時間：2022-08-26 23:21:08
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[關鍵詞] 上料裝置 plc控制 電磁閥
近年來PLC在我國已經得到了廣泛應用和發展，各行業中采用PLC控制系統的生產設備不勝枚舉，不但中職院校普遍開設了PLC課程，技師考證和各類培訓學校也都紛紛開設了此課程及相關內容。在教學過程中，如何讓學生更好地理解和掌握PLC技術，也成為近年來一個重要的課題。
德國“雙元制”教學以職業能力為本位．體現了以實踐為主的原則，項目教學又是“雙元制”的主要手段，與傳統的課堂型職業教育形式相比存在明顯優勢。項目教學建立了開放式環境，把傳統的“實驗”變為“任務”．教師從“我要在這課堂上講什么?”變為“學生在上課時能做什么?”學生是中心，教師是任務制定者、設備提供者、問題咨詢者和學習過程的檢查者。這樣才能有效提高PLC教學的效率和質量。筆者按照項目教學的要求，建立了“上料裝置模擬系統”的項目方案。
一、上料裝置模擬系統的電氣控制系統簡介
以PLC為控制中心，以電磁閥的控制線圈為PLC的輸出執行元件，再由電磁閥控制氣缸最終執行元件，以及燈光報警器形成了整個按PLC程序去執行相應動作的機構系統，以達到生產控制要求，并最終完成生產任務。
電氣部件的組成包括三部分：檢測部件、控制部件、執行部件。（如圖1）
檢測部分：光電開關、四個磁性開關
控制部分：電磁閥、節流閥
執行部分：汽缸
上料裝置具有如下模式：
1、工件檢測：
①開機后，機器首先檢測汽缸Q1、Q2是否處于初始狀態（即都要處于下限位），否則汽缸Q1、Q2要自動復位。
②按動啟動按鈕SB1，然后光電開關R1檢測料架上是否有工件，沒有則等待加料，7秒鐘內都不能完成加料，報警器啟動，當R1檢測到工件加入到位后，報警器關閉，1秒后系統工作。
2、工作情況：
小汽缸Q2提升，到位后一直保持，接著大汽缸Q1載著工件提升，到位后一直保持。當下站的機械手（這里用人手代替）取走工件后（通過R1檢測），汽缸Q1下降，到位后則汽缸Q2下降，到位后等待加料，即機器重新處于初始狀態。5秒內沒有取走工件，報警器以亮1秒滅1秒的方式閃爍報警，取走工件后，報警器滅。其工作過程是不斷的重復，其關鍵是光電開關R1檢測工件，從而決定機器的動作。
3、系統要求：汽缸Q1、Q2只有自動工作方式，但要分為兩種工作狀態，通過模式轉換開關SA1可選擇連續循環工作和單次循環工作。
①單次循環：當模式轉換開關SA1處于斷開位置時，是單次循環，汽缸Q1、Q2完成一個工作循環后，蜂鳴器要鳴0.5秒靜3秒的方式重復3次提示單次工作循環已結束，系統停止工作。
②連續循環：當模式轉換開關SA1處于閉合位置時，是連續循環，汽缸Q1、Q2完成一個工作循環后，蜂鳴器要長鳴1.5秒的方式提示連續工作的一個工作循環已結束，蜂鳴器長鳴1.5秒后立即進入下一個工作循環。
③正常停止：在連續循環運行過程中，按下停止按鈕SB2，汽缸Q1、Q2要完成一次循環后才停止工作，按動啟動按鈕SB1又可開始工作。
4、系統設置的保護：
① 汽缸Q1、Q2的防卡死保護。當汽缸Q1、2在上升或下降的過程中，如果由于某些原因卡死不動，超過5秒后都不能到達預定位置，為了避免電磁閥損壞，系統自動復位，并啟動報警器報警，只有連續按下停止按鈕3秒后才可解除此故障，系統才可以重新啟動。
② 緊急停止保護。系統無論在連續循環工作或單次循環工作的狀態下，只要按下緊急停止按鈕SA2，系統馬上停止工作，報警器以亮3秒滅5秒的方式報警。再次啟動前要使汽缸Q1、Q2處于初始位置。
二、上料裝置的PLC控制
1.PLC的I/O 分配表：
2.輸入、輸出分配圖（如圖2）
根據生產流程的控制要求，可編程控制器的輸入、輸出分配圖如下圖所示，本系統的控制選用了FX1N-40MR可編程控制器，其特點是體積小，運行性能穩定，價格便宜，又能滿足本系統的使用要求，而且不會造成資源浪費，又能留下改進空間。圖中設置啟動按鈕SB1，它是自動加工時的啟動按鈕，也是再次啟動工作的啟動按鈕。停止按鈕SB2是自動停止按鈕，工件處于上料過程中按下它，機器則必須完成本次上料后才可停止。事故緊急停止自鎖按鈕SB3也接到PLC處，SB3的目的是要把運行的程序停止，重新回到原點位置，SA轉換開關只是選擇連續循環工作和單次循環工作。從分配圖可知，X3～X10檢測位處的傳感器,接在Y1的是220V紅色燈光報警器，接在Y0蜂鳴器及Y2～Y3電磁閥的控制線圈YA1～YA2均使用24V直流電。
三、項目評價與考核
在項目教學中，學習過程成為一個人人參與的創造實踐活動，注重的是完成項目的過程。學生在實踐過程中理解和把握課程要求的知識和技能，體驗創新的艱辛與樂趣，培養分析問題和解決問題的思想和方法。因此，項目教學所采用的評價和考核標準也與常規教學不同，主要是過程性的評價和終結性的評價。
1.學生在參與工作的過程中，工作態度是否認真、工作過程步驟與方法是否規范。項目工作中難免會出現意想不到的問題，這時學生是否采取了有效和安全的應對措施來解決問題也是一個重要的評價內容。
因為學生的個性導致的學習行動的不同特征也應列入評價范圍，學習行動的特征往往反映了學生的思考能力和應變能力，這些能力往往是有項目實踐的關鍵能力。這一評價有利于培養學生良好的學習和行為習慣。
2.知識的應用評價仍然是基礎。學生在項目學習的過程中能否按照設計規程操作，首先以知識的掌握為基礎，對應知、應會的知識的評價是保證學生在操作中嚴格執行操作規范，以及準確利用知識解決問題的基礎。
四、結語
項目教學法對PLC教學起到了很大促進作用，這與學科的實用性有密切關系。在教學中設計項目方案，指導學生完成項目任務，不僅能保證學生在興趣下更好地記憶和使用知識，并可以提高學生的應用能力，培養良好的操作行為。
參考文獻：
在可編程控制器中有多種編程語言，它們是梯形圖、順序功能圖、語句表、功能圖語言及結構文本編程語言等，其中梯形圖語言是使用最多的PLC編程語言，其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術人員只要花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。可以說PLC技術的應用不僅涵蓋了相應的繼電器控制知識，更涉及變頻器、電子技術、單片機等相關技術，可編程控制器具有綜合性高、實踐性強、實用性廣的特色。在當前中職教育中學生本體存在著以下的普遍特征。
一是，中職學生學習基礎較差，在校的理論課學習中能容易形成抵觸情緒，造成理論知識貧乏的惡性循環。
二是，中職學生自我約束能力較差，學習的積極性不高。
三是，在整個中職教學階段，學生不僅要掌握相應的電子技術和機床繼電器控制知識，還需要掌握電工基本操作技能，照明、電動機、電力拖動及機床維修、電子技術的課題，需要引導學生從入門到具備中技技能，時間比較緊張，更逞論熟練掌握綜上所述PLC等課程在中技教學中實施比較困難，但PLC等先進技術在社會中已得到廣泛應用，社會需要具備此項技術的人才。那么，究竟如何才能真正有效地提高PLC的教育、教學質量，從而學以致用？在多年教學實踐和探索中，筆者對教學方法進行了大膽改進和創新，并取得了一定的教學效果。
一、正確導入，合理選擇課題
筆者認為，在開展PLC課程之初，學生已經具備了基本的電氣控制的基本知識，根據學生的基礎掌握情況，著重引入基本電氣控制線路圖的分析以及電氣控制的原理，為下一步PLC教學提供有力的理論基礎。
在學生認識了PLC的基本結構后，首先以電動機正反轉控制為例，引入電動機正轉、反轉、停止等電氣控制的基本過程，同時提出了以PLC實現的電動機控制，通過兩方面對比學習，學生可以找出電氣控制與PLC控制的不同之處，從而揭開了所謂PLC控制的神秘面紗，使學生意識到PLC控制不過如此，原來也不是那么困難，樹立學生學習PLC的信心和興趣。
事實驗證，在講授如何根據控制要求編寫梯形圖時，往往講清繼電器控制與梯形圖相似之處，更容易讓學生掌握編程的技巧。
二、改革教材，分組教學
大家知道，PLC教學教材，在編寫時按照原理、指令、應用、操作等分成幾個獨立的章節。如果按照教材的順序進行教學，則要等基本指令、基本應用學習完畢后，再進行基本操作的學習，這樣在此期間學生所學習的知識點得不到鞏固應用，容易混淆且效率不高。
教師教學時，則要考慮有利于學生學習的動態過程而開展。為此，筆者在教學中打亂了固定的教學模式，采用課題教學的方式，重組教學章節。
筆者多方面搜集了若干PLC應用實例，整合成五個教學章節：PLC基本原理、順序控制、時序與計數控制、位置控制和特殊功能綜合應用。每個課題以一個應用為主，介紹應用實例的生產應用、用PLC實現的控制線路、應用的基本指令和編程調試。各章節以難易結合的方式，依次展開電動機的正反轉雙重連鎖控制，多臺電動機的順序控制、電動機的Y-Δ控制、信號燈的閃爍控制、多個信號燈用特殊指令實現的亮滅控制等。這樣，每個課題以教學單元為核心科學連貫，能有效地服務于教學。
三、因材施教，直觀教學
PLC課程是理論性和實踐性緊密聯系的課程。單純依靠教師在黑板上畫圖講解程序或分析控制動作過程，學生常常感到枯燥無味，難于理解，而且由于受板書的限制，所講內容不夠直觀。
直觀教學可以激發學生的興趣，同時還培養了學生的觀察能力，增強感性認識，開闊學生的想像力，利于知識的理解。例如，在講解PLC的結構時，教師帶學生到實驗室觀看PLC實驗板，了解PLC的外部結構及外部設備等，這樣與老師在黑板上詳細地講解這些理論知識比較起來，學生更傾向于前者。在講解機械手操作控制步驟時，學生對機械手的操作步驟在空間、時序上都缺乏思維的邏輯性，很難把一個復雜的控制系統分解為若干個獨立的控制過程。通過多媒體，教師可以把機械手控制步驟以動畫的形式形象地展示給學生。這樣的教學環境更能激發學生的思維，強化學生對整個系統的印象。
在整個課堂教學過程中，教師和學生處于一種互動的狀態，更易引起學生的注意力，激發學生的學習興趣，使學生的認知過程更為生動和深刻，增強課堂教學的感染力，提高教學水平。
四、綜合實訓，一體化教學
實驗教學是學生樂于接受的學習方式，滿足學生的好奇心，激發學生學習的興趣。實驗主要要求學生通過動手、觀察、掌握現象和結論，進一步加深理解所學理論知識，同時可以調試自己編制的程序，進行實驗。
例如，在學習PLC控制電動機正反轉時，師生共同分析雙重連鎖電動機正反轉的電氣原理圖，通過經驗設計法，把它變成由PLC實現控制的梯形圖。接著由學生自己動手把
I／O接線圖接好，再運行編制的程序。當電動機按照預定的要求運轉時，學生會產生很濃厚的成功意識：原來PLC控制也不是想象的那么困難，難以克服。
在此基礎上，可以引導學生編制工作臺往返控制“工作臺由電動機帶動先正轉運行，到行程限位開關時再反轉，如此循環”的程序，這時通過更改正反轉就輕而易舉地實現了控制要求。通過以上實驗，學生既動手編制、調試自己的程序，又對行程限位控制加深了理解。
關鍵詞：協同興趣 自主學習效率
Abstract: the high-quality practical PLC talent cultivation is a comprehensive strategy, involves the course design and the selection of textbooks, teaching and practice equipment investment, theory, experiment and practical teaching, and performance evaluation mechanism, learning in school and outside school exercise, before graduation after graduation from learning and application of optimization and the enhancement, only do all fronts collaborative optimization, can cultivate the high-quality practical talents PLC.
Key words: cooperative interest autonomous learning efficiency
中圖分類號：C41文獻標識碼：A 文章編號：
可編程控制器（PLC）,是以微處理機為基礎綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術發展起來的一種新型的工業控制裝置.PLC技術代表了當前電氣程序控制的世界先進水平,被譽為現代工業自動化的三大支柱之一.在工業發達國家PLC被廣泛應用于各個行業,已成為自動控制的標準設備.推廣和普及PLC技術對我國廣大工礦企業的技術改造,提高自動化水平和生產效率有十分重要的現實意義.學習和掌握PLC應用技術已成為電氣技術人員和大專院校有關專業學生的緊迫任務
可編程控制器具有結構靈巧，硬件配置靈活方便、可靠性高、抗干擾能力強，易學易用的特點，已作為普遍的自動化控制器件廣泛應用于各行各業?！禤LC原理與應用》課程已成為工科院校一門覆蓋較廣的專業課，作為學校如何培養出高素質應用型PLC人才，這成為社會、學校、教師與家長關注的焦點。根據多年的教學實踐，就影響PLC人才培養的各個因素的提高與協同，我提出以下幾點建議以供參考：
加大教學與實習設備投入。在PLC課程的實踐教學中，應把機械、電子、電工、液壓、氣動和計算機等知識與PLC技術進行有機地聯系，擴大實習實訓課時的比重，逐步加大學校相關設備的投入，建立較為完備的PLC技術仿真實訓室，從而為“PLC仿真項目開發”的實訓教學創造良好的條件。教學實踐證明，只有通過PLC仿真項目的實訓，讓學生親自編程，實際接線和仿真調試，并對運行過程中所遇到的問題進行分析和改選，才能真正培養學生創新思維和綜合職業能力，真正實現學生畢業后在PLC技術應用領域“零距離上崗”的最終教學目標。
注重理論、實驗與實訓教學聯系。任何課程教學活動的首要任務都是激發學生的學習興趣，同樣在PLC教學中激發學生的興趣并不難，重要的是讓學生不斷地提高，不斷地體驗到成功的喜悅，這樣才能始終保持其濃厚的興趣。
理論課的首要任務是讓學生明確PLC是什么？PLC能做什么？怎么做？教師可以通過一個簡單、形象的實例（如：電動機的長動控制）的完整講解、操作與演示，先讓學生了解PLC控制系統包括主電路與控制電路，PLC的外部硬件連線與內部軟件編程兩個基本的環節僅僅充當控制電部分，讓學生整體了解PLC控制系統的構成與工作過程，再以此為基礎進行外部硬件連線與內部軟件編程的深入講解，這樣便于學生對比繼電接觸器控制系統對本課程的整體把握，明確課程的中心任務，有了目標也就有了學習的動力。
理論課教學過程中要使用多媒體教學手段，利用多種計算機技術制作PPT為主體的電子課件，借助多媒體技術，用生動豐富的畫面和美妙動聽的音樂效果引發學生的注意力，激發學生的學習興趣，同時可以提高教學效率。PLC的外部接線（包括主電路接線）首先講原理圖，結合實驗、實訓、實習講解裝配圖與實際連線圖，要讓學生體會課堂上的原理圖、實驗中的接線與實訓、實習中的接線的區別與聯系，教會學生善于理論聯系實踐，以理論指導實踐，以實踐騅理論。
當前流行的三菱PLC的編程軟件為FXGP-WIN-C與GXDeveloper,FXGP-WIN-C沒有仿真功能，在理論講授中缺乏直觀性，而GXDeveloper編程軟件加裝GXSSimulator-c后具有仿真功能，在編程器件、指令與編程實例的講解中利用仿真可以加強直觀性，便于學生的理解，對于某些程序的檢驗與編寫，學生可以不到實驗室，直接利用學校機房結合軟件的仿真功能完成，這樣既增強了學生自主學習的能力，提高了學習興趣，也提高了學習效率，學生不用走進實驗室也能使理論教學與實驗教學同步進行，大大提高了老師的教學效果以及學生的理解和接受能力。
實驗、實訓與上機課可以采用自主學習方式。自主學習方式是一種學習者在教學目標的宏觀調控下，在教師的指導下，根據自身條件和需要自由地選擇學習目標，學習內容和方法，并通過自我調控的學習活動完成具體的學習方式。自主學習離不開教師的適時指導與評價，學生只有在教師的適時幫助下，才能不斷地完成一個又一個實驗與實訓項目，獲得越來越大的成就感，增加自己自主學習的動力，從而保證自主學習方式的良性發展。教師還必須結合理論課程的進度，結合實驗實訓設備編寫由淺入深，逐步遞進，面向不同層次學生的實驗實訓指導書，為學生的自主學習提供有力的理論支持。
結合實訓是PLC課程最重要的一個環節。要安排充足的時間進行，還要提高實訓的效率，綜合考慮學生的個體差異。在實訓中，遵循能者多勞，共同提高的原則，把學生按個體差異分組，各組根據自己的能力情況選擇不同控制要求的實訓內容，根據控制要求，進行編程，調試，故障診斷與排除。這種方法較靈活的解決了學生能力差異存在相互制約問題，同時也培養了學生的分工及團隊合作的能力。
合理的成績評價機制。應該明確成績評價不是教學行為的最終目的，成績評價應作為激勵學生學習的一種方法，成績評價應做到及時、公正，具有可操作性。
1、理論成績評定包括筆試成績、平時成績和實驗成績，筆試成績通過開卷或閉卷方式，考核了學生對PLC基本知識的掌握程度；平時成績通過平時獨立完成作業的質量、上課出勤、課堂上解決問題的能力及創新方法等來評定；
2、實驗實訓成績評價應能體現出競爭機制，根據不同的任務分出兩情況：第一，保證完成質量的前提下，根據完成速度評定分數；第二，保證統一時間的前提下，根據完成質量評定分數。教師根據完成質量只對每個團隊進行分數評定，團隊每個成員的分數則依據教師給定分數通過民主評議得分，這樣促進團隊每個成員的積極性與主動性，同時培養學生的團隊意識。
加強校內與校外鍛煉。學生在學校所學的PLC知識與技能對比實際工作崗位中的PLC控制系統，仍具有一定的差異或差距，學生就業后在工作崗位中一定會遇到一些難于解決的難題，這就需要學校、教師仍然要加強對學生畢業工作過程的指導，把這些問題的解決方法做成典型案例對在校的學生講解，對在校生來說也是一種良好經驗積累。學生就業后，在工作崗位上應不斷地與學校老師溝通，不斷地向有經驗的師傅請教，才能熟練掌握PLC控制系統的設計與應用。
總之，作為學校只有做到以上若干方面協同優化，才能真正培養出高素質應用型PLC人才。
論文摘要：在技校PLC教學中運用項目教學法，充分體現了以學生為主體的教學理念，有利于激發學生的學習興趣，培養學生自主探究、分析問題、解決問題的能力，將理論知識運用于實踐的能力以及合作能力。
項目教學法是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動，其目的是在課堂教學中把理論教學與實踐教學有機地結合起來，充分發掘學生的創造潛能，提高學生解決實際問題的綜合能力。項目教學主要由內容、活動、情境和結果四大要素構成。項目教學與傳統教學相比較有自己的顯著特征，具體表現為：（1）教學內容以工作任務為依托；（2）教學活動以學生為主體；（3）學習成果以多樣化為特征。在項目教學中，每個學生會給出不同的解決任務的方案與策略，因此，學習成果不是唯一的，而是多樣化的。項目教學法具有實踐性、明確性、自主性、發展性、綜合性、開放性等特點。項目教學的流程如下圖所示。筆者現以PLC教學為例，談談項目教學法的應用。
項目設計與確立項目教學法成敗的關鍵是能否設計一項合適的教學任務。因此，在選擇和設計項目時要充分考慮以下幾個方面的問題：（1）項目活動能否很好地應用學生已有的知識。（2）項目活動能否引導并幫助學生完成新知識的自主學習。（3）所選擇的項目內容在現階段教學中能否較好地起到承上啟下的作用，充分體現綜合性和應用性。（4）項目活動能否讓學生感興趣并激發學習新知識的興趣。（5）所選的項目活動在進行過程中能否有效地促進學生之間的溝通與合作。（6）能否讓學生將所學的知識與現實生活聯系起來。在進行“PLC編程應用練習”教學時，考慮到學生對交通燈非常熟悉，筆者將“十字路通燈控制系統”列為教學任務。具體的控制要求是：紅、綠、黃燈受一個起動開關控制，當起動開關接通時，信號燈系統開始工作，先南北紅燈和東西綠燈亮，東西綠燈亮3秒后，開始閃動，周期1秒，閃動5次后熄滅，東西黃燈亮2秒鐘，到2秒時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。南北綠燈亮3秒后，閃動5秒后熄滅，南北黃燈亮2秒，然后南北紅燈亮，同時東西紅燈熄滅，東西綠燈亮，開始第二周期動作。要求學生寫出I/O分配表、I/O接線圖、程序并作注釋，完成操作。
分組及制定實施計劃教學項目確定之后，針對學生情況給學生分組。一個組以三名學生為宜，將基礎好、動手能力強的學生與基礎相對較差的學生組合在一起。這樣，既能保證項目活動按時完成，又有利于學生間互相交流，有助于專業較差學生提高。分組后，學生以小組為單位制定實施項目活動的計劃，包括任務分配以及各項內容需要的時間等。在此次項目教學過程中，進行小組人員分工是一個比較好的做法。以往形式上的分組，教師布置的項目活動其實只是使小組中學習較好的學生得到鍛煉，基礎較差的學生得不到鍛煉。而分工后每個學生都有壓力，基礎較差的學生即使被分配了一些不太難的任務，他們也要自主學習、動腦思考。
學生自主學習在此階段，需要小組完成編程、寫出I/O分配表、設計I/O接線圖等幾項內容。學生按分工各自進行相應內容的學習和準備。在此過程中，教師要注意觀察，鼓勵每個學生都積極動腦思考和發言，可以討論，但不能抄襲。此時，小組中基礎較差的學生在完成任務上有一定的困難，筆者就鼓勵他們多請教同組中學習好的學生，同學間相互幫助共同完成項目活動。這樣，對基礎較差學生來說是一個很好的樹立學習信心的過程，對學習好的學生也是一種促進。
項目實施在上一階段，各小組都能在計劃時間內完成項目活動。接下來，要求各小組將編寫好的程序由小組每個成員各輸入一遍，調試正確后進行接線。然后，小組間互相檢查，確認無誤后進行加電測試。在巡視、檢查過程中，筆者發現學生輸入地址分配基本統一，輸出地址分配較亂，于是及時加以引導，幫助學生理清思路，并在調整程序過程中與學生討論定時器的使用、比較指令的應用、步進指令的應用等等，指導他們應用所學知識，發揮主觀能動性，正確地編程。之后，筆者又要求學生按照設計要求驗證設計是否正確，并指導他們在實驗板上接線。接線完畢每組進行檢查。在這個過程中，筆者發現有的學生對工作臺不熟悉，不知道如何連接輸入輸出。于是筆者讓學生結合理論解決接線問題，加深對理論知識的理解。接線問題基本解決后，讓各小組進行通電試驗，有的小組一次性成功，有的小組沒有按要求實現程序控制，電路沒有反應。此時，要求沒有成功的小組分析問題出現的原因，小組內進行討論，檢查連線，修改程序。通過努力，他們基本上獨立完成了本次項目活動?？粗鴮嶒灠迳系慕煌ㄐ盘枱粲行虻亻W亮著，學生們高興地笑了。
評估、總結在項目實施過程中，學生根據實際問題設計出程序，有的用比較指令，有的用定時器、計數器等。設計方法有梯形圖經驗設計法、順序控制設計法以及順序功能圖等。筆者適時加以提示，讓學生展開討論，互相幫助來修改自己的設計。最后評價時，筆者充分肯定了學生的成績，并簡要介紹了PLC編程的設計思路、正確的設計方法、連接電路時應注意的事項及PLC的廣泛應用等知識，讓學生經過自主學習后獲得對知識的系統性認識。
誠然，應用項目教學法進行專業課教學的效果十分明顯，但在實施過程中也遇到了不少的問題：（1）要求教師不僅要有較高的理論知識水平，還有較強的實踐動手能力。（2）技校學生素質不一，自學能力差，給自主學習、完成項目任務帶來一定的困難。因此，在實施項目教學前，需要在前面幾節課提前進行準備或鋪墊，在項目教學實施時，也應予以課時的保證，必要時延長授課時間，以保證項目活動的完成，否則將使學生對項目教學失去興趣，更難以達到有效提高學生實踐能力的目的。（3）項目教學的核心是通過實踐最終完成一項任務，因此對實驗實訓設備提出了較高的要求。學校應在硬件建設方面予以重視，加大投入，努力為師生創造一個良好的實踐環境。
參考文獻：
關鍵詞:PLC;項目教學;評價方法
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A
文章編號:1009-0118(2012)09-0145-02
本文通過PLC項目教學的探討與實踐的介紹,目的是想使PLC課程的教學易于教師講授和學生學習,最終使PLC課程的開設更符合企業用人需要和學生學習興趣。
一、引言
項目教學是采用項目式的組織形式實施課程的教學目標,使得對學生的知識傳授與能力培養與企業的實際需要達到高度統一,這也就是實施PLC項目教學的目的。
如何開展PLC課程的項目教學呢?本文將從PLC項目教學的教學條件、項目設計、效果評價方法及教學實踐四個方面來闡述PLC項目教學有關問題。
二、實現PLC項目教學的條件
進行PLC課程的項目教學,需要具備一定的教學條件。首先是能夠將整個課程劃分為若干個項目,其次是具有進行項目教學的實踐基礎——設備,再次是有能夠實現項目教學的場所——多媒體教室或一體化教室。以下對上述幾點進行分析說明。
(一)能夠將課程劃分為若干個項目
PLC課程的內容特別適合項目教學,原因是PLC開發過程是一個從分析控制要求,到主電路及I/O設計,再到PLC程序設計,最后進行綜合調試的過程。這一工作過程,無論是簡單的PLC控制系統,還是復雜的PLC控制系統,都是如此。因此,可以根據這一特點將PLC課程中基本知識、接線訓練、設計方法、綜合調試等按照先簡單、后復雜的原則,用項目的方式組織起來,由淺入深的進行教學。
(二)容易實現項目教學的實踐條件
項目教學宜在實驗室進行,換句話說項目教學需要實踐條件的,否則,項目教學就成為紙上談兵。在精品課程建設過程中,考慮到PLC實驗室建設花費不是很大,綜合規劃實驗室建設的規模和檔次,為實現項目式教學奠定堅實基礎。
(三)創建項目教學的場所
項目教學不僅要有實驗室,還應建立具有多媒體設備和PLC演示設備的專用教室。為精講多練,提升教學效果,提高教學質量,建立集實驗設備和多媒體設備于一體的理論實踐一體化教室,是項目教學的努力目標。
三、PLC教學的項目設計
(一)PLC課程項目設計的基本原則
PLC課程的項目設計,從教學方面來說是有一定規律可循的,作者認為可遵循以下幾項原則:
1、由簡單到復雜
項目設計遵循的第一個原則就是由簡單到復雜。這一原則十分重要,因為學生在學習過程中是需要成功來激勵的。如PLC課程項目設計的第一個項目就是從最簡單的電機起保?？刂崎_始,讓學生比較容易的進行項目實施并且能夠成功的完成項目,使他們在今后的項目實施過程中充滿信心。
2、由單一到綜合
項目設計遵循的第二個原則就是由單一到綜合。訓練應從單項訓練開始,然后再過渡到綜合訓練。如設計機械手PLC控制系統時,可以先從機械手的手動操作控制、自動操作控制這些單一訓練開始,再過渡到具有手動、自動、單步、單周期的這種綜合訓練,確保學生能夠一步步地完成各個項目。
3、將基礎知識、連接訓練、設計技能融為一體
項目設計遵循的第三個原則是將PLC的基本知識、PLC外部接線訓練、PLC程序設計的技能有機結合。在項目教學的不同階段,完成不同基礎知識、PLC外部連接訓練、PLC程序設計方法的項目教學。如在介紹PLC最基本知識的項目中,可借助學生過去學過的電工知識,使用轉換法進行PLC程序設計的項目教學;在有了PLC的基本知識后,這時的項目教學中可使用邏輯法和時序法進行PLC程序設計;在介紹狀態繼電器時,采用狀態轉移圖及步進順控法進行PLC的程序設計的教學項目;最后在介紹應用指令時,可采用經驗法或綜合設計法進行PLC程序設計的教學項目。
(二)PLC課程具體項目設計
PLC課程的項目具體應當如何設計呢?這是實施項目教學關鍵之所在。作者認為PLC項目不僅應滿足學生綜合素質的提高與高技能培養的要求,還應當是實際生活中應用廣泛并且學生十分熟悉的內容。只有應用廣泛才能使學生體會到PLC的重要性,只有學生熟悉才能引起學生的興趣。基于這一認識,選擇電動機的控制、交通燈的控制和機械手的控制這些人們熟悉且隨處可見對象作為項目教學的主要內容,是十分適合的。
按照PLC項目設計的基本原則并結合以上思路將PLC項目教學的項目類型、項目名稱、項目教學的內容及項目教學的教學目標列于表1中。
通過上述8個項目的實施,學生應當能夠理解PLC的內部各種繼電器及其功能,掌握PLC控制系統的接線和程序設計的方法,能夠進行中等復雜程度的PLC控制系統的設計與調試。采取PLC項目教學的方式,并配合項目教學給出一些訓練課題,相信學生能夠從理解到應用實現平穩過渡,從而完成PLC課程的教學目標。
四、PLC項目教學的評價
采取PLC項目教學,當教學過程完成后該如何測量與評估其教學效果呢?作者認為不能僅進行基本知識的理論考試,還應當結合實際開展綜合考核,如給出一些指定的項目,讓學生個人獨立或二人組合作完成某個項目。根據項目的實施情況主要考察學生以下幾個方面:
(一)學生是否掌握了PLC的接線。
(二)學生是否掌握了PLC基本指令的應用。
(三)學生是否掌握了PLC程序的設計方法。
(四)學生是否掌握了PLC控制系統的設計與調試。
(五)學生獨立完成或合作完成項目的能力。
綜合考核是以PLC知識的應用作為基礎、以實際工作能力的測試為目標的考試,這種考核應在實驗(訓)室現場進行。在有條件的情況下,職業技術學院應努力實現這種考核。
五、PLC項目教學的實踐
(一)加強PLC項目教學條件建設
PLC課程的教學進行了多年,但教學效果并不理想,究其原因作者認為,最主要原因是教學目標不明確,教學重點不突出,訓練不充分;其次是教學設備與教學條件有缺陷。
如何來解決這一問題,使學生學完這一課程后,能夠掌握這一課程的知識點,特別是能夠順利的完成PLC控制系統的設計與調試,這是我們進行PLC項目教學的最終目的。
開設PLC項目教學以來,結合PLC精品課程的建設,積極進行實驗(訓)室的基礎建設,增添PLC設備數量并提高設備檔次,有條件的還應建立了多媒體專用教室,為實施PLC項目教學創造良好的教學環境。
(二)擬定PLC項目教學大綱并開發PLC項目教學教材
具備了PLC項目教學的條件后,首先要解決的問題就是要根據需要擬定PLC課程的項目教學方案,即課程教學大綱。將PLC項目教學以教學文件的形式固定下來,使承擔PLC教學的教師以項目教學的課程大綱為依據,完成PLC課程的教學任務。在新的PLC課程大綱指導下,保證PLC項目教學的基本質量。
積極編寫實施項目教學的教材和實訓指導書。有了教材,教師實施項目教學有了基礎,有了教材,也方便了學生學習。
[關鍵詞]一體化 PLC
中圖分類號：G633.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）27-0266-01
一、一體化教學的必要性
可編程序控制器（PLC，Programmable Logic Controller）是以微處理器為基礎發展起來，集自動化技術、計算機技術、通信技術、先進制造技術為一體的新型工業自動控制裝置。近年來，PLC的應用在機械行業體現的十分重要，且一直在迅速的發展。這一形式使得PLC技術成為職業院校電氣專業的一門必修課，然而傳統的教學模式顯然更不上這么快的發展趨勢，那么如何才能讓學生學好PLC技術呢？結合多年來的教學實踐和探索，筆者認為只有對PLC教學進行一體化改革，學生才能把理論和實踐更好的銜接，掌握主導權，從而充分地激發他們的潛能，以后必將成為高技能人才。
二、如何實施PLC一體化教學
1、教學內容理踐一體化
根據電氣自動化設備安裝與維修專業人才的目標及工業企業PLC從業技術人才調研需求狀況為向導，以典型工作過程為情景的原則，以科學性原則為輔、通過崗位所需理論知識結合學生的實際情況以“必需、夠用、實用”為原則，從而達到培養專業能力和方法能力的目標。課程的教學內容是通過學習情境來反映的，其中學習情境是學習領域的具體化和細化，它將理論知識、實踐技能與實際應用環境結合在一起，是教師引導學生主動學習的教學安排，又是學生對職業行動情境的反思。
2、教學過程崗位化
本課程的教學在“PLC應用實訓室”內進行。按照基于工作過程的課程開發理念，分“資訊、決策、計劃、實施、檢查與評價”六階段組織教學實施過程，真正實現了“做中學”、“學中做”的理實一體化教學。
3、課程考核理實一體化
改變以一次考試成績作為考評主要依據的傳統做法，廣泛推行過程考核和項目任務綜合考核，盡可能地采用多種評價手段，如各任務完成情況考核、綜合能力考核、企業操作規范考核、實驗報告正確性、口頭問答等。 本領域課程的評價體系主要由以下三部分組成：
（1）情境完成情況考核：每個任務完成的功能、學生熟練操作的水平、學生編程的能力、學生自評互評及教師評價等。由于完成任務內容是集體協作的結果，因此這部分評價只能反映小組的學習情況。
（2）綜合技能考核：在綜合技能測試中，由學生單獨完成相應的PLC設計與操作技能任務，按照任務完成的情況當場打分。
（3）理論知識考核：主要通過實驗報告、口頭回答問題的方法考察學生對必須的理論知識掌握程度。
Key words： simulation teaching；PLC teaching；application research
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）03-0216-02
0 引言
PLC電氣控制系統的設計及調試在現代工業控制中的核心地位日益凸顯，在其廣泛應用的背景下，各院校電氣類專業大多將PLC電氣控制列為一門專業的核心課程。但是在教學過程中，更多是將重點放在原理講解及程序編寫等方面，而忽略了硬件接線及故障排除等方面的教學，突出的問題體現在軟件的教學與硬件的接線兩方面的結合不夠，而這恰恰是職業需要的核心能力。學生數量與實訓資源的欠缺存在的矛盾導致了教學效果難以保證，通過引入仿真教學并進行應用研究與探索，可有效解決此問題。
1 電氣專業PLC典型任務及職業能力的要求
通過企業調研及問卷調查，分析出PLC應用過程中的崗位典型任務是PLC安裝接線、編程調試與維護，對應的職業能力主要有以下幾個方面：
①能夠正確進行PLC的選型；②能夠正確進行PLC的安裝接線；③能夠使用編程軟件編寫簡單的PLC程序并調試；④能夠使用PLC與計算機、PLC、變頻器、觸摸屏等組成通訊網絡；⑤能夠使用電工儀表工具檢修PLC控制系統常見故障；⑥能夠正確選擇各種傳感器并與PLC控制系統相連。
隨著信息化技術的發展，宇龍機電仿真軟件參照職業標準，結合典型職業能力的要求，在PLC教學過程中可有針對性地培養學生的各項職業能力，實現教學過程與生產過程的對接。
2 仿真軟件在PLC教學過程中具體應用
①宇龍機電仿真軟件的應用解決了實訓設備欠缺的問題，并可隨著設備的升級進行軟件更新，保證仿真軟件與現場設備的高度契合度。使用硬件進行職業能力的培養，因PLC學習過程中學生學習能力及學習興趣的差異，知識及技能掌握情況參差不齊，不可避免會導致設備的損耗，在注意力不集中的情況下，有可能會出現燒毀PLC及低壓電器的案例發生，教學效果較差。使用仿真軟件，因其可重復使用的特性，不會導致機損，可解決設備欠缺問題。
②宇龍機電仿真軟件硬件接線及程序設計靈活多樣，畫面豐富，在保證課程內容與職業標準對接的前提下，可有效整合繼電器控制系統、PLC控制系統、變頻調速系統等，學生學習興趣大大增強。如設計螺紋加工系統（圖1），設備選型靈活多樣可組合設計，克服實物教學型號單一的問題。其按鈕、接觸器、PLC類型的選擇均可更改，學生通過選型遴選出符合控制要求的各種電器。
③軟件仿真應用貼近現場實踐。在保證選型正確并完成正確接線的基礎上，學生可進行PLC編程設計，仿真軟件程序設計界面及工作方式與真實PLC基本一致，可實現仿真與現實的高度統一，學生在兩者之間轉換無差異，可有效銜接。
④通過仿真軟件教學，結合軟件中接線及程序的編寫，學生可直觀驗證其系統設計的正確性與否，同時仿真軟件為動態軟件，PLC控制硬件的動作可在仿真軟件上直觀顯示，與實踐現場無異。如果系統設計過程中出現程序問題或接線錯誤，可利用儀表進行查找，培養學生排除故障的能力。PLC教學中使用仿真軟件，按照設計>驗證>調試>故障排除等步驟，可培養學生養成PLC電氣控制系統設計的思路及方法，達到職業能力中對PLC控制系統的要求。
⑤仿真教學可有效實施項目導向、任務驅動的新型教學方法及手段，根據現場具體的控制要求設計多種控制對象，教學過程中按照由簡入繁、通用到特殊的原則使學生掌握PLC課程的知識點及達到技能要求，切實實現教學做一體。
⑥仿真軟件與職業證書培訓相融合，因仿真軟件靈活多樣的特性，且其與現場實際的高度統一，在PLC相關職業資格證書培訓過程中，可作為培訓的主要手段，保證學生練習的效果，對證書的通過率大有幫助。
3 PLC仿真教學存在的問題
宇龍仿真教學可解決教學過程中存在的諸多問題，但是在細節方面仍有需要改善的環節：一是電氣實踐環節如信號的干擾等問題在仿真中無法實現；二是不同現場環境對低壓電氣的影響如潮氣導致的電氣問題在仿真中無法實現；三是電工工藝的施工標準等在仿真軟件中無法得到練習。
針對第一個問題，可在實訓室中將強電信號和弱點信號不做隔離處理，采用案例教學，使學生理解信號干擾在電路中存在問題；針對第二個問題，可采用仿真教學與現場教學相結合的方式，編程接線等在仿真中重點練習，環境影響導致的電氣問題組織學生去港口現場，由現場技術人員講解環境對電氣的影響，同時可展示現場的具體故障，強化認知；針對第三個問題，在教學過程中可通過與其他課程的交叉學習加以解決，如在PLC學習前首先進行電工工藝課程的學習，使學生掌握電氣施工的標準，在仿真教學中由教師對學生電氣接線的工藝標準予以考核。
關鍵詞：PLC課程；案例教學法；教學模式
PLC即可編程控制器，其是以計算機技術為依托的工業控制領域中的一種應用技術，通過對軟件的改變來對過程進行控制，具有編程簡單、組裝維護方便、體積小、抗干擾性強以及可靠性強等特點。近年來，案例教學法被廣泛應用到該課程的教學過程中，且起到了至關重要的作用。
一、PLC教學中存在的問題分析
PLC屬于應用最廣泛的工業自動裝置與控制系統的關鍵設備，逐漸成為技工院校電氣自動化專業學生的必修課，但就其教學模式而言，還存在諸多問題。
1.理論知識占比較少
以往教師針對PLC教學的效果并不理想，且大部分學生對其的學習僅僅是對某些指令的死記硬背，導致課堂較為乏味，主動性與目標性不明顯，反映到學生今后的工作中時，不能做到學以致用，凸顯出理論知識相對較少。
2.并未注重學生的主體地位
在以往的課堂教學中，發現與解決問題的人往往是教師而非學生。在此種情形的教學過程中，學生只是對所講授的內容機械地聽講，學習主觀能動性較低，因而教學效果不理想。
3.阻礙了學生創造性的發揮
在以往的教學過程中，教師大多采用“填鴨式”的教學方式，且學生往往會產生教師是萬能的想法，直接導致其在處理問題時缺乏自主思考，不利于發揮其創造性，學習的成就感較低。
4.教學中缺乏知識間的有機結合
在以往的PLC教學過程中，課本被視為教學的主要內容，但其在課程安排中，使用方法與功能依次羅列，知識結構不緊湊，導致學生在實踐中解決問題的能力偏低。
5.學生實際應用能力不能較好評估
書面考試是教師對PLC教學成果進行檢驗的最常用方法，雖然可以在一定程度上反映出學生的學習情況，但并不能反映出學生的實際應用能力。
二、案例教學在PLC教學模式中的應用
所謂案例教學法，指的是在教學中將案例應用其中，通過教師講授基本知識、提出問題、組織學生討論以及撰寫案例分析報告等來完成教學過程，以對教學效果進行改善，進而促使學生理論知識水平與問題解決能力的提升，現就其在PLC教學模式中的應用分析如下。
1.Plan――包含教學案例準備與學生分組的計劃準備階段
首先為案例準備階段，教師在對教學案例進行選擇時，首要應考慮的是課程專業培養目標與教學大綱，以確保案例中能夠涵蓋所有的知識點與控制功能，并注重整體性與實踐性，且應來源于實際，并考慮到學生的實際接受能力，將案例拆分成功能各異的小模塊；其次為學生分組，每組4～6人為宜，教師在分組時應考慮學生的知識儲備、性格、實訓設備等因素。
2.Do――開展階段
首先是下達并介紹任務，教師針對PLC課程的案例設計任務進行非雷同的下達，而后由學生對所拿到案例的背景知識、所需功能等進行簡單介紹，此過程中可對企業部門運作進行模擬，增強案例的生動性；其次為案例任務的分解，在面臨綜合性較強的案例時，可以指導學生采用抽絲剝繭的形式將功能模塊劃分開來，最終發現PLC控制功能，并通過小組討論、實驗等步驟來完成對應用的掌握。
3.Check――總結檢查
當小組完成PLC案例設計后，應及時介紹并演示其設計成果，全班學生對其學習、討論與評價后列入成績評估，其間教師可以參與，適當點評或給出建議，學生進行完善后教師寫總結報告，并針對存在的問題提出合理化建議。
4.Action――采取改善措施
教師通過對學生的總結報告歸納與總結，找出成功經驗以供其他學科應用與借鑒，而對其中存在的問題應及時指出改進意見，而后將改進后的案例過程與具體的實施步驟應用到新的案例教學過程中，以檢驗改進措施是否有效。
以洗衣機作為程序設計案例，其設計對于學生而言具有一定的難度，學生很難設計出正確的程序，因而可將其簡化為多個小程序，逐層增加設計難度，這樣有利于促進學生自主思考與創新，其設計思路可設計為：（1）按下啟動按鈕后洗衣機進水直至高水位停水洗滌；（2）正轉洗滌15s后暫停；（3）增加設計難度，即暫停3s后反轉洗滌再反轉15s；（4）增加設計難度，即暫停3s后排水―達低水位時停止并甩干10s―甩干后報警10s并停止，且工作時按下停止按鈕洗衣機能夠立即停止；（5）增加設計難度，即正反轉洗滌后再重復執行3次。
就PLC課程設計而言，并無固定的答案，教師應注重對學生自由探索精神的培養，鼓勵其提出自己的想法。案例教學法在PLC教學模式中的應用，不僅向學生有效地傳遞了教學內容，還大大調動起了學生在學習中的積極性，值得在今后的PLC教學中廣泛應用。
參考文獻：
[1]吳凡.案例教學在PLC教學中的運用[J].蘇南科技開發，2012，10（8）：49-50.