PLC編程技術在電工電子實驗中的應用分析

蔣宏貴（南京科技職業(yè)學院，210000）

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PLC編程技術在電工電子實驗中的應用分析

蔣宏貴
（南京科技職業(yè)學院，210000）

本文根據(jù)日常電工電子實驗室的條件以及實驗的經(jīng)驗，本文從電工電子實驗學習教學裝置、工業(yè)控制實驗系統(tǒng)以及PLC仿真系統(tǒng)設計與實現(xiàn)及其實驗應用三個方面來分析PLC編程技術再電工電子實驗中的應用分析，電工電子實驗中經(jīng)常涉及到的計算機軟件、繼電接觸器、變頻器、傳感器等電工裝置在實驗中的應用。

PLC；編程技術；電工電子；應用分析

0　概述

隨著社會的發(fā)展，我國的工業(yè)化進程也越來越快，在工業(yè)生產(chǎn)中工業(yè)一體化設備也越來越普遍。為了與社會發(fā)展像是一個，將更加優(yōu)秀的創(chuàng)新型和研究型人才輸入到社會中，電工電子的教學目標就要從理論知識的傳授轉(zhuǎn)變?yōu)樽寣W生能夠從實踐中學到東西。

1　基于PLC的電工電子實驗教學裝置的研發(fā)

電工電子實驗是理工類學生除了電工電子的理論課學習之后中比較重要的實踐課程，實驗主要是培養(yǎng)學生在電工電子方面的實際操作能力以及解決實際問題的能力，具有操作初步的電工電子工程的實踐能力。隨著技術的迅速發(fā)展，電工電子系統(tǒng)也發(fā)生了改革，PLC、變頻器、智能傳感器、觸屏器以及組態(tài)技術等也在電工電子行業(yè)得到了廣泛的應用，從而使當前的知識以及技術結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化。為了跟上時代的潮流，改變實踐操作落后的現(xiàn)狀，目前各大高校都積極進行電工電子學習裝置的改革，使傳統(tǒng)的電工電子實驗裝置轉(zhuǎn)化為符合社會技術發(fā)展的狀況，專家們提出了有關PLC的高性能電工電子學習教學裝置的方案，此學習教學裝置在設計平臺時通常使用的是低壓電器器件何技術，與現(xiàn)在的電器控制理論和電工技術原理相吻合。

電工電子實驗的學習內(nèi)容與其余的專業(yè)有所不同，其內(nèi)容也有一定的深度和廣度，它包括了認識、設計、組裝、應用、調(diào)試等步驟。電工電氣學習實驗的裝置具有自己的特點。

（1）通用性比較強，適用面也很廣。

（2）技術很先進有很強的實用性。

（3）雖然比較開放但是安全性是非常高的。

（4）擴展性很好，使用很靈活。

有關電工電子實驗裝置的學習，提出了以上幾點知道思想，在調(diào)查研究過程中，對實驗的裝置進行了反復的改進以及論證，實驗是在PLC編程技術的基礎上進行的。該裝置具有維護便利、擴展性強、結(jié)構(gòu)緊湊、應用性好以及綜合性強等優(yōu)點。在學習過程中能夠?qū)⒓夹g操作與理論知識相融合，能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，使學生在電工學習中接收到多層次的教育，這正好滿足了現(xiàn)在現(xiàn)代化的教育要求。

2　基于PLC的電工控制實驗系統(tǒng)的研究

2.1PLC軟件的設計內(nèi)容

在設計開發(fā)PLC控制系統(tǒng)的軟件時要循序漸進，這個過程的步驟大致可以歸結(jié)為以下幾點：

1）對控制對象的需要分析；

2）設計軟件的大概框架；

3）編寫PLC程序的代碼；

4）對PLC程序以及軟硬件進行調(diào)試

5）完成設計報告

對控制對象的需求分析是軟件開發(fā)中最重要的過程。這一階段需要弄清楚控制對象的情況，包括實現(xiàn)的控制功能、所在的環(huán)境以及實現(xiàn)的性能等等，這些對后面設計過程的順利進行有著重要的作用。

根據(jù)控制系統(tǒng)的基本要求，設計PLC程序要以系統(tǒng)控制要求作為主線，逐漸進行控制功能的編寫來完善系統(tǒng)的特定功能。程序的內(nèi)容一般包括以下幾個：

1）初始化程序。PLC通電以后，要進行一些初始化的操作，為下一步的啟動做好準備工作，避免失誤的發(fā)生。程序的初始化主要包括：對計數(shù)器以及一些數(shù)據(jù)區(qū)域進行清零，恢復某些需要數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)域，復位或者置位一些繼電器，另外還需要顯示程序的初始狀態(tài)等等。

2）檢測并診斷故障和顯示程序。這些程序較其余程序來說比較獨立，通常在設計完基本程序之后再添加。

3）對程序進行保護和連鎖。程序的連鎖和保護是很重要的一部分，必須對其進行認真的考慮，避免不合理操作和控制邏輯的混亂。

2.2PLC控制系統(tǒng)的實驗實現(xiàn)過程的分析

首先，要確定實驗實現(xiàn)的具體內(nèi)容。

1）根據(jù)實驗實現(xiàn)控制的基本要求，確定設計控制系統(tǒng)基本的技術條件。

2）選擇電工電子傳動的形式和電磁閥以及電動機等機構(gòu)。

3）確定PLC的型號。

4）編寫PLC的輸出和輸入分配表并且還要繪制輸出和輸入的端子接線圖。

5）編寫軟件的說明時要按照系統(tǒng)設計的要求進行，然后用相對應的編程語言來編制程序設計。

6）對用戶的使用習慣要進行調(diào)查，來設計滿足用戶需要的界面，加強人機交換。

7）最后要進行系統(tǒng)的調(diào)試，完成使用和設計的說明書；另外，根據(jù)任務內(nèi)容變化，設計內(nèi)容應當進行適當?shù)恼{(diào)整。

完成實驗實現(xiàn)的具體內(nèi)容后要分析實驗實現(xiàn)的步驟。

1）對被控對象進行分析，對控制的要求必須熟練掌握。

2）確定I/0設備。

3）選擇PLC的類型。

4）分配I/0點。

5）設計PLC編程。

6）對軟件進行測試。

7）整體調(diào)試應用系統(tǒng)。

8）完成系統(tǒng)的報告。

當前，PLC、觸摸屏以及變頻器有很多種類，各個學校的電工電子實驗裝置也有所不同。施耐德、西門子以及三菱等等是學校選擇比較多的品牌。他們的技術規(guī)格相對成熟，售后服務也比較萬壽，廣大用戶使用的時候比較方便。

3　PLC仿真系統(tǒng)設計與實驗

3.1實驗應用方面的設計

PLC仿真系統(tǒng)實驗的部分包括基本實驗和綜合實驗，基本實驗包括計數(shù)器指令、定時指令以及基本邏輯指令，基本實驗主要是考察學生對PLC基本指令是否掌握熟練，為了使學生對PLC編程有基本的了解。綜合實驗則包含無塔供水控制、電機正反轉(zhuǎn)控制、小車送料控制實驗以及十字路口交通燈控制，主要是為了檢驗學生對指令的掌握情況，并希望學生對項目的開發(fā)有一定的了解。

3.2虛擬仿真實驗能夠帶來的效果

1）在屏幕上能夠直接觀察出虛擬仿真實驗中PLC的控制結(jié)果是否正確，這給編程和調(diào)試提供了便利，對學生學習電工電子控制系統(tǒng)的設計方法也有很大的好處。

2）虛擬仿真實驗與目前先進的科技結(jié)合，使與實驗有關的可視化多媒體設計和人機交互式仿真技術更便利地引入到實驗中去，增加了學生學習的興趣和積極性。

3）虛擬仿真實驗有利于選擇更高價值的項目，能夠提高學生的應用能力，初次之外，能夠更好地培養(yǎng)學生的對電工自動化控制系統(tǒng)的設計學習。

4）與電工電子先關的實驗設備僅僅需要可編程和微機控制器，學生可以根據(jù)自己的需要提出自己的要求來改變控制算法。這個不需要改變復雜的硬接線，只編制相應的控制程序，也不需要用失誤構(gòu)造實驗的模型，更不用擔心設備會被損壞，通過計算機顯示的虛擬被控對象就能夠檢測出控制結(jié)果是否正確。

4　總結(jié)

電工電子實驗的學習是各個高校進行實踐的重要課程之一，它的教學方法、教學內(nèi)容以及教學模式都是未來研究的一項重要的工程。PLC編程技術在電工電子實驗中的應用，不僅僅培養(yǎng)了學生動手實踐的能力，還培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力、表達能力、團隊合作的精神以及信息綜合分析的能力。而且在實驗的過程中將老師的水平和應用能力也提高了，使教師們具有更加專業(yè)的理論和實踐的技能。

［1］谷軍，曹向南，葉嬋，劉駿，鄧長輝. PLC編程技術在電工電子實驗中的應用［J］.黑龍江科技信息，2014，33：163-164.

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［3］李子昀.基于PLC的自動生產(chǎn)線實驗平臺的研究［D］.中南大學，2010.

［4］傅曉程.虛擬技術在電工電子實驗中的應用［D］.浙江大學，2007.

［5］汪玉基.基于PLC自動點膠機控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)［D］.東北大學，2011.

Application and analysis of PLC programming technology in electrical and electronic experiment

Jiang Honggui
（NanJing College of Chemical Technology，210000）

This paper according to daily electrical and electronic laboratory conditions and experimental experience，this paper from the electrical and electronic experimental learning teaching equipment，industrial control experimental system and PLC simulation system design and realization and its application in experiments three aspects to analyze the application of PLC programming technology electrician and electron experiment，electric and electronic experiments often involve the computer software，relay contactor，inverter，sensors and other electrical apparatus in the experiment.

PLC；programming technology；electrical and electronics；application analysis