PLC的一体化教学

当今,产业处于升级时期,廉价劳动力时代已成为过去,原材料物价上涨,产品市场竞争更趋激烈,这一些因素,都促使劳动密集型企业向技术密集型企业转型,提升生产自动化水平,提高生产效率!生产技术水平的提高,需要的是面向生产一线的高技术工人.培养动手操作能力强的高技术工人是我们技工院校的当务之急.面向市场,面向生产,培养走得出、用得上的技术人才!

早期的工业自动化生产是采用继电器控制,即通过得电于失电来控制继电器线圈之间的触点来实现顺序控制,但是由于继电器控制是由硬连线决定的,所以要改变其控制任务就必须改变其硬连线.改变硬连线需要设备停产,而且改造住期较长,严重影响了生产效率,所以,这种传统的方法已经无法满足生产制造业的需要.1968年,美国通用汽车公司（GM公司）为了适应汽车型号不断更新的趋势,试图研制一种能尽量减少因汽车型号变动而重新设计汽车装配线上各种继电器控制线路的方法,从而降低生产成本,缩短产品开发周期,并提出了著名的10条技术招标指标：美国数字设备公司（DEC）中标后,于1969年研制成功,从而诞生了世界上第一台可编程序控制器（ProgrammableLogicControllers）,简称PLC.

多年来,PLC从其产生到现在,实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃,其功能从弱到强,集成化程度越来越高,实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大,实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制、互联网控制等各种任务的跨越.今天的PLC在处理模拟量数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高,成为工业控制领域的三大支柱之一,在各行各业发挥着越来越大的作用.目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业.

一体化教学是快速培养技能人才的有效途径,所谓一体化教学,就是整理融会教学环节,把培养学生的职业能力的理论与实践相结合的教学作为一个整体考虑,单独制定教学计划与大纲,构建职业能力整体培养目标体系,通过各个教学环节的落实来保证整体目标（教学项目）的实现.一体化教学是近年来职业教育的方法,旨在提高被教育者的综合素质,采用理论教学与实践相结合的方法.往往由一位教师或一组教师在共同制定教学内容、教学方法与进度内容的情况下实施教学,使受教育者能将所学的理论知识及时消化吸收、强化动手能力.立足课堂,面向车间,能解决实际技术问题,是一种立杆见影的教学方法.简单地说类似于传统的“师傅带徒弟”,在师傅的带领和指导下动手解决实际问题,也就是说把一门课程分成若干个教学项目,每个教学项目均采用老师理论讲授和学生实操相结合的教学方法,体现以能力为本位的教学特点.

本文将以三菱PLC控制的“三相交流异步电动机正反转启动”模块为例,来说明一体化教学的实施!

一、树立PLC一体化教学的理念、明确目标

思想决定行为,没有理念创新,就没有一体化教学改革.因此,树立一体化教学的理念,提高对一体化教学的认识,是一体化教学改革的基础.

根据多年来的教学经验,PLC是一门实践性很强的学科,跟计算机学科紧密相关,无论是从PLC的构成,还是从它的工作原理看,可以说它是一台控制器,也可以说它是一台工业计算机.这决定了学生只有多实践、多操作,才能收获更多,因而树立PLC一体化教学的理念,符合课程的特点.

首先,是确定模块要达成的目标,通过学习,学生会分析、掌握PLC控制三相异步交流电动机正反转的控制原理,且能根据控制原理独力完成安装接线、调试、及故障排除.

一体化教学的根本目的就是有效而快速地提高学生的职业能力.

二、实践的前奏――一体化理论讲授

一体化教学应避免长时间的理论灌输,教师应将大部分时间留给学生自己动手,变“老师为主体”为“学生为主体”,教师的任务是把大部分时间用于指导学生实操上.

三相交流异步电动机正反转的PLC控制模块安排6课时,分三次教学,每次2课时（90分种）,其中20―30分钟用于理论讲授,余下的60―70分钟留给学生实操、教师指导.

理论讲授的内容包括三相交流异步电动机正反转的PLC控制”模块的教学目标、控制任务分析、为完成该目标所需的相关知识点（LD、LDI、OUT、AND、ANI、OR、ORI、ORB、ANB、MPS、MRD、MPP等指令的应用）、实训方法与步骤、安全及注意事项等.

三、一体化实践

“实践是检验真理的唯一标准”,一体化教学是否成功,关键是通过一体化教学后,学生能否采用PLC对三相交流异步电动机实现正反转启动、停车控制.

①根据控制要求,对PLC的输入/输出点进行分配：画出输入/输出接线图：

②编写梯形图控制程序；

③编译、通讯端口设定、写入PLC：

将RUN/STOP拨码开关打到STOP位置,才能将程序从电脑写入

PLC中.

④安装、接线

主回路：将三相380V交流电通过KM1、KM2两个交流接触器连接到三相交流异步电动机的三相接头上.

控制回路：KM1的电

磁线圈由PLC的输出点Y000控制,KM2的电磁线圈由由PLC的输出点Y001控制（须串入220V交流电源）.

⑤调试、试车

先不接入电动机,在电脑上进行软元件调试,以确保人员和设备

的安全.

将X000强制ON时,PLC面板上的Y0灯应点亮；将X001强制ON时,PLC面板上的Y1灯应点亮；将X002强制ON时,PLC面板上的Y0灯应全灭.

软调试成功后,再接入电动机试车.

四、实训总结、思考与提高

PLC是机电一体化产品,通过一体化教学,不仅要能够掌握和灵活应用指令编写梯型图控制程序,而且要有前瞻意识,洞察世界上电气自动控制领域前沿技术的动态,结合工业生产实际,会使用新器件解决工程技术问题,会使用新设备装备或改造生产企业,提高生产效率,增加经济效益!通过实训,加深对新知识的掌握,通过对新知知识的掌握,使实训收到更好的效果,良性循环,不断提高!实施一体化教学,实际上就是将教室和实验室合为一体,既能教师进行理论教学、又能满足学生实训实操的需要,在老师讲授理论后,学生马上就能动手实践,或者老师讲授与学生实践交错进行.总之,“一体化教学”,又可称为模块化教学,项目式教学,它是将知识的传授由传统的课堂灌输变为实践吸收,能加深对知识的接受、理解和巩固!它具有实践性、实用性、能力性.