可编程控制器实践教学探讨

刘文丽，谢志英

摘要：本文从可编程序控制器实践教学存在的缺陷入手，探讨了该课程的改革方法。以面向工作过程的教学改革理念为指导，从软硬件两方面入手综合进行改革，全面培养了学生的实际工作能力。

关键词：可编程控制器；实践；实验设备；工作；工艺流程

中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）10-0094-02

一、前言

可编程控制器（PLC）是一种以微处理器为基础，综合现代计算机技术、自动化技术和通信技术发展起来的通用的工业自动控制装置。相对于集散控制系统及总线型控制系统，PLC系统的实验设备投资较低，容易实现且应用广泛，所以该课程已成为自动化及计算机控制技术等专业的核心课程。

二、目前PLC实践教学存在的缺陷

目前很多学校PLC教学比较落后，问题集中反映在实践教学环节上。PLC普遍的教育方法是理论和实践相脱节，前期理论教学，后期综合性实践，教学效果较差。同时在其实践教学中还存在如下缺陷：实验设备可开发性不强，许多PLC实验设备只提供给学生几个象征性的接口，不能进行真正的设备选材、接线，软硬件设计的综合实践；老师的实践知识相对薄弱；缺乏与理论相配套的实践教材，教材与其它知识的联系及扩展不够，是点对点的关系，而不是点到线再到面的扩张。

三、面向工作过程的教学改革

由于实践环节存在的种种缺陷，学生在学习PLC时相对较为吃力，久而久之便丧失了学习的热情和兴趣。为了有效地提高PLC的教学质量，学而致用，我们经过多年的教学实践和探索，对以往的实验教学方法进行了改进和创新，取得了良好的教学效果。方法如下：

1.打破原有的固化实验设备，减少投资，同时增强实验设备的可开发性。从合作企业唐山钢铁集团有限公司收取淘汰的西门子S7-300PLC设备，同时采购一定数量的继电器、小电机，彩灯、按钮等外部设备，在原有计算机机房的基础上形成实训实验室。让学生在实践中从零开始，掌握控制硬件与外部设备相配套的选型，然后系统设计（利用AutoCAD制图），接线，硬件组态软件编程，调试一系列顺序完成，使学生具备完整的工程实现思路。

2.在教学中充分利用仿真软件的作用。由于资金原因限制，不可能每个学生都有一套PLC基本设备来进行实践操作，为了弥补此缺陷。可在计算机机房安装模拟仿真软件，对学生的软件编程及调试环节进行重点培养。

3.增加上位机组态软件教学。通过组态软件和控制编程软件及仿真软件相配合，实现现场设备的动态仿真，很大地提高了学生的学习兴趣，同时在各个工作任务实现的过程中，同学有了初步的成就感。

4.在教学过程中采用针对企业生产实际的面向过程的教学。针对PLC设计实际工作过程，首先让学生认识PLC的基本结构及其构成、硬件特点，然后让学生根据工艺流程及其生产环境选择硬件设备，系统硬件设计（AUTOCAD设计图纸，现场设备与PLC的接线及硬件调试等）。然后教师都要求学生利用指令及功能块去完成一个生产控制，每个控制任务利用软件仿真调试，然后再下载到硬件，模拟现场设备投入前的真实调试运行。在学习中，学生会遇到很多问题，可以通过阅读教材解决，也可以同学间相互交流、讨论，有的则需要教师加以点拨指导。在模拟企业生产实际的教学过程中要注意以下几点：（1）以通俗形象的实例上好起始课。俗话说，良好的开端是成功的前提和基础。教师应多获取与本专业相关的资料，提高教学的艺术性和科学性。首先列举PLC在工业、农业、交通运输业及日常生活中广泛应用的例子，如汽车生产流水线、数控机床、电梯控制、甚至是机器人的控制等等都有PLC的功劳，还有繁华城市的霓虹灯、交通灯，舒适小区里的人工喷泉等这些与大家日常生活息息相关的例子，使学生对这门课程有一个初步的了解，觉得它就在我们身边，从而激发了学生学习兴趣。（2）要注意结合教学内容，合理设计恰当工作。任务的设计要循序渐进，先由简单的电机启制动入手，进行系统认识、硬件选型、设计、接线，软硬件调试，然后进入电机星角接启制动、跑马灯，灯塔之光，水箱液位等逐渐复杂的控制工作，使学生由浅入深并系统地掌握PLC控制的实现方法。（3）对学生完成的工作进行及时的讨论和评价。当学生完成每项工作后，先让学生相互分析所设计的程序，指出优点及缺陷。然后，挑选出几个学生用不同方法设计的控制系统，对他们的设计项目进行展示，并由作者本人来说明程序设计的思路、各段程序的功能及如何实现生产控制要求。再由大家一起评论其优点，可进行质疑，或提出改进措施，还可展示自己的作品，学生往往会提出一大堆的问题和解决方案。最后，由教师总评，着重阐明可学习和借鉴之处，附带点出需要完善的地方。这样的分析与评价，既肯定了学生的成绩，也指出了一些缺陷与有待改进的方面，在激发学生积极性与增强信心的同时，也让学生懂得学无止境的道理，使学生的素质得到全面提升。（4）邀请企业现场技术人员进行案例讲解。后期在学生对整体项目设计、调试、维护过程较为熟悉的基础上，请企业技术人员到学校根据工厂应用实际经常出现的问题进行实例讲解、案例教学，使学生对于PLC在工厂中的应用有更深更广的认识。

5.考核。考核标准以就业岗位技能要求为基础，贴近生产实际，进行工作结果考核。考试形式有答辩（口试）形式、现场实操测试、作品作业评审等多种方式。

四、效果

通过上述教学改革，采用模拟工作过程的教学及考核方式，让学生实际接线、编程、仿真调试、现场调试，并对运行过程中所遇到的问题进行分析和改进，才能真正培养学生创新思维和综合职业能力，真正实现学生毕业后在PLC技术应用领域“零距离上岗”的最终教学目标。

参考文献：

[1]张季良.任务驱动教学法在计算机教学中的使用姜大源.职业教育的教学方法论[J].中国职业技术教育，2007，（25）.

[3]姜金鑫.工作过程导向的实践性课程构建[J].职教通讯：江苏技术师范学院学报，2008，（5）.

[4]贺平.项目教学法的实践探索[J].中国职业技术教育，2006，（22）.

作者简介：刘文丽（1972.1-），女，辽宁省复县人，硕士，高级工程师，研究方向：计算机控制技术。endprint