電機驅(qū)動控制實訓(xùn)改革

摘要 隨著社會對應(yīng)用型大學(xué)生要求的改變，課程設(shè)置也逐步趨于理論與實際應(yīng)用相結(jié)合。電機驅(qū)動控制課程也改變原來理論偏離實際的教學(xué)方法，課堂教學(xué)結(jié)合實驗，并將電機驅(qū)動控制實訓(xùn)作為其后續(xù)課程，以鞏固學(xué)生的理論知識和實際應(yīng)用能力。就行為導(dǎo)向教學(xué)方法在電機及驅(qū)動技術(shù)實訓(xùn)中的應(yīng)用進行探討，提出較適合的具體實施方法以共享。

關(guān)鍵詞 實訓(xùn);行為導(dǎo)向;電機及驅(qū)動技術(shù);項目教學(xué)

中圖分類號:G642.44 文獻標(biāo)識碼:B 文章編號:1671-489X(2010)03-0072-02

Motor Drive Control Training Reform//Wang Shufang， Chen Ruiyang， Zheng Yeming

Abstract With the request changing to the application-oriented college students， the curriculum in college gradually become integrated theory and practical application. Motor drive control course has also changed the original theory teaching methods， classroom instruction integrates with experiment. Moreover， motor drive control training is taken as its follow-up practical courses in order to consolidate the students the theoretical knowledge and practical application ability. In this paper， action-oriented teaching methods， training in the motor and drive technology in the application was discussed and put forward the concrete implementation methods more suitable for sharing.

Key words training; behavior-oriented; motor and drive technology; project teaching

Author’s address Electrical and Mechanical College of Beijing Union University， Beijing， China 100020

作為應(yīng)用型大學(xué)，北京聯(lián)合大學(xué)的校訓(xùn)是學(xué)以致用。如何做到活教，使學(xué)生能夠活學(xué)活用已成為教師安排教學(xué)活動的宗旨。電機驅(qū)動控制實訓(xùn)作為電機控制技術(shù)理論課程的延伸與擴展，實訓(xùn)內(nèi)容與理論課程銜接。為便于學(xué)生在實際應(yīng)用的基礎(chǔ)上掌握電機驅(qū)動控制技術(shù)，特別安排4周的實訓(xùn)。實訓(xùn)內(nèi)容包括:電機基礎(chǔ)知識的鞏固與加強;直流電動機驅(qū)動項目;三相異步電動機的變頻調(diào)速控制;變頻調(diào)速電梯驅(qū)動與控制。用一周的時間完成他勵直流電動機降壓起動以及調(diào)速控制電路的接線以及線路調(diào)試，通過該項目使學(xué)生掌握導(dǎo)線的制作方法和接線原則——接線時做到上進下出、左進右出、橫平豎直、中間走線槽，并會一些簡單的線路調(diào)試工作。在此基礎(chǔ)上使學(xué)生通過三相異步電動機正反轉(zhuǎn)電路的設(shè)計與完成，完全掌握繼電接觸器控制系統(tǒng)的設(shè)計思路和方法。

現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域到處用電動機作為被控對象拖動各種各樣的負載，從數(shù)控機床到工業(yè)生產(chǎn)線，甚至航空航天領(lǐng)域。因此，實訓(xùn)要把電機的驅(qū)動控制與實際工業(yè)背景相結(jié)合，讓學(xué)生從一個真實而完整的工業(yè)項目入手，逐步學(xué)會工業(yè)設(shè)計的方法，這才是學(xué)習(xí)這門課程的真正目的。

實訓(xùn)步驟分為項目背景描述、項目任務(wù)書、項目分步、背景知識、項目評估。通過項目式教學(xué)步驟，讓學(xué)生具備與上級、客戶、同事交流溝通的能力，培養(yǎng)學(xué)生拿到項目知道如何規(guī)劃、分步完成的能力。

1 項目描述

項目描述要將整個項目背景完整呈現(xiàn)給學(xué)生，同時要求學(xué)生在此基礎(chǔ)上進行資料的查閱與收集工作。該步驟模擬學(xué)生以后工作時項目經(jīng)理交待項目，自己要在初步了解的基礎(chǔ)上進行深入的資料收集與整理，以得到自己的工作思路的過程。

本文實訓(xùn)項目名稱是四層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，項目描述為:“城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯作為高層建筑中垂直升降的交通工具，已和人們的日常生活密不可分。隨著智能建筑的出現(xiàn)，對電梯的控制也有了更高的要求。電梯已逐漸由單一控制電梯發(fā)展為雙聯(lián)電梯，乃至群控電梯，并且與智能建筑內(nèi)的其他安全控制系統(tǒng)聯(lián)動，可在監(jiān)控室內(nèi)進行監(jiān)視以及操作。電梯的機械結(jié)構(gòu)包括曳引系統(tǒng)(由曳引機、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪、反繩輪組成)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和安全保護系統(tǒng)等8部分。電梯控制系統(tǒng)可分為調(diào)速控制部分和邏輯控制部分。調(diào)速控制部分對電力拖動系統(tǒng)進行設(shè)計，其性能對電梯運行時乘客的舒適感有著重要影響。而邏輯控制部分則是對電梯的電氣控制系統(tǒng)進行設(shè)計和實現(xiàn)，是電梯安全可靠運行的關(guān)鍵。”

2 項目任務(wù)書

通過項目任務(wù)書，學(xué)生要能充分了解客戶的意圖以及希望得到什么樣的產(chǎn)品和結(jié)果。該步驟描述交待項目，自己要在初步了解的基礎(chǔ)上進行深入的資料收集與整理，以得到自己的工作思路的過程。

四層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)項目任務(wù)書內(nèi)容包括設(shè)計要求。其中運行控制包括電梯的啟動/停止、電梯上下行、根據(jù)外呼和內(nèi)選信號進行定向和選層、電梯門的開啟/關(guān)閉、電梯的速度以及各種報警和保護，以保證電梯安全、可靠、高效地運行。電梯控制系統(tǒng)采用S7-300PLC作為控制器，通過變頻器實現(xiàn)對三相異步電動機的速度控制，利用ProfiBus-DP網(wǎng)絡(luò)可以方便地實現(xiàn)電梯的雙聯(lián)、群控以及與智能建筑的其他控制聯(lián)網(wǎng)。還可以通過監(jiān)控室內(nèi)的上位監(jiān)控系統(tǒng)對電梯進行操作控制，以滿足現(xiàn)代智能建筑對電梯安全、舒適、監(jiān)控的要求。電梯的控制主要是指通過層站外呼信號和轎廂內(nèi)選信號對電梯電動機的起動、加速、勻速運行、減速、停止以及換向進行管理控制。其次還包括開門電機的控制，轎廂內(nèi)的層顯示控制和各種安全保護控制。為了在監(jiān)控室監(jiān)控電梯的運行情況，要求用上位監(jiān)控軟件進行組態(tài)以及制作畫面，使控制過程可視化。

3 項目分步

為了使電梯設(shè)計項目與課程知識點相配合，隨著課題的深入，經(jīng)歷由簡到難、由手動到自動的步驟。按照此原則，將電梯的變頻調(diào)速控制分成2步:S7-300CPU通過ProfiBus-DP與變頻器聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)對電機的變頻調(diào)速;上位監(jiān)控。最后要對系統(tǒng)進行完善，實現(xiàn)任務(wù)書要求。

要求學(xué)生學(xué)會接到一個課題之后，分析項目要求，并將項目分成幾大部分，然后繼續(xù)細分成可完成的部分，最后實施。

4 項目實施

4.1 S7-300CPU通過ProfiBus-DP與變頻器聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對電機的變頻調(diào)速1)對外呼信號和內(nèi)選信號進行I/O分配。提示:一定要填寫I/O分配表，以便自己調(diào)試程序用。如有修改一定要有記錄。2)完成系統(tǒng)實際接線。提示:接線完成一定要用萬用表檢查，且接線一定要與I/O分配表一致。3)CPU硬件組態(tài)和變頻器參數(shù)設(shè)置。為了完成S7-300CPU通過PROFIBUS-DP與變頻器通信，對S7-300CPU進行硬件組態(tài)，并設(shè)置變頻器的參數(shù)，填寫表。4)編程以及調(diào)試。提示:程序正常則會按照要求運行，重量傳感器、超速傳感器、煙霧傳感器等數(shù)值，超過給定值則報警，且系統(tǒng)停止運行。

4.2 上位監(jiān)視與控制1)上位系統(tǒng)與PLC通信連接。提示:接線完成要用萬用表檢查。2)設(shè)置通信參數(shù)。提示:設(shè)置參數(shù)正確則觸摸屏可正常通信。3)定義變量。4)組態(tài)監(jiān)控畫面(根據(jù)《西門子自動化實踐項目》完成)。5)模擬調(diào)試。

5 項目評估

項目完成過程中，教師起觀察和指導(dǎo)作用，但不能把自己的設(shè)計思路強加給學(xué)生。一定要學(xué)生將所學(xué)的知識學(xué)會應(yīng)用。項目完成，教師可以根據(jù)觀察學(xué)生平時表現(xiàn)以及最后的成果綜合評價學(xué)生的工作，給學(xué)生成績。同時學(xué)生可以給自己成績，以體現(xiàn)自己的重要性，并且把自己的成果展示給同學(xué)，鍛煉學(xué)生的口頭表達能力，以培養(yǎng)以后在崗位上時描述自己工作的能力。同學(xué)可根據(jù)其表達能力和成果展示給他成績。最后，學(xué)生的成績由教師的成績、自己的成績和同學(xué)的成績綜合決定。

經(jīng)過這樣詳細地將項目分成學(xué)生完全可以勝任的工作、經(jīng)過努力可以勝任的工作2大部分，學(xué)生學(xué)起來不覺很困難，而且還有挑戰(zhàn)性，可以增強學(xué)習(xí)的興趣。而且交代給學(xué)生學(xué)習(xí)知識的項目背景，一方面可以讓學(xué)生了解自己所學(xué)知識的重要性;另一方面也能拓展其知識面，遇到不同的項目背景也能很容易完成知識遷移，自動將其分塊、逐項完成。這樣的學(xué)生一定會受到用人單位的歡迎。

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