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淺談自動化課程的學習地圖

一、緣起

  「智慧製造」目前已經是世界各國對於生產製造的主流議題,而未來對於各種的產業都有智動化的可能。針對於此,台灣提出「生產力4.0」來連結德國提出的「工業4.0」,以提升本國製造、生產與銷售能力。

  但如何在生產力4.0之前,穩固工業3.0的基礎,以做為現今發展生產力4.0的準備呢?以製造自動化的角度來看,可以從一系列智慧製造控制相關的基礎技能學習課程來因應,以提供產業人才的訓練需求。

  本文所要分享的其實是本中心十幾年來,現今針對製造自動化的一系列技能學習課程,所規劃出之協助企業訓練自動化人才的學習地圖。但隨著時代與新技術、新觀念的改變,還是需要不斷充實新知與新技術,調整學習地圖,讓整個學習更有效率。

二、課程規劃

  本中心在自動化系列課程設計上,從自動化元件基礎、設備自動化開發、廠務自動化整合、廠區遠端監控到整合MES/ERP資管連結設計的涵蓋面甚廣;從自動化系統設計展開成各單元課程提供給學員作彈性學習選擇。可參考下圖,來了解本中心在自動化課程規劃與學習上的順序。

三、課程介紹

以下是圖中,針對各課程的說明:

(1)單晶片系列:課程從8051的基礎到進階,到後續延伸的單晶片微處理器即時多工程式設計。學習者從系列課程中,了解單晶片微電腦架構並學習單晶片微處理器的程式設計能力與充分了解軟硬體架構,且在課程中實作並整合所學以培養學員利用單晶片微處理器於平常生活的應用能力。

(2)可程式控制器系列:本中心可程式課程分為兩種,一種為較多人使用的三菱PLC,另一種則是掀起工業4.0議題的西門以PLC,兩種PLC各有優點,端看使用者的需求選擇使用。

(2.1) 三菱PLC系列:學習者可從課程中,學習到PLC的架構、硬體、擴充模組,進而利用階梯圖與指令撰寫設計程式,後續在課程中實作整合所學,了解特殊模組之使用。進而學習如何利用軟體,自己開發圖形監控的程式,做後續的應用。

(2.2)西門子PLC系列:學習者可從課程中,學習到PLC的硬體、DIO以及硬體迴路接法,軟體方面則是學習西門子專屬軟體STEP7來做PLC硬體規劃、階梯圖設計與指令程式設計等,後續則是學習HMI的軟體操作與設定、事件函數應用、警報系統與趨勢圖之應用。

(2.3)PC與PLC遠端通訊:讓學習者從通訊控制的入門角度,對基本近端與遠距通訊控制有基本了解,並能瞭解透過網路PC控制PLC之設計原理。

(2.4) PLC與伺服馬達控制整合:讓學習者能熟悉伺服馬達控制,並了解伺服定位控制之結構、控制電路介面/控制參數、控制相關模組特性和參數設定及PLC與伺服馬達控制應用/控制程式設計。

(3)低壓工業配線:學習者先從工業配線的控制元件構造、控制電路的電學知識到控制電路圖的閱讀與繪製學起,後續在課程中針對各種順序電路、組合電路、馬達控制電路等練習與實作,可吸收完整的工業配線知識。

(4)氣壓控制迴路設計:學習者可從課程中,學習氣壓元件、機構整合設計,進而針對氣壓設備分析與控制迴路設計,對於氣壓設備也能做故障分析及預防保養。

(5)油壓控制迴路設計系列:學習者從油壓概論、巴斯卡原理學起,再對驅動部、油壓源、油壓閥類有所了解後,能針對油壓閥類選擇與控制迴路之計算與設計。

  以上課程可再延伸到後續的工業4.0系列,從建立物聯網架構進行遠程設備連結開始,再結合現有設備上網連上雲端,最後創建雲端服務平台,快速與遠端IO設備連結。也可結合公司內部 ERP或是MES,進行相關的應用與設計。

  所有課程從產業需求開始規畫設計,再由實戰豐富的專業師資講授授課。將單晶片控制、PLC控制、低壓、氣壓、油壓等作橫向連結,對機電整合各部分都能有所了解與應用,對於單晶片控制、PLC控制由基礎到進階應用作縱向連結的規畫,使學員能由淺到深,學會相關技術與能力。上課方面以實機操作與互動式教導,使學員掌握核心技術,建立學員的學習信心。

四、結論

  由目前全世界產業環境的趨勢來看,各行各業都不斷的朝工業4.0前進,不管是製造、生產、銷售都相同,但台灣的企業是否已經準備好進行工業4.0的變革了呢?不論是否要進行變革,企業可以參考針對自動化人才的學習地圖,先打好穩固的基礎,後續朝工業4.0前進時,才能走得更遠,跳得更高。


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