PLC技術(shù)課程的實踐教學(xué)設(shè)計探究

摘 要：文章主要探究在PLC實踐教學(xué)中如何讓學(xué)生熟練掌握控制原理和編程方法。采用教學(xué)做一體化的教學(xué)手段和方法，通過學(xué)生反復(fù)的實踐操練，取得了較好的教學(xué)效果，體現(xiàn)出實踐性教學(xué)方法在高職院校專業(yè)課教學(xué)中的重要性。

關(guān)鍵詞：裝配流水線；PLC ；實踐教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G712 " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1671-0142（2024）02-0022-03

可編程控制器簡稱PLC，具有快速、高效、高適應(yīng)性、高可靠性的特點，得到廣泛應(yīng)用，是高職院校涉電類專業(yè)的一門必修課。但PLC指令的功能大多抽象難懂，必須通過一些實例讓學(xué)生實際操作才能掌握牢固。講解移位指令時宜選擇裝配流水線控制任務(wù)，利用PLC實訓(xùn)室實踐操作，使學(xué)生掌握控制原理、指令和編程方法。

1 裝配流水線控制項目介紹

1.1 控制要求

在生產(chǎn)過程中，為提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、改善勞動條件，不僅要求機床能自動對工件進(jìn)行加工，還要求工件的裝卸、工件的工序間的輸送、工序間加工精度的檢測、廢品的剔除等都能自動進(jìn)行。采用自動化和人工相結(jié)合的流水線進(jìn)行裝配，只需要很少一部分人工操作，就能把整個生產(chǎn)線連接起來，這就是自動化裝配流水線。

本設(shè)計用如圖1所示的模擬工作裝置，裝配流水線傳送帶共有3個工位，工件從A號位裝入，分別在B（操作1）、D（操作2）、F（操作3）三個工位完成三種裝配操作，中間經(jīng)過C、E、G工位，經(jīng)最后一個工位G后送入倉庫H。按下啟動按鈕，工件裝入A工位，之后每按下一次移位按鈕，工件被依次送入B操作

2 實踐教學(xué)方法設(shè)計

將由淺入深教學(xué)做一體化的教學(xué)方法應(yīng)用到本次教學(xué)中，能夠培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生理論與實踐的聯(lián)系，加深學(xué)生對理論知識的理解，培養(yǎng)獨立解決問題的能力。

裝配流水線控制這個項目非常實用，學(xué)生有興趣，對控制要求比較明白，但學(xué)生設(shè)計程序有困難，對幾種移位指令理解不透。所以把項目分成幾個階段，然后不斷增加難度，對同一控制采用不同移位指令，學(xué)生一步一步地掌握，最后達(dá)到完成整個控制任務(wù)的目的。

教學(xué)過程通過“學(xué)做合一”，既動手又動腦的教學(xué)理念，讓學(xué)生通過做中學(xué)、學(xué)中思，掌握裝配流水線控制方法，既鍛煉學(xué)生的實際動手能力，又促使學(xué)生對相關(guān)知識的深化學(xué)習(xí)，同時培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力、合作精神、對待工作嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和工作責(zé)任心等職業(yè)操作規(guī)范。通過引導(dǎo)學(xué)生對現(xiàn)象進(jìn)行分析和思考，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

2.1 循環(huán)左移位指令ROL的應(yīng)用

圖2為用ROL指令編制的手動控制程序，啟動之后，按一下移位按鈕，左移一次，實現(xiàn)從A到H的正向移位，移到H后通過比較指令和傳送指令再次使10.00為ON狀態(tài)，實現(xiàn)循環(huán)操作。

下一步就是要求實現(xiàn)正向的自動移位，在此控制中需要用到自復(fù)位定時器指令，產(chǎn)生2秒時鐘脈沖，按下啟動按鈕后，每隔2秒左移一次。學(xué)生在完成了手動移位的基礎(chǔ)上，稍作修改，就能完成編程任務(wù)。

2.2 循環(huán)右移位指令ROR的應(yīng)用

在掌握了利用ROL指令實現(xiàn)手動和自動控制正向移位的基礎(chǔ)之上，再學(xué)習(xí)ROR指令，實現(xiàn)反向移位，即從H到A位，起始位是H，結(jié)束位是A，那么程序上與ROL控制也要有相應(yīng)的改動，啟動時傳送#80到10通道，循環(huán)時用P-CY位作為傳送指令的執(zhí)行條件，從而實現(xiàn)反向移位循環(huán)。反向移位也讓學(xué)生先實現(xiàn)手動移位控制，然后進(jìn)一步實現(xiàn)自動移位控制。

學(xué)生通過左移位和右移位的訓(xùn)練，從本質(zhì)上把ROL和ROR兩個指令區(qū)分開來，同時明白了兩個指令的作用。

2.3 移位寄存器指令SFT的應(yīng)用

圖3為用SFT指令編制的程序。上電初始化，通道10中各位均為OFF，當(dāng)按下啟動按鈕后通過傳送指令使10.00為ON狀態(tài)，按下移位按鈕，在SP端輸入一個脈沖上升沿，10.00的ON狀態(tài)移入10.01，其它各位均為OFF；以此類推，直至10.07即H位置為ON完成一個循環(huán)，再次按下移位按鈕，10.07的ON狀態(tài)移入10.08，產(chǎn)生一個復(fù)位信號，令10通道所有位OFF，用10.08的ON狀態(tài)再次通過傳送指令使10.00置ON狀態(tài)，產(chǎn)生第二次循環(huán)。如要停止工作，按下停止按鈕通過傳送指令使10通道所有位均為OFF即可。如要自動循環(huán)，也可用自復(fù)位定時器代替程序中移位輸入；如要反向移位，也可在此基礎(chǔ)之上修改，學(xué)生有了上面的編程練習(xí)，將此程序稍作修改便可實現(xiàn)控制要求。

2.4 拓展深化

最初裝配流水線的工序切換要求是靠手動來進(jìn)行，在學(xué)生完成了該任務(wù)的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生改變程序?qū)崿F(xiàn)正向自動移位。在完成手動和自動移位的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加難度，改變程序設(shè)計反向手動和自動移位控制。最后在學(xué)生熟練掌握了以上控制的基礎(chǔ)之上進(jìn)行拓展訓(xùn)練，布置雙向自動移位任務(wù)。有了這幾個不同層次的階段做基礎(chǔ)，學(xué)生就能有了基本思路，然后搞清楚這幾種控制的區(qū)別，從而掌握這幾種移位指令的功能。

3 結(jié)語

對裝配流水線控制項目，設(shè)計了幾種不同的動作要求，由簡單到復(fù)雜，循序漸進(jìn)，將復(fù)雜控制程序分為各單項簡單控制程序，先簡后繁完成任務(wù)，學(xué)生在實踐的同時掌握了PLC控制的原理、循環(huán)左移位指令ROL、循環(huán)右移位指令ROR、移位寄存器SFT指令的功能、PLC的編程和程序調(diào)試方法等等。

對于PLC課程來講，這種教學(xué)方法不失為一種行之有效的方法，關(guān)鍵是老師課題設(shè)計要嚴(yán)謹(jǐn)，教學(xué)過程要由淺入深循序漸進(jìn)，并且在教學(xué)過程中老師適當(dāng)引導(dǎo)，學(xué)生自己來完成，從中不斷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，解決問題，學(xué)生的學(xué)習(xí)目的性明確，積極性大大提高，最后完成任務(wù)，方可達(dá)到良好的教學(xué)效果。

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（責(zé)任編輯 劉 紅）

Exploration of Practical Teaching Design for the Course of PLC

HUANG Shu-qin， ZHANG Ya-ping

（Taizhou Polytechnic College， Taizhou Jiangsu 225300， China）

Abstract： This paper mainly explores how to let students master the control principle and programming method in PLC practice teaching， adopts the integrated teaching method， and achieves better teaching effect through students'repeated practice， reflecting the importance of practical teaching method in the teaching of professional courses in higher vocational colleges.

Key words： assembly line; PLC; practical teaching design

作者簡介：黃淑琴（1965-），女，江蘇泰州人，教授.

基金項目：2023年江蘇省高等教育教改研究立項課題（2023JSJG519，課題負(fù)責(zé)人：張亞萍，朱鴻翔）.