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2023年2月25日

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

機(jī)床PLC電氣控制實訓(xùn)室設(shè)備,機(jī)床PLC電氣控制實訓(xùn)裝置
電氣控制與PLC技術(shù)"課程以項目教學(xué)為切入點(diǎn)，通過實訓(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、定時計數(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。通過二十八個教學(xué)項目，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)代化實驗平臺、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、實驗、技術(shù)與生產(chǎn)實際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生掌握PLC技術(shù)解決實際問題的能力。要求理論必須與實際操作密切結(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)和計算機(jī)技術(shù)日益成熟，新的控制方法層出不窮�？删幊绦蚩刂破�(PLC)應(yīng)用技術(shù)和計算機(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)、計算機(jī)控制技術(shù)所必需的基礎(chǔ)。
本課程主要是以電動機(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。為了實現(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”。因為基本的電氣控制線路總是由主回路和控制回路組成，如正反轉(zhuǎn)控制線路，三相籠形異步電動機(jī)Y-△形降壓啟動控制線路，三相籠形異步電動機(jī)能耗制動控制線路等。基本的控制線路主回路并不多，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不但重點(diǎn)講授與實驗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的現(xiàn)實工程相結(jié)合，并且形象、逼真而且準(zhǔn)確地反應(yīng)出實際情景，是提高教學(xué)效果的一項重要方法。在“可編程序控制器”教學(xué)時，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)一個模擬平臺，使學(xué)生們在實際的案例中得到接近于真實的訓(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踐性、現(xiàn)實性的有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生在虛擬的實踐條件下得到類似于真實的實踐訓(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)勞動強(qiáng)度和授課出錯率，使教師充分體驗到了多媒體教學(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)實踐表明多媒體教學(xué)也存在一些問題，如知識點(diǎn)保留時間過短，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，實踐表明多媒體課件質(zhì)量對教學(xué)效果影響很大。
2.實驗環(huán)節(jié)是提高學(xué)生的素質(zhì)和綜合能力的重要途徑
本課程是實踐性很強(qiáng)的一門課程，實驗環(huán)節(jié)是提高學(xué)生的素質(zhì)和綜合能力的重要途徑。實驗教學(xué)最重要的是必須具備完善的實驗設(shè)備。
以自動化專業(yè)為例，以前由于實驗條件不具備，電氣控制部分實驗設(shè)備少，《電氣控制及PLC》電氣控制部分的實驗課安排一般是教師做演示性實驗或者全部安排做PLC部分實驗，實驗指導(dǎo)書也只有PLC實驗內(nèi)容。PLC實驗指導(dǎo)書的內(nèi)容也顯得過分陳舊，PLC實驗指導(dǎo)書的內(nèi)容由廠家提供的資料翻印過來，都是驗證性實驗，需要更新。
上海碩博科教設(shè)備有限公司開發(fā)了基于電工實驗平臺的三個實驗，三個實驗分別是：“三相異步電動機(jī)的點(diǎn)動和長動控制”、“三相異步電動機(jī)星-三角形降壓啟動控制”、“三相異步電動機(jī)反接制動控制”。實驗項目的開發(fā)成功，培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，同時也提高了設(shè)備利用率。
PLC部分實驗也進(jìn)行了深度開發(fā)，保留部分基礎(chǔ)驗證性實驗，開發(fā)了綜合性實驗。如“基于PLC的十字路口交通燈控制”“基于PLC的三相異步電動機(jī)星-三角形降壓啟動控制”、“汽車轉(zhuǎn)向燈的控制系統(tǒng)設(shè)計”，這幾個實驗由老師給出題目后，允許學(xué)生自己設(shè)計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，把驗證性實驗改為了綜合性實驗，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)。