電氣控制與PLC技術(shù)的課程建設(shè)及原理應(yīng)用

一、《電氣控制與PLC技術(shù)》的核心課程
《電氣控制與PLC技術(shù)》課程是機(jī)電一體化技術(shù)、機(jī)械制造及自動化、電氣自動化技術(shù)專業(yè)的核心課程。推進(jìn)課程建設(shè)改革，需要教學(xué)團(tuán)隊改變原有的傳統(tǒng)思維模式，擁有創(chuàng)新的勇氣與信心，砥礪奮進(jìn)，才能取得實(shí)實(shí)在在的成果�！峨姎饪刂婆cPLC技術(shù)》課程在改變傳統(tǒng)教學(xué)模式的過程中，拓寬了教學(xué)途徑，取得了階段性教學(xué)成果，必將有助于帶動其他課程建設(shè)的改革與創(chuàng)新。
課程是教育思想、教育目標(biāo)和教育內(nèi)容的主要載體，集中體現(xiàn)國家意志和社會主義核心價值觀，是學(xué)校教育教學(xué)活動的基本依據(jù)，直接影響人才培養(yǎng)質(zhì)量。”《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》提出職業(yè)院校應(yīng)當(dāng)按照“專業(yè)設(shè)置與產(chǎn)業(yè)需求對接、課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接、教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對接”的要求。
PLC課程是高職機(jī)電類專業(yè)的核心課程，屬于職業(yè)技能課程，具有較強(qiáng)的綜合性與實(shí)踐性，課程的教學(xué)通常采用理實(shí)一體化的模式。培養(yǎng)學(xué)生善于溝通交流、團(tuán)隊協(xié)作、自我學(xué)習(xí)、勤于思考等職業(yè)素養(yǎng)；培養(yǎng)學(xué)生的文獻(xiàn)檢索、資料歸納總結(jié)能力；培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生改進(jìn)工作方式來提高效率、跟蹤技術(shù)發(fā)展、主動探究新知識、新技術(shù)的應(yīng)用。
二、典型案例分析思政融合點(diǎn)
PLC課程采用以機(jī)電行業(yè)需求指導(dǎo)課程項(xiàng)目的工作任務(wù)，由項(xiàng)目式課程的具體任務(wù)挑選課程學(xué)習(xí)場景，由課程學(xué)習(xí)場景分明課程知識內(nèi)容。通過學(xué)習(xí)取得技能，然后解析知識點(diǎn)，經(jīng)歷技能的學(xué)習(xí)歷程來取得合適的知識。課程案例思政融合職業(yè)崗位能力要求，讓學(xué)生在職業(yè)實(shí)踐活動的基礎(chǔ)上駕馭知識，提高學(xué)生就業(yè)能力。
三、團(tuán)隊合作精神的電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制案例
采用設(shè)疑提問的方式導(dǎo)入團(tuán)結(jié)合作思政要點(diǎn)：回顧大學(xué)一年級時同學(xué)們在哪些體育競賽（比如新生籃球杯）或團(tuán)體項(xiàng)目（比如新生辯論賽、高教社杯全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽）取得成績或經(jīng)驗(yàn)總結(jié)是什么？從身邊的故事入手，切入思政融合知識點(diǎn)：團(tuán)結(jié)合作精神。實(shí)際的工程案例中電梯的上升和下降采用電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)原理來實(shí)現(xiàn)的。電梯的上升同時不能下降，即正轉(zhuǎn)時同時不能反轉(zhuǎn)，正反轉(zhuǎn)如何通力協(xié)作來吸引學(xué)生的注意。為了保障設(shè)備的安全，停止和過載保護(hù)輸入信號，一般都使用常閉觸點(diǎn)，任務(wù)實(shí)施中給出兩臺電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制電路設(shè)計。
1、軟件仿真分析的工作原理
工作原理：當(dāng)正轉(zhuǎn)按鈕按下時，輸入繼電器X0處于接通狀態(tài)；當(dāng)反轉(zhuǎn)按鈕沒有按下時，輸入繼電器X1的常閉點(diǎn)接通。停止按鈕未按下，輸入繼電器X3常開點(diǎn)接通；電路未發(fā)生過載保護(hù)，輸入繼電器X2常開點(diǎn)接通，此時電機(jī)沒有反轉(zhuǎn)，則輸出繼電器線圈Y1的常閉點(diǎn)閉合，輸出繼電器的線圈Y0得電，常開點(diǎn)Y0會閉合自鎖，電機(jī)持續(xù)正轉(zhuǎn)。
軟件仿真：結(jié)合按鈕是否按下，軟件模擬運(yùn)行時監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)，灰色表示所在位置觸點(diǎn)或線圈斷開，藍(lán)色部分表示觸點(diǎn)或線圈閉合，培養(yǎng)學(xué)生觀察分析的能力。正轉(zhuǎn)按鈕按下時通過未按下反轉(zhuǎn)按鈕、停止按鈕及電路未過載、電機(jī)未反轉(zhuǎn)共同協(xié)作完成電機(jī)正轉(zhuǎn)的。讓學(xué)生自主通過軟件仿真分析電機(jī)反轉(zhuǎn)控制電路。
2、小組成員團(tuán)結(jié)合作完成實(shí)驗(yàn)
小組成員分工分別負(fù)責(zé)接線和采用GXDeveloper軟件編程，負(fù)責(zé)接線的同學(xué)按照電路原理圖I/0口的分配，將輸入輸出端口與PLC連接，然后相互檢查，同時通力合作，針對出現(xiàn)的故障共同分析，增強(qiáng)團(tuán)隊的協(xié)作能力，合作完成實(shí)驗(yàn)。
四、流水燈控制設(shè)計的創(chuàng)新意識
采用微課視頻的方式導(dǎo)入創(chuàng)新意識思政要點(diǎn)：在繁華的商務(wù)中心霓虹燈五光十色，不同規(guī)律的閃爍，你用PLC如何設(shè)計不一樣的霓虹燈？將課程聯(lián)系實(shí)際生活，切入思政融合知識點(diǎn)：生活中需要不斷創(chuàng)新意識，我們的幸福感就會越來越強(qiáng)。課程任務(wù)導(dǎo)入4盞流水燈依次每隔一段時間順序點(diǎn)亮，然后循環(huán)，任務(wù)實(shí)施中流水燈控制設(shè)計電路。
1、軟件仿真分析工作原理
工作原理：上電開始或停止按鈕X21按下時，4盞流水燈全部熄滅；啟動按鈕X20按下時，4盞燈距離1秒按照次序點(diǎn)亮，產(chǎn)生閃爍的效果。
軟件仿真：軟元件調(diào)試停止按鈕按下，觀察4盞燈狀態(tài)；啟動按鈕按下，觀察4盞燈狀態(tài)。讓學(xué)生自主分析軟件仿真效果與實(shí)際設(shè)計要求是否符合，并記錄仿真數(shù)據(jù)。
2、流水燈創(chuàng)新意識設(shè)計
每個小組成員分工分別負(fù)責(zé)接線和采用GXDeveloper軟件編程，按照自己的想法完成4盞燈閃爍的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)（必須與原設(shè)計要求不同），并能語言描述出設(shè)計思路和實(shí)驗(yàn)效果，如果不吻合，查找故障并總結(jié)。
五、8S管理實(shí)訓(xùn)過程精益求精的工匠精神
8S標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場管理貫穿整個實(shí)訓(xùn)過程，清理實(shí)驗(yàn)桌不需要的物品，預(yù)留實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場整潔寬敞空間，便于接線和操作。
以運(yùn)料小車自動控制程序設(shè)計為例，從裝料到卸料然后返回，精益求精分析確定每一步狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件。運(yùn)料小車流程控制系統(tǒng)圖如圖1所示。
1、工作原理分析
初始步S0檢測到物料時，啟動按鈕X3按下，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S20步；動作為開始裝料，8S裝料時間到后，裝料閘門關(guān)閉；狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S21步，左行到達(dá)卸料處X2后，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22步卸料，10S卸料時間到后狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S23步，開始向右邊運(yùn)動，當(dāng)遇到X1限位開關(guān)時，停止回到最初的S0狀態(tài)，運(yùn)料小車停止，反復(fù)重復(fù)上述過程。
2、小組成員合作完成實(shí)驗(yàn)
每個小組成員分工：列I/O端口分配、畫PLC控制設(shè)計電路圖、狀態(tài)流程控制系統(tǒng)圖繪制、編寫控制程序、下載程序、模擬仿真、連接元件、運(yùn)行調(diào)試，驗(yàn)證結(jié)果。詳細(xì)分析運(yùn)料小車的每個步驟，動作的分解，力求達(dá)到精益求精，在實(shí)踐教學(xué)過程中培養(yǎng)工匠精神教育。
六、結(jié)語
PLC課程思政案例教學(xué)在我校機(jī)電專業(yè)實(shí)施以來，學(xué)生連續(xù)獲得省級科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項(xiàng)資金（“攀登計劃”專項(xiàng)資金），學(xué)生在省廳級技能競賽中獲多項(xiàng)殊榮。隨著思政案例的不斷完善，并將其充分地融入到課堂教學(xué)中去，潤物細(xì)無聲，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀、世界觀和價值觀，使其成為既有過硬的技術(shù)又有過硬的思想政治素質(zhì)的專業(yè)人才。