TW-CK18 過程控制及自動(dòng)化儀表實(shí)驗(yàn)裝置
《TW-CK18過程控制及自動(dòng)化儀表實(shí)驗(yàn)裝置在教學(xué)中的應(yīng)用探索》
在當(dāng)今職業(yè)教育快速發(fā)展的背景下，如何培養(yǎng)出符合企業(yè)需求的高素質(zhì)技術(shù)技能人才成為職業(yè)院校教師關(guān)注的重點(diǎn)。TW-CK18過程控制及自動(dòng)化儀表實(shí)驗(yàn)裝置作為一款集教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、科研于一體的綜合性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為自動(dòng)化類專業(yè)課程的教學(xué)改革提供了有力支撐。下面，我將結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，談?wù)勥@款設(shè)備在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用體會(huì)。
一、TW-CK18實(shí)驗(yàn)裝置的基本組成與特點(diǎn)
TW-CK18過程控制及自動(dòng)化儀表實(shí)驗(yàn)裝置是我們學(xué)校自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)室的核心設(shè)備之一。這套裝置采用了模塊化設(shè)計(jì)理念，主要由過程控制系統(tǒng)、檢測(cè)儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制軟件等部分組成，真實(shí)模擬了工業(yè)生產(chǎn)中的典型過程控制場(chǎng)景。
與同類產(chǎn)品相比，TW-CK18有幾個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)：首先，它采用了工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)器件，如西門子PLC、智能調(diào)節(jié)儀等，確保學(xué)生接觸到的設(shè)備與企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)完全一致；其次，系統(tǒng)支持多種控制方式，包括單回路控制、串級(jí)控制、前饋控制等，能夠滿足不同層次的教學(xué)需求；最后，開放式的軟件平臺(tái)為學(xué)生提供了自主編程和算法驗(yàn)證的空間。
在實(shí)際教學(xué)中，我們特別看重這套裝置的"真實(shí)性"和"可擴(kuò)展性"。學(xué)生在這里獲得的技能可以直接遷移到工作崗位，而豐富的接口也為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供了可能。
二、實(shí)驗(yàn)裝置在課程教學(xué)中的具體應(yīng)用
在《過程控制系統(tǒng)》這門專業(yè)核心課程中，我們依托TW-CK18設(shè)計(jì)了循序漸進(jìn)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目體系。對(duì)于剛接觸專業(yè)的大二學(xué)生，我們主要安排基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，如溫度、壓力、流量等過程參數(shù)的檢測(cè)與標(biāo)定。通過親手操作各類傳感器和變送器，學(xué)生們對(duì)工業(yè)測(cè)量?jī)x表有了直觀認(rèn)識(shí)。
進(jìn)入課程中期，學(xué)生們開始在裝置上實(shí)施單回路PID控制實(shí)驗(yàn)。我記得有個(gè)小組在調(diào)試液位控制系統(tǒng)時(shí)遇到了振蕩問題，通過反復(fù)調(diào)整PID參數(shù)，最終不僅解決了問題，還總結(jié)出了參數(shù)整定的經(jīng)驗(yàn)公式。這種通過實(shí)踐獲得的知識(shí)往往讓學(xué)生記憶深刻。
對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生，我們會(huì)引導(dǎo)他們嘗試更復(fù)雜的控制策略。去年就有學(xué)生團(tuán)隊(duì)利用這套裝置完成了"鍋爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)"的畢業(yè)設(shè)計(jì)，獲得了優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。這些案例充分證明了TW-CK18在培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力方面的價(jià)值。
三、實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的促進(jìn)作用
使用TW-CK18進(jìn)行教學(xué)最直接的成效就是學(xué)生工程實(shí)踐能力的顯著提升。通過完整的"檢測(cè)-控制-執(zhí)行"系統(tǒng)訓(xùn)練，學(xué)生們不僅掌握了自動(dòng)化儀表的使用方法，更重要的是培養(yǎng)了系統(tǒng)思維和故障診斷能力。
在去年的技能大賽備賽期間，這套裝置發(fā)揮了重要作用。參賽學(xué)生利用它反復(fù)練習(xí)控制系統(tǒng)調(diào)試、參數(shù)整定等關(guān)鍵技能，最終在全國(guó)職業(yè)院校技能大賽"工業(yè)過程自動(dòng)化"賽項(xiàng)中獲得了二等獎(jiǎng)的好成績(jī)。獲獎(jiǎng)學(xué)生反饋說，平時(shí)在TW-CK18上積累的經(jīng)驗(yàn)讓他們?cè)诒荣惉F(xiàn)場(chǎng)能夠從容應(yīng)對(duì)各種突發(fā)情況。
更讓我們欣慰的是，使用過這套設(shè)備的學(xué)生在就業(yè)時(shí)特別受企業(yè)歡迎。多家合作企業(yè)反饋，這些學(xué)生入職后能夠快速適應(yīng)工作崗位，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的控制系統(tǒng)"上手特別快"。這充分驗(yàn)證了實(shí)踐教學(xué)設(shè)備與職業(yè)崗位要求的契合度。
四、使用建議與改進(jìn)方向
根據(jù)多年使用經(jīng)驗(yàn)，我對(duì)TW-CK18的教學(xué)應(yīng)用有幾點(diǎn)建議：首先，要合理安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的難度梯度，確保學(xué)生能夠循序漸進(jìn)地掌握技能；其次，可以結(jié)合虛擬仿真軟件，先進(jìn)行算法驗(yàn)證再實(shí)際操作，提高實(shí)驗(yàn)效率；最后，建議組建學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，在教師指導(dǎo)下開展更前沿的控制算法研究。
雖然TW-CK18已經(jīng)是一款相當(dāng)成熟的實(shí)驗(yàn)裝置，但從教學(xué)發(fā)展角度看，還可以在以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：增加工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)接口，適應(yīng)智能制造人才培養(yǎng)需求；開發(fā)更多典型工業(yè)過程的模擬模塊；完善故障設(shè)置與診斷功能，強(qiáng)化學(xué)生排障能力。
五、結(jié)語
總的來說，TW-CK18過程控制及自動(dòng)化儀表實(shí)驗(yàn)裝置為職業(yè)院校自動(dòng)化類專業(yè)教學(xué)提供了優(yōu)質(zhì)的實(shí)踐平臺(tái)。它不僅幫助學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐技能，更為培養(yǎng)符合產(chǎn)業(yè)需求的高素質(zhì)技術(shù)技能人才提供了有力保障。作為一線教師，我們期待與設(shè)備廠商繼續(xù)深化合作，共同推進(jìn)自動(dòng)化類專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的持續(xù)提升。
在未來的教學(xué)中，我們將進(jìn)一步挖掘這套設(shè)備的潛力，開發(fā)更多貼近工程實(shí)際的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，讓更多學(xué)生受益。同時(shí)，也歡迎各兄弟院校的同行來我校交流探討，共同提高過程控制類課程的教學(xué)水平。
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