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摘 要:可编程控制器是集计算机技术、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。本文从多方面探索了PLC的教学方法其教学中的注意事项,感受了在采用不同教法下的收获。
关键词:PLC教学法 仿真 注意事项
随着工业技术控制要求的不断提高,以及可编程控制技术的普及,PLC在工业上的运用越来越广,使得中等职业学校也开设了此课程。如何在技工学校教好这门课程?现在笔者结合本人的教学实践,谈谈PLC教学的一些见解:
一、在教学方法上,采用直接转换法展开互动式教学
《PLC原理及应用》课程具有多变性、综合性、典型性、实践性和实用性五大教学特点,在教学过程中,既有一般又有特殊,既有新授又有复习,既有理论又有实训,既有工作原理又有编程方法,既有典型单元程序又有复杂实用案例,同时技工学校的学生又是一个学习基础、习惯和动机差异很大的群体。这就决定了我们技工学校的教师一定要根据本课程不同教学内容及其特点,采取不同的教学方法,同时,无论是理论教学还是实践教学,我们教师还要努力做到因材施教,在如何充分调动广大学生学习积极性和发挥广大学生主观能动性上多下功夫。不能采取“一言堂”和“填鸭式”的教学,势必也就造成了“言者津津,听者昏昏”的教学局面。在《PLC原理及应用》课程教学上,尤其是PLC指令及应用、编程方法和实际应用等教学内容上,最适宜于采取直接转换法进行双边互动式教学方法。
在PLC的教学过程中,梯形图是一种最简单易学的编写语言,它是在传统中常用 的接触器、继电器等图形表达符号的基础上演变而来的,它与电器控制线路图相似,继承了传统电器控制逻辑中使用的柜架结构、逻辑运算方式和输入输出形式,具有形象、直观、实用的特点,它使用内部的继电器,定时器/计数器等,构成与继电控制类似的逻辑控制电路,从而使学过继电控制的学生很容易接受。例如:三相异步电机的正反转控制、电机的手动自动Y-Δ控制,首先采用直接转换法来实现梯形图的设计,可不加区分地直接转换就能实现其功能。这样可让同学们能一目了然地理解PLC的工作原理及与继电控制的不同之处和PLC控制的优越性。在此基础上,引入“行为引导学”教学方法,为了搞好双边互动式教学,就要求我们教师在备课时把教材上静态的知识转化为课堂上动态的教学信息,并且在教学过程中要想方设法地创造出一个可以实现双边互动式教学的环境和气氛,通过创设情境、巧设疑问、共同讨论、动手实践等多种教学方式,有效地开展双边互动式教学。如:提出三相异步电机带点动和连续控制的电机是否可进行直接转换呢?
很显然,图1直接转换的不能实现其功能,必须通过图2 的间接转换才能实现,这样不仅是老师传授给学生编程方法,同时学生可以通过老师给出的任务书,从各方面获取资料,充分发挥学生的想象。这样不仅培养了学生的思维能力,而且在完成任务书的同时,不自觉地学会了解决问题的方法,在这过程中还增强了学生之间信息交流。
二、在实习过程中,教学方法更新
目前在《PLC原理及应用》课程实践教学上,由于我们教师所编写的实训指导书详尽有余,明明白白,加之所做的实习实训都是“简单验证式”或“机械重复式”方面的项目,在一定程度上为学生“依葫芦画瓣”提供了方便,学生在实习实训时只需要进行程序输入、线路连接等简单操作即可顺利完成。这种实习实训教学方法,目前已被我们教师广泛认可和采用,但我认为没有问题的、不需学生动脑的实习实训是毫无意义的,如这样进行实习,学生实际上就成为了PLC的程序录入员,电脑操作员。对于与PLC技术应用密切配合的实习实训教学,教师只有指导学生运用PLC编程方法亲自编程操作,在实习实训中既动手又动脑,既能发现问题又能在教师启发指导下分析问题和解决问题,才能从本质上学好这门课程,从而最终实现本课程在技工学校的教学目标,为同学们在今后的工作应用打好基础。
三、在巩固教学成果时,吸引学生的兴趣
1、学生学习兴趣浓,学习热情高涨,学习效果有保证
每个课题以实例为重点,这些实例都是来自我们身边的生活、生产。学生对教学课题感兴趣,认识到所学的东西有用,能解决现实问题,学习热情是自然地高涨起来。兴趣是最好的老师,主要能调动学生的兴趣,学习效果肯定不懒。兴趣是学生主动学习的动力之一,他们对学习的追求往往来源于兴趣。凡是有兴趣的东西,就容易激发学生的学习热情,引起学生的思考,学生若能有兴趣地学,教学就成功了一半。因此在教学中,结合教材特点,把兴趣的东西引入课堂,这些东西越接近学生的日常生活,同时又不偏离教材,学生对所学知识就越容易理解,学生学习的兴趣也越浓,从而学生学习的自觉性和主动性也跟着提高。教师积极利用这一点,引导学生主动思维,从开始教师提出问题,激发学生的兴趣,引导学生分析问题,如何解决问题。逐渐地由学生提出问题,自行分析问题到解决问题。这样不但提高了学生学习PLC知识的兴趣,而且还提高了学生的分析问题和解决问题的能力。如在交通红绿灯的教学中,通过此程序编写和调试,培养了学生兴趣,从而调动同学们学习的积极性。课题实例来自生产、生活、要处理及注意的有关问题我们都向学生交待清楚,引导学生具体的处理办法、解决方法步骤、方向。通过多个实例的学习、实践与积累,学生能逐渐地提高解决实际问题的能力。
2、在仿真教学中,强化实践性教学环节
可编程序控制器原理及其应用课程是一门实用性、工程性和综合性很强的专业课,与工程实际联系紧密,必须强化实践性教学环节。应当通过实验、生产实习和课程设计等实践性教学环节,增强学生的综合运用能力,倡导创造性思维。
在PLC的实习教学中,要完成很多典型的编程训练,这些被控设备由于体积大、造价高,很难按工位给学生配置,一般采用教仪厂(或自制)的模拟装置进行操作。这样做的缺点是:操作复杂,学生难以理解,冲淡了教学主题。因此,在PLC教学实践中,利用组态软件技术设计开发PLC仿真教学,可以得到事半功倍的教学效果,同时,还极大地节约了教学经费。
PLC仿真的实现是利用组态软件设计PLC仿真控制对象,在计算机上运行事先编写(或学生们自己编写的组态软件应用程序,来代替硬件(被控对象)的工作,借助计算机屏幕观察控制过程与结果。利用组态软件设计的应用软件,可以仿真多种PLC控制对象,仿真的被控对象不仅可以接受多种由PLC发出的控制信号,还能按照程序的算法以动画、数值、文字、标尺等形式在计算机屏幕上反映出PLC的控制过程与结果,它可以直接从计算机的屏幕上观察PLC的控制结果正确与否,组态软件亦可向PLC发出各种命令信号,以配合PLC的控制,在教学中,学生既可将计算机看作“被控对象”,用PLC对其控制,又可在计算机上以仿真动画形式直观看到程序的执行结果,从而极大地提高了学生的兴趣,强化了动手能力。如利用组态软件来模拟现场调试、模拟诸如电镀生产线、污水处理等控制系统的运行,对学生实践技能的培养,发挥学生的主观能动性及创造力,起到了重要的作用,收到了很好的效果。
四、教学中注意讲清并引起学生注意的内容
1、对于软元件的联锁和外部接触器的联锁
在拖动教学中,学生们都知道联锁的作用,在PLC中软元件也需要进行联锁,这往往容易被学生所忽略,因此必须经常提醒同学们注意;在步进指令中,步的活动状态的转换过程中,相邻两步的状态继电器会同时打开一个扫描周期,可能会引发瞬时的两个线圈同时打开问题,为了避免不能同时接通两个输出(不应同时得电的两个接触器----异步电机的正反转)同时动作,除了在梯形图中设置软元件的联锁外,还要在外部设置接触器的联锁。
2、双线圈的处理
在教学中常常会碰到双线圈的问题,如交通道口的红绿灯中的绿灯先亮几秒,再闪几秒,如采用以下程序就会出错,出错的原因就是出现了双线圈,且不说其他错误,如何解决呢?这就要求学生们可以采用辅助继电器来解决,如图3、4所示。也就是说,在进行编程设计教学时,要根据题意先列出电路的条件,然后用启—保—停电路,同时借助辅助继电器来实现电路功能。
参考文献:
[1]《互动式教学在可编程控制器教学中的应用》邓朝阳.职业教育研究
[2]《PLC教学存在的问题和解决对策》.闫丽华.职教论坛,2004
[3]LC教学中组态仿真技术的应用》.赵瑾.湖南电气与信息工程学院
关键词:PLC教学法 仿真 注意事项
随着工业技术控制要求的不断提高,以及可编程控制技术的普及,PLC在工业上的运用越来越广,使得中等职业学校也开设了此课程。如何在技工学校教好这门课程?现在笔者结合本人的教学实践,谈谈PLC教学的一些见解:
一、在教学方法上,采用直接转换法展开互动式教学
《PLC原理及应用》课程具有多变性、综合性、典型性、实践性和实用性五大教学特点,在教学过程中,既有一般又有特殊,既有新授又有复习,既有理论又有实训,既有工作原理又有编程方法,既有典型单元程序又有复杂实用案例,同时技工学校的学生又是一个学习基础、习惯和动机差异很大的群体。这就决定了我们技工学校的教师一定要根据本课程不同教学内容及其特点,采取不同的教学方法,同时,无论是理论教学还是实践教学,我们教师还要努力做到因材施教,在如何充分调动广大学生学习积极性和发挥广大学生主观能动性上多下功夫。不能采取“一言堂”和“填鸭式”的教学,势必也就造成了“言者津津,听者昏昏”的教学局面。在《PLC原理及应用》课程教学上,尤其是PLC指令及应用、编程方法和实际应用等教学内容上,最适宜于采取直接转换法进行双边互动式教学方法。
在PLC的教学过程中,梯形图是一种最简单易学的编写语言,它是在传统中常用 的接触器、继电器等图形表达符号的基础上演变而来的,它与电器控制线路图相似,继承了传统电器控制逻辑中使用的柜架结构、逻辑运算方式和输入输出形式,具有形象、直观、实用的特点,它使用内部的继电器,定时器/计数器等,构成与继电控制类似的逻辑控制电路,从而使学过继电控制的学生很容易接受。例如:三相异步电机的正反转控制、电机的手动自动Y-Δ控制,首先采用直接转换法来实现梯形图的设计,可不加区分地直接转换就能实现其功能。这样可让同学们能一目了然地理解PLC的工作原理及与继电控制的不同之处和PLC控制的优越性。在此基础上,引入“行为引导学”教学方法,为了搞好双边互动式教学,就要求我们教师在备课时把教材上静态的知识转化为课堂上动态的教学信息,并且在教学过程中要想方设法地创造出一个可以实现双边互动式教学的环境和气氛,通过创设情境、巧设疑问、共同讨论、动手实践等多种教学方式,有效地开展双边互动式教学。如:提出三相异步电机带点动和连续控制的电机是否可进行直接转换呢?
很显然,图1直接转换的不能实现其功能,必须通过图2 的间接转换才能实现,这样不仅是老师传授给学生编程方法,同时学生可以通过老师给出的任务书,从各方面获取资料,充分发挥学生的想象。这样不仅培养了学生的思维能力,而且在完成任务书的同时,不自觉地学会了解决问题的方法,在这过程中还增强了学生之间信息交流。
二、在实习过程中,教学方法更新
目前在《PLC原理及应用》课程实践教学上,由于我们教师所编写的实训指导书详尽有余,明明白白,加之所做的实习实训都是“简单验证式”或“机械重复式”方面的项目,在一定程度上为学生“依葫芦画瓣”提供了方便,学生在实习实训时只需要进行程序输入、线路连接等简单操作即可顺利完成。这种实习实训教学方法,目前已被我们教师广泛认可和采用,但我认为没有问题的、不需学生动脑的实习实训是毫无意义的,如这样进行实习,学生实际上就成为了PLC的程序录入员,电脑操作员。对于与PLC技术应用密切配合的实习实训教学,教师只有指导学生运用PLC编程方法亲自编程操作,在实习实训中既动手又动脑,既能发现问题又能在教师启发指导下分析问题和解决问题,才能从本质上学好这门课程,从而最终实现本课程在技工学校的教学目标,为同学们在今后的工作应用打好基础。
三、在巩固教学成果时,吸引学生的兴趣
1、学生学习兴趣浓,学习热情高涨,学习效果有保证
每个课题以实例为重点,这些实例都是来自我们身边的生活、生产。学生对教学课题感兴趣,认识到所学的东西有用,能解决现实问题,学习热情是自然地高涨起来。兴趣是最好的老师,主要能调动学生的兴趣,学习效果肯定不懒。兴趣是学生主动学习的动力之一,他们对学习的追求往往来源于兴趣。凡是有兴趣的东西,就容易激发学生的学习热情,引起学生的思考,学生若能有兴趣地学,教学就成功了一半。因此在教学中,结合教材特点,把兴趣的东西引入课堂,这些东西越接近学生的日常生活,同时又不偏离教材,学生对所学知识就越容易理解,学生学习的兴趣也越浓,从而学生学习的自觉性和主动性也跟着提高。教师积极利用这一点,引导学生主动思维,从开始教师提出问题,激发学生的兴趣,引导学生分析问题,如何解决问题。逐渐地由学生提出问题,自行分析问题到解决问题。这样不但提高了学生学习PLC知识的兴趣,而且还提高了学生的分析问题和解决问题的能力。如在交通红绿灯的教学中,通过此程序编写和调试,培养了学生兴趣,从而调动同学们学习的积极性。课题实例来自生产、生活、要处理及注意的有关问题我们都向学生交待清楚,引导学生具体的处理办法、解决方法步骤、方向。通过多个实例的学习、实践与积累,学生能逐渐地提高解决实际问题的能力。
2、在仿真教学中,强化实践性教学环节
可编程序控制器原理及其应用课程是一门实用性、工程性和综合性很强的专业课,与工程实际联系紧密,必须强化实践性教学环节。应当通过实验、生产实习和课程设计等实践性教学环节,增强学生的综合运用能力,倡导创造性思维。
在PLC的实习教学中,要完成很多典型的编程训练,这些被控设备由于体积大、造价高,很难按工位给学生配置,一般采用教仪厂(或自制)的模拟装置进行操作。这样做的缺点是:操作复杂,学生难以理解,冲淡了教学主题。因此,在PLC教学实践中,利用组态软件技术设计开发PLC仿真教学,可以得到事半功倍的教学效果,同时,还极大地节约了教学经费。
PLC仿真的实现是利用组态软件设计PLC仿真控制对象,在计算机上运行事先编写(或学生们自己编写的组态软件应用程序,来代替硬件(被控对象)的工作,借助计算机屏幕观察控制过程与结果。利用组态软件设计的应用软件,可以仿真多种PLC控制对象,仿真的被控对象不仅可以接受多种由PLC发出的控制信号,还能按照程序的算法以动画、数值、文字、标尺等形式在计算机屏幕上反映出PLC的控制过程与结果,它可以直接从计算机的屏幕上观察PLC的控制结果正确与否,组态软件亦可向PLC发出各种命令信号,以配合PLC的控制,在教学中,学生既可将计算机看作“被控对象”,用PLC对其控制,又可在计算机上以仿真动画形式直观看到程序的执行结果,从而极大地提高了学生的兴趣,强化了动手能力。如利用组态软件来模拟现场调试、模拟诸如电镀生产线、污水处理等控制系统的运行,对学生实践技能的培养,发挥学生的主观能动性及创造力,起到了重要的作用,收到了很好的效果。
四、教学中注意讲清并引起学生注意的内容
1、对于软元件的联锁和外部接触器的联锁
在拖动教学中,学生们都知道联锁的作用,在PLC中软元件也需要进行联锁,这往往容易被学生所忽略,因此必须经常提醒同学们注意;在步进指令中,步的活动状态的转换过程中,相邻两步的状态继电器会同时打开一个扫描周期,可能会引发瞬时的两个线圈同时打开问题,为了避免不能同时接通两个输出(不应同时得电的两个接触器----异步电机的正反转)同时动作,除了在梯形图中设置软元件的联锁外,还要在外部设置接触器的联锁。
2、双线圈的处理
在教学中常常会碰到双线圈的问题,如交通道口的红绿灯中的绿灯先亮几秒,再闪几秒,如采用以下程序就会出错,出错的原因就是出现了双线圈,且不说其他错误,如何解决呢?这就要求学生们可以采用辅助继电器来解决,如图3、4所示。也就是说,在进行编程设计教学时,要根据题意先列出电路的条件,然后用启—保—停电路,同时借助辅助继电器来实现电路功能。
参考文献:
[1]《互动式教学在可编程控制器教学中的应用》邓朝阳.职业教育研究
[2]《PLC教学存在的问题和解决对策》.闫丽华.职教论坛,2004
[3]LC教学中组态仿真技术的应用》.赵瑾.湖南电气与信息工程学院