劉群英+王冰峰+陳樹恒+張昌華

摘要：基于現(xiàn)階段《電氣控制與PLC應(yīng)用》課程課堂教學(xué)與實驗教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題，本文介紹對該課程教學(xué)改革所做的一些探索。首先緊跟社會發(fā)展的步伐，從教學(xué)理念上進(jìn)行改進(jìn)，以追蹤課程相關(guān)前沿技術(shù)及發(fā)展為導(dǎo)向，突出新技術(shù)、新方法；其次，針對本門課程的特點和培養(yǎng)目標(biāo)，改進(jìn)課堂教學(xué)方式，提高學(xué)生對基本原理的理解和掌握，突出實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，改革實驗內(nèi)容和實驗成績的評定方式，加強(qiáng)學(xué)生實際動手能力，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：PLC應(yīng)用；前沿技術(shù)導(dǎo)向；實踐型

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）23-0142-02

一、前言

《電氣控制與PLC應(yīng)用》是一門綜合性的技術(shù)應(yīng)用課程，存在教學(xué)手段單一、教學(xué)設(shè)施薄弱、教學(xué)方法落后的問題，多數(shù)高校都將《電氣控制與PLC》界定為專業(yè)基礎(chǔ)課，需進(jìn)行改革才能充分展現(xiàn)專業(yè)基礎(chǔ)課的培養(yǎng)功能。

二、課程改革內(nèi)容

課程改革內(nèi)容主要包括課程教學(xué)和課程實驗環(huán)節(jié)兩部分。電氣控制與PLC的培養(yǎng)目標(biāo)是要求學(xué)生掌握低壓電器的原理以及基于PLC的應(yīng)用，教師先課堂講解，然后學(xué)生分組到實驗室進(jìn)行PLC實驗。所用PLC幾乎全是經(jīng)歷了多年的設(shè)備，導(dǎo)致培養(yǎng)目標(biāo)與課程教學(xué)方式嚴(yán)重不匹配。本課程改革內(nèi)容主要包括課堂教學(xué)理念、教學(xué)方式和實驗環(huán)節(jié)的改革等幾方面。

（一）基于前沿技術(shù)的課堂教學(xué)理念改革

拋棄常規(guī)的照本宣科，電氣控制與PLC在教學(xué)過程中，教師在備課環(huán)節(jié)將對所涉及的低壓電器，如接觸器和繼電器等，在現(xiàn)階段面臨的技術(shù)進(jìn)步和革新有全面的了解，了解新設(shè)備以及優(yōu)缺點和發(fā)展趨勢，針對特定電器設(shè)備，要求學(xué)生自行查詢相關(guān)資料，全面調(diào)研。

（二）課堂教學(xué)方式的改革

教師在遇到大量案例演示、程序運行等無法準(zhǔn)確表達(dá)的情況時，使用圖片或動畫的形式講述。例如，學(xué)生在理解接觸器線圈得電和觸點閉合之間的關(guān)系時，適合采用動畫形式，增加學(xué)生興趣。對于繼電接觸器控制線路的設(shè)計方法和PLC程序設(shè)計方法和過程，以板書為主。如果將設(shè)計好的程序直接以幻燈片的形式演示出來，學(xué)生很容易忽略重點。在使用經(jīng)驗設(shè)計法設(shè)計電動機(jī)控制電路過程中，應(yīng)先板書分析啟停條件和自鎖條件，分析是否需要延時，最后分析互鎖和保護(hù)條件。不要一蹴而就，應(yīng)分步進(jìn)行，使學(xué)生循序漸進(jìn)。

（三）實驗環(huán)節(jié)的改革

實驗環(huán)節(jié)的改革包括實驗項目的設(shè)計、實驗執(zhí)行環(huán)節(jié)方面，以提升學(xué)生應(yīng)用能力為主要目標(biāo)。根據(jù)現(xiàn)有實驗條件、工程技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用以及課程培養(yǎng)目標(biāo)三個方面綜合考慮，從提高學(xué)生動手能力的角度來設(shè)計實驗項目。鑒于目前變頻器技術(shù)在所有帶有電動機(jī)的機(jī)械設(shè)備中都有應(yīng)用，并且實驗室具備變頻器實驗相關(guān)的設(shè)備條件，因此將變頻器調(diào)速實驗項目作為重要實驗項目之一。

圖1展示了實驗環(huán)節(jié)改革思路。實驗環(huán)節(jié)包括控制策略的梯形圖制作和實物連接部分，為提高學(xué)生對接觸器、繼電器、熔斷器的應(yīng)用，設(shè)計了電動機(jī)的調(diào)速實驗。為提高學(xué)生對基本邏輯指令的應(yīng)用，設(shè)計了如交通燈控制、礦泉水灌裝線控制。為讓學(xué)生掌握DH+網(wǎng)絡(luò)的工作原理，設(shè)計自來水生產(chǎn)與調(diào)度控制等有實物模型的實驗項目，學(xué)生只需要獨立完成一組即可，任課教師設(shè)計實驗過程。以自來水生產(chǎn)與調(diào)度控制為例，實驗室自來水控制系統(tǒng)實物如圖2所示。

所涉及的實驗執(zhí)行環(huán)節(jié)由任課老師詳細(xì)設(shè)計，具體步驟如下：

CCW軟件編程：讓學(xué)生熟悉程序下載調(diào)試方法；熟悉設(shè)備輸入輸出接口特性與控制器接口特性，讓學(xué)生掌握變頻器與交流水泵的接線以及變頻器與Micro850的連接；參照原理，對Micro850控制器與恒壓供水實驗設(shè)備進(jìn)行接線，培養(yǎng)動手能力；用CCW軟件編程實現(xiàn)在Micro850中的變量設(shè)置；啟動變頻器的MSG_MODBUS模塊設(shè)置；進(jìn)入調(diào)試模式，需要完成的內(nèi)容包括：引入PID模塊，改變用水量，觀察液位的變化情況，調(diào)整PID參數(shù)；設(shè)置防爆管模塊，防止液壓過高爆管。手動改變變頻器值時不能準(zhǔn)確調(diào)節(jié)到預(yù)設(shè)值，要多次調(diào)節(jié)，觀察測試步長的改變，在水位接近預(yù)設(shè)值附近時減少或者增加。

實驗時間和方式的改革，采取時間自主的實驗方式，實驗時間靈活。先將學(xué)生進(jìn)行分組，兩人一組的方法，方便學(xué)生的相互討論，在學(xué)生有空時都可進(jìn)實驗室進(jìn)行實驗，直到實驗結(jié)果滿意為止，這就實際上延長了學(xué)生摸索以及思考的時間，更有利于學(xué)生充分思考實驗方法并切實提高解決問題的能力。

最終考核，學(xué)生以PPT報告的形式，突出實驗環(huán)節(jié)的重要性。

三、結(jié)論

電氣控制與PLC課程的培養(yǎng)目標(biāo)，從當(dāng)前的教學(xué)角度，是提高學(xué)生實際動手能力以及解決問題的能力。另外，還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生積極了解社會生產(chǎn)實際需求、緊跟前沿技術(shù)發(fā)展的習(xí)慣。教師在教學(xué)過程中以實際工程作為案例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新精神，灌輸給學(xué)生新技術(shù)、新理念。其次，在實驗項目的設(shè)計上，應(yīng)該緊跟社會的前沿新技術(shù)應(yīng)用趨勢，開設(shè)切實有用、有啟發(fā)性的實驗項目，做到有針對性地培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展的卓越技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏祥林，傅龍飛，王樹東.“電氣控制與PLC應(yīng)用”課程教學(xué)理念優(yōu)化[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2012，34（2）：20-22.

[2]朱曉東，王杰.“電氣控制與PLC應(yīng)用”課程教學(xué)改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2012，34（4）：36-38.

Teaching Exploration of "Electric Control and PLC Application" Based on Technology

LIU Qun-ying，WANG Bing-feng，CHEN Shu-heng，ZHANG Chang-hua

（University of Electronic Science and Technology of China，Chengdu，Sichuan 610000，China）

Abstract：Based on the problems of the classroom teaching and the experiment teaching，which exist on "Electrical Control and PLC Applications" course，some exploration of the teaching reform is proposed.Firstly，following the pace of social development，the teaching idea is improved to track the course of cutting-edge technologies and development and the new technologies and new methods are prominent；secondly，according to the characteristics of the curriculum and training objectives，teaching methods are improved to promote students to understanding and mastering the basic principle.The evaluation methods of experiment teaching is outstanding and the experiment content and the test method of experiment results are reformed.By teaching reforming， practical ability of the students is enhanced and the teaching quality of the course is improved.

Key words：PLC application；technology oriented；practice type