機電專(zhuān)業(yè)PLC實(shí)驗教學(xué)應用分析

目前國外PLC的年生產(chǎn)增長(cháng)率保持任30％～40％，我國的機械，冶金、化工、輕工和許多重大項目中已廣泛使用PLC技術(shù)，尤其是機械行業(yè)中，PLC是實(shí)現機電一體化技術(shù)的產(chǎn)品。人們預計，在未來(lái)工業(yè)生產(chǎn)中，PLC、機器人、CAD／CAM 技術(shù)被列為工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱。針對PLC的快速發(fā)展和普遍應用，再按傳統的課程教學(xué)內容進(jìn)行教學(xué)，已經(jīng)不能適應新技術(shù)的發(fā)展和社會(huì )的需求。因此，在PLC課程教學(xué)體系中，加大PLC實(shí)驗教學(xué)內容，不僅是PLC課程教學(xué)內容改革的需要，更是培養社會(huì )主義市場(chǎng)經(jīng)濟急需科技人才的重要組成都分。

在PLC實(shí)驗教學(xué)中，能深深地體會(huì )到PLC在現代化高科技領(lǐng)域中的重要地位，這使廣大學(xué)生對它表現出極大的興趣。這就為PLC教學(xué)提出了更高的要求，學(xué)生不應只了解PLC的原理和簡(jiǎn)單編程，還要求提高他們的實(shí)際動(dòng)手能力和實(shí)際的應用設計能力。

1、PLC實(shí)驗教學(xué)存在的問(wèn)題

目前在機電專(zhuān)業(yè)開(kāi)設的PLC課程一共30學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗4學(xué)時(shí)。教學(xué)過(guò)程中主要存在以下問(wèn)題。

1．1 PLC課程內容繁多而學(xué)時(shí)有限

由于PLC課程的特點(diǎn)及其總學(xué)時(shí)的限制，使目前的PLC實(shí)驗學(xué)時(shí)控制在4個(gè)學(xué)時(shí)左右。而在有限的學(xué)時(shí)中，要安排學(xué)生完成PLC基本知識、PLC系統的硬件介紹及基本指令的理解和編程、簡(jiǎn)單控制系統的設計、系統軟硬件設計、實(shí)驗等顯得非常困難。

1．2設備配備相對滯后

目前學(xué)校購買(mǎi)了FESTO公司的實(shí)驗臺，

建立了流體傳動(dòng)和控制實(shí)驗室。每個(gè)實(shí)驗臺包含1臺CPM1A型號PLC，目前實(shí)驗室已有了8套實(shí)驗系統，只能采取4人一組的模式組織實(shí)驗。另外由于經(jīng)費問(wèn)題，此套設備開(kāi)設《液壓與氣動(dòng) 課程還可以，用來(lái)開(kāi)設PLC實(shí)驗就有點(diǎn)力不從心。因為PLC的的外圍控制設備嚴重不足，只能開(kāi)設簡(jiǎn)單模擬實(shí)驗，就限制了實(shí)驗的開(kāi)設，同時(shí)也大大影響了學(xué)習的興趣。

2、實(shí)驗教學(xué)教改措施

為了開(kāi)好實(shí)驗課程，我們對PLC教學(xué)進(jìn)行了一系列的改革，包括教學(xué)體系、教學(xué)內容、教學(xué)方法等。這些改革也自2006年至今獲得了天津工業(yè)大學(xué)教改項目的兩次資①課題來(lái)源：天津工業(yè)大學(xué)校級教改項目。
助，取得r一定的成績(jì)。

2．1增加實(shí)驗課的比重

通過(guò)教學(xué)體系、教學(xué)內容、教學(xué)方法等的改革，理論課時(shí)大大減少，由原來(lái)的26學(xué)時(shí)減少到20學(xué)時(shí)，相應的實(shí)驗課程由原來(lái)的4學(xué)時(shí)增加到10學(xué)時(shí)。原來(lái)實(shí)驗內容多是驗證性實(shí)驗，現在保留一個(gè)驗證性實(shí)驗，其余都是設計性實(shí)驗，而且還增加r綜合實(shí)驗。

2．2教學(xué)設備的研究與改進(jìn)

PLC實(shí)驗的外圍設備嚴重不足限制了實(shí)驗的開(kāi)設，同時(shí)也火大影響了學(xué)生學(xué)習這門(mén)課的興趣。為此，我們從實(shí)驗內容和實(shí)驗設備等方面進(jìn)行了綜合設計。為r能多開(kāi)設實(shí)驗，必須準備實(shí)驗設備。為了節省資金，我們以FESTO公司的實(shí)驗臺為基礎，利用氣動(dòng)元件(包括電磁閥、氣缸、分氣閥等)，配合PLC組成了三個(gè)實(shí)驗。同時(shí)，為了增加實(shí)驗多樣性，提高學(xué)習興趣，還專(zhuān)門(mén)設計了一套PLC模擬控制實(shí)驗板，可以模擬皮帶傳送、交通燈控制、快速路限速控制、玲瓏塔之光等4個(gè)實(shí)驗。用模擬實(shí)驗控制對象在某種程度 ：增加了學(xué)生對PLC功能的理解并提高了編程應用能力。

2．3加強實(shí)驗過(guò)程的管理

一般我們提前給學(xué)生一個(gè)題目，要求他們上實(shí)驗課之前準備實(shí)驗(包括實(shí)驗設備的熟悉、梯形圖的編寫(xiě)等)。實(shí)驗時(shí)學(xué)生主要精力是硬件連接和程序的調試，這樣學(xué)生能逐漸掌握根據具體的硬件進(jìn)行編程調試的能力。為了鼓勵學(xué)生充分利用實(shí)驗，我們還加強了實(shí)驗的考核，實(shí)驗平時(shí)成績(jì)與期末總成績(jì)掛鉤。

2．4提高實(shí)驗室的利用效率

實(shí)驗室對學(xué)生*開(kāi)放，可以不受內容、時(shí)間的限制。實(shí)驗室相對來(lái)說(shuō)比較空閑的時(shí)候，在不影響正常教學(xué)秩序的前提下，對于那些對PLC有興趣的學(xué)生來(lái)說(shuō)，可以進(jìn)入實(shí)驗室是來(lái)完成一些自己設計的程序的驗證、調試等工作。另外，有些學(xué)生還參加了一些教師的科研活動(dòng)，接觸一些實(shí)際課題，使學(xué)生從中得到鍛煉。

3、改革后教學(xué)效果的體現

利用栽們改造的實(shí)驗設備，已經(jīng)開(kāi)了兩屆實(shí)驗，收到了預期的效果，學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和學(xué)習興趣普遍增強。

教學(xué)實(shí)踐再次證明，這些改革措施是可行的、正確的。PLC本來(lái)就是一門(mén)應用實(shí)踐課，在講完P(guān)LC的原理及編程方法后學(xué)生就可以進(jìn)人實(shí)驗室，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的學(xué)時(shí)比若能掌握在2：1，就更能充分體現出PLc實(shí)踐課的特點(diǎn)，收到更好的教學(xué)效果。