机床PLC电气控制实训室,掌握PLC技术基本逻辑:上海硕博公司

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2023年12月8日

机床PLC电气控制实训室设备,机床PLC电气控制实训考核装置

机床PLC电气控制实训室设备,机床PLC电气控制实训装置

电气控制与PLC技术"课程以项目教学为切入点，通过实训教学，将电气控制及PLC技术的软、硬件知识融于各项目教学之中，经过学习，可掌握PLC技术的基本逻辑、定时计数、顺序控制、逻辑运算、通信及综合应用等知识与技能。
《电气控制与PLC技术》是一门技术性和实践性很强的专业课程，也是机电类各专业的核心课程。课程主要分五篇，即：电气控制篇、公共基础篇、基本技能篇、工程应用篇和S7-200基本应用篇。通过二十八个教学项目，分别讲述了低压电器基本知识，常用机床的电气控制线路知识，典型机床控制线路分析，三菱FX2N和S7-200PLC工作原理，硬件结构，PLC软件设计及工程应用知识。课程要求学生熟悉电气控制系统的基本控制线路，具有电气控制系统分析和设计的基本能力；掌握常用机床电气控制线路的故障检修方法；掌握可编程控制器原理及编程方法，具备一定的PLC程序设计和工程应用能力。本课程的突出特点是理论教学与工程训练并重，硬件仿真与软件仿真并用。将教材、教学参考书、多媒体课件、现代化实验平台、网络技术等融为一体，应用多媒体技术，网络技术等现代化教学手段，将课内讲授和课外自主式学习有机结合，使教学内容互相渗透，突出PLC基本原理、基本编程方法及基本技能的培养。注重教学内容、方法、实验、技术与生产实际相结合，培养学生掌握PLC技术解决实际问题的能力。要求理论必须与实际操作密切结合，强调专业知识的应用。本课程将项目教学引入课堂，以技能训练为核心，突出学生解决实际问题的能力，促进了学生的创新精神和综合能力的培养与提高。
随着科学技术的发展，特别是电力电子技术、自控技术和计算机技术日益成熟，新的控制方法层出不穷。可编程序控制器(PLC)应用技术和计算机控制技术在工业现场获得广泛应用，掌握好传统电气控制技术是学习和掌握PLC应用技术、计算机控制技术所必需的基础。
本课程主要是以电动机或其他执行电器为控制对象，系统学习电气控制中常用的低压电器、电气控制（又称为继电接触器控制）的基本原理、线路及其设计方法，并通过学习可编程序控制器技术，从应用角度出发，培养学生对电气控制系统分析和设计的基本能力。
通过对该课程的学习，让学生掌握常用低压电器的原理、选用原则，掌握电气控制线路的基本规律、电气控制系统的分析、设计方法；掌握可编程序控制器的基本指令、编程方法及其控制系统的设计等基本应用技术。
1.课堂教学环节是基础和关键
为了全面提高本课程的教学质量，我们认真分析了本课程的结构特点和教学需求，围绕着激发兴趣、提高质量，主要从教学内容的选择和组织、先进的教学工具辅助教学的改革入手，实现课堂教学过程的整体优化。
1.1 抓好课堂教学内容的选择和组织
《电气控制与可编程控制器》课程由“电气控制技术”与“可编程序控制器”二部分组成，二部分之间既相互联系，又相互独立，二部分内容在工业现场都应用广泛，二部分教学内容都显得同样重要。
“电气控制”部分主要包括：基本的电气元器件介绍，基本的电气控制线路分析，传统的复杂电气控制线路分析与设计等内容。
“可编程序控制器”部分主要包括：可编程序控制器的接口电路，梯形图、状态转移图和应用指令的软件编程，可编程序控制器在工程中的应用等内容。
本课程具有课时少但教学内容多的特点，课程教学目的是让学生掌握电气控制线路的分析和设计。为了实现教学目的，我们紧紧围绕着抓基础，学方法，重应用的科学教学法，抓好课堂教学内容的选择和组织。
该门课程的基础就是电器元件表示方法和选型、可编程序控制器的接口电路和软件编程。这部分内容对学生学好该门课程至关重要，学生必须熟练掌握电器元件的图形符号，文字符号，主要特点和元器件选型方法。因此在课堂教学中，我们对教材中使用到的元器件的工作原理、特点、图形和文字符号尽可能详细讲解，对时间继电器等较难理解的内容，尽量采用比喻法，比较法教学；介绍国家最新的图形和文字符号国家标准；所有元器件图形和文字符号都必须严格按国家标准做在作业本上；适当增加一些元器件选型的作业要求同学通过上网查询企业资料来完成。
“学方法”就是教师深入研究教材内容，对电气控制线路分析方法与设计方法进行系统总结，在课堂上主要是传授方法，让学生牢固掌握方法，达到事半功倍的效果。
例如在教材“基本电气控制线路的分析”教学过程中，我们总结出来的教学方法是对基本电气控制线路的分析宜采用主回路要“记”，控制回路要“推”。因为基本的电气控制线路总是由主回路和控制回路组成，如正反转控制线路，三相笼形异步电动机Y-△形降压启动控制线路，三相笼形异步电动机能耗制动控制线路等。基本的控制线路主回路并不多，每位同学必须记住不同主回路的共同点和不同点，以便一见到控制线路的主回路，就能判断控制线路的功能。控制回路则很多，控制回路宜“推”不宜“记”。推导的方法是首先找出控制回路的按钮，然后用非常成熟的工作流程图分析按钮按下后，主回路的动作结果就可以了。这样的方法同学掌握起来比较轻松，极大地提高了同学们的学习积极性。
又例如在PLC教学过程，本课题组的老师在授课时不但重点讲授与实验室配套的三菱公司的PLC，而且抓住三菱公司PLC与其它公司PLC的共性进行重点讲解，以此来扩展学生的知识面，使学生不但掌握了三菱公司PLC的应用技术，同时也掌握了在国内广泛使用的西门子、欧姆龙等其它公司PLC的应用技术，这样的授课方式受到学生们的欢迎。
“重应用”就是教师将枯燥的理论知识与生动的现实工程相结合，并且形象、逼真而且准确地反应出实际情景，是提高教学效果的一项重要方法。在“可编程序控制器”教学时，尽可能多的采用案例教学法。案例教学法能很好地创设一个模拟平台，使学生们在实际的案例中得到接近于真实的训练，这无疑是一种良好的教学方法。而在案例的选取上，应尽量做到知识性与实践性、现实性的有机结合，使学生在虚拟的实践条件下得到类似于真实的实践训练，并从中掌握知识、应用理论、培养能力。
1.2 利用了先进的教学工具努力提高教学质量
“电气控制部分”具有图多，图大的特点；三菱公司的FX系列产品有丰富的指令系统、强大的通信网络功能、操作方便调试灵活的编程调试环境。而教师在课堂上使用“一支粉笔、一块黑板”的教学方式对学生展现三菱公司FX系列产品的强大功能是相当困难的；在有限的教学时间内完成如此丰富教学内容也是不可能的。
因此，我们所有教师都使用多媒体教学方式讲授《电气控制与可编程控制器》课程，每次授课内容可达到传统教学方式同等时间授课内容的两倍以上，使授课质量和效率得到了明显提高：降低了教师课程教学劳动强度和授课出错率，使教师充分体验到了多媒体教学方式的优越性。学生在课堂上也被多媒体生动活泼的展现方式所吸引，收到的良好的教学效果。使用多媒体教学方式可以把以前认为是难理解、难掌握的知识点让学生在轻松愉快的气氛中得到理解和掌握。
教学实践表明多媒体教学也存在一些问题，如知识点保留时间过短，学生无法记住这些知识点，学生无法做笔记等等。最好的方法还是黑板书写与多媒体有机结合，一些不易书写的图形，表格，资料可以采用多媒体投影，一些重要的公式、定理及推导过程还是采用黑板书写效果好。
另外，实践表明多媒体课件质量对教学效果影响很大。
2.实验环节是提高学生的素质和综合能力的重要途径
本课程是实践性很强的一门课程，实验环节是提高学生的素质和综合能力的重要途径。实验教学最重要的是必须具备完善的实验设备。
以自动化专业为例，以前由于实验条件不具备，电气控制部分实验设备少，《电气控制及PLC》电气控制部分的实验课安排一般是教师做演示性实验或者全部安排做PLC部分实验，实验指导书也只有PLC实验内容。PLC实验指导书的内容也显得过分陈旧，PLC实验指导书的内容由厂家提供的资料翻印过来，都是验证性实验，需要更新。
上海硕博科教设备有限公司开发了基于电工实验平台的三个实验，三个实验分别是：“三相异步电动机的点动和长动控制”、“三相异步电动机星-三角形降压启动控制”、“三相异步电动机反接制动控制”。实验项目的开发成功，培养了学生的动手能力，同时也提高了设备利用率。
PLC部分实验也进行了深度开发，保留部分基础验证性实验，开发了综合性实验。如“基于PLC的十字路口交通灯控制”“基于PLC的三相异步电动机星-三角形降压启动控制”、“汽车转向灯的控制系统设计”，这几个实验由老师给出题目后，允许学生自己设计硬件电路和采用较高级的状态转移图软件、应用指令软件编程，老师只提供基本的梯形图软件作为参考。采用这样的方式，把验证性实验改为了综合性实验，使学生的分析问题能力和解决问题的能力得到了加强。