《可編程控制器》一體化橫向教學研究

【摘 要】本文結合一體化教學改革，將PLC縱向編排的基本指令編程、步進順控指令與SFC編程、功能指令編程在典型工作任務中做了橫向的一體化教學處理，在教學實踐中取得了良好的教學效果。

【關鍵詞】《可編程控制器》 ? ? 一體化教學改革 ? ?PLC ? ? 語文課

1 引言

一體化教學體現了能力本位的特點，根據職業教育培養目標整合教學資源，突破了傳統的教學模式及學科體系。一體化教學的特點體現為實習指導教師與專業理論教師相結合的教師一體化、實訓教室與理論教室合并的教學場所一體化、實習課教材與理論教材混編的教材一體化。本文將PLC課程的基本指令編程、步進順控指令與SFC編程、功能指令編程在典型工作任務中做了橫向的一體化教學處理，并以點動電路為例闡述了教學流程，供同行參考。

2 PLC一體化教改思路研究

在PLC多年的教學實踐中，發現了兩個比較突出的問題：第一，因為PLC教材的相關指令的順序是基本指令編程、步進順控指令與SFC編程、功能指令編程，按照教材指令的編排順序講解，學生接觸步進順控指令編程、功能指令編程時間太短，而SFC編程在教材中更是以狀態轉移圖的形式一帶而過，到學期結束時，相關知識的熟練程度遠遠不夠;第二，在學習步進順控指令與SFC編程、功能指令編程時，教材中的例子起點比較高，學生理解存在較大的困難。基于此，在實施一體化教學時，從第一個典型工作任務開始就要求學生用基本指令、步進順控指令與SFC、功能指令完成編程，將教材中縱向編排的指令轉變為在工作任務中橫向進行學習，即在學習第一個典型工作任務時，就讓學生用基本指令、步進順控指令、SFC及功能指令來完成編程，將基礎知識融入工作任務中進行講解。在編程語言的選擇上，因為指令語句表在實際編程中應用越來越少，在學習時不做重點要求;而在步進指令與狀態編程的講解中，因為近年來圖形編程的直觀性帶來的廣泛應用，SFC已經成為主流編程語言，所以將有極大內在聯系的兩種編程方法做了獨立處理，教材中鮮有提及的SFC編程我們做了重點要求，讓學生能熟練掌握SFC的編程，而不是用編程軟件完成步進順控指令與SFC之間的轉換。

3 典型工作任務的選擇

無論何種教學模式，學習內容始終是教學的關鍵，否則教學就會流于形式，空洞而乏味。對于一體化教學來說，選擇好典型工作任務也就選擇好了學習內容。可以分兩個部分來選取典型工作任務，一是對繼電器控制線路的改編，二是復雜任務的設計編程。繼電器控制線路的改編部分的工作任務是點動電路、長動電路、點動長動混合電路、正反轉電路、自動往返電路和星三角降壓啟動等電路。因為學生在學習PLC之前，已經學習過機床電氣控制相關內容，先學習繼電器控制線路如何改成PLC控制，可以復習及鞏固繼電控制相關知識，提高繼電器控制線路的分析能力，充分認識繼電控制線路與PLC之間的聯系，工作任務的理解上也相對容易一些。因為從一開始就接觸了不同的編程方法，當學生用不同的編程方法完成繼電器控制線路的PLC控制后，對各種編程法的優點及缺點有了深刻的理解，就可以選取難度較高的項目進行復雜任務的設計編程，學生可以先用自己最擅長的編程方法來完成控制系統的設計，再進行相互比較、共同討論出完成任務的最優編程方法。復雜任務的設計編程部分的主要工作任務是：流水燈控制、三種液體自動混合、自動送料裝置、機械手和交通信號燈等。

4 教學流程示范

典型工作任務的學習順序是由易到難，但是我們從最簡單的工作任務開始就要求用各種編程方法完成工作任務。下面我們以最簡單的點動電路改PLC控制為例來說明教學流程，圖1為點動電路電氣原理圖。

4.1根據已有知識分析工作任務，并用基本指令完成控制

圖1 ?點動電路電氣原理圖

先根據已有知識分析如圖1所示點動電路的工作過程，加深理解點動電路在自動化控制中的主要作用，再用基本指令完成點動電路的PLC控制。FX2N PLC與實驗臺的I/0分配表見表1，I/O接線圖如圖2所示，梯形圖如圖3所示。

表1 ?PLC與實驗臺點動控制的I/0分配表

序號 PMC地址 電氣符號 功能說明

1 X0 SB 點動輸入

2 Y0 KM 點動輸出

圖2 ?PLC與實驗臺點動控制I/O接線圖

圖3 ?PLC與實驗臺點動控制梯形圖

4.2 ?用步進順控指令實現電動機點動控制，參考程序如圖4所示：

圖4 ?用步進順控指令實現電動機點動控制

4.3 用SFC實現電動機點動控制，參考程序如圖5所示：

圖5 ?用SFC實現電動機點動控制

4.4用功能指令實現電動機點動控制，參考程序如圖6所示：

圖6 ?用功能指令實現電動機點動控

4.5 ?用知識拓展方式完善基礎知識的學習

用基本指令、步進順控指令、SFC及功能指令完成如圖7所示的PLC點動控制程序（請注意按鈕SB為常閉點連接），并認真分析用各種方法完成圖7與圖2編程的區別。

圖7 ?常閉點連接的點動控制I/O接線圖

5 結論及建議

教學實踐證明，將縱向編排的指令順序以工作任務的模式進行橫向學習，學生從一開始學習的時候就能以簡單任務進行各種編程方法的同步學習，學生對各種編程方法的優缺點有深刻認識，對各類指令的熟練程度有了很大的提高，各類指令都是從最簡單的工作任務開始學習，降低了學習指令時工作任務的入門難度，提高了學生的學習積極性。我們將PLC一體化橫向教學這一模式推廣到了維修電工技師培訓的相關教學模塊中，培訓學員的通過率也有了很大的提高，取得了良好的教學效果。建議有條件的學校，將機床電氣控制、PLC、變頻器、觸摸屏等內容以工作任務的形式橫向教學，將一體化教學拓展至更廣、更深的水平。

【參考文獻】

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