《PLC应用技术》课程分析与设计

2018-07-21朱黎丽，何弢

青年时代 2018年11期

朱黎丽，何弢

摘要：在高職院校电类专业开设的课程当中，PLC 是其中一门重要的必修课程。本文主要从PLC课程教学的发展概况、课程性质、教学目标、课程内容设计、课程资源的开发与利用等方面系统地分析了关于《PLC应用技术》这门课的课程教学设计。

关键词：PLC 课程教学；教学设计

一、PLC课程教学的发展概况

随着全球经济和科学技术的飞速发展，高职教育在实施科教兴国战略和人才强国战略中具有越来越重要的地位。PLC是伴随电子技术和计算机技术的发展而产生的一种专用的工业控制计算机。它以携带方便、编程容易、功能强大、抗干扰性强等特点，在工业自动控制领域中有着非常广泛的应用。经过近四十年的发展， PLC 技术（可编程控制器技术）不仅能够进行逻辑控制，而且在模拟量闭环控制、数字量智能控制、数据采集、监控、通信联网以及集散控制系统等各方面都得到了广泛应用。近年来，其发展更为迅速，更新换代周期缩短。因为它具备功能强大、可靠性高等特点，所以广泛应用于电气自动化、机电一体化、传统产业技术改造等方面。高职教育教学的目的是为社会培养紧缺的应用技术人才。而PLC 技术的发展则对社会所需的应用技术人才提出了更高的要求。

在20世纪70年代末期，随着机电设备的引进， PLC技术开始逐步在工矿企业兴起， 80年代中期部分高校也开始在电气自控类专业开设PLC课程，到80年代末才以选修课的形式的教学出现在机电类专业。在改革开放的大好形势下，引进国外先进制造技术与控制技术，PLC也随之广泛应用。PLC教学课程才逐步以专业课的形式开设全国各大高校。高职院校培养出来的学生应适用于各大企业对PLC 应用型技术人才的需求。

二、PLC 的特点分析

PLC是一种微处理器为核心，综合了现代计算机技术、自动化控制技术和通讯技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。PLC 具有多方面的特点，具体包括结构简单，携带方便，能耗小；实用强，功能强大，使用方便；可靠性高，抗干扰能力强。

三、课程性质

《可编程控制器应用技术》（简称PLC应用技术）是电气自动化技术专业、机电一体化技术专业的必修核心课程之一。课程内容突出应用，强化技能，提高解决生产第一线技术问题的能力，力求实现毕业与就业的“零距离”。本课程的基本目标是使学生能够熟练地对 PLC 控制系统的配置、程序编辑与输入、安装调试、故障诊断、对系统维护等方面进行全方位的理解。通过本课程的学习，学生应该掌握 PLC 的编程技术并能较熟练地应用于工程实践。

《PLC应用技术》的前导课程有《电工电子基础》、《电气控制技术》等，同行课程为《单片机技术应用》、《传感器与检测技术》等，后继课程为《变频调速技术》、自动控制技能综合实训、顶岗实习等等。这是一门逻辑性、实践性、应用性很强的课程。

四、教学目标

现今企业不仅要求员工的整体素质比较高，还要求员工要有扎实的理论知识和很强的动手实践能力。通过PLC应用实例教学和启发性的教学活动，使学生掌握PLC技术的基本知识和基本技能，具有逻辑思维能力、学习新技术的能力。能对生产现场的实际问题进行解决，能胜任本专业相关岗位的工作。本课程安排了75学时的教学任务，让学生在能力目标，知识目标和素质教育目标达到相应的要求，并为今后步入社会，并在相应的工作中打下基础。

（一）能力目标

1.读图能力：能读懂PLC梯形图，然后指导工人开机、调试并能按要求进行现场操作。

2.设计能力：能够选用各类型的PLC，能够根据要求设计简单的PLC程序，并且通过实际制作、测试、修改，做出符合要求的实际电路，以适应机电一体化产品剖析与开发岗位。

3.分析能力：对常用的电动机的控制与运用、交通灯的控制与应用、触摸屏的控制与应用等会分析其工作原理，以适应企业的机电一体化产品调试或产品质量管理岗位。

4.维修能力：能对常用PLC控制系统生产机械的控制线路进行故障分析，并对故障进行排除。

5.掌握可编程序控制器（PLC）的安装和调试方法。

6.能够熟练掌握输入/输出（I/O）端子的分配。

7.运用可编程序控制器进行开发和设计工业控制过程。

（二）知识目标

1.了解可编程控制器（PLC）的基本结构、特点和应用场合。

2.明确可编程控制（PLC）器的硬件配置、工作原理和工作过程。

3.掌握可编程控制器（PLC）基本逻辑指令及编程方法，掌握编程软件的使用。

4.熟悉可编程控制器（PLC）功能指令及编程方法。

5.能正确使用可编程控制器（PLC）并完成I/O设备的接线。

6.掌握PLC程序设计的思想和方法。

7.掌握PLC程序运行和调试的方法，会分析实验与实训现象。

8.具备阅读和分析实际应用程序与梯形图的能力，并对其相互进行转换。

9.能在生产现场进行简单的程序设计，运行、调试、维护PLC控制系统。

（三）素质目标

1.在课堂教学中实际工程当中安全用电的常识教育，注重职业道德教育。

2.在实践训教学环节培养学生独立动手的能力，分析实际问题和解决实际问题的能力。

3.加强学生团队合作精神，培养吃苦耐劳的精神。

五、教学内容设计

（一）设计思路

本课程强调“突出能力”、“项目驱动”、“教、学、做融为一体”等职业教育新型教学模式，课程主要在PLC实训室场地进行，将理论教学与实验、实训项目同步开展。让学生掌握PLC基本知识，还要熟悉 PLC 的操作、编程、安装、调试技能，充分体现了应用性强的特色。根据教学目标的需要，结合课程标准的定位，以职业能力培养为出发点，以技能训练为主线，以真实的工作任务为载体来选取选取教学内容，同时增加实践教学的学时，培养学生的编程动手能力，满足企业用人的需要。

（二）课程内容与学时分配

根据PLC课程的设计思路，将打破传统的按教材先后章节授课的教学方式，采用项目教学法，大致划分3个教学设计任务。

PLC技术中的每个知识点的理论内容将会覆盖在每个项目任务上，在实践操作上涉及了PLC技术中程序编制及调试、线路连接等通用操作技能。每一个项目任务都是从项目控制要求、项目分析、项目实施方案与步骤、评价考核等方面完成的，这样的教学内容就比较符合现在高职院校学生的认知规律。

六、课程资源的开发与利用

（一）多媒体教学资源

录像、多媒体课件等资源有利于创造形象生动的学习环境，采用信息化的教学手段，可以激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解和进一步掌握，把网络资源充分利用起来，建立多媒体课程资源的数据库，学院与学院实现多媒体资源共享。

（二）实训教学资源

实训中心可以对外开放，提供理实一体化教学、实验实训、职业技能证书考证的功能，这样有利于学生综合职业能力的培养。

（三）行业教学资源

充分利用本行业的企业资源，学校与行业共同搭建产学平台，产学结合，开发实训课程资源，加大力度搞好实习实训基地建设，尽量去满足学生在实习实训方面的需要。

七、结语

PLC课程是一门重要的专业课程，在整个课程教学设计中，应加强对学生实际职业能力的培养，强化基于工作过程的项目教学，注重以任务引导项目来激发学生的学习兴趣。培养学生的创新意识。