基于机电一体化专业的实训案例应用

王晓华

摘 要：机电一体化专业实训课程是学生的必修课，是培养学生职业技能的主要环节，能不断提高机电一体化学生的动手能力，而且巩固了其理论基础，对其进行思想教育、职业培养以及劳动教育意识的培养，为其以后走向工作岗位奠定良好的基础。文章探討了“电气控制与PLC实训”课程设计，并提出教学改进方法，以期促进该专业的良好发展。

关键词：机电一体化;收音机焊接组装;实训

1   “电气控制与PLC实训”课程设计

1.1  实践教学平台的拓展

目前，在PLC实践教学平台是西门子S7-200型可编程控制实验台，编程软件、即可编程逻辑控制器以及功能性实验板等[1]，可以实施PLC的基本指令练习以及有限的PLC实际应用模拟实验，包含以下拓展方向。

（1）为了有效解决实训课时的局限性，同学们能够进入到实验室中，通过试验平台才可以实施程序调试、仿真、下载以及观察结果的问题，大力拓展建设非实验室环境之下的PLC软仿真平台[2]。需要在同学们的电脑上安装编程软件和模拟仿真软件，利用软件的菜单选项配置所需要的CPU型号，即能够构建一个非实验室环境之下的PLC软仿真平台。另外，S7-200-SIM模拟仿真软件还可以允许用户自定义设置扩展模块，包括开关量的I/O模块和模拟量I/O模块，显著加强系统的可开放性以及功能性。因此，同学们在完成日常作业练习或设计案例的时候，就能够在电脑中进行PLC程序的编制、调试以及仿真，进而能够真正摆脱传统的实验室平台以及实验时间的束缚，进而能够让同学们熟悉编程技术，对自身实践能力的提高起到良好的促进作用[3]。

（2）在学校实验室当中能够配置部分单独的，没有有效固定在实验教学平台当中的可编程控制器、步进电机、三相异步电机以及接头等相关设备，能够增强电气控制与PLC之间的实践关联性。让同学们能够接触到实际当中的设备，不需要采取指示灯来进行模拟各种各样执行机构的运行状态，使得同学们更加容易接受[4]。

（3）不管是PLC实验室还是电气控制实验室，均应该更新部分直观性较强，与实际生产联系更为紧密的成套实验设备。例如：机械手控制实验台、电梯控制实验台、液位控制试验台等，或者可以自动生产线实验系统[5]。上述相关设备大部分价格昂贵，也许在短时间当中没有办法配备到位。因为上述相关实验平台不但配置所需要的PLC控制设备以外，还配置各种类型的传感器、电动机以及电磁阀等相关设备，整个系统均是缩小版的实际生产平台。

1.2  实训教学法的改进措施

在讲解接触器的硬件结构和工作原理时，让同学们在实验室当中对接触器予以拆装，能够直观地展示出接触器的构造，从而对其工作原理进行分析，之后再通过接触器连接在实验电路当中，对接触器的运行情况进行密切观察，进而有效验证对接触器的工作原理进行分析的正确性。这样的实训教学方式突破以往的实践教学，强调把知识点分布在各个项目当中，实现一边教、一边学、一边做。理论与实践之间交替进行，直观与抽象之间交错进行，没有固定的“先实训后理论”。

2   仿真实训与实操实训分阶段和交替实施

将实训教学主要划分成为实操阶段以及仿真阶段等相关不同阶段，根据机电一体化专业实训课程和实训项目的特征，有的首先进行实操，之后进行仿真，最后再进行实操;有的先进行仿真，再进行实操，最后再进行仿真。在仿真过程中加深理解，在实操进行巩固，在反复训练当中得以有效升华。

2.1  三段式实训模式

在数控编程与加工实训教学过程中，采取三段式的实训模式，包括仿真+实操+仿真，第一个阶段在计算机房当中进行仿真实训，即通过数控加工仿真系统等相关数控加工仿真软件，让同学们能够明确了解数控机床的相关操作环节，了解数控编程指令应该如何应用以及数控程序如何进行编写和调试。

同学们能够在模拟训练当中对零件加工程序进行编写;通过数控仿真软件采取三维仿真加工，在实践过程当中能够有效判断程序是否合理，对程序采取检查测试。仿真训练不会受到成本、条件以及安全等相关因素所带来的限制，同学们能够一人一个计算机，反复进行训练，可以更加快速地实现由初学者逐渐向熟练者进行过渡。数控仿真实训期间，同学们对切削参数的选取方面等相关加工工艺的操作是无法进行训练的，所以在同学们进行仿真实训考核当中，需要进入到第二个阶段的实操训练阶段。在数控铣床以及数控车床当中实施真实零件加工训练，明确掌握真实机床操作以及加工工艺方面的应用，并且对同学们的职业素质养成起到良好的促进作用。因为在第一个阶段同学们的编程已经过关，这个阶段的实训能够明显减少调试时间以及程序检查，进而可以使机电一体化专业教学实训的效果明显提高，使实训成本进一步降低。除此之外，同学们在明确掌握真实加工基本技能以后，才可以开始进入到第三个阶段，进而能够通过仿真软件深化以及巩固编程知识与技能。

2.2  虚拟仿真与实训教学结合

机电一体化专业实训教学需要以仿真实训较为辅、实操和实训为主，仿真训练应该为实操训练进行服务。虚拟仿真实训的教学载体，例如，内容、系统以及操作对象的型号等，尽量与实操以及实训相一致或者相近，对具体操作训练效果起到良好的促进作用。例如，机械部件安装调试实训，可以开发数控机床机械部件安装调试与维修仿真实训系统，仿真实训系统当中作为拆装对象的机床与院校目前拥有的实训机床相一致或者接近。在仿真实训过程当中，同学们利用仿真系统所提供的机械部件装配图和机械部件三维模型，需要对铣床以及车床等相关机床典型零部件机械结构和工作原理，对最基础的拆装工艺流程需要熟悉。在实操训练过程当中，对于相同或者相类似的机床载体，同学们已经能够对机械部件的工作原理、基础拆装流程以及结构明确掌握。所以，在这一阶段当中能够集中精力来完成整个机械部件的调试安装工艺和工具应用技能，进而使实操训练效率以及效果显著提高。

3 机电一体化PLC实训课程教学改进方法

3.1  PLC实训课程的示范教学法

在“电气控制与PLC实训”课程中，同学们刚上课时，大多数是首次接触PLC的实物，通常不知道应该从哪里下手，导致实训时间明显延长，然而教师放手让同学们亲自进行操作，非常容易由于接错线路导致设备烧坏。此时，老师需要采取示范性教学法，首先亲自示范操作一次，从编程、安全、接线、检查、合闸以及送电等相关环节予以示范，再让学生进行操作，老师应该重点关注同学们的编程、接线以及操作方法有无问题，培养学生良好的安全意识，并且熟练掌握PLC设备的操作方法以及步骤，为之后的实训学习打下坚实的基础。

3.2  PLC实训课程的启发式教学法

以“电气控制与PLC实训”课程为例子，在采取示范性教学法以后，需要采取启发式教学法较为适宜，需要高度重视培养同学们的独立编程能力以及独立工作能力，对于PLC程序的编写，部分学生也许不知如何下手，也许会要求教师为其提供PLC程序。此时，教师能够提供一份梯形图程序给同学们作为编程思路的参考。然而，要求同学们采取不同方式来对PLC程序进行编写，编写出来的PLC程序不可以与教师提供的相同。

机电一体化专业实训的题目是“电动机循环正反转的PLC控制”，这个实训题目的PLC程序能够采取指令表、步进顺控指令、梯形圖以及状态流程图等相关方法的编写，在PLC编程过程当中需要为同学们提供一份采取梯形图编写的程序，老师首先需要采取启发式教学向同学们耐心讲解整个PLC编程思路，让同学们能够明确理解梯形图当中的含义，最终教师要求同学们采取状态转移图的方法来对PLC程序进行编写，不但能够有效锻炼同学们的编程能力，与此同时还进一步开阔同学们的编程思路，可以较为全面地掌握PLC的编程方法。

4   结语

综上所述，机电一体化专业的学生们，需要将理论知识与实训操作相结合，把所学的知识，融入实训课程，提高自身的动手能力，为自己将来的工作奠定一定的基础。

[参考文献]

[1]王树海.超外差六管调幅收音机安装与调试[J].数字技术与应用，2016（7）：188.

[2]施国英，侯加林，李天华，等.电子工艺学习教学改革探索[J].实验室科学，2016（6）：45-46，49.

[3]刘志军.高职院校机电一体化专业实践教学改革研究[J].科教，2015（9）：62-64.

[4]胡长城.机电一体化专业实践教学体系的构建与应用[J].产业与科教论坛，2015（14）：155-156.

[5]刘潇.基于职业能力培养的高职机电专业教学模式探讨[J].科教论坛，2020（4）：42-46.

（编辑 傅金睿）