基于自动化生产线的PLC课程设计新思路

    范建锋

    

    摘要：自动化生产线是将自动机床和相关辅助设备按照一定的工艺顺序连接，通过工件传送系统和控制系统，完成产品全制造过程的自动生产系统。随着现在数字化集成及计算机技术的高速发展，自动化生产线在机械制造业中的应用也更加广泛。PLC课程是高职院校中电气自动化专业重要的必修课程之一，可以更好地使学生根据实际情况合理的使用PLC，解决工作中具体的问题，提高动手能力，充分掌握操作技能。

    关键词：自动化生产线；课程设计；课程考核

    1自动化生产线及PLC课程概况

    高职院校中的电气自动化专业是一个热门专业，其重要课程包括PLC课程，该课程传统教学与具体实训内容结合较少，不符合现在就业的导向。特别是高职院校，一般其学习时间相对较短，学生的综合素质相对大学生较差，为了树立他们正确的职业观，有必要对课程进行改良设计。以下是对自动化生产线和PLC课程的简要介绍。

    1.1自动化生产线简介

    自动化生产线是指可以在无人控制的情况下按照指令自动完成相关产品制造的系统，它的应用极大地减少了劳动力，减少了占地面积，稳定了产品质量，降低了生产成本并在一定程度上提高了资源利用率。随着科技的进步与发展，机械制造业中生产线的自动化程度越来越高，并且已经广泛地应用于工业、农业、交通运输及军事、医疗卫生、科学研究等各行业。在高职院校中专门设置了电气自动化专业来培养相关专业的优秀人才，以期为一些公司提供高级的工程师。

    1.2 PLC课程简介

    可编程控制器简称PLC，是一种为工业应用而设计的微型控制端，具有稳定性高，编程简单，便于维护、操作容易等优点。在电气自动化专业中，有专门的一项课程：PLC课程，是通过PLC编程来控制电气装置，是理论与实践相结合的一门课程。传统的教学让学生进行一些简单的PLC设计，如十字路口交通信号灯PLC控制系统设计和简易物料搬运机械手的PLC控制系统设计。这些设计题目通常都是理论上的，难以给学生机会进行实际操作，而且与学生就业衔接不紧密，考虑到高职院校的特点，需要对该课程的教学进行重新设计，以期为学生提供更加生动的、合理化的教学方式。

    2基于自动化生产线的PLC课程设计

    为了更好地将理论知识和工程实践连接起来，对PLC课程设计进行延伸和发展，课程对某一生产设备的自动化生产控制装置进行具体的设计实践。这样的课程设计，可以让学生更好地了解自动化生产控制系统的设计要点、设计过程和具体的设计方案。将学生以往所学的知识反复巩固，举一反三，从而达到学以致用的效果。除此之外，还要培养学生在设计之前充分了解设备的结构、调控、操作要求和工艺过程的意识，并在此过程中培养学生从事设计工作的整体观念。让学生了解到只有这样才能达到生产设备和生产工艺的标准。

    2.1课程设计目的

    课程设计的目的是为了培养学生的各种能力，要求在学习了该课程之后，学生能够独立自主地完成各种工作。除此之外，还应该提高独立思考能力、动手操作能力，并且掌握运用学到的专业知识解决实际工作过程中遇到的各种各样的问题的能力。为了更好地与将来就业相结合，本课程还要结合现在具有的一些自动化生产线实例，让学生提高学习的兴趣，重视现在的课程。

    2.2前期调研

    为了更好地进行课程设计，了解学生对于这门课程设计的想法，教师进行了一个在校生的调研，绝大部分学生都表示愿意参加实训式的课程，并且建议实训课程时长占全部课程的比重相对理论课程加大，理由是这种教学可以更好地培养实际动手能力，提高随机应变能力，为将来的毕业设计和工作埋下坚实的基石。并且在进行的相关教学工作研讨会中，很多专业教师和校企合作的企业负责人都指出这门课程实训部分的重要性，并且愿意提供相关设备辅助教学，让学生获得更好的教学资源。这极大地肯定了该课程设计的工作。

    2.3课程具体内容

    课程分为理论和实训两个部分，并不完全分离。理论部分要求学生学会PLC的基本编程方法，对PLC控制系统的应用原理和使用方法有一定程度的了解，并掌握一定的分析PLC控制系统的能力，更重要的是要掌握PLC控制系统的设计、安装、调控，并且还要对该系统进行一些简单的维护工作。实训部分主要研究对象是亚龙科技有限公司生产的YL-335B自动化生产线，依据一些具体的工作情况合理地将教学分解成若干个项目。比如亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备由分拣单元、加工单元、装配单元、输送单元、供料单元组成，其外观如图1所示。

    以这些具体的装备为实例，进行分解式教学，将各种专业知识贯穿到这个装备运行之中。例如在分拣单元，当变频器下降时间、运行频率等参数修改后，减速距离将发生一定的变化，使工件无法进行正常分拣。那么就需要在现场进行数据测试，然后分析。具体方法是，编制及调试PLC测试程序和修正程序，通过二段运行频率、一段下降时间的修正以及相关参数的修改之后才能满足分拣要求。进行该单元的教学时，显然就要学生培养观察能力和思考能力，将理论运用到实践当中，掌握PLC设计的调控。当然，各个单元的具体运行情况不同，学生所要掌握的知识点也不同并且复杂，诱导学生将理论与实训结合，将所学知识运用到整个控制系统的设计、操作之中。并且要设置一些在实际操作中容易出现的问题和故障，让学生们思考摸索，在实践中总结出最好的解决办法。通过这种边学边做，边错边改来提高学生的专业能力，加深其对电气自动化这门应用型专业的认识，培养出一种正确的职业观，有利于学生合理地规划自己的职业生涯发展。这种让学生学以致用的教学方式，充分体现了这门课程的思想精髓。

    3基于自动化生产线的PLG课程考核

    由于这门PLC课程加入了基于自动化生产线的实训课程，那么在课程考核方面也与以往的课程不同，在基本的理论知识部分要以试卷形式进行考核，而在重要的实践操作部分则采用單元考核模式，通过对学生每次实训课上的学习态度、操作规范、创造力发挥、工作成果、团队合作等来进行打分，最后综合理论和实训两个部分成绩来进行一个合理的考核。所有的考核都是为了让学生更好地掌握课程所要求学生学习的技能，所以更应该人性化。此外，为了激发学生们的学习动力，还需考虑到这门课程具有一定的职业资格认证的效果，可以与相关的企业签订有效协议，只要学生通过校企合作开发的PLC考核，就可以获得相关技能证书。这为学生以后的职业发展奠定了一个坚实的基础，不但积累了很有价值的经验，锻炼了耐心，还为学生以后进行相关职业资格认证考试提前进行了很好的准备。

    4组织优秀学生参加比赛

    为了促进学生更好地掌握该课程，可以联合一些相关的大型国际企业，设立一些有奖金的比赛项目，比如关于PLC控制系统设计的比赛以及关于PLC控制系统安装与调控的比赛，要求学生组队参加比赛，培养学生的团队合作能力，锻炼在压力和竞争下的心理素质，提高学生的实际操作能力。我们通过调研发现，学生很乐意参加此类比赛，如“亚龙杯”全国高职电气控制系统安装与调试技能大赛，并且认为这类比赛为他们提高了一个与未来工作密切接触的机会，不仅如此，在与其他学校的对手比较之后，他们可以更好地认识自己的不足之处，有更高的热情来学习这门技术，从而有针对性的提高自己的技能，为以后的发展打下了很好的基石。

    5结语

    在传统的PLC课程教学中，人们忽视了学生真正的需求，学生虽然将理论知识学习得很透彻，但总是纸上谈兵，一旦遇见实际的操作问题，就会忽视一些小细节，出现各种各样的问题，对学生以后的工作也是无益的。在经过专业人士的研讨后，发现PLC课程设计亟待修改。从高职院校的设立目的出发，培养专业型技术人才，因此设计了基于自动化生产线的PLC课程。希望这门课程的设计能够满足学生的需求，让学生真正掌握PLC控制系统的原理和设计、安装、调配等实际操作。本文简单地就该课程的教学方式、内容和相关比赛进行了探讨，今后还将在该课程设计上进行系统的完善。