PLC梯形图设计思维的培养方法
日期：2009-5-30 8:43:00 来源：本站整理
点击： 作者：uepson
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摘要：学生学习PLC课程的难点在于梯形图设计，在PLC教学过程中通过梯形图设计过程中的模仿法、补全法、经验法、分块法的反复练习，促使学生PLC梯形图设计正确思维的确立、强化和升华，建立PLC梯形图设计的思维模式，培养学生熟练进行PLC梯形图设计能力。
关键词：PLC 梯形图 思维 培养方法
PLC是可编程控制器英文的简称，它是在电气控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业控制装置。目前被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中，成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控
制装置。目前市场上对熟练掌握该工业控制技术的人才需求量很大，为了适应市场，PLC就成为职业学校电工类专业学生必须掌握的一门专业技术课，而要掌握这门技术课其学习难点在于梯形图设计，因为PLC程序设计语言很多，最常用的却是梯形图语言，但学生每次拿到PLC梯形图设计题目就“老虎吃天无处下爪”。
我认为解决这个问题的关键在于教学过程中教师对学生PLC梯形图设计思维的培养。PLC梯形图设计思维是指：编程人员如何利用给定的前提条件及工艺要求，为编出PLC梯形图而进行的分析、综合、判断、推理等认识活动的过程。为了适应企业熟练操作的需求，需要培养一种思维习惯，形成一种熟练的思维模式，应重视以下几个方面的教学。
一、 PLC梯形图设计思维的确立方法
1．模仿法：
在学生学习PLC原理后还没有完全掌握的基础上，模仿某种现成的梯形图模式学着做。比如24h定时的梯形图设计，学生就可以模仿1h定时梯形图设计方法来练习编写24h定时程序。如图1：利用一个计数器，以M8014作为分时钟脉冲的1h定时程序。图2：利用三个计数器，以M8013作为秒时钟脉冲的24 h定时程序。
图1 以M8014作为分时钟脉冲的1h定时程序
图2 以M8013作为秒时钟脉冲的24 h定时程序
2. 补全法：
补全就是把不完整的地方补充完整。这种学习方法主要用在做题时，是一种常用的较为有效的做题方法，题目结构一般是完整的，但命题者有时根据上下文的意思表达而故意省去一些成分以增加试题的难度。在做题时，就要求一定要审清题意，分析透结构，补出省略的部分。这种方法可以培养学生去理解别人的思维过程，进而把这种思维转化为自己的思维方式。比如2008年高考英语六大题型的命题应对策略就有结构补全法。这种方法同样也适用PLC梯形图设计。如有一个指示灯，控制要求为：按下启动按钮后，亮5秒，熄灭5秒，重复工作。补全如下梯形图。如图：
3.经验法：
学生已学习过继电器控制线路，也有了用继电器设计控制线路的经验。PLC的梯形图设计经验法，就是要依靠平时所积累的设计经验来设计梯形图。PLC发展初期就沿用了设计继电气电路图的方法来设计梯形图，既在已有的典型继电器电路图的基础上，根据被控制对象对控制的要求，不断地修改完善成梯形图。这种方法没普遍的规律可以遵循，一切都要靠设计者的经验来实现，就是把设计继电器电路图的思维转化为PLC梯形图设计思维。它一般用于逻辑关系较简单的梯形图设计。如电动机正反转控制，用继电器控制时，控制电路如图一，再根据控制要求设计成梯形图时如图二。
图1继电器控制电动机正反转
图2 PLC控制电动机正反转程序
4.分块法:
分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务。 如数学中对于行数和列数较高的矩阵运算时，常采用矩阵分块法使大矩阵的运算化成小矩阵的运算 将矩阵用若干条纵线和横线分成许多个小矩阵 使大矩阵的运算化成小矩阵的运算 问题就好解决的多了。这种思维方式就是要抓住命题要害，把大问题小问题化，PLC中好多控制题目能用分块法进行梯形图设计，如空调水泵的自动控制程序，就可以分成三小块分别进行梯形图设计，(1)先设计定时程序（早上8：00起动，晚上23：00停）。 (2)再设计手动启停（X001 X002）及自动启停（M0 M1）程序，（Y001输出到主接触器 Y002输出到星接触器 Y003输出到三角接触器）电动机星三角降压起动。 (3)最后设计自保功能程序（0.5h内不能连续启停三次）。分别设计好后再把三部分跟据题目要求结合在一起就可以完成控制要求。 具体的梯形图设计如下：
(1)先设计定时程序（早上8：00起动，晚上23：00停）
(2)再设计手动启停（X001 X002）及自动启停(M0 M1)程序（电动机星三角降压起动）
(3)最后设计自保功能程序（0.5h内不能连续启停三次）
以上四种方法中前两种方法对初学者学习了PLC基本指令后进行初次设计梯形图练习时是一种有效的学习方法，后两种方法对已经有了设计基础的学生在进行梯形图设计时，加强了训练效果，取得了事半功倍的成效。
二、 PLC梯形图设计思维的强化训练
1.通过典型习题的反复训练进行强化
PLC对学生说是一门课程，学过之后在学校期间运用的机会很少，加之学习过程中内容多，时间短，故过后很容易生疏，对一些典型控制的梯形图在大脑中的固化，使以后对PLC梯形图设计的重新学习及水平提高有着极其重要的作用，而这种固化的实现要通过典型习题的反复训练得以实现，这也是符合美国著名心理学家，联结主义学习理论的创始人桑代克所总结的三条主要学习定律中的练习律。
2.多做讨论和分析,比较各种方法的优缺点
达到目标的方法不止一条,往往各有千秋,穷其种类及优缺点,是设计最佳梯形图及熟练各种指令运用的重要途径.。针对某一个具体的题目的梯形图各种设计方法，先以三至五人的小组进行讨论，再以班级为单位进行讨论分析，并在老师的指导下进行归纳总结其各自优、缺点及适用性。这样，可提高最佳设计方法在学生思维时的可信度，减少学生在拿到题目后的试探性思维时间，也便于提高在其思维时的专注性，同时也提高了其梯形图设计时的效率。
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摘要：学生学习PLC课程的难点在于梯形图设计，在PLC教学过程中通过梯形图设计过程中的模仿法、补全法、经验法、分块法的反复练习，促使学生PLC梯形图设计正确思维的确立、强化和升华，建立PLC梯形图设计的思维模式，培养学生熟练进行PLC梯形图设计能力。
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关键词：PLC 梯形图 思维 培养方法
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PLC是可编程控制器英文的简称，它是在电气控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业控制装置。目前被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中，成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控
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制装置。目前市场上对熟练掌握该工业控制技术的人才需求量很大，为了适应市场，PLC就成为职业学校电工类专业学生必须掌握的一门专业技术课，而要掌握这门技术课其学习难点在于梯形图设计，因为PLC程序设计语言很多，最常用的却是梯形图语言，但学生每次拿到PLC梯形图设计题目就“老虎吃天无处下爪”。
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我认为解决这个问题的关键在于教学过程中教师对学生PLC梯形图设计思维的培养。PLC梯形图设计思维是指：编程人员如何利用给定的前提条件及工艺要求，为编出PLC梯形图而进行的分析、综合、判断、推理等认识活动的过程。为了适应企业熟练操作的需求，需要培养一种思维习惯，形成一种熟练的思维模式，应重视以下几个方面的教学。
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一、 PLC梯形图设计思维的确立方法
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1．模仿法：
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在学生学习PLC原理后还没有完全掌握的基础上，模仿某种现成的梯形图模式学着做。比如24h定时的梯形图设计，学生就可以模仿1h定时梯形图设计方法来练习编写24h定时程序。如图1：利用一个计数器，以M8014作为分时钟脉冲的1h定时程序。图2：利用三个计数器，以M8013作为秒时钟脉冲的24 h定时程序。
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
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图1 以M8014作为分时钟脉冲的1h定时程序
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图2 以M8013作为秒时钟脉冲的24 h定时程序
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2. 补全法：
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补全就是把不完整的地方补充完整。这种学习方法主要用在做题时，是一种常用的较为有效的做题方法，题目结构一般是完整的，但命题者有时根据上下文的意思表达而故意省去一些成分以增加试题的难度。在做题时，就要求一定要审清题意，分析透结构，补出省略的部分。这种方法可以培养学生去理解别人的思维过程，进而把这种思维转化为自己的思维方式。比如2008年高考英语六大题型的命题应对策略就有结构补全法。这种方法同样也适用PLC梯形图设计。如有一个指示灯，控制要求为：按下启动按钮后，亮5秒，熄灭5秒，重复工作。补全如下梯形图。如图：
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3.经验法：
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学生已学习过继电器控制线路，也有了用继电器设计控制线路的经验。PLC的梯形图设计经验法，就是要依靠平时所积累的设计经验来设计梯形图。PLC发展初期就沿用了设计继电气电路图的方法来设计梯形图，既在已有的典型继电器电路图的基础上，根据被控制对象对控制的要求，不断地修改完善成梯形图。这种方法没普遍的规律可以遵循，一切都要靠设计者的经验来实现，就是把设计继电器电路图的思维转化为PLC梯形图设计思维。它一般用于逻辑关系较简单的梯形图设计。如电动机正反转控制，用继电器控制时，控制电路如图一，再根据控制要求设计成梯形图时如图二。
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图1继电器控制电动机正反转
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图2 PLC控制电动机正反转程序
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4.分块法:
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分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务。 如数学中对于行数和列数较高的矩阵运算时，常采用矩阵分块法使大矩阵的运算化成小矩阵的运算 将矩阵用若干条纵线和横线分成许多个小矩阵 使大矩阵的运算化成小矩阵的运算 问题就好解决的多了。这种思维方式就是要抓住命题要害，把大问题小问题化，PLC中好多控制题目能用分块法进行梯形图设计，如空调水泵的自动控制程序，就可以分成三小块分别进行梯形图设计，(1)先设计定时程序（早上8：00起动，晚上23：00停）。 (2)再设计手动启停（X001 X002）及自动启停（M0 M1）程序，（Y001输出到主接触器 Y002输出到星接触器 Y003输出到三角接触器）电动机星三角降压起动。 (3)最后设计自保功能程序（0.5h内不能连续启停三次）。分别设计好后再把三部分跟据题目要求结合在一起就可以完成控制要求。 具体的梯形图设计如下：
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(1)先设计定时程序（早上8：00起动，晚上23：00停）
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(2)再设计手动启停（X001 X002）及自动启停(M0 M1)程序（电动机星三角降压起动）
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(3)最后设计自保功能程序（0.5h内不能连续启停三次）
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以上四种方法中前两种方法对初学者学习了PLC基本指令后进行初次设计梯形图练习时是一种有效的学习方法，后两种方法对已经有了设计基础的学生在进行梯形图设计时，加强了训练效果，取得了事半功倍的成效。
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二、 PLC梯形图设计思维的强化训练
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1.通过典型习题的反复训练进行强化
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PLC对学生说是一门课程，学过之后在学校期间运用的机会很少，加之学习过程中内容多，时间短，故过后很容易生疏，对一些典型控制的梯形图在大脑中的固化，使以后对PLC梯形图设计的重新学习及水平提高有着极其重要的作用，而这种固化的实现要通过典型习题的反复训练得以实现，这也是符合美国著名心理学家，联结主义学习理论的创始人桑代克所总结的三条主要学习定律中的练习律。
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