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關鍵詞：ED-2000自動化生產線 機械 電氣控制
中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）04（b）-0163-02
我國高等職業學院培養目標《教育部關于加強高職高專教育人才培養工作的意見》指出：“高職高專教育是我國高等教育的重要組成部分，培養擁護黨的基本路線，適應生產、建設、管理、服務第一線需要的，德、智、體、美等方面全面發展的高等技術應用性專門人才。”
為了適應專業技術發展的要求，國家對高等職業院校的硬件建設投入了巨大的財力，然而目前各種先進設備更新很快，有的甚至3～5年就更新一代，有的學院實訓用設備利用率較低，如何保證學生既學習了專業知識技能又充分利用實訓用設備是非常重要的。
我院于2008年引進了北京杰創永恒科技有限公司生產的“ED-2000自動化生產線”作為機械與自動化專業學生的綜合實訓設備，本系統選用可編程序控制器（PLC）作為主要控制手段。控制功能是通過3個氣缸、一個直流電機產生推進和搖臂動作依次完成工件的傳送來實現的。為確保系統的運行可靠，在系統的初始位置裝設有光電傳感器用于檢測工件，另在每個氣缸和搖臂電機的原位和到位處均裝有接近開關或微動開關，以保障執行機構動作的準確性。
對于這條生產線，相比于其它高職院校的自動化生產線，機械零件過于小巧、學生易損壞，設備陳舊、不符合近年國家或北京市職業院校機電設備相關知識比賽規定，但是，它卻包括了典型的機械部分和電氣控制部分，不管專業技術如何發展，其基本機械和控制原理本質上是不變的，因此我們增改實訓內容，調整學生實訓時間，加強設備的利用率，全面提高學生的職業技能。
2012―2013學年，我院為機械制造與自動化專業學生安排了專業綜合實訓，利用ED-2000自動化生產線，我們圓滿完成了教學任務，實訓內容具體安排如以下幾點。
1 觀察生產線
為了培養學生對ED-2000自動化生產線的認識，首先讓學生觀察其外形，教師演示其完成的工作過程，然后讓學生寫出其工作情況。
2 學習機械部分
學生每4人分成1組，每組發一個電工工具箱和整理箱，首先學生把生產線上各零部件貼上標號后，讓學生拆散此生產線機械零部件，然后每組學生組長繪制本生產線的裝配機械工程圖紙，組員1和2繪制不同典型機械零部件的三視圖，組員3進行生產線中用到的典型機械零件制造與加工分析。
這樣，學生在機械識圖與繪圖、機械零件裝配、機械制造與加工方面的知識得到了綜合訓練。盡管設備陳舊小巧，實訓過程中各位學生分工明確，責任具體，因此學生在學習時損壞機械零部件的現象很少。
最后，每組學生齊心協力重新把生產線組裝完好后教師才驗收各組學習情況，教師再給予相應分的學習成績。
3 學習控制部分
本系統控制區裝有開關組件、PLC組件、按鈕盒組件、穩壓電源組件、繼電器組件和輸入/輸出端子板組件等。鋁合金板的三面裝設走線槽。傳感器、電磁閥、直流電機、按鈕盒、指示燈等設備的信號導線均通過走線槽后經輸入、輸出端子板與PLC的端子連接。
按鈕盒裝有發出系統操作命令的啟動按鈕、停止按鈕、復位按鈕和急停按鈕，另有一轉換開關用于系統運行方式的選擇，可選擇連續、單周期和步進三種不同的運行工況。燈塔上裝有紅黃綠三節燈具用于表示系統的當前運行狀態。
電源系統將AC220V供電直接引入斷路器，再通過電源端子板分配電源，一路送至PLC供電，另一路送至穩壓電源。穩壓電源輸出的DC24V電源經負載電源開關送至輸出端子板作為負載的供電。系統中各傳感器的供電由PLC內部的DC24V電源提供。
氣源系統經氣路總開關和調節過濾減壓閥后將供氣送至電磁閥組，再從各電磁閥直接送至對應的氣缸用氣。
學生能夠完成以下任務。
（1）畫出電氣控制電路圖，完成電氣控制系統安裝調試。
（2）氣動控制元件的認識與調試。
（3）檢測與傳感裝置元件的認識與安裝調試。
（4）氣動與電動執行機構的認識與安裝調試。
（5）PLC的編程與安裝調試。
（6）系統故障的分析與排除。
這樣，學生重新認識和訓練了傳感器、電磁閥、直流電機、按鈕、指示燈、可編程序控制器等設備元件，經過以上6個任務的完成，掌握了調試控制元器件的常用方法，能夠排除常見控制部分故障，對電氣控制的知識能夠進行綜合靈活運用。
4 學習效果分析
機械制造與自動化專業綜合實訓的目的是學生把所學的機械、電氣等知識有機結合起來，實現與相關企業技術進行零距離接觸。我們通過此次的綜合實訓，學生上交學習資料有：（1）繪制ED-2000自動化生產線裝配三視圖、擺臂組件三視圖、電動機組件三視圖、雙氣缸組件三視圖、導向管組件三視圖、滑道組件三視圖、單氣缸組件三視圖。（2）畫出控制系統氣路連接圖、電源系統及安裝接線圖、PLC電氣原理接線圖、控制盒電氣安裝接線圖、傳感器電氣安裝接線圖、電磁閥控制電氣原理及安裝接線圖、搖臂電機控制電氣原理及安裝接線圖、輸入輸出端子板出線圖、控制系統功能圖、PLC電氣安裝接線圖。（3）寫出生產線的工作情況、編寫PLC控制程序、寫出實訓總結；學生現場完成的工作有：①機械零部件的拆卸。②機械零部件的裝配。③氣動控制元件、檢測與傳感裝置元件安裝調試。④氣動與電動執行機構安裝調試。⑤PLC編程與安裝調試。⑥系統故障排除。
另外，以小組為單位進行實習，培養了學生團隊協作的能力。眾所周知，一個企業的生存和發展不是靠一個人維持的，任何工作崗位都有一定的職業要求，每個成員只是團隊中的一份子，根據學生的特點，讓其在小組中完成一定的任務，這樣為以后的職業生涯打下了良好的基礎。考核方式按下表進行。
通過考核，本次實訓學生的優秀率為30%，及格率為100%。經過驗收，實訓結束后每組硬件完好，沒有損壞和丟失零部件的現象。
5 結論
隨著經濟的高速發展，中國的各類物質得到極大的豐富，特別是專業技術較強的生產設備，生產廠家多、設備更新快，作為職業院校的專業教學，重點在于教會學生學習思維方法和動手實踐方法，我們建議不要盲目注重先進設備的購置，應充分利用現有設備，全面提高學生職業技能。
參考文獻
關鍵詞：實訓教學 項目教學法 模擬排故機床
一、項目教學法介紹
1.理論基礎
眾所周知，德國的職業教育在全世界處于領頭羊的地位。2003年7月德國聯邦職教所制定了“以行動為導向”的項目教學法，隨即在全世界范圍內迅速推廣蔓延，引起一場職業教育的“革命”。它的核心追求是：不再把教師掌握的現成知識技能傳遞給學生作為追求的目標，或者說不是簡單的讓學生按照教師的安排和講授去得到一個結果，而是在教師的指導下，學生去尋找得到這個結果的途徑，最終得到這個結果，并進行展示和自我評價，學習的重點在學習過程而非學習結果，強調學生在這個過程中各種能力的鍛煉。教師已經不是教學中的主導者，而是起著引導、指導和監督的作用，學生則占據了主體地位。
2.基本含義
所謂項目教學法，是指將傳統的學科體系中的知識內容轉化為若干個教學項目，圍繞著項目組織和展開教學，使學生直接參與項目完成全過程的一種教學方法。具體一點說，就是將某門專業課程按類別分為若干技術或技能單元，每個技術或技能單元作為一個教學項目，實行理論、實踐一體化的單元式教學，每個單元教學都以應用該項技術或技能完成一個作業來結束，并進行下一個項目的教學。簡言之，項目教學就是師生為完成某一具體的工作任務而展開的教學行動，強化“怎么干”“怎么才能干得更好”，淡化“是什么”和“為什么”。
3.實施步驟
項目教學法一般可按照下面五個步驟進行：
（1）確定項目名稱：首先由教師布置項目，并且解釋項目含義；然后學生在教師的幫助下理解項目，知道自己要做什么，要學習的是哪方面的知識，練習的是哪方面的技能；最后要達到什么樣的目標。
（2）學生制訂計劃：學生成立項目小組，制訂工作計劃，進行合理分工，確定工作步驟和程序；教師評估計劃的可實施性，做適當提示，以便改進。
（3）實施階段：學生根據計劃完成自己的任務，并及時向教師匯報完成的進度；教師則觀察、記錄、答疑、指導。
（4）檢查階段：學生自行檢查項目結果是否達到預期的要求。
（5）總結評價階段：小組成員先自我評價，各組再實現互評，交流心得；教師對學生在整個過程中的表現予以評價，對于學生在制作過程中出現的問題要給予及時糾正，目的是使學生通過項目的完成，提高自己的理論知識水平和操作技能水平。
二、項目教學法在學校維修電工實訓教學中的實施過程
1.實施背景
學校在調研和吸取兄弟學校的經驗之后，研究決定在機電應用設計專業中率先實行“項目教學法”教學。并且學校成立課題小組，校長親自任課題組長，電工教研組負責具體落實，選定一個有40名學生的機電一體化專業班，選擇5名雙師型教師擔任指導老師，分三個階段來實行。
2.時間安排
（1）2010.9―2012.9（第一階段）：項目課題的調研工作，確定項目名稱和設計方案。
（2）2012.9―2013.9（第二階段）：普通車床、搖臂鉆床、平面磨床、臥式鏜床、萬能銑床、橋式起重機床六個維修電工模擬排故實訓臺項目的研發制作。
3.實施步驟
（1）第一階段：課題組成員先在浙江、江蘇等地部分中職學校的維修電工實訓教學中進行調研，學習和借鑒他們的項目教學法實施的成功經驗，然后針對本校的實際情況，確定項目名稱和具體實施方案。
（2）第二階段：
①教師布置項目任務：模擬普通車床、搖臂鉆床、平面磨床、臥式鏜床、萬能銑床、橋式起重機床維修電工排故實訓臺的制作。
②成立項目小組：由3名教學經驗豐富的“雙師型”教師、30名學生組成：分成6個項目小組，5名學生為一組、每2組配備1名指導教師，分別完成6種模擬排故機床的制作。
③實施階段：教師給出各機床電氣原理圖；各組組員進行具體分工：1名學生負責模擬機床外框設計，2名學生負責機床原理圖、安裝圖的繪制、排版、打印，2名學生負責機床電路所需電器元件及材料的購買，5名學生都參與電路的安裝和調試。
④學生分組展開制作，教師做指導、記錄。
⑤評價總結：6個小組先自評，再實行小組互評，然后由指導教師分別做總結，填寫評價表，給出成績。
⑥評價總結：2個小組自評，再實行小組互評，指導教師分別做總結，填寫評價表，給出成績。
4.評價總結
我們制定了一張項目教學法評價表，作為學生在完成一個項目后評分的依據。
三、項目教學法的實施
項目名稱：X62萬能銑床模擬排故實訓臺
小組成員：楊鑫、王曉平、趙海杰、于洋、李愷強
指導教師：胡建華
1.項目設計目標
（1）參考相關資料，對萬能銑床模擬排故實訓臺進行外框架和安裝圖的設計。
（2）在教師的指導下讀懂電氣原理圖，然后進行安裝接線。
（3）根據指導教師要求，設置線路故障。
（4）完成萬能銑床的通電試車調試和故障模擬調試。
（5）填寫項目評估表。
2.項目設計
（1）電源設計。采用三相四線制電源：電壓380V±10%，頻率50Hz±5%，實訓臺上裝有電壓型漏電保護裝置，強電輸出若有漏電現象，即報警并切斷電源，確保實驗進程的安全。控制面板上裝有電流漏電保護器，控制面板若有漏電現象，漏電流超過一定值，即切斷電源。
（2）外框架設計。外框采用尺寸分別為195cm×100cm×30cm的不銹鋼材料和絕緣板，劃分為三塊區域：上端區域放置萬能銑床實物照片和本電路的原理圖；中間區域安裝電路，將電器元件安裝在4mm厚的絕緣板正面，接線和故障設置在絕緣板背面，從而保證故障的隱蔽性，設置了一塊用于放置電工儀表、電工工具的擱板；底部擱板用于放置三相異步交流電動機，底座采用4個定活兩便的滾輪。
（3）電氣安裝圖設計。安裝圖左側放置萬能銑床的實物照片，指示出銑床各結構的名稱，右側放置萬能銑床的電氣原理圖，用紅色數字標明走線順序，并對原理圖做了一些改進，添置交流接觸器分斷動作的信號指示燈。在安裝區，我們先測量斷路器、熔斷器、控制變壓器、交流接觸器、熱繼電器、圓形工作臺工作轉換開關、行程開關、按鈕等元器件的實際尺寸，再進行電腦排版，將動作指示燈設置在面板正中下側，圓形工作臺工作轉換開關設置在面板正中位置，行程開關設置在面板左側，按鈕設置在面板的右下側，電源和電動機的接線用接線端子引出，最后打印并貼在絕緣板正面。
3.項目實施
（1）萬能銑床維修電工模擬排故實訓臺成品。
（2）檢查。根據萬能銑床電氣原理圖，分別檢查電路的接線是否正確，接地通道是否具有連續性，檢查熱繼電器的整定值和熔斷器中熔體的規格是否符合要求，用兆歐表檢查電動機及線路的絕緣電阻是否良好。
（3）試車、調試。試車在指導教師監督下進行。接通電源后，我們先點動控制主軸電動機、進給電動機、冷卻泵電動機的啟動，檢查各電動機的轉向是否符合要求，再通電空轉試車，觀察KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KS、YA、FR1、FR2、FR3等電器元件的吸合和M1、M2、M3電動機運轉是否正常。試車成功后，再逐個把故障開關打在斷開位置，通過觀察各電器元件和電動機的狀態來判斷設置的故障是否達到指導老師提出的要求。
四、經驗總結
學校項目教學法的實施，打破了傳統的教學理念、教學模式和教學方法，在教學內容的確定、教學過程的組織、教學環節的掌握、學習效果的評價等方面都精心策劃、研究，收獲了許多經驗。
1.學生能力提高
在項目各環節中，以“學生占據主體地位”這樣一個主旋律貫穿項目始終，充分調動了學生的主動參與性：在項目設計環節，通過收集信息、分析信息、處理和利用信息這一系列過程起到培養學習方式轉變的作用，即從原來的接受性學習變成自主研究性學習；項目小組模式培養了學生的團隊合作精神、創新精神和人際交往能力，讓學生體驗到了分享與合作的樂趣。
2.訂單式教學
開展項目教學法以來，我們發現這個班學生的專業課鑒定成績有了顯著提高。在2010年維修電工職業資格鑒定考試中，合格率只有70%左右，而2011年、2012年、2013年這三年的合格率卻逐年上升，2013年已經達到95%。
學校的機電應用設計專業2010年被評為杭州市中等職業學校示范專業，實訓場地被評為杭州市市級示范實訓基地。實訓基地擁有各種普通機床和數控機床，便于組織學生開展機床維修實戰演練，將項目教學法的理論成果付諸實踐，相當于提前實習上崗，這樣畢業生一進入用人單位后就能立刻上崗操作，受到了多家用人單位的青睞。
本學期學校與杭州某電爐有限公司簽訂了合作辦學協議，招收了一個以企業名稱命名的機電一體化專業班級，運用項目教學法來實施教學，實現訂單式教學。
3.存在的不足
項目教學法的開展其實還需要編寫一系列配套的項目教學法教材，我們在這方面還存在一些不足，需要進一步加強，爭取把項目教學法實施得更加完善，為學校其他專業以后的實施提供參照。
參考文獻：
[1]許長斌.對中等職業學校實施項目教學法的研究[J].江蘇教育：職業教育，2009（3）.
一、勞動防護用品穿戴要規范
勞動防護用品是勞動者在生產過程中為避免或減輕事故傷害和職業危害的個人穿戴的防護用品，是最普遍、最直接的防護手段，對安全生產工作具有重要的、不可替代的作用。實訓過程中，指導教師一定要宣講正確穿戴勞動防護用品的重要性，教育大家嚴格遵守國家有關勞動防護用品的穿戴標準。作為維修電工，一定要穿好絕緣鞋，穿好保護服，并做到三緊：領口緊、袖口緊、下擺緊。
二、工具器材擺放要規范
職業技能訓練是對學生全方位的訓練，不僅在規范操作和設計工藝上，還包括實訓工具、設備的擺放，材料、器件和加工余數的放置都要規范。在實訓過程中，指導教師要強調學生做到工具器材擺放規范。工具擺放要做到擺放整齊、取用方便。
三、工具使用要規范
所有絕緣、檢驗工具，應妥善保管，嚴禁他用，并應定期檢查、校驗。在學生實訓過程中，教師要強調學生按規范使用測電筆，使用注意事項一定要牢記。
一是在使用之前，首先檢查試電筆里有無安全電阻，氖泡能否正常發光，再直觀檢查試電筆是否有損壞。
二是在使用時，不能用手觸及測電筆前端的金屬探頭；要用手觸及測電筆尾端的金屬部分，在明亮的光線下應特別注意確定測電筆的氖泡是否發光，如造成誤判，將涉及人身安全。
同樣，其他的電工工具使用也一樣要記住使用注意事項，特別是帶電操作時，一定要檢查工具的絕緣是否良好。
四、元器件安裝要規范
學生在安裝電力拖動控制線路時，往往比較粗心大意，一些元器件的安裝比較隨意，帶來了安全隱患。指導教師一定要再三強調元器件的安裝規范，特別是涉及到人身安全的問題，一定要把隱患消除，如熔斷器破損，要讓學生更換新的，不能心存僥幸。
五、接線工藝要規范
電力拖動控制線路裝接進行板前明線布線的工藝要求是：
第一，走線通道應盡可能少，同路并行導線按主電路、控制電路分類集中，單層平行密排，緊貼敷設面。
第二，同一平面的導線應高低一致或前后一致，不能交叉。
第三，布線應橫平豎直，分布均勻。變換走向時應垂直轉向。
第四，布線時嚴禁損傷線芯和導線絕緣。
第五，布線順序一般以接觸器為中心，由里向外，由低至高，按先控制電路，后主電路的順序進行，以不妨礙后續布線為原則。
第六，在每根導線的兩端套上編碼套管。
第七，導線與接線端子連接時，要求接觸良好，不得壓絕緣層、不反圈及不露銅過長。
第八，同一元件、同一回路的不同接點的導線間距離應保持一致。
第九，一個元器件接線端子上的連接導線不得多于兩根，每節接線端子板上的連接導線一般只允許連接一根。
電拖裝板過程是訓練學生接線工藝的過程，要求學生要按照規范進行接線。指導教師要按照標準要求學生規范接線工藝，培養學生的工程意識。
六、通電試車前檢查要規范
學生在裝接完成后，指導教師要強調學生做好通電試車前的自查，學會規范自查。
一是按電路圖或接線圖從電源端開始，逐段核對接線及接線端子處線號是否正確，有無漏接、錯接之處。檢查導線接點是否符合要求，壓接是否牢固。同時注意接點接觸應良好，以避免帶負載運轉時產生閃弧現象。
二是用萬用表檢查線路的通斷情況。檢查時，應選用倍率適當的電阻擋，并進行校零，以防發生短路事故。以接觸器自鎖正轉控制線路為例，對控制電路的檢查，可將萬用表搭接在L1、L2兩端，合上QF，觀察萬用表，阻值顯示應為“∝”，如果阻值顯示為零，則說明電路短路，應認真檢查；按下啟動按鈕SB時，阻值顯示應為接觸器線圈的直流電阻值，如果阻值顯示為零，則說明控制電路短路，如果阻值顯示為“∝”，則說明控制電路開路，應認真檢查控制電路；借助工具使接觸器KM的動合觸點閉合，觀察萬用表，阻值顯示應為接觸器線圈的直流電阻值，如果阻值顯示為“∝”，則說明自鎖回路開路，應認真檢查自鎖回路，如果阻值顯示為零，則說明控制回路或主電路短路，應認真檢查。
七、通電試車步驟要規范
【關鍵詞】：電力通信；培訓體系；構建；實施
1、實施背景
（一）適應當前國家形勢，提升市場競爭力的客觀要求
總理在政府工作報告中首次提出了“互聯網+”行動計劃，就是以互聯網平臺為基礎，利用信息通信技g與各行業跨界融合，隨著通信技術的日趨成熟，集視頻、音頻、數據共享、模擬仿真等為一體的通信信息平臺越來越成為企業不可或缺的組成那個部分，因此，全面加強電力通信培訓體系，建設具有特色的電力通信培訓，加強公司人員通信方面知識培訓，一方面是不斷提升企業核心競爭力，實現科學發展目標，另一方面也是時展市場競爭力對從業人員素質提出的的客觀要求。
（二）適應當前國網形勢，提升特高壓智能電網整體水平的需要
各地市公司變電站運行維護人員主要負責站內技術公關，故障處理，信息運維；經研所和電科院主要負責智能變電站的設備研制、裝置試驗、數據調試；各地市公司調度、信通相關人員則主要負責信息傳輸的正確及時、通信鏈路的暢通、事故處理的及時。面對一個多元化、多層次參與的建設、調試、運維團隊，如何有效發揮各方優勢，使其相互取長補短，營造“比、學、敢、幫、超”的內部氛圍，全面提升人員電力通信基礎素質，激勵參與特高壓和智能電網建設的各單位在科研管理、設計管理、設備管理、信息運維、事故處理等方面不斷突破創新，搭建內部管理經驗交流和創新平臺，促進各單位不斷改進管理方式和持續提高管理水平，從而實現特高壓和智能電網的整體運行水平，實現公司經營業績的有效提升。
2、主要做法
2.1科學搭建運轉高效的組織管理體系，為電力通信培訓體系的建設提供保障明確中心培訓管理組織體系：落實新員工全員覆蓋集中培訓要求，發揮合作基地專業優勢，《國網技術學院分院管理辦法》經國網人資部審定下發，明確了合作基地所屬省公司、合作基地的權責。
明確中心功能定位：作為國網技術學院合作基地，中心主要負責優勢電工類專業新員工培訓。中心在國網技術學院的統籌指導下，開展培訓項目開發、教材編寫、教學實施、培訓理論研究等工作。每年定期組織對培訓業績、培訓質量、師資隊伍、教學管理、設備設施等指標情況進行量化考核。
2.2建設綜合性通信實訓基地，支持全類型設備安裝、操作、維護、配置培訓
綜合性通信實訓基地建設于國網山西省電力公司技能培訓中心，共分為三層，分別位于篤行樓地下室、一層和二層。
其中，培訓基地地下室設有通信電源及蓄電池運行維護實訓室，安裝通信直流開關電源6套，蓄電池8套，電壓表、電流表、萬用表、電源分配屏等設備。通信電源及蓄電池運行維護實訓室主要用于開展電源及后備電源的安裝和檢修培訓。
2.3建設全數字通信仿真培訓基地，支持機房巡視、網管操作、故障分析、處理培訓
由綜合型全場景電力通信仿真系統通過網絡互連形成。綜合型全場景電力通信仿真系統是利用虛擬現實技術，基于國網山西省電力通信網絡特點定制開發的仿真系統，是一套以通信專業學員培訓為目的，集通信設備模型庫、電力通信機房1：1三維仿真、網管系統仿真、通信故障仿真于一體的綜合型電力通信仿真系統。
2.4構建電力通信網絡培訓平臺和網絡考試平臺，實現“互聯網+學習”
電力通信網絡培訓平臺及網絡考試平臺，利用互聯網技術、數據庫技術及多媒體技術，實現電力通信專業知識遠程教育、在線學習考試等功能，通過文本、題庫、圖像、視頻、在線交流等多媒體技術，借助計算機輔助教學培訓方式，將培訓內容高效、生動地展現，可以使學習者獲得較好的學習體驗，并通過遠程在線考試實現規模化人員培訓結果的評定，極大提高了培訓的效率和水平，使培訓過程更具系統性、實用性和科學性。
2.5師資管理體系構建
提升培訓業務能力：針對專職培訓師現場工作經驗不足、兼職培訓師授課傳承能力不足等問題，以素質模型為依據，采取掛職鍛煉、崗前培訓、教練輔導、參與課題研究等多元化的方式彌補。
健全考核激勵機制：中心認真總結以往培訓師資管理經驗，建立健全了培訓師的考核和激勵機制，實施全員全過程考核。針對專職培訓師，中心完善了內部晉升機制，根據培訓任務及培訓成果定期組織評選；針對兼職培訓師，中心不斷加強師資庫建設，對兼職培訓師教學、課件開發、課題研究等情況進行綜合考評，并對考評結果優秀者給予獎勵。
2.6課程管理體系構建
第一步，確立培訓課程體系框架；第二步，分析崗位勝任能力要求；第三步，能力與課程的轉換；第四步，根據培訓課程的組成要素，按照能力項目中行為要點的要求，依據所涉及內容的屬性和邏輯順序開發培訓課程，編寫教材、課件和題庫等；第五步，通過對已開發的各類課程進行結構化整合，形成新員工培訓課程體系。
3、實施效果
（一）依托實訓基地，全面提升培訓效果
虛實融合全場景電力通信多功能實訓基地，提供了和學員工作場景一致的真實通信網絡環境和仿真通信網絡環境，為電力通信技術專業人才全方位的能力提升，特別是與崗位工作相關的實操技能的提升，提供了有力的保障。經過運行使用，相關培訓效果得到了明顯改進。
（二）強化故障演練，提高異常分析處理能力
通過虛實融合全場景電力通信多功能實訓基地提供的故障仿真功能，講師能夠結合三維場景和網管告警等現象，為學員講解、演示故障分析思路和處理要領，在學員頭腦中留下深刻的印象。學員可以借助故障仿真功能，獨立、反復演練故障分析和處理技能，直至完全掌握并固化為內在思維模式和行為習慣。
目 錄
摘要……………………………………………2
引言……………………………………………3
設計任務與要求…………………………………5
一.設計思路與原理框圖………………………………5
1.設計思路………………………………………5
2.原理框圖………………………………………5
二.各單元電路的參考電路…………………………… 6
1.主電路………………………………………6
1.1主干道及支干道交通燈電路…………………6 2.定時器………………………………………8
2.1秒發生器…………………………………8
2.2計數器電路…………………………………8
2.2.1計數器CP端控制電路……………………8
2.2.2五十進制、三十進制減法計數器……………9
2.2.3五進制加法計數器………………………9
3. 控制電路部分………………………………10
3.1控制電路原理……………………………10
3.2復位開關…………………………………11
4.電源電路……………………………………11
4.1穩壓電源電路……………………………12
4.2備用電池電路……………………………12
5. 電路的安裝與調試……………………………13
5.1電路的安裝………………………………13
5.2電路的調試………………………………13
5.2.1電路板部分…………………………13
5.2.2電源部分……………………………13
5.2.3主電路………………………………13
5.2.4定時電路部分…………………………13
5.2.5控制電路部分…………………………14
三.課程設計總結與心得體會…………………………14
四. 五. 附錄……………………………………………15
1.總原理圖………………………………………15
2.PCB電路板圖……………………………………16
3.原器件清單………………………………………17
六、致謝
數字電子技術實驗與綜合實訓》 邱寄帆 唐遠山 主編
關鍵詞：精餾操作 平衡
精餾操作單元是化工生產過程中最重要的單元過程之一，也是化工企業應用最廣泛的單元過程之一。熟練地掌握其操作方法是化工類專業學生必備的基本技能。能使學生的工程意識和操作技能得到提高，進一步縮短高職學生入廠后的適應期，真正實現學校與企業的無縫對接。
一、精餾裝置簡介
學院投資幾十萬元建設精餾實訓裝置，該實訓裝置為一種集實訓、實訓、科研、技能鑒定功能于一體的四位一體多功能化工培訓裝置，為學生現場操作真實的工業生產裝置提供了條件。
1.精餾單元現場裝置及工藝
在精餾實訓裝置中，所用設備包括精餾塔、原料泵、回流泵、塔頂產品泵、原料預熱器、塔預冷凝器、原料儲罐、回流罐、塔釜產品罐、塔頂產品罐、緩沖罐等。
本單元是連續精餾操作過程，原料為18（以下均為質量百分比）的乙醇水溶液，經過精餾塔分離后，得到餾出液純度為89%的乙醇。其工藝流程如圖所示。
原料液經流量調節器FIC01控制，以4L/h的流量進入預熱器E103中，預熱至60℃（其溫度由溫度調節器TIC10控制）后，從精餾塔的第六塊塔板（全塔除塔釜外共10塊塔板）進料。塔頂蒸汽經冷凝器E104冷凝為液體后，經緩沖罐V103進入回流冷凝液儲罐V104中。當V104的液位大于回流液位控制上限（其值為150mm，由調節器LIC02控制時，系統自動啟動回流泵Pl02，進行塔頂回流。當塔頂溫度小于79℃并且回流冷凝液儲罐V104大于回流液位控制上限時，采出泵自動采出，作為塔頂產品經流量計F103計量后進入塔頂產品罐V105中。
塔釜液體的一部分經再沸器E10l加熱后送回精餾塔，另一部分作為塔釜產品，經塔底冷卻器E102進入塔底產品罐V102中。，精餾塔塔釜液位由液位調節器LIC01控制，當液位高于規定值380mm時，電動調節閥VAl04自動打開，當液位低于規定值380mm時，電動調節閥VAl04自動關閉。
2.精餾單元操作實訓步驟
2.1檢查各管線閥門是否處于正常的開關狀態；
2.2檢查儀表和電源開關；
2.3開啟全凝器上水閥，調節流量至200～300L/h；
2.4打開電加熱器，調節再沸器加熱電壓，使塔釜溫度緩慢上升，防止塔釜溫度超過95℃；
2.5打開回流泵電源開關，當塔頂冷凝液儲罐的液位大于回流液位控制上限時，啟動回流液泵，進行全回流；
2.6調節原料進料流量控制器FICO1，使進料流量保持在4L/h左右；
2.7打開塔頂采出泵P103電源開關。當塔頂溫度在78～79℃并且回流冷凝液儲罐液位大于規定值時，采出泵采出；
2.8保持塔釜溫度在94℃左右，塔頂溫度在78℃左右，回流液位在150mm右右，記錄實訓數據。
二、精餾操作把握的幾個主要環節
1.三大平衡
1.1物料平衡
精餾原料是水與酒精的混合溶液，在精餾期間，由于酒精的沸點低于水的沸點，所以酒精會從塔頂蒸出，而水會從塔釜放出。所謂的物料平衡，就是裝置在正常的運行期間，總的進料量要等于從塔頂蒸出的酒精量和從塔底排出的水的量之和，即有m進料=m酒精+m水，只有這樣才能保證塔底的液位能在一個很小的范圍之內波動。不然會使塔底液位超出其規定的浮動范圍。
1.2熱量平衡
溫度的因素直接影響著最終產品的產量和質量。在精餾塔的眾多熱電偶中，我們只需要隨時關心兩個熱電偶的溫度示數即可，這就是塔底溫度和塔頂的溫度。
A.塔底溫度的高低直接能夠影響到最后的產品的產量。如果塔底溫度太低混合溶液中的酒精組分便不會蒸上去，所以會導致回流罐中的酒精量很少，從而影響產品的采出量。通過多次的實訓總結得出結論，塔底溫度寧可高也不可低，一般認為塔底溫度達到了95～96℃之間比較合適。
B.塔頂溫度的高低直接影響到最后產品的質量。若塔頂的溫度太高，那么回流罐液體中水的含量就會大增。若塔頂溫度太低，回流罐中的液位就會更少，因為許多的酒精沒有被蒸上來。塔頂溫度一般不會有太大的波動，都有78℃左右，本因素不是很重要。
1.3壓力平衡
實訓時，塔的壓力指數一般不會超標，前提是閥門開關正確，這項要求操作者把各個閥門控制位置搞清，根據不同的實訓步驟正確開關，此項要求操作者集中精力即可。
2.回流量與采出量的控制
回流量的大小取決于塔頂溫度的高低。采出量的大小取決于回流罐中液體的多少。若塔頂溫度合格，即在78℃左右，那么在回流量不變的基礎上，盡可能多的把回流罐中的酒精送到產品罐中，此時的產品的質量一般都是合格的。實訓期間回流罐中的液位可以保持在它的零刻度線以下，即能看見有即可，不可將回流罐中的液位積的太高，不然在停工時不能將產品送出裝置從而影響產品的產量。
回流的開始是在回流罐中有液位時打開回流系統，先少開，隨著回流罐中液位的上升逐漸開大（不要太大），回流維持一段時間之后開始采出（大約是2～3分鐘，此時回流罐中的液位儀達到了10mm），產品大量的往外送（要確保塔頂溫度在78℃左右），在回流罐中液位很少時，將采出泵的頻率調小，減少產品的外送，從而維持回流罐的液位，防止泵抽空。
3.原料的預熱與加熱
實訓開始，則打開塔底的電加熱檔（全開），但是為了保證原料在很短的時間達到預熱溫度，則也應該將原料預熱罐中的電加熱棒打開（開始全開，最后逐漸的減小）。塔底的加熱棒應該如始終大功率的運行，絕不可以讓塔底的溫度低于92℃；
4.三臺泵的使用
原料泵、采出泵、回流泵三臺泵中的回流泵和采出泵是變頻泵，回流泵和采出泵開啟程度視塔底溫度和回流罐的液位而定。可以這么說，這兩個泵是相容相克的關系，一個開大，則另一個就得適當的關小。
5.進料位置的選用
如果進料位置選擇不好會導致一開始就將塔底的液位注入超標。后來經過多次實訓我們總結出的三個注意事項：①原料濃度較低時選用下進料口；②原料濃度較高時選用上進料口；③應嚴格控制塔釜液位的范圍，液位太高、塔釜溫度過高容易造成液泛；液位太低，容易使電加熱棒干燒，損壞設備。
參考文獻
關鍵詞：電氣控制;教學改革;教學做一體化;工程素質
中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）19-0131-03
筆者一直以來教授電氣控制類課程，以《電氣控制與PLC應用》課程為例，既要講授基礎的電氣控制線路，又要兼顧系統的PLC知識，在96個課時中難以面面俱到，甚至容易顧此失彼。鑒于此，計算機控制技術專業調整人才培養方案將加大該課程的課時量，分成《電氣設備裝配與維護》與《PLC應用系統設計》兩門課程授課。[1]電氣控制課程傳統的教學方法是先在課堂上對學生進行理論知識的講解，然后安排到實訓室進行實踐環節的教學。由于理論知識的枯燥性，學生的學習興趣不高，理解不夠深刻，課堂教學效果不夠理想。這結果導致了學生對知識點的掌握達不到教學預期的目的，也導致了學生在實踐過程中出現理論與實踐脫節的現象，導致在實際操作時仍然“有些迷惘，不知從何下手”。長期如此，學生當初對課程的熱情終將磨滅。此類課程乃專業基礎課程，如不正確對待，將會影響后續課程學習效果。因此，教學方法急需調整。
一、教具的研制
要保持學生對課程的熱情，該課程必須采用在實訓室進行教學做一體化的授課方式。[2]譬如，接觸器的主觸頭與輔助接點在原理圖與接線圖的區分問題。在以前的教學中，很多學生對兩類觸頭或接點總要問老師：“主觸頭找到了，輔助接點在哪里呢？”其實，這暴露出他們沒有真正理解電氣原理圖與電氣接線圖的區別。前者只用來說明工作原理而不反映電氣元件的實際位置，而后者恰恰相反，它反映出各元件實際接線的位置而淡化電氣原理。在教做一體化的實訓室授課就不存在這樣的問題。筆者的經驗是拿出一個廢舊的接觸器作為道具，當場拆開，實施解剖。哪里是主觸頭，哪里是輔助接點？一目了然。接觸器結構、動作原理以及電氣原理圖與接線圖的區別均能一塊講解，事半功倍。當然，僅講授還不夠，還應該在實際操作時重點強調。有感于此，筆者吸取幾年來教授該類課程的經驗，設計了簡易電氣控制柜供學生實操時使用。如圖1所示。
一柜兩面布置一致，180度對稱，每面單門，分上下兩部分。上半部分：電氣控制線路;A處：安裝電源總開關，三相四線的4孔插座;B處：安裝斷路器、接觸器、熱繼電器、控制變壓器、中間繼電器、時間繼電器、熔斷器座、行程開關、線槽等低壓電器;C處：進出線的端子排。
此電氣控制柜結構簡單，分上下兩部分。上半部分僅安裝了若干導軌及線槽，門上預先打好若干個孔方便安裝指示燈及按鈕，設計意圖是讓學生按實訓要求像搭積木一樣自行安裝電氣元件完成電氣控制接線，包括在課程初期所使用電源進線的制作，全部由學生DIY完成。下半部分為預留位置，可掛裝裝有PLC、開關電源、中間繼電器的網孔板，方便日后PLC的教學及畢業設計的開展。
該電氣控制柜共制作30臺，可供60名學生同時使用，在課程教學中一直使用。
二、項目式教學設計
以真實的電氣設備為實際情境，本課程設置三大項目，循序漸近，由易到難，如圖2所示。每一項目教學的最后進行整套電氣控制線路的安裝與調試，綜合性與難度逐增，有效地鞏固和鍛煉了學生動手能力與理解能力。三個項目依次是CW6163B型臥式車床電氣控制線路安裝與調試、Y3150型滾齒機電氣控制線路安裝與調試、TW-15A儀用螺桿空壓機電氣控制線路安裝與調試。項目一包括直接啟動控制線路、點動控制線路、具有過載保護的長動控制線路、多地啟停控制線路等常用的基本控制線路。[3]該項目的教學必須放慢節拍，因為學生的理解能力、對接線工藝的掌握及耐心的培養均完成于此階段。教師除了耐心講授、悉心指導之外，還必須在學生實操的過程中“多走動”，主動觀察學生的練習情況，及早發現問題并及時作總結性講解，最后還要嚴格打分，指出問題，直至各組完成任務為止。課程改革初期，有個別組在上課期間未能完成實訓任務，于是要求該組在課余時間來實訓室進行補做，教師在課余時間仍然過來指導，目的是讓學生知道老師非常重視他們，也要讓學生領悟“今日事今日畢”的道理，日后走上工作崗位也應積極上進，提高效率。項目二包括順序控制線路、點動長動混合控制線路、正反轉控制線路、位置控制線路、自動往返控制線路等，綜合性增強。項目三綜合性強、難度大、涉及知識面廣、接線復雜程度高，在這一項目教學中適當進行擴展，側重于中間繼電器、時間繼電器的應用，它包括單只按鈕控制電動機啟停線路、中間繼電器實現順序控制線路、半波整流能耗制動控制線路、全波整流能耗制動控制線、Y-Δ降壓啟動控制線路。
三、以學生為中心的教學方法
1.前緊后松，以學生為中心，授課逐漸輕松。每個班級學生按2人一組進行分配，分配原則最為簡單，即按全班學生出生年月日排序，不接受友情組合，因為這不利于整體素質的提高。課程的前一、二個項目老師示范，之后的實訓練習必須對學生從嚴要求，嚴格把關。目的在于讓學生從一開始養成良好的工作習慣。從電氣元件選用、安裝、布局、接線工藝、調試步驟、功能各個環節嚴格要求，務求每組出精品。在學生練習的過程中，老師“密集巡邏”，遇見不規范的現象及時制止并要求立即整改，直至該組學生完成并達標為止，最后嚴格打分，如表1。學生們耐心地接受了極大的考驗，壓力之下效果顯著。
剛開始實施階段上課確實很辛苦，但是當學生們養成習慣，能力逐漸提高之后，老師逐漸輕松，以學生中心實施教學。老師可退居“幕后”進行點撥與監督，在整個課程的教學過程中堅持從嚴打分，與課程實施初期一樣，千萬不可亂了陣腳，不能有絲毫懈怠。
2.以實踐驗真知。學生分好幾類，其中有一類學生喜歡獨樹一幟，這并不是壞事，我們需要能夠獨立思考的學生。為什么要用老師“規定”的方法來接線呢？我鼓勵同學按自己的方法來做，但是一定與老師講授的方法進行對比。結果，很多同學實訓完成后發現老師講授的方法確實是最有效的，因為這是前人總結的寶貴財富。于是學生們下次練習時不會直接提出說用自己方法來做，而是在心里面比較一下老師講授的方法與自己的方法，擇優從之。這便是“實踐出真知”，規定動作與自選動作并存，并不磨滅學生的創造性。
3.注重工程素質的培養。對于高職的學生，應注重安裝、調試、維修工程素質的培養。[4]在本課程改革過程中，筆者十分注重培養學生在裝調電氣設備發現問題時，使其做到思維清晰、有步驟，講究方法、果敢從容。譬如，在完成電氣控制接線后進行調試時，應嚴格以下步驟。[5]首先進行“無電無載”檢測（不接電源進線及電動機），利用萬用表電阻檔，主要目的是防止主回路或控制電路的短路。步驟是先檢查主電路：合上總開關，按下接觸器。再檢查控制電路：仔細檢查每一條可能的控制回路。其次進行“有電無載”檢測（仍不接電動機），接入交流進線利用試電筆與萬用表交流電壓檔。步驟是合上總開關，用試電筆檢查從電源進線側開始的每相電路的每一個接線處。操作按鈕檢查功能，觀察接觸器吸合的現象，看功能是否達到了預期。功能若正確，檢查端子排電動機接線處是否有電，并測試每兩相的電壓是否為380V。最后確認前兩步完成并無誤后，斷電接入電動機進行帶載試運行。嚴格按流程進行調試，各組學生完成各任務的成功率逐漸提高。常出現的接線方面的問題有熔斷器損壞、端子接觸不良、導線接頭未接好，工藝方面問題有露銅過長、壓接導線絕緣皮、走線未垂直入槽、未按電流流向走線（上進下出）、同一端子壓接多于2條線，功能方面問題有常開、常閉接點混淆，接觸線圈連接短路等。
四、結束語
以實際電氣設備工作項目，努力營造真實的工作情境，運用前緊后松的以學生為中心的教學方法，注重培養學生果敢從容解決問題的工程素養，既能吸引學生的注意力、提高學習興趣，又能鍛煉學生獨立解決問題的能力。在整個課改實施的過程中，教師扮演角色是多方面的。在課程初期，必須勤于督促;在學生掌握了基本技能之后，這時教師又應該“懶惰”一點，留點空間給學生們獨立思考。當然，共性的問題必須及時講解總結。
學期末對學生在“對本課程的喜歡程度”、“教師課堂教學效果”、“本課程對你的動手能力提高程度”、“通過本課程你學習到的知識”等方面進行了班級調查，如表2所示，不滿意的學生比例為0%，各項指示均比改革前有了較大的提升。
參考文獻：
[1]武艷.基于項目式教學的電氣控制與PLC技術課程改革的實踐[J].高等函授學報（自然科學版），2012，25（6）.
[2]李樹元，孟玉茹.電氣設備控制與檢修[M].北京：中國電力出版社，2009.
[3]阮友德.電氣控制與PLC[M].北京：人民郵電出版社，2009.
【關鍵詞】故障；電壓
三無故障（無光柵、無伴音）是彩色電視機最常見的故障之一。出現三無故障的主要原因有：電源電路元器件損壞、開關電源負載短路或過載、微處理器有故障或電源控制電路有故障進入待機狀態、小信號處理集成電路工作不正常或行掃描電路有故障等。其中開關電源電路因處于高電壓大電流工作狀態，是故障的多發部位。在對學生進行彩色電視機模擬故障檢修訓練過程中，對電源電路進行三無故障處理是最常采用的訓練項目之一。經過多年指導電子技能考證實訓，我分析、驗證、總結出了幾個關于長虹A2116型彩色電視機開關電源電路三無故障的電壓特點，利用這些電壓特點總結出了故障檢修的一些判斷技巧，非常適合學生在電視機模擬故障檢修訓練中應用，對故障部位的快速準確判斷很有幫助。
打開電視機電源開關，如果此時屏幕光柵沒亮，按一下面板菜單的頻道鍵，如果屏幕光柵仍然沒亮，而且也沒有伴音，可以判斷電視機出現了三無故障。首先觀察電源指示燈亮否？如果電源指示燈不亮，檢查220V交流供電電路及+5V供電電路；如果電源指示燈亮，使用萬用表直流電壓檔測量B1電壓（+130V）進一步分析判斷。
（1）如果B1電壓測得為0V，可以通過按面板菜單的頻道鍵同時測量B1電壓的變化情況進行故障部位的判斷。
1）按頻道鍵同時測量B1電壓，如果B1電壓跳變幅度接近正常+130V，短時間內又恢復到0V，可以判斷故障部位在開關電源直流電壓輸出電路B3、B6、B7。判斷的原理是：按下頻道鍵相當于給電視機一個啟動信號，這時B1電壓能夠啟動上升到接近正常，說明開關電源的啟動電路和開關自激振蕩電路正常，B1輸出電路（包括穩壓控制電路）正常，待機控制電路正常。很快B1電壓又下降為0V，說明待機控制電路啟動使開關電源電路停振，輸出電壓變為0V。根據電路原理圖分析，B3、B6、B7直流輸出電路設有故障檢測電路。當其中一條支路發生故障使得其輸出電壓為0V時，相應的檢測二極管VD583、VD581、VD582導通，這時CPU的41腳檢測到故障信息，通過CPU的7腳送出高電平使待機控制電路V576導通，待機電路啟動，開關振蕩電路停振，電視機進入待機狀態，電源直流輸出電壓為0V。根據這個原理，我們還可以進一步確定故障部位。
①按頻道鍵同時測量B3電壓。如果B3電壓不跳變，則故障在B3電路，重點檢查VD553、C563、RF563；如果B3電壓跳變，短時間電壓恢復為0V，說明B3電路正常。
②按頻道鍵同時測量B6、B7電壓。如果B6、B7電壓都不跳變，則故障在B6、B7的公共電源供電整流濾波電路，重點檢查VD554、C564、RF569；如果B6電壓不變，B7電壓跳變，則故障在B6電路，重點檢查VD571、R574、V572、C572；如果B6電壓跳變，B7電壓不變，故障在B7電路，重點檢查VD572、R577、V573、C573。
2）按頻道鍵同時測量B1電壓，如果B1電壓有較小幅度的跳變，短時間內又恢復到0V，說明電源啟動電路及待機電路正常，判斷故障在B1的穩壓控制電路，重點檢查V553、VD561、R561、R562、R563、VR551。
3）按頻道鍵同時測量B1電壓，如果B1電壓保持0V不跳變，說明電源電路沒啟動，故障可能在開關電源電路或待機控制電路。這時可以先測量電源整流濾波電容C507兩端電壓進一步判斷。
①如果C507兩端電壓為0V（正常值為300V），則故障在濾波電容C507之前的整流電路或220V交流供電電路，重點檢查交流220V保險電阻R502及L503、VD503～VD506。
②如果C507兩端電壓為正常300V，關機即刻測量C507兩端電壓，觀察C507電壓下降情況。
a.如果C507兩端電壓沒有明顯下降，說明C507無放電過程。從原理圖看出C507主要通過啟動電阻回路放電，因此判斷故障在電源啟動電路，用燈泡對C507短路放電，然后檢查啟動電阻R520、R521、R522。
b.如果C507兩端電壓短時間下降到0V，說明C507有放電回路，說明電源啟動電路正常，判斷故障在待機控制電路，重點檢查V576、R585、R586。
（2）如果B1電壓測得為130V正常，繼續測量B3、B6、B7電壓進行判斷。
1）如果B3、B6電壓正常，而B7電壓下降為2V左右（正常值為7.8V），則故障在B7，重點檢查V573的集電極電阻R575、R576。這時B7出現故障，電壓下降，為何故障檢測電路沒有啟動使電視機進入待機狀態呢？原理分析如下：R575、R576是V573集電極供電電阻，開路使得V573截止，這時電壓通過V573基極電阻R577和發射結輸出，B7輸出電壓下降到約2V左右。因為CPU的41腳正常狀態下電壓為1.8V左右，所以這時檢測二極管VD582不導通，檢測電路沒有啟動，因此其他輸出電壓B1、B3、B6均正常。
2）如果B3、B7電壓正常，而B6電壓下降為2V左右（正常值為12V），則故障在B6，重點檢查V572的集電極電阻R573。判斷原理同1）。
（以上兩種情況實際故障是黑屏（當三無檢查）或水平亮線，黑屏調大加速極電壓會出現一條水平亮線）。
關鍵詞：工業自動化；多功能控制；實驗教學平臺
良好的實驗實訓平臺是學習工業自動化類課程的重要保障。一個自動化實驗教學平臺，不但要能開設一般實驗項目，還要方便追蹤學習進程，并隨著課程的深入，開設更復雜、難度更高的實驗項目，滿足自動化實驗教學由入門到精講的一系列漸進式課程的實驗教學。以往的專業實驗教學平臺占用空間大、更換元器件困難，無法依據教學需求進一步開發。基于此，自動化與智能控制技術項目團隊依據職業技術教育的特點，開發出占用空間小、功能全面、性能穩定的工業自動化多功能控制系統實驗教學平臺［1］。
1實驗平臺的框架設計及選型
為使學生能循序漸進地了解實驗內容，工業自動化多功能控制系統實驗教學平臺涵蓋從簡單的入門級單機、單進程實驗，到難度較大的聯機、聯網、多進程實驗［2－3］。該平臺的實驗項目均來自實際工程項目，由較有代表性的項目經簡化或小型化演變而來。設備上采用香蕉插頭連線方式，以節約線材和更加充分地利用教學時間，進行多樣或者重復性的實驗。工業自動化多功能控制系統實驗教學平臺采用通信模塊的目的是為了便于擴展連接多臺支持CSMA／CD、RS485的通信設備，彌補自動化實驗教學設備在通信教學上的不足；添加支持MODBUS通信協議的總線設備也是為了彌補在自動化實驗教學上對現場總線的教學的缺失。而作為一個完整的流程型中大型自動化生產線，總線設備是非常重要的一環，是學生必須掌握的知識。此設備平臺在自動化教學的完整性和實用性方面也是一種新的嘗試。該實驗教學平臺分為12個區，分別是電源與電源控制區、PLC與模擬量擴展模塊區、伺服驅動器區、觸摸屏區、現場總線信號采集器區、伺服電機與絲桿模組區、步進電機與同步帶輪及編碼器區、變頻器與電位器區、步進驅動區、電源狀態顯示區、信號輸出指示區、信號輸入區，涉及的元器件有漏電開關、電壓電流表、開關穩壓電源、可編程邏輯控制器（PLC）、可編程邏輯控制器模擬量擴展模塊、PLCRS485通信擴展板、伺服驅動器、觸摸屏、固態繼電器、現場總線1A＋2D信號采集模塊、伺服電機、絲桿滑塊模組、步進電機、同步帶與同步輪、編碼器、變頻器、電位器、步進驅動器、紅色LED指示燈、綠色LED指示燈、綠色無自鎖按鈕、綠色有自鎖按鈕、電阻型溫度傳感器、電偶型溫度傳感器、霍爾開關、光電開關等32種自動化教學需要用到的元器件。這些元器件都可以通過香蕉插頭方便地進行布線連接。按照紅色電源正極、黑色負極、綠色信號的原則選用導線與插頭并進行區分，可以更直接地體現各個元器件間的相互關系，有利于學生理解電路原理。該臺面上的接口均為弱電接口，并加有漏電保護裝置；系統總功率不超過500W。實驗教學平臺（見圖1）已獲專利授權。
2可進行的實驗項目
2．1實驗類型
在實驗教學平臺所包含12個區中，每個區都可以進行獨立實驗或者關聯實驗。主要可分為以下6類實驗：（1）按鍵反饋及人機交互類實驗：進行人機工程交互界面設計；（2）運動控制類型實驗：進行伺服／步進電機的定位和速度控制；（3）模擬量傳輸類實驗：進行PID恒溫控制；（4）本地及遠程類實驗：進行TCP／IP協議或CS－MA／CD協議聯機；（5）工業通信類實驗：進行MODBUS通信；（6）現場總線類實驗：進行模擬／數字信號的遠程讀取／采集。為便于實驗教學指導，實驗教學平臺各區的接口都有清晰的指示符，學生可以很方便地找到設計的輸入／輸出端口。
2．2拓展實驗的意義
在進行工業自動化多功能控制系統實驗教學平臺設計時，通信是著重考慮的內容［4］。該實驗教學平臺選用市場占有率較高的產品，如支持以太網通信的S7－200SMART，可編程邏輯控制器（PLC）。此外，該實驗教學平臺引用了物聯網概念，伺服驅動器、變頻器、遠端數據采集模塊、觸摸屏組態等也具備RS485電氣特性，步進驅動器可支持RS232電氣特性以及多個支持MODBUS協議的傳感器，這使得實驗教學平臺在進行多機使用的情況下，可以進行復雜的設備現場總線／物聯網的搭建。
3教學實驗應用
3．1實用性應用
實驗教學平臺選用了多種類型的傳感器，如開關型傳感器、電壓型傳感器、電流型傳感器、PNP型傳感器、NPN型傳感器、遠程自帶協議型傳感器等。多種類型傳感器的選用，豐富了授課及實踐內容的知識面。可編程邏輯控制器（PLC）采用了支持以太網的設備，雖然短期會受到通信環境及硬件兼容性方面的限制，但是可以滿足今后物聯網向自動化控制方向的延伸發展，使得學生能緊跟行業發展的步伐，總體上還是利大于弊。由于一些較復雜的中大型自動化工程的技術重點往往是工業通信技術，所以實際通信技術應用也是自動化課程實驗教學的重點和難點。實驗教學平臺被設計成可以搭建成一個完整的自動化控制的實體控制系統，將教學與應用結合起來，從控制到執行構成一個整體，也可控制與執行分離［5－6］總之，該實驗教學平臺支持工業通信實驗，且引入底層的工業通信方式及使用方法，從而讓學生掌握工業應用設計的理念、產品選型等知識與技能。
3．2典型性應用
實驗實訓教學環節在工業自動化課程教學中具有重要作用，旨在培養學生的工程設計能力、新技術應用441實驗技術與管理開發能力、創新意識和創新精神［7］。工業自動化多功能控制系統實驗教學平臺能開設的實驗實訓項目具有典型性，均為生產過程的典型案例。