導語：如何才能寫好一篇plc實訓，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：技工院校 plc實訓裝置 設計與制作

技工院校電氣技術專業(yè)PLC技術及應用課程教學需要具備一個好的實訓平臺，然而現在學校使用的實驗設備大部分都是封閉式的結構，這種結構只能使學生按照廠家的設定完成固定的實驗模塊，很難培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和設計能力。而技工院校注重培養(yǎng)學生的動手實踐能力，需要讓學生很好地與生產實踐相結合，顯然這種結構的實驗設備不適合學校教學的需要。

筆者所在技工學校電氣技術專業(yè)培養(yǎng)的學生主要分為以下幾個類型：一是中技班，二是雙高班，三是初中技師與高中技師班。學校學生人數，在一個年級階段就達到200多人，而學校的教學特點都是要求每個學生學會技能操作，因此作為電氣技術專業(yè)必修課的PLC技術所需要的實訓設備就必須滿足學生的實訓要求，確保實訓學生一人一個工位。在這一前提下，我們提出設計開發(fā)適合學校學生實訓特點的PLC實訓平臺。

現有的PLC實驗設備并不能達到我們的實訓要求，如一些實驗教儀公司生產的PLC實驗設備，PLC的輸入輸出點設計得不規(guī)范，很容易造成設備的損壞。一旦設備損壞，維修很不方便，而且費用比較高。另外學生在設備上只能進行一些實驗操作，不能進行接線訓練，更不能規(guī)范學生對PLC接線的工藝要求。因此，要滿足學生的實訓要求，就需要我們自己設計制作PLC實訓臺。由于天煌科技有限公司有比較成熟的實訓設備制作工藝，因此學校選擇與天煌公司合作的方式設計制作實訓臺，具體方式是，學校負責實訓裝置的設計與安裝，實訓工作臺由天煌公司按學校的設計參數要求制作。

一、裝置設計特點

實訓設備主要采用繼電器隔離的方式，將交流220V的電壓與PLC的輸出點（Y點）進行隔離，從而達到保護PLC內部繼電器的功能。在這里我們主要考慮，是用PLC本身24V直流電源驅動隔離電路板工作，還是要另外設計一個開關電源來驅動隔離電路板工作。假設用PLC自帶24V直流電源來驅動繼電器工作，那么它的輸出COM點很可能會與外部工作電壓的COM連在一起。如果是這樣的話，一旦學生將電路接錯，就很容易將PLC的24V直流電源燒壞?；诖?，筆者認為應在外部重新設計一個24V的直流開關穩(wěn)壓電源，用它來驅動隔離電路板工作，這樣容易出現的安全隱患就可以消除了。

電路原理圖的設計。以三菱FX-2N系列為例，在它的輸出點（Y點）設計一塊隔離板，用以保護PLC內部設備。設計思路是，輸出點用24V的直流繼電器進行隔離。在Y0～Y7、Y10～Y17、Y20～Y27之間采用24個24V的直流繼電器進行隔離，隔離工作電壓由24V的開關穩(wěn)壓電源提供，原理圖如下圖所示。

圖 輸出點隔離電路

電路中的三個模塊分別是FX-2N系列的24個輸出點Y0～Y7、Y10～Y17、Y20～Y27。我們將這部分改成用外部的24個直流繼電器控制，它的驅動電源就是24V的直流開關電源。此電路圖下面的三個模塊是24個繼電器的常開觸點。它的工作原理是，當PLC有輸出時，先接通外部的繼電器，由外部繼電器的觸點與工作電壓相連接。這樣做的好處是避免工作電壓直接與PLC內部觸點連接，可以有效保護PLC，延長PLC的使用壽命，方便設備維護。筆者主要用ProtelDxp電路制作軟件進行電路的設計，并作好印刷電路板圖，委托廠家制板。對于開關電源，考慮高溫對電路的影響，筆者設計時提高了開關電源的負載能力，加大了散熱裝置。

二、技術性能

工作臺主電路工作電壓380V，PLC控制電路工作AC電壓220V、DC電壓24V。

穩(wěn)壓電源的主要參數為：AC輸入電壓220V，DC輸出電壓24V，額定輸出電流6A。

工作環(huán)境：溫度-10℃～40℃，相對濕度

裝置容量：

外形尺寸：1350mm×650mm×700mm；支架為L形支架，800mm×700mm。

三、實訓臺的基本配置

實訓臺的基本配置見下表。

實訓臺基本配置表

序號 實訓器材 數量 規(guī)格

1 三相斷路器 1 380V

2 單相斷路器 1 220V

3 熔斷器 6 3A

4 熱繼電器 2 JR36

5 交流接觸器 6 AC220

6 開關電源 1 24V

7 隔離板 1 24V

8 接線端子 1 JX-1015

9 單相插頭 1 單相，220V

10 FX2N系列PLC 1 FX2N-48MCR

11 指示燈 8 AC220V，DC24V

12 按鈕 8 可自定

13 導線走線槽 BVR 0.5mm2

14 電動機 2 三相異步電動機 雙速電動機

四、實訓項目

實訓項目可以完成中、高級維修電工PLC考核項目的技能操作。

在整個設備的安裝與制作過程中，讓學生參與其中，這樣既能提高學生對PLC的認識，也能增強學生的實際動手能力。

2012年10月，新的實訓設備投入到學生的實訓教學中，經過一個學期左右的使用證明，該實訓裝置的設計合理。從投入使用到學期結束，實訓設備沒有出現任何問題，一直能夠保證教學的正常使用。由于新的實訓設備是與廠家合作制造的，所以實訓設備的外觀更加漂亮、設計更加合理。

該實訓裝置采用了開關電源進行PLC輸出點的隔離，可以使PLC的工作更加穩(wěn)定可靠，解決了在PLC實訓過程中由于輸出點接線錯誤而造成設備損壞的問題。同時對PLC的COM點做了改動，由原先復雜的5個COM點，改成現在的3組輸出，3個COM點。這樣的實訓設備電路簡單，比較適合學生的特點，使他們更容易掌握，提高了實訓效果。

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關鍵字：PLC、興趣、 理論基礎、創(chuàng)造性、技能培養(yǎng)、

中圖分類號：B848.2 文獻標識碼：A 文章編號：

PLC是在繼電器控制和計算機控制的基礎上開發(fā)的工業(yè)自動控制裝置。是計算機技術在工業(yè)控制領域的一種應用技術。集自動化技術、通信技術、先進制造技術、計算機技術為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。由于它可以通過軟件來改變控制過程，并且具有體積小、功能強、抗干擾能力強、可靠性高以及應用安裝方便等優(yōu)點，所以很快在我國的工業(yè)控制中占據主導地位?，F今已成為現代化工業(yè)自動化的三大支柱（PLC技術、機器人、計算機輔助設計和制造）之一，而且還在不斷發(fā)展中，PLC技術已經成為各類職業(yè)技術學校電子與電氣專業(yè)的一門必修課，怎樣使學生學好PLC，培養(yǎng)學生學習興趣和創(chuàng)造性思維都起著至關重要的作用。

一 、興趣的培養(yǎng)

激發(fā)興趣。興趣是學生們主動學習的動力之一，他們對學習的追求往往來源于興趣，凡是有興趣的東西，就會很容易激發(fā)學生的學習熱情，引起學生對學習的思考，學生如果是有興趣的學習，那么教學就成功了一半。根據中技學生的特點，在教學中多注意理論聯(lián)系實際。為了引起學生學習興趣，我們可以在教學初期組織學生到一些現代化的企業(yè)中進行參觀活動。讓他們了解PLC在實際生產活動中的重要性。在教學中教師會借助多媒體技術，用比較生動豐富的畫面和美妙動聽的音樂效果相配合來吸引學生的注意力，列舉一些PLC在工農業(yè)、交通運輸業(yè)以及日常生活中廣泛應用的例子。如：電梯控制，人工噴泉，交通燈，機械手的控制，汽車生產流水線等。使學生對這門課程有一個初步了解，覺得它并不是遙不可及，全力提高他們的學習積極性。

其次是培養(yǎng)興趣階段。學生們在“激發(fā)興趣”階段產生的興趣各有不同，有的興趣一般，有的興趣濃厚，由于某些原因還會使其減弱或者消失，所以，在培養(yǎng)中繼續(xù)激發(fā)以調動起全體學生的濃厚興趣。教學有法，但無定法，貴在得法。所以教師在選擇教學方法時，要堅持啟發(fā)式教學，摒棄注入式教學法。適時創(chuàng)造一些教學情景，在教學內容的關鍵地方，誘發(fā)學生的思維，引導學生對問題進行質疑，而后解答，培養(yǎng)學生的自學能力和創(chuàng)新精神。

探索活動經常能培養(yǎng)出學生的濃厚的學習興趣，并能進一步激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維。在教學中應該抓住這個要點，根據學生的認知能力，設計多種層次多種方式能誘發(fā)探索活動的發(fā)生的學習任務。例如：在講解用PLC設計三臺電動機順序啟動時，老師先說明三臺電動機順序的要求：擋按下啟動按鈕后，電機一，電機二，電機三順序啟動；按下停止按鈕后按照電機三，電機二，電機一順序停止。老師接著介紹梯形圖、指令、上機操作、接線。教師可以把學生要掌握的和可以去學習的任務板書在黑板上，a.I/O分配表；b.三臺電動機順序啟動的PLC接線；c.程序的編寫與輸入；d.電機啟停操作；e.改變輸入或輸出端進行編程和接線；f.練習程序的插入和刪除；g.用第二種方法設計三臺電動機順序啟停；h.在上述基礎上改進電路，使其變?yōu)樗呐_或五臺電動機順序啟停。a,b,c,d是所有學生都必須學會的，而e,f,g,h等則是學生選擇進行自主學習的內容。教師只要稍微從知識的橫向或縱向結構仔細思考思考，就能夠為學生設計出很多有價值的問題。在這樣一種學習氛圍下，學生的思維則可以得到充分的鍛煉，再經過一段時間的學習，大部分學生就能學會這樣一種思維模式，就會開始為自己設計學習的問題了，在學生自主學習的過程中，教師起到引導、激發(fā)學生學習的作用。

理論基礎是前提

技工學校的學生學習基礎參差不齊，所以在教學上必然存在困難，這就要求我們知道老師要擁有扎實的基本功，較高的理論水平，合理的安排好教學內容的順序，才能發(fā)揮這些學生的長處，并增強學生的自信心，克服他們解決學習困難的勇氣，從而讓學生由簡到繁的掌握各個課題的控制理論和工藝要求。因此，在完成了電力拖動單元電路和機床控制電路的專業(yè)教學內容基礎上，緊接著安排了可編程序控制器這一內容，即使是繼電器控制的教學內容得到合理的延伸，同時又降低了教學上的難度便于學生的理解和掌握，得到了較好的教學效果。PLC則是按照用戶的控制要求編寫程序來進行的，然而程序的編制就是用一定的編程語言把一個控制描述出來。我們在教學中，一般采用的是梯形圖這種圖形語言，因為它沿用了傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制中的繼電器觸點、線圈、串并聯(lián)等術語和圖形符號，最重要的是加進了許多功能強而又使用靈活的指令，將微機的特點都融合進去，使得編程容易很多。梯形圖比較直觀，形象，對于熟悉繼電器接觸器控制系統(tǒng)的學生而言也易于接受，所以這種編寫程序的語言表達方式，是學生們在學習進程中的興趣所在。

三、技能培養(yǎng)、

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機電綜合實訓課程的地位

機電專業(yè)綜合實訓課程集合了氣壓技術、液壓技術、電機與電氣控制、自動檢測技術、PLC及其自動控制技術、網絡通信技術等相關課程，融合了實訓和生產，是機電專業(yè)學生頂崗實習前的綜合課程。

對五年制高職教育而言，由于培養(yǎng)目標定位在為企業(yè)培養(yǎng)高技能型人才上，通過機電專業(yè)綜合實訓課程的學習，促進學生綜合實踐能力的提升、職業(yè)能力的培養(yǎng)、創(chuàng)新思維的發(fā)展，緊扣機電專業(yè)核心技術，即檢測、控制與執(zhí)行三大環(huán)節(jié)展開，同時需具備一定的網絡通信技術。

綜合實訓課程建立在機電結合的基礎上，企業(yè)調查結果顯示，機電設備的控制很多都采用PLC作為控制系統(tǒng)。對機電綜合實訓課程，選擇某生產流程的模擬控制系統(tǒng)為實訓載體，通過模擬仿真控制，掌握生產崗位的控制技術，吳中中等專業(yè)學校選用了光機電一體化設備YL-235A自動化生產加工系統(tǒng)。

PLC在機電一體化設備教學中的應用

1.PLC在機電一體化設備中的功能

整個系統(tǒng)通過PLC控制，各個環(huán)節(jié)有序結合。該裝置配置了觸摸屏模塊、PLC、變頻器裝置、氣動裝置、傳感器、氣動機械手裝置、上料器、送料傳動和分揀裝置等實訓機構。根據其特有的屬性，系統(tǒng)的控制部分采用觸摸屏模塊和PLC，執(zhí)行機構由氣動電磁閥-氣缸構成的氣壓驅動裝置和變頻器控制步進電機的傳送裝置，實現了整個系統(tǒng)自動運行。整個實訓裝置的模塊之間連接方式采用安全導線連接，以確保實訓操作的安全。系統(tǒng)分三大模塊：

（1）送料機構的控制

采用24 V直流減速電機，轉速6 r/min；用于驅動放料轉盤旋轉，PLC通過輸入信號發(fā)出輸出信號，驅動送料機構運行。

（2）機械手感應機構的控制

整個搬運機構能完成四個自由度動作，手臂伸縮、手臂旋轉、手爪上下、手爪松緊。機械手的動作通過磁性開關和接近開關的感應信號傳送給PLC，PLC根據內部程序執(zhí)行發(fā)出信號，驅動電磁閥-氣缸完成機械手的動作。

（3）物料傳送和分揀機構的控制

由皮帶輸送、推料氣缸、變頻器、步進電機構成，PLC通過感應信號發(fā)出輸出信號給變頻器，變頻器驅動步進電機運行，皮帶轉動，實現物料的傳送，通過傳感器感應信號，使得PLC驅動電磁閥-推料氣缸動作，實現物料分揀。

2.PLC在機電一體化設備控制系統(tǒng)中的設計方法

建立一個PLC控制系統(tǒng)，必須根據被控系統(tǒng)所要求的動作，正確分配I/O口，綜合應用順序功能圖，完成梯形圖的設計，達到所預定的動作過程。

順序控制設計法是按照工藝要求，在各個輸入信號的作用下，根據內部狀態(tài)和時間順序，在生產過程中各個執(zhí)行機構自動地有序地進行操作。首先要根據工藝過程，畫出順序功能狀態(tài)圖，然后根據順序功能圖畫出梯形圖。

順序功能圖是描述控制系統(tǒng)控制過程、功能和特性的一種圖形，是描述控制系統(tǒng)控制過程的一種有力工具。利用順序功能圖的方法已經成為控制梯形圖設計的主要方法。利用PLC的編程元素（如狀態(tài)寄存器S和輔助繼電器M）來代替各步。

順序功能圖由工步、有向線段、轉換條件和動作組成。順序功能圖的基本結構又分為三種：單序列、選擇序列和并行序列三種形式。如圖1所示：

3.PLC在機電一體化設備中的教學方法

機電綜合實訓課程采用項目、任務型教學，打破教材本身的框架，圍繞PLC課程在設備中的應用展開，將其分解成若干個小任務，結合實際操作，了解該設備所能完成的任務和工作流程，分析設備的硬件組成和各元件功能。通過實際拆裝、編程與調試、故障診斷、維修及保養(yǎng)等，掌握該設備的裝配、操作和維護的能力。

實訓課程采取階段式訓練，并將企業(yè)的6S管理融入教學過程中。

1.設備認知，熟悉設備和設備元件，拆裝注意事項，安全用電等。

2.掌握知識，掌握設備需具備的理論知識和操作步驟，注意細節(jié)，融入平時所積累的操作經驗和訣竅等。

3.拆裝操作，結合企業(yè)實際操作要求，理解拆裝順序和要求，學會工具和儀器的使用，理解設備結構和各部件之間的關系，達到一定的技能水平。

4.編程與調試，掌握PLC編程方法，積累PLC程序編譯經驗，在調試過程中不斷總結經驗和編程技巧，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

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關鍵詞： 星―三角 降壓啟動 PLC 實訓教學

引言

星―三角降壓啟動（以下簡稱Y-PLC）控制的組裝與調試制應用十分廣泛，非常重要。大型電動機的啟動時間為幾秒到幾十秒，在生產過程中，電動機要經常啟動或停止，因此電動機的啟動性能對生產有直接影響。小容量的電動機可以采用直接啟動方式，但當電動機容量較大時，啟動時產生的啟動電流為額定電流的4至7倍，這么大的啟動電流將帶來下述不良后果[1]。

（1）啟動電流過大使電壓損失過大，啟動轉矩不夠，導致電動機根本無法啟動；（2）使電動機繞組發(fā)熱，絕緣老化，從而縮短電動機的使用壽命；（3）造成過電流保護裝置誤動作、跳閘；（4）使電網電壓產生波動，進而形成影響連接在電網上的其他設備的正常運行[1]。因此采用降壓啟動的方法限制啟動電流，Y-是降壓啟動的一種。

所以Y-PLC控制的組裝與調試的實訓教學就顯得非常重要，并且很多人認為該實訓教學困難，學生學習效果不夠理想，為此筆者就實訓教學設計進行了如下創(chuàng)新與實踐。

1.對教學情況與重難點進行分析

（1）教學情況

高職學生特點：學習積極性不高；自主學習能力弱；好奇心強、樂于動手；理論知識轉化為實踐應用的能力較弱。

實訓達到的知識和能力目標是：掌握Y-PLC控制基本原理；能夠手工繪制Y-PLC控制基本原理圖；熟悉Y-PLC控制硬件構成；掌握Y-PLC控制電路組裝；掌握PLC定時器指令；掌握Y-PLC控制程序編制及調試；掌握Y-控制電路的聯(lián)機運行調試；掌握Y-PLC控制電路故障檢修，最終培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、解決問題的能力及良好的職業(yè)綜合能力。

（2）重難點分析

理解Y-PLC控制電路的基本原理（重點）；

手工繪制Y-PLC控制基本原理圖（重點）；

應用PLC定時器指令（重點）；

Y-PLC控制電路組裝（重點）；

Y-PLC控制電路的程序編寫與調試（重點）；

Y-PLC控制電路的組裝（難點）；

Y-PLC聯(lián)機運行調試（難點）；

Y-PLC控制電路的故障檢修（難點）。

2.采用的教學策略

根據以上教學情況與重難點分析，教學策略要體現“做中教，做中學”的教學特色，具體教學策略如下：

重難點采用項目教學法、PPT講解及教師實訓前準備的星―三角降壓啟動控制組裝與調試視頻解決。

采用網上搜索實訓仿真教學系統(tǒng)軟件，通過軟件中仿真動畫解決實訓內容學習興趣不高的問題。

采用小組學習法，通過小組自評、小組互評激發(fā)集體榮譽感，解決學生自主能力弱的問題。

采用任務驅動法，使理論與實操深度融合，提高職業(yè)技能。

3.星―三角降壓啟動PLC控制實訓教學過程設計（12課時）

（1）課前準備

通過QQ或微信形式通知學生瀏覽精品課程網站，學習Y-PLC控制原理，利用實訓仿真教學系統(tǒng)軟件，提前預習Y-PLC控制器件安裝與調試。

（2）工廠Y-應用視頻引入激發(fā)學生的學習熱情

通過網上下載工廠Y-視頻短片，播放給學生觀看，講述Y-PLC控制應用的重要性和廣泛性，激發(fā)學生的學習熱情。

（3）創(chuàng)設Y-實訓項目應用情境

為給學生直觀感性的認識，提高學習興趣，可以創(chuàng)設以下實例情境。

教師演示電動機Y-PLC控制的動作過程，當按下啟動按鈕SB1后，KM1和KM2的主觸點動作，電機M星形降壓啟動，看到電機低速旋轉。電機M星形運行10秒后，星形接觸器KM2的主觸點斷開，三角形接觸器KM3主觸點接通，電機M以三角形連接全壓運行，看到電機快速旋轉。當按下停止按鈕SB2后，看到電機M停止轉動。假如電機過載，熱繼電器觸點FR動作后，電機M因過載保護而停止，報警燈亮。

將學生分成兩人一個學習小組，請每組演示體驗，調動學生的積極性和能動性。教師告訴學生，他們通過12節(jié)課的學習，也可以完成該實驗的硬件連接及軟件編程，看到同樣的電機運行效果。短時間里就能體會成功的喜悅。這種做法既給學生下達了實訓任務，驅動學生思考該如何完成這樣一個Y-PLC控制電路，應用啟發(fā)式教學法和案例教學法。

（4）項目實施過程

步驟1：講解Y-PLC控制電路的基本原理。

教師結合電動機Y-PLC的演示運行過程，通過PPT中Y-PLC動畫講解原理，學生理解Y-PLC控制電路的基本原理，更使學生產生興趣，即理論聯(lián)系實際。

步驟2：繪制Y-PLC控制電路原理圖。

把標準圖發(fā)給他們，讓每個組通過直尺繪制原理圖，標準圖見圖1。先小組內部互相糾錯，然后再小組之間糾錯，老師檢查并做記錄，作為實訓平時成績。

步驟3：Y-PLC控制電路的組裝。

引導學生根據原理圖及課前準備設計硬件構成，每個組輪流搶答講述。

進行Y-PLC控制電路的組裝之前，老師播放Y-PLC控制電路的組裝視頻，然后要求學生根據原理圖接線完成小組組內自查、小組間互查，老師最后檢查，給出每個組的組裝成績作為平時成績。組裝結果如圖2所示。

步驟4：Y-PLC控制電路的程序編制。

進行相關知識學習，如PLC定時器指令學習。通過點亮燈的例子講解定時器指令。

根據項目要求和地址編寫程序。老師通過邊講邊操作，使學生更容易掌握指令應用與編程方法。Y-PLC控制程序如圖3所示。

教師將地址更改，定時更改，引導學生編寫程序，編完的小組自評，然后小組間互評，老師最后檢查。

步驟5：Y-PLC控制電路的程序調試。

邊講邊操作，使學生更容易掌握調試程序的方法。

在斷電的情況下，將PLC的輸入部分正確連接，將輸出不連接控制對象。通電后，通過按鈕給PLC輸入信號，通過PLC輸出端子指示燈和程序監(jiān)控調試程序。如果滿足項目要求，程序調試成功，不滿足，檢查原因，繼續(xù)調試，直到達到要求。

學生模仿老師操作，在斷電的情況下將PLC的輸入部分正確連接，將輸出不連接控制對象。送電前，小組自查，小組間互查，老師檢查，再程序調試。

步驟6：Y-PLC控制電路的聯(lián)機運行調試。以下內容教師邊講邊操作：必須在斷電情況下，教師將PLC輸出連到控制對象，確保連線正確，通電進行聯(lián)機調試，當按下啟動按鈕SB1后，看到電機低速旋轉，電機M星形降壓啟動。10秒后，看到電機快速旋轉。電機M以三角形連接作全壓運行。當按下停止按鈕SB2后，看到電機M停止轉動。假如電機過載，熱繼電器觸點FR動作后，電機M因過載保護而停止，報警燈亮。

如果達到上述要求，聯(lián)機調試成功，不滿足，檢查原因，繼續(xù)聯(lián)機調試，直到滿足要求為止。

學生模仿老師聯(lián)機調試。送電前，小組自查，小組間互查，老師檢查，然后聯(lián)機調試。

步驟7：Y-PLC控制電路故障檢修。

將故障現象、故障原因及排除方法列表格向學生引導性講解。

教師講解“排故六步法”。具體如下：

第一步：觀察故障現象，通過“望、聞、問、切”了解故障前的操作情況和故障發(fā)生后的異?，F象，以便根據故障現象判斷故障發(fā)生的可能部位，進而進一步查找。第二步：判斷故障范圍。第三步：并查找故障點。第四步：排除故障。第五步：通電運行。第六步：做好維修記錄，以備日后維修參考[2]。

步驟8：教師點評與評定成績。

根據小組自評、小組間互評、教師檢查及根據項目完成情況、合作情況、過程記錄情況進行點評。按照考勤、平時成績、實訓日記、實訓報告做一份評分表格，最終教師給出小組成績，每個小組排名。每位學生為了本組集體榮譽，為此更積極努力，增強學習效果。

步驟9：項目拓展。

將本項目學到的單臺電機控制拓展到多臺電機控制，如三級傳送帶Y-PLC控制，四級運煤傳送帶PLC控制。

此外，還可將本項目中學到的定時器知識拓展到交通燈PLC控制。

4.結語

本實訓教學采用小組學習法和任務驅動法，提高學生學習積極性和主動性，讓學生由“要我學”逐漸轉變?yōu)椤拔乙獙W”。工程視頻引入，使學生身臨奇境。按照工程思維步驟完成，更接近企業(yè)實踐。在項目實施過程中突出“做中教，做中學”的教學方法，使學生在操作中獲得成就感，體驗學習樂趣。因此，該實訓設計達到了良好的效果。

參考文獻：

[1]李海波.徐瑾瑜.PLC應用技術項目化教程（S7-200）.北京：機械工業(yè)出版社，2012.8.

[2]周忠.彭小平.電氣控制與PLC應用技術（西門子PLC）（理實一體化項目教程）.機械工業(yè)出版社，2013.7.

[3]施利春.李偉.PLC操作實訓（西門子）.北京：機械工業(yè)出版，2007.8.

[4]潘益玲，陶影.談《PLC控制系統(tǒng)組裝與調試》課程教學改革.湖州職業(yè)技術學院學報，2009（3）.

[5]賈莉麗.基于項目教學法的PLC課程教學探索.現代教育，2013（8）.

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【關鍵詞】PLC實訓 解決實際問題的能力 培養(yǎng)

【引言】

PLC課程是自動化專業(yè)課程，是一門知識面廣、內容多、、強調理論而又偏重實踐的課程。PLC的理論和實踐課程雖已推行多年，但學生實踐能力的不足仍是職校畢業(yè)生就業(yè)的瓶頸之一。能不能通過實訓培養(yǎng)學生解決實際問題的能力呢？筆者做了一些嘗試，下面將做法和體會和大家分享。

【背景】

以往的PLC實訓，往往從簡單電路的PLC改造開始，再經過搶答器、紅綠燈等課題來強化對PLC理論以及指令的理解。但僅僅這樣，學生是不能很好地用PLC解決實際問題的。只有將指令組織成程序，學生才有應用PLC的能力。任務驅動和項目教學已為廣大職教老師接受和認可，并在實踐中不斷充實和發(fā)展。它們的共同點：以項目/任務作為載體進行能力培養(yǎng)和知識傳授。所以，項目/任務的選擇及其組織實施是能否取得成效的關鍵！

【實施】

有了上面的理論，再結合學生實際、學校實訓條件以及機電行業(yè)的現狀把實際的控制項目引入PLC實訓，例如可以把“PLC實現多段液位的設定、顯示、報警和液位的自動控制”作為培養(yǎng)學生解決實際問題能力的實訓項目。為了突出對學生解決實際問題的培養(yǎng)，項目按以下幾個階段實施：

一、醞釀階段

1.提出控制要求

直接將應用環(huán)境和控制要求呈現給學生。如用PLC實現多段液位自動控制的要求就直接給出：系統(tǒng)可以根據需要將液位分為多段設定，并分段顯示，當液位為最低限時啟動料泵加液，液位到達設定值時發(fā)出聲光報警，并停泵；操作人員可通過確認按鈕解除音響報警信號，閃爍燈光轉平光；系統(tǒng)具有手動/自動兩種控制方式，并有試驗功能。就像機電工程人員接到設計任務一樣。

2.學生自主設計

以實訓小組為單位形成項目小組，要求其完成系統(tǒng)構建、硬件接線（硬件接線圖）、程序框架。老師要關注每一個小組的組織形式。了解哪些學生有整體把握系統(tǒng)軟、硬件方面的能力；哪些學生善于硬件搭建；哪些學生善于軟件設計；哪些學生善于協(xié)調處理等各方面的能力，并適時誘導培養(yǎng)。

二、分工階段

由項目小組自己進行任務分工。這個階段看似和PLC的能力和技術無關，但通過實踐證明，這個過程能極大地幫助學生提升解決實際問題的能力。因為這個過程，是對醞釀階段的細化和具體化，同時也是對設計的可行性論證――而這正是解決實際問題必不可少的！

三、完成設計階段

對于一個項目開發(fā)小組的完成任務有：系統(tǒng)構建、I/O分配、硬件接線圖、程序框圖、各程序模塊的框圖。不讓學生繼續(xù)做下去是因為采用項目小組的形式只是為了培養(yǎng)學生的能力，而能力的培養(yǎng)要兼顧到小組里的每一個成員，要讓他們各方面的能力都得到發(fā)展。故而小組成員完成了各自的設計任務后，就要進入下一個階段。

四、實施階段

1.互通有無

通過互通有無：一方面小組成員要能把自己的設計準確地表達出來，同時也要能理解其他小組成員的設計理念。經過這樣的交流，可以讓學生對這個項目有更深刻的理解，同時自身能力又有了進一步的提升。

2.單獨完成

在互通有無的基礎上，要求各小組成員獨立的完成整個項目的所有工作。這也是我們學生培養(yǎng)和真正項目設計的區(qū)別，我們要求學生花更多的時間去領悟、去探究，不像真正的項目設計以項目的快速完美完成為目的。我認為所有同仁都要注意的一點：決不能把項目教學和項目開發(fā)混為一談！

五、觀摩階段

在學生基本完成的前提下，組織學生觀摩其他同學的程序運行。先要求小組內部相互觀摩、對比；然后以小組為單位，各小組之間相互觀摩，對于觀摩中發(fā)現的問題以及產生的疑惑，先記錄在筆記上，等到最后一起交流。這樣學生會在觀察對比中反思自己的程序，提升自己解決實際問題的能力

六、老師講評

老師要講解巡回指導中發(fā)現的共性問題，同時針對學生設計方面的不足及誤區(qū)進行糾正，引導學生思考改良自己編程的思路。這個過程要重點體現老師引導和提升的作用，視具體情況確定這一階段的時間分配。

【體會】

雖然只是對項目教學和任務驅動的方式了做了小的變動，但卻有了超乎想象的發(fā)現：

1.這樣的組織形式，普遍提升了學生的學習興趣，加深了學生對PLC的理解。同時也激發(fā)了學生用PLC解決問題的熱情！

2.在能力培養(yǎng)和形成的過程中，僅靠技能的累加是不行的，效果是不太理想的，要想形成真正的能力，就要讓學生在實踐環(huán)境中綜合運用各種技能，這樣學生得到的才是解決實際問題的能力。但這并不是否定各種技能的學習，而是在有了一定的基礎上，必須讓學生進行綜合運用。實踐證明必要的技能積累是基礎，否則形成能力也只是空中樓閣。

3.在解決實際問題的過程中，學生表現了眾多的綜合素質：領導能力、協(xié)調能力、觀察能力、分析能力、聯(lián)想能力等等，如果悉心發(fā)掘和引導，則能讓學生得到更好更全面的發(fā)展。

4.完全按照這種模式對教學的組織有一定沖擊，因為每一批學生的情況和完成項目的過程不相同，尤其是醞釀期和老師講評階段的時間難以預控。但是筆者論為：沒有一種方法是絕對完美的，也沒有一種模式是一勞永逸的，教師就應該迎著矛盾去解決問題。一成不變，不去探索，是搞不好教育的！迎著矛盾解決問題，本身就是對學生能力乃至綜合素質的一種培養(yǎng)和熏陶！

【參考文獻】

[1] 胡學林 等. 可編程控制器應用技術[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2009.

篇6

關鍵詞：中央空調實訓控制系統(tǒng) PLC 組態(tài)王軟件 溫度傳感器

隨著我國經濟的不斷發(fā)展，新的高科技技術不斷應用到各個方面，智能控制技術也已經完全融入到中央空調控制系統(tǒng)中。為了更好地適應社會對電子和制冷專業(yè)技術人員的要求，并創(chuàng)造一個生動直觀的模擬教學環(huán)境，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生學習積極性，我們在原有舊繼電器控制的中央空調系統(tǒng)基礎上，引入PLC、組態(tài)王和變頻器控制技術對舊系統(tǒng)進行了改造，經過一年多的教學試用，教學水平得到一定的提高，學生的學習積極性和動手能力得到加強，收到良好的教學效果。

一、中央空調的主要系統(tǒng)組成

1.中央空調主要系統(tǒng)的構成

中央空調系統(tǒng)主要由冷凍機組、冷卻水塔、冷卻風機、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)等構成。

2.中央電氣控制系統(tǒng)組成

系統(tǒng)所需的主要硬件有工控屏、變頻器、冷水泵機組、傳感器、PLC及擴展模塊等，其組成框圖如圖1所示。

圖1 中央空調系統(tǒng)電氣組成

（1）工控屏及溫度傳感器。工控觸摸屏是一個HMI（人機對話界面），在中央空調系統(tǒng)中做監(jiān)控和操作使用，即監(jiān)控和演示中央空調系統(tǒng)運行情況，實時控制，并設置觸摸按鈕代替現實中的按鈕進行操作使用。觸摸屏包含HMI硬件和相應的專用畫面組態(tài)軟件，連接到PLC。而組態(tài)軟件是運行于PC硬件平臺、Windows操作系統(tǒng)下的一個通用工具軟件產品，和PC機或工控機一起可以組成人機對話界面的控制。傳感器作為PLC輸入控制端子的一部分，對中央空調系統(tǒng)進行輸入信息的采集。在中央控制系統(tǒng)中，通過溫度傳感器將實時檢測到的溫度這一物理量轉換成電信號，提供給控制器，以實現溫度的自動控制，這里主要討論用于室溫的檢測。

（2）PLC及擴展模塊。三菱FX2N PLC系統(tǒng)是緊湊型可編程序控制器。系統(tǒng)的硬件由豐富的PLC模塊和擴展模塊組成，它能夠滿足各種設備的自動化控制需求。它是整個中央空調控制系統(tǒng)的核心，它要完成對系統(tǒng)中所有輸入信號的采集、所有輸出單元的控制實現以及對外的數據交換。本系統(tǒng)選用的PLC是屬于模塊式的，它主要包含CPU模塊、I/O模塊等，PLC一端接傳感器，另一端接執(zhí)行器，從傳感器得到的數據經PLC讀、運算等處理下達給執(zhí)行器，執(zhí)行器動作。FX2N-4AD-PT特殊功能模塊在系統(tǒng)中的作用是將溫度傳感器檢測到的模擬量轉化為數字量輸入PLC中，將轉換的數據存儲于緩沖存儲器（BFM）中。

（3）變頻器和冷泵機組。變頻器和冷泵機組作為中央空調系統(tǒng)的執(zhí)行機構，完成系統(tǒng)對內外溫度量交換輸送。溫度控制環(huán)節(jié)是變頻器對冷水泵進行轉速控制，變頻器根據傳感器送來的控制信號改變冷水泵的運行頻率，從而完成對溫度變化的控制。利用傳感器直接對系統(tǒng)中的各種信號進行采集，并通過變頻調速器和接觸器對執(zhí)行機構進行控制。在運行過程中，當傳感器出現故障時，系統(tǒng)會進行報警。系統(tǒng)采用手動或變頻固定方式運行，因為如果電動機的功率較大，不允許直接啟動時，需采用軟啟動器進行降壓啟動。當系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)出現問題，而冷水泵系統(tǒng)又不能中斷時，手動啟動就成為系統(tǒng)不可缺少的組成部分。

二、中央空調控制系統(tǒng)電氣控制設計

1.中央空調控制系統(tǒng)主電路

中央空調的電氣控制系統(tǒng)主電路分別由PLC、冷水機組電動機、冷凍水泵電動機、冷卻水泵電動機、冷卻塔電動機、送風電動機、冷凝機組電動機、冷風電動機組成。兩臺西門子MM430變頻器分別控制冷凍水泵電動機、冷卻水泵電動機。

2.中央空調中的PLC控制系統(tǒng)設計

中央空調制冷控制系統(tǒng)采用的是三菱PLC型號FX2N-48MR，是屬于模塊式的，它主要包含CPU模塊、I/O模塊等。溫度傳感器的作用是實時地將所檢測到的溫度這一物理量轉換成電信號，提供給控制器，以實現溫度的自動控制，主要用于室溫的檢測。FX2N-4AD-PT特殊功能模塊，是將溫度傳感器檢測到的模擬量轉化為數字量輸入PLC中，并將轉換的數據存儲于緩沖存儲器（BFM）中。通過PLC的TO（P）指令進行A/D轉換的控制，FROM指令進行數字量的讀入即可。在這個控制系統(tǒng)中，溫度點的檢測使用帶開關量輸出的溫度傳感器來完成，把溫度信號用溫度傳感器轉換成連續(xù)變化的模擬量，使這個中央空調制冷控制系統(tǒng)變成一個模擬量控制系統(tǒng)。對于一個模擬量控制系統(tǒng)，選用FX2N-48MR基本單元與FX2N-4AD-PT模擬量輸入單元，方便地實現了模擬控制環(huán)境要求。

3.中央空調控制系統(tǒng)PLC的I/O分配表

表

系統(tǒng)的輸入信號 系統(tǒng)的輸出信號

名稱 功能 編號 功能 編號

SB1 自動模式 X0 自動運行指示燈 Y0

SB2 自動啟動按鈕 X1 手動運行指示燈 Y1

SB3 增溫按鈕 X2 故障指示燈 Y2

SB4 減溫按鈕 X3 冷風機 Y3

SB5 停止按鈕 X4 冷凝機 Y4

SB5 手動模式 X5 冷卻泵變頻器 Y5

SB6 停止按鈕 X6 冷凍泵變頻器 Y6

SB7 冷風機啟動 X7 冷水機組 Y7

SB8 冷凝機啟動 X10 冷卻塔電動機 Y10

SB9 冷卻泵變頻器啟動 X11 送風電動機 Y11

SB10 冷凍泵變頻器啟動 X12

SB11 冷水機組啟動 X13

SB12 冷卻塔電動機啟動 X14

SB13 送風電動機啟動 X15

4.中央空調控制系PLC部分梯形圖（圖2）

圖2

該制冷系統(tǒng)使用兩臺電動機型空氣壓縮機組，當用戶按下啟動按鈕后系統(tǒng)已默認的最低溫度16℃開始運行，用戶可以通過溫度增減按鈕設定所需溫度（最高設定溫度為28℃）。此時溫度傳感器開始檢測室內溫度并將檢測到的溫度通過FX2N-4AD-PT特殊功能模塊轉換成數字量送入PLC中，當檢測到的溫度在低于設定溫度時不啟動機組，在溫度高于設定溫度時啟動一臺空氣壓縮機，2秒后啟動另一臺空氣壓縮機。當溫度降低到設定溫度時停止其中一臺空氣壓縮機組，要求先啟動的一臺空氣壓縮機停止運行；當溫度降到14℃時另一臺空氣壓縮機也停止運行；當溫度低于9℃時，系統(tǒng)發(fā)出超低溫報警，3秒后系統(tǒng)自動停止運行。當用戶按下停止按鈕后系統(tǒng)立刻停止運行。

三、組態(tài)軟件遠程控制設計

中央空調控制系統(tǒng)分別由操作站和觸摸屏來分別控制，分為本地和遠程兩種控制模式，其切換方式是在電柜的面板上設計一組切換開關，可以用來切換本地和遠程控制。該系統(tǒng)的控制方式分為自動和手動：在自動時，系統(tǒng)按程序及用戶設定的參數自動運行，相關參數設定輸入框在自動時會自動顯示在相關系統(tǒng)畫面上；在手動時，所有的設備可單獨開停控制，水閥、風閥手動設定開度，設定輸入框會顯示在相關系統(tǒng)畫面上。自動和手動的切換方式在本地和遠程兩種控制模式系統(tǒng)中分別都有相應的切換按鈕。

圖3 設定用戶設定數值對話框

圖4 中央空調實訓系統(tǒng)總控制畫面

如圖3、圖4所示，通過組態(tài)王軟件可以監(jiān)控設備運行狀態(tài)，還可以隨時修改設備運行各種參數，方便技術維護，保證設備正常運行，還可以利用組態(tài)王軟件動畫模擬仿真設備運行狀況。

參考文獻：

[1]毛臣健.可編程控制器應用技術及項目訓練[M].成都：西南交通大學出版社，2009.

[2]胡學林.可編程控制器應用技術[M].北京：高等教育出版社，2000.

篇7

關鍵詞：調變頻器；PLC控制；變頻器

中圖分類號：TN77文獻標識碼： A

引言

PLC作為工業(yè)自動化控制的主流設備，以控制穩(wěn)定、數據分析功能強大、通信能力強等特點，廣泛地應用到各行各業(yè)中，受到廣大了自動控制行業(yè)的青睞，在垃圾焚燒發(fā)電、鋼鐵冶金及紡織工業(yè)等有著廣泛的應用。隨著控制技術不斷發(fā)展，基于PLC的變頻器控制方法也不斷增多，為減少設備干擾，實現安全、穩(wěn)定控制，對通信控制質量也有了提升要求。

一、PLC系統(tǒng)特點

1、可靠性高、抗干擾能力強，平均故障時間為幾十萬小時。而且PLC采用了許多硬件和軟件抗干擾措施。

2、編程簡單、使用方便目前大多數PLC采用繼電器控制形式的梯形圖編程方式，很容易作人員接受。一些PLC還根據具體問題設計了如步進梯形指令等，進一步簡化了編程。

3、設計安裝容易，維護工作量少。

4、適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境，采用封裝的方式，適合于各種震動，腐蝕，有毒氣體等的應用場合。

5、與外部設備連接方便，采用統(tǒng)一接線方式的可拆裝的活動端子排，提供不同的端子功能適合于多種電氣規(guī)格。

6、功能完善、通用性強，體積小、能耗低，性能價格比高。

二、PLC與變頻器的控制方法

1、操作面板控制

操作面板控制主要是對變頻器進行本地的操作，并且是出于電動機轉速不頻繁的變化的場合。

2、變頻器的端子控制

變頻器的端子控制是通過對變頻器控制端子上的邏輯輸入口的邏輯組合，以此來設置各種的預制速度，再通過邏輯輸入口放入啟動、停止端子和輸出頻率的改變，控制電動機場合按先前設定的幾個固定頻率進行運轉。端子控制是最早出現的控制方法，它的控制一般是變頻器的控制多，所以就需要大量的PLC輸入或輸出的點數就越多，會導致成本控制的加大，而且這種控制是以關量來進行控制的，對于平滑線的調速不能實現連續(xù)調速，也不能進行精確調速，這就使得它只能應用在對于調速的精確要求低，變頻器的數目少及不需要信號反饋的控制系統(tǒng)中。

3、變頻模擬

模擬控制是以PLC配置的DA模擬量來對變頻器進行控制的，而且DA模塊的一個通道通常只能控制一臺變頻器，它的工作流程是：通過DA的模擬量的模塊把PLC的數質量改變?yōu)?-20mA的電流信號或10v以下的電壓信號，以此來對變頻器進行控制，通過對PLC的數質量進行改變，從而改變模擬量的大小，實現電機的變速，這種控制方法的編程比較簡單，可以對平滑線進行連續(xù)的調速和工作性能穩(wěn)定，但是由于模擬量主要是運用于對電壓信號的輸出的，所以在電纜線控制比較長的時候，控制線路很容易出現電壓降，影響系統(tǒng)的安全性和可靠性。

4、通信控制

通過通信控制的方式，把串行電纜進新房簡單的連接，實現變頻器的遠程控制和監(jiān)視。該方式可以節(jié)約上位機的A/D、D/A的模塊，對變頻器上的模擬量I/O可以忽視，改進數質量I/OO（紅色部分是否多字呢，看不懂什么意思）上的缺點，使得轉速給定的高精度和高穩(wěn)定性得以實現，并且可以從這些使上位機得到足夠的信息，保證機械的有效運行[1]（紅色部分是否多字呢，看不懂什么意思）。而不同變頻器和控制器間的通信協(xié)議是不同的，對于不同設備和不同系統(tǒng)間的信息交互，關鍵的問題還是在于對通信協(xié)議的研究。

三、PLC與變頻器通信配置

1、通信系統(tǒng)硬件構成及安裝方法

FX3U系列的可編控制程序PLC為一臺，485ADP的通訊模板一塊，安裝在主機的左側，擴展存儲盒為一塊，含有通訊口的RS485變頻器為兩臺，總數量要在8臺以內，電纜為RJ45，終端電阻為100Ω，人機界面為一臺。整個安裝過程為：首先，使用專用壓線鉗把RJ45水晶頭與電纜一頭壓接，而另一頭依照變頻器說明書連接到485ADP的通訊模板上；然后，將PLC主機左側的面板蓋打開，把通訊模板與功能擴展器安裝到后蓋的面板上；接著，把型號為RJ45的電纜連接到變頻器PU口上，變頻器末端接收信號之間應連接100Ω電阻，這樣做的目的是為了防止因信號傳送速度及距離等緣故，造成通訊障礙發(fā)生。

2、通信參數設置

為準確建立通信，需要在變頻器當中，設置相關參數，像通信速率、站號、等待時間及奇偶校驗等，其參數設定是通過操作面板來實現的。PLC參數設置主要包含數據長度是7位，沒有協(xié)議通信，停止位是1位，站號設置成00，奇偶校驗設置為偶數，傳輸速率是9.6千bps，超時的判定時間設置為1，設置參數能運用相應軟件來設置，變頻器當中的通訊速率及PLC當中的傳輸速率所設定的應當一致，對于變頻器項目及指令代碼的設定可按照變頻器的說明書內容進行操作，變頻器及PLC通信的實現是依靠電纜鏈接的。

四、通信系統(tǒng)的實現

在通信過程里，PLC是主機，而變頻器是從機，PLC及變頻器間是通過主從方式來通訊的，在一個網絡通信當中，僅能存在一臺主機，并通過站號來區(qū)分從機不同，PLC與變頻器間采取半雙工雙向來通信的，變頻器只有接收到PLC主機給出的讀寫命令之后，方能發(fā)送命令。例如：對變頻器運行給予控制的PLC指令程序，LDX0-SETM0-LDM0 ERTR K11…H02，在這里PLC主機通過站號1向變頻器發(fā)送正轉的指令，此時，K0是站號，而運行指令是HFA，正轉指令是H02，通過RSTM0，此指令執(zhí)行結束。又如，變頻器運行的監(jiān)視，此時PLC的指令程序為LDM8000-EXTR K10 K0…D0，其中，LDM8000表示監(jiān)視開始，PLC主機會監(jiān)視站號0的變頻器頻率，而EXTR K10是變頻器運行的監(jiān)視指令，站號0的表示為K0，頻率代碼表示為H6F，D0所表示的是PLC數據寄存器，也就是讀取地址。運用功能擴展的存儲器來控制通信編程，這種控制方式較為容易掌握，只要熟練掌握PLC編程，就可知曉查表過程，掌握速度快，硬件費用比較低，其傳輸距離更遠，傳輸速度也更快，不僅速率提高，編程的方法更為簡單，變頻器連接數量也增多，還可運用CC及DP等現場總線來控制，這種控制方法更為先進可靠，但控制成本要比擴展存儲器的通信控制造價要高出許多，在小型自控系統(tǒng)或者學校當中，可不用DP及CC現場總線的控制方法，應用人機界面可對操作人員及控制系統(tǒng)間的對話與信息進行交換，并能代替原來的按鈕開關、控制面板與指示燈等設置，還能實現遠程監(jiān)控，并顯示信息，準確掌握整個機器狀況，防止錯誤出現。

結束語

基于PLC通訊模塊可實現變頻器的多臺控制，控制成本低，調速更為可靠靈活，觸摸屏的應用，可對變頻器參數監(jiān)控設定更為簡單準確，在實際應用當中，運用PLC與變頻器的強大網絡，可有效實現多臺的電機系統(tǒng)調速控制，推動工農業(yè)不斷發(fā)展前進。

參考文獻

[1]王妍.基于RS485的PLC與變頻器通信實現[J].現代機械，2010（4）：185.

[2]梁廷魁.RS485串行通訊在自動生產線上的應用[J].數字技術與應用，2011（2）:124 .

[3]顧曉輝.運用PLC和變頻器實現電機多段調速[J].機床電器，2011（3）:117.

[4]顧曉輝.運用PLC和變頻器實現電機多段調速[J].機床電器，2011（3）:114.

[5]王研.基于RS485的PLC與變頻器通信實現[J].現代機械，2010（4）274.

文章所參考文獻皆來源于中國知網

作者簡介

篇8

【關鍵字】PLC應用培訓 故障診斷 測試系統(tǒng)

PLC是專門為工業(yè)控制而設計的，其結構緊密固定并且體積較小，是實現機電一體化的理想控制設備，隨著微電子技術的不斷發(fā)展，PLC的制造成本不斷下降，但是其功能卻在不斷加強，PLC的應用已逐步涉及每個領域。

一、PLC的應用及培訓

（一）PLC的特點

1.PLC具有極高的可靠性且抗干擾能力強

電氣控制設備的關鍵性能主要是要求其可靠性高，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)由于使用了大量的中間或是時間繼電器，由于這些繼電器接觸不良，很容易出現故障，在PLC中大量的繼電器被軟件代替，因此使得不良的接觸點大為減少。此外，PLC還采取了一些硬件和軟件的抗干擾措施，具有很強大的抗干擾能力，所以使得其可以直接應用于具有強烈干擾的工業(yè)企業(yè)生產環(huán)境中。

2.PLC的使用方便

在操作方面，PLC采用的是編程器進行程序的輸入和更改的操作，更改的程序比較簡單可以直接根據所需要的條件進行查找并進行更改。在編程方面，PLC有梯形圖、布爾助記符、功能圖表等多種程序可以控制設計語言來使用。在維修方面也是比較方便的，一旦發(fā)生故障，首先可以通過硬件和軟件的自我檢測，提示維修人員根據所顯示的故障信號燈進行相應的維修，這樣就為維修節(jié)約了維修成本和維修時間。

3.PLC設計較合理，安裝工作量少

PLC中用軟件替代了很多器件，使得其控制柜的設計和安裝的工作量都大大的減少，而且PLC的編程也比較簡單，有規(guī)律并且比較容易掌握，PLC是專門為工業(yè)過程中的控制而設計的控制設備，它的體積比之前大大的減少，而功能卻在不斷地完善，機械和電氣部件都被有機的結合在一起，這大大的減少了安裝的工作量。

（二）PLC的工作原理

PLC主要是采用“順序掃描、不斷循環(huán)”方式進行工作的，PLC在運行時，cpu 根據用戶的控制要求編制好程序并存儲于存儲器中的程序，然后按指令步序號進行周期性的循環(huán)掃描。在每次掃描的過程中，還要完成對輸入信號的采樣以及對輸出狀態(tài)的刷新等系列工作，這樣周而復始進行掃描、采樣以及刷新。PLC的掃描工作又大致可以分為輸入采樣、程序的執(zhí)行以及輸出刷新這三個階段，并進行不斷的循環(huán)。

（三）PLC在應用過程中的注意問題

1.PLC的工作環(huán)境，首先PLC對環(huán)境溫度的要求一般在0-55攝氏度，在安裝的時候應該注意不能將其放在熱量大的原件下面，做好在其四周的通風散熱的空間要足夠大。而且應該保持空氣的相對濕度，PLC還應遠離強烈的震動源，還應該避免空氣中的腐蝕及易燃的氣體。其次應該控制其系統(tǒng)中的干擾及其來源，PLC的干擾源大都來自電流或電壓劇烈變化的部位，主要原因是因為電流的改變會產生磁場，對設備會產生電磁輻射，而且磁場的改變也會產生電流，這樣就會造成電磁對PLC系統(tǒng)的干擾。在PLC系統(tǒng)中也存在著干擾因素，強電干擾、柜內干擾以及來自信號線的干擾。

（四）PLC的工作方式

PLC首先會做輸入處理，在執(zhí)行程序前，將PLC的整個端子的輸入狀態(tài)寫到輸入數據的存儲器中，所以在執(zhí)行程序的過程中，即使輸入發(fā)生變化，輸入存儲器的數據內容也不會變化，在進行下一個周期的輸入處理時，將這種變化寫入。在程序處理的時候，PLC將會根據程序存儲器的內容，從輸入數據存儲器中與其他器件的數據存儲進行對比，讀出各種軟器件的開關狀態(tài)，從初始狀態(tài)開始順序運算，每次都會將結果寫入數據的存儲器，所以各種軟器件就會隨著程序的執(zhí)行慢慢將內容改變，而且在此過程中，輸出繼電器的內部輸出點可以利用數據存儲器的內容來執(zhí)行。而在輸出處理，當所有的命令執(zhí)行結束后，向輸出數據存儲器發(fā)出數據存儲器的狀態(tài)，這就成為PLC的實際輸出。

二、PLC的故障診斷

PLC作為一種成熟穩(wěn)定并且可靠的控制器，其應用范圍越來越廣，PLC系

統(tǒng)的設計直接關系著工業(yè)控制系統(tǒng)的安全與運行。一個完善的PLC系統(tǒng)除了可以正常運行，滿足工業(yè)的要求，還必須可以及時在系統(tǒng)出現故障時能夠及時診斷故障并進行處理。

（一）根據PLC的狀態(tài)信息診斷故障

PLC的故障可能出現在機器運作的各個過程中，在其輸入時可能出現故障，一般在實際應用中，一旦系統(tǒng)的某回路不能按照要求動作，可以根據信號燈的提示，檢查輸入開關的電接觸點是否可靠，也可以采取一種簡單的方法就是短路法，將外聯(lián)設備狀態(tài)的輸入線斷開，并且用一條導線將公共線連接處和設備的輸入端口進行連接，這就會給PLC一個接通的信號，如果PLC有顯示就正常，反之則有故障。在輸出遇到故障時，應該從PLC的輸出模式中觀看信號顯示的是否正常，然后繼續(xù)檢查PLC輸出繼電器有沒有吸合，再看外聯(lián)設備有沒有驅動信號，如果有信號但是設備不運行，則是設備遇到故障。

（二）使用機器外編程診斷故障

對于PLC的一些設備，有些故障是沒有報警信息提示，并且某些動作將不會執(zhí)行。對于這些故障就需要一些根據實際工作情況和PLC的梯形圖來診斷故障，在分析這類故障的時候就要使用機外編程來對PLC的梯形圖的運行情況進行跟蹤，找出出現故障的原因。

故障的診斷一般也分為兩種途徑就是故障樹方法和專家系統(tǒng)方法，故障樹方法就是利用故障的邏輯結構進行推理，通過錯誤的輸出找到錯去的輸入。這種方法比較簡單實用且程序也是比較簡單的，各部分耦合情況少的。而專家系統(tǒng)分析法則是建立在系統(tǒng)故障的知識上，運用強大的知識庫和推理性，利用計算機借助現場的數據進行分析，找到故障所在。

總結：

隨著PLC在各個領域中的廣泛應用，PLC控制系統(tǒng)逐步也面臨著一些問題，比如PLC的干擾問題，這是一個比較復雜的問題，所以應該在PLC的抗干擾方面加大研究力度，合理有效的抑制干擾，使得PLC控制系統(tǒng)正常的工作。面對PLC的巨大的發(fā)展市場，PLC的產品將會有更豐富、種類更加齊全。PLC作為國際通用網絡和自動化控制網絡的不可或缺的組成部分，將會在工業(yè)控制領域中發(fā)揮越來越大的作用。

【參考文獻】

[1]李大慶，基于PLC的數控機床故障診斷[J]，煤礦機械，2007

[2]宮淑貞，王冬青，徐世許，可編程控制器原理及應用，2002

[3]程周，可編程控制器技術與應用[M]，電子工業(yè)出版社，2002

篇9

【關鍵詞】PLC；強制通風；老化試驗；換氣率

1.引言

強制通風熱空氣老化試驗機是材料老化性能測試必不可少的設備。UL817和UL746B明確提出，高分子材料及相關制品進行人工老化測試需要使用強制循環(huán)式熱空氣老化試驗設備。ASTM　D5374和ASTM　D5423對這類儀器的實驗方法和參數設定進行了約定，提出以消耗電能法來計算老化箱中的換氣速率。

目前市場上大量生產的熱空氣老化試驗機，大都采用傳統(tǒng)的瓦時計，通過手工計算換氣率來調節(jié)換氣閥，無法迅速準確地達到標準所要求的換氣速率，尤其是在環(huán)境溫度、實驗溫度及換氣量等因素同時發(fā)生變化時，手動調節(jié)方式帶來更大的試驗誤差。由于操作復雜，還會導致很多人為操作誤差。例如很多用戶在試驗中，往往不考慮環(huán)境溫度，隨意調節(jié)氣門開啟的大小，造成換氣次數的不確定，使材料熱空氣老化試驗數據失去研究價值。

可編程控制器（Programmable　Logic　Controller，簡稱PLC）目前已廣泛應用于工業(yè)裝備的各個領域。采用PLC設計強制通風的熱空氣老化自控系統(tǒng)，可實現對整個換氣老化試驗箱系統(tǒng)的參數設定、指令控制和工作監(jiān)測等功能。本研究以PLC為基礎，通過試驗箱環(huán)境參數的數據分析，應用多種現代工業(yè)控制新技術，設計出全自動強制通風的熱空氣老化試驗機，有效的解決了傳統(tǒng)強制通風熱老化試驗機的換氣設定效率低的問題。

2.老化試驗機換氣次數的計算方法

根據ASTM　D5374和ASTM　D5423，在強制循環(huán)式熱空氣老化試驗中，老化試驗箱換氣次數的計算可以參考如下公式：

式中：N=每小時的換氣次數

P1=全閉合功率，即在無通風情況下，讀取測定的試驗箱風機能量消耗除以測試的時間（小時）所得的值。單位為瓦特W

P2=通風期間的平均電力消耗，以相同的方式計算而來，單位為瓦特W

V=老化機中循環(huán)空氣的總容積，單位為m3

ρ=測試期間周圍室內空氣的密度，單位為kg/m3

T=老化機內部溫度和環(huán)境室溫之間的溫差，單位.為℃

通過電熱式換氣率計算公式，為了在實驗設定中實現“當前換氣次數”的即時顯示，需要使用PLC技術解決以下三個參數。

2.1　老化試驗機全閉合功率校正曲線的建立

老化試驗箱達到不同測量溫度點所需的全閉功率差異是非常大的。傳統(tǒng)的換氣老化試驗機，必須在每次測試前，根據環(huán)境的變化反復確認全閉消耗功率。而測試一次全閉消耗功率需要至少30分鐘，效率極低。因此，本文采用PLC的運算功能，通過對老化試驗箱的設定溫度和全閉功率的實測和校正，運用非線性回歸分析，獲得老化試驗箱全閉功率函數方程。由圖1可見，不同測試溫度下，老化試驗箱的全閉功率數據與實際測試的數據之間有較好的重合性。

“全閉功率―溫度”函數方程的建立，為老化試驗箱“當前換氣次數”的自動計算，奠定基礎。

2.2　測試期間老化試驗箱周圍室內空氣密度的確定

不同環(huán)境溫度下，箱體的空氣密度不同。由于式1與測試期間周圍室內空氣的密度有關，本文將不同溫度條件下的空氣密度，通過“空氣密度―溫度”函數方程進行表征，解決了不同溫度下，由于空氣密度不同而導致“當前換氣次數”自動計算困難的問題。

2.3　測試期間環(huán)境溫度的變化

傳統(tǒng)老化機只能在測試前，根據當時的環(huán)境溫度，進行換氣次數的計算。但是，一次換氣熱老化實驗時間至少6小時以上。在如此長的測試時間中，環(huán)境溫度的變化是不可避免的，為了消除此項所產生的不確定性。全自動可編程換氣老化試驗機控制系統(tǒng)，外接了一路溫度傳感器，對環(huán)境溫度進行了即時監(jiān)測。

3.全自動可編程換氣老化試驗機工作流程圖

在上述參數確定方案基礎上，根據式1，編寫老化試驗機工作流程圖，見圖2。

4.全自動強制循環(huán)式熱空氣老化機控制結構

如圖3控制結構框圖所示，操作者可通過工業(yè)觸摸屏（HMI）或PC，設定實驗需要的溫度和換氣次數。此時，PLC根據事先通過擬合的內置的數學模型，控制伺服到預定位置。

PLC接收到箱體內的溫度傳感器的數據，首先運用PID技術調節(jié)SCR，進行溫度的運算和控制；由于經過SCR器件控制后的電力波形和標準正弦波之間存在太大的差異，為了計量準確，采用真有效值的電壓和電流傳感器，采集加熱器端的電力數據，采用積分算法獲得消耗的電熱功率數據。然后，根據即時偵測的箱體外溫度傳感器的數據，計算當前換氣率，并顯示在HMI或PC上位機上，見圖4。當箱體在設定溫度達到熱平衡時，PLC開始根據外部溫度、空氣流動速度的變化，運用比較算法采用位置控制模式，自動調節(jié)伺服。利用伺服驅動“進氣流量調節(jié)機構”來達到控制箱體換氣率的目的。

此外，由于采用PLC技術平臺，可以根據需要編寫相應程序，達到可以選擇“定斜率升溫控制模式”和“階躍升溫模式”進行預先設定多種溫度的變溫測試。同時，在上位機利用Siemens公司提供的PC　Access作為OPC（OLE　for　Process　Control）服務器，使用Visual　Basic語言編寫Siemens　PLC的客戶機PC控制程序，從而可以更輕松地獲得遠程控制和多臺老化機系統(tǒng)集成控制功能和數據處理能力。

5.結論

本文以PLC技術為基礎，結合各種傳感器和伺服技術。成功設計出能夠自動計算和控制換氣率的“全自動強制循環(huán)式熱空氣老化試驗機”，為老化檢測儀器領域的應用提供了新的思路。實踐證明，換氣率控制穩(wěn)定性較早期產品有明顯提高，降低測試系統(tǒng)的不確定性。在操作性方面，比“普通強制通風的熱空氣老化試驗機”更簡潔高效。

參考文獻

[1]UL817　Cord　Sets　and　Power-Supply　Cords[S].

[2]UL746B　Polymeric　Materials-Long　Term　Property　Evaluations[S].

[3]ASTM　D5374-93　Standard　Test　Methods　for　Forced-Convection　Laboratory　Ovens　for　Evaluation　of　Electrical　Insulation[S].

[4]ASTM　D5423-93　Standard　Specification　for　Forced-Convection　Laboratory　Ovens　for　Evaluation　of　Electrical　Insulation[S].

篇10

關鍵詞：C/S模式；多層結構；Access；考試系統(tǒng)；Delphi；隨機選題；實時評分

中圖分類號：TP311.52

數字化建設以實現數字化網絡環(huán)境、資源、學習和工作環(huán)境、科研和管理、信息化和現代化等為最終目標[1]。為提高廣大科技干部的理論水平，加快崗位數字化訓練建設進程，創(chuàng)建無紙化學習與考試環(huán)境，考慮到考試保密性、安全性和多專業(yè)等需求，本文采用Delphi7.0軟件開發(fā)基于C/S模式多層結構的在線崗位訓練考試系統(tǒng)，系統(tǒng)使用Microsoft Access數據庫。本軟件具有計算機自動組卷、實時評分、隨機抽取考試題目、模擬考試等功能，使考試工作標準化，技術人員可隨時對知識掌握程度和質量進行評估。

1 系統(tǒng)開發(fā)相關技術

1.1 基于C/S模式的多層結構

兩層C/S結構具有可靠性低、靈活性差、資源浪費、維護費用高等結構缺陷[2]，其業(yè)務邏輯和表達邏輯在一個處理過程中存在，每連接一臺電腦就會建立一個數據庫連接，電腦的增加會加大數據庫服務器的負載，使效率變低[3]。多層結構的C/S模式，將中間業(yè)務邏輯層獨立出來，具備可按應用要求部署邏輯層次、網絡效率提高、管理性強、重用性好等優(yōu)點[3-4]。

1.2 Delphi7.0和Microsoft Access數據庫

Delphi程序可快速進行模塊化編程，在集成環(huán)境、圖像編輯（Image Editor）和強大的數據庫功能[5]。系統(tǒng)使用Microsoft ActiveX Data Objects（ADO）和可以處理少量數據的Microsoft Access數據庫[6]，針對崗位幾個專業(yè)的數據庫題庫設計，在少量用戶訪問數據庫時效率很高。

2 基于TCP/IP通信的三層C/S結構設計

三層C/S結構表達邏輯獨立，可在客戶端上進行設置；業(yè)務邏輯放在服務器上，這種結構對數據庫的連接減少[3]。在線訓練考試系統(tǒng)由基于C/S架構的多層結構組成，包括數據庫服務器（數據服務層）、應用程序服務器（業(yè)務邏輯層）和客戶端程序（數據表示層）三部分。

2.1 主要技術參數

系統(tǒng)采用數據庫服務器中的Microsoft Access數據庫來存儲提交的答案。應用程序服務器要通過各種接口來完成查詢、數據錄入、分析等工作，并采用數據模塊Remote Data Module，控件TADOconnection、TADOtable和Tdataset Provider與數據庫服務器連接?？蛻舳顺绦蛴捎脩艚缑婧妥詣釉u分系統(tǒng)組成，進行時間記錄、自動評分及與應用服務器傳遞數據。若在考試系統(tǒng)安裝過程中服務器計算機發(fā)生變動，則客戶端和服務器連接采用動態(tài)連接。安裝客戶端的電腦必須要連接服務器來獲取服務，且要保證位于服務器的中間件與接口程序正常，使用TCP/IP協(xié)議與應用服務器之間進行通訊?？荚囅到y(tǒng)采用TDBgrid組件顯示數據，利用Tdatasource獲取數據，可對TDBGrid表數據進行修改，再通過TclientDataset部件向應用服務器發(fā)送更新數據請求[7]。

當上述工作都準備好后，啟動在線訓練考試系統(tǒng)，彈出服務器配置窗口，配置客戶端所連服務器的名稱、IP地址和連接傳遞信息所用的端口地址。若中間件、接口程序和系統(tǒng)程序都安裝在作為服務器的電腦上，則服務器名與IP地址相同。在作為服務器的電腦不改變的情況下，客戶端上服務器配置完畢，進入考試系統(tǒng)就不用再配置。系統(tǒng)采用ACCESS數據庫保存提交的考試答案?？荚囅到y(tǒng)具有自動交卷和自動評分功能，成績存儲在服務器的數據庫中[8]。

2.2 系統(tǒng)實現過程

2.2.1 數據庫服務器設計

考慮到實際需求，把每個崗位的計算機作為一個客戶端，安裝一個在線訓練考試系統(tǒng)，通過點擊隨機抽題、提交試卷按鍵，可與服務器存儲的主數據庫進行交換，繼而發(fā)送給各崗位計算機。服務器不執(zhí)行數據處理，只有在點擊上述按鍵時，才會發(fā)送請求數據，把整個數據集通過網絡發(fā)送給正在進行訓練考試的計算機[9]。

將各崗位試題存儲到系統(tǒng)數據庫中，普通用戶也能建立自己的題庫系統(tǒng)，為避免無關人員對數據庫修改，數據庫可設定密碼。建立系統(tǒng)數據庫test.mdb，存儲于數據庫服務器上設置為共享的文件夾下，文件路徑為：C：＼在線訓練考試系統(tǒng)＼系統(tǒng)數據庫＼Pserver＼Databasefolder。

2.2.4 用戶界面設計

（1）考試系統(tǒng)

（2）隨機抽取試題功能的實現

系統(tǒng)擯棄人工抽取試題組卷，采用快速自動的系統(tǒng)隨機生成抽題。基本原理是：利用random（）函數循環(huán)生成題號，再比較生成的題號，不重復就記錄在Pick_Questions[i]數組中。目的是給用戶提供更快捷的考試節(jié)奏，隨機選題更能體現試卷的客觀性。主界面上設計了相應的按鈕控件，對按鈕控件添加命令代碼，可以實現隨機抽取試題操作。

（3）考試時間記錄

考試系統(tǒng)的目的在于檢驗和增強科技干部對于崗位知識掌握的熟練程度，設計時沒有規(guī)定固定的考試時間段。在考試界面按下按鈕后，開始時間以當前系統(tǒng)時間被記錄到試題數據庫的表Login中，當點擊后，結束時間以當前系統(tǒng)時間也被保存。

3 實時評分

提交試卷后考試界面上方會出現成績，記錄在數據庫表Login中。

3.1 題型計分

4 結論

基于多層C/S架構，使用Delphi7.0軟件開發(fā)，選擇Microsoft Access作為系統(tǒng)數據庫的在線崗位訓練考試系統(tǒng)使技術人員隨時隨地對崗位技能知識進行考核，可長期保存考試信息、便于管理存檔，加快了崗位信息化建設步伐，具有實用性和很重要的推廣價值。

參考文獻：

[1]郭清順.高校數字化校園建設的整體目標與實施策略[EB/OL].http：///2003/xxzy/yth/text/mubiao.ppt.

[2]孫志鋒，徐鏡春，歷小潤.數據結構與數據庫技術[M].杭州：浙江大學出版社，2004：186-189.

[3]李煥哲，張有華，陳宜英，劉曉亮，郭大權，曹強，王凡.Delphi三層結構在網上考試系統(tǒng)中的應用[J].河北省科學院學報，2004，21（2）.

[4]李舒，陳麗君.高校學生成績管理系統(tǒng)的設計與實現[J].遼寧大學學報，自然科學版，2006，33（3）：283-285.

[5]Macro Cantu. Delphi7從入門到精通[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003：242-255，422-426.

[6]田紅宇，張斌，李國霞.Delphi環(huán)境下基于ADO對象動態(tài)創(chuàng)建和連接加密的Access數據庫[J].數據庫及信息管理，2011，28-29.

[7]陳振慶.基于Delphi/Access的C/S系統(tǒng)設計[J].廣西右江民族師專學報，2006，19（3）：68-72.

[8]張新軍.自動考試系統(tǒng)的設計與實現[D].電子科技大學.2008.

[9]崔再惠.Access數據庫與SQL Server數據庫主要功能的比較[J].鞍山師范學院學報，2009，11（6）：51-52.

[10]何定華.基于C/S模式的遠程在線考試系統(tǒng)的原理及其Delphi實現[J].電子與計算機技術，2011，10（1）：63-65.