電力拖動與PLC結合教學初探

摘 要：電力拖動與可編程序控制器（PLC）是電氣類專業的兩門專業課，根據課程的特點，針對傳統教學模式的不足，將電力拖動與可編程序控制器（PLC）相關內容結合在一起教學，對兩者如何結合和具體實施方法及結合后的教學效果進行了探討。

關鍵詞：電力拖動；PLC；有機結合；教學實施

電力拖動是中等職業學校電氣類專業的一門集理論與技能訓練為一體的專業課程，是講述滿足生產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科。傳統的電力拖動采用繼電器、接觸器控制方式。隨著科技的發展，可編程序控制器即PLC代替繼電器控制系統成為工業自動化的重要組成部分。可編程序控制器是一種數字運算操作電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程的存儲器，用來在其內部存儲、執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作指令，并通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。現代企業對電氣專業的學生要求越來越高，傳統的繼電器、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，因此，對于電氣專業的學生，學好這兩門課都非常重要。

現在中職學校電力拖動與PLC是兩門課，每門課有些學校還把理論與技能分開來教。中職學生文化基礎偏弱，對專業課的學習，特別是理論部分的學習困難較大。因此，在教學中將理論與技能結合，將電力拖動與PLC相關內容有機結合，將兩門課放到一起進行教學，可以降低學習難度，激發學生學習興趣，提高學習效率，取得好的學習效果。

一、電力拖動、PLC課程教學中發現的問題

電力拖動的教學中學生會有以下困難：電氣識圖困難、控制原理的理解困難、技能訓練時線路圖與實際元件對應不準確、不能獨立安裝檢修控制線路。造成這樣結果的主要原因是中職學生基礎差，學習能力弱；還是教學方法不當，有些學校理論與技能還在分開教學，理論與技能由不同的教師擔任，在不同的時間上課。理論講解與技能訓練脫節，理論不能很好地指導實踐，實踐不能很好促進對理論的理解，使學生學習遇到困難。

PLC的學習，因為不是實際的繼電器，看不到觸頭與導線連接方式，學生同樣遇到學習困難，對PLC的內含理解不透、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，幫助學生理解兩門課的理論內容，理解PLC的內含，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、程序寫入與運行等，教師應勇于探索，嘗試更加有效的教學模式。

二、教學中具體的措施

1.電力拖動課理論與技能的有機結合，即進行一體化教學

理論與技能訓練由同一教師擔任，采用《電力拖動控制線路與技能訓練》（勞動版第四版）一體化教材進行教學。方法是教師講中練，練中講。如，“低壓電器”這一單元的教學，教師用實際的元器件結合多媒體進行教學，講解各電器的結構、原理、參數、安裝注意事項等，之后馬上讓學生分組拆裝電器元件。學生通過動手拆裝，直接觀察，可以很好地理解元器件的結構、工作原理。又如，基本控制線路的教學，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，幫助學生理解原理。講解原理后，馬上結合實際的控制盤講解布線方法，布線工藝要求，學生進行配盤技能訓練。這其中要求每個學生要復述控制線路的原理，之后再在紙上結合接線圖設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。這樣學生通過理論、技能一體化的學習實踐，加深了對理論知識的理解，降低了學習的難度，同時用理論指導技能訓練，提高了學生的識圖能力與正確接線的能力。

2.電力拖動與PLC有機結合

電力拖動主要講解電動機基本控制線路和生產機械的控制線路，它的控制依賴于繼電器和接觸器來完成。技術的發展，PLC的控制取代了傳統的控制方式，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發展而來的，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的電路圖很相似，所以將電動機控制線路轉換為PLC控制是電力拖動課的合理延伸。兩門課的相關內容有機地組合，即以電力拖動教學為主線，把PLC的一些內容結合進電力拖動教學中，將每一個電力拖動基本控制線路與對應的PLC控制作為一個課題進行一體化教學。

具體教學過程的實施，以三相異步電動機正反轉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練一體化教學，之后延伸到PLC的教學，也實行一體化教學。PLC一體化教學具體為：（1）講解所需PLC相關知識，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；第七部是通電調試。其他課題以此為例進行。

3.繼電器—接觸器邏輯控制系統與PLC控制系統比較

學生觀察PLC控制效果與電力拖動控制效果一樣。采用電力拖動與PLC組合的教學方式，學生可以對繼電器—接觸器邏輯控制系統與PLC控制系統進行比較，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。傳統的繼電器—接觸器邏輯控制系統由于使用了大量的機械觸點，使系統可靠性大大降低。而PLC采用無機械觸點的邏輯運算微電子技術，復雜的控制由PLC內部運算器完成，故壽命長，可靠性高。（2）觸點的數量不同，繼電器和接觸器的觸點少，而PLC內部的“軟繼電器”可供編程的觸點數是無限的。（3）控制方式不同，繼電器—接觸器邏輯控制系統是通過原件之間的硬件接線來實現，而PLC控制系統是通過軟件編程實現控制功能的。（4）工作方式不同，繼電器—接觸器邏輯控制系統中，當電源接通時，各繼電器都處于受制約狀態。在PLC中，各“軟繼電器”都處于周期性循環掃描接通中，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的組合的教學模式，幫助學生理解了PLC控制的內含，使學生從電力拖動學習自然地過渡到PLC的學習，降低了PLC的教學難度。

三、采用電力拖動與PLC組合教學模式的效果

1.優化課程結構

將電力拖動與PLC有機結合，進行統一規劃，形成課程體系，既加強了兩門課之間的內在聯系，又減少了不必要的重復，使課程設置更加精練。

2.激發學生的學習興趣

降低了PLC的入門難度，學生很好地掌握電力拖動控制線路轉換為PLC控制的方法，提高PLC編程與外圍接線的能力，為復雜的PLC控制的設計、編程、實施控制奠定了一個很好的基礎。

3.強化實踐教學，提高教學效率，推動課程體系整體優化有利于培養具有實踐能力和創新精神的優秀人才

總之，電力拖動與PLC的結合的教學是提高學生能力與素質的有效教學模式，在教學中可以進一步加以探索，完善教學內容與方法，培養更多的優秀的職專生。

參考文獻：

[1]周穎惠.淺談電力拖動與PLC的結合教學[J].知識經濟，2013（05）.

[2]袁彥輝.淺析中職PLC教學[J].科技經濟市場，2013（04）.

編輯 董慧紅