基于自動化生產線的PLC課程設計新思路

范建鋒

摘要：自動化生產線是將自動機床和相關輔助設備按照一定的工藝順序連接，通過工件傳送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，完成產品全制造過程的自動生產系統(tǒng)。隨著現(xiàn)在數(shù)字化集成及計算機技術的高速發(fā)展，自動化生產線在機械制造業(yè)中的應用也更加廣泛。PLC課程是高職院校中電氣自動化專業(yè)重要的必修課程之一，可以更好地使學生根據(jù)實際情況合理的使用PLC，解決工作中具體的問題，提高動手能力，充分掌握操作技能。

關鍵詞：自動化生產線；課程設計；課程考核

1自動化生產線及PLC課程概況

高職院校中的電氣自動化專業(yè)是一個熱門專業(yè)，其重要課程包括PLC課程，該課程傳統(tǒng)教學與具體實訓內容結合較少，不符合現(xiàn)在就業(yè)的導向。特別是高職院校，一般其學習時間相對較短，學生的綜合素質相對大學生較差，為了樹立他們正確的職業(yè)觀，有必要對課程進行改良設計。以下是對自動化生產線和PLC課程的簡要介紹。

1.1自動化生產線簡介

自動化生產線是指可以在無人控制的情況下按照指令自動完成相關產品制造的系統(tǒng)，它的應用極大地減少了勞動力，減少了占地面積，穩(wěn)定了產品質量，降低了生產成本并在一定程度上提高了資源利用率。隨著科技的進步與發(fā)展，機械制造業(yè)中生產線的自動化程度越來越高，并且已經廣泛地應用于工業(yè)、農業(yè)、交通運輸及軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、科學研究等各行業(yè)。在高職院校中專門設置了電氣自動化專業(yè)來培養(yǎng)相關專業(yè)的優(yōu)秀人才，以期為一些公司提供高級的工程師。

1.2 PLC課程簡介

可編程控制器簡稱PLC，是一種為工業(yè)應用而設計的微型控制端，具有穩(wěn)定性高，編程簡單，便于維護、操作容易等優(yōu)點。在電氣自動化專業(yè)中，有專門的一項課程：PLC課程，是通過PLC編程來控制電氣裝置，是理論與實踐相結合的一門課程。傳統(tǒng)的教學讓學生進行一些簡單的PLC設計，如十字路口交通信號燈PLC控制系統(tǒng)設計和簡易物料搬運機械手的PLC控制系統(tǒng)設計。這些設計題目通常都是理論上的，難以給學生機會進行實際操作，而且與學生就業(yè)銜接不緊密，考慮到高職院校的特點，需要對該課程的教學進行重新設計，以期為學生提供更加生動的、合理化的教學方式。

2基于自動化生產線的PLC課程設計

為了更好地將理論知識和工程實踐連接起來，對PLC課程設計進行延伸和發(fā)展，課程對某一生產設備的自動化生產控制裝置進行具體的設計實踐。這樣的課程設計，可以讓學生更好地了解自動化生產控制系統(tǒng)的設計要點、設計過程和具體的設計方案。將學生以往所學的知識反復鞏固，舉一反三，從而達到學以致用的效果。除此之外，還要培養(yǎng)學生在設計之前充分了解設備的結構、調控、操作要求和工藝過程的意識，并在此過程中培養(yǎng)學生從事設計工作的整體觀念。讓學生了解到只有這樣才能達到生產設備和生產工藝的標準。

2.1課程設計目的

課程設計的目的是為了培養(yǎng)學生的各種能力，要求在學習了該課程之后，學生能夠獨立自主地完成各種工作。除此之外，還應該提高獨立思考能力、動手操作能力，并且掌握運用學到的專業(yè)知識解決實際工作過程中遇到的各種各樣的問題的能力。為了更好地與將來就業(yè)相結合，本課程還要結合現(xiàn)在具有的一些自動化生產線實例，讓學生提高學習的興趣，重視現(xiàn)在的課程。

2.2前期調研

為了更好地進行課程設計，了解學生對于這門課程設計的想法，教師進行了一個在校生的調研，絕大部分學生都表示愿意參加實訓式的課程，并且建議實訓課程時長占全部課程的比重相對理論課程加大，理由是這種教學可以更好地培養(yǎng)實際動手能力，提高隨機應變能力，為將來的畢業(yè)設計和工作埋下堅實的基石。并且在進行的相關教學工作研討會中，很多專業(yè)教師和校企合作的企業(yè)負責人都指出這門課程實訓部分的重要性，并且愿意提供相關設備輔助教學，讓學生獲得更好的教學資源。這極大地肯定了該課程設計的工作。

2.3課程具體內容

課程分為理論和實訓兩個部分，并不完全分離。理論部分要求學生學會PLC的基本編程方法，對PLC控制系統(tǒng)的應用原理和使用方法有一定程度的了解，并掌握一定的分析PLC控制系統(tǒng)的能力，更重要的是要掌握PLC控制系統(tǒng)的設計、安裝、調控，并且還要對該系統(tǒng)進行一些簡單的維護工作。實訓部分主要研究對象是亞龍科技有限公司生產的YL-335B自動化生產線，依據(jù)一些具體的工作情況合理地將教學分解成若干個項目。比如亞龍YL-335B型自動生產線實訓考核裝備由分揀單元、加工單元、裝配單元、輸送單元、供料單元組成，其外觀如圖1所示。

以這些具體的裝備為實例，進行分解式教學，將各種專業(yè)知識貫穿到這個裝備運行之中。例如在分揀單元，當變頻器下降時間、運行頻率等參數(shù)修改后，減速距離將發(fā)生一定的變化，使工件無法進行正常分揀。那么就需要在現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)測試，然后分析。具體方法是，編制及調試PLC測試程序和修正程序，通過二段運行頻率、一段下降時間的修正以及相關參數(shù)的修改之后才能滿足分揀要求。進行該單元的教學時，顯然就要學生培養(yǎng)觀察能力和思考能力，將理論運用到實踐當中，掌握PLC設計的調控。當然，各個單元的具體運行情況不同，學生所要掌握的知識點也不同并且復雜，誘導學生將理論與實訓結合，將所學知識運用到整個控制系統(tǒng)的設計、操作之中。并且要設置一些在實際操作中容易出現(xiàn)的問題和故障，讓學生們思考摸索，在實踐中總結出最好的解決辦法。通過這種邊學邊做，邊錯邊改來提高學生的專業(yè)能力，加深其對電氣自動化這門應用型專業(yè)的認識，培養(yǎng)出一種正確的職業(yè)觀，有利于學生合理地規(guī)劃自己的職業(yè)生涯發(fā)展。這種讓學生學以致用的教學方式，充分體現(xiàn)了這門課程的思想精髓。

3基于自動化生產線的PLG課程考核

由于這門PLC課程加入了基于自動化生產線的實訓課程，那么在課程考核方面也與以往的課程不同，在基本的理論知識部分要以試卷形式進行考核，而在重要的實踐操作部分則采用單元考核模式，通過對學生每次實訓課上的學習態(tài)度、操作規(guī)范、創(chuàng)造力發(fā)揮、工作成果、團隊合作等來進行打分，最后綜合理論和實訓兩個部分成績來進行一個合理的考核。所有的考核都是為了讓學生更好地掌握課程所要求學生學習的技能，所以更應該人性化。此外，為了激發(fā)學生們的學習動力，還需考慮到這門課程具有一定的職業(yè)資格認證的效果，可以與相關的企業(yè)簽訂有效協(xié)議，只要學生通過校企合作開發(fā)的PLC考核，就可以獲得相關技能證書。這為學生以后的職業(yè)發(fā)展奠定了一個堅實的基礎，不但積累了很有價值的經驗，鍛煉了耐心，還為學生以后進行相關職業(yè)資格認證考試提前進行了很好的準備。

4組織優(yōu)秀學生參加比賽

為了促進學生更好地掌握該課程，可以聯(lián)合一些相關的大型國際企業(yè)，設立一些有獎金的比賽項目，比如關于PLC控制系統(tǒng)設計的比賽以及關于PLC控制系統(tǒng)安裝與調控的比賽，要求學生組隊參加比賽，培養(yǎng)學生的團隊合作能力，鍛煉在壓力和競爭下的心理素質，提高學生的實際操作能力。我們通過調研發(fā)現(xiàn)，學生很樂意參加此類比賽，如“亞龍杯”全國高職電氣控制系統(tǒng)安裝與調試技能大賽，并且認為這類比賽為他們提高了一個與未來工作密切接觸的機會，不僅如此，在與其他學校的對手比較之后，他們可以更好地認識自己的不足之處，有更高的熱情來學習這門技術，從而有針對性的提高自己的技能，為以后的發(fā)展打下了很好的基石。

5結語

在傳統(tǒng)的PLC課程教學中，人們忽視了學生真正的需求，學生雖然將理論知識學習得很透徹，但總是紙上談兵，一旦遇見實際的操作問題，就會忽視一些小細節(jié)，出現(xiàn)各種各樣的問題，對學生以后的工作也是無益的。在經過專業(yè)人士的研討后，發(fā)現(xiàn)PLC課程設計亟待修改。從高職院校的設立目的出發(fā)，培養(yǎng)專業(yè)型技術人才，因此設計了基于自動化生產線的PLC課程。希望這門課程的設計能夠滿足學生的需求，讓學生真正掌握PLC控制系統(tǒng)的原理和設計、安裝、調配等實際操作。本文簡單地就該課程的教學方式、內容和相關比賽進行了探討，今后還將在該課程設計上進行系統(tǒng)的完善。