电气控制是指拖动系统的控制，常用的电气控制方式主要是指继电—接触器控制方式，电气控制线路是由各种接触器、继电器、按钮、行程开关等电器元件组成的控制电路，复杂的电气控制线路由基本控制电路（环节）组合而成。电动机常用的控制电路有起—停控制、正反转控制、降压起动控制、高速控制和制动控制等基本控制环节。

  电气控制线路是用导线将电动机、电器和仪表等元件按一定控制要求连接而成的。为了表达电气控制线路的结构、原理和设计意图，便于分析电气线路工作原理，安装、调试和使用维护电气设备，必须参照国家标准，采用统一的图形和文字符号和技术规范绘制电气控制管理系统图。我国当前推行的国家标准是《电气常用图形符号》、《电气制图》、《电气技术中的文字符号制定通则》。这些标准是国家标准局参照国际电工委员会（IEC）颁布的有关文件，制定的我国电气设备有关国家标准。

  在电气控制管理系统中，用以描述工作原理和安装施工的工艺图纸文件最重要的包含电气原理图、电气安装的地方图、电气安装接线图、电气安装互连图等图纸。

  表示控制线路连接关系和原理的主要图纸有电气原理图和电气安装接线图，由于它们的用途不同，绘制原则也有所区别，这里重点介绍电气控制原理图。

  为了便于阅读和分析线路，电气控制原理图按照简单易懂的原则，根据控制线路的工作原理来绘制，图中包括所有电器元件的导电部分、接线端子和导线。原理图中电器元件各部分电气符号不考虑元件实际所在位置，而是按照电气工作原理的要求连接。

  为使电路结构符合常理、层次分明，电气原理图一般分为主电路和辅助电路两部分。辅助电路又分为控制电路和照明、指示电路。主电路是指强电流通过的电路部分，主要由电动机及连接器件组成。辅助电路通过的电流很小，控制电路主要由继电器和接触器线圈、主令电器、控制触点及控制变压器等电器元件组成，实现基本逻辑控制；照明及信号指示电路大多数都用在线路工作状态的指示和工作照明。电气控制原理图的绘制应遵循以下原则：

  （1）主电路用粗实线绘制在图面的左侧或上方，辅助电路用细实线绘制在图面的右侧或下方，为便于计算机图文处理，主电路和控制电路能分页设置。

  （2）电气元件的电气符号按功能布置、按动作顺序排列，布置顺序为从左到右，从上到下。原理图不考虑元件的实际安装位置。

  （3）所有电器的动作部分均以自然状态（常态）绘出，所谓常态是指各种电器没有通电和没有外界的力的作用时的工作状态。

  （4）同一电器的各部分（如线圈、触点）分散在图中，为了表示是同一器件，要在电器的各部分使用一符号来标明。同一类器件在文字符号后加注数字编号或下标来区别，如KA1、KA2等。

  （5）电动机和电器要采用国家标准规定的图形和文字符号绘制，电路图和图形符号一般垂直布置，也可以逆时针转动90°水平布置，文字符号通常标注在触点的侧面和线圈的下方，导线的交点处画实心圆点。

  （6）为了清楚地在电气原理图中表示器件所在位置，常用坐标图表示法，按照器件电气符号所在位置将电气原理图分成列和行。通常用数字1，2，3…表示器件符号所在的列数，用字母A，B，C…表示器件符号所在的行数（通常行数可以省略）。

  一般来讲，原理图要求照着结构简单、层次分明、便于分析等规则进行绘制，各电器元件的使用合理、系统动作可靠、节省连接导线，为施工、使用、维护提供方便。

  查线读图法以分析各个执行元件、控制元件和附加元件的作用、功能为基础，根据生产机械的生产工艺过程，分析被控对象的动作情况和电气线）了解生产工艺与执行电器的关系

  在分析电气线路前，充分了解机械设备的动作及工艺加工过程，明确各个动作之间的要求，以及机械动作与执行电器间的关系，为分析线路提供线）分析主电路

  线路的分析一般从电动机主电路入手，根据主电路控制元件的触点、电阻和其他检测、保护器件，大致判定电动机的控制和保护功能。

  根据主电路控制元件主触点和其他电器的文字符号，在控制电路中找出相应控制环节，以及环节间的相互关系。对控制电路由上往下、由左往右阅读，然后，设想按动某操作按钮，查对线路，观察哪些元件受控动作，并逐一查看动作元件的触点又如何控制其他元件动作，进而驱动的被控对象如何动作，跟踪机械动作，当信号检测元件状态变化时，再查对线路观察执行元件的动作变化。读图过程中要注意器件间相互联系和制约的关系，直至将线路看懂为止。

  电气控制线路通常由一些基本控制环节组成，对于较复杂电路，通常根据控制功能，将控制电路分解成与主电路对应的几个基本环节，一个一个环节地去分析，然后把各个环节串起来，采用这种化整为零的分析方法，就不难看懂较复杂电路的全图了。

  查线读图法具有直观性强、容易掌握等优点，因而得到广泛的应用，但在分析复杂线路原理时叙述较冗长，容易出错。

  逻辑代数法是通过电路逻辑表达式的运算分析控制电路的工作原理，任何一条电气控制线路的支路都可以用逻辑表达式来描述。逻辑代数法的优点是逻辑关系简洁明了，有助于计算机辅助分析。主要缺点是复杂电路逻辑关系表达式很繁琐，并且电路分析不如查线、结束语

  综上所述，随着工业和科技的发展，对电力拖动控制系统的要求不断提高，单纯的电器控制已远不能满足生产的要求，于是现代控制系统中采用了许多新的控制器件，如可编程控制器、微电脑控制器、光电传感元件、固态继电器、MOS、KP等大功率器件。电气控制线路绘制方法的方法随着现代电气控制系统的发展也会不断的改进。

  [2]胡汉文，丁如春.电气控制与PLC应用[M].人民邮电出版社，2009.07

  通过这些实践活动，本小组了解到了很多情况。首先，电气自动化是一个宽口径的专业，生活中有很多方面涉及到电气自动化。

  2、工业方面，石油、化工、电力、生产等各领域都主要是靠电气自动化进行操作，生产、加工、监控和维护。 像煤制油、煤制氢、煤发电、像化肥厂、炼油厂、炼铁厂，各种自动半自动化的生产线、汽车制造、加工、包装、传送、油田采油以及采气的日常操作维护，远程监控、远程控制等等，方方面面基本上都必须用到电气自动化专业知识。

  3、民用方面，民用报警、消防报警系统、暖通系统、安防系统、自动化机械加工，配电系统、供电系统、银行系统，包括我们平时的刷卡系统等等都必须用电气自动化的知识。

  4、通讯方面，卫星的发射、手机、电脑通讯网络、光纤通讯、电缆通讯，各种控制系统等等都必须用到电气自动化的知识才能实现。

  这就是说本专业前景永远不会冷门，没有电气自动化，现在现在社会的一切将垮掉。同时本专业属于信息产业，也就是人们常说的朝阳产业。

  学校的培养目标是学生能掌握核心技术技能。熟悉和专业相关的技能、技术，全面培养基本素质职业综合素质。

  对于学校的培养目标，我们了解到学校本专业开设的课程有：计算机控制技术、可编程控制技术、自动检测与转换技术、电气控制技术。本专业核心课程为电气控制技术。

  学校主要开设的课程有：电气基础课试验。掌握安全用电常识还有电场磁场的基本知识 .非正弦周期流。

  电及一阶动态电路的概念；简单介绍常用电工测量仪表的工作原理；工厂电气技术对象的生产设备的电气控制的基本原理；线路及分析方法、检测技术及应用；常用传感器的基本原理；转换电路及其应用；检测信号的处理、变换及抗干扰技能 ；自动检测技术的综合应用等。电气设计自动化：（cad的使用）工厂供电；变频器应用与维护；可编程控制器；单片机原理及应用。

  高级电工。中级钳工。电工操作证。制图员职业资格证等。有了这些证书担任一般技工不成问题。

  我们毕业后可从事的主要工作有：。机电设备的生产安装、调试、维护、管理工作 （专业生能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的工作）。2.工业自动生产线.机电一体化典型设备的技术改造工作 数控技术及其计算机控制设备操作维护检修工作。

  毕业后可去的就业单位：电力系统用电管理部门、国家电网和南方电网供电公司、电力设计院、超高压工矿企业、信息控制相关产业企业等。

  此外，我们还了解到电气基本上不存在重男轻女的现象，视力要求没有色盲，但他们要求有工作经验。

  我们专业的核心课程是电气自动化，在上面我们已经提到，既然是控制自然是弱电控制强电。掌握以电动机或其它控制电器为控制对象的生产设备，电气控制的基本原理、线路及分析方法，能设计维护硬件开发功能、培养系统调试、故障诊断能力，同时也是让学生掌握低电气电压结构、工作原理特征及应用。这是学校的专业要求。仅掌握这一项技术是不够的，控制元件首先涉及到半导体技术和传感器技术，当我们工作时，这两样技术可以为我们提供控制信息。例如：工厂电路中的电流是调小还是调大，有了他们我们可以做出判断，不至于出错。我们还学要熟练掌握单片机、plc编程。现代电气控制趋于全自动化方向发展，设计的好的控制程序将其导入仪器中，有时可以节省大量人力，大大提高工厂生产效率，我想每一位老总都需要这样的人才，何愁找不到工作，没有优厚的待遇？这些技术可以说是我们将来竞争的生力军。要学好这几项技术，那么现在就要学好基础课程，基础课程是为专业课服务的嘛！

  目前各高职院校课程改革已由基于知识储备的课程向基于知识应用的课程转变，以“工学结合，能力为本”为指导思想，打破传统学科系统化的束缚，按着相应专业岗位工作过程，重新构建课程框架，重新选择教学内容，形成工作过程系统化课程。随着教学改革的不断深入，对教材建设也提出了新的更高的要求。但是大部分院校教材改革还在研究探索阶段。目前各高职院校急需一种比较成熟的，适合工作过程系统化课程的特色高职教材出版，以便资源共享。

  基于工作过程的项目化课程模式是当前高职课程改革的基本取向，因此，笔者认为项目化教材比较适合。下面简单谈一下我对《电机与电气控制》项目化教材的改革看法。

  《电机与电气控制》课程是高职电类专业重要的专业课，教材现状是：整个教材基本分两部分。第一部分是电力拖动部分，包括变压器及常用电动机，基本按其组成结构、工作原理、运行特性、具体应用、日常维护等内容编排的。第二部分为继电器——接触器控制，包括常见低压电器、典型控制环节、普通机床电气控制等内容。电力拖动部分是按照各种电动机的类别来介绍的，系统的理论性较强，比较枯燥。高职学生主要是来自于普通高中毕业生，文化基础知识普遍薄弱，抽象逻辑思维能力不强，显然，这样的教材不适合他们，不利于提高学生的学习兴趣和学习的主动性。第二部分，电气控制，都是按照先介绍各种常见低压电器的结构、作用、工作原理、选择原则、使用注意事项等等内容，再学习由低压电器组成的基本控制电路的工作原理分析。这样就导致，在开始孤立讲授各种低压电器时，是脱离具体线路来讲授的，学生虽然对其结构等有初步了解，但很难理解它在实际电路中的具体作用；而在后面讲授各种控制线路时，前面介绍的低压电器相关内容有的已经遗忘，前后衔接不紧密，学以致用的特点没能充分体现。无论是理论知识的掌握还是技能的提高，都会受到制约，教学效果不理想。

  高职项目化教材要依据教育部《高职高专教育专业课程教学基本要求》来编写，并且是在企业调研、职业岗位分析和专家论证的基础上，要精心选择典型的工作任务组成本教材的项目。教材内容应考虑“维修电工”职业岗位的现实需要，融教学与职业资格培训于一体，按照基本理论够用、突出实践操作、重视实际应用、培养专业技能的原则编写。专业知识以“适度够用”为标准。“够用”是指以满足课程教学项目需要，即学习性工作任务的需要为限度；“适度”是指在满足学习性工作任务需要的基础上，适当拓展专业知识，以满足学生可持续发展的需要。教材内容的序化，打破原有的按学科结构体系，平行展开的顺序，而按具体项目，即工作任务的完成过程来编排的，呈现一种串行的结构形式。

  （1）变压器、三相异步电动机、单相异步电动机、直流电动机、常用特种电机、低压电器的结构与工作原理。

  （4）继电器—接触器控制典型电路的工作原理及线）典型机床的电气线路工作原理分析。

  （7）能够设计较为简单的电气控制线）能够使用电工工具和电工仪表，针对基本电气控制线路进行正确安装、调试及维护维修。

  针对电气维修工等岗位涉及的电气控制相关知识与技能，本着理论适度够用，突出能力本位，融入中、高级维修电工职业技能鉴定标准，并适度考虑学生的职业能力拓展及岗位迁移等因素选取教学内容。我们在与合作企业的技术人员反复研讨后，为了保证学生毕业后能够胜任维修电工等职业岗位的要求，来确定教材的主要内容。由于企业动力的80%是三相异步电动机拖动，具有电机的选择使用维护与三相异步电动机控制电路设计、安装和检修的能力就可以完成一般企业的维修电工的工作任务。同时，我们又选择了企业中最常见的几种典型普通机床的电气控制线路分析与检修任务作为教材内容。最后内容确定为：电机的使用与维护、三相异步电动机基本控制电路的设计与检修、典型机床电气控制线路的分析与检修三部分。

  为使学生掌握以上三方面知识技能，我们精心选择了贴近企业生产实际的九个典型项目作为教材内容，并使项目涵盖典型机电设备的各种功能，以保证学生可持续发展能力的培养。内容的排序遵循工作过程由简单到复杂，由基本单一控制环节到整个系统控制。即：变压器的使用与维护、交流电动机的使用与维护、直流电机的使用与维护、常用控制电机的认知、三相异步电动机起动控制电路的安装与调试、三相异步电动机电气制动控制电路的安装与调试、三相异步电动机调速线路的安装与调试、电动机多地控制与行程控制电路的安装与调试、常用生产机械电气控制电路的安装与调试。

  由于目前高职院校项目化课程的实施尚处于探索发展阶段，尤其是对项目化教材建设仍处于试用阶段。所以，我们还要不断的研究，开发出更加符合职业教育人才培养规律的、与项目化课程模式相适应的特色教材，以便更好地服务与教学。

  [1]王晓华.浅谈高职教材改革与建设[J].潍坊教育学院学报，2007，1.

  数控CNC系统就是利用计算机控制机床加工的功能，最终实现数字控制系统，数控CNC控制系统的基本组成如图1。数控控制原理是通过以下这几个部分实现的：（1）数控装置，图中微型计算机与计算机接口构成了数控装置，这是数控加工中心控制系统的核心，他是根据输入的程序和数据，经过计算机的运算、编码，翻译成为机器语言。（2）伺服系统、位置检测、辅助控制装置，这些是数控装置与机床连接的纽带，伺服系统是控制数控加工中心的动力部分，位置检测装置是对机床的进给速度、方向、位移以及每个执行部件的监控。（3）机床，机床本体就是数控加工中心的机械部分，包括主轴箱、进给运动部件、工作台等。

  数控加工中心的电气控制系统可以分为三个部分，分别为电气原理图、电气元件布置图（图2）、电气安装接线）电气原理图，电气原理图是数控加工中心的电气元件、接线之间的相互关系，是整个机床的控制核心，包括主电路、辅助电路、照明电路等，反映了全部电机，电气元件，其他带点部件的控制线）电气元件布置图主要是反映电气原理图中的电气控制元件在电气控制柜中的实际安装位置。（3）电气安装接线图是用规定的图形符号、电气元件绘制出数控加工中心实际的接线情况，图纸内包含了电气连接的关系以及选用电缆的型号等。

  在数控加工中心的电气控制系统中还有一个装置，这个装置可以选择性安装，就是软驱，软驱的结构如图4。软驱的使用要注意，在数控加工中心关闭电源之前，一定要保证软盘没有在软驱内，同时不使用状态下禁止软驱盖打开。对于数控加工中心电气控制设计完成后，需要将控制系统的语言输入到计算机内，通过将电路图转化成梯形图，输入机床控制系统内，最终实现对机床的控制。

  通过对数控加工中心电气控制系统、数控原理的分析，对数控机床的基本控制有了更深的理解，而数控机床控制系统中，还有很多方面，例如伺服系统的控制，开环、闭环控制系统，这些都是电气控制系统的主要研究对象，怎样通过对闭环控制系统优化，达到数控控制系统的稳定性，这都是需要研究的课题，只有通过设计者不断的去开发去创新，才能设计出更好的数控机床。

  [3]郭培全，王红岩.数控机床编程与应用[M].机械工业出版社，2000.

  电气控制线路是由按钮、开关、接触器、继电器等低压控制电器所组成的，能实现某种控制功能的控制线路。为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，便于电气系统的安装、调试、使用和维护，将电气控制系统中各电器元件及其连接线路用一定的图形表达出来，这就是电气控制线路图。电气控制线路的表示方法有电气原理图、安装接线图和电气布置图三种。电气控制线路图是工程技术的通用语言，它将各电气元件的连接用图形来表达，各种电气元件用不同的图形符号表示，并用不同的文字符号来说明其所代表电气元件的名称、用途、主要特征及编号等。

  电气原理图是根据工作原理而绘制的，具有结构相对比较简单、层次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点。在各种生产机械的电气控制中，无论在设计部门，还是生产现场，都得到广泛的应用。

  异步电动机启动、停止、保护电气控制线路是最基本的控制线路，它以三相交流异步电动机和由其拖动的机械运动系统为控制对象，通过由接触器、熔断器、热继电器和按钮等所组成的控制装置对控制对象进行控制。

  互锁控制是生产机械或自动生产线不同的运动部件之间互相联系又互相制约，又称联锁控制。互锁可以起到顺序控制的作用，称为顺序联锁控制。例如，磨床上要求先启动油泵，然后才能启动主轴电动机；龙门刨床在工作台移动前，导轨油泵要先启动；铣床的主轴旋转后，工作台方可移动等都是按顺序联锁控制。

  （1）要求甲接触器动作后乙接触器方能工作时，则需将甲接触器的常开触点串联在乙接触器的线）要求甲接触器动作后乙接触器不能工作时，则需将甲接触器的常闭触点串联在乙接触器的线．多地点控制

  有些电气设备，如大型机床、起重运输机等，为了操作方便，常要求能在多个地点对同一台电动机实现控制，这种控制方法叫做多地点控制。三地点控制线路即由一个启动按钮和一个停止按钮组成一组，把三组启动、停止按钮分别放置三地，即能实现三地点控制。多地点控制的接线原则是：启动按钮应并联连接，停止按钮应串联连接。

  在机床电气设备中，有些是通过工作台自动往复循环工作的，如龙门刨床的工作台前进、后退。电动机的正、反转是实现工作台自动往复循环的基本环节，要实现自动往复循环，通常采用限位开关(或行程开关)，主要包括机械式限位开关、光电式限位开关。自动循环控制线路按照行程控制原则，利用生产机械运动的行程位置实现控制。一般的电气控制线路有的比较简单，有的相当复杂。但是，任何复杂的控制线路都是由一些比较简单的基本环节按照需要组合而成的。只有通过基本环节、典型控制线路，由浅人深、由易到难地认识它，才能打下阅读电气控制线路的良好基础，掌握好电气控制线路的设计技能。

  启动不同型号、功率和负载的电动机，往往有不同的启动方法，因而控制线路也不同。异步电动机一般有直接启动和减压启动两种方法。

  在供电变压器容量足够大时，小容量异步电动机可直接启动。直接启动的优点是电气设备少，线路简单；缺点是启动电流大，引起供电系统电压波动，干扰其他用电设备的正常工作。

  异步电动机直接启动控制线路简单、经济、操作方便。但对于容量较大的电动机来说，由于启动功率大，会引起较大的电网压降，所以必须采用减压启动的方法，以限制启动电流。减压启动虽然可以减小启动电流，但也降低了启动转矩。因此，仅适用于空载或轻载启动。

  星—三角形减压启动控制线路也是按时间原则实现控制。启动时将电动机定子绕组连接成星形，加在电动机每相绕组上的电压为额定电压的1／，从而减小了启动电流。待启动后按预先整定的时间把电动机换成三角形连接，使电动机在额定电压下运行。该线路结构简单，缺点是启动转矩也相应下降为三角形连接的l／3，转矩特性差。因而本线V、星—三角形连接的电动机轻载启动的场合。

  自耦变压器减压启动控制线路。启动时，电动机定子串人自耦变压器，定子绕组得到的电压为自耦变压器的二次电压；启动完毕，自耦变压器被切除，额定电压加于定子绕组，电动机以全电压投入运行。控制线路该控制线路对电网的电流冲击小，损耗功率也小，但是自耦变压器价格较高，主要用于启动较大容量的电动机。以上介绍的几种启动控制线路，均按时间原则采用时间继电器来实现减压启动，这种控制方式线路工作可靠，受外界因素(如负载、飞轮惯量以及电网波动)的影响较小，结构比较简单，因而被广泛采用。

  三相异步电动机从切断电源到完全停止旋转，由于惯性的作用，总要经过一段时间，这往往不能适应某些生产机械工艺的要求。无论是从提高生产效率，还是从安全及工艺要求等方面考虑，都要求能对电动机进行制动控制，使电机迅速停机、定位。

  异步电动机的制动方法可分为2类：机械制动和电气制动。机械制动是利用机械装置来强迫电机迅速停车，常用的机械装置是电磁抱闸，由制动电磁铁和闸瓦制动器组成。机械制动可分为断电制动和通电制动。制动时，将制动电磁铁的线圈切断或接通电源，通过机械抱闸制动电动机。

  电气制动实质上是在电动机接到停止命令时，同时产生一个与原来旋转方向相反的制动转矩，迫使电动机转速迅速下降。电气制动方法有反接制动、能耗制动、发电制动和电容制动等。

  反接制动是利用改变电动机的电源相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法。由于反接制动时，转子与旋转磁场的相对速度接近于2倍的同步转速，所以定子绕组中流过的反接制动电流相当于全电压直接启动时电流的2倍。因此反接制动的特点之一是制动迅速、效果好，但冲击效应较大。为了减小冲击电流，通常要求在电动机主电路中串接一定的电阻以限制反接制动电流，反接制动电阻有2种接线方法：对称和不对称。

  异步电动机能耗制动时，切断定子绕组的交流电源后，在定子绕组任意两相通人直流电流，形成固定磁场，与旋转的转子中的感应电流相互作用产生制动力矩。制动结束必须及时切除直流电源。该控制线路制动效果好，但对于较大功率的电动机还要采用三相整流电路，故所需设备多、投资成本高。

  机电一体化已经成为机械领域前进的方向，在PLC技术不断发展的背景下，企业自动化水平提升，极大程度上保障了企业整体生产效率及产品质量。为进一步优化机械电气控制装置，应加大对PLC技术的研究力度，充分发挥技术本身的作用，更好地将其运用在控制装置中，确保装置的平稳运行。

  PLC技术（可编程逻辑控制器）是指使用能够进行编程的储存器[1]，借助原本内部的储存程序，从而执行多项用户指令，包括定时、顺序控制等，并利用模拟或者数字输出/输入的方式，控制机械设备的一种自动化生产过程。该种技术以微处理器为基础，以自动技术、计算机技术为手段，属于电子系统方面的装置，将其应用在机械电气控制装置中，主要有以下两方面的优势：一是提升机电一体化水平，PLC技术将计算机和自动技术有机统一，使得两者共同保障系统的稳定运行，极大程度上减少了工作人员的工作量；二是拥有极强的抗干扰能力，将PLC技术应用在机械电气控制装置中，能够较好地应对外界环境的变化，以此确保生产机械产品的质量。

  PLC技术应用在机械电气控制装置中主要包括现场总场控制系统（FCS）、集散控制系统（DCS），在实际应用过程中，两种系统各有长处，被运用在不同工作要求的控制装置中。

  现场总场控制系统（FCS）属于当前最先进的控制系统之一[2]，主要有划分危险区域、保证安全、展现环境变化、攻克艰难生产环节等方面的任务，整个系统由智能化、数字化的技术控制，能够完美替代传统的控制装置、单一功能仪器，具备实时共享交流互联网信息的优势，可远程操控机械设备的运行，广泛应用在工艺控制、设备控制中。

  集散控制系统（DCS）以微处理器为核心，可动态分享互联网资源，能够实现远程操作，与FCS系统相比，DCS系统以集中管理、分散控制操作为理念，更适用于数据处理、闭环控制中，当前被广泛运用在控制生产的基本工艺、制造硬件设备等生产环节。

  将PLC技术运用在机械电气控制状中，应遵循实用性、经济性和科学性的原则，重视发挥PLC技术本身的作用，具体包括以下两方面的内容：

  PLC技术合理地运用在机械电气控制装置中，首先应及时选择恰当的技术种类，为防止出现接口连接错误、配置不科学的问题，在实际设计过程中，应立足于机械电气控制装置具体情况，确定PLC具体的应用类型[3]，从而简化设备整体操作程序；其次，分析PLC技术的原理图，设置机械电气控制装置时，容易出现主电路、控制电路运行不畅或者信号传输不稳定的情况，为科学避免这一现象，可详细研究PLC技术的运用原理与每一生产环节的运行情况，及时发现系统中存在的故障并排查；最后，设计PLC技术下的控制管理系统，该步骤较为复杂，工作人员应统筹规划每一功能，实现系统的最优组合，从而更好地保障系统运行。

  PLC技术的运用主要表现在以下两方面：一是应用在空气压缩机中，空气压缩机在运行过程出现故障的机率极高，究其根本原因，首先，空气压缩机中的工控机、单片机在运用过程中，会出现配合不当的问题，将PLC技术运用在这个过程，充分发挥自动控制和微机控制等技术的作用，优化空气压缩机各零部件的运行，确保其稳定、安全的应用；二是应用在选煤控制管理系统中，将PLC技术与选煤控制管理系统结合，可达到上层微机与地层PLC控制相协调的目的，需要注意的是，在应用过程中须设置合理的PLC主机，从而更好地发挥整个系统的监督功能。

  综上所述，将PLC技术应用在机械电气控制装置中，不仅能够有效提升装置本身的智能化和自动化，更可以优化机械生产程序，增加企业经济效益。企业应加大对PLC技术的重视程度，结合自身实际情况，不断引进新型PLC技术和应用理念，加强PLC技术运行过程中的监督，以此确保其产品的质量和效率。

  [1]吴刚，王小宇，张洋等.基于PLC及传感器技术的球磨机电气控制管理系统[J].煤矿机械，2015，36（10）：281-283.

  机电设备维修与管理（以下简称机电维修）是一个面向生产型企业的大维修专业。在生产实际中，企业既需要能解决生产设备的机械系统、液压系统、电气系统以及计算机控制系统故障的维修人员，也需要能承担专用设备设计和传统设备升级改造的设计人员。由于维修工作涉及面大，造就维修人员见多识广，技术素养全面，一些企业的产品开发部门尤其喜欢从维修技术队伍中选择合适人才来加强自身建设。

  读懂和快速绘制机械、电气和液压等工程图是机电维修专业的一个重要教学内容。然而在当前的教育系统中，不同的作者根据Auto CAD在绘制不同类型工程图中的作用，分别编著出版机械CAD、电气CAD、建筑CAD等不同的教材。无论是哪一类CAD教材，一般都包括如下内容：一是CAD自身的绘图功能，二是这些功能在某个专业或几个相近专业的应用及技巧。由于在“2+1或2.5+0.5”的高职教学模式下校内教学课时偏紧，更为了减少课程内容的重复，因此一般的高职院校不在机电维修专业中开设机械CAD和电气CAD两门课程，这就造成机电复合型人才培养链在绘制机械和电气两种工程图的教学环节中出现技能缺失。

  针对上述情况，我们在充分讨论、广泛征求相关企业专家、学者意见的基础上，对机电设备维修与管理专业人才培养方案进行了重大修订，即在以机械为主体的原课程方案基础上增设了电工电子基础、电机与电气控制、传感器与检测技术以及PLC控制与应用课程。但在如何培养学生快速绘制机械电气图的技能上，有着不同的意见，其简单方法是开设机械CAD和电气CAD两门课程。但由前述知，这样做会造成教学内容大量重复，并形成课时浪费、学生厌倦的状况。

  一般地要掌握用Auto CAD快速绘制一份机械电气图的技能，只需掌握如下知识：（1）熟悉电气控制原理和机械电气图的基本知识；（2）掌握Auto CAD的绘图技能；（3）掌握国家标准中关于绘制工控电气图的规范，熟悉电气元件图形符号。

  为了使学生尽早掌握电气控制原理和机械电气图的基本知识，我们对新的人才培养方案教学内容和顺序进行调整，其有关电类课程的教学安排如下：

  （一）学校在第二学期开设了“电机与电气控制”课程。该课程电气控制部分的主干线是电气元件――典型控制回路――电气控制系统图，讲授电气控制原理、读识电气图的基本知识，为学生读图、绘图打下了一定的基础，

  （二）学校在第二学期为机械系各专业开设“Auto CAD机械绘图”，通过对CAD基本功能及其绘图应用的学习和实训，学生已掌握了快速正确绘制机械图的技能。

  根据这些条件，我们把融合CAD绘图课程作为更好地培养高技能人才的一个教改项目。

  根据上述情况，以培养机电复合人才为目标，通过对机械CAD和电气CAD绘图两门课程内容进行全面分析，基于“机械CAD”课程，将电气制图基本知识、国家标准及CAD绘图相关知识有机融合，以“适用、管用、够用”为指导，编写“CAD电气制图简明讲义”。

  机械电气图的种类有电气原理图、电气元件布置图和接线图，主要构图元素是电气元件图形符号和连线。当一个电气控制方案形成后，表达方案的主要工作就是通过绘制许多图形符号和连线，再经过编辑、修改形成图。在绘制电气图时，为减少劳动强度，提高工作效率，人们一般先利用CAD的块功能将图形符号绘制成“图块”并存入图库，待绘制完线路结构图，再用“插入”命令将相应的图块插入图中。在教学实施中，围绕快速绘制机械电气图的课程目标，我们以块功能为节点，将“CAD电气制图简明讲义”嵌入到“机械CAD”课程的教学中。

  电气原理图的图框需要按照各条电气回路控制功能和元件的功能类别对图幅进行分区。分区采用行与列两组编号组合的方式来表示。编号从图纸的左上角开始，水平方向用阿拉伯数字编号，垂直方向用大写英文字母编号，图区代号为字母+数字。由于这些知识对读图和绘图都非常重要，在教学中对其进行专题讲授。

  （一）通过一门课的教学，学生仅用8课时就增加了快速绘制电气图的技能。提高了教学效率，扩大了学生求职和发展的空间，满足了企业对机电复合型高技能人才的要求。

  （二）在实施中本教改项目与“电机与电气控制”课程安排在同一学期教学，使两者相互作用，教学效果明显提高。尤其在绘制电气原理图图框的实训中，学生通过按线路功能和元件功能类别对图幅分区，加深了对电气原理图的理解，进一步提高了读图识图能力。

  【本文系广州科技职业技术学院教改课题“加强课程融合，探索机电复合型人才培养模式”（编号：2011004）的研究成果。】

  作者简介：韩杨（1982-），男，四川成都人，电子科技大学机电学院电力电子系，讲师。

  基金项目：本文系电子科技大学中央高校基本科研业务费资助（项目编号：2672011ZYGX2011J093）的研究成果。

  “新能源发电技术”是电子科技大学电气工程及自动化、机械设计制造及自动化、工业工程三个专业课程体系中的一门重要课程。该课程属于高年级本科生的专业选修课，共32课时、内容多、知识面广、综合性强。[1， 2]由于三个专业的学生知识体系存在一定差异，在教学理念、教学内容、教学方法等方面，需要做出系统的设计和创新。笔者在教学过程中，充分吸收国外高校模块化教学模式、凝练教学内容，充分利用交互式教学方法，采用课堂讲授、提问与解答、课程项目、研究报告等手段，把互动式教学方法成功应用到教学实践中。课程以电能变换与控制为主线，鼓励不同专业背景的学生组成研究小组对课程项目进行协作研究，提升了学生的学习兴趣，培养了学生的自主创新能力。[3， 4]

  课程简介：课程评估当前和未来潜在的能源系统，包括资源提取、转换和最终使用技术，重点区域和全球能源需求。研究各种可再生能源和传统能源的生产技术，能源最终用途和替代品，在不同国家的消费习惯。

  第一部分：能源的背景。欠发达国家日益增长的能源需求、发达国家可持续的未来能源。能源概述、能源供给和需求的问题；能源转换和经济性分析，气候变化和应对措施。模块1：能量传递和转换方法。模块2：资源评估和消耗分析。模块3：能量转换、传输和存储。模块4：系统的分析方法。模块5：能源供应，需求和存储规划。模块6：电气系统动力学。模块7：热力学与效率的计算。

  第二部分：具体的能源技术。模块1：核能的基础和现状；核废料处理；扩建民用核能和核扩散。模块2：化石能源的燃料转换，电源循环，联合循环。模块3：地热能源的类型；技术、环境、社会和经济问题。模块4：生物质能资源和用途，资源的类型和要求。

  第三部分：能源最终用途，方案评估和权衡分析。模块1：汽车技术和燃料经济政策。模块2：生物质转化的生命周期分析；土地使用问题、净能量平衡和能量整合。模块3：电化学方法电能储存、能量转换，燃料电池。模块4：可持续能源，非洲撒哈拉以南地区的电力系统的挑战和选择。

  课程内容：替代能源和可再生能源的全方位的介绍和分析，包括整合这些解决方案以满足能源服务的要求。包括现有和未来的替代能源，如水能、风能、太阳能、光伏、光热，燃料处理；可再生能源系统面临的挑战；动态整合各种可再生能源。在整个教学过程中，学生的读、写和研讨主题是“先进的可再生能源系统技术”，特别是通过项目工作和多个为期半天的研讨会对相关专题进行研讨，每个人都参与演讲和讨论，并邀请有行业工程背景的专家和政策制定者来课堂参与探讨，丰富课堂内容、提升教学质量。

  课程要求：在课程结束时，学生应能够分析和设计能源系统，利用风能、生物能源、太阳能产生电力或用于加热与冷却。完成课程后，学生能详细说明风能、生物能、太阳能基础原理和主要特点，以及它们之间的区别。能掌握这3种可再生能源系统的主要组件，了解基于化石燃料的能源系统对环境和社会的影响。

  课程内容：学习有关国家最先进的可再生能源系统，包括生物质、电力和液体燃料，以及风力、太阳能、水电。学生们将对可再生能源电力和能源供应做工程计算，并要了解可再生能源的生产、分配和最终使用系统。能源存储、可再生能源政策；经济分析，购买和销售能源；风能理论与实践；太阳能可用性，光热和光伏发电系统；水电；地热，潮汐能和波浪发电；生物能源、生物质燃烧热力和电力；生物质气化，生物油热解；生物燃料的生命周期评估。

  课程要求：掌握基本的可再生能源系统的工程计算，了解可再生资源评估和能源基础设施一体化。确定可再生能源系统的环境影响。设计和评估可再生能源系统的技术和经济上的可行性。了解能源在社会中的关键作用。了解可再生能源发展的公共政策、市场结构。卓越学生的学习成果：能够运用数学、科学和工程原则进行实验设计，并能分析和解释实验现象。有能力设计一个系统、部件或过程，以满足预期要求，具备解决工程问题和有效沟通的能力。

  通过对该课程的学习，使学生了解中国的能源现状，掌握电源变换与控制技术的基础原理，掌握光伏发电和风力发电的基础原理及系统的构成，加深对中国风力资源和风力发电基本原理的认识，理解生物质资源的利用现状、转换与控制技术的基本原理，了解天然气、燃气发电与控制技术的基本原理和应用情况。吸收国外经验，设计教学模块。

  内容要点：电力电子器件的概念、特征和分类，不可控器件——电力二极管，半控型器件——晶闸管，电力场效应晶体管——电力MOSFET，绝缘栅双极型晶体管——IGBT；AC—DC变换电路：二极管整流器——不控整流，晶闸管整流器——相控整流，PWM整流器——斩波整流；DC—DC变换电路：单管不隔离式DC—DC变换器，隔离式DC—DC变换器；DC—AC变换电路原理、分类、参数计算；AC—AC变换电路。

  课堂提问：晶闸管的导通和关断条件是什么？相控整流与PWM整流电路区别是什么？交流调压电路的基本原理是什么？什么是逆变？如何防止逆变失败？

  课程项目1：让学生设计一个50kW的相控整流和PWM整流电路，进行MATLAB仿真分析，比较两种整流电路的区别，要求分组讨论、制作PPT演讲，撰写研究报告。

  内容要点：风的产生、特性与应用；风力发电机组的结构、分类与工作原理；风力发电的特点、控制要求和功率调节控制；风力发电机组的并网运行和功率补偿：同步发电机组、异步发电机组和双馈异步发电机组的并网运行和功率补偿。

  课堂提问：简述风能转换的基本原理。风力机的空气动力学参数有哪些？具体怎么求解？风力机有哪几种分类方法？

  课程项目2：让学生设计基于全功率变换器的风力发电系统，在课程项目1的PWM整流电路的基础上，设计整流和逆变电路及其控制算法，进行MATLAB仿真，验证工作原理，要求分组讨论、制作PPT演讲、撰写研究报告。

  内容要点：太阳能利用方式、分类及原理，中国光伏发电的历史和研究现状；太阳能电池的工作原理，太阳能电池材料的光学性质、等效电路、输出功率和填充因数，太阳能电池的效率、影响效率的因素及提高的途径；太阳能电池制造工艺，多、单晶硅制造技术；太阳能光伏发电系统设备构成，正弦波PWM技术，逆变器基本特性及评价；独立光伏发电系统的结构及工作原理、系统构成；并网光伏发电系统的分类、特点、结构、供电形式和设备构成。

  课堂提问：多晶硅和单晶硅的制造工艺有什么不同？根据制作工艺的不同它们各有什么特点？什么是正弦波PWM逆变技术？并网光伏发电系统由哪几部分构成？

  课程项目3：让学生设计小功率并网光伏发电系统，在课程项目2逆变电路的基础上，设计单相及三相逆变电路及其控制算法，进行MATLAB仿真，验证工作原理，要求分组讨论、制作PPT演讲、撰写研究报告。

  内容要点：生物质能的定义、生物质资源特点及类别；生物质能转换和发电技术、生物质能转换的能源模形式，城市垃圾、生物质燃气发电技术；生物质热裂解发电技术的分类、生物质热裂解机理，生物质热裂解技术及装置简介；我国生物质能的利用现状及开发生物质能的必要性，生物质能发电前景。

  课堂提问：生物质能的优缺点是什么？根据其优缺点如何扬长避短充分利用生物质资源？生物质热裂解的机理是什么？请详细分析说明。影响生物质热裂解的因素有哪些？具体是如何影响的？

  内容要点：天然气水合物的概念，形成机理及化学性质；天然气的综合利用、环境价值与发展前景；小型燃气轮机发电机组的原理及用途、主要形式及应用前景；燃气轮机组的电能变换与控制系统、电网供电及控制；燃气发电机组的并网运行与控制策略，DC-AC低频并网逆变技术，DC-AC/ AC-DC-AC三级变换高频环节并网逆变技术；燃气发电机组高频并网逆变的控制策略。

  课堂提问：小型燃气轮机组并网发电的原理是什么？简述燃气轮机组电能变换系统的结构和工作原理。燃气发电机组高频并网逆变是如何实现的？

  在充分吸收国外高校“新能源发电技术”模块化教学模式的基础上，以人才培养为中心，凝练教学内容、改革教学方法，提高了学生对该课程的学习兴趣，课堂互动得到明显改善，不同专业背景的学生能够对课程项目进行协作研究，发挥各自的特长收集和吸收国外前沿技术，在PPT演讲、研究报告撰写方面锻炼了学生的综合能力，取得了良好的教学效果。

  [1]何瑞文，谢云，陈璟华.电气工程及其自动化专业建设与实践模式探讨[J].中国电力教育，2012，（3）：72-73.

  [2]王三义.浅谈新能源发电技术[J].中国电力教育，2011，（15）：92-93.

  以2002年全国职业教育工作会议召开为标志，全国职业教育拉开了改革的序幕。随着电气化时代的快速发展，职业教育院校理论与实践教学脱节，这就需要加快电类课程改革——实施“理实一体化”教学模式。《机床电气控制》课程是中等职业学校机电类和电气类专业学生的一门专业必修课。编写《机床电气控制》理实一体化教材已成为必然要求。

  《机床电气控制》的课程任务是：使学生掌握机床电气控制线路操作等有关理论和实践技能。具有控制线路的基本分析和应用能力，能综合运用所学知识，根据生产现场的控制要求对控制线路进行简单设计，并安装、接线与调试运行，为将来从事电气控制设备的安装、调试、维护与维修等工作打下良好的基础。

  职业教育的专业课程，由职业教育主管部门颁发的各专业的教学指导方案，各地区和各学校根据指导方案制定相应的教学大纲。

  职业教育的培养目标是生产第一线的应用型技能人才，中等职业院校的培养目标是中、高级技能人才。《机床电气控制》一体化教材的编写，要按照培养目标编写。

  这是《机床电气控制》教材组织教学内容的依据，教学内容包括知识和技能两个方面。

  这是对知识和技能描述的深度、难度的依据，教学要求中的知识和技能的要求一般有了解、理解、掌握等几个层次。

  职业院校的中级工班学生有初中（一部分学生没有达毕业水平），高级工班学生有中等职业学校毕业或高中毕业的文化水平。

  读者的记忆能力、理解能力、运算能力、逻辑推理能力等，是编写《机床电气控制》教材使用什么方式、怎样描述知识和技能的依据。

  读者对哪些问题感兴趣？哪些知识和技能能满足读者的发展需要？怎样编写才能激发读者的兴趣？对读者的心理分析，是编写教材的又一个依据。

  知识和技能的教学是一个信息传送、接收、处理、反馈等组成的闭环控制系统，系统中的每个环节都必须精心设计，才能实现高质量的教学。内容描述的顺序、呈现的方法等，应与教学过程系统性相一致，这是《机床电气控制》教材的编写依据。

  知识由浅入深，操作由易到难，知识和技能的掌握不是一步到位，而是通过不断学习、训练，逐步掌握的。《机床电气控制》教材的编写，要依据循序渐进的科学原则。

  符合大多数学生的兴趣、期望和认知规律，能促进学生的自我发现，学习过程同时是学生个人知识和技能的发展过程。编写《机床电气控制》“理实一体化”教材，必须考虑面向全体学生的原则。

  职业教育的根本，是培养学生的职业能力。职业能力包括：有关的知识、技能、行为态度和职业经验，可划分为专业能力、方法能力和社会能力三个部分。《机床电气控制》教材的编写，应遵循能力本位的原则。

  围绕职业岗位的实际需要，组织《机床电气控制》教材的编写内容，设置任务实施，引导学生完成工作任务和学习专业相关知识和技能，是《机床电气控制》教材编写的另一个原则。

  职业教育的《机床电气控制》教材，要根据培养目标和职业岗位的实际情况，控制理论知识的深度和难度，以适度、够用为原则。

  《机床电气控制》一体化教材采取了任务驱动的编写模式，通过教师引领学生完成本教材所设计的教学工作任务的过程，学生可逐渐掌握维修电工的基本职业技能。本教材按照由基础知识向专项技能，再由专项技能向综合岗位技能逐步提升的训练顺序，内容编写具有以下特点：

  1.本教材所设计的工作任务紧密联系生活、生产实际，结合中等职业学校教学实际与岗位需求，选用了大量的典型控制线.在编写上采用新的形式，文字叙述简洁，同时运用大量实物图片，直观明了，符合学生心理特征和认知规律，便于学生理解与接受。

  电气设备的研发和推广离不开电气控制线路的设计工作。而如今科技带动工业迅猛发展的同时，也使得工业、农业里电气设备的应用越加广泛。电气设备的设计是否准确合理，直接决定了生产力的高低，而工业生产所用的设备能否完成预期目标，也取决于电气控制线路设计的可靠性与可行性。

  一般电气控制线路包括主电路以及辅助电路。电气控制线路里的大电流主要流通在前者部分，而它的电气元件则为将电源与发动机联系起来的关键，通常包括组合开关、主熔断、热继电气热元件与电动机。后者一般是小电流，有控制、照明、信号与保护4种电路。而控制电路的电气元件包括保护电器触点、热继电器触点、按钮、接触器、继电器线圈和辅助触点等。进行线路设计的时候，通常在左侧画主电路而右侧画控制电路。机电一体化的广泛应用，要求机电的设计具备更多的基础知识。一般的设计原则如下：（1）在保证控制效果的同时，达到生产的目标，使得机械设备在电气控制线路方面的控制和保护达到最大化。（2）采取适当的元器件，尽量简化线路且不影响使用要求，具备一定的设计创新性与科学性。（3）设计时必须尽量采取一些简便、实用且经过检验具备较好安全度的电路，避免出现意外。（4）电路使用后要注意元件的维修养护工作，重视控制的安全性能，尤其是保护装置与连锁环节。通常采用电气接线图来检修电路。而电气控制体系里，各部分的元件和部件以及设备之间的连接，线路类别以及铺设均能够在电气接线图上看到。机械设备控制大多为电力拖动装置控制管理系统，因此，进行生产型机械电气控制设计时，有以下几个原则：（1）设计电力拖动方案。（2）设计机械电力拖动自动控制线）设计相关的电力设备。（4）确定拖动电机和电气元件，记录相关的电气明细表。（5）制定相关系统的说明书以及设计文件。

  通常设计生产机械的电气控制管理系统时，必须要先制定拖动方案，而这一般要注意以下几点：（1）依据机械的调速要求来确定调速水平。（2）按照设备的工艺及结构组织来确定电动机的需求数。（3）重视电动机的运转效能，尤其是平衡好它的调速性能与负载性能。

  电气控制线路大多是按照主次原则进行设计的，而设计者必须首先确定主电路，继而确定辅助电路。而方案设计完成之后，要对控制电路进行检修，保证线路具备一定的可靠性与可行性。除此之外，设计者也要按照实际要求来确定适用的电气设备型号与规格，尽量保证设计的准确性与可行性。

  要进行电气线路的整体设计，首先必须制定设备电气控制电路图，按照这个图来规范控制管理设备，杜绝所有的偷工减料现象。而在控制设备时，应该确定诸如操作台、悬挂式操控箱等电气控制设备的类别，继而确定这些设备的摆放位置，尽量简便的将这些电气设备串联成一体。除此之外，还有部分位置特殊的安装组件，包括按钮、行程开关、手动控制开关、电动机以及离合器等，就必须按照设备的规格型号以及使用要求来确定安放处，禁止随便挪动。如今电气控制领域发展的愈来愈快，也使得设计者必须及时学习一些新的科研知识，掌握新型电器元件的使用，满足现有主流设计的要求，且不脱离实际生活需求。而一个电气设备系统里的元件在设计时需尽可能做到品种、规格与制样的统一，且在能够满足设计需求的前提下做到高性价比。

  要避免控制电源种类多样化的问题。熟悉电气设备控制电源用量、最大用电功率，基于国家法规中的相关规定，科学设定电压等级。在控制线路设计的过程中，若电气设备没有严格规范一些特殊要求，就能够直接选用标注规格的电网。若控制管理系统中多台电气设备一起运行，就需要采用控制变压器控制电压，或者是选用直流低电压方案实施控制，采取这种方案时，要特别注意电压相关要求，选择科学的串联或并联方式。低电压控制管理系统能有效节省安装体积，利于晶体管无触点器件的整合安装，且今后的更换与检修工作更加方便。应在安全电压范围安装显示、报警及照明设备，零线不能并接，避免火灾事故的发生。若电流较小，电气设备能实现替换，如如接触器起动电动机能被中间继电器替换，具有安全性。当然若电动机在超负荷情况下运转，电气设备不能相互替换的情况也存在。

  选用接触点需要遵循科学、合理的原则。若控制线路具有一定的复杂性，就需要合理确定继电器、接触器的规格以及数量。控制线路的复杂性会导致接触点也非常多，如此需要合理规划线路，避免电气元件难以正常使用或者是电路烧毁相关问题发生。充分准备设备的相关技术资料与数据是科学展开接触器设计的基础，也需要契合多控制线路选择需求。设备运转的过程中，要尽可能减少使用的设备数量，有效防止线路出现跳闸、短路等问题，也延长元件的使用年限。

  电气控制线路设计属于电气控制的关键环节，对其控制质量有着关键影响。在各行各业电器设备从设计、生产一直到设备实施与运行的各个方面，都产生着或多或少的影响。所以，应该优化电气设备设计，结合实践经验，不断总结与反思，由此设计出更加完善、实用的电气设备。

  [1]吴桂林.电气控制线路设计的重要性及优化策略[J].数字技术与应用,2014(12).

  [2]仇辉.电气控制线路设计基础探析[J].山东工业技术,2015(12).