近年來，在全國(guó)各地舉辦的印刷行業(yè)展會(huì)上我們可以清楚地看到，中國(guó)印刷機(jī)械行業(yè)的技術(shù)水平目前已經(jīng)發(fā)展到國(guó)際上20世紀(jì)90年代的水平。中國(guó)印刷機(jī)械進(jìn)步的顯著標(biāo)志就是印刷機(jī)械的控制部分及自動(dòng)化水平明顯提高。其中可編程控制器plc是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)控制裝置，作為一種工業(yè)控制器，以其體積小，功能強(qiáng)大齊全，使用方便，價(jià)格低廉，可靠性高等特點(diǎn)，在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程中獲得了廣泛應(yīng)用。對(duì)于印刷行業(yè)而言，印刷流程中對(duì)設(shè)備各項(xiàng)流程同樣可以依靠plc獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)印刷機(jī)械的精確控制。
為了適應(yīng)plc日益廣泛應(yīng)用形勢(shì)，近幾年，許多技工學(xué)校都開設(shè)了plc這門課程。而對(duì)于專門為印刷行業(yè)輸送專業(yè)技術(shù)人才的印刷出版類學(xué)校，面對(duì)plc技術(shù)的普及，自然也不例外的開設(shè)了針對(duì)印刷機(jī)械精確控制的相關(guān)課程，那么如何教好這門課程呢？作為一門具有高新技術(shù)的課程，對(duì)只有初中基礎(chǔ)的中技學(xué)生而言是比較有難度的，因此如何激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和探索教學(xué)新思路就顯得尤其重要。下面結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，談?wù)動(dòng)∷C(jī)械控制技術(shù)中關(guān)于plc教學(xué)的一些看法。
一、從日常生活中的事物引入主題
剛開始上印刷機(jī)械控制課程時(shí)，學(xué)生對(duì)課程不了解，有些學(xué)生因?yàn)榭吹秸n本中出現(xiàn)的各種指令代碼會(huì)理解為計(jì)算機(jī)編程的課程，加上本身基礎(chǔ)問題，產(chǎn)生畏難情緒。針對(duì)這種常見情況，老師就要改變以往的傳統(tǒng)教學(xué)思路，要在理論教材、實(shí)驗(yàn)教材和教學(xué)方法上進(jìn)行有針對(duì)性的改進(jìn)，以提高教學(xué)的效果。在這個(gè)信息時(shí)代，資訊就是力量，掌握盡可能多的資訊，就能走在時(shí)代的前端，工作在教學(xué)一線的教師們應(yīng)多獲取專業(yè)相關(guān)知識(shí)，多看多想，豐富閱歷，提高自身素質(zhì)，這樣上課才能言之有物。
對(duì)于導(dǎo)入部分，可先列舉plc在日常生活中廣泛應(yīng)用的例子，如：手機(jī)生產(chǎn)流水線，食品生產(chǎn)控制、機(jī)械手的控制、電梯控制、甚至是機(jī)器人的控制等等都有plc的功勞。引入主題后再進(jìn)入印刷專題說明，印刷過程是一個(gè)復(fù)雜的過程，包括一系列工序，如紙張的供給、油墨及其輔料的供給，膠印時(shí)印版的濕潤(rùn)，印刷本身（圖文從印版向紙張的多次重復(fù)性套印，借以獲得多色圖文）；印完之后印張的加工，印品的驗(yàn)收和包裝，印刷機(jī)的動(dòng)力供給，以及印刷過程的檢驗(yàn)和控制工序。印刷過程的最終成果是要獲得優(yōu)質(zhì)的印刷品。優(yōu)質(zhì)品的獲得取決于許多外在及內(nèi)在的因素，而這些因素是和原始印刷材料的性質(zhì)、印刷機(jī)主要部件的狀況和調(diào)整、印刷機(jī)的工作狀態(tài)以及外在環(huán)境條件等相聯(lián)系的，所以要讓學(xué)生理解這些問題，以及以后通過plc對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行控制，就要先從控制原理和印刷工藝的相互關(guān)系入手。
二、實(shí)例對(duì)比說明很重要
實(shí)例說明法在教學(xué)中廣泛應(yīng)用，印刷機(jī)械控制這門課也不例外，印刷機(jī)是一種高精度要求的機(jī)械，印刷品質(zhì)量的優(yōu)劣一方面取決于機(jī)械加工及安裝精度，另一方面取決于水路、墨路的平衡（簡(jiǎn)稱水墨平衡），以及合壓的準(zhǔn)確性。要講這些讓學(xué)生理解是不容易的事情，因此要在plc控制器上模擬其控制前后效果，如果沒有采用plc控制會(huì)怎樣，從而了解印刷的精度為何無法提升，使用plc調(diào)控后，水墨的比例為何能精確控制，這些原理方面的內(nèi)容可直接通過操作展示其效果，這種關(guān)于實(shí)例效果的對(duì)比方法有利于加強(qiáng)學(xué)生的記憶。
三、原理介紹要偏重實(shí)用性
由于技工學(xué)校的學(xué)生并非大學(xué)生，基礎(chǔ)理論水平較低，因此在理論講解的過程中不能用大學(xué)生教育的那套辦法，而是要找實(shí)用性較強(qiáng)的部分介紹，上課時(shí)盡量簡(jiǎn)化說明，否則容易導(dǎo)致學(xué)生因?yàn)槔碚撝R(shí)過深，自己無法深入理解，從而產(chǎn)生厭學(xué)情緒。以講解印刷機(jī)的水輥和墨輥運(yùn)動(dòng)控制為例，由于印刷機(jī)的每一色組，都有水路和墨路裝置。為方便調(diào)節(jié)水輥的轉(zhuǎn)速，水輥使用變頻器控制，同時(shí)，主電機(jī)速度也需要變頻器調(diào)節(jié)。為了實(shí)現(xiàn)多路速度調(diào)控，在變頻器上安裝數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，以便將通過plc送出的數(shù)字量，轉(zhuǎn)換成0～10v直流電壓輸出，從而實(shí)現(xiàn)了多路調(diào)速的要求。此外，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，傳感器將運(yùn)行狀況送給模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并上傳顯示到監(jiān)控部分，實(shí)現(xiàn)人機(jī)實(shí)時(shí)交流。這個(gè)理論涉及到多方面的知識(shí)，以學(xué)生的知識(shí)面是無法全部理解的，因此講解該部分可將過程簡(jiǎn)化，只要學(xué)生們掌握水輥和墨輥的運(yùn)動(dòng)是模擬量，轉(zhuǎn)化成數(shù)字量后輸入plc，plc將實(shí)際檢測(cè)到的運(yùn)行參數(shù)跟理論值進(jìn)行比較，然后算出誤差，再通過數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置反饋給電動(dòng)機(jī)的控制器件，從而對(duì)轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行控制。這樣說明就能夠比較簡(jiǎn)單明了地把需要知道的基本原理闡述清楚。
四、按照運(yùn)行流程圖解說明
在上課時(shí)候，引領(lǐng)學(xué)生跟著老師的思路畫出相應(yīng)的圖表，這對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和記憶大有裨益，以繪制印刷機(jī)電機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)、保持和停止的plc梯形圖為例：
起保停電路僅僅使用與觸點(diǎn)和線圈有關(guān)的指令，無需編程元件做中間環(huán)節(jié)，各種型號(hào)plc的指令系統(tǒng)都有相關(guān)指令，加上該電路利用自保持，從而具有記憶功能，且與傳統(tǒng)繼電器控制電路基本相類似，因此成為plc基礎(chǔ)教學(xué)中的常用案例。
在教學(xué)此例時(shí)，學(xué)生剛接觸梯形圖，對(duì)畫梯形圖還不熟悉的時(shí)候，老師在教學(xué)時(shí)可以把主要的工作流程圖結(jié)構(gòu)和主體部分畫好，如圖一中的x400、x401、t450、y430和y431部分就可給出，讓學(xué)生自己填寫輔助的簡(jiǎn)單部分，如圖一中的x401和x402常閉觸頭等等，隨著練習(xí)次數(shù)的增加，老師給出的梯形圖其組件可以逐步減少，讓學(xué)生填充的部分逐漸增加，最后達(dá)到完全由學(xué)生自己完成梯形圖的繪制。用這種方法教學(xué)的好處是：在不斷重復(fù)的練習(xí)中逐漸掌握新知識(shí)點(diǎn)，即增加了熟練度又能循序漸進(jìn)地完成教學(xué)任務(wù)。每次完成一個(gè)練習(xí)，老師都要點(diǎn)評(píng)，將學(xué)生常見的錯(cuò)誤指出，如上例圖一中的x401常閉觸頭和x402常閉觸頭就是容易忽略的部分，這些老師應(yīng)將其歸納總結(jié)，并在課堂上多次強(qiáng)調(diào)。
這樣經(jīng)過多次重復(fù)的繪制，多次重復(fù)的總結(jié)，學(xué)生們不但對(duì)原理有更深入的了解，同時(shí)也對(duì)畫圖的方法和常見的錯(cuò)誤有了一定的認(rèn)識(shí)，再通過配套的訓(xùn)練，就能很好地掌握梯形圖的畫法。
五、讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何從錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)
學(xué)生掌握一門技術(shù)一定會(huì)犯這樣或那樣的錯(cuò)誤，通常老師都會(huì)指出錯(cuò)在哪里，應(yīng)該怎樣去做才正確。這樣的效果往往不是很理想，原因在于人的特性：相對(duì)于易得到的東西，人們往往更珍惜自己辛苦得到的東西，也就是說老師直接點(diǎn)破的問題容易忘記，而通過學(xué)生自己的思考得出的正確解決方法往往記憶深刻。
課堂上檢查出學(xué)生設(shè)計(jì)或操作錯(cuò)誤，可以通過具體現(xiàn)象圈定錯(cuò)誤的范圍，但不透露具體錯(cuò)誤的地方，讓他們有目的和方向地去檢查和思考，必要時(shí)老師給以提示和原理性說明，甚至告訴學(xué)生應(yīng)去查閱什么書籍和資料，但問題的答案還是要學(xué)生自己思考獲得。以印刷機(jī)的故障控制為例，印刷機(jī)整體的電氣設(shè)計(jì)對(duì)時(shí)間的要求很嚴(yán)格。在機(jī)器的很多地方裝有行程開關(guān)和接近開關(guān)，用來檢測(cè)不同時(shí)間點(diǎn)的走紙情況。在印刷過程中，走紙是否順暢是體現(xiàn)印刷機(jī)質(zhì)量高低的一個(gè)重要指標(biāo)。所謂紙走順暢情況指的是有無歪張，雙張等現(xiàn)象，如有這些現(xiàn)象，在印刷機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，就會(huì)將走壞的紙，卷入機(jī)器內(nèi)，從而破壞膠皮，損壞機(jī)器。給紙過程中，常見故障是前規(guī)紙張故障。為檢測(cè)這種故障，在印刷機(jī)中使用2個(gè)光電檢測(cè)頭通過輸入點(diǎn)將紙張左側(cè)信號(hào)送入監(jiān)控系統(tǒng)，另2個(gè)光電檢測(cè)頭將紙張右側(cè)信號(hào)送入監(jiān)控系統(tǒng)，還有1個(gè)光電檢測(cè)頭用于測(cè)送紙張過頭信號(hào)，根據(jù)要求，這3種信號(hào)中的任何一種出現(xiàn)不正常時(shí)ⅰ色組轉(zhuǎn)入停止工作狀態(tài)，沒有信號(hào)往后面?zhèn)鬟f，ⅱ色，ⅲ色，ⅳ色組也相應(yīng)停止，主電機(jī)開始降速。
由于印刷機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度不斷提高，在7000rph以上的高速給紙情況下，由于接近開關(guān)激光頭反應(yīng)時(shí)間和電磁鐵動(dòng)作時(shí)間可能會(huì)滯后，出現(xiàn)無法鎖紙現(xiàn)象。為了解決該問題，高速計(jì)數(shù)器設(shè)置組高速掃描模式，并且在plc編程中的掃描程序內(nèi)要使用中斷指令，目的是出現(xiàn)故障時(shí)電磁鐵動(dòng)作信號(hào)能提前輸出，從而電磁鐵能及時(shí)動(dòng)作，使得即使在12000rph的速度下，也能很好的鎖住有故障的紙張，解決了高速給紙的一大難題。
學(xué)生在做這方面試驗(yàn)的時(shí)候，最容易搞錯(cuò)的是氣閥開合與紙輥的轉(zhuǎn)速配合關(guān)系，氣閥的閉合時(shí)間是由plc根據(jù)紙輥速度的反饋結(jié)果計(jì)算出來，而氣閥閉合時(shí)間也會(huì)影響紙張的輸送，如果開早了會(huì)有雙張問題，開晚了就無進(jìn)紙空轉(zhuǎn)，這些也會(huì)反過來影響紙輥的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，是一個(gè)閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)。學(xué)生通常的反應(yīng)是開合時(shí)間快了就調(diào)慢些，慢了就調(diào)快些。要不然就是單方去調(diào)節(jié)紙輥轉(zhuǎn)速，這都無法從根本上解決問題，要解決此問題，必須加入適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)量，為了得出這個(gè)結(jié)論，讓學(xué)生按照自己的想法去嘗試，都試過后通常能找到或接近正確的答案，因此技能教育并不是一個(gè)單方面教育過程，而是包括學(xué)生自我教育在內(nèi)的多方面教育過程。
六、利用多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)
多媒體技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于教學(xué)，其中動(dòng)畫是最好和最經(jīng)濟(jì)的模擬方式，利用生動(dòng)豐富的畫面效果吸引學(xué)生的注意力，強(qiáng)調(diào)控制流程中各個(gè)部分在運(yùn)行的情況，加深學(xué)生對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的直觀印象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如：介紹四色印刷機(jī)工作流程時(shí)，可以把其內(nèi)部的多個(gè)輥模擬出來，運(yùn)行過程中紙張送到哪個(gè)位置，哪個(gè)墨輥開始?jí)河。@些都可以用醒目的顏色進(jìn)行標(biāo)識(shí)，讓學(xué)生們對(duì)其內(nèi)部工作流程一目了然。
七、總結(jié)
印刷機(jī)的設(shè)計(jì)和制造水平在不斷提高，特別是自動(dòng)化控制等高新技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了印刷機(jī)的控制系統(tǒng)發(fā)生了巨大變化，可編程控制器、變頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等在印刷機(jī)械中的應(yīng)用越來越廣泛，使得印刷機(jī)的性能日趨先進(jìn)，原需要人為操作的部分逐漸減少，機(jī)器對(duì)整個(gè)印刷流程的自身控制能力不斷增強(qiáng)。總而言之，現(xiàn)代印刷機(jī)向著高速度、高自動(dòng)化和高可靠性的方向發(fā)展。我們作為出版印刷行業(yè)的人才輸送單位，教學(xué)過程要利用多種手段和方法教學(xué)，注重實(shí)效性和操作性，這樣才能培養(yǎng)出合格的印刷技術(shù)人才。


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