《PLC控制技術》項目教學法在大專院校的應用

李明赫

（長春汽車工業高等?？茖W校，吉林 長春 130000）

1 引言

高職教育所要培養的是針對企業第一生產線的專業型技術人才。對于大專院校來說，首要目的就是提高學生的理論知識的同時，要更加側重于加強學生的實踐能力。 《PLC 技術應用》是一門對學生實踐能力要求較高的專業課程， 若通過傳統的教學方法來講授即先理論后實踐的方法，顯然并不合適。因此我們迫切需求一種理論與實踐相結合的教學方法， 各大院校目前都在積極探索將“教、學、做”一體化教學模式，將其融入實際教學中。項目教學法的引入大大改善了此問題，并取得了良好的效果[1]。

2 項目教學法的引入

以西門子S7_300 為例， 本課程是自動化專業的核心課程之一。 通過本課程學習，學生必須掌握S7_300PLC 的系統結構，并以其作為核心控制單元， 基于PLC 對各種電機的運動及其控制，構建工業常用典型控制系統。 熟練地運用STEP-7 編程軟件對異步電機的順序邏輯控制，對簡易智能控制，對變頻器驅動的異步電機調速控制系統進行編程、綜合、調試，實現系統功能，達到掌握運用STEP-7 軟件的編程技術以及電機控制技術的基本知識及技能。

本課程的教學內容源于企業崗位典型工作任務，教學目標源于企業崗位知識技能要求， 課程按照項目進行， 項目由淺入深，循序漸進。 教學內容分為8 個具有實際功能的項目模塊，每一個項目都有項目功能、項目目標、項目內容、知識準備及項目的實施和考核。通過本課程學生可掌握S7_300PLC 的系統結構，并以其作為核心控制單元， 實現PLC 對各種電機的運動及其控制，構建工業常用典型控制系統。 熟練地運用STEP-7 編程軟件對異步電機的順序邏輯控制、對步進機控制、對變頻器驅動的異步電機調速控制進行編程、綜合、調試，實現系統功能，達到掌握運用STEP-7 軟件的編程技術以及電機控制技術的基本知識及技能。 熟練掌握運用STEP-7 軟件的編程技術以及電機控制技術的基本知識及技能。 使學生具有PLC 程序設計能力并以PLC作為主控單元，以電機作為驅動單元構建自動位置控制系統、交流調速系統、順序控制系統的能力。

PLC 及電機控制實訓室由計算機及網絡同步教學系統、視頻， 音頻和投影儀等多媒體教學系統以及8 套PLC 控制電機技術實訓系統實訓系統等組成。 PLC 控制電機技術實訓系統是由S7-300PLC 作為主控單元構成的汽車自動生產線實訓系統，該系統真實模擬了汽車生產線的部分情景， 系統由幾個不同功能的工作站組成。整個系統有機融合了三相異步機控制技術、三相異步電機變頻調速技術、步進電機位置控制技術、伺服電機位置控制技術、機械技術、氣動技術、傳感檢測技術等技術，體現了現代制造業生產過程的特征。 計算機網絡系統由20 臺計算機及服務器構成的局域網同步教學系統，多媒體教學系統由投影儀、音頻等現代教學設備組成。 它為大信息量的現代化網絡教學培訓提供了保證。 配以PLC 控制電機技術實訓系統為學習PLC 編程技術及各種電機控制技術提供了一個良好的教學平臺。

3 項目教學法的實施

首先，教學地點要選取多媒體實訓室。 即有標準多媒體教室功能同時也要有與實訓項目相匹配的實訓設備。 在為學生分組之后，要保證每個小組至少有一臺設備可以操作。

整個教學構成分為六步：（1）項目功能確定， 制定實施計劃；（2）硬件接線；（3）軟件編程；（4）綜合調試；（5）項目總結報告及PPT 匯報撰寫；（6）項目綜合測評。

項目的選?。簽榱烁玫膶嵤╉椖拷虒W法，我們需要把以前的交過任務進行重新整合， 把理論教學內容根據具體的項目進行分類，從而將知識點和技能訓練融入到了每個項目中[2]。

下面以“彩燈循環控制系統”項目為例來說明具體教學過程。

（1）項目內容

1）各組依據項目功能及各組員的實際情況進行項目分工，確定工作步驟， 提交項目實施計劃；2）寫出輸入輸出點地址分配，畫出PLC 系統外部；3）分析彩燈循環控制系統控制要求，寫出程序清單并下載調試；4）項目驗收并書寫項目報告。

（2）工作任務

利用S7－300 移位指令構建彩燈循環控制系統。

基本要求：1）通過按鈕SB1 使得6 個彩燈按照HL1、HL2、HL6 的順序亮滅，移到最高位HL6 后，再回到HL1，重復循環下去，按下停止按鈕SB2 后，彩燈熄滅，停止工作。彩燈移動的時間間隔為1 秒鐘。 2）按下按鈕SB3，使得6 個燈泡按照HL1、HL2、HL6 的順序亮滅，移到最高位HL6 后，再按HL6、HL5、HL1 的順序亮滅，如此循環。 彩燈移動時間間隔為2 秒鐘。 按下停止按鈕SB4 后，彩燈熄滅，停止工作。

（3）課時分配：12 學時

序號 任務 課時 備注1 功能確定，制定實施計劃 1 由組長負責，硬件接線 1 硬件系統制作和軟件編程由不同組員承擔同時進行3軟件編程 4 4綜合調試 2 功能調試2 5 項目總結報告及PPT 匯報撰寫 2報告撰寫由不同組員承擔和硬件系統制作及軟件編程同時進行。 從項目實施就可搜集材料，開始撰寫，和PPT 匯報一起完成6項目綜合測評 2 知識、技能和學習態度

（4）學習目標

知識目標：掌握S7-300 移位指令、數據裝載和傳送指令、比較指令。

技能目標：利用S7-300 移位指令構建彩燈循環控制系統。

能力目標：具有彩燈循環控制系統構建、編程及調試技能。

4 結語

4.1 教學組織

本課程采用項目教學法。 課程教學內容分為8 個具有實際功能的項目模塊。 模塊由淺入深，循序漸進。 由老師給出各項目模塊的功能任務，提出完成項目的基本知識、技能要求和要提交的項目資料；學生5～6 個人為一學習小組，選擇一個項目，由組長組織大家根據功能給出設計方案； 經老師確認后制定出項目實施計劃、對組員進行項目分工，組織實施共同完成項目，在此期間老師及時幫助解決各小組在項目制作過程中出現的各類問題；最后由老師組織學生對各組項目進行功能演示、答辯，進行測評，完成知識技能的再歸納。

4.2 教學方法

在教學方式上，我們主要以體現培養學生職業能力，尤其是方法能力與社會人性化能力的 “項目教學法” 來完成課程教學，教學過程充分調動學生的學習積極性，主動性。他們是主體，老師給與輔導。 這樣不僅培養了學生的知識技能，而且培養了他們的團隊合作能力、交流溝通的社會能力。 學生們在實際項目完成的過程中達到本課程的教學目的。

4.3 實踐教學

本課程教學已經實現課堂與實踐一體化教學模式。 學生在實踐過程中學習知識，訓練技能，掌握技術，在“做中學，學中練，練中用，用中強”，最終達到課程教學目標。

通過實踐證明，項目教學法激發了學生的學習興趣，增強了理論聯系實際， 從而提高了學生對PLC 硬件結構了解以對及軟件編程的能力。 同時，項目的實施過程也讓學生體會到了團隊協作的樂趣和實現學習目標的快樂。

[1]張艷萍.當前高校班級建設存在的問題與思考[J].思想理論教育導刊，2011（5）.

[2]柯和平.多媒體技術的新突破[J].電化教育，1997（12）.

[3]吳言.項目教育法[J].機械職業教育，2003（7）.

[4]傅小芳.德國的勞技課及其“項目引導教學法”[J]，蘇州教育學院學報，2001（3）.