基于生产设备的机电传动控制课程改革研究

王尧 张志义 胡艳娟 任丽敏 孙蓓 高兴华

【摘要】机电传动控制课程具有理论性强、实践性强的特点。本文分析了课程改革的背景，并从课程体系、教学内容、教材编写、实践环节等多方面提出了改革措施和具体做法。

【关键词】机电传动控制 改革 教学内容 教学方法

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）02-0053-02

机电传动控制课程是机械设计制造及其自动化专业本科生的必修课。由于电力传动控制装置和机械设备是一个不可分割的整体，所以通过该课程的学习，学生应能够了解机电传动控制的一般知识；掌握常见驱动电机、控制电机、低压电器、晶闸管等的工作原理、特性、应用和选用的方法；掌握常用的开环、闭环控制系统的工作原理、特点、性能及应用场所；掌握继电器-接触器控制线路和可编程序控制器PLC系统的控制原理、设计方法及常见的典型控制实例；了解最新控制技术在机械设备中的应用。

1课程改革的背景

以我院机电传动控制课程为例，前些年，课程主体内容分为两个部分，即：继电接触器控制部分和可编程控制器部分。继电接触器部分主要讲授常用低压电器元件，如熔断器、断路器、接触器、继电器和主令电器等和典型控制环节，如异步电机的降压启动、调速、制动等等。可编程控制器部分主要讲授PLC的工作原理、主要结构、内部软元件及欧姆龙系列PLC指令等等。

以往的教学实践证明，分类传授式教学方法不仅难以激发这部分学生的学习兴趣，他们的综合实践能力也没有明显的提高。这些都影响了教学效果，因此我们必须进行教学模式的改革。对于这些形象思维较逻辑思维好的学生，如果采用真是的常规机床和数控机床为载体，采用“串成線”的方式引导学生，完成整个教学过程，提高学生的学习兴趣和综合能力。

2课程体系的改革

我们建立了一个崭新的课程体系，它把驱动电机、控制电机电器、电力拖动、继电器-接触器控制、可编程序控制器、电力电子技术、直流、交流、步进电机伺服系统等强电控制的内容，根据学科的发展与其内在规律，有机地结合起来，把机电一体化技术所需的强电控制知识都集中在这一门课程中，不仅避免了不必要的重复，节省了学时，加强了系统性，而且理论联系实际，学以致用，使学生对机电一体化产品中电控技术的强电控制部分有个全面、系统的了解和掌握。

3教学内容的改革

教学内容方面做了大幅度调整，除原有内容外，增加了传统生产机械的控制系统、常用控制电机介绍、变频技术和数控机床控制系统等内容。

1. 继电器-接触器控制系统

讲授传统的和先进的低压电器元件，包括刀开关、熔断器、断路器、电磁执行机构、接触器、继电器和各种主令电器等。

讲授三相异步电动机的起动、制动、调速和行程控制线路及其设计方法。

2. 传统生产机械的控制系统

普通车床控制系统；平面磨床控制系统；摇臂钻床控制系统；万能卧式铣床控制系统；电动葫芦控制系统。

3. 可编程控制器概述

讲授可编程控制器的产生、定义、功能、特点及组成；可编程控制器的工作原理、编程语言、内部软元件及寻址方式等。

4. 可编程控制器控制指令

讲授可编程控制器常用控制指令；可编程控制器梯形图设计方法，包括经验法、时序法、顺控指令等。

5. 常用控制电机

介绍步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机的工作原理及其驱动方式。变频技术。

6.数控机床电气控制系统

介绍机床数控系统基本结构及连接；数控系统基本参数的调试；数控机床的举例。

4课程教材的改革

随着PLC技术及网络控制技术的发展，电气控制系统内容处于不断更新中，为此，我们已经编写了《机电传动控制》教材，新教材突出以下特点：

1. 保留常用低压控制电器、电器控制线路的基本原则和基本控制环节、典型生产机械电气控制线路分析、电气控制线路的设计等基本部分以及工厂常用的、代表新技术发展方向的可编程控制器原理与应用内容。

2. 典型生产机械电气控制线路分析中加入数控机床的电气控制内容：数控车床的电气控制线路分析及数控铣床的电气控制线路分析。

3. 面向高新技术的发展，增加一章叙述数控系统内置PLC原理及应用的内容。

5实践环节的改革

实践环节改革可分三个层次。

1.验证性实验，包括常用低压电器元件结构认识、电机结构认识、可编程控制器结构认识、点动控制线路、自锁控制线路、△—Y降压起动控制线路、正反转控制线路、制动控制线路及PLC基本编程实验等，有预期的实验结果，能使学生加深对课程内容的理解，训练初步的动手能力；

2.在学校工程训练中心或工厂做电工实习，进一步培养工作岗位所要求的现场配线、排除故障能力；

3.在可编程控制器教学中采用现代化教学手段，利用微机化编程、借助PLC专用通讯软件进行程序传输和在线调试，并尽可能在控制对象上检验运行结果，属创新性、设计性实验。

这三个实践教学层次我们基本上做到课程各阶段不断线，从基本课程实验、电工实习、生产实习持续进行。

6结束语

经过这几年的努力，《机电传动控制》课程改革取得了一定的成绩，但仍存在着一些值得思考和有待解决的问题。如实践资源有些紧张的问题。我们将继续努力，在改革教学内容的同时，增加自制实验设备；延长实验室开放时间；增加设计性、创新性实验项目；引导在校生参加教师的纵向、横向课题。在不断的改革和实践中，保持《机电传动控制》课程作为省级优秀课程理论完整、技术先进、实践性强的特色。

参考文献：

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