实践教学在PLC课程的应用

摘 要：根据PLC课程教学的特点,为切实提高学生对PLC课程的学习效果,探讨将实践教学方法引入到PLC课程教学之中.从而实现理论与实践的完美结合.本文结合此门课程教学特点,对实践教学方法在其具体课程教学过程中的操作步骤以及教学体会进行论述.

关 键 词：PLC课程；实践；教学；应用

中图分类号：TP273.4文献标识码：A文章编号：1674-7712（2012）20-0048-02

一、引言

PLC即可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）,它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输、输出控制各种类型的机械或生产过程.它是计算机技术与继电接触器控制电路相结合的产物,与工业控制对象有非常强的接口能力.[1]由于PLC具有使用方便、编程简单、性价比高、硬件配套齐全、用户使用方便、适应性强、可靠性高、抗干扰能力强、设计、安装、调试方便、维修方便等特点,近年来,PLC在工业控制领域被广泛应用.为此,PLC控制也成为各大高校机械制造、自动化控制等专业的必修课程.

根据近几年的教学经验,我们发现单纯进行PLC理论教学满足不了生产需求.因此,我们加大了对PLC实验室的投入,并对教学方式和实验设备进行了革新.为最大程度的实现理论与实践的完美结合我们在PLC实践教学方面进行了一些探索.本文从PLC课程教学现状加以分析,研究课程教学中存在的问题、探讨实践教学方法在其具体课程教学过程中的操作步骤并总结出实践教学方法应用后的教学体会.

二、PLC课程教学现状及存在问题

PLC课程除进行基础概述学习外,PLC硬件和工作原理、变成原件和指令系统、梯形图程序设计方法以及PLC在工业中的应用等也是其主要课程内容.笔者近年来在PLC教学一线发现了该门课程的教学存在如下问题.

1.学生对PLC课程在工业生产中的应用价值认识不够,缺乏对学科的重视和浓厚的学习兴趣.

2.从事PLC教学的多为年岁较大的老教师,他们在教学过程中未采用多媒体授课,缺乏生动形象的图片资料,一味追求照书本讲述理论不能调动学生的积极性.

3.教师在授课过程中对书本的依赖程度过高,缺乏对课本以外的实用性强的知识的讲授.因此,学生只掌握了PLC的“皮毛”,具体到生产实践中PLC的应用一知半解.

4.实验课程较少,且教学实验往往是在教师进行理论知识讲述之后才进行,学生们已经知道了实验的结果,故而缺乏思考和探索的过程.因此,这种验证性的实验对学生而言没有实际意义.

5.学生动手能力差,缺乏对理论知识的活学活用.虽然有些学生通过刻苦学习取得了不错的学习成绩,但是这些学生实际动手能力较差,理论和实践未能较好的衔接.笔者总结多年的教学经验和对PLC教学现状的分析,发现了该门课程教学中存在的问题并指出了要把实践教学引入PLC课程教学中来.

三、实践教学方法及操作步骤

实践教学,就是以接近真实的实践题目去要求学生,让学生能够运用理论知识去设计现实的控制系统.[1]实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径,是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台.基于实践教学的重要性,我们在PLC教学中需要引入实践教学方式,并按照以下实施步骤进行操作.

(一)PLC课程实践题目的设置

开展实践教学最关键的就是设置实践题目,实践教学的基础是实验.然而,实验和实践之间却存在着很大的差距,最明显的即是实践具有真实性且更接近生产现实.设置实践题目对于教师而言是非常伤脑筋的问题,这需要根据每位学生对PLC理论知识的掌握程度、理解水平来设置不同难度系数的题目.这也是因材施教的最大体现,可以为学生留出自由发挥和自主创新的空间.学生能够结合自己的兴趣在系统的界面、设计思路、控制指标等方面另辟蹊径,体现出自己的才华.

(二)实践题目的分配和实践计划的确定

教师根据学生的学习效果设置实践题目后,可以依据学生人数进行分组,以每组2-3人为宜.每组学生要进行明确的分工,以使他们在这一过程中充分发挥自身作用.依据教学进度将题目公布给学生之后,让学生结合自身情况进行自主选择.为避免学生在选择题目时因怀揣“偷懒”心思,集中选择难度系数相对较低的题目,而相对较难的题目无人选择,教师在此时要进行合理的引导和调控.再根据学生自由结成的小组和各组确定的成员分工,制定该题目的实施计划和需要应用的测试仪器及元器件.

(三)实践题目项目的实施

教师在项目的实施过程中需要承担的角色是配合及其引导学生.因此,教师要根据实验室所配备的PLC型号,让学生选择索赔型号的PLC.在对学生的实践题目做基础性分析的前提下,指导学生依据控制要求,确定输入输出元器件和配合电路所用的元器件,并为学生提供实践项目所必须的供元器件及相关测试仪器.在了解PLC输入、输出点数及输出方式以及PLC内部各元器件特点的基础上,绘制PLC接线图.接下来就是整个项目最关键的环节,进行程序设计.教师因势利导,积极引导学生根据系统工作先后顺序绘制顺序功能图.这一环节最能锻炼学生实际操作水平,为培养学生养成独立思考问题的习惯和系统性了解PLC设计过程具有重要意义.程序编完之后的调试工作是对整个程序可操作性的检验过程,在调试过程之中,学生一定要潜心研究此项目的程序设计时候存在缺陷,一旦发现问题,及时加以修改.这对于积累PLC项目设计经验具有非常重要意义.

四、实践教学方法在PLC课程教学应用体会

随着近几年PLC技术在装备制造企业的广泛应用,掌握PLC技术的人才越来越受装备制造企业青睐.PLC课程作为机械制造、自动化控制等专业的核心课程以及掌握PLC技术理论的重要途径,需要引起广大师生对此门课程的共同重视.为此,在将实践教学方式引入PLC课程教学中后,PLC的学习效果会大大改善.为此,笔者谈一下教学体会.（一）开门见山,通过案例激发学生对PLC课程的学习兴趣和学习[2]

这就要求PLC课程教师在第一堂PLC课程准备上下功夫,由于PLC概述在课本上都已经进行了详实的论述,这些内容十分枯燥、单调,学生如果在第一堂课就听到这些枯燥无趣的内容,直接影响了他们在后续的课程中的学习兴趣.为此,教师须做充分的课程准备,除了向学生介绍将PLC课程在教学培养规划中所占据的位置外,通过介绍PLC技术在工业生产、农业生产、娱乐业中应用的经典案例,如街头夜市闪烁的霓虹灯、钢铁高炉的上料控制等都是对PLC技术的应用.还可向学生介绍PLC技术对装备制造业所起到的重要作用、对于学生未来就业的影响等方面,以此来刺激学生敏感的神经,激发起他们浓厚的学习兴趣,认识到这门课程对实践的指导意义以及就业市场对这方面人才的迫切需求.从而鼓足劲头,全身心学好PLC技术理论知识,为开展实验、指导实践做好准备.

这种教学模式对教师提出了更高的要求,需要教师在课程设计时,将PLC指令融入到使用PLC技术的案例之中.在教学过程中,通过多媒体教学模式,为学生演示案例,生动再现PLC的控制效果,之后引出这种控制效果需要设计的控制指令.这样即使控制指令枯燥抽象,由于学生的求知欲已经被点燃,也会主动去学习指令及其用法.教师此时按照由易到难的顺序进行讲授,一定会收到不凡的教学效果.此外,教师还需要对学生不断进行启发,引导学生独立完成PLC控制要求,这会增强其学习的自信心和成就感.为下一步上机操作打下了坚实的基础.因此,教师需巧妙将案例式教学与启发式教学相结合,使学生达到学习PLC课程的兴奋点.

实践教学方式被引入课程之后,对于培养学生的动手能力和创新意识具有重要作用.但为了达到更好的效果,应将实践教学分为基础实验模块、设计实验模块和综合实验模块三个层次.使学生在掌握基本指令和如何运用功能指令后,通过教师引导进行实验设计和程序调试后,能够独立完成编程调试工作.为了检验理论知识学习效果,教师帮助学生练习某些应用PLC技术的工业企业进行实习,通过参观、工作、设计,把握PLC技术在控制领域的具体应用.从而有针对性的学习积累.

五、结语

学习PLC技术的核心在于能够通过理论知识学习达到解决生产中实际问题的效果,只有将实践教学引入PLC课程教学之中才能实现理论与实践的完美结合

[3]王宏伟,于立影.案例和启发教学在PLC教学改革中的应用[J].辽宁高职学报,2010,2：24-25.