PLC 教学改革探索

孙良

（江苏省昆山市第三职业高级中学，江苏 昆山 2153009）

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，已广泛应用于工业控制领域。随着职业教育的发展，为了适应PLC的应用形势提高学生的就业竞争力，在中职类学校中开设了PLC 课程。PLC 课程在理论与实践应用方面要求较高，而中职学生基础普遍薄弱。如何上好这门课程？现结合本人的教学实践，谈谈PLC 教学的一些体会。

1 明确教学目标

1.1 掌握PLC 课程基本内容

了解PLC的基本结构及工作过程；掌握PLC 基本指令、步进顺控指令及编程方法。

1.2 培养学生的操作技能

通过理实一体化教学法，结合实验课、应用案例、课程设计、仿真练习等环节，提高学生的动手能力，培养学生的创新意识及解决实际技术问题的能力。

2 调整教学内容

PLC 课程一般包括基本结构及工作原理、基本指令、功能指令、步进控制、PLC 通信网络与结构、编程实例等章节，整个课程具有抽象性、逻辑性、综合性、实践性等特点。如果按照课程的编写顺序进行授课，容易造成学生学到编程操作时，前面的基础知识都忘了，编写程序时无从下手又得从头再来，学习效率低下。究其原因主要有两方面，一方面是职校学生基础较差，学习积极性不高；另一方面是课程的开始部分理论性、抽象性较强，学生难以理解印象不深刻。为此，我们可对课程内容进行调整，重点讲解基本指令、编程操作、应用实例。整个课程以实训案例为主线，采用模块化教学法，将课程分为基础知识模块、指令模块、步进模块、综合运用模块四个部分。每个模块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 教学方法改革

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，如何让学生对PLC 这门课程产生兴趣呢？按照认知新事物的客观规律，强调第一印象的重要性，在第一次授课时，先取一个PLC 实物让每个学生感受一下它的外观特点，再通过电动机正反转控制电路进行现场演示，让学生仔细观察并与以前电力拖动中所学的正反转控制电路进行对比，分析出两者之间的相同点与不同点。通过对比分析，学生很容易知道采用PLC控制后，硬件电路连接变简单了，而电路功能却和原来一样，这就是PLC 所起的作用。为了让学生更多的了解PLC的应用，可以列举平时生活中所接触到的PLC 控制例子，如公路上的交通灯控制、高层住宅中的电梯控制、街道两侧的倪虹灯控制，还可以带领学生参观工厂里的数控机床控制、自动生产线上物品的存取控制等。通过演示实验的对比，列举生产生活中所接触到一些PLC 控制实例，一方面让学生对PLC的功能作用有一个初步认识，另一方面也使学生对他所不能理解的现象产生好奇心，从而引发学生学习本课程的兴趣。

3.2 采用理实一体化教学法

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）时，除了要让学生知道端子的功能外，还应把输入端、输出端的电路示意图交代清楚，再通过一个简单的按钮、直流电源使PLC 实现对发光二极管的控制，让学生明确其接线的原理及过程。最后再给出一个直流电动机的控制电路，让学生完成直流电动机、启停按钮、直流电源与PLC 之间的接线。通过现场的讲解、演示及学生的实际操作，使学生很容易就掌握PLC 输入输出端子的作用、原理，以及输入输出端与外部电路的连线方法。又如在介绍基本指令时，假如直接用书上的文字对指令的使用方法及功能进行描述，大部分学生都觉得以理解，学完以后还是不会运用，课堂效率低。所以在讲解基本指令，可以结合一些简单的通断实验进行现场演示，然后再给出实验要求让学生用所学的相关知识进行操作，针对实验过程中出现的问题进行重点讲解，这样通过教师的现场演示，学生的操作提问，教师的答疑，使学生能直观、形象、有效地掌握所学内容。

3.3 PLC 程序教学

编写程序是整个PLC 控制系统的核心部分，它决定了系统的工作流程。由于程序设计相对于硬件设计来讲，具有多变性、灵活性等特点，同样实现某个控制要求，不同的操作者编写出来的程序可能大不相同。所以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。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。⑤不能很好地解决程序中的循环及启停问题。为此，在进行程序设计教学时，要以案例设计为主线，并且要遵循先简单后复杂的原则，按照学生编写→教师讲解→学生提问→教师答疑→学生修改的步骤进行。通过学生在练习中重复遇到→问题分析→问题解决问题的过程，使学生对于指令的功能、编程语法、软元件的使用等理解得更加透彻。对于一些基本的程序单元要求熟记，如自锁互锁程序、单按钮启停程序、灯闪烁程序等，这样不仅可以提高编程速度，还能减少程序出错。另外，在编程练习时，注意培养学生分析问题的能力，使学生学会功能图设计法，即能够根据控制要求画出功能图，再将功能图转化为程序（梯形图）。功能图设计法使整个程序过程变得非常清晰，便于编写与修改。

3.4 综合运用能力

在实际工业生产中，PLC 控制系统主要由输入部分、输出部分、中间处理等几个环节组成，系统中除了核心部件PLC 外还会涉及到传感器、气压或液压传动、机械、电气及计算机方面的内容，具有较强的综合性。为了适应岗位的需求，在教学中应加强模拟实际生产设备控制的仿真训练，如自动生产线控制、机械手控制、物品筛选控制等，仿真设备尽可能多的包括气、电、光、液方面的内容。这样一方面加深了学生对所学内容的理解，提高学生对PLC的综合运用能力，另一方面扩展了学生的知识面，为适应岗位需求奠定了基础。此外，对有条件的学校，还可让学生进入生产第一线，参与到项目开发、设备检修、设备维护等实际工作中去，真正做到零距离上岗。

4 考核方式改革

对学生的成绩考核是整个PLC 教学的重要组成部分，合理的考核方式可促进学生的学习热情，有利于学生对知识与技能的掌握。PLC 课程的考核内容包括过程考核（平时考核）、学习反思、综合测试三个部分。重点强调过程考核，过程考核是根据每个学生对各个学习模块的学习态度、操作过程、完成结果进行评价，并结合学生的提问及学生回答问题的情况给出平时成绩。学习反思是指在每次完成一个学习模块后，要求学生对于这个阶段的学习状况写一份自我评价，找出自己满意的地方及不足之处，通过自评使学生更加了解自己，明确自己的努力方向，激发学习的积极性。综合测试是在课程结束或进行到一定程度时，给出任务要求让学生独立完成连线、编程、调试等工作，根据任务的完成情况并参照评分标准给出综合成绩。综合测试可以检验出学生对PLC 课程知识的掌握、PLC的综合运用能力及学生的动手能力。

[1]张宏林.PLC 应用开发技术与工程实践，2008.7.

[2]王万丽.PLC 原理及应用，2008.6.

[3]宋伯生.PLC 编程理论、算法及技巧，2007.9.