電力拖動與PLC結(jié)合教學(xué)探討

戴文娟

摘 要：《電力拖動》與《可編程控制器PLC》是電氣類專業(yè)的兩門專業(yè)核心課程，結(jié)合兩門課程授課內(nèi)容的相關(guān)性，針對傳統(tǒng)教學(xué)對兩門課程相近部分知識點(diǎn)，沒有一一對應(yīng)，類比對比教學(xué)，學(xué)生沒有辦法將電力拖動里的繼電器實(shí)物與PLC程序里的“軟繼電器”對應(yīng)起來，既難以理解電力拖動的控制線路，又難以想象PLC程序里“軟繼電器”的控制程序，無法保證知識的連貫性。而將此兩門課程結(jié)合在對比講授理論和實(shí)踐教學(xué)，對兩者結(jié)合教學(xué)的原因、優(yōu)勢、實(shí)施過程及教學(xué)效果進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：可編程控制PLC 電力拖動 教學(xué)相結(jié)合 教學(xué)探討

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（b）-0178-02

1 課程特點(diǎn)

1.1 《電力拖動》課程特點(diǎn)

電力拖動主要講如何用電力系統(tǒng)去帶動電機(jī)按照你想要的轉(zhuǎn)動方式去轉(zhuǎn)動。它是由電動機(jī)、傳動裝置、控制設(shè)備和生產(chǎn)機(jī)械四個基本部分組成。

電力拖動控制線路是以按鈕、熔斷器、開關(guān)、按觸器、繼電器等低壓器件為基礎(chǔ)的控制線路。學(xué)生在做電力拖動的接線之前，須看懂最基本的電路原理圖，知道原理圖的每個電氣符號對應(yīng)實(shí)驗板上的哪個電氣元件，哪個圖示點(diǎn)對應(yīng)著哪個實(shí)際接線點(diǎn)。實(shí)訓(xùn)室有實(shí)物，學(xué)生通過拆裝很快就能認(rèn)識其每個器件的結(jié)構(gòu)和接線方式。但難點(diǎn)在于理解控制電路，控制電路常開、常閉按鈕，學(xué)生容易理解，但對復(fù)合按鈕，比如三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)互鎖電路，涉及到常開常閉混為一體的按鈕，學(xué)生接受困難。如得電時，即按下按鈕，接觸器的某個常閉觸頭斷開，其相對應(yīng)的常開觸頭就閉合，學(xué)生容易混淆；接線如果沒有遵守相關(guān)的規(guī)則，容易接錯，線路太多，不容易查找故障。據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗，總結(jié)電力拖動的教學(xué)過程中學(xué)生普遍遇到的難題：識圖困難、電路理解困難、線路圖與實(shí)際元件對應(yīng)不準(zhǔn)確、接線混亂、不能獨(dú)立檢測和調(diào)試控制線路等。

1.2 《可編程控制器PLC》課程特點(diǎn)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器即PLC代替繼電器控制系統(tǒng)成為工業(yè)自動化的重要組成部分?？删幊绦蚩刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。

控制電路變化了，繼電器電路就要更改，可能連原來的電路板都不能用了?？删幊炭刂芇LC最大優(yōu)點(diǎn)就是電路不需要大范圍的改動就能適合大量的控制電路，重新編程，就能實(shí)現(xiàn)更改，PLC最開始就是用在需要頻繁更改控制電路的地方。可以說《可編程控制PLC技術(shù)》是在《電力拖動》基礎(chǔ)上的升級版，功能大大加強(qiáng)，節(jié)省更多的成本，只需要更改程序，程序里的“軟繼電器”就可以達(dá)到實(shí)物版繼電器的要求，實(shí)時在計算機(jī)上監(jiān)控程序的運(yùn)行，查錯修改都十分的方便。但是離開《電力拖動》的學(xué)習(xí)，學(xué)生沒有辦法理解繼電器的動作原理，結(jié)構(gòu)等。

2 兩門課程結(jié)合教學(xué)原因

顯而易見，傳統(tǒng)教學(xué)是先《電力拖動》教學(xué)，然后再《可編程序控制器PLC》教學(xué)。教學(xué)相隔時間長，知識的連貫性差，學(xué)生沒有辦法把兩門課的知識融會貫通，達(dá)不到理想的教學(xué)效果。因此，將《電力拖動》與《PLC》結(jié)合起來教學(xué)，更有利于學(xué)生對電氣自動化專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和掌握。

3 兩門課程結(jié)合優(yōu)勢

將《電力拖動》與《可編程控制PLC》相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)組成一個系統(tǒng)，進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、組合，加強(qiáng)了兩門課之間的內(nèi)在聯(lián)系，又減少了不必要的重復(fù)，使課程設(shè)置更加精練，知識連貫性好，在了解繼電器電路連線繁雜，不易查錯的基礎(chǔ)上，更好地理解只要編寫一段程序就能達(dá)到連接很多繼電器的效果。

4 具體實(shí)施過程

如何化難為易，讓學(xué)生理解兩門課的理論內(nèi)容，掌握電力拖動控制線路的安裝檢修，PLC的編程指令、PLC編程方法、I/0地址分配、外圍接線的連接、程序?qū)懭肱c運(yùn)行等，需要在實(shí)踐教學(xué)中不斷探索，嘗試更加有效地教學(xué)模式。

4.1 制訂相應(yīng)的教學(xué)大綱

在教學(xué)中，將電力拖動和PLC兩門課程相近部分有機(jī)結(jié)合，以電力拖動教學(xué)為主，把PLC的內(nèi)容結(jié)合進(jìn)電力拖動教學(xué)，讓學(xué)生在電力拖動實(shí)訓(xùn)中完成可編程序控制器應(yīng)用的學(xué)習(xí)。

首先，將電力拖動同一電路與PLC的程序相結(jié)合教學(xué)。如分析實(shí)物接觸器的常開、常閉觸頭時與PLC中的常開、常閉觸點(diǎn)相比較，對應(yīng)學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生的理解。

其次，學(xué)習(xí)電力拖動的經(jīng)典電路時，如三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，順序控制，多地控制，Y一△降壓啟動控制，分析主電路與控制電路的控制要求和工作原理。在控制電路的分析過程中，把與PLC的外圍電路和梯形圖的程序編寫相結(jié)合，將控制電路改成梯形圖。將電力拖動經(jīng)典電路轉(zhuǎn)換成PLC梯形圖后，電力拖動和PLC的教學(xué)就緊密結(jié)合在一起，融會貫通，取得更好地教學(xué)效果。

4.2 《電力拖動》的實(shí)訓(xùn)教學(xué)與《可編程控制器PLC》實(shí)訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合

舉個例子：三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)驗。

4.2.1 《電力拖動》部分實(shí)訓(xùn)

如圖1，圖2所示三相異步電機(jī)動正反轉(zhuǎn)控制電路，學(xué)生以兩人一組為單位討論分析。并根據(jù)（圖1）三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)的電路圖，連接出圖2所示的三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)的接線（此圖學(xué)生連線有誤）。

觀察電力拖動實(shí)訓(xùn)里，得出三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)的實(shí)驗結(jié)果，并填下如下空格。（如表1）

4.2.2 《可編程控制PLC》部分設(shè)計

在PLC控制電路設(shè)計過程中，要完成以下幾步，由學(xué)生填寫。

（1） I/O地址分配表（如表2）。

（2）PLC接線圖。

根據(jù)I/O分配表格，畫出PLC接線圖。

（3）梯形圖。

觀察三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制電路部分，把電路橫過來，讓學(xué)生根據(jù)圖5的控制電路圖對其硬件觸點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。方法就是對硬觸點(diǎn)進(jìn)行軟化，可以得到如圖6所示的控制線路圖。

教師巡視指導(dǎo)，及時解疑釋難，引導(dǎo)學(xué)生積極探究、解決問題。最后得到如圖7所示的梯形圖程序。

4.3實(shí)踐操作并觀察現(xiàn)象

學(xué)生們可以得到與《電力拖動》三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)同樣的效果，融會貫通，對比兩者的優(yōu)劣。

5 兩門課程結(jié)合教學(xué)的教學(xué)效果

很多時候，學(xué)生會一直把實(shí)驗做完才放心。每每學(xué)生融會貫通這兩門課的知識之后，自己還會編寫程序多加一些額外的功能，倍感欣慰?！峨娏ν蟿印放c《可編程控制器PLC》相結(jié)合教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了他們學(xué)好專業(yè)課的信心，因此，取得了很好地學(xué)習(xí)效果。

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