《电梯电气故障诊断与处理》实训教学探索

一、概述
《电梯电气故障诊断与处理》是我院电梯工程技术专业的一门核心课程，要求学生掌握常见电气故障的分析与排除方法，机械故障与电气故障的综合分析与处理方法等。
随着电梯产业的发展和电梯行业对一线技能人才的需求以及电梯安装、维修、调试的职业岗位对知识结构、能力结构、素质结构的要求，结合《电梯安装工》、《电梯维修工》职业资格证书标准和电梯特种作业上岗证考证要求。突出能力标准和职业技术标准，强化专业与职业的对接，与企业共同开发课程内容，把职业标准“应知”、“应会”的内容有机地纳入课程教学。制定新的课程标准和增加新的实训项目，以真实项目为载体，实现“教学、生产(维修)、技术改良”一体化教学。为学生在顶岗实习之前考取电梯特种作业上岗证和顶岗实习结束后考取电梯安装工、电梯维修工的中高级等级证书打下良好的基础，为企业积极培养生产一线技能型人才，为学生今后职业生涯的发展打下扎实的基础。
二、课程现状分析与改革思路
由于之前我院只有现有透明实物电梯模型(PLC控制)的实训设备，受原有设备的限制，只能开设一些PLC控制的门联锁控制电路、安全电路、开关门电路、主电路、内外召唤电路、楼层显示电路维修的常规实训项目。根据对往届毕业生和、用人单位的跟踪调查和电梯维修保养岗位以及电梯维修工职业标准的要求。对《电梯电气故障诊断与处理》的课程标准做了修订，新增加了门机自学习、井道自学习、电机特性参数设置于自动调谐、电梯相关规格参数设置实训、综合故障检修教学内容。
从职业岗位的需要或产品生产所需的知识与技能出发，采用项目导向，任务驱动式教学，使学生更加直观清楚的认识到具体职业岗位所需的知识与技能，激发学生学习的内在积极性，增强学生对专业技能的认知能力。改变过去以传授知识为主转到现在的以能力培养为主上来;从过去按照学科建立课程结构和教学内容体系，转到基于企业工作过程和典型案例建立课程结构和教学内容体系上来。摆脱学科教育束缚，强调理论和实践紧密结合，积极探索高技能人才的培养规律;从死记硬背和技术操练转到注重培养创新精神和实践能力上来。
三、实训项目设计
按照“通用、实际、实用、实践”的原则改革教学体系，以“应用”为主旨和特征。以企业岗位培训内容为蓝本，结合电梯安装工、维修工国家标准、电梯特种作业考考证要求。
按照电梯控制技术的发展过程将课程设置了以下的教学模块:
模块一:安全知识与电梯控制基本原理。
前面的先修课程已经学过了电梯控制基本原理，但是对整梯控制电路分析和电梯的工作过程还不熟悉，导致在后续的故障分析中出现故障的定位不准的现象。是目前电梯已采用微机控制系统，传统的继电器控制系统已退出了历史的舞台。而现有教材和教学内容基本上是不涉及继电器控制系统整体电路的分析，只讲解了各部电路的工作原理和作用，但是不管是PLC控制系统还是微机控制系统，它们的控制逻辑还是从继电器控制系统逐渐进化而来的。而且这一方面基础知识却是学生的薄弱环节，需加以强化训练。
根据以上分析和电梯控制技术的发展历程，找三份典型的电梯电路图，分别是继电器控制系统、PLC控制系统、微机控制的电路图给学生进行分析。采取图上作业的方法，让学生熟练掌握电梯控制技术的工作原理和故障的分析方法。重点让学生掌握电梯工作过程，即电梯是经过选层(外呼或内呼)、自动定向、关门、启动、运行、换速、平层、开门的循环运行过程。同时也对一些电气元件在不同系统的故障现象进行分析，例如楼层位置感应器损坏在继电器控制系统的故障表现是不管电梯是上行还是下行，在故障楼层不停梯、不显示该楼层信息;在PLC控制系统中一般是采用两个楼层位置感应器，一个是计算电梯上行的楼层信息，一个是计算电梯下行的楼层信息。如果是计算电梯上行楼层位置感应器损坏，则电梯的故障现象是电梯只停底层和顶层，不停中间楼层，在电梯下行时才会停中间楼层;在微机控制系统中，由于采用了编码器和光电感应开关来计算楼层信息，在新安装电梯当中如果楼层光电感应开关损坏则电梯在进行井道子学习的时候会出现不能完成井道自学习，在旧梯中则是电梯出现平层不准确。通过实训来提高学生电路分析和故障判读的能力。
安全知识方面的教育则采取校企合作企业提供的安全教育视频，该视频涵盖了电梯货物进场卸货、电梯安装、维修过程以及工作前的安全评估等环节，才不采用企业安全监督管理人员现场拍摄的员工违反安全条例的工作现场和员工受伤后的个人反思。通过观看视频让学生对电梯安全事故发生的过程和产生的原因以及后果有了直观的认识，并找出视频当中所有的安全隐患并进行讨论。
模块二:安全回路故障维修。
安全回路时刻检测电梯机械、电器部件及运行程序的工作状况，发现故障隐患，及时采取积极有效的措施，保障人身安全。电梯在启动运行之前必须确保安全电路是正常工作，没有起保护作用。
实训教学内容是让学生掌握各个安全部件出现故障的现象以及检修的方法。不管是什么控制系统的电梯，这一部分的电路和故障现象基本上都是一样的，所以安全回路的实训教学是在PLC控制的模拟电梯实训装置上进行。对于一些不能模拟的典型故障则同案例来讲解，例如有一部使用了两三年电梯在运行到一楼的时候时常出现电梯停顿或电梯困人的现象，按照正常分析有可能是因为一楼的厅门安装位置有偏差或是门刀碰到厅门门滑轮，导致厅门的联锁开关断开停梯或者停顿。但是通过开慢车检修，发现门刀和厅门的尺寸符合要求。由于轿厢是停在一楼，怀疑是下端站保护接触不良，于是进入井道检查，发现是随行电缆太长。在运行到底层的时候，有时会碰到限位开关和极限开关导致电梯出现故障，通过分析是因为安装人员在安装随行电缆时预留的长度超出规定和随行电缆比较重出现拉伸导致。
模块三:门联锁回路与门机控制电路、内外呼电路。
为保证电梯的运行安全，在每扇厅门及轿门上都装有门电气联锁开关。只有全部门电气联锁开关在接通的状态下，控制柜的门锁继电器方能吸合，电梯才能启动运行。开关门电路是电梯在满足开关门(在平层位置并没有超载)条件时，根据主控电路发出的指令才打开或关闭电梯的厅轿门。
门联锁回路和门机控制电路、内外呼电路虽然电路组成比较简单，却是电梯故障的多发部分。主要是使用不当和使用频率过高造成，例如出现关门不到位的现象是因为厅门地坎有异物、在使用过程中撞击厅门导致门变形导致关门不到位，以及触点氧化出现接触不良等现象。此类故障可以通过观察门联锁继电器是否动作或是主板的门联锁信号输入端子是否有信号输入来判断是否门联锁故障。门机电路故障是轿厢的经常运动导致出现接触不良而出现不能开关门，内外呼电路只要是相关按钮的使用频率过高导致接触不良而引起。
在这一部分电路的实训教学当中，要求学生掌握正确检修方法和技巧来检修。主要是要求熟练掌握观察法和替换法来快速判断电梯故障的位置和元器件。如采用观察门联锁继电器是否动作、主板上的开关门到位指示灯状态来判断门联锁回路是否出现故障。
模块四:电梯调试与用户参数设置模块。
电梯功能参数设置与调试是电梯调试和维修岗位必须掌握的技能，主要是新梯在调试时能够按照调试的步骤和要求去设置电梯各项参数和客户的要求设置电梯的超载重量、可以停靠那些楼层等。在调试方面主要开设电机参数总调谐、井道信息自学习、门机调试等实训内容。参数设置主要开设如何根据客户要求调整超载的报警载荷、停靠那些楼层及主板某些端子出现故障时如何更改信号端子的编号等。这些参数如设置错误则电梯是不能够正常运行。
在调试当中容易出现的问题，通过举例说明，例如电梯在井道信息自学习时，运行了一段时间，未到达顶层，中间停了下来。经检查没有人操作电梯，电源回路正常，安全回路正常，通信正常，有可能是什么问题造成的?通过分析这个问题有可能是运行监测时间设置错误，超过设定时间，有可能机械安装位置不对，在运行过程当中导致楼层计算错误，信号采集的相关器件安装错误，运行速度和检修速度设置错误都有可能导致在井道自学习的过程当中出现中间停梯的现象。采取合作企业的培训标准和现场的案例让学生进行实训和分析，通过这些内容的训练让学生掌握调试的方法和步骤、技巧。
模块五:典型操作步骤模块
针对在电梯维修工、电梯特种作业操作证的培训和考核要求内容，电梯行业、电梯调试和维修人员的岗位技能需求。要求维保人员必须掌握轿厢内困人盘车的安全操作方法、进出轿顶和轿顶检修操作的安全操作规程、进入底坑的步骤。
这些内容的教学当中要求学生牢记操作规程和步骤，在这三个环节当中如果操作不当，则很容易出现维修保养人员和乘客受伤。要求学生牢记以下几要点:1．在底坑检修时先按下底坑急停开关，确保电梯停止运行才能够进入井道;2．进出轿顶和轿顶检修操作时，打开厅门确认轿厢位置时要注意厅门打开的宽度不能太大(约100－200mm)，确保轿顶跟厅门地坎平行，在进入轿顶前按下急停再把轿顶检修开关打到维修状态，检修运行之前确保身体任何部位不能超出防护栏的位置以及没有碰到轿顶的旋转部件;3．机房盘车前先关闭控制柜主电源，确认轿厢位置、把轿厢盘到距离平层位置300mm以内，才能够打开厅门确认轿厢位置符合要求，才能够把被困乘客救出来。
模块六:故障综合检修模块
现有很多电梯都是微机控制，有时故障比较复杂，软硬件故障交叉在一起。所以在检修电梯时应该坚持先简单后困难、先外部后内部、结合电梯平时运行的表现和故障现象以及故障代码、控制柜中的主要元器件的动作与否、主板信号指示灯状态进行综合分析，确定检修步骤和方法。
通过在电梯模拟器上设置硬件故障和修改主板参数模拟软件故障，让学生根据电路图、维修手册、主板使用说明书等技术文件来进行电梯检修。在实训的过程当中要求学生讲解检修思路、确定故障部位的方法和操作步骤，在检修之前应该进行哪些准备工作，如何做好安全防护措施等。
四、结束语
在电梯电气故障检修实训教学项目设置和教学当中遵循培养学生实际技能、缩小课堂学习和实际工作需求的距离、提高学生对工作岗位适应能力、由易到难、从简单到复杂的原则。实现“教学、生产(维修)、技术改良”一体化教学。最终达到提高学生的动手能力、解决实际问题能力以及创新能力的培养，使他们学习兴趣高涨，练就了过硬的实践技能与综合运用能力。 


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