PLC控制技術在一體化實訓教學中的探討

可編程序控制器（PLC）是一種數字運算的電子控制系統，是專為工業環境下應用而設計的，它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作指令。PLC在工業生產制造業里得到廣泛的應用，成為一門先進的工控技術。職業技術教育培養的是應用型人才，培養學生具有熟練的操作技能。在維修電工生產實訓中引進PLC技術作為一個重要的教學課程是必要的。那么PLC技術在教學過程中按一個什么樣的方法步驟進行，才使學生比較容易接受呢？本文就此問題談一下可編程序控制器技術在實習教學中如何運用的幾點看法。

一、PLC實習教學的指導方針

應改革原有教與學的體制，以學生為主體，以素質教育為先導，實行以實習促理論，以操作求技術的方式方法，加大PLC實訓教學的力度，引導學生在實習現場中學習理論，在實踐操作中鉆研技術。從而促使學生在實習中能夠掌握熟練的操作技能，同時也加深了理論知識的學習。

二、PLC實習教學的組織

PLC是一種采用微處理技術的通用工業控制設備，它借助電工非常熟悉的繼電器梯形圖進行程序設計，實現自動控制。因此教師要抓住這一特點進行組織教學。第一，繼電器控制系統的電路圖直觀、形象、易懂。在整個控制電路中的元器件、觸點是個硬件控制過程，均看得見，摸得著。而PLC控制則采用微處理器、存儲器作為系統的核心，最大的特點是硬件軟化，這需要學生更多地具有思維分析能力。第二，繼電器控制與PLC控制的設計聯系是非常密切的。由此，教師在PLC實習教學中要從學生容易接受的繼電器控制入手，使學生在繼電器控制方面熟練后，再轉入PLC邏輯梯形圖的教學，這一導入環節是比較重要的。教師必須引導學生注意繼電器控制原理圖與PLC梯形圖的外在區別及內在聯系。

另外，在PLC實訓教學中教師有必要采用先硬件后軟件的教學方法，即先側重地分析繼電器的電氣原理、接線圖與PLC的外部接線圖的區別和聯系，并透徹分析PLC的外部接線圖的結構特點，引導學生在實訓中認真反復地按接線圖進行練習。這樣做的目的主要是使學生能根據外部接線圖熟練地操作接線，同時也促進學生對可編程序控制器的進一步理解。

三、PLC實習教學要做到結合實際、要點鮮明

學校教學的目標是培養熟練的應用型人才，所以，在進行實訓教學時既要提高學生的操作技能和理論水平，又要具體結合實際去分析問題的要點、難點。

現以三相異步電動機正反轉為例加以說明。要點便是主線路瞬間短路的問題。因為PLC采用循環掃描工作方式。在一個掃描周期要經過三個階段，即輸入采樣階段、程序執行階段、輸出刷新階段。應注意的是，輸出刷新階段是把程序執行階段中存入輸出狀態寄存回的結果集中地轉存到輸出鎖存電路中，以驅動用戶輸出設備，由于PLC的這種工作特征，就可能使主線中有互鎖要求的電路不能互鎖、導致線路產生瞬間短路。如圖1所示，該圖在控制梯形圖中采用了軟件互鎖。

現假設電動機處于正轉狀態，即0000，0001，0002，0502均為“0”；0003，0500，0501，為“1”。這時欲使電動機反轉，則按下SB3，使0002為“1”，其他輸入狀態不變。PLC經過輸入采樣階段和程序執行階段后，0501為“0”，0502為“1”。在輸出刷新階段，PLC集中地把輸出狀態寄存器中的0501為“0”和0502為“1”轉存到輸出鎖存電路，以驅動KM1和KM2。這就使KM1失電的同時，KM2得電了。當KM1主觸頭動作稍慢于KM2主觸頭的動作時，KM1主觸頭未斷開的情況下，KM2主觸頭已經閉合，從而使主線路瞬間短路。短路時間為KM1動作時間與KM2動作時間之差，為避免主線路瞬間短路，可在硬件上采取互鎖（如圖2所示）的措施，或在控制梯形圖中采取時間互鎖。這就是我們在進行正反轉電路設計教學時要抓住的一個難點，使學生能結合實際的問題進行分析理解。

四、PLC實習教學要結合工程實際問題進行分析

學校的PLC實習教學、學習均是在實驗室的環境中進行的，而實驗室的工作環境與實際工業生產車間的環境相差很大。所以PLC實習教學必須緊密結合工廠生產環境進行。工業現場工作環境對PLC的影響可從以下幾點入手分析并進行組織教學。

1.PLC抗干擾措施

要保證用電設備正常工作首先考慮供電電源，供電電源是否正常且穩定是決定PLC能否穩定工作的重要前提條件。實現PLC抗干擾采用的措施，先從其供電電源入手，即采用穩定的電源供電，采用隔離變壓器、變流穩壓器和低通濾波器。這些在教師進行組織實習教學中都要分析清楚。

2.PLC程序的丟失

在工業工作環境中，常出現PLC程序丟失現象，這主要是由于電網電壓波動大、電磁信號干擾、PLC內部電池電壓低等原因造成的。

3.可靠性分析

在PLC實訓教學中，還要注重對PLC在實際工作環境中的可靠性這一問題進行分析。為提高PLC工作的可靠性，可采用的措施有：并聯RC，以達到防電火花的目的；盡量減短輸入的配線；在PLC的輸入端加一個并聯電阻；在PLC輸出端并RC串聯放電電路；在PLC負載上并RC串聯（或并穩壓二極板）的放電電路。這些都是PLC在工業環境中工作要注意的問題。

4.軟件問題

在實訓教學中，學生常遇到的問題是編程錯誤（或編程輸入錯誤）導致PLC不工作（或工作控制不正確）的一系列軟件問題。例如：PLC輸出端的故障，有輸出信號顯示，無電壓輸出；無輸出信號顯示，有電壓輸出；無輸出信號顯示，無輸出電壓等故障現象。教師在實踐教學中應結合具體實際問題進行透徹分析。

所以教師在實訓教學中要注意抓住要點、難點，向學生進行詳細介紹，使他們在實訓操作中結合實際問題進行分析、學習并加以鞏固。

（作者單位：廣西玉林高級技工學校）