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PLC实践应用与中职教学有效结合

摘要：PLC是一门实践性很强课程，本文主要从PLC课程教学实践应用的重要性出发，分析了PLC实践教学在教学中的优势，并对如何实现PLC实践应用与中职教学的有机结合阐述了笔者的观点。

一、中职课程教学PLC实践应用重要性

早在2006年，国家劳动和社会保障部就发布了目前国内12个紧缺型人才需求，PLC系统编程设计师岗位就位列其中，根据有关部门预测显示，到2011年止，PLC技术型人才缺口将达到15.4万。国内人才市场对专业PLC技术人才的需求也越来越大。所以，各大高职、中职院校要加大电气自动化、机电等专业的PLC实践应用教学的力度，强调理论与实践相结合的教学模式。

目前，国内很多的高职、中职院校对PLC的实践应用教学非常重视，但是由于学生对理论知识的掌握程度有限，这些院校自动化专业毕业学生大多数都从事自动化设备的维护以及设备的自动化改造方面，而真正涉及PLC程序开发应用的专业人才却非常少。但是PLC程序设计属于紧缺型人才，教学结果与社会需求产生了矛盾。因此，各大高职、中职院校在PLC理论课程教学中，加强PLC的应用实践课程的教学，从而达到培养专业的应用型人才的目的，使学生不仅具有较强的理论知识，同时也具备应用实践能力，最终为社会输送PLC程序设计专业型人才，为科技的发展做出贡献。

二、PLC实践在教学中的实施

在高职、中职院校传统的PLC教学课程当中，都采用传统的教学方式开展该课程的教学任务。在进行课程教学的PIE教材编写时，一般是按照基本原理、基本指令、基本应用以及基本操作等四个独立的章节来完成的。教材也按照结构的严谨性进行编写，在课程开始时，教师也按照教材的顺序进行教学，首先进行基本理论的学习，接着学习基本指令，最后才开始应用的教学。这样一来当学生学习到应用课程时，前面的理论知识已经发生脱节，然后又要开始重新的理论学习，导致了学生PLC实践应用学习效果不高，应用能力也得不到提高。

1、PLC在机械加工教学中的具体应用

在PLC课程的开始前，先准备好机械手本体、气动控制系统以及PC - PLC监控系统，机械手臂主要由基座、手臂以及手爪等几部分组成，在实践时分别要求完成机械手臂的扭转、升降、手爪翻转、手臂伸缩和手爪夹持等动作。上述动作的实现是由气缸驱动完成的，由PLC的远程控制实现电磁阀的动作，操作界面按钮通过用户程序与PLC以及各电磁阀的线圈相连接，实现远程汽缸控制动作。每个气缸控制按钮数量与电磁阀的线圈数是对应的，比如：三位五通阀有三个控制按钮、二位五通阀有两个控制按钮。机械手机的控制信号则是通过与PLC进行的实时数据交换得到的，也就是PLC的端子的实时工作状态。同时，在界面显示区，显示机械手臂运动气缸的活塞杆位置状态，观察其是否到达了左右极限。从而达到机械手臂的上移、下移、夹紧等动作的实现。

2.PLC 课程的学习模式。

根据实践应用与理论知识相结合的方式进行PLC的知识讲学，这样既可以使学生掌握理论知识，又可以在实践中掌握设计技能。PLC一个重要的特点就是其综合性，一个实际的自动化系统结构是非常复杂的，往往包含了机、电、液、气等内容，而且具体的控制要求也根据其行业的不同而不同，有些在理论上可以实现的控制程序运用到实际中不一定可行。但是，如果采取了实践应用与理论知识相结合的教学模式进行，起到的教学效果就完全不同。中职院校在进行PLC的教学时可以结合实际的工程案例进行，让学生在实际应用中，学会PLC的工程实际设计方法，从而掌握了PLC技术在实际工程中的应用，提高其技术水平与应用能力，真正实现毕业生PLC应用技术的实践教学任务。同时，也可以培养学生的创新意识，根据具体的工程实例进行具有自身特色的实际应用，从而实现才人的创新需求。

3、PLC课程的教学模式。在PLC实践应用教学模式中，教师可以利用现有的PLC实验室进行一体化教学。在实PLC应用实践教学过程中，首先由教师讲解模拟系统的控制要求以及预备知识，并对编程思路进行分析，然后交给学生自己上机设计调试程序，最后，再由教师进行程序的指导、修正。让学生学习到了理论知识所无法学习到的宝贵经验，对PLC的理论知识更加理性化、明细化。这种PLC应用实践教学不仅可以充分的挖掘学生的学习热情，更能培养学生的实践动手能力以及应变能力。

三、如何实现PLC实践应用与课程教学有机结合

1、改革传统教学模式，实施项目教学方法教学

在实施PLC项目教学过程中，教师可以具体的给出PLC控制的相关要求，让学生进行积极的动手及操作，例如：采用三菱FX系列PLC实现机械手臂的控制，所提出的要求有：实现机械手臂的上移、下移、夹紧等控制以及实现机械手臂故障警报控制。采用实际案例进行项目教学，其根本目的是当学生在完成这些教学任务后，可以更加熟悉的运用PLC在进行实际应用的中的控制，并且在教学任务中掌握其基本的位操作指令，以及掌握基本元器件型号选择。最终掌握PLC的基本控制操作步骤。针对以上教学要求及任务，教师可以制定以下的教学实践步骤：

（1）进行分组讨论。将学生按小组进行项目的讨论，并根据要求设计出方案。同时教师也应参与以便了解学生的实际情况，并指导学生进行设计PLC控制的基本步骤，如怎样分配I/O口；怎样设计电气原理图以及程序编制过程中应注意的问题等，并由小组提出自己的方案设计意见。

（2）实践项目的计划与安排。根据各个小组所制定的方案，对各小组进行分工，并对各项控制项目的开展做出计划步骤。

（3）实践项目具体实施。根据各小组做出的计划与方案安排，进行具体任务的实施工作。

（4）项目完成过程中的质量控制。在整个项目进行过程中，教师要对操作设计过程进行全程的跟踪控制，及时的分析与解决学生碰到的难点，让学生自己判断问题的根本原因，并动手解决实际碰到的问题，培养学生自主实践与问题分析的能力。

2、结合院校网络，实行远程监控

PLC输入输出信号之间的关系可以通过仿真软件的界面中直接体现，但是对于较复杂的程序来说，就不能在仿真软件界面直接显示了，比如数模转换、步进电机的转速监测等信息，这就需要用到远程监控技术了。随着PLC技术的不断完善及发展，PLC与其他的工业控制计算机网络相结合，形成大型的网络控制系统是可编程控制器技术的发展方向，所以，在PLC应用实践教学过程中，要解除时间及空间的限制，借助中职院校的校园网络平台，形成大范围的远程监控系统。运用现场总线与以太网相互结合的通信方式，将PLC教学过程中的现场数据高速传至监控计算机进行分析与管理。主站运用PLC控制模块，运用以太网模块来完成主站的控制与连接，以达到远程控制PLC设备、调速变频器设备以及伺服电机设备的目的。数据将通过以太网送到上位机监控系统，该系统将对数据进行分析，同时，可将上位机监控系统发出的各类指令传送至对应设备，进行控制。

3、改善考核方法，开展实际活动

对学生考核成绩的拟定，要根据理论分与实践分数相结合的方式进行，特别是对于PLC这种实践性很强的课程，不能仅仅掌握理论知识，而忽视动手实践能力。因此，必将改进学生考核制度，将实践设计考核列入考核范围，对专业技能考核一定要在教师选题范围之内进行，并根据题目的具体要求，来完成程序的设计、编写、运行、调试等步骤，从而达到PLC应用实践的考核目的。PLC专业教师也应该经常开设一些兴趣小组以及科研活动，并要求学生参加学校组织的工厂实践活动等，让学生真正了解到PLC设计者的工作环境以及岗位实际需要等。

四、结束语

中职院校PLC专业教学的目的，是培养学生集维护、安装、设计等相结合的技能性人才。采用PLC应用实践教学方法，通过PLC教学设备让学生真正了解到PLC设计的实际步骤，在实践中完成理论知识的消化与吸收，不仅激发了学生的学习热情，而且培养了学生的实践动手能力，优化了教学过程，培养了PLC专业实践型人才。

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