プログラマブルコントローラを活用した制御学習を効果的に行う教材の開発

• Project/Area Number: 23919001
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 工学Ⅱ-B(情報系)
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 工藤 雄司 筑波大学, 附属坂戸高等学校, 教諭
• Project Period (FY): 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2011: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
• Keywords: プログラマブルコントローラ / 制御学習 / 教材開発

Research Abstract

1.研究目的
総合学科工業系や専門学科「工業」の生徒にとっての情報教育、すなわち、工業教育における情報教育の根幹は制御学習にあるととらえ、プログラマブルコントローラの学習は、制御学習における必修事項であると考えた。
そこで、本研究は、「総合学科」に適応するプログラマブルコントローラを活用した制御学習を効果的に行う教材の内容・方法や指導システムを開発し、工業教育における情報教育としての制御学習の在り方を確立することを目的とした。
2.研究方法
制御学習に用いるプログラマブルコントローラに、制御用プログラムを入力する方法として、プログラミングユニットと呼ばれるハンディターミナルが使用される。しかしながら、企業や研究所においては、パーソナルコンピュータ上でラダー図に従ったシンボルを入力してプログラミングを行う方法が一般的である。また、SFC言語によるグラフィカルなプログラミングを行う場合もある。
このような現状に対応するために、教材化を進めるにあたって、生徒が企業などに入った場合でも容易に生産現場に適応できるよう本開発教材では、プログラミングユニットによるプログラミングに続いて、パーソナルコンピュータ上でのラダーシンボル入力やSFC言語にも取り組んだ。これにより、教育効果を高めるという手法で研究を進めた。
3.研究成果
本研究で使用するシーケンス実習装置はプログラマブルコントローラ本体、プログラミングユニット、模擬入力スイッチ、アンプ内蔵形光電センサとアンプ内蔵形超音波センサで構成し、生徒の視覚に訴えるモジュール教材が構築できた。
そして、プログラミングツールを加えることで、パーソナルコンピュータ上でのラダーシンボル入力やSFC言語によるプログラミングが可能となり、実際の工場におけるFAに即した教材となる特徴を持った。