中職《電氣控制與PLC》中的PLC教學(xué)研究與體會

胡曉帆

【摘 要】PLC不但應(yīng)用在冶金、礦業(yè)、機(jī)械、輕工等工業(yè)控制中，在其他領(lǐng)域它也得到了廣泛的應(yīng)用。文中主要就PLC的基本工作方式和特點(diǎn)做了詳細(xì)闡述。筆者長期任教《電氣控制與PLC》，文內(nèi)表述了在PLC教學(xué)中運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法成功的關(guān)鍵在于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的參與欲望，巧用效果演示，提高學(xué)生的實(shí)踐興趣的一些教學(xué)研究與體會。

【關(guān)鍵詞】PLC；模式；項(xiàng)目教學(xué)；體會

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）01-0010-01

可編程邏輯控制器（PLC）是在繼電接觸器控制和計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)上開發(fā)的工業(yè)自動控制裝置，是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的一種應(yīng)用技術(shù)。進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，極大推動了PLC在世界范圍內(nèi)的發(fā)展，其功能越來越強(qiáng)大，應(yīng)用范圍越來越廣闊，使其在生產(chǎn)中的地位越來越重要，已廣泛應(yīng)用在各種機(jī)械和生產(chǎn)過程的自動控制中，因此開展PLC等新技術(shù)的教學(xué)培訓(xùn)是非常必要的。PLC等先進(jìn)技術(shù)在社會中已達(dá)到廣泛應(yīng)用，社會大量需要具備此項(xiàng)技術(shù)的人才。

一、PLC技術(shù)學(xué)習(xí)的必要性

我國在二十世紀(jì)七十年代末期開始對PLC進(jìn)行研究、生產(chǎn)和應(yīng)用。在近十年來，取得了非常大的突破。特別是在應(yīng)用方面，隨著綜合國力的增強(qiáng)和生產(chǎn)力的提高，PLC已經(jīng)滲透到了各個(gè)領(lǐng)域。在生產(chǎn)方面，為了提高生產(chǎn)效率和工業(yè)的自動化，我們引進(jìn)了許多在世界上都處于領(lǐng)先技術(shù)的成套設(shè)備，如衢州元立集團(tuán)（金屬制品有限公司）在相關(guān)工程項(xiàng)目中，就采用了多臺PLC。再如，開山集團(tuán)，其挖掘機(jī)和鑿巖設(shè)備的銷售量在全國首屈一指，所使用的控制設(shè)備是當(dāng)前比較前沿的新產(chǎn)品，因而大量的使用PLC等先進(jìn)技術(shù)。還有三峽工程、秦川核電站、紅五環(huán)集團(tuán)的風(fēng)動機(jī)械設(shè)備等都用了PLC控制?，F(xiàn)在PLC不但應(yīng)用在冶金、礦業(yè)、機(jī)械、輕工等工業(yè)控制中，在其他領(lǐng)域它也得到了廣泛的應(yīng)用。例如，市政建設(shè)中的水處理，瀝青、混凝土的拌和；日常生活中的電梯、車庫的自動化管理、貨物存取等；商業(yè)中的自動售貨機(jī)，啤酒灌裝及釀酒等；另外在環(huán)保、娛樂業(yè)中也有應(yīng)用。

現(xiàn)如今招聘維修電工不但基本技術(shù)要扎實(shí)，還要懂得PLC技術(shù)、變頻技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的原理和故障處理等。而對于在生產(chǎn)線上的普通操作也應(yīng)該懂得一些關(guān)于PLC、變頻器等方面的基本知識，這樣既可便于生產(chǎn)操作，又可以對生產(chǎn)和維修有很多幫助，如幫助維修人員明確故障的范圍和現(xiàn)象，縮短故障維修時(shí)間，更好的保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。這也正好符合PLC當(dāng)初的設(shè)計(jì)初衷——使操作人員使用方便，不存在計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)電氣控制間的“鴻溝”。綜上所述，針對目前企業(yè)的電氣維修及操作人員的現(xiàn)狀，因此開展PLC等新技術(shù)的教學(xué)培訓(xùn)是非常必要的。

二、PLC的工作方式和特點(diǎn)在教學(xué)中的研究

PLC工作方式與特點(diǎn)是集中采樣、集中輸出、周期性循環(huán)掃描，“串行”工作方式。

（1）掃描周期：PLC的工作方式是一個(gè)不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。每一次掃描所用的時(shí)間稱為掃描周期或工作周期。PLC運(yùn)行正常時(shí)，掃描周期的長短與CPU的運(yùn)算速度有關(guān)，與I/O點(diǎn)的情況有關(guān)，與用戶應(yīng)用程序的長短及編程情況等均有關(guān)。通常用PLC執(zhí)行1K指令所需時(shí)間來說明其掃描速度（一般1-10ms/K）。（2）輸出滯后：指從PLC的外部輸入信號發(fā)生變化至它所控制的外部輸出信號發(fā)生變化的時(shí)間間隔。一般為幾十至100ms.引起輸出滯后的因素：輸入模塊的濾波時(shí)間、輸出模塊的滯后時(shí)間、掃描方式引起的滯后。（3）由于PLC是集中采樣，在程序處理階段即使輸入發(fā)生了變化，輸入映象寄存器中的內(nèi)容也不會變化，要到下一周期的輸入采樣階段才會改變。（4）由于PLC是串行工作，所以PLC的運(yùn)行結(jié)果與梯形圖程序的順序有關(guān)。這與繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作有質(zhì)的區(qū)別。避免了觸點(diǎn)的臨界競爭，減少繁瑣的聯(lián)鎖電路。

三、項(xiàng)目教學(xué)法在PLC教學(xué)中的體會

在PLC教學(xué)中運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法，成功的關(guān)鍵在于抓好以下兩個(gè)方面：

A.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的參與欲望。

（1）重視導(dǎo)入，抓住學(xué)生的“心向”。要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，在選擇項(xiàng)目任務(wù)時(shí)，要注意貼近現(xiàn)實(shí)生活中能夠見到的事物更能夠吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。（2）巧用效果演示，提高學(xué)生的實(shí)踐興趣。項(xiàng)目確定后，教師最好先實(shí)施一次該項(xiàng)目，一方面，對項(xiàng)目有全面了解，便于更好地指導(dǎo)學(xué)生；另一方面，可以展示案例效果，以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能主動參與到項(xiàng)目教學(xué)活動中來。（3）抓好實(shí)施過程指導(dǎo)，使學(xué)生獲得成功體驗(yàn)。例如，個(gè)別學(xué)生在設(shè)計(jì)正反攪拌循環(huán)次數(shù)時(shí)，由于對計(jì)數(shù)器的使用沒有完全理解，在程序運(yùn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)不能按控制要求實(shí)現(xiàn)工作。這時(shí)教師不直接給出答案，而是讓學(xué)生自己去思索，不斷調(diào)試運(yùn)行，主動分析，經(jīng)分析修正后，達(dá)到滿足控制要求。當(dāng)通過努力最終成功時(shí)，學(xué)生充滿了成就感。

B.重視總結(jié)交流，讓學(xué)生切實(shí)掌握技能。

項(xiàng)目總結(jié)可以在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)進(jìn)行，也可以貫穿在評價(jià)反饋的過程中。教師應(yīng)協(xié)助學(xué)生理順項(xiàng)目思路，明晰項(xiàng)目所訓(xùn)練的內(nèi)容及最佳思考方法，總結(jié)學(xué)習(xí)策略，找到不足之處，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會反思。教師更要指導(dǎo)學(xué)生對項(xiàng)目進(jìn)行拓展和延伸，提高學(xué)生的思考能力和運(yùn)用知識與技能解決問題的能力，讓學(xué)生更深刻地體驗(yàn)項(xiàng)目過程，掌握更多的操作技能，從而提高職業(yè)綜合能力。

綜上所述，通過項(xiàng)目教學(xué)法在PLC課程中的應(yīng)用，有效地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，積極參與到項(xiàng)目活動中。這既強(qiáng)化了學(xué)生的綜合技能，也鍛煉和提高了學(xué)生的思維能力、分析問題及解決問題的能力。實(shí)踐證明，項(xiàng)目教學(xué)法是PLC教學(xué)中實(shí)用有效的好方法，能有效提高教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]《電氣控制及PLC原理與應(yīng)用課程教學(xué)改革的探索》，李海標(biāo)，韋壽祺，何少佳-《輕工科技》，2014年.

[2]《電氣控制及PLC課程項(xiàng)目教學(xué)改革與探索》，姚思奇-《內(nèi)江科技》，2016年.

[3]《電氣控制與PLC》，張偉林，忤征，人民郵電出版社，2016年.