《电气控制与PLC技术》理实一体化教学探析

余济好 张红梅

随着我国职业教育事业的蓬勃发展，职业教育对学生实践能力的培养越来越重要，大力开展职业教育院校的校企合作模式，有利于提高学生适应社会的能力。对机电一体化专业的职业教育学校学生来说，《电气控制与PLC技术》是一门重要的专业课程。通过PLC技术及传感器自动检测技术，将低压电气控制系统、液压系统、气动系统等有机融合，具有涉及范围广、专业性强、逻辑思维缜密等特点。涉及的前期相关课程有《电工电子技术应用》、《电工基础》《传感器测试及技术应用》，《变频器技术》《液压与气动系统应用》后期相关课程有《机电组装技术》，对于中职学生、3+2高职学生来说，学好《电气控制与PLC技术》这门课程，好不夸张地讲就学成了三分之二整个专业全面的知识。

本校应全国职业教育示范校的契机，编写了《电气控制与PLC技术》校本教材及《电气控制与PLC技术》实习项目书。校本教材设置了五个教学情境：一是设备中电动机的控制二。二是设备中灯光、报警显示。三是典型电气控制线路。四是PLC在液压气压传动设备中的应用。五是交流电动机的调速控制。实习项目书的设置内容为三周的实训内容主要包括：任务一：单个灯显示控制。任务二：多个灯显示控制。任务三：三相异步电动机控制线路。总的看来，校本教材设置紧密贴合本校实际，密切关注机电一体化专业学生的就业前景，将电气、液压、气动、变频、传感器等各方面通过PLC紧密联系到一起。实习项目书设置紧密结合本校现有实训设备，量体裁衣，内容恰当，难度适中，适合机电一体化学生的实训要求。此校本教材和实习项目书在实际教学中已经实践了7年，在教学中已经得到了很好的验证，就学生认可度及满意度而言效果很好。

一、做好这门课程学习的动员工作

从实际出发，重点阐述PLC技术在工业生产的重要性、先进性;PLC技术的涉及范围广、应用广泛、与机电专业联系紧密，与将来工作紧密联系;课程在所有课程中处于C位，是一门及其重要的专业课。这样在学生心目中树立这门专业课很重要、与就业相关联的意识，为后续学好这门课奠定良好的基础。

二、关注难点内容、重点内容、深入浅出、化难为易

PLC 编程是这门课的重点内容，同时也是这门课的难点内容，学好编程，是学生树立自信息的关键一步，本人在授课中，从最简单的电动机点动控制线路讲起，先讲控制线路的硬件连接，尤其是PLC的输入输出点的连接、在讲PLC的程序编写，用最简单、最形象的梯形图方法，讲点动控制线路直接“转化”为梯形图，讲清楚启动按钮、停止按钮的地址、常开触点、常闭触点的实际意义;讲清楚输出继电器及其映射地址及如何控制电动机运行的工作原理。入门这一个程序一定要讲好、讲透彻、讲明白。这是学生学习好这门课程的敲门砖，学好这个简单的程序可以引起学生的学习兴趣、树立学生的自信心。本人在授课中将程序精简为8个典型程序：①点动程序;②自锁程序;③互锁程序;④延时启动、停止程序;⑤延时启动、自动停止程序;⑥延时启动、延时停止程序;⑦闪烁程序;⑧计数器控制程序。有的程序采用2种甚至更多的编程方法，比如延时启动、延时停止程序除了常规的编程方法，还有利用置位指令SET复位指令RST的编程方法。在教学时，我们从编程讨论开始，接着在仿真软件中输入程序进行调试，最后得到同学们都认同的最佳方案;之后在教师引导下读程序，让学生学会读程序、理解程序，这样让学会的同学进一步理解程序，懵懂的同学开始了解程序，完全不会的同学学样子、加深记忆、也记住了改程序;最后在下次课堂，在老师的引导下，学生再来分写程序。通过编程序、读程序、写程序、不断重复、不断的刺激同学们的大脑、多次强化练习，最终达到同学们掌握此程序的目的。这种教学方法适应中职学生“擅长形象思维，不擅长抽象思维”的学习特点，激励同学们克服难点、引导同学们利用8个经典程序独立编写更复杂的程序，增强同学们的学习自信心，提升同学们的学习兴趣。

三、借助PLC编程仿真软件来提升教学效果

单纯地讲程序造成同学们不易理解、抽象难懂，在课堂上我们要利用先进的仿真软件来示范、演示程序的运行效果。本人采用两个软件，其一就是FX-TRAN三菱PLC编程仿真软件;其二就是宇龙的仿真软件。如果说前者强调编程3D效果演示，后者更侧重于实际生产实践、电气控制线路的外部连接、如原件种类型号的选择、参数的设定。而且功能强大，不仅可以搭建电气控制电路、还可以搭建液压、气动传动控制电路、灯光信号控制电路等任何复杂的电路。借助这两个仿真软件，教师讲课更容易、效果更逼真、更形象立体、同学们更易于理解掌握学习内容，提高学习兴趣，增强学习自信心。这种教学方法活跃了课堂气氛、提高了教学效果。

四、注重PLC实训

通过PLC 实训进一步理解理论知识，用课堂学到的理论知识进一步印证实际操作，通过理实一体化教学达到学生从硬件到软件，从理论到实践的融合，从而掌握PLC这一重要的专业课程。PLC实训采用的是小组学习、任务驱动的教学方法，任务内容由浅入深。比如项目一是单个灯的显示中包括如下任务：①按下按钮，灯亮;松开按钮，灯灭。②按下启动按钮，灯亮;按下停止按钮，灯灭。③按下启动按钮，5秒后灯亮，按下停止按钮，灯灭。④按下启动按钮，5秒后灯亮，灯亮8秒后灯灭。⑤按下启动按钮，5秒后灯亮，按下停止按钮5秒后灯灭。⑥按下启动按钮，灯亮3秒灭2秒闪烁，按下停止按钮，灯灭。⑦按下启动按钮，灯亮3秒灭2秒闪烁，灯闪烁20秒后灯灭。⑧按下启动按钮，灯亮3秒灭2秒闪烁，闪烁5次后灯灭。同学们通过外部接线理解了PLC的输入输出接线方法以及输入输出地址的分配及确定，在任务的驱动下，逐级深入，理解了程序的实际意义，掌握了PLC的编程方法，进一步了解了PLC控制的优势及重要性。项目二是多个灯的显示。包括如下任务：①按下启动按钮，红灯亮5秒接着黄灯亮5秒接着绿灯亮5秒，依次循环，按下停止按钮，灯随时灭②按下启动按钮，红灯亮5秒接着黄灯亮5秒接着绿灯亮5秒，依次循环，4次后灯自动灭。③按下启动按钮，红灯亮5秒接着黄灯闪烁3次（3秒）接着绿灯亮10秒，依次循环，按下停止按钮，灯随时灭。④按下启动按钮，第一个灯闪烁1次，第二个灯闪烁2次，第三个灯闪烁3次，第四个灯闪烁4次，按下停止按钮，灯灭。⑤按下启动按钮，第一个灯闪烁1次，第二个灯闪烁2次，第三个灯闪烁3次，第四个灯闪烁4次，依次循环3次，灯灭。项目二的设置为了进一步强化同学们的编程技能训练，熟练编程技巧，掌握复杂程序的编写。项目三是电动机控制电路，任务如下：①按下启动按钮，电动机转动，松开启动按钮，电动机停止。②按下启动按钮，电动机转动，按下停止按钮，电动机停止。③按下启动按钮，5秒后电动机转动，按下停止按钮，5秒后，电动机停止。④按下启动按钮，电动机转动4秒，停3秒，接着又转动4秒，停3秒……按下停止按钮，电动机停止。项目三的设置目的是让同学们进一步学会PLC的外部接线，及与其他执行设备的连接方法尤其是低压电器的选择及参数的设定比如交流接觸器，通过与之前的电动机控制电路实训，进一步理解PLC控制的先进性及广泛性，明确学习目的，从理论、实践两个方面全面掌握这门课程的学习内容。今后我们还要考虑PLC实训的延展性，例如在PLC的输入端加入传感器原件，由开关量逐步升级为模拟量。例如在PLC的输出端接入液压换向阀，气动换向阀，向液压传动、气动方向延伸。

以上是在教授《电气控制及PLC技术》这门课程的理论教学及实训教学的一点经验及看法，通过学习，学生学会了PLC的外部接线，程序的设计及编写，电气控制线路的调试及检修。当然教学中还存在一些不容忽视的问题，例如在实训教学中，多次任务内容设置略显重复单调，使学生感到枯燥乏味，产生学习惰性，如何克服是我们今后重点研究的内容。在教学中，我们一直致力于教学的前瞻性、延伸性、高效性，在现有的教学条件下，让学生享受更好教育。学校是为企业和社会培养学生的基地，校企合作是职业教育人才培养模式的核心。充分利用学校和企业两种不同的资源，采用课堂教学与学生参加实际工作的教育方式相结合，有助于全面提高学生适应社会的能力，才能更好的适应市场经济发展对人才需求的目标。

（作者单位：陕西省电子信息学校）