發布時間:2023-10-12 15:34:50
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇交通工程的定義,期待它們能激發您的靈感。
一開始,提到“以學定教”“學教相長”,我感到很困惑。什么是“以學定教”“學教相長”?它們的真正含義是什么?通過參加2013年江蘇省“杏壇杯”蘇派青年教師課堂教學展評活動之前的痛苦“磨課”過程,我有了很深的體會。
“以學定教”就是根據學生的身心特點和內在需要進行教學。本節課的教學內容是在學生已經認識東、南、西、北四個方向的基礎上,認識東南、西南、西北和東北四個方向。原來是這樣導入的:創設情境,教師外出旅游時車壞了,打電話向當地的4S店求助,店員問教師現在的位置:“你車的附近有什么?”于是出示導航儀上的畫面,引導學生說出車的東、南、西、北面分別是什么建筑,達到復習舊知引出新知的目的。但是通過實際教學發現,學生對這部分內容興趣不大,甚至有的連4S店是什么都不知道。我反思自己的教學設計,認識到:二年級的學生比較小,沒有接觸過車壞了的事情,更沒有修車的經歷,這些都是成人世界的事,給他們的都是他們不想要的東西。那么二年級學生的興趣點是什么?內在需要在哪里?后來把聯系4S店修車換成了帶學生去農場尋寶,讓學生在尋寶的過程中認識四個方向。結果全班學生興趣盎然,積極性高漲,每一個學生都積極地主動參與到學習過程中來,爭先恐后地回答問題。這樣抓住了學生的年齡特點,給他們的是他們需要的、適合的,才是最好的。二年級學生需要的是動畫的、童話的、夢幻的,也就是讓學生帶著更多的興趣投入到課堂中來,這樣學生才會學得快樂,學得愉快。
“以學定教”就是根據學生已有的知識經驗基礎進行教學。在試教的過程中發現,學生雖然沒有學過東南、西南、西北和東北這四個方向,但班上總有學生知道這些方向。如在引導學生回憶過東、南、西、北四個方向之后,出示東南角的建筑并設問:“你知道它在**的什么方向嗎?”預設學生說不出來時進行講解。可有學生一下子就說出來了,并且有條有理,思維清晰,表達完整。于是我對教學設計又進行了調整,讓學生說這是什么方向,怎么知道的,由此又知道了什么……這樣完全以學生為主體,讓學生教學生,學生積極性高漲,學得深、學得透、學得歡,情濃意更濃,取得了更好的教學效果。
通過《認識方向》的磨課過程,我知道了如何更好地尊重學生的學習規律和年齡特點,以學生的年齡特點來“教”,以學生已有的認知經驗來“教”,以學生的需要來“教”,以學生的喜好來“教”,即合適的就是最好的,這就是“以學定教”。這才能充分體現以學生為主體的教學理念,體現“教”是為“學”服務的理念。
同時,在磨課的過程中,從第一次的尷尬、面面相覷到后來的小手直舉、小臉通紅,我體會到,教師不能只做“教書匠”,還要不斷地學習,不斷地改進自己的教學策略,要在成長學生的同時成長自己,只有教師成長得好,學生才會成長得更好,這就是“以學定教”帶來的“學教相長”。
【教學目標】
1.認識東南、東北、西南、西北四個方向,能根據給定的一個方向(東、南、西或北)來辨認其余七個方向,并能用這些詞語描述物體所在的方向。
2.讓學生在觀察、解決實際問題的過程中,感受數學與日常生活的密切聯系,培養其運用生活經驗進行思考的意識。
3.讓學生在合作交流的過程中,獲得成功的體驗,樹立學好數學的信心。
教學重點及難點:認識東南、東北、西南、西北四個方向;認識這四個方向的區域性。
【教學過程及意圖】
一、情境導入,引出新知
師:這是一個農場,可漂亮了,農場里還有很多小動物,可有趣了。你們想去農場玩嗎?小鹿來迎接我們了,還要和我們玩個游戲:它在草地上藏了個寶箱,你猜猜看,寶箱藏在小鹿的哪個方向?(學生猜東、南、西、北,教師結合學生的回答點擊,四個方向都出現哭臉,四個方向都錯了。)(如下圖)
師:想想看還可能在哪個方向呢?
生:東南。
師:了不起,這可是一個新的方向,我得寫下來。
【根據學生的年齡特點,創設游玩農場的情境進行導入,通過“尋寶”游戲,復習了過去學習的東、南、西、北四個方向。當學生猜東、南、西都錯時,心中都認定是北了,但是點擊北方出現的一個哭臉讓他們產生了強烈的認知沖突,并重新深入思考,很自然地引出了新的方向——東南。這樣的設計體現了“以生為本”,學生對這樣的游戲情境更感興趣,參與的廣度和深度更高,更能夠積極思考接下來的問題。】
二、通過讀、指,學習新知
1.認識東南。
師:你覺得這個方向和我們以前學習的四個方向有什么不同?
生:我們以前學習的方向,都是一個字,這個方向是兩個字。
師:是啊,為什么它是兩個字啊?為什么叫東南呢?請小組討論討論。
生:因為在東和南之間,所以是兩個字,叫東南。
師:原來東南和東、南都有關系,怪不得是兩個字呢。還有誰說一說哪是東南?
生(看著圖做手勢):東和南之間是東南。
師:他不僅說得非常好,還加上手勢了,讓人看得更明白了,真好!你能加上手勢和你的同桌說一說哪是東南嗎?
2.類推,認識其他方向。
師:剛才我們知道了東和南之間是東南,你還想到了什么?
生:西和南之間是西南……
(教師結合學生的回答點擊出示“西南”“西北”“東北”)
【學生已有東、南、西、北四個方向的知識基礎,當揭示出東南這個方向時,他們和以前學習的方向比較發現不同,去說、去指,認識到“東和南之間是東南”,再通過類推,認識西南、西北、東北。】
3.通過確定寶箱位置,認識這四個方向的區域性。
師:寶箱沒找到,同學們已經學到新知識了。那么到底寶箱在小鹿的哪個方向呢?繼續猜。(學生猜,教師點擊。當教師點擊東南區域的某一個點時,在點的地方出現了紅色方格。)
師:有反應了,說明寶箱就在附近。那寶箱可能在什么位置呢?誰來指一指?
(指名學生到投影上指,教師點擊出現的紅方格,一直到學生找到寶箱。)
師:恭喜這位同學找到了寶箱。原來寶物藏在小鹿的東南面啊。
師:小朋友們,如果你是小鹿,要把寶箱藏在東南方向,還可以藏在哪里?(學生指,教師點)
師(隨意點擊東南面區域):那這里行嗎?這里呢?為什么我只說藏在東南方向,卻有這么多地方都可以呢?
生:因為只要是在東和南之間就都是東南。
(東和南之間用紅色正方形全覆蓋。)
師:那西南、西北、東北到底是哪些地方?誰來指一指?
(繼續點擊,分別用黃、藍、綠色正方形覆蓋。)
【在導入環節設計的“尋寶”游戲,并沒有隨著新授的進行而直接跳過,而是巧妙地通過確定寶箱位置的過程,讓學生認識到:只要是在東和南之間就是東南(區域性)。這樣就把“尋寶”游戲情境用實、用足,學生愛玩的天性在這里得到了體現和釋放,參與熱情高漲,學習效果非常好。】
4.小結。
師:小朋友們,我們新認識了幾個方向?我們是怎么找到它們的?你有什么發現?
生1:我發現了東和南之間就是東南,西和南之間就是西南,西和北之間就是西北,東和北之間就是東北。
生2:我發現了在哪兩個方向之間,把這兩個方向的字組合起來就是這個方向的名字了。
師:你真是個善于觀察、善于總結的好孩子!
生3:我還發現了在平面圖上,上北下南左西右東,那么右上就是東北……
生4(搶著說):對對對,那右下就是東南,左下就是西南,左上就是西北。
…………
師:你們真聰明,不僅會學習而且會總結,發現了這么多有價值的東西。
三、活動中練習,鞏固新知
1.設計小鹿家園。
師:剛才找到了寶箱,想知道里面是什么嗎?寶箱里裝著小鹿的一個夢想(點擊打開)——為自己建造一個美麗的家園。你能幫小鹿設計一下嗎?你會把這些建筑物設計在小鹿家的哪個方向呢?請小組合作完成設計。
2.智力運動會:跳格子比賽。
師:大家幫小鹿完成了設計,小鹿的夢想就要實現了,小鹿為了感謝大家,邀請大家去參加森林里的智力運動會,那里要進行“跳格子”比賽,小鹿是裁判,小朋友們想去嗎?
3.送迷路的小動物回家。
師:這幾個小動物跳完格子后暈頭轉向了,迷路了,找不到家了,你能利用今天學習的知識,幫他們找到家嗎?
4.把指南針的方向補充完整。
師:其實這些小動物除了讓我們送它們回家外,它們還可以借助工具自己回家。這個工具就是指南針。你能把這個指南針缺少的幾個方向補充完整嗎?
【這部分練習主要是在圖上進行各個方向的練習,仍然是在游玩農場的情境中進行的,從幫小鹿設計家園到接受小鹿的邀請參加“跳格子”比賽,到送迷路的小動物回家,再到填寫指南針,學生一直在農場中游玩著,每個環節都讓他們感到新奇和向往。】
5.借助方向板認生活中的方向。
(1)師:其實在熟悉的環境中,想快速辨認八個方向,我們還可以借助方向板。想玩嗎?先找到教室的北。
師:下面我們就來玩方向板。看著方向板我們一起來指一指各個方向。
師:我要提高難度了。下面同學們自己看方向板,然后回答問題。
(2)師(請中間一名學生起立):你叫什么名字?(許濤)同學們,你知道許濤在你的什么方向嗎?(教師有意識地找四個不同方向上的學生回答問題。)
生1:許濤在我的東南面。
生2:許濤在我的西南面。
生3:許濤在我的西北面。
生4:許濤在我的東北面。
師:小朋友們有什么發現嗎?
生5:我發現這四個同學說的方向都不一樣。
師:為什么許濤的位置沒變,但大家說出的方向卻不一樣呢?
生6:因為觀察的位置不同,得出的方向也就不同。
師:你們太厲害了。知道老師一般對付聰明的孩子都用什么方法嗎?提高問題的難度。怕不怕?
(3)(教師讓許濤北面的一名學生起立)分別問站起來的學生和許濤:他在你的什么方向?
許濤:他在我的北面。
生7:許濤在我的南面。
師:有什么感覺?別著急,我們再看一看。
(教師讓許濤西南面的一名學生起立)分別問站起來的學生和許濤:他在你的什么方向?
許濤:他在我的西南面。
生8:許濤在我的東北面。
師:你有什么發現嗎?
生9:我發現每次兩個人說的方向都是相反的。
(4)師:這次我要看誰不僅聰明而且反應快。請許濤南面的同學起立。(許濤南面的學生起立)
師:請許濤東面的同學起立。(許濤東面的學生起立)
師:請許濤東南面的同學揮揮手。(許濤東南面的部分學生在猶豫)
師:這幾只手揮得好像不堅決。他們應不應該揮手?
生:應該,因為他們都在許濤的東和南之間。
師:說得太好了。同學們果真是又聰明、反應又快。這樣吧,我把方向板都送給你們了,趕緊收起來。
【這個借助方向板的練習和前面幾個練習有所不同,這是回歸到生活中的實際應用。幾次練習讓學生認識到了在實際生活中,方向是相對的,觀察的位置(中心點)不一樣,得到的方向也就不一樣。而且在熟悉的同學之間說方向,學生也很感興趣。】
四、總結
師:同學們,我們今天認識了哪幾個新的方向?現在我們已經認識了八個方向。除了指南針和方向板,我們還可以借助什么來辨認方向呢?
…………
師:你們不僅數學學得好,課外知識還很豐富。我國的古人早就對方向進行了研究和應用,一起了解一下。
(點擊播放錄音)(介紹我國古人辨別方向的儀器——司南,測量地震的儀器——地動儀。)
師(出示中國地圖):提到地震,不得不說起雅安。今年4月20日,四川省雅安市的蘆山縣發生了7.0級地震。小朋友們,雅安在泗陽的什么方向啊?
生(齊說):西南。
師:地震發生后,大家紛紛行動起來了。有的捐款,有的捐物,有的參加救災,有的為災區祈福……。了解到這里,你一定能想到一句話:一方有難——
生(齊說):八方支援。
師:八方不僅代表八個方向,更代表全中國所有的人,代表著13億顆被雅安牽動的心。團結就是力量!雅安一定會堅強地站起來,重新開始美好的生活。讓我們一起為雅安加油!
【總結部分不僅介紹了數學文化,還進行了愛國主義教育。最后有關地震的介紹,更是對學生進行了一次心靈的洗禮。】
五、課后思考。
關鍵詞:鋼管混凝土;澆筑;工藝;設計;準備;實施
中圖分類號: TU528 文獻標識碼: A 文章編號:
一、工藝方案的設計
1.工程概況:
臨潼商城主體由¢426*10鋼管柱和H型鋼鋼梁組成鋼框架結構,軸網為8000*8000,鋼結構建筑面積為21000㎡。建筑層高為:一、二、三層4.8米,四、五層4.5米;五層總高為23.45米。設計要求鋼管柱內由下至上頂升澆筑C35混凝土,以充分保證混凝土澆筑的密實度。
2.方案設計:
由于本方案初次實施,所以在開工前建設單位就讓施工單位考慮這個方案,當時施工單位技術人員提出此方案難度太大不想采用,我們請監理給施工單位做工作的同時,通過網上查資料、詢問過去的老師和同學、請教設計院有關專家和考察商混站等途徑進行施工方案設計。
2.1根據工程實際情況,由于制作的¢426*10鋼管柱每根長12米,所以在三層鋼梁安裝固定好后才能澆筑第一步鋼管柱內混凝土。(即頂升高度按12米考慮)
2.2在距鋼管底部500高位置,方向同一跨內兩柱相對開¢160的洞口。
2.3把連接裝置(見下圖)與鋼管柱和泵送機械連接管連接。
2.4具備條件后,開始頂升澆筑混凝土。
二、方案實施的準備
1.對臨潼周圍商混站的砂、石、水泥和外加劑進行考察,經過對比分析和篩選,選用細度模數在2.0-2.8之內,含泥量≤1%的水洗中粗砂;5-10㎜石子粒徑的占總量的35%,10-20㎜石子粒徑占點總量的65%,泥塊含量0.5%以內的全破口石;秦嶺P.O42.5普通硅酸鹽水泥;生力牌泵送緩凝外加劑和減水劑。
2.攪拌混凝土的條件準備
因為鋼管內混凝土是無需振搗自密實混凝土,因此要求混凝土有足夠的坍落度才有足夠的流動性,所以要保證澆筑時的混凝土坍落度在200—220,水灰比為0.45,混凝土的攪拌時間為35-50秒(一般混凝土攪拌時間應在20-25秒即可),才能達到自密實混凝土的效果。
3.泵送機械的選用
因為鋼管內混凝土是從鋼管底部通過泵送加壓頂送到鋼管頂部,在選用泵機械時應滿足下列要求即可達到泵送能力:
根據混凝土泵送機械的參數表明使用DN125的泵管,每1Mp能確保高度10米、平行10米的泵送能力,根據該工程柱最高度為12米,水平距離150米則需要15Mp泵送機械。而我們現在配制的是,車載式托泵。該泵出壓力為30Mp,所以能夠確保該工程的泵送。(注;一般托式泵出口壓力在10Mp以上的,能保證平行100米、高度300米的泵送;平行200米,高度200;平行300米。高度100米的泵送。)
三、方案的實施
1.工作準備
(1)把買來的泵送混凝土管每1米長的截成兩個,在不帶卡環的一端各焊接一個法蘭盤;準備300*150*6毫米的一塊鋼板和兩塊橡皮墊用螺栓連接到一起,此為一套接泵送連接裝置。本工程103根柱,計劃加工20套連接裝置。
(2)準備租賃3米長的泵送混凝土管200米,卡環80個,90度彎頭6個。
(3)要求人員30名,每13人為一組,4名專門接長管和配合。
(4)準備8磅大錘兩把,梅花扳手12套,釬桿4把,鐵锨4把,切割設備2套,焊接設備2套。
(5)在安裝好的鋼管底部50-80㎝間,開一個直徑為16㎝的孔洞,在孔洞上焊接泵送連接裝置。
(6)將泵送連接裝置與混凝土泵用泵管連接,并用水潤濕管道。
2.方案實施
符合要求的商混由混凝土輸送車運至工地,先把同砼標號水泥砂漿打入泵管和鋼管柱中,然后將混凝土通過管道和連接裝置澆筑到管中,頂升至管頂,待頂部氣體和水分排出并且混凝土冒出30秒即刻停止泵送。緊接著工人稍微松開法蘭連接螺栓,用大錘將止回擋板打下,防止混凝土逆流。一個鋼管柱澆筑完,繼續用泵管連接其他泵送連接裝置,用同樣方法澆筑鋼管柱混凝土。待2小時后,用切割設備將焊接到鋼管上的裝置切掉,用鋼板焊接。
3.注意事項:
3.1專人負責商混站混凝土骨料及外加劑的比例和質量,嚴格控制水灰比。
3.2由于天氣較熱,商混站確保運輸車輛數量和降溫,保證泵送裝置運行正常,必要時備用一套泵送裝置。
3.3施工單位派專人檢查到場混凝土質量,特別是坍落度和流動性,混凝土試塊每班組不少于3組。
3.4接管人員分兩組由專人指揮,每次接管大家要齊心協力,速度要快,保證混凝土盡快打入鋼管柱中。
3.5每根鋼柱混凝土澆筑完立即插入帶橡膠皮墊的鋼板并擰緊螺栓。
3.6為保證混凝土澆筑密實,專人用手錘敲打正澆筑混凝土的鋼管柱,發現鐺鐺的響聲立刻報告技術人員,采取處理措施。
3.7拆管時倒出的混凝土不得再澆筑鋼管柱,更不得給混凝土中加水,以免產生離析影響混凝土澆筑質量。
3.8拆管要及時中間不得停留,必要時在管子上蓋濕麻袋降溫,防止管中的混凝土硬化。
3.9必須保證每次澆筑混凝土的連續,停歇時間不得超過45分鐘。
四、方案優化
在工藝方案的實施過程中,我們始終提前想到問題,繼而迅速解決問題,指導和督促施工單位實施方案。本方案實施的難度在拆卸和安裝泵管,這需要熟練的技術操作工人;每次的接口也是難度很大,我們就想到用高壓耐磨泵送軟管連接接口,請示公司領導后立即購買3米長的高壓耐磨泵送軟管,大大縮減了接口的連接時間;一趟管道速度慢,我們就立即租賃泵送鋼管及卡環,滿足兩道鋼管泵送交替澆筑的條件,也縮減了鋼管柱澆筑的工期。
關鍵詞:IT;竣工決算;數據;OLAP;系統設計
中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)02-0407-02
竣工決算是指當所建項目全部完工并經過驗收后,由建設單位向國家報告建設成果和財務狀況的總結性文件。
竣工決算是工程建設的最后一個環節,是工程項目經濟效益的全面反映,也是核定各類新增資產價值、辦理其交付使用的依據。通過竣工決算,一方面能夠正確反映建設工程的實際造價和投資結果;另一方面可以通過竣工決算與概算、預算的對比分析,考核投資控制的工作成效,總結經驗教訓,積累技術經濟方面的基礎資料,提高未來建設工程的投資效益。
伴隨著信息化技術的飛速發展,工程建設類項目已經不完全是一個百分之一百只和鋼筋混凝土打交道的行業了。IT系統可以給復雜的工程建設項目管理帶來高效、快捷、準確等優勢,隨著IT系統滲透到工程項目建設的預算、合同、支付、財務等方方面面,形成了一個龐大的工程建設數據中心,依托IT系統完成工程項目的竣工決算便應運而生了。
軌道交通行業工程竣工決算是軌道交通建設工程經濟效益的全面反映,是項目法人核定各類新增資產價值,辦理其交付使用的依據。通過竣工決算,一方面能夠正確反映軌道交通工程的實際造價與投資結果;另一方面可以通過竣工決算與概算、預算的對比分析,考核投資控制的工作成效,總結經驗教訓,積累技術經濟方面的基礎資料,提高未來軌道交通工程的投資效益。
本文給出了基于IT系統的軌道交通行業竣工決算系統的設計思路和方案,探討了設計的主要思路和要解決的主要問題。
1 研究內容和要解決的關鍵問題
1.1 數據整合
目前,蘇州軌道交通公司投入了合同管理系統和Oracle EBS兩大業務系統。其中合同系統主要管理軌道交通所有合同的付款階段、合同清單、月度計量,Oracle EBS主要提供了財務模塊,用于支付款項。由于軌道工程施工的復雜性,土建類供應商每個月根據本月完成的實際工作清單,在合同系統中提交支付申請,然后通過Oracle EBS系統完成支付。工程決算分析的數據需要貫穿這些業務系統,將相關數據進行有機的整合,形成統一的分析數據源。這個過程需要是自動化的,并且可自定義的。
1.2 數據模型定義
預算、概算和款項是竣工決算的三個重要元素,只有事先定義好了這三者之間的對應關系,最終才能分析出竣工決算的報表。數據模型的定義是決算分析系統的難點和重點,只有實現了靈活的數據模型定義,才能提供完善的數據分析場景。
1.3 OLAP分析
隨著數據庫技術的發展和應用,數據庫存儲的數據量發生了指數級的增長,同時,用戶的查詢需求也越來越復雜,涉及的已不僅是查詢或操縱一張關系表中的一條或幾條記錄,而且要對多張表中千萬條記錄的數據進行數據分析和信息綜合,關系數據庫系統已不能全部滿足這一要求。OLAP分析專門設計用于支持復雜的分析操作,側重對決策人員和高層管理人員的決策支持,可以根據分析人員的要求快速、靈活地進行大數據量的復雜查詢處理,并且以一種直觀而易懂的形式將查詢結果提供給決策人員。
基于OLAP進行分析模型的設計,具有靈活的分析功能、直觀的數據操作和分析結果可視化表示等突出優點,從而使用戶對基于大量復雜數據的分析變得輕松而高效,以利于迅速做出正確判斷。
1.4 分析效率
竣工決算是一個數據查詢和分析的過程,而預算、合同、財務系統都是海量數據,再加上財務數據計算復雜,統計分析的時候需要兼顧性能和效率。
傳統的工程項目竣工決算都是通過電子表格來完成的,由于涉及到大量的數據處理和變更,很容易出現錯誤。通過IT系統進行決算分析有效了利用了合同、財務等IT系統的數據。提高了準確率和效率。
2 系統設計思路和處理流程
2.1 設計思路
將合同系統和財務系統的數據進行整合,通過自動化數據處理平臺把兩個數據庫中的數據集合到數據倉庫中。
出于某些原因,合同系統中的基礎開項數據會存在一定的偏差和遺漏,例如有些開項數據沒有關聯概算,或者關聯到了錯誤的概算,這些都會影響最終決算時的結果。這個階段的功能是對數據進行校對和完善,主要包括:根據實際業務將對能形成資產的合同開項進行完善資產目錄及安裝位置等基礎信息;根據建設移交運營制度的規范將原有合同清單進行組合、拆解;設置概算項目樹與會計科目的對應關系等。
由于在進行決算分析時涉及到多個維度(合同開項本身就具備上下級層次,另外出于統計的需要,資產又會分成各種類別,如固定資產、專用設備、專用材料等),而且每個維度要統計合同開項的匯總金額,使用傳統的SQL語句求合計的方式在性能方面無法得到保障。通過引入OLAP模型算法,將分析數據根據不同的維度和度量生成數據立方體,從而提供更加高效的分析效率。
結合軌道交通行業竣工決算的實際需要,以固定報表、自助查詢、統計分析等多種方式進行決算分析。
2.2 處理流程
基于前面討論的要解決的主要問題和設計思路,確定該系統的處理流程如圖1所示。
整個系統分為三個層次,分別為數據源層、模型定義層和分析應用層。其中,數據源層解決數據整合問題,從目前的合同系統和財務系統海量數據中提取需要的數據。分析應用層為竣工決算系統根據用戶需要,展現的不同的決算分析。
3 結論
用本文所述的方法設計的竣工決算系統,能夠正確反映地鐵工程的實際造價與投資結果;另一方面可以通過竣工決算與概算、預算的對比分析,考核投資控制的工作成效,總結經驗教訓,積累技術經濟方面的基礎資料,提高未來地鐵工程的投資效益。
參考文獻:
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關鍵詞:可編程序控制器;實踐教學;動態的模擬
中圖分類號:G642文獻標識碼:A
1引言
“可編程序控制器原理及其應用”課程教學過程中,學生普遍反映,雖然學習了可編程序控制器基本指令及各種基本的程序邏輯回路設計,掌握了可編程序控制器的基本硬件配置、選型、程序設計原理知識。但是,做了幾個試驗后,由于原有的TVT-90硬件和軟件實驗系統的實驗裝置無法模擬動態的順序控制和生產流程,程序中的邏輯控制過程無法和真實裝置的狀態聯系起來,無法把程序的抽象符號和邏輯與真實的生產過程或流程聯系起來,學生對可編程序控制器程序的實際應用場景和應用過程仍然模糊。致使課程的教學效果大打折扣。因而改進本課程的試驗教學,使程序動起來,使學生體會到真實的生產流程與可編程序控制器程序的邏輯對應關系十分必要,對于改進教學效果是至關重要的。
本文提出在原有的TVT-90硬件和軟件實驗系統基礎上開發一個計算機軟件輔助系統,該計算機軟件輔助系統與原有的硬件和軟件實驗系統結合,更好地實現課程實驗過程。計算機輔助系統對“可編程序控制器原理及其應用”的試驗過程進行動態模擬和仿真,在計算機上實現實驗對象和實驗過程的動畫仿真,使學生在做實驗時,可對實驗的順序過程或工藝過程進行動態控制,反復驗證自己的程序設計過程是否正確,并且理解實際的生產裝置的控制過程。
2組態軟件實現試驗過程的動態模擬
我們使用力控組態軟件實現試驗過程的動態的模擬。下面詳細介紹利用力控組態軟件實現交通燈自控動態模擬仿真設計的過程,其余的各試驗與交通燈自控類似,不再詳述。
在力控組態軟件中要創建一個新的應用程序工程,首先為該應用程序工程指定工程路徑,不同的工程不能使用同一工程路徑,工程路徑保存著力控組態軟件生成的組態文件,它包含了區域數據庫、設備連接、監控畫面、網絡應用等各個方面的開發和運行信息。組態的一般過程是:繪制圖形界面、創建數據庫、配置I/O設備并進行I/O數據連接、建立動畫連接、運行及調試。
2.1創建組態界面
進入開發系統后,可以為每個工程建立無限數目的畫面,在每個畫面上可以包含組態相互關聯的靜態或動態圖形,這些畫面是由開發系統提供的豐富的圖形對象組成的。
(1) 創建新畫面
進入開發環境Draw后,首先需要創建一個新窗口。選擇“文件[F]/新建”命令出現“窗口屬性”對話框,輸入流程圖畫面的標題名稱,命名為“交通燈控制”。單擊按鈕“背景色”,出現調色板,選擇其中的一種顏色作為窗口背景色。其他的選項可以使用缺省設置。
(2) 創建圖形對象與組態交通燈控制系統
現在,在屏幕上有了一個窗口,還應看見Draw的工具箱。利用工具箱中提供的繪圖工具畫出所需的監控畫面,步驟如下:
① 創建監控畫面背景:單擊力控組態軟件窗口右側工具欄中的“常用組件”,再選中“常用組件”中的“位圖”組件。在(1)中新建的畫面上的任意處單擊,出現“位圖”加載對話框,選擇正確的路徑將“交通燈控制系統監控畫面背景圖”加載到“交通燈控制”畫面中,單擊“打開”按鈕完成加載。
② 創建交通燈圖形對象:單擊力控組態軟件的“擴展工具欄”中的“選擇圖庫”按鈕,在彈出的“圖庫”對話框左側的目錄欄中選擇所需的目錄“報警燈”,然后雙擊右側的圖標,被雙擊的圖標將會顯示在(1)中新建的畫面“交通燈控制”畫面的左上角,采用相同的方法創建其余的交通信號燈,如圖1所示。
在(1)中新建的畫面上的任意處按下鼠標左鍵,然后拖動鼠標,直到出現自己所需的交通信號燈圖形,用同樣的方法創建其余的交通信號燈。選中創建的圖形對象,單擊鼠標右鍵,然后選擇“對象屬性”進行圖形對象的“靜態”屬性設置,可以設置位置大小、背景顏色、邊線顏色、圖層、線寬等。
用上述方法創建“交通燈控制”畫面所需的全部圖形對象,創建過程中盡量使用力控組態軟件自身提供的圖元,用戶也可以創建具有獨特功能或者具有自己風格的圖元,然后封裝成標準圖元,添加到圖元庫中,下次使用時就可當作標準圖元使用。
③ 創建按鈕:我們要用幾個按鈕來執行啟動設備、停止設備、完成特殊功能的任務。選擇工具箱中的“按鈕”工具■,畫一個按鈕。把按鈕挪到合適的位置并調整好它的大小。按鈕上有一個標志“Text”(文本)。選定這個按鈕,在文本框中輸入“開始”,然后單擊“確認”。用同樣的方法繼續創建“南北急通車”按鈕、“東西急通車”按鈕。
在實驗當中要求用“撥盤寄存器”存放綠燈閃爍的時間,可在編寫梯形圖時用一個字傳送指令將“撥盤寄存器”中存放的值傳送到控制綠燈閃爍的定時器對應的寄存器中。考慮到現在的側重點是進行上位機的組態,故采用力控組態軟件提供的“游標”來完成上述功能,兩者的區別是在下位機要做的工作改到上位機進行,創建“游標”的步驟與用圖庫創建按鈕的步驟大體一致,不同點在于創建“游標”時選擇“圖庫”左側的“游標”子目錄。
對上述步驟創建的圖元進行合理的布局,在力控組態軟件中得到完整的交通燈控制圖如圖2所示。
至此已經完成了“交通燈控制系統監控畫面”應用程序的圖形描述部分的工作。下面還要做幾件事。這就是定義I/O設備、創建數據庫、制作動畫連接和設置I/O驅動程序。數據庫是應用程序的核心,動畫連接使圖形“活動”起來,I/O驅動程序完成與硬件測控設備的數據通信。
2.3定義I/O設備
I/O設備的通信一般包括:DDE、OPC、PLC、UPS、變頻器、智能儀表、智能模塊、板卡等,這些設備一般通過串口和以太網等方式與上位機交換數據,只有在定義了IO設備后,力控組態軟件才能通過數據庫變量和這些IO設備進行數據交換,定義IO設備的步驟如下:
我們后面要在數據庫中定義幾個與交通燈控制有關的點,但問題是這幾個點的過程值(即它們的PV參數值)從何而來,由于數據庫是從I/O Server(即I/O驅動程序)中獲取過程數據的,所以我們必須要明確這幾個點要從哪一個設備獲取過程數據時,就需要定義I/O設備。
(1) 在Draw導航器中雙擊“I/O設備驅動”項目,在展開項目中選擇“PLC”項并雙擊使其展開,然后繼續選擇“(松下)”并雙擊使其展開后,選擇項目“FP-24(PPI)”。如圖3所示。
(2) 雙擊“FP-24(PPI)”出現“I/O設備定義”對話框,在“設備名稱”輸入框內鍵入一個人為定義的名稱,為了便于記憶,我們輸入“PLC”。接下來要設置PLC的采集參數與站地址,即“數據更新周期”和“超時時間”。在“數據更新周期”輸入框內鍵入50毫秒,在設備地址中鍵入“2”,該地址必須與PLC下位機指定的地址一致。如圖4所示。
(3) 單擊“下一步”按鈕,出現裝備配置第二步對話框,串口的下拉菜單中選“COM1”作為通信口,然后點擊右邊的“設置”按鈕,進行通信參數的配置,設置好以后單擊“保存”按鈕。如圖5所示。
(4) 單擊“完成”按鈕返回,在設備組態畫面的右側增加了一項“PLC”。如果要對I/O設備“PLC”的配置進行修改,雙擊項目“PLC”,會再次出現PLC的“I/O設備定義”對話框。若要刪除I/O設備“plc”,用鼠標右鍵單擊項目“plc”,在彈出的右鍵菜單中選擇“刪除”。
2.4創建實時數據庫
數據庫DB是整個應用系統的核心以及構建分布式應用系統的基礎。在數據庫中,我們操縱的對象是點(TAG),實時數據庫根據點名字典決定數據庫的結構,分配數據庫的存儲空間。在點名字典中,每個點都包含若干參數。一個點可以包含一些系統預定義的標準點參數,還可包含若干個用戶自定義參數。
創建數據庫點的步驟:
(1) 在Draw導航器中雙擊“實時數據庫”項使其展開,在展開項目中雙擊“數據庫組態”啟動組態程序DBManager(如果沒有看到導航器窗口,激活Draw菜單命令“查看/導航器”)。
(2) 啟動DBManager后出現如圖6所示的DBManager主窗口。
(3) 單擊菜單條的“點”選項選擇新建或雙擊單元格,出現“請指定區域、點類型”向導對話框,然后雙擊該點類型,出現“新增:區域0-數字I/O點”對話框,在“點名(NAME)”輸入框內鍵入點名“START”。如圖7所示。
其他參數如量程、報警參數等可以采用系統提供的缺省值。單擊“確定”按鈕返回,在點名單元格中增加了一個點名“START”,按如上所述步驟,創建所需的數字I/O點。
2.5實時數據庫與I/O設備連接
前面創建了一個名為“PLC”的I/O設備,而且它連接的正是我們使用的plc設備。現在的問題是如何將已經創建的數據庫點與plc中的數據項聯系起來,以使這幾個點的PV參數值能與I/O設備plc進行實時數據交換。這個過程就是建立數據連接的過程。由于數據庫可以與多個I/O設備進行數據交換,所以必須指定哪些點與哪個I/O的哪個數據項設備建立數據連接。如圖8所示。
創建數據庫點鏈接的步驟:
(1) 雙擊數據庫中點START的單元格,選擇“數據連接”選項或雙擊LEVEL所對的“%IOLINK[I/O連接]”單元格,出現的數據庫連接對話框。
(2) 出現PLC的數據連接對話框,單擊增加按鈕,“寄存器地址”選擇“0”,“寄存器類型”指定為“增量寄存器”,然后單擊“確定”按鈕返回,完成該點數據連接的定義,在點START的I/O連接單元格中列出了點START的數據連接項。
(3) 反復進行(1)、(2)步驟,對交通燈監控系統的數據點做相應的處理。
2.6制作動畫連接
現在我們又要回到開發環境Draw中,通過制作動畫連接使圖形在畫面上隨仿真數據的變化而活動起來,制作動畫連接步驟如下:
(1) 制作交通信號燈的動畫連接
雙擊南北方向的紅燈圖元,出現“動畫連接”對話框,因為信號燈在控制系統中僅僅是顏色改變,故選擇“顏色相關動作”欄中“顏色變化”框的“條件”按鈕,在彈出的對話框中進行變量的選擇與條件真、假時顏色的變化的設置。如圖9所示。
(2) 制作車輛圖元的動畫連接
為了在上位機上生動顯示組態的優越性,加入了車輛圖元來仿真實際的十字路口的交通情況。“車輛”的移動必須借助一個變量來實現,本實驗定義的控制車輛移動的變量是CAR_SN和CAR_EW,而該變量的改變要由主程序來實現,在工程項目欄中“動作”的“應用程序動作”中輸入如下程序:
IF Q3.PV==0&&Q0.PV==1 THEN
//南北方向可以行駛車輛 CAR_EW.PV=0; //初始化東西方向車輛 //倒計時顯示控制 IF VW2.PV600 THEN hide(); CAR_SN.PV=0; Show(); ENDIF ENDIF ENDIF
東西方向類似。然后將車輛圖元動畫連接的目標移動與對應的變相連接,便可以實現“車輛”的移動。
2.7用指示燈模擬交通燈控制系統的運行過程
為了顯示上位機對下位機的可操作性,我們可在上位機的組態軟件中定義軟啟動按鈕與PLC中的中間繼電器“相連”,通過對中間繼電器的讀寫來代替現場信號的傳輸,以方便操作。待以上工作都準備好以后,通過改變PPI自身的撥碼開關來改變其工作狀態,達到從連接編程器到連接上位機的改變。在力控組態軟件中運行組態監控程序,得到最終的運行效果圖如圖10所示。
3其他幾個試驗設計結果
對于幾個主要的試驗:交通燈手控與自控、自控成型機、自控軋鋼機,以及水塔水位自動控制,其組態軟件監控畫面如圖11~圖13所示。
4結論
通過組態軟件輔助系統對“可編程序控制器原理及其應用”課程試驗教學的改進,深化了課程建設,提高了教學質量。學生在做實驗時,可通過人機界面對可編程序控制器的程序運行實施動態監控,并可對實驗的順序過程或工藝過程進行動態控制,使學生在實驗過程中可以進行與生產過程的交互模擬,充分掌握課堂教學內容。本科學生經過本課程的學習后,無論是就業還是進入研究生階段繼續深造,均打下良好的基礎。
參考文獻:
[1] 常斗南. 可編程序控制器原理、應用、實驗[M]. 2版. 北京:機械工業出版社,2002.
[2] 王建,張宏. 松下PLC入門與典型應用[M]. 北京:中國電力出版社,2009.
[3] 張運剛,宋小春,郭武強. 從入門到精通――工業組態技術與應用[M]. 北京:人民郵電出版社,2008.
The Development of Teaching Software of the Principle of Programmable Controller and Its Application
LIU Jian-wei, LUO Xiong-lin
(China University of Petroleum, Beijing 102249, China)
關鍵詞:城市軌道交通 全壽命周期 集成化管理
1 城市軌道交通工程管理的特點
城市快速軌道交通系統(地下鐵道、輕軌等)是屬于集多工種、多專業于一身的復雜系統。近百年來世界上許多大城市的發展經驗告訴我們,只有采用快速軌道交通系統作為公共交通的骨干網絡,才能有效地解決城市交通問題。在過去的100多年中,從單一的線路布置,發展到采用先進技術組成的復雜而通暢的軌道交通網絡,為城市交通建設引入了立體布局的概念,給城市的可持續發展提供了條件。
自改革開放以來,我國的經濟增長和城市化水平都有了迅速發展,很多大城市為了改善城市交通的困境,都紛紛在策劃并修建大、中運量的地鐵或輕軌交通項目。我國大陸現有北京、上海、廣州、天津等城市的軌道交通系統投入運營,共計約250余km。正在建設城市軌道交通的城市有北京、上海、廣州、天津、南京、深圳、大連、武漢、重慶、長春等,共計約300余km。沈陽、成都、杭州、蘇州、西安、哈爾濱等也在積極籌備建設城市軌道交通。全國各城市的軌道交通線網規劃已達數千km。
1.1 城市軌道交通工程的特點
1.1.1 城市軌道交通提供了大容量運輸服務的方式
城市軌道交通提供了資源集約利用、環保舒適、安全快捷的大容量運輸服務方式,它與城市其他交通工具互不干擾,具有強大的運輸能力、較高的服務水平、顯著的資源環境效益,是解決特大型城市交通問題和可持續發展的根本出路。
1.1.2 城市軌道交通是巨大的綜合性復雜系統
①建設規模大。一個城市的軌道交通線網一般有百余千米 至數百千米;②技術要求高。幾乎涉及到現代土木工程、機電設備工程的所用高新技術領域;③項目投資大。每千米造價達3-4億元人民幣;④建設周期長。單線建設周期要4-5年,線網建設一般要30-50年;參與單位多,有成百上千家;⑤信息海量。建設、運營過程中所產生的信息量很大,處理工作非常繁重;⑥系統復雜。要考慮軌道交通與其它交通方式、城市發展的關系,考慮軌道交通線網布局、建設次序、資源共享的關系,考慮軌道交通工程策劃、建設、運營、資源利用的關系等。
1.1. 3 城市軌道交通工程管理難度大
對項目業主來說,城市軌道交通工程項目管理涉及到的管理單元(要素)繁雜,包括項目組成的各種資源(人、財、物、信息),包括項目的各種組織形態(單元、部門、單位),包括各種技術(設計、施工、制造、運營)等。
1.2 城市軌道交通工程管理的特點
上述特點決定了城市軌道交通工程項目管理是基于復雜系統的管理。理論和實踐證明,基于復雜系統的管理必須考慮集成化管理。我們將集成化管理的內涵描述為: 集成化管理是將兩個或兩個以上的管理單元(要素)集合成為一個有機整體(集成體)的行為和過程,所形成的有機整體(集成體)不是管理單元(要素)之間的簡單疊加,而是按照一定的集成模式進行的再構造和再組合,其目的在于更大程度地提高集成體的整體功能。從本質上講,集成化管理強調集成體形成后的整體優化性、功能倍增性、共同進化性、相互協同性、結構層次性等。集成化管理的效應最終體現在管理活動的經濟效果上,主要包括聚集經濟性、規模經濟性、范圍經濟性、速度經濟性、網絡經濟性等。同樣,基于復雜系統的管理必須面向全壽命周期。項目的全壽命周期是指項目從開始到結束所經歷的各個階段全過程。工程項目整個壽命周期作為一個完整過程,相互之間的影響、作用和制約成為一體,必須加以全面考慮。
因此,城市軌道交通工程管理的特點就是必須考慮全壽命周期集成化管理,應該面向項目涉及到的各種管理單元(要素),包括項目資源、組織、技術等,按照一定的集成模式進行整合,考慮項目的全過程、全方位、全系統管理,提高項目的整體功能和管理效應。
2 城市軌道交通工程全壽命周期集成化管理的必要性
2.1 工程項目的全壽命周期管理
一個工程項目的全壽命周期管理涉及到項目的全過程、全方位、全系統,根據各參與方在整個工程中管理內容和重點的不同,一般分為兩個管理層次。第一個層次是業主方項目管理,它是業主對項目建設、運營進行的綜合性管理工作,貫穿項目始終,涵蓋項目全部,管理的內容從項目立項到項目終結的全過程,包括項目策劃,項目建設投資控制、進度控制、質量控制、合同管理,項目投產運營,在工程項目管理的整個系統中,業主方項目管理始終處在核心位置。第二層次是實施方項目管理,它是受業主委托的設計單位、施工單位、供應單位、運營單位實施項目中標簽約的那一部分工作內容,所以,他們屬于對工程項目的局部管理。本文所述的城市軌道交通工程全壽命周期集成化管理特指業主方項目管理。
2.2 城市軌道交通工程的全壽命周期及其集成化管理
城市軌道交通工程的全壽命周期是將一個城市的軌道交通工程作為整體來考慮,工程從開始到結束所經歷的各個階段全過程,它可定義為對整個線網系統的考慮,也可定義為對一條線路的考慮。工程項目的全過程包括:項目策劃階段(可行性研究、項目定義等),項目建設實施階段(設計、施工和竣工驗收),運營管理階段(運營準備、運營使用)。建設項目的價值是通過建成后的運營實現的,工程項目全壽命周期集成化管理的思想是要求項目策劃、建設面向運營,要求項目策劃、建設和運營的資源、組織、技術、過程一體化,即在項目的策劃和建設過程中充分考慮運營的情況,通過工程項目的策劃、建設、運營等環節的充分結合,使工程項目面向運營最終功能,創造最大的經濟效益、社會效益和資源環境效益。