摘 要:《PLC編程與應(yīng)用》是中等職業(yè)學(xué)校機電類和電氣類專業(yè)的必修課程,涉及理論知識較多、應(yīng)用范圍較廣,是一門理論與工業(yè)生產(chǎn)實踐應(yīng)用緊密聯(lián)系的課程。本文結(jié)合中等職業(yè)學(xué)?!禤LC編程與應(yīng)用》課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點、教學(xué)特點及教學(xué)現(xiàn)狀等,總結(jié)了教學(xué)中的有益經(jīng)驗,積極探索適合本課程教學(xué)的多元化教學(xué)方法,應(yīng)用于課程教學(xué)實踐,極大地提高了學(xué)生們學(xué)習(xí)PLC技術(shù)的興趣,使本課程取得了良好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:PLC技術(shù);學(xué)習(xí)興趣;教學(xué)方法;教學(xué)效果
PLC可編程控制器是一種將計算機技術(shù)與繼電器控制技術(shù)相結(jié)合的工業(yè)自動化控制裝置,具有可靠性高、控制能力強、編程簡便、易于擴展等特點,在工業(yè)自動化、智能控制、電力、交通運輸、建筑等行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用,現(xiàn)在大多數(shù)中等職業(yè)學(xué)校已經(jīng)把《PLC編程與應(yīng)用》課程作為機電類和電氣類專業(yè)的必修課程,通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生們?nèi)嬲J(rèn)識PLC的結(jié)構(gòu)與特點、工作原理、功能和應(yīng)用、編程理念及編程方法,能夠綜合運用所學(xué)的技術(shù),根據(jù)工程項目的控制要求進行簡單的PLC程序設(shè)計及編程,并安裝、調(diào)試與維護,為將來從事PLC自動控制技術(shù)方面的工作打下堅實基礎(chǔ)。
學(xué)習(xí)PLC技術(shù),大家普遍認(rèn)為比較難學(xué)、難教,學(xué)生們普遍感到程序邏輯性強、程序控制過程分析困難、最終導(dǎo)致學(xué)生們學(xué)習(xí)興趣不高,教學(xué)效果較差,因此如何培養(yǎng)學(xué)生們快速掌握并能運用這門技術(shù),提高課程的教學(xué)效果,讓學(xué)生們對PLC技術(shù)快速入門,充分調(diào)動學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣、主動學(xué)習(xí)和鉆研PLC技術(shù),提高學(xué)生們應(yīng)用技術(shù)解決實際問題的能力,已是任課教師當(dāng)前面臨的主要問題。本人根據(jù)多年的教學(xué)實踐經(jīng)驗,對如何提高本課程的教學(xué)效果提出以下幾點建議。
一、 上好入門課,培養(yǎng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣
(一) 讓學(xué)生們了解PLC產(chǎn)生的背景
PLC為什么能取代繼電器接觸器控制系統(tǒng)成為主流工業(yè)控制備?現(xiàn)在PLC技術(shù)已是現(xiàn)代制造業(yè)三大支柱之一,讓學(xué)生們認(rèn)識到學(xué)習(xí)該門技術(shù)的重要性和社會價值。
(二) 教師采取實物講解。
講解PLC的硬件組成及各組成部分的功能,讓學(xué)生們有一個直觀的認(rèn)識,并與微型計算機系統(tǒng)比較異同、與繼電器接觸器控制系統(tǒng)比較異同、與單片機控制系統(tǒng)比較異同,在介紹PLC的硬件組成時,重點介紹PLC的輸入/輸出接口電路,使學(xué)生們對PLC的外部結(jié)構(gòu)與接線有充分的認(rèn)識,為PLC的外部接線奠定理論基礎(chǔ),重點介紹PLC對用戶程序采取“順序掃描、不斷循環(huán)”的工作方式,讓學(xué)生們理解PLC的工作原理、等效電路、PLC編程元件、數(shù)據(jù)存儲器及尋址方式等,為后面設(shè)計程序和分析用戶程序控制過程、安裝等奠定基礎(chǔ),學(xué)生們學(xué)習(xí)PLC技術(shù)入門之后,能夠獨自解讀程序和編制簡單程序,對整個程序的控制過程清楚和理解,自然也就提高了學(xué)習(xí)興趣,課堂上也就可以主動和老師互動討論問題,教學(xué)效果就會提高很快。
二、 采用多媒體輔助教學(xué)
(一) 課程采用多媒體課件進行輔助教學(xué)
將教材中的理論知識都用課件的方式呈現(xiàn)出來,還可以補充一些教材上沒有的知識點,課堂上講解的時候,我們可以節(jié)約大量的書寫時間,把精力和時間主要放在理論講解、分析問題、討論問題、解決問題、編程及仿真調(diào)試上,可以提高課堂的教學(xué)效率,增加學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。
(二) 在課堂上給學(xué)生們介紹一些自學(xué)PLC的視頻網(wǎng)站
在線播放一些PLC的教學(xué)視頻,觀看一些實際案例的PLC技術(shù)應(yīng)用過程,加深學(xué)生們對PLC的應(yīng)用理解,引導(dǎo)學(xué)生們平時課下可以在這些網(wǎng)站上看視頻進行自學(xué),拓展學(xué)生們學(xué)習(xí)PLC技術(shù)的途徑,可以作為教學(xué)的補充和延伸。
三、 加強編程軟件及仿真軟件的實操
不同品牌和類型的PLC采用的編程軟件和仿真軟件不同,常見的西門子S7-200系列采用STEP7-Micro/WIN編程軟件和西門子S7-200仿真器軟件、三菱PLC常用的為GX Developer編程軟件和GX Simulator仿真軟件。
(一) 建議將上述兩種品牌的PLC軟件都安裝在教室和實驗機房的計算機上,可以將同一控制任務(wù)用兩種不同品牌和類型的PLC分別進行程序設(shè)計和仿真,擴大學(xué)生們的知識面,通過實例演示讓學(xué)生們掌握編程軟件的主要功能,能用軟件進行編程,通過仿真軟件調(diào)試程序并觀察程序的執(zhí)行過程,加深學(xué)生們對程序的理解。
(二) 教材上的每個PLC控制項目,課堂上我們都要把程序輸入、仿真演示一次并分析講解,同時也讓學(xué)生們練習(xí)編程軟件和仿真軟件實操,通過觀察、模仿,逐步提高學(xué)生們軟件操作的實際經(jīng)驗,培養(yǎng)學(xué)生們的動手編程實踐能力和提高學(xué)習(xí)興趣。
四、 選擇有效的教學(xué)方法
(一) 分析法
在輸入輸出接口的分配上,我們常用分析法進行輸入元件和輸出軟件的選擇,編程元件的分配及作用分析,培養(yǎng)學(xué)生們分析問題、解決問題的能力。
(二) 講授法
在PLC的結(jié)構(gòu)組成與工作原理、外部結(jié)構(gòu)和接線、基本指令和功能指令的應(yīng)用上多采用講授法進行理論講解。
(三) 演示法
在PLC的程序編程與仿真調(diào)試上多采用演示法,以便于學(xué)生們模仿學(xué)習(xí)。
(四) 小組討論法
在程序的設(shè)計優(yōu)化和功能對比上多采用小組討論法,提高學(xué)生們學(xué)習(xí)的積極性和編程設(shè)計水平。
(五) 動手操作法
編程軟件和仿真軟件的練習(xí)、PLC安裝及調(diào)試上多采用學(xué)生們動手操作法,以達到提高學(xué)生們實踐能力的目的。
五、 采取優(yōu)化的項目實施教學(xué)流程
(一) 教師上機演示
通過分析任務(wù)的控制要求,分配輸入點和輸出點,寫出I/O通道地址分配表。
(二) 講解
根據(jù)I/O通道地址分配表,畫出PLC的I/O接線圖的畫法,并演示。
(三) 程序設(shè)計
根據(jù)I/O通道地址分配表及對項目控制要求的分析,講解編程方法,設(shè)計并畫出本項目控制的梯形圖,并寫出指令語句表。
(四) 程序輸入及仿真運行
將仿真成功的程序下載到PLC中,指導(dǎo)學(xué)生們觀察現(xiàn)象,指導(dǎo)學(xué)生們動手操作,鞏固和提高理論知識和技能。
六、 采取科學(xué)的考核評價辦法
對學(xué)生們的學(xué)習(xí)情況要進行科學(xué)評價,采取理論考試和實踐考試相結(jié)合的方式,這樣更能體現(xiàn)學(xué)生們的理論水平和實踐能力,并查找出二者之間的差異,為以后的學(xué)習(xí)指明了努力的方向,有助于學(xué)生們自覺形成理論和實踐相輔相成的意識,要把學(xué)生們平時的作業(yè)、課堂考核、實踐成績納入到期末成績的總評價中,有助于提高學(xué)生們對課堂教學(xué)的參與程度、能夠積極回答問題、對課堂上的實踐項目能夠積極參與進來,逐步培養(yǎng)學(xué)生們形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,這樣有助于提高課堂的教學(xué)效果。
總之,在教學(xué)過程中,教師要注重PLC的工作原理和具體程序的動作分析聯(lián)系,利用學(xué)生們對程序的執(zhí)行過程有一個清晰的認(rèn)識,來培養(yǎng)學(xué)生們學(xué)習(xí)PLC技術(shù)的興趣,消除學(xué)生們的學(xué)習(xí)障礙,教師要選取典型的控制任務(wù),通過項目的實施,把理論知識、程序常用編程設(shè)計方法,軟件應(yīng)用、仿真、調(diào)試及通電試機等完整的結(jié)合起來,培養(yǎng)學(xué)生們獨立分析問題、設(shè)計程序、應(yīng)用PLC技術(shù)解決實際工業(yè)控制任務(wù)的能力,那么本課程的培養(yǎng)目標(biāo)也就得以實現(xiàn),本課程的教學(xué)效果自然會得到極大的提高,為學(xué)生們以后從事PLC技術(shù)服務(wù)工作奠定了堅實基礎(chǔ)。
參考文獻:
[1]張艷,蘇全衛(wèi)等.PLC編程與應(yīng)用[M].南京:江蘇鳳凰教育出版社,2010.
[2]韓雪濤.圖解PLC技術(shù)快速入門(三菱)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2016.
作者簡介:
宋江山,河南省駐馬店市,河南省駐馬店農(nóng)業(yè)學(xué)校。