主页 > 技术文章 > 如何在维修电工实习教学中引入PLC 2024-10-16

如何在维修电工实习教学中引入PLC

摘要：“维修电工”是一门理论性、专业性、技术性都较强的技术课程。如何通过实习教学，使学生把电工专业理论知识和实践操作技能有机的结合起来，培养出适应当前社会的经济发展和科技进步、能够解决生产企业中实际问题的、具有较强的专业能力和较高操作水平的合格维修电工，是很值得我们探讨的一个话题。本文论述了如何在搞好学生的专业基础训练、提高学生专业技术理论知识和分析解决实际问题的专业操作技能水平与能力的基础上；在教学中由浅入深的引入PLC可编程应用技术充实教学内容，把继电接触器控制技术与可编程控制器技术二者有机结合，培养适应市场需求的实用型技术人才的教学探讨和感受。
培养学生掌握一定的专业操作技能，是各类职业技术教育的一项重要任务。目前，我国职业技术技能人才的紧缺已制约了中国经济快速向前发展，大力发展职业技术教育，加强中、高级技术技能人才的培养已成为当务之急。因此，职业技术学校作为培养合格技术技能人才的基地之一，理应承担起这一社会责任。从另一个角度来讲职业技术教育要提高自身的社会竞争能力，就要提高办学质量和水平，突出教学特色，适应当前社会的经济发展和科技进步，培养学生具有较强的实践操作能力和一定的创新能力、创业能力；特别是重点培养学生解决生产企业中实际问题的能力，以满足市场经济条件下的社会和企业的发展需求已经刻不容缓。目前，实用型技术人才有着较为广阔的市场需求，所以“维修电工”的含义已不仅仅是传统上的操作和维修了，必须在专业内容的设置方面充实新的知识和内容。电气维修如果还只是单纯停留在继电器、接触器控制上就不能满足企业的技术要求。为此，除了要求学生掌握基本的专业理论知识外，更要突出学生的实践技能和专业水平。让学生在校学习期间就能在实际操作技术方面达到符合生产实际需要的标准，否则就会被市场需求所淘汰。因此，在维修电工专业教学中充实可编程控制器及其应用的课题势在必行。那么能否舍弃基础教学环节而急于求成呢？我作为一名职业技术学校电气技术专业的实习指导教师，经过多年的生产实习教学和实践，有如下一些体会：
一、欲速则不达。培养学生专业水平和实践能力要耐心引导，抓好专业教学的基础训练和学习。
技术学校的学生学习基础参差不齐，在教学上必然存在困难，这就要求我们指导教师基本功要扎实，理论水平要高，因地制宜的安排好教学内容的顺序；才能发挥这些学生的长处并增强其信心，提高他们克服学习困难的勇气，从而让学生由简到繁的掌握各个课题的控制原理和工艺要求。可以说所有的技工学校都是根据国家劳动和社会保障部技工学校电工类专业的教学大纲，并结合各自的实际情况制定各自的教学计划。我校也有自己的模式和特色，且在教学实践中不断的探索和完善。例如二年级的实习课程已涉及机床控制电路的学习，如何使学生领会控制原理，提高学生独立安装、维修操作的水平是本专业实习教学的重点。为了解决这些问题，一些教师只强调多学多练，这固然重要。然而电器电路的安装及维修，不是单纯强调多练就能从根本上解决问题的。因为控制电路是多种多样的，不同的控制对象有不同的控制电路且方法、元件亦有多种，故接线方式方法就会各不相同；造成的故障现象也是多种多样、意想不到的。因此，只有利用控制原理去分析其原因，确定、缩小故障可能出现的范围，才能快捷地查找出故障点。如果不用电工理论去深刻领会控制原理，只凭多做多练是难以安装出高质量的电路控制板的，更谈不上电路维修了。所以没有一定的电工控制理论基础是学不好维修电工实习课程的，于是我翻阅了实习用的相关教科书，发现机床控制电路不外乎是基本逻辑控制电路。为此，我把学生可以理解和接受的逻辑代数中的逻辑与、逻辑或、和逻辑非的控制关系介绍给同学们，让他们在学习中具备最基本的控制理论。而这些知识恰恰与高级工专业教学中的数字电路知识和可编程控制器应用技术是紧密联系的。这样既使学生掌握电路的基本分析方法、了解简单机床控制电路的设计技巧，增加了学生的学习兴趣；又为将来步入高级工学习PLC可编程、复杂设备的维修奠定了基础。
在此基础上，把学生熟悉控制电路、巩固控制理论知识和工艺安装训练依据他们接受的顺序按照步骤安排学生们进行练习。首先要求学生不考虑配线工艺，根据电气控制原理图在电器安装板上用BVR软导线和实际器件装接。完成后在不通电情况下，组织学生利用万用表进行自查和互查，进一步使学生熟悉所学电路、提高自主学习的兴趣和信心，最后老师检查无误再通电试车。由于没有配线工艺的要求，学生可以集中精力掌握和熟悉控制电路，由简到繁、由浅入深、多学多练，使学生学到的控制理论知识马上得到运用和验证，既节省了大量用于安装工艺训练的时间，又大大提高了学生掌握和熟悉控制电路的接受效率。接下来在学生已经掌握控制电路的基础上，再要求学生注重安装工艺技能的练习和掌握，包括电器元件在安装板上的位置要与布线要求、维修方便、美观合理等因素综合考虑。此时的学生已经对电路的器件构成、电路形式、工作原理有了较深刻和直观的认识，接受上述装配工艺要求自然就不困难了。通过实践，这样安排教学便于学生接受机床配电这一单元的知识，并能使学生做到知识上的融会贯通，从而有效的提高了教学效率的同时，提高了学生的专业技术理论知识和分析解决实际问题的专业操作技能水平与能力。
二、以市场导向为根本立足点，注重学生能力的培养：
随着经济的发展和科技的进步，机械行业已经从机械化向智能化方向发展，加工手段已经由技术型向智能型转化。原来有继电器控制的生产设备，因其控制装置体积大、耗电多、可靠性差、改变生产程序不方便等缺点已不能满足产品多元化生产方式的需要。而可编程控制器正是综合计算机技术、自动控制技术以及通讯技术发展起来的新一代工业自动化控制装置。它以其控制能力强、改变生产程序灵活方便、可靠性高等特点，在工业自动化控制中显示出较大的优越性。因此它在自动化控制中得到了广泛应用，使自动化设备不断优化、升级，因而具有广阔的培训前景。目前可编程控制器的应用在我国有了很大的发展，并取得了良好的经济效益，但由于企业现有技术工人在这方面专业知识欠缺，难以承担设备维修、程序调整等任务，故在一定程度上影响了企业生产的正常运行。所以我认为技术学校专业教学内容的设置一定要放宽眼界，瞄准市场的要求，以培养生产一线所需的劳动者为突破口。为此，我校在完成了电力拖动单元电路和机床控制电路的专业教学内容基础上，紧随其后安排了可编程控制器这一内容；既使继电器控制的教学内容得到合理的延伸，又降低了教学上的难度便于学生理解和掌握，收到了较好的教学效果。因为学生在前面学习继电接触器控制课题上有了较扎实的基础，况且可编程控制器又与以往的接触器控制有相同和相似之处，故学生学习起来感觉知识内容既连贯又易于掌握和接受。事实证明，这样做还是符合教学规律的。可编程控制器是按照用户的控制要求编写程序来进行的，而程序的编制就是用一定的编程语言把一个控制任务描述出来。我们在教学中采用的是梯形图这种图形语言，因为它沿用了传统的继电接触器控制中的继电器触点、线圈、串并联等术语和图形符号，而且还加进了许多功能强而又使用灵活的指令，将微机的特点结合进去，似的编程容易。梯形图比较形象、直观，对于熟悉继电接触器控制系统的学生来说也易于接受。这种编写程序的语言表达方式，使学生们在学习进程中也很感兴趣。但教学中模拟实验设备的选择会在一定程度上影响教学效果。所以，在模拟实验编程程序时，对于可编程控制器各种输入输出来讲既形象又直观，并且可以根据教学、考核需要，将设备各独立的控制环节有机结合，精心编排，设计例题。例如：在基本指令和梯形图设计的课题中，可以结合前面所学的电力拖动单元控制电路或机床控制电路进行编程练习和程序的相互修改练习，也可以分别利用1—3台电动机的简单运动进行编程练习。以此来充分发挥设备各控制环节与教学、考核内容之间的联系，较好的完成教学、考核任务，达到一机多用的目的。值得一提的是，可编程控制器技术是一门建立在微机技术及电气自动化控制基础上的学科。专业实习指导教师和理论课教师应积极地通过自学、培训等方式尽快掌握熟悉它，以更好的胜任不断发展的教学工作。
三、可编程控制器的教学体会和探讨：
PLC可编程控制器虽然型号、系列、厂家多种多样，但是它们都是采用逻辑指令、梯形图的编程方式。可以通过对某一品牌可编程控制器编程的学习，达到触类旁通的目的。例如我校采用的就是松下FP1系列C16和C24两种型号的可编程控制器。它的编程设备有两种：即便携式编程器和利用编程软件在计算机上编程。考虑到便携式编程器的编程功能所限：体积小、不占空间、但显示屏幕只能显示当前的一条程序指令、前后指令语句只能逐条翻滚显示、一旦输入错误指令不便于操作者对整个程序的检查和修改且无法在Windows界面下直接利用梯形图编程显示。而利用已经淘汰的IBM80386以上兼容机配以NPST-GR编程软件来取而带之，完全可以改善上述不足，且在编程过程中极大的方便了操作者对所编程序随时进行检查和修改，使用效果优于便携式编程器。与此同时还节省了每台PLC可编程控制器另外配备一台便携式编程器所带来的不必要的开支。同时，使用计算机编程软件进行教学，不但克服了编程器的局限性，还有许多优点：诸如易实现网络化教学、脱机编程减少教学设备投入、学生上机实习或考核的时间不再受PLC机器数量的限制等。
通过一段时间的教学实践，使我感到可编程控制器技术是一门理论性、趣味性、实践性都很强的课程，而它又与机床电器控制电路有着密不可分的紧密联系。只要我们从教学实践出发，抓好专业教学的基础训练，以市场需求和导向为根本立足点，合理安排好教学内容的先后顺序，注重学生学习兴趣和能力的培养，就一定能确保教学质量，在教学中取得很好的社会效益和经济效益的。也只有这样，我们的职业技术教育才能在激烈的市场竞争中求得发展，焕发出勃勃的生机与活力。

如何在维修电工实习教学中引入PLC

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