《電氣控制與PLC》課程探究

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1、《電氣控制與PLC》課程探究 　　【摘要】《電氣控制與PLC》是現(xiàn)代控制設(shè)備中應(yīng)用最廣泛、實(shí)用性最強(qiáng)、企業(yè)最急需的專業(yè)課程之一，為使學(xué)生盡快掌握電氣控制與PLC技術(shù)，根據(jù)多年來對(duì)課程教學(xué)的實(shí)踐與探索提出課程改革的建議。 　　【關(guān)鍵詞】電氣控制 PLC技術(shù) 教學(xué)改革 實(shí)踐 　　前言 　　電氣控制與PLC技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及其它產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、信息化、遠(yuǎn)程化及智能化領(lǐng)域中?！峨姎饪刂婆cPLC》是現(xiàn)代控制設(shè)備中應(yīng)用最廣泛、實(shí)用性最強(qiáng)、企業(yè)最急需的專業(yè)課程之一。它是一門集理論性、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。《電氣控制與PLC技術(shù)》要求學(xué)生掌握電氣設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)、安裝及調(diào)試等方面的

2、理論知識(shí)和應(yīng)用能力。對(duì)于電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)、農(nóng)業(yè)電氣及其自動(dòng)化和農(nóng)業(yè)機(jī)械制造專業(yè)的畢業(yè)生來說，就業(yè)前景廣闊。但是以前缺少對(duì)實(shí)踐技能和職業(yè)能力的培養(yǎng)，表明《電氣控制與PLC技術(shù)》系列課程的教學(xué)設(shè)計(jì)不完善，授課內(nèi)容不能滿足各專業(yè)學(xué)生的需要。同時(shí)，為了確保教學(xué)效果，各學(xué)校建設(shè)了PLC實(shí)訓(xùn)室，但是因沒有設(shè)施較為齊全的實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)際的教學(xué)中很難收到應(yīng)有的教學(xué)效果。為此，筆者根據(jù)幾年來對(duì)該課程教學(xué)的實(shí)踐與探索，在逐一分析這些教學(xué)問題的基礎(chǔ)上，總結(jié)出在《電氣控制與PLC技術(shù)》系列課程方面積累的經(jīng)驗(yàn)，以供大家參考。 　　一、整合課程教學(xué)內(nèi)容，注重技術(shù)能力培養(yǎng) 　　通過市場(chǎng)調(diào)研分析得知

3、，《電氣控制與PLC》課程在實(shí)踐中所需要的能力是：電氣控制操作能力、PLC基本原理及應(yīng)用能力、編程能力、功能指令應(yīng)用能力與維護(hù)能力。按照這些能力培養(yǎng)的需要，重新構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系，即將實(shí)踐教學(xué)比重提高到70%，為以后從事現(xiàn)代設(shè)備的使用與維修等方面工作奠定良好基礎(chǔ)。因此，在課程內(nèi)容教學(xué)安排上，要注重相關(guān)課程（如電工技術(shù)、電機(jī)控制、單片機(jī)控制技術(shù)等）在該課程中的應(yīng)用，采用循序漸進(jìn)的方式，在內(nèi)容上從電氣控制主回路到控制回路、從局部電路到整體電路、從原理應(yīng)用到工藝安裝，使學(xué)生由易到難學(xué)習(xí)，逐步掌握現(xiàn)代設(shè)備電氣控制原理分析和故障診斷方法。 　　經(jīng)過大量的調(diào)查研究，結(jié)合電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)、機(jī)電一體

4、化專業(yè)、農(nóng)業(yè)電氣及其自動(dòng)化和農(nóng)業(yè)機(jī)械制造專業(yè)的特點(diǎn)，將《電氣控制技術(shù)》與《PLC技術(shù)》整合為《電氣控制與PLC技術(shù)》課程。在課程教學(xué)中，通過一體化教學(xué)、案例教學(xué)等教學(xué)形式，修訂了各專業(yè)的教學(xué)大綱，調(diào)整并優(yōu)化了適合各專業(yè)需要的教學(xué)內(nèi)容和教材，并且對(duì)教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方法等進(jìn)行了精心組織和安排。根據(jù)課程特點(diǎn)和教學(xué)大綱要求，明確了各章節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)，選出學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)，并且在教學(xué)過程中，合理使用多媒體教學(xué)，這樣既調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又便于更好的理解知識(shí)。 　　二、為提高教學(xué)效果開發(fā)出配套的多媒體課件 　　對(duì)于各種類型的電器元件的工作原理和功能、常用的繼電器電路、PLC的組成、PLC的工作

5、原理以及種類繁多的各種功能指令的應(yīng)用等重、難點(diǎn)，以往用板書的形式教學(xué)，效果往往不是很理想。對(duì)于這種情況，本人結(jié)合實(shí)際案例，以訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐技能能力為目標(biāo)，并結(jié)合當(dāng)前電氣控制與PLC的發(fā)展現(xiàn)狀，充實(shí)該課程的設(shè)置內(nèi)容，使學(xué)生能更好的得到的訓(xùn)練。并親自制作了與教材配套的多媒體課件，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，如：Flash動(dòng)畫、影像和聲音等，使課程內(nèi)容形象生動(dòng)。 　　三、采取多種教學(xué)方法 　　在《電氣控制與PLC》課程教學(xué)過程中可以采用項(xiàng)目教學(xué)法或任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。這種學(xué)習(xí)方法是使學(xué)生的學(xué)習(xí)圍繞完成一個(gè)具體任務(wù)進(jìn)行，這個(gè)具體任務(wù)將教學(xué)內(nèi)容融合在一起，把理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合。這一教學(xué)方法始終把學(xué)生作為學(xué)習(xí)

6、的主體，以任務(wù)作為驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生通過自己的操作，把書上死的理論變成活的應(yīng)用，教師的引導(dǎo)、點(diǎn)撥更多的是把知識(shí)加以引申，使學(xué)生能夠觸類旁通，點(diǎn)面結(jié)合、以點(diǎn)帶面、以舊帶新。教師引導(dǎo)學(xué)生由簡到繁、由易到難、循序漸進(jìn)地完成一系列“任務(wù)”，從而使學(xué)生獲得清晰的思路，能夠把握知識(shí)的脈絡(luò)。 　　四、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié) 　　《電氣控制與PLC技術(shù)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課。該課程的設(shè)置包括理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)教學(xué)。為了更好的體現(xiàn)課程內(nèi)容，開設(shè)高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)課，達(dá)到實(shí)踐的目的和效果，在評(píng)價(jià)方法中，將實(shí)驗(yàn)過程中的進(jìn)行情況、解決問題的能力及實(shí)驗(yàn)成績納入整個(gè)實(shí)驗(yàn)的最終成績中，這樣可以不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)

7、主動(dòng)性和自我解決實(shí)際問題的能力。同時(shí)，利用現(xiàn)有的設(shè)備開發(fā)新型的實(shí)驗(yàn)。另外，鼓勵(lì)學(xué)生走進(jìn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在這方面可以開展以下活動(dòng)： 　?。ㄒ唬┳灾鏖_發(fā)多種PLC控制對(duì)象的控制裝置。 　　其一，通過各種方法收集了一些廢棄不用的挖掘機(jī)、遙控車等玩具做為學(xué)生實(shí)訓(xùn)的控制對(duì)象。另一方面，開發(fā)了面向工程應(yīng)用的多種PLC控制對(duì)象（交通燈、電梯和液體混合）的控制裝置。通過一段時(shí)間的實(shí)踐，這些控制裝置可以適用于4個(gè)層次（課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)創(chuàng)新和畢業(yè)設(shè)計(jì)）不同專業(yè)（電氣工程及其自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化、機(jī)械制造及其自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)機(jī)械制造及信息控制）的實(shí)踐教學(xué)體系，這些裝置發(fā)揮了重要作用

8、，繼續(xù)完善并用于PLC的實(shí)踐教學(xué)。 　?。ǘ├矛F(xiàn)成的教學(xué)模型進(jìn)行二次開發(fā)。 　　先期建立的PLC實(shí)驗(yàn)室，購置了一些先進(jìn)的教學(xué)模型，如機(jī)械手控制模型、立體倉儲(chǔ)模型、四層電梯模型、八層變頻調(diào)速電梯模型、挖掘機(jī)控制模型、吊車模型等，這些模型都是單機(jī)PLC控制，從最近幾年的應(yīng)用來看，利用情況不是很好，并且年年用，最后學(xué)生都失去了興趣。鑒于這種現(xiàn)狀，為了充分利用這些價(jià)值不菲的教學(xué)模型，研發(fā)了現(xiàn)代化物流倉儲(chǔ)控制系統(tǒng)、基于現(xiàn)場(chǎng)總線的PLC實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室。這些二次開發(fā)的新的教學(xué)裝置與企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際控制接近，成本低，學(xué)生興趣高，課堂教學(xué)效果好，。 　?。ㄈ┗诮M態(tài)技術(shù)的PLC實(shí)訓(xùn)仿真系統(tǒng)開發(fā)。

9、 　　PLC的控制對(duì)象可以是實(shí)物模型，但它成本高、種類少，也可以是模擬演示的PLC實(shí)驗(yàn)箱，相對(duì)成本較低，不過，觀察不直觀。利用組態(tài)軟件在計(jì)算機(jī)屏幕上模擬PLC的控制對(duì)象可以彌補(bǔ)上述不足，并且成本低、免維護(hù)、靈活多樣、形象直觀、豐富學(xué)生的實(shí)訓(xùn)課內(nèi)容，增強(qiáng)PLC實(shí)訓(xùn)課的教學(xué)效果。到目前為止，利用“組態(tài)王”已經(jīng)開發(fā)了自動(dòng)售貨機(jī)、八層電梯、交通燈、霓虹燈等仿真對(duì)象，并且這些組態(tài)實(shí)訓(xùn)仿真對(duì)象已經(jīng)用于PLC各個(gè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，在實(shí)訓(xùn)過程中，學(xué)生的參與性增強(qiáng)了，提高了教學(xué)質(zhì)量。 　　（四）建立開放式實(shí)驗(yàn)室。 　　在老師的指導(dǎo)下讓感興趣的學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到提高。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)資

10、源的利用，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高，學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以及學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間和空間的調(diào)節(jié)等方面不同程度地起到了積極的作用。在實(shí)驗(yàn)室的開放過程中發(fā)現(xiàn)，通過開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施，使學(xué)生的動(dòng)手能量和創(chuàng)新能力得到了明顯的提高，并讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的進(jìn)行中體會(huì)了科研的樂趣。 　　（五）通過補(bǔ)充新知識(shí)滿足學(xué)生技能需求。 　　現(xiàn)在就業(yè)形式很嚴(yán)峻，學(xué)生為了更具有競(jìng)爭(zhēng)力，把考證當(dāng)作必需，為此，擴(kuò)充知識(shí)，使得他們能順利拿到技能證書，為就業(yè)提供更強(qiáng)的自信心和競(jìng)爭(zhēng)力。PLC實(shí)驗(yàn)室建成以來，學(xué)生反映普遍良好，對(duì)提高不同專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量有重要的意義。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)室還存在著不足，有待于進(jìn)一步的改善與發(fā)展。準(zhǔn)備在擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)器材上增加PLC的品牌和型號(hào)這兩個(gè)方面，使PLC實(shí)驗(yàn)室更上一層樓。 　　五、結(jié)論 　　總之，通過一系列的課程教學(xué)內(nèi)容整合，教學(xué)方式、方法創(chuàng)新，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新精神和科研能力、提高了學(xué)生綜合素質(zhì)，加強(qiáng)了學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。