鄧奔戈

[摘 要] 進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著PLC技術(shù)的不斷成熟，PLC控制系統(tǒng)已逐漸代替繼電控制系統(tǒng)，成為現(xiàn)代電氣控制的主流技術(shù)。在PLC編程實(shí)訓(xùn)中運(yùn)用分段式項(xiàng)目教學(xué)法，通過“教—學(xué)—練—教”的循環(huán)式教學(xué)模式，以提高學(xué)生應(yīng)用PLC知識處理和解決綜合編程問題的能力。

[關(guān) 鍵 詞] 項(xiàng)目教學(xué)法；PLC；編程實(shí)訓(xùn)

[中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）14-0112-02

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著PLC技術(shù)的不斷成熟，在工廠企業(yè)的電氣控制中，PLC控制系統(tǒng)已逐漸代替繼電控制系統(tǒng)，成為現(xiàn)代電氣控制的主流技術(shù)，在電氣、電力、石油、化工、礦山等工礦企業(yè)的電氣控制中，PLC隨處可見，作為一個現(xiàn)代企業(yè)的電氣工作者，不懂PLC將無法滿足目前的電氣工作需要，因此，結(jié)合目前工廠企業(yè)對PLC編程的要求，如何根據(jù)學(xué)員的特點(diǎn)，開展科學(xué)有效的PLC編程實(shí)訓(xùn)，是當(dāng)前PLC教學(xué)中亟待研究的一個課題。

項(xiàng)目教學(xué)法是通過實(shí)施一個完整的教學(xué)項(xiàng)目或課題而進(jìn)行的教學(xué)活動，其目的在于把理論知識與編程實(shí)訓(xùn)有機(jī)地結(jié)合起來，充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造力和開放性思維的能力，達(dá)到提高學(xué)生解決現(xiàn)場實(shí)際問題的綜合能力，而分段式項(xiàng)目教學(xué)法則是根據(jù)項(xiàng)目教學(xué)法的要求，針對一個教學(xué)項(xiàng)目或課題的教學(xué)任務(wù)進(jìn)行分段，根據(jù)每段的要求設(shè)定各階段的教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生按照教學(xué)任務(wù)的要求，循序漸進(jìn)地逐一達(dá)到各個教學(xué)目標(biāo)，完成各階段的教學(xué)任務(wù)，整個教學(xué)過程是以學(xué)生為中心，教師起組織和引導(dǎo)作用，形成“教—學(xué)—練—教”的循環(huán)教學(xué)模式，以提高學(xué)生運(yùn)用PLC知識解決現(xiàn)場問題的能力。

下面結(jié)合本人近幾年從事PLC編程實(shí)訓(xùn)的教學(xué)心得，談?wù)勗赑LC編程實(shí)訓(xùn)中如何應(yīng)用分段式項(xiàng)目教學(xué)法。

分段式項(xiàng)目教學(xué)法在實(shí)施過程中一般按“總項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)—總工作計(jì)劃—總項(xiàng)目實(shí)施和評估—總結(jié)分析討論”等幾個大環(huán)節(jié)展開，而在總項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)里，再按教學(xué)知識體系分成若干階段教學(xué)任務(wù)，每段的教學(xué)任務(wù)再依次分為“分段工作計(jì)劃—分段項(xiàng)目實(shí)施和評估—分段總結(jié)分析討論”，總的項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)是一個大的教學(xué)循環(huán)，而各分段項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)是一個小的教學(xué)循環(huán)，小循環(huán)為大循環(huán)服務(wù)。

一、設(shè)定各階段的PLC編程項(xiàng)目任務(wù)

在運(yùn)用分段式項(xiàng)目教學(xué)法設(shè)定PLC項(xiàng)目任務(wù)時，必須以學(xué)生為中心，根據(jù)學(xué)生和PLC編程教學(xué)的具體要求，設(shè)計(jì)具體的教學(xué)計(jì)劃。例如，在中央空調(diào)控制系統(tǒng)中，要求水泵M1先啟動，水泵M1啟動20秒后風(fēng)機(jī)M2啟動，風(fēng)機(jī)M2啟動30秒后壓縮機(jī)M3啟動，停止時逆序停止；當(dāng)水泵M1出現(xiàn)故障時，10秒后壓縮機(jī)M3停止運(yùn)行，風(fēng)機(jī)M2在壓縮機(jī)M3停止后運(yùn)行30秒停止；當(dāng)風(fēng)機(jī)M2出現(xiàn)故障時，壓縮機(jī)M3立即停止，水泵M1運(yùn)行30秒后停止；當(dāng)壓縮機(jī)M3出現(xiàn)故障時，水泵M1和風(fēng)機(jī)M2立即停止。在此PLC程序設(shè)計(jì)的教學(xué)項(xiàng)目中，可以按照系統(tǒng)控制的要求，將總的項(xiàng)目任務(wù)分為四個階段性任務(wù)，具體如下：

總?cè)蝿?wù)是：程序能滿足控制系統(tǒng)的所有要求。

1.第一階段任務(wù)是：水泵M1先啟動，水泵M1啟動20秒后風(fēng)機(jī)M2啟動，風(fēng)機(jī)M2啟動30秒后壓縮機(jī)M3啟動，停止時逆序停止。

2.第二階段任務(wù)是：當(dāng)水泵M1出現(xiàn)故障時，10秒后壓縮機(jī)M3停止運(yùn)行，風(fēng)機(jī)M2在壓縮機(jī)M3停止后運(yùn)行30秒停止。

3.第三階段任務(wù)是：風(fēng)機(jī)M2出現(xiàn)故障時，壓縮機(jī)M3立即停止，水泵M1運(yùn)行30秒后停止。

4.第四階段任務(wù)是：當(dāng)壓縮機(jī)M3出現(xiàn)故障時，水泵M1和風(fēng)機(jī)M2立即停止。

二、制訂工作計(jì)劃

此階段教學(xué)以學(xué)生為中心，教師起組織和引導(dǎo)的作用，學(xué)生可以根據(jù)興趣愛好自由組合成學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，也可由教師進(jìn)行組織，組建學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)時，最好將基礎(chǔ)好、能力強(qiáng)、思維敏捷的學(xué)生與基礎(chǔ)和能力相對較差的學(xué)生組合在一起，這樣既有利于各團(tuán)隊(duì)實(shí)力相對平衡，也有利于優(yōu)秀學(xué)生對基礎(chǔ)較差的學(xué)生進(jìn)行幫助，同時也可避免部分團(tuán)隊(duì)實(shí)力過強(qiáng)提早完成任務(wù)，而部分團(tuán)隊(duì)實(shí)力較弱無法按時完成任務(wù)的現(xiàn)象，這是項(xiàng)目教學(xué)法的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是保證教學(xué)項(xiàng)目能否如期完成的核心。各學(xué)習(xí)小組通過討論分析，制訂完成各階段任務(wù)的計(jì)劃和步驟，以及團(tuán)隊(duì)分工情況，最后匯總，形成各階段的工作計(jì)劃。

根據(jù)上例的教學(xué)任務(wù)要求，制訂總的項(xiàng)目計(jì)劃為：

1.根據(jù)案例要求，設(shè)定本控制系統(tǒng)的I/O分配表。

2.進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。

3.程序的檢測和調(diào)試工。

結(jié)合總的項(xiàng)目計(jì)劃，將總?cè)蝿?wù)中的第一項(xiàng)目任務(wù)再分解成如下分階段任務(wù)：

（1）各電動機(jī)控制過程的分析。

（2）畫出電氣控制線路圖。

（3）設(shè)定每臺電動機(jī)輸入和輸出的分配（I/O分配表）。

（4）畫出I/O的硬接線圖。

由于本階段是項(xiàng)目任務(wù)能否完成的核心，也是一個難點(diǎn)，教師要鼓勵各學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)積極討論，暢所欲言，充分發(fā)表個人的想法和意見，讓每個學(xué)員都參與到整個學(xué)習(xí)過程，既利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、思考問題和解決問題的能力，也可提高學(xué)生的協(xié)作和溝通交流的

能力。

三、項(xiàng)目的實(shí)施和評估

教學(xué)項(xiàng)目的實(shí)施和評估是項(xiàng)目教學(xué)法中的一個重要環(huán)節(jié)，教師對各學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)提交的整套程序設(shè)計(jì)計(jì)劃和步驟，進(jìn)行相應(yīng)的檢查，然后由學(xué)生親自在實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場的編程操作，根據(jù)上一步的各階段項(xiàng)目計(jì)劃和各學(xué)習(xí)小組的人員分工，進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)操作，有的進(jìn)行輸入輸出元器件的定位和連接，有的按程序一句一句地輸入指令，有的按要求進(jìn)行一步一步的檢查和校驗(yàn)；在調(diào)試程序時，按照每個階段的任務(wù)依次進(jìn)行程序的調(diào)試，只有當(dāng)?shù)谝浑A段的任務(wù)達(dá)到要求，才能開始下一階段的工作任務(wù)，直到最后再進(jìn)行整個控制系統(tǒng)程序的總調(diào)試。

當(dāng)發(fā)生故障或問題時，教師應(yīng)及時幫助學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行故障或問題的分析，此時教師不要直接給出答案，而是引導(dǎo)學(xué)生分析故障或錯誤出現(xiàn)的原因，讓學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行集體的思考、討論和分析，尋找解決問題的思路和辦法，通過不斷的修改和程序調(diào)試，確保程序能達(dá)到控制系統(tǒng)的要求；學(xué)生在學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)中，可以學(xué)會如何進(jìn)行正確的思考，掌握分析問題和解決問題的方法和技巧，以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神，同時也可對前面所學(xué)的理論知識起到消化及鞏固的作用，也是對前面知識的掌握情況進(jìn)行考查，還是一個模擬工廠企業(yè)設(shè)備故障或問題的現(xiàn)場，有助于考查學(xué)生真正的實(shí)際動手能力。

四、總結(jié)分析討論

各學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)在完成中央空調(diào)控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)后，要求各組分別講解是如何根據(jù)總的項(xiàng)目任務(wù)，制訂總的工作計(jì)劃及各階段的項(xiàng)目任務(wù)。在計(jì)劃實(shí)施的過程中，小組成員是如何進(jìn)行分工合作，哪些地方比較滿意，哪些地方還需改進(jìn)和提高，自己的感受和想法等等。每個學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)匯報(bào)后，各學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行討論和評議，評出最佳思路、最佳計(jì)劃、最佳創(chuàng)意、最佳實(shí)效程序。最后由教師對各學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)的情況進(jìn)行點(diǎn)評，并對不同的結(jié)果進(jìn)行分析和對比，通過總結(jié)分析討論，幫助學(xué)員將PLC相關(guān)知識進(jìn)行有機(jī)的串聯(lián)，也是對相關(guān)理論知識的復(fù)習(xí)和對各知識點(diǎn)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行拓展，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生掌握PLC編程的方法和技巧的目的。

分段式項(xiàng)目教學(xué)的整個教學(xué)過程始終采取先簡單、后復(fù)雜，先基本、后高級、再綜合，教師一邊教，學(xué)生一邊學(xué)、一邊練，教師再根據(jù)學(xué)生實(shí)訓(xùn)過程中的學(xué)習(xí)情況開展下一階段的教學(xué)，教師在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，需不斷對學(xué)生進(jìn)行有針對性的引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的能力，本著導(dǎo)向性、自主性、參與性、開放性和實(shí)踐性的原則，圍繞總項(xiàng)目任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生能根據(jù)總項(xiàng)目任務(wù)，合理劃分不同階段的分段項(xiàng)目，并依次設(shè)計(jì)各段程序的工作計(jì)劃和步驟，引導(dǎo)學(xué)生如何在PLC編程實(shí)訓(xùn)中發(fā)現(xiàn)新知識，掌握新內(nèi)容。在教師有目的的引導(dǎo)下，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和解決問題等綜合能力，提升學(xué)生應(yīng)用理論知識的能力及處理和解決綜合問題的能力。

可見，分段式項(xiàng)目教學(xué)法是在項(xiàng)目任務(wù)的基礎(chǔ)上，以學(xué)生編程能力提高為中心，通過“教—學(xué)—練—教”的循環(huán)教學(xué)模式組織教學(xué)，教師在指導(dǎo)學(xué)生完成教學(xué)項(xiàng)目任務(wù)的同時，也發(fā)散了思維，提升了專業(yè)知識水平，可以說，分段式項(xiàng)目教學(xué)法是師生共同完成教學(xué)項(xiàng)目任務(wù)，共同取得進(jìn)步和提升的一種教學(xué)方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫晉，張萬忠.可編程控制器入門與應(yīng)用實(shí)例[M].中國電力出版社，2010-12.

[2]陳亞林.PLC編程及應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)[M].電子工業(yè)出版社，2011-01.

[3]李全利.PLC運(yùn)動控制技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)踐（松下）[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2011-01.

[4]姜建芳.西門子S7-300/400 PLC工程應(yīng)用技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2015-03.