1、    基于項目教學法的機電傳動控制課程設計探討    楊旭東【摘 要】機電傳動控制課程設計是機電專業實踐教學中一個重要組成部分，該課程設計以plc控制系統為核心，將機電傳動系統的各個部分有機聯系到一起。因此該設計的質量對于培養學生實際設計控制系統的影響較大。針對現在的課程設計教學過程中存在的一些問題，從課程設計題目的選擇、課程設計的指導和課程設計考核評價進行了理論探索與實際訓練，取得了較好的教學效果。【關鍵詞】plc；機電傳動；課程設計機電傳動與plc是機械類專業的一門專業基礎課，是培養學生掌握機電傳動控制能力的核心課程。學習理論課后，通常安排一到兩周

2、的課程設計環節，課程設計是理解和掌握該門課程非常重要的實踐性環節。搞好課程設計教學對培養學生綜合應用能力和創新能力具有非常重要的意義。設計的基礎是理解各種電氣控制元件的工作原理和應用，以及常用電氣控制線路和 plc控制技術。然后綜合進行相關題目的設計，目標在于培養和提高學生獨立工作的能力，加強對基礎知識的理解，以及創造性應用專業及基礎知識的能力、解決實際生產過程中問題的能力。因此課程設計的效果將對學生的實際工作能力產生深遠的影響。項目教學法是指學生在指導教師的指導下，設計和實現一個完整的工程項目。項目都是來自于生產實踐或實際研發項目。在教學過程中，整個項目是指根據客戶需求，構思一套控制系統，詳

3、細設計、工藝實現、運行調試等，它要求學生積極主動的查找資料，提出問題，分析問題和解決問題，以及提高團隊合作能力。在具體的工程應用中解決實際問題。在完成項目任務的過程中，學生會遇到很多困難，只有興趣和成就感才能克服各種困難來完成整個項目，學生得到真正的鍛煉，提高了自信心。1 傳統課程設計模式存在的問題課程設計教學環節的設置是為了培養學生獨立思考，真正理解并且靈活運用所學相關理論知識的能力。通過實際項目的設計，可以培養學生機電工程師思維的訓練。通常課程設計的題目是設計可編程序控制器自動控制系統。設計地點在教室或者機房。方式仍然類似于課堂教學，是由老師給出題目和參考資料。學生主動參與的機會不多，在被

4、動設計的情況下，學生的創造力和積極性沒有得到發揮。隨著高等教育改革的推進， 國家目前大力提倡建設創新型國家，培養創新型人才，改變粗放型發展模式。人才的培養目標從理論研究型的精英教育向實用創新型的方向發展，以適應創新型社會發展需求。原有的設計方式將不能適應社會發展的要求。目前機電傳動控制課程設計中存在具體兩方面問題：第一，創新性不夠，雷同度高。由于很多工科院校都有機電傳動與plc課程，很多題目都已經使用多年，由于網絡的發達，學生可以很容易得到現成的設計結果。學生實際設計缺乏成就感，沒有設計積極性。第二，指導教師仍然采用灌輸的教學模式，理論性強，難免流于紙上談兵。學生初次進行電氣控制，如果還是和課

5、堂教學一樣，照本宣科，學生很難產生興趣。本課程設計需要設計報告，和電氣原理圖。從需求分析，到方案設計，從原理圖設計到電氣元件選型，從程序設計到安裝調試，如果認真設計，學生要付出很大的努力。如果主動性不高，積極性不夠，最終難免造成千篇一律現象，涉及報告大同小異，缺乏創造性。2 基于項目教學法的教學模式首先，是選題。plc應用非常廣泛。在冶金化工、機械制造、石油石化、輕工紡織、建筑建材等幾乎各個工業領域都有廣泛應用。現代服務業也有很多場合應用。所以課程設計的題目可選擇的工程項目很多，只要提前布置，完全可以讓學生通過實際調研后自主選擇。這樣學生有興趣，能夠發揮主觀能動性，學生在實際工程背景下進行設計

6、受到的訓練要比紙上談兵好很多。學生自信心增強了，學習專業的勁頭更濃，為將來的就業打下很好的基礎。設計時間比較短，選題應該題量適當，讓每一個學生通過努力能夠按時保證質量完成設計。指導教師提供選題參考意見，經過審核后才能確定。題目知識點太多、太難，學生很難完成；知識點太少、太簡單，達不到設計水平的要求。設計題目最好應用于實際生產，具有很強的實用性；既可以讓學生得到鍛煉提高，又可以在實驗室模擬接線安裝調試。其次，是課程設計的步驟。在設計plc控制系統時，第一步，必須詳細理解控制系統的應用場合，控制對象的特點， 實際考察生產設備的使用情況，以及各種需要控制的參數。明確生產現場的控制過程和使用人員的操作

7、要求，熟悉加工工藝流程，要特別細心嚴謹，體現出工程意識。因為只有準確描述控制要求，才能設計出符合用戶要求的系統，應畫出工作流程圖，與用戶詳細交流，得到確認后，才開始進行下一步。第二步進行系統的硬件設計，硬件設計主要包括主電路的設計、plc 控制電路設計，各種電氣元件的選擇，強電設備的安裝布線等。通過對生產過程控制要求的詳細了解，確定控制對象與plc之間控制信號。輸入信號包括按鈕、行程開關、接近開關、光電開關等開關量信號或溫度、壓力等模擬量信號，它們是從控制對象輸入到plc。這些信號與 plc 輸入口如果不匹配時，需要進行處理后才能輸入plc，或者采用特殊功能模塊。輸出信號也需要考慮，輸出模擬量

8、信號還是數字量信號，輸出信號與執行機構如果不匹配，還需要進一步處理。然后由學生根據控制系統要求，通過網絡或者電話、也可以親自去電子市場，訪問各產品經銷商進行資料查詢，按所要求的數字量和模擬量模塊進行配置，根據性價比來確定容量、性能都符合要求的plc。然后分配需要的plc的i/o 點，并且畫出plc的外部接線圖。在分配 plc的i/o端口時，盡可能將同一類型的信號集中安排，地址號按照順序連續進行排列。目前，主流的plc包括歐美廠家和日本廠家應用比較多。但隨著我國國產plc的不斷發展，將來，物美價廉的國產plc應用將越來越多。第三步進行系統的軟件設計。軟件設計要先畫出狀態轉移圖或順序功能圖，然后再

9、轉化為梯形圖。編程時規范簡潔的設計程序，一定要加上注釋。程序完成后，進行子程序調試、軟硬件聯調、系統調試。在控制系統設計和整個設備完成后，就可進行機電聯調，若不符合要求，可修改完善系統的硬件和軟件，如此反復，直到實現控制要求。主要難點在于調試軟件，調試的過程就是不斷修改完善程序和參數的過程，一定要非常認真，軟件程序出現任何差錯都會影響進度，調試很辛苦，但也很有成就感。待全部調試結束，寫出詳細的設計說明書。3 項目教學法實施的效果在傳統的教學模式中，學生是被動地學習，被動地設計，積極主動參與的興趣不大。實用的控制系統通常是較為復雜的，通常包括機械、電氣、液壓和氣動等多方面的內容，初次設計時，學生

10、會感到非常困難，如果沒有積極性和熱情是不會加班加點完成任務的。改變方式后，學生能親眼看到自己設計的控制系統能夠正常運行，感受到巨大的成就感，增強了自信心，積累了經驗，提高了水平。雖然比以前辛苦很多，但是收獲很大。實際的工程項目通常比較復雜，僅僅依靠一個人的努力是不夠的。復雜些的控制系統可以由指導老師指定學生小組分工合作，也可以學生自由組合，可以充分發揮學生的積極性。這樣就可以鍛煉學生的團結合作能力。有的學生能力強，有的弱一些，如何充分發揮每一個學生的能力，也是非常不容易的。通過實際項目的訓練，學生的合作能力得到提高，但是考核成績也要考慮每個學生的貢獻大小。也就是說評價要客觀一些。4 總結本文探討了機電傳動控制課程設計的教學方法，希望能夠為企業培養出具有理論扎實和實踐能力強的創新型人才。只有不斷提高課程設計質量，才能培養出具有工程設計意識和富有創造力的社會需