淺談如何將PLC引入電工實訓教學中

彭克勤

（湖北廣播電視大學，湖北 武漢 430073）

淺談如何將PLC引入電工實訓教學中

彭克勤

（湖北廣播電視大學，湖北 武漢 430073）

本文論述了如何在搞好學生的專業基礎訓練、提高學生專業技術理論知識和分析解決實際問題的專業操作技能水平與能力的基礎上，在教學中由淺入深的引入PLC應用技術充實教學內容，把繼電接觸器控制技術與可編程控制器技術二者有機結合，培養適應市場需求的實用型技術人才的教學探討和感受。

職業教學；技能培養；繼電控制；PLC；編程軟件

目前，實用型技術人才有著較為廣闊的市場需求，所以“電工”的含義已不僅僅是傳統上的操作和維修了，必須在專業內容的設置方面充實新的知識和內容。電氣維修如果還只是單純停留在繼電器、接觸器控制上就不能滿足企業的技術要求。為此，除了要求學生掌握基本的專業理論知識外，更要突出學生的實踐技能和專業水平。讓學生在校學習期間就能在實際操作技術方面達到符合生產實際需要的標準，否則就會被市場需求所淘汰。因此，在維修電工專業教學中充實可編程控制器（PLC）及其應用的課題勢在必行。

一、分析職校電工實訓現狀，尋求PLC引入方案

（一）現狀分析

首先，職校的學生文化底子較差，在理論課學習中容易形成抵觸情緒，造成理論知識貧乏的惡性循環，而PLC的學習需要一定的電類專業基礎，如果基礎太差會增加 PLC教學的困難，影響教學質量，甚至造成高投入低產出的惡果。

其次，職校學生電工基礎知識較薄弱，自制力較差，加上學習的目標不明確，在實習中極易造成設備的損壞，而PLC等設備的價格較高，一旦損壞就會造成學校不必要的損失。

再次，職校電工實訓目前的主要任務是取得中級工、高級工的技術等級，在校學生需要掌握電工基本操作技能，照明、電力拖動等課題，引導學生從入門到具備高級技能，但對于(自動控制、機電一體化)技師專業學生培養應該具備更高的目標和明確方向。

（二）解決方案

1.要搞好學生的專業基礎訓練、提高學生分析解決實際問題的專業操作技能水平能力，為PLC的引入打下基礎。

2.在開設PLC基礎理論學習的基礎上如《PLC原理及其運用》、《PLC與電氣控制》，將理論教學與實訓同時進行，充分利用現有設備，邊學邊練，有利于PLC知識的掌握，從而達到好的教學效果和解決實際問題的能力。

3.在教學中應多注意理論聯系實際。用做自鎖控制、順序控制、洗衣機控制等實際應用的課題，提高學生學習的積極性。

二、從安排電工實訓教學順序入手，抓好學生的專業教學的基礎訓練和學習

職校的學生學習基礎參差不齊，在實訓教學上必然存在困難，這就要求我們指導教師基本功要扎實，理論水平要高，因地制宜的安排好實訓教學內容的順序；才能發揮這些學生的長處并增強其信心，提高他們克服學習困難的勇氣，從而讓學生由簡到繁的掌握各個課題的控制原理和工藝要求。可以說所有的職業學校都是根據國家勞動和社會保障部職業學校電工類專業的教學大綱，并結合各自的實際情況制定各自的教學計劃。也有自己的模式和特色，且在教學實踐中不斷的探索和完善。例如二年級的實習課程已涉及電氣控制電路的學習，如何使學生領會控制原理，提高學生獨立安裝、維修操作的水平是本專業實習教學的重點。為了解決這些問題，一些教師只強調多學多練，這固然重要。然而電器電路的安裝及維修，不是單純強調多練就能從根本上解決問題的。因為控制電路是多種多樣的，不同的控制對象有不同的控制電路且方法、元件亦有多種，故接線方式方法就會各不相同；造成的故障現象也是多種多樣、意想不到的。因此，只有利用控制原理去分析其原因，確定、縮小故障可能出現的范圍，才能快捷地查找出故障點。如果不用電工理論去深刻領會控制原理，只憑多做多練是難以制作出高質量的電路控制板的，更談不上電路維修了。所以沒有一定的電工控制理論基礎是學不好維修電工實訓課程的。

在此基礎上，把學生熟悉控制電路、鞏固控制理論知識和工藝安裝訓練依據他們接受的順序按照步驟安排學生們進行練習。首先要求學生不考慮配線工藝，根據電氣控制原理圖在電器安裝板上用導線和實際原器件裝接。完成后在不通電情況下，組織學生利用萬用表進行自查和互查，進一步使學生熟悉所學電路、提高自主學習的興趣和信心，最后教師檢查無誤再通電試車。由于沒有配線工藝的要求，學生可以集中精力掌握和熟悉控制電路，由簡到繁、由淺入深、多學多練，使學生學到的控制理論知識馬上得到運用和驗證，既節省了大量用于安裝工藝訓練的時間，又大大提高了學生掌握和熟悉控制電路的接受效率。接下來在學生已經掌握控制電路的基礎上，再要求學生注重安裝工藝技能的練習和掌握，包括電器元件在安裝板上的位置要與布線要求、維修方便、美觀合理等因素綜合考慮。此時的學生已經對電路的器件構成、電路形式、工作原理有了較深刻和直觀的認識，接受上述裝配工藝要求自然就不困難了。通過實踐，這樣安排教學便于學生接受機床配電這一單元的知識，并能使學生做到知識上的融會貫通，從而有效的提高了教學效率的同時，提高了學生的專業技術理論知識和分析解決實際問題的專業操作技能水平與能力。

三、以市場導向為根本立足點，做好PLC與專業基礎實訓教學的銜接

隨著經濟的發展和科技的進步，機械行業已經從機械化向智能化方向發展，加工手段已經由技術型向智能型轉化。原來有繼電器控制的生產設備，因其控制裝置體積大、耗電多、可靠性差、改變生產程序不方便等缺點已不能滿足產品多元化生產方式的需要。而可編程控制器正是綜合計算機技術、自動控制技術以及通訊技術發展起來的新一代工業自動化控制裝置。它以其控制能力強、改變生產程序靈活方便、可靠性高等特點，在工業自動化控制中顯示出較大的優越性。因此它在自動化控制中得到了廣泛應用，使自動化設備不斷優化、升級，因而具有廣闊的培訓前景。目前可編程控制器的應用在我國有了很大的發展，并取得了良好的經濟效益，但由于企業現有技術工人在這方面專業知識欠缺，難以承擔設備維修、程序調整等任務，故在一定程度上影響了企業生產的正常運行。所以我認為技術學校專業教學內容的設置一定要放寬眼界，瞄準市場的要求，以培養生產一線所需的勞動者為突破口。

為此，我校在完成了電力拖動單元電路和機床控制電路的專業教學內容基礎上，緊隨其后安排了可編程控制器這一內容；既使繼電器控制的教學內容得到合理的延伸，又降低了教學上的難度便于學生理解和掌握，收到了較好的教學效果。因為學生在前面學習繼電接觸器控制課題上有了較扎實的基礎，況且可編程控制器又與以往的接觸器控制有相同和相似之處，故學生學習起來感覺知識內容既連貫又易于掌握和接受。

事實證明，這樣做還是符合教學規律的。可編程控制器是按照用戶的控制要求編寫程序來進行的，而程序的編制就是用一定的編程語言把一個控制任務描述出來。我們在教學中采用的是梯形圖這種圖形語言，因為它沿用了傳統的繼電接觸器控制中的繼電器觸點、線圈、串并聯等術語和圖形符號，而且還加進了許多功能強而又使用靈活的指令，將微機的特點結合進去，使的編程容易。梯形圖比較形象、直觀，對于熟悉繼電接觸器控制系統的學生來說也易于接受。這種編寫程序的語言表達方式，使學生們在學習進程中也很感興趣。但教學中模擬實驗設備的選擇會在一定程度上影響教學效果。所以，在模擬實驗編程程序時，對于可編程控制器各種輸入輸出來講既形象又直觀，并且可以根據教學、考核需要，將設備各獨立的控制環節有機結合，精心編排，設計例題。例如：在基本指令和梯形圖設計的課題中，可以結合前面所學的電力拖動單元控制電路或機床控制電路進行編程練習和程序的相互修改練習，也可以分別利用1～3臺電動機的簡單運動進行編程練習。以此來充分發揮設備各控制環節與教學、考核內容之間的聯系，較好的完成教學、考核任務，達到一機多用的目的。值得一提的是，可編程控制器技術是一門建立在微機技術及電氣自動化控制基礎上的學科。專業實習指導教師和理論課教師應積極地通過自學、培訓等方式盡快掌握熟悉它，以更好的勝任不斷發展的教學工作。

四、可編程控制器PLC實訓教學的思路與探索

目前在《PLC原理及應用》課程實踐教學上，由于我們指導教師所編寫的實訓指導書詳盡有余，明明白白，加之所做的實訓都是“簡單驗證式”或“機械重復式”方面的項目，在一定程度上為學生“依葫蘆畫瓣”提供了方便，學生在實訓時只需要進行程序輸入、線路連接等簡單操作即可順利完成。這種實訓教學方法，目前已被我們指導教師廣泛認可和采用，但至少我認為：沒有問題的、不需學生動腦的實訓是毫無意義的。對于與PLC技術應用密切配合的實訓教學，指導教師只有指導學生運用PLC編程方法親自編程操作，在實訓中既動手又動腦，既能發現問題又能在教師啟發指導下分析問題和解決問題，才能從本質上學好這門課程，從而最終實現本課程在技工學校的教學目標。

（一）在實訓過程中，更新教學方法

首先在編寫實訓指導書時，我們指導教師應該根據企業對PLC技術人才的需求，結合學院實際設備情況，針對本課程教學特點和教學目標，在如何引導廣大學生在實訓本課程教程中既動手又動腦的上多下功夫。職業學校是一個學生學習基礎、動機和習慣差異很大的群體。因此實訓教學同樣要做到因材施教，采取因人而異的分層教學，即按學生學因此實訓教學同樣要做到因材施教，采取因人而異的分層教學，即按學生學習能力分組，確定每組不同的實習實訓目標，從而使成績好的和成績差的學生在實訓中，都能夠得到相應的鍛煉和培養。除要求學生在規定時間做完基本的實訓項目外，還要安排一定量的選修實驗項目和研究性課題，讓廣大學生自主選擇，指導教師現場指導，或者督而不導，從而促使學生自主地分析在實訓中所遇到的問題，寫出實驗報告交教師評判，師生共同找出問題的解決辦法。對于大型的實訓項目，如電梯、機械手等，還可以采取分工合作的教學形式，將全班同學分成不同的小組，由教師明確各小組在實訓中的任務和目標，從而培養廣大學生團結協作的職業素質和能力。

（二）在鞏固教學成果時，吸引學生的興趣

學生學習興趣濃，學習熱情高漲，學習效果才有保證。每個課題以實例為重點，這些實例都是來自我們身邊的生活、生產。學生對教學課題感興趣，認識到所學的東西有用，能解決現實問題，學習熱情是自然地高漲起來。興趣是最好的老師，主要能調動學生的興趣，學習效果肯定不差。興趣是學生主動學習的動力之一，他們對學習的追求往往來源于興趣。凡是有興趣的東西，就容易激發學生的學習熱情，引起學生的思考，學生若能有興趣地學，教學就成功了一半。因此在教學中，指導教師要把握時機，結合教材特點，把興趣的東西引入課堂，這些東西越接近學生的日常生活，同時又不偏離教材，學生對所學知識就越容易理解，學生學習的興趣也越濃，從而學生學習的自覺性和主動性也跟著提高。指導教師積極利用這一點，引導學生主動思維，從開始教師提出問題，激發學生的興趣，引導學生分析問題，如何解決問題，逐漸地由學生提出問題，自行分析問題到解決問題。這樣不但提高了學生學習PLC知識的興趣，而且還提高了學生的分析問題和解決問題的能力。

（三）逐步培養學生解決實際問題的能力

課題實例來自生產、生活，要處理及注意的有關問題我們都向學生交待清楚，引導學生具體的處理辦法、解決方法步驟、方向。通過多個實例的學習、實踐與積累，學生能逐漸地提高解決實際問題的能力。指導教師要把PLC技術應用教程分為若干個單元，每個單元中的幾個實例都是以某個重點指令的應用為主線。應用程序由簡單到復雜。這樣，通過一個單元的學習，學生已將該單元的重點指令很深刻地留在腦海中。他們靈活應用指令的能力會逐步增強。課題式教學中通過恰當的引導，就能逐步提高學生的編程能力、應用PLC的能力。

通過一段時間的教學實踐，使我感到可編程控制器技術是一門理論性、趣味性、實踐性都很強的課程，而它又與機床電器控制電路有著密不可分的緊密聯系。只要我們從教學實踐出發，抓好專業教學的基礎訓練，以市場需求和導向為根本立足點，合理安排好教學內容的先后順序，注重學生學習興趣和能力的培養，就一定能確保教學質量，在教學中取得很好的社會效益和經濟效益的。也只有這樣，我們的職業技術教育才能在激烈的市場競爭中求得發展，煥發出勃勃的生機與活力。

[1] 張偉林. 電氣控制與PLC綜合應用技術[M]. 北京：人民郵電出版社，2009.

[2] 徐國林. PLC應用技術[M]. 北京：機械工業出版社，2008.

[3] 胡曉林. 電氣控制與PLC應用技術[M]. 北京：北京理工大學出版社，2010.

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2011-09-24