作者簡(jiǎn)介：黃俊杰（1982-），男，廣東省中山市建斌中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)電科專業(yè)教師，主要研究方向：電力拖動(dòng)、PLC自動(dòng)化設(shè)計(jì)、機(jī)床維修等。

摘要：PLC的教學(xué)要跟隨時(shí)代發(fā)展的需要進(jìn)行改革，基于工作過(guò)程系統(tǒng)化的教學(xué)方法具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)被淘汰。遵循“行動(dòng)領(lǐng)域—學(xué)習(xí)領(lǐng)域—學(xué)習(xí)情境”的開(kāi)發(fā)路徑進(jìn)行基于工作過(guò)程系統(tǒng)化的課程設(shè)計(jì)，能使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性得到提高，真正掌握PLC的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC技能培養(yǎng)；工作過(guò)程；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1005-1422（2014）06-0042-03可編程序控制器（英文全稱Programmable Logic Controller）簡(jiǎn)稱PLC，是以微處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的自動(dòng)控制裝置，它具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡(jiǎn)單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，因而在冶金、能源、化工、交通、電力等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。

在傳統(tǒng)的PLC教學(xué)中，大都以教師為主體，灌輸理論知識(shí)為主，強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的正確性和嚴(yán)密性，存在著理論與實(shí)踐相脫節(jié)，學(xué)生缺乏主動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí)。因此，采取新的教學(xué)方法已經(jīng)迫在眉睫，而基于工作過(guò)程的教學(xué)方法，則不失為一個(gè)有效的途徑。

一、工作過(guò)程教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)

在以往的教學(xué)中，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)不多，而且總是在講完課之后再專門(mén)安排實(shí)驗(yàn)，人為地造成理論與實(shí)踐脫節(jié)，使學(xué)生畢業(yè)后很長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法獨(dú)立工作。基于工作過(guò)程的教學(xué)方法，把PLC的內(nèi)容融合到每一個(gè)工作過(guò)程中，讓學(xué)生在每一個(gè)工作過(guò)程中，自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，從而增進(jìn)了對(duì)PLC應(yīng)用的理解，自然地掌握知識(shí)。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生成為了學(xué)習(xí)的主體，他們不再是強(qiáng)記理論知識(shí)，而是主動(dòng)學(xué)習(xí)，積極思考。如此的反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力必能得到有效的提高。

二、工作過(guò)程的選擇

一個(gè)好的工作過(guò)程可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而不恰當(dāng)?shù)墓ぷ鬟^(guò)程則會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，比如工作過(guò)程過(guò)于簡(jiǎn)單，學(xué)生很容易解決，這樣就會(huì)對(duì)課程產(chǎn)生不重視的態(tài)度，而工作過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間解決不了，就會(huì)產(chǎn)生倦怠的心理，打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鬟^(guò)程的教學(xué)中起到重要的作用。

在選擇工作過(guò)程時(shí)，我們必須遵循以下原則。第一，工作過(guò)程必須精練。選擇的工作過(guò)程數(shù)量不能多。只需要選擇那些高質(zhì)量的少數(shù)典型工作過(guò)程。第二，工作過(guò)程必須典型。工作過(guò)程要能代表對(duì)象的特點(diǎn)，必須有針對(duì)性，應(yīng)該針對(duì)所講的教育規(guī)律、當(dāng)前的教育實(shí)際和學(xué)生的興趣、愛(ài)好和接受能力來(lái)選擇和編排工作過(guò)程。第三，工作過(guò)程必須有系統(tǒng)性。在PLC教學(xué)中運(yùn)用的所有工作過(guò)程應(yīng)該相互聯(lián)系，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，分層次地有序地編排。工作過(guò)程整體排列結(jié)構(gòu)的合理化能發(fā)揮工作過(guò)程教學(xué)法最大的教育功效。

本文以三菱FX2N系列為機(jī)型進(jìn)行介紹，以自動(dòng)運(yùn)料小車的工作過(guò)程為例，學(xué)生掌握后可舉一反三，觸類旁通。

三、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

盡管PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與微機(jī)相似，但其接口、編程語(yǔ)言不一致，因此PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，需要根據(jù)PLC本身的特點(diǎn)、性能進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一個(gè)經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠、先進(jìn)的控制系統(tǒng)要遵循以下步驟：

第一步，根據(jù)生產(chǎn)的工藝過(guò)程分析控制要求；

第二步，根據(jù)控制要求，確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，PLC的I/O點(diǎn)數(shù)；

第三步，確定PLC的型號(hào)；

第四步，分配PLC的I/O點(diǎn)，設(shè)計(jì)I/O電氣接口連接圖；

第五步，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；

第六步，將設(shè)計(jì)好的程序用計(jì)算機(jī)輸入，進(jìn)行編輯和檢查；

第七步，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試；

第八步，保存已完成的程序。

四、PLC基于工作過(guò)程的教學(xué)實(shí)例

按照PLC設(shè)計(jì)的一般步驟，以工作過(guò)程的要求展開(kāi)教學(xué)。

自動(dòng)運(yùn)料小車的示意圖如圖1所示，其控制要求如下：

（1）小車由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)小車前進(jìn)，反轉(zhuǎn)后退。初始時(shí)，小車停于左端，左限位開(kāi)關(guān)SQ2壓合。

（2）按下開(kāi)始按鈕，小車開(kāi)始裝料。10s后裝料結(jié)束，小車前進(jìn)至右端，壓合右限位開(kāi)關(guān)SQ1，小車開(kāi)始卸料。

（3）8s后卸料結(jié)束，小車后退至左端，壓合SQ2，小車停于初始位置。

（4）具有短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)等必要的保護(hù)措施。

圖1運(yùn)料小車示意圖

圖2運(yùn)料小車電路示意圖

根據(jù)上述的要求，學(xué)生很難馬上設(shè)計(jì)出正確的程序。但如果將以上小車的工作過(guò)程簡(jiǎn)化為多個(gè)小的工作過(guò)程，讓學(xué)生一步一步理解，一步一步設(shè)計(jì)，則可達(dá)到很好的教學(xué)效果。具體思路如下：

第一個(gè)工作：小車停于左端，按下起動(dòng)按鈕X0，小車開(kāi)始裝料，10s后裝料結(jié)束。

第二個(gè)工作：裝料結(jié)束后，小車前進(jìn)至右端，停止前進(jìn)。

對(duì)應(yīng)這兩個(gè)工作，程序的輸入輸出分配關(guān)系如表1所示，梯形圖如圖2所示，從梯形圖來(lái)看，此程序還是比較簡(jiǎn)單的，學(xué)生可以設(shè)計(jì)出正確的程序。

表1輸入輸出關(guān)系表（I/O分配表）

啟動(dòng)按鈕：X0停止按鈕：X1行程開(kāi)關(guān)SQ1：X2行程開(kāi)關(guān)SQ2：X3極限限位開(kāi)關(guān)SQ3：X4極限限位開(kāi)關(guān)SQ4：X5第三個(gè)工作：小車停止前進(jìn)后，開(kāi)始卸料，8s后卸料結(jié)束。

第三個(gè)工作的梯形圖設(shè)計(jì)，與前2個(gè)工作相比，基本類似，在難度上沒(méi)有延伸。此時(shí)輸入輸出關(guān)系增加了電動(dòng)機(jī)卸料接觸器Y2。

第四個(gè)工作：卸料結(jié)束后，小車左行，并停在最左端。

圖3運(yùn)料小車接線圖

此時(shí)，程序在輸入輸出關(guān)系中又增加了電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器Y1。到此，程序設(shè)計(jì)基本結(jié)束。但是，考慮到有可能發(fā)生的短路和過(guò)載現(xiàn)象，不僅在硬件上我們要采取措施，在軟件設(shè)計(jì)中同樣要采取措施，因此對(duì)梯形圖還要從全局上進(jìn)行一定的修改，從而完善程序設(shè)計(jì)。

圖4自動(dòng)往復(fù)部分程序

最后按照評(píng)分表給每位學(xué)生進(jìn)行評(píng)分，達(dá)到檢測(cè)本節(jié)課的教學(xué)效果的目的。 在整個(gè)實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，是學(xué)習(xí)的行動(dòng)主體，教師以行動(dòng)過(guò)程為導(dǎo)向，從知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)過(guò)程中的組織者、指導(dǎo)者、協(xié)調(diào)者。在教學(xué)中教師與學(xué)生互動(dòng)，構(gòu)建自主、協(xié)作、開(kāi)放、競(jìng)爭(zhēng)的空間，讓學(xué)生動(dòng)起來(lái)，讓課堂活起來(lái)，全面提高了教學(xué)質(zhì)量?？偟膩?lái)說(shuō)，本專業(yè)在這個(gè)學(xué)期的一個(gè)教學(xué)班中進(jìn)行了學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的示范性教學(xué)，一年來(lái)取得良好效果。學(xué)生在來(lái)源于工作實(shí)際、理論與實(shí)踐一體化的學(xué)習(xí)任務(wù)中，在培養(yǎng)專業(yè)能力的同時(shí)也獲得了工作過(guò)程知識(shí)，關(guān)鍵能力和綜合能力得到提高。在這種模式中，學(xué)生為了更好地理解所要完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，才去學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)，這就調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣。任務(wù)完成后，又激發(fā)了學(xué)生的職業(yè)認(rèn)同感和責(zé)任感，這正是職業(yè)教育最應(yīng)該達(dá)到的教學(xué)效果。參考文獻(xiàn)： ［1］吳銀，王金海，溫如春.PLC技術(shù)及應(yīng)用課程的教學(xué)方法探索與實(shí)踐［J］.科技廣場(chǎng)，2007（12）. ［2］姜大源.當(dāng)代德國(guó)職業(yè)教育主流教學(xué)思想研究［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2007.［3］趙志群.職業(yè)教育與培訓(xùn)學(xué)習(xí)新概念［M］.北京：科學(xué)出版社，2003.

作者簡(jiǎn)介：黃俊杰（1982-），男，廣東省中山市建斌中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)電科專業(yè)教師，主要研究方向：電力拖動(dòng)、PLC自動(dòng)化設(shè)計(jì)、機(jī)床維修等。

摘要：PLC的教學(xué)要跟隨時(shí)代發(fā)展的需要進(jìn)行改革，基于工作過(guò)程系統(tǒng)化的教學(xué)方法具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)被淘汰。遵循“行動(dòng)領(lǐng)域—學(xué)習(xí)領(lǐng)域—學(xué)習(xí)情境”的開(kāi)發(fā)路徑進(jìn)行基于工作過(guò)程系統(tǒng)化的課程設(shè)計(jì)，能使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性得到提高，真正掌握PLC的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC技能培養(yǎng)；工作過(guò)程；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1005-1422（2014）06-0042-03可編程序控制器（英文全稱Programmable Logic Controller）簡(jiǎn)稱PLC，是以微處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的自動(dòng)控制裝置，它具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡(jiǎn)單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，因而在冶金、能源、化工、交通、電力等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。

在傳統(tǒng)的PLC教學(xué)中，大都以教師為主體，灌輸理論知識(shí)為主，強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的正確性和嚴(yán)密性，存在著理論與實(shí)踐相脫節(jié)，學(xué)生缺乏主動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí)。因此，采取新的教學(xué)方法已經(jīng)迫在眉睫，而基于工作過(guò)程的教學(xué)方法，則不失為一個(gè)有效的途徑。

一、工作過(guò)程教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)

在以往的教學(xué)中，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)不多，而且總是在講完課之后再專門(mén)安排實(shí)驗(yàn)，人為地造成理論與實(shí)踐脫節(jié)，使學(xué)生畢業(yè)后很長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法獨(dú)立工作?；诠ぷ鬟^(guò)程的教學(xué)方法，把PLC的內(nèi)容融合到每一個(gè)工作過(guò)程中，讓學(xué)生在每一個(gè)工作過(guò)程中，自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，從而增進(jìn)了對(duì)PLC應(yīng)用的理解，自然地掌握知識(shí)。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生成為了學(xué)習(xí)的主體，他們不再是強(qiáng)記理論知識(shí)，而是主動(dòng)學(xué)習(xí)，積極思考。如此的反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力必能得到有效的提高。

二、工作過(guò)程的選擇

一個(gè)好的工作過(guò)程可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而不恰當(dāng)?shù)墓ぷ鬟^(guò)程則會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，比如工作過(guò)程過(guò)于簡(jiǎn)單，學(xué)生很容易解決，這樣就會(huì)對(duì)課程產(chǎn)生不重視的態(tài)度，而工作過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間解決不了，就會(huì)產(chǎn)生倦怠的心理，打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鬟^(guò)程的教學(xué)中起到重要的作用。

在選擇工作過(guò)程時(shí)，我們必須遵循以下原則。第一，工作過(guò)程必須精練。選擇的工作過(guò)程數(shù)量不能多。只需要選擇那些高質(zhì)量的少數(shù)典型工作過(guò)程。第二，工作過(guò)程必須典型。工作過(guò)程要能代表對(duì)象的特點(diǎn)，必須有針對(duì)性，應(yīng)該針對(duì)所講的教育規(guī)律、當(dāng)前的教育實(shí)際和學(xué)生的興趣、愛(ài)好和接受能力來(lái)選擇和編排工作過(guò)程。第三，工作過(guò)程必須有系統(tǒng)性。在PLC教學(xué)中運(yùn)用的所有工作過(guò)程應(yīng)該相互聯(lián)系，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，分層次地有序地編排。工作過(guò)程整體排列結(jié)構(gòu)的合理化能發(fā)揮工作過(guò)程教學(xué)法最大的教育功效。

本文以三菱FX2N系列為機(jī)型進(jìn)行介紹，以自動(dòng)運(yùn)料小車的工作過(guò)程為例，學(xué)生掌握后可舉一反三，觸類旁通。

三、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

盡管PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與微機(jī)相似，但其接口、編程語(yǔ)言不一致，因此PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，需要根據(jù)PLC本身的特點(diǎn)、性能進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一個(gè)經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠、先進(jìn)的控制系統(tǒng)要遵循以下步驟：

第一步，根據(jù)生產(chǎn)的工藝過(guò)程分析控制要求；

第二步，根據(jù)控制要求，確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，PLC的I/O點(diǎn)數(shù)；

第三步，確定PLC的型號(hào)；

第四步，分配PLC的I/O點(diǎn)，設(shè)計(jì)I/O電氣接口連接圖；

第五步，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；

第六步，將設(shè)計(jì)好的程序用計(jì)算機(jī)輸入，進(jìn)行編輯和檢查；

第七步，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試；

第八步，保存已完成的程序。

四、PLC基于工作過(guò)程的教學(xué)實(shí)例

按照PLC設(shè)計(jì)的一般步驟，以工作過(guò)程的要求展開(kāi)教學(xué)。

自動(dòng)運(yùn)料小車的示意圖如圖1所示，其控制要求如下：

（1）小車由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)小車前進(jìn)，反轉(zhuǎn)后退。初始時(shí)，小車停于左端，左限位開(kāi)關(guān)SQ2壓合。

（2）按下開(kāi)始按鈕，小車開(kāi)始裝料。10s后裝料結(jié)束，小車前進(jìn)至右端，壓合右限位開(kāi)關(guān)SQ1，小車開(kāi)始卸料。

（3）8s后卸料結(jié)束，小車后退至左端，壓合SQ2，小車停于初始位置。

（4）具有短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)等必要的保護(hù)措施。

圖1運(yùn)料小車示意圖

圖2運(yùn)料小車電路示意圖

根據(jù)上述的要求，學(xué)生很難馬上設(shè)計(jì)出正確的程序。但如果將以上小車的工作過(guò)程簡(jiǎn)化為多個(gè)小的工作過(guò)程，讓學(xué)生一步一步理解，一步一步設(shè)計(jì)，則可達(dá)到很好的教學(xué)效果。具體思路如下：

第一個(gè)工作：小車停于左端，按下起動(dòng)按鈕X0，小車開(kāi)始裝料，10s后裝料結(jié)束。

第二個(gè)工作：裝料結(jié)束后，小車前進(jìn)至右端，停止前進(jìn)。

對(duì)應(yīng)這兩個(gè)工作，程序的輸入輸出分配關(guān)系如表1所示，梯形圖如圖2所示，從梯形圖來(lái)看，此程序還是比較簡(jiǎn)單的，學(xué)生可以設(shè)計(jì)出正確的程序。

表1輸入輸出關(guān)系表（I/O分配表）

啟動(dòng)按鈕：X0停止按鈕：X1行程開(kāi)關(guān)SQ1：X2行程開(kāi)關(guān)SQ2：X3極限限位開(kāi)關(guān)SQ3：X4極限限位開(kāi)關(guān)SQ4：X5第三個(gè)工作：小車停止前進(jìn)后，開(kāi)始卸料，8s后卸料結(jié)束。

第三個(gè)工作的梯形圖設(shè)計(jì)，與前2個(gè)工作相比，基本類似，在難度上沒(méi)有延伸。此時(shí)輸入輸出關(guān)系增加了電動(dòng)機(jī)卸料接觸器Y2。

第四個(gè)工作：卸料結(jié)束后，小車左行，并停在最左端。

圖3運(yùn)料小車接線圖

此時(shí)，程序在輸入輸出關(guān)系中又增加了電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器Y1。到此，程序設(shè)計(jì)基本結(jié)束。但是，考慮到有可能發(fā)生的短路和過(guò)載現(xiàn)象，不僅在硬件上我們要采取措施，在軟件設(shè)計(jì)中同樣要采取措施，因此對(duì)梯形圖還要從全局上進(jìn)行一定的修改，從而完善程序設(shè)計(jì)。

圖4自動(dòng)往復(fù)部分程序

最后按照評(píng)分表給每位學(xué)生進(jìn)行評(píng)分，達(dá)到檢測(cè)本節(jié)課的教學(xué)效果的目的。 在整個(gè)實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，是學(xué)習(xí)的行動(dòng)主體，教師以行動(dòng)過(guò)程為導(dǎo)向，從知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)過(guò)程中的組織者、指導(dǎo)者、協(xié)調(diào)者。在教學(xué)中教師與學(xué)生互動(dòng)，構(gòu)建自主、協(xié)作、開(kāi)放、競(jìng)爭(zhēng)的空間，讓學(xué)生動(dòng)起來(lái)，讓課堂活起來(lái)，全面提高了教學(xué)質(zhì)量?？偟膩?lái)說(shuō)，本專業(yè)在這個(gè)學(xué)期的一個(gè)教學(xué)班中進(jìn)行了學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的示范性教學(xué)，一年來(lái)取得良好效果。學(xué)生在來(lái)源于工作實(shí)際、理論與實(shí)踐一體化的學(xué)習(xí)任務(wù)中，在培養(yǎng)專業(yè)能力的同時(shí)也獲得了工作過(guò)程知識(shí)，關(guān)鍵能力和綜合能力得到提高。在這種模式中，學(xué)生為了更好地理解所要完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，才去學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)，這就調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣。任務(wù)完成后，又激發(fā)了學(xué)生的職業(yè)認(rèn)同感和責(zé)任感，這正是職業(yè)教育最應(yīng)該達(dá)到的教學(xué)效果。參考文獻(xiàn)： ［1］吳銀，王金海，溫如春.PLC技術(shù)及應(yīng)用課程的教學(xué)方法探索與實(shí)踐［J］.科技廣場(chǎng)，2007（12）. ［2］姜大源.當(dāng)代德國(guó)職業(yè)教育主流教學(xué)思想研究［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2007.［3］趙志群.職業(yè)教育與培訓(xùn)學(xué)習(xí)新概念［M］.北京：科學(xué)出版社，2003.

作者簡(jiǎn)介：黃俊杰（1982-），男，廣東省中山市建斌中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)電科專業(yè)教師，主要研究方向：電力拖動(dòng)、PLC自動(dòng)化設(shè)計(jì)、機(jī)床維修等。

摘要：PLC的教學(xué)要跟隨時(shí)代發(fā)展的需要進(jìn)行改革，基于工作過(guò)程系統(tǒng)化的教學(xué)方法具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)被淘汰。遵循“行動(dòng)領(lǐng)域—學(xué)習(xí)領(lǐng)域—學(xué)習(xí)情境”的開(kāi)發(fā)路徑進(jìn)行基于工作過(guò)程系統(tǒng)化的課程設(shè)計(jì)，能使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性得到提高，真正掌握PLC的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC技能培養(yǎng)；工作過(guò)程；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1005-1422（2014）06-0042-03可編程序控制器（英文全稱Programmable Logic Controller）簡(jiǎn)稱PLC，是以微處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的自動(dòng)控制裝置，它具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡(jiǎn)單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，因而在冶金、能源、化工、交通、電力等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。

在傳統(tǒng)的PLC教學(xué)中，大都以教師為主體，灌輸理論知識(shí)為主，強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的正確性和嚴(yán)密性，存在著理論與實(shí)踐相脫節(jié)，學(xué)生缺乏主動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí)。因此，采取新的教學(xué)方法已經(jīng)迫在眉睫，而基于工作過(guò)程的教學(xué)方法，則不失為一個(gè)有效的途徑。

一、工作過(guò)程教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)

在以往的教學(xué)中，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)不多，而且總是在講完課之后再專門(mén)安排實(shí)驗(yàn)，人為地造成理論與實(shí)踐脫節(jié)，使學(xué)生畢業(yè)后很長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法獨(dú)立工作?；诠ぷ鬟^(guò)程的教學(xué)方法，把PLC的內(nèi)容融合到每一個(gè)工作過(guò)程中，讓學(xué)生在每一個(gè)工作過(guò)程中，自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，從而增進(jìn)了對(duì)PLC應(yīng)用的理解，自然地掌握知識(shí)。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生成為了學(xué)習(xí)的主體，他們不再是強(qiáng)記理論知識(shí)，而是主動(dòng)學(xué)習(xí)，積極思考。如此的反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力必能得到有效的提高。

二、工作過(guò)程的選擇

一個(gè)好的工作過(guò)程可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而不恰當(dāng)?shù)墓ぷ鬟^(guò)程則會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，比如工作過(guò)程過(guò)于簡(jiǎn)單，學(xué)生很容易解決，這樣就會(huì)對(duì)課程產(chǎn)生不重視的態(tài)度，而工作過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間解決不了，就會(huì)產(chǎn)生倦怠的心理，打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鬟^(guò)程的教學(xué)中起到重要的作用。

在選擇工作過(guò)程時(shí)，我們必須遵循以下原則。第一，工作過(guò)程必須精練。選擇的工作過(guò)程數(shù)量不能多。只需要選擇那些高質(zhì)量的少數(shù)典型工作過(guò)程。第二，工作過(guò)程必須典型。工作過(guò)程要能代表對(duì)象的特點(diǎn)，必須有針對(duì)性，應(yīng)該針對(duì)所講的教育規(guī)律、當(dāng)前的教育實(shí)際和學(xué)生的興趣、愛(ài)好和接受能力來(lái)選擇和編排工作過(guò)程。第三，工作過(guò)程必須有系統(tǒng)性。在PLC教學(xué)中運(yùn)用的所有工作過(guò)程應(yīng)該相互聯(lián)系，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，分層次地有序地編排。工作過(guò)程整體排列結(jié)構(gòu)的合理化能發(fā)揮工作過(guò)程教學(xué)法最大的教育功效。

本文以三菱FX2N系列為機(jī)型進(jìn)行介紹，以自動(dòng)運(yùn)料小車的工作過(guò)程為例，學(xué)生掌握后可舉一反三，觸類旁通。

三、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

盡管PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與微機(jī)相似，但其接口、編程語(yǔ)言不一致，因此PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，需要根據(jù)PLC本身的特點(diǎn)、性能進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一個(gè)經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠、先進(jìn)的控制系統(tǒng)要遵循以下步驟：

第一步，根據(jù)生產(chǎn)的工藝過(guò)程分析控制要求；

第二步，根據(jù)控制要求，確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，PLC的I/O點(diǎn)數(shù)；

第三步，確定PLC的型號(hào)；

第四步，分配PLC的I/O點(diǎn)，設(shè)計(jì)I/O電氣接口連接圖；

第五步，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；

第六步，將設(shè)計(jì)好的程序用計(jì)算機(jī)輸入，進(jìn)行編輯和檢查；

第七步，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試；

第八步，保存已完成的程序。

四、PLC基于工作過(guò)程的教學(xué)實(shí)例

按照PLC設(shè)計(jì)的一般步驟，以工作過(guò)程的要求展開(kāi)教學(xué)。

自動(dòng)運(yùn)料小車的示意圖如圖1所示，其控制要求如下：

（1）小車由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)小車前進(jìn)，反轉(zhuǎn)后退。初始時(shí)，小車停于左端，左限位開(kāi)關(guān)SQ2壓合。

（2）按下開(kāi)始按鈕，小車開(kāi)始裝料。10s后裝料結(jié)束，小車前進(jìn)至右端，壓合右限位開(kāi)關(guān)SQ1，小車開(kāi)始卸料。

（3）8s后卸料結(jié)束，小車后退至左端，壓合SQ2，小車停于初始位置。

（4）具有短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)等必要的保護(hù)措施。

圖1運(yùn)料小車示意圖

圖2運(yùn)料小車電路示意圖

根據(jù)上述的要求，學(xué)生很難馬上設(shè)計(jì)出正確的程序。但如果將以上小車的工作過(guò)程簡(jiǎn)化為多個(gè)小的工作過(guò)程，讓學(xué)生一步一步理解，一步一步設(shè)計(jì)，則可達(dá)到很好的教學(xué)效果。具體思路如下：

第一個(gè)工作：小車停于左端，按下起動(dòng)按鈕X0，小車開(kāi)始裝料，10s后裝料結(jié)束。

第二個(gè)工作：裝料結(jié)束后，小車前進(jìn)至右端，停止前進(jìn)。

對(duì)應(yīng)這兩個(gè)工作，程序的輸入輸出分配關(guān)系如表1所示，梯形圖如圖2所示，從梯形圖來(lái)看，此程序還是比較簡(jiǎn)單的，學(xué)生可以設(shè)計(jì)出正確的程序。

表1輸入輸出關(guān)系表（I/O分配表）

啟動(dòng)按鈕：X0停止按鈕：X1行程開(kāi)關(guān)SQ1：X2行程開(kāi)關(guān)SQ2：X3極限限位開(kāi)關(guān)SQ3：X4極限限位開(kāi)關(guān)SQ4：X5第三個(gè)工作：小車停止前進(jìn)后，開(kāi)始卸料，8s后卸料結(jié)束。

第三個(gè)工作的梯形圖設(shè)計(jì)，與前2個(gè)工作相比，基本類似，在難度上沒(méi)有延伸。此時(shí)輸入輸出關(guān)系增加了電動(dòng)機(jī)卸料接觸器Y2。

第四個(gè)工作：卸料結(jié)束后，小車左行，并停在最左端。

圖3運(yùn)料小車接線圖

此時(shí)，程序在輸入輸出關(guān)系中又增加了電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器Y1。到此，程序設(shè)計(jì)基本結(jié)束。但是，考慮到有可能發(fā)生的短路和過(guò)載現(xiàn)象，不僅在硬件上我們要采取措施，在軟件設(shè)計(jì)中同樣要采取措施，因此對(duì)梯形圖還要從全局上進(jìn)行一定的修改，從而完善程序設(shè)計(jì)。

圖4自動(dòng)往復(fù)部分程序

最后按照評(píng)分表給每位學(xué)生進(jìn)行評(píng)分，達(dá)到檢測(cè)本節(jié)課的教學(xué)效果的目的。 在整個(gè)實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，是學(xué)習(xí)的行動(dòng)主體，教師以行動(dòng)過(guò)程為導(dǎo)向，從知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)過(guò)程中的組織者、指導(dǎo)者、協(xié)調(diào)者。在教學(xué)中教師與學(xué)生互動(dòng)，構(gòu)建自主、協(xié)作、開(kāi)放、競(jìng)爭(zhēng)的空間，讓學(xué)生動(dòng)起來(lái)，讓課堂活起來(lái)，全面提高了教學(xué)質(zhì)量?？偟膩?lái)說(shuō)，本專業(yè)在這個(gè)學(xué)期的一個(gè)教學(xué)班中進(jìn)行了學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的示范性教學(xué)，一年來(lái)取得良好效果。學(xué)生在來(lái)源于工作實(shí)際、理論與實(shí)踐一體化的學(xué)習(xí)任務(wù)中，在培養(yǎng)專業(yè)能力的同時(shí)也獲得了工作過(guò)程知識(shí)，關(guān)鍵能力和綜合能力得到提高。在這種模式中，學(xué)生為了更好地理解所要完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，才去學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)，這就調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣。任務(wù)完成后，又激發(fā)了學(xué)生的職業(yè)認(rèn)同感和責(zé)任感，這正是職業(yè)教育最應(yīng)該達(dá)到的教學(xué)效果。參考文獻(xiàn)： ［1］吳銀，王金海，溫如春.PLC技術(shù)及應(yīng)用課程的教學(xué)方法探索與實(shí)踐［J］.科技廣場(chǎng)，2007（12）. ［2］姜大源.當(dāng)代德國(guó)職業(yè)教育主流教學(xué)思想研究［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2007.［3］趙志群.職業(yè)教育與培訓(xùn)學(xué)習(xí)新概念［M］.北京：科學(xué)出版社，2003.