電機驅動控制實訓改革

摘要 隨著社會對應用型大學生要求的改變，課程設置也逐步趨于理論與實際應用相結合。電機驅動控制課程也改變原來理論偏離實際的教學方法，課堂教學結合實驗，并將電機驅動控制實訓作為其后續課程，以鞏固學生的理論知識和實際應用能力。就行為導向教學方法在電機及驅動技術實訓中的應用進行探討，提出較適合的具體實施方法以共享。

關鍵詞 實訓;行為導向;電機及驅動技術;項目教學

中圖分類號:G642.44 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2010)03-0072-02

Motor Drive Control Training Reform//Wang Shufang， Chen Ruiyang， Zheng Yeming

Abstract With the request changing to the application-oriented college students， the curriculum in college gradually become integrated theory and practical application. Motor drive control course has also changed the original theory teaching methods， classroom instruction integrates with experiment. Moreover， motor drive control training is taken as its follow-up practical courses in order to consolidate the students the theoretical knowledge and practical application ability. In this paper， action-oriented teaching methods， training in the motor and drive technology in the application was discussed and put forward the concrete implementation methods more suitable for sharing.

Key words training; behavior-oriented; motor and drive technology; project teaching

Author’s address Electrical and Mechanical College of Beijing Union University， Beijing， China 100020

作為應用型大學，北京聯合大學的校訓是學以致用。如何做到活教，使學生能夠活學活用已成為教師安排教學活動的宗旨。電機驅動控制實訓作為電機控制技術理論課程的延伸與擴展，實訓內容與理論課程銜接。為便于學生在實際應用的基礎上掌握電機驅動控制技術，特別安排4周的實訓。實訓內容包括:電機基礎知識的鞏固與加強;直流電動機驅動項目;三相異步電動機的變頻調速控制;變頻調速電梯驅動與控制。用一周的時間完成他勵直流電動機降壓起動以及調速控制電路的接線以及線路調試，通過該項目使學生掌握導線的制作方法和接線原則——接線時做到上進下出、左進右出、橫平豎直、中間走線槽，并會一些簡單的線路調試工作。在此基礎上使學生通過三相異步電動機正反轉電路的設計與完成，完全掌握繼電接觸器控制系統的設計思路和方法。

現代工業控制領域到處用電動機作為被控對象拖動各種各樣的負載，從數控機床到工業生產線，甚至航空航天領域。因此，實訓要把電機的驅動控制與實際工業背景相結合，讓學生從一個真實而完整的工業項目入手，逐步學會工業設計的方法，這才是學習這門課程的真正目的。

實訓步驟分為項目背景描述、項目任務書、項目分步、背景知識、項目評估。通過項目式教學步驟，讓學生具備與上級、客戶、同事交流溝通的能力，培養學生拿到項目知道如何規劃、分步完成的能力。

1 項目描述

項目描述要將整個項目背景完整呈現給學生，同時要求學生在此基礎上進行資料的查閱與收集工作。該步驟模擬學生以后工作時項目經理交待項目，自己要在初步了解的基礎上進行深入的資料收集與整理，以得到自己的工作思路的過程。

本文實訓項目名稱是四層電梯控制系統的設計與實現，項目描述為:“城市建設的不斷發展，高層建筑不斷增多，電梯作為高層建筑中垂直升降的交通工具，已和人們的日常生活密不可分。隨著智能建筑的出現，對電梯的控制也有了更高的要求。電梯已逐漸由單一控制電梯發展為雙聯電梯，乃至群控電梯，并且與智能建筑內的其他安全控制系統聯動，可在監控室內進行監視以及操作。電梯的機械結構包括曳引系統(由曳引機、曳引鋼絲繩、導向輪、反繩輪組成)、導向系統、轎廂、門系統、重量平衡系統、電力拖動系統、電氣控制系統和安全保護系統等8部分。電梯控制系統可分為調速控制部分和邏輯控制部分。調速控制部分對電力拖動系統進行設計，其性能對電梯運行時乘客的舒適感有著重要影響。而邏輯控制部分則是對電梯的電氣控制系統進行設計和實現，是電梯安全可靠運行的關鍵。”

2 項目任務書

通過項目任務書，學生要能充分了解客戶的意圖以及希望得到什么樣的產品和結果。該步驟描述交待項目，自己要在初步了解的基礎上進行深入的資料收集與整理，以得到自己的工作思路的過程。

四層電梯控制系統的設計與實現項目任務書內容包括設計要求。其中運行控制包括電梯的啟動/停止、電梯上下行、根據外呼和內選信號進行定向和選層、電梯門的開啟/關閉、電梯的速度以及各種報警和保護，以保證電梯安全、可靠、高效地運行。電梯控制系統采用S7-300PLC作為控制器，通過變頻器實現對三相異步電動機的速度控制，利用ProfiBus-DP網絡可以方便地實現電梯的雙聯、群控以及與智能建筑的其他控制聯網。還可以通過監控室內的上位監控系統對電梯進行操作控制，以滿足現代智能建筑對電梯安全、舒適、監控的要求。電梯的控制主要是指通過層站外呼信號和轎廂內選信號對電梯電動機的起動、加速、勻速運行、減速、停止以及換向進行管理控制。其次還包括開門電機的控制，轎廂內的層顯示控制和各種安全保護控制。為了在監控室監控電梯的運行情況，要求用上位監控軟件進行組態以及制作畫面，使控制過程可視化。

3 項目分步

為了使電梯設計項目與課程知識點相配合，隨著課題的深入，經歷由簡到難、由手動到自動的步驟。按照此原則，將電梯的變頻調速控制分成2步:S7-300CPU通過ProfiBus-DP與變頻器聯網，實現對電機的變頻調速;上位監控。最后要對系統進行完善，實現任務書要求。

要求學生學會接到一個課題之后，分析項目要求，并將項目分成幾大部分，然后繼續細分成可完成的部分，最后實施。

4 項目實施

4.1 S7-300CPU通過ProfiBus-DP與變頻器聯網實現對電機的變頻調速1)對外呼信號和內選信號進行I/O分配。提示:一定要填寫I/O分配表，以便自己調試程序用。如有修改一定要有記錄。2)完成系統實際接線。提示:接線完成一定要用萬用表檢查，且接線一定要與I/O分配表一致。3)CPU硬件組態和變頻器參數設置。為了完成S7-300CPU通過PROFIBUS-DP與變頻器通信，對S7-300CPU進行硬件組態，并設置變頻器的參數，填寫表。4)編程以及調試。提示:程序正常則會按照要求運行，重量傳感器、超速傳感器、煙霧傳感器等數值，超過給定值則報警，且系統停止運行。

4.2 上位監視與控制1)上位系統與PLC通信連接。提示:接線完成要用萬用表檢查。2)設置通信參數。提示:設置參數正確則觸摸屏可正常通信。3)定義變量。4)組態監控畫面(根據《西門子自動化實踐項目》完成)。5)模擬調試。

5 項目評估

項目完成過程中，教師起觀察和指導作用，但不能把自己的設計思路強加給學生。一定要學生將所學的知識學會應用。項目完成，教師可以根據觀察學生平時表現以及最后的成果綜合評價學生的工作，給學生成績。同時學生可以給自己成績，以體現自己的重要性，并且把自己的成果展示給同學，鍛煉學生的口頭表達能力，以培養以后在崗位上時描述自己工作的能力。同學可根據其表達能力和成果展示給他成績。最后，學生的成績由教師的成績、自己的成績和同學的成績綜合決定。

經過這樣詳細地將項目分成學生完全可以勝任的工作、經過努力可以勝任的工作2大部分，學生學起來不覺很困難，而且還有挑戰性，可以增強學習的興趣。而且交代給學生學習知識的項目背景，一方面可以讓學生了解自己所學知識的重要性;另一方面也能拓展其知識面，遇到不同的項目背景也能很容易完成知識遷移，自動將其分塊、逐項完成。這樣的學生一定會受到用人單位的歡迎。

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