劉瑋 西北師范大學(xué)知行學(xué)院電信系，甘肅 蘭州 730070

實(shí)踐教學(xué)在PLC課程的應(yīng)用

劉瑋 西北師范大學(xué)知行學(xué)院電信系，甘肅 蘭州 730070

從PLC 課程實(shí)際教學(xué)的出發(fā), 探討了實(shí)踐教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力中的重要作用,并結(jié)合PLC課程實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)介紹了具體實(shí)施步驟和初步實(shí)踐體會(huì)。

自動(dòng)控制；電氣控制教學(xué)；PLC課程；實(shí)踐教學(xué)

引言

PLC（Programmable Logic Controller，可編程程序控制器）是計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制和通信技術(shù)相結(jié)合的一種通用自動(dòng)控制裝置，是一種工業(yè)控制用的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電—接觸器控制電路相結(jié)合的產(chǎn)物，與工業(yè)控制對(duì)象有非常強(qiáng)的接口能力。由于近年P(guān)LC在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，PLC控制也逐步成為各高校自動(dòng)控制方向各專(zhuān)業(yè)較為重要的專(zhuān)業(yè)課之一。

在幾年的PLC 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，體會(huì)到PLC在現(xiàn)代化工業(yè)領(lǐng)域中作用, 為更好地搞好電氣控制PLC課程的教學(xué), 根據(jù)我院的實(shí)際情況和在電氣控制PLC課程教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題, 于2009年開(kāi)始對(duì)PLC 實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)設(shè)備與教學(xué)方法進(jìn)行全面改革，重點(diǎn)突出在實(shí)踐教學(xué)方面。

1.實(shí)踐教學(xué)的概念

實(shí)踐教學(xué)，就是以接近真實(shí)的實(shí)踐題目去要求學(xué)生，讓學(xué)生能夠運(yùn)用理論知識(shí)去設(shè)計(jì)現(xiàn)實(shí)的控制系統(tǒng)。實(shí)踐教學(xué)要求在滿足基本要求的基礎(chǔ)上，允許學(xué)生自由添加創(chuàng)新功能，任課教師同步進(jìn)行指導(dǎo)，設(shè)計(jì)結(jié)束后統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)計(jì)答辯，并將實(shí)踐作品作為成績(jī)的一部分計(jì)入總評(píng)成績(jī)，實(shí)踐成績(jī)占到學(xué)生總評(píng)成績(jī)的近50%，同時(shí)將評(píng)出優(yōu)秀和部分有創(chuàng)新點(diǎn)的作品進(jìn)行展示。學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中,提高了理解和準(zhǔn)確把握課程要求的知識(shí)和技能，培養(yǎng)了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力及團(tuán)隊(duì)精神和合作能力。

2.實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施步驟

2.1 如何設(shè)置實(shí)踐題目

設(shè)置實(shí)踐題目是實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵，首先以基本實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，但一定要區(qū)別與實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐區(qū)別于實(shí)驗(yàn)的就是真實(shí)性，實(shí)驗(yàn)多是以驗(yàn)證為主，而實(shí)踐以接近現(xiàn)實(shí)為主。其次設(shè)置的題目一定要有難度的區(qū)分。由于學(xué)生對(duì)PLC課程的理解和掌握的水平不可能完全一樣，所以一定要難易結(jié)合，設(shè)置難度系數(shù)，最后成績(jī)中體現(xiàn)難度系數(shù)的存在，讓學(xué)生根據(jù)興趣自由選擇。最后設(shè)置實(shí)踐題目一定要留發(fā)揮空間，題目不宜設(shè)定太緊，讓學(xué)生有創(chuàng)新的空間，無(wú)論是從系統(tǒng)的界面、設(shè)計(jì)思路、控制指標(biāo)的提高都可以，學(xué)生會(huì)在自己的興趣指引下，體現(xiàn)出多方面的才能。

2.2 實(shí)踐題目的理論分析

2.2.1 公布題目，自由選擇。在學(xué)期的第6～8周，任課教師要根據(jù)理論教學(xué)效果來(lái)確定設(shè)置題目，題目數(shù)量視分組情況而定，一般2～3人為宜，要有具體分工，避免有學(xué)生逃避考核。題目在學(xué)期第9周左右公布，讓學(xué)生自由選擇，但要有一定的調(diào)控，避免容易的題目扎堆，難題無(wú)人選。

2.2.2 學(xué)生分組并制訂實(shí)施方案。學(xué)生分組多數(shù)是自由組合，討論確定各自的具體分工，這樣, 可以保證項(xiàng)目活動(dòng)按時(shí)完成，有利于學(xué)生間互相交流。分組后，學(xué)生以小組為單位制定實(shí)施項(xiàng)目活動(dòng)的計(jì)劃, 包括任務(wù)分配以及各項(xiàng)內(nèi)容需要的元器件、測(cè)試儀器等。

2.3 項(xiàng)目實(shí)施

2.3.1 分析題目。在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)對(duì)控制要求的分析，確定輸入輸出元件的分配表及相關(guān)配合電路的具體元器件。指導(dǎo)教師主要負(fù)責(zé)提供元器件及相關(guān)測(cè)試儀器，給予基本的題目分析。

2.3.2 繪制PLC 接線圖。根據(jù)所選用的可編程控制器系列型號(hào)，通過(guò)查閱手冊(cè)了解輸入輸出點(diǎn)數(shù)、輸出形式等，進(jìn)一步熟悉PLC 及PLC 內(nèi)部軟元件的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而繪制出PLC 接線圖。盡量選擇實(shí)驗(yàn)室所配備型號(hào)的PLC。

2.3.3 程序設(shè)計(jì)。在程序設(shè)計(jì)思路上，教師可以指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)系統(tǒng)的工作過(guò)程繪出順序功能圖，任課教師不應(yīng)過(guò)多參與，只提出指導(dǎo)思想和方法，逐步鍛煉學(xué)生的獨(dú)立完成能力；根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)出梯形圖，這是整個(gè)項(xiàng)目的難點(diǎn)，一定要求學(xué)生獨(dú)立完成，是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題、進(jìn)行創(chuàng)造性思維的重要過(guò)程。

2.3.4 程序調(diào)試。這個(gè)過(guò)程是整體設(shè)計(jì)中最消耗意志的階段，任課教師要同步的給予指導(dǎo)，多鼓勵(lì)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生遇到困難是冷靜應(yīng)對(duì)的能力，并積累程序設(shè)計(jì)的許多經(jīng)驗(yàn)，這也是實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)重要目的。

3.實(shí)踐教學(xué)的一些總結(jié)

3.1 設(shè)置實(shí)踐題目是實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵。要以教學(xué)目的為依據(jù)，以教材講述的知識(shí)為基礎(chǔ)，還要留給學(xué)生一定的發(fā)揮空間。實(shí)踐題目的難易程度要針對(duì)學(xué)生的實(shí)際水平來(lái)確定。在這個(gè)階段，任課教師設(shè)置的題目是否合理決定著實(shí)施實(shí)踐教學(xué)成功與否，題目過(guò)于簡(jiǎn)單或者過(guò)于困難，實(shí)踐教學(xué)都會(huì)達(dá)不到預(yù)想的教學(xué)效果。

3.2 實(shí)施過(guò)程是實(shí)踐教學(xué)的核心階段。題目確定后，教師要以真實(shí)案例效果講解說(shuō)明，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的興趣, 使學(xué)生能夠積極主動(dòng)地參與實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中。教師在實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)時(shí)，要充分掌控好各個(gè)階段的準(zhǔn)備、實(shí)施的進(jìn)度和結(jié)果，做好每一個(gè)階段可能出現(xiàn)的應(yīng)急準(zhǔn)備。實(shí)踐教學(xué)，要求教師有一定的統(tǒng)籌能力和應(yīng)變能力。

3.3 設(shè)計(jì)答辯是實(shí)踐教學(xué)的最后階段。讓學(xué)生充分表達(dá)、分享自己在設(shè)計(jì)過(guò)程中的收獲。任課教師通過(guò)學(xué)生作品，可以總體評(píng)估本學(xué)期實(shí)踐教學(xué)的效果，同時(shí)與學(xué)生增進(jìn)了了解，對(duì)后續(xù)教學(xué)大有裨益。

PLC課程的實(shí)踐教學(xué)目的明確，調(diào)動(dòng)了大部分學(xué)生的興趣，是對(duì)不直觀、難理解的電器控制理論教學(xué)有益的補(bǔ)充，不僅有利于學(xué)生加深理解和掌握理論知識(shí)，更使學(xué)生能夠應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，是促進(jìn)學(xué)生畢業(yè)后盡快融入與PLC相關(guān)工作崗位的有效途徑。

[1] 陳建明．電氣控制與PLC應(yīng)用[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2010

[2] 鄭阿奇．PLC（西門(mén)子）實(shí)用教程[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2009

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.01.066