变频器实训总结范文
时间：2023-09-24 01:09:12
变频器实训总结篇1
关键词：242-1报泵系统电气装调（音频器控制）一体化教学工作页
经过大量的前期调研和充分的准备，历时一个多月的艰苦努力，开发编写完成了电力电子设备电气装调课程中242-1气泵系统电气装调（变频器控制）教学任务的一体化教学工作页。该工作页经过教学实践的不断修改完善，已经成为该课程教学过程的重要指导性文件，并在培养学生相关专业技能和知识的过程中发挥重要的作用。笔者就该工作页开发的过程和得到的一些收获和体会做了详细的介绍。
职业技术学院开展一体化教学改革已有10余个年头，目前大部分的课程已经全部按照一体化教学方式进行了改革。笔者承担了“242-1气泵系统电气装调（变频器控制）”教学任务一体化教学工作页的开发和编写。该教学任务主要实现对本专业学生在交流变频调速领域的相关技能和知识的学习与训练。一体化教学工作页对于培养学生的自主学习能力，掌握本专业和本门课程的专业技能和知识具有非常重要的作用。在编写工作页的同时，笔者对如何编写一个质量更高，对教学过程指导性更强的工作页也有一些体会，相信这些体会对后期的教学和其他一体化工作页的开发都会产生积极的影响。
一、课程背景
电力电子设备电气装调课程是笔者所在学院机电系电气自动化设备安装与维修专业高级工阶段的核心专业课程。它在电气自动化设备安装与维修专业高级工人才培养方案核心一体化课程设置中的位置见表1。
从表1中可以看到，它是4门核心一体化专业课程中课时安排较多的课程，其重要性不言而喻，对培养学生在交直流调速领域的专业技能和知识具有重要的地位。
该课程需要学生掌握的专业技能和知识的要求来源于两个方面，一是国家相关职业标准，二是相关企业岗位的具体需求。该职业国家职业标准中的相关职业技能和知识涉及交流变频调速的内容如下。
第一，变频器认识和维护。要求能识别交流变频器的操作面板、电源输入端、电源输出端及控制端、交流变频器的组成和应用基础知识；能按照交流变频器使用手册对照出错代码，确认故障类型。
第二，交流传动系统读图与分析。要求能读懂交流传动系统原理图，分析系统组成及各部分的作用自动控制基本知识；能分析交流传动系统中各控制单元的工作原理及整个系统的工作原理。
第三，交流传动系统装调。要求能对交流调速系统进行安装、接线、调试、运行、测量，交流调速装置应用知识。能对应用交流变频器的调速系统进行安装、接线、调试、运行、测量，掌握交流变频器应用知识。
第四，交流传动系统维修。要求能分析并排除交流调速装置外为主电路的故障。交流调速系统常见故障及解决方法，能分析并排除变频器主电路的故障，变频器调速系统常见故障及解决方法。
笔者学院机电系“电气自动化设备安装与维修”专业分别与北京长征天民高科技有限公司和京东方科技集团股份有限公司（BOE）共同组建了“长征天民”和“京东方”订单班。北京长征天民高科技有限公司和京东方科技集团股份有限公司（BOE）属北京市高新技术制造企业。这两家单位均对维修电工岗位有大量的用工需求，且对用工人员提出了非常明确的技能和知识的要求，主要包括负责公司高低压电力系统的维护、负责高低压电气设备的检测、维修工作，并能够独立完成公司各类电气设备维修、保养、检修等工作。其中高低压电气设备就包括大量的交直流传动设备，尤其是涉及交流传动和变频器类设备，几乎存在于整个生产流程的全过程。
根据以上的调研和分析，确定“242-1气泵系统电气装调（变频器控制）”教学任务主要是实现对本专业学生在交流变频调速领域的相关技能和知识的学习与训练提高。
二、工作页教学任务载体的选择设计
在现代制造企业中，无论是连续的自动化生产线还是单台设备的控制，交流传动控制无处不在，尤其是变频器的应用，达到了空前的水平。在变频器的应用中，一般均配合PLC实现就地控制与远程控制的切换。由于应用的普遍性，变频器及其附属设备会经常出现各种故障。因此，要求维修技术人员必须具备相关系统和设备的应用、维护、保养及故障的处理能力。同时，应具备电气原理图样识图，对变频器和PLC等设备进行安装、电气参数配置、控制程序编程调试等方面的技能。
根据以上的分析，并结合学院实训室实训设备的具体情况，本门课程的载体设计利用变频器控制给其他设备提供气体动力源的242-1气泵系统。本任务的开展就依托该真实的工作项目，即完成交流变频器控制242-1气泵系统装调这样一个工作。
该项目的具体内容是采用台达多功能、可弹性扩充、迷你型VFD-E系列的VFD220E43A/43C交流电动机驱动器实现对242-1气泵系统的控制。控制方式采用变频器外部模拟量和分段开关量两种控制方式，配合SIMENS$7-200系列的$7-224XP CN型控制器，实现对242-1气泵系统的变频控制。以上所需试验设备目前在实训室中都有若干套，完全满足开展“242-1气泵系统电气装调（变频器控制）”教学任务的需要。项目载体的连接示意图如下图所示。
三、工作页教学目标设计
教学任务载体设计完成后，就可以确定本教学任务的具体教学目标了。依据课程背景的调研情况和教学任务载体的特点，确定本教学任务的学习目标为学生应具备以变频器为核心的交流传动系统装调能力。具体的要求为相关人员接受任务后，需要讨论分析安装图样要求，理解交流传动系统电气控制线路的设计方法，共同制订安装方案，制定交流传动系统电气控制线路的设计方法、交流变频器的调速系统进行安装、接线、调试、运行、测量方法和交流变频器与其他自动化控制设备的联系方法和调试方法。方法制定完成后，准备安装工具及材料，独立安装，并参与后续的调试工作。学习完本课程后，能胜任电力电子设备的电气的安装调试工作，具体学习目标总结如下：通过阅读、分析任务单，确认任务性质，类别等，根据任务要求，明确工作内容；通过勘查现场，制定任务的装调方案；掌握通用变频器的结构、功能和原理；掌握通用变频器的操作及工作原理；掌握变频器交流调速系统电气控制线路的一般设计方法；能够具备以变频器为核心的交流传动系统装调能力；掌握交流变频器与其他自动化控制设备的联系方法和调试方法；根据装调方案进行安装和调试；学习《电气设备安装标准规范》，电业安全工作规程等，能按照安装图的要求进行定位安装；学习《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150-2006），配合验收，交付使用的过程和方法；培养环保节能意识，理解并严格执行5s管理制度；培养安全第一的思想以及时刻注重自身和周围环境安全状况的习惯。
教学任务完成后的最终学习成果为形成一套采用台达VFD-E系列的VFD220E43A/43C交流电动机驱动器，采用变频器外部模拟量和分段开关量两种控制方式，配合SIMENS S7-200系列的S7-224XP CN型控制器，实现对242-1气泵系统的变频控制。
四、工作页一体化教学过程的设计
根据装调类一体化教学过程的特点和装调类教学任务的基本要求，本任务的教学过程及环节安排见如表2。装调类一体化教学过程设计源于真实的工程项目设计开发方法，从前期调研准备到系统架构设计与设备选型，再到安装调试，详细掌握系统架构的原理，设备组态、配置与编程等，再次是整体调试，功能验证。由于我们是课程的教学，还需要一个由点到面的过程，进行知识和技能的拓展，从而实现一个完整的教学过程。
下面就各个一体化工作页教学阶段的详细教学过程分别阐述。
1.接受任务
本教学活动主要目的是为了做好教学任务开展的前期准备，包括实训的环境，设备，参数等内容。通过该活动，我们要求学生学习以下内容：了解本教学任务的核心内容，做到心中有数；了解实训场所的基本情况，包括环境参数、主要设备、材料等情况，为实训的顺利进行打下基础；了解实训的常规要求，明了参与实训的人员如何做到按照企业的要求做好实训各项工作；了解交流变频器控制242-1气泵系统的主要硬件设备和要实现的主要控制功能；了解气泵的主要功能、硬件组成及控制要求。
2.制订联调方案
本教学活动主要目的是确定装调的方案。通过制订装调方案，使学生了解控制系统主要设备的选型，控制系统控制方式的确定的依据和原理，设备安装的主要原则，主要步骤和方法，以及系统整体安装调试的注意事项。通过该活动，我们要求学生学习以下内容：242-1气泵系统电气装调控制系统装调工作流程；变频器、PLC、空气开关，稳压电源等器件的装调技术要求；242-1气泵系统电气装调控制系统装调的安全措施；242-1气泵系统电气装调控制系统调试、通电试车的安全措施。
3.现场联调
本活动过程是整个教学活动的核心，主要的技能和知识训练基本都在这个阶段来实现。教学过程始终要遵循技能训练为主，同时融入知识学习。本阶段教学要突出系统控制设备的功能原理学习，包括变频器、PLC等主要设备的操作、配置、编程等方法，控制系统体系架构的构成及原理等都应该在本阶段教学中完成。通过该活动，我们将学习以下内容：变频器、PLC、稳压电源、空气开关、继电器等器件装调的步骤、要点和原因；VFD220E43A变频器连接方式和方法；$7-200 CPU224 XP CN模块装接和DI/DO和AI/AO接口原理机接线方法；242-1气泵系统电气控制系统电路连接方式和方法；基本编程方法及程序识读；242-1气泵系统电气控制系统测试；242-1气泵系统电气控制系统功能调试的步骤、要点。
4.验收交付
本教学活动的教学要求学生经过前几个过程的学习和实操训练，能够真正从整体上建立一个完整的控制系统的概念。从整体功能试验这个角度，再次进行反思和总结，从实践上要知道控制系统构成的详细内容。最重要的是理解控制系统选型，设计、编程、调试都是为了满足控制对象的需要，实现242-1气泵的控制。通过该活动，我们要在规定时间内完成本站外观、功能、备品备件数量等方面的验收，并正确填写验收单。
5.总结与拓展
本教学活动作为重要的一个教学部分，要充分体现一体化课程技能与知识由点到面的过程。适当进行总结与回顾，进行技能和知识的必要延伸与拓展，从而让学生掌握本门课程所涉及技能和知识的全部内容。通过该活动，我们要在规定时间内对本任务学习内容进行回顾、分析并对关键技术进行强化，对同类任务进行拓展练习。
五、22作页开发过程需要考虑的若干问题
在开发编写电力电子设备电气装调课程“242-1气泵系统电气装调（变频器控制）”教学任务一体化教学工作页的过程中，笔者在一体化工作页任务及载体选择和使用等几个方面有一些心得和体会，总结如下。
第一，工作页工作任务的来源是相关的职业标准和企业岗位的技能需求，必须依此来设计工作页的教学任务，否则就失去了一体化教学的真正意义。
第二，教学任务设计完成后，需要精心策划并选取工作页任务的载体。一体化工作页任务载体的选择要遵循以下几个要点：任务载体首先必须满足相关的职业标准中有关的职业技能培训和知识的学习的需要；任务载体必须是具体的，能够有的放矢地设计相关的技能培训和知识的学习过程；任务载体必须是难易适度的，最好与课程受众的知识水平相当；任务载体必须是实训体系中非常容易找到的，且配置的台套数必须满足实际教学开展的需要。
第三，设计工作页要通盘考虑，设计工作页的同时应该同步设计教学过程。包括各部分任务学时的分配，教学内容的编排，实操训练与理论知识的交替进行方法都应该在设计阶段考虑周全。
第四，一体化工作页教学过程开发设计需要同时考虑的几个问题：教学过程开发要始终遵循教会学生进行自主性的学习，掌握学习的方法和目标，更多地设计指导性的自主学习过程；教学过程开发要考虑高效地指导课程教学的开展，教学过程进度设计要符合教学过程的特点，结合学生实际情况，要体现一定的伸缩度；教学过程开发始终要与实现教学任务为中心目标，每个教学环节都要体现技能培训和知识传授的有机统一，做到实践教学与理论知识学习的有机统一。
第五，建议开发工作页过程与课程教学过程设计最好由同组教师共同开发，如无法共同开发，最好开发工作页的教师能够结合自己对工作页的理解给予使用者明确的指导，如给出明确的教学实施建议等，以免由于对工作页理解上的差异影响工作页的教学效果。
第六，建议教学过程始终要遵循以工作页为主线的方针，在完成项目过程中掌握技能，学习知识。不要出现将工作页只是作为作业本来使用，而课程的授课主线与工作页完全无关的情况。
变频器实训总结篇2
关键词：基于工作过程；港口电气设备安装调试；门座式起重机
为更好地开展任务教学，专门设计了包括操作台、电控系统和可控实物模型在内的门机实训平台。通过三个子任务的过程考核以及数字化网络平台在线考核实现项目的综合考核，而该项目的考核成绩则作为整个课程考核的一个重要组成部分。
一、门机实训平台设计
为更好地进行项目教学以及与企业生产实际尽量一致，以目前港口上使用的25吨门座式起重机为蓝本按比例将其缩小设计了门机实训平台，其结构与25吨门座式起重机的结构基本一致，包括起升机构、变幅机构、旋转机构和行走机构，并且可以使用抓斗和吊钩两种装卸工具。实训平台的操作全按真实的司机室内的联动台设计，保证实训操作接近真实操作。
实训平台采用西门子的S7-315 2DP PLC、MM440变频器、MP177触摸屏、欧姆龙绝对型编码器、拉力传感器等主要电气元件，采用DP工业现场总线控制技术、运动控制、矢量控制等技术，无论是选用的电气元件还是控制方式均是现代控制技术的先进方法。系统涵盖了机械设计、电力拖动、运动控制、传感器、组态、变频、现场总线技术、PLC等技术领域，可使学生在一套系统中得到更为综合的训练。
实训平台具有接地保护、过载保护、短路保护、漏电保护功能、具有误操作保护功能、安全性符合相关的国标标准。
二、三个教学做一体化子任务的实施
（一）任务1 门机操作与维护。实训平台的操作台与实际门机联动台是按1：1的比例设计的，门机实物模型中电机、各机构外观和各种保护装置的位置也与实际门机基本一致。因此在教学过程中学生一边通过操作门机实物模型实现起升、行走、旋转和变幅四个机构的各种基本动作，学习门机的操作方法，熟悉各机构的工作过程；一边还可以学习门机各机构的日常维护方法、动作原理、保护装置的位置以及功能等，大大节省了实际门机操作维护的岗前培训时间。
（二）任务2 门机电气维修。教师通过故障模拟箱设置诸如继电器、接触器、按钮开关、限位开关、传感器以及电机等不同的故障，以电气故障的检查和排除为任务驱动，逐步引导学生熟悉器件、阅读门机电气图纸、使用万用表检测故障，对照实物，边学边练。
（三）任务3 门机安装调试。该任务综合了PLC和变频技术，学生需要首先完成PLC的安装、程序传送和信号检测，然后完成变频器的安装、自学习调试及与PLC的通讯，最后还要进行整机联调，确保各个机构动作正常，触摸屏也能正常显示信息，由于学生此前已经学习过变频器、PLC的相关课程，因此教师会将资料提供给学生，具体实施以学生为主，教师指导为辅。
三、项目考核
项目的考核以三个子任务的过程化考核为主，平日考核为辅。过程化考核的形式比较多样，主要不但包括学生分组完成任务过程中的表现、任务完成的程度和5S管理的表现，同时还利用学院数字化教学平台在线测试，考察学生对基本知识点的掌握程度。
参考文献：
[1] 姜大源.中国职业教育改革与发展的认识基础与课程体系创新.中国职业教育.2009.5
变频器实训总结篇3
大多习惯传统教学模式的理论课教师，一般缺乏动手操作经验，难以指导学生动手做实验。而专职实验教师往往仅局限于几个固定的实验，遇到新的问题无法解决。这就需要大力培养既有丰富的理论知识、又具备较强动手操作能力的专职教师，即“双师型”教师。
二、变频技术“理实一体化”教学模式
1．“理实一体化”教学模式的特点
“理实一体化”教学以“情境—陶冶教学模式”为基础，利用现代教育技术，将自学—指导、引导—探究、示范—模仿等多种教学模式相融合，是一种理论知识讲解和实践操作并重的教学模式，是现代化信息技术与建构主义教学理论相结合的产物。“理实一体化”教学，是目前职业院校大量探索和实践的教学模式，着重解决专业理论课与实践课脱节的问题。通过学生边学边做，加强学生的理解与记忆能力，提高学生学习的兴趣和积极性。具体指在同一时间、同一地点、同步进行的教学模式。即课堂和实训基地一体化，教、学、做融为一体；理论课教师和实践指导教师一体化，即“双师型”教师。这种教学模式直观，体现学生的参与度，有助于教学质量的提高和高技能人才的培养。
2．师资队伍一体化
师资队伍建设是学校建设和教学工作的重要环节，对于高职院校尤其重要。实施“理实一体化”教学模式，要求教师不但要有扎实的理论知识，还必须要有丰富的实践经验，具有解决生产实际问题的能力，即“双师型”教师队伍。“理实一体化”教学要求“双师型”教师比例占一半以上，特别是中、高级职称教师应占一定比例。通常主讲教师应具有高级职称，并从事多年教学、具有丰富的实践经验，能为课程建设提出系统规划和整改意见。对于青年教师应严格要求，要求他们积极参与课程建设、开展各种教学研讨活动，寒暑假下企业锻炼，努力提高实践教学水平。另外，聘请企业一线技术人员或能工巧匠作为学校兼职教师，通过产学结合、专职和兼职相结合，建设一支高素质、“双师型”结构教学团队。
3．教学场地一体化
“理实一体化”教学要有与专业规模相适应的硬件设备和环境。按照“做中教、做中学”的一体化设计原则，创设教室、实验、实训一体的学习情境，使专业教室具有多媒体教学、实物展示、实验、实训等多种功能，营造良好的职业氛围和环境。目前，武汉职业技术学院电信工程学院针对电子节能工程技术专业，专门筹建了变频技术实验室，具体包括电工基础实训平台、变频器、PLC一体化多媒体教学训练场地，既可以提供电气自动化专业学生实习，又能充分保证变频技术“理实一体化”教学模式的实施，为学生创造了良好的多媒体教学、实训、实习条件。
4．教学设计一体化
教学设计一体化是指学生主动地“学”、教师有目的地“教”以及为具体任务而设定的“学习情境”的教学方案设计，具体过程可分为以下步骤：第一，设计学习情境。利用一体化教学场地的优势，结合变频技术课程特点，创设情境，让学生联想、观察、交流，激发学生的学习兴趣和动手操作的主动性；然后导入新课，通过分析实例，再提出相关的任务。第二，提出实训要求。学生的学习兴趣被激发后，往往就有学生想尝试。在变频技术实训中，学生通过自己动手接线、操作运行，观察实际效果，适时给出任务。再根据实训内容，结合学生实际情况，通过实例演示，与学生一起分析、提出问题，使学生在任务完成过程中逐步了解变频器的结构、工作原理，掌握变频器外部接线步骤及运行调试技巧。第三，主动完成实训任务。根据实训项目的难易程度，教师进行重点、难点的分析，提出解决问题的思路，指导学生保质保量地完成实训任务。在变频器具体安装调试过程中，教师要巡回指导，总结学生在操作过程中普遍存在的问题并进行集中讲解，提醒学生并引起学生重视。实训中，可以采取灵活多样的方法，既可让学生独立完成，也可以分组合作完成。通过实训，使老师与学生、学生与学生之间相互促进、相互提高，实现教学相长、寓教于乐。
三、结束语
总之，在变频技术“理实一体化”的教学中，以优化教学内容为核心，培养学生综合素质为导向，采用“教、学、做”一体化的教学模式，使学生在获取知识、运用知识、开拓思维等方面得到良好训练，同时也全面提高了变频技术课程的教学质量。
变频器实训总结篇4
关键词：PLC 温度 液位
可编程控制器可靠性高、编程简单、抗干扰能力强，目前已成为工业电气自动化领域的核心技术，被广泛地应用于自动化控制工程项目中。各院校对可编程控制器项目的培训内容中，主要包括其硬件设计、软件编程及现场调试。
本设备为温度液位PLC控制系统（如图1所示）。该设备电气部分包括了信捷PLC、变频器、触摸屏、温度传感器、液位传感器等在工控领域中常见的控制装置。该设备可以满足我院高技、技师、高级技师等阶段PLC控制与系统集成的实训教学，使用方便，内容丰富，具有极强的可操作性。该设备既可以作为PLC编程、变频器控制、触摸屏技术、模拟量控制等单个项目的教学，又可以实现工控系统的集成安装、调试与维修教学，使用面较为广泛，能够大大提高学生的动手能力。目前基于该设备开展的教学课题主要有信捷PLC的编程与调试、变频器的拆装与操作、触摸屏人机界面设计、模拟量控制、PLC与变频器的综合控制和PLC、变频器、触摸屏综合集成与调试等。
图1.温度液位PLC控制系统
一、硬件电路设计
本设备的硬件部分主要包括信捷PLC、变频器、模拟量模块和触摸屏以及相关元件，如图2所示。系统内部电气结构如图3所示。
本设备采用信捷XC3-32RT-E系列PLC作为主控单元，其输入接口X0、X1外接SQ1、SQ2两个电容式传感器，用来检测并传送水位的高低限位信号。输出接口Y2、Y3外接KA1和KA2两个直流继电器，其中KA1用来控制电磁阀工作，实现水箱的进水；KA2用来控制加热棒工作，实现箱内储水的加热。Y4、Y5外接HL1和HL2两个指示灯，其中HL1为绿色运行指示灯，HL2为红色报警指示灯，用来指示系统的运行状态。Y6、Y7、Y10作为变频器控制端与信捷VB3系列变频器的控制端子连接，用来实现变频器的多段速控制。XC-E3AD4PT2DA模块与PLC相连接，该模块主要实现A/D和D/A转换。本设备中该模块A0和C0端外接温度传感器PT100，AI0和C0端外接液位压力传感器，分别实现水箱温度检测和水位高度检测。信捷触摸屏作为人机交互界面用来实现整个系统的操作控制和参数设置与显示功能。
图2.硬件电路图
图3.系统内部电气结构图
1.信捷XC3-32RT-E系列PLC
XC3-32RT-E系列PLC可以独立使用，或以基本单元与各种扩展模块组成使用。该元件作为主控元件，其结构上包括18个输入接口和14个晶体管输出接口，工作电压AC220V，具备POT1和POT2两个通讯口，可同时连接计算机和触摸屏。同时该PLC具备扩展模块接口，最多可构成7个模块的组合。
2.VB3系列变频器
本设备中，采用信捷VB3系列变频器控制水泵电机实现变频运行。本系统在培训过程中选择外部端子控制模式，即由PLC控制变频器实现多段速控制，为此，变频器参数P0.03=1。PLC输出点与变频器控制端子连接，与变频器参数的对应关系如表1所示。变频器参数设置中，主要对工作模式、多段速频率、加减速时间等参数进行设定。
表1.PLC输出点与变频器参数的对应关系
3.XC-E3AD4PT2DA模拟量模块
本设备中，需要对水箱中的温度以及液位高度进行实时测量与监控，为此，我们选用XC-E3AD4PT2DA模拟量模块与PLC进行联接，用来实现模数信号转换。该模拟量模块包括3路A/D输入通道、4路PT输入通道和2路D/A输入通道。本系统中，一个PT100温度传感器接口一路PT输入端，实现温度检测；一个液位传感器以电流连接方式接入A/D通道，实现液位检测功能。
4.触摸屏
触摸屏用于实现人机交互功能，在触摸屏上制作对应控制按键用于控制系统的启停等控制功能，同时也可以将温度、液位等实时数据信息通过窗口在触摸屏上进行显示。本系统制作的简单触摸屏控制界面如图4所示。
图4.触摸屏控制界面
二、控制要求与编程调试
本设备动作过程如下：储水箱中注入适量水。系统上电后，按下启动按钮，电磁阀打开，储水箱中的水流入进水箱中，液位传感器工作，触摸屏显示水位高度。当水位到达高位传感器时，电磁阀关闭，不再进水。同时，电气柜上绿色指示灯点亮。2秒钟后加热棒工作，温度传感器测量实时水温，并将其显示在触摸屏上。当水温到达26度时，停止加热。延时2秒后，抽水泵开始工作，将水抽入储水箱中。其先以10Hz工作，5秒钟后变为20Hz运行，3秒钟后变为25Hz运行；当水位低于低位传感器时，水泵停止工作，同时，电气柜上红色指示灯点亮，绿灯熄灭。延时6秒钟后重复上述过程。按下停止按钮，则系统在运行完一次循环后停止。按下急停按钮，整个系统停止工作。
根据控制要求，结合PLC的输入、输出关系，列出I/O分配表如表2所示。
表2.I/O分配表
运用步进指令进行编程，主程序流程参考如下：
三、总结
变频器实训总结篇5
【关键词】机床改造项目 数控机床电气控制 课程改革
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2012）09C-0061-02
数控机床电气控制是数控技术专业的核心课程之一。通过本课程的学习，使学生掌握数控机床电气系统的基础知识，并训练数控机床电气系统安装调试的基本能力。以往的教学实践证明，大部分高职学生不擅长抽象思维和演绎式为主的学习方式。知识传授式的教学模式不仅难以激发学生的学习兴趣，也不利于训练学生的综合职业能力，导致学生的总体学习效果不佳，因此我们必须进行教学模式改革。面对形象思维强于逻辑思维的高职学生，应以真实的“工作项目”为载体，采用“行动导向”方法引导学生完成实际的工作任务，通过完成任务的行动过程，实现专业能力、方法能力和社会能力的有效培养。
一、课程改革的背景
以广西水利电力职业技术学院为例。该院实训中心拥有20多台数控机床，既有近年新购的设备，也有服役了10多年的老设备。其中3台于1999年购进的数控车床经过多年使用，数控系统及电机驱动装置出现故障，并且无法找到配件，导致机床已经不能工作。为了保证数控机床实训教学的正常进行，并节约设备经费，学校决定对这3台数控车床的电气系统进行升级改造。该院数控技术专业的教师曾多次参与企业的数控机床改造与维修项目，在工作中积累了丰富的实践经验，因此有能力完成此次数控车床的升级改造任务。本次机床改造项目也为推进数控机床电气控制课程改革提供了一条道路，即以机床改造项目为载体，通过引导学生进行数控车床电气系统的升级改造，训练数控机床电气系统的设计、安装和调试能力。下面对该课程的教学改革做一些总结和探讨。
二、课程教学设计
（一）确定课程教学内容
本次改造选用广州数控设备有限公司生产的GSK980TB系统替换原有KENT-10T数控系统，并更换新的交流伺服驱动装置，仅保留原机床的主轴电机和电动刀架。因此数控车床的电气系统要根据GSK980TB的要求进行重新设计和安装，要通过教学过程由学生来完成机床的改造任务，达到预定的功能要求。
学习的内容是工作，因此根据数控机床电气系统改造的工作过程，将课程的教学过程划分为三个阶段：电气系统功能设计、电气系统安装和机床功能调试。每个阶段又可以划分若干个工作步骤（见表1），每个工作步骤作为一个工作任务由教师指导学生来完成。
在电气系统功能设计阶段，依据设计任务书的要求指导学生分步完成数控车床各项功能的设计，在设计过程中逐步展开相关知识点的教学。例如在主轴功能设计中引入变频器的应用知识，在坐标轴功能设计中引入伺服电机的驱动技术。让每个知识点都有一个任务作为载体，学生通过完成工作任务的过程，既能明确学习的目的，又能训练数控机床电气系统的设计能力，并掌握相关的应用知识。在电气系统安装阶段，训练学生绘制电气系统安装接线图的能力，掌握电器设备安装、接线的工艺知识。在机床功能调试阶段，使学生掌握数控机床通电调试的步骤和系统参数的功能，训练根据机床性能要求正确设置系统参数的能力。
（二）教学过程的组织方式
教学过程的组织要以学生为主体，必须让学生在课堂上充分行动起来，不是被动接受知识，也不是看老师表演。在知识传授式教学过程中，教师的角色好比是“演员”，学生的角色就像是“观众”；而行动导向式教学要求将两者的地位进行提升，学生升格为“演员”，教师升格为“导演”。教师应引导学生参与整个教学过程，学生通过主动和全面的学习，达到脑力劳动和体力劳动的统一。应按照“完整行动模式”组织教学，尽可能要求学生独立获取信息，独立制订计划，独立决策，独立实施，独立检查和评估，经历完整的工作过程。
以主轴设计任务为例，本次改造的数控车床主轴采用变频器进行调速控制，因此主轴功能设计要解决CNC、变频器和主轴电机之间的电路连接以及变频器参数设置的问题。“主轴功能设计”工作任务的教学组织过程如下：第一，教师用实训设备演示数控系统对主轴电机的控制过程，学生总结主轴电机运转的特点，通过铭牌了解主轴电机的类型。第二，学生在教材中找出异步电机转速公式，讨论异步电机调速方法，得出异步电机可以通过改变电源频率的方式进行调速的结论。第三，教师指导学生操作变频器调节异步电机转速，使学生了解变频器的功能。第四，教师介绍变频器外部接口的功能，讲解变频器基本工作原理。第五，教师指导学生操作CNC控制变频器工作，同时测量模拟量输入端子的电压值，通过电压值与频率值的比较理解CNC与变频器信号接口的功能。第六，学生设计CNC、变频器和主轴电机之间的电气连接图，教师进行讲评。第七，教师介绍变频器常用参数设置方法，指导学生设置参数并观察变频器运行状态的变化。学生在教师的引导下完成上述几个步骤的工作后，不仅训练了变频主轴电气线路的设计能力，還掌握了变频器的应用知识。
分组教学是行动导向教学顺利实施的一个重要手段。如果不进行分组教学，一个教师在面对几十个学生时，必然造成监管不到位的情况，同时也不能有效的培养学生的沟通、交流与协作的能力。可将一个40人的班级划分成8个小组，以小组作为直接的教学对象。每个教学任务的完成都需要学生进行小组讨论、实施，并以小组为单位提交成果。分组教学有如下优点：第一，能有效提高教学效率，分组后教师的指导对象由40个减少为8个，教师能更有效的指导每个小组的学习过程。第二，能锻炼学生的合作能力、沟通交流与协商能力。第三，能有效提高学生的学习效率，形成集思广益，相互学习，取长补短的学习氛围。在分组的时候要注意均衡每个小组成员能力，要让先进学生与后进学生搭配，男生与女生搭配，充分调动学生参与教学行动的积极性。
（三）课程考核方式
考核的目的是检查学生的学习状况，调动学生学习的积极性、主动性和创造性，好的考核方式对提高学生的职业技能和综合素质发挥着重要的导向和激励作用。本门课程采用以能力本位为目标的课程考核体系（见表2），考核方式的特点如下：一是将能力测评与知识考试相结合，在课程总成绩中，项目完成质量占70％，理论笔试占30％。二是项目考核以小组为单位分阶段进行，在完成一个阶段的某一项工作任务后，教师根据任务的完成质量进行评分，然后以该阶段所有工作任务分数的平均值作为该小组在这一阶段的成绩。三是对个人在小组中的表现进行评价，在完成一个阶段的工作任务后，采取个人自评、小组评价和教师评价相结合的方式对每个学生在工作过程中的表现进行测评。四是激励学生构建荣辱与共、相互帮助、共同进步的学习氛围，在小组项目考核成绩中，任务完成质量分占70％，答辩分占30％。答辩由教师对小组中随机抽取的成员进行提问，根据其对相关知识的掌握情况进行评分。这样的做法促使学生不仅要主动完成任务，而且還要积极帮助其他组员学习。
经过实践证明，通过考核方式的改革，提高了学生的学习主动性，促进了操作技能的形成，增强了学生的实际操作能力，使课程考核更切合实际，更具有实用性和可操作性。在教学过程中，教师只有熟悉每个学生的表现才能对其作出合理的评价。为了尽快认识每位学生，可以建立一份以小组为单位并贴有学生相片的花名册，教师通过这份花名册记录学生在教学过程中的表现，使学生时刻感受到老师对他的关注，促使其更加认真地参与到教学活动当中。
变频器实训总结篇6
关键词：液晶电视机 结构 教学实例
中图分类号：TN949.192 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)12-0056-02
1、引言
CRT（阴极射线管）彩色电视机是电子信息类学生学习信息接收、信息处理及信息系统综合应用的重要载体，由于彩电产业结构的调整，液晶电视机产业规模不断扩大，CRT彩电产业逐步萎缩甚至停产，因此，研究液晶电视机的教学具有一定的实用价值，采用哪种液晶电视机的教学实例也成了研究的课题，不同品牌和不同型号的液晶电视机所采用的设计实例和单元电路有很多不同之处，但归纳起来主要由接收解调、视频信号处理、音频信号处理、液晶屏驱动显示、电源及逆变器组成。以实际液晶电视原理为蓝本，寻找内部资源开放的芯片，设计制作视频信号处理的实训平台，在教学中，训练学生应用专用芯片实现视频信号的接收、处理及输出的能力。主要解决以下2个问题：(1)液晶电视解码板的高度集成化与分步教学之间的矛盾；(2)LCD-TV生产商MCU程序的保密性与教学需MCU程序开放性之间的矛盾，本文给出了一种解决实例。
2、接收解调电路和彩色全电视信号
该教学实例的接收解调电路主要采用一体化高频调谐器构成，高频信号经高频调谐接收、中频放大和视频检波之后，输出视频及音频信号，调谐参数存储于E2PROM存储器中，由MCU通过I2C总线对高频调谐器芯片内部寄存器进行配置[1]。教学过程中，采用一种实际的一体化高频调谐器，即无锡科尔华电子有限公司生产的DTJ19DM01HE型一体化高频调谐器，针对该一体化高频调谐器，需讲清楚三个方面的内容：(1)该高频头的典型电路；(2)I2C总线的通信协议[2]；(3)MCU对该高频头内部特殊功能寄存器的配置；通过对该高频头的实践，学生能基本掌握接收解调这一部分的内容。
在彩色电视系统中把视频信号，复合同步信号和复合消隐信号合在一起，形成全电视信号。教学中，可以运用MATLAB软件中SIMULINK工具仿真实现PAL制彩色全电视信号，让学生通过反复实验，观察各个波形之间的关系，精确的计算出每个模块的具体参数值，包括各个模块中的信号源、滤波器和延时等的具体参数，实现彩色全电视信号的产生。本实例的实际输入信号，可以采用一体化高频调谐器、VCD、摄像头等输出的彩色全电视信号。
3、视频和音频信号处理
视频信号处理电路由晶振、复位电路，解码单元电路，视频输入和MCU控制部分组成。MCU采用I2C总线对解码芯片内部寄存器进行配置，从而实现解码功能。
具体的解码单元电路可以采用TI公司的TVP5150解码芯片[3]，教学过程中让学生理解并掌握：(1)该解码芯片32个引脚的功能；(2)该芯片的典型应用电路；(3)MCU对该芯片内部特殊功能寄存器的配置；通过对该解码芯片电路的实践，学生就能基本掌握视频信号处理这一部分的内容。
TVP5150是超低功耗、支持NTSC／PAL／SECAM等格式的高性能视频解码器，在正常工作时，它的功耗仅115mW，并且具有超小封装(32脚的TQFP)，因此非常适用于便携、批量大、高质量和高性能的视频产品。它可以接收2路复合视频信号(CVBS)或1路S-Video信号。通过单片机I2C总线设置内部寄存器，可以输出8位4：2：2的ITU-R BT.656信号(同步信号内嵌)，以及8位4：2:2的ITU-R BT.601信号(同步信号分离，单独引脚输出)。TVP5150的基本应用电路包括信号输入电路，晶振电路，复位电路，A/D采样标准电路，I2C地址选择电路，I2C控制电路，数据输出电路部分，学生需对这几部分电路进行设计。
液晶电视机音频处理能力较强，可实现多制式伴音信号的解调；讲清楚音频功放电路采用D类功放，输出的晶体管工作在开关状态，理论上讲其消耗功率接近于0，效率在90%以上，而A类、B类、AB类功率放大器，输出晶体管均工作在线性状态，效率约50%.左右。
4、液晶屏驱动显示
液晶屏采用群创PT035TN01-V6型3.5寸LCD[4]，PT035TN01―V6液晶屏显示系统由数字视频信号输入接口电路、交直流电路控制电路、SPI控制电路、液晶屏构成，交直流电路为液晶屏VCOM引脚提供电压，SPI电路连接MCU 进行初始化设置。
MCU通过SPI总线对液晶屏模块内部寄存器进行配置，使液晶屏正常工作。教学过程中，需要让学生们弄清楚：(1)该液晶模块60个引脚的功能；(2)ITU R-BT656数据格式；(3)该液晶屏如何与解码芯片TVP5150连接；(4)MCU通过SPI总线对该液晶屏内部特殊功能寄存器的配置。
学生还要进行液晶屏交直流电路的设计，交直流电路主要控制屏的VCOM引脚电压，调节电位器，可使液晶的正反翻转电压对称，消除屏的闪烁现象。如果液晶屏正常工作，屏的POL引脚会产生一个周期为128us的矩形方波信号，经电容耦合后，由放大器放大产生一交流电压再与直流电压相加后输入到屏的VCOM引脚。
5、电源和MCU
交流220V/50Hz经过进线滤波器抑制、消除传导耦合干扰，由整流器将交流电变成直流电，经过功率因数校正器提高电源的功率校正因数，经DC-DC变换器转成12V直流电[5](图3)。
12V直流电再经过AT1743芯片产生PWM波，去控制升压、降压电路，这2个电路通过采样反过来控制PWM波的脉宽，形成负反馈，最终由升压、降压电路分别输出+19.8V、+15V、+5V、+3.3V、+1.8V、-10V等电压，供给液晶电视机电路的各个模块。
本实例采用的液晶屏PT035TN01-V6型属于小尺寸液晶屏，低电压就能驱动，如需用大尺寸液晶屏，电源系统还需增加逆变器电路，逆变器是把直流电压转化为交变的直流电压即交流电，为液晶背光灯提供所需的交流启动电压1500-1800V，交流稳定工作电压600-800V而服务。学生通过亲自动手制作电源电路，进一步加深对液晶电视机电源的理解。
MCU可以采用宏晶公司STC12C5A32S2型号芯片，让学生编写对应液晶屏模块和解码芯片模块的程序，分别通过SPI总线和I2C总线模式往这两模块内部特殊功能寄存器写入数据，写成功后，这两模块就能正常工作。
TVP5150解码芯片和PT035TN01-V6液晶显示软件控制流程，程序执行开始，等待判断开关是否按下，如果开关按下，(1)程序对TVP5150进行芯片复位，然向TVP5150内部寄存器输入数据，然后程序执行完毕；(2)程序对屏进行软件复位，然后向屏的寄存器输入初始化数据，然后程序执行完毕。
作为该教学实例的补充，我们可以另外配置一些TCL液晶电视机训练学生分析液晶电视机电源高压逆变器电路和操作如何进入液晶电视机的工厂模式。
6、维修和结语
在教学过程中，针对高频头电路、电源电路、解码电路、液晶屏电路、MCU程序的烧写和工厂模式的操作等，人为的设置了一系列的故障点，通过讲解检修流程图，让学生进行实际故障分析与检修，进一步加深学生对应知、应会知识点的理解，加强学生动手能力。
本实例实现的一种液晶电视机用于教学，突出优点有：(1)结构清楚；(2)采用通用单片机控制，便于学生用前修课程所学的知识编写相应程序；(3)实例的划分与现有实际液晶电视基本一致；学生通过该设计能够掌握液晶电视实训装置的方案论证、设计制作过程和系统的调试，在教学改革中，初步取得较好效果。
参考文献
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[4]王文.简介液晶彩电液晶屏驱动电路家电维修技术[J].家电维修技术,2010(08).
[5]赵新.液晶彩电电源电路原理分析与维修(一)[J].家电维修技术,2011(03).
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变频器实训总结篇7
因此，中国无线通信标准化组织(CWTS)针对3G移动通信提出的TD－SCDMA(时分同步码分多址)技术成为国际电信联盟(ITU)考虑的射频传输技术(RTT)之一也就不足为怪了。基于时分复用(TDD)和同步CDMA的组合，TD－SCDMA能够提供许多优点，最终为运营商降低了投资成本并且节省了资金，从而为从2G向3G业务过渡提供了一条可行途径。TD－SCDMA系统还采用了一些独特的新技术，例如联合检测(JD)、自适应天线、动态信道分配和接力切换。TD－SCDMA演进的一个重要基础是已经被第三代移动通信合作计划(3GPP)TDD标准用作其低码片速率(LCR)版本。
什么是TD－SCDMA?
TD-SCDMA的体系结构完全遵循3GPP标准，并且由三部分组成：用户设备(UE)、射频接入网(RAN)和核心网。TD－SCDMA的RAN的设计原则是与其他的RAN共享相同的核心网，例如WCDMA系统，这样就大大简化了多模系统设计。物理层(第1层)描述了基站(BS)和UE之间的传输，包括了两个方向的传输：上行链路(从UE到BS)和下行链路(从BS到UE)。在手机设计中，系统实现最复杂的部分在下行链路，例如接收机设计。因为TD－SCDMA基于TDD模式，所以下行链路(DL)和上行链路(UL)共享相同的频带。每个子帧包含7个常规时隙和3个特殊时隙(阴影部分)，常规时隙用于数据传输和接收，特殊时隙用于时钟同步和其他控制目的。
TSO总是用于DL广播信道，TSl总是用于UL。每个子帧中最多有两个UL／DL时隙切换点，第一个时隙切换点是固定的，而第二个时隙切换点可以灵变化。TD－SCDMA网络可以根据系统实际业务量动态改变第二个时隙切换点的位置重新安排UL／DL容量。TD-SCDMA系统中的所有基站都是时间同步的，所以小区搜索和切换均可轻松实现。UL也是同步的，意味着不同的手机必须以几乎相同的时间向基站发送信号以便所有信号会同时到达基站接收天线。
TD－SCDMA同时支持多种业务。不同用户使用不同时隙，不同业务在同一时隙中使用不同数量的码道。因此，不同时隙之间信号功率幅度(在DL或UL中)可能差异很大。这意味着UE应该能够在不同时隙之间快速地调整接收增益和传输增益。典型的数据时隙包括四部分：数据部分1、数据部分2、用于信道估计的训练序列(midamble)和防止脉冲串间干扰(IBI)的保护间隔(GP)。
目前的方案是使用训练序列便于接收机无线传输信道估计。训练序列码分配策略有3种，不同的码信道可以共用相同的训练序列或使用不同的训练序列码。每个训练序列码序列都是按照这种方法产生，以便可以使用有效的算法用于无线传输信道估计。
在发射端，将二进制编码比特(bit)映射到QPSK(或8PSK)复数符号。对于HSDPA技术还使用了16QAM调制。为了降低信号的峰均比(PAR)，每个物理信道的复数符号在用信道标识码一也称作正交可变扩频因子(0VSF)码一扩频之前先乘以一个信道标识码特定倍数(CCSM)。在TD－SCDMA系统的下行链路中，扩频因子可以是1或者16。在扩频之后，具有码片速率的信号再与扰码(16码片的复数序列)相乘。最后，码片序列的实部(I)和虚部(Q)通过一个根号升余弦(RRC)滤波器，并且上变频到要求的载波频率。
联合检测接收机
接收机设计是UE开发中最困难的工作，因为在整个UE实现中该部分设计复杂度最高。虽然LCR中的多个用户通过分配给它们的OVSF码实现多路复用，但是因为多路信道中存在延迟扩散，而且UE输入端的接收信号会受到多用户干扰(MUI)以及符号问干扰(ISI)，所以并不能保证不同用户之间完全正交。CDMA系统中采用的传统接收机(例如，RAKE接收器)在这种情况下的性能很差，所以最好是选用比较复杂的多用户接收机设计。
多用户接收领域的研究兴起于20世纪的最后十年，它为多用户检测技术的开发与分析提供了理论框架。研究结果表明某些接收机结构，例如线性接收机，比较适合特定的链路情况。特别是在TD-SCDMA情况下，一个时隙中最大码道数和扰码长度为16，所以很容易并行处理全部码信道。
在不同标准下可以获得不同的多用户检测(MUD)算法。可以通过采用线性接收器结构应用准最佳的多用户检测器一通常称作联合检测一来降低MUI。用于线性接收机设计的方法有好几种――最常见的两种优化准则是迫零线性块均衡器(ZF-BLE)和最小均方误差线性块均衡器(MMSE-BLE)。ZF-BLE可以完全消除ISI和MAI，但会增强噪声。MMSE―BLE则在减小ISI／MAI影响和降低噪声之间进行平衡。联合检测的复杂度与符号星座图无关。
虽然联合检测算法是接收机结构的核心问题，但是影响性能的关键却在功能中。一般包括信道估计、有效码检测、信噪比(SNR)估计和同步。一个时隙中有多少有效CDMA码道，有哪些有效码道，这些都是非常重要的信息。
LCR接收机中的信道估计是基于结构化的训练序列完成的。在标准中针对训练序列的设计提出了不同的方案。公共训练序列分配(CMA)方案的应用是通过高层将其作为物理信道配置的一部分以信令的方式发送给UE。
第一种训练序列分配方案是CMA，同一时隙中的所有下行信道使用相同的基本训练序列。信道估计结构是根据训练序列的周期循环特性得到的。信道抽头的数量和信道估计的长度直接影响了通用信道矩阵T的结构和尺寸。信道估计的难题之一是如何去除那些并不影响接收机效果的只有噪声的信道抽头。另一个难题是判断是否存在具有特定移位的训练序列。如果训练序列无效，那意味着所有相关的码信道都无效。但训练序列有效并不能确定多少相关的码信道有效。
SNR估计可以看作信道估计的整数部分。MMSE JD接收机需要进行SNR估计以便获得优于ZF对应的性能。接收机设计中可以采用不同的方法实现SNR估计，当然，要在估计质量和估计算法复杂程度之间折衷。
集成解决方案
UE的典型功能划分如图2所示，组成该系统的芯片组成员包括射频发射和接收部分、包含混合信号和电源管理模块的模拟基带(ABB)部分，以及数字基带(DBB)部分。一个完整的手机设计包括芯片组、存储器模块、应用模块(照相机、显示器等)，以及其他的外设，例如蓝牙、SD卡和MMC存储卡。每个模块的设计有不同的难题，然而，TD－SCDMA的系统要求给DBB设计带来了其特殊的问题。
为了获得稳定的性能余量，应当提供经过优化的完整信号链――RF信号、混合信号和数字信号。如果单独设计信号链的每一环节，那么每一环节必须设计成能够与未知性能的信号链的其它环节集成。如果对整个信号链优化，那么就要对各个环节之间的成本。和复杂程度进行权衡以实现更为有效的解决方案。例如，如果可以使用数字滤波器补偿RF滤波器引入的失真，那么可以放宽对RF滤波器的要求。
最灵活的解决方案是全软件解决方案，它使用数字基带处理器可以做到，例如ADI公司的AD6903能够提供足够的处理器周期处理大多数软件算法和一定等级UE软件控制代码。系统芯片(SOC)是推动多模手机集成朝着容易生产出低成本高性能解决方案方向发展的关键技术。现在市场上可提供的解决方案涉及到根据不同分类方法的各种类型的集成电路(IC)，分类方法包括根据芯片组、DBB体系结构、采用的半导体工艺以及通信功能和应用功能。
SoftFone-LCR+芯片组中的AD6903数字基带处理器是适合于TD－SCDMA终端的可扩展解决方案的一个实例。AD6903基于Blackfin处理器作为计算引擎。它由Blackfin内核、一级(L1)代码和数据存储器(可配置为高速缓存或者SRAM)、统一的二级(L2)存储器、Blackfin DMA控制器和外设(时间和事件处理器、Blackfin中断控制器、高速数据记录器、维特比协处理器和外部协处理器接口)组成。微控制器(MCU)子系统由ARM内核、高速缓存和DMA组成。系统中最低一级的片内存储器称为系统RAM，可以用Blackfin内核和ARM内核访问。系统的其余部分包括用于控制无线终端存在的大多数设备以及控制模拟基带(ABB)和射频系统的通用连接性外设。该器件具有高级DBB平台的所有特性，包括用有效方法处理新功能和吸收许多硬件功能的能力以达到各类UE所需的速度。其它优点还包括可调的功耗控制、有效处理控制码，灵活的I／O口，以及支持优化的编译器以生成高质量代码。
为了取得民用成功，TD-SCDMA手机必须以相同成本达到或者超过现有手机的性能。获得现有手机性能和价格匹配的最便捷的方法就是构建一个目前可接受的民用平台。例如SoftFone－LCR+平台是根据ADI公司为GSM／GPRS／EDGE标准建立的SoftFone平台，这是几年来为提高性价比和降低功耗做出投资的最终结果。这些改进包括提高性能和降低处理器内核的功耗，例如Blackfin处理器和ARM9内核，采用使处理器性能与功耗匹配成比例变化的动态电压，以及采用先进的RF和混合信号技术，例如直接下变频接收机和S－D数据转换器。
变频器实训总结篇8
论文关键词：测试技术,教学研究,实验,实践能力,创新能力
长期以来，机械测试技术课程实验教学存在以下问题：综合性实验项目少，设计性更无从谈起；实验内容不够丰富；实验指导方法缺乏新意，被动式指导，缺乏理论联系实际的指导；科研项目与实验教学融入不够；实验内容缺乏活力，学生学习缺乏热情。
为了解决实验教学中存在的问题，多年来对实验课进行教学改革，通过强化实验教学，更好地培养学生工程实践能力和创新能力，以适应市场对人才的要求。
1 科研项目融入到实验教学中
充分发挥20多年来从事测试技术科研工作的优势，将科研成果转化为实验教学资源，提升教学质量。信号分析处理是难点，不太容易掌握，更无法应用。为此，在采用将科研项目融入到实验中的方法，取得好的效果。例如连铸结晶器振动台振动曲线测量与分析科研项目、轧钢机、减速机、风力发电机等工业现场大型关键设备的振动测试，科研项目积累了丰富的现场实测信号和资料，以及使用过的传感器、测试装置、软件，把这些内容融入实验教学中。选择一部分现场实测工程信号，放在工程信号分析实验项目中，学生面对真实的现场工程信号和资料，用信号分析方法提取信号时域频域特征，目的意义清晰明确，理论联系实际，开阔学生的视野，提高工程实践和创新能力。实验分析中需要运用信号分析傅里叶变换等基本原理，可以先在实验台上丰富的时域频域分析软件中学习，再去解决实际工程问题。这样做的优点是学生带着解决实际问题去做实验，突出工程性和综合性特点。
振动台振动曲线测量实验项目，为设计性实验，同时具有综合性特点。提供条件：振动台、差动式电感位移传感器及调理器、压电式加速度传感器及调理器、电涡流传感器及调理器、速度传感器、数据采集器、信号采集分析软件、计算机等。振动台振动方向为垂直，振动幅度、频率可调，模拟实际结晶器振动台的振动，实验设备全部是科研工作的积累。学生通过以上设备，搭建振动台振动曲线测量系统，记录不同振动幅值和频率下曲线，在时域频域方面分析振动台特性；并且采用不同类型传感器测量振动台的振动，比较振动曲线测量结果差异。该项实验在培养学生创新能力和实践能力方面发挥较大作用。
20多年科研工作积累，丰富了实验教学内容，为实验教学增添了活力。为加强工程实践能力的培养，近距离接触现场实际，将历年来科研工作中使用的多种传感器（如：压力传感器、扭矩传感器、振动传感器等）、测试装置实物、产品性能资料、项目结题报告等陈列在展台中，实验教学中辅以讲解，引导学生认识学习。并根据现代测试技术的发展，结合实际需要，不断在修改、补充和完善实验内容。
2 强化综合性和创新性实验教学
根据实验室条件精选实验项目，所选实验项目内容涵盖该课程的主要知识点。红色文化论文调整实验项目，将所有实验改造成综合性、创新性、设计性实验项目，开阔学生的思路，提高学生的实践能力和创新能力。
经过20多年的教学实践和实验室建设，精选6个必做实验项目，分别是：现场实测信号时域频域分析、力参数测试、电涡流传感器位移测量、动态应变测试与分析、机械振动测试分析、轴心轨迹测试分析。实验内容涵盖信号分析、测试系统特性、传感器原理、机械参数测试等方面内容，每一项实验突出工程实践能力的培养，使学生得到系统和全面的训练。以科研项目为导向，每个实验项目进行一个或几个非电量参数的测试，实验指导书中提出拟解决的实际测试问题，通过给定的设备及条件来完成任务。结合现场实际布置思考题，要求按科技总结报告形式撰写实验报告。实验中学生带着问题思考、讨论、动手实验，并按科技报告撰写测试目的意义、测试内容、方法、步骤、结果分析等，使学生得到综合性训练，培养了工程实践能力和创新能力。为拓展学生的视野，还开设了转速测量、温度测量、噪声测试、冲击测试等选做实验。
设立了一个学分的开放性实验，学生预约登记，选做基于虚拟仪器的转速、液位、温度等实验，从系统组建、到软件编制都要求学生自己完成，提高学生设计测试系统的能力。在实验教学环节中，根据该校的教学特色，组织课程组教师，在学校申报与测试技术相关的科研训练课题，供学生选做。组织学生参加企业课题，在教师的指导下，在课题中承担相应的任务。
通过实践性训练，学生既掌握必要的工程测试理论，又掌握一定的实验技能，增强了学生的动手能力。实践性训练课已逐步成为学生理解、消化、吸收、升华、转化《机械测试技术》理论基础不可缺少的步骤。
3 主动及时指导，引导学生积极思考问题
实验指导中教师不仅答疑解惑，更重要是启发学生思考。在指导中用联系的观点将相关知识有机联系起来，将书本知识与工业现场实际联系起来。从而使知识构成网状结构，达到融会贯通效果。其次，延伸实验教学，紧密结合生产实际，不仅巩固课堂所学内容，而且架起实验教学与生产实际的桥梁。
在实验中指导老师主动多了解各组实验情况，发现实验中出现的具有共性问题，及时为全体学生点拨相关知识。如悬臂梁振动测试实验中，安装在工字钢上的悬臂梁因没有与实验台固定，在冲击悬臂梁自由端时悬臂梁响应输出波形中叠加了工字钢晃动信号，即频率较高的衰减振动信号被频率较低的信号调幅，绝大多数学生没有在意甚至看不出来，及时引导学生观察、思考，分析频谱图包涵信息非常必要。提示学生将悬臂梁装置放在桌子中间、边沿和地面不同位置，分别测量冲击波形，结合频谱分析软件，解释原因。
实验指导需要创新改革，从被动转变为主动指导，用联系和系统的方法发现问题，及时引导学生思考学习。实验应该与实际生产实践相结合。
4 结语
机械测试技术课程实验教学中综合性、设计性，教学改革实践促进教学质量提高，科研项目融入到实验中，为教学增添了活力。实验过程中主动及时指导，引导学生积极思考问题，有利于学生全面系统地掌握知识，有助于建立与实际生产的联系。实验教学中充分体现以学生为本、教师为魂的教学理念，培养具有工程实践能力和创新能力的人才。
参考文献
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