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PLC實踐應用與中職教學有效結合

摘要：PLC是一門實踐性很強課程，本文主要從PLC課程教學實踐應用的重要性出發，分析了PLC實踐教學在教學中的優勢，并對如何實現PLC實踐應用與中職教學的有機結合闡述了筆者的觀點。

一、中職課程教學PLC實踐應用重要性

早在2006年，國家勞動和社會保障部就發布了目前國內12個緊缺型人才需求，PLC系統編程設計師崗位就位列其中，根據有關部門預測顯示，到2011年止，PLC技術型人才缺口將達到15.4萬。國內人才市場對專業PLC技術人才的需求也越來越大。所以，各大高職、中職院校要加大電氣自動化、機電等專業的PLC實踐應用教學的力度，強調理論與實踐相結合的教學模式。

目前，國內很多的高職、中職院校對PLC的實踐應用教學非常重視，但是由于學生對理論知識的掌握程度有限，這些院校自動化專業畢業學生大多數都從事自動化設備的維護以及設備的自動化改造方面，而真正涉及PLC程序開發應用的專業人才卻非常少。但是PLC程序設計屬于緊缺型人才，教學結果與社會需求產生了矛盾。因此，各大高職、中職院校在PLC理論課程教學中，加強PLC的應用實踐課程的教學，從而達到培養專業的應用型人才的目的，使學生不僅具有較強的理論知識，同時也具備應用實踐能力，最終為社會輸送PLC程序設計專業型人才，為科技的發展做出貢獻。

二、PLC實踐在教學中的實施

在高職、中職院校傳統的PLC教學課程當中，都采用傳統的教學方式開展該課程的教學任務。在進行課程教學的PIE教材編寫時，一般是按照基本原理、基本指令、基本應用以及基本操作等四個獨立的章節來完成的。教材也按照結構的嚴謹性進行編寫，在課程開始時，教師也按照教材的順序進行教學，首先進行基本理論的學習，接著學習基本指令，最后才開始應用的教學。這樣一來當學生學習到應用課程時，前面的理論知識已經發生脫節，然后又要開始重新的理論學習，導致了學生PLC實踐應用學習效果不高，應用能力也得不到提高。

1、PLC在機械加工教學中的具體應用

在PLC課程的開始前，先準備好機械手本體、氣動控制系統以及PC - PLC監控系統，機械手臂主要由基座、手臂以及手爪等幾部分組成，在實踐時分別要求完成機械手臂的扭轉、升降、手爪翻轉、手臂伸縮和手爪夾持等動作。上述動作的實現是由氣缸驅動完成的，由PLC的遠程控制實現電磁閥的動作，操作界面按鈕通過用戶程序與PLC以及各電磁閥的線圈相連接，實現遠程汽缸控制動作。每個氣缸控制按鈕數量與電磁閥的線圈數是對應的，比如：三位五通閥有三個控制按鈕、二位五通閥有兩個控制按鈕。機械手機的控制信號則是通過與PLC進行的實時數據交換得到的，也就是PLC的端子的實時工作狀態。同時，在界面顯示區，顯示機械手臂運動氣缸的活塞桿位置狀態，觀察其是否到達了左右極限。從而達到機械手臂的上移、下移、夾緊等動作的實現。

2.PLC 課程的學習模式。

根據實踐應用與理論知識相結合的方式進行PLC的知識講學，這樣既可以使學生掌握理論知識，又可以在實踐中掌握設計技能。PLC一個重要的特點就是其綜合性，一個實際的自動化系統結構是非常復雜的，往往包含了機、電、液、氣等內容，而且具體的控制要求也根據其行業的不同而不同，有些在理論上可以實現的控制程序運用到實際中不一定可行。但是，如果采取了實踐應用與理論知識相結合的教學模式進行，起到的教學效果就完全不同。中職院校在進行PLC的教學時可以結合實際的工程案例進行，讓學生在實際應用中，學會PLC的工程實際設計方法，從而掌握了PLC技術在實際工程中的應用，提高其技術水平與應用能力，真正實現畢業生PLC應用技術的實踐教學任務。同時，也可以培養學生的創新意識，根據具體的工程實例進行具有自身特色的實際應用，從而實現才人的創新需求。

3、PLC課程的教學模式。在PLC實踐應用教學模式中，教師可以利用現有的PLC實驗室進行一體化教學。在實PLC應用實踐教學過程中，首先由教師講解模擬系統的控制要求以及預備知識，并對編程思路進行分析，然后交給學生自己上機設計調試程序，最后，再由教師進行程序的指導、修正。讓學生學習到了理論知識所無法學習到的寶貴經驗，對PLC的理論知識更加理性化、明細化。這種PLC應用實踐教學不僅可以充分的挖掘學生的學習熱情，更能培養學生的實踐動手能力以及應變能力。

三、如何實現PLC實踐應用與課程教學有機結合

1、改革傳統教學模式，實施項目教學方法教學

在實施PLC項目教學過程中，教師可以具體的給出PLC控制的相關要求，讓學生進行積極的動手及操作，例如：采用三菱FX系列PLC實現機械手臂的控制，所提出的要求有：實現機械手臂的上移、下移、夾緊等控制以及實現機械手臂故障警報控制。采用實際案例進行項目教學，其根本目的是當學生在完成這些教學任務后，可以更加熟悉的運用PLC在進行實際應用的中的控制，并且在教學任務中掌握其基本的位操作指令，以及掌握基本元器件型號選擇。最終掌握PLC的基本控制操作步驟。針對以上教學要求及任務，教師可以制定以下的教學實踐步驟：

（1）進行分組討論。將學生按小組進行項目的討論，并根據要求設計出方案。同時教師也應參與以便了解學生的實際情況，并指導學生進行設計PLC控制的基本步驟，如怎樣分配I/O口；怎樣設計電氣原理圖以及程序編制過程中應注意的問題等，并由小組提出自己的方案設計意見。

（2）實踐項目的計劃與安排。根據各個小組所制定的方案，對各小組進行分工，并對各項控制項目的開展做出計劃步驟。

（3）實踐項目具體實施。根據各小組做出的計劃與方案安排，進行具體任務的實施工作。

（4）項目完成過程中的質量控制。在整個項目進行過程中，教師要對操作設計過程進行全程的跟蹤控制，及時的分析與解決學生碰到的難點，讓學生自己判斷問題的根本原因，并動手解決實際碰到的問題，培養學生自主實踐與問題分析的能力。

2、結合院校網絡，實行遠程監控

PLC輸入輸出信號之間的關系可以通過仿真軟件的界面中直接體現，但是對于較復雜的程序來說，就不能在仿真軟件界面直接顯示了，比如數模轉換、步進電機的轉速監測等信息，這就需要用到遠程監控技術了。隨著PLC技術的不斷完善及發展，PLC與其他的工業控制計算機網絡相結合，形成大型的網絡控制系統是可編程控制器技術的發展方向，所以，在PLC應用實踐教學過程中，要解除時間及空間的限制，借助中職院校的校園網絡平臺，形成大范圍的遠程監控系統。運用現場總線與以太網相互結合的通信方式，將PLC教學過程中的現場數據高速傳至監控計算機進行分析與管理。主站運用PLC控制模塊，運用以太網模塊來完成主站的控制與連接，以達到遠程控制PLC設備、調速變頻器設備以及伺服電機設備的目的。數據將通過以太網送到上位機監控系統，該系統將對數據進行分析，同時，可將上位機監控系統發出的各類指令傳送至對應設備，進行控制。

3、改善考核方法，開展實際活動

對學生考核成績的擬定，要根據理論分與實踐分數相結合的方式進行，特別是對于PLC這種實踐性很強的課程，不能僅僅掌握理論知識，而忽視動手實踐能力。因此，必將改進學生考核制度，將實踐設計考核列入考核范圍，對專業技能考核一定要在教師選題范圍之內進行，并根據題目的具體要求，來完成程序的設計、編寫、運行、調試等步驟，從而達到PLC應用實踐的考核目的。PLC專業教師也應該經常開設一些興趣小組以及科研活動，并要求學生參加學校組織的工廠實踐活動等，讓學生真正了解到PLC設計者的工作環境以及崗位實際需要等。

四、結束語

中職院校PLC專業教學的目的，是培養學生集維護、安裝、設計等相結合的技能性人才。采用PLC應用實踐教學方法，通過PLC教學設備讓學生真正了解到PLC設計的實際步驟，在實踐中完成理論知識的消化與吸收，不僅激發了學生的學習熱情，而且培養了學生的實踐動手能力，優化了教學過程，培養了PLC專業實踐型人才。

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