李勝多

電氣控制與PLC技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及其他諸多產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、信息化、遠(yuǎn)程化及智能化領(lǐng)域中。各高等學(xué)校的自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)為培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)工作需要，逐漸開(kāi)始設(shè)置了《電氣控制與PLC技術(shù)》課程。它是一門理論性及實(shí)踐性很強(qiáng)的課程?！峨姎饪刂婆cPLC技術(shù)》要求學(xué)生掌握電氣設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)、安裝及調(diào)試等方面的理論知識(shí)和應(yīng)用能力。對(duì)于電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)、農(nóng)業(yè)電氣及其自動(dòng)化和農(nóng)業(yè)機(jī)械制造專業(yè)的畢業(yè)生來(lái)說(shuō)，就業(yè)前景廣闊。但是以前缺少對(duì)實(shí)踐技能和職業(yè)能力的培養(yǎng)，表明《電氣控制與PLC技術(shù)》系列課程的教學(xué)設(shè)計(jì)不完善，授課內(nèi)容不能滿足各專業(yè)學(xué)生的需要，講解的理論知識(shí)過(guò)多。同時(shí)，為了確保教學(xué)效果，各學(xué)校還建設(shè)了PLC實(shí)訓(xùn)室。但是因?yàn)闆](méi)有設(shè)施較為齊全的實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)際的教學(xué)中很難收到應(yīng)有教學(xué)效果。

如何能夠讓學(xué)生盡快掌握這門技術(shù)，就成為專業(yè)課教師探索、研究的重要課題。為此，筆者根據(jù)幾年來(lái)對(duì)該課程教學(xué)的實(shí)踐與探索，在逐一分析這些教學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，總結(jié)從教多年來(lái)在《電氣控制與PLC技術(shù)》系列課程方面積累的經(jīng)驗(yàn)，以供大家參考。

一、進(jìn)行《電氣控制與PLC技術(shù)》系列課程整合

經(jīng)過(guò)大量的調(diào)查研究，結(jié)合電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)、農(nóng)業(yè)電氣及其自動(dòng)化和農(nóng)業(yè)機(jī)械制造專業(yè)的特點(diǎn)，將《電氣控制技術(shù)》與《PLC技術(shù)》整合為《電氣控制與PLC技術(shù)》課程。在課程教學(xué)中，通過(guò)一體化教學(xué)、案例教學(xué)等教學(xué)形式，修訂了各專業(yè)的教學(xué)大綱，調(diào)整并優(yōu)化了適合各專業(yè)需要的教學(xué)內(nèi)容，編制了適合所教專業(yè)要求和教學(xué)改革需要的教材，并且對(duì)教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方法進(jìn)行了精心組織和安排。

根據(jù)課程的特點(diǎn)和教學(xué)大綱的要求，明確了各章節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)，選出學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)掌握的基本教學(xué)內(nèi)容，并且在教學(xué)過(guò)程中，合理使用多媒體教學(xué)，既調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性，又便于更好的理解知識(shí)。

二、為提高教學(xué)效果開(kāi)發(fā)出配套的多媒體課件

對(duì)于各種類型的電器元件的工作原理和功能、常用的繼電器電路、PLC的組成、PLC的工作原理以及種類繁多的各種功能指令的應(yīng)用等重點(diǎn)和難點(diǎn)，以往用板書的形式教學(xué)，效果往往不是很理想。對(duì)于這種情況，本人結(jié)合實(shí)際的工程案例，以訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐技能能力為目標(biāo)，并結(jié)合當(dāng)前電氣控制與PLC的發(fā)展現(xiàn)狀，充實(shí)該課程的設(shè)置內(nèi)容，使學(xué)生能更好的得到的訓(xùn)練。并親自制作了與教材配套的多媒體課件，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)Flash動(dòng)畫技術(shù)、影像和聲音等技術(shù)，該課件形象生動(dòng)，深受學(xué)生歡迎。

三、加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)

《電氣控制與PLC技術(shù)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課。該課程的設(shè)置包括理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)是單獨(dú)設(shè)課的。為了更好的體現(xiàn)課程內(nèi)容，開(kāi)設(shè)高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)課，達(dá)到實(shí)踐的目的和效果，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的進(jìn)行情況、解決問(wèn)題的能力及實(shí)驗(yàn)成績(jī)納入整個(gè)實(shí)驗(yàn)的最終成績(jī)中，這樣可以不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自我解決實(shí)際問(wèn)題的能力。同時(shí)，也在努力完善實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備，利用現(xiàn)有的設(shè)備開(kāi)發(fā)新型的實(shí)驗(yàn)。另外，在條件允許的情況下，鼓勵(lì)學(xué)生走進(jìn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在這方面可以開(kāi)展以下活動(dòng)。

1.自主開(kāi)發(fā)多種PLC控制對(duì)象的控制裝置

鑒于已經(jīng)購(gòu)置的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上所有的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目都是演示性的，并且由于經(jīng)費(fèi)的限制，一方面，通過(guò)各種方法收集了一些廢棄不用的玩具作為學(xué)生實(shí)訓(xùn)的控制對(duì)象，如挖掘機(jī)、遙控車等。另一方面，同時(shí)開(kāi)發(fā)了面向工程應(yīng)用的多種PLC控制對(duì)象（交通燈、電梯和液體混合）的控制裝置。通過(guò)一段時(shí)間的實(shí)踐，這些控制裝置可以適用于4個(gè)層次（課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)創(chuàng)新和畢業(yè)設(shè)計(jì)）不同專業(yè)（電氣工程及其自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化、機(jī)械制造及其自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)機(jī)械制造及信息控制）的實(shí)踐教學(xué)體系，這些裝置發(fā)揮了重要作用，并且準(zhǔn)備繼續(xù)完善并用于PLC的實(shí)踐教學(xué)。

2.利用現(xiàn)成的教學(xué)模型進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)

先期建立的PLC實(shí)驗(yàn)室，購(gòu)置了一些先進(jìn)的教學(xué)模型，如機(jī)械手控制模型、立體倉(cāng)儲(chǔ)模型、四層電梯模型、八層變頻調(diào)速電梯模型、挖掘機(jī)控制模型、吊車模型等，這些模型都是單機(jī)PLC控制，從最近幾年的應(yīng)用來(lái)看，利用情況不是很好，并且年年用，最后學(xué)生都失去了興趣。鑒于這種現(xiàn)狀，為了充分利用這些價(jià)值不菲的教學(xué)模型，研發(fā)了現(xiàn)代化物流倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng)、基于現(xiàn)場(chǎng)總線的PLC實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室。這些二次開(kāi)發(fā)的新的教學(xué)裝置與企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際控制接近，學(xué)生的興趣高，教學(xué)效果好，由于是在原來(lái)的模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行的二次開(kāi)發(fā)，所以成本低。

3.基于組態(tài)技術(shù)的PLC實(shí)訓(xùn)仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

PLC的控制對(duì)象可以是實(shí)物模型，但它成本高、種類少，也可以是模擬演示的PLC實(shí)驗(yàn)箱，相對(duì)成本較低，不過(guò)，觀察不直觀。利用組態(tài)軟件在計(jì)算機(jī)屏幕上模擬PLC的控制對(duì)象可以彌補(bǔ)上述不足，并且成本低、免維護(hù)、靈活多樣、形象直觀、豐富學(xué)生的實(shí)訓(xùn)課內(nèi)容，增強(qiáng)PLC實(shí)訓(xùn)課的教學(xué)效果。

到目前為止，利用“組態(tài)王”已經(jīng)開(kāi)發(fā)了自動(dòng)售貨機(jī)、八層電梯、交通燈、霓虹燈等仿真對(duì)象，并且這些組態(tài)實(shí)訓(xùn)仿真對(duì)象已經(jīng)用于PLC各個(gè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，學(xué)生的參與性增強(qiáng)了，提高了教學(xué)質(zhì)量，取得了良好的教學(xué)效果。

4.建立開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室

讓感興趣的學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到提高。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的利用，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高，學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以及學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間和空間的調(diào)節(jié)等方面不同程度地起到了積極的作用。在實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施，使學(xué)生的動(dòng)手能量和創(chuàng)新能力得到了明顯的提高，并讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的進(jìn)行中體會(huì)到了科研的樂(lè)趣。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目是課堂實(shí)驗(yàn)的有益補(bǔ)充，為我校培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和科研能力、提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要陣地。

5.通過(guò)補(bǔ)充新知識(shí)滿足學(xué)生技能需求

現(xiàn)在就業(yè)形式很嚴(yán)峻，學(xué)生為了更具有競(jìng)爭(zhēng)力，把考證當(dāng)作必需，為此，擴(kuò)充知識(shí)，使得他們能順利拿到技能證書，為就業(yè)提供更強(qiáng)的自信心和競(jìng)爭(zhēng)力。

PLC實(shí)驗(yàn)室建成以來(lái)，學(xué)生反映普遍良好，對(duì)提高不同專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量有重要的意義。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)室還存在著不足，有待于進(jìn)一步的改善與發(fā)展。準(zhǔn)備在擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)器材上增加PLC的品牌和型號(hào)這兩個(gè)方面，使PLC實(shí)驗(yàn)室更上一層樓。

四、增加不同機(jī)型和多種編程軟件的教學(xué)

PLC的機(jī)型很多，在該課程中只安排了一種機(jī)型，即三菱FX系列PLC的學(xué)習(xí)，為了擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面，以及為了和以后的就業(yè)崗位接軌，必須要了解和學(xué)習(xí)其他機(jī)型。不同的機(jī)型之間雖然有相通的地方，但各有特色，即使是三菱FX系列PLC，也有著多種相關(guān)的軟件，如FXGP/WIN-C編程軟件、MCGS組態(tài)軟件、FX-PCS-DU/WIN-C畫面創(chuàng)建軟件、GX Developer和GX-Simulator軟件等。所以，通過(guò)多媒體課件，豐富了這部分的內(nèi)容，學(xué)生可以自由的學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)，為學(xué)生課后進(jìn)行自我學(xué)習(xí)提供了一個(gè)很好的學(xué)習(xí)平臺(tái)。本課件設(shè)計(jì)的大量的動(dòng)畫、視頻和圖片有效地解決教學(xué)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，豐富了教學(xué)內(nèi)容，受到了學(xué)生普遍的歡迎。

五、結(jié)論

經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐表明，該成果針對(duì)教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，對(duì)目前的教學(xué)方法改革進(jìn)行了探索，充分調(diào)動(dòng)教師和學(xué)生的積極性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)合格的符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和社會(huì)需求的大學(xué)畢業(yè)生。

1 陳遠(yuǎn)齡.機(jī)床電器自動(dòng)控制[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，1996

2 漆漢宏.PLC電氣控制[M].北京:技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社，2007

3 王兆明等.電氣控制與PLC技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005

4 汪道輝主編.邏輯與可編程控制系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001

5 廖常初主編.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)，重慶:重慶大學(xué)出版社，2007

6 張還，李勝多.可編程序控制器原理與應(yīng)用系列叢書——可編程序控制器原理及過(guò)程控制技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社，2008