《PLC應(yīng)用技術(shù)》課程分析與設(shè)計

朱黎麗，何弢

摘 要：在高職院校電類專業(yè)開設(shè)的課程當(dāng)中，PLC 是其中一門重要的必修課程。本文主要從PLC課程教學(xué)的發(fā)展概況、課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容設(shè)計、課程資源的開發(fā)與利用等方面系統(tǒng)地分析了關(guān)于《PLC應(yīng)用技術(shù)》這門課的課程教學(xué)設(shè)計。

關(guān)鍵詞：PLC 課程教學(xué)；教學(xué)設(shè)計

一、PLC課程教學(xué)的發(fā)展概況

隨著全球經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，高職教育在實施科教興國戰(zhàn)略和人才強國戰(zhàn)略中具有越來越重要的地位。PLC是伴隨電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種專用的工業(yè)控制計算機。它以攜帶方便、編程容易、功能強大、抗干擾性強等特點，在工業(yè)自動控制領(lǐng)域中有著非常廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過近四十年的發(fā)展， PLC 技術(shù)（ 可編程控制器技術(shù)） 不僅能夠進行邏輯控制， 而且在模擬量閉環(huán)控制、數(shù)字量智能控制、數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、通信聯(lián)網(wǎng)以及集散控制系統(tǒng)等各方面都得到了廣泛應(yīng)用。近年來， 其發(fā)展更為迅速， 更新?lián)Q代周期縮短。因為它具備功能強大、可靠性高等特點，所以廣泛應(yīng)用于電氣自動化、機電一體化、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造等方面。高職教育教學(xué)的目的是為社會培養(yǎng)緊缺的應(yīng)用技術(shù)人才。而PLC 技術(shù)的發(fā)展則對社會所需的應(yīng)用技術(shù)人才提出了更高的要求。

在20世紀70年代末期， 隨著機電設(shè)備的引進， PLC技術(shù)開始逐步在工礦企業(yè)興起， 80年代中期部分高校也開始在電氣自控類專業(yè)開設(shè)PLC課程，到80年代末才以選修課的形式的教學(xué)出現(xiàn)在機電類專業(yè)。在改革開放的大好形勢下，引進國外先進制造技術(shù)與控制技術(shù)，PLC也隨之廣泛應(yīng)用。PLC教學(xué)課程才逐步以專業(yè)課的形式開設(shè)全國各大高校。高職院校培養(yǎng)出來的學(xué)生應(yīng)適用于各大企業(yè)對PLC 應(yīng)用型技術(shù)人才的需求。

二、PLC 的特點分析

PLC是一種微處理器為核心，綜合了現(xiàn)代計算機技術(shù)、自動化控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。PLC 具有多方面的特點，具體包括結(jié)構(gòu)簡單，攜帶方便，能耗??；實用強，功能強大，使用方便；可靠性高，抗干擾能力強。

三、課程性質(zhì)

《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》（簡稱PLC應(yīng)用技術(shù)）是電氣自動化技術(shù)專業(yè)、機電一體化技術(shù)專業(yè)的必修核心課程之一。 課程內(nèi)容突出應(yīng)用，強化技能，提高解決生產(chǎn)第一線技術(shù)問題的能力，力求實現(xiàn)畢業(yè)與就業(yè)的“零距離”。本課程的基本目標(biāo)是使學(xué)生能夠熟練地對 PLC 控制系統(tǒng)的配置、程序編輯與輸入、安裝調(diào)試、故障診斷、對系統(tǒng)維護等方面進行全方位的理解。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握 PLC 的編程技術(shù)并能較熟練地應(yīng)用于工程實踐。

《PLC應(yīng)用技術(shù)》的前導(dǎo)課程有《電工電子基礎(chǔ)》、《電氣控制技術(shù)》等，同行課程為《單片機技術(shù)應(yīng)用》、《傳感器與檢測技術(shù)》等，后繼課程為《變頻調(diào)速技術(shù)》、自動控制技能綜合實訓(xùn)、頂崗實習(xí)等等。這是一門邏輯性、實踐性、應(yīng)用性很強的課程。

四、教學(xué)目標(biāo)

現(xiàn)今企業(yè)不僅要求員工的整體素質(zhì)比較高，還要求員工要有扎實的理論知識和很強的動手實踐能力。通過PLC應(yīng)用實例教學(xué)和啟發(fā)性的教學(xué)活動，使學(xué)生掌握PLC技術(shù)的基本知識和基本技能，具有邏輯思維能力、學(xué)習(xí)新技術(shù)的能力。能對生產(chǎn)現(xiàn)場的實際問題進行解決，能勝任本專業(yè)相關(guān)崗位的工作。本課程安排了75學(xué)時的教學(xué)任務(wù)，讓學(xué)生在能力目標(biāo)，知識目標(biāo)和素質(zhì)教育目標(biāo)達到相應(yīng)的要求，并為今后步入社會，并在相應(yīng)的工作中打下基礎(chǔ)。

（一）能力目標(biāo)

1.讀圖能力：能讀懂PLC梯形圖，然后指導(dǎo)工人開機、調(diào)試并能按要求進行現(xiàn)場操作。

2.設(shè)計能力：能夠選用各類型的PLC，能夠根據(jù)要求設(shè)計簡單的PLC程序，并且通過實際制作、測試、修改，做出符合要求的實際電路，以適應(yīng)機電一體化產(chǎn)品剖析與開發(fā)崗位。

3.分析能力：對常用的電動機的控制與運用、交通燈的控制與應(yīng)用、觸摸屏的控制與應(yīng)用等會分析其工作原理，以適應(yīng)企業(yè)的機電一體化產(chǎn)品調(diào)試或產(chǎn)品質(zhì)量管理崗位。

4.維修能力：能對常用PLC控制系統(tǒng)生產(chǎn)機械的控制線路進行故障分析，并對故障進行排除。

5.掌握可編程序控制器（PLC）的安裝和調(diào)試方法。

6.能夠熟練掌握輸入/輸出（I/O）端子的分配。

7.運用可編程序控制器進行開發(fā)和設(shè)計工業(yè)控制過程。

（二）知識目標(biāo)

1.了解可編程控制器（PLC）的基本結(jié)構(gòu)、特點和應(yīng)用場合。

2.明確可編程控制（PLC）器的硬件配置、工作原理和工作過程。

3.掌握可編程控制器（PLC）基本邏輯指令及編程方法，掌握編程軟件的使用。

4.熟悉可編程控制器（PLC）功能指令及編程方法。

5.能正確使用可編程控制器（PLC）并完成I/O設(shè)備的接線。

6.掌握PLC程序設(shè)計的思想和方法。

7.掌握PLC程序運行和調(diào)試的方法，會分析實驗與實訓(xùn)現(xiàn)象。

8.具備閱讀和分析實際應(yīng)用程序與梯形圖的能力，并對其相互進行轉(zhuǎn)換。

9.能在生產(chǎn)現(xiàn)場進行簡單的程序設(shè)計，運行、調(diào)試、維護PLC控制系統(tǒng)。

（三）素質(zhì)目標(biāo)

1.在課堂教學(xué)中實際工程當(dāng)中安全用電的常識教育，注重職業(yè)道德教育。

2.在實踐訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生獨立動手的能力，分析實際問題和解決實際問題的能力。

3.加強學(xué)生團隊合作精神，培養(yǎng)吃苦耐勞的精神。

五、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

（一）設(shè)計思路

本課程強調(diào)“突出能力”、“項目驅(qū)動”、“教、學(xué)、做融為一體”等職業(yè)教育新型教學(xué)模式，課程主要在PLC實訓(xùn)室場地進行，將理論教學(xué)與實驗、實訓(xùn)項目同步開展。讓學(xué)生掌握PLC基本知識，還要熟悉 PLC 的操作、編程、安裝、調(diào)試技能，充分體現(xiàn)了應(yīng)用性強的特色。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的需要，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)的定位，以職業(yè)能力培養(yǎng)為出發(fā)點，以技能訓(xùn)練為主線，以真實的工作任務(wù)為載體來選取選取教學(xué)內(nèi)容，同時增加實踐教學(xué)的學(xué)時，培養(yǎng)學(xué)生的編程動手能力，滿足企業(yè)用人的需要。

（二）課程內(nèi)容與學(xué)時分配

根據(jù)PLC課程的設(shè)計思路，將打破傳統(tǒng)的按教材先后章節(jié)授課的教學(xué)方式，采用項目教學(xué)法，大致劃分3個教學(xué)設(shè)計任務(wù)。

PLC技術(shù)中的每個知識點的理論內(nèi)容將會覆蓋在每個項目任務(wù)上，在實踐操作上涉及了PLC技術(shù)中程序編制及調(diào)試、線路連接等通用操作技能。每一個項目任務(wù)都是從項目控制要求、項目分析、項目實施方案與步驟、評價考核等方面完成的，這樣的教學(xué)內(nèi)容就比較符合現(xiàn)在高職院校學(xué)生的認知規(guī)律。

六、課程資源的開發(fā)與利用

（一）多媒體教學(xué)資源

錄像、多媒體課件等資源有利于創(chuàng)造形象生動的學(xué)習(xí)環(huán)境，采用信息化的教學(xué)手段，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生對知識的理解和進一步掌握，把網(wǎng)絡(luò)資源充分利用起來，建立多媒體課程資源的數(shù)據(jù)庫，學(xué)院與學(xué)院實現(xiàn)多媒體資源共享。

（二）實訓(xùn)教學(xué)資源

實訓(xùn)中心可以對外開放，提供理實一體化教學(xué)、實驗實訓(xùn)、職業(yè)技能證書考證的功能，這樣有利于學(xué)生綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)。

（三）行業(yè)教學(xué)資源

充分利用本行業(yè)的企業(yè)資源，學(xué)校與行業(yè)共同搭建產(chǎn)學(xué)平臺，產(chǎn)學(xué)結(jié)合，開發(fā)實訓(xùn)課程資源，加大力度搞好實習(xí)實訓(xùn)基地建設(shè)，盡量去滿足學(xué)生在實習(xí)實訓(xùn)方面的需要。

七、結(jié)語

PLC課程是一門重要的專業(yè)課程，在整個課程教學(xué)設(shè)計中，應(yīng)加強對學(xué)生實際職業(yè)能力的培養(yǎng)，強化基于工作過程的項目教學(xué)，注重以任務(wù)引導(dǎo)項目來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

參考文獻：

[1]廖常初.s7-200PLC基礎(chǔ)教程.機械工業(yè)出版社，2014

[2]王芹.可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用（西門子S7-200系列）天津大學(xué)出版社，2008