淺談PLC在職工技能培訓方面的實際應用

胡俊祥　趙輝　馬洪偉

摘 要：本文所介紹的是在現代化高鐵事業蓬勃發展時期，中車長客股份公司在職工技能培訓方面一次全新嘗試，將先進的PLC技術與職工技能培訓有機結合，研發團隊利用可編程邏輯控制器（PLC）結合繼電拓展轉換組件，圓滿完成了“調試操作技能實訓裝置”網絡構建工作。文章通過介紹“調試操作技能實訓裝置”網絡構建的前期背景、設計理念、構建方式及執行效果為讀者展示了其先進性、可靠性、適用性。

關鍵詞：PLC;拓展;網絡;高鐵;職工技能培訓

隨著電氣化鐵路進程的不斷深入發展，現在已經步入高鐵時代，列車越發朝著更安全、更穩定、更快捷的方向發展，對企業員工技術技能水平提出更高要求。但如何在不影響產品實物質量和生產進度的同時，讓職工技術技能培訓與實際生產工作更貼近、更吻合，成為企業培訓機構的重大課題。最終在長客人智慧的凝聚下六套“調試操作技能實訓裝置”悄然誕生，其中可編程邏輯控制器（PLC）的引入和繼電拓展轉換組件的設計起到了至關重要的作用。真實的構建了動車組網絡控制功能，使動車組各大功能模塊的達到高度仿真，不但可以準確的模擬現車的各項功能，而且通過預置的開關可以模擬相關實車的故障問題，讓受訓的職工在不對產品質量造成損害的同時，切合實際的完成了對自身技術技能的有效提升。

一、利用PLC進行網絡構建的前期背景

為了滿足新時期職工技能培訓的需求，給職工營造一個真實、貼切的培訓平臺，長客股份公司于2011年初建立“調試操作技能實訓裝置”研發團隊，經過近4個月的研發實訓裝置正式投產，在短期內如何呈現出與真實的動車組完全一致的仿真模擬功能效果又成為擺在面前百思不得其解的攻堅難題。因為真實的動車都是網絡控制，如果購買六套現車使用的網絡設備其成本過于高昂，如果不設置網絡控制又無法達到預期效果，正當此時PLC技術的引入幫助團隊走出了困局。PLC是可編程邏輯控制器，其優點在于結構靈活、節省空間、低成本、可靠性強、傳輸質量高、速度快、帶寬穩定，借此團隊決定采用PLC作為替代產品進行“調試操作技能實訓裝置”網絡構建。

二、利用PLC進行網絡構建的構建方式

結合系統的控制要求，采用了三菱FX2N-48MR型可編程邏輯控制器，并通過繼電拓展轉換組件將24目（實際使用22目）有源輸出轉換為26對無源觸點供系統使用。由于各功能模塊是可拆卸的分體結構，為方便使用所以在設計時各功能塊與繼電拓展轉換組件采用通用快速接口，實現不同模塊可通過一套接口與網絡系統實現快速連接。為防止各接口出現鏈接錯誤采用了硬件防插錯結構設計。

繼電拓展轉換組件為安裝方便采用滑道式固定結構，為節省空間采用多級層式布局，為了便于觀察工作狀況，還特設計了工裝狀態指示。通過繼電拓展轉換組件和可編程邏輯控制器的結合構成新系統，承載各功能模塊，另外這套系統設計了自動識別機構，能夠達到智能化自動識別不同的功能模塊，并輸出相應的工作程序，避免了人工識別切換造成錯誤的機率。

三、利用PLC進行調試操作技能實訓裝置網絡構建各系統接口參數〖ST〗

由于具體軟件程序涉及行業保密內容，所以在這里不作詳細講解，針對網絡系統與各功能模塊的邏輯關系，如下：輸入端COM的X0、X1、X2接通9芯公插座1、2、3針;輸入端COM的X10、X11、X12、X20、X21、X22接通9芯母插座1、2、3、6、7、8針。

這里需要特別強調的是在進行編程的時候必須注意“至位優先”與“復位優先“的問題，如果這個問題解決不好將會出現雖然梯形圖完備，但軟件程序存在漏洞，導致系統無法完全實現所有預想功能。

四、利用PLC進行網絡構建的應用效果

通過PLC和繼電拓展轉換組件相結合進行“調試操作技能實訓裝置”網絡構建，不但大大降低了成本投入，而且完全實現了對動車組各項網絡功能完全一致的仿真模擬，效果真實的呈現在受訓職工面前，僅以受電弓系統為例，可以實現正常升弓、旁路狀態升臨弓、正常降弓、緊急快速降弓、弓網壓力監控、升弓換端等等動車組真實現車功能。

經過實踐驗證這套網絡系統，結構小巧，設計精妙，運行穩定，執行快捷、準確，便于維護保養，完全符合預期設計構想標準。其強大的功能和優越的性能在日常職工技能培訓中得以充分展現，并且在兩屆國家級二類技能競賽中被選定為實作技能考試中動車組故障排除考試項點的考試設備，在賽會期間其穩定的性能得到大賽組委會的充分認可。

五、結論

綜上所述，“調試操作技能實訓裝置”的，使受訓學員的實際操作培訓真正成為了一項生動可見，操作性極強的實踐活動，不再只是抽象可畏的教程。通過PLC和繼電拓展轉換組件構建網絡系統的設計更是點睛之筆。真實的構建了動車組網絡控制功能，使動車組各大功能模塊的達到高度仿真，讓學員能夠親自操控，實際動手，真實感受，快速有效的提升自身技術技能水平，從而最大限度的激發學員學習興趣。同時即不對實際產品質量造成損害，又不會對生產進度產生影響，并且構建這種網絡結構所需的費用投入比較適中，即經濟又實用，所以說PLC在職工技能培訓方面的實際應用存在極大的應用和推廣空間。

參考文獻：

[1]張澤榮.可編程序控制器原理與應用[M].北京：清華大學出版社，2004.

[2]顧戰松，陳鐵年.可編程控制器原理與應用[M].北京：國防工業出版社，1999.