基于工作過程的《港口電氣設(shè)備安裝調(diào)試》課程實(shí)施案例

鄭淵

摘 要：《港口電氣設(shè)備安裝調(diào)試》課程通過基于工作過程的課程改革將傳統(tǒng)課程體系中的PLC應(yīng)用技術(shù)、變頻器應(yīng)用技術(shù)、傳感器應(yīng)用技術(shù)、觸摸屏以及工業(yè)通訊技術(shù)等相互孤立的課程內(nèi)容以項(xiàng)目為載體有機(jī)融合，本文以門座式起重機(jī)的操作、電氣維修和調(diào)試這一項(xiàng)目的具體實(shí)施過程為案例，探討基于工作過程的課程改革中教學(xué)做一體化具體辦法。

關(guān)鍵詞：基于工作過程；港口電氣設(shè)備安裝調(diào)試；門座式起重機(jī)

為更好地開展任務(wù)教學(xué)，專門設(shè)計(jì)了包括操作臺(tái)、電控系統(tǒng)和可控實(shí)物模型在內(nèi)的門機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。通過三個(gè)子任務(wù)的過程考核以及數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在線考核實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的綜合考核，而該項(xiàng)目的考核成績(jī)則作為整個(gè)課程考核的一個(gè)重要組成部分。

一、門機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)

為更好地進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)以及與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際盡量一致，以目前港口上使用的25噸門座式起重機(jī)為藍(lán)本按比例將其縮小設(shè)計(jì)了門機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，其結(jié)構(gòu)與25噸門座式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)基本一致，包括起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)，并且可以使用抓斗和吊鉤兩種裝卸工具。實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的操作臺(tái)完全按真實(shí)的司機(jī)室內(nèi)的聯(lián)動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)，保證實(shí)訓(xùn)操作接近真實(shí)操作。

實(shí)訓(xùn)平臺(tái)采用西門子的S7-315 2DP PLC、MM440變頻器、MP177觸摸屏、歐姆龍絕對(duì)型編碼器、拉力傳感器等主要電氣元件，采用DP工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制、矢量控制等技術(shù)，無論是選用的電氣元件還是控制方式均是現(xiàn)代控制技術(shù)的先進(jìn)方法。系統(tǒng)涵蓋了機(jī)械設(shè)計(jì)、電力拖動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制、傳感器、組態(tài)、變頻、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、PLC等技術(shù)領(lǐng)域，可使學(xué)生在一套系統(tǒng)中得到更為綜合的訓(xùn)練。

實(shí)訓(xùn)平臺(tái)具有接地保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)功能、具有誤操作保護(hù)功能、安全性符合相關(guān)的國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

二、三個(gè)教學(xué)做一體化子任務(wù)的實(shí)施

（一）任務(wù)1 門機(jī)操作與維護(hù)。實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的操作臺(tái)與實(shí)際門機(jī)聯(lián)動(dòng)臺(tái)是按1：1的比例設(shè)計(jì)的，門機(jī)實(shí)物模型中電機(jī)、各機(jī)構(gòu)外觀和各種保護(hù)裝置的位置也與實(shí)際門機(jī)基本一致。因此在教學(xué)過程中學(xué)生一邊通過操作門機(jī)實(shí)物模型實(shí)現(xiàn)起升、行走、旋轉(zhuǎn)和變幅四個(gè)機(jī)構(gòu)的各種基本動(dòng)作，學(xué)習(xí)門機(jī)的操作方法，熟悉各機(jī)構(gòu)的工作過程；一邊還可以學(xué)習(xí)門機(jī)各機(jī)構(gòu)的日常維護(hù)方法、動(dòng)作原理、保護(hù)裝置的位置以及功能等，大大節(jié)省了實(shí)際門機(jī)操作維護(hù)的崗前培訓(xùn)時(shí)間。

（二）任務(wù)2 門機(jī)電氣維修。教師通過故障模擬箱設(shè)置諸如繼電器、接觸器、按鈕開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器以及電機(jī)等不同的故障，以電氣故障的檢查和排除為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，逐步引導(dǎo)學(xué)生熟悉器件、閱讀門機(jī)電氣圖紙、使用萬用表檢測(cè)故障，對(duì)照實(shí)物，邊學(xué)邊練。

（三）任務(wù)3 門機(jī)安裝調(diào)試。該任務(wù)綜合了PLC和變頻技術(shù)，學(xué)生需要首先完成PLC的安裝、程序傳送和信號(hào)檢測(cè)，然后完成變頻器的安裝、自學(xué)習(xí)調(diào)試及與PLC的通訊，最后還要進(jìn)行整機(jī)聯(lián)調(diào)，確保各個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)作正常，觸摸屏也能正常顯示信息，由于學(xué)生此前已經(jīng)學(xué)習(xí)過變頻器、PLC的相關(guān)課程，因此教師會(huì)將資料提供給學(xué)生，具體實(shí)施以學(xué)生為主，教師指導(dǎo)為輔。

三、項(xiàng)目考核

項(xiàng)目的考核以三個(gè)子任務(wù)的過程化考核為主，平日考核為輔。過程化考核的形式比較多樣，主要不但包括學(xué)生分組完成任務(wù)過程中的表現(xiàn)、任務(wù)完成的程度和5S管理的表現(xiàn)，同時(shí)還利用學(xué)院數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)發(fā)布在線測(cè)試，考察學(xué)生對(duì)基本知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。

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