胡娟

摘 要

隨著社會的發(fā)展，企業(yè)對高校的人才培養(yǎng)要求越來越高。對于自動化類專業(yè)學(xué)生掌握單一的學(xué)科知識，已經(jīng)很難立足企業(yè)、立足社會。人才的培養(yǎng)方式應(yīng)該從傳授知識中脫離出來，注重培養(yǎng)學(xué)生各方面的素質(zhì)。因此，提出針對自動化類專業(yè)二年級學(xué)生開設(shè)西門子LOGO！編程類實驗教學(xué)。從學(xué)生主觀因素出發(fā)，自己選擇器件、搭建電路、編寫邏輯控制流程和軟件，實現(xiàn)教學(xué)要求的邏輯功能。從實驗教學(xué)的效果來看，只要學(xué)生具備一定的探索精神，即可有效地完成類似的邏輯編程任務(wù)。從而激發(fā)了學(xué)生對自動化專業(yè)編程類課程的學(xué)習(xí)興趣，也為后續(xù)PLC或者單片機的學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞

自動化;實驗教學(xué);西門子LOGO！;邏輯編程

中圖分類號： TP1-4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.04.46

0 引言

在應(yīng)用型本科教育的大背景下，高校的教學(xué)活動越來越重視學(xué)生自主實踐的能力。特別是在實驗的教學(xué)過程中鼓勵學(xué)生自己動手去做，自己動腦去思考已經(jīng)成為提升學(xué)生自主創(chuàng)新能力的基石。另外隨著社會的發(fā)展，企業(yè)對人才的需求也越來越高，單一的專業(yè)技能已經(jīng)不滿足企業(yè)多元化發(fā)展的需求。本科畢業(yè)的學(xué)生走向企業(yè)以后，必然會遇到未知的專業(yè)課題，這就需要學(xué)生具備分析問題和解決問題的能力[1-3]。對于工科類的學(xué)生尤其是自動化類相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，在校期間培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)工程實際問題編寫控制軟件的邏輯思維的能力，尤其重要。

因此文中提出針對自動化專業(yè)二年級的學(xué)生開設(shè)關(guān)于西門子LOGO！相關(guān)的實驗教學(xué)案例。其主要目的一方面將培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力、動手實踐能力的課程提前，使學(xué)生更早的認(rèn)識工科專業(yè)的性質(zhì);另一方面為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)PLC類相關(guān)課程打下基礎(chǔ)。

LOGO！系列是德國西門子公司生產(chǎn)的小型智能邏輯控制器，填補了繼電器與PLC之間的技術(shù)空間，通過集成的8種基本功能和30多種特殊功能，LOGO！可以代替數(shù)以百計的開關(guān)設(shè)備。LOGO！有很好的抗震性和很強的電磁兼容性，完全符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，能夠應(yīng)用于各種氣候條件[4-5]。LOGO！模塊不僅降低了費用，也節(jié)省了很多時間。LOGO！易于安裝，而且編程十分簡單。同PLC及其他控制器相比較，LOGO！系列產(chǎn)品具有體積小、價格便宜、編程簡單、便于操作等優(yōu)點[6]。本實驗臺采用LOGO！DM824R數(shù)字量模塊做控制器。

1 搭建適用應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實驗臺

傳統(tǒng)的自動化類相關(guān)專業(yè)的實驗教學(xué)過程中，實驗臺大多數(shù)都是外購，并且配備詳細(xì)的實驗指導(dǎo)書。這樣一來學(xué)生依賴性非常的強。實驗教學(xué)同理論課教學(xué)類似，學(xué)生不主動揣摩各個硬件連接的原理，也不會思考軟件編寫的效果。學(xué)生盲目的按照指導(dǎo)書按部就班的獲得實驗結(jié)果后，即為實驗教學(xué)過程的結(jié)束。

本實驗教學(xué)案例中需要學(xué)生依據(jù)教師提供的工程實際問題，自主分析解決工程實際問題需要的各種配件以及電路的連接方式。實驗案例如下：

某啤酒生產(chǎn)傳送帶控制系統(tǒng)需要對洗過的空瓶進行計數(shù)并按批次進行統(tǒng)一處理，每個批次的空瓶數(shù)量為4瓶。當(dāng)該批次的空瓶數(shù)量滿足后點亮指示燈顯示，操作人員處理完后按下復(fù)位鍵，延遲2秒后指示燈和計數(shù)值復(fù)位。在統(tǒng)計過程中，如果發(fā)現(xiàn)空瓶沒有洗干凈，則傳送帶停止工作，空瓶計數(shù)將不起作用，直到操作人員復(fù)位后繼續(xù)計數(shù)。

分析改工程實際問題，其涉及三個變量輸入，空瓶數(shù)量輸入、空瓶一個批次計滿后復(fù)位按鍵的輸入、空瓶未洗干凈的傳感器輸入，在實驗教學(xué)中輸入信號均使用開關(guān)來代替。另外該工程實際問題還包含兩個輸出，傳送帶電機控制信號、一個批次計滿的指示燈信號，在實驗教學(xué)的過程中輸出信號使用指示燈進行替代。因此通過分析該實驗需要3個開關(guān)、兩個指示燈以及西門子LOGO！小型智能邏輯控制器。

2 實驗案例軟件設(shè)計

2.1 I/O地址分配

LOGO！控制器的I/O地址分配見表1，其中有空瓶數(shù)量、批次計滿復(fù)位信號、空瓶未凈，3個開關(guān)量輸入，批次計滿指示燈以及傳動帶電機接觸器線圈兩個數(shù)字量輸出。

2.2 控制系統(tǒng)流程

啟動按鍵按下后，傳動帶開始工作。此時瓶子檢測傳感器開始檢測傳送帶是否有空瓶，如果未檢測到空瓶，傳動帶將停止工作。如果檢測到空瓶，同時對空瓶潔凈度進行檢測。瓶子洗干凈的條件下對瓶子進行計數(shù)，瓶子未洗干凈，停止對瓶子進行計數(shù)。瓶子停止計數(shù)以后，要求工作人員對空瓶未凈信號進行復(fù)位，才能繼續(xù)計數(shù)。如果空瓶計數(shù)達到4個，即代表一個批次計滿，此時點亮批次計滿指示燈。批次計滿以后，操作人員應(yīng)該執(zhí)行裝箱動作，同時按下批次計滿復(fù)位按鍵，繼續(xù)執(zhí)行下一個批次空瓶的計數(shù)，同時2s鐘以后，批次計滿指示燈自動熄滅。

3 結(jié)束語

本實驗案例通過在低年級高校學(xué)生的實驗教學(xué)過程中引入西門子LOGO！邏輯編程，旨在關(guān)注自動化類學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)。讓他們在學(xué)習(xí)單片機和PLC之前感受自動化專業(yè)的應(yīng)用前景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。從實施的效果來看，大部分學(xué)生帶著飽滿的情緒，濃厚的興趣利用自己已經(jīng)學(xué)習(xí)的數(shù)電知識，較好地完成了實驗項目的要求。

參考文獻

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