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【摘要】本文以市场经济对人才能力的需求为导向,在充分调研的基础上,论述了《电器与PLC控制技术》课程体系、课程内容、实验室建设和教学方法等四方面的建设,为培养有创新精神高素质人才创建了软件和硬件条件。
【关键词】PLC 教学方法 课程建设
【中图分类号】G632.3 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)09(b)-0027-01
随着社会经济的快速发展,电气自动化设备的广泛应用,企业对自动化专业毕业生的开拓创新能力的要求越来越高。《电器与PLC控制技术》是自动化专业实用性很强的一门专业课,课程的体系、课程的内容、实验室建设和教学方法是提高学生学习兴趣培养开拓创新思维能力的前提和保障,在充分调研的基础上,以市场经济对人才的能力需求为导向,对《电器与PLC控制技术》课程建设做了细致的研究和有益的尝试。
1 《电器与PLC控制技术》为核心建立PLC课程体系
2003年新增自动化专业招生以来我校开设的PLC技术的课程有《电器与PLC控制技术》《PLC技术与应用》和《可编程控制器》,《电器与PLC控制技术》是自动化专业专业课,《PLC技术与应用》和《可编程控制器》是面向电子工程、机械制造自动化和轮机管理等不同专业的专业课,三门课程对自动化的授课内容虽然有所不同,但还存在必然的联系。《电工学》作为面向全院的专业基础课,为普及非电专业的PLC应用技术,《电工学》(秦曽煌主编)教材中安排了一章内容重点介绍PLC的原理与应用,PLC技术在ASEA(Automation System Engineer Accreditation)中占有很重的份量。如何引入ASEA理念,将最前沿的PLC技术传授给不同专业不同需求的对象,实现学有所获,学有所用,切合实际的办法是以主干课《电器与PLC控制技术》为核心建立课程体系,通过核心课程的建设来促进系列课程的建设。
2 以PLC市场现状及未来发展为依据确定课程内容
由于近十年来知名的PLC生产厂家不断兼并和重组,2003年全球PLC市场为60亿美元,2004年为65亿美元。预计2008年将达到75亿美元,呈上升趋势,主要生产企业有美国的AB、MODICON、GE公司,德国的SIMENS公司,日本的欧姆龙和三菱电机公司,约占全球市场销售额的67%,目前国内市场的PLC产品几乎被国外生产企业占领。近年来SIMENS公司的小型PLC在国内市场的占有率迅速上升,有超过并代替日本公司产品的势头。SIMATIC的产品中S7系列的可编程控制器根据控制系统的规模分为:S7-200、S7-300和S7-400分别对应小型、中型和大型PLC,而S7-200的许多功能达到了大中型PLC的水平具有较高的性价比,在中国的应用日趋广泛,通过对PLC市场现状的分析,市场经济对PLC人才的需求必然会面向市场销售额高,应用范围广的产品,以S7-200、S7-300和S7-400为《电器与PLC控制技术》课程的教学内容,不仅适应了社会生产发展的需要而且对技能型人才和开拓创新型人才的培养具有特殊的意义。
3 高标准PLC实验室的建设
3.1 实践教学现状及存在的问题
2003年用于PLC教学的只有一套松下电工FP1系列的实验箱和手持编程器,教师只能在理论教学的课堂上演示简单的实验,学生没有动手连接設计硬件电路和设计调试梯形图的机会,在演示实验中被动接受;这样很难培养学生的设计能力和创新精神。自动化新专业建成后,为保证《电器与PLC控制技术》专业课的实践教学环节开始筹建PLC实验室,购置了浙江天煌教仪公司设计生产的THSMS-B型实验装置,该实验装置能开设18项实验,保证了PLC课程实验教学的需求,但是所开设的实验项目都是以指示灯代表控制对象的模拟实验,对于课程设计和实验室开放来说过于简单,限制了学生探索问题和解决问题的方法和能力。
3.2 利用现有的实践教学资源开设设计型和研究型实验
在现代化控制中,例如某大型机床,必须先将油泵起动为主轴提供循环润滑油,然后才能起动主轴电动机,模拟实验不能给学生留下深刻的印象。采用实际电工器件及电工设备,如选小型接触器、微型电动机、热敏器件、电压源、电流源等设计控制电路,通过编程实现某些实际控制环节,这样不仅能将理论知识用于实际控制上,而且能大大调动学生开拓创新的积极性,为此利用现有的实践教学资源增加设计型和研究型实验项目六项分别为:(1)两台电机的连锁控制;(2)电机的点动控制和连续运转控制;(3)电机的异地控制;(4)电机的正反转定时控制;(5)两台电机自动连锁控制(M1启动5秒后M2启动再过5秒全部停止;6.3台电动机单按钮控制启停(最后一次保持2S以上,则次数与电机号码相同的电机运行,再按下按钮时,电机停止),两年的PLC课程设计结果证明:利用现有的实践教学资源开设设计型和研究型实验给学生提供了亲自动手操作的机会收到非常好的教学效果。
3.3 对非电专业学生开放PLC实验室
在非电专业电工技术课程教学中,可编程控制作为新技术应用的内容在近几年引入电工教学中,学时少任务重是电工学课程特点由于总学时的限制,只能安排2个学时的PLC实验,学生完成系统的使用方法及基本指令的操作练习后不能进行简单控制环节的设计和练习更谈不上综合实验程序的设计和调试。如果将PLC实验室面向非电专业学生开放,理论教师与实验室教师共同辅导学生,设计完成设计性和综合性实验,有效利用PLC实验室软、硬件设施,达到进一步提高实践教学质量的目的。
4 改进教学方法,侧重应用能力的培养
4.1 科学编排教学次序将理论教学融入实验实训中
PLC控制系统的程序设计和PLC应用技能的培养应该贯穿于每个教学环节中,教学日历的填写非常关键,只有将指令的功能和在一些典型程序中的应用与实验训练内容安排恰当合理,学生才能在实验装置上及时练习并掌握指令的编程方法,从而仿照老师所给的典型例题,进行相似程序的设计。
4.2 建立多样化教学方法和手段
传统的教学方法能引导学生从不同侧面分析问题并陈述自己的观点是课堂教学不可忽略的重要方法和手段。随着科技水平的发展及教学设施的完善,多媒体教学已成为高校重要的教学手段。多媒体技术在某些方面提高了学生的学习兴趣,并将抽象的难以解释的内容形象化、直观化,有利于开发学生的思维创新能力,《电器与PLC控制技术》是一门实用性很强的专业课,课堂授课信息量大,原理图和梯形图多,单一传统的教学方法不能完成授课内容,在教学中采用多样化的教学手段能获得行之有效的教学效果。
5 结语
通过《电器与PLC控制技术》课程的建设使PLC系列课在教学内容上更加先进,教学方法更加完善,实践教学条件得到进一步的改善,为培养有创新精神高素质人才创建了软件和硬件条件。
参考文献
[1] ASEA培训与考试指定参考丛书,中国自动化学会ASEA办公室主编.2006年4月.
[2] 现代电气控制及PLC应用技术.王永华主编,北京航空航天大学出版社.2003年9月.
[3] 可编程序控制器教程.胡学林主编,电子工业出版社.2005年7月.
【关键词】PLC 教学方法 课程建设
【中图分类号】G632.3 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)09(b)-0027-01
随着社会经济的快速发展,电气自动化设备的广泛应用,企业对自动化专业毕业生的开拓创新能力的要求越来越高。《电器与PLC控制技术》是自动化专业实用性很强的一门专业课,课程的体系、课程的内容、实验室建设和教学方法是提高学生学习兴趣培养开拓创新思维能力的前提和保障,在充分调研的基础上,以市场经济对人才的能力需求为导向,对《电器与PLC控制技术》课程建设做了细致的研究和有益的尝试。
1 《电器与PLC控制技术》为核心建立PLC课程体系
2003年新增自动化专业招生以来我校开设的PLC技术的课程有《电器与PLC控制技术》《PLC技术与应用》和《可编程控制器》,《电器与PLC控制技术》是自动化专业专业课,《PLC技术与应用》和《可编程控制器》是面向电子工程、机械制造自动化和轮机管理等不同专业的专业课,三门课程对自动化的授课内容虽然有所不同,但还存在必然的联系。《电工学》作为面向全院的专业基础课,为普及非电专业的PLC应用技术,《电工学》(秦曽煌主编)教材中安排了一章内容重点介绍PLC的原理与应用,PLC技术在ASEA(Automation System Engineer Accreditation)中占有很重的份量。如何引入ASEA理念,将最前沿的PLC技术传授给不同专业不同需求的对象,实现学有所获,学有所用,切合实际的办法是以主干课《电器与PLC控制技术》为核心建立课程体系,通过核心课程的建设来促进系列课程的建设。
2 以PLC市场现状及未来发展为依据确定课程内容
由于近十年来知名的PLC生产厂家不断兼并和重组,2003年全球PLC市场为60亿美元,2004年为65亿美元。预计2008年将达到75亿美元,呈上升趋势,主要生产企业有美国的AB、MODICON、GE公司,德国的SIMENS公司,日本的欧姆龙和三菱电机公司,约占全球市场销售额的67%,目前国内市场的PLC产品几乎被国外生产企业占领。近年来SIMENS公司的小型PLC在国内市场的占有率迅速上升,有超过并代替日本公司产品的势头。SIMATIC的产品中S7系列的可编程控制器根据控制系统的规模分为:S7-200、S7-300和S7-400分别对应小型、中型和大型PLC,而S7-200的许多功能达到了大中型PLC的水平具有较高的性价比,在中国的应用日趋广泛,通过对PLC市场现状的分析,市场经济对PLC人才的需求必然会面向市场销售额高,应用范围广的产品,以S7-200、S7-300和S7-400为《电器与PLC控制技术》课程的教学内容,不仅适应了社会生产发展的需要而且对技能型人才和开拓创新型人才的培养具有特殊的意义。
3 高标准PLC实验室的建设
3.1 实践教学现状及存在的问题
2003年用于PLC教学的只有一套松下电工FP1系列的实验箱和手持编程器,教师只能在理论教学的课堂上演示简单的实验,学生没有动手连接設计硬件电路和设计调试梯形图的机会,在演示实验中被动接受;这样很难培养学生的设计能力和创新精神。自动化新专业建成后,为保证《电器与PLC控制技术》专业课的实践教学环节开始筹建PLC实验室,购置了浙江天煌教仪公司设计生产的THSMS-B型实验装置,该实验装置能开设18项实验,保证了PLC课程实验教学的需求,但是所开设的实验项目都是以指示灯代表控制对象的模拟实验,对于课程设计和实验室开放来说过于简单,限制了学生探索问题和解决问题的方法和能力。
3.2 利用现有的实践教学资源开设设计型和研究型实验
在现代化控制中,例如某大型机床,必须先将油泵起动为主轴提供循环润滑油,然后才能起动主轴电动机,模拟实验不能给学生留下深刻的印象。采用实际电工器件及电工设备,如选小型接触器、微型电动机、热敏器件、电压源、电流源等设计控制电路,通过编程实现某些实际控制环节,这样不仅能将理论知识用于实际控制上,而且能大大调动学生开拓创新的积极性,为此利用现有的实践教学资源增加设计型和研究型实验项目六项分别为:(1)两台电机的连锁控制;(2)电机的点动控制和连续运转控制;(3)电机的异地控制;(4)电机的正反转定时控制;(5)两台电机自动连锁控制(M1启动5秒后M2启动再过5秒全部停止;6.3台电动机单按钮控制启停(最后一次保持2S以上,则次数与电机号码相同的电机运行,再按下按钮时,电机停止),两年的PLC课程设计结果证明:利用现有的实践教学资源开设设计型和研究型实验给学生提供了亲自动手操作的机会收到非常好的教学效果。
3.3 对非电专业学生开放PLC实验室
在非电专业电工技术课程教学中,可编程控制作为新技术应用的内容在近几年引入电工教学中,学时少任务重是电工学课程特点由于总学时的限制,只能安排2个学时的PLC实验,学生完成系统的使用方法及基本指令的操作练习后不能进行简单控制环节的设计和练习更谈不上综合实验程序的设计和调试。如果将PLC实验室面向非电专业学生开放,理论教师与实验室教师共同辅导学生,设计完成设计性和综合性实验,有效利用PLC实验室软、硬件设施,达到进一步提高实践教学质量的目的。
4 改进教学方法,侧重应用能力的培养
4.1 科学编排教学次序将理论教学融入实验实训中
PLC控制系统的程序设计和PLC应用技能的培养应该贯穿于每个教学环节中,教学日历的填写非常关键,只有将指令的功能和在一些典型程序中的应用与实验训练内容安排恰当合理,学生才能在实验装置上及时练习并掌握指令的编程方法,从而仿照老师所给的典型例题,进行相似程序的设计。
4.2 建立多样化教学方法和手段
传统的教学方法能引导学生从不同侧面分析问题并陈述自己的观点是课堂教学不可忽略的重要方法和手段。随着科技水平的发展及教学设施的完善,多媒体教学已成为高校重要的教学手段。多媒体技术在某些方面提高了学生的学习兴趣,并将抽象的难以解释的内容形象化、直观化,有利于开发学生的思维创新能力,《电器与PLC控制技术》是一门实用性很强的专业课,课堂授课信息量大,原理图和梯形图多,单一传统的教学方法不能完成授课内容,在教学中采用多样化的教学手段能获得行之有效的教学效果。
5 结语
通过《电器与PLC控制技术》课程的建设使PLC系列课在教学内容上更加先进,教学方法更加完善,实践教学条件得到进一步的改善,为培养有创新精神高素质人才创建了软件和硬件条件。
参考文献
[1] ASEA培训与考试指定参考丛书,中国自动化学会ASEA办公室主编.2006年4月.
[2] 现代电气控制及PLC应用技术.王永华主编,北京航空航天大学出版社.2003年9月.
[3] 可编程序控制器教程.胡学林主编,电子工业出版社.2005年7月.