时间:2023-01-05 00:54:37
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇plc教学,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
可编程控制器(简称PLC)是20世纪60年代末发展起来的一种新型的工业自动控制装置,它将传统的继电器寄存器控制技术、计算机控制技术及通信技术融为一体,由于其操作简便、易于掌握使用、技术性能稳定、运行可靠,在工业自动化领域中占有极其重要的地位,在我国已经广泛应用于机械制造、轻工、汽车及冶金等各种行业。在这种需求形势下,PLC课程已成为高职高专电气自动化、机电类专业必修的一门实践性较强的课程。
一、PLC课程教学中存在的问题
高职教育的培养目标要求PLC课程教学更加突出实用性,突出与生产实际相结合,与生产技术岗位对人才的需求相结合,使学生所学的知识能够转化为能力,毕业后成为生产一线的技术骨干。但目前高职院校的PLC课程教学往往存在下述问题:
1.课程要求高,学生学习有困难。PLC 课程具有信息量大、编程枯燥的特点。在PLC编程过程中学生要根据控制要求来确定控制方案,这就要求学生有一定的理论基础和自主学习意识,因此导致学生学习这门课有困难。
2.配套实训设备不足,学生实践不够。一套PLC实训设备价格较高,而很多高职院校的资金又相对紧张,因此购买的PLC实训设备数量有限,而且近年来相关专业招生人数激增,根本无法保证学生一人一套。其次只要是做硬件实训,肯定存在设备的故障损坏和材料的损耗,这一方面增加了维修维护成本教学PLC编程,另一方面也降低了实训的开出率。
3.实践远远落后于理论学习,抑制学生的创新思维能力。按照通常的教学过程,一般是任课教师按照教材的顺序进行教学,就是先将全部基本指令讲解完毕,再讲解PLC的编程方法,然后再让学生去做实训,实践远远落后于理论。像这样在一段时间内集中学习完所有指令,学生学习后的印象不深刻,容易混淆,到实践时,又得重新对所涉及的指令进行学习,效率不高。并且由于大多数学生的动手能力没有得到很好的锻炼,所以当他们面对实训设备不敢大胆动手,每一个步骤都按照教师的指导去做,因而对学生的创新思维是一种很大的束缚。
以上问题在现在的高职院校PLC教学中还是比较多见,针对这些问题,笔者经过教学实践和探索,认为将PLC的仿真软件应用于PLC教学中是解决这些问题的理想方案。
二、仿真软件的作用
伴随中国工业自动化水平的发展,三菱电机PLC在中国的发展已经历经20余年,其FX2N系列小型PLC在国内占有很大的市场份额,在国内拥有很多的用户群和很高的声誉,与它相对应有一款仿真学习软件名称为FX-TRN-BEG-C。该软件是三菱电机推出的中文版教学软件,它将虚拟舞台和编程操作合成在一起,集成了程序的编写、模拟调试、动画演示效果等功能,具有较强的互动性。用户通过编程区编程后下载到仿真舞台的实时场景,软件将以动画演示形式形象地表现出程序的结果,可以用来培养学生学习梯形图编程。
在教学中应用该软件主要有以下几方面作用:
1.模拟真实的场景,激发学生的学习兴趣。
教育心理学认为,学习兴趣是学习动机的重要组成部分,是推动学生努力学习的强大动力。学生只有对PLC学习有了浓厚的兴趣,才会有求知的欲望,才能勤于思考,才能自主学习和有所创新。该软件利用三维虚拟空间进行设计,模拟出多种真实场景,例如 :交通信号灯控制、分拣和分配线控制、舞台装置控制、输送带控制等,每一个场景都惟妙惟肖。学生可以在任意一个场景中按照控制要求进行编程,绘出梯形图,并对PLC进行仿真运行操作,在仿真运行中可以观察运行结果是否符合设计要求。这些生动的动画模拟程序运行结果,比在教室里枯燥的讲述有趣,学生更乐于接受也更直观教学PLC编程,可帮助学生更好地理解PLC程序控制作用。相当于将“实训场所”搬入课堂,实现课堂与实训场所的相互交融,让学生既在学中练,又在练中学,正好可以解决PLC课程编程枯燥的问题,提高了学生的学习兴趣和学习效率。
2.模拟的被控设备种类多,是实际实训控制对象的一个重要的补充。
PLC实训一般都要求有真实的被控对象,而真正的被控对象一般都具有体积大、份量重、价格昂贵、维护困难等特点,很难在实训室配备。现在一般实训室通常配置了一些相对简单的设备,如: 电动机、交通灯控制板,而像物料分拣系统、舞台灯光控制系统这样的实训装置即使有数量也有限。而该软件模拟出多种被控设备,例如 :自动门控制、分拣和分配线控制、舞台装置控制、输送带控制等。从教学意义上来说,即可以克服真实被控对象的缺点,又极大地丰富了控制对象种类,扩展了学生的工程应用经验。
3.难度渐进的课题设计,方便因材施教。
该软件设置了初级、中级和高级多层次的学习环节,各课题之间呈现出渐进式的提高,各个环节有数目不等、难度不同的设计题。在教学过程中教师可以结合使用的教材以及学生的基本情况来选择相应难度的课题,对于PLC编程要求高的专业可适当多选择几个难度高的课题。此外还可以根据学生的学习情况适时地调整,当学生学习吃力时只要求完成基本课题任务,以免学生失去学好这门课的信心;学习情况较好时可增加课题任务,提升学生的自信。此外,在教学应用中教师可以直接把该软件给定的控制任务作为课题,也可以灵活地根据自己的授课需求借用其模拟场景布置控制任务,软件照样可以仿真运行。因此使用很灵活,方便因“材”施教。
4.创建了良好的课后自学平台。
在该软件B、C两个单元的基本编程训练中,采用了专家指导式的编程提示,在每一个程序的学习单元中,操作步骤都详细明了地列出了,逐步引导学生学会编制简单的梯形图,对于程度低的学生自学此部分可巩固基本程序的编程。对于程度较好的学生可以选择适合自己水平的感兴趣的课题练习,该软件为学生提供了自我尝试和满足好奇心理的平台。国论
三、仿真软件应用在PLC教学中取得的效果
通过教学实践证明,仿真软件在PLC 教学中的作用是显著的,是必不可少的,仿真教学的应用所取得的教学效果是良好的。具体体现在以下几个方面:
1.提高了学生学习PLC课程的兴趣
由于使用仿真软件在计算机上就可以直观生动地显示执行程序结果,使抽象的程序得到了形象化的演示。而且学生对程序做的每一点改进都能导致仿真结果的变更,这使得学生很有成就感,激发学生的学习兴趣,调动学生学习积极性和主动参与意识。
2.培养了学生学习能力、解决问题能力
当学生掌握了基本的编程指令,具备一定的编程能力后,教师可运用任务驱动教学法教学PLC编程,放手让学生自己完成某一个明确的编程任务,让学生自己去想方法、查指令、编程序,教师只是适时予以点拨,让学生在仿真软件的辅助下反复地查找程序漏洞、查看结果,反复修改、优化程序,直至仿真的结果达到预期的任务目标。在这个过程中,学生的学习能力、解决问题能力及编程能力可以得到很好的锻炼与提高。
3.充分发挥了学生的创新思维
有了仿真软件来验证程序,学生不再依赖教师的判定,教师主要起点拨、答疑作用。学生完全可以按照自己的思路进行编程,然后验证正确与否,总结经验。这样也就最大限度地发挥了学生的主体性,使学生在主动探索过程中真正理解PLC控制技术的知识,真正掌握根据生产要求设计控制程序的方法,能最大限度地发挥学生的想象能力,学生的创造思维在完成任务的过程中得到了很好的培养,大大地提高学生的创新意识。
总之,在PLC教学中使用仿真软件,不仅可以较容易的突破难点、提高教学质量,而且对PLC教学实践不足是一个重要的补充。但是我们也应该明确,软件仿真并不能完全代替硬件,硬件实验设施对学生动手操作能力的锻炼是不能完全替代的。为了培养生产一线需要的技术型人才,高职院校对硬件实验设备的投资也是必要的。
[参考文献]:
[1]姜新桥石建华可编程控制器应用基础[M].华中科技大学出版社 2007
[2]杨进.谈PLC 仿真学习软件在PLC 教学中的应用[J].职业教育研究2007 (5):172.
[3]陈令荣谈“PLC 实训教学”中仿真学习软件的应用[J]. 科技风 2009(19)
[4]陈海霞,任庆海,孙承志项目驱动教学法在PLC课程中的实践 [J] 三江学院学报 2009.11
关键词:PLC;项目教学;评价方法
中图分类号:G42 文献标识码:A
文章编号:1009-0118(2012)09-0145-02
本文通过PLC项目教学的探讨与实践的介绍,目的是想使PLC课程的教学易于教师讲授和学生学习,最终使PLC课程的开设更符合企业用人需要和学生学习兴趣。
一、引言
项目教学是采用项目式的组织形式实施课程的教学目标,使得对学生的知识传授与能力培养与企业的实际需要达到高度统一,这也就是实施PLC项目教学的目的。
如何开展PLC课程的项目教学呢?本文将从PLC项目教学的教学条件、项目设计、效果评价方法及教学实践四个方面来阐述PLC项目教学有关问题。
二、实现PLC项目教学的条件
进行PLC课程的项目教学,需要具备一定的教学条件。首先是能够将整个课程划分为若干个项目,其次是具有进行项目教学的实践基础——设备,再次是有能够实现项目教学的场所——多媒体教室或一体化教室。以下对上述几点进行分析说明。
(一)能够将课程划分为若干个项目
PLC课程的内容特别适合项目教学,原因是PLC开发过程是一个从分析控制要求,到主电路及I/O设计,再到PLC程序设计,最后进行综合调试的过程。这一工作过程,无论是简单的PLC控制系统,还是复杂的PLC控制系统,都是如此。因此,可以根据这一特点将PLC课程中基本知识、接线训练、设计方法、综合调试等按照先简单、后复杂的原则,用项目的方式组织起来,由浅入深的进行教学。
(二)容易实现项目教学的实践条件
项目教学宜在实验室进行,换句话说项目教学需要实践条件的,否则,项目教学就成为纸上谈兵。在精品课程建设过程中,考虑到PLC实验室建设花费不是很大,综合规划实验室建设的规模和档次,为实现项目式教学奠定坚实基础。
(三)创建项目教学的场所
项目教学不仅要有实验室,还应建立具有多媒体设备和PLC演示设备的专用教室。为精讲多练,提升教学效果,提高教学质量,建立集实验设备和多媒体设备于一体的理论实践一体化教室,是项目教学的努力目标。
三、PLC教学的项目设计
(一)PLC课程项目设计的基本原则
PLC课程的项目设计,从教学方面来说是有一定规律可循的,作者认为可遵循以下几项原则:
1、由简单到复杂
项目设计遵循的第一个原则就是由简单到复杂。这一原则十分重要,因为学生在学习过程中是需要成功来激励的。如PLC课程项目设计的第一个项目就是从最简单的电机起保停控制开始,让学生比较容易的进行项目实施并且能够成功的完成项目,使他们在今后的项目实施过程中充满信心。
2、由单一到综合
项目设计遵循的第二个原则就是由单一到综合。训练应从单项训练开始,然后再过渡到综合训练。如设计机械手PLC控制系统时,可以先从机械手的手动操作控制、自动操作控制这些单一训练开始,再过渡到具有手动、自动、单步、单周期的这种综合训练,确保学生能够一步步地完成各个项目。
3、将基础知识、连接训练、设计技能融为一体
项目设计遵循的第三个原则是将PLC的基本知识、PLC外部接线训练、PLC程序设计的技能有机结合。在项目教学的不同阶段,完成不同基础知识、PLC外部连接训练、PLC程序设计方法的项目教学。如在介绍PLC最基本知识的项目中,可借助学生过去学过的电工知识,使用转换法进行PLC程序设计的项目教学;在有了PLC的基本知识后,这时的项目教学中可使用逻辑法和时序法进行PLC程序设计;在介绍状态继电器时,采用状态转移图及步进顺控法进行PLC的程序设计的教学项目;最后在介绍应用指令时,可采用经验法或综合设计法进行PLC程序设计的教学项目。
(二)PLC课程具体项目设计
PLC课程的项目具体应当如何设计呢?这是实施项目教学关键之所在。作者认为PLC项目不仅应满足学生综合素质的提高与高技能培养的要求,还应当是实际生活中应用广泛并且学生十分熟悉的内容。只有应用广泛才能使学生体会到PLC的重要性,只有学生熟悉才能引起学生的兴趣。基于这一认识,选择电动机的控制、交通灯的控制和机械手的控制这些人们熟悉且随处可见对象作为项目教学的主要内容,是十分适合的。
按照PLC项目设计的基本原则并结合以上思路将PLC项目教学的项目类型、项目名称、项目教学的内容及项目教学的教学目标列于表1中。
通过上述8个项目的实施,学生应当能够理解PLC的内部各种继电器及其功能,掌握PLC控制系统的接线和程序设计的方法,能够进行中等复杂程度的PLC控制系统的设计与调试。采取PLC项目教学的方式,并配合项目教学给出一些训练课题,相信学生能够从理解到应用实现平稳过渡,从而完成PLC课程的教学目标。
四、PLC项目教学的评价
采取PLC项目教学,当教学过程完成后该如何测量与评估其教学效果呢?作者认为不能仅进行基本知识的理论考试,还应当结合实际开展综合考核,如给出一些指定的项目,让学生个人独立或二人组合作完成某个项目。根据项目的实施情况主要考察学生以下几个方面:
(一)学生是否掌握了PLC的接线。
(二)学生是否掌握了PLC基本指令的应用。
(三)学生是否掌握了PLC程序的设计方法。
(四)学生是否掌握了PLC控制系统的设计与调试。
(五)学生独立完成或合作完成项目的能力。
综合考核是以PLC知识的应用作为基础、以实际工作能力的测试为目标的考试,这种考核应在实验(训)室现场进行。在有条件的情况下,职业技术学院应努力实现这种考核。
五、PLC项目教学的实践
(一)加强PLC项目教学条件建设
PLC课程的教学进行了多年,但教学效果并不理想,究其原因作者认为,最主要原因是教学目标不明确,教学重点不突出,训练不充分;其次是教学设备与教学条件有缺陷。
如何来解决这一问题,使学生学完这一课程后,能够掌握这一课程的知识点,特别是能够顺利的完成PLC控制系统的设计与调试,这是我们进行PLC项目教学的最终目的。
开设PLC项目教学以来,结合PLC精品课程的建设,积极进行实验(训)室的基础建设,增添PLC设备数量并提高设备档次,有条件的还应建立了多媒体专用教室,为实施PLC项目教学创造良好的教学环境。
(二)拟定PLC项目教学大纲并开发PLC项目教学教材
具备了PLC项目教学的条件后,首先要解决的问题就是要根据需要拟定PLC课程的项目教学方案,即课程教学大纲。将PLC项目教学以教学文件的形式固定下来,使承担PLC教学的教师以项目教学的课程大纲为依据,完成PLC课程的教学任务。在新的PLC课程大纲指导下,保证PLC项目教学的基本质量。
积极编写实施项目教学的教材和实训指导书。有了教材,教师实施项目教学有了基础,有了教材,也方便了学生学习。
[关键词]PLC控制;实训教学;多媒体教学
About PLC Practical Teaching discussing
GUO Li-li
Abstract:The Applied Technology of Programmable Logic Controller is an imporant professional course to the Industrial Electric Automation Specialty and the Integration of Mechanics and Electrics Specialty.It's character is linking weak current and strong current,software and hardware,theory and practice.So we may let our students primely command this technology by practising operation and makimg use of many reasonable teaching means,and then our students must adapt sociality quarters.
Keywords:PLC Control Practical Teaching;Multi-media teaching
PLC是计算机技术与传统的继电器――接触器控制技术相结合的产物,是一种无触点设备,改变程序即可改变生产工艺,而克服了继电器――接触器控制系统中机械触点的接线复杂,可靠性低,灵活性差等缺点,PLC技术已成为现代控制技术的重要支柱之一,随着我国经济的发展和科技的进步,机械行业已经从机械化向智能化方向发展,加工手段已经由技术型向智能型转化。原来有继电器控制的生产设备,因其控制装置体积大、耗电多、可靠性差、改变生产程序不方便等缺点已不能满足产品多元。可编程控制器的问世很快受到工业控制界的欢迎,并得到广泛应用,同时相关人才欠缺,因此我们就要求学生除掌握基本的专业理论知识外,通过学生的实践技能,让学生在校期间操作技能达到符合企业生产的实际需要,这就决定了我们职业学校的教师一定要根据本课程不同教学内容及其特点,采取不同的教学方法。我院为满足教学需要,提高教学质量,作为职业学校更应该适应时代的要求,加强对电类学生的PLC实训教学,添置了一整套PLC实训设备,给老师和学生提供了一理想的实训条件,我做为一位职院实习的教师,谈几点关于PLC实训教学的想法。
一、注重专业基础实训
部分学生学习基础都较差,从而导致本课程教学基础薄弱,教学难度很大。我学院在这方面有自己的模式和特色,在实训教学中,首先进行基础性训练,如照明线路,机床控制线路的安装,在电工板上实际布线,然后进行检查,排故等综合操作训练,使学生有形象,直观的感悟认识,然后由浅入深地引入PLC应用技术的教学内容。PLC是按用户的控制要求编写程序进行的,而程序的编写是用一定的编程语言把任务描述出来,教学中是采用梯形图这种图形语言,它沿用的传统的继电器――接触器控制中的触点、线圈等图形符号。学生在学习时,因为PLC与机床控制线路的相似之处,比较容易理解,便于学生理解掌握,而且还降低了教学难度。在实训前都是经过一段理论的学习,理论与实训如何衔接,在理论够用的条件下,突出实训教学,这就对教学提出了较高的要求。首先教师要精心编排,设计实例,从易到难,由单一到综合,全部教学内容分成五个单元,第一个单元是编程软件的使用,第二个单元以电机的点动、电机的连续控制,电机的连续控制、货物传送控制系统,第三个单元为抢答器系统,第四个单元为红绿灯控制和多灯来回闪烁循环控制等实例,第五个单元为液体混合和铁塔之光等。每个单元都以重要指令应用为主要线索,这样对所学指令进行实际应用,逐一攻破,不但会牢固掌握,而且也学会了实际应用。
二、有效运用教学方法
在PLC课程教学上,尤其是PLC指令及应用、编程方法和实际应用等教学内容上,内容灵活,最适宜于采取双边互动式教学方法。为了搞好双边互动式教学,就要求我们教师在备课时把教材上静态的知识转化为课堂上动态的教学信息,并且在教学过程中要想方设法地创造出一个可以实现双边互动式教学的气氛,通过创设情境、巧设疑问、共同讨论、动手实践等多种教学方式,有效地开展双边互动式教学。同时还要围绕PLC课程“多变性”的教学特点,注重基础,强化共性,即以一种型号PLC为主线,重点学习有关PLC共性的内容,如工作原理、波形图、指令含义、编程原理等。同时也围绕PLC应用“典型性”的教学特点,在PLC技术应用教学中,通过典型案例,如交通信号灯、铁塔之光等,实施案例教学法,提高学生运用基本知识分析和解决实际问题的能力。同时针对“应用性”的教学特点,引入项目教学法,传统的PLC教学及实验模式是教师在课堂讲解PLC的指令系统及编程,即逻辑推理,然后学生在实验室做一些简单的、基础性的实验,而一些典型的控制对象(如电梯设备、机械手等),要求学生运用PLC技术对工业自动化控制领域的实用控制系统,进行编程、接线和仿真调试,从而培养学生创新思能力。
三、在实践中找到学习方法
PLC的应用不是简单的验证,机械的重复,目前,学生在实习时,只需将程序输入,线路连接,然后观察现象即可实成。这种不需动脑的实习是毫无意义的。在教学过程中,教师一般不直接给出实例的程序,而给出程序的框架,引导学生解决问题。首先在编写实训指导书时,我们教师应该根据企业对PLC技术人才的需求,结合学校实际设备情况,针对职业学校本课程教学特点和教学目标,在如何引导广大学生在实训中既动手又动脑上多下功夫。职业学校是一个学生学习基础、动机和习惯差异很大的群体,因此实训教学同样要做到因材施教,采取因人而异的分层教学,即按学生学习能力分组,确定每组不同的实训目标,从而使成绩好的和成绩差的学生在实训中,都能够得到相应的锻炼和培养。除要求学生在规定时间做完基本的实训项目外,还要安排一定量的选修实训项目和研究性课题,让广大学生自主选择,教师现场指导,或者督而不导,从而促使学生自主地分析在实验实训中所遇到的问题,写出实训报告交教师评判,师生共同找出问题的解决办法。对于大型的实训项目,如电梯、机械手等,还可以采取分工合作的教学形式,将全班同学分成不同的小组,由教师明确各小组在实训中的任务和目标,每组采用不同的编程方法,如可以采用逻辑设计法,用基本位指令和定时器实成,也可以用顺序控制法,用保护电路,置位复位指令式,顺控制指令完成。让学生积极参与,独立完成程序编定,上机调试,再不断完善。
总之,在实训教学中,教师要成为学生的组织者,引导者,充分发挥学生的主动性,从实践中找到学习的方法,从而培养广大学生团结协作的职业素质和能力。
四、应有多媒体计算机辅助教学
教师可以借助多媒体制作电子教案,利用生动的画面和动听的音乐吸引学生的注意力,激发学生学习的兴趣。例如讲解交通灯控制程序时,学生对整个过程容易混淆,利用声音和画面,有利于程序的理解。
总之,只有通过大量的实训,让学生自己编程、实际接线和仿真调试,并对运行过程中的问题进行分析和改进,才能培养学生的创新思维和综合应用能力,真正实现学生毕业后在PLC应用领域“零距离上岗”的教学目标。
参考文献:
[1]田淑珍主编.可编程控制器原理及应用.北京:
机械工业出版社.
[2]亚龙实训手册.
Key words: simulation teaching;PLC teaching;application research
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)03-0216-02
0 引言
PLC电气控制系统的设计及调试在现代工业控制中的核心地位日益凸显,在其广泛应用的背景下,各院校电气类专业大多将PLC电气控制列为一门专业的核心课程。但是在教学过程中,更多是将重点放在原理讲解及程序编写等方面,而忽略了硬件接线及故障排除等方面的教学,突出的问题体现在软件的教学与硬件的接线两方面的结合不够,而这恰恰是职业需要的核心能力。学生数量与实训资源的欠缺存在的矛盾导致了教学效果难以保证,通过引入仿真教学并进行应用研究与探索,可有效解决此问题。
1 电气专业PLC典型任务及职业能力的要求
通过企业调研及问卷调查,分析出PLC应用过程中的岗位典型任务是PLC安装接线、编程调试与维护,对应的职业能力主要有以下几个方面:
①能够正确进行PLC的选型;②能够正确进行PLC的安装接线;③能够使用编程软件编写简单的PLC程序并调试;④能够使用PLC与计算机、PLC、变频器、触摸屏等组成通讯网络;⑤能够使用电工仪表工具检修PLC控制系统常见故障;⑥能够正确选择各种传感器并与PLC控制系统相连。
随着信息化技术的发展,宇龙机电仿真软件参照职业标准,结合典型职业能力的要求,在PLC教学过程中可有针对性地培养学生的各项职业能力,实现教学过程与生产过程的对接。
2 仿真软件在PLC教学过程中具体应用
①宇龙机电仿真软件的应用解决了实训设备欠缺的问题,并可随着设备的升级进行软件更新,保证仿真软件与现场设备的高度契合度。使用硬件进行职业能力的培养,因PLC学习过程中学生学习能力及学习兴趣的差异,知识及技能掌握情况参差不齐,不可避免会导致设备的损耗,在注意力不集中的情况下,有可能会出现烧毁PLC及低压电器的案例发生,教学效果较差。使用仿真软件,因其可重复使用的特性,不会导致机损,可解决设备欠缺问题。
②宇龙机电仿真软件硬件接线及程序设计灵活多样,画面丰富,在保证课程内容与职业标准对接的前提下,可有效整合继电器控制系统、PLC控制系统、变频调速系统等,学生学习兴趣大大增强。如设计螺纹加工系统(图1),设备选型灵活多样可组合设计,克服实物教学型号单一的问题。其按钮、接触器、PLC类型的选择均可更改,学生通过选型遴选出符合控制要求的各种电器。
③软件仿真应用贴近现场实践。在保证选型正确并完成正确接线的基础上,学生可进行PLC编程设计,仿真软件程序设计界面及工作方式与真实PLC基本一致,可实现仿真与现实的高度统一,学生在两者之间转换无差异,可有效衔接。
④通过仿真软件教学,结合软件中接线及程序的编写,学生可直观验证其系统设计的正确性与否,同时仿真软件为动态软件,PLC控制硬件的动作可在仿真软件上直观显示,与实践现场无异。如果系统设计过程中出现程序问题或接线错误,可利用仪表进行查找,培养学生排除故障的能力。PLC教学中使用仿真软件,按照设计>验证>调试>故障排除等步骤,可培养学生养成PLC电气控制系统设计的思路及方法,达到职业能力中对PLC控制系统的要求。
⑤仿真教学可有效实施项目导向、任务驱动的新型教学方法及手段,根据现场具体的控制要求设计多种控制对象,教学过程中按照由简入繁、通用到特殊的原则使学生掌握PLC课程的知识点及达到技能要求,切实实现教学做一体。
⑥仿真软件与职业证书培训相融合,因仿真软件灵活多样的特性,且其与现场实际的高度统一,在PLC相关职业资格证书培训过程中,可作为培训的主要手段,保证学生练习的效果,对证书的通过率大有帮助。
3 PLC仿真教学存在的问题
宇龙仿真教学可解决教学过程中存在的诸多问题,但是在细节方面仍有需要改善的环节:一是电气实践环节如信号的干扰等问题在仿真中无法实现;二是不同现场环境对低压电气的影响如潮气导致的电气问题在仿真中无法实现;三是电工工艺的施工标准等在仿真软件中无法得到练习。
针对第一个问题,可在实训室中将强电信号和弱点信号不做隔离处理,采用案例教学,使学生理解信号干扰在电路中存在问题;针对第二个问题,可采用仿真教学与现场教学相结合的方式,编程接线等在仿真中重点练习,环境影响导致的电气问题组织学生去港口现场,由现场技术人员讲解环境对电气的影响,同时可展示现场的具体故障,强化认知;针对第三个问题,在教学过程中可通过与其他课程的交叉学习加以解决,如在PLC学习前首先进行电工工艺课程的学习,使学生掌握电气施工的标准,在仿真教学中由教师对学生电气接线的工艺标准予以考核。
关键词:PLC仿真学习软件;PLC编程;教学效果
PLC是可编程控制器的简称,PLC技术是在继电接触器控制和计算机基础上开发的工业自动控制装置。由于它可以通过软件来改变控制过程,且编程较为简单,所以目前PLC在工业控制中占据了主导地位,得到了非常广泛的应用。为适应这种形势需求,PLC技术已成为各类职业技术学校电子电气专业的一门专业课,我校也不例外。PLC是我校电子信息与应用专业开设的专业课之一,教材版本以学习三菱FX2N系列PLC的基本指令和应用为主。
在PLC教学过程中,笔者发现学生学习PLC普遍感到比较困难。一方面是因为PLC是以微处理器为核心,将自动化控制技术、计算机技术、通信技术融为一体的工业自动控制装置。要学好这门课程,对学生在电力拖动、工业电子学等课程的理论、实操能力有一定的要求,而职校学生的基础普遍较差,学习起来比较吃力。另一方面,学校缺乏相应的PLC实验设备,学生没有动手实践的机会。在这种情况下,如何寻找到PLC教学的突破口,提高教学质量呢?通过教学实践和探索,笔者认为利用PLC仿真学习软件(该软件名称为FX-TRN-BEG-C),可以轻松有趣地引导学生学习PLC,取得事半功倍的教学效果。
FX-TRN-BEG-C是三菱电机最新推出的中文版教学软件,它将虚拟舞台和专家操作指导合成在一起,学习通用梯形
图逻辑编程。将该软件安装在学校多媒体教室的电脑上,学生上PLC实训课时只要到多媒体教室上机,就可以身临
其境地感受到PLC的无穷魅力了。
该软件在教学中的应用主要体现在以下几方面。
大量生动的图片,可激发学生学习PLC的兴趣和热情教育心理学认为,学习兴趣是学习动机的重要组成部分,是推动学生努力学习的强大动力。学生只有对PLC学习有了浓厚的兴趣,才会有求知的欲望,才能勤于思考。该教学软件一共分六个单元,分别是A~F。A是PLC简介单元,它用大量的图片介绍了在工厂自动化领域以及日常生活中应用PLC技术的许多实例,通过A单元的入门学习,可以让学生充分认识到PLC技术的实用性。PLC已经渗透到我们日常生活中的各个角落,在提高我们的生活质量方面扮演着很重要的角色,以此来激发学生学习PLC的兴趣和热情。这些生动的图片演示,比在教室里枯燥的讲述有趣,学生更乐于接受。
专家指导式的编程提示,可突破学生学习PLC的难点在PLC学习中,学会编程是重点,如何绘制梯形图是难点。利用该软件可以较容易突破难点,掌握重点。因为该软件的B单元就是基本程序的学习单元,它主要介绍了基本输入输出程序、标准程序、控制优化程序、输入状态读取程序等等。在每一个程序的学习单元中,它都列出了详细明了的操作步骤,一步一步引导学生学会编制简单的梯形图,以及进行仿真运行,使学生对基本程序的编程有初步的认识。该软件的C单元是轻松的练习单元,它详细介绍了基本定时器和计数器的编程要领,并介绍了应用定时器和基本计数器来编程的两个典型实例。通过这个单元的学习,学生对常用的定时器和计数器的编程有了基本的了解。在B、C两个单元的基本编程训练中,它都采用了专家指导式的编程提示,为基础较差的学生学习PLC提供了非常有用的帮助。通过这两个单元基本编程的训练,学生能基本了解PLC编程的特点,对PLC的基本编程方法有了一定的认识,突破了学习PLC的难点,为后续的实际应用题的编程学习打下较扎实的基础。
模拟场景中的仿真运行,可帮助学生更好地理解PLC的工作原理要让学生对PLC的工作过程有全面的认识和了解,除具备一定的编程能力,掌握基本的编程技巧外,还要让学生按照实际的控制要求进行仿真运行和调试,从而找到程序中的不足和漏洞,进行反复修改,达到优化程序、熟悉编程的目的。而FX-TRN-BEG-C教学软件就是这样一个能提供各种控制要求、仿真运行各种控制程序的教学平台。它操作简单,利用3D虚拟空间设计,模拟出各种真实场景。例如,交通信号灯控制、正反转控制、分拣和分配线控制、舞台装置控制、升降机控制等等,每一个场景都惟妙惟肖,图文并茂。学生可以在任意一个场景中按照控制要求进行编程,绘出梯形图,并对PLC进行仿真运行操作,在仿真运行中可以观察运行结果是否符合设计要求。同时,在运行中还可以确认各个元件与程序的状态,适时监控各个元件的工作过程。通过运行监控,学生更好地理解和掌握PLC各个元件的作用,巩固课堂上所学的理论知识。
循序渐进式的课程设置,科学合理,可以照顾到全体学生教学是面向全体学生的。从心理学的角度来讲,人的个性特征及心理倾向不尽相同,学生在智力上有差异,在观察力、理解力、想象力、记忆力、模仿力、表达及思维能力方面有所不同。因此,在PLC教学中,笔者采用了“因人施教”的分层教学法。而PLC教学软件就提供了一个分层教学的良好平台。因为该软件的D、E、F单元分别是初级、中级、高级挑战单元,每一单元均有6道设计题,难度不等,其中初级挑战题难度较低,难度系数为1~2颗星;中级挑战题的难度稍大,难度系数为2~3颗星;高级挑战题的难度最大,难度系数为3~4颗星。在具体教学过程中,对程度较低的学生,采用“初级挑战单元”中的部分内容进行训练。对程度较好的学生采用“中级挑战单元”或“高级挑战单元”中的部分内容进行训练。学生各取所需,各有所获,这样既提升了学生的自信心,又拓展了学生的创造性思维。另外,对于较复杂的设计题,如自动门操作控制、输送带控制等等,还可以采用让学生分工合作的教学形式,将全班学生分成不同的小组,明确各小组的设计任务和目标,培养学生团结协作的团队精神。
总之,通过教学实践,笔者认为用PLC仿真学习软件进行PLC辅助教学是可行的,能收到较好的教学效果。学生通过电脑上机,仿真实践,可以更好地观察和消化所学的理论知识,同时通过PLC仿真学习软件实现人机交互,可以尝试改变某些指令、程序,再观察试验结果,立竿见影,能极大地调动学生的学习热情,使学生体会到成功的快乐,有成就感,学习时兴趣盎然,产生不断深入学习PLC的动力。在笔者所教授的学生当中,就涌现了不少学习积极性高、编程能力强的尖子生,通过这些尖子生可带动班级同学共同学习、共同进步。笔者所教授班级的大部分学生都具备了初步的编程能力,掌握了一定的编程技巧,取得了较为显著的教学效果。
参考文献:
关键词: 项目教学法 PLC课程 实训教学
随着PLC技术在工业自动化领域的广泛应用,各类职业院校将PLC技术作为机电类学生必修必学的一门重要课程。但由于在PLC课程实训教学中既有理论又有实践,既有工作原理又有编程方法,既有典型单元程序又有复杂实用案例,并具有多变性、综合性、典型性、实践性和实用性等教学特点,因此,要想克服在实训教学过程中遇到的各种硬件和软件上的诸多问题,更好地开展PLC实训教学和提高教学质量,就必须引入更新、更好、更加有效的教学方法及理念。
一、项目教学法的含义
项目教学法是通过“项目”的形式进行来进行教学的。就是在老师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价。整个教学过程都由学生自己负责,学生则通过该项目的进行,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求,使学习过程成为一个人人参与的实践活动,这个实践活动注重的不是最终的结果,而是完成项目的过程。学生在项目实践过程中,理解和把握课程要求的知识和技能,体验创新的艰辛与乐趣,培养分析问题和解决问题的思想和方法。同时,通过实际操作,训练其在实际工作中与不同专业、不同部门的同事协调、合作的能力。
二、在PLC实训教学中引入项目教学法的意义
目前PLC实训教学存在以下几个问题:从硬件上来说,设备少,学生多,一般情况下不可能做到每人一套设备。从软件上来讲,PLC课程具有指令多、理解较抽象、实践性强等特点,使学生在PLC编程时常常感觉较枯燥无味,内容抽象,不容易听懂。在PLC实训教学中引入项目教学法,可以项目为载体,将每个实训项目以项目内容为主线,以任务目标为驱动,通过不同的项目分类把PLC的基本指令、功能指令及其综合应用等内容安排到教学当中。在这个过程中,师生共同围绕一个项目任务发现问题、解决问题,从而对所学知识有更好的理解。整个过程可分为几个具体的步骤来实施。其中分析问题、方案设计、项目实施及最终评价都由学生协作完成,以学生作为学习的主体。学生以项目任务为目标,制订相关的实施计划,通过该项目了解每个环节用到的PLC的相关指令,并通过实际动手操作掌握指令的应用。学生在实践中能领会和掌握PLC指令,并通过分析调试中出现的问题提高排故障的能力,体验创新的乐趣。
三、项目教学法在PLC实训教学中的实施
在PLC实训教学时,首先要精心地选择和设计适合开展项目教学的课题,然后可按照以下流程进行设计和实施。
1.设计并确定项目。
选定的项目任务要注意项目的完整性,项目从设计、实施到完成必须有明显的成果,使学生完成项目后能获得成就感,从而进一步激发学生的学习兴趣。因此,所选项目目标大小和任务要适宜,有一定的层次性,由浅入深,符合学生的实际情况,假如要学较长时间才能出效果或目标不易实现,那就会严重影响学生的学习积极性。所以,选择项目任务是开展项目教育的关键。比如以“三相电动机正反转控制电路”为例,该电路主要是通过两个接触器之间的连线来改变电动机定子绕组的电源相序,实现对电动机的正反转控制。一是该电路比较简单,学生对该电路较为熟悉。二是对初学PLC的学生来讲,也容易激发他们的兴趣,原来通过连线实现的逻辑功能,现在通过PLC同样能实现。
2.学生分组、制订计划。
在设计并确定项目后,可根据学生的学习情况及动手能力,将全班学生分成若干小组并确定该小组的负责人。负责人在老师的指导下对本组成员进一步分工,明确各自任务并制订详细可行的计划。应该保障每个小组都具有团结协作和互相帮助的团队精神,避免出现在整个项目实施过程中有人“忙”有人“闲”的现象。
3.学生自主学习、设计、讨论。
根据实施项目所需知识点的要求,以小组为单位进行相关理论知识的学习,主要采用自主学习和讨论的形式,在此过程中如遇问题,可请老师答疑解惑。通过学习具备实施项目所需的知识储备,同时设计出实施项目的具体步骤。比如在“三相电动机正反转控制”这个项目中,学生应该复习传统继电控制的正反转电路的动作过程,理解并消化它的逻辑功能,要了解PLC的基本知识,掌握PLC的基本指令和PLC的I/O的分配,掌握PLC的基本编程方法等相关知识。
4.实施项目。
计划后的实施是重要的一步。一般应从五个方面实施:(1)通过分析控制要求,分配输入、输出点,写出I/O通道地址分配表;(2)画出PLC接线图(I/O接线图);(3)程序设计;(4)程序输入及仿真运行:(5)线路安装与调试。
学生实施的过程,既是对前面所学理论知识的消化及巩固的过程,又是培养实际动手能力和工作能力的过程。在这个过程中有可能产生很多问题,当发生错误时,老师要及时引导学生分析问题,修正错误。例如,一些学生在程序设计中缺少对指令的理解和认识,导致程序运行时不能按控制要求实现工作。这时教师不要直接给出答案,而要引导学生自己思索,不断调试运行,分析错误原因。经修正后,使项目运行成功。学生可以在解决问题的过程中学习分析问题的方法和技巧。
5.完成项目。
在各小组做完项目后,要展示项目所实现的功能,介绍该项目的实施过程,分析这个项目哪些地方较满意,哪些地方还需改进。当每个小组汇报结束后,各小组之间要进行互评,最后由老师对各组的情况进行相应的点评。
6.评论、总结。
项目的评论与总结也是一个重要的环节,这个过程也是学生学习和提高的过程。学生在操作中会发现各种问题,在自评和互评,以及老师的点评中会发现自己的不足及别人的长处,从而提高自己的能力。老师对学生的考核评价应将能力、素质、知识的考核评价融合于课题的完成过程之中。考核评价的内容应包括职业素质、学习过程、理论素质三个方面。其中职业素质和学习过程的考核在项目的实施过程中逐渐完成,理论素质的考核可通过笔试完成。这样可对学生有一个客观全面的评价。
四、在PLC实训教学中实施项目教学法的体会
在PLC实训教学中应用项目教学法,增强了教学效果,提高了教学质量。主要表现在激发了学生的学习兴趣,使学生在学习中充满热情;解决了职业院校学生学习主动性较低的问题,绝大部分学生能积极参与到教学活动中,既培养了学生的团队精神,又提高了学生的思维能力、分析问题及解决问题的能力等综合能力。当然,不是所有的课题都适合项目教学。另外,在项目实施过程中可能会出现教学过程松散、个别学生偷懒等现象。我们需要不断总结和改进,力争取得更好的教学效果,使PLC实训教学质量得到进一步提高。
参考文献:
1 项目教学法的设计理念
项目教学法的主要内容为实践,通过师生共同完成几个项目,开展教学工作;营造良好的教学环境,学生通过认知与了解实际情况,在动手完成的过程中,可以对相关的理论知识、实践技能等有效掌握,有机结合了理论与实践。
1.1 明确培养目标
以某院校电气自动化专业为例,其确立的培养目标为对基础理论知识、专门知识充分掌握,对本专业领域实际工作的基本能力与技能重点掌握,且具备相应的职业素质,能够满足一线生产需求的技能型高素质人才。为了促使行业需求得到满足,学生们能够对PLC的I/O接线顺利绘制和连接,能够对基本指令、功能指令等正确使用,能够安装调试程序,能够借助于通讯程序联合控制多台PLC控制设备等。
1.2 充分了解企业需求
在具体实践中,将调研、企业走访、毕业生反馈等形式综合运用过来,会同其他专家学者,对从事某一个岗位需要的知识能力、素质要求等科学分析来对企业需求与学生实际能力之间的差距科学了解,外聘企业中的高级工程师、研究员等开展授课培训活动,促使存在的差距得到不断缩小。此外,对企业典型的PLC自动控制装置进行收集,对教学项目合理设计,以便对学生的专业素质、技能大力培养。
1.3 考虑学生能力
要综合考虑学生的实际能力,合理设置项目。不管是多完善的项目内容,都需要将教学活动的整体性原则充分纳入考虑范围。结合院校实际情况,将因材施教的计划实施下去,综合考虑学生不同的能力水平,对项目活动合理设计,方便学生选择。通过制定本种项目实施计划方案,可以更加顺利的完成教学任务,且师生、生生之间的互动交流也得到了强化。
2 项目教学法在PLC教学中的实施
在项目教学法模式下,PLC教学过程中,教师与学生需要共同完成某一个项目,将师生之间的良性互动关系构建起来,统一学中做、做中学,对学生的自我学习能力有机培养,促使学生更加深入的掌握知识与技能。
2.1 对项目内容合理确定
教师要对大型综合项目合理设计与选择,保证本项目能够贯穿整个PLC技术及应用课程,通过本项目载体来对学生的职业岗位综合能力有机培养和训练。要贯彻实用性、典型性以及覆盖性的原则来选择项目。教师要充分重视项目设计环节,因为项目设计质量会对课程教学成效产生直接的影响和决定作用,同时,将学生不同的层次水平充分纳入考虑范围。以本院校为例,选择了红绿灯的PLC设计、机械手控制的PLC设计等项目。
2.2 项目的实施
确定了项目内容后,就需要考虑项目的实施;在本环节内,教师与学生需要加强交流互动,对计划教学项目分组制定与实施;每一组的学生控制在4名左右,且有机组合基础不好的学生与具有较高基础水平和动手能力的学生;这样既可以保证能够按时完成项目活动,学生之间的交流也可以得到强化,可以促进每一个学生获得发展和提升。科学分组之后,以小组为单位,学生对项目活动的实施计划科学制定,如各项内容分配时间、每位同学负责的任务内容等,以便充分调动每一个学生的积极性与主动性。在项目实施过程中,需要通过互相交流讨论,对相关资料仔细搜集等,对工作方案合理拟定,通过互相合作,促使工作任务能够顺利完成;每一个学生都参与到小组活动中来,促使学生的团结协作精神得到有效培养。在这个过程中,教师要充分发挥指导作用,帮助学生解决各种难题,指出实践活动中存在的不足。
2.3 教学方法与教学手段
在具体教学中,需要将情境教学法、任务驱动教学法、项目导向法等一系列教学方法综合运用过来,充分凸显任务驱动,促使学生的创新能力得到有效培养。要结合具体项目,通过任务驱动教学方法,帮助学生感性认知项目,将学生的学习动力激发出来,结合任务实施中出现的各种难题与难点,积极学习理论知识;引导学生将学习到的各种知识技能综合运用过来,科学规划与设计工作任务,帮助学生养成良好的职业素质,提升其工作技能水平。项目实施过程中,鼓励学生盲目守旧,而是要积极创新,能够用其他完全不同的步骤和方法解决问题,进而对学生的创新思维、创新能力等有效培养。此外,要将实验室等长期开放提供给学生,促使学生的动手动脑机会得到增加,这样学生不仅可以深入理解课堂中的内容,还可以在此训练课外课题,如课外兴趣小组的构建、科技创新活动的开展等,对学生实践动手能力的培养,具有较大的帮助和意义。在教学手段方法,则要积极运用先进的科学技术,制作优良的多媒体课件,开展软件仿真及自动线实操训练,有机结合企业参观、现场教学等多样化的教学手段。同时,将网络课程积极利用起来,对网络学习交流平台有机构建,促使网上学习、练习及考核等得到顺利实现。
1. 教学手段单调、方法单一。在教学中,教师仍然沿用一块黑板、一支粉笔、一本教材的传统教学模式,没有合理运用多媒体教学课件、Flash 动画、仿真软件等现代教学手段,没有充分体现学生的主体地位,学生只会简单机械地重复套用概念,缺乏发现问题、分析问题、解决问题的能力。
2. 课程模式设置不合理。教师在制定教学计划时,简单地将教学内容设置为理论课 + 实验课,忽视职业技能训练,没有将理论课与实验课有机结合起来,没有遵循学生的认知规律,没有突出对学生综合素质的培养。
3. 从教学过程来看,教师只注重讲授理论知识,缺乏师生之间的互动,学生只是被动地接受知识,学习的积极性未能得到有效激发。
由于基础比较薄弱,职业类学校的学生对于 PLC 课程涉及的微处理器原理、数字逻辑、电子电路、电气控制等知识理解起来比较困难。同时,职业类学校学生中存在对传统理论课教学方式的厌烦情绪,课堂上精力容易分散。
二、任务驱动教学法
1. 任务驱动教学法的内涵
任务驱动教学法是基于建构主义理论,以学生为中心,以任务为驱动,以教师为指导,以提高学生的创新意识和学习能力为目标的教学方法。
任务驱动教学法的主要特点是以任务为主线、教师为主导、学生为主体,改变了以往教师讲,学生听,以教定学的教学模式,创造了以学定教、学生主动参与、自主协作、探索创新的新型学习模式。
2. 任务驱动教学法的作用
(1)从学生角度来看。
学生通过分析任务,选择最优的方案,能够提高分析问题的能力 ;通过小组协作完成任务,能增强学生的团队意识以及主动参与意识,学生通过自主交流、讨论打破了传统的教师满堂灌的局面 ;通过完成一个个任务,学生会获得满足感、成就感,从而激发求知欲望,学生的自信心逐步增强了。
(2)从教师角度来看。
任务驱动教学法基于建构主义教学理论,转变了传统的以传授知识为主的教学理念,实现了以完成任务为主的多维互动,使学生处于积极的学习状态,为学生的思考、探索、发现和创新提供了开放的空间,使课堂教学过程充满了民主、充满了个性、充满了人性,课堂气氛真正活跃起来。
三、任务驱动教学法在中职 PLC 教学中的应用实例
以下以电动机的正反转控制为例
1. 创设情境,设计任务
任务设计是关键,在教学中,教师和学生通过创设问题的情景,把所要学习的知识巧妙地隐含到一个个任务中,让学生在完成任务的同时达到掌握知识的目的。
【创设情景】通过播放课件与动画,提高学生学习兴趣,激发求知欲。学生在教师的引导下受到启发。
【设问】电钻主轴可实现顺时针旋转与逆时针旋转的自由切换,同学们知道它是如何实现的吗?
【引导启发】其实很简单,大家从电动机的工作原理认真探究,开动脑筋,就一定能找到解决问题的好办法。
【导入新课】本课题的主要任务就是通过小组协作完成三相交流电动机正反转控制线路的设计、布线与调试等任务,解决实际生产中电钻主轴正转与反转的操作问题。
2. 师生讨论,分解任务
任务设计后,教师不要急于讲解,而应先让学生讨论,分析任务,提出问题。在分析任务时可以采取头脑风暴法,让每一个学生充分发言,由教师适当启发和引导。而在这些问题中,有很多是以前没学过的,即隐含了新的知识点,这正是教师要求学生去解决的。
【师生分析】
(1)电动机轴正反转原理,电子三相绕组电源任意两相对调,改变了定子电源的相序,也就改变了电动机轴旋转的方向。
(2)使用元器件、转换开关、行程开关、热继电器等等。
3. 小组合作,完成任务
在提出问题设计实施过程之后,学生就需要通过各种途径、方法、手段完成任务。学生可以围绕任务,查阅资料,尝试探索。在这个过程中,强调自主学习、小组协作学习等。
【小组合作】
通过小组合作,绘制原理图。由学生进行设计,教师进行完善。绘图时应使用正确的文字符号和图形符号。引导学生设计梯形图并仿真运行,完成实验探究。教师在教学过程中,要根据学情将学生分成若干个学习小组。
4. 总结反馈,评价任务
关键词:项目教学法;PLC教学;自主学习;PLC仿真软件
中图分类号:G712文献标识码:B文章编号:1006-5962(2013)04-0060-02
可编程序控制器(PLC)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC在水电站自动控制、变电站自动控制中具有非常重要的地位,因此在教学中成为职业技术学校电气专业的一门必修课,且在职业技能鉴定中也成为指定的考核内容之一。在以往的PLC教学中,教学模式主要是以教师讲授为中心,教师将加工好的信息和知识通过语言、教具或者多媒体等工具呈现给学生,学生则接受教师传达的教学信息。但在PLC的实际教学中,教师们会发现学生们对PLC学习普遍感到困难。从内容上来说,以微处理器为核心的PLC,要求把计算机技术、通信技术、自动化控制技术相融合来进行工业自动化控制,这就需要学生在电子、电工等课程的理论和实际操作能力达到一定的水平。但通常职业技术学校的学生理论基础差,理论水平达不到,学习较为吃力,并且学生在中学已经证明不是很适应理论教学,学生学不懂,久而久之就会失去学习兴趣。
项目教学法是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动.其目的是在教学中把理论教学与实践教学有机地结合起来.充分发掘学生的创造潜能,项目教学与传统教学相比较有自己的显著特征,具体表现为:(1)教学内容以工作任务为依托:(2)教学活动以学生为主体;(3)学习成果以多样化为特征。在项目教学中,每个学生会给出不同的解决任务的方案与策略,因此学习成果不是唯一的,而是多样化的。项目教学法具有实践性、明确性、自主性、发展性、综合性、开放性等特点。如果能实现用项目教学法来教授PLC,学生会更能接受,那么如何在PLC教学中引入项目教学法呢?
1要了解这个问题首先来分析PLC课程教学中存在的三点问题
1.1课程要求高,学习困难。毫无疑问,PLC是一门较为专业的课程,信息量大,且编程枯燥是它的特点。学生们要跟根据控制的要求来进行PLC编程过程,从而确定控制的方案。一定的理论基础、自主的学习意识是PLC对学生们的基本要求。
1.2配套的实训设备不足,同学们的实践经历不够。PLC的实训设备普遍价格高,很多的职业学校资金也较为紧张,有限的PLC实训设备数量越来越无法满足今年来激增的相关专业招生人数,根本不能保证学生们人手一套。二是只要是硬件实训,就存在着设备的故障问题、材料的损耗问题,无疑这一方面又一步降低了实训次数,增加了维修成本。
1.3实际学习远远落后于理论教育,学生们的创新思维受到抑制。在一般的课堂教学中,大多数任课老师就先按照教材一步步进行讲解教学,将全部指令讲述后,讲解PLC具体的编程方法,接着再让同学们去做实训,实践明显远远跟不上理论的学习。
基于以上三点问题,通过多年的实践和教学探索,越来越多的人开始认同PLC仿真软件,只有它才能更具效率地、轻松地引导学生们学习PLC,实现项目教学并且教学效果事半功倍。以三菱推出FX-TRN-BEG-C的中文版学习软件为例,它是三菱电机最新推出的中文版教学软件,将虚拟舞台和专家操作指导合成在一起,学习通用梯形图逻辑编程。将该软件安装在学校多媒体教室的电脑上,学生上PLC实训课时只要到机房上机,就可以身临其境地感受到PLC的无穷魅力了。
2PCL仿真软件的应用体现
2.1仿真软件分为A单元(让我们学习FX系列PLC),难度1星;B单元(让我们学习基本的),难度1-2星;C单元(轻松的练习!)难度1-2星;D单元(初级挑战)难度1-2星;E单元(中级挑战)难度2-3星;F单元(高级挑战)难度3-4星。该软件界面如下:
A-F单元的难度是循序渐进的,其中A单元用生动的图片展示在工厂的自动化领域、日常生活中许多地方都应用了PLC技术。让学生们能充分认识到它已经遍布渗透到我们生活的每一个角落。
2.2专家指导编程模式的应用。
PLC学习的重点是学会如何编程,难点是如何去绘制梯形图。PLC仿真软件的B-C单元有专门的讲解,其内容为介绍基本的输入输出程序、标准程序、输入状态读取程序、控制优化程序等,讲解中列出了梯形图和此梯形图能实现的控制功能,学生只需要输入讲解中的梯形图后模拟写入PLC后运行实现3D模拟控制,例如C单元-3应用定时器程序-2例中,专家的讲解及根据讲解对照输入梯形图后运行的界面如下图:
经过B和C单元的模仿练习,学生具备了基本的编程基础,并基本了解此仿真软件的使用方法。从D单元开始,讲解中只会列出希望实现的功能,需要学生自己设计梯形图后输入运行,难度开始逐渐增加。这样的专家指导式的软件可较为容易地图突破掉难点,掌握住重点,专家指导编程模式的应用是利用PLC仿真软件教学的一大成功之处。
2.3大量模拟场景仿真的应用。
PLC仿真软件的3D虚拟空间具有模拟各种真实场景的能力。每一个场景都图文并茂,惟妙惟肖。无论是交通灯控制,自动门控制部件的分配分拣,还是分配线的控制、舞台装置的控制,学生们都可以在任意一个场景中进行编程训练,绘画出梯形图,进行PLC仿真运行操作,观察仿真运行试看结果是否和要求。与此同时,我们还可以在仿真运行中监控所有元件运作的过程,保证各个元件、程序状态无误。通过PLC仿真软件中模拟场景的设定、仿真运行,学生们可以较为直观地理解PLC的工作原理,对PLC工作程序有了一个具体、形象、全面的理解认识。实践证明同学们对这个软件非常感兴趣,有学生说:感觉这样的学习就像是平时玩电脑游戏,过关了PLC也就学会了。
2.4循序渐进的学习模式的应用。
循序渐进式的课程设置,科学合理,可以照顾到全体学生,PLC教学软件提供了一个分层教学的良好平台。因为该软件的D、E、F单元分别是初级、中级、高级挑战单元,每一单元均有6道设计题,难度不等,一般同学都能完成D-E单元的学习,学有余力的同学可以挑战F单元,学生各取所需,各有所获,这样既提升了学生的自信心,又拓展了学生的创造性思维。总之PLC仿真软件是针对PLC教学极为有效率的学习软件。
3设定项目教学任务,完成项目
3.1进行教学分组。
通过PLC仿真软件的学习,各位同学已经对PLC编程非常熟悉,在此基础上可以设定项目教学任务,首先对同学进行分组,一个组以六名学生为宜,将基础好与基础差的学生组合在一起,然后给每个组单独设定教学任务,由组长组织组员完成教学任务,学生在此阶段,需要完成编程、写出输入输出分配表、设计I/O接线图等几项内容,其中每个组员完成哪项内容由组内自行决定。学生按照分工各自进行相应内容的学习和准备,在此过程中,老师要注意观察,鼓励每个学生都积极思考,可以讨论但不能抄袭,小组中基础较差的同学若完成任务有困难,可以寻求基础好的同学给予辅导,也可以咨询老师。
3.2设定教学任务。
教学任务的设定要结合实训室的设备,考虑到学生对交通灯比较熟悉,笔者将"电动机正反转及灯的闪烁"列为教学任务,每个小组的任务有细微差别,以其中一个教学任务为例,控制要求为:
(1)当开关位于"启动"位置时,若10秒内按下按钮A或B则可按下述控制要求动作,若10秒内未按,则灯4常亮,此时按下按钮A或B无效,但灯4变闪光,频率为1次/秒,闪5秒后熄灭。
(2)按下按钮A后,电动机M2启动5秒,后停止2秒再启动5秒停2秒,如此循环2次后,电动机M2持续运行下去。
(3)按下按钮B后,电动机M1正转3秒,且灯1亮。然后电动机M1停转2秒,且灯1熄灭灯2亮。电动机M1反转3秒,且灯2熄灭灯3亮。电动机M1停转2秒,且灯1熄灭灯2亮。电动机M1反转3秒,且灯2熄灭灯3亮。如此循环。
(4)无论电动机M1或M2转动(含正、反转)时,灯4都亮1秒。
(5)当开关位于"停止"位置时,所有操作无效。开关位于"启动"位置时,可重新开始。
要求学生写出输入输出点分配表,绘制PLC接线图,编制PLC控制程序梯形图,接好输入、输出电路和电动机主电路,最后进行运行调试。
3.3实施项目教学。
在项目教学过程中,首先在机房用仿真软件进行调试模拟运行,经过这一阶段,各小组都能在计划时间内完成项目活动。接下来要求小组成员将编写好的程序输入一遍,调试正确后进行实训板接线,接线后加电测试,教师在此过程中应分别参与每个小组的讨论,如果各组的输入输出分配较乱可以进行统一,在学生编程的时候如果没有思路教师可以进行适当的引导,与学生一起讨论定时器、中间继电器、计数器的使用,与学生结合理论解决接线问题。问题基本解决后,各小组要在老师的指导下进行通电试验,有些小组通电试验一次成功,有些小组程序编写不对,有些小组电路板没有通电需要老师帮忙排除故障,经过小组重新讨论,检查接线,修改程序,通过努力基本都能完成本次项目活动。每个小组看到自己的实验板上的交通灯有序闪动,电动机正反转正常运行,都会很有成就感,学生们在此过程中收获了学习技能和学习方法以及完成任务的成就感。
4总结
诚然,用项目教学法进行专业课教学的效果十分明显,但在实施过程中也遇到了不少的问题:(1)要求教师不仅要有较高的理论知识水平.还要有较强的实践动手能力和解决问题的能力。(2)技校学生素质不一.自学能力差,给完成项目任务带来一定的困难。因此。在实施项目教学前.需要用PLC仿真软件做循序渐进的练习,根据班级总体练习的情况决定项目任务的难易,若项目任务相对于学生的水平过于困难会导致学生没有信心完成,同时在项目教学实施时,也应以充分的课时作为保证.必要时延长授课时间,学校的教学安排应配合教师的课程比较集中,例如一早上四个学时的课时都集中,以便学生有充分的时间完成教学任务。(3)项目教学的核心是通过实践最终完成一项任务,因此对实验,实训设备提出较高的要求。学校应在硬件建设方面予以重视.加大投入,设置实训设备损耗专用资金,努力为师生创造一个良好的实践环境。
总之,以PLC仿真软件为辅助结合实训设备进行实际接线并完成任务的项目教学模式中,课堂变得生动活泼、学生学习的热情商涨、每个学生的潜能都得到充分的发挥。培养学生的竞争意识、创新意识.促进他们在人格、意志、身心、体魄等方面的健康发展.为踏人社会参加上作打下坚实的专业基础。
参考文献
[1]姜坤.浅谈PLC仿真软件在PLc教学中的应用[J].计电子世界,2012,(4):15.
[2]田彩云.PLC仿真软件在PLC教学中的作用[J].湖北广播电视大学学报,2010,(5):3-5.
摘 要:PLC原理及应用课程是技工院校机电一体化专业的核心课程。本文结合笔者多年的该门课程的教学实践,从课程内容选择、教学组织设计和教学实践平台构建等几个方面具体介绍了自己的心得体会,与一线教师交流学习。
关键词:PLC原理及应用 机电一体化专业 技工院校
PLC原理及应用课程是技工院校机电一体化专业的核心课程。该门课程理论概念多、实践专业性强,学生学习本门课程存在的障碍较大。笔者多年从事本门课程教学,对如何教好本门课程在教学实践中不断探索与实践。下面笔者就具体谈谈PLC原理及应用课程的教学经验。
一、课程内容的选择
PLC机械设备生产企业比较多,大家熟知的品牌有德国西门子、日本三菱、美国AB品牌等。不同品牌的PLC机械设备的硬件结构体系与操作方法存在较大差异性,PLC使用总路线、通信网络协议以及编程语言方面也是千差万别。在教学过程中,由于教学课时的有限性,不可能每一品牌的PLC原理及应用都面面俱到。另外,PLC教学课程也存在较大差异性。有些PLC原理及应用以德国西门子品牌为基础,而有些PLC原理及应用以日本三菱品牌为基础。对于这些难题,笔者认为,在PLC原理及应用课程教学时,应该以某一PLC品牌为主体、其他PLC品牌为辅助组织教学,让学生了解PLC主要原理及应用方法,同时让学生理解不同品牌之间主要区别与相通之处。笔者在教学过程中,主要选择市场上使用最多的德国西门子PLC品牌为主体,以日本三菱PLC品牌为辅助对照,让学生认识到不同品牌之间的相通性和差异性。这样,学生将来就业碰到不同品牌时依然能够应对自如。
二、教学组织设计
PLC原理及应用课程的教学重点在于教会学生应用PLC,主要是让学生学会接线和编程。为了突破这个学生学习难点,笔者在教学实践中采用项目教学法安排编程教学内容,教学效果比较理想。不过,笔者在组织PLC原理及应用课程教学时,一开始并没有进行项目化教学。这是因为这门课程教学任务涉及两部分,即PLC原理及应用,在PLC原理部分采用传统教学法让学生明白PLC基本结构、工作原理以及编程理论基础等,待学生奠定较坚实理论知识后,按项目教学模式安排PLC应用。PLC应用项目教学时,从简单到复杂,只要求学生读懂简单程序,然后学生模拟简单程序编写,最后进行复杂的案例设计、编程以及测试。具体而言,可以按照以下几个方面组织安排项目教学PLC应用教学任务。
首先让学生明白PLC基本结构、工作原理以及编程理论。比如有关继电器工作原理教学时,向学生介绍PLC触点和线圈等基本知识,让学生对继电器有初步了解,为学生后续编程教学打下允祷础。然后,先简单程序,学生不仅要能够读懂,还要求学生模仿编写。有许多学生反映教学时能够看懂和简单模仿,一旦要自己完全独立编写程序时,就无从下手,不知所措。针对这种情况,笔者认为加强练习是较好的办法。在教学中教师留出较多时间给学生,先布置简单程小练习,在练习中不断增加难度,从编程小练习到小程序、最后达到设计应用程序。最后,项目化安排PLC应用,PLC应用项目案例可以安排一些学生常见的实例,比如交通灯模拟控制、电梯门开关控制等。
三、构建教学实践平台
PLC原理及应用课程是一门实践性很强的课程,构建良好的教学实践平台对于提高教学效果具有重要作用。为此,在安排PLC实践教学时,笔者将本门课程的实践教学分成三部分:第一部分为学生了解编程软件阶段;第二部分为学生模拟练习阶段;第三部分为学生应用案例设计测试阶段。在构建教学实践平台时,笔者建议建立一体化教室。学生在一体化教室内可以进行理论知识讲解、简单练习模拟以及实验设计等。一体化教室的实验设备选购,要选购常见的输入输出端插灯外,更重要的是选购具有触摸屏的工业PLC设备,让学生真实感受和体验到工业用PLC设备使用。学生在教学实践平台实训时,安排的实训任务建议不必太过复杂,并且要求学生全程参与,自己动手硬件组建、接线、编写程序、测试验收。学生实训完成后还要撰写实验报告,不断提高自己的动手操作能力和设计编程能力。
(作者单位:江西省冶金技师学院)
关键词:PLC器件;CPT;教学实践;CXP
中图分类号:G64?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)37-0208-02
一、引言
PLC(可编程控制器)作为通用工业控制计算机,在工业控制领域实现了从无到有,从接线逻辑到存储逻辑的飞跃;在功能上实现了由弱到强,由逻辑控制到数字控制的进步;在应用领域实现了从小到大,从单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。目前,PLC成为工业控制领域的主流控制设备,在世界各地发挥着越来越大的作用。这不仅体现在其应用普及方面,也体现在其新产品的开发速度上,更体现在对相关技术人才的大量需求上。
在就业竞争激烈的今天,掌握PLC应用技术是从事工业控制研发技术人员必须拥有的一门专业技术。但是,目前对PLC技术的教育还很落后,许多相关专业的高校毕业生对此知之甚少,许多学生到工作岗位后不得不进一步补充这方面的知识。计算机技术是与PLC技术紧密相关的,因此,对于计算机专业的本科毕业生,使其具备一定的PLC基本知识,并能完成一些简单的实际工程,这一方面可以完善学生的知识结构,拓展学生的思维方式,提高学生的就业素质,从而有利于学生更加顺利的走向社会、服务于社会;另一方面,有利于拓宽学生的就业渠道,使学生更易于为相关专业领域所接纳。
基于此,计算机学院计算机工程系对本系专业做了富有前瞻性的调整,在计算机技术专业的基础上设立了新的专业方向——计算机控制,其中《PLC器件及应用》课是该专业方向的核心课程之一。
二、《PLC器件及应用》课的教学实践
《PLC器件及应用》课作为计算机专业计算机控制方向的核心课程之一,对于它的教学,其工程实践性要求是很高的。
1.教学实践一。考虑到《PLC器件及应用》课程的工程实践性,最初采用工程实用性较强的教材《PLC应用开发技术与实践》,且只安排了48课时理论教学。《PLC应用开发技术与实践》是一本实用性教材,它以西门子公司的S7-200系列,OMRON公司的CQM1系列,三菱公司的FX2N系列和华光公司的SU-6B系列PLC为例,首先,把PLC分为硬件和软件两部分分别进行介绍,然后综合起来介绍整体的控制系统,最后遵循从简单到复杂的顺序安排许多PLC在不同行业中的具体的工程实例以引导学生从理论到工程实践的转换。通过实践教学发现以下问题:首先,对于《PLC器件及应用》这样一门实践性很强的课程,仅采用传统的纯粹以课堂讲授为主的教学方法是不恰当的,虽然选用了工程实用性较强的《PLC应用开发技术与实践》这本书作为该课程的教材。其次,教材选择有问题。《PLC应用开发技术与实践》的确是一本工程实用性很强的教材,但要通过选用它作教材以填补该课程教学的实践性要求是不合适的。该书不适于做教材,做辅导参考书应该是比较好的选择。第三,课时安排有问题。只安排理论课而没有安排实验课使这门实践性很强的课程失去了实践的意义。以上问题的存在,使得实际教学效果并不象预设的那样理想。学生最终反应只是知道有PLC器件,问到具体知识时就显得有些愣懂,不知所措。
2.教学实践二。为提高PLC教学效果,学院专门建立了PLC实验室。PLC实验室中安排有20台套OMRON公司的CPM2A系列PLC实验箱。为加强《PLC器件及应用》课的实践性,为克服以前教学中的问题,在教学中,给该课程安排了24课时的理论课教学,8课时的理论实验课以及32课时的PLC独立实验课,并通过调研将教材改换为由江秀汉、汤楠等编写,西安电子科技大学出版社出版的《可编程序控制器原理及应用》(第二版)。这种设计安排经实践教学,证明是很有效的。由西安电子科技大学出版社出版的《可编程序控制器原理及应用》是以日本OMRON公司的新型PLC CPM2A系列为主线,系统的介绍了可编程序控制的基本原理,指令系统,PLC网络系统及PLC控制系统的设计方法,介绍了CPT,CX-Programmer等计算机辅助编程的应用。最后对国内外常用的PLC器件作了简单介绍。由于该教材所讲PLC系列和PLC实验室的实验箱中所用的PLC系列相关性很强,这就为整个教学内容的安排创造了良好的前提条件。首先,由于理论课仅安排24课时,而教材中涉及的相关内容又较多,因此理论课讲解就应该有所侧重,比如在讲解第四章(指令系统)时,就点到为止,而不应象讲汇编语言指令那样细讲。另外,对于第五章(编程监控设备及其应用),这章主要与上位机辅助编程环境(如CPT,CX-Programmer等)相关,不讲解该章。这样一来就省出许多课时用于其他章节的讲解。其次,对于8课时的理论实验课,结合上位机辅助编程环境CPT,结合PLC实验箱仅用2课时完成对教材第五章(编程监控设备及其应用)的教学。另外6个实验课时,结合教材第四章(指令系统)安排一些训练题目,学生通过这些题目的实践训练达到对PLC指令系统及上位机辅助编程环境CPT的熟悉掌握,并对梯形图编程及助记符编程有切身的理解。最后是32课时的PLC独立实验课。PLC独立实验课,采用实验箱配套的上位机辅助编程环境CX-Programmer 4.0版,主要完成了实验箱上设计的6个工程实验。首先安排了8个课时让学生结合已熟悉的编程环境,通过题目“抢答器的设计及实现”的完成达到对实验箱上的实验环境,实验箱的连线操作以及编程环境CX-Programmer的熟悉掌握,达到对实验软硬件环境有了切身的感受和理解,为完成后续实验树立了自信心。事实上,后面实验学生表现热情﹑认真。完成实验后,许多学生感觉很有成就感。
三、《PLC器件及应用》课的教学探索思考
1.课程的工程实践性必须落到实处。《PLC器件及应用》是工程实践性很强的课程,因此在教学安排上应该偏重于工程实践训练。目前,除了已经购买的20套实验箱,由几位相关教师开发了10套实验箱以补充实验室设备,结合8课时实验及32课时的独立实验课是能够满足该课程的实践性要求的。
2.明确教授对象是计算机专业的本科生。《PLC器件及应用》课程是针对计算机专业的本科学生开设的,因此讲授课程中一定要考虑其与计算机专业的相关性,既要考虑教学对象已有的与PLC器件相关的计算机知识,也应考虑教学对象后来要学的相关知识,从而使得学生既达到对PLC学习的目的,又使得该课程的教学具有承前启后的效果。《PLC器件及应用》课是面向计算机专业本科大三开设的,《单片机原理及应用》课与其同时开设,而《微机原理》课刚开过。由于PLC器件是建立在单片机之上的一种产品,很多PLC器件内部就使用了单片机,因此,在教学中,引入单片机的相关内容,引入微处理器、单片机与PLC器件的比较内容,强化说明PLC的应用领域及其在工业自动化控制中的重要应用,引导学生学习PLC器件的兴趣及主观积极性。
3.教材的选用上要结合计算机专业。选用西安电子科技大学出版社出版的《可编程序控制器原理及应用》(第二版)作教材,虽然该书不是专门针对计算机专业编写的,但在该书的第一章(概述)中很好的把PLC器件与继电器控制,微型计算机,单片机以及集散系统进行了比较说明,因此上课时只要再做适当的增减调整可以基本达到预期目标。当然,随着后面教学的深入,可考虑自己编写教材。
4.进一步加强独立实验课。对PLC器件的学习必须上升至独立完成一个控制系统,而对于控制系统就不仅要掌握一定的编程技术,还需要知道如何针对实际应用选择合适的PLC器件型号,并对其进行资源配置。目前,已在原有实验箱的6个配套实验基础上,也开发了一些新的实验题目,并在实验中引入组态软件,从而进一步丰富了独立实验课的内容。后面还要结合实验箱努力开发设置一些相关的课程设计,从而让学生在系统级上掌握PLC器件。
四、结语
《PLC器件及应用》课属于计算机科学与技术学科下的二级学科计算机控制技术方向的一门重要课程,对该课程的教学目前仍处于探索阶段,随着今后教学实践的不断深入,还是应该在该课程的实践性上下功夫,比如实验设备的及时更新,整个课程课时的进一步优化,合理的安排相关课程的教学层次等。
参考文献:
[1]求是科技.PLC应用开发技术与工程实践[M].北京:人民邮电出版社,2007.
[2]杨公源,等.可编程控制器PLC原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2004.
摘要:针对课程以往“理论知识指令程序设计”的教学内容模式,作者提出了以项目为导向任务为驱动的教学内容优化整合的探索,介绍本校“PLC技术应用”课程教学内容改革及其实施。
关键词:PLC技术应用 教学内容
一、教学内容改革的指导思想
《PLC技术应用》成为高职高专机电、电气等相关专业的一门实践性很强的专业课程,近年来,《PLC技术应用》课程改革的总方向是基于工作过程导向、任务驱动进行课程开发的。但我校PLC的教学内容还是基于“理论知识指令程序设计”的模式,将指令学习与程序设计割裂,学生到了课程学习的后期,才接触到课程核心,致使学生的学习兴趣降低。为此,近几年我们对PLC课程教学内容的整合进行探索,打破原来的教学内容模式,开发了以项目为导向任务驱动的教学内容模式,使之更贴近我们的教学实际。
二、教学内容整合的总体设计
下面仅以PLC基本逻辑指令及其应用为例,比较教学内容整合前后的安排。整合前教学内容的安排如下:基本逻辑指令(逻辑取及驱动线圈指令LD/LDI/OUT、触点串并联指令AND/ANI/OR/ORI、电路块连接指令ANB/ORB、多重输出电路指令MPS/MRD/MPP、置位与复位指令SET/RST、脉冲输出指令PLS/PLF、脉冲式触点指令LDP/LDF/ANDP/ANDF/ORP/ORF、主控触点指令MCR/MC、逻辑运算结果取反指令INV、空操作和程序结束指令NOP/END);程序的执行过程;常用基本电路的程序设计(启保停电路、定时电路、计数电路及振荡电路);PLC程序设计(梯形图的编程规则、程序设计的方法及设计技巧)。整合后的教学内容安排如下:任务1—三相异步电动机的点动运行;任务2—三相异步电动机连续运行的PLC控制;任务3—三相异步电动机正反转的PLC控制;任务4—三相异步电动机正反转延时控制;任务5—顺序相连的传送带的PLC控制;任务6—三相异步电动机Y-减压起动的PLC控制。
在教学内容的处理和安排上,并没有把基本逻辑指令、常用基本电路的程序设计、程序的执行过程和PLC的程序设计单独集中列出,体现了项目导向任务驱动的教学内容模式;常用基本电路的程序设计并未全部体现在异步电动机的控制程序中,而是用到就阐释,不用则不予探讨,充分体现出高职高专教学关于理论教学内容的尺度问题,即“理论够用”原则;将基本指令的学习及程序设计的方法和技巧穿插在三相异步电动机不同类型的控制中,突出了教学内容的应用。例如,在“三相异步电动机正反转的PLC控制”任务中,先阐述块指令和堆栈指令的含义及其使用主要事项,再给出任务—控制要求,其后进行任务的分析从而确定PLC的I/O点、PLC的控制接线及其梯形图,最后将梯形图的编程原则融入到PLC梯形图的编程中,体现了教学内容的另一特色—重在实践。
三、教学资源建设
根据高职高专的培养目标—高素质技能型专门人才,课程教学内容要围绕学生的全面发展来进行,同时教学内容须具有基础性、实用性和新颖性的特点。为此,在教学过程中,教师走访企业或从已毕业学生的反馈中,了解企业中所使用的PLC的概括及其对从事PLC工作岗位人员的要求(关于知识技能等方面),然后我们再根据岗位要求,参考不同编写风格的教材并结合我们学校硬件设施的实际情况和所教学生的学习习惯和特点,编写出具有地域特色的PLC课程教学目标、授课计划、教案等教学资源。
四、结语
经过近几年对PLC课程教学内容整合的努力探索,在课时总数一定的情况下,我们在适当增加学生实验实训课时方面取得了一定的收获,同时也提升了教师自身的素养。但教学内容的整合还存在一些问题,如新技术新应用内容的增添、教学内容与学生的适应性、学校硬件等方面。在科技日益快速发展的今天,我们应适时调整自我、更新观念、改进教学,才能培养出当代社会所需求的高级技术人才。
参考文献:
[1]阮友德.电气控制与PLC[M].人民邮电出版社,2009.
[2]白娟娟.PLC技术应用[M].北京理工大学出版社,2010.