可编程控制器论文

中职学校可编程控制器创新教学实施方案之案例教学法刘润田广东省佛山市顺德区陈村职业技术学校 邮政编码：528313摘要可编程控制器课程是理论性与实践性均很强的课程，因PLC可应 用的指令较多，传统教学采用逐个指令的使用讲解为主，先介绍基本指令、再讲 授高级指令，很难从根本上提高学生学习质量和实效性。为加强中职学生就业竞 争力，我们创新教学，实施了将实际案例引入到教学过程中，并在每一个案例中 实施实习实训教学，在应用中学会指令的应用，从实施的效果看，大大地提高学 生的各种技能，包括独立思考、独立操作、创新等方面。本文以可编程控制器 课程教学的一个案例为例，论述在课程教学中如何实施创新教学，从而有效地提 高教学质量。关键词可编程控制器 创新教学 案例教学法一、引言：可编程控制器简称PLC，是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的 一种新型、通用的自动控制产品，具有功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于 编程及适应工业环境下应用等一系列优点，近年来在工业自动化、机电一体化及 传统产业技术改选等方面得到越来越广泛的应用。为适应当前社会生产技术需求， 许多中职学校自动化控制、机电等专业都开设了本课程，这在一定程度提高学生 的就业竞争力。但由于本课程涉及的知识点较多，传统教学大多先介绍 PLC 的概 述、基本组成和工作原理，再介绍 PLC 的硬件及软元件，跟着述说其基本指令和 其他功能指令，最后才讲述少数的实例，千篇一律的逐章讲授，这种传统的“填 鸭式”的讲授方法势必让学生会对学习产生厌烦情绪，大大降低教学的实效性。 如何更有效地让学生掌握本课程的基础理论知识和操作技能，我校改革创新一套 切实可行的教学实施方法，就是在课程教学中引入实际案例，利用案例中可能用 到的指令，结合实习实训教学，让学生独立体会及分析 PLC 指令的应用。通过这 种教学方法，符合学生学习过程中的心理特点及其活动规律，大大提高学生的学 习兴趣，充分发挥学生学习的主动性，更重要的一点是可培养学生实际问题解决 的思路，学生的的确确地掌握专业技术与技能。二、案例教学法概述与含义：案例教学法的开创/应首推美国人蓝德尔(Christopher Columbus Langdell) 在法学教学中的应用。其作为哈佛法学院的院长在1870年对美国法学教育进行大 规模的改革，其中一项就包括案例教学法。朗代尔曾在一书的前言中说到：“有效 地掌握这些原理(指法律)的最快和最好的如果不是惟一的途径就是学 习那些包含着这些原理的案例。”案例教学法在以能力、素质培养，特别是思维的 培养方面有着成功的经验，在提高法学教育质量起到了明显的效果。根据实际教 学应用，案例教学同样也适合于中职学校的可编程控制器课程教学。案例教学法是指教师通过设置一个真实的或虚拟的、富有启发性的情境，通 过此情境，促进学生讨论思辨，从而掌握教学知识点，并培养和提高学生其表达 能力、思维能力和分析解决问题的能力的教学方法。案例教学法可分为以探讨实 际个案为主的具体个案教学法及以探讨虚拟情境为主的仿真个案教学法。在可编程控制器课程的教学上，学生不可能在学习期间学完所有的指令， 教师也不可能脱离实际逐条讲解 PLC 的指令，应在课程教学中，创新思维，创造 性地渗透案例教学，以培养学生具有实际操作能力为主，培养学生具有独立思考 能力、综合分析问题与运用知识推理的思维能力，那他们就能更好地适应社会的 需求，并且不断得到提高。三、案例教学法在可编程控制器课程中的实施：在运用案例教学法时，可编程控制器课程可引入的个案有很多，教师要善 于设置个案，引导学生思维，适时地进行案例讨论，并通过相类似个案的练习，从而不断提高学生的理论知识与操作能力。小车自动往返控制线路是实际生产机 械运动的典型控制线路，在实际生产中广泛应用。本文就以此典型案例为例说明。（一）典例分析：1、典型案例控制要求：某小车由电动机M控制，启动后，可在SQ1与SQ2范围内可自动往返，其示意图如图1所示。其传统电气控制线路原理图如图2所示。线已不成问题，但如何用PLC来控制实现，就是本门课程的重要内容。2、案例实施：1）教师先启发学生了解一些够用的基本指令，结合实际进行适时的讲解，包 括LD、OR、AND NOT、OUT、END等基本指令。再将PLC的主要设计步骤要 求具体化，包括输入、输出点的分配， PLC 型号的选择、外部接线、编程设计、 运行等环节。2）具体解决步骤如下。第一步：根据控制要求列出PLC控制的输入输出分配表。（以欧姆龙PLC为 例）输入分配表输出分配表输入电器输入点输出电器输出点正转起动按钮SB100000正转接触器KM101000反转起动按钮SB200001反转接触器KM201001停止按钮SB300002行程开关SQ100003行程开关SQ200004过载保护继电器FR00005根据输入输出分配表可看到，本控制需要的 I/O 点数为 5/2，共 7 点。本环节重点是让学生掌握PLC的通道概念，输入、输出继电器的编号等问题。第二步：学习硬件接线。画出接线图，如图 3 所示。学生根据接线图完成接线。在这部分， 学生会很难理解按钮或行程开关的常闭触 点问题。为了攻克这个难关要将 PLC 的触 点、按钮的触点、热继电器的触点相比较， 充分明晰他们的作用。SB1L0000001000SB2LU00001SB30000201001SQ100003SQ200004FR00005comcomm KM2M1电源J-220VKMI第三步：梯形图介绍与指令的学习。教师根据电气控制线路图直接转换成梯形图，并进行优化，得出如图 4 所示 的梯形图。此过程中渗透 PLC 的常开、常闭触点介绍，梯形图的梯级介绍，梯形 图的编程规则介绍。然后写出指令表：序号指令数据序号指令数据1LD000009OR010012OR0100010OR000033OR0000411ANDNOT000024ANDNOT0000212ANDNOT000045ANDNOT0000313ANDNOT010006AND0100114OUT01001NOT7OUT0100015END8LD000013、案例反馈：通过本个案例，让学生从实际例子中学会选择型号、接线，理解 PLC 的基本 应用，重点是LD、OR、AND NOT、OUT、END等指令的使用。同时掌握欧姆 龙编程软件的使用。在具有基本设计的基础上，进行知识点的拓展，此时就需要教师在教学中的 创新应用，包括知识如何拓展，拓展的知识量，拓展知识的前后联系。结合实际， 可参考下面的案例设计。（二）案例拓展一：1、案例控制要求： 在上例的基础上，将题目要求适当增加，增加手动与自动往返次数循环的控 制，按上例步骤组织教学，让学生参与设计。2、案例实施：列出输入输出分配表。输入分配表输出分配表输入电器输入点输出电器输出点正转起动按钮SB100000正转接触器KM101000反转起动按钮SB200001反转接触器KM201001停止按钮SB300002行程开关SQ100003行程开关SQ200004过载保护继电器FR00005点动/手动选择开关SA100006单循环/连续循环开关SA200007画出接线图（图5）和梯形图（图6），如图所示。根据输入输出分配表可看到，本控制需要的I/O点数为7/2,共9点。根据梯形图写出指令表。序号指令数据序号指令数据1LD NOT0000613AND010012AND0100014OR000033LD NOT0000715OR000014AND0000416ANDNOT000025OR LD17ANDNOT000056OR0000018ANDNOT000047ANDNOT0000219ANDNOT010008ANDNOT0000520OUT010019ANDNOT0000321LD NOT000610ANDNOT0100122AND0000411ANDNOTCNT 00023LD0000012OUT0100024CNT000# nLD NOT0000625END3、案例反馈：通过案例拓展，让学生学会运用包括LD NOT、OR LD、CNT等指令的使用 方法。（三）案例拓展二：1、案例控制要求：改进案例设计，改变题目要求:在SQ2处增加装料程序，时间为20S，在SQ1 处增加卸料程序，时间为10S，直到按下停止按钮SB2结束。2、案例实施: