机电一体化专业PLC教学课题研究_信息化教学的课题研究
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机电一体化专业PLC教学课题研究
【摘要】在三菱PLC教学时，通过本课题的实施，教授学生学会使用定时器和计数器实现计时并通过触摸屏显示。培养学生的创新意识和解决问题的能力。
【关键词】PLC教学；计时器；使用技巧；触摸屏显示。
【Abstract】In the mitsubishi PLC teaching，through the implementation of this subject，students learn how to use timers and counters to achieve timing and through the touch screen.Cultivate students' innovation consciousne and ability to solve problems.【Key words】PLC teaching； The timer.Using skills； Touch screen display.在三菱PLC和触摸屏教学过程中，经常有学生问到，如何用PLC进行计时？三菱PLC本身没有计时器，我们可以通过利用定时器和计数器编程来实现计时，通过触摸屏指向计数器数值进行显示。并且学生学习PLC关于计数器和定时器时都感觉太抽象，尤其是断电停止和断电保持的区别不能很好的理解。针对如何理解计数器和定时器的使用，我设计了“利用三菱PLC和触摸屏的田径多赛道计时系统”这一课题。
今年烟台港集团公司运动会期间我担任计时裁判，两天的计时工作下来，我感动很疲惫，多赛道计时使用传统的秒表计时，需8-10名计时裁判，并且还要每个赛道计时员向记录员报告成绩，然后排名，效率低，计时时裁判注意力高度集中，长时间高度精力集中，容易出现疲劳、反应迟钝，一旦出错，难于弥补。并且计时误差大，准确度低。在担任计时员的过程中，我发现各个跑道计时员在看到发令枪烟屏后，各人的反应速度不一，有的还是在听到发令枪响声后才开始，造成起始计时不一致。测试发现，不同的人反应速度一般能相差达0.2S，这在100米短跑中就是半个身位，实际操作时就可能出现第二名比第一名用时还短的情况。并且每轮比赛结束，每名计时员要向记录员报告成绩，再由记录员记下时间，记录过程中也有可能出错，效率较慢。基于以上原因，我考虑利用学校现有的PLC和触摸屏，设计程序，利用一个开始键同时控制多个（6-8）跑道的PLC内部计开始计时，这就保证了开始时间的绝对一致。为了提高终点计时精度，利用紧急停止按钮输入PLC，并利用触摸屏上的虚拟按钮和急停按钮实现双保险，各跑道的成绩在触摸屏上显示，一目了然，便于成绩的排序。大大节约了记录时间和减轻计时员的劳动强度。各赛道运动员的跑步时间还可以通过指示灯显示，记录完成后，按键清零。在短跑中需多人控制终点停止，中长跑时一人即可控制多跑道。
当然现代高水平比赛终点计时一般采用终点摄像计时系统，该系统价格高，对于学校普通运动会投入太大。利用现有设备和技术，很难达到终点计时的准确性。
该设备采用220V电源和24V稳压电源，FX2N-12MR三菱PLC及GOT1000，16级单色触摸屏，结构简单成本低，具有良好的实用性，节省了比赛计时用人和秒表的使用，大大提高了计时精度和比赛的公平性及透明度。并且，学校体育课在学生期末跑步测验时，使用本设备，体育老师一人即可完成多名学生的成绩测评。通过测试，效果良好，今后集团运动会就可使用。
基于以上研究，我把本课题应用于PLC教学过程中，取得了良好的教学效果。主要有以下收获和体会：
1.通过本课题的实施，培养了学生发现问题，分析问题，解决问题的能力。该问题是我们学校生活中实际存在的，容易引起学生的兴趣，而兴趣是最好的老师。在兴趣的指引下去分析问题，然后解决问题符合教育教学的规律。较好的培养了学生的创新思维和问题解决能力。
2.本课题的实施为今后的PLC教学提供了新的思路。首先，以往学生学习PLC关于计数器和定时器时都感觉太抽象，尤其是断电停止和断电保持的区别不能很好的理解，本课题中，按停止键后计数器必须能够断电保持才能正确显示时间，让学生自己测试两种计数器哪种能正确显示时间，这样学生一下子就理解了二者的区别。利用触摸屏显示定时器和计数器的数值变化，便于学生理解PLC内部的数据变化；其次，利用触摸屏的虚拟输入输出元件，模拟各种程序，节省了以往教学中接线的时间，极大的提高教学效率。并且学校旧实验室的PLC输入和输出点较少，在进行较复杂的程序编写时接点不足，再遇到类似问题时，我们就可以利用触摸屏的虚拟按钮，指向PLC内部的辅助继电器。基于以上两点，我向学校提出，今后的PLC课程的教学与触摸屏应用技术两门课程合并为一门课，同时开设。
3.职业教育的教学不能脱离现实，本课题来源于生活实践，能很好地激发学生探索研究的兴趣。在课题的实施过程中，我引导学生利用网络查找信息，了解关于赛道计时的相关信息，促进学生主动了解社会以及了解本行业的技术现状和发展方向，开拓了学生的视野，使学生建立了独立解决问题的信心。
