前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的電氣控制基本原理主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關鍵詞:電梯智能化;硬件電路;改進措施
中圖分類號: TU857 文獻標識碼: A 文章編號:
高檔住宅與辦公樓電梯的智能運行以及安全防范是一項與用戶生命與財產安全、電梯設備能否達到最佳運行狀態的一項重要課題。電梯運行主要發揮正常的運載功能,同時必須有效控制大樓內各類人員的活動目的,在人員活動基礎之上,再加上電梯的智能化控制將是將來社會發展的必由之路。
電梯智能控制的硬件架構及原理
1.1電梯智能控制的電路架構
電梯智能控制的基本原理就是通過門禁對講系統的總線連接至電梯控制器,在刷卡或者用戶開門的同時報警輸出器輸出一組信號的過程。連接到電梯轎廂的按鈕要實現電梯智能化控制硬件電路的基本結構主要分為三部分。原理如圖一所示,業主門禁感應讀頭,以及室內可視話機,智能化電梯的門口機以及樓層內電梯等的輸出設備,這三個模塊通過總線連接成整體??勺鳛殚T口機的主要作用是方便訪客來訪時進行使用;業主需要通過可視門口機內的門禁讀頭刷卡進入電梯內部,獨立的門禁對講感應讀頭,一般可設于電梯轎廂內部,也可設于電梯轎箱外部,其作用是供操縱電梯時方便使用,實現住戶與訪客進出控制電梯系統。
圖一、智能化電梯控制系統原理圖
1.2智能化電梯門禁感應讀頭
非接觸式線圈感應技術是電梯門禁感應讀頭經常和采取的方式,采用無線射頻方式進行刷卡,用戶不需要連線,甚至完全可以把卡放在錢包里進行刷卡,當ID卡接近感應線圈的時候,讀頭系統就會自動識別ID卡內驗證碼,每張ID卡擁有唯一的驗證碼。射頻電路完成讀寫設備及卡的通信,能量轉換模塊主要用于接收射頻信號,同時提供卡片在工作時所需要的電源能量和時鐘信號,門禁感應讀頭的主要原理是RFID射頻識別技術。門禁感應讀頭的工作電壓一般為DC12V,靜態電流約為60mA,輸出工作電流最大為245mA,溫度為-10~60℃。非接觸式ID卡工作頻率在1MHz~30MHz的范圍,該波段信號的特點是穿透能力強、攜帶能量高及易識別等。
2、典型的電梯智能化硬件電氣控制錯誤電路
據不完全統計,在《電梯制造與安裝安全規范》GB7588-95實施之前,陜西省擁有電梯2000余臺,其中大概有85%的客梯和86%的貨梯制動器電氣控制電路不符合規范要求。特別是交流雙速電梯,將近100%的根本就不符合基本要求。典型的制動器電氣控制錯誤電路分為兩種,主要為上行接觸器以及下行接觸器,另外還有快車接觸器以及慢車接觸器,制動器線圈等,但是這些不常見。而常見貨梯或者自動扶梯的制動,因為斷開控制電路的獨立電氣裝置僅有一個,而不滿足控制電路的至少有2個,這一基本要求常見于交流雙速客梯或貨梯的控制,它完全滿足二個獨立電氣裝置控制的需求,但是由于粘連還沒有斷開時,無論上下運行制動器均可可開閘,發生粘連還沒有斷開的時候,只要沒有改變運行方向,制動器仍然可以開閘。所以,這兩種控制電路都不符合規范要求。
由于改造單位對標準以及檢驗規則的理解有一定的錯誤,對前面兩種典型電路進行改造的時候,有人錯誤的認為電路符合規范要求,有的認為應該對電路做以下改變:分別叫做抱閘繼電器、門鎖繼電器、安全繼電器以及抱閘輔助繼電器。智能化電梯改造單位對于所顯示制動器電氣控制電路加入門鎖繼電器,雖然在一定程度上滿足了兩個單獨電氣裝置的規范要求,但是當粘連沒有斷開的時候,電梯運行制動器都可開閘。改造單位直接采取抱閘繼電器以及抱閘輔助繼電器的兩個獨立電氣裝置進行控制,但是當發生粘連沒有斷開,同時進行吸合,無法斷開制動器電流,制動器就不能啟動。所以,這兩種改造電路也不符合規范要求。
3、幾種智能化電梯控制電路的改進措施
對制動器控制電路改造要遵循的原則是:既要保證切斷制動器電流的電氣裝置的數量和獨立性,又要保證其功能滿足要求。下面主要說明對電梯智能化控制中繼電器控制電路的改進措施。
對典型電路1的改進措施。第一,采用增加一個抱閘繼電器及判定電路和執行電路的方法。抱閘繼電器可以與運行繼電器等并聯獲取信號?;竟ぷ髟硎钱旊娞萃V沟臅r候,繼電器都可以釋放出來,可以判斷繼電器吸合,電梯可以正常進入運行狀態;當由于某種原因發生粘連沒有斷開的時候,判定繼電器不能吸合,電梯不能進入正常運行狀態。所以,這類電路符合標準規范的基本要求。第二,采用增加兩個輔助繼電器的方式。這類方式主要是借助天津OTIS電梯公司的改進電路措施。其基本工作原理是制動器電氣控制電路主要由兩套獨立的電器安裝控制,同時存在電氣互鎖,當其中某一套發生粘連沒有斷開的時候,其反方向都無法進行吸合,所以,這類電梯改進就可以防阻止電梯反方向運行。但是,值得引起重視的是,加入其中某一套是由唯一繼電器單獨控制,就不能直接采用這類模式。因為這樣的電路根本不符合規范要求,同時,扶梯自動人行道也不允許采用這種方式。
對典型電路2的基本改進。采取增加判定電路以及執行電路控制的方法對PLC控制的電路進行簡單改進措施。主要從硬件和軟件兩個方面考慮。硬件的改進主要是指使切斷制動器電流的電氣裝置的數量,其數量必須不少于2個或者以上,同時,所有數量均是相互獨立的;軟件的改進是指按照輸入信號的模式,編制軟件程序,實現判定電路和執行電路的基本功能。硬件的改進電路同繼電器控制改進模式基本類似。而軟件信號輸入主要兩種模式:兩種信號輸入電路的軟件程序判斷方法是不一樣的。其判定原則之一是:假如電梯運行時輸入點X10但是沒有輸入信號,那么執行程序阻止電梯再次運行;判定原則之二是:假如電梯運行時輸入點X10的時候有輸入信號,那么執行程序促進電梯再運行。
結論
總而言之,是最近幾年來值得注意的話題,不容發生任何事故,一旦生事故,將給人民群眾的生命財產安全帶來非常大的傷害,與此同時,也會給社會造成非常打的負面影響。所以,智能化電梯控制設備的改進措施值得一提,需要從電梯電路所遵循的基本原則出發,以及日常維護管理各個方面要進行監管,及時發現問題,采取相應的電路改進措施,避免問題進一步發生,保障電梯安全運行以及人民群眾的生命財產安全得以保護。
參考文獻
電氣技術應用即是用高光無痕模具加工復雜形狀的塑料制品,而且加工出的制品表面無熔痕、無流痕、無流線、無縮痕;表面高光,達到鏡面效果;無需噴涂加工,可減少制造工序,節省能源與材料,保護環境。
電氣技術應用屬于制造類專業,是培養具有一定的電子技術、微機控制技術和計算機網絡技術的基礎知識;熟悉常用電氣設備的工作原理,掌握應用計算機技術實現電氣控制的基本原理和方法,具有較強的自動控制系統運行、維護、系統集成及一定的工程設計能力和企業管理能力的高等技術應用性專門人才的一門課程。該專業旨在為國家的現代化建設培養更多的人才。
學生畢業后可在鋼鐵、化工、尖端制造、港口、發電等現代化企業從事自動化控制系統及設備的安裝、調試、運行、維修、維護、機電技術管理和施工管理等工作。
(來源:文章屋網 )
【關鍵詞】機電設備;電氣控制
1.說明
機電設備是指應用了機械、電子技術的設備,通常所說的機械設備是機電設備最重要的組成部分。
由于技術的不斷改進,傳統的機械設備向機、電結合的新階段不斷發展,并不斷擴大其應用范圍。自20世紀60年代開始,計算機在機械工業的科研、設計、生產及管理中逐漸普及,為機械制造業向更復雜、更精密的方向發展創造了條件。機電設備也隨之開始向數字化、自動化、智能化和柔性化發展,并進入現代設備的新階段。機電設備的電氣控制是一個重要標志。
電氣控制指的是通過控制電氣設備的電壓、電流、頻率、通斷、連鎖、速度等,完成工藝過程的動作要求。對于工藝過程程序及功能相對固定的機電設備,我們通常采用繼電接觸控制。
機電設備電氣控制基本原理是,通過電器控制線路,即由各種有觸電的接觸器、繼電器、按鈕、行程開關等按不同連接方式組合而成的控制系統,實現對機電設備的啟動、正反轉、制動、調速和保護,滿足生產工藝要求,實現生產過程自動化。常見的基本控制線路有:點動控制線路、正轉控制線路、正反轉控制線路、位置控制線路、順序控制線路、多地控制線路、降壓啟動控制線路、調速控制線路、制動控制線路。
電氣控制除了在滿足生產工藝,控制電壓的要求的同時,必須要考慮控到制電路工作的安全性、可靠性,便于操作、維修和電路簡明等一系列的問題。
2.機電設備電氣控制的注意事項
2.1充分了解生產工藝要求和設備情況
電氣控制是為滿足生產工藝的要求服務的,所以了解生產工藝對機電設備的具體要求,對機電設備的工作情況事先做好全面的了解,是電氣控制設計的基礎。應當提前深入現場調研,收集機電設備的運轉信息,結合技術人員和現場操作人員的實際工作經驗,進行電氣控制設計。
2.2使線路簡明經濟
2.2.1減少觸點,簡化線路
在滿足生產工藝要求的前提下,觸點數目越少,線路越簡單,工作可靠性越高,故障率越低,所以要盡量減少不必要的觸點。通??梢圆扇〉姆椒ㄓ幸韵滤狞c:
(1)合并同類觸點。
(2)轉換觸點方式。
(3)利用二極管的單向導電減少觸點數目。
(4)通過邏輯代數減少觸點。
2.2.2減少連接導線數量和長度
電氣控制線路應該基于實際情況,合理安排電氣設備和原件的位置排布及實際連線,使連接導線數量最少,長度最短。所以當同一電器的不同觸點,應該盡可能設計成實用的公共連接線。
2.3保證電控線路可靠性
2.3.1正確連接電路線圈,防止短路
應該注意電器線圈與電氣觸頭分離分布,電源一側為線圈,電源另一側為觸頭,相鄰的觸頭盡量接在同電位端。這樣的話,當某一電器觸點發生故障,也不至于引起電源的短路。
交流線路中,即使外加電壓是兩個線圈額定的電壓之和,也不允許兩個電器原件的線圈形成串聯。兩電感量相差懸殊的直流電壓線圈不能直接并聯,可在ka線圈電路中單獨串接km的常開觸點。
2.3.2避免出現寄生電路
寄生電路是指線路工作時,發生故障而接通的電路。寄生電路會破壞電器元件和控制線路的工作次序,或造成誤動作,所以應該盡量避免??蓪⒅甘緹襞c其相應的接觸器線圈并聯,避免寄生回路。
2.3.3避免發生觸頭"競爭","冒險"現象
觸頭競爭是指當控制電路狀態發生變換時,電路中的電器元件的觸頭狀態也隨之發生變換。由于電器元件總有一定的固有動作時間,對于一個時序電路來說,往往會有不按時序動作的情況發生,觸頭爭先吸合,就會得到幾個不同的輸出狀態,可能引起通電的電器失電,從而電路無法正常工作。這種現象稱為電路的"競爭"。觸頭冒險是指對于開關電路,由于電器元件的釋放延時作用,也會出現開關元件不按要求的邏輯功能輸出,這種現象稱為"冒險"。
2.4確保控制線路安全性
2.4.1短路保護
短路時的強大電流容易導致各種電氣設備和元件的絕緣受損和機械損壞,所以,需要設置相應的短路保護機制以求迅速可靠地切斷電源??梢圆扇〉拇胧┯校豪萌蹟嗥髯鳛槎搪繁Wo電路,利用自動開關作短路保護。
2.4.2過電流保護
過電流常見的問題情況有:機電設備錯誤啟動或負載過大會引起電動機產生很大的過電流;過大的沖擊負載會引起電動機產生過大的沖擊電流,從而電動機換向器損壞;過大的電動機轉矩會使生產機械的機械傳動部分受到損壞。可采取的解決措施是利用過電流繼電器來保護電路。
2.4.3 過載保護
機電設備電動機長期過載運行時,繞組溫升將超過允許值,從而損壞電動機。要多采用具有反時限特性的熱繼電器加以保護,并同時裝備熔斷器或者過流繼電器配合輔助運用。
2.5便于操作、維修
機電設備電氣控制的具體安裝與配線過程中,電器元件需留備用觸點,必要時留備用元件;為檢修方便,應設置電氣隔離,避免帶電檢修;為調試方便,控制要簡單,能快速實現從兩種方式間的轉換。
為了便于在生產機械旁調試,應該設置多點控制;操作回路較多的情況下,如果要求正反轉及調速,就需要采用主命令控制器代替許多按鈕。
3.總結
在機電設備的電氣控制中需要注意的問題還有很多,如避免許多電器依次動作才能接通另一電器的現象,考慮檢測儀表、信號指示、報警及照明等要求,本文無法一一例舉。但是,一個可遵循的基本原則是:既要考慮到電氣控制線路正常工作的情況,也要充分考慮發生故障時的狀況和可能引起的后果,并事先合理安排線路,對后果加以控制。只有做好這些工作,機電設備電氣控制工作才能高效的進行,我國的機電一體化工程才會加速發展。
【參考文獻】
[1]劉利宏.電氣控制設計中應注意的幾個問題,湖南工業職業技術學院學報,2004(03).
[2]郭選明.試論電氣控制設計中應注意的幾個問題,煤炭技術,2012(10).
[3]郭斌,林枕秋.消除感應電壓影響繼電器返回的措施,電工技術雜志,2001,(09).
“電力拖動”課程對機電專業人才培養的重要作用
電氣傳動類課程在機電專業中發揮著十分重要的作用,與其他課程有著密切的聯系,在機電專業課程體系中起著承前啟后的作用。學生通過學習該課程,一方面可以強化學生的電路基礎知識,提升學生在電氣技術方面的素養,鍛煉學生的抽象思維能力與分析能力;另一方面,學生要掌握電機這種特殊機械裝置,必須掌握磁路結構(鐵芯)、電路結構(繞組)及電動機的運行特性,還要具備機械和力學知識。通過學習“電力拖動”課程,可以培養學生空間分析能力和構思能力。
高職機電類專業課程體系存在的問題
高職院校制定機電類專業教學計劃過程中,參照了本科或??圃盒C電類專業的“電力拖動”課程體系。如高職院校的自動化專業開設“電機與電力拖動”課程,數控、設備維修與管理、機電一體化專業開設“電機與電氣控制技術”課程,這些課的先修課是“電路基礎”、“電力電子技術”等,后續課是“可編程邏輯控制原理與應用”、“機電一體化系統與設計”等。高職院校機電類專業開設的“電機與電力拖動”、“電機與電氣控制技術”課程內容主要又以電機學和電力拖動的傳統內容為主。由此可見,高職機電類專業的課程體系、課程內容、教學順序與普通大學機電類專業課程開設方式差異較小。這對高職機電類專業教學帶來一定的問題。一方面,由于教學課時較少和教學內容繁多,學生很難熟練掌握電機與電力拖動的課程的主要內容;另一方面,課程體系中較少涉及電氣傳動方面的新技術,這不利于培養社會急缺的機電專業高端技能型人才。
高職“電力拖動”課程體系改革
在信息技術快速發展的背景下,如何改革高職“電力拖動”課程體系,仁者見仁,智者見智。筆者認為,要培養高端技能型機電專業人才,首先應加強專業技能訓練,以培養學生的技術應用能力為主旨,突出人才培養的“技能型”特征。其次,在電氣傳動技術方面,首先要鞏固傳統核心知識的教學,再以企業實際要求為依據,適當提高知識層級,補充新內容,以突出培養“高端”技能人才的高職教育特征。
當前編寫的高職《電力拖動》類教科書,似乎遵循淡化理論突出實踐環節的教學要求,大刀闊斧地破舊立新,實際上這只是傳統教材的壓縮餅干。如很多《電機與電氣控制技術》教材,將傳統的《電機學》、《電力拖動》、《電氣控制基礎及機床電氣控制技術》拼湊在一起,又要求在一學期內完成教學任務,并且還要安排大量的實習,實際理論教學課時不足以前的三分之一。在這種教學安排下,教師不可能深入淺出地講授教學內容,為了完成教學任務,很難顧及教學效果。在學生文化基礎知識薄弱和教學進度快的情況下,學生能夠學習和掌握多少知識可想而知。筆者認為,在學時少和教學效果打折扣的要求下,要整合教學內容,必須明確兩點:一是整合知識內容不是簡單地堆砌和拼湊;二是壓縮課程也不是把教材中的相關性較小的內容和公式推導簡單地刪掉。教材編寫者必須在充分理解課程設置的目的、功能及課程之間的內在聯系的基礎上,以達到的教學目的為依據,對相應知識內容重新“熔化”和“鑄造”。在整合課程中應該做到兩點:一是必須突出核心、主干內容,突出課程的知識主體,也就是要保留傳統教材中的經典和精華內容,不能因為某些重要內容的公式較多、論證較繁復,而以“淡化理論”為由將其刪除;二是在整合那些相對獨立的教學內容時,不能為了整合和壓縮,把本無關聯關系的教學內容生拉硬扯地湊合在一起。目前,“電力拖動”類的“電機與電氣控制技術”課程的許多教科書和一些學校制定的課程標準都出現了“多、雜、散”的問題,把多門課程的內容全部納入一門課程,課程內容面面俱到,十分龐雜;大部分教材中融入了機床電氣控制的知識,牽強附會,課程內容之間缺乏內在邏輯關系。筆者認為“電力拖動”基礎教學應側重于電機及其拖動性質和整體運行特征,只須簡單介紹拖動與電氣控制之間的關系,沒有必要介紹具體的設備電氣控制系統。因此“電機與電氣控制技術”課程的電氣控制章節只須介紹低壓電器、基本繼電接觸控制單元的內容就可以了,甚至可以不介紹電氣控制的內容,可以把這些內容納入其他的課程之中。
【關鍵詞】電氣控制系統;自動化;設計思想;設計思路
一、電氣控制系統的規范化設計和系統功能設計
1、電氣系統設計過程中可以利用最流行的工業標準軟件,主要包括Unix操作系統、X窗口人機接口、TCP/IP網絡通訊規約等。通過對此類軟件進行規范化設計,可以促使電氣控制系統實現自動化管理,更好地滿足開放系統發展的需要。開放系統設計過程中通常需要對可攜性軟件進行綜合分析,從而能夠滿足硬件技術和軟件技術的具體要求。保證整個電氣控制系統具有很高的兼容性。
2、系統功能設計。電氣系統在自動化控制設計過程中,需要根據電氣控制和單機組的運行特點進行綜合分析,從而能夠把發動機和變壓器組的電氣系統控制在一個合理的范圍內,最終能鞏固納入ECS監控范圍內。發動機和變壓器組出口需要220kV/500kV斷路器,從而能夠對隔離開關進行有效性控制,最終能夠對軟件進行科學化操作。通過廠高變保護、發變組保護、勵磁變壓器保護控制達到自動控制的根本目標。
二、電氣控制系統自動化的設計思想
完整電氣自動系統需要綜合考慮其系統功能,對各種控制單元進行保護,建立完整的緊急
手動操作系統,擁有完善跳、合閘手段,能夠對電氣系統進行監視、控制、報警、測量,此類工作可以通過完整的系統設計利用計算機監控系統完成。
從分布式角度看,電氣控制系統設計過程中需要按照模塊化的思想,按照分布式開放結構設計策略,各個控制保護功能能夠均勻分布在開關柜上,并且能夠盡量完成開關的控制保護功能,同時有效控制保護單元。電氣系統設計過程中需要把所有的保護、控制、測量、報警等信號均勻的分布在單元模塊內,從而能夠按照數據信號通信的要求進行工作,通過光纖總線進行主要控制,提高系統監控性能,為自動化控制奠定重要的基礎。電氣系統自動化設計過程中需要建立完善的報警系統,同時保證各個單元模塊之間相互不影響,協調工作。
從集中式自動控制設計角度看,需要建立集中立柜結構,各個控制模塊都要集中在專用柜中,對系統進行集中控制和保護,最終能夠完成保護、測量、控制、報警等信號采集功能,保證電氣系統能夠在保護柜內進行數據處理。電氣控制系統自動化設計過程中通過主控總線監控,最終能夠把信號傳輸到監控計算機,從而能夠保證傳輸信號的集中控制。電氣控制系統自動化設計過程中能夠體現簡單可靠的基本原理,采用多功能繼電器代替傳統繼電器,可以簡化二次接線。電氣系統分布式設計過程中需要在主控室和開關柜之間接線,從而能夠按照集中式接線設計,對開關柜與主控制之間綜合控制,達到協調通信的最終目標。通過自動控制系統可以把開關柜內接線系統進行有效控制,從而能夠達到設計簡單化的根本目標。
電氣控制系統設計過程中需要突出可擴展性的特點,電氣控制系統設計過程中用戶數量會越來越多,因此系統規劃過程中主要考慮系統的擴展性特點,對系統進行綜合性設計,保證電氣系統控制更加有效,從而能夠滿足功能擴充的總體需要。兼容性問題一直是電氣控制系統面臨的一個重要問題,通過對其兼容性進行分析,可以保證用戶的規模和功能的擴展,通過對串行通信接口進行標準化設計,從而能夠設計出合理的I/O接口,按照用戶自己的需要靈活配置,保證系統軟件能夠更科學合理地運行。
三.電氣控制系統自動化的設計思路
1、電氣控制系統自動化設計現場總線監控設計?,F場總線、以太網等計算機網絡技術已經運用到電氣控制系統,對電氣系統自動化水平提高產生了重要的作用。電氣總線監控系統在系統設計過程中更具有針對性,因此在不同的間隔時間范圍內可以采取不同的功能,所以系統設計過程中可以按照時間間隔模式進行綜合設計。此種方式除了具有遠程監控的功能外,還可以對系統進行設備隔離,提高系統整體自動化程度,對電氣系統整體技術提升具有十分重要的意義。電氣設備設計過程中需要對I/O卡件、端子柜、隔離設備、模擬量變送器等進行分析,智能設備設計過程中需要按照就地安裝的基本原則,通過監控系統進行綜合通信連接,從而能夠節省大量的控制時間,整個系統設計過程中節約了很多投資,同時系統的整體維護量也下降了,從而節約了系統的成本。電氣監控自動化系統設計過程中需要保證各個監控設備功能相對獨立,設備之間通過網絡相互連接,達到網絡組態靈活的特點,整個系統的可靠性有了很大的提高,系統設計過程中如果某一個裝置故障會影響系統的元件,但不會使整個系統癱瘓,因此現場總線監控方式已經成為電氣監控系統未來發展的方向。電氣控制系統自動化處理過程中可以按照集成方式不同選擇不同的平臺,實現不同的集成模式。隨著網絡技術、計算機技術、控制技術和顯示技術的發展,電氣設備控制系統可以通過計算機網絡進行互聯,達到自動化控制的根本目標。
2、集中監控方式設計。電氣控制系統自動化設計過程中需要突出監控功能的實現,從而能夠更好地完成系統的運行維護功能。集中式監控系統設計構成中可以把各個系統功能集中到一個處理器中進行處理,因此處理器的任務比較繁重,但是處理速度也會在這樣的環境下受到一定程度的影響。但是電氣設備需要進行全面的監控,從而能夠更好地控制監控對象,監控對象增加的時候系統主機的冗余會下降,因此電纜的數量也會增加,整個項目投資會增加,如果是長距離電纜設計,會產生信號干擾方面的問題,對系統的可靠性產生一定的影響。斷路器的聯鎖和隔離刀閘的操作閉鎖主要是通過硬接線,在此情況下輔助接點會出現不到位的問題,造成設備無法進行全面操作。如果采取二次接線的方式,增加系統的復雜性,那么系統查線不方便,從而能夠增加系統的維護量,對整個系統自動化控制會產生一定的影響。電氣系統自動化設計過程中查線和傳動過程中會因為接線復雜造成錯誤操作,因此系統設計過程中需要綜合考慮多方面的因素,提高系統自動化程度。
3、電氣控制系統自動化設計遠程監控模式。電氣控制系統自動化設計過程中需要采取遠程控制的方法,能夠節約大量電纜、節約大量安裝費用、提高可靠性、增加材料利用率,整個系統變得更加靈活,對電氣系統自動化控制會產生積極的作用。目前電氣系統采取的多種現場總線通訊速度都不是很高,因此需要程監控模式提高系統的訪問速度,電廠電氣部分通訊量相對比較大,因此此種方式更加適合于中小系統監控,能夠保證整個系統實現自動化控制。
四、結束語
電氣控制系統自動化設計過程中需要根據網絡技術發展狀況,按照電氣系統設計的基本原則開展有效的工作,提高系統的綜合管理水平,為電氣系統完成相應功能奠定重要基礎,能夠更好地提高電氣系統的自動化水平,促使電氣系統功能更加完善。
參考文獻:
[1]盧秀浩.試論電氣自動化控制設備可靠性的測試[J].才智,2011(13).
[關鍵詞]電力工程;課程群;優化方案
[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)04-0063-02
電氣工程及其自動化專業作為傳統的工程學科,已有上百年的發展歷史。為適應新時期社會對電氣工程人才的不同需求,國內外高校不斷推動電氣工程教育的發展與改革,教育理念也隨著時代的發展而變化,從原來的“重理論輕實踐”,逐步發展為“厚基礎、寬口徑、重能力”。[1][2]
電力工程作為電氣工程及其自動化本科生培養的主干課程,是電氣工程本科生人才培養的重點課程,也是整個電氣工程專業的基礎課程。[3]可見,如何提高電力工程課程的教學水平,這對于提高本科生的教育水平及畢業質量有著重要的意義。電力工程作為一門整合工廠供電及電力系統分析兩門課程的綜合性課程,對構建本科生電力系統知識體系具有舉足輕重的作用。課程內容的豐富性造成了學時緊張、講課內容泛而不精的情況。為解決該問題,可以從宏觀層面出發,將若干電力工程相關課程內容統一整合,從而優化學時,突出重點,推動電力工程課程群建設,使學生對電力系統的整體設備運行、調度、保護及設計有一個完整的了解,最終讓學生構建完整的電力工程知識體系,滿足電力工業對人才發展的需求。這樣,加緊推進電力工程課程群建設與實踐,就成為了電氣工程本科生教育改革的首要任務。
一、課程群建設理念簡介
20世紀90年代,北京理工大學在題為《在課程建設中應當以教學計劃的整體優化為目標》的教育改革項目中,首先提出了課程群建設的總體思路,繼而逐漸發展成為學科教育改革的新興理念,為國內眾多高校教育改革提供了參考。課程群的主要內涵為[4]:整合三門及三門以上學科相關課程,相互傳承,相互B透,相互補充,從而整合課程授課內容,使課程結構合理,層次清晰,進一步挖掘課程的整體優勢,從而建立起學科優勢。課程群不僅能使學生能夠在較短的學時內掌握重點、有效的知識,構建堅實的知識體系,也能使教師在授課過程中將有限的知識點講透講精。課程群的整體是全面而嚴謹的,這就避免了原來單一課程為求知識全面而進行“蜻蜓點水”般的講課模式。
二、電力工程課程群建設方案
建立電力工程課程群,首先應分析原有課程授課模式的不足,然后參考課程群的內涵,選擇合理的相關課程,建立對應的課程群,這樣才能提出合理的優化整合方案。
(一)原有授課模式的不足
電力工程課程是整合工廠供電及電力系統分析相關課程的一門綜合性課程,主要講授電力系統的基本組成和運行原理,電力系統的元件參數計算、穩定運行分析和故障分析的基本方法,電力系統電氣主接線設計、主要電器設備選擇的原則和方法、繼電保護等內容。由于囊括了工廠供電及電力系統分析兩門課程的內容,其課程內容豐富且繁重。在有限的學時中講授如此多的內容在給教師帶來極大授課壓力的同時,也會讓學生漸漸失去學習熱情,并最終影響其對整個電力系統知識體系的構建。
(二)課程群課程的選擇
電力工程課程群建設,須秉承學科相近的原則,對知識點有重復或傳承的課程進行整合優化,從而建立起合理有效的課程群,使教師能輕松地傳播知識,學生能有效地學習知識。為此,結合我校電氣工程教育的特色與傳統,我們挑選出了電力系統繼電保護原理、電氣控制技術及電力系統調度自動化等三門課程,結合電力工程課程來建設電力工程課程群。
電力系統繼電保護原理主要講授繼電保護的基本概念、輸電線路的電流保護、接地保護、距離保護、縱聯保護的基本原理,變壓器保護的基本配置及主要保護的基本原理,自動重合閘、發電機保護、母線保護等內容。電氣控制技術則主要討論異步電動機拖動系統和直流電動機調速系統的起動和調速控制技術,以及電氣線路的分析和設計,常用電磁式低壓電器的作用與分類、結構與工作原理,可編程控制器的基本工作原理等。電力系統調度自動化則以電力系統“四遙”為主線,主要講述電力系統調度自動化的有關理論,性能和運行特性,涉及電力系統穩態運行的相關基礎理論。
從上述三門課程講授的內容可以看出,其與電力工程的課程內容互有傳承,相互滲透,并有較多的重復。電力工程主要講授電力系統分析的基礎內容,繼電保護則是在其基礎上的升華。因為系統的穩定運行離不開保護裝置的調節與動作,而保護裝置的調節與動作又離不開電氣控制設備的判斷與運行,而這一切設備的自動化管理都離不開“四遙”技術的調度與管理。因此,從內容上可以較為清晰地看出,這四門課程存在明顯的傳承關系,因而在授課過程中存在較多知識重復的問題。建立電力工程課程群,就是以電力系統穩定運行為基點,逐步提升知識的難度與高度,使知識結構緊密,易于學生掌握。為建立結構合理、層次清晰的電力工程課程群,就要對教學內容及課時進行整體優化。
(三)電力工程課程群整體優化方案
可以從三個角度來優化電力工程課程群,分別為課程優化、實驗優化以及考核優化。課程及實驗優化主要以教師為主體,即明確“教什么”,而考核優化則主要以學生為主體,即明確“學什么”。
1.課程優化
針對四門課程授課內容的特點,可以首先將電力工程課程中的繼電保護一節的內容移到電力系統繼電保護課程專門講授,而電力系統監測與控制的內容并入電力系統調度自動化課程中講授,與開關電器電弧、滅弧相關的原理及相應保護設備,則并入電氣控制技術的高低壓電器一節講授。此外,電力系統繼電保護的微機保護一節與電力系統調度自動化課程內容有較大的重復,特別是硬件部分有許多相同之處,因此可以考慮將其并入電力調度自動化課程中講授。由此,通過重新制訂教學大綱,根據教學內容重新安排學時,可以使每一門課程的學時數得到合理安排。
2.實驗優化
以往為促進學生理論與實踐相結合的能力,每一門課程都配以相應的實驗。該類實驗的特點是與教材內容結合較為緊密,但主要以驗證性及演示性實驗為主,實驗時間分散,實驗內容缺乏系統化。學生通過實驗只能片面地了解一部分課程內容,且只能了解部分設備的運行情況,缺乏對整個電力系統運行的深入理解。因此,有必要整合實驗內容,將單一分散的實驗課時整合為持續時間較長的整體的課程設計。
以上述四門課程為例,可以強調四門課程綜合的課程設計,如要求學生設計某廠礦的變電所,從而考核學生電氣設備選擇、電氣主接線設計、負荷計算等方面的知識。同時,還可以在此基礎上增加繼電保護裝置的要求,并要求學生繪出遙信遙感的結構圖,從而考查學生綜合運用知識的能力,使學生能夠通過課程設計,達到整體了解變電所設計運行的基本方法以及注意點,從而提高學生系統學習能力的目的。此外,還可以安排學生到臨近變電站進行參觀實習,讓學生了解相關電氣設備具體的作用,增強學生的感官認識。相較于以往效率較低的課程實驗,這樣可以極大地提高W生的學習效率,并促進學生知識的整體消化吸收。
3.考核優化
課程內容的優化必然帶來考核內容的優化。以往由于課程知識點繁雜,學生在期末復習時需要記憶許多與本門課程內容關聯度不高的知識點,而課程的核心知識點卻由于復習時間緊而未能有效地掌握,從而影響了學生的成績。因此,通過課程群內容的整體優化,每一門課程都有相應的重點內容,這使得學生能夠在復習時能緊緊圍繞課程的核心知識點展開,而將關聯度并不高的內容放入課程群的其他課程中進行復習,從而提高每一門課程的學習和復習效率。這樣既能夠提高學生的學習成績,也能使學生掌握合理有效的學習方法。
課程優化、實驗優化以及考核優化有效地改善了教師與學生的教學及學習情況,使得教師講授最優化,學生學習最優化,使學生在有效的時間內牢固掌握核心知識成為可能,從而實現了課程群建設的目標與意義。
三、結束語
本文針對建設的電力工程課程群,分析了課程群內不同課程的特點,從課程、實驗、考核三個方面提出了具體的優化方案,為進一步推動電氣工程本科生教育改革提供了參考。當然,相關優化方案還需在后續教學過程中根據實際教學效果不斷地完善改進,這樣才能使教學方法緊跟時展的腳步,使培養的學生能夠符合社會對人才發展的要求。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 丁守成, 張愛華, 黃瑞,等.電工電子實驗系列課程體系建設[J].電氣電子教學學報,2015(6):98-100,104.
[2] 張濤,吳謹,熊慶國,等.電子電氣類工程教育的探索與實踐[J].大學教育,2013(5):30-31.
關鍵詞:專業課程 教學改革 學生技能 教學質量
0 引言
高等職業教育的培養目標是將學生培養為生產、建設、管理、服務第一線的技術應用型人才和管理人才。學生必須有扎實的專業基礎和過硬的專業技能,才能在就業市場上具有優勢和競爭能力。所以,專業課教學在職業教育中起著舉足輕重的作用,是職業教育的命脈。對專業課程進行教學改革,使學生學有所用、學以致用,是專業課教師義不容辭的責任,也是值得我們思考和探討的問題。文中以《電氣控制與PLC應用技術》為例,針對教學現狀,探討如何進行課程教學改革,提高專業課教學質量。
1 傳統教學中存在的問題
1.1 理論教學的深度與廣度問題
作為突出實用、培養技術型、應用型人才的職業技術學院,絕大多數專業課程是實用性、工程性和綜合性較強的課程,要求理論知識夠用就行。例如《電氣控制與PLC應用技術》,該課程是高等職業技術學院電氣運行與控制專業、機電技術應用專業、機械制造及自動化等專業的一門主要專業課程。隨著PLC技術的發展,課程的教學內容越來越豐富,但對于職業學院學生,文化基礎相對薄弱,老師感覺教學效果不好,需要花大量時間補充該課程相關的專業基礎知識。因此,教師應把握理論教學的深度與廣度問題。
1.2 教學方法與教學手段問題
傳統的課堂教學是單調的黑板加粉筆的“黑白”世界。教師將大量的時間花在畫電路圖、波形圖、原理講解、程序編寫等方面,會造成課堂信息量小、教師很辛苦,學生收獲也不大。與先進的計算機輔助教學方法和教學手段不相適應,單調的教學形式不能充分調動學生的積極性,不利于學生對課程的理解與掌握。
1.3 實踐教學與學生技能問題
傳統實驗教學中基礎性實驗偏多,而綜合性、設計性實驗偏少,學生做實驗時,主要是驗證課堂的理論知識和已有的實驗成果,學生技能訓練較少。因此,要對實踐內容進行調整,增加綜合性、有難度的實驗、實訓項目。并結合職業技能,融入職業資格考試相關知識,使學生掌握科學實驗的基本方法外,具備分析問題與解決問題的綜合技能與一定的職業能力。
2 提高教學質量,從以下幾方面進行教學改革
2.1 優化教學內容,建立課程新體系
高等職業學校學生無須講授深奧的理論知識,重在于提高他們的實踐技能,所以在教學過程中,應把握理論“必須、夠用”,突出應用型、實踐性的原則。在保證基礎理論的前提下,去掉不必要的理論分析,對課堂教學內容進行更新與優化,以便在有限的學時內高質量地完成教學內容。例如《電氣控制與PLC應用技術》,該課程教學在教改時做以下調整,以常用低壓電氣設備的基本原理及作用、可編程控制器的組成為基礎;以繼電-接觸器控制電路的基本環節、S7-200系列PLC的基本指令為重點;并簡單介紹低壓電氣設備的結構、參數、典型生產機械電氣控制系統的工作原理、可編程控制器的工作原理、S7-200系列PLC的功能指令;以S7-300型PLC、S7-400型PLC相關知識為擴展內容;同時,把PLC控制技術的發展方向引入課堂內容;根據職業資格鑒定考試標準,增加繼電-接觸器控制電路設計及PLC的應用技術相關知識。在PLC控制系統的指令系統這部分內容上,功能指令是學習的難點,部分功能指令在實際工程中應用不多,因此在授課時就刪去了不常用的功能指令,只重點介紹基本指令,這樣既降低了學習難度,減輕了學生的學習負擔,也不影響教學效果。
2.2 改進教學方法與教學手段,增強學生學習興趣
教學是以教師為主導,以學生為主體,是教與學相互交流的雙邊過程,教師好的教學方法,會起到事半功倍的作用。例如在《電氣控制與PLC應用技術》交通燈控制的程序編寫教學中,讓學生自己講、自己評,通過學生之間相互進行交流,吸引學生的注意力,調動了學生積極性,促進了雙向教學過程,提高了課堂效率。同時在課堂上積極實施啟發式教學,隨時注意學生的反應,引導學生帶著問題聽課,創建情境教學,課堂教學內容由淺入深,循序漸進,這樣也會取得良好的教學效果。
在教學形式上,理論課堂應采取多種手段,充分利用現代化教學設備,使課堂“活”起來。利用多媒體教學手段,可將計算機圖形、圖像、聲音相結合,創造出最佳的教學形式和方法。一方面可以提高課堂的知識容量,提高講課效率;另一方面可以使教師把更多的時間和精力投入到教學內容的研究中。實驗、實訓教學課堂可以采用演示教學、項目教學、任務驅動法等多種教學方法,也可通過計算機仿真和其他智能化的虛擬實驗儀器,不受限制地開設實驗單元,從而加深學生對課程知識的理解。
2.3 考核方式多樣化,促進學生全面發展
“考、考,老師的法寶;分、分,學生的命根”這句話說明了傳統的教學考核對老師和學生的重要性??茖W的考核方法可以保證教師給學生一個客觀、全面的評價,引導學生全面發展。職業教育重在加強素質教育,培養創新能力和動手能力,對考試內容和考試方法進行改革是非常必要的。在考試內容上應注重應用性、靈活性和綜合性;考試方法上,可以采用過程考核、理論與實踐相結合等多種形式,多角度考核方式,更多的考核學生的職業能力,避免學生死記硬背及違紀現象的發生,促進教學質量的提高。對《電氣控制與PLC應用技術》課程考核做改革嘗試,平時成績占總成績的30%,包括出勤、作業、課堂問答以及單項操作實驗的完成情況,重在于過程考核;期末筆試重點考核理論知識包括畫圖、識圖、編程及應用等,占總成績的40%;課程設計或綜合性實訓占總成績的30%,包含設計(實訓)方案、實踐操作效果、實訓報告(設計報告)等環節考核。通過以上多種方式、多個角度的考核,許多學生改變了平時懶散、期末臨時抱佛腳的不良學習習慣,同時也使學生改變了只重視理論學習,不重視實踐能力的情況,全面檢查了學生的綜合素質,避免了高分低能。實踐證明,在當前生源質量較差的情況下,應用于《電氣控制與PLC應用技術》課程考核方式的改革,取得的效果是顯著的,鍛煉了學生的實踐技能和綜合能力。
2.4 改革實驗教學,注重學生實踐能力的培養
職業教育重在以實驗、實訓教學方式提高學生實踐技能。實驗教學課堂中,學生對教師的依賴性較大,出現問題即找教師排除故障,因此,需要教師不斷改革實驗教學方法,既要培養學生的動手能力,更要培養他們的思考問題和解決實際問題的能力。教學過程中,教師可采用逆向思維的教學方法,先提出問題,及分析問題的方法,并指出解決問題的途徑,讓學生通過自己思考找到解決問題的具體方案,并在實驗中加以檢驗,提高了學生分析問題解決問題的能力。例如在《電氣控制與PLC應用技術》課程機械手控制、多種液體混合控制等實驗中,實驗前,要求學生根據實驗要求查找所用設備的參數、性能、接線與控制原理等知識,從而在觀察現象和發現問題等方面充分發揮主觀能動性。在實驗實訓過程中,考察每個學生的實際操作能力,有針對性地提出線路連接和實驗現象等相關方面的問題,讓學生邊做邊答,防止學生機械接線,使實訓走過場。通過這種教學改革,學生除了鞏固書本知識外,更主要的是熟悉并掌握實驗設備及儀器儀表的使用方法、硬件電路的連接與故障排除方法、程序的運行與調試方法,在實驗過程中,掌握數據的采集及處理、結果的分析與判斷方法,每一過程對學生動手能力的培養都起到很大的作用。
實踐教學改革,也包括實踐教學內容的改革。實踐教學內容的改革從以下幾點出發:精心選擇實驗、實訓項目,精選最基本的但有較高實用價值的項目,減少驗證性實驗,加強綜合性實驗和應用性實訓項目。同時,教學內容納入與該課程相關的職業技能資格證應包括的知識與操作技能。并且,實踐教學內容應與企業實際工作崗位接軌,以實際工作要求為標準,以崗位需要和職業標準為依據,嚴格要求學生,實訓過程中要特別強調操作的安全、認真與規范。
2.5 開展興趣制作,激發學生學習動力
美國心理學家布魯納曾說:“興趣是認識事物和探求知識的心理傾向,是求知的先導”。強制性學習是不可能持續的,良好的興趣和情感能使人點燃智慧的火花,是學習的動力。興趣的培養取決于教師的教學方法和藝術。專業課教師應該結合專業課程基本知識,鼓勵學生創建一些興趣制作,興趣制作既能鞏固學生的專業知識,又能開拓學生的創新思維,將知識融于趣味之中,讓學生在快樂中求學,達到我們的教學目的。比如在《電氣控制與PLC應用技術》課程的教學中,老師講解完S7-200 PLC基本指令后,鼓勵學生根據自己興趣,利用所學知識制作搶答器、燈塔之光等控制電路板,并編制程序調試運行。當學生們完成制作和調試成功后,會有一種成就感。通過這種鍛煉,增加了學生的學習動力,提高了學生的操作技能。
3 結束語
《電氣控制與PLC應用技術》課程教學改革實踐后, 教師教學質量明顯提高。同時,學生學習目的更明確,學習積極性更高,綜合實踐能力提高更快,形成了良好的學習氛圍,促進了學生學習方式的轉變和職業能力的提高。然而,職業教育專業課程教學改革是一個長期的工作,需要教師具有與時俱進的思想,把握本專業的最新技術、不斷優化課程的教學內容,改革教學方法,才能真正實現職業教育的培養目標,將學生培養成為生產、建設、管理、服務第一線的技術應用型人才和管理人才。
參考文獻:
[1]田效伍.電氣控制與PLC應用技術[M].北京:機械工業出版社,2012.
[2]馬秀坤,史運濤,王捷,等.PLC實踐教學在應用型人才培養中的探索與創新[J].實驗技術與管理,2011(3):228-230.
[3]刁統山,王連飛,楊愛新.改革PLC教學 培養創新型人才[J].實驗室研究與探索,2008(6):166-168.
[4]王軍偉.深化教學改革構建新型職業教育教學載體[J].中國職業技術教育,2009(10):21-24.
【關鍵詞】電氣控制 PLC技術 教學實踐
可以把“電氣控制與PLC技術”看做是“工廠電氣控制”和“可編程控制器(PLC)”兩門課組合而成,該課程是高校電氣工程類及機電一體化類專業的一門重要專業課程,它具有很強的實踐性和綜合性,既講理論,又重實踐與運用,對不少學生的就業有著重要的影響,因此,這門課程的教學實踐值得探究。
一、整合課程教學內容,突出技術能力培養
《電氣控制與PLC技術》是《電氣控制技術》與《PLC技術》的整合。課程教學內容的整合是實踐教學模式改革的核心,我們堅持從技術應用能力和綜合素質培養的角度出發,實現“知識本位”向“應用能力本位”的轉變。精簡、整合理論教學內容,強化實踐能力訓練。
本課程需解決的技術能力是:電氣控制技術應用能力、PLC基本原理與應用技術、SFC編程能力、功能指令應用能力、系統設計與維護能力。按這些應用能力,重新構建了實踐教學內容體系,提高實踐教學比重到60%。
因此,在課程內容教學安排上,注重相關課程(如電機及拖動、單片機控制技術、傳感器與測試技術系統等)在本課程中的融會貫通,采用循序漸進的方式,分析現代設備的結構、電氣控制原理、電氣控制主回路及控制回路、局部電路及整體分析、原理設計及工藝設計,從實驗到實訓,由易到難,逐步建立起現代設備電氣控制原理分析和故障診斷的方法。
二、多種教學方法并舉,有效增強教學效果
(一)啟發型教學模式
教學手段應靈活多樣,課堂教學和開放教學相結合,鼓勵學生自主學習,培養個性化。應當把“啟發式教學”作為指導思想,力爭做到“三個結合”(即理論講授與實踐教學相結合,教師講授與師生討論相結合,課內教學與課外研究相結合)。圍繞課程的重點內容、重要概念,師生共同提出新問題、進行新思考和討論,達到互相啟發,激發創新思維的火花,培養學生強烈的創新意識。
(二)采用多媒體課件的教學方式、增加教學直觀性和趣味性
充分利用多媒體圖文并茂,聲形相映,活潑有趣等優點,利用其交互給人以身臨其境的感覺,使教學過程變得簡單而有趣,更具有吸引力和趣味性,進而提高學生的學習積極性,激發學生自主學習的欲望,變被動學習為主動學習,進而提高教學質量。
在教授低壓電器元件模塊中,利用動畫課件演示電器元件的結構和工作過程,講解電器元件的功能和工作原理,學生從視覺上獲得了直觀的感性認識后,理解起來可以達到事半功倍的效果。如在講授熱繼電器在電動機過載保護作用時,對于發熱元件的熔斷、傳動結構的連鎖、觸點的動作等問題,學生理解起來一直有相當的難度,但利用多媒體的動畫技術將熱繼電器過載保護的動作過程動態地展現出來后,學生很容易地就接受了。
三、增加不同機型和多種編程軟件的教學
PLC的機型很多,在該課程中只安排了一種機型,即三菱FX系列PLC的學習,為了擴展學生的知識面,以及為了和以后的就業崗位接軌,必須要了解和學習其他機型。不同的機型之間雖然有相通的地方,但各有特色,即使是二菱FX系列PLC,也有著多種相關的軟件,如FXGP/WIN—C編程軟件、MCGS組態軟件、FX—PCS—DU/WIN—C畫面創建軟件、GX Developer和GX一Simulator軟件等。所以,通過多媒體課件,豐富了這部分的內容,學生可以自主的學習相關的知識,為學生課后進行自我學習提供了一個很好的學習平臺。本課件設計的大量的動畫、視頻和圖片能有效地解決教學中的難點和重點,豐富教學內容。
四、加強“雙師型”師資隊伍的培養
高職教育由于教學時空跨度大,學生起點與目標也存在較大差距,這就決定了從事高職教育的教師必須是“雙師素質”型的。由于當前教育管理體制的局限性,教師一般都是完成高等教育后便開始了教育工作,幾乎脫離了生產實踐,缺乏實際操作的經驗和技能,缺乏實際動手能力。要解決這個問題,可以通過兩個途徑:一方面通過一些鼓勵性的政策措施,分期、分批將有系統理論知識的教師送到企業生產第一線中去頂崗實踐,在實踐中掌握實際運用技能,提高自身的實際動手能力,通過從企業獲得的直接信息反饋,推動教育體系和教學內容的改革。另一方面可以從行業或企業中引進具有豐富實踐經驗、相關職業能力強的技術人員作專職或兼職教師,以此優化高職教師隊伍的知識素質和專業技能結構,使理論型與技能型教師相互轉化,從而推動“雙師素質”型教師的培養與建設。
五、加強實踐教學
為提高電氣控制及PLC課程的教學質量,教師除了在課堂上要深入理論知識的教學外,還要更加注重實踐教學環節的教學。為此,應采取如下措施:
(一)利用現成的教學模型進行二次開發
建立PLC實驗室,購置先進的教學模型,如機械手控制模型、立體倉儲模型、四層電梯模型、八層變頻調速電梯模型、挖掘機控制模型、吊車模型等單機PLC控制的模型,但為了避免學生對這些模型失去興趣,為了充分利用這些價值不菲的教學模型,可以研發現代化物流倉儲控制系統、基于現場總線的PLC實訓實驗室。這些二次開發的新的教學裝置與企業現場的實際控制接近,學生的興趣高,教學效果好,由于是在原來的模型的基礎上進行的二次開發,所以成本低。
(二)重教改實踐,強能力培養
以技術應用能力和綜合素質培養為目的,構建實踐性教學模式,通過校企合作,將校內外實訓基地作為平臺,強調學以致用。畢業生通過在企業生產的第一線的實踐,提高實際操作能力和技術應用水平,綜合提升學生的專業能力、個人能力、方法能力。教師以工程案例為核心實例,教和練有機結合,調動學生學習積極性,使這一課程易學、易懂和易運用。
在與一些小型高科技企業的合作過程中,青年教師進企業進行訪問工程師培訓,擔任企業技術顧問,鍛煉了教師的實踐能力,在與企業共同研制實訓設備的開發過程中,鍛煉了開發創新能力,激發了教師們教學改革和教學研究的積極性;在積累豐富改革經驗的基礎上,爭取發表教學研究論文,活躍學術氣氛,取得科研成果。
(三)積極采用基于工作過程的項目教學法
實施項目教學法能實現以實踐為導向,學生為主體,是從職業的實際出發選擇具有典型性的案例作為教學內容的教學方法。在教學過程中,通過教師的指導,學生按照問題的要求搜集、選擇信息資料,通過小組的共同研究,創造性地去解決問題,得出結論或完成任務。項目教學法改變了傳統教學方法中教師為主體的局面,學生由被動、應付地學習轉變為主動探究。
例如,在PLC實現電動機的Y一啟動項目中,由于項目的實施涉及原理圖繪制、梯形圖設計、接線圖繪制、接線和調試等方面,學生既沒有時間也沒有精力把一個項目所有內容全部做完。因此,可考慮分組實施。為了確保每個學生能夠在各個方面都得到訓練,可進行交叉分組。即在不同項目的實施中,讓學生參與到不同的分組之中,扮演不同角色以便在各個方面都得到鍛煉。
【參考文獻】
[1]孫平,張德升.從實踐性教學改革出發探索綜合應用人才的培養[J]. 河南機電高等專科學校學報,2000(3):96.
關鍵詞:雙證融通;維修電工;項目教學;課程考核;技能訓練
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)10-0151-02
深化高等職業教育改革,大力推行“雙證書”制度,是培養具有較強的綜合職業能力,又具備熟練操作技能的高素質人才的有力舉措。專業核心技術應用類課程的教學與職業資格考證培訓的銜接融通是實現這一舉措的重要手段。為此,蘇州信息職業技術學院在電氣自動化技術等專業和課程建設中進行了維修電工技能考證與課程教學“雙證融通”教學改革的探索與實踐。
課程內容體系的重構
維修電工是從事機械設備的電氣系統線路及器件的安裝、調試與維護、修理的人員。維修電工證書主要考核從事該工種應具備的基本職業常識,電氣控制線路設計、安裝與維修能力。電氣控制及PLC技術應用課程內容主要涉及機械設備電氣系統中低壓電器、PLC、變頻器等器件的介紹、選擇、檢測與使用,電氣系統線路原理圖的讀圖與分析、控制系統設計、安裝、維護等。通過對照可知,課程內容涵蓋維修電工考證的相關應知、應會的內容。傳統的課程教學看重知識體系化、完整化的學習,技能考證突出技能的訓練和知識的應用。要實現職業技能考證與課程教學的融通,課程體系與內容的重構是必要條件。
電氣控制及PLC技術應用課程是高職電氣自動化技術等專業理論知識與操作技能密切結合的核心技術應用課程。根據電氣控制類專業對應的職業崗位對人才知識結構、能力結構和素質結構的需要進行課程體系與內容的重構,符合高職教育的培養目標。根據專業培養目標和職業能力要求,確定以技術應用為關鍵、以能力培養為主線、以理論知識“必需、夠用”為度的原則進行課程體系和內容的重構。通過知識與技能的整合,由基礎知識到綜合技能應用設置課程模塊,每個模塊設置了逐步遞進的項目,每個項目分解成若干個教學任務。以行業通用、新技術應用、維修電工(初、中、高級)鑒定項目作為課程項目組成的基礎,構建課程教學內容,以項目任務驅動模式編排課程教學單元。以“電氣控制技術”為例,課程體系構架了6個模塊:常用低壓電器模塊,電氣基本控制電路模塊,機床電氣控制電路模塊,電氣控制電路設計模塊,機械電氣設備大修方案編制模塊以及實訓模塊。每個模塊由多個子項目組成,如電氣基本控制電路模塊由電氣工程圖基礎(包括符號、繪制標準、分析方法)、全壓啟動控制電路、降壓啟動控制電路、電動機的制動控制等4個項目組成,項目全壓啟動控制電路由3個具體的教學任務組成。
課程項目教學方案的設計
教學方案包括教學要求、教學內容、教學環節、教學方法等要素。教學方案應圍繞課程總的教學標準,將上述各個要素進行合理設計。課程項目教學方案是以項目任務為教學單元,項目中的知識點與技能訓練項目應覆蓋維修電工職業資格標準中應知、應會的內容。這樣,通過專業課程的學習,能同時得到維修電工考證項目的培訓,實現課程教學與考證技能項目培訓的融通。
(一)課程教學標準設計
課程教學標準包括課程的教學大綱和教學計劃。將《維修電工國家職業標準》要求納入課程的教學大綱中,在課程標準知識點中細化能力層次考核要求,明確學生在完成工作任務后達到的知識目標、能力目標和素質目標,提出四個能力層次的考核要求:識記、領會、簡單應用、綜合應用。
(二)教學方案設計
教學方案的設計圍繞項目實現的過程來進行,包括項目布置、項目分析、相關知識學習、項目系統設計、項目實踐等教學環節。教學總體采用理實一體化的教學模式,根據各教學環節的特點,采用靈活的教學方法,如在項目的分析與設計環節,教師應進行恰當的引導,學生分組進行項目分析與設計;在項目知識點的學習環節,采取講練結合的學習方式,使學生達到對基礎知識的掌握和基本技能的訓練;在項目實踐環節,以學生實踐為主進行項目電路安裝和系統的運行調試,教師根據情況,適當提示和指導。項目教學方案體現理論知識與技能訓練融為一體、考證培訓與課程教學融為一體的設計理念。
以下為PLC控制系統應用模塊項目之一的C6140臥式車床的PLC改造項目教學方案的設計(見下頁表1),通過該項目的教學,達到學習和訓練PLC控制系統設計、調試、運行的方法和技能,同時完成“維修電工(高級)”配線與安裝能力考核項目中的“80點以下開關量輸入輸出的PLC控制設備的安裝”這一鑒定內容的技能要求的訓練。
課程考核評價方法
傳統的電氣控制及PLC技術應用課程的考核由書面理論考核和實驗考核兩部分組成,這樣容易造成考核內容的重復或遺漏,不能同時覆蓋整個教學過程。為此,我院進行了課程考核評價的改革,力求課程考核評價覆蓋整個教學過程。課程考核評價由平時學習評價、項目考核、課程考核三部分組成,具體實施方法如下:平時學習評價是根據各項目思考題及作業的完成情況、出勤情況、學習態度、小組合作完成情況等對學生的主動性、積極性、學習品質等進行考核,占20%的分值;項目考核以模塊中指定項目技能實訓的表現和項目報告的優劣進行考核,占40%的分值;課程考核是課程教學結束后進行的綜合考核,分理論知識考核與操作技能考核兩部分,占40%的分值。理論知識考核以筆試形式對各項目的知識點進行考核,對應維修電工考證的應知部分,側重課程基礎知識、基本原理和設計的基本方法等內容;操作技能考核對應維修電工訓練項目和考證項目,是對學生分析問題、解決問題的綜合技能的考核。
實踐情況與效果
2009年,課題組成功申報了《基于任務驅動模式的PLC課程改革與實踐》的院級教改項目,2010年順利通過驗收結題。在此基礎上,又成功申報了江蘇省高等教育教改課題《與高職電工考證銜接的項目導向教學模式研究與實施》,該課題研究方案首先在2010級電氣自動化專業進行試點實施,該班級有35名學生順利獲得“中級維修電工”證書,并有50%的學生接受了“高級維修電工”的技能培訓。
綜上所述,經過對課題的研究與實踐,打破了以知識傳授為主要特征的學科課程模式,創建了與國家職業資格考證相銜接、以實際工作過程為導向的項目化教學模式,學生的學習興趣顯著提高,動力成倍增加,學生普遍反映有較強的成就感,課程教學成績明顯提高,職業技能考核合格率也大幅度提高。
參考文獻:
[1]戴茂良.項目教學法在PLC課程教學中的應用[J].職業技術教育,2010(35).
[2]孫燕華,吳慧媛.高職機械制造類專業“雙證融通”的探索與實踐[J].無錫職業技術學院學報,2009(2).
[3]王汝志.高職院校實行“雙證書”制度的困境與對策[J].職業技術教育,2011(5).
[4]單云,吳斌.高職模具專業“電加工雙證融通”教學探索[J].無錫職業技術學院學報,2008(8).
[5]毛波軍.高職院校實施“雙證書”教育的步驟和方法[J].中國職業技術教育,2007(2).
[6]金衛國.談高職《電子技術》課程的項目教學[J].職業教育研究,2007(6).
[7]吳奇.職業教育雙證書課程開發的研究與實施 [J].實驗室研究與探索,2011(7).
[8]陳明.以就業為導向的雙證書教育模式研究與實踐[J].高等職業教育,2007(5).
[9]楊曉飛.高職院校“雙證書”制度存在的問題與對策研究[J].高等教育研究,2010(7).
[10]馬秀華.積極推行“雙證書”制度加快高等教育改革與發展[J].職業,2008(8).
[11]周大農,戚亞光.論高職人才培養主導模式:“雙證融通,產學合作”[J].教育與職業,2006(23).
作者簡介:
戴茂良(1967—),男,江蘇吳江人,蘇州信息職業技術學院副教授,研究方向為機電控制。