在PLC梯形圖教學上對初學者的幾點建議

潘紹煒

【摘要】梯形圖是PLC使用得最多的圖形編程語言，是PLC的第一編程語言，是學習PLC編程的關鍵內容。因此，對于初學者來說，尤其是對相關專業的中職生來說，PLC梯形圖的學習是一個十分重要的內容，更是學習PLC編程的關鍵。但是，對于一個剛學習PLC梯形圖的中職生來說，學習中往往會出現一些令人難以理解的難題。為了讓學生更生動形象、更容易地學習和理解梯形圖的相關知識，本人結合多年的教學經驗，以三菱FX2N可編程控制器為例，對關于如何學習PLC梯形圖提出一些建議。

【關鍵詞】初學者;梯形圖;編程

一、對于初學梯形圖的學生經常出現的問題

第一，混淆PLC梯形圖的元件符號與電子技術元件符號。在市面上的學習資料和中職學校的學習用書中，關于梯形圖這一章節的學習內容，大部分的介紹過于簡單，很多都是直接寫出梯形圖的定義和作用，有的書本甚至沒有介紹梯形圖的相關特點，特別對于一些常用元件，如：常開/常閉觸點，輸出線圈，都是直接畫在梯形圖上。有些元件符號與電子技術的符號是相同的，但表示的意思卻不同，這對于初學者來說，是很難理解的，甚至有部分中職生就此放棄這門學科。

第二，書本上部分的專業名詞過于專業化。PLC是二年級相關專業的專業學科，例如：電子專業就一般在二年級時開設PLC學科，同時數字電路也是在二年級才開設。但對于剛學PLC的學生來說，數學電路上的名詞還未搞明白，就直接套用在PLC的書本上。如，“與”“與非”“或”“或非”等名詞，造成學生的記憶和理解困難。其實，“與”“與非”“或”“或非”等名詞，無非就是串聯關系或并聯關系，如果教師在上課時不加以解釋，學生就會聽得云里霧里，這不利于日后的學習。

第三，學生不能理解梯形圖程序的邏輯關系。對于初學者來說，PLC是一門新學科，尤其是在學習梯形圖編程時。因為編程是一種邏輯思維過程，而PLC程序就是由元件之間的因果關系組成的，所以在程序運行過程中，PLC是在執行一個個因果關系。于是，學生在學習梯形圖編程時，很難理順各個元件之間的邏輯關系。而對于教師來說，這也是一個教學難點。

二、針對初學梯形圖的學生存在問題的解決辦法

1.通過對比法的教學方法，讓學生熟悉PLC梯形圖的元件符號

梯形圖有特定的元件符號，而且有部分符號與電子技術基礎的符號相同，如圖1，同樣的符號，但在PLC表示為常開觸點，但在電子技術上表示為電容。對于初學者來說，這兩者很容混淆。在PLC與電子技術表示相同的元件時候，往往用不同的圖示表示，如圖2，同樣表示燈泡，在PLC上 同用圓圈的符號表示（有個別書本會用小括號表示），而在電子技術上用傳統圖示的表示方式。因此，在梯形圖的教學上可以用PLC的元件符號與電子符號作對比教學，羅列出相同點和不同點。這樣的對比教學，有利于學生對梯形圖元件的理解和加深記憶。

圖1 相同的符號 不同的意思

圖2 相同的元件 不同的表示方式

2.以電子技術知識為框架，分析梯形圖的特點

梯形圖有專用的符號和特定的原理，對于初學PLC的學生來說較難理解各元件在程序中的作用。但是，學生對于電子電路的知識還是相對熟悉的，因此，我們可以將電子電路的相關知識，模擬代入梯形圖中，讓學生在學習上更容易上手。如下圖3和圖4所示。

圖3 PLC梯形圖

圖4 電子線路圖

我們可以將梯形圖的左母線和右母線，看成電源的正極和負極。當常開觸點X0閉合時，梯形圖就可以理解成電流從正極出發，流經常開觸點X0，常閉觸點X1和輸出線圈Y0，再流回負極，這樣電路就形成回路，線圈Y0得電。如果Y0是燈泡的話，那么就會點亮。按照上述的教學方法，有電子基礎的學生，就能很容易理解PLC梯形圖的結構特點和各元件的作用，更利于日后更深入的學習。

3.利用分析電力拖動控制線路的方法，讓學生模擬PLC梯形圖的程序運行

電力拖動的電路特點是通過控制繼電器的得電，使其相關觸點閉合或斷開，從而實現電路的控制功能。其實，PLC和電力拖動在控制方面有很多相似之處。如下圖5和圖6所示。

圖5 自鎖控制（電力拖動）

圖6 自鎖控制（PLC）

圖5是電力拖動典型的自鎖控制線路，其主要通過停止按鈕SB0和啟動按鈕SB1，控制繼電器KM1，從而實現自鎖控制。我們可以通過下面表格將圖6的梯形圖，代入電力拖動電路分析。

學科

元件 PLC 電力拖動

常開按鈕

常閉按鈕

線圈

自鎖觸點

圖7 元件對照表

那樣，梯形圖的工作原理就可以理解為：啟動按鈕X1和停止按鈕X0，控制線圈Y1，從而實現自鎖控制。當啟動按鈕X1閉合時，線圈Y1得電，Y1常開觸點閉合，線圈Y1保持得電自鎖;當按下停止按鈕X0時，線圈Y1失電，Y1常開觸點斷開，線圈Y1失電;這就是PLC典型的“啟—保—停”控制。

如果采用上述的學習方法，學生理解梯形圖知識就簡單多了。而且這種通過代入或模擬運行的方法，也適用于梯形圖的其它元件的控制。如，輔助繼電器控制、時間繼電器控制等。但是，在這里教師必須要向學生強調PLC和電力拖動的不同點：PLC梯形圖的元件是模擬信號，可以多個存在;電力拖動是實物元件，是唯一的。千萬不能讓學生以為，PLC相對電力拖動來說只是換了個符號而已。我們在教學中，可以通過對比的方法，讓學生明白兩者的共同點和不同點。我們只是運用電力拖動的思維方法，去學習PLC梯形圖的原理。

通過上述的教學方法，學生不但能在梯形圖的學習中有更清晰的思路，而且能通過舊知識帶動新知識，新知識又反過來鞏固舊知識，從而將本專業的知識點串成一線。這樣學生在專業的學習中，不會感到學習的枯燥無味，反而會產生學習興趣，進而形成良性循環，為日后學習更深入的編程打下堅實基礎。

參考文獻：

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