王炜富 白冰
大连工业大学艺术与信息工程学院，辽宁大连 116000
摘要“电气控制及PLC”课程的传统教学方式已无法满足新人才培养方案对学生在应用能力、创新能力等方面的要求，结合企业对工程技术人才的需求，我院与大连通科应用技术有限公司开展校企合作，利用该企业仿真实训平台软件进行PLC课程教学实践。经实践表明，在结合仿真实训平台软件的教学模式下，学生的软硬件设计能力、分析解决问题能力以及创新能力得到很大的提升。
关键词： PLC课程；仿真实训平台软件；教学实践
引言
电气控制及PLC”是一门实用性非常强的课程之一，也是机械电子工程专业核心主干课程。该课程以教师理论授课为主，实训为辅，学生被动学习，无法达到理论与实践相结合的教学效果[1]。造成这样的教学效果主要体现在：（1）PLC课程需要理论和实训相结合才能使得学生灵活掌握知识与技能；（2）实训操作使用电压较高，具有一定危险性；（3）PLC课程知识点分散，学生无法与实际项目相结合。
我院针对“电气控制及PLC”课程存在的问题，与大连通科应用技术有限公司开展校企合作。利用企业实训仿真平台软件辅助教师完成PLC课程实训教学环节，以培养学生PLC的软硬件设计能力、分析解决问题能力以及创新能力[2]。
1 PLC课程实训的教学体系
为解决PLC课程实训教学的不足，可利用企业仿真实训平台软件进行实训教学。该实训教学主要以工程项目为载体，将PLC课程的各个知识点融入到项目中，让学生真正学以致用，并理解每条指令的实际意义。在此教学模式下的PLC课程实训教学体系，主要围绕三个基本单元展开，共计20个项目。其中，三个基本单元分别为基础指令单元、应用指令单元和顺控指令单元，由浅入深，由易到难，基本涵盖PLC课程所有知识点。具体课程实训教学体系如图1所示。
图1 PLC课程实训教学体系
（1）基本指令单元中包含8个小工程项目，分别为“电动机启停控制”、“电动机正反转控制”、“可逆运行反接制动”、“三速电机控制”、“星角降压启动控制”、“数码管点亮控制”、“交通灯控制”和“恒压供水系统控制”。学生可以通过该单元项目的学习，能够熟练掌握基本位操作指令、逻辑堆栈指令、定时器指令、计数器指令和比较器指令等。
（2）应用指令单元中包含4个中等工程项目，分别为“循环彩灯控制”、“停车场车位控制”、“小推车控制”和“简易三层电梯控制”。学生可以通过该单元项目的学习，能够熟练掌握数据处理指令、逻辑运算指令、算数运算指令、转换指令和中断指令等。
（3）顺控指令单元中包含8个较大工程项目，分别为“大小球传送装置控制”、“简易机械手控制”、“音乐喷泉控制”、“运料小车控制”、“电镀生产线控制”、“皮带运输线控制”、“工业洗衣机控制”和“双面铣床控制”。学生可以通过该单元项目的学习，能够熟练掌握顺序控制指令、看门狗复位指令、跳转指令、转移指令、循环指令、步进指令和子程序调用指令等。
2 PLC课程仿真实训应用
以仿真实训平台软件中的简易机械手控制项目为例，详细论述仿真实训在实际实践教学中的应用。首先，通过平台软件让学生明确简易机械手控制项目的实训目的和控制要求，实训目的：熟悉步进指令的特点和利用转移指令编写控制程序。控制要求：当手动操作时，每个动作均能单独操作，用于将机械手复归至原点位置；当连续运行时，在原点按启动按钮机械手连续工作一个周期。接着对该项目所涉及到的实训器件进行选型，并进行器件布局设计。其次，根据实训项目的控制要求，需对PLC的I/O口功能进行分配。然后，根据功能进行编程，同时绘制电气硬件电路图，如图2所示为电气原理接线图。最后，将电路图进行接线并通电进行仿真实训调试，如图3所示为仿真实训图。
图2 简易机械手控制项目的电气原理接线图
图3 简易机械手控制项目的仿真实训图
3 结语
通过利用企业仿真实训平台软件进行实践教学，使学生能够将PLC理论和实践结合，真正理解PLC在工程项目中的运用。经过实训教学，并有部分同学在今年大学生创新创业项目竞赛中获得国家级和省级奖项。因此，通过这种仿真实训教学可以培养学生的软硬件设计能力、分析解决问题能力以及创新能力得到真正的提升。
参考文献：
[1]李宁,马振兴,赵红玉.应用型本科院校转型背景下教学改革与实践-以“电气控制及PLC应用”课程为例 [J].工业和信息化教育,2021,1:76-80.
[2]张敬,卢雁,龙博林等.面向工程应用的PLC课程教学改革探索[J].湖南理工学院学报,2021,3:84-88.
2020年第一批国家教育部产学合作协同育人项目：基于《电气控制及PLC》课程虚拟仿真技术的师资培训项目，项目编号：202002092019
作者：王炜富（1987-），男，辽宁大连人，教师，讲师/工程师，研究方向：机电一体化。
作者：白冰（1988-），女，辽宁丹东人，教师，讲师/工程师，研究方向：机械工程。