《可編程序控制器》教學(xué)探討

張淑紅 李紅霞

摘 要：可編程序控制器—— PLC是一種新型的工業(yè)自動控制裝置，因其具有功能強大、編程簡單等優(yōu)點而得到了廣泛應(yīng)用，現(xiàn)已作為高等院校機電一體化等專業(yè)的必修課。在教學(xué)中經(jīng)過不斷的總結(jié)和探索，在PLC的教學(xué)中采用了以下幾種改革。

關(guān)鍵詞：PLC 學(xué)習(xí)興趣 教學(xué)質(zhì)量 六步教學(xué)法

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）03（b）-0192-01

可自動編程序控制器（以下簡稱為PLC）是一種集計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)于一體的新型工業(yè)控制裝置。由于具有功能強大、可靠性高、編程簡單、抗干擾能力強等優(yōu)點得到了廣泛應(yīng)用，在我國工業(yè)控制中已占據(jù)主導(dǎo)地位。PLC技術(shù)現(xiàn)已成為高等院校機電一體化等專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。

PLC的主要內(nèi)容是它的指令系統(tǒng)和編程，學(xué)生學(xué)完P(guān)LC后應(yīng)具備PLC程序設(shè)計和應(yīng)用能力并能夠完成PLC控制項目的設(shè)計、接線和調(diào)試。但是指令和編程是枯燥的，久而久之學(xué)生便喪失了學(xué)習(xí)的熱情和興趣。經(jīng)過多年的教學(xué)實踐和探索，面對高職學(xué)生，對以往的教學(xué)方法進(jìn)行了大膽改進(jìn)和創(chuàng)新，并取得了良好的教學(xué)效果。

1 設(shè)計一個好的開始

有一個良好的開始就成功了一半。在第一堂課上，老師先把課前設(shè)計好的程序傳送到PLC，然后把PLC試驗箱帶到教室（因為高職學(xué)生理論知識較差，因此，他們不喜歡聽老師講授，喜歡實物），學(xué)生一看注意力馬上集中起來。接著老師把PLC接通電源，連接幾根導(dǎo)線，讓大家看一下第一個開關(guān)閉合會是什么結(jié)果，在看一下第二個開關(guān)閉合會是什么結(jié)果等，然后告訴大家這都是由PLC內(nèi)部的程序控制的。學(xué)生就會有很大的興趣。接下來可以列舉生產(chǎn)線中PLC控制的機械手，日常生活中的電梯，商業(yè)中的自動售貨機，甚至是機器人的控制等等都有PLC的功勞，使學(xué)生覺得它就在我們身邊，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。

2 采用良好的教學(xué)方法—— 基于工作過程的教學(xué)方法

在教學(xué)的過程中，采用六步教學(xué)法，一堂課可以分為資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估六個步驟。我們共設(shè)計了十四個學(xué)習(xí)項目：（1）PLC基礎(chǔ)知識；（2）PLC實現(xiàn)三相電動機的全壓啟停控制；（3）PLC實現(xiàn)三相電動機的星型三角形啟動控制；（4）PLC實現(xiàn)順序啟、停多臺電動機控制；（5）PLC實現(xiàn)藝術(shù)燈的控制；（6）PLC實現(xiàn)LED數(shù)碼管顯示控制；（7）PLC實現(xiàn)交通信號燈的控制；（8）PLC實現(xiàn)機械手的控制；（9）PLC實現(xiàn)水塔水位控制；（10）PLC實現(xiàn)物料混合控制；（11）PLC實現(xiàn)四級傳送帶控制；（12）PLC實現(xiàn)郵件分揀控制；（13）PLC實現(xiàn)四層電梯的控制；（14）PLC擴(kuò)展（西門子系列PLC）。以學(xué)習(xí)項目7PLC實現(xiàn)交通信號燈的控制的教學(xué)為例。

2.1 首先下達(dá)任務(wù)書

PLC實現(xiàn)交通信號燈的控制任務(wù)書。

控制要求：系統(tǒng)設(shè)有一個啟動開關(guān)，當(dāng)啟動開關(guān)接通時，信號燈系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮；當(dāng)啟動開關(guān)斷開時，所有信號燈均熄滅。

設(shè)計方法：可通過定時器和計數(shù)器的聯(lián)合使用來完成，或者用移位寄存器指令實現(xiàn)控制。

設(shè)計報告要求：畫出PLC與外設(shè)之間的接線圖，PLC實現(xiàn)交通信號燈的控制引導(dǎo)文，預(yù)習(xí)定時器指令1定時器指令的分類，預(yù)習(xí)計數(shù)器指令1計數(shù)器指令的分類。

2.2 定時器和計數(shù)器的異同

接下來圍繞這個任務(wù)，討論分析需要解決的問題，程序需要提供的功能，需要通過哪些途徑來實現(xiàn)。和學(xué)生互動學(xué)習(xí)相關(guān)知識。

學(xué)生接受設(shè)計任務(wù)后，通過查閱有關(guān)資料，或者參照老師講過的案例，獨立或合作完成任務(wù)。在這個過程中，教師要適時指導(dǎo)，或參與一些學(xué)生的討論或探討，在完成設(shè)計的過程中，不同層次的學(xué)生會提出不同層次的問題，這時教師應(yīng)隨時隨地解答學(xué)生提出的問題，個別問題就個別回答，帶有普遍性的問題在全班回答或講解。

考慮學(xué)生知識接受能力的差異，從學(xué)生實際出發(fā)，對任務(wù)進(jìn)行切分，從母任務(wù)中分解出一個子任務(wù)，即要求學(xué)生先完成控制十字路口東西或南北單方向交通燈程序的設(shè)計，然后再進(jìn)行十字路口兩個方向的合成設(shè)計，從而引導(dǎo)學(xué)生由簡單到復(fù)雜，循序漸進(jìn)完成整個設(shè)計任務(wù)，更好地激發(fā)并維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

一般在大約一半的同學(xué)完成任務(wù)的時候，教師要召集學(xué)生進(jìn)行任務(wù)講評，具體做法是：教師將學(xué)生完成的程序瀏覽一遍，挑選出幾位編程技巧較高而思路各異的學(xué)生的作品，讓他們在課堂上展示自己的程序，談?wù)劯髯缘脑O(shè)計思路、編程技巧等，然后教師進(jìn)行比較點評，指出各自的優(yōu)缺點，引導(dǎo)其他學(xué)生吸取他人的長處，補己之短。

最后將自己的程序通過編程器或編程軟件寫入PLC，連接外圍接線并讓PLC運行，看能否完成所要求的控制功能，如果不能，繼續(xù)查找原因，直到能夠滿足控制要求為止。教師按照評分標(biāo)準(zhǔn)給學(xué)生作出評價，作為考核成績的一部分。

2.3 由易到難，循序漸進(jìn)

任何知識的學(xué)習(xí)都必須遵循一定的規(guī)律，PLC也不例外，一定要由易到難、循序漸進(jìn)。在課前準(zhǔn)備任務(wù)的時候，要設(shè)計一個學(xué)生力所能及的任務(wù)，而且要有所拓展。否則學(xué)生一看學(xué)不會，學(xué)習(xí)的積極性就會受到打擊，學(xué)習(xí)興趣就會有所降低。例如，在講過電動機啟保停的控制電路后，我們要學(xué)生做一下電動機點動+連續(xù)的控制電路。根據(jù)前面的經(jīng)驗，學(xué)生很快就做出來了，但是一會兒學(xué)生就會發(fā)現(xiàn)所完成的電動機點動+連續(xù)的控制只能實現(xiàn)連續(xù)，實現(xiàn)不了點動。這時學(xué)生就會困惑、納悶。老師可采用啟發(fā)引導(dǎo)的方法來講解點動和連續(xù)的區(qū)別在于有沒有自鎖，點動+連續(xù)中要實現(xiàn)點動就必須把自鎖破壞掉，由此我們采用了聯(lián)鎖觸點。在按鈕中的連鎖觸點有一個先通后斷的工作順序，但是在PLC內(nèi)部，連鎖觸點是同時動作的，因此實現(xiàn)不了點動。這時學(xué)生會恍然大悟。我們可以接著啟發(fā)學(xué)生思考如何真正實現(xiàn)點動+連續(xù)，加一個定時器，加在哪兒？讓學(xué)生自己思考并解決。

2.4 全方位的考核方式

課程考核的最終成績包含三個部分：（1）平時成績指作業(yè)完成情況、上課出勤及課堂提問回答的表現(xiàn)，占10%；（2）實驗成績指完成課程實驗規(guī)定的實驗內(nèi)容及實驗報告的提交情況，占20%；（3）期末考試成績指理論考試成績（占40%）和實踐考試成績（占30%），共占70%。

以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心，以技能訓(xùn)練為主線，以理論知識為支撐是我們的教學(xué)宗旨，因此在教學(xué)過程中，教師要把握時機，結(jié)合教材的特點，把學(xué)生感興趣的東西引入課堂，這樣不但提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)PLC知識的興趣，而且還提高了學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)

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