调试改进应用

调试改进应用（共7篇）

调试改进应用 篇1

摘要：在电站工程施工过程中, 分散控制系统 (DCS) 的安装调试质量, 在一定程度上影响并制约着机组的正常运行。为了提高DCS设备的安装质量, 本文通过阐述DCS设备的安装要求, 分析安装过程中遇到的问题, 同时提出相应的政策建议, 为安装分散控制系统提供参考依据。

关键词：DCS,设备安装,设备调试

在电站工程施工过程中, 机组的正常、安全、稳定运行受分散控制系统 (DCS) 的安装调试质量的影响和制约;通过对热控技术的发展趋势进行分析发现, 对于新建和改造的大型机组来说, 分散控制系统依然继续被采用;对于施工企业来说, DCS系统的安装、调试始终贯穿在厂用受电前到机组移交生产这一过程中。因此, 在安装、调试过程中, 需要不断总结经验, 通过互相交流, 进而在一定程度上确保机组高质量完成168h的试运, 同时对于移交生产具有重要的意义;本文通过对DCS安装、调试中出现的问题进行研究分析, 同时提出相应的改进措施, 进而为机组正常运行奠定基础。

1 DCS设备的安装

1.1 DCS对环境的要求。

在安装DCS设备的过程中, DCS系统的运行状况受到安装环境的影响和制约。在这种情况下, 对于DCS设备的安装环境需要给予高度的重视。 (1) 安装DCS设备。在安装DCS设备的过程中, 为了避免损伤、弄脏DCS设备, 进一步使得DCS设备的正常运行受到不同程度的影响。在安装DCS设备的室内, 通常情况下, 需要进行装修、消防、空调等工作, 并对环境进行清洁处理, 同时对温度、湿度进行调整, 上述处理完成之后, 才能开始安装DCS设备。 (2) 对于大功率的电器设备来说, 通常情况下不能设置在计算机系统附近, 对于大功率的对讲机、移动电话等同样不能在计算机室内使用, 通过对环境磁场强度进行控制在计算机系统规范允许的范围内。在工程试运过程中, 由于在电子设备间没有科学合理地摆放使用柜式空调, 在一定程度上导致机组汽机保护TSI中的3个测速传感器的其中一个工作不正常。

1.2 DCS对接地的要求。

通过对控制系统进行接地处理, 进而在一定程度上为整个系统提供统一的电压参考点, 同时选择大地作为该参考点的零基准;系统运行过程中, 如果设备或者供电出现故障, 在这种情况下产生的过载电流通过接地系统进行有效地承受, 同时该电流传导给大地。另外, 通过进行上述处理对DCS设备受到的干扰起到屏蔽作用。所以说, 正确接地能够为控制系统安全运行提供保障。在接地方面, DCS有着严格的要求, 实践经验表明, 在对DCS进行调试、试运行阶段, 由于接地不当进一步引发很多热控系统故障。比如, 在云南小龙潭电厂的试运中就发生过由于接地不可靠造成EH油测温热电阻输出信号不稳定, 波动频繁的现象。

对于接地系统来说, 通常情况下, 容易发生的问题主要包括:

(1) 没有对连接头进行相应的压焊处理, 或者焊接不到位, 出现虚焊; (2) 受震动的影响和制约, 螺栓连接点出现不同程度的松动; (3) 受腐蚀的影响和制约, 连接点出现接触不良现象; (4) 随着电阻的不断增大, 使得接地极与电网之间断开; (5) 地线布置不合理。

1.3 DCS对电缆敷设的要求。

在调试云南小龙潭电厂除灰系统的过程中, 在电压方面, 除灰远程I/O柜端子公共端出现不同程度的抬高, 在正常工作电压存在的情况, 同时存在80~180V交流感应电压, 在这种情况下, 使得部分设备的正常操作受到不同程度的影响, 甚至设备在正常运行时发生跳闸。通过对设备进行检查, 发现电动门开关状态线与操作电源线 (220V) 共用1根电缆, 进而在开关状态线上加载较大的感应电压。

1.4 DCS对接、改线的要求。

为了确保系统顺利投运, 通常情况下需要对DCS进行正确的接、改线处理, 在组织开展接、改线工作的过程中, 需要注意: (1) DCS所有外部接、改线工作 (内部接、改线工作) 由施工单位 (DCS厂家) 完成; (2) 在进行接、改线前, 作为施工单位来说, 通常情况下, 需要通知调试单位拔出模件; (3) 施工单位在对已经完成传动试验接线进行改动时, 在这种情况下, 需要征得调试单位的同意。

1.5 DCS对电源系统的要求。

DCS对电源系统的要求容易被一些中小型机组忽略, 在部分控制系统中, 甚至只有一路电源。例如, 原常州热电厂1#机组的除灰系统只有一路电源。具备二路电源, 这是热控控制系统对电源系统最基本的要求, 同时需要确保二路电源之间能够进行正常的切换。

2 DCS设备调试

2.1 静态调试DCS

2.1.1 在调试DCS过程中, 需要对DCS进行受电一是受电前

(1) 对电源回路的绝缘情况进行认真的检查核实; (2) 检查核实系统的接地电阻情况; (3) 断开各分路电源的开关; (4) 拔出功能模件; (5) 检查供电电源的波形。

二是受电中

(1) 在进行受电时, 通常情况下需要遵守总电源开关、机柜电源开关、模件和子模件的顺序; (2) 按照逐机柜、逐系统的顺序进行受电; (3) 在受电过程中, 如果出现问题, 在这种情况下, 需要对故障进行排除处理, 然后进行受电。

2.1.2 调试过程中, 烧损模件。

(1) 在测试模件I/O通道前, 通常情况下需要断开模件的外部接线, 同时松开模件的电源保险, 然后插入模件, 送上电源保险。 (2) 在对DCS、外接设备进行传动试验前, 对端子柜与外回路的接线情况进行检查, 在一定程度上确保接线的正确性, 通过万用表检查设备对应模件所有背针的接地情况。 (3) 如果模件没有进行传动或系统调试处理, 在这种情况下, 不应再插入位置。 (4) 插拔模件尽量不要带电。 (5) 协调安装、调试工作, 避免出现不同程度的交叉作业。

2.2 DCS的动态调试

2.2.1 缺陷处理。

在云南小龙潭电厂1号机组的168h试运过程中, 保温材料安装人员在运行的送风机旁处理缺陷, 不慎将振动传感器插头踩坏, 进而在一定程度上导致风机出现跳闸。

2.2.2 信号隔离。

进行现场调试时, 在指令回路中, 需要注意就地电动调节执行机构的电动调门需要加装隔离器。

2.2.3 逻辑问题。

(1) 对于虚假“汽包水位高、低”, “炉膛压力高、低”等引发的MFT动作, 造成停机、停炉等, 在这种情况下, 最好增加2~5s的延时, 进而在一定程度上防止信号受到干扰。 (2) 在MFT逻辑中, “二台火检冷却风机均跳闸”信号引发MFT动作经常出现;在二台火检冷却风机之间存在联锁关系, 当一台火检冷却风机跳闸时, 另外一台风机就会联启。 (3) 在试运期间, 热控专业的主要任务就是在设备跳闸后查找、分析问题原因。为快速准确寻找问题的原因, 通常情况下需要做出“首出逻辑”, 主要包括:MFY逻辑、ETS逻辑等跳闸条件较多的设备。

2.2.4 其他常见问题。

(1) 显示汽包水位的问题。在进行现场检测的过程中, 在额定工况下, 汽包水位在DCS的显示与电接点上的显示偏差较大, 这种现象普遍存在, 通常情况下达50~100mm;对于DCS显示来说, 经过压力、温度修正后, 一般是比较准确的;对于二者来说, 如果基准不一致或者电接点电极受污染、损坏等, 在一定程度上都会导致显示出现偏差。 (2) 循环水泵PLC控制柜失电现象在以往的机组调试过程中容易发生。在查找过程汇总发现, PLC输入信号的公共端为地线, 就地电缆或接点一旦发生接地现象, 进一步熔断保险, 在一定程度上使得整个PLC柜失电。为了避免发生烧保险现象, 通常情况下, 需要反接I/O柜输入回路电源的火、地线。 (3) 旁路系统保护投入问题。在实践活动中, 根据电厂旁路系统的运行经验, 由于疏水、暖通管道设计不合理或者操作不当, 当旁路门快开时, 在一定程度使得管道强烈振动。例如, 在试运机组旁路系统的过程中, 受高旁快开的影响和制约, 进一步导致锅炉汽包产生“虚假”高水位而引发MFT。 (4) 火检问题。火焰检测器的好坏, 在一定程度上直接关系到火焰保护的投入。目前, 市场上流行的火焰检测器都或多或少的存在一些问题, 主要表现为:火焰检测器严重存在“偷看”或“漏看”现象, 火焰检测器输出信号随着燃烧工况的变化出现波动, 进一步导致锅炉部分主保护无法正常投入。

参考文献

[1]张烈.DCS安装、调试中经常出现的问题及改进措施[J].电力建设, 2004 (05) .

[2]王晶.DCS控制系统的安装调试及改进[J].广东科技, 2009 (09) .

[3]钱军.热控调试的注意事项及常见问题探讨[J].电工文摘, 2013 (10) .

[4]纪长藏.DCS系统的安装与调试[J].硅谷, 2008 (07) .

电厂电气调试方法的改进分析 篇2

一、电厂电气设备的调试方法分析

电厂电气设备调试主要包括一次设备调试和二次设备调试。

电厂电气一次设备种类非常多, 主要包括变压器、发电机、电动机、电流互感器、母线、保护器、电缆等设备。以下简单介绍发电机调试方法:

1) 测量定子绕组的绝缘电阻。测量工作在发电机出线套管、电流互感器安装完成后, 且定子被吹干处于冷态的条件下进行, 使用2500V兆欧表, 测量时间为10min, 分别在15sec、1min、10min时记录下绝缘电阻值, 测量结束后, 吸收比应大于1.6, 极化指数相对于出厂值没有明显变化, 各相绝缘电阻的不平衡系数应小于等于2。注意测试结束后绝缘电阻应完全放电。测量结果满足以上条件则说明调试结果符合标准。

2) 测量定子绕组的直流电阻。使用变压器直流电阻测试仪测量, 测量工作在冷态下进行, 测量过程中注意记录绕组温度, 绕组温度与环境温度变化幅度不大 (±3℃) , 各相直流电阻测量值的差值≤2%×平均值, 线间测量电阻值差值≤1%×平均值时调试结果符合标准。

二次设备主要包括继电器、同期装置等。下文简要介绍继电器的调试。

1) 进行一般性检查, 包括对一些松动部件的稳固, 保护装置及各元件是否符合图纸标注, 是否存在质量问题等。

2) 测量绝缘电阻。

3) 最后进行常规实验, 检查装置的通讯功能是否正常, 采取数字开出量试验检查继电器接点动作是否正确, 使用交流采样实验检查电流电压幅值误差、频率误差、角度误差, 压板检查, 观察软件显示情况和出口方式。

二、传统电气调试方法在电厂中使用的优点和缺点分析

传统电气调试方法的优点:1) 传统调试方法更注重现场实际, 是电厂调试人员在不断的工作积累得来, 经久不衰;2) 传统调试方法逐条进行, 对设备要求比较严格, 可靠性高;3) 传统电气调试方法通俗易懂, 不需要工作人员学习太多技术知识, 容易实现。

传统电气调试方法的缺点:1) 电气设备向集成化发展, 沿用传统的逐条进行调试的方法花费大量的人力物力, 且易造成设备损坏;2) 使用传统调试方法, 极易受设备型号功能限制, 不利于调试工作的展开;3) 电力设备高速发展, 传统的调试方法之中有许多已经不能适应当前的电气系统。

三、电气调试新方法的应用研究

综合对比传统调试方法的优缺点可以发现, 伴随着电气系统的不断发展, 传统调试方法的有些优点会慢慢变成阻碍电气系统调试工作顺利进行的重要因素, 它会越来越不适应当前高压电气设备的调试要求。因此, 改进当前的电气调试方法、探索新的调试手段是当前电气调试工作的必然趋势。对于新方法的探索, 应该在保持传统方法优势的情况下, 克服缺陷, 节约成本, 提高调试工作的效率。以下简要介绍两种调试新方法, 希望能对相关工作人员有一定的启示。

(一) 电流互感器变比测试新方法

电流发生器体积庞大, 二次电缆粗大笨重, 电缆在多匝穿越互感器时会给调试人员的工作带来麻烦。因此, 在改进试验中可以依据电流互感器工作原理, 对电流互感器进行变比测定, 利用一次侧电流加大二次侧电流, 实验进行过程中, 注意使用标准互感器及标准电流表进行测量, 对比实验结果。

电流互感器借助电磁感性实现一次绕组间的能量传递, 它的工作原理与变压器类似, 但电流互感器可以作为单独电流源工作。电流互感器变比实验时应仔细检查线圈匝数, 必须考虑到实验过程中可能带来变比误差的种种因素, 保证实验的准确性。

(二) 变压器一次通流实验

传统的调试试验中, 变压器的启动试验中经常会出现TA二次回路及TA极性接错等问题, 为了保证变压器通流试验一次顺利完成, 必须在启动之前认真彻底检查变压器及二次设备。变压器一次通流试验采用的主要实验仪器是钳型相位表 (检测差动保护TA接线极性是否正确) 。调试人员通常使用变压器一次通流试验检测最小电流, 因此, 下面主要针对一次通流试验中弱小电流的测量问题提出改进办法。

准备好一段导线, 根据实际将导线多圈缠绕, 在保护屏端子位置处断开小电流, 使用事先准备好的导线将其与回路串联, 导线多圈缠绕导致电流大小提高N倍, 再使用钳型相位表测量电流时示数就更加明显, 理论上来说, 只要导线缠绕圈数可以不断增加, 微小电流测量范围也会不断增加。

(三) 差动保护试验

为了保护各项功能顺利实现, 现在的电力系统通常采用危机差动装置, 接线简单、便于维护保修。危机差动装置主要是为了检查采样精度和保护算法, 比例制动试验是变压器差动保护实验的难点问题。现阶段电力系统采用的接线方式和变压器差动保护的TA接线方式会导致保护装置的两侧电流出现电压差, 在微机型保护中, 通常采用定值整定调整相位。

四、结语

技术不断的进步, 越来越多新的技术与设备进入实际生产使用中, 电厂电气设备调试方法必须不断探索创新, 才能满足当前不断发展的电力系统的需求。这就需要电力电气系统调试人员在实际的工作中不断丰富自己的工作经验和知识储备, 改进当前设备使用的调试方法, 提高电气系统的工作效率。

参考文献

[1]占金涛.电厂电气调试方法的改进及新方法的研究[D].浙江大学, 2010 (06) .

调试改进应用 篇3

就我国整体网络智能变电站的发展状况来说, 对于智能变电站的的二次设备调试处于探索和试探的阶段, 因此在当前最重要的任务就是如何将智能设备的二次调试发展到最好阶段。表1是调试阶段的分类。

1 智能变电站的概念及特征

智能变电站是可以进行自主完成对信息的测量, 采集, 计算, 保护, 检测和控制的智能操作, 以第一次设备来进行参量数字化和标准化, 进而实现信息标准化, 一体化集成和互动协同化。智能变电站具有以下几个特征:①系统高度集中化, 信息交换标准化:要在变电站内实现无缝通信, 尽量在采集上没有盲区, 从而对系统维护, 配置, 工程实施进行简化。②运行控制自动化, 保护控制协同化:对电流电压的采集进行数字化, 将原来的分散二次系统进行装置整合化, 从而实现数据共享。③分析决策在线化:进行设备检测, 有效获取电网的运行状态, 防止电子装置的故障, 动作信息及信号回路。图1为某智能变电站的设计效果图。

2 智能变电站二次设备调试规范程序和状态检测的必须要性

2.1 智能变电站二次设备调试规范程序

智能变电站的二次调倍是非常复杂与繁琐的, 要在二次调北的过程中参与现场的工作经验和教训。如果想要保证程序规范的话, 就要注意:①出厂的验收工作。②设备的全方位调试。③必要的带负荷试验。通过这几个方面及时发现调整操作的问题, 通过验收顺序来进行, 以保证系统的整体运行更符合操作标准。由此, 这一工作设备要进行的一系列调试内容, 是一个不可忽视的环节, 发挥相当关键的作用。

2.2 计算机二次设备状态监测

计算机技术在二次设备监测的作用能够快速处理电能生产和电压变换任务分别为以下几种状态:①收集状态数据:这是二次设备间次使用的第一步, 只有这样才能对二次设备进行分析且得到数据。②处理数据:收集数据为第一步, 工作人员处理数据的书评与准确率也是相当重要的, 数据处理得出的答案作为参考的标准出现在正常范围内。③监测状态数据:智能变电站中一来是通过有线的方式进行数据的传递, 二次设备工作是同样使用有线的方式来进行数据传输的, 但是这种方法是针对不正常数据发出的信号。

2.3 二次设备状态监测的必要性

二次设备和一次设备之间最大的不同就是不和电力的接触和联系。虽然二次设备是对一次设备进行辅助作用, 二次设备的定位是辅助型设备。只有二次设备对一次设备的辅助, 电流才能安全输送给用户。同时能够及时检测运行状态, 只有二次设备的工作效率得到保证, 才能保证工作人员的监测信息, 可以有效监测故障处理与排除。

2.4 系统级测试的最终目的

在明确系统进行系统升级是非常重要的, 主要分为以下几个方面:①进行单元的合并, 智能终端的装置, 已达到更加精确的准确位置。②对设备进行严谨的检测, 进行严密的考核, 对基本的性能又只能操作箱来进行顺利完成。③对单元格合并进行现场模拟, 对即将或者已发生的线路故障进行更加详细的检查。④检查光纤线路, 确保在这个工作无法运行的情况下, 装置功能会受到如何的影响。⑤检测设备是否得到落实, 发挥了怎样的功效。

智能变电站进行二次系统测试的主要目的是:测试智能变电站各个系统单元 (智能终端、保护及测控装置、故障录波器) 的性能及其互操能力;测试保护装置及智能操作箱对goose跳闸机制的可靠性;测试系统对相关标准、规程的执行情况。

2.5 智能变电站二次系统测试方法

智能变电站二次系统测试的主要采用一致性测试法。通过验证通信接口与标准的要求来检验通信线路上的数据流对访问组织、肘间同步、电平、位顺序及错误的处理等信息。通过一致性测试可以有效地提高系统协议间的互操作性。一致性测试既是系统互操作性测试的前提与基础, 也是智能变电站二次系统设备互操作性对各种标准运行的要求。

在智能变电站二次系统测试中, 需要应用rtds仿真系统、模拟信号接口、电子式互感器模拟装置等设备。通过这些装置对智能变电站的系统测试中的模拟量回路联调试验、开关量联调试验、间隔层设备联调试验、监控系统联调试验、远动通信系统检查及操作试验等。

3 管窥系统及调试

3.1 进行测试的载体

二次系统调试是一个发展平台, 主要包括:①智能变电站自身的互相操作性和一致性;②能够对一次系统中中的工作状态进行最真实的模拟, 并且完全符合变电站的规定。

3.2 接受测试的对象

将要接受测试的设备务必进行入网条件, 相对于已经中标的设备就要严格参照具体的工程方案和规定条件。

3.3 环节与手段

在此项研究中, 能够发现通信链路中的数据流是否吻合, 对标准数据的对象进行详细的说明, 在进行提供的设备及相关设置达到标准的同时可以达到一致性的测试。这个主要平台的主要要素主要包括仿真系统, 必要的接口来进行模拟信号, 数字信号的接收, 在测试过程中不能缺少一些相关设备。

3.4 测试内容

系统级的测试无非包括以下几个层面:①对限量进行最逼真的模拟, 以保证单元格的正常合并。②对智能变电站的终端进行必要的测试。③信号方面的互通性检查。④在宏观角度讲, 确认监控系统和间隔层之间的设备到底有无互通性。⑤做好设备最后的严格检查和测试, 做好出现设备故障的应急方案。

4 智能变电站的二次系统组网方式

4.1 过程层

过程层的主要功能在于一次设备与二次设备的结合, 分为以下三类:①电力运行的电量检测。②参数检测的运行设备。③操作控制执行与驱动 (互感器, 合并单元格, 智能终端) 。

4.2 站控层

站控层是汇集全站的数据信息, 提供联系页面, 实现管理的远程中心通信, 这种模型装置能力大大提高, 装置互相操作性大大增强。

5 智能变电站二次设备调试

5.1 智能二次设备测试仪

保护测试装置数据接口多位数字化接口, 在运行设备需要两种方式:①采用数字式光电测试仪;②目前数字式光电测试仪。

5.2 继电保护装置功能测试

主要包括:①检查采样功能。②验证逻辑方式。③检查和收发报文功能。④动作的测试。⑤对软硬压板的检查。⑥检查对时功能。⑦记录实施程序版本。

5.3 智能终端功能测试

对智能终端, 动作时间, 智能终端发送开关量, 延时测试, 记录智能终端的命令, 功率消耗, 记录程序版本。

6 智能变电站二次设备故障处理

6.1 智能设备故障处理原则

保护装置时, 遇到装置应立即查明原因, 并且当即汇报故障程度, 经调度员进行检查, 经调度员统一我们队变电站的处理:①做好万全技术措施。②严格执行两票三制。③规范处理故障流程, 经专业人员文件进行审核装置, 确认装置无误时, 在进行装置验证。

6.2 智能终端故障处理

智能终端出现故障时, 应当立即通知维修人员, 在经过专业人员维修后之前的一次设备的记忆不会受到影响, 继而保护功能不受影响。

6.3 二次设备在智能变电站的应用

我国的二次设备的运用是为了第一次设备进行辅助的, 在二次设备中, 顺应科技水平的发展, 传统的变电站因为吸收国外的科学技术, 继而是传统的变电技术被取代, 为了顺应二次设备在变电中所起到的作用, 就要将二次设备的检测作为重点工作。二次设备因为用来辅助第一次设备包含以下几种装置:①信号控制装置:信号控制装置在变电设备中, 扮演者眼睛和耳朵的角色, 在这其中, 电气设备的运行收到信号装置的监控, 通过圣光发出指示。②绝缘检查装置:信号部分和测量装置组成绝缘装置, 主要来提供变电站的最新情况, 在发生状况时, 绝缘装置发出警报信息, 可以让人及时了解。③直流电源:在智能变电站中, 直流电源是电力系统稳定运行的保证。④继电保护装置:这种装置具有很强的实用性, 在店里发生故障时, 可以及时发出保护的信号, 这样, 继电装置可以对故障的发生产生迅速的回应, 保护电力设备。

7 结束语

综合上述, 智能变电站中, 只要做好系统的二次调试是智能变电站工作的一个至关重要的环节, 发挥着关键性的作用。作为复杂的智能化系统, 智能变电站需要经过多阶段多目标的发展才能完成。在目前社会中, 智能化是变电站发展的趋势。在发展的这个趋势, 变电站的设备工作中, 要重视第一次设备的状态监测, 将一次设备二次设备双管齐下, 发挥关键作用。电气设备在检测中是否具有优良的且精准的检验, 同时用来检验变电设备中第二次设备的操作性, 才能更加客观合理的进行合理的评估检测出性能。逐步改善传统的模式记载只能变电中的应用。

摘要：随着社会经济水平和科学技术的不断发展, 数字信息化, 信息共享成为智能变电站的二次设备提供了有利条件。从我国电网中制定了相关电网智能化的相关规定。本文中, 简要讲述了二次智能变电设备的联系性和智能二次设备的常见故障的处理思路, 如果想要在此顺利完成智能变电站的设计工作, 就要在二次设备检测中, 及时发现设备的安全隐患, 为智能变电站的稳定打基础以及对系统调试的方法进行不断的更新和完善。有力的提供一些意见和建议。

关键词：智能变电站,系统调试,状态监测

参考文献

[1]闫海宁.超高压电网二次设备状态检修探讨[J].宁夏电力, 2015 (12) .

[2]叶景.智能变电站技术及其对继电保护的影响[J].北京电力高等专科学校学报, 2015, 11 (15) :272.

调试改进应用 篇4

1 设计缺陷及其改进方案

1.1 AREVA电动回路中的缺陷

AREVA隔离开关在实际运行过程中主要采用380 V三相交流异步电机。该电机属于驱动电机, 正转时分闸操作, 反转时合闸操作。一般而言, 隔离开关有3种工作模式, 即远方、就地和手摇, 具体可用转换开关对SA1进行相应的选择。电机在主回路中对短路和过载保护等进行了设置, 同时, 还能有效地并联使用继电器。在辅助控制回路中使用220 V交流电, 在此基础上, 可有效地自锁和互锁接触器等, 进而实现对电力机械的锁定, 从根本上避免手摇操作失误出现。

1.2 AREVA的设计缺陷及其改进方案

对于AREVA隔离开关而言, 因其具有3种工作模式, 所以, 需要运用一定的方法正确选择工作模式。对于手摇工作模式而言, 需要特别注意电机的误启动现象, 应在控制回路中设置电力机械锁定装置。同时, AREVA隔离开关还需要在摇杆插入孔前端安装挡板, 以有效保证在其他模式中无法插入摇杆。在正常操作过程中一般不会出现误启动, 但当有其他特殊情况出现时, 还可能会出现其他问题。比如, AREVA隔离开关在手摇模式中插杆未拔出时, 如果转换为其他模式, 则会导致线圈断电, 进而使与线圈串联的常接触点复位。对于上述设计中存在的问题而言, 需要改进设计方案, 比如加设行程开关, 并使常开触点与SA1常闭触点并联等。

2 隔离开关的常见故障及其调试技巧

2.1 因外部闭锁而无法动作

在隔离开关的使用过程中需要闭锁回路, 其主要功能是要保证在一条线路中的隔离开关或接地刀闸不出现误操作现象。比如, 为了防止带负荷拉合隔离开关, 需要闭锁控制回路的断路器, 进而保证断路器在合闸状态下无法操作隔离开关。在对隔离开关调试的过程中, 常出现刀闸无法正常使用的情况, 因此, 需要遵循一定的原则, 检查隔离开关是否处于闭锁状态。

2.2 隔离开关电源故障

对于无法正常操作隔离开关的问题, 一般情况下都是因电源故障造成的。隔离开关在实际使用的过程中一般采用380 V三相交流电, 此三相交流电一般来自于变压器。其中, 站用变压器接入的380 V电压一般来自于低压配电开关柜, 并通过开关柜分配, 一般分配在二次交流电源箱, 并由交流电源向进行线路的间隔端子箱分配, 最后分配到各个隔离开关的机构箱中。在上述任何一段输送过程中, 均可能会引发隔离开关电源故障。

当无法正常操作隔离开关时, 需要根据图纸测量机构箱端子排电源引入端的三相电源, 而该测量的前提是外部闭锁条件能有效满足操作要求。当问题出现时, 应重点检查每一个电源分配环节的空气开关是否合闸。

3 结束语

综上所述, 变电站内部有非常多的隔离开关, 因此, 对于AREVA隔离开关的使用而言, 需要有效解决隔离开关中存在的问题, 保证手摇操作结束后能及时拔出摇杆, 且需要改进相应的技术。在变电站的调试过程中, 对隔离开关功能的检测有非常重要的意义。只有相关工作人员充分地掌握调试方法, 才能提高隔离开关故障的排查效率。

参考文献

[1]黄栋.发电厂及变电站二次回路[M].北京:中国水利电力出版社, 2010.

[2]李豪天, 李柳松.如何提高刀闸故障处理的效率[J].中国新技术新产品, 2009, 11 (09) .

[3]张亮.监控系统中刀闸位置判定错误分析[J].电工技术, 2010, 10 (11) .

[4]韩雪松, 陈炳森.220kV变电站隔离开关设计缺陷改进方案及调试技巧[J].广西电力, 2011, 6 (03) .

调试改进应用 篇5

Freescale公司于2000年前后开始推出HC08系列微控制器,具有速度快、功能强、功耗小、价格低、型号多、Flash编程及内含编程调试接口等优点,在业界得到了广泛的应用[1,2]。目前,HC08有近20个系列一百多种型号的芯片可供用户根据不同的需求进行选择。进行HC08系列MCU的应用设计,要求配有相应的编程调试器及配套软件。国内用户使用的编程调试器及开发环境主要依赖进口,价格昂贵,且编程调试器编程速度慢。苏州大学飞思卡尔单片机实验室从2001年开始开发针对Freescale MCUs 的集成开发环境,经过6年多的努力,已陆续开发出多种针对不同系列芯片的集成开发环境。MT-IDE for HC08 是专门为HC08系列开发的集成开发环境,具有编辑、编译、USB下载和调试的功能。与其配套的编程调试器具有编程速度快、写入稳定和通用性强等特点。作者作为此项目组的主要成员,针对在使用Mon08实现编程调试器时通信速度慢的问题,经过分析研究,发现了Mon08与目标芯片通信速度慢的主要原因,提出了一种提高编程速度的新的通信方法,并成功地运用到实际的编程调试器中。本文将较详细地阐述有关技术。为了使读者对HC08编程调试器有整体了解,下面给出编程调试器的特点及硬件解决方案。

1编程调试器的硬件电路设计

在编程调试器的硬件电路设计方面,主要考虑通用、方便、稳定等因素。为了方便用户使用,编程调试器采用了USB接口与PC机连接;为了适用于不同芯片的频率需要,采用了可控频率芯片产生目标芯片进入监控所需要的频率;为了适应与不同目标芯片的连接,设计了一个10芯控制接口,控制目标MCU进入监控所需要的特定端口电平,从而使编程调试器可以适用于所有HC08系列芯片。根据这些设计思路,编程调试器的硬件电路设计见图1。

其主要由以下模块组成:

(1) 主控芯片及其支撑电路 采用含有USB模块的MC68HC908JB8[3]作为主控芯片。

(2) USB接口电路 提供PC机与编程调试器的通信接口,它们之间的通信符合USB1.1协议;同时,通过PC机的USB端口取得5V工作电压。

(3) 可变频率产生电路 采用一片可编程晶振产生芯片LTC6903,可以在PC端设定目标芯片所需的频率,从而可以解决不同芯片对晶振频率的需求。

(4) 9V高电压产生电路 目标芯片进入监控模式需要在其IRQ引脚加一高电压。本设计利用MAX232的电器特性产生这一电压[4]。

(5) 可控5V电压产生电路 可控地给目标芯片供电,以保持编程调试稳定、可靠。

(6) 和目标芯片连接的Mon08接口电路(10芯) 通过该接口可以连接所有HC08系列目标芯片,不同芯片进入监控状态的特定电平数据存放在PC机的数据库中。

2Mon08通信机理剖析

Mon08是Freescale公司HC08系列芯片的编程调试接口,是固化在芯片内部的一段监控程序[5]。Mon08可以通过单线接收外部命令,利用这些命令可以实现对目标芯片内存的读写及执行内存里的程序。目标芯片在复位后,编程调试器会使其进入监控模式,即芯片运行Mon08程序。在实现编程时,主要用到的监控命令是WRITE和IWRITE。WRITE和IWRITE都可以实现对内存的写入,不过WRITE每次都必须发送要写入的地址,而IWRITE只需要发送要写入的数据,它会接着上次写入的地址继续写入。

在写入之前,编程调试器首先通过Mon08把Flash写入子程序和要写入的一页数据发送到目标芯片的内存,然后执行Flash写入子程序,即可完成对一页数据的编程。如果还有数据要写入,只要替换掉原来的数据后,继续执行Flash写入程序即可。如此反复,便可以实现对整个Flash的编程。采用这种方法,可以实现编程调试器的功能,本编程调试器的第一版就是根据这种思想实现的。在实际的使用过程中,如果程序稍微大些,就会感觉速度很慢,一个10K左右的代码要写一分多钟。后来通过分析Mon08通信时的特点,找出了编程调试器速度慢的主要原因。图2给出了Mon08在执行IWRITE命令的时序图。

说明:1=等待回复延时,2位的延时时间2=取消命令延时,11位的延时时间3=发送下一个字节前的1位延时时间

1位延时的计算方法如下所述:

1位延时是指以某种数据传输率传输1位所需要的时间[2]。

假如用9600bps的速率进行数据传输,则1位延时=1/9600 秒。

如果总线频率2.4576MHz,则一个指令周期的时间是1/(2.4576×106) 秒。则1位延时需要的指令周期数是:

$\frac{1}{9600}÷\frac{1}{2.4576\times 10{}^6}=\frac{24576}{96}=256$个指令周期

根据图2可以得出主机通过IWRITE命令向目标芯片的内存写一个字节数据(8个数据位+1个起始位+1个停止位)需要花费的位时间为:

1位时间(发送下一字节前的延时)+10位写命令时间+2位时间(等待回复延时)+10位写命令回复时间+1位时间+10位数据时间+2位时间+10位回复数据时间+11位时间(取消命令延时)+1位时间=58位时间

所以,Mon08的通信效率是很低的,尤其是在进行大批量数据写入时。在实现编程调试器时,需要连续地写目标芯片内存,在这种情况下,不宜使用Mon08所提供的通信算法,其原因如下:

(1) Mon08每收一个字节后,会返回一个回应字节,发送方可以据此判断通信是否正确。这种方式虽然可以保证通信的正确性,但并不能保证编程调试器写入数据的正确性。

(2) Mon08在每收到一个字节后,都要有一定的延时,而且在两次命令之间,也要有一段长时间的延时。

(3) 利用Mon08对一个内存块写入时,每次都要发送写命令字。

(4) Mon08使用固定的通信波特率,用户不能设定。

由以上的分析可以看出,当对一段连续的内存区域写入时,Mon08的效率很低。要想提高编程调试器的编程速度,就必须改进Mon08通信算法。

3通信算法改进及高速编程调试器的实现

由于Mon08采用单线串行方式通信,因此,可以在硬件不改动的条件下,编写一段模拟串行通信的程序,在进行数据写入时,使用这段自定义的通信子程序来和编程调试器通信,从而提高通信速度。由于这段代码的通信协议是自定义的,因此可以避免使用Mon08时存在的不足,减少数据传输过程中所消耗的不必要时间。

如图3所示,目标芯片进入监控后,会自动执行⑤区中的监控程序,进入等待监控命令的状态。利用监控命令WRITE和IWRITE,将自定义的通信子程序的S19代码发送到图3中的①区,再将Flash写入子程序的S19代码发送到图3中的②区;然后发送RUN命令[6],使目标芯片执行①中的程序。①中的程序首先等待接收要写入的页大小,然后开始接收要写入Flash中的第一页的数据、页首址和页标志字节,并放入③中,接收完成后,①中的程序会自动调用②中的Flash写入子程序将③中的数据写入到页首址所指向的Flash中。一页写入完毕后,自定义通信子程序会根据页标志判断刚写入的是否是最后一页,如果还有要写入的页,则继续处于接收数据状态;如果所有页均已写入完毕,则返回到⑤中的监控程序。

改进后的编程算法只有自定义的通信子程序和Flash写入子程序是通过监控命令写入的,由于这部分的代码比较小(150字节左右),因此这部分用的时间很少。

自定义的通信子程序不需要其他不必要的延时及命令字节,因此发送一个字节的时间为10个位时间。下面给出了部分主要子程序的实现代码。

串行接收一位的汇编程序如下:

为了保证通信及写入的正确性,在写入一页数据之后,计算该页的异或校验和,并发送到主机供校验使用。如果校验正确,不仅说明通信是正常,而且也确保了Flash写入成功。

4性能分析及测试

如果采用Mon08通信方式,对目标芯片MC68HC908GP32(以下简称GP32)进行写入操作,当写入10KB的代码量时,理论上所需要的最少时间(GP32的总线频率为2.4576MHz,通信波特率为9600bps)等于总的数据传输时间及总的Flash编程时间之和。

总的发送字节=Flash写入子程序(约80字节) +10KB的代码(80页)+160B的页首址=10480字节

总的数据传输时间=总的发送字节×58位时间=10480×58×1/9600≈63.3秒

总的Flash编程时间=总页数×写入一页Flash的执行时间=80×6.5us≈0.52秒

总时间=63.3+0.52≈64秒

在实际写入过程中,因为通信过程的连续性问题,数据传输时间要比理论传输时间长,写入10K的Flash时间约为80秒。

由于通信子程序是自定义的,所以通信波特率也不必局限于9600bps或7200bps。通信双方只要协调好,就可以提高通信的波特率,从而加快写入的速度。本编程调试器一般使用19200bps的波特率,并允许用户根据实际需要进行修改。

采用自定义的通信协议而不采用Mon08所提供的通信方式,在相同串行通信波特率的条件下,传送速度可提高5.8倍(58位时间/10位时间)。改进后,在9600bps的通信波特率下,对GP32写入10K的Flash时间约为13秒。如果采用19200bps的通信波特率,则仅需要9秒。

编程调试器在对目标芯片编程前,应先将Flash写入子程序和要写入的一页数据发送到目标芯片的内存,因此,如果目标芯片的RAM太小,那么每次写入的数据数就会受到限制,要分多次写入,这就增加了编程调试器和目标芯片以及编程调试器和PC机之间的通信次数,从而影响编程的速度。为了适应不同RAM大小的芯片,本编程调试器可以由用户设定每次写入的页大小,从而使具有不同大小RAM、Flash的芯片都能达到比较满意的写入速度。

GP32内存有512字节,是比较通用的一款MCU,写入时每次可以写入128字节;而QY4内存仅有128字节,相对较小,每次写入的数据为16字节。实验中选取了这两款比较典型的芯片,表1和表2分别给出了GP32和QY4采用不同通信程序时所需编程时间的实验数据。

综合表1、表2可以看出,使用自定义的通信算法可以明显地提高编程调试器的编程速度。对于机器码在2K左右的程序,若自定义通信波特率与Mon08使用的波特率一致(9600bps),则写入时间从20秒左右降到5秒左右。若把波特率提高到19200bps,则可降到2秒左右,方便了用户修改、调试程序。对于更大的程序,速度提高更明显。

5结束语

编程调试器的编程速度是衡量编程调试器好坏的重要指标之一。在项目开发过程中,需要不断地修改程序,调试程序,程序的下载就会频繁发生,写入的速度也就显得尤为重要。本文给出的编程调试器,在硬件和软件方面采用了多项技术措施,达到了通用、方便、稳定的目的。本文介绍的编程调试器,以及本文并未介绍的PC机集成开发环境,作为一个整体开发套件,已在国内众多高校及研发单位使用,其稳定的性能、快捷的编程调试,受到了用户的好评。文中重点给出的Mon08通信改进算法,可以供开发类似工具或嵌入式应用产品时借鉴。

参考文献

[1]王宜怀.MC68HC908GP32单片机编程器的设计与实现.计算机工程,2004.

[2]王宜怀,刘晓升.嵌入式应用技术基础教程.清华大学出版社,2005.

[3]MC68HC908JB8 Technical Data.Motorola Inc.2002.

[4]戴晓静,王宜怀.Motorola新型单片机MC68HC908JL3编程器的设计与实现.计算机工程与应用,2004.

[5]宫辉,邵贝贝.MC68HC908LJ12监控ROM中的子程序调用.单片机与嵌入式系统应用,2002.

调试改进应用 篇6

塑料成型机 (简称注塑机) , 是集机、电、液于一体的典型系统, 因具有能一次成型复杂制品、后加工量少、加工的塑料种类多等优点, 目前已成为塑料成型加工的主要设备。

注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传动系统、电控系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成注射系统是注塑机最主要的组成部分之一, 其作用是, 在注塑机的工作循环中, 能在规定的时间内将一定数量的塑料加热塑化后, 按工艺要求在一定的压力和速度下, 通过螺杆将熔融塑料注入模具型腔中。注射结束后, 对注射到模腔中的熔料保持定型。

以海天公司HTF600W注塑机为例, 注射系统主要由加料装置、料筒、螺杆、止逆环、射嘴部分组成。动力传递装置包括注射油缸、注射座移动油缸以及螺杆驱动装置 (熔胶马达) 。

合模系统的作用是, 合模系统的作用是保证模具闭合、开启及顶出制品。同时, 在模具闭合后, 供给予模具足够的锁模力, 以抵抗熔融塑料进入模腔产生的模腔压力, 防止模具开缝, 造成制品的不良现状。

以海天公司HTF600W注塑机为例, 合模系统的组成:合模系统主要由合模装置、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动模板、合模油缸和安全保护机构组成。

液压系统的作用是实现注塑机按工艺过程所要求的各种动作提供动力, 并满足注塑机各部分所需压力、速度的要求。它主要由各自种液压元件和液压辅助元件所组成, 其中油泵和电机是注塑机的动力来源。各种阀控制液压油压力和流量, 从而满足工艺各项要求。

电气系统和液压系统合理配合, 可实现注射机的工艺过程要求 (压力、温度、速度、时间) 和各种程序动作。主要由电器、电子元件、仪表、加热器、传感器等组成。一般有四种控制方式, 手动、半自动、全自动、调模方式。

加热系统的作用是加热料筒及注射喷嘴, 注塑机料筒一般采用电热圈作为加热装置, 安装在料筒的外部, 并用热电偶分段检测。热量通过筒壁导热为物料塑化提供热源;冷却系统主要是用来冷却液压油温。

润滑系统是注塑机的动模板、调模装置、连杆机铰等处有相对运动的部位提供润滑条件的回路, 以便减少能耗和提高零件寿命, 润滑可以是定期的手动润滑, 也可以是自动电动润滑。

注塑机的安全装置主要是用来保护人、机安全的装置。监测系统主要对注塑机的油温、料温、系统超载, 以及工艺和设备故障进行监测, 发现异常情况进行提示或报警。

2 电控系统在注塑机调试的应用

注塑机在各部件安装装配完成以后, 需要进行整体的试车以保证各动作的准确性和精度, 其中, 最主要工作是对注塑机各大部件的校准, 以及整车试运行。现根据本文所提供的一个基于可编程控制的电控方案对注塑机各部件的校准进行分别论述。

2.1 电控方案描述

此电控方案基于奥地利KEBA公司的CP251工业控制器构建的, 具体参数如表2-1。

Á所用的IO模块, 具体参数如表2-2。

提供注塑机输入输出模块中的信号通道如表2-3:IO表格1, 表2-4:IO表格2

2.2 调试方案

2.2.1 注射系统调试方案

注射系统的调试在于二个方面, 即座台子系统的双油缸平衡调试和注射子系统的双油缸平衡调试, 牵涉到油缸活塞杆的协调配合, 使座台部件和注射部件的机械部份移动平滑, 无滞感。

以海天公司HTF600W注塑机为例, 调试时, 首先应在PLC的人机界面中, 设置座台和注射运动的相应压力/流量参数, 例如40%流量和50Bar压力, 然后, 开启电机, 使油泵正常工作, 接下来, 通过人机界面, 给出座台进/退指令, 同时用肉眼观察座台系统的双缸是否同步工作。如果注塑机是第一次调试, 因为装配时有误, 有极大概率此时双缸不协调导致不同步, 此时应校准二个油缸的活塞杆头与机械活动部件的固定处压板的螺栓, 适当的放松和压紧, 使双缸同步。

注射部件的双缸注射系统也照此方案进行操作, 注射观察射嘴中心孔的位置, 可由射台螺栓调整。

2.2.2 合模系统调试方案

合模系统的调试在于三个方面, 即合模大油缸的校准, 顶针油缸的校准以及调模厚大齿圈的校准。

以海天公司HTF600W注塑机为例, 调试时, 首先应在PLC的人机界面中, 设置开/合模的相应压力/流量参数, 例如40%流量和50Bar压力, 然后, 开启电机, 使油泵正常工作, 接下来, 通过人机界面, 给出开/模指令, 同时用肉眼观察开/合模系统的动作方向是否反向。顶针油缸的校准也同样操作。

模厚大齿圈的工作牵涉到调模工艺状态下的模厚调试, 调试时, 应注意旋转方向。操作方法应在PLC的人机界面中, 转到调模模式, 再设定调模进/退的压力流量, 然后给PLC调模进/退指令, 最后观察齿圈是正转或者反转, 从而进行相应校准。

2.2.3 电气系统调试方案

电气系统的调试分为强电控制电路 (220V及以上交流电) 和弱电控制电路 (48伏及以下直流电) 。

强电控制电路主要指油泵电机控制电路, 以海天公司HTF600W注塑机为例, 由于该型注塑机的动力源为45KW的三相异步交流电动机及双联叶片泵, 调试时, 首先应检查电机三相的相序, 其次检查三相是否平衡, 有条件的可以增加三相断路保护器进行保护。

弱电控制电路中, 主要牵涉到数字量IO点的诊断以及模拟量输入的校准。

在可编程控制器的人机界面中, 有专门的画面进行IO点的诊断功能。其中, 数字量的输入点可以在外部的监测机构得到信号, 例如行程开关, 液位计, 压力开关, 接近开关, 光电开关等。当这些开关动作的时候, 组态软件就可以在画面上显示, 方便调试人员操作。而数字量的输出可以通过该画面进行强制输出, 方便检查。

模拟量输入的校准, 在CP251中, 已经作为成熟的应用可以进行自动校准, 大大提高工作效率。该项自动校准, 在控制器软件中, 编制了特殊代码, 可以通过驱动油缸的动作, 在规定时间内, 抓取模拟量输入变化的脉冲, 从而取得油缸机械行程的实际数值和实际模拟量值进行自校准。目前该功能已经做为标准功能编制到合模/注射/顶针/座台位置尺的校准中。

2.2.4 液压系统调试方案

液压系统的调试分为方向阀的调试和比例阀的调试, 其中, 方向阀的调试可以参照电气系统调试方案中的数字量输出进行。比例阀的校准, 则可以在模拟量输入校准完毕后自动运行或者通过肉眼观察油压计等手动操作。

以比例压力阀为例, 由于阀芯动作的曲线效应, 控制器必须设置相应的补偿电压进行处理。本电控系统中, 通过设置压力作为比较值, 压力模拟量通道输出电压作为输出 (D/A) , 压力传感器 (A/D) 作为反馈, 从0~140bar范围进行自动校正, 如图2-1闭环反馈图所示。

比例流量阀和比例背压阀的校准参照比例压力阀的做法进行。

2.2.5 加热系统调试方案

加热系统的校正, 是电控系统的控制重点。电控系统的精度往往体现在注塑机动态工况下, 料筒的温度是否能够保证稳定, 可使塑料的力学性能大为改善, 使塑件具有良好的机械强度, 保证塑件的尺寸精度, 有效地改善塑件外观质量, 使塑件表面光滑, 具有光泽, 避免出现黑斑, 烧焦, 夹生料等工艺问题。

温度输入通过热电偶, 将采集到的各段料筒温度电压信号传送到控制器的温度输入模块, 从而进行PID控制。

温度输出回路, 在控制器中, 一般采用PWM技术, 即Pulse Width Modulation脉冲宽度调制的英文缩写, 一个周期内高电平的所占的比例就是占空比, 该占空比通过温度PID控制固态继电器的输出给加热圈进行加热。

本电控系统的PID参数通过PID自整定, 对七段料筒加热进行相应设定。首先应使料筒保持在室温, 然后设定自整定温度为200℃及以上, 再打开人机界面中的自整定功能, 此时系统会自动加热到200℃, 并保存各段的PID参数。

2.2.6 润滑系统调试方案

润滑系统的调试也属于强电调试, 调试的内容也包括润滑电机通/断路与三相相序, 三相过载等方面。

2.2.7 安全系统调试方案

安全系统的调试方案, 以海天公司HTF600W注塑机为例, 根据国家标准, 包括机械, 液压, 电气三重保护, 其中的电气保护通过电控系统实现, 重点检查紧急停止回路和安全门的状态。如果能通过安全继电器实现效果更佳。对调试中出现的各种异常, 通过人机界面中的提示进行交互, 更加适宜排查问题, 解决问题。

参考文献

[1]王兴天.技术与注塑机[M].化学工业出版社, 2005 (8) .

调试改进应用 篇7

一、研究背景及其目的意义

1.“机电设备安装与调试”课程开设的历史过程与不足。

以往的机电专业既学机又学电, 机和电是单列教学。一般中职学校所开设的《机电设备安装与调试》课程, 教学模拟设备“自动化生产流水线”普遍购置较少, 设备可拆性差, 教学时只能讲些机电设备的基本概念、工作原理等抽象理论知识, 然后再到实验室演示一下“自动化生产流水线”的模拟操作, 学生以看代学, 学而不习, 很难实现知能转化。因此, 诸如上述教学设备不足, 教学方法存在缺陷, 教学内容与企业工作岗位技能要求脱节, 重理论, 轻实践, 与当今中职学校培养社会急需的操作型、技能型、实用型人才的培养目标不相适应等种种弊端亟须改革, 方能使《机电设备安装与调试》课程满足企业生产岗位的需要。

2. 通过“机电设备安装与调试”课程开展项目教学应用研究的目的意义。

为此, 我校特购置三十二台南京康尼公司所产与工厂真实生产状况一致的“自动化生产流水线”模拟教学实验设备 (见图) 运用于教学。该设备把机械、微电子、电工电子、传感测试和PLC控制等技术有机地结合在一起, 使《机电设备安装与调试》课程具备了适应机电一体化教学的条件。老师通过南京康尼公司的培训, 增强机和电的综合应用能力。我们以模拟教学实验设备中的“供料模块”为主, 在《机电设备安装与调试》课程中设置“供料机构安装与调试”项目, 以这个项目教学作为研究对象, 制定与企业岗位工作过程一致的项目教学内容, 采用以项目任务为引领, “做、学、教相结合的一体化”的教学方法进行实践性教学, 其目的意义就是使学生得到切实的训练, 毕业后能为企业所用;使老师在制定与企业岗位工作过程一致的项目教学内容过程中, 通过有效的教学实践得到专业的提升和发展。

二、研究的目标

1. 通过对《机电设备安装与调试》课程中的“供料机构安装调试”项目教学实践, 把以前所学各门课程零散的知识串联起来, 使学生掌握企业生产岗位所需的知识与技能。

2. 制定适合企业岗位技能要求的教学内容。

3. 通过教学实践, 研究出具有自身特色的以项目任务引领, “做、学、教相结合的一体化”的教学方法,

三、研究的内容

1. 对企业“机电设备安装调试”工作岗位、技能要求进行调研分析, 从而确定适合“机电设备安装调试”工种岗位技能的项目任务引领的教学内容。

2. 通过“供料机构安装调试”这一项目的教学实践, 使学生从单纯书本学习向模拟真实情境领域学习转换, 确立具有提高学生动手技能的教学方式。

四、研究的实施过程

1. 第一阶段:

企业调研和参阅有关机电行业的技术资料、工作要求等。从企业调研和查阅的资料可知:随着产业的发展和科学技术的不断进步, 机械与电子技术已密不可分, 从以前单纯的“懂机”或“懂电”, 向既“懂机”又“懂电”, 特别是懂得机电技术综合应用的方向发展。为此, 我们综合了机械、电子、气动技术、PLC控制技术知识和企业岗位技能要求以确保项目教学应用研究的实施。

2. 第二阶段:

制定“供料机构安装调试”项目教学内容。如何把“供料机构安装调试”项目教学内容和企业生产实际岗位技能要求相结合, 是上好“供料机构安装调试”项目课的关键。我们将企业调研获得的工种岗位工作过程、工作内容和有关“自动化生产线安装与调试”教材中的知识进行整合, 制定了符合企业岗位技能要求的以项目任务为引领, “做、学、教相结合的一体化”的教学内容。如“供料机构安装调试”项目教学内容分为三个任务, 每个任务又有三个活动, 即:

为完成“供料机构安装调试”项目教学, 我们把企业中的机电设备安装与调试工作情境引入到“供料机构安装调试”项目教学内容中, 使教学的内容与企业的实际需求相一致, 从而不但提高了学生学习的兴趣, 而且大大增强了学生的动手能力。如:任务一“安装供料模块机械”, 以前要认识机械结构是在上完“机械制图”、“机械基础”、“机械制造基础”的科目后, 再通过“机械设备构造”理论课程来认识, 许多知识点重复且单独教学。现在通过“供料模块机械”的安装内容一个活动来构建完成对机械结构的认识。因为要完成“供料模块机械”的安装, 就必须要能看懂图纸, 了解机械构造和装配工艺才能正确安装。因此学生通过动手操作的活动, 不但把以前学过的零散知识串联起来得到巩固, 而且学会了企业岗位所需的技能。

3. 第三阶段:

实施项目教学的过程。在实施“供料机构安装调试”项目教学过程中, 我们打破了原有的理论与实践相分离的教学模式, 通过“做中学、做中教、边做边教”, 建立了具有自身特色的以项目任务为引领, “做、学、教相结合的一体化”教学体系。为此, 在“供料机构安装调试”项目一体化教学中我们实施过程的特色做法为:①以实物为基础、多媒体为辅助, 强化项目任务教学。在教学过程中, 首先以实物为基础 (即:供料模块的全部元器件) , 充分利用实训实物进行现场教学, 因为实物最结合实际, 学生获得的印象最深。结合实物只需简单讲解, 学生就可明白, 事半功倍。为了使学生更好地了解“供料机构安装调试”的装配调试全过程, 教师首先利用业余时间进行装配调试, 并且把这全过程拍摄下来, 然后根据教学内容剪切成一个个独立单元。在以实物教学的过程中, 用视频播放演示, 通过肢体动作, 把一些难以表述的技能知识用视频形式播放, 再配以讲解分析说明, 直观明了。如果学生在实操时还有不明白的地方还可以反复观看视频并且模仿操作。此方法对于提高学生的操作技能非常有帮助, 由此可见, “听+看+说+动手做”是“做、学、教合一”的最佳教学方法。②在做中学、做中教, 形成项目教学机制。学生自己制定项目任务工作计划。将学生分成两人一组, 两个组为一个大组, 以学生为主体, 根据项目任务, 学生自己制定项目任务工作计划, 工作计划融入一个个活动内容, 通过活动完成预定的项目任务, 使学生学到专业知识、学会技能操作。在活动中鼓励学生充分发挥其主观能动性和个人特点, 使学生在做中学到技能。师生共同分析讨论项目任务难点。当碰到疑难问题学生解决不了时, 老师就用启发式的提问一步步由简入深地解开学生的疑问, 这样不但锻炼了学生的思维, 而且提高学生动手解决问题的能力, 从而使学生对掌握技能技术充满信心。学生互检、互评、互改, 交流经验。当每个小组完成一个活动后, 首先让各小组交叉检查、交流经验。因为学生相互检查并在互评互改中, 必然要认真阅读相关专业知识, 思考、研究别人的习作, 阅读和检查本身就是一种交流, 学习、思考也是一种提高。通过互评互改, 学生能及时发现各自的不足, 推己及人, 有助于提高纠错能力。同时, 从别人的习作中吸取优点, 使合作探索研究的精神在习作互评互改中充分体现。这种“做中学”中的互评互改方法, 让学生过瘾地当了一会小老师, 还使他们的习作在原有的基础上得到提高。教师检查评估考核。当各小组交叉检查和互评互改结束后, 教师进行提问考核。通过这些提问考核, 让学生及时总结、更好地掌握知识和技能。③在模拟企业真实工作情境的活动中完成“项目任务”。从培养实际职业岗位能力出发, 在模拟工作场景的实训室中让学生做中学, 讨论项目任务、分析项目任务、操作完成项目任务、总结项目任务。在这一系列过程中构建知识框架;培养学生组织能力、实践能力和创新竞争能力教师在下达“项目任务”后, 由学生以小组为作业单位安排工作计划, 教师不必干预。当学生通过实践操作证明, 自己小组的工作计划有别于其他小组时, 会思考分析, 从而产生竞争意识。但是教师下达给学生的“项目任务”如果过于简单, 会使学生认为缺乏挑战性, 从而失去兴趣;如果教师下达给学生的“项目任务”难度超过学生的能力范围, 又会使之不知从何下手, 失去学习信心, 起到相反的作用。因而教师需对学生有充分的了解, 应在实际的教学中, 根据学生能力的实际情况, 分配不同层次、不同难度的“项目任务”, 以利于培养学生的组织能力、实践能力和创新竞争能力;教师全程参与学生项目任务。在以项目任务为引领, 做、学、教相结合的一体化教学中, 专业教师要全程参与, 当学生碰到难题, 由教师引导学生讨论, 学习分析归纳整理, 然后加以适当点评。真正做到像职业教育家陶行知先生所说的:“在做上教的是先生, 在做上学的是学生。先生拿做来教, 乃是真教;学生拿做来学, 乃是真学。”④改革考核方法。采用以项目任务为引领, 做、学、教相结合的教学方式后, 整个课程体系变了, 培养目标精确了, 考核方法也要相应调整和改变。改革教学考核方法, 是实行以项目任务为引领, 贯彻做、学、教一体化教学方式的保证, 尝试将企业的管理理念引入学校, 根据课程自身的特点, 使理论考核与实操考核有机结合在一起。采用“理论+实操”的一体化考试。以前, 对于专业课的考试, 往往是理论笔试一张卷子, 实操成绩最后考核。这种考核方法的弊端是理论考核往往脱离实际;实操考核不管中间过程, 只看最后结果, 这样, 不利于学生及时纠正自己的不足。采用以项目任务为引领, “做、学、教相结合的一体化”教学方式后, 我们把理论考核融合在实操考核中, 在进行完一个活动任务教学环节后, 立即进行操作考核。让学生比速度、比质量。这样, 如果学生一个活动任务没有考好, 可以随时补练、补考。因为每一个项目的考核是由一个个活动任务的考核成绩相加才是最后总成绩, 还可以引起他们对下一个活动任务训练的重视, 力争在下一项考核中努力赶上。结合考证加分。如今各个专业都有相应的工种资格证, 学生学习完有关规定课程, 且具有一定的操作技能后, 就可以组织他们去考相应的等级资格证, 取得相应资格证书后, 可以视为该门功课合格。其中, 机电专业考的资格证书有电工初级和中级二种, 为此我们采用加分方法, 凡考出初级电工资格证书的可加20分, 考出中级电工资格证书的可加30分。这样, 不但能激发学生刻苦练习的劲头, 还可为他们就业增加筹码。以我们实施该项目的教学班为例, 考出中级电工资格证书的学生占90%。

五、实施项目教学后, 学生、老师、企业三方的收获

实施项目教学应用研究后, 从收集到的学生、老师以及企业招聘反馈信息中得知:

1. 学生的体会与进步。

①激发了学习兴趣, 提高了学习效果。在整个项目教学过程中, 让学生即学即用, 不但能激发学生的学习兴趣, 还可以培养学生的思考能力和解决问题的能力。采用项目任务引领“做、学、教相结合的一体化”的教学方法, 可以使许多理论知识变抽象为具体, 变枯燥为兴趣, 让学生乐于去实践、去思考。②增强了合作精神, 促进了竞争意识。当学生按照自己的工作计划, 在规定的时间内完成项目任务的活动后, 首先让各小组交叉检查、交流经验, 增强了学生的合作精神。通过交叉检查, 还能找出各自的差距, 促进竞争意识。③满足了成就感, 增强了自信心。当学生完成了某一项目工作任务后, 就会从内心产生一种喜悦感, 一种成功感, 一种冲击力, 这种力量不仅会增强学生的自信心, 还大大提高了学生学习知识和技能的兴趣。从学生的每一项任务考核中可以看出, 他们不但在技能上学会了很多, 更是在后几项的考核论述中, 能以专业理论知识为依据来阐述为什么要这样来完成项目任务, 做到有理有据。④强化了操作技能, 锻炼了综合职业能力。最可贵的是有很多学生在教学结束时的小结中写道:老师把我们分成两人一个小组, 两个小组又为一个大组, 我听从组长安排, 因为我们是一个团队, 只有团结协力才能顺利快速地完成任务。在组长的安排下, 我们每个人都有自己的工作。今天我排线号、接线, 明天我调整机械结构位置、编写PLC程序, 每个工种的工作都不是固定一个人做, 而是大家轮流做, 有时装了拆、拆了又装, 就是为了给我们学各种技能, 非常有趣, 特别是调试完成后, 看着这些机械按我编写的程序指令自动完成一个个动作时特别有成就感, 特高兴。当我们遇到难题时相互讨论解决, 解决不了时再请教老师, 非常自由开心。最难的是每当任务完成后的考核提问:“为什么这样做?理由依据是什么?”“你的装配过程为何和其他同学不一样?哪个更好呢?”“你的传感信号为何要采用这种方法?”这些问题逼着我们看书找理论依据, 由此锻炼了我们学理论、用理论解决问题的综合能力。从中可以看出, 我们的项目教学方法是成功的, 以项目任务为引领, “做、学、教相结合的一体化”教学方法可以使学生由被动学转变成主动学, 提高学生学习知识和技能的兴趣。

2. 教师的体会与收获。

①增强了自我提高意识, 促进了专业发展。要搞好以项目任务为引领, “做、学、教相结合的一体化”教学, 关键是教师, 能讲又能做的双师型专业教师是进行这一专项教学的保证。项目教学有利于增强教师自我提高的意识, 促进了专业发展。②提高了教学业务水平, 增强了动手能力。在项目教学的具体实践中, 教师的作用不再是一个供学生利用的资料库, 而成为了一名向导和顾问。他帮助学生在独立学习的道路上前进, 引导学生在实践中发现新知识, 掌握新内容。学生作为学习的主体, 通过独立完成项目任务, 把理论与实践有机地结合起来, 不仅提高了理论水平和实操技能, 而且又在教师有目的的引导下, 培养了合作、解决问题等综合能力。同时, 教师在观察学生、帮助学生的过程中, 开阔了视野, 提高了教学业务水平, 增强了动手能力。可以说, 项目教学是师生共同完成项目任务, 共同取得进步的教学方法。③提升了教学科研水平, 转变了教学方法。以项目任务为引领, “做、学、教相结合的一体化”教学, 不同于一般课堂说教。一体化双师型教师在教学过程中往往是边干边教, 对教师要求很高, 要上好每堂课, 教师就要不断研究教学的方法来提升自己教学科研水平, 从而转变教师的教学方法,

3. 企业招聘时的反馈。

参与实施“供料机构安装调试”项目教学的学生, 企业招聘时, 表现都很积极。从已经在企业上班的学生电话采访中得知, 通过以项目任务为引领, “做、学、教相结合的一体化”教学, 他们所掌握到的知识与能力对于他们的就业岗位工作很有帮助。比如:小杨同学在世博园物业管理公司上班, 他的具体工作是智能楼宇管理和维修, 当他看到诸如液压泵、管路、线路、电梯线路、智能楼宇的各种应用程序时觉得很好理解, 师傅一说就马上明白, 所以上手操作维护特别快, 得到企业领导认可。他说:这些都得益于以项目任务为引领“做、学、教相结合的一体化”教学, 真正学到了动手操作解决问题的思维能力和技能。为此, 我们对于实施这种教学方法能为学生所用, 使毕业学生受企业欢迎而感到欣慰。

根据“教育必须服务于社会, 而教学的内容只有适合企业的实际才能真正起到服务的作用”, 以及职业教育家陶行知先生所说的“在做上教的是先生, 在做上学的是学生。先生拿做来教, 乃是真教;学生拿做来学, 乃是真学”的教学理论, 我们反思《机电设备安装与调试》课程教学内容与企业岗位工作过程的技能要求衔接上的问题, 重新制定与企业岗位工作过程一致的项目教学内容, 采用以项目任务为引领“做、学、教相结合的一体化”教学方法, 这是与当今中职学校培养社会急需的操作型、技能型、实用型人才的培养目标相适应的。愿我们的《机电设备安装与调试》课程中项目教学应用研究能为读者所借鉴。

参考文献

[1]程蓉.浅谈电子技术一体化教学[J].中国电力教育, 2003, (3) :99.

[2]张永生.职业教育一体化教学改革的探索[J].岱宗学刊, 2007, (2) :93.