基于高職院校PLC實踐課程的研究

王浩然

摘 要：PLC目前以其較高的可靠性和經(jīng)濟性成為了多數(shù)企業(yè)中自動控制設(shè)備的首選，尤其是S7-200系列PLC，因其應(yīng)用范圍較廣，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較簡單，且與其他類型的PLC基礎(chǔ)相通，易于擴展的特點，被許多高職院校應(yīng)用于PLC的課程教學(xué)中。同時，PLC在高職院校電氣專業(yè)的課程體系中具有較高的地位。而高職院校主要側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，這就使得PLC的實訓(xùn)課程尤為重要。但目前PLC實訓(xùn)課程還存在一定的問題，尤其是實訓(xùn)設(shè)備。

關(guān)鍵詞：高職院校;PLC實踐;S7-200

一、實訓(xùn)教學(xué)中存在的問題

（一）采購成本

目前，PLC的實訓(xùn)設(shè)備主要由國內(nèi)幾家大型的生產(chǎn)教學(xué)儀器，實訓(xùn)設(shè)備的企業(yè)提供。而采購這些實訓(xùn)設(shè)備的成本較高，使得實訓(xùn)設(shè)備有限，無法滿足實訓(xùn)課每人一臺設(shè)備的需求，這就使得實訓(xùn)教師被迫采取分組實訓(xùn)的方式進行實訓(xùn)教學(xué)，而采取這種方式的弊端，一是重復(fù)性的練習(xí)占用課時較多，二是部分同學(xué)產(chǎn)生投機心理，考核時往往只依靠組內(nèi)學(xué)習(xí)較好的同學(xué)，從而使自已失去了獨立思考，自主練習(xí)的學(xué)習(xí)能力，最后對PLC失去了興趣，從而放棄了學(xué)習(xí)。

（二）設(shè)備老化

隨著采購年限的增長及實訓(xùn)設(shè)備的反復(fù)使用，必然會出現(xiàn)設(shè)備老化，零件損壞的問題，而維修時間長，零件不易替換又成了實訓(xùn)課程的一大問題，在找廠家維修期間，使得原本實訓(xùn)設(shè)備不足的狀況更加雪上加霜，增加了實訓(xùn)教學(xué)的難度，同時也增加了設(shè)備維護的成本。

（三）不易擴展

采購的實訓(xùn)設(shè)備是把PLC及一些常用的電器設(shè)備集成到一起的實訓(xùn)臺，其中有固定的實訓(xùn)項目，在學(xué)生進行實訓(xùn)操作時，只要按照實訓(xùn)手冊進行點對點的連線就可以了。這樣往往局限了學(xué)生的想象空間，無法針對學(xué)習(xí)項目進行設(shè)備的選型及安裝，并且當學(xué)生走上工作崗位時，也會因在校期間形成了思維定勢而無法快速地轉(zhuǎn)變。

二、改革方案

針對以上問題，我們對PLC實訓(xùn)設(shè)備進行了改造，并以S7-200系列PLC的基礎(chǔ)知識，和從用人單位工作過程中提取的典型工作任務(wù)為依據(jù)，設(shè)計了實訓(xùn)模塊。我們的實訓(xùn)平臺主要以網(wǎng)孔板為載體，以S7-200PLC CPU226型為控制器，并加入輸入輸出模塊及觸摸屏。以網(wǎng)孔板為載體的好處就是，學(xué)生不再受實訓(xùn)臺的局限，當其需要針對某一項目進行電氣控制設(shè)計時，面對的是一塊空白板面，可以通過自己的方案進行設(shè)備的選型，并安裝，這樣就鍛煉了學(xué)生的設(shè)計能力。

（一）CPU模塊

控制模塊我們選取S7-200系列PLC，其CPU型號為226CN繼電器型輸出。其本身自帶數(shù)字量輸入點24個，輸出點16個，可使學(xué)生完成大部分任務(wù)設(shè)計，同時，我們還配備了EM235模擬量擴展模塊，和EM223數(shù)字量擴展模塊，學(xué)生可針對方案設(shè)計自行選取擴展模塊。

（二）輸入模塊

PLC的輸入模塊主要由鍵盤及各種傳感器組成，鍵盤我們利用多個微動開關(guān)與洞洞板組成一個可通24V直流電源的鍵盤，學(xué)生在實訓(xùn)過程中，可直接將PLC輸入端的連線接到洞洞板指定的接線柱上，這樣利用鍵盤來做為PLC的輸入，可大大節(jié)省實訓(xùn)空間，并且此類鍵盤成本較低。同時，此鍵盤也可做為電子產(chǎn)品設(shè)計與制作課程中的一項教學(xué)產(chǎn)品，這樣就避免了因鍵盤損壞而無替代品的問題。

而傳感器有多種類型，主要包括壓力、溫濕度、煙感等，學(xué)生可針對具體設(shè)計的項目進行自由的選取。

（三）輸出模塊

輸出模塊主要由指示燈、數(shù)碼管電路板、變頻器及相應(yīng)的繼電器和接觸器組成。學(xué)生可根據(jù)教學(xué)項目的要求進行輸出元件的選取、安裝。如需設(shè)計十字路口的交通信號燈，學(xué)生可按設(shè)計方案選取指示燈、數(shù)碼管電路板做為系統(tǒng)的輸出單元，同時按需選取輸入單元。在選取輸出元件時，學(xué)生也會根據(jù)自已設(shè)計方案的要求，選取不同類型的輸出元件，比如指示燈和數(shù)碼管的工作電壓。這樣以實際為背景的工作過程，就避免了學(xué)生因機械化的接線而忽略設(shè)備選型的問題，從而也提高的學(xué)生分析問題的能力。

（四）觸摸屏

觸摸屏在PLC控制系統(tǒng)中占有相當重要的地位，也是PLC實訓(xùn)教學(xué)中必不可少的一個模塊，如果遇到大型的電氣控制系統(tǒng)需要數(shù)十數(shù)百個操作按鈕，并需要隨時顯示機器運行中的大量數(shù)據(jù)的情況時，我們就可以通過觸摸屏與PLC通訊來實現(xiàn)。觸摸屏的加入可以更加直觀、形象地展現(xiàn)出PLC的控制過程。學(xué)生可以在硬件連接的基礎(chǔ)上，通過觸摸屏與PLC建立聯(lián)系，來控制電氣設(shè)備的運行。

通過對PLC實訓(xùn)設(shè)備的改造，可以有效地降低成本，在實訓(xùn)課程中，可實現(xiàn)設(shè)備的最大利用化，同時因其電氣元件都為獨立的個體，當出現(xiàn)元件損壞時，也可自行更換，從而大大降低了維修的時間，觸摸屏的加入以及這種發(fā)散式的實訓(xùn)平臺，也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了動手能力，改變思維方式。

參考文獻

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