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）

針對機電工程學(xué)院各專業(yè)教學(xué)特點和技能型人才培養(yǎng)的實際需求，本文結(jié)合電氣控制與PLC課程的教學(xué)改革與實踐，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，加強實驗實訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力。通過教學(xué)實踐，學(xué)生的動手能力和知識的綜合應(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，尤其在自動化控制、智能儀器儀表、精密加工、數(shù)控機床等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1]。在機械設(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技術(shù)的應(yīng)用，PLC的應(yīng)用越來越廣泛。目前，尤其是小型PLC，采用類似繼電器邏輯的過程操作語言，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)對機電類專業(yè)的高職高專學(xué)生來說是必不可少的[2]。電氣控制與PLC課程即強調(diào)理論又偏重實際應(yīng)用，實踐性非常強，對學(xué)生今后的工作影響很大，因此，這門課程作為本學(xué)院機電類和電氣自動化類專業(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、電機的運行控制線路設(shè)計等；PLC部分介紹西門子S7-200系列的基本指令、編程語言及編程方法、PLC的通信和安裝接線以及通過PLC實現(xiàn)各種自動控制。

1 傳統(tǒng)的教學(xué)模式及其缺點

對這門課程的教學(xué)，過去一直沿用傳統(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)進行講解。

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

表1 控制項目

這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式教學(xué)效果不是很理想，學(xué)生聽起來費勁兒，老師講起來費力；學(xué)生對理論一知半解，實踐技能也沒有很好的掌握。

面對現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對工程技術(shù)人員工程能力要求較高的形勢，對于這門課的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段都需要進行深入的改革[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)團隊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)實際調(diào)研，結(jié)合我院新增的電氣控制實驗室，將電氣控制與PLC控制的部分內(nèi)容進行了整合，將課堂講授與實驗實訓(xùn)結(jié)合起來，加強學(xué)生對課程的掌握。

下面就這門課程授課的具體實施過程做一下詳細的介紹。

（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。通過多媒體的形式，播放一些自動控制的案例。例如：十字路口交通燈的自動控制、電梯的上下運動控制、機床的自動控制等。

通過觀察，學(xué)生可以了解到兩種控制方式，即通過低壓電器元件實現(xiàn)電氣自動控制和通過PLC程序來實現(xiàn)自動控制。進而使學(xué)生了解到這門課的教學(xué)目的。

（2）授課過程中，選擇典型工程案例教學(xué)，使學(xué)生建立工程意識。常用的低壓電器知識是電氣控制的基礎(chǔ)，通過一些動畫演示讓學(xué)生真正了解低壓電器的工作原理，進而能夠應(yīng)用于工程實際。PLC控制部分介紹西門子S7-200的基本指令，編程語言重點介紹梯形圖和指令表。

重點是對三相鼠籠型異步電動機的啟停控制將電氣控制PLC控制進行整合，見表1。

通過學(xué)習(xí)，用兩種不同的控制方法能夠?qū)﹄姍C的各種運行實現(xiàn)控制，加深學(xué)生對內(nèi)容的掌握。進而讓學(xué)生比較這兩種控制方式的相同點和區(qū)別，掌握分析和設(shè)計控制線路的方法。

（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的教學(xué)外，還要更加注重實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在實驗實訓(xùn)課上，把實訓(xùn)項目的任務(wù)布置給學(xué)生，學(xué)生采用分組方式，對上述控制項目先用電氣控制的方法進行訓(xùn)練，再用PLC程序來控制訓(xùn)練，結(jié)合所學(xué)到的理論知識，理論聯(lián)系實際，讓學(xué)生充分認識和掌握電氣控制的特點、積累電氣控制系統(tǒng)設(shè)計和故障處理的經(jīng)驗。對于存在的問題，逐個給予解決。通過實驗實訓(xùn)的練習(xí)，學(xué)生可以熟練應(yīng)用PLC實現(xiàn)對電氣設(shè)備的自動控制，進而更加深入的掌握PLC系統(tǒng)設(shè)計的思想。

（4）掌握了電機運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的知識和PLC的設(shè)計思路，項目列表見表2，讓學(xué)生進行控制程序的設(shè)計。在此過程中主要是以學(xué)生為主體，循序漸進由簡到難逐步完成設(shè)置的實驗，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，解決工業(yè)生產(chǎn)控制中的問題。

表2 PLC控制項目

3 結(jié)論

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

[1]項新建.自動化專業(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,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)用及實驗教程［M］.北京:機械工業(yè)出版社,2006

[4]陳曉平.關(guān)于電類專業(yè)課程設(shè)計教學(xué)方法的探討［J］.江蘇大學(xué)學(xué)報(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：李曉霞

李超娜（1981-），女，漢族，河北趙縣人，機電工程學(xué)院，講師，碩士，研究方向為機電產(chǎn)品質(zhì)量評估及CAD/CAPP/CAM，主要從事機電工程專業(yè)教學(xué)工作。