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在一些定位精度或動態響應要求比較高的機電一體化產品中,交流伺服系統的應用越來越廣泛,其中數字式交流伺服系統更符合數字化控制模式的潮流,而且調試、使用十分簡單,因而被受青睞。這種伺服系統的驅動器采用了先進的數字信號處理器(DigitalSignalProcessor,DSP),可以對電機軸后端部的光電編碼器進行位置采樣,在驅動器和電機之間構成位置和速度的閉環控制系統,并充分發揮DSP的高速運算能力,自動完成整個伺服系統的增益調節,甚至可以跟蹤負載變化,實時調節系統增益;有的驅動器還具有快速傅立葉變換(FFT)的功能,測算出設備的機械共振點,并通過陷波濾波方式消除機械共振。
一般情況下,這種數字式交流伺服系統大多工作在半閉環的控制方式,即伺服電機上的編碼器反饋既作速度環,也作位置環。這種控制方式對于傳動鏈上的間隙及誤差不能克服或補償。為了獲得更高的控制精度,應在最終的運動部分安裝高精度的檢測元件(如:光柵尺、光電編碼器等),即實現全閉環控制。比較傳統的全閉環控制方法是:伺服系統只接受速度指令,完成速度環的控制,位置環的控制由上位控制器來完成(大多數全閉環的機床數控系統就是這樣)。這樣大大增加了上位控制器的難度,也限制了伺服系統的推廣。目前,國外已出現了一種更完善、可以實現更高精度的全閉環數字式伺服系統,使得高精度自動化設備的實現更為容易。其控制原理如圖1所示。
該系統克服了上述半閉環控制系統的缺陷,伺服驅動器可以直接采樣裝在最后一級機械運動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉編碼器等),作為位置環,而電機上的編碼器反饋此時僅作為速度環。這樣伺服系統就可以消除機械傳動上存在的間隙(如齒輪間隙、絲杠間隙等),補償機械傳動件的制造誤差(如絲杠螺距誤差等),實現真正的全閉環位置控制功能,獲得較高的定位精度。而且這種全閉環控制均由伺服驅動器來完成,無需增加上位控制器的負擔,因而越來越多的行業在其自動化設備的改造和研制中,開始采用這種伺服系統。
2直線電機驅動技術
直線電機在機床進給伺服系統中的應用,近幾年來已在世界機床行業得到重視,并在西歐工業發達地區掀起"直線電機熱"。
在機床進給系統中,采用直線電動機直接驅動與原旋轉電機傳動的最大區別是取消了從電機到工作臺(拖板)之間的機械傳動環節,把機床進給傳動鏈的長度縮短為零,因而這種傳動方式又被稱為"零傳動"。正是由于這種"零傳動"方式,帶來了原旋轉電機驅動方式無法達到的性能指標和優點。
1.高速響應由于系統中直接取消了一些響應時間常數較大的機械傳動件(如絲杠等),使整個閉環控制系統動態響應性能大大提高,反應異常靈敏快捷。
2.精度直線驅動系統取消了由于絲杠等機械機構產生的傳動間隙和誤差,減少了插補運動時因傳動系統滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制,即可大大提高機床的定位精度。
3.動剛度高由于"直接驅動",避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環節的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現象,同時也提高了其傳動剛度。
4.速度快、加減速過程短由于直線電動機最早主要用于磁懸浮列車(時速可達500Km/h),所以用在機床進給驅動中,要滿足其超高速切削的最大進個速度(要求達60~100M/min或更高)當然是沒有問題的。也由于上述"零傳動"的高速響應性,使其加減速過程大大縮短。以實現起動時瞬間達到高速,高速運行時又能瞬間準停。可獲得較高的加速度,一般可達2~10g(g=9.8m/s2),而滾珠絲杠傳動的最大加速度一般只有0.1~0.5g。
5.行程長度不受限制在導軌上通過串聯直線電機,就可以無限延長其行程長度。
6.運動動安靜、噪音低由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦,且導軌又可采用滾動導軌或磁墊懸浮導軌(無機械接觸),其運動時噪音將大大降低。
7.效率高由于無中間傳動環節,消除了機械摩擦時的能量損耗,傳動效率大大提高。
直線傳動電機的發展也越來越快,在運動控制行業中倍受重視。在國外工業運動控制相對發達的國家已開始推廣使用相應的產品,其中美國科爾摩根公司(Kollmorgen)的PLATINNMDDL系列直線電機和SERVOSTARCD系列數字伺服放大器構成一種典型的直線永磁伺服系統,它能提供很高的動態響應速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無差運動;德國西門子公司、日本三井精機公司、臺灣上銀科技公司等也開始在其產品中應用直線電機。
3可編程計算機控制器技術
自20世紀60年代末美國第一臺可編程序控制器(ProgrammingLogicalController,PLC)問世以來,PLC控制技術已走過了30年的發展歷程,尤其是隨著近代計算機技術和微電子技術的發展,它已在軟硬件技術方面遠遠走出了當初的"順序控制"的雛形階段。可編程計算機控制器(PCC)就是代表這一發展趨勢的新一代可編程控制器。
與傳統的PLC相比較,PCC最大的特點在于它類似于大型計算機的分時多任務操作系統和多樣化的應用軟件的設計。傳統的PLC大多采用單任務的時鐘掃描或監控程序來處理程序本身的邏輯運算指令和外部的I/O通道的狀態采集與刷新。這樣處理方式直接導致了PLC的"控制速度"依賴于應用程序的大小,這一結果無疑是同I/O通道中高實時性的控制要求相違背的。PCC的系統軟件完美地解決了這一問題,它采用分時多任務機制構筑其應用軟件的運行平臺,這樣應用程序的運行周期則與程序長短無關,而是由操作系統的循環周期決定。由此,它將應用程序的掃描周期同外部的控制周期區別開來,滿足了實時控制的要求。當然,這種控制周期可以在CPU運算能力允許的前提下,按照用戶的實際要求,任意修改。
基于這樣的操作系統,PCC的應用程序由多任務模塊構成,給工程項目應用軟件的開發帶來很大的便利。因為這樣可以方便地按照控制項目中各部分不同的功能要求,如運動控制、數據采集、報警、PID調節運算、通信控制等,分別編制出控制程序模塊(任務),這些模塊既獨立運行,數據間又保持一定的相互關聯,這些模塊經過分步驟的獨立編制和調試之后,可一同下載至PCC的CPU中,在多任務操作系統的調度管理下并行運行,共同實現項目的控制要求。
PCC在工業控制中強大的功能優勢,體現了可編程控制器與工業控制計算機及DCS(分布式工業控制系統)技術互相融合的發展潮流,雖然這還是一項較為年輕的技術,但在其越來越多的應用領域中,它正日益顯示出不可低估的發展潛力。
4運動控制卡
運動控制卡是一種基于工業PC機、用于各種運動控制場合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制單元。它的出現主要是因為:(1)為了滿足新型數控系統的標準化、柔性、開放性等要求;(2)在各種工業設備(如包裝機械、印刷機械等)、國防裝備(如跟蹤定位系統等)、智能醫療裝置等設備的自動化控制系統研制和改造中,急需一個運動控制模塊的硬件平臺;(3)PC機在各種工業現場的廣泛應用,也促使配備相應的控制卡以充分發揮PC機的強大功能。
運動控制卡通常采用專業運動控制芯片或高速DSP作為運動控制核心,大多用于控制步進電機或伺服電機。一般地,運動控制卡與PC機構成主從式控制結構:PC機負責人機交互界面的管理和控制系統的實時監控等方面的工作(例如鍵盤和鼠標的管理、系統狀態的顯示、運動軌跡規劃、控制指令的發送、外部信號的監控等等);控制卡完成運動控制的所有細節(包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等信號的檢測等等)。運動控制卡都配有開放的函數庫供用戶在DOS或Windows系統平臺下自行開發、構造所需的控制系統。因而這種結構開放的運動控制卡能夠廣泛地應用于制造業中設備自動化的各個領域。
這種運動控制模式在國外自動化設備的控制系統中比較流行,運動控制卡也形成了一個獨立的專門行業,具有代表性的產品有美國的PMAC、PARKER等運動控制卡。在國內相應的產品也已出現,如成都步進機電有限公司的DMC300系列卡已成功地應用于數控打孔機、汽車部件性能試驗臺等多種自動化設備上。
5結束語
計算機技術和微電子技術的快速發展,推動著工業運動控制技術不斷進步,出現了諸如全閉環交流伺服驅動系統、直線電機驅動技術、可編程計算機控制器、運動控制卡等許多先進的實用技術,為開發和制造工業自動化設備提供了高效率的手段。這也必將促使我國的機電一體化技術水平不斷提高。
與傳統的自動化技術相比,智能控制無模型運轉,提高了電氣系統的管控效率。同時,智能技術的精度更高,減少了設計中的不可預測問題。因而設計對象模型階段中便會存在不能估量或是預測的問題。人工智能技術實現了系統的實時調節,利用魯棒性變化和響應時間提高其工作能力,實現自動化過程。智能技術已經成為現代企業管控的必然趨勢,與傳統的管控裝置相比具有先進性,滿足電氣自動化工程建設的需求。針對不常見的數據,傳統的自動化控制技術無法完成評估工作,但智能技術的出現解決了這一問題,實現了對系統錄入信息的有效很快速處理。針對不同的對象,智能技術可顯示不同的管控效果,使管控的效果具有針對性。但在目前的智能技術發展程度下,多種控制對象問題無法解決。因此,應從技術方面對智能技術進一步剖析和研究,促進該技術的完善,才能對我國工業以及相關行業的發展起到積極作用。
二、人工智能技術應用
基于電氣自動化的復雜性,其操作過程應精細且注重細節。一旦操作失誤,將導致系統故障甚至造成安全事故。因此,人工智能技術應用的核心技術在于程序化問題,將復雜化的程序通過智能手段轉化為簡便化。通過系統日常資料的分析,對設備故障采取積極的應對措施。在具體應用過程中,人工智能技術主要表現為以下幾個方面。
(一)智能化設計分析
人工智能技術關系到電力工程以及電路的設計。在傳統的設計模式下,工作人員的工作量大,需要大量的試驗驗證,并且對不合理部分進行改進。因此常出現考慮不周全的問題,處理問題的效率較低,對于難度較大的問題,傳統的處理方案無法解決。這使得智能化設計成為必然。現階段,電力企業逐步實現了智能化設計,全面考察了問題的難度,提高了處理問題的能力和效率。但同時,智能設計對于操作人員提出了更高的要求,要求其掌握專業知識和智能系統操作技巧,并且操作人員還應具有與時俱進的精神,對智能系統進行適當的改良設計。利用人工智能設計,可有效提高數據分析的準確性,將復雜問題簡單化。
(二)PLC技術應用
隨著電力企業規模的擴大,電力生產對于技術具有更高的要求,基于此的PLC技術成為企業生產和建設的重要目標。PLC技術是一種常見的人工智能技術,目前主要應用于工業、電力企業,具有良好的效果。其是在繼電控制裝置基礎上發展起來的智能技術,該系統的主要作用在于優化了系統工藝流程,從而根據企業需求對運營現狀進行調整,確保其運營的協調性。PLC技術以自動控制系統為主,手動控制技術為輔。對于提高電力系統生產實踐具有重要作用。在電力生產中,PLC人工智能化技術的使用還實現了自動化目標切換,繼電器逐漸代替了實物元件,不但提高而來管控效率,還確保了系統的運行安全。
(三)智能診斷和CAD技術應用
智能診斷系統的出現是電氣運行復雜化的結果。該診斷系統要求操作人員具有較多的實踐經驗,改善了傳統模式的手工設計方案,充分體現了信息時代的優勢。科技的發展也使得CAD技術逐漸實現了智能化,縮短了產品設計實踐。智能化技術優化了CAD技術,對產品設計質量的提高具有積極作用。目前,在電力系統中,遺傳算法是人工智能技術的重要表現之一,通過科學的計算方法,提高了數據統計和計算的精確度。基于遺傳算法的重要作用,應得到企業的重視。在電力系統運行過程中,如何區分故障和征兆是一個難題,智能化技術通過專家系統和神經網絡系統可快速有效的分析出系統故障和安全隱患,并提供一定的解決辦法,確保了電力系統的運行問題。
(四)神經網絡技術應用
神經網絡系統是智能技術的重要體現之一,其作用在于分析和處理系統故障。可對系統故障進行準確定位,并且減少了定位時間。同時,還可完成對非初始速度及負載轉矩的有效管控。神經系統設計具有多樣性,具有反向學習功能。利用神經網絡系統的兩個子系統,可實現對機電參數轉子速度和電子流的評判和管控。目前,智能神經網絡系統主要應用于分析模式和信號處理上。由于其包含非線性函數估算裝置,因此對于電氣自動化控制具有積極作用。其主要優勢在于無需對控制對象建立數學模型,因此工作效率高,噪音小。
三、總結
首先要對機械自動化有一個深刻的認識,這樣才能對機械自動化技術以及制造模式進行深刻徹底的分析。作為近年來機械工業發展的核心技術,機械自動化與傳統的機械加工生產相比,有著明顯的不同。機械自動化是在無人的情況下,利用原來設定的程序,通過各種機械設備來完成機械的生產以及控制。簡單來說,就是在自動化的制造模式下,實現生產的自動控制。實行機械自動化的重要意義在于,將機械工業的發展推向一個更高的層次。在這種制造模式下,可以實現生產勞動強度的大幅度下降,同時促進生產效率的提升,大大促進機械工業的發展。
2機械自動化的技術核心分析
2.1機械自動化技術核心的應用作為機械工業中應用技術的一種,機械自動化技術可以實現機械加工的連續自動生產,并且保證所進行的生產流程是最優化的。這就大幅度地提升了加工的效率,降低了加工所需的時間,滿足了市場的需求。機械自動化技術以及制造模式的廣泛應用使得整個機械工業得到了飛速的發展,極大地促進了機械工業水平的提升,將機械工業帶進入一個新的發展時期。首先應該看到的是,隨著機械自動化技術的廣泛應用,生產過程中的安全性大大提升。在整個生產過程中,對于人員的需求已經降到了最低,大部分的生產過程都是由機械設備來進行,這也就最大程度地提升了生產的效率。傳統的生產模式遠遠不能滿足現代市場對于機械設備的需求,采用這種制造模式就可以大大提升生產效率,同時還能降低生產中出現的誤差,有效地提升生產的質量。此外,通過應用機械自動化技術,可以有效降低對資源的浪費,盡可能地降低生產的成本。這是因為應用機械自動化技術后,生產過程中采用的是自動控制系統,可以通過前期的程序設計來實現資源利用的最大化,大大降低了傳統模式下的資源浪費。因此,廣泛地應用機械自動化技術,可以有效地促進機械工業的發展。
2.2機械自動化技術的技術核心對于機械自動化技術來說,數控技術是其核心技術。機械工業所生產的機械產品,大多具有高精度的特性,這就要求必須采用先進的數控技術。數控技術在機械自動化技術中發揮著十分重要的作用,利用數控技術可以實現加工過程中的自我修復以及自動更正,就可以保證滿足機械生產的高端要求。此外,應用數控技術可以實現在生產的過程中對產品生產進行技術調節,從而實現對各項參數的滿足。最重要的是利用數控技術,可以對加工過程中出現的故障及時進行修復,從而保證生產的及時性。除了數控技術之外,網絡技術在機械自動化技術中也發揮著重要的作用。網絡技術的應用可以為機械自動化技術注入新的活力,從而促進機械自動化技術的發展。
2.3機械自動化技術的發展趨勢首先來說,機械自動化技術必將朝著高速度、高精度以及高效率的方向發展,這樣才能滿足機械工業的高端要求。其次整個自動化技術系統的發展方向應該是柔性化,這樣就可以通過集成技術來對生產進行模塊化管理,有效促進自動化技術作用的發揮。最后,機械自動化技術必將朝著智能化的方向發展,這是因為其自身的智能化程度依舊有著一些缺失,這就要求自動化技術采用更高端的技術,增強自身的智能化水平。
3機械自動化的制造模式分析
在生產過程中采用先進的機械自動化技術以后,機械工業的制造模式也會發生相應變化。傳統的機械制造模式必將被新型的制造模式所取代。首先表現在人員的改變上。在自動化技術的機械制造模式下,人員在生產過程中發揮的作用大大降低,人員的使用量也大幅度降低,用最少的人力進行加工生產,實現了生產模式的現代化。其次,改變流水線的生產方式。在自動化的流水線生產中,實現對生產過程的全程控制,促進生產效率的提升。最后,在自動化技術的機械制造模式下,實現對生產的智能控制。這樣就可以減少因為人為原因所造成的損失,大大降低生產成本,使得機械生產的水平得到最大程度的提升。總體來說,原有的機械制造模式已經發生巨大的變化,已經從原有的人工操控轉變為自動控制,極大地提升了機械工業的生產水平。
4結語
關鍵詞:樓宇自動化控制網絡現場總線控制系統以太網樓宇自動化系統
目前日益流行的智能建筑(inteuigentbuidings)是建筑技術與計算機信息技術相結合的產物,是信息社會的需要,也是未來建筑發展的方向。智能建筑主要由樓宇自動化系統(buidingautomationsystem,縮寫為bas)、通信自動化系統(cas)和辦公自動化系統(oas)三大系統組成。其中,樓宇自動化系統是智能建筑中最基本和最重要的組成部分。樓宇自動化系統是利用計算機及其網絡技術、自動控制技術和通信技術構建的高度自動化的綜合管理和控制系統,將大樓內部各種設備連接到一個控制網絡上,通過網絡對其進行綜合的控制,這些設備包括空調、照明設備、電梯、消防設備、安防設備等等。它確保建筑物內的舒適和安全的辦公環境,同時實現高效節能的要求。
2現場控制系統fcs的出現以及在樓宇自控中的應用
上個世紀七八十年代,伴隨著計算機可靠性提高,價格大幅下降,出現了由多個計算機遞階構成的集中、分散相結合的分布式控制系統(distributedcontrolsystem,簡稱dcs)。dcs是利用計算機技術對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制的一種綜合控制系統。它的測量變送儀表一般是模擬儀表,因此它屬于一種模擬數字混合控制系統,這種系統較以前的各種控制系統有了較大的進步。dcs在工業自動化控制領域獲得了廣泛的應用,也開始應用到樓宇自動化控制領域。但是dcs存在如下一些缺點:
(1)安裝費用高。采用一臺儀表、一對傳輸線的接線方式,導致接線龐雜、工程周期長、安裝費用高、維護困難;
(2)可靠性差。模擬信號傳輸精度低,而且抗干擾性差;
(3)系統封閉。各廠家的產品自成系統,系統封閉、不開放,難以實現產品的互換與互操作以及組成更大范圍的網絡系統。
上個世紀90年代以來,隨著控制技術、計算機技術、通信技術的發展,出現了基于現場總線的控制系統(fcs),fcs克服了dcs的缺點,它是一種全數字化的、全分散的、全開放、可互操作和開放式互連的新一代控制系統。目前,現場總線技術已經成為自動化技術中的一個熱點,備受國內外自動化設備制造商與用戶的關注。fcs極大地簡化了傳統控制系統繁瑣且技術含量較低的布線工作量,使其系統檢測和控制單元的分布更趨合理。與傳統的dcs(分布式控制系統)相比,fcs具有可靠性高、可維護性好、成本低、實時性好、實現了控制管理一體化的結構體系等優點。現場總線的出現,為工業自動化帶來了一場深層次的革命,從而開創了工業自動控制的新紀元,被譽為自動化領域的計算機局域網。鑒于fcs的許多優點,控制專家們紛紛預言“fcs將取代dcs成為2l世紀控制系統的主流。”現在,fcs已經被應用到樓宇自動化控制領域。
2.1應用于樓字自動化領域的幾種現場總線
由于誘人的市場商機和不同的應用領域的存在,世界一些大公司或公司聯盟紛紛提出自己的現場總線協議標準。據不完全統計,目前國際上有40種宣稱為開放型的現場總線標準。這些協議根據國際標準化組織(iso)的計算機網絡開放式互連系統的osi參考模型來制定的。大多數現場總線只是用其中的一、二和七層協議。于是現場總線呈現雜亂紛呈的局面。在這些現場總線中不乏優異的現場總線,如can、modbus、profibus、lonworks、bacnet、devicenet等等。其中lonworks、bacnet、can、eib等現場總線在樓宇自動化領域獲得了、較廣泛的應用。盡管基于現場總線的fcs克服了dcs的許多缺點,但還是有一些不如人意的地方,最明顯的缺點:多種現場總線并存而互不兼容,導致fcs的可互操作性只能在同一種現場總線系統中實現。后面將對fcs的缺點做進一步說明。
(1)lonworks
美國echelon公司1991年推出了lon(local0penationnetworks)技術,又稱lonworks技術。它得到了眾多計算機廠家、系統集成商、儀器儀表以及軟件公司的大力支持,已經在樓宇自動化、工業自動化、電力系統供配、消防監控、停車場管理等領域獲得廣泛應用。具體地說lonworks具有以下優點:
①網絡結構靈活、組網方便。它支持多種網絡拓撲形式,包括總線型、星型、樹型、自由拓撲型等,這樣可適應復雜的現場環境,方便現場布線;
②支持多種傳輸介質。包括雙絞線、同軸電纜、電力線、光纖、無線射頻等;兩種傳輸速率:78bps和1.25mbps,最大傳輸距離由網絡拓撲形式和傳輸介質決定,一般可從500m到2700m。可接人的節點最多為32385個;
③完善的玨發工具。提供完善的系統開發環境,采用開放的neuronc語言,它是ansic語言的擴展;
④無主的網絡系統。lonworks網絡中各節點的地位相同,網絡管理可設在任一節點處,并可安裝多個網絡管理器;
⑤開發lonworks網絡節點的時間較短,也易于維護。lonworks采用的lontalk協議固化在echelon公司的neuron芯片中,這樣可以節省開發lonworks網絡節點的時間,也方便維護。
同其它現場總線一樣,lonworks也有自身的缺點。首先,lonworks的實時性、處理大量數據的能力有些欠缺;其次,由于lonworks依賴于echelon公司的neuron芯片,所以它的完全開放性也受到一些質疑。盡管lonworks存在一些不足,但是lonworks的fcs還在樓宇自動化領域獲得了廣泛的應用。世界上有2萬多家oem廠商生產lonworks相關產品,其中種類已達3500多種。目前世界上已安裝有500多萬個lonworks節點,lont~k協議也被接納為歐洲centc247、centc205的一部分。自1996年以來,lonworks也開始在國內獲得大量的應用。在建設部的支持下,國內一些研究所和企業開始陸續開發出基于lonworks的樓宇自動化控制系統,并在一些新建智能大廈和建設部智能化小區試點工程中得到應用。
(2)bacnet
bacnet是作為世界上第一個樓宇自動控制網絡的數據通信協議。它代表了智能建筑發展的主流趨勢。bacnet不是軟件或硬件,也不是固件,嚴格地說,bacnet并不是現場總線,而是一種網絡協議,即通信規則。為不同商家產品的系統之間進行信息交流提供平臺和支持。bacnet詳細闡述了系統組成單元相互分享數據實現的途徑、使用的通信介質、可以使用的功能以及信息如何翻譯的全部規則。bacnet采用了etherent、arcnet、ms/tp、ptp、lontalk五種網絡技術進行通信。可根據系統通信是和通信速度選擇不同的網絡技術。相對其它現場總線,bacnet標準最大的優點是可以與etherent、lonworks等網絡進行無縫集成。不過bacnet主要為解決不同廠家的樓宇自控系統相互間的通訊問題設計,并不太適用于智能傳感器、執行器等末端設備。bacnet標準已在全球得到了廣泛的應用,全球生產和經營樓宇設備和樓宇自控設備的主要廠商均支持bacnet標準。bacnet在不到10年的時間內就從一個行業學會標準迅速成為樓宇自控領域中唯一的iso標準。雖然我國是wto和iso成員國,但是bacnet在我國建筑領域中的應用范圍還是相對較小,而且在工程中采用的bacnet產品和技術也基本上全部是從國外引進的,還沒有真正意義上的國產化bacnet相關產品。
(3)can
can總線最初是德國bosch公司為汽車監控控制系統設計提出的,現在它已經成為一種國際標準,在電力、石化、空調、建筑等行業均有應用。can具有以下優點:
①采用8字節的短幀傳送,故傳輸時間短、抗干擾性強:
②具有多種錯誤校驗方式,形成強大的差錯控制能力。而且在嚴重錯誤的情況下,節點會自動離線,避免影響總線上其它節點;
③采用無損壞的仲裁技術;
4can芯片不但價格低而且供應商多。
can缺點是:can總線上最多可掛接110個節點,這不完全能滿足整個智能建筑的需要。不過可以通過利用中繼器進行擴展,相對其它一些現場總線,can總線技術比較簡單,can相關產品的開發費用也遠遠低于其它現場總線技術產品的開發費用。因此,很早國內就有一些企業推出了基于can總線的樓宇自控的相關產品。如獅島、索龍集團開發出了$2000樓宇自控系統。
(4)eib
eib是歐洲安裝總線(europeaninstallationbus)的縮寫。它在1990年被提出,經過十多年的發展,成為歐洲最有影響的建筑智能化現場總線標準,在歐洲得到了進300家廠商的支持。1999年eib被引進中國的智能化建筑領域,并在上海同濟大學建立了eib認證技術培訓中心。在短短的幾年里,國內的會展中心、博物館、辦公大樓、別墅等場所的燈光、窗簾、空調等控制和安防系統方面獲得了廣泛應用,如廈門國際會展中心、大連國貿中心、浙江人民大會堂等。國內的eib項目基本上被abb公司和simens公司所壟斷。
3以太網開始進入樓宇自控領域
以太網發展至今已有20年歷程,作為局域網組網的主要技術,以其簡單、價廉、高帶寬、維護方便以及不斷發展等優點一直在局域網領域中牢牢占據著統治地位。近年來,以太網技術獲得了快速地發展。交換型和全雙功以太網的出現,克服了傳統以太網的共享公共傳輸媒體和半雙功傳輸的弱點,實現了站點獨占傳輸媒體并同時收發數據,也減少了網絡上的數據碰撞。以太網的標準不斷更新和擴展,目前的以太網不僅在物理層(包括拓撲結構、傳輸速率、傳輸媒體),并且在數據鏈路層與原來的傳統以太網標準有了很大的進步,以太網標準系列已擴展成20余個。現在已太網不但由局域網向著接入網和城域網領域發展,同時開始進入工業控制和樓宇自控領域。新的ieee802.3af標準開始對以太網供電作出了規定,它消除了以太網技術進入現場控制領域的一個嚴重障礙。目前,3com、華為、dlink等公司開始提供符合ieee802.3af標準的交換機產品。另外,一些現場總線的協會或組織也開始提出基于其現場總線的開放式以太網標準,即工業以太網標準,如odva(開放devicenet供貨商協會)和ci(contolnet國際組織)的ethernet/ip標準、ff(現場總線基金會)的hse(hig}lspeedethemet,高速以太網)、profibus國際組織的profinet。支持這些工業以太網標準的交換機、網卡等產品也開始出現,如moxa公司的eds-508系列工業以太網交換機(支持ethernet/ip)、北京航天華輝自動化技術有限公司的anybus-sio/100m(支持ethemet/ip和modbus/tcp)等。美國vdc(venturedevelopmentcorp.)調查報告指出,ethemet在工業控制領域中的應用將越來越廣泛,市場占有率將從2000年的ll%增加到2005年的23%。
伴隨著以太網技術在工業控制領域的成功應用,以太網技術也必將越來越多地滲透到樓宇自控領域。目前,以太網多用于基于現場總線的樓宇自控網絡集成到智能建筑中的信息網(如圖l所示),在一些新開發的樓宇自控系統中,以太網直接進入了控制層,如北京樓宇自動化中心開發的基于以太網的enc-2001ip智能建筑測控系統。enc-200lip控制系統的結構如圖2所示。一般的空調、照明等系統通過enc參量控制模塊集成到以太網上;帶有rs232或rs485接口的系統通過網關轉換模塊集成到以太網上;ip電話以及ip攝像機直接連接到以太網上。
在樓宇自控網絡中采用基于現場總線的fcs的優點是:
①可靠性、實時性好。現場總線為工業控制設計
圖1樓宇自控網絡集成到信息網的,有屏蔽、接地與防爆等措施,同時其實時性也比采用csma/cd的以太網的時實性好;
②用戶的投資成本低。現在,開放的現場總線技術已經比較成熟,有很多公司提供的相關產品可供選擇。其缺點是:實現現場總線無縫接人以太網復雜,當多種現場總線共存在一個系統中時,集成起來更復雜,系統的擴展性差。
在樓宇自控網絡中采用以太網的優點是:實現了從管理層(信息網)到現場設備控制層(控制網)的“一網到底”,即實現人們期望的通信協議的兼容和統一;這樣系統擴展起來也比較方便;與智能建筑中其它系統(信息網通信自動化系統和辦公自動化系統)集成起來更加容易。其缺點是:首先,目前開發基于以太網的控制系統產品的難度較大,開發費用和成本相對還是較高,用戶可以選擇的廠商也很有限,壟斷利潤較高,研發成本還沒有被消化,這些都導致產品價格過高。其次,以太網的實時性、可靠性等方面還有待進一步完善。
4結束語
就目前而言,不管是應用在樓宇自控網絡中的基于現場總線的fcs還是以太網,都有其優點和缺點。隨著時間的推移和技術的進步,它們也必將會被進一步完善。據統計,我國目前有從事樓宇自動化業務的企業3000家以上,產品供應商約3000家。另外,隨著我國紹濟的快速發展和人們生活水平的不斷提高,建筑和社區的數字化建設正在興起,fcs和以太網都必將在樓宇自控領域中獲得更廣泛的應用,在今后相當長的時間內,兩者在競爭的同時也將繼續并存。
參考文獻
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隨著人工智能的發展,智能化技術被應用到電氣工程及其自動化中,主要用于控制器以及機器的智能化。智能化技術的應用可以通過故障診斷、智能控制、優化設計、PLD技術這幾方面來描述。
1.1故障診斷
電氣工程設備的工作時間長,難免會發生故障,由于電氣設施故障的非線性、復雜性及不確定性,一旦發生故障,往往需要大量的時間排查故障,效率低、準確率低。而智能化技術能夠有效解決這一問題。在故障發生前,一般儀器會出現一些人們很難發現的預兆,通過實時監測儀器狀態,在出現異常時及時報警并提示故障位置,在故障真正發生前避免故障,能夠在極大程度上減少維修時間。電氣工程中常常通過分析變壓器中滲漏油分解出來的氣體進行故障診斷,確定故障發生的范圍,并通過各種手段逐步縮小范圍,從而確定故障位置并提示派遣人員及時檢修。同時,智能化裝置可以記錄故障問題,為以后的故障診斷提供參考,使故障診斷更加安全可靠。
1.2智能控制
智能控制能夠在很大程度上實現電氣工程及其自動化的控制過程自動化,實現無人化管理和遠程管理,提高管理的高效性。尤其對于一些高危險、高難度的工作,如高壓控制,智能控制是必不可少的。相對于傳統的控制器,智能控制器的靈活性更好,更易調節。傳統的控制器在設置時需要精確考慮控制對象的動態方程,而實際涉及到的控制環境往往很復雜,存在很多不確定因素。但是智能控制不存在這方面問題,因為其在設計時并不涉及控制對象的模型。并且智能化控制器可以根據對響應數據(如魯棒性變化、響應時間、下降時間)的分析隨時調整系統,調整后智能控制器的性能會大大提高,調整的過程并不需要專業人士在場,這樣就減少了大量的人力。以風力發電廠智能化升壓站系統為例。智能化升壓站系統通過對過程層和間隔層設備升級,將一些模擬量和開關量數字化,有效運用光纖設備,實現間隔層和過程層的通信。站控層由系統主機、工作站、VQC等設備組成,是全站監控、管理、調度中心。系統通過智能化控制,自動完成信息的采集、測量、控制、保護等功能,相比于傳統的升壓站系統在效率、有效性等方面有很大的提高。
1.3優化設計
電氣設備的設計工作相當繁瑣,需要綜合運用成套設備、電路、電機與電氣、電磁場、變壓器等學科的知識,并結合過去的設計經驗。傳統的設計方式根據經驗和實驗,手工完成設計,方案的達標率非常低,修改難度大,成本高,產品的開發周期也很長。應用智能化技術能夠有效提高設計產品的質量,縮短開發周期。智能化技術在這方面的應用主要有專家系統和遺傳算法。其中,專家系統依據該領域的專家提供的知識經驗,建立數據庫,在決策前模擬專家決策過程,做出合理決策,該技術比較前沿,目前尚處于研發階段,尚未得到大量應用。遺傳算法是一種借鑒進化論的隨機化搜索方法,被廣泛運用于信號處理、組合優化、自適應控制等領域,在電氣設計產品的優化上性能優越。
1.4PLC技術
PLC(可編程邏輯控制器)具有高可靠性和抗干擾能力,廣泛應用于自動控制領域。在一些大型的電力企業的輔助系統中,PLC已經代替了一般的繼電控制器。PLC技術使用內存,用程序方式存儲控制邏輯,并用半導體電路實現。PLC技術的應用實現了供電系統的自動切換,用軟繼電器取代了實物器件,使供電系統更加安全可靠。并且,它能使用復雜的工作環境,具有良好的發揮性能,穩定性強。
2.智能化技術在電氣工程及其自動化中的應用前景
2.1優勢分析
智能化技術在電氣工程及其自動化中相比于傳統的控制系統有巨大優勢。傳統的自動控制系統需要建立控制模型,運用數學方法分析,建立動態方程,但由于系統的復雜性,在實際應用中往往會出現無法預料的問題,很難達到預期的效果。智能化系統可以從根本避免不可控因素,提高工作的效率。智能化技術可以實時監控系統,通過監測響應時間、下降時間等對系統進行實時調節,使系統性能大大提高。因此,智能化系統比傳統的控制器更能適應實際工作環境。另外,智能化技術擁有很強的一致性。在輸入不同的數據時具有同樣可靠的估計能力,有廣泛的適用性。
2.2性能方向
速度、精度及效率是電氣工程及其自動化的關鍵指標。在電力系統中采用智能高速處理器芯片,同時采用交流數字伺服系統,能夠改善電力系統的動態特性和靜態特性,提高系統的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系統和數控系統這兩個方面。對于群控系系統,必須按照生產流程的具體要求設計系統,使系統能夠發揮最大的作用,完成信息流和物料流的動態調控。對于數控系統,其強大的可裁剪性和覆蓋面可以滿足客戶的具體要求。
2.3功能方向
在功能方向上,主要包括設計用戶圖形界面、可視化計算、多媒體技術方面的發展。目前的操作系統一般都采用圖形界面,具有良好的人機交互性。在智能化系統中采用圖形化界面,通過窗口和菜單實現編程、圖像顯示、圖像模擬、仿真等功能,能夠降低操作者的門檻,方便非專業人士操作。通過可視化技術,信息的表達不再是呆板的文字和數據。將數據轉化成圖表,能方便操作者分析數據,也可以高效地處理和解釋數據。同時,采用無圖紙設計、虛擬樣機技術等技術,將可視化和虛擬環境相結合,能夠更加有效地提高產品質量、縮短產品開發周期。多媒體技術一般是將聲音、文字、圖像、視頻等融合在一起傳輸,如果將多媒體技術應用于智能化系統,可以更加綜合化、智能化地處理信息,能帶來很大的經濟效益。
2.4體系結構
通過集成化、模塊化、網絡化實現智能化技術在體系結構方面的發展和完善。可以使用高集成度的處理器、大規模集成電路FPGA、CPLD等提高軟硬件運行速度。器件的高度集成化能夠提高電路密度,減小器件體積,更加方便安裝和使用。將智能化技術模塊化,各模塊之間通過接口通信,這樣有助于技術的標準化和集成,也可以運用模塊的增減將智能化產品分級別銷售。將智能化系統聯網使得人們能夠對系統進行遠程監控,隨時掌握系統狀況,使電氣工程的控制不受地域限制。也可以實現在一臺設備上控制其他設備,進行編程等操作。對于較小的電力系統,遠程控制能夠節約電纜的增加數,材料以及安裝費用,并且可靠性高、靈活性強;但是在通訊量大的系統中遠程控制會比較困難。
3.結語
我國的工業發展比較迅速,伴隨著工業的發展,焊接技術也表現出了時代性的特征。由于人口的增加和社會需求的增加,鍋爐壓力容器的制造水平也獲得提升。在焊接自動化技術的應用中,具有代表性的一種叫做膜式壁焊機。該設備主要有氣體保護焊和埋弧焊兩種工藝。在起初的階段,我國由于技術不純熟,因此依賴于進口。后續的研究成功后,便開始應用自己生產的設備。從現有的應用來看,哈爾濱鍋爐廠、東方鍋爐廠等,主要是運用膜式壁焊機中的氣體保護焊;而上海鍋爐廠、武漢鍋爐廠等主要運用埋弧焊工藝。氣體保護焊屬于比較簡單的焊接自動化工藝,現有的應用范圍不是很大,但其穩定性和安全性較高,因此北方運用較多。埋弧焊屬于高端一些的焊接自動化技術,同時效率較高,但由于在自動化方面融入的元素不是很多,因此需要在一定程度上增加人工操作,日后的提升空間較大。
2直管接長焊機
鍋爐壓力容器所要承受的壓力是非常大的,僅僅憑借膜式壁焊機,并不能長久的滿足要求。為此,技術人員通過長期的調查和研究,制定了全新的焊接自動化技術——直管接長焊機。該焊機的優勢在于,其擁有的自動化程度較高,能夠滿足日常焊接中的較多工作,即便是應對一些技術性較強的焊接,也沒有表現出較多的問題,總體上的滿意度較高。比如說武漢鍋爐廠就與美國的阿爾斯通展開了合作,引進了管子預處理線,該線包括管子定長切斷、管端數控倒角機、管端內外磨光機、管內清理機等先進的設備和裝置,采用了PLC自動化控制技術,實現了自動化生產。在所有的設備當中,管端數控倒角機是一個非常重要的設備,這一設備利用旋轉及軸向進刀的過程中,可以根據管子的規格及要求編制相應的切削程序,快速、標準、優質的切割出各種坡口。由此可見,直管接長焊接的功能性較多,日后可以在鍋爐壓力容器制造中推廣應用。
3馬鞍形焊機
鍋爐壓力容器在現階段的應用中,常常是為了滿足一些特殊要求而設定的,為此,僅憑上述的兩項技術,依然沒有完全的滿足需求。經過探究,技術人員還研制出了一種名為馬鞍形焊機的設備。該設備能夠應對較多的特殊形狀或者是特殊功能的鍋爐壓力容器。第一,該焊接技術,利用數控技術建立數學模型,保證設備的形狀和具體功能不會發生偏差。第二,主管與焊槍的同步運用,使得焊接的效率和質量穩步提升,并且有效的解決了兩直徑相近的相關結構焊接質量問題,總體上的焊接效果比較理想。在今后的工作中,可將上述的三種焊接技術,廣泛應用與鍋爐壓力容器制造中,并深入研究,健全技術體系和應用方式,創造更多的效益。
4結語
我國自上世紀90年代就已經開始對教師流動問題高度關注,1996年教育部出臺了《關于“九五”期間加強中小學教師隊伍建設的意見》,其中明確提出:要積極進行教師定期交流。打破在教師使用方面的單位所有制和地區所有制,促進中小學教師在學校和地區之間的交流。要建立教師流動的有效機制,采取切實的政策措施,鼓勵教師從城市到農村,從強校到薄弱學校任教。通過實行教師定期交流,促進教育系統內部人力資源的合理配置,加強薄弱學校的建設與發展,緩解農村邊遠地區中小學對教師的需求。2010年《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》中明確提出:“建立健全義務教育學校教師和校長流動機制”,這意味著教師流動機制的建立在我國邁出實質性步伐的時機已經成熟。不合理的教師流動是困擾教師隊伍建設的一大難題,良性的教師流動是實現城鄉教育一體化的重要組成部分。在城鄉教育一體化政策背景下,教師流動機制如何建立,已成為我國教育發展迫切需要解決的一項重要任務。
當前城鄉教師流動的實踐困境及其解析
當前城鄉教師流動可分為兩個方面,一是城市教師向農村流動,二是農村教師向城市流動。對于城鄉教師的這兩種流動方式,筆者對寧夏不同地區的部分城鄉學校進行了實地調研,通過與這些學校的教師、管理者以及教育行政部門負責人進行調查和座談,發現在實踐操作和現實效果上,這兩種流動方式都存在著一些問題,都不同程度地陷入了難以擺脫的困境。(一)城市教師向農村流動的困境城市教師向農村學校流動是以特殊政策為主導進行的,主要有兩種方式:一是短期性的,如輪崗、支教、掛職等短期的政策性措施。二是較長期的,以特崗教師為代表。這兩種城市教師向農村學校流動的方式,在一定程度上緩解了城鄉師資失衡的矛盾,部分地促進了城鄉教師資源的均衡,但就整體而言,其在實施過程中效果有限,且不可避免地出現了一些問題。短期性流動方面存在的問題主要有:首先,從教師方面看,被流動到農村的教師很多都是為了獲取某種利益而被迫流動,從調查結果看,這些流動到農村的教師,大多并非出自內心的需要去幫助農村學校,而是因為教育行政部門把到農村學校進行一定時期的任教與教師個人職稱評定掛鉤,迫使教師向農村學校流動,其結果是這部分教師把到農村任教看作是敷衍應付的差事。調查結果還顯示,大部分流動到農村的教師無歸屬感和幸福感,無法真正融入到農村學校中去,認為自己是編外人員,是“客人”,只管上課,對學校的其它事情不敢也不愿發表見解。調查還發現,流動到農村的城市教師面臨著家庭生活的極大困難,城市教師交流到交通不便的農村,很難照顧家人和孩子,無法安心在農村執教。其次,從派出學校來看,有相當部分城市學校因為害怕自己學校教學質量會受影響,在選派教師方面重形式輕質量,只做表面文章。調查結果顯示,一些城市學校總是想方設法把真正優秀的教師留下,而將教學水平一般或閑置人員交流到農村學校,甚至有的學校用按人頭排序的辦法來確定要流動的教師。調查結果還顯示,對于流動到農村去的教師,派出學校在流動期間一般是不管不問,認為既然該教師不在崗,就無法也無需對其進行考核。第三,從農村接受學校來看,對從城市流動來的教師很難管理。調查表明,農村學校認為這些城市來的教師是來幫扶的,自然是優秀的,而且又是短期在農村執教,不能和本校教師一樣進行管理,而采取順其自然的態度。調查還發現,交流到農村的城市教師的衣食住行,已經成為農村學校的一項負擔,并且派到農村的教師都是短期執教,教師更換頻繁,使學生難以適應,教學效果并不理想。特崗教師是一種較為長期性的向農村學校進行教師流動的措施。特崗教師政策的實施給農村教育注入了新的活力,但卻無法從根本上解決農村師資短缺和師資質量問題。雖然在數量上,特崗教師暫時緩解了農村教師不足的問題,但特崗教師的質量卻令人堪憂。在調查的157名特崗教師中,非師范畢業生竟有87名之多,占總人數的55%,本科學歷的僅有37名,占總人數的23%,非師范生充斥,學歷層次整體不高,教育教學質量難以保障。更令人揪心的是,特崗教師隊伍極其不穩定,在調查的157名特崗教師中,有143名表達了在任期內有離職的可能性。而且,農村的特崗教師在滿三年服務期后,絕大部分都想方設法調離農村,在訪談中,一位農村校長不無感慨地說道:我們學校就是特崗教師培訓基地,辛辛苦苦培養三年,結果都調到城市學校成了那里的骨干,去年到期的14名特崗教師,只有一人留了下來。(二)農村教師向城市流動的困境農村教師向城市流動大致有兩種,一是政策性的流動,二是市場性的流動。政策性的流動是教育行政部門以政策的形式從農村選拔優秀教師到城市任教,選調政策是一種常見的選拔方式。對寧夏不同地區15位農村學校校長的訪談中發現,教育行政部門定期選調農村教師到城市是目前農村優秀教師流失的主要途徑。一位校長談到,學校經過多年培養,打造出了物理、英語兩個較強的學科,不料去年縣里把這兩個學科最優秀的教師全部選調走,不但造成這兩個學科教師的突然短缺,而且使這兩個學科出現了巨大滑坡,至今難以彌補,數年的辛勞毀于一旦。有校長指出,縣里為了集中辦一兩所優質學校,三年內將本校業務強、潛力大的老師幾乎全部選調走,使本來就缺乏優秀教師的農村學校更是“雪上加霜”。政策性地從農村選調優秀教師進城,雖然能為部分優秀教師進城發展提供了機會,但卻人為地加大了城鄉教育差距,加重了城鄉教育的不均衡,嚴重損害了教育公平。一位農村校長不無感慨地說,培養一位農村優秀教師需要付出很大的成本,但卻被選調到城市中去,這極大地傷害了農村學校和農村孩子的感情。隨著教師聘任制的實施,市場化機制在教師資源配置中的作用日益突出,市場性流動也成為農村教師向城市流動的一種重要方式。市場性流動以趨利為根本原則,由于農村教育教學條件和生活條件較差,市場性驅動的城鄉教師流動只能是農村教師向城市進行單項流動,流動到城市的大多是學歷高、工作能力強的農村優秀青年骨干教師。一位校長在訪談中談到,我們現在不敢讓學校的優秀教師參加縣市的公開課,因為一些城市學校的校長經常在公開課上發現優秀的教師后,直接把這些老師帶走。市場性流動還帶來了教師的隱性流動需求,即受利益的誘惑,隨時可能找機會流向城市的教師,據對15所農村學校的調查顯示,這些學校最低有56%、最高有87%、平均為74%的教師有流動到城市的傾向。市場性流動直接威脅到農村教師隊伍的穩定,造成了農村教育教學質量的滑坡,嚴重制約了農村教育的發展。
城鄉教育一體化的教師流動目標定位
現實操作中的困境并不在于操作本身,而是有著更加深層的教師合理流動機制問題,困境的突破也不是某些權宜之計的對策措施所能從根本上奏效,需要的是具有系統性、規范性、制度化的長效解決機制,城鄉教育一體化戰略的提出為教師流動走出困境帶來了契機。目標是使命、依據和指南,明確目標是城鄉教育一體化的教師流動合理機制建構的前提,也是實現城鄉教師合理流動的基本出發點和最終歸屬。“城鄉教育一體化的目標是實現城鄉教育公平”,[1]教育公平也就成為教師流動的首要目標。教育公平包括起點公平、過程公平、結果公平、平等性公平、差異性公平等,由于城鄉師資的差距歸根結底是師資質量上的差距,而師資質量表現的是一種結果差距,因此城鄉教師流動所追求的公平就是一種結果公平。由此,城鄉一體化的教師流動目標首要的就是師資質量公平。但是,師資質量公平并不意味著將城鄉教師質量絕對等同化,達致城鄉師資絕對公平。因為師資質量公平還要以效率為前提,受到效率的限制,故城鄉師資質量公平只能是一種差異性公平,是效率基礎上的公平。效率在這個意義上也就成為教師流動的另一目標。由此,城鄉一體化的教師流動目標可定位為公平優先兼顧效率。城鄉一體化的教師流動目標之下,還要處理好個體價值和社會價值的矛盾。個體價值是指在城鄉教師流動中要充分尊重教師個體的流動選擇,為教師個體追求更好地生存和發展需要提供條件和機會。社會價值是指城鄉教師流動必須以滿足整個城鄉教育均衡發展的需要和對整個城鄉教育進步的促進。社會價值是以城鄉教育整體發展的長遠利益為出發點,它要求教師流動要服從城鄉教育的整體發展與進步的需要。個體價值具有個人性和現實性的特點,教師個體流動主要以能否滿足個人切身需要和體現自己生存意義作為選擇。在城鄉教育條件仍存在較大差距的情況下,教師流動就不可避免地會出現社會價值和個體價值的矛盾,個體價值必然會導致農村優秀教師選擇向城市流動,社會價值又要求優秀教師向農村流動。盡管從長遠看,社會價值的實現有助于個體價值的最終實現,但從局部和暫時來看,教師流動的個體價值和社會價值就會出現不協調甚至相悖的現象。因此城鄉一體化的教師流動機制的建立就需要協調、兼顧和融通教師流動的個體價值和社會價值,以社會價值主導,實現城鄉教育的均衡發展,同時又要積極找尋社會價值和個體價值的結合點,充分發揮教師個人的積極性、主動性和創造性,為教師個體價值的實現提供良好的條件和機會。
關鍵詞:高職院校;電氣自動化;校企文化融合;異同;意義;方法和措施
中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)26-0183-02
高職院校專業文化建設是專業建設的主要內容之一。高職院校電氣自動化技術專業專業文化建設還需要進一步探索和改革。在電氣自動化技術專業的專業文化建設中,將電氣自動化技術專業的專業文化與電氣自動化企業的企業文化進行融合,是指在電氣自動化技術專業的專業文化建設中, 圍繞此專業的培養目標,將電氣自動化企業的企業文化融入電氣自動化技術專業的專業文化建設之中,將企業文化的價值觀念、管理制度和方式方法與專業文化建設相融合,營造職場化的教學氛圍,從而建設有特色的專業文化體系,形成此專業所特有的精神風貌和行為規范。
1 電氣自動化技術專業專業文化與企業文化的異同
高職院校校園文化與企業文化之間有很大差異,而電氣自動化技術專業的專業文化與企業文化的差異尤為突出。
高職院校重在教育,企業重在管理,在精神文化、管理文化、物資條件建設等方面,校園文化與企業文化存在各自的特點和規律。校園文化重在培養人格中的主體意識,多以終極價值關懷為核心的人文精神文化。企業文化更多的是對員工群體的規范、整合、凝聚和激勵,通過文化的力量形成一種行為準則、價值觀念、道德規范。企業的盈利性和社會責任,要求其在追求利潤的同時,必須加強可持續發展的企業文化建設。兩種文化的相對獨立、缺少交流形成專業文化與企業文化的顯著差異。
高職院校校園環境主要從教書育人的需要出發,環境優美、整潔、舒適。校園文化崇尚個性發展,不同同學行為差異大。校園管理制度重在引導、教育,在校學習行為往往是老師安排好的,老師講授、示范,指導如何做。在校學習,允許錯誤,再糾正錯誤,60分過關。
而企業園區為了生產需要,更注重高效、安全。企業文化強調合作、團隊精神和行為規范,企業管理制度重在嚴格、規范、標準、可執行,常常使用獎金、福利、處罰等等手段。比如行為時間統一、動作劃一,走路靠右行,物品擺放整齊,甚至宿舍鞋子等等都要放在規定的圈圈里,否則會被罰款。對于工作任務,大多是給出要求或目標,員工自己或協作,想方設法去完成。對于產品質量,要求六西格瑪,最好100%無差錯。
電氣自動化技術專業文化與企業文化之間具有較大的差異。
電氣自動化企業擁有眾多的電氣自動化先進設施,其工作流程特殊,高技術、高危險。對勞動者的要求不同于其他專業。電氣自動化企業要求員工具有過硬的人文素質與職業素質,敬業精神、愛崗敬業、團隊合作、基本功扎實,有突出的專業特長。電氣自動化企業要求員工了解企業生產流程,具備實戰能力。有較強的合作精神。企業非常強調員工的團隊合作能力和溝通能力。
不僅電氣自動化技術專業的專業能力要求特殊,更強調敬業精神、嚴格執行規章制度、注重安全規程、團隊協作能力以及創造力。要求有強烈的敬業精神、團隊合作、學習能力、解決實際問題的能力更為重視。同時必須掌握新知識、新技術、新工藝,具有一定的拓展能力。
高職學生就業前接觸企業文化的途徑還不充分。媒體、短工、傳聞、參觀實習、課堂、父母兄長等是他們的主要了解途徑。進入企業工作之后,對企業文化需要一定時間的不適應。這不利于專業教學質量的提高。由于在校的寬松環境、所學知識與企業實際脫節等,學生就業后感覺工作壓力大、工作枯燥乏味、企業人際關系難處、工作時間太長等。對工作的心理期望值過高、工作缺乏主動性、缺少敬業精神。
因此,在電氣自動化技術專業教學中,要實現專業文化與企業文化融合,實現兩種文化對接,增強高職畢業生崗位適應能力。
2 電氣自動化技術專業專業文化與企業文化融合的意義
將電氣自動化技術專業的專業文化與電氣自動化企業的企業文化進行融合,從而建設有特色的專業文化體系,對于本專業建設有十分重要的意義。
(1)將電氣自動化企業的企業文化與本專業文化相融合,可以凸顯本專業的專業特色,建設有特色的專業文化體系,提高專業競爭力,有助于實現本專業可持續發展;
(2)有利于本專業學生專業知識和技能的學習,有利于學生個性發展;
(3)有利于本專業學生的專業價值觀、專業意識、專業氣質的形成;
(4)有利于本專業學生盡快熟悉、適應企業文化,學生學會處理企業人際關系,使畢業生工作后能迅速融入企業文化環境中,盡快在工作崗位上發揮作用;
(5)有利于本專業學生熟悉企業工作制度、工作流程、工作環境、規章制度,適應企業工作節奏,引導和規范學生的思想行為,使學生養成自覺遵守企業規章制度的習慣;
(6)有利于提高本專業學生工作主動性和敬業精神,培養學生良好的職業素養,促進學生綜合素質的全面提升,增強學生崗位適應能力,利于他們未來的職業發展;
(7)使本專業學生未來具備參與企業文化建設的素質與能力,成為未來推動企業建設和發展的中堅力量;
(8)有利于推進“雙師”型的教學隊伍的建設,引導教師樹立服務地方經濟的理念,提高教師的教科研能力;
總之,將電氣自動化企業的企業文化與專業文化相融合,有利于學生成人成才,培養高職學生良好職業素養,提升學生職業綜合能力;
3 電氣自動化技術專業的專業文化建設的校企文化融合的方法和措施
在校園整體文化建設的框架下,重視各個方面之間的有機聯系,構建電氣自動化技術專業的有特色的專業文化體系,在人才培養的各個環節中深化本專業校企文化融合。廣泛的專業文化校企融合,要從培養目標、課程體系到學生的專業素質、行為習慣等都要滿足企業的要求。我們采用多種方式方法進行研究。在研究傳統校園文化的同時,將電氣自動化企業的企業文化與傳統校園文化比對研究。比如,通過網上查找、到電氣自動化企業拜訪、調研、鼓勵教師到電氣自動化企業頂崗學習來研究電氣自動化企業文化;與友好電氣自動化企業建立合作關系,開展友好交流合作;吸納企業中一些具有豐富實踐經驗的技術人員參與專業文化建設;請企業專家參與教學改革,優化課程設置,更新教學內容;研究兄弟院校電氣自動化技術專業專業文化建設成就等等;深入研究電氣自動化技術專業校企文化融合方式方法和內容。
(1)建立健全電氣自動化技術專業教學管理制度,為電氣自動化技術專業校企文化融合提供保證。研究電氣自動化企業的各項規章制度,融入到本專業教學管理制度之中。在培養學生的職業道德、職業責任、職業紀律、職業技能等方面形成運作、發展機制。培養與企業員工相同的行為規范,督促學生遵規守紀、遵守按章操作,養成良好的職業意識和職業行為習慣;
(2)為了有效提高電氣自動化技術專業教學效果,保證專業可持續發展,使學生能夠更好地適應未來工作崗位,采用工學結合、“做、學、教”一體化的教學模式。模仿企業工作過程和環境,營造電氣自動化企業仿真教學氛圍,開展“做、學、教”一體化的教學。將學習過程與生產運作過程結合起來,使學生工學結合,在體驗企業工作過程、學習專業知識和技能的同時,提高學生的學習興趣,培養優秀的職業素質。
(3)注重用電氣自動化企業的企業文化熏陶學生,給學生營造一種職場的環境,使學生處處感受到企業文化的熏陶。從新生入學起,循序漸進安排,積極宣傳企業文化;從教室、實訓場、課程內容等等各個方面展現電氣自動化企業文化;加強專業網站校園網建設,通過網上咨詢、微博、組建聊天群等形式讓學生熟悉企業文化;布置專業發展歷史展、專業技術能手展、專業新技術展、專業新工藝展等,宣傳專業文化歷史,建設專業特色的文化環境;根據本專業對應的職業崗位特點,在實訓場所懸掛生產流程、安全規程、操作流程、電氣自動化行業企業精神等,營造企業氛圍;根據專業理念,發掘師生創意潛力,設計勵志格言、專業格言。使學生在潛移默化中體會和感悟專業精神,充分得到專業文化熏陶。
(4)走出去,請進來。不定期組織學生走進企業去感受企業文化,假期、期中短期組織學生到電氣自動化企業參觀、實習、實訓;定期邀請電氣自動化企業專家對學生進行企業文化教育,指導學生學習電氣自動化企業操作技能和規范;加強教師的培訓學習,選派教師到企業工作學習企業文化和專業技能,定期組織教師和學生到企業中頂崗實習,使教師具備雙師素質,在教學中能夠靈活的用企業文化熏陶學生;
(5)模仿電氣自動化企業操作工作流程,在培養學生崗位技能的同時,使學生感受企業文化、適應企業文化,提高自身文化素養。重過程控制,形成良性循環。比如,掛工作流程、掛工藝卡、打卡制度、唱票制度、入實訓室登記制度、過程記錄制度、穿工裝、戴安全帽。
(6)引入國際質量認證體系,進行規范的專業教學管理。日常工作必須依文件要求執行,并留下可追溯性記錄,強調過程管理及過程控制。
(7)由于電氣自動化技術專業的特點,單靠學校自身建設一時難以滿足教學需求,為此,采取走出去、請進來的方式,在校外與企業聯合,建立校外實訓基地;在校內,除了院校自我建設之外,引進企業資金和設備建設實訓場地。建設“廠中校”、“校中廠”實踐模式。在加強校內實訓場地和實訓課程建設的同時,加強校外實訓基地的建設。也可以采用訂單培養、定點培養、定點就業方式探索人才培養新形式,深化校企文化融合,實現雙贏。
(8)開展廣泛的課外活動。高職學生學習基礎較差,缺乏良好的學習習慣和學習自覺性,按部就班的課堂教學顯得枯燥乏味,會大大地降低教學質量。廣泛開展課外活動可以充分調動學生學習的積極性和主動性。這就需要建立學校、班級、社團活動等多層次、全方位、立體化的校園文化體系,比如組建專業協會、舉辦各類技能大賽,促進學生提高專業技能的同時,接受企業文化熏陶。
電氣自動化技術專業的校企文化建設,要物質、職業、精神等多層面進行建設。要吸取優秀企業的核心價值觀,例如,團隊合作精神、客戶至上理念、激勵與創新理念、“零”缺陷理念等,與專業文化深度融合。
4 結束語
電氣自動化技術專業文化校企融合,是專業建設的重要部分。要以社會主義核心價值觀為指導進行專業文化建設。通過合理的取舍、提煉和升華,形成有特色的電氣自動化技術專業文化,促進高職學生專業知識和技能的學習,產生積極的情感和職業意識,成長為社會主義的創新型技能型人才。
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