中职国赛通信与控制项目训练指导策略研究

    李军华

    [摘 要] 对国赛“通信与控制”项目涉及的各种技术重、难点进行了分析、研究，并从提高训练效果的角度出发，提出了可行的策略。

    [关 键 词] 中职；国赛；通信与控制

    [中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）07-0044-02

    一、国赛通信与控制项目总结

    近几年来随着国家重视职业教育，以及在弘扬工匠精神，打造技能强国的背景下，由教育部、人社部等部委联合行业和地方政府举办的全国技能大赛开展得如火如荼。由于高铁产业以及互联网产业的快速发展，2017年新增了“通信与控制系统（高铁）集成与维护”项目，赛项围绕数据通信与智能控制技术，以高速铁路信号控制为行业背景，全面考查参赛选手的设备安装与调试、系统运行与故障检测、系统设备维护和职业素养等专业技能。作为竞赛辅导老师，经历了从省赛到国赛的磨炼过程，也取得了一些成绩。比赛结束后，细细思索，认真总结，结合技能竞赛的实际情况，提出自己的一些见解和看法。

    二、竞赛任务分析及策略研究

    竞赛的知识点是以高铁通信与控制应用为背景，包含了大量现代通信与控制技术的应用，例如，列车运行控制gsm-r、应答器无线短距离通信、轨道电路信号传输、列车内部的烟雾及火灾传感探测、触摸屏按钮控制自动门开启关闭等技术模块，知识点具体分解成若干任务来完成，以下对各项任务的得分要点和指导训练的策略进行分析。

    （一）任务一：设备安装、布线及调试

    任务考核的是设备安装、布线及程序下载调试等技能。此部分内容看似简单，没有什么技术难点，但是参考大赛成绩来看，此项做得好的选手并不多，主要跟时间紧张有关系。任务本身技术难度不大，但是模块多、线多，而且线的接头都是现场做，如果平时练习不够熟练，则拿高分较为困难，更关键的是，此项的成功率会影响竞赛的别的分项得分。竞赛中容易出现的状况是布线不规范，配件安装松动，螺母未加垫片；对接端子不正确、走线不整齐，甚至铜线裸露等现象。由于竞赛中布线不符合要求，还会被扣分，因此此项做得不好，甚至有得零分的可能。基于以上分析，此项目在备赛的训练中要注意如下要点：

    1.训练中要特别注意线号的问题，能灵活应用万用表等工具对布线的线路进行测试。线号的作用是方便查看线束连接方向，做线、接线时条理清晰；方便排查走线故障。

    2.平台接线图要通过练习熟记于心，做到竞赛的时候不需要一边频繁看图纸一边布线。

    （二）任务二：通信配置及調试

    任务分为平台局域网和典型通信系统调试以及通信拓扑图绘制等项目。其中局域网配置考查的是利用普通无线路由器进行无线组网的能力，此部分内容虽然是网络搭建，但都是入门级的基本知识，路由器也是普通的家用型路由器，基本上此部分应该是送分。列控中心配置只需要配置几个简单的参数即可，可以说也是送分。网络拓扑图绘制特别要注意的是PLC与HMI以及PLC与控制中心之间的通信用的485串口通信模式，此模式通信采用A-A和B-B模式进行连线，绘图的时候要注意标明，这一点很重要，也是容易丢分的点。

    典型通信系统调试是此次竞赛大多数选手丢分的知识点。本身从任务上看并没有什么难度，无非就是利用串口调试工具输入一串16进制的字符串来实现双向通信，但是实际情况并不是很简单。试题给出了一个比较复杂的通信协议表，所有的通信都是通过输入一串16进制的8字节数据来实现问答式的数字通信的。例如，信息采集点电脑要与与之相连的485通信模块通信必须在工具软件里面输入如下数据：DDEE0101010000EF，如果通信成功工具软件会出现EECC0001000000EF字符串，并显示通信成功字样，其他所有的数据获取都是这种模式，这就要求选手对数字通信的模式理解要透彻。另外，控制中心与远程485模块并没有直接连接，如何也通过485模块进行数据获取呢？这是题目中设下的又一个考查通信基础的“陷阱”，通过题目可知是信息采集点还有数据服务器功能，通过信息采集点的转发实现了485模块和远程控制中心的通信。综合分析此项的得分点，必须在平常的训练中加强以下知识点的学习：

    1.要熟悉数据通信的收发模式，特别是掌握点对点的模式以及客户端和服务器模式，对于中职生来讲由于要涉及通信逻辑的理解，如果在平时的训练中不到位，那么学生在竞赛时肯定很模糊，得分就无从谈起。

    2.必须对16进制模式的串口通信熟悉，能熟练读懂常用的通信协议，而且要掌握二进制和16进制以及10进制之间的转换。

    （三）任务三：故障检测及维修

    从实际比赛结果看，此部分得分普遍偏低。这一项是电子电路基本功的测试，是平常训练积累出来的实力展现，只能把工夫下在平常。在训练的时候要注意一定的训练步骤。

    1.首先打好电子元器件以及基础电路的基础

    竞赛中出现了大量的贴片发光二极管，由于个头小，看起来很费眼力，焊接也肯定比较困难，在平常的训练中要加大训练力度，对于二极管、三极管的极性判断，是必须熟练掌握的。熟悉电子器件后要对竞赛用的电路板上的常用电路进行分析、理解。例如，三极管开关电路、继电器典型电路等电路板常见的电路类型。

    2.故障检查中要注意检查方法的流程

    第一步：看看元器件是否有明显的烧焦，看芯片是否有明显的缺脚或者元件是否有发烫的情况[1]。

    第二步：结合具体功能来检查定位问题，利用万用表电压、电流、二极管挡位检测。定位具体哪部分电路出现了故障。如，通电之后电路板没电，初步确定电源电路部分出现故障。

    第三步：结合收集到的故障现象仔细罗列出可能出现的问题，结合原理图及故障现象思考问题所在。必要时，还需要结合相关电路及元器件知识，判断或计算相应电阻、电容的值，查看电路板上相关电阻、电容设计是否合理。

    3.焊接时的注意事项

    第一步：必须首先检查有无虚焊、漏焊、短路等。

    第二步：万用表测量：结合原理图，实际测量焊点处有无故障。

    第三步：功能测试：观察、测量、维修之后，再上电验证功能是否正常，千万不要一上来就上电测试，有些短路故障会损坏元器件。

    （四）任务四：应用设计

    此项目分为3个小项目，分别为PLC程序设计、人机界面编程、移动客户端编程。PLC程序设计重点考查的是自由口通信，不管是在省赛上还是在模拟题上都大量地出现，是考试的重点，也是必考知识点，在日常的训练中要重点训练。

    HMI人机交互程序设计是竞赛中多数选手失分较多的项目。此次出题是把模拟题目中一道完整的10分设计题分成了3个考点不一样的小题目，每一个题目所用的配套PLC程序也都不同，这就增加了考题的难度，但是对于逻辑理解能力较强的选手以及HMI编程基本功扎实的选手来说，得分反而轻松，因为每个小题目的工作量相对较小，可以保证会的题基本能得分。3道小题中难度较大的是第一题和第二题。第一题考查的是PLC的数据控制和显示。如果仅仅是把PLC某些指定寄存器的数据显示出来，估计大多数选手都能做出来，但是题目的关键点在于这个数据是通过HMI给PLC发送一个组合数据，由PLC运算后再把6个数据给HMI并显示出来，这个组合数据就像是数字通信里的信令一样，PLC见到这个信令才开始运算并给出相应的结果，就是这个转弯，迷惑了很多选手，选手对于数字通信的发和收理解的程度不够，在有限的考试时间内，对于此题的理解有一定的困难。同样的，第二小题也是类似这样的题目，用人机界面对风扇进行控制，但是控制的逻辑比较复杂，绕弯，不是简单直接根据温度对风扇进行控制，由于中职学生大多数逻辑理解能力有限，因此此题在读题上都有困难，解答起来更是正确率较低。这就要求在训练中多培养选手的读题能力和逻辑分析能力，尽量让选手多去理解题目而不是老师做出来学生跟着去实现。一定要看懂系统整体逻辑控制关系和局部逻辑控制关系。

    移动客户端应用设计项目考查Android编程，要求选手有一定的Java程序设计能力以及要对Android系统的架构有一定的理解，从考试的深度来讲应该可深可浅，难度比较容易控制。竞赛出题，不是考查Java编程能力，而是考查学生在给定文档资料的情况下，利用简单的编程来实现逻辑控制的能力。竞赛中的题目基本上在模拟题中都出现过，如果把模拟题理解透彻，练得熟练的话，此项目的9分应该是比较轻松拿到的。因此在平常的训练中应该对此项目进行重点练习，争取不丢分。但是考虑到此项目的伸缩性很强，在以后的练习中不能简单地练习，而是争取深入地学习一些Android编程的知识。

    三、小结

    通信与控制项目考核的知识点多，涉及的知识面广，如果在训练中抓住每個任务的关键点、突破重难点，深入地理解比赛的规程，则可以起到事半功倍的效果。当然，现在的大赛竞争越来越激烈，比赛不仅是学生知识、技能的比拼，同时还是学生综合素质的比拼，因此想要在技能比赛中取得成绩，还需要对竞赛选手的素质培养以及训练计划的制订等很多方面进行探索、研究。一分努力一分收获，在指导老师和学生辛勤的汗水下，不断地积累知识和吸收先进的经验，必然会取得优异的成绩[2]。

    参考文献：

    [1]胡彦秋.电气设备故障诊断系统的分析与设计[J].黑龙江科技信息，2014（19）.

    [2]王军.技能大赛对促进学生职业素养的影响力研究[J].中国电力教育，2013（32）.