高職院校《執(zhí)行器檢修》課程改革探究

閔紅利

【摘 要】 “執(zhí)行器檢修”課程是通過生產(chǎn)過程自動化專業(yè)實踐專家研討會產(chǎn)生的一門新課程，是生自專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。主要是學(xué)習(xí)和執(zhí)行器有關(guān)的安裝、選型、接線、調(diào)試、維護等方面的內(nèi)容。文章主要探討“執(zhí)行器檢修”課程的教學(xué)改革方案，對課程采用理論實踐一體化教學(xué)，提高課程的教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】 執(zhí)行器；一體化；教學(xué)設(shè)計

【中圖分類號】G64.23 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）07-00-02

《執(zhí)行器檢修》課程是生產(chǎn)過程自動化專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。是對應(yīng)生產(chǎn)過程自動化專業(yè)實踐專家研討會分析所得的典型工作任務(wù)“執(zhí)行機構(gòu)的安裝、調(diào)試、維護”而形成的一門課程。學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，主要能夠明確各種執(zhí)行器的工作原理；根據(jù)生產(chǎn)工藝流程和參數(shù)要求，選擇合適的執(zhí)行器型號；根據(jù)工藝系統(tǒng)繪制執(zhí)行器接線圖，并能按圖接線；借助各種執(zhí)行器的說明書及熱工相關(guān)規(guī)程規(guī)范，對執(zhí)行器進行單體調(diào)試和系統(tǒng)調(diào)試；能夠?qū)?zhí)行器進行常規(guī)檢修和維護等。

一、課程改革目標(biāo)

（一）課程內(nèi)容改革目標(biāo)

該課程的前身為《過程控制儀表》，主要學(xué)習(xí)電廠中常用的各種類型的控制設(shè)備：變送器、執(zhí)行器和調(diào)節(jié)器等。關(guān)于壓力變送器、溫度變送器的相關(guān)知識在《熱工測量儀表》課程中進行學(xué)習(xí)。隨著現(xiàn)場設(shè)備的不斷發(fā)展，調(diào)節(jié)器越來越智能化、高端化。早期的模擬型調(diào)節(jié)器已經(jīng)基本被淘汰，現(xiàn)在常用的調(diào)節(jié)器有PLC、DCS這兩種類型，主要安排在生自專業(yè)的《集散控制系統(tǒng)組態(tài)與調(diào)試》和《PLC保護系統(tǒng)及優(yōu)化》中來進行詳細(xì)學(xué)習(xí)。原來《過程控制儀表》課程中關(guān)于電廠自動化設(shè)備部分主要剩余執(zhí)行器、變頻器和各種閥門。因此，本課程教學(xué)改革的第一個重要目標(biāo)就是關(guān)于課程內(nèi)容的選取和組合。

（二）授課方式改革目標(biāo)

在課程未實施教學(xué)改革之前，由于實驗設(shè)備、教學(xué)資源的短缺，學(xué)生主要是學(xué)習(xí)一些設(shè)備的原理、作用、性能等理論知識。而對設(shè)備的實踐操作學(xué)習(xí)較少。學(xué)習(xí)完這門課程以后，即使知道了執(zhí)行器的具體原理，但走上工作崗位以后，仍然不會使用這些設(shè)備，造成設(shè)備出現(xiàn)故障無法維護，很明顯是學(xué)非所用。因此，本課程教學(xué)改革的另外一個重要目標(biāo)，就是要更偏重實操，更注重實用，在授課過程中采用理論和實踐相結(jié)合的一體化授課模式。

（三）師資配備改革目標(biāo)

課程原先的授課教師主要是在校教師，這些教師雖然對理論知識比較熟悉，但是大多沒有現(xiàn)場工作經(jīng)驗，甚至沒有機會接觸現(xiàn)場比較先進的、智能化的、高端的設(shè)備，對于設(shè)備在使用中容易出現(xiàn)的故障，以及如何解決故障問題缺乏經(jīng)驗。這樣，即使實驗室配備了先進的實驗設(shè)備，授課的效果也會因為教師經(jīng)驗問題而大打折扣。因此，這門課程的授課今后主要采用在校教師和現(xiàn)場工程師相結(jié)合的師資力量。從現(xiàn)場聘請有經(jīng)驗的工程師，主要側(cè)重講解實踐知識，在校教師側(cè)重理論知識和課堂的組織，這樣就會獲得得較高的教學(xué)質(zhì)量和效果。

二、實驗室建設(shè)

《執(zhí)行器檢修》課程需要采用理論實踐一體化的授課方式，課程所需要的實踐工作場所必不可少。

課程建設(shè)小組摒棄已有的、陳舊的、現(xiàn)場已經(jīng)被淘汰的實驗設(shè)備，通過深入周邊的發(fā)電企業(yè)、電建企業(yè)。了解近年來，在企業(yè)中被廣泛使用的電動執(zhí)行器、氣動執(zhí)行器、液動執(zhí)行器的品牌、效果、價位、使用場所等等；用人單位對學(xué)生在執(zhí)行器方面都有哪些需求，需要了解到哪些基本知識，具有哪些基本技能，從而確定采購實驗設(shè)備的方向。

在現(xiàn)場中，執(zhí)行器一般都是安裝在管道上用來控制管道介質(zhì)的流量，它和變送器、控制器可以形成一個閉環(huán)系統(tǒng)。執(zhí)行器必須安裝在某個管道上、才能對設(shè)備進行基本的操作、調(diào)試、維護。因此，實驗設(shè)備是構(gòu)成一個工作平臺——執(zhí)行器管道系統(tǒng)。（見下圖1）

執(zhí)行器管道系統(tǒng)由8個支路組成，每一支路上裝有執(zhí)行器、變送器、調(diào)節(jié)閥、電磁流量計、手閥。其中前四個支路裝有SIPOS電動執(zhí)行器，另外四個支路裝有FISHER氣動執(zhí)行器，并配備相應(yīng)的西門子電氣閥門定位器。另外在電動和氣動執(zhí)行器支路上各有兩路裝有開關(guān)型電動閥門。同時，在控制柜內(nèi)還安裝有四臺西門子變頻器，主要對四個支路上的泵的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)。所有支路的手動操作和電源開關(guān)安裝在控制柜內(nèi)。執(zhí)行器管道系統(tǒng)還可以遠(yuǎn)程和過程控制實驗室的DCS控制連接起來，傳遞檢測信號給DCS，DCS處理以后，傳遞控制信號給執(zhí)行器進行動作。這樣的設(shè)計和發(fā)電企業(yè)的實際情況完全相同。

三、課程內(nèi)容的總體設(shè)計

課程以學(xué)習(xí)目標(biāo)為核心，按照學(xué)習(xí)內(nèi)容要求和現(xiàn)有實驗室儀器、設(shè)備、工具等條件，對課程教學(xué)進行了總體設(shè)計。根據(jù)執(zhí)行器的類型和相互的銜接關(guān)系，將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計為4個學(xué)習(xí)情境，共12個學(xué)習(xí)工作任務(wù)。

學(xué)習(xí)情境1中主要是學(xué)習(xí)執(zhí)行器的基本知識：概念、類型、功能、管道系統(tǒng)設(shè)計的原理、包含的設(shè)備、控制柜內(nèi)的各個元件作用。在電廠中，電動執(zhí)行器的使用占到70%。學(xué)習(xí)情境2主要針對電動執(zhí)行器的安裝、接線、檢修、調(diào)試等內(nèi)容的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)情境3主要是氣動、液動執(zhí)行器的接線、調(diào)試、檢修和維護。任務(wù)4.1中學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)閥的類型、參數(shù)、選型、流量特性等概念。任務(wù)4.2學(xué)習(xí)變頻器的工作原理、接線、參數(shù)設(shè)置等內(nèi)容。

四、創(chuàng)新特色

（一）校企合作開發(fā)

課程小組首先赴陜西境內(nèi)發(fā)電廠和電建企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研，收集到相關(guān)的建議和意見，合理安排組織課程的內(nèi)容和形式。同時，課程開發(fā)過程中，邀請了電廠的自動化工程師參與了課程開發(fā)，實現(xiàn)了真正意義上的校企合作。

（二）校內(nèi)教師和現(xiàn)場工程師的聯(lián)合授課

課程中有些檢修、調(diào)試的內(nèi)容和現(xiàn)場的工作實際情況完全一致，校內(nèi)的授課教師缺乏這方面的經(jīng)驗，因此我們?yōu)榱巳〉酶玫氖谡n效果，組成了校內(nèi)教師和現(xiàn)場工程師聯(lián)合授課。各自取長補短，提高效率。

（三）工作任務(wù)設(shè)計和現(xiàn)場完全一致

參照典型工作任務(wù)“執(zhí)行機構(gòu)的安裝、調(diào)試、維護”，課程總共安排了4個學(xué)習(xí)情境，12個工作任務(wù)，工作任務(wù)的設(shè)計和現(xiàn)場實際工作中的內(nèi)容完全一致，實現(xiàn)了企業(yè)和學(xué)校的零距離接軌。

（四）授課過程中，各小組工作任務(wù)的交叉學(xué)習(xí)

由于實驗室設(shè)備資源的相對短缺，目前電動執(zhí)行器和氣動執(zhí)行器各有四臺，而根據(jù)一個班級的人數(shù)，最少也要分成8個小組。如果大家都進行一個任務(wù)的學(xué)習(xí)，只能有四組學(xué)生有實驗設(shè)備，其他四組的學(xué)生將無法進行學(xué)習(xí)，因此，我們采用交叉學(xué)習(xí)的方法，前四組在學(xué)習(xí)電動的過程中，后四組就可以學(xué)習(xí)氣動執(zhí)行器的內(nèi)容。這樣既節(jié)省了設(shè)備，又節(jié)約了時間。而且前面學(xué)習(xí)的學(xué)生還可以給后面學(xué)習(xí)的學(xué)生做指導(dǎo)，共同提高。

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