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关键词 项目教学法;机床电器与PLC;职业素质与能力
中图分类号:G712 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2012)06-0072-02
Project Pedagogy in Vocational Electrical Machines and PLC Teaching Practice//Xu Deliang
Abstract Higher education teaching of the universal implementation of the reform project is a teaching professional engineering effective teaching method, which enables the combination of theory and practice, a combination of classroom and actual production, learning content combined with the future job and training for his future professional work of considerable ability and overall quality of vocational talents. In this paper, the project pedagogy in electrical machines and PLC course of practice, made a certain amount of exploration and lessons learned.
Key words project pedagogy; electrical machines and PLC project; professionalism and competence
Author’s address Fushun Vocational and Technical College, Fushun, Liaoning, China 113006
目前,高职毕业生就业难,工作岗位适应性差,无法胜任本职岗位工作,究其原因其实也是老生常谈,就是高职毕业生的岗位技能即职业能力不合格。岗位技能合格就是毕业生能掌握完成岗位任务所要求的纯技术性指标。例如,学外语的能听、说、读、写;搞管理的会正确合理地安排日常工作;搞技术的能熟练地操作仪器、设备或设计图纸等。为了扭转这一不利的局面,一直以来,各学校增加以直观形式获得直接经验的教学方法,如演示法、参观法、幻灯片、动画演示等;增加以实际训练形式形成技能、技巧的教学方法,如实验法、实习法等。这些方法确实能够帮助学生获得更多的知识和技能,但与生产实际还有相当大的距离,还远不能适应未来工作岗位对从业者的要求。
当前,各学校正在开展教学模式改革,引入德国的行动导向教学法,整个教学过程围绕培养学生的职业能力、职业素质展开,以基于职业工作实际活动为导向,培养学生形成解决特定工作岗位实际问题的技术应用能力。它全盘解决了理论与实践脱节、教学内容与生产实际分离的问题,或者说高分低能问题。项目教学法是行动导向教学法的具体教学方法之一,笔者在教授08机电机床电器与PLC课程时使用这一方法,学生反映良好,取得不错的效果。
1 项目教学法
在职业教育教学中,项目是指生产中的一个具体零件,或者要完成的某一项具体的工作任务。项目教学法的应用就是将这个相对独立的工作项目在教师引导下,通过学生在小组中各自分工合作、共同努力、学习探讨来完成任务。打破传统的“以课堂为中心、以教师为中心、以教材为中心”的教学模式,让学生在参与整个项目的过程中充分发掘创造潜能,培养解决问题的能力、创新方法的能力、接纳新知识的学习能力以及与人协作等社会能力。这个方法对于工科的教学确是行之有效的。
2 机床电器与PLC教学实践特点
机床电器与PLC是机电专业的重要专业课程,是最符合工作实际的课程,是培养训练学生动手能力的最好的课程。运用项目教学法,为了取得较好的教学效果,除了在项目任务选择、组织实施和总结评价等环节符合项目教学法的规范外,笔者重点做了以下几点工作。
1)明确该课程的实践岗位任务,即主要从事各种设备的电气技术工作,包括电气设备的维护维修和电气设备(包括生产线)的安装调试等。而设备是由电器元件(设备)通过导线连接而成的,因此,电器元件的名称、用途、型号、规格、接线等是必须要掌握的,不可轻视。
2)重视实际应用,不要在理论上作过多纠缠。这一点在学习基本电器设备时很重要,例如到目前为止,不少教材还在讲空气式时间继电器,包括结构、工作原理,其实现在这种时间继电器用的很少了,都用电子的了;再者结构和原理也没必要讲,因为第一学生是使用者,不是制造者,第二在工厂电器元件的修理很少,只要坏了就换新的,只要判断出故障就可以了。
3)时刻重视动手能力的锻炼和培养。这是岗位能力的核心。基础内容包括继电接触器基本控制环节和PLC控制基本项目全部在实训室进行,边讲边练,边学边做。如学习交流接触器,在实训室直接让学生读铭牌参数,让学生知道哪些参数是主要的;用万能表测量线圈和触头,观察通电前后的通断情况,学生很快就学会,比放动画演示效果好。
4)强调机电知识综合运用,真正提高实际分析问题、解决问题的综合能力。要适应将来的工作岗位要求,必须提高综合能力。实际上,一个设备或一条生产线,都是机械、电气、液压、气动、电子和传感器技术等的综合体,单一了解一方面是不行的,因此在学习这门课时,强调知识的综合运用。如“运料小车的PLC控制”项目,在实施过程中,师生共同制作一辆小车,学生运用不少机械知识,从设计图纸到购买零件再到安装调试,让小车真正在试验台上跑起来。学生非常高兴,有很大的成就感。对比在电脑上看程序运行和指示灯的变化,其差别太大了。
3 存在的问题
3.1 实训条件的限制
为了锻炼学生的动手能力,就必须要每个学生都动手实践,但目前各学校的实训设备的数量还无法满足要求,加之学生多,学时限制,因此很难调剂开。
3.2 教师的实践能力限制
目前,不少教师都是从学校到学校,缺少在企业的工作经验,动手实践能力有限,这给项目教学法的运用与实施带来不少困难。
3.3 教师的综合能力的限制
项目中有不少是综合的,是学生真正提高职业能力之所在,而这是必不可少的。正如前述,一个项目往往涉及机械、电气、液压等多学科知识,这对教师确是很大挑战。如“运料小车的PLC控制”项目教学中,笔者就提出增加一位机械教师,共同指导完成这个项目。因此,面对现状,解决的方法应该是首先针对不同项目,配备多名教师,分工协作;其次有待每位教师不断学习,继续努力,尽快适应。
总之,项目教学法在机床电器与PLC课程教学中有着很好的优势,它能充分调动学生的学习兴趣、学习积极性。发掘更加符合生产实际的项目,开展更加符合生产实际的实践活动,学生肯定能够培养起符合未来工作岗位的职业素质和能力,成为社会主义建设的栋梁之才。
参考文献
【关键词】电能表;互感器;电能计量;二次压降;二次负载;误差
1 电能计量产生误差原因
1.1 互感器误差
互感器的误差将造成电能计量装置失真,直接影响各相关单位的经济利益以及线损等电网经济技术指标。互感器的误差主要包括以下方面:
(1)互感器准确度等级太低:互感器检定规程第513条规定:Ⅰ、Ⅱ类电能表装置互感器准确度等级不应低于0.2级。但早期兴建的电厂和变电站,互感器准确度等级普遍偏低,一般只有0.5级,不符合规定。按照国标《GB1207-1997电压互感器》规定,在额定负载的25%~100%,功率因数为0.8~1.0的范围内,互感器的误差要符合所标称的准确度等级,也就是说互感器的准确度等级只有在25%~100%额定负荷下才有保障,过大或者过小的负荷都使互感器的误差处于国标覆盖不到的状态;同样,按照电流互感器的国家标准《GB12081997电流互感器》的规定,在5%~100%额定负荷范围内误差要符合相应等级规定。
(2)电能计量装置无计量专用互感器二次绕组:规程514条规定:Ⅰ、Ⅱ类用于贸易计算的电能计量装置应按计量点配置计量专用电压、电流互感器或互感器的专用二次绕组。电能计量专用电压、电流互感器或专用二次绕组及其二次回路不得接入与电能计量无关的设备。由于一次电流通过电流互感器一次绕组时,要使二次绕组产生感应电动势,必须消耗一部分电流10米励磁,使铁心产生磁通,电流互感器的误差就是由铁芯所消耗的励磁安匝引起的。要采用专用的二次回路,不与保护、测量同回路。需要特别指出的是在三相四线制或B相接地的三相三线制系统中的计量用电压互感器二次回路,应注意计量与保护用的零线彻底分离。如果共用或接线混乱,将造成两者在零线之间产生环流,致使电能表侧的中性点电位发生位移,从而导致电压降的增大且不稳定。
1.2 二次回路误差
由于电压互感器的二次输出端与电能表的输入端之间的线路中,由导电阻抗、熔断器、继电器触点、空气开关等设备电阻,当有电流通过时,就会引起二次电压在线路上的一个压降和角度变化,相对于电能表来说,也就是线路上的压降和相移给电压互感器带来了一个附加误差。规程第513条规定:Ⅰ、Ⅱ类用于贸易计算的电能计量装置中电压互感器二次回路电压降应不大于其额定电压的0.2%。对部分关口电能计量装置的电压互感器二次回路压降进行的全面测试表明,合格率仅为75%左右。说明电压互感器二次压降问题严重应引起足够重视。
1.3 电能表误差
电能表的误差可以分为3种,即电能表的负载特性误差、生产误差以及不当使用误差。
电能表的基本误差随负载电流荷功率因数变化而变化的关系曲线成电能表的负载特性。在小负载范围内电能表误差较大,这是因为在低负载时转矩很小。只要补偿力矩小于摩擦力矩,误差就向负的方向变化。此情况下相位角误差影响很小,电流自制动力矩可是为零。当负载增加,工作转矩增加,摩擦误差和非线性误差相对见效,加上此时的电流自制动力矩叉不很大,所以综合误差变小。
(1)电能表产品误差:按国家统一的电能表设计要求,生产电能表应采用五类磁钢,该类型磁钢性能稳定不易失磁,是保证电能表误差稳定的重要部件。但有的电能表制造商为了在价格战中取胜,擅自修改设计,选用稀土磁钢或三类磁钢,生产成本可下降10%左右,但存在着严重的质量隐患。即使安装前误差调试合格,投入运营后由于磁钢的不断失磁致使电能表的阻尼力矩不断减小,电能表越走越快。这是造成运行中电能表出现正常误差超差的主要原因。造成电能表投入运行后越走越慢的因素很多。感应式电能表是一个转动机械装置,新表检定完毕安装投运后,随着时间的推移,轴承内油不断挥发,机械磨损逐渐增加,机械工作应力不断释放,转动轴杆同心度的误差也将增大,这些因素都将导致机械摩擦力矩上升,使电能表越走越慢,尤其在轻负载情况下,影响更为明显。
(2)电能表不当使用误差:在电能计量管理中,由于电能表接线错误,断线(失压、断流)所引起的计量误差较大,已被人们所发觉和重视;而由于电能表非常规接线或使用不当引起的计量误差较小,一般只在百分之几至百分之十几,不易被重视,但是,若其乘以倍率,则会造成较大误差。作为交易结算的电能计量装置,要求满足公平、准确、合理的原则,因此,电能表常见非正规接线引起的计量误差同样不可忽视。各一级配电室安装的电能表均为三相三线两元件感应式电能表,接线方式有72种甚至更多,但其中只有一种接线方式是正确的,所有的错误接线均会给电能表带来不正确的计量,其误差大小因线路情况大小不等,有的误差可达到百分之几百,甚至造成电能表不转或反转。所以接线错误是引起电能计量错误的主要原因之一。
2 降低电能计量误差的改进方案
从造成电能计量误差的技术角度分析,降低计量误差应采取的措施如下。
2.1 完善计量装置
选择高精度、稳定性好的多功能电能表。由于电子技术的发展,目前多功能电子表的技术较为稳定,误差基本成线性。一只多功能电子表可同时兼有正、反向有功,正、反向无功4种电能计量和脉冲输出、失压记录、追补电量等辅助功能,且过载能力强、功率小,对Ⅰ、Ⅱ类用户应采用全电子式电能表。
2.2 对电能表本身引起的误差处理
对电能表按规程进行定期周检将自身特性变化较大、无法调整的表更换为新型的DS862系列,已周检的表误差全部调整在合格范围内,对更换后的表全部经过宝石清洗,并用0.1级的全自动LLT801型检定装置进行检定、误差除0.5L情况下0.2Ib负荷点部分在±110以上,其余负荷点全部调整在±1以内(这个主要考虑到现场负荷一般都在功率因数15以上)。这种新型检定装置基本消除人为误差。
2.3 排除错误接线
方法如下:
带电检查:①首先排除电压回路的错误,用相序表检查电压回路的相序,并以互感器为标准,用万用表分别测UAO-UA,UBO-UB,UCO-UC,及UAB,UBC,UCA的值,据此可查出电压回路是否正常,若有错先恢复正常;②用钳型相位伏安表测A相和C相电流的大小IA、IC,排除电流短路、断路及接触不良的故障等;③用钳型相位表测出电能表两元件所加电压与电流间的相位角,即UABIA,UBCIC的角度,并画出相量图。④对相量图进行综合分析判断,排除电流回路错误接线,并加以改正。停电检查:主要用万能表或自制通灯对电流回路作导通试验来校线,校线时要注意把线从电能表的表尾和互感器侧都断开进行测量,否则线路会通过电能表内部电流线圈形成回路无法进行正确的校对,一般校对顺序为:进表线一端子右侧一端子左侧互感器,校对后根据三相电能表正确接线进行改正。
2.4 对TV二次回压降引起计量误差的改进方案
(1)采用专用的计量回路,减少TV二次回路负载,从而降低TV二次导线压降以及由此带来的计量误差。
(2)加粗二次导线截面积。根据导线的实际长度及所通过电流的大小,估算一下所需截面的大小,保证二次导线压降U≤0.5V,S>0.12LI(mm2)。
(3)在TV二次回路中应去掉不必要的节点端纽,对于必不可少的接点应定期清擦减少接触电阻,以保证每个接头处的接触电阻不大于0.05Ω。
(4)采用电压误差补偿器来补偿二次导线压降引起的比差和角差。
3 结论
综上所述,在实际电能计量系统中,为了减少综合误差,不但要对互感器、电能表等计量器具进行重点的考核,还要对互感器的二次回路的负载和压降进行必要的检测,只有这样才能保证整个计量系统计量准确,从而减少资源的浪费或电能的流失。
【参考文献】
[1]张有顺,冯井冈.电能计量基础[M].中国计量出版社,2002.