探索基于工作過(guò)程導(dǎo)向的高職《變頻器控制技術(shù)》課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

錢海月

摘要：在《變頻器控制技術(shù)》課程建設(shè)中，基于工作過(guò)程實(shí)施教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力為目標(biāo)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合與重構(gòu)，在實(shí)際教學(xué)中取得較好的效果。

關(guān)鍵詞：課程建設(shè)；基于工作過(guò)程；職業(yè)能力

G712；TM921.51-4

《變頻器控制技術(shù)》是自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)必修的核心課程，也是目前應(yīng)用最廣泛的應(yīng)用技術(shù)型課程，具有極強(qiáng)的實(shí)踐性、綜合性和創(chuàng)造性。本課程的教學(xué)目標(biāo)是：通過(guò)對(duì)《變頻器控制技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)，掌握變頻器應(yīng)用與的相關(guān)理論知識(shí)，能完成變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)速與維修等。樹立環(huán)保、節(jié)能、安全意識(shí)等，為發(fā)展職業(yè)能力奠定良好的基礎(chǔ)。在教學(xué)中，筆者改變了傳統(tǒng)的學(xué)科結(jié)構(gòu)體系模式的教材和教學(xué)方法，進(jìn)行了基于工作過(guò)程導(dǎo)向的理論與實(shí)踐教學(xué)改革實(shí)踐，取得了較好的效果。

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)

1.能力目標(biāo)。能根據(jù)要求熟練設(shè)置變頻器的參數(shù)并運(yùn)行變頻器，知道變頻器的主要應(yīng)用場(chǎng)合；能根據(jù)工程要求選用變頻器，并用于實(shí)踐工程設(shè)計(jì)；會(huì)按規(guī)范要求安裝、調(diào)試維護(hù)變頻器；能按功能模塊分析變頻器工作過(guò)程，對(duì)典型故障能進(jìn)行分析；會(huì)使用變頻器的常用維修儀表及工具，掌握變頻器維修、維護(hù)的常見方法，具備一般故障的檢測(cè)、分析、維修能力；

2.知識(shí)目標(biāo)。 掌握變頻調(diào)試的控制方式；掌握變頻器主電路的基本組成及工作原理； 掌握變頻器的常用功能； 掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及構(gòu)成； 掌握變頻器的運(yùn)行及維護(hù)；掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)備選型原則與方法；

3.素質(zhì)目標(biāo)。具備識(shí)讀變頻器使用說(shuō)明書和使用手冊(cè)等技術(shù)資料的素質(zhì)；培養(yǎng)學(xué)生具有用電安全意識(shí)、產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)、節(jié)能環(huán)保意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)、相互溝通意識(shí)、自主學(xué)習(xí)意識(shí)；養(yǎng)成規(guī)范的操作習(xí)慣、科學(xué)的思維方法等職業(yè)素質(zhì)，以適應(yīng)職業(yè)生涯發(fā)展的需要。

二、內(nèi)容選取

內(nèi)容選取按照符合就業(yè)崗位行業(yè)發(fā)展、學(xué)生未來(lái)發(fā)展需要的原則選取。依據(jù)自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)相關(guān)的典型工作任務(wù)，實(shí)現(xiàn)其控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試，以及完成工作所需的職業(yè)能力素質(zhì)要求，結(jié)合行業(yè)技術(shù)發(fā)展要求，充分考慮學(xué)生未來(lái)職業(yè)發(fā)展需要等方面，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行單元設(shè)計(jì)，形成本課程的具體學(xué)習(xí)型任務(wù)。設(shè)置基于工作過(guò)程為導(dǎo)向的工作任務(wù)內(nèi)容。共設(shè)置了4個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目包含不同的工作任務(wù)。

項(xiàng)目一音樂(lè)噴泉的變頻控制系統(tǒng)包含四個(gè)工作任務(wù)：（1）認(rèn)識(shí)變頻器；（2）整流電路的檢測(cè)；（3）中間直流環(huán)節(jié)的檢測(cè)；（4）逆變電路的檢測(cè)。主要完成的學(xué)習(xí)內(nèi)容有：認(rèn)識(shí)變頻器、變頻器的基本結(jié)構(gòu)、電力電子器件、整流電路的原理、逆變電路的原理、制動(dòng)電路的原理。

項(xiàng)目二化工廠泵與攪拌機(jī)的變頻控制系統(tǒng)包含三個(gè)工作任務(wù)：（1）變頻器的數(shù)字量輸入控制；（2）變頻器的V/F控制；（3）變頻器的模擬量輸入/輸出控制。主要完成的學(xué)習(xí)內(nèi)容有：變頻器外部端子結(jié)構(gòu)功能、變頻器參數(shù)結(jié)構(gòu)及功能、變頻器的控制方法、變頻器的基本控制功能、變頻器的特殊功能。

項(xiàng)目三電機(jī)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的安裝與調(diào)試包含三個(gè)工作任務(wù)：1）變頻器控制電機(jī)點(diǎn)動(dòng)/連續(xù)運(yùn)行；2）變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行； 3）變頻器控制電機(jī)多段速運(yùn)行。主要完成的學(xué)習(xí)內(nèi)容有：變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、變頻調(diào)速系統(tǒng)各元器件的選用原則、變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、變頻調(diào)速系統(tǒng)典型控制線路。

項(xiàng)目四單泵恒壓供水變頻控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試包含兩個(gè)工作任務(wù)：變頻器的PID控制和變頻和工頻的切換控制。主要完成的學(xué)習(xí)內(nèi)容有：變頻器的PID 控制功能和變頻與工頻切換的注意事項(xiàng)。

三、教學(xué)內(nèi)容安排

根據(jù)上述典型任務(wù)所涵蓋的學(xué)習(xí)內(nèi)容，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合與重構(gòu)，具體教學(xué)內(nèi)容如下：

任務(wù)1.1認(rèn)識(shí)變頻器。學(xué)習(xí)目標(biāo)為：

1.認(rèn)識(shí)國(guó)內(nèi)、外常見變頻器的型號(hào)與外形并了解其性能；

2.能識(shí)別變頻器銘牌、外圍器件等；

4.能熟練進(jìn)行變頻器的面板操作。

5.理解變頻器調(diào)速的原理及實(shí)現(xiàn)；

7.了解變頻器的分類、應(yīng)用背景。

任務(wù)1.2整流電路的檢測(cè)。學(xué)習(xí)目標(biāo)為：

1.能用萬(wàn)用表檢測(cè)各種電力電子器件；

2.能用萬(wàn)用表簡(jiǎn)單檢測(cè)變頻的整流電路；

3.掌握變頻器的主電路、接口電路；

4.理解三相橋式整流電路的原理；

任務(wù)1.3中間直流環(huán)節(jié)的檢測(cè)。學(xué)習(xí)目標(biāo)為：

1.能用萬(wàn)用表檢測(cè)限流電阻、濾波電容等；

2.能檢測(cè)旁路器件；

3.掌握中間電路的構(gòu)成；

4.理解限流電阻、高壓指示電路等的作用；

任務(wù)1.4逆變電路的檢測(cè)。學(xué)習(xí)目標(biāo)為

1.能用萬(wàn)用表檢測(cè)逆變電路；

2.理解電壓型逆變電路的原理；

3.理解SPWM控制；

4.掌握變頻器的工作環(huán)境要求，輸入側(cè)高次諧波對(duì)外部設(shè)備的影響及其抗干擾措施；

任務(wù)2.1變頻器的數(shù)字量輸入控制 學(xué)習(xí)目標(biāo)為：

1.能熟練的進(jìn)行變頻器功能碼的設(shè)置；

2.能熟練操控變頻器的運(yùn)行；

3.掌握變頻器數(shù)字量輸入端功能；

4.掌握變頻器數(shù)字輸出端功能；

任務(wù)2.2變頻器的V/F控制。學(xué)習(xí)目標(biāo)為：

1.能熟練操控變頻器的運(yùn)行；

2.掌握變頻器的V/F控制；

3.理解變頻器的SF控制；

4.理解變頻器的矢量控制；

5.掌握變頻器V/F曲線的設(shè)置。

任務(wù)2.3變頻器的模擬量輸入/輸出控制。學(xué)習(xí)目標(biāo)為：

1. 能熟練操控變頻器的運(yùn)行；

2. 了解模擬量控制應(yīng)用背景；

3. 掌握相關(guān)工作參數(shù)功能；

4. 掌握變頻器模擬量輸入/輸出端功能；

任務(wù)3.1變頻器控制電機(jī)點(diǎn)動(dòng)/連續(xù)運(yùn)行。學(xué)習(xí)目標(biāo)為：

1.能設(shè)置變頻器的功能參數(shù)；

2.會(huì)識(shí)讀變頻器的點(diǎn)動(dòng)/連續(xù)運(yùn)行控制線路的原理圖；

3.能正確安裝控制線路；

4.能調(diào)試控制線路，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)/連續(xù)運(yùn)行控制；

5.了解點(diǎn)動(dòng)/連續(xù)運(yùn)行控制控制應(yīng)用背景；

6.掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及元器件的作用及選擇；

任務(wù)3.2變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。學(xué)習(xí)目標(biāo)為：

1.能識(shí)讀變頻器的正反轉(zhuǎn)控制線路的原理圖；

2.能根據(jù)控制要求設(shè)置變頻器參數(shù)；

3.能調(diào)試控制線路，實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。

4.了解正反轉(zhuǎn)控制應(yīng)用背景；

任務(wù)3.3變頻器控制電機(jī)多段速運(yùn)行。學(xué)習(xí)目標(biāo)為：

1.識(shí)讀變頻器的多段速控制線路的原理圖；

2.能根據(jù)控制要求設(shè)置變頻器參數(shù)；

3.能調(diào)試控制線路，實(shí)現(xiàn)多段速控制；

4.了解多段速控制應(yīng)用背景；

任務(wù)4.1 變頻器的PID控制。學(xué)習(xí)目標(biāo)為：

1.識(shí)讀變頻器的PID控制線路的原理圖；

2.能根據(jù)控制要求設(shè)置變頻器參數(shù)，整定PID參數(shù)；

3. 掌握PID系統(tǒng)控制原理；

任務(wù)4.2 變頻和工頻的切換控制。學(xué)習(xí)目標(biāo)為：

1.識(shí)讀變頻器的工頻/變頻切換控制線路的原理圖；

2. 能調(diào)試控制線路，實(shí)現(xiàn)工頻/變頻切換控制。

3. 掌握工頻/變頻切換控制的設(shè)計(jì)方案；

4. 掌握變頻器的安裝與布線；

5. 了解日常維護(hù)的主要內(nèi)容和方法。