《電氣控制與PLC技術》課程教學改革芻議

劉玉，徐天宏

摘要：《電氣控制與PLC技術》課程，集工廠電氣控制技術與可編程控制技術為一體，是電氣工程多種技術的綜合應用，是一門綜合性較強的課程，也是一門較難掌握的課程。本文針對當前行業(yè)技術背景和發(fā)展需要，從教學內容、教學方法和手段以及加強實踐能力培養(yǎng)等方面對本課程教學的改革進行了創(chuàng)新與實踐，改革的成果對于培養(yǎng)應用型高級技術人才有指導意義。

關鍵詞：電氣控制；PLC技術；教學改革

中圖分類號：G642.0？搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）50-0020-02

《電氣控制與PLC技術》課程，是電氣自動化技術、開設的一門實踐性很強的技術應用型主干專業(yè)技術課程，集傳統(tǒng)繼電控制技術與現(xiàn)代PLC控制及工業(yè)網(wǎng)絡技術為一體。在培養(yǎng)高級工程技術人才的過程中，對增強學生在電氣控制的設計、安裝及調試檢測技術工作的適應能力和技術開發(fā)創(chuàng)新能力中具有重要作用。本文針對教學中存在的問題提出一些對策，可以完全克服傳統(tǒng)教學的缺點，還極大地提升了現(xiàn)代新技術在本課程中應用的含量。

一、本課程在自動化技術應用中的地位和作用

1.課程中的電氣控制是工業(yè)自動化最底層的傳統(tǒng)繼電控制技術。課程中的電氣控制主要指繼電器——接觸器控制，它是上世紀30年代發(fā)展的工控技術領域最先進的控制技術，可實現(xiàn)順序邏輯、多點、遠距離、大容量、以小控大、以弱控強等復雜控制。在現(xiàn)代工控技術領域中，它仍是最基礎、最底層的控制電器和控制技術。

2.課程中的PLC控制技術是現(xiàn)代工控業(yè)界主流技術之一。本課程的教學內容和應用技術代表著工控技術領域的一個方向，切實提高課程教學質量，對于培養(yǎng)適應行業(yè)技術應用的高級技術人才有重要作用。

二、實施課程改革的幾項措施

1.進一步研究和完善課程內容，融新技術于教學過程中。首先在“電氣控制線路的基本控制”中，增加“軟起動”、“變頻調速”等新電氣技術內容。其次在“電氣控制系統(tǒng)分析”中，增加“工廠典型電氣設備控制”、“電氣工程圖閱圖練習”，把一些可參觀到的周邊企業(yè)設計水平高的電氣控制系統(tǒng)圖作為范例供學生學習使用。最后在“PLC控制系統(tǒng)設計與仿真實驗”中，增加“PLC網(wǎng)絡與CC-Link現(xiàn)場總線技術”。

2.應用現(xiàn)代組態(tài)控制技術開發(fā)本課程“基于Web的《電氣控制與PLC技術》網(wǎng)絡動感課堂教學系統(tǒng)軟件”。我們選擇國內較有影響的組態(tài)軟件“組態(tài)王6.52”作為開發(fā)軟件，對《電氣控制與PLC技術》中的控制系統(tǒng)和控制電路進行動態(tài)仿真的二次開發(fā)。一是形成系統(tǒng)完整的動感系列“工程庫”，使之成為動感課件和“網(wǎng)絡動感課堂”，為本課程實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡化教學提供軟件支持，可實現(xiàn)基于“工程庫”的遠程教學及操控實驗，探索了開發(fā)虛擬實驗系統(tǒng)的可行性。二是將現(xiàn)代工控業(yè)界的又一主流技術——“組態(tài)控制技術”應用于本課程中，形成我?！峨姎饪刂婆cPLC技術》課程更為專業(yè)化的風格和特點。

3.強化設計和應用技術的創(chuàng)新開發(fā)能力?！半姎饪刂啤焙汀癙LC技術”兩大塊教學內容的核心技術都是針對控制要求和問題，完成工程設計實現(xiàn)控制要求的。教學中尤為重要的是促進專業(yè)理論教學與實踐教學過程形成一個完整的有機體，著力強調和重視工程概念和專業(yè)思想的灌輸。（1）改進教學方法。提出目標——向學生提出控制要求和問題，說明實現(xiàn)目標的重要性和約束條件。說明原理——向學生介紹實現(xiàn)目標的基本原理和相關應用技術。講授實現(xiàn)目標相關的課程教學內容，使學生更充分了解目標，并具備實現(xiàn)目標應有的基礎知識、基本技能和方法，啟發(fā)學生應用知識解決問題積極的思考與探索。實現(xiàn)目標——完成理論到實踐的轉換，由學生充分發(fā)揮各自的創(chuàng)造性，應用所學專業(yè)理論知識探索并完成對目標要求的具體方案設計，在理論上確認無誤后進行實驗設備的模擬安裝、程序錄入與系統(tǒng)調試，直至實現(xiàn)目標要求?？偨Y完善——修正補充，對每一個設計課題，學生往往設計出多種控制實施方案，把這些方案加以比較，總結設計編程的技巧，并從滿足工程目標要求的合理性、安全性、可靠性和經(jīng)濟性等方面點評還可進一步改進和完善的環(huán)節(jié)，并作修改補充完善。專業(yè)理論與工程應用能力的提升——按照設計要求，寫出說明書。應用上述五個環(huán)節(jié)進行多個課題的教學過程，可強化工程概念，學生對工程設計的全過程可得到初步訓練，基本掌握較為完整的工程設計體系和方法。同時加強安裝接線與調試的實訓環(huán)節(jié)，強化技藝能力；此外再通過PLC擴展模塊的應用、PLC工控網(wǎng)、PLC與現(xiàn)代變頻技術的綜合應用等技術的應用模擬，使學生專業(yè)理論和技能技藝同步發(fā)展，并為畢業(yè)設計、今后工作中技術開發(fā)和應用的能力打下了堅實的基礎。（2）改進教學手段。全程使用PPT課件和應用組態(tài)軟件開發(fā)軟件的“基于Web的《電氣控制與PLC技術》網(wǎng)絡動感課堂教學系統(tǒng)軟件”等多媒體教學，使教學中講授的生產(chǎn)工藝和控制過程直觀、信息量大、效率高。我們應充分應用校園網(wǎng)絡，把“課程簡介、教學大綱、PPT教學課件、實驗項目與指導、課程設計與指導、實驗室介紹、習題精選和試卷樣例、動感課堂”等教學資源放在校園網(wǎng)上，方便學生課后學習使用，向學生開放實驗室，學生可通過預約的方式進入實驗室，完成作業(yè)、要求的實驗項目、個人的興趣設計或自主實驗、課程設計和畢業(yè)設計等內容，并按相關考核要求進行考核，提高安裝、程序錄入與系統(tǒng)調試的能力，增強分析解決問題的能力。

改進考試方法。采取命題、筆試編程、上機運行調試的綜合考核辦法。筆試部分的基本概念和原理、控制電路及程序指令設計等部分占總成績的60%，程序寫入、安裝接線和運行調試占總成績的40%。

三、改革的成效

1.推動了教師的科研，并將科研成果應用于課程教學中取得成效。除應用組態(tài)軟件開發(fā)了“基于Web的《電氣控制與PLC技術》網(wǎng)絡動感課堂教學系統(tǒng)軟件”外，還主持并完成了省教育廳項目“基于PLC技術的控制系統(tǒng)仿真及應用研究”，且獲得學院教學成果二等獎。

2.有效提高了學生應用技術的能力和水平。通過課程改革把抽象的控制理論與具體的工程實踐聯(lián)系起來，逐步形成“課程實踐——綜合技能訓練——課外科技活動——課程設計——畢業(yè)生設計”循序漸進的技能訓練體系。

近年來，基于《電氣控制與PLC技術》應用的畢業(yè)設計已有20多個課題。此外，有近200名畢業(yè)生參加了國家高級職業(yè)技能鑒定考核（電氣控制與PLC技能約占考核內容70%），合格率87%。

3.收到了“以點帶面”的效果，全面推動我校電氣工程專業(yè)及其它工程技術類課程的改革和建設工作。

4.體現(xiàn)了《電氣控制與PLC技術》以“弱電控制強電，軟件控制硬件，虛擬仿真與實際控制相結合”的新理念和特色，體現(xiàn)了電氣工程行業(yè)技術背景和技術發(fā)展趨勢。

教學改革是一個無止境的話題，要從自身實際出發(fā)，立足于提高教學質量。工程類的技術型課程，要關注行業(yè)的技術特點和新技術的發(fā)展應用趨勢，把有效提高學生的工程能力和技術開發(fā)應用能力作為教學改革的立足之本，使培養(yǎng)的人才符合行業(yè)技術的發(fā)展和應用方向，教學改革才有生命力，也才能培養(yǎng)具有可持續(xù)發(fā)展的高級工程應用型人才。

參考文獻：

[1]張萬忠.可編程控制器應用技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005：1-6.

[2]史國生.電氣控制與可編程控制器技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005：98-100.

作者簡介：劉玉（1963—）女，云南個舊人，高級講師，云南錫業(yè)職業(yè)技術學院機電工程系主任，從事電氣控制、PLC技術教學與研究工作。