楊　燕

(西安思源學(xué)院陜西西安710038)

摘要本文在分析《PLC技術(shù)及應(yīng)用》課程的地位和改革意義的基礎(chǔ)上，提出了教學(xué)改革的具體措施，一是使用輔助教學(xué)手段，增加學(xué)生感性認(rèn)識(shí)；二是利用組態(tài)軟件，增加實(shí)驗(yàn)的直觀性；三是以PLC為核心，組合相關(guān)課程形成系列化的實(shí)訓(xùn)；四是開展專業(yè)技能測(cè)試和設(shè)立課外興趣小組，以全面提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞PLC技術(shù)；課程改革；具體措施

可編程控制器(Programmable Logic Controller)作為工業(yè)專用的計(jì)算機(jī)，1969年誕生于美國(guó)，雖然它只有四十年的發(fā)展史，但是因其具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，使得PLC已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、數(shù)控、輕工業(yè)、汽車以及石油化工等行業(yè)。尤其是工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)在PLC中的實(shí)現(xiàn)，使PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域扮演著十分重要地角色。

一、《PLC技術(shù)及應(yīng)用》課程的地位和改革意義

《PLC技術(shù)及應(yīng)用》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程，在普通本科和高職高專院校中的電類專業(yè)都設(shè)置了這門課程。但是以往的教學(xué)模式存在不足，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、歷史沿革

PLC是有繼電器-接觸器等電磁控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，以往教材中只講述PLC技術(shù)部分，而未涵蓋傳統(tǒng)的電氣控制部分，當(dāng)學(xué)生在工作中接觸到該方面的內(nèi)容時(shí)，對(duì)電磁系統(tǒng)的工作過程不理解，就無法有針對(duì)性的編程。

2、課堂教學(xué)環(huán)節(jié)

大部分學(xué)校課堂教學(xué)僅僅停留在板書階段，講述過程比較枯燥，且由于受板書的限制，不夠直觀，信息量小，演示不便，不利于學(xué)生感性認(rèn)識(shí)。

3、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

學(xué)生在模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，雖然部分實(shí)驗(yàn)已接近實(shí)際應(yīng)用，但是還有很多實(shí)驗(yàn)不夠直觀。為了增加感性認(rèn)識(shí)，必須將大量的時(shí)間用于參觀工廠或者是派學(xué)生到工廠頂崗實(shí)習(xí)，但是往往客觀條件不允許，實(shí)施困難。

4、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)

我國(guó)的傳統(tǒng)教學(xué)模式每門課都是獨(dú)立設(shè)置，學(xué)生很難將幾門專業(yè)課結(jié)合起來做綜合性的實(shí)訓(xùn)。但是PLC作為控制核心，它本身在電氣控制系統(tǒng)中具有樞紐的地位，如果能將其綜合利用在實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，能充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，教學(xué)效果將大大增強(qiáng)。

所以針對(duì)以上的不足，增加實(shí)踐教學(xué)單元和廣泛利用輔助教學(xué)手段顯得尤為重要。課改應(yīng)從課程和實(shí)踐環(huán)節(jié)兩方面下手進(jìn)行。

二、《PLC技術(shù)及應(yīng)用》課程改革內(nèi)容

1、課程教學(xué)內(nèi)容改革

在以往的高等學(xué)?！禤LC技術(shù)及與應(yīng)用》課程中，只講述PLC的原理、組成及以某廠家的PLC軟硬件為例進(jìn)行課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在此之前很少接觸電氣控制的內(nèi)容，對(duì)繼電器－接觸器控制線路沒有認(rèn)識(shí)，所以也不會(huì)了解到PLC正是將硬接線改造為“軟接線”的計(jì)算機(jī)，沒有繼電器-接觸器控制線路的知識(shí)做基礎(chǔ)，學(xué)生往往在學(xué)習(xí)時(shí)認(rèn)識(shí)不深。

目前將此課程內(nèi)容改革為電氣控制系統(tǒng)和PLC(可編程控制器)應(yīng)用兩部分。在電氣控制系統(tǒng)部分的課程內(nèi)容設(shè)置上，以生產(chǎn)實(shí)際需要的典型控制環(huán)節(jié)電路為重點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生典型控制環(huán)節(jié)電路的安裝配線、電路調(diào)試以及電路故障檢測(cè)和維修能力；在PLC應(yīng)用部分的課程內(nèi)容設(shè)置上考慮到目前電氣自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)況，選用市場(chǎng)占有率高的PLC產(chǎn)品為例，以生產(chǎn)實(shí)際需要的基本指令為重點(diǎn)，訓(xùn)練學(xué)生基本指令的編程方法、輸入方法、硬件電路設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試等，通過大量的實(shí)踐性實(shí)例培養(yǎng)學(xué)生的PLC綜合應(yīng)用能力。

課堂教學(xué)中開展“以案例為中心”的教學(xué)研究，使教學(xué)與實(shí)驗(yàn)結(jié)合為一體，避免課堂與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)脫離的現(xiàn)象。也可根據(jù)本校實(shí)際情況，開展“項(xiàng)目”教學(xué)，以實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目來進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，以達(dá)到把理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力。

2、使用輔助教學(xué)手段，增加學(xué)生感性認(rèn)識(shí)

在傳統(tǒng)的板書授課模式下，講述過程由于受板書的限制，不夠直觀，信息量小，演示不便，不利于學(xué)生感性認(rèn)識(shí)。多媒體是目前廣泛使用的教學(xué)手段，利用多媒體制作文字、圖片、聲音和FLASH動(dòng)畫演示，不僅帶給學(xué)生很強(qiáng)的視覺、聽覺沖擊，吸引其注意力，加深印象，而且能在短時(shí)間內(nèi)給學(xué)生傳輸大量的信息。但是這種輔助教學(xué)手段使用不得當(dāng)，往往會(huì)適得其反——“老師照PPT宣科，學(xué)生昏昏欲睡”；或者學(xué)生上課如看電影，下課如電影散場(chǎng)，沒留下多少印象。所以在教學(xué)過程中引入多媒體手段，一定要注意與傳統(tǒng)板書結(jié)合。

對(duì)于板書中無法準(zhǔn)確表達(dá)的大量案例演示，程序運(yùn)行等可以使用圖片或動(dòng)畫的形式講述。例如，學(xué)生在理解接觸器的線圈得電和觸點(diǎn)閉合之間的關(guān)系時(shí)，最適合采用Flash動(dòng)畫形式展示給學(xué)生，這種方式增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使原本很枯燥的學(xué)習(xí)變得生動(dòng)起來。

對(duì)于繼電器－接觸器控制線路的設(shè)計(jì)方法和PLC程序設(shè)計(jì)方法和過程，則應(yīng)以板書為主。如果將設(shè)計(jì)好的程序直接以幻燈片的形式演示出來，學(xué)生沒有一個(gè)思考的過程，很容易忽略重點(diǎn)，把設(shè)計(jì)過程變成驗(yàn)證過程，不利于達(dá)到教學(xué)效果。例如，在使用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)電路過程中，應(yīng)先板書分析啟停條件和自鎖條件；然后分析是否需要延時(shí)；最后分析互鎖和保護(hù)條件。開始設(shè)計(jì)時(shí)不要一蹴而就，應(yīng)分步進(jìn)行，使學(xué)生能循序漸進(jìn)的完成設(shè)計(jì)過程。板書的設(shè)計(jì)過程比利用幻燈片更能吸引學(xué)生的注意力，而且節(jié)奏慢有利于學(xué)生思考消化。

傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式與現(xiàn)代的多媒體教學(xué)相結(jié)合，使《PLC技術(shù)及應(yīng)用》的課程教學(xué)圖文并茂，達(dá)到了很好的教學(xué)效果。

3、利用組態(tài)軟件，增加實(shí)驗(yàn)的直觀性

目前很多自動(dòng)化公司開發(fā)了適合工業(yè)監(jiān)控使用的組態(tài)軟件，例如國(guó)內(nèi)開發(fā)的“MCGS組態(tài)軟件”都具有與多廠家PLC通訊的能力。利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)人機(jī)界面與PLC的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，能夠?qū)⒐I(yè)現(xiàn)場(chǎng)的情況實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫顯示，并可將有關(guān)數(shù)據(jù)生成實(shí)時(shí)曲線，而且組態(tài)軟件還具有打印報(bào)表，操作菜單設(shè)計(jì)，外設(shè)連接，運(yùn)行測(cè)試等功能。

由于實(shí)習(xí)條件的不足，學(xué)生對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的感性認(rèn)識(shí)缺乏，組態(tài)軟件的出現(xiàn)使學(xué)生又多了一個(gè)了解工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)會(huì)。在PLC的學(xué)習(xí)中，可以穿插學(xué)習(xí)組態(tài)軟件，使兩者有機(jī)結(jié)合，相互促進(jìn)。這樣不僅是學(xué)生又掌握了一項(xiàng)組態(tài)軟件編程技能，而且畫面直觀、真實(shí)，更接近工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。學(xué)生甚至還可以利用業(yè)余時(shí)間自己編程，不必將實(shí)驗(yàn)局限在實(shí)驗(yàn)室中，多了練習(xí)的機(jī)會(huì)，將對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣起到很好的作用。

4、以PLC為核心，組合相關(guān)課程形成系列化的實(shí)訓(xùn)

工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)是多方面的，為了培養(yǎng)學(xué)生全面實(shí)踐能力?？梢岳肞LC在工程中的核心控制地位，將 “傳感器與檢測(cè)技術(shù)”、“電機(jī)及拖動(dòng)”等專業(yè)課有機(jī)的結(jié)合起來。在實(shí)訓(xùn)中可以將變頻器、傳統(tǒng)的

繼電器接觸器控制、電磁閥、電動(dòng)機(jī)、計(jì)算機(jī)通訊、人機(jī)界面等和PLC融合在一起，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相結(jié)合，融機(jī)械、電氣、液壓等實(shí)訓(xùn)為一體開展多學(xué)科的能力訓(xùn)練，才能培養(yǎng)出高素質(zhì)的人才。

5、開展專業(yè)技能測(cè)試和設(shè)立課外興趣小組

PLC的編程和硬件設(shè)計(jì)應(yīng)作為“自動(dòng)化”和“機(jī)電一體化”等專業(yè)學(xué)生的主要專業(yè)技能開展專業(yè)技能測(cè)試。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，學(xué)生隨機(jī)抽取試題，按照控制要求獨(dú)立完成PLC硬件和軟件的設(shè)計(jì)、調(diào)試。另外設(shè)立課外興趣小組，充分利用業(yè)余時(shí)間和學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，給學(xué)生以自我提高的機(jī)會(huì)也很有必要。

總之，大學(xué)教育不是單純?yōu)榱藢W(xué)好某一門專業(yè)課，更重要的是怎樣能使學(xué)生成為該專業(yè)全面的技術(shù)性人才?！禤LC技術(shù)及應(yīng)用》這門課能將多門專業(yè)課有機(jī)的結(jié)合起來，全方位的培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，通過強(qiáng)化學(xué)生技術(shù)應(yīng)用與解決現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問題的能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

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[3]廖常初．PLC編程及應(yīng)用第二版．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．

作者簡(jiǎn)介

楊燕(1971-)，女，西安人，講師，西安思源學(xué)院機(jī)電學(xué)院自動(dòng)化教研室副主任，研究方向：過程控制與運(yùn)動(dòng)控制．