关键词： 工作项目；变频器；课程群

1. 引言

    随着我国经济的不断发展，企业需要大量有经验的高技能人才。有些企业不想去花时间培养什么都不懂的新人，因为培养一个新人公司是要花费很多的精力跟金钱的，要是几个月这个人就走了，那就很失算了。这就造成了企业需求的人才与高校毕业生不匹配的问题，也就是刚毕业的学生不具备企业所需要的职业能力。因此如何在高等教育中培养学生的职业能力，让高校毕业生在就业过程中具备更强的竞争力，已经成为很多高校急需解决的问题。

    电气工程及其自动化专业的就业方向有强电方向、单片机方向和PLC方向。强电方向比如电网公司或者供电局单位毕竟少，毕业生需求不多；单片机方向需要很强的编程能力,开发周期比较长；PLC方向开发周期短，另外，PLC已经是模块化了，编程也容易，需要什么模块直接买来插上，编程方面不需要像单片机那样从底层开始写，直接按照模块的使用说明去配置参数就可以用了。PLC方向已经成为当今电气自动化控制的主流，目前自动化控制大多采用PLC控制，只要是从事自动化的人员就必须学会使用PLC，否则就根本入不了自动化控制的门，或是被自动化行业淘汰。企业中一个PLC工程师必须熟练掌握PLC、变频器和组态软件方面的综合知识，从而设计出实际工作项目。而高校毕业生在学校中都是独立的去学习这几门课程，不具备企业需要的综合能力，到毕业时甚至不知道PLC如何与变频器相连，PLC又如何与组态软件相连等实际问题，更别提设计出能解决实际问题的项目了。这就是造成高校毕业生就业难的最根本的问题。

变频器是目前高校的热门课程之一。这门课程理论性和实践性强，知识量大，而很多学校的变频器课程并没有开设实验课，学生在学习该课程时普遍感觉比较吃力，难以理解，学习效果不理想，毕业后难以适应相关工作。因此有必要设计实验教学项目，制定实验教学大纲，实行因材施教，同时加强PLC、变频器和组态软件课程群建设，以实际工作项目为实例，要求学生制定具体的设计方案、参数设定、工作过程、安装调试等。

2. 课程群体系构建和研究内容

以变频器课程为核心，结合PLC课程和组态软件课程组成课程群体系，主要培养学生的专业综合能力。PLC是中央控制核心，组态软件是用户与PLC之间沟通的桥梁，而变频器则完全受控于PLC，是PLC所发指令的执行者，直接去控制水泵等终端设备。根据其复杂程度或客户要求，可能上述三者均兼顾。

工作项目导向的变频器课程群建设是一项系统工程，本着求真务实的态度，着眼于课程的整体优化，拟从以下几个方面进行研究：

（1）开发4个学时的变频器实验课程，分别是实验一MM440变频器的BOP面板点动起动可逆运转与调速控制（2学时），实验二外接端子控制可逆运转及电位器的调速（2学时）；

（2）设计4个学时的PLC专业课、变频器综合教学项目，分别是项目1PLC-变频器外端子联机实现电动机的正反转（2学时），项目2PLC-变频器联机电动机的模拟信号连续控制（2学时）；

（3）设计实际工作项目--变频恒压供水系统（2学时），要求学生制定具体的设计方案、参数设定、工作过程、安装调试等。

3.  教学实施过程

3.1  变频器实验项目

    变频器实验项目一：MM440变频器的BOP面板点动起动可逆运转与调速控制（2学时），

使用西门子MM440变频器、小型三相异步电动机、实训台、电工工具（1套）、连接导线若干等完成系统接线如图1所示，检查电路正确无误后，合上主电源开关QS。变频调速系统实物图如图2所示。

        图1  变频调速系统电气图                             图2 变频调速系统实物图

变频器实验项目二：外接端子控制可逆运转及电位器调速（2学时），使用西门子MM440变频器一台、三相异步电动机、电位器一个、实训台、开关按钮模块、通用电工工具一套、导线若干等。变频器模拟信号控制接线如图3所示。检查电路正确无误后，合上主电源开关QS。MM440变频器模拟信号实物图如图4所示。

    图3  MM440变频器模拟信号控制接线图                            图4  MM440变频器模拟信号实物图

3.2  PLC变频器综合教学项目

PLC-变频器综合教学项目一：PLC-变频器外端子联机实现电动机的正反转（2学时）。变频器模拟信号控制接线如图5所示。检查电路正确无误后，合上主电源开关QS。PLC和变频器联机实现电动机正反转实物图如图6所示。
  

                   图5PLC和变频器联机实现电动机正反转运行的控制电路                                                         



 


                          图6 PLC和变频器联机实现电动机正反转实物图

PLC-变频器综合教学项目二：PLC-变频器联机电动机的模拟信号连续控制（2学时）。变频器模拟信号控制接线如图7所示。检查电路正确无误后，合上主电源开关QS。PLC和变频器联机实现模拟信号控制实物图如图8所示。

                        图7 PLC和变频器联机实现模拟信号控制电路图          





                         图8 PLC和变频器联机实现模拟信号控制实物图

3.3  变频器实际工作项目

变频恒压供水系统（2学时）（实际工作项目）：本项目由迈特斯电气自动化公司的电气工程师全程监控。变频恒压供水设备利用专门为风机、泵类、空气压缩机等流量和压力控制特点而研制的专用变频调速器。利用变频器的PID、PFC、SPFC协议宏功能，而不采用昂贵的PLC就可以自动控制泵组的运行台数，而且各种协议宏可以方便地与完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。为客户节省成本，具有较高的经济性和实用性。主电路接线如图9所示，主电路主要由M1、M2、M3三台电机、交流接触器KM1~KM6控制三台电机的运行，KM1、KM2、KM3为电机M1、M2、M3过载保护用的热继电器，QF1、QF2、QF3、QF4、QF5分别为主电路、变频器和三台泵的工频运行空气开关。KM1、KM3、KM5实现自动功能，KM2、KM4、KM6实现手动功能。实物图如图10所示。

图9  主电路图

图10  实物图

4. 教学评价与推广

这项改革项目取得了较好成绩，已经全部调试成功，并让电气工程及其自动化学生每个同学都完成操作了，学生反映对变频器了解进一步加深，创立了与理论教学有机结合又相对独立的实验教学新模式；完成PLC专业课、变频器综合教学项目，体现了学生职业能力设计了实际工作项目，培养学生的实际工作能力。今后将进一步研究PLC专业课、变频器、Wincc专业课综合教学培训认证项目，解决了我校学生都去别的学校学习PLC认证的问题；设计恒压供水的实际工作项目，培养学生严谨认真的工作态度，要求恒压供水项目中的主电路图纸、控制电路图纸都符合电气工程师的要求，项目的实施由电气工程师监理；进一步在变频器实验基础上，建立变频器公开实践平台，邀请大量的已经成为电气工程师的学生回校做报告，要求他们留下联系方式，并询问他们是否有招聘需求，解决毕业生工作要求。