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摘要:本文从整个教学过程采用项目教学法的实践入手,重点讨论了机电专业《PLC技术及应用》课程教学目标定位、教学项目设计、教学机型选择、实训设备设计制作等问题,并从项目选择及安排合理、突出理实一体等方面提出了新的观点。
关键词:PLC技术及应用;教学项目设计;实训设备设计制作;项目教学法
中图分类号:G710文献标识码:A文章编号:1672-5727(2010)05-0097-02
随着电气控制技术的发展,PLC已从价格昂贵、应用面较窄的高端电气控制设备过渡到价格适中、普及面极广的常用电气控制设备。PLC因其使用简单、编程灵活、可靠性高等特性逐渐取代常规低压电气控制电路,步入工农业生产的各个领域,应用极为广泛。《PLC技术及应用》课程也成为各职业院校电气类、机电类甚至数控技术类专业的核心课程之一。
全国各职业院校经过近三年的教学研究,目前已形成了较为一致的看法,即《PLC技术及应用》是一门非常适合采用项目教学法的课程。我校经过近二年的教学实践,发现采用项目教学法之后,学生学习兴趣浓厚,教学质量显著提高。为进一步提高该课程教学的科学性、实用性,现就该课程应选择哪些项目来组织教学进行探讨。
教学目标的定位
《PLC技术及应用》课程在机电类专业中均会开设,但各院校专业不同、预计工作岗位不同、教学课时安排不同,教学目标的定位就会有所差异。我校机电一体化专业的培养目标为培养中小型机电设备的装配、调试及维修人员,根据这一培养目标,教学计划中《PLC技术及应用》课程被安排为连续三周的项目教学。每周按30课时计,总课时为90。通过90课时的教学,希望实现如下教学目标:
知识目标掌握三菱FX2N-48MR型PLC的硬件组成,了解主要技术指标、工作原理及特点;掌握PLC电源及输入、输出点的连接和保护措施;掌握常用传感器、低压电器及相关执行机构的技术特性及与PLC的连接;掌握GX Developer8.0编程软件的使用方法和控制程序的调试方法;能比较熟练地使用梯形图语言编制简单控制程序。
能力目标对简单电气控制系统,能正确理解、分析控制要求,提出正确的控制方案;能根据控制方案正确选择传感器、可编程控制器及相关低压电器;能根据控制方案正确进行输入、输出控制线路设计与安装;能根据控制方案正确设计、调试PLC控制程序;能对简单低压电器控制线路进行PLC控制的改造与扩充;能完成简单的PLC控制工程技术文档的撰写。
教学项目的选择
教学项目的选择是实现教学目标的关键。在选择项目时,应遵守以下几个原则:教学项目应包含教学目标,即知识目标和能力目标;应尽量接近实际应用;能充分实现学生能力的培养目标;能充分调动学生的学习积极性;项目难度适中。
根据以上基本原则,我校设计的PLC教学项目如表1所示。
教学机型的选择
机电、数控类专业学生可选择三菱系列的机型。机电专业学生往往从事的是中、小型机电设备整机的调试、维修工作,而在中、小型机电设备中,生产厂家根据用户需求,如果选用进口PLC,则选择三菱系列PLC的可能性较大,所以我校的机电专业选用三菱FX2N-48MR型PLC教学。
电气技术专业的学生可选择西门子系列的机型。理由是西门子系列功能强大,可扩展性强,尤其是其程序开发软件包功能强大,在大、中型工程中应用广泛。电气专业学生毕业后,如从事控制系统维护、开发、销售等工作,接触西门子系列PLC的概率是相当高的。
实训设备的设计和选择
很多学校在装备PLC实验、实训室时,往往选择教学仪器生产厂家的成套设备。这种设备优点是美观、电气保护功能齐全、接线方便。但此类设备最大的缺点是“隐藏”了部分PLC控制系统的设计思想和实际的接线方法,从而与真实的工业控制系统存在较大差别。例如,一般PLC上均提供24V直流电源,但在工业上应用时,往往不选择PLC上提供的24V电源,而是另装一个24V的开关电源来为直流设备供电。再如,一般PLC的输出触点能带380V、5A的交流负载,但在工业应用上,出于保证电气设备维修人员安全和保护PLC的考虑,大多是用24V直流继电器来间接驱动交流接触器。
如果选择分立元件的实训设备,教师就有机会将工业控制系统的真实构成方法教给学生,增强学生的实际动手能力,有效地缩小教学与工业应用的距离。同时,选择分立元件实训设备还能为学校节省资金。所以,笔者建议选择分立元件来设计PLC实训室。我校设计的PLC实训板结构如图1所示。
实训板含有PLC、漏电保护开关、熔断器、电铃、24V直流电源、24V直流继电器、交流接触器、热继电器、行程开关、指示灯、按钮开关等低压电器设备,同时可以很方便地在外部连接三相异步电机。使用该实训设备可完成表1中项目一至项目七的教学。
在完成了项目一至项目七的实训后,学生对PLC的外部接线、保护、驱动、程序设计等概念已非常熟悉,这样就可以无障碍地过渡到项目八这一中等复杂程度、综合化的项目的学习上来。项目八实际上是一个简单生产流水线的仿真系统。在这个项目的教学上,我校选用的是江苏省机电一体化技能大赛所使用的标准设备,即光机电一体化实训设备,如图2所示。
《PLC技术及应用》是一门非常适于进行项目(理实一体)教学的课程。我校根据教学实际需求,选择了以上八个项目进行教学,并在电气组全体教师的共同努力下,为教学配备了对应的实训设备。在教学过程中,学生态度认真,积极主动,完成项目时成就感强烈,教学效果突出。但以上八个项目的选择、教学课时的分配及教学目标的定位是否合理,与其他兄弟院校《PLC技术及应用》课程的教学安排相比是否有一定的共性等等,这些问题还有待作进一步探讨。
参考文献:
[1]施利春,李伟.PLC操作实训(西门子)[M].北京:机械工业出版社,2006.
[2]赖永镇.如何在中职PLC教学中构思设计课题[J].职业教育研究,2009,(2).
[3]宋艳丽.C语言程序设计课程的改革[J].机械职业教育,2009,(6).
[4]李志强.研究性学习在PLC专业教学中的应用[J].职教论坛,2009,(5).
[5]史先焘,徐军.PLC技术及应用[M].北京:高等教育出版社,2008.
作者简介:
殷华(1969—),女,江苏无锡人,无锡立信职业教育中心校讲师,主要从事数字电子技术、电气控制、PLC技术及应用、单片机应用技术等课程的教学及科研工作。
(本栏责任编辑:尚传梅)
关键词:PLC技术及应用;教学项目设计;实训设备设计制作;项目教学法
中图分类号:G710文献标识码:A文章编号:1672-5727(2010)05-0097-02
随着电气控制技术的发展,PLC已从价格昂贵、应用面较窄的高端电气控制设备过渡到价格适中、普及面极广的常用电气控制设备。PLC因其使用简单、编程灵活、可靠性高等特性逐渐取代常规低压电气控制电路,步入工农业生产的各个领域,应用极为广泛。《PLC技术及应用》课程也成为各职业院校电气类、机电类甚至数控技术类专业的核心课程之一。
全国各职业院校经过近三年的教学研究,目前已形成了较为一致的看法,即《PLC技术及应用》是一门非常适合采用项目教学法的课程。我校经过近二年的教学实践,发现采用项目教学法之后,学生学习兴趣浓厚,教学质量显著提高。为进一步提高该课程教学的科学性、实用性,现就该课程应选择哪些项目来组织教学进行探讨。
教学目标的定位
《PLC技术及应用》课程在机电类专业中均会开设,但各院校专业不同、预计工作岗位不同、教学课时安排不同,教学目标的定位就会有所差异。我校机电一体化专业的培养目标为培养中小型机电设备的装配、调试及维修人员,根据这一培养目标,教学计划中《PLC技术及应用》课程被安排为连续三周的项目教学。每周按30课时计,总课时为90。通过90课时的教学,希望实现如下教学目标:
知识目标掌握三菱FX2N-48MR型PLC的硬件组成,了解主要技术指标、工作原理及特点;掌握PLC电源及输入、输出点的连接和保护措施;掌握常用传感器、低压电器及相关执行机构的技术特性及与PLC的连接;掌握GX Developer8.0编程软件的使用方法和控制程序的调试方法;能比较熟练地使用梯形图语言编制简单控制程序。
能力目标对简单电气控制系统,能正确理解、分析控制要求,提出正确的控制方案;能根据控制方案正确选择传感器、可编程控制器及相关低压电器;能根据控制方案正确进行输入、输出控制线路设计与安装;能根据控制方案正确设计、调试PLC控制程序;能对简单低压电器控制线路进行PLC控制的改造与扩充;能完成简单的PLC控制工程技术文档的撰写。
教学项目的选择
教学项目的选择是实现教学目标的关键。在选择项目时,应遵守以下几个原则:教学项目应包含教学目标,即知识目标和能力目标;应尽量接近实际应用;能充分实现学生能力的培养目标;能充分调动学生的学习积极性;项目难度适中。
根据以上基本原则,我校设计的PLC教学项目如表1所示。
教学机型的选择
机电、数控类专业学生可选择三菱系列的机型。机电专业学生往往从事的是中、小型机电设备整机的调试、维修工作,而在中、小型机电设备中,生产厂家根据用户需求,如果选用进口PLC,则选择三菱系列PLC的可能性较大,所以我校的机电专业选用三菱FX2N-48MR型PLC教学。
电气技术专业的学生可选择西门子系列的机型。理由是西门子系列功能强大,可扩展性强,尤其是其程序开发软件包功能强大,在大、中型工程中应用广泛。电气专业学生毕业后,如从事控制系统维护、开发、销售等工作,接触西门子系列PLC的概率是相当高的。
实训设备的设计和选择
很多学校在装备PLC实验、实训室时,往往选择教学仪器生产厂家的成套设备。这种设备优点是美观、电气保护功能齐全、接线方便。但此类设备最大的缺点是“隐藏”了部分PLC控制系统的设计思想和实际的接线方法,从而与真实的工业控制系统存在较大差别。例如,一般PLC上均提供24V直流电源,但在工业上应用时,往往不选择PLC上提供的24V电源,而是另装一个24V的开关电源来为直流设备供电。再如,一般PLC的输出触点能带380V、5A的交流负载,但在工业应用上,出于保证电气设备维修人员安全和保护PLC的考虑,大多是用24V直流继电器来间接驱动交流接触器。
如果选择分立元件的实训设备,教师就有机会将工业控制系统的真实构成方法教给学生,增强学生的实际动手能力,有效地缩小教学与工业应用的距离。同时,选择分立元件实训设备还能为学校节省资金。所以,笔者建议选择分立元件来设计PLC实训室。我校设计的PLC实训板结构如图1所示。
实训板含有PLC、漏电保护开关、熔断器、电铃、24V直流电源、24V直流继电器、交流接触器、热继电器、行程开关、指示灯、按钮开关等低压电器设备,同时可以很方便地在外部连接三相异步电机。使用该实训设备可完成表1中项目一至项目七的教学。
在完成了项目一至项目七的实训后,学生对PLC的外部接线、保护、驱动、程序设计等概念已非常熟悉,这样就可以无障碍地过渡到项目八这一中等复杂程度、综合化的项目的学习上来。项目八实际上是一个简单生产流水线的仿真系统。在这个项目的教学上,我校选用的是江苏省机电一体化技能大赛所使用的标准设备,即光机电一体化实训设备,如图2所示。
《PLC技术及应用》是一门非常适于进行项目(理实一体)教学的课程。我校根据教学实际需求,选择了以上八个项目进行教学,并在电气组全体教师的共同努力下,为教学配备了对应的实训设备。在教学过程中,学生态度认真,积极主动,完成项目时成就感强烈,教学效果突出。但以上八个项目的选择、教学课时的分配及教学目标的定位是否合理,与其他兄弟院校《PLC技术及应用》课程的教学安排相比是否有一定的共性等等,这些问题还有待作进一步探讨。
参考文献:
[1]施利春,李伟.PLC操作实训(西门子)[M].北京:机械工业出版社,2006.
[2]赖永镇.如何在中职PLC教学中构思设计课题[J].职业教育研究,2009,(2).
[3]宋艳丽.C语言程序设计课程的改革[J].机械职业教育,2009,(6).
[4]李志强.研究性学习在PLC专业教学中的应用[J].职教论坛,2009,(5).
[5]史先焘,徐军.PLC技术及应用[M].北京:高等教育出版社,2008.
作者简介:
殷华(1969—),女,江苏无锡人,无锡立信职业教育中心校讲师,主要从事数字电子技术、电气控制、PLC技术及应用、单片机应用技术等课程的教学及科研工作。
(本栏责任编辑:尚传梅)