時間：2022-10-23 00:03:22
導(dǎo)語：在工藝流程設(shè)計論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：工業(yè)以太網(wǎng)；工廠流水線；自動化控制；系統(tǒng)設(shè)計
中圖分類號：TH166 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）03-0027-02
在自動化控制領(lǐng)域，占絕對統(tǒng)治地位的是現(xiàn)場總線技術(shù)。盡管現(xiàn)場總線具有眾多優(yōu)勢，但是隨著生產(chǎn)規(guī)模的一再擴(kuò)大，現(xiàn)場機(jī)電裝備越來越多，需要實時監(jiān)測和自動化控制的設(shè)備也越來越多，在這種背景下，現(xiàn)場總線已經(jīng)無法完全滿足現(xiàn)場眾多機(jī)電裝備的監(jiān)控需求，而且由于現(xiàn)場總線是具有針對性的工業(yè)自動化控制總線，往往使得各個機(jī)電裝備成為了“自動化控制孤島”，彼此無法兼容通訊，給設(shè)備的后期維護(hù)管理帶來不便。
隨著以太網(wǎng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)以太網(wǎng)逐漸以其低廉的組網(wǎng)價格、兼容性較好的通信協(xié)議，以及一體化的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而受到普遍應(yīng)用，成為目前能夠替代現(xiàn)場總線的最好選擇之一。本論文主要結(jié)合汽車整車焊裝PLC自動化控制流水線生產(chǎn)控制系統(tǒng)，對基于工業(yè)以太網(wǎng)的自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計研究，以期能夠從中找到面向工廠流水線生產(chǎn)控制的工業(yè)以太網(wǎng)自動控制應(yīng)用方式，并以此和廣大同行分享。
1 工業(yè)以太網(wǎng)概述
工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域中，主要是作為生產(chǎn)制造自動化控制的基礎(chǔ)平臺，通過底層安裝的傳感設(shè)備，將機(jī)電裝備的工作狀態(tài)參數(shù)、工藝參數(shù)以及現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)檢測出來，并通過工業(yè)以太網(wǎng)所支持的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議上傳到工業(yè)以太網(wǎng)中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。隨著工業(yè)自動化技術(shù)的日益發(fā)展與進(jìn)步，很多工業(yè)生產(chǎn)流水線都逐漸提出了更高的自動化控制的要求，例如要求實現(xiàn)監(jiān)測與控制的一體化，要求實現(xiàn)無人值守等等，這些高難度控制要求的提出，在一定程度上都促進(jìn)了工業(yè)以太網(wǎng)在工廠自動化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用，尤其是將工業(yè)以太網(wǎng)與PLC控制相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)很多工廠自動化控制系統(tǒng)的功能建設(shè)需求。本課題重點以工業(yè)以太網(wǎng)和PLC相結(jié)合，以工廠流水線自動化控制為具體研究對象，深入探討工業(yè)以太網(wǎng)在工廠流水線自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。
2 基于工業(yè)以太網(wǎng)的流水線自動控制系統(tǒng)設(shè)計
2.1 功能模塊設(shè)計
本論文以汽車整車焊裝作為具體的研究對象來探討工業(yè)以太網(wǎng)在流水線自動控制中的應(yīng)用。汽車整車焊裝具有較多的工藝流程，而且機(jī)電裝備離散度較大，需要實時監(jiān)測與控制的參數(shù)變量較大，因此采用工業(yè)以太網(wǎng)相較于采用現(xiàn)場總線具有很多優(yōu)勢。縱觀整車焊裝的流水線工藝流程，基于工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)的流水線自動控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有以下幾個主要功能：
①產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)分派及調(diào)度。能夠根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度適當(dāng)?shù)恼{(diào)整生產(chǎn)資源分配，根據(jù)任務(wù)變化自動完成對流水線生產(chǎn)工藝的更改，以適應(yīng)不同車型的自動焊裝。
②電氣控制和分析。通過在底層安裝傳感監(jiān)測設(shè)備，實現(xiàn)對流水線焊裝工藝流程的各個環(huán)節(jié)的監(jiān)測與控制，并通過工藝數(shù)據(jù)庫的分析，實現(xiàn)相關(guān)生產(chǎn)工藝參數(shù)的自動匹配和優(yōu)化。
③順序和邏輯控制功能。按照流水線自動化焊裝的工藝流程，對整個焊裝工藝流程實施順序控制，利用PLC作為順序邏輯控制器，實現(xiàn)眾多機(jī)電設(shè)備在流水線自動焊裝工藝過程中的順序聯(lián)動、啟?？刂萍盎ユi等控制功能和邏輯判斷功能。
④監(jiān)視報警功能、顯示功能。通過在監(jiān)控終端開發(fā)專用的監(jiān)控畫面，為用戶提供直觀的監(jiān)控界面，通過人機(jī)交互接口的設(shè)計實現(xiàn)用戶對現(xiàn)場焊裝流水線的遠(yuǎn)程自動化控制。
2.2 基于工業(yè)以太網(wǎng)的流水線自動控制系統(tǒng)設(shè)計
2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
由于整個流水線的設(shè)備量大、信號類型多、控制地點分散，不適合采用傳統(tǒng)的繼電器和控制開關(guān)為主要實現(xiàn)方式的本地控制模式，而且這種控制模式并不利于設(shè)備的后期維護(hù)管理，同時對于系統(tǒng)的擴(kuò)容升級而言是十分不利的，為此，必須借助于工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)分布式控制管理模式（DCS模式），通過三級DCS功能的合理劃分與配置，能夠很方便的實現(xiàn)對整車焊裝流水線自動控制的遠(yuǎn)程控制模式。本論文擬采用監(jiān)控終端、本地PLC站和底層傳感設(shè)備三個層次的DCS控制模式實現(xiàn)基于工業(yè)以太網(wǎng)的整車焊裝流水線自動化控制。
①監(jiān)控終端。監(jiān)控終端設(shè)置在中央控制室內(nèi)，供值班人員對全廠流水線自動化控制的工藝進(jìn)行實時監(jiān)控。監(jiān)控終端內(nèi)運行的是專門開發(fā)的上位機(jī)程序，通過友好的人機(jī)交互接口實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，并且通過工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)與本地PLC站的數(shù)據(jù)信息的交互。
②本地PLC站。主要通過對開關(guān)量的檢測實現(xiàn)流水線生產(chǎn)工藝流程中各個環(huán)節(jié)的電氣監(jiān)測，諸如限位開關(guān)、行程開關(guān)、電磁閥等。本地PLC站能夠通過對設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)、工藝參數(shù)和環(huán)節(jié)參數(shù)的檢測和A/D轉(zhuǎn)換，將相關(guān)參數(shù)變量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量進(jìn)入工業(yè)以太網(wǎng)傳輸，從而實現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的一體化通信。
③底層傳感設(shè)備。現(xiàn)場傳感器主要是用以檢測現(xiàn)場監(jiān)控點物理參數(shù)信號，變送器將采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成
4～20 mA的電流信號，經(jīng)屏蔽電纜送到各子系統(tǒng)的PLC內(nèi)?？刂菩盘栍蒔LC輸出后以4～20 mA電流形式送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有氣動和電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。
2.2.2 系統(tǒng)控制模式設(shè)計
①遠(yuǎn)程遙控方式。在現(xiàn)場設(shè)備控制箱，將控制方式置于“遙控”控制方式，中央控制室的操作人員可以通過計算機(jī)監(jiān)控軟件對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遙控啟停。在這種控制方式下，監(jiān)視界面可顯示設(shè)備的運行狀態(tài)及相關(guān)的工藝參數(shù)，操作員可根據(jù)選擇“手動或者自動”控制方式，通過設(shè)備控制按鈕啟停遠(yuǎn)程設(shè)備，并能判斷設(shè)備運行是否正常，監(jiān)測故障并發(fā)出報警提示，統(tǒng)計工藝數(shù)據(jù)，顯示模擬量趨勢曲線，打印故障報警及日志報表等。全部操作由中央控制室的操作人員通過鍵盤和鼠標(biāo)完成。
②本地控制方式。在現(xiàn)場設(shè)備控制箱，將控制方式置于“本地”控制方式下，通過控制操作箱上的啟動/停止按鈕，對現(xiàn)場設(shè)備手動啟?？刂啤１镜乜刂品绞綖橄到y(tǒng)的基本保留方式，在與中央控制室斷開聯(lián)系等任何情況下都可以完成整車焊接處理工藝要求的控制功能。
2.3 PLC自動系統(tǒng)設(shè)計
根據(jù)整車焊接處理廠工藝特點和現(xiàn)場的焊接設(shè)備分布及焊接機(jī)器人的作業(yè)范圍，可以將整車焊接車間流水線PLC下位機(jī)系統(tǒng)劃分為兩個PLC站點，各自負(fù)責(zé)不同的工藝流程。為此，需要統(tǒng)計全廠的I/O點分布情況，詳見表1。
由于本系統(tǒng)中的下位機(jī)PLC選用的西門子公司的S7-300系列的PLC產(chǎn)品，其網(wǎng)絡(luò)通訊功能的最大特色便是集成了MODBUS/TCP以太網(wǎng)通信協(xié)議。為此，本系統(tǒng)中下位機(jī)PLC控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊就基于MODBUS/TCP以太網(wǎng)通信協(xié)議實現(xiàn)，進(jìn)而進(jìn)一步降低了本自動控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信集成成本。
2.4 工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計
2.4.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇
本系統(tǒng)選用環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，當(dāng)某一節(jié)點出現(xiàn)故障時，它會自動旁路，而不影響環(huán)型網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的顯著特點是環(huán)路上的工作站在發(fā)送信息時，只能按照順序依次傳輸，所以不存在沖突問題。在光纖傳輸介質(zhì)成本降低的今天，工業(yè)以太網(wǎng)的傳輸介質(zhì)選用光纖組成雙環(huán)路雙冗余網(wǎng)絡(luò)是比較合適的方法。
2.4.2 系統(tǒng)組網(wǎng)方案設(shè)計
基于工業(yè)以太網(wǎng)的整車焊接流水線綜合自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以劃分為三層：信息管理層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、傳感檢測及執(zhí)行機(jī)構(gòu)層。
①信息管理層。信息管理層主要是實現(xiàn)對整個工業(yè)以太網(wǎng)自下而上傳輸過來的流水線生產(chǎn)工藝的各個參數(shù)的管理，包括狀態(tài)參數(shù)的實時監(jiān)測、越限報警；生產(chǎn)工藝參數(shù)的自動存儲、報表分析；設(shè)備控制指令的自動/聯(lián)動派發(fā)等等，這些功能的實現(xiàn)依賴于在信息管理層所開發(fā)的人機(jī)交互接口良好的專用自動化控制監(jiān)控程序，通?？梢圆捎媒M態(tài)程序?qū)崿F(xiàn)。
②網(wǎng)絡(luò)傳輸層。網(wǎng)絡(luò)傳輸層就是指基于工業(yè)以太網(wǎng)所搭建起來的工業(yè)以太網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，同時通過配置交換機(jī)、操作站等輔助設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)操作人員在網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場對網(wǎng)絡(luò)傳輸層的檢查、維護(hù)和管理。網(wǎng)絡(luò)傳輸層作為整個自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸平臺，對于整個系統(tǒng)的功能實現(xiàn)具有至關(guān)重要的作用。
③傳感監(jiān)測及執(zhí)行機(jī)構(gòu)層。傳感監(jiān)測及執(zhí)行機(jī)構(gòu)層主要有兩個作用，第一是通過傳感檢測設(shè)備，將流水線工藝流程中的各個參數(shù)實時檢測出來并發(fā)送到工業(yè)以太網(wǎng)上進(jìn)行通訊，第二是通過安裝電氣開關(guān)、電磁閥等開關(guān)動作執(zhí)行元件，接受來自頂層的中央信息管理層的遠(yuǎn)程控制指令，實現(xiàn)對現(xiàn)場機(jī)電裝備或者流水線工藝流程的遠(yuǎn)程自動化控制，傳感監(jiān)測及執(zhí)行機(jī)構(gòu)層是面向整車焊接流水線生產(chǎn)和自動化控制的最底層，主要包括車間現(xiàn)場的各種監(jiān)測、控制子系統(tǒng)，如焊接機(jī)器人控制子系統(tǒng)，滾床控制子系統(tǒng)，帶式輸送機(jī)控制子系統(tǒng)等。
3 結(jié) 語
隨著工業(yè)以太網(wǎng)在工廠自動化控制領(lǐng)域中的逐步廣泛應(yīng)用，逐漸取代了過去傳統(tǒng)的以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的自動控制模式。本論文對基于工業(yè)以太網(wǎng)的整車焊接流水線綜合自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)展開了設(shè)計與研究，通過對網(wǎng)絡(luò)通信實時性的理論分析，建立了基于工業(yè)以太網(wǎng)的整車焊接流水線綜合自動化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，分別從下位機(jī)PLC自動化控制系統(tǒng)和上位機(jī)DCS以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩個角度詳細(xì)探討構(gòu)建了整個綜合自動化網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，對于工業(yè)以太網(wǎng)在工廠自動化控制方面的應(yīng)用，無論是在理論研究還是在實踐應(yīng)用方面，都是具有較好的指導(dǎo)借鑒意義。
參考文獻(xiàn)：
[1] 吳文秀，吳修德.基于工業(yè)以太網(wǎng)的數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)[J].石油天然氣學(xué)報，2005，（6）：803-805.
關(guān)鍵詞：廢紙造紙，造紙廢水，動態(tài)平衡短流程
造紙行業(yè)是我國水環(huán)境污染的主要行業(yè)，2008年造紙廢水排放的COD達(dá)148.8萬噸，占全國工業(yè)COD總排放量的三分之一。目前有效減少造紙廢水污染的措施是：“改善原料結(jié)構(gòu)，提高木漿和廢紙的比重”。廢紙造紙與傳統(tǒng)的麥草堿法蒸煮制漿造紙對比，噸紙水耗為60t比300t。免費論文，動態(tài)平衡短流程。可見廢紙造紙是解決我國造紙廢水污染的主要途徑之一。因此，如何解決廢紙造紙廢水的污染，使其循環(huán)利用，是今后造紙行業(yè)的主要課題之一。
1 廢紙造紙動態(tài)平衡短流程水循環(huán)工藝
動態(tài)平衡短流程水循環(huán)技術(shù)與傳統(tǒng)的制漿造紙生產(chǎn)技術(shù)相比，首先突破了傳統(tǒng)制漿造紙廢水集中后采用各種方法進(jìn)行處理、使水質(zhì)符合制漿造紙用水要求后再回用各道工序的思維模式，是一種采用造紙廢水物理處理、短流程逆向分段回用的工藝。同時，在紙機(jī)抄造系統(tǒng)中，加入與廢水損耗量相當(dāng)?shù)男迈r水，實現(xiàn)廢水動態(tài)平衡。廢紙造紙動態(tài)平衡短流程水循環(huán)利用工藝流程圖如下：
圖一 廢紙造紙動態(tài)平衡短流程水循環(huán)利用工藝
Fig.1 regenerated papermaking short-flowdynamic balance water recycle process
如圖所示，整個動態(tài)平衡短流程水循環(huán)利用工藝由四部分組成。
①水力碎漿部分
美廢加水在水力碎漿機(jī)中進(jìn)行碎解打漿，經(jīng)介質(zhì)變換器到斜網(wǎng)過濾，紙漿進(jìn)入1號貯漿池，篩下水直接回用到水力碎漿機(jī)，形成循環(huán)重復(fù)用水和纖維污泥交替沉積。
回用水中的細(xì)小纖維污泥增加使回用水的濃度略有增高，逐步趨于穩(wěn)定，同時隨著回用水濃度飽和，pH值的升高，一部分交替沉積中帶負(fù)電性的細(xì)小纖維污泥被吸附在長纖維上進(jìn)入下道工序進(jìn)行濃縮，大部分進(jìn)入水中的細(xì)小纖維在水中循環(huán)使用過程中不斷被利用為成紙原料，同時也使COD在該工藝段處于相對動態(tài)平衡。
②打漿濃縮部分
1號貯漿池的紙漿由泵送到洗漿機(jī)進(jìn)行濃縮，紙漿進(jìn)入2號貯漿池，濃縮下來的水進(jìn)入貯水罐回用于水力碎漿機(jī)。
③抄紙廢水回用部分
由抄紙機(jī)網(wǎng)箱下來的水濃度較低，此部分水回收到白水池，分別送到貯漿池、配漿池和成漿池進(jìn)行稀釋回用，形成循環(huán)回用。
④供水平衡部分
抄紙機(jī)的沖洗網(wǎng)和其他剩余水流入水溝經(jīng)斜網(wǎng)過濾，送入沉淀池，沉淀池中澄清水溢流至貯水池，回用于水力碎漿機(jī)；沉淀池中沉淀下來的細(xì)小纖維經(jīng)真空虹吸管送到污泥濃縮池，再經(jīng)自然干化后送鍋爐燃燒。生產(chǎn)過程中因為干燥蒸發(fā)損耗一部分水，需要補充地下水。貯水池是整個供水系統(tǒng)的水源，同時也是整個短流程水循環(huán)的平衡池，保障了供水和用水的動態(tài)平衡。
通過造紙廢水物理處理、短流程逆向分段回用和不斷補充新鮮水的方法不僅實現(xiàn)了廢水的減量化，而且改善了紙機(jī)系統(tǒng)的操作性和穩(wěn)定性；不但省略了污水處理場節(jié)省了人力、物力，而且提高了廢紙原料的利用率，減少了細(xì)小纖維的流失。
2廢紙造紙動態(tài)平衡短流程水循環(huán)利用工藝的應(yīng)用實例
河南滑縣光明紙業(yè)有限責(zé)任公司以13#美廢為原料生產(chǎn)育果袋紙，設(shè)計生產(chǎn)能力為4萬t/a，主要產(chǎn)品黃條紋果袋紙產(chǎn)量為全國第一。公司2005年建有一座廢水處理站，廢水處理能力為2512m3/d，主要處理以下工段的廢水：水力碎漿機(jī)廢水、洗漿機(jī)廢水、紙機(jī)廢水。采用物化+生化的處理方法，其工藝流程如圖2。
圖2 廢水處理工藝流程圖
Fig.2 wastewater treatment process
該工藝能夠有效地處理生產(chǎn)廢水，運行費用為0.8~1.0元/m3，處理費用較高，公司負(fù)擔(dān)較重。免費論文，動態(tài)平衡短流程。免費論文，動態(tài)平衡短流程。2007年9月，在河南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、天津科技大學(xué)制漿造紙實驗室和省環(huán)科院的協(xié)助支持下，公司制定了廢紙造紙動態(tài)平衡短流程水循環(huán)利用新技術(shù)方案，參見圖1。該方案于2008年7月在公司進(jìn)行中試，根據(jù)中試的結(jié)果對廢水處理工藝進(jìn)行改造。
此次工藝改造主要是對回用水的管道和漿路管道進(jìn)行改造，并且，將原來的廢水集中收集后在污水站處理改為在制漿、造紙過程中形成短循環(huán)逆流回用，通過對漿濃度和pH值的控制，實現(xiàn)在動態(tài)平衡要求的數(shù)值區(qū)間；安裝介質(zhì)變換器，提高設(shè)備的吸附性，減少細(xì)小纖維的流失。免費論文，動態(tài)平衡短流程。
至2009年6月，工藝改造完畢并開始投入使用。
3廢紙造紙動態(tài)平衡短流程水循環(huán)利用工藝的試驗
3.1水力碎漿機(jī)循環(huán)水水質(zhì)及污泥產(chǎn)排情況
水力碎漿機(jī)是生產(chǎn)系統(tǒng)中用水量及廢水產(chǎn)生量最大的工段，水力碎漿機(jī)碎解打漿產(chǎn)生的廢水量為總污水處理量的73.5%，廢水中細(xì)小纖維污泥較多。經(jīng)改造后，斜篩水直接回用到水力碎漿機(jī)用水?；赜盟奈勰酀舛入S著時間的延長濃度略有增高，但增高到一定濃度時，就停留在0.25%~0.35%之間，趨于動態(tài)飽和。如表1所示。
表1 水力碎漿機(jī)循環(huán)用水水質(zhì)一覽表
摘要：本次設(shè)計的大體思路及內(nèi)容是：首先，運用Pro/E對所設(shè)計的產(chǎn)品—發(fā)夾，進(jìn)行造型設(shè)計；接著對已完成造型設(shè)計的0件進(jìn)行注塑模模具型腔的設(shè)計，如：選定分型面，構(gòu)造凹模、凸模，設(shè)計確定抽芯機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)；然后為其選用合適的標(biāo)準(zhǔn)模架，以確定其脫模機(jī)構(gòu)；并對凹模0件進(jìn)行工藝分析，確定加工工藝流程，編制數(shù)控銑削加工工序卡；最后對注塑模模具進(jìn)行裝配，將裝配圖轉(zhuǎn)化成工程圖，再在AutoCAD進(jìn)行工程圖的修改。
本次設(shè)計的每1步基本上都是由計算機(jī)來輔助完成的。
關(guān)鍵詞：注塑模；設(shè)計；工藝；CAD/CAM
Design of Casts Mold and The Process Analysis of Critical Parts
Abstract： : This general design ideas and content : First, the design of products using Pro/E - hairpin, shaped design; Then the completed form to design a molded plastic parts molding Xingqiang design modules, such as : selected sub-type noodles, Construction Au modules, protrude modules designed to determine pumping core institutions, old systems and cooling systems; then choose the appropriate standard modules for the aircraft to determine their drawing of patterns; Au modules and components for analysis techniques to determine the processing sites, the preparation of digital Xianxiao manufacturing processes cards; molded plastic components for the final assembly module will be assembled into project plans, and then works in AutoCAD map changes.Every step of this design is basically completed by the computer to support.
關(guān)鍵詞：SCADA系統(tǒng)，Sunwayland組態(tài)，Siemens，s7-300，PLC可編程控制器，變頻調(diào)速控制技術(shù)，語音電話報警
概述
一、系統(tǒng)介紹
SCADA(SupervisoryControl And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，它可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。SCADA系統(tǒng)是以計算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。它可以對現(xiàn)場的運行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能。通過對上位機(jī)組態(tài)，根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)房設(shè)備運行工藝流程對下位機(jī)進(jìn)行程序編制，使制冷機(jī)房設(shè)備按照設(shè)計的工藝流程及精度要求自動運行，用戶通過INTERNET可以從IE瀏覽器上遠(yuǎn)程訪問Sunwayland的工程畫面，實現(xiàn)24小時無人值守且保證中央空調(diào)科學(xué)節(jié)能運行，為客戶提供舒適可靠高品質(zhì)的冷負(fù)荷需求。論文參考網(wǎng)。
二、系統(tǒng)構(gòu)成
1、上位機(jī)選用研祥工控機(jī)，安裝國內(nèi)知名組態(tài)軟件Sunwayland WWW網(wǎng)絡(luò)版6.1。
2、下位機(jī)控制核心選用多功能模塊化的可編程控制器Siemens s7-300,選用CPU314、CP340通訊處理器（R485接口）、通過通訊的方式控制Siemens變頻器MM430。
3、現(xiàn)場測量控制元件（如溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、液位傳感器、電動閥門等等）選用國際知名品牌如Siemens、Honeywell、Danfoss，通過開關(guān)量和模擬量輸入模塊采集現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)，通過開關(guān)量和模擬量輸出模塊控制現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)備。論文參考網(wǎng)。論文參考網(wǎng)。
4、SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)共分四個層次如圖所示：
三、系統(tǒng)軟件、硬件部分清單
序號 監(jiān)控中心設(shè)備名稱 品牌型號 數(shù)量 單位 備注 1 STEP V5.4 SIEMENS 1 套 含驅(qū)動協(xié)議硬件狗 2 Sunwayland6.1 Sunwayland 1 套 WWW網(wǎng)絡(luò)版 3 東進(jìn)語音卡 DN081A 1 套
4 CPU314C-2DP SIEMENS 1 塊
5 PS307(10A) SIEMENS 1 塊
6 CP341(RS485) SIEMENS 2 塊
7 Rail SIEMENS 0.83 米
8 128k存儲器 SIEMENS 1 塊
9 SM331 SIEMENS 2 塊 8路 10 SM332 SIEMENS 1 塊 8路 11 SM321 SIEMENS 1 塊 32DI*24VDC 12 SM322 SIEMENS 1 塊 32DO*24VDC/0.5A 13 工控機(jī)910B EVOC 1 臺
14 MPI編程電纜 SIEMENS 2 件 USB口 15 打印機(jī) HP 1 臺 激光 16 控制柜柜體 RITTAL 1 套 玻璃門2.2*0.8*0.6 序號 現(xiàn)場設(shè)備名稱 品牌型號 數(shù)量 單位 備注 1 冷水機(jī)組 YORK 2 臺 MODBUS RTU,RS485 2 冷凍水泵 凱泉 3 臺 變頻MM430 3 冷卻水泵 凱泉 3 臺
4 冷卻塔 聯(lián)豐 2 臺
5 冷凍定壓補水裝置 Flamac 1 臺
6 電動開關(guān)閥 Danfoss 6 個
7 電動調(diào)節(jié)閥 Danfoss 3 個
論文摘要：鉆孔灌注樁因其對各種土層的適性強、無擠土效應(yīng)、無震害、無噪音、承載力高等優(yōu)點，在建設(shè)工程的基礎(chǔ)中得到了廣泛應(yīng)用。具體工藝流程與要求如下所示：
一、工藝流程及施工準(zhǔn)備
（一）工藝流程
施工前必須全面掌握鉆孔灌注樁的施工工藝，因鉆孔設(shè)備不同，其施工工藝流程也不一樣。現(xiàn)以沖擊成孔為例，其主要施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備測量放線埋設(shè)護(hù)筒鉆機(jī)就位鉆孔清孔清孔檢查安放鋼筋籠吊放導(dǎo)管檢查沉渣厚度灌注砼拆除導(dǎo)管樁頭處理檢查驗收。
（二）主要準(zhǔn)備工作
1.開工前施工單位結(jié)合場區(qū)內(nèi)的具體情況編制施工方案，提前報送監(jiān)理部進(jìn)行審查。對現(xiàn)場施工人員進(jìn)行圖紙和施工方案交底。
2．認(rèn)真做好測量放線工作。測量定位是整項工作的關(guān)鍵，它關(guān)系到孔位的準(zhǔn)確性，鉆孔的垂直度及基準(zhǔn)面的標(biāo)高的至關(guān)因素。在具體操作過程中，嚴(yán)格按三檢制的要求層層落實，及時與監(jiān)理溝通，與監(jiān)理認(rèn)真復(fù)核并與驗收相結(jié)合，偏差要嚴(yán)格控制在設(shè)計或規(guī)范允許范圍內(nèi)。
3．鉆機(jī)就位時必須保持平整穩(wěn)固、不傾斜和位移，并采取一定的固定措施放止鉆進(jìn)過程中位移和搖晃。為控制鉆孔深度，對每樁位地面測設(shè)標(biāo)高，以便施工控制和記錄。鉆機(jī)就位時，應(yīng)采取措施保證鉆具中心和護(hù)筒中心重合，其偏不大于2 cm。護(hù)筒有導(dǎo)正鉆具、控制樁位、防止孔口坍塌、臺高孔內(nèi)靜壓水頭和固定鋼筋籠等作用，應(yīng)認(rèn)真埋設(shè)。護(hù)筒內(nèi)徑比樁直徑宜大10～15 cm，并視地面情況而定。護(hù)筒壁厚由4～10mm厚鋼板經(jīng)卷制焊接而成，護(hù)筒底口應(yīng)超過雜填土深度；上口應(yīng)高于地面20cm，護(hù)筒間連接時要求對焊平直，密封性好，上口加焊吊環(huán)。埋置時護(hù)筒中心軸線對正樁位中心，其偏差不宜大于20 cm，護(hù)筒外圍用黏土分層回填夯實。
鉆機(jī)是鉆孔及灌注混凝土的支架，要安裝平整穩(wěn)固、安全，并具有一定的剛度，在鉆孔中或其它操作時，不易產(chǎn)生位移和晃動。應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)資料和設(shè)計資料選用適當(dāng)?shù)你@機(jī)種類、型號，并配合適用的鉆頭。在鉆孔過程中，成孔中心必須對準(zhǔn)樁位中心，鉆機(jī)架必須保持平穩(wěn)，不發(fā)生位移、傾斜和沉陷；安裝就位時，詳細(xì)測量后底座用枕木墊實塞緊，頂端用纜風(fēng)繩固定平穩(wěn)，并在鉆孔過程中經(jīng)常檢查，以保證轉(zhuǎn)盤面水平、鉆機(jī)機(jī)架垂直，進(jìn)而確保樁身的垂直度和孔徑大小均勻。
二、原料選用與砼灌注
砼骨料宜優(yōu)先選用礫石或卵石，最大粒徑40mm，砂石含泥量小于2%的，以提高砼的流動性，防止堵管。導(dǎo)管直徑在250～350mm，視樁徑大小而定。砼配合比通過試驗確定，坍落度砼宜為180～220mm。砼運至灌注點時，應(yīng)檢查其均勻性和坍落度，如不符合要求應(yīng)進(jìn)行二拌合，二次拌合后仍不符合要求時不得使用。首批砼灌注數(shù)量使導(dǎo)管埋入砼深度不宜小于1.2m，應(yīng)連續(xù)灌注，嚴(yán)禁中途停止，在灌注過程中，應(yīng)經(jīng)常測探孔內(nèi)砼面的位置，及時調(diào)整導(dǎo)管埋深，導(dǎo)管埋深宜控制在2～6m。在砼灌注過程中，應(yīng)時刻注意觀測孔內(nèi)泥漿返出情況，傾聽導(dǎo)管內(nèi)砼下落聲音，如有異常必須采取相應(yīng)處理措施。在灌注砼過程中宜使導(dǎo)管在一定范圍內(nèi)上下竄動，并及時轉(zhuǎn)動，防止起拔導(dǎo)管困難。在灌注將近結(jié)束時，核對砼的灌入數(shù)量，以確保所測量砼的灌注高度是否下確。開始灌注時應(yīng)先攪拌0.5～1.0m3同砼強度的水泥砂漿放在料斗的底部。
砼灌注分為首批砼灌注與后續(xù)砼灌注及后期灌注三個過程。在前一過程中，砼灌注量與泥漿至砼面高度，砼面至孔底高度，泥漿的密度，都與導(dǎo)管內(nèi)徑及樁直徑有關(guān)。孔徑越大，首批灌注的砼量越多。由于砼量大，攪拌時間長，因此可能出現(xiàn)離析現(xiàn)象，首批砼在下落過程中，由于和易性變差，受的阻力變大，常出現(xiàn)導(dǎo)管中堵滿砼，甚至漏斗內(nèi)還有部分砼，此時應(yīng)稍拉導(dǎo)管，晃動漏斗，以便迅速向漏斗加砼，這樣能使砼順利下滑至孔底，下滿后，繼續(xù)向漏斗加入砼，進(jìn)行后續(xù)灌注。在后續(xù)灌注中，當(dāng)出現(xiàn)非連續(xù)性灌注時，漏斗中的砼下落后，應(yīng)當(dāng)牽動導(dǎo)管，并觀察孔口返漿情況，直至孔口不再返漿，再向漏斗中加入砼。
牽動導(dǎo)管的作用有兩點：
1．有利于后續(xù)砼的順利下落，否則砼在導(dǎo)管中存留時間稍長，其流動性能變差，與導(dǎo)管間摩擦阻力隨之增強，造成水泥漿緩緩流墜，而骨料都滯留在導(dǎo)管中，使砼與管壁摩擦阻力增強，灌注砼下落困難，導(dǎo)致斷樁。同時，由于粗骨料間有大量空隙，后續(xù)砼加入后形成的高壓氣囊，會擠破管節(jié)間的密封膠墊而導(dǎo)致漏水，有時還會形成蜂窩狀砼，嚴(yán)重影響成樁質(zhì)量。
2．牽動導(dǎo)管增強砼向四周邊擴(kuò)散，加強樁身與周邊地層的有效結(jié)合，增大樁體摩擦力，同時加大砼與鋼筋籠的結(jié)合力，從而提高樁基承載力。
在砼灌注后期，由于孔內(nèi)壓力較小，往往上部砼不如下部密實，這時應(yīng)提高漏斗增大落差。以提高其密實度。當(dāng)然在控制砼初凝時間的同時，必須合理地加快灌注速度，這時提高灌注質(zhì)量十分重要，因此應(yīng)做好灌注前的各項準(zhǔn)備工作，以及灌注過程中各道工序的密切配合工作。
三、選擇打樁順序
打樁順序一般分為：由一側(cè)向單一方面打，自中間向兩個方面對稱打，自中間向四周打。打樁順序直接影響打樁速度和樁基質(zhì)量。因此，應(yīng)結(jié)合地基土壤的擠壓情況，樁距的大小，樁機(jī)的性能，工程特點及工期要求，經(jīng)綜合考慮予以確定，以確保樁基質(zhì)量，減少樁機(jī)的移動和轉(zhuǎn)向，加快打樁速度。
四、結(jié)語
施工人員要認(rèn)真學(xué)好專業(yè)基礎(chǔ)知識，認(rèn)真總結(jié)，正確應(yīng)用有關(guān)規(guī)范；熟悉地質(zhì)資料、設(shè)計圖紙、相關(guān)文件及各項技術(shù)要求，不斷提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)和技術(shù)水平，抓好施工準(zhǔn)備、成孔、清孔、水下砼灌注等各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，采取各種有效的措施，確保灌注樁的成樁質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
1、齊淑珍、賈繼國、張業(yè)力著《淺談混凝土鉆孔灌注樁工藝流程》，水利科技與經(jīng)濟(jì)，2005
【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計 建筑概念設(shè)計 概念設(shè)計 設(shè)計思想 應(yīng)用
中圖分類號：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
一．引言
水資源緊缺問題已成為世界性問題，目前全球范圍內(nèi)約有60%以上地區(qū)的陸地淡水供應(yīng)不足，有40多個國家處于嚴(yán)重缺水狀態(tài)，全世界約有1/3的人口無法得到安全供水。我國同樣面臨水資源短缺的問題，為了水資源緊缺問題，各個城市開始研究水回用技術(shù)和再生處理技術(shù)。城市處理污水的中水回用技術(shù)就是其中典型的水資源再生利用的一種方式。
二.我國污水回用現(xiàn)狀。
我國在這方面起步較晚，目前我國最大的水資源再利用項目：高碑店污水處理廠再生水回用項目已經(jīng)實施全線貫通。用于園林、環(huán)衛(wèi)、工業(yè)等行業(yè)。我國早在1985 年將城市污水處理與利用列入國家科研課題，相繼在北京、青島、泰安、天津、大連、太原、淄博等城市開展了污水回用的實驗研究工作，其中有些城市己修建了污水回用試點工程并取得了積極的成果，為全國的中水回用提供了技術(shù)依據(jù)，積累了一定的實踐經(jīng)驗。
北京是我國污水回用發(fā)展較快的城市，至2010 年污水的再生利用量達(dá)到10 億m3。大連市自1994 年以來，先后在12 座大型建筑中配套建設(shè)了中水實施，日節(jié)約淡水2000m3。
寧波市目前僅有一家中水回用單位，即寧波市污水處理廠的中水初級回用工程，污水處理后的出水灌溉廠區(qū)的草坪綠化。雖然我國部分城市在中水利用走在了前而，但是中水資源的利用與開發(fā)總體進(jìn)展緩慢。
三.中水回用技術(shù)。
城市中水深度處理回用的處理技術(shù)按其機(jī)理可分為物理化學(xué)法、生物化學(xué)法和物化生化組合法等；按工藝路線可分為傳統(tǒng)石灰石法、膜法處理工藝。以上工藝技術(shù)都能把污水處理為適合各種回用途徑的出水，甚至達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)要求。先進(jìn)的膜處理技術(shù)可以獲得高質(zhì)量的處理出水，但投資較大，傳統(tǒng)深度處理技術(shù)的投資相對較低，但存在不少問題，且回用范圍較小。因此，探索適合我國國情的中水深度處理回用新技術(shù)和工藝設(shè)備，對于經(jīng)濟(jì)、安全、快速地解決我國城市的缺水與水污染問題具有重要的意義。
城市中水深度處理回用在嚴(yán)重缺水的中東、非洲地區(qū)和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的北美、西歐已成功應(yīng)用多年，研究成果頗豐。特別是美國和加拿大，多數(shù)火力發(fā)電廠都是采用市政污水處理廠處理后的出水作為電廠的水源，在此領(lǐng)域技術(shù)處于領(lǐng)先地位。近年來，其工藝技術(shù)也在不斷改進(jìn)，過濾方式已逐步改變?yōu)槟ぬ幚砉に嚒?/p>
我國在城市污水回用方面的研究起步較晚，已經(jīng)建成的中水回用工程多以傳統(tǒng)石灰石處理工藝為主，應(yīng)用膜生物反應(yīng)器技術(shù)的大型工程實例還較少，且存在通量低、易污堵、能耗高、一次性投資較大等問題。目前，不少單位正在積極開展這方面的研究，尋求適合我國國情的經(jīng)濟(jì)合理的新工藝技術(shù)。國內(nèi)污水廠中水回用大體有五種處理模式：一是采用膜過濾—反滲透雙膜處理工藝；二是采用水解酸化—生物曝氣—深層過濾—消毒處理工藝；三是采用浮選—過濾處理工藝；四是采用高效過濾處理工藝；五是采用絮凝沉淀工藝。
1.中水回用工藝流程：
中水回用處理一般包括預(yù)處理、主處理及深度處理三個階段。其中預(yù)處理階段主要有格柵和調(diào)節(jié)池兩個處理單元，主要作用是去除污水中的固體雜質(zhì)和均勻水質(zhì)；主處理階段是中水回用處理的關(guān)鍵，主要作用是去除污水的溶解性有機(jī)物；深度處理階段主要以消毒處理為主，保證出水達(dá)到中水水標(biāo)準(zhǔn)。
中水回用主處理技術(shù)主要包括生物法、物化法及膜分離法。其中生物處理法是利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有機(jī)物，包括好氧和厭氧微生物處理，一般采用多種工藝相結(jié)合的辦法；物理化學(xué)處理法以混凝沉淀（氣?。┘夹g(shù)及活性炭吸附相結(jié)合為基本方式，提高出水水質(zhì)，但運行費用較高；膜處理技術(shù)一般采用超濾（微濾）或反滲透膜處理，其優(yōu)點是SS去除率很高，占地面積少等優(yōu)點。
處理工藝流程為：原水格柵調(diào)節(jié)池提升泵生物反應(yīng)器循環(huán)泵膜組件消毒裝置中水貯池中水用水系統(tǒng)
中水回用技術(shù)作為目前節(jié)約水源、防治水污染的重要途徑，充分利用中水回用技術(shù)一方面緩解城市供水壓力，同時大大節(jié)省企業(yè)排污費，降低生產(chǎn)成本，；另一方面保護(hù)周邊環(huán)境的衛(wèi)生，給城市營造良好的工作生活氛圍。
2.中水回用技術(shù)特點：
（1）能高效地進(jìn)行固液分離，將廢水中的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、生物單元流失的微生物菌群與已凈化的水分開。分離工藝簡單，占地面積小，出水水質(zhì)好，一般不須經(jīng)三級處理即可回用。
（2）可使生物處理單元內(nèi)生物量維持在高濃度，使容積負(fù)荷大大提高，同時膜分離的高效性，使處理單元水力停留時間大大的縮短，生物反應(yīng)器的占地面積相應(yīng)減少。
（3）由于可防止各種微生物菌群的流失，有利于生長速度緩慢的細(xì)菌（硝化細(xì)菌等）的生長，從而使系統(tǒng)中各種代謝過程順利進(jìn)行。
（4）使一些大分子難降解有機(jī)物的停留時間變長，有利于它們的分解。
（5）膜處理技術(shù)與其它的過濾分離技術(shù)一樣，在長期的運轉(zhuǎn)過程中，膜作為一種過濾介質(zhì)堵塞，膜的通過水量運轉(zhuǎn)時間而逐漸下降有效的反沖洗和化學(xué)清洗可減緩膜通量的下降，維持MBR系統(tǒng)的有效使用壽命。
3.新型兩級過濾膜生物反應(yīng)（DF-MBR）技術(shù)
新型兩級過濾膜生物反應(yīng)（DF-MBR）是利用生化過濾單元去除水中的大部分有機(jī)污染物和懸浮顆粒物，減輕后續(xù)膜過濾單元的運行負(fù)荷，提高膜通量，減小膜過濾單元的設(shè)計規(guī)模及占地面積，進(jìn)一步降低系統(tǒng)造價。
DF-MBR基本工藝流程為：
4.生物接觸氧化法。
生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝,即采用活性污泥法與生物接觸氧化法相結(jié)合的方式，好氧曝氣采用活性污泥工藝，利用好氧微生物菌群氧化分解污水中的有機(jī)物，接觸氧化工藝是通過生物膜的作用進(jìn)一步吸附，降解污水中的有機(jī)物。具體結(jié)構(gòu)采用的是多段推流式，即生物接觸氧化池內(nèi)分成多格，污水串聯(lián)流過每一格間。可使每格生長的微生物與負(fù)荷條件相適應(yīng)，有利于專性微生物的培養(yǎng)馴化，提高了處理的效率。
四.結(jié)束語：
中水處理技術(shù)是基于全球水資源緊缺和廢水外排污染而興起的技術(shù)，城市污水處理中水回用，既減少了污水直接排放的污染程度，同時又能最大程度的對水資源進(jìn)行再生利用，可謂一舉多得。城市污水就近處理并回用，可以保證水資源穩(wěn)定可靠，同時又能減少供水管網(wǎng)的壓力，有利于環(huán)境城市污水處理及排水管網(wǎng)的壓力，緩解水資源緊張的問題。城市污水處理、中水回用正成為污水處理和發(fā)展的重要方向。
參考文獻(xiàn)：
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[4]李善仁 肖艷 LI Shan-renXIAO Yan 上海市白龍港城市污水處理廠中水回用工程[期刊論文] 《中國給水排水》 ISTIC PKU -2009年2期
[5]王曉 過濾吸附在中水回用處理中的應(yīng)用研究 [學(xué)位論文]2010 - 青島理工大學(xué)：環(huán)境工程
關(guān)鍵詞 情境認(rèn)知 教學(xué)模式 初探
中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
On Coal Chemical Technology and Equipment
Teaching Mode Based on Situational Cognition
CHEN Xiaojuan， WANG Chang， TAN Xin
（Mechanical Engineering School， Inner Mongolia University
of Science & Technology， Baotou， Inner Mongolia 014010）
Abstract During the process of teaching of "The coal chemical technology and equipment"， the situated cognitive theory was applied， the teaching model was reformed and innovated correspondingly， and the teaching practice and examination were planed. These have proved that the teaching effect had been improved significantly.
Key words situational cognition； teaching model； initial exploration
高等教育承擔(dān)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的歷史使命，要著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高工程創(chuàng)新能力，從而要求教師能夠打破傳統(tǒng)的教育觀念與模式，引導(dǎo)學(xué)生形成自主探究和體驗知識的過程。情境認(rèn)知理論在教學(xué)過程的應(yīng)用，不僅更新了學(xué)生對學(xué)習(xí)的理解，而且逐漸成為了學(xué)習(xí)理論領(lǐng)域研究的主流。
1 情境認(rèn)知理論應(yīng)用概述
情境認(rèn)知理論應(yīng)用到教學(xué)之中，能夠達(dá)到學(xué)生掌握知識和知識實踐的目的，基于情境認(rèn)知的教學(xué)就是由教師創(chuàng)造有利于創(chuàng)新思維的教學(xué)、學(xué)習(xí)情境。針對不同的教學(xué)內(nèi)容，教師可以進(jìn)行問題情境、案例情境及工程背景情境等情境的創(chuàng)設(shè)，通過問題情境的解答過程、案例分析討論的探索過程，具體工程及背景的研究過程等多種方式的拓展性教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運用自身知識去自主發(fā)現(xiàn)問題、討論問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和學(xué)習(xí)能力。
2 基于情境認(rèn)知的煤化工技術(shù)及裝備課程教學(xué)模式的探索
2.1 課堂教學(xué)環(huán)節(jié)
本環(huán)節(jié)中，針對不同教學(xué)內(nèi)容，建立不同情境認(rèn)知的教學(xué)模式，使知識點形象化、實際化，知識結(jié)構(gòu)條理化，學(xué)生能夠在具體的情境中掌握教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)理論與實踐的統(tǒng)一認(rèn)知。
2.1.1 采用“三位一體” 案例式情境認(rèn)知教學(xué)方法，提高課堂效率
所謂案例式“三位一體”教學(xué)是指將設(shè)備、儀表以及工藝三者有機(jī)結(jié)合，并加強相關(guān)課程引入的綜合教學(xué)?，F(xiàn)代煤化工具有自動化程度高、工藝先進(jìn)以及設(shè)備大型化的特點，將控制理論加到教學(xué)中并加以化工工藝知識的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生更快地適應(yīng)現(xiàn)代化工的發(fā)展和要求。將多學(xué)科知識應(yīng)用到該課程教學(xué)當(dāng)中，用工程實例來啟發(fā)學(xué)生，在循序漸進(jìn)的案例情境教學(xué)中，通過對大量案例的講授、分析，學(xué)生更易于體驗和掌握知識，也能從中學(xué)會理論聯(lián)系實際的方法。
2.1.2 充分利用多媒體手段，構(gòu)建工程情境認(rèn)知背景下的教學(xué)方式
此情境的創(chuàng)設(shè)需要教師收集充足的教學(xué)素材，并加以整理完善，應(yīng)用好此種教學(xué)方式可以加大信息的傳遞量，同時對設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)等復(fù)雜專業(yè)知識給學(xué)生以感性認(rèn)識。比如在專業(yè)設(shè)備的講解過程中要結(jié)合工程實際構(gòu)建合理的工程情境，利用影像圖片資料講解設(shè)備的關(guān)鍵部件及運行原理，以及相關(guān)知識點在工程和現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，讓學(xué)生切實感受到知識的用途，而不是單純的理論。讓學(xué)生學(xué)會從工程實際考慮問題，帶著問題聽課，真正做到理論和實踐的結(jié)合。
2.1.3 創(chuàng)設(shè)互相交流的合作情境，激發(fā)學(xué)生探究問題的熱情
在合作和交流的過程中，學(xué)生可以感受不同的思維方式和思維過程，合理地調(diào)整、豐富自己的認(rèn)識，獲得知識。教學(xué)中，教師要根據(jù)學(xué)習(xí)的需要，適時組織學(xué)生的合作與交流，提出具體的目標(biāo)和要求，使學(xué)生在相互啟發(fā)、互相補充的學(xué)習(xí)活動中，獲得知識，發(fā)展能力，逐步形成合作與創(chuàng)新意識。在合作情境的創(chuàng)設(shè)和認(rèn)知應(yīng)用中，學(xué)生的主觀能動性和自主學(xué)習(xí)的熱情都有了極大的提高。
2.2 實踐教學(xué)環(huán)節(jié)
實踐教學(xué)是夯實課堂教學(xué)成果的關(guān)鍵步驟，合理創(chuàng)設(shè)實踐教學(xué)的情境，對有效縮短學(xué)生在校期間的學(xué)習(xí)內(nèi)容與實際工作應(yīng)用之間的差距，有著極為顯著的作用。
2.2.1 合理的情境創(chuàng)設(shè)和高度仿真實訓(xùn)結(jié)合的拓展性教學(xué)
拓展教學(xué)旨在讓學(xué)生變成學(xué)習(xí)的主體。主要進(jìn)行工藝仿真實訓(xùn)，輔以設(shè)備的拆裝和儀表的認(rèn)識。使學(xué)生在掌握了書本上的基本原理、工藝流程和設(shè)備的基礎(chǔ)上，結(jié)合完整的模擬工藝流程和實際背景材料，通過先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)多媒體設(shè)施，科學(xué)地了解煤化工工業(yè)體系及其知識需求。運用所學(xué)理論知識，系統(tǒng)化地認(rèn)識實際工藝流程。通過改革傳統(tǒng)的驗證性實驗，創(chuàng)造仿真工程實訓(xùn)環(huán)境，對于鞏固教學(xué)成果，提高學(xué)生的分析能力和在復(fù)雜情況下的決策能力起到明顯效果。
2.2.2 情境教學(xué)和研究性教學(xué)結(jié)合的隨機(jī)進(jìn)入式教學(xué)模式
將情境教學(xué)和研究性教學(xué)結(jié)合，旨在提高當(dāng)理論基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)扎實，對工藝指標(biāo)理解深刻后，完成指定題目的課程設(shè)計或?qū)W術(shù)論文的質(zhì)量。在所創(chuàng)設(shè)的情境中，把煤化工技術(shù)及裝備教學(xué)問題作為研究課題，統(tǒng)攬煤化工方面多家學(xué)派的學(xué)術(shù)觀點，隨機(jī)并及時地總結(jié)，深入地研究探討所涉及的學(xué)術(shù)問題，并將這些信息應(yīng)用于自己的學(xué)習(xí)和研究，達(dá)到檢驗知識成果的目的，最終提升學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)理論知識的能力。
2.3 考核環(huán)節(jié)：改革考核方式，重視學(xué)習(xí)過程
情境認(rèn)知理論認(rèn)為，評價的本質(zhì)是一種價值判斷。為了真實地體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的價值。本課程的考核以考核動手能力、分析解決問題的能力為主要目標(biāo)，輔以傳統(tǒng)的教學(xué)考核，實現(xiàn)多元化考核。具體而言，主要有以下幾種方式：（1）用多任務(wù)標(biāo)準(zhǔn)取代單一評價，如在對學(xué)生考核時綜合考試、論文、仿真實訓(xùn)、課堂討論、提問等多種成績，全面考查學(xué)生的知識掌握程度和實際運用能力等方面。（2）以真實任務(wù)為標(biāo)準(zhǔn)的評價，以實地考核學(xué)生實驗操作，過程評定課程設(shè)計，答辯式論文綜述等方式為主，讓學(xué)生逐漸學(xué)會運用所學(xué)知識去分析和解決工程實際問題。
3 結(jié)語
實踐證明，在煤化工技術(shù)及裝備教學(xué)中理論講解與情境教學(xué)相結(jié)合，取得了良好的教學(xué)效果。教師只有不斷學(xué)習(xí)，并結(jié)合學(xué)生就業(yè)的需要，更新知識結(jié)構(gòu)，積極開展教學(xué)研究與探討，吸收最新的學(xué)科成果，注重教學(xué)方法，采用合理的教學(xué)模式，才能使教學(xué)質(zhì)量不斷提高。
本文系內(nèi)蒙古科技大學(xué)校內(nèi)重點教改《以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為導(dǎo)向的煤化工技術(shù)及裝備課程改革》資助項目（項目編號：JY2011005）
參考文獻(xiàn)
[1] 宋偉強.基于情境認(rèn)知的聚合物結(jié)構(gòu)分析研究性教學(xué)探討[J].中國校外教育，2010（1）：59.
這次煙機(jī)設(shè)備維修電工技師鑒定是國家實行技師資格鑒定后昆明卷煙廠第一次組織的通用工種類技師鑒定，鑒定工作由云南省第155國家職業(yè)技能鑒定所負(fù)責(zé)實施。參加鑒定人員自愿申報，然后由部門推薦經(jīng)昆明卷煙廠技師(高級技師)資格審查推薦領(lǐng)導(dǎo)小組嚴(yán)格按照申報條件進(jìn)行審核?？忌冉?jīng)過集中培訓(xùn)，然后由云南省第155國家職業(yè)技能鑒定所根據(jù)維修電工技師國家職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)對考生分別進(jìn)行基礎(chǔ)理論、模擬電子電路、電路故障排除、變頻調(diào)速、plc編程、教案編寫及授課技能、論文寫作與答辯等項目的考核，全部考核項目都及格者，才能取得煙機(jī)設(shè)備維修電工技師職業(yè)資格證書。
現(xiàn)就維修電工職業(yè)技師資格鑒定的申報條件、鑒定程序和鑒定內(nèi)容摘抄如下：
鑒定對象和申報條件：
從事維修電工職業(yè)的專業(yè)人員，經(jīng)過規(guī)定學(xué)時技師資格培訓(xùn)合格，并具有下列條件之一者可申報維修電工技師資格鑒定：
1.取得本職業(yè)三級(高級)資格證書后在本職業(yè)連續(xù)工作4年以上;
2.高級技工學(xué)校畢業(yè)，并取得本職業(yè)三級(高級)資格證書后，在本職業(yè)連續(xù)工作2年以上;
3.本專業(yè)大專以上畢業(yè)，并取得本職業(yè)三級(高級)資格證書后，在本職業(yè)連續(xù)工作3年以上;
4.連續(xù)從事本職業(yè)工作15年以上，并取得三級(高級)資格證書。
知識考試范圍：
電子技術(shù)：晶體管多級放大電路分析;運算放大器組成的典型線路分析及參數(shù)設(shè)定;典型邏輯組合電路，時序邏輯電路的分析及設(shè)計方法;綜合性電子電路的分析及設(shè)計方法。
電力電子技術(shù)：電力電子器件、晶閘管整流電路、逆變電路基本概念。
電氣自動控制技術(shù)：自動控制基本原理;雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)工作原理和參數(shù)設(shè)定;常用傳感器工作原理及檢測電路分析;復(fù)雜設(shè)備電氣系統(tǒng)安裝、調(diào)試知識及電氣檢測與診斷技術(shù)。
可編程控制器：用plc基本指令、常用功能指令，進(jìn)行程序設(shè)計;用plc控制生產(chǎn)工藝流程的步驟及設(shè)計方法;將繼電氣線路改造成用plc控制的流程圖、程序表。
新技術(shù)：數(shù)控系統(tǒng)的基本概念;微機(jī)應(yīng)用及接口-技術(shù)基本概念;網(wǎng)絡(luò)通訊基本概念;交流變頻調(diào)速系統(tǒng)基本概念;交流電機(jī)矢量控制調(diào)速系統(tǒng)基本概念;專業(yè)發(fā)展方向。
熟悉氣動控制、液壓控制的基本原理以及識圖、分析及排除故障的方法。
檢修工藝編制：能夠制定電氣系統(tǒng)與電氣設(shè)備檢修、大修工藝，了解電氣設(shè)計基本方法。
1CDIO工程教育理念
CDIO工程教育模式，是由美國麻省理工學(xué)院、瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)共同創(chuàng)立的工程教育改革模式。是近年來國際工程教育改革的最新成果，CDIO是構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實施(Implement)、運作(Operate)4個英文單詞的縮寫，以產(chǎn)品從研發(fā)到運行的生命周期為載體讓學(xué)生以主動的、實踐的、與課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)掌握知識&-4。迄今已有幾十所世界著名大學(xué)加入了CDIO國際組織，這些學(xué)校采用CDIO工程教育理念和教學(xué)大綱開展教學(xué)實踐，取得了良好的效果。
2存在的問題與課程建設(shè)思想
微電子技術(shù)研究的中心問題是集成電路的設(shè)計與制造,將數(shù)以億計的晶體管集成在一個芯片上。微電子技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ)和支柱，是21世紀(jì)發(fā)展最活躍和技術(shù)增長最快的高新科技，其產(chǎn)業(yè)已超過汽車工業(yè)，成為全球第一大產(chǎn)業(yè)。微電子工藝課程主要介紹微電子器件和集成電路制造的工藝流程，平面工藝中各種工藝技術(shù)的基本原理、方法和主要特點。其課程建設(shè)思想是使學(xué)生對半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體集成電路制造工藝及原理有一個較為完整和系統(tǒng)的概念，掌握當(dāng)前微電子芯片制作的工藝流程、主要設(shè)備、檢測方法及其發(fā)展趨勢^7]。
但目前該課程教學(xué)中存在較多問題，教學(xué)效果不佳，主要有如下幾點：(1)教材陳舊，沒有較適合的雙語教材，難以適應(yīng)跨國際的微電子制造工藝新技術(shù)的快速發(fā)展;(2)教學(xué)內(nèi)容信息量大，在教學(xué)時間短、內(nèi)容多的情況下，教師難以合理安排教學(xué)進(jìn)度;(3)在課程設(shè)置上重理論輕實踐，技術(shù)性和實踐性的內(nèi)容較少，與迅速發(fā)展的工業(yè)實際脫節(jié);(4)教學(xué)方法單一,理論聯(lián)系實際不緊密，不利于學(xué)生課堂積極性的提高與創(chuàng)造性的發(fā)揮“5)實踐教學(xué)環(huán)境較差，由于微電子工藝設(shè)備十分昂貴，有待加強高校精密貴重儀器設(shè)備和優(yōu)質(zhì)實驗教學(xué)資源共享平臺和運行機(jī)制的建設(shè);(6)教評形式單一，忽略了實踐教學(xué)與考核，致使大多數(shù)學(xué)生只是死記硬背書本知識的學(xué)習(xí)方式來應(yīng)付考試。
3微電子工藝的課程建設(shè)
3.1教材選取及教學(xué)內(nèi)容改革
本課程教材選用經(jīng)歷了《芯片制造一半導(dǎo)體工藝制程實用教程》、《現(xiàn)代集成電路制造工藝原理》到目前的首選教材：國外電子與通信教材系列中，美國MichaelQiurk和JulianSerda著《半導(dǎo)體制造技術(shù)》韓鄭生的中文翻譯本。該書不僅詳細(xì)介紹芯片制造中的每一關(guān)鍵工藝，而且介紹了支持這些工藝的設(shè)備以及每一道工藝的質(zhì)量檢測和故障排除;并吸收了當(dāng)今最新技術(shù)資料，如用于亞0.25pm工藝的最新技術(shù):化學(xué)機(jī)械拋光、淺槽隔離以及雙大馬士革等工藝;內(nèi)容豐富、全面、深入淺出、直觀形象、思考習(xí)題量大，并附有大量的結(jié)構(gòu)示意圖、設(shè)備圖和SEM圖片，學(xué)生很容易理解，最主要的相對前兩本教材,它更加突出實際工藝，弱化了較抽象的原理。
教學(xué)內(nèi)容上采取調(diào)整部分章節(jié)，突出教學(xué)重點，并適當(dāng)增減部分教學(xué)內(nèi)容。本課程的目的是使學(xué)生掌握半導(dǎo)體芯片制造的工藝和基本原理，并具有一定的工藝設(shè)計和分析能力,課程僅32學(xué)時，而教材分20章,600頁，所以教師需要精選課堂授課內(nèi)容。從襯底制備、薄膜淀積、摻雜技術(shù)到圖形加工光刻技術(shù)以及布線與組裝,所涉及的概念比較多，要突出重點：薄膜淀積(氧化、蒸發(fā)、濺射、MOCVD和外延等)，光刻與刻蝕技術(shù)、摻雜技術(shù)，需章節(jié)調(diào)整系統(tǒng)整合;對非關(guān)鍵工藝的5~8章(介紹半導(dǎo)體制造中的化學(xué)藥品、污染及缺陷等內(nèi)容)只作為學(xué)生課后自學(xué)閱讀。第2章的半導(dǎo)體材料特性已在“固體物理”課程中詳細(xì)介紹，第3章的器件技術(shù)已在‘‘半導(dǎo)體物理“晶體管原理”課程中介紹，第20章裝配與封裝會在“集成電路封裝與測試”課程中介紹，故無需重復(fù)講解。將第9章集成電路制造工藝概況放在后面串通整過工藝講解，即通過聯(lián)系單項工藝流程,具體分析講解典型的CMOS芯片制造工藝流程,如由n-MOS和p-MOS兩個晶體管構(gòu)成的CMOS反相器，這樣能夠加深對離子注入、化學(xué)氣相淀積、光刻關(guān)鍵技術(shù)、集成電路的隔離技術(shù)以及VLSI的接觸與互連技術(shù)等內(nèi)容的理解。
另一方面，指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料，對教材內(nèi)容作必要的補充，微電子工藝技術(shù)的發(fā)展迅速，因此需要隨時跟蹤微電子工藝的發(fā)展動態(tài)、技術(shù)前沿以及遇到的挑戰(zhàn)。特征尺寸為45nm的集成電路已批量生產(chǎn)，高K介質(zhì)/金屬柵層疊結(jié)構(gòu)、應(yīng)變硅技術(shù)已采用。而現(xiàn)有的集成電路工藝教材很少能涉及到這些新技術(shù)，為了防止知識陳舊，應(yīng)多關(guān)注集成電路工藝的最新進(jìn)展，尤其是已經(jīng)投入批量生產(chǎn)的工藝技術(shù)，及時將目前主流的工藝技術(shù)融入課程教學(xué)中。
3.2教學(xué)方法的改革
(1)開發(fā)多媒體工藝教學(xué)軟件，利用多媒體技術(shù)，將動畫、聲音、圖形、圖像、文字、視頻等進(jìn)行合理的處理，利用大量二維和三維的多媒體圖片、視頻來展示和講解復(fù)雜的工藝構(gòu)造過程。開發(fā)圖文聲像并茂的微電子工藝多媒體計算機(jī)輔助教學(xué)軟件，給學(xué)生以直觀、清楚的認(rèn)識，有助于提高教學(xué)質(zhì)量。
(2)微電子工藝綜合共享實驗平臺建設(shè)，集成電路的制造設(shè)備價格昂貴，環(huán)境條件要求苛刻，運轉(zhuǎn)與維護(hù)費用很大，國內(nèi)僅部分高校擁有集成電路工藝試驗線或部分實驗分析設(shè)備。按照有償服務(wù)或互惠互利原則共享設(shè)備儀器資源，創(chuàng)建各院校之間和與企業(yè)之間的“微電子工藝綜合共享實驗平臺”可極大的提高集成電路工藝及其實驗課程教學(xué)效果，即解決了一些院校資金短缺問題，同時也部分補償了大型設(shè)備的日常使用和維護(hù)費用問題。其綜合共享實驗平臺包括金屬有機(jī)化合物MOCVD沉積技術(shù)、分子束外延、RF射頻磁控濺射、XPS、XRD及AFM分析測試、光刻、離子注入等涉及投資巨大的儀器設(shè)備實驗項目。
(3)拓展實踐能力的校企合作，讓學(xué)生帶著理論知識走進(jìn)企業(yè)的真實工程環(huán)境，探索利用企業(yè)先進(jìn)的工藝線資源進(jìn)行工藝實驗教學(xué)與參觀實習(xí)6-9]。參觀實習(xí)能夠使學(xué)生對集成電路的生產(chǎn)場地,超凈環(huán)境要求具有深刻的感性認(rèn)識，對單晶硅制造流程、芯片制造工藝過程以及芯片的測試和封裝的了解也更加系統(tǒng)和全面。同時利用假期安排學(xué)生去企業(yè)實習(xí)，讓學(xué)生參與企業(yè)的部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)，親身感受實際工藝生產(chǎn)過程，增加學(xué)生對企業(yè)的了解，也利于企業(yè)選拔優(yōu)秀學(xué)生。
(4)工藝視頻與工藝實驗輔助教學(xué)，由于微電子工藝內(nèi)容與生產(chǎn)密切結(jié)合，不能單靠抽象的書本知識教學(xué)，對于學(xué)生無法了解到的一些工藝實驗與設(shè)備，可通過錄像教學(xué)來補充。本學(xué)院購置了清華大學(xué)微電子所的集成電路工藝設(shè)備錄像與多媒體教學(xué)系統(tǒng)，結(jié)合國外英文原版的工藝流程視頻,通過工藝視頻把實際工藝流程、設(shè)備和設(shè)備操作等形象地展示在課堂。多媒體教學(xué)系統(tǒng)提供了氧化、擴(kuò)散和離子注入三項工藝設(shè)備操作模擬，可使學(xué)生身臨其境地對所學(xué)的基本工藝進(jìn)行簡單的模擬。同時結(jié)合課堂教學(xué)開設(shè)半導(dǎo)體平面工藝實驗，主要包括以：氧化、光刻、擴(kuò)散、蒸鋁、反刻、劃片、裝架、燒結(jié)、封裝。實驗以教師講解與學(xué)生動手相結(jié)合，既培養(yǎng)了學(xué)生的實際動手能力，又使學(xué)生掌握了科學(xué)分析問題的方法，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深學(xué)生對課堂理論知識的理解。
3.3多元化的考核評價體系
對學(xué)生的考核是對其具體學(xué)習(xí)成果的度量，也是檢驗教學(xué)改革成效的重要手段，為了更科學(xué)合理的考核學(xué)生，我們建立了多元化的更加注重過程參與的考試評價體系，降低了期末考試在總成績中所占比例，最大限度避免學(xué)生靠死記硬背來應(yīng)付考試和學(xué)生創(chuàng)新思維被抑制、高分低能現(xiàn)象產(chǎn)生。這種多元化、過程性的成績評定方法，強調(diào)知識的積累與構(gòu)建過程，消除了學(xué)生重理論輕實踐,考前死記硬背應(yīng)付考試的弊病?？傇u成績由平時成績和期末考試成績兩部分構(gòu)成。但加大平時成績的權(quán)重,平時成績即包括了作業(yè)與考勤，還包括綜合性實驗成績、設(shè)計仿真、國外工藝視頻翻譯、專題小論文和專題PPT論壇團(tuán)隊成績等。同時在期末考題中增加openanswerquestion型、工藝過程設(shè)計型題目110-11。
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