PLC实训室建设与项目开发

第一篇：PLC实训室建设与项目开发

PLC实训室建设与项目开发

摘要:PLC实训室的建设及实训项目的开发,应以工作过程为向导,实训设备的配置应是生产实际的仿真,实训项目的内容应反映工作过程。本文介绍了PLC综合训练实验板的开放性设计思想,实训设备的多种形式,以及实训项目的内容设计是如何体现工学结合教育理念的。

关键词:实训设备;开放性;实训项目;工作过程

在当前的职业教育改革中,倡导工学结合的教育理念,以工作过程为向导开发课程。在实训室建设和实训项目的开发中,必须体现这一原则。实训设备如果不能贴近生产实际,实训项目不能体现工作过程,那么工学结合的理念就只能是一种空谈。本人在PLC实训室的建设及项目开发中,尽可能的做到贴近生产实际,以实际生产项目为实训项目,将程序指令自然地融入项目中,使学生在学习中以任务为中心,程序指令为任务服务,以任务的需求为出发点,而不是以编程指令为中心,应用相应的指令来解决问题,下面将实训室的建设构思与项目开发的具体内容做详述。

一、PLC实训室硬件建设的整体构思

1.开放式的PLC接口

PLC是一个控制系统的控制器,用PLC组成的控制系统可以是各种各样的,无论是什么样的系统,都要将输入输出设备与PLC连接。在生产企业中,PLC与输入输出设备的连接都是通过接线端在控制柜中连接的。因此,本人在设计PLC与外部设备连接的方式上,是仿照控制柜中的连接方式,采用端子连接,而不是用各种插头。每个项目用到的不同的实验板或模型,都要一根一根的接线到端子板上,实现PLC与输入输出设备的连接(如图1所示)。

采用这种接口方式的优点是:

⑴可以根据课程需要购买不同品牌,不同厂家的实验设备,包括自己开发的综合训练板,都可以顺利的连接到PLC上。

⑵每次实验都要经过接线这道环节,可以训练学生的动手能力,因为在工厂设备的电器维护和新安装设备时,都要遇到接线的情形。接线也是对学生责任心和工作态度的一种培养。只有正确无误的连接好线路,才能比较顺利的完成后面的调试工作。

⑶可以训练学生的识图能力。生产设备的维修需要维修人员能够根据图纸找到线路故障点,排除故障。学生在接线的时候对照图纸接线,在查故障时也要对照图纸检查,这样就培养了学生看图、分析的习惯和能力。另外,接线错误时,学生自然的给自己设置了故障,可以通过故障来训练学生查找故障和排除故障的能力。

⑷通过接线可以让学生了解电气柜接线的规则和要求,训练操作能力。

2.丰富多样的实训设备

实训设备的选择和设计应该遵循的原则是由浅入深,形式多样,形象美观有助于提高学生的学习兴趣,同时针对性强,每一个模板主要针对一类程序指令的学习和训练,而且还要有一个适合各种程序指令训练的综合模板。

⑴ 综合训练实验板

本人设计了一个综合训练实验板,现成的PLC教学实验板中,输入信号只采用选择开关信号,并且只有常开触点,这样,学生编程只习惯使用正逻辑,并忽略脉冲信号与自锁信号在编程上的不同。而我选用的输入信号有按钮,有选择开关,常开接点和常闭接点,这样在编程时就要考虑用不同的编程方法,在程序中使用的逻辑也是不相同的。这样,更接近工程实际。

该实验板包括输入设备如按钮、旋钮、电位器,输出设备如指示灯、蜂鸣器、数码管、电压表,该模板可以做电机两地控制这样的简单的位逻辑指令的练习,也可以做艺术彩灯控制这样的字移位指令的练习,可以做数字量的控制实验,也可以做难度较大的模拟量的控制实验。用这块实验板所作的实验,完全由教师来设置题目,伸缩性和灵活性非常大,实验板所用开关按钮都选用工程实际中应用的产品,可靠性高,颜色与电器产品的标准吻合。

⑵ 实验模型

在广泛的调研基础上,选用了联合大学机电学院设计的灌装线实训模型,同时,与联合大学机电学院的教师联合开发两套新的实验模型,一套是全自动洗衣机模型,另外一套是自动钻床模型。这两套模型是由本人提出总体设计构思和具体技术要求,由机电学院具体设计加工完成的。全自动洗衣机是真正能够进水、洗涤、排水的,自动钻床可以对木质工件钻孔。

①灌装线实验模型

可以做简单的电机正反转控制实验,对最简单的逻辑“与”“或”“非”“置位”“复位”指令进行练习,还可以对“定时”“计数”这样稍难一些的指令进行练习,可以手动也可以自动,对学生在入门阶段的学习很适合。

②自动钻床模型

自动钻床模型是模仿钻床加工过程的仿真模型,在汽车生产企业,大量的旧机床都被改造成PLC控制的机床,做这样的模型目的是要让学生在学校中能够亲自体验一下PLC在机床控制中的应用,确实地完成一个PLC控制的钻床加工任务,再现生产实际。

③全自动洗衣机模型

是应用传感器和执行机构种类最多的一个模型,由于有水可进到洗衣桶中,所以要用到液位传感器来检测水位,用到限位开关来检测桶盖是否盖严,用到直流电机带动波轮旋转,用到交流电机作为水泵供水,用到电磁阀门来控制排水,还用到电机的电压调速方法来改变波轮旋转的速度,洗衣机的洗衣过程可简可繁,可以全自动也可以半自动,同学们可以自己设计一套洗衣程序,让洗衣机完成一个洗涤过程,非常的有趣。并且通过这个模型学生可以看到洗衣机的内部结构和各种元器件,因为洗衣桶是用透明塑料作材料的。

⑶项目模板

除了实物模型之外,还购置了天津源峰公司生产的很多项目模板,模板与模型不同之处在于,控制系统的硬件是以图形的形式表示出来的,用指示灯的亮灭来代表硬件设备的开关运行状态,虽然是图形模板,但这些模板都是智能化的,可以自动的给出传感器发出的信号,而不需要手动给出,如果控制信号错误的话,相应的呼应信号就不会发生,因此模板的仿真性是很好的,并且外观很漂亮,种类繁多。有用作数字量控制的模板,也有用作模拟量控制的模板。

二、PLC实训项目的设计

PLC实训项目的设计应该体现工学结合的教育理念,实训内容应与生产设备的安装、检修过程相对应,在企业的生产过程中,PLC中的程序一般是不会改变的,故障点一般都出在外围的硬件线路上。因此维修人员首先应该会读懂硬件线路图,知道PLC的输入、输出点连接了哪些电气元件和设备,这些电气元件和设备在程序当中对应哪些指令地址。进一步应该能够读懂PLC程序,会用电脑监视程序的运行情况。这样当程序不能顺利执行,或者说生产步骤中途停止时,你才能够知道其原因在哪里,才有可能排除故障。由此我们可以看出,硬件和软件的结合及程序的阅读能力,是高职学生应该重点培养的能力。

按照这一思路本人把PLC实训项目的内容,分为这样几个部分:

实训目标

知识点

系统的控制要求

硬件设计及连接

编辑设计程序

调试程序

故障排查

考核测评

以一个项目实例做进一步说明

项目九全自动洗衣机

1.实训目标

(1)让洗衣机自动完成洗涤、漂洗、甩干各个过程。

(2)学习程序控制指令的应用。

(3)完成系统硬件的连接,调试系统。

(4)改变程序结构,完成同样任务。

2.洗衣机洗衣程序

(1)洗涤

①按启动按钮后,通水泵,洗衣机开始进水,洗涤灯L1亮。约束条件:桶盖盖好,桶盖传感器接通。

②泵水至上限水位,水位传感器接通,停止泵水。

③电机慢速正转10秒,停2秒,电机慢速反转10秒,停2秒。循环往复3次。

④停止电机运行,指示灯L1灭。

(2)漂洗

①排水,接通排水电磁阀,漂洗灯L2亮,排水至下限水位传感器断开,等待约5秒,断开电磁阀。

②接通水泵,洗衣机开始进水,泵水至上限水位,水位传感器接通,停止泵水。

③电机慢速正转10秒,停2秒,电机慢速反转10秒,停2秒。循环往复2次。

(3)甩干

①排水,接通排水电磁阀,灯L2闪亮,排水至下限水位传感器断开,等待约5秒。

②电机高速运行15秒后停止。断开电磁阀。蜂鸣器(Q8.6)鸣5 声,灯L2灭。

3.程序控制指令介绍

(1)程序结构

(2)功能块编程及调用

(3)调用指令

4.连接硬件

(1)输入输出设备及地址分配表(见表1)

(2)画出硬件连接图(如图2)

(3)连接线路及模型安装

5.编辑程序

(1)编辑符号表

(2)编辑主程序OB1

(3)编辑功能块程序FC1

6.下载程序调试

7.修改程序

(1)将闪灯频率指令用程序块FC2编程,用调用指令调用FC2,保证控制作用不变。写出FC2程序及相应的调用程序。

(2)加入SB2作用,当按下SB2时程序暂停,再按SB1程序继续。修改程序,并调试。

8.考核测评

该项目中程序已经编辑好,学生首先要将程序读懂,了解程序结构和调用指令的用法,之后,修改程序,完成实训要求。这样做对学生理解程序非常有帮助。对于高职学生来说,将来在工作岗位上,更多的是维护和检修生产设备,而不是设计一个PLC控制系统。因此,读懂设备的控制程序是尤为重要的,既然如此,本人在设计项目时,更多的是以工作过程为导向,重在训练操作能力,分析判断能力,解决问题能力,在有些项目中,还设置互设故障的环节,让两个组对调,给对方设置故障,之后两个组再回到原来位置发现问题,排除故障。

三、结束语

高职教育的特点是工学结合,因此,在实训室建设和实训项目的开发中,应尽可能体现工作过程,将理论融入到实际的项目之中,学习的应该是如何工作,而不是为学理论而学,这是实训课程的建设方向。

PLC laboratory set up and project development

Chen Bin

Beijing vocational collage of electronic science, Beijing, 100026, China

Abstract: The purpose of PLC laboratory is student training and the development of working procedures.The equipment configuration of training class should model the actual production environment.The content of the training project should reflect real working procedures.The purpose of this article is to introduce the open design of PLC comprehensive training boards and the variety of training equipment.Also, a secondary purpose is to design a real-life training project which combines production procedures with student education.Key words: training equipment;opening;training project and working procedure

第二篇：PLC实训室管理制度

PLC实训室管理制度

为了确保本室设备的正常进行，方便师生的教学，实训操作，特制定本规定：

一、师生应爱惜设备，不得随意开启计算机及电机设备，若人为损坏，应照价赔偿，并按学校有关条例，对当事人进行处分。

二、不得在室内从事与教学无关的活动（如打电话、玩游戏。看与教学无关的影碟），对不听劝阻的，可取消进入本室实训的资格。

三、应保持室内清洁，干净及电器设备的安全，进入室内应严禁带食品、饮水瓶，饮料等。

四、为了确保系统进行正常，学生不得擅自在计算机内安装软件。

五、学生不得擅自修改计算机的设置及参数，有违例者，按故意破坏实训室设备，参照学校规定处分。

六、学生进入本室前，应了解有关规定及设备的安全操作规程，同时应认真预习有关学习内容。

七、学生实训前，学生应按指定的位置就座，不准串位，认真检查本组设备、文件是否齐全完好，如有缺陷应向老师汇报，学生在实验中对本组设备的安全完好负责。

八、实训过程中要严格遵守操作规程，正确使用仪器、设备，接好线后，经老师检查同意后方可通电试验。

九、实训过程不允许用与本次实训无关的仪器设备、不准动用别组的仪器。设备若遇异常情况应及时向老师汇报，以便及时处理。

十、师生实训完毕，要及时吞吐量、清洁仪器设备，填好实训的登记表，每次下课时应将设备，桌椅摆整齐，清理杂物，经老师检查后才能离开。

十一、课后由班委组织同学进行实验室大清洁。

十二、学生若违反管理制度，实验实训指导老师有权暂停其实验实训资格。

第三篇：电气控制与PLC实训室建设调研报告

电气控制与PLC实训室建设调研报告

一、国内电气控制与PLC行业发展分析

电气控制与PLC技术已广泛应用于工业、农业及其他诸多产业实现自动化、信息化、远程化及智能化领域中，如钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等行业。我国的电气控制与PLC应用技术与工业发达国家相比有几十年的滞后，按目前的经济形势分析，我国将迎来一个PLC市场高速增长的时期。基于中国经济稳定迅速增长的现状，今后若干年内中国PLC市场将保持持续高速增长。相关数据显示，初步估计目前在我国本土销售的PLC总量为30～40亿元人民币（不含随进口主设备配套的PLC），年增长率为15～20%。巨大的市场需求为发展PLC业务提供了难得的历史机遇，国内有实力的自动化公司应充分利用在市场、技术、行业影响和品牌等方面的积累，大力拓展PLC业务，使国产PLC早日成为中国PLC市场的主要参与者之一。

二、国内PLC行业对人才的需求分析

中国是制造业大国，还是世界的生产加工中心，所以有大量的制造业，就必须用各种生产设备，而大部分生产设备都和PLC有关，所以需要大量的懂PLC控制的从业人员；产业结构已发生调整，逐渐由劳动力密集型转化为技术密集型，大量的新设备被采用，而这些设备很多都有 PLC 控制或有关，所以需要大量的高技术人才，这方面人才每年以20%的数度递增。

目前和PLC有关的从业人员主要有以下类型：

1、企业的设备维护和维修人员，如果只是普通电工（不懂PLC），工资只有 1500 元左右，如果懂PLC的，工资至少在5000 元以上，高的是八千到上万。

2、从事工控设备销售人员，如果懂技术的销售人员，每月工资应该至少在 3500 元以上，高的是上万直至自己做老板。

3、从事设备开发，编程的电气工程师，一般月资应该在 6000 以上，高的几万元一个月的也有。

各高等学校的自动化等相关专业为培养学生适应工作需要，逐渐开始设置了《电气控制与PLC技术》课程，同时要求学生掌握电气设备运行和维护、安装

及调试等方面的理论知识和应用能力。对于机电一体化专业、电气工程与自动化专业等相关专业的毕业生来说，就业前景广阔。

三、电气控制与PLC实训室建设的可行性分析

1、机电专业和专业群开展技能训练和课程实训教学

在电气自动化技术专业的能力结构中，《电气控制与PLC技术》占有重要位置。本课程的教学目标是：掌握电器元件的检测与选用，电气线路的安装接线方法、步骤、技巧和技术要求，能分析并排除简单电气控制电路中的常见故障，能独立编制较复杂的PLC应用程序并能独立设计简单的PLC应用控制系统。

本课程的突出特征是理论教学与实际训练并重，要求理论必须与操作密切结合，强调技术应用。内容大致分为电气控制部分、PLC部分和综合训练部分。学生随着课程的进展分别在相关的实训场地做与理论教学同步展开的实验、实训项目。该实训室的建设将有利于提高学生设计数控机床电气控制系统、诊断数控设备故障的能力，使学生最大限度地适应和满足市场需求为机电产品科研项目提供试验研究场所。

2、开展自动化控制职业资格培训与鉴定

高职院校的人才培养目标是培养高级技术应用性专门人才，生源以高中和中职毕业生为主，要求毕业生具有中级电工或维修电工职业技能等级证书。该实训室的建设，可以利用实训基地的技术、设备和场地，这样不仅可以对校内学生还可以对校外社会人员进行职业技能签定，颁发国家认可的职业资格证书。不仅有利于他们的就业或再就业，而且有利于提高实训基地的知名度，更好地服务于地方、社会。

3、对企业员工、社会人员进行培训

随着企业对PLC人才需求量的增加，该实训室除了对校内学生提供实践教学外，还可以承接企业员工以及社会人员的培训工作。根据培训对象、培训目的和要求，制定培训计划方案、确定培训时间、内容，组织人员编写规范适用的培训教案教材。可根据实际工作岗位要求的变化而对原计划方案进行修改、完善，不断提高实训质量，以适应和满足实际工作的需要。

4、提供技术服务以及为参加技能大赛提供技术服务和场所

该实训室的建设，教师可以利用实训室先进的设备从事教学研究、研发新技术、新工艺，或者向社会推广新技术、新工艺，充分发挥实训室专业研究、技术开发和推广的功能作用。积极创造条件，加强与企业的联系，开展专业技术应用、开发研究，努力实现产学研相结合。同时，可以利用实训室的先进设备为参加各项技能大赛提供技术服务和场所。

四、电气控制与PLC实训室建设的实施规划

1、教学条件

教学场地：200m2；

硬件设施：电气控制与PLC实训室配备30台可编程控制器技能实训装置，同时配套的电脑和相关软件，该装置集可编程控制器（PLC）、GX Developer编程软件及仿真实训教学软件、变频器、触摸屏、实训模块、实物等于一体，可直观地进行PLC的认知实训、PLC的基本指令练习、PLC的基本技能实训、PLC模拟实际应用控制实训、PLC实物控制实训、PLC控制变频调速实训、触摸屏实训、PLC网络实训、工控组态实训。配备相应的教学教具模型，包括工业机械手、翻包机、抓工件手、气动装置等多种组合式控制对象，配有交通灯、电梯模型、皮带输送机等多种控制对象及机械手等各种综合应用系统，为学生实验实训提供了充分的保障，并可以同时满足60名学生使用，且1～2人拥有一台PLC的教学需要。

2、主要实验项目

基本指令的编程练习；

十字路口交通灯的模拟控制；

步进电机控制实验；

PLC控制的变频调速实验；

PLC控制的三相异步电机降压起动；

三相异步电机降压起动控制；

三相异步电动机联锁正、反转控制实验；

三相异步电动机点动控制和自锁控制；

五、总结

综上所示，为提高学生的动手能力，培养学生的专业操作技能，体现职业教育特色，电气控制与PLC实训室的建设，不仅可以开展技能训练和课程实训教学，开展自动化控制职业资格培训与鉴定，而且可以对企业员工、社会人员进行培训，同时也为教师的教科研提供良好的科研环境。

第四篇：PLC实训室操作规程

PLC实训室安全规章制度

一、实训人员要培养和树立“安全第一”的思想，严格遵守安全操作规程。

二、实训前认真检查电源、线路、设备是否正常，防止事故的发生。

三、在学生实训前，实训指导教师应先操作一遍，仔细检查设备是否有漏电，消除一切事故隐患。

四、实训时，确认一切正常后，方可由实习指导教师合闸送电，不允许学生随意动用实训用品及合闸送电。

五、实训中出现异常现象，应立即断电，排除故障后方可继续实训。

六、实训结束后认真检修设备及线路，如有异常情况及时修理或更换，为下一次实训做好准备工作。

七、实训指导教师有责任禁止一切违反安全操作规程的实训，并纠正违反安全操作规程的现象。

八、实训指导教师要落实安全防范措施，做好交接工作，并建立安全档案。

PLC实训室操作规程

1、可编程控制器室是学院进行教学实验和科研实验的场所，一般不作它用。为营造一个整洁优美的教学环境，确保教学质量，一切人员未经许可，不得擅入。

2、学生进入可编程控制器室应换鞋或穿鞋套。必须遵守相关的各项规章制度，爱护公物，保持室内安静，并按指定位置就座；不得将与教学无关的东西带入室内；不得将水杯放在操作台或设备上；严禁吸烟、吃东西、乱扔纸屑杂物，随地吐痰，随处刻画涂抹；严禁大声喧哗、打闹。

3、室内所有设备均属精密贵重仪器，学生使用前，需事先进行培训了解设备正确使用的方法及操作步骤。训练中，不做与实习操作无关的事情，强电操作时必须穿好电工鞋。学生进入本室后不得随意开关设备电源，操作中如发现有异常应及时向老师汇报，待问题解决后再进行后面的操作。若因不遵守操作规程而导致损坏的必须赔偿。

4、不准随便触摸PLC模板，不准带电拉、插模件，PLC出现死机，需查明原因，未明确原因时，切勿盲目重新启动，严禁随意修改各种地址、跳线、屏蔽信号、取消联琐等遵守先检查外围，再检查PLC的原则。确认外围完好后，方可对PLC进行检查。PLC的维修应由专门人员执行。

5、修改程序参数要经领导同意，并详细记录，功能性修改需向专业教学部申请。

6、为避免本室带进计算机病毒，严禁任何人私自将软盘及光盘带入室内，一经发现除没收外，视情节轻重给予一定的处罚。

7、下课后，每个学生必须正确关闭设备电源，认真清点好工具及材料，并将柜子锁好，擦净自己的工作台方可离室。

8、值日生每天除做好卫生工作外，还应将门、窗、灯关好，切断总电源后方能离开教室。

9、实验结束后，由辅导教师检查仪器设备有无损坏等情况，认真如实填写使用记录并签字。

10、外来培训人员，必须事先安排好时间，学习以上规章制度后方可进入，并遵守以上管理制度，听从本室工作人员指导。

第五篇：PLC实训室安全操作规程

PLC实训安全操作规程

1、实训人员要培养和树立安全第一的思想，严格遵守安全操作规程。

2、实训前认真检查电源、线路、设备是否正常，防止事故的发生。

3、在学生实训前，教师应先操作一遍，仔细检查设备是否有漏电，消除一切事故隐患。

4、实训时，确认一切正常后，方可由教师合闸送电，不允许学生随意动用实训用品及合闸送电。

5、实训中出现异常现象，应立即断电，排除故障后方可继续实训。

6、实训结束后认真检修设备及线路，如有异常情况及时修理或更换，为下一次实训做好准备工作。

7、实训人员有责任禁止一切违反安全操作规程的实训，并纠正违反安全操作规程的现象。

8、实训人员要落实安全防范措施，做好交接工作，并建立安全档案。