PLC實訓室設備升級改造與實訓項目的開發

金華職業技術學院 浙江 金華 321000

一、PLC實訓室的現狀

PLC控制技術作為“機器換人”的核心內容,越來越多的企業需要大量懂PLC技術的人才,許多高職院校把PLC技術作為機電一體化、電氣自動化專業的核心課程,旨在培養學生具備對PLC控制系統硬件的設計、軟件的編程、現場安裝調試的綜合工程實踐能力,具有很強的理論性和實踐操作性。PLC實訓室為鍛煉學生的實踐動手能力提供了有力的保障,因此PLC實訓室的建設至關重要,然而現階段,學校PLC實訓室的現狀:(1)PLC設備成舊,落后于工業的應用。2019年底,自動化技術專業對2003級到2016級共14屆畢業生進行畢業問卷調查,從調查的數據中發現,從事電氣系統的開發、設備的維護、安裝與調試仍是畢業生的主要工作崗位。大部分畢業生對PLC的相關課程比較認可,但也有部分學生提出,目前我們學院的PLC基礎實驗室,PLC控制器成舊,仍采用十幾年前的S7-200系列,遠遠落后于工業應用。(2)控制對象老化且數量又少,不能滿足學生的需求。目前PLC基礎實驗室共20套設備,自2006年建成以來,承擔了十幾屆應電、自動化技術、機電一體化專業等學生的實驗實訓和考證任務,實驗室電腦陳舊、設備電路板老化,許多地方接觸不良,造成可用設備和控制對象越來越少,無法滿足學生理論和實踐的需求。

二、PLC實訓室升級改造的意義及目標

綜上所述,為適應機電一體化、自動化技術等專業的PLC核心課程需要,同時也為給學生提供更好的實訓場所,PLC實訓室的設備升級和改造項目已迫在眉睫。根據專業的辦學定位和PLC相關課程培養目標,課題組老師深入研究PLC實訓室的改造內涵,設計了PLC實訓室設備的升級與改造的方案。從PLC實訓臺的主控制器來說,采用現階段西門子公司主推的PLC來進行實訓臺的開發;從PLC的控制對象來說,我們遵循由簡到難的認知規律,并與企業的實際工程項目相對接,實現零距離接軌。學生通過對PLC實訓設備的使用,能夠完成PLC基本指令的練習,包括與或非邏輯指令、定時器指令、計數指令、傳送指令、比較指令、移位指令和數據指令等,能夠完成十字路口交通燈控制系統、智能搶答器控制系統、機械手控制系統等項目的實驗,以此來提高學生對PLC控制系統的開發、裝調、維護和維修等綜合工程實踐能力,從而真正地實現專業的人才培養目標。

三、PLC實訓室設備升級改造方案

(1)實訓平臺的搭建。實訓平臺的搭建主要包括西門子PLC主控制器1200系列、觸摸屏、低壓電器執行部件等,能夠完成十字路口交通燈、跑馬燈、智能搶答器、機械手、材料分揀、四工位小車、電梯實驗、PLC控制步進電機、溫度控制等實驗。將小型的控制對象集中在實訓臺的面板上,節省空間的同時,也方便同學接線。將重的、大的控制對象放置在貨物架上,如機械手、材料分揀、四工位小車、電梯等,這些控制對象是模仿工業控制實際實物制成的,由于體積和重量的受限,不能集中在面板上。

(2)與企業合作共同開發實訓平臺。PLC實訓室改造得到了學院領導、課程組老師和杭州力控科技有限公司的大力支持和幫助,杭州力控科技有限公司的工程師在實訓項目的設計與開發上,提出了很多的寶貴意見。建成后的PLC實驗室可為機電一體化專業、自動化技術專業、機器人專業的學生,提供“PLC控制系統設計與調試”、“PLC應用實訓”、“組態設計與應用”等課程的實驗實訓場所。

四、PLC實訓室改造的創新之處

(1)PLC實訓臺結合PLC控制技術、氣動技術、步進控制技術、組態技術等,覆蓋的課程面更廣。

(2)原PLC實訓室控制對象與工業控制中實際的對象出入較大,改造后的部分控制對象,完全參照實物進行制作,增加了控制對象的真實性,便于學生的學習,提高PLC的教學效果。

(3)原PLC實訓室僅有20個實訓臺,進行改造后,增加了20個實訓臺,并隔成2個實驗室,室內的布局更加合理,實驗安排更方便。

(4)原PLC實訓室的控制器采用S7-200系列PLC,升級改造后變成了S7-1200系列,目前市面上S7-200系列PLC已基本停產,而1200PLC比200PLC更緊湊,功能更全面,編程風格和S7-300、400類似。

(5)改造之后的PLC實訓室(見圖1),增加了觸摸屏,更有利于學生對“工業組態設計”課程的學習;增加了步進電機模塊,更有利于學生對電機控制的學習。

圖1 改造后的PLC實訓室圖片

總結

目前PLC實訓室設備已升級改造完成,并于明年投入使用。改造后的PLC實訓室,實訓臺的控制器升級換代了,實訓臺的數量、控制對象的種類、實訓室的布局都有明顯的改善,控制的對象更接近于實物,滿足了教師和學生的教學需求,更有利于學生掌握PLC技術,提高學生的實踐動手能力。