电力拖动与PLC结合教学初探

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摘 要：电力拖动与可编程序控制器（plc）是电气类专业的两门专业课，根据课程的特点，针对传统教学模式的不足，将电力拖动与可编程序控制器（PLC）相关内容结合在一起教学，对两者如何结合和具体实施方法及结合后的教学效果进行了探讨。

关键词：电力拖动；PLC；有机结合；教学实施

电力拖动是中等职业学校电气类专业的一门集理论与技能训练为一体的专业课程，是讲述满足生产机械运动要求的电动机控制线路工作原理及其安装检修的一门学科。传统的电力拖动采用继电器、接触器控制方式。随着科技的发展，可编程序控制器即PLC代替继电器控制系统成为工业自动化的重要组成部分。可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程的存储器，用来在其内部存储、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。现代企业对电气专业的学生要求越来越高，传统的继电器、接触器控制已远远达不到时代的要求。PLC课要以电力拖动课为基础，因此，对于电气专业的学生，学好这两门课都非常重要。

现在中职学校电力拖动与PLC是两门课，每门课有些学校还把理论与技能分开来教。中职学生文化基础偏弱，对专业课的学习，特别是理论部分的学习困难较大。因此，在教学中将理论与技能结合，将电力拖动与PLC相关内容有机结合，将两门课放到一起进行教学，可以降低学习难度，激发学生学习兴趣，提高学习效率，取得好的学习效果。

一、电力拖动、PLC课程教学中发现的问题

电力拖动的教学中学生会有以下困难：电气识图困难、控制原理的理解困难、技能训练时线路图与实际元件对应不准确、不能独立安装检修控制线路。造成这样结果的主要原因是中职学生基础差，学习能力弱；还是教学方法不当，有些学校理论与技能还在分开教学，理论与技能由不同的教师担任，在不同的时间上课。理论讲解与技能训练脱节，理论不能很好地指导实践，实践不能很好促进对理论的理解，使学生学习遇到困难。

PLC的学习，因为不是实际的继电器，看不到触头与导线连接方式，学生同样遇到学习困难，对PLC的内含理解不透、编程语言与编程方法不熟练、不会画I/O图、接线不准确等。

如何化难为易，帮助学生理解两门课的理论内容，理解PLC的内含，同时掌握电力拖动控制线路的安装检修，掌握PLC编程方法、I/O图的画法、接线的连接、程序写入与运行等，教师应勇于探索，尝试更加有效的教学模式。

二、教学中具体的措施

1.电力拖动课理论与技能的有机结合，即进行一体化教学

理论与技能训练由同一教师担任，采用《电力拖动控制线路与技能训练》（劳动版第四版）一体化教材进行教学。方法是教师讲中练，练中讲。如，“低压电器”这一单元的教学，教师用实际的元器件结合多媒体进行教学，讲解各电器的结构、原理、参数、安装注意事项等，之后马上让学生分组拆装电器元件。学生通过动手拆装，直接观察，可以很好地理解元器件的结构、工作原理。又如，基本控制线路的教学，教师借助多媒体讲解线路控制原理，利用多媒体的动画效果，帮助学生理解原理。讲解原理后，马上结合实际的控制盘讲解布线方法，布线工艺要求，学生进行配盘技能训练。这其中要求每个学生要复述控制线路的原理，之后再在纸上结合接线图设计合理布线通道与各接点的连接方式，然后按工艺要求进行实际布线，完成后检查接线正确即可通电试车。这样学生通过理论、技能一体化的学习实践，加深了对理论知识的理解，降低了学习的难度，同时用理论指导技能训练，提高了学生的识图能力与正确接线的能力。

2.电力拖动与PLC有机结合

电力拖动主要讲解电动机基本控制线路和生产机械的控制线路，它的控制依赖于继电器和接触器来完成。技术的发展，PLC的控制取代了传统的控制方式，它是利用存储程序来控制各种类型机械或生产过程。虽然控制方式不同，但两者控制思路相似，PLC 本身是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的，梯形图是PLC使用得最多的编程语言，梯形图与继电器控制系统的电路图很相似，所以将电动机控制线路转换为PLC控制是电力拖动课的合理延伸。两门课的相关内容有机地组合，即以电力拖动教学为主线，把PLC的一些内容结合进电力拖动教学中，将每一个电力拖动基本控制线路与对应的PLC控制作为一个课题进行一体化教学。

具体教学过程的实施，以三相异步电动机正反转控制这一课题为例说明。首先电力拖动进行原理的讲解与技能的训练一体化教学，之后延伸到PLC的教学，也实行一体化教学。PLC一体化教学具体为：（1）讲解所需PLC相关知识，如，输入、输出继电器，编程指令，梯形图编程方法等。（2）项目实施，第一步是分析控制要求，分配输入点和输出点，写出I/O通道地址分配表；第二步是画出PLC接线图，即I/O接线图；第三步是程序设计；第四步是在计算机上进行程序输入及仿真运行；第五部是程序下载到PLC；第六步是线路安装；第七部是通电调试。其他课题以此为例进行。

3.继电器―接触器逻辑控制系统与PLC控制系统比较

学生观察PLC控制效果与电力拖动控制效果一样。采用电力拖动与PLC组合的教学方式，学生可以对继电器―接触器逻辑控制系统与PLC控制系统进行比较，看到它们的不同点有：（1）组成器件不同。继电器―接触器逻辑控制系统是由许多硬件继电器和接触器组成，而PLC则是由许多“软继电器”组成。传统的继电器―接触器逻辑控制系统由于使用了大量的机械触点，使系统可靠性大大降低。而PLC采用无机械触点的逻辑运算微电子技术，复杂的控制由PLC内部运算器完成，故寿命长，可靠性高。（2）触点的数量不同，继电器和接触器的触点少，而PLC内部的“软继电器”可供编程的触点数是无限的。（3）控制方式不同，继电器―接触器逻辑控制系统是通过原件之间的硬件接线来实现，而PLC控制系统是通过软件编程实现控制功能的。（4）工作方式不同，继电器―接触器逻辑控制系统中，当电源接通时，各继电器都处于受制约状态。在PLC中，各“软继电器”都处于周期性循环扫描接通中，每个“软继电器”受制约接通的时间是极其短暂的。

采用电力拖动与PLC的组合的教学模式，帮助学生理解了PLC控制的内含，使学生从电力拖动学习自然地过渡到PLC的学习，降低了PLC的教学难度。

三、采用电力拖动与PLC组合教学模式的效果

1.优化课程结构

将电力拖动与PLC有机结合，进行统一规划，形成课程体系，既加强了两门课之间的内在联系，又减少了不必要的重复，使课程设置更加精练。

2.激发学生的学习兴趣

降低了PLC的入门难度，学生很好地掌握电力拖动控制线路转换为PLC控制的方法，提高PLC编程与接线的能力，为复杂的PLC控制的设计、编程、实施控制奠定了一个很好的基础。

3.强化实践教学，提高教学效率，推动课程体系整体优化有利于培养具有实践能力和创新精神的优秀人才

总之，电力拖动与PLC的结合的教学是提高学生能力与素质的有效教学模式，在教学中可以进一步加以探索，完善教学内容与方法，培养更多的优秀的职专生。

参考文献：

[1]周颖惠.浅谈电力拖动与PLC的结合教学[J].知识经济，2013（05）.

[2]袁彦辉.浅析中职PLC教学[J].科技经济市场，2013（04）.