《电气控制与ｐｌｃ》理实一体化教学的分析与探讨

2009-09-21叶丽君

中小企业管理与科技·下旬刊 2009年6期

叶丽君

摘要：本文针对《电气控制与plc》目前在职业学校教学方面存在一些问题，提出了理实一体化教学方法，分析理实一体化教学的特点，对课程的性质、教学实验、实践环节和课时分配进行探讨。

关键词：电气控制 plc 理实一体化课程

1 目前课程教学现状分析

《电气控制与plc》教学单元分为电气控制技术和可编程控制器原理及应用两部分。电气控制技术内容的教学，使学生学会正确选择和使用电气设备，分析机械设备电气控制原理，设计简单设备电气控制柜的原理图、接线图。可编程控制器原理及应用内容的教学，使学生掌握PLC对不同设备、不同程序的编程方法及编程技巧，认识PLC在逻辑控制编程的灵活性及优越性，为以后对PLC的高级应用打好基础，为从事自动化行业的工作做好后盾。

但是，在实际教学过程中往往只注重理论知识学习，不注重设计和制造的工艺过程，也没有将plc在电机、数控机床等设备的控制系统中的应用结合起来教学，对学生实践能力的培养缺乏帮助。对于这门课程如果采用理实一体化教学，通过实验和课程设计，使学生建立感性认识，更有利于课程学习和对所学内容作更进一步的深入研究。

2 理实一体化教学的特点

理论与实践一体化教学法是职业学校专业教学中探索创新的一种教学方法，将有关专业设备和教学设备同置一室，将专业理论课与生产实习、毕业实习等实践性教学环节重新分解、整合，安排在专业教室中进行教学。师生双方共同在专业教室里边教、边学、边做来完成某—教学任务。这种融理论教学、实践教学为一体的教学方法，改变了传统的理论和实践相分离的做法，强调充分发挥教师的主导作用，将理论学习与实际训练紧密结合起来，注重培养学生动手能力，突出教学内容和教学方法的应用性、综合性、实践性和先进性，利于全程构建素质和技能培养框架，丰富课堂教学和实践教学环节，提高教学质量。①教学应强调以学生发展为本，不仅关注学生掌握知识和技能的情况，还应关注学生获得知识的途径和方法，更要关注学生的情感态度和价值观的形成。②教学应更多地考虑怎样“教”才能促进“学”，教师重在指导学生学会学习，“教”是为“学”服务的。③学校应创设良好的教学环境，注重学习与探索的过程，理论与实践的合一，知识与技能的渗透。④教学应创造更多的机会让学生体验生活，启迪思维，挖掘潜能，开创研究性学习。

3 课程的性质与任务

《电气控制与PLC》是电气技术专业的一门重要专业课程。本课程性质是一门应用性很强的的课程，机械和电气的配合关系越来越紧密，传统的继电—接触器控制技术在日常生活中、各个生产领域里随处可见。近年来，随着我国科学技术的飞速发展，生产自动化程度日益提高，可编程控制器(PLC)在工业控制的各个领域得到了极为广泛的应用。由于PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、性价比高、编程简单、使用方便等特点，已成为工业自动化控制的一种强有力的实用工具。本课程任务是：通过课堂讲授和实践教学，使学生熟悉电气控制设备的基本构成，掌握电气设备的基本原理和分析方法，学会正确选择和使用电气设备，具有一定的电气控制线路设计能力，掌握PLC的梯形图和编程语言，学会可编程控制器应用系统设计方法。

4 课程基本内容和教学要求

《电气控制与PLC》课程基本内容分为电气控制技术和可编程控制器原理及应用两大部分。

电气控制技术部分：①常用低压电器介绍，要求学生掌握接触器的选择与应用，了解其它常用电器。②拖动系统基本控制电路，要求学生掌握电动机全压起动控制电路；了解电动机起动、制动控制电路。③典型生产机械电气控制系统，要求学生掌握车床电气控制线路；熟悉其它电气控制线路。④电气控制系统设计，要求学生掌握简单电气控制电路图和接线图的设计方法；熟悉电气控制系统设计的一般规律。

可编程控制器原理及应用部分(选择三菱FX2N系列可编程序控制器为主要教学对象) ：①可编程控制器概述、构成原理，要求熟悉可编程控制器基本组成；了解可编程控制器工作原理。②FX2N系列PLC基本指令及编程方法，要求学生掌握基本指令的功能；熟悉基本指令的应用。③可编程控制器应用系统设计，要求学生通过可编程控制器应用举例分析，掌握可编程控制器应用系统设计方法。

主要讲授PLC的基本概念、基本结构及内部器件、PLC的编程方法和技巧。学生通过对本课程的学习，应具有一定的提出问题、分析问题、解决工业控制实际问题的能力。具体要求如下：①了解PLC的基本结构、工作原理；②掌握S7—200基本构成、内部元件及地址；③熟练掌握可编程控制器的基本指令系统和典型电路的编程，掌握可编程控制器的程序设计方法；④掌握功能图的编程方法、熟悉功能指令的使用、程序设计；⑤掌握和了解可编程控制器的网络和通讯原理，会编制简单的通讯程序；⑥了解可编程控制器的实际应用程序的设计步骤和方法。

5 教学实验及及实践环节

教学实验：实验一：往返装卸料小车的控制电路设计；实验二：FX2控制的五层电梯自动控制系统程序设计。课程设计：基于PLC的四相步进电机控制。

5.1 步进电机的控制原理四相步进电机的控制要求：①能对四相步进电机的转速进行控制；②可实现对四相步进电机的正反转控制；③能对四相步进电机的步数进行控制。

5.2 PLC控制系统的设计步进电机控制的最大特点是开环控制，不需要反馈信号。因为步进电机的运动不产生旋转量的误差累积。选用三菱FX2—32MR PLC进行设计。

用PLC控制四相双四拍步进电机的方法简单易行，可靠性高。由于采用了PLC控制步进电机技术，所以改变控制参数相当方便，只需改变PLC程序中相应部分即可。对任何相数的步进电机都可以使用，在设计方法上简单易行。

通过设计，培养学生可编程控制器的综合应用能力，使学生对所学的知识进行一次综合的应用，为以后从事相关的专业打下良好的基础。

参考文献：

[1]张凤珊.电气控制及可编程序控制器.2版[M].北京:中国轻工业出版社.2003，

[2]余雷声等编.电气控制与PLC应用.北京：机械工业出版社.1998.

[3]常斗南主编.可编程控制器原理·应用·实验.北京：机械工业出版社.1998.

[4]胡学林等编.电气控制与PLC.北京：冶金工业出版社.1997.

[5]齐占山主编.机床电气控制技术.北京：机械工业出版社.1993.