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摘要：《PLC与机床电气》是我校机械电子工程等专业的一门实用性较强的专业核心课程。为进一步提高该课程的教学质量和效果，深化学生对机床电气控制及PLC控制技术的理解，对该课程的教学改革进行探讨十分必要。本文主要从教学内容、教学方法以及考核评价方法等几个方面讨论如何进行《PLC与机床电气》课程的教学改革，实践效果表明此次课程教学改革颇有成效。
关键词：PLC；教学改革；实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）43-0046-02
可编程序控制器（Programmable Logical Controller，PLC）是近几十年发展起来的一种新型工业控制装置，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术，具有可靠性高、功能强、使用灵活方便和易于编程等优点，应用越来越广，目前已成为现代工业控制的三大支柱之一。PLC技术与机床电气控制是实现机床自动化的重要技术之一，随着PLC在工业自动化、机电一体化以及传统产业技术改造等方面的广泛应用，现代工业企业对PLC技术人员的需求日益增大。对于独立学院机械专业的学生来说，掌握好这门技术，可以为今后的就业增加筹码。
一、课程教学改革的背景
《PLC与机床电气》是综合了机床设备、电气控制和PLC应用技术的一门新兴科学，是我校机械类专业的一门专业核心课程。要求通过教学使学生掌握典型机床加工设备的机械结构组成、生产工艺过程、对电气控制的要求以及传统机床设备电气控制特点，并了解传统机床电控技术上的落后，从而采用先进的PLC技术加以改造和研发创新。以往的《机床电气与PLC》课程教学内容设计通常分为理论、实验和实训三大部分。理论教学主要介绍常用低压电器、简单的电器控制线路、PLC基本指令、步进指令以及常用的功能指令，课堂讲解过程中结合一些常见的实例加以说明，总的来说比较抽象和枯燥，学生理解起来存在一定问题。实验教学方面，学校实验室虽然配备了多套三菱FX1N系列PLC试验台，但是由于实验台上的模块有限，并且相应的程序已经固化，因此只能开展验证性试验，学生的实际编程能力得不到锻炼。传统的理论和实践教学方面存在的问题在一定程度上影响了学生对《PLC与机床电气》课程的学习，经过多年的教学实践和考察，绝大部分高校师生感到教学效果不佳。我校机电一体化专业的目标是培养德、智、体全面发展，机电结合，以机为主，电为机用，具备机械电子工程基础知识与应用能力，能在企、事业单位从事机电一体化产品的设计制造、系统控制、测试维修和运行管理等方面工作，“专、通、雅”协调发展的应用型高级专业技术人才。因此对现有的教学模式进行改革是当务之急，利用先进的教学理念和手段来促进教学质量的提高，调动学生学习积极性，提高学生的实际动手能力，增强学生就业的筹码，这些都是我们教师需要不断进行探讨的课题。另外，《PLC与机床电气》课程设计应该体现工学结合的理念，与机械制造行业的工程师、专家合作，以行业和岗位的需求为导向，以培养学生的职业能力、可持续发展能力为目标，进行系统化的项目课程开发与改革。
二、课程教学内容改革
根据机械制造业发展需要，课题组针对本专业的培养目标制定了适合我专业的教学大纲并编写了相应的教案，课程内容的排序是基于由简单到复杂、由单一到综合的工作过程来组织的，并兼顾理论知识的系统性和连贯性，以形成完整的工作任务和学习体系，为学生可持续发展奠定了良好的基础。在理论教学方面，经多次研讨，课题组决定在课堂教学中把理论教学与实践教学有机地结合起来，采纳“项目驱动教学法”，将机床结构，电气控制基本概念及PLC指令系统的讲解穿插在各个项目中进行讲解。为此课题组在课程内容安排方面进行了改革，精心准备教学实施项目，具体项目及相关知识点安排如下：常用低压电器组装及测试（4课时），熟识常用低压电器的外型、文字及图形符号、动作原理及使用注意事项等；三相异步电动机的启停控制（2课时），掌握机床电机的基本控制原理，了解电气控制线路结构特点、绘图原则及标准，熟识线路的保护环节；三相异步电动机点动和长动、正反转控制、星形/三角形减压启动控制（4课时），了解PLC基本指令，PLC控制和继电器控制的区别，自锁与互锁概念，时间原则，并会设计三相交流异步电机的起停及正反转切换控制线路等；普通机床的电气控制（4课时），了解简单机床结构、功能、控制原理和相应的控制线路等；水塔水位控制模拟（4课时），PLC基本指令及编程方法；运料小车控制模拟（4课时），基本指令编程，步进指令编程，多种方式控制的编程；LED数码显示控制（4课时），掌握移位指令SFTL在控制中的应用及其编程方法；机械手动作的模拟（4课时），常见功能指令的应用。在实践教学方面，我院配合加工中心的建设，加大了实验室资金投入的力度，建成了以FX1N系列可编程控制器实训装置22套，可开展多种基本验证性试验；同时配备了THJDQG-1型机电一体化组合实验实训平台4套以及THJDME-1型光机电一体化实训装置2套，可开展综合性实验。实验教学内容改革体现在将实验分为三块进行：第一是验证性实验。配合上述项目紧跟理论教学进程进行，要求学生熟练掌握电气控制基础，PLC基本指令和常用功能指令的使用，加深学生对所学理论知识的理解，培养学生基本的软硬件调试能力。第二是加强实践性教学环节。此类试验可在THJDQG-1型机电一体化组合实验实训平台以及THJDME-1型光机电一体化实训装置上开展，在较好完成验证性实验的基础上引入。具体项目有：机械手搬运的自动控制、皮带输送机的自动控制、物料传送与分拣控制系统设计，步进电机控制等。教师只提供设计思想和设计方法，以学生自己动手为主，老师引导为辅，在此基础上，通过查阅资料，拟订设计方案，写出I/O分配表、设计I/O接线图，编写系统控制程序，最后上机调试、修改等。通过这类实验，锻炼学生综合运用所学理论知识分析问题的能力，提高学生用PLC进行产品设计能力和解决实际问题的能力。第三是创新性实验。对于基础较好、学有余力以及兴趣浓厚的同学，鼓励其利用实验室所具备的条件进行创新设计。目的在于启发学生积极思考、大胆实践、勇于创新的工作作风，为以后从事本专业的设计、研制开发新产品打下基础。
关键词：PLC；教学改革；实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）43-0046-02
可编程序控制器（Programmable Logical Controller，PLC）是近几十年发展起来的一种新型工业控制装置，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术，具有可靠性高、功能强、使用灵活方便和易于编程等优点，应用越来越广，目前已成为现代工业控制的三大支柱之一。PLC技术与机床电气控制是实现机床自动化的重要技术之一，随着PLC在工业自动化、机电一体化以及传统产业技术改造等方面的广泛应用，现代工业企业对PLC技术人员的需求日益增大。对于独立学院机械专业的学生来说，掌握好这门技术，可以为今后的就业增加筹码。
一、课程教学改革的背景
《PLC与机床电气》是综合了机床设备、电气控制和PLC应用技术的一门新兴科学，是我校机械类专业的一门专业核心课程。要求通过教学使学生掌握典型机床加工设备的机械结构组成、生产工艺过程、对电气控制的要求以及传统机床设备电气控制特点，并了解传统机床电控技术上的落后，从而采用先进的PLC技术加以改造和研发创新。以往的《机床电气与PLC》课程教学内容设计通常分为理论、实验和实训三大部分。理论教学主要介绍常用低压电器、简单的电器控制线路、PLC基本指令、步进指令以及常用的功能指令，课堂讲解过程中结合一些常见的实例加以说明，总的来说比较抽象和枯燥，学生理解起来存在一定问题。实验教学方面，学校实验室虽然配备了多套三菱FX1N系列PLC试验台，但是由于实验台上的模块有限，并且相应的程序已经固化，因此只能开展验证性试验，学生的实际编程能力得不到锻炼。传统的理论和实践教学方面存在的问题在一定程度上影响了学生对《PLC与机床电气》课程的学习，经过多年的教学实践和考察，绝大部分高校师生感到教学效果不佳。我校机电一体化专业的目标是培养德、智、体全面发展，机电结合，以机为主，电为机用，具备机械电子工程基础知识与应用能力，能在企、事业单位从事机电一体化产品的设计制造、系统控制、测试维修和运行管理等方面工作，“专、通、雅”协调发展的应用型高级专业技术人才。因此对现有的教学模式进行改革是当务之急，利用先进的教学理念和手段来促进教学质量的提高，调动学生学习积极性，提高学生的实际动手能力，增强学生就业的筹码，这些都是我们教师需要不断进行探讨的课题。另外，《PLC与机床电气》课程设计应该体现工学结合的理念，与机械制造行业的工程师、专家合作，以行业和岗位的需求为导向，以培养学生的职业能力、可持续发展能力为目标，进行系统化的项目课程开发与改革。
二、课程教学内容改革
根据机械制造业发展需要，课题组针对本专业的培养目标制定了适合我专业的教学大纲并编写了相应的教案，课程内容的排序是基于由简单到复杂、由单一到综合的工作过程来组织的，并兼顾理论知识的系统性和连贯性，以形成完整的工作任务和学习体系，为学生可持续发展奠定了良好的基础。在理论教学方面，经多次研讨，课题组决定在课堂教学中把理论教学与实践教学有机地结合起来，采纳“项目驱动教学法”，将机床结构，电气控制基本概念及PLC指令系统的讲解穿插在各个项目中进行讲解。为此课题组在课程内容安排方面进行了改革，精心准备教学实施项目，具体项目及相关知识点安排如下：常用低压电器组装及测试（4课时），熟识常用低压电器的外型、文字及图形符号、动作原理及使用注意事项等；三相异步电动机的启停控制（2课时），掌握机床电机的基本控制原理，了解电气控制线路结构特点、绘图原则及标准，熟识线路的保护环节；三相异步电动机点动和长动、正反转控制、星形/三角形减压启动控制（4课时），了解PLC基本指令，PLC控制和继电器控制的区别，自锁与互锁概念，时间原则，并会设计三相交流异步电机的起停及正反转切换控制线路等；普通机床的电气控制（4课时），了解简单机床结构、功能、控制原理和相应的控制线路等；水塔水位控制模拟（4课时），PLC基本指令及编程方法；运料小车控制模拟（4课时），基本指令编程，步进指令编程，多种方式控制的编程；LED数码显示控制（4课时），掌握移位指令SFTL在控制中的应用及其编程方法；机械手动作的模拟（4课时），常见功能指令的应用。在实践教学方面，我院配合加工中心的建设，加大了实验室资金投入的力度，建成了以FX1N系列可编程控制器实训装置22套，可开展多种基本验证性试验；同时配备了THJDQG-1型机电一体化组合实验实训平台4套以及THJDME-1型光机电一体化实训装置2套，可开展综合性实验。实验教学内容改革体现在将实验分为三块进行：第一是验证性实验。配合上述项目紧跟理论教学进程进行，要求学生熟练掌握电气控制基础，PLC基本指令和常用功能指令的使用，加深学生对所学理论知识的理解，培养学生基本的软硬件调试能力。第二是加强实践性教学环节。此类试验可在THJDQG-1型机电一体化组合实验实训平台以及THJDME-1型光机电一体化实训装置上开展，在较好完成验证性实验的基础上引入。具体项目有：机械手搬运的自动控制、皮带输送机的自动控制、物料传送与分拣控制系统设计，步进电机控制等。教师只提供设计思想和设计方法，以学生自己动手为主，老师引导为辅，在此基础上，通过查阅资料，拟订设计方案，写出I/O分配表、设计I/O接线图，编写系统控制程序，最后上机调试、修改等。通过这类实验，锻炼学生综合运用所学理论知识分析问题的能力，提高学生用PLC进行产品设计能力和解决实际问题的能力。第三是创新性实验。对于基础较好、学有余力以及兴趣浓厚的同学，鼓励其利用实验室所具备的条件进行创新设计。目的在于启发学生积极思考、大胆实践、勇于创新的工作作风，为以后从事本专业的设计、研制开发新产品打下基础。