摘 要：PLC原理及其運(yùn)用課程具有多變性、綜合性、典型性、實(shí)際性和適用性等幾大教學(xué)特點(diǎn)。本文嘗試改變“填鴨式”的教學(xué)，改進(jìn)教學(xué)方法，采取讀圖法學(xué)習(xí)原理和指令，課題式教學(xué)法等方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主觀(guān)能動(dòng)性，提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：技校機(jī)電專(zhuān)業(yè) PLC原理 教學(xué)改革 方法

一、傳統(tǒng)教學(xué)方法亟待改進(jìn)

傳統(tǒng)的PLC教材是按任務(wù)原理、基本指令、運(yùn)行指令、實(shí)例引用、實(shí)訓(xùn)操作等幾個(gè)章節(jié)編寫(xiě)的。我們的教學(xué)應(yīng)該按照有利于學(xué)生的認(rèn)知進(jìn)程來(lái)進(jìn)行，假如依照教材的順序進(jìn)行教學(xué)，就要將基本指令學(xué)習(xí)完后，再學(xué)習(xí)典型電路和基本編程。由于基本指令和典型電路的學(xué)習(xí)要占用很長(zhǎng)時(shí)間，學(xué)生學(xué)習(xí)后容易發(fā)生遺忘現(xiàn)象。到學(xué)習(xí)基本編程時(shí)，又要重新對(duì)所涉及的指令進(jìn)行復(fù)習(xí)，效率很低。傳統(tǒng)的教學(xué)方法教學(xué)效果不盡人意，亟待改進(jìn)。

二、嘗試采用新的教學(xué)方法

1.在讀圖中學(xué)習(xí)原理和指令

為了克服傳統(tǒng)教學(xué)方法的弊端，我們嘗試一種新的教學(xué)形式，即將PLC的任務(wù)方式（循環(huán)掃描，串行輸入）、原理和電路中所涉及的指令融入每一個(gè)電路中講授。由于每個(gè)電路涉及的指令不多，學(xué)生容易掌握 ，又能看到PLC的具體運(yùn)用，容易發(fā)生興趣。又由于將單調(diào)的任務(wù)原理融入到具體電路中，學(xué)生在潛移默化中便輕松地了解了PLC的任務(wù)進(jìn)程。為此，我們總結(jié)了40多個(gè)典型的控制電路，所涉及的指令為常用的基本指令和運(yùn)行指令。我們欣喜地看到，學(xué)生的讀圖能力大大增強(qiáng)了，在較短時(shí)間內(nèi)便可以達(dá)到一個(gè)較高的水平。

2.課題式教學(xué)法

在教學(xué)中，我們先向?qū)W生提出問(wèn)題，讓學(xué)生帶著疑問(wèn)去學(xué)習(xí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)有了目的性和指向性，學(xué)習(xí)效果就會(huì)提高。我們采用的課題式教學(xué)法有以下幾個(gè)方面。

（1）基本順序控制程序教學(xué)法。

首先，我們講解由“啟—保—?！钡湫涂刂齐娐匪M成的順序控制程序。在程序講解中，我們引出PLC“循環(huán)掃描，串行輸入”的任務(wù)方式，并著重引出最復(fù)雜的基本指令，并把握控制程序的結(jié)構(gòu)（開(kāi)啟條件、自鎖條件、關(guān)閉條件、輔助繼電器的輸入），經(jīng)過(guò)實(shí)踐操作驗(yàn)證，最終達(dá)到熟練記憶的程度。通過(guò)典型的順序控制程序講解，學(xué)生掌握了很多知識(shí)。在講解中，我們只用了2個(gè)課時(shí)，學(xué)生覺(jué)得很有興趣，感到易學(xué)、易懂。

（2）設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的程序控制課題。

隨后的教學(xué)中，我們根據(jù)學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)，列舉了很多具有程序功能控制案例的課題。如：天塔之光、藝術(shù)彩燈、液體混合、自動(dòng)配料/四節(jié)傳送帶、水塔水位控制、星—角啟動(dòng)、十字路口交通燈、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、軋鋼機(jī)、洗鹽控制等。經(jīng)過(guò)這一階段的強(qiáng)化練習(xí)，學(xué)生雖然只有很少的程序控制知識(shí)，但是可以編寫(xiě)一些很貼近實(shí)踐的控制程序了。學(xué)生不僅對(duì)PLC在工業(yè)和民用范圍的運(yùn)用有了一定的認(rèn)識(shí)，更重要的是學(xué)生有了獨(dú)立設(shè)計(jì)程序和調(diào)試程序的能力。這一點(diǎn)讓我們授課老師感到十分地欣喜。學(xué)生長(zhǎng)知識(shí)，教員也輕松，我們只是提出控制要求，必要時(shí)作出一點(diǎn)提示，學(xué)生就可以自己動(dòng)腦充分發(fā)揮自己的想象力，尤其是在設(shè)計(jì)“天塔之光”時(shí)，學(xué)生編制了很多奇妙的招式，引發(fā)出了濃厚的設(shè)計(jì)興趣。

（3）設(shè)計(jì)復(fù)雜的順序功能程序控制課題。

為了使學(xué)生掌握較復(fù)雜的順序功能控制程序，比如，帶有選擇性分支，并列性分支，跳轉(zhuǎn)，循環(huán)功能的程序，我們選擇了以下課題，培養(yǎng)學(xué)生的編程能力。例如：大小球的分揀（選擇性分支）、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制（選擇性分支，循環(huán)功用）、交通燈（并列性分支）、化工產(chǎn)品的分解（并列性分支）等。學(xué)生具有了編寫(xiě)復(fù)雜順序功能控制程序的能力，而且調(diào)試程序的能力也大大增強(qiáng)。這一時(shí)期，學(xué)生經(jīng)常能提出很多有實(shí)踐意義的問(wèn)題，在討論中完善了自己的設(shè)計(jì)程序。

（4）多程序組合，完成程序的銜接。

順序功能控制程序經(jīng)常在多種任務(wù)方式下應(yīng)用。為了使學(xué)生掌握這一特點(diǎn)，我們讓學(xué)生在“天塔之光”的設(shè)計(jì)程序基礎(chǔ)上，實(shí)施單步任務(wù)方式完成、單周期任務(wù)方式完成、延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)任務(wù)方式完成、手動(dòng)任務(wù)方式完成。同時(shí)為了將這些任務(wù)方式有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，我們適時(shí)地講解了幾個(gè)常用的順序流控制指令。運(yùn)用順序流指令將多種任務(wù)方式編制成為獨(dú)立的子程序，然后在主程序中設(shè)置子程序的入口地址，便可以輕松完成這一控制功能。

（5）自動(dòng)過(guò)渡到形狀轉(zhuǎn)移圖的學(xué)習(xí)。

由“啟—保—?！钡湫涂刂齐娐匪M成的順序功能控制程序占用的PLC內(nèi)存空間比較大，執(zhí)行速度慢，編寫(xiě)周期長(zhǎng)，容易出錯(cuò)，但編程邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，容易了解把握。由于每種PLC都有自己的步進(jìn)指令，比如，三菱PLC的STL步進(jìn)接點(diǎn)指令是專(zhuān)門(mén)用來(lái)設(shè)計(jì)順序功能控制程序的，并且采用形狀轉(zhuǎn)移圖（SFC圖）設(shè)計(jì)程序后可以直接轉(zhuǎn)化為梯形圖邏輯，編寫(xiě)任務(wù)十分簡(jiǎn)單，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，效率很高。在讓學(xué)生設(shè)計(jì)程序時(shí)，一般都是先畫(huà)控制功能圖，然后再依據(jù)功能圖編寫(xiě)程序。這樣做，學(xué)生不易出錯(cuò)，頭腦思路清晰，同時(shí)也后續(xù)學(xué)習(xí)形狀轉(zhuǎn)移圖作出一個(gè)很好的鋪墊。

（6）水到渠成設(shè)計(jì)大型課題。

綜合前面的學(xué)習(xí)內(nèi)容后，我們給出了一個(gè)大型的設(shè)計(jì)課題“具有多種控制方式的機(jī)械手”。機(jī)械手的程序設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面：①原點(diǎn)歸零的程序設(shè)計(jì)；②轉(zhuǎn)盤(pán)啟動(dòng)和報(bào)警的程序設(shè)計(jì)；③啟動(dòng)機(jī)械手的程序設(shè)計(jì)；④物料分揀的程序設(shè)計(jì)；⑤手動(dòng)程序設(shè)計(jì)；⑥單周期方式運(yùn)轉(zhuǎn)的程序設(shè)計(jì)；⑦單步方式運(yùn)轉(zhuǎn)的程序設(shè)計(jì)；⑧延續(xù)方式運(yùn)轉(zhuǎn)的程序設(shè)計(jì)。

（7）進(jìn)一步培養(yǎng)讀圖能力。

在后續(xù)階段，我們?yōu)閷W(xué)生講解48個(gè)具有典型控制功能的程序。包括：“點(diǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)控制、延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制、三地‘啟動(dòng)—中止’控制、脈沖發(fā)生器、閃光控制、定時(shí)控制、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后定時(shí)中止控制、兩個(gè)定時(shí)器接力延時(shí)30秒、電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、順序控制、失電延時(shí)控制、雙延時(shí)定時(shí)器（延時(shí)接通，延時(shí)斷開(kāi)）、通斷比相反的閃光控制電路、閃光控制、單按鈕‘啟—?！刂?、運(yùn)用計(jì)數(shù)器定時(shí)10000分鐘、計(jì)數(shù)器擴(kuò)展（700×800）、二分頻控制（待分頻的信號(hào)加在X001端）、定時(shí)器與計(jì)數(shù)器配合延時(shí)4000秒、單穩(wěn)態(tài)控制、計(jì)數(shù)控制、順序啟動(dòng)控制電路、互鎖控制、用計(jì)數(shù)器完成單按鈕‘啟—?！刂?、‘啟—?！！刂疲ㄖ兄箖?yōu)先）、‘啟—保—?！刂疲▎?dòng)優(yōu)先）、順序定時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)、由兩個(gè)定時(shí)器組成的長(zhǎng)定時(shí)控制、三相異步電動(dòng)機(jī)‘星形—三角形’降壓?jiǎn)?dòng)控制、三組燈循環(huán)點(diǎn)亮、倒計(jì)時(shí)程序、不用計(jì)數(shù)器的單按鈕‘啟—?！刂啤⒍诸l器（接通1秒，斷開(kāi)1秒）、采用跳轉(zhuǎn)指令完成手動(dòng)與自動(dòng)擋位的切換（電動(dòng)機(jī)星形—三角形啟動(dòng)控制）、采用調(diào)用子程序完成手動(dòng)與自動(dòng)擋位的切換（電動(dòng)機(jī)星形—三角形啟動(dòng)控制）、應(yīng)用時(shí)間中綴子程序發(fā)生斜坡信號(hào)、由外部輸入中綴子程序完成計(jì)數(shù)控制、由增量式凸輪順控指令完成交通燈控制、由主控指令和跳轉(zhuǎn)指令完成的自動(dòng)和手動(dòng)控制、總控與獨(dú)自控制、多臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制、由主控指令MC完成的程序控制、帶有總啟動(dòng)和總中止的程序控制、由步進(jìn)指令STL完成的程序控制、由主程序，調(diào)用子程序，外部中綴子程序構(gòu)成的帶有啟動(dòng)和中止的彩燈程序控制、雙線(xiàn)圈輸入”等。

經(jīng)過(guò)多年的嘗試和實(shí)踐，我們將上述課題式教學(xué)的七種方法歸納為課題教學(xué)“七步法”。從教學(xué)的效果來(lái)看，這是一個(gè)行之有效的、快速培育學(xué)生成材的方法。

（作者單位：洛陽(yáng)高級(jí)技工學(xué)校）