PLC 教學改革探索

孫良

（江蘇省昆山市第三職業高級中學，江蘇 昆山 2153009）

可編程控制器（PLC）是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下的應用而設計,具有功能強、可靠性高、使用靈活等優點，已廣泛應用于工業控制領域。隨著職業教育的發展，為了適應PLC的應用形勢提高學生的就業競爭力，在中職類學校中開設了PLC 課程。PLC 課程在理論與實踐應用方面要求較高，而中職學生基礎普遍薄弱。如何上好這門課程？現結合本人的教學實踐，談談PLC 教學的一些體會。

1 明確教學目標

1.1 掌握PLC 課程基本內容

了解PLC的基本結構及工作過程；掌握PLC 基本指令、步進順控指令及編程方法。

1.2 培養學生的操作技能

通過理實一體化教學法，結合實驗課、應用案例、課程設計、仿真練習等環節，提高學生的動手能力，培養學生的創新意識及解決實際技術問題的能力。

2 調整教學內容

PLC 課程一般包括基本結構及工作原理、基本指令、功能指令、步進控制、PLC 通信網絡與結構、編程實例等章節，整個課程具有抽象性、邏輯性、綜合性、實踐性等特點。如果按照課程的編寫順序進行授課，容易造成學生學到編程操作時，前面的基礎知識都忘了，編寫程序時無從下手又得從頭再來，學習效率低下。究其原因主要有兩方面，一方面是職校學生基礎較差，學習積極性不高；另一方面是課程的開始部分理論性、抽象性較強，學生難以理解印象不深刻。為此，我們可對課程內容進行調整，重點講解基本指令、編程操作、應用實例。整個課程以實訓案例為主線，采用模塊化教學法，將課程分為基礎知識模塊、指令模塊、步進模塊、綜合運用模塊四個部分。每個模塊根據教學內容設置相應的實驗實訓案例，利用教師講解點評學生現場操作相結合的方法，從而提高學生的動手能力，加深對所學內容的理解。

3 教學方法改革

3.1 興趣的培養

興趣是最好的老師，興趣能激發學生的求知欲，提高學生的學習積極性，如何讓學生對PLC 這門課程產生興趣呢？按照認知新事物的客觀規律，強調第一印象的重要性，在第一次授課時，先取一個PLC 實物讓每個學生感受一下它的外觀特點，再通過電動機正反轉控制電路進行現場演示，讓學生仔細觀察并與以前電力拖動中所學的正反轉控制電路進行對比，分析出兩者之間的相同點與不同點。通過對比分析，學生很容易知道采用PLC控制后，硬件電路連接變簡單了，而電路功能卻和原來一樣，這就是PLC 所起的作用。為了讓學生更多的了解PLC的應用，可以列舉平時生活中所接觸到的PLC 控制例子，如公路上的交通燈控制、高層住宅中的電梯控制、街道兩側的倪虹燈控制，還可以帶領學生參觀工廠里的數控機床控制、自動生產線上物品的存取控制等。通過演示實驗的對比，列舉生產生活中所接觸到一些PLC 控制實例，一方面讓學生對PLC的功能作用有一個初步認識，另一方面也使學生對他所不能理解的現象產生好奇心，從而引發學生學習本課程的興趣。

3.2 采用理實一體化教學法

PLC 是一門抽象性、邏輯性、綜合性較強的課程，采用理論與實踐有機結合的教學方法，可使學生更加直觀、形象地掌握所學內容，同時也提高了學生的實際操作能力。如在講解PLC的輸入端（X）、輸出端（Y）時，除了要讓學生知道端子的功能外，還應把輸入端、輸出端的電路示意圖交代清楚，再通過一個簡單的按鈕、直流電源使PLC 實現對發光二極管的控制，讓學生明確其接線的原理及過程。最后再給出一個直流電動機的控制電路，讓學生完成直流電動機、啟停按鈕、直流電源與PLC 之間的接線。通過現場的講解、演示及學生的實際操作，使學生很容易就掌握PLC 輸入輸出端子的作用、原理，以及輸入輸出端與外部電路的連線方法。又如在介紹基本指令時，假如直接用書上的文字對指令的使用方法及功能進行描述，大部分學生都覺得以理解，學完以后還是不會運用，課堂效率低。所以在講解基本指令，可以結合一些簡單的通斷實驗進行現場演示，然后再給出實驗要求讓學生用所學的相關知識進行操作，針對實驗過程中出現的問題進行重點講解，這樣通過教師的現場演示，學生的操作提問，教師的答疑，使學生能直觀、形象、有效地掌握所學內容。

3.3 PLC 程序教學

編寫程序是整個PLC 控制系統的核心部分，它決定了系統的工作流程。由于程序設計相對于硬件設計來講，具有多變性、靈活性等特點，同樣實現某個控制要求，不同的操作者編寫出來的程序可能大不相同。所以學生在學習編程或編寫相對復雜的程序時，往往會出現不知道該如何編寫或者程序不能實現控制要求。分析其原因主要是存在以下幾個問題：①對指令及PLC 軟元件的功能作用不明確。②對編程軟件的使用及編程語法不熟悉。③對被控對象的控制要求不理解或者沒有分析清楚。④編程時由于軟元件的重復使用造成程序出錯。⑤不能很好地解決程序中的循環及啟停問題。為此，在進行程序設計教學時，要以案例設計為主線，并且要遵循先簡單后復雜的原則，按照學生編寫→教師講解→學生提問→教師答疑→學生修改的步驟進行。通過學生在練習中重復遇到→問題分析→問題解決問題的過程，使學生對于指令的功能、編程語法、軟元件的使用等理解得更加透徹。對于一些基本的程序單元要求熟記，如自鎖互鎖程序、單按鈕啟停程序、燈閃爍程序等，這樣不僅可以提高編程速度，還能減少程序出錯。另外，在編程練習時，注意培養學生分析問題的能力，使學生學會功能圖設計法，即能夠根據控制要求畫出功能圖，再將功能圖轉化為程序（梯形圖）。功能圖設計法使整個程序過程變得非常清晰，便于編寫與修改。

3.4 綜合運用能力

在實際工業生產中，PLC 控制系統主要由輸入部分、輸出部分、中間處理等幾個環節組成，系統中除了核心部件PLC 外還會涉及到傳感器、氣壓或液壓傳動、機械、電氣及計算機方面的內容，具有較強的綜合性。為了適應崗位的需求，在教學中應加強模擬實際生產設備控制的仿真訓練，如自動生產線控制、機械手控制、物品篩選控制等，仿真設備盡可能多的包括氣、電、光、液方面的內容。這樣一方面加深了學生對所學內容的理解，提高學生對PLC的綜合運用能力，另一方面擴展了學生的知識面，為適應崗位需求奠定了基礎。此外，對有條件的學校，還可讓學生進入生產第一線，參與到項目開發、設備檢修、設備維護等實際工作中去，真正做到零距離上崗。

4 考核方式改革

對學生的成績考核是整個PLC 教學的重要組成部分，合理的考核方式可促進學生的學習熱情，有利于學生對知識與技能的掌握。PLC 課程的考核內容包括過程考核（平時考核）、學習反思、綜合測試三個部分。重點強調過程考核，過程考核是根據每個學生對各個學習模塊的學習態度、操作過程、完成結果進行評價，并結合學生的提問及學生回答問題的情況給出平時成績。學習反思是指在每次完成一個學習模塊后，要求學生對于這個階段的學習狀況寫一份自我評價，找出自己滿意的地方及不足之處，通過自評使學生更加了解自己，明確自己的努力方向，激發學習的積極性。綜合測試是在課程結束或進行到一定程度時，給出任務要求讓學生獨立完成連線、編程、調試等工作，根據任務的完成情況并參照評分標準給出綜合成績。綜合測試可以檢驗出學生對PLC 課程知識的掌握、PLC的綜合運用能力及學生的動手能力。

[1]張宏林.PLC 應用開發技術與工程實踐，2008.7.

[2]王萬麗.PLC 原理及應用，2008.6.

[3]宋伯生.PLC 編程理論、算法及技巧，2007.9.