劉玉，徐天宏

摘要：《電氣控制與PLC技術(shù)》課程，集工廠電氣控制技術(shù)與可編程控制技術(shù)為一體，是電氣工程多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，是一門綜合性較強(qiáng)的課程，也是一門較難掌握的課程。本文針對(duì)當(dāng)前行業(yè)技術(shù)背景和發(fā)展需要，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段以及加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)等方面對(duì)本課程教學(xué)的改革進(jìn)行了創(chuàng)新與實(shí)踐，改革的成果對(duì)于培養(yǎng)應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：電氣控制；PLC技術(shù)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）50-0020-02

《電氣控制與PLC技術(shù)》課程，是電氣自動(dòng)化技術(shù)、開設(shè)的一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用型主干專業(yè)技術(shù)課程，集傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)與現(xiàn)代PLC控制及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為一體。在培養(yǎng)高級(jí)工程技術(shù)人才的過程中，對(duì)增強(qiáng)學(xué)生在電氣控制的設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試檢測(cè)技術(shù)工作的適應(yīng)能力和技術(shù)開發(fā)創(chuàng)新能力中具有重要作用。本文針對(duì)教學(xué)中存在的問題提出一些對(duì)策，可以完全克服傳統(tǒng)教學(xué)的缺點(diǎn)，還極大地提升了現(xiàn)代新技術(shù)在本課程中應(yīng)用的含量。

一、本課程在自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中的地位和作用

1.課程中的電氣控制是工業(yè)自動(dòng)化最底層的傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)。課程中的電氣控制主要指繼電器——接觸器控制，它是上世紀(jì)30年代發(fā)展的工控技術(shù)領(lǐng)域最先進(jìn)的控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)順序邏輯、多點(diǎn)、遠(yuǎn)距離、大容量、以小控大、以弱控強(qiáng)等復(fù)雜控制。在現(xiàn)代工控技術(shù)領(lǐng)域中，它仍是最基礎(chǔ)、最底層的控制電器和控制技術(shù)。

2.課程中的PLC控制技術(shù)是現(xiàn)代工控業(yè)界主流技術(shù)之一。本課程的教學(xué)內(nèi)容和應(yīng)用技術(shù)代表著工控技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)方向，切實(shí)提高課程教學(xué)質(zhì)量，對(duì)于培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)技術(shù)應(yīng)用的高級(jí)技術(shù)人才有重要作用。

二、實(shí)施課程改革的幾項(xiàng)措施

1.進(jìn)一步研究和完善課程內(nèi)容，融新技術(shù)于教學(xué)過程中。首先在“電氣控制線路的基本控制”中，增加“軟起動(dòng)”、“變頻調(diào)速”等新電氣技術(shù)內(nèi)容。其次在“電氣控制系統(tǒng)分析”中，增加“工廠典型電氣設(shè)備控制”、“電氣工程圖閱圖練習(xí)”，把一些可參觀到的周邊企業(yè)設(shè)計(jì)水平高的電氣控制系統(tǒng)圖作為范例供學(xué)生學(xué)習(xí)使用。最后在“PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真實(shí)驗(yàn)”中，增加“PLC網(wǎng)絡(luò)與CC-Link現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)”。

2.應(yīng)用現(xiàn)代組態(tài)控制技術(shù)開發(fā)本課程“基于Web的《電氣控制與PLC技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)動(dòng)感課堂教學(xué)系統(tǒng)軟件”。我們選擇國內(nèi)較有影響的組態(tài)軟件“組態(tài)王6.52”作為開發(fā)軟件，對(duì)《電氣控制與PLC技術(shù)》中的控制系統(tǒng)和控制電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真的二次開發(fā)。一是形成系統(tǒng)完整的動(dòng)感系列“工程庫”，使之成為動(dòng)感課件和“網(wǎng)絡(luò)動(dòng)感課堂”，為本課程實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)提供軟件支持，可實(shí)現(xiàn)基于“工程庫”的遠(yuǎn)程教學(xué)及操控實(shí)驗(yàn)，探索了開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的可行性。二是將現(xiàn)代工控業(yè)界的又一主流技術(shù)——“組態(tài)控制技術(shù)”應(yīng)用于本課程中，形成我?！峨姎饪刂婆cPLC技術(shù)》課程更為專業(yè)化的風(fēng)格和特點(diǎn)。

3.強(qiáng)化設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新開發(fā)能力。“電氣控制”和“PLC技術(shù)”兩大塊教學(xué)內(nèi)容的核心技術(shù)都是針對(duì)控制要求和問題，完成工程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)控制要求的。教學(xué)中尤為重要的是促進(jìn)專業(yè)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)過程形成一個(gè)完整的有機(jī)體，著力強(qiáng)調(diào)和重視工程概念和專業(yè)思想的灌輸。（1）改進(jìn)教學(xué)方法。提出目標(biāo)——向?qū)W生提出控制要求和問題，說明實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的重要性和約束條件。說明原理——向?qū)W生介紹實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的基本原理和相關(guān)應(yīng)用技術(shù)。講授實(shí)現(xiàn)目標(biāo)相關(guān)的課程教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生更充分了解目標(biāo)，并具備實(shí)現(xiàn)目標(biāo)應(yīng)有的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和方法，啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問題積極的思考與探索。實(shí)現(xiàn)目標(biāo)——完成理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)換，由學(xué)生充分發(fā)揮各自的創(chuàng)造性，應(yīng)用所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)探索并完成對(duì)目標(biāo)要求的具體方案設(shè)計(jì)，在理論上確認(rèn)無誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)備的模擬安裝、程序錄入與系統(tǒng)調(diào)試，直至實(shí)現(xiàn)目標(biāo)要求?？偨Y(jié)完善——修正補(bǔ)充，對(duì)每一個(gè)設(shè)計(jì)課題，學(xué)生往往設(shè)計(jì)出多種控制實(shí)施方案，把這些方案加以比較，總結(jié)設(shè)計(jì)編程的技巧，并從滿足工程目標(biāo)要求的合理性、安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等方面點(diǎn)評(píng)還可進(jìn)一步改進(jìn)和完善的環(huán)節(jié)，并作修改補(bǔ)充完善。專業(yè)理論與工程應(yīng)用能力的提升——按照設(shè)計(jì)要求，寫出說明書。應(yīng)用上述五個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行多個(gè)課題的教學(xué)過程，可強(qiáng)化工程概念，學(xué)生對(duì)工程設(shè)計(jì)的全過程可得到初步訓(xùn)練，基本掌握較為完整的工程設(shè)計(jì)體系和方法。同時(shí)加強(qiáng)安裝接線與調(diào)試的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化技藝能力；此外再通過PLC擴(kuò)展模塊的應(yīng)用、PLC工控網(wǎng)、PLC與現(xiàn)代變頻技術(shù)的綜合應(yīng)用等技術(shù)的應(yīng)用模擬，使學(xué)生專業(yè)理論和技能技藝同步發(fā)展，并為畢業(yè)設(shè)計(jì)、今后工作中技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用的能力打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（2）改進(jìn)教學(xué)手段。全程使用PPT課件和應(yīng)用組態(tài)軟件開發(fā)軟件的“基于Web的《電氣控制與PLC技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)動(dòng)感課堂教學(xué)系統(tǒng)軟件”等多媒體教學(xué)，使教學(xué)中講授的生產(chǎn)工藝和控制過程直觀、信息量大、效率高。我們應(yīng)充分應(yīng)用校園網(wǎng)絡(luò)，把“課程簡(jiǎn)介、教學(xué)大綱、PPT教學(xué)課件、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與指導(dǎo)、課程設(shè)計(jì)與指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)室介紹、習(xí)題精選和試卷樣例、動(dòng)感課堂”等教學(xué)資源放在校園網(wǎng)上，方便學(xué)生課后學(xué)習(xí)使用，向?qū)W生開放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可通過預(yù)約的方式進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，完成作業(yè)、要求的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、個(gè)人的興趣設(shè)計(jì)或自主實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等內(nèi)容，并按相關(guān)考核要求進(jìn)行考核，提高安裝、程序錄入與系統(tǒng)調(diào)試的能力，增強(qiáng)分析解決問題的能力。

改進(jìn)考試方法。采取命題、筆試編程、上機(jī)運(yùn)行調(diào)試的綜合考核辦法。筆試部分的基本概念和原理、控制電路及程序指令設(shè)計(jì)等部分占總成績(jī)的60%，程序?qū)懭搿惭b接線和運(yùn)行調(diào)試占總成績(jī)的40%。

三、改革的成效

1.推動(dòng)了教師的科研，并將科研成果應(yīng)用于課程教學(xué)中取得成效。除應(yīng)用組態(tài)軟件開發(fā)了“基于Web的《電氣控制與PLC技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)動(dòng)感課堂教學(xué)系統(tǒng)軟件”外，還主持并完成了省教育廳項(xiàng)目“基于PLC技術(shù)的控制系統(tǒng)仿真及應(yīng)用研究”，且獲得學(xué)院教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。

2.有效提高了學(xué)生應(yīng)用技術(shù)的能力和水平。通過課程改革把抽象的控制理論與具體的工程實(shí)踐聯(lián)系起來，逐步形成“課程實(shí)踐——綜合技能訓(xùn)練——課外科技活動(dòng)——課程設(shè)計(jì)——畢業(yè)生設(shè)計(jì)”循序漸進(jìn)的技能訓(xùn)練體系。

近年來，基于《電氣控制與PLC技術(shù)》應(yīng)用的畢業(yè)設(shè)計(jì)已有20多個(gè)課題。此外，有近200名畢業(yè)生參加了國家高級(jí)職業(yè)技能鑒定考核（電氣控制與PLC技能約占考核內(nèi)容70%），合格率87%。

3.收到了“以點(diǎn)帶面”的效果，全面推動(dòng)我校電氣工程專業(yè)及其它工程技術(shù)類課程的改革和建設(shè)工作。

4.體現(xiàn)了《電氣控制與PLC技術(shù)》以“弱電控制強(qiáng)電，軟件控制硬件，虛擬仿真與實(shí)際控制相結(jié)合”的新理念和特色，體現(xiàn)了電氣工程行業(yè)技術(shù)背景和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

教學(xué)改革是一個(gè)無止境的話題，要從自身實(shí)際出發(fā)，立足于提高教學(xué)質(zhì)量。工程類的技術(shù)型課程，要關(guān)注行業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)和新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)，把有效提高學(xué)生的工程能力和技術(shù)開發(fā)應(yīng)用能力作為教學(xué)改革的立足之本，使培養(yǎng)的人才符合行業(yè)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用方向，教學(xué)改革才有生命力，也才能培養(yǎng)具有可持續(xù)發(fā)展的高級(jí)工程應(yīng)用型人才。

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[1]張萬忠.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：1-6.

[2]史國生.電氣控制與可編程控制器技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：98-100.

作者簡(jiǎn)介：劉玉（1963—）女，云南個(gè)舊人，高級(jí)講師，云南錫業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系主任，從事電氣控制、PLC技術(shù)教學(xué)與研究工作。