电气控制与PLC实验教学改革的研究与实践

电气控制与PLC实验教学改革的研究与实践

李文娟高艳玲牛晓燕

（石家庄铁道大学四方学院河北石家庄050000）

摘要：电气控制与PLC应用技术是一门实践性很强的专业课程，实验和课程设计等实践性环节在整个教学中占据了极其重要的位置，为培养能适应社会需求的创新型人才，必须进行实验教学改革。针对电气控制与PLC应用技术在实验教学中存在的突出问题，以“强化实践、重在应用”为指导思想，修订了实验教学内容，改革了实验教学方法和教学模式。实践证明，改革后的实践教学效果良好，值得在普通高校推广。

关键词：电气控制；PLC；实验；改革

TheResearchandPracticeofElectricalControlandPLCExperimentalTeachingReform

LIWen-juanGAOYan-lingNIUXiao-yan

（ShiJiaZhuangTieDaoUniversitySiFangcollege，HeBeiShiJiaZhuang050000）

Abstract：ElectricalcontrolandPLCtechnologyisapracticalcourse.Practicesuchasexperimentsandcurriculumdesignareveryimportantinthewholeteaching.Inordertocultivatecreativetalents，wehavetocarryouttheexperimentalteachingreform.ForelectricalcontrolandPLCapplicationtechnologyintheoutstandingproblemsthatexistintheexperimentalteaching，Revisedtheexperimentalteachingcontents，reformtheexperimentteachingmethods.Practicehasprovedthatafterthereformofpracticeteachingeffectisgood.

Keywords：Electriccontrol；PLC；Theexperiment；Reform

1实验教学改革背景条件

“电气控制与PLC应用技术”课程作为电气专业的一门专业课，由继电器、接触器控制系统和可编程控制器应用两大部分组成，本课程教学存在的主要问题有：

①以往的教学模式大多只注重理论教学，电气控制电路的原理分析、基本控制环节的设计、原理设计主导思想的叙述一般非常清晰，但有关位置图、电气接线图及安装、调试等方面尚有不足，理论教学与实际的系统设计、制造要求存在着一定的差距。学生甚至连继电器、接触器等基本的低压电器元件都无法识别，更谈不上理论联系实际，培养创新能力了。

②PLC实验教学方面，学生只是通过简单的实验箱麻木的编程，输入信号通过按钮的形式模拟，输出信号通过指示灯的形式模拟，这在学习PLC的初级阶段是可行的，初步掌握PLC的基本原理、功能、编程技巧和程序调试方法。但是学生在以后的工作中会发现，这个和实际的工作环境有一定的差异，关键就在于不知道PLC与工业现场的输入设备和输出设备是怎么进行连接的，信号的传递过程以及输出信号的执行过程是怎样进行的。如在设备现场，输入电源、输出电源与PLC的连接，控制电器、保护电器与PLC的连接，传感器与PLC的连接，触摸屏、变频器与PLC的连接以及程序的执行过程等。在课程设计过程中一些较复杂的设计，PLC的输入输出口不够用，只能依靠软件的仿真来验证。

对以上问题，电气控制与PLC实验教学改革势在必行，必须要让学生体会所学的电气控制与PLC应用技术的相关知识和技能在设备运行过程中是如何实现自动控制的。

2实验教学改革的具体措施

针对电气控制与PLC应用技术在实验教学中存在的突出问题，以“强化实践、重在应用”为指导思想，从实验教学内容、教学方法和教学模式三个方面对电气控制与PLC实验进行改革。

2.1实验教学内容的改革

①单独开设电气控制实验项目

通过单独开设电气控制实验项目，使学生由原来的设计电气控制接线图转换成结合电气控制线路图动手接线，使学生真正“动起来，用起来”，切切实实认识到每一个低压电器，掌握每一个低压电器的接线方法，感受到电气控制的应用性，为后续复杂电气控制的接线以及配置电气控制柜打下一定的基础。

②随机更改实验内容，让学生现场编程

通过随机更改实验内容，让学生在实验室现场编程，改变学生对待实验的态度，有效避免了程序的抄袭现象。

以往的实验任务都是上课布置，学生课下编程，这样导致了一部分懒惰的同学根本不编程，也不分析程序，直接把别人编好的程序拷贝过来找老师验收。可以进行这样的改革：例如要编程实现数码显示的功能。在实验室现场让大家编程，第一排同学从0开始依次显示0，1，，2……9，0循环显示，第二排同学从1开始依次显示1，2，3……9，0，1循环显示，第三排同学从2开始依次显示2，3，4……9，0，1，2循环显示，也就是每一排同学的任务不同，消除了大家的依赖心理，避免了抄袭现象。

③调整实验内容，增设综合设计性实验

以往的实验课程内容过于简单，绝大多数通过操作实验箱进行模拟实验，通过调整实验内容，减少验证性实验，增设一些综合性、设计性实验，使学生抛开原有的实验模块，培养学生能够自主完成项目设计，发现问题并能够解决实际生产问题的能力。

2.2实验教学方法的改革

①故障设置教学法

以往的实验过程中，只要学生有问题，就找老师查故障，自己根本不思考。针对这一现状，通过故障设置教学法，教师事先在实验中设置一些故障，当学生实验运行不成功时，让学生自己查找、诊断，找出故障后，分析故障产生的原因和解决故障的方法，提高学生分析问题和解决问题的能力。

②更改考核方式，增加实验考核

通过更改考核方式，把过去单纯的实验验收转变为学期末随机出题测验，能够更全面地考察学生对该学科的学习情况和真实水平，是对学生学科素质的考核，避免了现行传统的一套试卷定成绩的缺点。

③理论知识够用即可，加强应用性实例的讲解

以往的教学过程以理论教学为主，部分学生的对该课程的学习兴趣不够，影响了学生的课程设计和毕业设计。通过缩减理论知识的讲解，理论知识够用即可，加强应用性实例的讲解，提高学生的学习积极性和主动性。

2.3实验教学模式的改革

①移动式实验教学模式

通过移动式实验教学模式，使实验教学环节模块化。实验任务的下达在理论课堂上完成，实践线路和实验程序在课后完成，为节省实验室的调试时间，实验程序的输入在宿舍完成，培养学生在实验教学环节的主体意识，让学生更多地认识电气控制与PLC课程在现实生活中的应用，能够更好地调动学生对本课程的学习兴趣与积极性；

②加强开放性实验室管理模式

通过加强开放性实验室管理，充分利用实验室资源，在实验室空闲的时间段，定制开放性实验室工作细则，为学生提供足够的实验时间和创新空间，避免了学生只是单纯的在宿舍仿真，跟实物完全脱节的现象。

③探索启发式实验教学模式

通过探索启发式实验教学模式，提高学生的思维能力，拓宽学生的思维空间，激发学生的创新意识，培养学生的创新能力。

3结束语

通过对电气控制与PLC实验进行改革，使学生了解到PLC与工业现场的输入与输出设备是怎样进行连接的，信号的传递过程以及输出信号的执行过程是怎样进行的。让学生体会所学的电气控制与PLC的相关知识和技能在设备运行过程中是如何实现自动控制的，加深学生对专业课程知识的深入理解，扩大学生的视野，培养学生理论和实践相结合的能力，使学生的综合能力、创新能力得到大大提高，培养出“用得上、上手快、后劲足”的专业人才。

参考文献：

[1]郭丽华.机床电气控制与PLC课程教学改革.科技信息[J]，2014

[2]战金玉，战美玉.电气控制与PLC技术实验教学改革探索.河南科技[J]，2014

[3]田淑珍.可编程控制器（PLC）教学模式改革[J].天津职业院校联合学报，2011（5）：72-74

[4]谢美芬.电气控制与PLC技术教学改革与实践.温州科技职业学院学报[J]，2013

[5]翁国庆，张有兵.电气控制与PLC技术课程实践教学的改革和优化.中国电力教育[J]，2010

作者信息：

李文娟（1983.2-），女，河北省无极人，石家庄铁道大学四方学院，讲师，硕士研究生。研究方向：电力电子与电力传动，高电压技术，计算机测控。