淺談PLC在職工技能培訓(xùn)方面的實際應(yīng)用

胡俊祥　趙輝　馬洪偉

摘 要：本文所介紹的是在現(xiàn)代化高鐵事業(yè)蓬勃發(fā)展時期，中車長客股份公司在職工技能培訓(xùn)方面一次全新嘗試，將先進的PLC技術(shù)與職工技能培訓(xùn)有機結(jié)合，研發(fā)團隊利用可編程邏輯控制器（PLC）結(jié)合繼電拓展轉(zhuǎn)換組件，圓滿完成了“調(diào)試操作技能實訓(xùn)裝置”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建工作。文章通過介紹“調(diào)試操作技能實訓(xùn)裝置”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的前期背景、設(shè)計理念、構(gòu)建方式及執(zhí)行效果為讀者展示了其先進性、可靠性、適用性。

關(guān)鍵詞：PLC;拓展;網(wǎng)絡(luò);高鐵;職工技能培訓(xùn)

隨著電氣化鐵路進程的不斷深入發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)步入高鐵時代，列車越發(fā)朝著更安全、更穩(wěn)定、更快捷的方向發(fā)展，對企業(yè)員工技術(shù)技能水平提出更高要求。但如何在不影響產(chǎn)品實物質(zhì)量和生產(chǎn)進度的同時，讓職工技術(shù)技能培訓(xùn)與實際生產(chǎn)工作更貼近、更吻合，成為企業(yè)培訓(xùn)機構(gòu)的重大課題。最終在長客人智慧的凝聚下六套“調(diào)試操作技能實訓(xùn)裝置”悄然誕生，其中可編程邏輯控制器（PLC）的引入和繼電拓展轉(zhuǎn)換組件的設(shè)計起到了至關(guān)重要的作用。真實的構(gòu)建了動車組網(wǎng)絡(luò)控制功能，使動車組各大功能模塊的達到高度仿真，不但可以準確的模擬現(xiàn)車的各項功能，而且通過預(yù)置的開關(guān)可以模擬相關(guān)實車的故障問題，讓受訓(xùn)的職工在不對產(chǎn)品質(zhì)量造成損害的同時，切合實際的完成了對自身技術(shù)技能的有效提升。

一、利用PLC進行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的前期背景

為了滿足新時期職工技能培訓(xùn)的需求，給職工營造一個真實、貼切的培訓(xùn)平臺，長客股份公司于2011年初建立“調(diào)試操作技能實訓(xùn)裝置”研發(fā)團隊，經(jīng)過近4個月的研發(fā)實訓(xùn)裝置正式投產(chǎn)，在短期內(nèi)如何呈現(xiàn)出與真實的動車組完全一致的仿真模擬功能效果又成為擺在面前百思不得其解的攻堅難題。因為真實的動車都是網(wǎng)絡(luò)控制，如果購買六套現(xiàn)車使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備其成本過于高昂，如果不設(shè)置網(wǎng)絡(luò)控制又無法達到預(yù)期效果，正當此時PLC技術(shù)的引入幫助團隊走出了困局。PLC是可編程邏輯控制器，其優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)靈活、節(jié)省空間、低成本、可靠性強、傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬穩(wěn)定，借此團隊決定采用PLC作為替代產(chǎn)品進行“調(diào)試操作技能實訓(xùn)裝置”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

二、利用PLC進行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的構(gòu)建方式

結(jié)合系統(tǒng)的控制要求，采用了三菱FX2N-48MR型可編程邏輯控制器，并通過繼電拓展轉(zhuǎn)換組件將24目（實際使用22目）有源輸出轉(zhuǎn)換為26對無源觸點供系統(tǒng)使用。由于各功能模塊是可拆卸的分體結(jié)構(gòu)，為方便使用所以在設(shè)計時各功能塊與繼電拓展轉(zhuǎn)換組件采用通用快速接口，實現(xiàn)不同模塊可通過一套接口與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)快速連接。為防止各接口出現(xiàn)鏈接錯誤采用了硬件防插錯結(jié)構(gòu)設(shè)計。

繼電拓展轉(zhuǎn)換組件為安裝方便采用滑道式固定結(jié)構(gòu)，為節(jié)省空間采用多級層式布局，為了便于觀察工作狀況，還特設(shè)計了工裝狀態(tài)指示。通過繼電拓展轉(zhuǎn)換組件和可編程邏輯控制器的結(jié)合構(gòu)成新系統(tǒng)，承載各功能模塊，另外這套系統(tǒng)設(shè)計了自動識別機構(gòu)，能夠達到智能化自動識別不同的功能模塊，并輸出相應(yīng)的工作程序，避免了人工識別切換造成錯誤的機率。

三、利用PLC進行調(diào)試操作技能實訓(xùn)裝置網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建各系統(tǒng)接口參數(shù)〖ST〗

由于具體軟件程序涉及行業(yè)保密內(nèi)容，所以在這里不作詳細講解，針對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與各功能模塊的邏輯關(guān)系，如下：輸入端COM的X0、X1、X2接通9芯公插座1、2、3針;輸入端COM的X10、X11、X12、X20、X21、X22接通9芯母插座1、2、3、6、7、8針。

這里需要特別強調(diào)的是在進行編程的時候必須注意“至位優(yōu)先”與“復(fù)位優(yōu)先“的問題，如果這個問題解決不好將會出現(xiàn)雖然梯形圖完備，但軟件程序存在漏洞，導(dǎo)致系統(tǒng)無法完全實現(xiàn)所有預(yù)想功能。

四、利用PLC進行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的應(yīng)用效果

通過PLC和繼電拓展轉(zhuǎn)換組件相結(jié)合進行“調(diào)試操作技能實訓(xùn)裝置”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，不但大大降低了成本投入，而且完全實現(xiàn)了對動車組各項網(wǎng)絡(luò)功能完全一致的仿真模擬，效果真實的呈現(xiàn)在受訓(xùn)職工面前，僅以受電弓系統(tǒng)為例，可以實現(xiàn)正常升弓、旁路狀態(tài)升臨弓、正常降弓、緊急快速降弓、弓網(wǎng)壓力監(jiān)控、升弓換端等等動車組真實現(xiàn)車功能。

經(jīng)過實踐驗證這套網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)小巧，設(shè)計精妙，運行穩(wěn)定，執(zhí)行快捷、準確，便于維護保養(yǎng)，完全符合預(yù)期設(shè)計構(gòu)想標準。其強大的功能和優(yōu)越的性能在日常職工技能培訓(xùn)中得以充分展現(xiàn)，并且在兩屆國家級二類技能競賽中被選定為實作技能考試中動車組故障排除考試項點的考試設(shè)備，在賽會期間其穩(wěn)定的性能得到大賽組委會的充分認可。

五、結(jié)論

綜上所述，“調(diào)試操作技能實訓(xùn)裝置”的，使受訓(xùn)學(xué)員的實際操作培訓(xùn)真正成為了一項生動可見，操作性極強的實踐活動，不再只是抽象可畏的教程。通過PLC和繼電拓展轉(zhuǎn)換組件構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計更是點睛之筆。真實的構(gòu)建了動車組網(wǎng)絡(luò)控制功能，使動車組各大功能模塊的達到高度仿真，讓學(xué)員能夠親自操控，實際動手，真實感受，快速有效的提升自身技術(shù)技能水平，從而最大限度的激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣。同時即不對實際產(chǎn)品質(zhì)量造成損害，又不會對生產(chǎn)進度產(chǎn)生影響，并且構(gòu)建這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所需的費用投入比較適中，即經(jīng)濟又實用，所以說PLC在職工技能培訓(xùn)方面的實際應(yīng)用存在極大的應(yīng)用和推廣空間。

參考文獻：

[1]張澤榮.可編程序控制器原理與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[2]顧戰(zhàn)松，陳鐵年.可編程控制器原理與應(yīng)用[M].北京：國防工業(yè)出版社，1999.