基于PLC和变频器触摸屏控制皮带生产线的教学研究

【摘要】本文通过控制皮带生产线实例探讨了在《PLC与变频器》课程教学中应用项目式教学和仿真技术进行项目教学方法。可以看出，项目式教学法为对激发学生学习兴趣，深刻掌握理论应用实践的方法，提高解决问题和科研能力极为有利。

【关键词】PLC；变频器；触摸屏；生产线

引言

可编程序逻辑控制器广泛用于机械系统、生产流水线及过程工业的自动控制领域。现代PLC应用综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术，其应用越来越广泛、深入，已进入到系统的过程控制、运动控制、通信网络、人机交互等领域。由于PLC应用向智能化和网络化方向发展。众所周知，在中职二年级学生PLC的专业课程教学中，学生虽具备一定的理论和实践基础，已经掌握基本的操作技能，且学生正处在思维活跃、喜欢动手操作的年龄段。针对以上现象下面介绍如何在PLC技术及应用课程的综合实训教学中通过触摸屏与PLC控制变频器的正反转的一个典型实训项目的设计，该设计融合了触摸屏、变频器技术和PLC技术，实现了以学生为主体，以工作过程为导向来培养学生的核心职业能力和综合素质。

一、教学目标分析

了解变频器外部控制端子的功能，学会触摸屏MCGS软件使用和PLC的程序设计方法；掌握外部运行模式下变频器的设置方法，掌握触摸屏、PLC、变频器与外部设备的连接方法，培养学生团队合作意识；激发学生的学习兴趣；培养学生认真、严谨、求实的工作态度

二、项目教学内容

（一）通过外部端子控制电动机的启停正反转。按下按钮SB1电动机正转，按下SB3电动机停转，按下SB2反转，按些控制要求写出I/O分配表，并画出电气控制原理图。

（二）学会如何使用变频器并设置变频器参数（三）编写PLC程序及仿真验证。

（四）制作触摸屏。

（五）硬件接线，合理设置变频器参数，写入程序，联机调试电路。

三、项目教学组织与实施

（一）教学手段

通过制作多媒体课件、利用仿真软件，和实训台实操训练，结合企业参观及现场教学多种手段组织教学，同时充分利用网上教学，全面推行六步项目教学法。

（二）教学组织

每个教学单元均设计有明确的学习任务，将班级40名学生分成十个学习小组，创造各种条件和形式，鼓励他们运用口头、书面、计论、研讨等多种方式收集资料与计论拟定工作方案，鼓励学生合作完成工作任务，使每一个人都能参与小组工作，培养学生的协作精神。关注学生经历探究过程积累操作技能、经验知识和科学知识，获得知识、能力、素质的全面提高。另外，利用双修日集中安排学生到企业现场教学，增加学生感性认识。

（三）教学资源

我校PLC理实一体教室配置有10套相应型号的实训装置。“THPFSL-1型可编程控制器技能实训装置”集可编程逻辑控制器、变频器、GX Developer编程软件、仿真实训教学软件、实训模块、实物等于一体。在本装置上，可直观地进行PLC的基本指令练习、多个PLC实际应用的模拟及实物控制。

（四）教学单元设计框架

四、应用效果

我校机电一体化专业的培养目标为培养中小型机电设备装配、调试和维修人员，根据这一培养目标，我校经过近两年的教学实践，发现采用项目教学法之后，学生的学习兴趣浓厚，教学质量显著提高。

五、结束语

本教学设计中综合应用任务驱动法、项目导向法、一体化教学法、示范教学法、相互交流教学等多种教学法，突出任务驱动，培养创新能力。以项目为基础，通过任务驱动使学生先感性后认识，激发学生潜在的学习动力，围绕完成任务中出现的问题材、难题进行理论知识的学习，引导学生综合运用所学的知识和技能，进行工作任务的策划与设计、实施和评价，训练学生有序的工作方法，培养学生的工作能力。项目实施中鼓励学生有一定创新发挥，通过分析和解决完成任务中的创新要求，培养学生创新思维和创新能力。

参考文献

[1]曹菁.三菱PLC触摸屏和变频器应用技术.机械工业出版社，2011.6.1.

作者简介

宗立凯，女，1978年生，汉族，硕士，毕业于黑龙江大学控制理论与控制工程专业，目前主要从事机电一体化和电子技术的研究。