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探索基于工作过程导向的高职《变频器控制技术》课程教学内容设计

2017-04-10钱海月

课程教育研究·新教师教学 2016年31期
关键词:职业能力课程建设

钱海月

摘要:在《变频器控制技术》课程建设中,基于工作过程实施教学,以培养学生的职业能力为目标,对教学内容进行整合与重构,在实际教学中取得较好的效果。

关键词:课程建设;基于工作过程;职业能力

G712;TM921.51-4

《变频器控制技术》是自动化技术专业必修的核心课程,也是目前应用最广泛的应用技术型课程,具有极强的实践性、综合性和创造性。本课程的教学目标是:通过对《变频器控制技术》课程的学习,掌握变频器应用与的相关理论知识,能完成变频调速系统的设计、安装、调速与维修等。树立环保、节能、安全意识等,为发展职业能力奠定良好的基础。在教学中,笔者改变了传统的学科结构体系模式的教材和教学方法,进行了基于工作过程导向的理论与实践教学改革实践,取得了较好的效果。

一、学习目标设计

1.能力目标。能根据要求熟练设置变频器的参数并运行变频器,知道变频器的主要应用场合;能根据工程要求选用变频器,并用于实践工程设计;会按规范要求安装、调试维护变频器;能按功能模块分析变频器工作过程,对典型故障能进行分析;会使用变频器的常用维修仪表及工具,掌握变频器维修、维护的常见方法,具备一般故障的检测、分析、维修能力;

2.知识目标。 掌握变频调试的控制方式;掌握变频器主电路的基本组成及工作原理; 掌握变频器的常用功能; 掌握变频调速系统的设计及构成; 掌握变频器的运行及维护;掌握变频调速系统的设备选型原则与方法;

3.素质目标。具备识读变频器使用说明书和使用手册等技术资料的素质;培养学生具有用电安全意识、产品质量意识、节能环保意识、团队协作意识、相互沟通意识、自主学习意识;养成规范的操作习惯、科学的思维方法等职业素质,以适应职业生涯发展的需要。

二、内容选取

内容选取按照符合就业岗位行业发展、学生未来发展需要的原则选取。依据自动化技术专业相关的典型工作任务,实现其控制系统的安装与调试,以及完成工作所需的职业能力素质要求,结合行业技术发展要求,充分考虑学生未来职业发展需要等方面,对教学内容进行单元设计,形成本课程的具体学习型任务。设置基于工作过程为导向的工作任务内容。共设置了4个项目,每个项目包含不同的工作任务。

项目一音乐喷泉的变频控制系统包含四个工作任务:(1)认识变频器;(2)整流电路的检测;(3)中間直流环节的检测;(4)逆变电路的检测。主要完成的学习内容有:认识变频器、变频器的基本结构、电力电子器件、整流电路的原理、逆变电路的原理、制动电路的原理。

项目二化工厂泵与搅拌机的变频控制系统包含三个工作任务:(1)变频器的数字量输入控制;(2)变频器的V/F控制;(3)变频器的模拟量输入/输出控制。主要完成的学习内容有:变频器外部端子结构功能、变频器参数结构及功能、变频器的控制方法、变频器的基本控制功能、变频器的特殊功能。

项目三电机电机变频调速系统的安装与调试包含三个工作任务:1)变频器控制电机点动/连续运行;2)变频器控制电机正反转运行; 3)变频器控制电机多段速运行。主要完成的学习内容有:变频调速系统的结构、变频调速系统各元器件的选用原则、变频调速系统的设计、变频调速系统典型控制线路。

项目四单泵恒压供水变频控制系统的安装与调试包含两个工作任务:变频器的PID控制和变频和工频的切换控制。主要完成的学习内容有:变频器的PID 控制功能和变频与工频切换的注意事项。

三、教学内容安排

根据上述典型任务所涵盖的学习内容,对教学内容进行整合与重构,具体教学内容如下:

任务1.1认识变频器。学习目标为:

1.认识国内、外常见变频器的型号与外形并了解其性能;

2.能识别变频器铭牌、外围器件等;

4.能熟练进行变频器的面板操作。

5.理解变频器调速的原理及实现;

7.了解变频器的分类、应用背景。

任务1.2整流电路的检测。学习目标为:

1.能用万用表检测各种电力电子器件;

2.能用万用表简单检测变频的整流电路;

3.掌握变频器的主电路、接口电路;

4.理解三相桥式整流电路的原理;

任务1.3中间直流环节的检测。学习目标为:

1.能用万用表检测限流电阻、滤波电容等;

2.能检测旁路器件;

3.掌握中间电路的构成;

4.理解限流电阻、高压指示电路等的作用;

任务1.4逆变电路的检测。学习目标为

1.能用万用表检测逆变电路;

2.理解电压型逆变电路的原理;

3.理解SPWM控制;

4.掌握变频器的工作环境要求,输入侧高次谐波对外部设备的影响及其抗干扰措施;

任务2.1变频器的数字量输入控制 学习目标为:

1.能熟练的进行变频器功能码的设置;

2.能熟练操控变频器的运行;

3.掌握变频器数字量输入端功能;

4.掌握变频器数字输出端功能;

任务2.2变频器的V/F控制。学习目标为:

1.能熟练操控变频器的运行;

2.掌握变频器的V/F控制;

3.理解变频器的SF控制;

4.理解变频器的矢量控制;

5.掌握变频器V/F曲线的设置。

任务2.3变频器的模拟量输入/输出控制。学习目标为:

1. 能熟练操控变频器的运行;

2. 了解模拟量控制应用背景;

3. 掌握相关工作参数功能;

4. 掌握变频器模拟量输入/输出端功能;

任务3.1变频器控制电机点动/连续运行。学习目标为:

1.能设置变频器的功能参数;

2.会识读变频器的点动/连续运行控制线路的原理图;

3.能正确安装控制线路;

4.能调试控制线路,实现点动/连续运行控制;

5.了解点动/连续运行控制控制应用背景;

6.掌握变频调速系统的构成及元器件的作用及选择;

任务3.2变频器控制电机正反转运行。学习目标为:

1.能识读变频器的正反转控制线路的原理图;

2.能根据控制要求设置变频器参数;

3.能调试控制线路,实现正反转控制。

4.了解正反转控制应用背景;

任务3.3变频器控制电机多段速运行。学习目标为:

1.识读变频器的多段速控制线路的原理图;

2.能根据控制要求设置变频器参数;

3.能调试控制线路,实现多段速控制;

4.了解多段速控制应用背景;

任务4.1 变频器的PID控制。学习目标为:

1.识读变频器的PID控制线路的原理图;

2.能根据控制要求设置变频器参数,整定PID参数;

3. 掌握PID系统控制原理;

任务4.2 变频和工频的切换控制。学习目标为:

1.识读变频器的工频/变频切换控制线路的原理图;

2. 能调试控制线路,实现工频/变频切换控制。

3. 掌握工频/变频切换控制的设计方案;

4. 掌握变频器的安装与布线;

5. 了解日常维护的主要内容和方法。

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