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plc课程设计总结(精选8篇)

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plc课程设计总结篇1

关键词:PLC 项目教学法 模式改革

0 引言

可编程逻辑控制器(PLC)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算的电子系统[1]。其以微处理器技术为基础,通过软件来改变控制过程,而且具有体积小、重量轻、编程简单、可靠性强、通用性强、控制程序可变、使用维护方便、适应面广、减少控制系统的设计及施工的工作量、功耗低、抗干扰能力强等特点,目前已广泛应用于工业控制的各个领域,成为现代工业控制的三大支柱之一[2]。为了适应PLC日益广泛应用的趋势,PLC已成为工科类专业一门重要的综合性很强的专业课程[3]。

但在教学上大多仍采用传统的课堂教学模式,缺少对学生能力的培养和技能的训练,无法提升学生就业能力的现状[4]。针对在PLC课程教学中存在的问题,作者认为应在PLC课程教学中采用项目化教学法。

1 PLC 教学中存在的问题及课程改革思路

目前,以PLC为核心的控制系统广泛应用于工业控制中。但长期以来,PLC的发展受中央处理单元(CPU)的执行速度、存储器的存储容量、输入/输出(I/O)点的扩展、高级语言的应用等因素的制约。IT技术的发展,使得影响PLC发展的相关问题得到轻松解决。同时,PLC 的硬件性能得到了极大提升。然而,不断发展的PLC 技术及新技术的出现与应用,必然会对PLC人才培养规格方面提出新的要求。再者,指令多、实践性强是PLC课程的两大主要特点,使得当前PLC 教学中存在的问题凸显[5]:一是指令多。程序是由指令构成的,是实现PLC自动控制的必要条件。单纯的机械记忆容易混淆指令,从而使得程序不能正常运行;二是实践性强。实践课程以验证型实验为主,学生综合项目的实践能力难以培养;三是实验经费不足。很多高校的实验设备限制了综合性实验项目的开展,导致理论与实践的脱节现象。

针对以上教学过程中存在的问题,按照人才培养方案中所提出的实践创新型人才培养计划,引入“项目教学法”改革方案。项目教学法可以概括为:学生全部或部分独立组织、安排学习行为。学生在教师的指导下亲自处理一个项目的全过程。项目所涉及的信息收集,方案设计,项目实施及最终评价,都由学生自己负责,学生通过该项目的进行,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。在这一过程中,学生不仅学习掌握了教学计划内的教学内容,而且解决了在处理项目中遇到的困难,学习能力得到了提高,增强了学生的学习兴趣,自然能调动学习的积极性。因此“项目教学法”是一种典型的以学生为中心的教学方法。其目的是在具体化的实践教学中,把生产实践与理论学习有机地结合起来,使学生在掌握理论知识的同时,提高自身的实践动手能力。

2 以项目为载体的实践教学环节的设计

在PLC 课程中采用项目教学法,应具备专业技术水平较高的教师团队和丰富的教学实践设施两大条件。为了能够把工业场景尽可能多的引入实际教学,教师应具备多学科知识和较强的操作能力。这样才可在硬件条件较强的前提下,结合生产控制元素,更好地进行项目教学法,让专业课程教学更贴近生产实际。

由多年PLC课程教学经验可知,学生在课堂上所获得的知识是肤浅的,应该在实践中通过意义构建的方式,真正意义上获得知识。故要学会基于PLC的系统开发,必须让学生参与到真实的项目中,在项目的驱动下,积极有针对性地学习。在实践教学过程中,除了所设置的项目内容要与课程教学内容紧密结合外,还要有一定的创新空间,既能让学生充分运用学过的知识,又可以拓展知识。以基于时间继电器的三相电机控制电路为例,如图1所示。

由课堂教学内容,可以分析图1控制系统的工作过程[2]:从主回路看,当接触器KM1、KM2主触头闭合,KM3主触头断开时,电动机三相定子绕组作Y连接;而当接触器KM1和KM3主触头闭合,KM2主触头断开时,电动机三相定子绕组作连接。因此,所设计的控制线路若能先使KM1和KM2得电闭合,后经一定时间的延时,使KM2失电断开,而后使KM3得电闭合,则电动机就能实现降压起动后自动转换到正常工作运转。

但在项目实施过程中,首先要通过分组的形式保证每个学生都能得到训练。然后根据线路图正确接线,编制相应的程序,进而记录观察的结果以便后续分析。重要的是分析现场试验结果与理论分析结果是否一致。从而,加深对课堂内容的理解。除此以外,还能在现有知识的基础上,通过现场试验,进一步拓展知识。比如针对图1,可以设置如下问题,让学生通过思考与现场试验,得到其结论。

①如果要用一只断电延时式时间继电器来设计异步电动机的Y-降压起动控制线路,试问三个接触器的动作次序应作如何改动,控制回路又应如何设计?

②控制回路中的一对互锁触头有何作用?若取消这对触头对Y-降压换接起动有何影响,可能会出现什么后果?

③三相异步电动机控制电路要Y-降压起动并且是要能耗制动,其原理图应该怎样调整?并通过实验验证原理图调整的正确与否。

通过上述项目及拓展知识的设置,加深理解了PLC 课程中继电器控制与 PLC 控制的差异,为电机的启动控制方式提供了编程思路,同时任务环环相扣,激发了学生学习的兴趣,也为学生的发挥提供了空间。

3 总结

在 PLC 课程的教学模式改革中,深入分析了课程的特点,引入了项目教学法,实践证明PLC课程采用项目教学法调动了学生的积极性,提高了教学质量。但是在实施过程中也遇到了一些问题,如:基础知识和硬件的准备并不适用项目教学法;保证必要的授课学时,以便成功完成某个项目,进而提高学生的兴趣与信心;专业技术水平较高的教师团队需进一步完善才能更好发挥项目教学法的优点;学生积极性有待进一步提高,避免个别学生偷懒的现象等。这都需要我们在以后的教学过程中不断摸索和改进,力争达到更好的教学效果。

参考文献:

[1]何瑞,刘金浦、现代信息技术在PLC教学中的应用[J]、中国现代教育装备,2009(6):12-14、

[2]何文雪,刘华波,吴贺荣、PLC编程与应用[M]、北京:机械工业出版社,2010、

[3]翁国庆,张有兵、电气控制及PLC技术课程实践教学的改革与优化[J]、中国电力教育,2010(6):143-145、

[4]王燕芳、PLC原理及应用课程教学模式的探讨[J]、中国电力教育,2011(10):85-86、

[5]张丽娜,刘美玲、基于案例和项目驱动的PLC课程教学模

式改革的探索[J]、内蒙古农业大学学报(社会科学版),2013,2(15):64-66、

plc课程设计总结篇2

关键词 顶岗实习 “DL”教学模式 PLC课程标准化、模块化

中图分类号:G642 文献标识码:A

Research and Implementation of PLC Courses to Meet the Needs of Internships

WANG Miao

(Changchun Automobile Industry Institute, Changchun, Jilin 130013)

Abstract This paper is the study of vocational students at the insistence of internships, how to plete the "PLC and motor control technology" lesson plans and curriculum standards, professional training programs re-enacted by school-enterprise cooperation projects、 The course covers the principles of programmable controllers, munications applications and WinCC configuration software and profibus fieldbus、 Innovative proposed "DL (Doing by Learning)" is the "work-based learning" mode、 Teaching design and production of integrated automobile production training table make the curriculum standardization, modularity、 Achieve professional and industrial docking, docking curriculum and professional standards, the teaching process and the production process of education and teaching methods butt、 Achieve the service for working running school-enterprise cooperation mechanisms、

Key words internship; "DL" teaching mode; PLC curriculum standardization, modularity

1 高职高专院校办学特色的分析

企业急需培养掌握PLC电气控制技术理论和知识和技能的电气自动化专业的人才,为了使学生尽早接触到实际工作岗位的设备,更快地进步,高职高专学校始终坚持“校企融合,工学结合”的办学体制,以“不能满足企业人才培养的需要,就没有我们存在的必要”的办学理念为核心指导思想,以“应用型”人才培养目标为基础,不断深化课程体系改革,优化教学内容,强化内涵建设,实现对人才的“知识、能力、素质”全方面培养。学校利用学校与企业多年合作的契机,现在安排学生学习理论和实习的比例为1:1。使他们每天工作的同时回到学校学习自动化专业课程PLC与电机控制技术,再到实际生产线上不断应用,再不断学习、不断提高。

目前90%的学生在第三第四学期与企业签订了就业协议并且深入生产一线顶岗实习,要完成企业安排的正常八小时工作,还有的学生在外地实习。PLC与电机控制技术课程就是在第三、第四学期上课,让学生实习好、学习好,就是本文研究的重点,高职高专办学特色促成了课题组成员通过从理论和实践两方面对PLC与电机控制技术课程的教学研究,使顶岗实习的学生无论在理论上还是实践上都取得了优异的成绩,全面提升学生的就业竞争力。

2 校企合作,研发PLC校内实训台

2、1 PLC课程教学现状分析

以往PLC与电机控制技术课程分为理论教学和实践教学两部分,两者在教学上自成体系互不干涉。专业技术理论教学和实习教学分段实施,理论教师和实训指导教师各负其责在教学内容和教学方法等方面难以形成有机结合。教学过程中往往出现“各自为政” 和“相互推诿” 的现象。往往是重理论轻实践,理论教师往往是“一支粉笔一本书。”内容的讲解常常是“空” 而“虚”,给学生留大量作业,学生用大量的时间背程序,应付考试。实训内容更多的是简单验证理论结果,如一台PLC可编程控制器带一台三相交流异步电动机。或几个指示灯学生可以通过PC机进行编程,控制电动机正反转,或指示灯循环亮灭。所做的实训项目较少,学生印象不深。但现在学生下厂顶岗实习了,他接触到的是能生产出世界一流汽车的生产线,我们的教学方式和实训室的设备都远远满足不了顶岗实习学生对知识的渴望。

2、2 研发PLC校内实训台

任课教师走访学生实习单位,如一汽大众公司,针对汽车行业进行了调研,教师根据在生产第一线设备的研究,如焊装车间、总装车间的汽车输送线。调研结果是汽车制造行业每个工位之间是流水线生产,在生产线上各个环节都采用了PLC作为主控单元,同时用上位机WinCC监控和Profibus现场总线技术进行通讯。

通过对各个环节的电气设备硬件结构和软件编程进行了研究。结合在不同工厂、不同车间顶岗实习学生共同接触的自动化设备,就是汽车生产输送线。结合学生知识的循序渐进规律及全面性、课题组教师研制了来源于企业,又适合学校教学的PLC与电机控制技术实训台――汽车自动生产线实训工作台,本实训装置贴近工业现场要求,是典型的汽车自动生产线,设备从选材、工艺、流程、结构、控制等各方面都从实际工业现场出发,考虑工学结合要求,有机融合了机械、电气、气动知识,整个实训台就是学生工作、控制的生产设备。

通过该实训系统的工作任务训练,能较好地锻炼操作者程序编写设计能力、自动线设计开发能力、自动线连接与调试能力、工程实施能力和安全意识。突出强调技术的综合运用。实验室设备水平上了一个新的台阶,避免了过去教学与实际操作相脱节的教学局面。现在实验室是一周4天,8小时开放。满足了顶岗实习学生三班倒的工作、学习的需要。对在外地的同学以网络为载体,及时发送教学课件、实训台影像。教师制作、发送和批改和项目相对应的学习页,使外地学生也能同步学习。

3 课题研究的主要内容

PLC课程的项目与任务的设计即是教学内容的设计,它是课程设计思路和教学目标的具体体现。它即要符合企业和岗位技能需求,具有针对性,又要保持PLC知识的系统性与完整性。任课老师精选设计的每个实例项目要有一定的科学性、连贯性。由简到繁、由易到难。单元内的实例都能有效地为该单元核心内容的教学服务,并且这些实例课题既能方便学生的学习,提高学习效率又要包含工作现场,本课程预计设置10项目。

项目一,硬件系统安装及软件系统的使用。该项目来源于工厂的主控单元PLC,要求学生了解它的硬件结构,硬件组态、硬件调试。同时工厂大量使用STEP7软件,要求学生可以熟练使用该软件的位指令。

项目二,输送滚床转台控制系统,通过PLC控制继电器实现电动机的正反转控制、定时器控制,使滚床输送线实现直线运输,旋转运输。

项目三,PLC软件程序控制伺服电机和步进电机驱动行车运行。

项目四,指示灯控制系统。工厂中还有很多指示灯,它们可显示不同的工作状态,因此对它们的控制也是学生必须掌握的。该项目来源于激光焊指示灯系统,有红黄绿三种指示灯,亮和灭各有不同的意义,闪烁的频率代表不同的工作状态。

项目五,PLC软件程序控制变频器、编码器使升降台变速运行。学生学会用PLC控制交流电机就掌握了工厂的大多数设备的控制原理。

前五个项目完成基本可以设计了一个完整PLC和电机的控制系统。以上项目为第一学期的学习内容。在此基础之上进行第二学期的学习内容。

项目六,机械手的设计,运用气动控制技术由PLC控制电磁阀使机械手按要求进行快速移动夹紧、松开动作。

项目七,堆垛解垛控制系统,用PLC的结构化程序处理复杂的控制任务,使学生学会在主循环组织块中多次调用功能块和功能。

项目八,PROFIBUS现场总线的应用。

学会应用通信模块选择调试好的任意两个系统模块,实现两个CPU315-2DP之间主从通信。

项目九,自动线加工系统模块上位机程序编写、调试。

熟练应用WinCC组态软件图形编辑器;掌握画面切换、显示画面窗口、动态设计等方法和步骤。

项目十,WinCC组态软件与Profibus现场总线的通信。

利用图形编辑器组态加工模块的画面,显示加工工位的计划值、实际值时间信息;完成加工模块的组态功能。能够进行上位机的控制及显示。

4 情景教学案例

现以输送滚床转台控制系统为例进行情景教学的案例进行说明:

4、1 转台站控制要求

输送滚床转台控制系统,通过PLC控制继电器实现电动机的正反转控制、定时器控制,使滚床输送线实现直线运输,旋转运输。

4、2 教学方法比较

没有建造汽车自动生产线实训台之前输送辊床转台控制系统项目我们只能通过PC机用应用位逻辑指令编写一台电动机正反转程序。因为没有传感器的输入信号,转台站工作情景根本无从谈起。只能用仿真软件验证程序编写的正确与否。学生学习过程变成背诵程序过程。理论与实践严重脱节。现在课题组老师研制了与工作岗位控制系统一致的汽车自动生产输送线实训台,顶岗实习学生他们在工厂只是使用,但自己没有编过能直接控制减速交流电动机的程序,现在他们可以自己拆装转台站,这样对机械设备结构了解更深刻。可以对控制系统的硬件和软件按控制要求进行设计编程调试。同样是应用位逻辑指令可以编写多台电动机的顺序控制程序,所以学习兴趣大增。

4、3 本项目的知识点和技能点

(1) 掌握单相交流电动机的工作原理及继电器控制电动机原理。(2) 掌握S7-300PLC位逻辑指令。能够利用位逻辑指令构建转台站控制系统。(3) 具有转台站控制系统的构建、接线、编程、下载、调试的技能。(4) 学会操作汽车自动线设备的转台站。

4、4 转台站组成及功能

转台站由转速1300r/min、减速比1:50交流减速电机、电压DC24V、四路的继电器、额定电压DC10~30V、额定电流200mA、检测距离10mm的电感传感器1及检测距离4mm的电感传感器2、滚轮导轨、输送辊床、钣金结构件、机械零部件组成。主要部件功能如下:(1)交流减速电机1:用来通过同步带/轮传动机构驱动滚筒转动。(2)交流减速电机2:用来通过驱动滚轮在导轨运行,达到转台旋转的功能。(3)继电器:用来控制辊床交流减速电机、转台旋转交流减速电机的启动/停止、正转/反转,当PLC输出信号给继电器线圈时电机运行。(4)电感传感器1:用来检测输送滚床出入口滑撬的位置,实现传输定位,当检测到滑撬物料时给PLC提供输入信号。(5)电感传感器2:用来转台旋转到位检测,当检测到转台旋转到位时给PLC提供输入信号。

4、5 软件设计(图1)

4、6 项目实施

4、7 评价过程

为了全面客观地评价每个同学项目完成的质量和总结成果,我们制作的自评、互评和师评表。每完成一个项目,就需要填写自评表、互评表。其中包括知识考评、软件编程、实际操作、项目验收、联系实际工作的创新点五大方面的考核。

5 总结

通过针对满足顶岗实习需求的PLC课程的研究与实施,使PLC与电机控制技术的课程设计、教学实施、教学管理贴近工厂实际上了一个新的台阶。使高职高专学生在坚持顶岗实习的情况下,理论联系实际,在很短的时间里很好地掌握PLC技术、WinCC监控软件、Profibus现场总线技术的知识。使学生具备了PLC常用指令的分析应用能力、PLC控制系统设计、安装、接线、调试及故障排除能力。分析问题和解决问题的能力及沟通协作的能力。也充分满足了企业对顶岗实习学生实力的要求。在实践中使高职高专学生实践能力强的优势突显。目前学业完成的学生已在一汽大众、大连发动机、大连变速器、一汽解放公司、一汽技术中心、米其林轮胎、一汽丰越等多家国内外知名企业工作,成为企业电气设计维修的技术骨干。教学内容科学优化,进而为实习的岗位更好地服务。

吉林省高等教育教学研究课题:吉教高字【2012】45号

参考文献

[1] 胡健、西门子S7-300/400PLC工程应用(第2版)、北京航空航天大学出版社,2011、9、

plc课程设计总结篇3

【关键词】PLC;课程单元;一体化教学;设计与实践

1、引言

PLC课程主要采取“理论+实验”的课堂教学方式,其实践教学主要依托现有的实验设备,如实验箱、实验台。目前,PLC实验设备的工作电路均采用封装形式,仅留出输入输出I/O接线端子和常用的供电接口,通过较固定的接线方式模拟练习既定控制功能的实验(训)项目,虽然完成了教学内容和学习任务,但由于缺乏对实际工作电路的设计与制做,学生的动手能力和PLC工程实际应用能力得不到更好的培养。因此,本文以抢答器为例进行PLC课程单元教学过程的设计,采取课堂与课外相结合的“教、学、做、评”一体化教学模式,通过“讲-练-模-做-评”五个环节,实践“教中学,学中做,做中教”,能够更有效地提高学生的动手能力和工程实际应用能力。

2、PLC课程单元教学过程的设计

按照职业教育的特点和认知规律进行PLC课程单元教学过程设计,见表1,采取课堂与课外相结合的“教、学、做、评”一体化教学模式,强调以学生为主教师为辅,通过“讲-练-模-做-评”五个环节,实践“教中学,学中做,做中教”,提高学生素质和能力。

3、PLC课程单元教学实践

抢答器主要用于知识竞赛等场合,可以通过PLC实现抢答控制功能。要求:主持人配有抢答结束按钮和抢答开始指示灯,A、B、C三人分别配有抢答按钮和成功抢答指示灯。当一人抢答成功时其指示灯点亮,同时熄灭抢答开始指示灯,其他人再抢答无效;当主持人启动抢答结束按钮后,抢答者指示灯熄灭,抢答指示灯点亮,开始新一轮抢答。

(1)教学任务分析

教师根据任务要求,指出教学目的、目标、具体任务、应知应会知识与学习重难点,明确基本操作与技能要求。通过教学任务分析,引导学生领会在三人抢答器PLC控制中:主持人决定抢答开始与结束,可以采用置位/复位指令实现;三人仅能有一人成功抢答,可以采用互锁电路,如图1(a)所示;成功抢答者必须确保有效,可以采用自锁(起-保-停)电路,如图1(b)所示。

(2)操作要领和关键知识点练习

学生上机练习触点、线圈和置位/复位以及逻辑运算指令等基本位逻辑操作指令的使用方法,结合教材中的应用案例通过实训台能够正确编制、下载、调试各种基本位逻辑操作指令程序。期间,教师通过听、看、记、指导形式及时把握学生对操作要领和关键知识点的理解程度与掌握情况。

(3)任务模拟

教师指导学生以既定实训任务“三人抢答器PLC控制”模拟完成抢答器的控制功能,要求学生在实训台上完成PLC接口的连线,以及如图2所示三人抢答器PLC控制程序的编辑、编译、下载、运行、调试,从而进一步熟悉操作要领和掌握关键知识点。

(4)拓展任务

教师结合既定实训任务下达“抢答器PLC控制”任务书,要求学生分组进行查阅资料、讨论任务要求、确定任务方案,并动手制作实物模型,完成抢答器PLC控制系统制作、安装与调试,达到培养和提高学生动手能力和实际工程应用能力。

(5)评定

围绕拓展任务,采取“学生自评、小组互评、教师点评”的方式,就学生资料查阅、任务方案、实物模型,PLC控制系统制作、安装与调试完成情况进行集中展示,充分表达学生设计思路,分享设计成果,拓展学生创造力与培养创新思维。

4、总结

实践证明,采取课堂与课外相结合的“教、学、做、评”一体化教学模式,并以“讲-练-模-做-评”五个环节设计PLC课程单元教学过程,既充分利用了现有实验实训条件,又培养了学生创造力和创新精神,真正意义上实践了“教中学,学中做,做中教”,更有效地提高学生的动手能力和工程实际应用能力。

参考文献:

[1] 姚庆文,丁辉、 PLC课程的项目教学设计与实践[J]、 《常州轻工职业技术学院学报》2009年第02期、

[2] 李言武、可编程控制技术[M] 、北京:北京邮电大学出版社,2011、

[3] 吕良稻、 PLC课程教学设计探索[J] 、 《科技信息》2011年第17期、

[4] 何 莉、 PLC课程项目教学的设计与思考[J]、 《职业教育研究》2011年第5期、

[5] 霍俊仪,万东梅,靳会超,韩晓雷、 PLC课程项目教学的设计与思考[J]、 《职业教育研究》 2011年07期、

研究项目:

安徽省教育厅“安徽省高等学校省级质量工程(2011)” 教学研究项目——“卓越技能型人才——人才培养模式创新实验区”,序号306、

plc课程设计总结篇4

关键词:PLC;教学改革;实践

中图分类号:G642、0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)43-0046-02

可编程序控制器(Programmable Logical Controller,PLC)是近几十年发展起来的一种新型工业控制装置,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术,具有可靠性高、功能强、使用灵活方便和易于编程等优点,应用越来越广,目前已成为现代工业控制的三大支柱之一。PLC技术与机床电气控制是实现机床自动化的重要技术之一,随着PLC在工业自动化、机电一体化以及传统产业技术改造等方面的广泛应用,现代工业企业对PLC技术人员的需求日益增大。对于独立学院机械专业的学生来说,掌握好这门技术,可以为今后的就业增加筹码。

一、课程教学改革的背景

《PLC与机床电气》是综合了机床设备、电气控制和PLC应用技术的一门新兴科学,是我校机械类专业的一门专业核心课程。要求通过教学使学生掌握典型机床加工设备的机械结构组成、生产工艺过程、对电气控制的要求以及传统机床设备电气控制特点,并了解传统机床电控技术上的落后,从而采用先进的PLC技术加以改造和研发创新。以往的《机床电气与PLC》课程教学内容设计通常分为理论、实验和实训三大部分。理论教学主要介绍常用低压电器、简单的电器控制线路、PLC基本指令、步进指令以及常用的功能指令,课堂讲解过程中结合一些常见的实例加以说明,总的来说比较抽象和枯燥,学生理解起来存在一定问题。实验教学方面,学校实验室虽然配备了多套三菱FX1N系列PLC试验台,但是由于实验台上的模块有限,并且相应的程序已经固化,因此只能开展验证性试验,学生的实际编程能力得不到锻炼。传统的理论和实践教学方面存在的问题在一定程度上影响了学生对《PLC与机床电气》课程的学习,经过多年的教学实践和考察,绝大部分高校师生感到教学效果不佳。我校机电一体化专业的目标是培养德、智、体全面发展,机电结合,以机为主,电为机用,具备机械电子工程基础知识与应用能力,能在企、事业单位从事机电一体化产品的设计制造、系统控制、测试维修和运行管理等方面工作,“专、通、雅”协调发展的应用型高级专业技术人才。因此对现有的教学模式进行改革是当务之急,利用先进的教学理念和手段来促进教学质量的提高,调动学生学习积极性,提高学生的实际动手能力,增强学生就业的筹码,这些都是我们教师需要不断进行探讨的课题。另外,《PLC与机床电气》课程设计应该体现工学结合的理念,与机械制造行业的工程师、专家合作,以行业和岗位的需求为导向,以培养学生的职业能力、可持续发展能力为目标,进行系统化的项目课程开发与改革。

二、课程教学内容改革

根据机械制造业发展需要,课题组针对本专业的培养目标制定了适合我专业的教学大纲并编写了相应的教案,课程内容的排序是基于由简单到复杂、由单一到综合的工作过程来组织的,并兼顾理论知识的系统性和连贯性,以形成完整的工作任务和学习体系,为学生可持续发展奠定了良好的基础。在理论教学方面,经多次研讨,课题组决定在课堂教学中把理论教学与实践教学有机地结合起来,采纳“项目驱动教学法”,将机床结构,电气控制基本概念及PLC指令系统的讲解穿插在各个项目中进行讲解。为此课题组在课程内容安排方面进行了改革,精心准备教学实施项目,具体项目及相关知识点安排如下:常用低压电器组装及测试(4课时),熟识常用低压电器的外型、文字及图形符号、动作原理及使用注意事项等;三相异步电动机的启停控制(2课时),掌握机床电机的基本控制原理,了解电气控制线路结构特点、绘图原则及标准,熟识线路的保护环节;三相异步电动机点动和长动、正反转控制、星形/三角形减压启动控制(4课时),了解PLC基本指令,PLC控制和继电器控制的区别,自锁与互锁概念,时间原则,并会设计三相交流异步电机的起停及正反转切换控制线路等;普通机床的电气控制(4课时),了解简单机床结构、功能、控制原理和相应的控制线路等;水塔水位控制模拟(4课时),PLC基本指令及编程方法;运料小车控制模拟(4课时),基本指令编程,步进指令编程,多种方式控制的编程;LED数码显示控制(4课时),掌握移位指令SFTL在控制中的应用及其编程方法;机械手动作的模拟(4课时),常见功能指令的应用。在实践教学方面,我院配合加工中心的建设,加大了实验室资金投入的力度,建成了以FX1N系列可编程控制器实训装置22套,可开展多种基本验证性试验;同时配备了THJDQG-1型机电一体化组合实验实训平台4套以及THJDME-1型光机电一体化实训装置2套,可开展综合性实验。实验教学内容改革体现在将实验分为三块进行:第一是验证性实验。配合上述项目紧跟理论教学进程进行,要求学生熟练掌握电气控制基础,PLC基本指令和常用功能指令的使用,加深学生对所学理论知识的理解,培养学生基本的软硬件调试能力。第二是加强实践性教学环节。此类试验可在THJDQG-1型机电一体化组合实验实训平台以及THJDME-1型光机电一体化实训装置上开展,在较好完成验证性实验的基础上引入。具体项目有:机械手搬运的自动控制、皮带输送机的自动控制、物料传送与分拣控制系统设计,步进电机控制等。教师只提供设计思想和设计方法,以学生自己动手为主,老师引导为辅,在此基础上,通过查阅资料,拟订设计方案,写出I/O分配表、设计I/O接线图,编写系统控制程序,最后上机调试、修改等。通过这类实验,锻炼学生综合运用所学理论知识分析问题的能力,提高学生用PLC进行产品设计能力和解决实际问题的能力。第三是创新性实验。对于基础较好、学有余力以及兴趣浓厚的同学,鼓励其利用实验室所具备的条件进行创新设计。目的在于启发学生积极思考、大胆实践、勇于创新的工作作风,为以后从事本专业的设计、研制开发新产品打下基础。

三、教学手段的改革

传统的教学方法,它偏重传授知识,忽视培养能力,不能调动学生学习的积极性,造成学生的厌倦感,长时间下去产生抵触心理,不愿意进行学习。课题组以项目驱动教学法为主,综合应用一体化教学法、示范教学法、相互交流教学法、自主学习法等多种教学法,突出任务驱动,培养创新能力。具体表现为:(1)教学内容以工作任务为依托;(2)教学活动以学生为主体;(3)学习成果以多样化为特征。在项目教学中,每个学生会给出不同的解决任务的方案与策略,因此学习成果是多样化的。实践过程中针对学生情况给学生分组。这样,既能保证项目活动按时完成,又有利于学生间互相交流,有助于专业较差学生提高。分组后,学生以小组为单位制定实施项目活动的计划,包括任务分配以及各项内容需要的时间等。教学手段上,全面采用现代教学技术,推进教学信息化建设,结合企业参观及现场教学多种教学手段组织教学。教学时,采用分组讨论、小组协作式学习,及时地安排适当的实训、课题,组织学生以小组的形式进行讨论学习,培养学生运用知识的能力以及相互合作的精神。除此之外,课题组老师定期安排时间带领学生参观企业PLC控制设备的安装或改造过程;聘请校外行业专家来校介绍实际操作经验,带产品进行现场安装演习,并对我校的实训项目和具体内容进行指导;同时鼓励和指导学生参加校外的PLC控制系统设计大赛,获取更多的实际操作能力,确保学生经过培训后掌握课程所要求的职业技术能力,进一步提高学生的实践能力和创新能力。

四、考核评价方法

由于采纳了“项目驱动教学法”,《PLC与机床电气》课程对实践教学要求比原来更高,考核时应综合考虑理论考核和实验考核两方面。理论考核(占总成绩的50%)细节为:平时练习占15%,课堂表现占15%,期末考试成绩占70%。实训考核(占总成绩的50%)主要注重过程,考核细节为:实训课堂纪律和表现占25%,实训总结报告占15%,操作技能占60%。实验报告要求整洁、完备,内容正确,概念清楚,文字通畅,符合规范。

实践表明,课程教学经改革后,教学质量和效率明显提高,学生反映学习资源更加丰富,为课后进行自我学习提供了一个很好的学习平台,收获很大,受到了学生欢迎。然而我们对于《PLC与机床电气》教学探索刚刚开始,面临的困难和挑战很多,我们会不断努力并坚持教学模式的创新探索,以培养应用型人才为目标,不断深化课程教学进行改革,真正做到课程教学与工程实际相结合,为社会培养更多高质量的应用型技术人才。

参考文献:

[1]汪志锋、可编程序控制器原理与应用[M]、西安:西安电子科技大学出版社、2004、

[2]张万忠、可编程序控制器应用技术[M]、北京:化学工业出版社,2002、

[3]王炳实、机床电气控制[M]、北京:机械工业出版社,2004、

[4]王子文、PLC技术及应用项目教程[M]、北京:北京科学技术出版社,2010、

[5]芦蔚瑶、电气控制与PLC课程教学改革的探索和实践[J]、中国现代教育装备,2011,(3)、

plc课程设计总结篇5

关键词:PLC教学;创新意识;教学方法;评价机制

随着经济的快速发展,工业生产的自动化程度越来越高,电气自动化设备得到广泛应用,企业对毕业生的开拓创新能力要求也不断提高。这种状况对技工教育提出了更高的要求,作为自动化专业核心课程PLC的教学,必须适应社会生产发展的需要,以市场经济对人才的能力需求为导向,创新教学模式。为了提高学生学习PLC的兴趣和培养开拓创新思维能力,我们在PLC课程的教学中,作了以下几点有益的尝试。

一、更新教育理念,培养学生的创新意识

从未来的趋势看,生产一线对自动化人才需求的层次越来越高;既需求技能型人才,更需要具有积极进取开拓创新能力的人才。现代教学理论认为:传统模式过分看重知识的传授,强调教育在课堂上的核心作用,忽视了学生的个性差别,从而严重损失教学效率;过多强调学习,从而损失了学生的发现、创新兴趣;传统模式以教师为中心,学生成为被动的“填鸭”对象,或装知识的容器,抹杀了学生的主动精神和创造潜能。这样的模式很难培养学生的创新意识,更不用说培养创造性人才。

因此,更新教育理念,变传统教育模式为创造型模式及以学生为中心,加强学生在教学中的主体地位,是未来教育的发展趋势。在教学中,不仅要传授学生知识,更要授与学生探索问题和解决问题的方法和能力,启发学生自觉运用知识、不断创新的意识。

创新是一个人的才智因素和非才智因素的综合发挥,创新并非神秘莫测,大多数人经过学习和训练,都会提高创新意识,开发出创新能力。创新思维一般程序为:发现问题、提出问题、提出假设、解决方法及检验、否定、再另寻求解决方法及检验,直到真正解决并通过检验等。程序的每一过程,都要有良好的思维意识,创新教育强调的是“发现”知识的过程,而不是简单的获取结果,强调的是创造性解决问题的方法和形成探索的精神。随着现代科学技术的发展,传统教学理念已不适应PLC课程的教学。因此,我们尝试采用创新型教学模式,激发学生自觉学习的积极性。

PLC教学核心内容是根据控制要求进行编程设计,编程设计是要强调个性化的,这就要充分发挥学生在学习中的主观能动性、积极性和创造性。通过提出各种课题来鼓励学生自主思考,标新立异,勇于质疑,培养学生的发散思维,引导学生想出更多的方法来解决问题。如在讲解PLC的基本指令时,为了加深对指令的理解,每个指令都会引用一个例子来介绍。在讲到综合性应用时,如用PLC控制交通灯、机械手时,会采用多种方法进行设计,如:基本指令编程、顺序控制指令编程、功能指令编程、比较指令编程等。为了提高学生的理性认识,力求避免空洞、枯燥的理论阐述,经常给学生分析讲解实际的工程案例,如针对目前正在院内使用的PLC控制恒压供水应用实例,进行现场教学,从可行性分析、设备选型、变频器参数设定、控制程序设计、安装调试过程中抗干扰因素的处理等多方面进行分析,按照实际工程规范要求来引导学生,使学生形成理论与实际相结合的思维模式。

此外,在上实验课之前,老师事先给出控制要求,使学生自己有足够的时间进行独立思考、然后上机调试验证。课外作业的批改也改变传统做法,教师只负责指导,让学生自己通过上机调试验证来发现问题,老师通过讨论、讲评、赞扬、鼓励,及时发现学生的创新潜能,及时肯定编程作业中的创新思维。结果是学生的编程作业可谓思路各异,丰富多彩,其中不乏创新之处。几年的实践证明:通过这种方式,培养了学生的创新意识,又极大的提高了学生的学习兴趣和自信心。这样的训练使学生有了成就感,并为提高创新能力打下基础。对于布置课外作业的内容,不局限于课本知识,而是给出一些实际问题,让学生独立思考,寻找解决问题的方法,使学生自觉充分利用课余时间,通过图书馆、互连网等方式查询资料,上机调试,这个过程提高了学生解决问题的能力,同时也开阔了学生的视野。

二、转换教师角色 和创新教学方式

实施课程教学创新教育必须要发挥教师作用,教师把自身的创造品质与人格、民主平等的教学理念直接、轻松活泼的课堂气氛等传递给学生,给学生以长期不懈,潜移默化的感染,是提高学生对此门课程兴趣的关键,也是创新教育的关键。学生对PLC课程感兴趣,才会有创新的激情。

在我们以往的PLC教学中,担任理论课教学的教师不用负责实验、实训课,只是埋头书本理论教学;而担任实验、实训课的教师,又不用担任理论课教学;这样的结果往往造成理论与实践的脱节;理论课上讲的内容到了实验、实训课不能及时反映,实验、实训课学生提出的问题又不能及时得到理论上的指导,这样往往造成学生无所适从。而理论课教师无法直接了解学生的动手能力,实验、实训课教师也无法直接了解学生理论知识掌握进度和程度,教师本身的创新精神也受到限制和压抑,造成教学方法僵化、以分数衡量一切,这样的教师不可能培养出创新型的学生。为了解决这一矛盾,首先改变这种做法,要求教师既教理论课程,又负责实验、实训课,既讲理论,又亲自动手,及时解答学生的疑问,及时发现学生的一些创新思想、创新意识,并及时给以肯定和赞扬。这样安排的结果,无形之中建立了一种相互理解、相互尊重、相互信任、融洽、和谐的新型师生关系。

此外,在教学方式上,要求教师不局限于传统方法,而是尝试和采用了一下几种新的教学模式:

(一)采用“一体化”教学模式

注重能力培养、强化技能训练、提高综合素质的一体化培养模式,理论课与实践课交叉进行的教学模式,实践始终贯穿在整个教学过程。形成融知识传授、能力培养、提高技能、素质教育于一体的可编程控制器应用“一体化教学模式”。突出实践教学,理论教学为实际应用服务的思想。整个教学过程围绕PLC技能训练(实验)、PLC综合训练(课程设计训练)及PLC控制系统设计(毕业设计)三个主要实践环节来完成。通过以上环节的训练学生能完成PLC的正确选型、PLC的程序设计与调试、PLC控制系统的设计与调试的整个过程。整个课程体系包括前期课程准备、理论与实践教学大纲、教学计划、理论教学设计、实践教学设计、课程考核方法。

(二)构筑“立体化”的教学方法和手段

将教材、教学参考书、多媒体课件、现代化实验平台、网络技术等融为一体,应用多媒体技术,网络技术等现代化教学手段,将课内讲授和课外自主式学习有机结合,使教学内容互相渗透,突出PLC基本原理、基本编程方法及基本技能的培养。注重教学内容、方法、实验、技术与生产实际相结合,培养学生掌握PLC技术解决实际问题的能力。

(三)案例教学法

通过一个个生动的单个实例引入,将PLC的定义、指令、程序设计的方法由枯燥变得生动,激发了学生的学习兴趣; PLC的系统设计从解决实际问题项目实例入手,层层分析,逐步完成,最后归纳总结系统设计的详细思路,使难以理解的问题变得思路清晰、迎刃而解,从而激发起学生的创造潜力。

(四)“任务驱动式”实践教学法

突出实践教学,注重学生动手能力培养。实践教学与理论教学学时数达到1:1以上,实践内容包括:利用课余时间通过社会实践的形式完成的PLC应用调查报告、围绕课前提出任务完成PLC程序设计或实用小制作、课程实验(16学时)、两周的课程设计、十周的毕业设计等。整个实践教学环节围绕最终学生能够“完成一个PLC应用系统”这一任务为主线,层层推进,培养学生知识应用的能力。

三、更新评价机制

在对学生学习PLC课程的成绩进行评定时,设法避免了以往一卷评终身的评分方式,以重视个性为指导原则,从重结果评价转向重过程评价,不以成绩的好坏来评价学生,而重视学生的再学习能力、独立思考能力、解决问题的能力及创新思维能力等。

PLC理论课程成绩和课程设计考核的评定是分开进行的。理论课程考核的最终成绩包含如图1所示的四个部分。(1)平时成绩指作业完成情况、上课出勤及课堂提问回答的表现。(2)实验成绩指完成课程实验规定的实验内容及实验报告的提交情况。(3)调查报告成绩指学生利用课余时间完成的PLC应用调查报告。(4)期末考试卷面成绩。课程设计考核的最终成绩包含五部分(1)平时成绩指课程设计出勤及工作态度;(2)系统软硬件设计;(3)系统安装调试;(4)设计资料整理;(5)答辩成绩。

总之,从传授知识的教育理观念向注重能力培养的教育理念转变。注重对学生创新能力、综合能力、实践能力、合作能力的培养,从“教师如何教好”向“教师如何让学生学好”转变。教学各环节都应该围绕着帮助学生“如何学”、“如何学好”来开展是PLC教学中的改革与创新的最终目标。

参考文献

1、《可编程序控制器原理、应用、实验》 常斗南主编 机械工业出版社 1998年7月第1版第1次印刷

2、《互动式教学在可编程控制器教学中的应用》[J]、邓朝阳、职业教育研究,2006

3、《PLC教学存在的问题和解决对策》[J]、闫丽华、职教论坛,2004

plc课程设计总结篇6

【关键词】PLC高职机电一体化项目教学法

众所周知,随着经济的发展和科学技术的进步,工厂和企业的自动化控制已高度发展。生产设备传统的继电器控制,由于体积大,功耗高,可靠性差,已无法满足生产需要的产品多元化模式。而PLC控制技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术,以其体积小、控制能力强,应用灵活方便,可靠性高,在工业自动化控制凸显优势,已得到了广泛的应用。[1]但由于现有企业技术工人普遍缺乏这方面的专业知识,在维修维护与PLC相关的设备上会遇到困难麻烦,在一定程度上会影响生产的效率。因此,电类相关专业的学生是否掌握PLC控制技术,已成为其就业竞争能力的重要衡量标准,也成为各类职业学校电类相关专业普遍关注的焦点。因此,我们必须从以下几方面探讨高职PLC教学模式。

一、目前高职教育的现状

目前在各高职院校中,一般都有PLC实训室和实验室、有三菱或者西门子品牌的。但现在高职学生大都不如以前,学习底子较差,自我约束能力也较差,加上学习的劲头不足,在PLC的理论课学习中很容易失去兴趣,对于稍微复杂一点的梯形图程序或者稍微难一点的编程,会变的束手无策,久而久之会慢慢地放弃这门课,最终导致破罐破摔,造成一种混及格拿毕业证的负面思想。再加上由于学时限制,时间比较紧张,所以,有很多高职学校PLC教学不能做到大力投入,也就势必造成PLC培训的质量不能保证。

二、教学方法探讨

传统意义的教学认为理论教学指导实践教学,实践教学是理论教学的辅助补充,在教学中实现理论与实践紧密结合。但事实并非如此,现在大部分的职业院校基本上是理论教学和实践教学分开进行,通过调查发现,这种理论与实践分时段的教学模式,理论与实践教学几乎脱节,教学效果甚不理想。特别是实践性很强的PLC课程的教学效果更不理想,学生普遍反映,前半个学期学了的PLC 理论知识,后半个学期上实验课后才发现理论知识几乎忘完了,致使实训操作比较盲目,实践动手能力自然比较薄弱,教师则反映学生厌学、到实验室后无所事事,无从下手,教学难度很大,教学效果总是不如人意,迫切希望进行教学改革。

《教育部关于以就业为导向深化高等职业教育改革的若干意见》中提出:高职院校必须把学生动手能力、实践能力和可持续发展能力放在突出的地位,促进学生技能的培养。所以为了适应现代教学的需要,项目教学应运而生。各高职院校也开始纷纷尝试《PLC原理及应用》课程的项目式教学。项目教学法理论由德国著名教育专家弗雷德・海因里希教授提出,它把传统的课程理论知识技能和职业素养融合到若干项目中,是培养高技能人才的新途径。它是一种典型的以学生为中心的教学方法,属于行为导向教学法中的一种。[2]项目教学法主张先练后讲,先学后教,强调学生的自主学习,主动参与,从尝试入手,从练习开始,调动学生学习的主动性、创造性、积极性等,学生唱"主角",而老师转为"配角",实现了教师角色的换位,有利于加强对学生自学能力、创新能力的培养。在教学实施过程中,教师将任务以项目的形式递交给学生,学生是主体,教师是指导者。学生组成小组,共同制订计划,各自明确任务分工,团结协作共同完成项目。通过项目教学,学生可充分发掘创造潜能,培养解决问题能力、创新能力、接纳新知识的学习能力以及与人协作的社会能力。

在项目教学方法中,可以由任课教师到相关企业选择来源于不同企业的项目作为教学载体。学生自主组建立工作团队,分工协作,分别扮演项目中不同的角色,独立收集与项目相关的信息,制定项目实施计划,安装接线并且独立设计程序,再进行仿真调试验证设计方案,联机调试,项目的完成后学生再进行总结、评价。由于项目来源于真实的现场设备系统,学生在完成项目的过程中可以逐步建构起自我的经验,掌握有效地完成项目的方法,并在项目完成的过程中掌握PLC控制系统的总体设计,熟练掌握PLC控制系统的设计方法和步骤,熟悉应用PLC的基本指令和功能指令,熟悉PLC控制系统的总体调试和运行等技能,同时也培养了他们的敬业精神,综合能力得到提高,同时他们的创新能力也得到进一步的发展。

在整个项目教学法的实施过程中,教师是教育的实施者,要不断提高自身综合素质和职业技能,具备完成项目涉及的专业理论知识和专业实践技能,具备开发教学项目的能力。同时,要组织教师团队完成个体教师难以实现的工作任务,建设具有核心竞争力的优秀团队。教师备课既要备教材项目、又要备学生。在教学设计上,从易到难,从简单到复杂,给学生一些能通过稍微的努力就能完成的题目。在项目教学过程中,教师由项目的设计者转变为知识、建议的引导者,由引导者再转变为组织实施计划和评价的组织者。

三、结语

随着社会对毕业生要求的不断提高,对高职教学方法的改革刻不容缓,高职PLC教学方法改革也不例外,本文通过对现今大部分高职院校PLC教学方法的研究,得出项目教学法是一种比较系统完善的教学方法,适用于PLC这种操作性强的课程。通过优化与整合教学资源、合理选择教学项目、精心组织教学过程、科学设计考核方法,这样就有利于激发学生的学习兴趣,培养学生的实践操作技能,提高教学质量。

参考文献

plc课程设计总结篇7

关键词: PLC多元化 自主学习 案例教学法 项目教学法

随着工业自动化的发展,一种工业控制专用计算机技术――PLC控制技术,逐渐成为高职院校的一门重要的专业基础课。该课程是机电一体化技术必修的一门课程,在实际生产中应用广泛。

一、PLC教学现状

1、理论与实践脱离。

传统教学过程过于“理论化”,表现在很多PLC初学者经常花费大量精力研究梯形图、顺序功能图或者各种应用指令,而忽视了PLC程序是怎样融入到整个PLC控制系统中去的。设计一个高效可靠的PLC控制系统,程序设计只是一个方面,而且不是孤立存在的。单纯注重PLC程序设计会使得学习者在PLC的工程实际应用上存在片面的理解,易造成理论与实践脱节。

在PLC教学过程中并不缺少实践环节,但关键是理论和实践到底能够结合到什么程度。在高职院校中,一般理论与实践各自独立,这样理论与实习老师之间缺乏沟通,又或者教学方法各异,进度不一,会给学生学习造成很大困难。

2、教材内容、教学设备和企业脱节。

PLC的产品种类较多,发展较快,但没有一本完全相对应的教材,为此教师要深入企业,了解企业PLC发展、设备和使用动态,了解企业对PLC技术人才的要求。根据企业情况,编写讲义,以实现教材与讲义结合,理论与实践结合。

PLC教学设备根据学生程度不同,以及学习深入程度不同,可以做出不同的选择,如PLC实验台模拟设备、PLC软件仿真设备、PLC控制系统实体模型。PLC仿真试验台多以不同功能的模块组合,虽然能够让初学者容易掌握,但缺点也很明显:①功能局限性大。一个试验台只能进行若干项目的仿真模拟,学生只能对已经固定的PLC控制系统进行程序设计。②与实际生产应用脱轨。目前PLC已淘汰采用手持编程器的输入方法,而很多实验设备还是让学生手动输入。

二、用多元教学方法进行教学改革

1、加强理论教学改革。

PLC教学中试采用课题式单元教学,重新自编教学内容。以应用实例为主要教学方式,并整合程若干课题。每个课题以一个应用实例为主题,其内容包括:应用实例的生产目的、生产条件和生产环境的介绍,用PLC实现控制的线路,所用的基本指令,编程方法、调试应用。精选设计的每个实例课题有一定的科学性、连贯性,由简到繁、由易到难。单元内的实例都能有效地为该单元核心内容的教学服务。因此,要改革传统教学为课题式单元教,首要任务是合理地设计好每一个实例课题。这些实例课题既能方便学生的学习,又要包含本课程的所有知识点。

2、注重理论实践结合,激发学生兴趣。

实验教学是学生乐于接受的学习方式,满足学生的好奇心,激发学生学习知识的兴趣,让学生在实验中体会到PLC教学内容丰富、应用广泛,体会到PLC是能解决实际问题的实用学科,而不是枯燥无味的说教。实验主要要求学生通过动手、观察、直观感受,掌握现象和结论,进一步加深理解所学理论知识,同时通过PLC实验,可以调试自己编制的程序,进行模拟实验。在培养学生动手能力的同时,培养学生应用理论知识的能力及处理和解决问题的能力。在实施PLC教学时以一体化的模式进行,即讲一点练一点。在时间上保证每个课题都能做到教师的理论指导与学生的实践保持连贯性。在教学中在介绍了课程实例的应用环境,注意事项、讲解了预备知识后,给出了解决该实例的编程思路,再由学生根据教师的提示进行编程、上机调试,最后教师才给出能成功实现该实例功能的参考答案供学生参考,让学生自己进行对比、归纳、总结,得出结论。这样,学生每听老师介绍完一个实例,在教师指导下编写出程序,并立即上机试验,校验自己编写出的程序是否正确。他们的学习热情就能被充分地调动起来。通过这样的一体化教学,能充分发挥学生学习的主动性和积极性,为课题式教学的成功提供有力的保证。

3、运用案例教学法。

根据PLC(典型性)特点,在教学中,要大量利用和挖掘课程中典型实例,通过典型实例作为教学案例,提高学生运用基本知识的能力。分类一下课程中的案例,有单元案例和综合案例两部分。单元案例即运用单元或部分指令解决的某些实例,如交通信号灯控制实验、自动送料装车系统实验、水塔水位自动控制实验、注塑机等;综合案例即运用综合指令解决的某些实例,如机械手、柔性制造系统、产品自动分拣线、多种液体自动混合实验、电梯控制实验等。案例教学要注意教学安排,单元案例安排在学生掌握基础原理和基本指令后,综合案例安排在单元案例之后。同时,在案例教学中要注意两点:一是组织学生讨论。二是引导和指导,要注重引导学生对案例进行分析推导,指导学生运用概念较好地解决实际问题。

4、引入项目教学。

项目教学法是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动,其目的是在课堂教学中把理论教学与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。项目教学主要由内容、活动、情境和结果四大要素构成。项目教学与传统教学相比较有自己的显著特征,具体表现为:①教学内容以工作任务为依托;②教学活动以学生为主体;③学习成果以多样化为特征。在项目教学中,每个学生会给出不同的解决任务的方案与策略。因此,学习成果不是唯一的,而是多样化的。项目教学法具有实践性、明确性、自主性、发展性、综合性、开放性等特点。

以上方法在PLC学习中应当按照不同学习阶段穿插配合使用。理论教学在初始阶段作为主要内容,对于不易理解或者比较抽象的问题配合实践内容。待学生对于编程知识熟练掌握,便要将重点放在PLC控制系统设计上。设计比较简单的控制系统,可采用案例教学法,每个案例使用几个课时便可以解决。最后阶段采用项目教学,此时便应当紧密结合企业生产。

三、结语

我们应充分运用现代网路资源,切实掌握有效的实践学习法,理解不同型号PLC的共性与差异,注重理论和实践相结合,拓展新的教学模式,密切联系企业生产,跟上时代,使用多种教学资源,全方位、多元化地开展PLC教学。

参考文献:

[1]闫丽华、PLC教学存在的问题和解决对策[J]、职教论坛,2004、

[2]朱胜昔、项目教学法在PLC教学中的应用[J]、职业教育研究,2008、6、

plc课程设计总结篇8

Abstract: This article explored the teaching objectives, teaching content, teaching methods, assessment methods of PLC teaching, emphasized the interest training in learning, bined the theory and practice, conducted targeted examination and assessment to train the of applied capacity of students、 Through the research on the application of PLC in coalmine in recent years, the application of PLC in shearer is introduced、

关键词: PLC;煤矿应用;学习兴趣;能力;考核

Key words: PLC;application in coal-mine;study interest;ability;assessment

中图分类号:G40 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)30-0231-02

0 引言

可编程控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下的应用而设计,具有功能强、可靠性高、使用灵活等优点,已广泛应用于煤炭行业的各个控制领域。我院作为背靠煤炭行业的特色学院,一直追踪PLC在采煤机、运输机械、掘进机械、排水系统、提升机、空压机等领域中的应用。我们曾组织专人到松藻煤电公司下属四个煤矿,就PLC在煤矿中的应用及《可编程控制器》课程标准进行了座谈调研,所制定的课程标准应该说能够体现PLC在煤矿中应用的需要。在课程标准的指导下如何在具体教学活动中达到课程标准的要求,下面从教学目标、教学内容、教学方法、考核方法等几个方面谈谈自己的做法和体会。

1 教学目标恰当可行

教学目标的制定不仅要考虑PLC在煤矿生产中应用的具体情况,还需要考虑我院高职生源的实际能力,我院实验室的现实条件等。根据调研信息确定了以单机应用为主,小而全的应用原则。提出了解PLC的基本结构及工作过程,掌握PLC基本指令编程方法、顺序控制编程方法的知识目标。编程软件的熟练使用,仿真运行,PLC及主要电器元件选型,电路连接,抗干扰措施的能力目标。

2 精选教学内容

PLC课程的教学内容一般包括基本结构及工作原理、基本指令、功能指令、顺序控制设计法、PLC通信网络与结构、PLC在闭环系统中的应用、应用中的一些具体问题等章节,课程既有抽象性强、逻辑性强的特点,又有综合性强、实践性强的特点。如何选择和组合好教学内容是达到事半功倍的关键。内容的选择和组合一定要根据以单机应用为主,小而全的应用原则来进行,将课程分为基础知识、基本指令应用、顺序控制设计编程、综合运用四个部分。每个部分根据教学内容设置相应的实验实训案例,利用教师讲解点评学生仿真运行或现场操作相结合的方法,从而提高学生的动手能力,加深对所学内容的理解。

3 教学方法多样化

3、1 兴趣的培养 兴趣是最好的老师,兴趣能激发学生的求知欲,提高学生的学习积极性和主动性,如何让学生对PLC这门课程产生兴趣呢?我主要从两个方面入手:一是通过举例说明PLC在生活、生产中的应用,使学生认识到PLC的应用价值,如在银行自动门、交通信号灯、矿井提升机、矿井排水系统等中应用的技术价值、安全价值、经济价值等,播放一些视频资料体现展示PLC的应用。二是通过语言说明和操作举例让学生感受到PLC作为自动控制器件,相比其它自动控制系统和设备,更容易学习和掌握,从而提升学生学习的信心。

3、2 理论实践一体化教学 PLC是一门抽象性、逻辑性、综合性较强的课程,采用理论与实践有机结合的教学方法,可使学生更加直观、形象地掌握所学内容,同时也提高了学生的实际操作能力。如在讲解PLC的输入端(X)、输出端(Y)是八进制数,而定时器(T)、计数器(C)是十进制数的特点时,学生经常记不住而出错。我有意识地编写一些带有错误编号的小的应用程序让学生在课堂上录入梯形图进行仿真运行,屏幕上出现的错误提示让所有学生都能较深刻地认识到应该怎么做。通常PLC的第一堂课都是介绍什么是PLC,性能特点,应用领域等内容,我采用的是第一堂课让学生在实验室安装继电器—接触器控制的单向连续运作重中之重控制电路,并不断进行多处启动或多处停止的控制变换,强调让学生体会改变控制方式的方法及不方便之处。第二堂课再到实验室用PLC实现同样控制功能的编程和硬件连接,由于电路本身很简单,在老师指导下学生基本上都能完成任务。通过两堂课的对比,学生很真实地体会到两种控制器件的区别,PLC控制的优点自然展示了出来。

3、3 教学难点的突破 编写设计是PLC控制系统的重点,也是难点部分。设计的程序因人而异,具有多样性、灵活性等特点,同样实现某个控制要求,不同的设计者编写出来的程序可能大不相同。学生在学习编程或编写相对复杂的程序时,往往会出现不知道该如何编写或者程序不能实现控制要求,特别是针对煤矿在职人员培训中,他们本能的对程序设计会产生一种畏惧感。分析其原因主要是存在以下几个问题:

①对指令及PLC软元件的功能作用不明确。

②对编程软件的使用及编程语法不熟悉。

③对被控对象的控制要求不理解或者没有分析清楚。

④编程时由于软元件的重复使用造成程序出错。

为此,在进行程序设计教学时,我主要采用梯形图程序设计为主,不断将梯形图程序与电路图进行比较分析,让学生或学员建立起自己是在进行电路设计的意识,使其逐渐减小对程序设计的畏惧感。此外,大量采用案例教学,在案例教学中注重两点,一是打破传统的先讲知识内容,再举例巩固的方法。而是先提出现实中的控制案例,引导学生分析怎样从思路上解决这个问题,再联系到用PLC实现控制需要哪些知识和能力,从而自然进入相关内容的教学;而是注重学生的参与性,只有让学生参与进来,他才能专心专注于教学内容,所以我在课堂上将大量的时间让给学生,要求他们在讲台上完成案例的控制,其正确或错误的结果都展示在屏幕上。这样做的学生认真,下面看的学生也感兴趣,不断给台上学生出主意,甚至以上台帮忙,这样教学任务在这种活跃的气氛中很好的完成了。当然,如果教学组织不当的话,可能会出现时间用完而教学任务未完成的结果,这就需要教师备好课,提前给出下次课的案例题目。

3、4 综合能力的提升 学习PLC的目的是为了在工作中应用PLC,怎样提高学生运用PLC的能力呢?我利用一周的课程设计时间,选取摇臂钻床控制电路的PLC改造控制项目为载体,让学生进行一个完整的PLC改造设计,其内容包括资料收集、总体方案设计、硬件电路设计、PLC选型、其它低压电器的选型、硬件电路安装、程序设计、仿真运行、在硬件电路系统的运行调试、技术文件的整理归档等。这样一个改造设计使学生的能力得到很大的提高。首先是学生知道了完成一个PLC系统设计需要做哪些工作;其次是这个系统不仅涉及到PLC本身,还涉及到其它设备的选型设计,综合性强,真实感强;再有就是这个项目的完成让学生建立起了信心,敢于去面对生产实际中的控制系统。

4 考核方式的突破

成绩考核是教学活动的重要组成部分,合理的考核方式可促进学生的学习积极性,有利于学生对知识与技能的掌握。通常PLC课程的考核方式包括过程考核(平时考核、半期考试、实验成绩等)和期末的集中考试,期末集中考试一般是出试卷让学生答题,检查学生一个学期以来对知识和能力的总体掌握情况。由于PLC是应用性很强的课程,应用能力的考核应该成为重中之重,而采用试卷考试的形式并不能很好的检查学生的应用能力。我采用了在实验室进行项目考核的方法进行期末考试,即给每个学生一个实际项目,在规定的时间内完成程序设计和实验箱上的模拟运行。这种考核的难点非常大,要让学生在不长的时间(60分钟)内完成项目,必须要让他有所准备,但又不能事先告诉他题目,我便采用模拟考题的形式让学生练习,模拟考题既与考题相似,又有所不同;再有就是学生学习成绩总有不同,用同样难度的项目有可能导致部分学生无法完成,难以评定成绩,所以我采用了有三种不同难度程度的题目,满分分别是100分、80分、60分,由学生自己选择难度题目,每种难度题目中都有4~5个题目,考试时随机抽取确定,模拟考题中同样也有相同数量的题目。每一个考题和模拟考题,教师都要事先自己做一次,工作量非常大。从考试结果看效果非常理想,考前大量学生主动到实验室进行练习,一般他们都会选取不同难度的题目进行练习,从而确定自己的选择,这在客观上达到了促进学生自主学习的目的;其次这种方法能比较真实地反映学生的水平,避免了高分低能的成绩反映。

5 PLC在电牵引采煤机上的应用

随着煤矿自动化水平的快速提高,以及对煤矿生产安全要求的更加严格,都需要装备水平不断提高,特别是自动化装置的广泛应用,PLC以其自身的性能优势在煤矿生产中得到了非常广泛的应用。PLC的应用简化了系统结构,提高了可靠性,降低了能耗,并且能根据峰谷电价的区别合理安排设备的运行,降低用电费用。同时,PLC编程简单,容易改变控制功能,维护管理容易掌握。

电牵引采煤机是现代化矿井实现高产高效的关键设备之一,为适应振动强烈、电磁干扰、电源电压极不稳定、煤尘、潮湿严重等恶劣环境,选用可靠性极高、功能强大的PLC作电控系统的核心元件,可实现如下功能:

①控制主机启动和停止,牵引送电/断电、牵引换向和牵引速度控制;

②有中间控制箱面板、机身端头控制站和无线电遥控3种操作方式,供司机选择;

③可实现截割电机的恒功率自动控制和重载自动反向牵引;

④对截割和牵引电机进行过电流及温度保护;

⑤实现摇臂的升降控制;

⑥运行参数显示、记忆及故障录波等功能。

参考文献:

[1]孙良、PLC教学改革探索、文化与教育技术,2010、3、