《电气控制与PLC技术》课程教学改革刍议

刘玉，徐天宏

摘要：《电气控制与PLC技术》课程，集工厂电气控制技术与可编程控制技术为一体，是电气工程多种技术的综合应用，是一门综合性较强的课程，也是一门较难掌握的课程。本文针对当前行业技术背景和发展需要，从教学内容、教学方法和手段以及加强实践能力培养等方面对本课程教学的改革进行了创新与实践，改革的成果对于培养应用型高级技术人才有指导意义。

关键词：电气控制；PLC技术；教学改革

中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）50-0020-02

《电气控制与PLC技术》课程，是电气自动化技术、开设的一门实践性很强的技术应用型主干专业技术课程，集传统继电控制技术与现代PLC控制及工业网络技术为一体。在培养高级工程技术人才的过程中，对增强学生在电气控制的设计、安装及调试检测技术工作的适应能力和技术开发创新能力中具有重要作用。本文针对教学中存在的问题提出一些对策，可以完全克服传统教学的缺点，还极大地提升了现代新技术在本课程中应用的含量。

一、本课程在自动化技术应用中的地位和作用

1.课程中的电气控制是工业自动化最底层的传统继电控制技术。课程中的电气控制主要指继电器——接触器控制，它是上世纪30年代发展的工控技术领域最先进的控制技术，可实现顺序逻辑、多点、远距离、大容量、以小控大、以弱控强等复杂控制。在现代工控技术领域中，它仍是最基础、最底层的控制电器和控制技术。

2.课程中的PLC控制技术是现代工控业界主流技术之一。本课程的教学内容和应用技术代表着工控技术领域的一个方向，切实提高课程教学质量，对于培养适应行业技术应用的高级技术人才有重要作用。

二、实施课程改革的几项措施

1.进一步研究和完善课程内容，融新技术于教学过程中。首先在“电气控制线路的基本控制”中，增加“软起动”、“变频调速”等新电气技术内容。其次在“电气控制系统分析”中，增加“工厂典型电气设备控制”、“电气工程图阅图练习”，把一些可参观到的周边企业设计水平高的电气控制系统图作为范例供学生学习使用。最后在“PLC控制系统设计与仿真实验”中，增加“PLC网络与CC-Link现场总线技术”。

2.应用现代组态控制技术开发本课程“基于Web的《电气控制与PLC技术》网络动感课堂教学系统软件”。我们选择国内较有影响的组态软件“组态王6.52”作为开发软件，对《电气控制与PLC技术》中的控制系统和控制电路进行动态仿真的二次开发。一是形成系统完整的动感系列“工程库”，使之成为动感课件和“网络动感课堂”，为本课程实现远程网络化教学提供软件支持，可实现基于“工程库”的远程教学及操控实验，探索了开发虚拟实验系统的可行性。二是将现代工控业界的又一主流技术——“组态控制技术”应用于本课程中，形成我校《电气控制与PLC技术》课程更为专业化的风格和特点。

3.强化设计和应用技术的创新开发能力。“电气控制”和“PLC技术”两大块教学内容的核心技术都是针对控制要求和问题，完成工程设计实现控制要求的。教学中尤为重要的是促进专业理论教学与实践教学过程形成一个完整的有机体，着力强调和重视工程概念和专业思想的灌输。（1）改进教学方法。提出目标——向学生提出控制要求和问题，说明实现目标的重要性和约束条件。说明原理——向学生介绍实现目标的基本原理和相关应用技术。讲授实现目标相关的课程教学内容，使学生更充分了解目标，并具备实现目标应有的基础知识、基本技能和方法，启发学生应用知识解决问题积极的思考与探索。实现目标——完成理论到实践的转换，由学生充分发挥各自的创造性，应用所学专业理论知识探索并完成对目标要求的具体方案设计，在理论上确认无误后进行实验设备的模拟安装、程序录入与系统调试，直至实现目标要求。总结完善——修正补充，对每一个设计课题，学生往往设计出多种控制实施方案，把这些方案加以比较，总结设计编程的技巧，并从满足工程目标要求的合理性、安全性、可靠性和经济性等方面点评还可进一步改进和完善的环节，并作修改补充完善。专业理论与工程应用能力的提升——按照设计要求，写出说明书。应用上述五个环节进行多个课题的教学过程，可强化工程概念，学生对工程设计的全过程可得到初步训练，基本掌握较为完整的工程设计体系和方法。同时加强安装接线与调试的实训环节，强化技艺能力；此外再通过PLC扩展模块的应用、PLC工控网、PLC与现代变频技术的综合应用等技术的应用模拟，使学生专业理论和技能技艺同步发展，并为毕业设计、今后工作中技术开发和应用的能力打下了坚实的基础。（2）改进教学手段。全程使用PPT课件和应用组态软件开发软件的“基于Web的《电气控制与PLC技术》网络动感课堂教学系统软件”等多媒体教学，使教学中讲授的生产工艺和控制过程直观、信息量大、效率高。我们应充分应用校园网络，把“课程简介、教学大纲、PPT教学课件、实验项目与指导、课程设计与指导、实验室介绍、习题精选和试卷样例、动感课堂”等教学资源放在校园网上，方便学生课后学习使用，向学生开放实验室，学生可通过预约的方式进入实验室，完成作业、要求的实验项目、个人的兴趣设计或自主实验、课程设计和毕业设计等内容，并按相关考核要求进行考核，提高安装、程序录入与系统调试的能力，增强分析解决问题的能力。

改进考试方法。采取命题、笔试编程、上机运行调试的综合考核办法。笔试部分的基本概念和原理、控制电路及程序指令设计等部分占总成绩的60%，程序写入、安装接线和运行调试占总成绩的40%。

三、改革的成效

1.推动了教师的科研，并将科研成果应用于课程教学中取得成效。除应用组态软件开发了“基于Web的《电气控制与PLC技术》网络动感课堂教学系统软件”外，还主持并完成了省教育厅项目“基于PLC技术的控制系统仿真及应用研究”，且获得学院教学成果二等奖。

2.有效提高了学生应用技术的能力和水平。通过课程改革把抽象的控制理论与具体的工程实践联系起来，逐步形成“课程实践——综合技能训练——课外科技活动——课程设计——毕业生设计”循序渐进的技能训练体系。

近年来，基于《电气控制与PLC技术》应用的毕业设计已有20多个课题。此外，有近200名毕业生参加了国家高级职业技能鉴定考核（电气控制与PLC技能约占考核内容70%），合格率87%。

3.收到了“以点带面”的效果，全面推动我校电气工程专业及其它工程技术类课程的改革和建设工作。

4.体现了《电气控制与PLC技术》以“弱电控制强电，软件控制硬件，虚拟仿真与实际控制相结合”的新理念和特色，体现了电气工程行业技术背景和技术发展趋势。

教学改革是一个无止境的话题，要从自身实际出发，立足于提高教学质量。工程类的技术型课程，要关注行业的技术特点和新技术的发展应用趋势，把有效提高学生的工程能力和技术开发应用能力作为教学改革的立足之本，使培养的人才符合行业技术的发展和应用方向，教学改革才有生命力，也才能培养具有可持续发展的高级工程应用型人才。

参考文献：

[1]张万忠.可编程控制器应用技术[M].北京：化学工业出版社，2005：1-6.

[2]史国生.电气控制与可编程控制器技术[M].北京：化学工业出版社，2005：98-100.

作者简介：刘玉（1963—）女，云南个旧人，高级讲师，云南锡业职业技术学院机电工程系主任，从事电气控制、PLC技术教学与研究工作。