張璟

摘要：文章通過十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)設計與制作的實施，具體闡述了該課程的組織過程。通過突出PLC控制系統(tǒng)設計與制作，培養(yǎng)了實際設計能力，為專業(yè)課的學習奠定了堅實的基礎。

關鍵詞：PLC；控制系統(tǒng)；設計；交通燈

中圖分類號：TH707文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）20-0132-02

PLC（可編程序控制器）是一種新型的通用控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術、計算機控制技術和通信技術融為一體，專為工業(yè)控制而設計。因此，學習PLC的最終目的就是能將它應用到實際的工業(yè)控制系統(tǒng)中去。高職院校傳統(tǒng)的教學方法側重于軟件程序設計的教學，忽略了對PLC控制系統(tǒng)的整體設計，學生在學習完課程后，依然不太明白PLC到底能干什么，在實際工作過程如何應用。為了能讓學生徹底理解PLC控制系統(tǒng)設計的全過程，必須讓學生了解PLC從程序設計到硬件組成的PLC工作控制系統(tǒng)的整個過程。

經過多年的教學實踐和不斷探索，筆者進行了大膽的改革和創(chuàng)新，取得了良好的效果。

1在系統(tǒng)設計中學習PLC

在傳統(tǒng)的教學過程中，教師側重于介紹梯形圖、指令表和順序功能圖等程序設計方法，盡管是以項目為載體，也僅僅是讓學生在PLC軟件仿真系統(tǒng)上實施軟件設計，或者是在PLC實訓箱上完成軟件設計、PLC程序寫入和簡單的硬件線路連接，學生在項目任務完成之后，會有短暫的成就感，但若要學生面對一個實際的PLC控制系統(tǒng)的設計項目，他們往往不知如何動手。

在一個完整的PLC控制系統(tǒng)設計中引導學生學習PLC。在系統(tǒng)軟件和硬件的設計過程中，會遇到很多的問題，通過引導學生主動面對這些問題，師生共同解決問題，來激發(fā)學生主動學習的積極性，也讓學生逐漸清楚的了解一個完整的PLC控制系統(tǒng)的設計和調試方法。

然而一個完整的PLC控制系統(tǒng)通常需要十多課時甚至更多課時才能完成，為了防止學生感覺目標遙遠，因設計過程中困難重重而中途放棄，我將整個PLC控制系統(tǒng)的設計分割成若干個任務，讓學生在每一節(jié)課完成其中一個設計任務，也就是，每次課每節(jié)課都有明確的目標，做到重點突出，使得學生在每次課每節(jié)課都有所得，即陶行知先生說的“每課有學理，有實習，二者聯(lián)絡無間，然后完一課即成一事。成一事再學一事，是謂升課。”

2十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)設計

十字路口交通燈控制系統(tǒng)是學生比較熟悉并且容易理解的一個PLC實際應用的案例，對于較為熟悉的控制對象，學生比較容易有信心面對和解決即將到來的眾多問題和困難。

基于系統(tǒng)設計的教學組織實施的具體做法是將順序功能圖的知識點設計成具體的十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)設計情境，將知識與技能融合于教學中，讓學生在學中做，在做中學，以學會做，做學結合。伴隨著教學過程的進行，學生逐漸成為學習的主體，達到教是為了不教的目的。

2.1系統(tǒng)的控制要求

改系統(tǒng)要求用三菱FX1N-40MRPLC實現(xiàn)十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)設計，包括軟件程序設計和硬件電路設計與制作。十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)模擬圖如圖1所示，系統(tǒng)控制時序圖如圖2所示。

具體控制要求如下：

①通過啟動按鈕和停止按鈕實現(xiàn)十字路口交通燈PLC控制系統(tǒng)的開啟和關閉。

②按下啟動按鈕后，東西方向紅燈點亮并持續(xù)25 s，同時南北方向綠燈點亮并持續(xù)20 s后熄滅，轉為綠燈閃爍3 s后熄滅，繼而南北黃燈點亮并持續(xù)2 s后熄滅；南北黃燈熄滅轉為紅燈點亮并持續(xù)25 s同時，東西方向紅燈熄滅，轉為綠燈點亮并持續(xù)20 s，之后綠燈閃爍3 s后熄滅，轉為黃燈點亮2 s，至此，交通燈系統(tǒng)完成一個周期。

③要求設計并制作出滿足系統(tǒng)要求的硬件電路。

④要求設計出滿足系統(tǒng)要求的軟件程序。

⑤系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調至滿足十字路口交通燈的控制要求。

2.2系統(tǒng)的硬件設計與制作

十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)硬件設計包括交通燈的PLC控制系統(tǒng)的I/O端口分配、交通燈顯示裝置的設計與實物制作、PLC與交通燈顯示裝置的硬件連接。在傳統(tǒng)的《PLC技術》課程教學中，PLC控制系統(tǒng)的I/O端口分配和PLC與交通燈顯示裝置的硬件連接是側重的訓練任務，因此，為了讓學生更清楚的理解和掌握一個完整的PLC控制系統(tǒng)的設計和調試方法，交通燈的顯示裝置也要求學生自己設計與制作。圖3和圖4所展示的是學生自己設計和制作十字路口交通燈的顯示裝置。

2.3PLC程序設計與調試

根據(jù)十字路口交通燈系統(tǒng)的控制要求和PLC的I/O端口分配，可以寫出該控制系統(tǒng)的PLC程序見表1。

2.4系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調

在檢查整個PLC控制系統(tǒng)硬件接線無誤后，接通PLC的電源，將程序寫入到PLC中，按下啟動按鈕，觀察LED指示燈的點亮效果是否滿足系統(tǒng)控制要求。若LED指示燈的點亮時序與控制要求不一致，則需要綜合分析問題出現(xiàn)的原因。

2.5取得的效果

通過采用基于系統(tǒng)設計的教學組織模式，學生能通過一個完整的十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)的設計與制作實現(xiàn)對PLC技術在實際生產應用的充分理解和掌握。在培養(yǎng)了學生的實際設計能力的同時，也為學生學習專業(yè)課程和終生學習奠定了堅實的基礎。

3結語

通過多年的改革與實踐證明，在《PLC技術》課程中采用系統(tǒng)設計的教學組織模式，能夠培養(yǎng)學生的專業(yè)學習興趣，增強學生的創(chuàng)新意識，提高學生的實際應用和動手能力。

參考文獻：

[1] 張旭.在系統(tǒng)設計中學習PLC[J].電子設計工程,2012,(17).

[2] 謝銀榮.提高PLC教學有效性的策略探析[J].高職教育,2008,(8).

[3] 趙瑞林.基于工學結合的PLC課程改革及實踐效果[J].黑龍江教育,2011,(6).

endprint

摘要：文章通過十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)設計與制作的實施，具體闡述了該課程的組織過程。通過突出PLC控制系統(tǒng)設計與制作，培養(yǎng)了實際設計能力，為專業(yè)課的學習奠定了堅實的基礎。

關鍵詞：PLC；控制系統(tǒng)；設計；交通燈

中圖分類號：TH707文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）20-0132-02

PLC（可編程序控制器）是一種新型的通用控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術、計算機控制技術和通信技術融為一體，專為工業(yè)控制而設計。因此，學習PLC的最終目的就是能將它應用到實際的工業(yè)控制系統(tǒng)中去。高職院校傳統(tǒng)的教學方法側重于軟件程序設計的教學，忽略了對PLC控制系統(tǒng)的整體設計，學生在學習完課程后，依然不太明白PLC到底能干什么，在實際工作過程如何應用。為了能讓學生徹底理解PLC控制系統(tǒng)設計的全過程，必須讓學生了解PLC從程序設計到硬件組成的PLC工作控制系統(tǒng)的整個過程。

經過多年的教學實踐和不斷探索，筆者進行了大膽的改革和創(chuàng)新，取得了良好的效果。

1在系統(tǒng)設計中學習PLC

在傳統(tǒng)的教學過程中，教師側重于介紹梯形圖、指令表和順序功能圖等程序設計方法，盡管是以項目為載體，也僅僅是讓學生在PLC軟件仿真系統(tǒng)上實施軟件設計，或者是在PLC實訓箱上完成軟件設計、PLC程序寫入和簡單的硬件線路連接，學生在項目任務完成之后，會有短暫的成就感，但若要學生面對一個實際的PLC控制系統(tǒng)的設計項目，他們往往不知如何動手。

在一個完整的PLC控制系統(tǒng)設計中引導學生學習PLC。在系統(tǒng)軟件和硬件的設計過程中，會遇到很多的問題，通過引導學生主動面對這些問題，師生共同解決問題，來激發(fā)學生主動學習的積極性，也讓學生逐漸清楚的了解一個完整的PLC控制系統(tǒng)的設計和調試方法。

然而一個完整的PLC控制系統(tǒng)通常需要十多課時甚至更多課時才能完成，為了防止學生感覺目標遙遠，因設計過程中困難重重而中途放棄，我將整個PLC控制系統(tǒng)的設計分割成若干個任務，讓學生在每一節(jié)課完成其中一個設計任務，也就是，每次課每節(jié)課都有明確的目標，做到重點突出，使得學生在每次課每節(jié)課都有所得，即陶行知先生說的“每課有學理，有實習，二者聯(lián)絡無間，然后完一課即成一事。成一事再學一事，是謂升課?！?/p>

2十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)設計

十字路口交通燈控制系統(tǒng)是學生比較熟悉并且容易理解的一個PLC實際應用的案例，對于較為熟悉的控制對象，學生比較容易有信心面對和解決即將到來的眾多問題和困難。

基于系統(tǒng)設計的教學組織實施的具體做法是將順序功能圖的知識點設計成具體的十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)設計情境，將知識與技能融合于教學中，讓學生在學中做，在做中學，以學會做，做學結合。伴隨著教學過程的進行，學生逐漸成為學習的主體，達到教是為了不教的目的。

2.1系統(tǒng)的控制要求

改系統(tǒng)要求用三菱FX1N-40MRPLC實現(xiàn)十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)設計，包括軟件程序設計和硬件電路設計與制作。十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)模擬圖如圖1所示，系統(tǒng)控制時序圖如圖2所示。

具體控制要求如下：

①通過啟動按鈕和停止按鈕實現(xiàn)十字路口交通燈PLC控制系統(tǒng)的開啟和關閉。

②按下啟動按鈕后，東西方向紅燈點亮并持續(xù)25 s，同時南北方向綠燈點亮并持續(xù)20 s后熄滅，轉為綠燈閃爍3 s后熄滅，繼而南北黃燈點亮并持續(xù)2 s后熄滅；南北黃燈熄滅轉為紅燈點亮并持續(xù)25 s同時，東西方向紅燈熄滅，轉為綠燈點亮并持續(xù)20 s，之后綠燈閃爍3 s后熄滅，轉為黃燈點亮2 s，至此，交通燈系統(tǒng)完成一個周期。

③要求設計并制作出滿足系統(tǒng)要求的硬件電路。

④要求設計出滿足系統(tǒng)要求的軟件程序。

⑤系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調至滿足十字路口交通燈的控制要求。

2.2系統(tǒng)的硬件設計與制作

十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)硬件設計包括交通燈的PLC控制系統(tǒng)的I/O端口分配、交通燈顯示裝置的設計與實物制作、PLC與交通燈顯示裝置的硬件連接。在傳統(tǒng)的《PLC技術》課程教學中，PLC控制系統(tǒng)的I/O端口分配和PLC與交通燈顯示裝置的硬件連接是側重的訓練任務，因此，為了讓學生更清楚的理解和掌握一個完整的PLC控制系統(tǒng)的設計和調試方法，交通燈的顯示裝置也要求學生自己設計與制作。圖3和圖4所展示的是學生自己設計和制作十字路口交通燈的顯示裝置。

2.3PLC程序設計與調試

根據(jù)十字路口交通燈系統(tǒng)的控制要求和PLC的I/O端口分配，可以寫出該控制系統(tǒng)的PLC程序見表1。

2.4系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調

在檢查整個PLC控制系統(tǒng)硬件接線無誤后，接通PLC的電源，將程序寫入到PLC中，按下啟動按鈕，觀察LED指示燈的點亮效果是否滿足系統(tǒng)控制要求。若LED指示燈的點亮時序與控制要求不一致，則需要綜合分析問題出現(xiàn)的原因。

2.5取得的效果

通過采用基于系統(tǒng)設計的教學組織模式，學生能通過一個完整的十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)的設計與制作實現(xiàn)對PLC技術在實際生產應用的充分理解和掌握。在培養(yǎng)了學生的實際設計能力的同時，也為學生學習專業(yè)課程和終生學習奠定了堅實的基礎。

3結語

通過多年的改革與實踐證明，在《PLC技術》課程中采用系統(tǒng)設計的教學組織模式，能夠培養(yǎng)學生的專業(yè)學習興趣，增強學生的創(chuàng)新意識，提高學生的實際應用和動手能力。

參考文獻：

[1] 張旭.在系統(tǒng)設計中學習PLC[J].電子設計工程,2012,(17).

[2] 謝銀榮.提高PLC教學有效性的策略探析[J].高職教育,2008,(8).

[3] 趙瑞林.基于工學結合的PLC課程改革及實踐效果[J].黑龍江教育,2011,(6).

endprint

摘要：文章通過十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)設計與制作的實施，具體闡述了該課程的組織過程。通過突出PLC控制系統(tǒng)設計與制作，培養(yǎng)了實際設計能力，為專業(yè)課的學習奠定了堅實的基礎。

關鍵詞：PLC；控制系統(tǒng)；設計；交通燈

中圖分類號：TH707文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）20-0132-02

PLC（可編程序控制器）是一種新型的通用控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術、計算機控制技術和通信技術融為一體，專為工業(yè)控制而設計。因此，學習PLC的最終目的就是能將它應用到實際的工業(yè)控制系統(tǒng)中去。高職院校傳統(tǒng)的教學方法側重于軟件程序設計的教學，忽略了對PLC控制系統(tǒng)的整體設計，學生在學習完課程后，依然不太明白PLC到底能干什么，在實際工作過程如何應用。為了能讓學生徹底理解PLC控制系統(tǒng)設計的全過程，必須讓學生了解PLC從程序設計到硬件組成的PLC工作控制系統(tǒng)的整個過程。

經過多年的教學實踐和不斷探索，筆者進行了大膽的改革和創(chuàng)新，取得了良好的效果。

1在系統(tǒng)設計中學習PLC

在傳統(tǒng)的教學過程中，教師側重于介紹梯形圖、指令表和順序功能圖等程序設計方法，盡管是以項目為載體，也僅僅是讓學生在PLC軟件仿真系統(tǒng)上實施軟件設計，或者是在PLC實訓箱上完成軟件設計、PLC程序寫入和簡單的硬件線路連接，學生在項目任務完成之后，會有短暫的成就感，但若要學生面對一個實際的PLC控制系統(tǒng)的設計項目，他們往往不知如何動手。

在一個完整的PLC控制系統(tǒng)設計中引導學生學習PLC。在系統(tǒng)軟件和硬件的設計過程中，會遇到很多的問題，通過引導學生主動面對這些問題，師生共同解決問題，來激發(fā)學生主動學習的積極性，也讓學生逐漸清楚的了解一個完整的PLC控制系統(tǒng)的設計和調試方法。

然而一個完整的PLC控制系統(tǒng)通常需要十多課時甚至更多課時才能完成，為了防止學生感覺目標遙遠，因設計過程中困難重重而中途放棄，我將整個PLC控制系統(tǒng)的設計分割成若干個任務，讓學生在每一節(jié)課完成其中一個設計任務，也就是，每次課每節(jié)課都有明確的目標，做到重點突出，使得學生在每次課每節(jié)課都有所得，即陶行知先生說的“每課有學理，有實習，二者聯(lián)絡無間，然后完一課即成一事。成一事再學一事，是謂升課。”

2十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)設計

十字路口交通燈控制系統(tǒng)是學生比較熟悉并且容易理解的一個PLC實際應用的案例，對于較為熟悉的控制對象，學生比較容易有信心面對和解決即將到來的眾多問題和困難。

基于系統(tǒng)設計的教學組織實施的具體做法是將順序功能圖的知識點設計成具體的十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)設計情境，將知識與技能融合于教學中，讓學生在學中做，在做中學，以學會做，做學結合。伴隨著教學過程的進行，學生逐漸成為學習的主體，達到教是為了不教的目的。

2.1系統(tǒng)的控制要求

改系統(tǒng)要求用三菱FX1N-40MRPLC實現(xiàn)十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)設計，包括軟件程序設計和硬件電路設計與制作。十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)模擬圖如圖1所示，系統(tǒng)控制時序圖如圖2所示。

具體控制要求如下：

①通過啟動按鈕和停止按鈕實現(xiàn)十字路口交通燈PLC控制系統(tǒng)的開啟和關閉。

②按下啟動按鈕后，東西方向紅燈點亮并持續(xù)25 s，同時南北方向綠燈點亮并持續(xù)20 s后熄滅，轉為綠燈閃爍3 s后熄滅，繼而南北黃燈點亮并持續(xù)2 s后熄滅；南北黃燈熄滅轉為紅燈點亮并持續(xù)25 s同時，東西方向紅燈熄滅，轉為綠燈點亮并持續(xù)20 s，之后綠燈閃爍3 s后熄滅，轉為黃燈點亮2 s，至此，交通燈系統(tǒng)完成一個周期。

③要求設計并制作出滿足系統(tǒng)要求的硬件電路。

④要求設計出滿足系統(tǒng)要求的軟件程序。

⑤系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調至滿足十字路口交通燈的控制要求。

2.2系統(tǒng)的硬件設計與制作

十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)硬件設計包括交通燈的PLC控制系統(tǒng)的I/O端口分配、交通燈顯示裝置的設計與實物制作、PLC與交通燈顯示裝置的硬件連接。在傳統(tǒng)的《PLC技術》課程教學中，PLC控制系統(tǒng)的I/O端口分配和PLC與交通燈顯示裝置的硬件連接是側重的訓練任務，因此，為了讓學生更清楚的理解和掌握一個完整的PLC控制系統(tǒng)的設計和調試方法，交通燈的顯示裝置也要求學生自己設計與制作。圖3和圖4所展示的是學生自己設計和制作十字路口交通燈的顯示裝置。

2.3PLC程序設計與調試

根據(jù)十字路口交通燈系統(tǒng)的控制要求和PLC的I/O端口分配，可以寫出該控制系統(tǒng)的PLC程序見表1。

2.4系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調

在檢查整個PLC控制系統(tǒng)硬件接線無誤后，接通PLC的電源，將程序寫入到PLC中，按下啟動按鈕，觀察LED指示燈的點亮效果是否滿足系統(tǒng)控制要求。若LED指示燈的點亮時序與控制要求不一致，則需要綜合分析問題出現(xiàn)的原因。

2.5取得的效果

通過采用基于系統(tǒng)設計的教學組織模式，學生能通過一個完整的十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)的設計與制作實現(xiàn)對PLC技術在實際生產應用的充分理解和掌握。在培養(yǎng)了學生的實際設計能力的同時，也為學生學習專業(yè)課程和終生學習奠定了堅實的基礎。

3結語

通過多年的改革與實踐證明，在《PLC技術》課程中采用系統(tǒng)設計的教學組織模式，能夠培養(yǎng)學生的專業(yè)學習興趣，增強學生的創(chuàng)新意識，提高學生的實際應用和動手能力。

參考文獻：

[1] 張旭.在系統(tǒng)設計中學習PLC[J].電子設計工程,2012,(17).

[2] 謝銀榮.提高PLC教學有效性的策略探析[J].高職教育,2008,(8).

[3] 趙瑞林.基于工學結合的PLC課程改革及實踐效果[J].黑龍江教育,2011,(6).

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