基于PLC和變頻器觸摸屏控制皮帶生產(chǎn)線(xiàn)的教學(xué)研究

【摘要】本文通過(guò)控制皮帶生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)例探討了在《PLC與變頻器》課程教學(xué)中應(yīng)用項(xiàng)目式教學(xué)和仿真技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)方法。可以看出，項(xiàng)目式教學(xué)法為對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，深刻掌握理論應(yīng)用實(shí)踐的方法，提高解決問(wèn)題和科研能力極為有利。

【關(guān)鍵詞】PLC；變頻器；觸摸屏；生產(chǎn)線(xiàn)

引言

可編程序邏輯控制器廣泛用于機(jī)械系統(tǒng)、生產(chǎn)流水線(xiàn)及過(guò)程工業(yè)的自動(dòng)控制領(lǐng)域?，F(xiàn)代PLC應(yīng)用綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛、深入，已進(jìn)入到系統(tǒng)的過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制、通信網(wǎng)絡(luò)、人機(jī)交互等領(lǐng)域。由于PLC應(yīng)用向智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。眾所周知，在中職二年級(jí)學(xué)生PLC的專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中，學(xué)生雖具備一定的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，已經(jīng)掌握基本的操作技能，且學(xué)生正處在思維活躍、喜歡動(dòng)手操作的年齡段。針對(duì)以上現(xiàn)象下面介紹如何在PLC技術(shù)及應(yīng)用課程的綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)中通過(guò)觸摸屏與PLC控制變頻器的正反轉(zhuǎn)的一個(gè)典型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)融合了觸摸屏、變頻器技術(shù)和PLC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為主體，以工作過(guò)程為導(dǎo)向來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的核心職業(yè)能力和綜合素質(zhì)。

一、教學(xué)目標(biāo)分析

了解變頻器外部控制端子的功能，學(xué)會(huì)觸摸屏MCGS軟件使用和PLC的程序設(shè)計(jì)方法；掌握外部運(yùn)行模式下變頻器的設(shè)置方法，掌握觸摸屏、PLC、變頻器與外部設(shè)備的連接方法，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)；激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的工作態(tài)度

二、項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容

（一）通過(guò)外部端子控制電動(dòng)機(jī)的啟停正反轉(zhuǎn)。按下按鈕SB1電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，按下SB3電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，按下SB2反轉(zhuǎn)，按些控制要求寫(xiě)出I/O分配表，并畫(huà)出電氣控制原理圖。

（二）學(xué)會(huì)如何使用變頻器并設(shè)置變頻器參數(shù)（三）編寫(xiě)PLC程序及仿真驗(yàn)證。

（四）制作觸摸屏。

（五）硬件接線(xiàn)，合理設(shè)置變頻器參數(shù)，寫(xiě)入程序，聯(lián)機(jī)調(diào)試電路。

三、項(xiàng)目教學(xué)組織與實(shí)施

（一）教學(xué)手段

通過(guò)制作多媒體課件、利用仿真軟件，和實(shí)訓(xùn)臺(tái)實(shí)操訓(xùn)練，結(jié)合企業(yè)參觀及現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)多種手段組織教學(xué)，同時(shí)充分利用網(wǎng)上教學(xué)，全面推行六步項(xiàng)目教學(xué)法。

（二）教學(xué)組織

每個(gè)教學(xué)單元均設(shè)計(jì)有明確的學(xué)習(xí)任務(wù)，將班級(jí)40名學(xué)生分成十個(gè)學(xué)習(xí)小組，創(chuàng)造各種條件和形式，鼓勵(lì)他們運(yùn)用口頭、書(shū)面、計(jì)論、研討等多種方式收集資料與計(jì)論擬定工作方案，鼓勵(lì)學(xué)生合作完成工作任務(wù)，使每一個(gè)人都能參與小組工作，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神。關(guān)注學(xué)生經(jīng)歷探究過(guò)程積累操作技能、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和科學(xué)知識(shí)，獲得知識(shí)、能力、素質(zhì)的全面提高。另外，利用雙修日集中安排學(xué)生到企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，增加學(xué)生感性認(rèn)識(shí)。

（三）教學(xué)資源

我校PLC理實(shí)一體教室配置有10套相應(yīng)型號(hào)的實(shí)訓(xùn)裝置?！癟HPFSL-1型可編程控制器技能實(shí)訓(xùn)裝置”集可編程邏輯控制器、變頻器、GX Developer編程軟件、仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件、實(shí)訓(xùn)模塊、實(shí)物等于一體。在本裝置上，可直觀地進(jìn)行PLC的基本指令練習(xí)、多個(gè)PLC實(shí)際應(yīng)用的模擬及實(shí)物控制。

（四）教學(xué)單元設(shè)計(jì)框架

四、應(yīng)用效果

我校機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為培養(yǎng)中小型機(jī)電設(shè)備裝配、調(diào)試和維修人員，根據(jù)這一培養(yǎng)目標(biāo)，我校經(jīng)過(guò)近兩年的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)采用項(xiàng)目教學(xué)法之后，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣濃厚，教學(xué)質(zhì)量顯著提高。

五、結(jié)束語(yǔ)

本教學(xué)設(shè)計(jì)中綜合應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、項(xiàng)目導(dǎo)向法、一體化教學(xué)法、示范教學(xué)法、相互交流教學(xué)等多種教學(xué)法，突出任務(wù)驅(qū)動(dòng)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。以項(xiàng)目為基礎(chǔ)，通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)使學(xué)生先感性后認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)動(dòng)力，圍繞完成任務(wù)中出現(xiàn)的問(wèn)題材、難題進(jìn)行理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能，進(jìn)行工作任務(wù)的策劃與設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)價(jià)，訓(xùn)練學(xué)生有序的工作方法，培養(yǎng)學(xué)生的工作能力。項(xiàng)目實(shí)施中鼓勵(lì)學(xué)生有一定創(chuàng)新發(fā)揮，通過(guò)分析和解決完成任務(wù)中的創(chuàng)新要求，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

[1]曹菁.三菱PLC觸摸屏和變頻器應(yīng)用技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社，2011.6.1.

作者簡(jiǎn)介

宗立凱，女，1978年生，漢族，碩士，畢業(yè)于黑龍江大學(xué)控制理論與控制工程專(zhuān)業(yè)，目前主要從事機(jī)電一體化和電子技術(shù)的研究。