探究项目教学法在计算机控制教学中的应用

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【摘要】计算机控制是一项应用性广p专业性强的技术，本文在分析传统计算机控制教学方法弊端的基础上，阐述了项目教学法的内涵及其在计算机控制教学中的应用优势，并以基于S7300PLC的蒸发器液位控制系统设计为例探讨了项目教学法在计算机控制教学中的具体应用。

【关键词】项目教学法；计算机控制；教学；应用

随着科技的发展，计算机控制技术已深入到各行各业，它不仅可以节省人力与物力，还可以提升产量与质量。这是一类专业要求高，信息量大的技术，既要求从业者有坚实的理论基础，也要有过硬的设计操作技能。传统的计算机控制教学往往限制了学生的主动性和创造性。项目教学法是以项目为主线p学生为主体的教学方式，将项目教学法应用到计算机控制教学当中，让学生进入到真实的计算机控制系统设计的情境中，经历从确立项目到最终评价的整个过程，提升学生的综合素质。

1项目教学法的内涵

项目教学法是通过参与同一个有完整结构的项目，完成老师教和学生学的过程的教学方法。项目教学法的实施包含四个要素：①学生是主体，从项目的构建p实施到最终检测，学生都是主要操作者，教学者只是承担项目管理和指导工作。②项目是主线，项目以一个具体教学任务的形式出现，通过构建一个真实情景的教学内容，让学生直接参与其中，理论与实践相结合，培养学生的综合能力。③团队协作，分工合作。项目实施过程中，学生集思广益，分工合作，通过小组讨论，创造一个学习氛围，通过团队协作共同完成项目。④建立评价体系是项目教学法的一个重要组成部分，可以使学生对自己参与的过程进行反思和审视。当然不要只重视对于学生的学习成果评价，也要依据学生在项目实施过程中个性差异，进行全面客观的评价，建立一个有广度有深度的评价系统。

2项目教学法在计算机控制教学中的应用

2.1项目教学法在计算机控制教学中实施过程

项目教学法在计算机控制教学中的实施流程包括三个阶段：①明确任务：学习初期，可设计简单的计算机控制系统作为案例，这类设计过程有较大的课程相关性，有利于培养基础知识和技能。在后期较为复杂的任务中，教师要更为细致的讲解原理，演示操作，布置任务并分析流程，使学生有明确的思路。②任务实施：各小组要善于分析解决问题，相互讨论，相互协作，保证正确操作。③项目评估：这个过程是评估和总结的过程，检验设计结果的可行性，学生演示讲解，展开批评与自我批评，进行故障设置试验，讨论并排除故障，最后老师做出总结。

2.2以基于S7300PLC的蒸发器液位控制系统设计为例

2.2.1项目的确立与分析

项目名称：基于S7300PLC的蒸发器液位控制系统设计。

项目描述：这是一种基于S7300PLC的液位控制系统的设计，利用组装王软件制作人机对话界面，直接控制液位高度，设置PID参数，观察液位变化曲线，综合分析。具体流程是计算机发出操控命令，运用STEP7软件编写PLC程序，在组态王软件中运行监控窗口，西门子S7300PLC则直接监控模拟装置主筒的液位，PROFIBUS网络则完成三者之间的通讯。其中模拟量采集信号，返给PLC，输出模块则执行监控要求执行的参数。

项目目标：熟悉计算机控制软件的设计步骤；掌握STEP7软件和组态王软件的设计应用的方法和步骤；掌握输入输出管道，PID数字控制，纯滞后控制，数字与处理技术等；掌握控制软件设计技术。

在这个过程中，老师讲授关于STEP7软件，组态王软件，PLC程序，输入输出管道，PID数字控制方法，数字与处理技术等的知识，并做单一的操作训练，使学生对接下来的具体操作中知识和技能有一定的认识。

由于该项目工作量较大，内容复杂，学习小组人数可适量多一些，分为68人一组，学生在实际编程操作过程中，老师在旁给予指导。

2.2.2具体实施过程

（1）系统控制器设计

①建立对象数学模型，传递函数是：

W（s）=H（S）Q（S）=KTs+1=60.753s+1

K为液位过程的放大系数，T为液位过程的时间常数，经测定K=6，T=0.7536s

②控制器采用PID调节的环路控制，算法是：

u（t）=Kp[e（t）+1T1]∫t0e（t）dt+TDde（t）dt

Kp为比例系数，TI为时间常数，TD为积分时间常数，e（t）为设定值和实际输出值之前的偏差。

（2）依据PLC控制屏进行硬件组态，源头控制机与PLC之间通过以太网通信，程序编写。

（3）监控软件设计。依据需要在组态信息中设置与PLC相统一的定义，编写程序，设置人机交互及液位系统的主控界面，监控实时曲线变动，下载PID程序到PLC，运行监控，同时设置标准值，依据曲线反馈改变参数，直至达到效果并维持稳定。在这个过程中，学生可能会遇到许多的故障和问题，老师不要直接给出正确答案，要让学生自己分析原因，提升学生分析解决问题的能力。

2.2.3项目评估

项目的评估过程是学生取长补短p批评与自我批评的过程，可分为三部分：①项目确立时是否积极参与并提出想法；老师讲解过程中，对STEP7软件和组态王软件pPID数字控制方法等知识是否理解到位。这部分占总评估的30%。②项目操作过程中，是否有清晰地设计思路，是否有分析问题解决问题的能力，是否注重团队协作。占总评40%。③项目的完成程度和可行度，答辩的条理性以及对后期维护的想法。占总评30%。

3总结语

将项目教学法应用到计算机控制教学中，让学生进入到真实的计算机控制系统设计的情境中，经历从查阅资料明确任务到最终评价的整个过程。但是在具体实施中仍有许多的难题，如项目的选择过难或过易，分工不合理等，这就需要在以后的教学中不断的改善，使项目教学法在计算机控制教学中取得更好的效果。

参考文献：

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[2]李宇华，高彬彬，姜波，高丙朋.基于S7300PLC的蒸发器液位控制系统设计[J].新疆大学学报（自然科学版），2015，01：100103

[3]黎运宇，杨秀增.项目教学法在电动机顺序控制教学中的实践[J].广西教育学院学报，2014，01：133135