基于生產過程理念構建《可編程控制器》教學體系

拾以超

（江蘇食品藥品職業技術學院 機電工程系，江蘇 淮安 223003）

基于生產過程理念構建《可編程控制器》教學體系

拾以超

（江蘇食品藥品職業技術學院 機電工程系，江蘇 淮安 223003）

文章從工程角度出發，以培養學生能力為重點，對傳統的可編程控制器（PLC）教學理念體系進行改革，通過由淺入深、循序漸進有層次、有目的的教學，提高學生的學習能力和應用能力，力求實現學校和企業間的無縫對接。

工程；可編程控制器；改革

《可編程控制器》是高職高專機電類相關專業的核心課程，課程的理論和實踐性都很強，涉及的知識面非常廣。隨著社會的發展，生產自動化程度的不斷提高，企業對具有相關知識背景的畢業生的要求也越來越高。如何讓學生既具有扎實的理論功底，又具有熟練的實踐技能，畢業后能更好地滿足企業的要求，一直是擺在教育工作者面前的難題。傳統的教學以單純的知識點為中心來構建整個課程體系，學生學完課程后普遍感覺這些知識點如同一盤散沙，很難找出他們之間的聯系，更談不上靈活應用了。課題組根據多年的教學實踐經驗，以學生實際掌握技能為中心，從工程的視角，構建了基于生產過程的《可編程控制器》教學體系。

1 課程定位

《可編程控制器》是機電一體化技術專業核心的技術應用型課程，學生通過對《電工基礎》、《電子技術》、《電機及電力拖動》等前期課程的學習，已經基本掌握了電路原理、電氣控制、數字電路等相關知識。通過本課程的學習，學生可系統掌握可編程序控制器的基本工作原理、控制功能、綜合應用、程序設計方法和編程技巧，能夠實現對基本的邏輯控制、模擬量控制、高速的位置控制、脈沖控制以及聯網通信控制等綜合應用。它不僅為后續課程《自動生產線安裝調試與維護》、集中實訓、畢業設計做鋪墊，而且為學生考取中高級維修電工技能證書做準備，為今后從事自動化控制領域的工作打下堅實的基礎。

2 課程目標

（1）能力目標。①通過理實一體化課堂學習，學生除了掌握PLC的基本知識和實踐技能之外，還應具有一定查閱資料的能力和提出問題、分析問題、解決問題的自學能力。②通過對一種類型PLC（S7-200）的學習，基本掌握其它類型PLC（如三菱、信捷、AB等）的工作原理、內存分配、輸入輸出端子及指令系統的學習方法。③能夠對生產現場的電氣控制系統進行分析，對傳統的控制系統進行改造，設計PLC控制方案并對新方案實施安裝調試。④快速了解PLC控制的各類機械設備的工作原理，診斷并處理各類系統故障。

（2）知識目標。①能結合現場控制要求、PLC的結構工作原理、性能特點及控制功能正確選用PLC。②掌握PLC內部存儲器分配情況，能夠熟練對PLC的I/O端口進行分配。③理解PLC的尋址方式，熟練掌握位邏輯指令、定時器/計數器指令、跳轉指令、步進指令、傳送指令、比較指令、移位指令、算術邏輯運算指令、轉移指令的編程方法與技巧。④掌握PLC高速計數器相關指令，能夠利用PTO/PWM處理有關步進電動機的控制問題。⑤能夠使用中斷處理現場問題，掌握中斷的使用方法。⑥掌握模擬量I/O數據的處理方法，能夠正確使用模擬量輸入輸出模塊，理解PLC實現PID控制的方法。⑦掌握PLC的通信方法，能夠組建PLC網絡，實現網絡控制。⑧掌握PLC控制系統設計的基本原則及步驟。

（3）素質目標。①對從事自動化生產相關工作充滿熱情并訓練有素。②善于鉆研，使用所學PLC技術解決生產實際問題，具有克服困難的信心和決心。③具有嚴謹的科學態度，實事求是解決技術問題。④在工作實踐中，客觀公正對待自己和團隊其他成員，善于學習別人的長處來彌補自己的缺點，有團隊合作精神，有理想，有抱負。

能力、知識、素質三個目標不是獨立的，而是互相滲透、有機聯系，共同引導學生實現知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等不同層面職業素養的綜合提升和協調發展。

3 設計思路

圖1 《可編程控制器》課程設計圖

PLC是工業的通用自動控制裝置，它是在繼電器控制技術、計算機技術和通信技術發展的基礎之上產生的，專門為工業控制而設計。自1969年誕生以來，PLC一直以功能強、可靠性高、環境適應性好等優點，備受企業青睞，具有相關知識背景的畢業生也是供不應求。近幾年圍繞該課程的改革也一直在進行，本課程從實際工程應用角度出發，以培養學生能力為重點，以高性能小型機西門子S7-200PLC為背景，以項目導向，任務驅動方式，模塊化方式開展教學活動，引入工程實例，通過由淺入深、循序漸進的有層次、有目的的教學，介紹可編程序控制器的結構、工作原理、設計方法和實際應用，使學生掌握可編程序控制器技術的基本知識和基本技能，通過工程實例的仿真及實戰的交叉并用，初步形成解決生產現場實際問題的應變能力。課題組成員通過企業調研，典型工作崗位分析，確定了教學重點與難點，通過典型工程案例設計，將學生需要掌握的重難點包含在典型工程案例之中，知識點構成了一個有機整體而不再像一盤散沙。在工程背景下學習，通過仿真與實踐兩種指令的功能，提高了學生學習興趣，激發了學生的求知欲，課程設計如圖1所示。

4 結語

在學院建設國家示范（骨干）高職院校的大環境下，課題組從工程角度出發提出了基于生產過程理念重新構建《可編程控制器》教學體系的目標，依托學院PLC實訓室、自動線安裝與調試實訓室等，構建了基于生產過程的課程體系，公開出版了教材，并把相關經驗應用于《自動生產線安裝調試與維護》課程，在江蘇省自動線安裝與調試大賽中，課題組教師指導的學生連續兩年獲得三等獎，課題取得了階段性的成果。

［1］萬樂.基于PLC的生產過程控制探討［J］.科技創新導報，2011，（10）：249.

［2］丁欣，姚開武，林江梅.基于工作過程的PLC項目化教學改革［J］.輕功科技，2013，（5）：171-172.

［3］拾以超.基于生產過程的《可編程控制器》實踐教學研究［J］.時代農機，2015，（2）：133-134.

［4］謝小成，姜莉莉，許玉枝.面向PLC自動控制生產過程的實時仿真系統設計［J］.中北大學學報（自然科學版），2012，33（3）：282-287.

Constructing the Teaching System of Programmable Logic Controller based on the Concept of Production Process

SHI Yi-chao

（Department of Mechanical and Electrical Engineering，Career Technical College，Huaian，Jiangsu 223003，China）

This paper begins from engineering，focuses on cultivating students'ability，reforms traditional concept of teaching of programmable controller（PLC）which carries out teaching from simple to difficult content step by step to improve students' learning ability and application ability as well as to achieve a seamless docking between schools and enterprises.

engineering；programmable logic controller；reform

TM571.61-4；G642

A

2095-980X（2017）01-0181-02

2016-12-10

基于生產過程的《可編程控制器》實踐教學研究，課題編號：3011300765。

拾以超（1980-），男，江蘇沛縣人，碩士，講師，主要研究方向：自動控制。