基于工作過程系統(tǒng)化的PLC課程設(shè)計與改革探討

作者簡介：黃俊杰（1982-），男，廣東省中山市建斌中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機電科專業(yè)教師，主要研究方向：電力拖動、PLC自動化設(shè)計、機床維修等。

摘要：PLC的教學(xué)要跟隨時代發(fā)展的需要進(jìn)行改革，基于工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)方法具有不可替代的優(yōu)勢，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)被淘汰。遵循“行動領(lǐng)域—學(xué)習(xí)領(lǐng)域—學(xué)習(xí)情境”的開發(fā)路徑進(jìn)行基于工作過程系統(tǒng)化的課程設(shè)計，能使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性得到提高，真正掌握PLC的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC技能培養(yǎng)；工作過程；教學(xué)方法

中圖分類號：G712文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1005-1422（2014）06-0042-03可編程序控制器（英文全稱Programmable Logic Controller）簡稱PLC，是以微處理器為核心，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的自動控制裝置，它具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強等特點，因而在冶金、能源、化工、交通、電力等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。

在傳統(tǒng)的PLC教學(xué)中，大都以教師為主體，灌輸理論知識為主，強調(diào)理論知識的正確性和嚴(yán)密性，存在著理論與實踐相脫節(jié)，學(xué)生缺乏主動性和創(chuàng)新意識。因此，采取新的教學(xué)方法已經(jīng)迫在眉睫，而基于工作過程的教學(xué)方法，則不失為一個有效的途徑。

一、工作過程教學(xué)法的優(yōu)勢

在以往的教學(xué)中，學(xué)生動手實踐的機會不多，而且總是在講完課之后再專門安排實驗，人為地造成理論與實踐脫節(jié)，使學(xué)生畢業(yè)后很長時間無法獨立工作?；诠ぷ鬟^程的教學(xué)方法，把PLC的內(nèi)容融合到每一個工作過程中，讓學(xué)生在每一個工作過程中，自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而增進(jìn)了對PLC應(yīng)用的理解，自然地掌握知識。在這個過程中，學(xué)生成為了學(xué)習(xí)的主體，他們不再是強記理論知識，而是主動學(xué)習(xí)，積極思考。如此的反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生分析問題、解決問題的能力必能得到有效的提高。

二、工作過程的選擇

一個好的工作過程可以增強學(xué)生學(xué)習(xí)的信心，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而不恰當(dāng)?shù)墓ぷ鬟^程則會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，比如工作過程過于簡單，學(xué)生很容易解決，這樣就會對課程產(chǎn)生不重視的態(tài)度，而工作過程過于復(fù)雜，學(xué)生長時間解決不了，就會產(chǎn)生倦怠的心理，打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鬟^程的教學(xué)中起到重要的作用。

在選擇工作過程時，我們必須遵循以下原則。第一，工作過程必須精練。選擇的工作過程數(shù)量不能多。只需要選擇那些高質(zhì)量的少數(shù)典型工作過程。第二，工作過程必須典型。工作過程要能代表對象的特點，必須有針對性，應(yīng)該針對所講的教育規(guī)律、當(dāng)前的教育實際和學(xué)生的興趣、愛好和接受能力來選擇和編排工作過程。第三，工作過程必須有系統(tǒng)性。在PLC教學(xué)中運用的所有工作過程應(yīng)該相互聯(lián)系，由簡單到復(fù)雜，分層次地有序地編排。工作過程整體排列結(jié)構(gòu)的合理化能發(fā)揮工作過程教學(xué)法最大的教育功效。

本文以三菱FX2N系列為機型進(jìn)行介紹，以自動運料小車的工作過程為例，學(xué)生掌握后可舉一反三，觸類旁通。

三、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計

盡管PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與微機相似，但其接口、編程語言不一致，因此PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計過程，需要根據(jù)PLC本身的特點、性能進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。設(shè)計一個經(jīng)濟、實用、可靠、先進(jìn)的控制系統(tǒng)要遵循以下步驟：

第一步，根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求；

第二步，根據(jù)控制要求，確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，PLC的I/O點數(shù)；

第三步，確定PLC的型號；

第四步，分配PLC的I/O點，設(shè)計I/O電氣接口連接圖；

第五步，進(jìn)行程序設(shè)計；

第六步，將設(shè)計好的程序用計算機輸入，進(jìn)行編輯和檢查；

第七步，對程序進(jìn)行調(diào)試；

第八步，保存已完成的程序。

四、PLC基于工作過程的教學(xué)實例

按照PLC設(shè)計的一般步驟，以工作過程的要求展開教學(xué)。

自動運料小車的示意圖如圖1所示，其控制要求如下：

（1）小車由電動機驅(qū)動，電動機正轉(zhuǎn)時小車前進(jìn)，反轉(zhuǎn)后退。初始時，小車停于左端，左限位開關(guān)SQ2壓合。

（2）按下開始按鈕，小車開始裝料。10s后裝料結(jié)束，小車前進(jìn)至右端，壓合右限位開關(guān)SQ1，小車開始卸料。

（3）8s后卸料結(jié)束，小車后退至左端，壓合SQ2，小車停于初始位置。

（4）具有短路保護(hù)和過載保護(hù)等必要的保護(hù)措施。

圖1運料小車示意圖

圖2運料小車電路示意圖

根據(jù)上述的要求，學(xué)生很難馬上設(shè)計出正確的程序。但如果將以上小車的工作過程簡化為多個小的工作過程，讓學(xué)生一步一步理解，一步一步設(shè)計，則可達(dá)到很好的教學(xué)效果。具體思路如下：

第一個工作：小車停于左端，按下起動按鈕X0，小車開始裝料，10s后裝料結(jié)束。

第二個工作：裝料結(jié)束后，小車前進(jìn)至右端，停止前進(jìn)。

對應(yīng)這兩個工作，程序的輸入輸出分配關(guān)系如表1所示，梯形圖如圖2所示，從梯形圖來看，此程序還是比較簡單的，學(xué)生可以設(shè)計出正確的程序。

表1輸入輸出關(guān)系表（I/O分配表）

啟動按鈕：X0停止按鈕：X1行程開關(guān)SQ1：X2行程開關(guān)SQ2：X3極限限位開關(guān)SQ3：X4極限限位開關(guān)SQ4：X5第三個工作：小車停止前進(jìn)后，開始卸料，8s后卸料結(jié)束。

第三個工作的梯形圖設(shè)計，與前2個工作相比，基本類似，在難度上沒有延伸。此時輸入輸出關(guān)系增加了電動機卸料接觸器Y2。

第四個工作：卸料結(jié)束后，小車左行，并停在最左端。

圖3運料小車接線圖

此時，程序在輸入輸出關(guān)系中又增加了電機反轉(zhuǎn)接觸器Y1。到此，程序設(shè)計基本結(jié)束。但是，考慮到有可能發(fā)生的短路和過載現(xiàn)象，不僅在硬件上我們要采取措施，在軟件設(shè)計中同樣要采取措施，因此對梯形圖還要從全局上進(jìn)行一定的修改，從而完善程序設(shè)計。

圖4自動往復(fù)部分程序

最后按照評分表給每位學(xué)生進(jìn)行評分，達(dá)到檢測本節(jié)課的教學(xué)效果的目的。 在整個實施過程中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，是學(xué)習(xí)的行動主體，教師以行動過程為導(dǎo)向，從知識傳授者轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)過程中的組織者、指導(dǎo)者、協(xié)調(diào)者。在教學(xué)中教師與學(xué)生互動，構(gòu)建自主、協(xié)作、開放、競爭的空間，讓學(xué)生動起來，讓課堂活起來，全面提高了教學(xué)質(zhì)量?？偟膩碚f，本專業(yè)在這個學(xué)期的一個教學(xué)班中進(jìn)行了學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的示范性教學(xué)，一年來取得良好效果。學(xué)生在來源于工作實際、理論與實踐一體化的學(xué)習(xí)任務(wù)中，在培養(yǎng)專業(yè)能力的同時也獲得了工作過程知識，關(guān)鍵能力和綜合能力得到提高。在這種模式中，學(xué)生為了更好地理解所要完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，才去學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識，這就調(diào)動了學(xué)生的主動性和學(xué)習(xí)興趣。任務(wù)完成后，又激發(fā)了學(xué)生的職業(yè)認(rèn)同感和責(zé)任感，這正是職業(yè)教育最應(yīng)該達(dá)到的教學(xué)效果。參考文獻(xiàn)： ［1］吳銀，王金海，溫如春.PLC技術(shù)及應(yīng)用課程的教學(xué)方法探索與實踐［J］.科技廣場，2007（12）. ［2］姜大源.當(dāng)代德國職業(yè)教育主流教學(xué)思想研究［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2007.［3］趙志群.職業(yè)教育與培訓(xùn)學(xué)習(xí)新概念［M］.北京：科學(xué)出版社，2003.

作者簡介：黃俊杰（1982-），男，廣東省中山市建斌中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機電科專業(yè)教師，主要研究方向：電力拖動、PLC自動化設(shè)計、機床維修等。

摘要：PLC的教學(xué)要跟隨時代發(fā)展的需要進(jìn)行改革，基于工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)方法具有不可替代的優(yōu)勢，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)被淘汰。遵循“行動領(lǐng)域—學(xué)習(xí)領(lǐng)域—學(xué)習(xí)情境”的開發(fā)路徑進(jìn)行基于工作過程系統(tǒng)化的課程設(shè)計，能使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性得到提高，真正掌握PLC的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC技能培養(yǎng)；工作過程；教學(xué)方法

中圖分類號：G712文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1005-1422（2014）06-0042-03可編程序控制器（英文全稱Programmable Logic Controller）簡稱PLC，是以微處理器為核心，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的自動控制裝置，它具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強等特點，因而在冶金、能源、化工、交通、電力等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。

在傳統(tǒng)的PLC教學(xué)中，大都以教師為主體，灌輸理論知識為主，強調(diào)理論知識的正確性和嚴(yán)密性，存在著理論與實踐相脫節(jié)，學(xué)生缺乏主動性和創(chuàng)新意識。因此，采取新的教學(xué)方法已經(jīng)迫在眉睫，而基于工作過程的教學(xué)方法，則不失為一個有效的途徑。

一、工作過程教學(xué)法的優(yōu)勢

在以往的教學(xué)中，學(xué)生動手實踐的機會不多，而且總是在講完課之后再專門安排實驗，人為地造成理論與實踐脫節(jié)，使學(xué)生畢業(yè)后很長時間無法獨立工作。基于工作過程的教學(xué)方法，把PLC的內(nèi)容融合到每一個工作過程中，讓學(xué)生在每一個工作過程中，自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而增進(jìn)了對PLC應(yīng)用的理解，自然地掌握知識。在這個過程中，學(xué)生成為了學(xué)習(xí)的主體，他們不再是強記理論知識，而是主動學(xué)習(xí)，積極思考。如此的反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生分析問題、解決問題的能力必能得到有效的提高。

二、工作過程的選擇

一個好的工作過程可以增強學(xué)生學(xué)習(xí)的信心，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而不恰當(dāng)?shù)墓ぷ鬟^程則會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，比如工作過程過于簡單，學(xué)生很容易解決，這樣就會對課程產(chǎn)生不重視的態(tài)度，而工作過程過于復(fù)雜，學(xué)生長時間解決不了，就會產(chǎn)生倦怠的心理，打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鬟^程的教學(xué)中起到重要的作用。

在選擇工作過程時，我們必須遵循以下原則。第一，工作過程必須精練。選擇的工作過程數(shù)量不能多。只需要選擇那些高質(zhì)量的少數(shù)典型工作過程。第二，工作過程必須典型。工作過程要能代表對象的特點，必須有針對性，應(yīng)該針對所講的教育規(guī)律、當(dāng)前的教育實際和學(xué)生的興趣、愛好和接受能力來選擇和編排工作過程。第三，工作過程必須有系統(tǒng)性。在PLC教學(xué)中運用的所有工作過程應(yīng)該相互聯(lián)系，由簡單到復(fù)雜，分層次地有序地編排。工作過程整體排列結(jié)構(gòu)的合理化能發(fā)揮工作過程教學(xué)法最大的教育功效。

本文以三菱FX2N系列為機型進(jìn)行介紹，以自動運料小車的工作過程為例，學(xué)生掌握后可舉一反三，觸類旁通。

三、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計

盡管PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與微機相似，但其接口、編程語言不一致，因此PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計過程，需要根據(jù)PLC本身的特點、性能進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。設(shè)計一個經(jīng)濟、實用、可靠、先進(jìn)的控制系統(tǒng)要遵循以下步驟：

第一步，根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求；

第二步，根據(jù)控制要求，確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，PLC的I/O點數(shù)；

第三步，確定PLC的型號；

第四步，分配PLC的I/O點，設(shè)計I/O電氣接口連接圖；

第五步，進(jìn)行程序設(shè)計；

第六步，將設(shè)計好的程序用計算機輸入，進(jìn)行編輯和檢查；

第七步，對程序進(jìn)行調(diào)試；

第八步，保存已完成的程序。

四、PLC基于工作過程的教學(xué)實例

按照PLC設(shè)計的一般步驟，以工作過程的要求展開教學(xué)。

自動運料小車的示意圖如圖1所示，其控制要求如下：

（1）小車由電動機驅(qū)動，電動機正轉(zhuǎn)時小車前進(jìn)，反轉(zhuǎn)后退。初始時，小車停于左端，左限位開關(guān)SQ2壓合。

（2）按下開始按鈕，小車開始裝料。10s后裝料結(jié)束，小車前進(jìn)至右端，壓合右限位開關(guān)SQ1，小車開始卸料。

（3）8s后卸料結(jié)束，小車后退至左端，壓合SQ2，小車停于初始位置。

（4）具有短路保護(hù)和過載保護(hù)等必要的保護(hù)措施。

圖1運料小車示意圖

圖2運料小車電路示意圖

根據(jù)上述的要求，學(xué)生很難馬上設(shè)計出正確的程序。但如果將以上小車的工作過程簡化為多個小的工作過程，讓學(xué)生一步一步理解，一步一步設(shè)計，則可達(dá)到很好的教學(xué)效果。具體思路如下：

第一個工作：小車停于左端，按下起動按鈕X0，小車開始裝料，10s后裝料結(jié)束。

第二個工作：裝料結(jié)束后，小車前進(jìn)至右端，停止前進(jìn)。

對應(yīng)這兩個工作，程序的輸入輸出分配關(guān)系如表1所示，梯形圖如圖2所示，從梯形圖來看，此程序還是比較簡單的，學(xué)生可以設(shè)計出正確的程序。

表1輸入輸出關(guān)系表（I/O分配表）

啟動按鈕：X0停止按鈕：X1行程開關(guān)SQ1：X2行程開關(guān)SQ2：X3極限限位開關(guān)SQ3：X4極限限位開關(guān)SQ4：X5第三個工作：小車停止前進(jìn)后，開始卸料，8s后卸料結(jié)束。

第三個工作的梯形圖設(shè)計，與前2個工作相比，基本類似，在難度上沒有延伸。此時輸入輸出關(guān)系增加了電動機卸料接觸器Y2。

第四個工作：卸料結(jié)束后，小車左行，并停在最左端。

圖3運料小車接線圖

此時，程序在輸入輸出關(guān)系中又增加了電機反轉(zhuǎn)接觸器Y1。到此，程序設(shè)計基本結(jié)束。但是，考慮到有可能發(fā)生的短路和過載現(xiàn)象，不僅在硬件上我們要采取措施，在軟件設(shè)計中同樣要采取措施，因此對梯形圖還要從全局上進(jìn)行一定的修改，從而完善程序設(shè)計。

圖4自動往復(fù)部分程序

最后按照評分表給每位學(xué)生進(jìn)行評分，達(dá)到檢測本節(jié)課的教學(xué)效果的目的。 在整個實施過程中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，是學(xué)習(xí)的行動主體，教師以行動過程為導(dǎo)向，從知識傳授者轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)過程中的組織者、指導(dǎo)者、協(xié)調(diào)者。在教學(xué)中教師與學(xué)生互動，構(gòu)建自主、協(xié)作、開放、競爭的空間，讓學(xué)生動起來，讓課堂活起來，全面提高了教學(xué)質(zhì)量?？偟膩碚f，本專業(yè)在這個學(xué)期的一個教學(xué)班中進(jìn)行了學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的示范性教學(xué)，一年來取得良好效果。學(xué)生在來源于工作實際、理論與實踐一體化的學(xué)習(xí)任務(wù)中，在培養(yǎng)專業(yè)能力的同時也獲得了工作過程知識，關(guān)鍵能力和綜合能力得到提高。在這種模式中，學(xué)生為了更好地理解所要完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，才去學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識，這就調(diào)動了學(xué)生的主動性和學(xué)習(xí)興趣。任務(wù)完成后，又激發(fā)了學(xué)生的職業(yè)認(rèn)同感和責(zé)任感，這正是職業(yè)教育最應(yīng)該達(dá)到的教學(xué)效果。參考文獻(xiàn)： ［1］吳銀，王金海，溫如春.PLC技術(shù)及應(yīng)用課程的教學(xué)方法探索與實踐［J］.科技廣場，2007（12）. ［2］姜大源.當(dāng)代德國職業(yè)教育主流教學(xué)思想研究［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2007.［3］趙志群.職業(yè)教育與培訓(xùn)學(xué)習(xí)新概念［M］.北京：科學(xué)出版社，2003.

作者簡介：黃俊杰（1982-），男，廣東省中山市建斌中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機電科專業(yè)教師，主要研究方向：電力拖動、PLC自動化設(shè)計、機床維修等。

摘要：PLC的教學(xué)要跟隨時代發(fā)展的需要進(jìn)行改革，基于工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)方法具有不可替代的優(yōu)勢，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)被淘汰。遵循“行動領(lǐng)域—學(xué)習(xí)領(lǐng)域—學(xué)習(xí)情境”的開發(fā)路徑進(jìn)行基于工作過程系統(tǒng)化的課程設(shè)計，能使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性得到提高，真正掌握PLC的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC技能培養(yǎng)；工作過程；教學(xué)方法

中圖分類號：G712文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1005-1422（2014）06-0042-03可編程序控制器（英文全稱Programmable Logic Controller）簡稱PLC，是以微處理器為核心，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的自動控制裝置，它具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強等特點，因而在冶金、能源、化工、交通、電力等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。

在傳統(tǒng)的PLC教學(xué)中，大都以教師為主體，灌輸理論知識為主，強調(diào)理論知識的正確性和嚴(yán)密性，存在著理論與實踐相脫節(jié)，學(xué)生缺乏主動性和創(chuàng)新意識。因此，采取新的教學(xué)方法已經(jīng)迫在眉睫，而基于工作過程的教學(xué)方法，則不失為一個有效的途徑。

一、工作過程教學(xué)法的優(yōu)勢

在以往的教學(xué)中，學(xué)生動手實踐的機會不多，而且總是在講完課之后再專門安排實驗，人為地造成理論與實踐脫節(jié)，使學(xué)生畢業(yè)后很長時間無法獨立工作?；诠ぷ鬟^程的教學(xué)方法，把PLC的內(nèi)容融合到每一個工作過程中，讓學(xué)生在每一個工作過程中，自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而增進(jìn)了對PLC應(yīng)用的理解，自然地掌握知識。在這個過程中，學(xué)生成為了學(xué)習(xí)的主體，他們不再是強記理論知識，而是主動學(xué)習(xí)，積極思考。如此的反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生分析問題、解決問題的能力必能得到有效的提高。

二、工作過程的選擇

一個好的工作過程可以增強學(xué)生學(xué)習(xí)的信心，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而不恰當(dāng)?shù)墓ぷ鬟^程則會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，比如工作過程過于簡單，學(xué)生很容易解決，這樣就會對課程產(chǎn)生不重視的態(tài)度，而工作過程過于復(fù)雜，學(xué)生長時間解決不了，就會產(chǎn)生倦怠的心理，打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鬟^程的教學(xué)中起到重要的作用。

在選擇工作過程時，我們必須遵循以下原則。第一，工作過程必須精練。選擇的工作過程數(shù)量不能多。只需要選擇那些高質(zhì)量的少數(shù)典型工作過程。第二，工作過程必須典型。工作過程要能代表對象的特點，必須有針對性，應(yīng)該針對所講的教育規(guī)律、當(dāng)前的教育實際和學(xué)生的興趣、愛好和接受能力來選擇和編排工作過程。第三，工作過程必須有系統(tǒng)性。在PLC教學(xué)中運用的所有工作過程應(yīng)該相互聯(lián)系，由簡單到復(fù)雜，分層次地有序地編排。工作過程整體排列結(jié)構(gòu)的合理化能發(fā)揮工作過程教學(xué)法最大的教育功效。

本文以三菱FX2N系列為機型進(jìn)行介紹，以自動運料小車的工作過程為例，學(xué)生掌握后可舉一反三，觸類旁通。

三、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計

盡管PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與微機相似，但其接口、編程語言不一致，因此PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計過程，需要根據(jù)PLC本身的特點、性能進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。設(shè)計一個經(jīng)濟、實用、可靠、先進(jìn)的控制系統(tǒng)要遵循以下步驟：

第一步，根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求；

第二步，根據(jù)控制要求，確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，PLC的I/O點數(shù)；

第三步，確定PLC的型號；

第四步，分配PLC的I/O點，設(shè)計I/O電氣接口連接圖；

第五步，進(jìn)行程序設(shè)計；

第六步，將設(shè)計好的程序用計算機輸入，進(jìn)行編輯和檢查；

第七步，對程序進(jìn)行調(diào)試；

第八步，保存已完成的程序。

四、PLC基于工作過程的教學(xué)實例

按照PLC設(shè)計的一般步驟，以工作過程的要求展開教學(xué)。

自動運料小車的示意圖如圖1所示，其控制要求如下：

（1）小車由電動機驅(qū)動，電動機正轉(zhuǎn)時小車前進(jìn)，反轉(zhuǎn)后退。初始時，小車停于左端，左限位開關(guān)SQ2壓合。

（2）按下開始按鈕，小車開始裝料。10s后裝料結(jié)束，小車前進(jìn)至右端，壓合右限位開關(guān)SQ1，小車開始卸料。

（3）8s后卸料結(jié)束，小車后退至左端，壓合SQ2，小車停于初始位置。

（4）具有短路保護(hù)和過載保護(hù)等必要的保護(hù)措施。

圖1運料小車示意圖

圖2運料小車電路示意圖

根據(jù)上述的要求，學(xué)生很難馬上設(shè)計出正確的程序。但如果將以上小車的工作過程簡化為多個小的工作過程，讓學(xué)生一步一步理解，一步一步設(shè)計，則可達(dá)到很好的教學(xué)效果。具體思路如下：

第一個工作：小車停于左端，按下起動按鈕X0，小車開始裝料，10s后裝料結(jié)束。

第二個工作：裝料結(jié)束后，小車前進(jìn)至右端，停止前進(jìn)。

對應(yīng)這兩個工作，程序的輸入輸出分配關(guān)系如表1所示，梯形圖如圖2所示，從梯形圖來看，此程序還是比較簡單的，學(xué)生可以設(shè)計出正確的程序。

表1輸入輸出關(guān)系表（I/O分配表）

啟動按鈕：X0停止按鈕：X1行程開關(guān)SQ1：X2行程開關(guān)SQ2：X3極限限位開關(guān)SQ3：X4極限限位開關(guān)SQ4：X5第三個工作：小車停止前進(jìn)后，開始卸料，8s后卸料結(jié)束。

第三個工作的梯形圖設(shè)計，與前2個工作相比，基本類似，在難度上沒有延伸。此時輸入輸出關(guān)系增加了電動機卸料接觸器Y2。

第四個工作：卸料結(jié)束后，小車左行，并停在最左端。

圖3運料小車接線圖

此時，程序在輸入輸出關(guān)系中又增加了電機反轉(zhuǎn)接觸器Y1。到此，程序設(shè)計基本結(jié)束。但是，考慮到有可能發(fā)生的短路和過載現(xiàn)象，不僅在硬件上我們要采取措施，在軟件設(shè)計中同樣要采取措施，因此對梯形圖還要從全局上進(jìn)行一定的修改，從而完善程序設(shè)計。

圖4自動往復(fù)部分程序

最后按照評分表給每位學(xué)生進(jìn)行評分，達(dá)到檢測本節(jié)課的教學(xué)效果的目的。 在整個實施過程中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，是學(xué)習(xí)的行動主體，教師以行動過程為導(dǎo)向，從知識傳授者轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)過程中的組織者、指導(dǎo)者、協(xié)調(diào)者。在教學(xué)中教師與學(xué)生互動，構(gòu)建自主、協(xié)作、開放、競爭的空間，讓學(xué)生動起來，讓課堂活起來，全面提高了教學(xué)質(zhì)量?？偟膩碚f，本專業(yè)在這個學(xué)期的一個教學(xué)班中進(jìn)行了學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的示范性教學(xué)，一年來取得良好效果。學(xué)生在來源于工作實際、理論與實踐一體化的學(xué)習(xí)任務(wù)中，在培養(yǎng)專業(yè)能力的同時也獲得了工作過程知識，關(guān)鍵能力和綜合能力得到提高。在這種模式中，學(xué)生為了更好地理解所要完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，才去學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識，這就調(diào)動了學(xué)生的主動性和學(xué)習(xí)興趣。任務(wù)完成后，又激發(fā)了學(xué)生的職業(yè)認(rèn)同感和責(zé)任感，這正是職業(yè)教育最應(yīng)該達(dá)到的教學(xué)效果。參考文獻(xiàn)： ［1］吳銀，王金海，溫如春.PLC技術(shù)及應(yīng)用課程的教學(xué)方法探索與實踐［J］.科技廣場，2007（12）. ［2］姜大源.當(dāng)代德國職業(yè)教育主流教學(xué)思想研究［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2007.［3］趙志群.職業(yè)教育與培訓(xùn)學(xué)習(xí)新概念［M］.北京：科學(xué)出版社，2003.