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PLC實(shí)踐應(yīng)用與中職教學(xué)有效結(jié)合

摘要：PLC是一門實(shí)踐性很強(qiáng)課程，本文主要從PLC課程教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用的重要性出發(fā)，分析了PLC實(shí)踐教學(xué)在教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，并對(duì)如何實(shí)現(xiàn)PLC實(shí)踐應(yīng)用與中職教學(xué)的有機(jī)結(jié)合闡述了筆者的觀點(diǎn)。

一、中職課程教學(xué)PLC實(shí)踐應(yīng)用重要性

早在2006年，國(guó)家勞動(dòng)和社會(huì)保障部就發(fā)布了目前國(guó)內(nèi)12個(gè)緊缺型人才需求，PLC系統(tǒng)編程設(shè)計(jì)師崗位就位列其中，根據(jù)有關(guān)部門預(yù)測(cè)顯示，到2011年止，PLC技術(shù)型人才缺口將達(dá)到15.4萬(wàn)。國(guó)內(nèi)人才市場(chǎng)對(duì)專業(yè)PLC技術(shù)人才的需求也越來(lái)越大。所以，各大高職、中職院校要加大電氣自動(dòng)化、機(jī)電等專業(yè)的PLC實(shí)踐應(yīng)用教學(xué)的力度，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式。

目前，國(guó)內(nèi)很多的高職、中職院校對(duì)PLC的實(shí)踐應(yīng)用教學(xué)非常重視，但是由于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度有限，這些院校自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)學(xué)生大多數(shù)都從事自動(dòng)化設(shè)備的維護(hù)以及設(shè)備的自動(dòng)化改造方面，而真正涉及PLC程序開(kāi)發(fā)應(yīng)用的專業(yè)人才卻非常少。但是PLC程序設(shè)計(jì)屬于緊缺型人才，教學(xué)結(jié)果與社會(huì)需求產(chǎn)生了矛盾。因此，各大高職、中職院校在PLC理論課程教學(xué)中，加強(qiáng)PLC的應(yīng)用實(shí)踐課程的教學(xué)，從而達(dá)到培養(yǎng)專業(yè)的應(yīng)用型人才的目的，使學(xué)生不僅具有較強(qiáng)的理論知識(shí)，同時(shí)也具備應(yīng)用實(shí)踐能力，最終為社會(huì)輸送PLC程序設(shè)計(jì)專業(yè)型人才，為科技的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

二、PLC實(shí)踐在教學(xué)中的實(shí)施

在高職、中職院校傳統(tǒng)的PLC教學(xué)課程當(dāng)中，都采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式開(kāi)展該課程的教學(xué)任務(wù)。在進(jìn)行課程教學(xué)的PIE教材編寫時(shí)，一般是按照基本原理、基本指令、基本應(yīng)用以及基本操作等四個(gè)獨(dú)立的章節(jié)來(lái)完成的。教材也按照結(jié)構(gòu)的嚴(yán)謹(jǐn)性進(jìn)行編寫，在課程開(kāi)始時(shí)，教師也按照教材的順序進(jìn)行教學(xué)，首先進(jìn)行基本理論的學(xué)習(xí)，接著學(xué)習(xí)基本指令，最后才開(kāi)始應(yīng)用的教學(xué)。這樣一來(lái)當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)到應(yīng)用課程時(shí)，前面的理論知識(shí)已經(jīng)發(fā)生脫節(jié)，然后又要開(kāi)始重新的理論學(xué)習(xí)，導(dǎo)致了學(xué)生PLC實(shí)踐應(yīng)用學(xué)習(xí)效果不高，應(yīng)用能力也得不到提高。

1、PLC在機(jī)械加工教學(xué)中的具體應(yīng)用

在PLC課程的開(kāi)始前，先準(zhǔn)備好機(jī)械手本體、氣動(dòng)控制系統(tǒng)以及PC - PLC監(jiān)控系統(tǒng)，機(jī)械手臂主要由基座、手臂以及手爪等幾部分組成，在實(shí)踐時(shí)分別要求完成機(jī)械手臂的扭轉(zhuǎn)、升降、手爪翻轉(zhuǎn)、手臂伸縮和手爪夾持等動(dòng)作。上述動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)是由氣缸驅(qū)動(dòng)完成的，由PLC的遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)電磁閥的動(dòng)作，操作界面按鈕通過(guò)用戶程序與PLC以及各電磁閥的線圈相連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程汽缸控制動(dòng)作。每個(gè)氣缸控制按鈕數(shù)量與電磁閥的線圈數(shù)是對(duì)應(yīng)的，比如：三位五通閥有三個(gè)控制按鈕、二位五通閥有兩個(gè)控制按鈕。機(jī)械手機(jī)的控制信號(hào)則是通過(guò)與PLC進(jìn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換得到的，也就是PLC的端子的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)。同時(shí)，在界面顯示區(qū)，顯示機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)氣缸的活塞桿位置狀態(tài)，觀察其是否到達(dá)了左右極限。從而達(dá)到機(jī)械手臂的上移、下移、夾緊等動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)。

2.PLC 課程的學(xué)習(xí)模式。

根據(jù)實(shí)踐應(yīng)用與理論知識(shí)相結(jié)合的方式進(jìn)行PLC的知識(shí)講學(xué)，這樣既可以使學(xué)生掌握理論知識(shí)，又可以在實(shí)踐中掌握設(shè)計(jì)技能。PLC一個(gè)重要的特點(diǎn)就是其綜合性，一個(gè)實(shí)際的自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，往往包含了機(jī)、電、液、氣等內(nèi)容，而且具體的控制要求也根據(jù)其行業(yè)的不同而不同，有些在理論上可以實(shí)現(xiàn)的控制程序運(yùn)用到實(shí)際中不一定可行。但是，如果采取了實(shí)踐應(yīng)用與理論知識(shí)相結(jié)合的教學(xué)模式進(jìn)行，起到的教學(xué)效果就完全不同。中職院校在進(jìn)行PLC的教學(xué)時(shí)可以結(jié)合實(shí)際的工程案例進(jìn)行，讓學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中，學(xué)會(huì)PLC的工程實(shí)際設(shè)計(jì)方法，從而掌握了PLC技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，提高其技術(shù)水平與應(yīng)用能力，真正實(shí)現(xiàn)畢業(yè)生PLC應(yīng)用技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。同時(shí)，也可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，根據(jù)具體的工程實(shí)例進(jìn)行具有自身特色的實(shí)際應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)才人的創(chuàng)新需求。

3、PLC課程的教學(xué)模式。在PLC實(shí)踐應(yīng)用教學(xué)模式中，教師可以利用現(xiàn)有的PLC實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行一體化教學(xué)。在實(shí)PLC應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，首先由教師講解模擬系統(tǒng)的控制要求以及預(yù)備知識(shí)，并對(duì)編程思路進(jìn)行分析，然后交給學(xué)生自己上機(jī)設(shè)計(jì)調(diào)試程序，最后，再由教師進(jìn)行程序的指導(dǎo)、修正。讓學(xué)生學(xué)習(xí)到了理論知識(shí)所無(wú)法學(xué)習(xí)到的寶貴經(jīng)驗(yàn)，對(duì)PLC的理論知識(shí)更加理性化、明細(xì)化。這種PLC應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)不僅可以充分的挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)熱情，更能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力以及應(yīng)變能力。

三、如何實(shí)現(xiàn)PLC實(shí)踐應(yīng)用與課程教學(xué)有機(jī)結(jié)合

1、改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)方法教學(xué)

在實(shí)施PLC項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程中，教師可以具體的給出PLC控制的相關(guān)要求，讓學(xué)生進(jìn)行積極的動(dòng)手及操作，例如：采用三菱FX系列PLC實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂的控制，所提出的要求有：實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂的上移、下移、夾緊等控制以及實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂故障警報(bào)控制。采用實(shí)際案例進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)，其根本目的是當(dāng)學(xué)生在完成這些教學(xué)任務(wù)后，可以更加熟悉的運(yùn)用PLC在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的中的控制，并且在教學(xué)任務(wù)中掌握其基本的位操作指令，以及掌握基本元器件型號(hào)選擇。最終掌握PLC的基本控制操作步驟。針對(duì)以上教學(xué)要求及任務(wù)，教師可以制定以下的教學(xué)實(shí)踐步驟：

（1）進(jìn)行分組討論。將學(xué)生按小組進(jìn)行項(xiàng)目的討論，并根據(jù)要求設(shè)計(jì)出方案。同時(shí)教師也應(yīng)參與以便了解學(xué)生的實(shí)際情況，并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)PLC控制的基本步驟，如怎樣分配I/O口；怎樣設(shè)計(jì)電氣原理圖以及程序編制過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題等，并由小組提出自己的方案設(shè)計(jì)意見(jiàn)。

（2）實(shí)踐項(xiàng)目的計(jì)劃與安排。根據(jù)各個(gè)小組所制定的方案，對(duì)各小組進(jìn)行分工，并對(duì)各項(xiàng)控制項(xiàng)目的開(kāi)展做出計(jì)劃步驟。

（3）實(shí)踐項(xiàng)目具體實(shí)施。根據(jù)各小組做出的計(jì)劃與方案安排，進(jìn)行具體任務(wù)的實(shí)施工作。

（4）項(xiàng)目完成過(guò)程中的質(zhì)量控制。在整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中，教師要對(duì)操作設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行全程的跟蹤控制，及時(shí)的分析與解決學(xué)生碰到的難點(diǎn)，讓學(xué)生自己判斷問(wèn)題的根本原因，并動(dòng)手解決實(shí)際碰到的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生自主實(shí)踐與問(wèn)題分析的能力。

2、結(jié)合院校網(wǎng)絡(luò)，實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控

PLC輸入輸出信號(hào)之間的關(guān)系可以通過(guò)仿真軟件的界面中直接體現(xiàn)，但是對(duì)于較復(fù)雜的程序來(lái)說(shuō)，就不能在仿真軟件界面直接顯示了，比如數(shù)模轉(zhuǎn)換、步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)等信息，這就需要用到遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)了。隨著PLC技術(shù)的不斷完善及發(fā)展，PLC與其他的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，形成大型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向，所以，在PLC應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，要解除時(shí)間及空間的限制，借助中職院校的校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，形成大范圍的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線與以太網(wǎng)相互結(jié)合的通信方式，將PLC教學(xué)過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)高速傳至監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析與管理。主站運(yùn)用PLC控制模塊，運(yùn)用以太網(wǎng)模塊來(lái)完成主站的控制與連接，以達(dá)到遠(yuǎn)程控制PLC設(shè)備、調(diào)速變頻器設(shè)備以及伺服電機(jī)設(shè)備的目的。數(shù)據(jù)將通過(guò)以太網(wǎng)送到上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)將對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，同時(shí)，可將上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的各類指令傳送至對(duì)應(yīng)設(shè)備，進(jìn)行控制。

3、改善考核方法，開(kāi)展實(shí)際活動(dòng)

對(duì)學(xué)生考核成績(jī)的擬定，要根據(jù)理論分與實(shí)踐分?jǐn)?shù)相結(jié)合的方式進(jìn)行，特別是對(duì)于PLC這種實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，不能僅僅掌握理論知識(shí)，而忽視動(dòng)手實(shí)踐能力。因此，必將改進(jìn)學(xué)生考核制度，將實(shí)踐設(shè)計(jì)考核列入考核范圍，對(duì)專業(yè)技能考核一定要在教師選題范圍之內(nèi)進(jìn)行，并根據(jù)題目的具體要求，來(lái)完成程序的設(shè)計(jì)、編寫、運(yùn)行、調(diào)試等步驟，從而達(dá)到PLC應(yīng)用實(shí)踐的考核目的。PLC專業(yè)教師也應(yīng)該經(jīng)常開(kāi)設(shè)一些興趣小組以及科研活動(dòng)，并要求學(xué)生參加學(xué)校組織的工廠實(shí)踐活動(dòng)等，讓學(xué)生真正了解到PLC設(shè)計(jì)者的工作環(huán)境以及崗位實(shí)際需要等。

四、結(jié)束語(yǔ)

中職院校PLC專業(yè)教學(xué)的目的，是培養(yǎng)學(xué)生集維護(hù)、安裝、設(shè)計(jì)等相結(jié)合的技能性人才。采用PLC應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)方法，通過(guò)PLC教學(xué)設(shè)備讓學(xué)生真正了解到PLC設(shè)計(jì)的實(shí)際步驟，在實(shí)踐中完成理論知識(shí)的消化與吸收，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，而且培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，優(yōu)化了教學(xué)過(guò)程，培養(yǎng)了PLC專業(yè)實(shí)踐型人才。

PLC實(shí)踐應(yīng)用與中職教學(xué)有效結(jié)合,教學(xué)設(shè)備是我們的原創(chuàng)，請(qǐng)尊重我們的勞動(dòng)，不要隨意轉(zhuǎn)發(fā)，如果您要對(duì)PLC實(shí)踐應(yīng)用與中職教學(xué)有效結(jié)合,教學(xué)設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，請(qǐng)注明PLC實(shí)踐應(yīng)用與中職教學(xué)有效結(jié)合,教學(xué)設(shè)備是來(lái)自中人教儀廠。