PLC是一種集計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)及通信技術(shù)為一體的系統(tǒng)裝置，它因發(fā)揮著可靠性、靈活性、便捷性、編程及時有效等優(yōu)勢作用，而受到了工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛關(guān)注和應(yīng)用。機床電氣控制與PLC對推進機床自動化具有現(xiàn)實意義，隨著PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域中的地位不斷提升，一批專業(yè)的PLC技術(shù)人成為工業(yè)企業(yè)當前的核心人才。為此，加強培養(yǎng)學生該方面的技術(shù)能力，可為今后順利就業(yè)提供保障。
一、機床電氣與PLC課程教學現(xiàn)狀
當前，機床電氣與PLC課程教學存在以下幾個問題：一是關(guān)于低壓電器方面的知識，學生了解甚少；二是關(guān)于低壓電器的基本運行原理，學生掌握程度不夠，不懂得從感性的角度來認識內(nèi)部構(gòu)造；三是對于電機的基本運行原理，一般機械專業(yè)的學生只是通過電工學的渠道來了解，后續(xù)課堂教學中僅涉及電機的選型，忽視了詳細講解電機的運行原理，這樣一來，學生就很難深入全面掌握各控制環(huán)節(jié)；四是在理論分析角度上，大部分PLC程序都是切實可行的，然而實踐運用中效果如何還是不得而知，理論和實踐還有距離。
二、機床電氣與PLC課程教學改革
（一）改革教學內(nèi)容
機床電氣與PLC課程當前所采用的教學大綱主要涉及兩個方面，一個方面是電器控制內(nèi)容，向?qū)W生詳細講解常用低壓電器知識、各典型機床電氣控制線路的構(gòu)成情況并圍繞線路開展相關(guān)分析，以及如何設(shè)計電氣線路、如何選擇電器元件。另一方面是向?qū)W生講解可編程序控制器的理論知識、運行原理，將重心放在了傳授學生PLC編程語言和編程指令層面上。按照上述問題，應(yīng)從以下幾個方面改革教學內(nèi)容：一是在講解典型機床電氣控制線路的前期階段，教育者應(yīng)特別安排組織一兩堂課的時間來講解電動機運行過程中的基本原理，提高學生對電動機內(nèi)部構(gòu)造及接線手段的掌握程度，從而清楚知道電動機的各個控制線路，如高低速、降壓啟動等。當學生對典型機床電氣控制線路全部了解后，應(yīng)加入一定的工藝設(shè)計范疇內(nèi)的知識內(nèi)容，如電氣接線圖、電氣的安裝與調(diào)試等，以此拉近教學內(nèi)容與工程實踐之間的距離。二是PLC硬件設(shè)計得當與否，直接決定了整個控制系統(tǒng)的安全可靠性以及生產(chǎn)成本的合理性等，還需要注意的是，硬件設(shè)計不同于軟件設(shè)計，一旦設(shè)計完成后，沒有特殊情況不得頻繁更改，所以控制系統(tǒng)設(shè)計能否順利有效運轉(zhuǎn)，終取決于硬件設(shè)計的完善與否，應(yīng)將其作為教學內(nèi)容的核心部分。
（二）改革教學方法
以往使用的教學方法一味地強調(diào)知識的傳授，很少會考慮到學生能力的培養(yǎng)，不僅激發(fā)不了學生的學習興趣，而且還會導(dǎo)致學生產(chǎn)生強烈的抵觸情緒，學習效果較差。因此必須摒棄傳統(tǒng)滯后的教學方法，全面滲透項目教學法、多媒體教學法，明確教學任務(wù)，強化學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
首先，實踐教學過程中，教育者應(yīng)注重調(diào)動學生的學習積極性。項目教學法是近年來形成的一種教學手段，主要從項目的角度出發(fā)向?qū)W生介紹和項目有著直接關(guān)系的知識內(nèi)容，突出學生的主體地位。為了保證學生能盡快認可項目教學法，教育者必須結(jié)合學生個性化特點做針對性講解。項目教學法主要分六步走：資訊—決策—計劃—實施—檢查—評估。資訊：學生通過任務(wù)要求及參考文獻，資料查閱獲取工作目標總體印象，制定不同的實施方案。決策：小組展開研究討論，確定選用哪種控制方案，明確其優(yōu)缺點。計劃：制定工作計劃，確定工作步驟，制定檢查、評價標準。實施：學生完成工作任務(wù)，小組同學共同分析、解決問題，遇到無法解決的問題時請求老師幫助解決。檢查：任務(wù)完成后，學生按評價標準自行檢查測試。評估：學生成果展示，教師對結(jié)果進行評價，并共同討論，提出建議，講解知識點并總結(jié)歸納。每一個工程任務(wù)都采取項目式教學，保障學生獲取信息的能力、評估方案的能力、創(chuàng)新能力等均有一定程度的提高，并極大的活躍了課堂氣氛。
其次，多媒體教學手段已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于教育領(lǐng)域中，通過音視頻和圖文等形式對課程內(nèi)容生動形象的展示，模擬真實的課堂教學氛圍，給學生身臨其境的感覺，有利于增強學生的學習興趣和學習效果。除了日常教學過程中采用多PPT多媒體輔助教學手段外，還有一些其他的方法，比如通過CAD軟件展示日常低壓電器的內(nèi)部構(gòu)造；通過Flash軟件中展示通電與斷電情況下低壓電器的運轉(zhuǎn)狀況，以促進學生對低壓電器運行原理的了解；通過PLC仿真軟件對程序?qū)嶋H運行過程進行模擬，以便學生對PLC編程語言的學習更加有效。
（三）注重實踐環(huán)節(jié)
加強實踐促進理論與實際的有機結(jié)合，將理論知識運用到生產(chǎn)生活中，對培養(yǎng)的工程人才意義重大。機床電氣與PLC課程的實踐價值顯著，所以實踐教學對該門課程而言，發(fā)揮著舉足輕重的作用。當前，機床電氣與PLC課程開展實踐教學時一般涉及兩方面工作：一是，實驗教學。在專門的實驗室中開展，具體實驗內(nèi)容是常見的噴水池控制、洗衣機控制系統(tǒng)的設(shè)計等，難以滿足機械專業(yè)的實際使用需求。二是課程設(shè)計。課程設(shè)計中也常常以十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計等為核心內(nèi)容，關(guān)于這方面的設(shè)計內(nèi)容網(wǎng)上相關(guān)資料層出不窮，制約了學生獨立自主完成設(shè)計的能力，學習質(zhì)量和學習效果均處于較低狀態(tài)。此外，課程設(shè)計中所采用的程序缺乏實際驗證，只能在理論的基礎(chǔ)上分析其可行性。針對這些問題，應(yīng)做好以下改革：
1.除常見的交通燈、搶答器的PLC設(shè)計之外，將電動機星三角降壓啟動、工作臺自動往返、組合機床順序控制電路設(shè)計等融入進PLC實驗項目中。其中順序控制電路通常關(guān)乎到兩臺或以上電動機的控制，在這些相關(guān)的實驗分析后學生不僅能夠更進一步熟悉掌握PLC的選型、I/O分配、接線以及常見編程指令的應(yīng)用，也能讓學生準確了解接觸器、繼電器、行程開關(guān)等一系列低壓電器實際運行狀況以及電動機的正反轉(zhuǎn)、降壓啟動等各控制環(huán)節(jié)。所以應(yīng)通過綜合控制法實現(xiàn)預(yù)期的控制目標，從而提高學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
2.將傳統(tǒng)機床的PLC改造融入進課程設(shè)計中。以往，我國都是通過繼電控制來完成機床的生產(chǎn)工作，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中依舊存在這些傳統(tǒng)機床的身影，但由于繼電器-接觸器的控制系統(tǒng)故障次數(shù)頻繁、缺乏可靠性，所以應(yīng)安排學習對傳統(tǒng)機床進行PLC改造。如Z3040搖臂鉆床的PLC改造設(shè)計。
首先根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求，如需要完成的動作，包括動作順序、必需的保護和聯(lián)鎖等；操作方式，包括手動、自動、連續(xù)、單周期、單步等，了解該設(shè)備電器的工作原理；從經(jīng)濟性及長遠性考慮，用PLC替換原繼電-接觸控制電路時，盡可能留用原繼電-接觸控制系統(tǒng)中可用的元器件；在滿足控制要求的情況下，盡可能地采用性價比高的PLC，并要預(yù)留一些輸入、輸出點，以備添加功能時使用。然后根據(jù)這些要素確定系統(tǒng)控制方案，根據(jù)系統(tǒng)控制方案確定系統(tǒng)運行方式，再進一步確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，據(jù)此確定PLC的I/O點數(shù)，進而確定PLC的型號。在設(shè)計控制程序時，強調(diào)學生采用相關(guān)的仿真軟件來加強驗證通，后接線調(diào)試，觀察是否達到預(yù)期目標。通過這樣貼合工廠實際的案例，迅速提高學生分析問題解決問題的能力，不斷豐富學生的知識體系，并學以致用。
（四）改革考核方式
在機床電氣與PLC課程教學中應(yīng)注重考核專業(yè)技術(shù)知識與崗位技能情況，摒棄傳統(tǒng)應(yīng)試教育的滯后觀念，通過設(shè)置問題、測量、考核、練習等手段開展過程教學考核，強化實踐教學，落實教學目標，力爭培養(yǎng)一批專業(yè)技能、素質(zhì)、創(chuàng)新能力等各方面都很強的人才隊伍，為現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻，實現(xiàn)社會經(jīng)濟效益大化。在考評卷面的同時還應(yīng)注重教學過程的考評，突出過程考評的地位。
在對機床電氣與PLC課程的教學內(nèi)容、教學方法、實踐環(huán)節(jié)、考核方式進行改革后，不僅促進了學生對理論知識的了解、對多元學習方式的掌握，同時還提高了學生的實踐操作能力、創(chuàng)新能力、配合協(xié)作能力等，調(diào)動了學生的學習熱情，學習效果得到質(zhì)的飛躍。不過，教學改革并非一蹴而就，還需要學校加大對專業(yè)建設(shè)的投入與支持力度，也需要專業(yè)教育工作者的繼續(xù)努力。