案例教学在工业仪表安装及维护课程中的运用

罗云邦

在教学过程中，对仪表安装及维护运用教材进行纯理论的教学，学生积极性不高并且难以理解。因此，学校将仪表安装与维护课程理论内容和实训教学相结合，选配了仪表安装与维护实训教学装置，使之用于仪表安装与维护课程的实践教学。精心筛选故障案例是实施案例教学的基础。灵活运用、始终以案例为主线，贯穿整个教学过程中，是发挥案例教学作用的关键。

仪表安装及维护故障案例案例教学一、案例教学在工业仪表安装与维护课程实施的可行性

工业仪表安装及维护课程的特点是接近于工程实际和仪表工的日常工作，综合运用性强，是仪表安装、维护、检修所必备的基本知识。在内容上具体原则较多原理较少，主要内容结合于现场的实际工作，学习方法应以理解为主。

案例教学法由美国哈佛商学院（Harvard Business School）所倡導，当时是采取一种很独特的案例型式的教学，这些案例都是来自于商业管理的真实情境或事件，透过此种方式，有助于培养和发展学生主动参与课堂讨论，实施之后，颇具绩效。这种案例教学法到了1980年代，才受到师资培育的重视，尤其是1986年美国卡内基小组提出《准备就绪的国家：二十一世纪的教师》的报告书中，特别推荐案例教学法在师资培育课程的价值，并将其视为一种相当有效的教学模式。

而工业仪表安装及维护课程的特点是针对生产过程自动化技术专业学生毕业后所从事的化工仪表安装、校验与维护岗位工作任务要求进行分析后，归纳总结所需化工仪表安装、校验与维护等能力要求而设置的学习课程。

此学习课程对培养高素质技能型人才具有的作用：通过学习课程的学习使学生能够胜任化工仪表安装、校验与维护等岗位需求，同时具有较强的岗位适应能力及可持续发展能力的高素质技术技能型人才。

这门课程培养学生综合的分析能力、动手能力。所以，在教学过程中选择典型的故障分析案例尤为重要。

二、仪表安装与维护实训室装置

1.自动化过程运行调试系统

自动化过程运行调试系统要求学生熟悉工艺，查找并排除控制系统工艺故障；维护计算机控制系统的各类卡件；根据工艺要求，进行系统投运，参数整定；严格遵守相关操作规程，查找并排除在线设备的故障。在线设备包括用电气设备及仪表设备。

该系统的特点：执行器中既有电动调节阀（或气动调节阀）、单相SCR移相调压等仪表类执行机构，又有变频器等电力拖动类执行器。调节系统除了有调节器的设定值阶跃扰动外，还有在对象中通过另一动力支路或手操作阀制造各种扰动。锅炉温控系统包含了一个防干烧装置，以防操作不当引起严重后果。系统中的两个独立的控制回路可以通过不同的执行器、工艺线路组成不同的控制方案。一个被调参数可在不同动力源、不同的执行器、不同的工艺线路下可演变成多种调节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣。各种控制算法和调节规律在开放的组态实验软件平台上都可以实现被调参数囊括了流量、压力、液位、温度四大热工参数。

2.变送器组态与校验

要求学生对常规仪表技术掌握的基本知识，考查选手对常规仪表的组态和调校等方面的操作技能，考查学生使用标准仪器技能，对变送器进行安装、调校、组态。

该项目培训学生对变送器的认识了解，以及判断变送器出现故障后，来诊断变送器是否合格继续使用。那么，就可以排除仪表本体不存在故障，从而可以从工艺介质造成故障方面可虑。

3.气动薄膜控制阀安装与电气阀门定位器校验

要求学生熟悉气动薄膜控制阀内部结构及原理，能识读仪表外部接线图，能按照竞赛要求，正确选择工具，进行控制阀的安装、执行机构的校验、气路电路的连接以及阀门定位器的安装与联校。

学生熟悉了气动薄膜控制阀的原理、结构及安装调试后，那么在运行维护中就会判断更加清楚，维护故障技能方面更加提高学生的综合分析能力。

三、典型故障的选择在教学中的作用

若要对化工仪表发生故障的原因做出正确判断。针对化工仪表常见故障，我们要从工艺操作及仪表本身两方面入手，进行故障的检测与判断，从而采取相应的措施进行及时有效地检修，保证化工企业生产活动的安全可靠地进行，及时进行化工仪表的检修，减少设备停运时间，大大减少由于故障所导致的生产成本增加，保障化工企业的经济效益。而我们对仪表本身了解的很清楚的情况，排除仪表本身故障那就比较容易了。

1.流量检测说控制系统故障处理

触媒再生装置加热蒸汽流量指示偏低。

工艺过程：某化工企业触媒再生装置加热蒸汽流量指示调节FIC-306，采用节流装置（孔板）和差压变送器测量蒸汽流量，导压管配冷凝灌。

故障现象：蒸汽流量指示慢慢下跌，或者说流量指示不断地偏低。

分析说判断：首先检查差压变送器零位是否偏低、漂移，再检查取压系统，发现差压变送器的平衡阀有微量泄露。

由于平衡阀有泄露，正压侧压力P1通过平衡阀传递负压侧，使负压侧压力P2增加，造成压降△P=P1-P2减小，指示偏低。因为是微量泄漏，△P下降很慢，所以流量指示为零。另外，在孔板两边压差作用下，导压管内胡冷凝液会被冲走，虽然蒸汽冷凝液会补充一些冷凝液，但速度慢，补偿不了冷凝液冲走的量，这样造成正压导压管内冷凝液慢慢地下降，流量指示也慢慢偏低。找到原因，处理比较简单。更换平衡阀，或处理造成平衡阀泄漏胡原因，流量指示即可恢复正常。

通过这个案例我们可以清楚了，学生对变送器应用到那些地方有了一个比较形象直观的认识，而这个案例呢让学生从变送器本身的故障以及工艺中介的取压等安装注意方面综合的了解到了。

2.气动薄膜控制阀在运行缓慢不稳定，阀门调节首先考虑到定位器方面的问题

①因其采用机械式力平衡工作原理，可动部件过多，容易受温度、振动的影响，造成调节阀的波动；

②采用喷嘴挡板技术，由于喷嘴孔很小，容易被空气中的灰尘堵塞，使定位器不能正常工作；

③采用力平衡工作原理，弹簧在条件恶劣的现场中长期工作，其弹性系数易发生改变，导致定位器线性变差，阀门的控制质量出现下降。

由于阀门定位器的阀位工作传感电位器工作在现场，电阻值易发生变化，造成小信号不动作、大信号全开的危险情况。为了确保智能定位器的可靠性和可利用性，必须经常对阀门的定位器进行测试。

在学员对案例进行分析、讨论、得出结论之后，教师要进行归纳总结，做出恰如其分的评价。针对案例中的主要问题做出强调，使学员加深对知识点的把握。对学员讨论中不够深入、不够确切的地方，做重点讲解。同时，教师还要特别提出，通过案例分析讨论，学员应吸取什么样的经验教训，案例教学以其与实际联系紧密、操作性强的特点，架起了理论与实践的桥梁。经过多年的探索和实践取得了很好的效果，案例不仅要说明教学的思路，描述教学的过程，还要交待教学的结果——某种教学措施的即时效果，包括学生的反应和教师的感受，解决了哪些问题，未解决哪些问题，有何遗憾、打算、设想等。以“问题”为主线，有矛盾、冲突甚至“悬念”，能引起学生的兴趣和深入思考。

工业仪表安装及维护这门课程的特点，以及我们针对性的实训设备的选择，又通过化工企业典型案列的选择进行综合的分析讲解，对我们教学效果非常的明显。主要是为了解决理论课与实践脱节的问题.一体化教学将动手与动脑结合在一起，能够提升学生的实际操作能力和技术创新能力，职业学生的教学效果更加突出。endprint