孫鵬濤 翟慧

摘 要：本文以調(diào)試太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)為學(xué)習(xí)任務(wù)，通過(guò)任務(wù)書引導(dǎo)學(xué)生利用西門子LOGO！控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制要求，從而達(dá)到抽象的知識(shí)具體化，解決學(xué)生對(duì)理論知識(shí)缺乏理解和應(yīng)用的教學(xué)難點(diǎn)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：西門子LOGO！ 太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤 過(guò)程性調(diào)試 控制技術(shù)

控制技術(shù)課程是中等職業(yè)學(xué)校電氣技術(shù)類專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)核心課程。控制技術(shù)課程大致包括西門子LOGO?。ㄎ鏖T子工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展模塊）控制技術(shù)、PLC（可編程序控制器）控制技術(shù)、變頻器控制技術(shù)等內(nèi)容。本文所講的控制技術(shù)課程采用了西門子LOGO！控制技術(shù)，結(jié)合職業(yè)學(xué)校教學(xué)實(shí)際與生產(chǎn)崗位需求，從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，突出了知識(shí)的應(yīng)用性和實(shí)踐性;以企業(yè)典型案例作為素材，突出了技能培養(yǎng)，提高了教學(xué)的針對(duì)性。通過(guò)學(xué)習(xí)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置系統(tǒng)，學(xué)生能夠掌握主機(jī)模塊的檢測(cè)及調(diào)試、軟件和硬件的調(diào)試，并通過(guò)LOGO！控制器給出指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)方位的跟蹤。

一、中職學(xué)生在控制技術(shù)方面實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΜF(xiàn)狀

中職學(xué)校培養(yǎng)的是技能型人才，他們除了要掌握過(guò)硬的基礎(chǔ)理論知識(shí)外，更重要的是要具備很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。多年的教學(xué)實(shí)踐證明，中職學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^差，主要表現(xiàn)為：基本操作不規(guī)范、實(shí)驗(yàn)裝配不熟練、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中總結(jié)歸納能力不強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果不重視、對(duì)理論知識(shí)理解能力較差等。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ畹闹饕蛴校夯A(chǔ)差、底子薄、實(shí)驗(yàn)態(tài)度不認(rèn)真、不注意實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和科學(xué)態(tài)度;學(xué)時(shí)壓縮、實(shí)驗(yàn)課不能正常開(kāi)足;調(diào)試過(guò)程不系統(tǒng)、記錄表格不全面;實(shí)驗(yàn)中過(guò)程性考核不完善;實(shí)驗(yàn)枯燥、無(wú)法貼近實(shí)際案例。

二、實(shí)驗(yàn)裝置總體介紹

建議讓學(xué)生主動(dòng)閱讀工作頁(yè)內(nèi)容，并通過(guò)教學(xué)訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、思考、解決問(wèn)題的能力。

一是根據(jù)情境導(dǎo)入，對(duì)任務(wù)實(shí)例進(jìn)行分析，將發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及理由填入表1中。

二是知識(shí)鏈接。該實(shí)驗(yàn)裝置主要包括以下幾個(gè)部分：光傳感器模塊、太陽(yáng)能跟蹤控制模塊、LOGO！主機(jī)模塊、LOGO！TD模塊等。光傳感器模塊是利用光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào);太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤控制模塊主要實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)方位檢測(cè)與轉(zhuǎn)換;LOGO！主機(jī)模塊包含LOGO！主板和LOGO！控制器兩部分，LOGO！主板主要實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部信號(hào)的傳送及運(yùn)算，LOGO！控制器主要實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤程序的控制（見(jiàn)圖1、圖2）。

三、西門子LOGO！太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)裝置的調(diào)試

學(xué)生不僅要學(xué)會(huì)怎么操作，還要懂得為什么這樣操作。通過(guò)教學(xué)訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、查找、記錄、解決問(wèn)題的能力。

（一）LOGO！編程軟件介紹

這里主要涉及“工作頁(yè)5：模擬量放大器”。本次“模擬量放大器”實(shí)驗(yàn)，是基于LOGO！軟件實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)模擬量放大器的性能，轉(zhuǎn)動(dòng)AI1～ AI4使模擬量輸出可調(diào)，最終達(dá)到V1～V4的輸出電壓連續(xù)可調(diào)。

先在LOGO！上編寫功能塊圖。

一是開(kāi)始編寫電路程序，從輸出開(kāi)始編寫，直至輸入結(jié)束編寫。

二是當(dāng)程序編輯完成后，就可以在LOGO！上測(cè)試了。按下ESC鍵返回到LOGO！菜單模式，有一個(gè)START（啟動(dòng)），點(diǎn)擊OK，就進(jìn)入了程序運(yùn)行階段。

三是根據(jù)模擬量放大器的性能，轉(zhuǎn)動(dòng)AI1～ AI4，使AQ1模擬量輸出可調(diào)，最終達(dá)到V1～V4的輸出電壓連續(xù)可調(diào)。

（二）太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置自動(dòng)運(yùn)行編程操作

這里涉及“工作頁(yè)6：裝置自動(dòng)運(yùn)行編程操作”。

1.LOGO！顯示屏的編程使用

硬件連接：如圖1所示，先將LOGO！TD的12V電源線，連接電纜同LOGO！主機(jī)模塊相應(yīng)接口進(jìn)行連接，然后再將LOGO！的編程電纜同電腦相連接，最后24V/2A直流電源同LOGO！主機(jī)模塊相連接，并接通電源。

2.LOGO！控制太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置運(yùn)行編程操作（手動(dòng)）

硬件連接：如圖1所示，將主機(jī)模塊用24針數(shù)據(jù)電纜相連接，然后再將LOGO！的編程電纜同電腦相連接，最后24V/2A直流電源同LOGO！主機(jī)模塊相連接，并接通電源。

提醒：在LOGO！主機(jī)模塊上將六個(gè)黑色的撥盤開(kāi)關(guān)撥至“D”的位置，將I1～I(xiàn)8八個(gè)紐扣開(kāi)關(guān)置于中間“零位”;太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置如圖2所示，將撥動(dòng)開(kāi)關(guān)1和撥動(dòng)開(kāi)關(guān)2撥向“右邊”位置，同時(shí)將電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針旋到底。

控制要求：當(dāng)按下LOGO！TD上的“F1”按鈕時(shí)，太陽(yáng)能光電池板逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)按下LOGO！TD上的“F2”按鈕時(shí)，太陽(yáng)能光電池板順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

在光電傳感器的輸出信號(hào)電壓發(fā)生偏差時(shí)開(kāi)通電壓和關(guān)斷電壓，即輸出信號(hào)電壓5.02V， 開(kāi)通電壓和關(guān)斷電壓為0.2V。在LOGO！顯示屏上顯示輸出信號(hào)電壓5.02V，開(kāi)通電壓和關(guān)斷電壓為0.3V。

注意：請(qǐng)?jiān)俅魏藢?duì)實(shí)物現(xiàn)象，并填寫表格。

3.太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置自動(dòng)運(yùn)行編程操作

硬件連接：與（手動(dòng)編程操作）上文相同。

控制要求：在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，當(dāng)遮光罩罩住上面的光電傳感器時(shí)，太陽(yáng)能光電池板順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)遮光罩罩住下面的光電傳感器時(shí)，太陽(yáng)能光電池板逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)天氣好、陽(yáng)光充足時(shí)，學(xué)生可以在戶外進(jìn)行太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置實(shí)驗(yàn)。

四、課程特色與亮點(diǎn)

一是系統(tǒng)性強(qiáng)?？刂萍夹g(shù)最大的特點(diǎn)在于應(yīng)用，但是這一特點(diǎn)常常會(huì)在教學(xué)中被忽略。 所以要在西門子LOGO！教學(xué)中將硬件安裝、電子板檢測(cè)、軟件編程及整機(jī)調(diào)試等知識(shí)和LOGO！理論知識(shí)進(jìn)行密切的融合，最終設(shè)置一些具有實(shí)際意義的應(yīng)用項(xiàng)目，使學(xué)生從中得到鍛煉。

二是連貫性強(qiáng)。將涉及的每個(gè)知識(shí)點(diǎn)通過(guò)一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目貫穿始終。例如在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，學(xué)生應(yīng)用了LOGO！編程進(jìn)行仿真調(diào)試，不但能夠畫出電器接線圖、接線、調(diào)試、運(yùn)行，而且還能對(duì)其中遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析、解決。

三是習(xí)慣滲透。為學(xué)生制定適合學(xué)情的工作頁(yè)。工作頁(yè)不僅可以幫助學(xué)生快速理解內(nèi)容，還可以將理論知識(shí)和操作技能轉(zhuǎn)換為書面成果，讓學(xué)生養(yǎng)成良好的記錄習(xí)慣。

四是角色轉(zhuǎn)變。本次教學(xué)模式的另一個(gè)創(chuàng)新之處是教師的角色發(fā)生了轉(zhuǎn)變，教師由傳統(tǒng)的傳授者成為學(xué)生的協(xié)助者、促進(jìn)者，對(duì)整個(gè)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)和組織。所以，教師應(yīng)引導(dǎo)教學(xué)過(guò)程，從可控課堂向自由課堂、構(gòu)建學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變， 并建立切實(shí)有效的過(guò)程性評(píng)價(jià)機(jī)制。

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（作者單位：孫鵬濤，上海信息技術(shù)學(xué)校

翟慧，上海電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院）