在電工電子實驗中PLC編程技術的應用

劉青泉

摘 要：該文在對于PLC編程技術在電工電子實驗內應用情況研究過程中，就以西門子PLC編程技術作為研究對象，對于電工電子實驗內設計部分進行重點闡述，主要表現在4個方面，分別是電氣自鎖與互鎖、電機的正轉與反轉、兵乓電路與邏輯函數。主要目的就是希望能夠幫助學生對于電工電子實驗及PLC編程技術有著更加全面性了解，將理論知識與實踐相結合，提高學生對于專業課程學習積極性，培養學生思維能力，了解專業知識，推動學生全面成長。

關鍵詞：PLC編程技術 電工電子實驗 編程技巧

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（a）-0224-03

我國在工業化建設過程中，工業生產內應用機電一體化越加廣泛。為了保證工業建設與社會發展趨勢相吻合，這就需要院校為工業建設提供高質量人才。電工電子教學過程中，學生不僅僅需要對于電工電子專業知識進行了解，同時還應該開展針對性實驗，對于有關案例進行了解，保證理論知識與實踐進行結合，提高學生動手能力。

1 西門子標志在電工電子實驗室中的應用

PLC技術在工業自動化生產過程中應用十分常見，屬于一種控制器。在實際應用過程中有良好的穩定性與抗干擾能力，對于PLC編程技術進行學習，十分便捷，正是由于PLC編程技術所具有的優勢，特別在工業生產與高校教學內應用。與此同時，PLC現在也開始逐漸在電工電子教學內應用，學生能夠根據實驗情況，對于針對工藝形式進行了解。該文在對于電工電子實驗中PLC編程技術的應用研究中，就以西門子標志作為案例，對于PLC編程技術的應用進行分析研究。

西門子標志是西門子公司所研發的一種控制器，在編程過程中最多能夠輸入24位數字，在這24位數值中有16位輸入數字量，8種位輸入數字量，還有兩個數值是模擬量。西門子標志所擁有的體積要遠遠小于原本PLC技術，電氣控制空間范圍能夠有效減小。標志編程更加便捷，路線配置十分簡單，性價比較高，能夠在實際教學實驗過程中廣泛應用，圖1為西門子標志零件加工示意圖。

如圖1所示，機械手在執行復位動作的時候，工件在進入到圖一位置上面，在按下針對性按鍵之后，工件在加工過程中就能夠執行有關工序，進入到針對性剪床處。工件在加工完畢之后，按下針對性按件就能夠進入到第二道工序之中，工件就會傳輸到鉆機中。工件整個加工順序完畢。

2 PLC編程技術的應用

PLC編程技術在實際應用過程中，所應用的形式為循環掃描，整個循環工作是反復開展，PLC編程技術所需要的時間就是循環工作周期。在每一個周期之內，PLC編程技術都會進入到3個階段之中，分別是輸入采樣、程序執行與輸入刷新。程序在開展過程中，都是按照由上到下的順序，從左到右的順序。每一個編程之前，都需要和標志內有關變量進行輸入與輸出。

2.1 自鎖與互鎖的實現

工件在實際加工過程中，需要在輸入端按下針對性按鈕，讓按鈕能夠與有關設備之間進行連接，線圈與工件之間能夠保持穩定聯通，這就需要工件在實際加工過程中，兩個按鍵不能夠同時保持閉合狀態，并且按鍵還需要保持復位狀態。

2.2 兵乓電路的實現

PLC編程技術在實際應用過程中一共擁有兩個按鍵，PLC編程技術工藝需求在按下其中一個按鍵的時候，電動機就會啟動運行，在改按另一個按鍵電動機就會停止運行。這兩個按鍵的工藝要求基本相同。這就需要標志程序之中具有M工序，保證按鍵的按下之后M工序會形成沿脈沖，進而給線圈提供穩定電源。乒乓電路實現具體程序示意圖如圖2所示。

2.3 順序控制實現

順序控制實現屬于一種最為先進的方式，在PLC編程技術方面有著十分廣泛的應用。順序控制實現設計思想會將工藝劃分為多個流程，在有關條件基礎之下，進行針對性步驟。

加工工藝流程為：首先電動機在正常運行之后，保證正轉指示燈能夠閃爍；其次信號在傳入30 s之后，讓有關指示燈由閃爍變為常喨，電動機復位，指示燈在熄滅之后，電動機上面的指示燈就能夠關閉。通過順序控制編程思想觀念，能夠將原本十分復雜的落實控制流程進行步驟性劃分，進而逐漸將每一個流程都落實。學生對于程序在理解上面也能夠更加便捷，對于PLC編程技術內所具有的技巧有著全面性了解。

2.4 邏輯函數的應用

在工件加工過程中，一共擁有3個開關，這3個開關都能夠對于電動機運行狀態進行有效控制。利用PLC編程技術直接編程過程中，需要對于程序進行反復性互鎖，進而保證程序安全性能與完整性能，實現有關工藝需求。原有編程方式在應用過程中，編輯所需要的時間較長，所需要涉及到的開關輸入較多，設計人員在設計過程中容易出現編輯漏洞，進而無法將工藝需求落實。與此同時，學生對于程序進行調試與修改難度較高、

邏輯數值表在實際應用之后，能夠有效對于傳統編程進行簡化，保證工藝要求落實，按照數學知識，對于PLC編程技術內所存在問題在從數學角度進行解決，學生在對于程序理解上面也更加容易，學生能夠靈活將有關理論知識應用到工程問題解決過程中。

3 基于PLC電工電子技術實驗研發

電子電子技術實驗是電工電子體系內重要組成部分，能夠有效對學生實踐動手能力進行提升。科學技術在快速發展過程中，電工電子技術也在不斷完善，各種科學技術也開始逐漸應用到電工電子行業內，進而電工電子知識及技術都發生了本質性轉變。目前，電動電子技術實驗已經在大多數院校內落實，為了能夠有效將電工電子技術實驗與社會技術發展趨勢相吻合，教育人員開始逐漸將PLC應用到電工電子技術實驗內。

電工電子技術實驗室知識點學校與其他專業之間存在一定差異，內容學習也具有一定難度，主要包含五個步驟，分別是認識、設計、組裝、應用與調試。PLC在電工電子技術實驗內應用，所具有的特點主要表現在3個方面：（1）電工電子技術實驗具有良好通用性，應用范圍十分廣泛；（2）電工電子技術實驗安全性能較高；（3）所應用到的科學技術十分先進，具有良好實用性。在研究之后發現，電工電子技術實驗內裝置在不斷進行完善及改進之后，都是在PLC編程技術開展。

4 基于PLC的電工控制實驗系統的研究

PLC編程技術在電工電子實驗內應用，設計流程需要循序漸進，可以將設計流程劃分為五個部分，分別是控制對象、設計大體框架、編程代碼、對程序及軟件進行調試、編寫設計報告。其中對于控制對象進行分析，是電工電子實驗設計過程中的主要內容之一，在這個工藝流程之中主要內容就是對于對象實際情況進行全面性了解，主要是對于對象3方面內容進行了解，分別是控制功能、運行環境與實現性能，這3個方面設計水平對于后期設計工作的落實具有關鍵性作用。

控制系統在實際應用過程中所具有的基本需求，是PLC編程技術在電工電子實驗內應用的核心，按照控制功能對于系統所具有的功能進行編寫，正常情況下程序內容主要在以下兩個方面。

（1）初始化程序。

PLC編程技術在應用之后，需要進行初始化編寫，主要目的就是為后期編程工作奠定技術，最大程度降低編程過程中出現錯誤的可能性。程序在進行初始化過程中，主要包含三方面內容，分別是數據區域清零、恢復數據區域內數據及復位繼電器。

（2）檢測并診斷故障和顯示程序。

程序內部具有很多獨立存在的子程序，這些子程序在實際運行過程中都是獨立存在的，并不需要與其他程序進行連接。正常情況下，子程序與程序在設計完畢之后，將子程序添加到程序內就可以了。

5 PLC仿真系統設計與實驗

5.1 實驗方面的設計

PLC編程技術在進行仿真系統過程中，主要由兩部分實驗構成，分別是基本實驗與綜合實驗，其中基礎實驗內主要包含三種指令，分別為計數器指令、定時指令與基本邏輯指令，基本實驗主要目的就是審核學生對PLC編程技術了解程度，讓學生能夠對于PLC編程技術內的有關指令進行了解，保證學生學習質量；綜合實驗主要由4個部分內容構成，分別是無塔供水控制、電機正反轉控制、小車送料控制與指示燈控制，進行綜合實驗主要目的就是提高學生對于指令了解程度，同時讓學生能夠參與到項目研發設計上面。PLC仿真系統實驗在開展過程中，主要是關注數字電路數據所發生的變化，實驗在剛開始之前，數字電路顯示表上數值為0，伴隨著仿真系統實驗不斷開展，數字電路顯示表上的數值開始發生變化，逐漸趨于最大值，進而按照仿真系統實驗電流變化做出針對反映。

5.2 虛擬仿真實驗能夠帶來的效果

（1）仿真實驗過程中具有顯示器，學生能夠通過顯示器將仿真實驗控制性能進行全面性了解，對于仿真實驗控制結果進行判斷，這樣能夠有效對于PLC編程技術的編程與調試工作進行有效簡化，幫助學生對于電工電子方面有關知識進行了解，學生電工電子控制系統設計技巧也能夠顯著提高。

（2）虛擬仿真實驗在開展過程中，利用了現如今最為先進科學技術，進而保證虛擬仿真實驗內包含多媒體技術與人機交互技術，學生能夠參與到實驗之中，學生積極性也能夠顯著提升。

（3）虛擬仿真實驗在對于項目選擇過程中，正常情況下都是選擇價值最高的項目，顯著提高學生所具有的應用技能。除了剛開始學習之外，學生對于電工電子自動化控制系統知識更加深入性了解。

（4）虛擬仿真實驗內涉及到與電動電子實驗的有關設備，不僅僅能夠對于程序進行編程及控制，學生還能夠按照自身想法對于程序進行調整，調整控制算法，在這個過程中所涉及到的硬接線較為簡單，按照針對性控制程序即可，也并不需要實驗失敗模型，設備也不會出現損壞情況，僅僅通過顯示設備就能夠對于控制結果進行判斷。

6 結語

高校在開展實踐課程內的重要課程就是電工電子實驗，實驗過程中所涉及到的教學方法及教學內容，對于學生學習都起著十分關鍵作用。PLC編程技術在電工電子實驗內應用，在提高學生實踐技能的同時，還能夠對學生創新及表達能力進行培養，促進學生全面發展，在實驗過程中教師教學水平也能夠顯著提升，提高教師對于專業知識全面性了解，保證高校教育質量。

參考文獻

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