基于自動(dòng)化生產(chǎn)線的高職PLC課程教學(xué)研究

蔡宇翔 翁劍峰

摘要：PLC是一門(mén)理論與實(shí)踐結(jié)合地非常緊密的課程。如何增強(qiáng)教學(xué)與生產(chǎn)銜接，提高學(xué)生就業(yè)能力成為PLC課程教學(xué)的一個(gè)重要方向。本文主要論述了在PLC課程教學(xué)中結(jié)合YL-335B自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備的使用進(jìn)行教學(xué)探索。實(shí)踐表明采用該設(shè)備進(jìn)行教學(xué)能夠提高學(xué)生的PLC綜合應(yīng)用水平和就業(yè)能力。

關(guān)鍵詞：YL-335B自動(dòng)化生產(chǎn)線;PLC課程;教學(xué)研究;就業(yè)

PLC課程是一門(mén)理論性與實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程。教學(xué)中要以“教學(xué)做一體化”為主導(dǎo)，注重理論與企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐無(wú)縫鏈接。[1]單純的編程教學(xué)容易造成課程枯燥、學(xué)生厭學(xué)等情緒，因此課程教學(xué)必須貼近生產(chǎn)實(shí)際。

1YL-335B自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備特點(diǎn)

我校引進(jìn)了10臺(tái)YL-335B自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備，該設(shè)備如上圖所示，以PLC為核心綜合了傳感器、電機(jī)、氣動(dòng)等知識(shí)，貼近生產(chǎn)實(shí)際，具有非常強(qiáng)的綜合性。使用該設(shè)備可以開(kāi)展豐富的教學(xué)方法，[2]主要有：

（1）項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法教學(xué)。以設(shè)備的單站作為一個(gè)項(xiàng)目指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)PLC編程。

（2）任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)。設(shè)備提供了不同種類(lèi)料件和料芯用于裝配不同的成品，通過(guò)指定成品類(lèi)型任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)探索程序的靈活編寫(xiě)方法。

（3）翻轉(zhuǎn)課堂法教學(xué)。設(shè)備所涵蓋的知識(shí)面非常廣泛。針對(duì)PLC某一知識(shí)點(diǎn)布置課外作業(yè)，可以激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)搜索能力。

2基于自動(dòng)化生產(chǎn)線的PLC課程教學(xué)

2.1課程引入

YL-335B設(shè)備模擬了自動(dòng)化生產(chǎn)中供料、加工、裝配、分揀等環(huán)節(jié)。通過(guò)演示設(shè)備的工作過(guò)程，使學(xué)生初步建立起“自動(dòng)化”的概念，認(rèn)識(shí)PLC在自動(dòng)化生產(chǎn)中的地位。

2.2課程教學(xué)

（1）基于設(shè)備零部件知識(shí)的預(yù)備知識(shí)教學(xué)。PLC作必須通過(guò)外圍的機(jī)械、傳感器、電氣件來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。通過(guò)面對(duì)設(shè)備講解演示，使學(xué)生初步掌握氣動(dòng)、機(jī)械、傳感器等自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)。

（2）基于三色燈控制的PLC時(shí)序控制編程教學(xué)。YL-335B設(shè)備上的紅黃綠三色燈可以顯示當(dāng)前程序的運(yùn)行狀況。通過(guò)對(duì)三色燈控制的編程使學(xué)生初步掌握PLC的基本語(yǔ)法，熟悉軟件的編程環(huán)境。

（3）基于單站的PLC順序控制（SFC）編程教學(xué)。在PLC的順序控制流程中，傳感器會(huì)大量地應(yīng)用到。在自動(dòng)化生產(chǎn)線的單站中，存在著大量的磁性開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等用于位置控制的器件，在順序控制中這些開(kāi)關(guān)很好地演示了PLC中狀態(tài)步轉(zhuǎn)移的效果。學(xué)生通過(guò)反復(fù)編寫(xiě)單站程序能夠熟練的掌握PLC中的順序控制編程方法。

（4）基于變頻器和伺服電機(jī)的PLC運(yùn)動(dòng)控制教學(xué)。在企業(yè)生產(chǎn)中，往往要用PLC來(lái)大量控制各種異步電機(jī)、伺服電機(jī)等。通過(guò)練習(xí)PLC控制異步電機(jī)，學(xué)生可以掌握高速計(jì)數(shù)器、V存儲(chǔ)器的用法。通過(guò)練習(xí)PLC控制伺服電機(jī)，學(xué)生可以掌握子程序調(diào)用、數(shù)據(jù)塊、軸運(yùn)動(dòng)指令、傳送指令的使用。通過(guò)此模塊的練習(xí)，使學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)控制建立起較為基本的概念。

（5）基于設(shè)備全站的PLC通訊與綜合調(diào)試教學(xué)。在企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，一個(gè)工作站往往是集PLC、上位機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)為一體的綜合性設(shè)備，這就需要學(xué)生掌握PLC編程、通信、綜合調(diào)試等知識(shí)，這些是學(xué)生在學(xué)校很少接觸到的。

在企業(yè)招聘中，企業(yè)希望應(yīng)聘人員能夠熟練應(yīng)用PLC的各種外圍設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，特別要熟悉總線通訊。因此具備PLC通信、外圍設(shè)備調(diào)試能力的學(xué)生在就業(yè)市場(chǎng)上具有極大的優(yōu)勢(shì)。此部分教學(xué)需與學(xué)生實(shí)訓(xùn)課結(jié)合。

2.3實(shí)訓(xùn)教學(xué)

在開(kāi)始實(shí)訓(xùn)前，學(xué)生已經(jīng)基本掌握了YL-335B自動(dòng)化生產(chǎn)線的各個(gè)單站調(diào)試，能夠較為熟練地使用PLC。在實(shí)訓(xùn)中，主要做到以下幾個(gè)部分：

（1）明確實(shí)訓(xùn)任務(wù)和團(tuán)隊(duì)分工。每臺(tái)設(shè)備以3～4人團(tuán)隊(duì)為宜，學(xué)生以分工合作的方式進(jìn)行設(shè)備的單站整體編程和調(diào)試。在實(shí)訓(xùn)中明確每個(gè)步驟和任務(wù)的得分點(diǎn)，以結(jié)果為得分點(diǎn)。

（2）重點(diǎn)講解程序流程和編程邏輯。規(guī)劃好設(shè)備的整體控制流程與PLC的資源分配能夠有效地梳理學(xué)生地思維，并使程序邏輯清晰。

2.4期末考核

期末考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定的來(lái)源如下：

（1）平時(shí)成績(jī)（40%）。課堂練習(xí)以結(jié)果為導(dǎo)向，調(diào)試結(jié)果正確才能得分。由于以結(jié)果為導(dǎo)向，迫使部分消極怠學(xué)的學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)。通過(guò)階梯難度的題目逐步提高學(xué)生的PLC編程和調(diào)試能力。

（2）期末考試（60%）。主要分為兩部分，一是PLC及其外圍設(shè)備的理論知識(shí)，考察學(xué)生對(duì)一些概念是否理解，理論基礎(chǔ)知識(shí)是否扎實(shí);二是實(shí)際編程操作，通過(guò)隨機(jī)抽取單站、多站聯(lián)合調(diào)試的方法，考察學(xué)生是否已經(jīng)熟練掌握了PLC的基本應(yīng)用。

實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)此種考核方式且成績(jī)較高的學(xué)生，其在應(yīng)聘過(guò)程中較為受到企業(yè)的歡迎，就業(yè)也相對(duì)容易。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)YL-335B自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備和PLC課程教學(xué)的結(jié)合，可以很好地實(shí)現(xiàn)PLC課程中各模塊的教學(xué)。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)通過(guò)自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行PLC編程能力教學(xué)后，學(xué)生的編程能力有了很大的提高，對(duì)企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的流程有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，提升了整體就業(yè)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷紅華.“教學(xué)做一體化”教學(xué)方法的實(shí)現(xiàn)——以《PLC工業(yè)控制》課程改革為例[J].襄陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，5（13）：126-128.

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[3]呂景泉.自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試[M].第三版.中國(guó)鐵道出版社.