摘 要：PLC、變頻器應(yīng)用課程是技工院校電氣自動化專業(yè)維修電工技師層次的教學(xué)或?qū)I(yè)培訓(xùn)中一門重要的一體化課程，本文主要分析在這門課程中融入人機(jī)界面技術(shù)的教學(xué)方法與教學(xué)過程。

關(guān)鍵詞：人機(jī)界面 PLC 變頻器 觸摸屏 任務(wù)驅(qū)動

PLC、變頻器應(yīng)用技術(shù)的一體化教學(xué)，在技工院校電氣自動化專業(yè)維修電工技師層次的教學(xué)和培訓(xùn)中，占有極其重要的地位。在該課程中融入人機(jī)界面技術(shù)，使課程的技術(shù)含量進(jìn)一步提高，教師有必要在實(shí)施教學(xué)之前對所任教的課程作出教學(xué)分析，其中包括課程的知識體系構(gòu)成、前期準(zhǔn)備工作、重點(diǎn)難點(diǎn)以及有針對性的教學(xué)方法等。

一、學(xué)生知識體系分析

PLC、變頻器應(yīng)用課程適合于維修電工技師層次的教學(xué)和培訓(xùn)，所以學(xué)生應(yīng)該具備一定理論基礎(chǔ)和操作能力。

學(xué)生的理論知識能力包括：安全用電知識、電工基礎(chǔ)知識、電動機(jī)原理、常用低壓電器及其控制線路的工作原理、PLC程序設(shè)計知識、相關(guān)的機(jī)械基礎(chǔ)知識等。學(xué)生的操作能力包括：常見電氣控制線路的安裝、PLC輸入/輸出電路的安裝、變頻器的接線及其參數(shù)的設(shè)置。

二、教學(xué)方法設(shè)想

“任務(wù)驅(qū)動”是實(shí)施探究式教學(xué)模式的一種教學(xué)方法，適用于學(xué)習(xí)電工技術(shù)應(yīng)用方面的知識和技能。“任務(wù)驅(qū)動”的特點(diǎn)之一就是圍繞任務(wù)展開教學(xué)，任務(wù)的設(shè)置，既要注重方法和知識體系，又要融入電工技術(shù)的綜合性，滲透其他學(xué)科的知識。

1.選擇任務(wù)載體

“任務(wù)驅(qū)動法”中，任務(wù)載體就是一個具體的課題，需要突出教學(xué)重點(diǎn)，并包含足夠多的知識點(diǎn)。在PLC、變頻器應(yīng)用課程中引入人機(jī)界面技術(shù)，要突出人機(jī)界面的重要性，現(xiàn)設(shè)例如下：

用西門子PLC、變頻器和威綸觸摸屏模擬實(shí)現(xiàn)小車運(yùn)料功能：

小車在A點(diǎn)（原位）時，按下啟動按鈕，裝料閥打開，5秒后小車啟動前進(jìn)，到達(dá)B點(diǎn)（目的地）后小車停止并卸料，10秒后自行后退，到達(dá)A點(diǎn)后停止，重新裝料，如此循環(huán)……小車的前進(jìn)和后退由三相異步電動機(jī)拖動，用變頻器實(shí)現(xiàn)調(diào)速。小車在啟動前若不在A點(diǎn)，可讓小車手動前進(jìn)或后退，系統(tǒng)循環(huán)次數(shù)由觸摸屏設(shè)定并顯示。小車的啟動、停止以及手動調(diào)整，均不采用按鈕控制，由觸摸屏直接實(shí)現(xiàn)。

2.提出學(xué)習(xí)任務(wù)

任務(wù)是教學(xué)的關(guān)鍵，是問題提出的表現(xiàn)。教師應(yīng)根據(jù)課程目標(biāo)，將所要教授的內(nèi)容隱含在一個個任務(wù)當(dāng)中，學(xué)生通過完成任務(wù)掌握所學(xué)知識。在本課題的教學(xué)中，可將課題分解為若干學(xué)習(xí)任務(wù)。

任務(wù)一：PLC、觸摸屏的I/O地址分配及其接線圖的繪制。

任務(wù)二：觸摸屏畫面的制作。

任務(wù)三：變頻器的控制方式及其參數(shù)設(shè)置。

任務(wù)四：控制線路安裝。

任務(wù)五：PLC程序編寫。

任務(wù)六：控制程序功能的完善。

任務(wù)七：系統(tǒng)的調(diào)試和檢修。

3.創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境

在教學(xué)過程中，創(chuàng)設(shè)與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題相關(guān)的學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生帶著真實(shí)的“任務(wù)”進(jìn)入學(xué)習(xí)情境，使學(xué)生的學(xué)習(xí)直觀化和形象化。比如在觸摸屏畫面設(shè)計這個環(huán)節(jié)中，教師必須創(chuàng)設(shè)符合實(shí)際的工作情境，讓學(xué)生看到觸摸屏的種種功能，才能激發(fā)出他們的學(xué)習(xí)興趣，讓他們能主動探究觸摸屏應(yīng)用技術(shù)。

4.啟發(fā)學(xué)生思維

基本的思維方法、認(rèn)知結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)方法，在教學(xué)過程中非常重要，教師要把握整個教學(xué)過程的內(nèi)容、進(jìn)度和方向，給學(xué)生以思考的機(jī)會和時間，要采取多種方式，提高學(xué)生的思維能力，促使學(xué)生形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

用觸摸屏來實(shí)現(xiàn)某個程序的控制，在編程的時候不僅要做好對小車動作的控制，還要考慮觸摸屏對程序的影響，比較典型的是時間、循環(huán)次數(shù)的設(shè)定和顯示功能，控制程序舉例如下：

Network 15

LD SM0.0

MOVW T5，VW100

MOVW T6，VW102

MOVW C0，VW108

編寫這樣的程序并不難，關(guān)鍵是要讓學(xué)生知道：為什么需要這樣的程序，為什么使用這些指令，在使用這些指令的時候要注意什么？如果學(xué)生對課題的每個環(huán)節(jié)都能提出這類問題，那么教學(xué)就達(dá)到目的了。

在PLC、變頻器應(yīng)用課程中融入觸摸屏技術(shù)的教學(xué)，在選擇教學(xué)方法時，決不僅僅限于“任務(wù)驅(qū)動”這一個教學(xué)模式，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生的具體特點(diǎn)以及教學(xué)要求等諸多因素，采用合適的教學(xué)方法。

（作者單位：江蘇省常州技師學(xué)院）