基于生產(chǎn)過(guò)程理念構(gòu)建《可編程控制器》教學(xué)體系

拾以超

（江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系，江蘇 淮安 223003）

基于生產(chǎn)過(guò)程理念構(gòu)建《可編程控制器》教學(xué)體系

拾以超

（江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系，江蘇 淮安 223003）

文章從工程角度出發(fā)，以培養(yǎng)學(xué)生能力為重點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)的可編程控制器（PLC）教學(xué)理念體系進(jìn)行改革，通過(guò)由淺入深、循序漸進(jìn)有層次、有目的的教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用能力，力求實(shí)現(xiàn)學(xué)校和企業(yè)間的無(wú)縫對(duì)接。

工程；可編程控制器；改革

《可編程控制器》是高職高專(zhuān)機(jī)電類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的核心課程，課程的理論和實(shí)踐性都很強(qiáng)，涉及的知識(shí)面非常廣。隨著社會(huì)的發(fā)展，生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高，企業(yè)對(duì)具有相關(guān)知識(shí)背景的畢業(yè)生的要求也越來(lái)越高。如何讓學(xué)生既具有扎實(shí)的理論功底，又具有熟練的實(shí)踐技能，畢業(yè)后能更好地滿(mǎn)足企業(yè)的要求，一直是擺在教育工作者面前的難題。傳統(tǒng)的教學(xué)以單純的知識(shí)點(diǎn)為中心來(lái)構(gòu)建整個(gè)課程體系，學(xué)生學(xué)完課程后普遍感覺(jué)這些知識(shí)點(diǎn)如同一盤(pán)散沙，很難找出他們之間的聯(lián)系，更談不上靈活應(yīng)用了。課題組根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以學(xué)生實(shí)際掌握技能為中心，從工程的視角，構(gòu)建了基于生產(chǎn)過(guò)程的《可編程控制器》教學(xué)體系。

1 課程定位

《可編程控制器》是機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)核心的技術(shù)應(yīng)用型課程，學(xué)生通過(guò)對(duì)《電工基礎(chǔ)》、《電子技術(shù)》、《電機(jī)及電力拖動(dòng)》等前期課程的學(xué)習(xí)，已經(jīng)基本掌握了電路原理、電氣控制、數(shù)字電路等相關(guān)知識(shí)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可系統(tǒng)掌握可編程序控制器的基本工作原理、控制功能、綜合應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)方法和編程技巧，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)基本的邏輯控制、模擬量控制、高速的位置控制、脈沖控制以及聯(lián)網(wǎng)通信控制等綜合應(yīng)用。它不僅為后續(xù)課程《自動(dòng)生產(chǎn)線安裝調(diào)試與維護(hù)》、集中實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)做鋪墊，而且為學(xué)生考取中高級(jí)維修電工技能證書(shū)做準(zhǔn)備，為今后從事自動(dòng)化控制領(lǐng)域的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 課程目標(biāo)

（1）能力目標(biāo)。①通過(guò)理實(shí)一體化課堂學(xué)習(xí)，學(xué)生除了掌握PLC的基本知識(shí)和實(shí)踐技能之外，還應(yīng)具有一定查閱資料的能力和提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的自學(xué)能力。②通過(guò)對(duì)一種類(lèi)型PLC（S7-200）的學(xué)習(xí)，基本掌握其它類(lèi)型PLC（如三菱、信捷、AB等）的工作原理、內(nèi)存分配、輸入輸出端子及指令系統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法。③能夠?qū)ιa(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，對(duì)傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)PLC控制方案并對(duì)新方案實(shí)施安裝調(diào)試。④快速了解PLC控制的各類(lèi)機(jī)械設(shè)備的工作原理，診斷并處理各類(lèi)系統(tǒng)故障。

（2）知識(shí)目標(biāo)。①能結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)控制要求、PLC的結(jié)構(gòu)工作原理、性能特點(diǎn)及控制功能正確選用PLC。②掌握PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器分配情況，能夠熟練對(duì)PLC的I/O端口進(jìn)行分配。③理解PLC的尋址方式，熟練掌握位邏輯指令、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器指令、跳轉(zhuǎn)指令、步進(jìn)指令、傳送指令、比較指令、移位指令、算術(shù)邏輯運(yùn)算指令、轉(zhuǎn)移指令的編程方法與技巧。④掌握PLC高速計(jì)數(shù)器相關(guān)指令，能夠利用PTO/PWM處理有關(guān)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制問(wèn)題。⑤能夠使用中斷處理現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，掌握中斷的使用方法。⑥掌握模擬量I/O數(shù)據(jù)的處理方法，能夠正確使用模擬量輸入輸出模塊，理解PLC實(shí)現(xiàn)PID控制的方法。⑦掌握PLC的通信方法，能夠組建PLC網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制。⑧掌握PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則及步驟。

（3）素質(zhì)目標(biāo)。①對(duì)從事自動(dòng)化生產(chǎn)相關(guān)工作充滿(mǎn)熱情并訓(xùn)練有素。②善于鉆研，使用所學(xué)PLC技術(shù)解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題，具有克服困難的信心和決心。③具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，實(shí)事求是解決技術(shù)問(wèn)題。④在工作實(shí)踐中，客觀公正對(duì)待自己和團(tuán)隊(duì)其他成員，善于學(xué)習(xí)別人的長(zhǎng)處來(lái)彌補(bǔ)自己的缺點(diǎn)，有團(tuán)隊(duì)合作精神，有理想，有抱負(fù)。

能力、知識(shí)、素質(zhì)三個(gè)目標(biāo)不是獨(dú)立的，而是互相滲透、有機(jī)聯(lián)系，共同引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等不同層面職業(yè)素養(yǎng)的綜合提升和協(xié)調(diào)發(fā)展。

3 設(shè)計(jì)思路

圖1 《可編程控制器》課程設(shè)計(jì)圖

PLC是工業(yè)的通用自動(dòng)控制裝置，它是在繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)之上產(chǎn)生的，專(zhuān)門(mén)為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)。自1969年誕生以來(lái)，PLC一直以功能強(qiáng)、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，備受企業(yè)青睞，具有相關(guān)知識(shí)背景的畢業(yè)生也是供不應(yīng)求。近幾年圍繞該課程的改革也一直在進(jìn)行，本課程從實(shí)際工程應(yīng)用角度出發(fā)，以培養(yǎng)學(xué)生能力為重點(diǎn)，以高性能小型機(jī)西門(mén)子S7-200PLC為背景，以項(xiàng)目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式，模塊化方式開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，引入工程實(shí)例，通過(guò)由淺入深、循序漸進(jìn)的有層次、有目的的教學(xué)，介紹可編程序控制器的結(jié)構(gòu)、工作原理、設(shè)計(jì)方法和實(shí)際應(yīng)用，使學(xué)生掌握可編程序控制器技術(shù)的基本知識(shí)和基本技能，通過(guò)工程實(shí)例的仿真及實(shí)戰(zhàn)的交叉并用，初步形成解決生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)變能力。課題組成員通過(guò)企業(yè)調(diào)研，典型工作崗位分析，確定了教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，通過(guò)典型工程案例設(shè)計(jì)，將學(xué)生需要掌握的重難點(diǎn)包含在典型工程案例之中，知識(shí)點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)整體而不再像一盤(pán)散沙。在工程背景下學(xué)習(xí)，通過(guò)仿真與實(shí)踐兩種指令的功能，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生的求知欲，課程設(shè)計(jì)如圖1所示。

4 結(jié)語(yǔ)

在學(xué)院建設(shè)國(guó)家示范（骨干）高職院校的大環(huán)境下，課題組從工程角度出發(fā)提出了基于生產(chǎn)過(guò)程理念重新構(gòu)建《可編程控制器》教學(xué)體系的目標(biāo)，依托學(xué)院PLC實(shí)訓(xùn)室、自動(dòng)線安裝與調(diào)試實(shí)訓(xùn)室等，構(gòu)建了基于生產(chǎn)過(guò)程的課程體系，公開(kāi)出版了教材，并把相關(guān)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于《自動(dòng)生產(chǎn)線安裝調(diào)試與維護(hù)》課程，在江蘇省自動(dòng)線安裝與調(diào)試大賽中，課題組教師指導(dǎo)的學(xué)生連續(xù)兩年獲得三等獎(jiǎng)，課題取得了階段性的成果。

［1］萬(wàn)樂(lè).基于PLC的生產(chǎn)過(guò)程控制探討［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011，（10）：249.

［2］丁欣，姚開(kāi)武，林江梅.基于工作過(guò)程的PLC項(xiàng)目化教學(xué)改革［J］.輕功科技，2013，（5）：171-172.

［3］拾以超.基于生產(chǎn)過(guò)程的《可編程控制器》實(shí)踐教學(xué)研究［J］.時(shí)代農(nóng)機(jī)，2015，（2）：133-134.

［4］謝小成，姜莉莉，許玉枝.面向PLC自動(dòng)控制生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.中北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，33（3）：282-287.

Constructing the Teaching System of Programmable Logic Controller based on the Concept of Production Process

SHI Yi-chao

（Department of Mechanical and Electrical Engineering，Career Technical College，Huaian，Jiangsu 223003，China）

This paper begins from engineering，focuses on cultivating students'ability，reforms traditional concept of teaching of programmable controller（PLC）which carries out teaching from simple to difficult content step by step to improve students' learning ability and application ability as well as to achieve a seamless docking between schools and enterprises.

engineering；programmable logic controller；reform

TM571.61-4；G642

A

2095-980X（2017）01-0181-02

2016-12-10

基于生產(chǎn)過(guò)程的《可編程控制器》實(shí)踐教學(xué)研究，課題編號(hào)：3011300765。

拾以超（1980-），男，江蘇沛縣人，碩士，講師，主要研究方向：自動(dòng)控制。