在PLC梯形图教学上对初学者的几点建议

潘绍炜

【摘要】梯形图是PLC使用得最多的图形编程语言，是PLC的第一编程语言，是学习PLC编程的关键内容。因此，对于初学者来说，尤其是对相关专业的中职生来说，PLC梯形图的学习是一个十分重要的内容，更是学习PLC编程的关键。但是，对于一个刚学习PLC梯形图的中职生来说，学习中往往会出现一些令人难以理解的难题。为了让学生更生动形象、更容易地学习和理解梯形图的相关知识，本人结合多年的教学经验，以三菱FX2N可编程控制器为例，对关于如何学习PLC梯形图提出一些建议。

【关键词】初学者;梯形图;编程

一、对于初学梯形图的学生经常出现的问题

第一，混淆PLC梯形图的元件符号与电子技术元件符号。在市面上的学习资料和中职学校的学习用书中，关于梯形图这一章节的学习内容，大部分的介绍过于简单，很多都是直接写出梯形图的定义和作用，有的书本甚至没有介绍梯形图的相关特点，特别对于一些常用元件，如：常开/常闭触点，输出线圈，都是直接画在梯形图上。有些元件符号与电子技术的符号是相同的，但表示的意思却不同，这对于初学者来说，是很难理解的，甚至有部分中职生就此放弃这门学科。

第二，书本上部分的专业名词过于专业化。PLC是二年级相关专业的专业学科，例如：电子专业就一般在二年级时开设PLC学科，同时数字电路也是在二年级才开设。但对于刚学PLC的学生来说，数学电路上的名词还未搞明白，就直接套用在PLC的书本上。如，“与”“与非”“或”“或非”等名词，造成学生的记忆和理解困难。其实，“与”“与非”“或”“或非”等名词，无非就是串联关系或并联关系，如果教师在上课时不加以解释，学生就会听得云里雾里，这不利于日后的学习。

第三，学生不能理解梯形图程序的逻辑关系。对于初学者来说，PLC是一门新学科，尤其是在学习梯形图编程时。因为编程是一种逻辑思维过程，而PLC程序就是由元件之間的因果关系组成的，所以在程序运行过程中，PLC是在执行一个个因果关系。于是，学生在学习梯形图编程时，很难理顺各个元件之间的逻辑关系。而对于教师来说，这也是一个教学难点。

二、针对初学梯形图的学生存在问题的解决办法

1.通过对比法的教学方法，让学生熟悉PLC梯形图的元件符号

梯形图有特定的元件符号，而且有部分符号与电子技术基础的符号相同，如图1，同样的符号，但在PLC表示为常开触点，但在电子技术上表示为电容。对于初学者来说，这两者很容混淆。在PLC与电子技术表示相同的元件时候，往往用不同的图示表示，如图2，同样表示灯泡，在PLC上 同用圆圈的符号表示（有个别书本会用小括号表示），而在电子技术上用传统图示的表示方式。因此，在梯形图的教学上可以用PLC的元件符号与电子符号作对比教学，罗列出相同点和不同点。这样的对比教学，有利于学生对梯形图元件的理解和加深记忆。

图1 相同的符号 不同的意思

图2 相同的元件 不同的表示方式

2.以电子技术知识为框架，分析梯形图的特点

梯形图有专用的符号和特定的原理，对于初学PLC的学生来说较难理解各元件在程序中的作用。但是，学生对于电子电路的知识还是相对熟悉的，因此，我们可以将电子电路的相关知识，模拟代入梯形图中，让学生在学习上更容易上手。如下图3和图4所示。

图3 PLC梯形图

图4 电子线路图

我们可以将梯形图的左母线和右母线，看成电源的正极和负极。当常开触点X0闭合时，梯形图就可以理解成电流从正极出发，流经常开触点X0，常闭触点X1和输出线圈Y0，再流回负极，这样电路就形成回路，线圈Y0得电。如果Y0是灯泡的话，那么就会点亮。按照上述的教学方法，有电子基础的学生，就能很容易理解PLC梯形图的结构特点和各元件的作用，更利于日后更深入的学习。

3.利用分析电力拖动控制线路的方法，让学生模拟PLC梯形图的程序运行

电力拖动的电路特点是通过控制继电器的得电，使其相关触点闭合或断开，从而实现电路的控制功能。其实，PLC和电力拖动在控制方面有很多相似之处。如下图5和图6所示。

图5 自锁控制（电力拖动）

图6 自锁控制（PLC）

图5是电力拖动典型的自锁控制线路，其主要通过停止按钮SB0和启动按钮SB1，控制继电器KM1，从而实现自锁控制。我们可以通过下面表格将图6的梯形图，代入电力拖动电路分析。

学科

元件 PLC 电力拖动

常开按钮

常闭按钮

线圈

自锁触点

图7 元件对照表

那样，梯形图的工作原理就可以理解为：启动按钮X1和停止按钮X0，控制线圈Y1，从而实现自锁控制。当启动按钮X1闭合时，线圈Y1得电，Y1常开触点闭合，线圈Y1保持得电自锁;当按下停止按钮X0时，线圈Y1失电，Y1常开触点断开，线圈Y1失电;这就是PLC典型的“启—保—停”控制。

如果采用上述的学习方法，学生理解梯形图知识就简单多了。而且这种通过代入或模拟运行的方法，也适用于梯形图的其它元件的控制。如，辅助继电器控制、时间继电器控制等。但是，在这里教师必须要向学生强调PLC和电力拖动的不同点：PLC梯形图的元件是模拟信号，可以多个存在;电力拖动是实物元件，是唯一的。千万不能让学生以为，PLC相对电力拖动来说只是换了个符号而已。我们在教学中，可以通过对比的方法，让学生明白两者的共同点和不同点。我们只是运用电力拖动的思维方法，去学习PLC梯形图的原理。

通过上述的教学方法，学生不但能在梯形图的学习中有更清晰的思路，而且能通过旧知识带动新知识，新知识又反过来巩固旧知识，从而将本专业的知识点串成一线。这样学生在专业的学习中，不会感到学习的枯燥无味，反而会产生学习兴趣，进而形成良性循环，为日后学习更深入的编程打下坚实基础。

参考文献：

[1]廖常初.FX系列PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2]胡学林.可编程控制器教程：基础篇[M].北京：电子工业出版社，2003.

[3]杨少光.可编程控制器应用基础[M].广东：高等教育出版社，2005.EC981DC7-23FF-4121-99F7-27456F8637B4