提高PLC編程教學(xué)效果的一點(diǎn)體會(huì)

摘 要：PLC編程既有理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，又有實(shí)踐操作，是本科的電子信息方向?qū)I(yè)中，一項(xiàng)必修的課程。由于科技的飛速發(fā)展，PLC也得到了廣泛的應(yīng)用。為適應(yīng)新形勢(shì)的發(fā)展，加強(qiáng)對(duì)PLC的應(yīng)用能力，提高PLC編程教學(xué)效果顯得尤為重要。本文首先簡(jiǎn)單介紹了PLC的工作原理及其編程原則，其次從任課老師及教學(xué)方法兩個(gè)方面出發(fā)，提出提高PLC編程教學(xué)效果的有效措施。

關(guān)鍵詞：PLC編程；教學(xué)效果；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：TM571.61-4

PLC為可編程控制器的簡(jiǎn)稱，由計(jì)算機(jī)和繼電器發(fā)展而來，因其具備可靠的運(yùn)行、強(qiáng)大的干擾性、簡(jiǎn)便的使用方法等優(yōu)勢(shì)，所以被廣泛運(yùn)用在工業(yè)的控制工作中。在專業(yè)課程中，PLC編程課程由于內(nèi)容繁雜、知識(shí)點(diǎn)眾多，因而對(duì)學(xué)生來說，比較難以掌握，收獲教學(xué)效果也不是十分的理想。為充分提高PLC編程教學(xué)效果，提高任課老師的綜合能力，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性起著舉足輕重的作用[1]。

1 PLC的工作原理及編程原則

1.1 PLC的基本工作原理

PLC采用的工作方式為在順序掃描的基礎(chǔ)上，并進(jìn)行不斷循環(huán)。其具體工作原理如下：（1）在每次進(jìn)行掃描時(shí)，在對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行集中采集的基礎(chǔ)上，集中刷新基礎(chǔ)信號(hào)；（2）輸入采樣、執(zhí)行程序、輸出刷新三個(gè)步驟為一次完整的掃描周期，且CPU執(zhí)行指令的速度、指令本身占有的時(shí)間及指令的條數(shù)決定著掃描周期的長(zhǎng)短；（3）在輸入刷新過程中，輸入端口關(guān)閉時(shí)，輸入端的新狀態(tài)只有在下次掃描過程中得以被讀入；（4）元件影像寄存器的內(nèi)容受到程序的影響；（5）輸入/輸出因集中采樣、集中輸出的方式影響，會(huì)發(fā)生滯后的現(xiàn)象[2]。

1.2 PLC的編程原則

在PLC的編程過程中，主要具備以下幾項(xiàng)原則：（1）在PLC編程的梯形圖中，控制電源的高電位由最左側(cè)的豎母線代表，而最右側(cè)的則代表控制電源的低電位，且信號(hào)的傳遞方向?yàn)橛勺笙蛴?，此時(shí)輸出繼電器線圈進(jìn)行勵(lì)磁動(dòng)作；（2）程序的編制原則為從左到右，從上到下，上部為串聯(lián)觸點(diǎn)多的電路塊，靠近左邊控制母線的則為并聯(lián)多的電路塊；（3）多個(gè)梯級(jí)共同組成了梯形圖，且一個(gè)梯級(jí)有且只有一個(gè)特殊指令或輸出元素；（4）在保證格式及指令完全正確的基礎(chǔ)上，盡量使程序直觀化、簡(jiǎn)單化，便于使用者的掌握和應(yīng)用[3]。

2 提高PLC編程教學(xué)效果的具體措施

為提高PLC編程教學(xué)效果，就要從任課老師綜合素質(zhì)及教學(xué)方法兩個(gè)方面進(jìn)行分析。

2.1 任課老師綜合素質(zhì)方面

（1）提高任課教師的計(jì)算機(jī)水平。由于在學(xué)習(xí)PLC 的工作原理及編程原則的過程中，涉及到相關(guān)的計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此教師應(yīng)當(dāng)對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件構(gòu)成及其工作原理有一個(gè)熟悉的了解，且懂得機(jī)進(jìn)制的轉(zhuǎn)換原理。此外，為避免因計(jì)算機(jī)出現(xiàn)問題，尋求專門的維修人員而影響正常的PLC編程教學(xué)，教師還應(yīng)具備相關(guān)的計(jì)算機(jī)維修能力。教師可以通過平常自學(xué)或參加相應(yīng)的計(jì)算機(jī)培訓(xùn)來充分提升自身的計(jì)算機(jī)水平；（2）提高任課教師的英語水平。由于PLC的編程幾乎都用英文的縮寫形式來表示各指令，因此對(duì)教師的英語水平也做出了一定的要求。教師在具備良好英語能力的基礎(chǔ)上，則可結(jié)合英語向?qū)W生講解有關(guān)指令，學(xué)生對(duì)指令有一個(gè)大概的了解后，就會(huì)迅速掌握各指令的用法。此外，教師還可在平時(shí)教學(xué)過程中，穿插簡(jiǎn)單的英語，讓學(xué)生意識(shí)到英語在PLC編程學(xué)習(xí)中的重要性[4]；（3）加強(qiáng)任課教師的 PLC 理論知識(shí)及操作技術(shù)。由于PLC編程既有理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，又有實(shí)踐操作，這就對(duì)任課老師的PLC 理論知識(shí)及操作技術(shù)都有一定的要求。教師在從事PLC編程教學(xué)前，必須考取相關(guān)的維修電工職業(yè)資格證。由于新教師不是十分熟悉PLC編程的基礎(chǔ)理論知識(shí)，對(duì)常用的電工操作技術(shù)也不是非常熟練，因此新教師可以先承擔(dān)電工課程學(xué)習(xí)理論及操作技術(shù)，在熟悉PLC前續(xù)課程的同時(shí)，掌握學(xué)生對(duì)電工課程的認(rèn)知程度。在此基礎(chǔ)上，教師就能做好知識(shí)體系的銜接工作。

2.2 教學(xué)方法方面

（1）加強(qiáng)項(xiàng)目教學(xué)的應(yīng)用。在我國(guó)傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，多采用灌輸式的教學(xué)方法，教學(xué)內(nèi)容枯燥，且學(xué)生學(xué)習(xí)起來也較為吃力。然而PLC課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生同時(shí)掌握理論知識(shí)及技能操作，這就對(duì)PLC編程教學(xué)提出了一定的要求，項(xiàng)目教學(xué)的科學(xué)合理運(yùn)用便有效解決了這一問題。項(xiàng)目是在系統(tǒng)、全面考慮到知識(shí)的基礎(chǔ)上，由淺入深、由簡(jiǎn)到難的方式編排各個(gè)技能及知識(shí)點(diǎn)。項(xiàng)目教學(xué)要求學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)能力的同時(shí)，對(duì)語言的表達(dá)能力、協(xié)調(diào)組織、團(tuán)結(jié)合作等綜合能力也進(jìn)行了有效的培養(yǎng)。在實(shí)際教學(xué)過程中，教師應(yīng)做到因材施教，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際能力分層次布置作業(yè)。此外，教師應(yīng)預(yù)留更多的時(shí)間給學(xué)生做指導(dǎo)，針對(duì)學(xué)生在實(shí)際操作中遇到的問題，以教導(dǎo)解決方法為主。為充分調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)PLC編程課程的積極性，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力及問題的解決能力，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)手，獨(dú)立設(shè)計(jì)并編寫控制線路、修改程序及調(diào)試。例如，在控制三相異步電動(dòng)機(jī)順序時(shí)，教師可以由易至難給學(xué)生提出三個(gè)相應(yīng)的子任務(wù)：其一為安裝三相異步電動(dòng)機(jī)順序的控制電路，該任務(wù)主要是復(fù)習(xí)鞏固繼電器控制的電路；其二是PLC控制三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的順序啟動(dòng)及停止，主要讓學(xué)生學(xué)會(huì)PLC改造繼電器控制電路的使用；其三則是PLC控制三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的順序啟動(dòng)及逆序停止，使學(xué)生熟練掌握PLC程序直接控制線路的功能，以及在對(duì)基本指令及梯形圖設(shè)計(jì)的掌握基礎(chǔ)上，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)PLC編程的興趣[5]；（2）科學(xué)合理采用多媒體教學(xué)。隨著科技的發(fā)展，多媒體教學(xué)被廣泛應(yīng)用在教學(xué)方面。在課堂教學(xué)中，教師通過運(yùn)用多媒體技術(shù)及軟件，使得教學(xué)模式變得靈活多樣，生動(dòng)形象的教學(xué)方式也極大程度上激發(fā)了學(xué)生的興趣，提高了教學(xué)效果。在多媒體教學(xué)中，各設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況可以通過音頻、視頻等方式直接展示出來，還可利用Flash課件生動(dòng)、具體演示出各電路工作的原理，在生動(dòng)化課堂教學(xué)的同時(shí)，使學(xué)生快速有效地掌握了電路的工作情況。此外，為避免對(duì)多媒體設(shè)備的過分依賴，造成從頭至尾播放多媒體課件，教師淪為解說員的后果，教師應(yīng)對(duì)多媒體進(jìn)行科學(xué)合理的使用；（3）加強(qiáng)職業(yè)技能大賽的開展。學(xué)生的主動(dòng)性及積極性在PLC編程學(xué)習(xí)過程中非常重要。學(xué)?？梢栽趯W(xué)期末組織本專業(yè)學(xué)生開展一次實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽，在考察學(xué)生綜合運(yùn)用PLC編程的理論知識(shí)及專業(yè)技能能力的同時(shí)，讓學(xué)生得到針對(duì)性的集中訓(xùn)練，并將學(xué)科技能競(jìng)賽逐步作為學(xué)校的常規(guī)性活動(dòng)。各項(xiàng)競(jìng)賽的開展，在不斷對(duì)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)及選拔的同時(shí)，促進(jìn)了學(xué)生積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度和自主解決問題等能力的培養(yǎng)，極大程度上提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3 結(jié)束語

綜上可知，PLC在工業(yè)方面的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，社會(huì)急需一批高素質(zhì)的PLC編程人才，因此，提高PLC編程教學(xué)效果已成為當(dāng)代高校面臨的重要課題之一。為達(dá)到滿意的PLC編程教學(xué)效果，就要在提高任課教師計(jì)算機(jī)、英語等能力及相關(guān)知識(shí)的同時(shí)，還應(yīng)改進(jìn)并完善教學(xué)方法，充分激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生進(jìn)行愉快的學(xué)習(xí)，并充分提高其學(xué)習(xí)效率。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：趙鵬宇（1981.10-），助教，工學(xué)學(xué)士，研究方向：通信技術(shù)。

作者單位：集寧師范學(xué)院，蒙古烏蘭察布 012000

基金項(xiàng)目：2013年度集寧師院教學(xué)改革與研究項(xiàng)目《基于“項(xiàng)目教學(xué)法”的<可編程控制器PLC>本科課程改革與實(shí)踐》（項(xiàng)目編號(hào)：JGKT2013014）。