主頁 > 技術文章 > 如何在維修電工實習教學中引入PLC 2024-10-16

如何在維修電工實習教學中引入PLC

摘要：“維修電工”是一門理論性、專業(yè)性、技術性都較強的技術課程。如何通過實習教學，使學生把電工專業(yè)理論知識和實踐操作技能有機的結合起來，培養(yǎng)出適應當前社會的經(jīng)濟發(fā)展和科技進步、能夠解決生產(chǎn)企業(yè)中實際問題的、具有較強的專業(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生的專業(yè)基礎訓練、提高學生專業(yè)技術理論知識和分析解決實際問題的專業(yè)操作技能水平與能力的基礎上；在教學中由淺入深的引入PLC可編程應用技術充實教學內(nèi)容，把繼電接觸器控制技術與可編程控制器技術二者有機結合，培養(yǎng)適應市場需求的實用型技術人才的教學探討和感受。
培養(yǎng)學生掌握一定的專業(yè)操作技能，是各類職業(yè)技術教育的一項重要任務。目前，我國職業(yè)技術技能人才的緊缺已制約了中國經(jīng)濟快速向前發(fā)展，大力發(fā)展職業(yè)技術教育，加強中、高級技術技能人才的培養(yǎng)已成為當務之急。因此，職業(yè)技術學校作為培養(yǎng)合格技術技能人才的基地之一，理應承擔起這一社會責任。從另一個角度來講職業(yè)技術教育要提高自身的社會競爭能力，就要提高辦學質(zhì)量和水平，突出教學特色，適應當前社會的經(jīng)濟發(fā)展和科技進步，培養(yǎng)學生具有較強的實踐操作能力和一定的創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)能力；特別是重點培養(yǎng)學生解決生產(chǎn)企業(yè)中實際問題的能力，以滿足市場經(jīng)濟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，實用型技術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)容的設置方面充實新的知識和內(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)的技術要求。為此，除了要求學生掌握基本的專業(yè)理論知識外，更要突出學生的實踐技能和專業(yè)水平。讓學生在校學習期間就能在實際操作技術方面達到符合生產(chǎn)實際需要的標準，否則就會被市場需求所淘汰。因此，在維修電工專業(yè)教學中充實可編程控制器及其應用的課題勢在必行。那么能否舍棄基礎教學環(huán)節(jié)而急于求成呢？我作為一名職業(yè)技術學校電氣技術專業(yè)的實習指導教師，經(jīng)過多年的生產(chǎn)實習教學和實踐，有如下一些體會：
一、欲速則不達。培養(yǎng)學生專業(yè)水平和實踐能力要耐心引導，抓好專業(yè)教學的基礎訓練和學習。
技術學校的學生學習基礎參差不齊，在教學上必然存在困難，這就要求我們指導教師基本功要扎實，理論水平要高，因地制宜的安排好教學內(nèi)容的順序；才能發(fā)揮這些學生的長處并增強其信心，提高他們克服學習困難的勇氣，從而讓學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校都是根據(jù)國家勞動和社會保障部技工學校電工類專業(yè)的教學大綱，并結合各自的實際情況制定各自的教學計劃。我校也有自己的模式和特色，且在教學實踐中不斷的探索和完善。例如二年級的實習課程已涉及機床控制電路的學習，如何使學生領會控制原理，提高學生獨立安裝、維修操作的水平是本專業(yè)實習教學的重點。為了解決這些問題，一些教師只強調(diào)多學多練，這固然重要。然而電器電路的安裝及維修，不是單純強調(diào)多練就能從根本上解決問題的。因為控制電路是多種多樣的，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。如果不用電工理論去深刻領會控制原理，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是學不好維修電工實習課程的，于是我翻閱了實習用的相關教科書，發(fā)現(xiàn)機床控制電路不外乎是基本邏輯控制電路。為此，我把學生可以理解和接受的邏輯代數(shù)中的邏輯與、邏輯或、和邏輯非的控制關系介紹給同學們，讓他們在學習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)教學中的數(shù)字電路知識和可編程控制器應用技術是緊密聯(lián)系的。這樣既使學生掌握電路的基本分析方法、了解簡單機床控制電路的設計技巧，增加了學生的學習興趣；又為將來步入高級工學習PLC可編程、復雜設備的維修奠定了基礎。
在此基礎上，把學生熟悉控制電路、鞏固控制理論知識和工藝安裝訓練依據(jù)他們接受的順序按照步驟安排學生們進行練習。首先要求學生不考慮配線工藝，根據(jù)電氣控制原理圖在電器安裝板上用BVR軟導線和實際器件裝接。完成后在不通電情況下，組織學生利用萬用表進行自查和互查，進一步使學生熟悉所學電路、提高自主學習的興趣和信心，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、多學多練，使學生學到的控制理論知識馬上得到運用和驗證，既節(jié)省了大量用于安裝工藝訓練的時間，又大大提高了學生掌握和熟悉控制電路的接受效率。接下來在學生已經(jīng)掌握控制電路的基礎上，再要求學生注重安裝工藝技能的練習和掌握，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。此時的學生已經(jīng)對電路的器件構成、電路形式、工作原理有了較深刻和直觀的認識，接受上述裝配工藝要求自然就不困難了。通過實踐，這樣安排教學便于學生接受機床配電這一單元的知識，并能使學生做到知識上的融會貫通，從而有效的提高了教學效率的同時，提高了學生的專業(yè)技術理論知識和分析解決實際問題的專業(yè)操作技能水平與能力。
二、以市場導向為根本立足點，注重學生能力的培養(yǎng)：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，機械行業(yè)已經(jīng)從機械化向智能化方向發(fā)展，加工手段已經(jīng)由技術型向智能型轉(zhuǎn)化。原來有繼電器控制的生產(chǎn)設備，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算機技術、自動控制技術以及通訊技術發(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、改變生產(chǎn)程序靈活方便、可靠性高等特點，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用，使自動化設備不斷優(yōu)化、升級，因而具有廣闊的培訓前景。目前可編程控制器的應用在我國有了很大的發(fā)展，并取得了良好的經(jīng)濟效益，但由于企業(yè)現(xiàn)有技術工人在這方面專業(yè)知識欠缺，難以承擔設備維修、程序調(diào)整等任務，故在一定程度上影響了企業(yè)生產(chǎn)的正常運行。所以我認為技術學校專業(yè)教學內(nèi)容的設置一定要放寬眼界，瞄準市場的要求，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床控制電路的專業(yè)教學內(nèi)容基礎上，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內(nèi)容得到合理的延伸，又降低了教學上的難度便于學生理解和掌握，收到了較好的教學效果。因為學生在前面學習繼電接觸器控制課題上有了較扎實的基礎，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，故學生學習起來感覺知識內(nèi)容既連貫又易于掌握和接受。事實證明，這樣做還是符合教學規(guī)律的�？删幊炭刂破魇前凑沼脩舻目刂埔缶帉懗绦騺磉M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描述出來。我們在教學中采用的是梯形圖這種圖形語言，因為它沿用了傳統(tǒng)的繼電接觸器控制中的繼電器觸點、線圈、串并聯(lián)等術語和圖形符號，而且還加進了許多功能強而又使用靈活的指令，將微機的特點結合進去，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)的學生來說也易于接受。這種編寫程序的語言表達方式，使學生們在學習進程中也很感興趣。但教學中模擬實驗設備的選擇會在一定程度上影響教學效果。所以，在模擬實驗編程程序時，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、考核需要，將設備各獨立的控制環(huán)節(jié)有機結合，精心編排，設計例題。例如：在基本指令和梯形圖設計的課題中，可以結合前面所學的電力拖動單元控制電路或機床控制電路進行編程練習和程序的相互修改練習，也可以分別利用1—3臺電動機的簡單運動進行編程練習。以此來充分發(fā)揮設備各控制環(huán)節(jié)與教學、考核內(nèi)容之間的聯(lián)系，較好的完成教學、考核任務，達到一機多用的目的。值得一提的是，可編程控制器技術是一門建立在微機技術及電氣自動化控制基礎上的學科。專業(yè)實習指導教師和理論課教師應積極地通過自學、培訓等方式盡快掌握熟悉它，以更好的勝任不斷發(fā)展的教學工作。
三、可編程控制器的教學體會和探討：
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。可以通過對某一品牌可編程控制器編程的學習，達到觸類旁通的目的。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。它的編程設備有兩種：即便攜式編程器和利用編程軟件在計算機上編程�？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，使用計算機編程軟件進行教學，不但克服了編程器的局限性，還有許多優(yōu)點：諸如易實現(xiàn)網(wǎng)絡化教學、脫機編程減少教學設備投入、學生上機實習或考核的時間不再受PLC機器數(shù)量的限制等。
通過一段時間的教學實踐，使我感到可編程控制器技術是一門理論性、趣味性、實踐性都很強的課程，而它又與機床電器控制電路有著密不可分的緊密聯(lián)系。只要我們從教學實踐出發(fā)，抓好專業(yè)教學的基礎訓練，以市場需求和導向為根本立足點，合理安排好教學內(nèi)容的先后順序，注重學生學習興趣和能力的培養(yǎng)，就一定能確保教學質(zhì)量，在教學中取得很好的社會效益和經(jīng)濟效益的。也只有這樣，我們的職業(yè)技術教育才能在激烈的市場競爭中求得發(fā)展，煥發(fā)出勃勃的生機與活力。

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