可編程序控制器教學現(xiàn)狀分析及課程建設研究

1、可編程序控制器教學現(xiàn)狀分析及課程建立研究摘要：針對高職院校的教學特點，分析了PL理論教學的現(xiàn)狀和主要問題，從理論教學、試驗教學和綜合實訓教學幾方面對課程改革進展了討論和研究并提出了建立方案。通過教學理論證明，可以獲得良好的教學試驗效果。關鍵詞：PL可編程序控制器教學理論可編程序控制器以其價格廉價、可靠性高、簡單易懂、操作靈敏等特點得到各行業(yè)控制領域的認同和推廣。隨著可編程序控制器在各行業(yè)的廣泛應用，現(xiàn)代企業(yè)對PL技術(shù)人員的需求日益增大。對于廣闊高職院校學生來說，它已不僅僅是一門課程，而是一項實用性較強的技術(shù)，掌握了這門技術(shù)，畢業(yè)后可直接應用于工作理論。本文對現(xiàn)有教學方法進展了詳細的分析，找出其

2、問題所在，并從課程教學設計、課程試驗、綜合實訓設計幾方面就可編程序控制器的教學進展了討論和研究，以到達深化學生的理論知識，使學生全面掌握PL技術(shù)，培養(yǎng)高素質(zhì)的應用型人才的目的。一、目前高校可編程序控制器理論教學現(xiàn)狀及主要問題目前國內(nèi)高校在PL課程教學中普遍面臨問題是教學設備落后，跟不上PL產(chǎn)品的更新?lián)Q代的問題。在這方面，我校做得較好，我們選用西門子S7-200系列PL作為教學對象，西門子公司PL在國內(nèi)的市場占有率比擬高，加上該設備上市時間不長，預計在將來很長時間那都將占有市常盡管如此，在教學中，我們?nèi)匀幻媾R很多問題急待解決。一教學大綱內(nèi)容眾多與課時有限之間的矛盾，教材的不適用。目前的PL課程主

3、要包括兩方面的內(nèi)容：一是低壓電器控制，二是可編程控制器原理及應用，另外還可能涉及組態(tài)軟件設計。教學內(nèi)容眾多，且都是理論性很強的工程，造成教學內(nèi)容和課時之間的矛盾。另外，也是由于該課程包括兩大局部不同內(nèi)容，使得教材的選擇變得很難，通常兩方面都涉及的教材對PL的內(nèi)容講述就變得很少，并且主要集中在編程指令的說明上，缺少案例分析，不易于學生對課程的理解。1二傳統(tǒng)授課方法造成理論與理論脫節(jié)。PL的指令熟悉與掌握建立在編程練習的根底上，我們目前的教學方式多是在教室上課講述指令，之后到試驗室去做試驗，可是試驗內(nèi)容并不一定直接與最近講授的指令相關。造成學生上課沒有興趣，試驗時又由于缺乏理論根底而不會編程的窘境

4、。三教學試驗資源有限，實驗工程設計不合理，試驗中進展重復性編程練習PL課程是一門理論性很強的專業(yè)課程，課程的開設有三分之一到二分之一的課時是實驗課，但在實驗室做該課程的實驗又有其局限性，一般的PL實驗臺，裝備的是一臺PL根本單元，假設干實驗掛件，要實現(xiàn)的控制不但受掛件的限制，還受根本單元的功能的限制，如何在有限的實驗條件下，讓學生掌握好PL的應用，是擺在我們面前的課題。我校的PL實驗臺是天煌教儀的THSS-網(wǎng)絡型可編程控制器實驗臺，該裝置采用的是SieensS7-200系列PL裝備PU224N，擴張了功能模塊E223，及假設干實驗掛件。目前針對試驗裝置開設的十四個實驗中不是簡單的開關量控制的驗

5、證性實驗，簡單的開關量的重復編程，就是控制要求過于復雜的程序設計，在教學中不能收到良好的教學效果。例如就試驗掛箱中的五相步進電機模擬、噴泉控制、8段顯示器設計三個試驗，雖然控制對象不同，但程序設計思路一致，學生在3個試驗中做得工作是對一樣指令的重復性編程練習。四側(cè)重編程練習，對實際工程缺乏整體認識PL本來是理論與理論的結(jié)合，硬件與軟件的統(tǒng)一，可是在試驗中，學生理解主要是PL的軟件編程，對于其在工業(yè)控制中的地位、作用、和用法仍然缺乏整體認識。五綜合實訓工程單一，與實際工作現(xiàn)場出入太大綜合實訓本來的目的是對PL及其相關內(nèi)容的整合，使得學生對PL控制有一個整體認識，但由于在實訓設計中缺乏控制對象，使

6、得學生的實訓內(nèi)容在很大程度上變成了對一個相對復雜的系統(tǒng)的程序設計，學生對PL的實際用處仍然不理解，對PL在實際工作現(xiàn)場的作用仍然缺乏認識。另外，目前開設實訓工程單一，而學生程度不一，針對不同學生進展不同工程的實訓設計，又利于更好的激發(fā)全體學生的積極性，也可以通過觀察其他工程的設計安裝，使學生們對PL控制系統(tǒng)有更深層次的理解?？删幊绦蚩刂破髯鳛殡姎庾詣踊瘜I(yè)的重要主干課程之一，具有知識覆蓋面廣，更新開展速度快，既強調(diào)理論又側(cè)重理論，與實際消費和應用嚴密結(jié)合的特點。學生掌握后，可將這項技術(shù)直接應用于工作需要?？墒悄壳暗慕虒W和理論存在上述諸多的問題，嚴重影響了PL教學效果，分析PL課程特點，對PL的

7、理論教學和試驗教學進展改革，對于促進PL技術(shù)的開展和傳授具有重大的意義。二、可編程序控制器教學改革方案一教學環(huán)節(jié)改革經(jīng)過一學期的教學理論，對教學環(huán)節(jié)存在的問題有了把握，并在理論的根底上，提出以下措施和方案。1、將理論教學、實物直觀教學、多媒體教學相結(jié)合充分利用多媒體教室，制作整個課程的多媒體課件。在課件中引用大量的實物圖片，使學生對PL有直觀的認識；在教學中對程序設計參加現(xiàn)場仿真調(diào)試，一方面在不知不覺中介紹了軟件的使用，另一方面增強了學生的興趣，使學生看到的不再是單純的理論分析，還有直觀的運行狀態(tài)和結(jié)果。2將理論教學與實物參觀相結(jié)合，例如在講PL硬件時即可帶學生到實驗室參觀學習，要學生結(jié)合眼前

8、看到的器件，分析PL的型號、接口特點和I/地址分配，可獲得事半功倍的效果。2、在軟件編程教學中堅持以案例為教學主線根據(jù)教學目的和教學內(nèi)容，通過典型而實用的案例，引導學生分析、討論、設計程序，引發(fā)學生的學習興趣。在案例選擇上，應捉住當前授課內(nèi)容的重點和難點，注意案例覆蓋的知識面，尋找有代表性的案例。透過案例分析，使學生可以比擬容易的理解指令特點，比擬深化地掌握授課內(nèi)容。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.二試驗設計試驗設計的總體思路是以學生為主體，老師指導，變驗證性試驗為多種形式的設計性試驗。將試驗分為：驗證性試驗、讀程序和修改程序、設計性試驗三大類。驗證性試驗是根底試驗，主要針對根本編程指令設計，目的是使剛

9、接觸PL的學生可以很好地理解PL的工作方式和它的根本指令用法；對程序和程序修改試驗作為驗證性試驗和設計性試驗的過渡，根據(jù)一定理論案例的控制要求，給出控制程序，能實現(xiàn)其一定功能又存在問題，訓練學生讀程序和調(diào)試程序的才能；設計性試驗是對已學知識的一個綜合應用，在題目選擇上要側(cè)重不同的指令編程方法，防止將這類試驗編程對一類指令的重復練習。31、在驗證性實驗中，由于梯形圖的編寫和理解都比擬簡單，學生只需選做三個開關量控制實驗即可，包括：1根本位邏輯指令的練習主要是訓練學生運用PL的三大編程語言編程，PL的I/地址分配，外圍電路的接線。通過此類實驗學生能加深對PL的認識，理解輸入輸出單元的分配，梯形圖的

10、編寫，掌握PL的使用。2定時器與計數(shù)器指令的使用。定時器和計數(shù)器在PL編程中有著廣泛的應用，通過這個試驗，掌握三種定時器與三種計數(shù)器的特點和使用方法。3順序控制實驗PL順序控制程序是應用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編寫的，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是PL三種主要的編程語言之一，該編程方法將控制過程劃分為假設干個狀態(tài)，各狀態(tài)具有不同的動作，狀態(tài)間滿足條件就實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。在一些復雜的控制系統(tǒng)中，往往采用順序控制編程，可以簡化程序，使程序具有直觀易懂的特點。2、讀程序和修改程序?qū)Τ绦虻拈喿x和修改不再建立在對根本指令的理解上，而是針對一個實用的、詳細的控制案例，給出控制程序，該程序可以實現(xiàn)控制的根本要求，同時又存在局部問題。通過學生對案例

11、的分析，讀懂程序，找到程序的問題所在，并訓練學生對程序的修改和調(diào)試才能。這類試驗主要針對控制要求相對復雜的系統(tǒng)，學生下載程序到PL后可以看到直觀的運行效果，又很容易找到程序的癥結(jié)所在，自然對修改它產(chǎn)生了興趣，從而到達較好的實驗效果。另一方面，學生也能通過這類程序，借鑒別人編程的思路，也為獨立設計程序打好了基矗3、設計性試驗設計性試驗所占比例較大，在試驗的選擇上，要注意實用性、典型性，同時每個試驗針對不同的指令或不同的編程方法又需要各具重點。老師在試驗前，可給予學生適當?shù)奶崾净蚪o出根本的設計思路或提出程序設計中需要注意的問題，而程序的主題由學生獨立完成。4、功能模塊實驗PL的功能模塊的多少和功能

12、的強弱，直接反映該系列PL的性能，正是功能模塊的開展，使PL的應用范圍越來越廣，功能越來越強大，實驗室不可能將所有的功能模塊購置回來，但功能模塊的使用是PL課程重要的一個環(huán)節(jié)，在課程內(nèi)容上需對功能模塊做一個較全面的介紹，從模塊的技術(shù)指標、模塊的連接及編號、模塊的地址分配，到根本單元對功能模塊的讀寫操作，利用實驗室的E235模塊，設立綜合性、設計性實驗“模擬溫度控制，在該實驗中，可培養(yǎng)學生的動手才能，理論才能，學生利用該模塊，自己設計檢測電路局部、模擬信號輸入局部、根本單元與功能模塊的讀寫操作、控制信號輸出局部，是一種綜合知識的運用和理論動手才能的鍛煉。5、PL通信實驗隨著工業(yè)自動化的開展和控制

13、系統(tǒng)集成度的增高，PL作為工業(yè)控制的三大支柱之一，PL控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡化越來越普遍，讓學生盡可能地接觸和掌握PL通信的內(nèi)容，也是為社會輸送具有現(xiàn)代控制技術(shù)和才能的具有競爭力的畢業(yè)生的需求。開設設計性、綜合性實驗“PL通信構(gòu)造的設計及數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)，全面掌握PL聯(lián)網(wǎng)通信以及上位P機對PL的現(xiàn)場通信控制。6、仿真試驗受試驗室硬件設備和條件限制，為了給學生提供更多的理論時機，可以指導學生利用仿真軟機設計和調(diào)試程序。目前大多數(shù)公司的產(chǎn)品都提供仿真軟件，它不需要實際的硬件設備，就可以擴展教學試驗范圍，學生學會后也可在自己的電腦上做編程練習和完成習題，從而進步學生的研發(fā)才能。4三綜合實訓設計通過PL的試驗，

14、學生可以掌握PL的根本編程方法和I/接口的接線方法，但對于進步學生對實際工程的整體認識，深化理解PL在控制系統(tǒng)中的作用和用法，它的收效甚微。而進展綜合實訓設計在這方面具有很好的效果。1、設計思路和內(nèi)容綜合實訓設計的總體思路是使學生對控制系統(tǒng)從工程建立、工程分析、工程設計、工程施工到相應電氣文檔的建立做一個全面的接觸和理解。實訓內(nèi)容包括：(1)工程分析及工程選擇(2)系統(tǒng)設計(3)軟件程序分析與設計(4)工程施工設計(5)圖紙繪制(6)安裝調(diào)試(7)上位機監(jiān)控界面設計與調(diào)試2、試驗工程的選擇在實訓工程的選擇上，既要兼顧不同學習程度學生的要求，又要考慮系統(tǒng)的典型性。經(jīng)過精心研究考慮，選定三個課題：

15、交通燈控制系統(tǒng)、電機的順序啟動、停頓設計、雙容水箱控制系統(tǒng)，這三個系統(tǒng)在電氣線路、程序設計上均各具特點：交通燈控制系統(tǒng)的電氣控制線路相對簡單，控制柜??；程序復雜，涉及定時器的使用，順序控制的實現(xiàn)、LED數(shù)顯的驅(qū)動等方面內(nèi)容。電機的順序啟動、停頓設計不只涉及PL課程內(nèi)容本身，還設計低壓電器控制方面的知識，控制柜和控制線路相對復雜。雙容水箱控制系統(tǒng)要用到模擬量輸入/輸出擴展模塊的使用和傳感器的使用，控制對象真實、直觀。三、完畢語PL是一門理論性強的教學課程，通過對PL課程問題的分析和教學過程中的理論，找到PL教學的癥結(jié)所在，對于進步教學質(zhì)量，進步學生對所學知識的綜合運用才能，加強學生動手和理論才能，進步學生就業(yè)競爭力具有重要的意義。通過對PL教學的設計，主要是試驗環(huán)節(jié)的設計，使PL的理論根底和試驗內(nèi)容很好地結(jié)合到一起，通過綜合實訓的設計，提升了我學院PL實驗室的試驗層次，從單一的位邏輯控制