PLC控制系统设计实训课程改革探索

许清媛（中山大学南方学院，广州　510917）



PLC控制系统设计实训课程改革探索

许清媛
（中山大学南方学院，广州510917）

摘要：

关键词：

PLC控制系统；工程教育专业认证模式；工程应用技术人才

0　引言

目前，政府对产业结构发展的设想和纲要中电气控制类产业迫切需要大量的可编程控制器（PLC）技术领域的优秀专业应用型人才，尤其是满足创新应用的PLC工程技术人才[1-2］。中山大学南方学院是一所多学科，教学应用型本科独立院校。独立学院的办学定位和特色旨在服务社会生产和地方经济发展需要，它们坚持为地方经济建设和社会发展培养和输送满足生产、服务、管理第一线实际需求的应用型人才，重在根据地方经济发展需要培养具有创新思维、实践能力和创业意识的高素质应用型、复合型人才[3］。

这里根据工程教育专业认证模式进行PLC控制系统设计实训课程改革，重在工程技术能力的培养。突破以往PLC控制系统设计实训课程的不合理性，以期能够提高学生的学习兴趣，以项目式的工程化训练方式开展课程，进行周周不同任务不同考核，组长负责制，促使学生积极主动投入课程实训。坚持以应用为目的，加强校企合作，以期将学生培养成能够解决PLC控制系统生产、建设、管理和服务一线现场问题的、适应社会经济发展需要的、有较高专业素养、知识面宽，实践能力强、品德素质高、具有时代特征和创新创业精神的卓越应用型PLC专门人才。

1　改革内容

这节内容主要讲述项目式的工程化实训课程大纲，实训过程和方案。

1.1修订PLC控制系统设计实训课程大纲

在工程教育理念的指导下，按照工程教育专业认证模式的教学要求修订PLC控制系统设计实训课程大纲。确定了我们的实训以项目为载体，在项目实施过程中需要具有系统性、实践性、创造性，从而培养学生具有PLC控制系统的基础知识、工程能力、创新能力、合作能力。另外配套完善了《PLC控制系统设计实训指导书》，在实训指导书中给出了20个可选项目，及对应的考核方法。20个项目如表1所示。

1.2项目式的工程化实训过程

打破以往教师手把手教学的实训方式，坚持项目式的工程化训练。课程一开始就让学生分组，三个人一组，其中一人为组长。分配好对应的电气控制柜并编号，实训过程不能任意换机器，只能用自己的机器进行所有实训。接下来给学生讲解实训的过程（如图1），并让学生根据自己的能力和兴趣选择实训指导书中的一个项目作为PLC控制系统设计实训的项目和任务，实验室提供对应的耗材和设备。

表1　PLC控制系统设计实训选题

图1　项目式的工程化实训过程

每个小组的项目选定后，根据所选项目自行制定基础项目目标、综合项目目标、创新项目目标，并由教师审核和修改。每周进行项目进度核查，鼓励按时完成任务并学有余力的学生进行创新实训和验证；有效督促进度较慢的学生充分利用时间，加强学习和实训。

1.3实训与项目结合

项目引导式教学方法以培养学生获取分析问题，解决问题的能力，实施框架如图2所示。

第1步：每个小组根据自己选择的项目进行讨论和任务分解。每组三个人分别饰演项目中的甲方、乙方和中间方。甲方负责根据所选项目的功能要求，提出具体的PLC控制系统目标和细则，乙方负责根据实际软硬件条件，承接甲方提出的PLC控制系统要求，中间方负责权衡和两边协调。这个步骤需要学生自主自觉查阅相关的所选控制系统的工程资料，完成项目的任务分解和功能制定。讨论的结果需给出具体的实施方案和实施预期结果，形成文档交给教师审阅。教师把关项目组学生是否简化或者复杂化该PLC控制系统的实际控制目标，初次确定项目目标书，交由学生负责完成设计与实施。

第2步：每个小组完成所选项目的基础项目目标内容。这部分内容是以项目为依托进行基础训练，仅能完成项目的一些基本功能。由于每个组的项目不同，非常有新意也让学生不能偷懒，必须主动学习。学生可以一边实践一边收获PLC控制系统设计的软硬件知识，例如熟练应用STEP7编程软件和组态王软件，掌握软硬件调试办法，掌握电气控制系统硬件知识（接触器、继电器、电机等的应用）。基础项目目标完成后，由教师进行验收，并撰写阶段性成果文件。拖后腿的学生需要及时审查自己哪里出了问题，不断进步和学习。

第3步：每个小组完成所选项目的综合项目目标内容。这部分内容以项目为依托，重在PLC控制系统设计的工程化学习。完成对应项目的电气控制原理图、电气控制系统元件位置图、电气控制系统接线图。并鼓励学生尝试使用PLC控制系统设计的不同编程方式，重点是定时器、计数器等的应用，及人机界面的动画设计。这部分内容完成后需要提交所选项目的电气控制原理图、电气控制系统元件位置图、电气控制系统接线图和对应项目的设计报告文档。

第4步：有兴趣和能力的小组完成所选项目的创新项目目标内容。主要涉及PLC控制系统设计中的中断、子程序、模拟量、通讯等的应用拓展。由于这部分创新内容是PLC控制系统设计实训中学生自己设计的且比较感兴趣，所以往往课时不多，但效果较好。因为这个阶段的学生学习兴趣浓厚，且具备了较好的解决问题的能力。创新项目内容完成后，需要提交对应的设计文档和效果图。

第5步：学生自查自评。根据第1步中的项目目标书进行自查自评，是否完成，效果如何，并根据最终的完成情况修改项目目标书和对应的设计文档，提交备案。

图2　实训方案

2　结语

本文总结了以工程教育专业认证模式进行PLC控制系统设计实训课程改革的具体实施方法和过程。以实际PLC控制系统项目为背景、以工程技术为主线，打破传统千遍一律的实训内容和实训方式，采用一组一个项目的方法，贯彻项目式的工程化实训方法。依据学生兴趣与能力的不同，制定基础项目目标、综合项目目标和创新项目目标，极大地激发了学生的学习积极性，以期通过实训能够培养符合电气系统控制行业标准的PLC工程应用人才。

参考文献：

[1］潘懋元.应用型人才培养的历史探源[J］.江苏高教，2009（1）：7-10.

[2］李伟明，邵辉，蒋必彪等.工程应用型创新人才教育本质思考与实践[J］.中国高等教育，2011（10）：54-55.

[3］杨智，陈荣军，许清媛等.电子信息类卓越工程师培养模式探讨[J］.武汉大学学报（理学版），2012（58）：9-12.

The control system design training of Programmable Logic Controller（PLC）is a curriculum consists of comprehensive，systematicness and innovation，therefore，it can fully cultivate the students’engineering quality and ability.The concept of engineering education professional accreditation mode and engineering thinking are implemented in the curriculum reform.By centralized training on learning ability，practice ability and innovation ability in the project process，it can better cultivate outstand PLC engineering technical talents who has solid foundation and innovative PLC applications.

Keywords：

The Control System of PLC；Engineering Education Professional Accreditation Mode；Engineering Technical Talents.

Exploration on the Control System Design Training Reform of Programmable Logic Controller

XU Qing-yuan
（Nanfang College，Sun Yat-sen University，Guangzhou 510917）

Abstract：

可编程控制器（PLC）控制系统设计实训是集综合性、系统性和创新性于一体的课程，能够充分锻炼学生的工程素养和工程能力。该课程改革采用工程教育专业认证模式的思想进行，以项目式的工程化思维训练学生的学习能力、实践能力和创新能力，能够较好地培养基础扎实且富有创新力的PLC工程应用技术人才。

文章编号：1007-1423（2016）15-0015-03

DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2016.15.004

作者简介：

许清媛（1986-），女，硕士，讲师，研究方向为电子电气教学和控制工程与迭代学习

收稿日期：2016-03-15修稿日期：2016-05-15