中图分类号：TB
文献标识码：A
doi：10.19311/ki.16723198.2017.11.099
1自动线实训设备现状分析
长春汽车工业高等专科学校自动线实训系统是机、气、电一体化系统。该系统由加工模块、检测模块、温度控制模块、材料分拣模块、堆垛模块、立体仓库模块等6个模块组成。综合了机械、电子、自动化、PLC、机器人、典型控制系统及工业现场总线等工业控制技术。各模块可以单独自成系统，接收上位机下载的程序并运行。各模块也可通过工业现场总线与上位机一起构成一条现代加工、现代物流的全自动线。自动化控制技术实训系统是现代工厂实际生产场景的真实缩影。它为实现校企融合，培养企业高技能自主人才提供了良好的技能实训平台。
但是目前实训室中的实训设备由于购置年代久远，又经过多年的教学使用，自动线设备存在很多问题：部分核心器件损坏、工业现场总线类型单一、缺乏上位机监控等，正是由于这些问题的存在，自动线实训设备已经不能满足课程设置所需要的实训条件，不能满足日益发展的行业、企业最新技术的控制需求，因此自动线实训系统的升级已经迫在眉睫。
实训室设备的升级，大多数院校采用新设备淘汰旧设备的做法，课题小组为了节约资金，采用了对原有旧设备进行升级改造的方法来改善现有实训设备的不足之处。
2自动线实训设备改造目标
本课题为实训室老旧差设备的升级改造。由于实训设备购置年代久远，核心器件型号不全，满足不了日益发展的企业的控制需求，满足不了课程设置所需要的实训条件；经过升级改造后能够满足企业以及行业的新技g的需求，能够完成工业现场总线技术课程所需的实训内容。
3自动线实训设备改造内容
通过走访一汽大众、一汽轿车等知名先进制造企业，了解企业现场最新更新的生产线所使用的电气控制相关产品，并与工程师交流国内外企业未来将推广应用的控制技术。经过反复的探讨研究，确定了自动线实训设备的改造方案。
3.1硬件部分
我们对硬件设备作了较大的改动，主要体现在控制器件及电器元件上，增加了能实现PROFIBUS和工业以太网总线技术的远程控制模块，增加了实现对设备监控的触摸屏设备；同时对连接线路作了重新规划布置，采用了企业较为常用的接线方案。
下面以检测模块为例进行说明：检测模块改造前主要由物块传送机构、机械手臂、长度测量模块组成，这个教学模块和其他模块一起构成一条工业自动化生产加工线，实现PROFIBUS现场总线控制技术的教学与实训。检测模块采用的控制器为西门子S7 313C-2DP。
升级改造后，我们在原有的硬件基础上增加了通信模块CP343-1和远程模块ET200S，用于学习PROFINET工业以太网技术；增加触摸屏TP277，用于实时显示设备状态和学习组态技术。
3.2软件部分
软件部分在改造前使用的是西门子公司的STEP7软件，由于自动线实训设备改造后增加了触摸屏，所以软件部分我们使用了西门子公司最新的TIA博途全集成自动化软件来完成整个自动线实训系统的自动化任务。博图可在同一开发环境中组态西门子公司的所有可编程控制器、人机界面和驱动装置。在控制器、驱动装置和人机界面之间建立通信时的共享任务，可大大降低连接和组态成本。与STEP7相比较，博图软件的功能更强大，画面和可操作性更简单，集成度更高。
4自动线实训设备改造成果
自动线实训系统经过改造后，已经应用到教学中，开发了工业现场总线课程。该课程结合我校电气自动化专业学生的实际情况，采用项目教学法进行教学，取得了良好的教学效果。
通过聘请企业专家参与教学评价得出结论，该课程教学目标明确、教学内容合理、教学方法可行、教学效果明显。课程方案设计与实施对学生知识、技能和素质的提高起到了积极作用。同时升级改造后的实训系统由于和企业生产线相似，为企业和社会培训也奠定了良好的基础。
随着社会的发展，特别是智能楼宇的需求，需要一个可以连接电话、计算机、电视、视频监控、安全消防、警报等设备的结构化信息传输系统。因此，中职学校需要培养一批有知识、懂专业技术、熟练掌握工程技术的专业人才，以满足快速发展的网络和通讯行业对专业人才的急需。本文以我校的网络综合布线实训室为例，谈谈实训室的建设。
一、建设网络综合布线实训室的必要性
网络综合布线实训室能开展网络综合布线工程技术的实训，提高学生实践经验和动手能力，让学生能够从事网络综合布线系统工程项目的设计、预算、施工、监理、维护和管理等专业技术工作。
二、网络综合布线实训室的建设目标和原则
1. 目标。
网络综合布线实训室就是利用模拟墙和配线端接等设备，真实模拟网络综合布线的环境，从而能让学生进行综合布线工程设计、施工、验收、测试、运行和维护的训练，掌握综合布线工程技术流程，成为网络综合布线的专业技术人才。
2. 原则。
符合国家标准综合布线工程设计规范（GB 50311-2007）和综合布线工程验收规范（GB 50312-2007）的设备；能够紧密与本行业需求实践相结合，能够与课程相结合。
三、网络综合布线实训室的设计与方案
根据学校的具体情况，实训室应能够同时满足50人进行实训，实训室由教学展示区、模拟楼房实训区、多功能实训区、楼宇智能化工程实训系统区、材料区、技术教学和讨论区6大区域组成，面积400平方米，主要由综合布线展示、基本技能训练、工程项目实训三个模块组成。设计方案如右图所示。
四、网络综合布线实训室的教学项目
网络综合布线实训室能满足综合布线技术与工程、计算机网络技术、网络工程、智能楼宇系统集成技术等课程的教学。能完成电话、计算机、电视、视频监控、安全消防、警报等设备布线实训，具体能完成的实训教学项目包括如下15项：认识综合布线常用设备、工具和材料；RJ-45水晶头端接及跳线制作；安装信息插座（多种接口）；安装数据配线架；安装110语音配线、实现语音互连；光纤连接器的互连；光纤熔接；PVC线槽成型；管槽安装；水平子系统安装；垂直子系统安装；设备间子系统安装；管理间子系统安装；工作区子系统安装；综合布线系统测试仪器和测试技术。
五、网络综合布线实训室建设应注意的问题
（1） 总体规划分步骤实施。综合布线实训室的建设不一定要一次性完成，应根据教学需要，结合理论及实践的不断发展规划综合布线实验室的建设，可采取总体规划之后再分步骤实施的方式。
（2）综合布线的实训不能只达到理解概念的效果，更要能达到实践性，让学生参与实践活动，以便掌握企业的真实需求和真实的布线流程。
（作者单位：广东省科技职业技术学校）
引言
随着我军高新装备的不断配发，模拟训练器的研制已经在各个兵种大范围的开展，但从实际效果来看，目前主要局限在对实装操作的模拟训练装置研制上，较少开展维修模拟训练装置的研究，归其原因主要为：经过装备操作训练，操作步骤较好掌握，便于进行操作模拟训练装置研制；但装备维修训练，局限于真实故障的产生和需要维修人员较高的理论水平，不便于实际模拟。“某型装备超短波通信网模拟训练器”综合运用多种技术，仿真度较高，可广泛用于院校、部队的教学与培训，可开展操作使用模拟训练[1]、通信组网操作训练、分解结合训练、维修模拟训练等科目。
1系统组成
系统组成包含A站设备及B站设备，两个站体设备完全一致，分别包含主控计算机1台、通信控制设备模拟装置1台和超短波电台模拟装置1台，可实现两站体之间的操作及维修训练。其系统结构如图1所示。A站与B站通信时借助电台模拟装置采用无线方式实现，可进行话音和数据传输。在站体内部，模拟的单体设备通过RS-485总线与主控计算机连接，主控计算机作为RS-485总线主控设备，通信控制设备模拟装置和超短波电台模拟装置作为子设备，主控计算机可以通过RS-485总线实时在线主动查询和设置通信控制设备模拟装置和超短波电台模拟装置，更加逼近实装操作。通过主控计算机还可以设置超短波电台模拟装置工作状态，采集超短波电台模拟装置工作参数，并与通信控制设备模拟装置进行组网通信，用于代替实装进行模拟维修训练。
2系统功能
超短波通信网模拟训练器具有以下功能：（1）单装操作训练：能进行通信控制设备的操作使用训练，操作使用方式、操作界面与实装一致；能通过主控计算机软件设置超短波电台模拟训练器的各种参数。（2）通信组网训练：能进行超短波通信网组网训练。（3）分解结合训练：能进行单装设备的分解结合训练，其内外部结构与实装一致。（4）故障设置及维修训练：能通过计算机软件自动、人工手动两种方式设置并模拟单装设备各电路板的故障，其故障现象与实装一致；维修训练可以定位至电路板级，对故障电路板进行换件或通过主控计算机清除故障，可排除单装设备故障。
3硬件系统设计
3.1通信控制设备模拟装置
通信控制设备模拟装置在内、外部结构上与实装相同，结构图如图2所示，由底板提供总线插槽，总线插槽上插接嵌入式MCU、人机操作界面、8块接口板、电源、键盘接口、外设接口等电路板，其中键盘控制板和LCD显示屏位于前面板内侧，与实装结构一致。采用RS485接口通信方式连接到主控计算机，主控计算机软件对通信控制设备进行设置，可设置参数和模拟故障，MCU根据主控计算机软件参数设置情况，做出相应处理。主控计算机软件设置故障时，MCU通过继电器的断开控制接口板的通断，模拟故障现象，学员根据故障现象，分析并定位故障位置，及时维修故障，完成故障维修模拟训练，并从中了解整个故障分析思路和故障排除过程，为以后在实装维修中打下牢固基础。
3.2超短波电台模拟装置
超短波电台模拟装置结构图如图3所示，硬件结构包括嵌入式MCU、无线模块、RS485通信接口、话机接口和数据设备接口。其中嵌入式MCU通过RS485通信协议和主控计算机连接，通过数据设备接口和通信控制设备连接，主要接收来自主控计算机软件设置的频段参数和密钥，通过串行接口将数据写入无线模块，对无线模块参数设置完成后，如果通信双方电台频率设置在同一频段内，密钥相同，两部无线电台之间就可进行话音和数据通信。
4软件系统设计
4.1上位机软件
主控计算机软件部分主要包括系统通信组网操作设置、自动故障设置模块。其中系统通信组网操作包含站体身份选择模块、电台参数设置模块、链路监控状态模块、数据通信模块等；自动故障设置包含故障设置模块、故障恢复模块、考核模块等。
4.2超短波电台模拟装置软件
软件由通信模块、话音通信传输控制模块、通信参数控制模块和数据传输模块组成。通信模块负责模拟电台的通信传输，一方面数据通信传输，另一方面进行通信参数的接收，接收到收发两方的通信参数后进行判别，是否为正确的通信参数，如若正确，则进行通信传输，否则不进行通信传输，即使有数据或话音信号进行传输，通信参数控制模块必须给出能够传输或不能传输的决策。话音通信传输控制模块主要负责控制话音传输，而数据传输模块则负责数据通信传输。
4.3通信控制设备模拟装置软件
通信控制设备一方面进行通信监听，另一方面监测用户输入进行状态查询和参数设置，移植了VxWorks实时嵌入式操作系统，具有多任务调度功能，可同时运行多个进程并行工作。
5结束语
文章提出并设计的模拟训练器，功能齐全，满足了使用部门对训练器可靠性和逼真度的多方面要求，较好地解决了院校和部队维修保障分队训练装备缺乏及实装训练成本高昂的问题，起到良好的教学和训练效果，具有较高的推广价值和军事经济前景。
关键词 ：实验实训室电源总控台安全防护
如何管理好不断增加的实验实训设备，使其充分发挥良好的教学效果，是职业院校管理者和教师值得研究的重要课题。在职业院校实验实训室建设中，电源总控台的设计是建设中的难题，因为一般实验实训设备制造厂不提供电源总控台，然而，电源总控台在实验实训教学中起着重要作用，是安全、有效实施教学的重要保障。
据调查，目前职业院校的电源总控台大致分两种情况：一是没有专门的电源总控台，以装在实验实训室墙上的配电箱代替，只起到电源引入作用，教师难以监控学生在实验实训操作台上的用电情况，存在着严重的安全隐患，触电事故时有发生。二是部分学校实验实训室虽然装有独立的电源总控台，但没有对实验实训操作台进行单独控制或分路控制，没有对线路的短路、过载、漏电等原因引起的故障进行综合保护，保护系统很不完善。下面笔者根据实际经验，设计一款安全可靠的实验实训室总控台，供同行分享。
一、设计技术要求
学校电工电子实训中心新建一个电气控制综合实训室，已从某教仪公司购买实训操作设备28台，56个操作工位，但无电源总控制台，技术参数要求如下。
1.电源输入
三相五线供电AC 380V±10%50Hz，最大进线电流：60A（阻性负载）。
2.电源输出
每路输出为三相五线供电AC 380V±10%50Hz，共28路，每路最大出线电流：2A（阻性负载）。
二、设计方案
1.设计思路
首先要考虑供电电压，本实训操作台有的设备需要220V供电，而有的需要380V供电，另一方面还要考虑电源负荷大小，这是电源接线时必须考虑的因素之一，以免影响仪器设备的正常使用。另外，在设计上必须考虑到安全可靠、工作稳定、操作方便、交互性强。所以本设计采用三相五线制供电，保护接零可靠，有急停保护开关，短路保护，欠压、失压保护，漏电保护等多功能保护系统，及时监控实验实训中的送电和用电情况，采用桥架走线，为避免不同负载之间的互相干扰，电源线分管敷设。控制路数要考虑设计余量，根据需要增加到30路。
2.控制线路设计
基于上述设计理念和技术要求，线路如图1所示，其工作原理如下。
（1）供电控制。该电源控制平台只要有380V电压进入，则三个电压表就会显示进来的电压值，如果三相压正常，则允许送电。合上电源总开关ZRCD1，则整个系统可以启动，按下启动按钮SB2，则控制整个系统工作的交流接触器KM得电吸合并自锁，此时三相电源指示灯HL1、HL2和HL3点亮；合上控制系统控制电源总漏电保护开关ZRCD2，单相电源指示灯HL4点亮，控制30路工作台允许接通电路。此时，若1号工作台需要供电，则旋转SA1处“开”状态，交流接器KM1得电吸合，KM1主触点闭合，将电源送到1号工作台，同时红色发光二极管点亮，代表送电正常，如果1号工作台要用电，则推上1号工作台上的漏电开关FZCD1即可，此时，绿色发光二极管点亮，代表1号工作台已经合上FZCD1了，表明1号工作台正在用电。其余29路工作原理与此相同。
（2）断电及保护控制。当需要切断1号工作台的电源时，只要在电源总控台上将旋钮SA1处“断”状态，交流接器KM1失电释放，KM1主触点断开，1号工作台断电，同时红色发光二极管熄灭，代表停止送电，其余29路原理相同。当某工作台上用电出现故障，则可以直接按下急停开关，交流接触器KM失电释放，所有的工作台断电，从而保护设备和人身安全。当电压不吸或然后停电时，接触器KM则断电释放，可以起到欠压和失压保护。本电源总控台装有总的漏电保护开关，当某工作台上发生短路、触电或其他漏电情况，万一工作台上的漏电开关拒动，则总的漏电开关ZRCD1自动跳开，防止短路、触电事故的发生，可起到后备保护，如果总控台上单相控制电路发生短路、触电或其他漏电情况，则单相漏电开关ZRCD2自动跳开，同样可防止短路、触电事故的发生。
3.控制台面板设计
本实验实训室总控台使用了30个旋钮，30个红色发光二极管，30个绿色发光二极管，2个漏电保护器，4个电源指示灯，3个电压表，1个启动按钮，1个急停按钮，本控制台面板布置框图，如图2所示。
4.控制台侧面板设计
为方便连接多媒体等设备，进行设备测试和检修，在控制台的侧面还装有三个单相三孔插座，一个三相四孔插座，如图3所示。
5.保护接地（零）系统的设计
实验实训室的接地一般分为工作接地、保护接地（保护接零）、防雷接地和防静电接地四种。工作接地是指保证供电系统稳定工作以及交流和直流电源系统提供的接地，要求三相变压器输出绕组接成星形接法，其中性点直接接地来实现；保护接地（或接零）是为保障人身及设备安全而设置的接地或接零，在绝缘损坏或漏电等故障条件下才发生作用，要求实验实训设备或电源总控台的金属外壳与接地桩或保护零线有良好的电气连接，如果与专用接地桩连接叫保护接地，与保护零线连接叫保护接零，三相五线制供电有专用保护零线；防雷接地是为保证建筑物防雷装置可靠工作而设置的接地；防静电接地是为防护静电、防护电磁干扰等的接电。根据《科学实验室建筑设计规范》和本实验实训控制台设计技术要求，本设计应重点关注在保护接零的设计和施工上，要确保每一个工作台上设备和电源总控台的接地电阻小于4Ω，采用TN-S配电方式，分别设置零线和保护接地的汇流排，即零排和地排，并标志清晰，各工作台的保护接零线要并联连接于地排上，并要求专用保护零线（PE线）与地排必须可靠相联，导线采用黄绿相间的多股铜芯线，线径一般要求与相线一致，压接线要采用“O”形的接线鼻子，以防脱落，排列整齐，连接牢固。
6.主要元器件规格选择
参照《低压开关设备和控制设备》（GB14048.5-2008）等相关技术标准，结合市场产品的可靠性和性价比，选择本电源总控台的主要元器件，主要元器件的型号和规格见表1。
三、效果评价
1.主要优点
（1）安全可靠、操作方便，采用三相五线制供电，紧急停止控制、具有短路保护，欠压、失压保护，漏电保护。采用转换开关进行各工作台控制，并带有送电指示和用电指示，交互性强。
（2）安装简单、维护方便，采用交流接触器集中远程控制，设置端子排，引出线接线简单、检查容易。
（3）监视清晰、观察方便，采用三个电压表对供电线路的三相电压分别进行测量，能够分别对各电路的电压进行观测。
（4）性能稳定、抗干扰强，采用1.5mm、2截面以上铜导线直接连接到工作台，没有弱电部分，不会产生误动作。
（5）按需连接、灵活组合，由多组分控台组合，各组分控台与总电源控制组采用航空插进行连接，适合实验室使用。
2.缺点及改进思路
本电源总控制台只适用于教师在讲授时都切断学生实验实训台的电源，当学生连好电路经教师检查无误才给学生实验实训台供电情况。但是当教师指导学生人数较多时，则难以有效组织，教师不得不频繁往返于学生实验台和总控台之间，增加了教师的工作负担。今后考虑用远程遥控和智能集成控制的设计加以完善。
经过笔者单位三年的使用证明，这是一款安全可靠的多功能实验实训室电源总控台，非常适用各类学校、特别是职业院校的实验实训操作台的电源总控制及保护，也适用于企业有多个操作台的电源总控与保护。
参考文献：
中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0001-03
Abstract：The engine manufacturing technology is very important to the quality of the car. The car engine production conveyor line in a sequential operation of the assembly line process. The automatic control system using PLC of the Germany Siemens company - 300 series controller as the main body of the whole conveyor line controller， I/O system as a control signal acquisition system， the Profibus field bus technology to communicate， automatically moving engine parts for linear， rotating， lifting， flip， and so on.Using WinCC software interface to form into a system operating monitor product quantity， production rhythm of monitoring. The team members on this basis， according to the actual production to make the corresponding transfer machine is suitable for school teaching practice system， the development of teaching equipment.
Key Words：Engine Production Line；Assembly Line Process；PLC Controller；Fieldbus；Automatic Line Training System
汽车的动力来自发动机。为了提高了工作的效率和优化了工作流程我们将发动机生产线分为5个子系统，包括缸体生产线、缸盖生产线、曲轴生产线、凸轮轴生产线及发动机装配线，以便对发动机主要零件进行机加工和装配。在每一条生产线上有多个完成不同作业的工位，在一定工位上安装的转台，举升台，翻转机等设备。如发动机总装工艺流程就包括：机体上线翻转涂胶、装后端盖装活塞连杆翻转拧紧连杆螺栓装机油泵、水泵装飞轮装离合器总成测定曲轴驱动力矩装油底壳装汽缸盖装机油滤清器、发电机装凸轮轴装变速箱装启动电机总成泄露试验送试验。在汽车发动机装配过程中，汽车发动机装配线是一个对发动机顺序装配的流水线工艺过程，每个工位之间是流水线生产。本文研究的任务就是对发动机生产输送线进行规范化，模块化设计。这样对使用者来说，既简洁又节省时间。每个环节设计最优的自动控制系统才能保证生产的连续性和稳定性。
1 输送线设计方案
我们设计生产输送线主要采用摩擦辊道和启停式动力辊道、自动升降机系统、机械手。在线上为了方便在不同的工作面上装配，配备自动翻转机以提高效率。一条发动机装配线要保证发动机的装配技术条件，要保证装配节拍，实现高效率；要多机型同时装配，实现高柔性；要有效地控制装配精度，实现高质量。要实现以上几个方面必须从生产线的规划开始着手。要在总装线和分装线上设计柔性输送线。
1.1 现动机生产输送线应该具有如下功能
该输送线方案如图1所示。
1.2 设计输送器件
（1）轨道：轨道是整个摩擦输送系统的运行基础，平滑、顺畅的输送轨道是系统平衡可靠运行的关键。
（2）道岔：道岔是改变载货小车的行走路线的装置，按走向又分为分流、合流道岔两大类。
（3）停止器：停止器是用来控制工件在输送线路中的安全准确停放位置，通常布置在工件转挂处及输送线路发生变化的道岔处，主要是安全阻车的作用，防止台车因惯性或其它原因发生时，造成系统的损坏。
（4）止退器：通常和停止器配合使用，布置在停止器后边，用于防止小车运动惯性后退。止退板以本身的自重复位。
（5）移载轨道/升降轨道：因摩擦输送机有工位节距上的单元驱动，所以很容易实现物品（轨道）的平移、旋转和升降功能。
（6）升降机：升降机在输送系统中起着关。
1.3 输送线工位设计
（1）具体设计正常加工过程（各工位没有不合格）：走主干线，如下：
ap10ap…ap45..ap60D02D06D07ap80ap90D10AP80AP90ap95..ap900
（2）自动工位加工不合格时（以Ap80工位为例）走返修路线如下：
不合格时走：D10D9M80，M90（ap80，ap90返修工位）。如返修合格时D8D7D10ap95；如返修不合格时从转台D8下线维修下线维修后D8D7AP80AP90D10AP95AP900。为了提高效率，节省空间和资源我们将两个自动工位Ap80，ap90设计成共用一个返修工位m80，m90。
2 汽车自动生产线实训装置设计
结合发动机生产线工作原理和工艺，项目组成员开发了适合学校教学的汽车自动生产线实训装置本实训装置贴近工业现场要求，是典型的汽车自动生产线，设备从选材、工艺、流程、结构、控制等各方面都从实际工业现场出发，考虑工学结合要求，有机融合了机械、电气、气动、传感器、交流电机变频调速、步进电机驱动控制、伺服电机驱动控制、直流电机控制、PLC控制及工业通信等多种技术。通过该实训系统的工作任务训练，能较好地锻炼程序编写设计能力、自动线设计开发能力、自动线连接与调试能力、工程实施能力和安全意识。引导高职院校、机电及自动化等专业教学改革，满足汽车生产制造、自动化技术专业的核心能力训练要求，突出强调技术的综合运用。
2.1 传感器
首先选择能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的传感器。在发动机生产线上主要采用了光电传感器和电感传感器。
（1）光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现检测物体有无的接近开关；当光电传感器检测到发动机缸体时，气缸将发动机缸体推入存储货道。
（2）电感式传感器由三大部分组成：LC高频振荡器、开关电路及放大输出电路组成。因为发动机零部件大多数具有铁磁性质，就可以用电感传感器检测转台旋转到位与否，当检测到转台旋转到位时给PLC提供输入信号。
（3）光电编码器：用光电编码器来对升降的速度、距离、方向进行检测，以脉动信号的形式向PLC反馈，PLC根据输入的反馈信号来控制升降距离实现精确定位。
2.2 电磁阀控制
在实训装置中应用了大量气动控制技术如：
（1）无杆气缸：由单控电磁阀控制。当气动电磁阀得电，带动机械手向后移动。
（2）带导杆气缸：由单控电磁阀控制。当气动电磁阀得电，带动机械手向下伸出。
（3）双导杆平行气夹：由双控电磁阀控制。当气动电磁阀一端得电时，气动手指张开或夹紧。
2.3 实训装置模块化设计
该装置采用导轨式型材，其上安装有上料台、行车机械手、输送辊床、提升机、循迹搬运车、堆垛机、转台站、4轴搬运机械手等工作站及相应的电源模块、按钮模块、PLC模块、变频器及交流电机模块、步进电机驱动模块、伺服电机驱动模块、直流电机模块和各种工业传感器等控制检测单元。采用西门子S7-300 PLC实现系统控制，真实再现汽车工业自动生产线中的输送、搬运、暂存、协调生产的过程。它在接近汽车工业生产制造现场的基础上又针对教学及实训目的进行了专门设计。如行车机械手站主要由伺服电机及驱动器、步进电机及驱动器、继电器、限位开关、磁性传感器、涡轮蜗杆减速传动机构、齿轮齿条传动机构、滚珠丝杠传动机构、高精直线导轨、双导杆平行气夹、双控电磁阀、工业铝型材、钣金结构件、机械零部件构成。
2.4 接线端子设计
该实训考核装置PLC模块I/O端子、变频器接线端子、各常用模块接线端子，均采用安全型插座，使用带安全插头的导线进行电路连接；各指令开关、光电开关、传感器和指示元件的电路通过端子排进行连接。插拔线连接电路与端子排连接电路相结合，既保证学生基本技能的训练、形成和巩固，又保证电路连接的快速、安全和可靠。用于教学，可按工作过程导向、工学结合的模式规划教学活动，可完成多种工业现场环境下的技能培训任务。
3 实训装置软件设计
以行车机械手为例进行说明软件设计（见图2）。
4 WinCC的监控能力开发及Profibus总线的运用
PLC的程序设计能力、WinCC的监控能力和Profibus总线应用能力是自动化技术的专业技能人才不可缺失的知识，本课题对控制结构、硬件连接、软件开发现场总线、系统接口、人机界面进行了设计。采用Prifibus现场总线网络技术完成各工位间的通讯。组建的现场信息监控系统，完成了装配线上的信息采集、生产下达、工位监控及装配提示等功能。
西门子S7-300PLC作为控制器，其本身集成MPI及PROFIBUS DP通信口，在发动机生产输送线上用德国西门子公司的可编程控制器S7-300直接将控制数据传递到控制系统中，而且有上位机的实时监控，真正做到自动控制。
本课题Profibus的成功运用对生产厂家的经济效益提供帮助很大。由于系统运行平稳，通讯可靠性好，从而减少了维护的必要性，同时又保证了产品的质量，大大节约了生产成本；而从另外一个方面来看，由于Profibus现场总线使得建设期间工程量也大大减少―― 包括布线工程量和工程师操作编程工作量，所以对生产厂家来说，真正做到了投资少见效快。
5 控制系统的调试
虽然本项目庞大，通讯点很多，但是各个子系统设备很大部分是相同，也具有一样的控制要求，因此，我们将整个项目按照设备划分成的不同的功能组，这样可以增大一次开发的利用率，避免了重复开发，节省时间和成本。
升降机的自动控制是项目中的难点，主要是因为升降机的自动控制如果故障就有可能将设备以及车体损坏，对一次调试成功的要求很高。升降机虽然有硬件保护措施，需要特定条件，比如升降机只有在失电后，抱闸将会抱死，因此，对于升降机控制程序的编写需要反复修改，模拟试验，才能保证调试中的万无一失，不会出安全事故。
6 总结与评价
（1）提高了生产效率和管理质量。由于该项目大量应用了先进的西门子自动化驱动系统，从画图、硬件、软件和培训实现标准化、模块化，这样可以将项目细化，大家分工合作。由于自动化系统提高通讯速率使发动机输送线的工艺水平得到提高产品质量好也增加了企业的效益。
（2）提高了生产的安全性，减少了事故的发生。由于该项目方案中对生产安全相当重视，设有很多急停按钮，在编写程序中，对重要设备有多重保护，从而保证了设备、人身的安全。
（3）加大了设备可靠性。传感器使用时对设备的输入输出点都是双重对比的，保证点的信号都是真实可靠，设备的故障率降低了，生产的安全性就提高了。
（4）交流电动机启动和停止更加平稳、准确。由于起动器在转台控制系统中的使用，使电动机平滑升高端子电压，可以实现无冲击起动，因此可以最佳地保护电源系统以及电机。变频器不仅仅是改变电机的转速，因为转速的下降，势必带来力矩的改变，使转台的带载能力大大提高。
（5）通过三届学生的实训验证，课题开发的实训设备在工作的状态下说使用的各种传感器、控制电机、机械设备能够达到规定技术指标，并且具有短路过载保护。
参考文献
[1] 胡云萍，刘文婷.汽车发动机原理课程教学改革研究[J].科技创新导报，2013（7）：180.
中图分类号:G71文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110182-02
一、实践技能培养的重要性
新世纪对专业人才提出了更高、更新的要求,高职院校也必须在实践性教学方面进行改革、探索与提高。电气类专业学生毕业后主要担任的是:电子、电气产品生产现场的产品测试、设备操作和生产管理;电气控制设备和机电一体化设备的安装、运行、调试与维护;工程项目的技术和维护服务、电子电气设备施工以及电子电气类产品的营销和售后服务;生产一线从事技术、技术管理、操作、质检管理及维护检修等方面工作。电机专业要求学生在掌握一定电机与控制理论知识的同时,还要具有较高的实践技能。而实训课的开设,增强了学生的基本技能,还能巩固理论知识,提高分析、解决问题能力,为下一阶段专业课程打下扎实基础,且毕业后能较快适应工作岗位要求,因此我们应高度重视。一般实训课程为一周或两周,传统做法是老师指导学生做一些验证性的实验、接一些简单的控制电路或到工厂参观一些有关电机与控制的设备,这样实际上是把实训变成补充课堂的过程,学生的实践能力得不到提高,不利于人才培养。
二、突出实践技能培养的实训教学模式
科学的选择和合理的安排实训内容,是培养和提高学生实际动手能力的前提和保证。应针对不同专业如电子技术应用、电气自动化、机电一体化和数控、楼宇自动化、检测等专业所开课程的需要,去选择各专业较适合的课题,如有偏重于电机与控制技术应用等技能训练的,有偏重于电机设备检测和维护使用的,也有偏重于控制电路的故障检查与安全检查的等。教材可要强化和突出电机与控制技术的技能训练,不必强求验证性的实验,也不必受电机与控制基础理论体系的制约,而以培养和提高学生实际动手能力及分析和解决问题的能力为目的。
专业动手能力的培养是多方面,要根据不同的课题,确定不同的要求。对电气自动化专业的同学,我们着重以下几个方面的培养:基本操作技能方面:要求掌握检测绝缘材料和仪表使用、安全用电与操作以及常用电工工具使用,掌握常用电机、变压器的性能、规格、种类、使用及其拆装程序,还应娴熟地运用常用电气控制电路的安装配线和调试。操作工艺技能方面:应掌握直、交流电机控制的基本电路工艺和应用,还能控制电路的安全检查与故障检查,能熟练运用直、交流电机控制的基本电路电气元件以及选配。综合操作技能方面:要能大体上掌握常用电机控制等电器设备、以及电机线路装置的生产工艺、调试、安装和维修,并要独自调试和维修常用的电机控制设备。在电机实训中要求培养学生的自主完成的能力和创新能力。
在具体电机实训教学中,可将一个班学生分成3-6个组,指导学生查阅相关的手册和资料,挖掘他们内在潜力,让各组学生自行设计控制电路,也可以特意设置电机故障,老师把关,之后各小组互换进行故障检查和安装,如此才能更好地提高了学生兴趣,锻炼学生解决问题、分析问题的能力。
由于学生成绩高低不均,在分小组时应有意搭配开,以高带低,在实训老师的指导下,通过学生间的交流,取长补短,共同提高。实训室全天开放,指导教师、班干部和实训组长各负其责,个别程度低的同学可利用课余时间进行补课,白天的实训内容还可在晚自习中进一步巩固和消化。
三、实训考核体系
电机实训考核是以实践操作为主要考核目标,是检查学生在电机实训中解决和分析问题能力以及动手能力检测。它是理论与实践的结合。
理论考核:这一考核占30%,内容为:电机实训过程中出现的实际问题,学生应结合电机理论来分析解答。例如用实训中测量的一些数据来计算电机的一些参数,以控制电路故障排查去分析出故障点的具置,以给出的实训课题尽快地设计出合格的电气控制电路来,等等。
技能考核:这一考核占60%,技能考核可和理论考核同时进行。它的主要内容是:把实训的内容分成几个单元,学生用抽签的方式在一定的时间内自主完成任务。指导教师根据学生不同任务,制定不同的评分标准,着重从准确性、正确性、规范性和熟练程度等方面来即场评分,如此学生在分析和解决问题能力、心理素质、安全文明规程执行等方面都得到很好的锻炼。
实训报告及出勤情况:这个占10%,实训报告根据学生在实训中出现的具体实际问题去讨论、分析,最后得出体会和总结。出勤情况则由组长负责,做细致记录和汇总。
四、实训安全问题
实训安全问题是实训过程中的首要问题。应让学生在思想上高度重视,树立安全第一意识。在行动上应多加督促。只有不断地进行安全思想教育,才能尽力避免安全事故的发生。在实训过程中对用电设备进行正确的操作,是安全的重要保证。在进行电工电子的实验实训时,必须严格遵守各项操作规程,决不允许学生自己动手进行通电试验。在教师也应戴好绝缘手套,两脚站在绝缘较好的材料上,尽量用一只手操作,避免两相触电。并且保证双人操作制度。当一个人操作时,一个人在电源开关侧,一旦发生问题,立即断开电源。在检修设备时,首先要断开电源,然后再检修。检修完毕后,确认设备无短路、断路等故障后,再给设备通电。通电时速度要快,防止产生电弧。对所使用的电气设备要定期进行检查,发现外壳有电等故障要及时处理,同时要做好电气设备的保护接地和保护接零。
但实训过程中也有一些不可预见几个方面工作应做好紧急救治工作。应准备好必要的药品,如有损伤严重要及时送往医院救治。发生触电事故的紧急救治,一旦发生触电事故时,不要慌张,应冷静,绝对不能用手去拉触电者。首先要想办法切断电源,如果有导线搭接在触电者身上时,附近又没有电源开关时,要用干燥的木棒或其它绝缘物体将导线从触电者身上移开,然后对触电者进行救治工作。当发现触电者呼吸停止时,要立即对其进行人工呼吸和心脏挤压,并向医院求救,争取最佳抢救时间。当发生电气火灾事故时,首先要切断电源,然后进行灭火。对暂时无法切断电源的,要用二氧化碳灭火器、1211灭火器等不导电的灭火器进行灭火,决不允许用水浇注灭火。同时要及时通知消防部门。
五、可行性和效果
实训中,应早熟悉电机的各种技术数据、并据此计算出实训中所需要的数据、画出绕组的展开图,掌握电机的结构、电机的拆卸方法、线圈的绕制、电机的嵌线等电机制作工艺,但实训的质量是衡量学生获得技能高低的关键。若按传统的方法进行实训,不仅速度慢、故障点较多,而且若电机嵌线结束后再找故障点相当困难,如果故障点发生在嵌线问题上,还要拆掉重来,有不少学生就囚为这个问题,实训结束时任务还没有完成。这样,课堂上的难点问题在实训中也没有解决,实训收获不大。如何提高实训质量呢?在实训中,对难点、易发生故障的点教师要及时进行总结,对学生着重强调,并采取相应的措施。
(一)实训实例分析
实训中采用的是6极、36槽、功率为1.5KW的小型异步电动机,采用单层、链式、短节矩绕组嵌线。嵌线时发生的故障,可以通过下而的嵌线方法、嵌线技巧加以避免。首先确定好每相绕组的组数,然后再进行绕线。根据一路反串规律,每相绕组的组数等于磁极个数。例如:我们学生实习的电动机2P=6,那么每相应有6个绕组。要求学生把绕好的三相绕组按“首首相连,尾尾相连”的方式摆放几次,这样做的目的可以加深学生对短节距绕组的端部连线力一式的印象,从而减少嵌线过程中出错的机率。
实训中总结出一种快速嵌线方法。嵌线方法不仅关系到线圈嵌放的位置是否正确,而且关系到嵌线的速度。根据实训的经验,对传统的嵌线方法进行了改进,提出了一种简单、易懂、既能确保嵌线正确又能提高嵌线速度的嵌线方法,其具体步骤如下:先嵌U相第一个线圈的下层边、封槽,其上层边暂不嵌;空一槽,再嵌w相最后一个线圈的下层边、封槽,其上层边暂不嵌;空一槽,再嵌V相第一个线圈的下层边,接着嵌V相第一个线圈的上层边;V相第一个线圈的下层边空一槽,嵌U相第二个线圈的下层边,接着嵌U相第二个线圈的上层边;U相第二个线圈的下层边空一槽,嵌w相第一个线圈的下层边,接着嵌W相第一个线圈的上层边;W相第一个线圈的下层边空一槽,嵌V相第二个线圈的下层边,接着嵌V相第二个线圈的上层边,后而依次推。最后嵌U相第一个线圈的上层边,W相最后一个线圈的上层边。
嵌线过程中,由于铜线被多次利用,短路、断路故障较多,若嵌线完毕后再查找故障不仅耗费的时间较长,而且故障点也难以查到。因而我们采取在极相组的连线上套上绝缘管,同时,每槽嵌线完毕后,都要用兆欧表测试各种绝缘情况及短路情况。当绕组的绝缘被破坏后,若绕组中的导线与定子铁心、机座相碰就会造成接地故障、在同一线圈内可能会造成匝与匝之间的短路、在极相组间可能会造成极相组间短路和相间短路。对各短路故障根据相应的测试力一法采用兆欧表进行测试,若测得的电阻为零或很小,说明发生了接地故障或短路故障,应立刻查找并排除;若测得的绝缘电阻大于0.5兆欧,说明绝缘符合要求。
(二)实训效果
实训改革后,既能增强实践动手能力,又能提高分析和解决问题的能力。学生在校期间,需要通过国家劳动部门组织的职业技能鉴定电机维修中级或高级考核,这样才能在就业应聘时,优先被用人单位录用。我校电机专业的学生毕业后具有较强的电子、电工、电气控制等基本操作技术能力和专业技术应用能力,能很快地适应用人单位岗位要求,并能顺利在用人工作岗位上取得了许多可喜的成绩。在我院对用人单位企业的调查中,用人单位企业反映毕业生的突出长处就是动手实践能力强,毕业生普遍反映在我院学习期间,动手实践能力是他们最大的收获,这是我院非常注重实践性教学环节的结果。同时,我们还应积极营造工业现场环境,创造工业现场气氛,建全贴近实际的电机实训室,我们将探索更多、更好的方法以适应用人单位企业和社会的发展需求。
参考文献:
[1]马香普等,电机维修实训,中国水利水电出版,2004.
[2]丁守成等,电机系统综合应用实验教学的研究,电气电子教学学报,2002.10.
[3]朱运利,对高职院校实训实习基地功能的探讨,实验技术与管理,2006.5.
中图分类号：
TN91934
文献标识码：A
文章编号：1004373X(2012)05
0029
03
Simulation of airborne combat training system
SHAO Fan
(China Airborne Missile Academy, Luoyang 471009, China)
Abstract：
In order to carry out the simulation of airborne combat training system, the methods of 1553B bus and Ethernet network were adopted. A high level of resource integration and information sharing through the bus networking technology to build the airborne combat training system was achieved. Firstly, the method and function are analyzed. Secondly, the system total model which used the thought of structure, modular and standardized is established, and the display control simulation, environment simulation, fire control simulation, communication management simulation and data management simulation are built up. Message communication of bus system is optimized for advancing system capability. Finally, the simulation is completed which shows its feasibility and correctness are validated.
Keywords： airborne combat training system; display control; communication management; message distribution
收稿日期：20110914
0 引 言
机载训练系统是指在所使用的装备自身上完成训练的系统，是在作战系统、子系统、设备上嵌入或增加的能够使操作人员更加熟练地掌握各项技能提供的训练系统。其本质是嵌入在装备内部或增加到装备上的功能所提供的训练系统，用来提高并维持操作和维修装备所必需的技能［12］。机载训练系统具有节能、经济、安全、不受场地和气象条件的限制、缩短训练周期、提高训练效率等特点，这对于真实场景模拟、培训操作人员、新功能测试等方面有重要意义。
基于总线联网技术构建的机载训练系统可以达到高度的信息综合和资源共享，从而有效实现机载训练系统的显示和控制功能。机载训练系统仿真采用1553B总线标准与武器外挂、数据处理等系统之间进行串行通信，采用以太网进行主仿真系统与飞行控制仿真系统之间通信［3］，对飞行数据实时监测，对其他子系统进行功能仿真，并且为了平衡总线负载和消息延迟时间两个指标，进行总线系统消息传输方案优化，提升了总线性能。整个系统设计具有高可靠性和实时性。
1 机载训练系统总体设计
机载训练系统的仿真采用自上而下的系统设计方法，构成一个闭环系统，包含显示控制系统、飞行控制系统、任务机系统、外挂管理系统、数据处理系统。其中飞行控制系统驻留在飞行仿真计算机中；显示控制系统和任务机系统驻留在主仿真计算机中；武器外挂管理系统和数据处理系统驻留于嵌入式计算机中。主仿真计算机通过以太网接口与飞行仿真计算机进行数据交互，通过1553B总线与嵌入式计算机交联，嵌入式计算机作为总线上的一个RT，主仿真计算机进行1553B总线控制，控制总线上的信息接收、传输以及信息处理，将系统关键信息反馈给操作人员。
2 机载训练系统功能
按照仿真系统设计思想，机载训练系统分为五个部分：显示控制仿真模块、环境仿真模块、火控解算模块、通信管理模块、数据库模块。环境仿真模块将系统需要的各种飞行参数，通过1553B传递给显示控制仿真模块，通信管理模块进行数据的分发，数据库模块进行数据的存储和管理，最终在显示控制仿真模块界面进行显示。
机载训练系统通过虚拟周边按键，模拟飞行员触摸屏，实现触摸控制和画面切换。画面更新通过以太网UDP协议发送至主仿真计算机，主仿真计算机控制数据实时驱动。机载训练系统的显控系统包含多功能显示器和平显仿真器。多功能显示器通过周边键操作，可改变工作状态，完成相关任务，进行相应画面驱动，包含自检画面显示、导航显示、雷达显示、导弹参数显示、敌我态势显示等；平显仿真器主要用于显示高度、速度、航向、姿态等飞行数据，对飞行数据进行监控［4］。
3 系统软件设计
机载训练系统软件采用物理仿真，主要包含显示控制仿真、环境仿真、火控解算、通信管理仿真、数据库。由于采用模块化的设计结构，大大提高了系统可靠性、可维护性和可扩展性。机载训练系统软件仿真结构图如图1所示。
3.1 显示控制仿真
显示控制仿真主要进行多功能显示器仿真、平显画面的仿真、任务分配与管理。按照模块化思想，分为初始化模块、控制模块、显示模块、数据处理模块。
初始化模块：完成硬件初始化和软件初始化，主要包含板卡的打开与加载，数据通道的打开等。
控制模块：该模块主要完成系统状态控制、通信控制以及显示控制，即根据子系统的相应状态以及虚拟键的相关操作，确定系统运行状态与工作方式的控制与切换。
显示模块：包括多功能显示器显示和平视显示器显示。系统发送给多功能显示器画面信息，多功能显示器通过周边键切换完成不同任务界面的显示，包含自检画面显示、导弹参数显示等；平视显示器实时显示飞行数据以及飞机的状态变化。
数据处理模块：对将要发送的数据根据系统相应的ICD协议，进行实时编码；对接收到的有关数据块根据ICD协议，进行实时解码，根据系统人员的操作，完成信息实时处理和图形字符的产生。
3.2 环境仿真
环境仿真包含载机模块、目标模块、地理地貌模块。载机模块建立载机模块模型，生成相应航迹数据，仿真中可以设置、监控飞行参数，控制飞机飞行。目标模块建立目标运动相关参数，控制目标的飞行方式。地形地貌模块建立地形地貌数据，其每一个基本单元都包含有特定地理特性，生成相关地理地貌模块。
3.3 火控解算
机载训练系统火控解算主要是空对空的武器瞄准发射计算，根据雷达跟踪目标参数以及本机参数，完成相应方式武器攻击区的计算［56］，控制武器的发射，将相应结果输出给平显、多功能区域显示。
3.4 通信管理
信息传输的可靠性对于系统的总体运行至关重要，通信管理仿真包含以太网模块和1553B数据总线管理模块。以太网模块包含数据发送模块与数据接收模块。因为UDP通信协议的实时性比较高，因此采用UDP协议进行数据的收发，确保数据传输的实时高效。1553B数据总线管理模块包含总线驱动、总线数据发送模块、总线数据接收模块，控制1553B总线上信息的传输，监控1553B总线上的数据。
机载训练仿真系统在显示控制系统和飞行控制系统之间采用以太网通信，并且可以对飞行数据实时监测，对相关功能模块仿真，在显示控制系统和其他子系统之间采用1553B总线进行串行通信。1553B总线通信系统的性能可以用总线负载和消息延迟时间率这两个指标来评价。总线负载是传输消息所需时间与通信系统总的激活时间的比值，它反映了系统的可扩充性；延迟时间率是消息的实际传输时间与最大允许的延迟时间的比值，它反映了系统传输消息的效率和实时性［7］。
为了合理平衡这两个重要指标，对总线上传输的消息进行优化分配。优化消息分配为合理地安排总线上的各类消息，使得总线消息传输达到总线均衡，即是在满足每条消息最大延迟时间要求的前提下，合理确定每条消息的相位，使得总线各处消息的延迟时间率达到均衡，并以此生成最优效率的总线通信系统传输层软件。优化消息分配法的处理过程分为两步：排序处理和机制插入处理。排序处理是为了整理随机排列的消息块文件，排序的原则是：按消息块最大允许延迟时间由小到大进行排序；具体相同最大允许延迟时间的消息块以消息量大小由大到小排序。机制插入处理是依据总线控制协议更新检测传输的机理，通过发送矢量字方式指令检测数据是否更新。机制插入处理完成将矢量字方式指令插入到需检测的消息或消息块之前的操作［89］。优化的消息分配表如图2所示。
依照图2的优化消息分配法，每条消息的传输相位总是安排在用于消息传输时间最小的小周期中，从而各个小周期用于消息传输时间的差异不会超过一条消息的传输时间，总线的平均延迟时间率是均衡的，而且此优化方案的解是惟一的。
优化的消息分配法，相对于简单的消息分配，有一个重要特征就是取消了简单分配法下的每个小周期的寂静期，传输周期是变化的，一个周期完成之后并没有寂静期，而是马上开始新的周期［10］。优化的消息分配法是对周期性消息传输方式的一种合理改进，它的消息安排来源于后者，只是在消息数量上有所增加，增加了对消息更新与否的矢量查询。
4 系统仿真
机载训练系统仿真首先通过FLSIM软件进行飞行数据的获取，然后根据UDP协议，通过发送程序，把数据分发给各个子系统，子系统根据相应需求进行相关处理和分配，主程序在1553B总线信息管理下，最终把相关数据发送到各个视景界面，通过虚拟按键的操作，进行视景画面驱动。
其中系统仿真界面如图3所示，整个仿真主界面成品字型，符合真实飞机应用环境，系统包含20个虚拟按键，通过按键操作，进行实时动态显示，及时反映飞行状态。武器外挂信息显示画面如图4所示，对飞行数据的实时显示与监控画面如图5所示。由飞行数据查看界面可知，飞行数据实时准确，符合仿真技术要求。
系统给操作人员提供飞行视景模拟，使操作人员更加感性地认识整个机载训练系统的工作原理，对相关设计提出要求，从而进行系统性能和功能改进，达到更好地为操作人员提供训练的目的。
5 结 语
本文给出了机载训练系统的功能和组成，按照机载训练系统的顶层设计和系统模块化建模的思想，进行了系统仿真，系统运行稳定可靠，达到设计技术指标要求。此系统运用到相关操作人员训练和保障中，在实际工程应用中收到良好的效果。
参 考 文 献
［1］樊世友,朱元昌.嵌入式仿真研究［J］.计算机仿真,2005,22(12):1013.
［2］罗志强.航空电子综合化系统［M］.北京:北京航空航天大学出版社,1990.
［3］樊会涛，吕长起，林忠贤,等.空空导弹系统总体设计［M］.北京：国防工业出版社,1997.
［4］刘兴堂.空中飞行模拟器［M］.北京：国防工业出版社,2003.
［5］赵锋.基于面向对象的外挂管理和导弹模拟器仿真系统的设计［D］.西安：西北工业大学,2005.
［6］刘代军,高晓光.中远程空空导弹允许攻击区的快速模拟算法［J］.西北工业大学学报,1999,17(4):530533.
［7］李彬,袁博.一种适合于使命计算的航空电子总线应用研究［J］.计算机应用技术,2008(14):6366.
［8］李宗金.1553B总线系统技术指标分析［J］.电讯技术,1998(4):3034.
［9］侯朝建.1553B总线通信信道负载和效率评估［D］.成都：电子科技大学,2007.
作者简介：张长营（1968-），男，江苏宿迁人，江苏省电力公司职业技能训练基地，高级工程师；王晓红（1969-），女，江苏宿迁人，江苏省电力公司职业技能训练基地综合管理部，助理工程师。（江苏 连云港 222069）
中图分类号：TM74 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）27-0206-02
按照国家电网公司智能电网建设的总体要求，电力用户用电信息采集系统的建设要实现“全覆盖、全采集、全费控”的总体目标，为了保证这一目标的实现，国家电网公司于2009年制定了智能电表和用电信息采集系统建设的技术规范，规范明确了系统建设的总体技术框架和技术指标，同时给出了系统建设的技术路线图。随着国家电网公司对用电信息采集系统的全面推广，用电信息采集系统的建设步伐越来越快，未来五年内即可实现用电信息采集系统建设的“全覆盖、全采集”目标。
目前，随着系统建设的持续开展，全国各地大量的电能量数据采集终端设备陆续投入运行，用电信息采集系统的设备运行、维护工作也被提上议事日程。现阶段大部分对系统的运行和维护工作皆由电能计量人员完成，由于用电信息采集系统所涉及的设备多、技术复杂，运维工作量大，与传统的电能计量装置运维工作迥然不同，对运维人员的技术技能水平都有着很高的要求，所以参与系统运维工作的人员亟需通过培训来提高自身的技能水平以满足现场工作的需要，而现场真实的用电信息采集系统由于工作和安全条件所限，不能对技术人员进行在线培训。用电信息采集模拟实训系统可以通过模拟现场设备的运行工况，最大限度地满足用电信息采集人员的技能培训需求，提高其业务技能和工作效率，从而加快电力营销信息化建设的进程。
一、实训系统构建的基本思想和建设目标
用电信息采集模拟实训系统的建设框架是按照电力企业关于电能计量系统和用电信息采集系统建设的最新规范标准设计，应用先进的信息和通信技术，依据国家电网最新行业标准，采用分层、分布、开放型结构构造理念兼平台一体化设计思想，最大程度模拟现场实际情况，并结合培训教学的实际需要进行构建。构建的模拟实训系统不仅涵盖配电和用电中电能计量设备的实际应用，而且涵盖主站系统的数据采集、网上售电和线损管理等众多功能模拟。实训系统建设的目标是培训学员掌握电力系统用电信息计量设备、采集设备的安装使用及常见故障处理；掌握电能计量系统常用工具的使用、整个系统工作流程；掌握主站采集系统、线损管理系统和网上售电系统的应用。通过本实训系统的培训，学员能够掌握电力系统中电能计量的全面知识和熟练使用用电信息采集系统，走向工作岗位后可实现技术技能无缝衔接。
二、实训系统构建的基本原则
用电信息采集模拟实训系统将模拟现场的安装运行环境，满足专变大用户信息采集仿真模拟系统、公用配变监测仿真模拟系统、集中抄表仿真模拟系统、用电信息采集实训系统等，同时可实现采集系统运行过程管理的演示功能。系统构建原则如下：
1.先进性和可靠性相结合原则
实训系统设计时采用国内最先进的信息和通信技术，依据最新的国家电网建设标准，并且从结构、技术措施、设备选型、设备性能、设备容错、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保项目运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间，使每个故障点对整个系统的影响尽可能的小，并提供快速的故障恢复手段以及资料备份手段，以保证资料的安全和系统的正常运行。
2.开放性和扩展性相结合的原则
实训系统在遵循统一的国际标准和工业标准的前提下，采用标准的软件平台和系统、计算机设备，采用规范的网络结构，并遵守相关的接口标准。坚持标准化原则，选择符合开放性和国际标准化的产品和技术；系统的设计在软件上采用模块化设计，以确保系统扩展应用时具备灵活性、可靠性，不影响系统核心业务执行。
3.兼容性和安全性相结合的原则
实训系统建设充分考虑兼容性，具备灵活、规范的数据接口，可兼容符合统一标准的系统和终端表计产品，还可兼容现场正在运行的其他非国网标准的协议，确保数据信息的共享和统一管理。采用切实有效的安全手段，分层次、全方位保证系统信息传输的安全。
4.完整性和灵活性相结合的原则
实训系统设计时严格按照“全覆盖、全采集”原则，从系统模块功能到产品覆盖面，涵盖所有需要计量和采集的场合，保证了系统的完整性。系统具备灵活性，如系统扩展、产品更新时，不影响系统本身的正常运行，可完全保证用电信息采集的实时性和完整性。
5.虚拟性和仿真性相结合的原则
实训系统设计时严格按照现场培训教学实际情况，最大程度模拟系统应用现场的运行工况，最大限度调动学员的学习积极性，引导学员积极进行系统及终端表计的研究和学习。
三、实训系统的基本构成及其功能
用电信息采集模拟实训系统总体包含专变大用户用电信息采集模拟子系统、公用配变模拟子系统及集中抄表模拟子系统、用电信息采集实训主控软件。
1.用电信息采集专变大用户终端模拟实训系统构成及其功能
用电信息采集专变大用户模拟实训装置采用台体式机柜设计，由2台专变大用户模拟柜组成，模拟不同计量方式专变用户，包括高供低计三相四线用户（3×220V）、高供高计三相三线（3×100V）用户，系统通过加载智能模拟电源，给专变采集终端和三相智能电能表提供模拟负荷，通过隔离互感器到表尾，通过仿真智能电能表模拟总分表关系，正面两块表中1块仿真表，1块真实表，两块表为并列关系，背面两块表为前面1块表的分表。
专变大用户模拟部分：智能电能表与专变采集终端通过485方式进行通讯，专变采集终端通过以太网、230MHz方式实现数据上传到主站系统。
加载系统：包括虚负荷电压电流源、电压互感器、电流互感器、加载控制系统等。加载系统控制通过主控计算机控制实现。
负荷控制模拟部分：通过模拟高低压出线柜控制开关，去掉原来继电器模拟方式，采用交流接触器模拟合闸、分闸控制及状态，接触器通过12V低电压控制，合闸、分闸按钮及状态指示灯采用与真实开关柜一样的外形，其中一路负荷控制输出通过交流接触器接入室内后面控制，控制空调的电源。
故障模拟部分：每块电能表都可以通过计算机设置电能表交采回路的故障，表计故障模拟部分可以实现计量回路常见的电压错线序（abc，bac，acb）、电流错接相（abc，cba）电压断线（断A、断B、断C）、电流开路、电流短路、电流极性反接等常见故障。可以模拟表计与终端485通讯故障（包括断A，断B，A、B互换），可以模拟三相仿真智能电能表内部计量故障，包括电压、电流采集与显示故障。在故障设置中可通过调节电压输出模拟低电压供电通信不可靠故障。
1号专变柜柜体第一、第二表位配置为三相三线，其中一块为三相三线智能电表，另一块为三相三线仿真智能电表，三相智能仿真电表可以通过计算机对表内部的各种参数进行设置读取。这两块表计为并列关系，共用一个联合接线盒，背面两块配置为三相四线智能电表。
2号专变柜柜体第一、第二表位配置为三相四线，其中一块为三相四线智能电表，另一块为三相四线仿真智能电表，三相智能仿真电表可以通过计算机对表内部的各种参数进行设置读取。这两块表计为并列关系，共用一个联合接线盒，背面两块配置为三相四线智能电表。
柜体将负荷控制管理终端和正面两块电能表作为总表，背面两块三相四线电能表作为分表，通过回路遥控可以控制各个分表的电流，分表电流变化，总表与负荷控制管理终端会进行相应的减少，柜体用第一回路控制制背面的第一块电能表，第二回路控制背面的第二块电能表，第三回路为预留，第四回路可以通过引接线引接控制实训时空调用电。
实训装置可以通过软件在短时间内模拟用户一天的负荷曲线，负荷曲线图可以手动绘制，也可以通过软件随机产生，软件设置完成后会按照所设置的负荷曲线控制虚负荷电源的电流。
2.用电信息采集公配变终端模拟实训系统构成及其功能
用电信息采集公配变模拟实训装置采用台体式机柜设计，由2台公配变模拟柜组成，模拟不同计量方式公配变用户，包括三相四线（3×220V）、单相散户（220V）模拟，系统通过加载智能模拟电源，给公配变采集终端和三相智能电能表提供模拟负荷，通过隔离互感器连接到表尾。
公变模拟部分：智能电能表与II型采集器通过485方式进行通讯，II型采集器与集中器通过载波方式通讯，集中器通过以太网（光纤）方式实现数据上传到主站系统。
加载系统和故障模拟部分同专变大用户终端模拟实训系统。
在模拟电源中加入谐波输出功能，谐波数据可以通过软件设置故障的方式输出，模拟载波抄表时的谐波干扰，软件中最多可以设置19次谐波电压或者电流谐波，一户一表用户多配置1块采集器，模拟故障采集器运行，可进行比对。
实训装置可以通过软件在短时间内模拟用户一天的负荷曲线，负荷曲线图可以手动绘制，也能通过软件随机产生，软件设置完成后会按照所设置的负荷曲线控制虚负荷电源的电流。
3.用电信息采集低压集抄终端模拟实训系统构成及其功能
用电信息采集公配变模拟实训装置采用台体式机柜设计，由1台低压集抄模拟柜组成，模拟低压用户，包括三相四线（3×220V）用户模拟、单相（220V）用户模拟，系统通过加载智能模拟电源，给集中器和三相智能电能表、单相智能表提供模拟负荷，通过隔离互感器连接到表尾。
低压集抄用户模拟部分：智能电能表与采集器通过485方式进行通讯，集中器通过以太网（光纤）方式实现数据上传到主站系统。
加载系统和故障模拟部分同专变大用户终端模拟实训系统。
柜体中挂接一个II型集中器，此集中器通过RS485抄取其他表位的电能表数据，II型集中器通过以太网通讯方式将数据上传服务器。
实训装置可以通过软件在短时间内模拟用户一天的负荷曲线，负荷曲线图可以手动绘制，也能通过软件随机产生，软件设置完成后会按照所设置的负荷曲线控制虚负荷电源的电流。
4.系统实训软件构成及其功能
（1）模拟虚拟负荷。实训系统通过PC主机控制虚拟负荷功率源的启动与停止，产生各种工况下所需的电压、电流，用于电能表及采集终端、集中器、采集器使用，实现电能表的正常走字运行，保持与真实计量现场的一致性。
（2）培训管理。
1）学员管理。可以提供学员信息的增加、删除、修改、职称分类等功能。
2）题库的管理。可以支持题库的更新维护并能够按照试题类型进行检索来创建考试电子试卷。
3）在线理论考试。可以随机抽取各类型试题形成试卷并提供考生在线答题，考生提交后根据答案自动生成考试分数。
4）理论成绩查询。可以支持考生成绩存储、在线查询。
（3）系统管理。
1）通信管理。实现终端接入管理和终端实时在线的链路保持，并提供实训软件操作接口管理。采取系统应用层与通信层交互的通信信道配置。
2）系统接入设置。要提供与上级采集测试主站系统接入设置功能，包括系统位置、接入方式、数据交换配置等设置功能。可监测与测试主站系统的接入情况。
3）参数、数据库、故障库管理。
参数管理：对通讯参数、终端基本参数、控制参数、无功投切参数设置、存储参数等修改，进行模板设置等管理。
数据库管理：提供数据库修改单，可针对性地对数据进行EXCEL导出、修改、EXCEL导入。
故障库管理：添加新的故障组合（系统设置的所有故障进行选择组合）、删除旧有故障组合、修改原有故障组合。在模拟故障时，只需调用故障库中的故障类型，便可触发故障模拟。
4）系统用户管理与权限配置。能够自定义用户角色、操作权限。
5）操作日志管理。要存储操作日志并能够通过时间段查询。
一、教学大纲中对室内配线的要求
在中国劳动社会保障出版社出版的教材《维修电工技能训练》中，室内配线主要包括护套线配线、线槽配线、线管配线等内容，实习内容为：在长500mm、宽30mm的木板上做护套线配线练习或者线槽配线练习。
笔者认为，教材的设计还存在一些不足。一是实习内容少，学生练习时间少。二是达不到教学大纲的学时。大纲要求室内配线要达到160学时，而实际的教学情况是该课50学时就匆匆结束。三是与生产实践结合的室内配线的内容太少。实习时，学生都在木板上配线，一般都平放在桌子上，这种实习方法和实际的室内配线之间有差距，过于简单。
二、模拟现场生产情境，改革实习教学
1.增加实物
针对教材中的不足，笔者根据具体情况，设计制作了12个“室内配线实训接线台”。这个接线台采用两个长30mm、厚3mm的角钢焊接，木板均采用宽1m、长2m、厚5cm的五合板，顶面采用一块长0.3m、宽0.2m、厚5cm的五合板，较好地解决了天花板配线的问题。
针对配线中的综合练习，笔者设计了专门的电路，此电路涉及护套线配线、线槽配线、线管配线等多种配线方法。此电路设计的思路如下。每个家庭用户都应有一个空气开关，以备出现故障时断开。一般家庭多为60A空气开关，供家庭电器的短路保护和过载保护用，于是设计了QS；家庭中五孔插座根据需要安装，安装一个插座CZ进行训练；照明线路分别由单联开关K3来控制L3和L4，其中L3、L4为并联的灯泡（在实际中大部分灯为并联）；在上下楼梯照明灯中，分别设计了双控开关K1和K2控制灯泡L1、L2，而L1、L2为串联，此方法是为了练习多种接线的方法。
该电路能够让学生更好地掌握知识点，从以下几个方面培养学生的综合能力。一是正确识读图样，因为电工必须能看懂图样，图样是电工掌握线路组成的起点。二是熟悉布局与走线。对线路的走向、各个开关插座的位置、放置的地方有系统的了解。三是熟练掌握接线操作。该电路接线盒共有21个线头，和建筑工地的复杂接线差不多。其中4个灯泡采用串并联接线，共有8个线头；2个双联开关6个线头；最后一个开关为单联开关，共2个线头；插座3个线头，左零右火，另一个为接地线；电源开关2个接线头；接地线不接开关。四是正确使用万用表。在线路判断中，用万用表测量各元器件的相连方法。一般用电阻挡来判断，让学生明白不要打错挡位，更不要把电阻挡调到电压挡上测量。五是查找故障。当所有的线路安装完成后，通电试车时按双联K1、K2是否接通，接通后阻值R总=R1+R2；K3为单联，接通后看阻值R总=（R1×R2）/（R1+R2），通过此来判断线路是否正确 。也可以由教师设置故障，学生分别用电阻挡和电压挡来查找故障，在查找故障中提高自己的水平。
2.整体房间综合训练
在实训台上配线，总感觉与生产实际还有差距。于是，笔者通过努力把一间大教室改造成一套单元房，供室内配线练习用，在一定程度上缩短了学生实习与建筑工地室内配线之间的距离。具体实施如下。
（1）综合建筑工地室内配线情况，进行暗线配线和槽板配线，对于现在已不使用的护套线配线，不再作为重点内容。
（2）房间改造。根据住宅电路要求，对墙壁和天花板进行切割，把线管埋入墙壁内，线管内放入铁丝，用作电线，最后混凝土抹灰，挖开关、插座洞，暗线布置装插座、开关、灯泡的位置，最后再给所有墙壁上装上木板，木板厚30mm、长100mm，主要用于槽板配线。
当前职业教育的改革应先从课程设计开始，将教材与企业的需求进行结合，消化吸收，写成新的教案，整理成新的讲义，再开发成新的教材。但在观念没有改变，改革经验没有积累之前，一本好的实训教材就很难完成。按照“以就业为导向，以服务为宗旨”的职业教育目标，我们培养的学生应当具有良好的职业道德和职业素质，具有熟练的职业技能，走上岗位后具备可持续发展的能力。目前的职业教育教学受传统的“一次性教育”的影响，总是希望在学校里尽可能把完整的知识系统灌输给学生，重视知识的传授、积累，没有建立“自主学习、终生学习”的现代学习观，忽视了学生“学习能力”的培养、训练。知识与能力之间的连接只能用“实训”来实现。因此，在职业教育中用恰当的任务进行能力训练，通过做事，来完成指定任务目标，成为培养学生技能的关键。
项目教学法是在学生实训过程中提高专业技能，解决实际问题而实施的一种有效的教学方法。具体就是以给定目标为任务，以具体实施为训练导向，让学生通过完成任务，在实训中开展一系列的学习和思考，相互讨论，集体解决实际问题。
电工实训是电气、机电类专业教学计划的重要组成部分，是掌握电工技术基本技能，达到国家职业技能鉴定标准的重要教学环节。要求学生通过实训，掌握电气设备的构造、原理、掌握电气设备及其附属设备的控制原理，正确绘制、阅读电工电子原理线路图，掌握维修技巧；会干，巧干；积累经验，增强实战能力，满足社会和企业技能人才的需求。利用项目教学法在一项任务中训练学生所有的能力是有可能的！当学生必须完成一个个实训目标，完成总的实训要求时，这些能力必然都能达到。本文以电工实训中三相交流异步电动机控制电路的实施为例来展开。
实训过程要求分组实施，每组5～6名同学，以小组为单位，各组提供一个设计方案，通过讲台这个平台，来交流学习，同学都可以来点评，提意见。通过这个过程，锻炼学生胆量，增强交流能力，拓宽知识点。经过讲台的演说历练，同学们的点评，对自己的成果有一个全新的认识。吸取经验和教训，对以后的学习工作中，遇到类似的事情，考虑问题的出发点就会更广泛一些。
一、策划电路
（一）任务一：明确工作原理。（组织同学们自查原理）
（二）任务二：提出电路分析设计，设计要求如下：
1.会分析：分析工作过程，分析工作细节像点动，长动，正反转，顺序启动，逆序停车，多点控制，时间控制，限位保护，自锁，互锁，电路短路和过载保护等，并分析所需器件。
2.会设计：根据动作过程分析来设计主、控电路，并画出原理图。
（三）任务三：设计实施
1.主电路分析与设计。（根据上述老师提出的电路分析设计要求，学生做出主电路图）
根据每组学生给出的主电路老师进行评测，最后确定最为合理的电路图。并且通过此过程使学生更加理解电路工作原理。
2.控制电路设计。老师提出控制电路设计需要思考解决的问题，由学生自我设计电路。
教师的点评，不能说哪一组最好，哪一组最差，好与差，让同学们自己通过视觉和听觉，电路的比较，通过同学们之间的点评去体会。最后关键是看哪组设计的电路用到的触点最少，电器通电的时间最短，电路最完善，相对来说就能提高设备的使用率，并达到节省设备材料和电能的目的，这才是很重要的。
二、实施
（一）任务一：画接线图
当我们有了电路后，要把电路变成实物还是需要一个过程的，在以往的实训中，很多同学都是按照原理图直接进行配线，虽然也能完成电路，但与我们的实训要求还差一个步骤，学生的配线必须按照接线图有步骤进行。
接线图和原理图是不是一回事呢？准备好几张电气施工图纸给同学们观看，通过实例的演示，让大家明白还有接线图这一概念。那么怎么把原理图变为接线图呢？（小组讨论）
1.位置图
位置图又称为电器排列图，是电器排列和安装指导要求。
电器排列的原则：在满足电器与电器之间的“安全距离”的同时，实现布局合理、美观，尽量节约导线，方便接线。
2.端子排
先让同学们观察实物，并考虑接触器和接触器之间触点的连接用什么样的导线？按钮和接触器之间的连接用什么导线？
通过讨论，意见对比，我们可以发现，像接触器之间的连线用硬绝缘导线比较好，而像按钮的引出线用软的绝缘线比较方便。而软线和硬线的连接就是通过端子排来实现连接的。
3.编号图
另外我们通过观察我们发现图纸上还有编号，那么编号又是怎么实现的呢？画编号的目的是什么呢？
编号是我们根据电器实际的排列位置，在位置图上对器件进行编号，书写方式包含了器件号和端子号，中间用冒号隔开。有了编号图，某个电器的某个点就清晰多了，便于以后接线和线路查线。
最后根据位置图和编号图，依据原理图完成接线图的画法。可见位置图是画接线图的基础，而原理图是实现画接线图的依据。
最终我们得出一个结论，从一个电路的设计完成，到一个电路的实施，还要经历画位置图和接线图这个过程，按照指定位置排列进行排列和安装，用导线按照一定的工艺要求，实现电器之间的连接，最后完成一个实用电路。
（二）任务二：实施
有了具体的要求，怎么具体实施呢？让同学们根据前面的讲解要求，总结出自己的方法，按照自己的思路画出接线图。
在点评中教师要总结出一套画接线图方法，供同学们学习思考。
三、任务：工艺训练
工艺要求比较多，用顺口溜来表述好记忆
量导线，塑造型，有弯不直木块整；横平走、竖直行，紧贴盘面来绕行；上下接线要对称、美观好看易造型；控制电路要求多：少交叉、不架空、没接头、不压绝缘不松动；软硬相连用端子，硬线成排软成束，固定盘面要仔细；配线结束要检查，光用眼睛哪能行，还要仪表来完成，杜短路，防漏电，细心检查是关键；确保安全是第一，文明生产要体现。
主电路，后完成，纵向走线要贴盘，横向走线空中连；电流大导线粗，弯角莫直要圆滑；故障主要是缺相，嗡嗡不转来提醒；缺相后果很可怕，电机冒烟损失大；试车程序要牢记，人机安全保生产。
四、任务：检查线路和试车
当电机接线完毕后，不能马上进行通电试车，而是要在通电前，对所连电路进行仔细检查，确保万无一失，方可进行第一次通电检验。（让学生分析电路图找出自我检查线路的方法，最后教师总结）
五、任务：故障分析与排除
在实际配线中，同学们易犯下列几种故障：线路故障（接线错误，导线压绝缘皮、螺丝每拧紧造成接触不良），器件故障（触点、线圈）。线路故障的排除，需要在通电试车前，按照接线图和原理图认真核对，检查导线压接是否牢靠，用螺丝刀轻触看是否能松动；为了避免压绝缘皮，线头一定要露铜，但露铜不能太多；器件故障，用万用表检查接触器触点是否正常通断，线圈是否完好，热继电器常闭触点是否导通。同时还要排除另两类故障：短路故障和漏电故障。根据以往的经验，我们把各种情况作了总结，提高对电路的理解，对故障的判断。
1.1企业对技术工人的需求量不断增大近年来，对上海市工业生产影响较大的电子信息、汽车、成套设备等行业显示了良好的发展态势。其中，电子信息产品制造业是近两年来对上海市工业生产拉动最大的行业，发展十分迅猛，门类不断增加，新的岗位需求迅速增长，对相关岗位的要求也在不断提高，为这一产业提供各种层次和规格的人才，是推进这一产业健康发展的重要保证。通过一批生产一线的行业专家和高技能人才的参与，以具有产业代表性的企业为对象，对企业和市场的调研，形成调研结论：企业用工的基本原则是“能够从事具体岗位的工作”，追求高学历不是企业的出发点和归属，“办企业的目标就是追求利润”，所以，企业对人员的需求也是根据需要呈现多层次，根据需求和成本的要求来用人。只要符合要求，各种学历层次的人员都有就业和发展的机会。调研表明，尽管作为管理层的技术人员已经不是中职学生的岗位定位，但由于产业水平的提升，一些企业中轻视技术劳动力和偏重学历的倾向也已经开始扭转，对技术工人的需求量将越来越大，培养这一类人才将是我们中职教育的宗旨。从企业的需求来看，一线技术工人仍然是企业生产中最基本的人力资源。技术工人与一般的操作工人相比，技能要求高，要求有一定的理论和专业知识的基础，要求有一定的应对实际问题的能力。
1.2中等职业教育的目标是培养知识型技能人才根据全国职业教育工作会议精神和国务院有关决定的要求，职业教育必须及时充分地满足经济社会发展的需求，同时是广大受教育者掌握岗位技能和提高职业素质的需求，必须充分面向社会产业，为生产的需求和学生就业的需求直接对接。上海市中等职业教育应立足上海地域经济，满足先进制造业和现代服务业需要，培养符合生产、服务一线使用要求的知识型技能人才是基本目标。电子技术应用方向主要是面向电子产品生产企业，培养在电子设备和产品的整机生产、服务和基础管理的一线从事电子设备装接、调试与维修的应用型人才。这正是本课题立项的基本出发点。
2对培养中职电子电工专业应用型人才的一些思考
2.1实训任务设计重点考虑任务与生产实际的结合实训任务设计必须与工作任务密切联系，一门课程应包含一项或多项工作任务，要改变“实践是理论的延伸和应用”的理念，以工作任务来整合理论与实践，从岗位需求出发，构建任务引领型实训课程，增强学生适应企业的实际工作环境和完成工作任务的能力，使学生通过实训任务训练后，能直接应用于实际生产。在设计实训任务时，对如何将生产实例改造为实训任务，这就要求教师经常到生产一线调研，掌握生产实际情况，及时补充新的实训任务。创设的“生产情景”具有促进职业能力形成的功效。通过应用实践教学为学生未来职业和生活做准备，使学生能借助所学的技能知识解决来自生产和生活实践中的具体问题；通过必要的基础理论教育和充分的职业训练，使其成为在该行业具有独立从事职业活动能力的职业人才。
2.2技能是培养应用型人才突破的关键
虽然对企业的调查表明，他们更关注的是学生合作精神、吃苦耐劳、定位明确、规范严谨等情感因素的发展，但在具备了这些素质的前提下，职业能力水平高的学生无疑更具有就业竞争力。如何在中职的课堂上培养电子电工应用型人才？笔者从教学实践和生产实践出发，着重论述一下三大核心技能的关键点及其教学方法。
重点之一：识读各类电气线路图的关键是用“整体到部分，部分到整体”的方法。新课标职业能力培养目标中要求能识读中等复杂程度的电气控制系统图。只有学会了识读电气控制系统图才能在工厂中解决实际问题，以下是根据教学经验总结出来的这个技能的教学关键点：任何复杂的机床线路，都是由几台电动机控制线路组成，每台电动机控制线路又是由几个基本控制环节组成。识读机床线路时，首先用“整体到部分”的方法将整个设备系统划分为几个电动机控制回路部分，再逐步分成几个基本控制环节。识读每个控制回路部分的基本控制环节，到逐步分析每个控制回路的工作原理以及各个控制回路之间的控制关系之后，再用“部分到整体”的方法，回到整个设备系统，识读整个控制电路，看是否有遗漏。特别要从整体角度进一步检查和理解各控制环节之间的联系，对电路中的每一个回路、电器中的每一个触点的作用都应了解清楚，为总结特点做准备，以便对整个电路有清晰的了解。
重点之二：安装调试的关键点是将电气原理图翻译成安装接线图。安装调试也是电工电子应用型人才今后职业的重点，笔者解决这一技能的教学方法是将复杂的接线用步骤分解的方法转换到纸上练习。（图见下页）按照复杂的电气原理图（图一）将各类电器元器件如何安装成机床控制板（图二）是电工电子技能的重点，实际就是将电气原理图（图一）翻译成安装接线图（图五）。解决这个技能一般来说是通过多年的安装接线实践才能逐步获得。为突破这个教学和职业难点，笔者在教学中编写了校本教材，使得只能在实训室操练的技能变成了可以利用课余时间用笔在纸上来练习接线完成，具体就是用步骤分解的方法：
①首先在纸上将各类元器件按照机床控制板（图二）的实际位置进行排列，即电器排列图（如图三）。
②然后在这张纸上进行接线安装练习，这样的好处是可以进行走线分析，避免绕路引起不必要的复杂；教师还可以纠正接线错误，使学生的接线技能得到了大大的提高，改变了实际操作中接错一根线变成一团乱麻，很多学生对此丧失了学习本课程的信心。采用了校本教材就能够清楚地指出了错误的所在，这根线纠正了以后，机床就按照学生的指令运行了，使学生的学习兴趣大增。
③（图四）是第一根接线示例图，让学生从简单到复杂，逐步把所有接线完成，即完成安装接线图（图五），这样就把复杂的接线问题简单化了，便于学生理解和掌握安装调试技能。让学生举一反三，再复杂的接线也变得很容易就掌握了。重点之三：重视检修训练，是解决实际问题的关键。检修训练是对实训内容的巩固与提高，是在实训任务的基础上做进一步的扩展，其中还包括检修的经验交流，从而引申到实际生产中的排故检修。因为本专业毕业生在工厂第一线能从事电气安装、调试、运行、维修等工作，所以在工厂中的实际应用问题最重要，仅学会原理和安装调试是不够的，不能在生产流水线上解决实际问题，检修是本专业的重点。目前我国中职教育把电工电子人才的培养还停留在原理图的学习和简单的安装接线上，虽然提到一些检修，但这些检修是原理的延伸，也就是模拟的故障，离生产实践的实际故障相差很远。如何解决这些问题？是需要经过不断的实践磨练逐步总结出来的，其中有些关键的问题，关键的手段就是本文来论述的。
因为中职学生今后职业的复杂性，所面对的就是应用的复杂性，即检修的复杂性，它不是简单的原理运用。笔者曾在大型工厂从事进口生产流水线疑难问题维修、维修指导及维修技术人员培训工作，通过十几年的实践总结出来的关于检修的一些教学经验，供中职教学以借鉴：由于测试仪是针对某设备的，而且仅指示故障出现的部分，却不能指出故障点，所以不在讨论范围之内，我们讨论的是通用的电气电子类维修技能，方法如下：
①直接观察法：教学生用感官（眼、耳、手、鼻）检查有否火花、异常声音、过热、烧焦现象，若有以上现象发生，此部位即是故障点。
②插拔法：如果机器如电脑发生“钳死”（硬件损坏的死机）现象，那么采用插拔法能迅速找到故障原因。一块块拔除控制板，然后测试机器状态，一旦拔出某块控制板后系统恢复正常状态，那么肯定故障点就是此块控制板。
③交换法：一般机械都有前后、左右、上下、旋转四个方向的来回循环动作组成，四个部分的电气控制板是完全相同的，如果前后动作出现故障，那我们把好的的控制板兑换后机器正常动作，说明故障点就是此块控制板；如果好控制板兑换后机器工作仍不正常，就说明问题出现在上一级或控制电脑的问题。
④跟踪法；是一种根据波形不正常点顺藤摸瓜，向前或者向后溯本求源，以仅发现的一点线索认真分析穷追不放，直到查到故障点使工作正常。
⑤敲击法：机器有时时好时坏，很可能是虚焊或接触不良，使得接触电阻增大，对于这种情况在机器正常运转的情况下，可以用小橡皮榔头轻轻敲击观察是否出错或停机，若敲击某处故障出现了，原因就找到了。
⑥原理分析法；从原理出发，根据时序关系，从逻辑上观察各点应有的电平是否正确来分析判断故障的原因可能性，再逐步缩小范围直到找到故障点。
⑦升温法：有时故障随温度的升高或工作时间长了以后出现，而关机检查一切正常，对于这种情况就可以人为地将环境温度适当升高（当然不可以升得太高以至于将正常工作的器件烧坏），加速一些高温参数差的元件“死亡”，来帮助寻找故障原因。
⑧电源拉偏法：有时故障在很长时间如几小时或更长时间才出现一次，可以人为的造成恶劣的条件来帮助找出原因，如电子线路的正常工作电压是+5V,人为的将工作电压适当加大，如加到+6V，若故障出现频繁了，故障原因就容易找到。通过以上这些检修手段可以解决生产实践中所遇到的大部分问题，但是检修的技能更需要通过实践来提高。
