《EPLAN电气应用技术》课程研究与实践

一、前言

推进智能制造, 是中国制造转型升级的关键所在, 智能制造将成为社会经济发展、科技创新的新增长点。“中国制造2025”中提出, 要以智能制造为突破口和主攻方向。智能制造的核心是建立智能工厂和数字车间, 发展智能装备, 实现智能生产。目前, 我国以智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线为代表的智能制造装备产业体系已经初步形成, 伴随产业的发展, 对人才的需求也十分迫切。

二、EPLAN软件简介

EPLAN平台软件产品是以EPLAN Electric P8为基础平台, 实现跨专业的工程设计。平台软件包括EPLAN Electric P8、EPLAN Fluid、EPLAN PPE、EPLAN Pro Panel等工程设计软件。

EPLAN Electric P8不是一个简单的绘图工具, 而是面向电气和自动化工程师设计和管理的软件。电气设计师可以用它来设计电气原理图, 利用电气逻辑进行错误检查, 自动生成工程项目所需的各类报表。强大的创新功能和友好的用户界面, 极大地提高了电气工程设计质量, 降低了项目成本。

EPLAN Fluid是面向液压、气动、冷却和润滑系统设计的软件, 其独特的逻辑和自动化功能使液压动力系统设计完成得更快、更好。EPLAN Fluid可以单独使用, 也可以作为EPLAN Electric P8的附加功能模块, 实现两个产品之间的无缝整合, 使液压动力系统设计中的机械元件和EPLAN Electric P8设计中对应的电气元件实现交互参考。

EPLAN PPE是应用于仪表自控, 过程设计工程的设计和管理软件。从符合工艺要求的P&ID的图纸的绘制, 根据具体情况的仪表选择, 仪表回路图、规格书和安装图的生成, 实现了一个完整的自动化仪表过程检测和控制系统。置身于EPLAN革命性的工作平台, 协同EPLAN Electric P8电气设计软件, 可实现跨专业的无缝设计整合。

EPLAN Pro Panel是基于EPLAN平台上的一款用于机箱机柜与器件安装布置的3D仿真软件。利用Pro Panel, 设计者可以快速设计机箱机柜, 并在其空间内定义安装面, 放置母线系统, 电缆线槽, 安装导轨, 进行元器件的放置。

EPLAN教育版完全具备EPLAN软件平台的特点, 可以实现电气工程、流体工程与仪表过程控制三个不同专业的协同工作。在相同的平台下, 这三个专业使用完全相同的数据库。EPLAN特有的数据格式可以满足的各种设计需求, 而且毫无限制。EPLAN教育版的数据进行了特别的优化和处理, 它更适于教学与培训。EPLAN教育版包含完整的EPLAN Electric P8、EPLAN Fluid、EPLAN PPE和EPLAN Pro Panel功能, 而仅仅需要一个EPLAN Education许可。

三、课程开发思路及教学实训条件

《EPLAN电气应用技术》是在电气设计岗位上开发建立起来的一门课程。以EPLAN Electric P8为教学工具, 使学生掌握EPLAN电气绘图软件的应用, 并将实际项目案例引入课程教学, 更生动形象的将理论与实际相结合, 培养学生对电气图纸的识读和设计能力, 培养学生未来从事电气设计岗位的基本职业技能和良好的职业素养。

通过深入到汽车生产线的集成企业内进行实践、调研、培训, 详细了解企业内电气设计岗位日常工作, 搜集VASS标准、SICAR标准等相关项目电气设计资料。对该岗位典型工作任务进行分解, 并结合实际情况, 合理制定课程标准、教学大纲, 确定教学方法, 设计教案、考核方式等内容。

教学实训条件:我校与EPLAN (易盼软件) 合作, 于2017年5月在校内共同建成EPLAN (长春) 认证中心, 该中心配有EPLAN Education软件的计算机48台、安装有微软2008 R2的服务器2台。

四、教学内容及过程设计

(一) 教学内容

本课程是电气自动化技术专业的职业核心课, 课程的知识技能要求直接和企业电气设计相关岗位标准相联系, 通过对该岗位典型工作任务进行分解, 确定出该课程的6个教学单元, 共36学时。学生在老师的讲解与示教下, 独立操作软件。

具体教学内容如下:

单元一:EPLAN基础知识。掌握EPLAN软件的安装方法、熟悉EPLAN的常用设置;熟练创建EPLAN项目、熟悉结构标识符;熟练创建不同的页类型:多线原理图、单线原理图、总览等。

单元二:面向图形的设计。掌握EPLAN面向图形设计的核心;熟练符号和元件、自动连线和T节点、文本的概念和操作;熟练黑盒、结构盒、PLC盒子、关联参考的概念和操作;初步完成电源页的设计。

单元三:连接、端子、电缆管理。掌握连接导航器的使用及操作;熟练电缆的选型及处理;熟练端子的创建、放置和编辑, 生成端子排定义等。

单元四:安装板设计, 掌握安装板放置、定位与标注。掌握部件放置、生成设备清单;掌握编辑图例位置、更新部件尺寸和主要组件。

单元五:EPLAN报表。掌握EPLAN报表创建方法;掌握报表的生成、更新、标签的操作。

单元六:宏和宏项目。掌握符号宏、窗口宏的创建方法;掌握宏变量和宏值集的概念;掌握用宏项目管理宏的方法。

(二) 教学设计

《EPLAN电气应用技术》是实践性很强的一门课程, 单纯的知识技能点的讲授并不能满足要求。因此, 将理论与实际项目相结合, 开展教学是十分必要的手段。

我校是以汽车工业为办学特色的高职高专院校, 毕业学生大多数选择在与汽车相关的行业就业, 如一汽大众、吉利汽车等公司。针对这一特点, 我们将汽车厂生产线的集成项目中电气图纸引入课堂教学。首先, 在学生学习了EPLAN Electric P8理论知识基础上, 让学生能够识读图纸, 掌握图纸中重点关注的细节, 比如项目结构、结构标识符、关联参考、中断点、部件选型、报表等内容;而后, 在学生熟悉图纸的基础上, 将操作的知识技能点融入项目, 让学生按照实际要求操作软件, 准确绘制图纸。在EPLAN Electric P8中, 由于所涉及的图纸类型很多, 在教学过程中, 我们主要以多线原理图页 (交互式) 进行讲解。

具体实施步骤:首先, 按照每个单元的教学目标, 将本单元内所涉及的理论知识和操作技能点一一讲授;然后, 再结合实际项目, 以VASS标准中VW-E23-39E031V05参考图纸为例, 该图纸是汽车焊装生产线手动夹具控制系统的电气图纸, 筛选出与学生掌握程度相匹配的多线原理图页;最后, 按照课程大纲要求, 学生每次课需要完成对应的操作环节, 本次课结束之前需要备份该项目再依次提交项目。

在36学时内, 学生需要提交8次课堂作业, 最后提交本门课程要求的大作业, 作为期末课程考查实践指标的一部分。

五、指导意义

(一) 理论意义

通过学习, 对EPLAN Electric P8软件的设计思想、数据结构、功能和特性有清晰的理解。对应用先进的电气工程设计理念和方法、快速设计原理图、生成表格文件、管理工程项目带来了很大帮助。

(二) 实践意义

对于从事电气设计的工作人员而言, 掌握应用软件的技能和技巧, 在电气设计过程中能少走弯路, 减少设计时间, 从而大大提高了效率。对即将就业的学生而言, 在就业前掌握软件的操作, 提高了自身的技能水平, 为就业增加砝码。对于企业而言, 校内课程的开设能够为企业的人才培养节省时间。

(三) 取得成果

实践证明, EPLAN课程的开展进一步拓宽了学生的就业范围。就业以后, 学生能够很快适应工作内容, 所掌握的技能能够在实际项目中得到充分的发挥, 得到了企业的认可。

六、展望

目前, 本门课程主要讲授EPLAN Electric P8的使用及操作方法, 结合VASS标准的参考图纸, 将操作技能与实际项目相结合。

然而, 标准框架下的图纸设计并不能满足实际的需要, 随着我国制造业水平的不断发展, 各个行业的自动化程度和工艺水平都将有大幅提高, EPLAN Electric P8软件必将会推广到更多行业中应用。EPLAN Electric P8在完成2D电气原理图设计的同时, 还能为EPLAN ProPanel提供3D设计数据基础, 3D图纸的生成为生产制造和现场安装都提供了极大便利。

因此, 在原有课程基础上, 将非标行业的设计内容以及EPLAN ProPanel 3D的设计引入教学也十分必要。

摘要：EPLAN软件应用广泛, 企业对电气设计岗位的人才需求也十分迫切。本文根据制造行业的发展形势, 以汽车焊装生产线的智能集成为例, 分析相应岗位的技能要求, 规划《EPLAN电气应用技术》的课程方案, 制订符合实际的课程内容。经过教学过程的实施与实践, 总结课程特色、取得成果及未来的发展方向。

关键词：EPLAN,汽车生产线,课程研究