運用案例教學提高PLC教學質量

梁永勝

案例教學法是指教師通過設置真實或虛擬的、富有啟發性的情境,促進學生討論思辨,掌握教學知識點,培養和提高學生的表達能力、思維能力和分析解決問題能力的教學方法。

在運用案例教學法時,PLC課程可引入的個案有很多,教師要善于設置,引導學生思考,適時進行案例討論,不斷提高學生的理論知識與操作能力。本文在講授傳送和比較指令之前,先引入一個在實際生產中廣泛應用的典型案例——送料車送料控制為例進行說明。

一、典型案例控制要求

某車間有 6 個工作臺,送料車往返于其間送料,每個工作臺設有一個位置開關和一個呼叫按鈕,如圖1所示。其具體控制要求如下:

送料車開始應能停留在 6 個工作臺中任意一個位置開關的位置上。

設送料車現暫停于 m 號工作臺( SQ m 為 ON )處,這時 n 號工作臺呼叫( SQ n 為 ON ),若:

m>n ,送料車左行,直至 SQ n 動作,到位停車。即送料車所停位置 SQ 的編號大于呼叫按鈕 SB 的編號時,送料車往左行運行至呼叫位置后停止。

m=n ,送料車原位不動。即送料車所停位置 SQ 的編號與呼叫按鈕 SB 的編號相同時,送料車不動。

m

二、典型案例分析

案例確定后,對送料車控制要求的分析是完成本案例首先要解決的問題。教師既要注重培養學生分析問題的能力,又要引導學生通過各種方法和途徑解決問題。

1.傳送指令MOV

MOV指令將源操作數的數據傳送到目標元件中,即[S.]→[D.]。MOV指令的使用說明如圖2所示。當X0為ON時,源操作數[S.]中的數據K100傳送到目標元件D10中;當X0為OFF,指令不執行,數據保持不變。

2.比較指令CMP

CMP指令有三個操作數:兩個源操作數[S1.]和[S2.],一個目標操作數[D.],該指令將[S1.]和[S2.]進行比較,結果送到[D.]中。CMP指令使用說明如圖3所示。

三、典型案例實施

1.PLC 硬件設計

(1)I/O分配表。在這一階段,教師根據送料車的控制要求設計情景問題,讓學生主動參與教學。如輸入信號有哪些,需不需要啟動按鈕和停止按鈕,工作臺的6個呼叫按鈕和6個位置開關是作為輸入信號還是作為輸出信號,輸入總共要用到多少個輸入繼電器,輸出信號有哪些,能不能用輸出繼電器直接驅動負載?學生通過思考和討論,很快就完成了送料車用PLC控制的輸入輸出分配表(如表1所示),并從中掌握了PLC通道概念及輸入、輸出繼電器編號等問題。

(2)I/O接線圖。從I/O分配表可知,輸入需要14個點,輸出需要2個點,共16點。因此,送料車送料控制系統可選用三菱FX2N—32MR型PLC機。這時可要求學生根據I/O分配表,畫出I/O接線圖(如圖4),并在PLC實驗臺上完成接線。為了攻克這個難關要將PLC的觸點、按鈕的觸點、熱繼電器的觸點相比較,充分了解它們的作用。

2.PLC 軟件設計與調試

在程序設計上,首先要讓學生明確,比較指令CMP工作時其控制觸點必須一直閉合。因此,要設置啟動按鈕X0,停止按鈕X7用于急停,用M3實現自鎖。其次要引導學生明確編程思路:將送料車當前位置信號、呼叫工作臺信號分別送到數據寄存器D0、D1中;通過D0與D1進行數據比較,決定送料車的運行方向及到達的目標位置。學生解決了這些問題后,送料車程序也迎刃而解,如圖5所示。

程序設計后需進行調試,分析方案是否可行。在調試過程中,讓學生觀察、感知、對比,培養悟性和洞察力。當程序運行出現問題時,教師不直接給出答案,而是讓學生思索并不斷調試運行,主動分析發現錯誤。

通過本案例,學生從實際例子中學會傳送指令MOV和比較指令CMP的應用,并運用其完成PLC硬件和軟件設計。只有通過這種教學方法,學生才能更多與生產實際密切聯系,也才能掌握更多的指令、語句、編程方法及編程技巧。總的來說,PLC課程在教學中運用案例教學法,能使學生清楚地認識到抽象原理、概念在實際中的應用,克服理論講解的單調性,縮短教學情景與實際生活、生產情境的差距,激發學生的學習興趣、自信心和積極性。通過案例教學,學生學會了如何處理疑難問題的能力,鍛煉了獨立思考、分析問題的能力,培養了綜合思維能力,為更快適應工作奠定了基礎。

(作者單位:廣東省梅州市高級技工學校)