现代电力电子技术浅探电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学,是介于电气工程三大主要领域--电力、电子和控制之间的交叉学科,在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面,成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术,可以有效地节约能源。一、电力电子技术的发展现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。1、整流器时代大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。2、逆变器时代七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。3、变频器时代进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。二、电力电子技术的应用1、一般工业工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能,给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来,由于电力电子变频技术的迅速发展,使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美,交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机,小到几百W的数控机床的伺服电机,以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置,以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置,这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源,电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。2、交通运输电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置,交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中,电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外,车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制,其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机,它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源,因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输,那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统,而近年来交流变频调速已成为主流。3、电力系统电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计,发达国家在用户最终使用的电能中,有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中,电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说,如果离开电力电子技术,电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势,其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔性交流输电(FACTS)也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器(SVG)、有源电力滤波器(APF)等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统,电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等,以进行电能质量控制,改善供电质量。在变电所中,给操作系统提供可靠的交直流操作电源,给蓄电池充电等都需要电力电子装置。4、电子装置用电源各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源,现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中,以前大量采用线性稳压电源供电,由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高,现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源,所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。5、家用电器照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源,通常被称为“节能灯”,它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外,有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。6、其他不间断电源(UPS)在现代社会中的作用越来越重要,用量也越来越大,在电力电子产品中已占有相当大的份额。航天飞行器中的各种电子仪器需要电源,载人航天器中为了人的生存和工作,也离不开各种电源,这些都必需采用电力电子技术。传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来兴起的核能发电。能源危机后,各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电、风力发电的发展较快,燃料电池更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约,发出的电力质量较差,常需要储能装置缓冲,需要改善电能质量,这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时,也离不开电力电子技术。为了合理地利用水力发电资源,近年来抽水储能发电站受到重视。其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。超导储能是未来的一种储能方式,它需要强大的直流电源供电,这也离不开电力电子技术。核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时,需要大容量的脉冲电源,这种电源就是电力电子装置。科学实验或某些特殊场合,常常需要一些特种电源,这也是电力电子技术的用武之地。以前电力电子技术的应用偏重于中、大功率。现在,在1kW以下,甚至几十W以下的功率范围内,电力电子技术的应用也越来越广,其地位也越来越重要。这已成为一个重要的发展趋势,值得引起人们的注意。总之,电力电子技术的应用范围十分广泛。从人类对宇宙和大自然的探索,到国民经济的各个领域,再到我们的衣食住行,到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源,因此也可以说,电力电子技术研究的也就是电源技术。电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速方面,在使用量十分庞大的照明电源等方面,电力电子技术的节能效果十分显著,因此它也被称为是节能技术。
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PLC在配料生产线上的应用毕业论文 45. 三菱PLC控制的四层电梯毕业设计论文46. 全自动洗衣机PLC控制毕业设计论文 47. 工业洗衣机的PLC控制毕业论文48. 《双恒压无塔供水的PLC电气控制》 49. 基于三菱PLC设计的四层电梯控制系统50. 西门子PLC交通灯毕业设计 51. 自动铣床PLC控制系统毕业设计52. PLC变频调速恒压供水系统 53. PLC控制的行车自动化控制系统54. 基于PLC的自动售货机的设计 55. 基于PLC的气动机械手控制系统56. PLC在电梯自动化控制中的应用 57. 组态控制交通灯58. PLC控制的升降横移式自动化立体车库 59. PLC在电动单梁天车中的应用60. PLC在液体混合控制系统中的应用 61. 基于西门子PLC控制的全自动洗衣机仿真设计62. 基于三菱PLC控制的全自动洗衣机 63. 基于plc的污水处理系统64. 恒压供水系统的PLC控制设计 65. 基于欧姆龙PLC的变频恒压供水系统设计66. 西门子PLC编写的花样喷泉控制程序67. 欧姆龙PLC编写的全自动洗衣机控制程序 68 景观温室控制系统的设计69. 贮丝生产线PLC控制的系统 70. 基于PLC的霓虹灯控制系统71. PLC在砂光机控制系统上的应用 72. 磨石粉生产线控制系统的设计73. 自动药片装瓶机PLC控制设计 74. 装卸料小车多方式运行的PLC控制系统设计75. PLC控制的自动罐装机系统 76. 基于CPLD的可控硅中频电源77. 西门子PLC编写的花样喷泉控制程序 78. 欧姆龙PLC编写的全自动洗衣机控制程序79. PLC在板式过滤器中的应用 80. 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液压伺服系统设计 液压伺服系统设计 在液压伺服系统中采用液压伺服阀作为输入信号的转换与放大元件。液压伺服系统能以小功率的电信号输入,控制大功率的液压能(流量与压力)输出,并能获得很高的控制精度和很快的响应速度。位置控制、速度控制、力控制三类液压伺服系统一般的设计步骤如下: 1)明确设计要求:充分了解设计任务提出的工艺、结构及时系统各项性能的要求,并应详细分析负载条件。 2)拟定控制方案,画出系统原理图。 3)静态计算:确定动力元件参数,选择反馈元件及其它电气元件。 4)动态计算:确定系统的传递函数,绘制开环波德图,分析稳定性,计算动态性能指标。 5)校核精度和性能指标,选择校正方式和设计校正元件。 6)选择液压能源及相应的附属元件。 7)完成执行元件及液压能源施工设计。 本章的内容主要是依照上述设计步骤,进一步说明液压伺服系统的设计原则和介绍具体设计计算方法。由于位置控制系统是最基本和应用最广的系统,所以介绍将以阀控液压缸位置系统为主。 全面理解设计要求 全面了解被控对象 液压伺服控制系统是被控对象—主机的一个组成部分,它必须满足主机在工艺上和结构上对其提出的要求。例如轧钢机液压压下位置控制系统,除了应能够承受最大轧制负载,满足轧钢机轧辊辊缝调节最大行程,调节速度和控制精度等要求外,执行机构—压下液压缸在外形尺寸上还受轧钢机牌坊窗口尺寸的约束,结构上还必须保证满足更换轧辊方便等要求。要设计一个好的控制系统,必须充分重视这些问题的解决。所以设计师应全面了解被控对象的工况,并综合运用电气、机械、液压、工艺等方面的理论知识,使设计的控制系统满足被控对象的各项要求。 明角设计系统的性能要求 1)被控对象的物理量:位置、速度或是力。 2)静态极限:最大行程、最大速度、最大力或力矩、最大功率。 3)要求的控制精度:由给定信号、负载力、干扰信号、伺服阀及电控系统零飘、非线性环节(如摩擦力、死区等)以及传感器引起的系统误差,定位精度,分辨率以及允许的飘移量等。 4)动态特性:相对稳定性可用相位裕量和增益裕量、谐振峰值和超调量等来规定,响应的快速性可用载止频率或阶跃响应的上升时间和调整时间来规定; 5)工作环境:主机的工作温度、工作介质的冷却、振动与冲击、电气的噪声干扰以及相应的耐高温、防水防腐蚀、防振等要求; 6)特殊要求;设备重量、安全保护、工作的可靠性以及其它工艺要求。 负载特性分析 正确确定系统的外负载是设计控制系统的一个基本问题。它直接影响系统的组成和动力元件参数的选择,所以分析负载特性应尽量反映客观实际。液压伺服系统的负载类型有惯性负载、弹性负载、粘性负载、各种摩擦负载(如静摩擦、动摩擦等)以及重力和其它不随时间、位置等参数变化的恒值负载等。 拟定控制方案、绘制系统原理图 在全面了解设计要求之后,可根据不同的控制对象,按表6所列的基本类型选定控制方案并拟定控制系统的方块图。如对直线位置控制系统一般采用阀控液压缸的方案,方块图如图36所示。图36 阀控液压缸位置控制系统方块图表6 液压伺服系统控制方式的基本类型伺服系统 控制信号 控制参数 运动类型 元件组成机液电液气液电气液 模拟量数字量位移量 位置、速度、加速度、力、力矩、压力 直线运动摆动运动旋转运动 1.阀控制:阀-液压缸,阀-液压马达2.容积控制:变量泵-液压缸;变量泵-液压马达;阀-液压缸-变量泵-液压马达3.其它:步近式力矩马达 动力元件参数选择 动力元件是伺服系统的关键元件。它的一个主要作用是在整个工作循环中使负载按要求的速度运动。其次,它的主要性能参数能满足整个系统所要求的动态特性。此外,动力元件参数的选择还必须考虑与负载参数的最佳匹配,以保证系统的功耗最小,效率高。 动力元件的主要参数包括系统的供油压力、液压缸的有效面积(或液压马达排量)、伺服阀的流量。当选定液压马达作执行元件时,还应包括齿轮的传动比。 供油压力的选择 选用较高的供油压力,在相同输出功率条件下,可减小执行元件——液压缸的活塞面积(或液压马达的排量),因而泵和动力元件尺寸小重量轻,设备结构紧凑,同时油腔的容积减小,容积弹性模数增大,有利于提高系统的响应速度。但是随供油压力增加,由于受材料强度的限制,液压元件的尺寸和重量也有增加的趋势,元件的加工精度也要求提高,系统的造价也随之提高。同时,高压时,泄漏大,发热高,系统功率损失增加,噪声加大,元件寿命降低,维护也较困难。所以条件允许时,通常还是选用较低的供油压力。 常用的供油压力等级为7MPa到28MPa,可根据系统的要求和结构限制条件选择适当的供油压力。 伺服阀流量与执行元件尺寸的确定 如上所述,动力元件参数选择除应满足拖动负载和系统性能两方面的要求外,还应考虑与负载的最佳匹配。下面着重介绍与负载最佳匹配问题。 (1)动力元件的输出特性 将伺服阀的流量——压力曲线经坐标变换绘于υ-FL平面上,所得的抛物线即为动力元件稳态时的输出特性,见图37。 图37 参数变化对动力机构输出特性的影响a)供油压力变化;b)伺服阀容量变化;c)液压缸面积变化 图中 FL——负载力,FL=pLA; pL——伺服阀工作压力; A——液压缸有效面积; υ——液压缸活塞速度, ; qL——伺服阀的流量; q0——伺服阀的空载流量; ps——供油压力。 由图37可见,当伺服阀规格和液压缸面积不变,提高供油压力,曲线向外扩展,最大功率提高,最大功率点右移,如图37a。 当供油压力和液压缸面积不变,加大伺服阀规格,曲线变高,曲线的顶点A ps不变,最大功率提高,最大功率点不变,如图37b。 当供油压力和伺服阀规格不变,加大液压缸面积A,曲线变低,顶点右移,最大功率不变,最大功率点右移,如图37c。 (2)负载最佳匹配图解法 在负载轨迹曲线υ-FL平面上,画出动力元件输出特性曲线,调整参数,使动力元件输出特性曲线从外侧完全包围负载轨迹曲线,即可保证动力元件能够拖动负载。在图38中,曲线1、2、3代表三条动力元件的输出特性曲线。曲线2与负载轨迹最大功率点c相切,符合负载最佳匹配条件,而曲线1、3上的工作点α和b,虽能拖动负载,但效率都较低。 (3)负载最佳匹配的解析法 参见液压动力元件的负载匹配。 (4)近似计算法在工程设计中,设计动力元件时常采用近似计算法,即按最大负载力FLmax选择动力元件。在动力元件输出特性曲线上,限定 FLmax≤pLA= ,并认为负载力、最大速度和最大加速度是同时出现的,这样液压缸的有效面积可按下式计算: (37) 图38 动力元件与负载匹配图形 按式37求得A值后,可计算负载流量qL,即可根据阀的压降从伺服阀样本上选择合适的伺服阀。近似计算法应用简便,然而是偏于保守的计算方法。采用这种方法可以保证系统的性能,但传递效率稍低。 (5)按液压固有频率选择动力元件 对功率和负载很小的液压伺服系统来说,功率损耗不是主要问题,可以根据系统要求的液压固有频率来确定动力元件。 四边滑阀控制的液压缸,其活塞的有效面积为 (38) 二边滑阀控制的液压缸,其活塞的有效面积为 (39) 液压固有频率ωh可以按系统要求频宽的(5~10)倍来确定。对一些干扰力大,负载轨迹形状比较复杂的系统,不能按上述的几种方法计算动力元件,只能通过作图法来确定动力元件。 计算阀控液压马达组合的动力元件时,只要将上述计算方法中液压缸的有效面积A换成液压马达的排量D,负载力FL换成负载力矩TL,负载速度换成液压马达的角速度 ,就可以得到相应的计算公式。当系统采用了减速机构时,应注意把负载惯量、负载力、负载的位移、速度、加速度等参数都转换到液压马达的轴上才能作为计算的参数。减速机构传动比选择的原则是:在满足液压固有频率的要求下,传动比最小,这就是最佳传动比。 伺服阀的选择 根据所确定的供油压力ps和由负载流量qL(即要求伺服阀输出的流量)计算得到的伺服阀空载流量q0,即可由伺服阀样本确定伺服阀的规格。因为伺服阀输出流量是限制系统频宽的一个重要因素,所以伺服阀流量应留有余量。通常可取15%左右的负载流量作为伺服阀的流量储备。 除了流量参数外,在选择伺服阀时,还应考虑以下因素: 1)伺服阀的流量增益线性好。在位置控制系统中,一般选用零开口的流量阀,因为这类阀具有较高的压力增益,可使动力元件有较大的刚度,并可提高系统的快速性与控制精度。 2)伺服阀的频宽应满足系统频宽的要求。一般伺服阀的频宽应大于系统频宽的5倍,以减小伺服阀对系统响应特性的影响。 3)伺服阀的零点漂移、温度漂移和不灵敏区应尽量小,保证由此引起的系统误差不超出设计要求。 4)其它要求,如对零位泄漏、抗污染能力、电功率、寿命和价格等,都有一定要求。 执行元件的选择 液压伺服系统的执行元件是整个控制系统的关键部件,直接影响系统性能的好坏。执行元件的选择与设计,除了按本节所述的方法确定液压缸有效面积A(或液压马达排量D)的最佳值外,还涉及密封、强度、摩擦阻力、安装结构等问题。 反馈传感器的选择 根据所检测的物理量,反馈传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器和力(或压力)传感器。它们分别用于不同类型的液压伺服系统,作为系统的反馈元件。闭环控制系统的控制精度主要决定于系统的给定元件和反馈元件的精度,因此合理选择反馈传感器十分重要。 传感器的频宽一般应选择为控制系统频宽的5~10倍,这是为了给系统提供被测量的瞬时真值,减少相位滞后。传感器的频宽对一般系统都能满足要求,因此传感器的传递函数可近似按比例环节来考虑。 确定系统方块图 根据系统原理图及系统各环节的传递函数,即可构成系统的方块图。根据系统的方块图可直接写出系统开环传递函数。阀控液压缸和阀控液压马达控制系统二者的传递函数具有相同的结构形式,只要把相应的符号变换一下即可。 绘制系统开环波德图并确定开环增益 系统的动态计算与分析在这里是采用频率法。首先根据系统的传递函数,求出波德图。在绘制波德图时,需要确定系统的开环增益K。 改变系统的开环增益K时,开环波德图上幅频曲线只升高或降低一个常数,曲线的形状不变,其相频曲线也不变。波德图上幅频曲线的低频段、穿越频率以及幅值增益裕量分别反映了闭环系统的稳态精度、截止频率及系统的稳定性。所以可根据闭环系统所要求的稳态精度、频宽以及相对稳定性,在开环波德图上调整幅频曲线位置的高低,来获得与闭环系统要求相适应的K值。 由系统的稳态精度要求确定K 由控制原理可知,不同类型控制系统的稳态精度决定于系统的开环增益。因此,可以由系统对稳态精度的要求和系统的类型计算得到系统应具有的开环增益K。 由系统的频宽要求确定K 分析二阶或三阶系统特性与波德图的关系知道,当ζh和K/ωh都很小时,可近似认为系统的频宽等于开环对数幅值曲线的穿越频率,即ω-3dB≈ωc,所以可绘制对数幅频曲线,使ωc在数值上等于系统要求的ω-3dB值,如图39所示。由此图可得K值。 图39 由ω-3dB绘制开环对数幅频特性a)0型系统;b)I型系统 由系统相对稳定性确定K 系统相对稳定性可用幅值裕量和相位裕量来表示。根据系统要求的幅值裕量和相位裕量来绘制开环波德图,同样也可以得到K。见图40。 实际上通过作图来确定系统的开环增益K,往往要综合考虑,尽可能同时满足系统的几项主要性能指标。 系统静动态品质分析及确定校正特性 在确定了系统传递函数的各项参数后,可通过闭环波德图或时域响应过渡过程曲线或参数计算对系统的各项静动态指标和误差进行校核。如设计的系统性能不满足要求,则应调整参数,重复上述计算或采用校正环节对系统进行补偿,改变系统的开环频率特性,直到满足系统的要求。 仿真分析 在系统的传递函数初步确定后,可以通过计算机对该系统进行数字仿真,以求得最佳设计。目前有关于数字仿真的商用软件,如Matlab软件,很适合仿真分析。
电子工艺生产性实训问题及对策论文
摘要:广州铁路职业技术学院SMT生产实训车间是校内生产性实训基地。该基地的开设是探索“校企合作、工学结合”,培养高技能、实用型人才的创新之举。通过生产真实产品,培养了学生的职业技能和职业素养。在基地的运作过程中,企业生产计划与学校教学计划、学生技能训练与企业经济效益等方面存在一些问题。通过3年的探索实践,有效解决了上述问题。
关键词:SMT生产实训车间;生产性实训;问题;对策
一、前言
教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》明确提出:高等职业院校要按照教育规律和市场规则,本着建设主体多元化的原则,紧密联系行业企业,不断改善实训、实习基地条件,积极探索校内生产性实训基地建设的校企组合新模式[1]。
2008年广州铁路职业技术学院(以下简称我校)建成了第一个校内生产性实训基地———SMT生产实训车间。2009年,为适应学院办学模式、人才培养模式改革的需要,SMT生产实训车间搬至花都工学结合实验园。SMT生产实训车间主要是“电子工艺与管理”、“应用电子技术”等专业,为实现人才培养目标而提供生产性实训教学条件。其主要运作模式是:半工半读,接单生产。生产实训车间的生产设备与企业的生产设备完全一样,实训的过程与企业的生产过程完全一致[2]。在生产真实产品的过程中培养学生的职业技能、职业素质、劳动意识、质量意识、责任意识。
SMT生产实训车间建成近三年来,学生在生产车间培训、实训的过程中已为多家企业加工各类电路板组件数万块。车间不但能加工各类电路板组件,还能生产U盘等各类电子产品。“电子工艺”生产线实习已实现真正意义的生产性实训,SMT生产车间已成为真正意义的生产性实训基地。学生在良好实践教学条件下接受培训和进行生产性实训,不仅掌握了专业技能,而且加深了对企业生产全过程的了解,培养了学生的职业素养,为他们毕业后进入企业实习、工作提供了宝贵的现场经验。
校内生产性实训基地在运作的过程中,也遇到了这样或那样的矛盾和问题,如企业生产计划与学校教学计划之间的矛盾、生产性实训的时间和人数安排问题等。通过不断地摸索与实践,有些已找到有效缓解矛盾的方法,有的仍需不断探讨。
二、电子工艺生产性实训面临问题与对策
(一)企业生产计划与学校教学计划的矛盾
高职教育是按照人才培养方案、教育教学计划组织实施的,具有相对稳定的模式和计划。而校内生产性实训则以企业生产任务为依托,学校在与企业合作洽谈时,希望企业能将连续几个月的生产加工计划提供给学校,便于基地整体安排一个学期的培训和生产内容,但企业方面却很难做到。因企业生产是围绕市场需求进行的,市场是千变万化的,企业生产的产品种类、规格、数量必然要跟随市场的变化而变化。因此,企业生产计划与学校实训教学计划的衔接必然会产生矛盾。
面对这一深层次矛盾,为使学生熟悉和掌握SMT生产工艺流程,学会SMT生产、检测设备的编程、调试、维护方法,提高设备的利用率,基地采用相对灵活的办法:“有单生产、无单培训”。
表面组装工艺技术需用涂敷设备、贴装设备、焊接设备、测试设备等多种组装设备,学生在车间进行生产性实训时,技术含量较高的工作主要是贴片机、AOI、ICT等设备的编程和调试,需要培训的时间也较长,但此时不能正常生产,生产只能在已编制好的程序、设定好的参数下进行。为此,无生产订单时,培训学生,使他们熟悉和掌握贴片机、AOI、ICT等设备的编程方法、检测方法;有生产订单时,安排学生进行生产性实训,让学生熟悉和掌握表面组装工艺流程、质量控制要求及SMA的返修方法。
(二)学生技能训练与企业经济效益之间的矛盾
高职教育以培养高技能人才为目标,实训重点放在技能训练,并允许实训中出现一定程度的原材料消耗。而企业生产以实现经济效益最大化为目标,不仅在时间上要求紧,还要求最大限度减少消耗。学校和企业效益目标的矛盾在生产性实训实施过程中尤为突出。
生产性实训基地的任务就是承接企业订单,为企业提供来料加工服务。面对这一突出矛盾,在订单生产过程中,基地一方面按真实产品的生产要求严格控制生产工艺,要求学生养成良好的习惯,避免物料的损失和浪费。另一方面,生产基地自购一部分元器件等物料,补充培训和生产中的原材料消耗。
对于加工时间问题,与企业进行协商,强调学生所进行的生产性实训必须体现“学做合一”,在保证产品质量的前题下,生产时间要比企业长,在与企业签订加工合同时交货时间相对长一些。
(三)学生在校内生产性实习中的心态问题
传统的实习方式主要有传递—接受式、示范—模仿式两种。校内生产性实训引入了企业真实的工作情境和管理模式,是按照产品的工艺流程来布置实训任务的。开始几天学生由于新鲜、好奇,兴致较高,能以端正的态度对待实习。但一段时间以后,面对重复性工作,有的同学对实训失去兴趣,在实训中牢骚多、不认真,有些岗位的工作不愿做,甚至部分家长对此也不理解,传统讲授式的学习方式与真实生产任务式的学习方式矛盾突出。
面对上述问题,笔者认为,在实训中培养他们的责任心和吃苦耐劳的精神,比熟练某一个岗位技能对于他们的职业发展更加重要。因为生产性实训的目的就是在生产真实产品的过程中培养学生的职业技能、职业素质、劳动意识、质量意识、责任意识。为使学生保持良好心态进行生产性实训,必须加强对学生的思想教育,教育学生具有严肃认真的工作态度、具备吃苦耐劳的精神、严格遵守劳动纪律并具有良好的团队合作精神。
(四)生产实训基地设备利用率问题
SMT生产实训车间建有SMT(表面组装)、THT(通孔插装)两条生产线,以适应企业贴片、插件板的加工要求。由于表面组装电路板组件具有高可靠、优质量、低成本等特点,且表面组装工艺技术是电子产品实现“轻、薄、短、小”主要手段,故原采用THT工艺制作电路板组件的电子企业,很多都改为表面组装工艺技术制作电路板组件。不过SMT生产设备一次投入较大,绝大部分中、小型电子企业贴片工序一般都外包加工,插件等后线工序自己做。
这样生产性实训基地接到的插件订单越来越少,从而使得THT生产线的设备利用率下降。
对此,生产实训基地一方面与原有合作企业协商,签订混装板(既有贴片、也有插件)订单;另一方面,与进驻我校的“厂中校”企业合作,利用企业的影响力增加混装板生产订单,校企双方共同组织,进行培训和生产。不但使学生熟悉和掌握SMT、THT生产线的工艺流程,同时也大大提高了设备的利用率。
(五)生产性实训的时间和人数安排问题
表面组装技术各工序环节大多采用先进的自动化生产设备,只需少量的设备维护和质量检测人员,在企业SMT生产线一般安排四人左右。而生产性实训基地集教学、实训、生产为一体,生产时不能像企业一样只安排几个学生,但同一时间段也不适合安排太多学生,否则既不能保证学生都能参与其中,也容易造成产品不良或报废。教学计划中的生产性实训,是以班级为单位全部安排在下午。实际操作时发现两大问题,第一,整班学生全部在车间,若要进行订单生产,人数太多了。第二,生产性实训全部安排在下午,而上午生产车间没有学生,订单生产无法连续进行。
这个问题与教学计划、课程安排都有关,很难找到有效的解决方法。为保证生产的连续性和避免生产车间学生太多,目前采用的办法是:在保证每个学生都能按要求完成生产性实训课时的`前题下,充分利用学生的自习课或其它课外时间,尽可能使学生分组、分时段在生产车间进行生产性实训。
(六)学生实训的阶段性与订单生产连续性之间的矛盾
生产性实训是按专业“教学进程、课程设置与学时安排表”在某个学期、某几周或每天的某个时间段进行的。这就使得某些时间,生产基地培训或实训的学生很少或根本没有。
若有订单,它是一个连续性的生产过程,有时一个订单可能需要一、两周时间才能完成;按照电路板组件的生产工艺流程,生产线上必须有若干人同时工作。如果没有学生,无法保证订单生产正常进行。
即使没有订单,也应利用生产实训基地的设备培训更多的学生,使他们熟悉SMT生产线工艺流程,学会主要设备的编程方法,提高设备的利用率。如果教学计划无安排,也就没有了培训对象(学生)。
为了有效解决这一矛盾,使更多的学生了解现代电子产品制造技术,保证订单生产持续进行,提高设备利用率,专业老师在全院开设了“现代电子制造技术”公选课,使非电子专业的学生有机会了解和熟悉现代电子制造业的新设备、新技术、新工艺。
公选课教学计划中除理论授课外,安排一定学时的实践教学,各非电子专业学生可以利用自习课等其它课外时间,分组、分时段在生产性实训基地培训或进行生产性实训。这样既能保证各时间段都有学生,又解决了订单生产过程中因车间学生人数太多可能造成的质量问题。
结束语
教育部财政部关于进一步推进“国家示范性高等职业院校建设计划”通知中指出:探索建立“校中厂”、“厂中校”实习实训基地。
SMT生产实训基地是我校花都工学结合实验园中“校中厂”之一。经过近三年的生产性实训实践,围绕珠三角地区现代电子产品制造基地背景为学院提供的地域优势,进行校内生产性实训的探索,既紧密贴近社会实际,满足了地方经济发展对高技能人才培养的需要,推动了我校“校企深度交融、工学有机结合”人才培养模式的改革,形成了学校里面有工厂、车间里面有教室的工学结合校园格局,为区域经济的发展提供了强有力的人才支撑,也为同类高职院校的生产性实训教学提供了有益的借鉴经验,具有较好的示范和引领辐射作用[3]。
生产性实训、“校中厂”是高等职业教育中近年来出现的新事物。实践证明,此举对提高学生培养质量、提高教师实践技能、实现人才培养与市场要求无缝接轨等方面具有重要意义。当然,在具体运作中仍存在一些问题,只要高职教育工作者本着“就业导向”的人才培养思路,贴近市场需求,进一步加强生产性实训的组织,就一定能培养出更多高质量的技能型人才。
随着计算机技术的普及以及大众对计算机进行商务、学习、工作等需求的增长,计算机已经成为人们工作和学习不可缺少的高科技产品之一。现在,计算机已经进入实用阶段,越来越多的人拥有了自己的计算机,同时希望掌握计算机组装和维修技术。《计算机组装与维护》这个课程学了8周了,通过这个学期的学习后,我觉得受益颇多。下面来谈谈我对计算机组装与维护方面的认识。一、多媒体计算机主要有硬件系统和软件系统组成:(一)计算机硬件系统: 硬件系统是指构成计算机系统的实体和装置(即用手能摸得着的计算机实物),如机箱、主板、内存。硬件系统通常由CPU(包括运算器、控制器)、存储器、输入设备、输出设备、接口设备五个部分组成。下面从计算机的主要组成部分入手,简单地谈谈这些硬件的功能及选购。是英语“Central Processing Unit/中央处理器”的缩写,CPU一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成。在逻辑运算和控制单元中包括一些寄存器,这些寄存器用于CPU在处理数据过程中数据的暂时保存。CPU (核心部件)主要功能:运算器,控制器。CPU就是通过这些引脚和计算机其他部件进行通信,传递数据,指令。目前主流的CPU供应商有Intel公司和AMD公司的CPU(详细种类及型号请读者自己到网上查询)。相比之下,AMD的CPU在三维制作、游戏应用、视频处理方面比同档次的Intel处理器有优势,而Intel的CPU则在商业应用多媒体应用、平面设计方面有优势;在性价比方面,AMD的处理器略优于Intel的。在选购时,要避免买到假的CPU,要注意看封装线、水印字和激光标签是否正规。对于普通用户而言,购买时最好选择推出一年到半年的CPU产品。2. 主板:主板是安装在机箱内的一块矩形电路板,上面有计算机的主要电路系统,主板上的扩充槽用于插接各种接口卡,扩展计算机的功能,如显卡、网卡等。对于一般用户而言,选购主板时应优先挑名牌大厂或售后服务好的产品。选购时,还要观察主板的包装及板材质量:先观察包装是否正规,是否有防静电袋,然后要仔细观察主板体,主板体的厚度一般在3-4mm左右。在此前提下,选厚着为宜。注意,主板上芯片的生产日期(如9452为94年第52个星期)不宜相差太大(最好不要超过3个月),否则将影响主板的性能。3. 内存条:内存条是用来存放计算机正在使用的(即执行中)数据或程序。我们平常据说的动态内存(即DRAM),指的是当我们将数据写入DRAM后,经过一段时间,数据会丢失,因此需要额外设一个电路进行内存刷新操作。也就是说它只是一个临时储存器,掉电后数据会消失。目前主流内存容量为1-2G,工作频率为800MHZ以上。内存条的印刷电路板(PCB)最好是6层。另外,好的内存条表面有比较强的金属光洁度,部件焊接也比较整齐。选购内存条时也要挑大厂家及售后服务好的产品。 4.硬盘:硬盘是计算机的数据存储中心,我们所使用的应用程序和文档数据几乎都是存储在硬盘上,或从硬盘上读取的。它包括存储盘片及驱动器。特点是储存量大。硬盘是计算机中不可缺少的存储设备。目前硬盘的容量一般为250-320G,缓存一般为2-16M。选购硬盘时,要注意硬盘接口类型应与本人的计算机相匹配(现在市场的主流接口是 SATA接口)。选购时,注意区分“行货”与“水货”。辨认“水货”的方法是:首先看防伪标签是否正规;其次看硬盘体和代理保修单上的编号是否一致。5.光驱、刻录机:此类硬件平时可以插入光盘,用以存放数据。光驱或刻录机对稳定性及缓存的要求较高,因此,选购这类硬件时优先挑选大厂家(如索尼、明基、三星等)的产品。选购时还要注意硬盘的接口类型与自己的计算机是否匹配。6. 显卡:显卡也叫显示卡、图形加速卡等。主要作用是对图形函数进行加速处理。显示卡通过系统总线连接CPU和显示器,是CPU和显示器之间的控制设备。实际上是用来存储要处理的图形的数据信息。目前主流显卡的显存为512MB以上,接口一般为PCI-EX16型。显卡生产厂商主要有华硕、技嘉、昂达等。在选购显卡时,注意显存要与主机性能相匹配(位宽选128 bit以上为宜)。并且要优先选择大厂家生产的或售后服务好的产品。7. 网卡:网卡是将计算机与网络连接在一起的输入输出设备。主要功能是处理计算机上发往网线上的数据,按照特定的网络协议将数据分解成为适当大小的数据包,然后发送到网络上去(目前多是主板集成)。由于不同类型网卡的实用环境可能不一样,在选购时应明确网卡使用的网络及传输介质类型、与之相连接的网络设备带宽等情况。优质的网卡均采用喷锡板制作,其裸露部分为白色;而劣质的画金板网卡的裸露部分为黄色。另外,对网卡的MAC地址(即ID编号)的辨别是了解网卡优劣的最好方式。正规厂家生产的网卡的MAC地址一般为一组12位的16进制数(前6位为厂商ID,后六位是厂商分配给网卡的唯一ID)。购买时,如发现商家所给网卡上标注的MAC地址相同,
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