“變頻技術及應用”典型教學案例的開發(fā)與應用

任亞軍

摘 要：本文通過對“變頻技術及應用”課程現(xiàn)有課程內容、授課方式、考核方式的分析，精選變頻調速系統(tǒng)典型實訓項目，完成變頻器、PLC、觸摸屏的綜合操作及調試，提高學生的綜合技能。

關鍵詞：高職院校 變頻 教學案例

課 題：本文系基金項目——遼寧省現(xiàn)代遠程教育學會科研項目（2016XH02-23）研究成果。

“變頻技術及應用”是電氣自動化、機電一體化等電類相關專業(yè)課程體系中的重要課程。該課程是繼《電機及拖動》學習領域后，為培養(yǎng)學生具備變頻調速系統(tǒng)的設計、施工、運行和維護等綜合能力而設置的。目前，筆者學校以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點，按照企業(yè)典型崗位職業(yè)資格證書的要求，將變頻器的基本操作分解為若干任務穿插在變頻器授課內容中，按照先練后講，先學后教的方式組織開展教學。

一、變頻技術及應用課程現(xiàn)狀

課程考核實行學習過程考核和綜合考核相結合的考核方案，課程總成績由三部分構成：平時考核（30%）+理論考核（30%） +實操考核（40%）。實操考核試題以變頻器的BOP面板控制、端子控制為主，由任課教師編制而成，包括MM440變頻器的正反轉連續(xù)控制、點動控制、多段速控制等內容。

目前該課程雖然實現(xiàn)了“理實一體化”教學，但受到實訓室硬件設備的限制，PLC、變頻器聯(lián)機的操作目前僅限于理論知識的講授，而沒有真正的動手實踐操作，不利于學生對于系統(tǒng)聯(lián)機的綜合操作能力的培養(yǎng)。因此筆者學校要設計與開發(fā)PLC、變頻器、觸摸屏聯(lián)機及變頻節(jié)能領域應用的綜合實訓項目，培養(yǎng)學生的綜合技能。

二、典型教學案例的開發(fā)

按照項目教學理念，采用教學做一體化的教學模式，以相關職業(yè)標準和技術規(guī)范為指導，進行課程案例的開發(fā)，精選自動化生產線輸送帶的變頻控制、車床主軸變頻調速、變頻恒壓供水等典型變頻調速系統(tǒng)控制項目。

1.自動化生產線輸送帶的變頻控制

本項目將實訓1-西門子變頻器的認知與接線訓練；實訓2-變頻器面板的認知與基本操作訓練；實訓3-變頻器正反轉參數(shù)設置與調試；實訓4-S7-200PLC與變頻器硬件設計接線訓練等內容融入其中，使學生理解通用變頻器的工作原理、交流調速的基本知識及變頻器在交流調速系統(tǒng)中的作用，掌握變頻器的參數(shù)含義及設置方法，掌握PLC和變頻器正反轉控制的電路設計與連接方法，能夠分析變頻器主電路及各部分工作電路的工作原理，能夠用BOP面板設置變頻器的相關參數(shù)。

2.車床主軸的變頻調速

在車床主軸的變頻調速項目中，完成實訓1-變頻器外部運行操作實現(xiàn)電動機轉速上升、下降訓練；實訓2-變頻器模擬量信號控制電動機運行；實訓3-變頻器直接選擇方式實現(xiàn)多段速控制訓練；實訓4-變頻器直接選擇+ON方式實現(xiàn)多段速控制訓練；實訓5-變頻器二進制編碼+ON方式實現(xiàn)多段速控制訓練；實訓6-車床主軸的變頻調速系統(tǒng)PLC程序調試。這些實訓項目使學生了解MM440變頻器的輸入輸出端子特點及功能，理解車床主軸的變頻調速系統(tǒng)構成和工作過程，掌握變頻器頻率參數(shù)設置方法以及加、減速時間的參數(shù)設置方法，掌握變頻器的模擬信號控制，多段速運行的控制操作方法及各參數(shù)的設定方法。

3.變頻恒壓供水

采用虛擬對象方式進行變頻恒壓供水項目的開發(fā)。變頻恒壓供水P、I、D參數(shù)設置與調試通過模擬仿真實訓法，首先分析變頻恒壓供水PID控制的工藝流程，然后利用西門子的輸入模擬量和輸出模擬量接口，設計變頻器與虛擬對象的接口，最后利用PLC與觸摸屏搭建“虛擬對象”，設計虛擬對象的操作方式，使學生理解變頻恒壓供水系統(tǒng)的構成和工作過程，掌握變頻器與PLC聯(lián)機對電動機運行的控制操作方法及PID控制的操作方法。

三、小結

通過對“變頻技術及應用”典型教學案例的開發(fā)與應用，有助于培養(yǎng)高素質的電氣技術技能型人才，使學生掌握變頻器、PLC及觸摸屏的綜合操作及應用，熟知通用變頻器的原理、技術指標，能根據(jù)電氣設備控制工藝要求，進行變頻調速系統(tǒng)的安裝、參數(shù)設置和調試，并能分析、排除電路的簡單故障，使其具備專業(yè)生產過程中需要的基本職業(yè)技能。

（作者單位：遼寧裝備制造職業(yè)技術學院）