工程化教学在“可编程控制器”课程教学中的应用策略探究

张立武

【摘要】在电气信息类专业中，“可编程控制器”属于实践性和综合性较强的一门专业课程，该课程教学效果对相关其它课程的学习会带来一定影响，并且对学生毕业后的就业及工作都会产生影响。本文主要可编程控制器教学的现状进行分析，在此基础上提出工程化教学模式在可编程控制器课程教学中的应用策略。

【关键词】工程化教学；可编程控制器；教学应用

可编程控制器（PLC）是通过微机处理机实现控制效果，当前制造业在激烈的市场环境中为了能够实现产品的高质量、低成本、多规格、多品种的目的，采用PLC，使生产线或生产设备的灵活性与可靠性得到提高。而从现阶段用人单位所反馈的情况来看，大部分学生在就业中都会遇到可编程控制器相关工作，而具体工作中存在学生缺乏实践能力，对工作中出现的问题无法很好的进行解决等。所以，本文提出在教学中引入工程项目为案例进行教学，提高学生的实践能力，提高教学的效果。

一、当前“可编程控制器”教学现状

在学习可编程控制器课程之前，要学习“微机原理”、“电机与拖动”、“模拟与数字电子技术”等基础课程，为PLC课程的学习奠定基础，让学生具备相关电气控制电路设计的能力。现阶段，因为自动化专业的方向与课程都比较多，任务比较繁重，而学生学习的时间有限，造成很多学校在教学计划的设计时，都与不合理的现象发生。例如，PLC课程先于基础课程开课或PLC课程与部分基础课程同时开课。由于PLC的概念是在电气控制电路基础上建立起来的，而很多学校并未开设相关电气控制课程，造成学生在学习PLC课程的时候，往往难以理解，学习中遇到的困难较大。而目前，一些学校在教学方法的选择上也不合理，过多的理论教学占据了大部分时间，留给实践教学的时间非常少，因此学生的动手操作能力得不到锻炼。除此以外，由于工业生产中PLC的应用非常广泛，而且种类较多，造成PLC編程方式也不同，教学中缺乏合适的教材与试验装置，对于教师和学生而言，不管是教还是学，都存在一定的困难。

二、工程化教学在PLC教学中的应用

由于学生缺乏对理论的实践，因此在教学中增加实验课程，选择一些工程性实验，帮助学生更好的掌握理论知识的同时，提高其实践操作能力。

1、实验设备的选择

现阶段，很多学校选择的实验设备主要是试验箱类的实验设备，在箱子底部安装PLC及相关部件，对相关状态通过指示灯的指示来完成。学生进行实验的时候，只需要进行简单的连线和程序的录用即可完成实验任务。这种实验模式造成学生对PLC的控制功能完全不清楚，实验也仅仅是试验室的事情，与工业现场实际情况严重脱离。在日常学生中，偏重的是对编程的锻炼，对具体项目没有一个整体认识。为了对这些不足之处进行解决，在实验课程中，不能选择试验箱类的设备，应该选择一些开放性较强的实验设备。如硬件电路图绘制、系统选型与配置、软件开发与软件硬件联合调试等，教师对学生进行引导，让学生自己独立完成这些实验项目，最后对学生完成的质量进行检查，保证实验的效果及设备的安全，对实验中学生存在的问题及时进行解决，达到实验教学的目的。

2、实验内容及实践的选择

在工业领域内，PLC的应用非常广泛，在实际中通常与电子、电工、计算机、机械及液压传动等知识相关联。所以，在试验内容设置中，应该综合考虑，将实验尽可能的贴近实际。因为工业中应用的控制系统都较为复杂，不同系统不同行业的控制要求也不同。所以在对实验内容选择的过程中，要选择有代表性的项目，如启动与气液传动控制、电机传动控制、带闭合回路的过程工艺控制等。实验内容的改变也要求实验设备的更换，对于简单的装置可以由学生制作，复杂装置可以购买。课时安排上实训课程放置在周末进行，每次6-8学时。

3、工程化教学方法的实施

首先，通常，教师要提前3天以上通知学生实验的时间、分组情况、工程项目内容以及相关要求等，目的是让学生有充分的时间去查找相关资料进行准备，以此来保证实验的效率及质量。其次，在实验开始之前，教师先让学生对系统工艺流程、控制方案、控制要求等进行讨论，教师对学生的讨论情况进行指导，以此来培养学生的创新意识和思维。第三，对各小组内的人员进行分工，如软件编程、电路原理图绘制、输入与输出点分配、接线图绘制、仿真调试等交给不同学生来完成，这样学生之间的团队精神也得到锻炼。第四，按照接线图与原理图，接好电线。此时教师要对学生进行提示，注意强弱电的区分，防止弱电系统接入强电造成设备的损坏，接线完成后，对电路进行检查，通过教师再次检查没有问题后，接通电源。第五，下载软件。对硬件与软件进行联调，测试相关功能，在调试过程中，如果出现故障，让学生自己查找，解决故障，对学生分析问题和解决问题的能力进行培养。最后，对实验结构进行验收，由学生撰写实验报告。

三、结语

在可编程控制器课程中实施工程化教学方法，需要注意以下问题：由于实验中大量的电路都是由学生自己设计完成的，所以必须保证学生在实验中的人身安全与设备安全；因为实验装置都是开放性的，最开始学生接触困难较大，因此教师要对实验内容合理设置，由易到难，在试验过程中，应该对学生多进行鼓励，提高学生的自信心；在实验教学中，可以将竞赛机制引入其中，让小组间进行竞赛，讨论不同小组提出的不同方案，对最佳方案应该给予肯定和鼓励；适当增加实践教学的比例。通过工程化教学方法的实施，PLC课程教学质量得到提升，学生的动手能力、实践能力和解决问题的能力都得到有效的提高。

参考文献：

[1]张晓丹，叶念渝.独立学院“可编程控制器”课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2014，（02）：257-258.

[2]马壮.《可编程控制器》课程教学方法的研究与探索[J].沿海企业与科技，2013，（02）：206-207.