“可编程控制原理”课程教学改革与探索

朱群峰，杨登翔（.西昌学院汽车与电子工程学院，四川 西昌 6503；.四川省电力公司 西昌电业局，四川 西昌 6503）

“可编程控制原理”课程教学改革与探索

朱群峰1，杨登翔2
（1.西昌学院汽车与电子工程学院，四川 西昌 615013；2.四川省电力公司 西昌电业局，四川 西昌 615013）

基于目前二本院校转型应用型人才培养模式，以可编程控制原理课程教学改革为对象，针对目前PLC型号多样，PLC技术使用领域广泛，涉及的技术多样化，结合西昌学院电气工程及其自动化专业的培养目标和专业特点，探索可编程控制原理理论和实践教学，采取“PLC理论基础—实验训练—项目培训—技能竞赛”的递进式教学模式，通过对本专业学生的培养，达到培养出理论知识够用，动手能力强，能适应目前工业控制技术的高级技术性人才，符合二本院校应用性型人才培养转型的发展的要求。

PLC；理论基础；实验训练；项目培训；技能竞赛

0　引言

在目前本科院校应用型转型的大环境下，以近年来西昌学院的电气与电子类专业培养方案为指导思想，推进课程教学改革，以可编程控制原理课程教学改革为对象，探索以“PLC理论基础—实验训练—项目培训—技能竞赛”的递进式教学模式［1］。通过1年的实践，取得了良好的教学效果。这种教学模式可以推广到同类专业的实验和实训教学，符合本科院校应用型人才培养的发展要求。

1　可编程控制原理课程教学现状

可编程控制原理是电气类专业的一门重要的专业课程，同时也是一门实践性很强的课程，学生的实践能力和创新能力是衡量高等学校办学的重要指标。传统PLC教学主要存在以下问题：（1）PLC厂家多，不同厂家的产品无论是从硬件上，还是从软件上都不兼容，给教学带来难度；（2）因为PLC厂家多，产品型号多种多样，教材无法把很多PLC的技术内容都包含，内容有限；（3）随着相关技术的不断发展和完善，PLC技术和其他技术需要融合运用；（4）实验教学设备单一，实验项目内容具体，实验过程就是依照指导书完成了事。在这种情况下，传统的教学模式不能满足工业控制对人才培养的需求，单一的教学内容和形式不能适应技术日益更新的工业环境。学生在整个理论和实验过程中被动地适应了实验指导书的要求，只起到一个“装配”实验的作用，缺乏对学生能力的培养，创新更无从谈起。随着教育教学改革研究和实践的深入，我们从教学内容、教学方法和教学形式上不断探索和改革，进一步更新教育观念、强化队伍建设、整合教学内容、优化资源配置，通过一年的努力已取得初步成效。

2　基于可编程控制原理的教学改革内容

2.1PLC理论基础

PLC的理论教学，首先对PLC的共同的结构和工作原理做简单的介绍，这样就可以选取一本常用的教材，不管是什么型号的PLC，大致的工作原理是差不多的。考虑到PLC厂家多，型号多，选取目前在国内外使用最多的三大厂家，可以先对一种型号的PLC的理论进行系统的教学，包括指令系统，基本程序设计、梯形图经验设计法、顺序控制设计法和多种工作方式编程设计［2］。在引导学生学会对一种PLC设计掌握后，选用另外两个厂家提供的产品说明书，主要从元件编号、指令格式和编程软件应用方面介绍PLC的使用，方法和思路与教材教学内容类似。可以通过同样的例题用不同的PLC设计，这样技术上容易过渡。

2.2实验实训

采用模块式教学，以一个个简单功能的实现作为实验内容，让学生掌握PLC各种功能的实现，采用从简单功能到复杂功能的实现［3］。具体实验项目的主要内容如图1所示，项目内容不必很多，但是要训练学生熟练使用市场上运用广泛的三菱、欧姆龙和西门子的三大厂家的PLC，同时可以对同样的项目进行设计和调试，具备运用不同PLC产品的能力，学生通过三种PLC的实验训练，今后面对其他厂家和其他型号的PLC，具有自学能力，能运用好不同的PLC。具体内容包括逻辑实验、定时计数器实验、抢答器实验、电机正反转实验、交通灯实验和彩灯控制实验［4］。每个实验要实现的功能可以是多种多样，也可以由学生自己来确定。总的来说，通过在实验室内完成一系列的实验项目，培养学生掌握PLC的基本指令的灵活运用、经验设计法的设计和顺序控制设计方法的掌握，同时还需要对一些功能指令进行练习，以提高学生优化设计水平。

图1　可编程控制原理教学模式框图

2.3项目培训

通过理论教学和实验教学，只让学生掌握了PLC本身的一些设计知识，而现在的PLC技术早就不再是一门单一的技术，不管是从硬件上还是从软件上，PLC都成为了工业控制的一个核心和桥梁，它是现场控制的核心，同时又是整个组态控制系统的一个小的组成部分［9］。为了让学生能适应目前工业控制的潮流，仅仅掌握单台的PLC控制设计已经不能满足要求。因此，学校在近年来引入了一些和工业控制流行的技术实验设备和器材，为PLC的项目培训提供了有利条件［5］。该模块培训学生掌握组态王软件、触摸屏和变频器的使用。这三个方面的技术，在工业控制现场无处不在，具体实施的时候，从易到难，我们可以将实验训练项目的内容通过这些技术来实现，譬如一个抢答器的功能实现，我们可以利用触摸屏来做抢答按钮，利用组态软件来显示抢答的界面［6］。又譬如，三相异步电动机的启动、停止和调速可以通过PLC控制变频器的工作来实现，而电机的运行过程又可以通过组态软件或者触摸屏来监控。通过一系列具体的项目训练，培养学生掌握组态或触摸屏控制下的PLC控制系统的开发和设计的一般过程，并提高学生综合运用所学知识的能力和动手能力，在项目训练的同时，老师不必一一教会学生如何做，可以为学生提供一些视频教程，产品说明书，让学生通过自己学习和查阅资料掌握组态软件、触摸屏和变频器的使用，教师只在学生遇到问题的时候进行启发式教育，这样可以提高学生自习新知识和新技术的能力，以便工作后可以适应技术的不断更新［7］。

2.4技能竞赛

通过以上三个环节的教学后，学院可以组织一些相关的比赛，采取各种激励措施，提高教师和学生的积极性。通过竞赛，选拔出优秀学生，参加省级技能竞赛，如果省级技能竞赛取得成绩，还可以参加国家级技能竞赛，这对学生就业和提高教师教学水平都是很有好处的。

3　结语

经过一年的实践，基于PLC技术，实施了以西门子S7-200为主，三菱FX2N系列和欧姆龙的C系列为辅，同时综合了三菱和西门子的触摸屏和变频器，以及组态软件的综合教学培训。通过“PLC理论基础—实验训练—项目培训—技能竞赛”的递进式教学模式的系统训练，培养学生120余人，绝大部分学生具备了PLC系统设计的能力，能适应目前PLC应用技术的设计和维护［8］。这种教学模式可以推广到同类专业的实验和实训教学，符合本科院校应用型人才培养的发展要求。

［1］张果，段春霞，韩英.PLC课程的教学改革与探索［J］.黑龙江科技信息，2010（34）:220-222.

［2］刁统山，杨爱新，曹玉.PLC教学改革培养创新型人才［J］.实验室研究与探索，2008，29（9）:117-119.

［3］王宏伟，于立影.案例和启发式教学在PLC教学改革中的应用［J］.辽宁高职学报，2010，12（2）:65-67.

［4］高双喜，丁如春.一体化案例教学在PLC教学改革中的应用［J］.现代商贸工业，2008（12）:209-211.

［5］韩英，段春霞.PLC教学改革的探索，张家口职业技术学院学报［J］.2010，23（2）:74-76.

［6］叶红芳.组态软件MCGS在PLC教学改革中的应用［J］.科技资讯，2010（36）:145.

［7］刘星慧.浅谈高职PLC教学改革的几点建议［J］.大众科技，2011（4）:169.

［8］王小祥.PLC教学改革措施分析［J］.2010（8）:33.

TeachingReformandExplorationoftheCourseof"ProgrammableControlPrinciple"

ZHU Qun-feng1，YANG Deng-xiang2
（1.School ofAutomotive and Electronic Engineering，Xichang College，Xichang，Sichuan 615013，China；
2.Xichang Electric Power Bureau，Sichuan Electric Power Company，Xichang，Sichuan 615013，China）

This paper studies how to perform theoretical and practical teaching of the course of Programmable Control Principle on the basis of the application-oriented talent training mode of the transforming second-tier universities and colleges，focusing on the current variety of the PLC，which is widely used，involving diverse technologies.Combining the training objectives and professional features of electrical engineering and automation in Xichang College，we have explored the theoretical and practical teaching of the course by adopting a progressive teaching mode of“PLC theoretical basis-experimental training-project training-skills competition"，aiming to cultivate highly-qualified technicians with sufficient theoretical knowledge and strong practical ability so they can easily adapt themselves to the present industrial control technology.This teaching mode having a certain promotional value can be applied by similar colleges as a reference as it is in line with the transformation and development of application-oriented talent training among the second-tier universities and colleges，.

PLC；theoretical basis；experimental training；project training；skills

TP273-4；G642.0

A

1673-1891（2016）02-0107-02

10.16104/j.issn.1673-1891.2016.02.030

2016-01-08

朱群峰（1974—），女，湖南双峰人，本科，副教授，研究方向：PLC系统设计及维护。