高職院校自動化技術(shù)實訓基地建設(shè)的探索

宋 佳，吳曉帆

(蘇州市職業(yè)大學 電子信息工程系，江蘇 蘇州 215104）

隨著我國制造業(yè)、加工業(yè)的迅速發(fā)展，大量國際最先進的自動化控制設(shè)備和技術(shù)不斷被引入國內(nèi)，使得社會對自動化技術(shù)應(yīng)用人才的要求不斷上升，尤其對綜合應(yīng)用型人才的企望越來越大.這對自動化專業(yè)的高職教育提出了新的要求.然而目前高職院校自動化技術(shù)類專業(yè)開設(shè)的相關(guān)專業(yè)課程，無論是設(shè)備還是教學手段、教學方法都不能適應(yīng)現(xiàn)代工程教育對工程訓練的要求.為此，蘇州市職業(yè)大學電子信息工程系在原有實踐教學基地的基礎(chǔ)上，在江蘇省級品牌專業(yè)建設(shè)點—電氣自動化專業(yè)的建設(shè)過程中，利用學校自籌經(jīng)費將當前最新的自動化硬件技術(shù)和軟件技術(shù)整合為一體，建設(shè)一個面向自動化技術(shù)綜合應(yīng)用的實訓基地，學生在實訓基地能夠完成實際應(yīng)用系統(tǒng)原理的學習、工藝結(jié)構(gòu)的了解，及運行調(diào)試、故障分析及排障等綜合訓練，使學生在良好的工程環(huán)境中掌握專業(yè)技能.

1 實訓基地建設(shè)的意義

自動化技術(shù)是融合了控制理論與微電子等多種技術(shù)的綜合學科，其發(fā)展不僅與信息化、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等技術(shù)相關(guān)，也和微電子技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、人機界面技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，互相補充和促進.因此，自動化技術(shù)相比其他工程技術(shù)，具有以下特點：

(1) 發(fā)展速度快.隨著數(shù)字處理技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、多媒體計算機技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種自動控制技術(shù)和裝置得到迅猛的發(fā)展，自動化技術(shù)水平不斷提高，應(yīng)用范圍不斷拓展.

(2) 涉及知識面廣.目前，各種自動化技術(shù)手段并行發(fā)展、相互融合，為工業(yè)控制提供了多種可行的技術(shù)途徑.自動化專業(yè)知識能力結(jié)構(gòu)包括：嵌入式微控制器技術(shù)、可編程序控制器技術(shù)、變頻器技術(shù)、觸摸屏技術(shù)、工業(yè)控制計算機應(yīng)用技術(shù)、通用工業(yè)組態(tài)軟件、過程控制技術(shù)以及智能控制器應(yīng)用技術(shù)等.

(3)綜合性強.大多數(shù)企業(yè)里的自動控制設(shè)備不只涉及一門技術(shù)，而是綜合了多門技術(shù)的應(yīng)用.如有些產(chǎn)品或設(shè)備綜合了可編程序控制器技術(shù)和觸摸屏技術(shù)，另一些則綜合了可編程序控制器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、工控軟件技術(shù)等，這就要求應(yīng)用者必須具有各門技術(shù)的綜合應(yīng)用能力.

近年來我國一些教學設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)已開發(fā)出了一些以實踐教學為目的的自動控制設(shè)備.但是這些設(shè)備在教學中大多存在技術(shù)單一、涉及領(lǐng)域狹窄、操作機會有限、品種少和價格昂貴等缺點.

2 實訓基地的建設(shè)

2.1 功能定位

自動化技術(shù)實訓基地不但能夠進行各種自動控制技術(shù)的基礎(chǔ)實踐環(huán)節(jié)訓練，還要能夠進行復合多種控制技術(shù)的綜合性實踐環(huán)節(jié)訓練，其功能包括：(1) 面向教學、面向?qū)嵺`，為各種自動控制技術(shù)的教學、實踐、實訓活動提供一個理想的實驗平臺，不僅滿足學生課內(nèi)學習實驗，同時也是學生課外實踐、創(chuàng)新活動的基地；(2) 面向工程、面向現(xiàn)場提供綜合多種控制技術(shù)的、接近實際的工程訓練，培養(yǎng)學生綜合運用專業(yè)技術(shù)知識、解決實際問題的能力，同時也為教師提供科研和產(chǎn)品開發(fā)的平臺；(3) 面向社會、面向服務(wù)，為企業(yè)職工繼續(xù)教育提供在職提高與轉(zhuǎn)崗培訓，并對經(jīng)過培訓的人員進行職業(yè)技能資格鑒定，頒發(fā)相應(yīng)的鑒定證書.自動化技術(shù)實訓基地更應(yīng)注重綜合性、先進性、真實性、開放性和可開發(fā)性.

2.2 實施過程

自動化技術(shù)實訓基地服務(wù)對象包括全校的電類和非電類專業(yè)學生，根據(jù)不同專業(yè)學生的培訓目標，需要設(shè)定不同的實踐實訓的要求.因此，首先對自動化技術(shù)相關(guān)課程的各個實踐環(huán)節(jié)的教學大綱、計劃進行重新修訂，圍繞培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才這一核心，增加實踐教學課時，充實實踐內(nèi)容，編修實用的實踐教材，建立與各實踐環(huán)節(jié)相應(yīng)的考核標準和試題庫.其次，在設(shè)計實訓基地時，根據(jù)各專業(yè)的培養(yǎng)計劃，結(jié)合社會需求和學生就業(yè)的實際情況，著重突出自動化基本技能訓練、運動控制綜合訓練、過程控制綜合訓練三個方面，把基地分成基本技能模塊、運動控制模塊和過程控制模塊，以滿足各專業(yè)學生不同的學習內(nèi)容、深度、廣度要求.

自動化技術(shù)實訓基地基本上覆蓋了當今自動化控制的各種技術(shù)方法，可完成各種常規(guī)工業(yè)控制，如計算機控制、可編程邏輯控制器技術(shù)、總線控制技術(shù)等，可開展自動化、電氣工程及機電一體化等相關(guān)專業(yè)部分課程的教學實驗，如“電機與拖動”、“可編程序控制技術(shù)”、“電氣控制技術(shù)”、“計算機控制技術(shù)”、“過程控制”、“檢測與變化技術(shù)”等課程，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示.

圖1 自動化技術(shù)實訓基地結(jié)構(gòu)示意圖

基本技能模塊是在專業(yè)基礎(chǔ)知識和基本技能訓練階段，培養(yǎng)學生的專業(yè)基本技能，如各類繼電器、行程開關(guān)、接近開關(guān)、接觸器等常用控制電器以及智能控制器的應(yīng)用技術(shù)等；運動控制系統(tǒng)模擬了工業(yè)企業(yè)的自動化網(wǎng)絡(luò)，利用計算機、PLC與全數(shù)字式交、直流傳動裝置之間的通訊網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成一個分布式的自動控制系統(tǒng)，并利用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控軟件實現(xiàn)真實的控制裝置，對計算機屏幕上的仿真被控對象進行在線實時控制；過程控制系統(tǒng)實訓平臺包括液位及流量基本控制、溫度綜合反應(yīng)器、壓力基本回路控制三個工段，每個工段都可以完成本身獨立的一些控制流程和相關(guān)的實驗實訓要求，裝置采用控制對象與控制裝置分離設(shè)計，以現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)為平臺，利用設(shè)備的軟、硬件資源，實現(xiàn)全分散控制，同時對儀表還可實現(xiàn)遠程訪問、監(jiān)視、調(diào)控、診斷、維護等管理功能，并且與計算機實時仿真系統(tǒng)結(jié)合起來，構(gòu)成數(shù)字仿真與物理仿真相結(jié)合的更大規(guī)模的虛擬過程控制系統(tǒng).

3 實訓基地的管理

3.1 實訓基地的網(wǎng)絡(luò)化管理

為了跟上自動化技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)科學化管理，真正做到實驗室的開放，實現(xiàn)教學系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化是先進教學體系建設(shè)的重要條件之一.在自動化技術(shù)實訓基地建設(shè)時，將每個模塊中的每套設(shè)備，配備數(shù)據(jù)采集器及計算機接口，在每個子模塊內(nèi)部組建成網(wǎng)絡(luò)；再將各模塊聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，建立一個總控制室，接入校園網(wǎng)，從而實現(xiàn)實訓基地的網(wǎng)絡(luò)化管理.其包括實驗預(yù)約、派位與電源管理、數(shù)據(jù)采集、電子化實驗報告遞交四個主要組成部分.這樣做不僅可以提高實驗室運行效率，合理安排師資資源，而且教師和學生可以通過網(wǎng)絡(luò)查詢實習實驗成績.

3.2 規(guī)范管理制度

職業(yè)素質(zhì)的提高與職業(yè)技能的獲取屬于養(yǎng)成教育的范疇，必須通過強化管理、規(guī)范操作、反復演練的方式才能實現(xiàn).因此，建立一套完整的、行之有效的實訓管理體制，營造一種盡可能接近真實工廠生產(chǎn)環(huán)境的氛圍，不但可以提高養(yǎng)成教育的效果，還可以提高儀器設(shè)備的完好率、利用率，保證設(shè)備及人身安全.為此，實訓基地制定了嚴格規(guī)范的管理制度，并且為了使學生親身感受到工廠的生產(chǎn)環(huán)境，在實訓教學中，管理也模仿工廠的模式，要求學生穿工作服、佩帶胸卡、考勤打卡等，培養(yǎng)學生的職業(yè)素質(zhì).

3.3 加強師資隊伍建設(shè)

自動化技術(shù)實訓基地不僅需要具備開展實踐教學的設(shè)備和環(huán)境，更需要高水平的實訓教師.學院在建設(shè)“雙師型”實訓教師隊伍時，采取了以下措施：(1) 加強教師培訓，選派青年教師到工廠進行“頂崗”鍛煉，或參加技能培訓或是技師培訓等；(2) 進行社會招聘，制定優(yōu)惠政策，吸引企業(yè)中具有豐富實踐經(jīng)驗的工程師、技師等，在他們?nèi)〉媒處熧Y格以后，以專職或兼職形式擔任教育教學工作；(3) 組織產(chǎn)學研開發(fā)，鼓勵專業(yè)教師應(yīng)用實訓基地進行科研、產(chǎn)品開發(fā)或課程開發(fā).

4 結(jié) 論

自動化技術(shù)實訓基地建成后，學生可以在課程學習中，結(jié)合各種實驗設(shè)計，進一步理解和掌握各種自動控制技術(shù).同時，實訓基地結(jié)構(gòu)的設(shè)計，支持開放式實驗教學與設(shè)計型實驗開發(fā)，可作為相關(guān)專業(yè)的課程設(shè)計、專業(yè)設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計的實踐性綜合平臺，還可作為面向自動化應(yīng)用技術(shù)、開放的技術(shù)培訓與產(chǎn)品開發(fā)的平臺.隨著自動化技術(shù)和職業(yè)技術(shù)教育的發(fā)展，我們還將不斷加強實訓基地的建設(shè)力度，提升實訓基地的實力，充分發(fā)揮實訓基地的功能，不斷提高人才培養(yǎng)水平.

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