電氣控制實訓教學探索

王淑偉 陳小勤 周丹

摘? 要 概述電氣控制實訓，分析電氣實訓存在的問題，提出電氣實訓問題解決方案，以期提高學生的動手能力和電氣類的基本專業素養。

關鍵詞 工程訓練中心;電氣控制;實訓教學;PLC編程仿真設備;綜合電氣柜

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）05-0130-03

1 前言

西南交通大學工程訓練中心是學校本科教育教學的工程實踐教學基地和創新實踐基地，為本科生的工程實踐提供動手訓練平臺，并為校內各個院系學生的科技創新活動服務。進入21世紀以來，教育部啟動了高等學校教學質量與教學改革工程。西南交通大學提出“以學生的成長和發展為中心”的教育教學理念，工程訓練中心以此為引領，樹立了以“學生為本、工程為重、創新為魂”的實踐教學觀念，構建了以機械加工為主、機—電—信息—控制結合，常規制造技術與先進制造技術、基礎訓練與綜合訓練、課內實訓與課外實踐相結合的多層次、多模塊工程訓練教學體系[1-2]。

基礎工程訓練以培養學生的初步工程能力和基本工藝技能為主要目標，培養學生熟悉或掌握基礎工程制造技術的基本能力。電氣控制實訓是基礎工程訓練課程中一個重要的組成部分[3-4]。

2 電氣控制實訓概述

電氣控制實訓項目硬件設備包括綜合電氣柜、PLC編程仿真設備。綜合電氣柜如圖1所示，柜體有儀表、電源開關等電氣元件，可進行電氣設備控制電路相關的實訓項目。PLC編程仿真設備為臺式電腦，安裝有STEP7-Micro/WIN編程軟件，每組電氣柜配一套PLC編程仿真設備。電氣控制實訓讓學生通過綜合電氣柜實現常見的控制電路、用PLC進行編程控制仿真，培養學生的電氣基礎素質，提高學生的動手能力。

3 電氣控制實訓存在的問題

學生的專業基礎不同? 電氣控制實訓的對象是全校學生，授課對象既有電類學生，也有非電類工科學生，還有文科學生。學生專業基礎不同，在實訓項目開設時要考慮差異，要區分電類和非電類。對學生構建不同的實訓項目，既能提高學生的學習興趣，又能鍛煉學生動手能力，體現專業的差異，這就成為實訓教師面臨的最關鍵的任務。

如何確保實訓用電安全? 綜合電氣柜采用380 V三相交流電，在高校開設的實訓中是相當危險的，如何確保實訓過程中的用電安全，成為實訓教學的重中之重。

如何確保接線的規范性? 電氣控制實訓需要學生進行接線，如何保證學生線路連接的規范性，接出的線路規范、合理、有效，成為在實訓過程中需要重點關注的內容。

實訓評價? 如何根據實訓內容，構建實訓綜合評價體系，在學生完成實訓后給出合理的成績，也是確保實訓質量的重要環節。

4 電氣控制實訓問題解決方案

根據學生專業不同對項目進行差異化設置? 根據實訓學生專業基礎不同，構建不同的實訓項目：對文科非電類專業學生，結合家庭日常用電，開設單開雙控電燈電路;對電類學生，開設三相異步電機的自鎖電路并用PLC梯形圖編程實現。

文科非電類專業學生用單刀雙擲開關在兩地控制同一個燈泡，并且練習連接電度表，電路原理圖如圖2、圖3所示。

電類專業學生要求了解三相異步電機的基本原理，掌握電氣原理圖的分析方法，掌握理解自鎖觸點和互鎖觸點，掌握常用電工儀表和電工工具的使用方法、PLC梯形圖編程方法。三相異步電機自鎖控制電路如圖4所示。PLC編程仿真實現自鎖控制電路原理如圖5所示[5-6]。

根據學生的專業基礎不同，選取以上不同的實訓內容。對電類學生在PLC編程仿真上進行彈性化設置，對專業基礎比較好的學生要求高點兒，比如實現點動、長動，或是更改常開按鈕為常閉等;對專業基礎比較差的學生只要求PLC實現控制三相異步電機的基本功能。如此既體現了專業上的差異化，又體現了同專業不同專業能力的差異化，使實訓項目能滿足全校不同專業學生的需求。

多措施并舉，確保實訓用電安全? 綜合電氣柜使用

380 V的三相交流電，存在很大的安全隱患，應在實訓過程中采用多重措施，確保實訓用電安全。實訓明確規定：

1）實訓指導教師配兩名，全程監控學生用電情況;

2）學生不得隨意操作課程要求以外的其他電器，如果在實訓過程中發現安全隱患，需要及時向教師匯報;

3）學生只有在斷電的情況下，方可用萬用電表Ω檔來檢查線路的接線正確與否;

4）學生只有在斷電狀態下，才可以接線和拆線，嚴禁帶電操作;

5）學生通電檢查要在教師指導下進行，嚴禁私自通電;

6）學生在主線路接線時一定要注意各相之間的連線不能弄混淆，不然會導致相間短路;

7）學生操作時要膽大、心細、謹慎，尤其上電后禁止用手觸及各電器元件的導電部分及電動機的轉動部分，以免觸電及意外損傷。

線路接線規范，嚴格要求? 在實訓項目開始之前，把線路接線基本要求，包括如何實現接線規范、電工接線規范等相關視頻、PPT資料先給學生，讓其進行自學，并撰寫自學報告。

實訓開始時，指導教師先講解接線規范要求，比如接線時合理安排布線，保持走線美觀，接線要求整齊、清楚、安全可靠等;然后示范接線線路的基本要求，學生通過規范性接線方可進行下一步實訓。

構建實訓操作評價體系? 在學生完成實訓后，要對學生的實訓過程進行綜合評價打分，打分主要依據以下幾項內容。

1）實訓項目的完成度：該亮的燈亮了沒有？電機的運轉是否合乎要求？編程仿真是否實現了相應的功能？

2）接線的規范性：線路接線是否美觀規范？電路連接是否正確？

3）上電之后是否出現故障？出現故障能否自己獨立排查？

4）實訓過程中是獨立完成還是在同學幫助下完成等？

5）實訓報告的撰寫情況。

6）預習報告情況等。

5 結語

電氣控制實訓對低年級大學生來說是非常重要的一個鍛煉動手能力的環節，能提高學生的動手能力和電氣類的基本專業素養。在實訓開設過程中遇到多個難題，為確保實訓項目高效高質完成，實訓指導教師在現有實訓條件下構建不同的實訓項目，規范實訓過程，確保實訓項目較好地達到實訓目的。

參考文獻

[1]李力，趙敏.電氣控制智能化實訓系統研究與設計[J].長沙航空職業技術學院學報，2019（3）：75-78.

[2]王賢成，陳俊華，黃方平，等.基于項目的PLC機電控制系統設計能力培養教學模式探索[J].教育教學論壇，

2017（25）：164-165.

[3]宋璐雯，高瑜.電氣工程及其自動化專業實踐教學的探索與創新[J].高校實驗室工作研究，2017（3）：119-120.

[4]李祥瑞.利用計算機軟件技術促進電機學實訓課程的改革[J].中國電力教育，2012（22）：100-101.

[5]張濤，李喜紅.電氣控制綜合實訓課程改革探索[J].南方農機，2019（5）：215，236.

[6]姜銀秀.電氣控制PLC實訓平臺的設計和實現[J].機電工程技術，2018（5）：148-149，226.

項目來源：西南交通大學2019本科教育教學研究與改革項目“電氣控制基礎實訓開發研究”。

作者：王淑偉，西南交通大學工程訓練中心，講師，主要從事電氣控制相關理論及實踐教學工作;陳小琴、周丹，西南交通大學工程訓練中心（6100097）。