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摘要：随着 “机器换人”、“工业4.0” 时代的到来，现在的企业里基本上实现了工业自动化系统。可编程逻辑控制器（PLC）是工业自动化系统中最常用的控制器件，已经广泛应用于钢铁、印染、化工、造纸以及机械加工等领域。作为自动化专业核心课程PLC的教学，就必须适应企业和社会的实际需求，进行有针对性的教学。从教学目标，教学内容，教学方法上进行一系列的改进与提高。
关键词：可编程逻辑控制器；PLC；教学
自动化专业的学生需要具备运用控制理论和技术、计算机控制技术、电子技术实现企业生产控制系统设计、改造和优化的能力。可编程逻辑控制器（PLC）是以微型处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术和通讯技术结合在一起的一种高新的工业控制装置。它构造简单、便于编程、稳定性高，在工业自动化控制中显示出较大的优越性，得到了广泛应用。
“可编程逻辑控制器原理与应用”课程经过几年来的建设和实践，力求在课程体系、教学内容、教学方法等方面满足企业的需要。按照理论与实践相结合的模式，注重实践，来培养学生的工程实践与创新能力，使学生毕业后能尽快的适合企业生产的需要，走上合适的工作岗位。
一、课程内容体系
“可编程逻辑控制器原理与应用”是自动化专业的核心课程，课程知识覆盖了“自动控制理论”、“过程控制仪表”、“电机与拖动基础”、“电力电子技术”、“检测技术”、“通信原理”等课程的相关知识，具有很强的系统性和实践性。学好这门课程，学生会对企业的生产控制进行系统的设计和开发，能建立起以下几个观点。
1、系统的观念 一个生产控制系统就是一个完整的系统，具有信号输入，信号处理，信号输出等环节。PLC就对这些输入输出信号进行处理和各种逻辑控制。只有考虑周全，系统才能满足实际的需求。课程有助于培养学生系统集成的能力、综合应用能力。
2、发展的观念 PLC发展经过了几代的更新，从国外市场到国内市场，一直在升级换代。我们的课程教学也要随科技和时代的发展，不断更新和学习知识，才能不断前进，不被时代所淘汰。
3、工程的观念 课程学习的目的是如何把PLC应用到实践中去，课程中的“工程设计”方法和一些实际的应用例子能引导学生的思维更切合工程实际，因而有助于学生工程观念的培养。
上述观念的建立，铺平了今后学生的学习道路，能培养科学的思维方式。
二、教学内容改革，突出实际应用能力
本课程为自动化专业的专业课，课程教学内容分为课堂教学与实验两部分 。但在教学实践的过程中发现，学生学习过程中偏重于理论学习，实践和设计环节比较少，对可编程逻辑控制器的应用比较模糊。通过大学期间的学习，虽然学习了相关电气元件的原理，也掌握了可编程逻辑控制器的使用方法，但对系统设计的能力比较欠缺，不能设计出能够应用于企业生产的实际系统。虽然有一定的实验课，但很多同学不明白其中的原理，不知道实验中的系统是怎么设计出来的，做实验的程序也是拷贝过来的。起不到做实验的目的。
针对上述问题，为提高学生的系统设计能力和实际应用能力，本课程将对当前的教学内容进行改革：
（1）加强认知性教学内容，采用实物与图文教学相结合的模式增强学生对于常用电气元件的认识。比如教学中展示可编程逻辑控制器实物，开关元器件实物等。这样学生对所学的知识和东西会有一个比较感性的认识，有助于理解更深的知识。
（2）增加设计性环节，通过课堂教学与设计性作业相结合的方式，提高学生系统设计的能力，采用几个实际应用比较多的设计内容：比如电动机的正反转综合设计，用编码器测速的程序设计，西门子变频器与PLC之间的USS协议通信，小车往返几个地方的综合设计等等。学生通过完成这些内容的设计，可以对一个控制系统的设计有个完整的概念。建立系统的概念。
（3）以实际工程为背景，增加工程设计相关章节内容，讲解一些系统在实际工程中是如何进行设计，开发，应用的。比如，采用变频器、PLC与触摸屏对电机的速度进行控制的简单系统，冲压系统或者旋转电测试系统。通过这样一些例子的讲解，学生就知道了自己所学的东西能应用到哪些地方。
（4）借助实验平台，开设课内实验，要求进行系统的硬件和软件设计，以提高学生的系统设计能力。课内实验也是一个小型的控制系统，要完整的理解整个系统。
（5）增加课程设计的内容，提高学生的控制系统的设计和应用能力。通过一个比较综合的控制系统的设计来提高学生的能力。
三、教学方法的探讨
理论课采用多媒体教学，在讲授一些原理的同时，通过加入必要的演示动画使学生对学习内容有直观的了解。在讲授一些器件的同时，增加认知性的实物教学，比如在讲解PLC的结构时，结合实物进行讲解电源模块、I/O模块、CPU模块、数据存储器等，这样学生对PLC就有一个较清晰的印象，再比如继电器，开关等都可以结合实物来讲解。这样学生就有一个感性的认识，教学效果会很好。在讲授具体的工程例子时，增加有关应用背景的介绍，提高学生学习兴趣和理解所学知识能应用到什么场合。
通过布置课后的设计题，让学生分组进行设计，每组选个负责人，完成后每组要上讲台进行答辩，这样学生的自学能力和动手能力就提高了。对一些设计比较好的学生进行表扬和鼓励，提高他们的积极性。
上实验课之前要求学生进行系统的硬件和软件设计，使学生对自己所做的实验的整个系统都熟悉，而不仅仅局限于写几条代码。麻雀虽小，五脏俱全。會解剖麻雀了，其他的也就会了。
最后，在PLC课程考核中，成绩由平时成绩，期末成绩，实验成绩等组成。平时成绩看可由平时表现、作业情况、随堂测试等组成。期末成绩采用综合试卷测试的方法。实验成绩主要看一些实验完成情况，课后分组设计完成情况以及课程设计完成情况来给定。真正做到考核突出的是一个过程，重在平时和实际动手能力，提高学生的实际应用能力。
四、教学效果
通过对《可编程逻辑控制器原理与应用》教学改革的不断探索，并逐步应用到教学过程中，教学效果得到了一定的体现：
课堂教学环节，学生的学习积极性明显提高了，专注力明显加强了，与老师也能形成互动。课后作业也能高质量的完成。
实验环节，效果明显改善，之前大部分学生只能机械的写几段代码，完成简单的功能就可以了。通过改革，现在大部分学生能完整的设计出整个系统了，编程也灵活了，可以用几种不同的方法来实现同一种功能。学习氛围浓厚，不懂的问题相互之间会积极探讨。
总之，通过教学内容和教学手段改善教学环节，提高教学质量，使学生熟练掌握本专业的理论知识，并通过实践教学环节提高学生的系统设计和应用能力。
参考文献：
[1]潘海鹏，等 电气控制系统与S7-200系列PLC [M].北京：机械工业出版，2014.
[2]廖常初. S7-200 PLC编程及应用 [M]. 北京：机械工业出版，2014.
[3]西门子自动化与驱动集团. S7-200实用手册. http：//www. ad.siemens.com.cn.
作者简介：王春平，1978年生，男，汉族，工程师，从事先进控制技术。
关键词：可编程逻辑控制器；PLC；教学
自动化专业的学生需要具备运用控制理论和技术、计算机控制技术、电子技术实现企业生产控制系统设计、改造和优化的能力。可编程逻辑控制器（PLC）是以微型处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术和通讯技术结合在一起的一种高新的工业控制装置。它构造简单、便于编程、稳定性高，在工业自动化控制中显示出较大的优越性，得到了广泛应用。
“可编程逻辑控制器原理与应用”课程经过几年来的建设和实践，力求在课程体系、教学内容、教学方法等方面满足企业的需要。按照理论与实践相结合的模式，注重实践，来培养学生的工程实践与创新能力，使学生毕业后能尽快的适合企业生产的需要，走上合适的工作岗位。
一、课程内容体系
“可编程逻辑控制器原理与应用”是自动化专业的核心课程，课程知识覆盖了“自动控制理论”、“过程控制仪表”、“电机与拖动基础”、“电力电子技术”、“检测技术”、“通信原理”等课程的相关知识，具有很强的系统性和实践性。学好这门课程，学生会对企业的生产控制进行系统的设计和开发，能建立起以下几个观点。
1、系统的观念 一个生产控制系统就是一个完整的系统，具有信号输入，信号处理，信号输出等环节。PLC就对这些输入输出信号进行处理和各种逻辑控制。只有考虑周全，系统才能满足实际的需求。课程有助于培养学生系统集成的能力、综合应用能力。
2、发展的观念 PLC发展经过了几代的更新，从国外市场到国内市场，一直在升级换代。我们的课程教学也要随科技和时代的发展，不断更新和学习知识，才能不断前进，不被时代所淘汰。
3、工程的观念 课程学习的目的是如何把PLC应用到实践中去，课程中的“工程设计”方法和一些实际的应用例子能引导学生的思维更切合工程实际，因而有助于学生工程观念的培养。
上述观念的建立，铺平了今后学生的学习道路，能培养科学的思维方式。
二、教学内容改革，突出实际应用能力
本课程为自动化专业的专业课，课程教学内容分为课堂教学与实验两部分 。但在教学实践的过程中发现，学生学习过程中偏重于理论学习，实践和设计环节比较少，对可编程逻辑控制器的应用比较模糊。通过大学期间的学习，虽然学习了相关电气元件的原理，也掌握了可编程逻辑控制器的使用方法，但对系统设计的能力比较欠缺，不能设计出能够应用于企业生产的实际系统。虽然有一定的实验课，但很多同学不明白其中的原理，不知道实验中的系统是怎么设计出来的，做实验的程序也是拷贝过来的。起不到做实验的目的。
针对上述问题，为提高学生的系统设计能力和实际应用能力，本课程将对当前的教学内容进行改革：
（1）加强认知性教学内容，采用实物与图文教学相结合的模式增强学生对于常用电气元件的认识。比如教学中展示可编程逻辑控制器实物，开关元器件实物等。这样学生对所学的知识和东西会有一个比较感性的认识，有助于理解更深的知识。
（2）增加设计性环节，通过课堂教学与设计性作业相结合的方式，提高学生系统设计的能力，采用几个实际应用比较多的设计内容：比如电动机的正反转综合设计，用编码器测速的程序设计，西门子变频器与PLC之间的USS协议通信，小车往返几个地方的综合设计等等。学生通过完成这些内容的设计，可以对一个控制系统的设计有个完整的概念。建立系统的概念。
（3）以实际工程为背景，增加工程设计相关章节内容，讲解一些系统在实际工程中是如何进行设计，开发，应用的。比如，采用变频器、PLC与触摸屏对电机的速度进行控制的简单系统，冲压系统或者旋转电测试系统。通过这样一些例子的讲解，学生就知道了自己所学的东西能应用到哪些地方。
（4）借助实验平台，开设课内实验，要求进行系统的硬件和软件设计，以提高学生的系统设计能力。课内实验也是一个小型的控制系统，要完整的理解整个系统。
（5）增加课程设计的内容，提高学生的控制系统的设计和应用能力。通过一个比较综合的控制系统的设计来提高学生的能力。
三、教学方法的探讨
理论课采用多媒体教学，在讲授一些原理的同时，通过加入必要的演示动画使学生对学习内容有直观的了解。在讲授一些器件的同时，增加认知性的实物教学，比如在讲解PLC的结构时，结合实物进行讲解电源模块、I/O模块、CPU模块、数据存储器等，这样学生对PLC就有一个较清晰的印象，再比如继电器，开关等都可以结合实物来讲解。这样学生就有一个感性的认识，教学效果会很好。在讲授具体的工程例子时，增加有关应用背景的介绍，提高学生学习兴趣和理解所学知识能应用到什么场合。
通过布置课后的设计题，让学生分组进行设计，每组选个负责人，完成后每组要上讲台进行答辩，这样学生的自学能力和动手能力就提高了。对一些设计比较好的学生进行表扬和鼓励，提高他们的积极性。
上实验课之前要求学生进行系统的硬件和软件设计，使学生对自己所做的实验的整个系统都熟悉，而不仅仅局限于写几条代码。麻雀虽小，五脏俱全。會解剖麻雀了，其他的也就会了。
最后，在PLC课程考核中，成绩由平时成绩，期末成绩，实验成绩等组成。平时成绩看可由平时表现、作业情况、随堂测试等组成。期末成绩采用综合试卷测试的方法。实验成绩主要看一些实验完成情况，课后分组设计完成情况以及课程设计完成情况来给定。真正做到考核突出的是一个过程，重在平时和实际动手能力，提高学生的实际应用能力。
四、教学效果
通过对《可编程逻辑控制器原理与应用》教学改革的不断探索，并逐步应用到教学过程中，教学效果得到了一定的体现：
课堂教学环节，学生的学习积极性明显提高了，专注力明显加强了，与老师也能形成互动。课后作业也能高质量的完成。
实验环节，效果明显改善，之前大部分学生只能机械的写几段代码，完成简单的功能就可以了。通过改革，现在大部分学生能完整的设计出整个系统了，编程也灵活了，可以用几种不同的方法来实现同一种功能。学习氛围浓厚，不懂的问题相互之间会积极探讨。
总之，通过教学内容和教学手段改善教学环节，提高教学质量，使学生熟练掌握本专业的理论知识，并通过实践教学环节提高学生的系统设计和应用能力。
参考文献：
[1]潘海鹏，等 电气控制系统与S7-200系列PLC [M].北京：机械工业出版，2014.
[2]廖常初. S7-200 PLC编程及应用 [M]. 北京：机械工业出版，2014.
[3]西门子自动化与驱动集团. S7-200实用手册. http：//www. ad.siemens.com.cn.
作者简介：王春平，1978年生，男，汉族，工程师，从事先进控制技术。