龔秋萍

PLC實訓教學中存在的問題與對策

龔秋萍

（江蘇省太倉職業(yè)教育中心校 江蘇 太倉 215400）

PLC實訓教學注重培養(yǎng)學生的職業(yè)技能和關(guān)鍵能力。本文從PLC實訓教學中存在的問題入手，探討了具體采用項目教學法教學，仿真軟件模擬，設(shè)計遠程監(jiān)控系統(tǒng)和具體項目應(yīng)用等對策提高實訓教學效率的途徑。

PLC；實訓教學；項目教學；仿真軟件；遠程監(jiān)控

PLC是可編程控制器的簡稱，是以編程軟件來改變控制過程的自動控制裝置，是電氣和機電類專業(yè)中應(yīng)用型的專業(yè)課。課程目標是讓學生掌握可編程控制器技術(shù)的基本知識和基本技能，具有可編程控制器和變頻器技術(shù)的基本應(yīng)用能力，能對簡單的可編程控制系統(tǒng)進行程序設(shè)計、運行、調(diào)試與維護，滿足生產(chǎn)現(xiàn)場可編程控制系統(tǒng)應(yīng)用的需要。根據(jù)PLC課程所學指令條數(shù)較多，程序設(shè)計較為復雜的特點，采用以實踐操作為主的實訓教學，通過對程序的反復運行和調(diào)試來掌握PLC技術(shù)。實訓教學在培養(yǎng)學生掌握職業(yè)技能的同時，也注重專業(yè)能力、方法能力和社會能力等關(guān)鍵能力的培養(yǎng)。在PLC實訓教學中，存在指令條數(shù)多難以理解和PLC設(shè)備不足、學生操作時間短等問題，關(guān)鍵在于提高學習效率和學習質(zhì)量，培養(yǎng)學生的自學和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

模擬職業(yè)情境，采用項目教學

PLC存在上百條指令，傳統(tǒng)的教學以介紹指令概念和功能為主，并應(yīng)用指令進行程序的編制，學生在學習中難以理解繁多的指令，更難以熟練應(yīng)用指令進行編程。因此，為了更好地讓學生理解與接受知識，可以采用項目教學法，將教學大綱中規(guī)定的若干教學內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個教學項目，以學生及其行為為中心，圍繞項目組織和展開教學，使學生直接參與項目的全過程。項目課題的選題要切合學生實際，由淺入深，循序漸進，而涉及的指令就穿插在項目中，讓學生在做中學，學中做。具體的課堂教學設(shè)計與實施詳見表1。

表1 PLC課堂教學設(shè)計與實施表

課后任務(wù)實施，運用仿真軟件

PLC的任務(wù)實施能否成功，關(guān)鍵在于程序的反復調(diào)試和運行。很多學生在PLC的學習過程中產(chǎn)生了濃厚的興趣，但PLC設(shè)備的不足限制了學生在課余時間的實踐和研究。沒有設(shè)備無法進行程序的調(diào)試，學生也就無法驗證所設(shè)計的程序是否正確，這就需要通過仿真軟件來模擬程序的運行。利用仿真軟件Version 2.0在家就能輕松地調(diào)試程序，感受PLC控制的無窮魅力，仿真軟件的操作界面如圖1所示。課后習題以課程設(shè)計的形式來布置，每周每個小組完成一個項目設(shè)計。課題是二選一，如較簡單的密碼鎖控制和較復雜的洗衣機控制，小組的成員可以根據(jù)自己的能力選擇課題合作完成，具體包括以下幾個環(huán)節(jié)：任務(wù)內(nèi)容搜集；分配輸入輸出點；繪制控制接線圖；程序的編制與調(diào)試。最后，每周匯總點評一次，組長匯報小組的完成情況，組員補充講解任務(wù)實施過程中遇到的問題和解決方法，共同探討其他小組提出的問題。通過運用仿真軟件，極大地調(diào)動了學生的學習積極性，也彌補了設(shè)備不足存在的問題。

圖1 S7-200仿真界面圖

結(jié)合校園網(wǎng)絡(luò)，實施遠程監(jiān)控

仿真軟件的使用解決了學生程序模擬調(diào)試的問題，能在仿真界面中直接觀察到輸入輸出信號之間的關(guān)系，但對于較為復雜的控制，如數(shù)模轉(zhuǎn)換、步進電機轉(zhuǎn)速的監(jiān)測等，就無法在仿真界面中顯示出來，這就需要用到遠程監(jiān)控技術(shù)。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器和其他工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡(luò)形成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向，因此，在PLC實訓教學中，要打破時間和空間的束縛，借助多媒體和校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)平臺，形成遠程監(jiān)控系統(tǒng)。采用現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)相結(jié)合的通信機制，可將PLC實訓場室中的現(xiàn)場數(shù)據(jù)高速傳至監(jiān)控計算機進行分析管理。主站采用PLC模塊，運用以太網(wǎng)模塊控制和鏈接主站，從而實現(xiàn)遠程控制PLC設(shè)備、調(diào)速變頻器設(shè)備和伺服電機設(shè)備等。并通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)送到上位機監(jiān)控系統(tǒng)進行分析，同時可將上位監(jiān)控機發(fā)出的指令送至遠程設(shè)備控制器。圖2是變頻器監(jiān)控畫面。通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)，教師可以通過上位機的監(jiān)控軟件監(jiān)控學生工作任務(wù)的執(zhí)行情況，學生可在家中或?qū)W校的機房進行操作。

學生分組合作，具體項目調(diào)試

在學生完成了10個項目之后，可以進行為期一周的PLC綜合訓練，進行物料傳送分揀系統(tǒng)的安裝與調(diào)試，將所學的PLC技術(shù)應(yīng)用到實際的生產(chǎn)中來。以6人為一組，每組準備如下材料：PLC模塊、變頻器模塊、電源模塊、皮帶運輸機部件和計算機等各一套，物料傳送分揀系統(tǒng)安裝錄像資料一份，安裝工具和連接導線一套。學生分組合作，完成以下任務(wù)：（1）按設(shè)備組裝圖組裝物料傳送分檢系統(tǒng)設(shè)備；（2） 按照已經(jīng)給出的氣動系統(tǒng)圖連接物料傳送分檢系統(tǒng)的氣路；（3）按物料傳送分檢系統(tǒng)的工作要求畫出電氣原理圖并連接電路；（4）根據(jù)物料傳送分檢系統(tǒng)的工作要求編寫PLC控制程序和設(shè)置變頻器參數(shù)；（5）調(diào)試物料傳送分檢系統(tǒng)和控制程序，達到項目任務(wù)擬定的工作要求和技術(shù)要求。

圖2 變頻器監(jiān)控畫面圖

教師主要對學生進行引導和啟發(fā)，并進行通電調(diào)試前的檢查。在不斷的調(diào)試修改中，學生完成項目任務(wù)，很好地培養(yǎng)了學生的團隊合作精神和解決問題能力。另外，PLC實訓教學還應(yīng)與職業(yè)技能鑒定相結(jié)合。

總之，PLC的實訓教學要根據(jù)地方對人才的需求特色和需求量來確定自己的培養(yǎng)目標，將學生就業(yè)后的上崗培訓與就業(yè)前的實訓教學相結(jié)合，對學生進行有較強崗位針對性的技能訓練。只有這樣，中職學校培養(yǎng)的學生才能更快地適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展需求，成為具有電氣設(shè)備安裝、調(diào)試、運行、維護及供用電系統(tǒng)維護的專業(yè)知識和操作技能的生產(chǎn)第一線工作的應(yīng)用型中、初級人才。

[1]姜大源．職業(yè)教育學研究新論[M]．北京：教育科學出版社，2007：18-23．

[2]蔣芙沙．關(guān)于網(wǎng)狀教學體系在實訓教學中的應(yīng)用[J]．職業(yè)教育研究 2007，(5)：117．

[3]許繆，王淑英．電氣控制與 PLC應(yīng)用[M]．北京：機械工業(yè)出版，2006：147-152．

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1672-5727（2010）11-0109-02

龔秋萍（1976—），女，江蘇太倉人，江蘇省太倉職業(yè)教育中心校教師，中學一級教師，主要從事電子電工及PLC教學與研究。