電氣控制與PLC課程教學改革與實踐

李超娜，李俊霞，佟海俠

（石家莊理工職業學院，河北石家莊 050228）

電氣控制與PLC課程教學改革與實踐

李超娜，李俊霞，佟海俠

（石家莊理工職業學院，河北石家莊 050228）

針對機電工程學院各專業教學特點和技能型人才培養的實際需求，本文結合電氣控制與PLC課程的教學改革與實踐，探討適合本課程的教學模式。采用工程案例教學，多媒體授課，加強實驗實訓，培養學生工程實踐能力。通過教學實踐，學生的動手能力和知識的綜合應用能力得到了很大的提高，取得了常規教學方法難以達到的教學效果。

電氣控制；PLC；教學改革

引言

電氣控制與PLC技術已廣泛應用于工業、農業及其他諸多領域，尤其在自動化控制、智能儀器儀表、精密加工、數控機床等領域得到廣泛應用[1]。在機械設備的控制中，電氣控制亦比其他的控制方法使用的更為普遍。隨著科學技術的發展，特別是大規模集成電路的問世和微處理機技術的應用，PLC的應用越來越廣泛。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，備受電氣工程技術人員的歡迎。了解和學習這些重要的技術對機電類專業的高職高專學生來說是必不可少的[2]。電氣控制與PLC課程即強調理論又偏重實際應用，實踐性非常強，對學生今后的工作影響很大，因此，這門課程作為本學院機電類和電氣自動化類專業必修的一門專業課。主要講授兩大部分的內容，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實現各種自動控制。

1 傳統的教學模式及其缺點

對這門課程的教學，過去一直沿用傳統的教學模式。

（1）在教學內容上，按照教材的順序由前向后依次按章節進行講解。

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

表1 控制項目

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

面對現代工業發展對工程技術人員工程能力要求較高的形勢，對于這門課的教學內容、教學方法與手段都需要進行深入的改革[4]。

2 整合課程內容，改革課程教學模式

為了取得更好的教學效果和探索更好的教學模式，課程教學團隊積極從事課程的建設工作。到同類院校深入學習，到工礦企業實際調研，結合我院新增的電氣控制實驗室，將電氣控制與PLC控制的部分內容進行了整合，將課堂講授與實驗實訓結合起來，加強學生對課程的掌握。

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，先給學生整體介紹課程的內容、地位和作用等，讓學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，學生可以了解到兩種控制方式，即通過低壓電器元件實現電氣自動控制和通過PLC程序來實現自動控制。進而使學生了解到這門課的教學目的。

（2）授課過程中，選擇典型工程案例教學，使學生建立工程意識。常用的低壓電器知識是電氣控制的基礎，通過一些動畫演示讓學生真正了解低壓電器的工作原理，進而能夠應用于工程實際。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。

通過學習，用兩種不同的控制方法能夠對電機的各種運行實現控制，加深學生對內容的掌握。進而讓學生比較這兩種控制方式的相同點和區別，掌握分析和設計控制線路的方法。

（3）為提高教學質量，教師除了在課堂上要深入理論知識的教學外，還要更加注重實踐教學環節。在實驗實訓課上，把實訓項目的任務布置給學生，學生采用分組方式，對上述控制項目先用電氣控制的方法進行訓練，再用PLC程序來控制訓練，結合所學到的理論知識，理論聯系實際，讓學生充分認識和掌握電氣控制的特點、積累電氣控制系統設計和故障處理的經驗。對于存在的問題，逐個給予解決。通過實驗實訓的練習，學生可以熟練應用PLC實現對電氣設備的自動控制，進而更加深入的掌握PLC系統設計的思想。

（4）掌握了電機運行的這兩種控制方法以后，讓學生能夠更加深入的學習PLC的知識和PLC的設計思路，項目列表見表2，讓學生進行控制程序的設計。在此過程中主要是以學生為主體，循序漸進由簡到難逐步完成設置的實驗，培養學生的工程應用能力，以便在今后工作中能夠充分應用所學知識，解決工業生產控制中的問題。

表2 PLC控制項目

3 結論

電氣控制與PLC課程的教學改革是一項非常重要的工作，既要重視理論知識的學習，又要重視教學實踐環節，同時任課教師要不斷學習，更新知識，提高自身素質。教學方法要不斷創新，課程教學以“實際應用”為出發點，培養出真正具有實際操作能力的人才。

[1]項新建.自動化專業學生工程應用能力培養模式探討［J］.浙江科技學院學報,2005(03)

[2]李道霖.電氣控制與PLC原理及應用［M］.北京:電子工業出版社,2009

[3]宋伯生.PLC應用及實驗教程［M］.北京:機械工業出版社,2006

[4]陳曉平.關于電類專業課程設計教學方法的探討［J］.江蘇大學學報(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，機電工程學院，講師，碩士，研究方向為機電產品質量評估及CAD/CAPP/CAM，主要從事機電工程專業教學工作。