論P(yáng)LC設(shè)備共享在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值范文

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摘要：針對目前大多數(shù)高校plc實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用受到實(shí)驗(yàn)條件的限制、實(shí)驗(yàn)室的利用率低與學(xué)生想做實(shí)驗(yàn)卻又無實(shí)驗(yàn)設(shè)備的矛盾、開放實(shí)驗(yàn)室引起較大的人力投入等問題，提出將PLC硬件設(shè)備共享，學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過PLC硬件設(shè)備共享實(shí)踐表明，學(xué)習(xí)課前可以驗(yàn)證自己的程序，課后可以進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練提供了良好實(shí)踐平臺。

關(guān)鍵詞：設(shè)備共享；PLC；實(shí)驗(yàn)

一、引言

PLC控制技術(shù)是電氣工程及其自動化專業(yè)實(shí)踐性很強(qiáng)的一門專業(yè)核心課程，它以知識為基礎(chǔ)，能力為目標(biāo)，教、學(xué)、做一體化，培養(yǎng)對PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)、調(diào)試、維護(hù)的能力，培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)和團(tuán)結(jié)合作精神，是獲得職業(yè)資格證書必須學(xué)習(xí)的領(lǐng)域，也是電氣工程及其自動化專業(yè)崗位能力體系中的核心技術(shù)能力。

二、PLC教學(xué)模式現(xiàn)狀

目前PLC控制技術(shù)的教學(xué)受到校外實(shí)訓(xùn)基地生產(chǎn)任務(wù)、安全及衛(wèi)生等實(shí)際情況限制，只在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行，常用的教學(xué)模式有兩種。1.一體化教學(xué)模式。大部分院校在完成相應(yīng)的理論教學(xué)后，利用由專業(yè)的教學(xué)儀器公司開發(fā)的實(shí)訓(xùn)平臺，實(shí)驗(yàn)設(shè)備有PLC硬件設(shè)備和一些比較典型的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，如交通燈、電梯等，通過LED燈和按鈕等非直觀的方式進(jìn)行模擬。學(xué)生只需按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書接線，編寫簡單的程序下載即可完成實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式下，學(xué)生動手機(jī)會少，實(shí)驗(yàn)“機(jī)械化”，參與積極度不高；同時(shí)，實(shí)驗(yàn)?zāi)K有限，能夠?qū)崿F(xiàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有限，沒有職場化的實(shí)戰(zhàn)環(huán)境。2.虛擬仿真教學(xué)模式。隨著虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展，越來越多的院校將其應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)中。通過操作虛擬仿真軟件，即可進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，達(dá)到與操作真實(shí)的實(shí)驗(yàn)被控對象相同的目的，解決了教學(xué)過程與生產(chǎn)過程不能有效對接的問題。但是，虛擬仿真只是模擬工作場景，不能完全脫離實(shí)際的PLC設(shè)備，教學(xué)的教和學(xué)兩端在時(shí)間、空間、內(nèi)容、進(jìn)度、方法上都比較統(tǒng)一。無論哪種教學(xué)模式，都離不開PLC硬件設(shè)備，但是價(jià)格比較昂貴的專業(yè)設(shè)備無法像個人電腦一般普及。同時(shí)，由于思想意識、管理制度、維護(hù)經(jīng)費(fèi)、管理隊(duì)伍等原因，設(shè)備資源配置分散、封閉，只能在有限的時(shí)間內(nèi)開放，學(xué)生只有在課堂或課后部分時(shí)間進(jìn)行實(shí)踐操作，而且大部分時(shí)間是進(jìn)行一些驗(yàn)證性的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，無法滿足網(wǎng)絡(luò)時(shí)代個性化教學(xué)的需求，學(xué)生創(chuàng)新的精神得不到培養(yǎng)，創(chuàng)業(yè)的實(shí)踐能力得不到提高。同樣的問題普遍存在于各個院校中，導(dǎo)致教學(xué)效果難以得到保證。這就需要不斷創(chuàng)新教學(xué)模式，解決人才培養(yǎng)過程中的實(shí)際問題。

三、網(wǎng)絡(luò)共享實(shí)驗(yàn)提出“網(wǎng)絡(luò)共享實(shí)驗(yàn)”

教學(xué)模式是通過互聯(lián)網(wǎng)共享實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源進(jìn)行教學(xué)，即通過將實(shí)驗(yàn)設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)，打破時(shí)、空限制使用設(shè)備的教學(xué)模式。隨著學(xué)校教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施的完善，基本實(shí)現(xiàn)了學(xué)校寬帶網(wǎng)絡(luò)全覆蓋和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境的普及。同時(shí)，信息技術(shù)的快速發(fā)展，日益成熟的交互式控制技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、并發(fā)處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和硬件設(shè)備，為網(wǎng)絡(luò)共享實(shí)驗(yàn)提供了重要的技術(shù)保障?；ヂ?lián)網(wǎng)的強(qiáng)大互聯(lián)功能使得教師、學(xué)生可以在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)，利用個人PC端，將編寫好的程序遠(yuǎn)程下載到PLC設(shè)備中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)時(shí)觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

四、網(wǎng)絡(luò)共享實(shí)驗(yàn)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)共享實(shí)驗(yàn)的架構(gòu)

如圖1所示，將帶有網(wǎng)絡(luò)端口的西門子PLC通過路由連接到以太網(wǎng)中，服務(wù)器控制數(shù)據(jù)的流向與學(xué)生的登錄權(quán)限。學(xué)生在自身電腦安裝實(shí)驗(yàn)軟件后利用個人賬戶即可進(jìn)行硬件設(shè)備的連接?？蛻舳丝梢酝ㄟ^互聯(lián)網(wǎng)訪問連接于服務(wù)器端的硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備，控制其動作，實(shí)時(shí)獲取運(yùn)行結(jié)果。在該構(gòu)架的基礎(chǔ)上，研究、構(gòu)建適于PLC控制技術(shù)課程的教學(xué)模式（如表1所示）：課前，學(xué)生下載課程資源，預(yù)習(xí)PLC相關(guān)理論知識，遠(yuǎn)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相關(guān)知識；教師上傳課程資源，備課時(shí)可以對上課內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證。課中，教師在教室、實(shí)驗(yàn)室遙控設(shè)備進(jìn)行講解、答疑；實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室近距離掌握PLC設(shè)備的運(yùn)用。課后，學(xué)生在宿舍、圖書館等地連線設(shè)備，完成課后作業(yè)，自主安排創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)；教師網(wǎng)絡(luò)控制批改程序作業(yè)，進(jìn)行科研工作。模式功能如表1：

五、結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ酵ㄟ^一個學(xué)期的使用表明，學(xué)生可以在課前預(yù)習(xí)時(shí)完成預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，在理論課教學(xué)過程中，教師可以利用遠(yuǎn)程的共享設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證性的程序教學(xué)，可以學(xué)生利用平臺，按照自身的想法完成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，不再局限于課本的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，極大地提高了設(shè)備使用率的同時(shí)也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

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作者：李光平 唐月夏 單位：南寧學(xué)院