探索基于工作過程導向的高職《變頻器控制技術》課程教學內(nèi)容設計

錢海月

摘要：在《變頻器控制技術》課程建設中，基于工作過程實施教學，以培養(yǎng)學生的職業(yè)能力為目標，對教學內(nèi)容進行整合與重構，在實際教學中取得較好的效果。

關鍵詞：課程建設；基于工作過程；職業(yè)能力

G712；TM921.51-4

《變頻器控制技術》是自動化技術專業(yè)必修的核心課程，也是目前應用最廣泛的應用技術型課程，具有極強的實踐性、綜合性和創(chuàng)造性。本課程的教學目標是：通過對《變頻器控制技術》課程的學習，掌握變頻器應用與的相關理論知識，能完成變頻調(diào)速系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)速與維修等。樹立環(huán)保、節(jié)能、安全意識等，為發(fā)展職業(yè)能力奠定良好的基礎。在教學中，筆者改變了傳統(tǒng)的學科結構體系模式的教材和教學方法，進行了基于工作過程導向的理論與實踐教學改革實踐，取得了較好的效果。

一、學習目標設計

1.能力目標。能根據(jù)要求熟練設置變頻器的參數(shù)并運行變頻器，知道變頻器的主要應用場合；能根據(jù)工程要求選用變頻器，并用于實踐工程設計；會按規(guī)范要求安裝、調(diào)試維護變頻器；能按功能模塊分析變頻器工作過程，對典型故障能進行分析；會使用變頻器的常用維修儀表及工具，掌握變頻器維修、維護的常見方法，具備一般故障的檢測、分析、維修能力；

2.知識目標。 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)的設計及構成； 掌握變頻器的運行及維護；掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)的設備選型原則與方法；

3.素質(zhì)目標。具備識讀變頻器使用說明書和使用手冊等技術資料的素質(zhì)；培養(yǎng)學生具有用電安全意識、產(chǎn)品質(zhì)量意識、節(jié)能環(huán)保意識、團隊協(xié)作意識、相互溝通意識、自主學習意識；養(yǎng)成規(guī)范的操作習慣、科學的思維方法等職業(yè)素質(zhì)，以適應職業(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、學生未來發(fā)展需要的原則選取。依據(jù)自動化技術專業(yè)相關的典型工作任務，實現(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，結合行業(yè)技術發(fā)展要求，充分考慮學生未來職業(yè)發(fā)展需要等方面，對教學內(nèi)容進行單元設計，形成本課程的具體學習型任務。設置基于工作過程為導向的工作任務內(nèi)容。共設置了4個項目，每個項目包含不同的工作任務。

項目一音樂噴泉的變頻控制系統(tǒng)包含四個工作任務：（1）認識變頻器；（2）整流電路的檢測；（3）中間直流環(huán)節(jié)的檢測；（4）逆變電路的檢測。主要完成的學習內(nèi)容有：認識變頻器、變頻器的基本結構、電力電子器件、整流電路的原理、逆變電路的原理、制動電路的原理。

項目二化工廠泵與攪拌機的變頻控制系統(tǒng)包含三個工作任務：（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。主要完成的學習內(nèi)容有：變頻器外部端子結構功能、變頻器參數(shù)結構及功能、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。

項目三電機電機變頻調(diào)速系統(tǒng)的安裝與調(diào)試包含三個工作任務：1）變頻器控制電機點動/連續(xù)運行；2）變頻器控制電機正反轉運行； 3）變頻器控制電機多段速運行。主要完成的學習內(nèi)容有：變頻調(diào)速系統(tǒng)的結構、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)的設計、變頻調(diào)速系統(tǒng)典型控制線路。

項目四單泵恒壓供水變頻控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試包含兩個工作任務：變頻器的PID控制和變頻和工頻的切換控制。主要完成的學習內(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。

三、教學內(nèi)容安排

根據(jù)上述典型任務所涵蓋的學習內(nèi)容，對教學內(nèi)容進行整合與重構，具體教學內(nèi)容如下：

任務1.1認識變頻器。學習目標為：

1.認識國內(nèi)、外常見變頻器的型號與外形并了解其性能；

2.能識別變頻器銘牌、外圍器件等；

4.能熟練進行變頻器的面板操作。

5.理解變頻器調(diào)速的原理及實現(xiàn)；

7.了解變頻器的分類、應用背景。

任務1.2整流電路的檢測。學習目標為：

1.能用萬用表檢測各種電力電子器件；

2.能用萬用表簡單檢測變頻的整流電路；

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1.3中間直流環(huán)節(jié)的檢測。學習目標為：

1.能用萬用表檢測限流電阻、濾波電容等；

2.能檢測旁路器件；

3.掌握中間電路的構成；

4.理解限流電阻、高壓指示電路等的作用；

任務1.4逆變電路的檢測。學習目標為

1.能用萬用表檢測逆變電路；

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，輸入側高次諧波對外部設備的影響及其抗干擾措施；

任務2.1變頻器的數(shù)字量輸入控制 學習目標為：

1.能熟練的進行變頻器功能碼的設置；

2.能熟練操控變頻器的運行；

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2.2變頻器的V/F控制。學習目標為：

1.能熟練操控變頻器的運行；

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曲線的設置。

任務2.3變頻器的模擬量輸入/輸出控制。學習目標為：

1. 能熟練操控變頻器的運行；

2. 了解模擬量控制應用背景；

3. 掌握相關工作參數(shù)功能；

4. 掌握變頻器模擬量輸入/輸出端功能；

任務3.1變頻器控制電機點動/連續(xù)運行。學習目標為：

1.能設置變頻器的功能參數(shù)；

2.會識讀變頻器的點動/連續(xù)運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，實現(xiàn)點動/連續(xù)運行控制；

5.了解點動/連續(xù)運行控制控制應用背景；

6.掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)的構成及元器件的作用及選擇；

任務3.2變頻器控制電機正反轉運行。學習目標為：

1.能識讀變頻器的正反轉控制線路的原理圖；

2.能根據(jù)控制要求設置變頻器參數(shù)；

3.能調(diào)試控制線路，實現(xiàn)正反轉控制。

4.了解正反轉控制應用背景；

任務3.3變頻器控制電機多段速運行。學習目標為：

1.識讀變頻器的多段速控制線路的原理圖；

2.能根據(jù)控制要求設置變頻器參數(shù)；

3.能調(diào)試控制線路，實現(xiàn)多段速控制；

4.了解多段速控制應用背景；

任務4.1 變頻器的PID控制。學習目標為：

1.識讀變頻器的PID控制線路的原理圖；

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

3. 掌握PID系統(tǒng)控制原理；

任務4.2 變頻和工頻的切換控制。學習目標為：

1.識讀變頻器的工頻/變頻切換控制線路的原理圖；

2. 能調(diào)試控制線路，實現(xiàn)工頻/變頻切換控制。

3. 掌握工頻/變頻切換控制的設計方案；

4. 掌握變頻器的安裝與布線；

5. 了解日常維護的主要內(nèi)容和方法。