浅谈如何将PLC引入电工实训教学中

彭克勤

（湖北广播电视大学，湖北 武汉 430073）

浅谈如何将PLC引入电工实训教学中

彭克勤

（湖北广播电视大学，湖北 武汉 430073）

本文论述了如何在搞好学生的专业基础训练、提高学生专业技术理论知识和分析解决实际问题的专业操作技能水平与能力的基础上，在教学中由浅入深的引入PLC应用技术充实教学内容，把继电接触器控制技术与可编程控制器技术二者有机结合，培养适应市场需求的实用型技术人才的教学探讨和感受。

职业教学；技能培养；继电控制；PLC；编程软件

目前，实用型技术人才有着较为广阔的市场需求，所以“电工”的含义已不仅仅是传统上的操作和维修了，必须在专业内容的设置方面充实新的知识和内容。电气维修如果还只是单纯停留在继电器、接触器控制上就不能满足企业的技术要求。为此，除了要求学生掌握基本的专业理论知识外，更要突出学生的实践技能和专业水平。让学生在校学习期间就能在实际操作技术方面达到符合生产实际需要的标准，否则就会被市场需求所淘汰。因此，在维修电工专业教学中充实可编程控制器（PLC）及其应用的课题势在必行。

一、分析职校电工实训现状，寻求PLC引入方案

（一）现状分析

首先，职校的学生文化底子较差，在理论课学习中容易形成抵触情绪，造成理论知识贫乏的恶性循环，而PLC的学习需要一定的电类专业基础，如果基础太差会增加 PLC教学的困难，影响教学质量，甚至造成高投入低产出的恶果。

其次，职校学生电工基础知识较薄弱，自制力较差，加上学习的目标不明确，在实习中极易造成设备的损坏，而PLC等设备的价格较高，一旦损坏就会造成学校不必要的损失。

再次，职校电工实训目前的主要任务是取得中级工、高级工的技术等级，在校学生需要掌握电工基本操作技能，照明、电力拖动等课题，引导学生从入门到具备高级技能，但对于(自动控制、机电一体化)技师专业学生培养应该具备更高的目标和明确方向。

（二）解决方案

1.要搞好学生的专业基础训练、提高学生分析解决实际问题的专业操作技能水平能力，为PLC的引入打下基础。

2.在开设PLC基础理论学习的基础上如《PLC原理及其运用》、《PLC与电气控制》，将理论教学与实训同时进行，充分利用现有设备，边学边练，有利于PLC知识的掌握，从而达到好的教学效果和解决实际问题的能力。

3.在教学中应多注意理论联系实际。用做自锁控制、顺序控制、洗衣机控制等实际应用的课题，提高学生学习的积极性。

二、从安排电工实训教学顺序入手，抓好学生的专业教学的基础训练和学习

职校的学生学习基础参差不齐，在实训教学上必然存在困难，这就要求我们指导教师基本功要扎实，理论水平要高，因地制宜的安排好实训教学内容的顺序；才能发挥这些学生的长处并增强其信心，提高他们克服学习困难的勇气，从而让学生由简到繁的掌握各个课题的控制原理和工艺要求。可以说所有的职业学校都是根据国家劳动和社会保障部职业学校电工类专业的教学大纲，并结合各自的实际情况制定各自的教学计划。也有自己的模式和特色，且在教学实践中不断的探索和完善。例如二年级的实习课程已涉及电气控制电路的学习，如何使学生领会控制原理，提高学生独立安装、维修操作的水平是本专业实习教学的重点。为了解决这些问题，一些教师只强调多学多练，这固然重要。然而电器电路的安装及维修，不是单纯强调多练就能从根本上解决问题的。因为控制电路是多种多样的，不同的控制对象有不同的控制电路且方法、元件亦有多种，故接线方式方法就会各不相同；造成的故障现象也是多种多样、意想不到的。因此，只有利用控制原理去分析其原因，确定、缩小故障可能出现的范围，才能快捷地查找出故障点。如果不用电工理论去深刻领会控制原理，只凭多做多练是难以制作出高质量的电路控制板的，更谈不上电路维修了。所以没有一定的电工控制理论基础是学不好维修电工实训课程的。

在此基础上，把学生熟悉控制电路、巩固控制理论知识和工艺安装训练依据他们接受的顺序按照步骤安排学生们进行练习。首先要求学生不考虑配线工艺，根据电气控制原理图在电器安装板上用导线和实际原器件装接。完成后在不通电情况下，组织学生利用万用表进行自查和互查，进一步使学生熟悉所学电路、提高自主学习的兴趣和信心，最后教师检查无误再通电试车。由于没有配线工艺的要求，学生可以集中精力掌握和熟悉控制电路，由简到繁、由浅入深、多学多练，使学生学到的控制理论知识马上得到运用和验证，既节省了大量用于安装工艺训练的时间，又大大提高了学生掌握和熟悉控制电路的接受效率。接下来在学生已经掌握控制电路的基础上，再要求学生注重安装工艺技能的练习和掌握，包括电器元件在安装板上的位置要与布线要求、维修方便、美观合理等因素综合考虑。此时的学生已经对电路的器件构成、电路形式、工作原理有了较深刻和直观的认识，接受上述装配工艺要求自然就不困难了。通过实践，这样安排教学便于学生接受机床配电这一单元的知识，并能使学生做到知识上的融会贯通，从而有效的提高了教学效率的同时，提高了学生的专业技术理论知识和分析解决实际问题的专业操作技能水平与能力。

三、以市场导向为根本立足点，做好PLC与专业基础实训教学的衔接

随着经济的发展和科技的进步，机械行业已经从机械化向智能化方向发展，加工手段已经由技术型向智能型转化。原来有继电器控制的生产设备，因其控制装置体积大、耗电多、可靠性差、改变生产程序不方便等缺点已不能满足产品多元化生产方式的需要。而可编程控制器正是综合计算机技术、自动控制技术以及通讯技术发展起来的新一代工业自动化控制装置。它以其控制能力强、改变生产程序灵活方便、可靠性高等特点，在工业自动化控制中显示出较大的优越性。因此它在自动化控制中得到了广泛应用，使自动化设备不断优化、升级，因而具有广阔的培训前景。目前可编程控制器的应用在我国有了很大的发展，并取得了良好的经济效益，但由于企业现有技术工人在这方面专业知识欠缺，难以承担设备维修、程序调整等任务，故在一定程度上影响了企业生产的正常运行。所以我认为技术学校专业教学内容的设置一定要放宽眼界，瞄准市场的要求，以培养生产一线所需的劳动者为突破口。

为此，我校在完成了电力拖动单元电路和机床控制电路的专业教学内容基础上，紧随其后安排了可编程控制器这一内容；既使继电器控制的教学内容得到合理的延伸，又降低了教学上的难度便于学生理解和掌握，收到了较好的教学效果。因为学生在前面学习继电接触器控制课题上有了较扎实的基础，况且可编程控制器又与以往的接触器控制有相同和相似之处，故学生学习起来感觉知识内容既连贯又易于掌握和接受。

事实证明，这样做还是符合教学规律的。可编程控制器是按照用户的控制要求编写程序来进行的，而程序的编制就是用一定的编程语言把一个控制任务描述出来。我们在教学中采用的是梯形图这种图形语言，因为它沿用了传统的继电接触器控制中的继电器触点、线圈、串并联等术语和图形符号，而且还加进了许多功能强而又使用灵活的指令，将微机的特点结合进去，使的编程容易。梯形图比较形象、直观，对于熟悉继电接触器控制系统的学生来说也易于接受。这种编写程序的语言表达方式，使学生们在学习进程中也很感兴趣。但教学中模拟实验设备的选择会在一定程度上影响教学效果。所以，在模拟实验编程程序时，对于可编程控制器各种输入输出来讲既形象又直观，并且可以根据教学、考核需要，将设备各独立的控制环节有机结合，精心编排，设计例题。例如：在基本指令和梯形图设计的课题中，可以结合前面所学的电力拖动单元控制电路或机床控制电路进行编程练习和程序的相互修改练习，也可以分别利用1～3台电动机的简单运动进行编程练习。以此来充分发挥设备各控制环节与教学、考核内容之间的联系，较好的完成教学、考核任务，达到一机多用的目的。值得一提的是，可编程控制器技术是一门建立在微机技术及电气自动化控制基础上的学科。专业实习指导教师和理论课教师应积极地通过自学、培训等方式尽快掌握熟悉它，以更好的胜任不断发展的教学工作。

四、可编程控制器PLC实训教学的思路与探索

目前在《PLC原理及应用》课程实践教学上，由于我们指导教师所编写的实训指导书详尽有余，明明白白，加之所做的实训都是“简单验证式”或“机械重复式”方面的项目，在一定程度上为学生“依葫芦画瓣”提供了方便，学生在实训时只需要进行程序输入、线路连接等简单操作即可顺利完成。这种实训教学方法，目前已被我们指导教师广泛认可和采用，但至少我认为：没有问题的、不需学生动脑的实训是毫无意义的。对于与PLC技术应用密切配合的实训教学，指导教师只有指导学生运用PLC编程方法亲自编程操作，在实训中既动手又动脑，既能发现问题又能在教师启发指导下分析问题和解决问题，才能从本质上学好这门课程，从而最终实现本课程在技工学校的教学目标。

（一）在实训过程中，更新教学方法

首先在编写实训指导书时，我们指导教师应该根据企业对PLC技术人才的需求，结合学院实际设备情况，针对本课程教学特点和教学目标，在如何引导广大学生在实训本课程教程中既动手又动脑的上多下功夫。职业学校是一个学生学习基础、动机和习惯差异很大的群体。因此实训教学同样要做到因材施教，采取因人而异的分层教学，即按学生学因此实训教学同样要做到因材施教，采取因人而异的分层教学，即按学生学习能力分组，确定每组不同的实习实训目标，从而使成绩好的和成绩差的学生在实训中，都能够得到相应的锻炼和培养。除要求学生在规定时间做完基本的实训项目外，还要安排一定量的选修实验项目和研究性课题，让广大学生自主选择，指导教师现场指导，或者督而不导，从而促使学生自主地分析在实训中所遇到的问题，写出实验报告交教师评判，师生共同找出问题的解决办法。对于大型的实训项目，如电梯、机械手等，还可以采取分工合作的教学形式，将全班同学分成不同的小组，由教师明确各小组在实训中的任务和目标，从而培养广大学生团结协作的职业素质和能力。

（二）在巩固教学成果时，吸引学生的兴趣

学生学习兴趣浓，学习热情高涨，学习效果才有保证。每个课题以实例为重点，这些实例都是来自我们身边的生活、生产。学生对教学课题感兴趣，认识到所学的东西有用，能解决现实问题，学习热情是自然地高涨起来。兴趣是最好的老师，主要能调动学生的兴趣，学习效果肯定不差。兴趣是学生主动学习的动力之一，他们对学习的追求往往来源于兴趣。凡是有兴趣的东西，就容易激发学生的学习热情，引起学生的思考，学生若能有兴趣地学，教学就成功了一半。因此在教学中，指导教师要把握时机，结合教材特点，把兴趣的东西引入课堂，这些东西越接近学生的日常生活，同时又不偏离教材，学生对所学知识就越容易理解，学生学习的兴趣也越浓，从而学生学习的自觉性和主动性也跟着提高。指导教师积极利用这一点，引导学生主动思维，从开始教师提出问题，激发学生的兴趣，引导学生分析问题，如何解决问题，逐渐地由学生提出问题，自行分析问题到解决问题。这样不但提高了学生学习PLC知识的兴趣，而且还提高了学生的分析问题和解决问题的能力。

（三）逐步培养学生解决实际问题的能力

课题实例来自生产、生活，要处理及注意的有关问题我们都向学生交待清楚，引导学生具体的处理办法、解决方法步骤、方向。通过多个实例的学习、实践与积累，学生能逐渐地提高解决实际问题的能力。指导教师要把PLC技术应用教程分为若干个单元，每个单元中的几个实例都是以某个重点指令的应用为主线。应用程序由简单到复杂。这样，通过一个单元的学习，学生已将该单元的重点指令很深刻地留在脑海中。他们灵活应用指令的能力会逐步增强。课题式教学中通过恰当的引导，就能逐步提高学生的编程能力、应用PLC的能力。

通过一段时间的教学实践，使我感到可编程控制器技术是一门理论性、趣味性、实践性都很强的课程，而它又与机床电器控制电路有着密不可分的紧密联系。只要我们从教学实践出发，抓好专业教学的基础训练，以市场需求和导向为根本立足点，合理安排好教学内容的先后顺序，注重学生学习兴趣和能力的培养，就一定能确保教学质量，在教学中取得很好的社会效益和经济效益的。也只有这样，我们的职业技术教育才能在激烈的市场竞争中求得发展，焕发出勃勃的生机与活力。

[1] 张伟林. 电气控制与PLC综合应用技术[M]. 北京：人民邮电出版社，2009.

[2] 徐国林. PLC应用技术[M]. 北京：机械工业出版社，2008.

[3] 胡晓林. 电气控制与PLC应用技术[M]. 北京：北京理工大学出版社，2010.

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1008-7427（2012）03-0042-02

2011-09-24