《可编程控制器》一体化横向教学研究

【摘 要】本文结合一体化教学改革，将PLC纵向编排的基本指令编程、步进顺控指令与SFC编程、功能指令编程在典型工作任务中做了横向的一体化教学处理，在教学实践中取得了良好的教学效果。

【关键词】《可编程控制器》     一体化教学改革    PLC     语文课

1 引言

一体化教学体现了能力本位的特点，根据职业教育培养目标整合教学资源，突破了传统的教学模式及学科体系。一体化教学的特点体现为实习指导教师与专业理论教师相结合的教师一体化、实训教室与理论教室合并的教学场所一体化、实习课教材与理论教材混编的教材一体化。本文将PLC课程的基本指令编程、步进顺控指令与SFC编程、功能指令编程在典型工作任务中做了横向的一体化教学处理，并以点动电路为例阐述了教学流程，供同行参考。

2 PLC一体化教改思路研究

在PLC多年的教学实践中，发现了两个比较突出的问题：第一，因为PLC教材的相关指令的顺序是基本指令编程、步进顺控指令与SFC编程、功能指令编程，按照教材指令的编排顺序讲解，学生接触步进顺控指令编程、功能指令编程时间太短，而SFC编程在教材中更是以状态转移图的形式一带而过，到学期结束时，相关知识的熟练程度远远不够;第二，在学习步进顺控指令与SFC编程、功能指令编程时，教材中的例子起点比较高，学生理解存在较大的困难。基于此，在实施一体化教学时，从第一个典型工作任务开始就要求学生用基本指令、步进顺控指令与SFC、功能指令完成编程，将教材中纵向编排的指令转变为在工作任务中横向进行学习，即在学习第一个典型工作任务时，就让学生用基本指令、步进顺控指令、SFC及功能指令来完成编程，将基础知识融入工作任务中进行讲解。在编程语言的选择上，因为指令语句表在实际编程中应用越来越少，在学习时不做重点要求;而在步进指令与状态编程的讲解中，因为近年来图形编程的直观性带来的广泛应用，SFC已经成为主流编程语言，所以将有极大内在联系的两种编程方法做了独立处理，教材中鲜有提及的SFC编程我们做了重点要求，让学生能熟练掌握SFC的编程，而不是用编程软件完成步进顺控指令与SFC之间的转换。

3 典型工作任务的选择

无论何种教学模式，学习内容始终是教学的关键，否则教学就会流于形式，空洞而乏味。对于一体化教学来说，选择好典型工作任务也就选择好了学习内容。可以分两个部分来选取典型工作任务，一是对继电器控制线路的改编，二是复杂任务的设计编程。继电器控制线路的改编部分的工作任务是点动电路、长动电路、点动长动混合电路、正反转电路、自动往返电路和星三角降压启动等电路。因为学生在学习PLC之前，已经学习过机床电气控制相关内容，先学习继电器控制线路如何改成PLC控制，可以复习及巩固继电控制相关知识，提高继电器控制线路的分析能力，充分认识继电控制线路与PLC之间的联系，工作任务的理解上也相对容易一些。因为从一开始就接触了不同的编程方法，当学生用不同的编程方法完成继电器控制线路的PLC控制后，对各种编程法的优点及缺点有了深刻的理解，就可以选取难度较高的项目进行复杂任务的设计编程，学生可以先用自己最擅长的编程方法来完成控制系统的设计，再进行相互比较、共同讨论出完成任务的最优编程方法。复杂任务的设计编程部分的主要工作任务是：流水灯控制、三种液体自动混合、自动送料装置、机械手和交通信号灯等。

4 教学流程示范

典型工作任务的学习顺序是由易到难，但是我们从最简单的工作任务开始就要求用各种编程方法完成工作任务。下面我们以最简单的点动电路改PLC控制为例来说明教学流程，图1为点动电路电气原理图。

4.1根据已有知识分析工作任务，并用基本指令完成控制

图1  点动电路电气原理图

先根据已有知识分析如图1所示点动电路的工作过程，加深理解点动电路在自动化控制中的主要作用，再用基本指令完成点动电路的PLC控制。FX2N PLC与实验台的I/0分配表见表1，I/O接线图如图2所示，梯形图如图3所示。

表1  PLC与实验台点动控制的I/0分配表

序号 PMC地址 电气符号 功能说明

1 X0 SB 点动输入

2 Y0 KM 点动输出

图2  PLC与实验台点动控制I/O接线图

图3  PLC与实验台点动控制梯形图

4.2  用步进顺控指令实现电动机点动控制，参考程序如图4所示：

图4  用步进顺控指令实现电动机点动控制

4.3 用SFC实现电动机点动控制，参考程序如图5所示：

图5  用SFC实现电动机点动控制

4.4用功能指令实现电动机点动控制，参考程序如图6所示：

图6  用功能指令实现电动机点动控

4.5  用知识拓展方式完善基础知识的学习

用基本指令、步进顺控指令、SFC及功能指令完成如图7所示的PLC点动控制程序（请注意按钮SB为常闭点连接），并认真分析用各种方法完成图7与图2编程的区别。

图7  常闭点连接的点动控制I/O接线图

5 结论及建议

教学实践证明，将纵向编排的指令顺序以工作任务的模式进行横向学习，学生从一开始学习的时候就能以简单任务进行各种编程方法的同步学习，学生对各种编程方法的优缺点有深刻认识，对各类指令的熟练程度有了很大的提高，各类指令都是从最简单的工作任务开始学习，降低了学习指令时工作任务的入门难度，提高了学生的学习积极性。我们将PLC一体化横向教学这一模式推广到了维修电工技师培训的相关教学模块中，培训学员的通过率也有了很大的提高，取得了良好的教学效果。建议有条件的学校，将机床电气控制、PLC、变频器、触摸屏等内容以工作任务的形式横向教学，将一体化教学拓展至更广、更深的水平。

【参考文献】

[1]项万明.浅谈如何培养学生学习PLC的兴趣[J].黑龙江科技信息，2011（01）.

[2] 徐良雄.《可编程控制器》课程“教学做一体化”的实践探索 [J].武汉交通职业学院学报，2011（03）.endprint