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[关键词] 上料装置 plc控制 电磁阀
近年来PLC在我国已经得到了广泛应用和发展,各行业中采用PLC控制系统的生产设备不胜枚举,不但中职院校普遍开设了PLC课程,技师考证和各类培训学校也都纷纷开设了此课程及相关内容。在教学过程中,如何让学生更好地理解和掌握PLC技术,也成为近年来一个重要的课题。
德国“双元制”教学以职业能力为本位.体现了以实践为主的原则,项目教学又是“双元制”的主要手段,与传统的课堂型职业教育形式相比存在明显优势。项目教学建立了开放式环境,把传统的“实验”变为“任务”.教师从“我要在这课堂上讲什么?”变为“学生在上课时能做什么?”学生是中心,教师是任务制定者、设备提供者、问题咨询者和学习过程的检查者。这样才能有效提高PLC教学的效率和质量。笔者按照项目教学的要求,建立了“上料装置模拟系统”的项目方案。
一、上料装置模拟系统的电气控制系统简介
以PLC为控制中心,以电磁阀的控制线圈为PLC的输出执行元件,再由电磁阀控制气缸最终执行元件,以及灯光报警器形成了整个按PLC程序去执行相应动作的机构系统,以达到生产控制要求,并最终完成生产任务。
电气部件的组成包括三部分:检测部件、控制部件、执行部件。(如图1)
检测部分:光电开关、四个磁性开关
控制部分:电磁阀、节流阀
执行部分:汽缸
上料装置具有如下模式:
1、工件检测:
①开机后,机器首先检测汽缸Q1、Q2是否处于初始状态(即都要处于下限位),否则汽缸Q1、Q2要自动复位。
②按动启动按钮SB1,然后光电开关R1检测料架上是否有工件,没有则等待加料,7秒钟内都不能完成加料,报警器启动,当R1检测到工件加入到位后,报警器关闭,1秒后系统工作。
2、工作情况:
小汽缸Q2提升,到位后一直保持,接着大汽缸Q1载着工件提升,到位后一直保持。当下站的机械手(这里用人手代替)取走工件后(通过R1检测),汽缸Q1下降,到位后则汽缸Q2下降,到位后等待加料,即机器重新处于初始状态。5秒内没有取走工件,报警器以亮1秒灭1秒的方式闪烁报警,取走工件后,报警器灭。其工作过程是不断的重复,其关键是光电开关R1检测工件,从而决定机器的动作。
3、系统要求:汽缸Q1、Q2只有自动工作方式,但要分为两种工作状态,通过模式转换开关SA1可选择连续循环工作和单次循环工作。
①单次循环:当模式转换开关SA1处于断开位置时,是单次循环,汽缸Q1、Q2完成一个工作循环后,蜂鸣器要鸣0.5秒静3秒的方式重复3次提示单次工作循环已结束,系统停止工作。
②连续循环:当模式转换开关SA1处于闭合位置时,是连续循环,汽缸Q1、Q2完成一个工作循环后,蜂鸣器要长鸣1.5秒的方式提示连续工作的一个工作循环已结束,蜂鸣器长鸣1.5秒后立即进入下一个工作循环。
③正常停止:在连续循环运行过程中,按下停止按钮SB2,汽缸Q1、Q2要完成一次循环后才停止工作,按动启动按钮SB1又可开始工作。
4、系统设置的保护:
① 汽缸Q1、Q2的防卡死保护。当汽缸Q1、2在上升或下降的过程中,如果由于某些原因卡死不动,超过5秒后都不能到达预定位置,为了避免电磁阀损坏,系统自动复位,并启动报警器报警,只有连续按下停止按钮3秒后才可解除此故障,系统才可以重新启动。
② 紧急停止保护。系统无论在连续循环工作或单次循环工作的状态下,只要按下紧急停止按钮SA2,系统马上停止工作,报警器以亮3秒灭5秒的方式报警。再次启动前要使汽缸Q1、Q2处于初始位置。
二、上料装置的PLC控制
1.PLC的I/O 分配表:
2.输入、输出分配图(如图2)
根据生产流程的控制要求,可编程控制器的输入、输出分配图如下图所示,本系统的控制选用了FX1N-40MR可编程控制器,其特点是体积小,运行性能稳定,价格便宜,又能满足本系统的使用要求,而且不会造成资源浪费,又能留下改进空间。图中设置启动按钮SB1,它是自动加工时的启动按钮,也是再次启动工作的启动按钮。停止按钮SB2是自动停止按钮,工件处于上料过程中按下它,机器则必须完成本次上料后才可停止。事故紧急停止自锁按钮SB3也接到PLC处,SB3的目的是要把运行的程序停止,重新回到原点位置,SA转换开关只是选择连续循环工作和单次循环工作。从分配图可知,X3~X10检测位处的传感器,接在Y1的是220V红色灯光报警器,接在Y0蜂鸣器及Y2~Y3电磁阀的控制线圈YA1~YA2均使用24V直流电。
三、项目评价与考核
在项目教学中,学习过程成为一个人人参与的创造实践活动,注重的是完成项目的过程。学生在实践过程中理解和把握课程要求的知识和技能,体验创新的艰辛与乐趣,培养分析问题和解决问题的思想和方法。因此,项目教学所采用的评价和考核标准也与常规教学不同,主要是过程性的评价和终结性的评价。
1.学生在参与工作的过程中,工作态度是否认真、工作过程步骤与方法是否规范。项目工作中难免会出现意想不到的问题,这时学生是否采取了有效和安全的应对措施来解决问题也是一个重要的评价内容。
因为学生的个性导致的学习行动的不同特征也应列入评价范围,学习行动的特征往往反映了学生的思考能力和应变能力,这些能力往往是有项目实践的关键能力。这一评价有利于培养学生良好的学习和行为习惯。
2.知识的应用评价仍然是基础。学生在项目学习的过程中能否按照设计规程操作,首先以知识的掌握为基础,对应知、应会的知识的评价是保证学生在操作中严格执行操作规范,以及准确利用知识解决问题的基础。
四、结语
项目教学法对PLC教学起到了很大促进作用,这与学科的实用性有密切关系。在教学中设计项目方案,指导学生完成项目任务,不仅能保证学生在兴趣下更好地记忆和使用知识,并可以提高学生的应用能力,培养良好的操作行为。
参考文献:
论文摘要:在技校PLC教学中运用项目教学法,充分体现了以学生为主体的教学理念,有利于激发学生的学习兴趣,培养学生自主探究、分析问题、解决问题的能力,将理论知识运用于实践的能力以及合作能力。
项目教学法是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动,其目的是在课堂教学中把理论教学与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。项目教学主要由内容、活动、情境和结果四大要素构成。项目教学与传统教学相比较有自己的显著特征,具体表现为:(1)教学内容以工作任务为依托;(2)教学活动以学生为主体;(3)学习成果以多样化为特征。在项目教学中,每个学生会给出不同的解决任务的方案与策略,因此,学习成果不是唯一的,而是多样化的。项目教学法具有实践性、明确性、自主性、发展性、综合性、开放性等特点。项目教学的流程如下图所示。笔者现以PLC教学为例,谈谈项目教学法的应用。
项目设计与确立项目教学法成败的关键是能否设计一项合适的教学任务。因此,在选择和设计项目时要充分考虑以下几个方面的问题:(1)项目活动能否很好地应用学生已有的知识。(2)项目活动能否引导并帮助学生完成新知识的自主学习。(3)所选择的项目内容在现阶段教学中能否较好地起到承上启下的作用,充分体现综合性和应用性。(4)项目活动能否让学生感兴趣并激发学习新知识的兴趣。(5)所选的项目活动在进行过程中能否有效地促进学生之间的沟通与合作。(6)能否让学生将所学的知识与现实生活联系起来。在进行“PLC编程应用练习”教学时,考虑到学生对交通灯非常熟悉,笔者将“十字路通灯控制系统”列为教学任务。具体的控制要求是:红、绿、黄灯受一个起动开关控制,当起动开关接通时,信号灯系统开始工作,先南北红灯和东西绿灯亮,东西绿灯亮3秒后,开始闪动,周期1秒,闪动5次后熄灭,东西黄灯亮2秒钟,到2秒时,东西黄灯熄灭,东西红灯亮,同时南北红灯熄灭,南北绿灯亮。南北绿灯亮3秒后,闪动5秒后熄灭,南北黄灯亮2秒,然后南北红灯亮,同时东西红灯熄灭,东西绿灯亮,开始第二周期动作。要求学生写出I/O分配表、I/O接线图、程序并作注释,完成操作。
分组及制定实施计划教学项目确定之后,针对学生情况给学生分组。一个组以三名学生为宜,将基础好、动手能力强的学生与基础相对较差的学生组合在一起。这样,既能保证项目活动按时完成,又有利于学生间互相交流,有助于专业较差学生提高。分组后,学生以小组为单位制定实施项目活动的计划,包括任务分配以及各项内容需要的时间等。在此次项目教学过程中,进行小组人员分工是一个比较好的做法。以往形式上的分组,教师布置的项目活动其实只是使小组中学习较好的学生得到锻炼,基础较差的学生得不到锻炼。而分工后每个学生都有压力,基础较差的学生即使被分配了一些不太难的任务,他们也要自主学习、动脑思考。
学生自主学习在此阶段,需要小组完成编程、写出I/O分配表、设计I/O接线图等几项内容。学生按分工各自进行相应内容的学习和准备。在此过程中,教师要注意观察,鼓励每个学生都积极动脑思考和发言,可以讨论,但不能抄袭。此时,小组中基础较差的学生在完成任务上有一定的困难,笔者就鼓励他们多请教同组中学习好的学生,同学间相互帮助共同完成项目活动。这样,对基础较差学生来说是一个很好的树立学习信心的过程,对学习好的学生也是一种促进。
项目实施在上一阶段,各小组都能在计划时间内完成项目活动。接下来,要求各小组将编写好的程序由小组每个成员各输入一遍,调试正确后进行接线。然后,小组间互相检查,确认无误后进行加电测试。在巡视、检查过程中,笔者发现学生输入地址分配基本统一,输出地址分配较乱,于是及时加以引导,帮助学生理清思路,并在调整程序过程中与学生讨论定时器的使用、比较指令的应用、步进指令的应用等等,指导他们应用所学知识,发挥主观能动性,正确地编程。之后,笔者又要求学生按照设计要求验证设计是否正确,并指导他们在实验板上接线。接线完毕每组进行检查。在这个过程中,笔者发现有的学生对工作台不熟悉,不知道如何连接输入输出。于是笔者让学生结合理论解决接线问题,加深对理论知识的理解。接线问题基本解决后,让各小组进行通电试验,有的小组一次性成功,有的小组没有按要求实现程序控制,电路没有反应。此时,要求没有成功的小组分析问题出现的原因,小组内进行讨论,检查连线,修改程序。通过努力,他们基本上独立完成了本次项目活动。看着实验板上的交通信号灯有序地闪亮着,学生们高兴地笑了。
评估、总结在项目实施过程中,学生根据实际问题设计出程序,有的用比较指令,有的用定时器、计数器等。设计方法有梯形图经验设计法、顺序控制设计法以及顺序功能图等。笔者适时加以提示,让学生展开讨论,互相帮助来修改自己的设计。最后评价时,笔者充分肯定了学生的成绩,并简要介绍了PLC编程的设计思路、正确的设计方法、连接电路时应注意的事项及PLC的广泛应用等知识,让学生经过自主学习后获得对知识的系统性认识。
诚然,应用项目教学法进行专业课教学的效果十分明显,但在实施过程中也遇到了不少的问题:(1)要求教师不仅要有较高的理论知识水平,还有较强的实践动手能力。(2)技校学生素质不一,自学能力差,给自主学习、完成项目任务带来一定的困难。因此,在实施项目教学前,需要在前面几节课提前进行准备或铺垫,在项目教学实施时,也应予以课时的保证,必要时延长授课时间,以保证项目活动的完成,否则将使学生对项目教学失去兴趣,更难以达到有效提高学生实践能力的目的。(3)项目教学的核心是通过实践最终完成一项任务,因此对实验实训设备提出了较高的要求。学校应在硬件建设方面予以重视,加大投入,努力为师生创造一个良好的实践环境。
参考文献:
Key words: simulation teaching;PLC teaching;application research
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)03-0216-02
0 引言
PLC电气控制系统的设计及调试在现代工业控制中的核心地位日益凸显,在其广泛应用的背景下,各院校电气类专业大多将PLC电气控制列为一门专业的核心课程。但是在教学过程中,更多是将重点放在原理讲解及程序编写等方面,而忽略了硬件接线及故障排除等方面的教学,突出的问题体现在软件的教学与硬件的接线两方面的结合不够,而这恰恰是职业需要的核心能力。学生数量与实训资源的欠缺存在的矛盾导致了教学效果难以保证,通过引入仿真教学并进行应用研究与探索,可有效解决此问题。
1 电气专业PLC典型任务及职业能力的要求
通过企业调研及问卷调查,分析出PLC应用过程中的岗位典型任务是PLC安装接线、编程调试与维护,对应的职业能力主要有以下几个方面:
①能够正确进行PLC的选型;②能够正确进行PLC的安装接线;③能够使用编程软件编写简单的PLC程序并调试;④能够使用PLC与计算机、PLC、变频器、触摸屏等组成通讯网络;⑤能够使用电工仪表工具检修PLC控制系统常见故障;⑥能够正确选择各种传感器并与PLC控制系统相连。
随着信息化技术的发展,宇龙机电仿真软件参照职业标准,结合典型职业能力的要求,在PLC教学过程中可有针对性地培养学生的各项职业能力,实现教学过程与生产过程的对接。
2 仿真软件在PLC教学过程中具体应用
①宇龙机电仿真软件的应用解决了实训设备欠缺的问题,并可随着设备的升级进行软件更新,保证仿真软件与现场设备的高度契合度。使用硬件进行职业能力的培养,因PLC学习过程中学生学习能力及学习兴趣的差异,知识及技能掌握情况参差不齐,不可避免会导致设备的损耗,在注意力不集中的情况下,有可能会出现烧毁PLC及低压电器的案例发生,教学效果较差。使用仿真软件,因其可重复使用的特性,不会导致机损,可解决设备欠缺问题。
②宇龙机电仿真软件硬件接线及程序设计灵活多样,画面丰富,在保证课程内容与职业标准对接的前提下,可有效整合继电器控制系统、PLC控制系统、变频调速系统等,学生学习兴趣大大增强。如设计螺纹加工系统(图1),设备选型灵活多样可组合设计,克服实物教学型号单一的问题。其按钮、接触器、PLC类型的选择均可更改,学生通过选型遴选出符合控制要求的各种电器。
③软件仿真应用贴近现场实践。在保证选型正确并完成正确接线的基础上,学生可进行PLC编程设计,仿真软件程序设计界面及工作方式与真实PLC基本一致,可实现仿真与现实的高度统一,学生在两者之间转换无差异,可有效衔接。
④通过仿真软件教学,结合软件中接线及程序的编写,学生可直观验证其系统设计的正确性与否,同时仿真软件为动态软件,PLC控制硬件的动作可在仿真软件上直观显示,与实践现场无异。如果系统设计过程中出现程序问题或接线错误,可利用仪表进行查找,培养学生排除故障的能力。PLC教学中使用仿真软件,按照设计>验证>调试>故障排除等步骤,可培养学生养成PLC电气控制系统设计的思路及方法,达到职业能力中对PLC控制系统的要求。
⑤仿真教学可有效实施项目导向、任务驱动的新型教学方法及手段,根据现场具体的控制要求设计多种控制对象,教学过程中按照由简入繁、通用到特殊的原则使学生掌握PLC课程的知识点及达到技能要求,切实实现教学做一体。
⑥仿真软件与职业证书培训相融合,因仿真软件灵活多样的特性,且其与现场实际的高度统一,在PLC相关职业资格证书培训过程中,可作为培训的主要手段,保证学生练习的效果,对证书的通过率大有帮助。
3 PLC仿真教学存在的问题
宇龙仿真教学可解决教学过程中存在的诸多问题,但是在细节方面仍有需要改善的环节:一是电气实践环节如信号的干扰等问题在仿真中无法实现;二是不同现场环境对低压电气的影响如潮气导致的电气问题在仿真中无法实现;三是电工工艺的施工标准等在仿真软件中无法得到练习。
针对第一个问题,可在实训室中将强电信号和弱点信号不做隔离处理,采用案例教学,使学生理解信号干扰在电路中存在问题;针对第二个问题,可采用仿真教学与现场教学相结合的方式,编程接线等在仿真中重点练习,环境影响导致的电气问题组织学生去港口现场,由现场技术人员讲解环境对电气的影响,同时可展示现场的具体故障,强化认知;针对第三个问题,在教学过程中可通过与其他课程的交叉学习加以解决,如在PLC学习前首先进行电工工艺课程的学习,使学生掌握电气施工的标准,在仿真教学中由教师对学生电气接线的工艺标准予以考核。
关键词:兴趣 目标 理论联系实际
随着社会的发展和科技的进步,PLC在工业自动化控制中的地位越来越重要,但是PLC的学习对技工学校的学生来说历来都是头痛的事。下面笔者结合这几年来的PLC教学的经验,谈谈如何针对技校生的特点来进行三菱PLC教学。
一、激发兴趣,明确目标
要想提高学生的学习动力,兴趣是关键。技校生不爱学习的重要原因是没有学习的动力,更没有学习目标。所以每当接手一个新的班级,笔者就首先为学生分析当今社会发展情况,并利用图片、视频,甚至到企业参观、让成功人士介绍经验等方式,使学生明确:学好PLC是必须的,这门技术是有用武之地的。其次可以充分利用学校的PLC设备,将事先做好的一些PLC课题演示给他们看,例如常见的红绿灯控制、彩灯花样控制等。通过观看这些演示,学生通常会产生好奇心。根据学生的提问,笔者一般会告诉他们,只要努力加用心学习都能学会。经过这样的学习以后,大部分同学都会有学好这门技术的要求,这样就可以解决教学矛盾中的“我要学”和“要我学”的问题。
二、由浅入深,步为营
三菱PLC的学习必须以学生已经学习的电力拖动配线为基础。通过形象的对比,让学生逐渐建立起三菱PLC编程软元件与配线器件的对应关系,从而把抽象的软元件直观形象化,例如输入、输出继电器,时间继电器,计数器等。这样学生在编程过程中,对于PLC中相关软元件的使用就会得心应手。然后,讲授基本PLC指令并配以梯形图,在讲解完LD、LDI、AND、ANI、END这些基本指令后,就可以尝试让学生将电力拖动配线的有些课题用所学的PLC来实现,比如电动机连续运转、电动机正反转、电动机顺序启动逆序停止等。在此过程中要保证他们练一个会一个,每一个课题都让他们编好程序,在调试成功的基础上,再将元件与PLC连接并对电机进行控制,使学生能够见到自己劳动的成果,享受到成功的喜悦。在此基础上再学习定时器指令、计数器指令,再组织与这些指令相关的练习,使学生进一步理解相关指令,并能正确运用。在定时器、计数器的练习上,笔者经常采用的是十字路口红绿灯控制和彩灯的各种闪烁控制。通过学生自己对相关情景的设计编程并通过相应的模块来展现他们的成果,往往会收到意想不到的结果,甚至有些学生会自己设计一种情景,用自己所学的知识来实现。在学生充分理解了PLC的学习思路后,进一步进行更复杂指令的教学。基本指令学习完之后,再讲授步进指令及状态编程法,并在学完状态编程法之后让学生试着用状态编程去编写以前用经验法编过的课题,通过比较来区分这两种编程方法的优缺点,从而更明确什么时候该用经验法、什么时候该用状态编程法,学生就会一步一个脚印扎扎实实地学下去。
三、学以致用,注重理论联系实际
在PLC的学习过程中,要始终强调学以致用。例如定时器学完了,可以怎么来用呢?可以让学生自己设计用定时器来完成一些事情,然后帮助他们实现设计,也可以出一些简单有趣的题目让学生来完成。例如:用定时器来完成一盏灯的闪烁,紧跟着就可以要求学生用定时器来实现多盏灯的交替闪烁。笔者最常用的就是天塔之光这个模块,学生可以设计成放射式的控制,也可以设计成收缩式的模式。当调试成功后看着彩灯在自己的程序控制下绽放出美丽的光彩,学生心里就会有一种说不出的快乐。
教师在教学中要始终理论联系实际,在掌握基本指令和编程方法之后,要经常让学生接触到实际生活中的PLC控制问题,如四层电梯的控制、学校时钟的控制、汽车自动装卸料控制等。这样学生就会感觉到PLC在实际中的各种用途,会进一步提高学习兴趣。此外,要充分利用学校与企业的关系,坚持让学生走出去。如在学习可编程程序控制器的脉冲输出功能时,笔者就经常利用自己与企业的关系,在一些设备的PLC控制试车阶段,让学生到试车现场充分体验脉冲输出指令在伺服电机和步进电机控制中的应用。例如,在笔者为企业设计的自动热合裁断机试运行时,就带学生去参观过。在设备的调试过程中,笔者详细地给学生讲述PLC如何与伺服电动机结合实现速度与进料长度的控制以及PLC如何控制步进电动机带动切刀工作,使学生体会到了红外传感器如何来实现位置和自动往返控制,如何解决自动化控制中的相关要求。比如暂停功能的实现,可以通过计数器来控制暂停,按一下暂停PLC内的一个计数器动作,用它的常开或常闭触点来实现设备的暂停,再按一下暂停,即可使PLC内的另一个计数器动作,从而使设备继续运行。通过现场参观,学生感觉到PLC原来真的这么神奇,想让设备怎么动就怎么动,就会更加坚定他们学好PLC的信心,同时也会使学生进一步理论联系实际,提高解决实际问题的能力。
四、注重分层教学,达到因材施教
技校的学生两极分化比较严重,有的学生理论不行,动手能力反而很好;有的学生反应比较快而有的学生反应却比较慢。为了解决这种问题,在教学过程中笔者注意运用分层次教学和互助教学两种模式。
分层次教学是在教学过程中既要让好学生吃饱,又要让差生吃好。为了达到这种目的,笔者会分别布置两种作业,一种是必做题,一种是选做题。学生根据情况自愿去做选做题。对于选做题出现的问题,笔者会一对一地去进行解析,这样既使一般的学生及时跟上了进度,又使学习好的学生感到自己受到了重视,会自觉地去学习更多的知识,提高了学习的积极性。
在一个班级学生很多的情况下,由老师去逐一指导是不现实的,而如果让学生结成互助小组却可以达到事半功倍的效果。在笔者所教的班级中,有不少学生在新知识还没讲之前已经学会了。因此在教学过程中,笔者会发现并培养一些优秀的学生,使他们不仅会学而且会教,在他们自己学好的同时给他们安排1~2个徒弟,人多力量大,使全班的成绩有了比较大的进步。当然,为了提高这些“师傅”的积极性,还需要一些特殊的手段,使他们感觉到自己的价值,比如给他们开小灶,使他们掌握比其他同学更多的技能,还可以安排他们多参加一些社会实践来提高他们的实践能力。
通过分层次教学和因材施教,笔者每一级的学生中都会有几个能力突出的,毕业之后找到了比较好的工作;当然也会有一大批能力一般的,但是他们也能胜任PLC的维护和程序简单的调试工作。因此学生都能真正地凭自己的能力去干一份适合自己的工作。
【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: