在電工電子實(shí)驗(yàn)中PLC編程技術(shù)的應(yīng)用

劉青泉

摘 要：該文在對(duì)于PLC編程技術(shù)在電工電子實(shí)驗(yàn)內(nèi)應(yīng)用情況研究過(guò)程中，就以西門(mén)子PLC編程技術(shù)作為研究對(duì)象，對(duì)于電工電子實(shí)驗(yàn)內(nèi)設(shè)計(jì)部分進(jìn)行重點(diǎn)闡述，主要表現(xiàn)在4個(gè)方面，分別是電氣自鎖與互鎖、電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、兵乓電路與邏輯函數(shù)。主要目的就是希望能夠幫助學(xué)生對(duì)于電工電子實(shí)驗(yàn)及PLC編程技術(shù)有著更加全面性了解，將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生對(duì)于專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，了解專(zhuān)業(yè)知識(shí)，推動(dòng)學(xué)生全面成長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：PLC編程技術(shù) 電工電子實(shí)驗(yàn) 編程技巧

中圖分類(lèi)號(hào)：G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）05（a）-0224-03

我國(guó)在工業(yè)化建設(shè)過(guò)程中，工業(yè)生產(chǎn)內(nèi)應(yīng)用機(jī)電一體化越加廣泛。為了保證工業(yè)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)相吻合，這就需要院校為工業(yè)建設(shè)提供高質(zhì)量人才。電工電子教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生不僅僅需要對(duì)于電工電子專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行了解，同時(shí)還應(yīng)該開(kāi)展針對(duì)性實(shí)驗(yàn)，對(duì)于有關(guān)案例進(jìn)行了解，保證理論知識(shí)與實(shí)踐進(jìn)行結(jié)合，提高學(xué)生動(dòng)手能力。

1 西門(mén)子標(biāo)志在電工電子實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用十分常見(jiàn)，屬于一種控制器。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中有良好的穩(wěn)定性與抗干擾能力，對(duì)于PLC編程技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，十分便捷，正是由于PLC編程技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)，特別在工業(yè)生產(chǎn)與高校教學(xué)內(nèi)應(yīng)用。與此同時(shí)，PLC現(xiàn)在也開(kāi)始逐漸在電工電子教學(xué)內(nèi)應(yīng)用，學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，對(duì)于針對(duì)工藝形式進(jìn)行了解。該文在對(duì)于電工電子實(shí)驗(yàn)中PLC編程技術(shù)的應(yīng)用研究中，就以西門(mén)子標(biāo)志作為案例，對(duì)于PLC編程技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析研究。

西門(mén)子標(biāo)志是西門(mén)子公司所研發(fā)的一種控制器，在編程過(guò)程中最多能夠輸入24位數(shù)字，在這24位數(shù)值中有16位輸入數(shù)字量，8種位輸入數(shù)字量，還有兩個(gè)數(shù)值是模擬量。西門(mén)子標(biāo)志所擁有的體積要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原本PLC技術(shù)，電氣控制空間范圍能夠有效減小。標(biāo)志編程更加便捷，路線配置十分簡(jiǎn)單，性價(jià)比較高，能夠在實(shí)際教學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中廣泛應(yīng)用，圖1為西門(mén)子標(biāo)志零件加工示意圖。

如圖1所示，機(jī)械手在執(zhí)行復(fù)位動(dòng)作的時(shí)候，工件在進(jìn)入到圖一位置上面，在按下針對(duì)性按鍵之后，工件在加工過(guò)程中就能夠執(zhí)行有關(guān)工序，進(jìn)入到針對(duì)性剪床處。工件在加工完畢之后，按下針對(duì)性按件就能夠進(jìn)入到第二道工序之中，工件就會(huì)傳輸?shù)姐@機(jī)中。工件整個(gè)加工順序完畢。

2 PLC編程技術(shù)的應(yīng)用

PLC編程技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，所應(yīng)用的形式為循環(huán)掃描，整個(gè)循環(huán)工作是反復(fù)開(kāi)展，PLC編程技術(shù)所需要的時(shí)間就是循環(huán)工作周期。在每一個(gè)周期之內(nèi)，PLC編程技術(shù)都會(huì)進(jìn)入到3個(gè)階段之中，分別是輸入采樣、程序執(zhí)行與輸入刷新。程序在開(kāi)展過(guò)程中，都是按照由上到下的順序，從左到右的順序。每一個(gè)編程之前，都需要和標(biāo)志內(nèi)有關(guān)變量進(jìn)行輸入與輸出。

2.1 自鎖與互鎖的實(shí)現(xiàn)

工件在實(shí)際加工過(guò)程中，需要在輸入端按下針對(duì)性按鈕，讓按鈕能夠與有關(guān)設(shè)備之間進(jìn)行連接，線圈與工件之間能夠保持穩(wěn)定聯(lián)通，這就需要工件在實(shí)際加工過(guò)程中，兩個(gè)按鍵不能夠同時(shí)保持閉合狀態(tài)，并且按鍵還需要保持復(fù)位狀態(tài)。

2.2 兵乓電路的實(shí)現(xiàn)

PLC編程技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中一共擁有兩個(gè)按鍵，PLC編程技術(shù)工藝需求在按下其中一個(gè)按鍵的時(shí)候，電動(dòng)機(jī)就會(huì)啟動(dòng)運(yùn)行，在改按另一個(gè)按鍵電動(dòng)機(jī)就會(huì)停止運(yùn)行。這兩個(gè)按鍵的工藝要求基本相同。這就需要標(biāo)志程序之中具有M工序，保證按鍵的按下之后M工序會(huì)形成沿脈沖，進(jìn)而給線圈提供穩(wěn)定電源。乒乓電路實(shí)現(xiàn)具體程序示意圖如圖2所示。

2.3 順序控制實(shí)現(xiàn)

順序控制實(shí)現(xiàn)屬于一種最為先進(jìn)的方式，在PLC編程技術(shù)方面有著十分廣泛的應(yīng)用。順序控制實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)思想會(huì)將工藝劃分為多個(gè)流程，在有關(guān)條件基礎(chǔ)之下，進(jìn)行針對(duì)性步驟。

加工工藝流程為：首先電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行之后，保證正轉(zhuǎn)指示燈能夠閃爍；其次信號(hào)在傳入30 s之后，讓有關(guān)指示燈由閃爍變?yōu)槌?，電?dòng)機(jī)復(fù)位，指示燈在熄滅之后，電動(dòng)機(jī)上面的指示燈就能夠關(guān)閉。通過(guò)順序控制編程思想觀念，能夠?qū)⒃臼謴?fù)雜的落實(shí)控制流程進(jìn)行步驟性劃分，進(jìn)而逐漸將每一個(gè)流程都落實(shí)。學(xué)生對(duì)于程序在理解上面也能夠更加便捷，對(duì)于PLC編程技術(shù)內(nèi)所具有的技巧有著全面性了解。

2.4 邏輯函數(shù)的應(yīng)用

在工件加工過(guò)程中，一共擁有3個(gè)開(kāi)關(guān)，這3個(gè)開(kāi)關(guān)都能夠?qū)τ陔妱?dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效控制。利用PLC編程技術(shù)直接編程過(guò)程中，需要對(duì)于程序進(jìn)行反復(fù)性互鎖，進(jìn)而保證程序安全性能與完整性能，實(shí)現(xiàn)有關(guān)工藝需求。原有編程方式在應(yīng)用過(guò)程中，編輯所需要的時(shí)間較長(zhǎng)，所需要涉及到的開(kāi)關(guān)輸入較多，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中容易出現(xiàn)編輯漏洞，進(jìn)而無(wú)法將工藝需求落實(shí)。與此同時(shí)，學(xué)生對(duì)于程序進(jìn)行調(diào)試與修改難度較高、

邏輯數(shù)值表在實(shí)際應(yīng)用之后，能夠有效對(duì)于傳統(tǒng)編程進(jìn)行簡(jiǎn)化，保證工藝要求落實(shí)，按照數(shù)學(xué)知識(shí)，對(duì)于PLC編程技術(shù)內(nèi)所存在問(wèn)題在從數(shù)學(xué)角度進(jìn)行解決，學(xué)生在對(duì)于程序理解上面也更加容易，學(xué)生能夠靈活將有關(guān)理論知識(shí)應(yīng)用到工程問(wèn)題解決過(guò)程中。

3 基于PLC電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)研發(fā)

電子電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是電工電子體系內(nèi)重要組成部分，能夠有效對(duì)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力進(jìn)行提升。科學(xué)技術(shù)在快速發(fā)展過(guò)程中，電工電子技術(shù)也在不斷完善，各種科學(xué)技術(shù)也開(kāi)始逐漸應(yīng)用到電工電子行業(yè)內(nèi)，進(jìn)而電工電子知識(shí)及技術(shù)都發(fā)生了本質(zhì)性轉(zhuǎn)變。目前，電動(dòng)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在大多數(shù)院校內(nèi)落實(shí)，為了能夠有效將電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與社會(huì)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)相吻合，教育人員開(kāi)始逐漸將PLC應(yīng)用到電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)。

電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室知識(shí)點(diǎn)學(xué)校與其他專(zhuān)業(yè)之間存在一定差異，內(nèi)容學(xué)習(xí)也具有一定難度，主要包含五個(gè)步驟，分別是認(rèn)識(shí)、設(shè)計(jì)、組裝、應(yīng)用與調(diào)試。PLC在電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)應(yīng)用，所具有的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在3個(gè)方面：（1）電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)具有良好通用性，應(yīng)用范圍十分廣泛；（2）電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)安全性能較高；（3）所應(yīng)用到的科學(xué)技術(shù)十分先進(jìn)，具有良好實(shí)用性。在研究之后發(fā)現(xiàn)，電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)裝置在不斷進(jìn)行完善及改進(jìn)之后，都是在PLC編程技術(shù)開(kāi)展。

4 基于PLC的電工控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究

PLC編程技術(shù)在電工電子實(shí)驗(yàn)內(nèi)應(yīng)用，設(shè)計(jì)流程需要循序漸進(jìn)，可以將設(shè)計(jì)流程劃分為五個(gè)部分，分別是控制對(duì)象、設(shè)計(jì)大體框架、編程代碼、對(duì)程序及軟件進(jìn)行調(diào)試、編寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告。其中對(duì)于控制對(duì)象進(jìn)行分析，是電工電子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要內(nèi)容之一，在這個(gè)工藝流程之中主要內(nèi)容就是對(duì)于對(duì)象實(shí)際情況進(jìn)行全面性了解，主要是對(duì)于對(duì)象3方面內(nèi)容進(jìn)行了解，分別是控制功能、運(yùn)行環(huán)境與實(shí)現(xiàn)性能，這3個(gè)方面設(shè)計(jì)水平對(duì)于后期設(shè)計(jì)工作的落實(shí)具有關(guān)鍵性作用。

控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中所具有的基本需求，是PLC編程技術(shù)在電工電子實(shí)驗(yàn)內(nèi)應(yīng)用的核心，按照控制功能對(duì)于系統(tǒng)所具有的功能進(jìn)行編寫(xiě)，正常情況下程序內(nèi)容主要在以下兩個(gè)方面。

（1）初始化程序。

PLC編程技術(shù)在應(yīng)用之后，需要進(jìn)行初始化編寫(xiě)，主要目的就是為后期編程工作奠定技術(shù)，最大程度降低編程過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性。程序在進(jìn)行初始化過(guò)程中，主要包含三方面內(nèi)容，分別是數(shù)據(jù)區(qū)域清零、恢復(fù)數(shù)據(jù)區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)及復(fù)位繼電器。

（2）檢測(cè)并診斷故障和顯示程序。

程序內(nèi)部具有很多獨(dú)立存在的子程序，這些子程序在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中都是獨(dú)立存在的，并不需要與其他程序進(jìn)行連接。正常情況下，子程序與程序在設(shè)計(jì)完畢之后，將子程序添加到程序內(nèi)就可以了。

5 PLC仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)

5.1 實(shí)驗(yàn)方面的設(shè)計(jì)

PLC編程技術(shù)在進(jìn)行仿真系統(tǒng)過(guò)程中，主要由兩部分實(shí)驗(yàn)構(gòu)成，分別是基本實(shí)驗(yàn)與綜合實(shí)驗(yàn)，其中基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)主要包含三種指令，分別為計(jì)數(shù)器指令、定時(shí)指令與基本邏輯指令，基本實(shí)驗(yàn)主要目的就是審核學(xué)生對(duì)PLC編程技術(shù)了解程度，讓學(xué)生能夠?qū)τ赑LC編程技術(shù)內(nèi)的有關(guān)指令進(jìn)行了解，保證學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量；綜合實(shí)驗(yàn)主要由4個(gè)部分內(nèi)容構(gòu)成，分別是無(wú)塔供水控制、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、小車(chē)送料控制與指示燈控制，進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)主要目的就是提高學(xué)生對(duì)于指令了解程度，同時(shí)讓學(xué)生能夠參與到項(xiàng)目研發(fā)設(shè)計(jì)上面。PLC仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在開(kāi)展過(guò)程中，主要是關(guān)注數(shù)字電路數(shù)據(jù)所發(fā)生的變化，實(shí)驗(yàn)在剛開(kāi)始之前，數(shù)字電路顯示表上數(shù)值為0，伴隨著仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)不斷開(kāi)展，數(shù)字電路顯示表上的數(shù)值開(kāi)始發(fā)生變化，逐漸趨于最大值，進(jìn)而按照仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)電流變化做出針對(duì)反映。

5.2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇?lái)的效果

（1）仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中具有顯示器，學(xué)生能夠通過(guò)顯示器將仿真實(shí)驗(yàn)控制性能進(jìn)行全面性了解，對(duì)于仿真實(shí)驗(yàn)控制結(jié)果進(jìn)行判斷，這樣能夠有效對(duì)于PLC編程技術(shù)的編程與調(diào)試工作進(jìn)行有效簡(jiǎn)化，幫助學(xué)生對(duì)于電工電子方面有關(guān)知識(shí)進(jìn)行了解，學(xué)生電工電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技巧也能夠顯著提高。

（2）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在開(kāi)展過(guò)程中，利用了現(xiàn)如今最為先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，進(jìn)而保證虛擬仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)包含多媒體技術(shù)與人機(jī)交互技術(shù)，學(xué)生能夠參與到實(shí)驗(yàn)之中，學(xué)生積極性也能夠顯著提升。

（3）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在對(duì)于項(xiàng)目選擇過(guò)程中，正常情況下都是選擇價(jià)值最高的項(xiàng)目，顯著提高學(xué)生所具有的應(yīng)用技能。除了剛開(kāi)始學(xué)習(xí)之外，學(xué)生對(duì)于電工電子自動(dòng)化控制系統(tǒng)知識(shí)更加深入性了解。

（4）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)涉及到與電動(dòng)電子實(shí)驗(yàn)的有關(guān)設(shè)備，不僅僅能夠?qū)τ诔绦蜻M(jìn)行編程及控制，學(xué)生還能夠按照自身想法對(duì)于程序進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整控制算法，在這個(gè)過(guò)程中所涉及到的硬接線較為簡(jiǎn)單，按照針對(duì)性控制程序即可，也并不需要實(shí)驗(yàn)失敗模型，設(shè)備也不會(huì)出現(xiàn)損壞情況，僅僅通過(guò)顯示設(shè)備就能夠?qū)τ诳刂平Y(jié)果進(jìn)行判斷。

6 結(jié)語(yǔ)

高校在開(kāi)展實(shí)踐課程內(nèi)的重要課程就是電工電子實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所涉及到的教學(xué)方法及教學(xué)內(nèi)容，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)都起著十分關(guān)鍵作用。PLC編程技術(shù)在電工電子實(shí)驗(yàn)內(nèi)應(yīng)用，在提高學(xué)生實(shí)踐技能的同時(shí)，還能夠?qū)W(xué)生創(chuàng)新及表達(dá)能力進(jìn)行培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師教學(xué)水平也能夠顯著提升，提高教師對(duì)于專(zhuān)業(yè)知識(shí)全面性了解，保證高校教育質(zhì)量。

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