电气控制论文范文精选

一、课程标准的确定

课程建设是专业建设的核心，课程标准是课程的灵魂［2］，是编选教材、组织教学、评价课程教学质量和进行教学管理的主要依据，是加强课程建设，实现专业人才培养目标的重要保障。课程标准是教学大纲的继承和发展，二者都是规范教学的纲领性文件，是根据人才培养方案制订的，是人才培养实施过程的体现。“机电产品电气控制”课程标准以学生职业能力和职业技能形成为重点来确定课程的教学内容标准，一是体现职业性原则，参照职业资格标准编写，充分体现职业性和岗位性要求；二是突出能力原则，以能力分析为基础设计课程，以能力培养为中心组织教学、以能力形成为目标引导学生学习，建立工学结合、任务驱动、项目导向的有效教学模式，以企业认可的能力指标体系评价学习成果；三是可学习性原则，“以学生为本”，突出学生的主体地位，以学生已有的知识和能力为依据，以学生的现有经验为起点，以学生的生活经验为基础，满足学生的兴趣与需求。“机电产品电气控制”课程标准涵盖电气控制和PLC两大类共八个项目。电气控制包括送料小车电气控制线路运行维护、C650－2车床电气控制线路运行维护、Z3040B钻床电气控制线路运行维护、X62W铣床电气控制线路运行维护等四个项目；PLC包括多种液体自动混合装置的PLC控制设计、十字路通灯控制、呼叫送料小车控制、PLC在C650－2车床电气控制系统改造中的应用等四个项目，每个项目由若干个人任务组成。

二、与实训设备相一致的教材建设

“机电产品电气控制”课程采用自编教材。教材的编写紧密结合实现技能型人才培养目标，从内容选材、教学方法、学习方法、实训配套等方面突出高职教育的特点，突出应用能力培养的特点，摆脱理论分析长而深的模式，增加并充实应用实例的内容，对职业岗位所需知识和能力结构进行恰当的设计安排。在知识的实用性、综合性上多下功夫，理论联系实际，加强操作与实训，把学生应用能力培养融汇于教材之中，并贯穿始终［3］。在内容组织上，以符合教学要求的工作过程为基础，由简单到复杂，由单一到综合，层层递进，将职业岗位所需的理论知识系统的串在一起，教材内容基本涵盖了基本电气控制规律、机床电气控制系统，PLC控制系统的组成。由浅入深，由易到难，每个部分都有实践训练，指导学生能够主动学习、提高效率，动手能力能够得到逐步提高。在教材编排上，打破以往教材先理论后实践的编写模式，以典型工作任务和任务的完整性及为主线，以提高职业能力为线索，理论知识够用为度编排教材内容。教材共有与《课程标准》内容相一致的八个学习项目，根据项目理论知识要求，将项目分解成各个子任务，每个子任务都有自己独立的知识点和训练内容，完成了子任务的学习，也就完成了整个项目的学习，并能使知识融会贯通。编写教材时充分体现“以学生为中心”“教中学，学中做”的职业教育理念，强调以学生直接经验形式掌握融于各项实践行动中的知识和技能，以学生能力培养为本位。

三、教学方法的改革

树立以学生为主体，教师为主导的教学理念。学习不仅是为了获取技术，还需要在获取技术的活动中，培养学生的方法能力、社会能力，使学生不仅要有技术适应能力，更重要的是有能力对社会、经济负责的态度，参与设计和创造未来的技术和劳动世界，因此在教学过程中注重强调教师对学生引导的行为。针对不同的教学实施环节，我们选用了不同的教学模式。1．教、学、做一体化教学模式教、学、做一体化教学模式是一边进行知识讲解和操作示范，一边让学生进行课程同步训练，符合学生认知规律。将知识点溶解到任务的实现中，完成学生对知识的理解和应用，能循序渐进地使学生最大限度地掌握知识。教、学、做三者融合，“教”为指导，“学”为过程，“做”为中心。学生在学了以后立即实施，实施完毕再进行总结，加强了对理论知识的掌握程度，巩固了知识在脑海中的印象。教、学、做一体化教学模式有利于学生利用教学软件、仿真软件等课程资源解决课程疑问，提高学习主动性。2．项目引导，任务驱动化教学模式项目引导，任务驱动化教学模式是在校内维修电工实训室、机床电气实训室及PLC实训室完成。围绕“控制线路的设计、安装、调试和运行维护”这一学习情境，把工作过程分成了8个项目，采取项目引导任务驱动，一步一台阶引导学生自主完成基本电气控制线路、机床电气、PLC综合技能实训领域的学习过程。在完成职业活动的学习过程中，也逐步训练和培养了学生系统的工作方法和严谨的工作作风，培养了学生具有良好的职业道德、团队协作能力与沟通能力和较强的工作责任心。教学过程贯彻“学生主体，教师主导”的原则，从教师指导学习教师引导学习学生自主学习。教师的指导作用逐步减弱，学生的主体作用逐步加强［4］。3．基于网络资源的自主学习这种方法突破了时空的限制，通过网络教学将学习延伸到课堂之外。我们将课程教学课件、实训课件和PLC编程软件与仿真软件挂接到课程网站。很多时候，学生在课堂实践中并不能通过一两次的模仿操作就可以理解操作要领和知识点的，少数学生不能独立及时完成一次完整的操作任务。因此，反复练习是提高理解和掌握技能的重要手段。

四、评价体系的改革

实践考核更注重学生的工作过程、职业素养，而非结果。同时，把学生的平时操行纳入考核的范围，对平时表现突出的优秀学生，给予加分；纪律及学习态度不好的，酌情减分。采取以过程考核为主的多元化考核方式的各部分考核所占的比例如下：职业素质考核方法：沿纵向以项目为单元，逐项考核。即在学生完成每个项目的工作任务和实操训练之后，对学生完成该项目的工作任务过程中的能力给予评价和认定。当本课程全部项目的工作任务和实操训练完成后，将各项目考核成绩累加。横向重点考核学生能力发展的渐进过程，即随着学习内容的扩展，评价学生完成工作任务的质量、合作能力及个人素质等，将纵向和横向的考核成绩按比例综合，即为学生学习本课程的最终成绩。

1.制定任务

“机电理实一体化”教学模式中，根据教学内容和电工考核知识点将项目划分为三大模块的内容：模块一为常用低压电器的识别和检修。要求学生能正确识别常用的几种低压电器：熔断器、开关、交流接触器、热继电器，熟知分类、功能、基本结构、工作原理，熟记图形符号和文字符号。模块二为电动机典型控制线路的安装，此模块是整个教学过程的重点，具体教学内容和课时安排如表1所示。模块三为常用机床电气控制电路的分析。主要内容包括CA6140型车床电气控制电路的分析及检修；M7120磨床电气控制电路的分析及检修；Z3040摇臂钻床的分析与检修；X62W型卧式铣床电气控制电路的分析及检修；T68卧式镗床电气控制电路的分析及检修。

2.分组实施

任务布置下去之后，下面就是组织学生分小组，每个小组分3~4人。分小组的时候，考虑到学生的层次不同，要求按照动手能力的强弱合理分配。考虑到原来的实验环节中，学生依赖心理比较强，等老师示范之后再动手，主动性不高，效果也不好。这次在《电机与电气控制技术》实践教学过程中采用了一些新办法，事实证明学生的积极主动性得到了很大的提高，整个教学环节中洋溢着求知好学的气氛。师生共同发现问题、解决问题，收获颇丰。具体的实施过程就是首先打破过去的“组长化”，不再固定哪个学生讲解、汇报，人人都有可能是组长。这样的话，学生就不会再抱着等靠的心理，因为每个人都可能被抽到，所以每个人都会认真地对待理论课和实践课，学习的积极性显著提高。在给学生布置任务的时候，要培养他们独立思考问题，用实践去验证理论的好习惯。通过实践，学生会发现每次项目在实施过程中都会出现一些问题，在不断的发现问题过程中，学生积累了很多解决问题的经验，将理论知识点也掌握得更加牢固。由于每次都能将所学知识实用化，学生的积极性也得到了提高。

3.教师队伍一体化

“理实一体化”教学模式对教师队伍的建设提出了更高的要求。要实施一体化教学，要求教师不但具有扎实的理论基础，更要有娴熟的实践技能，丰富的现场解决问题的能力。我系的专业教师95%以上都取得了双师证，50%以上的教师有过企业顶岗锻炼的经历。同时为了加强教师素质，系里积极与企业建立联系，聘请专业技术人员来学校实训中心辅导，将积累的大量实践经验传授给教师，真正做到教师队伍的理实一体化。

4.项目考核

传统的教学考核主要是平时占40%，期末考试占60%，体现不出实践的考核成绩，学生纯粹为了考试而学习。采用一体化的模式之后，考核中也量化了实训的成绩。平时成绩按照小组打分，参照各组平时的理论讲述，动手能力，合作情况，竞赛结果逐一给分，占30%；课程设计实训成绩占30%；期末考试卷面成绩占40%。通过这种考核方式，综合反映出学生的掌握情况，促进了学生的学习积极性。综上所述，“高职院校采用理实一体化”教学模式可以改善多年以来一成不变的教学方式，改变学习环境对提高学生的学习积极性，激发学生的学习兴趣，提高教学质量。这种模式不但适用于《电机与电气控制》这门课，还可以用于机电类其他实用性较强的专业。只有不断的摸索创新，才能找到更适合高职高专院校学生的教学模式，使学生更能得到社会的认可。

1工作过程导向课程开发的内涵

工作过程导向的课程是以职业工作的岗位能力作为课程培养的核心内容及目标，这与传统基于知识体系的课程有着本质的区别，其课程的内涵也有着自己显著的特征.基于工作过程导向的课程其内涵包括三个方面：教学目标、教学内容、教学组织.(1)教学目标：将职业核心能力的习得作为课程的主要教学目标.工作过程导向的课程定位与目标就与传统课程有着本质区别，工作过程导向的课程其本质目的是使学生通过课程的学习获得从事某一职业必须具备的能力，也有文献称为职业行动能力.目前在职业教育中，虽然已经对这一目标取得了共识，但是很多教育工作者将职业能力等同为职业技能，这是不科学的.职业技能仅仅是从事某一职业岗位所需的具体操作能力，而职业能力是一个更加广义的范畴，包含情感能力、构思能力、反思能力等，明确这一区别对课程开发具有实践指导意义.(2)课程内容：将工作岗位能力的获得作为课程的主要教学内容.工作过程导向的课程在课程内容上区别于传统课程在于其教学的内容的选取是根据职业工作的需要来选取教学内容，而不是根据学科的知识结构来选取教学内容.根据这种方式来选取教学内容实际上对传统的理论知识进行了弱化，而与实践紧密相关的隐性知识的地位得到了加强.隐性知识无论是获得、表述还是传授难度都较显性知识要高，这是为职业教育工作者提出了挑战.更高层次的教育在于培养以及激发学生的自主获得隐性知识的习惯和能力，这对职业教育受教育者的职业生涯更加重要，也是目前职业教育工作者还较少关注的一个问题.(3)教学组织：将工作岗位的进阶作为课程内容安排的主要方式.课程教学的组织是课程建设中的一个重要方面，传统课程的教学组织是按照知识的逻辑关系进行组织，这显然与工作过程导向的课程所要实现的教学目标不相适应.职业特征是工作过程导向的课程核心，按照工作岗位的进阶来组织其教学就成为课程开发过程中所应该遵循的准则，其组织过程也是对原有知识体系结构进行分拆，进而根据工作行为的动态过程进行重构的过程.目前从事职业教育的工作者对知识体系的组织方式有着很大的思维惯性，这使得在工作过程导向的课程组织过程中常常难以达到“实至名归”的状态.总结工作过程导向课程内涵可以用图1表示其三个方面.

2工作过程导向的《电气控制与PLC》课程开发过程

《电气控制与PLC》作为一门职业岗位特征十分明显的课程，传统的知识系统型课程已经难以适应该课程的教学要求，迫切需要按照工作过程导向进行该课程的开发.根据此课程的特点，工作过程导向的《电气控制与PLC》课程开发过程如图2所示.在课程开发过程中，通过专任教师与不同合作对象的配合，使其能够与该课程对应的工作过程零距离，使所承担的教学活动能够培养出胜任工作岗位的合格工作者.(1)在岗位能力调研阶段，通过任课教师通过到企业与工程技术人员一起进行实地调研，明确《电气控制与PLC》所对应的工作岗位是维修电工，该工作岗位具体需要的核心技术能力为机电设备电气控制安装与维修.(2)在岗位任务分析阶段，任课教师与行业专家一起具体分析课程对应的维修电工岗位典型的工作的任务，也为课程内容选取和学习情景的构造积累素材和奠定基础.(3)在课程结构组织阶段，任课教师在职教专家的指导下对与本课程相关的其他课程进行整合，避免教学内容遗漏与重复.(4)在课程内容选取阶段，任课教师根据前面确定的岗位能力、岗位任务以及课程整合的结构，在岗位能手的协助下选取本课程具体的内容，同时也将学习情境构造完成.(5)在教学活动实施阶段，任课教师与学生在构造的学习情境下完成预定的教学任务.(6)在教学完成后，任课教师在教育专家的指导下对本课程的教学质量进行评估，并提出改进意见，促进今后的课程建设工作.

3结束语

我国传统的职业教育历来重视知识的传授而忽视工作实践能力的培养，工作过程导向的课程将课程的教学目标直接瞄准学生将来所从事的工作岗位，教学内容也以工作任务为载体开展教学活动，更有利于学生的职业能力的培养.本文在分析工作过程导向课程内涵的基础上，开发了机电一体化技术专业核心课程：《电气控制与PLC》，该课程以应用于机电一体化技术专业的教学中，取得了很好的效果.

作者：单位：宋雷 王文蓉 陈湘 广东技术师范学院机电学院 广州科技贸易职业学院 广州戴卡旭铝铸件有限公司

论文关键词：电气工程质量控制施工安全

论文摘要：随着建筑智能化的迅速发展，电气工程的地位和作用越来越重要。电气工程师应有对所负责的电气工程质量高度负责的责任心，充分应用自己的专业水平，深入、细致地搞好电气工程的质量和安全管理工作。

电气工程质量的好坏直接影响建筑物功能是否正常运行，影响该建筑的社会效益及经济效益。同时施工安全也不容忽视，要坚持“安全第一、预防为主”的方针，对新进场员工要根据工程的特点进行岗前安全培训。要编制针对本工程的安全技术措施及安全组织措施，并对施工人员进行安全技术交底，并应设专职持证上岗的安全员。

一、电气工程的质量控制

1、施工准备阶段的质量控制

电气工程师不能只停留在按图施工的水平，要全面熟悉设计图纸，努力并善于发现图纸中的不足，及时提出处理意见，对业主而言是维护其利益，对自己也是提高。好的工程质量是由高素质高水平的施工人员完成的，这就要求施工前要对施工队伍及人员进行考核和评估，并调整好技工和普工的比例。电气工程师要根据工程的实际情况编制施工组织设计（施工技术方案）并严格审查，要求有完善的质量保证体系、保证工程质量的各项技术措施，而且应符合经会审的设计图纸及国家现行的有关电气工程的施工及验收规范。对施工班组及人员进行工程的总体技术交底，由于施工人员流动性较大，还要根据工程的进度情况分阶段进行交底。明确现行实用的规范及操作规程和顺序，对工程所需的资料表格及相关技术文件、要求、标准做到心中有数。根据业主及土建工程的总体进度编制电气工程进度计划、人员计划、机具计划并组织落实，工程过程中要根据实际情况及时修改及补充。

2、施工阶段的质量控制

施工中必须根据已会审后的电气设计图纸和有关技术文件，按照国家现行的电气工程施工及验收规范，地方有关工程建设的法规、文件，经审批的施工组织设计（施工技术方案）进行。①主体施工阶段重点注意以下几个问题：严把电气管材、线盒的质量关，将不合格材料拒之于工程之外（如镀锌钢管的壁厚，厚管不小于2．5mm，薄管不小于1．5mm，镀锌层应完好，PVC管应采用中型以上，一般采用重型管，必须是阻燃型。每次进材料都应填报审表，经监理审查同意后方能用于工程）。要特别注意胶水的质量，最好选用与线管同一品牌的胶水，一般都能符合要求，浇注砼时，要求每台输送泵都有电工跟班，及时处理被压坏的线管、线盒。均压环、避雷带、防雷引下线等对建筑的安全非常重要，是否漏焊，焊接长度及质量是否满足规范及设计要求。每处都要仔细检查，特别是结构转换层，由于柱子主筋调整，防雷引下线容易错焊、漏焊，所以电气工程师要提醒施工人员引起重视，这也是监理检查内容的重点，必须认真检查，确保工程质量。②安装及调试阶段重点注意以下几个问题：要求先对配电箱、线盒内压线做样板，布线整齐、压接牢固，多股线搪锡，然后再全面展开，防止做了大量工作后才发现存在的问题，返工困难，而且影响进度。接地线的连接，接地端子的预留应符合规范要求；外墙的金属门窗、栏杆防及屋面的金属大件部分防雷作为关键，搞好工序衔接，防止遗漏；设备外壳接地应完善。要求工作按程序进行。设备运行调试要按先空载后带负荷、先单体后联动进行；并应先对可调元件如热继电器调整至设计规定值，调试运行还要持续运行规定的时间，验证电气及机械性能的可靠性。重点检查吊顶内的线路，导线穿管敷设必须符合要求。发电机自启动、与市电切换，双电源末端切换的调试，尽管实施时比较简单，但往往因为太简单、不重视或各工种之间协调不好而出现问题。消防泵的控制，因涉及降压起动、现场手动、消防控制室手动、自动起动、备用互投等控制，且往往涉及几家安装调试（供货）单位，很容易发生技术上、协调配合上的问题，加上个别设计存在一些小缺陷，影响调试和验收，电气工程师必须提前熟悉设计图纸及厂家提供的二次线路图、控制原理图，及早发现或预见可能发生的问题，并作出处理。

1、机器的加速系统完成是通过主轴和工作台之间的加速来实现功能

在加速过程中，要看选定的啮齿是否进入到预定的啮齿相咬合。如果选定的啮齿没有咬合，那么就要进行电动机作业，然后把啮齿放到适应的地方，这样就对齿轮正常咬合提供基本的保证。零部件的加工中，要注意的是电动机的主轴启动后，随后工作台再参与到作业中，这样做的目的是保障设备的安全性。

2、PLC的选择和硬件电路设计

PLC的设计中，是采取日本三菱的40mr型的可编程控制器，这样先进的控制器，才既能满足铣床电气的控制要求，又能满足其故障辨析的需求。40mr的输入口有二十四个，输出口十六个，共计四十个I/O端口。采用输入输出一体化的组件构成，是此控制器的一大亮点。这样不但装配工作和调控实验工作非常便利，输入的反应速度也大大的提高，而且还可以进行I/O端口的扩展。

2.1输入输出端口

开关量是以铣床升降台电气控制的需求为依据的，总共有十九个开关，是供给PLC检测的输入信号，而十四个输出信号，也是由PLC进行输出。

2.2控制器具有良好的控制功能

我们以PLC的I/O分配为依据，可以得知控制对象的特征和需求。进而用PLC的输入和输出接口连接相对应的电气设备，这样不但达到控制的目的，还能够检测设备故障。具体的I/O分配在表一中可以体现出来，当然在I/O端口的地址分配完毕后，才可以进行PLC硬件的设计。

一、传统教学模式下存在的问题

传统的教学模式通常以课堂灌输与讲授为主，辅以试验巩固。由于本身课时有限，加之继电器接触器线路的设计应用环节复杂，电气元件图形符号种类繁多、PLC寻址方式和基本指令不易识记等，加之双语教学过程中，教师课堂表述英语用量大，学生接受能力参差不齐，造成课堂教学效果很不理想。1.中英文双语教学学生听力差异双语教学过程中，既要把机自专业知识讲透，还要大力提升英语表述的比例。[3]这样造成的结果是，外语听力稍差的学生需要教师重复解释，或者中文翻译，基础好的学生反而收听重复，使得课时进度受到影响，双语教学的效果大打折扣。2.课堂与实验教学双语比重不同课堂授课使用双语而实验只有中文的教学方法，使得双语教学效果甚微。根据随机调查反映，课堂教学环节双语教学比重大，学生熟悉各个电气元件的英文名称，会用基本的语言进行控制环节的动作描述，但到了实验与实践环节，遭遇了只用中文的尴尬，学生没有配套的双语实验环境。3.双语教辅和资料配套不足目前在国内外还没有发现正式出版的针对机自专业电气控制技术课程的双语或英文原版教材，配套的双语辅助资料、手册等也不多见，无形中增加了双语教学的难度。4.双语教学的评价方法有待改善根据该课程的性质，在教学考核环节既要注重机自专业知识考核，还要兼顾双语基本素质的考查，更要考核学生语言表达与实际操作等诸多能力，仅靠卷面考试和实验得分的单一评价方法显然不合时宜。5.其他问题比如课内互动方式、交流和作业等实践能力培养环节的双语环境建设问题。

二、解决对策

1.[4]CDIO理念提出了将学生作为学习的主体，强调学生的主动性，教师只是组织者和管理者，属于次要位置；CDIO理念强调课程之间的有机联系，对学生特别是教师的思维提出了更高要求；CDIO理念重视学生团队意识和合作意识的培养，取代了学生过多追求高分而“单打独斗”的学习偏见；在教学方法上，倡导以学生主动学习为为主，主讲教师引导帮助为辅等等。在电气控制技术双语教学整个环节中充分运用构思、设计、实现和运作四大法宝，即从重点与非重点、理论与实践、基础与应用等方向对教学内容进行充分构思；教学模式和途径进行多元设计；运用课堂、专业实验室、开放实验室和厂矿企业多层次多方位的教学实现；平时教学启发、引导与实践操作锻炼相结合，专家、教师评价和学生自评相结合进行课程质量考评运作体系。2.双语教学过程的策略与运用（1）双语教学大纲的科学制订。在该课程原有中文教学大纲的基础上，聘请校内外专家、长期授课的一线教师、学生代表，甚至包括PLC、继电接触器生产商在内组成大纲制定小组，探讨该课程涉及的最新技术前沿，列举最新技术产品，根据专业建设目标和课程要求、学生自身特点以及实践环节客观要求，制订切实可行的教学大纲，既反映先进技术的时代特征又密切联系实际，使得制定的教学大纲成为指导双语教学的纲领性文件。（2）课堂教学的多元模式改革。在课堂授课中除了传统板书模式之外，充分运用多媒体现代化教学方法，增加多媒体、视频、音频等教学方式的比重，以最大幅度减小学生对听力的过分依赖，从而避免听力基础参差不齐带来的不良效果。同时，利用CDIO理念，教师应加大课堂互动设计的力度，培养学生团队学习能力和主动学习意识，从而建立双语互动的学习环境，引导学生自适应双语思维的学习意识。（3）探索双语实验教学新模式。实验教师对实验内容和方法的设计，要充分运用双语方法和手段，提高学生口语表达能力，激发学生深入钻研的兴趣。（4）增加双语教材和课外辅助资料投入。好的教材是步入知识之门的敲门砖，特别是双语教材，吸取国外教材在感性认识、广泛性、趣味性等方面的长处，增加图片、实例、提问和思考等多元模块，使得教学内容在保证逻辑性和严密性的前提下内容更加丰富，更易理解和识记，富有趣味性。（5）建立双语教学的考核与评价体系。考核与评价虽然是每门课程结束后不可或缺的环节，但也绝不能因此成为课程学习过程的指挥棒，单为应付考试必然影响双语教学的初衷，背离课程教学目标和意义。结合课堂教学、互动表现、实践操作、卷面考核和作业等环节，建立尊重客观实际的考核体系，引导学生在平时就注重双语学习的良好习惯，摒弃死记硬背、不问所以然的不良学习方法，并为教师下次授课和改进教学方法提供科学数据与案例。（6）主讲教师的双语素质培养。主讲教师是双语教学各个环节得以实施的统领者、组织者和管理者，其语言素质、组织能力、思维灵活性，甚至一举一动都直接关系到各环节的实施效果，应保证教师双语综合素质培养的投入，有条件的最好到国外接收真实外语环境的锻炼和熏陶，接受并学习先进的教学方法和理念，这样才能反馈到实际教学中，从而使学生受益。

三、结语

电气控制双语课程的开设是为了培养机械类新世纪优秀专门人才，增强人才全球视野的重要选择，符合高校机械工程专业新时期发展需要，符合国家装备制造业人才培养接轨世界的战略需要。课程能否体现双语特征，教学过程能否实现良性互动，课后能否得到科学、客观的评价，达到优质、理想的教学预期，给高校任课教师、专家，乃至管理者提出了更高的要求，规范机自专业双语教学过程，实现双语培养模式的理想目标，将是一个动态的、长期的工作过程。

作者：付海龙 贾光政 王金东 夏法锋 张慧超 单位：东北石油大学机械科学与工程学院

1数控机床电气控制系统概论

通常情况下，数控机床的系统一般由三种系统构成，分别为反馈检测系统、NC控制系统和伺服驱动系统。数控机床的电气控制系统对于数控机床的加工方面会产生不同程度和不同方面的影响。从数控机床的加工精度方面来看，其中位置伺服控制系统能够对于机床加工的精度方面产生很大程度上的影响。所以，位置精度属于比较重要的指标之一。要想保持位置精度的准确性，不仅需要在系统使用的时候选择正确的开环放大的倍数，还需要对于位置检测中的元件能够有一定的精度上的要求。另外，由于数控机床属于精度高且效率也很高的一种自动化的设备，它能够为数控机床的生产提供更高的生产效率，但是如果这个系统出现问题和重大故障，那么其所带来的损失也是不可估量的。因此，数控机床电气控制系统的可靠性和安全性也是值得关注的一方面。

2数控机床电气控制系统出现的问题

数控机床在电器控制系统方面的故障一般都是强电故障和弱电故障两种，具体如下所述。

2.1弱电故障弱电指的是数控机床电气控制系统中的电子的元器件以及集成电路为主要的控制的部分。弱电故障中又可以分为硬件发生的故障和软件发生的故障。硬件故障主要是指各种集成电路内部的芯片或者是接插件等出现的事故。软件故障指的是在硬件都属于正常的情况下，内部发生的各种动作性的问题或者是数据出现丢失等问题，一般比较常见的例子有加工程序出现错误或者是计算机的运行出现错误以及系统的程序或者是参数出现错误等。

2.2强电故障强电部分指的是控制系统之中出现的主回路或者是大功率的回路中的继电器或者是电源变压器等一系列的电气的元件以及其中组成的控制电路。强电故障虽然在维修或者是诊断问题的部分较为简单，但是因为其处于一种高压以及大电流的工作状态之下，所以一般强电发生故障的次数要多于弱点故障，因此需要相关的维护和维修人员能够予以重视。

3解决方法

3.1调节法在解决数控机床电气控制系统的众多办法中，调节的方法是其中最为简单的一种。调节法主要是通过对于电位计进行调整，以此来达到修复系统出现的故障的目的。最佳的调整办法是对于伺服驱动系统和被拖动的机械系统来进行系统的调整，并实现最佳的匹配的一种较为综合性的调节的办法。这种调节的办法也较为简单，可以使用一台但是多线的记录仪来或者是双踪示波器来对于观察指令和速度反馈的一种相互响应的关系。一般都是通过对于速度调节器的比例系数以及积分的时间进行调整，促使伺服系统能够达到比较高的动态响应的一种特征，但是又不会出现振荡的一种最恰当的状态。另外，在现场如果没有示波器的情况下，相关的工作人员可以根据自己以往的工作经验，调节来使得电机起振并向反方向慢慢进行调节，一直调节到消除振荡状态为止。

1、DCS用于发电厂电气控制系统的优势以及目的

1.1DCS系统的开放性与灵活性特征

从设计角度而言，DCS系统设计环节具有系列化、标准化、开放化等特点，系统通信方式是以局域网网络为基础，从而实现稳定可靠而又高效的信息传输。按照发电厂电气控制系统的实际功能需求，对DCS系统功能进行相应扩充及优化，由于是按照模块化设计方案执行，因此能够相当快捷的把计算机添加到系统通信网络中，或者是进行一些计算机的删除，在这个过程中对其他计算机的运行情况不存在不良影响。DCS系统在运行时，对于组态软件而言，其软件和硬件组件能够利用不同的流程应用对象的方式实现。具体实现方式是对测量信号、控制信号以及其对应连接关系进行确定，基于控制算法库对控制规律进行选择，还有就是按照图形库对基础图形监控画面进行调用，因此整个控制系统的构成相对简单和灵活，具有很高的可行性。

1.2DCS系统的可靠性特征

由于DCS系统在运行时，每一台计算机都具有分散系统控制的功能，并且可以独立实现，因此要求系统结构采用容错设计方案。这种方案哪怕是其中一台计算机出现问题，也无法对DCS系统整体功能产生直接影响。而且由于在DCS系统中，每一立的计算机所承担的任务相对单一，因此从功能实现方式分析，对结构、软件固定的计算机设备进行选择，从而对计算机运行的稳定可靠性的提高起到一定的促进作用。

1.3控制功能齐全的特征

具有较多的控制算法，把批处理控制、顺序控制还有连续控制进行了集合，不仅实现了自适应、前馈与串级的控制，还实现了解耦与预测控制，还能引入要求的特殊控制算法。DCS系统构成方式具有非常好的灵活性。处于底层的过程控制级往往存在着分散的数据采集站、现场控制站等就地实现控制与数据采集功能，再经由数据通信网络传输至生产监控级计算机，生产监控级接受来源于过程控制级的数据并对其实施对应的集中操作管理。

1.4完全集控运行

一、智能化技术应用的理论依据

在社会发展的多个领域，都能够发现智能化技术的应用。智能化技术具有综合性的特点，包含着多种学科内容，例如控制学。从字面的理解来看，智能化技术的实际应用是借助一定技术手段的实施，完成人工智能的机器操作目标，并且解决一些人力不能完成的问题。在较长时间的实践应用中，智能化技术逐渐走向成熟，在各个社会领域发挥的作用更加明显。在电气工程领域，利用智能化技术实现较好的自动化控制，经过了较长时间实践，应用了多方面的电气工程内容，才得出了较强的实用性结论。因为智能化技术的应用术语属于高端的计算机技术，所以，自动化控制工作中引入智能化技术，必须有一定的计算机理论基础，否则将影响智能化技术的作用发挥。在智能化技术的不断实践应用中，极大提高了自动化控制系统的运行速度，较好改善了电气自动化控制工作，降低了工作成本，减轻了工作压力，实现了人力资源配置的合理优化。

二、智能化技术的应用优势

（一）免去了控制模型的建立

在电气工程的传统工作中，自动化系统控制的实现必须有控制模型的建立。但是，在实际的操作中，被控制对象往往需要十分复杂的动态方程，这就影响了精确效果的获得。由此，在设计对象模型的环节中，经常会遇到无法科学预测、无法准确估量的一系列困难。然而，智能化系统的出现，使这些困难得到了较好解决，极大促进了工作效率的提升，同时对于一些不可控制的因素，也实现了较好的控制，大大提升了自动化控制器的准确性。

（二）实现了便捷的电气系统控制

智能化控制器的实际应用实现了更加便捷的电气系统控制，随时都可以完成对系统控制程度的有效调整，极大提升了系统的整体工作性能，是对自动化控制顺利实现的进一步保障。从这一项优势中就可以看到，和传统的自动化控制器相比较，在任何条件下，智能化控制器都具有更加完善的调解控制功能，在电气工程的自动化实践应用中占据优势。

（三）实现了一致性的智能化控制

一、电气工程对现代控制技术的基本要求

不断升级的系统、不断革新换代的电气设备，给电气工程功能设置提供了多种可能，但同时，也为现代控制技术的应用提出了更多服务要求，其中最为突出的几方面内容有：

（一）能高效、准确控制电气工程现代控制技术以数字信息为载体，所以通常利用发送数字、代码、信息的方式指令，来完成控制操作。为确保多个指令能够第一时间发送出去、准确传送到指定功能模块、正确指导系统工作，系统必须设置独立、且具备抗干扰能力的信息交流中心，依靠其交互功能，实现信息的生成、传播、控制与管理。

（二）能全面监控电气工程运行状态大多数电气工程的装置和设备都是全天候运行的，长时间工作，势必会导致运行故障的发生，为此，现代控制技术还要担负起监控电气工程运行状态的责任，24小时监督工程内各系统设备的运行状态，如发现故障，应立即报警信息，同时，指明故障位置、故障源、故障影响，以及相关故障资料。工作人员接收到信息后，可第一时间做出反映，修复系统、设备，使电气工程尽快恢复运行。

（三）具有较高的安全性对于电气工程而言，“安全”是生产不可忽视的重要原则之一，因此，为避免内、外部环境因素给电气工程造成运行障碍和影响，现代控制技术不但要具备监控能力，还要拥有较强的自清自查能力，可独立清除、控制安全隐患。同时，现代控制技术还应针对电气工程众多管理项目，设置单元模块（如：运行监控模块、电气工程设施养护模块、数据管理模块、工作人员维护操作模块、电子工程管理模块等），通过层层过滤的方式，提高技术应用的安全性。只有这样，现代控制技术才能为电气工程提供安全、可靠的运行环境。

二、现代控制技术在电气工程中的应用

（一）帮助电气工程创建完整的控制系统众所周知，电气工程由多个系统结构构成，要想让这些单元结构能够独立、连续的完成工作，现代控制技术应承担选择功能、设置功能、计划功能、解释功能等多种责任。首先，在各功能模块上设置监控器，监测它们的操作行为、运行状态，并以数据的形式记录，转存到数据库中，如此，控制技术既可以依靠“复制数据”找出控制方式，又能随时检索系统运行信息，查找故障问题；其次，创建中枢系统、装置、设备的联动控制机制，以“作业任务”的形式分配任务，以便于系统可以同步、集中处理重要“运行信息”，不耽误电气工程正常工作；最后，因为电气工程系统、装置、设备的运行功能复杂、多样，所以要想正确下达指令，明确指令内容要求相对困难，利用现代控制技术，可将许多复杂的指令编撰成“编码”，由翻译器统一处理，如此一来，不仅方便了操作，电气工程控制管理效率、水平也会大大提升。

（二）科学选择控制系统设备计算机网络技术的发展，给电气工程控制管理提供了多个便利条件、多种选择可能，所以，作为控制管理的中枢，现代控制技术必须慎重选择控制系统设备，使其与电气工程形成配合，达到最佳管理效果。一方面，控制系统设备要具备信息分类、收集、检索、处理功能，将复杂、且数目庞大的电气工程数据集中整合到数据库中，根据管理、控制需要，高效检索、准确处理、顺利传递出去；另一方面，控制系统设备还应具备信息翻译、解释、转换能力，因为电气工程中的装置、设备不可能使用统一的编码、指令形式，所以如果两个运行系统、装置的指令信息代码不同，控制设备应能够兼容分辨，做出正确的处理和判断，完成智能化、自动化控制。