安全報警系統程序

圖2系統程序圖

3.4 PLC接線圖

圖3 PLC接線圖

3.5 I/O接線列表

I0.0 SB1復位按鈕 I0.3 啟動按鈕

I0.1

I0.2 轉換開關K2 I0.4 停止按鈕

Q0.0 KM1 Q0.7 機艙報警燈柱 Q0.2 H1 Q1.1 KM3 Q0.6 KM8

4、 PLC控制的輪機員安全報警系統與繼電器控制的輪機員報警系統的比較

4.1 繼電器接觸器控制的缺點

對于傳統繼電控制的機艙輪機員安全報警系統，由于采用的是機械式的控制元件，所以存在許多的缺點。

而對于現在的船舶其自動化程度越來越高對控制系統的精確度和安全系數的要求就要更高。

（1）傳統的繼電控制的輪機員安全報警系統，電器控制系統控制邏輯采用硬件接線，利用繼電器機械觸點的串聯或并聯等組合成控制邏輯，其連線多且復雜、體積大、功耗大，系統構成后，想再改變或增加功能較為困難。

（2）繼電器的觸點數量有限，所以電器控制系統的靈活性和可擴，當電源接通時，電路中所有繼電器都處于受制約狀態，即該吸合的繼電器都同時吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱為并行工作方式。

（3）繼電器控制系統依靠機械觸點的動作以實現控制，工作頻率低，機械觸點還會出現抖動問題。電器控制系統采用時間繼電器的延時動作進行時間控制，時間繼電器的延時時間易受環境溫度和溫度變化的影響，定時精度不高。由于電器控制系統使用了大量的機械觸點，其存在機械磨損、電弧燒傷等，壽命短，系統的連線多，所以可靠性和可維護性較差。

4.2 PLC控制的的優點

（1）采用PLC控制則PLC采用了計算機技術，其控制邏輯是以程序的方式存放在存儲器中，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統功能。系統連線少、體積小、功耗小，而且PLC所謂“軟繼電器”實質上是存儲器單元的狀態，所以“軟繼電器”的觸點數量是無限的，PLC系統的靈活性和可擴展性好LC的用戶程序是按一定順序循環執行，所以各軟繼電器都處于周期性循環掃描接通中，受同一條件制約的各個繼電器的動作次序決定于程序掃描順序，這種工作方式稱為串行工作。

（2）PLC的用戶程序是按一定順序循環執行，所以各軟繼電器都處于周期性循環掃描接通中，受同一條件制約的各個繼電器的動作次序決定于程序掃描順序。PLC通過程序指令控制半導體電路來實現控制的，速度快，程序指令執行時間在微秒級，且不會出現觸點抖動問題。

（3）PLC采用半導體集成電路作定時器，時鐘脈沖由晶體振蕩器產生，精度高，定時范圍寬，用戶可根據需要在程序中設定定時值，修改方便，不受環境的影響，且PLC具有計數功能，而電器控制系統一般不具備計數功能。PLC大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成，其壽命長、可靠性高，PLC還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時顯示給操作人員，并能動態地監視控制程序的執行情況，為現場調試和維護提供了方便。

結 論

本系統主控制器采用了西門子S7-200 PLC，其緊湊的結構，良好的擴展性能，強大的指令功能，利用485標準的通信口進行信息傳送, 并自行設計相應接口而組成的船舶機艙巡回監測報警系統充分應用了該微型PLC的硬件資源，發揮了其軟件優勢。輸入輸出采用差動方式，提高了抗干擾能力，同時，主機和多臺終端可以全部并聯在一對雙絞線上進行多機通訊，節省了傳輸線，所以本系統小但功能齊全，穩定性好。為用戶帶來極大的方便;在近兩年的實際運行中未出現故障，為船舶的安全、可靠的航運起到了非常重要的作用，同時也為航運公司帶來了巨大經濟效益。通過PLC程序的控制使得輪機員安全報警器的工作過程更加的安全可靠，使得無人機艙技術應用得到更好推廣和發展。同時利用PLC程序的控制能夠大大的節約機械繼電裝置的應用，從而使的輪機員報警器的形狀更加小繼而節約船舶的空間。

致 謝

這次畢業論文能夠得以順利完成，并非我一人之功勞，是所有指導過我的老師，幫助過我的同學和一直關心支持著我的家人對我的教誨、幫助和鼓勵的結果。我要在這里對他們表示深深的謝意！ 感謝我的指導老師——老師，沒有您的悉心指導就沒有這篇論文的順利完成。 感謝班主任周靜，王麗，趙玥老師三年的生活相處不久，卻從您身上學到了太多，必將終身受益。感謝所有教授過我課程的暨海事學院的老師們，是你們誨人不倦才有了現在的我。感謝我的父母，沒有你們，就沒有我的今天，你們的支持與鼓勵，永遠是支撐我前進的最大動力。 感謝身邊所有的朋友與同學，謝謝你們三年來的關照與寬容，與你們一起走過的繽紛時代，將會是我一生最珍貴的回憶。

[2]田瑞庭.可編程控制器應用技術. 北京：機械工業出版社.1994年

[3]常斗南.可變程序控制器原理應用及通訊.北京：機械工業出版社 1997年

[4]閆世杰.船舶信號.北京：人民交通出版社 2006年

篇（6）

中圖分類號： C40 文獻標識碼： A

PLC(可編程邏輯控制器)是一種“控制機器動作順序”的“程控型”控制器。它代替傳統的繼電器控制，是一種數字運算操作的電子系統，主要為工業環境下應用而設計，能在惡劣的環境下可靠工作，程序控制易于編制、有通用性和專用性、體積小、經濟適用。自1969年發明后，大到自動生產線，小到倉庫自動開關門，應用廣泛。PLC繼承了繼電器-接觸器控制的良好性能，將計算機技術、自動控制技術和通信技術結合為一體，而且“用途可隨時改變”――用戶只要“修改PLC的設置參數”或者“更換PLC的控制程序”就可以改變PLC的用途，是實現“工廠自動化、機電一體化、機床數控化”的支柱技術。工廠自動化的三大技術支柱――PLC、Robot(機器人)、CAD/CAM(計算機輔助設計與制造)，PLC是首當其沖。

1.PLC與各類控制系統的比較

1.1PLC與繼電器控制系統的比較

傳統的繼電器控制系統采用硬接線方式安裝而成，只能進行開關量的控制，一旦改變生產工藝過程，繼電器控制系統必須重新配線，因而適應性很差，安裝、維修也不方便。PLC應用了微電子技術和計算機技術，各種控制功能是通過軟件來實現的，改變程序，就可適應生產工藝改變的要求，適應性強。

1.2PLC與單片機控制系統比較

單片機控制系統適用于簡單的自動化項目。硬件上受CPU、內存容量及IO接口等限制；軟件上受限于編程語言。單片機主要用匯編語言開發，語言復雜易出錯，開發周期長，PLC用專用的指令系統編程，簡便易學，現場就可以開發調試。PLC的輸入輸出端更接近現場設備，不需添加太多的中間部件，節省了用戶時間和總投資。一般說來單片機或單片機系統的應用只是為某個特定的產品服務的，與PLC相比，單片機控制系統的通用性、兼容性和擴展性都不足。

1.3PLC與計算機控制系統的比較

PLC是專為工業控制所設計的。而微型計算機是為科學計算、數據處理等而設計的，盡管兩者在技術上都采用了計算機技術，但由于使用對象和環境的不同，PLC在面向工業控制、抗干擾能力、適應工程現場的溫度、濕度環境、編程及修改方便、監控功能上有優勢。人們在應用PLC時，不用必進行計算機方面的專門培訓，就能進行編程操作。

1.4PLC與傳統的集散型控制系統的比較

傳統的集散控制系統DCS(Distributed Control System）是由回路儀表控制系統發展起來的分布式控制系統，側重于模擬量處理，回路調節等。PLC在功能、速度、智能模塊以及聯網通信上，都有很大的提高，與小型計算機聯成網絡，構成了以PLC為重要部件的分布式控制系統。隨著網絡通信功能的增強，PLC與PLC及計算機的互聯，可以形成大規模的控制系統。

2.PLC控制系統的類型

2.1PLC構成的單機系統

單機系統的被控對象是單一生產機器或生產流水線，其控制器是由單臺PLC構成，一般不需要與其它PLC或計算機進行通信。如果還要考慮將來是否聯網的需要，應當選用具有通信功能的PLC。

2.2PLC構成的集中控制系統

這種系統的被控對象通常是數臺機器或數條流水線構成，控制單元由單臺PLC構成，每個被控對象與PLC指定的I/O相連。由于采用一臺PLC控制，被控對象間數據、狀態不需要另外的通信線路。但是一旦PLC出現故障，整個系統將停止工作，通常采用冗余技術克服上述缺點。

2.3PLC構成的分布式控制系統

被控對象比較多就采用分布式控制系統，區域大，距離遠，數據和信息交換頻繁。這種系統的控制器采用具有通信功能的PLC構成．系統的上位機可以采用PLC，也可以采用工控機，進行復雜運算，顯示各種實時圖形和保存大量歷史數據，顯示漢字和打印漢字報表等。

3.PLC的發展趨勢

3.1高性能、高速度、大容量發展

PLC的響應速度和存儲容量能提高PLC的處理能力，有的PLC的掃描速度可達0.1ms/k步左右，有的PLC可達幾十兆字節。為了擴大存儲容量，可以使用磁泡存儲器或硬盤。

3.2向小型化和大型化發展

小型PLC由整體結構向小型模塊化結構發展，配置更加靈活，簡易、經濟的超小型微型PLC，最小配置的I/O點數為8～16點。大型化是向大容量、智能化和網絡化發展，使之能與計算機組成集成控制系統，對大規模、復雜系統進行綜合性的自動控制。現已有I/O點數達14336點的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲器。

3.3向智能化發展，加強聯網與通信能力

高速計數模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊等許多功能模塊增強了智能性，為了加強聯網與和通信能力，PLC生產廠家也協商制訂了通用的通信標準，以構成更大的網絡系統。

3.4增強外部故障的檢測與處理能力

由于PLC控制系統的故障中輸入設備占45%，輸出設備占30%，線路占5%，CPU占5%，I/O接口占15%。80%的故障屬于PLC的外部故障，20%屬于PLC的內部故障，廠家多致力于研制、發展用于檢測外部故障的專用智能模塊，以進一步提高系統的可靠性。

3.5編程語言多樣化

在PLC系統結構不斷發展的同時，PLC的編程語言也越來越豐富，除了大多數PLC使用的梯形圖、語句表語言外，出現了面向順序控制的步進編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計算機兼容的高級語言等。

4 教學方法分析

機電一體化專業的畢業論文，歷年來PLC技術類的題目占的比例很大，PLC的控制能力特別強，幾乎所有的控制要求都可以通過PLC編程實現，在今后的工業及其他領域是不可忽略的主導技術，所以PLC技術這門課程是機電一體化專業的核心專業課程，對這門重要的課程進行教學，結合現代高等職業學院學生的實際狀況，主要采用項目驅動法教學。

重點抓住課堂環節，對于基礎的要素周全且重點突出，應用多媒體教室，展示優質的PPT課件詳細授與學生，理論聯系實踐地操作，讓學生在PLC實驗室能正確的使用相關設備，以模擬仿真和實線連接操作，進行相應的能力培養。若要以完成一個項目并設計相應的程序，首先讓學生對任務進行分析，自主連接硬件電路，做好I/O口及相關寄存器的分配，按鈕和外部負載的互鎖及連鎖的問題要充分注意！對任務進行按相應關系步驟的分解，畫出順序流程圖，在step-micro/win 編程軟件的環境下對任務進行梯形圖的程序設計，然后進行模擬仿真運行，觀察結果是否符合任務的要求，如果出現異常，請根據提示檢查相關錯誤，直到正常運行為止，在此過程中要注意相關技術器件的應用，如光電類、電感類傳感器的應用連接，電機拖動技術方面的繼電器使用等在控制中的涉及。

還有講授法，傳授項目任務相關的知識點，對學生實施過程中出現的不足進行知識點的說明分析。小組討論法，學生六七人為一組，討論分析，協商解決，分工協作完成項目任務。都能很好地達到教學效果。

【參考文獻】

1.《可編程控制器原理及應用》，李建新，機械工業出版社，2012年9月

篇（7）

 

0概述

鐵路貨車制動軟管的質量直接影響到鐵路貨車制動效果，是鐵路貨車安全行駛的必要保障之一。因此，鐵道部先后頒發了《70t級鐵路貨車制動裝置技術條件（試行）》等多個文件，對鐵路貨車制動軟管的風水壓試驗提出了明確要求，一是制動軟管在水槽內做650～700kPa的風壓試驗，保壓5分鐘不得漏泄；如發生氣泡逐漸減少并在10分鐘內消失者可以使用。二是風壓試驗后以1000kPa的水壓進行強度試驗，保壓2分鐘無破裂或外徑局部凸起，徑向膨脹率≤3mm,長度變形率≤9mm。目前，國內多采用可編程控制器（PLC）控制的試驗系統或者是最初的人工手動操作的試驗系統。其中，PLC的試驗系統在有效的人機可視化交流方面較弱，程序控制的靈活性較差，中央處理器（CPU）的運算水平較低；而人工手動實現系統操作試驗精度比較低，試驗數據不方便保存。這兩種試驗系統在使用中不但存在以上不足，而且與逐步完善的HMIS等工業信息自動化化系統在接口方面還存在不同程度的硬件障礙。為了更好地滿足鐵路貨車制動軟管的風水壓試驗技術要求，克服上述兩種試驗系統的不足，筆者采用了維護簡單，擴展性能比較強的工控機（IPC）來實現試驗系統的自動控制。

1工控機自動控制系統的硬件搭建

本試驗系統通過工控機實現自動控制機電一體化論文，工控機為此系統實時數據處理和運算的核心[1]。根據此試驗系統工作環境存在振動、電磁干擾、粉塵以及電網浪涌、失波、跌落和尖峰干擾等特點，選取性價比較好的研華工控機，包括全鋼機箱、工業電源、無源底板、CPU卡，以及顯卡、16通道數字信號采集卡、A/D轉換板卡、16通道繼電器輸出板、打印機驅動板和顯示器、鼠標、鍵盤、打印機等外圍設備。

為實現試驗水源穩定供應和水壓平穩提升，水泵電機前段接入變頻器，同時采用開關電源為傳感器和控制設備提供穩定的直流電源。

現場數據采集通過傳感器實現，鑒于試驗系統的工作介質為水和空氣，系統主要采集的變量是壓力值，所以采用壓力傳感器采集現場壓力值變化，并轉換為標準電信號；控制系統執行部分采用耐腐蝕、工作壓力為1.6MPa不銹鋼閥芯電磁閥，如圖1、2所示。

圖1 數據采集電路

圖2 型號輸出電路

通過工控機的指令控制現場氣動回路的電磁閥[2]動作實現制動軟管的充風、沖水和保壓，風源采用現場的工業用風，水源由水泵從現場水箱中供應，如圖3所示。

圖3 氣動、液壓回路

2工控機自動控制系統的軟件設計

軟件采用VisualBasic語言在windows2000系統下實現。VB程序封裝后，主要包括3個界面，即主窗口（功能選擇）、風水壓試驗窗口（控制和記錄風水壓的試驗過程）和系統參數設置窗口（根據現場特點更改系統設置）。

程序運行后首先進入主窗口會計畢業論文范文。主窗口最上面是菜單，菜單包括項目、參數設置、幫助、退出四個主菜單，項目菜單下面又包括風水壓試驗，參數設置包括系統設置。菜單下面是工具條，工具條上列出常用的功能（在菜單中都有）。操作者可根據操作需要進入各個操作子界面。

在手動操作方式下，“自動開始”按鈕處于無效的狀態，操作者只能通過單擊“充風”、“排風”、“充水”、“排水”、“停止”等按鈕對設備進行單步的動作。手動單步操作主要是用來對設備進行手動復位和故障判斷時使用。

在自動操作狀態下，系統根據管理員對系統所進行的配置自動完成風水壓試驗的全過程，其中包括：充風、穩壓、保壓、排風、充水、保壓、排水等動作。在自動操作的過程中，窗口將實時指示系統所處的狀態，操作者可根據其中的內容提示了解設備當前正在進行的操作。

系統參數設置窗口采用開放性設計，根據傳感器的量程、信號范圍、標定值等進行初始標定，從而大大增強了傳感器的選擇范圍，提高了系統維護的通用性。此窗口包括傳感器參數、傳感器零點和用戶設置三個子界面，如圖5所示。

風水壓試驗窗口主要用于制動軟管的風壓試驗和水壓試驗。在該界面中可進行軟管風水壓試驗過程的自動操作和手動操作。并通過一系列的狀態指示燈顯示設備的運行狀態，指導操作者實施相應的動作控制。在該界面中，操作者可根據需要進行手動和自動兩種操作方式的選擇，如圖4所示。

圖4風水壓試驗窗口

圖5系統參數設置窗口

VB擁有圖形用戶界面（GUI）和快速應用程序開發（RAD）系統[3]，便捷使用DAO、RDO、ADO連接數據庫機電一體化論文，輕松創建ActiveX控件，與Windows內部的應用程序接口（API）函數，動態鏈接庫（DLL）、對象的鏈接與嵌入（OLE）兼容，且語言結構清晰，軟件體積比較小，為本試驗系統快速適應將來的升級和二次開發提供了軟件支持。

3結論

鐵路貨車制動軟管風水壓試驗系統工控機自動控制的實現為目前國內較為普遍的采用可編程控制器（PLC）控制的試驗系統和人工手動操作的試驗系統的升級換代提供了可能，即在原有的試驗系統基礎上添加工控機，實施部分改造即可實現，系統改造成本較低。通過對公司及鐵路局車輛段的7臺設備升級改造效果看，改造后系統性能穩定，故障率低，大大提高了試驗系統人機交互水平，操作方便，增強了系統的容錯能力，試驗數據實現數據庫管理，試驗記錄完整可查，方便現場作業和系統維護，完全符合鐵道部現行的相關標準和要求。

參考文獻：

[1]徐薇莉.自動控制理論與設計.上海交通大學出版社，1995

[2]徐小東.液壓與氣動應用技術.北京：電子工業出版社，2009

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黨的十報告中指出：“全面實施素質教育，深化教育領域綜合改革，著力提高教育質量，培養學生社會責任感、創新精神和實踐能力”。同志提出的“中國特色、世界水平的現代教育”是“兩個一百年”奮斗目標和中華民族偉大復興夢的重要組成部分。劉延東同志在2014年高校咨詢會上也提出：“要把立德樹人、提高質量貫穿綜合改革全過程，創新人才培養機制，切實落實人才培養中心地位”。當前，高校在人才培養模式、課程教學內容和方法、實踐教學環節等方面還存在著一些不足，如何培養創新人才是高校教育工作者需要著重關注和實踐的課題。我校電氣信息類專業結合2014版培養計劃修訂，做了部分課程的教學改革與實踐嘗試，現與大家交流學習。

一、主要改革內容及實施情況

（一）充分發揮培養計劃在引領學生創新能力

在2014級電類學生培養計劃修訂中，對電類三個專業的學科基礎課、專業核心課、專業方向課、專業選修課、集中實踐教學環節進行課程調整、學時調整。充分發揮培養計劃在引領學生創新能力培養中的核心作用。

（1）2014級船舶電子電氣工程專業教學計劃修訂情況

在學科基礎課中：一是新增加了“電路原理圖與PCB設計”課程（32學時實驗）；二是將“單片機原理及應用”課程（36+20）改為“單片機原理及應用”課程（32學時理論）及“單片機原理及應用實驗”課程（32學時實驗）兩門課程；三是將“電路分析”課程（52+16）改為理論與實驗分別獨立的兩門課程。

在專業核心課中：取消了“船舶通信與導航”課，改列為專業選修課。

在專業選修課中：取消了電子綜合設計輔導（2學分、24+8學時、第5學期）課，新增加了“電子技術創新實驗輔導”實驗課程（1學分、32學時實驗、第5學期）。

在集中實踐教學環節中：一是取消了“電子技術課程設計”（2學分、2周、第3學期）新增了針對性更強的兩門“模擬電子技術課程設計”（1.5學分、1.5周、第4學期）及“數字電子技術課程設計”（1學分、1周、第4學期）課；二是將“單片機課程設計”（1學分、1周、第5學期）改成（1.5學分、1.5周、第4學期）；三是取消了“船舶電氣設計與檢驗課程設計”（1學分、1周、第6學期），新增了“船舶機艙測控系統課程設計”（1.5學分、1.5周、第6學期）。

（2）2014級電氣工程及其自動化專業教學計劃修訂情況

在學科基礎課中：一是取消了“電氣工程導論”課程；二是取消了“計算機輔助設計”，新增加了“電路原理圖與PCB設計”課程（32學時實驗）；三是將“單片機原理及應用”課程（42+16）改為“單片機原理及應用”課程（32學時理論）及“單片機原理及應用實驗”課程（32學時實驗）兩門課程；四是將“電路分析”課程（52+16）改為理論與實驗獨立的兩門課程。

在專業核心課中：一是將“單片機原理及應用”調整到學科基礎課；二是取消了“供配電系統”課程（2.5學分、36+4學時、第7學期），改增為“工廠供電”課程（3學分、40+8、第7學期）；三是將“檢測與轉換技術”（2學分、26+6學時、第4學期）學分調整為（2.5學分、28+12學時、第4學期）；四是將“自動控制原理”課程（3.5學分、48+8學時、第5學期）學分調整為（4學分、52+12學時、第5學期）。

在專業方向課中：一是取消了“變壓器應用技術”課程（2學分、28+4學時、第7學期）；二是取消了“船舶動力裝置與輔助機械”（2學分、28+4學時、第6學期）課；

在專業選修課中：一是取消了6門課程，分別是：信號與系統、文獻檢索、企業管理、電氣工程專題講座、集散控制系統、電子綜合設計輔導；二是新增“電子技術創新實驗輔導”（1學分、32學時實驗、第5學期）、“新能源技術”（1學分、16學時、第5學期）兩門課程；三是將“AUTOCAD”課程（2學分、16+16上機、第5學期）改為實驗課程（1學分、32學上機、第5學期）。

在集中實踐教學環節中：一是取消了“專業綜合課程設計”（2學分、2周、第7學期）；二是新增了“測控技術課程設計”（1學分、1周、第5學期）及“電氣控制技術課程設計” （1學分、1周、第6學期）兩門課程。

（3）2014級電子信息工程專業教學計劃修訂情況

在學科基礎課中：一是取消“計算機輔助設計”（16+16）課，改成了“電路原理圖與PCB設計”課程（32學時實驗）；二是增加了由專業核心課調整來“單片機原理及應用”課程（32學時理論）及“單片機原理及應用實驗”課程（32學時實驗）；三是將“電路分析”課程（52+16）改為理論（56）與實驗（16） 兩門獨立的課程。

在專業核心課中：取消了“信息論與編碼”（24+8）課程并調整“單片機原理及應用”課程（40+16）到學科基礎課。

在專業方向課中：一是在通信系統方向：將“程控交換”（32）課程換成為“移動通信”（22+10）課程；二是在嵌入系統方向：將“ARM處理器原理及應用”改為“嵌入式系統”（22+10），新增“ 計算機操作系統”（16+16（上機））及調整來“ 電子綜合設計輔導”（16+16）；而“DSP原理及應用”、 “多媒體技術”、“ 電子設計自動化”調整到專業選修課中；三是取消了電子系統設計方向。

在專業選修課中：一是取消了“復變函數與積分變換”、“JaVa語言程序設計”、“數據結構”、“數據庫技術及應用”、“Linux軟件設計”、“計算機接口與通信”、“自動控制原理”、“電視原理”8門課程；二是由專業方向課調整來“DSP原理及應用”、“多媒體技術”、“電子設計自動化”3門選修課；三是新增“專業導論”、“學科前沿信息”、“新能源技術”、“現代控制理論[雙語] ”、“信息論與編碼”、“集成電路設計”、“計算機網絡安全”7門課程。

在集中實踐教學環節中：一是取消了“電子設計方向專業課程設計”（2學分、2周、第7學期）；二是新增了“工程訓練C”（1周，1學分），調整了“模擬電子技術課程設計”（2周，2學分）、“數字電子技術課程設計”（2周，2學分）、“單片機原理及應用課程設計”（4周，2學分）。

（二）加強幾門關鍵課程的課改示范工作，提升課程在電子能力培養中的關鍵作用

（1）電子綜合設計輔導課程的教改實施情況

電子綜合設計輔導課程是訓練學生綜合設計能力的課程。學院2009年起將原來的“電裝實習”改成（電子裝配）“工程訓練”和“電子綜合設計輔導”（2學分、24+8學時、第5學期）兩門課程，并結合課余電子制作訓練作為補充。電子綜合設計輔導課程每一年的設計制作內容在原有的基礎上都有新增，加強設計內容的新型性和實用性，至今實驗室已有50多個設計實訓模數電路板。2014版培養計劃中“電子綜合設計輔導”課程調整為實驗課程“電子技術創新實驗輔導”（實驗30學時）。

電子裝配工藝訓練對學生的知識基礎要求較低，在原2010版教學計劃中安排在大一第二學期進行，重點是訓練學生的電子電路焊接技術，為以后的電子裝配打下基礎。教學時數為一周，時間上分散進行，歷時半個學期。電子綜合設計輔導課程是學生進行電子設計的入門課，除公選課、選修課形式外，興趣小組形式的學習培養也是一個最有成效的環節，使得對電子設計有基礎、有興趣的同學得到充分發揮與提升能力。對電子制作訓練做到有計劃性，一般分為四個階段：

第一階段：為電子制作基本能力訓練。安排在入學后的第二學期，以興趣小組形式進行。內容主要為：焊接技術訓練、認識基本元器件（學會萬用表的使用）、識圖、音頻放大電路制作。

第二階段：電子制作入門訓練。安排在入學后的第三學期，以公選課的形式進行。主要學習繪圖、制作與測量（學習Protel（Altium Designer）軟件的使用，學會常用電子儀器的使用，利用波形圖分析電路的工作狀態，分析能力訓練），內容有：簡單電源電路、電動機驅動電路、光控燈開關電路、溫控加熱器電路等。

第三階段：電子設計基礎訓練。主要是結合理論知識設計電路，安排在入學后的第四學期，以選修課的形式進行。內容有：音響電路（含音調電路、功率放大器電路）、隔離放大器電路、充電器電路等。

第四階段：電子設計綜合能力提高訓練。主要為綜合設計中、大規模電路，安排在入學后的第五學期，以選修課的形式進行。內容有：搶答器電路、開關電源電路、數控電源電路、無線通信電路、鎖相環振蕩電路、轉速檢測電路、充電器電路。

（2）單片機原理及應用課程的教改情況

單片機作為電子自動化控制的主要手段，其作用越來越重要。我院該課程為省級精品課程，課程組老師進行了一系列的教學實踐，編寫了新的教學文件，每年修改電子教案、課件，出版新的教材與實驗指導書，不斷完善學習資源，實施電子考試等等，為學生的自動化電子設計起到了重要的支撐作用。在2014版教學計劃中理論學時改為32，實驗改為獨立設課，學時為32，課程設計為1.5周。單片機實驗電路板全部為校內老師設計制作，實驗室至今有單片機綜合應用設計電路板30多件。

（3）新增電子技術實踐公選課

針對大學生電子設計競賽中發現的理論教學與學生實踐應用能力脫離現象比較嚴重的問題，從2014年下半年開始學院在二年級學生中設立“電子技術實踐”公選課程，從學生學習電子技術知識的初始階段就引導學生向技術應用方向發展，培養學生理論聯系實際、實際凝練為理論知識的能力，拓展學生的創新思維能力。電子技術實踐課程在一定程度上打破課程的專業界限、學科界限，使得知識、技術、信息等多方面融會貫通，在還不能完全打破現有教學模式的情況下，以教學實驗班的形式增加一個補充教學環節，以音頻功率放大器的設計制作為立足點，從應用目標出發搜索知識點，解決技術問題，培養思維方式。電子技術實踐公選課作為教學模式創新探索，在教學過程中最大程度地改變學生被教師控制之下被動地學習的局面，改變單純死記硬背完成學業的局面，轉而讓學生養成從解決問題的角度去思考、查找知識，提高學生的主觀能動性、創新意識。在教學環節上將實驗教學、理論教學、課程設計三點連成一線。在教學效果上力求學以致用，學有所用，以適應大學生電子設計競賽的要求，適應技能考證的要求，適應用人單位對應用型人才的需求。

（三）編寫、修訂教材、教案，建立完善教師與學生教學學習資源

編寫出版《電子綜合設計常用模塊與實例指導》、《單片機設計實例集》等實踐指導教材；為學生開展考證培訓修訂《電子工程師考證培訓講義》等；編寫新的教學文件及電子教案、課件等，建立完善教師與學生教學學習資源。

一是修訂出版了《單片機實驗與課程設計指導（Proteus仿真版）》、《電子設計常用模塊與實例》、《單片機設計實例選集（一）》、《51系列單片機原理及應用》等實踐指導性強的教材；二是在原網絡課程的基礎上進行了單片機慕課網站的建設，新編了150題左右的作業練習題庫；三是修改2014級教學大綱、電子教案及課件；四是設計開發2014級用的新實驗電路板并用于每年的學生電子設計競賽訓練。

（四）加強實踐能力培訓，提高學生的綜合能力

加強實踐能力培訓，提高學科競賽的獲獎數量、提高學生、專利證書數量、提高學生電子工程師/板級工程師/電工等從職證書數量。

（1）加強了學科競賽的輔導力度。一是組織學生電子協會，每周至少開展一次活動，以加強低年級同學的基礎技能訓練；二是與飛思卡爾智能汽車競賽相結合，利用各種提高學生能力的資源，充實學生的實踐活動；三是培養充實指導教師力量，2014年學院的指導教師隊伍擴大至9人，落實了組隊學生與指導教師的互選環節，密切指導教師與參賽學生的聯系，特別是在暑期中通過明確訓練計劃、訓練內容增加指導教師的投入精力；四是針對大學生電子設計競賽中發現的理論教學與學生實踐應用能力脫離現象比較嚴重的問題，從2014年下半年開始在二年級學生中設立電子技術實踐公選課程，在教學效果上力求學以致用，學有所用，以適應大學生電子設計競賽的要求。

（2）重視指導學生、申報專利工作，培養科學研究能力 。通過學生課程設計、畢業設計、電子競賽、省創新研究項目等實踐，指導學生以論文或專利的形式固化研究成果，近年來學生發表的電子設計類論文、實用專利、省大學生科技創新（電子電氣類）項目、國家級大學生創新創業訓練項目增加明顯。

（3）加強校內電子工程師等考證培訓工作。學院培訓中心通過了市職業技能鑒定條件驗收，成立了市“職業技能鑒定所”和電工方面考證員，可進行中、高級電工，中、高級維修電工，初級電子設計工程師、板級設計工程師、單片機C語言程序設計師7種電子電氣類證書的證書認定，為學生培訓考評提供了極大的便利。

（4）加強了畢業設計真題實做的要求。學院將畢業設計任務早計劃、早布置，以提高畢業設計論文的真題實做時間，現一般是在第7學期初就布置任務，畢業論文答辯分二次進行，在較長的時間內可給學生留出較多時間完成高質量的畢業設計論文，學生畢業設計真題實做的比例在90%以上。

（五）落實考證考級替代學分考試的制度

落實考證考級替代學分考試的制度，將提高從職能力的技能考證、考級、競賽獎等納入到教學學分中。

學院出臺了關于《本科生畢業設計（論文）替代管理辦法》（試行）的文件，規定了5類學生學業成果（考證、考級、論文、專利、競賽獎）或經學院本科畢業設計（論文）工作小組認定可以代替畢業設計（論文）的其他成果可替代畢業設計（論文）學分。

二、實踐成果

兩年間，學生在電子工程師、電工考證、學科競賽獲獎方面成績提高明顯，取得電子工程師證書30 人；電工證書192人；在大學生電子設計競賽中，獲省一等獎學生為9人，二等獎學生為18人，三等獎學生為21人；在全國（省）飛思卡爾智能汽車競賽及智能機器人大賽中獲一等獎6人，特等獎2人，二等獎9人，三等獎24人。兩年間，學生發表電子設計類論文10篇，取得電子設計類實用專利35項。

三、不足分析

一是教學計劃改革后課時量壓縮造成教師“搶課”現象，并由課程門數增多及投入精力不足造成教學改革的實踐效果下降；二是團隊精神在學院教改項目中體現不夠，大多數教師還是安于老的教學方式，教改積極性不高，大范圍的教改項目推進困難。

提高教學質量不僅需要領導重視，更需要教師的人人參與。教學改革不能停留在口號上，更應建立在教師行動上。高校要把提高教師的影響力與學生的競爭力作為學校發展的基本目標，以社會需求為導向，進一步改革人才培養模式，為社會輸送合格的創新創業型應用人才。

參考文獻：

[1] 唐樹森，李維. 電氣信息類專業基礎課程綜合改革的研究與實踐[J]. 中國電子教育，2004，03：44-46.

篇（9）

一、電工方面維護人員要求

1認真觀察

通過眼睛的觀察可以發現的異常現象有：破裂、斷線;變形(膨脹、收縮、彎曲);松動;漏油、漏水、漏氣;污穢;腐蝕;磨損;變色(燒焦、硅膠變色、油變黑);冒煙(產生火花);有雜質異物;不正常的動作等等。

2耳聽鼻聞

設備由于交流電的作用而產生振動并發出特有的聲音，并呈現出一定的規律性。如果仔細傾聽這些聲音，并熟練掌握聲音變化的特點，就可以通過它的高低節奏，音色的變化，音量的強弱，是否伴有雜音等，來判斷設備是否運行正常。 電氣設備的絕緣材料因過熱而產生的特有的焦糊氣味，大多數的人都能嗅到，并能準確地辨別。值班人員在進入配電室檢查電氣設備時，如果聞到了設備過熱或絕緣材料燒焦而產生的氣味時，就應著手進行檢查，看看有沒有冒煙變色的地方，聽一聽有沒有放電閃絡的聲音，直到找出原因為止。聞氣味也是對電氣設備某些異常和缺陷比較靈敏的一種判別方法。

3用手觸摸

運行人員可用手觸摸被檢查的設備，來判斷設備的缺陷和異常。應該強調的是，用手觸試帶電的高壓設備是絕對禁止的。通過手摸，可以感覺出設備溫度的變化和振動，如變壓器的溫度變化，局部發熱;繼電器的發熱、振動等，都可以用觸摸法檢查出來。

4了解運行狀況

設備檢修人員向運行人員了解設備的運行狀況，發生故障時的天氣變化，負荷的大小，以往發生類似故障的記錄及解決的辦法等。通過這些“問”，可以較快地掌握設備運行的最基本的情況，便于檢修人員快速完整地處理事故，避免事故查找工作進人誤區而延長停電時間，擴大事故范圍。

二、變電所

變電所引入兩路高壓電源，通過三路繼電器控制，使高壓電可以通過不同的備用設備輸入，以便發生故障時進行維修。輸入電壓通過變壓后，電壓由110kv降為27.5kv。變壓器是變電所的核心設備，內有絕緣油、干燥劑、散熱器等。降壓后的電壓分為A、B兩路，A相經過電壓重分配變為數路電壓，供給不同的用戶。每路電壓由上行線和下行線輸出，可輸出給用電火車。變電所控制室內裝有控制設備，控制著所內一切儀器設備，還有先進的報警功能。

三、工廠供電與學校用電。

在天津南玻工程玻璃有限公司還參觀了工廠的一個電力系統圖，反映該變電所的供電與用電布局。相比而言，工廠用電系統復雜，電壓高，設備多。玻璃廠內有一個低壓電所，起降壓作用。另外有幾個重要的設備：①中央信號盤，預告信號，顯示故障;②控制盤，自投入;③空氣開關;④直流系統，可蓄電;⑤油開關，利用瓦斯放電電解油，氣體推動筏門導致開關;⑥無功功率補償器，由于電動機為感性負載，需保證功率因數。

在欣瑞可能換熱設備有限公司，作上了技術員的職位。雖然公司規模不大，但是在這里接觸到的新鮮事物比較多，給自己鍛煉的機會比較多。上班的時候可也跟廠房的師傅學習焊接技術(電焊焊、氬弧焊、二保焊等)、各種剛材(碳鋼無縫鋼管、槽鋼、圓鋼)的型號、材質、重量。各種法蘭、彎頭、變徑、閥門、板換、控制柜的安裝與調試。各種機械設備的用途、功能及加工精度的測量。即使現在還沒有學到手，但是用不了多長時間，就會對這些熟練掌握的。

與公司員工的關系，相處的十分融洽，在公司上班就是在一個溫馨的大家庭里工作。

從這次實習中，接觸到了不少新鮮事物，也學到了很多實實在在的東西。給自己以后工作找準定位。總而言之，要成功所要具備的優良品質：

一：良好的心理素質

二：明確目標

三：頑強的精神

四：團隊精神

五：終生學習的習慣

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中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）33-0083-03

一、前言

步入21世紀以后，伴隨著國內科學技術與經濟水平的高速發展，高等教育正以極快的速度擴散開來，大學畢業生人數每年呈爆發式的增長，據最新數據統計，2014年大學畢業生人數更是達到了驚人的727萬。這么龐大的數字隨之也帶來了快速下滑的就業率問題。顯然，社會對高校培養學生的綜合素質水準提出了更高的要求。本科畢業設計質量高低與否無疑是評判一個高等院校教學質量與培養人才水準的最好體現，此教學環節是四年本科教育中不可或缺的一個重要步驟。對于一個在校生來說，其取決于學生是否能在他們四年的學習生涯中劃上一個完美的句號。畢業設計可近似看作為架構在學校與社會之間的一座橋梁，在校大學生更應該學會如何將自己四年間所學所聞更好地傾注到畢業設計完成的過程中去，其不僅體現著學生對基礎理論知識的熟練程度還折射出學生是否能夠靈活運用自己所學到的知識。

如將畢業設計（論文）劃分為兩大類可拆分為理工科類畢業設計與文科類畢業論文，不同于文科類畢業論文的是理工科類畢業設計對學生提出了更為苛刻的要求，其不僅需要學生掌握書本上的理論知識，而且也需豐富熟練的實踐技能而實現兩者的互補。就理工類別里面最為典型的機械工程學科來說，其畢業設計需要學生具有頗為豐富的實踐操作經驗（如較為典型的鉗工操作技能、數控機床操作技能、制圖技能等）與扎實的專業理論基礎（如工程力學、機械設計、機械原理、機械制造工藝學等）并將兩者有效的結合在一起，即其中任何一方都不能孤立存在。但縱觀理工科高等院校機械專業的本科畢業設計課程的完成質量，多數不盡人意，非但沒有起到當初設定的學生對所學知識的鞏固與能力提高的作用，且浪費了大量的資源、時間與精力，多多少少存在各種問題。如從源頭挖掘問題的所在無非是學生自身的問題與學校課程設置的問題。

二、機械專業類本科畢業設計工作存在問題

由于近年來高校的大量擴招，高校對于學生的培養質量日漸低下，畢業設計完成質量亦是如此。由于種種原因，學生完成畢業設計質量與教師完成畢業設計教學任務的質量之間的矛盾激化嚴重，隨著時代跨越式的發展，此情況已越演越烈。陳舊的畢業設計課程設置模式已遠跟不上時展的步伐。總結起來可歸結為，一方面，學生無法花費大量的精力與時間完成自己的畢業設計。另一方面，部分青年教師由于教學經驗不足等原因對學生的畢業設計不夠重視。將其用流程圖表示如圖1所示并進行細分如下。

（一）從學生層面看待問題

1.就業形勢。由于畢業設計課程被多數高校置于大四這個時間段，而學生此時心里考慮的是如何找到一份稱心如意的工作或考取碩士研究生。尤其是機械專業，就業形勢尤為嚴峻，在沉重的壓力下，在校大學生無法將心思完全放在如何完成自己的畢業設計上以完成自己的最后學業任務，加之有些高校無法把握住學生的心態以作出正確的心理指導。

2.對“畢業設計”重要性認識淺顯。由于有些高校機械專業類本科生一年級至三年級課程計劃中，沒有類似于“畢業設計”的課程諸如課程設計、在工廠實際操作等學習安排，導致學生對于其認識極為匱乏，認為畢業設計類似于一些基礎課程，臨考試前加班加點復習一些考試范圍就可以輕松過關，從而導致多數學生前期準備工作不夠充分，加之部分高校對于最后畢業設計答辯管理過于寬松，使得學生運用獨立科研能力與扎實實踐能力完成畢業設計并取得較好成果的前期憧憬提前流產。

3.無法靈活運用學校文獻資源。一個良性的畢業設計完成過程離不開大量的文獻檢索，在機械領域尤為如此，如一些工程應用實例、經驗公式、典型設計案例等對畢業設計幫助極大。但經調查，學生在此重要環節存在嚴重脫節狀況。即便能夠使用紙質圖書資源，也是一些過于陳舊的國家標準與工程應用數據，以致最后設計出來的機械零部件根本無法應用于實際。

4.無法靈活運用計算機軟件 在機械專業畢業設計的完成過程中，一些計算機軟件如繪圖軟件、分析軟件、仿真軟件（UG、Pro/E、Solidworks、Catia、VERICUT、ANSYS等）等都起到非常重要的輔助功能。但因為學生前期對這些軟件重視程度不夠，導致后期完成畢業設計過程中的工作量非常龐大，繼而出現學生心理上的“心有余而力不足”情形。

（二）從高校層面看待問題

1.高校畢業設計課程設置問題。包括畢業設計安排時間、畢業設計前期安排工作與選題工作等在內的所有環節都能體現出其課程設置模式的合理性。不少高校將畢業時間安排在大四這個學生提前找工作的時間段并不是非常合理，此安排方式對學生完成畢業設計時干擾性極大。部分高校畢業設計前期安排并不到位，致使學生對在什么時間段完成什么事情渾然不知。關于選題工作，多數高校畢業設計題目過于陳舊，同樣的題目每年重復使用，畢業設計題庫不能及時得到更新，遠跟不上工廠應用的前沿技術。學生在選題的過程中往往不能掌握選課題的主動權，大多是各個學院隨機將指導教師分配給學生并由教師來分配畢業設計題目，此類型選題方式一定程度上使學生的興趣愛好與所選畢業設計題目得不到充分匹配，自然無法有效調動學生完成畢業設計的積極性。

2.高校教師問題。現多數高校負責指導學生的教師為年青教師，由于教學經驗得不到長年的積淀，并缺少一個與教學時間長且經驗豐富的教師進行交流經驗的機會或沒有經過專業的教學培訓，多數教師的教學經驗只能是紙上談兵。因此，在指導學生畢業設計時，時常出現學生某個時間段內應該完成的任務長時間得不到跟進，答辯過程不能保質保量，最終只能流于形式。如此每屆學生反復這樣的過程，畢業設計進況與答辯結果不能及時得到學校總結與改進，久而久之，自然導致高校培養的學生質量每況日下。

3.畢業設計實踐內容安排。機械專業本科生步入社會更多的是需要其擁有能夠解決生產實踐中實際問題的能力，學生更應該有熟練的實際操作能力以減少公司培訓的成本。但部分高校為了節約資金、提高學生的畢業率等目的，學校里面的實驗儀器長時間得不到更換，加上教學管理上的脫節與陳舊實驗儀器的不能使用，導致基礎年級安排的實踐課程變為理論教學課程。而畢業設計課程規劃里面多半沒有實踐操作或者做出實物的環節，此環節的缺失必定會造成學生畢業時的實踐操作能力不足而低于公司引進人才的標準。

三、改進措施的提出

（一）學生層面改進措施

1.心理輔導并及早介入畢業設計課程。針對學生在大四階段所出現的這種心理問題學院輔導員應及時作出心理輔導等相關措施為學生提供正確導向，在畢業設計課程規劃時間層面可以將畢業設計時間段其提前至3年級第2學期，及早的介入畢業設計對學生的幫助較大，可有效緩解四年級學生心理上的壓力，對于機械專業學生更是如此。

2.加深學生對畢業設計的認識。高校開設的課程中，基礎年級的課程安排應開設2至3門類似于課程設計性質的課程，使學生提前接觸此性質的課程。再者，高年級學生進行答辯時，可以讓低年級學生在現場感受畢業答辯這種氛圍以使學生對畢業設計課程有一個更為清晰的認識。

3.提高學生文獻檢索技能。基礎年級的課程設置中須有1至2門文獻檢索課程，課程設置的場所可以是圖書館，教師可以將檢索電子圖書及文獻的不同方法教給學生，這樣有利于學生在完成畢業設計的過程中快速查找并利用資源。查找紙質圖書也是一樣，查找一些最新文獻資料有利于拓展學生的思路，激發其創新性。

4.提高學生的軟件操作技能。對于工科類機械專業學生來說，一些基本的繪圖軟件、三維仿真軟件、分析軟件操作技能尤為重要。其可以快速高效的幫助學生解決一些簡單繁瑣的問題以節省大量的計算與分析時間。因此，學校必須開設此類課程并加以重視，基礎軟件操作能力可以形成厚積薄發的作用。

（二）高校層面改進措施

1.及時更新題庫并合理分配任務。高校的畢業設計題庫須及時更新，多數高校畢業設計題目跟不上企業實際應用實例，有些題目嚴重時五六屆學生都在使用，導致有些學生直接就能從網上找到資源并原封不動地下載，即使是這樣，學生也可以輕松通過畢業答辯。如畢業設計題目任務量過于龐大，導致學生不能較好的完成任務，如任務量過小，學生輕松就能完成而達不到畢業設計初始的目的。因此須合理分配畢業設計題目，如任務量大，合理分解設計內容并規定好各個學生所做內容不相重復，這樣可以更好地鍛煉學生的團隊協作能力。

2.實踐經驗教師之間交流。以學院為單位組織有實踐經驗的教師與年青教師之間互相交流，將好的教學案例與想法提出來與大家分享并交流以促進教學質量的提高。

3.加大投資成本及時更換實驗儀器。一個實驗儀器俱全且完好的實驗場所更有利于教師將實踐技能教給學生，能夠有效提高學生的實踐技能。若單純依靠以上方法還遠遠不夠，學生是否能夠接觸到公司里面前沿的技術難題可以通過校企合作這一途徑達成，而且此方法能夠有效提高學校的整體教學質量。

三、典型教學案例的提出及實際效果

筆者應用的典型案例為“自動物料搬運系統”，該畢業設計題目較為新穎，自動化程度較高，系統柔性大，覆蓋領域廣如電子、汽車制造、家用電器制造等領域，該集成化系統從很大程度上減少了工廠的加工成本并且提高加工效率。學生能夠查閱到的相關文獻資料較少，此課題的開展可以很好的激發學生創新思維。該系統主要由機械模塊與控制系統模塊組成，將其進一步細分如圖2所示。

該畢業題目的設計主要引導學生從系統角度考慮自動化物料搬運系統的設計，設計每個部件或零件時，學生都必須考慮到其在整個系統里面的適用性，一定程度上培養了學生系統化思維。此題目可以分成6個子課題讓學生完成，既培養了學生團隊合作意識，每1個子課題又穿插了多學科知識，可以讓學生了解到更多知識層面。學生可以從多個途徑查找資料如機械手冊、網絡資源、文獻資料等間接培養了學生查閱資料的能力。

從學生畢業課題完成的質量來看，效果令人滿意，學生的積極性著實有了明顯的提高，體現了學生對未知領域的求知欲更為強烈。不僅扎實了學生專業基礎知識，又培養了學生解決新問題的方法，起到了雙贏的作用。

參考文獻：

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篇（11）

1. 前 言

根據變電站自動化監測系統特點，變電站自動化的調試一般都要和對應的服務對象中的調試安裝的工作協同起來開展。自動化中的監控系統服務對象往往與變電站內所有一、二次設備有聯系；例如互感器、隔離開關、斷路器、變壓器等一次沒備，小電流接地系統、所用交／直流系統、電度表、繼電保護裝置等二次設備。新建的變電站其自動化工程一般都人員配備緊張、工期短。并且自動化的調試過程也十分復雜。VQC策略及輔助上下限、通訊的穩定可靠性、遙控的成功率、遙信遙測的正確性及實時性等都需要實現在調試的過程當中，因而，有效性的調試策略應用非常的重要。

2. 自動化系統介紹

如對于不同信息管理層中的網絡操作系統，可以選擇Novell網、UMX網和NT網，而且IBM05/2系統有可能經過網管設備來實現戰備的多網并存。結構模式提出來之后，變電站綜合自動化系統兩大瓶頸的問題得到了解決(開放式變電站的綜合信息的管理與不同協議IED并網)，可以根據具體情況靈活配置自動化系統，來滿足不同的類型變電站需求。例如對信息管理層現場總線來說，可以選擇ProFxaus、BITBus、LoNwoRKs、cAN、MooBus／Rtu等。

2.1系統主要功能

變電站自動化系統主要的功能有：

(1)微機的保護功能

包括母線保護、一次或多次重合閘功能、電容器保護、變壓器保護、低塒減載、備用電源自投等。

(2)數據的采集

模擬量與采集狀態量。

① 模擬量的采集

采樣各個進出線回路功率與電流值、各段的母線電壓；電網相位和頻率等電量的參數以及變壓器的壓力、瓦斯值以及溫度等非電量的參數。目前多數電量的參數普遍采用交流采樣在自動化系統當中，對電壓互感器以及電流互感器所提供的參數進行直接的采集，常規的變送器的A/D變換的方式僅用于對非電量的參數進行采集。

②狀態量的采集

包括變壓器分接頭位置、接地刀閘狀態、隔離開關狀態、斷路器狀態等，此類信號多數采用光電隔離的方式中的開關量中斷的輸入。采用雙位置節點進行的采集對于一些關鍵的狀態量，用00、l1來表示兩個狀態，確保能準確的來反映短路器的位置，可以防止繼電器的觸點的抖動和失效所引發的狀態的錯誤報告。

(3)對時問的記錄以及故障的錄波

事件的記錄包括保護性的動作序列的記錄，以及開關的跳合的記錄，事件的分辨率一般為1～3ms，可以存放100個時間的記錄順序。一旦出現故障，像短路的故障，可以把故障的前lOOms與故障后的波形，便于事故的分析。

(4)設簧一些遠方的整定的保定值

對于一些保護裝置，可以設置一些保護的定值，可以方便的顯示并能根據需要實時進行切換。

(5)操作與控制

可以對變壓器進行分接頭的調控，對隔離的開關的合與分進行實時控制，還可對斷路器以及電容器組進行調換。通過一些后臺的監控系統發出的命令進行遠程的控制，這些可以在變電站內或者遠方的調控中心來實現，還可在操作面板上進行控制，確保系統能高效靈活的工作。對于一些復雜的變電站，操作與控制還需包含防誤與閉鎖的功能。

(6)電容器的自動調控、電壓的自動調控以及備用電源的自動投入

電容器可以自動的切換通過電壓和功率因子的自控變壓器。如果主電源失效，可以自動投入備用的電源。

(7)和遠程調控中心互相通信

可以將采集的狀態量實時送往遠程調控中心，方便裝置的遠程調控，接受遠程調控中心所發來的一些指令。一旦有緊急情況，可以時刻向調控中心匯報。還能將其他的繼電保護信息送往調控中心，從而方便的接收一些修改指令。

一些專用的通道、光纖、微波以及電力載波都可以作為傳送的通道。由通信的方式和通信的通道來決定通信的波特率。

(8)數據統計以及記錄

整點數據日報表、每日峰值以及谷值、輸電線的功率、電壓等數據被系統所采集，主要是一些脈沖量、狀態量以及數字量等，對這些進行一些處理，并送往監控系統的調控中心，對這些數據進行操作控制以及進行修改和對記錄的歸檔等操作。需要對所監控的一些數據進行一段時間的保存在后臺機上面。

2.2常見的通信方式

在變電站的自動化系統通常采用的接口有以太網數據以及串行數據的接口等。串行數據的接口：標準RS232/RS422／RS485接口，采用的波特率是l9.2kbp或者以下，能支持多種軟件解碼、開放的以及通用的協議，一旦發現現場有變化，接口上面的數據能在半秒鐘內進行修改，通常所采用的方式是事件觸發方式。以太網數據的接口：100Mbps／10Mbps自適應IE802.3以太網的接口，支持TCP/IP的接口，支持軟件解碼、開放的以及通用的協議，一旦發現現場有變化，接口上面的數據能在本秒鐘內節能型修改，通常采用事件或查詢觸發的方式進行通信，互聯系統接口協議轉換必須的軟件以及硬件設備功能。

3. 常見的故障

3.1 調試的目的

變電站的自動化調試的目的是檢驗各變電站無人值班自動化系統的各部分(信息傳輸系統、調控信息處理系統以及自動化中斷裝置)，包括各部分控制對象的計量及其控制、各種參數的測量、自動裝置動作的信號、繼電保護以及位置狀態信號燈有關信息是否正確，運行是否能正常。規約是否能一直，設備間的連接是否是正確的，以及各功能能否達到技術指標的具體要求。加入不能滿足要求，應該找出問題出在哪里，并進行即使得故障排除，最終需要讓系統達到正常的工作狀態，滿足技術的要求。

3.2 調試的內容

變電站自動化系統調試的內容主要是指針對系統所包含的設備進行的安裝調試的工作，包括GPS衛星時鐘、網絡交換機、網絡設備、后臺計算機、以及二次電纜和通訊線等的調試安裝工作，包括裝置參數的設置以及數據庫和內部的監控系統軟件等方面工作。調試的內容主要有調度的聯調和本體的調試。本體的調試包括電壓的無功綜合控制系統調試、電量的采集系統調試、遙控的調試、遙測數據的調試、遙信信息的調試、測控通訊的調試等。與調度的聯調包括調度遙控功能調試、上傳遙測數據的調試、上傳遙信信息的調試以及通道的調試等。

3.3常見調試的困難與故障

由于多方面的原因，像廠家過多，中間的環節比較多，調試的內容比較復雜，在安裝變電站調試過程當中會造成如下的困難：

(1)在本體的調試當中，由于中間的環節多，出現遙測、遙信等故障之后，找到故障的點比較困難，這樣就把很多的時間和精力都花費在故障的排除上面在調試的過程中。

(2)變電站與調度是聯系密切的，變電站需要變電站與調度端之間相互配合才能順利進各項數據的采集，上報，調度等各項命令工作。在聯調的過程當中會出現很多問題(上傳遙測的故障，上傳遙信的故障)，這些需要雙方相互的配合，才能解決缺一不可。如果主站與廠站人員都認為自己系統沒問題，互相讓對方檢查問題的所在，這樣會浪貲很多的精力與時間。

(3)小電流和直流等設備廠家比較多，并且多數有自己的通訊的規約，不同的規約各式帶來了通訊的調試相當困難。這些自動化的廠家針對這些智能的裝置通常都用編程的方式實現各自的通訊，此種做法非常浪費精力與浪貲時間。

(4)電壓無功自動控制系統調試的結果對整個變電站穩定運行及其重要。如果調試結果不對，就會引發電容器的反復投切，檔位的重復性升降以及異常的區域會出現不動作等缺陷，電力系統的安全運行會受到嚴重的影響。影響調試結果的主要受輔助上下限的影響，調試的難點在于設置輔助的上下限。

4. 策略

4.1 遠程數據調試

作為計費計量自動化系統重要組成之一的電能的數據終端，是一種中間設備，介于費率裝置以及計量主站當中，主要用來完成數據的采集與處理以及存儲和轉發功能。

4.2 系統的調試

后臺VQC能對系統的運行模式以及一次接線的方式進行自動的識別，且根據系統工況和運行方式，采取相應優化措施，滿足無功電壓的制定范圍，另外其閉鎖的功能，能夠保證系統的安全運行，用戶能根據需要配置相應的信號，還可以對電容器進行投切順序的控制。通常采用十七域圖的控制策略來對電壓進行無功的j牽制，也就是一無功作為橫軸，電壓作為縱軸來構建平而直角坐標系，且對每個象限進行不同的控制，這些足對110kv的變電站來說的，這就是所說的十七區圖。相對于九區圖來說，添加了八個輔助的區塊，主要是清除震蕩控制的情形。存系統的調控當中，都有標準的策略可以參考，加人上下限設置不合理，即便用十七域罔控制策略，照樣會出現震蕩控制的現象，所以，最關鍵的一部是要先對輔助的上下限進行合理的設置在調試的過程當中。

5. 調試策略的應用

變電站中自動裝置以及智能裟置安裝完畢，參數的設置完畢，終端裝置的通信規約的選定，調控數據序以及自動化控制系統的建立，等設置都已完畢之后，就能通過自動變電站系統進行聯調和系統的無人值班調試工作。通過在實踐中應用自動化的調試策略，可以很快發現故障并進行排除，并可以為一些調試人員提供良好的比較可行且行效的方法指導。

6. 結 語

通過提出的地理系統變電站的自動化的訓試的策略：并對調試過程巾容易出現的一些故障進行排除，調試主要分為調度聯調和本體的調試階段兩個階段，并進行了進一步的細分。并劃細分之后工作中所發生的故障進行了相應的調試的策略，有很強的學習指導的作用。此自動調試策略如果應用到新建110kv的變電站自動化T程當中，就會取得很好的效果，此調試的策略對110kv變電站來說和當的適合，對220kv及其以上的變電站來講，策略尚不齊全。

參考文獻：