可編程序控制器在教學(xué)中的應(yīng)用

趙清莉

摘 要：本文對(duì)如何在教學(xué)領(lǐng)域運(yùn)用可編程序控制器進(jìn)行了分析論述，以期通過探討分析，更好地進(jìn)行機(jī)電一體化專業(yè)的教學(xué)。

關(guān)鍵詞：可編程序控制器 機(jī)電一體化 教學(xué)效果

可編程序控制器（簡稱PLC），是在機(jī)電順序控制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的以微處理器為核心的通用自動(dòng)控制裝置。因其具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，被認(rèn)為是真正的工業(yè)計(jì)算機(jī)。

機(jī)電一體化專業(yè)是筆者學(xué)校的主體專業(yè)，在校生人數(shù)僅次于數(shù)控專業(yè)。為了適應(yīng)教學(xué)需要，學(xué)校在擁有PLC專用平臺(tái)的基礎(chǔ)上，又購買了一批日本三菱公司生產(chǎn)的FX系列微型可編程序控制器及起其配套裝置，主要目的是訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立安裝PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的能力，不斷積累實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)分析、處理實(shí)際問題的能力。這種PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有體積小、功能齊全和安裝接線方便等特點(diǎn)，特別適合職業(yè)學(xué)校的教學(xué)。

一、使教學(xué)更直觀，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率

復(fù)雜的繼電—接觸式線路的設(shè)計(jì)是《高級(jí)維修電工教學(xué)大綱》中的一個(gè)重要課題，即給定一個(gè)設(shè)計(jì)要求，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。這個(gè)課題難度非常大，因?yàn)樵O(shè)計(jì)不是簡單地把基本線路組合在一起，而是要考慮多種因素，如線路是否符合設(shè)計(jì)要求，有無不合理、不可靠、不安全的地方，應(yīng)當(dāng)采取哪些必要的保護(hù)措施。為此，學(xué)生們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)總是再三斟酌，需要按圖接線后多次進(jìn)行修改調(diào)試。這樣做不僅工作量大，而且較高的故障率會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒，使得學(xué)習(xí)效果不明顯。

隨著PLC在教學(xué)中的引入，PLC的靈活、方便、可靠性強(qiáng)等的優(yōu)點(diǎn)逐漸被學(xué)生們接受。該課題的教學(xué)過程分四步：一是要求學(xué)生深思熟慮，繪制線路；二是將線路進(jìn)行PLC改造，把電氣線路圖轉(zhuǎn)變?yōu)樘菪螆D，并輸入主機(jī)中；三是按照PLC的外部接線圖進(jìn)行輸入/輸出接線；四是運(yùn)行程序，觀察運(yùn)行結(jié)果是否滿足要求。如果不符合，只需改變PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器中的程序即可，無需對(duì)硬件接線做任何改動(dòng)，直至滿足設(shè)計(jì)要求為止。整個(gè)線路的調(diào)試過程直觀清晰，易于接受。學(xué)生們克服了畏難情緒，學(xué)習(xí)積極性高漲，學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量均得到了提高。

二、PLC改造普通機(jī)床后顯著降低了機(jī)床使用過程中的故障率

普通機(jī)床在使用過程中故障率極高，維修費(fèi)用居高不下。所以，企業(yè)為了提高機(jī)床的使用率，會(huì)對(duì)一些通用機(jī)床進(jìn)行PLC改造。為了降低故障率，同時(shí)也為了配合教學(xué)課題的進(jìn)行，我們對(duì)Z3050搖臂鉆床線路進(jìn)行了PLC改造。

1.PLC的選型

Z3050搖臂鉆床的PLC控制系統(tǒng)共有12個(gè)輸入信號(hào)，均為開關(guān)量。其中照明燈開關(guān)1個(gè)，按鈕開關(guān)6個(gè)，檢測開關(guān)5個(gè)；共有輸出信號(hào)10個(gè)，其中電磁鐵1個(gè)，接觸器5個(gè)，照明燈及指示燈4個(gè)。選擇FX2N-32MR機(jī)型，該機(jī)型采用開關(guān)量輸入方式，主機(jī)有16個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)，完全可以滿足要求。

2.PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)試

在整個(gè)控制系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行過程中，線路運(yùn)行穩(wěn)定、故障率極低。偶爾出現(xiàn)故障，PLC的自診斷功能會(huì)給出“出錯(cuò)信息”，提示并幫助學(xué)生迅速找到故障點(diǎn)；簡單模式化的外部接線克服了學(xué)生對(duì)復(fù)雜線路的恐懼心理，增強(qiáng)了自信心；PLC完善的監(jiān)控功能使學(xué)生通過監(jiān)控指令可以監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，方便了故障的查找和程序的調(diào)試。

通過對(duì)Z3050搖臂鉆床的PLC改造，學(xué)生了解并掌握了整個(gè)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成、安裝和調(diào)試，積累了豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，為其將來的就業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、改變了學(xué)生的思維方式，拓寬了學(xué)生的思路

PLC是電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電邏輯自動(dòng)控制系統(tǒng)想結(jié)合的產(chǎn)物。它雖然和繼電控制系統(tǒng)有必要的聯(lián)系，但其具備計(jì)算機(jī)的硬件和軟件系統(tǒng)，所以兩者的工作方式、工作過程完全不同。

在教學(xué)中，為了強(qiáng)化兩者的不同點(diǎn)，可以使用一些特殊的電氣線路來驗(yàn)證，如電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)控制線路。在繼電控制系統(tǒng)中，該線路是利用繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作的時(shí)間差來達(dá)到控制目的；而PLC內(nèi)部均采用電子繼電器，其觸點(diǎn)的動(dòng)作是同步的，為了滿足以上線路的控制方式，必須采用輔助繼電器來實(shí)現(xiàn)。學(xué)生的思維方式隨著教學(xué)過程的深入慢慢在轉(zhuǎn)變，思維越來越活躍，考慮問題思路方法也進(jìn)一步得到了拓寬。

四、小結(jié)

可編程序控制器是一種綜合性能優(yōu)異的新一代自動(dòng)控制裝置?？删幊绦蚩刂破鞯膽?yīng)用是當(dāng)今職業(yè)學(xué)校機(jī)電專業(yè)學(xué)生應(yīng)掌握的新技術(shù)之一。在教學(xué)中，教師應(yīng)該注重理論聯(lián)系實(shí)際，不斷提高學(xué)生實(shí)際操作技能和分析解決問題的能力，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)技術(shù)工人的要求。

（作者單位：洛陽一拖職業(yè)教育中心）