可编程序控制器应用技术课程教学方法探讨

虞晋华

摘 要：可编程序控制器应用技术是技工院校电工专业一门重要的专业课，合理增删教学内容，借用电力拖动继电器电路控制图的分析方法，进行对照式教学，灵活运用仿真软件辅助教学，是上好这门课的关键。

关键词：电工专业 PLC教学 教学方法

可编程序控制器是20世纪60年代由美国数字设备公司（DEC）应通用公司技术要求最先研制成功的，用它取代汽车生产线传统的继电控制系统，在工业生产中获得了巨大的经济效益和社会效益。可编程序控制器控制系统具有高集成度、通用灵活、易学易用、占地面积小、使用寿命长、维护简单等优点，也在我国工业生产领域中得到了大面积应用。

可编程序控制器控制系统作为一种新型控制系统，和传统的继电控制系统区别很大。然而企业正面临着这样的困境：老一代的高级技工和岗位熟练员工相继退休或临近退休，技术骨干严重流失，在岗员工中青年员工的业务素质和知识结构远远满足不了岗位要求和生产需要。根据企业发展实际需求以及学校培训资源现状，笔者所在学校在机电一体化、维修电工等专业中增开了可编程序控制器应用技术这门课程。

可编程序控制器应用技术作为新开课程，和电工专业传统课程电工基础、电工测量、电工工艺等课程的理论联系不紧，对数字技术、微机原理、自动控制等课程理论基础知识的依赖却较大。而技工院校招收的初中毕业生数理知识、逻辑思维能力普遍匮乏，很难学习、理解数字技术、微机原理、自动控制等课程知识。在学生基础理论知识薄弱的基础上，如何讲好并让学生学好可编程序控制器，使之在以后的工作实践中熟练运用，是摆在教师面前亟待解决的问题。

笔者在教学过程中，对技工院校如何教好可编程序控制器应用技术课程进行了探索。

一、吃透教材，按照实际情况适当增删教学内容

笔者所在学校采用的教材是中国劳动社会保障出版社出版的《PLC应用技术（三菱）》。这本教材的内容以技能训练课题为主线，相关理论知识围绕技能训练课题展开，整本教材内容分为可编程序控制器、软硬件知识、基本指令编程及PLC的应用基础、步进控制程序指令应用、高级功能指令应用几大部分。教材采用以图代文的编写方式，较好地处理了理论教学和技能训练的关系，有利于学生掌握理论知识并形成基本技能。

但由于该教材编写侧重于实践训练，理论知识部分较为简单，知识衔接松散，在实际教学中给教师授课、学生学习造成了一定的困难。

笔者在实际教学中适当增加了微型计算机原理部分知识，主要包括进位计数制及其相互转换、基本逻辑运算知识、内部寄存器存储单元的地址及内容，使学生理解可编程序控制器程序编制中1和0两个二进制数字代表的高低电平状态，对可编程序控制器中各种寄存器线圈得电失电有了明确的认识。对微机原理中总线及总线标准知识的补充，更有利于学生掌握可编程序控制器的软硬件知识；微机原理中时钟周期、总线周期等知识的补充，对学生理解PLC教学中讲授的扫描周期、定时器等知识有极大的帮助。

教师只有适当补充这些教材中省略的基础理论知识，才能使学生真正理解可编程序控制器的硬件及工作原理。而掌握这些知识，对学生学习后面的步进顺序控制指令及高级功能指令有极大的帮助。

二、教学中尽量借用电力拖动继电器电路

笔者采用控制图的分析方法，进行对照式教学。下面两图是分别采用传统继电控制系统和可编程序控制器系统完成的交流异步电机直接启动控制功能，从图中可以看出两者的相似之处。

可编程序控制器基本指令教学应以梯形图为主要教学方向，这样可以使学生初步建立起PLC基本指令编程的基础。作为替代继电控制系统的新型工业控制方法，PLC的梯形图所使用的图形符号与继电器电路中的符号十分相似。在最初的教学中，教师可以让学生将PLC中参与逻辑组合的原件看成和继电器一样的原件，具有常开、常闭触点及线圈，且线圈的得电及失电将导致触点的相应动作；再用母线代替电源线，用能量流概念来代替继电器电路中的电流概念，用与绘制继电器电路图类似的思路绘出梯形图。这样就将看不见、摸不着的可编程序控制器基本指令学习变成了学生天天练习的看得见、摸得着的电力拖动实训线路。有了实际线路的启示，学生就能较顺利地理解以前他们畏之如虎的可编程序控制器基本指令。

三、在理论授课中灵活运用可编程序控制器仿真软件，与技能实训相配合

可编程序控制器工作原理是按照一定的逻辑算法进行输入输出变换，并把这个变换用物理的方式予以实现，应用于工业现场。PLC采用了典型的计算机结构，其所涉及的知识较深奥，学习高级功能指令时，传送、移位、运算等指令往往让学生晕头转向，难以掌握。这时教师若还是采用传统的黑板板书教授的方法，效果往往不佳。

笔者在实际教学中采用可编程序控制器仿真软件辅助教学，将每一个功能指令所能完成的效果实时展示在学生面前，学生往往能很快地理解知识。笔者在理论课堂上非常重视学生的现场理解，每节课均留出时间引导学生利用仿真软件，及时利用所学知识，灵活架构各种控制系统，再利用仿真软件查错纠偏，待系统正确无误后，笔者再指导学生在实训车间进行设备实操。这样既提高了学生的学习兴趣，又提高了实训效率，设备损坏率也大幅降低。

目前，随着生产工艺的发展、科技的进步，可编程序控制器作为工业自动化的主要控制装置之一，已被广泛运用到各种机械设备、家庭自动化设备中，企业对这方面人才的需求量很大。近年来，在中职技能考核中可编程序控制器的内容所占的比重已近四分之一。可编程序控制器是电工专业的必修课程，教师不应仅仅满足于教会学生架构几个简单的控制系统，能使用基本指令编写简单程序，因为这样的学生根本无法满足企业的实际需求。教师应重视理论知识的教授，为学生打下扎实的知识基础，使其具备良好的学习能力和创新能力，真正成为企业急需的高技能人才。

参考文献：

[1]马宁，孔红.S7-300 PLC和MM440变频器的原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2]翟彩萍.PLC应用技术（三菱）[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2006.

[3]廖常初.S7-300/400PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，2005.

（作者单位：阳泉高级技工学校）