机电一体化在生活中的应用范文
发布时间：2023-10-10 15:34:21
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0 引言
电工制造业与我国的经济发展息息相关，无论是在工业、农业、交通运输业等国际基础建设行业，还是在人民生活中，都起着重大的作用，是推动社会经济发展的动力性因素，肩负着为各个行业提供电工设备的重任，尤其是在能源与基础设施建设方面，更是不可缺少的。改革开放以来，随着国民经济的快速发展，电工制造业取得了长足的进步，但是与世界先进水平相比，仍存在较大的差距。
当今经济发展对电工设备的要求不再局限于提高质量和降低成本，更好的满足人民日益增长的物质需求，而是更加看重更新换代，提高科技含量，尽早达到世界先进水平。在积极发展电工制造业的过程中，需要采用新材料、新方法、新技术革新传统电工产业，在这个探索过程中，大力推动电工一体化发展就是机电产业发展的核心内容之一，是发展电子工业的关键所在，大力推动电工过程中机电一体化的应用将是未来电工制造业发展的重中之重。
1 电工过程中的机电一体化技术概述
1.1 机电一体化的概念 机电一体化技术是电子计算机问世以来的一项新兴技术，它是电子技术和机械技术的完美结合，是机械工业、电子计算机工业、微电子技术与数字化控制工程之间形成的交叉学科，其彼此交叉融合、相互渗透。机电一体化技术的发展一方面依赖于已有工业技术的发展进步，一方面有推动已有工业技术的发展革新。机电一体化技术主要是在技术和装备两个方面。机电一体化技术主要是电子技术和机械制造的结合过程中积累的各种知识经验和操作技术；技术装备则主要是指应用机电一体化技术制造的各种应用型产品。二者相辅相成，前者指导后者的制造，后者体现前者的技术特点。在机电一体化产品中，机械的部分是设备运转的基础，信息处理器是设备的核心（包括微处理器和微电子器）。二者相辅相成，不可分割。
1.2 机电一体化的发展历程 五六十年代是机电一体化技术发展的准备时期，1952年第一台数控铣床的问世和1959年第一个可编程机器人的问世都标志着机电一体化技术快速发展的来临。到七、八十年代，随着大规模和超大规模集成电路的发展，机电一体进入了快速发展时期，逐渐被大众所接受和认可。1989年，第一届国际先进机电一体化会议在日本东京召开，标志着机电一体化技术进入深入发展时期，并促进机电一体化技术形成了完整的学科体系。此后，长期以来，机电一体化技术主要向着数字网络化、模块集成化、人工智能化、绿色环保化的方向发展。
1.3 机电一体化技术发展存在的主要问题及改进措施 目前，机电一体化技术的推广中仍存在一些问题，主要体现在以下几个方面：第一，重视整机设备引进，轻视国内基础设施及基础元件的研究，以至于某些生产过程长期被国外企业控制。对此，国家应该积极鼓励基础技术和元件的开发工作，重视自主知识产权，早日摆脱国外企业的技术垄断。第二，数控设备人才大量缺乏，尤其是在生产第一线的拥有维护、管理技术的工人大量欠缺，导致我国机电一体化技术的研发和实际生产使用相脱离。对此，在培养高技术高学历相关专业人才的同时，应该重视现有技术工人的继续教育和岗位培训，充分发挥机电一体化设备在实际生产中的强大优势。第三，国内自主研发的机电一体化设备可靠性差、安全性低、工作效率与国际先进水平差距大。这就要求我国在开发自主品牌的同时，重视生产制造工艺，提高设备质量，降低维修率和返厂率，这也将有利于自主品牌的推广。
2 电工过程中机电一体化的应用案例
2.1 微机械技术 微机械技术，也称为电子机械系统，出现于80年代后期，是机电一体化技术中高科技含量的一个重要的发展方向。这一应用是从微型化的传感器开始发展的。60年代中期，脑电极阵列探针在美国斯坦福大学诞生，这标志着机电一体化微机械技术的开始。随后，斯坦福大学有成功的开发出新一代的微型硅片压力传感器，美国加利福尼亚大学柏克莱分校也制作出直径仅60mm的硅马达。这种新型硅马达是利用硅片上刻蚀成的定子与转子之间的静电力来驱动，利用了半导体可以进行微细加工的特质，引起了电器制造业的广泛关注，并作为高新技术被推广开来。此后，微机械技术的研究席卷全球，美、日、德等国家还为此定期举行学术研讨会议，极大地推动了微机械技术的发展。
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中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）05（b）-0140-01
1 关于高职毕业生的职业能力要求与就职岗位
机电一体化也叫做机械电子工程，最开始是日本用来表达电子工程与机械工程相互结合的术语。在美国日本等发达国家，不管是职业学校亦或是大学，都已然发现，未来的工业尤其是机电方面的设计运行与维护创造，只能由那些精通电子系统与机械系统的人去完成。故而，高职学院培养出的人才除了懂得机械领域与电子领域的相关知识外，精通如何将两者有机结合也是必要的。在机电一体化方面，无论是高职院校还是普通本科，它们的主要内容都是教学生相关领域的知识与技能，除了深浅程度外大致是相差不大的。但有待改善的是，高职院校和普通本科机电一体化专业地方教育只是在借鉴早已发展成熟的机械专业与电子专业的教学方法与内容，但对于怎么让学生讲两者很好的结合却缺少经验，很显然，这才是机电一体化专业的精髓。由于其受教育程度的不同，一般大学的普通本科教育希望学生完成相关的培训之后具有机电领域的创造与分析能力，相对应的，高职院校是通过相应的教育教学生打造为拥有某些典型系统的维修与分析的能力。笔者所任职的高职学校的机电一体化专业为了能够使学生经过三到四年的培训后拥有能够满足社会需要的相应能力，既进行了为期数周的社会调研又邀请了众多相关行业的专家与由其他学校组成的教师组以及从本校毕业的毕业生进行了充分的讨论，最后一致确定了毕业生适合的相应职务。其中包括机电一体化系统的运行维修与机电一体化系统的调试与安装以及机电一体化生产线的维修与维护。为了能够让专业毕业生能够胜任相应的就是岗位，那么相应的职业能力毋庸置疑是不可或缺的。显然，职业能力是相应职业以及其他几门相近职业所必需的能力，其可以大致归分为方法能力与社会能力以及专业能力。故而，机电一体化专业的毕业生既要拥有机电一体化方面的专业能力又要有一定的方法、社会、专业能力。
2 构建专业的课程体系以服务于工作任务
高等职业教育是以应用为目的的教育，故机电一体化专业就是以工作岗位为目标而设立的，对工作岗位的流程进行分析，一一列出所需要的技能与知识。其专业课程的内容是以实际生活中的应用为主要目的来培养学生的能力。以此确定课程的种类以及相应的要求，选择以及整合课程的内容，而最关键的是紧握行业的发展脉搏并对此增设相应的课程以培养学生该方面的能力。显而易见，工作岗位上的流程是由多个部分组成的，每个部分都需要不同的技能与知识。综合大量的资料与分析，笔者以为，机电一体化专业的课程大致可以分为三个部分。第一部分是设置关于机箱结构的控制系统。这一部分所需要的机械技能与知识为，从业人员需要具有电路的安装与维修，所需材料的硬度与刚性，系统的散热性能、防辐射性能以及减震性能等方面的机械知识与能力。而高职学校也就此开设了机械制造学、机械基础课程、技术测量等学科来解决相应的实际问题。第二部分是电气的掌控。在就业后的工作流水线上，关于此的主要问题是继电器的控制与维修以及可控编程电路的控制与维修，而学校对此开设了电气控制这门学科来教学生解决上述所遇到的问题。第三部分是控制系统的硬件设计。毫无疑问，控制系统的硬件设计是开发控制系统的核心部分。在工厂流水线上所运用的技能与原理为单片机的运用原理与信号的处理、采集以及传感器的应用。为此，高职学校开设了电子仿真技术与电子技术以及单片机工作原理等科目来培养学生相关方面的能力。此外，为了确保电气与控制系统电路的正确连接，即电路板的设计与制造。对此，毕业学生最少要了解国际上通用的电路板的辅助设计软件，并且，至少要掌握其中一种，相应的，学校开设了最广泛最流行的Protel组织教学。
3 创建专业的人才培养方式
学校对人才的培养应注重实际与理论的相互联系。这方面，应采用系统方法论的观点，所谓系统方法论就是将将机电一体化专业的理论与实际教育相互紧密的结合，从本质上改变专业的思想与方法，避免将理论与实践相互独立的局面，让学生通过几门不同的课程从各个方面了解同一个实验案例或者知识点，以此加深学生对课程和专业以及各个零散的知识点与整个整体之间的联系。因此笔者以为，如果实验教学和理论教学由一个老师教授，那么则可以相对较容易的达到理论知识与实践知识相互交融的目的。因为，在理论教学里，老师能够通过学生所表现出的问题和学生对理论的了解程度方便的进行实践教育，从而能够让学生真正的掌握相关知识并可以灵活的在生活中运用。对此，学校应该建立相应的实训室以够学生使用。比如，实训室应该有一小部分作为教学区，该区应该装备相应的多媒体设备如电脑投影仪等以供老师教学使用，而实训室的其他部分应该有一些实训器材，方便学生在学习上完理论知识后直接上机实践，从而巩固所学的理论知识并且具有一定的动手能力，这对以后的工作时至关重要的。在学校装备了精良的硬件设施后，老师在课程的讲授中应该运用现场教学的方法，能够让学生动手实践明白的绝不一味地在课堂上讲解，尽最大的努力将理论延伸到实训产地实验室等能够让学生动手操作的地方。而显然，只有有了力量雄厚的师资队伍才能保证高效率的完成相应的教学任务，保证学生能够在课堂上学的相应的知识。而作为老师，很显然需要实践经验与理论知识兼备，而如何提高老师的素养可以通过让老师参加培训班或者让老师到工厂向一些有丰富工作经验的工程师学习，让他们在生产流水线上训练实际与理论互相结合的技巧。以此，机电一体化专业课程便牢牢把握住了专业人才培养方式的重点，主要培养学生的职业能力和素养以及创新与动手能力。
参考文献
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1.智能小区电气设计中需要注意的问题
智能小区电气设计是保障小区供电安全、稳定和可靠地主要关键。伴随着生产技术的不断提高，人们对住房条件也提出了新的要求。基础设施完善、设备功能齐全、小区档次上升已成为小区建设的关键。电力资源作为小区建设和主要的基础能源之一，做好小区的供电工作对于小区建设质量而言有着重要意义，同时是小区的关键环节。在智能小区建设中主要的注意事项有以下几个方面：
1.1合理配置用电荷载
在小区设计中，为了能够满足居民对居住条件的新要求和开发商对经济效益的需求，现阶段小区的弧形设计多为两室一厅或者三室两厅，同时住户面积多为60m2～150m2之间。按照一般的计算方法来算，在这种家庭失重感，一般的用电计算负荷应当控制在4kw～8kw之间。同时在设计工作中还应当根据居民的实际生活需求来进行合理的电力配置和输送。
1.2充分发挥电气功能
1.2.1基础功能。电气功能的合理科学发挥是目前智能小区设计的主要重点，在现代化小区设计工作中，智能化住宅小区多为多层或者高层建筑组成的，在这种小区结构中，一般家用电器、基础设施和防火设备等电气设计与布置较为繁琐，同时各种电气设备的广泛采用也为电气功能的发挥提出了新的要求。如各种辅助设备、通信设备和远程操控设备等都提出了新的要求。
1.2.2开放功能。楼宇自控系统应具备基本的开放功能，包括对ActiveX、DDE、ODBC、API、Access等标准技术均可实现无缝连接。系统可实现与这些系统的通讯，从而实现有关的联动控制以及方便物业管理和系统集成。
1_2.2.1系统控制器配置原则：控制器配置应遵循以下原则，否则将被认为是重大技术偏离，可能作为废标处理：系统应采用中央站为核心，DDC与中央站实现数据通信。DDC应设在受控对象附近，按功能和管理类别实现区域划分，每栋楼的送排风、给排水、照明和电量计量分别采用各自独立的DDC进行控制，即每栋楼至少配置4个可独立运行的DDC控制器。其中计量用DDC应提供24小时不问断电源。
1.2.2.2系统控制及监控内容
VRV空调机组；变配电系统；照明系统；电梯系统；给排水系统。（1）VRV空调机组系统。通过VRV机组通讯接口实现以下基本监控内容：启/停状态；故障报警；电量计量。通过设置环境温度传感器接入DDC，检测环境温度。（2）通风系统。风机基本监控内容：送排风机启/停状态；送排风机故障报警；送排风机开关控制；地下车库cO监测。（3）变配电系统。基本监测内容：电能计量；变压器温升状态测量；冷却风机控制。通过变配电监控系统和柴油发电机控制器提供的通信接口与楼宇自控系统连接，对变配电系统及发电机实现集成管理。（4）公共照明、道路照明及景观照明系统。监控点工作状况描述：照明线路状态；照明开关控制。照明前端设置了光照度传感器，根据传感器的照度值实现照明的自动控制。（5）电梯监控系统。监控点工作状况描述：电梯故障报警；电源开闭状态；电梯上下行状态。监控点工作状况描述：电梯故障报警；电源开闭状态；电梯上下行状态。
2.系统集成方案
2.1系统概述
作为大楼机电设备的管理平台，楼宇自控系统应是一个高效能、集成化的BMS管理系统，该系统根据需要可将大厦的楼宇控制系统、消防报警系统及安保自动化系统集成在EBI平台上，并适用于大楼的建筑特点及先进的控制和管理要求： （1）网络和信息集成；BAS系统将通过中央主机与上位机IBMS系统集成。（2）数据交换和集成（采用工业标准协议对不同的计算和设施系统进行数据交换和集成）。
系统集成是采用先进的技术将财富中心弱电子系统的信息集成于一个网络系统之中，实现整个大厦信息资源的合理共享和分配，在这个基础上谋求提高大厦管理者的工作效率，降低设备运行成本，并且追求实现最佳的物业管理模式，从而为大厦业主和使用者提供一个优化的工作、生活环境，以适应当前智能建筑管理的需要。
2.2需求分析
小区的智能化系统主要有以下几个子系统： （1）火灾报警系统接口。（2）安防系统接口（闭路电视监控系统、防盗报警系统、巡更系统）。（3）一卡通管理系统接口（门禁系统、停车场管理系统）。（4）楼宇自控系统接口。
2.3系统设计
对弱电子系统进行统一的监测、控制和管理。集成系统将分散的、相互独立的弱电子系统，用相同的网络环境，相同的软件界面进行集中监视，可以看到环境温度、湿度等参数，空调、电梯等设备的运行状态，大楼的用电、用水、通风和照明情况，以及保安、巡更的相关信息，消防系统的烟感、温感的状态，停车场系统的车位数量等等。
3.结束语
人们在经历了资源和能源危机，在饱尝了环境污染之后，终于清醒地认识到“我们的地球只有一个”，我们应与自然和谐共存，这关系到人的生存与发展。智能住宅不仅仅可为人们提供舒适，便利的环境，还具有可持续发展的节能功效。智能住宅应该满足人类与自然和谐共存的需要，是满足未来发展需要的建筑。
参考文献
[1]周华昌.智能控制在机电一体化系统中的应用[1丁_.才智，2011，（31）.
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中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
随着国民经济的发展，人们生活水平以及对住宅需求不断提高，人们在生活中对于家的概念已经不再是过去单纯的有地住要求，家在现代化社会中已成为居住、娱乐甚至是办公的场所。因此而言，在目前的智能小区中，对于电气多元化和现代化要求不断提高，同时各种现代化材料也应用广泛，因此对于电气的设计也提出了新的要求。
一、智能小区电气设计中需要注意的问题
智能小区电气设计是保障小区供电安全、稳定和可靠地主要关键。伴随着生产技术的不断提高，人们对住房条件也提出了新的要求。基础设施完善、设备功能齐全、小区档次上升已成为小区建设的关键。电力资源作为小区建设和主要的基础能源之一，做好小区的供电工作对于小区建设质量而言有着重要意义，同时是小区的关键环节。在智能小区建设中主要的注意事项有以下几个方面：
1、合理配置用电荷载
在小区设计中，为了能够满足居民对居住条件的新要求和开发商对经济效益的需求，现阶段小区的弧形设计多为两室一厅或者三室两厅，同时住户面积多为60m2~150m2之间。按照一般的计算方法来算，在这种家庭失重感，一般的用电计算负荷应当控制在4kw~8kw之间。同时在设计工作中还应当根据居民的实际生活需求来进行合理的电力配置和输送。
2、充分发挥电气功能
2.1基础功能。电气功能的合理科学发挥是目前智能小区设计的主要重点，在现代化小区设计工作中，智能化住宅小区多为多层或者高层建筑组成的，在这种小区结构中，一般家用电器、基础设施和防火设备等电气设计与布置较为繁琐，同时各种电气设备的广泛采用也为电气功能的发挥提出了新的要求。如各种辅助设备、通信设备和远程操控设备等都提出了新的要求。因此在设计的过程中通常都需要满足一下的电气功能：对建筑设备的控制、监视和测量功能都需要充分继续拧分析，并实现其良好的自动化功能和效率，进而确保电气能够在正常使用中发挥其应有的功能和效益。对控制器、远程终端单元的监控；操作者人机界面；被监视建筑设备在CRT上的视频显示集成；数据采集和历史化；警告管理。
2.2开放功能。楼宇自控系统应具备基本的开放功能，包括对ActiveX、DDE、ODBC、API、Access等标准技术均可实现无缝连接。系统可实现与这些系统的通讯，从而实现有关的联动控制以及方便物业管理和系统集成。
2.2.1系统控制器配置原则：控制器配置应遵循以下原则，否则将被认为是重大技术偏离，可能作为废标处理：系统应采用中央站为核心，DDC与中央站实现数据通信。DDC应设在受控对象附近，按功能和管理类别实现区域划分，每栋楼的送排风、给排水、照明和电量计量分别采用各自独立的DDC进行控制，即每栋楼至少配置4个可独立运行的DDC控制器。其中计量用DDC应提供24小时不间断电源。系统共设置29个区域（室外照明为独立的区域），每个区域可独立管理。每个可独立运行控制器的控制点数应小于120点，使系统的故障产生的影响可控制在一定范围内。控制器I/O点应具有一定的冗余，各类型I/O点的预留量不小于15%。控制应采用标准的模块化设计，控制器应具备标准的开放协议如LON通信协议。为保证单个设备的维护不影响其它设备的运行，所有模块应支持热插拔功能，更换或维护单个模块不影响同区域其它设备运行。
2.2.2系统控制及监控内容
VRV空调机组；变配电系统；照明系统；电梯系统；给排水系统。（1）VRV空调机组系统。通过VRV机组通讯接口实现以下基本监控内容：启／停状态；故障报警；电量计量。通过设置环境温度传感器接入DDC，检测环境温度。（2）通风系统。风机基本监控内容：送排风机启/停状态；送排风机故障报警；送排风机开关控制；地下车库CO监测。（3）变配电系统。基本监测内容：电能计量；变压器温升状态测量；冷却风机控制。通过变配电监控系统和柴油发电机控制器提供的通信接口与楼宇自控系统连接，对变配电系统及发电机实现集成管理。（4）公共照明、道路照明及景观照明系统。监控点工作状况描述：照明线路状态；照明开关控制。照明前端设置了光照度传感器，根据传感器的照度值实现照明的自动控制。（5）电梯监控系统。监控点工作状况描述：电梯故障报警；电源开闭状态；电梯上下行状态。监控点工作状况描述：电梯故障报警；电源开闭状态；电梯上下行状态。另外导线截面过小还会使导线发热加剧，绝缘老化加速，易使导线发生线间短路和接地故障，引起电气火灾和人身电击事故。
二、系统集成方案
1、系统概述
作为大楼机电设备的管理平台，楼宇自控系统应是一个高效能、集成化的BMS管理系统，该系统根据需要可将大厦的楼宇控制系统、消防报警系统及安保自动化系统集成在EBI平台上，并适用于大楼的建筑特点及先进的控制和管理要求：（1）网络和信息集成；BAS系统将通过中央主机与上位机IBMS系统集成。（2）数据交换和集成（采用工业标准协议对不同的计算和设施系统进行数据交换和集成）。
系统集成是采用先进的技术将财富中心弱电子系统的信息集成于一个网络系统之中，实现整个大厦信息资源的合理共享和分配，在这个基础上谋求提高大厦管理者的工作效率，降低设备运行成本，并且追求实现最佳的物业管理模式，从而为大厦业主和使用者提供一个优化的工作、生活环境，以适应当前智能建筑管理的需要。
2、需求分析
小区的智能化系统主要有以下几个子系统：（1）火灾报警系统接口。（2）安防系统接口（闭路电视监控系统、防盗报警系统、巡更系统）。（3）一卡通管理系统接口（门禁系统、停车场管理系统）。（4）楼宇自控系统接口。
3、系统设计
对弱电子系统进行统一的监测、控制和管理。集成系统将分散的、相互独立的弱电子系统，用相同的网络环境，相同的软件界面进行集中监视，可以看到环境温度、湿度等参数，空调、电梯等设备的运行状态，大楼的用电、用水、通风和照明情况，以及保安、巡更的相关信息，消防系统的烟感、温感的状态，停车场系统的车位数量等等。
三、结束语
人们在经历了资源和能源危机，在饱尝了环境污染之后，终于清醒地认识到“我们的地球只有一个”，我们应与自然和谐共存，这关系到人的生存与发展。智能住宅不仅仅可为人们提供舒适，便利的环境，还具有可持续发展的节能功效。智能住宅应该满足人类与自然和谐共存的需要，是满足未来发展需要的建筑。
参考文献：
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在经过了很长时间的发展进化后，工业的生产在发明了计算机之后也都逐渐的向自动化转变了，不管是产品的质量还是生产的效率都得到了很好的提高。自从运用了计算机技术后，人类有了很大的进步，随着慢慢完善的技术带来的是越来越多的应用，使得我们国家有了更大的工业自动化面积，各大企业的利润也随之增加。在现如今的工业中人们所考虑的不仅是能够获得的经济利益，而且对它的社会和环境效益也很看重，这就要高标准的要求计算机中的应用，为了满足如今形势的需求就必须使综合自动化得以实现。
一、现今工业自动化控制系统发展的状态
生产的效率通过工业自动化控制系统是可以得到提高的，原先的系统核心主要是微处理器，控制器也是非常的简单，拟调节系统也只能靠分布式控制系统替代，而这些已经不能满足实际的生产需求了。现如今综合化是工业自动化控制系统比较看重的地方，把综合控制器、拟调节系统和计算机的功能合成一体，就能建设成一个新的系统。现场的总线控制和集散控制以及开放式控制等这些部分组成了新一代的系统，对可以把工业自动化系统转变成产业化并拥有一定的开发能力的一个企业来说是比较适合的。从一个角度来说是可以钻研开发一种新的产品来增加如今市场的竞争力；另一个角度就是对工业自动化的下一步发展有利。除此之外，在其他的地方也获得了我们国家的大力支持，比如加大了成套的专用优化系统和控制装置等的规模，比较先进的控制软件得到重点的研究，系统的集成技术、信息集成的软件平台等都包含在内，特别是现在运用最多，拥有的市场价值比较高的一些技术都应当变成产业化。最近这些年，在计算机的技术中推陈出新的速度是很快速的，再看快速崛起的网络技术、数据库的技术等，工业自动化的控制系统也是把较传统的方式打破了，已经慢慢的过渡到三电一体化的系统中了。在这些综合化的控制系统中有更多的内容，其中就拥有语音、无线通信、信息服务等技术，也可以说人们在生活中已经离不开这些先进的技术了。
二、计算机的控制系统
1.组成
自动化的控制系统为了使工业生产的需要得到满足已经开始与计算机技术融合，变成了一种新的计算机控制系统，就是由计算机替代了自动控制系统里控制器的作用。这个系统包含了下面这几项：
a.控制的对象，是说在控制系统里面的各种各样的设备。比如要传送一个函数的表征时那控制的对象不仅能放大这个系数，而且可以用积分时间常数来表达。
b.执行器，是比较重要的控制系统组成的一部分。通过调节器它能够对信号的一些变化加以控制，并把输出的角位移和直线位移相应的调整一下，再运用调节机构改变被调节的能量，使得在这个生产的过程当中可以依照要求来进行。执行器一般是通过动力方式来完成划分的，一般分为电动的、气动的、液动的三种。
c.测量功能在工业自动化控制系统里最主要是承担最近的参数转变，将参数依照标准转化成信号，这个测量工作一般是用传感器和测量的线路去完成的。对于测量的范和精确度因为比较重要所以都有较高的要求，传感器最重要的是要拥有非常好的灵敏度、性能等，不能有很多的电源类别，电压也要掌握在一定的区间内。
d.数字调节器是一个计算机的主要部分，控制系统编制的一些程序都是由它负责，找出这些编制的顺序并去控制它们就是调节器的工作，
e.在建筑的供热系统中一般是能源节约，进行这项管理的同样还是需要用到计算机的控制系统，比如空闲的房间、没人居住的，都应该把电、热的供给中断。在想到交费的问题上引出的纷争，就应该及时的对房间进行监控，依据房间内温度的改变去供给热量。这些就需要把用户的数据库建立起来，并把访问的地址分配下去。
2.种类
a.数据的处理系统，严苛的来说数据的处理不是在控制的区间里，但在计算机的控制系统里必须要有。先把所要用到的信息收集起来之后再对它们进行分析，在生产进程中的每一个细节都要明白，并可以预测信息的发展，然后把得出的结果输入到计算机内，最后才由计算机公布一些相关的命令，是对控制对象直接起作用的，这样才能使被控参数的性能确定达到要求。比如工程检测，人工去读书数是非常容易有误差的且效率非常的低，如果运用数据处理系统那么这些工作就可以很快的完成。
b.监督的控制，计算机根据这个系统就可以按照需要把最完美的参数制定出来，这样生产的效率和质量都能得到保证。在这方面外国研究的比较多一些，现在，已经有很多用微处理器作为核心和高速的数据通道等等组成的基本调节器、综合的近期制系统出现。
3.优势
第一点，就是有灵活的控制规则，方便改动。
第二点，把控制与管理融合在一起，展现出了工业自动控制系统技术有了很好的提升。在工业生产中计算机的控制系统可以为它提供更加便利的控制。
第三点，在印刷、电力等方面计算机的自动控制系统也有了很大的成绩。计算机的控制系统除开上面的三个优点之外还有投入少、收益多等。
总而言之，我国的工业自动化控制系统随着发展也是在慢慢的改进当中，对提升工业生产的效率、使工业可以拥有远大的发展前景都是有很大意义的。在其中计算机的作用是不可小觑的。
参考文献
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一、电力自动化系统
（一）电力系统自动化含义。电力部门一直以来的发展方向和追求目标可以概括为电力系统自动化，对电能的生产、传输和管理进行自动化的控制。是一个庞大而极其繁杂的系统，由发电厂、变电站、配电网络和用户之间构成。进行统一调度和运行。电力系统自动化不仅包括了生产过程所需的自动检测和调节监控，还包括了系统与原件的信息传输与系统调度，其主要存在的目的是提高管理技能，也有助于经济效益的提升。
（二）电力系统自动化现状。自科技发展有了电的出现至现今，电，已经成为了当今人们生活中不可缺少的重要的一部分，而电力系统的自动化起着不可小觑的作用。我们国家自20世纪80年代就大力发展电力系统自动化，随着我国的不断进步与科技的飞越，我国的电力系统自动化水平已达到先进水平。电网的调度、配电系统和变电系统主要应用于我国的电力自动化系统。通过计算机的应用，对电网的调度运行实时监控，以保证居民用电的高效便捷及用电的便捷。
（三）电力系统自动化发展。由于上个世纪中叶，我国的电力系统自动化的程度还处于相对较低阶段，生产过程需要自动调节，电力生产安全得不到有效的保障。但是在建国之后，电力方面的建设发展得到了国家的逐渐的重视，由当初的10万千瓦，几万千瓦扩大到了上千万千瓦，已经达到了形成区域网的要求，稳定性也得到了改善，也在良好积极的形势下得到了飞速的发展。
二、电子信息技术
（一）电子信息技术在生活中的现状。随着市场积极的发展，科技也随之不断进步，电子信息化的的时代也随之来临，眼观周围的工作生活都慢慢渗入了电子信息技术，人们的日常生活也在一点一滴的变化中。在20世纪前，人们只有在工作中才能接触网络，网络技术、知识资源也相对匮乏。但是在高效的今天，网络已经进入了大部分的家庭生活中。人们可以利用网络实现足不出户的购物、进行对工作的监控、进行重要的异地视频会议等。
（二）电子信息技术在教育上的应用。在今天，我们面对各种科学技术的普及以及各种新科技的出现，无一不证明我们的国家处于发展之中。对于电子信息技术的崛起，如何推进素质教育，让电子信息技术在教育领域中得到应用，如何让学生掌握电子信息技术，已然成为了现代化教育的重要研究课题和重要的标志。新型的电子信息技术，更有利于教师利用网络向学生们拓展更多有用的内容， 冲破传统的思想的桎梏，打破有关地域性的限制，通过真实的教育教学所需要的情景，从而去优化教学的结构，为学生的学习提供便利。
三、关系
（一）电力自动化与电子信息的关系。电力自动化系y系统主要由“软件和硬件”两个部分所构成，就硬件方面来说，电网运行所必不可少的是对于遥信量与遥测量的数据采集，通过调节命令对于遥控信息和遥调信息的参数设置作出相应的控制命令，以此方便进行调整。而从软件方面来说，主要的就是能力的管理系统，其中包含了发电的控制、市场的交易与市场管理、发电计划和网络分析等。
（二）电力自动化与电子信息的案例。在目前的电力系统之中，发电、输电、变电、配电以及用电等环节是不可或缺的，各环节的发电机、变压器、输电线路之类属于其电力系统的一次设备。而对上述的一次设备进行电子的在线监测和设备保护等，则属于二次设备。电网的调度自动化、变电站的自动化、发电厂的分散监控则属于电力自动化系统的三个领域的主要方面。例如：从前的变电站工作需要大力量的人力去检测和和人工的电话操作才能有效地执行，在时间上耗费的也极大，在安全性上来说安全系数较低，但是现在的变电站采用电子信息技术，可以在自动控制方面、通讯技术、和变电站的安全性能方面有很大的提高改善。用自动化设备取代二次设备，简化二次连线也是变电站的一项重大改革举措，同时，也是实现电力生产现代化的一个重要环节。变电器工作图见图1。
四、结论
当今电子信息技术的运用与电力系统自动化已然可以充分结合，二者的结合可以高效利用，在当今也是不断努力创新的研究热点，电子信息技术的创新中的热点也包含了电力系统自动化的研究，电力自动化发展进程将由电子信息技术不断完善推进。
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0 引言
随着人们生活水平的提高，越来越多的汽车进入人们的生活，私家车成了中国大中城市家庭出行的必备交通工具。这给城市小区、医院、超市、社会停车场等公共场所的车辆管理带来了巨大的压力。如今快节奏的城市生活中，有效、快捷地进行车辆通行管理是必须解决的问题。道闸控制早已取代了人工管理。自动化控制系统在生活中的广泛应用，在道闸控制方面，用继电器实现的逻辑控制系统在公共场合被逐步淘汰，而PLC可编程控制器（Programmable Logic Controller）控制的道闸具有维护便捷、故障率低等突出优点，已经逐渐取代了早期的控制系统。本文以道闸控制为研究对象，结合信捷PLC可编程控制器的应用，实现道闸控制系统的设计。
1 PLC应用于道闸系统的优势和实现功能
现阶段，道闸控制系统主要有三种形式：继电器控制系统、微机控制系统和可编程控制器控制系统。其中可编程控制器（PLC）控制系统以它灵活、通用，可靠性高、抗干扰能力强，操作方便、维修容易，功能强，体积小、重量轻和易于实现机电一体化的优点，在道闸控制系统中得到广泛的应用。特别是对于杆式车辆进出道闸控制系统，PLC控制系统的优势更加突出。
基于PLC的道闸控制系统应当满足以下几个方面的功能：具体以杆式进出车辆控制道闸控制系统设计为例，该控制系统应设有总启动和停止按钮，道闸落杆由变频器控制三相异步电机实现升降；当工作人员按下启动按钮后，若传感器S1检测到有车辆进入，道闸落杆以20r/min的速度上升，3S后以30r/min的速度上升，当上升到一定的位置后停止上升，传感器S2检测到车辆离开，落杆以20r/min的速度下降，3S后以30r/min的速度下降，当下降到一定位置后停止下降。当按下停止按钮，落杆将当前的循环完成后停止工作。
2 PLC道闸控制系统的基本结构
PLC道闸控制系统采用的是国产可编程控制器――信捷PLC可编程逻辑控制器。信捷PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，可编程逻辑控制器其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：1）电源。信捷PLC可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的。一般交流电压波动在+10%（+15%）范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。2）中央处理单元（CPU）。中央处理单元（CPU）是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，近年来对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
图1 道闸PLC控制系统基本结构示意图
3 PLC道闸控制系统的设计
现以杆式进出车辆控制道闸控制系统为例，针对基于PLC道闸控制系统设计过程中关注的几个问题做详细的分析和设计。
（1）PLC控制系统的选型及硬件系统配置：为了确保道闸控制系统运行的稳定性和可靠性，特别是处于安全性的考虑，控制系统设置了总启动和总停止功能，并将控制系统分为自动和手动控制可并用的功能。因此，在系统I/O点数设置时确保有一定的余量。
（2）I/O地址分配及接线方式设计：在确定了PLC道闸控制系统I/O点数后，根据设定的输入点和输出点对I/O地址的分配情况和接线方式进行合理分析。PLC可编程控制器是整个控制系统的核心部分，由它来完成对变频器、触摸屏的数据输出和输入数据的处理与执行。就杆式进出车辆控制道闸控制系统这个例子，其接线方式如图2所示。
根据设定，设计出I/O地址分配表如图3所示。
图3 I/O地址分配表
（3）PLC道闸控制系统的软件设计
杆式进出车辆控制道闸的工作流程主要分为落杆上升和下降两个过程。当工作人员按下启动按钮后，系统上电，进入等待状态。若有车辆进入，则传感器S1检测到信号，PLC输出对应数据到变频器，从而驱动道闸落杆以20r/min的速度上升，上升3S后以30r/min的速度上升，当碰到上限位开关后停止上升，此时落杆的上升过程结束；当传感器S2检测到车辆离开，落杆则以20r/min的速度下降，持续3S后以30r/min的速度下降，当碰到下限位开关后停止下降，此时下降过程结束。当工作人员按下总停止按钮时，落杆将当前的循环完成后停止工作。根据道闸的工作过程，可以设计出此控制系统的控制流程图如下图4所示。
图4 程序流程图
根据程序流程图，编写梯形图，在整个程序的编写中均采用步进指令编写：
4 结束语
随着科学技术的迅速发展，自动化控制渗透到国民经济生产和生活的方方面面，PLC控制系统及其应用已基本普及公共场所车辆道闸控制装置。只是在系统设计时多考虑PLC可编程控制器的选型，在提高系统的效率和稳定性的同时降低成本，提高经济效益。总而言之，本文针对有关基于PLC的道闸控制系统进行设计，其硬件和软件设计都具有一定的普遍实用性。
【参考文献】
[1]信捷PLC说明书[S].信捷科技电子有限公司，2010，4.
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煤矿机电安装的主要发展方向是机电安装技术的创新。随着煤矿开采的大型机械化，采用先进的机电安装技术是科学发展的需要，也是煤矿机电安装创新的主要路径。“科学技术是第一生产力”，煤矿机电设备采用大量新工艺、新材料和新技术的状态下，煤矿机电安装技术的创新必须选用先进的机电安装技术，用现代化的技术含量高的安装手段代替落后的、传统的安装手段。
1.2提高专业人员的素质
煤矿机电安装创新的命运取决施工技术人员，煤矿机电安装技术取决于高素质的施工人员。高素质的施工技术人员和施工人员的配合决定着煤矿机电安装创新的成败。因此，具备深厚专业知识的施工技术人员和施工人员是煤矿机电安装创新动力的源泉。所以，有必要全面提高施工技术人员和施工人员的综合文化素质。理论与实际相结合，为煤矿机电安装获取更大的发展空间，最终在煤矿安装技术领域达到先进国家水平。
1.3煤矿机电安装技术管理创新
煤矿的实际操作中，个别矿井因矿井种种原因，很多实际操作与原有理论并不相符合，在实际操作过程中要采用相应措施，最终达到煤矿管理创新。同时也适应煤矿机电安装企业政策法律环境、新技术采用、市场变化、新材料的更新换代、新装备的大量应用等客观实际。为建立完善的、科学的现代化的煤矿机电安装制度，需要在煤矿机电安装的质量管理、成本管理、安全管理、施工工期的管理和控制等全过程实现整体的创新，落实创新责任制，在煤矿机电安装企业内部大力营造创新的规范化、制度化、经常化、氛围化，使煤矿企业机电安装保持活力。
1.4提高煤矿机电安装技术水平
机电安装的未来发展趋势取决于安装技术水平的高低。煤矿机电安装的技术水平主导着煤矿企业的创新水平。在提高煤矿机电安装技术水平上采取相应措施，建立奖罚机制，促进作业人员不断提高煤矿机电安装技术水平，煤矿机电安装技术水平才能不断提高，将创新进行到底。
1.5煤矿机电安装中存在的问题
1.5.1工程设计不合理
工程的设计决定着施工的进度与难度、机电设备是否正常运作以及整个机电安装工程的费用，起着主导作用。目前，一些煤矿机电安装工程的设计往往不够合理，没有起到效益最大化，从而造成设备与材料的使用不得当，增加工程的造价。甚至有的设计还缺乏可行性，所以就很难根据设计进行施工，影响到煤矿的正常生产，造成理论与实际不符。
1.5.2施工质量及管理的控制不足
在复杂的机电安装施工过程中，影响安全、质量的因素很多。因此，要建立健全完善的管理体系，保证机电安装工程中人员安全、质量可靠，管理人员必须按章指挥，提高施工操作人员自身安全意识及技术素质。加强施工方法和原材料的质量管理，施工工序要符合规程制度。然而，一些煤矿存在机电安装工程的管理人员管理意识弱，专业能力不足，安全意识薄弱存在经验主义。因专业知识的薄弱，而难以发现一些不规范的作业人员，使工程存在较大的隐患，由此常常造成机电设备事故，更甚造成人员伤亡，难以保证煤矿安全生产。
1.5.3施工技术落后
在技术上出现的问题比较多，落后的施工技术与方案的，直接影响着工程质量及进度。现代的煤矿机电安装工序较复杂，安装工程发展速度较快，相对落后的施工单位，已经满足不了工程的需要，往往造成安装工程的施工方法不规范、错误操作装备机电设备等问题，导致机电设备的损坏增加维修量及工程质量不达标，为煤矿安全生产埋下重大隐患。
1.5.4机电设备安装的错误操作
施工现场的机电设备安装普遍存在不按出厂说明书规定的承载能力、使用条件、技术性能和相关规程的有关规定作业，使用极不合理，超载作业或更改使用范围，安全装置出现问题，不定期检测的相关仪表等经常出现问题，常常引起机电设备事故的发生。
2煤矿机电管理技术创新
2.1煤矿机电设备设施质量的管理
煤矿机电技术基础管理要有规范性、科学性、有序性。煤矿机电设备设施正式使用前，按照相关的规定对其应用数据作系统的统计，对使用前的机电设备进行多次调试，保证使用时不出现问题，达到基础管理规范化。管理是煤矿机电技术的主体，为此，有必要加强管理人员的专业技能和专业素质及其服务理念，最终达到煤矿生产的安全、高产、高效。煤矿机电设备安装实施都要根据实际的生产情况进行相应的筹划，计划出有序、合理的方案进行安装，达到生产效益最大化，确保投入成本的合理性，充分发挥煤矿机电设备设施的功能，保障人员、设备安全。现代化矿井机电设备是主要劳动力，管理人员要认真负责的把好设备质量关，仔细检查进入矿井的新型设备，在购买设备或者更换零件的时候，拒绝贪图小便宜而选择规模较小，质量差及信誉无法保障的厂家，首选信誉度高的生产机构，尤其是采购一些重要设备，更要严把入矿前质量关，确保设备符合本区域内生产需要，确保设备正常运作。
2.2培养专业人才的素质
定期对专业职工进行再教育，强化各岗位的职工素质。将较高专业理论水平和丰富实践经验的机电技术人才安排在重点岗位上。在培养机电技术人才时，培训形式可采用理论学习基础与员工实践经验相互交流，继而现场操作，做到理论学习、实验讲解与案例分析相结合的学习方式，其方式能够明显提高培训的效果。注重培养优秀人才。目前各个市场中人才的竞争非常的激烈，人才才是一个企业不断发展的动力源泉，才是提高企业效益的重要基础，因此领导者必须重视对人才的培养，注重人才队伍的建立，重视对员工的尊重，不仅为员工提供良好的工作氛围，还要关心员工的个人生活，尽力解决其在生活中遇到的问题，从而有效的激发员工的工作热情!另外，每个员工也有着不同程度的学习能力，对那些创新意识强"学习能力高的员工作为重点培养对象，要知道，不可能所有的员工都能成为一个独当一面的优秀人才，领导者要做的就是从中挑选有潜力的员工进行特殊的培训方式，从而不断加强其专业能力和专业素养，不断完善自身。
2.3提高信息化管理水平
改善职工的工作、学习、生活，完善职工的办公室、学习室，为职工配备相关的书籍。为专业技术人员配备电脑、打印机等学习、工作用品，实现办公信息化。
3煤矿自动化产品发展研究
现代煤矿自动化产品拥有很多种类的传感器，对煤矿生产作业执行实时监控。利用高精度的传感器是现代煤矿自动化产品的主要特征，并且有很高的稳定性、可靠性和耐久性，采集的数据信息真实可靠。随着当前科学技术的不断进步，传感器的种类越来越多，各种传感器配合起来对周围环境的进行监控能够准确的预防矿井灾害，确保矿井安全生产。
4煤矿自动化产品的发展趋势
在飞速发展的机电技术、计算机技术以及通信技术中，煤矿自动化产品的高科技含量不断提高，我国与先进技术国家相比，我国煤矿自动化产品的技术含量低下，没有较强的市场竞争力，发展煤矿自动化产品已势在必行。
4.1处理能力不断加强
随着当前计算机科技不断的超越及硅电子技术的发展，计算机处理的速度越来越快，必须接受新事物，适应新环境的同时确保设备的正常功能。
4.2独有化的通信方式
在设计煤矿自动化产品的过程中，结合煤矿实际情况，根据煤矿生产需要，既要保证稳定性的同时，又要保证其传输速度。
4.3产品的可靠性
产品的接口处和机械部分寻求突破。
4.4规范自动化产品
自动化产品的发展过程中，需建立起煤矿自动化产业的标准。
4.5煤矿自动化产品的智能化水平需提高
在矿井控制程序方面，要充分结合矿井实际环境，根据获取各项环境的准确参数，判断设备的运转状态，并在设备最良好的工作状态下，采集各项数据进行全面的分析和运算，准确地进行故障方面的预测。
4.6传感器的研发
煤矿生产作业具有产生各种有毒、有害气体的特性，结合这些特点，研发出煤矿生产所需的传感器。
4.7新科学技术在煤矿自动化产品中的应用
当前，红外方面、光纤方面、雷达方面以及煤矿机电一体化方面的新技术已涉及到先进煤矿，煤矿自动化产品应用这些先进的技术有很明显的效果，但有些不能很好地被应用，强行与煤矿自动化产品结合会适得其反，经济效益降低，对煤矿实际生产作业的贡献度微乎其微。
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中图分类号： F407 文献标识码： A 文章编号：
引言
电气自动化就是电气工程及其自动化涉及电力电子技术，计算机技术，电机电器技术信息与网络控制技术，机电一体化技术等诸多领域，可以说电气自动化是一门综合性较强的学科，其主要特点是强弱电结合，机电结合，软硬件结合。可以说电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科，它和人们的日常生活以及工业生产密切相关，发展非常迅速，现在也相对比较成熟。已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。1、电气自动化的特点电气自动化的发展是随着人们的科技的发展而得到了全面的发展，对于我们细看我国的电气自动化的特点我们可以发现具有以下的特点：1.1便捷性。电气自动化是具有科技的发展而得到了提升，可以说电气自动化是集电子科技、计算机技术、网络技术于一体的现代科技产品，这些具有电气自动化的产品对于人们的生活有了巨大的提升作用，这样对于人们的生活具有很好的便捷性，这样的现代科技可以帮助我们的企业节省很大的人力物力。1.2广泛性。工业化的发展是人们生活水平提高的基础，可以说人们的生活与发展离不开我国工业的发展，而工业的发展离不开自动化的进步，尤其是在当今科技如此发达的时代我们的生活处处都与电气自动化的发展相关，例如我们现在每天乘坐的地铁、公交车以及电梯等等。电气自动化的发展已经在当今的社会中被广泛的应用。1.3高效性。电气自动化是科技发展的结果，我国的工业应用电气自动化的技术对于我国的科学技术具有很大的促进作用，它对于促进我国的生产力具有很大的作用，它对于促进我国的生产线具有巨大的提升作用，这样就会加大我国的产品的科技含量，提升产品的价值，因此电气自动化具有高效性。1.4具有科技的发展性。电气自动化是属于我国的高科技工业的一种，它的科学技术水平是与我国的生产力相联系的，电气自动化的发展是具有延续性的，它是随着科技的发展而发展的。尤其是在现在科技日益发展的时代，我们的生活周围几乎都出现新的科技，这就决定了我们的电气自动化具有时代的发展性。 2、电气自动化的设计理念电气自动化就是我们通过一些列的事前编制程序对企业的产品生产进行统一的控制，因此我们要想提高我们的电气自动化的水平首要的就是要完善我们的电气自动化的控制系统，我们细看我国的电气自动化的设计思想主要是以下几方面：2.1电气自动化的集中监控思想。
电气自动化的集中监控思想就是将系统中的各个环节都集中到一个统一的控制机器上，这样就会有利于企业可以集中所有的人员进行企业的监控，如此以来也可以帮助企业减少运营费用，增强企业的监控力度，这种设计思想是现在大多数的企业都采取的一种设计思想，但是这样的集中监控不利于企业的集中处理，因为随着监控的集中处理，导致企业的监控主机因为内容而造成主机的反应过慢，同时也会造成电缆数量的增多，加大企业对于监控设施的投入资金，这样也会在一定程度上加大外界对于企业的集中监控的干扰。 2.2电气自动化的远程监控思想。远程监控思想是现在企业的自动化的另一种形式，尤其是在烟草公司远程监控思想对于完善企业对于子公司具有很好的监视作用，同时远程监控可以帮助企业节省大量的电缆、节省企业的计算机安装费用。同时企业的远程监控系统也可以减少企业的销售人员的往返企业。2.3现场总线监控思想。现在随着我国科技的发展，我国的企业大多数以太网、现场总线为思想的计算机网络技术已经普遍的应用于烟草公司的生产，并且企业的智能化生产也有了良好的基础，现场总线的监控思想具有更大的针对性，这种监控思想具有功能性的独立，这些自动化的装置只是通过网络得以连接，提高企业生产系统的工作效率。
3、我国电气自动化的现状
3.1开放式的平台应用
在电气自动化应用与发展中，统一性、开放性的平台，对系统设计及应用起到重要作用。一方面，全面采用IEC61131标准，既可优化管理程序，也可提高平台应用效率，缩短编程更改或升级的周期，具有广泛的应用价值。在该标准平台中，除了规范语义、语法之外，也实现了产品编程接口的统一化、标准化，以此保证电气化系统的合格率，实现各个程序之间的有效通讯；另一方面，Windows已成为工控标准化平台。当前，我国普遍采用Windows系统，操作简单、维护便捷，应用广泛；采用PC控制系统，具有极强的灵活性，可在各行各业发挥作用；对于商业管理或者企业管理来说，网络技术、PC技术不再陌生，同时工业自动化领域也逐渐普及了人机界面，Windows操作平台发挥积极作用。
3.2现场总线与分布式控制系统
现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。将中央控制室内的计算机和PLC的CPU与现场设备通过一根电缆连接取来，现场设备的大量信息被收集，通过电缆被传送到中央控制器上表现来。主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。主要应用于制造业、流程工业、交通、楼宇、电力等方面的自动化系统中。分布式控制系统具有数据获取、直接数字控制、人机交互以及监控和管理等功能。具有以下几个特点：高可靠性、开放性、灵活性、易于维护、协调性、控制功能齐全等特点。在分布式控制系统中，按地区把微处理机安装在测量装置与控制执行机构附近，将控制功能尽可能分散，管理功能相对集中。
3.3IT技术与电气工业自动化的结合
在计算机与网络时代，IT技术与多媒体技术已经在自动化领域发挥作用，其采用的网络结构实现了从办公自动化环境到控制环境的升级；由于市场需求的增长，带动了自动化技术与IT平台的融合，并且在电气自动化领域掀起改革的热潮。信息技术不仅在工业界管理层发挥作用，也在自动化机器、自动化设备及自动化系统中产生一定影响，对推动自动化系统的构成，完善网络建设具有重要意义。
4、我国电气自动化的发展前景
4.1电气自动化系统的低成本
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中图分类号：TP11 文献标识码：A
1 引言
自动化的设备及生产线是一项以机械、电子、仪表、电气、信息处理、计算机、自动控制技术等众多技术的符合运用。自动化生产线是产品生产过程所经过的路线，即从原料进入 生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产生产线活动所构成的路线。狭义的生产线是按对象原则组织起来的，完成产品工艺过程的一种生产组织形式，即按产品专业化原则，配备生产某种产品（零、部件）所需要的各种设备和各工种的工人，负责完成某种产品（零、部件）的全部制造工作，对相同的劳动对象进行不同工艺的加工。后来随着电子和信息技术的发展，特别是随着计算机的出现和广泛应用，自动化的概念已扩展为用机器（包括计算机）不仅代替人的体力劳动而且还代替或辅助脑力劳动，以自动地完特定的作业。
2 自动化生产线的特点及其组成部分：
2.1 特点：自动生产线的最大特点是它的综合性和系统性，综合性主要涉及机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合，并综合应用到生产设备中；而系统性指的是生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。本系统完成一个工件的拆卸、分拣工作，模拟一个生产流水线的生产过程。
2.2 组成部分：
1） 机械本体部分。
2） 检测机传感器部分。
3） 控制部分。
4） 执行机构部分。
5） 动力源部分。
3 各部分的作用：
3.1 机械本体：在自动化设备及生产线中机械本体是被自动化的对象，也是完成给定工作的主体，是机电一体化技术的载体。 机械本体包括机壳、机架、机械传动部件以及各种连杆机构、凸轮机构、联轴器、离合器等。其功能包括：
（1）连接固定的功能。如数控机床的床身和壳体。
（2）实现特定的功能。如数控机床可加工机械零件。其性能的好坏直接影响自动化的设备及生产线的性能。
3.2 检测及传感器部分：检测及传感器部分的作用是获取信息。各种检测元件及传感器，就是用来检测各种信号，把检测到的信号经过放大、变换，然后传送到控制部分，进行分析和处理。
3.3 控制部分：控制部分的作用是处理各种信息并作出相应的的判断、决策和指令。在自动控制系统中，控制器是系统的指挥中心，它将这些信号与要求的值进行比较，经过分析、判断之后，发出执行命令，驱使执行机构动作。
3.4 执行机构部分：执行机构部分的作用是执行各种指令、完成预期的动作。它由传动机构和执行元件组成，能实现给定的运动，能传递足够的动力，并具有良好的传动性能，可完成上料、下料、定量和传送等功能。
3.5 动力源部分：动力源部分的作用是向自动化设备及生产线供应能量，以驱动他们进行各种运动和操作。动力源的发展由过去以人力为动力进步为现在的各种动力源，如电力源、液压源、气压源、超声波、激光等动力源，其中电力源的运用是最广泛的。
4 个人对自动化生产线在未来发展中的认识
4.1 随着社会的发展我认为在自动化生产线上机械本体这一块发展应具备以下几点：
（1）首先体积应缩小 因为这样更加的节约资源。
（2）综合性更强一台机械本体应有多种作用，比如钻床和铣床在一起或者更多的组合，一个元件通过一台机器就可以出来成品。3.灵活性、 稳定、精密、可靠、轻巧有一个更好的提高，其中灵活性更强就不只是加工一些简单的元件了，能加工一些复杂的产品。
4.2 对传感器的要求也要随之提高求
（1） 精度的提高，由原来的传统式不精确发展到精确如电容式传感器的发展它能在比较高温、低温和强辐射等环境中工作，其原因是因为这种传感器通常不一定需要使用有机材料或磁性材料，那些材料是不能在恶劣的环境下工作的。
（2）测量的范围逐渐的扩大，如电涡流式传感器可以测量地下很深的金属。
（3）测量元件的体积能耗减小，由于世界的能源危机各国都在想节约能源，所以以前的大体积大功率将逐渐的淘汰，做的更加的集成化多源化从而缩小成本。测量及传感器在自动化生产线上运用及其广泛，例如，自来水产通过传感器测量水的流量和压力来控制水量，从而满足用户的需求。
5 结论
随着社会的发展现在生活中自动化的东西越来越多，如家用的洗衣机、空调、电梯、自动清洁机、洗碗机等，工业上的机械手、各种自动化的机床等，军事上的无人机等，智能楼宇、智能手机、智能相机等，这些东西中都是各种自动化的综合体，所以我认为在以后可能发展成智能化生产线，综合性更加的强几乎不需要人来管理，机器就可以自行处理从原料加工成产品，从而降低了成本。因为我国是一个发展中国家也是一个不缺劳动力的国家，对于一些小的企业大多都是靠人力，要想过渡到全是自动生产还需要很长时间。但我相信逐步的发展下去智能化将和人们生活息息相关达到全民普及自动化生产，科幻电影里有的东西将不再是梦想。
自动化，一个新兴的学科，一个处于发展中的学科，一个前沿学科，对我们每一个学自动化的人来说都是一个巨大的挑战，我们应以一个饱满的热情、积极的心态来面对未来，以无限的激情来学习自动化专业。
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中图分类号：G718文献标识码：B文章编号：1672-1578（2013）09-0277-02
1.零件普通车床加工课程一体化教学的必然趋势
传统教学中理论与实训是分开各自独立的教学模式，在理论教学中，以单纯的讲授方式无法引起学生的兴趣，一系列的术语、概念、计算只能让学生疲倦消极，知识吸收极少甚至于没有吸收，理论知识掌握的较少。由于理论与实训是分开教学，要求掌握的相关知识点难以同步，有时相隔的时间较长，到实训时理论知识基本上已经遗忘，理论知识的欠缺，在实训中要经常补缺补漏，不利于学生牢固掌握这门技术知识，也给实训教师造成很大的压力。例如，机械专业的理论教学和实训教学分开实施教学，理论课程与实训课程在内容上存在差异，较容易导致没有开设专业理论课（或者是刚刚开设专业理论课）的学生参加实训，学生在技能操作过程中看不懂图纸，针对这一现象，实训教师在实训教学时必须讲解相关理论知识才能顺利地完成实训教学任务，但车间环境嘈杂，导致学生理论知识学习效果不理想。有时理论课程已经开设了，但实训教师又重复讲解相关理论知识，既浪费时间，又降低了学生的实训兴趣。然而零件普通车床加工课程采用了一体化教学模式，不仅使理论与实践相结合，而且有针对性地将理论知识融人到技能操作中，解决了学生对理论知识难以接受的问题，使学生加深了对理论知识的理解，达到了学以致用的目的。显然传统的教学方法无法满足现代高新技术人才培养的要求。
零件普通车床加工课程教学既重视传授理论知识，又重视动手能力的培养、素质的提高、知识和技术的创新；教学内容突破传统专业设置的界限，体现当代科学技术发展中学科交叉的鲜明特点；随着当前市场经济以及工业化的不断发展，对高素质技能型的专业人才进行培养，这已经成为了当前零件普通车床加工课程教育主要的追求，因此，要求教师必须要对零件普通车床加工课程教学的模式和内容进行研究，教学设计必须从理论知识、专业理论知识和实践相互结合来进行教学活动。教师也要在实施教学课程的过程中，及时将学生所遇到一系列专业的理论难题进行发现，这些难题可在巡回指导的过程中，给予学生十分耐心和悉心的指导，并且要帮助学生能够对问题进行独立思考，引导学生如何解决疑难问题。
零件普通车床加工一体化教学是理论与实践的统一，是教与学合并的教学模式，通过教与学让学生将理论融入实践，挖掘潜力拓展思维空间，独立完成工艺分析、刀具选择、工序安排，高效率完成零件加工，真正达到以专业理论为基础，培养熟练掌握实践操作技能为目的的合格的普通车床加工技术能手。因此采取实践理论一体化的教学模式，对于当前的零件普通车床加工教育而言，是十分重要的改革措施。
2.零件普通车床加工一体化教学的实施重点
伴随着当前国民经济不断增长，社会对于人才需要也逐渐增长，社会对于机械类人才，知识结构提出了更加严格的要求，过去传统的办学模式在人才培养途径方面以及人才培养方面上都受到了一定的限制和制约，有些专业因为其课程设置十分不合理，教学方法也比较陈旧，学生自身进行理论知识学习的程度并不扎实，再加上缺少社会实践能力以及动手能力，导致在结束其课程以后，学生仅仅了解到了一些课本上死板的理论知识，所以，想要对这一情况进行改善，必须要实施一定的教学改革工作。零件普通车床加工课程设置了10个学习情境作为学习领域，内容先易后难，循序渐进。学习领域改革解决了"为什么而学"的问题，明确提出"学是为了用"的基本策略，根据完成某一具体的项目需要来组织教学内容。学习领域改革还解决了"从哪里学"的问题，明确提出"在做中学"的基本策略。以此为出发点，学习领域的主要内容源于企业的生产实际，通过完成典型零件的加工，来学习和积累专业的知识和技能操作。如组织"车削传动（台阶）轴"时，要加工台阶轴需要熟练操作机床、合理选择刀具和刃磨合理的几何角度、合理选择切削用量、编制加工工艺，最后完成台阶轴的加工，根据需要的知识组织教材内容。学生可在加工台阶轴的过程中巩固、掌握理论知识，解决实际问题。从此看来，一体化教学实施重点在于：
2.1在课程体系搭建上，采用模块化结构，各模块的设置保证了学生具有扎实的基础知识，保证了一定的知识面宽度，也能保证具有一定深度的本专业知识和具有较强的职业技能。
2.2在教学内容的组织上，基于学生的实际情况，使学生在掌握必要的知识和理论的基础上，重点进行能力培养、实践操作和技能训练。充分挖掘理论讲授和实践相结合的各种措施，激发学生的学习兴趣。
2.3在课程培养目标上，理论与实践并重、知识和技能并重，加强学生的操作技能环节，同时课程结束后安排实训和实践，进一步加强更高层的专业技能的训练，使学生的综合操作技能得到锻炼。
2.4在课程内容的选材上，面向产业、面向市场、面向社会。专业内容的选材上不仅密切结合企业当前和今后短期内的发展，保证专业内容理论上的先进性和实际结合的紧密性。而且要保证本专业课程内容具有一定的深度，又要适当拓展相关专业的课程内容，增强学生的社会适应性，保证学生毕业后能够在相应的专业方向上适应工作的要求。
2.5在课程编排上，考虑课程内容的连续性，特别是实践环节的设置安排集中进行，以保证学生实践训练过程的连续性。
2.6在教师要求上，一体化教学是通过理论教学和实践操作同步进行的教学模式，对教师提出了更高的要求，一体化教师必须同时具备良好的理论知识水平和精湛的普通车床加工技术及丰富的工艺经验。双师型的教师队伍是保证一体化教学的实施和顺利进行教学的先决条件，同时实践训练场所是否具备完善的实训条件，是保证一体化教学的实施和顺利进行教学的基础。
2.7在教学效果的评定上，采用学生的学习态度、团结协助、技能和理论相结合的综合考核办法，教师在实施评定的过程中，要坚持全面性、可行性、科学性、促进性的原则，做到操作技能与思维发展的评价相统一，学的评价与教的评价相统一。
3.一体化教学在车床加工教学中的实际应用
在实践中补缺补漏，无疑就是一体化教学的起点，在实践的过程中补充理论知识，理论即时就能应用到实践中。采用一体化教学的目的就在于理论与实践相结合，即时理论即时实践，让学到的理论知识即时在实践操作过程中得以消化掌握。这种教学方法既可以增加课堂的趣味性，又可以提高师生的互动性，学生随着教师的理论讲解思路和实践操作规范示范动作，边听讲边练习边理解，使原来的被动学习变为主动学习，提高了学生的理解能力和实践操作能力。让学生在实践中提高思维能力，将知识灵活的应用到实践中，逐步形成各自的加工技术特点。如90°车刀的几何参数与刃磨，首先在理论讲解刀具的几何角度时，以实际使用的车刀配合图例进行分析讲授，指出车刀的前面Aγ和后面Aα，（主后面、副后面），主切削刃、副切削刃；前角，主、副偏角，主、副后角，刃倾角等各面和各角在车刀上的具置，学生根据老师的逐步讲解，与实物进行一一的对应，让学生对车刀的基本要素理解得更充分，然后再对各面所对应的各角进行解说，使学生对车刀的几何参数有了进一步理解；简述改变车刀的几何参数，以及各角度的大小，在切削加工中对加工工件所产生的影响；在讲述车刀刃磨时，由于车刀的每个面都包含有两个角度，前面包含前角和刃倾角；主后面包含主偏角和主后角，副后面包含副偏角和副后角；刃磨每个面时所含的两个角度是同步形成的，刃磨时不仅要考虑面的平整、光滑，同时还要考虑到两个角度的大小，以及切削刃的平直。不同用途的车刀由不同的材料组成，刃磨时要根据车刀的材料，选择不同砂轮片和粒度，认真讲解刃磨手势和方法，刃磨要求及刃磨时的注意事项，然后组织学生进行车刀刃磨示范操作，对每个动作的规范要求进行详细的示范解说，让学生即时理解车刀各面各角度刃磨技术，而后让学生进行车刀刃磨实践操作，让学生在理解明白的基础上多次练习，即时掌握90°车刀的刃磨方法和技术，在学生刃磨过程中教师应耐心指导，及时解决刃磨过程产生的问题，分析实际刃磨的角度与理论角度之间的差别及在车削中的影响，尽快让学生熟练掌握90°车刀的刃磨技能，为今后刃磨其它各种车刀做好扎实的基础。
在学习车削螺纹轴这项任务中，按传统教学先将所有螺纹类型参数、螺纹的车削方法和加工过程都讲给学生听，好多学生都感到内容太多，太复杂难以接受和理解，甚至翻来覆去讲几遍也不一定能弄懂。学生容易产生畏难情绪，甚至不再听讲。所以我们可以将全班学生分为若干个学习小组，以小组为单位先让学生收集生活中常用到的螺纹连接有哪些，了解螺纹在生活中的重要作用，引出螺纹轴车削的任务，让学生形成一定的学习欲望及兴趣，使学生由枯燥的螺纹理论知识的被动接受到主动去探究螺纹的车削过程。再用教学视频给予学生感官上的学习冲击，让学生初步明确螺纹加工步骤及方法，引起学生跃跃欲试的兴趣，然后提出要想在实践操作过程中车削出合格的螺纹应准备的条件，最后进行理论结合实践的学习。要完成学习任务，小组学生需要相互合作，合理分工，并通过查阅相关资料、共同讨论，完成图纸有关尺寸的分析与计算，以及车削螺纹时所需的工量刃具和编写螺纹轴加工工序并进行展示。教师对各小组展示结果进行点评、归纳、补充、完善和总结。并立即在车间边讲解，边进行示范操作，让学生认真观看，示范后并任意抽查学生进行独立操作。并对学生的操作进行点评，最后分组按企业生产要求各自站在自己的工作岗位进行操作练习，教师巡回指导。零件加工结束后，学生各自把做好的零件送到小组选定的检验员处进行检测零件的合格性，并对检测结果进行误差分析，使学生清楚的认识到螺纹轴零件产生不合格的原因及其预防措施。在课题结束后，教师对小组及学员进行总结、考核和评价，肯定成绩，交流经验，分析存在的问题，提供反馈信息，综合提炼感性知识和经验，进一步加深认识理解，让学生明白是否达到学习目标。在此过程中，要引导学生认真总结实训中积累的成功经验和失败的教训，帮助学生把实践经验进一步提高，形成自己的知识和技能。
4.总结
总的来说，本课程改革重视专业人才培养方案的实施过程及教学内容的实施方法，突出职业教育特点，符合职业教育规律，适应以形象思维为主的学习者特点，采用项目式任务驱动和教学做一体化职业教学方法，以学生为主体，让学生在"做中学"、"为做而学"，而教师的角色则成为学生工作情境的创设者、引导者，进行学习环境的建构、学习资源的提供、学习过程中的咨询。这样使学生在做中学到职业技能、体验职业氛围和养成职业素养，达到零距离上岗的基本要求。教学实践证明，理实一体化教学模式相对传统的教学更能激发学生的学习兴趣，体现其主体地位，他们更容易融入教学过程中，学得更加深入，更容易适应现代社会、企业的要求。
参考文献
[1]盛志杰.《数控加工编程》一体化教学的课程开发[J].河南科技，2013，06：264.
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中图分类号：F406文献标识码： A 文章编号：
引言
电力作为现代社会一种特殊的产品，已成为社会发展和人们生活中必不可少的重要元素，电力在社会经济发展的过程中起到越来越重要的作用。电力技术是指通过计算机技术、电子技术、电路技术、电力控制技术通过计算机将强电和弱电有效的结合，实现一体化的服务性的技术。
一、电力技术的发展
经过50年的发展历程，电力技术在传统产业设备发行、新能源开发、电能控制、和民用产品的方面越来越广泛的应用。上世纪50年代，电力技术以晶闸管的问世为里程碑，在此基础上发展出可控硅整流装置，此举也代表了现代电力系统中的重要传动技术，实现了巨大的跨越。应用于电力系统的大功率电子技术是直流输电成为了最大的成功。20世纪80年代，相继出现了柔流输电技术，同时各种电力设备也发明出来，极大的发展了电力系统，形成了一条朝阳的高科技产业链，促进了工业技术的创新发展，成为了走一条工业自动化和机电一体化的道路。但是日本、法国、美国、荷兰、及欧洲投入了很大的财力、物力、人力使得电力技术不断完善，极大的促进了电力技术朝着高频化发展，实现了用电设备的高效节能，为实现设备的智能化、小型化、轻量化奠定了重要的基础。我国开发电力技术与发达国家相比，有着较大的差距，要发展我国电力技术就必须去创新，并形成产业化，走一条有中国特色的创新之路，向国外吸收先进的电力技术牢牢坚持“产”“学”“研”相结合的共同发展之路，逐步走上自主研发的科学大道。
及时了解和掌握电力设备信息。计算机技术的发展速度让人叹为观止,想要电力系统自动化的发展不落后于其他技术领域,就要不断的融合最新的计算机技术与电力设备结合,时刻保持我国电网系统与国际先进技术接轨。这就需要在日常的工作过程中要特别关注国内外电力设备的最新进展情况,保持信息的先进性与及时性,对于最新的科技成果要积极促成成果转化, 形成应用效果,并对最新的技术报道进行跟进。
二、加强安全制度建设，建立健全安全文化体系
众所周知电力系统是一个高危行业，“安全大事”使人们不得不去考虑，从要我安全到我要安全，电力企业已经形成了独俱特色的安全文化。社会经济的快速发展对电力供应质量的要求也越来越高，确保电网坚强、确保供给高质量的电能已成为社会经济发展最基本保障；在以人为本的社会里对人的尊重早已深入人们的生活理念，在保证电网安全、用户可靠用电的同时首先是保证人的安全。由于电力供应的质量将直接关系到经济发展的质量，而人作为电力企业的主体，从主观上说电网的安全主要靠人们的安全意识，只有电力人增强了安全意识才能尽可能的减少由人为因素造成的安全事故；在人们增强安全意识的过程中便形成了电力企业的安全文化。下面从以下几个方面论述安全文化建设及其重要性：
1、完善安全机制，努力使员工提高安全意识
安全机制是一种有利于调动职工的安全生产积极性、有效地控制事故、实现安全生产良性循环的管理手段。它是保障员工生命安全和电网安全的最基本的制度，只有建立了良好的安全机制，才能保证规范的安全管理，从而使电网能够安全稳定的运行。完善安全保证机制，突出以安全第一责任者为核心的安全保证作用。建立和健全3种体系，即：建立以各级行政正职为安全第一责任人的责任体系；建立适应现代安全管理，实行标本兼治，做到行为有规范、考核有依据、奖惩有标准的制度体系；建立党政工团齐抓、部门联动、人人监督、纵到底、横到边的网络体系。建立安全教育培训和激励机制。建立安全风险共担机制，层层签订《安全目标责任书》，奖优罚劣。健全安全检查评比机制，达到超前控制，它是保证电力安全的治本之举，是保证电力企业职工生命安全的最根本保障。不管机制有多好，不付诸实施一切都是空谈，只有严格落实、严格奖惩才能使安全机制真正起到保护员工保护电网的作用，否则再好的机制也是一纸空文。
2、加强企业的安全文化建设，树立安全意识
企业的主体是企业的每一个员工，企业的一切活动都离不开人的作用，反过来说人的行为又直接或者间接影响企业的正常运转，想办法调动人的主观能动性，从管理方面人手，加强安全管理从而提高劳动者的生产效率，为企业创造良好的效益。
树立安全意识使安全意识深入人心，这是安全文化建设的重点。人是安全工作的主体，人是保证电力生产顺利进行、防止事故发生所采取的一切措施和行动的计划者、执行者和控制者，但往往也是事故的引发者、事故责任的承担者、事故后果的受害者。因此，电力安全文化强调人的因素，强调内因在保证安全上的主导作用，强调以人为本。安全是靠人创造的，大多数事故也是人为的，事故往往要以人的生命为代价，所以，维护生命权，是保护员工所有合法权益的基础。关爱员工就要从保护生命、关心健康做起，使员工做到“不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害”，这既是强化安全生产管理、建立安全文化的首要目的，也是对员工的基本要求，更是员工家庭和社会的基本愿望，这些目的和愿望都要以很强的安全意识为基础，因此，提高职工的安全意识就是对职工的关心和关爱。
安全工作真正落到实处的关键在于人，具体体现在人的安全意识、工作责任感、安全操作技能和自我防护能力上，其中，安全意识尤为重要，安全意识的强弱对安全生产有直接的影响。因为电力设备的缺陷、作业环境中的事故隐患，归根到底要依靠人及时发现和处理，而人的行为又是受思想意识支配的。安全意识强的人，必然会严格按照操作规程和安全规程正确地作业；反之，安全意识淡薄的人，则往往忽视安全、违章作业，导致事故的发生。所以，必须把培养职工树立牢固安全意识作为安全文化建设的重点环节来抓。其次，要认真贯彻实施“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，加强对电力员工的安全教育，增强安全理念。由于电力行业的技术性、系统性和风险性特征要求有一个统一的职业规范。职业规范的形成，很大程度上依赖于安全生产技术培训。严格的培训，可以帮助员工形成一种统一的行为准则和思维方式，从而使员工能真正地吸取前人的教训。
3、规范员工的安全技术行为
监督一线生产人员必须遵守相关电力法规和电力规程，要在《电业安全工作规程》、《基建安全管理规程》等规程对安全工作明确指引下努力工作，这样既能在战胜安全生产的敌人又能保质保量地完成自己的工作。否则，我们就会被隐藏在身边的生产敌人—安全隐患所侵害。
结束语
电力技术在电力系统的应用是一个重要领域，只有不断的加大创新研究，从而取得可喜的研究成果。通过建立健全的安全管理制度、加大对电网的投资、提高电力系统设备的可靠性，都是保证电力系统安全和保证供电可靠性不可或缺的两项重要条件。只有这样才能实现新材料、新结构器件、新技术的诞生，也能不断改善经济可行性，大幅度提高电力系统的稳定水平，产生巨大效益。
参考文献：
[1]黄海平.加强电力安全生产管理提高企业综合竞争力[J].广东科技,2011(14).
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“STEM”是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）英文首字母的缩写，“STEM”教育是美国的一种教育集成战略，把原本分散的科学、工程、技术和数学四门学科融合起来形成一个新的整体，旨在促使学生运用学到的各学科知识，探究相互联系的真实世界。美国K-12学段，相当于我国的小学到高中，美国K-12学段的科学课程包含生命科学、地球和空间科学、物质科学的内容，相当于我国中小学物理、化学、生物三门学科的内容。由于工作的原因，笔者曾赴美教育考察，从物理教学的角度，对美国K-12学段“STEM”教育的实施状况有一些切实的感受、理解与思考，现成此文与读者交流、共享。本文从美国“STEM”教育溯源、美国K-12学段“STEM”教育实施特点以及对我国中小学科学教育的启示三方面加以阐释。
美国“STEM”教育溯源
“STEM”是一个相对比较新的缩写方式，2007年之前，常用的缩写还是“SMET”。早在1986年，美国国家科学委员会（NSB）发表报告：《本科的科学-数学和工程教育》，首次明确提出“科学-数学-工程和技术教育集成”的纲领性建议，“SMET”集成被视为“STEM”教育集成的开端。1996年，美国国家科学基金会（NSF）对美国大学科学、数学、工程和技术教育的十年进展进行回顾和总结，发表了报告《塑造未来：透视科学、数学、工程和技术的本科教育》，报告中提出了大力培养K-12教育系统中“SMET”的师资问题，并提出了学校、地方政府、工商业界和基金会的合作建议。2007年，国家科学基金会（NSF）报告《国家行动计划：应对美国科学、技术、工程和数学教育系统的紧急需要》，开始将四门学科统称为“STEM”，四门学科顺序的调整反映了一种“倾向于应用”的教育哲学变化。报告中指出：加强国家层面对K-12阶段和本科阶段“STEM”教育的主导作用，提高“STEM”教师的水平和相应的研究投入。自此，“STEM”教育从本科阶段延伸到中小学教育阶段。
自2007年至今，美国政府不断加大对“STEM”教育的关注与投入。对“STEM”教育的政策和资金支持被美国参众两院写入《美国创造机会以有意义地促进技术、教育和科学之卓越法》，后被称作是《美国竞争法》，美国国家科学院研究委员会和美国州长协会不断出台具体的行动策略指导文件，“STEM”教育成为当前美国基础教育改革的重点。
那么，“STEM”教育在美国K-12学段的实际教学中实施状况如何呢？
“宏观集成、微观分科”的美国k-12学段“STEM”教育——“S、T、E、M” 实施面面观
美国“STEM”教育是一种宏观上的教育集成战略，具体到每一节课，其实并不是四个方面永远都面面俱到。从科学本身的内在逻辑和人本身的客观认知规律来说，在每一节课里求集成是不现实的，也是不可能的。所以美国绝大多数学校K-12学段的科学课大多是比较单纯的“物理、化学、生物”课，数学课也是独立上课，也有少数“STEM”高中开设特定的“STEM”课程。但无论哪一节貌似分科的课程，都强烈反映出“STEM”教育集成思想的强势渗透。作为一名中学物理教师，下面更多借助物理教学的实例，从物理教学这一窗口透视美国“STEM”教育的“S、T、E、M”四个方面。
1.美国的科学教学（“S”教育）非常保护科学知识的“存在生态”
美国的科学教育更想揭示出科学原理在生活中的存在，在科技中的存在，更想引导学生认识到科学存在于真实的现象之中，而不是课本中、习题中。美国的科学课程教师非常注重实验，科学课上科学教师会设计丰富的实验，带领学生到生活与科技中找科学、学科学、用科学。
美国科学教学中实验意识很强，以至于到了“自觉”使用、习以为常的程度，而且实验贴近生活，贴近技术和工程。比如讲流体动力的成因，教师把弯折成“m”形状的饮料吸管插入到大水杯中，只吸一下，水就从大水杯源源不断地到流到下面盘子中。看到水能沿着管子自动地、持续地先流向高处，再流向低处，学生感到非常好奇；之后，教师让学生自己亲自体验虹吸现象，用胶皮管把一个水箱中的水取出来；进而分析飞机飞行过程中托举力的原因，物理知识深度触及到气压与空气流速的关系；然后与学生合作进行龙卷风的实验模拟，最后引导学生总结出这些现象所共同的动力来源类型——大气压力差。飞机在美国的交通中起着非常大的作用，连俄勒冈州尤金市这样的小城市都有机场，笔者的美国朋友把坐飞机往返于美国各城市之间戏称“打空‘的’”。美国也是一个海岸线比较长的国家，海啸、龙卷风时有发生，所以美国的物理课堂从不回避这些离技术、生活很近的内容。对比而言，这些内容在我国高中物理教学中都是常识性介绍，甚至连介绍都可以不做，因为考试不会考到。
美国科学课堂对实验的探究都给与充分的时间保证，舍得给学生充分的时间做实验，指导学生处理数据。在美国的科学课堂上很少看到做习题，更多的是真实的实验、测量、研究测出数据之间的关系。笔者参观的一节物理课，是让学生探究一下合力与分力的关系，一整节课学生都在全神贯注、有条不紊地用不同的实验装置做实验，测量、画图、找规律，时而操作，时而托腮思考，时而看看其他小组同学的实验，交换着动手做一做。除非学生邀请，教师一般不干扰学生的活动。经过一整节课对不同实验器材支持下的力的合成规律的观察与实验，学生更多思考的是现实生活中哪里有力的合成，力的合成规律是否一样。
美国的实验教学静静阐释了科学的存在、科学的本质和科学与科技、工程的表里相依，相应的也静静提升了学生的科学素养和工程、技术素养。
对比而言，我国目前中学阶段的理化生学科教学，仍存在着所谓“高效课堂”的误区，大容量、快节奏仍很受教师的追捧，学科教学沦落为习题教学的现象还相当普遍，上述现象则导致所传授的理化生科学知识很大程度上是靠强化训练支撑的“信息”类型的知识，而非根植于丰富表象、鲜活具体的科学现象和神奇的自然规律，造成虚假的“高效”。
2.美国工程技术教育在“STEM”教育集成中凸显优势
美国的中学都有专门的工程技术课，设备种类非常丰富，进了美国的工程技术教室，笔者和国内考察的同行，都误认为参观的是职业高中，直到在每所高中都看到工程技术教室，才感受到美国对工程技术教育的重视，感受到美国对培养学生工程技术素养的关注。
在美国的工程技术教室，可以看到废旧的汽车从大到小的零部件，可以看到很多叫不上名字的各种机床，可以看到一些机电一体化的小型流水线和各种技术工具，如技术用卡尺等。高中工程教室中设备的丰富程度甚至超过我国工科大学的实验室和实习车间。笔者还注意到，工程教室里呈现的机械带有本土化的地域特征。比如，美国俄勒冈州在太平洋的西海岸，气候温暖潮湿，森林资源比较丰富，那里的工程教室里木工机械就更多一些，木工技术的教学也更普及，学生使用的滑板车有很多都是学生自己动手制作的；而在密歇根州，冬季气候寒冷，工程教室就会出现废旧的雪地摩托的结构部件。
美国从学校的工程教室到校外的博物馆，所有观赏类机械的零部件都去掉外壳，尽量内芯，便于学生观察研究。在密歇根州凯特琳大学（Kettering University）走廊里的一个小小的休息厅中，茶桌旁边都摆放着一个机械，供学生茶余休息时赏研。
这所大学的学生四年中有一半的时间都在工厂带薪实习，有上百家企业和这所大学合作教学，它的工业工程专业全美排名第一，机械工程专业全美排名第二。
带着对美国工程教育的钦佩和好奇，笔者曾采访美国牛津高中（Oxford High School）的工程老师，他是底特律大学工程学硕士，笔者问他K-12学段的工程教育给学生带来的改变是什么？他回答说：工程教育为将来向工程方向发展的学生作更多的知识储备、必要的能力准备，也给学生带来了思维方式的改变——从注重结果到注重实现的过程。是啊，理论计算可以实现的过程，在现实中究竟怎样做才能实现呢？他的这一番话颇耐人寻味。
比较而言，在我国的教育体制下，即使是大学理工科学生，大学期间理论课的学习都会大大强于实验与实习，见到的实际机械较少，更不要说方便地进行研究了。至于中学阶段的工程教育，恐怕更难摆脱应试教育的困扰，甚至只能在习题中做“纸上工程”了。
3.美国科学教育中的数学教育明显薄弱，而在数学教育中融入科学非常突出
笔者在美国考察期间，感受到了各个学校展示“STEM”教育集成的想法，发现展示的重点都是科学教育中工程、技术教育的特色，科学教育中的数学教育明显不足。
以物理教学为例。在美国的物理课堂，数学逻辑推演大大少于我国，对数学思想的点拨与明示也很少见，在物理课堂中感受不到数学是展现物理学理论最重要的语言，感受不到数学与物理学相互依存的关系。由所参观的学校联想到，全美k-12学段“STEM”教育中数学是怎样集成进来的？集成的状况又怎样呢？带着这个好奇，在中密歇根大学（Central Michigan University），笔者曾现场提问刚刚做完“STEM”教育讲座的教授：在美国的STEM教育中，是如何体现数学融入的？教授回答：比如用公式、图像表征物理规律，没有说出更多。把数学仅仅作为物理概念规律表征的工具和计算的工具，那远远不是数学于物理学的意义所在，随着对物理学的深入学习，数学的发展将与物理学的发展越来越紧密地联系在一起。总的来看，美国科学教育中的数学教育明显薄弱。
美国科学教育中数学教育的薄弱，与我国科学教育中工程、技术教育的薄弱相似，有着历史的原因，都不是国家一提倡就立竿见影的，恐怕也要经历一个转变的过程。
但是，美国数学课上的科学教育却做得“润物无声”，物理学给数学提供了大量的科学素材。笔者曾听了一节指数函数的课，那位数学老师先从参观团请出一位志愿者，用温度传感器测他的体温，然后取出，电脑实时记录温度的变化，然后拟合成曲线，呈现出指数函数的规律。之后再对指数函数展开讲解和练习，最后让学生分组用教室中的微波炉加热咖啡，取出后用温度计定时测量并记录咖啡温度的变化，列表，绘制图像，体会指数函数在生活中的存在。
笔者认为，不论是科学课中融入数学，还是在数学课中融入科学，都从不同的侧面同样体现数学与科学教育的集成思想。
在我国，考试文化仍然深刻影响着教育文化，习题教学替代科学教学的问题依然不同程度地存在，而物理习题中的数学推演、数学知识与方法的应用相当普遍，甚至会出现一道物理习题没有重在体现物理，反倒更加依赖数学能力的现象。因为纸笔考试对逻辑推理能力的要求较高，必然导致物理教学中对数学的关注也相对较高。总体而言，我国科学教育中对数学的关注程度强于美国。
4.社区和自然界都是美国科学教育的教科书
在美国，博物馆有效发挥着课外教育资源的作用。在俄勒冈州立大学的海洋研究中心，有很多的科学教育体验设施，如模拟海啸实验设备、龙卷风的参与性互动实验等。在底特律的汽车和工业博物馆里，同样有大型的机械设备和科学体验设备，供学生观察和实验。这些博物馆每周有两天对学生免费开放，参观博物馆是K-12学段科学课的一种常见的上法。每个州还有全州共享的实验室资源中心，这个州的所有中小学都可以免费借用这些实验资源，享受实验资源中心的教学指导服务，在那里学生可以亲自体验传感器等技术在现代生活和技术上的前沿性应用。
此外美国“项目引路”机构（PLTW）推出的“STEM”课程，使学生以活动为基础，以项目为目标，基于问题解决的学习，获得实践性的课堂体验，被美国教育部部长邓肯称赞为“STEM”教育的卓越模式。这一课程学习的空间不仅仅局限在学校，根据项目的需要可以在动物园，可以在大学的研究中心，可以在学校附近的池塘。
而在我国，学生更多是在教科书里认识社区和自然界。可能出于安全等诸多顾虑，学生走出校门学科学的活动是非常少的，体验科学在现代生活和前沿科技上的应用更少之又少。即使走出校门开展一些社会实践活动，活动的目标模糊，对科学的学习和研究要求甚至可有可无，只要安全即可，科学教育的主阵地基本还局限在课堂，局限于习题分析。有研究表明，现在的高中生甚至看教科书的时间都越来越少了，取而代之的是看教辅书籍，是做习题集。
美国“STEM”教育对我国中小学科学教育的启示
相对于美国“STEM”教育所表现出的优势，显然，我国的科学教育应该加大对科学本质教学的关注，加强科学与工程、技术综合教学的有效、长效的实践探索。
科学教育加大对科学本质的关注，需要完成几个转变：从为知识而教转向为理解而教，从关注学生解题能力转向关注学生对科学概念本质的理解，从关心学生考试分数转向关心学生科学素养，从短期“高效”的教学模式转向扎根的、长久的提高科学素养的教学模式。在这个问题上科学教师缺少的可能不是理念，而是面对短期外在评价的困扰静静坚守的教育信仰和探索的实践行动。
就我国中小学科学教育的实施现状而言，加强科学教育与工程、技术的综合，应该是一个更为沉重的话题。需要唤起公众的工程与科技意识，就像唤醒公众的健康意识一样，需要有明确的教育目标和评估机制，需要相应素质的教师，需要更多的政策和资金支持。但是，随着社会对劳动力技能需求的提高，随着国家科技强国、创新人才战略的日渐深入民心，相信我国基础教育的改革，必将应着21世纪全球科技竞争力的需要而推进，我国科学教育中的工程与技术教育也一定会扎实有效的开展起来。
参考文献：
[1]赵中建.为了创新而教育[N].中国教育报2012-6-15（7）.
[2]杨晓波，马永红编译. 改善所有美国学生的科学、技术、工程和数学教育———美国国家科学基金委给奥巴马的一封信[J].世界教育信息，2010（10）：62-63.
