淺談認識plc

杜瑞濤　徐洋

【摘 要】plc興趣教學法重視教師的主導作用和學生的主體作用，激發學生的學習興趣，強調師生互動，在理論教學的同時強調學生的動手能力，更強調用理論指導解決現實中的難題的復合能力。

【關鍵詞】高職教學 plc 興趣教學

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2017.08.178

興趣是推動學習的內在力量，學生的學習興趣是學習的強大動力。布魯納說：“興趣是最好的老師”。實際上興趣是一種積極的認識傾向，是一種復雜的個性品質。在plc教學中，興趣教學法正是指如何使學生具有對plc的強烈需要，激發其興趣，從而產生巨大的內驅力。本文根據筆者在plc教學中的體會，就“興趣教學法”的意義、途徑和方法略作探討。

首先得讓學生覺得學習是有趣的。“學習是生活中最有趣的和最偉大的游戲。所有的孩子生來就這樣認為，并且將繼續這樣認為，直到我們使他們相信學習是非常艱難和討厭的工作。有一些孩子則從來沒有真正的遇到這個麻煩，并且終其一生，他們都相信學習是唯一值得玩的有趣的游戲。我們給這樣的人一個名字，我們叫他們天才。”

可編程邏輯控制器（plc），是一種采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。我們如何讓學生認為這些枯燥的但卻有用的知識是有趣的呢？

可編程邏輯控制器（plc）包括電源、中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入輸出接口電路、通訊等幾個主要部分，那它們有趣嗎？如果我們把它們變成我們身體的各個部分，大家感覺怎么樣呢？電源就像我們的心臟，給我們提供電力源；cpu和存儲器相當于我們人的大腦，能存儲和處理各種信息；輸入輸出接口電路和通訊相當于我們的神經系統，能傳輸各種信息。這樣講學生是不是就感覺很有意思了，就有興趣進一步了解它們了？

1.電源：可編程邏輯控制器的電源一般直接連接交流電壓波動在+10%（+15%）范圍內的交流電網上。

2.中央處理單元（CPU）：中央處理單元（CPU）是可編程邏輯控制器的控制中樞。

3.存儲器：存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器。存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。

4.輸入輸出接口電路：現場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現場控制器的接口界面的輸入通道。

5.通訊：現在PLC大多具有可擴充通信網絡模組的功能。

其次，發揮師生的情感作用，促進學生學習興趣的進一步提高。教和學是一對矛盾，作為矛盾雙方的代表教師和學生如何和諧融洽師生關系，對完成教學目的至關緊要。教學相長才是我們希望的好課堂，但我們最終的目的還是讓學生學會各種有用的知識，讓他們學會學習的方法，更讓他們學會解決問題的能力。那么如何做才能讓他們得到這些東西呢？就需要掌握問題的原理。

plc工作原理：當可編程邏輯控制器投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。

1.輸入采樣階段：在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應的單元內。

2.用戶程序執行階段：在用戶程序執行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖）。

3.輸出刷新階段：當掃描用戶程序結束后，可編程邏輯控制器就進入輸出刷新階段，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。

再次，要去了解學習目的，間接建立興趣。學習目的，是指某學科的學習結果是什么，為什么要學習該學科。當你覺得這個學科沒有太強的吸引力時，對最終目標的了解是很重要的。學習過程多半都是要經過長期艱苦努力的，這種艱巨性往往讓人望而卻步，而學習又是學生的天職，不能不學，所以要認真了解每門學科的學習目的。我們為什么要學習plc呢？因為它在工業中運用很廣。為什么它能在工業上運用很廣呢？因為它有以下這些優勢鮮明的特點。

1.使用方便，編程簡單：采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，因此系統開發周期短，現場調試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。

2.功能強，性能價格比高：一臺小型PLC內有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現非常復雜的控制功能。

3.硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強：PLC產品已經標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統配置。

4.可靠性高，抗干擾能力強：PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，觸點故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，平均無故障時間達到數萬小時以上。

5.系統的設計、安裝、調試工作量少：PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件，使控制柜的工作量大大減少。

6.維修工作量小，維修方便。

最后，培養自我成功感，以培養直接的學習興趣。如何培養學生的自我成功感呢？最好的辦法是讓學生在學習中多成功，讓他們通過學習的知識多解決一些難題，通過小成功積累學生的成功感。這就需要學生學習更高級的plc知識。

程序設計：PLC的編程主要提供了四種編程語言，包含：

1.指令表：類似組合語言的描述文字。由指令語句系列構成，如控制指令LD、AN、A、O、ON、OUT等，與電腦程序中的階梯圖比較起來簡單許多。

2.梯形圖：類似于傳統上以繼電器控制接觸器的階梯圖，梯形圖是通過連線把PLC指令的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達所使用的PLC指令及其前后順序。

3.順序功能流程圖：類似于流程設計，流程圖中的步驟組合而完成，主要是規劃動作順序的流程圖，謂之順序功能流程圖。

4.功能圖：以畫電路圖的方式來寫PLC程序。常用的程序及回路可透過功能區塊的建立輕易地重復利用。

當然，在plc教學中，并不是單純地使用其中的某一種方法或技巧。將這些方式、方法有機地結合起來使用，能使課堂教學更加活躍，從而使學生由對教師的講話感興趣轉變為對plc教學的內容感興趣，最終達到學習的目的。需要注意的是，興趣教學法的目的是引導學生積極主動的進行plc學習。因而，在培養學生興趣時，要緊緊圍繞plc教學計劃和大綱進行，必須避免興趣主義，也不能只遷就個人興趣，要從實際效果出發，避免走架勢。