淺談如何提高《PLC編程與應(yīng)用》課程的教學(xué)效果

摘 要：《PLC編程與應(yīng)用》是中等職業(yè)學(xué)校機(jī)電類和電氣類專業(yè)的必修課程，涉及理論知識(shí)較多、應(yīng)用范圍較廣，是一門理論與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用緊密聯(lián)系的課程。本文結(jié)合中等職業(yè)學(xué)?！禤LC編程與應(yīng)用》課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點(diǎn)、教學(xué)特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀等，總結(jié)了教學(xué)中的有益經(jīng)驗(yàn)，積極探索適合本課程教學(xué)的多元化教學(xué)方法，應(yīng)用于課程教學(xué)實(shí)踐，極大地提高了學(xué)生們學(xué)習(xí)PLC技術(shù)的興趣，使本課程取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；學(xué)習(xí)興趣；教學(xué)方法；教學(xué)效果

PLC可編程控制器是一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電器控制技術(shù)相結(jié)合的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置，具有可靠性高、控制能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)便、易于擴(kuò)展等特點(diǎn)，在工業(yè)自動(dòng)化、智能控制、電力、交通運(yùn)輸、建筑等行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在大多數(shù)中等職業(yè)學(xué)校已經(jīng)把《PLC編程與應(yīng)用》課程作為機(jī)電類和電氣類專業(yè)的必修課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生們?nèi)嬲J(rèn)識(shí)PLC的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)、工作原理、功能和應(yīng)用、編程理念及編程方法，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的技術(shù)，根據(jù)工程項(xiàng)目的控制要求進(jìn)行簡(jiǎn)單的PLC程序設(shè)計(jì)及編程，并安裝、調(diào)試與維護(hù)，為將來從事PLC自動(dòng)控制技術(shù)方面的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

學(xué)習(xí)PLC技術(shù)，大家普遍認(rèn)為比較難學(xué)、難教，學(xué)生們普遍感到程序邏輯性強(qiáng)、程序控制過程分析困難、最終導(dǎo)致學(xué)生們學(xué)習(xí)興趣不高，教學(xué)效果較差，因此如何培養(yǎng)學(xué)生們快速掌握并能運(yùn)用這門技術(shù)，提高課程的教學(xué)效果，讓學(xué)生們對(duì)PLC技術(shù)快速入門，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣、主動(dòng)學(xué)習(xí)和鉆研PLC技術(shù)，提高學(xué)生們應(yīng)用技術(shù)解決實(shí)際問題的能力，已是任課教師當(dāng)前面臨的主要問題。本人根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)如何提高本課程的教學(xué)效果提出以下幾點(diǎn)建議。

一、 上好入門課，培養(yǎng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣

（一） 讓學(xué)生們了解PLC產(chǎn)生的背景

PLC為什么能取代繼電器接觸器控制系統(tǒng)成為主流工業(yè)控制備？現(xiàn)在PLC技術(shù)已是現(xiàn)代制造業(yè)三大支柱之一，讓學(xué)生們認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)該門技術(shù)的重要性和社會(huì)價(jià)值。

（二） 教師采取實(shí)物講解。

講解PLC的硬件組成及各組成部分的功能，讓學(xué)生們有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，并與微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)比較異同、與繼電器接觸器控制系統(tǒng)比較異同、與單片機(jī)控制系統(tǒng)比較異同，在介紹PLC的硬件組成時(shí)，重點(diǎn)介紹PLC的輸入/輸出接口電路，使學(xué)生們對(duì)PLC的外部結(jié)構(gòu)與接線有充分的認(rèn)識(shí)，為PLC的外部接線奠定理論基礎(chǔ)，重點(diǎn)介紹PLC對(duì)用戶程序采取“順序掃描、不斷循環(huán)”的工作方式，讓學(xué)生們理解PLC的工作原理、等效電路、PLC編程元件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及尋址方式等，為后面設(shè)計(jì)程序和分析用戶程序控制過程、安裝等奠定基礎(chǔ)，學(xué)生們學(xué)習(xí)PLC技術(shù)入門之后，能夠獨(dú)自解讀程序和編制簡(jiǎn)單程序，對(duì)整個(gè)程序的控制過程清楚和理解，自然也就提高了學(xué)習(xí)興趣，課堂上也就可以主動(dòng)和老師互動(dòng)討論問題，教學(xué)效果就會(huì)提高很快。

二、 采用多媒體輔助教學(xué)

（一） 課程采用多媒體課件進(jìn)行輔助教學(xué)

將教材中的理論知識(shí)都用課件的方式呈現(xiàn)出來，還可以補(bǔ)充一些教材上沒有的知識(shí)點(diǎn)，課堂上講解的時(shí)候，我們可以節(jié)約大量的書寫時(shí)間，把精力和時(shí)間主要放在理論講解、分析問題、討論問題、解決問題、編程及仿真調(diào)試上，可以提高課堂的教學(xué)效率，增加學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。

（二） 在課堂上給學(xué)生們介紹一些自學(xué)PLC的視頻網(wǎng)站

在線播放一些PLC的教學(xué)視頻，觀看一些實(shí)際案例的PLC技術(shù)應(yīng)用過程，加深學(xué)生們對(duì)PLC的應(yīng)用理解，引導(dǎo)學(xué)生們平時(shí)課下可以在這些網(wǎng)站上看視頻進(jìn)行自學(xué)，拓展學(xué)生們學(xué)習(xí)PLC技術(shù)的途徑，可以作為教學(xué)的補(bǔ)充和延伸。

三、 加強(qiáng)編程軟件及仿真軟件的實(shí)操

不同品牌和類型的PLC采用的編程軟件和仿真軟件不同，常見的西門子S7-200系列采用STEP7-Micro/WIN編程軟件和西門子S7-200仿真器軟件、三菱PLC常用的為GX Developer編程軟件和GX Simulator仿真軟件。

（一） 建議將上述兩種品牌的PLC軟件都安裝在教室和實(shí)驗(yàn)機(jī)房的計(jì)算機(jī)上，可以將同一控制任務(wù)用兩種不同品牌和類型的PLC分別進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和仿真，擴(kuò)大學(xué)生們的知識(shí)面，通過實(shí)例演示讓學(xué)生們掌握編程軟件的主要功能，能用軟件進(jìn)行編程，通過仿真軟件調(diào)試程序并觀察程序的執(zhí)行過程，加深學(xué)生們對(duì)程序的理解。

（二） 教材上的每個(gè)PLC控制項(xiàng)目，課堂上我們都要把程序輸入、仿真演示一次并分析講解，同時(shí)也讓學(xué)生們練習(xí)編程軟件和仿真軟件實(shí)操，通過觀察、模仿，逐步提高學(xué)生們軟件操作的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生們的動(dòng)手編程實(shí)踐能力和提高學(xué)習(xí)興趣。

四、 選擇有效的教學(xué)方法

（一） 分析法

在輸入輸出接口的分配上，我們常用分析法進(jìn)行輸入元件和輸出軟件的選擇，編程元件的分配及作用分析，培養(yǎng)學(xué)生們分析問題、解決問題的能力。

（二） 講授法

在PLC的結(jié)構(gòu)組成與工作原理、外部結(jié)構(gòu)和接線、基本指令和功能指令的應(yīng)用上多采用講授法進(jìn)行理論講解。

（三） 演示法

在PLC的程序編程與仿真調(diào)試上多采用演示法，以便于學(xué)生們模仿學(xué)習(xí)。

（四） 小組討論法

在程序的設(shè)計(jì)優(yōu)化和功能對(duì)比上多采用小組討論法，提高學(xué)生們學(xué)習(xí)的積極性和編程設(shè)計(jì)水平。

（五） 動(dòng)手操作法

編程軟件和仿真軟件的練習(xí)、PLC安裝及調(diào)試上多采用學(xué)生們動(dòng)手操作法，以達(dá)到提高學(xué)生們實(shí)踐能力的目的。

五、 采取優(yōu)化的項(xiàng)目實(shí)施教學(xué)流程

（一） 教師上機(jī)演示

通過分析任務(wù)的控制要求，分配輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)，寫出I/O通道地址分配表。

（二） 講解

根據(jù)I/O通道地址分配表，畫出PLC的I/O接線圖的畫法，并演示。

（三） 程序設(shè)計(jì)

根據(jù)I/O通道地址分配表及對(duì)項(xiàng)目控制要求的分析，講解編程方法，設(shè)計(jì)并畫出本項(xiàng)目控制的梯形圖，并寫出指令語句表。

（四） 程序輸入及仿真運(yùn)行

將仿真成功的程序下載到PLC中，指導(dǎo)學(xué)生們觀察現(xiàn)象，指導(dǎo)學(xué)生們動(dòng)手操作，鞏固和提高理論知識(shí)和技能。

六、 采取科學(xué)的考核評(píng)價(jià)辦法

對(duì)學(xué)生們的學(xué)習(xí)情況要進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，采取理論考試和實(shí)踐考試相結(jié)合的方式，這樣更能體現(xiàn)學(xué)生們的理論水平和實(shí)踐能力，并查找出二者之間的差異，為以后的學(xué)習(xí)指明了努力的方向，有助于學(xué)生們自覺形成理論和實(shí)踐相輔相成的意識(shí)，要把學(xué)生們平時(shí)的作業(yè)、課堂考核、實(shí)踐成績(jī)納入到期末成績(jī)的總評(píng)價(jià)中，有助于提高學(xué)生們對(duì)課堂教學(xué)的參與程度、能夠積極回答問題、對(duì)課堂上的實(shí)踐項(xiàng)目能夠積極參與進(jìn)來，逐步培養(yǎng)學(xué)生們形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，這樣有助于提高課堂的教學(xué)效果。

總之，在教學(xué)過程中，教師要注重PLC的工作原理和具體程序的動(dòng)作分析聯(lián)系，利用學(xué)生們對(duì)程序的執(zhí)行過程有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，來培養(yǎng)學(xué)生們學(xué)習(xí)PLC技術(shù)的興趣，消除學(xué)生們的學(xué)習(xí)障礙，教師要選取典型的控制任務(wù)，通過項(xiàng)目的實(shí)施，把理論知識(shí)、程序常用編程設(shè)計(jì)方法，軟件應(yīng)用、仿真、調(diào)試及通電試機(jī)等完整的結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生們獨(dú)立分析問題、設(shè)計(jì)程序、應(yīng)用PLC技術(shù)解決實(shí)際工業(yè)控制任務(wù)的能力，那么本課程的培養(yǎng)目標(biāo)也就得以實(shí)現(xiàn)，本課程的教學(xué)效果自然會(huì)得到極大的提高，為學(xué)生們以后從事PLC技術(shù)服務(wù)工作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張艷，蘇全衛(wèi)等.PLC編程與應(yīng)用[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2010.

[2]韓雪濤.圖解PLC技術(shù)快速入門（三菱）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016.

作者簡(jiǎn)介：

宋江山，河南省駐馬店市，河南省駐馬店農(nóng)業(yè)學(xué)校。