中職《電氣控制與PLC》中的PLC教學研究與體會

胡曉帆

【摘 要】PLC不但應用在冶金、礦業、機械、輕工等工業控制中，在其他領域它也得到了廣泛的應用。文中主要就PLC的基本工作方式和特點做了詳細闡述。筆者長期任教《電氣控制與PLC》，文內表述了在PLC教學中運用項目教學法成功的關鍵在于激發學生的學習興趣，提高學生的參與欲望，巧用效果演示，提高學生的實踐興趣的一些教學研究與體會。

【關鍵詞】PLC；模式；項目教學；體會

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）01-0010-01

可編程邏輯控制器（PLC）是在繼電接觸器控制和計算機控制基礎上開發的工業自動控制裝置，是計算機技術在工業控制領域的一種應用技術。進入二十世紀八十年代以來，隨著計算機技術和微電子技術的迅猛發展，極大推動了PLC在世界范圍內的發展，其功能越來越強大，應用范圍越來越廣闊，使其在生產中的地位越來越重要，已廣泛應用在各種機械和生產過程的自動控制中，因此開展PLC等新技術的教學培訓是非常必要的。PLC等先進技術在社會中已達到廣泛應用，社會大量需要具備此項技術的人才。

一、PLC技術學習的必要性

我國在二十世紀七十年代末期開始對PLC進行研究、生產和應用。在近十年來，取得了非常大的突破。特別是在應用方面，隨著綜合國力的增強和生產力的提高，PLC已經滲透到了各個領域。在生產方面，為了提高生產效率和工業的自動化，我們引進了許多在世界上都處于領先技術的成套設備，如衢州元立集團（金屬制品有限公司）在相關工程項目中，就采用了多臺PLC。再如，開山集團，其挖掘機和鑿巖設備的銷售量在全國首屈一指，所使用的控制設備是當前比較前沿的新產品，因而大量的使用PLC等先進技術。還有三峽工程、秦川核電站、紅五環集團的風動機械設備等都用了PLC控制。現在PLC不但應用在冶金、礦業、機械、輕工等工業控制中，在其他領域它也得到了廣泛的應用。例如，市政建設中的水處理，瀝青、混凝土的拌和；日常生活中的電梯、車庫的自動化管理、貨物存取等；商業中的自動售貨機，啤酒灌裝及釀酒等；另外在環保、娛樂業中也有應用。

現如今招聘維修電工不但基本技術要扎實，還要懂得PLC技術、變頻技術和計算機技術的原理和故障處理等。而對于在生產線上的普通操作也應該懂得一些關于PLC、變頻器等方面的基本知識，這樣既可便于生產操作，又可以對生產和維修有很多幫助，如幫助維修人員明確故障的范圍和現象，縮短故障維修時間，更好的保證生產的順利進行。這也正好符合PLC當初的設計初衷——使操作人員使用方便，不存在計算機與傳統電氣控制間的“鴻溝”。綜上所述，針對目前企業的電氣維修及操作人員的現狀，因此開展PLC等新技術的教學培訓是非常必要的。

二、PLC的工作方式和特點在教學中的研究

PLC工作方式與特點是集中采樣、集中輸出、周期性循環掃描，“串行”工作方式。

（1）掃描周期：PLC的工作方式是一個不斷循環的順序掃描工作方式。每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。PLC運行正常時，掃描周期的長短與CPU的運算速度有關，與I/O點的情況有關，與用戶應用程序的長短及編程情況等均有關。通常用PLC執行1K指令所需時間來說明其掃描速度（一般1-10ms/K）。（2）輸出滯后：指從PLC的外部輸入信號發生變化至它所控制的外部輸出信號發生變化的時間間隔。一般為幾十至100ms.引起輸出滯后的因素：輸入模塊的濾波時間、輸出模塊的滯后時間、掃描方式引起的滯后。（3）由于PLC是集中采樣，在程序處理階段即使輸入發生了變化，輸入映象寄存器中的內容也不會變化，要到下一周期的輸入采樣階段才會改變。（4）由于PLC是串行工作，所以PLC的運行結果與梯形圖程序的順序有關。這與繼電器控制系統“并行”工作有質的區別。避免了觸點的臨界競爭，減少繁瑣的聯鎖電路。

三、項目教學法在PLC教學中的體會

在PLC教學中運用項目教學法，成功的關鍵在于抓好以下兩個方面：

A.激發學生的學習興趣，提高學生的參與欲望。

（1）重視導入，抓住學生的“心向”。要激發學生學習的興趣，在選擇項目任務時，要注意貼近現實生活中能夠見到的事物更能夠吸引學生的學習興趣。（2）巧用效果演示，提高學生的實踐興趣。項目確定后，教師最好先實施一次該項目，一方面，對項目有全面了解，便于更好地指導學生；另一方面，可以展示案例效果，以增強學生的學習興趣，使學生能主動參與到項目教學活動中來。（3）抓好實施過程指導，使學生獲得成功體驗。例如，個別學生在設計正反攪拌循環次數時，由于對計數器的使用沒有完全理解，在程序運行時，發現不能按控制要求實現工作。這時教師不直接給出答案，而是讓學生自己去思索，不斷調試運行，主動分析，經分析修正后，達到滿足控制要求。當通過努力最終成功時，學生充滿了成就感。

B.重視總結交流，讓學生切實掌握技能。

項目總結可以在項目結束時進行，也可以貫穿在評價反饋的過程中。教師應協助學生理順項目思路，明晰項目所訓練的內容及最佳思考方法，總結學習策略，找到不足之處，引導學生學會反思。教師更要指導學生對項目進行拓展和延伸，提高學生的思考能力和運用知識與技能解決問題的能力，讓學生更深刻地體驗項目過程，掌握更多的操作技能，從而提高職業綜合能力。

綜上所述，通過項目教學法在PLC課程中的應用，有效地調動了學生的學習積極性，學生變被動學習為主動學習，積極參與到項目活動中。這既強化了學生的綜合技能，也鍛煉和提高了學生的思維能力、分析問題及解決問題的能力。實踐證明，項目教學法是PLC教學中實用有效的好方法，能有效提高教學效果。

參考文獻

[1]《電氣控制及PLC原理與應用課程教學改革的探索》，李海標，韋壽祺，何少佳-《輕工科技》，2014年.

[2]《電氣控制及PLC課程項目教學改革與探索》，姚思奇-《內江科技》，2016年.

[3]《電氣控制與PLC》，張偉林，忤征，人民郵電出版社，2016年.