中職國賽通信與控制項目訓練指導策略研究

李軍華

[摘 要] 對國賽“通信與控制”項目涉及的各種技術重、難點進行了分析、研究，并從提高訓練效果的角度出發，提出了可行的策略。

[關 鍵 詞] 中職；國賽；通信與控制

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）07-0044-02

一、國賽通信與控制項目總結

近幾年來隨著國家重視職業教育，以及在弘揚工匠精神，打造技能強國的背景下，由教育部、人社部等部委聯合行業和地方政府舉辦的全國技能大賽開展得如火如荼。由于高鐵產業以及互聯網產業的快速發展，2017年新增了“通信與控制系統（高鐵）集成與維護”項目，賽項圍繞數據通信與智能控制技術，以高速鐵路信號控制為行業背景，全面考查參賽選手的設備安裝與調試、系統運行與故障檢測、系統設備維護和職業素養等專業技能。作為競賽輔導老師，經歷了從省賽到國賽的磨煉過程，也取得了一些成績。比賽結束后，細細思索，認真總結，結合技能競賽的實際情況，提出自己的一些見解和看法。

二、競賽任務分析及策略研究

競賽的知識點是以高鐵通信與控制應用為背景，包含了大量現代通信與控制技術的應用，例如，列車運行控制gsm-r、應答器無線短距離通信、軌道電路信號傳輸、列車內部的煙霧及火災傳感探測、觸摸屏按鈕控制自動門開啟關閉等技術模塊，知識點具體分解成若干任務來完成，以下對各項任務的得分要點和指導訓練的策略進行分析。

（一）任務一：設備安裝、布線及調試

任務考核的是設備安裝、布線及程序下載調試等技能。此部分內容看似簡單，沒有什么技術難點，但是參考大賽成績來看，此項做得好的選手并不多，主要跟時間緊張有關系。任務本身技術難度不大，但是模塊多、線多，而且線的接頭都是現場做，如果平時練習不夠熟練，則拿高分較為困難，更關鍵的是，此項的成功率會影響競賽的別的分項得分。競賽中容易出現的狀況是布線不規范，配件安裝松動，螺母未加墊片；對接端子不正確、走線不整齊，甚至銅線裸露等現象。由于競賽中布線不符合要求，還會被扣分，因此此項做得不好，甚至有得零分的可能?；谝陨戏治?，此項目在備賽的訓練中要注意如下要點：

1.訓練中要特別注意線號的問題，能靈活應用萬用表等工具對布線的線路進行測試。線號的作用是方便查看線束連接方向，做線、接線時條理清晰；方便排查走線故障。

2.平臺接線圖要通過練習熟記于心，做到競賽的時候不需要一邊頻繁看圖紙一邊布線。

（二）任務二：通信配置及調試

任務分為平臺局域網和典型通信系統調試以及通信拓撲圖繪制等項目。其中局域網配置考查的是利用普通無線路由器進行無線組網的能力，此部分內容雖然是網絡搭建，但都是入門級的基本知識，路由器也是普通的家用型路由器，基本上此部分應該是送分。列控中心配置只需要配置幾個簡單的參數即可，可以說也是送分。網絡拓撲圖繪制特別要注意的是PLC與HMI以及PLC與控制中心之間的通信用的485串口通信模式，此模式通信采用A-A和B-B模式進行連線，繪圖的時候要注意標明，這一點很重要，也是容易丟分的點。

典型通信系統調試是此次競賽大多數選手丟分的知識點。本身從任務上看并沒有什么難度，無非就是利用串口調試工具輸入一串16進制的字符串來實現雙向通信，但是實際情況并不是很簡單。試題給出了一個比較復雜的通信協議表，所有的通信都是通過輸入一串16進制的8字節數據來實現問答式的數字通信的。例如，信息采集點電腦要與與之相連的485通信模塊通信必須在工具軟件里面輸入如下數據：DDEE0101010000EF，如果通信成功工具軟件會出現EECC0001000000EF字符串，并顯示通信成功字樣，其他所有的數據獲取都是這種模式，這就要求選手對數字通信的模式理解要透徹。另外，控制中心與遠程485模塊并沒有直接連接，如何也通過485模塊進行數據獲取呢？這是題目中設下的又一個考查通信基礎的“陷阱”，通過題目可知是信息采集點還有數據服務器功能，通過信息采集點的轉發實現了485模塊和遠程控制中心的通信。綜合分析此項的得分點，必須在平常的訓練中加強以下知識點的學習：

1.要熟悉數據通信的收發模式，特別是掌握點對點的模式以及客戶端和服務器模式，對于中職生來講由于要涉及通信邏輯的理解，如果在平時的訓練中不到位，那么學生在競賽時肯定很模糊，得分就無從談起。

2.必須對16進制模式的串口通信熟悉，能熟練讀懂常用的通信協議，而且要掌握二進制和16進制以及10進制之間的轉換。

（三）任務三：故障檢測及維修

從實際比賽結果看，此部分得分普遍偏低。這一項是電子電路基本功的測試，是平常訓練積累出來的實力展現，只能把工夫下在平常。在訓練的時候要注意一定的訓練步驟。

1.首先打好電子元器件以及基礎電路的基礎

競賽中出現了大量的貼片發光二極管，由于個頭小，看起來很費眼力，焊接也肯定比較困難，在平常的訓練中要加大訓練力度，對于二極管、三極管的極性判斷，是必須熟練掌握的。熟悉電子器件后要對競賽用的電路板上的常用電路進行分析、理解。例如，三極管開關電路、繼電器典型電路等電路板常見的電路類型。

2.故障檢查中要注意檢查方法的流程

第一步：看看元器件是否有明顯的燒焦，看芯片是否有明顯的缺腳或者元件是否有發燙的情況[1]。

第二步：結合具體功能來檢查定位問題，利用萬用表電壓、電流、二極管擋位檢測。定位具體哪部分電路出現了故障。如，通電之后電路板沒電，初步確定電源電路部分出現故障。

第三步：結合收集到的故障現象仔細羅列出可能出現的問題，結合原理圖及故障現象思考問題所在。必要時，還需要結合相關電路及元器件知識，判斷或計算相應電阻、電容的值，查看電路板上相關電阻、電容設計是否合理。

3.焊接時的注意事項

第一步：必須首先檢查有無虛焊、漏焊、短路等。

第二步：萬用表測量：結合原理圖，實際測量焊點處有無故障。

第三步：功能測試：觀察、測量、維修之后，再上電驗證功能是否正常，千萬不要一上來就上電測試，有些短路故障會損壞元器件。

（四）任務四：應用設計

此項目分為3個小項目，分別為PLC程序設計、人機界面編程、移動客戶端編程。PLC程序設計重點考查的是自由口通信，不管是在省賽上還是在模擬題上都大量地出現，是考試的重點，也是必考知識點，在日常的訓練中要重點訓練。

HMI人機交互程序設計是競賽中多數選手失分較多的項目。此次出題是把模擬題目中一道完整的10分設計題分成了3個考點不一樣的小題目，每一個題目所用的配套PLC程序也都不同，這就增加了考題的難度，但是對于邏輯理解能力較強的選手以及HMI編程基本功扎實的選手來說，得分反而輕松，因為每個小題目的工作量相對較小，可以保證會的題基本能得分。3道小題中難度較大的是第一題和第二題。第一題考查的是PLC的數據控制和顯示。如果僅僅是把PLC某些指定寄存器的數據顯示出來，估計大多數選手都能做出來，但是題目的關鍵點在于這個數據是通過HMI給PLC發送一個組合數據，由PLC運算后再把6個數據給HMI并顯示出來，這個組合數據就像是數字通信里的信令一樣，PLC見到這個信令才開始運算并給出相應的結果，就是這個轉彎，迷惑了很多選手，選手對于數字通信的發和收理解的程度不夠，在有限的考試時間內，對于此題的理解有一定的困難。同樣的，第二小題也是類似這樣的題目，用人機界面對風扇進行控制，但是控制的邏輯比較復雜，繞彎，不是簡單直接根據溫度對風扇進行控制，由于中職學生大多數邏輯理解能力有限，因此此題在讀題上都有困難，解答起來更是正確率較低。這就要求在訓練中多培養選手的讀題能力和邏輯分析能力，盡量讓選手多去理解題目而不是老師做出來學生跟著去實現。一定要看懂系統整體邏輯控制關系和局部邏輯控制關系。

移動客戶端應用設計項目考查Android編程，要求選手有一定的Java程序設計能力以及要對Android系統的架構有一定的理解，從考試的深度來講應該可深可淺，難度比較容易控制。競賽出題，不是考查Java編程能力，而是考查學生在給定文檔資料的情況下，利用簡單的編程來實現邏輯控制的能力。競賽中的題目基本上在模擬題中都出現過，如果把模擬題理解透徹，練得熟練的話，此項目的9分應該是比較輕松拿到的。因此在平常的訓練中應該對此項目進行重點練習，爭取不丟分。但是考慮到此項目的伸縮性很強，在以后的練習中不能簡單地練習，而是爭取深入地學習一些Android編程的知識。

三、小結

通信與控制項目考核的知識點多，涉及的知識面廣，如果在訓練中抓住每個任務的關鍵點、突破重難點，深入地理解比賽的規程，則可以起到事半功倍的效果。當然，現在的大賽競爭越來越激烈，比賽不僅是學生知識、技能的比拼，同時還是學生綜合素質的比拼，因此想要在技能比賽中取得成績，還需要對競賽選手的素質培養以及訓練計劃的制訂等很多方面進行探索、研究。一分努力一分收獲，在指導老師和學生辛勤的汗水下，不斷地積累知識和吸收先進的經驗，必然會取得優異的成績[2]。

參考文獻：

[1]胡彥秋.電氣設備故障診斷系統的分析與設計[J].黑龍江科技信息，2014（19）.

[2]王軍.技能大賽對促進學生職業素養的影響力研究[J].中國電力教育，2013（32）.