《ＰＬＣ技術及應用》課程教學改革淺析

楊　燕

(西安思源學院陜西西安710038)

摘要本文在分析《PLC技術及應用》課程的地位和改革意義的基礎上，提出了教學改革的具體措施，一是使用輔助教學手段，增加學生感性認識；二是利用組態軟件，增加實驗的直觀性；三是以PLC為核心，組合相關課程形成系列化的實訓；四是開展專業技能測試和設立課外興趣小組，以全面提高教學質量。

關鍵詞PLC技術；課程改革；具體措施

可編程控制器(Programmable Logic Controller)作為工業專用的計算機，1969年誕生于美國，雖然它只有四十年的發展史，但是因其具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點，使得PLC已經廣泛應用于機械制造、數控、輕工業、汽車以及石油化工等行業。尤其是工業以太網和現場總線網絡在PLC中的實現，使PLC在工業控制領域扮演著十分重要地角色。

一、《PLC技術及應用》課程的地位和改革意義

《PLC技術及應用》是一門實踐性很強的專業課程，在普通本科和高職高專院校中的電類專業都設置了這門課程。但是以往的教學模式存在不足，主要體現在以下幾個方面：

1、歷史沿革

PLC是有繼電器-接觸器等電磁控制系統發展而來的，以往教材中只講述PLC技術部分，而未涵蓋傳統的電氣控制部分，當學生在工作中接觸到該方面的內容時，對電磁系統的工作過程不理解，就無法有針對性的編程。

2、課堂教學環節

大部分學校課堂教學僅僅停留在板書階段，講述過程比較枯燥，且由于受板書的限制，不夠直觀，信息量小，演示不便，不利于學生感性認識。

3、實驗環節

學生在模擬實驗臺上進行實驗，雖然部分實驗已接近實際應用，但是還有很多實驗不夠直觀。為了增加感性認識，必須將大量的時間用于參觀工廠或者是派學生到工廠頂崗實習，但是往往客觀條件不允許，實施困難。

4、實訓環節

我國的傳統教學模式每門課都是獨立設置，學生很難將幾門專業課結合起來做綜合性的實訓。但是PLC作為控制核心，它本身在電氣控制系統中具有樞紐的地位，如果能將其綜合利用在實訓教學環節中，能充分發揮其優勢，教學效果將大大增強。

所以針對以上的不足，增加實踐教學單元和廣泛利用輔助教學手段顯得尤為重要。課改應從課程和實踐環節兩方面下手進行。

二、《PLC技術及應用》課程改革內容

1、課程教學內容改革

在以往的高等學校《PLC技術及與應用》課程中，只講述PLC的原理、組成及以某廠家的PLC軟硬件為例進行課堂教學和實驗。學生在此之前很少接觸電氣控制的內容，對繼電器－接觸器控制線路沒有認識，所以也不會了解到PLC正是將硬接線改造為“軟接線”的計算機，沒有繼電器-接觸器控制線路的知識做基礎，學生往往在學習時認識不深。

目前將此課程內容改革為電氣控制系統和PLC(可編程控制器)應用兩部分。在電氣控制系統部分的課程內容設置上，以生產實際需要的典型控制環節電路為重點，培養學生典型控制環節電路的安裝配線、電路調試以及電路故障檢測和維修能力；在PLC應用部分的課程內容設置上考慮到目前電氣自動化行業的發展現況，選用市場占有率高的PLC產品為例，以生產實際需要的基本指令為重點，訓練學生基本指令的編程方法、輸入方法、硬件電路設計、安裝調試等，通過大量的實踐性實例培養學生的PLC綜合應用能力。

課堂教學中開展“以案例為中心”的教學研究，使教學與實驗結合為一體，避免課堂與實驗環節脫離的現象。也可根據本校實際情況，開展“項目”教學，以實施一個完整的項目來進行教學活動，以達到把理論教學與實踐教學有機地結合起來，充分發掘學生的創造潛能，提高學生解決實際問題的綜合能力。

2、使用輔助教學手段，增加學生感性認識

在傳統的板書授課模式下，講述過程由于受板書的限制，不夠直觀，信息量小，演示不便，不利于學生感性認識。多媒體是目前廣泛使用的教學手段，利用多媒體制作文字、圖片、聲音和FLASH動畫演示，不僅帶給學生很強的視覺、聽覺沖擊，吸引其注意力，加深印象，而且能在短時間內給學生傳輸大量的信息。但是這種輔助教學手段使用不得當，往往會適得其反——“老師照PPT宣科，學生昏昏欲睡”；或者學生上課如看電影，下課如電影散場，沒留下多少印象。所以在教學過程中引入多媒體手段，一定要注意與傳統板書結合。

對于板書中無法準確表達的大量案例演示，程序運行等可以使用圖片或動畫的形式講述。例如，學生在理解接觸器的線圈得電和觸點閉合之間的關系時，最適合采用Flash動畫形式展示給學生，這種方式增加了學生的學習興趣，使原本很枯燥的學習變得生動起來。

對于繼電器－接觸器控制線路的設計方法和PLC程序設計方法和過程，則應以板書為主。如果將設計好的程序直接以幻燈片的形式演示出來，學生沒有一個思考的過程，很容易忽略重點，把設計過程變成驗證過程，不利于達到教學效果。例如，在使用經驗設計法設計電路過程中，應先板書分析啟停條件和自鎖條件；然后分析是否需要延時；最后分析互鎖和保護條件。開始設計時不要一蹴而就，應分步進行，使學生能循序漸進的完成設計過程。板書的設計過程比利用幻燈片更能吸引學生的注意力，而且節奏慢有利于學生思考消化。

傳統的板書教學模式與現代的多媒體教學相結合，使《PLC技術及應用》的課程教學圖文并茂，達到了很好的教學效果。

3、利用組態軟件，增加實驗的直觀性

目前很多自動化公司開發了適合工業監控使用的組態軟件，例如國內開發的“MCGS組態軟件”都具有與多廠家PLC通訊的能力。利用計算機設計人機界面與PLC的數據進行交換，能夠將工業現場的情況實現動畫顯示，并可將有關數據生成實時曲線，而且組態軟件還具有打印報表，操作菜單設計，外設連接，運行測試等功能。

由于實習條件的不足，學生對工業現場的感性認識缺乏，組態軟件的出現使學生又多了一個了解工業現場的機會。在PLC的學習中，可以穿插學習組態軟件，使兩者有機結合，相互促進。這樣不僅是學生又掌握了一項組態軟件編程技能，而且畫面直觀、真實，更接近工業現場。學生甚至還可以利用業余時間自己編程，不必將實驗局限在實驗室中，多了練習的機會，將對培養學生的學習興趣起到很好的作用。

4、以PLC為核心，組合相關課程形成系列化的實訓

工程實踐能力的培養是多方面的，為了培養學生全面實踐能力。可以利用PLC在工程中的核心控制地位，將 “傳感器與檢測技術”、“電機及拖動”等專業課有機的結合起來。在實訓中可以將變頻器、傳統的

繼電器接觸器控制、電磁閥、電動機、計算機通訊、人機界面等和PLC融合在一起，實訓項目與實驗內容相結合，融機械、電氣、液壓等實訓為一體開展多學科的能力訓練，才能培養出高素質的人才。

5、開展專業技能測試和設立課外興趣小組

PLC的編程和硬件設計應作為“自動化”和“機電一體化”等專業學生的主要專業技能開展專業技能測試。在規定的時間內，學生隨機抽取試題，按照控制要求獨立完成PLC硬件和軟件的設計、調試。另外設立課外興趣小組，充分利用業余時間和學校的實驗設備，給學生以自我提高的機會也很有必要。

總之，大學教育不是單純為了學好某一門專業課，更重要的是怎樣能使學生成為該專業全面的技術性人才。《PLC技術及應用》這門課能將多門專業課有機的結合起來，全方位的培養學生的工程實踐能力，通過強化學生技術應用與解決現場技術問題的能力，從而培養學生的創新能力。

參考文獻

[1]朱勝昔．項目教學法在PLC教學中的應用．職業教育研究，2008．

[2]阮友德，鄧松．PLC基礎實訓教程．人民郵電出版社，2007．

[3]廖常初．PLC編程及應用第二版．機械工業出版社，2005．

作者簡介

楊燕(1971-)，女，西安人，講師，西安思源學院機電學院自動化教研室副主任，研究方向：過程控制與運動控制．