PLC是可編程邏輯控制器，在很多自動(dòng)化生產(chǎn)，機(jī)械設(shè)計(jì)中都會(huì)用到PLC。大學(xué)的理工專(zhuān)業(yè)也都會(huì)學(xué)習(xí)到PLC課程，對(duì)PLC課程的教學(xué)，很多教師也有不少研究，本文是一篇福建教育論文范文，主要論述了PLC技術(shù)案例教學(xué)法研究。
　　摘要：以帶式運(yùn)輸機(jī)控制系統(tǒng)為案例，對(duì)教學(xué)時(shí)的仿真演示，控制要求，接線(xiàn)圖設(shè)計(jì)，梯形圖程序設(shè)計(jì)及課后討論等一系列教學(xué)過(guò)程進(jìn)行了分析，并對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

　　關(guān)鍵詞：可編程控制器,帶式運(yùn)輸機(jī),案例教學(xué)法

　　1 引言

　　可編程控制器(PLC)技術(shù)在我院是自動(dòng)化、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化和電氣工程及其自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心課程，在該課程的教學(xué)中，存在教學(xué)方法老化，單一傳授理論知識(shí)，應(yīng)試性的被動(dòng)學(xué)習(xí)等問(wèn)題。學(xué)生注意力主要集中在教師傳授的現(xiàn)成知識(shí)上，學(xué)習(xí)圍著課本和考試，缺乏教學(xué)輔助工具和相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中缺乏感性認(rèn)識(shí)，教學(xué)內(nèi)容缺乏具體的載體，學(xué)習(xí)效果不太理想。且該門(mén)課程實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)生只有在學(xué)習(xí)的過(guò)程中對(duì)不同的實(shí)際案例進(jìn)行硬件電路的連線(xiàn)，編程調(diào)試驗(yàn)證等多個(gè)環(huán)節(jié)反復(fù)練習(xí)，才能領(lǐng)會(huì)可編程控制器的用法。在PLC的教學(xué)改革中，潘春玲提出了仿真軟件在PLC教學(xué)中的應(yīng)用教學(xué)，余青峰提出了任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法，本文提出案例教學(xué)方法，仿真觀(guān)察一提出問(wèn)題一講解方案一課后討論相結(jié)合，在課堂教學(xué)中把理論與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)掘?qū)W生的想象力，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力，學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目的進(jìn)行，學(xué)習(xí)和掌握每一環(huán)節(jié)的基本知識(shí)，在進(jìn)行案例教學(xué)過(guò)程中有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力，創(chuàng)新能力以及與人合作溝通的能力。下面以帶式運(yùn)輸機(jī)控制系統(tǒng)為例，介紹案例教學(xué)法在PLC教學(xué)中的應(yīng)用。

　　2 教學(xué)案例分析

　　2.1仿真教學(xué)演示

　　帶式運(yùn)輸機(jī)普遍應(yīng)用于金屬礦物輸送，煤炭輸送等工業(yè)環(huán)境中。在物料輸送的過(guò)程中，各設(shè)備間必須按照嚴(yán)格的順序啟動(dòng)和停止控制，以防止啟動(dòng)或停止時(shí)物料在系統(tǒng)中堆積起來(lái)，甚至損壞設(shè)備。案例中，物料輸送過(guò)程包含三個(gè)電動(dòng)機(jī)M1，M2，M3和一個(gè)料斗，料斗由電磁閥YV控制。接觸器KM1～KM3分別控制M1～M3。電磁閥控制物料從料斗中落下，送到運(yùn)輸帶1上;M1轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)運(yùn)輸帶1輸送物料到運(yùn)輸帶2上;M2轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)運(yùn)輸帶2輸送物料到運(yùn)輸帶3上;M3轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)運(yùn)輸帶3輸送物料到料場(chǎng)。

　　在該案例的教學(xué)中首先進(jìn)行控制過(guò)程的仿真演示，使用歐姆龍CP1E-N40型PLC為控制器，利用組態(tài)王(Kingview)軟件制作監(jiān)控界面，采用半實(shí)物仿真形式，仿真界面如圖1所示。通過(guò)案例的仿真，學(xué)生觀(guān)察到系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程：M3，M2，M1，YV等設(shè)備先后啟動(dòng);停止過(guò)程：YV，M1，M2，M3等設(shè)備先后停止。還有緊急停止，過(guò)載保護(hù)等相應(yīng)的控制過(guò)程。當(dāng)學(xué)生觀(guān)察到這些控制過(guò)程后提出問(wèn)題：為什么系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)各設(shè)備不是同時(shí)啟動(dòng)，停止時(shí)也不是同時(shí)停止?引導(dǎo)學(xué)生思考在工業(yè)環(huán)境中，運(yùn)輸帶自動(dòng)控制過(guò)程的實(shí)際控制情況。

　　2.2提出控制要求

　　通過(guò)對(duì)學(xué)生的提問(wèn)后提出系統(tǒng)具有下列控制要求：

　　第一，正常啟動(dòng)：為了防止運(yùn)輸帶上的物料堆積，啟動(dòng)過(guò)程為M3先啟動(dòng)，5秒鐘后M2再啟動(dòng)，再過(guò)4秒后M1啟動(dòng)，再過(guò)3秒后，YV啟動(dòng)，物料輸送開(kāi)始。用啟動(dòng)按鈕SB1控制。

　　第二，正常停止：為了保證停止時(shí)運(yùn)輸帶上不再有物料堆積，停止過(guò)程為電磁閥YV先停止，5秒后M1停止，再過(guò)5秒后M2停止，再過(guò)5秒后M3停止。用停止按鈕SB2控制。

　　第三，緊急停止：電磁閥YV，電動(dòng)機(jī)M1，M2，M3同時(shí)停止。用急停按鈕SB3控制。

　　第四，過(guò)載保護(hù)：分別采用熱繼電器對(duì)三個(gè)電動(dòng)機(jī)M1，M2，M3進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。M1過(guò)載時(shí)，YV和M1同時(shí)停止，M2延時(shí)5秒后停止，M3再延時(shí)5秒后停止;M2過(guò)載時(shí)，YV、M1、M2同時(shí)停止，M3延時(shí)5秒后停止;M3過(guò)載時(shí)，YV、M1、M2和M3同時(shí)停止。用熱繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)FR1，F(xiàn)R2，F(xiàn)R3分別控制。過(guò)載時(shí)相應(yīng)報(bào)警指示燈閃爍顯示。

　　給出控制要求后，提出問(wèn)題：該系統(tǒng)的控制需要多少個(gè)輸入，多少個(gè)輸出?引導(dǎo)學(xué)生思考該系統(tǒng)用PLC控制需要哪些輸入設(shè)備，哪些輸出設(shè)備。

　　2.3輸入輸出地址分配

　　根據(jù)控制要求，給出輸入輸出地址分配如表1所示。

　　2.4接線(xiàn)圖設(shè)計(jì)

　　安排學(xué)生根據(jù)已學(xué)的知識(shí)用草稿自己設(shè)計(jì)接線(xiàn)圖，然后給出正確的接線(xiàn)圖，讓學(xué)生比較兩種接線(xiàn)圖的不同。指出學(xué)生設(shè)計(jì)的接線(xiàn)圖的錯(cuò)誤和不足的地方。本案例采用歐姆龍CP1E-N40型PLC為控制器，控制接線(xiàn)圖如圖2所示：

　　2.5梯形圖程序設(shè)計(jì)

　　PLC控制的核心在于梯形圖程序的設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)方法有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、邏輯設(shè)計(jì)法、順序設(shè)計(jì)法等。本案例采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，此方法必須要掌握一些常用功能的梯形圖程序編寫(xiě)方法，如電動(dòng)機(jī)的啟保�？刂频�。在給學(xué)生講解時(shí)要根據(jù)編程的思路進(jìn)行講解，根據(jù)控制要求，逐步實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)控制功能，而不是直接把整個(gè)程序拿出來(lái)，籠統(tǒng)的進(jìn)行講解。如本例首先要講解順序啟動(dòng)和緊急停止功能，則程序要先實(shí)現(xiàn)M3電機(jī)的啟�？刂�，如圖3所示。M3啟動(dòng)5秒后，M2才啟動(dòng)，則M2的啟動(dòng)可以利用定時(shí)器T0實(shí)現(xiàn)。如此類(lèi)推可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程。然后再講解梯形圖中緊急停止，順序停止以及過(guò)載保護(hù)的控制過(guò)程。在講解梯形圖的過(guò)程中，利用歐姆龍的編程軟件及仿真軟件CX-Programmer，演示控制功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，學(xué)生真正能感受到程序的正確性。

　　2.6課后討論

　　講解完整個(gè)案例的控制過(guò)程后，引導(dǎo)學(xué)生討論整個(gè)控制過(guò)程。例如控制功能是否完善?是否還需要增加電機(jī)和電磁閥的手動(dòng)控制功能，如果要增加，如何實(shí)現(xiàn)。接線(xiàn)圖中的輸出部分為什么有3個(gè)COM端口，而輸入只有一個(gè)COM端口?程序的設(shè)計(jì)還有沒(méi)有其它方法?能否用更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方法，能否用順序功能圖法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)?通過(guò)討論擴(kuò)展學(xué)生的思維，對(duì)實(shí)際的控制情況有更深入的思考。

　　3 結(jié)論

　　改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，教學(xué)過(guò)程中采用項(xiàng)目化教學(xué)，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真，穿插各種問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考解決辦法，學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性有較大提高，特別是模擬實(shí)際的工業(yè)控制過(guò)程，提高了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，也增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果得到較大的改善。
　　教育論文發(fā)表期刊推薦《南昌高專(zhuān)學(xué)報(bào)》是由南昌高等專(zhuān)科學(xué)校(南昌市政府主辦，國(guó)家教育部批準(zhǔn)的全國(guó)制正規(guī)大專(zhuān)院校)主辦的聚文、理、工綜合性的學(xué)術(shù)期刊。主要反映本校的科研、教研情況，同時(shí)向全國(guó)作者征聚優(yōu)秀稿件，以反映我校的科研水平，從而促進(jìn)本校的教學(xué)。本刊主要以滿(mǎn)足本校教職工的學(xué)術(shù)研究而創(chuàng)辦的，同時(shí)為擴(kuò)大本校學(xué)術(shù)交流的氛圍，本刊每期外稿約占50%左右，歡迎廣大作者來(lái)稿，本刊將擇優(yōu)錄用。

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