第一篇：PLC課程一體化教學(xué)在模擬實(shí)現(xiàn)機(jī)床坐標(biāo)顯示教學(xué)中的應(yīng)用

PLC課程一體化教學(xué)在模擬實(shí)現(xiàn)機(jī)床坐標(biāo)顯示教學(xué)中的應(yīng)

用

摘 要：PLC課程是電氣自動(dòng)化技術(shù)等電氣類專業(yè)的核心課程。在PLC課程中利用直線光柵尺作為位置檢測(cè)元件，采用“三菱FX2N-PLC”和“1HC”記數(shù)模塊再加上“GOT940”作為人機(jī)對(duì)話顯示界面，可模擬實(shí)現(xiàn)機(jī)床坐標(biāo)位置信號(hào)顯示的一體化教學(xué)，本文明確了一些重要講解因素，并闡述了PLC課程一體化教學(xué)中的組織實(shí)施辦法。

關(guān)鍵詞：一體化教學(xué) FX-2N-PLC HC記數(shù)模塊 GOT940觸摸屏 應(yīng)用

可編程邏輯控制器簡(jiǎn)稱PLC，是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是提高制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的重要手段。本文主要闡述針對(duì)PLC及其擴(kuò)展功能課程進(jìn)行教學(xué)的組織與實(shí)施。

下面談?wù)勗赑LC課程一體化教學(xué)中，如何利用直線光柵尺作為位置檢測(cè)元件，采用“三菱FX2N-PLC”和“1HC”記數(shù)模塊再加上“GOT940”作為人機(jī)對(duì)話顯示界面，模擬實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床設(shè)備各坐標(biāo)的位置信號(hào)的顯示。

一、第一步――講解

講解可編程控制器“三菱FX2N-PLC”“1HC”記數(shù)模塊和“GOT940”的用途、工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)等。

二、第二步――介紹

介紹FX2N和1HC功能模塊的配置程序和接口。著重介紹“PLC-FX2N”在工業(yè)控制中的應(yīng)用。詳細(xì)介紹“FX2N-1HC記數(shù)功能模塊”的使用，此高速記數(shù)模塊是具有2相50KHZ的高速計(jì)數(shù)器，它的記數(shù)速度要比“PLC”內(nèi)置的計(jì)數(shù)器要快得多，而且它可以直接進(jìn)行比較和輸出，各計(jì)數(shù)器模式可用PLC命令進(jìn)行選擇，如1相或是2相，16位還是32位模式，只有這些模式設(shè)定以后“FX02N-1HC功能模塊”才能正常運(yùn)行。對(duì)于它的輸入信號(hào)必須是1相或是2相的電壓為“5V、12V、24V”的方波信號(hào)。FX2N-PLC與FX2N-1HC之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過緩沖存儲(chǔ)器交換進(jìn)行的，“FX2N-1HC”有32個(gè)緩沖存儲(chǔ)器，每個(gè)存儲(chǔ)器為16位，其占用PLC擴(kuò)展總線上的8個(gè)I/O點(diǎn)，這8個(gè)點(diǎn)可由輸入輸出進(jìn)行分配。首先將所有的設(shè)備按說明書要求進(jìn)行正確連接，在編程設(shè)備中必須預(yù)先安裝win98、win2000或winXP的系統(tǒng)軟件給予支持，然后還要安裝“FX-PSC-DU-WIN-C”人機(jī)界面的編程軟件，安裝“FXGP-WIN-C”的PLC編程軟件。使用編碼器或是其他能輸出5V～24V方波信號(hào)的位置檢測(cè)元件都可以參照相關(guān)硬件說明書進(jìn)行連接。硬件連接完畢后就可對(duì)設(shè)備進(jìn)行編程調(diào)試，為下一步編程調(diào)試打下基礎(chǔ)。

三、第三步――對(duì)該設(shè)備進(jìn)行編程初始化

具體方法和步驟如下。

一是當(dāng)所有設(shè)備連接好后，首先要在編程設(shè)備中打開“FXGP-WIN-C”軟件編寫“FX2N-1HC”的初始化程序，讓位置檢測(cè)設(shè)備發(fā)出位移方波信號(hào)時(shí)PLC和記數(shù)模塊能夠迅速準(zhǔn)確地記錄并且利用相應(yīng)的程序?qū)ζ溥M(jìn)行處理。

二是程序首先要使PLC得電瞬間M8002初始脈沖只在上電時(shí)接通。編寫如下程序【TO K0 K4 K16 K1】，在第一個(gè)功能模塊中的第四個(gè)寄存區(qū)內(nèi)的第十六位里寫入“1”。此條語句是讓“FX2N-1HC”允許“PLC”寫入數(shù)據(jù)。

三是編寫程序【DTO K0 K20 D1000 K1】，把“PLC”內(nèi)部寄存器D1000中一個(gè)32位的數(shù)據(jù)寫入“FX2N-1HC”中的第二十個(gè)寄存器內(nèi)。此條語句是讓“PLC”內(nèi)部的斷電保持寄存器D1000中在上次斷電保存的數(shù)據(jù)寫回到“FX2N-1HC”中，這樣每次設(shè)備通電后就可以在保留上次設(shè)備斷電時(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上繼續(xù)工作。

四是編寫程序【TO K0 K4 K1 K1】，將“FX2N-1HC”中第四個(gè)寄存器的第1位數(shù)據(jù)位置入“1”，它表示此記數(shù)模塊可以開始進(jìn)入記數(shù)狀態(tài)。

五是編寫程序【DMOV D1100 D100】，將“PLC”中第“D1100”中的數(shù)據(jù)傳送到第“D100”內(nèi)部寄存器中，主要是讓“GOT-940”人機(jī)界面在得電時(shí)顯示十進(jìn)制的位置信息?！癙LC”中各內(nèi)部寄存器功能用途：D100=提供人機(jī)界面最終顯示的軸運(yùn)動(dòng)位移數(shù)據(jù)，D500-D501=位置檢測(cè)設(shè)備采集后的32位存儲(chǔ)區(qū)，D600-D601=脈沖數(shù)轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，D1000=斷電脈沖存儲(chǔ)區(qū)，D1100=斷電十進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，D1500=清零數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存區(qū)。

現(xiàn)在已定義好所需的存儲(chǔ)區(qū)，并且能把位移脈沖傳送到所指定的區(qū)域，下一步就是把脈沖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成所需要的位置數(shù)據(jù)，最終通過人機(jī)界面“GOT-940”呈現(xiàn)出來供使用。

四、第四步――對(duì)采集到的脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換

程序和步驟如下。

讓學(xué)生在編程軟件中的調(diào)試監(jiān)控狀態(tài)下仔細(xì)觀察，按照事先設(shè)定好的PLC內(nèi)部寄存器地址的數(shù)據(jù)變化過程，試著編寫PLC控制的梯形圖，并將梯形圖程序輸入到計(jì)算機(jī)里。

一是在編程中使用“PLC”內(nèi)部上電監(jiān)控特殊繼電器“M8000”當(dāng)“PLC”得電之后始終運(yùn)行的程序，編輯程序是讀出“FX2N-1HC”第20個(gè)內(nèi)部寄存器中的一組32位數(shù)據(jù)，并且傳送到“PLC”內(nèi)部寄存器“D500”中。這里需要特別注意的地方是此時(shí)“PLC”內(nèi)部寄存器“D500”中的數(shù)據(jù)只是所采集到的方波個(gè)數(shù)，還不是所需要的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

二是把采集到的方波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所需要的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，這里必須根據(jù)位置移動(dòng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的特性來設(shè)計(jì)編寫的。首先將內(nèi)部寄存器“D500”中的脈沖數(shù)乘與一個(gè)基數(shù)“K4”，此基數(shù)主要取決于數(shù)據(jù)采集設(shè)備的性能。例如：使用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備是每移動(dòng)1毫米就能發(fā)出500個(gè)“A”方波脈沖和500個(gè)“B”脈沖，而人機(jī)界面“GOT940”上所顯示所需要的精度為1/1000毫米的數(shù)據(jù)，此時(shí)就必須將“K4”基數(shù)改為“K2”再傳給“D600”。

三是由于脈沖密度、檢測(cè)數(shù)據(jù)精度和被檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行速度又和“FX2N-1HC”的記數(shù)頻率有關(guān)，如果脈沖密度大于計(jì)數(shù)器的記數(shù)頻率，那么將造成脈沖丟失的嚴(yán)重錯(cuò)誤。這樣就要求在設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)考慮被檢測(cè)設(shè)備的位移速度，例如：使用一根每移動(dòng)1毫米能發(fā)出250個(gè)方波信號(hào)的光柵尺，并且“FX2N-1HC”設(shè)置為“A、B兩相1邊緣”的記數(shù)模式，此時(shí)“FX2N-1HC”記數(shù)頻率為“50KMZ”，那就意味著被檢測(cè)設(shè)備的位移速度在“FX2N-1HC”處于1邊緣記數(shù)狀態(tài)下，被檢測(cè)?O備的最大位移速度就不能大于每分鐘12米，假如設(shè)備的最大位移速度大于每分鐘12米，“FX2N-1HC”高速計(jì)數(shù)模塊將會(huì)發(fā)生脈沖丟失，計(jì)數(shù)數(shù)值發(fā)生錯(cuò)誤的故障；2邊緣記數(shù)被檢測(cè)設(shè)備的最大位移速度就不能超過每分鐘6米。依次類推當(dāng)按照4邊緣記數(shù)，被檢測(cè)設(shè)備的最大位移速度就不能超過每分鐘3米。

第二篇：PLC在三面銑組合機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

目錄

一、課程設(shè)計(jì)的目的------1

二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容概述---1

1三面銑組合機(jī)床概述

⑴基本結(jié)構(gòu) ⑵液壓系tong

2三面銑組合機(jī)床的控制要求

三、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求---------------------------4

四、課程設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容------------------------------4 ⑴機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)的設(shè)計(jì) ⑵I/O分配表 ⑶單循環(huán)自動(dòng)工作 a.單循環(huán)自動(dòng)工作循環(huán)圖 b.單循環(huán)自動(dòng)工作功能表 c.單循環(huán)自動(dòng)工作梯形圖 ⑷左銑單循環(huán)工作 a.左銑單循環(huán)功能表 b.左銑單循環(huán)梯形圖 ⑸右2銑單循環(huán)工作 a.右2銑單循環(huán)功能表 b.右2銑單循環(huán)梯形圖 ⑹公用程序 ⑺回原位程序 ⑻手動(dòng)程序

⑼PLC梯形圖總體結(jié)構(gòu)圖 ⑽電氣接線圖 ⑾主電路及照明電路 ⑿面板設(shè)計(jì)

五、實(shí)驗(yàn)調(diào)試與體會(huì)--13

六、課程設(shè)計(jì)小結(jié)-----13

PLC在三面銑組合機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

3453.根據(jù)三面銑組合機(jī)床的控制要求，畫出系統(tǒng)的功能表圖 4.編制PLC梯形圖程序并調(diào)試

5.正確計(jì)算選擇電器元件，列出電器元件一覽表； 6.繪制電氣接線圖，接線并調(diào)試； 7.整理技術(shù)資料，編寫使用說明書。

液壓系統(tǒng)原理圖

AC 110VQS自動(dòng)手動(dòng)SA1單循環(huán)啟動(dòng)左銑頭單循環(huán)右1銑頭單循環(huán)立銑頭單循環(huán)SA2右2銑頭單循環(huán)SB3啟動(dòng)工件夾緊SB4原位SQ1左、右1銑/工進(jìn)SQ2立銑右2銑起、右1銑停終點(diǎn)工件松開SQ3SQ4SQ5SB5X00X01X02X03X04X05X06X07X10X11LNSB2SB1KMKMFU1KMCOM1COM2Y00Y01Y02YV1 夾緊工件YV2 松開工件KM7 滑臺(tái)快進(jìn)KM6 滑臺(tái)工進(jìn)KM8 滑臺(tái)快退KM1 左銑頭啟動(dòng)KM2 右1銑頭啟動(dòng)KM3 立銑頭啟動(dòng)KM4 右2銑頭啟動(dòng)HL1 原位指示燈KMFU2FX2N-48MRX12X13X14X15X16X17X20X21X22X23X24X25X26X27COMY03Y04Y05Y06Y07Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y17滑臺(tái)快進(jìn)SB6滑臺(tái)快退SB7停止SB8SB9液壓泵工作SB10回原位左銑頭電動(dòng)SB11右1銑頭點(diǎn)動(dòng)立銑頭點(diǎn)動(dòng)右2銑頭點(diǎn)動(dòng)SB12SB13SB14HL2 液壓泵工作指示燈HL3 工件夾緊指示HL4 加工工件指示HL5 終點(diǎn)指示KM5 液壓泵啟動(dòng)YA 制動(dòng)器

五、設(shè)計(jì)心得體會(huì)

本次設(shè)計(jì)三面銑組合機(jī)床控制系統(tǒng)應(yīng)用。

首先，我復(fù)習(xí)鞏固了PLC軟件的控制使用，對(duì)機(jī)械手操作的構(gòu)造及連線了解加深，對(duì)三面銑組合機(jī)床的慨況有了更確切的理解，實(shí)際感受到PLC在機(jī)電控制中起到了重要的作用。

其次，這次設(shè)計(jì)使我更加的深刻認(rèn)識(shí)到，學(xué)過的東西撿起來是一件很不易的事情！所以，重要的東西還是要經(jīng)常去溫故的，知新就談不上了，但至少也不會(huì)忘記所學(xué)的東西。

再者，深感PLC的使用會(huì)越來越普及，因?yàn)樗箼C(jī)械半自動(dòng)化面向全自動(dòng)化，這也許就是未來的需要！

六、課程設(shè)計(jì)小結(jié)

1復(fù)習(xí)鞏固了機(jī)電傳動(dòng)控制的各方面內(nèi)容，對(duì)PLC設(shè)計(jì)的流程有了一定的了解。

2對(duì)PLC的應(yīng)用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，把PLC與實(shí)際生活的事物可以聯(lián)系起來。深感PLC的使用會(huì)越來越普及，因?yàn)樗箼C(jī)械化面向自動(dòng)化，3本次設(shè)計(jì)內(nèi)容借鑒課本：21世紀(jì)高職專系列教材《電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》、以及網(wǎng)絡(luò)信息

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第三篇：PLC一體化教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

題目：

2013 PLC組態(tài)一體化教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

單位部室：陽(yáng)煤職教中心實(shí)踐教學(xué)部 專 業(yè)：機(jī)電一體化與自動(dòng)控制 作 者：陳志鵬 指導(dǎo)教師：

年10月23日

PLC組態(tài)一體化教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要： 隨著陽(yáng)煤集團(tuán)高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)，礦井機(jī)電設(shè)備向著高電壓、大功率、控制系統(tǒng)高科技方向發(fā)展，PLC在煤礦應(yīng)用上越來越廣泛，它的簡(jiǎn)化接線、性能可靠、事故率低、編程容易、控制多樣等特點(diǎn)，為越來越多的工程師所喜歡，有著廣闊的發(fā)展前景。同時(shí)PLC是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)至關(guān)重要。針對(duì)如何在低成本條件下進(jìn)行PLC一體化教學(xué)，同時(shí)保證教學(xué)效果，提出了PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)相結(jié)合的PLC一體化教學(xué)課程。實(shí)踐表明，監(jiān)控組態(tài)技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高學(xué)生的編程技巧和動(dòng)手能力，豐富學(xué)生的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到一體化教學(xué)的目的。

關(guān)鍵詞：PLC ；一體化教學(xué) ；教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái) ；組態(tài)控制技術(shù) PLC簡(jiǎn)介及它在煤礦生產(chǎn)方面的應(yīng)用

PLC稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller,PLC），它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程序控制器簡(jiǎn)稱PLC。PLC自1969年美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國(guó)、日本、德國(guó)的可編程序控制器質(zhì)量?jī)?yōu)良，功能強(qiáng)大。PLC主要特點(diǎn)有：

① 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。② 配套齊全,功能完善,適用性強(qiáng)。③ 易學(xué)易用,深受工程技術(shù)人員歡迎。④ 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小,維護(hù)方便。⑤ 體積小,重量輕,能耗低，通用性強(qiáng)。

隨著煤礦機(jī)械化程度的不斷提升,PLC在實(shí)際生產(chǎn)中得到了廣泛

PLC一體機(jī) 的應(yīng)用。例如：主井箕斗提升就是利用了PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了定量裝載。地面主提升絞車均采用了雙PLC加可控硅模塊控制系統(tǒng)。煤礦井下采煤機(jī)、綜掘機(jī)、主要扇風(fēng)機(jī)、主排水泵等大型控制設(shè)備的核心元件均采用PLC,井下各種低壓磁力啟動(dòng)器核心元件也逐步為PLC所代替。地面廠的數(shù)控機(jī)床等也已經(jīng)采用了PLC控制,隨著現(xiàn)代化管理水平的不斷提高,PLC和組態(tài)軟件的有效結(jié)合在煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

２ 組態(tài)控制技術(shù)簡(jiǎn)介及應(yīng)用

組態(tài)控制技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，利用組態(tài)控制技術(shù)構(gòu)成的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的原理框圖所示可以看出它們是由傳感器、下位機(jī)、上位機(jī)等幾部分組成。雖然從結(jié)構(gòu)上看與一般計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)

組態(tài)控制技術(shù)框圖

基本相似，但是采用組態(tài)技術(shù)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)從硬件設(shè)計(jì)到軟件開發(fā)都具有組態(tài)性，系統(tǒng)的可靠性和開發(fā)速度都得到了大幅度提高。通常認(rèn)為，組態(tài)技術(shù)是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)綜合發(fā)展的結(jié)果，是技術(shù)成熟化的標(biāo)志。在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)某一控制任務(wù)，都是通過編寫程序（如使用 C等）來實(shí)現(xiàn)的。編寫程序不但工作量大、周期長(zhǎng)、而且可靠性差。組態(tài)控制技術(shù)的出現(xiàn)，解決了這個(gè)問題，對(duì)于過去需要幾個(gè)月的工作，通過組態(tài)幾天就可以完成。

目前，國(guó)內(nèi)外許多自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)廠家，如德國(guó)西門子公司、日本三菱、臺(tái)灣研華、中國(guó)時(shí)利和等，生產(chǎn)了眾多供選擇的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī) 箱、工業(yè)級(jí)元件、總線結(jié)構(gòu)過程通道板卡、工控機(jī)接口模塊等，為推廣硬件組態(tài)奠定了基礎(chǔ)。在軟件設(shè)計(jì)上由于采用成熟的組態(tài)軟件進(jìn) 行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，軟件開發(fā)周期大大縮短了。組態(tài)軟件是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的使用方法，其予設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，并能同時(shí)支持各硬件廠家的計(jì)算機(jī)和I/O設(shè)備，與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟硬件的全部接口，進(jìn)行系統(tǒng)集成。需要指出，組態(tài)軟件不僅是組態(tài)控制技術(shù)中的重要組成部分，而且由于具有遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、過程控制等強(qiáng)大功能，在自動(dòng)化系統(tǒng)中占據(jù)主力軍的位置，逐漸成為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的靈魂。實(shí)例介紹PLC一體化教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 下面用西門子公司的Step7 Pro(內(nèi)部包含有模擬器PLCSIM)和WINCC組態(tài)軟件來仿真PLC基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)--機(jī)械手實(shí)驗(yàn)。

3.1軟件準(zhǔn)備與硬件連接

首先需要一臺(tái)裝好了Step7 Pro和 WINCC的計(jì)算機(jī)，然后準(zhǔn)備一臺(tái)型號(hào)為S7-200（300,400）的西門子PLC。S7-200的編程口通過一條通信電纜(PC/PPI)與計(jì)算機(jī)的USB通信口連接,這樣就可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行編程和監(jiān)控了。

編程下載

仿真模擬

3.2 控制要求及I/O分配

機(jī)械手最開始處于左上端(左限位行程開關(guān)處于動(dòng)作狀態(tài))。運(yùn)行過程為:下將YV2--夾緊YV5--上升YV1--右移YV4--下將YV2--放松YV5上升YV1向左返回初始位置。自動(dòng)控制:按下自動(dòng)控制的起動(dòng)按鈕,機(jī)械手運(yùn)行上述控制過程。按下停止時(shí),機(jī)械手必須運(yùn)行完當(dāng)前周期停在初始位置。

I/O分配

梯形圖

打開Step7 Pro根據(jù)控制要求進(jìn)行程序的梯形圖的編制，程序通過編譯后下載到PLC中。下載完成后，關(guān)閉Step7 Pro，打開WINCC進(jìn)行組態(tài)設(shè)計(jì)。

3.3 WINCC組態(tài)設(shè)計(jì)

利用WINCC組態(tài)軟件建立監(jiān)控系統(tǒng),在工作臺(tái)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中建立 對(duì)應(yīng)的變量,都為開關(guān)型。然后設(shè)置好組態(tài)軟件與PLC的串口通信方式。至此,已經(jīng)將組態(tài)軟件中的變量與外部PLC設(shè)備的端子進(jìn)行連接,當(dāng)PLC的輸入、輸出繼電器狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),將直接反映到組態(tài)軟件的變量。最后建立監(jiān)控畫面模擬機(jī)械手實(shí)際工作情況。WINCC組態(tài)軟件內(nèi)部提供基本繪圖工具,同時(shí)提供了豐富的元件庫(kù),用于畫較復(fù)雜但常用的元件圖形,如電機(jī)、閥門等。利用這些元件進(jìn)行組態(tài)，可建立監(jiān)控畫面。對(duì)于各個(gè)元件對(duì)應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的動(dòng)畫連接。監(jiān)控畫面中指示燈分別用顏色的變化指示機(jī)械手的工作狀態(tài),即當(dāng)放下物體時(shí),下移指示燈為綠色,否則顯示紅色,其它燈工作情況相似。接下來將元件的動(dòng)作與變量的變化進(jìn)行動(dòng)畫連接,即可利用監(jiān)控畫面控制機(jī)械手的動(dòng)作情況。當(dāng)沒有實(shí)際裝置時(shí),通過監(jiān)控畫面可以讓學(xué)生有實(shí)際操作的感受,從而增加工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)。

組態(tài)軟件最突出的特點(diǎn)就是實(shí)時(shí)多任務(wù)。其用戶是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)人員，目的就是讓用戶迅速開發(fā)出適合自己需要的可靠的應(yīng)用系統(tǒng)。典型應(yīng)用實(shí)例如圖。

I/O分配流程圖

梯形圖

傳統(tǒng)PLC實(shí)訓(xùn)課與組態(tài)一體化教學(xué)

傳統(tǒng)PLC實(shí)訓(xùn)課的被控對(duì)象多為工業(yè)設(shè)備，一般都有體積大、質(zhì)量大、價(jià)格高等特點(diǎn)，很難在實(shí)驗(yàn)室配備。為了盡可能模擬被控對(duì)象，使缺乏實(shí)際知識(shí)的學(xué)生增加感性認(rèn)識(shí)，許多學(xué)校在PLC實(shí)驗(yàn)室安裝了模擬盤，如十字路口交通燈模擬盤、洗衣機(jī)模擬盤等，實(shí)驗(yàn)相應(yīng)內(nèi)容時(shí)，將PLC輸入端／輸出端連接到模擬盤對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管上。這種模擬盤方法，一則限制了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，二則不形象，不直觀，三則連線很多，耽誤時(shí)間。實(shí)踐證明，教學(xué)效果并不理想。但是，即使這種模擬盤，在陽(yáng)煤職教中心實(shí)踐部微機(jī)控制實(shí)驗(yàn)室中也只有兩套。從一體化教學(xué)角度上講，這種配置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足為學(xué)生開設(shè)實(shí)驗(yàn)課的需要。另外，隨著申辦示范校工作的深入展開，PLC實(shí)驗(yàn)室也有擴(kuò)充和更新的必要。如果仍然采用模擬盤方式，不僅占地大、花錢多，而且隨著PLC實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的不斷更新，模擬盤方式也會(huì)很快落后，最后被淘汰。

既然的PLC被控對(duì)象多為工業(yè)設(shè)備和機(jī)械，那么就給PLC實(shí)訓(xùn)課帶來一個(gè)問題：采用真實(shí)被控對(duì)象既不現(xiàn)實(shí)，也不安全；沒有被控對(duì)象模型，既不便學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。將可編程控制器技術(shù)與組態(tài)軟件有機(jī)結(jié)合，能為PLC的實(shí)訓(xùn)課教學(xué)提供一條新的途徑。利用組態(tài)軟件全真模擬PLC的被控對(duì)象，學(xué)生不需要實(shí)物而僅通過微機(jī)的顯示器就可檢驗(yàn)所編程序的正確與否和執(zhí)行結(jié)果，這給師生雙方都提供了很大方便。結(jié)束語

從教學(xué)意義上來說，用計(jì)算機(jī)組態(tài)全真模擬被控對(duì)象，不但可以

克服采用真實(shí)被控對(duì)象的缺點(diǎn)，而且可以用有限的設(shè)備、低廉的成本、多樣化的程序，來豐富學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，大大增強(qiáng)PLC實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果，形成理論、仿真、實(shí)踐三位一體的教學(xué)模式，達(dá)到一體化教學(xué)的目的。

參考文獻(xiàn): [1] 林小峰.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,1994.[2] 田瑞庭.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.[3] 張萬忠.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.[4] 梁冠英,等.PLC在礦井提升信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2008.[5] 袁秀英 組態(tài)控制技術(shù)［1］ 北京：電子工業(yè)出版社。

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[7] 周美蘭，周封，王岳宇 電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì)［1］北京：科學(xué)出版社。

第四篇：淺談一體化教學(xué)在PLC課程中的實(shí)踐和體會(huì)論文

【摘 要】本文通過了解一體化教學(xué)的特點(diǎn),結(jié)合PLC課程和學(xué)生的特點(diǎn),從而引出教師在PLC課程一體化教學(xué)中的實(shí)踐與體會(huì)。

【關(guān)鍵詞】PLC課程 一體化教學(xué) 任務(wù)驅(qū)動(dòng)法

一、PLC一體化教學(xué)分析

1.PLC課程的特點(diǎn)

PLC課程是廣州港技工學(xué)校機(jī)電一體化專業(yè)必修的課程。目前我校的PLC課程主要以可編程控制器原理及應(yīng)用的教學(xué)為主:第一章學(xué)習(xí)可編程控制器的基本知識(shí);第二章掌握基本指令及編程;第三章學(xué)會(huì)用步進(jìn)順序控制指令編程。雖說此門課程內(nèi)容較少,但卻具有多變性、綜合性、典型性、實(shí)踐性和實(shí)用性五大教學(xué)特點(diǎn)。教學(xué)中,既有一般又有特殊,既有新授又有復(fù)習(xí),既有理論又有實(shí)操,既有工作原理又有編程方法,既有典型單元程序又有復(fù)雜實(shí)用案例。例如用基本指令設(shè)計(jì)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)綜合控制程序,又或者用步進(jìn)指令設(shè)計(jì)大小球分檢機(jī)的控制程序等。這些內(nèi)容都是課程的難點(diǎn)。課程的這些特點(diǎn),既成了學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn),也成了教師教學(xué)的難點(diǎn)。因此,要想激發(fā)學(xué)生對(duì)這門課程產(chǎn)生興趣,達(dá)到較好的教學(xué)效果,傳統(tǒng)的教學(xué)模式顯然已不能滿足。

2.學(xué)生的特點(diǎn)

任教班級(jí)是機(jī)電高級(jí)班,學(xué)習(xí)紀(jì)律相對(duì)較好,學(xué)習(xí)積極性也較高,但由于學(xué)校規(guī)模的擴(kuò)大發(fā)展,對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)或其他能力在入學(xué)時(shí)并沒有進(jìn)行認(rèn)真的審核,這就導(dǎo)致學(xué)生生源素質(zhì)不高。且大部分學(xué)生理論知識(shí)不扎實(shí),實(shí)操能力不強(qiáng),分析和知識(shí)的運(yùn)用能力也較弱,有些學(xué)生還缺乏學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)興趣等,這些差異使PLC教學(xué)難上加難。

在PLC課程和學(xué)生雙重問題的沖擊下,技校教師的教學(xué)難度大大增加了。作為技校教師,如何化解這些問題,激發(fā)學(xué)生對(duì)PLC課程的學(xué)習(xí)興趣,并發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)能動(dòng)性,提高教學(xué)質(zhì)量,是當(dāng)前教學(xué)的主要任務(wù)。

二、PLC課程一體化教學(xué)的實(shí)踐與體會(huì)

1.教師實(shí)現(xiàn)一體化,做好知識(shí)鋪墊工作

目前大多數(shù)職業(yè)院校喜歡把PLC的教學(xué)分成兩大塊:理論教學(xué)和工廠實(shí)習(xí),這樣,勢(shì)必讓學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)覺:理論教學(xué)只講少練或只講不練,缺乏實(shí)操支持;而工廠實(shí)習(xí)只練少講或只練不講,缺少理論解釋。要想改變這種狀況,我們必須要先實(shí)現(xiàn)教師一體化。何謂“教師一體化”,即專業(yè)理論課教師與實(shí)習(xí)指導(dǎo)課教師構(gòu)成一體。專業(yè)理論教師在扎實(shí)自身的理論知識(shí)功底的同時(shí),經(jīng)常到工廠實(shí)踐,為理論課堂的教學(xué)尋找更準(zhǔn)確的依據(jù);而實(shí)習(xí)指導(dǎo)課教師,也應(yīng)經(jīng)常到理論教師處取經(jīng),認(rèn)真地去弄清、熟悉專業(yè)的理論知識(shí),為實(shí)習(xí)課的講解提供更科學(xué)的語言。只有教師教學(xué)能力的提高,才能提升駕馭課堂的能力。

2.采用模塊式一體化教學(xué),確保學(xué)生學(xué)習(xí)地位

模塊式一體化教學(xué)是指將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合,打破傳統(tǒng)學(xué)科體系和教學(xué)模式,根據(jù)職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)要求來重新整合教學(xué)資源,體現(xiàn)能力本位的特點(diǎn),這種教學(xué)模式可以較好解決理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)問題,減少理論課之間及其實(shí)習(xí)課之間知識(shí)的重復(fù),增強(qiáng)教學(xué)的直觀性,充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體參與作用,有助于教學(xué)質(zhì)量的提高和高素質(zhì)人才的培養(yǎng)。

3.教學(xué)思想、教學(xué)理念和教學(xué)方法融入“一體化教學(xué)”模式

根據(jù)不同的課程,不同的學(xué)生對(duì)象以及不同的學(xué)習(xí)階段,采用不同的教學(xué)方法。例如在《PLC》課程定時(shí)器的教學(xué)中經(jīng)常引出生活實(shí)例,可以先讓學(xué)生舉例:定時(shí)器你知道它在哪里出現(xiàn)過嗎?大部分學(xué)生都有生活經(jīng)驗(yàn),紛紛踴躍舉手發(fā)言。此時(shí),教師順勢(shì)引出定時(shí)器的作用、定時(shí)規(guī)則等知識(shí)。在這樣的課堂氛圍下,學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性大大地提高。而在計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)中,由于平時(shí)生活少接觸,采用舉例分析顯然不夠適合,這時(shí),我們可以采用對(duì)比的教學(xué)方法。具體教學(xué)過程如下:

(1)把學(xué)生分成兩大組,分別叫A組、B組。

(2)提出問題和要求:設(shè)計(jì)24h時(shí)鐘程序。要求A組只用定時(shí)器設(shè)計(jì),B組用計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)。

(3)結(jié)果展示對(duì)比。

(4)評(píng)價(jià)并總結(jié)兩組設(shè)計(jì)結(jié)果:A組設(shè)計(jì)思路較簡(jiǎn)單,但過程繁多,不利于調(diào)試;B組設(shè)計(jì)思路較復(fù)雜,但過程簡(jiǎn)單。

經(jīng)過對(duì)比學(xué)習(xí),學(xué)生能在對(duì)比的結(jié)果中得出最為適合的學(xué)習(xí)方法,這樣,不僅開闊學(xué)生的思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,還能提高課堂教學(xué)質(zhì)量。4.多引入互動(dòng)式的“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”,提高教學(xué)效果

要想改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式,教師應(yīng)該采用雙邊互動(dòng)式教學(xué)方法—任務(wù)驅(qū)動(dòng)法。在教學(xué)過程中,想方設(shè)法地通過創(chuàng)設(shè)情境、巧設(shè)疑問、共同討論、動(dòng)手實(shí)踐等多種教學(xué)方式,以學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦積極參與為主,教師適時(shí)引導(dǎo)為輔,這樣,才能最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。例如在教學(xué)報(bào)警燈程序設(shè)計(jì)時(shí),教師可以按照這樣的步驟去引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行。

任務(wù)分組把學(xué)生分成6個(gè)小組,每組設(shè)一名組長(zhǎng),負(fù)責(zé)程序設(shè)計(jì)過程的討論和答案收集并完成最后的匯報(bào)工作。任務(wù)背景某大型小區(qū)在某一個(gè)深夜有小偷“光顧”,當(dāng)小偷準(zhǔn)備進(jìn)入某戶大門時(shí),大門事先裝好的報(bào)警燈發(fā)出刺耳的報(bào)警聲和閃光,該戶免遭一劫。(教師陳述)任務(wù)要求請(qǐng)用PLC基本指令設(shè)計(jì)上述的報(bào)警燈。(1)當(dāng)報(bào)警燈開關(guān)接通時(shí),燈馬上工作;(2)報(bào)警燈亮2秒,滅3秒;(3)報(bào)警燈閃16次后停止工作。任務(wù)分析(1)控制要求:報(bào)警燈開始工作由誰完成?(2)如何分配I/O?(3)亮?xí)r由誰控制?滅時(shí)呢?亮滅轉(zhuǎn)換由誰來完成?(4)16次由誰來統(tǒng)計(jì)?任務(wù)實(shí)施過程(1)各組長(zhǎng)召集各組成員根據(jù)題目要求討論設(shè)計(jì)方法;(2)各組開始設(shè)計(jì)并完善程序;(3)各組長(zhǎng)匯報(bào)各組設(shè)計(jì)結(jié)果;(4)教師讓各組評(píng)價(jià)各設(shè)計(jì)結(jié)果,對(duì)設(shè)計(jì)最佳的小組進(jìn)行表?yè)P(yáng)。任務(wù)結(jié)果展示

參考文獻(xiàn):

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第五篇：Automation Studio在PLC教學(xué)中的應(yīng)用

Automation Studio在PLC教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：基于仿真技術(shù)，以《機(jī)床電氣與PLC控制技術(shù)》課程教學(xué)改革為背景，介紹Automation StudioTM軟件在PLC教學(xué)中的應(yīng)用，收到了良好的效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)床電氣與PLC；Automation StudioTM；課堂教學(xué)

中圖分類號(hào)：G4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16723198（2015）23020901

引言

《機(jī)床電氣與PLC控制技術(shù)》是機(jī)械電子工程專業(yè)十分重要的專業(yè)課，是機(jī)床自動(dòng)化的重要知識(shí)來源。課程強(qiáng)調(diào)理論基礎(chǔ)，注重實(shí)踐及工程應(yīng)用。課程在我校機(jī)械電子工程專業(yè)開設(shè)多年，既有理論教學(xué)，又有實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)。課程實(shí)訓(xùn)配套裝置先進(jìn)，學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)效果良好。但在理論教學(xué)中存在單調(diào)、乏味，學(xué)生興趣低，課堂上無法給學(xué)生進(jìn)行直觀的演示等問題。Automation StudioTM仿真軟件解決了這個(gè)問題，它能生成動(dòng)畫演示，在課堂上能吸引學(xué)生，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

Automation Studio是一款具有設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)模擬功能的軟件工具，由加拿大貝加萊公司開發(fā)，用戶能夠借助該軟件仿真模擬包括液壓與氣動(dòng)、電氣控制、可編程邏輯控制器、順序功能圖等各種技術(shù)回路。該軟件易學(xué)易用、適用范圍廣，在輔助教學(xué)方面發(fā)揮重要作用。Automation StudioTM在課堂教學(xué)中的應(yīng)用

下面以PLC控制某三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)停止系統(tǒng)為例，闡述Automation StudioTM仿真軟件在PLC控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

2.1 系統(tǒng)控制要求及系統(tǒng)建模

本系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，要求用PLC控制一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，電機(jī)直接啟動(dòng)和停止。

本次設(shè)計(jì)采用Automation StudioTM5.0版本。打開軟件，在庫(kù)瀏覽器“Library Explorer”中選擇“Main”，打開系統(tǒng)庫(kù)“Electrical Control（IEC Standard）”，拖拽所需的電氣元件到工作區(qū)連接組成電氣主系統(tǒng)。本系統(tǒng)包括電源、熔斷器、接觸器觸點(diǎn)、熱繼電器、電機(jī)等元件。拖拽PLC輸入/輸出端、按鈕、接觸器線圈等，連接組成PLC外部接線圖。完成的系統(tǒng)模型如圖1所示。

2.2 PLC編程

在庫(kù)瀏覽器中，選擇“Main”，打開庫(kù)“Ladder Siemens”，選擇母線、軟觸點(diǎn)、線圈等編程元素，編制系統(tǒng)的PLC控制程序。完成的PLC控制程序如圖2所示。

2.3 系統(tǒng)仿真

在菜單中選擇仿真“Simulation”，然后選“Normal”，系統(tǒng)進(jìn)入仿真。仿真運(yùn)行時(shí)，PLC和電氣系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，先按啟動(dòng)按鈕SB1，電機(jī)啟動(dòng)，如圖3所示。

在仿真過程中，通過按鈕控制，使電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)改變，在模型中能直觀的看到觸點(diǎn)開關(guān)變化及電機(jī)的運(yùn)行和停止。另外，PLC程序也有狀態(tài)監(jiān)控，相應(yīng)的軟元件和線圈也有能流的變化。結(jié)語

應(yīng)用Automation StudioTM仿真軟件，對(duì)機(jī)床電氣與PLC控制技術(shù)課程進(jìn)行了課堂教學(xué)模式的探討，可以看到該軟件在課程教學(xué)中的重要性。通過課堂實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了提高。另外，該軟件還可以應(yīng)用于課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，對(duì)類似課程的教學(xué)改革也有借鑒作用。

參考文獻(xiàn)

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