摘要:當今, 高等學校的自動化專業(yè),為使培養(yǎng)的學生能適用工作需要,開設了PLC課程。同時,為了確保教學效果,各有關學校還建設了PLC實驗室。如何建設好PLC實驗室,本文以“應用”為主建設PLC實驗室為線進行了闡述。
　　關鍵詞:應用;PLC實驗室建設
　　中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A
　　
　　1 前言
　　
　　當今,PLC已成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)及其它諸多產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)自動化、信息化、遠程化及智能化的重要電氣裝置,是提高生產(chǎn)效率、工作效率,確保人身安全、設備安全,增加經(jīng)濟效益、社會效益的重要基礎設施。
　　為此,各高等學校的自動化專業(yè),為使培養(yǎng)的學生能適用工作需要,從上世紀90年代開始,逐漸開始開設了PLC課程。同時,為了確保教學效果,各有關學校還建設了PLC實驗室。
　　教學實踐證明,相關專業(yè)開設PLC課程,使學生學到了PLC知識,對學生參與國家的現(xiàn)代化建設有很大的幫助,為他們就業(yè)增加了很多機會。這個舉措得到了相關專業(yè)學生及用人單位普遍歡迎。
　　有的高校雖然也開設了PLC課程,但因為沒有設施較為齊全的實驗室以及實驗設備,也就不能讓學生親自動手操作、結果只能紙上談兵,很難收到應有教學效果。根據(jù)目前的發(fā)展趨勢分析,在大學中,將來是否要設置PLC這個專業(yè),也值得探討,也許在若干年后,有可能會在某個院校誕生這個專業(yè)。
　　總之,對自動化專業(yè)來講,開設含有PLC內(nèi)容的課程,是絕對必須的,相應地建設好PLC實驗室也是絕對必須的。
　　
　　2 以“應用”為主
　　
　　當今,我國多數(shù)高校自動化專業(yè)學生學習PLC,目的主要是為了能正確使用PLC,而不是開發(fā)或研制PLC。這也是當今高校開設PLC課程的出發(fā)點與落腳點。
　　 “學以致用”, 任何學習都應如此。但學習PLC的“學以致用”,強調(diào)的是學會使用PLC,而不是僅僅弄懂它的原理。無論理論教學,還是實驗教學都應如此。這也是中國當前PLC技術發(fā)展階段所決定的。
　　所以,當今高校PLC教學,不僅講PLC的基本原理,重點還是要講應用。不能讓學生學了PLC知識,還不知PLC的應用領域及使用方法。
　　怎么能夠做到“學以致用”呢。最好的做法是,所開設PLC課程不僅要講PLC的原理,還要講有關控制知識,以及怎樣用PLC去實現(xiàn)這些控制,讓學生學完PLC,不僅能懂PLC,也能使用PLC。而且,要以學會“應用”為主。
　　當今PLC可用在哪些控制上呢?具體地講有五大控制功能:?
　　2.1 順序控制(開關量控制)
　　它的目的就是,根據(jù)有關開關量的當前與歷史的輸入狀況,產(chǎn)生所要求的開關量輸出,以使系統(tǒng)能按一定順序工作。
　　學會用PLC去實現(xiàn)這個控制就得學會編寫實現(xiàn)這個控制的程序。而這個控制程序設計方法基本上有兩類:一是用邏輯處理方法,用組合或時序邏輯綜合,進行輸入、輸出變換;另一是用工程方法設計,按不同要求輸出控制命令。 ?
　　2.2 過程控制(模擬量控制)
　　一般講,過程控制要用到模擬量。而模擬量要能被PLC處理,必須離散化、數(shù)字化。PLC處理后,還要鎖存并轉(zhuǎn)換為模擬輸出。為此,要配置A/D模塊,使模擬量離散化、數(shù)字化;及D/A模塊,使數(shù)字量鎖存并模擬化。
　　PLC用于過程控制,已是一個趨勢。因為用PLC實現(xiàn)某個控制,其成本比用其它控制要低。而且在進行模擬量控制的同時,還可很方便地進行其它控制。再加上各種過程控制模塊的開發(fā)與應用,以及相關軟件的推出及使用,用PLC進行各種過程控制已變得很容易,其編程也很簡便。?
　　2.3 運動控制(脈沖量控制)
　　主要指對工作對象的位置、速度及加速度所作的控制。可以是單坐標,即控制對象作直線運動;也可是多坐標的,控制對象的平面、立體,以至于角度變換等運動。有時,還可控制多個對象,而這些對象間的運動可能還要有協(xié)調(diào)。凡機械總是要運動的,所以,運動控制是任何機械所不可缺少的。簡單的運動可使用開關量處理。如部件運動的起、�？刂�,方向控制等。但復雜、精確的運動的控制則要使用脈沖量。脈沖量也是開關量,只是它的取值總是在0(低電平)、1(高電平)之間不斷地交替變化著。脈沖量可把對象的位移與脈沖數(shù)對應,如每脈沖控制的位移量很小,其控制的運動精度將很高。
　　PLC也已具備處理脈沖量的能力。PLC有脈沖信號輸入點或模塊,可接收脈沖量輸入(PI)。PLC有脈沖信號輸出點或模塊,可輸出脈沖量(PO)。有了處理PI / PO這兩種功能,加上PLC已有數(shù)據(jù)處理及運算能力,完全可以依NC的原理進行運動控制。?
　　2.4 信息控制
　　也稱數(shù)據(jù)處理,是指數(shù)據(jù)采集、存儲、檢索、變換、傳輸及數(shù)表處理等。
　　隨著技術的發(fā)展,PLC不僅可用作系統(tǒng)的工作控制,還可用作系統(tǒng)的信息控制。
　　PLC用于信息控制有兩種:專用、兼用。
　　專用:PLC只用作采集、處理、存貯及傳送數(shù)據(jù)。
　　兼用:在PLC實施控制的同時,也可實施信息控制。
　　PLC用作信息控制,或兼做信息控制,既是PLC應用的一個重要方面,又是信息化的基礎。顯然,如果沒有PLC采集、記錄這些原始數(shù)據(jù),信息化可能嗎??
　　2.5 遠程控制
　　是指對系統(tǒng)的遠程部分的行為及其效果實施檢測與控制。PLC有多種通訊接口,有很強的聯(lián)網(wǎng)、通訊能力,并不斷有新的聯(lián)網(wǎng)的模塊與結構推出。所以,PLC遠程控制是很方便的。
　　PLC與PLC可組成控制網(wǎng)。參與通訊的PLC可多達幾十、幾百個。網(wǎng)與網(wǎng)還可互聯(lián)。這樣,參與通訊的PLC則更多,以至于不受限制。
　　PLC與智能傳感器、智能執(zhí)行裝置(如變頻器),也可聯(lián)成設備網(wǎng)。也可通訊,交換數(shù)據(jù),相互操作�？陕�(lián)接成遠程控制系統(tǒng),系統(tǒng)范圍面可大到幾十、幾百公里或更大。這種遠程控制,既提高了控制能力,又簡化了硬件接線及維護。
　　PLC與可編程終端也可聯(lián)網(wǎng)、通訊。PLC的數(shù)據(jù)可在它上面顯示,也可通過它向PLC寫數(shù)據(jù),使它成為人們操作PLC的界面。
　　PLC可與計算機通訊,加進信息網(wǎng)。利用計算機具有強大的信息處理及信息顯示功能,可實現(xiàn)計算機對控制系統(tǒng)的監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)。同時,還可用計算機進行PLC編程、監(jiān)控及管理。
　　PLC還有以太網(wǎng)模塊,可用其使PLC加入互聯(lián)網(wǎng)。也可設置自己的網(wǎng)址與網(wǎng)頁。有這樣PLC控制的工廠,有的稱之為透明工廠(Transparent Factory)。在地球上任何可上網(wǎng)的計算機,只要權限允許,就可直接對其進行訪問。
　　以上論述了PLC的五大控制功能。如果要達到以“應用”為主這個明確的目標,就應該讓學生全面掌握PLC的這五大控制技術,為將來在生產(chǎn)實踐中應用PLC做好全面準備。
　　學習是以學會“應用”為主,實驗室建設也要為此教學目的創(chuàng)造條件,為學生學會“應用”于“五大”控制提供機會。
　　
　　3 總結
　　
　　以“應用”為主建設實驗室,除了教學目的明確、針對性強的好處外,另一好處是,可做到“以不變應萬變”。這是因為,當今,PLC技術發(fā)展很快,更新?lián)Q代頻繁。實驗室建設如以PLC 設備為主,那么所建設實驗室很快就會落后,很難適應形勢的要求。然而,如果以“應用”為主,在實驗室建設中,控制對象(模型)基本是不需變化的。而又由于突出的是應用,即使是PLC的機型更新, 只要能滿足應用,應用的很好,就不必急于對PLC進行大“換班”。僅在應用方面的更新投資相對也會少些。
　　以“應用”為主建設實驗室,在選擇PLC品牌上,也可不受廠家或PLC型號的限制。凡可實現(xiàn)相應控制的PLC都可使用。因為高校培養(yǎng)的學生,是要教會學生,讓PLC為我所用,學會針對某個具體任務,哪個廠家的PLC滿足應用好,就用哪家的。要教會學生能獨立自主地選用PLC,而不是隨“風”選用PLC。
　　以“應用”為主建設實驗室,在PLC的選型上,也可不必求全、求配套。事實上,把一個廠家的PLC全部配套,是一些高校經(jīng)濟能力所無法接受的,從教學的角度說也是不必要的。因為高校PLC實驗室與某些廠家贊助一些高校建立的PLC實驗室畢竟不同,它是用于培養(yǎng)學生,而不是為某PLC廠家推銷產(chǎn)品或作宣傳廣告,所以,可不受廠家或PLC型號的限制。只要與本專業(yè)應用方向一致的產(chǎn)品才須配置,不用或用的不多的可不配。目前有許多性能價格比較高的小型機,十分適合教學,很值得推薦。
　　即使是全新機型的PLC,實驗室也未必會是先進的,關鍵是看這個實驗室PLC技術應用的效果。有些院校在建實驗室時,以為PLC是中型機、大型機,組成什么網(wǎng)就是先進的實驗室。其實也不完全是那樣。如果控制模型過于簡單,弄不好還是浪費。要針對控制對象來配置PLC控制系統(tǒng),這樣才能應用得好。
　　總之,以“應用”為主建設PLC實驗室,在選擇PLC時,最好根據(jù)控制對象選PLC。既要考慮到配置相應的PLC產(chǎn)品,還要配置PLC的控制對象,使PLC實驗室能建立起完整的PLC控制系統(tǒng)。這樣的實驗室針對性強、目的明確,可讓學生得到PLC知識的系統(tǒng)學習及全面的訓練,畢業(yè)后成為應用型技術人才。?
　　
　　參考文獻?
　　[1]祁文釗, 霍罡. CS/CJ系列PLC應用基礎及案例[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2006.
　　[2]廖常初. PLC順序控制梯形圖設計方法[J]. 電工技術雜志, 2001(12).?
　　[3]高欽和. 可編程控制器應用技術與設計案例[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2004.?
　　[4]劉?. 常用低壓電器與可編程控制器[M]. 西安:西安電子科技大學出版社, 2007.?
　　[5]謝克明, 夏路易. 可編程控制器原理與程序設計[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2005.
　　[6]宋伯生. PLC可編程實用指南[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2007.?

相關熱詞搜索：實驗室 建設 PLC 以“應用”為主建設ＰＬＣ實驗室 plc實驗實驗思路 三菱plc實驗模板