工業自動化工程訓練平臺的建設與實踐

馮鐵　李東華　高明強

[摘 要]在高校如何實施工業自動化實習實訓是工程訓練面臨的重大課題。本文通過對遼寧科技大學工程訓練中心工業自動化實習教師隊伍、課程體系建設、創新訓練等方面的實踐經驗進行簡要介紹，在與同行交流的同時以期有所裨益。

[關鍵詞]工程訓練；工業自動化；教學改革；創新訓練

[中圖分類號]TB-4 [文獻標識碼]A

工程訓練在我國高校培養工程技術人才的過程中發揮著重要作用。工業自動化技術作為現代工業三大支撐技術之一，納入到高校的實踐教學環節是大勢所趨。遼寧科技大學從2013年開始將工業自動化作為工程訓練重要組成項目進行建設，在工業自動化實習實訓方面進行了積極嘗試和探索。

遼寧科技大學與西門子（中國）工廠自動化集團共同建設了“先進自動化技術聯合示范實訓中心”，有機電一體化、過程控制、邏輯控制、高級冗余控制、運動控制系統等實訓設備30臺套，組建了工業自動化實訓部。工業自動化實習實訓雖然起步晚，基礎薄弱，培養方案、教學模式和課程體系都需要全新構建，但起點高，沒有歷史包袱和過多約束，教師們充分利用個人豐富的工程實踐經驗，積極嘗試，大膽探索，走出了一條賽練結合、習訓結合的工業自動化實踐教學新路子。本文就我校工業自動化工程訓練平臺建設與實踐進行簡要介紹。

1 教師隊伍建設

1.1 招聘具有豐富工程實踐經驗的企業高級人才充任教師

這些具備扎實精深的專業技能和豐富工程經驗的教師，在培養學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力方面優勢明顯。從2015年4月開始，教師全程參與自動化實訓設備安裝和調試，通過硬件結構、性能，軟件使用方法及設備操作維護等方面的技術培訓，迅速熟悉和掌握了設備操作、運行和維護維修。2015年9月就正式開始自動化實習教學。

1.2 鼓勵教師參與科研和工程項目

鼓勵和支持教師承擔科研課題和工程項目，組織教師到其他高校考察、參觀，積極選派教師參加學術研討會和技術培訓。通過這些舉措，開闊了教師眼界，完善了教師的知識和技術結構，了解和掌握自動化前沿發展信息。截至目前，中心自動化教師共參與3項國家自然科學基金項目及我校特色教學設備——物流分揀系統的自控系統設計、安裝和調試工作；2名教師獲得西門子教師認證證書，開展了一期西門子S7-300認證培訓，31名學生取得認證證書； 4名教師獲得西門子Campus-Hub校園學習中心指導教師聘書，并指導學生參加“西門子杯”中國智能制造挑戰賽；1人獲得西門子工業專家聘書等。

2 課程體系建設

結合我校學科特點，構建了基于CDIO理念的分層次模塊化工業自動化實習課程體系。

2.1 基本訓練

包括基礎知識、機電一體化和物流分揀系統演示性實習項目，以及運料小車控制兩個驗證性實習項目，做到點線結合、理論與實際操作結合，實現入門訓練的目的。

2.2 初級綜合訓練

在基本訓練基礎上，設計了32個具有學科交叉和專業融合特點的綜合性實訓項目，涉及PLC/DCS系統、冗余系統、變頻器、伺服系統、檢測與執行元件和儀表等自動化技術，重點提高學生的操作能力，培養學生的工程意識。

2.3 開放創新訓練

以中心支撐的“智造眾創空間”和“工業控制及仿真協會”兩個學生團體為依托，以大創訓練項目和學生大賽為牽引，通過多種渠道選拔學生，開展工業自動化創新訓練。對應課程充分體現機、電、控協同融合。開設工業機器人、物流分揀系統、機電一體化實訓系統、工業網絡實訓系統、高級過程控制系統、高級冗余系統和智能控制系統等高端設備的40余個創新型實訓項目。設備對協會學生開放，讓學生從工程應用的角度去設計自動化控制系統并實施，使學生學會主動學習和實踐，教師隨時指導；結合不定期講座和培訓等方式，培養學生的實踐能力和創新能力。

2015年以來，學生先后獲得國家級一等獎2項，二等獎3項，三等獎4項；省級一等獎11項，二等獎17項，省級三等獎9項。

3 教學改革

為使學生符合產業需求，切實掌握技能和技術，在教學的供給側積極進行改革和探索，以期實習實訓課程體系更加適應就業、創新創業等新的客觀需求。

設計——安裝——調試——故障處理——交付是自動化工程項目實施的全流程。目前工業自動化實習實訓是在成套教學設備上進行的，實習實訓缺少圖紙設計和設備安裝環節，學生對自動化系統設備的認知和訓練不到位，而且教學設備的控制柜柜體布置、集成電路板接線等與實際工程存在著差異。為使實訓更加系統、接近工程實際，讓學生建立大工程觀、大系統觀、大集成觀，我們增加了控制柜的設計和裝配實訓，增設了設計、安裝、編程和調試等實訓項目，實現從設計自動化控制系統的布置圖、原理圖、接線圖等開始，到按設計圖紙進行設備的安裝、接線，編寫系統的控制程序，系統軟硬件調試，故障診斷及處理，直至系統正常運行，最后進行項目交付，包括交付設計圖紙、控制程序、調試報告及系統使用說明書等，由教師進行成績評定。

這種覆蓋全生命周期的系統訓練不僅提高學生的識圖能力、設計能力、動手能力，還起到引導學生創新思維，提高學生分析問題和解決問題的能力。經過兩輪試點班實訓驗證，這些教學改革嘗試達到了預期的效果，豐富和完善了工業自動化實訓課程體系。

4 結語

本文通過總結兩年多來的工業自動化工程訓練平臺建設和實踐，就教師隊伍、課程體系建設、教學改革等方面進行了探討，希望能對同行有所幫助和借鑒。

[參考文獻]

[1] 高樾，胡曉珍，趙陸民.工程實訓教程[M].成都：電子科技大學出版社，2015.

[2] 林國漢，李曉秀.自動化專業工程訓練教學探討與實踐[J].中國教育技術裝備，2012（21）.