课程体系的构建 >实践课程体系改革与实践

　　摘要:我们在电气自动化技术专业的>课程教学的实践过程中,对该课实践课程体系进行了深入的改革与实践。我们将具体的课程内容设定为与企业需求能力特点相一致的课程,建立了以强化学生的专业技术应用能力培养为目标的实践课程体系,取得了良好的教学效果。
　　关键词:电气控制PLC 课程改革
　　
　　 我们在>实践课程教学过程中,探索总结出一套以职业能力需求为导向的实践教学课程体系。实践教学证明:学生通过该课程的学习,能熟悉电气控制系统的基本控制线路,具备一定的PLC程序设计和PLC应用能力。掌握PLC的工程应用、维护和使用等基本专业技能,使学生将来在工作岗位上能综合应用所学知识和技能,解决生产实际中的有关技术问题。
　　
　　1 课程的性质和任务
　　 可编程序控制器,简称PLC,是以微处理器为基础,综合了计算机技术、电器控制技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。它具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强等一系列优点,在工业生产过程自动控制领域得到广泛的应用。
　　 通过本课程的教学使学生系统掌握可编程序控制器的基本原理、功能、程序设计方法和编程技巧,为今后从事工业生产过程自动控制等领域的工作打下基础。
　　
　　2 课程改革的内容
　　2.1 更新课程结构
　　 根据专业人才培养目标的要求,教师尽量采用目前PLC应用的新知识、新技术更新优化教学内容,课程内容由简单到复杂、由单一到综合来组织教学内容,为学生可持续发展奠定了良好的基础。具体课程教学内容可分为以下几个层次:(1)常用的低压电器结构、工作原理及使用方法。主要包括:主令控制器;接触器;继电器;熔断器及自动开关等。(2)基本的继电器接触器电气控制系统。主要包括:异步电动机点动、长动、正反转控制线路;笼型异步电动机星/三角起动;绕线型异步电动机电动机转子串电阻控制线路、异步电动机制动控制线路;异步电动机的调速控制线路;直流电动机调速控制线路。(3)三菱FX2N系列PLC的指令系统。主要包括:PLC的编程语言、编程元件、FX系列可编程控制器的基本逻辑指令、步进指令;掌握 PLC梯形图编程语言的应用,能够进行基本工业系统控制的编程。(4)根据继电-接触器控制线路移植法设计梯形图、步进指令、顺序功能图、自锁电路的顺序程序设计、置位复位指令的顺序程序设计、步进指令的顺序程序设计。(5)PLC控制综合运用课程设计。
　　  根据课程设计大纲的要求,学生在老师的指导下,选择具有实际应用PLC控制系统为课题,包含PLC控制的程序设计、电气理图的绘制;控制系统的调试等。学生通过课程设计受到一次系统的训练,掌握PLC安装接线、调试、运行等技能, 实现一般工业现场的PLC控制。
　　2.2 调整课程内容
　　 课程内容尽量选择实用性,增加工业现场实际控制需求的内容,注重学生动手能力的培养。
　　 本课程理论教学的主要内容有:(1)常用的低压电器结构、工作原理及使用方法。(2)基本的继电器接触器电气控制系统。(3)可编程控制器的产生,可编程控制器的功能及应用;可编程控制器的发展趋势。(4)可编程控制器的结构及工作原理。(5)功能图及步进梯形指令。(6)可编程控制器的维护和故障诊断。
　　 本课程实践教学的主要内容有:(1)基本指令实验。(2)交通灯控制系实验。(3)天塔之光控制实验。(4)液体混合装置装自动控制实验。(5)步进电机控制实验。(6)机械手自动控制实验。(7)水塔水位控制实验。
　　
　　3 教学方法与教学手段
　　 近年来,我们在教学理念、教学方法等方面不断摸索,形成了以改革教学内容为基础,优化课程设置,突出能力培养,强化实践性教学的一整套方法和体系。
　　3.1 采用“情景化”的教学模式
　　 开发了本课程的多媒体课件,行成了一个由教材、编程平台软件、仿真软件、设计案例的教学体系。让动手能力强的学生参与教师的科研项目,培养锻炼学生工程实践能力,取得了明显的实际效果。
　　3.2 构建科学的实践课程体系
　　 我们在构建实践课程体系的过程中,牢固树立实验教学和工程实践相结合的整体观念,在基础实验课、课程设计、生产实习、毕业实习和毕业设计等实践教学环节,形成了以下三个层次:
　　 (1)基础性、验证性实验:通过该实验要求学生掌握可编程控制器的基本原理、掌握可编程序控制器基本指令,能编制、调试、运行程序,掌握编程软件的使用、工作过程、了解可编程序控制器特点,能完整地设计简单的PLC控制系统。(2)综合性实验:通过该实验,要求学生掌握学生可以完成上下位机结合的控制系统设计,工业组态软件的使用和设计方法。利用工业组态软件MCGS提供丰富、灵活、方便的监控与调试等功能,将新型的工业技术结合在实验中,让学生学习具有完整控制层、监控管理层、远程监控层三层结构的PLC控制系统;(3)创新性实验:为学生提供接近当今技术的先进平台。可为学生展示和体验当今工业控制领域里最先进的PLC控制技术,例如基于RS232、RS485的PLC网络控制系统开发、基于工业以太网、10网、CCLINK现场总线等多级网络的PLC控制系统开发等内容。使学生在校期间就能最先进的PLC控制系统开发平台,开展一些创新性实验项目。
　　
　　4 考核内容与方法
　　4.1 考核内容
　　 主要考核学生是否掌握PLC的编程语言、编程元件、可编程控制器的基本逻辑指令、步进指令;PLC梯形图编程语言的应用等内容,是否具有基本工业系统控制的程序设计、电气原理图的绘制;控制系统的调试的能力。考核学生分析问题、解决问题的实际能力。
　　4.2 考核方法
　　 每个实验成绩采用满分100分评分,加权法计算总成绩:
　　     总成绩=基础性、验证性实验成绩×60%+综合性、创新性实验成绩×40%
　　
　　5 结语
　　 我们在该课程实践课程体系改革与实践的过程中,坚持“针对性、实用性、先进性”原则,采取工学结合,“教、学、做”一体化教学模式形成了一套比较科学的课程体系。课程定位准确,多年来的教学实践证明,效果良好。
　　
　　参考文献
　　[1] 刘涛,姜一兵.PLC技术实验实训指导教程.安徽大学出版社,2008.7.
　　[2] 何强,单启兵.可编程序控制器应用.中国水利水电出版社,2010.3.
　　[3] 马国华.监控组态软件及其应用.清华大学出版社,2001.8.
　　[4] 李树雄.可编程序控制器原理及应用教程.北京航空航天大学出版社,2003.9.