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關鍵詞:道路橋梁;施工技術;施工質量
中圖分類號: TU997 文獻標識碼: A
一、道路橋梁工程的特點分析
準備時間短:道路橋梁工程屬于市政建設工程之一,一般都由政府出資建設,且必須考慮工程項目對城市日常生活的干擾以及對交通運輸的影響,所以施工周期的要求通常都會相對嚴格并且工期緊促;施工場地小:道路橋梁工程這種城市道路市政工程通常都是在城市內大街小巷相對狹窄的環境進行施工,因此施工場地小,不但給施工路段的環境和交通造成影響,也給市民日常生活造成影響,同時更為施工操作和質量控制以及進度控制增加了難度;地下管線復雜:道路橋梁施工,尤其是城市道路施工,難以避免城市道路地下復雜交錯的供熱、水電煤氣、以及通訊等管線因為年久可能導致位置不明的狀況,如果繼續盲目施工很有可能破壞原有城市地下管線造成施工企業以及社會和城市的重大經濟損失,同時產生負面社會影響;原材料成本高:道路橋梁工程項目所需要使用的原材料數量種類很多,原材料成本在整體工程成本中的比例高達50%左右。因此合理選材以及原材料運輸都是道路橋梁工程不可忽視的問題;質量控制難度高:道路橋梁工程由于施工進度要求嚴格,因此很多施工企業在具體的施工過程中都以趕工期為首要任務確保效益,難免忽略施工質量,因此施工監理單位在質量控制方面的難度相對較高。一般情況下道路橋梁的設計荷載要達到公路Ⅰ級,同時還要考慮一些其他的相關因素。例如徐沖大橋設計為45+2×80+45m連續鋼結構,就是性價比最高的選擇,在設計過程中綜合考慮了當地地震動峰值、周圍地質條件等;地質條件影響大:道路橋梁工程一般都會包含排水工程在內,實際施工過程中受地質條件的影響非常大。例如,如果施工現場地下水位高,土質差,施工過程中就不得不采取相應降水措施,直到地下水位降至符合施工條件才可以實施施工中的溝槽開挖。
二、影響橋梁施工技術質量的因素
1、 人員素質
在公路橋梁的建設過程中,施工隊伍對于施工質量的影響至關重要,其專業素養和技術水平直接關系到工程建設的施工安全和質量水平。一支素質過硬、作風優良的專業施工隊伍,往往就是工程建設質量的最可靠保障。當前我國建筑行業施工人員來源復雜,主要是進城務工的農民工,文化水平和技能水平較低,不能妥善解決施工中遇到的質量問題。同時,施工人員流動性大,這為人員管理和培訓帶來了困難,造成施工人員行為的不規范和安全意識淡漠。另外,許多工程項目的管理者法律意識淡薄,只重視經濟效益而忽視施工安全,在施工過程中一味追求工程進度,沒有嚴格執行有關法律法規和技術規范。以上這些都給施工安全和工程質量帶來了隱患,給國家經濟利益和人民安全造成嚴重威脅乃至重大損失。
2、建筑材料
幾年來,因為建材質量問題引發的公路橋梁質量安全事故屢見不鮮,給企業生產經營和人民工作生活帶來嚴重影響。這些事故之所以發生,其根本原因在于部分施工企業為了追求經濟利益最大化,以次充好,使用廉價材料代替技術規范要求的材料,而這些廉價材料品流復雜,質量完全不能保證,往往達不到工程施工的要求,從而造成工程質量缺陷。比如,橋梁施工使用的混凝土標號低強度不達標,粘結力差,導致橋梁經過長期使用出現開裂現象,從而給橋梁的使用壽命和安全造成嚴重損害。
3、施工控制部分
施工企業缺乏完善的施工質量管理制度,質量安全責任制落實不到位,缺少必要的檢查檢驗措施,或者已經建立了管理制度,但由于單位和個人質量安全意識不強,各項制度執行不到位,形同虛設。對于可能存在的質量缺陷視而不見,整個施工過程缺乏有效監管,工程質量難以控制,也是導致公路橋梁事故多發的一個重要原因.
三、解決道路與橋梁施工技術問題的方法和途徑
1、道路施工接縫問題的解決辦法
在處理道路施工接縫問題時:利用切割機對路面進行清潔處理,保證路面的干凈和平整,然后再進行新料攤鋪作業,在施工中必須確保切線順直和側壁垂直;將廢棄材料進行清理之后,要在路面涂刷瀝青,增強路面的防水、防滲和防腐性能;進行新料攤鋪作業時,一定要以相關技術標準為基礎,對縱、橫冷接縫部位進行綜合處理,在施工過程中,一定不能忽視松鋪系數這一關鍵要素,要對其進行科學掌控。
2、路床整修碾壓問題的解決辦法
要對路床整修碾壓問題進行科學處理,就必須要從以下三個方面著手:第一,以路床施工要求作為路橋施工的重要依據,在具體施工操作中,要嚴格控制路床的橫坡與標高,力爭使土基的平整度達到相關規范標準;第二,要貫徹落實路床施工中的防水、排水工作,避免施工中積水問題的出現,同時要確保施工層的排水量與施工的進展相適應;第三,在施工中更要加大對路床結構的檢查力度,確保路床的密實性能,同時要對路橋的壓實度進行精密控制,在路橋的含水量達到最佳程度時,及時對其進行碾壓,保證碾壓工作的質量和效率。要特別注意的是,在進行碾壓操作時,必須要遵循從高到低、從輕到重的重要施工原則和技巧,使路床碾壓的密實度和平整度達到最佳狀態。
3、排水管道滲水問題的解決辦法
對排水管道滲水問題進行處理,工作人員可以按照以下步驟進行作業:第一,對排水管道的質量進行嚴密監測。在進行排水管道選擇時,要選用那些經過質檢部門檢驗并附有產品質量合格證的排水管道,同時,在管道安裝前要對其進行嚴格檢查,一旦發現質量問題,馬上棄用,并對其進行相應的報廢處理;第二,做好接口填料的選用工作,在具體施工中,要嚴格按照相關比例標準配備其用量,在技術選用上,要采用與之相關的先進的施工技術,以保證施工的質量和效率。在進行填口施工時,必須要對接口縫的內部進行徹底清理。在處理時要遵循具體問題具體分析的辦事原則,對接口填料的類型進行嚴格區分:如果填口材料屬于水泥類,則應對其進行濕潤處理,如果是油性接口填料,則應采用相應的處理對策,先對其進行干燥處理,然后在其表面涂刷油料,最后再嚴格遵循具體的施工規范流程對其進行處理;第三,要保證砂漿的飽滿度,在進行砂漿涂抹時,要進行相應的壓光收漿和養護工作,如果在施工中遇到地下水,則應在砌筑施工時同時完成麻面與勾縫工作;第四,要做好水泥原漿的涂刷工作,在將管道與井進行連接時,要先對管道表面進行濕潤處理,然后再涂刷水泥原漿,同時要將內外抹面工作落到實處,做好排水管道滲漏的預防工作。
4、混凝土裂縫問題的解決辦法
要解決混凝土裂縫問題,一般來說,可以從以下三個方面著手:第一,把好混凝土原材料的質量關,嚴格控制混凝土配合比例,使其密實度能滿足施工的具體需要;第二,搞好混凝土的澆筑工作,可以采用兩次振搗的方法對混凝土進行振搗處理,保證混凝土振搗的效率和質量;第三,加強對溫度的控制,在進行溫度控制時,要綜合考慮施工環境溫度和混凝土的強度等方面的因素,與此同時,要切實做好混凝土的養護工作,盡量避免施工完成后混凝土裂縫現象的發生。
5、提高道路橋梁施工人員水平
首先要加強對道路橋梁施工的管理,提高道路橋梁施工人員水平,不斷的加入新的血液。在道路橋梁施工中有著很大的作用就是施工人員的水平,因此,對道路橋梁施工人員水平有著很大的要求,道路橋梁施工人員要有著認真負責的態度,并且有著濃郁的責任感是道路橋梁施工人員的基本素質,我們也應該進一步完善道路橋梁施工的管理,加強監管隊伍建設,提高監管效能,全面促進我國建筑工程質量的穩步提升。施工人員要不斷提高自身的專業技術水平,不斷總結經驗,即時學習新標準和新規范,充實自己與時俱進,適應社會的發展要求。
結束語
總之,在我國社會主義市場經濟不斷發展的大環境下,建筑企業改革正穩步推進。公路橋梁施工為適應新形勢下的要求也不斷開展內部體制改革工作,其中重要的一環是公路橋梁施工技術的質量控制。因此,公路橋梁施工管理人員應該明確我國公路橋梁施工技術存在的問題,針對問題采取有效措施,從原材料、施工技術以及設備等方面加強公路路橋施工技術控制。
參考文獻
[1]王雨楠,高峰。對道路橋梁施工質量監督重要性的思考[J]。中國建筑金屬結構,2013,04:88。
【關鍵詞】PCB;布局布線;抗干擾;SMT
《電子電路設計》課程是一門理論與實際結合性很強,極具實踐性的新興課程,是高職機電類專業的專業技能課程之一。近年來在高職院校的項目教學過程中發現,在本門課程的教學中常常只是將重點放在對電子電路設計應用軟件的功能熟練操作上,卻忽視了對PCB板設計的一些實用應用,特別是如果設計出來的產品與生產實踐脫節,這樣其能不能經過產品測試并進入到實際的生產中,我們要打個大在的問號。不然要么會大大提高了生產成本,要么是不符合生產要求而放棄。那么如何在這門課程的教學中實現與生產的聯接,將是本文將要探討的問題。
實踐證明,對電子產品設計師尤其是線路板設計人員來說,即使電路原理圖設計正確,可是如果印制電路板設計不當,也會對電子設備的可靠性產生不利影響。因為隨著電子技術的飛速發展,PCB板的密度越來越高。PCB板設計的好壞對于抗干擾 能力影響很大。因此,在設計印制電路板的時候,就要學會掌握各種電路設計技巧,注意采用正確的設計方法。為此,我們在《電子電路設計》課程的教學內容方面做了很多全面的創新,增加了PCB設計技巧應用技能,充分提升了課程的教學質量,增強了專業技能課程的實踐性及可制造性。最終完成這門課程的職業目標。
一、布局布線技術的發展及應用
隨著微孔和單片高密度集成系統等新硬件技術的發展應用,自由角度布線、自動布局和3D布局布線等各種新軟件將會成為電路板設計人員必備的設計工具之一。早期的一些電路板設計工具,有提供布局的專門布局軟件,布線也有專門的布線軟件,兩者之間聯系不大。而隨著球柵陣列封裝的高密度單芯片、高密度連接器、微孔內建技術以及三維板在印刷電路板設計中的應用越來越多,布局和布線已越來越一體化,并成為設計過程中相當重要組成部分。近年來,自動布局和自由角度布線等軟件技術已漸漸成為解決這類高度一體化問題的重要方法,利用這些軟件能在短時間范圍內設計出可制造的電路板。在目前電子產品快消時代來臨的情況下,手動布線極為耗時,不合時宜。因此,現在要求布局布線工具具有自動布線功能,以快速響應市場對產品設計提出的要求。在利用這一技巧時,我們應重點告訴學生如何設計約束條件。由于要考慮電磁兼容(EMC)及電磁干擾、串擾、信號延遲和差分對布線等高密度設計因素,布局布線的約束條件每年都在增加,所以這就要求布線工具具有更大的靈活性,它必須能夠使用不同的約束條件,能適應不同的微孔和構建技術的要求。
現在,自動布線技術已極為普及。我們有理由相信,自由角度布線、自動布局和3D布局等各種新電子設計軟件技術也會同自動布線技術一樣成為PCB板設計人員的日常設計工具,設計人員可用這些新技術來解決微孔和單片高密度集成系統等新型硬件技術問題。
二、PCB設計抗干擾措施
在設計中,要使電子電路獲得最佳性能,元器件的布且及導線的布設是很重要的。為了設計 質量好、造價低的PCB.以往在這個過程中我們會在教學中傳授PCB設計的一般原則。而PCB及電路抗干擾措施卻往往被忽視。
其實印制電路板的抗干擾設計與具體電路有著密切的關系,這里僅就PCB抗干擾設計的 幾項常用措施做一些說明。
1.對于電源線的設計,我們要根據印制線路板電流的大小,盡量加租電源線寬度,減少環路電阻。同時應使電源線、地線的走向跟數據傳遞的方向一致,這樣有利于增強抗噪聲能力。
2.對于地線設計,我們可以利用這幾個原則:首先數字地與模擬地分開。如果線路板上既有邏輯電路又有線性電路,應使它們盡量 分開。同時低頻電路的地應盡量采用單點并聯接地,實際布線有困難時可部分串聯后 再并聯接地。而高頻電路宜采用多點串聯接地,地線要短而粗,高頻元件周圍盡量使用 柵格狀大面積鋪銅等辦法。其次接地線應盡量加粗。若接地線用很紉的線條,則接地電位隨電流的變化而變化,使抗噪性能降低。因此應將接地線加粗,使它能通過三倍于印制板上的額定電流。如果可以,接地線可在2~3mm以上。最后接地線構成閉環路。只由數字電路組成的印制板,其接地電路布成團環路大多 能提高抗噪聲能力。
3.用好去耦電容是PCB設計的常規做法,我們可在印制板的各個關鍵部位配置適當的 退藕電容。退藕電容的一般配置原則有如下幾點:第一電源輸入端跨接10~100uf的電解電容器。如果可以就接100uF以上的更好。第二是每個集成電路芯片都應布置一個0.01pF的瓷片電容,如果印制板空間不足,可每4~8個芯片布置一個1~10pF的電容。第三是對于RAM、ROM存儲器件,應在芯片 的電源線和地線之間直接接上退藕電容。 第四是電容接線不能太長,尤其是高頻旁路 電容不能有引線。除此之外,還應注意以下兩方面:第一在印制板中有接觸器、繼電器、 按鈕等元件時。操作它們時均會產生火花放電,必須采用RC 電路 來吸收放電電流。第二CMOS的輸入阻抗很高,且易受感應,因此在使用時對不用腳要接地或接電源處理。
三、可制造性分析
現代電子產品的生產基本都是依靠SMT來進行生產,因此我們在設計的時候就必須讓學生們知道要了解SMT的制造過程,這樣我們設計出來的產品才能符合生產的要求。在SMT生產工藝流程中,通常將SMT分為掛膠制程(波峰焊)和錫膏制程(回流焊)。它們的主要分別是:貼片前的工藝不同,前者使用貼片膠,后者使用焊錫膏。貼片后的工藝不同,前者過回流爐只起固定作用、還須過波峰焊,后者過回流爐起焊接作用。那么在設計和選擇的時候除了考慮以上特點,接下來就要考慮下面的幾個問題:
1.拼板是否用陰陽板?優缺點?
2.是否采用拼板及拼板的個數?
現在幾乎所有的小電路板設計完成后都需進行陰陽拼板,一般為四拼一的方式。所謂陰陽板就是我們通常所見的在一個拼板中的同一面既有TOP面又有BOTTOM面的PCB電路板。因此陰陽板拼板其實就是將兩塊同樣的PCB板,一塊正放另一塊反放拼在一起看作是一塊PCB板。在SMT生產過程中,從而進行過爐焊接,焊完一面,不需改動貼片機的程序,再將其翻轉焊接另一面,最終焊接完成全板。在此我們闡述下采用此種拼版形式的優點:一是可以充分利用SMT長線的優勢降低了生產成本。二是采用陰陽板,在開始編制程序的時候就達到節省優化程序的時間了。采用陰陽板,也就是將兩面的程序合成一個程序來做,這樣只要針對一個程序來考慮優化肯定會費時費力。三是采用陰陽板,在附加工具和輔料方面也會有很大的節省(針對部分產品來說)。通常能省一半。最后在生產效率上面來說,可以提高產量。如果做單面板,要采用手工焊接元器件,會降低了生產效率。還有就是由于陰陽板是一個貼裝程序,這樣在生產的時候就比兩面程序,減少了基板搬運時間,從而使生產效率大大提高。這些PCB設計技巧在我們以往課堂教學及高職教材內容上面總是容易被忽視,可是對于從事PCB專業人員來說卻是必需掌握的。因此,在本門課程教學改革過程中,我們增加了這些PCB設計應用技巧及可制造性分析,達到了對課程改革的職業目標要求。
參考文獻
[1]王平,田文娟.電子CAD教程[M].東南大學出版社,2009.
關鍵詞 數字電路 實驗故障 檢測 排除方法
數字電路是高職應用電子技術專業的一門專業基礎課程,它具有很強的實踐性、工程應用性,因此實驗課程在數字電路教學中占有舉足輕重的地位。但是實驗中不出故障幾乎是不可能的,為了保證實驗教學的質量,達到高職教育為企業培養懂管理的高技能型人才的目標,培養和提高學生分析故障、排除故障的能力已成為教學中急需解決的問題。
1數字電路實驗技巧及故障產生的原因
數字電路實驗可以分為驗證性實驗和課程設計實驗,對于初次學習數字電路課程的同學來說,很難做到不出差錯、一次性順利調試通過。如果按照設計好的電路進行組裝調試,結果并不能實現其邏輯功能,那就說明電路有故障。故障產生的因素很多,有實驗設備方面的客觀因素,也有學生操作的主觀因素。結合在實驗教學中高職生遇到的問題及故障產生的原因,探究數字電路實驗技巧及常見故障的檢測與排除。
數字電路實驗中首先要明確實驗目的,搞清實驗原理,掌握實驗技能和方法,分析實驗數據并處理實驗結果,完成實驗報告。決定實驗能否成功的關鍵環節就是方案設計和電路的制作與調試,初學者只要能掌握這些技巧在關鍵環節不出差錯,實驗就能成功。盡管教師反復強調這些實驗技巧和注意事項,但是由于學生的個體差異每次實驗中出現的故障是五花八門,這些故障固然有實驗設備和實驗器件自身的因素,但大多數由人的主觀性造成的,如常識性、技術性操作錯誤。常見的故障產生的原因可歸納為以下幾點:
1.1電路設計錯誤
電路設計中單元電路有錯誤或系統電路有錯誤。主要原因可能是沒有理解設計要求,精心分析設計電路,考慮問題不周全就會在電路設計中出錯。
1.2元器件及安裝問題
數字電路一般由多個元器件構成,每個元器件參數都有不同要求,如果任何一個元器件參數不符合設定值,就可能使設計電路的功能出現故障。除了人為調整器件參數外,還有老化、運行溫度的變化等因素。此外元器件損壞或安裝有錯誤,比如集成芯片插錯、引腳折彎引腳間短路、連接處有接觸不良;二極管、三極管、電容極性等接反等問題。
1.3布線問題
電路布線有錯誤,包括錯線(連線一端正確,另一端錯誤;連線亂接)、少線(安裝時完全漏掉的線)和多線(連線的兩端在電路圖上都是不存在的)。電路布線正確是電路功能正常的必要條件,因為一個電路有多個元器件,這就使布線比較復雜,不太容易操作,只要有一條線出現錯誤,就會導致電路出現故障,所以布線要認真而且合理。清楚和規則的布線有利于實現電路功能和排查故障。
1.4焊點問題
焊點存在虛焊、漏焊、橋接的問題,這個問題也是實驗中最難查找的。
1.5電源供電、信號線有誤
電源的接線有錯誤,正負極接反、漏接或電源端對地短路;信號源連線不正確。受潮、短路、斷路、燒損等致使數字電路功能無法實現。
1.6測試方法問題
測試方法不對是學生常犯的錯誤,主要原因是對實驗電路的原理沒理解透徹,實驗目的不明確,不會使用儀器儀表(穩壓電源、示波器、脈沖信號發生器、萬用表),對各種測試方法并不是很了解,例如,在驗證TTL邏輯門功能實驗中,要測量與非門電路的的輸出高電壓和低電壓,萬用表需要撥到直流電壓檔測試,有的學生就用交流檔測量其電壓,在測試過程中,發現電壓表的讀數不穩定,學生不知道如何解決,誤認為儀表有問題。
2數字電路實驗故障排除方法
在數字電路實驗中要想快速排除故障,就需要學生對常見故障的處理非常熟悉,但這一要求對初學者來說還是有一定難度的。因此,我們總結了實驗教學中積累的一些經驗,希望對學生有一定的幫助。
2.1觀察法
觀察法就是不使用儀器儀表測量,憑借人的眼睛、感官來識別故障產生的原因。初學者組裝電路時由于沒有經驗,會在工藝存在一些明顯的失誤,造成短路、斷路、元器件燒壞等故障,部分原因可通過肉眼觀察到。例如:集成芯片插錯方向、引腳有無折彎、芯片的使能控制端處理是否正確、二極管和三極管極性有無接反、電容極性有無接錯、燒焦(糊)、發燙、斷線、虛焊、漏焊等現象。這種方法的缺點就是有時觀察到的只是表象,并不能看出故障的真正原因。
2.2儀表測量法
如果觀察法沒有找出故障原因,可以用儀表測量逐級檢查,常用萬用表、邏輯筆、示波器進行測試。萬用表測量比較簡單,一般先用萬用表測量電子元器件的電壓,電路中各電子元件正常工作時各引腳、接點處的電壓都有規定的數值或范圍,通過測量電壓可以判斷它是否符合電路理(下轉第71頁)(上接第58頁)論設計要求,從而確定故障點或故障發生的范圍。其次可以用示波器觀察電路中關鍵點的電壓波形,根據幅值、周期,判斷電子元器件動態工作過程是否正確,從而找出一些靜態工作點正常但動態工作異常的故障。
3結語
數字電路實驗教學中故障出現的原因、檢測排除故障的方法,還需要不斷積累總結。教師要指導學生如何根據故障現象,自己查找排除故障,不僅可以提高學生發現問題、分析問題、解決問題的能力,還能培養他們嚴謹認真的科學實驗態度,達到真正的實驗課程的目的。
作者簡介:姚聰(1982-),男,安徽滁州人,滁州職業技術學院,工程師,學士,研究方向:電子科學與技術;王健(1967-),男,安徽滁州人,滁州職業技術學院,技師,研究方向:工業自動化;賈秀玲(1979-),女,河南周口人,滁州職業技術學院,講師,碩士,研究方向:電子科學與技術。
⒖嘉南
[1] 蔡忠法.電子技術實驗與課程設計[M].杭州:浙江大學出版社,2005.
關鍵詞: Protel 99 SE;PCB;設計;技巧
中圖分類號:TM02文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2012)08-0028-02
0引言
隨著現代科技的發展,電氣行業現代化程度的不斷提高,電子產品的電路設計也越來越復雜,PCB電路板設計的科學規范性及布局、布線合理性就變得越來越重要。Protel 99 SE軟件是ProklTechnology公司開發的基于Windows環境下的電路板設計軟件。該軟件功能強大,人機界面友好,是線路板設計工作人員的首選工具。雖然Protel 99 SE應用軟件功能強大,但是如果不合理的運用軟件、不掌握一些設計規則及技巧,光靠一個功能強大的軟件設計制作出優質的PCB印刷線路板也是一件很難的事情。
1Protel 99 SE軟件簡介
Protel99 SE主要由原理圖設計系統、印刷電路板設計系統兩大部分組成。
1.1 SCH原理圖設計系統SCH設計系統主要用于原理圖的設計。它可以為印刷電路板設計提供網絡表。編輯器除了具有原理圖編輯功能以外,其分層組織設計功能、設計同步器、電氣設計檢驗功能及打印輸出功能,可以使用戶輕松地完成設計任務。
1.2 PCB印刷電路板設計系統PCB設計系統是一個功能強大的印刷電路板設計編輯器,具有非常專業的交互式布線及元件布局的特點,用于印刷電路板的設計并最終產生PCB文件,直接關系到印刷電路板的生產。Protel 99 SE的印刷電路板設計系統可以進行多達32層信號層、16層內部電源/接地層的布線設計,交互式的元件布置工具極大地減少了印刷板設計的時間。同時它具有專業水準的PCB信號完整性分析工具、PCB三維視圖預覽工具。
2SCH設計技巧
在進行PCB設計之前,首先要準備好原理圖SCH的元件庫和PCB的元件庫。元件庫可以用Protel自帶的庫,但一般情況下很難找到合適的,最好是自己根據所選器件的標準尺寸資料自己做元件庫。原則上先做PCB的元件庫,再做SCH的元件庫。根據SCH的元件庫,完成原理圖的設計。原理圖設計主要是為PCB生成網絡表,不涉及實際布局布線等問題,但也要規范,要按照元器件的工作接線順序擺放元件,盡量與元件實際位置相符,網絡標號明確,若元件過多應采用總圖與子圖聯合的畫圖方式,做模塊間的連接,使電路簡單明了,網絡清晰。
3PCB設計技巧
3.1 元器件布局技巧Protel 99 SE應用軟件提供手動布局和自動布局兩種操作方式,通常使用手動方式,不建議采用自動布局。在PCB板圖設計過程中,元件布局是極其重要的一步,元件布局的好壞從根本上決定了該PCB板圖的設計質量和下一步布線的難易程度。首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,印制線條過長,增加阻抗,增強噪聲,成本也增加;尺寸過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。電路板的最佳形狀為矩形。長寬比3:2或4:3為佳。同時,也要根據系統結構設置的尺寸,按結構要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件,并給予這些器件鎖定狀態,再根據布局區域和元件的特殊要求設置禁止布線區。PCB尺寸確定后,再確定特殊元件的位置,最后根據電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局。
布局時要遵循“先大后小,先難后易”的布置原則,即重要的單元電路、核心元器件等應優先布局。以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進行布局。元器件應均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上.盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,使布局便于信號流通,盡可能保持方向一致。
在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數。盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設法減少它們的分布參數和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應盡量遠離。某些元器件或導線之間可能有較高的電位差,應加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應盡量布置在調試時手不易觸及的地方。
同一種電源的器件盡量放在一起,以便于電源分割。高電壓、大電流信號與小電流、低電壓的信號要分開,模擬信號與數字信號要分開,高頻信號與低頻信號要分開,高頻元器件的間隔要充分;完成同一功能的電路,應盡量靠近放置,并調整各元器件以保證連線最為簡單。同類型插裝元器件在橫軸或縱軸方向上應朝一個方向放置,便于生產和檢驗;對于質量大的元器件應考慮安裝位置和安裝強度,除溫度檢測元件以外的溫度敏感元件應遠離發熱元件放置,必要時還應考慮熱對流措施。每個集成電路IC最好加一個高頻去耦電容,IC去耦電容要盡量靠近IC的電源、地管腳,并使之與電源和地形成的最短回路。
3.2 布線技巧Protel 99 SE應用軟件同樣提供手動布線和自動布線兩種方式,通常采用手動-自動-手動完成整板的布線。布線是整個PCB設計中最重要的工序,這將直接影響著PCB板的性能好壞。布線要整齊,布通不是目標,更不能縱橫交錯毫無原則。布線時除了要遵循常規的布線原則外主要還應掌握以下技巧:
電源、地線的處理:在整個PCB板的布線中,電源及地線的處理占據著極其重要的地位,由于電源、地線考慮不周到而引起的干擾,會使產品的性能下降,有時甚至影響到產品功能的實現。所以對電源、地線的布線一定要認真對待,把電源、地線所產生的噪聲干擾降到最低限度,以保證產品的質量。布線時電源、地線盡量不要平行,如是雙面板,應一層橫向為電源線,另一層縱向為地線,即垂直布線。電源和地線之間要加上高頻去耦電容,通常加瓷片電容104即可。盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,信號線最細,它們的關系是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬為:0.2~0.3mm,最細不低于0.05~0.07mm,電源線為1.2~2.5mm,對數字電路的PCB可用寬的地線組成一個回路,即構成一個地網來使用,或用大面積覆銅做地線用,在印刷板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用,或是做成多層板,電源、地線各占一層。由于電源層和地層的電場是變化的,在線路板的邊緣會向外輻射電磁干擾,通過將電源層內縮、地線層外延,使得電場只在接地層的范圍內傳導,盡量把電場限制在接地層邊沿內,以減小電磁干擾。
PCB設計中應避免產生銳角和直角,盡可能采用45°的折線布線,不可使用90°折線,以減小高頻信號的輻射,要求較高的信號線還要用雙弧線。
3.3 其它抗干擾技巧在PCB電路板設計中,晶體振蕩器的外殼一般要接地,在晶振等對噪聲特別敏感的元器件下面不要走線,而且晶振引腳要緊挨著所連接元件的引腳,引線不要過長;閑置不用的邏輯電路輸入端不要懸空,應根據具體的邏輯關系連接相應的上拉或下拉電阻,對應接好電源或地;閑置不用的運放正輸入端要接地,負輸入端接輸出端;任何信號線都不要形成環路,如不可避免,環路應盡量小。信號線的過孔要盡量少,關鍵的線盡量短而粗,并在兩邊加上保護地來盡量減小信號的回路面積。在高速,高密度的PCB設計時,過孔越小越好,這樣板上可以留有更多的布線空間,此外,過孔越小,其自身的寄生電容也越小,更適合用于高速電路。
4結論
不難看出,Protel 99 SE環境下,PCB設計、制作過程中重點環節是布線,而布線的關鍵點在于抗干擾中起絕對作用的地線。因此,掌握一些PCB布線的技巧對于做好印刷線路板來說是至關重要的,只靠軟件功能的強大是做不出優質的電路板的。本文研究了幾點實際運用中的設計及布線技巧,希望會對于PCB的設計、制作者起到拋磚引玉的作用,進一步推進印刷線路板制作工藝又快又好的發展。
參考文獻:
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[2]趙亞飛,李夢娟,盧進軍.基于Protel99 SE環境下的PCB抗干擾研究[J].科技信息.2010(07).
關鍵詞:EWB;電子電路仿真設計
1 軟件的性能和特點
(1)采用直觀的圖形界面創建電路:在計算機屏幕上模仿真實實驗室的工作臺,繪制電路圖需要的元器件、電路仿真需要的測試儀器均可直接從屏幕上選取。
(2)軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實物相似,可以實時顯示測量結果。
(3)EWB軟件帶有豐富的電路元件庫,提供多種電路分析方法。
(4)作為設計工具,它可以同其它流行的電路分析、設計和制板軟件交換數據。
(5)EWB還是一個優秀的電子技術訓練工具,利用它提供的虛擬儀器可以用比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗,仿真電路的實際運行情況,熟悉常用電子儀器測量方法。
2 軟件的操作說明
2.1 元件與信號源
EWB軟件的工作界面具備美觀大方、簡捷明了的特點。在基本工作區上方有菜單欄、工具欄、元件庫欄。從菜單欄可以選擇所需的各種命令,從元件庫欄中根據圖標選擇所需要的的元件或儀表,使用鼠標拖放操作安放元器件到工作平臺,完成實驗電路連接。選中虛擬儀器圖標,通過使用鼠標拖放操作,可以安放儀器儀表,設置好儀器儀表的參數后,按下仿真開關控制電路的運行與停止,即可觀察測試結果,在基本工作區下方是電路描述窗口,可根據需要輸入有關電路的介紹或說明。
EWB提供了豐富的元器件庫,根據不同類型可分成:信號源和電源庫,基本元件庫、二極管庫、三極管庫、模擬集成電路庫、數字集成電路庫、邏輯門電路庫、數字觸發器庫、指示器件庫、控制器件庫、雜元件庫和自定義庫。
在設計電路時,設計人員根據需要從該庫中進行查找與選取元器件,對選中的元件用鼠標左鍵將其拖放到電子平臺工作區,同時可利用旋轉、平翻、直翻調整元件方向。為了使電路便于連線,圖形整齊,還可以通過鼠標操作對元件進行移動、復制與刪除。為了使電路連接簡單明了,還可以將一些常用電路定為子電路,子電路相當于用戶自己定義的小型模塊電路,存放在自己定義的元件圖標庫里,供以后反復調用。
2.2 虛擬儀器儀表的使用
EWB提供七種虛擬儀器,每種只有一臺,在電路設計中,每種儀器只可使用一次,這是其軟件設計的局限性,而目前其升級版本Multisim已將虛擬儀器增加到11個,而且同一種儀器可以多次取用。
模擬儀器儀表主要包括萬用表、函數發生器、示波器、波特圖儀(掃頻儀)以及電壓表、電流表,數字儀器儀表包括數字發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換器。這些儀器儀表(除波特圖儀),在接入電路后,開啟仿真開關,若改變電路的測試點,則顯示的數據和波形也會相應變化,而不用重新啟動電路。EWB的虛擬測試設備能提供快捷簡單的分析,主要包括直接工作點,瞬態,交流頻率掃描,付立葉、噪聲、失真度、參數掃描、零極點、傳遞函數、直流靈敏度、交流靈敏度、最差情況、蒙特卡洛法等14種分析工具,可以在線顯示圖形并具有很大的靈活性。
3 軟件在廣播電視技術工作中的實際應用
3.1 在廣播電視技術培訓工作中的應用
EWB軟件是一款優秀的EAD軟件,推出后得到了社會各界的好評。尤其是在教育領域取得了巨大的成功,許多院校把EWB作為電子類專業課教學和實驗的各種輔助手段,最大限度的滿足了廣大學生和工程技術人員的迫切需求。針對軟件的這種特殊效能,近年來在廣播電視技術領域中,EWB也同樣得到了普遍應用,尤其是許多單位把EWB 軟件應用在了技術隊伍培訓工作中收效顯著。廣播電視高新技術的快速發展,對廣播電視技術從業人員的整體素質提出了更高要求,需要廣泛開展技術培訓工作,但是在職教育和在校學習有著很大的差別,資金、場地、設備、設施等諸多因素制約了技術培訓工作的良性發展,EWB軟件的應用不僅較好的解決了這一問題,而且體現了三個優越特點:(1)節約資金、高質高效;(2)功能強大、直觀形象;(3)操作簡便、方便普及。許多單位還把EWB軟件應用在了廣播電視技術能手競賽中,更是得到了意想不到的效果。通過對軟件的應用不僅克服了客觀條件給技術競賽多形式、多層面開展帶來的制約,同時也可以全面的考查參賽選手的實踐技能,為展示技術人員的綜合技術水平搭建了最佳平臺。
3.2 利用EWB軟件進行電子電路仿真設計
EWB的優越性能為激發廣大技術人員的潛在智能提供了廣闊空間。利用EWB可以設計簡單、復雜、模擬、數字等各式電路。這為廣大技術人員開展技術改造、技術革新工作提供了非常實用的工具。尤其是廣播電視發射設備的固態化、數字化、自動化的發展方向,使計算機輔助設計、測量、維護等在廣播電視技術領域得到廣泛的應用,EWB軟件的出色性能表現,也得到了廣大技術人員的青睞。下面僅以雙音報警器電路的仿真實驗為例,向大家簡單介紹其電路設計與分析。首先設計電路原理圖(見圖1)并根據電路需要選擇所需元件參數。
圖1
用鼠標將元件、儀器拖到電子工作平臺,根據電路原理圖調整元件,儀器布局,并設定元件標值,調整儀器設置的選項,按通仿真開關,即可進行仿真實驗,如果電路設計、連接正確,此時揚聲器應該發出“滴、嘟、滴、嘟”…..的雙聲音,用示波器觀察IC1、IC2的輸出波形,應該是頻率不同的兩個方波(見圖2),可通過打印機打印出來,進行實際電路的組裝。
圖2
此電路原理主要是應用555時基電路組成兩個多諧振蕩器,用IC1輸出的方波信號通過R5去控制IC2的5腳電平,當IC1輸出高電平時,IC2的振蕩頻率低,當IC1輸出低電平時,IC2的振蕩頻率高,因此IC2的振蕩頻率被IC1的輸出電壓調制為兩種音頻頻率,所以揚聲器發出雙音聲響。此電路可應用在發射臺鐵塔匹配間防盜報警,也可在改進后應用于水箱上水報警等其他方面。
參考文獻
關鍵詞: Protel DXP; 印制電路板;設計;制版
電路設計的最終目的是生產制作電子產品,各種電子產品的使用功能與物理結構都是通過印制電路板來實現的。印制電路板(PCB)是電子設備中的重要部件之一,其設計和制造是影響電子設備的質量、成本的基本因素之一。因此,印制電路板(PCB)設計質量直接影響著電子產品的性能。2002年7月底由Altium公司的Protel DXP電路設計軟件,由于其良好的操作性等優點已成為電路設計者的新寵[1]。本文以Protel DXP為設計平臺對PCB板主要設計步驟及其內容進行了分析,以提高電路板備板的制作效率及可靠性。
一.原理圖設計
原理圖設計是整個Protel工程的開始,是PCB文檔設計乃至最后制版的基礎。一般設計程序是:首先根據實際電路的復雜程度確定圖紙的大小,即建立工作平面;然后從元器件庫中取出所需元件放到工作面上,并給它們編號、對其封裝進行定義和設定;最后利用Protel DXP提供的工具指令進行布線,將工作平面上的元器件用具有電氣意義的導線、符號連接起來,對整個電路進行信號完整性分析,確保整個電路無誤。
1. 電路板規劃
電路板規劃的主要目的是確定其工作層結構,包括信號層、內部電源/接地層、機械層等。通過執行菜單命令Design\Board Layers,在打開的對話框中可以控制各層的顯示與否,以及層的顏色等屬性設置。如果不是利用PCB向導來創建一個電路板文件的話,就要自己定義PCB的形狀和尺寸。繪制時需單擊工作窗口底部的層標簽,再由Place\Keepout 命令來單獨定義。該操作步驟實際上就是在Keep Out Layer(禁止布線層)上用走線繪制出一個封閉的多邊形,而所繪多邊形的大小一般都可以看作是實際印制電路板的大小。
2. 元器件的選擇
對元器件的選擇要嚴格遵循設計要求。在Protel DXP軟件中,常用的分立元件和接插件都在軟件分目錄Library 下Miscellaneous Device. Intlib和Miscellaneous Connectors. Intlib 兩個集成元件庫中。其它的元件主要按元器件生產廠商進行分類,提供了型號豐富的集成庫。但是有時候出于個人設計的需要,設計者無法在庫文件中找到完全匹配的元器件,此時就只有通過制作工具繪制所需元器件。需要注意的是,繪制元件時一般元件均放置在第四象限,象限交點即為元件基準點。
3.元器件的布局
Protel DXP 提供了強大的自動布局功能,在預放置元件鎖定的情況下,可用自動布局放置其他元件。執行命令Tools\Auto Placement\Auto Placer,在Auto Place 對話框中選擇自動布局器。Protel DXP提供兩種自動布局工具:Cluster Placer 自動布局器使用元件簇算法,將元件依據連接分為簇,考慮元件的幾何形狀,用幾何學方法布放簇,這種算法適用于少于100 個元件的情況;Global Placer 自動元件布局器使用基于人工智能的模擬退火算法,分析整個設計圖形,考慮線長、連線密度等,采用統計算法,適用于更多元件數量的板圖。自動布局較方便,但產生的板并不是最佳方案,仍需要手工調整。
3.元器件的連線
連線很講究原則和技巧,走線應盡量美觀、簡潔。一些設計人員在初期使用Protel DXP進行設計時,只在表象上將元件連起,而出現“虛點”。導致在生成網絡報表時出錯。好的設計習慣是打開電氣網絡,使連線可以輕松連接到一個不在捕獲網絡上的實體;打開在線DRC,監控布線過程,違反規則的設計被立即顯示出來。完成預布線后,為了在自動布線時保持不變,需要對預布線鎖定。打開菜單Edit\Find Similar Objects,選擇要鎖定的對象。自動布線與交互式布線相結合可以很好地提高布線成功率和效率。自動布線的結果為手工調整提供參考。
二.電路仿真分析
所謂仿真是指在計算機上通過軟件來模擬具體電路的實際工作過程,并計算出在給定條件下電路中各關鍵點的輸出波形。電路的仿真是否成功取決于電路原理圖、元器件模型的仿真屬性、電路的網表結構以及仿真設置等因素。仿真時首先通過Analyses setup對話框設置仿真方式并制定要顯示的數據。該軟件提供了解種分析仿真方式,包括直流工作點、直流掃描、交流小信號、瞬態過程、噪聲、傳輸函數、參數掃描等。設置好仿真環境后單擊OK按鈕,系統自動進行電路仿真并顯示分析結果。通過對仿真結果的分析,設計者可以對電路進行合理的調整,直到完全滿意。最后將設計好的原理圖通過打印輸出,以供制版使用。
三.制版工藝流程
1.雙面制板工藝流程(簡述)
電路設計覆箔板下料表面處理打印電路圖熱轉印補缺 腐刻(浸泡在1:4FeCl3溶液中腐刻)去膜涂助焊、防氧化劑 鉆孔焊接元件檢查調試 檢驗包裝成品。
2.雙面制板工藝流程(簡述)
雙面覆銅板下料裁板數控鉆導通孔檢驗、去毛刺刷洗化學鍍(導通孔金屬化) (全板電鍍薄銅) 檢驗刷洗網印負性電路圖形、固化(干膜或濕膜、曝光、顯影) 檢驗、修板線路圖形電鍍電鍍錫(抗蝕鎳/金) 去印料(感光膜) 蝕刻銅(退錫) 清潔刷洗網印阻焊圖形常用熱固化綠油(貼感光干膜或濕膜、曝光、顯影、熱固化,常用感光熱固化綠油) 清洗、干燥網印標記字符圖形、固化(噴錫或有機保焊膜) 外形加工清洗、干燥電氣通斷檢測檢驗包裝成品。其詳細說明這里不再贅述。
3.需要注意的問題
在初次表面處理時,需要用P240-320之間的水沙紙打磨覆銅表面,去除表面的氧化層。并且用5%FeCl3溶液浸泡1分鐘,以增強印墨的粘敷力。腐刻溶液的溫度最好在25℃左右。助防氧化劑是把松香按照:10的體積比,放入95%的酒精中浸泡24h以上形成的。鉆孔時,按所裝元件腳的直徑φ+0.2mm,選擇最接近標稱值的鉆頭。
四.結束語
在集成電路不斷發展的時代,計算機輔助技術(CAD)突飛猛進。熟練掌握Protel DXP軟件,將極大提高電子線路的設計質量和效率。但要設計和制作出一塊優良的PBC板,還需要不斷的學習和實踐。因此,廣大電子工程設計人員要在不斷的實踐中去體會,通過總結經驗努力提高設計和制作水平。
參考文獻:
[1] 王廷才,王崇文. 電子線路計算機輔助設計Protel 2004[M]. 北京: 高等教育出版社,2006.
關鍵詞:計算機仿真軟件;電力電子技術應用;方法
電力電子技術在電力領域占據著舉足輕重的位置,在變換、控制電能方面發揮著不可替代的作用。當前,電力電子技術發生了變革:半控轉變為全控。電路日趨繁雜的形勢,給生產實踐帶來了嚴峻的挑戰。近年來,計算機仿真軟件在電力電子領域獲得了廣泛的應用,并取得了一定的成績。實踐證明,計算機仿真軟件的導入,為電力電子電路的解析、控制系統設計、電機驅動研究等提供強有力的仿真環境。文章從常用計算機仿真軟件;常用計算機仿真軟件的特點;計算機仿真軟件在電力電子技術領域的應用方法三個方面進行了詳細探討。
1常用計算機仿真軟件
計算機仿真技術是在現代信息技術的基礎上發展起來的一類綜合性技術,包括信息技術、網絡技術、圖形及圖像處理技術、多媒體技術、軟件技術、數據分析處理技術、自動化技術以及系統工程技術等,其目的是對系統的設計方案和運行進行了解。目前常用的計算機仿真軟件有MATLAB、pspice、PSCAD等。其中,MATLAB計算機仿真軟件的應用環境主要有科學計算、可視化等,其功能全面,能夠滿足各個行業建模仿真的需求。對于MATLAB而言,Simulink是其核心組成部分,其可以構建出集綜合分析、仿真等于一體的工作環境。pspice用于模擬電路、數字電路和集成電路的仿真。具有電路圖繪制功能、電路模擬仿真功能、圖形后處理功能和元器件符號制作功能,以圖形方式輸入,自動進行電路檢查,生成圖表,模擬和計算電路。PSCAD計算機仿真軟件除了可以簡易模擬直流輸電系統及其他相關控制系統等復雜電力系統之外,還可以對研究電力系統電磁暫態模擬產生積極的作用。此外,其與實時數字模擬器RTDS硬件的聯合使用可用于研發模擬器,例如:大型互聯電力系統。
2常用計算機仿真軟件的特點
2.1圖形界面友好,操作簡單易用
在使用過程中,計算機仿真軟件大都表現出圖形界面友好、操作簡單易用的特點。具體操作時,點擊、拖曳相應的功能模塊,并依據電氣聯結關系進行連接。實踐證明,其不僅操作簡便,而且與電力電子技術知識存在著很強的聯系。對于學習者而言,只要具備基本的計算機軟件、電力電子技術知識,就能夠迅速掌握應用技巧。
2.2建立仿真工程的步驟相似
在實際操作中,這些計算機仿真軟件的工作步驟存在著共性,換句話說,其工作步驟相似。通常,其計算機仿真軟件工作步驟主要由建立仿真工程文件、電氣連接元件、運行仿真操作、分析仿真數據等構成。
2.3節省物力
所謂的節省物力指的是事件及儀器設備。一般來說,計算機仿真軟件應用于正式設計實際電路之前,通過隨意設置電路參數、更換電路元件等實驗,以對設計進行分析,從而提高設計的科學性、合理性。與此同時,計算機仿真軟件還在簡化實際電路操作步驟方面具有一定的作用,對提高設計人員工作成效頗有益處。
2.4軟件升級迅速及時
通常,計算機仿真軟件在升級方面呈現出迅速、及時的特點,換句話說,伴隨著科學發展而發生變化。經調查發現,新能源的迅猛發展帶動了計算機軟件的發展,主要表現為模型(風機、光伏發電等)的增加。此外,計算機仿真軟件為滿足用戶日益增長的需求,其版本亦不斷優化、升級。
3計算機仿真軟件在電力電子技術領域的應用方法
3.1計算機仿真軟件在電力電子技術模擬方面的應用方法
在晶體管三極管電路實驗中,其參數的一致性較差,極易導致實驗數據產生誤差。而將計算機仿真圖形的引入,對檢驗誤差大小、觀察瞬時電路參數等有所幫助。此外,計算機仿真軟件在實現改變元件參數值環節中毋須替換電子元件,并可以在相同時間內觀察到更多特性曲線的變化在實際操作中,可通過改變局部電路參數,帶動其輸出特性發生變化,進而更好地觀察電路變化、學習、掌握電力電子技術應用技巧。
3.2計算機仿真軟件在電力電子技術原理圖設計方面的應用方法
實踐證明,計算機仿真軟件在電力電子技術原理圖設計方面發揮著巨大的作用。筆者以“晶閘管三相橋式可控整流電路設計與仿真”為案例進行分析。在設計過程中,計算機仿真軟件的導入除了降低了人的勞動強度,還提升了分析、設計能力,從而確保原理圖存有較小誤差。此外,其還能“降本增效(控制設計成本,加速設計進程)”。就計算機仿真軟件(MATLAB、PSIM、PSCAD等)具體操作而言,其包括根據設計電路搭建仿真模型、設置參數進行仿真、變換觸發角分析波形等環節。其中,搭建仿真模型分為建立仿真文件,提取電路、器件模塊,構建系統模型三個部分。仿真參數設置主要體現于電源參數、三相晶閘管整流器、6脈沖發生器設置變步長算法等方面。變換觸發角分析波形,通過改變不同的控制角,觀察記錄輸出電壓指的變化:阻性負載、阻感性負載等。由此可見,計算機仿真軟件的引入,省略了以往較為繁瑣的繪圖、計算過程,可直觀、迅速作出相應的分析等,大大降低了電路設計的周期,同時亦提高了設計質量。
4結束語
總而言之,計算機仿真軟件在電力電子技術領域中發揮著極其重要的作用。當前,計算機信息技術迅猛發展、電路日趨繁雜,為滿足用戶不斷增長的需求,電力電子技術方面的編程語言取得了長足的發展——計算機仿真軟件蓬勃興起。計算機軟件具有圖形界面友好,操作簡單易用;節省時間及儀器設備;軟件升級迅速及時等優點。計算機仿真軟件的存在,對降低電力電子技術設計、運作成本,縮短設計周期等具有積極的意義。希冀相關人員能夠加強自身學習,以掌握應用計算機仿真軟件的技巧,進而提升我國電路系統質量。
參考文獻
[1]裴云慶,段雅莉,王兆安.電力電子系統的計算機仿真及參數優化算法[J].西安交通大學學報,2009,11(20):221-223.
關鍵詞:高層樓體;電路設計;電氣施工;施工安全
高層樓體有建筑施工工作量比較大,具體施工工序比較復雜,其中包含:土建、給排水、采暖通風、電氣安裝專業等各個工序。在施工中,如果某一專業或工種只考慮本身的工作,勢必影響其他工種的施工,而且本專業或工種的工作也難以做好。即使在某個階段某一個工種受其他工種的影響不大,而且完成了任務,但將給整個建筑工程施工帶來巨大損失,這種損失不僅限于工期上,有時會造成經濟或質量上的損失。電路設計、布排與安裝,慣竊整個建筑設計施工過程,是整個建筑工程項目的一個組成部分,與其他施工項目共同形成一個整個樓體的設計施工方案。越是精密度要求越高的施工技術對于電路施工要求的精準度就越高。隨著樓體結構的演進,越是復雜的結構越需要前期進行精準化的設計,例如鋼結構,需要在鋼結構龍骨設計時就要電路工程進行預先設計完成,而傳統的磚混結構在進行后期裝修時也可以重新設計電路,也不影響電路運行。下面就建筑工程中電氣施工中經常遇到的問題進行分析,以便引起各位同行注意,在以后的施工中能夠不斷完善電路施工方案。
一、根據不同服務的對象設計不同的施工方案
好多設計師為了追求短期的經濟效益,實現短、平、快的流動作戰方針,往往根據經驗進行設計,忽略了設計主體的施工時間、地點、氣候的差異,“一張圖紙走天下”,設計施工完成以后,電路頻頻出現問題。設計還是完成了設計而設計,而是為了施工而設計,現實使用設計,主要服務方向是甲方,主要目的是實踐。從事建筑結構電路電氣設計職業者,必須要學會統籌不同建筑門類的關系,掌握不同門類專業知識,這種知識絕對不是與自己專業不相干的知識,而是決定電路設計是否與其他部門協調的重要前提和保障。其實一個合理的電氣電路設計師往往在其他部門的學習上花費的時間并不比自己專業圖紙上用的時間要少。
二、具體操作過程中電氣布排的技巧
電子CAD技術教學模式項目驅動競賽評價討論考核辦法
隨著計算機技術的快速發展,計算機輔助設計(CAD)技術被迅速而廣泛的應用于電子工業領域,由于該技術能將電子電路設計全過程工作都放在計算機上高效便捷的完成,因此,該技術在電子電路設計中發揮著舉足輕重的作用,本課程主要講授的就是目前在國內使用非常廣泛,普及率極高的電子CAD軟件Protel在電子電路設計中的應用。Protel軟件是一個完整的全方位電路設計系統,能夠輔助設計者方便、快捷、高質量的完成電子設計全程的大量工作,所以,該軟件就成為每一名電子、電氣類專業學生都應當掌握的電子設計工具,《電子CAD技術》課程因此成為高職電子、電氣類專業必修的一門專業基礎課,搞好本課程的教學尤為重要。
一、《電子CAD技術》課程特點
《電子CAD技術》課程因其所講授的是電子CAD工具Protel軟件在電子設計工作全過程中的使用,因此,本課程應用性強,主要以計算機為學習平臺,注重上機操作,理論內容少,實踐訓練多,要求學生必須要有一定的計算機操作基礎、電學理論基礎及電子工藝基礎,強調聯系實際及實際工作運用。
二、當前《電子CAD技術》課程教學狀況
當前,本課程教學基本沿用傳統的教學模式,即按照教材的編排順序,根據教材編寫內容,先課堂講授,操作演示,后上機練習,鞏固提高。本人通過多年教學實踐,認為使用這種教學模式進行教學,教學效果很不理想,首先,教學太注重教材內容,按部就班,教法單一,這就不能充分激發學生的學習積極性,導致學生自始至終都感覺本課程枯燥乏味,對本課程不感興趣;其次,教學和上機練習偏重于軟件的操作學習,忽視了其在實際電子設計工作過程中的應用,導致學生直到本課程結束都不能充分認識到本課程的重要性、實用性,學生感到學習本課程沒什么用處,因此學完之后很快就忘,更不要說在將來的工作中熟練運用了。所以說,傳統教學模式已不適合《電子CAD技術》課程的教學了。
三、《電子CAD技術》課程教學新模式的探索
基于上述對《電子CAD技術》課程特點的分析,及對當前該課程教學所普遍采用的傳統教學模式的分析,結合多年在本課程教學工作中的體會,本人認為,要提高教學效果、更好地達到教學目標,應做到首先要學生明確學習本課程的必要性,其次激發學生的學習興趣,使他們喜歡上這門課,最后讓學生真正學會如何運用本課程所學去做實際工作,以達到在將來的工作崗位上能夠學以致用,要做到這些,必須打破傳統教學模式,對其進行革新,走出一條新路。
1.構建能完成電子設計全過程的實訓場所
《電子CAD技術》課程所教授的是輔助設計者完成電子設計工作全過程工作的CAD工具軟件Protel的操作運用,也就是說Protel軟件的操作運用貫穿于電子設計工作全程,為了真正做到聯系實際,符合培養高技能應用型人才的高職教育培養目標,讓學生在學習本課程時就處在與將來工作崗位環境相似的實訓場所中是關鍵所在,所以,構建能完成電子設計全過程的實訓場所尤為必要。該實訓場所至少應該包括計算機網絡構建完備的微機房,電路理論設計、PCB制作和電子產品組裝實訓室,以模擬電子企業中真實的電子設計場景,讓學生有身臨其境之感,學生在這樣的實訓場所中練習,不會與實際脫節,有利于更好的掌握本課程內容,做到學以致用。
2.通過多種方式使學生明確學習本課程的必要性、實用性
愛迪生曾經說過:“興趣可以創造出人間奇跡”,有了興趣學生才能積極主動的去學習。當前,電子、電氣類專業高職學生普遍存在學習興趣不高,學習動力不足,進取心不強,學習情緒化等缺點,如何激發學生的學習興趣,讓學生喜歡上這門課,主動學習這門課,就成為本門課程的第一個大問題,而要解決好這個大問題,我認為讓學生明白本門課學什么,所學用來做什么,怎么做,有多么實用、好用最為關鍵,因此,本課程一開始,就應當通過多種方式去解決這個關鍵:(1)選擇一個學生熟悉的電子產品實物為例,講解該產品是怎樣從無到有一步步設計出來的,從而引出電子設計全過程,牽出本門課要學習的電子CAD軟件Protel;(2)通過在實訓室組織設計一個簡單的電子產品小制作,學生用手工方式設計,教師采用CAD技術設計,將兩種設計方式進行比較,讓學生真切感受到本課程學習的必要性,實用性;(3)通過多媒體播放CAD技術相關最新資料、視頻,讓學生了解CAD技術的現狀,使學生充分認識到CAD技術是多么的有用,從而進一步激發學生的學習動力;(4)有條件的話,可以組織學生去電子企業參觀,通過到電子企業實地考察學習,學生才會對本課程真正感興趣,更加清楚這門課的意義何在,以后才能更好地將所學的知識技能轉化到生產實踐當中。
3.以實際的電子電路設計全過程工作步驟為主線,采用項目驅動,模擬真實的電子設計過程進行本課程的學習
制定學生感興趣的實用性電子電路設計項目,按照實際的電子電路設計全過程工作步驟,將項目劃分成一個個任務,每個任務都包含了一個設計步驟工作所需求的知識點、操作方法和技巧,學生一個任務一個任務的做,教師按照每個任務的需要講授所需知識技能,學生在完成一個個任務中完成課程的學習,最終循序漸進地完成整個項目,從而學好課程全部內容。學生在“做”中得到清晰的思路和方法,在“練”中得到鍛煉和總結,“學,做,練”完美結合,同時還使學生真切感受實際的電子設計工作是如何做的,增強學生的學習動力,使學生更加愿意學好這門課。
4.在訓練中引入競賽評價辦法和討論機制,激發學生的學習積極性
在本課程各階段的學習訓練中,引入競賽評價辦法和討論機制,所謂競賽評價辦法,就是在各階段的學習訓練中,組織學生進行設計競賽,看誰能夠更好更熟練的運用Protel進行電路設計,競賽結束,按照設計結果的質量和設計速度綜合評定,排定名次,每次競賽結果都計入平時成績,另外,每次競賽后都組織討論,讓學生充分的交流,互相取經,解決問題,教師參與其中,善加引導。通過這種辦法的引入,用競爭充分激發起學生的學習積極性,增強學生的學習主動性,發揮學生的主體作用,通過討論,增強學生的溝通能力,解決問題的能力。在最后的綜合訓練階段,引入需要多名學生合作完成的設計項目進行以設計小組為單位的設計競賽,以增強學生的團隊協作能力。總之,通過競爭、討論的方式,能夠使學生主動去學習,不只學習技能,還增強順應社會需求的良好素質。
5.改革考核辦法
將上機考試作為考核方式,將平時競賽成績作為平時成績,與期末的上機考試成績按比例相加作為總成績,這樣能充分客觀的反映學生對本門課的掌握程度和學習成果,符合本課程的特點,與前述的教學方法相輔相成。
四、結束語
本文針對《電子CAD技術》課程教學模式,做了一些新的探索和思考,旨在進一步提高教學效果、更好的達成教學目標,順應社會對高技能應用型人才的需求。本文闡述的教學新模式,已在教學中進行了試用,得到了較好的教學效果,今后,該模式還有待在教學中進一步檢驗,不斷改進、提高,以成為更適合本門課程教學工作的教學模式,為本門課程的教學打開一個新的更好的局面。
參考文獻: