《ＰＬＣ技术及应用》课程教学改革浅析

杨　燕

(西安思源学院陕西西安710038)

摘要本文在分析《PLC技术及应用》课程的地位和改革意义的基础上，提出了教学改革的具体措施，一是使用辅助教学手段，增加学生感性认识；二是利用组态软件，增加实验的直观性；三是以PLC为核心，组合相关课程形成系列化的实训；四是开展专业技能测试和设立课外兴趣小组，以全面提高教学质量。

关键词PLC技术；课程改革；具体措施

可编程控制器(Programmable Logic Controller)作为工业专用的计算机，1969年诞生于美国，虽然它只有四十年的发展史，但是因其具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点，使得PLC已经广泛应用于机械制造、数控、轻工业、汽车以及石油化工等行业。尤其是工业以太网和现场总线网络在PLC中的实现，使PLC在工业控制领域扮演着十分重要地角色。

一、《PLC技术及应用》课程的地位和改革意义

《PLC技术及应用》是一门实践性很强的专业课程，在普通本科和高职高专院校中的电类专业都设置了这门课程。但是以往的教学模式存在不足，主要体现在以下几个方面：

1、历史沿革

PLC是有继电器-接触器等电磁控制系统发展而来的，以往教材中只讲述PLC技术部分，而未涵盖传统的电气控制部分，当学生在工作中接触到该方面的内容时，对电磁系统的工作过程不理解，就无法有针对性的编程。

2、课堂教学环节

大部分学校课堂教学仅仅停留在板书阶段，讲述过程比较枯燥，且由于受板书的限制，不够直观，信息量小，演示不便，不利于学生感性认识。

3、实验环节

学生在模拟实验台上进行实验，虽然部分实验已接近实际应用，但是还有很多实验不够直观。为了增加感性认识，必须将大量的时间用于参观工厂或者是派学生到工厂顶岗实习，但是往往客观条件不允许，实施困难。

4、实训环节

我国的传统教学模式每门课都是独立设置，学生很难将几门专业课结合起来做综合性的实训。但是PLC作为控制核心，它本身在电气控制系统中具有枢纽的地位，如果能将其综合利用在实训教学环节中，能充分发挥其优势，教学效果将大大增强。

所以针对以上的不足，增加实践教学单元和广泛利用辅助教学手段显得尤为重要。课改应从课程和实践环节两方面下手进行。

二、《PLC技术及应用》课程改革内容

1、课程教学内容改革

在以往的高等学校《PLC技术及与应用》课程中，只讲述PLC的原理、组成及以某厂家的PLC软硬件为例进行课堂教学和实验。学生在此之前很少接触电气控制的内容，对继电器－接触器控制线路没有认识，所以也不会了解到PLC正是将硬接线改造为“软接线”的计算机，没有继电器-接触器控制线路的知识做基础，学生往往在学习时认识不深。

目前将此课程内容改革为电气控制系统和PLC(可编程控制器)应用两部分。在电气控制系统部分的课程内容设置上，以生产实际需要的典型控制环节电路为重点，培养学生典型控制环节电路的安装配线、电路调试以及电路故障检测和维修能力；在PLC应用部分的课程内容设置上考虑到目前电气自动化行业的发展现况，选用市场占有率高的PLC产品为例，以生产实际需要的基本指令为重点，训练学生基本指令的编程方法、输入方法、硬件电路设计、安装调试等，通过大量的实践性实例培养学生的PLC综合应用能力。

课堂教学中开展“以案例为中心”的教学研究，使教学与实验结合为一体，避免课堂与实验环节脱离的现象。也可根据本校实际情况，开展“项目”教学，以实施一个完整的项目来进行教学活动，以达到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。

2、使用辅助教学手段，增加学生感性认识

在传统的板书授课模式下，讲述过程由于受板书的限制，不够直观，信息量小，演示不便，不利于学生感性认识。多媒体是目前广泛使用的教学手段，利用多媒体制作文字、图片、声音和FLASH动画演示，不仅带给学生很强的视觉、听觉冲击，吸引其注意力，加深印象，而且能在短时间内给学生传输大量的信息。但是这种辅助教学手段使用不得当，往往会适得其反——“老师照PPT宣科，学生昏昏欲睡”；或者学生上课如看电影，下课如电影散场，没留下多少印象。所以在教学过程中引入多媒体手段，一定要注意与传统板书结合。

对于板书中无法准确表达的大量案例演示，程序运行等可以使用图片或动画的形式讲述。例如，学生在理解接触器的线圈得电和触点闭合之间的关系时，最适合采用Flash动画形式展示给学生，这种方式增加了学生的学习兴趣，使原本很枯燥的学习变得生动起来。

对于继电器－接触器控制线路的设计方法和PLC程序设计方法和过程，则应以板书为主。如果将设计好的程序直接以幻灯片的形式演示出来，学生没有一个思考的过程，很容易忽略重点，把设计过程变成验证过程，不利于达到教学效果。例如，在使用经验设计法设计电路过程中，应先板书分析启停条件和自锁条件；然后分析是否需要延时；最后分析互锁和保护条件。开始设计时不要一蹴而就，应分步进行，使学生能循序渐进的完成设计过程。板书的设计过程比利用幻灯片更能吸引学生的注意力，而且节奏慢有利于学生思考消化。

传统的板书教学模式与现代的多媒体教学相结合，使《PLC技术及应用》的课程教学图文并茂，达到了很好的教学效果。

3、利用组态软件，增加实验的直观性

目前很多自动化公司开发了适合工业监控使用的组态软件，例如国内开发的“MCGS组态软件”都具有与多厂家PLC通讯的能力。利用计算机设计人机界面与PLC的数据进行交换，能够将工业现场的情况实现动画显示，并可将有关数据生成实时曲线，而且组态软件还具有打印报表，操作菜单设计，外设连接，运行测试等功能。

由于实习条件的不足，学生对工业现场的感性认识缺乏，组态软件的出现使学生又多了一个了解工业现场的机会。在PLC的学习中，可以穿插学习组态软件，使两者有机结合，相互促进。这样不仅是学生又掌握了一项组态软件编程技能，而且画面直观、真实，更接近工业现场。学生甚至还可以利用业余时间自己编程，不必将实验局限在实验室中，多了练习的机会，将对培养学生的学习兴趣起到很好的作用。

4、以PLC为核心，组合相关课程形成系列化的实训

工程实践能力的培养是多方面的，为了培养学生全面实践能力。可以利用PLC在工程中的核心控制地位，将 “传感器与检测技术”、“电机及拖动”等专业课有机的结合起来。在实训中可以将变频器、传统的

继电器接触器控制、电磁阀、电动机、计算机通讯、人机界面等和PLC融合在一起，实训项目与实验内容相结合，融机械、电气、液压等实训为一体开展多学科的能力训练，才能培养出高素质的人才。

5、开展专业技能测试和设立课外兴趣小组

PLC的编程和硬件设计应作为“自动化”和“机电一体化”等专业学生的主要专业技能开展专业技能测试。在规定的时间内，学生随机抽取试题，按照控制要求独立完成PLC硬件和软件的设计、调试。另外设立课外兴趣小组，充分利用业余时间和学校的实验设备，给学生以自我提高的机会也很有必要。

总之，大学教育不是单纯为了学好某一门专业课，更重要的是怎样能使学生成为该专业全面的技术性人才。《PLC技术及应用》这门课能将多门专业课有机的结合起来，全方位的培养学生的工程实践能力，通过强化学生技术应用与解决现场技术问题的能力，从而培养学生的创新能力。

参考文献

[1]朱胜昔．项目教学法在PLC教学中的应用．职业教育研究，2008．

[2]阮友德，邓松．PLC基础实训教程．人民邮电出版社，2007．

[3]廖常初．PLC编程及应用第二版．机械工业出版社，2005．

作者简介

杨燕(1971-)，女，西安人，讲师，西安思源学院机电学院自动化教研室副主任，研究方向：过程控制与运动控制．