如何进行FX系列PLC的教学组织、设计和实施

摘要：在教学实践中，对PLC课程的教学过程进行精心设计，以突出教学重点和难点，是本课程能否达到教学目的的重要问题。如何将各部分的重点、难点很好把握，且找出各部分的异同并进行比较，将对学生对本课程学习兴趣的提高，取得良好学习效果有十分积极的意义。

关键词：PLC；教学；组织；设计；

中图分类号：TP391.6

电气可编程序控制器（简称PLC），是电气工程及自动化控制专业学生必修的一门实用技术课程。这门课程的教学效果如何，将直接影响学生在就业后能否完成工作任务，并关系他们能否独立承担电气控制系统设计任务的重大问题。

PLC的教学是在学生已经学习了有触点控制系统的基础上的后续专门技术课程。在我国，FX系列机的使用相当广泛。如何对FX系列机在教学实践中进行有效的组织、设计和实施，就成为本文讨论的出发点。

笔者在多次讲授本课程内容，通过总结后认为，通过如下的教学组织，设计和实施，可以将教学内容平稳过渡并进行有效教学。

第一、教学组织和设计。将本课程教学内容明确划分为几大教学板块：PLC的产生背景、PLC结构（组成）、工作原理、各型软元件及作用、指令系统、编程方法和技巧、特殊模块及其扩展、远程通信。

第二、教学实施。

1、关于PLC的产生背景的教学及其意义。在这一部分，重点是向学生比较使用PLC和使用有触点控制系统的巨大优势：即常规电

作者简介：刘家国（1960―）男，讲师，研究方向：电气自动控制，电气设备安装及调试及维修。

气控制系统中，每一个输入/输出元件都必须通过导线进行连接，这不仅使得安装、维修过程困难和复杂，而且，使用有触点控制系统，由于这些实体元件都有一定的几何尺寸，在大功率电路，特别是较为复杂的控制系统，使用电器元器件较多时尤其如此。而使用PLC装置，其梯形图看起来似乎和继电器――接触器控制系统类似，但其实质却是使用计算机语言编程来达到上述目的。梯形图的使用也仅仅是为了适应大量工程技术人员的“思维习惯”。只是一种表达形式而已。不仅如此，在PLC中，大量的各型“继电器”，也是为便于初学者的理解所采用的一种描述方法，其本质照样是这个工业计算机的一个程序系统。因此，这些“继电器”不仅使用方便，而且数量巨大，相互间的连接还无须通过导线进行。没有复杂的安装，接线。更不会产生“接触故障”。并且，即使工作对象改变了，只需要重新编程并将程序再次输入系统即可。有了这些比较，就可以使学生明确PLC装置所具有的内涵，从而激发学生的学习兴趣，这对于后续教学是十分有利于的。

2、关于系统组成的教学。在这部分内容安排中，只要给学生就PLC的电源模块、CPU模块、输入模块、输出模块和各种特殊模块及作用作简要介绍即可。

3、关于PLC工作原理的教学。鉴于教学时数的问题，对于这一部分的教学安排，只需要向学生说明：PLC的“继电器”为什么有理论上可以无限次使用的常开和常闭触点；为区别于有触点控制系统，还应该强调什么是输入/输出及刷新；什么是扫描工作方式（或串行工作方式）等概念。

4、关于各种接口的教学设计。对本部分的内容的教学，只需简要向学生说明：为什么在PLC中既有开关量接口，还需要模拟量接口，并同时介绍各种接口电路原理、输入输出点数的概念及在实际工作中的意义、 PLC的选型等问题。

5、关于PLC软元件的教学。因为这部分涉及的教学内容对后续指令系统教学的影响较大：包括各种继电器的作用、选择、使用；位元件、字元件、位与字混合元件的区别和使用方法。因此，在具体组织教学时，必须向学生交代清楚包括 、 、 、 这些位元件的组成含义、使用方法等问题。

6、关于指令系统的教学。这是全书的重中之重。需要解决有关指令的意义、使用方法等问题，对本课程的教学具有根本性意义。

首先，在这一部分的教学组织上，要向学生作出充分说明：PLC的指令系统有基本指令、功能指令和步进顺控指令三大部分。

基本指令的教学实施，必须向学生讲清楚各指令的作用、用途、程序编写的方法、指令表的结构等问题。

此外，还要向学生说明：虽然基本指令所涉及的内容并不多，掌握了基本指令，对于解决一般控制系统的问题，可以解决很多实际问题。但是，基本指令的局限性较大，要解决复杂系统的问题会困难重重，因此，仅仅掌握基本指令是远远不够的。

其次是功能指令的教学。这一部分教学内容的实施，必须使学生明确：正因为基本指令存在较大的“局限性”，面对纷繁复杂的实际系统，才有数量众多的功能指令来作补充。

而且要说明，功能指令不仅功能强大，在实际工作中，使用基本指令无法完成的任务，使用功能指令则可能使问题得以轻松解决，甚至是即便采用基本指令可以解决的问题，使用功能指令来编程，解决同一问题也许会更加简单。例如，电动机 起动控制，用基本指令编程可以解决问题，使用数据传送指令则可以更简单地完成任务。由此，可以引起学生对功能指令学习的兴趣。在此基础上，向学生作进一步说明：功能指令实际相当于基本指令中的逻辑线圈指令，这二者的用法也基本相同。但区别在：逻辑线圈指令所执行的功能较为单一，功能指令却类似于一个子程序。

在这一部分内容的教学实施过程中，还要着重向学生交代有关功能指令的格式、软元件可选用的范围的含义。否则，学生在具体进行编程操作时，会产生有关软元件选择的误区和困难。

再次是步进顺控指令的教学。这部分教学内容，也是PLC教学的重点之一。一方面是因为步进顺控指令的编程模式适合于对步进顺控系统程序的编写，而步进顺控系统在工程实际中应用十分广泛，采用这种方式编程，即直观、方便，又便于读图，初学者也很容易掌握和理解；二是要强调，对于顺控制统，如果用梯形图编程，往往要考虑各动作环节之间的互锁、状态记忆等一系列问题。如果控制过程较为复杂，梯形图往往很长，前后之间的相互关联还会给读图带来很大的困难。

对于这一部分内容的教学，必须向学生讲清楚步进顺控指令的结构，梯形图的表达形式等问题。

此外，步进顺控指令的分支、跳转的处理也是一个要引起高度重视的问题。

不仅如此，还要特别强调的是：如果使用方便指令，则状态元件的使用分配必须要避开的范围。

除开指令系统的教学居于重要地位以外，另一个教学重点环节，则是程序编写的方法和技巧。对此，可在教学过程中，通过较多的编程实例进行说明和讲解。由此让学生加深对内容的理解。

参考文献：

[1] 顾占松.可编程控制器及应用.北京：国防工业出版社

[2] 王兆义.可编程控制器教程.北京：机械工业出版社

[3] 路林吉.可编程序控制器原理、应用.清华大学出版社