案例教学法是指教师通过设置真实或虚拟的、富有启发性的情境,促进学生讨论思辨,掌握教学知识点,培养和提高学生的表达能力、思维能力和分析解决问题能力的教学方法。
　　在运用案例教学法时,PLC课程可引入的个案有很多,教师要善于设置,引导学生思考,适时进行案例讨论,不断提高学生的理论知识与操作能力。本文在讲授传送和比较指令之前,先引入一个在实际生产中广泛应用的典型案例——送料车送料控制为例进行说明。
　　
　　一、典型案例控制要求
　　
　　某车间有 6 个工作台,送料车往返于其间送料,每个工作台设有一个位置开关和一个呼叫按钮,如图1所示。其具体控制要求如下:
　　送料车开始应能停留在 6 个工作台中任意一个位置开关的位置上。
　　设送料车现暂停于 m 号工作台( SQ m 为 ON )处,这时 n 号工作台呼叫( SQ n 为 ON ),若:
　　m>n ,送料车左行,直至 SQ n 动作,到位停车。即送料车所停位置 SQ 的编号大于呼叫按钮 SB 的编号时,送料车往左行运行至呼叫位置后停止。
　　m=n ,送料车原位不动。即送料车所停位置 SQ 的编号与呼叫按钮 SB 的编号相同时,送料车不动。
　　m　　
　　二、典型案例分析
　　
　　案例确定后,对送料车控制要求的分析是完成本案例首先要解决的问题。教师既要注重培养学生分析问题的能力,又要引导学生通过各种方法和途径解决问题。
　　1.传送指令MOV
　　MOV指令将源操作数的数据传送到目标元件中,即[S.]→[D.]。MOV指令的使用说明如图2所示。当X0为ON时,源操作数[S.]中的数据K100传送到目标元件D10中;当X0为OFF,指令不执行,数据保持不变。
　　2.比较指令CMP
　　CMP指令有三个操作数:两个源操作数[S1.]和[S2.],一个目标操作数[D.],该指令将[S1.]和[S2.]进行比较,结果送到[D.]中。CMP指令使用说明如图3所示。
　　
　　三、典型案例实施
　　
　　1.PLC 硬件设计
　　(1)I/O分配表。在这一阶段,教师根据送料车的控制要求设计情景问题,让学生主动参与教学。如输入信号有哪些,需不需要启动按钮和停止按钮,工作台的6个呼叫按钮和6个位置开关是作为输入信号还是作为输出信号,输入总共要用到多少个输入继电器,输出信号有哪些,能不能用输出继电器直接驱动负载?学生通过思考和讨论,很快就完成了送料车用PLC控制的输入输出分配表(如表1所示),并从中掌握了PLC通道概念及输入、输出继电器编号等问题。
　　(2)I/O接线图。从I/O分配表可知,输入需要14个点,输出需要2个点,共16点。因此,送料车送料控制系统可选用三菱FX2N—32MR型PLC机。这时可要求学生根据I/O分配表,画出I/O接线图(如图4),并在PLC实验台上完成接线。为了攻克这个难关要将PLC的触点、按钮的触点、热继电器的触点相比较,充分了解它们的作用。
　　2.PLC 软件设计与调试
　　在程序设计上,首先要让学生明确,比较指令CMP工作时其控制触点必须一直闭合。因此,要设置启动按钮X0,停止按钮X7用于急停,用M3实现自锁。其次要引导学生明确编程思路:将送料车当前位置信号、呼叫工作台信号分别送到数据寄存器D0、D1中;通过D0与D1进行数据比较,决定送料车的运行方向及到达的目标位置。学生解决了这些问题后,送料车程序也迎刃而解,如图5所示。
　　 程序设计后需进行调试,分析方案是否可行。在调试过程中,让学生观察、感知、对比,培养悟性和洞察力。当程序运行出现问题时,教师不直接给出答案,而是让学生思索并不断调试运行,主动分析发现错误。
　　通过本案例,学生从实际例子中学会传送指令MOV和比较指令CMP的应用,并运用其完成PLC硬件和软件设计。只有通过这种教学方法,学生才能更多与生产实际密切联系,也才能掌握更多的指令、语句、编程方法及编程技巧。总的来说,PLC课程在教学中运用案例教学法,能使学生清楚地认识到抽象原理、概念在实际中的应用,克服理论讲解的单调性,缩短教学情景与实际生活、生产情境的差距,激发学生的学习兴趣、自信心和积极性。通过案例教学,学生学会了如何处理疑难问题的能力,锻炼了独立思考、分析问题的能力,培养了综合思维能力,为更快适应工作奠定了基础。
　　(作者单位:广东省梅州市高级技工学校)