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《PLC》项目式教学应用研究——以交通信号灯制作为例

更新时间:2009-03-28

引言

可编程序控制器简称PLC,是一种在微处理器技术基础上发展起来的通用工业控制装置,可以在各种恶劣的环境下执行各种复杂的控制任务,具有应用面广泛,可靠性高,功能强大,操作简单方便,性价比高的优点[2]。近年来发展迅速,功能日趋完善,很快占领了工业自动化控制领域,成为现代工业自动化控制的三大支柱之一。根据这一发展趋势,很多职业技术学院开设了《PLC》这门课程。在教学过程中,为使学生自主学习,由被动听讲变为主动思索,达到掌握知识和技能的目的,学院采用了以教学做一体化为出发点的项目式教学法。这里的项目主要是指针对某个教学的具体内容而设计的能由学生独立完成的可以收到良好教学效果的小任务[3]。下面我们就以十字路口交通信号灯控制为例,谈谈项目教学法在《PLC》这门课程教学中的应用。

一、十字路口交通灯模拟系统的控制要求

交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯构成,红灯表示禁止通过,绿灯表示准许通过,黄灯表示警示。目前市区道路的十字路口广泛使用交通信号灯,向经过十字路口的车辆和行人发出前进或停止的指示,从而缓解了城市的交通压力,提高了十字路口的通行效率,实现全天候无人化自动化的科学管理,保障了车辆和行人的安全通行[4]

首先,对写作话题、材料或题目彰显传统文化的做详细审题指导。比如,像2017全国I卷作文题目:据近期一项对来华留学生的调查,中华美食、长城、共享单车、京剧……。这则作文材料里面 “中华美食、长城、京剧”等关键词就直接彰显了传统文化,而且写作要求还明确规定,“请从中选择两三个关键词来呈现你所认识的中国,写一篇文章帮助外国青年读懂中国”。这正是传承传统文化最好的表现,也是要求学生懂得在文章中渗透传统文化,倘若学生有素材积累,并且读懂作文材料,悟出出题者的意图,那么写起习作来就得心应手。

该交通信号灯的模拟系统如图l所示。南北和东西每个方向的行车道与行人道都有红灯、绿灯、黄灯,为了提高车辆和行人通行的效率和安全,系统要求实现以下的各种功能:

  

图1 十字路口交通信号灯模拟示意图

交通信号灯系统通电后,所有的信号灯都会变成黄灯,提醒各方向的行人和车辆减速慢行。当按下启动按钮后,所有的黄色信号灯都会灭掉,系统开始运行。首先南北方向的行车道和行人道直行信号灯绿灯亮,其余信号灯都变为红灯亮。6秒后,南北方向的行车道和行人道直行信号灯由绿灯变为黄灯,其余信号灯仍然保持红灯亮。3秒后,南北方向的行车道和行人道直行信号灯由黄灯变为红灯,南北方向的行车道左行和右行信号灯由红灯变为绿灯,其余信号灯都保持红灯亮。6秒后,南北方向的行车道左行和右行信号灯由绿灯变为黄灯,其余信号灯仍然保持红灯亮。3秒后,南北方向的行车道左行和右行信号灯由黄灯变为红灯,东西方向的行车道和行人道直行信号灯由红灯变为绿灯,其余信号灯都保持红灯亮。6秒后,东西方向的行车道和行人道直行信号灯由绿灯变为黄灯,其余信号灯仍然保持红灯亮。3秒后,东西方向的行车道和行人道直行信号灯由黄灯变为红灯,东西方向的行车道左行和右行信号灯由红灯变为绿灯,其余信号灯都保持红灯亮。6秒后,东西方向的行车道左行和右行信号灯由绿灯变为黄灯,其余信号灯仍然保持红灯亮。3秒后,东西方向的行车道左行和右行信号灯由黄灯变为红灯,南北方向的行车道和行人道直行信号灯绿灯亮,其余信号灯都保持红灯亮。如此循环工作,当按下停止按钮,所有信号灯都熄灭。

[3]马玉玲.项目教学法在PLC课程教学中的应用[J].中国职业技术教育,2006.4:54+59.

  

图2 交通灯控制流程图

  

图3 I/O分配表

  

图4 顺序功能图

二、十字路口交通灯模拟控制的具体设计

(2)按照交通灯的设计要求把PLC设备的输入端与输出端连接好模拟系统,并检查PLC设备与电脑的连接是否牢固可靠。

  

图5 时序图

  

图6 梯形图

三、十字路口交通灯模拟系统的运行和调试

按照项目教学法考核的标准,准确地给学生评分。标准中的考核内容包括PLC设备与模拟系统的正确连线、布置线路的工艺要求、I/O端口分配表的设置、顺序功能图和梯形图的设计、程序的编写、调试程序与正常运行、实训报告按照规定的要求完成且正确、学生的安全文明操作行为、团结合作精神、吃苦钻研态度等内容。项目完成过程是学生在老师的指导下探索知识和学问的过程,为了能消化和巩固所学知识,要求学生写实训总结,通过总结帮助学生认清项目所能训练的技能,找到最佳解决问题的方法和途径,发现自己的不足之处,调整努力的方向,有利于学生对项目进行拓展和延伸,实现知识和技能的巩固与提高。

根据该项目的具体要求及问题的提出,要求学生运用所学知识,复习相关知识内容,收集相关资料,制定正确的设计方案。在老师的引导下,同学们明白了十字路口交通灯模拟系统的状况和控制要求后,根据实际要求制订出具体的设计方案。首先可以绘制出系统的流程图,具体见图2,然后根据系统的流程图绘制PLC的I/O分配表和顺序功能图,详情见图3和图4,最后根据图3和图4绘制交通信号灯的时序图和梯形图,详情见图5和图6。

[1]余建华.基于PLC交通灯控制实践教学的课改探索与研究[J].中等职业教育,2011(32):36-38+42.

(4)假如发现模拟系统的工作过程与控制要求不一致,那么马上检查线路的接线是否正确,检查梯形图的设计是否合理,并对程序中不符合要求的地方进行修改,直到模拟过程与控制要求相一致。

四、成绩的评定

(1)将电脑中的PLC梯形图检查一下,然后进行保存和编译,并下载到PLC设备中。

结语

《PLC》这门课程通过项目式教学法在课堂中起到了事半功倍的效果,首先此教学手段激发了学生的学习兴趣,提高了他们的学习积极性和动手能力。在教学过程中,同学们主动要求延长动手操作的时间,这样使得他们变被动学习为主动学习,并积极参与到项目的实践教学中来,熟悉掌握PLC控制的设计方法与工作过程,提高了学生的综合技能、独立思考能力、创新性思维能力、分析问题和解决问题的能力。实践证明《PLC》这门课程使用项目教学法是一种值得推广的好方法。

[参考文献]

(3)接通电源,按下启动开关,观察十字路口交通灯模拟系统的各个方向、各种颜色的信号灯是否能达到控制的要求。

作于乾道八年十一月的《即事》一诗云:“渭水岐山不出兵,欲携琴剑锦官城。”[3]51乾道八年二月,陆游在王炎幕府,有出兵关中经略中原之议。陆游在南郑经过了长达八个月的军中生活,风餐露宿,艰苦至极,但他因此更加珍惜关中这片热土。但乾道八年九月初九,孝宗召王炎回京“赴都堂治事”。王炎内调,陆游亦奔赴后方成都,所志不遂,故诗语:“渭水岐山不出兵,欲携琴剑锦官城”。正如邱铭皋在《陆游评传》中言:“陆游在奔赴成都的路上,心情是极为复杂的,既有迫不得已的隐退思想,更有渴望战斗而不可得的愤激,也有无可奈何的自我宽慰,而总归于感慨悲壮。”[10]139-140“欲携琴剑锦官城”正是表达了陆游这种复杂的感情。

交通信号灯模拟控制板上,行车道信号灯有12个,行人道信号灯有8个,每个信号灯里面有黄、绿、红三种颜色的灯泡各一个,通过接通同一信号灯里不同颜色的灯泡来模拟指挥交通。

[2]薛俐清.基于S7-200 PLC交通灯控制系统的设计[J].电子世界,2013(20):131-132.

进行标贯试验23次,实测锤击数N’=3.0~6.0击,平均为3.9击;经杆长修正后N=5.5~2.7击,平均为3.6击;取样8组,共8件进行统计分析。

[4]姜富宽.一种基于PLC的十字路口交通灯模拟控制[J].科技致富向导,2013(24):261.

冷凝法是将VOCs气体导入冷凝器中,利用不同温度下各气体蒸汽分压的不同,使VOCs逐步冷凝成液态[15]。冷凝法通常用于VOCs含量高(百分之几)、气体量较小的VOCs的回收处理,主要作为一些气体浓缩工艺的后续配套工艺使用,是回收气体有机物的最终手段。

建立制度化、规范化的巡视检查制度,并明确巡视检查的重点范围、重点环节和重点内容以及检查方式,建立健全巡查观测记录、分析、报告、处理、存档等一整套规章制度,对于落实入海水道工程的管理责任至关重要。

[5]廖常初.S7-200PLC基础教程 [M].机械工业出版社,2009.2:97-98.

 
王滨
《湖南工业职业技术学院学报》2018年第01期文献

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