電氣順序控制電路教學(xué)方法探討

《電氣控制與PLC》是技工學(xué)校電氣專業(yè)的主修課程，目的在于培養(yǎng)學(xué)生分析解決電氣控制電路的能力。控制電路在實(shí)際生活中用途廣泛，在教學(xué)中應(yīng)著重分析電路的組成、工作原理、電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及可編程控制器的應(yīng)用。現(xiàn)在以順序控制電路為例進(jìn)行教學(xué)方法分析。

一、電氣順序控制電路分析

1.分析控制電路基本硬件及原理

在裝有多臺(tái)電機(jī)的生產(chǎn)機(jī)械上，電機(jī)的作用不同，需要按一定的順序控制啟動(dòng)，才能保證操作過(guò)程的合理性和工作的安全可靠。如X62W型萬(wàn)能銑床要求主軸電機(jī)工作后，進(jìn)給電機(jī)才能啟動(dòng)。皮帶運(yùn)輸機(jī)順序控制電路，有按順序起動(dòng)、逆序停止等方式。常用的順序控制方式有主電路實(shí)現(xiàn)順序控制和控制電路實(shí)現(xiàn)的順序控制，這里主要以控制電路實(shí)現(xiàn)的順序控制為例進(jìn)行分析，這種方式最大的特點(diǎn)在于減少主電路上接觸器主觸頭的電流量。

2.皮帶運(yùn)輸機(jī)順序控制電路分析

在分析順序控制電路時(shí)，可以采用多媒體技術(shù)運(yùn)用仿真教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。在傳統(tǒng)授課模式下，講述過(guò)程由于受板書(shū)的限制，不夠直觀，演示不便，不利于學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。多媒體是目前廣泛使用的教學(xué)手段。利用多媒體制作的文字、圖片、聲音和動(dòng)畫(huà)演示，不僅能給學(xué)生帶來(lái)很強(qiáng)的視覺(jué)體驗(yàn)，吸引其注意力，也可通過(guò)電路仿真，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，能給學(xué)生傳輸大量的信息。在教學(xué)過(guò)程中采用多媒體技術(shù)時(shí)，主要是用于演示控制動(dòng)作過(guò)程以及電動(dòng)機(jī)的工作順序，同時(shí)需要用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行講授，如板書(shū)。注意師生之間的互動(dòng)性，教師要注意調(diào)節(jié)課堂氣氛，在傳授知識(shí)的同時(shí)要活躍課堂。可以使學(xué)生與教師一起分析電路，在學(xué)生具備一定電路知識(shí)的基礎(chǔ)上，采用提問(wèn)式教學(xué)，讓同學(xué)們分析主路、控制電路的特點(diǎn)。

二、電氣控制與PLC仿真教學(xué)相結(jié)合

可編程序控制器是在繼電器—接觸器控制和計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。在繼電器控制邏輯清晰的基礎(chǔ)上，使用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)控制方式的靈活改進(jìn)。因此與傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控制系統(tǒng)相比較，采用PLC實(shí)現(xiàn)控制是最好選擇，因?yàn)镻LC具有較高的可靠性、靈活通用性、易于編程、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。學(xué)生首先要了解硬件特點(diǎn)、型號(hào)，然后要學(xué)會(huì)按控制方式編寫(xiě)梯形圖、語(yǔ)句表、功能圖等。

1.注重教學(xué)方法，提高教學(xué)效果

注重多種教學(xué)方法，電氣控制與PLC應(yīng)用課程所實(shí)施的教學(xué)方法很多。采用“教、學(xué)、做”一體教學(xué)法，注重學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)際操作能力的培養(yǎng)，關(guān)鍵在于注重對(duì)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)中如能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，充分運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段精心組織教案，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)PLC應(yīng)用能力的培養(yǎng)，就能獲得良好的教學(xué)效果。

作為一名專業(yè)課程教師，深切感受到只有傳統(tǒng)的教學(xué)方法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要深入生產(chǎn)第一線，積累第一手資料和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，積極深入到企業(yè)技術(shù)改造安裝工程，把理念知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合。在講授傳統(tǒng)的知識(shí)時(shí)，注重PLC特點(diǎn)，邊講邊在電腦上用三菱軟件仿真教學(xué)。

2.PLC控制系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)

在教學(xué)中，應(yīng)討論P(yáng)LC的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。但是在工業(yè)企業(yè)中，硬件是根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行選擇的，教學(xué)任務(wù)的重點(diǎn)是教會(huì)學(xué)生根據(jù)器件和應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)梯形圖、語(yǔ)句表、功能圖等。設(shè)計(jì)原則建立PLC輸入量和輸出量之間的接線表和接線圖，合理考慮PLC存儲(chǔ)器的分配表，盡量減少指令和內(nèi)存的使用，明確邏輯關(guān)系，確保電路能正常工作。

三、繼電器-接觸器控制系統(tǒng)與PLC的比較

1.控制中采用的邏輯部件不同

繼電器—接觸器控制全部用硬觸點(diǎn)和“硬”線連接，PLC內(nèi)部大部分采用“軟”觸點(diǎn)和“軟”線連接。繼電器—接觸器控制系統(tǒng)使用的電氣元件多，體積大且故障率大;PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，使用的電氣元件少，體積小。

2.控制中電器的觸點(diǎn)不同

繼電器—接觸器控制中采用機(jī)械式的硬觸點(diǎn)，動(dòng)作慢、弧光放電嚴(yán)重、壽命短，而且使用次數(shù)有限;PLC內(nèi)部采用“軟”觸點(diǎn)，動(dòng)作快、壽命長(zhǎng)，而且無(wú)限次使用。

通過(guò)這次課教學(xué)探討，傳統(tǒng)的繼電—接觸器控制教學(xué)與可編程控制器教學(xué)有機(jī)結(jié)合應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)。筆者認(rèn)為強(qiáng)化講、練、仿真相結(jié)合，教師講電路工作原理和軟件設(shè)計(jì)方法，學(xué)生做傳統(tǒng)的控制電路以及在電腦運(yùn)行三菱軟件(西門(mén)子)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，并進(jìn)行電路仿真，這樣的學(xué)習(xí)效果會(huì)更好。PLC在設(shè)計(jì)制造時(shí)充分考慮到工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境問(wèn)題，并采取了多層次、多種有效措施來(lái)提高工作可靠性，因此采用PLC實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制。

(作者單位:四川省重慶市工業(yè)高級(jí)技工學(xué)校)