主頁 > 技術(shù)文章 > 如何在維修電工實(shí)習(xí)教學(xué)中引入PLC 2024-10-16

如何在維修電工實(shí)習(xí)教學(xué)中引入PLC

摘要：“維修電工”是一門理論性、專業(yè)性、技術(shù)性都較強(qiáng)的技術(shù)課程。如何通過實(shí)習(xí)教學(xué)，使學(xué)生把電工專業(yè)理論知識和實(shí)踐操作技能有機(jī)的結(jié)合起來，培養(yǎng)出適應(yīng)當(dāng)前社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步、能夠解決生產(chǎn)企業(yè)中實(shí)際問題的、具有較強(qiáng)的專業(yè)能力和較高操作水平的合格維修電工，是很值得我們探討的一個話題。本文論述了如何在搞好學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)訓(xùn)練、提高學(xué)生專業(yè)技術(shù)理論知識和分析解決實(shí)際問題的專業(yè)操作技能水平與能力的基礎(chǔ)上；在教學(xué)中由淺入深的引入PLC可編程應(yīng)用技術(shù)充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，把繼電接觸器控制技術(shù)與可編程控制器技術(shù)二者有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)適應(yīng)市場需求的實(shí)用型技術(shù)人才的教學(xué)探討和感受。
培養(yǎng)學(xué)生掌握一定的專業(yè)操作技能，是各類職業(yè)技術(shù)教育的一項(xiàng)重要任務(wù)。目前，我國職業(yè)技術(shù)技能人才的緊缺已制約了中國經(jīng)濟(jì)快速向前發(fā)展，大力發(fā)展職業(yè)技術(shù)教育，加強(qiáng)中、高級技術(shù)技能人才的培養(yǎng)已成為當(dāng)務(wù)之急。因此，職業(yè)技術(shù)學(xué)校作為培養(yǎng)合格技術(shù)技能人才的基地之一，理應(yīng)承擔(dān)起這一社會責(zé)任。從另一個角度來講職業(yè)技術(shù)教育要提高自身的社會競爭能力，就要提高辦學(xué)質(zhì)量和水平，突出教學(xué)特色，適應(yīng)當(dāng)前社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的實(shí)踐操作能力和一定的創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)能力；特別是重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生解決生產(chǎn)企業(yè)中實(shí)際問題的能力，以滿足市場經(jīng)濟(jì)條件下的社會和企業(yè)的發(fā)展需求已經(jīng)刻不容緩。目前，實(shí)用型技術(shù)人才有著較為廣闊的市場需求，所以“維修電工”的含義已不僅僅是傳統(tǒng)上的操作和維修了，必須在專業(yè)內(nèi)容的設(shè)置方面充實(shí)新的知識和內(nèi)容。電氣維修如果還只是單純停留在繼電器、接觸器控制上就不能滿足企業(yè)的技術(shù)要求。為此，除了要求學(xué)生掌握基本的專業(yè)理論知識外，更要突出學(xué)生的實(shí)踐技能和專業(yè)水平。讓學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間就能在實(shí)際操作技術(shù)方面達(dá)到符合生產(chǎn)實(shí)際需要的標(biāo)準(zhǔn)，否則就會被市場需求所淘汰。因此，在維修電工專業(yè)教學(xué)中充實(shí)可編程控制器及其應(yīng)用的課題勢在必行。那么能否舍棄基礎(chǔ)教學(xué)環(huán)節(jié)而急于求成呢？我作為一名職業(yè)技術(shù)學(xué)校電氣技術(shù)專業(yè)的實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)和實(shí)踐，有如下一些體會：
一、欲速則不達(dá)。培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)水平和實(shí)踐能力要耐心引導(dǎo)，抓好專業(yè)教學(xué)的基礎(chǔ)訓(xùn)練和學(xué)習(xí)。
技術(shù)學(xué)校的學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參差不齊，在教學(xué)上必然存在困難，這就要求我們指導(dǎo)教師基本功要扎實(shí)，理論水平要高，因地制宜的安排好教學(xué)內(nèi)容的順序；才能發(fā)揮這些學(xué)生的長處并增強(qiáng)其信心，提高他們克服學(xué)習(xí)困難的勇氣，從而讓學(xué)生由簡到繁的掌握各個課題的控制原理和工藝要求。可以說所有的技工學(xué)校都是根據(jù)國家勞動和社會保障部技工學(xué)校電工類專業(yè)的教學(xué)大綱，并結(jié)合各自的實(shí)際情況制定各自的教學(xué)計(jì)劃。我校也有自己的模式和特色，且在教學(xué)實(shí)踐中不斷的探索和完善。例如二年級的實(shí)習(xí)課程已涉及機(jī)床控制電路的學(xué)習(xí)，如何使學(xué)生領(lǐng)會控制原理，提高學(xué)生獨(dú)立安裝、維修操作的水平是本專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)的重點(diǎn)。為了解決這些問題，一些教師只強(qiáng)調(diào)多學(xué)多練，這固然重要。然而電器電路的安裝及維修，不是單純強(qiáng)調(diào)多練就能從根本上解決問題的。因?yàn)榭刂齐娐肥嵌喾N多樣的，不同的控制對象有不同的控制電路且方法、元件亦有多種，故接線方式方法就會各不相同；造成的故障現(xiàn)象也是多種多樣、意想不到的。因此，只有利用控制原理去分析其原因，確定、縮小故障可能出現(xiàn)的范圍，才能快捷地查找出故障點(diǎn)。如果不用電工理論去深刻領(lǐng)會控制原理，只憑多做多練是難以安裝出高質(zhì)量的電路控制板的，更談不上電路維修了。所以沒有一定的電工控制理論基礎(chǔ)是學(xué)不好維修電工實(shí)習(xí)課程的，于是我翻閱了實(shí)習(xí)用的相關(guān)教科書，發(fā)現(xiàn)機(jī)床控制電路不外乎是基本邏輯控制電路。為此，我把學(xué)生可以理解和接受的邏輯代數(shù)中的邏輯與、邏輯或、和邏輯非的控制關(guān)系介紹給同學(xué)們，讓他們在學(xué)習(xí)中具備最基本的控制理論。而這些知識恰恰與高級工專業(yè)教學(xué)中的數(shù)字電路知識和可編程控制器應(yīng)用技術(shù)是緊密聯(lián)系的。這樣既使學(xué)生掌握電路的基本分析方法、了解簡單機(jī)床控制電路的設(shè)計(jì)技巧，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；又為將來步入高級工學(xué)習(xí)PLC可編程、復(fù)雜設(shè)備的維修奠定了基礎(chǔ)。
在此基礎(chǔ)上，把學(xué)生熟悉控制電路、鞏固控制理論知識和工藝安裝訓(xùn)練依據(jù)他們接受的順序按照步驟安排學(xué)生們進(jìn)行練習(xí)。首先要求學(xué)生不考慮配線工藝，根據(jù)電氣控制原理圖在電器安裝板上用BVR軟導(dǎo)線和實(shí)際器件裝接。完成后在不通電情況下，組織學(xué)生利用萬用表進(jìn)行自查和互查，進(jìn)一步使學(xué)生熟悉所學(xué)電路、提高自主學(xué)習(xí)的興趣和信心，最后老師檢查無誤再通電試車。由于沒有配線工藝的要求，學(xué)生可以集中精力掌握和熟悉控制電路，由簡到繁、由淺入深、多學(xué)多練，使學(xué)生學(xué)到的控制理論知識馬上得到運(yùn)用和驗(yàn)證，既節(jié)省了大量用于安裝工藝訓(xùn)練的時間，又大大提高了學(xué)生掌握和熟悉控制電路的接受效率。接下來在學(xué)生已經(jīng)掌握控制電路的基礎(chǔ)上，再要求學(xué)生注重安裝工藝技能的練習(xí)和掌握，包括電器元件在安裝板上的位置要與布線要求、維修方便、美觀合理等因素綜合考慮。此時的學(xué)生已經(jīng)對電路的器件構(gòu)成、電路形式、工作原理有了較深刻和直觀的認(rèn)識，接受上述裝配工藝要求自然就不困難了。通過實(shí)踐，這樣安排教學(xué)便于學(xué)生接受機(jī)床配電這一單元的知識，并能使學(xué)生做到知識上的融會貫通，從而有效的提高了教學(xué)效率的同時，提高了學(xué)生的專業(yè)技術(shù)理論知識和分析解決實(shí)際問題的專業(yè)操作技能水平與能力。
二、以市場導(dǎo)向?yàn)楦玖⒆泓c(diǎn)，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，機(jī)械行業(yè)已經(jīng)從機(jī)械化向智能化方向發(fā)展，加工手段已經(jīng)由技術(shù)型向智能型轉(zhuǎn)化。原來有繼電器控制的生產(chǎn)設(shè)備，因其控制裝置體積大、耗電多、可靠性差、改變生產(chǎn)程序不方便等缺點(diǎn)已不能滿足產(chǎn)品多元化生產(chǎn)方式的需要。而可編程控制器正是綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)以及通訊技術(shù)發(fā)展起來的新一代工業(yè)自動化控制裝置。它以其控制能力強(qiáng)、改變生產(chǎn)程序靈活方便、可靠性高等特點(diǎn)，在工業(yè)自動化控制中顯示出較大的優(yōu)越性。因此它在自動化控制中得到了廣泛應(yīng)用，使自動化設(shè)備不斷優(yōu)化、升級，因而具有廣闊的培訓(xùn)前景。目前可編程控制器的應(yīng)用在我國有了很大的發(fā)展，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，但由于企業(yè)現(xiàn)有技術(shù)工人在這方面專業(yè)知識欠缺，難以承擔(dān)設(shè)備維修、程序調(diào)整等任務(wù)，故在一定程度上影響了企業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行。所以我認(rèn)為技術(shù)學(xué)校專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置一定要放寬眼界，瞄準(zhǔn)市場的要求，以培養(yǎng)生產(chǎn)一線所需的勞動者為突破口。為此，我校在完成了電力拖動單元電路和機(jī)床控制電路的專業(yè)教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上，緊隨其后安排了可編程控制器這一內(nèi)容；既使繼電器控制的教學(xué)內(nèi)容得到合理的延伸，又降低了教學(xué)上的難度便于學(xué)生理解和掌握，收到了較好的教學(xué)效果。因?yàn)閷W(xué)生在前面學(xué)習(xí)繼電接觸器控制課題上有了較扎實(shí)的基礎(chǔ)，況且可編程控制器又與以往的接觸器控制有相同和相似之處，故學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺知識內(nèi)容既連貫又易于掌握和接受。事實(shí)證明，這樣做還是符合教學(xué)規(guī)律的。可編程控制器是按照用戶的控制要求編寫程序來進(jìn)行的，而程序的編制就是用一定的編程語言把一個控制任務(wù)描述出來。我們在教學(xué)中采用的是梯形圖這種圖形語言，因?yàn)樗赜昧藗鹘y(tǒng)的繼電接觸器控制中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串并聯(lián)等術(shù)語和圖形符號，而且還加進(jìn)了許多功能強(qiáng)而又使用靈活的指令，將微機(jī)的特點(diǎn)結(jié)合進(jìn)去，似的編程容易。梯形圖比較形象、直觀，對于熟悉繼電接觸器控制系統(tǒng)的學(xué)生來說也易于接受。這種編寫程序的語言表達(dá)方式，使學(xué)生們在學(xué)習(xí)進(jìn)程中也很感興趣。但教學(xué)中模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇會在一定程度上影響教學(xué)效果。所以，在模擬實(shí)驗(yàn)編程程序時，對于可編程控制器各種輸入輸出來講既形象又直觀，并且可以根據(jù)教學(xué)、考核需要，將設(shè)備各獨(dú)立的控制環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，精心編排，設(shè)計(jì)例題。例如：在基本指令和梯形圖設(shè)計(jì)的課題中，可以結(jié)合前面所學(xué)的電力拖動單元控制電路或機(jī)床控制電路進(jìn)行編程練習(xí)和程序的相互修改練習(xí)，也可以分別利用1—3臺電動機(jī)的簡單運(yùn)動進(jìn)行編程練習(xí)。以此來充分發(fā)揮設(shè)備各控制環(huán)節(jié)與教學(xué)、考核內(nèi)容之間的聯(lián)系，較好的完成教學(xué)、考核任務(wù)，達(dá)到一機(jī)多用的目的。值得一提的是，可編程控制器技術(shù)是一門建立在微機(jī)技術(shù)及電氣自動化控制基礎(chǔ)上的學(xué)科。專業(yè)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師和理論課教師應(yīng)積極地通過自學(xué)、培訓(xùn)等方式盡快掌握熟悉它，以更好的勝任不斷發(fā)展的教學(xué)工作。
三、可編程控制器的教學(xué)體會和探討：
PLC可編程控制器雖然型號、系列、廠家多種多樣，但是它們都是采用邏輯指令、梯形圖的編程方式�？梢酝ㄟ^對某一品牌可編程控制器編程的學(xué)習(xí)，達(dá)到觸類旁通的目的。例如我校采用的就是松下FP1系列C16和C24兩種型號的可編程控制器。它的編程設(shè)備有兩種：即便攜式編程器和利用編程軟件在計(jì)算機(jī)上編程�？紤]到便攜式編程器的編程功能所限：體積小、不占空間、但顯示屏幕只能顯示當(dāng)前的一條程序指令、前后指令語句只能逐條翻滾顯示、一旦輸入錯誤指令不便于操作者對整個程序的檢查和修改且無法在Windows界面下直接利用梯形圖編程顯示。而利用已經(jīng)淘汰的IBM80386以上兼容機(jī)配以NPST-GR編程軟件來取而帶之，完全可以改善上述不足，且在編程過程中極大的方便了操作者對所編程序隨時進(jìn)行檢查和修改，使用效果優(yōu)于便攜式編程器。與此同時還節(jié)省了每臺PLC可編程控制器另外配備一臺便攜式編程器所帶來的不必要的開支。同時，使用計(jì)算機(jī)編程軟件進(jìn)行教學(xué)，不但克服了編程器的局限性，還有許多優(yōu)點(diǎn)：諸如易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)、脫機(jī)編程減少教學(xué)設(shè)備投入、學(xué)生上機(jī)實(shí)習(xí)或考核的時間不再受PLC機(jī)器數(shù)量的限制等。
通過一段時間的教學(xué)實(shí)踐，使我感到可編程控制器技術(shù)是一門理論性、趣味性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，而它又與機(jī)床電器控制電路有著密不可分的緊密聯(lián)系。只要我們從教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，抓好專業(yè)教學(xué)的基礎(chǔ)訓(xùn)練，以市場需求和導(dǎo)向?yàn)楦玖⒆泓c(diǎn)，合理安排好教學(xué)內(nèi)容的先后順序，注重學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和能力的培養(yǎng)，就一定能確保教學(xué)質(zhì)量，在教學(xué)中取得很好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的。也只有這樣，我們的職業(yè)技術(shù)教育才能在激烈的市場競爭中求得發(fā)展，煥發(fā)出勃勃的生機(jī)與活力。

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