盧 慧,郭翠玲
(商丘職業(yè)技術學院機電工程系,河南商丘476000)
初期的可編程控制器(Program logic Controller,簡稱PLC)主要在以開關量居多的電氣順序控制系統中使用,但20世紀90年代后,PLC也被廣泛地使用在流程工業(yè)自動化系統中。現在的現場總線控制系統中,PLC更是主角,其應用越來越廣泛。目前,在國內外已廣泛應用于鋼鐵、采礦、石油、化工、制藥、電力、機械制造、汽車、批量控制、裝卸、造紙、食品加工、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)[1],所以,可編程序控制器及其應用課程教學應在做好理論教學的同時更加注重實踐教學,以便學生畢業(yè)后可以運用學校所學知識,較快參與到現代自動化工業(yè)的應用于開發(fā)當中。
理論是實踐的基礎,首先做好理論教學工作。
由于高職院校招收的學生的基礎相對較差,理論知識的學習難度較大。在實際的教學當中,采取適當的教學方法,激發(fā)學生對課程的興趣,學生學習就會由被動變主動。因此,激發(fā)學生對本課程的興趣就成為教學初期的主要任務。第一節(jié)課,盡量帶PLC實物,讓學生對其有一個直觀地認識,用豐富的圖片或視頻資料來介紹PLC的學習特點,以及在現代工業(yè)控制領域中的地位及其應用范圍。還可以通過演示試驗臺的典型實驗來引起學生的好奇,并介紹前幾屆畢業(yè)生編出的比較有趣的實用程序,進一步激發(fā)學生的學習興趣。特別是對有畏難情緒的學生,讓他們認識到學習PLC并不難,樹立信心,產生求知欲望。
教學大綱要求內容較多,但實際理論課安排課時相對較少,這就要求授課時合理安排授課內容。比如:在學習編程語言時,除了梯形圖外,實用性比較強的,國內用的比較多的語言可詳細講授。而實用性不強,國內使用不多的或難以在有限時間內掌握的語言可以不講,這樣可以使學生在有限的時間內對PLC的基本內容較好的掌握。
可編程序控制器及其應用這門課理論性很強,與生產生活有緊密的聯系,包含很多上機實踐。在理論教學中,要根據PLC的課程特點,選擇和實際生產聯系緊密且容易被學生所理解的案例,這樣在理論教學中,學生學起來就不會感到吃力。
在可編程序控制器的理論教學中,要加強直觀教學,采用實物、模型和課堂演示的方式,充分對學生的視覺、聽覺、觸覺等器官進行刺激,使教學印象更加深刻。對于一些抽象概念,可以利用前期課程的知識來有效簡化本課程的學習難度。比如:剛開始講軟元件的輸入繼電器的概念時,如果直接灌輸知識,有相當一部分學生會無法掌握在物理點有/無信號輸入兩種情況下,常開觸點與常閉觸點的工作狀態(tài)。我們可以利用前期學過的電工知識,把輸入理解為按鈕、開關或控制繼電器的開合,這樣就很容易把軟繼電器的概念講解清楚。同理,在電工知識中的中間繼電器和時間繼電器等元件也可用相似的情況拿來對比,使學生在復習鞏固原有知識的同時,也初步認識PLC的梯形圖符號。通過讓學生結合電工控制的線路及實物分析電路動作過程,來引導學生在輕松愉快的氛圍中循序漸進認識PLC、掌握PLC的基本原理和操作方法。
實訓是PLC教學的重要環(huán)節(jié),只有認真安排上課進度才能取得好的教學效果。目前的教學方式多是在教室講述指令,之后到實訓室去做實訓,但實訓內容并不一定直接與最近講授的指令相關。而且教學實驗資源有限,實訓項目設計不合理,實訓中進行重復性編程練習,造成實訓達不到預期目標。PLC是一門實踐性很強的專業(yè)課程,雖然課程的安排一半的課時是實訓課,但在實訓是做本課程的實訓又有局限性,一般的PLC實訓臺,配備的是一臺PLC基本單元,若干實訓掛件,要做的實訓不但受掛件的限制,還受基本單元的功能的限制。
對于以上問題,在實踐教學中我們可以采取如下的辦法解決。
第一、用于教學的PLC教材,在編寫時一般是按照基本原理、基本指令、基本應用、基本操作等分成各個獨立的章節(jié),就是要將全部基本指令學習完畢,再學習基本應用,然后進行基本操作的學習。這樣,在一段時間內學習完所有指令后,有些知識學生學習后已經遺忘,又得產生了混淆,到應用時,又得重新對所涉及的指令進行學習,效率不高。所以,根據本學校的實驗硬件情況和教學內容的進度,重新編寫實訓教材,才能最大限度的發(fā)揮實訓課程的作用。
第二、我校PLC實訓臺采用的是天煌教儀公司產品,實訓臺只有一臺CPU 224CN主機.實訓臺的接線方式(所有線路都在實訓臺面板的背面)會造成學生做完實訓仍然不知道具體的接線是怎么回事,所以在實訓室可以安排一個PLC的散裝系統,使學生可以很好的學習PLC的接線。而且實訓項目看起來很多,其實很多實訓項目存在原理重復問題。比如LED數碼控制、天塔之光、舞臺燈光、噴泉控制這四個實訓項目屬于重復內容。實訓時,如果實訓都做了,會浪費寶貴的課堂時間,但是如果不用也是一種浪費。此時讓學生用不同的指令去完成這些實驗,就會有比較好的效果。比如:LED數碼控制實訓可以用SHRB指令的特性去編寫程序,天塔之光實訓可以用比較指令加計數器指令的特性去編寫[2]。
第三、在實訓教學內容安排上采用由淺入深的方式,使學生學習起來比較容易。例如:在講完定時器指令后安排簡單交通燈實訓。在定時器掌握比較好后,安排十字路口交通燈實訓。在講完SHRB指令后,安排LED數碼顯示實訓。在講完PLC之間的通訊指令后,用網絡連接器、連接線與兩臺實訓臺來做帶有倒計時的十字路口交通燈實訓[3]。因為一臺CPU 224CN上的輸出點無法同時實現交通燈與倒計時數碼管的控制,需要兩臺PLC共同完成,這樣就可以溫故知新,而且由于控制內容比較熟悉,學習理解起來難度就降低很多,學生可以輕松掌握教學內容。
可編程序控制器及其應用課程的實用性與實踐性非常強,教師要根據本校學生特點和教學硬件條件,充分考慮各方面因素,精心策劃每節(jié)課的教學內容,把許多抽象枯燥的知識變得生動、有趣。只有這樣才能使學生可以輕松、高效地學會課程要求的理論知識,提升實踐動手能力,才能為社會輸送合格的高級技術人才。
[1]王永華.現在電氣控制及PLC應用技術(第2版)[M].北京:北京航空航天大學出版社,2012:103~104.
[2]李新德,任軍.電氣控制與 PLC[M].北京:中國商業(yè)出版社,2009:320~321.
[3]天煌教儀.可編程控制器實驗指導書[M].杭州.浙江天煌科技實業(yè)有限公司,2007:63~74.