面向职教师资培养的计算机控制技术实训系统设计

Ｉ Ｏ模版 Ｅ ２ ５ 电加热 丝 ，ｔ０ Ｍ ３， Ｐｌ ０热 电阻 ， 温度 变 送 器， 电压转换模 块 ， 电器 ， 继 开关 电源． 整个 系统实 物 接 线 如 图 ３所 示 ． 物 硬 件 如 图 ４所 示 ． 实
实 现 箱 内温 度 控 制 可 采 用 两 种 ：
方案一 ： 模拟量输 出控制． Ｐ Ｃ中 ＰＤ控制 器 将 Ｌ Ｉ 输 出 通 过 Ｅ ３ Ｏ 输 出 ０ １Ｖ 电 压 去 控 制 电 加 Ｍ２ ５Ａ —０
广 东技术 师范 学 院学报 （ 自然 科 学 ）
ห้องสมุดไป่ตู้
２１ 年第 ３ ０１ 期
Ｊ ｒ ｌｆ ｕｎｄ ｇ ｏ ｔ ｈｉＮ ｒａＵ ｉｒｔ ｏ ｎ ａｇ ｎ ｌｅ ｎ ｏ ｌ ｎ ｅ ｉ ｕ ａｏＧ ｏ Ｐ ｙｃ ｃ ｍ ｖ ｓ ｙ
面 向职教师资培养的计算机控制技术实训系统设计
詹穗翠 黄 少辉
．
５ ． ４
唐 德翠
黄少 辉 ： 向职教师 资培 养 的计算 机控 制技术 实训 系统 设计 面
第 ３期
“ 系统 ” 了更深 刻 的体会 ． 有 通过 对组 态王软 件 的初 步 学 习 ． 养 了学 生 对 该 门课 程 的 兴趣 ． 管 一 周 的 培 尽
比较 满 意 的 实验 结 果 ， ６为 ０ 图 ７测 控 班某 学 生 利 用 该 系 统 得 到 的实 验 结 果 画 面 ．
学 生 自己 接 线 ． 件 编 程 用 到 西 门 子 Ｐ Ｃ ０ 软 Ｌ ２０编 程 软
教 学 改 革探 索 与 实践 ；广 东技 术 师 范 学 院重 点课 程
《 计算机控制技 术》 资助项 目． ）
参 考文献 ：
［］ １王旭 启， 程绍智 ． 等职业 教育 面 临 的问题 及 改革 思路 ［］ 高 Ｊ．
．
５ ２．
唐德 翠
黄少 辉 ： 向职 教师 资培 养 的计算 机控 制技 术实 训 系统设 计 面
第 ３期
门课 程 同步开设 有可编 程逻辑控 制器（Ｌ ）故本 实 ＰＣ， 训 系统 中控制器采用 西门子 Ｐ Ｃ ０ ， Ｌ ２ ０ 被控对象 为 比 较 容 易实 现 的温 度对 象 ，温 度 的测 量 采 用铂 电阻 Ｐｌ０和 Ｍ Ｔ ０ Ｒ高精 度 温度变送器模 块 ， ｔ ０ Ｃ ８Ａ 系统 信 号 采 集 模 块 选 用 西 门 子 ２ ０模 拟 量 输 入 输 出 ｏ Ｅ ２ ５ Ｅ ３ 含有 ４ Ｎ ３ ．Ｍ２ ５ 通道 １ ２位模 拟量输入 和 １ 通 道 １ ２位模 拟 量输 出 ， ４个 Ａ 个 Ａ 由于 整个 即 Ｉ１ Ｏ， 系统完全开放 ， 需要学生 自己接 系统 中的每一根线 ， 从人身安全 和设 备安全角度考虑 ，加 热器加热 电源 采 用 直 流 ２ Ｖ。通 过 控 制 电加 热 丝 两 端 电压 实 现 对 ４
中国成人 教育 ，０ ９（）８ — ５ ２ ０ ， ：４ ８ ． １
件 Ｓ Ｅ ７Ｍｉ ｏ Ｎ和组态 王 ． Ｔ Ｐ ｃ ＷＩ ｒ 下位机控制程序 和上 位机的监控画面完全依赖学生 自己编写 ，控制效果 依赖学生 自己调试． 通过学 生 自己接线和构建 系统 ． 自己编 写 程 序 和 调 试 ， 而 提 高 了学 生 技 能 的学 习 ． 从
箱 内温 度 的控 制 ．
１２控 制 方 式 ．
率 可 调 ， 而 实 现 温 度 的控 制 ． 统 结 构 如 图 ２所 示 ． 从 系
２实 训 系统 硬 件 连 线 及 软 件
编 程 注 意 事 项
２ １实训 系统 硬 件 及 接 线 ．
本 实训 中 用 到 硬 件 ： 门子 Ｐ Ｃ ２ 西 Ｌ ２ ４和 Ｐ Ｃ ２ ， Ｌ ２ ６
网络技术 的飞速发展 ， 计算机控制 系统不 仅在国 防、 航空航天等 高精 尖学科得 到 了广泛 的应用 。而且在 现代化 的工农业生 产以及 医疗 卫生等领域也发挥着
越来越 重要 的作用 ． 因此 ， 计算 机控制技术 是我 国高 等院校 自动化 、电子与电气 工程等控制类专业 的一
步步简单 接线 和操作 即可 ． 所提供 的项 目也只是验 证性 项 目 ， 发不 了学 生 的学 习兴趣 。 化 了他们 激 退
的动手能力 和创新 能力． 显然 ． 很 这样 的实训教学 系 统与学 校 的职教 师资 培养计划是 格格 不入 的 ， 全 完
满足 不了教学需 要． 针对 此 ，本 文提出了一种 开放 的、 完全 自主 编程的计算机控制实训系统 ， 系统 能 该 使学生直观地看 到各个模块 的组成 。学生 的理论所 学 与 实 际 过 程 的 实物 一 一 对 应 ，学 生 还 能 自主搭 建
一
１开放 式 计 算 机 控 制技 术 实 训 系统
１１实训 系统 原 理 及 方 案 的确 定 ．
严格 意义来说 ，计算机控制技术课程应该是 以 工 控 机 为 控 制 器 ．板 卡 为输 入 输 出接 口来 实 现 对 对
象的控制 ，以该方案设计 的系统要求学生要具 备较 强 的计算机编程 能力 ．并要 熟练使用 一门计算机编 程语 言实 现对 板 卡供 应 商提 供 的驱 动程 序进 行 调 用， 涉及 到计 算机 编程 中动 态链接 库ｆＬ ）应 用 程 Ｄ Ｌ、 序接 口（Ｐ） ＡＩ 以及 编程 ＰＤ等知 识． 而该 门课程 实 Ｉ 然 训时间安排一般 只有 一周 。在一周的时间里面要实
是要抓好教材建设 ， 特别是紧扣培训 、 习、 实 实训 、
考证等方 面内容 的实践性教 材建设 ；二是要注重教 法 、教学过程 的研究 ，教学过 程要采用 以学生 为主
体， 以能 力为本位 、 以职业活 动为主线 、 以综 合课程
为基 础 、 以项 目课程 为 主题 的模块 化课 程体 系． 然 而 ， 目前很多学校所配置 的实验实训设备都是从教
［］ 琴 ． 谈 职 业 教 育 中 的 教 学 改 革 ［］中 国科 技 信 息 ， ２王 浅 Ｊ． ２０ ，） ４， ３ ０９ ６２５ ７． （： ２
［］ ３ 于海 生 等 ． 算 机 控 制 技术 ［ ． 京 ： 械 工 业 出版社 ， 计 Ｍ］ 北 机
２０ Ｏ７
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｍ ｐ ｔｒ Ｃｏ ｔｏ ｃ ｎ ｌｇ ａｎ ｎ ｙ ｔｍ ｓｇ ｆＣｏ ｕｅ ｎ ｒ ｌ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｔｒ ｉ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ
办学 目标 ， 在继续办好全 日制普通高等教 育基 础上 。 提 出“ 向职教 ， 务 职教 ， 领职 教” 办学 宗 旨， 面 服 引 的 在现有条 件下大力发展 高等职业师 资教育 ． 这就要
求教师在培养学生过程 中要更 加重视知识 和技 能的 传授 和综 合能力 的培养 ． 体到专业课 程 中表 现为 ： 具
（ 东技 术师 范学 院 ， 广 广东 广州 ５ ０ ３ ） １６ ５ 摘 要 ： 结合 职教 师资培 养 计划 的 需要 ， 根据 专业课 程 的 强实践 性 ， 用模 块 化结 构 自制 了开放 式计 算机 控 制 采 技 术课 程 实训 系统 ． 该实 训 系统 以温度 为被 控对 象 ， 采用 西 门子 Ｐ Ｃ ０ Ｌ ２ ０为 控制 器 ， 号接 口采 用 Ｅ ２ ５模 块 ， 信 Ｍ３ 组 建 了一个 小 型课题 项 目系 统 ． 软件 编 程 涉及 到西 门子 Ｐ Ｃ ０ Ｌ ２ ０编 程软 件 Ｓ Ｅ １ ０ Ｉ Ｔ Ｐ ７ Ｍ ｒ Ｗ 组 态王 软件 ． Ｃ Ｎ和 该实 训 系统 完全 开放 ， 涉及 知识 面较 广 ， 大增 强 了学生 的动手 能力 和学 习兴趣 ， 大 取得 了很 好 的实训 效果 ． 关键 词 ： 计算 机控 制技 术实 训 系统 ； Ｌ 温度 Ｐ Ｃ；
革 与研 究 资助 项 目：以能 力 为 导 向 的 工科 专 业 课 程
３结 束语
该实训 系统是 为了更好践行职教师资培养 目标
提出来 的 ．它打破了传统教学仪器商提供 的整体式 封闭式的束缚 ． 将整个 系统彻底开放 ， 系统分 为信号 的传感 和变送 、 数据 的采集 和处理 、 控制器输 出与驱 动和被控对象几个模 块．整个系统 的硬件 完全需要
中图分 类号 ： ４ Ｇ６２ 文献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ：６ ２—４ ２ ２ １ ）３—０ ５ １７ ０ Ｘ（０ １ ０ ０ １—０ ４
０引言
学仪器供应商处 购买 的箱式 设备 ，该设备 将所 有的
模块封装起来 ．只是 留有少 部分接线供 学生实训时 随着 自动控制理论 、 自动化技术 、 计算机技术 和 使 用 ， 整个 实 训过 程 中 ， 学生 只需 要按 照说 明书 一
学 生 通 过 对 自己在 项 目过 程 中遇 到 的 问题 以及 问 题 的解 决 。从 本 质 上 掌 握 设 计 一 个 工 程 项 目所 应 遵 循 能力 强” 目标 的 真 正 实 现 ． 时 ， 实 训 过 程 中学 生 同 在
这是 职教 师资 培养 “ 能 突 出 、 合 技 综 实训时间太短 ，但绝大 多数同学基本 上能做出令 人 的步骤 和方 法． 能学到很多知识 。 强 了学习的兴趣 ， 增 提高 了学生创 新能力 ， 取到 了很好 的实训效果 ． （ ： 文为 ２１ 注 本 ００年 广 东技 术 师 范 学 院教 学 改
热 器 两 边 加 热 电压 ， 由于 Ｅ ３ Ｏ 输 出 ０ １Ｖ 电 Ｍ２ ５Ａ —０
压 驱动能力很 弱 。因此 系统 中增 加 了一个 电压变换 模块． 该模块作用是将接收的 ０ ５ — Ｖ可调 电压变换 为 ０ ２ Ｖ 电压 的 可调 电压 ， 而控 制 电加 热 丝 的 加热 强 —４ 从 度． 实现温度控制． 整个实训 系统结构如 图 １ 所示．
图 ２ 继 电器 输 出 控 制
方案二 ： 电器型输 出控制． Ｐ Ｃ中 ＰＤ运 算 继 将 Ｌ Ｉ
在讲授该 门课程标 度变换 内容 时应 结合实训 系统 中 所涉及到 的参数 变换进行讲解 ，以便 学生在实训周