基于工作过程的PLC教学案例分析获奖科研报告论文

基于工作过程的PLC教学案例分析获奖科研报告论文【摘要】中职专业课程教学应以职业岗位能力要求为依据，传统的理论+实验教学模式明显不能使学生真正掌握PLC。因而需要开展基于工作过程的PLC课程任务式的教学改革，加大PLC实训环节，提高学生的PLC编程动手能力，注重对学生职业能力的培养。

【关键词】工作过程

PLC

案例

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一、案例呈现

教材《PLC技术基础》任务：电动机连续与点动单向运转继电器控制线路改造为PLC控制。

1.案例背景

职业教育的目的是培养应用人才和具有一定文化水平和专业知识技能的劳动者，侧重于实践技能和实际工作能力的培养，强调理论和实践训练并重。《PLC技术基础》为任务驱动式理实一体化教材，该教材将PLC编程的指令运用、编程方法、编程思路与问题解决方法都融汇在每一个实训任务中，做到边做边学、边学边提高。

学生前期已经学过《电机与电气控制技术》，掌握了电气控制中的各元器件的工作原理、符号及在电路中的作用，对电气控制的典型电路的工作原理也熟练掌握，并通过实训使学生具有一定的操作能力。

2.基于工作任务的PLC实训教学

以PLC课程中的一个实训任务为例，说明应如何开展工作任务式的实训教学。

（1）改造要点：

1）明确控制元件（如按钮、开关等）。

2）明确执行元件（如线圈、指示灯、蜂鸣器等）及工作电压。

3）通过对继电器控制电路的工作原理图进行分析，明确设备的工作过程，列出控制要点，建立编程的思路。

（2）详细分析控制电路的工作原理图

（3）改造后与PLCI/O端相接的控制元件与执行元件

1）接PLC输入端的控制元件。

常闭按钮SB1→停止控制;

常开按钮SB2→连续运行启动控制;

常开按钮SB3→点动运行控制。

2）接PLC输出端的执行元件。

交流接触器线圈KM1→电动机主电路运行触点控制。线圈额定工作电压：DC36V。

（4）控制要点

1）能实现连续和点动两种运行方式。

2）连续运行用常开按钮SB2控制，点动运行用常开按钮SB3控制;停止用常闭按钮SB1控制。

（5）电路安全要求

1）保证控制电路与主电路的电隔离。

2）电动机的过载保护。

（6）将电路改造为PLC控制的工作步骤

1）PLC的I/O分配与接线。

2）电路的安全设置

①PLC输出负载电源由变压器低压端供电，变压器一次侧加装断路器，作电源控制与变压器漏电、短路保护;变压器二次侧装熔断器，作输出负载短路保护。

②电动机过载保护的热继电器触点FR，可以接到PLC输入端，通过PLC程序来实现过载动作，一般称为“软保护”。也可以直接与线圈KM1串接，在发生过载时切断线圈电源，一般称为“硬保护”。

3）PLC程序的编写与传送

对继电器电路进行PLC改造时，不能简单地将继电器电路直接翻译成PLC梯形图。如果梯形图程序，完全是由继电器控制原理图直接翻译的，在程序执行时不能实现点动控制。直接翻译的梯形图程序逻辑是正确的，问题出在PLC的工作方式上，所以还是需要根据控制要点建立编程思路。用辅助继电器常开M和一个点动触点X并联来分别实现自锁和点动功能，将两个功能分开实现，且点动时不用停止控制，显得更为合理。

4）程序的执行与调试

请用实训装置的指示灯HL1代替线圈KM1，接在PLC输出端Y0上，并接上DC36V电源，按编写好的PLC梯形图程序，传送到PLC，并进行调试。

（7）结果评价。任务完成后由学生自我评价，然后小组间互评，再由教师进行综合评价。

（8）总结交流。学生在完成任务过程中出现的各种问题或者状况以及自己能力的表现发表心得，与其他同学进行总结交流。

二、案例分析

1.本课注重如何根据学生的认知规律来逐层推进，自始至终，并未直接介绍PLC指令和梯形图，而是把功夫放在继电器符号与PLC梯形图符号的对应关系上，当学生掌握继电器控制电路所用到的元器件符号对应PLC梯形图符号时，并且理解了继电器控制电路的工作原理，PLC梯形图程序设计自然迎刃而解。

2.在教学中一直坚持学生能自己解决的，教师就不去干预。教师主要引导学生多动手，多迁移知识，为迁移而教。有利于培养学生的自学自我管理能力、动手能力、研究和分析问题的能力、协作互助和交流能力。

三、案例反思

所谓的“授之以渔”，教师工作的重心从“教会知识”转向了“教学生会学知识”，培养学生的学习