電工電子實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用PLC編程技術(shù)的若干研究

一、引言
在如今我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，我國(guó)的工業(yè)借助于很多現(xiàn)代高科技成果，工業(yè)化水平不斷提高，如今很多工廠通過(guò)一體化設(shè)備實(shí)現(xiàn)了多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品制造能力。
如今社會(huì)生產(chǎn)離不開優(yōu)秀的人才，我們需要將電工電子教學(xué)方法不斷完善，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果更加明顯，讓學(xué)習(xí)者的綜合能力得到提升。本文就對(duì)電工電子實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用PLC編程技術(shù)進(jìn)行討論、研究，希望能使PLC編程技術(shù)在電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到更有效的發(fā)揮。
二、PLC編程技術(shù)介紹
PLC編程是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，PLC編程采用了可以編寫程序的存儲(chǔ)器，這樣在內(nèi)部?jī)?chǔ)存里就可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算、計(jì)數(shù)、算數(shù)運(yùn)算等一些操作指令了，zui后通過(guò)數(shù)字、模擬式的輸出和輸入，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種類型機(jī)械的控制。
PLC編程技術(shù)有很高的抗干擾能力和靈活性，并且是一門比較簡(jiǎn)單的容易掌握的技術(shù)，也正是這些原因，PLC編程技術(shù)在當(dāng)前的各個(gè)工廠被大量使用，而且也運(yùn)用到了各個(gè)專業(yè)院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。PLC編程技術(shù)也是現(xiàn)在很多學(xué)校進(jìn)行電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工具，其增加了學(xué)生的實(shí)踐能力，促進(jìn)了電工人才的培養(yǎng)，被高校廣泛地利用起來(lái)。
PLC編程技術(shù)的重點(diǎn)就是模擬原有的作業(yè)流程，而整個(gè)控制的過(guò)程就是由程序來(lái)決定的。我們要掌握好PLC編程技術(shù)就需要熟練掌握PLC程序語(yǔ)言和基本的功能實(shí)現(xiàn)。
三、PLC編程技術(shù)在電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置中的研發(fā)
在現(xiàn)在的很多高職院校里的理工專業(yè)的學(xué)生他們都會(huì)上電工電子的實(shí)驗(yàn)，這是學(xué)習(xí)階段一門很重要的課程，我們學(xué)的知識(shí)是要能解決生產(chǎn)的實(shí)際問(wèn)題，所以學(xué)校開展了實(shí)驗(yàn)課，其目的也是為了幫助我們的學(xué)生在學(xué)習(xí)電工電子的過(guò)程里，理論與知識(shí)的結(jié)合，動(dòng)手能力和動(dòng)腦能力的結(jié)合。如今社會(huì)迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)滲透到各個(gè)生產(chǎn)制造行業(yè)，電工電子領(lǐng)域方面也面臨著很多改變，我們的學(xué)生雖然還在學(xué)校里，但是必須要對(duì)外面的生產(chǎn)技術(shù)的實(shí)際情況有個(gè)大體的了解，必須跟上時(shí)代發(fā)展的步伐，對(duì)實(shí)踐操作有詳細(xì)地認(rèn)識(shí)，為了跟上時(shí)代潮流，改變實(shí)驗(yàn)裝置落后 的狀況 ，很多高校開始考慮到PLC的高性能的電工電子實(shí)驗(yàn)課教學(xué)裝置的方案，這種教學(xué)裝置與現(xiàn)在的電器控制理論和以及電工技術(shù)都是相符合的。高校里的電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)校里別的專業(yè)是不相同的，電工電子實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容比較深?yuàn)W，涉及的范圍也很廣泛。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容步驟繁多，比如：設(shè)計(jì)、組裝、應(yīng)用、調(diào)試等等，所以我們要讓學(xué)生真正學(xué)好知識(shí)，跟上時(shí)代的步伐就一定要在實(shí)驗(yàn)裝置上開始著手。電工電子實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的裝置也需要滿足一定的要求，比如：裝置要適用面廣；技術(shù)要先進(jìn)；安全性要高；適用靈活等等。我們對(duì)于實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)方案必須要考慮到這些要求，根據(jù)實(shí)際操作的效果，對(duì)裝置反復(fù)改進(jìn)。
我們的實(shí)驗(yàn)必須要在PLC編程技術(shù)的基礎(chǔ)上開展，給學(xué)生使用的裝置要方便維護(hù)、應(yīng)用性強(qiáng)等等的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)課對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐操作能力進(jìn)行提升，學(xué)會(huì)理論與實(shí)踐的結(jié)合，讓我們學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)到的知識(shí)能滿足社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際的需要。
四、基于PLC編程技術(shù)的電工電子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究
1.PLC軟件的設(shè)計(jì)內(nèi)容
在高職院校的PLC電工電子實(shí)驗(yàn)課程里，采取PLC編程技術(shù)的時(shí)候*步要進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我們?cè)趯?duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須按照一定的步驟展開。我們的*步要分析出PLC控制系統(tǒng)所控制的對(duì)象的一些需求；然后我們要對(duì)PLC控制系統(tǒng)軟件的大框架進(jìn)行設(shè)計(jì)；其次就是對(duì)PLC程序代碼展開編寫；接下來(lái)就要對(duì)PLC控制系統(tǒng)程序的軟件以及硬件進(jìn)行調(diào)試；zui后就是 完成PLC軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)報(bào)告。在這些步驟里，我們zui需要重視的就是分析出PLC控制系統(tǒng)的對(duì)象的具體需求，我們分析的時(shí)候一定要把握好PLC控制系統(tǒng)控制對(duì)象的基本情況，分析的情況直接對(duì)后面的步驟產(chǎn)生影響，所以這個(gè)步驟務(wù)必重視。
我們根據(jù)分析出的控制系統(tǒng)對(duì)象的基本需求，在對(duì)PLC程序進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，是將系統(tǒng)控制要求作為主線的，然后一步一步進(jìn)行控制功能的編寫，讓系統(tǒng)能達(dá)到實(shí)現(xiàn)我們預(yù)定的功能，程序的內(nèi)容通常有這幾點(diǎn)。*點(diǎn)就是初始化程序，在PLC設(shè)備通電后，我們要展開一些初始化的操作，這樣才能順利地進(jìn)行下一步工作，這樣可以防止出現(xiàn)某些失誤。程序在初始化這方面主要有這些內(nèi)容：要恢復(fù)一些需要數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)域；清零某些數(shù)據(jù)和計(jì)數(shù)器；對(duì)某些繼電器復(fù)位以及顯示出 程序在zui開始的狀態(tài)，以上內(nèi)容都是做好初始化程序需要做到的地方；第二點(diǎn)就是對(duì)故障進(jìn)行檢查并且顯示出程序；第三點(diǎn)就是對(duì)程序進(jìn)行保護(hù)以及連鎖，我們?yōu)榱朔乐共缓侠淼牟僮饕约翱刂七壿嫯a(chǎn)生混亂，必須重視對(duì)程序的保護(hù)和連鎖。
2.PLC控制系統(tǒng)在電工電子實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)的過(guò)程
我們?cè)陔姽る娮訉?shí)驗(yàn)課時(shí)，要實(shí)現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)在電工電子的實(shí)驗(yàn)，*步就是要確定電工電子實(shí)驗(yàn)課的一些具體內(nèi)容、具體的要求。通常情況下實(shí)驗(yàn)課的具體 內(nèi)容有這些：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)課需要實(shí)現(xiàn)的控制基本要求，明確好設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的一些技術(shù)需求。（2）選擇出電工電子傳動(dòng)的形式以及電磁閥等相關(guān)的機(jī)構(gòu)。（3）選擇出PLC的型號(hào)。（4）依據(jù)PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，編寫出PLC的輸出以及輸入分配表，用編程語(yǔ)言對(duì)PLC程序進(jìn)行編寫。（5）根據(jù)用戶的需求，對(duì)我們用戶的各種需求進(jìn)行分析，把握好用戶的使用心理，以及需要，只有這樣才能設(shè)計(jì)出滿足用戶的界面，設(shè)計(jì)出用戶習(xí)慣的操作界面，更好的進(jìn)行人機(jī)交換。（6）zui后一步就是要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試工作，依照PLC的任務(wù)調(diào)整設(shè)計(jì)內(nèi)容，還要對(duì)使用以及設(shè)計(jì)說(shuō)明進(jìn)行制作。
值得一提的就是我們?cè)谠囼?yàn)中采用的編程語(yǔ)言，梯形圖是PLCzui主要的編程方式，在實(shí)際生產(chǎn)中因?yàn)槠浔容^直觀，邏輯性清晰，并且因?yàn)槠浣梃b電器控制圖的很多元素，所以很多熟悉電氣控制工程的一線的工人很容易接受PLC梯形圖，我們的學(xué)生也一定要掌握好這門編程語(yǔ)言，就如下圖：我們可以很直觀的看到梯形圖和電氣控制圖的很多圖形符號(hào)是一樣的，并且梯形圖的邏輯性十分清晰，所以我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中要重點(diǎn)掌握好這門編程語(yǔ)言。
3.PLC仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)
PLC的仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一般涵蓋了基本實(shí)驗(yàn)以及綜合實(shí)驗(yàn)兩部分。PLC的仿真系統(tǒng)基本實(shí)驗(yàn)涉及到的部分主要有：計(jì)數(shù)器的指令、定時(shí)指令和一些基本的邏輯指令。通過(guò)PLC仿真系統(tǒng)基本實(shí)驗(yàn)課，我們可以讓學(xué)生更好地掌握PLC的基本指令，促使學(xué)生更加牢固的記住PLC編程技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。而PLC仿真系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容又主要是小車送料；無(wú)塔供水控制；無(wú)塔供水控制等等內(nèi)容。開展這些內(nèi)容主要是讓學(xué)生更加精準(zhǔn)地掌握各種指令，讓學(xué)生了解到了項(xiàng)目開發(fā)所涉及的具體內(nèi)容。比如小車送料的內(nèi)容，在進(jìn)行小車送料控制實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們先就要知道小車送料控制的一些具體要求，然后根據(jù)小車送料實(shí)驗(yàn)的具體要求對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而系統(tǒng)設(shè)計(jì)又分為硬件設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì)。
4.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)所帶來(lái)的影響和效果
如今PLC 編程技術(shù)在電工電子實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用也是較為普遍的，到目前為止，我國(guó)在這方面的應(yīng)用也得到了廣泛推廣，取得了一部分驕人的成績(jī)。但是僅僅是這樣還不夠，還需要我們進(jìn)行大量的針對(duì)性研究：我們可以把虛擬的PLC編程技術(shù)的控制結(jié)果在可視的屏幕上展示出來(lái)，方便大家觀察和研究。也可以對(duì)后續(xù)的研究工作奠定基礎(chǔ)，并且對(duì)于大家的學(xué)習(xí)也可以提供一些實(shí)質(zhì)性的幫助。
對(duì)于這種類型的研究和操作，我們將這種技術(shù)和當(dāng)今的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行融合，加強(qiáng)與其他領(lǐng)域的聯(lián)系，更具有實(shí)用性，也能讓學(xué)者學(xué)習(xí)起來(lái)更有興趣。這種仿真的PLC實(shí)驗(yàn)的研究，對(duì)于我國(guó)未來(lái)的一些高價(jià)值和項(xiàng)目和研究有很多的幫助和影響。
五、總結(jié)
綜上所述，基于PLC編程技術(shù)的電子電工實(shí)驗(yàn)是當(dāng)下學(xué)習(xí)的重要課程，同樣也是各個(gè)高校在培養(yǎng)人才的時(shí)候必須要進(jìn)行實(shí)踐的一門重要課程。與此同時(shí)，基于PLC的編程技術(shù)課程在目前的教學(xué)模式和教學(xué)方法等以及慢慢演變成了我們以后在機(jī)電一體化生產(chǎn)的重要研究課程。這種研究不僅僅是我們目前必須要學(xué)習(xí)的一門課程，也是企業(yè)和工廠在未來(lái)更好的實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的重要手段。要想更好的應(yīng)用這門技術(shù)，也要求授課者有較高的專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)，要求授課者在日常的工作中不斷地學(xué)習(xí)和研究，以此來(lái)提高自身的專業(yè)能力，從而讓學(xué)習(xí)者能夠更好的學(xué)到這門技術(shù)，PLC編輯技術(shù)是門操作性 、實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)，我們的學(xué)生除了在學(xué)校課堂好好學(xué)習(xí)以外，應(yīng)該積極地參加各種實(shí)習(xí)，進(jìn)入社會(huì)，進(jìn)入實(shí)際的工作里學(xué)習(xí)，為未來(lái)的工業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。