6ES7223-1BM22-0XA8使用选型

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随着微电子技术的飞速发展，PLC已成为现代工业控制的标准设备，其应用几乎覆盖了所有工业控制系统，所以PLC课程应时而生，我校开设的《电器及PLC控制技术》 是由高勤主编的高教版教材，根据学校的学分制课程管理制度的规定，约20课时/学分。本课程共4学分，80 学时，适用于我校机电与数控、电子信息。

一、研究的背景

职业教育在现阶段碰到了一些困难，困难的表现和症结主要表现在办学的三个环节上：难，办学条件跟不上，毕业生就业困难。随着社会发展，国家经济发展对人才的要求提高了，人民对教育需求提高了，所以导致了难，其实这是社会进步、发展过程中带来的；在办学条件上，有的学校受到经费及师资条件的限制；现在很多单位用人要高学历，社会上失业、待业的人又多，导致职中毕业生就业难，国家又在扩大高校，普高也在不断的发展和壮大，家长总想自己的子女上普高，进大学，高的学历，不得已求之才读职高。面对这样严峻的形式，我们能做些什么呢？仔细思考一下，问题的症结还是在我们自己，这就是职业教育办学的某些方面与我国社会、经济、教育发展的现状不相适应。例如，职业技术学校办学模式比较单一，缺乏职前职后的沟通；设置和教学内容与经济和技术发展有所脱节；课程在相当程度上还是终结性的，服务于学生次就业，使学生缺乏发展和应变能力；学校的运作机制有时也没有转到市场经济的机制上来等。从哲学上讲，发展不只是数量的增加，还包括质量的提高。这里有挑战，同时也存在机遇，我们要趁此机会进行调整，深化改革，提高教育质量。为了适应时代的要求，我校组织了学分制调研组，进行了大量的市场调查工作，如去了万宝集团、深圳信恒机械厂等地，以了解市场对人才的需求；去了广州市交通运输学校、广州电子信息技术学校等学分制改革比较成功的学校借鉴经验，为我校学分制的推行做了大量的准备工作。

二、学生学业成绩评价的理论依据

 1、建构主义理论：建构主义理论是认知心理学的基础上发展起来的一种现代学习理论，该理论认为，知识并不是对现实世界的表征，在不同情境中，需要重新建构。学生在学习中是主动的建构者，而不是事实信息的记录者，在知识形成及转化过程中，教师和学生在互动中建构知识及能力。教师在课堂上主要是根据教学要求设计问题，引导讨论，从旁激发，支持并适时介入学生的学习。2、多元智能理论：每一个个体都同时拥有相对立的八种智能，但每个人在各种智能上存在差异。因此在教学及评价过程中要承认个体差异，重视因材施工教；重视学生个性的发展；关注学生成长历程；注重学生实践能力的培养。3、发展性学生评价的基本特征：根据培养目标，并在实施中制订明确的阶段性目标，然后促成学生达成目标，重视学展的过程评价，评价关注学展的性，评价的方法多元化，关注个体差异，注重学生个人在评价中的作用。 

三、研究教材，设定教学的阶段目标

国委关于印发《关于编写实训教材的原则意见》的通知明确规定：１．要以岗位规范的要求和岗位生产、工作的需要为依据确定教材内容。２．贯彻以培养工作能力和生产技能为的原则。３．规范性和灵活性相统一的原则。４．坚持实际、实用、实效的原则。根据国委相关要求，通过认真阅读教材，结合对市场的调研，依据学生们的认知规律，我对教材进行了认真的处理：教材分为两个部分，即电器部分和PLC部分。本课程的教学目的是让学生熟悉电气控制系统的基本控制电路，具有电气控制系统分析和设计的基本能力；掌握可编程控制器原理及编程方法，具备一定的PLC程序设计和PLC应用能力。 本课程的特征是理论教学与实际训练并重，要求理论与操作密切结合，强调技术应用和自主设计。学生分别在电气控制实训室、PLC实训室做与理论教学同步展开的实训项目。根据教学大纲的要求，整理出以下主要教学内容，各个阶段目标如下表：

钟村职业技术学校《电器与PLC控制技术》阶段目标实施表

阶段目标序号	技能训练名称	内容提要及应用知识点		理论及技能训练学时	教师根据学生能力引导学生练习或设计的任务
1	低压电器的认识	认识按钮、接触器、变压器等设备，了解常用电器的原理、特性及应用		2	低压电器认识、测量、拆装、维修等
2	电机点动连续运转控制电路接线	用电力拖动控制实现电动机起动及停止控制	熟悉电气识图、电气控制线路的分析和设计、实践能力	4	电气控制线路工作原理、常用电工工具使作、低压电器元件检测、接线（主电路和控制电路）、不通电的情况下进行线路测量、排除短路故障、通电运行操作观察、通电情况下电路故障排除、相关电路设计及安装调试、工业实习
3	正反转控制电路接线	用电力拖动控制实现电动机正转、反转及停止控制		3
4	电机串电阻降压电路接线	用电力拖动控制电路中串接电阻实现电动机的降压起动		3
5	电机Y-Δ起动控制	用电力拖动控制电动机星形降压起动，起动后自动转换为三角形		3
6	自耦变压器启动控制电路	利用电感对交流进行分压的原理，起动时串入较多的线圈，运行后减少串入的线圈达到降压起动的目的		2
7	能耗制动控制电路	电机停机后为了使电机很快停止，在控制回路中串入电阻，消耗掉一部分能量，从而使电机较快停机		2
8	PLC清零、启动停止控制	通过使用手编程器将PLC中的用户程序，并进行简单的程序编写逻辑取及输出线圈 触点串联 触点并联程序结束指令		3	FX系列PLC手编器使用，清零步骤、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、PLC的输入输出点数、硬件接线及安装等
9	三路抢答器、PLC软件安装及FXPLC软件使用	主持人和三个分别用不同的按钮进行操作完成抢答的过程，PLC软件使用、逻辑取及输出线圈 触点串联、并联、程序结束指令		3	PLC编程软件的安装使用，PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等
10	正反转控制电路、FXPLC软件使用	通过对正反转电路进行梯形图的转换，写助记符，然后将程序输入PLC，通过外接按钮控制电动机正反转FXPLC软件使用、逻辑取及输出线圈、触点串联 触点并联 主控指令、程序结束指令		2	PLC编程软件的使用，I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等，不同指令实现正反转控制
11	顺序控制电路、FXPLC软件使用	通过对顺序控制电路进行梯形图的转换，定助记符，然后将程序输入PLC，通过外接按钮控制电动机逻辑取及输出线圈 触点串联 触点并联定时器 程序结束指令		2	PLC编程软件的使用，I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等、由两台机顺序控制设计三台机的顺序控制
12	自动往返运动、FXPLC软件使用	通过对自动往返电路进行梯形图的转换，定助记符，然后将程序输入PLC，通过外接按钮控制电动机逻辑取及输出线圈 触点串联 触点并联 串联电路块的并联 并联电路块的串联、定时器、程序结束指令		2	PLC编程软件使用，I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等，设计三灯循环
13	定时移位显示、FXPLC软件使用	利用定时指令实现延时控制灯泡移位点亮逻辑取及输出线圈 触点串联触点并联 串联电路块的并联 并联电路块的串联定时器程序、结束指令		2	PLC编程软件的使用，I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等由三灯移位、四灯移位到八灯移位
14	置位复位程序	利用PLC的SET和RET进行编程控制电机启动和停止逻辑取及输出线圈 触点串联 触点并联 自保持与解除 程序结束指令		2	PLC编程软件的使用，I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等
15	交十字路通灯设计	综合运用PLC的多类指令实现交通灯控制逻辑取及输出线圈 触点串联 触点并联 串联电路块的并联并联电路块的串联、定时器 脉冲输出 步进指令 程序结束指令		4	PLC梯形图、指令、I/O分配、PLC指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等、用步进指令或定时器分别实现
16	秒脉冲产生电路	利用定时指令编程实现任意占宽比的脉冲的产生，逻辑取及输出线圈 触点串联 触点并联定时器 程序结束指令		2	I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等、设计不同周期的脉冲
17	化学反应装置设计	利用传感器、搅拌器等进行化学反应过程的控制，容器之间用泵进行化学液体的传输。利用步进指令等		4	I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、PLC的选用、硬件接线及安装等
18	PLC自动生产线设计（皮带运输机）	按生产要求控制皮带传送物料。步进指令等		4	I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、PLC的选用、硬件接线及安装等
19	机械手设计	能夹紧或放松工件，并能作上下左右的移动。逻辑取及输出线圈 触点串联 触点并联 自保持与解除脉冲输出 步进指令 程序结束指令		5	I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、PLC的选用、硬件接线及安装等
20	电梯设计	根据操作者在的不同操作，控制轿厢按相应的动作运行定时、步进指令等		5	I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、PLC的选用、硬件接线及安装等
21	OMRON机实验清零	通过使用手编程器将PLC中的用户程序，并进行简单的程序编写		2	C系列PLC手编器使用，清零步骤、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、PLC的输入输出点数、硬件接线及安装等
22	OMRON机程序运行实验	OMRON基本指令的综合运用		3	利用C系列PLC进行以往学习过的程序进行技能训练
23	期中、期末复习、考试，月实操测验	期中、期末复习8课时，每月实操测验1次共8课时		16	测验及期中期末考试以实操为主
小计				80

 

四、《电器与PLC技术》学科教学的开展

 1、教学内容的选定：本教学计划通过了学校机电教研组的审核，并开展了两年多的教学，效果比较理想。该课程因技能训练的可操作性强，所以整个教学过程都在实验室里进行。根据教学计划的要求，相当于把本课程分为23个阶段目标。其中19、20两个阶段目标难度稍大，可以作为学生选修的内容，其他的阶段目标可以作为必修的内容，当然教师可以根据方向及课时的多少灵活决定必修和选修的内容。每一个阶段目标为2至5课时不等。2、学生的分组：每学期初，教师可根据学校场地的情况进行分组，如每2个一台PLC，每人一块电力拖动接线板，每组四人，并选定一位认真负责的学生作为小组长。小组长主要督促本组同学的技能训练及工作页的完成，组织本组同学进行日常学业完成情况的自评与互评，促进本组成员在学习中互相交流、达到本组成员能力不断提高的目的，对个别违纪的学生进行监督等，并配合教师记录一学期学生完成各项教学任务的情况。3、课堂教学的开展：本课程在学校排课时尽可能做到几节课连堂，以**教学的连续性，在每节课或每个阶段目标开始之前，教师要进行合理的讲授，如以“用PLC设计三路抢答器”为例，教师先说明三路抢答器的要求：“在主持人宣布开始抢答后，三个组开始抢答，谁先压下按钮谁先答题，答题后主持人按复位按钮使电路复位，然后进入下一题的抢答”。教师接下来介绍梯形图、指令、上机操作、接线图。 对于这个阶段目标，教师一节课可以讲解完，余下的两节课的时间学生可以根据自己的学习能力建构不同的学习任务，教师可以把学生要掌握的和可以去学习的任务板书在黑板上：a、I/O分配表；b、三路抢答器的PLC接线；c、程序的编写及输入；d、抢答操作；e、改变输入或输出端进行编程和接线；f、练习程序的插入或删除；g、用二种方法设计三路抢答器；h、在上述基础上改进电路，使其变为四路或五路抢答器……上述a、b、c、d是所有学生都学会的，而d、e、f、g、h等是学生有选择进行自主学习的内容。教师只要稍微从知识的横向或纵向结构仔细思考一下，就可以为学生设计出很多有的问题来。在这样一种学习氛围的影响下，学生的思维得到了充分的锻炼，经过一定时期的学习，大部分学生就能学会这样一种思维模式，开始能为自己设计学习的问题了。在学生自主学习的过程中，教师起到引导、激发学生学习的作用。学生可以自主同学生交流，也可以与教师探讨。使教学在互动、活跃中进行。在课堂上，教师能体会到学生个体的智能差异，做到了课堂内的“分层教学”，学习能力差的学生可以先学习基本的内容，然后再根据自己的能力有选择的学习；对于能力较强的学生，教师安排了较多的选学内容，使其能充分的利用课堂的时间来学习、思考、自主设计。PLC学科具有很强的基础性，后面的知识是建立在所学的内容的基础上的，如了解了三路抢答器的接线，其它电路的接线也就大同小异了，只是所接的输入和输出点数不同罢了；如PLC软件的使用，通过多次操作后，便会慢慢熟练起来……  在完成教学任务时，开始可能会比较慢，但随着学生知识的积累，操作能力的提高，后面的阶段目标将会非常顺利的达成，教学效果将会理想。

五、学生学业成绩的评价

《电器与PLC控制技术》学生学业成绩评价按教学计划的要求，对学生的能力目标是：完成21个以上阶段目标的学习，熟悉电气识图、电气控制线路的分析和设计，有较好的实践操作能力，具备基本的程序的设计、PLC接线、上机编程、操作的能力。为了**教学目标的实现，根据学生实际情况对学生学业进行了以下几方面的评价：1、阶段目标的完成情况：在开学初，教师学生小组学业评价表，并交小组长，方便在每个阶段目标完成后进行记录和评价，同时负责本组同学课外作业完成情况的记录。2、一个学期共组织四次小测验：测验的内容包括应知和应会两部分，以检测学生每一段的学习情况，培养学生立设计电路、应用知识解决实践问题的能力。3、期中期末考试(实操与理论知识相结合)：综合检验学生对知识的了解，以加强学生综合运用知识的能力。4、科技论文：在教师下让学生根据所学的电器与PLC知识写一篇科技小论文，课题名称: “如PLC技术在×××上的应用”利用课外时间完成，学期末上交。5、其它：考勤:因学校的实训楼与教学楼有一定的距离,学生常有迟到现象,所以将考勤作为对学生评价的一部分。规范操作：培养学生良好的操作习惯，如工具的规范使用，工作场地清洁的维护，用电常识等。课堂表现：对的违纪行为进行记录，如学生上课睡觉、越位、打游戏、看小说、听MP3、聊天等。

可编程序控制器（PLC, Programmable Logic  Controller）是以微处理器为基础发展起来，集自动化技术、计算机技术、通信技术、制造技术为一体的新型工业自动控制装置。由于它可以通过软件来变控制过程，而且具有体积小、功能强、性高、抗干扰能力强、以及应用安装方便等优点，很快在我国的工业控制中占据了主导地位，现今已成为现代工业自动化的三大支柱（PLC技术、机器人、计算机辅助设计和制造）之一，并且还在不断发展。根据这一发展形势及需求，PLC技术已成为各类职业技术学校电子与电气的一门必修课，且在职业技能鉴定中可编程序控制器也逐渐成为的考核内容。

但在从事PLC的教学过程中，我发现学生在学习PLC时，相对较为吃力，久而久之便丧失了学习的热情和兴趣。那么，究竟如何才能真正做到有效地提高plc的教育、教学质量，从而学以至用？经过多年的教学实践和探索，我对以往的教学方法进行了大胆改进和， 并了良好的教学效果。

 

一、以通俗形象的实例上好起始课
    俗话说，良好的开端是成功的前提和基础。刚开始上PLC课程时，学生对本课程不了解，很容易理解为计算机之类的编程课程，产生难学没有信心的念头。老师一定要在教材、教法的研究上下功夫，提高教学的艺术性和科学性。在现代化科技飞速发展信息时代，教师应多与本相关的资料。提高自身素质，给学生以信心，激发学生的学习兴趣。比如讲授PLC课程时，列举PLC在工业、农业、交通运输业及日常生活中广泛应用的例子，如：汽车生产流水线，学校的机械加工、数控机床、机械手的控制、电梯控制、钢铁集团的高炉上料，货物的存取、运输、检测，大型造纸厂中PLC的应用，甚至是机器人的控制等等都有PLC的功劳，还有繁华城市的霓虹灯、交通灯，舒适小区里的人工喷泉……这些与大家日常生活息息相关的例子，使学生对这门课程有一个初步的了解，觉得它就在我们身边，同时教师还可以联系就业市场的需求（有较多单位提出“懂得PLC者”），从而激发了学生的学习欲望。

二、 让学生自己动手制作
    在现代化科技飞速发展信息时代，教师的教学媒体不仅是黑板、教材，还可以从各方面多的资料信息，如：校园网或互联网。同时不仅是老师传授给学生，学生可以通过老师给出的任务书，从各方面资料，充分发挥学生的想象。这样不仅培养了学生的思维能力，而且在完成任务书的同时，不自觉地学会了解决问题的方法，在这过程中还增强了学生之间信息交流。例如：在了解PLC的用途之后，让每个组的学生自己动手画有关与PLC应用有关的图片，有条件的可以用相机拍或者从网上下载与PLC应用有关的图片，连成一幅作品，完成后粘贴在班级教室内，供学生参观他们所做的成果。学生做的图片五彩缤纷，有美丽的喷泉、霓虹灯、交通灯、电子屏幕车展，轰隆隆的炼钢炉、数控车床、自控轧钢机、自动运料车、造纸厂，还有珠江啤酒厂的生产流水线、本田的汽车生产流水线，天河城的电梯等等，学生的一幅幅作品，有的还加上“PLC就在这里”、“瞧，PLC多厉害”、“没有PLC，工人就辛苦”、“瞧，你每天用的纸张PLC提高了多少效率”的说明等等。这样不但激发学生学习的兴趣，还在享受成就感的同时培养自信心、拓展了学生的创造性思维。

 三、采用直观教学
    直观教学可以激发学生的兴趣，同时还培养了学生的观察能力，增强感性认识，扩大学生的思维空间，

开阔学生的想象力，利于对知识的理解。例如：在讲解PLC的结构时，教师带学生到实验室观看PLC示教板，了解PLC的外部结构及外部设备等，这样对PLC的外部结构就有一个感性的认识，与老师在黑板上详细地讲解这些理论知识比较起来，学生愿意选择前者，教学效果前者会好得多，对理性知识，学生在感性直观教学中易于理解、掌握。但对于PLC的内部结构，我们不能解体PLC，则利用挂图讲解，这样学生对PLC就有一个较清晰的印象。记得在实验室中有个学生问：“一个小小地PLC就有那么厉害？”我说：“那要看你会不会用它,即使是一块玉，你不认识它，那它和一块普通地石头没什么两样。”就这样，学生在好奇心的驱使下对这门课程感兴趣。

四、上好实验课
    实验教学是学生乐于接受的学习方式，满足学生们的好奇心，激发学生学习知识的兴趣。实验课不但是对理论课的，也是强化学习效果的重要手段，可以加深对理论知识的理解，让学生在实验中体会到PLC教学内容丰富、应用广泛，体会到PLC是能解决实际问题的实用学科，而不是枯燥无味的说教。
    实验主要要求学生通过动手、观察、直观感受，掌握现象和结论，进一步加深理解所学理论知识，同时PLC实验，可以调试自己编制的程序，进行模拟实验。在培养学生动手能力的同时，培养学生应用理论知识的能力及处理和解决问题的能力。例如：电机正反转PLC控制实验时，教师复习学生电拖中做过的双重连锁电机正反转的电气原理图，讲解“翻译法”，让学生把它变成PLC的梯形图。接着由学生自己动手把I/O接线图接好，用手编器把程序一条条输入到PLC中，再运行自己所编的程序。当学生见到自己的电机正转、反转、停时，有学生说：“不是很难，比电拖接线快多了。”有了这个基础，教师可以引导学生编制“控制先电机正转10秒再反转5秒后停”的程序，观察现象，这时要学生在程序中改正反转的时间就是轻而易举的事了。通过，以上实验，学生既动手编制、调试自己的程序，又对难懂的定时器的理论知识加深理解。

五、应用多媒体计算机辅助教学
    我们可以应用多媒体制作电子教案，借助多媒体技术，用生动丰富的画面和美妙动听的音乐效果吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣。例如：讲解交通信号灯控制程序时，学生对整个过程较易混淆，教师可以制作电子教案用一张张图片和动画描述十字路口的车行交通灯，还有交警在指挥，当东西绿灯亮时，交警指挥东西方向的车通行，同时南北红灯会发出声音：“南北车请暂停”，20秒时间快到时，东西绿灯开始说话：“20了,请注意”东西绿灯开始闪3秒，接着东西黄灯亮3秒，这时交警示意东西车停，南北车行，东西红灯亮，并发出声音：“东西车请暂停”，同时南北绿灯亮，20秒时间快到时，南北绿灯开始说话：“20了,请注意”南北绿灯开始闪3秒，接着南北黄灯亮3秒……通过动听的音乐、形象的画面，学生对十字路口的车行交通灯的工作过程，东西南北红、绿、黄灯的交替过程不易模糊，印象较深，有助于程序的理解。

    总之，兴趣是学生主动学习的动力之一，他们对学习的追求往往来源于兴趣。凡是有兴趣的东西，就容易激发学生的学习热情，引起学生的思考，学生若能有兴趣地学，教学就成功了一半。因此在教学中，教师要把握时机，结合教材特点，把兴趣的东西引入课堂，这些东西越接近学生的日常生活，同时又不偏离教材，学生对所学知识就越容易理解，学生学习的兴趣也越浓，从而学生学习的自觉性和主动性也跟着提高。教师积利用这一点，引导学生主动思维，从开始教师提出问题，激发学生的兴趣，引导学生分析问题，如何解决问题。逐渐地由学生提出问题，自行分析问题到解决问题。这样不但提高了学生的学习PLC知识的兴趣，而且还提高了学生的分析问题和解决问题的能力。