基于工作過程的PLC教學(xué)案例分析獲獎(jiǎng)科研報(bào)告論文

基于工作過程的PLC教學(xué)案例分析獲獎(jiǎng)科研報(bào)告論文【摘要】中職專業(yè)課程教學(xué)應(yīng)以職業(yè)崗位能力要求為依據(jù)，傳統(tǒng)的理論+實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式明顯不能使學(xué)生真正掌握PLC。因而需要開展基于工作過程的PLC課程任務(wù)式的教學(xué)改革，加大PLC實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的PLC編程動(dòng)手能力，注重對(duì)學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】工作過程

PLC

案例

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一、案例呈現(xiàn)

教材《PLC技術(shù)基礎(chǔ)》任務(wù)：電動(dòng)機(jī)連續(xù)與點(diǎn)動(dòng)單向運(yùn)轉(zhuǎn)繼電器控制線路改造為PLC控制。

1.案例背景

職業(yè)教育的目的是培養(yǎng)應(yīng)用人才和具有一定文化水平和專業(yè)知識(shí)技能的勞動(dòng)者，側(cè)重于實(shí)踐技能和實(shí)際工作能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)理論和實(shí)踐訓(xùn)練并重?！禤LC技術(shù)基礎(chǔ)》為任務(wù)驅(qū)動(dòng)式理實(shí)一體化教材，該教材將PLC編程的指令運(yùn)用、編程方法、編程思路與問題解決方法都融匯在每一個(gè)實(shí)訓(xùn)任務(wù)中，做到邊做邊學(xué)、邊學(xué)邊提高。

學(xué)生前期已經(jīng)學(xué)過《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》，掌握了電氣控制中的各元器件的工作原理、符號(hào)及在電路中的作用，對(duì)電氣控制的典型電路的工作原理也熟練掌握，并通過實(shí)訓(xùn)使學(xué)生具有一定的操作能力。

2.基于工作任務(wù)的PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)

以PLC課程中的一個(gè)實(shí)訓(xùn)任務(wù)為例，說明應(yīng)如何開展工作任務(wù)式的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

（1）改造要點(diǎn)：

1）明確控制元件（如按鈕、開關(guān)等）。

2）明確執(zhí)行元件（如線圈、指示燈、蜂鳴器等）及工作電壓。

3）通過對(duì)繼電器控制電路的工作原理圖進(jìn)行分析，明確設(shè)備的工作過程，列出控制要點(diǎn)，建立編程的思路。

（2）詳細(xì)分析控制電路的工作原理圖

（3）改造后與PLCI/O端相接的控制元件與執(zhí)行元件

1）接PLC輸入端的控制元件。

常閉按鈕SB1→停止控制;

常開按鈕SB2→連續(xù)運(yùn)行啟動(dòng)控制;

常開按鈕SB3→點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行控制。

2）接PLC輸出端的執(zhí)行元件。

交流接觸器線圈KM1→電動(dòng)機(jī)主電路運(yùn)行觸點(diǎn)控制。線圈額定工作電壓：DC36V。

（4）控制要點(diǎn)

1）能實(shí)現(xiàn)連續(xù)和點(diǎn)動(dòng)兩種運(yùn)行方式。

2）連續(xù)運(yùn)行用常開按鈕SB2控制，點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行用常開按鈕SB3控制;停止用常閉按鈕SB1控制。

（5）電路安全要求

1）保證控制電路與主電路的電隔離。

2）電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。

（6）將電路改造為PLC控制的工作步驟

1）PLC的I/O分配與接線。

2）電路的安全設(shè)置

①PLC輸出負(fù)載電源由變壓器低壓端供電，變壓器一次側(cè)加裝斷路器，作電源控制與變壓器漏電、短路保護(hù);變壓器二次側(cè)裝熔斷器，作輸出負(fù)載短路保護(hù)。

②電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)的熱繼電器觸點(diǎn)FR，可以接到PLC輸入端，通過PLC程序來(lái)實(shí)現(xiàn)過載動(dòng)作，一般稱為“軟保護(hù)”。也可以直接與線圈KM1串接，在發(fā)生過載時(shí)切斷線圈電源，一般稱為“硬保護(hù)”。

3）PLC程序的編寫與傳送

對(duì)繼電器電路進(jìn)行PLC改造時(shí)，不能簡(jiǎn)單地將繼電器電路直接翻譯成PLC梯形圖。如果梯形圖程序，完全是由繼電器控制原理圖直接翻譯的，在程序執(zhí)行時(shí)不能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。直接翻譯的梯形圖程序邏輯是正確的，問題出在PLC的工作方式上，所以還是需要根據(jù)控制要點(diǎn)建立編程思路。用輔助繼電器常開M和一個(gè)點(diǎn)動(dòng)觸點(diǎn)X并聯(lián)來(lái)分別實(shí)現(xiàn)自鎖和點(diǎn)動(dòng)功能，將兩個(gè)功能分開實(shí)現(xiàn)，且點(diǎn)動(dòng)時(shí)不用停止控制，顯得更為合理。

4）程序的執(zhí)行與調(diào)試

請(qǐng)用實(shí)訓(xùn)裝置的指示燈HL1代替線圈KM1，接在PLC輸出端Y0上，并接上DC36V電源，按編寫好的PLC梯形圖程序，傳送到PLC，并進(jìn)行調(diào)試。

（7）結(jié)果評(píng)價(jià)。任務(wù)完成后由學(xué)生自我評(píng)價(jià)，然后小組間互評(píng)，再由教師進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

（8）總結(jié)交流。學(xué)生在完成任務(wù)過程中出現(xiàn)的各種問題或者狀況以及自己能力的表現(xiàn)發(fā)表心得，與其他同學(xué)進(jìn)行總結(jié)交流。

二、案例分析

1.本課注重如何根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律來(lái)逐層推進(jìn)，自始至終，并未直接介紹PLC指令和梯形圖，而是把功夫放在繼電器符號(hào)與PLC梯形圖符號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系上，當(dāng)學(xué)生掌握繼電器控制電路所用到的元器件符號(hào)對(duì)應(yīng)PLC梯形圖符號(hào)時(shí)，并且理解了繼電器控制電路的工作原理，PLC梯形圖程序設(shè)計(jì)自然迎刃而解。

2.在教學(xué)中一直堅(jiān)持學(xué)生能自己解決的，教師就不去干預(yù)。教師主要引導(dǎo)學(xué)生多動(dòng)手，多遷移知識(shí)，為遷移而教。有利于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)自我管理能力、動(dòng)手能力、研究和分析問題的能力、協(xié)作互助和交流能力。

三、案例反思

所謂的“授之以漁”，教師工作的重心從“教會(huì)知識(shí)”轉(zhuǎn)向了“教學(xué)生會(huì)學(xué)知識(shí)”，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)