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摘要:结合PLC的本地市场应用情况的社会调研,以及PLC校本实训教材编写的实践与思考,本文对PLC校本实训教材的选题、内容编排、训练重点及在编写中应注意的事项进行了论证。
关键词:PLC;校本实训教材;开发
中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1672-5727(2010)09-0112-02
2005年第二学期,笔者承担了学校机电专业的PLC实训工作,在整个学期的工作中,发现了实训中的几个问题:一是学生只有PLC课本,但课本上没有实训题目;二是学校所用的教材例题很少,很多指令介绍都是简单地一笔带过,没有通过例题详细讲解,导致教师的讲解、学生的学习都十分费力;三是很少有合适的教材,大部分实训教材上的例题都是针对大专院校或者本科生的,偏重于较大型的PLC程序设计,很少有专门针对职校生的;四是实训教材内容上较单薄,只讲PLC,没有变频器,没有步进电机,更没有伺服和触摸屏,而现在本地的企业,尤其是稍微上一点档次的企业,PLC+变频器+伺服都是常用的装备了,很多企业现在还用上了触摸屏操控。上述问题使笔者感觉到,为了提高实训教学效率,使学生学有所长,学有所得,轻松就业,编写一本针对职校机电专业、针对本地就业市场的实训教材已是当务之急。
进行社会调研,了解PLC的本地市场应用
笔者在学校一直担任“电工上岗证”的培训工作,在工作中认识了不少在工厂担任电工的一线工作人员。借着工作的便利,在他们的带领下,本人对本地的生产企业进行了一次调研。
调研范围参与此次调研的企业共有13家,其中钢材加工企业9家,陶瓷企业4家。
调研方法实地参观、访谈,访谈对象为企业一线工作人员。
调研过程(1)准备阶段。主要包括编制企业调查问卷,选取调查样本企业,拟定访谈提纲。(2)实地调查。包括实地参观和访谈两部分。(3)统计分析。整理参观记录和访谈记录,对获取的信息进行筛选、分类、分析研究。
结果分析(1)企业运用形式多样。企业利用PLC、变频器、触摸屏的统计如表1所示。从表1可以看出,本地钢材企业利用PLC和变频器的占66%以上,使用触摸屏的相对不是很多,但也占到钢材加工企业的33%左右。还可看出,在本地的陶瓷企业调研中涉及的企业PLC加变频器使用率是100%,触摸屏的使用率也占到50%。(2)变频器使用逐渐普及。从对企业员工的访谈中得知,随着技术的不断成熟及价格的不断降低,PLC和变频器正逐渐在企业中普及。变频器虽然近几年利用的不是特别多,但随着时间的推移,在企业中普及是大势所趋。
精选例题,针对PLC在企业的实际应用和学生的实际水平
针对企业的PLC、变频器及触摸屏的应用实际,学校现有的设备配备情况以及学生的情况,笔者确定实训教材以PLC和变频器为主,辅以触摸屏的应用。
在学校的教学计划中,PLC这门课在高二下学期和高三上学期开设,变频器这门课是在高三上学期开设。根据教学要求,高二下学期教学目标是让学生熟悉PLC基本指令、步进指令、功能指令特点及基本应用;高三上学期的教学目标是让学生掌握变频器和PLC的综合应用。而触摸屏这一部分在教学计划中没有涉及,但既然企业已经开始应用,就应考虑在实训中加入。
根據教学要求,笔者在设计实训教材时将教材分成了两个部分:初级篇和高级篇。高二下学期实训用初级篇,高三上学期实训用高级篇。初级篇的实训内容如表2所示:
重视一题多解,使知识网络化
PLC编程的逻辑性很高,编程的方法也很灵活,同一个题目,不论采用基本指令,还是步进指令,或者是应用指令,都可以得到最后的正确结果。
在实训教材中,笔者刻意在编程的环节加入“一题多解”训练,在实训教材内容涉及电机的控制时,在题目中都要求学生用基本指令和步进指令两种方式编程。例如,在基础实训六中有这样一个题目:要求根据三相异步电动机正反转的控制线路图(见图1)和PLC的输入输出分配表(见表4),用基本指令和步进指令分别编出PLC程序,能够实现控制功能。学生通过自己的思考,甚至给出了三个答案:答案一、答案二、答案三,分别如图2、图3、图4所示。
上面例子说明,训练学生多角度、多方位、多层次地研究、分析题目的内容和所提出的问题,可以弥补学生生搬硬套、思路单一的缺陷,从而激活学生的“知识仓库”。学生在实训同时利用不同的方法解答同一题目,一方面,可以起到互相检验的作用,学生可以将所有学过的知识进行重组,实现网络化;另一方面,通过比较不同的解法,可以从中体会并发现哪种思路更简洁,哪种思路更容易理解,便于操作,从而提高解题的速度和正确率,并形成学生独特的解决问题的思路。
合理加入新知识,拓宽学生视野
虽然在学校的教学计划中没有触摸屏的内容,但是笔者通过实地调研发现触摸屏已经走入到本地企业的生产控制当中,从表1中可以看出,有33%的钢材加工企业和50%的陶瓷企业应用到了触摸屏。虽然并不是所有的企业都用到了它,但随着越来越多的人认识到触摸屏控制的便捷性,触摸屏的普及只是个时间问题。
另外,笔者在与家具制造行业的电工师傅沟通时还发现,现今的木制品行业中也较广泛地应用到了伺服电机,具体用于纺织设备和包装设备,随着现在企业对工艺精度、加工效率及工作可靠性等要求不断提高,这些领域对交流伺服电机的需求将迅猛增长,交流伺服将逐步替代原有直流有刷伺服电机和步进电机。据笔者了解,现在伺服电机出故障后,企业都是找佛山等地的维修公司来维修,因为本地较少人懂伺服电机,因此,企业对较先进电机维修人才的需求较大。
职业教育就是为企业培养实用人才的教育,既然企业用到触摸屏,需要懂伺服电机的人才,那我们就要在教学内容中加入这些内容,为学生的就业打好基础。
走到企业中去,汲取经验
编写实训教材,自己感觉好是没有用的,要在生产实践中用得到,才是真正的有用。教材的基本思路理清,框架做好以后,笔者还请有电工上岗证的学员来看哪些内容要修改,哪些内容要补充,哪些内容是多余的要删除。
在这个过程中,他们提了不少有益的意见和建议,比如笔者原来在实训提高篇中有一个实训是带编码的电梯控制,企业来的学员看到以后,建议删除,因为在本地的企业中根本没机会用到。本地企业普遍规模不大,这样的实训题目考一下学生的编程能力倒是可以,但在实际中没有什么用途。
反思
企业在调研中,参与的企业不多,因为现在竞争激烈,很多厂因为要保守技术机密,不愿意外人深入,这对调研分析产生了不小的影响。通过这次调研,笔者认为,在学校以后的工作中,可多做一些工作,比如可以请地方主管企业的部门开一张社会调研证明等等,让企业信任我们;也可以在社会上对学校的教学工作多作一些宣传,让企业理解我们,支持我们的工作,只有进到更多的企业中去,才会取得最完整、最有说明力的一手资料。
教师尤其是实训指导教师,一定要走出去,争取尽可能多的到企业锻炼的机会,这样,才能把握住技术发展的方向,充实自己的头脑,开发课程、开发实训教材才会有的放矢。现在虽然网络很发达,在网上可以搜索到很多新技术,但是技术实不实用,能不能应用到生产实践中去,还是企业说了算,商人趋利,有些技术再先进,如果投入与产出不成比例的话,他们是不会用的。
学生实训教材的开发要把握好学生的实际水平,掌握好难度,编者不能自己认为技术很新、很高级,就放在实训教材中,强迫学生去超水平发挥。在这次实训教材的框架中,笔者本来加入了一个“FX系列设备之间通信实训”,虽然学校实训室有一套MPS系统,但是PLC之间的通信要用端口,要用到ASCII码和数位的校验,但是考虑学生的实际水平并不能掌握这么多的内容,所以就把这部分内容删除了。
参考文献:
[1]邓朝阳.互动式教学在可编程控制器教学中的应用[J].职业教育研究,2006,(1):114.
[2]廖常初.PLC基础及应用[M].北京:械工业出版社,2004.
[3]吴晓君,杨向明.电气控制与可编程控制器应用[M].北京:中国建材工业出版社,2004.
[4]李道霖.电气控制与PLC原理及应用[M].北京:电子工业出版社,2004.
作者简介:
姜绍辉(1977—),男,山东平度人,广东顺德乐从陈登职业技术学校教师,中学一级教师,研究方向为职业教育教学。
(本文责任编辑:尚传梅)
关键词:PLC;校本实训教材;开发
中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1672-5727(2010)09-0112-02
2005年第二学期,笔者承担了学校机电专业的PLC实训工作,在整个学期的工作中,发现了实训中的几个问题:一是学生只有PLC课本,但课本上没有实训题目;二是学校所用的教材例题很少,很多指令介绍都是简单地一笔带过,没有通过例题详细讲解,导致教师的讲解、学生的学习都十分费力;三是很少有合适的教材,大部分实训教材上的例题都是针对大专院校或者本科生的,偏重于较大型的PLC程序设计,很少有专门针对职校生的;四是实训教材内容上较单薄,只讲PLC,没有变频器,没有步进电机,更没有伺服和触摸屏,而现在本地的企业,尤其是稍微上一点档次的企业,PLC+变频器+伺服都是常用的装备了,很多企业现在还用上了触摸屏操控。上述问题使笔者感觉到,为了提高实训教学效率,使学生学有所长,学有所得,轻松就业,编写一本针对职校机电专业、针对本地就业市场的实训教材已是当务之急。
进行社会调研,了解PLC的本地市场应用
笔者在学校一直担任“电工上岗证”的培训工作,在工作中认识了不少在工厂担任电工的一线工作人员。借着工作的便利,在他们的带领下,本人对本地的生产企业进行了一次调研。
调研范围参与此次调研的企业共有13家,其中钢材加工企业9家,陶瓷企业4家。
调研方法实地参观、访谈,访谈对象为企业一线工作人员。
调研过程(1)准备阶段。主要包括编制企业调查问卷,选取调查样本企业,拟定访谈提纲。(2)实地调查。包括实地参观和访谈两部分。(3)统计分析。整理参观记录和访谈记录,对获取的信息进行筛选、分类、分析研究。
结果分析(1)企业运用形式多样。企业利用PLC、变频器、触摸屏的统计如表1所示。从表1可以看出,本地钢材企业利用PLC和变频器的占66%以上,使用触摸屏的相对不是很多,但也占到钢材加工企业的33%左右。还可看出,在本地的陶瓷企业调研中涉及的企业PLC加变频器使用率是100%,触摸屏的使用率也占到50%。(2)变频器使用逐渐普及。从对企业员工的访谈中得知,随着技术的不断成熟及价格的不断降低,PLC和变频器正逐渐在企业中普及。变频器虽然近几年利用的不是特别多,但随着时间的推移,在企业中普及是大势所趋。
精选例题,针对PLC在企业的实际应用和学生的实际水平
针对企业的PLC、变频器及触摸屏的应用实际,学校现有的设备配备情况以及学生的情况,笔者确定实训教材以PLC和变频器为主,辅以触摸屏的应用。
在学校的教学计划中,PLC这门课在高二下学期和高三上学期开设,变频器这门课是在高三上学期开设。根据教学要求,高二下学期教学目标是让学生熟悉PLC基本指令、步进指令、功能指令特点及基本应用;高三上学期的教学目标是让学生掌握变频器和PLC的综合应用。而触摸屏这一部分在教学计划中没有涉及,但既然企业已经开始应用,就应考虑在实训中加入。
根據教学要求,笔者在设计实训教材时将教材分成了两个部分:初级篇和高级篇。高二下学期实训用初级篇,高三上学期实训用高级篇。初级篇的实训内容如表2所示:
重视一题多解,使知识网络化
PLC编程的逻辑性很高,编程的方法也很灵活,同一个题目,不论采用基本指令,还是步进指令,或者是应用指令,都可以得到最后的正确结果。
在实训教材中,笔者刻意在编程的环节加入“一题多解”训练,在实训教材内容涉及电机的控制时,在题目中都要求学生用基本指令和步进指令两种方式编程。例如,在基础实训六中有这样一个题目:要求根据三相异步电动机正反转的控制线路图(见图1)和PLC的输入输出分配表(见表4),用基本指令和步进指令分别编出PLC程序,能够实现控制功能。学生通过自己的思考,甚至给出了三个答案:答案一、答案二、答案三,分别如图2、图3、图4所示。
上面例子说明,训练学生多角度、多方位、多层次地研究、分析题目的内容和所提出的问题,可以弥补学生生搬硬套、思路单一的缺陷,从而激活学生的“知识仓库”。学生在实训同时利用不同的方法解答同一题目,一方面,可以起到互相检验的作用,学生可以将所有学过的知识进行重组,实现网络化;另一方面,通过比较不同的解法,可以从中体会并发现哪种思路更简洁,哪种思路更容易理解,便于操作,从而提高解题的速度和正确率,并形成学生独特的解决问题的思路。
合理加入新知识,拓宽学生视野
虽然在学校的教学计划中没有触摸屏的内容,但是笔者通过实地调研发现触摸屏已经走入到本地企业的生产控制当中,从表1中可以看出,有33%的钢材加工企业和50%的陶瓷企业应用到了触摸屏。虽然并不是所有的企业都用到了它,但随着越来越多的人认识到触摸屏控制的便捷性,触摸屏的普及只是个时间问题。
另外,笔者在与家具制造行业的电工师傅沟通时还发现,现今的木制品行业中也较广泛地应用到了伺服电机,具体用于纺织设备和包装设备,随着现在企业对工艺精度、加工效率及工作可靠性等要求不断提高,这些领域对交流伺服电机的需求将迅猛增长,交流伺服将逐步替代原有直流有刷伺服电机和步进电机。据笔者了解,现在伺服电机出故障后,企业都是找佛山等地的维修公司来维修,因为本地较少人懂伺服电机,因此,企业对较先进电机维修人才的需求较大。
职业教育就是为企业培养实用人才的教育,既然企业用到触摸屏,需要懂伺服电机的人才,那我们就要在教学内容中加入这些内容,为学生的就业打好基础。
走到企业中去,汲取经验
编写实训教材,自己感觉好是没有用的,要在生产实践中用得到,才是真正的有用。教材的基本思路理清,框架做好以后,笔者还请有电工上岗证的学员来看哪些内容要修改,哪些内容要补充,哪些内容是多余的要删除。
在这个过程中,他们提了不少有益的意见和建议,比如笔者原来在实训提高篇中有一个实训是带编码的电梯控制,企业来的学员看到以后,建议删除,因为在本地的企业中根本没机会用到。本地企业普遍规模不大,这样的实训题目考一下学生的编程能力倒是可以,但在实际中没有什么用途。
反思
企业在调研中,参与的企业不多,因为现在竞争激烈,很多厂因为要保守技术机密,不愿意外人深入,这对调研分析产生了不小的影响。通过这次调研,笔者认为,在学校以后的工作中,可多做一些工作,比如可以请地方主管企业的部门开一张社会调研证明等等,让企业信任我们;也可以在社会上对学校的教学工作多作一些宣传,让企业理解我们,支持我们的工作,只有进到更多的企业中去,才会取得最完整、最有说明力的一手资料。
教师尤其是实训指导教师,一定要走出去,争取尽可能多的到企业锻炼的机会,这样,才能把握住技术发展的方向,充实自己的头脑,开发课程、开发实训教材才会有的放矢。现在虽然网络很发达,在网上可以搜索到很多新技术,但是技术实不实用,能不能应用到生产实践中去,还是企业说了算,商人趋利,有些技术再先进,如果投入与产出不成比例的话,他们是不会用的。
学生实训教材的开发要把握好学生的实际水平,掌握好难度,编者不能自己认为技术很新、很高级,就放在实训教材中,强迫学生去超水平发挥。在这次实训教材的框架中,笔者本来加入了一个“FX系列设备之间通信实训”,虽然学校实训室有一套MPS系统,但是PLC之间的通信要用端口,要用到ASCII码和数位的校验,但是考虑学生的实际水平并不能掌握这么多的内容,所以就把这部分内容删除了。
参考文献:
[1]邓朝阳.互动式教学在可编程控制器教学中的应用[J].职业教育研究,2006,(1):114.
[2]廖常初.PLC基础及应用[M].北京:械工业出版社,2004.
[3]吴晓君,杨向明.电气控制与可编程控制器应用[M].北京:中国建材工业出版社,2004.
[4]李道霖.电气控制与PLC原理及应用[M].北京:电子工业出版社,2004.
作者简介:
姜绍辉(1977—),男,山东平度人,广东顺德乐从陈登职业技术学校教师,中学一级教师,研究方向为职业教育教学。
(本文责任编辑:尚传梅)