電氣控制與PLC課程教學(xué)改革與實(shí)踐

李超娜，李俊霞，佟海俠

（石家莊理工職業(yè)學(xué)院，河北石家莊 050228）

電氣控制與PLC課程教學(xué)改革與實(shí)踐

李超娜，李俊霞，佟海俠

（石家莊理工職業(yè)學(xué)院，河北石家莊 050228）

針對(duì)機(jī)電工程學(xué)院各專業(yè)教學(xué)特點(diǎn)和技能型人才培養(yǎng)的實(shí)際需求，本文結(jié)合電氣控制與PLC課程的教學(xué)改革與實(shí)踐，探討適合本課程的教學(xué)模式。采用工程案例教學(xué)，多媒體授課，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的動(dòng)手能力和知識(shí)的綜合應(yīng)用能力得到了很大的提高，取得了常規(guī)教學(xué)方法難以達(dá)到的教學(xué)效果。

電氣控制；PLC；教學(xué)改革

引言

電氣控制與PLC技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及其他諸多領(lǐng)域，尤其在自動(dòng)化控制、智能儀器儀表、精密加工、數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1]。在機(jī)械設(shè)備的控制中，電氣控制亦比其他的控制方法使用的更為普遍。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路的問世和微處理機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，PLC的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，尤其是小型PLC，采用類似繼電器邏輯的過(guò)程操作語(yǔ)言，使用十分方便，備受電氣工程技術(shù)人員的歡迎。了解和學(xué)習(xí)這些重要的技術(shù)對(duì)機(jī)電類專業(yè)的高職高專學(xué)生來(lái)說(shuō)是必不可少的[2]。電氣控制與PLC課程即強(qiáng)調(diào)理論又偏重實(shí)際應(yīng)用，實(shí)踐性非常強(qiáng)，對(duì)學(xué)生今后的工作影響很大，因此，這門課程作為本學(xué)院機(jī)電類和電氣自動(dòng)化類專業(yè)必修的一門專業(yè)課。主要講授兩大部分的內(nèi)容，分別是電氣控制部分和PLC部分。電氣控制部分主要講授常用低壓電器、電氣控制線路、電機(jī)的運(yùn)行控制線路設(shè)計(jì)等；PLC部分介紹西門子S7-200系列的基本指令、編程語(yǔ)言及編程方法、PLC的通信和安裝接線以及通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)控制。

1 傳統(tǒng)的教學(xué)模式及其缺點(diǎn)

對(duì)這門課程的教學(xué)，過(guò)去一直沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式。

（1）在教學(xué)內(nèi)容上，按照教材的順序由前向后依次按章節(jié)進(jìn)行講解。

（2）在教學(xué)方法上，以教師為中心，在教學(xué)的過(guò)程中教師處于主導(dǎo)地位，學(xué)生被動(dòng)的接受知識(shí)[3]。

表1 控制項(xiàng)目

這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式教學(xué)效果不是很理想，學(xué)生聽起來(lái)費(fèi)勁兒，老師講起來(lái)費(fèi)力；學(xué)生對(duì)理論一知半解，實(shí)踐技能也沒有很好的掌握。

面對(duì)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對(duì)工程技術(shù)人員工程能力要求較高的形勢(shì)，對(duì)于這門課的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段都需要進(jìn)行深入的改革[4]。

2 整合課程內(nèi)容，改革課程教學(xué)模式

為了取得更好的教學(xué)效果和探索更好的教學(xué)模式，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極從事課程的建設(shè)工作。到同類院校深入學(xué)習(xí)，到工礦企業(yè)實(shí)際調(diào)研，結(jié)合我院新增的電氣控制實(shí)驗(yàn)室，將電氣控制與PLC控制的部分內(nèi)容進(jìn)行了整合，將課堂講授與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)結(jié)合起來(lái)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程的掌握。

下面就這門課程授課的具體實(shí)施過(guò)程做一下詳細(xì)的介紹。

（1）課程起初，先給學(xué)生整體介紹課程的內(nèi)容、地位和作用等，讓學(xué)生能夠大致了解課程的功能。通過(guò)多媒體的形式，播放一些自動(dòng)控制的案例。例如：十字路口交通燈的自動(dòng)控制、電梯的上下運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)床的自動(dòng)控制等。

通過(guò)觀察，學(xué)生可以了解到兩種控制方式，即通過(guò)低壓電器元件實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)控制和通過(guò)PLC程序來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。進(jìn)而使學(xué)生了解到這門課的教學(xué)目的。

（2）授課過(guò)程中，選擇典型工程案例教學(xué)，使學(xué)生建立工程意識(shí)。常用的低壓電器知識(shí)是電氣控制的基礎(chǔ)，通過(guò)一些動(dòng)畫演示讓學(xué)生真正了解低壓電器的工作原理，進(jìn)而能夠應(yīng)用于工程實(shí)際。PLC控制部分介紹西門子S7-200的基本指令，編程語(yǔ)言重點(diǎn)介紹梯形圖和指令表。

重點(diǎn)是對(duì)三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟停控制將電氣控制PLC控制進(jìn)行整合，見表1。

通過(guò)學(xué)習(xí)，用兩種不同的控制方法能夠?qū)﹄姍C(jī)的各種運(yùn)行實(shí)現(xiàn)控制，加深學(xué)生對(duì)內(nèi)容的掌握。進(jìn)而讓學(xué)生比較這兩種控制方式的相同點(diǎn)和區(qū)別，掌握分析和設(shè)計(jì)控制線路的方法。

（3）為提高教學(xué)質(zhì)量，教師除了在課堂上要深入理論知識(shí)的教學(xué)外，還要更加注重實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課上，把實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的任務(wù)布置給學(xué)生，學(xué)生采用分組方式，對(duì)上述控制項(xiàng)目先用電氣控制的方法進(jìn)行訓(xùn)練，再用PLC程序來(lái)控制訓(xùn)練，結(jié)合所學(xué)到的理論知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)和掌握電氣控制的特點(diǎn)、積累電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和故障處理的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于存在的問題，逐個(gè)給予解決。通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的練習(xí)，學(xué)生可以熟練應(yīng)用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的自動(dòng)控制，進(jìn)而更加深入的掌握PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想。

（4）掌握了電機(jī)運(yùn)行的這兩種控制方法以后，讓學(xué)生能夠更加深入的學(xué)習(xí)PLC的知識(shí)和PLC的設(shè)計(jì)思路，項(xiàng)目列表見表2，讓學(xué)生進(jìn)行控制程序的設(shè)計(jì)。在此過(guò)程中主要是以學(xué)生為主體，循序漸進(jìn)由簡(jiǎn)到難逐步完成設(shè)置的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力，以便在今后工作中能夠充分應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，解決工業(yè)生產(chǎn)控制中的問題。

表2 PLC控制項(xiàng)目

3 結(jié)論

電氣控制與PLC課程的教學(xué)改革是一項(xiàng)非常重要的工作，既要重視理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，又要重視教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，同時(shí)任課教師要不斷學(xué)習(xí)，更新知識(shí)，提高自身素質(zhì)。教學(xué)方法要不斷創(chuàng)新，課程教學(xué)以“實(shí)際應(yīng)用”為出發(fā)點(diǎn)，培養(yǎng)出真正具有實(shí)際操作能力的人才。

[1]項(xiàng)新建.自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)模式探討［J］.浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào),2005(03)

[2]李道霖.電氣控制與PLC原理及應(yīng)用［M］.北京:電子工業(yè)出版社,2009

[3]宋伯生.PLC應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)教程［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006

[4]陳曉平.關(guān)于電類專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法的探討［J］.江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(高教研究版),2005(01)

Teaching Reform and Practice on Electrical Control and PLC Course

LI Chao-na,LI Jun-xia,TONG Hai-xia
(Shijiazhuang Institute of Techonlogy,Shijiazhuang,Hebei 050228,China)

Based on teaching reform and practice,the paper explores the teaching mode of Electrical Control and PLC course to meet the actual needs of the cultivation of skilled talents in School of Mechanical and Electrical Engineering.By means of engineering case teaching,multimedia teaching and adequate training,the students’practical ability and the capability of comprehensive application of knowledge have been greatly improved,which surpasses the teaching effect of conventional teaching methods.

electrical control;programmable logic controller;teaching reform

G633.67

A

JL01-0229（2014）01-0048-03

2013-12-27

責(zé)任編輯：李明亮

校對(duì)：李曉霞

李超娜（1981-），女，漢族，河北趙縣人，機(jī)電工程學(xué)院，講師，碩士，研究方向?yàn)闄C(jī)電產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)估及CAD/CAPP/CAM，主要從事機(jī)電工程專業(yè)教學(xué)工作。