電工電子實(shí)驗(yàn)中PLC技術(shù)的應(yīng)用研究

劉偉

【摘 要】隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，很多新型技術(shù)涌現(xiàn)，其中，PLC編程技術(shù)作為一種新的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，在電工電子領(lǐng)域得到了有效應(yīng)用，發(fā)揮了非常重要的作用?；诖?，文章從PLC編程技術(shù)概念入手，對(duì)其在電工電子實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，以供參考。

【關(guān)鍵詞】PLC編程技術(shù);電工電子;實(shí)驗(yàn)

在工業(yè)生產(chǎn)中，電工電子實(shí)驗(yàn)是非常重要的內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的前提和保障。在電工電子實(shí)驗(yàn)中，工作人員除了要有過硬的理論知識(shí)，還需要豐富的實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)，而PLC編程技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，可以提升電工電子實(shí)踐教學(xué)的效率和水平，為社會(huì)的發(fā)展培養(yǎng)更多專業(yè)實(shí)用性人才。

一、PLC編程技術(shù)概述

PLC編程技術(shù)屬于數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)，在使用該技術(shù)時(shí)，利用存儲(chǔ)器進(jìn)行程序的編寫，并完成邏輯運(yùn)算等相關(guān)操作指令，從而通過數(shù)字的模擬輸入、輸出對(duì)各種機(jī)械設(shè)備進(jìn)行科學(xué)操作。這項(xiàng)技術(shù)之所以可以得到有效應(yīng)用，是因?yàn)樗目垢蓴_性、靈活性很強(qiáng)，操作起來也非常方便、易于掌握，因而在工業(yè)領(lǐng)域得到了有效應(yīng)用。

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

PLC編程技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中是應(yīng)用比較普遍的一項(xiàng)技術(shù)，具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性、抗干擾性。在具體應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，主要采用的是循環(huán)掃描方式，在每個(gè)周期內(nèi)，PLC編程技術(shù)都會(huì)經(jīng)歷輸入采樣、執(zhí)行程序、輸入刷新三個(gè)過程。程序的執(zhí)行都是按照順序進(jìn)行的，每個(gè)程序執(zhí)行前，都要相關(guān)變量的輸入、輸出。

三、基于PLC編程技術(shù)的電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置的研發(fā)

在電工電子專業(yè)教學(xué)中，學(xué)生除了要掌握最基本的理論，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是非常重要的內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)的作用是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和水平，讓學(xué)生具備電工電子操作技能水平。為此，基于PLC編程技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置被提出，與電工技術(shù)原理具有一致性。

從電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容看，與別的專業(yè)存在的一定的差異，其內(nèi)容更深、更廣，包含設(shè)計(jì)、組裝等各個(gè)方面的內(nèi)容。其實(shí)驗(yàn)裝置也有自身的特點(diǎn)：1）通用性強(qiáng)，適用范圍廣。2）技術(shù)更先進(jìn)，實(shí)用性更強(qiáng)，安全性高。3）具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，使用起來比較靈活。

四、基于PLC編程的電工電子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究

軟件的開發(fā)和設(shè)計(jì)需要做好如下內(nèi)容：1）分析控制對(duì)象的需求。2）對(duì)軟件的大致框架進(jìn)行設(shè)計(jì)。3）完成PLC程序代碼的編寫。4）做好成 PLC程序的調(diào)試。5）撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。

分析控制對(duì)象的需求是軟件開發(fā)中非常關(guān)鍵的內(nèi)容，該過程需要了解控制對(duì)象的具體狀況，包含功能的實(shí)現(xiàn)情況、所處環(huán)境等。這些對(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)任務(wù)的順利進(jìn)行都是很關(guān)鍵的內(nèi)容。

1）綜合考慮控制系統(tǒng)要求，對(duì)PLC程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，不斷地更新和完善控制功能程序的編寫任務(wù)，將計(jì)數(shù)器或各類數(shù)據(jù)清零，恢復(fù)所需要的數(shù)據(jù)，復(fù)位繼電器等設(shè)備，此外，還要讓程序保持在初始狀態(tài)。

2）故障診斷、顯示程序。這些程序同其他程序進(jìn)行比較，是獨(dú)立存在的，一般都是在完成基本程序的設(shè)計(jì)任務(wù)后才添加。

3）程序保護(hù)、連鎖。這部分內(nèi)容是非常重要的，需要仔細(xì)考慮，以免出現(xiàn)操作誤區(qū)。

4）在使用PLC編程技術(shù)時(shí)，通常有兩個(gè)按鍵的作用是很大的。如果這兩個(gè)按鍵所處的狀態(tài)是不一樣的，電機(jī)所處的運(yùn)行狀態(tài)也是存在差異的;若是其中任意按鍵是閉合的，電動(dòng)機(jī)可能處在停止或啟動(dòng)狀態(tài)。

5）順序控制實(shí)現(xiàn)。在使用PLC編程技術(shù)時(shí)，必須對(duì)順序控制方法引起重視。該控制方法技術(shù)含量很高，要對(duì)工序科學(xué)劃分。在進(jìn)行順序控制時(shí)，要融合最新設(shè)計(jì)理念，保證操作能嚴(yán)格依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)流程實(shí)現(xiàn)。

該種設(shè)計(jì)思路和PLC編程技術(shù)是吻合的，也能優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，還能將復(fù)雜的邏輯簡單化，分步進(jìn)行編程，保證各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于學(xué)生來說，順序控制方法可以強(qiáng)化他們對(duì)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，從而熟練應(yīng)用 PLC編程技術(shù)。

6）邏輯函數(shù)的使用。在加工工件時(shí)，可利用三個(gè)開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)。在使用PLC進(jìn)行編程時(shí)，要反復(fù)互鎖程序，以保證程序的安全、有效性。但這個(gè)過程比較麻煩，需要反復(fù)對(duì)互鎖開關(guān)進(jìn)行調(diào)試，使其滿足工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，且在反復(fù)輸入的過程中，編程者可能會(huì)漏寫、錯(cuò)寫程序，無法達(dá)到工藝要求，讓學(xué)生花費(fèi)時(shí)間重新去調(diào)試、糾正程序，為了節(jié)省學(xué)生的時(shí)間，能更高效地參加更高級(jí)別的程序調(diào)試，就要優(yōu)化程序操作過程。

五、PLC控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)過程

實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)現(xiàn)需要先將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容確定下來：1依據(jù)實(shí)驗(yàn)控制過程實(shí)現(xiàn)的基本要求，將相關(guān)的技術(shù)條件確定下來;2）確定電工電子傳動(dòng)模式，將PLC型號(hào)確定下來;3）完成PLC的輸入、輸出編寫任務(wù)，并繪制出相應(yīng)的接線圖;4）進(jìn)行編程程序設(shè)計(jì);5）完成系統(tǒng)調(diào)試任務(wù)，編寫好完整、準(zhǔn)確的說明書。

確定好實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后，要對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的步驟進(jìn)行分析，具體如下：1）分析被控對(duì)象，弄清控制要求;2）將I/O設(shè)備確定下來;3）確定好PLC類型;4）對(duì)I/O點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)分配;5）進(jìn)行PLC編程;6）軟件調(diào)試;7）報(bào)告撰寫。

西門子等是學(xué)校應(yīng)用最多的品牌，其技術(shù)較為成熟，用起來更加方便。

六、PLC仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)

（一）實(shí)驗(yàn)應(yīng)用設(shè)計(jì)

PLC仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包含基本、綜合實(shí)驗(yàn)兩方面內(nèi)容，基本實(shí)驗(yàn)包含計(jì)算器、定時(shí)等相關(guān)指令，該實(shí)驗(yàn)是檢測學(xué)生對(duì)PLC仿真系統(tǒng)基本指令的了解情況。綜合實(shí)驗(yàn)包括點(diǎn)擊正反轉(zhuǎn)控制、小車送料控制等實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生對(duì)指令的熟練情況有一個(gè)了解。

（二）實(shí)驗(yàn)效果

1）通過屏幕可以直觀了解到實(shí)驗(yàn)過程中PLC控制是否合理，這為編程、調(diào)試帶來了極大的便利，為學(xué)生對(duì)電工電子控制系統(tǒng)方面知識(shí)的學(xué)習(xí)帶來了益處。

2）虛擬仿真和現(xiàn)代科技的融合，讓各項(xiàng)技術(shù)可以融入實(shí)驗(yàn)，吸引了學(xué)生的注意，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和積極性，提高學(xué)生實(shí)踐操作水平。

3）在電工電子實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以結(jié)合自身需要提出要求，對(duì)控制算法進(jìn)行調(diào)整，這個(gè)過程不必對(duì)復(fù)雜的硬接線過程進(jìn)行調(diào)整，只要編制控制程序就行，利用計(jì)算機(jī)將虛擬對(duì)象呈現(xiàn)出來，就可以直觀判斷出檢測結(jié)果的正確性。

七、結(jié)束語

在大部分高校電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，都運(yùn)用了PLC編程技術(shù)，提升了學(xué)生的實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力;同時(shí)，在工業(yè)發(fā)展中也發(fā)揮著很重要的作用，但從現(xiàn)在的情況看，PLC編輯技術(shù)在具體使用的過程中還存在一些問題有待加強(qiáng)和解決。因此，在今后工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展建設(shè)過程中，還需要加大對(duì)PLC編程技術(shù)的探索和研究，不斷地進(jìn)行技術(shù)的更新、升級(jí)，為電子電工科研、工業(yè)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]喜琍. 電工電子實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用 PLC 編程技術(shù)的若干研究 [J]. 無線互聯(lián)科技 ，2017（15）：136-137.

[2]郭文娟 ， 郭宏平 . 一體化教學(xué)方法在可編程控制器 （PLC） 課程教學(xué)中的應(yīng)用 [J]. 南方農(nóng)機(jī) ，2020，51（10）：126.

[3]李曉東 ， 任成廣 ， 馬宏巖 . 基于 PLC 編程技術(shù)對(duì)電子電工實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用分析 [J]. 職業(yè)技術(shù) ，2017，19（7）：92+75.

[4]劉德任 ， 劉家文 .PLC 編程技術(shù)在電工電子實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用分析[J]. 課程教育研究 ，2017，12（2）：321-322.

[5]黃冠恩 ， 廖可明 . 電工電子實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用 PLC 編程技術(shù)的若干研究 [J]. 電腦知識(shí)與技術(shù) ，2017，12（5）：1325-1335.