“变频技术及应用”典型教学案例的开发与应用

摘 要：本文通过对“变频技术及应用”课程现有课程内容、授课方式、考核方式的分析，精选变频调速系统典型实训项目，完成变频器、PLC、触摸屏的综合操作及调试，提高学生的综合技能。

关键词：高职院校 变频 教学案例

课 题：本文系基金项目――辽宁省现代远程教育学会科研项目（2016XH02-23）研究成果。

“变频技术及应用”是电气自动化、机电一体化等电类相关专业课程体系中的重要课程。该课程是继《电机及拖动》学习领域后，为培养学生具备变频调速系统的设计、施工、运行和维护等综合能力而设置的。目前，笔者学校以职业能力培养为重点，按照企业典型岗位职业资格证书的要求，将变频器的基本操作分解为若干任务穿插在变频器授课内容中，按照先练后讲，先学后教的方式组织开展教学。

一、变频技术及应用课程现状

课程考核实行学习过程考核和综合考核相结合的考核方案，课程总成绩由三部分构成：平时考核（30%）+理论考核（30%） +实操考核（40%）。实操考核试题以变频器的BOP面板控制、端子控制为主，由任课教师编制而成，包括MM440变频器的正反转连续控制、点动控制、多段速控制等内容。

目前该课程虽然实现了“理实一体化”教学，但受到实训室硬件设备的限制，PLC、变频器联机的操作目前仅限于理论知识的讲授，而没有真正的动手实践操作，不利于学生对于系统联机的综合操作能力的培养。因此笔者学校要设计与开发PLC、变频器、触摸屏联机及变频节能领域应用的综合实训项目，培养学生的综合技能。

二、典型教学案例的开发

按照项目教学理念，采用教学做一体化的教学模式，以相关职业标准和技术规范为指导，进行课程案例的开发，精选自动化生产线输送带的变频控制、车床主轴变频调速、变频恒压供水等典型变频调速系统控制项目。

1.自动化生产线输送带的变频控制

本项目将实训1-西门子变频器的认知与接线训练；实训2-变频器面板的认知与基本操作训练；实训3-变频器正反转参数设置与调试；实训4-S7-200PLC与变频器硬件设计接线训练等内容融入其中，使学生理解通用变频器的工作原理、交流调速的基本知识及变频器在交流调速系统中的作用，掌握变频器的参数含义及设置方法，掌握PLC和变频器正反转控制的电路设计与连接方法，能够分析变频器主电路及各部分工作电路的工作原理，能够用BOP面板设置变频器的相关参数。

2.车床主轴的变频调速

在车床主轴的变频调速项目中，完成实训1-变频器外部运行操作实现电动机转速上升、下降训练；实训2-变频器模拟量信号控制电动机运行；实训3-变频器直接选择方式实现多段速控制训练；实训4-变频器直接选择+ON方式实现多段速控制训练；实训5-变频器二进制编码+ON方式实现多段速控制训练；实训6-车床主轴的变频调速系统PLC程序调试。这些实训项目使学生了解MM440变频器的输入输出端子特点及功能，理解车床主轴的变频调速系统构成和工作过程，掌握变频器频率参数设置方法以及加、减速时间的参数设置方法，掌握变频器的模拟信号控制，多段速运行的控制操作方法及各参数的设定方法。

3.变频恒压供水

采用虚拟对象方式进行变频恒压供水项目的开发。变频恒压供水P、I、D参数设置与调试通过模拟仿真实训法，首先分析变频恒压供水PID控制的工艺流程，然后利用西门子的输入模拟量和输出模拟量接口，设计变频器与虚拟对象的接口，最后利用PLC与触摸屏搭建“虚拟对象”，设计虚拟对象的操作方式，使学生理解变频恒压供水系统的构成和工作过程，掌握变频器与PLC联机对电动机运行的控制操作方法及PID控制的操作方法。

三、小结

通过对“变频技术及应用”典型教学案例的开发与应用，有助于培养高素质的电气技术技能型人才，使学生掌握变频器、PLC及触摸屏的综合操作及应用，熟知通用变频器的原理、技术指标，能根据电气设备控制工艺要求，进行变频调速系统的安装、参数设置和调试，并能分析、排除电路的简单故障，使其具备专业生产过程中需要的基本业技能。

（作者单位：辽宁装备制造职业技术学院）