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2023年2月25日

機(jī)床PLC電氣控制實(shí)訓(xùn)室設(shè)備,機(jī)床PLC電氣控制實(shí)訓(xùn)考核裝置

機(jī)床PLC電氣控制實(shí)訓(xùn)室設(shè)備,機(jī)床PLC電氣控制實(shí)訓(xùn)裝置
電氣控制與PLC技術(shù)"課程以項(xiàng)目教學(xué)為切入點(diǎn)，通過實(shí)訓(xùn)教學(xué)，將電氣控制及PLC技術(shù)的軟、硬件知識融于各項(xiàng)目教學(xué)之中，經(jīng)過學(xué)習(xí)，可掌握PLC技術(shù)的基本邏輯、定時(shí)計(jì)數(shù)、順序控制、邏輯運(yùn)算、通信及綜合應(yīng)用等知識與技能。
《電氣控制與PLC技術(shù)》是一門技術(shù)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程，也是機(jī)電類各專業(yè)的核心課程。課程主要分五篇，即：電氣控制篇、公共基礎(chǔ)篇、基本技能篇、工程應(yīng)用篇和S7-200基本應(yīng)用篇。通過二十八個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，分別講述了低壓電器基本知識，常用機(jī)床的電氣控制線路知識，典型機(jī)床控制線路分析，三菱FX2N和S7-200PLC工作原理，硬件結(jié)構(gòu)，PLC軟件設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用知識。課程要求學(xué)生熟悉電氣控制系統(tǒng)的基本控制線路，具有電氣控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的基本能力；掌握常用機(jī)床電氣控制線路的故障檢修方法；掌握可編程控制器原理及編程方法，具備一定的PLC程序設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用能力。本課程的突出特點(diǎn)是理論教學(xué)與工程訓(xùn)練并重，硬件仿真與軟件仿真并用。將教材、教學(xué)參考書、多媒體課件、現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)平臺、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等融為一體，應(yīng)用多媒體技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代化教學(xué)手段，將課內(nèi)講授和課外自主式學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，使教學(xué)內(nèi)容互相滲透，突出PLC基本原理、基本編程方法及基本技能的培養(yǎng)。注重教學(xué)內(nèi)容、方法、實(shí)驗(yàn)、技術(shù)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生掌握PLC技術(shù)解決實(shí)際問題的能力。要求理論必須與實(shí)際操作密切結(jié)合，強(qiáng)調(diào)專業(yè)知識的應(yīng)用。本課程將項(xiàng)目教學(xué)引入課堂，以技能訓(xùn)練為核心，突出學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，促進(jìn)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和綜合能力的培養(yǎng)與提高。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是電力電子技術(shù)、自控技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)日益成熟，新的控制方法層出不窮。可編程序控制器(PLC)應(yīng)用技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場獲得廣泛應(yīng)用，掌握好傳統(tǒng)電氣控制技術(shù)是學(xué)習(xí)和掌握PLC應(yīng)用技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)所必需的基礎(chǔ)。
本課程主要是以電動(dòng)機(jī)或其他執(zhí)行電器為控制對象，系統(tǒng)學(xué)習(xí)電氣控制中常用的低壓電器、電氣控制（又稱為繼電接觸器控制）的基本原理、線路及其設(shè)計(jì)方法，并通過學(xué)習(xí)可編程序控制器技術(shù)，從應(yīng)用角度出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生對電氣控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的基本能力。
通過對該課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握常用低壓電器的原理、選用原則，掌握電氣控制線路的基本規(guī)律、電氣控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)方法；掌握可編程序控制器的基本指令、編程方法及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等基本應(yīng)用技術(shù)。
1.課堂教學(xué)環(huán)節(jié)是基礎(chǔ)和關(guān)鍵
為了全面提高本課程的教學(xué)質(zhì)量，我們認(rèn)真分析了本課程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和教學(xué)需求，圍繞著激發(fā)興趣、提高質(zhì)量，主要從教學(xué)內(nèi)容的選擇和組織、先進(jìn)的教學(xué)工具輔助教學(xué)的改革入手，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)過程的整體優(yōu)化。
1.1 抓好課堂教學(xué)內(nèi)容的選擇和組織
《電氣控制與可編程控制器》課程由“電氣控制技術(shù)”與“可編程序控制器”二部分組成，二部分之間既相互聯(lián)系，又相互獨(dú)立，二部分內(nèi)容在工業(yè)現(xiàn)場都應(yīng)用廣泛，二部分教學(xué)內(nèi)容都顯得同樣重要。
“電氣控制”部分主要包括：基本的電氣元器件介紹，基本的電氣控制線路分析，傳統(tǒng)的復(fù)雜電氣控制線路分析與設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
“可編程序控制器”部分主要包括：可編程序控制器的接口電路，梯形圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和應(yīng)用指令的軟件編程，可編程序控制器在工程中的應(yīng)用等內(nèi)容。
本課程具有課時(shí)少但教學(xué)內(nèi)容多的特點(diǎn)，課程教學(xué)目的是讓學(xué)生掌握電氣控制線路的分析和設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的，我們緊緊圍繞著抓基礎(chǔ)，學(xué)方法，重應(yīng)用的科學(xué)教學(xué)法，抓好課堂教學(xué)內(nèi)容的選擇和組織。
該門課程的基礎(chǔ)就是電器元件表示方法和選型、可編程序控制器的接口電路和軟件編程。這部分內(nèi)容對學(xué)生學(xué)好該門課程至關(guān)重要，學(xué)生必須熟練掌握電器元件的圖形符號，文字符號，主要特點(diǎn)和元器件選型方法。因此在課堂教學(xué)中，我們對教材中使用到的元器件的工作原理、特點(diǎn)、圖形和文字符號盡可能詳細(xì)講解，對時(shí)間繼電器等較難理解的內(nèi)容，盡量采用比喻法，比較法教學(xué)；介紹國家最新的圖形和文字符號國家標(biāo)準(zhǔn)；所有元器件圖形和文字符號都必須嚴(yán)格按國家標(biāo)準(zhǔn)做在作業(yè)本上；適當(dāng)增加一些元器件選型的作業(yè)要求同學(xué)通過上網(wǎng)查詢企業(yè)資料來完成。
“學(xué)方法”就是教師深入研究教材內(nèi)容，對電氣控制線路分析方法與設(shè)計(jì)方法進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，在課堂上主要是傳授方法，讓學(xué)生牢固掌握方法，達(dá)到事半功倍的效果。
例如在教材“基本電氣控制線路的分析”教學(xué)過程中，我們總結(jié)出來的教學(xué)方法是對基本電氣控制線路的分析宜采用主回路要“記”，控制回路要“推”。因?yàn)榛镜碾姎饪刂凭€路總是由主回路和控制回路組成，如正反轉(zhuǎn)控制線路，三相籠形異步電動(dòng)機(jī)Y-△形降壓啟動(dòng)控制線路，三相籠形異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制線路等�；镜目刂凭€路主回路并不多，每位同學(xué)必須記住不同主回路的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，以便一見到控制線路的主回路，就能判斷控制線路的功能�？刂苹芈穭t很多，控制回路宜“推”不宜“記”。推導(dǎo)的方法是首先找出控制回路的按鈕，然后用非常成熟的工作流程圖分析按鈕按下后，主回路的動(dòng)作結(jié)果就可以了。這樣的方法同學(xué)掌握起來比較輕松，極大地提高了同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性。
又例如在PLC教學(xué)過程，本課題組的老師在授課時(shí)不但重點(diǎn)講授與實(shí)驗(yàn)室配套的三菱公司的PLC，而且抓住三菱公司PLC與其它公司PLC的共性進(jìn)行重點(diǎn)講解，以此來擴(kuò)展學(xué)生的知識面，使學(xué)生不但掌握了三菱公司PLC的應(yīng)用技術(shù)，同時(shí)也掌握了在國內(nèi)廣泛使用的西門子、歐姆龍等其它公司PLC的應(yīng)用技術(shù)，這樣的授課方式受到學(xué)生們的歡迎。
“重應(yīng)用”就是教師將枯燥的理論知識與生動(dòng)的現(xiàn)實(shí)工程相結(jié)合，并且形象、逼真而且準(zhǔn)確地反應(yīng)出實(shí)際情景，是提高教學(xué)效果的一項(xiàng)重要方法。在“可編程序控制器”教學(xué)時(shí)，盡可能多的采用案例教學(xué)法。案例教學(xué)法能很好地創(chuàng)設(shè)一個(gè)模擬平臺，使學(xué)生們在實(shí)際的案例中得到接近于真實(shí)的訓(xùn)練，這無疑是一種良好的教學(xué)方法。而在案例的選取上，應(yīng)盡量做到知識性與實(shí)踐性、現(xiàn)實(shí)性的有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生在虛擬的實(shí)踐條件下得到類似于真實(shí)的實(shí)踐訓(xùn)練，并從中掌握知識、應(yīng)用理論、培養(yǎng)能力。
1.2 利用了先進(jìn)的教學(xué)工具努力提高教學(xué)質(zhì)量
“電氣控制部分”具有圖多，圖大的特點(diǎn)；三菱公司的FX系列產(chǎn)品有豐富的指令系統(tǒng)、強(qiáng)大的通信網(wǎng)絡(luò)功能、操作方便調(diào)試靈活的編程調(diào)試環(huán)境。而教師在課堂上使用“一支粉筆、一塊黑板”的教學(xué)方式對學(xué)生展現(xiàn)三菱公司FX系列產(chǎn)品的強(qiáng)大功能是相當(dāng)困難的；在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成如此豐富教學(xué)內(nèi)容也是不可能的。
因此，我們所有教師都使用多媒體教學(xué)方式講授《電氣控制與可編程控制器》課程，每次授課內(nèi)容可達(dá)到傳統(tǒng)教學(xué)方式同等時(shí)間授課內(nèi)容的兩倍以上，使授課質(zhì)量和效率得到了明顯提高：降低了教師課程教學(xué)勞動(dòng)強(qiáng)度和授課出錯(cuò)率，使教師充分體驗(yàn)到了多媒體教學(xué)方式的優(yōu)越性。學(xué)生在課堂上也被多媒體生動(dòng)活潑的展現(xiàn)方式所吸引，收到的良好的教學(xué)效果。使用多媒體教學(xué)方式可以把以前認(rèn)為是難理解、難掌握的知識點(diǎn)讓學(xué)生在輕松愉快的氣氛中得到理解和掌握。
教學(xué)實(shí)踐表明多媒體教學(xué)也存在一些問題，如知識點(diǎn)保留時(shí)間過短，學(xué)生無法記住這些知識點(diǎn)，學(xué)生無法做筆記等等。最好的方法還是黑板書寫與多媒體有機(jī)結(jié)合，一些不易書寫的圖形，表格，資料可以采用多媒體投影，一些重要的公式、定理及推導(dǎo)過程還是采用黑板書寫效果好。
另外，實(shí)踐表明多媒體課件質(zhì)量對教學(xué)效果影響很大。
2.實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是提高學(xué)生的素質(zhì)和綜合能力的重要途徑
本課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門課程，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是提高學(xué)生的素質(zhì)和綜合能力的重要途徑。實(shí)驗(yàn)教學(xué)最重要的是必須具備完善的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
以自動(dòng)化專業(yè)為例，以前由于實(shí)驗(yàn)條件不具備，電氣控制部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備少，《電氣控制及PLC》電氣控制部分的實(shí)驗(yàn)課安排一般是教師做演示性實(shí)驗(yàn)或者全部安排做PLC部分實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書也只有PLC實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。PLC實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容也顯得過分陳舊，PLC實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容由廠家提供的資料翻印過來，都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，需要更新。
上海碩博科教設(shè)備有限公司開發(fā)了基于電工實(shí)驗(yàn)平臺的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，三個(gè)實(shí)驗(yàn)分別是：“三相異步電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)和長動(dòng)控制”、“三相異步電動(dòng)機(jī)星-三角形降壓啟動(dòng)控制”、“三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制”。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)成功，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，同時(shí)也提高了設(shè)備利用率。
PLC部分實(shí)驗(yàn)也進(jìn)行了深度開發(fā)，保留部分基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，開發(fā)了綜合性實(shí)驗(yàn)。如“基于PLC的十字路口交通燈控制”“基于PLC的三相異步電動(dòng)機(jī)星-三角形降壓啟動(dòng)控制”、“汽車轉(zhuǎn)向燈的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)由老師給出題目后，允許學(xué)生自己設(shè)計(jì)硬件電路和采用較高級的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖軟件、應(yīng)用指令軟件編程，老師只提供基本的梯形圖軟件作為參考。采用這樣的方式，把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為了綜合性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的分析問題能力和解決問題的能力得到了加強(qiáng)。