電力拖動與PLC結合教學探討

戴文娟

摘 要：《電力拖動》與《可編程控制器PLC》是電氣類專業的兩門專業核心課程，結合兩門課程授課內容的相關性，針對傳統教學對兩門課程相近部分知識點，沒有一一對應，類比對比教學，學生沒有辦法將電力拖動里的繼電器實物與PLC程序里的“軟繼電器”對應起來，既難以理解電力拖動的控制線路，又難以想象PLC程序里“軟繼電器”的控制程序，無法保證知識的連貫性。而將此兩門課程結合在對比講授理論和實踐教學，對兩者結合教學的原因、優勢、實施過程及教學效果進行分析探討。

關鍵詞：可編程控制PLC 電力拖動 教學相結合 教學探討

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（b）-0178-02

1 課程特點

1.1 《電力拖動》課程特點

電力拖動主要講如何用電力系統去帶動電機按照你想要的轉動方式去轉動。它是由電動機、傳動裝置、控制設備和生產機械四個基本部分組成。

電力拖動控制線路是以按鈕、熔斷器、開關、按觸器、繼電器等低壓器件為基礎的控制線路。學生在做電力拖動的接線之前，須看懂最基本的電路原理圖，知道原理圖的每個電氣符號對應實驗板上的哪個電氣元件，哪個圖示點對應著哪個實際接線點。實訓室有實物，學生通過拆裝很快就能認識其每個器件的結構和接線方式。但難點在于理解控制電路，控制電路常開、常閉按鈕，學生容易理解，但對復合按鈕，比如三相異步電動機的正反轉互鎖電路，涉及到常開常閉混為一體的按鈕，學生接受困難。如得電時，即按下按鈕，接觸器的某個常閉觸頭斷開，其相對應的常開觸頭就閉合，學生容易混淆；接線如果沒有遵守相關的規則，容易接錯，線路太多，不容易查找故障。據以往的教學經驗，總結電力拖動的教學過程中學生普遍遇到的難題：識圖困難、電路理解困難、線路圖與實際元件對應不準確、接線混亂、不能獨立檢測和調試控制線路等。

1.2 《可編程控制器PLC》課程特點

隨著科學技術的發展，可編程序控制器即PLC代替繼電器控制系統成為工業自動化的重要組成部分。可編程序控制器是一種數字運算操作電子系統，專為在工業環境應用而設計。它采用可編程的存儲器，用來在其內部存儲、執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作指令，并通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。

控制電路變化了，繼電器電路就要更改，可能連原來的電路板都不能用了。可編程控制PLC最大優點就是電路不需要大范圍的改動就能適合大量的控制電路，重新編程，就能實現更改，PLC最開始就是用在需要頻繁更改控制電路的地方。可以說《可編程控制PLC技術》是在《電力拖動》基礎上的升級版，功能大大加強，節省更多的成本，只需要更改程序，程序里的“軟繼電器”就可以達到實物版繼電器的要求，實時在計算機上監控程序的運行，查錯修改都十分的方便。但是離開《電力拖動》的學習，學生沒有辦法理解繼電器的動作原理，結構等。

2 兩門課程結合教學原因

顯而易見，傳統教學是先《電力拖動》教學，然后再《可編程序控制器PLC》教學。教學相隔時間長，知識的連貫性差，學生沒有辦法把兩門課的知識融會貫通，達不到理想的教學效果。因此，將《電力拖動》與《PLC》結合起來教學，更有利于學生對電氣自動化專業知識的學習和掌握。

3 兩門課程結合優勢

將《電力拖動》與《可編程控制PLC》相關教學環節組成一個系統，進行統一規劃、組合，加強了兩門課之間的內在聯系，又減少了不必要的重復，使課程設置更加精練，知識連貫性好，在了解繼電器電路連線繁雜，不易查錯的基礎上，更好地理解只要編寫一段程序就能達到連接很多繼電器的效果。

4 具體實施過程

如何化難為易，讓學生理解兩門課的理論內容，掌握電力拖動控制線路的安裝檢修，PLC的編程指令、PLC編程方法、I/0地址分配、外圍接線的連接、程序寫入與運行等，需要在實踐教學中不斷探索，嘗試更加有效地教學模式。

4.1 制訂相應的教學大綱

在教學中，將電力拖動和PLC兩門課程相近部分有機結合，以電力拖動教學為主，把PLC的內容結合進電力拖動教學，讓學生在電力拖動實訓中完成可編程序控制器應用的學習。

首先，將電力拖動同一電路與PLC的程序相結合教學。如分析實物接觸器的常開、常閉觸頭時與PLC中的常開、常閉觸點相比較，對應學習，有利于學生的理解。

其次，學習電力拖動的經典電路時，如三相異步電動機的正反轉控制，順序控制，多地控制，Y一△降壓啟動控制，分析主電路與控制電路的控制要求和工作原理。在控制電路的分析過程中，把與PLC的外圍電路和梯形圖的程序編寫相結合，將控制電路改成梯形圖。將電力拖動經典電路轉換成PLC梯形圖后，電力拖動和PLC的教學就緊密結合在一起，融會貫通，取得更好地教學效果。

4.2 《電力拖動》的實訓教學與《可編程控制器PLC》實訓教學相結合

舉個例子：三相異步電動機的正反轉實驗。

4.2.1 《電力拖動》部分實訓

如圖1，圖2所示三相異步電機動正反轉控制電路，學生以兩人一組為單位討論分析。并根據（圖1）三相異步電動機的正反轉的電路圖，連接出圖2所示的三相異步電動機的正反轉的接線（此圖學生連線有誤）。

觀察電力拖動實訓里，得出三相異步電動機的正反轉的實驗結果，并填下如下空格。（如表1）

4.2.2 《可編程控制PLC》部分設計

在PLC控制電路設計過程中，要完成以下幾步，由學生填寫。

（1） I/O地址分配表（如表2）。

（2）PLC接線圖。

根據I/O分配表格，畫出PLC接線圖。

（3）梯形圖。

觀察三相異步電動機正反轉的控制電路部分，把電路橫過來，讓學生根據圖5的控制電路圖對其硬件觸點進行轉化。方法就是對硬觸點進行軟化，可以得到如圖6所示的控制線路圖。

教師巡視指導，及時解疑釋難，引導學生積極探究、解決問題。最后得到如圖7所示的梯形圖程序。

4.3實踐操作并觀察現象

學生們可以得到與《電力拖動》三相異步電動機正反轉同樣的效果，融會貫通，對比兩者的優劣。

5 兩門課程結合教學的教學效果

很多時候，學生會一直把實驗做完才放心。每每學生融會貫通這兩門課的知識之后，自己還會編寫程序多加一些額外的功能，倍感欣慰。《電力拖動》與《可編程控制器PLC》相結合教學，激發了學生的學習興趣，增強了他們學好專業課的信心，因此，取得了很好地學習效果。

參考文獻

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