項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)的PLC項(xiàng)目化課程改革
——以運(yùn)料小車自動(dòng)往返控制為例

李慶梅

（湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖南 株洲 412000）

項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)的PLC項(xiàng)目化課程改革
——以運(yùn)料小車自動(dòng)往返控制為例

李慶梅

（湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖南 株洲 412000）

以PLC課程為研究對(duì)象，以運(yùn)料小車自動(dòng)往返控制為例，結(jié)合企業(yè)的崗位需求，分析電氣自動(dòng)化專業(yè)崗位群典型工作任務(wù)，以各種主題任務(wù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)教學(xué)，學(xué)生在完成任務(wù)的同時(shí)，也完成了學(xué)習(xí)。

工作過(guò)程導(dǎo)向；PLC課程；項(xiàng)目教學(xué)法；運(yùn)料小車；六步法

在教學(xué)中運(yùn)用以工作過(guò)程為導(dǎo)向的項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主探究、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及將理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐的能力以及合作能力，教學(xué)過(guò)程中項(xiàng)目的確定是“項(xiàng)目教學(xué)法”成功的關(guān)鍵。在明確的教學(xué)目標(biāo)指導(dǎo)下，需要綜合考慮項(xiàng)目的統(tǒng)籌設(shè)置、項(xiàng)目間的聯(lián)系和層次遞進(jìn)。項(xiàng)目的選擇還要以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)，既要與書本知識(shí)緊密結(jié)合，又要能夠充分體現(xiàn)當(dāng)前的行業(yè)實(shí)際情況，還要有一定的創(chuàng)新空間，讓學(xué)生既能運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)，又可以創(chuàng)造發(fā)揮，最后，還必須現(xiàn)實(shí)可行，有條件完成項(xiàng)目。項(xiàng)目教學(xué)法的項(xiàng)目選取要突出體現(xiàn)項(xiàng)目的針對(duì)性、可操作性和實(shí)用性三大原則。下面以運(yùn)料小車自動(dòng)往返控制為例，談?wù)勗鯓右哉鎸?shí)工作項(xiàng)目為學(xué)習(xí)情境采用六步法在PLC課程教學(xué)中應(yīng)用。

項(xiàng)目任務(wù)：進(jìn)入本學(xué)習(xí)情境的實(shí)操訓(xùn)練

PLC課程中，對(duì)于強(qiáng)電類專業(yè)的學(xué)生，在經(jīng)過(guò)電工基本功的實(shí)訓(xùn)并具備一定動(dòng)手能力基礎(chǔ)上，通過(guò)下發(fā)工作任務(wù)書，描述項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)，交代項(xiàng)目任務(wù)及發(fā)放相關(guān)學(xué)習(xí)資料等各種方式掌握FX2N系列基本指令系統(tǒng)、基本編程思路及編程軟件的使用之后，進(jìn)入本學(xué)習(xí)情境的實(shí)操訓(xùn)練。

1.項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)。在本項(xiàng)目中，要求初步認(rèn)識(shí)PLC并能運(yùn)用PLC進(jìn)行安裝調(diào)試控制系統(tǒng)。

圖1 小車自動(dòng)往返示意圖

2.項(xiàng)目描述。根據(jù)要求設(shè)計(jì)安裝小車自動(dòng)往返PLC控制系統(tǒng)，如圖1所示。小車工作要求：（1）任意一點(diǎn)，小車能正向或反向起動(dòng)運(yùn)行；（2）任意一點(diǎn)，小車能停止；（3）工作過(guò)程為：小車原位為A點(diǎn)，按下起動(dòng)按鈕，小車從A點(diǎn)運(yùn)行至B點(diǎn)，壓下行程開關(guān)SQ1，小車停止，料斗門打開給小車加料；經(jīng)過(guò)8S后關(guān)閉料斗門，小車后退返回至A點(diǎn)，壓下SQ2，打開小車底門卸料。6S后結(jié)束完成一個(gè)周期并循環(huán)。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)必須考慮必要的保護(hù)措施，如短路保護(hù)、互鎖等。安裝接線過(guò)程必須符合電工安全操作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，完成的系統(tǒng)必須美觀整齊，符合工藝要求。

3.問(wèn)題提出。（1）小車前進(jìn)、后退是如何實(shí)現(xiàn)的？（2）系統(tǒng)需要哪些保護(hù)？（3）FX2NPLC的電源如何選擇？（4）PLC有哪幾種輸出類型？哪種輸出形式的負(fù)載能力最強(qiáng)？輸出繼電器為什么分組？

制定項(xiàng)目計(jì)劃：按照實(shí)際要求制定設(shè)計(jì)方案

根據(jù)項(xiàng)目描述及問(wèn)題的提出，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，收集相關(guān)信息，復(fù)習(xí)有關(guān)知識(shí)內(nèi)容，制定合理的設(shè)計(jì)方案。學(xué)生在理解了相關(guān)知識(shí)后，按照實(shí)際要求制定設(shè)計(jì)方案。

1.如小車電動(dòng)機(jī)的功率為4KW，各低壓電器的規(guī)格如何選擇？列出明細(xì)表。

表1 電器規(guī)格明細(xì)表

2.小車自動(dòng)往返控制系統(tǒng)由哪些信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)PLC的輸入繼電器？PLC需要驅(qū)動(dòng)什么負(fù)載？

3.完成設(shè)計(jì)小車自動(dòng)往返控制系統(tǒng)的主電路及PLC接線圖。

4.完成設(shè)計(jì)小車自動(dòng)往返控制系統(tǒng)的程序（梯形圖及語(yǔ)句表）。

5.確定小車自動(dòng)往返控制系統(tǒng)的控制盤安裝接線圖。

6.確定本工作任務(wù)需要使用的資料、工具和輔助設(shè)備。.

7.闡述PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程。

8.制作項(xiàng)目完成情況記錄表。

項(xiàng)目決策：進(jìn)行創(chuàng)造性思維的過(guò)程

在程序設(shè)計(jì)思路上可以分小組討論，分析闡述各自設(shè)計(jì)的程序及系統(tǒng)電路圖，確定方案，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、進(jìn)行創(chuàng)造性思維的能力。教師僅僅擔(dān)當(dāng)配角，起引導(dǎo)作用。

在設(shè)計(jì)梯形圖過(guò)程中，不少學(xué)生對(duì)輔助觸點(diǎn)和輸出觸點(diǎn)在程序編程方法上認(rèn)識(shí)不多。教師提倡學(xué)生“一題多解”，每一種方法不管難易都應(yīng)多方考慮，培養(yǎng)發(fā)散思維能力及創(chuàng)新思維能力。在教師的引導(dǎo)下，有的學(xué)生使用起保停電路，有的采用以轉(zhuǎn)換為中心，有的使用STL指令進(jìn)行編程。

方案實(shí)施：培養(yǎng)悟性和洞察力

在方案制定之后需進(jìn)行程序調(diào)試運(yùn)行，分析方案是否可行。在調(diào)試過(guò)程中，讓學(xué)生觀察、感知、對(duì)比，培養(yǎng)悟性和洞察力。當(dāng)程序運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題，積累經(jīng)驗(yàn)，修正錯(cuò)誤。例如，某些學(xué)生了解在繼電控制系統(tǒng)中，停止按鈕采用常閉觸點(diǎn)，而對(duì)在PLC控制中停止按鈕一般使用常開觸點(diǎn)以及如果使用常閉觸點(diǎn)程序應(yīng)怎樣改動(dòng)并沒(méi)完全理解。因而程序運(yùn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)不能按控制要求實(shí)現(xiàn)工作。這時(shí)教師不直接給出答案，而是讓學(xué)生自己去思索，不斷調(diào)試運(yùn)行，主動(dòng)分析發(fā)現(xiàn)原因，經(jīng)分析修正后，達(dá)到運(yùn)行成功。在反復(fù)的運(yùn)行調(diào)試實(shí)踐中，學(xué)生始終處于主體地位，當(dāng)通過(guò)多方努力最終成功時(shí)，他們充滿了自豪感與成就感，自信心和創(chuàng)造力進(jìn)一步提高，解決問(wèn)題的能力也在實(shí)踐中潛移默化地得到鍛煉和提升。

項(xiàng)目檢查：檢查單與評(píng)價(jià)表

通過(guò)學(xué)生填寫檢查單，檢查學(xué)生PLC控制運(yùn)料小車自動(dòng)往返控制系統(tǒng)硬件和軟件程序的設(shè)計(jì)是否正確、規(guī)范及PLC控制運(yùn)料小車的硬件安裝接線是否合理，小車PLC控制程序的輸入及調(diào)試是否成功，學(xué)生能否安全文明操作等。這樣教師可以填寫評(píng)價(jià)表來(lái)完成運(yùn)料小車自動(dòng)往返控制系統(tǒng)技術(shù)文檔。

表2 訓(xùn)練記錄與成績(jī)?cè)u(píng)定表

成績(jī)?cè)u(píng)定與項(xiàng)目總結(jié)

1.根據(jù)項(xiàng)目考核標(biāo)準(zhǔn)、小組討論、自我評(píng)述完成情況及發(fā)生的問(wèn)題，小組共同給出提升方案和效率的建議。

2.小組準(zhǔn)備匯報(bào)材料，每組選派一人進(jìn)行匯報(bào)。項(xiàng)目完成后的總結(jié)相當(dāng)重要。在總結(jié)中幫助學(xué)生明晰項(xiàng)目所訓(xùn)練的內(nèi)容及最佳思考方法，找出不足，確定努力方向。

3.教師對(duì)方案評(píng)價(jià)說(shuō)明，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行拓展和延伸，實(shí)現(xiàn)知識(shí)和技能的遷移等。

4.整理相關(guān)資料，列表說(shuō)明項(xiàng)目資料及資料來(lái)源，注明存檔情況。

在PLC教學(xué)實(shí)踐中，采用以真實(shí)工作項(xiàng)目為學(xué)習(xí)情境的教學(xué)法不但可使教學(xué)效果事半功倍，更主要的是可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中充滿熱情，興趣盎然。學(xué)生主動(dòng)要求延長(zhǎng)學(xué)習(xí)時(shí)間，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，積極參與到實(shí)踐活動(dòng)中。這既強(qiáng)化了學(xué)生的綜合技能，而且也鍛煉和提高了學(xué)生的思維能力、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力。實(shí)踐證明，以真實(shí)工作項(xiàng)目為學(xué)習(xí)情境的教學(xué)法在PLC教學(xué)中是一種實(shí)用有效的好方法。

[1]姜大源.職業(yè)教育學(xué)研究新論[M].北京：教育科學(xué)出版社，2007.

[2]楊嘉孟.基于工作過(guò)程導(dǎo)向的典型產(chǎn)品課程開發(fā)[J].天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報(bào)，2008，（3）.

[3]陳永紅.PLC控制技術(shù)在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2007，（30）.

李慶梅（1978—），女，吉林舒蘭人，湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向?yàn)殡姎庾詣?dòng)化。

（本欄責(zé)任編輯：尚傳梅）

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1672-5727（2011）11-0101-02