基于生产过程理念构建《可编程控制器》教学体系

拾以超

（江苏食品药品职业技术学院 机电工程系，江苏 淮安 223003）

基于生产过程理念构建《可编程控制器》教学体系

拾以超

（江苏食品药品职业技术学院 机电工程系，江苏 淮安 223003）

文章从工程角度出发，以培养学生能力为重点，对传统的可编程控制器（PLC）教学理念体系进行改革，通过由浅入深、循序渐进有层次、有目的的教学，提高学生的学习能力和应用能力，力求实现学校和企业间的无缝对接。

工程；可编程控制器；改革

《可编程控制器》是高职高专机电类相关专业的核心课程，课程的理论和实践性都很强，涉及的知识面非常广。随着社会的发展，生产自动化程度的不断提高，企业对具有相关知识背景的毕业生的要求也越来越高。如何让学生既具有扎实的理论功底，又具有熟练的实践技能，毕业后能更好地满足企业的要求，一直是摆在教育工作者面前的难题。传统的教学以单纯的知识点为中心来构建整个课程体系，学生学完课程后普遍感觉这些知识点如同一盘散沙，很难找出他们之间的联系，更谈不上灵活应用了。课题组根据多年的教学实践经验，以学生实际掌握技能为中心，从工程的视角，构建了基于生产过程的《可编程控制器》教学体系。

1 课程定位

《可编程控制器》是机电一体化技术专业核心的技术应用型课程，学生通过对《电工基础》、《电子技术》、《电机及电力拖动》等前期课程的学习，已经基本掌握了电路原理、电气控制、数字电路等相关知识。通过本课程的学习，学生可系统掌握可编程序控制器的基本工作原理、控制功能、综合应用、程序设计方法和编程技巧，能够实现对基本的逻辑控制、模拟量控制、高速的位置控制、脉冲控制以及联网通信控制等综合应用。它不仅为后续课程《自动生产线安装调试与维护》、集中实训、毕业设计做铺垫，而且为学生考取中高级维修电工技能证书做准备，为今后从事自动化控制领域的工作打下坚实的基础。

2 课程目标

（1）能力目标。①通过理实一体化课堂学习，学生除了掌握PLC的基本知识和实践技能之外，还应具有一定查阅资料的能力和提出问题、分析问题、解决问题的自学能力。②通过对一种类型PLC（S7-200）的学习，基本掌握其它类型PLC（如三菱、信捷、AB等）的工作原理、内存分配、输入输出端子及指令系统的学习方法。③能够对生产现场的电气控制系统进行分析，对传统的控制系统进行改造，设计PLC控制方案并对新方案实施安装调试。④快速了解PLC控制的各类机械设备的工作原理，诊断并处理各类系统故障。

（2）知识目标。①能结合现场控制要求、PLC的结构工作原理、性能特点及控制功能正确选用PLC。②掌握PLC内部存储器分配情况，能够熟练对PLC的I/O端口进行分配。③理解PLC的寻址方式，熟练掌握位逻辑指令、定时器/计数器指令、跳转指令、步进指令、传送指令、比较指令、移位指令、算术逻辑运算指令、转移指令的编程方法与技巧。④掌握PLC高速计数器相关指令，能够利用PTO/PWM处理有关步进电动机的控制问题。⑤能够使用中断处理现场问题，掌握中断的使用方法。⑥掌握模拟量I/O数据的处理方法，能够正确使用模拟量输入输出模块，理解PLC实现PID控制的方法。⑦掌握PLC的通信方法，能够组建PLC网络，实现网络控制。⑧掌握PLC控制系统设计的基本原则及步骤。

（3）素质目标。①对从事自动化生产相关工作充满热情并训练有素。②善于钻研，使用所学PLC技术解决生产实际问题，具有克服困难的信心和决心。③具有严谨的科学态度，实事求是解决技术问题。④在工作实践中，客观公正对待自己和团队其他成员，善于学习别人的长处来弥补自己的缺点，有团队合作精神，有理想，有抱负。

能力、知识、素质三个目标不是独立的，而是互相渗透、有机联系，共同引导学生实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等不同层面职业素养的综合提升和协调发展。

3 设计思路

图1 《可编程控制器》课程设计图

PLC是工业的通用自动控制装置，它是在继电器控制技术、计算机技术和通信技术发展的基础之上产生的，专门为工业控制而设计。自1969年诞生以来，PLC一直以功能强、可靠性高、环境适应性好等优点，备受企业青睐，具有相关知识背景的毕业生也是供不应求。近几年围绕该课程的改革也一直在进行，本课程从实际工程应用角度出发，以培养学生能力为重点，以高性能小型机西门子S7-200PLC为背景，以项目导向，任务驱动方式，模块化方式开展教学活动，引入工程实例，通过由浅入深、循序渐进的有层次、有目的的教学，介绍可编程序控制器的结构、工作原理、设计方法和实际应用，使学生掌握可编程序控制器技术的基本知识和基本技能，通过工程实例的仿真及实战的交叉并用，初步形成解决生产现场实际问题的应变能力。课题组成员通过企业调研，典型工作岗位分析，确定了教学重点与难点，通过典型工程案例设计，将学生需要掌握的重难点包含在典型工程案例之中，知识点构成了一个有机整体而不再像一盘散沙。在工程背景下学习，通过仿真与实践两种指令的功能，提高了学生学习兴趣，激发了学生的求知欲，课程设计如图1所示。

4 结语

在学院建设国家示范（骨干）高职院校的大环境下，课题组从工程角度出发提出了基于生产过程理念重新构建《可编程控制器》教学体系的目标，依托学院PLC实训室、自动线安装与调试实训室等，构建了基于生产过程的课程体系，公开出版了教材，并把相关经验应用于《自动生产线安装调试与维护》课程，在江苏省自动线安装与调试大赛中，课题组教师指导的学生连续两年获得三等奖，课题取得了阶段性的成果。

［1］万乐.基于PLC的生产过程控制探讨［J］.科技创新导报，2011，（10）：249.

［2］丁欣，姚开武，林江梅.基于工作过程的PLC项目化教学改革［J］.轻功科技，2013，（5）：171-172.

［3］拾以超.基于生产过程的《可编程控制器》实践教学研究［J］.时代农机，2015，（2）：133-134.

［4］谢小成，姜莉莉，许玉枝.面向PLC自动控制生产过程的实时仿真系统设计［J］.中北大学学报（自然科学版），2012，33（3）：282-287.

Constructing the Teaching System of Programmable Logic Controller based on the Concept of Production Process

SHI Yi-chao

（Department of Mechanical and Electrical Engineering，Career Technical College，Huaian，Jiangsu 223003，China）

This paper begins from engineering，focuses on cultivating students'ability，reforms traditional concept of teaching of programmable controller（PLC）which carries out teaching from simple to difficult content step by step to improve students' learning ability and application ability as well as to achieve a seamless docking between schools and enterprises.

engineering；programmable logic controller；reform

TM571.61-4；G642

A

2095-980X（2017）01-0181-02

2016-12-10

基于生产过程的《可编程控制器》实践教学研究，课题编号：3011300765。

拾以超（1980-），男，江苏沛县人，硕士，讲师，主要研究方向：自动控制。