可编控制器

可编控制器（精选十篇）

可编控制器 篇1

可编程控制器在我国工业方面应用越来越广泛, 了解可编程控制器系统设计的原则和内容对学习利用可编程控制器实现的智能控制有着重要指导作用。

2 系统设计的原则

在电气控制系统中, 实现系统的要求, 提高生产效率, 保证产品质量是控制的最终目标。在可编程序控制器的系统设计时也应该把这个问题放到首位。PLC系统设计应当遵循以下原则。

(1) 满足要求最大限度地满足被控对象的控制要求是设计控制系统的首要前提。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究, 采集实际控制的相关信息, 总结控制过程中好的控制方法, 搜集与本被控对象相关的文献资料, 来进行深入的分析和设计, 并且要和现场的工作人员多进行沟通, 一起改进和完善设计中所存在的问题。

(2) 安全可靠在控制系统的设计中, 控制系统长期工作的安全性与稳定性是设计的基本原则。这就要求设计要考虑控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行。为了能达到这一点, 要求在系统设计上, 器件选择上, 软件编程上要全面考虑。

(3) 经济实用经济运行也是系统设计的一项重要原则。新的控制系统虽然能够对产品的质量和数量带来改善, 为生产创造更多的价值, 但新系统的引入、员工的培训、系统的维护都是一笔不小的投入。在满足实际控制需求的基础上, 要合理改进系统, 降低系统的投入。

(4) 适应发展社会在不断地前进, 科学在不断地发展, 控制系统的要求也一定会不断地在提高、不断地在完善。因此, 在控制系统的设计时要考虑到今后的升级。在对PLC型号及相关配置模块的选择方面能够留有一定的余量, 以方便日后使用过程中的改进和升级。

3 系统设计的内容

3.1 机型选择

目前, 可编程序控制器产品种类繁多, 同一个公司生产出的PLC也常常推出系列产品。这需要用户去选择最适合自己要求的产品。正确选择产品中, 首要的是选定机型。

(1) 根据系统类型选择机型根据不同类型的机型, 可将控制系统分为三类, 分别为:单体控制小系统、慢过程大系统以及快速控制大系统。这些系统在PLC的选型上是有区别的。

在单体控制的小系统中可通过使用一台可编程序控制器来实现系统的要求。该系统简单灵活, 控制对象往往是系统中的某一个控制指标。这种系统对可编程序控制器间的通信技术要求不高。但有时需要在机器与机器之间进行通信。

慢过程大系统的特点是对设备的性能要求低, 但设备之间有一定的联系, 设备之间有一定的距离, 并且控制的对象复杂, 例如加热炉、港口等系统中对象的远程控制;还有些系统中部分设备需要较高的运行速度, 但是另外一些设备则不需要太高的运行速度, 如钢厂、电厂的一些相关控制系统。对这一类控制对象, 大型机一般不适合这种灵活控制的场合。一般常采用多台中小机型和低速网相连接。通常可以选择单台中小型机对单台设备进行单独控制, 这样不仅容易编程, 而且便于调试和对故障查找、改正。

快速控制大系统:随着可编程序控制器在工业领域应用的不断扩大, 在中小型的快速系统中, 可编程序控制器能够实现对设备的各种基本控制。在这一类控制系统中, 即使使用一台性能较高的大型机也不容易实现控制的要求。假如使用多台中小型机则可以灵活的对系统进行控制, 并且反应速度快。

(2) 由被控对象选择机型根据控制对象的不同特点进行分析, 是选择机型的基础。由控制对象需要的输入输出点数的多少, 可以将PLC的大小种类确定出来。由控制对象的实际特点可确定出PLC的性能。根据控制对象的操作规则可以估计出控制程序所占内存的容量。根据以上的综合分析, 就可以更加准确的确定出PLC机型的范围。

3.2 选择接口设备

为了运行可靠在选择PLC产品时, 需要综合考虑到机型和接口设备的质量和控制可靠性的问题。PLC的接口设备分为自身的I/O与功能模块, 还有与接口模块相连的外部设备这两部分。在选择PLC自身模块时需要考虑下面两点。一是要保证其能够与PLC对接良好。这就要考虑到模块的型号与规格这两个方面, 主要是看看他们的类型与型号是否配套。二是要保证所用到的模块是否与外部设备对接良好。

硬件部分的工作完成后, 就要开始着手软件设计了, 即程序的编制工作。在编制程序之前需要绘制一个输入输出变量表, 这样有利于程序编写, 为下面的许多工作都提供了便捷的条件。

3.3 分配输入输出点

为了以后的工作的便捷, 设计者在完成上面的工作后, 就可以对设备的I/O进行设定。

(1) 单台PLC系统的输入输出点的分配在对输入输出点进行排序时, 最好不要按照顺序排列, 这样不利于系统的编程与系统的调试工作。为了方便, 可以按照控制设备的不同, 将输入输出点进行分配, 这样可以有利于调试与编程工作

(2) 多台PLC系统中输入输出点的分配如果系统中存在多个可以编程的控制器, 应该依据工程上的总要求, 把输入输出按照控制类别的不同进行分组, 并且得到各个可编程控制器分别需要遵守的规则。

3.4 建立输入输出变量表

(1) 绘制输入输出变量表为了方便编程, 需要绘制一个输入输出变量列表。在表内中应该把相应的模块端子, 地址号与信号名称对应好。

(2) 建立内存变量分配表输入输出点最终会储存在PLC的内存单元中, 也就是通常说的输入输出映像区。对于一个具体的程序可能会用到许多的器件与变量, 比如定时器、计数器还有许多的PLC内部变量等, 那么就必须在编程前, 考虑周全, 把这些变量所需要占用的内存分配好, 并建立相应的表格, 也即内存变量分配表, 它包含了所需要的所有元件和变量, 并且可以根据它来阅读程序和查找故障。

3小结

本文主要论述了可编程控制器系统设计方法, 如系统的设计原则, 设计内容, 包括选择机型、选择接口设备、分配输入输出点等。

参考文献

[1] 黄德先, 王京春, 金以慧.过程控制系统「M].清华大学出版社.2011年5月.

[2] 西门子 (中国) 有限公司.S7-200可编程控制器系统手册.2007

可编程序控制器总结 篇2

时间过的真快，转眼间，一学期的课程结束了。这学期主要学习了《可编程序控制器应用技术及项目训练》，以三菱FX2s为样机，通过4个由易到难的实际工程项目，让我学会合理运用PLC及相关工控产品，掌握小型控制系统设计、安装与调试的工作方法。

通过本课程的学习，使我更加熟悉了相关国家标准和行业规范；熟练进行PLC控制柜装配；掌握小型PLC控制系统设计、安装、调试的工作方法；掌握收集、查阅PLC及相关产品资料的渠道和方法；熟悉位置、温度等工业传感器的选型与用法，会规范绘制电路图、接线图、位置图等电气图纸；会规范编写设备设计说明书和设备使用说明书等文档，也让我了解了有关PLC的很多知识。其中包括一下这些方面：

PLC的基础知识 PLC的定义

PLC是可编程序控制器的简称。可编程序控制器（ProgrammableController）本应简称PC，但是由于个人计算机（PersonalComputer）也简称为PC，为了区别，同时由于早期的可编程序控制器只是具有逻辑控制功能，因此人们仍习惯称可编程序控制器为PLC（ProgrammableLogicalController）。PLC的发展概况

20世纪60年代中期，美国通用汽车公司（GM）为适应生产工艺不断更新的需要，提出了一种设想：把计算机的功能完善、通用灵活等优点与继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，并提出了新型电气控制的十点招标要求。其中包括：编程方便，可在现场修改程序；维护方便，最好采用插件式结构；可靠性高于继电器控制装置；数据可直接进入管理计算机；体积小于继电器控制装置；成本可与继电器控制装置竞争；输入电源可为交流115V；输出为交流115V，负载电流应在2A以上，能直接驱动电磁阀接触器等；扩展时，原系统要求变更最少；用户程序存储器大于4KB等。

PLC的基本构成

电源：PLC的电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源，在整个系统中起着十分重要的作用。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。

中央处理单元(CPU)：中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢，是PLC的核心起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

存储器：存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。

输入输出接口电路（I/O模块）：PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。

PLC的特点:可靠性高，抗干扰能力强。

PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。

PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。

可编程控制器编程语言

可编程控制器PLC中有多种程序设计语言，它们是：梯形图语言、布尔助记符语言、功能表图语言、功能模块图语言及结构化语句描述语言等。

梯形图语言和布尔助记符语言是基本程序设计语言，它通常由一系列指令组成，用这些指令可以完成大多数简单的控制功能，例如，代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等，通过扩展或增强指令集，它们也能执行其它的基本操作。

功能表图语言和语句描述语言是高级的程序设计语言，它可根据需要去执行更有效的操作，例如，模拟量的控制，数据的操纵，报表的报印和其他基本程序设计语言无法完成的功能。

PLC的应用领域

开关量的逻辑控制

这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

数据处理

现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

通信及联网

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

PLC的类型

PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。

了解PLC的这些知识之后，要想完成一个项目，最关键的是软件部分，也就是程序。创建程序，用梯形图编程语言创建一个与模板相连结或与模板无关的程序并存储。创建程序是我们控制工程的重要工作之一，一般可以采用线形编程（基于一个块内，OB1）、分布编程（编写功能块FB,OB1组织调用）、结构化编程（编写通用块）。

下载程序到可编程控制器，完成所有的组态、参数赋值和编程任务之后，可以下载整个用户程序到可编程控制器。在下载程序时可编程控制器必须在允许下载的工作模式下（STOP或RUN-P），RUN-P模式表示，这个程序将一次下载一个块，如果重写一个旧的CPU程序就可能出现冲突，所以一般在下载前将CPU切换到STOP模式。

为了我们能顺利的完成一个项目，PLC系统设计时，首先应确定控制方案，接下来就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应等等。

《可编程控制器》教学刍议 篇3

本文阐述了在《可编程控制器》教学中如何由浅入深的引入应用技术来充实教学内容,以及如何提高学生专业理论知识和分析解决实际问题的能力方面作了一些探讨。

关键词: 可编程控制器 教学探讨

[引言]

随着科技的进步与发展,各行各业正在逐渐向智能化方向发展,传统继电器控制的生产设备,因其控制装置体积大、耗电多、可靠性差、改变生产程序不方便等缺点已难以满足多元化生产发展的需要。而《可编程控制器》(简称PLC)正是以其控制能力强、改变生产方式灵活、方便、可靠性高等特点,在自动控制领域突显较大的优势,从而在生产中得到了广泛应用。所以职业院校的教学,要以社会需求为目标,在专业教学中充实《可编程控制器》及其应用课题,才能适应社会的发展。作为职业院校的一名教师,经过多年的理论与实践教学,我觉得有以下几点体会,以供大家分享。

一、合理地安排教学内容

职业学院的学生学习基础参差不齐,在教学上势必存在一定的困难,这就要求我们教师基本功要扎实,理论水平要高,合理地安排教学内容,才能激发他们的学习兴趣,培养他们的实践能力。每个学院都有自己的教学特色,我院也不类外,且在教学实践中不断的探索和完善。例如:我院在完成了电力拖动单元的教学内容之后,及时安排了《可编程控制器》这门课程;从而使继电器控制的教学内容合理地得到延伸,但由于教材在教学内容的安排上是将全部基本指令学习完后,再安排指令的基本应用,最后再进行基本操作的学习。这样一来,理论知识与实践之间的相互脱节,很容易让学生顾此失彼,为此,我院在PLC教学中采用了课题式单元教学。每个教学单元由相同类型指令的应用组合而成,全部教学内容分成五个教学单元。五个单元主题分别是PLC结构与原理、时序控制、计数控制、步进控制、功能指令等综合应用。每个课题以一个实例为主线,其内容包括:应用实例的生产要求,生产条件, PLC控制线路,基本指令,调试等。(1)如:第二个单元安排有电机的点动控制、电动机的连续控制、电机的正反转控)制、电机的手动Y-Δ控制等时序控制内容。第四个单元则从机械手,电镀生产线,货物的存取、运输、检测等实例讲解步进控制内容。每个实例课题力求由简到繁、由易到难。如果这样合理地安排教学内容,相信一定会取得较好地教学效果。

二、 教学相长,重在实践

职业教育重在培养学生的实践能力,PLC的教学也不例外。例如数控维修专业的学生在车床控制电路的学习中,如何让学生领会控制原理,提高独立安装、维修操作的水平是本专业实习教学的重点。为了解决这些问题,一些教师只强调多学多练,这固然重要。然而电器电路的安装及维修,不是单纯强调多练就能从根本上解决问题的。因为控制电路是多种多样的,不同的控制对象有不同的控制电路与方法,故接线方式方法也就有所不同;造成的故障现象也是千变万化。因此,只有利用控制原理去分析其原因,确定、缩小故障可能出现的范围,才能迅捷地查找出故障点。如果不用电工理论去深刻领会控制原理,只凭多做多练是难以安装出高质量的电路控制板的,更谈不上电路维修了。所以没有一定的电工控制理论基础是学不好数控维修的,机床控制电路不外乎是基本逻辑控制电路。为此,只有让学生先掌握逻辑代数中的逻辑与、逻辑或、和逻辑非,然后使学生掌握电路的基本分析方法、了解简单机床控制电路的设计与技巧,从而增强学生的学习兴趣,又为将来进入更复杂设备的维修奠定了基础。

为此在教学中,我们首先要求学生不考虑配线工艺,根据电气控制原理图在电器安装板上用软导线和实际器件装接。完成后在不通电情况下,组织学生进行自查和互查,进一步使学生熟悉所学电路、提高自主学习的兴趣和信心,最后老师检查无误后通电试车。由于没有配线工艺的要求,学生可以集中精力掌握和熟悉控制电路,由简到繁、由浅入深、使学生学到的控制理论知识能够及时得到运用和验证。然后在学生已经掌握控制电路的基础上,再要求学生注重安装工艺技能的训练,包括元器件在安装板上的位置和布线要求、尽量做到维修方便、美观合理。通过实践,这样的安排教学不仅能够让学生掌握机床配电这一部分的知识,而且还能使学生达到融会贯通,从而有效的提高了教学效率。

三、教学体会

《可编程控制器》虽然型号、系列、厂家多种多样,但是它们都是采用逻辑指令、梯形图的编程方式。可以通过对某一品牌《可编程控制器》编程的学习,达到触类旁通的目的。例如三菱的定时器一般采用通电延时型,而西门子的定时器则分为S_PULSE(脉冲定时器)、S_PEXT(扩展脉冲定时器)、S_ODT(接通延时定时器)、S_ODTS(保持型接通延时定时器)、S_OFFDT(断电延时定时器)等五种;另外西门子的指令一般采用逻辑控制,如能掌握数字电路中的逻辑电路也有利于学生掌握西门子的相关指令,总而言之,对知识的融会贯通,才是学好知识的最佳方法。在教学过程中我院采用的是三菱FX2N与西门子SIEMENS S5-101U两种型号的可编程控制器。其中三菱PLC一共有40个实验平台,SIEMENS一共有20个实验平台,这些实验平台全部是我院系教师根据教学的需要,自行开发与研制,采用计算机编程,单片机选择程序控制,集成接线,模块选择。不仅提高了实验效果,增强了强电部分的实验安全,而且还节约了大约45%的实验平台经费。在教学上我们一般先让学生掌握三菱PLC,然后再根据学生的实际情况让他们自行在业余时间走进实验室在实验指导老师的帮助下完成对SIEMENS 的学习。这样不仅可以让一部分学生能够学到更多的知识,更重要的是能够让学生学会自主学习,有利于学生在今后的人生道路上更好地成长。

通过教学实践,使我感到可编程控制器技术是一门理论性、趣味性、实践性都很强的课程,而它又与电气控制电路有着密不可分的紧密联系。只要我们从教学实践出发,抓好专业教学的基础训练,以市场导向为立足点,合理安排好教学内容的先后顺序,注重学生学习兴趣和能力的培养,就一定能确保教学质量,并在教学中取得较好的社会效益和经济效益。

参考文献:

可编程序控制器系统设计的研究 篇4

PLC是一种数字运算操作的电子系统, 专为工业环境下应用而设计, 它采用了可编程序的存储器, 用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时计数和算术运算等操作的指示, 并通过数字式的和模拟式的输入和输出控制各种类型机械的生产过程。它由输入部分、逻辑部分、输出部分组成。

1.1 PLC系统设计

1.1.1 确定控制对象和控制范围

要应用可编程控制器, 首先要详细分析被控制对象, 控制过程与要求。PLC最适合于控制`对象的工业环境较差, 但其安全性、可靠性要求特别高, 系统工艺复杂, 输入输出以开关量为多, 用常规的继电器接触器难以实现, 工艺流程经常变动的对象和现场。其次要确定控制范围;要能够反映生产过程的运行情况, 能用传感器进行直接测量的参数, 用人工进行控制工作量大, 操作复杂容易出错的或操作过于频繁, 人工操作不容易满足工艺要求的可由PC控制。

1.1.2 PLC的机型选择

选择机型前, 首先要对控制对象进行下面估计:有多少开关量输入, 电压分别为多少, 有多少开关量输出, 输出功率为多少;有多少模拟输入和多少模拟量输出, 是否有特殊控制要求, 现场对控制器响应速度有何要求, 机房与场分开还是在一起等, 机型的选择主要是指在功能上如何满足自己需要, 而不浪费机器容量。

1.1.3 硬件与程序设计

在确定控制对象的控制任务, PLC的机型后, 就可进行控制系统程序设计, 画出流程图, 说明各信息流之间的关系, 然后具体安排输入、输出的配置, 并对输入、输出进行地址编号, 再画出可编程控制器端子和现场信号联络图表, 进行系统设计进可将硬件设计, 程序编写二项工作平行地进行, 编写程序的过程就是软件设计过程。

程序设计通常采用逻辑设计法, 它是以布尔代数为理论基础, 根据生产过程中各工号之间各检测元件状态的不同组合和变化, 确定所需的中间环节, 再按各执行元件所应满足的动作节拍表, 分别列写出各自用相应的检测元件及中间环节状态逻辑值表示的布尔表达式, 最后用触点的串并联组合在电路上进行逻辑表达式的物理实现。由于硬件、软件可平行进行, 所以在进行程序设计的同时, 可进行硬件配备工作, 如强电设备的安装, 控制柜的制作, PLC的安装输入输出线的连接等。

1.1.4 总装统调

用户编写的程序在总装统调前需进行模拟调试。用装在PLC上的模拟开关模拟输入信号的状态, 用输出点的指示灯模拟被控对象, 检查程序无误后便把PLC接到系统里, 进行总装统调, 如果统调达不到指标要求则可对硬件和软件作调整, 全部调试结束后, 一般将程序固化在有长久记忆功能的只读存储器EPROM盒中长期保存。

2 PLC的抗干扰措施

由于PLC是专为工业环境而设计的控制装置, 应该具有很强的抗扰功能, 但是如果环境过于恶劣, 电磁干扰特别强烈或安装使用不当都不能保证系统的正常运行, 干扰会造成PLC误动作或使PLC内部数据丢失, 甚至使系统失控, 所以在系统设计时, 应采取硬件措施再配合软件措施。

2.1 硬件措施

屏蔽:对电源变压器、CPU、编程器等主要部件, 采用导电, 导磁通量良好的材料进行屏蔽, 以防外界干扰。

滤波:对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波, 以消除或抑制高频干扰, 也削弱了各种模块间的相互影响。

电源调整与保护:对微处理器这个核心部件所需的+5V电源, 采用多级滤波, 并用集成电压调整器进行调整, 以适应交流电网的波动和过电压, 欠电压的影响。

隔离:在微处理器与I/O电路间, 采用光电隔离措施, 有效隔离I/O间电的联系, 减少故障误动作。

采用模块式结构:这种结构有助于在故障情况下短时修复。因为一旦查出某一模块出现故障, 就能迅速更换, 使系统恢复正常工作, 也有助于加快查找故障原因。

2.2 软件措施

故障检测:

PLC的本身有很完善的自诊断功能, 但在工程实践中, PLC的输入、输出元件如限位开关, 电磁阀、接触器等的故障率远远高于PLC的本身故障率, 这些元件出现故障后, PLC一般不会觉察出来, 不会立即停机, 会导致多个故障相继发生, 严重时会造成人身设备事故, 停机后查找故障也要花费大量时间, 为方便检测故障可用梯形图程序实现, 这里介绍一种逻辑组合判断法;系统正常运行时, PLC的输入输出信号之间存在着确定的关系, 因此, 根据输出信号的状态与控制过程间的逻辑关系, 判断设备运行是否正常, 如:某机械设备的二个限位开关与输出信号间的约束关系为 (XO、XI、YO、YI) ; (XO、XI、YO、YI) , MO、MI表示合法状态, Y10为报警输出, 梯形图如图1。

信息保护和恢复:当偶发性故障条件出现时, 不破坏PC内部的信息, 一旦故障条件消失, 就可恢复正常继续原来的工作。所以, PC在检测到故障条件时, 立即把现状态存入存储器, 软件配合对存储器进行封闭, 禁止对存储器的任何操作, 以防存储信息被冲掉, 一旦检测到外界环境正常后, 便可恢复到故障发生前的状态, 继续原来的程序工作。

设置了警戒时钟WDT:机械设备的动作时间一般是不变的, 可以以这些时间为参考, 当PLC发出控制信号, 相应的执行机械动作, 同时启动一个定时器, 定时器的设定值比正常情况下机械设备的动作时间长20%, 若时间到, PLC还没有收到执行机构动作结束信号, 则启动报警。例如:XO为机床动力头启动信号输入端, XI为机床动力头终点行程开关输入端, 设正常情况下, 运行10S后到达终点, YO为动力头输出Y10为报警输出, 梯形图如图2

对程序及动态数据进行电池后备:停电后利用后备电池供电有关状态及信息, 以防止信息丢失。

提高输出信号的可靠性:由于电磁干扰、噪声、模拟信号误差等因素的影响, 会引起输入信号的错误, 引起程序判断失误, 造成事故, 例如按钮的抖动, 继电器触点的瞬间跳动都会引起系统误动作, 可以采用软件延时去抖。对于模拟信号误差的影响可采取对模拟信号连续采样三次, 采样间隔根据A/D转换时间, 和该信号的变化频率而定, 三个数据先后存放在不同的数据寄存器中, 经比较后取中间值或平均值作为当前输入值, 梯形图如图3:

在硬软件方面采取各种措施后, PC的可靠性, 抗干扰能力大提高。

3 结束语

随着PLC技术的发展, PLC的功能会日趋完善, 在产品规模上向大小两个方向发展。为满足工业自动化各种控制系统的需要, 新器件, 新模块不断推出, 大大扩大了PLC的应用范围。在软件方面, 编程工具丰富多样, 功能不断提高, 编程语言趋向标准化。PLC技术的应用范围会越来越广, 会更好地为社会主义现代化建设服务!

摘要：PLC提供了完整的编程语言, 利用它按照不同的控制要求编制不同的控制程序, 即所谓“可编程序”最常见的编程语言是梯形图。本文论述了PLC系统设计的一般方法及抗干扰措施, 分析了PLC的发展动向。

关键词：系统设计,抗干扰,程序设计

参考文献

[1]高钦和, PLC控制系统故障检测与处理功能的实现 (J) 计算机自动测量与控制, 2000, (3) :19-20.

可编程控制器(PLC)实验教案 篇5

可编程控制器（PLC）实验教案

实验一 PLC软硬件介绍

硬件部分主要了解TVT-90A箱式PLC学习机的基本配置及其机构、基本工作原理，掌握输入输出接口及各种指示灯的连接方法。

软件部分主要学会使用FPWIN GR软件的安装、程序输入、编辑、下载与上传、参数设置、打印等功能。

实验二 基本指令编程方法及训练

学会逻辑指令、定时指令、计数指令的输入方法；初步掌握如何应用逻辑指令、定时指令、计数指令来解决实际程序设计问题。1．逻辑指令

任务1：程序输入练习（见指导书P17）；（略）任务2：根据时序图（见指导书P17）编写程序。

2．定时指令

任务1：利用TM指令编程，产生连续方波信号输出，其周期设为3s，占空比为2：1。

任务2：根据时序图（见指导书P18）采用TM指令进行编程。

电气控制与PLC应用电子教案

3．计数指令

任务1：采用CT指令实现上述定时指令任务2的加工工序要求；

任务2：用一个按钮开关控制三个灯，按钮按一下1灯亮，再按三下2灯亮，再按三下3灯亮，再按一下全灭，如此反复。

电气控制与PLC应用电子教案

任务3：用可逆计数指令实现图示时序图（见指导书P17）的控制过程。（根据学生知识掌握水平可增删）。

解1：

电气控制与PLC应用电子教案

解2：

电气控制与PLC应用电子教案

解3：

实验三 高级指令编程方法及训练

学会基本及高级传送指令、移位、算术运算指令的输入方法；初步掌握如何应用传送指令、移位、算术运算指令来解决实际程序设计问题。1． 传送指令

任务1：用传送指令实现当按钮X1按下时，将“1949，10，1”这组数据分别送入DT0~DT2中，当X0按下时又可全清且清零优先。

电气控制与PLC应用电子教案

任务2：用传送指令实现输入开关对输出灯亮多少的控制：

X7=OFF时

Xn=ON：输出端n个灯亮，其余灭；

X7=ON时

Xn=ON：输出端n个灯灭，其余亮。

电气控制与PLC应用电子教案

2． 数据移位指令

任务1：利用移位指令使输出的8个灯从左到右以s速度依次亮；当灯全亮后再从左到右依次灭。如此反复运行。

任务2：利用左右移位指令，使一个亮灯以0.2s的速度自左向右移动，到达最右侧后，再自右向左返回最左侧，如此反复。X2=ON时移位开始，X22=OFF时，清零。（根据学生知识掌握水平可增删）

3． 算术运算指令

任务1：分别用BIN算术运算指令和BCD算术运算指令完成下式的计算：(12344321)12345651234

（1）BIN算术运算指令

电气控制与PLC应用电子教案

（2）BCD算术运算指令

实验四 电机控制实验/八段码显示实验

掌握电机控制、八段码实验板的接线方法，弄清楚电机控制、八段码实验板的控制原理，并完成相应的程序设计任务。1．电机控制实验

任务1：利用电机控制实验板编程实现电动机的Y/⊿启动控制；

任务2：利用电机控制实验板编程实现电动机的正反转和Y/⊿启动控制。

电气控制与PLC应用电子教案

2．八段码显示实验

任务1：将指导书P23中四组抢答器的PLC程序输入PLC进行调试，并领会的程序设计思路与方法；

解：另一种设计方法：

电气控制与PLC应用电子教案

任务2：在任务1的基础上完成五组抢答器的程序设计。

实验五 数值运算实验/天塔之光实验

掌握八段码显示实验板、天塔之光实验板的接线方法，弄清楚八段码、天塔之光实验板的控制原理，并学会利用八段码显示实验板完成相应的数值运算程序设计任务，利用天塔之光实验板完成相应的流水灯控制程序设计任务。1． 数值运算实验

任务1：将指导书P24中两位BCD代码相加的PLC程序输入PLC进行调试，并领会的程序

设计思路与方法；（略）

任务2：完成一位BCD码减一位BCD码的运算，显示运算结果，有借位则小数点亮；

电气控制与PLC应用电子教案

任务3：完成一位BCD码乘一位BCD码的运算，循环显示运算结果，小数点亮的表示个位，无小数点的表示十位；

电气控制与PLC应用电子教案

任务4：完成一位BCD码除一位BCD码的运算，循环显示运算结果，小数点亮的表示商，无小数点的表示余数。

电气控制与PLC应用电子教案

2． 天塔之光实验

任务1：用PLC控制灯光闪烁：L1、L4、L7亮，1s后灭，接着L2、L5、L8亮，1s后灭，接着L3、L6亮，1s后灭，接着L1、L4、L7亮，1s后灭„„，如此反复。

任务2：用PLC控制灯光闪烁：L1亮2s后灭，接着L2、L3、L4亮2s后灭，接着L6、L7、L8亮2s后灭，接着L1亮2s后灭„„，如此反复。

电气控制与PLC应用电子教案

实验六 交通信号灯控制实验/水塔水位自动控制实验

掌握交通信号灯控制、水塔水位自动控制实验板的接线方法，弄清楚交通信号灯控制、水塔水位自动控制实验板的控制原理，并完成相应的程序设计任务。1．交通信号灯控制

任务1：将指导书P26中交通信号灯中指的PLC程序输入PLC进行调试，并领会的程序

设计思路与方法； 另一种解法：

电气控制与PLC应用电子教案

任务2：根据任务1的设计思路，将绿灯亮的时间从主机板上的拨码器高两位输入，而绿灯闪烁和黄灯亮的时间皆为2s。（本题适合于基础较好的同学）

电气控制与PLC应用电子教案

2． 水塔水位自动控制实验

任务1：根据下述控制要求完成程序设计：

当水池水位低于水位界（S4=ON）时，电磁阀Y打开进水。当水位高于水池高水位界（S3=ON），阀Y关闭。当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔低位界时，S2为ON，电机M运转，开始抽水。当水塔水位高于水塔高水位界时，电机M停止。

任务2：根据下述控制要求完成程序设计：

当水池水位低于低水位界（S4=ON）时，电磁阀Y打开进水定时器开始定时，2s后，如果S4还不为OFF，那么阀Y指示灯闪烁，表示阀Y没有进水，出现故障，S3为ON后，阀Y关闭。当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔低位界时，S2为ON，电机M运转，开始抽水。当水塔水位高于水塔高水位界时，电机M停止。

实验七 自控成型机实验/自控轧钢机实验（根据学时数、学生掌握知识情况可增删）

掌握自控成型机实验、自控轧钢机实验板的接线方法，弄清楚自控成型机实验/自控轧钢机实验板的控制原理，并完成相应的程序设计任务。1．自控成型机实验

任务1：根据下述控制要求完成程序设计：

（1）初始状态：当原料放入成型机时，各液缸为初始状态：Y1=Y2=Y4=OFF，Y3=ON。S1=S3=S5=OFF，S2=S4=S6=ON。

（2）启动运行：当按下启动键，系统动作要求如下：

1）Y2=ON，上面液压缸的活塞B向下运动，便使S4=OFF。

2）当该液压缸活塞下降到终点时，S3=ON，此时，启动左液压缸，A的活塞向右运动，右液压缸C活塞向左运动，Y1=Y4=ON时，Y3=OFF，S2=S6=OFF。3）当A缸活塞运动到终点时，S1=ON，并且C缸活塞也到终点，S5=ON时，原料已成型，各液压缸开始退回到原位。首先，A，C缸返回，Y1=Y4=OFF，Y3=ON，使S1=S5=OFF。4）当A，C缸返回到初始位置，S2=S6=ON时，B液压缸返回，Y2=OFF，使S3=OFF。

电气控制与PLC应用电子教案

5）当B缸返回到初始位置，S4=ON时，系统回到初始状态，延时10s，取出成品，放入原料后，开始下一工件的加工。

任务2：根据下述控制要求完成程序设计：

（1）初始状态：当原料放入成型机时，各液缸为初始状态：Y1=Y2=Y4=OFF，Y3=ON。（2）启动运行状态：当按下启动键，系统动作要求如下：

1）Y2=ON，上面液压缸的活塞B向下运动，便使S4=OFF。

2）当该液压缸活塞下降到终点时，S3=ON，此时，启动左液压缸，A的活塞向右运动，右液压缸C活塞向左运动，Y1=Y4=ON时，Y3=OFF，S2=S6=OFF。3）当A缸活塞运动到终点时，S1=ON，并且C缸活塞也到终点，S5=ON时，原料已成型，各液压缸开始退回到原位。首先，A，C缸返回，Y1=Y4=OFF，Y3=ON，使S1=S5=OFF。4）当A，C缸返回到初始位置，S2=S6=ON时，B液压缸返回，Y2=OFF，使S3=OFF。5）B缸返回到初始位置，S4=ON时，系统回到初始状态，延时10s，取出成品。6）此时，计一个成品数，然后，放入原料后，开始下一工件的加工。

（3）停止操作：按一下停止按钮后，在当前的工件加工完毕后，回到初始状态并停止运行。

电气控制与PLC应用电子教案

2．自控轧钢机实验

任务1：根据下述控制要求完成程序设计：当启动按钮按下，电动机M1、M2运行，传送钢板，检测传送带上有无钢板的传感器S1有信号（为ON），表征有钢板，则电动机M3正转，S1的信号消失（为OFF），检测传送带上钢板到位的传感器S2有信号（为ON），表征钢板到位，电磁阀Y1动作，电动机M3反转，S2的信号消失。接着S1有信号，电动机M3正转„„，重复经过三次反复循环，S2有信号后，则停机一段时间（10s），取出成品后，继续运行。当按下停车按钮后则停机，需重新启动。

实验八 多种液体自动混合实验（根据学时数、学生掌握知识情况可增删）

掌握多种液体自动混合实验板的接线方法，弄清楚多种液体自动混合控制实验板的控制原理，并完成相应的程序设计任务。

任务1：根据下述控制要求完成程序设计：

（1）初始状态：容器是空的，各个阀门皆关闭，Y1、Y2、Y3均为OFF，传感器L1、L2、L3均为OFF，电动机M为OFF，加热器H为OFF。

（2）起动操作：按下起动按钮，开始下列操作：

1）Y1=Y2=ON，液体A和B同时注入容器，液面上升；当液面达到L2处时，L2=ON，使Y1=Y2=OFF，Y3=ON，即关闭Y1和Y2阀门，打开液体C阀门Y3。

2）当液面达到L1处时，Y3=OFF，M=ON，即关闭阀门Y3，电动机M启动开始搅拌。3）经10s搅匀后，M=OFF，停止搅拌，H=ON，加热器开始加热。

4）当混合液温度达到某一指定值时，T=ON，H=OFF，停止加热，使电磁阀Y4=ON，开始放出混合液体。5）当液面下降到L3时，L3从ON到OFF，再经过5s，容器放空，使Y4=OFF，开始下一个周期。

（3）停止操作：按下停车按钮，在当前的混合工作处理完毕后（当前周期循环到底），电气控制与PLC应用电子教案

可编程序控制器在教学中的应用 篇6

关键词：可编程序控制器 机电一体化 教学效果

可编程序控制器（简称PLC），是在机电顺序控制的基础上发展起来的以微处理器为核心的通用自动控制装置。因其具有独特的优点，所以在工业生产中得到了广泛的应用，被认为是真正的工业计算机。

机电一体化专业是笔者学校的主体专业，在校生人数仅次于数控专业。为了适应教学需要，学校在拥有PLC专用平台的基础上，又购买了一批日本三菱公司生产的FX系列微型可编程序控制器及起其配套装置，主要目的是训练学生独立安装PLC自动控制系统的能力，不断积累实际经验，培养分析、处理实际问题的能力。这种PLC采用模块化结构，具有体积小、功能齐全和安装接线方便等特点，特别适合职业学校的教学。

一、使教学更直观，提高了学生的学习效率

复杂的继电—接触式线路的设计是《高级维修电工教学大纲》中的一个重要课题，即给定一个设计要求，要求学生在规定时间内完成设计任务。这个课题难度非常大，因为设计不是简单地把基本线路组合在一起，而是要考虑多种因素，如线路是否符合设计要求，有无不合理、不可靠、不安全的地方，应当采取哪些必要的保护措施。为此，学生们在设计时总是再三斟酌，需要按图接线后多次进行修改调试。这样做不仅工作量大，而且较高的故障率会影响学生的学习情绪，使得学习效果不明显。

随着PLC在教学中的引入，PLC的灵活、方便、可靠性强等的优点逐渐被学生们接受。该课题的教学过程分四步：一是要求学生深思熟虑，绘制线路；二是将线路进行PLC改造，把电气线路图转变为梯形图，并输入主机中；三是按照PLC的外部接线图进行输入/输出接线；四是运行程序，观察运行结果是否满足要求。如果不符合，只需改变PLC内部存储器中的程序即可，无需对硬件接线做任何改动，直至满足设计要求为止。整个线路的调试过程直观清晰，易于接受。学生们克服了畏难情绪，学习积极性高涨，学习效率和质量均得到了提高。

二、PLC改造普通机床后显著降低了机床使用过程中的故障率

普通机床在使用过程中故障率极高，维修费用居高不下。所以，企业为了提高机床的使用率，会对一些通用机床进行PLC改造。为了降低故障率，同时也为了配合教学课题的进行，我们对Z3050摇臂钻床线路进行了PLC改造。

1.PLC的选型

Z3050摇臂钻床的PLC控制系统共有12个输入信号，均为开关量。其中照明灯开关1个，按钮开关6个，检测开关5个；共有输出信号10个，其中电磁铁1个，接触器5个，照明灯及指示灯4个。选择FX2N-32MR机型，该机型采用开关量输入方式，主机有16个输入点和16个输出点，完全可以满足要求。

2.PLC自动控制系统的调试

在整个控制系统的调试运行过程中，线路运行稳定、故障率极低。偶尔出现故障，PLC的自诊断功能会给出“出错信息”，提示并帮助学生迅速找到故障点；简单模式化的外部接线克服了学生对复杂线路的恐惧心理，增强了自信心；PLC完善的监控功能使学生通过监控指令可以监视整个系统运行状态，方便了故障的查找和程序的调试。

通过对Z3050摇臂钻床的PLC改造，学生了解并掌握了整个PLC自动控制系统的组成、安装和调试，积累了丰富的实际经验，为其将来的就业奠定了坚实的基础。

三、改变了学生的思维方式，拓宽了学生的思路

PLC是电子技术、计算机技术与继电逻辑自动控制系统想结合的产物。它虽然和继电控制系统有必要的联系，但其具备计算机的硬件和软件系统，所以两者的工作方式、工作过程完全不同。

在教学中，为了强化两者的不同点，可以使用一些特殊的电气线路来验证，如电动机的点动与连续控制线路。在继电控制系统中，该线路是利用继电器触点动作的时间差来达到控制目的；而PLC内部均采用电子继电器，其触点的动作是同步的，为了满足以上线路的控制方式，必须采用辅助继电器来实现。学生的思维方式随着教学过程的深入慢慢在转变，思维越来越活跃，考虑问题思路方法也进一步得到了拓宽。

四、小结

可编程序控制器是一种综合性能优异的新一代自动控制装置。可编程序控制器的应用是当今职业学校机电专业学生应掌握的新技术之一。在教学中，教师应该注重理论联系实际，不断提高学生实际操作技能和分析解决问题的能力，以适应社会对技术工人的要求。

可编程控制器特点及发展趋势 篇7

1 可编程控制器的用途

1)PLC一项最为基本的功能是开关量逻辑控制，用这一功能来取代继电器逻辑控制;

2)运动控制PLC可以控制步进电动机、伺服电动机和交流变频器，可以用于各种机械运动和位置的控制。使用于机床、装配机械、机器人、电梯等;

3)闭环过程控制通过模拟量A/D和D/A转换，PLC可以控制大量的物理参数，例如温度、压力、速度和流量等。PID(Proportional—Integral一Derivative)功能的提供使PLC具有闭环控制能力，可用于过程控制。广泛地应用于塑料成型机、加热炉、热处理设备、锅炉及轻化工、冶金、电力等行业;

4)数据处理PLC不仅能用于算术运算、数据传送、查表等，还可以进行数据比较、数据转换、数据通信、数据显示及打印等，具有特别强大的数据处理的能力。数据处理能力应用的范围一般都是大型的控制系统，例如无人柔性控制系统，过程控制系统等。

2 可编程控制器的特点

可用于控制及其复杂的设备、同时可以在特殊的环境里工作，并且可以长期连续的工作，这样的特性使得PLC在结构以及性能方面，占据着强有力的优势。

1)可靠性高，抗干扰能力强PLC采用了很多硬件和软件的措施满足“专为在工业环境下应用设计”的要求，主要包括光电隔离、模拟输入滤波器、电磁屏蔽措施、冗余技术等。大量实践表明，PLC系统在使用过程中发生故障，问题大都出在外部的开关、传感器、及执行机构，并不是PLC自身出问题;

2)通用性强，扩展方便，系统组成灵活，现阶段PLC产品已经发展得非常成熟了，并且配备功能齐全的I/O模块、以及特殊的木模块和相应配套的零部件以方便客户自行组合，可以特别方便的组合可供不同控制需求的控制系统;

3)程序设计简单、易学、易懂PLC的主要使用对象是广大的电气技术人员，其编程采用与继电器控制原理图非常相似的梯形图(LadderDiagram)语言，工程人员学习、使用这种编程语言十分方便;

4)系统设计、开发周期短且方便，维护工作量小PLC硬件的模块化设计大大缩短了应用系统设计所需的时间，进而加快了工程进度。鉴于PLC自身发生故障的几率比较低，并且具备比较健全的自诊断以及显示功能，利于快速排除故障;

5)对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产PLC实质上就是一种侧重于I/O接口控制环节的工业用计算机，当生产工艺发生变化时，不必改变PLC硬件设备，只需改变PLC中的程序即可。

3 可编程控制器的发展趋势

1)PLC向全过程控制渗透与发展。美国就有一家炼金企业采用一部PLC，进行炼金的全过程控制。所有的报警功能、PID调节功能和顺序控制功能都由PLC完成。全部采用PLC控制方案比采用分散控制系统(DCS)加PLC的控制方案节省投资近50%，而且金的回收率由原设计的92%提高到96%;

2)PLC加强了通信功能为了满足柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)和工厂自动化(FA)的要求，近年来对PLC的通信功能提出了更高的要求。最小点数的PLC也要求具备与上位PLC或计算机通信联网的功能。现代化大生产要求将工业生产过程自动化和信息管理自动化结合起来。PLC作为实现生产过程自动化的控制器必须能与实现工厂信息管理自动化的上位计算机进行通讯，同时也要求PLC相互之间通讯联网。目前，各公司生产的新一代PLC通讯功能比较强，但不同公司的PLC之间还无法通讯联网。实现不同公司的PLC产品之间通讯联网将是一个发展方向;

3)编程语言趋向标准化目前PLC普遍采用的编程语言——梯形图，以其直观、形象、简单等特点为广大用户所熟悉和接受。但是，随着PLC功能不断增强，梯形图以外的编程语言将不断涌现。新一代的PLC除了采用梯形图编制用户程序之外，还广泛采用顺序控制的标准化语言SFC。另外，随着计算机普及，PLC还将普遍采用与计算机兼容的BASIC语言、C语言以及汇编语言编制用户程序。多种语言并存、互补并不断走向标准化是今后PLC编程语言的发展趋势。

4 结论

由于PLC所具有的独特功能和对生产现场的广泛适应性，故从PLC产生开始，就引起各工业发达国家的极大关注。各电气控制制造商纷纷研制开发，新型PLC不断涌现。随着大规模集成电路、微处理器等计算机技术的发展，PLC的功能大大增强，有力地推动着PLC技术迅猛发展。

摘要：可编程控制器作为通用的工业控制计算机,是存储逻辑在工业中应用的代表性成果。本文对PLC的用途、特点、以及发展趋势进行了简要的探讨。

关键词：PLC,用途,特点,发展趋势

参考文献

[1]吴秀凤编.可编程控制器原理与应用.冶金工业出版社,2010,9.

[2]陈世和主编.电工电子实训教程.北京航空航天大学出版社,2011,8.

[3]陈婷,何志勇,罗力恒.基于组态软件与单片机的模拟设备实验系统设计[J].工业控制计算机,2011(6).

[4]曾鹏,傅贵兴.PLC技术在自动化控制中的应用[J].产业与科技论坛,2012(23).

《可编程控制器》教学改革初探 篇8

一、以课题式单元教学模式开展教学

1.以课题式单元教学模式开展教学, 合理地改革教材, 设计好每一个实例课题。我们知道, 用于教学的《可编程控制器》教材, 在编写时一般是按照:基本原理、基本指令、基本应用、基本操作等分成各个独立的章节。编者按照结构严谨性进行编书, 教师实施教学时, 则要考虑有利于学习者的认知过程而开展教学。这是教材使用者要注意处理好的问题。如果任课老师按照教材的顺序进行教学, 就是要将全部基本指令学习完毕, 再学习基本应用, 基本学习完毕再进行基本操作的学习。这样, 在一段期间内学习完所有指令, 学生学习后的印象不深刻, 容易混淆, 到基本应用的学习时, 又得重新对所涉及的指令进行学习, 效率不高。所有理论学习完后, 才进行基本操作, 不能互得益障, 教学效果不好。

为此, 我校在PLC教学中采用了课题式单元教学, 重新自编教学内容。通过对上百个应用实例筛选、整合形成六个单元, 每个单元由六个同类实例组成。每个课题以一个应用实例为主题, 其内容包括:应用实例的生产目的、生产条件和生产环境的介绍、用可编程控制器实现控制的线路、所用的基本指令、编程方法、调试应用。由六个运用同类指令的实例课题组合成为一个教学单元, 全部教学内容分为六个教学单元。六个单元课题分别是可编程控制器原理、时序控制、计数控制、位置控制、步进控制和特殊功能综合应用。单元内的课题按照其难易程度安排教学的先后顺序。第一单元有电机的点动控制、电动机的连续控制、电机的正反转控制、电机的手动Y-Δ控制、抢答器控制系统、数学显示控制系统这六个实例作为对可编程控制器工作原理部分的学习。第二单元包括电机自动Y-Δ降压启动控制、两灯来回闪亮循环控制、多台电机顺序控制、货物传输带控制系统、舞台艺术灯光控制、灯光喷泉综合控制等六个实例, 学习按时间顺序控制的原理及应用。从以上列举的两个单元可以看出, 老师精选设计的每个实例课题有一定的科学性、连贯性, 由简到繁、由易到难。单元内各实例都能有效地为该单元核心的教学内容服务。

因此, 要改革传统教学为课题式单元教学, 首要任务是合理地设计好每一个实例课题。这些实例课题既能方便学生的学习, 又要包含本课程的所有知识点。

2.实施课题式单元教学的优势

一方面, 每个课题以实例为重点, 这些实例都是来自我们的生活、生产。通过实用案例的分析与学习培养他们分析问题、解决问题及实际动手能力, 实现学习与工作的零距离对接。学生学习兴趣浓, 学习效果有保证。另一方面, 实施课题式单元教学先设主题, 由主题引出知识点, 并结合实际案例, 边讲边学边用新知识解决出现的问题。这样, 既调动了学生的学习兴趣, 又把他们从配角“逼”到了主角的位置上, 使他们乐于接受新知识, 并在不知不觉中掌握新知识。通过一个单元的学习, 学生已将该单元的重点指令很深刻地留在脑海中。他们灵活应用指令的能力会逐步增强。

二、以课题式一体化教学模式开展教学

1.以课题式一体化的模式进行授课, 在时间上保证每个课题都能做到教师的理论指导与学生的实践保持连贯性。能充分发挥学生学习的主动性和积极性, 教学效果事半功倍。

在《可编程控制器》教学中, 教师先介绍课程实例的应用环境、注意事项, 再讲解预备知识, 给出解决该实例的编程思路, 然后由学生根据教师的引导进行编程、上机调试, 最后教师给出能成功实现该实例功能的参考答案, 让学生自己进行对比、归纳、总结、得出结论。学生能够对每一个实例, 在教师指导下编写出程序, 并立即上机试验, 校验自己编写的程序是否正确。这样, 在时间上保证每个课题都能做到教师的理论指导与学生的实践保持连贯性。学习专业技术课时, 理论不能及时联系实践, 自然会降低学生的学习热情。教学质量就难以有所突破了, 通过课题式一体化教学, 能充分发挥学生学习的主动性和积极性, 为教学的成功提供有力的保证。

2.课题式一体化教学过程中教师不但要分解课题难度, 而且要引导学生独立完成程序

以“击中目标”课题为例来说明。课题大意:“有一游戏设备, 当参与者放入硬币后开始进行10秒的计时。在限定时间内, 参与者每击中一次目标, 设备就发出击中信号一次, 在限定时间以后, 再击中目标为无效。游戏结束时, 设备自动报出游戏参与者的成绩:击中低于三次, 成绩为‘差’;击中次数在三与八之间为‘一般’;击中次数在八次或以上, 结果为‘优’。”

学生对本课题较感兴趣, 但又觉得有一定的难度。教师预先分析难点所在, 在让学生着手完成系统设计之前做好引导工作。本课题的知识点是计数器和定时器综合应用, 重点又是计数器的使用。难点有两处, 一是多个计数器的灵活应用, 一是定时时间的处理。我们的做法是:与学生一起回顾了计数器的计数特点, 引导学生思考本课题中三种成绩需用多少个计数器?暗示三种成绩只有两个数据分界点, 则只用两个计数器。跟学生分析用计数器控制显示成绩的思路是:成绩分为“好”和“差”的两种情况各用一个计数器触头控制, 而成绩一般的结果则用表示“好”与“差”的两个计数器的触头配合控制。同时还强调要注意, 击中目标键应作为两个计数器的共同计数输入控制信号。最后, 要求学生合理运用定时器的触头用作射击动作的结束控制和到点成绩显示的控制。经过如此的引导, 难点被一一分解, 本课题的设计思路已经很清晰地出现在学生们的脑海中, 系统的设计也就迎刃而解了。只要教师引导得当, 把难度分解好, 学生学习、运用知识就会得心应手。

在教学过程中, 教师一般不应直接给出实例中的可编程控制器程序, 而是给出程序的大框架, 引导学生自己完成该程序的编写、上机验证, 最后才给出参考程序供学生作对比、修正。整个教学过程充分发挥了学生主体作用, 教师在这个过程中起引导作用。

3.实施课题式一体化教学的优势

一方面, 能逐步培养学生解决实际问题的能力。另一方面, 能逐步提高学生的编程能力, 应用能力。任课老师把可编程控制器教程分为若干个单元, 每个单元中的几个实例都是以某个重点指令的应用为主线。应用程序由简单到复杂。通过一个单元的学习, 学生较熟练的掌握该单元的重点指令。他们灵活应用指令的能力会逐步增强。

我校实施《可编程控制器》课程改革, 在专业课教学中采用一体化的教学模式, 实施课题式单元教学, 教学效果有明显的提高。笔者相信, 有更多的同行会探索出更多更好的教学模式。

参考文献

[1]孙平.“电气控制与PLC应用”课的教学实践与探索[J].河南机电高等专科学校学报, 2001, (4) .

《可编程控制器应用》教学改革探究 篇9

一、《可编程控制器应用》课程理念与设计思路

(一) 课程“工程化”的设计理念

根据可编程技术对应岗位作业流程, 精选企业典型真实任务或是岗位技能为载体, 设计教学情境, 安排组织实施教学项目, 按照项目的生产岗位流程, 以小组形式, 分工合作, 在校内专职教师和企业技术能手的组织和引导下, 实现教学任务生产实际化、教学环境仿真企业化、教学设施设备企业化、教学参与角色企业化、实训记录企业化。

(二) “任务项目化”的课程实施理念

“模块化编排, 以项目驱动课程”, 围绕项目分解教学内容, 实施课程。以能力培养为导向, 设计课程方案, 确立课程目标。遵循认识规律和技能习得规律, 按工作过程系统化、原则序化、优化课程内容;实时引入行业企业的新知识、新技术、新标准、新设备、新工艺、新成果和国际通用的技能型人才职业资格标准, 动态更新教学内容;突出校内实训与校外实习的有机衔接, 构建清晰的课证相融、训赛相能、产学相长的实践教学系统。

在技术实践教学中多采用任务项目驱动法, 将教师主导、学生自主策划、小组任务分解、“教、学、做、评”有机结合, 即采用“教师设计布置项目→学生自主策划项目的完成→教师讲解、任务分解→学生修订策划→投入实施训练→记录工作状况→教师和学生互动总结→学生撰写项目报告→教师批改→问题反馈”的模式。在讲授“线路故障排除”时, 依据对线路工作原理的分析, 来引导提高学生思维分析能力和判断故障部位并处置故障的能力。让学生学会故障处理流程, 了解处置故障关键的一步就是看懂原理图, 明确每个元件的作用, 和元件对设备的工作状态的影响;在培养学生分析与设计线路能力时, 要给学生足够的引导和提供充裕的实习材料和准备时间, 通过反复接线实训和效果评价提高学生动手能力, 掌握《可编程控制器应用》安装接线安全操作规程和工艺要求。为了训练学生扎实的基本功, 关键技能示范后要反复地练习, 做完后还要自评、小组评、教师点评;在接线项目训练中, 一定要求学生对机床的控制原理图进一步分析, 使他们掌握理论知识与实践之间的内在联系, 为今后从事对口工作打下坚实基础。

二、开放式《可编程控制器应用》教学模式的构建

现代职业教育课程改革其中一个很重要的方向就是开放式课程建设, 《可编程控制器应用》采取:1.教学内容开放, 即必修教学内容与选选内容相结合;2.教学时段开放, 即集中授课安排时段与学生可灵活选择课余时间相结合;3.教学方式方法开放, 即采用教师重点讲解的面授与学生自主学习相结合, 通过网络辅导答疑、个别辅导与研讨结合等教学方法加强教学效果;4.教学资源开放, 特别是音视频教学资源, 以增强学生学习的自信心和训练的教学效果。

实践表明, “理实一体化”的学习环境让学生接受企业化熏陶, 课程的大部分内容安排到实训室进行, 实现仿真生产环境下的三合一教学, 在指定的校内和企业教师的共同指导下, 淡化理论与实践教学的界限, 实现课堂与实训地点一体化教学模式。

三、开放式《可编程控制器应用》训练内容的设置

选择企业典型工作任务, 选择能满足市场需要的实用性工程项目、产品、科研项目、竞赛题目等, 都可以作为开放式《可编程控制器应用》训练的内容。如:异步电动机正反转控制、十字路口红绿灯控制线路设计、四层电梯控制线路设计、水塔供水控制线路设计、机械手控制线路设计、自动生产线控制线路设计等等。既有基础性的技能训练, 又有提高性的创新训练, 还结合了电子电工、机械、控制、信息等综合知识的应用, 适合不同层次的学生根据自身的特点选作。

四、开放式《可编程控制器应用》训练的教学方法

传统的实践教学中教师是主角, 通过系统讲解原理、反复演示, 详细安排实训任务和实训步骤, 学生按照固定的模式可以不加思考的完成。这样教师不仅耗费大量的时间, 学生还很麻木, 做完后收获不大, 学生缺乏主动思考和独立动手的环节, 很难调动学生的学习积极性。教师在教学中按照技能成长规律, 教学过程安排三个阶段, “实践-理论-再实践”。第一阶段学生在学习之初先亲自到实习场地去参观观摩, 以增加学生对所要学习知识的感性认识;第二阶段参观完见习现场后, 回到课堂, 对学生进行理论的教学, 让学生由感性认识能够上升到理性认识的程度;第三阶段在学生完成了相应的理论课之后, 再回到操作车间、实训室中去现场教学, 让学生亲自动手实践上课学到的理论知识, 以达到让学生的理论与实践真正结合在一起的目的。

五、应用现代教育手段

随着信息技术的发展, 一些直观、信息量大的教学手段如音视频教学资源, 能很方便的运用于我们的教学, 现代高职课程改革也明确要求采用现代信息技术来改进传统的教学手段, 在多媒体教学、网络课程等方面努力探索, 统一制作由电子教材、电子教案、多媒体课件、项目化网络视屏、网上答疑、试题库组成的课程, 可供学生课余预习、浏览、复习等。另外, 教学大纲、授课计划、实验指导书、学习指导以及教材和参考文献均可通过网络方便查阅。在课程开始即公布授课教师的信箱和电话号码等联系方式, 密切授课教师与学生之间的联系, 使学生有问题可及时获得教师的辅导答疑, 也可通过网上答疑相互交流, 打破班级与时间的束缚, 在平行班级中实行听课和答疑共享。

参考文献

[1]钟汉生.《电气控制与PLC应用》项目驱动教学研究与改革[J].考试周刊, 2011 (78) .

[2]教育部.关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见.2006.

[3]张新军, 崔艳艳.项目教学法在PLC教学中的应用[J].济源职业技术学院学报, 2010 (2) .

可编控制器 篇10

1《可编程控制器》课程教学改革的必要性

自我院建立电气自动化技术这个专业以来, 《可编程控制器》就作为该专业重要的专业必修课而设立, 授课课时也由最初的60课时增加到近一两年的80课时, 虽然课时增加了, 但是教学模式依然没有改变, 还是采用传统的教学模式, 即按照教材编写内容的编排顺序, 先在课堂上讲授理论知识, 然后根据相关的内容安排4个实验到实验室上机训练, 最后就是试卷考试就完成该课程的学习考核了。当然, 该专业还开设了《可编程控制器项目开发实训》这门课程, 学时为56课时, 但这又作为另一门课程单独考核。根据本人对这两门课程多年教学的经验, 本人认为这种把理论和实践分开教学的教学效果很不理想, 很多学生在上理论课的时候觉得该课程的学习很难、很抽象, 不会编写程序, 由此便产生了厌学情绪, 部分学生即使学会了编程, 但知识掌握得也不是很牢固, 甚至有的学生学到后面内容又把前面的知识忘记了, 并且指令的综合应用能力较差, 这些都给教学带来了较大的困难。把《可编程控制器项目开发实训》这门课程单独开设在后面, 学生在理论课考试后再上实训课时, 要完成该课程的实训项目又得花时间把前面的知识再复习一遍, 这样就浪费了很多时间, 导致部分学生不能按时完成该课程所开设的实训项目, 达不到课程的教学目标, 所以本人认为对于该课程教学的改革迫在眉睫。

2 浅谈《可编程控制器》课程教学的改革

基于上述对《可编程控制器》课程改革必要性的分析, 结合多年在本课程教学工作中的体会, 本人认为, 要激发学生的学习兴趣、提高教学效果、更好地达到教学目标, 应从以下三方面对该课程进行改革。

2.1 改革教学内容, 提高教学质量

《可编程控制器》是一门实践性很强的专业课程, 要求学生在掌握理论的同时, 更要动手实践练习, 本人认为可以把我院电气自动化技术专业的《可编程控制器》和《可编程讲授与实践练习穿插进行, 大幅度增加实践课时, 以理论知识引领并指导实践过程, 以实践过程来验证并巩固理论知识[2]。在课程教学内容的改革中, 该课程的专业教师可以根据我院教学设备的实际情况自编教材, 采取项目教学法和任务驱动法等, 把学生应该掌握的知识点全部包含到每个项目或者任务中, 教材内容的选取应遵循“企业要用, 知识够用, 学生会用”的原则, 从企业的实际需求和应用角度出发, 设立针对职业岗位生产过程的教学内容[3]。在教学内容的安排上, 也要根据教学目标和教学要求及学生的实际情况, 精心设计每个教学项目, 项目的安排必须遵循从浅入深、由简到繁、由易到难、循序渐进的原则。另外, 课程内容的改革也应注重工程实践能力的培养, 侧重于讲解PLC控制系统的设计及控制方法, 而不是指令系统。因此, 在改革课程教学内容时, 应多采用企业普遍和典型的应用“案例”作为教学项目, 这就要求该课程教学的教师必须具备丰富的生产一线的工作经验和较强的工程实践能力。由以上的分析可以看出, 教学内容的改革师资条件是一个非常关键的问题, 对于这个问题的解决, 本人认为可以从以下两个方面解决:一方面, 学院可以利用假期时间派遣该课程教学教师有针对性地到相关企业的生产一线去蹲点学习, 了解企业生产一线所需要用到的知识, 这样就有利于该课程教学内容的改革;另一方面, 学院也可以聘请相关的企业生产一线的可编程控制技术高技能人才到学校给学生上课。通过这种校企合作的方式, 不仅可以解决教学内容改革的师资问题, 还可以大大提高该课程教学教师的实践技能水平, 使学生的可编程控制器工程实践能力得到了加强, 从而提高了教学质量。

2.2 改革教学方法, 培养学生技能

在教学方法上, 应摒弃传统的单一的黑板教学方式和满堂灌的教学方法, 采用多媒体课件展示和直观演示等方法, 充分地调动学生学习的积极性, 通过项目教学法和任务驱动法等激发学生的学习兴趣。项目教学法就是在老师的指导下, 将一个相对独立的项目交由学生自己处理。信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价都由学生自己负责, 学生通过该项目的进行, 了解并把握整个过程[4]。在实际教学中, 可以采用项目引领、任务驱动的教学方法, 将每个项目分解成几个任务, 通过任务的完成最终实现整个项目的完成。例如在完成运料小车控制系统项目时, 可以将该项目分解成以下三个任务:任务一为设计电动机的自锁运行控制系统;任务二为设计电动机的正反转控制系统;任务三为设计工作台自动往返控制系统。通过这三个由简到繁、由易到难的任务的完成, 最终实现运料小车控制系统项目的完成。在具体的实施过程中, 把学生分成若干个小组, 每组选出一名组长, 由组长负责召集各组成员根据任务要求讨论设计方法, 并把任务具体分配给各个成员, 共同完成系统的设计。设计完成后, 各小组充分展示自己的设计成果, 然后各组之间相互评比, 最后教师进行点评。在整个项目完成后, 学生应上交本项目的成果, 即一套能进行硬件安装、施工和维护的图纸, 据各组的完成情况和上交的成果, 并综合各种因素, 给每个学生进行该项目的考核打分。除了以上的教学方法外, 在教学过程中, 教师还可以根据学生的实际情况采用分层次教学的方法, 即把难度小的项目分配给接受能力较弱的学生, 把难度大的项目分配给接受能力强的学生, 这样就可以让接受能力强的学生可以学到更多的知识, 让接受能力较弱的学生也有所收获。

2.3 改革考核办法, 有效促进教学

《可编程控制器》是一门实践性很强的课程, 传统的注重理论知识考试的一考定胜负的期末考试的考核方法显然已经不能很好地评价学生的学习情况了, 也偏离了该课程注重实践能力的培养目标。为此, 必须进行考核办法的改革。经过多年对该课程的教学总结, 本人认为学生总成绩的评定可以由以下三部分组成:素质成绩 (20%) +项目成绩 (50%) +测验成绩 (30%) =总成绩 (100%) 。其中素质成绩主要包括纪律、课堂答题互动、作业、出勤等情况, 以及项目训练过程中的团队意识、团队协作精神、沟通交流能力、职业精神和职业素养;项目成绩主要包括操作技能和项目报告两部分, 以考核学生编程和程序调试的能力;测验成绩包括笔试和机试这两部分, 主要考核学生对可编程控制器理论知识的掌握情况和实践能力。通过考核方法的改革, 一方面, 不仅可以充分调动学生的学习积极性, 还可以加强学生动手能力的培养, 提高学生的综合运用能力;另一方面, 通过机试考核方式, 让学生没有办法在考试中蒙混过关, 更加注重平时学习, 减少学生在平时学习过程中存在的抄袭他人程序的现象, 有效地促进了教学。

3 结束语

本文分析了我院电气自动化技术专业的《可编程控制器》课程教学现状和存在的问题, 提出了该课程教学改革的必要性, 并对该课程教学改革做了一些探索和思考, 旨在通过教学内容、教学方法和考核办法这三方面的改革, 激发学生的学习兴趣和积极性, 让学生学到的知识和技能更加实用, 能够解决实际问题, 为国家培养出更多应用型的高素质人才。

参考文献

[1]李方圆.PLC控制技术[M].北京:电子工业出版社, 2010.

[2]闫虎民, 唐春霞, 庞党锋.浅论PLC课程工程实践能力培养[J].职业教育研究, 2012 (11) .

[3]张胜宇.可编程控制器实训项目式教程[M].北京:电子工业出版社, 2012.