可编程控制器应用技术

可编程控制器应用技术（精选12篇）

可编程控制器应用技术 第1篇

一、丰富的实例引导学习兴趣

有些学生初接触PLC时, 由于他们的基础相对较差, 对本课程不了解, 作为老师一定要在教材、教法的研究上下功夫, 应多获取与本专业相关的资料。首先要引导学生的学习动力, 告诉学生什么是PLC, 将来在工作中应用所学知识能干什么。在讲授PLC课程时, 介绍一些交通运输业、厂矿生产以及日常生活中所知道的例子:如:食品加控制、输煤系统控制、缆车控制、检测等等都体现了PLC的应用, 还有剧场舞台灯光控制、信号灯、全自动洗衣机……通过这些大家常见的例子, 让学生对这门课程有新的认识。同时教师还可以联系就业企业的需求, 从而激发学生学习PLC知识的欲望。

二、直观教学激发学习动力

在教学中利用实物让学生观察, 可以激发学生的兴趣, 同时还培养了学生的观察能力, 扩大学生的思维空间, 利于对知识的理解。例如:在讲解PLC的结构时, 教师带学生到实验室观看拆开的PLC实物, 通过对三菱FX2、欧姆龙C60p、富士NB2等PLC的拆装, 了解PLC的外部结构及外部设备等, 这样对PLC的外部结构就有一个感性的认识, 与老师在黑板上详细地讲解这些理论知识比较起来, 学生愿意选择前者, 教学效果前者会好得多。但对于PLC的内部结构和工作原理, 则利用挂图讲解, 这样学生对PLC就有一个较清晰的印象。

三、实验课培养动手能力

实验课是PLC课程的教学进程中对学生进行感性认识和编程应用的实践性教学环节。大部分学生对实验非常感兴趣, 使学生进一步巩固和加深对理论知识的理解, 培养学生的综合应用所学知识的能力, 能编制和调试基本控制电路的程序, 为从事电气控制系统中可编程控制器系统的安装、运行、调试、维修打下良好的基础。

实验主要是学生亲自动手操作, 通过自己亲手调试试验, 才能学会处理和解决问题。例如:进行电机正反转PLC控制实验时, 先讲解“翻译法”, 然后让学生把电力拖动中的双重连锁电机正反转的电气原理图变成PLC的梯形图。接着由学生自己动手把I/O接线图接好, 把程序一条条输入PLC中, 再运行所编的程序。当学生观察到电机实现了正转、反转、停时, 学生会觉得自己有一种成就感, 那么他的好奇心和求知欲更强烈了。有了这样的效果, 教师可以引导学生编制“控制电机正转15秒再反转10秒后停”的程序, 再观察, 如果要学生在程序中更改正反转的时间就是轻而易举的事了。通过以上实验, 充分调动了学生学习的积极性, 既锻炼了学生的实际动手操作能力, 又加深了对理论知识的理解。

四、多媒体是教与学的辅助

可编程控制器应用技术课程具有较强的实践性, 针对课程的特点, 传统板书的教学方式画图较多, 占用时间长。多媒体课件有效克服了传统板书的缺点, 将教学所涉及的难以实现或难以表达的事情、现象、过程再现于课堂教学中, 借助多媒体技术, 可以有效优化教学手段, 提高学生学习的积极性, 提高课程的教学效果。例如, 在讲解自动装车上料控制程序时, 学生对整个过程较易混淆, 教师可以制作电子教案, 用一张张图片和动画介绍、描述自动送料装车控制系统中的电器元件以及工作状态, 初始状态:红灯L1灭, 绿灯L2亮并发出声音:“允许汽车装料”, 电动机M1、M2、M3皆为OFF。装车系统, 如料斗中料不满 (S1为OFF) , 5秒后D4指示灯亮, 发出声音:“可以进料”, 当料满时终止进料。当汽车开进到装车位置红灯亮, 绿灯灭, 同时启动M3, 2秒后启动M2, 再经过2秒启动M1, 再经过2秒D2灯亮, 表示打开料斗。当车满时D2灯灭, 2秒后M1停止, M2在M1停止2秒后停止, M3在M2停止后2秒停止, 同时红灯L1灭, 绿灯M2亮, 同时绿灯会说“汽车可以开走”……通过多媒体能为教学创造一个生动而有趣的教学环境, 使学生身临其境, 极大地调动了学生学习的积极性, 学生对自动送料装车控制系统的整个过程不易模糊, 印象较深, 有助于程序的理解, 达到很好的教学效果。

可编程控制器应用技术 第2篇

目的：掌握可编程控制器的原理，基础指令、程序设计，和基于PLC的控制系统设计方法，为后续学习打下基础。

一、版面格式：

1、读书报告名称应正确，如：

2、应体现自己的相关信息，必须正确。包括：系别、专业、班级、姓名、学号、任课教师、学年学期。

3、学习态度良好、字迹、版面应清洁，手写8000字左右，图、表全由手工完成。统一用“南阳理工学院稿纸”

二、可编程控制器技术概述：

1、可编程控制器的基本概念、发展

2、可编程控制器的特点和应用

3、常用可编程控制器种类

三、可编程控制器技术掌握情况：

1、PLC的基本组成，包括：主机、扩展、特殊功能元件、继电器区、数据区。

2、PLC的指令系统，包括：常用基本指令、应用指令、传送指令、数据指令、定时器、计数器等。

3、PLC的控制系统设计，包括：用实例解释至少4种设计方法。

四、可编程控制器技术的应用实例：结合自己掌握可编程控制器技术情况和兴趣自选一实例。包括有以下内容：

1、控制对象及要求

2、工程分析

3、PLC选型

4、I/O分配

5、电气原理图

6、程序设计需要体现设计方法

7、联机调试

五、读书总结：

总结：包括：学习过程、认识、开拓思考、以及对本课程的改进意见，专业创新等。

可编程控制器应用技术 第3篇

摘要：国家中长期教育改革发展纲要和卓越工程师教育培养计划对工程技术人才的知识结构、学习能力、实践能力和创新能力及工程意识提出了明确要求。应用型本科院校必须修改培养方案，创新课程体系以适应人才培养的要求。本文以电气工程专业的“电气控制技术和可编程控制器”为例，进行课程体系研究，通过整合教学内容、改善教学手段、课程实验层次划分、课程设计工程化、改善实验室运行方式等强化学生的能力培养，取得较好的效果。

关键词：电气控制技术;可编程控制器;课程体系;能力培养

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）32-0065-02

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》，指出高等教育今后的战略目标是：“优化知识结构，丰富社会实践，强化能力培养;着力提高学生的学习能力、实践能力和创新能力，”力争于2020年跻身创新型国家行列和人力资源强国行列[1]，为实现这一目标，高等教育任重而道远。教育部于2010年6月23日启动了“卓越工程师教育培养计划”，旨在培养造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。卓越工程师教育培养计划的核心是以社会需求为导向，以实际工程为背景，以工程技术为主线，强化学生的工程意识和实践能力[2]。

“电气控制技术”和“可编程控制器”是两门实践性强的专业基础课程，是电气工程及其自动化专业的核心课程。如何利用现有条件，在“电气控制技术”和“可编程控制器”的教学环节中，不断提高教学质量，提高学生综合分析和解决工程实际问题的能力，培养高素质创新型应用人才，满足社会需要，已引起各高校和相关教师的高度重视。因此，改革这两门课程的教学方法和手段，构建与社会需求相适应的教学新方案，具有重要而深远的意义。我院从课程的教学内容、教学手段、实践环节以及实验室运行改革入手，开展研究，逐渐形成了自己的教学特色。

一、调整教学大纲，精心选择授课内容

对于应用型本科院校，应紧密联系社会生产实际，瞄准典型岗位群，整合教学内容。因为可编程控制器应用越来越广泛，所以课程应以可编程控制器控制为核心;同时，考虑到企业中还有相当数量的接触器——继电器控制的机床设备，加之接触器——继电器控制的典型环节和控制规律又是学习可编程控制器控制的基础，所以课程内容中要有接触器——继电器控制部分。这两部分内容既相对独立，又密切联系。

1.电气控制技术理论课程内容安排

继电器——接触器控制部分主要有低压电器元件的原理、用途及电气符号介绍、典型控制环节和基本控制规律以及典型的常用机床的电气控制系统原理分析，要求熟练掌握典型环节、基本控制规律和原理分析方法及必要的故障检查排除方法。

2.可编程序控制器理论课程内容安排

可编程控制器部分以国内广泛应用的西门子S7-200为背景机型，主要讲述可编程控制器的结构和工作原理、基本指令和使用频率较高的扩展指令、可编程序控制器的编程方法。在编程方法上，以顺序控制编程方法为主要内容。以上内容分两门课进行讲授。教学中注重理论与工程实际相结合，重视培养学生的实际工程应用能力和创新能力，融入前沿技术，较好地体现课程的基础性、先进性和前沿性[3]。在讲课过程中注重对比和联系，引导学生理解两种控制方式的异同和特点。

因为可编程控制实践性强，安排适当的学时数讲解最新典型可编程控制系统的编程实例，使学生眼界开阔。这部分内容每轮都会更新，即课程内容是开放的、动态的。编写教学大纲时要充分考虑两部分之间的联系，将课程内容精选。

二、应用现代化的教学手段

理论教学中采用多媒体辅助教学手段，进行启发式教学，课堂气氛活跃，同时可以使复杂问题简单化，抽象问题具体化，便于知识更新，显著提高理论教学效果。

对于扩充学生知识面的认知知识，我们采用多媒体手段，可以扩大课堂信息量，也可以为重点问题留出更多的理论课时。

充分利用网络手段，将课程多媒体课件、章节重点内容和典型案例等传至QQ交流群，供学生下载交流学习。

在多媒体教室计算机中预装S7-200编程监控软件及仿真软件，供教师在课堂教学中使用。当学生对某些指令用法存在疑惑时，可进行现场演示，生动直观。

鼓励学生在自己的电脑上安装S7-200编程监控软件和仿真运行软件，查找资料进行自主学习，可以弥补实验设备的不足[4]。

三、分层次安排课程实验内容

根据学习规律，必要数量的实验可以强化学生对课程内容的理解与掌握，但学生的技能优势逐步提高的。因此将实验课程按難度排列，可以达到较好的效果。

1.电气控制技术课程实验安排

电气控制技术的课程实验分为两部分。一部分为基础实验，主要验证典型控制环节和基本控制规律，引导学生加深对上述控制电路的理解与掌握，培养学生的动手能力;另一部分是综合实验，培养学生对较复杂的机床电气控制系统的原理分析、寻找故障和排除故障的能力，相应的实验内容和学时分配见表1。

2.可编程序控制器课程实验安排

可编程序控制器部分的课程实验也分为两部分。一部分为基础实验，主要包括熟悉编程软件和实验装置用法的准备实验和若干基本指令应用实验，主要是理解和验证指令功能，重点掌握移位寄存器指令和顺序控制指令的编程方法，掌握基本编程技能;另一部分是综合实验，训练学生根据任务要求，绘制程序流程图，进而综合利用各种指令进行复杂编程的能力，学生可以在四层电梯的模拟控制、加工中心模拟控制、自动售货机模拟控制等试验中选择一个进行。相应的实验内容和学时分配见表2。

表1 电气控制技术实验内容

实验层次 实验内容 学时

基础实验 电动机正反转直接起动控制电路 2

电动机降压起动控制电路电路 2

电动机串电阻反接制动控制电路 2

电动机能耗制动控制电路 2

综合实验 C620车床的电气控制线路 2

M7130平面磨床的电气控制线路 2

X62W铣床模拟控制线路的调试 4

表2 可编程控制器实验内容

实验层次 实验内容 学时

基础实验 PLC的基本指令练习、软件学习 2

交通灯的PLC模拟控制 2

机械手的PLC模拟控制 2

装配流水线的PLC模拟控制 2

综合实验 加工中心的PLC模拟控制 2

自动售货机的PLC模拟控制 2

四层电梯的PLC模拟控制 4

四、改進课程设计教学

为了巩固学习效果，进一步训练学生利用所学知识分析问题解决问题的能力，在每门课程讲授完成后，进行课程设计。

1.电气控制技术课程设计

进行电气控制技术课程设计时，学生根据所给题目进行接触器——继电器控制系统原理设计，然后在维修电工实训室对所设计的原理图进行连线验证，验证通过后，根据负载选择电源开关、熔断器、接触器、热继电器、时间继电器、按钮等电器元件的型号、参数，查阅资料确定每个元件尺寸，按题目所给的底板尺寸安排各元器件的位置，绘制电气元件布置图和电器元件布线图，给出元器件清单和其他材料消耗定额，撰写设计说明书，最后答辩评定成绩。通过上述课程设计，使学生经历一次比较完整的接触器——继电器控制系统设计过程，提高学生的工程实践能力。

2.可编程序控制器课程设计

进行可编程控制器课程设计时，学生根据所给题目，明确控制要求，确定输入、输出信号和可编程控制器的输入、输出点数，选择可编程控制器的型号，绘制可编程序控制器接线图和程序流程图，然后根据流程图进行梯形图设计，利用计算机和可编程控制器实验装置进行程序验证和改进设计，符合要求后，打印程序清单，进行程序注释。根据题目所给控制箱的背板尺寸安排个电器元件的位置，绘制控制系统元件布置图和布线图，给出元器件清单和其他材料消耗定额，撰写设计说明书，最后答辩评定成绩。通过上述课程设计，使学生经历一次比较完整的可编程控制系统的设计过程，进一步锻炼学生的工程实践能力。

五、改进实验室运行方式

实验室是学生施加能力培养的重要场所，以往理论教学后开始实践教学，当学生做实验时，电气控制原理或可编程控制器的指令已经生疏了。其次，理论教学和实践教学分别由不同老师执行，不了解学生的学习情况，影响学习效果。再次，受实验设备的限制，有些实验项目不能进行。最后，实验室利用效率低，非实验时间实验室不开放，学生想进一步进行实验提高能力时不方便。基于此，我们改变实验室运行方式，主要有：

1.为了促进理论教学和实验教学的融合，理论课教师参加指导实验，这样有利于理论知识对实践环节的切实指导，也有利于实践环节对理论知识的有效检验，同时也促进了教师的教学交流，提高教学质量[5]。

2.应用MCGS等监控仿真软件，构造虚拟实验环境，扩充实验数量，学生可自主进行仿真实验，提高学生实践能力，还可引导学生进行仿真实验开发，丰富实验内容。目前已经将可编程控制器经典的三十多个试验进行仿真建模。

3.将实验室在课程设计、生产实习、毕业设计阶段全开放，提高实验室利用率。指导教师指定课程设计和毕业设计内容，学生充分利用实验室资源，通过查阅资料，结合生产实践，确定控制系统方案，进行验证。

4.鼓励学生申请创新性试验项目，在老师指导下，利用实验设备进行项目研究，锻炼学生创新能力。

六、结语

在卓越工程师培养计划的引导下，对电气工程专业的“电气控制技术”和“可编程序控制器”的课程体系进行了重建。

1.精简整合两部分的理论授课内容，重视原理和方法的阐述，并注重两部分之间的异同和联系;

2.在课程实验教学中，将实验分成基础实验和综合实验，分层次培养学生的动手能力;

3.在课程设计环节教学中，为学生虚拟一个工程背景，按工程技术人员的开发规程完成课程设计;

4.改进实验室运行方式，理论课教师参加实验教学，改善实验条件，扩大实验室开放时段，引导学生利用实验室资源。

通过几轮的理论与实践教学，我们观察到学生对电气控制原理都有较深的理解，可编程序控制器的编程能力与前几届学生相比有明显提高。同时，学生接受了电气控制系统的开发工作过程训练，工程实践能力明显增强。

参考文献：

[1]刘欣梅，刘雪暖，丁传芹，等.“卓越工程师教育培养计划”的实施[J].石油教育，2011，（5）：68-70.

[2]戴波，纪文刚，刘建东，等.以工程能力培养为主线建构专业人才培养模式[J].高等工程教育研究，2011，（6）：136-140，168.

[3]马永力.“电气与PLC控制技术”教学改革的研究与探索[J].黄石理工学院学报，2012，（2）：67-70.

[4]王惠莉.基于MCGS的PLC实验教学系统的构建[J]. 电气电子教学学报，2010，（S2）：144-146.

[5]尚书旗，杨兆慧，连政国，等.促进实验教学改革的思路与探索[J]. 华中农业大学学报，2005，（S1）：128-130.

可编程控制器应用技术 第4篇

电网中常用的无功补偿方式包括:①在变电所母线集中安装并联电容器组;②在高低压配电线路中分散安装并联电容器组;③在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器;④在单台电动机处安装并联电容器等。

装无功补偿设备, 不仅可使功率消耗减小, 功率因数提高, 还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。确定无功补偿容量时, 应注意以下两点:①在轻负荷时要避免过补偿, 倒送无功造成功率损耗增加, 也是不经济的。②功率因数越高, 每千乏补偿容量减少损耗的作用将变小, 通常情况下, 将功率因数提高到0.95就是合理补偿。

现在大部分企业使用的仍是固定投入电容器加自饱和电抗器的方式来完成动态无功功率补偿, 这种方式不能很好的实现实时跟踪电网动态完成动态无功补偿的功能, 且功率损耗高, 噪声大, 还会出现在不轧钢时过补偿的现象, 给现场其他用电设备可能会造成损害, 减少设备的使用寿命, 甚至烧毁电气设备。根据公司的这种实际情况, 下面以开发费用低、应用广泛的MCS-51单片机为例介绍一种动态智能无功补偿的控制方案。

1功率因数动态补偿控制原理

在交流输电线路中, 由于负载特性的影响, 电路中的相电压、相电流之间存在着相位差, 其相位差角度大小取决于负载所呈现的感性或容性程度。当负载呈现感性时, 其负载电压相位超前于电流相位;当负载呈相容性时, 其负载电压相位滞后于电流相位。在实际的电力系统运行中, 往往感性负载占多数, 如异步电动机、感应炉等, 故本文只讨论被测控对象为感性负载时的情况。

若以φ表示相电压与相电流之间的相位差, 则

undefined

式中:R负载电阻;

XL负载感抗;

XC负载容抗。

负载中消耗的有功功率为P=UIcosφ (2)

式中:U、I电力线路中母线上的相电压和相电流的有效值。

若令S=UI, 称S为视在功率, 则式 (2) 可表示为

P=Scosφ, cosφ=P/S

其中:φ称为功率因数角, cosφ称为功率因数值。

在电力系统中应设法减小相位差φ, 提高cosφ值, 以降低无功功率, 减少电能损失。由式 (1) 可以看出, 若能使 (XL-XC) 为零, 则φ值为零, 功率因数值为1。也就是说, 如能使感抗和容抗最大限度地相互抵消, 则线路中功率因数为最高。应用容抗抵消感抗从而减小φ的方法称为功率因数补偿。

本文进行功率因数的测量方法是:将相电压、相电流的正弦波信号经过过零比较器整形后转换成相应的方波信号, 该相电压、相电流的方波信号经过异或运算后对应着功率因数角, 相位检测原理如图1所示:

2硬件电路设计

传统的无功补偿器在动作执行机构上存在缺点, 不能长期稳定的工作, 加之传统的功率因数补偿控制器可靠性差、测量精度低, 不具备智能运算能力, 因而补偿效果不理想。本系统设计的主控制器为Atmel公司生产的AT89S52单片机, 配以适当的外围电路, 能完成对电力系统的在线检测、智能运算、实时控制等功能, 并实现了对cosφ、P、Q和S的动态显示以及电容自动/手动设定投/切的功能。该系统的硬件结构如图2:

2.1 参数检测电路

在图2中, 电网A相、B相、C相三相的电压、电流信号经多路开关分别采入, 并由LEM霍尔传感器获得电压、电流信号, 经过过零检测电路以及真有效值转换器和模数变换器, 得到电网电源参数, 再送入控制器进行优化处理。

2.2 控制器电路

为节省单片机I/O口资源, 用P1和P2口进行地址/数据总线扩展, 用P3口进行控制总线扩展, 完成系统的三总线扩展, 有利于对实时数据的采集、计算处理、存储、通信以及电容投切控制的综合扩展。由过零检测电路得到的信号送入单片机中断电路, 并由定时器检测并计算出φ和cosφ;由模数转换器得到电网U、I, 再依据电容器投切原则, 在单片机内部完成参数优化, 并做出相应控制动作, 完成电容器的投切。

2.3 数据显示、存储与通信电路

通过液晶显示屏可显示现场电网运行参数, 比如电流值、电压值、有功功率P、无功功率Q、电网运行实际cosφ、理论计算cosφ`, 并可进行显示功能切换;对一段时间内的电网参数的变化做整点记录, 存入E2PROM芯片对重要数据进行保留, 以便日后查询, 分析整个网络的负载特性, 进而对电网质量进行评估, 以检测无功补偿是否达到预期的降损节能效果;系统具备数据通信接口RS-232, 与上位机进行通信, 亦可实现监控的网络化和自动化。

2.4 保护电路

保护电路由两部分构成, 一是通过看门狗电路对单片机控制器进行保护, 防止其在受到干扰时出现死机或误动作现象, 使系统能自已返回到正常工作状态。

2.5 参数设定电路

控制器由P1口进行键盘输入, 采用按键方式进行各种参数设定, 使系统在设定的功率因数范围内运行。

3软件设计

由于MCS-51系列单片机具有编程指令简单, 编程方法灵活等特点, 可以采用MCS-51汇编语言和C51语言进行控制程序的编制, 为系统功能的实现带来了很大的优越性。图3是本系统软件部分的结构图:

主程序模块主要完成系统的初始化、参数设定, 并通过调用其他子程序来完成系统整个控制功能。单片机 (AT89S52) 分别检测三相电压、电流、及电压电流的相位差, 计算出无功功率Q, 根据Q的大小来投切电容器。主程序的具体控制流程图如图4:

系统采用分相、多次测量的方法。先测量A相电压、电流和功率因数角, 判断是超前还是滞后, 置一标志位 (1超前, 0滞后) 并转入相应的分支程序。然后延时一分钟, 再测量一次, 再置标志。如果两次标志同为超前 (11) 则转入超前分支程序, 计算出有功功率、无功功率, 与设定的无功功率比较, 决定怎样投切电容器。如果同为滞后 (00) 也计算出有功、无功与设定的无功比较, 决定投切情况。如果不是这样的标志, 则反复测量4次, 如果还不一样, 就置一振荡标志, 以此克服了振荡性的投切。A相完成以后, 又测量B相, 然后C相, 再A相, 依次不断的循环检测。

4结论

采用AT89S52为控制器的智能型功率因数自动补偿控制方案, 实现了对电力系统电气参数的测量、运算、判断以及功率因数的自动补偿控制, 与鲁宝现使用的补偿方式相比, 显的更为灵活, 实时性更强, 同时采用了分相补偿的理念, 克服了传统视电力系统中负载为对称负载的理想观念, 补偿更具有一定的针对性, 经过补偿后的功率因数值能更好地达到国家相关规定要求。本系统硬件电路设计简单, 上线之后仅改变软件控制算法而无需改动硬件电路, 即可实现系统的功能变化。系统经过调节后可以很快进入稳态, 与此同时, 通过对功率因数值的设定, 可以满足对功率因数值的动态需求, 解决了传统的功率因数补偿装置缺乏灵活性、实时性的问题, 系统运行更加稳定可靠。

摘要：本文通过设计无功自动控制器来实现并联电容器组的投切, 保证功率因数在给定的合格范围内变动, 完成无功功率的自动补偿。本系统能够实时显示电压、电流、功率因数、投切电容组等状态, 并有报警、自锁功能。同时维护人员可根据需要设定功率因数上、下限, 过电压值等参数。在单片机与上位机的通讯中, 采用了RS-232总线标准, 上位机可实时监控功率因数等状态。

关键词：无功功率,自动补偿,功率因数,监控

参考文献

[1]罗安.电网谐波治理和无功补偿技术及装备[M].北京:中国电力出版社.2006, 4

[2]王兆安, 杨君, 刘进军, 王跃.谐波抑制和无功功率补偿[M].北京:机械工业出版社, 2005, 10

[3]孙广贵.基于单片机控制的功率因数自动补偿控制器[J]沈阳工业大学学报 (第27卷第6期) 2005, 12

[4]王幸之, 钟爱琴, 王雷, 王闪.AT89系列单片机原理与接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社.2004

[5]陈玉燕, 范国伟, 刘一帆, 曹治敏.基于单片机控制的智能动态无功补偿装置的设计[J].安徽工业大学学报 (自然科学版) .2005, 1

《可编程控制器》教学大纲 第5篇

一、课程性质与特点

本书将机械原理与机械设计的内容有机地结合在一起，突出应用性，加强设计技能的培养，适应了目前教学改革的需要。《机械设计基础》除绪论外共分18章，包括机械设计概述，摩擦、磨损及润滑概述，平面机构的结构分析，平面连杆机构，凸轮机构，间歇运动机构，螺纹连接与螺旋传动，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动，齿轮系，机械传动设计，轴和轴毂连接，轴承，其他常用零部件，机械的平衡与调速，机械设计CAD简介等内容。各章内容基本上按照工作原理、结构、强度计算、使用及维护的顺序编写，并配有一定数量的思考题和复习题供学习时选用。

二、课程目标与基本要求

机械设计基础课程的开发要强调适当综合化和适当实施化。本书按照课程内容本身的内在联系和模块教学要求，建立“机械设计概论和机构结构”、“常用机构”、“机械传动”、“轴系零部件”和“机械连接”等5个模块。在教材内容上力求降低重心、拓宽面向、精选知识点，更新内容、突出应用，采用新颁布的国家标准规范。叙述简明扼要，减少对公式的推演，讲求实用，方便教学课程基本要求如下：

1、掌握杆件静力分析。

2、掌握键连接及销连接和螺纹连接的应用场合以及联轴器、离合器的区别。

3、熟练掌握平面联杆机构和吐露机构的区别及判定方法

4、熟练掌握机械传动的分类

5、熟悉轴承和轴的配合

6、熟悉液压与气压传动的种类及用途

三、教学方法与考核方式

教学方法：理论教学与实验教学相结合。考核方式：闭卷考试。

四、学时分配

总学时72学时

五、课程教学内容

绪论

0.1 机器的组成及特征

O.2 本课程的内容、性质和任务 0.3 学习方法 第1章 机械设计概述 1.1 机械设计的基本要求 1.2 机械设计的内容与步骤

1.3 机械零件的失效形式及设计计算准则 1.4 机械零件设计的标准化、系列化及通用化 复习题

第2章 摩擦、磨损及润滑概述 2.1 摩擦与磨损 2.2 润滑

2.3 密封方法及装置 复习题

第3章平面机构的结构分析 3.1 机构的组成 3.2平面机构的运动简图 3.3平面机构的自由度 复习题

第4章平面连杆机构 4.1 概述

4.2平面机构的运动分析 4.3平面机构的力分析

4.4 四杆机构的基本型式及演化 4.5平面四杆机构的基本特性 4.6平面四杆机构的设计

复习题

第5章 凸轮机构 5.1 概述

5.2 常用的从动件运动规律

5.3 盘形凸轮轮廓的设计与加工方法 5.4 凸轮机构基本尺寸的确定 5.5 凸轮机构的结构和精度 复习题

第6章 间歇运动机构 6.1 棘轮机构 6.2 槽轮机构

6.3 不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构 复习题

第7章 螺纹连接与螺旋传动 7.1 螺纹连接的基本知识 7.2 螺纹连接的预紧与防松 7.3 单个螺栓连接的强度计算

7.4 螺栓组连接的结构设计和受力分析 7.5 螺纹连接件的材料和许用应力 7.6 提高螺栓连接强度的措施 7.7 滑动螺旋传动简介 7.8 滚动螺旋传动简介 复习题 课堂讨论题 附表

第8章 带传动 8.1 概述

8.2 V带和带轮的结构 8.3 带传动的工作能力分析

8.4 V带传动的设计

8.5 带传动的张紧、安装与维护 8.6 同步带传动 复习题 第9章 链传动 9.1 概述

9.2 滚子链和链轮 9.3 链传动的运动特性 9.4 滚子链传动的设计计算 9.5 链传动的布置、张紧及润滑 复习题

第10章 齿轮传动

10.1 齿轮传动的特点和基本类型 10.2 渐开线齿轮的齿廓及传动比

10.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算 10.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 10.5 渐开线齿轮的加工方法

10.6 渐开线齿廓的根切现象与标准外啮合直齿轮的最少齿数 10.7 变位齿轮传动

10.8 齿轮常见的失效形式与设计准则 10.9 齿轮的常用材料及许用应力

10.10 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 10.11平行轴斜齿圆柱齿轮传动 10.12 直齿锥齿轮传动

10.13 齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑和效率 10.14 标准齿轮传动的设计计算 复习题 课堂讨论题 第11章 蜗杆传动

11.1 蜗杆传动的类型和特点

11.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 11.3 蜗杆传动的失效形式和计算准则 11.4 蜗杆传动的材料和结构 11.5 蜗杆传动的强度计算

11.6 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算

11.7 普通圆柱蜗杆传动的精度等级选择及安装和维护 11.8 常用各类齿轮传动的选择 复习题

第12章 齿轮系

12.1 定轴齿轮系传动比的计算 12.2 行星齿轮系传动比的计算 12.3 齿轮系的应用

12.4 其他新型齿轮传动装置简介 12.5 减速器 复习题

第13章 机械传动设计 13.1 概述

13.2 常用机械传动机构的选择 13.3 机械传动的特性和参数 13.4 机械传动的方案设计 13.5 机械传动的设计顺序 复习题

第14章 轴和轴毂连接 14.1 概述 14.2 轴的结构设计 14.3 轴的强度计算 14.4 轴的材料及选择 14.5 轴的设计

14.6 轴毂连接 复习题 第15章 轴承

15.1 轴承的功用和类型

15.2 滚动轴承的组成、类型及特点 15.3 滚动轴承的代号 15.4 滚动轴承类型的选择

15.5 滚动轴承的工作情况分析及计算 15.6 滚动轴承的选择 15.7 滚动轴承的组合设计 15.8 滑动轴承概述

15.9 滚动轴承与滑动轴承的性能比较 复习题 课堂讨论题 附表

第16章 其他常用零部件 16.1 联轴器 16.2 离合器 16.3 弹簧 复习题

第17章 机械的平衡与调速 17.1 概述

17.2 回转件的静平衡 17.3 回转件的动平衡 17.4 机器速度波动的调节 复习题

第18章 机械设计CAD简介 18.1 概述

18.2 典型CAD/CAM软件简介

可编程控制器在数控机床的应用 第6篇

一、数控系统

数控机床的基本原理是，当加工程序被送入数控机床的数控装置后，数控装置对其进行译码、寄存和运算处理，然后以脉冲的形式向伺服系统发出控制信号。伺服系统接到控制控制信号后，驱动机床工作台严格按照指令的要求进行移动，从而控制刀具与零件的相对运动。数控系统按其控制的运动轨迹划分有点位控制系统、直线控制系统、轮廓控制系统。在进行机械加工时，数控系统的点位控制一般用在孔加工机床上(例如钻孔、铰孔、镗孔的数控机床)，其特点是，机床移动部件能准确控制移动部件的终点位置，但不用考虑其运动轨迹，在移动过程中刀具不切削工件。

二、电力线通信（PLC）在数控机床中的功能

1．机床操作面板控制

将机床操作面板上的控制信号直接送入PLC，以控制数控机床的运行。

2．开关控制信号控制

将开关控制信号送入PLC，经逻辑运算后，输出给控制对象。

3．输出信号控制

PLC输出的信号经电气柜中的继电器、接触器，通过机床侧的液压或气动电磁阀，对刀库、机械手和回转工作台等装置进行控制，另外对冷却泵电动机、润滑泵电动机及电磁制动器等进行控制。

4．伺服控制

控制主轴和伺服进给驱动装置的使能信号，以满足伺服驱动的条件，通过驱动装置，驱动主轴电动机、伺服进给电动机和刀库电动机等。

三、控制系统研制中需要认识与解决的问题

1．处理好保证定位精度与提高定位速度之间的矛盾

步进电机的转速与其控制脉冲的频率成正比，当步进电机在极低频下运行时，转速必然很低。同时为了保证系统的定位精度，脉冲当量即步进电机转一个步距角时刀具或工作台移动的距离又不能太大，这两个因素合在一起带来了一个突出问题：定位时间太长。因此，如何既能提高定位速度，同时又能保证定位精度是一项亟待解决的问题。

2. 防止步进电机运行时出现失步和误差

步进电机是一种性能良好的数字化执行元件，在数控系统的点位控制中，可利用步进电机作为驱动电机。在开环控制中，步进电机由一定频率的脉冲控制。由PLC直接产生脉冲来控制步进电机可以有效地简化系统的硬件电路，进一步提高可靠性。但由于PLC是以循环扫描方式工作，扫描周期一般在几毫秒至几十毫秒之间，受此影响，步进电机不能在高频下工作。

四、控制系統方案

要获得高的定位速度，同时又要保证定位精度，可以把整个定位过程调整为两个阶段：粗定位阶段和精定位阶段。这两个阶段均采用相同频率的脉冲控制步进电机，但采用不同的脉冲当量。粗定位阶段：由于在点位过程中，刀具不切削工件，因此在这一阶段，可采用较大的脉冲当量，如0.1mm/步或1mm/步，甚至更高。精定位阶段：当使用较大的脉冲当量使刀具或工作台快速移动至接近定位点时（即完成粗定位阶段），为了保证定位精度，再换用较小的脉冲当量进入精定位阶段，让刀具或工作台慢慢趋近于定位点，例如取脉冲当量为0.01mm/步。尽管脉冲当量变小，但由于精定位行程很短（可定为全行程的五十分之一左右），因此不会影响定位速度。

应用功能指令实现BCD码拨盘数据输入 ，目前较为先进的PLC不仅满足顺序控制要求的基本逻辑指令，而且还提供了丰富的功能指令。 选用BCD码拨盘装置应用于PLC控制的系统，这样无需再设计数码输入显示电路，有效地节省了PLC的输入点，简化了硬件电路，并利用先进的功能指令实现数据的存储和传输，因此能极方便地实现数据的在线输入或修改（如计数器设定值的修改等），若配合简单的硬件译码电路，就可显示有关参数的动态变化（如电机步数的递减变化等）。为避免在系统运行中拨动拨盘可能给系统造成的波动，最好设置一输入键，当确认各片拨盘都拨到位后再按该键，这时数据才被PLC读入并处理。

应用PLC控制步进电机实现数控系统点位控制功能的方法能满足控制要求，在实际运行中切实可做。该控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强，具有良好的性能价格比等优点。

可编程控制器应用技术 第7篇

关键词：煤矿,PLC技术,提升机,电控系统

可编程控制器 (PLC) 技术基于可编程控制器的功能和工作原理, 在实际应用中具有独特的优势, 具体体现在以下两个方面: (1) PLC技术操作简单、使用方便。PLC在运行中采用简单的梯形图、逻辑图和语句表等编程语言, 无需计算机知识, 因此, PLC技术控制系统开发周期短, 易于现场调试。当改动在线编程程序时, 只需要改动控制方案而不需要拆动硬件, 这样可以减少PLC的生产和应用成本。 (2) PLC技术采用的可编程控制器功能可靠性高、抗干扰强, 且前期安装、调试工作量和后期检修工作量较少。总之, PLC技术是一种自动化、智能化和数字化的控制技术, 在煤矿提升机电控系统中得到了广泛的应用, 并且取得了显著的现场控制效果。

1 可编程控制器技术的基本概述

1.1 可编程控制器的概念

可编程控制器, 简称PLC, 是指可通过编程或者软件配置来改变控制对策的控制器, 主要采用一类可编程的存储器作为其内部的存储器, 进而完成逻辑运算、控制程序、定时、计算与算术操作等面向用户的指令, 并通过数字式、模拟式的输入、输出, 控制各类型的机械或者生产过程。PLC已经被广泛应用于工业生产或系统管理中, 其硬件结构基本与计算机相同, 主要由电源、中央处理单元 (CPU) 、存储器、输入输出接口电路、功能模块和通信模块构成。PLC的电源在整个控制系统中起着重要作用, 良好、可靠的电源系统, 稳定的交流、电压是确保PLC正常运行的重要硬件设备;中央处理单元 (CPU) 是PLC的控制中枢, 它可以按照PLC编制控制程序自身的通信模块, 迅速接收、存储从PLC键入的用户程序数据, 还可以通过检查电源、存储器、I/O输入输出接口电路和警戒定时器的运行状态, 判断出用户程序中存在的语法错误。另外, 在PLC运行中, 可以采用扫描的方式将现场所有输入装置的状态和数据都接收且储存到I/O映像区, 之后可以通过PLC读取用户程序, 然后按照PLC面向用户程序的各种指令规定, 执行对用户程序的逻辑运算、计算机算术操作等面向用户程序的指令, 之后再将执行指令结果送入存储器或者I/O映像区。在所有面向用户程序的指令执行完毕后, 再将I/O映像区的各输出状态或者输出存储器内的数据传输到相应的输出装置。如此循环进行, 直到PLC停止运行。PLC的存储器主要包括用户程序的存储器和系统软件的存储器两种。输入输出接口电路包括现场输入接口电路和现场输出接口电路:现场输入接口电路是由光耦合电路和微机构成的输入接口电路, 是PLC与现场控制之间的接口界面的输入通道;现场输出接口电路是由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成的输出接口电路, 是PLC通过现场输出接口电路向现场的控制执行装置输出相应的控制信号的输出通道。

1.2 PLC技术的功能和工作原理

PLC技术在工作中的功能主要包括控制功能、运算功能、编程功能、通信功能、诊断功能和处理功能等。PLC技术的控制功能主要是顺序逻辑控制功能, 该功能的实现主要是通过采用单回路或者多回路控制器来控制模拟量, 也可以采用专用的智能输入输出单元完成PLC所需要的控制功能, 从而提高PLC的数据处理速度, 节省了存储器的容量。例如, 可以采用PID控制单元、高速计数器和带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等来实现PLC的控制功能。简单的PLC技术的运算功能包括逻辑运算、计时运算和计数运算等功能, 普通的PLC运算功能还包括数据移位、比较等, 较复杂的PLC运算功能有代数运算、数据传送等。PLC技术的编程功能主要是通过在线编程和离线编程方式实现的。运用顺序功能图 (SFC) 、梯形图 (LC) 、功能模块图 (FBD) 三种图形化语言和语句表 (IL) 、结构文本 (ST) 两种文本语言, 这五种标准化编程语言可以满足各种特殊场合的控制要求, 且采用中央控制单元 (CPU) 完成PLC对现场控制系统的调试和操作。PLC技术的通信功能是指通过采用大中型PLC的多种现场总线和标准通信协议, 实现与现场控制系统和管理网的连接, 采用串行与并行通信接口、RIO通信接口和常用的DCS通信接口等, 提高PLC的通信网络速率, 加快对数据和状态的传输速度, 提高PLC与现场机电设备和系统的控制效果。PLC技术的诊断功能包括对现场控制硬件设备和软件系统的诊断。通过对硬件进行逻辑诊断可以找出硬件设备的故障位置, 而软件系统的诊断是通过软件系统对PLC的内部性能和功能进行诊断, 找出软件系统的故障点, 这样可以减轻检修人员的劳动强度, 缩短检修时间, 提高检修工作效率, 确保系统和设备的正常运行。PLC技术的处理功能是指PLC通过采用扫描方式, 加快实时数据的处理速度。

2 PLC技术的应用

将PLC技术应用于提升机改造中, 极大地改善了提升机的继电保护控制系统。在原操作台上转换刀闸, 实现新、旧提升机系统的更新, 然后再将转换后的刀闸安装在电枢上。对制动系统润滑油泵进行改造, 通过多路航空插头的控制功能来实现新、旧系统的转换, 这样可以使新、旧系统互为备用, 在新系统运行汇总时老系统与之并存, 从而确保煤矿提升机电控系统的正常运行。另外, 由于煤矿提升机电控系统的主要功能是对箕斗提升完成减速、加速、保护等控制操作, 而基于PLC工作原理和功能, 结合煤矿箕斗提升机电控系统的控制要求, 对煤矿提升机电控系统PLC应用软件进行设计。采用PLC来检查输入信号状态和保护装置运行是否正常, 如果检查结果显示正常, 则应该接触安全制动器;如果检查结果不正常, 则应该禁止开车, 然后按照PLC技术的工作原理和运行程序, 在煤矿提升机点信号从井下发出之后, 执行PLC发出的面向提升机电控系统的减速、等速、加速、保护和低速爬行等指令, 同时将低频率的电源投入使用。在完成低速爬行等操作程序之后停止PLC的运行, 停车卸载PLC, 此时完成了煤矿提升机电控系统的提升改造工作, 极大地提高了煤矿井下机电控制系统的控制效率和控制效果。

3 结束语

综上所述, 为了提高煤矿提升机的运行效率, 需要对煤矿现有的提升机进行技术改造。基于PLC技术的应用优势和功能, 在提升机改造和提升机电控系统中发挥了很大的作用, PLC技术已经成为煤矿提升机电控系统升级改造的重要技术, 提高了煤矿井下生产效率和安全性。

参考文献

[1]李善林.PLC技术在煤矿提升机电控系统中的应用[J].煤炭技术, 2013, 32 (5) :19.

[2]崔雅嵩.浅谈PLC原理及应用[J].才智, 2011, 25 (11) :38.

可编程控制器应用技术 第8篇

(一) 缘于应用技术飞速发展下的新职业情境

可编程控制器 (简称PLC, 以下统称PLC) 应用技术于上世纪90年代前后在自动化控制领域中尚属前沿技术, 随着制造技术、电子技术的快速发展, PLC应用技术也飞速发展, 经过短短的十年左右时间, PLC应用技术已经成为21世纪工业自动化技术的主要支柱之一。PLC应用技术广泛应用在自动化程度较高的加工设备和生产制造系统中, 是维修电工、电气技术类维护人员的维护和设计的核心技术, 从而也成为各职业院校电类相关专业的核心专业课程。

(二) 缘于学习情境滞后于技术发展的教学现状

尽管PLC应用技术迅速地从前沿技术变成了核心技术, 但在中等职业学校电类专业的PLC教学中, 从理念上仍旧未能让其从“选修”地位向“必修”地位转变, 未能让其引领机电专业主导发展, 教学方法仍以学科主导体系为主, 实训手段仍以实验演示为主, 导致学生难以在企业较快地适应岗位工作。课题组专程调研了我校自2011年开设的校企合作机电专业的2届、4组、223名顶岗实习学生, 发现学生在PLC相关设备维护、保全和检修过程中集中反映出来的问题, 如表1所示。

学生在顶岗实习中出现上手较慢的问题, 多是因为没有在学习的主要场地尽最大可能地构建最具普遍意义的准职业情境, 从而导致学习情境和学习内容与企业职业情境相去甚远, 企业所需和学校所学未能做到最佳接轨, 从专业教学总体现状来看, “病因”可以归纳如下页表2所示。

(三) 基于学习情境与实际职业情境接轨的教学构想

根据上述情况, 中等职业学校学生未能有效地掌握运用PLC控制典型工业控制对象及维护典型系统的能力, 甚至可能学习过程一直徘徊在“入门”或“了解”层次。本课题意在充分考虑学生认知规律及职业教育教学职业性突出的特点, 从教学理念、操作方法入手, 在教学内容和实训平台上做文章, 实践、总结出一条有效途径, 即在遵循入门训练的基础上, 在校内尽最大可能地营造专业技能学习情境, 开拓接轨企业的教学思路, 借此使学生在学校中所学的专业知识、所训练的专业技能能够与企业运用的技能平台接轨, 提高专业教学成效, 使学生毕业后能快速赶上专业技术迅速发展的潮流。

二、问题的理性思考和解决对策

(一) 分析产生问题的原因

根据职业院校行动体系教学理论, 构建“以情境为中心”的教学, 主要建立在“建构优先”的教育哲学基础之上, 在现行职业教育背景下, 大多数职业学校受普通学科体系教学的影响, 情境模拟较少或者较薄弱, 实训实习训练环节构建在“实验型”、“演示型”的层次上, 学习情境与实际职业情境有较大差距, 对于一门具体的专业技能课, 缺少与企业实际职业情境接轨的项目化实训方案以及能仿真项目的“接轨型”实训平台。职业学校是企业准技工培养的主要场所, 但是学校无法一一对应配备与企业同样数量、同样职业环境的“工厂”或实验室, 但是, 不同的专业根据企业相对应的岗位需要的不同, 尽最大努力以较少的投资模拟实训环境, 或通过校企合作开发适用于对应岗位的职业技能训练平台, 仍不失为突破传统教学“瓶颈”的有效途径。

(二) 研究解决问题的措施

为解决专业教学过于理论化、传统化、实验化的问题, 有效接轨企业与专业教学课堂, 结合现有教学条件并充分考虑现在的具体学情, 本课题从广泛调研、查找原因、因材施教、试验反馈等途径展开研究, 试图借此打破传统专业教学格局, 解决职业学校专业课教学的困惑, 其具体操作内容和做法如图1所示。

1. 问问学生缺什么, 看看企业用什么

根据课题组在调查中发现的问题 (如表1所示) , 我们集中对学生进行了调查了解, 发现其在实际顶岗过程中的开始3~6个月内, 对企业中以可编程控制器为核心的工业控制系统感到陌生, 通过几个教师组走访, 学生集中反映有以下困惑:控制系统整体陌生;PLC工作过程陌生, 控制柜中被控器件陌生;检修思路陌生。从上世纪90年代开始, 国内生产制造企业对单台设备控制、多机群控及自动化流水线均开始采用PLC应用技术, 在工业控制方面形成了以PLC为核心的多种技术体系和分支, 企业要求工人能对这些大类控制系统进行安装、检修、维护和保全工作。

2. 明确“接轨型”技术主要方向———可编程控制器典型工业应用模型

从上世纪90年代末开始, 很多控制领域均在用可编程技术改造传统控制系统。企业在工业控制技术应用中碰到的各类具体需求项目, 并不是样样均能适用于我们的学生和教学现场, 企业的控制终端也不可能照搬到学校来, 只能通过适当选择企业的小型项目, 如以PLC技术改造普通机床, 或调研中所见的将大型控制系统中某一典型控制单元的功能改进、改造、触摸屏技术运用等作为可编程技术教学的案例, 这些项目均是以可编程控制器应用技术为核心的典型应用。有些技术项目根本无法在现有条件下完整构建学习和实训模型, 如过程控制和数据处理以及模拟量控制三大个方向, 涉及比较复杂、大型的系统, 其数据处理、过程控制等方面的内容也不适合中等职业学校学生学习和实践。而开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、部分通信及联网的领域均为PLC应用最基本、最广泛的领域, 经过学校和教师较为深入的了解、筛选、归类, 可确定为能适合学生和学校条件的、教学深度和广度上能够接轨企业的方向和内容, 从而形成“PLC应用技术”课程技能教学的主要内容, 为接轨企业应用的必要技能, 有效地实现专业教学的有的放矢。

3. 更新可编程控制器的“接轨型”工业控制对象———典型化、标准化

配备典型的外围器件, 指的是可编程控制器的控制对象, 有执行元件, 如电磁阀驱动的气缸等控制对象, 在学校现有实训项目中多为发光二极管组成的实验模型, 仅限于PLC程序逻辑上正确与否的演示, 甚至连接触器也很少成为控制对象。传统型的可编程控制器实训平台控制对象单一化存在以下弊端, 如表3所示。

在可编程控制器的典型工业控制中, 类似发光二极管的控制是很少使用的, 而接触器、继电器、驱动器等已经从很少使用到广泛使用, 已经成为控制系统中典型的外围器件。这些器件价格不高, 只相当于继电接触课程中涉及的时间继电器、接触器的价格, 相比昂贵的教学仪器, 学校完全有能力配备, 也有必要配备。这样, 学生通过归类、建立课程教学所需的工业控制模型, 对应用技术的掌握和运用具备了完整性, 也使技能教学更具有针对性、时代性。

4. 建立“接轨型”实训项目———选择十大类企业项目

在企业所用项目中, 学校经过调查分析, 可选择性地学习一些企业小型项目, 一方面, 可以让学生掌握工控技改中一些操作流程和技术规范, 同时也能在简单项目的学习中体会PLC应用技术的实践性与应用性, 提高学习兴趣和动力;另一方面, 选取PLC应用技术在工业控制中的典型模型, 充分依靠其控制系统模型进行有条件的建模、训练, 形成本课程的典型实训项目序列, 可让学生在典型项目中学习控制思路, 了解控制过程、控制对象的操作, 借此可以掌握关键技术, 突显学生所学技术的通用性、有效性、时代性, 让学生更好地服务于企业需要。

5. 开发“接轨型”实训平台———能够对等模拟企业项目

一般而言, 多数学校均采用教学仪器厂的实验设备, 职校实训设备也是如此, 很多中高等职业院校已经发现理想的教学仪器实验和实训平台注重演示性和验证性实验的开展, 特别是PLC技术实验平台, 侧重于程序功能通断类的演示, 忽略了PLC对控制外围器件的实现过程———企业应用, 而这个过程可体现学生对PLC控制系统整体的把握。演示性和验证性实验侧重于对“点”的认识和验证, 而缺少独立地对整套系统的运用和维护能力的培养, 凸显了教学与企业实际之间的差距。如果学校能根据教学实践, 充分结合“企业应用”的技术方向和项目, 自主开发、构建一定数量的接轨型PLC实训平台, 让学生进行一系列“企业项目”的仿真实训操作, 既可以使学生扩大对工业控制领域器件、控制模型的认识, 也能补偿“实验型”教学与企业之间的技术差距, 进而真正意义上推进学生实操技能的提高。

6. 推行“接轨型”实践训练考评体系

该措施为最后一项措施, 是学生走上工作岗位前最后的训练课题, 也是课题研究的最后一项实质性的措施。可以让新一届学生在“接轨型”实训平台上, 用接轨型的、可以实施的企业控制模型, 在对应的、可以对等模拟的平台上进行“准实战”训练, 训练中侧重运用企业的技术指标要求进行考核, 根据企业设备维护的要求, 在模拟控制系统中设置故障, 对某一可编程控制器工业控制系统进行检修、排故和保全等技能训练。训练中的主要考核要求大类如表4所示。

训练一个学期后, 学生马上走向校企合作的各个分厂, 进行为期一年的顶岗训练, 在校学习的接轨型技术马上得到了实际应用。在企业的实际应用中, 除了学校见到过的控制系统控制柜、控制方法、检修技能之外, 添加了控制终端, 成为完整的一线实际模型。通过企业的进一步实践, 对学校的接轨型训练进行了多次实质性的感性体验和升华。在学生进行顶岗3个月之后, 课题研究组成员对各个岗位 (中控组、仪表组、电气技改组等) 的学生进行了新一轮问卷调查, 可以看出, 在新训练方式下的学生与在传统训练方式下的学生相比, 适应岗位的能力及对技术运用的能力都有了很大的提高。

三、实施成效

(一) 研究成果

1. 探究了“可编程控制器应用技术”教学接轨企业的五大路径

课题研究开始, 从问题的调研分析出发, 分别从接轨企业需要的角度着手, 通过确定主要技术方向、更新典型控制对象、建立“接轨型”实训项目、开发“接轨型”实训平台、推动“接轨型”考评体系等五个路径, 在实践中试验了职业性突出的技能课程的有效教学途径, 解决了传统专业课教法中的缺乏实际职业情境, 学习情境滞后于职业情境的弊端。学生在企业中顶岗能力和平常技能比赛及技能测试中的成绩, 均反映了课题中所实施的五大路径, 适合类似可编程控制应用技术这样应用性突出的专业课程的技能教学。

2. 提高了学生技能水平和顶岗实习能力

近年来, 通过逐步调整核心专业课———“可编程控制器应用技术”的教学内容, 对专业技能课进行了多样化及符合一线需要的积极调整, 将企业的技术要求和规范逐步地引入课堂, 让学生参与实践项目, 使得学生对核心专业技能的把握越来越深入, 对职业技能的掌握和运用也更接近于实战化、高仿真化, 我校机电专业学生多人次在嘉兴市技能节, 小发明小创造比赛中荣获奖。在采用新的实训方案后, 2012届学生顶岗实习3个月之后, 对电气专业学生87人进行了实习情况回访, 对实习学生 (中控组, 仪表组, 电气技改组, 保全组) 进行了问卷调查, 对原本存在的几类问题进行了逐一问询, 结果如表5所示。调查发现, 问题的存在率相比2010、2011届有明显下降, 其中2011届几名顶岗实习学生在顶岗实习期间, 由学校带领学生与企业签订了技术开发协议, 所开发的控制设备———可编程控制器实现的多路独立钻床系统, 获国家实用新型专利, 企业对学校进行了12万元的资金回馈。

3. 企业加入投资联合办学, 体现了专业教学接轨企业的有效性

通过两届学生与企业合作办学的实践, 与我校合作办机电专业的某大型企业, 对我校机电专业的评价逐步上升, 特别是最近的一届 (实施了新方案之后) , 评价大幅上升, 学生的技能水平明显增强, 在企业顶岗实习的一年中, 履岗能力提升, 适应岗位的时间显著缩短, 基于此, 某大型企业与我校签订了合作联办机电专业的协议, 并且每年提供2万元的奖金, 奖励技能突出的机电专业学生, 并对机电专业毕业生进行订单式培养和录用。

4. 实现了在学校构建职业性突出的典型学习情境

机电核心专业课程的教学改革, 变革了传统教学方式, 提高了技能教学成效, 从课堂到企业, 树立了“引入实际职业情境”的理念, 对实际职业情境加以处理, 在职业技能主要学习场地———职业学校建立基于职业情境的、更具普遍意义的学习情境, 具体表现为学习内容符合一线需要和学生需要, 对能够移植的实际职业情境进行有效处理, 可使学生能够在此学习情境下学习职业技能, 在一线顶岗实习后, 能够得到企业和社会的认可, 使职业学校成为名副其实的职业技能学习场所。

5. 推动了职业教育实训设备构建和采购合理化

教学模式革新往往会带动一系列教学变革, 教学或实训设备也不例外。我校根据企业需要和技能培养需要, 不断更新改造教学设备, 侧重于任务开展、项目实施等校企一体化实验实训设备的完善, 借此提高了设备性价比, 使学校的教学硬件投入大幅降低, 基于实际使用需要, 有针对性地改进和采购教学设备, 在一定程度上推动了教学变革和教学质量的有效提高, 学生的职业技能水平也随之上了一个新台阶。

6. 促进了教师队伍专业技术应用能力和教科研能力的大幅提升

教师与企业交流增强, 对专业技术应用把握更准确, 对教学过程把握更到位, 专业知识面和技能水平得以拓宽, 专业技术认识加深, 教学能力、业务能力提高。

(二) 研究成果推广价值

1. 职业技能背景突出的接轨创新模式推广

在职业学校的专业教学中, 核心专业技术教学应用性强、发展速度快的特点普遍存在, 能在学校教学与企业应用之间建立一种合适的桥梁性训练方案至关重要。本课题通过调查刚毕业学生在企业中顶岗实习情况, 了解他们在顶岗实习过程中对PLC应用技术缺什么, 与学校实训教学差距在哪里, 然后了解企业对该专业毕业生所需要的基本专业知识要求和技术要求, 在此基础上, 跨越传统实验装置的设置, 由学校自行 (或者几所学校) 设计一套接轨于企业的实训装置, 选取一定数量的、可操作的且能够接轨企业应用的实训项目方案, 让学生随着技术的发展, 进行针对性的训练, 以便更好地适应岗位工作。

2. 接轨型实践训练平台及考评体系推广

该课题的借鉴意义在于, 应用技术学科的发展不同于基础学科, 跨度不同, 发展速度不同。作为职业学校, 专业技术的发展均以应用性强为特点, 以企业应用技术为跟踪方向。课题不仅仅在教学模式上具有较大的参考价值, 同时, 该课题提出的实验平台更新策略至关重要。实验平台的设计和提出, 应用方向、实施平台和所采用的部件均具有应用大背景下的针对性, 所以适当更新平台, 更新器件也是使学生的所学所用跟上企业发展、跟上技术潮流的必要措施, 学生在“企业应用”的平台上, 结合企业对控制系统的控制要求, 进行训练提高, 然后再进行校内测试、企业实践, 体现了校企合作的优越性。出于这种考虑, 该思路在一定程度上也可以为相关学科所仿照采用, 特别是技术发展比较快的, 如嵌入式技术、数控技术等专业技能门类学科。

参考文献

[1]廖常初.可编程控制器应用技术[M].重庆:重庆大学出版社, 2003:15-17.

[2]张万忠.可编程控制器应用技术[M].北京:化学工业出版社, 2009:9-12.

[3]姜大源.中国职业教育发展和改革:经验与规律[J].职业技术教育, 2011 (19) :5-10.

[4]常斗南.PLC运动控制实例及解析 (西门子) [M].北京:机械工业出版社, 2010:235.

[5]徐峰.PLC应用技术[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2007:17-18.

可编程控制器在电梯控制中的应用 第9篇

1 可编程控制器概述

1.1 可编程控制器简介

可编程逻辑控制器 (简称PLC) 是将数字信号或模拟量经输入后, 进行一定的逻辑运算、计数及定时等再输出, 从而达到实现预期控制过程及结果的一种小型设备装置。可编程控制器将计算机控制技术与继电器技术进行有效的结合, 并将自动化技术和通信技术等融为一体, 从而实现自动化工业控制的一种新型的控制装置。其产生至今, 经过长期的发展, 已经广泛的被应用于各种工业生产中的自动化检测、监控及控制过程中, 此外, 还被应用于高层居民电梯、自动扶梯以及各种环保设施中, 在各领域中起着十分重要的控制作用。

1.2 PLC控制系统的优点

1) 结构紧凑简单, 减少了数学运算部分, 加强了直接控制需要的逻辑运算功能和定时等功能, 并将输入输出信号标准化, 与各控制器组合在一块, 应用于各种现代化设备的控制中。2) 可靠性高, 稳定性好, 具有很强的抗干扰能力并具有多重保护功能, 一旦发生故障能迅速使电梯停止。3) PLC的编程十分简便, 可操作性优良。在PLC的使用过程中, 通过会以梯形图的形式来编程, 这种形式较易理解, 能达到更多技术人员的共识。同时, 还可以在编程软件中显示出电路的运行情况等, 从而进行有效的状态监控, 能够较及时的发现故障。

1.3 将PLC应用于电梯控制的优越性

1) 在电梯控制系统中采用PLC控制, 用软件控制电梯的运行, 使电梯运行的安全性大大提高。2) 去掉了大量的继电器, 提高了控制系统的空间利用率, 简化了系统的接线。

2 可编程控制器在电梯控制系统中的应用

PLC自诞生以来, 就受到社会各界人士的重视, 自我国改革开放以来, 各种先进的PLC技术及产品迅速进入我国市场, 其在我国的广泛使用, 推动了各行各业技术的快速进步。上世纪九十年代, 我国开始将PLC技术应用于电梯控制中。

2.1 利用PLC替代原有的继电器逻辑控制

做为建筑中运输设备的电梯, 具有逻辑复杂、功能需求多、安全要求高等特点, 对这样的复杂系统进行全面的有效控制十分的困难, 而用PLC代替原有的继电器系统来完成这项工作, 会更加简洁、高效。与此同时, 排除一些开关、主回路接触器以某些大功率器件外, 用于电梯控制的大部分继电器均可由PLC来取代, 这样的做法, 降低了控制柜的难度, 提高了操作性及工作效率;将PLC系统与电梯模拟器相结合, 电梯的大部分功能都可以在实验室内完成, 从而得出测试模拟结果, 并针对测试结果对相关PLC系统程序进行修改及完善, 如此的反复操作, 便可以最大限度的降低电梯控制系统现场调试的难度, 化繁为简, 降低调试风险。此外, 在PLC在电梯控制中的应用过程中, 要注重对PLC的简化, 从而提高PLC在电梯控制中的使用率。

2.2 利用PLC进行电梯故障监测

电梯在使用过程可能会因为人因使用原因或设备自身原因等的影响, 而产生一定的故障问题, 而PLC技术的使用可以有效对电梯的运行状态进行监测, 并将分离出的故障信号输入到PLC中, 经过PLC的自动逻辑判断后, 再经输出设备以编码的形式, 将电梯的具体故障部位及故障性质输出, 随后再依据实际的故障性质做出使电梯停运或报警等行为。

2.3 用PLC的计数器完成电梯选层换速等功能

当将PLC用于电梯的选层换速中时, 一般可分为两种类型, 即按时间划分和控制距离划分。当电机的机械特性较软时, 按时间原则选层换速会产生较大的换速误差, 而使用按距离原则进行选层换速时就不会出现这样的情况。因为当使用按距离原则选层换速时, 旋转编码器会与PLC计数器会共同累计电梯升降距离的脉冲数, 这种形式的划分原则更为准确、高效。将两者进行结合, 就可以很好的实现以PLC控制器来代替机械或电气选层换速。

2.4 利用PLC的通讯功能来管理双梯运行

当两部结构相同, 且都是使用PLC来进行电梯控制的, 那么就可以使用PLC中的专用通讯模块将两部电梯进行并联, 实现串行通讯的效果。该方式需在原有单梯集选要求的基础上, 使用各种软件来实现具体的电梯并联。如就近调度原则, 当有用户呼叫电梯时, 系统会对两台电梯此时所处的具体位置进行比较, 从而调度离呼叫点较近的电梯去工作;极大极小原则, 即当有电梯使用需求时, PLC系统会先对电梯去往呼叫点的时间进行估算并比较, 如不超过最大等待电梯时间, 那么PLC系统就会命到达时间较短的电梯来回应呼叫, 从而完成运输服务。

3 结语

综上所述, 相比于原有的电梯控制系统来说, 可编程控制器具有更高的安全性及可靠性, 且故障率较低、易于操作及检修, 其在未来的电梯设计及安装工程中将会有更为广阔的发展。我国的电梯业相比于西方发达国家起步较晚, 工业化水平低, 相应的控制系统及智能化水平也不完善, 在日常的使用过程故障频发, 并不能很好的满足用户的使用要求。而可编程控制器与电梯控制器的结合使用, 不仅降低了电梯操作系统的成本, 同时也降低了电梯的损坏率及维修率。同时, 由于我国早年安装使用的电梯年代久远, 需要进行现代化改造, 可编程控制器是较为适合改造的一类技术, 因此加大可编程控制器的使用力度, 从而更好的促进我国电梯业的发展。

参考文献

[1]芦艳芳, 朱贵宪.基于PLC的电梯控制系统设计[J].煤炭技术, 2011.

[2]曹亚丽, 宋爱娟, 高玉强.PLC电梯控制系统设计[J].可编程控制器与工厂自动化, 2011.

可编程控制器应用教学方法改革研究 第10篇

《可编程控制器应用》是机电一体化技术专业的一门实用性很强的专业核心课程, 该课程涉及知识面广、技术进步速度快、与生产实际密切相关, 在教学过程中, 除了要进行理论知识的讲述, 还要着重进行教学内容的实践与练习, 是一门综合性很高的学科。目前, PLC技术、机器人与CAD/CAM已成为现代工业自动化的三大支柱, 各种工业控制领域广泛地运用可编程控制器。因而《可编程控制器应用》课程的教学内容与方法应紧追时代步伐, 进行改革。

传统教学方法的不足

1.教材不适用。传统教材一般按照原理、基本指令、步进指令、功能指令、基本应用、实践操作等分成独立的章节进行讲述, 教师按照顺序进行讲解, 当学生学完所有指令之后, 往往会遗忘前期内容, 容易混淆指令。导致学生学习兴趣不够, 效率也较低。

2.实验项目设计不合理。《可编程控制器应用》是一门实践性很强的课程, 一般的PLC实验台配备一台PLC基本单元及一些实验挂件, 在有限的实验条件下, 如何让学生掌握好PLC的应用, 是教学过程中的一个难题, 目前针对实验装置开设的实验项目多为开关量控制实验, 在教学中不能起到良好的教学效果。

3.理实一体化体系不完善。传统教学过程中将《可编程控制器应用》分为理论教学与实践教学两个部分, 一般在教室展开指令的教学与练习, 之后带到实训室进行实验, 受实验实训设备的限制, 实验内容可能与最近学习的指令练习不够密切, 导致学生陷入上课兴趣不足, 实训不会编程的被动情境。

4.教学方式不新颖。《可编程控制器应用》的教学还是采取传统的填鸭式教学, 课堂基本上老师主导, 学生被动学习, 学生学习兴趣不浓厚, 学习效果差。

5.考核方式不合理。传统教学采取作业及平时表现占30%, 期末考核占70%, 部分学生在考前期末冲刺复习, 靠着死记硬背得以通过考试, 对于课程的知识没有达到掌握并且运用的能力。

教学方法与内容的改革

针对《可编程控制器应用》课程教学中存在的问题, 对该课程的教学方法与内容作如下的改革与探索:

1.教材内容改革。职业教育的课程内容因以职业活动为导向, 课程的内容与实训应紧紧围绕职业能力目标的实现, 尽可能取材于职业岗位活动以及实际工作流程, 因此课程的内容与顺序都需要调整。PLC课程知识涉及内容面广, 内容多, 高职院校学生基础都较为薄弱, 掌握起来困难较大。因而在内容调整时应尽量淡化本课程与其他课程联系较为密切的理论知识, 加强实践性教学内容, 着重培养学生的职业能力。对于教材, 应该打破教材原有的顺序, 将理论性与过程性知识融合, 将知识与专业能力整合为项目任务, 采取任务引领的方式, 以学生的行为为导向, 重新构建知识体系, 突出技能培养。

2.教学方法改革。在分析学生本身基础、课程的特点及教学效果的基础上, 笔者对教学过程作了新的设计, 教学流程如图1所示。

3.教学实施过程。以“花式喷泉控制”为例。

(1) 教学准备。主要进行元器件准备, 仪器检查, 学生分组, 分组时综合考虑学生能力的互补性与均衡性, 设置一名组长, 统一有序管理整个团队。

(2) 引入项目。项目刚开始阶段, 观看花式喷泉视频, 提高学生参与项目的积极性, 明确要求, 学生具体要干什么, 需要解决什么问题, 完成后成果为何种形式?可以将之前学生成果展示给学生们后, 明确项目具体内容。

(3) 制订方案。学生拿到任务单后, 以小组为单位讨论完成后I/O节点分配, 期间, 老师要将必须掌握的知识集中讲述, 单独解决小组内有争议的问题, 检查各组方案确保无原则性错误。

(4) 实施方案。各组根据方案进行PLC线路连接, 进行PLC程序的输入与调试, 出现故障及时与老师沟通, 修改设计方案, 待程序正确按要求执行, 完成任务单的填写。

(5) 展示评比。学生分组对成果进行展示, 其他组成员及老师对各组方案的设计实施中出现的问题进行总结, 教师对于项目活动中学生的参与程度及协作给予综合点评。

(6) 场地整理。完成教学后, 各小组拆线, 关闭设备。

4.考核方式改革。摒弃传统的三七开, 将考核分化至每一个项目, 根据项目占据课时量的多少进行分数的分配, 学生如果在平常教学过程中没有跟着步骤一个项目一个项目地进行完成, 即使考试分数达标, 依旧有可能不能通过考试, 教师更多地希望学生在日常教学过程中掌握PLC的编程及应用, 为以后的工作打下良好的基础。

结束语

通过对《可编程控制器应用》课程的分析, 针对教学中的一些问题, 对目前的教学内容与方法进行了一定程度的改革与探索, 力求解决教学中的问题, 提高教学质量, 提高学生应用的能力, 培养更符合社会需求的大学生。

参考文献

[1]张婕, 熊湘晖.PLC原理与应用的实验教学改革[J].实验室科学, 2007, 12:45-46.

[2]张争刚, 何国荣.浅谈《PLC原理与应用》教学改革[J].杨凌职业技术学院学报, 2009, 9:77-78.

可编程控制器应用技术 第11篇

关键词污水处理改造；节能减排；组态网络

中图分类号TP27文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)081-0189-01

随着节能减排工作的不断推进，管理者对污水处理节能意识不断增强，很多水处理工程都采用PLC等自动化手段，PLC具有很好的自动控制及数据通信功能。允许大量的数据信息共享以及集中应用，并且可以在高温、潮湿，空气污浊以及有腐蚀性气体的环境下工作。

目前我国有一些煤矿的矿井水处理系统、回用水系统、地面防尘系统已不能满足环评大纲的要求，特别是矿井水处理系统经过近一年的运转，因此必须对整个环境污水处理系统进行技术改造，以满足环评大纲的要求，最终实现“零排放”，达到环评验收一次性通过的目标。处理后的污水水质高于《生活杂用水水质标准》（CJ/T48-1999）的一级排放标准。

1污水处理工艺

由于种种原因，出水水质均不能达标。该系统的设备、管道及部分构筑物已不能正常运行或达不到处理效果。依据目前情况，在充分利用原有设施的情况下对原有工艺进行改造，以满足现有水量及回用水的要求。

根据招标文件提供的资料，该企业目前200m3/h 的污水处理系统出水不达标。根据我们分析，其原因主要有：

1）调节池底泥积压严重。

2）气浮池处理效果不好。

3）净水器及过滤装置处理能力不足。

4）原有带式压滤机处理能力不足，且目前已不能运转。

决定对现有污水处理系统进行如下改造：

1）清理原有净水车间，在原有基础上加建净水车间，并增加高密度沉淀池、消毒池及其他设备基础。部分新增设备可以利用原有设备基础，如不能用，则根据现有设备进行改造或新建。

2）清理原有调节池，将池底积泥清走。

3）把原有的净水器、全自动过滤器更换成压力砂滤罐和压力炭滤罐。

4）拆除1 个气浮池，保留另外1个并改造成为污泥贮池。

5）把原有中间水池、污泥池打通并清理干净，合并成一个中间水池。

6）把原有转输水池、清水池打通并清理干净，合并成为回用水池。

7）新增2 个高密度沉淀池和2 个消毒池。

改造后，采用的污水处理工艺为“原有调节池→高密度沉淀池→中间水池→压力砂滤罐→压力炭滤罐→消毒池→回用水池，所选流程先进成熟、经济实用，处理效率高，操作管理方便，并尽可能地节省占地面积和能耗、降低运行费用。

2组建网络

根据榆树湾煤矿污水处理厂工艺流程，本系统电气控制方案考虑到可靠性、开放性、易维护性、可扩展性，并根据“集中管理，分散控制”的原则，采用了分布式结构，即将全厂分为三个控制站和两个工作站。三个控制站通过MB + 网与两个上位机工作站相连；同时两个上位机工作站通过集线器（Hub）组成一个对等的工业以太网络（通讯协议为TCP/IP）。

根据厂方要求的设备选型原则，本方案中按如下原则选择设备的品牌、型号、和配置：

工业以太网交换机选用OSM ITP62-LD带有6个ITP电缆接口，另外还有2个100Mbit/s全双工BFOC插口的光纤接口。我们在同一个网段上可以连接50个OSM，可扩展距离为150km。

1）控制层。控制系统交由PLC系统完成；主要由PLC与污水处理机械设备、在线检测及分析表、电控设备组成，其直接面向生产过程，是自动控制系统的基础。这些仪表通常将测试的工艺参数如流量、温度、液位、pH值等以4~20mA DC或1~5V DC标准信号形式送入现场PLC控制站，进行采样、分析、报警和传递。同时现场PLC控制站可发出同样形式的标准信号来控制某些连续动作装置；现场PLC控制也可以从控制继电器或中间继电器辅助触点上取得开关量输入信号，以获取设备的状态，如泵的运行/停止、阀门的开/闭等；污水处理厂的工艺控制和全部数据采集、处理、信息传输等任务均可由现场PLC控制站完成。

2）监控层。监控层是系统中间层，按功能设计要求，配置操作员站、工程师站，操作站、工程师站和PLC主站由工业以太环网相互连接。它的主要功能是：接收控制层提供的数据，完成生产工艺的整体优化、协调控制；实时显示运行工况给操作人员，接受操作人员的命令，完成相应操作。

3）管理层。管理层包括各管理部分的工作站，这些工作站通过交换机接入通信网络中。可以向各管理部门提供各种统计数据、指标等生产一线数据，为制订各种管理措施提供依据。管理层包括各管理部分的工作站，这些工作站通过交换机接入通信网络中。

3控制方式

本方案采用三种控制模式：即就地设备控制箱手动控制；远程PLC 控制站操作终端控制；远程中心控制室上位机控制。其中，就地設备控制箱操作具有最高的优先权，远程PLC 控制站操作终端单台控制次之，最后为中心控制室上位机单台控制和成组控制。现场的泵类、鼓风机、电磁阀等开关信号，在线检测仪器仪表采集的相关数据等模拟信号，全部经过PLC 在上位机上显示。现场各监控点的物理参数，均由对应的一次仪表传感器或变送器检测出来并转换为4 mA～20 mA 电流信号，传输到各PLC 控制站内，PLC 通过各种模块接口采样电信号，控制信号同样由PLC输出，以4 mA～20 mA的电流形式送到执行机构，控制执行机构的动作。

4结束语

随着节能减排工作的不断推进，很多水处理工程都采用PLC等自动化手段，自动化设备在水处理行业进入全面普及阶段。

榆树湾煤矿污水处理自动控制系统在满足安全可靠性前提下，充分应用自动化技术、计算机和网络通信技术、检测计量技术等领域的最新成果，使其成为当前技术领先、并在今后相当长的一段时间内保持技术先进性的综合自动化系统。系统具有完备的检测、控制、监视和信息处理功能，灵活选择的就地手动/自动、监控中心手动/自动等操作控制方式，完全兼容Windows风格的人机界面，每个功能都经过了仔细考虑和精心设计。整个监控系统具有易于操作、便于维护的优点。经调试后运行系统安全、稳定可靠。

参考文献

[1]梁德成,刘风雷.基于PLC与KINGVIE的啤酒硅藻土过滤和监控系统.酿酒科技,2008.

[2](美)J.斯特纳森著,王枞,张彬,郭燕慧译.工业自动化及过程控制.科学出版社,2006.

[3]梁德成,朱学军.可编程控制器在小型汽轮机保护系统中的应用.华北水利水电学院学报,2011.

可编程控制器应用技术 第12篇

“可编程控制器及其应用”是自动化专业的专业选修课,该课程具备实践性强、与工程实际联系紧密等特点,目前已经成为工业自动化控制领域中的核心技术之一。

在实际教学过程中,一些学生不能完全掌握该课程的知识体系结构,同时应用所学知识解决综合性问题的能力较差。而项目教学法的显著特点在于:将实践教学和实际工程紧密联系。通过在实践教学中引入和所学知识点相关联的综合性案例,使得学生在解决实际问题的过程中掌握知识的实质并应用,实现其专业能力和综合能力的显著提升。

二、项目教学法的实施

在项目教学法的实施中,首先,教师讲授相应的基础知识时,选择工程项目,逐步引导学生对综合性项目的控制系统进行设计。选择项目应该遵循的原则:(1)紧密联系实际生活;(2)难度适中;(3)可以激发学生兴趣;(4)和专业相符,使学生对专业知识理解更深入。

(一)创造相应情境,提出问题

教师在实际教学中,通过创建相应的教学环境,提出与所学知识相关的问题,激发学生学习兴趣。在讲解“数字量顺序控制系统设计”一章时,“起保停的设计方法”应用比较广泛,学生应该完全掌握,为了使得学生更好地掌握这一知识点,引入项目教学法。例如,通过询问学生“过十字路口时有没有注意交通灯的状态?”激发学生的好奇心,探究交通灯的顺序控制功能图设计,通过此问题调动大家探讨的积极性。最后提出“能否利用起保停的顺序控制梯形图设计交通灯控制系统?”通过前边的铺垫,使学生对PLC编程产生浓厚兴趣。

(二)紧扣主题,逐级深入

引导学生确定交通灯控制的步数,进而设计交通灯的顺序控制功能图如图1所示。

(三)项目实施,鼓励合作

确定项目的设计思路之后,鼓励学生,通过团队合作来实施项目。学生分组应从多方面进行考虑,如每个学生的动手能力、逻辑思维能力、知识结构、性格等。分组完毕,每位同学分配相应的任务,明晰每个同学的职责。接着项目负责人在完成自己的任务的同时,并协调本组的工作,确保项目顺利完成。每位同学通过仿真软件,完善子任务的设计,最后整体调试,完成项目的所有文档及报告。

(四)尊重学生,解决问题

在最初的方案制定过程中,通过开展讨论,来开拓学生的思路。例如,某位学生提出方案,别的学生可以进行补充,或者提出对该方案的质疑,最终得出一个或多个大家都认可的方案。在这个过程中,教师应掌握每个团队的情况,实时掌握学生动态。当发现问题时,在尊重学生设计的基础上,引导或协助学生解决问题。学生最终实现交通灯的控制程序。

(五)仿真调试,实验验证

学生通过仿真可以调试程序。引导学生使用仿真软件查找程序的错误,并给予纠正。每个团队完成项目设计后,教师应该对每个团队的作品给予评价,团队中的成员集体展示本组作品,并讲解在实践过程中遇到问题时,是如何得到问题的解决方案的。实验验证如图2所示。

(六)开拓思维,项目拓展

学生完成项目后,教师应鼓励学生拓展项目,开拓思维,实现创新。比如针对不同路口形式的交通灯,学生自身对交通灯的控制功能有何要求,或者可以通过调查问卷的形式,了解民众对交通灯的控制要求,还可以阅读国内外资料,了解其他国家的交通灯的特点,结合本国国情,提出符合民众意愿并安全可靠的路口交通灯。这样不仅加深了对该课程知识点的理解,而且提高了学生的动手能力、实际应用能力和创新能力。

三、结束语

在“可编程控制器及其应用”课程的教学改革中,通过项目教学法,学生学习的实际成效显著提升。通过根据相应知识点,提出项目,激发学生的学习兴趣,教师扮演亦师亦友的角色,引导并鼓励学生发现问题,进而通过讨论解决问题,充分调动了每位学生的学习主动性和积极性。实践表明,项目教学法在“可编程控制器及其应用”课程的教学改革和实践中,在培养应用型自动化专业人才中发挥了有效作用。

摘要：本文根据“可编程控制器及其应用”课程的特点,将项目教学法引入其教学实践中,从教学的情境创设、任务模块化、教师引导、团队合作、任务拓展等方面探讨了项目式教学法的方案及实施。实践证明,该方法有利于提高学生分析问题与解决问题的能力,并有助于培养学生自主学习能力和创新型逻辑思维能力。

关键词：项目式教学法,自主学习,创新型逻辑思维

参考文献

[1]李丽娟,张广明.PLC课程的实践创新能力培养模式构建[J].电气电子教学学报,2012,34(3):48-63.

[2]王烈准,刘荣富,黄敏.高职“电气控制与PLC”课程改革[J].电气电子教学学报,2011,33(2):119-120.