基于NICE3000一体化控制系统的“电梯控制柜元器件组装”课程教学改革与实践

徐松华

（杭州职业技术学院，杭州 310018）

随着社会的不断发展，各种高楼大厦拔地而起。电梯作为一种重要的垂直运载工具，为人们在高楼大厦里上上下下提供了极大便利。控制系统是电梯的主要结构之一[1]。电梯一体化控制系统提高了电梯运行的稳定性和安全性。以往老电梯常采用继电器或可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）等控制方式。其中，采用继电器控制电梯往往布线复杂、控制效率较低，同时安装与维护线路烦琐，一旦电梯出现电气问题查线麻烦，而一体化变频控制系统能很好地解决上述问题。当前国产主流控制系统以默纳克NICE系列和新时达系列最具代表性，市场占有率高。随着现代电梯行业的快速发展，NICE3000一体化控制系统已广泛应用于电梯领域。

“电梯控制柜元器件组装”课程基于NICE3000一体化控制系统，是为期2周的单列实训课程。以前期电梯工程技术专业基础理论和专业知识为基础，并进行强化训练，巩固先前理论知识的同时，提高真实的工作技能。通过本次实训，学生能掌握电梯控制柜电气部件的结构和参数，能按照原理图完成电梯控制柜的安装与接线任务，会进行电梯主机自学习、井道自学习以及快车调试等操作，能根据原理图和电路任务要求完成电梯的电气调试与故障排除等技能。把NICE3000一体化系统融入“电梯控制柜元器件组装”实训课程中，相当于把现实生活中真实的电梯控制柜放到实训室中。“电梯控制柜元器件组装”实训课程中的电梯井道内部各个开关信号采用电梯控制柜检测调试台模拟实现。理论上看，学生做出来的电梯控制柜只要工艺达标和接线正确，完全可以进入市场进行买卖。课程中的电梯控制柜调试步骤也和现实工地上的调试步骤相同，学生如果学好这门课程，可以直接接轨社会，做到上课即上岗。

1 课程教学现状

国内高校目前还很少有专门的电梯调试类理实结合课程。电梯调试需要有真实的电梯控制柜和可以转动的曳引机等教学设备。如果让学生直接在真实的井道里进行调试，由于真梯价格较高且受制于场地，很多学校没有这种条件。“电梯控制柜元器件组装”看似只是一门接线类的实训课程，但实际是一门调试类的综合实训课。接线是整个课程的基础，在接好控制柜中各元器件的基础上进行变频器参数设置、电梯慢车调试、电梯井道自学习、电梯快车调试以及电梯各项功能的调试等。

目前“电梯控制柜元器件组装”课程在教学中主要存在以下问题：

（1）项目所需理论知识较多，如果全在线下讲解，会降低课堂效率，影响课堂质量；

（2）项目虽然源于企业，但实训室内电梯井道内部限位、极限等信号采用电梯控制柜检测调试台模拟实现，并不是真实的电梯井道，与真实的电梯调试还存在区别；

（3）课程评价体系相对单一，基本以学生控制柜接线和实训室调试为主，大多数学生觉得埋头接线就能完成本次实训任务；

（4）课题组成员从学生的整个学习过程中发现，部分学生没有工匠精神意识，接线操作不规范，调试步骤不严谨，缺乏对特种行业的敬畏之心。

2 教学改革内容

“电梯控制柜元器件组装”是一门综合实践课程，具有专业性、创新性与实践性等特点[2]。实训教学是电梯工程技术专业课程的重要教学环节。为了将最新电梯调试技术快速传授给学生，提高学生动手能力，团队就实训课程及相关案例教学开展了各种教学方法的探索。以下是理论教学、实训课堂以及现场操作3个维度的教学过程。

2.1 课堂理论讲解

利用信息化技术手段建立和完善课程的在线网络课堂，将课程所需理论基础知识即整个电梯电气系统图纸、电梯控制系统原理、电梯机械结构、电梯控制柜内部各个元器件结构和工作原理、电梯调试步骤、电梯故障检测排除、电梯各个功能试验等知识放到学习通App上，供学生在课前学习。开设线上课程交流讨论区，学生可以和教师进行线上交流。

经过前期网络理论知识的学习，包括图纸、接线工艺以及电梯控制柜调试步骤等，学生对理论知识已经有了充分了解。在实训室对照实物进行讲解，这个过程是对网路课堂知识的巩固和升华。将学生分为几个小组，以小组为单位，每个小组都有一台真实的控制柜。学生根据教师的讲解，结合控制柜里面的各种真实元器件，可以快速掌握元器件的功能、型号及接线方式等知识。

2.2 实训室进行实训

实训室里，将NICE3000一体化控制系统和电梯控制柜检测调试台应用于课堂实践教学。学生根据教师的安排完成控制柜拆装和回路连接，实现相应的功能，包括电梯控制柜元器件拆卸、电梯控制柜元器件安装和回路接线、电梯控制柜变频器参数设置、电机自学习、井道自学习、电梯各功能测试以及电梯基本故障排除等。

首先，电梯控制柜元器件接线。电梯控制柜中的元器件主要包括变频器、变压器、开关电源、接触器、继电器、空气开关、SCB模块、旁路装置及端子排等。学生按照图纸把各元器件用导线连接起来，一方面可以锻炼学生看图纸的能力，另一方面学生通过自己实操接线可以提高动手接线能力。这对于学生来说有两个考验。一是接线有没有接对。因为有380 V的电压存在，所以接错有可能烧坏元器件。如果接错线，电梯无法运行，变频器上的数码管将会显示故障代码。二是接线工艺好不好。学生接的控制柜如果工艺较差，飞线跳线遍布整个控制柜，那么这个控制柜是不合格的。在调试的过程中，如果有错误需要排查，那会变得非常麻烦。可见，控制柜元器件的接线也是整个课程的基础。

其次，电梯慢车和快车调试。所谓慢车调试，是对永磁同步曳引机进行一个磁极角度位置辨识。在做永磁同步曳引机磁极角度位置辨识前，先要把曳引机的相关参数（额定电压、额定电流、额定功率、额定转速及额定频率）等通过变频器的服务器设置到变频器上，然后把主板上各个可以亮灭的点子的参数设置好。比如，X9是代表电梯处于检修或正常的点子，那么把X9设置成相关的具体参数。因为还要开快车，所以要设置好楼层数、停靠层站及基站等各个参数。在设置好各参数后，可以做主机自学习，接着做井道自学习，最后跑快车。在整个调试过程中，变频器上显示的故障代码将起到重要作用。根据故障代码，可以找到相应故障的排除方向[3]。

最后，电梯各项基本功能测试。在完成电梯的初步调试后，将进行电梯各项功能的测试。这是一个相对宽泛的概念。功能测试实际上贯穿整个调试过程，如电梯检修上下行，是一个功能测试。一般理解的功能测试，包括各层站呼梯是否正常、超满载功能、防止轿厢意外移动功能以及长时间不用电梯自动返基站等功能。在完成各项功能后，整个电梯的调试工作基本完成。

2.3 现场真梯教学环节

在经过几次实训室调试后，留出一定时间，带领学生到真实的电梯实训基地，在企业导师的指导下，学生在真实电梯上进行调试。在实训室实训阶段，由于没有电梯真实的井道，学生体验感没那么真实。电梯实训基地有和现实生活中完全一样的真实电梯，学生可以进一步巩固之前学习的调试知识。使用操作服务器设置曳引机参数、电梯楼层参数等数据，设置完成后，按照调试步骤进行慢车调试和快车调试。通过真实电梯现场调试，可以看到轿厢在井道里上下运动。

3 工匠精神融入专业知识

本次教学改革中，教师结合具体知识点，从社会、就业等角度出发，对专业知识点做扩充解读，渗透相关的思政内容，强化专业课程与社会实践之间的关联，以画龙点睛的方式完成课程思政教学。通过隐藏渗透的课程思政教学方法，如教师严格规范自身言行举止，提高自身思想政治素养，在具体教学过程中，通过言传身教、榜样作用，向学生渗透正确的人生观、价值观，有效引导学生梳理正确的思想意识，做到“润物细无声”。表1是理论教学、实训课堂以及现场操作3个维度的专业知识和思政内容融合的方式[4]。

表1 专业知识融合思政内容

4 课程评价体系

在线上理论知识学习阶段，由于师生交流较少，学生自觉性较差，效果往往不是很理想。在每个课程知识点加入问答和在线下课程检验学生掌握知识程度等方式给学生计分，促使学生完成在线课程的学习。对本课程教学效果进行评价，遵循科学、合理、全面、有效的考核原则，具体评价过程如下[5]。

（1）多样化评价。通过在学习通平台进行理论知识测试，由教师批阅，开展线上考核和线下实践活动现场考核的活动，实现线上线下联动考核。

（2）多元化评价。实现评价主体多元化，任课教师、企业导师、学生都参与到评价考核中。

（3）全面化评价。实行实践活动前、实践活动中、实践活动后“三位一体”的考核模式。实践活动前指的是网络学习环节，实践活动中指的是现场实训环节，实践活动后指的是实训报告心得体会等，实现了过程考核与结果考核的统一。

通过多元全面的评价机制，深化素质教育，在潜移默化中提高学生的学习兴趣。

5 结语

结合电梯工程技术专业岗位分析，基于时下流行的默纳克NICE3000一体化控制系统，对“电梯控制柜元器件组装”课程进行教学改革。通过提出理论教学、实训课堂以及现场操作3个维度的教学观点，由浅入深、由表及里、循序渐进地进行课程教学，并在3个教学环节穿插思政内容，让学生在学好专业知识的同时，实现职业和价值相统一。同时，通过多元化的评价体系建立全方位深层次课程评价机制，促进学生全面发展，为日后学生走上工作岗位夯实良好的电梯调试基础，提高学生的实践技能，使实训内容和实际岗位更接近，有助于满足用人单位要求，增加行业人才储备，保障城市电梯公共安全，服务整个社会的经济发展。