变频器实训总结例1

【中图分类号】G712【文献标识码】B

高职教育特点、人才培养目标和变频器应用技术课程特点

高职教育特点决定着课程建设和教学方法

众所周知，学术性大学与高职大学是不同类型的教育。之所以说职业教育是一种教育类型是因为特征鲜明的“服务宗旨”和“培养目标”所决定的。“服务宗旨”和“培养目标”使得职业教育的办学目的定位在向区域输送具备高等专业文化水平的高级技能人才上。因此，搞职业教育的人必须研究区域经济发展所需要的人才结构和岗位实际能力结构问题，每一位教师都应该充分分析学生在未来工作岗位上的技能要求和知识结构要求，并为此进行课程建设和实践教学。

高职变频器技术人才培养的主要目标

变频器技术应用相关的振兴产业包括船舶工业、电子信息产业、纺织工业、钢铁产业、汽车产业、轻工业、石化产业、有色金属产业、装备制造业等等。高职变频技术人才在这些行业里大多是从事第一线工作的高技术人才。高职变频器应用技术人才主要掌握变频技术的基本理论和知识、技能，从事变频器等工业电气控制设备及系统安装、调试、维护及技术管理的高级技术应用性专门人才。因此，高职变频器应用技术课程的主要培养目标是工业电气控制及相关行业的高技能力人才。

高职变频器应用技术课程的特点

高职变频器应用技术是理论和实际操作都很复杂的课程，它是电动机、PLC电气控制系统之间的环节。电气控制变频器应用技术的理论知识比较广泛，如物理学，电子技术学，电力电子技术学，自动控制理论，计算机技术，电力拖动、PLC等等。变频器的实际应用行业及操作更是广泛，包括大多数强电和弱电的技术。如涉及机械制造、矿山、化工、运输、轻工、电子等行业的各类过程控制和速度控制。另外，变频器的品牌较多，不同品牌不同型号变频器有不同的设置方法，加上变频器的安装与维护。以上问题给课程教学提出了挑战，处理好理论教学与实践教学是建设好这门课程的关键问题。

高职变频技术人才类型分析

理论知识、操作技能和实际应用的关系

理论知识是指概括性强、抽象度高的知识体系。变频技术基础理论知识多是相关学科的理论，如电力电子技术理论、自动控制理论、PLC等。这些理论是系统的、有普通意义的知识，变频器应用技术教学完全是利用这些理论，而不是变频器本身的理论。

操作是指人用手活动的一种行为，也是一种技能。变频器的操作包括根据现场要求对常用变频器进行参数设置，变频器安装和维护。

应用是指能将学到的理论知识用于新的具体情境，包括原则、方法、技巧、规律的拓展。变频器应用是指将变频技术运用于各种行业和各种工艺过程的电动机控制中。

理论知识、操作技能和实际应用是学生专业素质递进的顺序。在实际变频器应用过程中，理论知识是职业技能的基础，操作技能是岗位的要求，实际应用是能力发展的高级水平。

另外，变频器应用技术人才一般要求具有相对广泛的知识结构和岗位技能，因此，变频器应用技术教学对于提高电气控制专业学生的综合职业能力据有重要意义。

变频器应用技术人才分类

按培养人才水平来分有下列4个层次：

第1层次：技能型人才，培养操作能力，使学生大概了解变频器相关的理论知识，能使用一般性参数对变频器进行基本运行设置，会安装和电路接线。

第2层次：技术型人才，培养技术能力，使学生掌握变频器的理论知识，能使用专家级参数设置变频器，会用PLC与变频器组成调速系统实现过程控制。

第3层次：工程型人才，培养设计能力，使学生熟练掌握变频器的理论知识，能根据不同工程现场要求用设置变频器，能选择、安装与维护变频器。

第4层次：应用型人才，培养应用能力，使学生熟练掌握变频器的理论知识，能够设计和选用变频器，能并能运用工业总线控制各种行业的现场控制。

高职人才培养的应以前三层人才为主，第四层人才需要学生长期在企业从事技术工作才能达到要求。从上述特点来定位变频器应用技术课程教学中知识、应用和操作的关系就是：理论知识为各层人才培养的基础，动手操作为技能型人才，能够设置专家级参数进行现场控制为技术型人才，能够选择、安装和维护变频器为工程型人才，能设计不同行业变频器应用的为应用型人才。

加强变频器应用技术实践教学的若干建议

加强“双师型”师资队伍建设

首先，要加强“双师型”教学团队建设。教师不但要有牢固的专业理论知识和教育教学能力，还要有较高的专业实践能力。要更加重视教师的动手操作能力、实际工作经验和指导学生就业能力。在教学中，教师要能熟练设置多种变频器参数，能够现场安装和维护变频器，了解不同行业不同工艺过程的速度控制方案。第二，要加强产教结合，充实“双师型”教师的工程实践支撑。各级政府行政主管部门要重视电气控制专业的“双师型”培养培训工作，政府应“牵线搭桥”做好学校与企业的“中介”作用。学校要主动加强师资队伍与企业的合作交流，定期派教师到企业参加岗位锻炼，企业定期到学校搞技术交流讲座。让教师了解企业的关键技术、关键岗位和整个生产过程。第三，要增加针对教师实践教学能力的考核权重，用“双师型”标准考评教师，激励和引导教师提高自己的实践教学能力。第四，在师资队伍建设上应该培养与引进两手抓，特别要引进把握专业技术改革方向、精通企业行业工作程序的专业带头人和具有企业工作经历、具备实践教学能力的骨干教师。避免引进教师时过度重视学历，轻视项目开发的实际经验。

加强实践教学

第一，要提高实践教学点总课时的比例。变频器应用技术的教学实践证明，理论课与实践课的比例应在1：2左右，如果说总课时为64学时，理论课应在22学时左右，实践课应在42学时左右。第二，理论知识应尽量回避高难的数学推导，可将结论直接运用于课堂教学。如三相异步电动机速度公式n1=60f/p，U/f控制理论，PID闭环控制理论等，这些理论都可以直接引用或用简单的图示说明来讲解。第三，理论课可穿插在实践课的前面，不宜时间过长，用多少讲多少。另外，实践教学要有足够多的案例或项目，防止案例单一或简单。

提高实践教学质量

第一，要加强多媒体课件教学。教学课件能提供变频器应用技术教学所需要的大量的图片、动画、表格、视频等，对于提高实践教学质量有极大的帮助。一部高质量的教学课件能够用多媒体的技术将一些十分复杂的内容化为通俗易懂，有提高实践教学效率、提高学生学习兴趣的作用。课件内容应多进行定性分析，少进行定量分析；多用图示、动画，少用公式、文字。第二，要加强实物教学和演示教学。变频器应用技术主要实物教学所需的设备有变频器、变频器手持键盘、三相电动机、控制柜、各种仪表以及一些控制台。第三，要加强项目教学法的应用。根据实际岗位需求设计教学项目，每一实践课要完成一个具体的实际任务，真正做到“学中做”和“做中学”。第四，要加大学生动手操作能力的考核，将常见的“阶段考核”逐渐转变成“过程考核”，对学生整个学习过程进行评价考核。

搞好校内实训室建设

第一，要通专家论证、职业能力调查准确地将岗位或岗位群的职业能力分解成相对独立的实训项目，在此基础上配置实训室的条件和准备实践教学。第二，要进一步改善实训条件，使实训室满足变频技术相关的实践教学，要充分发挥现有实训室的技能训练功能，加快实训室模拟项目向实际生产项目转变，推动人才培养模式创新。第三，要进一步探索变频器实训室的运行和管理新思路，使变频器实训室从“模拟训练式”向“生产模拟式”或“校企研发式”提高。第四， 变频器的工程应用实践教学是一个难点，除了可以通过实习进行，还可以采用虚拟现实技术为学生提供生动逼真的实训环境，能向学生提供不受时空限制的自主学习平台和教师对学生的评价平台。

搞好学生校外实训基地建设

变频器实训总结例2

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）08-0236-02

触摸屏、PLC和变频器融合实训在我院机电一体化教学中，学生通过阅读材料及有关技术资料，专门练习的内容，要求和实施办法， 需要在实习任务的总体实施计划下，确定操作步骤与操作方法。首先要确定的总任务和劳动分工，再绘制电路原理图和安装控制线路，从而进行PLC程序设计，触摸屏显示器，变频器的相关参数设置等。具体的培训工具，设备的准备，安装和检测方法，掌握为了安全操作，同时也为问题的分析和选择解决方案，列举了多种实用的主题，为学生的学习进程，制定相应的系统评价，优化对学生的考核细则，能反映出学生实训真实的学习情况。

一、融合实训的目的要求

1.实训的目的。

PLC、触摸屏、变频器的融合实训，是我院在机电一体化和电气自动化的教学重点。是学生重点需学技术课程和专业课程，是将理论与实践结合，培养学生能力，解决生产中的实际问题，在将来进行必要的毕业设计相结合的重要一步，所以说变频器，触摸屏和PLC综合训练是基于自动化控制系统的设计及主要生产线中的应用。

2.根据课题任务的系统控制设计，程序设计，硬件电路和控制程序的安装的总体方案。

通过学习综合运用技术，变频技术，传感器技术等方面的知识相结合，学生将把多门核心专业课融合起来学习，从而培养学生综合动手能力和整体素质。

二、实训的内容及要求

要求学生理解，PLC控制，触摸屏与变频器的运用基础上，利用系统学习完成下面内容：

1.控制系统设计

①明确控制系统、框图绘制；②变频器，触摸屏和PLC，须选择的对应低压电气元件； ③设计绘制控制系统的电路原理图；④设计控制柜的元件布局；⑤编写PLC控制流程及控制程序；⑥设置变频器的控制参数；⑦设计触摸屏的控制组态。

2.控制系统安装和调试

①在控制柜进行安装及接线；②编写调试流程；③调试硬件电路和软件程序。

三、实训的工作量

1.图纸部分

①绘电路控制的系统原理图 （需A3或A4图纸一张）；②组件机柜方面的布局图（一张A3或A4图纸）；③控制流程 （A3或A4图纸一张）；④调试流程（A3或A4图纸一张）。

2.任务说明指导

任务描述是整个设计过程的培训和指导的叙述性描述，并应包括下列内容：

①题目和控制要求；②控制系统的整个方案分析、控制框图；③硬件电路设计说明；④ 触摸屏、PLC、变频器的相关参数配置的设计规范；⑤系统调试说明；⑥总结。

四、考核内容、考核方式、成绩评价

1.考核内容：在学生接受培训的任务，必须先阅读任务内容，为了设计内容和需要一个全面系统的认识，及时对相关信息收集，然后按照步骤进行，应避免在没有理解就动手。

2.考核方法：在每一个已经完成训练的学生，必须由教师评估。

3.考核评定：学生在完成所有的训练情况后，由学生统一完成一份系统的课题，导师据评估内容评估学习掌握效果。

①控制箱中的多种电器元件的名称、功能、选用；②控制电路的互锁和自锁环节；③PLC与变频器的电路连接原理；④PLC程序的控制流程；⑤变频器控制中，实现其功能关键参数的设置；⑥触摸屏与PLC的通信及变量的连接；⑦控制的软件程序以及硬件电路的匹配情况；⑧系统调试的要点。控制柜的安装及接线情况。

4.评分标准：

实训成绩分为优秀，良好，中，及格、不及格五个层次。各级评分标准如下：

优秀：实训内容完整。按期完成任务。控制系统的思路方案正确可行，论证证据充分。控制系统的硬件电路设计，元件选择完全正确的，安装接线出来的控制柜美观可靠，设计规范整洁有序、质量可靠。能理解的考试和评估内在意义，并完全地、 正确地回答问题。

良好：实训任务按时完成且完整。任务系统设计方案尚可，论证较好。硬件电路的设计合理方面，选用元器件恰当。控制柜的安装接线美观可靠。图纸光滑整洁，操作过程规范，绘图质量好。所评估的知识点的每一个部分，有很好地了解，评估时回答问题正确全面。

中等：实训内容项目按时完成。编程及设定的参数等设计方案基本正确，论证一般。合理的硬件电路设计，选定的组件的正确。控制电气柜的接线安装可靠，整齐美观。说明书图有资料较整洁、质量尚好。考试时，较好地了解每个部分的考试的题目，提示可以正确地回答问题。

及格：基本完成任务实训的规定内容。设计没有原则性的错误，可靠的程序选择与硬件控制柜安装接线。规格和表面粗糙度，平均质量一般，有一定的误差，但在很大程度上符合主要部分的要求，评价列问题认识不足，只能回答一些主要问题。

不及格：内容培训要求未能完成，有一个以上原则性的程序问题、元件选择错误，硬件电路的设计和图纸有重大的错误，控制电气线路柜的安装接线不可靠。该评估点时，所列出的主要问题无法通过提示答案来回答。如考试中发现有别人代作，取消参考的资格，并扣团体分。

五、实训的参考题目

1.多泵切换恒压供水系统

现有两台电动机，水泵控制特点如下：

①用转换开关QS实现手动、自动控制的切换。②手动按钮分别控制两台电机运行、停止。 ③自动切换中两个异步变频器控制，变频器控制开始与PLC，一分钟的延迟，当水压力达到时将被限制。当开关操作，和变频器控制的启动速度；压力上升，当压力到最大延迟30秒时，升至水压力到达上限时，电机M1停止；当压力低于下限和马达的额定频率50HZ， 1分钟水压力的下限延迟，换到工频运行的M2和M1，启动变频器调速控制。如此反复使水压恒定。停止时，电机M1和M2两台同时停机。 ④自动控制时，采用触摸屏来实现控制启动和停止，并能直接设置管道压力值。

2.储水器水位控制系统

在锅炉和许多工业设备中，常采用部分供水系统。即是：泵用于泵水，将水被泵入（水塔，水箱）高的位置的储水器，然后供水至低水位的用户。

此时，水位控制原理：水能导电原理，取得信号的：当两根金属棒都入水，它们之间是“接通”的；当在两个金属棒，只有一个在水中，判断为“关”。其中 1 杆用作公共接点，2，3，4 棒用来控制不同水位。

现在控制要求如下：

1）用转换开关QS来实现手动、自动的切换控制。

2）手动按钮分别实现电机的启动、停止控制。

3）自动过程控制中：通过变频调速来减少泵水的速度实现节能的目的。

①使用正常时，水泵以较低转速nL运行，控制在3号棒LL1和4号棒LH的水位。 ②到用水高峰时间，供水水泵运行低nL不足以补充供水，水位将低至第3号棒后LL1 ，还将继续下降。所以，当水位低于 2号LL2，泵转速增加，提高至nH，以保障增加供水量，以防止水位继续下降。③水位上升，至3号棒LL1以上时，经适当延时后，又可将转速恢复，至低速nL运行。 ④当水位上升，到达上限水位LH时，则水泵断电，停止供水。

4）自动控制过程中，可以触摸屏控制电机的启动和停止，可直接显示水位、水泵转速。

六、融合实训教学的实践小结

本文所采用的PLC、变频器、触摸屏的融合实训体系，在我院已成功地应用于机电一体化、电气自动化等专业的核心课程教学中，从教学效果来看，因教学中能调动学生的参与热情，不断激发学生的学习兴趣，受到了广大教师、学生的好评，教学效果是显著的，是值得推广的教学模式。

参考文献：

[1]周久艳等.《电气时代》.2002年6期.《升、降速控制端的应用电路》；

[2]李曜.《华章》.2012年18期.《基于PLC和触摸屏的变频器固定频率调速设计》

[3]周智敏等.《机械制造》.2009年12期.《供水系统设计与控制》

变频器实训总结例3

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。

变频器实训总结例4

 

1. 概述

①传统模拟接口通讯

在此种应用方法中，PLC和变频器之间需要连接较多的导线，利用PLC的输出点去控制变频器的STF、STR、RM、RH、RL等端子，以实现电机的正转、反转以及多段速度控制。此种方法连线较多且不能完成变频器的平滑调速，须另加DA模块，成本较高；此外，要增加控制变频器的数量，除了要求PLC的输出点能够满足要求以外，还必须增加数倍烦琐的接线工作。

②RS-485通讯方法

使用RS-485通讯控制，仅通过一条通讯电缆连接，无须其他外部接线，不占用PLC的输出口。不但能完成原有功能，还能进行内部的数据通讯，可方便地从变频器中获取所驱动电动机的各种电参数如：运行频率、电流、电压、功率等等。配以人机界面的话，可将上述电参数直接显示在人机界面上。此外，还可方便增加控制变频器的数量，形成总线控制。

2. RS-485网上设备体系通讯简析

RS-485是从RS-422基础上发展而来的串行通讯接口标准，所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿，是一种符合工业通讯标准的数据传输总线。它是美国电子工业协会（EIA）制定的平衡发送、平衡接收的标准异步串行总线。RS-485为半双工通讯，某一时刻两个站中，只有一个站可以发送数据，而另一个站只能接收数据，发送电路必须有使能端加以控制。RS-485串行通讯方式传输数据的线路少，易于实现和扩展，传输距离远，最大传输距离可达3000米；它的通讯速率高，数据最高传输速率为10Mbps；它还具有强抗干扰能力，软硬件支持丰富，与现场仪表接口简单等特点，目前已得到广泛应用。它易于实现一对多点的通讯，接口总线上可连接多达32个设备。RS485可以采用二线或四线方式。二线制可以实现真正的多点双向通讯，其中的使能信号控制数据的发送和接收。

3. 实训系统软硬件组成

实训系统硬件组成有：三菱FX2N-48MR PLC；FX-2N-485-BD通讯模块；三菱FR-A540变频器；F940GOT触摸屏；FX-232CAB-1和FX-500DU-DABO通讯线缆。软件组成有：FX-PCS/WIN-C PLC编程软件；FX-PCS-DU/WIN-C触摸屏编辑软件。在实训教学中，实习指导老师应将硬件的连线要求讲解清楚。同时，学生也应该提前熟悉以上编程软件的使用方法。

4. 变频器的通讯协议格式和参数设定方式

通信协议是通信双方按照一定的数据格式交换数据的一种约定，通信双方均按照这种格式进行发送和接收。通讯协议包括：1）从PLC到变频器的通讯请求数据；2）数据写入时，从变频器到PLC的应答数据；3）数据读出时，从变频器到PLC的应答数据；4）数据读出时，从PLC到变频器的发送数据。在PLC编程时，所有协议一定要严格按照通讯格式要求编写。

要实现通讯还需要对变频器的参数进行设置，如果没有进行初始化设定或有一个错误的设定，数据将不能进行传输。需要设置的参数号有：Pr.79、Pr.117~Pr.124。同时要注意：每次参数初始化设定完毕或更改参数以后，需要手动复位变频器，以使设置生效。

5. PLC编程

使用十六进制数，数据在PLC和变频器之间使用ASCII码传输。根据实训控制要求，以控制变频器正、反转和停止；读取变频器当前的运行频率；更改变频器的运行频率为实例，进行编程。

①选择数据模式

通过特殊继电器M8161来选择数据处理为16位模式还是8位模式。M8161=OFF为16位数据模式；M8161=ON为8位数据模式。此次设计中采用8位模式。

②设置通讯格式

通过特殊寄存器D8120来设置通讯格式。我们设置为D8120=H0C96。。此数据二进制为0110B，相关的数据含义为：7位数据长、偶校验、1位停止位、19.2k传输速率、无起始符、无终止符、调制解调器模式、无和校验。。该特殊寄存器D8120可采用MOV指令赋值，相关的指令为：MOV H0C96 D8120。

③通过RS指令进行发送和接收数据

RS指令是对串口进行初始化，定义数据发送和接收的区域范围，存放在数据寄存器D里面。相关的指令为：RSD10 K12 D30 K13。即定义D10~D21为数据的发送区，D30~D42为数据的接收区。

④通讯数据代码

根据变频器工作方式代码，进行变频器控制编程，相关的控制项目可在变频器通讯手册查阅。在编写这一段程序时，需要特别向学生说明：PLC向变频器发送数据时，相关的指令编写完毕，要手动使M8122置一，启动串行发送。。数据发送完毕，M8122是自动复位的；如果是变频器向PLC发送数据，特殊继电器M8123是自动置一开启发送串行数据的。数据接收完毕，编写相关的指令处理数据后，要将M8123手动复位。这一点在编程的时候要特别的注意。

⑤编制、运行程序

在分段讲解完各控制程序以后，实习指导老师应指导学生编制完整PLC控制程序，该程序要能实现变频器的正转、反转、停止、读取和更改变频器当前的运行频率。同时，让学生制作GOT画面，通过触摸屏和PLC控制变频器，显示当前的运行频率值。

6. 结束语

本文讨论了在实训教学中，三菱FX系列PLC与三菱A系列变频器进行RS-485通讯的编程方式和应用方法。通过对实训操作设备的改造与应用，去除了原有设备间复杂繁琐的连线，在编程方式上更加的深入了，充分地体现了工控设备间串行通讯的优点。有助于学生了解RS-485串行通讯方式，掌握三菱FX系列PLC与三菱A系列变频器串口通讯的方法。

参考文献：

[1] 梁耀光 余文烋 .《电工新技术教程》﹒ 中国劳动社会保障出版社

[2] 龚仲华 史建成 孙毅﹒《三菱FX/Q系列PLC应用技术》﹒ 人民邮电出版社

变频器实训总结例5

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.259

1 现状分析

随着南方电网CSG II系统的实用化进程推进，为配合电网公司一体化工作，提高营销、生产、财务、人力资源系统数据质量，急需加强县局人员培训，提高县局供电所基层人员的业务、技术素质，以满足南方电网一体化进程需要。而生产、营销等系统数据质量提升工作对人员素质的高要求，如何在企业内安全高效率解决这一问题是关乎数据质量提升的关键，远程教育培训是培训工作中重要组成部分，是转变传统培训模式，提高培训效率的重要实践。

2 功能需求

通过建立一套满足县局乡镇供电所需求的培训系统，通过视频授课、互动、文件在线分享对供电所人员进行培训。系统还能够对视频授课内容进行相应录像，便于供电所人员能够反复学习，解决县局培训中常见的一讲就懂、一过就忘的通病。同时系统简洁易用易上手，还具有通过授权用户发起桌面视频会议的功能，可形成简易的会议协商系统，不仅解决培训了问题还对县局安全生产管理起到很好的推动。

3 解决方案

3.1 系统总体架构

针对以上培训问题通过在地区供电局部署一套远程教育培训系统，系统分为服务器平台和用户客户端两部分，通过接入现有的综合业务数据网实现各端的通讯。如图1所示。

服务器平台由SQL Server数据库、中心服务器、登录服务器、会议服务器、转发服务器、文档服务器，以及后台管理网站组成。后台管理网站可提供服务器信息、用户信息、会议信息、学分统计、组织部门管理等功能。

用户客户端由点对点即时通讯、多点交互视频会议两部分构成。用户可根据现场使用环境，确定所使用的音视频设备，以满足桌面或是视频会议室应用。考虑到系统实际应用中，随着用户量的增加，会产生巨大的数据流量，仅由市局的一台服务器难以支危故在县局部署分布式的组播服务器，各县局内部及下属各供电所用户，数据经由本县局内部进行中转，能够有效地分担市局主服务器的网络压力。

3.2 Kinghoo MCS视频会议系统软件的应用

（1）Kinghoo MCS系统软件，主要解决点对点的即时通讯，和多点交互视频会议的需要，能够满足企业内部日常沟通，以及视频会议、远程培训等需求。

（2）Kinghoo MCS系统软件可对用户进行分类管理，赋予用户不同的角色权限。系统管理员具有所有的权限，可以设置虚拟服务器、更改任何用户的信息和权限、在任何虚拟服务器中建立会议室、在任何虚拟服务器中公告和编辑组织结构、将用户在虚拟服务器之间迁移等。服务器管理员可以在所属虚拟服务器内，更改任何用户的信息和权限、建立会议室，公告、编辑组织结构。

（3）在MCS系统中，可以完整体现现实当中的组织结构，建立各个管理部门，并对用户进行归类分组，便于管理。

（4）视、音频转发功能。视音频的交流可以实现多路用户音视频互动交流。当主持人开放一定权限后，各用户端是可以完全主动的选择对方的视频，也可以拒绝新呼叫和断开已经连接的音视频。会场与各分会场的实时交互，将主会场的现场会议情景，包括主持人的形象、声音、多媒体演示、各种电子讲稿、计算机操作过程与鼠标运动轨迹，以及主持人在智能电子白板上的即兴板书过程向远程教室进行转播。如图2所示。

（5）IM功能。网络即时通系统，无需主持人，支持后台在线模式，达到即时互动的沟通。通过IM用户列表可以直接邀请人员参加会议，便于召开临时会议，无需前期的会议组织工作。支持点对点的视音频交流、电子白板、屏幕控制、发送文件和即时短信。

（6）培训统计功能。后台可以记录用户进入和离开视频会议或网络培训的时间，得到时间长度信息，相关管理人员可以通过WEB后台，查看详细的报表，显示某用户，在哪些时间参加过什么会议或培训。

4 结语

经过4年的实际应用，远程教育培训系统所取得的效果明显，各项性能满足设计要求。在基层单位有效的利用办公电脑，辅以耳麦、摄像头等简单的音视频设备，相关人员即可参与视频会议，大大降低了视频会议的使用门槛。当员工出差在外，或不便赶到会议现场时，能够随时、随地参与视频会议。为企业CSG II系统数据质量提升及日常生产、经营等工作提供了可靠的保障支持。

参考文献：

[1]方勇，王凌云，刘嘉勇.企业网远程教育培训网站模块化设计与实现[J].四川大学学报自然科学版，2002（01）：53-56.

[2]刘玉巧.气象远程教育培训系统的构建与应用分析[J].科研，2015，23（09）：210-210.

变频器实训总结例6

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。

变频器实训总结例7

中图分类号：TN912 文献标识码：A

随着电网建设的发展和安全要求的提高，变电站建设正朝无人值守或少人值守的方向发展.目前，无人值守变电站主要倾向于向“五遥”方向发展（遥测、遥信、遥控、遥调、遥视）[1-2]，利用视频监控系统，变电站中已逐步实现了“遥视”功能，但对于运行设备内部声音的监测却没有得到重视，已开发的成套设备也非常少[3]，针对电力设备运行状态的智能化音频识别系统就更少了.

电力设备在运行过程中会发出各种声音，从声音变化强弱可以判别设备的运行状态，甚至故障类别[4].例如，10 kV配电变压器正常运行时，有较轻微均匀的“嗡嗡”声，这是铁心自振的正常现象.如果变压器突然出现异常的声音，原因是多方面的，可从以下几个方面考虑：1）若声音比平常听起来沉重，说明此时变压器过负荷；2）若声音比平常尖锐，说明电源电压过高；3）当变压器内部铁心结构松动时，便会出现乱而嘈杂的声音；4）当变压器出现爆裂声时，表明线圈或铁心绝缘有击穿现象；5）当跌落式熔断器触头接触不好、分接开关触头接触不良，以及其他外电路上有故障时，也会引起变压器声音的变化.为了判断变压器故障类型，变电站值班人员常用绝缘棒的一端放在变压器的油箱上，另一端放在耳边仔细听声音.该方法虽然操作简单，但无法实现远程的连续的在线检测，与无人值班变电站的发展趋势不相符；同时还要求检测人员具有丰富的实际经验，给判断的准确性带来了不稳定因素.

为了全面掌握变电站实时运行情况、及时发现故障设备[5]，并做出科学的决策和处理，有必要研究一种无人值守的设备音频监控新方法，通过监测设备运行时的声音信号，对设备运行状态进行在线监测.并且注意与变电站现有监控系统相配合，从多方面掌握设备实际运行情况，优化变电站系统的管理，对提高设备的检修效率、可靠性，延长设备使用寿命都有重要的现实意义.

1音频监测原理与系统结构

1.1电气设备音频监测原理

无人值守变电站设备音频检测系统主要用于检测变压器、电容器、电抗器、GIS（气体绝缘开关）等主设备运行时的声音信号.如图1所示，多路音频信号经传感器采集、滤波、放大、AD转换，传送至单片机数据处理器，经数据处理后，由现场总线把音频数据传至变电站监控主机（IPC）上，经音频频谱分析、提取到音频特征参数，再用神经网络识别该音频特征，根据音频特征向量输出该设备所处的状态和故障类型，并且监控主机根据判断结果做出报警或采取其它措施进行故障处理.

1.2电气设备音频监控系统结构

变电站无人值守设备音频监控系统结构如图2所示，系统硬件由声音信号采集模块（由声音传感器、现场总线、数据收集器构成）、故障类型判别模块（变电站主机）和人机交互模块（集控站主机）和电源模块组成.

首先，在变电站需要监测的电气设备上安装了多个声音传感器（如图1所示）.每个数据采集器负责多路音频数据的采集；然后数据收集器负责收集某个站点多个数据采集器的音频数据，并上传至站点监控主机.变电站监控主机根据设备故障状况和设备优先顺序，分时处理多路音频数据.对音频数据进行变换和频谱分析、提取音频数据的特征向量，然后把特征向量输入训练好的神经网络进行识别，判断发出该音频数据的设备运行状况和故障类型，并根据判断结果采取警报或其它控制措施.

集控站主机位于变电站集控中心，通过以太网与各变电站主机进行远程通信，是工作人员与各变电站音频监控系统进行人机交互的平台，可方便地对多个无人值守变电站点进行远程的集中监管.集控站工作人员利用服务器保存的历史记录，不但可查询任一指定站点的设备当前和过去的音频数据，还可通过集控站的数据汇总分析，绘制出一段时间来某个电气设备的波形和频谱幅度变化曲线图，方便工作人员综合分析该设备的变化情况.另外，集控中心还可结合集控站其他非音频监控系统的信息，对某个变电站设备状态进行全面分析，更加准确地判断它的运行状态，确保设备安全稳定运行.集控主机主要功能如图3所示.

2系统关键技术实现

2.1音频数据采集器

数据采集器是实现变电站设备无人值守音频监控的重要部件，它负责电气设备音频数据的处理和初步判断，内部结构如图4所示.

数据采集器对声音传感器采集声音信号的处理包括：信号放大、低通滤波、模数转换、声音压缩、信号初步判断、串行通信等处理过程.核心处理器为凌阳SPCE061A型音频处理机，该处理器集成了信号放大、模数转换、串行通信接口等部件，具有强大的声音处理能力，适合本项目音频信号的处理.SPCE061A型单片机IO端口的IOB7和IOB10可以从通用IO口设置为串行通信口（UART），为RS422通信提供了硬件条件.串行通信口的波特率从1 500 bps到51 200 bps（51.2 Kbps）可调，通信速度能够满足状态监控的要求.为了实现多机通信，每个音频数据采集器均有自己的一个地址.通过单片机读取7个IO的二进制编码，实现采集器的地址编码，数据收集器根据这个地址编码轮询各数据采集器，实现与各监测点的多机通信.

为了减少上层服务器对音频数据的计算和处理，底层的数据采集器还需对采集的音频数据在本地进行简单的故障预判断，通过预判断提前发现所采集的音频是否属于故障音频.其基本原理是：首先对典型故障音频进行特征统计，并把统计结果保存在本地数据库中，然后把当前音频数据特征快速与故障音频特征进行比对.例如，当出现音频信号的幅度明显过高、过低、噪声信号过大等情况时，就能快速判断其属于故障音频.对于这些异常情况，数据采集器马上将判断结果通过RS485总线发送给数据收集器，再经数据收集器告知监控主机.

经数据采集器预判断不属于故障音频的数据，还需上传至监控主机作进一步分析.当数据采集器收到监控主机发出监听某个设备的要求时，立即将该设备的声音数据进行压缩和编码传输给数据收集器.数据收集器利用串口服务器，把RS485协议数据转换为TCP/IP协议的网络数据与监控主机进行通信，把音频数据传输到监控主机后完成进一步的判断处理.

2.2设备运行状态判别模块

设备运行状态判别模块是变电站音频监控系统的核心模块，基本判断过程如图5所示.监控主机对上传的音频数据进行频域变换、频谱分析，提取音频信号的MFCC（Mel Frequency Cepstrum Coefficient，即Mel频率倒谱系数）特征参数[6]，然后把特征向量输入训练好的正弦基神经网络进行计算，判断出该音频数据表征的设备运行状态，同时监控主机根据判断结果做出相应控制和处理，保证设备安全运行.

2.2.1音频信号特征提取

有效提取语音特征是识别语音的关键.人的内耳基础膜对外来信号会产生调节作用，它实质上充当了一个滤波器组，具有在嘈杂的环境中以及各种变异情况下仍能正常地分辨出各种语音的功能，即使信噪比降低时它仍有较好的识别性能.Mel频率就是基于人耳听觉这一特性提出来的[7]，它与Hz频率成非线性对应关系；而且MFCC算法还模拟人耳滤波器功能设计了听觉前端滤波器组模型，这样计算的结果能很好地体现音频信号的主要信息，所以MFCC提取的音频参数广泛地应用于语音识别[8]、音频分类和检索领域[9].本项目也是通过提取电气设备声音的Mel频率倒谱特征参数作为判断识别的特征参数，Mel频率倒谱系数的参数提取步骤如下.

2.2.3音频特征识别器的训练

利用神经网络对音频数据进行自动分类，首先需要收集各种电气设备良好和故障状态下的音频数据进行训练.在变电站设备中采集m个音频信号的样本，经MFCC算法分别提取m个样本的特征参数，作为该状态的训练样本.每个特征参数是含有N个元素的向量，根据神经网络的模型及权值修正方法，设计了如下训练方法.

3实验与仿真

3.1实验设备介绍

无人值守变电站的音频监控系统已在河南省信阳供电公司220 kV沙港集控中心和110 kV工业城变电站试运行，且沙港集控中心离工业城变电站相距50 km.系统设备包括：集控站主机1台、变电站主机2台、数据采集器8个，还有端子箱、配电箱、交换机、通讯电缆等.集控站主机设在信阳供电公司220 kV沙港集控中心，其余主要设备安装在信阳供电公司110 kV工业城变电站.到目前为止，音频监控系统性能稳定、运行良好，其安装现场如图7所示.

由图13可知，变压器音频信号的频率主要集中在50～500 Hz，主要原因是变压器铁心振动产生的声音集中在5个频率范围.实验表明：不同运行状态下的音频信号，幅频图的频率峰值和幅度明显不同，所以有必要根据这个特点设置MFCC计算的初始条件，提取稳定可靠的音频信号特征作为识别的根据.

3.2.2变压器音频信号特征提取

利用Matlab计算主变压器音频数据的MFCC特征参数，结果如图14所示.

当变压器处于同一工作状态时，其声音具有持续稳定的不变性，而且不同时期获得同一状态的MFCC特征曲线具有相似性，如图15所示.

3.2.3正弦基神经网络识别分类

选取前面所述变压器5种状态下的音频数据各2 000组共10 000组（采样频率为8 kHz）.首先从每种状态中随机抽取1 500组共7 500组进行神经网络训练，将每种状态剩下的500组特征向量作为测试数据，进行正弦基神经网络识别测试，得到变压器各种状态的正确识别率如表1所示.

4结论

监听电气设备运行时发出的声音信号能有效发现设备异常情况，及时采取措施隔离和消除故障，避免事态扩大.本文提出一种利用神经网络准确识别音频特征、判断设备故障类型的方法，从根本上改进了传统人工监听设备、判断故障的方法，提高了电气设备故障检测水平，丰富了无人值守变电站的设备在线监测和检修技术，在未来的智能电网建设中具有重要的应用价值.

参考文献

[1]丁正胜.无人值班变电站远程图像监控系统应用[J].大众用电，2009，3：24-25.

[2]孔英会.无人值守变电站监控视频异常模式识别方法[J].华北电力大学学报：自然科学版，2011，38（6）： 11-16.

[3]徐林.变电站音频实时监测系统初探[J].机电信息，2009（36）：155-156.

[4]杨新杰.配电变压器异常现象的分析与判断[J].北京电力高等专科学校学报，2011，12：2-3.

[5]蔡声镇.高压变电站室内分布式SF6监测系统的研制[J].仪器仪表学报，2006，27（9）：1033-1036.

[6]陈勇.语音特征参数MFCC的提取及其应用[J]. 湖南农业大学学报：自然科学版，2009，35（1）：106-107.

[7]张小玫. 基于小波Mel倒谱系数的抗噪语音识别[J].中国电子科学研究院学报，2008，3（2）：187-189.

[8]郭春霞.基于MFCC的说话人识别系统[J]. 电子科技，2005（11）：53-56.

[9]江星华.基于LPCMCC的音频数据检索方法[J].计算机工程，2009，35（11）：246-248.

[10]薛峰.噪声环境下MFCC特征提取[J].信号处理， 2010，26（1）：127-131.

变频器实训总结例8

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（c）-0000-02

1 培训平台研发的背景和意义

河北地处京津经济圈的中心，大中城市密集，市场容量庞大，是中国的制造业基地之一，拥有相当强的生产制造能力。邢台是冀南重要的中心城市和新型工业基地，是以装备制造、煤盐化工新能源、汽车工业、新型建材为主的新型工业基地，有冀中能源、中钢邢机、邢台钢铁、晶龙集团和旭阳焦化等一系列知名大企业，拥有邢湾工业园等多个产业集中的工业园区。以Profibus技术为基础的自动化生产设备在这里被广泛应用，对这类大型设备，大多数企业存在使用效率不高，维护维修水平低下，设备改进和创新能力不足等问题，极大影响了企业的可持续发展能力，需要对设备使用和维护人员进行专业的技术培训。同时邢台拥有多所职业院校，需要培养大批相关的专业技术人才，为区域经济发展服务。这些条件为平台的研究提供了基础。

但是目前能够真正用于培训，满足实践与理论教学需求的基于ProFibus总线的工业网络实践操作设备很是缺乏，教育设备厂家生产的教学设备大多是用于演示练习，实践操作能力不能得到有效的锻炼，灵活性也很差，很难满足学习者的需求。基于区域经济发展和市场人才需求考虑，开发出基于ProFibus总线的工业网络培训平台，一方面可以用于学生培养，提高学生就业能力；另一方面也可以用于企业技术人员培训，提高他们的设备维护与使用能力，并能迅速适应企业生产设备的技术更新。由于所开发的培训平台结构简单，功能完善，实用性强，值得大范围的推广。

2 培训平台的培训内容选取

在对地区内的部分知名企业自动化设备使用情况进行调研后，发现基于ProFibus总线的工业网络技术、PLC应用技术、变频使用技术、触摸屏技术等在生产实践中应用广泛，例如邢台钢铁集团公司轧钢生产线、邢台泰康高新技术有限公司设计的矿井口风机监控系统，冀中能源公司四处机厂的矿井提升机控制系统等生产设备都应用到了这些知识。

区域内的职业院校大部分开设有《PLC应用技术》、《自动化生产线安装与调试》等课程，例如邢台职业技术学院、河北机电职业技术学院等。

经调研得知以PROFIBUS总线为主的工业网络通信技术已经在生产企业先进的自动化设备上得到了广泛应用，并且使用范围将逐年扩大；各职业院校已经意识当这方面知识的重要性，纷纷开设相关的课程，但是目前都没有很适合的设备满足这些需求。因此，需要研发一套功能完善、可操作性好，灵活性强的基于ProFibus总线的工业网络培训平台，以实现PLC、变频器、组态软件、PROFIBUS、工业以太网以及电气设备的安装与接线等知识的学习。即能用于教学，又能用于企业培训，既满足教学过程中的简单训练，也能用于工程开发。

3 基于ProFibus总线的工业网络培训平台设计

3.1 培训平台结构设计

工业网络培训平台在设计时充分考虑到了实用性，耐用性，框架整体采用方钢结构焊接而成，材料选用40mm*40mm*2t的不锈钢材料。设计图和平台实物框架如图1和图2所示。为了方便移动和固定，在框架底部设计四个带有刹车功能的万向活动轮，万向活动轮采用尼龙材料，坚固耐用，万向轮安装位置如图3所示。

为实现多种不同设备、不同规模的网络连接，同时方便元器件的安装与拆卸，选取了冲孔网板作为设备搭建的平台。冲孔板结构如图4所示。培训平台还创新设计了一个两用水平平台，采用冲孔板结构，左侧预留的空间用以放置一台显示器或者笔记本电脑，供平台使用者进行训练或者工程开发，平台其他部分用于需要水平放置的电气设备灵活固定。工业网络培训平台总设计高度1850mm，高度适合被培训人员进行设备的安装与调试操作。

3.2 培训平台的功能设计

基于ProFibus总线的工业网络培训平台能自由装配各种常用的自动化设备，实现相互之间的组网和灵活控制，能满足技术人员对“工业网络技术”、“现场总线技术”、“PLC技术”和“组态监控技术”等自动化理论与实践知识的需求，可以应用于相关行业技术培训和自动化技术应用开发。

基于ProFibus总线的工业网络培训平台主要的功能有：

（1）西门子S7-200与S7-300 PLC的选型与功能模块配置；（2）西门子S7-200与S7-300 PLC的编程与接线训练；（3）基于西门子PLC的Profibus工业控制网络组建训练；（4）变频器参数设置与外部接线训练；（5）变频器接入Profibus现场总线训练；（6）触摸屏使用技术训练；（7）组态监控技术使用训练；（8）工业以太网组建训练

除此以外，由于平台的新颖设计，使用人员可以根据需要配置各种I/O设备，例如按钮、指示灯、接触器、电机等。能实施从设备选型、电气元件布局、安装接线、程序设计调试到设备运行维护的一个完整的工程实践训练。使被培训的人员能将抽象的理论知识迅速与实践相结合，实现工程技术性人才的培养。

4 结语

设计的基于ProFibus总线的工业网络培训平台目前已经应用于邢台兴泰发电有限公司、邢台市泰康高新技术有限公司等企业的职工技能培训中，培训效果良好。

另外设备开发是一个很难的技术工作，特别是现在工业网络设备种类多，使用行业广泛，没有完全成熟和值得大面积推广的成熟设备，这就需要我们坚持不懈的进行研究与实践，最终开发出能够立足于区域经济，具有行业特色，满足职业培训、技能鉴定和企业技术开发的训练平台。

参考文献

[1] 陶权.高职工业控制PROFIBUS现场总线网络实训平台的研发.化工职业技术教育，2010年第4期.

变频器实训总结例9

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。

变频器实训总结例10

作者单位：130061吉林省职业病防治院肌电室(张京红);吉林大学第一医院(姚迪)

通讯作者:姚迪

脑卒中是造成老年人继发性残疾疾病的主要病因。我们采用肌电反馈配合本体感受器增强训练技术，重建恢复期中枢性瘫痪功能。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本组脑卒中患者37例，均头部CT扫描，BR氏测定，男19例；女18例；年龄48～73岁。平均59.5岁；病程8 d～4.5年。

1.2 方法 日产MEM3102型肌电图仪，表面电极安放在表层肌腹上，受试者经视、听到的肌电信号为反馈信息，其频谱做为本体感受器训练的指标，选择相应的训练手法，使之在可能范围内，学习、改变废用性肌肉的生理机能。

2 结果

试验得出，股四头肌、肱三头肌频率明显增高(P

见表1表面肌电频谱训练前后的比较

2.1 生物回授正是依据信息所反应的病变状况，配合本体感受器增强训练1］，有意识通过增加单个运动单位电位(MuP)冲动频率和受激动的运动单位电位(MuP)数量而实现肌力的恢复。

2.2 患者将特异性神经冲动(视、听、触、压)等反馈信息，经侧支传入网状结构，经多个神经元中继，逐步转化为非特异性神经冲动，最后广泛刺激大脑皮层的各个区域，起到“上行激

动作用”，因为只有皮层处于觉醒状态时，才能对施加的训练做出相应的反应；二者是互为因果关系。

2.3 随着训练总量的增加，肱二头肌，胫骨前肌(MuP)振幅、频率有下降趋势，见表2，提示疲劳状态的出现；是否可解释受试者对生物回授信息产生适应性衰减及对本体感受器传入冲动减少所致。表明疲劳可以是整体、系统的抑肌肉本身的局部疲劳。

表1

两组治疗前后指标变化(x±s)

股四头肌肱三头肌

实验前试验后实验前试验后

χ277.49593.91470.583 92.673

t值 3.059 2.054

P值

表2

表面肌电频谱训练前后的比较

肱二头肌 胫骨前肌

频率(HZ)幅值(uV)频率(HZ)幅值(uV)

实验前 85.415 166.7580.287165.338

试验后 79.583 169.461 71.113139.890

3 讨论

临床表现及发生机理表明脑血管疾病是各种不同病因引起的脑部血管性疾病的总称。大脑是人体器官中极其重要的器官之一，其能量主要来源于血液供应。一旦脑部血液供给受到障碍，其后果是严重的2］。脑部的血液系由颈动脉系统和椎基底动脉系统供给。脑部血液循环发生障碍，是造成脑血管疾病的根本原因。

引起脑血管疾病常见的病因包括：①动脉硬化和动脉粥样硬化是脑血管疾病最常见和最重要原因。②高血压病伴发动脉病变。③颅内血管发育异常如脑动脉瘤、脑动、静脉畸形。④心血管系统和人身性疾病如血液病、代谢病、外伤、肿瘤等。⑤原因未明的脑血管病。

脑血管疾病是一组引起脑部血液循环障碍，常伴有神经系统局限改变，临床上又称之为脑血管意外、卒中或脑卒中，是神经系统的多发病和常见病。病死率和致残率均较高。

近年来许多技术已被临床应用，如CT、核磁、脑血管造影、同位素脑扫描等方法，大大提高诊断的准确率。脑血管疾病的治疗也有较大的进步，群防群治高血压病和动脉硬化，已经证实可以降低脑血管疾病的发生率。

远在两千多年前《内经》中就有关于脑卒中的记载，以后许多中医专著均有关于脑卒中的论述，积累丰富的治疗经验。近年来中西医结合治疗方法也取得一些可喜的进展，其中“表面肌电图生物回授与本体感受器增强训练技术的研究”，就是传统中医学与现代神经电生理学技术完美结合的产物，康复医学治疗脑卒中患者取得了一定的疗效，但它毕竟是新的康复手段，尚有待积累更多的经验。

脑卒中患者的临床表现与缺血的发作部位有关，集中表现为对侧偏瘫、偏身感觉障碍、复视、眩晕、构音不清、吞咽困难、颜面麻木、共济失调及交叉瘫等症状。

国内外研究现状多年来，一直将脑脑卒中患者躯体分为患侧和健侧

(affected side、sound side)，但是，在概念上经常使人产生岐义。近年来，有关学术报告与论文称呼健侧的逐渐减少了，多半称为非麻痹侧(unaffected s ide、nonaffecteds i de、nonhemi p1egic side、non i nvol ved side、nonpareti cside)。当患者脑卒中偏瘫后，由发病初期肌张力的迟缓和低紧张，发展成为后来的痉挛。形成了这种偏瘫特有的异常模

式变化过程中的“定型性运动模式的构筑化”(establis hment 0f stereot yped movement or abnorma1 pattern)。这也是运动的非功能化和变形性痉挛的进展过程。因此构筑化过程，就连“健侧”姿势也紧张，功能出现低下，形成非麻痹化。

当脑卒中后，身体被划为两部分，从这两部分获取左右侧的感觉。由于双侧脑半球出现了整和能力的障碍，使来自于左右侧身体输入的感觉信息出现了差异，使患者的反馈机制陷入混乱状态，妨碍了患者向发病以前那种正常模式的恢复。患者不得不一边利用代偿活动，一边去适应环境。

因为这种联合运动引起的过分用力，非麻痹侧下肢在走路中也会出现紧张的构筑化。常常可见到麻痹侧的股内收肌群(如半膜肌、半健肌、股内收肌)的痉挛短缩3］。麻痹侧下肢抗重力伸展和重心侧方移动受动限制。在异常姿势紧张的同时，非麻痹侧半身也是过度紧张的，这种异常的过度紧张模式被构筑化，使非麻痹侧上下肢的自由度受限。所以身体的各部位的移动(dis p1acement)较困难。

脑卒中后非麻痹侧理论的指出，对脑卒中患者的康复有着极其重要的指导意义。在以往的康复治疗中，我们大多将重点放在麻痹侧，但是疗效往往不佳，根据非麻痹侧代偿活动所引起的一系列功能上的改变，应树立整体观念，而不应片面强调麻痹与非麻痹侧。基于以上研究进展，我们决定用神经电生理学方法，对脑卒中患者进行进一步的研究。为脑卒中患者的康复做出有意的探索。肌电生物回授配合本体感觉器增强技术，对训练恢复期中枢性肌萎缩是行之有效的，为训练提供了客观的评价指标4］。两种训练方法的集合，是把属于原本不能随意活动的生理机能，置于有意识的控制之下。患者经肌电反馈与刺激本体感觉器获得两种信息，方能校正训练过程中出现的误差。

此种训练机理尚在探索中，其远期疗效需进一步观察，疗效不佳者是否与未能掌握技术要领、疲劳状态所致。有待完善训练方法、动态观察已提高局部肌肉组织抗疲劳性及至中枢兴奋性水平改善。

参 考 文 献

［1］ 张树生.中风.上海科学技术出版社，1985：152154.