西门子S7-300系列PLC学习心得
一 硬件架构：
1 网络构造：
MPI多点接口网络：该网主要用于PLC与工程师站和操作站的短距离连接，通讯距离50米.通讯速率：187.5KBIT/S或12MBITS/S。
PROFIBUS网络：用于现场分布式的I/O站和别的西门子PLC通讯.通讯速率：187.5MBITS/S或12MBITS/S。
2 组成部件：
S7-300 PLC 模块结构构成，它主要由以下几个部分组成：
CPU :中央处理单元，用于计算卡件采集各种数据，我厂大多有CPU312,CPU314，CPU315等系列.如CPU 315-2DP，存储容量为64KB，即我们编写程序最大的存储位为M65536.7。CPU上可插入快速闪存储卡，可用于长期存储重要的数据与功能程序。
PS：电源模块，将AC 220V电源转换成 DC 24V电源，供给CPU和I/O模块使用。
SM：信号模块，它是模拟量输入输出模块，数字量输入输出模块的总称。
IM: 接口模块，用于中央机架与扩展机架的连接，每层机架最多可装8块SM卡，当需要装入更多SM卡时，则需扩展。系统最多搭配4层机架，最多可配置32块信号模块。
CP：通讯处理器，用于PLC之间，PLC与计算机和其他智能设备之间的连接.
通讯网卡：用于PLC系统与上位机的数据通讯：主要类型有CP5611，CP5613,CP1613,CP5412A2等通讯网卡，均支持多种通讯协议。
当我们需要架构起一台PLC系统时，需要配置最基本模块结构：电源模块，CPU，及信号模块，其他模块则可根据系统需要培植（如接口模块，当系统不需扩展机架时，则不需安装）.所有模块均安装在金属导轨上，电源模块安装在最左端（1号槽），CPU模块紧靠电源模块（2号槽），如需配置接口模块，则放在CPU模块右侧（3号槽），当不需机架扩展时则安装信号模块，功能模块，通信处理器.（4到11号槽）.除电源模块外，卡件与卡件之间在背板上用总线连接器连接，并固定在导轨上，实现信号模块与CPU的连接。（注：槽为设置在后面S7编程软件中设置）
二 S7编程软件：
对于西门子S7-300/400系列来说，无论是逻辑功能编程还是硬件组态，都需要在S7软件中完成。
在介绍S7之前，首先要了解300系统中的存储器类型与信号在系统中的数据类型，了解这些知识才能迅速掌握了解数据在整个系统中的传输存储过程，帮助我们更加快速的掌握S7 软件。
300系统中分为4大存储区：1 装载存储器2 工作存储器 3 系统存储器 4 外设存储区 ，其中系统存储器在我们编程组态中需要重点了解。
系统存储器又分为：1 过程映象输入输出（I/O） 2 内部存储器标志位（M）存储区 3 定时器（T）存储区 4 计算器（C）存储区 5 数据块与背景数据块 6 外设I/O区 。
例如：我们从一块模拟量输入SM卡上采集到一点模拟量数据PIW（外设I/O区），经过一个比较模块，与上位机给出的数据MD0（内部存储器标志位存储区）进行比较，将结果送入I1.0（过程映象输入输出（I/O）），此模块中我们还可加入一个定时功能（定时器（T）存储区），让结果在延时几秒肿后输出，以过滤错误信号所产生的结果。
我们可以清楚的看到每个数据所在的存储位置，以及数据传输的过程。
300系统中模拟信号的数据转换类型：
范围 双极性
百分比 十进制 十六进制 ±5V ±10 V ±20 MA
上溢出 118.515% 32767 7FFFH 5.926 V 11.851V 23.70 MA
超出范围 117.589% 32511 7EFFH 5.879 V 11.759V 23.52 MA
正常范围 100.000% 27648 6C00H 5V 10 V 20 MA
0 % 0 0H 0V 0 V 0MA
-100.000% - 27648 9400H -5V - 10 V -20 MA
低于范围 -117.593% - 32512 8100H -5.879 V -11.759 V -23.52 MA
下溢出 -118.519% - 32768 8000H -5.926 V -11.851 V -23.70 MA
范围 单极性
百分比 十进制 十六进制 0~10 V 0~20 MA 4~20 MA
上溢出 118.515% 32767 7FFFH 11.852 V 23.70 MA 22.96MA
超出范围 117.589% 32511 7EFFH 11.759 V 23.52 MA 22.81MA
正常范围 100.000% 27648 6C00H 10 V 20 MA 20 MA
0 % 0 0H 0 V 0 MA 4 MA
低于范围 - 17.593 % - 4864 ED00H -1.959V - 3.52 MA 1.185MA
生产过程中有大量的连续变化的模拟量需要测量或控制，液位，温度压力，流量这4大参数产生的标准电压，电流信号，在300系统中均都首先转化为可计算的十进制数或十六进制数进行逻辑控制运算。例如：标准电流信号4~20 MA，在系统中首先要转化为0~27648的十进制数，在进行以后的逻辑功能运算，如果产生溢出，则在+32768和-32768间。
此外模拟卡的接线方式与量程设置也与其他SM卡有所不同，如一块AI8*12的模拟输入卡，它需要不仅硬件设置信号类型，还需要在软件上设置一次同样的类型。模拟卡的侧面有4组可设置的量程卡，每2个通道为一组，量程卡标记有A，B，C，D，以确定你此通道的信号类型，同样也要在软件的硬件组态模拟卡的参数设置中的通道信号类型上设置同样的信号类型，否则下装时会报错。
1 硬件组态与参数设置：
对于一台PLC系统，首先需要建立一个项目。大致的步骤为：
1应用项目向导创建，设置CPU型号（如果没有所需要型号可以在后面硬件组态中修改），项目名称，功能块的添加，编程语言选择等。
2 双击“HARDWARE”进行硬件组态，可以看到主窗口中的1~11条添加框分别对应机架的1~11号槽位，根据我们的在硬件型号在窗口有侧目录中选择对应的型号添加到对应的槽位中。一个300系统站最多可以有一个主机架和3个扩展机架，如需扩展机架，则在3号槽添加IM信号模块来实现，如果不虚扩展，则3号槽是留空的，SM信号模块从第4号槽位添加，一个机架最多可有8块信号模块。可以看到当添加完成后窗口下方软件给所有信号模块都自动分配了地址,DI 16*24V为16通道数字输入卡，占用2个字节地址，每个通道占用1BIT位地址；DO 16*24V/0.5A 为16通道数字输出卡, 占用2个字节地址，每个通道占用1BIT位地址；AI8*12BIT为8通道模拟量输入卡,占用16个字节地址,每个通道占有2字节地址:AO4*12BIT为4通道模拟量输出卡,占用8个字节,每个通道占有2字节地址.地址位是与模块卡硬点地址成对应关系的,一个地址位对应一个硬点,不能重复,在逻辑编程中,我们可以调用这些地址来完成输入输出功能的操作.
添加所需硬件模块完成后,我们可以对各个模块设置我们所对应的参数.如图中所示:AI8*12BIT模拟输入卡的输入参数设置,我们可以设置组诊断,信号测量类型,测量量程范围,干扰抑制频率,积分时间等等,要注意的是测量类型与测量量程,这都于我们所要接受的信号种类有关.如接受信号是4线制单独供电仪表,则在测量类型中选择 4DUM 在测量量程上选择信号的范围,可以看到量程框下的量程卡标记应于我们设置的硬件所对应,为”C”,4线制变送器.测量类型与测量范围有多种选择,我们可以根据自己的需要来配置信号类型范围,但一定要注意应于硬件量程卡标记的字母所一致,否则会导致错误.
3组态编译与下装
完成硬件配置,模块参数设置的工作后,就可以进行硬件下装了,点击下装工具框,完成编译和下装过程.注意在硬件下装过程中,需将CPU模块上的模式选择开关打到STOP位置,否则硬件下装无法完成.逻辑程序下装则无需此操作可在线下装.如要清除下装到CUP中的系统和程序参数可以长按CPU上MRESF复位开关,CPU回到初始状态.也可在S7管理器窗口中PLC栏选择RESET/CLEAR项清除,重启.当下装完成后CPU或者其他模块的SF出现红灯时,则表示硬件或软件错误,系统无法正常运行,修改参数、程序重新下装,直到SF灯熄灭,下装完成.
3 程序编程：
S7主要提供3种编程语言供所选择,LAD(梯形图语言),STL(语句表语言),FBD(功能块语言),我们主要学习LAD语言,LAD形象直观,易学易懂,逐步成为PLC编程语言的第一选择.
1 语言的结构形式与数据类型
一条LAD语句由一个操作码和一个操作数组成,操作数由表示符和参数组成,操作码执行要定义的功能,它告诉CPU该做什么;操作数提供为执行该操作所需要的信息,它告诉CPU用什么去做.
图中
,
,
这些是操作码,告诉我们所要执行的功能.I0.0,I0.1,Q4.0为操作数,其中I为操作符,0.0,0.1,4.0为参数.
操作符就是前面所讲的系统存储器中的各个存储区的标识作为主标识符: I,Q(过程映象输入输出) M(内部存储器标志位存储区) T(定时器存储区) C(计算器存储区)…等.助标识符有B(字节8位),W(字,16位),B(双字32位).
参数表示系统给SM模块分配的地址(前面硬件组态时系统给SM模块所分配的地址),和系统内部存储器地址,例如CPU315-2DP的工作存储区为64KB,则内部存储器地址最大为64*1024=65536BIT,即最大为位地址为:M65535.7
由此可以看出上图的功能表示为:（I0.0 =“0”AND I0.1 =“1”）OR（I0.0 =“1”AND I0.1 =“0”） ，则输出 Q4.0 为“1”。
以下是S7中基本的数据类型,我们在编写逻辑程序时一定要注意数据转换后的类型,使用正确的数据类型.
STEP 7中常用的基本数据类型
2程序块的介绍
S7将可以将用户编写的程序和程序所需的程序放置在块中,可以使单个的程序标准化,通过在块内或块之间类似子程序的调用,使用户程序结构化,可以简化程序组织,使程序易于修改调试.用户可以自己编写创建所需的块,S7中也定义了一些标准程序块供用户调用.
OB块:组织块,程序中必须存在有自由循环组织块,用于循环处理,是用户程序中的主程序,系统在每一次循环中自动扫描一次OB1块,执行OB1中的程序.
FC块:功能,用于用户自行编写的程序作为子程序在别的块中调用,FC块没有背景数据库,所以没有固定的存储区.
FB块:功能块,功能与FC块相似,FB块有背景数据库.
DB块:背景数据库用于存放程序变量数据的数据区,DB块的最大容量与CPU的型号有关.
我们可以编写ob1主程序块,调用一个”发动机控制”的fb1块,来分别控制汽油机和柴油机,控制参数存储在背景数据块db1和db2中,控制汽油机时调用fb1和“汽油机数据”背景数据块db1，控制柴油机时调用fb2和“柴油机数据”背景数据块db2，此外主程序中还有为“风扇控制”的共享功能fc1供汽柴油机使用.
下图中功能块FB1的梯形图程序，SR指令块用来控制发动机的运行，输入变量QD和TZH分别是启动命令和停车命令。GZH为故障信号，无故障时为0，有故障为1，当QD信号为1时发动机启动，因为QD为瞬时信号，又马上变为0，SR输出保持先前状态，YUNX为1，只到触发器R端为1时，发动机停车。比较模块用来监视转速，如果满足条件，输出信号SPEED_DAD被置为1。这就是fb1功能块所要实现的功能。
Fc1功能风扇控制程序，如下图所示，我们用到的是一条定时程序来控制风扇，启动发动机YUNX为1同时启动风扇FSH，当发动机停车后，风扇继续运行2秒种后停止.
光有功能和功能块是不行的，我们需要在主程序ob1中调用这些块来实现我们所需要的功能。Ob1通过两次调用fb1来实现对汽油机和柴油机的控制。
每次在主程序中调用fb块时，都会成一个背景数据块，下图是db1的图示，可以存储表内各项参数的数据。
以上介绍可以使我们清楚的了解到一个程序的结构，运行过程和块的功能用法。
对于需要进行累计计算的参数来说，需要引入中断的概念，s7提供给我们不同的组织块，ob1是最后重要的组织块，它总是在上一循环结束时启动，所以ob1在系统中总是被循环调用的。系统还提供了其他的中断组织块供用户使用，有ob10时间中断，ob20延时中断，ob35循环中断，OB40硬件中断…等。
第二篇：Plc学习技巧
Plc学习技巧
朋友,您还徘徊在PLC学习的入门口吗?是不是为了学习PLC已经花去了很多的精力和时间呢?可往往时间与精力都花去了,仍然还是与PLC失之交臂,又或者只是停留在PLC的书本知识之上.没有实际操作经验.今天,锦程愿在这里与各位PLC爱好者分享本人的PLC学习经验.我相信我的学习经验也是大部分学过PLC的同行的经验---那就是"PLC实践学习法".我相信只要您按照我的经验去做,您的PLC学习一定会少走许许多多的弯路,您的PLC学习以及应用也将一定会是一帆风顺.这里,PLC学习---工控技术学习网 可以为您提供PLC学习套装,包括一切学习PLC所要用的软硬件以及替您解决在PLC 实践上所碰到的问题.
一. PLC实践学习法适用者:
1.自动化专业.电控专业.机电一体化专业.电子电工专业等相关专业的在校需要学习PLC的学生.
2.想要学习PLC或刚刚开始学习PLC的工控人员,这是学习PLC入门的最好方法.一个好的学习方法将会是您学习的动力,让您增进学习的兴趣,达到事半功倍的学习效果.
3.学习PLC有一定的时间,可是目前还只是停留在PLC的书本知识,对大多PLC指令都是一知半解,或根本 不知PLC指令的实际做用者.
4.掌握了一定的PLC书本知识,PLC基本理论,可没有机会实践者.
二. PLC实践学习法的效果:
1.PLC控制是当今自动化控制的主流,目前自动化机台控制大多采用PLC控制,只要您是从事自动化的人员,那么您就必须要会使用PLC,否则您就根本入不了自动化控制的门,或是被自动化行业淘汰.为此,您不得不学习PLC.除此外,还要找到一个最快学习PLC的最好方法.
2.PLC技术是一门实践性非常强的技术,如果您想要学习它,想要用它,那么您就必须去实践它.就像是一位习武之人,如果只是整天坐在家中看拳谱,不出门练武的话,那么就是一本再厉害的武林密集,十年之后他的功力也不会提高.学习PLC也是同样的道理,光看书是没有用的,一本PLC书您就是看了十遍以后您还是不会用,这之间就是缺少了"实践"这一环节.
3.在学习PLC书本知识的过程中,对许多指令不是很了解,如果您没有一一解决的话,那么这将是您学习PLC的最大障碍.因此在PLC的学习过程中,您可以依据书本知识,对所学之指令进行实际应用,逐一攻破.这样,您的PLC知识不但会学得牢固,而且在学习的过程中您已经学会了实际使用.
4.在学习PLC有了一定的基础之后,您可以自己独立编写一段您自己设计的程式,然后传送到PLC中去运行程式.....经过不断的修改,调试,最后PLC终于按照您自己的设计运行起来了.可以想像的出来,此时的您会觉得很有成就感!
5.如果您还是在校学生,当使用"PLC实践学习法"之后,那么就意味着您提早一步跨入了社
会实践,已经比别人领先掌握了PLC这门技术,等跨出校门的那一天.当别人还在为PLC实习时,您却早己走上了工作岗位.
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7.当您购买了PLC学习套装进入PLC实践学习的同时,您也将成为工控吧(的VIP会员,在工控吧(的论坛上与版主及其它会员进行技术交流,发表个人的学习心得.
三."PLC实践学习法"之有效工具---PLC学习套装"说明:
1). 硬件组成:A.三菱AX0S-14MR PLC 一台 采用目前自动化领域之常用小型PLC,使用范围广,学习入门快,PLC编程语法普典型.
B.三菱FX系列PLC编程电缆,可用于三菱PLC FX全系列编程传输程式用,包括 FX2/FX/FX2n/FX1S/FX1N系列.
C. PLC电源线一根.
2).软件组成:A.三菱FX系列编程软件(FXGPWINV330-S),中文简体,适用于三菱FX全系列编程用.
B.三菱全系列编程加防真软件(GX DEVELOPER VERISION 7),中文简体,带使用说明(PDF档).
C.三菱FX PLC专用学习软件(FX-TRN-BEG-C),中文简体,非常好用的学习软件.
D.常用三菱PLC使用资料,三菱FX系列PLC特殊模组使用手册(FX2N-2AD,FX2N-4AD,FX2N- 8AD,FX2N-4AD-PT,FX2N-4AD-TC,FX2N-2DA,FX2N-4DA,FX2N-2LC,FX2N-1HC,FX2N-1PG,FX2N-10GM,FX2N-20GM,FX2N-232-BD,FX2N-485-BD,FX2N-422-BD,FX2N-232IF).
3 说明:以上之元件为当前工控界之常用软硬件,PLC在学习完后即可用于工业控制,而PLC编程电缆更是您从事工控行业的必备工具.PLC软程软件是目前常用的三菱FX编程软件,我现在就是用它们.
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浅谈如何培养学生学习PLC的兴趣 PLC论文
发布时间：2009-06-08 来源：plc100 打印该页
江门市第一职业高级中学 林丹
可编程序控制器（PLC, Programmable Logic Controller）是以微处理器为基础发展起来，集自动化技术、计算机技术、通信技术、先进制造技术为一体的新型工业自动控制装置。由于它可以通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、功能强、可靠性高、抗干扰能力强、以及应用安装方便等优点，很快在我国的工业控制中占据了主导地位，现今已成为现代工业自动化的三大支柱（PLC技术、机器人、计算机辅助设计和制造）之一，并且还在不断发展。根据这一发展形势及需求，PLC技术已成为各类职业技术学校电子与电气专业的一门必修课，且在职业技能鉴定中可编程序控制器也逐渐成为指定的考核内容。
但在从事PLC的教学过程中，我发现学生在学习PLC时，相对较为吃力，久而久之便丧失了学习的热情和兴趣。那么，究竟如何才能真正做到有效地提高plc的教育、教学质量，从而学以至用？经过多年的教学实践和探索，我对以往的教学方法进行了大胆改进和创新， 并取得了良好的教学效果。
一、以通俗形象的实例上好起始课
俗话说，良好的开端是成功的前提和基础。刚开始上PLC课程时，学生对本课程不了解，很容易理解为计算机之类的编程课程，产生难学没有信心的念头。老师一定要在教材、教法的研究上下功夫，提高教学的艺术性和科学性。在现代化科技飞速发展信息时代，教师应多获取与本专业相关的资料。提高自身素质，给学生以信心，激发学生的学习兴趣。比如讲授PLC课程时，首先列举PLC在工业、农业、交通运输业及日常生活中广泛应用的例子，如：汽车生产流水线，学校的机械加工中心、数控机床、机械手的控制、电梯控制、钢铁集团的高炉上料，货物的存取、运输、检测，大型造纸厂中PLC的应用，甚至是机器人的控制等等都有PLC的功劳，还有繁华城市的霓虹灯、交通灯，舒适小区里的人工喷泉??这些与大家日常生活息息相关的例子，使学生对这门课程有一个初步的了解，觉得它就在我们身边，同时教师还可以联系就业市场的需求（有较多单位提出“懂得PLC者优先”），从而激发了学生的学习欲望。
二、 让学生自己动手制作图片
在现代化科技飞速发展信息时代，教师的教学媒体不仅是黑板、教材，还可以从各方面获取更多的资料信息，如：校园网或互联网。同时不仅是老师传授给学生，学生可以通过老师给出的任务书，从各方面获取资料，充分发挥学生的想象。这样不仅培养了学生的思维能
力，而且在完成任务书的同时，不自觉地学会了解决问题的方法，在这过程中还增强了学生之间信息交流。例如：在了解PLC的用途之后，让每个组的学生自己动手画有关与PLC应用有关的图片，有条件的可以用相机拍或者从网上下载与PLC应用有关的图片，连成一幅作品，完成后粘贴在班级教室内，供学生参观他们所做的成果。学生做的图片五彩缤纷，有美丽的喷泉、霓虹灯、交通灯、电子屏幕车展，轰隆隆的炼钢炉、数控车床、自控轧钢机、自动运料车、造纸厂，还有珠江啤酒厂的生产流水线、本田的汽车生产流水线，天河城的电梯等等，学生的一幅幅作品，有的还加上“PLC就在这里”、“瞧，PLC多厉害”、“没有PLC，工人就更辛苦”、“瞧，你每天用的纸张PLC提高了多少效率”的说明等等。这样不但激发学生学习的兴趣，还在享受成就感的同时培养自信心、拓展了学生的创造性思维。
三、采用直观教学
直观教学可以激发学生的兴趣，同时还培养了学生的观察能力，增强感性认识，扩大学生的思维空间，
开阔学生的想象力，利于对知识的理解。例如：在讲解PLC的结构时，教师带学生到实验室观看PLC示教板，了解PLC的外部结构及外部设备等，这样对PLC的外部结构就有一个感性的认识，与老师在黑板上详细地讲解这些理论知识比较起来，学生愿意选择前者，教学效果前者会好得多，对理性知识，学生在感性直观教学中易于理解、掌握。但对于PLC的内部结构，我们不能解体PLC，则利用挂图讲解，这样
学生对PLC就有一个较清晰的印象。记得在实验室中有个学生问：“一个小小地PLC就有那么厉害？”我说：“那要看你会不会用它,即使是一块玉，你不认识它，那它和一块普通地石头没什么两样。”就这样，学生在好奇心的驱使下对这门课程更感兴趣。
四、上好实验课
实验教学是学生乐于接受的学习方式，满足学生们的好奇心，激发学生学习知识的兴趣。实验课不但是对理论课的补充，也是强化学习效果的重要手段，可以加深对理论知识的理解，让学生在实验中体会到PLC教学内容丰富、应用广泛，体会到PLC是能解决实际问题的实用学科，而不是枯燥无味的说教。
实验主要要求学生通过动手、观察、直观感受，掌握现象和结论，进一步加深理解所学理论知识，同时PLC实验，可以调试自己编制的程序，进行模拟实验。在培养学生动手能力的同时，培养学生应用理论知识的能力及处理和解决问题的能力。例如：电机正反转PLC控制实验时，教师复习学生电拖中做过的双重连锁电机正反转的电气原理图，讲解“翻译法”，让学生把它变成PLC的梯形图。接着由学生自己动手把I/O接线图接好，用手编器把程序一条条输入到PLC中，再运行自己所编的程序。当学生见到自己的电机正转、反转、停时，有学生说：“不是很难，比电拖接线快多了。”有了这个基础，教师可以引导学生编制“控制先电机正转10秒再反转5秒后停”的程序，观察现象，这时要学生在程序中更改正反转的时间就是轻而易举的事
了。通过，以上实验，学生既动手编制、调试自己的程序，又对难懂的定时器的理论知识加深理解。
五、应用多媒体计算机辅助教学
我们可以应用多媒体制作电子教案，借助多媒体技术，用生动丰富的画面和美妙动听的音乐效果吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣。例如：讲解交通信号灯控制程序时，学生对整个过程较易混淆，教师可以制作电子教案用一张张图片和动画描述十字路口的车行交通灯，还有交警在指挥，当东西绿灯亮时，交警指挥东西方向的车通行，同时南北红灯会发出声音：“南北车请暂停”，20秒时间快到时，东西绿灯开始说话：“20秒到了,请注意”东西绿灯开始闪3秒，接着东西黄灯亮3秒，这时交警示意东西车停，南北车行，东西红灯亮，并发出声音：“东西车请暂停”，同时南北绿灯亮，20秒时间快到时，南北绿灯开始说话：“20秒到了,请注意”南北绿灯开始闪3秒，接着南北黄灯亮3秒??通过动听的音乐、形象的画面，学生对十字路口的车行交通灯的工作过程，东西南北红、绿、黄灯的交替过程不易模糊，印象较深，有助于程序的理解。
总之，兴趣是学生主动学习的动力之一，他们对学习的追求往往来源于兴趣。凡是有兴趣的东西，就容易激发学生的学习热情，引起学生的思考，学生若能有兴趣地学，教学就成功了一半。因此在教学中，教师要把握时机，结合教材特点，把兴趣的东西引入课堂，这些
东西越接近学生的日常生活，同时又不偏离教材，学生对所学知识就越容易理解，学生学习的兴趣也越浓，从而学生学习的自觉性和主动性也跟着提高。教师积极利用这一点，引导学生主动思维，从开始教师提出问题，激发学生的兴趣，引导学生分析问题，如何解决问题。逐渐地由学生提出问题，自行分析问题到解决问题。这样不但提高了学生的学习PLC知识的兴趣，而且还提高了学生的分析问题和解决问题的能力。