王文義 何志漁

(1.武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子電氣工程系,湖北武漢 430050;(2.武漢南華工業(yè)設(shè)備工程有限公司,湖北武漢 430223)

伴隨著職業(yè)教育的飛躍發(fā)展,原有的職業(yè)教育的教學(xué)方法和手段,已不能滿足人才培養(yǎng)的要求,各院校紛紛投入大量的人力和財(cái)力改善實(shí)訓(xùn)條件、興建實(shí)訓(xùn)室。而在實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方面,如何實(shí)現(xiàn)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)、突出職業(yè)技能訓(xùn)練、盡快形成職業(yè)能力,則是擺在所有從事職業(yè)教育人員面前必須解決的重要課題。本文就船舶電站實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)情況加以總結(jié),以供分享。

1 設(shè)計(jì)思想

船舶電站實(shí)訓(xùn)室建設(shè)注重體現(xiàn)先進(jìn)的職業(yè)教育理念,重點(diǎn)把握面向高職類院校、針對船舶類、突出船舶建造方向(有別于船舶運(yùn)輸方向),在功能上可實(shí)現(xiàn)教學(xué)做一體化教學(xué)。

1.1 建設(shè)目標(biāo)

船舶電站實(shí)訓(xùn)室建筑面積約160 m2,可同時(shí)滿足一個自然班級(50人)的教學(xué)做一體化教學(xué)。實(shí)訓(xùn)室主要用于船電專業(yè)學(xué)生,可進(jìn)行船舶電站組建與調(diào)試方面的技能實(shí)訓(xùn),為學(xué)生將來勝任船舶電站的系統(tǒng)構(gòu)建、設(shè)備安裝、功能調(diào)試、維護(hù)管理及排除故障等工作奠定基礎(chǔ)。

1.2 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

依據(jù)船電學(xué)生職業(yè)能力的分析,可提煉出船舶電站課程核心技能,依此設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目有四個方面——四大技能。

(1)保護(hù)整定。發(fā)電機(jī)短路保護(hù)、過載保護(hù)、欠壓保護(hù)和逆功率保護(hù)的動作值和延時(shí)時(shí)間整定等。

(2)并車操作。燈光明暗法、燈光旋轉(zhuǎn)法、同步表法等。

(3)調(diào)壓特性。發(fā)電機(jī)電壓特性、相復(fù)勵調(diào)壓特性等。

(4)調(diào)頻調(diào)載。頻率調(diào)整、并車后的均載、減機(jī)前卸載、有功分配等。

1.3 設(shè)施裝備

在設(shè)施上實(shí)訓(xùn)設(shè)備分為兩部分,即電站成套設(shè)備和實(shí)訓(xùn)臺。

(1)電站。一套完整的全自動電站,可真實(shí)地再現(xiàn)典型船舶的電站系統(tǒng),能夠完成船舶電站各項(xiàng)功能的演示,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)物教學(xué),并為各實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)操提供系統(tǒng)支持。電站設(shè)備由4臺發(fā)電機(jī)組和一套主配電板構(gòu)成,在設(shè)計(jì)上追求設(shè)備和功能的真實(shí)性。

(2)實(shí)訓(xùn)臺。裝備有10組多功能實(shí)訓(xùn)臺,供學(xué)生進(jìn)行船舶電站專業(yè)技術(shù)方面的實(shí)訓(xùn)。通過實(shí)訓(xùn)操作能夠完成船舶電站及系統(tǒng)的測試與評價(jià)、保護(hù)整定、并車解列、電壓調(diào)整、調(diào)頻調(diào)載等各項(xiàng)功能性的組建與調(diào)試實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。實(shí)訓(xùn)臺在設(shè)計(jì)上突出可操作性。

1.4 場地設(shè)計(jì)

在空間上實(shí)訓(xùn)室可劃分為三個區(qū)域——演示區(qū)、實(shí)訓(xùn)區(qū)和講解區(qū)。在空間上分別對應(yīng)于實(shí)訓(xùn)室的前區(qū)、中區(qū)和后區(qū),各區(qū)既相對獨(dú)立又相互支持,有機(jī)地實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)室功能。

(1)演示區(qū)。依托發(fā)電機(jī)組和主配電板,可以演示自動、半自動和手動的各種運(yùn)行工況,展示系統(tǒng)功能、設(shè)備型號、安裝方式、器件布置和工作狀態(tài)等。按照職教學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),創(chuàng)建良好的感性認(rèn)識環(huán)境。

(2)實(shí)訓(xùn)區(qū)。通過10組多功能實(shí)訓(xùn)臺,高效地實(shí)現(xiàn)職業(yè)技能訓(xùn)練?？梢远帱c(diǎn)展開實(shí)訓(xùn),重點(diǎn)解決系統(tǒng)設(shè)備與學(xué)生訓(xùn)練機(jī)會之間的矛盾,克服學(xué)生過多、實(shí)操時(shí)間不夠的難關(guān)。

(3)講解區(qū)。借助于多媒體投影儀及現(xiàn)場設(shè)施,對于船舶電站方面涉及到的各種物理現(xiàn)象,從理論層面上加以解析,實(shí)時(shí)地開展理論學(xué)習(xí),使專業(yè)能力得以升華,以應(yīng)對未來復(fù)雜多變的實(shí)際問題。

2 技術(shù)難點(diǎn)

2.1 單元模塊化的實(shí)訓(xùn)臺

由于電力系統(tǒng)的限制,目前現(xiàn)有的電站實(shí)訓(xùn)室,往往每次只能進(jìn)行一個項(xiàng)目實(shí)訓(xùn),且只能在電站系統(tǒng)的某一點(diǎn)完成,容納的學(xué)生有限。目前普遍存在實(shí)訓(xùn)設(shè)備使用效率低,每次實(shí)訓(xùn)人數(shù)少的問題,而要滿足當(dāng)前職教學(xué)生多、訓(xùn)練量大的客觀要求,則是實(shí)訓(xùn)室建設(shè)必須解決的首要技術(shù)問題。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),對于電站實(shí)訓(xùn)室尚無可借鑒經(jīng)驗(yàn)和案例,因此,如何實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)實(shí)驗(yàn)操作,滿足學(xué)生多、實(shí)訓(xùn)量大的需求,是電站實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的關(guān)鍵,在技術(shù)上具有一定的難度。

經(jīng)過細(xì)致深入的研究和可行性論證,與相關(guān)設(shè)備制造廠家共同探討,設(shè)計(jì)出了切實(shí)可行的電路。采用PLC網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù),在主配電板設(shè)置主站,各實(shí)訓(xùn)臺設(shè)置分站,運(yùn)用CAN總線方式實(shí)現(xiàn)信息交換,在主配電板上實(shí)現(xiàn)對10組多功能實(shí)訓(xùn)臺的管理與控制。使四大類實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,可在10個實(shí)訓(xùn)臺上并行操作訓(xùn)練,很好地解決了這一技術(shù)難題。

2.2 原動機(jī)選擇

由于柴油機(jī)使用中會帶來污染,在環(huán)保方面受到限制,加之柴油機(jī)的油路、潤滑和冷卻將帶來原動機(jī)的復(fù)雜化。經(jīng)方案比選,實(shí)訓(xùn)室發(fā)電機(jī)組的原動機(jī),采用異步電動機(jī)加變頻器方式替代。用變頻器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)數(shù)寬幅變化可控,模擬機(jī)組啟動過程和運(yùn)行過程的頻載特性,以符合實(shí)際柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行規(guī)律。

2.3 發(fā)電機(jī)組的容量

在方案論證會上,有專家從用電負(fù)荷和建筑物安全性角度出發(fā),提出發(fā)電機(jī)容量是否可降低到最小容量;而有的專家則從發(fā)電機(jī)的負(fù)載特性試驗(yàn)的顯現(xiàn)性方面考慮,認(rèn)為發(fā)電機(jī)容量還不夠大。專家們意見不相一致,就此我們走訪武漢理工大學(xué)船舶電站實(shí)訓(xùn)室考察研究,并進(jìn)行了細(xì)致的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,適當(dāng)舍去實(shí)驗(yàn)精度,最終確定發(fā)電機(jī)容量為5Kw。到目前為止尚未發(fā)現(xiàn)缺陷。

3 結(jié) 語

通過船舶電站實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)實(shí)踐,對于高職類實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)有如下經(jīng)驗(yàn)可供參考。

(1)建設(shè)目標(biāo)要明確,是實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的關(guān)鍵。

(2)方案論證要充分,避免實(shí)訓(xùn)室功能缺陷。

(3)思想要與時(shí)俱進(jìn),設(shè)計(jì)要體現(xiàn)職教理念。

(4)深度的校企合作,促使實(shí)訓(xùn)室建設(shè)完美。

(5)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目要提煉,確保人才培養(yǎng)的實(shí)現(xiàn)。

(6)教學(xué)做的一體化,場地宜有功能區(qū)劃分。