基于工作過程的PLC教學案例分析

龍建飛

【摘要】中職專業課程教學應以職業崗位能力要求為依據，傳統的理論+實驗教學模式明顯不能使學生真正掌握PLC。因而需要開展基于工作過程的PLC課程任務式的教學改革，加大PLC實訓環節，提高學生的PLC編程動手能力，注重對學生職業能力的培養。

【關鍵詞】工作過程 ?PLC ?案例

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）32-0210-01

一、案例呈現

教材《PLC技術基礎》任務：電動機連續與點動單向運轉繼電器控制線路改造為PLC控制。

1.案例背景

職業教育的目的是培養應用人才和具有一定文化水平和專業知識技能的勞動者，側重于實踐技能和實際工作能力的培養，強調理論和實踐訓練并重。《PLC技術基礎》為任務驅動式理實一體化教材，該教材將PLC編程的指令運用、編程方法、編程思路與問題解決方法都融匯在每一個實訓任務中，做到邊做邊學、邊學邊提高。

學生前期已經學過《電機與電氣控制技術》，掌握了電氣控制中的各元器件的工作原理、符號及在電路中的作用，對電氣控制的典型電路的工作原理也熟練掌握，并通過實訓使學生具有一定的操作能力。

2.基于工作任務的PLC實訓教學

以PLC課程中的一個實訓任務為例，說明應如何開展工作任務式的實訓教學。

（1）改造要點：

1）明確控制元件（如按鈕、開關等）。

2）明確執行元件（如線圈、指示燈、蜂鳴器等）及工作電壓。

3）通過對繼電器控制電路的工作原理圖進行分析，明確設備的工作過程，列出控制要點，建立編程的思路。

（2）詳細分析控制電路的工作原理圖

（3）改造后與PLC I/O端相接的控制元件與執行元件

1）接PLC輸入端的控制元件。

常閉按鈕SB1→停止控制; ? ?常開按鈕SB2→連續運行啟動控制;

常開按鈕SB3→點動運行控制。

2）接PLC輸出端的執行元件。

交流接觸器線圈KM1→電動機主電路運行觸點控制。線圈額定工作電壓：DC36V。

（4）控制要點

1）能實現連續和點動兩種運行方式。

2）連續運行用常開按鈕SB2控制，點動運行用常開按鈕SB3控制;停止用常閉按鈕SB1控制。

（5）電路安全要求

1）保證控制電路與主電路的電隔離。

2）電動機的過載保護。

（6）將電路改造為PLC控制的工作步驟

1）PLC的I/O分配與接線。

2）電路的安全設置

①PLC輸出負載電源由變壓器低壓端供電，變壓器一次側加裝斷路器，作電源控制與變壓器漏電、短路保護;變壓器二次側裝熔斷器，作輸出負載短路保護。

②電動機過載保護的熱繼電器觸點FR，可以接到PLC輸入端，通過PLC程序來實現過載動作，一般稱為“軟保護”。也可以直接與線圈KM1串接，在發生過載時切斷線圈電源，一般稱為“硬保護”。

3）PLC程序的編寫與傳送

對繼電器電路進行PLC改造時，不能簡單地將繼電器電路直接翻譯成PLC梯形圖。如果梯形圖程序，完全是由繼電器控制原理圖直接翻譯的，在程序執行時不能實現點動控制。直接翻譯的梯形圖程序邏輯是正確的，問題出在PLC的工作方式上，所以還是需要根據控制要點建立編程思路。用輔助繼電器常開M和一個點動觸點X并聯來分別實現自鎖和點動功能，將兩個功能分開實現，且點動時不用停止控制，顯得更為合理。

4）程序的執行與調試

請用實訓裝置的指示燈HL1代替線圈KM1，接在PLC輸出端Y0上，并接上DC 36V電源，按編寫好的PLC梯形圖程序，傳送到PLC，并進行調試。

（7）結果評價。任務完成后由學生自我評價，然后小組間互評，再由教師進行綜合評價。

（8）總結交流。學生在完成任務過程中出現的各種問題或者狀況以及自己能力的表現發表心得，與其他同學進行總結交流。

二、案例分析

1.本課注重如何根據學生的認知規律來逐層推進，自始至終，并未直接介紹PLC指令和梯形圖，而是把功夫放在繼電器符號與PLC梯形圖符號的對應關系上，當學生掌握繼電器控制電路所用到的元器件符號對應PLC梯形圖符號時，并且理解了繼電器控制電路的工作原理，PLC梯形圖程序設計自然迎刃而解。

2.在教學中一直堅持學生能自己解決的，教師就不去干預。教師主要引導學生多動手，多遷移知識，為遷移而教。有利于培養學生的自學自我管理能力、動手能力、研究和分析問題的能力、協作互助和交流能力。

三、案例反思

所謂的“授之以漁”，教師工作的重心從“教會知識”轉向了“教學生會學知識”，培養學生的學習能力。在開展工作任務式的實訓教學中，學生的學習興趣高，學習效果好。同時也讓學生明白了今后的職業特性和職業要求，更加熱愛自己的專業，對今后的就業充滿信心，為學生在今后激烈競爭的職業生涯中打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]韓世才.“任務引領”項目教學法.機械職業教育，2008，10

[2]杜從商.PLC編程應用基礎（三菱）.機械工業出版社，2009，8