電工電子實驗中應用PLC編程技術的若干研究

喜 琍

（南通航運職業技術學院，江蘇 南通 226006）

電工電子實驗中應用PLC編程技術的若干研究

喜 琍

（南通航運職業技術學院，江蘇 南通 226006）

隨著社會與經濟的不斷發展，我國的工程化進程不斷加快，工業一體化設備在工業生產中的應用越來越廣泛。文章對電工電子實驗中應用PLC編程技術進行了分析，介紹了PLC電工電子實驗教學裝置的研發，對電工電子實驗中PLC編程技術進行了研究，最后說明了PLC仿真系統的設計與實驗，旨在提高PLC編程技術在電工電子實驗中的應用水平。

電工電子實驗；PLC；編程技術

1 PLC電工電子實驗教學裝置的研發

1.1 PLC電工電子實驗教學裝置研發背景

電工電子實驗是理工類學生學習電工電子課程的方式之一。電工電子課程除了理論學習之外，還要進行電工電子實驗操作，電工電子理論學習是讓學生打好學習基礎。電工電子實驗主要是為了培養學生的實際操作能力和利用電工電子知識解決實際問題的能力。隨著科學技術的不斷發展，電工電子系統也發生了一定的變革，電工電子中逐漸開始應用PLC、智能傳感器以及組態技術等技術，隨著這些技術在電工電子中的廣泛應用，電工電子知識結構與技術結構發生了很大的改變。為了適應現代科學技術的發展，提升電工電子實踐的操作能力，必須對電工電子實驗教學裝置進行改革。想要使傳統的電工電子實驗裝置適應社會科學技術的發展狀況，可以使用PLC編程技術設計電工電子實驗教學裝置方案。PLC電工電子實驗教學裝置的研發通常會應用低壓電器器件技術，這與現代電器控制理論和電工技術原理是吻合的。

1.2 電工電子實驗教學裝置的特點

電工電子實驗的學習內容與其他的專業存在很大的區別，電工電子實驗學習的內容具有一定的深度與廣度，電工電子實驗學習具有一定的步驟，具體的步驟表現為：認識、設計、組裝以及調試等。另外，電工電子課程的實驗教學裝置具有一定的特點，具體表現為以下幾點。

1.2.1 通用性強，適用面廣

電工電子課程實驗教學裝置的通用性非常強，在許多實驗教學中都非常適用，所以電工電子課程實驗教學裝置的適用面很廣。

1.2.2 技術先進

PLC電工電子課程實驗裝置為了適應現代社會科學技術的發展，提高了電工電子課程實驗裝置的科學性，所以電工電子課程實驗裝置的技術非常先進，而且實用性非常強，能夠提高電工電子課程實驗的教學水平。

1.2.3 安全性高

PLC電工電子課程實驗裝置相較于傳統的電工電子課程實驗裝置來說開放性比較高，一般情況下，開放性高的電工電子課程實驗裝置安全性比較低，但是PLC電工電子課程實驗裝置具有非常高的安全性。

1.2.4 擴展性好

PLC電工電子課程實驗裝置具有非常高的擴展性，在實驗教學的過程中能夠擴展電工電子課程知識。

2 電工電子實驗中PLC編程技術的研究

2.1 PLC軟件的設計內容

PLC電工電子課程實驗中應用PLC編程技術時首先要進行PLC控制系統的設計，在設計PLC控制系統時要按照一定的步驟進行，具體的步驟為：第一步，分析PLC控制系統控制對象的具體需求；第二步，對PLC控制系統軟件的大概框架；第三步，進行PLC程序代碼的編寫；第四步，調試PLC控制系統程序的軟件和硬件；第五步就是PLC控制系統設計的最后一步，完成PLC軟件系統設計報告。在以上步驟中最重要的就是分析PLC控制系統控制對象的具體需求，在這個步驟中必須掌握PLC控制系統控制對象的基本情況，如：PLC軟件實現的控制功能以及PLC控制系統的實現性能等情況，這些情況直接影響著以下步驟的實施。

在設計PLC程序時必須按照PLC控制系統的基本要求進行，在設計PLC程序時以控制系統的基本要求為主線，逐步編寫PLC控制系統的控制功能，以此逐漸完善系統的特定功能。PLC程序的主要內容包括以下幾點：

2.1.1 初始化程序

PLC控制系統在通電之后，會進行一系列的初始化操作，這主要是為控制系統的下一步啟動做好相應的準備工作，防止出現失誤。PLC初始化程序的內容主要有：對相關數據區域進行清零，對某些有用的數據進行恢復，同時還要顯示程序的初始狀態。

2.1.2 對故障進行檢測顯示程序

在PLC程序設計中顯示程序比較獨立，都是在基本程序設計完成之后，才添加這些獨立程序。

2.1.3 保護和連鎖程序

在PLC程序設計中程序的連鎖和保護非常重要，在實際操作中要保證操作的合理，同時要保證控制邏輯的合理性與穩定性。

2.2 PLC控制系統在電工電子實驗中實現的過程

PLC控制系統在電工電子實驗中的實現，首先要確定電工電子實驗的具體內容，具體的內容有以下幾點：（1）按照電工電子的實驗實現控制要求，確定PLC控制系統的相關技術條件。（2）根據相關內容對電工電子傳統的形式進行選擇，同時還要選擇電磁閥、電動機等相關機構。（3）對PLC的型號進行確定，同時編寫PLC的輸出分配表以及輸入分配表，另外，還要對PLC的輸出端子接線圖與輸入端子接線圖進行繪制。（4）按照PLC系統的設計要求編寫PLC軟件的說明，并用相應的編程語言進行PLC程序的編制設計。（5）滿足用戶的需求，對相關用戶的使用習慣與相關需求進行調查，掌握相關用戶的需求，這樣能使設計界面滿足相關用戶的具體需求，這樣就能在一定程度上加強人機交換。（6）最后對PLC系統進行調試，按照PLC主要任務內容的變化，調整PLC的設計內容，然后完成系統報告。

3 PLC仿真系統的設計與實驗

3.1 電工電子實驗應用的設計

PLC仿真系統實驗主要包括兩部分的內容，其中一部分為基本實驗，另外一部分為綜合實驗。PLC仿真系統基本實驗的主要內容為：計數器的指令、定時指令以及相關的基本邏輯指令。基本實驗的目的是考查學生掌握PLC的基本指令，讓學生掌握PLC編程技術的基礎知識。PLC仿真系統綜合實驗的主要內容為：電動機正反轉控制電路；十字路口交通燈信號燈控制；小車送料控制等內容。PLC仿真系統綜合實驗的目的是為了驗證學生掌握相關指令的具體情況，希望學生能夠了解項目開發內容。

在基于PLC控制的小車送料控制實驗中，首先要確定小車送料控制的具體要求，在某實驗中PLC控制的小車送料控制系統在啟動時卸料，首先，啟動按鈕開始裝料，裝料結束后關閉料斗，小車卸料位站點共有5個，分別用5個限位開關確定，再通過5個按鈕選擇卸料的位置，控制小車在確定的位置進行卸料，如果有其他的位置需要卸料，小車就要自動確定運行的方向，到達需要卸料的位置完成卸料的任務。

在明確小車送料控制的具體要求之后再根據小車送料控制的具體要求進行控制系統的設計，基于PLC控制的小車送料控制系統主要分為硬件設計與軟件設計。首先是PLC控制的小車送料控制系統的硬件設計，小車的往返運動主要由電動機控制，如果小車向右行走電動機反轉小車向左行走。在設計控制系統的硬件時首先要確定PLC的I/O分配表。PLC外部接線圖要根據PLC的I/O分配表進行確定，根據PLC的I/O分配表繪制外部接線圖，這樣控制系統的硬件設計就完成了。之后就要進行PLC控制的小車送料控制系統軟件設計，小車送料主要有5個限位控制，5個限位控制這5個站點，當限位開關動作時相應站點的數字就會傳送到PLC的數據寄存器之中。然后，基于PLC控制的小車送料控制系統對寄存器中的數據進行分析，根據分析結構對小車的自動運行進行控制，讓小車到制定站點完成卸料任務。

3.2 虛擬仿真實驗的效果

PLC仿真系統的設計與實驗的效果如下所述：

（1）PLC仿真系統在電工電子課程中國的設計與實驗能夠從仿真系統的屏幕上觀察虛擬仿真實驗中PLC的控制結果，并且判斷結果的正確性。這就給PLC的編程和調提供了很大的便利，同時為學生學習電工電子控制系統實際方法提供了良好的條件。

（2）PLC虛擬仿真實驗結合了先進的科學技術，讓電工電子實驗結合看可視化多媒體技術以及先進的人機交互仿真技術，這樣就在很大程度上提升了學生對電工電子實驗的學習興趣，提高學生對電工電子實驗課程學習的積極性，保證電工電子實驗課程的教學質量。

（3）PLC虛擬仿真實驗能夠為項目的選擇提供具體的資料，這樣就能保證選擇項目的價值較高，從而提高學生的實際應用能力。另外，PLC虛擬仿真實驗還能逐步培養學生學習電工自動化控制系統設計的能力。

（4）電工電子相關的實驗設備比較簡單，一般情況下只需要應用可編程以及微機控制器，學生在繼續電工電子實驗時能夠根據自己的實際需求適當的改變控制算法。而且不需要改變硬接線，只需要對相應的控制程序進行編制。在電工電子實驗中可以應用計算機設備檢測系統控制的結果，能夠減少電工電子實驗相關設備的破壞。

4 結語

綜上所述，我國的工程化進程不斷加快，工業一體化設備在工業生產的應用越來越廣泛，電工電子實驗逐漸受到人們的重視。本文對電工電子實驗中應用PLC編程技術進行了分析，首先介紹了PLC電工電子實驗教學裝置的研發，然后對電工電子實驗中PLC編程技術進行了研究，最后重點說明了PLC仿真系統的設計與實驗，希望通過本文的分析能夠提高PLC編程技術在電工電子實驗中的應用水平。

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Research on the application of PLC programming technology in electrical and electronic experiments

Xi Li
（Nantong Shipping College, Nantong 226006, China）

With the development of society and economy, the process of engineering in China is accelerating, and the application of industrial integrated equipment in industrial production is becoming more and more extensive.In this paper, the application of PLC in electrical and electronic experimental programming technology is analyzed, this paper introduces the development of the PLC device for electrical and electronic experimental teaching, and studies the PLC programming technology in electrical and electronic experiments, finally illustrates the design and experiment of PLC simulation system, which is aimed to improve the application level of PLC programming technology in the electrical and electronic experiment.

electrical and electronic experiments; PLC; programming techniques

喜琍（1975— ），女，江蘇南通，碩士，高級實驗師。