PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)中存在的問(wèn)題與對(duì)策

龔秋萍

PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)中存在的問(wèn)題與對(duì)策

龔秋萍

（江蘇省太倉(cāng)職業(yè)教育中心校 江蘇 太倉(cāng) 215400）

PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能和關(guān)鍵能力。本文從PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)中存在的問(wèn)題入手，探討了具體采用項(xiàng)目教學(xué)法教學(xué)，仿真軟件模擬，設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和具體項(xiàng)目應(yīng)用等對(duì)策提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)效率的途徑。

PLC；實(shí)訓(xùn)教學(xué)；項(xiàng)目教學(xué)；仿真軟件；遠(yuǎn)程監(jiān)控

PLC是可編程控制器的簡(jiǎn)稱，是以編程軟件來(lái)改變控制過(guò)程的自動(dòng)控制裝置，是電氣和機(jī)電類專業(yè)中應(yīng)用型的專業(yè)課。課程目標(biāo)是讓學(xué)生掌握可編程控制器技術(shù)的基本知識(shí)和基本技能，具有可編程控制器和變頻器技術(shù)的基本應(yīng)用能力，能對(duì)簡(jiǎn)單的可編程控制系統(tǒng)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、運(yùn)行、調(diào)試與維護(hù)，滿足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)可編程控制系統(tǒng)應(yīng)用的需要。根據(jù)PLC課程所學(xué)指令條數(shù)較多，程序設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的特點(diǎn)，采用以實(shí)踐操作為主的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，通過(guò)對(duì)程序的反復(fù)運(yùn)行和調(diào)試來(lái)掌握PLC技術(shù)。實(shí)訓(xùn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生掌握職業(yè)技能的同時(shí)，也注重專業(yè)能力、方法能力和社會(huì)能力等關(guān)鍵能力的培養(yǎng)。在PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，存在指令條數(shù)多難以理解和PLC設(shè)備不足、學(xué)生操作時(shí)間短等問(wèn)題，關(guān)鍵在于提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

模擬職業(yè)情境，采用項(xiàng)目教學(xué)

PLC存在上百條指令，傳統(tǒng)的教學(xué)以介紹指令概念和功能為主，并應(yīng)用指令進(jìn)行程序的編制，學(xué)生在學(xué)習(xí)中難以理解繁多的指令，更難以熟練應(yīng)用指令進(jìn)行編程。因此，為了更好地讓學(xué)生理解與接受知識(shí)，可以采用項(xiàng)目教學(xué)法，將教學(xué)大綱中規(guī)定的若干教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，以學(xué)生及其行為為中心，圍繞項(xiàng)目組織和展開教學(xué)，使學(xué)生直接參與項(xiàng)目的全過(guò)程。項(xiàng)目課題的選題要切合學(xué)生實(shí)際，由淺入深，循序漸進(jìn)，而涉及的指令就穿插在項(xiàng)目中，讓學(xué)生在做中學(xué)，學(xué)中做。具體的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施詳見表1。

表1 PLC課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施表

課后任務(wù)實(shí)施，運(yùn)用仿真軟件

PLC的任務(wù)實(shí)施能否成功，關(guān)鍵在于程序的反復(fù)調(diào)試和運(yùn)行。很多學(xué)生在PLC的學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生了濃厚的興趣，但PLC設(shè)備的不足限制了學(xué)生在課余時(shí)間的實(shí)踐和研究。沒(méi)有設(shè)備無(wú)法進(jìn)行程序的調(diào)試，學(xué)生也就無(wú)法驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的程序是否正確，這就需要通過(guò)仿真軟件來(lái)模擬程序的運(yùn)行。利用仿真軟件Version 2.0在家就能輕松地調(diào)試程序，感受PLC控制的無(wú)窮魅力，仿真軟件的操作界面如圖1所示。課后習(xí)題以課程設(shè)計(jì)的形式來(lái)布置，每周每個(gè)小組完成一個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)。課題是二選一，如較簡(jiǎn)單的密碼鎖控制和較復(fù)雜的洗衣機(jī)控制，小組的成員可以根據(jù)自己的能力選擇課題合作完成，具體包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：任務(wù)內(nèi)容搜集；分配輸入輸出點(diǎn)；繪制控制接線圖；程序的編制與調(diào)試。最后，每周匯總點(diǎn)評(píng)一次，組長(zhǎng)匯報(bào)小組的完成情況，組員補(bǔ)充講解任務(wù)實(shí)施過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決方法，共同探討其他小組提出的問(wèn)題。通過(guò)運(yùn)用仿真軟件，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也彌補(bǔ)了設(shè)備不足存在的問(wèn)題。

圖1 S7-200仿真界面圖

結(jié)合校園網(wǎng)絡(luò)，實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控

仿真軟件的使用解決了學(xué)生程序模擬調(diào)試的問(wèn)題，能在仿真界面中直接觀察到輸入輸出信號(hào)之間的關(guān)系，但對(duì)于較為復(fù)雜的控制，如數(shù)模轉(zhuǎn)換、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的監(jiān)測(cè)等，就無(wú)法在仿真界面中顯示出來(lái)，這就需要用到遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器和其他工業(yè)控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)形成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向，因此，在PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，要打破時(shí)間和空間的束縛，借助多媒體和校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，形成遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。采用現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)相結(jié)合的通信機(jī)制，可將PLC實(shí)訓(xùn)場(chǎng)室中的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)高速傳至監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析管理。主站采用PLC模塊，運(yùn)用以太網(wǎng)模塊控制和鏈接主站，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制PLC設(shè)備、調(diào)速變頻器設(shè)備和伺服電機(jī)設(shè)備等。并通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)送到上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分析，同時(shí)可將上位監(jiān)控機(jī)發(fā)出的指令送至遠(yuǎn)程設(shè)備控制器。圖2是變頻器監(jiān)控畫面。通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，教師可以通過(guò)上位機(jī)的監(jiān)控軟件監(jiān)控學(xué)生工作任務(wù)的執(zhí)行情況，學(xué)生可在家中或?qū)W校的機(jī)房進(jìn)行操作。

學(xué)生分組合作，具體項(xiàng)目調(diào)試

在學(xué)生完成了10個(gè)項(xiàng)目之后，可以進(jìn)行為期一周的PLC綜合訓(xùn)練，進(jìn)行物料傳送分揀系統(tǒng)的安裝與調(diào)試，將所學(xué)的PLC技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)中來(lái)。以6人為一組，每組準(zhǔn)備如下材料：PLC模塊、變頻器模塊、電源模塊、皮帶運(yùn)輸機(jī)部件和計(jì)算機(jī)等各一套，物料傳送分揀系統(tǒng)安裝錄像資料一份，安裝工具和連接導(dǎo)線一套。學(xué)生分組合作，完成以下任務(wù)：（1）按設(shè)備組裝圖組裝物料傳送分檢系統(tǒng)設(shè)備；（2） 按照已經(jīng)給出的氣動(dòng)系統(tǒng)圖連接物料傳送分檢系統(tǒng)的氣路；（3）按物料傳送分檢系統(tǒng)的工作要求畫出電氣原理圖并連接電路；（4）根據(jù)物料傳送分檢系統(tǒng)的工作要求編寫PLC控制程序和設(shè)置變頻器參數(shù)；（5）調(diào)試物料傳送分檢系統(tǒng)和控制程序，達(dá)到項(xiàng)目任務(wù)擬定的工作要求和技術(shù)要求。

圖2 變頻器監(jiān)控畫面圖

教師主要對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)和啟發(fā)，并進(jìn)行通電調(diào)試前的檢查。在不斷的調(diào)試修改中，學(xué)生完成項(xiàng)目任務(wù)，很好地培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和解決問(wèn)題能力。另外，PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)還應(yīng)與職業(yè)技能鑒定相結(jié)合。

總之，PLC的實(shí)訓(xùn)教學(xué)要根據(jù)地方對(duì)人才的需求特色和需求量來(lái)確定自己的培養(yǎng)目標(biāo)，將學(xué)生就業(yè)后的上崗培訓(xùn)與就業(yè)前的實(shí)訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合，對(duì)學(xué)生進(jìn)行有較強(qiáng)崗位針對(duì)性的技能訓(xùn)練。只有這樣，中職學(xué)校培養(yǎng)的學(xué)生才能更快地適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展需求，成為具有電氣設(shè)備安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)及供用電系統(tǒng)維護(hù)的專業(yè)知識(shí)和操作技能的生產(chǎn)第一線工作的應(yīng)用型中、初級(jí)人才。

[1]姜大源．職業(yè)教育學(xué)研究新論[M]．北京：教育科學(xué)出版社，2007：18-23．

[2]蔣芙沙．關(guān)于網(wǎng)狀教學(xué)體系在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用[J]．職業(yè)教育研究 2007，(5)：117．

[3]許繆，王淑英．電氣控制與 PLC應(yīng)用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版，2006：147-152．

G712

A

1672-5727（2010）11-0109-02

龔秋萍（1976—），女，江蘇太倉(cāng)人，江蘇省太倉(cāng)職業(yè)教育中心校教師，中學(xué)一級(jí)教師，主要從事電子電工及PLC教學(xué)與研究。