關于《機電設備裝調技術（高級工）》課程的電氣線路故障檢測與排除項目課例開發研究

胡芳

【摘要】針對五年制高職《機電設備裝調技術（高級工）》課程，即電工高級工課程的電氣線路故障檢測與排除項目進行課例開發研究，旨在將其用于高級工排故項目的授課，解決該項目內容難教難學的現狀

【關鍵詞】電工高級工 電氣線路故障檢測與排除項目 課例開發

一、緒論

《機電設備裝調技術（高級工）》課程，即（維修）電工高級工考工課程，針對五年制高職機電一體化技術和電氣自動化技術專業四年級學生開設，是自動化類專業的專業核心課程。技能鑒定電工項目原名為維修電工，在社會上已經具有很深的認可度，從2018年起更名為電工。電工（高級工）三級證書不僅僅是一門學校的課程，也是今后學生畢業面臨的職業生涯中很重要的一張證書。

課例研究起源于日本，在課例研究中，被觀察和研究的課稱為課例。我國的“課例研究”最初由上海教育科學院顧冷沅教授提出并作為一種教師培訓形式加以推廣。從2004年到2009年，隨著教研活動的開展，對具體課例的研究和對課例研究的思考逐漸展開，認識不斷深入。并成為目前教師教育研究以及教育教學研究的熱點，研究范圍也從義務教育階段拓寬到中職、高職、大學中的課程教學。2009年江蘇省教育科學研究所研制《江蘇省職業學校專業項目課程課例研發指南》，職業學校教師開始對專業課程課例開發進行研究。

本文針對五年制高職《機電設備裝調技術（高級工）》課程，即電工高級工課程的電氣線路故障檢測與排除項目進行課例開發研究，旨在將其用于高級工排故項目的授課，解決該項目內容難教難學的現狀。

二、課例目錄的選擇

本文討論的《機電設備裝調技術（高級工）》課程（即電工高級工）是基于亞龍YL-235A光機電一體化設備來進行教學的，當然其中的電氣線路故障檢測與排除項目也是基于該設備來進行考核。除去觸摸屏模塊，其余機構如送料機、機械手和傳送分揀模塊等均需使用。根據教學要求，設備采用反向安裝，排故后正確的工作流程應該為：按下啟動按鈕，料盤逆時針轉動，把料推送至料臺，料臺上的傳感器檢測到料，機械手啟動，在相對應的磁性開關感應到的情況下，依次進行平伸→垂伸→夾緊→垂縮→平縮→左擺→平伸→垂伸→放松→垂縮→平縮→右擺（等待下次啟動）。其中在放松動作之后，把抓到的料放入落料口，落料口傳感器檢測到后啟動傳動帶，傳送帶將料從右向左傳送，如果料是金屬的，則經過第一個傳感器時（電感傳感器）相應的氣缸1就進行推料，傳送帶停止;如果料是白色塑料件，則經過第二個傳感器（光纖1）時相應的氣缸2進行推料，傳送帶停止;如果料是黑色塑料，則經過第三個傳感器（光纖2）時相應的氣缸3進行推料，傳送帶停止。在這一系列運行過程中，牽涉到的元器件種類繁多，可能發生的故障類型也非常多，因此，對排故項目進行分類也有很多種分類方法。考慮到同類型的元器件的排故方法相同，本文采用根據設備運行流程以及元器件類型進行分類的排故方法來進行課例的目錄開發研究。擬進行如下目錄的課例開發：

1.設備正確流程（包括正確流程視頻、電路圖、程序等）

2.排故前準備工作流程

3.氣路故障

3.1氣閥類故障

3.2氣管類故障（氣路接反）

4.電路故障

4.1順序控制故障判別方法

4.2電路故障點尋找方法——電壓法

4.3 PLC輸入信號X類故障

4.3.1啟動信號X2故障

4.3.2傳感器信號故障

4.3.2.1兩線制傳感器故障

4.3.2.2三線制傳感器故障

4.4 PLC輸出信號Y類故障

4.4.1無法啟動輸出信號Y故障

4.4.2 PLC其它輸出信號Y類故障

4.5變頻器信號故障

其中，目錄1是為了讓學生對整個排故項目有個整體的認識，讓學生能夠明白排故完成需要達到的效果。而其中的電路圖和程序則是為了學生能夠進行排故需要儲備的知識。目錄2為排故前準備工作流程，這個其實是很有通用性的，不同的機電一體化設備不管設備大還是設備小都是需要進行這樣的準備工作的。目錄3開始為具體的故障類型。目錄3為氣路故障，主要為氣閥和氣管類故障。目錄4為電路故障，從4.1順序控制故障判別方法入手，到4.2故障點尋找方法（電壓法）介紹，之后再通過4.3，4.4和4.5章節把電路故障主要的幾個部分分別做詳細介紹，每個章節都是通過典型故障的例子來使學生達到舉一反三的效果。

三、課例范本的制定

選定課例目錄后，就需要制定課例的范本要求，根據范本要求來進行每個課例的開發制作。考慮到制作本課例的目的是為了更好的進行排故的教學，因此課例的要求就非常高，高質量的課例才能高效地進行教學。而要讓學生更快更好的學習和理解，顯然最直接最高效的方法是視頻或者微課。因此最重要的是選擇每個課例故障類型中最典型的故障，制定教案，根據教案錄制故障現象的視頻，制作排故過程的微課，制作相對應的PPT。

以4.4.2 PLC其它輸出信號Y類故障為例，可選擇Y輸出中機械手平伸動作Y6不動作為例。Y輸出中機械手平伸動作Y6不動作可能的原因有很多，最終怎么找到故障點，是需要方法的，要先觀察程序，看PLC中Y6有沒有輸出，如果有輸出可以判定問題在從PLCY6口輸出到最終的動作氣缸之間的問題，即輸出信號Y的問題;如果PLC中Y6沒有輸出，則是讓程序到達Y6這個動作的轉換條件不滿足，即輸入X信號的故障。而不管是Y信號故障還是X信號故障，都可能是信號線和0V線的故障，如果X信號是三線制傳感器則還需要加個24V線故障的可能，判斷出在哪段線的故障，這些都需要用電壓法來進行檢測，如判斷是否是0V線問題，就用電壓表DC50V檔位，以電源模塊上24V孔為基礎，依次測0V線上各個節點，當電壓表讀數從24V變成0V，則說明前后這兩個端點中間的線是有故障的，可能斷線故障，可能換線故障，也可能接線端子上的故障，種種這些靠普通講授或者簡單的PPT無法達到讓學生直觀學習的滿意效果，因此設計課例就非常重要，按照課例的設想，先拍故障視頻，再制作排故視頻（或微課），從詳細介紹如何判斷是Y6故障，到用電壓法測出故障點，再到排故報告如何書寫，用PPT加以輔助。完成后找一些經驗豐富的老師對此課例進行咨詢討論，打磨后，使其成為真正的課例范本。

四、目錄中其它課例的制作

根據所完成的4.4.2課例范本的要求，完成其它課例的制作，制作完成后把這些課例均上傳至學校的慕課平臺，學生可以用手機登錄學習通APP或者電腦登錄慕課平臺查看視頻和微課等相關資源，隨時隨地進行學習。從而能夠大大提高電工高級工課程上課的效率，讓學生能夠通過大量的課例來熟練掌握電氣線路故障檢測與排除項目的方法。

五、結論

目錄中每個課例除了教案、PPT這兩個常規的內容，還加上視頻和微課，雖然看起來工作量很大，但是全部完成并且上傳至慕課平臺后，對今后的教學工作確是一勞永逸的，并且能夠使這部分以前最難教難學的內容的教和學的過程都變得更加簡單易學。因此，可以得出結論：對《機電設備裝調技術（高級工）》課程的電氣線路故障檢測與排除項目進行課例開發研究是非常值得的。

參考文獻：

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本文系無錫機電高等職業技術學校校級課題（課題編號：錫機電研2018-ZD04）。