plc课程设计总结范例（5篇）

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plc课程设计总结1

通过对“运动控制”课程设计教学的研究与实践，提出了交流电机矢量控制调速系统课程设计的新方法。将矢量控制的理论模型与变频器实际的矢量控制系统结构图进行对比分析，研究变频器的矢量控制和工艺流程PID控制器所包含模块的参数设置，综合运用现代运动控制系统的现场总线通信与PLC编程技术、人机界面与组态软件技术，完成具有实际工程背景的课程设计。丰富了运动控制课程设计的教学内容，促进了学生的理论知识与现代工程技术密切结合。

关键词：

课程设计；交流调速系统；矢量控制；变频器

“运动控制系统”教学容易出现重视理论分析和传统教学实验，轻视实际控制系统中先进技术应用的分析；“运动控制课程设计”又经常成为理论上的设计，或控制系统理论模型的仿真验证。受实践教学环境限制，选题一般是双闭环模拟直流调速系统设计及调试，或是数字直流调速系统设计及仿真。交流调速课程设计一般是基于稳态数学模型的SPWM变频技术、V/f协调控制方式、单闭环无静差数字调速系统设计及仿真；变频电源硬件电路包括三相电压源型变频电源主电路、保护电路、单片机的检测、控制电路和驱动电路设计。从开关器件、控制电路的参数计算到软件的设计编程，内容丰富、时间紧凑。虽然对系统的整体设计训练有很大帮助，但与实际工程应用现状差距很大。提高变频电源的效率在硬件电路上要求尽可能提高功率器件的开关频率、采用软开关技术、完善的功率器件驱动电路和缓冲电路的设计；软件上还得考虑改进正弦调制波等［1－2］。而两周的课程设计时间要完成类似这种交流调速系统的软、硬件设计，更进一步从变频电源到采用矢量控制理论的数字调速系统的设计及仿真，会有很大难度。考虑到无论采用什么数学模型处理交流电动机变频调速问题，变频电源硬件电路基本上是一样的或是通用的。因此可以考虑在“电力电子技术”课程中布置大作业或开设“电力电子技术课程设计”，完成数字交、直流调速系统硬件电路的设计。基于动态数学模型的交流电动机矢量控制技术已经相当成熟，在中、高档变频器中得到广泛应用。因此课程设计的选题应该覆盖矢量控制技术，采取有效措施加强理论教学和实际工程先进技术应用的结合。深刻理解矢量控制理论在交流调速系统中的应用；如何利用变频器构成闭环控制系统；如何采用工业现场总线、PLC，将变频器集成在大型复杂控制系统中。为此实验室做了“运动控制课程设计”的教学改革研究，并设计了异步电动机协调控制的综合实验平台。

1矢量控制数学模型

交流调速的教学往往是数学公式推导多、仿真也仅限于课堂教学演示。学生缺少相关的训练，对电机数学模型及各种控制方法难以理解，更不清楚矢量控制理论在实际系统中如何实现［3－4］。所以课程设计开始要引导学生对教材中各种矢量控制系统模型特点进行分析总结，并对西门子MM440变频器的各种控制结构图［5］进行对比分析，找出理论上与实际交流调速系统最接近的控制模型，深刻理解矢量控制技术在实际系统中如何具体实现。相关文献［6－8］有多种矢量控制理论的异步电动机控制模型。按照转子磁场定向的矢量控制系统、根据其对磁链处理方法不同又分为间接矢量控制系统和直接矢量控制系统，后者模型一般包括速度调节器、转矩调节器、磁链调节器，甚至包括三相电流调节器。其中，逆变器采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)的异步电动机直接矢量控制变频调速系统与实际变频器中的矢量控制模型比较接近。控制系统结构图都设置了转速和磁链两个闭环子系统，但实际系统没有设置磁链调节器和转矩调节器，而是通过励磁电流调节器和转矩电流调节器实现解耦控制。根据电机转速获取方法不同又分为不带编码器(SLVC)的和带编码器(VC)的矢量控制模型；两个模型根据控制系统给定值不同，又都具有转速控制及转矩控制两种方式。但这里的转矩控制是指变频器的控制方式，区别于理论上同样基于动态数学模型的异步电动机直接转矩控制系统。图2中速度调节器、转矩电流调节器及关于转子磁场定向角辨识的3个模块都含有可设定参数，根据系统运行可以精确调试，或者采用变频器默认参数值。磁链闭环子系统的不同是实际系统与理论模型的主要差别：磁链子系统中磁化曲线模块的输出，作为励磁电流调节器的给定值。因此实际操作中，预先通过变频器参数设定环节测量电动机的磁化曲线显得非常重要。通过模型分析，学生不仅深入了解矢量控制理论在实际系统中的应用技术，而且容易理解变频器有关矢量控制参数的物理意义以及设置。

2工业过程闭环控制

西门子MM440矢量变频器的控制方式按照电动机的数学模型可以分为两大类：基于稳态数学模型的V/f特性控制和基于动态数学模型的矢量控制［9］。前者又细分为V/f线性的、带有电压提升的、滑差补偿的几种方式，但都是电机转速开环控制；而后者是转速闭环控制。为了满足实际控制系统的要求，变频器提供了工艺流程PID控制器。以节能为主要目的的异步电动机调速系统一般只需要平滑调速，对动态性能要求不高，适合采用V/f特性控制方式，如变频供水和通风系统。课程设计题目要求学生设计由PLC、变频器和两台电机组成的“一拖多”变频供水系统。完成从变频器的控制方式、闭环控制系统的给定、反馈通道和反馈信号等变频器有关参数设置，到PLC的简单控制程序。熟悉系统的PID控制器默认参数及调节范围，并在最后实验过程中运行调试。硬件电路包括接触器、PLC的控制电路，还有从实验平台数字电压表箱取出负载发电机输出电压信号，模拟供水压力反馈信号给变频器的模拟输入端子。

3工业现场总线

现代运动控制系统很少是单台变频器(电机)运行，往往是数台变频器协调控制，系统中还有各种数据采集及其他智能终端设备。矢量变频器在复杂系统中仅仅是一个高智能的电机驱动器，依靠其扩展通讯模块集成到工业现场总线控制系统中。课程设计典型题目—多电机协调控制系统，要求学生设计卷绕机械装置驱动控制系统。这里不仅要控制卷材的张力还要协调两台电机的运行速度［10］，两台电机分别采用转矩控制和转速控制。变频器适合采用无脉冲编码器的矢量控制(SLVC)方式。SLVC的控制性能取决于变频器相关参数的设置以及电动机数据测量的精度，因此，系统调试前必须用变频器对电动机所有参数进行自动检测。主、从电动机协调控制实验平台采用低成本的集成方式。采用西门子PLC200SMART可编程控制器和两台MM440变频器，通讯采用485总线、USS通讯协议，因此不需要额外的现场总线通讯模块。PLC200作为主站控制变频器，按照系统的设计要求设置变频器的控制参数，控制电动机的启动、停止，控制方式的切换，运行速度的协调等；并采集每台电动机的运行数据传送到工作站。除了交流调速系统外，典型的直流电机双闭环数字调速系统、机器人［11－12］及车辆控制等作为课程设计题目具有丰富的研究内容，所以要不断地为学生创造相应的实践教学环境。

4结语

“运动控制”课程设计的教学过程具有综合性、实践性和创新性的特点，课程设计过程要启发学生以掌握的理论知识去分析先进工程技术实际模型。这里特别要注重矢量控制结构图中理论与实际的差距，掌握变频器参数设置及工艺流程PID控制器的应用，以及现代运动控制系统中工业现场总线技术、人机界面与组态软件技术的综合应用。

作者：徐江宁 单位：大连理工大学电子信息与电气工程学部

参考文献：

［1］刘凤君．现代高频开关电源技术及应用［M］．北京：电子工业出版社，2008:152－169．

［2］王兆安，刘进军．电力电子技术［M］．5版，北京：机械工业出版社，2009:159－163．

［3］白锐，张健．交流调速控制系统课程的教学改革与实践［J］．中国现代教育装备，2012(9):56－57，63．

［4］张敬南，彭辉．电力拖动控制系统课程教学改革与实践［J］．实验室研究与探索，2014，33(9):236－239．

［5］西门子电气传动有限公司．MICROMASTER440参数手册［EB/OL］．［2006－7－24］．

［6］李华德，李攀，白晶．电力拖动自动控制系统［M］．1版，北京：机械工业出版社，2009:158－176．

［7］周渊深，陈涛，朱希荣，等．电力拖动自动控制系统［M］．北京：机械工业出版社，2013:231－247．

［8］陈伯时，陈敏逊．交流调速系统［M］．3版，北京：机械工业出版社，2013:117－128．

［9］西门子电气传动有限公司．MICROMASTER440操作说明［EB/OL］．［2006－12－5］．

［10］张燕宾．变频器的转矩控制功能及其应用［J］．电气时代，2005(2):84－86．

［11］陈卫东，韩兵，杨明，等．运动控制系统课程体系改进与创新［J］．实验室研究与探索，2013，32(9):157－159．

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plc课程设计总结2

论文关键词：PLC；项目法；教学设计；组织实施；考核评价

可编程控制器（PLC）是自动控制技术、微计算机技术和通信技术相结合的通用工业控制装置，目前已被广泛地应用于机电一体化、工业自动化控制等各个领域，被誉为现代化工业生产自动化的三大支柱（PLC技术、机器人、计算机辅助设计和制造）之一。基于PLC广阔的发展空间，PLC课程已成为高职院校的机电、电气类等专业的核心课程。

PLC课程实践性、应用性较强，强调理论知识和技能训练并重。传统的教学方式是依照教材，按基本工作原理、基本指令、基本应用、基本操作的顺序进行理论讲授和实验训练。一方面由于高职生整体学习能力较弱，另一方面由于指令多而抽象，大多学生在学习过程中学了后面的就忘了前面的，对各指令的功能混淆不清，不能正确地理解与应用，学生学习的主动性和积极性差。为了改变这一状况，采用“项目导向，任务驱动”的项目式教学，通过师生共同完成学习项目和学习任务，有效地提高了学生的实践动手能力、分析问题和解决问题的能力，提高了教学效果与教学质量。

一、PLC课程项目教学法的整体设计

（一）确定设计思路

课程整体设计充分体现项目导向，任务驱动的思想，依据企业需求和岗位技能需求，遵循学生认知规律，将课程的教学活动分解设计成若干由简单到复杂的项目和任务，以项目为单位组织教学，以典型任务为载体，引出相关专业理论知识，使学生在实践操作过程中加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力。

（二）明确教学目标

确定PLC课程知识目标与能力目标，这是PLC教学的出发点，也是PLC教学的归宿。具备PLC控制系统维护能力以及PLC程序设计能力是PLC岗位对PLC技术人员的核心能力要求。依据这一要求，高职PLC课程的知识目标是：使学生掌握可编程控制器技术的基本组成、工作原理及PLC编程软件的使用，掌握PLC基本指令、应用指令及编程规则，掌握PLC基于梯形图的常用的设计方法，掌握PLC应用系统的设计、安装、调试和维护，并具备PLC的通信与网络的基本知识。能力目标是：培养学生具备PLC安装能力、硬件接线能力、常用指令的分析应用能力、PLC程序设计与调试能力、PLC控制系统设计、安装、接线、调试及故障排除能力。进而实现培养学生学习的能力、分析问题和解决问题的能力及沟通协作的能力。

（三）设计教学项目与任务

PLC课程的项目与任务的设计即是教学内容的设计，它是课程设计思路和教学目标的具体体现。它即要符合企业和岗位技能需求，具有针对性，又要保持PLC知识的系统性与完整性。因此，可以将PLC课程按项目教学模式分为五个学习项目，即PLC基础、基本指令及应用、常用应用指令及应用、PLC控制系统的设计、PLC的通信与网络。然后详细分解每个学习项目所包含的知识点和能力点，形成具体的学习任务。例如在项目四“PLC控制系统的设计”中，按逻辑设计法、时序图设计法、经验设计法、继电器控制电路图转换设计法、顺序控制设计法分别设计一个学习任务。任务有时也被称为子项目。任务的选取要注意三点：一是尽量采用学生易懂的三相电动机控制及易演示的彩灯（交通灯）控制和机械手控制；二是尽量按由简到繁、循序渐进的方式安排任务顺序，并注意控制PLC课程的整体难度；三是各任务针对性要强，要能充分体现相应知识点的学习和相关能力的培养。

二、项目教学的组织与实施

科学地组织项目教学是实现教学目标的有效途径。坚持项目导向，任务驱动的教学思路，按照“任务目标－任务分析－关联知识－任务实施－扩展知识－能力测试－效果评估”的顺序组织教学，实现完整的“教、学、做”一体化。以项目四中的任务“搬运机械手控制设计”为例，教学活动组织过程可以分成三个阶段：

（一）准备阶段

在一项新的学习任务启动之初，首先要明确任务的目标，它决定着本次任务的教学方向，指引着师生教与学活动的开展。第二步是确定任务载体，任务载体应是实现任务目标最直接、最有效的途径。在“搬运机械手控制”学习任务中，任务目标是掌握顺序控制设计法，考虑到在搬运机械手手动、单步自动、单周期自动、连续自动多种工作方式中，连续自动控制最能突出顺序控制设计的特点，所以选择搬运机械手连续自动控制作为任务的载体。第三步任务分析，针对机械手连续自动控制，细致地分析机械手的工作方式、机械手每个工作步的控制要求及应禁止的误操作，绘制出机械手自动工作流程图。工作流程图是顺序功能图的基础，因此是这一步教学活动的重点内容。第四步是关联知识即顺序功能图知识的学习，这是学生运用顺序控制设计法实现机械手自动控制的理论基础，学习的内容包括顺序功能图的组成、结构类型、顺序功能图与梯形图的对应关系、根据顺序功能图画梯形图的方法等。

在准备阶段，为保证知识的完整性，同时兼顾时间限制，任务讯息（任务目标、任务载体、任务分析）与相关知识主要由教师讲授，教师是这一阶段的活动主体，时间安排为2个课时。需要说明的是，如果将机械手每个工作步骤-山草香§ 、自动流程图、顺序功能图制作成动画，用多媒体进行演示，将增加授课的趣味性、直观性，提高教学效果。

（二）实施阶段

在任务实施阶段，学生是活动的主体。首先学生按2－4人一组，根据机械手控制要求确定输入输出元件，进行I/O点分配，设计外部接线，绘制机械手自动控制顺序功能图，初步设计PLC控制程序，这些活动由学生课外完成。教师负责布置任务，提供咨询。第二步学生汇报，教师检查评价。教学活动主要以师生共同讨论的方式展开，着重对比置位复位指令、位移位指令、步进指令三种编程方案。步进指令在项目三“常用应用指令及应用”中有过初步的学习，大多学生可能并不熟悉，但不排除有好学的学生会应用它来编程。采用置位复位指令和步进指令编程的程序会较长，但逻辑关系清楚，而运用位移位指令编程的程序则显得紧凑而简捷，而且位移位指令在这里的妙用对学生更具吸引力。学生设计的每一种方案都应该得到教师的鼓励，即使不完整或有明显的错误。师生讨论的主要目的在于确定方案、完善程序，时间安排为2个课时。第三步是程序输入与调试。学生分组上机操作，教师进行指点和检查。时间安排也为2个课时。对于提前完成的小组，可以安排他们先进入下一个环节，即机械手手动控制、单步自动、单周期自动控制设计。上机操作完成后，学生在课外完成程序设计与调试报告。第四步扩展知识的学习。在熟悉掌握机械手连续自动控制设计后，机械手手动控制、单步自动、单周期自动控制设计在教师指导下，也可以较快地被学生掌握，时间安排为1个课时。至此用顺序控制设计法实现的完整的搬运机械手控制的学习基本完成，总计7个课时。对于学习能力较强的学生，教师还可以指导其将中断指令应用于机械手控制中。

在任务实施阶段，教师主要是营造学习氛围，创设学习情境，提供帮助与咨询，引导教学过程顺利进行。

（三）评价阶段

在这个阶段里，需要做个能力测试检查评估任务目标完成情况。教师可以布置用顺序功能图实现某些简易的顺序控制的作业由学生分组完成，根据学生作业评定成绩。这一阶段的师生活动均安排在课外。

由上所述，每个任务教学过程划分为任务的准备、实施与评价三个阶段，每个阶段又细分为子阶段，每个子阶段所要进行的具体的教学活动不同，师生在各个阶段所处的地位与作用也有所不同。

在PLC课程项目教学组织与实施过程中，教师还要注意三点：一是要选择既能体现项目教学理念，又适合学校实验实训条件的教材，必要时可以自编教材；二是要充分利用现场教学、多媒体技术等方式生动直观地进行讲授和指导，使枯燥、抽象的PLC硬件系统学习形象化，使复杂、难以理解的PLC控制任务趣味化，有效地激发学生学习的兴趣。三是项目教学中，学生不再是被动的接受者，不确定的因素会有所增加，如教学进度的减慢、学生掌握程度不一、专业知识涉及面扩大等，教师只有不断提高教学能力和业务水平，才能较好地运用项目教学法。

三、项目教学的考核与评价

PLC课程项目教学的考核与评价是检验教学目标是否实现，判定教学效果是否达到预期的重要环节。在PLC课程结束时进行综合项目考核，依据PLC项目实现的功能是否完整、设计方案是否最优、I/O接线是否正确、联机调试是否按时完成、技术报告是否规范等五项指标，考核评定学生实践动手能力、分析问题和解决问题的能力。但综合项目的考核成绩并不是学生学习PLC课程的最终成绩，它在总成绩里所占的比例是40%，另有60%是平时成绩。PLC项目教学的评价坚持以下几个原则：

（一）过程评价与结果评价相结合的原则。评价的活动渗透在教学的整个过程之中，课堂表现、活动小组中的表现、操作技能水平、各项任务完成程度等都是教师平时采分的内容。

（二）小组评价与个人评价相结合的原则。教师对小组的整体评价在于鼓励团队协作能力的培养，教师对小组成员个人的评价在于督促个人学习自觉性的培养。

（三）职业能力评价与职业基本素质评价相结合的原则。从学生所获得的分析解决问题能力、学习能力、创新能力等职业能力，以及所培养的劳动纪律、安全操作等职业基本素质两大方面进行全面、科学的评价。

plc课程设计总结3

关键词自动化生产线；PLC课程；课证融合；课程设计

一、绪论

PLC技能课程作为职业院校里电气自动化技术专业类的一门的专业课程，其重要性不言而喻。它将继电器技术、计算机技术、控制技术、网络通信技术集于一体，是一门综合性、应用性课程。作为学院骨干院校建设重点专业：电气自动化技术专业（工业机器人应用方向）中的一门专业核心课程，本课程主要为培养工业机器人电气设计工程师、制造工程师、销售工程师、服务工程师、品质管理工程师、系统集成工程师等职业岗位的人才服务，故课程设计开发要突出培养学生使用PLC解决实际控制问题的动手能力，使学生掌握最新的技能，并为后续的较复杂的自动化设备及生产线的学习打下坚实的基础。

二、课程内容设计

为了落实“以学生为主体”的思想，课程建设调研期间，对自动化专业的40多位学生进行了PLC课程教学情况的调研。为了实现“以学生就业为导向”，对常州周边4个自动化相关企业进行了调研，并邀请企业专家进校召开课程建设研讨会（有欧姆龙自动化上海有限公司，天地自动化股份有限公司，星宇车灯有限公司、上海ABB公司等企业工程师），根据这些专家对电气自动化专业所涵盖的岗位群进行了任务和职业能力分析。

课程设计时以企业生产岗位典型工作任务为主线，以电气自动化专业应共同具备的岗位职业能力为依据，确定课程主要任务是：培养学生具备分析实际PLC控制系统的能力，能完成简单控制系统的设计、安装、编程和调试工作，并能对PLC控制系统进行日常维护。

课程内容以亚龙科技集团有限公司生产的YL-335B自动化生产线设备[1]为载体，配备欧姆龙CX-one编程软件与西门子STEP7软件，将课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，主要有：供料站与加工站的控制[2]、装配站控制、分拣站控制、输送站控制、自动线PLC通信、搅拌机的设计等。以这些项目为单元组织教学，将PLC的常用指令分解到各个项目中去。在每一个项目的教学过程中，遵循学生认知规律，融入相关的指令、编程方法、控制系统构建、硬件接线方法、系统调试运行和优化等相关知识和技能。通过对各个项目的学习、训练和具体操作，掌握典型PLC指令的格式、基本用法、功能，了解和掌握PLC系统的结构、地址分配、程序设计以及每个应用项目的软硬件调试的全过程。让学生在做中学，在学中做，加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。这充分体现任务引领、实践导向的课程思想。

三、课程考核

本课程的考核有两大特点：第一个特点，本课程将学历教育与职业资格证书体系衔接起来，以就业为导向、以职业技能发展为目标，实施课证融合，实现高职教育专业课程体系与职业标准的衔接[3]。将以骨干院校建设为契机，计划与国际型PLC生产大企业联合开发基于YL-335B自动线设备及CX-ONE编程软件的PLC职业资格证书，要求学生通过校企合作开发的工业自动化技术（PLC）的考核，并获得证书。同时为学生考取维修电工高级证书以及电工技术证书等打下基础。第二个特点，考核由理论考核与实践考核组成，理论考核采用试卷形式，实践考核采用单元考核方式，包括成果、工作态度、工作规范、团队合作等表现。

四、以赛促学

在课程建设过程中，主要老师积极组织学生参加各项与自动化生产线或PLC相关的比赛并获得好成绩。在2012全国高职技能大赛高职组亚龙杯自动化生产线安装与调试比赛中获得一等奖。在2011年首届“亚龙杯”全国高职院校“电气控制系统安装与调试“技能大赛中获二等奖，在自动化生产线安装与调试比赛中获得一等奖。学生对参加此类大赛都非常积极，认真。在选拔选手的过程中，大赛相关信息在学生中流传开来，激起了学生对PLC技术的关注；在准备比赛的过程中，选手突击、强化学习PLC技术，将相关技术应用到自动化生产线上，极大地提高了解决问题的能力；在比赛的过程中，与其他学校选手切磋、竞争，考验了临场应变能力与对PLC技术掌握的熟练程度；赛后，尤其是获得大奖后，增强了学习PLC技术的信心，更激发同学对PLC技术的学习热情[4]。

五、总结

本文就PLC课程设计的教学内容载体、课程考核、以赛促学等相关方面提出了见解。今后还将对该课程的网络教学资源建设、教学评价机制等进行进一步的探索和完善。

参考文献

[1]亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备说明书。

[2]朱林。高职专业课程体系与职业资格认证如何有效衔接[J].职业，2011（24）.

[3]廖常初。可编程控制器的编程方法与工程实践[M].重庆：重庆大学出版社，2003.

作者简介：

许文稼（1983—），女，江苏常州人，硕士，常州机电职业技术学院讲师，主要从事职业教育研究及自动化类专业教学工作。

plc课程设计总结4

关键词：教学改革；可编程控制器；实践能力；创新意识

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2011）35－0121－03

四川农业大学是省属重点大学，是四川省唯一列入“211工程”建设的地方高等院校。自1994年设置农业电气化与自动化专业以来，本着建立有效、适宜的专业知识体系和提高学生综合素质的原则，以培养具有坚实的理论基础、丰富的实践能力和较强的创新意识的农业电气化与自动化领域“宽口径”、“复合型”工程应用技术性人才为目的，在当前社会对人才培养质量要求越来越高的基础上，就如何建立高效、实用的课程教学体系进行了长期的艰苦的研究和探索。[1]作为专业必修课程的可编程控制器（PLC），自然成为教学改革的首选课程。

PLC是一种新型的工业自动化装置，在工业自动化中起着举足轻重的作用，在国内外已广泛应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、交通等行业。经验表明，80％以上的工业控制可以使用PLC来完成。在日本，凡8个以上中间继电器组成的控制系统都已被PLC取代了。当前，PLC、CAD/CAM和机器人已经成为工业自动化的三大支柱产业。[2]

本课程的特点是实践性强，与生产联系紧密，运用的知识覆盖面宽。[3]教学改革的实施对于培养学生适应科技发展趋势、成为应用性和创新性人才具有重要意义。

一、PLC课程改革的指导思想

可编程控制器课程教学改革以“一个基础，两个核心”为指导思想，既强调学生对PLC的基本应用能力，同时也重点培养学生的实践能力和创新意识。所谓基本能力，是指学生必须掌握的基本理论知识、基本实验方法和技能。基本理论知识包括常见低压电器的结构和原理、PLC基本结构、工作原理、常用指令、编程方法、PLC在控制中的典型应用。基本实验方法和技能包括低压电气控制线路的分析和设计、PLC的控制系统的分析和设计。通过对这些基本能力的培养，可以建立学生对PLC的理性认识。[3]

PLC是一门应用性很强的课程，培养学生实践能力无疑是课程改革的核心。PLC课程在完成实验的基础上，应该重点加强实训环节，强调实践能力的培养，以适应农业电气化与自动化专业高层次工程应用技术性人才培养的需要。

“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力，一个没有创新能力的民族很难屹立于世界民族之林。”高校在国家建设创新体系中有着举足轻重的地位，是国家创新体系建设的主力军，肩负着培养创新性人才的重任。[4]因此，培养学生创新意识是PLC课程教学改革的又一个核心。

二、PLC课程改革主要内容

按照“一个基础，两个核心”的指导思想，重点对“三个模块”进行改革和探索，即改革教学内容、教学方法和师资队伍建设。

基于对农业电气化与自动化专业的培养目标的拟定、本专业学生历年就业情况的调查和招聘单位的用人需求调研，重组本课程的教学内容，并且把教学内容模块化、系统化。[3]在掌握PLC基本理论知识的基础上，PLC实验课程主要设计思想是，建立一个系统的、多层次的、结构丰富的适应高技能型人才培养的实验、实训体系，使该体系的知识测试点具有结构性、系统性和创新性，做到理论与实训合一，实践项目驱动理论。[5]

为了满足实践能力和创新意识培养的要求，在PLC的教学实践中，对以前的教学方法和教学手段进行了改革和创新。由传统的教学过程，逐步转变为启发式、讨论式、研究式教学，使学生产生极大的学习热情，增强主动性。

师资队伍是教学改革的灵魂，只有教学的成员不断探索，不断创新，课程教学改革才能不断深化和完善。师资队伍建设最重要的是建立“双师型”教学团队，[6]即专业课教师既能传授理论知识，又能指导专业实践，做到理论和实践教学有机融合。

三、教学内容改革与探索

1.理论教学

PLC课程内容包括传统的电气控制基础、PLC的原理及编程、网络通信和软件组态四个模块。在理论教学中采用模块化教学，四个模块相互独立，相互联系，构成PLC课程完整的知识体系。在强调课程基本理论的基础上，减少传统继电器控制系统中低压电器原理部分的课程内容，突出电气控制中经典电路、典型环节及其设计思路；重点讲授PLC的工作原理及以PLC构成的控制系统的分析与设计；强调PLC控制系统的网络技术应用；难点是控制系统中上位机监控软件的设计与开发。教学内容的调整强调了自动化学科的系统性和完整性，重视了其实际工程应用的属性，加强了实践环节。同时，教学内容的安排按照“先电气，后PLC”的顺序，符合人们对事物的认知规律，使学生能尽快掌握基本的操作技能，形成基本的应用能力。

2.实践教学

PLC的实践环节主要包括三个部分：实验教学、课程设计和校外实习。除了这些规定的实践教学环节，学习优秀的学生还可以通过组队参加各类竞赛和科研项目，提高实践能力和培养创新意识。

（1）实验教学。实验教学在组织形式上以学生为主，教师为辅，内容上以应用型、综合型、设计型、创新型实验为主，基础型、验证性实验为辅。由于PLC的实验内容较多，在规定学时内不能完成的实验，学生可以在开放性实验室利用课余时间完成。同时，学生可以利用实验室的现有条件自主设计实验内容，提高对PLC的应用技能。

（2）课程设计。课程设计安排在学习完本课程之后的第二个学期，此时，学生对PLC有一定的认识和了解，对PLC的应用能力达到初级水平。为了进一步提高学生的PLC的应用能力，达到中级水平，必须进行课程设计。课程设计涵盖一些较为复杂控制系统的设计，包含了教学内容的难点和重点，如联网和组态设计。在硬件上，结合PLC技术的发展趋势，实验室购进了如群控电梯模型、触摸屏、变频器等设备，满足PLC控制系统设计对硬件的要求。有些系统，如锅炉、输煤系统、恒压供水系统等，实验室没有模型，主要采用组态软件进行模拟和仿真，既实现了PLC对大型系统的控制，又大大降低了课程设计成本。而对一些成本较低的控制系统，学生可以使用学校为课程设计所配置的实习经费，购买器件，实现PLC控制系统的设计。[7]

（3）校外实习基地。为适应社会对大学生较高实践能力的要求，信息与工程技术学院积极与企业合作，现已建立了五个校外实践基地，保证了学生教学实习和课程实践的顺利进行。PLC课程结束后，安排学生到学校就近的实习基地进行参观，企业有专门的技术人员讲解PLC在工厂中的应用情况。同时，学生还可以与车间工人、技术人员交流，了解PLC的实际运行情况。

（4）技能竞赛或科研活动。学校、学院都十分重视学生科研能力和创新意识培养，2009年，四川农业大学推出了“科研兴趣培养计划”，让优秀的学生组队参与教师的科研项目，完成教师科研项目的一些子课题，由学校和教师共同资助经费。同时，组织学生参加各种竞赛，申报各类项目，如参加挑战杯、电子设计大赛等。2008年教育部推出“大学生创新实验项目”之后，2008～2011年农业电气化与自动化专业学生在教师的指导下申报到校级创新实验项目2项，部级创新实验项目4项，这些科研活动和技能竞赛大大锻炼了学生的实践能力，激发了学生的创新意识。

四、教学方法改革与探索

教学方法采用启发式、讨论式、研究式，调动学生学习的积极性，利用现代化教学手段，提高教学质量和效率。将项目经验和科研成果引入教学过程，激发学生的创新意识，培养研究能力，并安排课程报告，引导学生进行文献检索，自主设计实验，提高学生的实践能力和创新意识。

1.教学气氛

在教学过程中，教师始终以学生为主体，使学生对教学过程享有较为充分的“参与权”和“选择权”。既要使学生正确地学习知识，又要培养其创新精神和创新能力。为此开设了讨论式和研究式课堂教学，让学生和教师一起学习和研究知识，提出疑惑和问题，共同讨论，从而激发学生的好奇心与兴趣，培养创新意识。

2.实景教学

实景教学即教学内容形象化、具体化、实体化，[8]使教学生动有趣、气氛活跃，从而激发学生的兴趣和创新意识。如讲PLC工作原理时，和计算机控制、单片机控制及继电器控制系统的工作方式联系起来；又如讲PLC的指令时，和电气控制中继电器的功能联系起来。这样，学生在理解本课程内容的同时，又能找到本课程和其它课程的差别和联系，使所有的课程体系融会贯通。

本课程使用多媒体课件，对抽象的知识采用采用动画演示和模拟仿真。如在讲解指令时，通过flash演示其功能及其执行后观察存储器的存储状态；在讲解PLC控制系统时，通过组态软件演示控制系统的工作过程。动画演示和模拟仿真使本来枯燥无味的课堂变得既生动又活泼，使抽象的理论知识具体鲜活。[7]

3.课程报告

教学大纲修订后，教学课时减少，为了保证完成教学计划，安排课程报告，在一定的教学间隔，给学生布置读书报告，读书报告随讲授内容而定。要求学生尽可能多地收集资料，结合本课程最新发展的趋势，要求学生对所选的技术资料提出改进意见和创新点。学生在此命题下，积极讨论、相互交流，从各种媒体和资讯入手，不断积累与自己报告主题相关的材料。在这一过程中，学生自觉地走到了学科发展的前沿领域，紧紧地感受到最新的科技动态，从而增进对本学科的认识，拓宽知识面，提高理论水平，得到有益的科研锻炼，掌握融合多学科知识的能力。同时，还达到正确引导学生科学利用课余时间的效果。

五、师资队伍建设

打造高水平的师资队伍是专业建设规划中的一个重点，同时也关系到教学质量的提高。提高学生实践能力和创新意识，必须使教学团队具有“双师型”素质，即要求教师能在传授理论知识的同时，又能指导学生实践；既要指导学生实验，又能在课程设计、竞赛、项目中指导学生进行创新。这就要求教学团队定期讨论，形成教学内容的交流机制。让理论课教师进实验室，熟悉每一个实验环节。同时，实验课教师进课堂，掌握实验需要的每一个理论知识点。除此之外，还通过多种渠道来改善师资结构。引进高层次，高学历，高职称人才；邀请专家开设讲座或学术报告；鼓励教师外出攻读学位或留学。随着学校对师资队伍建设的重视，教学团队的教学水平不断提高，为PLC的教学改革与实践提供了良好的条件。

六、结束语

PLC教学改革是一个永无终结的过程。本着“边研究、边改革，边实践”的原则，重在PLC教学改革方案的形成和培养模式的不断完善、创新，重在调研、总结、改革、优化和推广。我们以“一个基础，两个核心”为指导思想，对“三个模块”进行全面的教学改革，在农业电气化与自动化专业2007级和2008级进行了教学实践，使PLC的教学水平有了一个质的提高，培养出了更多具有坚实的理论基础、丰富的实践能力和较强创新意识，农业电气化与自动化等领域的‘宽口径’，‘复合型’工程应用技术性人才。

参考文献：

[1]许丽佳等。农业电气化与自动化专业新模式的建设[J].电气电子教学学报，2007,29(3).

[2]刘。常用低压电器与可编程控制器[M].西安：西安电子科技大学出版社，2005.

[3]谢云敏，李兵。可编程控制器课程教学中的创新教育研究[J].大众科技，2007,(98).

[4]邓何等。参与国家大学生创新性实验计划项目的实践体会[J].中国科教创新导刊，2011,(10).

[5]夏艳萍。项目教学法在《电气控制与可编程控制器》课程中的探索与实践[J].新课程研究，2009,(5).

[6]张世生。《可编程控制器》一体化师资建设探讨[J].教育时空，2009,(9).

[7]康志亮，许丽佳。可编程控制器课程改革与实践[J].中国农机化，2011,(2).

plc课程设计总结5

关键词：任务驱动模式；PLC教学；应用

中图分类号：TP273-4；G712

PLC课程设计，一直是电气控制类专业学生最头痛也最欢迎的一门实践课程。首先，PLC，可编程逻辑控制器，是一种专门为工业自动化控制所设计和编写的一种电子设备。在现代工业中，以其可靠性高、抗干扰能力强的优势，在电气控制设备中有着不可替代的作用。现在，PLC课程设计在电气控制类专业中，已经作为必修科目。要成为现代化的电气控制类工作人员，PLC课程必须要提起重视。但PLC中，专业性较强，专业术语较多，在学生的学习过程中难度很大，本文主要介绍一种以引起学生学习兴趣的教学方法——任务驱动模式教学，对PLC教学的有效促进作用。

PLC课程设计作为电气控制类专业学生必须完成的重要教学实践任务，在当今中职校中已经发展成为一门重要学科，而在教学过程中所遇到的问题却不胜枚举，近期有不少教师都提出，将PLC任务驱动模式应用于平时教学，应该可以引起学生的学习兴趣。本文就是通过在实际教学过程中，通过应用任务驱动模式教学方法，并取得不错的结果，以下即为多次教学实践中总结的经验：

1 PLC教学中采用任务驱动教学的优势与意义

PLC，指通过编写指令，使其内部的微处理机，通过数字逻辑控制器，用于电气类的自动化控制。作为一门学科，其教学难点就在于，怎样让学生认识并理解编程语言、指令编写和自动控制之间的联系，并掌握指令编写的方法和原理。

PLC课程主要是面向工科学生开设，在其学习过程中无法像计算机专业学生那样，通过C语言等基础类学科完成编程操作。在讲述PLC课程时，最重要的一点是，引起学生的学习兴趣，通过让学生自主学习，独立完成程序设计，在实际操作中完成学习任务。而任务驱动模式，正是将PLC运行方式的具体化，即将学生当做一个个指令，让学生在完成一个个任务的同时，学会PLC程序的内在原理。将任务驱动模式应用于PLC教学，不仅能让学生在跟随教师教学目标逐步完成学习任务，更能让学生在不知不觉中了解到PLC的工作原理，引发学生的学习兴趣。

2 任务驱动模式在PLC教学中的应用

打破教材结构，以任务为教学单元

要在PLC教学中应用任务驱动方法，就要求教师熟悉PLC课程的内容及学生的学习状况，了解PLC课程中的各知识点、重点、难点，将知识揉碎捣烂，并通过每个知识点的内在联系，将每一个知识点都做成一个任务，引导学生逐步完成学习目标。这个时候教师要不拘泥于教材结构，大胆创新，以任务模式对学生做出完整的教学设计，以任务为教学单元，逐步引导，循序渐进，提高学生的学习兴趣和独立思考的能力。同时通过任务驱动模式的应用，学生会在不经意间发现，日常的学习过程与PLC课程的知识体系很相似，任务完成过程就会不自主的模仿PLC的运行方式，使学习任务与操作能力，不断印证，使学习任务更好的完成。

对任务设计要具有实用性

在任务驱动教学方式过程中，对于任务的设计，教师要把握几个原则。首先任务设计要以学生的学习状况为基础：不能过难，避免学生丧失完成任务的信心；不能过易，让学生产生厌烦情绪。要难易适中，既能引起学生的研究兴趣，又不至于让学生无从下手。另一方面，要注重任务的实用性：要让学生能在每个任务完成时，都能实际看到任务的效果，了解自己所做任务的目的和应用，提高学生学习积极性，完成学习任务的同时，更能引发学生的创新意识，提高学生的实践能力。比如，天塔之光控制、交通灯控制等实验控制内容，我们安排动手操作实验，让学生在实验中获得亲身体验，并不断总结实验得失，使我们的中职学生掌握可编程序控制器（PLC）的编程软件和基本指令的应用，验证我们课堂上所学理论内容，培养学生的观察能力和分析问题、解决问题的能力，为学生可持续发展提供足够的动力。

以学生为主体，教师为主导地完成多项任务

以学生为主体，教师为主导不只是教育大纲的要求，更应该应用于教学实践，尤其是在实践性较强的PLC教学过程中。以学生为主体，教师只起引导作用，在课堂上，教师是学生的一个合作伙伴，是一个引导者，不能一味的靠讲解，我们可以让学生有更多自由发挥的空间，尽可能的让学生试一试、说一说、想一想。动一动，能更好的鼓励学生自主学习，提高学生独立完成学习任务的能力，只有让学生有了自己的独特体验，我们的学习才有算有好的进步。同时可以采用小组合作的学习方式，通过学习小组之间的竞争，让学生更积极的参与任务的完成。在小组学习中，能充分发挥每一个学生的动力和长处，让每一个学生尽可能的参与讨论之中，合作学习不是简单分工学习，而是要很好协调好、组织好，这时就要求教师，要提前设计好完整的任务链，每一部分都有完整知识体系，并形成递进式的任务链，让学生在完成一个任务的时候，能更深入的学习下一部分内容，激发学习兴趣。

对完成的任务及时点评、总结

在教学过程中，教师要时刻关注学生的PLC任务完成情况，要根据学生的实际情况，及时纠正学生的错误，鼓励学习进步和任务完成度较好的学习小组或个人，并就学生的任务完成情况进行点评。同时，可以让学生进行互相点评，借同学之间的经验交流，让学生更好的理解和改进任务过程。在增进学生之间情感交流的同时，培养学生在竞争中合作的意识和能力。另外要及时总结，通过交流在任务完成过程中出现的问题，让学生对任务操作过程有更好的理解，并通过总结他人的经验教训，改进自己完成任务的方法、技巧。对于已经完成的任务，要及时复习和总结，让学生在完成任务的过程中，逐步形成完整的知识体系，完成学习任务。

总之，我们的PLC课程设计在电气控制类专业中是一门必修科目，要求我们的每一个老师要扎实推进课堂研究，从学生实际出发，结合我们的学生未来工作的需求，根据学生终身发展的需要，逐步完善学生的PLC知识结构，提高学生PLC实践能力，让我们的学生能站得高，看得远，掌握占领未来发展高地的PLC思想理念和创新精神。

当然，我们的任务驱动教学研究还是不成熟，还有很多欠缺的地方，需要我们进一步开拓进取，解放思想，解放学生的双手和大脑，鼓励学生之间开展合作学习，老师之间开展合作研究的新教学方式，让我们的PLC教学与当代社会相适应，同步协调的和谐发展。

参考文献：

[1]吴凡。案例教学在PLC教学中的运用[J].苏南科技开发，2007（08）.

[2]徐明铭，陈玮。PLC程序设计的案例教学法探索[J].赤峰学院学报（自然科学版），2011（08）.

[3]赵华军，姚异文。PLC在三相异步电机控制中的应用[J].甘肃科技，2006（12）.

[4]陈妙芳。浅谈PLC设计中易出现的问题及解决方法[J].中国科技信息，2007（09）.

[5]舒易茂。PLC在自动洗衣机控制系统中的应用[J].科技信息（学术研究），2008（36）.

[6]王亚欣。全自动洗衣机的PLC控制[J].科技广场，2008（03）.