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濟性成為了多數企業中自動控制設備的首選，尤其是S7-200系列PLC，因其應用范圍較廣，學習基礎較簡單，且與其他類型的PLC基礎相通，易于擴展的特點，被許多高職院校應用于PLC的課程教學中。同時，PLC在高職院校電氣專業的課程體系中具有較高的地位。而高職院校主要側重培養學生的動手能力，這就使得PLC的實訓課程尤為重要。但目前PLC實訓課程還存在一定的問題，尤其是實訓設備。

關鍵詞：高職院校;PLC實踐;S7-200

一、實訓教學中存在的問題

（一）采購成本

目前，PLC的實訓設備主要由國內幾家大型的生產教學儀器，實訓設備的企業提供。而采購這些實訓設備的成本較高，使得實訓設備有限，無法滿足實訓課每人一臺設備的需求，這就使得實訓教師被迫采取分組實訓的方式進行實訓教學，而采取這種方式的弊端，一是重復性的練習占用課時較多，二是部分同學產生投機心理，考核時往往只依靠組內學習較好的同學，從而使自已失去了獨立思考，自主練習的學習能力，最后對PLC失去了興趣，從而放棄了學習。

（二）設備老化

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

（三）不易擴展

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

二、改革方案

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

（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。其本身自帶數字量輸入點24個，輸出點16個，可使學生完成大部分任務設計，同時，我們還配備了EM235模擬量擴展模塊，和EM223數字量擴展模塊，學生可針對方案設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與洞洞板組成一個可通24V直流電源的鍵盤，學生在實訓過程中，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，可大大節省實訓空間，并且此類鍵盤成本較低。同時，此鍵盤也可做為電子產品設計與制作課程中的一項教學產品，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，學生可針對具體設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、數碼管電路板、變頻器及相應的繼電器和接觸器組成。學生可根據教學項目的要求進行輸出元件的選取、安裝。如需設計十字路口的交通信號燈，學生可按設計方案選取指示燈、數碼管電路板做為系統的輸出單元，同時按需選取輸入單元。在選取輸出元件時，學生也會根據自已設計方案的要求，選取不同類型的輸出元件，比如指示燈和數碼管的工作電壓。這樣以實際為背景的工作過程，就避免了學生因機械化的接線而忽略設備選型的問題，從而也提高的學生分析問題的能力。

（四）觸摸屏

觸摸屏在PLC控制系統中占有相當重要的地位，也是PLC實訓教學中必不可少的一個模塊，如果遇到大型的電氣控制系統需要數十數百個操作按鈕，并需要隨時顯示機器運行中的大量數據的情況時，我們就可以通過觸摸屏與PLC通訊來實現。觸摸屏的加入可以更加直觀、形象地展現出PLC的控制過程。學生可以在硬件連接的基礎上，通過觸摸屏與PLC建立聯系，來控制電氣設備的運行。

通過對PLC實訓設備的改造，可以有效地降低成本，在實訓課程中，可實現設備的最大利用化，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散式的實訓平臺，也提高了學生的學習興趣，鍛煉了動手能力，改變思維方式。

參考文獻

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