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PLC實踐應用與中職教學有效結合

摘要：PLC是一門實踐性很強課程，本文主要從PLC課程教學實踐應用的重要性出發(fā)，分析了PLC實踐教學在教學中的優(yōu)勢，并對如何實現(xiàn)PLC實踐應用與中職教學的有機結合闡述了筆者的觀點。

一、中職課程教學PLC實踐應用重要性

早在2006年，國家勞動和社會保障部就發(fā)布了目前國內12個緊缺型人才需求，PLC系統(tǒng)編程設計師崗位就位列其中，根據(jù)有關部門預測顯示，到2011年止，PLC技術型人才缺口將達到15.4萬。國內人才市場對專業(yè)PLC技術人才的需求也越來越大。所以，各大高職、中職院校要加大電氣自動化、機電等專業(yè)的PLC實踐應用教學的力度，強調理論與實踐相結合的教學模式。

目前，國內很多的高職、中職院校對PLC的實踐應用教學非常重視，但是由于學生對理論知識的掌握程度有限，這些院校自動化專業(yè)畢業(yè)學生大多數(shù)都從事自動化設備的維護以及設備的自動化改造方面，而真正涉及PLC程序開發(fā)應用的專業(yè)人才卻非常少。但是PLC程序設計屬于緊缺型人才，教學結果與社會需求產生了矛盾。因此，各大高職、中職院校在PLC理論課程教學中，加強PLC的應用實踐課程的教學，從而達到培養(yǎng)專業(yè)的應用型人才的目的，使學生不僅具有較強的理論知識，同時也具備應用實踐能力，最終為社會輸送PLC程序設計專業(yè)型人才，為科技的發(fā)展做出貢獻。

二、PLC實踐在教學中的實施

在高職、中職院校傳統(tǒng)的PLC教學課程當中，都采用傳統(tǒng)的教學方式開展該課程的教學任務。在進行課程教學的PIE教材編寫時，一般是按照基本原理、基本指令、基本應用以及基本操作等四個獨立的章節(jié)來完成的。教材也按照結構的嚴謹性進行編寫，在課程開始時，教師也按照教材的順序進行教學，首先進行基本理論的學習，接著學習基本指令，最后才開始應用的教學。這樣一來當學生學習到應用課程時，前面的理論知識已經(jīng)發(fā)生脫節(jié)，然后又要開始重新的理論學習，導致了學生PLC實踐應用學習效果不高，應用能力也得不到提高。

1、PLC在機械加工教學中的具體應用

在PLC課程的開始前，先準備好機械手本體、氣動控制系統(tǒng)以及PC - PLC監(jiān)控系統(tǒng)，機械手臂主要由基座、手臂以及手爪等幾部分組成，在實踐時分別要求完成機械手臂的扭轉、升降、手爪翻轉、手臂伸縮和手爪夾持等動作。上述動作的實現(xiàn)是由氣缸驅動完成的，由PLC的遠程控制實現(xiàn)電磁閥的動作，操作界面按鈕通過用戶程序與PLC以及各電磁閥的線圈相連接，實現(xiàn)遠程汽缸控制動作。每個氣缸控制按鈕數(shù)量與電磁閥的線圈數(shù)是對應的，比如：三位五通閥有三個控制按鈕、二位五通閥有兩個控制按鈕。機械手機的控制信號則是通過與PLC進行的實時數(shù)據(jù)交換得到的，也就是PLC的端子的實時工作狀態(tài)。同時，在界面顯示區(qū)，顯示機械手臂運動氣缸的活塞桿位置狀態(tài)，觀察其是否到達了左右極限。從而達到機械手臂的上移、下移、夾緊等動作的實現(xiàn)。

2.PLC 課程的學習模式。

根據(jù)實踐應用與理論知識相結合的方式進行PLC的知識講學，這樣既可以使學生掌握理論知識，又可以在實踐中掌握設計技能。PLC一個重要的特點就是其綜合性，一個實際的自動化系統(tǒng)結構是非常復雜的，往往包含了機、電、液、氣等內容，而且具體的控制要求也根據(jù)其行業(yè)的不同而不同，有些在理論上可以實現(xiàn)的控制程序運用到實際中不一定可行。但是，如果采取了實踐應用與理論知識相結合的教學模式進行，起到的教學效果就完全不同。中職院校在進行PLC的教學時可以結合實際的工程案例進行，讓學生在實際應用中，學會PLC的工程實際設計方法，從而掌握了PLC技術在實際工程中的應用，提高其技術水平與應用能力，真正實現(xiàn)畢業(yè)生PLC應用技術的實踐教學任務。同時，也可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，根據(jù)具體的工程實例進行具有自身特色的實際應用，從而實現(xiàn)才人的創(chuàng)新需求。

3、PLC課程的教學模式。在PLC實踐應用教學模式中，教師可以利用現(xiàn)有的PLC實驗室進行一體化教學。在實PLC應用實踐教學過程中，首先由教師講解模擬系統(tǒng)的控制要求以及預備知識，并對編程思路進行分析，然后交給學生自己上機設計調試程序，最后，再由教師進行程序的指導、修正。讓學生學習到了理論知識所無法學習到的寶貴經(jīng)驗，對PLC的理論知識更加理性化、明細化。這種PLC應用實踐教學不僅可以充分的挖掘學生的學習熱情，更能培養(yǎng)學生的實踐動手能力以及應變能力。

三、如何實現(xiàn)PLC實踐應用與課程教學有機結合

1、改革傳統(tǒng)教學模式，實施項目教學方法教學

在實施PLC項目教學過程中，教師可以具體的給出PLC控制的相關要求，讓學生進行積極的動手及操作，例如：采用三菱FX系列PLC實現(xiàn)機械手臂的控制，所提出的要求有：實現(xiàn)機械手臂的上移、下移、夾緊等控制以及實現(xiàn)機械手臂故障警報控制。采用實際案例進行項目教學，其根本目的是當學生在完成這些教學任務后，可以更加熟悉的運用PLC在進行實際應用的中的控制，并且在教學任務中掌握其基本的位操作指令，以及掌握基本元器件型號選擇。最終掌握PLC的基本控制操作步驟。針對以上教學要求及任務，教師可以制定以下的教學實踐步驟：

（1）進行分組討論。將學生按小組進行項目的討論，并根據(jù)要求設計出方案。同時教師也應參與以便了解學生的實際情況，并指導學生進行設計PLC控制的基本步驟，如怎樣分配I/O口；怎樣設計電氣原理圖以及程序編制過程中應注意的問題等，并由小組提出自己的方案設計意見。

（2）實踐項目的計劃與安排。根據(jù)各個小組所制定的方案，對各小組進行分工，并對各項控制項目的開展做出計劃步驟。

（3）實踐項目具體實施。根據(jù)各小組做出的計劃與方案安排，進行具體任務的實施工作。

（4）項目完成過程中的質量控制。在整個項目進行過程中，教師要對操作設計過程進行全程的跟蹤控制，及時的分析與解決學生碰到的難點，讓學生自己判斷問題的根本原因，并動手解決實際碰到的問題，培養(yǎng)學生自主實踐與問題分析的能力。

2、結合院校網(wǎng)絡，實行遠程監(jiān)控

PLC輸入輸出信號之間的關系可以通過仿真軟件的界面中直接體現(xiàn)，但是對于較復雜的程序來說，就不能在仿真軟件界面直接顯示了，比如數(shù)模轉換、步進電機的轉速監(jiān)測等信息，這就需要用到遠程監(jiān)控技術了。隨著PLC技術的不斷完善及發(fā)展，PLC與其他的工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡相結合，形成大型的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)是可編程控制器技術的發(fā)展方向，所以，在PLC應用實踐教學過程中，要解除時間及空間的限制，借助中職院校的校園網(wǎng)絡平臺，形成大范圍的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。運用現(xiàn)場總線與以太網(wǎng)相互結合的通信方式，將PLC教學過程中的現(xiàn)場數(shù)據(jù)高速傳至監(jiān)控計算機進行分析與管理。主站運用PLC控制模塊，運用以太網(wǎng)模塊來完成主站的控制與連接，以達到遠程控制PLC設備、調速變頻器設備以及伺服電機設備的目的。數(shù)據(jù)將通過以太網(wǎng)送到上位機監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)將對數(shù)據(jù)進行分析，同時，可將上位機監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的各類指令傳送至對應設備，進行控制。

3、改善考核方法，開展實際活動

對學生考核成績的擬定，要根據(jù)理論分與實踐分數(shù)相結合的方式進行，特別是對于PLC這種實踐性很強的課程，不能僅僅掌握理論知識，而忽視動手實踐能力。因此，必將改進學生考核制度，將實踐設計考核列入考核范圍，對專業(yè)技能考核一定要在教師選題范圍之內進行，并根據(jù)題目的具體要求，來完成程序的設計、編寫、運行、調試等步驟，從而達到PLC應用實踐的考核目的。PLC專業(yè)教師也應該經(jīng)常開設一些興趣小組以及科研活動，并要求學生參加學校組織的工廠實踐活動等，讓學生真正了解到PLC設計者的工作環(huán)境以及崗位實際需要等。

四、結束語

中職院校PLC專業(yè)教學的目的，是培養(yǎng)學生集維護、安裝、設計等相結合的技能性人才。采用PLC應用實踐教學方法，通過PLC教學設備讓學生真正了解到PLC設計的實際步驟，在實踐中完成理論知識的消化與吸收，不僅激發(fā)了學生的學習熱情，而且培養(yǎng)了學生的實踐動手能力，優(yōu)化了教學過程，培養(yǎng)了PLC專業(yè)實踐型人才。

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