摘 要:電力拖動與可編程序控制器(PLC)是電氣類專業(yè)的兩門專業(yè)課,根據(jù)課程的特點,針對傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足,將電力拖動與可編程序控制器(PLC)相關(guān)內(nèi)容結(jié)合在一起教學(xué),對兩者如何結(jié)合和具體實施方法及結(jié)合后的教學(xué)效果進行了探討。
關(guān)鍵詞:電力拖動;PLC;有機結(jié)合;教學(xué)實施
電力拖動是中等職業(yè)學(xué)校電氣類專業(yè)的一門集理論與技能訓(xùn)練為一體的專業(yè)課程,是講述滿足生產(chǎn)機械運動要求的電動機控制線路工作原理及其安裝檢修的一門學(xué)科。傳統(tǒng)的電力拖動采用繼電器、接觸器控制方式。隨著科技的發(fā)展,可編程序控制器即PLC代替繼電器控制系統(tǒng)成為工業(yè)自動化的重要組成部分??删幊绦蚩刂破魇且环N數(shù)字運算操作電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令,并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?,F(xiàn)代企業(yè)對電氣專業(yè)的學(xué)生要求越來越高,傳統(tǒng)的繼電器、接觸器控制已遠遠達不到時代的要求。PLC課要以電力拖動課為基礎(chǔ),因此,對于電氣專業(yè)的學(xué)生,學(xué)好這兩門課都非常重要。
現(xiàn)在中職學(xué)校電力拖動與PLC是兩門課,每門課有些學(xué)校還把理論與技能分開來教。中職學(xué)生文化基礎(chǔ)偏弱,對專業(yè)課的學(xué)習(xí),特別是理論部分的學(xué)習(xí)困難較大。因此,在教學(xué)中將理論與技能結(jié)合,將電力拖動與PLC相關(guān)內(nèi)容有機結(jié)合,將兩門課放到一起進行教學(xué),可以降低學(xué)習(xí)難度,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效率,取得好的學(xué)習(xí)效果。
一、電力拖動、PLC課程教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問題
電力拖動的教學(xué)中學(xué)生會有以下困難:電氣識圖困難、控制原理的理解困難、技能訓(xùn)練時線路圖與實際元件對應(yīng)不準確、不能獨立安裝檢修控制線路。造成這樣結(jié)果的主要原因是中職學(xué)生基礎(chǔ)差,學(xué)習(xí)能力弱;還是教學(xué)方法不當,有些學(xué)校理論與技能還在分開教學(xué),理論與技能由不同的教師擔(dān)任,在不同的時間上課。理論講解與技能訓(xùn)練脫節(jié),理論不能很好地指導(dǎo)實踐,實踐不能很好促進對理論的理解,使學(xué)生學(xué)習(xí)遇到困難。
PLC的學(xué)習(xí),因為不是實際的繼電器,看不到觸頭與導(dǎo)線連接方式,學(xué)生同樣遇到學(xué)習(xí)困難,對PLC的內(nèi)含理解不透、編程語言與編程方法不熟練、不會畫I/O圖、外圍接線不準確等。
如何化難為易,幫助學(xué)生理解兩門課的理論內(nèi)容,理解PLC的內(nèi)含,同時掌握電力拖動控制線路的安裝檢修,掌握PLC編程方法、I/O圖的畫法、外圍接線的連接、程序?qū)懭肱c運行等,教師應(yīng)勇于探索,嘗試更加有效的教學(xué)模式。
二、教學(xué)中具體的措施
1.電力拖動課理論與技能的有機結(jié)合,即進行一體化教學(xué)
理論與技能訓(xùn)練由同一教師擔(dān)任,采用《電力拖動控制線路與技能訓(xùn)練》(勞動版第四版)一體化教材進行教學(xué)。方法是教師講中練,練中講。如,“低壓電器”這一單元的教學(xué),教師用實際的元器件結(jié)合多媒體進行教學(xué),講解各電器的結(jié)構(gòu)、原理、參數(shù)、安裝注意事項等,之后馬上讓學(xué)生分組拆裝電器元件。學(xué)生通過動手拆裝,直接觀察,可以很好地理解元器件的結(jié)構(gòu)、工作原理。又如,基本控制線路的教學(xué),教師借助多媒體講解線路控制原理,利用多媒體的動畫效果,幫助學(xué)生理解原理。講解原理后,馬上結(jié)合實際的控制盤講解布線方法,布線工藝要求,學(xué)生進行配盤技能訓(xùn)練。這其中要求每個學(xué)生要復(fù)述控制線路的原理,之后再在紙上結(jié)合接線圖設(shè)計合理布線通道與各接點的連接方式,然后按工藝要求進行實際布線,完成后檢查接線正確即可通電試車。這樣學(xué)生通過理論、技能一體化的學(xué)習(xí)實踐,加深了對理論知識的理解,降低了學(xué)習(xí)的難度,同時用理論指導(dǎo)技能訓(xùn)練,提高了學(xué)生的識圖能力與正確接線的能力。
2.電力拖動與PLC有機結(jié)合
電力拖動主要講解電動機基本控制線路和生產(chǎn)機械的控制線路,它的控制依賴于繼電器和接觸器來完成。技術(shù)的發(fā)展,PLC的控制取代了傳統(tǒng)的控制方式,它是利用存儲程序來控制各種類型機械或生產(chǎn)過程。雖然控制方式不同,但兩者控制思路相似,PLC 本身是從早期的繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來的,梯形圖是PLC使用得最多的編程語言,梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似,所以將電動機控制線路轉(zhuǎn)換為PLC控制是電力拖動課的合理延伸。兩門課的相關(guān)內(nèi)容有機地組合,即以電力拖動教學(xué)為主線,把PLC的一些內(nèi)容結(jié)合進電力拖動教學(xué)中,將每一個電力拖動基本控制線路與對應(yīng)的PLC控制作為一個課題進行一體化教學(xué)。
具體教學(xué)過程的實施,以三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制這一課題為例說明。首先電力拖動進行原理的講解與技能的訓(xùn)練一體化教學(xué),之后延伸到PLC的教學(xué),也實行一體化教學(xué)。PLC一體化教學(xué)具體為:(1)講解所需PLC相關(guān)知識,如,輸入、輸出繼電器,編程指令,梯形圖編程方法等。(2)項目實施,第一步是分析控制要求,分配輸入點和輸出點,寫出I/O通道地址分配表;第二步是畫出PLC接線圖,即I/O接線圖;第三步是程序設(shè)計;第四步是在計算機上進行程序輸入及仿真運行;第五部是程序下載到PLC;第六步是外圍線路安裝;第七部是通電調(diào)試。其他課題以此為例進行。
3.繼電器—接觸器邏輯控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)比較
學(xué)生觀察PLC控制效果與電力拖動控制效果一樣。采用電力拖動與PLC組合的教學(xué)方式,學(xué)生可以對繼電器—接觸器邏輯控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)進行比較,看到它們的不同點有:(1)組成器件不同。繼電器—接觸器邏輯控制系統(tǒng)是由許多硬件繼電器和接觸器組成,而PLC則是由許多“軟繼電器”組成。傳統(tǒng)的繼電器—接觸器邏輯控制系統(tǒng)由于使用了大量的機械觸點,使系統(tǒng)可靠性大大降低。而PLC采用無機械觸點的邏輯運算微電子技術(shù),復(fù)雜的控制由PLC內(nèi)部運算器完成,故壽命長,可靠性高。(2)觸點的數(shù)量不同,繼電器和接觸器的觸點少,而PLC內(nèi)部的“軟繼電器”可供編程的觸點數(shù)是無限的。(3)控制方式不同,繼電器—接觸器邏輯控制系統(tǒng)是通過原件之間的硬件接線來實現(xiàn),而PLC控制系統(tǒng)是通過軟件編程實現(xiàn)控制功能的。(4)工作方式不同,繼電器—接觸器邏輯控制系統(tǒng)中,當電源接通時,各繼電器都處于受制約狀態(tài)。在PLC中,各“軟繼電器”都處于周期性循環(huán)掃描接通中,每個“軟繼電器”受制約接通的時間是極其短暫的。
采用電力拖動與PLC的組合的教學(xué)模式,幫助學(xué)生理解了PLC控制的內(nèi)含,使學(xué)生從電力拖動學(xué)習(xí)自然地過渡到PLC的學(xué)習(xí),降低了PLC的教學(xué)難度。
三、采用電力拖動與PLC組合教學(xué)模式的效果
1.優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)
將電力拖動與PLC有機結(jié)合,進行統(tǒng)一規(guī)劃,形成課程體系,既加強了兩門課之間的內(nèi)在聯(lián)系,又減少了不必要的重復(fù),使課程設(shè)置更加精練。
2.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
降低了PLC的入門難度,學(xué)生很好地掌握電力拖動控制線路轉(zhuǎn)換為PLC控制的方法,提高PLC編程與外圍接線的能力,為復(fù)雜的PLC控制的設(shè)計、編程、實施控制奠定了一個很好的基礎(chǔ)。
3.強化實踐教學(xué),提高教學(xué)效率,推動課程體系整體優(yōu)化有利于培養(yǎng)具有實踐能力和創(chuàng)新精神的優(yōu)秀人才
總之,電力拖動與PLC的結(jié)合的教學(xué)是提高學(xué)生能力與素質(zhì)的有效教學(xué)模式,在教學(xué)中可以進一步加以探索,完善教學(xué)內(nèi)容與方法,培養(yǎng)更多的優(yōu)秀的職專生。
參考文獻:
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編輯 董慧紅