PLC实例教学方法探究

甘肃省金昌市金川集团公司培训中心技工学校

【摘要】可编程控制器是在继电器控制技术和计算机控制技术的基础上发展起来的一种新型工业自动控制设备，广泛应用于自动化控制的各个领域。技工学校学生由于其理论和实践的不足，学习《PLC及其应用》课程有一定困难。本文以全自动洗衣机为例，就PLC教学中应用实例由浅入深的教学方法进行了探索与研究。

【关键词】PLC；教学方法；实例

可编程序控制器简称PLC，是专为工业环境下应用而设计制造的工业控制计算机，它是在继电器控制技术和计算机控制技术的基础上发展起来的一种新型工业自动控制设备。由于PLC采用的是梯形图方式的编程语言，编程简单，易于掌握，所以成为工业化控制领域中应用最重要、应用最多的控制装置。

技工学校机电类专业开设《PLC及其应用》这门专业课，通过本课程的教学，使学生系统掌握可编程序控制器的基本原理、功能、应用、程序设计方法和编程技巧。学生在学习的过程当中，兴趣比较高，但觉得难度比较大，往往达不到教学目的。本人在教学中探索和实践，运用实例由浅入深的方法取得了良好的效果。

一、PLC实例教学案例的选择原则及要求

1、选择学生熟悉的实物对象。尽可能选择日常生活中学生熟悉的、接触过的、感兴趣对象，如洗衣机、交通灯、广告牌、电梯、音乐喷泉等。

2、对象的控制程序难易适中。选择对象的控制程序不易过于简单和复杂，简单学达不到教学目的，复杂学生不明白，也不感兴趣。

3、化繁为简，循序渐进。将对象复杂控制程序拆分为各单项简单控制程序，先分后合、先简后繁完成任务。

4、以任务为驱动，贯穿教学始终。教师将选择对象的控制提出要求，作为任务下达给学生，指导学生完成。

二、PLC实例教学案例设计及在教学中的运用

1.选择案例：全自动洗衣机简单程序控制

2.设计任务及要求：（见洗衣机洗衣流程示意图）

按下开始按钮，上水电磁阀打开，当水位达到设定液面水位传感器L1后，上水电磁阀关闭，停止进水。开始洗衣，洗衣电动机M先正转30s，再反转30s，这样循环5次，进入排水过程，排水电磁阀打开，水排空到设定液面传感器L2后，停止排水，排水电磁阀K2关闭。开始脱水，启动洗衣电动机M正转脱水30s后，洗衣结束。

这个题目与生活相关，学生有兴趣，对控制设备的要求比较明白，学生设计程序有困难。我们可以把它化成几个简单的小程序，然后不断增加难度，学生一步一步的推，最后达到完成整个控制任务。

首先分配输入输出设备：

I设备 O设备

开始按钮SB1 I0.7 上水电磁阀 Q0.0

液面传感器L1 I0.1 排水电磁阀 Q0.3

液面传感器L2 I0.2 洗衣电动机正转 Q0.1

洗衣电动机反转 Q0.2

3.完成任务的程序、方法、步骤

（1）首先让学生设计上水过程，具体要求：

1）按下启动按钮SB1，上水电磁阀K1打开，水流进洗衣机

2）当夜面到达L1处，上水电磁阀K1关闭

这一步很简单，学生很快能根据启保停电路画出出梯形图，写出程序，如图2所示。

（2）在这一步的基础上增加难度，设计洗衣过程，具体要求：

加定时器，做成洗衣电动机先正转30s，再反转30s，循环6次，停止。

在做这一步时，先让学生练习几个简单电路：

①电动机正反转

②两个灯交替闪烁

③两个灯交替闪烁5s后停止

有了这三个练习做基础，学生就能有了基本思路，然后搞清楚当前题目的要求，找出这几个问题的答案：哪个元件启动正转，哪个元件启动反转，怎么用定时器让电动机转动30s，用什么方法能让电动机停下来，怎么使用计数器。这样学生慢慢的反复琢磨，实践，最后能画出梯形图，写出程序，上机调试如图3所示。

（3）在前面（1）（2）的基础上，最后这一步排水过程就容易了，具体要求：

洗衣结束，打开排水阀，当水位到达液面传感器L2时，排水电磁阀K2关闭，洗衣电动机正转30s，程序结束。到这一步，主要问题就是怎么从洗衣环节进入到排水环节，这个学生会想很多办法进行尝试，引导学生可以尝试用跳变指令，完成控制功能。这样学生在不断探索中完成所有的程序，最后可以检查看有没有错误，特别是自锁和互锁，最后上机实验，完成调试，如图4所示。

对于PLC课程来讲，实例教学不失为一种行之有效的教学方法，关键是教师在实例的对象选择要恰当，课题设计要严谨，教学过程要由浅入深循序渐进，并且在教学过程中将其作为任务有老师指导，学生自己来完成，从中不断发现问题、分析问题，解决问题，一直保持着学生探究的兴趣，最后完成任务，方可到达良好的教学效果。