莫偉強(qiáng)

摘 要：傳統(tǒng)PLC課程重點(diǎn)在于學(xué)習(xí)電氣知識(shí)和相關(guān)指令，受限于實(shí)驗(yàn)設(shè)備和教學(xué)資源的缺乏，學(xué)生未能將課堂上的知識(shí)充分理解和應(yīng)用。針對(duì)此情況，本文簡(jiǎn)要的介紹PLC教學(xué)中運(yùn)用組態(tài)軟件進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)的方法。項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用，既滿足了應(yīng)用型本科教學(xué)方法改革的要求，同時(shí)能促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的提高。

關(guān)鍵詞：PLC課程; 實(shí)驗(yàn); 改革; 項(xiàng)目教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.41 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1006-3315（2020）8-159-001

1.PLC教學(xué)的現(xiàn)狀

目前應(yīng)用型本科和高職高專院校的課程設(shè)置中，PLC教學(xué)是一門重要的并且實(shí)踐性很強(qiáng)的課程?？茖W(xué)的PLC教學(xué)體系應(yīng)該堅(jiān)持理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐相結(jié)合，注重提升學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用能力。但是由于受到傳統(tǒng)教育思想和實(shí)踐教學(xué)觀念的影響，加上實(shí)際的實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件的限制，在PLC教學(xué)中實(shí)踐環(huán)節(jié)難以得到應(yīng)有的重視，造成的結(jié)果是學(xué)習(xí)該門課程的學(xué)生缺乏基本的實(shí)際操作能力和技巧。

傳統(tǒng)的PLC實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用某個(gè)品牌的PLC，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由模擬實(shí)驗(yàn)電路板來(lái)開(kāi)展，一般實(shí)驗(yàn)電路板由按鈕、開(kāi)關(guān)、燈及圖形等來(lái)描述實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，在PC機(jī)的編程軟件中設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)控制要求的梯形圖程序，然后通過(guò)程序燒錄至PLC硬件中，對(duì)梯形圖程序進(jìn)行分析和調(diào)試。這種實(shí)驗(yàn)的方式不夠形象，不便于學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程的理解。而且受限實(shí)驗(yàn)設(shè)備的數(shù)量，往往一個(gè)教學(xué)班的實(shí)驗(yàn)開(kāi)展須分成幾個(gè)組別來(lái)進(jìn)行，占用了師生大量的課余時(shí)間，師生疲于完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而沒(méi)有太多的時(shí)間和精力對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行深入的分析和研究，導(dǎo)致實(shí)際效果不佳。

2.組態(tài)軟件的運(yùn)用

針對(duì)這種情況，可以對(duì)于實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行一些調(diào)整與創(chuàng)新，對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)展方式及內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，加入工業(yè)組態(tài)技術(shù)，使得實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)展不一定依賴于硬件設(shè)備。同時(shí)，利用組態(tài)技術(shù)可以讓實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)展變得更加生動(dòng)有趣，通過(guò)組態(tài)畫(huà)面的設(shè)計(jì)，可以讓之前實(shí)驗(yàn)面板乏味的按鈕、開(kāi)關(guān)及燈的組合變得更為形象和生動(dòng)，程序的執(zhí)行能夠配合畫(huà)面的動(dòng)畫(huà)讓學(xué)生理解起來(lái)更為容易。同時(shí)還可以將實(shí)驗(yàn)的硬件電路板與組態(tài)畫(huà)面結(jié)合起來(lái)，做進(jìn)一步的比較和調(diào)試。

組態(tài)軟件又稱組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是專用于數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的實(shí)驗(yàn)仿真軟件，常用于自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)以及開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)境。這是一類軟件統(tǒng)稱，實(shí)際上也是一種靈活的組態(tài)方式，可以幫助用戶快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能、通用層次功能等。在這里我們使用GX developer或者GX works做控制程序，仿真PLC的運(yùn)行，MX OPC作通信用途，組態(tài)王軟件做仿真界面和動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)，如下圖所示為電梯控制項(xiàng)目的組態(tài)王界面。

3.組態(tài)軟件項(xiàng)目教學(xué)法

PLC的教學(xué)過(guò)程中重視實(shí)踐練習(xí)，在學(xué)生開(kāi)始接觸PLC課程時(shí)，理論講解相對(duì)比較枯燥，結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作可以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。傳統(tǒng)PLC教學(xué)設(shè)備的上機(jī)操作多是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，部分是簡(jiǎn)單編程和連接線路，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際的工作設(shè)計(jì)需求。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于設(shè)備數(shù)量限制，分組去完成實(shí)驗(yàn)，往往只有一兩個(gè)同學(xué)是實(shí)際操作得到鍛煉的，因此不能達(dá)到良好的教學(xué)效果。

在傳統(tǒng)PLC教學(xué)基礎(chǔ)上，加上組態(tài)仿真作為補(bǔ)充，可以先用具體形象的模擬動(dòng)畫(huà)吸引學(xué)生的興趣，讓他們看到系統(tǒng)運(yùn)行的效果，知道所學(xué)知識(shí)實(shí)際的用途。在興趣驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生就會(huì)自主研究和思考，設(shè)計(jì)出有效的控制程序。這種學(xué)習(xí)方式不局限于課堂的學(xué)習(xí)時(shí)間，學(xué)生可以在個(gè)人的計(jì)算機(jī)上安裝上述的編程和組態(tài)軟件，在仿真環(huán)境中設(shè)計(jì)滿足控制要求的系統(tǒng)，自行開(kāi)發(fā)擴(kuò)展新功能，甚至可以綜合應(yīng)用學(xué)習(xí)的多門課程，利用電機(jī)、傳感器等相關(guān)知識(shí)，充分鍛煉學(xué)生的動(dòng)手和創(chuàng)新能力，符合應(yīng)用型本科的教學(xué)要求。組態(tài)軟件不局限于硬件設(shè)備的約束，只要有正?？捎玫挠?jì)算機(jī)即可實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目式教學(xué)，每個(gè)學(xué)生都能動(dòng)手練習(xí)。另一方面也利于教師對(duì)學(xué)生的考核，教師可以通過(guò)批改電子作業(yè)的方式，具體給每位學(xué)生打分。同時(shí)，組態(tài)仿真不會(huì)造成設(shè)備的損耗和破壞，避免了設(shè)備的維護(hù)維修問(wèn)題，為教學(xué)管理節(jié)省了人力物力。

4.項(xiàng)目活動(dòng)的評(píng)估

運(yùn)用組態(tài)軟件進(jìn)行PLC的項(xiàng)目教學(xué)法中，最后一步就是對(duì)于項(xiàng)目活動(dòng)的評(píng)估和總結(jié)，這個(gè)步驟需要教師和學(xué)生共同配合完成。通常在項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施的過(guò)程中，需要結(jié)合課堂整體的上課效果以及根據(jù)教學(xué)任務(wù)，教師進(jìn)行簡(jiǎn)單的評(píng)估，同時(shí)需要請(qǐng)部分參與項(xiàng)目的學(xué)生提出個(gè)人的觀點(diǎn)和意見(jiàn)，最終做出科學(xué)、真實(shí)的教學(xué)項(xiàng)目評(píng)估。在科目結(jié)束后需注意資料的收集和整理，方便在后面的教學(xué)中更好地運(yùn)用，發(fā)揮更大的作用和意義。

本次教學(xué)改革項(xiàng)目充分結(jié)合計(jì)算機(jī)和組態(tài)軟件，將其融入到課程教學(xué)中，鼓勵(lì)學(xué)生課下學(xué)習(xí)，課堂下向?qū)W生推薦典型的學(xué)習(xí)素材和教學(xué)視頻，延展課程的信息量。改革前的教學(xué)方式是老師講授課程內(nèi)容學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，缺少實(shí)際實(shí)踐的機(jī)會(huì)和平臺(tái)，枯燥乏味，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高;改革后的教學(xué)方式充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富多樣，能較好的引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)，讓課堂充滿趣味。

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