實踐教學是高校教學活動的重要組成部分，是理論知識學習深化、學生動手能力培養(yǎng)的重要途徑，也是學生獲取隱性知識的主要手段，實踐教學的質(zhì)量直接影響著學生的培養(yǎng)質(zhì)量。實驗室是開展實踐教學活動的主要場所，實驗設(shè)備又是*的重要載體。充分利用好實驗設(shè)備， 起到理實結(jié)合的橋梁和紐帶作用是實驗室建設(shè)的重要內(nèi)容。通常，實驗設(shè)備多以購置為主，但外購設(shè)備價格相對較高，出現(xiàn)故障維護不便，不能充分與學校的教學實際相符合，在可擴展性、新技術(shù)引用的及時性等方面都存在著不足。

電氣控制實驗室是我校的專業(yè)實驗室之一，承擔著電氣控制技術(shù)、機電一體化技術(shù)、變頻技術(shù)、電工技術(shù)等課程的實驗以及其它相關(guān)的綜合性實踐教學任務(wù)。該實驗室教學內(nèi)主要是：繼電器及其控制、PLC及應(yīng)用、變頻器使用、機電一體化實訓等。課程組根據(jù)學校的教學實際以及教學內(nèi)容的特點與要求， 實踐了以自制設(shè)備為主的實驗室建設(shè)之路，取得了良好的效果。

1、自制設(shè)備的原則與技術(shù)開發(fā)路線

根據(jù)電氣控制實驗室的功能要求和教學內(nèi)容特點，課程組在具體研制時，把以下幾方面作為了自制設(shè)備的基本原則：①設(shè)備應(yīng)滿足課程綜合性實踐教學的需求，在可以進行課程實驗的基礎(chǔ)上還能開展課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以及大學生課外創(chuàng)新設(shè)計等活動；②設(shè)備元器件的選配應(yīng)緊密結(jié)合新技術(shù)、新產(chǎn)品的要求，使教學內(nèi)容及時得到更新；③設(shè)備功能單元的布局應(yīng)便于學生獨立自主操作、實用靈活、安全可靠；④設(shè)備應(yīng)有可擴展的余地，便于在今后能滿足開出新的實驗或?qū)嵺`項目。

在此基礎(chǔ)上，按照如圖1 所示的技術(shù)路線進行了開發(fā)。

圖1 自制設(shè)備技術(shù)開發(fā)路線

2、自制設(shè)備的實踐

2.1 自制繼電器控制展示柜

在進行繼電器-接觸器控制方面的實驗教學時，通常是利用高性能電工綜合實驗裝置，該裝置按照實驗教學任務(wù)的要求，把傳統(tǒng)的實驗單元制成了便于組裝的小型掛件，加快了實驗器件的更換速度，裝置的安全性能也較好，為順利進行實驗提供了保障。但經(jīng)過一段時期的使用發(fā)現(xiàn)，由于該裝置上的所有教學功能單元掛件為內(nèi)置元件的結(jié)構(gòu)方式， 學生不能夠直接觀察到元器件的物理結(jié)構(gòu)， 影響了對器件認識的學習效果；在進行電路連接時，學生僅僅是根據(jù)實驗電路圖，在掛件面板找到標有符號的插孔式接線端子，直接用導(dǎo)線插接即可， 這樣就不能夠使學生真正理解實際電路的結(jié)構(gòu)，對學生實踐動手能力的培養(yǎng)產(chǎn)生了影響。

針對上述裝置在教學中的不足，課程組自制了繼電器控制展示柜，如圖2 所示。在該裝置上，以三相異步電動機為控制對象，由常見低壓電器構(gòu)建控制電路單元，把所用到的元器件安裝在了掛板前端，充分展示出了電器元件的結(jié)構(gòu)形態(tài)、接線端子位置、線路連接走向、電器動作過程、電路產(chǎn)生作用等內(nèi)容和現(xiàn)象。該裝置為下一步學生自主連接線路、深刻理解電路原理起到了很好的示范與輔助作用。

圖2 繼電器控制展示柜

2.2 自制PLC 實驗箱

可編程控制器（PLC）是集微機技術(shù)、自動化技術(shù)、通訊技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制裝置， 已在工業(yè)控制的各個領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用， 因此許多學校的自動化專業(yè)中都把在PLC 作為了重要的教學內(nèi)容。根據(jù)教學需要， 我校購置了歐姆龍公司生產(chǎn)的CPM1A 型小型PLC，該款PLC 為一體式結(jié)構(gòu)， 進行相關(guān)實驗與實踐教學時需要獨立外配電源，不斷變更端子接線，而且在運行狀態(tài)下僅僅依靠主機面板的LED 指示信號的變化，造成了使用不便、容易損壞主機的問題。因此，課程組從教學實際出發(fā)，研制了PLC 實驗箱，如圖3 所示。

圖3 PLC 實驗箱

利用改裝置可實現(xiàn)的教學任務(wù)有： 熟悉并練習PLC常用指令、開發(fā)控制任務(wù)應(yīng)用程序、訓練與外圍設(shè)備的連接等。為了方便學生引入輸入信號，實驗箱直接安裝了8個帶有動作指示等的按鈕，同時把其余的輸入點內(nèi)接導(dǎo)線引到了面板的接線端子排，增加了輸入連接的靈活性和通用性。為了更加便于觀察輸出信號的變化，在PLC 的每個輸出點上都安裝了小型信號指示燈，只要對應(yīng)點出"1"，指示燈及被點亮，"放大"了觀察結(jié)果；由于PLC 驅(qū)動能力有限，另外為了能驅(qū)動較大的負載，每個輸出端子都預(yù)置了二次驅(qū)動繼電器， 繼電器的執(zhí)行觸點也通過內(nèi)接導(dǎo)線引到了面板的端子排。

該實驗箱體積小、功能強、使用方便、提高了PLC 的安全性與可靠性，教學應(yīng)用*。

2.3 自制開放式電氣控制實訓臺

電氣控制技術(shù)領(lǐng)域包含內(nèi)容廣，涉及技術(shù)手段多，特別是隨著社會的不斷發(fā)展，新技術(shù)、新器件不斷涌現(xiàn)，為了更好地跟隨科技發(fā)展的步伐，使教學與實際更加緊密結(jié)合，課程組自制了開放式電氣控制實訓臺裝置，如圖4 所示。

該裝置采用開放式結(jié)構(gòu)， 集繼電器-接觸器控制，PLC 控制，變頻控制等于一體， 不僅能實現(xiàn)基礎(chǔ)性單一實驗， 還可以完成多課程綜合性內(nèi)容實踐。

圖4 開放式電氣控制實訓臺

在設(shè)備上可以實現(xiàn)以下實踐教學任務(wù)：

（1）常見低壓電器認識實驗：

設(shè)備裝有按鈕、交流接觸器、中間繼電器、時間繼電器、熱繼電器、低壓斷路器等， 可以開展結(jié)構(gòu)及原理實驗。

（2）常見電氣控制方法實驗：

可以完成點/長動控制、正反轉(zhuǎn)控制、時間控制、順序控制等。因為器件較多，便于開展創(chuàng)新性、綜合性實驗。

（3）PLC 認識及使用實驗：
設(shè)備裝有OMRON 公司CP1E型PLC，可以開展與PLC 相關(guān)的控制實驗和實訓。更重要的是本設(shè)備能夠在同一裝置上通過與繼電器板塊相結(jié)合實現(xiàn)較完整的電氣控制實驗（主電路與PLC 控制電路），克服了一般PLC 實驗箱及一些設(shè)備只能進行控制回路實訓的缺點。

（4）變頻器控制實驗：
設(shè)備配有臺達VFB-D 型變頻器一臺，可以與PLC、接觸器等結(jié)合完成變頻控制實驗。

（5）工業(yè)組態(tài)技術(shù)及觸摸屏應(yīng)用實驗：
設(shè)備配有歐姆龍NS8-TV00B-ECV 觸摸屏一個，可以與PLC 結(jié)合完成工業(yè)組態(tài)軟件及觸摸屏使用的實驗。

（6）電氣控制技術(shù)、機電一體化技術(shù)、變頻技術(shù)等課程的綜合性項目實訓與課程設(shè)計。

（7）控制類題目的畢業(yè)設(shè)計

本裝置將功能類似的元件組合在一起， 主要有控制面板組件、PLC 組件、繼電器組件、電源組件等。進行了強、弱電分離，減少了干擾；外形整齊美觀，便于調(diào)節(jié)、維護。設(shè)備底部為儲物柜體，可以放置工具箱、導(dǎo)線、電器元件等材料，節(jié)約了實驗室空間，提高了設(shè)備利用率。