PLC多功能實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)的研究

摘 要：近些年，PLC技術(shù)迅速得到廣泛應(yīng)用，成為工業(yè)控制系統(tǒng)的主流。它除需要掌握專業(yè)知識(shí)外還需具備有再學(xué)習(xí)和自我知識(shí)更新的能力的人才以適應(yīng)應(yīng)用技術(shù)的更新速度。傳統(tǒng)PLC課程的教學(xué)培養(yǎng)模式，已經(jīng)不能適應(yīng)企業(yè)對(duì)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)要求。本文從電氣自動(dòng)化專業(yè)的PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)為切入點(diǎn)，通過(guò)對(duì) PLC 實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，使PLC的理論基礎(chǔ)和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容很好地結(jié)合到一起。通過(guò)綜合實(shí)訓(xùn)的設(shè)計(jì)，提升了PLC實(shí)訓(xùn)室的實(shí)訓(xùn)層次，從單一的位邏輯控制走向了多層次、多方向的綜合性設(shè)計(jì)，也為其他專業(yè)課程的實(shí)踐教學(xué)提供了參考。

關(guān)鍵詞：PLC；教學(xué)模式；實(shí)訓(xùn)教學(xué)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.258

1 傳統(tǒng)的PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀存在的問(wèn)題：

（1）教學(xué)資源有限，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)不合理，實(shí)訓(xùn)進(jìn)行重復(fù)性編程練習(xí)。課程的開(kāi)設(shè)有三分之一到二分之一的課時(shí)是實(shí)訓(xùn)課，但在實(shí)訓(xùn)室開(kāi)設(shè)其實(shí)訓(xùn)又有其局限性，一般的 PLC 實(shí)驗(yàn)臺(tái)，配備的是一臺(tái) PLC 基本單元，若干實(shí)驗(yàn)掛件，要實(shí)現(xiàn)的控制不但受掛件的限制，還受基本單元的功能的限制，如何在有限的實(shí)驗(yàn)條件下，讓學(xué)生掌握好PLC 的應(yīng)用，是擺在我們面前的課題。

（2）綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目單一，與實(shí)際工作現(xiàn)場(chǎng)出入大。綜合實(shí)訓(xùn)本來(lái)的目的是對(duì)PLC及其相關(guān)內(nèi)容的整合，使得學(xué)生對(duì)PLC控制有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)，但由于在實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)中缺乏控制對(duì)象，使得學(xué)生的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容在很大程度上變成了對(duì)一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，學(xué)生對(duì)PLC的實(shí)際用途仍然不了解，對(duì)PLC在實(shí)際工作現(xiàn)場(chǎng)的作用仍然缺乏認(rèn)識(shí)。另外，目前開(kāi)設(shè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目單一，而學(xué)生水平不一，如何針對(duì)不同學(xué)生進(jìn)行不同項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)，又利于更好的激發(fā)全體學(xué)生的積極性，也可以通過(guò)觀察其他項(xiàng)目的設(shè)計(jì)安裝，使學(xué)生們對(duì)PLC控制系統(tǒng)有更深層次的了解，這也是我們要解決的。

2 PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的改革

為了提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，教學(xué)模式改革的關(guān)鍵是實(shí)訓(xùn)設(shè)備。多功能的PLC 實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)集PLC 控制、人機(jī)界面組態(tài)、電機(jī)拖動(dòng)以及通信技術(shù)于一體，可進(jìn)行PLC 應(yīng)用、觸摸屏、電氣控制課程的實(shí)訓(xùn)，也可進(jìn)行維修電工中級(jí)、高級(jí)的考工和考證培訓(xùn)，也可進(jìn)行學(xué)生課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和教師的科研。 根據(jù)實(shí)際工礦企業(yè)業(yè)生產(chǎn)的需求，結(jié)合學(xué)院實(shí)際實(shí)訓(xùn)教學(xué)條件，我們組建的多功能PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)功能主要由以下四部分構(gòu)成：

2.1 PLC平臺(tái)DIY

為了讓學(xué)生對(duì)PLC更直觀深入的了解，首先讓學(xué)生逐一動(dòng)手組建PLC平臺(tái)，PLC平臺(tái)按模塊分為PLC控制器、人機(jī)顯示、低壓電機(jī)傳動(dòng)、交通信號(hào)燈。每個(gè)模塊引出標(biāo)準(zhǔn)連線點(diǎn)號(hào)，學(xué)生按照操作手冊(cè)親自動(dòng)手建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，從動(dòng)手能力和識(shí)別電氣圖紙專業(yè)知識(shí)得到直接提高，并且為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)做出全面的了解。將PLC工業(yè)控制中的數(shù)字邏輯、人機(jī)界面、通信技術(shù)以及控制技術(shù)融合在一起。平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)與實(shí)際工程非常接近的運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制，涉及到位控、檢測(cè)、先進(jìn)自動(dòng)化加工、監(jiān)控、DCS過(guò)程控制等。

2.2 PLC實(shí)現(xiàn)數(shù)字組合邏輯平臺(tái)

數(shù)字組合邏輯平臺(tái)以模擬交通信號(hào)燈為觀測(cè)信號(hào)，按設(shè)定時(shí)序點(diǎn)亮不同信號(hào)燈，引入組合邏輯法設(shè)計(jì)PLC程序，按步驟整理設(shè)計(jì)需求，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的設(shè)計(jì)習(xí)慣，分解為“四步解決法”，通過(guò)實(shí)踐操作直觀掌握數(shù)字組合邏輯設(shè)計(jì)的通用辦法，學(xué)習(xí)可以根據(jù)自己設(shè)計(jì)的信號(hào)燈指示時(shí)序顯示。

2.3 PLC實(shí)現(xiàn)電機(jī)拖動(dòng)控制平臺(tái)

PLC電機(jī)拖動(dòng)平臺(tái)可以結(jié)合電梯時(shí)序控制，可以引入低壓電機(jī)運(yùn)行控制，選用低壓電機(jī)既保證了教學(xué)直觀性，讓學(xué)生能把紙面設(shè)計(jì)的時(shí)序在運(yùn)行過(guò)程中直觀體現(xiàn)出來(lái)，又保證用電安全，教學(xué)成本低。PLC電力拖動(dòng)控制臺(tái)可引入4臺(tái)直流電機(jī)，可運(yùn)行同軸傳動(dòng)，接力傳動(dòng)，點(diǎn)位控制等多項(xiàng)自由發(fā)揮的實(shí)驗(yàn)。

2.4 PLC通信控制平臺(tái)

PLC通信控制平臺(tái)主要采用一個(gè)觸摸串口顯示屏作為終端，可直觀 觀測(cè)PLC控制平臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)。觸摸屏的采用也更符合目前主流技術(shù)的發(fā)展，吸引學(xué)生注意力，觸摸屏可以內(nèi)置相關(guān)的控制指令，通過(guò)觸摸操作下發(fā)指令，同時(shí)可以把PLC平臺(tái)運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)顯示。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的特點(diǎn)

（1）模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，易于組合不同的控制功能的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，可以使實(shí)訓(xùn)內(nèi)容由簡(jiǎn)到繁，由淺入深，可以完成一個(gè)由教師零指導(dǎo)、半指導(dǎo)、全指導(dǎo)的教學(xué)模式。

（2）實(shí)訓(xùn)平臺(tái)可重構(gòu)，硬件和軟件全部對(duì)學(xué)生開(kāi)放，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行學(xué)習(xí)研究，也可以自構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新學(xué)習(xí)。

（3）實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的各部件采用工業(yè)配設(shè)，使實(shí)訓(xùn)內(nèi)容盡可能接近工礦企業(yè)的需求，縮短學(xué)校與企業(yè)的距離。

（4）該實(shí)驗(yàn)裝備為教師提供了技術(shù)研究的平臺(tái)，可以增強(qiáng)教師的實(shí)踐動(dòng)手能力，提高教師的綜合素質(zhì)

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)建立多功能PLC實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的融合，既讓不同專業(yè)學(xué)生拓展了知識(shí)面，又節(jié)約了實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，集中了教學(xué)資源 。同時(shí)能有效提升學(xué)生技能知識(shí)，提高學(xué)生就業(yè)率。

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作者簡(jiǎn)介：朱黎麗（1981-），女，山西臨汾人，研究方向：電機(jī)與電力拖動(dòng)、數(shù)字控制技術(shù)、電氣控制與PLC。