基于plc的理實(shí)一體,項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)

基于plc的理實(shí)一體,項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)

“理論與實(shí)踐相結(jié)合，項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)”是從本質(zhì)上講的是理論與實(shí)踐相結(jié)合的教育模式。它是將理論教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)融為一體,以項(xiàng)目任務(wù)為載體驅(qū)動(dòng)教學(xué),從而提高專業(yè)教學(xué)效率的一種模式?？删幊炭刂破魇嵌兰o(jì)六十年代末出現(xiàn)的電子產(chǎn)品,它配置了相應(yīng)的CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口。這種簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)沒(méi)有強(qiáng)大的圖片處理能力和快速運(yùn)算能力,但是它具備邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等能力,能夠?qū)⒔邮盏降陌粹o信號(hào)和傳感器信號(hào),通過(guò)用戶程序運(yùn)算,將結(jié)果輸出并控制各種電器設(shè)備工作?？删幊炭刂破魇且环N與工業(yè)設(shè)備相結(jié)合實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制的裝置,它是一種中級(jí)平臺(tái),便于與各種電器設(shè)備相結(jié)合。因此,在中職電類專業(yè)課程中,《可編程控制器的應(yīng)用》課程是一門(mén)極其重要的核心專業(yè)課程。1在編程控制課程中，進(jìn)行理實(shí)一體化教育的可行性1.1光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備的改進(jìn)可編程控制器的應(yīng)用實(shí)質(zhì)上就是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制過(guò)程。可編程控制器的教學(xué)主要采用成套教學(xué)設(shè)備的方式而開(kāi)展,由浙江亞龍公司生產(chǎn)的YL—235A型光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備較好地解決了模擬生產(chǎn)過(guò)程與實(shí)際控制過(guò)程教學(xué)的諸多問(wèn)題。它模擬一個(gè)分揀選料的過(guò)程:送料機(jī)構(gòu)將隨意混雜在一起的不同材質(zhì)圓柱體(黑色塑料、白色塑料、金屬鋁)送到固定小平臺(tái),再由機(jī)械手將圓柱體抓送到傳送帶上,圓柱體通過(guò)傳送帶時(shí),由傳感器檢測(cè)出不同的材質(zhì),分送到不同的區(qū)域,實(shí)現(xiàn)分揀的任務(wù)。由于該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了小型化,一個(gè)普通教室大約能安放20套設(shè)備,剛好能滿足教學(xué)的全部要求。1.2編程控制器的種類亞龍公司生產(chǎn)的YL—235A型光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備,采用的核心控制設(shè)備是可編程控制器,而選用的可編程控制器型號(hào)主要有德國(guó)西門(mén)子可編程控制器、日本三菱可編程控制器、日本歐姆龍可編程控制器。但不管使用哪一種控制器件,可編程控制器的生產(chǎn)廠家都已經(jīng)給我們開(kāi)發(fā)出了相應(yīng)的軟件。只要我們?cè)谟?jì)算機(jī)上面按照工作過(guò)程的要求編寫(xiě)好用戶程序,輸入可編程控制器,可編程控制器就可以控制設(shè)備按要求工作。1.3強(qiáng)調(diào)編程過(guò)程中繼電器的使用,這也是強(qiáng)調(diào)判斷應(yīng)用市場(chǎng)對(duì)于中職電類專業(yè)二年級(jí)的學(xué)生,在前置課程的學(xué)習(xí)中,已經(jīng)學(xué)習(xí)了《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》《電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能》《電機(jī)與電機(jī)控制》等課程,具有了一定的電學(xué)常識(shí)和電機(jī)控制知識(shí),對(duì)于傳感器、繼電器和交流接觸器并不陌生。而可編程控制器的使用就是要將它們組合起來(lái)使用,即將傳感器接收到的工作設(shè)備現(xiàn)狀,傳送給可編程控制器的輸入繼電器,輸入繼電器將信息反映到用戶程序中,用戶程序進(jìn)行計(jì)算,將結(jié)果從可編程控制器輸出繼電器輸出,實(shí)現(xiàn)控制電器設(shè)備。從可編程控制器的工作過(guò)程我們不難看出,中職電子專業(yè)二年級(jí)的學(xué)生已經(jīng)具備理解這一過(guò)程的理論基礎(chǔ),只要他們能夠闖過(guò)用戶程序的編寫(xiě)這一關(guān),這門(mén)課程的學(xué)習(xí)就不會(huì)太難。而用戶程序的編寫(xiě)也借用了繼電器的工作原理:繼電器線圈通電,它的觸點(diǎn)就要?jiǎng)幼?。只要在編?xiě)程序中牢記這一原理,編寫(xiě)程序就迎刃而解。2在編程控制教育中，有必要理和實(shí)進(jìn)行全面的理和實(shí)培訓(xùn)2.1編寫(xiě)相應(yīng)軟件應(yīng)用“理實(shí)一體,項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的方式,對(duì)《可編程控制器的應(yīng)用》進(jìn)行教學(xué),首先要確定項(xiàng)目任務(wù)。確定項(xiàng)目任務(wù),即是確定用戶的控制要求。只有用戶的控制要求確定之后,才能根據(jù)需求,選用相應(yīng)的硬件,編寫(xiě)相應(yīng)的軟件。在實(shí)際的工業(yè)自動(dòng)化控制過(guò)程中,控制任務(wù)的確定是由用戶根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要,提出生產(chǎn)設(shè)備的先后運(yùn)行和過(guò)程控制。在教學(xué)中,可根據(jù)現(xiàn)有的硬件設(shè)備,擬定相應(yīng)的任務(wù),比如:有8盞獨(dú)立的燈,設(shè)置的任務(wù)可以是8盞燈從前到后順序點(diǎn)亮;也可以是從后到前單獨(dú)點(diǎn)亮;還可以是從前到后每?jī)杀K順序跳動(dòng)點(diǎn)亮,等等。如果有機(jī)械手,則設(shè)置的任務(wù)可以是從前到后抓取物體;也可以是從后到前抓取物體;還可以是從中間抓取物體放到兩邊,等等。2.2解決方案的構(gòu)造只要任務(wù)一旦確定,就可以根據(jù)任務(wù)制定完成任務(wù)的方案。這一任務(wù)主要由學(xué)生完成,教師可以從旁協(xié)助,也可以提出思路。為了便于將解決方案明朗化,通常要求學(xué)生將解決方案用邏輯功能順序圖的形式表達(dá)出來(lái)。邏輯功能順序圖實(shí)際上就是可編程控制器工作過(guò)程方框圖。這便于學(xué)生理清思路,將可編程控制器不可能一步完成的大任務(wù),拆分為可編程控制器可以完成的許多個(gè)小任務(wù)。2.3學(xué)生對(duì)理論和技術(shù)的“充電”由于每一個(gè)小任務(wù)的完成,用到的指令不同,方式也多種多樣,這就需要學(xué)生進(jìn)行理論知識(shí)的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備,這是完成任務(wù)的必備基礎(chǔ)。2.4硬件和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成“亞龍YL—235A光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備”是一個(gè)較好的實(shí)訓(xùn)操作平臺(tái),它將電源、按鈕開(kāi)關(guān)、撥動(dòng)開(kāi)關(guān)、6個(gè)指示燈、可編程控制器、變頻器、送料機(jī)構(gòu)、機(jī)械手、傳送帶、三相交流電動(dòng)機(jī)、各種傳感器、各種插接線、接線端子牌、以及計(jì)算機(jī)和工作臺(tái)面等硬件總成在一起。學(xué)生可以通過(guò)自己動(dòng)手,將硬件組裝在一起,再使用計(jì)算機(jī),根據(jù)邏輯功能順序圖編寫(xiě)程序,實(shí)現(xiàn)軟件的編寫(xiě),最后將編寫(xiě)的軟件下載到可編程控制器中,讓可編程控制器運(yùn)行,看是否能完成用戶要求的任務(wù)。這一過(guò)程,實(shí)際上就是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)任務(wù)的完成情況。2.5修改與完善用戶體驗(yàn)指標(biāo)一個(gè)可編程控制器控制任務(wù),開(kāi)始調(diào)試就100%成功的情況,一般是很少見(jiàn)的,通?；蚨嗷蛏俚亩即嬖谥蛔愫丸Υ谩Ｓ械挠脩羧蝿?wù)只完成一部分,有的存在安全問(wèn)題,有的錯(cuò)誤操作后出現(xiàn)停止運(yùn)行,等等。這就需要學(xué)生不斷的去修改和完善。而學(xué)生獨(dú)自去修改和完善,往往會(huì)陷入思維的定式和誤區(qū),不能自拔。通過(guò)進(jìn)行小組“會(huì)診”的方式,往往能夠打開(kāi)思路,起到撥云見(jiàn)日的效果。這有利于學(xué)生更好地解決問(wèn)題。2.6學(xué)生們?cè)谠O(shè)備上進(jìn)行了重新評(píng)估學(xué)生對(duì)設(shè)備進(jìn)行再次調(diào)試的過(guò)程,實(shí)際上是學(xué)生對(duì)系統(tǒng)不斷修改和完善的過(guò)程。這需要學(xué)生反復(fù)修改,最后達(dá)到滿意的效果。2.7項(xiàng)目任務(wù)的完成情況一個(gè)項(xiàng)目任務(wù),僅僅是設(shè)計(jì)者滿意還不行。它工作得是否完美,應(yīng)該由使用者說(shuō)了算。學(xué)生在項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)中,由老師和其他同學(xué)來(lái)扮演用戶的角色,對(duì)學(xué)生在項(xiàng)目任務(wù)的完成情況進(jìn)行驗(yàn)收評(píng)價(jià)。這是對(duì)學(xué)生成績(jī)的肯