PLC控制系統設計實訓課程改革探索

許清媛（中山大學南方學院，廣州　510917）

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PLC控制系統設計實訓課程改革探索

許清媛
（中山大學南方學院，廣州510917）

摘要：

關鍵詞：

PLC控制系統；工程教育專業認證模式；工程應用技術人才

0　引言

目前，政府對產業結構發展的設想和綱要中電氣控制類產業迫切需要大量的可編程控制器（PLC）技術領域的優秀專業應用型人才，尤其是滿足創新應用的PLC工程技術人才[1-2］。中山大學南方學院是一所多學科，教學應用型本科獨立院校。獨立學院的辦學定位和特色旨在服務社會生產和地方經濟發展需要，它們堅持為地方經濟建設和社會發展培養和輸送滿足生產、服務、管理第一線實際需求的應用型人才，重在根據地方經濟發展需要培養具有創新思維、實踐能力和創業意識的高素質應用型、復合型人才[3］。

這里根據工程教育專業認證模式進行PLC控制系統設計實訓課程改革，重在工程技術能力的培養。突破以往PLC控制系統設計實訓課程的不合理性，以期能夠提高學生的學習興趣，以項目式的工程化訓練方式開展課程，進行周周不同任務不同考核，組長負責制，促使學生積極主動投入課程實訓。堅持以應用為目的，加強校企合作，以期將學生培養成能夠解決PLC控制系統生產、建設、管理和服務一線現場問題的、適應社會經濟發展需要的、有較高專業素養、知識面寬，實踐能力強、品德素質高、具有時代特征和創新創業精神的卓越應用型PLC專門人才。

1　改革內容

這節內容主要講述項目式的工程化實訓課程大綱，實訓過程和方案。

1.1修訂PLC控制系統設計實訓課程大綱

在工程教育理念的指導下，按照工程教育專業認證模式的教學要求修訂PLC控制系統設計實訓課程大綱。確定了我們的實訓以項目為載體，在項目實施過程中需要具有系統性、實踐性、創造性，從而培養學生具有PLC控制系統的基礎知識、工程能力、創新能力、合作能力。另外配套完善了《PLC控制系統設計實訓指導書》，在實訓指導書中給出了20個可選項目，及對應的考核方法。20個項目如表1所示。

1.2項目式的工程化實訓過程

打破以往教師手把手教學的實訓方式，堅持項目式的工程化訓練。課程一開始就讓學生分組，三個人一組，其中一人為組長。分配好對應的電氣控制柜并編號，實訓過程不能任意換機器，只能用自己的機器進行所有實訓。接下來給學生講解實訓的過程（如圖1），并讓學生根據自己的能力和興趣選擇實訓指導書中的一個項目作為PLC控制系統設計實訓的項目和任務，實驗室提供對應的耗材和設備。

表1　PLC控制系統設計實訓選題

圖1　項目式的工程化實訓過程

每個小組的項目選定后，根據所選項目自行制定基礎項目目標、綜合項目目標、創新項目目標，并由教師審核和修改。每周進行項目進度核查，鼓勵按時完成任務并學有余力的學生進行創新實訓和驗證；有效督促進度較慢的學生充分利用時間，加強學習和實訓。

1.3實訓與項目結合

項目引導式教學方法以培養學生獲取分析問題，解決問題的能力，實施框架如圖2所示。

第1步：每個小組根據自己選擇的項目進行討論和任務分解。每組三個人分別飾演項目中的甲方、乙方和中間方。甲方負責根據所選項目的功能要求，提出具體的PLC控制系統目標和細則，乙方負責根據實際軟硬件條件，承接甲方提出的PLC控制系統要求，中間方負責權衡和兩邊協調。這個步驟需要學生自主自覺查閱相關的所選控制系統的工程資料，完成項目的任務分解和功能制定。討論的結果需給出具體的實施方案和實施預期結果，形成文檔交給教師審閱。教師把關項目組學生是否簡化或者復雜化該PLC控制系統的實際控制目標，初次確定項目目標書，交由學生負責完成設計與實施。

第2步：每個小組完成所選項目的基礎項目目標內容。這部分內容是以項目為依托進行基礎訓練，僅能完成項目的一些基本功能。由于每個組的項目不同，非常有新意也讓學生不能偷懶，必須主動學習。學生可以一邊實踐一邊收獲PLC控制系統設計的軟硬件知識，例如熟練應用STEP7編程軟件和組態王軟件，掌握軟硬件調試辦法，掌握電氣控制系統硬件知識（接觸器、繼電器、電機等的應用）。基礎項目目標完成后，由教師進行驗收，并撰寫階段性成果文件。拖后腿的學生需要及時審查自己哪里出了問題，不斷進步和學習。

第3步：每個小組完成所選項目的綜合項目目標內容。這部分內容以項目為依托，重在PLC控制系統設計的工程化學習。完成對應項目的電氣控制原理圖、電氣控制系統元件位置圖、電氣控制系統接線圖。并鼓勵學生嘗試使用PLC控制系統設計的不同編程方式，重點是定時器、計數器等的應用，及人機界面的動畫設計。這部分內容完成后需要提交所選項目的電氣控制原理圖、電氣控制系統元件位置圖、電氣控制系統接線圖和對應項目的設計報告文檔。

第4步：有興趣和能力的小組完成所選項目的創新項目目標內容。主要涉及PLC控制系統設計中的中斷、子程序、模擬量、通訊等的應用拓展。由于這部分創新內容是PLC控制系統設計實訓中學生自己設計的且比較感興趣，所以往往課時不多，但效果較好。因為這個階段的學生學習興趣濃厚，且具備了較好的解決問題的能力。創新項目內容完成后，需要提交對應的設計文檔和效果圖。

第5步：學生自查自評。根據第1步中的項目目標書進行自查自評，是否完成，效果如何，并根據最終的完成情況修改項目目標書和對應的設計文檔，提交備案。

圖2　實訓方案

2　結語

本文總結了以工程教育專業認證模式進行PLC控制系統設計實訓課程改革的具體實施方法和過程。以實際PLC控制系統項目為背景、以工程技術為主線，打破傳統千遍一律的實訓內容和實訓方式，采用一組一個項目的方法，貫徹項目式的工程化實訓方法。依據學生興趣與能力的不同，制定基礎項目目標、綜合項目目標和創新項目目標，極大地激發了學生的學習積極性，以期通過實訓能夠培養符合電氣系統控制行業標準的PLC工程應用人才。

參考文獻：

[1］潘懋元.應用型人才培養的歷史探源[J］.江蘇高教，2009（1）：7-10.

[2］李偉明，邵輝，蔣必彪等.工程應用型創新人才教育本質思考與實踐[J］.中國高等教育，2011（10）：54-55.

[3］楊智，陳榮軍，許清媛等.電子信息類卓越工程師培養模式探討[J］.武漢大學學報（理學版），2012（58）：9-12.

The control system design training of Programmable Logic Controller（PLC）is a curriculum consists of comprehensive，systematicness and innovation，therefore，it can fully cultivate the students’engineering quality and ability.The concept of engineering education professional accreditation mode and engineering thinking are implemented in the curriculum reform.By centralized training on learning ability，practice ability and innovation ability in the project process，it can better cultivate outstand PLC engineering technical talents who has solid foundation and innovative PLC applications.

Keywords：

The Control System of PLC；Engineering Education Professional Accreditation Mode；Engineering Technical Talents.

Exploration on the Control System Design Training Reform of Programmable Logic Controller

XU Qing-yuan
（Nanfang College，Sun Yat-sen University，Guangzhou 510917）

Abstract：

可編程控制器（PLC）控制系統設計實訓是集綜合性、系統性和創新性于一體的課程，能夠充分鍛煉學生的工程素養和工程能力。該課程改革采用工程教育專業認證模式的思想進行，以項目式的工程化思維訓練學生的學習能力、實踐能力和創新能力，能夠較好地培養基礎扎實且富有創新力的PLC工程應用技術人才。

文章編號：1007-1423（2016）15-0015-03

DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2016.15.004

作者簡介：

許清媛（1986-），女，碩士，講師，研究方向為電子電氣教學和控制工程與迭代學習

收稿日期：2016-03-15修稿日期：2016-05-15