FX—TRN—BEG—C在PLC項目式教學中的運用

摘要：PLC作為工科院校機電類專業的一門專業課，具有很強的綜合性和實踐性。針對PLC課程在教學中存在的問題，闡明FX-TRN-BEG-C應用在項目式教學中的優勢，結合案例介紹使用FX-TRN-BEG-C進行PLC項目式教學的過程。

關鍵詞：FX-TRN-BEG-C；PLC；項目式教學

作者簡介：劉文光（1983-），男，山東濟南人，濟南職業學院機械制造系，助教。（山東 濟南 250103）張銘銘（1981-），女，山東乳山人，青島市中心醫院信息科，助理工程師。（山東 青島 266042）

中國分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）28-0082-02

PLC是以計算機技術為核心的通用工業自動化裝置，它將傳統的繼電器控制系統與計算機技術結合在一起，具有可靠性高、靈活通用、易于編程等特點，在工業自動控制、機電一體化、傳統產業升級改造等方面得到了廣泛應用。[1]PLC課程知識覆蓋面廣，更新發展快，側重實踐應用，已成為工科院校機電類專業的一門綜合性、實踐性很強的專業課程。

一、PLC課程的教學現狀

目前的PLC課程教學主要由理論教學和實踐教學組成。理論教學通常是按部就班地講解PLC的基礎知識、基本原理、基本指令、基本應用、功能指令、程序設計方法、控制系統設計等問題；[2]實踐教學多數是利用實驗箱或實驗臺進行驗證性實驗，即學生在教師指導下，遵照實驗指導書，在實驗箱或實驗臺上進行連線，編寫下載程序，觀察實驗現象，撰寫實驗報告，從而完成實驗。

實踐證明，現行的PLC課程教學不利于培養學生解決實際問題的能力，教學效果并不理想。另外在實踐教學過程中經常會遇到PLC設備數量有限、老化嚴重、維護成本高等問題。如何解決PLC課程在教學中存在的問題，值得相關教師分析與思考。

二、PLC項目式教學

項目式教學是通過實施完整的項目而進行的教學活動，[3]這種先進的教學模式通過創設不同的問題情境，將所要學習的知識巧妙地隱含在具體項目當中，讓學生在完成項目的過程中掌握知識。[4]PLC課程特別適合應用項目式教學，原因是PLC系統開發過程是一個從分析控制要求，到主電路及I/O設計，再到PLC程序設計，最后進行綜合調試的過程。[5]因此，可以將PLC課程中的基本知識、設計方法、綜合調試等內容用項目化的方式組織起來進行教學。教學中應以工作任務為基礎、以能力培養為目標，把學生作為學習的中心，結合學生的知識水平引入企業生產實踐項目或經典控制系統開發項目。

按照由淺入深、循序漸進的教學原則，可將項目案例構建為基礎程序、初級項目、中級項目和高級項目四個層次。基礎程序是學習PLC的入門程序，是PLC基本知識點的典型應用，例如定時器和計數器的使用等。初級項目包含的知識點不宜過多，應保證體現基礎知識的重要性，并適當地引入實踐項目的概念，對于控制要求的描述應十分具體，便于學生設計實現，不斷培養學生的學習興趣。中級項目應使學生在鞏固知識點的基礎上切實提高程序設計能力，控制要求應具有一定的概括性。高級項目應具備較強的綜合性，能夠鍛煉學生獨立完成實踐項目的能力，培養學生的創新能力。

三、FX-TRN-BEG-C在PLC項目式教學中的應用

為了解決現行PLC課程教學中存在的問題，針對PLC項目式教學的要求和特點，在三菱FX系列PLC教學過程中可以借助三菱機電公司的FX-TRN-BEG-C軟件進行項目式教學。該軟件的學習內容由A、B、C、D、E、F幾部分組成，其中A、B、C三部分可作為教學過程中的基礎程序層次，D部分作為初級項目層次，E部分作為中級項目層次，F部分作為高級項目層次。FX-TRN-BEG-C軟件安裝時自帶對應于每一個項目的程序，實際教學過程中可以根據需要對原有程序進行改動，或者重新編寫程序，以實現不同的教學要求。

下面以FX-TRN-BEG-C軟件中的高級挑戰F-5正反轉控制項目為載體，以設計貨物分檢PLC系統項目為例，說明PLC項目式教學的實施過程。該項目可作為PLC教學中的一個高級項目案例。貨物分檢系統的虛擬車間如圖1所示。

第一步，教師提出項目控制要求。貨物分檢PLC系統控制要求如下：

第一，將供給系統供給的大中小三種尺寸型號的貨物通過由輸送帶、推出機構和機器人等組成的分檢系統分別放入指定倉位。

第二，大型貨物或小型貨物經過前段輸送帶以后，途徑中段輸送帶時在推出機構的作用下經過斜坡進入末段輸送帶，由末端輸送帶輸送到指定倉位，當無大型貨物或小型貨物供給時，末段輸送帶停轉；中型貨物經過前段和中段輸送帶后到達桌面，由機器人送入指定倉位，中型貨物進入指定倉位后機器人自動復位。

第三，供給系統可實現手動供給和自動供給，供給時給出正常供給信號，并且要保證前一貨物進倉后再供給下一貨物。

第四，將大型貨物倉位存儲上限定為6，中型貨物倉位存儲上限定為8，小型貨物倉位存儲上限定為10。三個倉位中的任一倉位達到儲存上限時禁止供給貨物，需確認貨物搬走后才允許重新供給。

第二步，學生根據項目控制要求，結合軟件虛擬車間和控制顯示面板給定的輸入輸出點進行編程元件資源分配。例如可按表1進行PLC的IO分配；定時器和計數器也要按需分配。

第三步，學生根據控制要求，對應已分配的IO點和其他編程元件編寫程序。

第四步，學生仿真調試程序。該項目仿真調試如圖2所示。調試過程中，可在FX-TRN-BEG-C調試界面中觀察程序運行情況和輸入輸出點的通斷情況。另外可以通過設定菜單欄中編輯/部件更改/供給機選項，添加、修改或刪除貨物種類和尺寸，方便在多種供給情況下調試程序。

該項目案例涉及自鎖、互鎖、中間繼電器M、定時器T、計數器C、上升沿觸點、下降沿觸點、置位指令SET、復位指令RST、按鈕和轉換開關等知識點的應用。在進行項目式教學過程中應注意，當學生對PLC的基礎知識等事實性的問題不清楚時，教師可給予直接正面指導，將正確答案告知學生；當學生出現與設計經驗相關的問題或邏輯性問題時，教師可以給予間接指導，鼓勵學生思考尋求解決問題的途徑，也可以采用小組討論的方式，使學生之間通過互相啟發來解決問題，[6]這樣不僅使學生在設計實現該項目的過程中對相關知識點融會貫通，還可以激發學生的創新能力，培養學生的團隊意識。

需要注意的是，借助FX-TRN-BEG-C進行PLC項目式教學雖然具有形象直觀、調試方便等特點，但它不能完全替代實際的PLC系統教學。比如實際PLC系統的電路接線無法通過FX-TRN-BEG-C模擬實現，因此在基礎程序和初級項目層次教學中可將FX-TRN-BEG-C與實際的PLC系統相結合進行教學。當學生對PLC系統的基本結構、工作原理和相關電路熟練掌握以后，師生可以更多地借助FX-TRN-BEG-C實現中級項目和高級項目的教學。

四、結束語

借助FX-TRN-BEG-C進行PLC項目式教學，能夠使理論教學和實踐教學有機結合，有利于激發學生的學習興趣，培養學生的設計能力、創新能力和團隊協作能力，極大地改善了教學效果，提高了教學質量，并且在一定程度上克服了PLC實驗設備硬件的束縛。實踐證明，FX-TRN-BEG-C的應用可作為PLC項目式教學的有效途徑，幫助師生更好地完成PLC課程的教學任務。

參考文獻：

[1]孫振強.可編程控制器原理及應用教程[M].第2版.北京:清華大學出版社，2008.

[2]夏俊萍，閆智武.關于提高PLC原理與應用課程教學質量的探討[J].大眾科技，2011，(8):170-171.

[3]吳璽玫.高職教育項目教學法的實踐與探索[J].中國成人教育，2011，

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[4]李雪.職業教育中項目驅動教學探索[J].成人教育，2011，(8):77-78.

[5]姜新橋.PLC項目教學初探[J].武漢職業技術學院學報，2007，(4):

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[6]羅艷麗.項目教學在高職院校PLC課程教學中的實踐[J].機電產品開發與創新，2011，(3):198-199.

（責任編輯：宋秀麗）