АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ В СООТВЕТСТВИИ С ФГОС

Дюдькин Матвей Борисович

студент 1 курса, по профессии «Техническое эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования», ГБОУ СПО «Брянский техникум энергомашиностроения и радиоэлектроники», г. Брянск

E-mail: semeryuk.olya@yandex.ru

Беляков Егор Владимирович

студент 3 курса по профессии «Наладчик контрольно- измерительных приборов и автоматики», ГБОУ СПО «Брянский техникум энергомашиностроения и радиоэлектроники», г. Брянск

Васин Дмитрий Александрович

учащийся 2 курса по профессии «Наладчик контрольно- измерительных приборов и автоматики», ГБОУ СПО «Брянский техникум энергомашиностроения и радиоэлектроники», г. Брянск

Семерюк Ольга Михайловна

преподаватель специальных дисциплин, Государственное бюджетное образовательное учреждение начального профессионального образования ГБОУ СПО «Брянский техникум энергомашиностроения и радиоэлектроники», г. Брянск

«Мы живём в такое время, когда высшее призвание человека состоит в том, чтобы не только объяснять, но и изменять мир — сделать его лучшим, более осмысленным, полнее отвечающим потребностям жизни» — эти слова замечательного учёного И.В. Мичурина как нельзя лучше характеризуют приоритетные направления развития технологического процесса, методов обучения будущих специалистов.

Одна из важнейших задач государства на современном этапе развития — модернизация и технологическое развитие экономики, а значит — энергетики страны [1, с. 7, 249]. По мере технологического перевооружения растет потребность в квалифицированных рабочих, в т. ч. электротехнических профессий. И все это на фоне того, что система профессионального образования в России поставлена перед необходимостью обеспечения высокого качества образовательных результатов без особых финансовых вложений со стороны государства, за счет поиска внутренних резервов самой системы. Для разрешения этого противоречия и обеспечения наивысшей эффективности формирования компетентности будущих квалифицированных рабочих, помимо других факторов необходимо активное внедрение современных методов обучения и инновационных образовательных учреждениях техники для работы с учебной и научной информацией (компьютеры, мультимедиа техника, Интернет) и необходимостью эффективно и целесообразно ее использовать [9].

На практических занятиях по ряду разделов «Физики» и «Электротехники» на первоначальном этапе обучающиеся выполняют разработку несложных электросхем. Они составляются путем вырисовывания каждого элемента вручную карандашом, и учебное время тратится нерационально на рутинную деятельность механического отображения. Специализированные компьютерные программы позволяющие совершенствовать этот процесс, во-первых, содержат большое количество условных изображений электросхем и выбрать нужное из этого обилия непростая задача для начального этапа обучения, а во вторых требуется время на освоения порядка проектирования в этих программах [2, с. 12].

Для повышения производительности проектирования был разработан несложный и не требующий от обучающихся специальной подготовки «Компьютерный конструктор-разработчик электросхем». Компьютерный конструктор-разработчик электросхем, предназначенный для получения первичных навыков у обучающихся по  составлению электрических схем.

Конструктор представляет собой стандартный формат А4 с основной надписью по ЕСКД выведенный на рабочее поле системы (см. рис.1).

Рисунок 1. Шаблон конструктора с разработанной электросхемой

По периметру формата располагаются условные обозначения электросхем выполненные по ГОСТ, каждая фигура ещё имеет условное буквенное обозначение и текст полного названия, что упрощает их выбор при проектировании. Так как пространство для размещения фигур ограничено, то их набор соответствует тематике выполняемых заданий и обновляется по мере изучения различных тем [5, 7,с. 54]. Для управления конструктором к формату примыкает панель управления, на которой всего четыре клавиши необходимые для составления электросхемы (Выделение, Перенос, Поворот на 90 град и Соединение), что упрощает действия при проектировании [6, с. 337].

Рисунок 2. Структура экрана электронного конструктора

Порядок составления электросхем:

·обучаемый получает задание на составление электросхемы;

·открывается шаблон для проектирования;

·с помощью команды ВЫДЕЛЕНИЕ выделяется нужное условное обозначение, которое изменяет цвет с синего на красный;

·с помощью команды КОПИРОВАТЬ И ПЕРЕНЕСТИ изображение переносится на нужное место на формате;

·эти действия повторяются для каждой фигуры, при необходимости с помощью команды ПОВОРОТ НА 90 ГРАД производится нужная ориентация фигуры;

·с помощью команды СОЕДИНИТЬ производится объединение элементов схемы линиями соединения в общуюэлектросхему, в итоге получается изображение выполненного задания.

Для сохранения выполненной разработки и её распечатки выделяется формат А4 с выполненной электрической схемой. В таком виде, соответствующем требованиям ЕСКД разработка подшивается к отчету о выполненной работе.

Применение этой разработки в учебном процессе мотивирует обучающихся к освоению более сложных профессиональных компьютерных графических программ и позволяют в дальнейшем автоматизировать процесс разработки различных схем на старших курсах при работе с базами данных, когда используются навыки проектирования, полученные ранее при работе с конструктором. Модульная программа обучения пользованием компьютерным графическим редактором ADEM CAD разработанная авторами позволяет успешно её освоить этой категорией обучаемых [8, с. 79]. Конструктор дает возможность строить и читать схемы любого уровня сложности.

Примеры выполняемых работ

Рисунок 3. Схема пуска асинхронного двигателя

Рисунок 4. Схема реверсивного пуска асинхронного двигателя

Данный конструктор получил свидетельство Российской академии образования, что подтверждает его новизну и приоритетность.

Рассмотрим принципы проектирование электрической схемы «Рабочий режим трансформатора» [10, с. 97].

Алгоритм выполнения задания

1.  Копирование элементов

1)  выберите команду (выбор элемента);

2)  подведите курсор к элементу, например (источник переменного тока).

Нажмите на элемент левой кнопкой мыши и его цвет изменится на красный.

3)  выберите команду (копия);

4)подведите курсор к элементу и, удерживая левой кнопкой мыши, скопируйте его на рабочее поле чертежа;

Рисунок 5. Результат выполнения первого этапа задания

2.  Построение соединительных линий

1) выберите команду (тип линии)

2) выберите команду (отрезок)

3)проведите вертикальную линию от трансформатора и скопируйте ее три раза

4) выберите команду (отрезок) и проведите горизонтальную линию, скопируйте ее три раза

3.  Редактирование электрических схем

1)  выберите команду (выбор элемента) и подведите курсор к элементам схемы.

2)  подведите курсор к элементу (источник переменного тока) и лампа накаливания. Нажмите на элемент левой кнопкой мыши и его цвет изменится на красный. Переместите элементы, нажмите на кнопку (перенос)

3)  выберите команду (выбор элемента — текст). Левой кнопкой мыши щелкните по букве — цвет изменится на красный.

4)  выберите команду перенос и переместите букву

5)  уберите лишние соединительные линии на элементах. Нажмите левой кнопкой мыши — выбор элемента 2D

6)  левой кнопкой мыши щелкните по элементу — цвет изменится на красный — Delete

7)  схема готова

Используемые технические средсва

Программа реализована на базе открытой версии интегрированной конструкторско-технологической системы ADEM, которая вывешена для свободного скачивания на сайте www.adem.ru. Для работы с программами этого типа необходимо иметь персональный компьютер типа IBMPC PentiumIV с операционной системой WindowsХР и выше и оперативной памятью от 512 Мб.

Выводы:

1.  Применение информационно-коммуникационных технологий в подготовке квалифицированных рабочих электротехнических профессий способствует мотивации к обучению и освоению более сложных профессиональных компьютерных программ, развитию интереса к профессии.

2.  Применение компьютерного конструктора-разработчика электросхем позволяет повысить эффективность первоначального этапа обучения и способствует увеличению объема изучаемого материала. Данный конструктор можно использовать при выполнении практических, курсовых и дипломных работ.

3.  Освоение компьютерных графических редакторов позволяет разрабатывать конструкторскую документацию в соответствии с требованиями ЕСКД.

Список литературы:

1.Бутырин П.А. Электротехника / Бутырин П.А.. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 272 с.

2.Камнев В.Н. Чтение схем и чертежей электроустановок / Камнев В.Н. — М.: Высшая школа, 2006. — 144 с.

3.Морозова Н.Ю. Электротехника и электроника: учебник для студ. учреждений СПО. М.: — Издательский центр «Академия»,2013. — 288 с.

4.Москаленко В.В. Справочник электромонтера / Москаленко В.В.. — 2-е изд., стер.— М.: Издательский центр «Академия», 2005. — 288 с.

5.Семерюк О., Селезнев В.А. Электронный информационный образовательный ресурс: «Компьютерный конструктор-разработчик электросхем» Свидетельство о регистрации электронного ресурса ОФЭРНиО РАО ГАН №18014 от 7.03.2012. Инв. номер ВНТИЦ № 50201250326 от 7.03.2012 года

6.Семерюк О.М. и др. Разработка электрических схем с применением компьютерных технологий. В кн.: Научное сообщество студентов XXI столетия: материалы III студенческой международной заочной научно-практической конференции. Часть IV. (23 мая 2012 г.) — Новосибирск: Изд. «Сибирская ассоциация консультантов», 2012. — с. 337—343.

7.Семерюк О.М. Компьютерные образовательные технологии подготовки квалифицированных рабочих электротехнических профессий. В кн.: Информационные технологии в образовании. XXII Международная конференция- выставка: Ч. III. — М.: Издательский отдел факультета ВМК МГУ имени М.В. Ломоносова, 2012.— с. 54—58.

8.Семерюк О.М. Формирование общих и профессиональных компетенций обучающихся на уроках общетехнических дисциплин в соответствии с требованиями ФГОС НПО через применение информационно-коммуникационных технологий. В кн.: Модернизация профессионального образования в России и мире: новое качество роста. Материалы международной молодежной конференции / Отв. ред. А.А. Челтыбашев. — Мурманск: МГГУ, 2012. — Т. 2. — с. 79—84.

9.Селезнев В.А., Семерюк О.М. Информационно-технологическое обеспечение подготовки квалифицированных рабочих электротехнических профессий./ Информационно-технологическое обеспечение образовательного процесса государств-участников СНГ [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://ito.bsu.by/mod/forum/discuss.php?d=18]: сборник докладов Международной интернет-конференции, Минск, 1—30 ноября 2012 г. / редкол. : М.А. Журавков (отв. ред.) [и др.]. — Минск: БГУ, 2012

10.Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники / Синдеев Ю.Г. — Ростов н/Дону: «Феникс»,2012. — 384 с.