“自动化技术综合实训”实践教学探讨-最新资料

1、“自动化技术综合实训”实践教学探讨近年来，随着自动化技术的快速发展以及在国民经济建设中作用的日益凸现，为高校自动化专业的发展提出了新的机遇和挑战，我校是地方性的高等院校， 学校的专业建设和发展要符合地方经济发展的需求；随着黄石的经济发展转型升级，该地区将建设成中部地区新型原材料基地，届时将需要大量从事电气自动化技术方面的工程设计、系统组态、投运调试、技术开发、生产技术管理以及工程科学研究等应用型高级技术人才。“自动化技术综合实训” 实践课程是我校自动化专业新增的一门本科生实习 / 实训类课程，是比课程设计更高层次的综合性系统设计课程。该实训要求学生以实际生产过程为基础设计与实现一个完整控制系统

2、；包括前期的系统方案设计、数学建模与仿真分析，以及后期系统的物理实现、调试、性能分析等；最后要求学生完成一份综合实训报告。整个实训任务要求学生在两周内完成， 搞好自动化技术综合实训具有重要的意义。1 综合实训选题我校自动化专业本科生的实践教学层次分为： 课程实验课程设计综合实习 / 实训毕业设计。综合实训是课程设计的延伸，是整个实践教学体系中的重要一环。 同时，本专业包括的专业课程主要有自动检测技术、过程控制及仪表、电气控制与 PLC、现场总线技术及应用 等，综合实训必须尽可能多的涉及到这些课程的内容并把它们融合起来， 让学生在实训的过程中不断充实、 更新和完善所学过的知识。因此，我们在选题时

3、，结合学院实验室现有设备以及企业的需求，以培养应用型人才为目的， 选择了大量具有工程实用背景的课题。目前，我院自动化综合实验室主要有两种实训平台： A3000 高级过程控制系统平台以及 THNN-2型工业自动化网络实训平台。带实训的教师经过研究讨论在 A3000高级过程控制系统平台上， 拟定了以下选题：单容、双容水箱液位控制系统设计、管道流量、压力控制系统设计、锅炉水温控制系统设计、流量比值控制系统设计、连锁控制系统设计、水箱液位及流量串级控制系统设计等题型，在THNN-2型工业自动化网络实训平台上我们拟定了基于材料分拣模型、机械手模型、立体仓库模型、电梯模型等各模型单独控制系统的设计，以及将

4、这些模型结合起来所构成的现场总线控制系统的设计等题型。这些控制系统在工业生产中都具有代表性，且课题涉及到的PLC控制器编程、组态软件的使用、 变频器及各种传感器的使用等在工业控制领域也是相当重要的， 经过综合实训的锻炼之后， 提高了学生的工程实践能力，为学生毕业以后从事相关工作打下了坚实的基础。对综合实训的选题， 学生可以在指定的范围内自由选择， 我们每年所拟定的综合实训题目及均不尽相同， 有些题目虽然相同， 但研究工作任务要求也有所区别。 比如对于水箱液位控制系统， 既可以通过调节阀来控制， 也可以通过变频调节方式来控制， 学生可以根据任务场景及要求采用不同的控制方式。2 综合实训教学内容及

5、要求由于在讲授电气控制与PLC理论课时我们主要所采用的是三菱 FX-2N系列的 PLC，而在综合实训中，我们采用的是西门子S7-200、S7-300 系列的 PLC，这两种 PLC是目前工业控制领域主流产品， 学生需要熟悉相关编程软件的使用。 此外，对于变频器的原理及维护我们还没有开设专门的理论课， 而变频器目前的使用是相当广泛的， 对国家提倡的节能减排，产业升级起着重要的作用。因此，在正式开始综合实训之前约 1 个月时间，就开始分组和选题工作， 在学生选定题目后，把实训任务书、编程组态软件以及 PLC、变频器、传感器使用手册等相关设备的资料提供给学生，要学生提前熟悉课题的内容和要求，自学相关

6、知识， 然后在综合实训规定的时间之内完成所选题目的设计和调试任务，具体内容和要求如下：（ 1）老师向学生提交综合实训的任务书。学生可以按自身的兴趣以小组为单位自由选题（每组 4-5 人左右），题目选定以后小组各成员去查阅相关文献、资料，并集中讨论，最终确定一个初步的系统设计方案；要求各小组撰写一份简单的方案设计报告， 包括研究内容、人员分工、计划进度等。（ 2）方案的实施。学生先利用计算机辅助软件对被控对象进行数学建模、仿真分析，完成控制系统的理论设计；然后利用实验室的实践平台对控制系统进行物理实现， 包括硬件设计 （提交相应的设计图纸）、控制器的软件编程及系统调试等，并对调试成功的系统进行性

7、能测试和分析； 老师对实施过程中遇到的问题给予指导， 并负责验收。（ 3）综合实训的总结。老师组织每个小组的学生进行答辩与交流活动，学生对系统设计过程中的经验与教训进行总结。 每个小组成员都要撰写一份综合实训报告。（ 4）老师根据学生在项目实施过程中的知识应用情况、实践操作情况、问题分析及解决情况给出一个综合评价。3 综合实训教学特点自动化专业传统的课程设计只隶属于各门课程， 课程之间衔接性较差，学生难以通过课程设计形成完整的知识体系，学时的利用率也不高。为克服传统课程设计的不足，加强学生工程实践能力培养，本文了提出了一种以系统化专业知识为主线，以开放的实验室管理模式为前提，以学生实际动手为主

8、、教师指导为辅，以激发学生兴趣、培养学生工程实践素养为目的的新型综合性、开放式实训模式， 其基本思路是通过开设一个开放式的综合式实训，将不同专业课程的相关专业知识衔接起来， 使学生得到一次系统化综合应用的实践锻炼。这种新型的综合实训模式具有以下特点：（ 1）丰富的实训项目把分散在多门课程中的专业知识串联在一起，系统化，有利于学生对专业知识的整体掌握与巩固；培养了学生应用所学专业知识，综合分析与解决问题的能力。（ 2）每一个实训项目学生都能在实验室提供的实践平台上完成，学生可以先在计算机上通过仿真软件进行理论的分析与设计， 然后在实践平台上完成实际系统的搭建。 这样有利于学生加深对理论知识的理解，有利于学生了解工程实际的特点，做到理论与实践相结合。（ 3）实验室采取开放式的管理模式，在两周的综合实训期间，学生可以自由的选择时间来实验室进行操作， 但总时间不少于 10 天。这样给学生以更多自学、 操作的机会和条件， 同时也提高了实验室的利用率。通过 2011 级自动化专业学生的教学实践情况来看， “自动化技术综合实训”得到了学生的积极参与，受到学生的好评，取得了良好的效果。同时，为了进一步搞好综合实训还需要扩大选题范围以及加强实践教学平台建设。4 结语“自动化技术综