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计算机控制技术范文1
中图分类号:TP273.5-4 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 06-0177-01
高校自动化专业的一门主要课程就是计算机控制技术,这门课程在学生今后的工作和工程应用中十分重要,通过对该课程知识的学习和研究,学生可以对计算机控制系统的基本原理和构成有进一步的了解,并且能把计算机控制系统的设计运用实际工程中。
一、课程改革及教学模式
(一)教学内容的改革
1.选择主流的计算机主机。随着社会科学技术的发展,计算机的性能有了很大的改进,在现代的工业社会中,微机已广泛进入工控领域,主要应用于自动控制系统,提高了安装和调试的工作效率。微机作为控制系统的核心主机教学是计算机控制技术课程教学的主要方式,重点介绍控制技术的工作原理和应用方法,而系统性的综合实践能力尤其重要。这方面的的技能主要在实践中获得。因此要加强实践教学。可以加大对设计方面、综合试验研究方面内容,主要是以系统型的综合实验研究为主要方式,环节性的实验可以在其它专业课中进行。
2.选择应用广泛的开发软件。 应用软件设计是计算机控制技术课程的关键环节。计算机控制技术的相关教材普遍是采取汇编语言进行编程的,结果是直接导致了可移植性差,并浪费了时间。软件教学内容则为以微机为主,为在应用软件教学中采用高级语言提供了有效保障。随着科学技术的发展,高级语言为主的程序设计已经取代了计算机控制技术课程的应用程序设计,这对应用程序设计教学的效率有了很大的提高,对学生应用程序设计水平的提高也起到了重要的作用。主要体现在学生的创新能力的培养。由学生自己动手,将主动权交给学生,实行人性化教学,让他学生本人从查阅资料、方案的规划、控制算法程序的编制、调试系统、参数的选取,直到实验结束。自由的想象和大胆的创新是这种创造性的教学的内涵所在,对学生创新欲望的激发起到了积极的作用。
(二)教学实践改革
经过改革的计算机控制技术教材的内容比较倾重于应用方面,侧重点在于软件。对理论知识和硬件没有过高的要求。计算机采用PC或IPC,主要是运用可视化的高级语言来对软件进行设计,以软件设计和实践教学为主要方式。主要体现在:1.对学生学习中遇到的困难有很好的帮助,即直接体现了兴趣的持续性和效果的良好性方面。控制系统整体概念以具体应用和功能实现为主要切入点,教材尽可能的降低理论知识,是学习比较易懂但却对控制系统知识的整体性没有丝毫影响。通过实验的实例说明,教学实践改革更有助于学生掌握计算机控制技术知识的精华。2.在设计中可以看到,PC或IPC作为主机的控制系统在当代社会得到了广泛推广,其余各种设备都有了与之相关的成熟产品。设计研究人员只需对相匹配部件进行选购,不需要自行设计就可构成某一控制对象的硬件系统。但是,作为学习研究人员,对硬件整体部件的组成和性能要有一定的理解,对于详细的电路设计以及控制理论等方面的知识可以在课后去学习。设计者创建完成硬件系统之后要开发测控功能程序。但是目前的PC测控系统设计者已经不会在采取汇编或C语言,因此,为使得计算机控制技术得到更好地推广和发展,我们主要以Visual Basic语言、King View监控组态软件等典型的实例去详细说明测控程序开发步骤和实现方法。
教材内容教学主要体现在控制理论和实践应用两方面,学校可以根据自身的情况全排教学。但是都要在加大实践教学是前提条件,是教学基础,加强实践能力的培养,提高设计控制系统的操作能力。
二、教学模式改革
教学模式改革主要指以下三种模式:
1.以课堂讨论的方式进行教学。讨论内容由教师设定,学生做主要发言,一般是老师在课堂开始时提出一些讨论题目,学生分组相互探讨,一段时间过后老师选学生代表发言。发言过程中要做到边写边讲,明确个人所持观点,其他学生也要认真聆听并就自己的观点与发言者作比较,这样发言者与聆听着都能够分辨出各自观点的利与弊。因为解决问题的方法可以有很多种,学生之间相互探讨可以使问题解决的更全面,最重要的是能够加深印象,开动脑筋。在进行课堂讨论时教师做到充分引导、学生积极准备,那么一定会提高学生的学习积极性和主观能动性。因此这种方法不但可以活跃思想、培养学生的创造性思维能力,而且还能够使学生分析问题和解决问题的能力得以提高。
2.运用工程实例辅助教学。此方法不仅要求学生在学习时要加强对原理和基础内容的掌握,而且还要使学生兼顾实际工程中广泛应用的新技术实例,促进学生正确工程观的养成。对教师而言,可以亲自实践,让学生实际动手操作,同时也可以提供个别案例,让学生自己寻找答案。同时,真正的计算机监控系统设计需要做到对电压等级、成本控制、设备可靠性、维护升级等方面的了解,课程即将结束时老师应选择具有典型意义的监控系统设计来做演示和讲解,进而可以更好的使学生掌握所学知识的综合性能及科学应用。
3.通过专业讲授进行教学。由于学生的专业基础课程已经完成,处于毕业设计的前夕,对本专业在国内外的技术动态和发展趋向有强烈的了解欲。这就要求教师认真负责的把自己所了解的相关计算机控制技术在国内外的发展趋势毫无保留的教授给学生,特别需要注意的是要运用最新的理论及技术,让学生对其做到全方位的了解。只有这样才能使学生更清楚的了解到我国与国际先进水平的距离,做到及时更新自己的观念和技术。
三、计算机课程教学改革的成效
1.使教师的业务水平有所提高。在进行改革的过程中,教师必须对其进行全方位的了解和掌握,对专业课的教学内容必须进行实时更新,并做到及时总结教学经验,使该学科不断出现新的科研成果,使学生不断掌握最新的学习内容。
2.使学生学习的积极性有所增加。在教学内容和实践设备不断更新的环境下,大多教学内容都能够展现和反应时代的发展趋势,这样一来一方面可以使学生们的学习兴趣得到激发、工程实践能力得到提升。而且还能够使学生增加综合运用知识及编写计算机控制程序的能力。由此可见,计算机教学改革养成了学生独立自主分析问题、解决问题的能力。为以后的课程改革奠定了坚实的基础。
参考文献:
[1]黎萍,刘保军.计算机控制技术教学改革初探[J].中国电力教育,2011,27
计算机控制技术范文2
关键词:设计过程;计算机控制技术;技术要点
中图分类号:F416.67 文献标识码:A
引言
计算机控制就是用计算机对一个动态对象或过程进行控制。在计算机控制系统中,用计算机代替自动控制系统中的常规控制设备,对动态系统进行调节和控制,这是对自动控制系统所使用的技术装备的一种革新。这一革新,改变了自动控制系统的结构,也导致对这类系统的分析和设计发生较多的变化。在初步介绍计算机控制系统之后,分别介绍计算机控制技术的特点和基本设计过程。
1 计算机控制系统的设计过程
计算机控制系统的软、硬件结构将根据不同的对象有所不同,但系统设计的步骤大体上相同,一般包括以下几方面。
1.1 系统的总体方案设计
根据系统设计任务书进行总体方案设计。选择系统的软、硬件组成方式根据系统的价格和时间要求,选择适当的方式组成系统。在时间要求比较紧的情况下,尽量选购现成的软、硬件系统进行组合;而在经费紧张的情况下可以考虑自己设计电路模块。值得注意的是,软、硬件工作比例的划分也将对系统的价格和实现时间产生重要的影响。系统的总体方案设计大概包括选择微处理器、确定存储器容量、选择接口电路、选择传感器、选择软件开发环境、硬件设计及调试六个基本内容。
1.2 确定控制任务
进行系统设计之前,首先要对控制对象进行深入调查、分析,熟悉工艺流程,了解具体的控制要求,确定系统所要完成的任务,包括系统要实现的功能、控制速度、控制精度、现场环境、完成设计的时间要求等。根据这些任务写好设计任务说明书,作为整个控制系统设计的依据。
1.3 软件设计
软件设计要根据系统总的设计要求,确定软件所要完成的各种功能及完成这些功能的逻辑和时序关系,并用软件流程图表述出来。按软件流程图中不同的功能,分别设计相应的软件功能模块。如模拟量输入模块、模拟量输出模块、数据处理模块、通讯模块和键盘处理模块等。每一种模块都可以单独进行调试,各种模块分别调试好后,再按流程图逻辑和时序关系将他们正确组合、连接、调试。
1.4 现场安装调试
首先要按工艺流程图将系统正确安装,然后对系统进行粗调和精确调试,根据实际对象确定各种控制参数,调整显示值或保存数据等。硬件调试和软件调试都可以在实验室环境下用对现场情况进行模拟的方式进行,并进行必要的联合调试工作,半实物仿真是系统调试的虽要基础,而最终的系统级调试要在现场完成。
2 概述计算机控制系统
计算机控制系统的组成是由硬件和软件两大部分组成。而一个完整的计算机控制系统应由下列几部分组成:被控对象、主机、外部设备、设备、自动化仪表和软件系统。
2.1 硬件部分
硬件部分用于一般数值计算和信息处理的计算机称为通用计算机(简韵;通用机)。用于工业生产过程控制的计算机称为工业控制计算机(简称控制机)。通用机由主机和外部设备组成,主机包括运算器、控制器和主存贮器(俗称内存贮器);外部设备包括输入设备、输出设备和外部存贮器,如键盘、CRT显示器、打印机、磁带和磁盘等,起着人机联系和扩展主机存贮能力的作用。它们是主机正常工作和人们使用主机所必需的设备。'通用机主要是同使用机器的人交流信息,控制机除了同人交流信息外,要自动地控制生产过程,它还必须与被控制的对象直接交流信息。这是控制机与通用机根本不同的地方。为此,控制机必须具备直接从生产过程获取信息,经过主机加工处理后,把控制信息馈送给生产过程的能力。这种能力表现在主机与被控对象之间直接进行信息的变换和传递上,具有这种能力的设备称为生产过程通道。相对于外部设备,通常把生产过程通道称为主机的设备。因此,可以简单地说,通用计算机由主机和外部设备组成;控制计算机由通用计算机与设备组成。
2.2 软件部分
软件系统是控制机不可缺少的重要组成部分。只有在适当的软件系统支持下,控制视才能按设计的要求正常地工作。控制机的软件系统包括系统软件和应用软件两大类。系统软件是用于计算机系统内部的各种资源管理、信息处理对外进行联系及提供服务的软件。例如操作系统、监控程序、语言加工系统和诊断程序等。应用软件是用来使被控对象正常运行的控制程序、控制策略及其相应的服务程序。例如过程监视程序、过程控制程序和公用服务程序等。应用软件是在系统软件的支持下编制完成的,它随被控对象的特性和控制要求不同而异。通常应用软件由用户根据需要自行开发。随着计算机过程控制技术的日趋成熟,应用软件正向标准化、模块化的方向发展。标准的基本控制模块由制造厂家提供给用户,用户只需根据控制的要求,经过简单的组态过程即可生成满足具体要求的专用应用软件,大大方便了用户,缩短了应用软件的开发周期。提高了应用软件的可靠性。
3 计算机控制系统的特点
由于计算机本身的特点,计算机控制系统与一般常规的调节系统相比,具有以下特点。精度高:通过多字长的数值运算,可以实现常规调节器难以达到的控制精度,而且不存在零点漂移、热噪声及元件老化对控制精度的影响。计算机具有分时处理能力。一台计算机(严格说是一个CPU)可以对多个控制回路进行控制。
计算机具有很强的贮存和逻辑判断能力,能够根据生产环境的变化,及时作出判断,选择最合理的控制对策;可以实现复杂的控制规律,以达到理想的控制效果。使用方便灵活。计算机的控制功能是通过硬件和软件共同实现的。在不增加硬件的情况下,可以通过修改软件来改变控制方案和控制机的功能。计算机除了能实现控制功能以外,还可以同时实现对生产过程的管理,如生产计划调度,经济核算等。
4 计算机控制系统的发展趋势
DCS和工业控制计算机技术正在相互渗透发展,并扩大各自的应用领域。原来一般流程工业的控制多选用集散型控制系统(DCS),离散型制造业的控制多采用可编程控制器(PLC)。随着DCS和PLC相互渗透发展继而扩大自己的应用领域,将出现DCS和PLC融合于一体的集成过程控制系统。工业控制网络将向有线和无线相结合的方向发展。计算机网络技术、无线技术以及智能传感器技术的结合,产生了基于无线技术的网络化智能传感器。这种基于无线技术的网络化智能传感器使得工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、和共享。工业控制软件己向组态化方向发展,工业控制软件主要包括人机界面软件、控制软件以及生产管理软件等。
结束语
随着计算机技术的发展,计算机控制越来越深入地渗透于生产之中。因此,设计一个性能良好的计算机控制系统是非常重要的。计算机控制系统包括硬件、软件和控制算法3个方面,一个完整的设计还需要考虑系统的抗干扰性能,使系统能长期有效地运行。在综述部分对计算机控制技术的发展方向进行展望。
近年来我国在控制规律、控制方案、实施技术以及大规模的集中控制方面,有一定数量的成功典型,经济效益也比较显著。近年来,还开始运用数学模型方法,探讨和推广现代控制理论在化工过程控制中的应用,结合微型计算机的推广应用,不少项目开展了计算机控制和调度管理的研究, 使生产的技术水平和经济效益都有较大的提高。
参考文献
[1]耿宏伟.计算机控制技术实践系统的研制[J].中国自动化教育学术年会论文集,1994.
计算机控制技术范文3
关键词:计算机;控制技术;自动化生产线
在“互联网+”及信息技术不断成熟发展的背景下,智能化时代的大局已经初步形成,而智能化的初期表现就是生产自动化。在计算机技术、电子信息技术的共同作用下,自动化生产线早已成为了现实,现如今,自动化生产线面临着新一轮的技术革新,其必须与最新的计算机控制技术相结合,形成更为智能化的发展。
一、计算机控制技术与自动化生产线概述
计算机控制技术是基于计算机编程而实现的电子控制技术,其采用电子控制元件与计算机后台控制模块相对接,电子元器件就可按照计算机内置编程来完成相应的工作任务。与此同时,工厂中必须安装相应的自动化生产线,自动化生产线上集成了生产某种类产品所必需的各类机器设备,这些机器设备中都安装了电子控制元部件,自动化生产线上的流程实现了对接,在第一个流程开始工作之后,后面的流程就会形成相应的自动运转。这种自动化生产设备的设计比较复杂,需要安装很多电子元器件,这些元件有的是感应运作,有的是按照编好的程序运作,最终实现个流程的相互配合。而在智能自动化生产线中,其不仅可以按照既定的流程完成生产任务,还可以根有很多功能上的拓展,比如智能化的识别、调整、修复、挑拣、标注等功能,甚至是智能化的设计、改造功能。
二、计算机控制技术在自动化生产线中的应用
(一)自动化生产线中的计算机控制设备结构及优化计算机控制技术实际上也是依托计算机硬件设备而实现的,所以在自动化生产线中需要相应的计算机总控后台及相应设备。在计算机控制设备的结构设计中需要计算机硬件设备、电路连接器、电子控制元件以及各类扩展单元。一般小型的自动化生产线的控制元件不会太多,相应的计算机控制设备也比较简单,但是大型的自动化生产线都有计算机总控后台,计算机总控后台也是专业设计生产的,并不是一台普通计算机就能够直接进行应用的。而在自动化生产线的不断优化发展中,计算机控制设备的结构以及所使用的配件也是在不断优化的。仅仅是从计算机控制设备的CPU来看,其就在不断更新换代,以提高计算机控制的效率。在智能化生产线的发展中,计算机控制设备也必须是智能化的构成,其可以进行更为强大的内部信息和程序处理,并能够对出现的问题作出自动化的分析和处理。
(二)自动化生产线中计算机控制器程序设计及优化在由计算机控制的自动化生产线中可以按照既定的功能编程来完成每一步的生产任务,同时完成各类检测要求,现如今的自动化生产线执行效率高,出错率低。之所以能够实现自动化的生产,除了在机械设备上做出了相应的协调配合设计之外,最主要依赖的还是计算机总控设备,也就是计算机控制器,其所具备的程序设计功能是支持和保障机械设备自动化运作的关键。在自动化生产线中所应用的计算机控制器是可以进行编程的,其一般在出厂时就内置了各种生产程序,但是在实际应用过程中,其所具备的程序设计扩展功能可以实现自动化生产线功能的进一步拓展。而且现如今所使用的机械编程比计算机编程要简单一些,其有一些已经合成的编程控制模块,可以拿来直接应用,不需要再从头进行原始编程操作。对计算机控制器程序进行优化可以从企业自动化生产线的工艺和功能要求方面来进行分析,从而提高生产效率。
(三)自动化生产线中控制总线的应用及优化计算机控制下的自动化生产线中需要由控制总线来进行连接,因为在计算机信息技术中的数据信息无法直接传输给机械设备来进行识别,必须要通过控制总线来实现数据信息和模拟信息之间的转换,从而让机械设备可以根据接收到的指令来完成相应的工作。一般在自动化生产线中总线从计算机控制系统中接出之后,连接到智能化远程的处理器以及变频器中,相应的机械设备上的控制器就可以完成相应的操作。具体在总线应用中需要采用节约总线并提高数据传输效率的方案,从而提高总线控制的运行效率,中间配置上相应的转换设备以及测量控制器,实现对各类机械设备的控制。
(四)自动化生产线中智能调试及自我修复技术的应用计算机控制的自动化生产线在发展过程中可以进一步实现生产过程中的智能调试以及自我修复,比如某些时候自动化生产线也可能会出现问题,出现问题时,计算机控制系统可以找出问题点所在,并分析得出相应的故障码,如果是程序问题,那么计算机控制系统可以自动实现程序的修复,但是如果是机械设备的问题,计算机控制后台将会提出人工修复的解决方案,这种智能化的生产线会在未来发挥更大的作用。而且,计算机控制器的相应程序可以发挥出最大的作用,其在运行过程中可以实现自我“学习”,即不断地更新自己的程序系统。由于不同生产企业所应用的编程模块以及编程要求有区别,所以计算机后台系统所学习的“内容”是输入性的内容,这样可以保证计算机控制系统的稳定性。
计算机控制技术范文4
论文关键词:计算机控制技术 实践教学 课程建设 教学研究
论文摘要:计算机控制技术课程是电气信息类工科专业的主干专业课之一,对其课程教学实践进行探索是十分必要。针对计算机控制技术课程的特点,从实验教学、课程设计及其他实训环节的内容进行了探讨,采用灵活多样方式进行实践教学改革,培养学生独立分析和解决问题的能力,为深化教学改革进行了有益的尝试,获得良好的教学效果。
随着科学技术的不断发展,在工农业生产的诸多领域中,人们广泛地使用计算机作为控制器来实现自动控制系统。计算机控制技术是融合了计算机技术和自动控制理论后发展起来的理论性和实践性很强的一门交叉学科,它是高等学校中自动化、电气工程及其自动化等专业的一门重要的专业主干课程。学习本课程应从工程技术角度出发,要注重理论与应用结合、设计与实现结合,注重系统性和实用性,要求学生通过本课程的学习掌握如何利用计算机控制生产过程的基本原理,并基本掌握计算机控制系统的分析设计与实现方法及计算机在工业过程控制应用中的各种技术。本课程的特点是理论和实践是密切联系的,由于本课程的这种特点,使得学生在课堂学习阶段很难领悟计算机控制技术的精髓,并将其应用于工农业的生产过程。计算机控制技术是一门实践性极强的应用性学科,本课程实践教学是帮助学生学好这门课程的一项重要手段。
1目前课程教学中普遍存在的问题
学生在完成计算机控制技术课程学习之后,一般应掌握本课程介绍的基本原理,完成简单计算机控制系统的设计、安装、编程和调试工作。但是,大部分学生在学完该课程后,仍无法完成计算机控制系统的设计、安装、调试工作,主要存在以下几个方面问题:
(1)计算机控制技术是一门多学科、多课程相关、实践性强的课程。目前的计算机控制技术教材,在内容设置上或是偏重于理论分析或是以单片机和其他接口芯片为基础,讨论系统的构成和相应的应用软件设计开发的一般步骤,按这类教材组织教学,学生难以在规定的课时内全面掌握该课程的主要内容,从而制约了学生应用课程知识解决实际问题的能力。
(2)学生缺乏面向工程实践的机会,学生能学好课程的书本内容,通过课程理论考核没有问题。但是一旦遇到实际问题,他们往往不能从问题本身出发,而从书本出发,导致难以综合运用解决实际问题。
(3)理论教学、实验教学等实践环节不能有机结合。有的高校实验条件差,实验教学主要以验证性、演示性实验为主,缺乏综合性操作训练项目,实践学时少等极大限制学生实践能力的提高。课堂理论教学过程枯燥,学习效果差。
2实践教学的探索
目前社会对高等学校工科专业毕业生的知识能力和素质结构,尤其是实践动手能力、工程意识与创新思维的培养方面提出了新的要求,原有的实践教学模式已不能培养符合现代经济发展与市场经济需求的生产技术应用型人才,很多高校传统的实践教学都是附属于理论课而设置的实验、实习和课程设计。近年来高校扩招后高等教育向大众化发展,学生面临着较大的就业压力,直接反映在毕业生就业方面,要摆脱所面临的困境,就必须培养社会所需要的实践能力强、真正具有工程意识和一定创造性的应用型人才。
加强计算机控制技术课程实践教学的探索很有必要。下面从实验教学、课程设计和其他的实训辅助教学环节出发,探讨如何提高课程实践环节的教学质量,调动学生学习的积极性,提高学生的实践能力,培养了学生的创新精神。
2.1 实验教学的探索
实验是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段,因此多数学校选择了最基础的且有较高实用价值的实验项目。然而一些实验内容又多是验证性的,专业所需的实践能力、工程意识与创新精神得不到系统的培养与训练。我们目前的实验系统是已经使用多年的西安唐都公司的TD-ACC计算机控制实验系统,缺点是实验项目有限。我们计划在原来实验设备的基础上,设计一些新的实验方案,花费较少的经费,提升实验教学效果。根据我们的调研,可以利用Matlab软件,设计仿真实验方案,如数字PID控制器、最小拍计算机控制系统设计实验,这些理论性很强的实验用Matlab软件来作为原实验的补充,这些补充部分学生在实验前通过个人电脑可以自己做些准备,增强学生的主动性,对于学生深入理解该实验有很大帮助。
另一方面,我们利用Proteus软件,设计了计算机控制系统输入输出通道实验,使学生有更多的自主性,解决实验设备接线固定呆板的缺陷,使得学生在选择ADC和DAC这些典型器件时有了更多的余地,对端口译码电路的设计理解更加透彻。这样设计实验,可以减少验证性实验内容,增大设计性、研究性的实验内容,学生根据提出的功能要求和性能指标,由学生自己完成系统的设计和实验等工作。学生自主性得到充分的发挥,由学生以自由灵活的方式来完成实验,以激发其积极性,增强了学习兴趣,提高了实验的效果。
2.2 课程设计教学之探索
计算机控制技术的课程设计是本课程教学中的一项重要内容,是完成教学计划达到预期教学目标的重要环节,是教学计划中综合性较强的教学环节,它对帮助学生全面深入地掌握课程教学内容、培养学生理论联系实际的能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。本课程设计的目的是通过解决某个实际问题,巩固和加深计算机控制技术课程中所学的理论知识解决实际问题的能力,基本掌握计算机控制系统的一般设计方法,提高计算机控制系统的设计和分析能力,为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
目前多数学校在课程设计时采用的方法是在计算机控制实验设备的基础上,完成一些综合性较强的系统设计题目,比如在TD-ACC计算机控制实验系统上可以完成基于8088微处理器的直流电机闭环调速控制系统设计和实现、温度闭环控制系统设计和实现等设计课题。缺点是系统的框架固定,可选范围有限。
针对课程设计,我们拟以单片机为控制器完成计算机控制系统的设计,融合Matlab和Protues等软件。利用Matlab在建立控制系统模型的优势,以Matlab软件作为课程设计的理论仿真平台,加深学生对计算机控制理论的理解和应用。另一方面,在Proteus平台和Keil软件的支持下,学生可以完成系统从芯片选择、电路设计、程序编写、调试、仿真运行的整个过程,可以锻炼学生解决问题的能力。因此我们设计了基于Protues的单片机步进电机控制系统设计、仓库温湿度控制系统设计、加热炉温度控制系统设计等课程设计课题,作为对原有课题的补充,解决了原有实物设计系统的不足,拓宽了课程设计范围。 2.3 重视辅助实训环节的探索
高等工科学校是培养社会所需要的有一定理论知识、实践动手能力强、具有工程意识和一定创造性的高等技术应用型人才,因此,要完成这一培养目标,我们就必须重视实训环节。我们学院不断加强实践教学与管理改革,创立了创新实训基地,以综合、设计创新实训为主,实训形式丰富多样,有综合性设计、计算机仿真、创新设计、实物制作与竞赛,并不断加强实训基地和课程教学的联系,目前实训基地已经有专人管理,走上了规范化的教学管理轨道。
为配合本课程,我们学院组织一些动手能力强、有兴趣的同学成立实训小组,利用课余时间进行培训,指导教师只给出训练项目的基本要求、所要实现的功能和性能指标,系统设计、元件选用、PCB板制作、焊接工艺和电路调试等环节,均由学生独立完成,以加强学生的工程意识与实际应用能力,并要求学生对一些课题的设计制作具有创新性。学生还通过到产学研结合的企业实习、参与教师所承担的工程课题工作等,进一步培养学生的工程应用能力,如完成智能温度闭环控制系统设计、循环温度检测仪等项目。尽管这种形式灵活的环节目前面向的学生人数不是很多,但是结出了甜美的果实。经实训基地训练的一批学生获得了优良成绩,我院学生于近几年连续在全国大学生电子设计等竞赛中获奖。
3结束语
通过对计算机控制技术课程教学过程中存在的问题进行探讨,我们认识到实践教学环节在本课程教学中的重要作用,在具体实施实验教学、课程设计教学和其他辅助实训教学等方面做了一些探讨,在教学实践过程中积累了一些经验,取得了较好的教学效果。重视计算机控制技术课程实践改革,可以提高课程实践环节的教学质量,激发学生的学习兴趣,提高学生的实践能力,培养其创新精神。同时,我们发现提高教学质量和学生的学习效果、培养学生独立动手能力和分析解决问题的能力,是一个值得我们不断研究的课题。我们在实际教学中尚存在一些问题和不足,希望在今后的教学研究和教学实践中,可以进一步探索出更好的方法,提高学生理论联系实际的能力。
参考文献
[1] 于海生.计算机控制技术[M].北京:机械工业出版社,2007
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[5] 罗胜,薛光明,周宏明.建设开放的计算机控制技术实践教学体系[J].现代教育技术,2008,18(7):113~115
计算机控制技术范文5
关键词:职业教育;课程体系;工作导向
长期以来,很多学生、家长以及用工单位对计算机控制技术专业存在一定的误解,很容易将计算机控制技术专业和计算机类专业相混淆。根据我国普通高职高专专业目录划分,计算机控制技术专业属于制造大类下面自动化类专业的一个分支,而传统的计算机类专业属于电子信息大类下面计算机类专业。从计算机控制技术专业的人才培养目标来看,它主要培养从事计算机软硬件的安装、调试和维护,计算机控制设备和计算机控制系统的维修、安装、调试、技术服务和管理工作的高级技术应用型专门人才。因此二者无论从专业归属还是人才培养、社会服务方向都有很大不同。
一、现状与背景分析
高等职业教育的人才培养目标定位为培养高端技能型人才,这就决定了高职教育要与时俱进。高职教育简单地说就是就业教育,要有针对性地培养学生的就业能力,因此,高职院校的课程改革越来越突出学生能力的培养。基于工作过程导向的课程改革研究,也已成为目前职业教育研究的热点。
高职层次计算机控制技术专业属于自动化类,但是在专业课程设置上依然沿袭了本科传统的课程体系或是没有自身的专业特色,很容易与其他相近专业交叉混淆。主要体现在课程设置缺乏专业特色、课程间内容重迭、课程关联性不强、逻辑关系不清等问题;课程体系设置既不能充分体现本专业技术核心,也不符合学生的认知顺序与能力构建逻辑;在技能培养方面,仍然沿袭传统模式,滞后于时展。近年来,各职业院校在课程开发与建设方面进行了积极的探索、改革并取得很多成效,但基于工作过程导向的课程改革尚不完善。
二、课程改革
专业课程以工作过程为导向进行改革。工作过程是指完整的劳动进程,即产品生产过程中每项工作任务的完成情况。在完整的生产过程中,完成最终产品通常是由多个工作过程所组成的,因此工作成果始终是其所要达到的目标。
以工作过程为导向的课程与传统的学科体系课程相比,不同点在于学科体系课程的结构是学科知识,而工作过程导向课程的结构是具体的工作任务。结构不同决定了教学方法的不同:学科体系课程偏向理论知识传授,授课形式以课堂教学为主,理论与实践是分开安排的,实训项目也以验证为主,脱离了工程实践;而工作过程导向课程以生产过程中具体的工作任务为载体,以边做、边讲、边学的形式能将理论知识和实践训练有机地结合在一起,在实训场所训练学生完成工作任务的能力。
在课程改革实践过程中,将计算机控制技术专业核心课程“控制系统及控制装置”作为改革对象,基于工作过程的“控制系统及控制装置”课程教学改革,以计算机控制技术专业人才培养计划为依据,以培养职业能力为主线,从课程所面向的技术领域与职业岗位出发,分析典型工作任务,在此基础上设计学习情境,以工作过程为导向,采取任务驱动法开展教学工作,实现课程教学目标,这种课程开发模式对高职教育工科课程建设具有示范意义。
三、课程开发与建设
“控制系统及控制装置”是在检测传感技术、执行驱动技术之后开设的一门综合性控制系统课程。课程的核心任务是应用具有控制功能的自动化设备――控制装置构建控制系统,以实现相应的控制任务。
完整工作过程的三个阶段:
第一阶段:中级工培养阶段(初级技能掌握阶段),主要完成控制系统基础知识的讲授以及控制装置构建常规控制系统及相应工程实施方案。
第二阶段:高级工培养阶段(中级技能掌握阶段),主要完成计算机控制系统基础知识的讲授以及PLC及DCS控制装置构建单回路―串级控制系统及相应工程方案。
第三阶段:技师培养阶段(高级技能掌握阶段),主要完成DCS控制装置构建复杂控制系统方案,以及联锁保护系统、典型控制方案等。
通过“教―学―做”一体化教学模式,在每一个阶段实施过程中使学生掌握自动控制相关知识,熟悉控制系统典型控制方案、原理及特点,熟悉常规及智能控制装置功能、特性、操作与维护检修方法与技能,熟悉DCS控制装置的配置、安装、调试、运行操作、维护与检修,具备按工程项目要求完成控制系统组建、控制回路连接、设备与系统调试及投运操作,具有对智能仪表、DCS控制系统进行组态的能力,培养锻炼学生对控制装置及系统的运行管理、维护检测、故障分析与判断、处理的能力。
进行基于工作过程导向的“控制系统及控制装置”课程开发与建设,从课程所面向的技术领域与职业岗位出发,分析典型的工作任务,按照职业特有的工作过程设计学习情境,每一个学习情境都以任务为载体,都是一个完整的工作过程,学生通过逐个完成工作任务实现相关知识与技能的学习。
四、课程改革效果
计算机控制技术专业学生在课程学习中,经历控制系统安装、组态、调试到系统运行、维护等一系列与实际生产过程相一致的工作过程,掌握系统的安装调试、操作维护两大核心技能。学生的创新意识、分析和解决实际问题的能力得到提高,工程观念得到加强,工作敬业精神和团队合作精神得到强化,学生就业渠道得到拓宽。
参考文献:
计算机控制技术范文6
关键词:DDE;课程实训;组态技术;控制技术
1 前言
伴随着社会经济的快速发展,计算机控制技术也越发的成熟。很多的计算机被当做上位机应用在工业控制领域,然而高职等学院对计算机控制技术课程的开展,就必须要以培养学生实际操作能力为重点,全方面的对学生已经学到的理论知识与技术能力、独立创新能力等等方面进行培训与提升,让学院学生在这门课程学习当中,能更加充分的认识不断更新的技术。很多年前计算机的控制系统,使用的是下位机控制的方式以及程序等、使用高级语言对上位机接口进行开发,这样的方法容易出现开发周期长、易出错、编程任务繁重等问题,随着I/O板以及组态软件的诞生,给解决这些问题提供了全新的方式。监控组态软件在很多领域已经被广泛使用,主要是用于数据收集以及监控和过程控制系统。
2 控制系统的组成
电脑控制系统当中含有工业控制(IPC)、通信接口与工业控制对象,这个控制过程也可以称之为实时数据进行采集、实时输出的控制以及实时决策的控制。假如PCI7401(I/O板)对现场被控对象的控制信号实行采集控制以及驱动控制,组成如下方案(如图一所示)。
3 动态数据交换机制技术
DDE指的是一种动态数据进行交换的机制。这种DDE程序又分为客户应用程序和服务器使用程序、服务器应用程序与客户应用程序之间,客户应用程序的主要作用在于发起会话请求以及接受信息、而服务器使用程序主要用于回应请求与提供信息。服务器/客服的应用程序代表这是客户程序同时也是服务器,它们相互间可以经过发送请求、答应请求、来实现数据的传输。DDE协议通过服务、数据项以及主题的三级命令进行所传递数据单位的识别。一般情况来讲service就会成为应用程序文件名,其主题需要是对服务器具有意义性的信息单元,数据项具体就是说服务器当中独立的一个个数据项,假如经由网络和远程设备的DDE进行联系,就还需要提供各个远程节点名称。因此每一次DDE客户和服务器程序间的通信全是由客户发启的,每当DDE客户启动前,其DDE服务器都会最先投入运行。在DDE通讯中含有:当服务器数据发生变化的时候,直接把这些数据交给客户,由客户对其进行热链方式处理、当服务器发生变化的时候,服务器告知客户,经由客户读取数据所用温链方式以及让客户申请数据、然后服务器进行数据发送的冷链方式。
4 当下计算机控制技术教学中存在的问题
⑴计算机控制这门课程具有多样性、多课程、实践性强的特点,现在市面上的计算机控制技术教程,大多数都比较偏向于理论分析,又或者是以单片机为中心进行的教学设计,对系统的结构与软件开发常用步骤进行分析,如果按照这类教材进行学习,学生很难在规定课时对其主要内容进行全面了解,更谈不上掌握了,这样会严重的制约学生利用已经学到的知识进行实际操作的能力。
⑵学生缺乏实际操作的经验,学生就算能够按照标准课时理解计算机控制技术的书本内容,理论课程教学考核也全部达标,但这终究是纸上谈兵,一旦碰到实际的计算机控制问题需要解决,学生通常不能从问题的实质进行思考,而是依照书本按部就班,致使不能有效的利用已经从书本上学到的计算机控制技术理论与实际情况相结合。
⑶理论教学与实践环节不能有效结合。有些学校的实验条件有限,然而计算机控制技术教学需要以实践为基础,应用实践来证明理论,这样可以让学员对计算机控制技术有更加深刻的认识。但是有些学校严重缺乏具有操作性的训练项目,实践学习经验少导致了学生实际操作能力受到了很大限制,使得计算机控制技术教学过程枯燥乏味,教学质量得不到保障。
实训教学探索是不单单是操作能力的培养,而是实际与理论相结合,以科学严谨的态度进行合理分析研究的重要方法,所以大部分学校都会选择基础性较强以及具备高度实用性的项目进行实训探索,但是所做的实验内容大多没有创新性,按部就班的进行验证,其专业真正需要的操作能力、创新能力以及应变能力都得不到很好的培养和发展。对此我们可以结合课本,组织一些实践能力强、对计算机控制技术有浓烈兴趣的实训小组,利用假期休息时间进行培训,而老师只需要给学生指出一些基本要求、所要完成的性能指标、元件选择、系统设计、电路调试以及焊接技术全部让实训小组的学生独自完成,借此达到增强学生实际操作能力和工程意识的目的。可以尝试让学生对有的课题设计制作进行创新,结合企业实习,与教师共同承担工程课题等,从而进一步提高学生个人能力,尽管基于DDE和组态技术的计算机控制技术课程探索还在进行当中,可是一旦有经过实训的有些学生做出了很好的成绩,DDE和组态技术的计算机控制技术教学必将更进一步。
[参考文献]