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最小工作条件法在电气设备的应用

 论文栏目:电气设备论文     更新时间:2020/3/25 9:50:37   

一、引言

高等职业教育的根本目的是为社会培养合格的实用型人才,电气设备实训课是电气类专业培养学生动手能力的基本课程,是学生实现从理论学习到动手操作的必由过程。电气设备实训课的任务是学会电气接线,基本内容是根据提供的电气原理图,在操作实验屏上完成低压电器间的电气接线。在检查无误后加电,通过各种操作实现具体功能。传统的教学过程是指导教师给出电气原理图,学生按图完成全部接线,经过指导老师的检查,如果无误,即可加电验证结果。实践证明,对于简单的电路,学生接线的成功率是比较高的。有一些复杂的电路,接线繁杂,学生容易出现接错线的情况,他们往往无心检查,甚至过分依赖指导教师的检查,整个实训过程以结果验证成功为最终目的,远没有达到实际工作场景的要求。根据教学的实际情况,提出了最小工作条件法,本文着重介绍这种方法。

二、最小工作条件法

如果一个执行元件的控制条件有n个,假设只有其中的一个条件激活,其余全部被屏蔽,使执行元件工作,则这个起作用的条件就是最小工作条件。接下来,依次激活逻辑上的下一个工作条件,观察执行元件是否正确动作。如果动作正确,则继续激活剩余的条件。如果动作不正确,则检查刚激活的条件是否设置得当,直到解决问题。以上就是最小工作条件法的基本思路。下面以交流接触器KM线圈的得电对最小工作条件法进行说明。在图1中,KM线圈得电的控制条件有多个,最主要的是热继电器辅助动断触点FR、停止按钮SB1、启动按钮SB2、自锁触头KM等。先假设只有SB2触点功能有效,其余触点功能无效,图2(a)是具体的接线,可见只要按下起动按钮SB2,KM线圈就能得电,KM接触器产生吸合动作。而松开SB2后,KM释放。图2(b)是继续接入的另一个控制条件———热继电器FR辅助动断触点。正常情况下,这个触点是闭合的,在按下SB2后,KM线圈会再次得电,KM可重复吸合,松开SB2后,KM会再次释放。假若与上述动作不对,则一定是FR辅助动断触点及其接线存在问题。图2(c)是继续接入的下一个控制条件———停止按钮SB1。进行KM线圈的通电试验,还应能得到相同的结果。如此继续接入其他控制条件,比如接入KM的自锁触点,见图2(d),在按下SB2后,KM得电吸合,松开SB2后,KM应能保持通电吸合状态。在这里可以很好地理解自锁的作用。假若松开SB2后,KM立即释放,说明自锁失效,由于此前的动作一直正常,此时出现功能失常,检查的重点就是KM的自锁触点及其接线,这是十分明了的。学生完全可以以自查的方式排除接线故障。综上,可以看出最小工作条件法的关键是化整为零,逐步激活每个控制条件,只要实验过程出现异常,就检查上一步接入的元件是否存在异常(比如触点闭合不良)或接入错误(比如接入位置错误或接线错误等)。

三、结果

为了验证最小工作条件法的有效性,分别对一个班的学生随机分成AB两组,按照传统方式,学生根据提供的一套简单电路图进行接线,在完成自检后,报告结果。图3是两组学生初次接线完成的时间与人数统计。(注:如果报告的结束时间为16分钟,则归为20分钟完成,以下同)从图3中可以看出,A、B两个组学生的初次接线完成时间基本一致,人数无明显差别。图4是A、B两组初次接线错误次数和人数统计。从图4中可看出,A、B两组学生在操作能力上大致相同,每个组完全正确的人数不足10%。究其原因,学生在报告结束前没有经过通电测试,对可能出现的故障不能先期预测、排除,个别学生对复杂电路的接线出现较多的错误是正常的。图5是测试用的电气原理路。A组是常规实验组,指导教师用传统方法进行指导,学生依照元件顺序进行接线。接线完毕后由指导教师进行检查,确定无误后,通电验证结果。B组是最小工作条件实验组,指导教师仅提出指导性建议,学生按照最小工作条件法自我完成接线、故障排查,结果展示。根据图6统计的结果,总体看来,A组学生的完成时间与B组差别不大。究其原因,A组学生完成基本接线后,需等待老师的逐一检查。如果出现故障,需要花一定时间从头排查故障,并对最终的结果心中没底。B组学生在接线的过程中虽然自检和故障排查占用了时间,但对每个元件的实际作用理解更透彻。甚至在最初几步熟练后,可将数个条件联合,一起完成检查,这样可节省时间,效率更高。关键一点是,整个实训过程学生均自主完成,收获更大。

四、结论

提出的最小工作条件法,在模拟的实际工作场景中,整个实训过程采用任务驱动,工作导向,指导教师负责是学习过程的引导者,给出任务,提出具体的要求。学生是学习过程的主角,在学习过程中自我检查,自我改正,自我完成。通过实训,学生不仅能深刻理解课本上有关的理论知识,较快地掌握实践技能,真正领悟学习的真谛,还能享受学习成功带来的快乐。更重要的是,通过亲历实训过程,学生学会了一种工作方法,掌握了一种工作思路,这对将来的职业生涯具有重要的意义。

作者:曲延昌 单位:山东工业职业学院

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