浅谈PLC一体化教学实训室建设

　　摘要近些年关于理论与实践一体化结合的教学改革全国各地的中、高职院校实施较为普遍,也得到了一定的教育科研成果,有力地促进了中、高职院校的深化教学改革,提高了教学效果。本文总结我院三年来实施PLC一体化教学实训室建设的经验,以供同行们参考。
　　关键词PLC，实训室，一体化教学
　　实训室中PLC的教学设计要考虑到许多因素包括当地PLC的发展状况,组建的成本,学生能力的定位,硬件要确定PLC单机还是网络机等众多因素。一般PLC输入输出点要留有30%余量,而存储容量和指令执行速度是其工作的重要指标,当确定好以上的方案后就可以从以下几个方面进行PLC的选择设计及建设了。
　　
　　一、硬件的配置
　　作为教学用的PLC,学校应根据教材的要求,结合本校的实际情况进行选购,并遵循以下几个原则:1）实用:PLC在实验室中的作用主要是为了完成实验的课题,重在应用。在应用时要考虑到PLC所带负载类型,看PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型,是大电流还是小电流,以及PLC输出点动作的频率等,从而确定输出端采用继电器输出,还是晶体管输出,或晶闸管输出。不同的负载应该选用不同的输出方式,这对系统的稳定运行是很重要的。因本实验室中有继电器控制的线路改造课题,电流相对较大,因此选择了继电器输出的PLC。2）成本:目前市场上的PLC产品众多,由于国产品牌起步较晚,性能上和国外的品牌相比还有一定的差别,因此大部分实验室中还是采用国外的,如:美国的GEFANUC、AB德国的(西门子)SIEMENS,日本的OMRON、PANASONIC、FUJI、MITSUBISHI,韩国的三星和LG等,学校应根据资金情况和专业设置的规模来确定PLC的品牌及数量。3）全面兼顾:由于专业不同,因而对PLC实习课题的难度也不一样,所以在选型的时候也要作为一个方面进行综合的考虑,以确保PLC能够完成规定的每一个课题。4）编程器的选购
　　编程器主要有三种:一种是用一般的手持编程器,它编程时只能用厂家规定的语句表指令进行编程;一种用图形编程器,它进行编程时采用梯形图直
　　接编程;再种是用计算机结合PLC软件包编程,这种方式是效率最高的一种方式,也是现在应用最广的一种,并且随着计算机的发展,可以采用笔记本电脑进入现场,为现场调试带来了极大的方便。综合以上因素,我院在实验室的设计中选用了三菱FX2N-48MR的PLC机型,并采用既有手持编程器又有计算机结合PLC软件包编程,建成了拥有12套综合实验设备的实验室。
　　二、扩展模块的选用
　　PLC除了提供主控模块还可以配接不同的扩展模块。当扩展仍不能满足要求时,可采用网络结构。随着PLC的发展,其扩展模块种类也越来越多,如高速计数模块、速度控制模块、轴定位模块、温度控制模块、位置控制模块、远程通信模块等。PLC的这种模块化设计为用户提供了强有力的控制和编程工具。
　　三、实验板的设计制作
　　在设计PLC实验室的时候就应该考虑所要进行的课题,针对进行的课题再设计实验板电路,目前大多数的实验板采用的是PCB板,主要是PCB板的制作比较方便技术也比较成熟,成本也低。实验板制作完成之后,要熟悉所选PLC产品的软件说明书,就可直接编程。编程应该结合所做课题的要求进行程序调试,待各个动作运行正常后便可批量生产。
　　四、PLC的联网及与组态软件的结合
　　PLC的联网已成为当今PLC技术发展的一种必然趋势,进行组网时,其难度比PLC单机控制大得多,要综合考虑到网络接口、通信协议、网络结构、传输介质等多方面的因素,才可以使PLC网络进行正常工作。而PLC与组态软件的结合则要简单很多,只要掌握了组态软件的使用,就可以根据具体的控制要求来实现远程监控、数据采集、数据分析、过程控制等功能,实现多任务在同一个系统中同步快速地运行。触摸屏与PLC的结合,也是利用了触摸屏内部的组态软件,并对软件中的通信参数进行简单设计,实现了触摸屏对PLC的控制。今后的课题将结合组态控制和变频技术进行实训。
　　五、保存程序
　　当程序调试好之后,可以把已经编好的程序进行保存、打印,作为以后编程的一个参考或是原始资料,也可以在以后的应用中调出使用或做简单的修改,极大地方便了程序的编写与应用。自本实验室建成以来,已经有几百名大专机电毕业生和维修电工毕业生的技能鉴定考试使用过该实验室,并获得较好的效果。本PLC实验室的建成,为我院电气工程系及大专教学部机电专业等相关专业的学生提供了综合设计的PLC控制技术的应用环境;提供了对不同被控对象解决方案的先进技术平台,同时也提高了学生的设计、实践能力,及分析、解决问题的能力。对提高学生的就业竞争力,满足社会上PLC技术人才的需要,必将起到重要的作用。
　　
　　参考文献
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　　[2]路林吉,王坚,江龙康.可编程序控制器原理及应用北京:清华大学出版社,2002
　　[3]张进秋,陈永利,张中民.可编程序控制器原理及应用实例.北京:机械工业出版社,2004
　　[4]周美兰,周封,王岳宇.PLC电气控制与组态软件.北京:科学出版社,2003