可编程控制器范文

导语：如何才能写好一篇可编程控制器，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：可编程控制器控制系统系统设计

PLC是一类可编程的存储器，它以微处理器为核心，采用其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。它综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术，是一种新型、通用的自动控制装置。PLC具有结构简单、高可靠性、灵活通用、易于编程和使用方便等众多优点，近年来在工业自动控制和矿山机电一体化等方面得到了广泛应用。在矿山机电设备控制方面，如何采用PLC完成实际控制系统的应用设计，是每个从事电气自动化控制技术人员所面临的实际问题[1]。

1 可编程控制器控制系统设计基础

1.1 可编程控制器控制系统设计的基本原则 任何一个电气控制系统所要完成的控制任务，都是为满足被控对象(生产控制设备、自动化生产线、生产工艺过程等)提出的各项性能指标，最大限度地提高劳动生产率，保证产品质量，减轻劳动强度和危害程度，提高自动化水平。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循如下几个基本原则。①最大限度地满足被控对象提出的各项控制要求。充分发挥PLC功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是PLC控制系统设计中最重要的一条原则。计人员在进行设计前，就应深入现场进行调查研究，搜集资料，与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同解决重点问题和疑难问题。②确保控制系统的安全可靠。保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则，必须放在首位来考虑。不能安全可靠工作的电气控制系统，是不可能长期投入生产运行的。③力求控制系统简单、经济，且使用与维修方便。在满足控制要求和系统运行可靠的前提下，应力求控制系统构成简单、经济。既要扩大工程的效益，又要不断地降低工程的成本，同时不能盲目的追求系统的高性能指标。只有构成简单的控制系统才能做到经济、实用，且使用方便，后期维护也容易。④具备良好的扩展能力。适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要，充分利用可编程控制器易于扩充的特点，在选择PLC的容量时，充分保留系统的扩展能力。

1.2可编程控制器控制系统设计的主要内容 在进行可编程控制器控制系统设计时，尽管有着不同的被控对象和设计任务，设计内容可能涉及诸多方面，又需要与大量的现场输入／输出设备相连接，但是基本内容应包括以下几个方面。①分设计任务书编制。设计任务书是整个系统设计的依据，设计开始时应先详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，从而拟定PLC控制系统设计任务书。在设计任务书中，应明确各项设计要求、约束条件及控制方式。②确定输入/输出设备。在构成PLC控制系统时，除了作为控制器的PLC，用户的输人/输出设备是进行机型选择和软件设计的依据。因此，要明确输入设备的类型、数量和输出设备的类型、数量，以及由输出设备驱动的负载。③PLC选择。正确、合理地选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要的作用，一般包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择。④分配I/O点并设计PLC硬件线路。通过对用户输人/输出设备的分析、分类和整理，进行相应的I/O地址分配，并据此绘制I/O接线图。由PLC的I/O连接图和PLC电气线路图组成系统的电气原理图。至此，PLC控制系统的硬件设计基本完成。⑤控制程序设计。一般采用梯形图语言设计系统的控制程序，这对于保证整个系统安全可靠的运行至关重要，必须经过反复调试，使之满足控制要求。程序设计的主要内容包括：控制程序设计；初始化程序设计；检测、故障诊断和显示等程序设计；以及保护和连锁程序设计。⑥硬件实施。设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图；设计系统各部分之间的电气互连图；根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。⑦编制控制系统的技术文件。在设计任务完成后，要编制系统的技术文件。技术文件一般应包括设计说明书、使用说明书、硬件原理图、安装接线图和电气元件明细表，以及PLC程序等。

2 可编程控制器控制系统设计步骤

用可编程控制器进行控制系统设计的一般步骤如图1所示。

随着PLC技术的发展，PLC产品的种类和数量越来越多。近年来，从国外引进的PLC产品、国内厂家或自行开发的产品已有几十个系列，上百种型号。不同型号的PLC，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑后做出决定。

3 可编程控制器技术在煤矿生产中的应用

矿井提升机是煤矿、有色金属矿的重要生产设备之一，担负着提升煤炭、煤矸石、井下施工材料、各类井下工作人员和机械设备的重要任务，其安全性、可靠性直接关系到煤矿企业的生产状况和经济效益，是控制煤矿生产的咽喉所在。目前，我国煤矿采用的矿井提升机电气传动系统主要有：①大型矿井主要采用晶闸管变流器―直流电动机传动控制系统和同步电动机矢量控制交一交变频传动控制系统。②中、小型矿井则多采用交流绕线式电动机转子切换电阻调速的交流电气传动系统。这两种系统，基于自身的特点各有优缺点，如何对现有的提升机电控系统进行改造设计，提高精度，在更安全的范围内保证矿山生产的顺利进行对煤矿企业发展至关重要。

PLC控制系统具有可靠、准确、抗干扰能力强、易维护等众多优点，能很好的解决现有控制系统无法克服的弊病，为煤矿安全、高效生产提供技术保障。因此，建立基于PLC控制的大功率矿井提升机变频调速控制系统成为当前众多煤矿企业矿井提升机电控系统的首选方案。

由于井下工作环境恶劣，设计时要充分考虑到保护系统的环境问题，采用PLC控制系统简化控制线路，添加各种现场抗干扰措施，并基于计算机屏幕实时动态反映提升机系统的所有运行参数和运行状态，显示提升速度、提升高度、装卸载系统和故障信息等画面，使司机对提升机的工作状态及故障来源一目了然，对整个提升系统进行监控。在软件中采用提升机电控系统中断模块及故障处理模块，实现超速运行时可报警中断，使提升机运行更加科学合理。

PLC的控制主程序主要完成以下任务：①系统初始化；②自检；③故障诊断；④调速系统控制；⑤安全保护。系统开机后，控制程序运行流程如下：①系统初始化。完成PLC的初始化工作，对高速计数单元进行以下操作：写控制字，定义工作模式，清零，写设定值，设置定时中断，连接中断，启动计数。②自检。完成自检及提升机初始位置显示，当收到开车指令时，PLC转入S形速度给定控制；③故障诊断、调速系统控制。在系统运行过程中，当PLC接收到来自传感器、接近开关或变频器故障等外部控制信号时，PLC控制程序转到相应的中断处理程序处，完成超速保护、过卷、过载等保护工作，并对提升机的位置、速度和频器故障等进行监控。④安全保护。当有故障出现时，系统可转到相应的故障处理模块，检查并进行故障处理，最后通过报警回路报警或安全回路实现抱闸停车保护。

4 结束语

可编程控制器控制技术属于先进的实用技术，是当前工业生产自动化的重要支柱，已被广泛的应用于各个工程领域，而以PLC为主控制器的控制系统也越来越多。当我们熟悉了PLC的组成和基本工作原理，掌握了PLC的指令系统及编程规则以后，就面临着如何将PLC更好的应用到实际工程中去，使PLC能够实现对生产机械或生产过程的控制，并带来更可靠、更高的质量和更高的效益，即如何进行PLC控制系统的设计。而本文正是对这一问题进行的探讨，以期对可编程控制器技术的更广泛应用做出有益的分析。

参考文献：

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关键词: 煤矿;胶带输送机;可编程控制器;

中图分类号:TD56 文献标识码:B

0 引言

国投新集煤矿上世纪90年代开始筹建。在当时技术背景下,其胶带保护技术也简单落后。概述有以下四点:

一是胶带保护开关采用AC220 V电源:开关的常闭触点是串联到胶带控制回路启动按钮和停止按钮之间。若保护电缆或保护开关老化产生漏电,会对人身安全造成危害。二是保护开关多、故障排除时间长:胶带保护一般设有3组跑偏开关(机头、中间、机尾,各一组)、一个急停开关(一般设在中间,分别向机头机尾引拉线)和一个堵塞开关(设在机头溜槽处)等多个开关。当其中一个保护开关出现故障,维修人员就要逐一检查,不能直观发现问题,直接影响生产。三是胶带滚筒没有安全保障设施:胶带机头、机尾滚筒及中间改向滚筒处有安全护栏,但在清理积煤或检修时被打开又不能及时恢复到位。滚筒没有遮挡护栏,对职工的人身安全构成威胁。四是胶带打滑保护误动作且动作不可靠:原保护采用切割磁力线返回电信号的速度保护,在下胶带托辊上安装一个磁钢,并在其正上方安装监测装置。托辊受潮老化,会出现转动不灵活甚至不转现象,这样就会误动作,频繁停车;胶带跑偏时,磁钢座会磨损胶带;监测装置笨重且安装复杂。

针对上述四点,我们在工作中进行了改照,改照程序如下:

一 保护系统的改造

1、 胶带保护开关改用DC24 V电源。开关的常闭触点通入DC24 V电源,用来控制小型继电器(线圈电压为DC24 V),小型继电器常开触点控制胶带的停车。这样,就解决了因串入AC220 V电源而对人身安全构成的威胁。

2、每一个保护开关分别控制一个小型继电器,每个继电器上带一个指示灯。当保护开关出现故障时可以直观看到是哪一个。继电器正常工作时,供给PLC输入模块一个AC220 V电源开关量,通过PLC扫描监测各保护开关。当保护开关出故障时,利用PLC控制胶带停车并发出语音报警,直接告知维修工哪个保护出现故障。这样,就解决了出现保护故障时因不能直接排查而影响生产的问题。

3、在皮带滚筒安全护栏处安装一个监测接近开关。利用接近开关监测滚筒安全护栏,供给PLC输入模块一个AC220 V电源开关量,利用PLC扫描监测各滚筒安全护栏。当滚筒安全护栏被移出安全位置时,胶带不能程序起车。如胶带运行时护栏被移出,利用PLC控制胶带停车并发出故障报警。

4、在胶带机头改向滚筒外侧安装一个监测接近开关,在其内圈焊接一个与该滚筒直径一致的半圆弧形铁板(接近开关与弧形铁板间距离为0~7 mm),利用接近开关监测铁板信号并返回到PLC输入模块中,利用预先编写的程序监测脉冲信号。当胶带出现打滑时,改向滚筒必然减速甚至停止转动,接近开关不能输出脉冲信号或长期输出脉冲信号,通过PLC控制胶带停车并发出故障报警,防止胶带受损或磨断,保证了设备安全运行。见图1。

二系统的基本构成

2.1PLC的基本构成

改造后的PLC控制站设2个主站(一台备用)和8个远程I/O分站。2个主站设在调度监控操作室,主要完成对全部PLC分站的硬件管理、信息传输、信息处理和与上位机的信息通讯;8个分站分别安装在原煤、洗煤车间的8个低压配电室中,主要完成对现场设备的信息采集与控制。主站配置为(从左至右):电源模块、CPU储存模块、GB扩展模块、以太网通讯模块、控制输出模块;分站配置为(从左至右):电源模块、通讯扫描模块、控制输出模块、输入模块、模拟量输入模块。

2.2综合保护控制箱的基本构成

该综合保护控制箱安在胶带机头,输入电源AC220 V,引到一个20 A的小型断路器的输入端,断路器的输出端接一个AC220 V/DC24 V的直流电源。DC24 V+通过10个玻璃保险管分别连到各保护开关的常闭触点,并接到小型继电器的线圈(线圈电压为DC24 V)一端,继电器线圈另一端接DC24 V-。利用继电器的常闭触点串入胶带控制回路进行就地开车保护;用继电器的另一个常闭触点控制AC220 V引入PLC输入模块进行集控开车保护。

三改造后效果

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关键词：PLC控制系统；系统设计；PLC选择

Abstract: as a kind of PLC of the industrial control computer, is becoming the mainstream in the field of control equipment. This paper mainly introduces the general design principle of PLC system and PLC system design of basic content, as well as the mainstream PLC choice model, and analyzes the design of PLC control system and the problems to be pay attention to.

Keywords: PLC control system; System design; PLC choice

中图分类号：N945.23 文献标识码：A 文章编号：

可编程控制器(Pmgrammable logical controller，PLC)控制技术已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻工等领域，为工业自动化提供了有力的工具，加速了机电一体化的进程。

1PLC控制系统一般设计原则

为了满足被控对象的工艺要求，从而提高生产效率和产品质量，PLC控制系统设计时应遵循以下基本原则： 、

1)最大可能地满足被控制对象的控制要求。设计PLC控制系统的首要前提就是要充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求。

2)保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行。在系统设计、元器件选择、软件编程等方面全面考虑，力求控制系统安全可靠。

3)要满足设计的控制系统既简单、经济又方便使用和维修。

4)适应发展的需要。在满足上述原则的基础上应该充分考虑到以后生产的发展及工艺改进的需要，在选择PLC、输入／输出模块、L／O点数和内存容量时应适当留有裕量。

2 PLC控制系统设计的基本内容•

PLC控制系统设计涉及的内容很多，但首先应具有以下基本内容：

1)根据设计原则确定控制系统的设计技术条件。

2)正确选择用户的输入设备(按钮、操作开关、限位开关和传感器等)和输出设备(包括继电器、接触器、信号灯等执行元件)以及输出设备驱动的控制对象(电动机、电磁阀等)。

3)正确选择PLC。PLC控制系统的核心部件就是CPU，它对于整个控制系统的技术经济性能指标的保证起着至关重要的作用。它的选择也决定了跟随的其他模块的选择。

4)编制好I／0分配表和接线图，即合理的分配ⅣO点，设计好PLC的I／O端口接线图。在分配L／O点编号时，尽可能将同一类的信号集中配置，地址号按顺序连续编排。

5)软件设计时按要求编写软件设计说明书，选择合适的编程语言(常用梯形图)进行程序设计，编程时，首先要合理划分模块；其次是合理利用指令，严格注意信息名称的定义。

6)硬件设计和软件设计可分开同时进行，硬件配备工作，如电路，包括主电路的设计、强电设备的安装布线、控制台(柜)的设计和现场安装等。

7)做好单机调试计划与联动调试计划，只有单机调试完成无错的条件下才能进行联动调试的工作。

8)认真编写设计说明书和使用说明书。

3 PLC机型选择

PLC机型选择的基本原则是：在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格比最优的机型。具体应注意以下几个方面：

1)选用规模适当的PLC输入、输出点数是衡量PLC规模大小的重要指标。因此，在选用PLC时，首先要确保有足够的I／O点数，并留10％一15％的备用量。

2)PLC的容量要满足用户要求。对PLC用户程序存储容量的估算，可用下面推荐的经验公式：存储器总字数=(开关量I／O点数×10)+(模拟量点数×150)。按经验公式所算得的存储器总字数要再考虑25％的余量。

3)功能相当，结构合理。若被控制对象是开关量和模拟量并存，要求PLC完成A／D、D／A转换，算术运算和其他一些特殊处理，则要选择有相应功能的PLC此外，还要考虑PLC结构。整体式结构简单、体积小，每一个I／O点的平均价格也比模块式的便宜。

4)选择哪一种功能的输―V输出模块和哪一种输出形式，取决于控制系统中输Ⅳ输出信号的种类、参数要求和技术要求。输出模块按方式不同又有．继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出3种。

5)选用PLC机型要统一，即在同一个企业，PLC使用的机型要尽量统一(PLC生产厂家的统一，同一厂家同一型号的统一)，以便于编程的应用软件是一样的，也便于维护和管理。

4 系统设计中应注意的问题

在整个PLC控制系统设计过程中，如果某些问题处理不当，会影响整个控制系统的正常运行，进而影响到企业的安全生产和经济效益。为了提高系统的可靠性能，保证工业设备安全、高效运行，在系统的设计过程中，应注意以下几个问题：

1)使输出模块(接口)的负荷留有一定的余量。

输出模块是PLC装置本身最易受到损坏的部件。降低输出接口负荷的最简单方法就是给其加上功率放大环节，即使用吸合功率和保持功率都相对较小的小型中间继电器进行转换。

2)注意对输出模块的外电路保护。为了防止因外部电路短路等原因造成输出接口损坏，可在其输出接口设置短路保护装置。

3)联锁、互锁功能的硬件设置。单纯在PLC内部逻辑上的联锁和互锁，往往在外电路发生故障时就失去作用。将2个接触器的常开辅点引入PLC输人接口，在软件中将它们以常闭的方式串人对方输出点线圈，就可起到较完善的保护作用。

4)PLC电源的要求及系统的失压保护。在应用程序开发时要特别注意系统的失压保护，要考虑出现失压状态时系统初始状态的恢复和联锁。

5)采用一定的抗干扰措施。对于可靠性要求很高的场合或电源干扰特别严重的环境，可以安装1台带屏蔽层的变比为l：l的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。另外还可以在电源输入端串接LC滤波电路。

6)安装与布线。动力线、控制线、PLC的电源线以及I／O线应分别配线，其中开关量与模拟量信号线也要分开敷设。

7)PLC系统的安全性考虑。为了防止意外的掉电发生影响设备的误动作，一般PLC的供电电源都要采用UPS供电，uPs的选型取决于PLC所带的负载多少。

8)PLC设备的接地。良好的接地是保证整个PLC控制系统可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击造成的设备损坏。

5 结语

PLC是以自动控制技术、微计算机技术和通信技术为基础发展起来的新一代工业控制装置，随着微处理器技术的发展，PLC得到迅速的发展，也在社会各领域的生产中得到了越来越多的应用。

参考文献

[1] 陈延奎．浅谈PLC控制系统的设计方法[J]．中国科技信息，2009(20)：16-18．

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一、PLC技术在国内工业领域的应用现状

可编程控制器在工业自动化领域中起着举足轻重的作用，已广泛应用于机械、冶金、石油、化工、纺织、电力、电子、食品、交通和军工等行业。实践证明，80%以上的工业控制可以使用PLC完成。

我国目前的PLC市场（包括小型PLC）几乎被国外产品占领，国内PLC产品的市场占有率不足10%，且80%以上的应用集中在Siemens等市场领先的公司的产品上。PLC市场发展非常迅速，据专家估计，今后几年我国PLC产品的年需求增长率超过12%。

由于计算机网络技术和集成电路的迅速发展，PLC向小型化、微型化和高速化发展。在应用中，PLC可与上位机联网，也可下挂PLC，组成分布式控制系统。

虽然PLC技术发展非常迅速，大型机和各种工业控制网络也得到了一定程度上的应用，但由于受限于我国的工业基础、企业资金、人员情况和目前大多数企业的控制要求，PLC小型机在大多数地区的绝大多数企业中，应用需求明显较强。特别是在一些以轻工业为支柱的城市，应用需求尤为突出。

二、技工学校现有教学资源分析

1.专业师资情况

可编程控制器作为继电器控制系统的替代，近几年在国内才得到全面应用。技工学校对可编程控制器技术大规模进行教学实践的时间更为短暂。多数学校在PLC技术的教学上还未探索出一条实用性、可复制的道路。

PLC技术专业性比较强，入门虽然并非困难，但要在教学中游刃有余，需要对专业知识系统进行深入学习和长期技术应用实践。目前，技校中从事PLC教学工作的专业教师，有部分并未系统学习过PLC知识，不具备PLC工程经验，许多教师缺乏将PLC知识有效率、有重点地传授给学生的能力，无法有效率地提高学生在该领域的技术能力。

2.设备情况

在技校中，可编程序控制器的拥有量普遍偏小，并以小型机主。常见的有欧姆龙公司的CPM1A、三菱公司的FX-2N、西门子公司的S7-200、松下公司的FP0等产品。

三、对教学内容和方式的建议

1.教学中应以小型机为主，切勿贪多求全、盲目攀高

PLC产品虽然在原理上是类似的，但不同厂家的系统均不兼容，技术参数、存储器组织、指令系统、相关外设等各方面存在较大差异且发展迅速。可编程控制器的中、高端产品功能强大，使用灵活，但同样对学习者提出了较高的要求。

根据职业培训中对培养目标的分类，技术人员可分为工程设计人员、现场技术人员、安装操作人员等三类。限于市场认可等各方面的非主观因素，技工学校无论处在何种层次，培养目标均应该以后两种为主。据调查，技校毕业生在可编程控制器技术的应用中，多从事小型机的安装、调试、维修等工作。因此，大多数技校在可编程序控制器技术应选择一种在所在地区应用最为广泛的小型机机型作为教学的主体。

2.加强对实际工业环境的模拟，适当进行设备更新

在设备采购上，许多技工学校往往仅购入了PLC主机，却对设备的建设相对缺乏。

PLC在实际应用中需要通过传感器、主令电器等感知控制现场的信息，通过预定程序完成对现场设备的控制。PLC的安装、调试和维护、维修，并非仅是指针对PLC的工作，而是指针对以PLC为核心组成的控制系统工作。PLC技术发展迅速，设备更新要及时。实验室建设并非一劳永逸，技术发展了、应用环境变化了，实验环境也要随之变化。

3.注意培养学生的综合技术应用能力

相当数量的学校，在PLC课程中基于实习投入和教学能力等一些因素编程在教学中被放到了最重要的位置，其他相关知识、技能基本被忽略。编程远不是PLC技术的全部，但编程控制系统的构建是复杂的。在实践中，技校学生很难单纯依靠PLC编程技术获得工作岗位，因此，必须注意培养学生的综合技术应用能力。

4.以目标驱动的小组制、课题制教学

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关键词:可编程逻辑控制器 系统设计 设计不足

中图分类号:TP391.8 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0018-02

随着社会的不断发展和进步,可编程控制器得到了广泛的应用,什么是可编程控制器呢？它是一种专门在工业环境下,能应用数字进行运算的电子系统。它采用的是可以编程的存储器,因为这样的存储器能在它的内部执行逻辑性的运算,还有一些顺序控制计时等指令,以此来控制着各式各样的机器。就目前的情况来看,大部分的计算机集散控制系统中都存在着可编程控制器,下面,我们就可编程控制器控制系统总体的一些设计作简要的浅析。

1 可编程控制器控制系统设计的原则

可编程控制器所要执行的任务就是要满足被控对象提出的各项性能指标。被控的对象也就是工业中生产的控制设备、生产工艺过程、还有就是自动化的生产线。想要在生产中,劳动生产率最高,产品的质量还要得到保障,劳动强度和危害程度也要保持在最低的状态,就要合理的进行设计PLC控制系统,PLC是可编程逻辑控制器,那么就要遵循这几个原则。

1.1 最大限度最合理的满足被控对象的各项指标

想要合理的设计PLC控制系统,就要先对被控的对象有所了解,进入工厂,进行实地的考察,对它想要达到的指标进行最合理的分析设计。然后综合考虑,拟定电气控制方案,为之后的设计做好铺垫。

1.2 控制系统要安全可靠

在电气控制系统中,最重要的就是安全可靠性,如果安全可靠性没有保障,那么在以后的使用应用中,不仅不能长期的投入生产,还能对人的生命健康带来危害。所以必须把安全可靠性放在首要的位置上,这样才能保障产品的数量和质量符合生产的标准。

1.3 系统最简化

在满足各项性能指标的前提下,使控制系统的结构最简化,这样可以方便操作,而且造价也比较低,在工厂的生产中也具有很强的使用性。简单的结构在以后的使用和维护中也是比较容易。

1.4 留出适当的余地

工厂中的生产规模不是一成不变的,生产工艺也是在不断改进的,因此在设计PLC系统的时候,要考虑到这点,要在设计中留有余地,这样就要选择有适当余量的PLC。

2 PLC控制系统的主要设计方法

2.1 设计任务的了解

在系统设计之前,要对被控制的对象进行深刻的了解,还要对生产中的工艺流程以及主要设备的性能进行熟悉,知道他们的工作原理,以此来确定想要设计的系统要完成的一些任务和性能。在设计过程中还要拟一份设计任务书,将设计中的一些设计要点和控制的方式写入进去,便于之后的系统设计。

2.2 选择合适的PLC

设计中选择合适的PLC是很重要的,一般要考虑这几个方面:(1)系统的控制目标。设计系统的时候要先明确系统的控制目标,在工厂中,主要的控制目标就是要保证生产的安全可靠性,使其能稳定的长期进行运作,还要保障产品的质量和数量,在不影响产品的质量的同时提高生产效率,还有就是改善信息管理。要根据需要选择合适的PLC机型。(2)PLC的硬件性能。在进行PLC设计时要先对其的硬件有一定的了解,主要看的硬件就是CPU,它是PLC主要组成部分,只有CPU的能力强了PLC的能力才会好;指令系统,不同机型的PLC指令系统也是不相同的,这就要根据实际情况的应用来确定是什么指令,从而选择出适合该指令的PLC;I/O系统,这是PLC系统设计中必须知道的参数;相应速度,在一般的情况下PLC的相应速度都是可以满足现状的,因为大部分PLC都是以数字量控制为主的控制系统,而对于少数含有模拟量的PLC控制系统来说,就必须的考虑响应速度了。除了以上的这几个重要的硬件配置,还有一些其他的考虑的方面,例如说工程总投资、备品配件的统一性、技术支持等等。

2.3 PLC控制系统中硬件的相应设计

对于PLC控制系统中硬件的设计,其实就是指PLC外部设备的设计,主要的外部设备是输入设备、执行元件、控制台和柜、操作版面等。这些设计中我们要知道,每个设备都包含什么,都要具有什么样的特点,然后根据需要进行合理的设计。

设备中I/O的地址分配,要根据用户输入和输出设备的分析和整理进行制定的。对于I/O来说,在它的设备表中,应该具备I/O地址还有设备代号和名称以及一些其他的信息,这样才能根据各自的特点进行正确的安排,通常情况下都是相同型号的信号和相同的电压等级安排在一起,以此确定施工的主要布局,最后绘制出I/0接线图。

2.4 系统软件的设计

控制系统软件的设计就是利用梯形图,来编写主要的控制程序,我们通常采用的方法是经验设计法和逻辑设计法。方法的使用要根据实际的情况来定。如果要设计控制系统规模比较大的系统时,可以将流程分成很多小步骤进行设计,设计中要注意,要确定每个步骤中的转换条件和跳转等功能,以便最后转换成梯形图时比较好操作。然而对于传统的控制线路改造就方便的多,可以直接根据原系统中的控制线路图,根据梯形图的编程规则进行改造。用梯形图编写程序操作起来比较简单,而且出错率比较低,设计的周期也很短暂,因此在设计中总会应用到。

2.5 系统的运行

上面就是系统设计的基本步骤,步骤完成后,PLC控制系统有了一个大概的形体,我们这时可以进行模拟调试,在运行中,要保证硬件的正常运行,然后在这基础上对软件进行调试,来达到最好的效果。

3 可编程控制器控制系统的可靠性设计

3.1 从电路提高系统的可靠性

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关键词 PLC；用途；特点；发展趋势

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）101-0214-02

可编程控制器自从问世至今，发展的非常迅速。19世纪中期日本开始了可编程控制器的生产，与此同时，欧洲的一些国家也开始生产可编程控制器。现阶段全世界的绝大多数国家的一些少大型的电器厂商几乎都在生产可编程控制器。可编程控制器作为当代电控装置的主导，以作为一个独立的工业设备列入生产当中。特别是20世纪80年代以来，随着大规模集成电路和微型计算机技术的发展，以16位及32位微计算机为核心的PLC得到了迅速的发展，从而使得PLC再设计上、使用性能方面、以及价格方面都取得了很大的突破，在控制能力得到了很大的提高的同时，功耗以及体积也相对减少好多，性能得到了提升并且成本也得到了节约，而且随着远程i/o和通信网络、数据处理以及图像显示等技术的发展，使PLC的应用领域不断扩大。PLC已成为现代工业生产自动控制的一大支柱设备。

1 可编程控制器的用途

1）PLC一项最为基本的功能是开关量逻辑控制，用这一功能来取代继电器逻辑控制；

2）运动控制PLC可以控制步进电动机、伺服电动机和交流变频器，可以用于各种机械运动和位置的控制。使用于机床、装配机械、机器人、电梯等；

3）闭环过程控制通过模拟量A/D和D/A转换，PLC可以控制大量的物理参数，例如温度、压力、速度和流量等。PID（Proportional—Integral一Derivative）功能的提供使PLC具有闭环控制能力，可用于过程控制。广泛地应用于塑料成型机、加热炉、热处理设备、锅炉及轻化工、冶金、电力等行业；

4）数据处理PLC不仅能用于算术运算、数据传送、查表等，还可以进行数据比较、数据转换、数据通信、数据显示及打印等，具有特别强大的数据处理的能力。数据处理能力应用的范围一般都是大型的控制系统，例如无人柔性控制系统，过程控制系统等。

2 可编程控制器的特点

可用于控制及其复杂的设备、同时可以在特殊的环境里工作，并且可以长期连续的工作，这样的特性使得PLC在结构以及性能方面，占据着强有力的优势。

1）可靠性高，抗干扰能力强PLC采用了很多硬件和软件的措施满足“专为在工业环境下应用设计”的要求，主要包括光电隔离、模拟输入滤波器、电磁屏蔽措施、冗余技术等。大量实践表明，PLC系统在使用过程中发生故障，问题大都出在外部的开关、传感器、及执行机构，并不是PLC自身出问题；

2）通用性强，扩展方便，系统组成灵活，现阶段PLC产品已经发展得非常成熟了，并且配备功能齐全的I/O模块、以及特殊的木模块和相应配套的零部件以方便客户自行组合，可以特别方便的组合可供不同控制需求的控制系统；

3）程序设计简单、易学、易懂PLC的主要使用对象是广大的电气技术人员，其编程采用与继电器控制原理图非常相似的梯形图（LadderDiagram）语言，工程人员学习、使用这种编程语言十分方便；

4）系统设计、开发周期短且方便，维护工作量小PLC硬件的模块化设计大大缩短了应用系统设计所需的时间，进而加快了工程进度。鉴于PLC自身发生故障的几率比较低，并且具备比较健全的自诊断以及显示功能，利于快速排除故障；

5）对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产PLC实质上就是一种侧重于I/O接口控制环节的工业用计算机，当生产工艺发生变化时，不必改变PLC硬件设备，只需改变PLC中的程序即可。

3 可编程控制器的发展趋势

1）PLC向全过程控制渗透与发展。美国就有一家炼金企业采用一部PLC，进行炼金的全过程控制。所有的报警功能、PID调节功能和顺序控制功能都由PLC完成。全部采用PLC控制方案比采用分散控制系统（DCS）加PLC的控制方案节省投资近50%，而且金的回收率由原设计的92%提高到96%；

2）PLC加强了通信功能为了满足柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）和工厂自动化（FA）的要求，近年来对PLC的通信功能提出了更高的要求。最小点数的PLC也要求具备与上位PLC或计算机通信联网的功能。现代化大生产要求将工业生产过程自动化和信息管理自动化结合起来。PLC作为实现生产过程自动化的控制器必须能与实现工厂信息管理自动化的上位计算机进行通讯，同时也要求PLC相互之间通讯联网。目前，各公司生产的新一代PLC通讯功能比较强，但不同公司的PLC之间还无法通讯联网。实现不同公司的PLC产品之间通讯联网将是一个发展方向；

3）编程语言趋向标准化目前PLC普遍采用的编程语言——梯形图，以其直观、形象、简单等特点为广大用户所熟悉和接受。但是，随着PLC功能不断增强，梯形图以外的编程语言将不断涌现。新一代的PLC除了采用梯形图编制用户程序之外，还广泛采用顺序控制的标准化语言SFC。另外，随着计算机普及，PLC还将普遍采用与计算机兼容的BASIC语言、C语言以及汇编语言编制用户程序。多种语言并存、互补并不断走向标准化是今后PLC编程语言的发展趋势。

4 结论

由于PLC所具有的独特功能和对生产现场的广泛适应性，故从PLC产生开始，就引起各工业发达国家的极大关注。各电气控制制造商纷纷研制开发，新型PLC不断涌现。随着大规模集成电路、微处理器等计算机技术的发展，PLC的功能大大增强，有力地推动着PLC技术迅猛发展。

参考文献

[1]吴秀凤编.可编程控制器原理与应用.冶金工业出版社，2010，9.

[2]陈世和主编.电工电子实训教程.北京航空航天大学出版社，2011，8.

[3]陈婷，何志勇，罗力恒.基于组态软件与单片机的模拟设备实验系统设计[J].工业控制计算机，2011（6）.

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关键词：理实结合；因材施教；启发式教学；多媒体技术；分层设计；仿真软件

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）35-0046-02

《可编程控制器（PLC）》是高职高专机电一体化、电气自动化、生产过程自动化等专业的一门重要的专业课，也是这类专业的学生就业必备的技能之一。本课程职业性、实用性较强，它对电气相关专业其它课程起到前后支撑作用，对学生核心专业能力形成起到关键作用。电气相关专业学生未来的就业岗位主要定位在维修电工、车间电气技术员、工业自动化系统安装调试工、工业自动化系统设计工程师助理、工业自动化系统维护技术员等岗位，这些岗位对学生掌握生产线中的常用设备PLC的知识能力要求较高。

因此，在教学过程中如何提高学生的学习兴趣，增强学生的实用性技能以及如何能够紧贴企业实际工作的要求，是我们在教堂过程中需要探索的问题。本文主要通过调研经济发达地区PLC相关从业人员所需的技能水平，探讨使得课堂教学环节、理论实践环节中较为行之有效的教学方法。

1 人才需求现状分析

PLC在近年来已经成为工业生产中的重要支柱，从市场规模推算目前PLC从业人员在各行业的分布大致如下：纺织21.04%、冶金14.56%、汽车11.94%、食品饮料10.56%、电子制造7.6%、化工6.96%、电厂5.16%、造纸4.04%、石油开采及冶炼3.86%、建材3.28%、市政3.04%、其他7.96%。 PLC应用从业人员从事现场维护的占一半以上；从事程序设计的占总体的20%；其后依次是从事销售和系统设计的人员，分别占14%和13%。（数据来源：中国工控网《2005中国PLC市场研究报告》）。

根据以上调查报告可以看出，企业对PLC人才的需求的数量较大，而且在未来几年内，需求量还需进一步增加。因此，无论从企业的实际需求出发，还是从目前职业教育的需求出发，都需要加大PLC课程改革的力度。在教学环节中，如何让学生更加有效的增加PLC应用基础的知识，能够熟练的使用PLC进行程序的编写、调试等工作，是高职类学校对PLC人才培养的关键目标所在。

2 职业教育现状与缺点分析

随着学校规模的扩大，学生人数的增加，职业教育中往往出现学生人数和教学资源不相匹配的情况，因此很多学校的PLC教学中存在以下问题。

2.1 教学班级人数较多，理实一体教学思路难以实施

虽然，近年来理实一体教学在职业教育中被广泛的推崇，但是目前很多学校学生人数激增，而设备数量却不能满足理实一体教学的要求，导致实践课的安排不足，学生动手能力较差。学生积极性下降，学习效率无法保证。

2.2 实训课，无具体考核方式，不能够贴近企业实际

由于教学班级人数较多，给实训考核带来一定的难度，实训没有具体的考核方式，效率不高。另外，实训课程的开设多为模拟实验，和企业的实际相差甚远。使得大多数学生走出校门后发现所学课程和实际应用相差甚远。

3 PLC课程教学改革与探索

3.1 解决学生人数和设备不匹配时的教学方案改革

对于学生人数较多，但设备数量有限的职业院校，可以采用大班教学理论课，小班教学实验课的方式，这需要对课时计划进行严格的修订。每2次理论课的内容，由一次实践课来进行巩固。实验课的考核以考高级工为目标，由于和考工考证挂钩，学生的自主学习性会大大增加。

3.2 因材施教，分层教学的探讨。

因为每门课讲授都会受学生学习能力的限制而无法进行比较深的有难度的学习的教学，PLC课程中高速计数、高速脉冲、PID控制，模拟量控制等内容，在实际应用中很广泛，但是因为这些部分比较难懂，在针对大多数同学的普及教学中，受课时限制这些内容很少涉及。对大多数学生来讲，只要达到高级工要求就可。而少部分优秀的学生，可开设自修课程，对它们适当的开放实验室，进行自主学习，最后严格考核，给予推荐好的工作，推荐为优秀毕业生，等待遇。

3.3 理论教学中的启发式教学的探讨

为了唤醒学生自信，提高学生在学习过程中的求知欲望，在教学过程中我们采用了启发式的教学方法。这种教学方法通常采用提出问题、课堂互动讨论、归纳解决方案、在实验中验证、得到结果并进行总结归纳等几个步骤完成。

提出问题这个环节可以设计在一堂课的初期、中间、或者在课堂的最后留下疑问让学生在课下继续探索和思考。例如：在讲授PLC的循环扫描工作方式时，针对学生编程过程中容易出现的双线圈现象，可提出以下问题。

问题：如图1所示，若给PLC的输入端子I0.0和I0.1分别接按钮SB1和SB2。Q0.0端子接指示灯，那么当SB1按下，而SB2松开时，指示灯是得电还是失电状态？

针对此问题进行课堂互动环节，启发学生根据所讲的循环扫描的理论来分析可能产生的结果。将学生讨论的结果归纳出来，如学生可能得出以下结论：①指示灯亮。因为SB1闭合指示灯亮。②指示灯先亮后灭。SB1闭合使它亮，SB2未闭合使他灭。③指示灯灭。由于循环扫描的集中输出所致。

得到不同答案后，让学生从实验中得到第三种结论是正确的。然后分析产生这种结果的原因以及大家分析错误的原因，并告诉学生这样的编程属于双线圈输出是不允许的，接下来可以进一步让学生提出解决方案，进行下一轮的课堂互动讨论。实践证明，这样的启发式教学方法极大的提高的学生的学习兴趣。

3.4 利用多媒体技术，教学实验箱等设备，现场演示软件

中PLC程序的运行过程

PLC的编程是PLC学习过程中的重要环节，采用理论讲解的方式，让一些理解能力差的同学在接受知识的过程中产生了困难。为了解决这个问题，使得教学效果更好，利用多媒体视频手段或者教学实验箱等，在课堂教学的过程中将实验效果搬入课堂。使学生直观的看到软元件的工作过程。

3.5 实践教学中的探索

3.5.1 实训环节教学资源的开发

初学者可以利用现有实验台做一些简单的案例。经过一段时间的学习，则需要将实训环节的案例和企业实际相联系起来，因此作为教师应该经常去企业调研，可以添加一些企业实际中使用的较为简单的案例，作为实践环节的任务要求。

3.5.2 实训环节采用分阶段任务，分层完成的方法

传统的单任务实训，任务较为复杂，学生消化实训任务时需要较长的时间，在此过程中学习程度较好的同学占主导作用，而学习程度较为差的同学通常处于等待状态，在小组中无所事事。因此在实训任务的设计方面，可以采用分层完成，全组参与的方法。将大的实训任务分为几个小的阶段，而每个阶段的设计题目采用由易到难安排。小组每完成一个阶段，在通过答辩后，获得相应的分数。答辩环节可以采用随机抽取小组成员的方式，组员未通过则全组不能通过，这样首先增加了学生实训的压力，适度的压力是动力的源泉，让学生有适度的紧迫感，能增加学习的效果。另外为了全组顺利通过实训，学习程度好的同学会自觉帮助学习程度差的同学完成实训任务，在实训中培养了学生的合作意识。

3.5.3 利用仿真软件，增加学生学习渠道

实验室的资源毕竟还是有限的，为了增强学生的课外继续学习的能力，培养学生的兴趣。在PLC教学中可以引入教学仿真软件来增加学习的兴趣。如三菱系列PLC的教学仿真软件FX-TRN-BEG-C、采用了生动的动画和编程相结合的方式，学生可以在没有实际PLC的环境下，编写小的程序，并仿真。它分为初级挑战，中级挑战，高级挑战等几个循序渐近的阶段，让学生在自己的电脑上就可以体验到编程的无限乐趣。西门子S7-200的仿真软件Simulation1.2，虽然没有生动的画面，但是通过开关和指示灯的演示，可以帮助初学者编写小的程序并且进行验证。

4 总 结

众所周知，PLC已经成为现代工业中的三大支柱之一，在工业上起着至关重要的作用，作为以就业为导向的高职高专类学校，PLC已经成为电气类专业的重要的专业课。因此如何在学校的学习中为学生提供一个良好的学习平台，教给学生良好的学习方法，让学生掌握PLC的调试，维护，编程的基本技能是PLC教学过程中需要长期探索的问题，我们将继续不断的探索，为培养适应社会发展的21世纪的新型综合性人才而努力。

参考文献：

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Abstract: Programmable Logic Controller is called PLC, and it has been classified with the robot, the computer-aided design as three big props of modern industry, and it is important labor of industrial automation. It has very strong practicality, comprehensive nature and utility. The author analyses PLC selection, program design, installation, commissioning, interference and fault diagnosis.

关键词: PLC 选型;程序设计;安装;调试;抗干扰;故障诊断

Key words: PLC selection;program design;installation;commissioning;interference;fault diagnosis

中图分类号:TP23 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)07-0129-02

0引言

PLC是通过存放在存储器内的程序实现控制功能的,要改变控制方式主要是改变程序,而PLC的软件简单易学,硬件连接简单,工作可靠性高、抗干扰能力强,便于与其它网络连接等诸多的优点使PLC很快的在逻辑控制、运动控制、过程控制等领域广泛使用。因此,掌握PLC的使用有着非常重要的意义。

1PLC的选型

PLC的选择可以从以下几方面考虑:①选择品牌。目前国内采用的西门子和三菱的较多,其市场占有量大,性能稳定可靠,软件指令丰富,易于扩展等优点,被大部分用户接受,美国的产品价格较高,国内产品市场占有量小等因素被采用的相对较少,应根据项目的预算和技术要求选择合适的产品。②类型要合适。充分考虑输入输出信号的性质。如输入信号电压类型、等级、变化率,输出端的负载特点,以此选择配置相应机型和模块。目前,PLC以开关量的控制为主,应选择继电器输出型。③功能要适当。可选择整体式或机架模块式。如模块式需选择具有所需功能的PLC主机,根据需要还应选择相应的模块,如输入输出扩展模块、模拟量模块、高速计数模块、通信模块和人机界面单元等。④确定I/O点数。准确的统计出被控制设备对输入输出点数的总需要量。在实际统计出I/O点数的基础上加15%～20%的备用量,以便今后调整和扩充。估算系统对PLC响应时间的要求。响应时间包括输入、输出滤波时间和扫描周期。尽量选择扫描速度高的PLC。

2PLC的程序设计

PLC的控制系统是以程序形式来体现其控制功能的,因此,大量的工作将用在软件设计上,即程序设计。目前,全世界有超过上百个PLC的生产厂家,市场占有量较大的有美国的A-B公司、通用公司,德国的西门子公司,日本的欧姆龙公司、三菱公司、日立公司和法国的施耐德公司等,而它们的编程语言和软件大相径庭,因此,应先学精一个公司的软件,再和其它品牌的软件比较学习,将事半功倍。就PLC的程序表达方式而言,基本有四种:梯形图、指令表、逻辑功能图和高级语言。采用最多的是梯形图语言,它沿用了传统的继电接触器接点、线圈、串并联等术语和图形符号,并且加入了很多高级指令,将微机的特点结合进去,形象而且直观,易于熟悉继电接触控制系统的人员学习,成为PLC第一用户语言。设计过程应注重以下步骤:①全面了解被控系统的必须任务,需完成的动作及动作顺序。这往往都是由生产工艺和设备的实际需要提出的目标。②进行I/ O分配(输入输出分配)。确定哪些设备的信号送入PLC,如启动按钮、停止按钮、行程开关、热继电器辅助触点、检测设备获得的模拟量等;哪些设备是接收来自PLC信号的,如接触器线圈,灯泡、变频器、控制电机、执行装置等。确定了设备的输入输出后,需要列写出这些输入输出设备所对应的实际物理地址,比如I0.0连接启动按钮,Q0.3连接接触器线圈。③根据分配好的物理端口的标号进行软件编程,画出梯形图。尽量利用PLC内部功能软元件,减少硬件投入,降低成本;一般应独立每一路输出,便于控制和检查;输出若为正/反向控制的负载,不仅要从PLC内部程序上联锁,还要在PLC外部采取硬件措施,使系统更安全。梯形图应按照正确的顺序要求完成全部功能。④用计算机或手操器将软件送入PLC器件内部。⑤安装硬件。⑥现场调试。一般应先断开输出设备,连接输入设备,待运行一遍,确定输出指示灯的通断和预先设计的动作顺序完全一致后方可连接输出设备进行调试。

3硬件的安装

3.1 电源的连接PLC通常用单相交流电源或24V直流电源供电。接线时,要分清接线端子上“N”端“零线”和“接地”端。PLC的供电线路要与其他大功率用电设备或会产生强干扰的设备分开。PLC应远离强干扰源。电源一般用带屏蔽层的隔离变压器供电,在有较强干扰源的环境中使用时,应将屏蔽层和PLC浮动端子接地,而接地线截面积不能小于2 mm2,接地电阻小于100Ω。

3.2 接地线的连接。PLC应接专用的地线,接地点应与其他动力设备的接地点分开,禁止与其他设备串联接地及通过水管、避雷线接地。

3.3 RUN端子的接线。在RUN端和COM间接入一个铵钮或开关,可以控制PLC进入运行状态,执行控制程序。如果按钮或开关断开,则PLC停止运行。

3.4 紧急停止线路应不受PLC控制,一般可以将紧急停止开关设在输出端口的COM端。

3.5 输入输出的连接控制系统有手动和自动的工作方式,可以把手动信号和自动信号叠加起来,按不同控制状态分成两组输入PLC。多重指令控制一个任务时,可先在PLC外部将它们并联后再接入一个输入点。PLC输出电路中没有保护,应在外部电路中串联熔断器等保护装置。有时,输出端多个相同小负载同步工作时也可将其并联接占用同一输出端子,节省输出端口(此方法慎用)。一台PLC驱动多个额定电压不同的负载时,应保证负载获得额定值,必须使不同负载用不同的COM端口。

4PLC的调试

将编制好的程序写入PLC中,先不带负载模拟工况运行,通过输入输出信号指示灯观察各输入输出信号之间的变化关系是否符合控制要求,发现问题及时修改程序,直到满足工艺流程的要求。在模拟调试成功后,将输出端的负载接入现场实际控制系统中进行再次调试,直至完全正常。

5提高PLC控制系统的抗干扰措施

5.1 工作环境安装PLC应避开大的热源,要有足够大的散热空间和通风条件。PLC的安装应避开强的振动源。尽量避免阳光直射、油雾、雨淋等;避免导电性杂物进入控制器。

5.2 输入信号抗干扰的方法当输入端有感性元件时,为防止感应电动势损坏模块,应在输入端并接RC吸收电路(交流输入信号)或并接续流二极管(直流输入信号)。

5.3 输出信号抗干扰的措施在PLC的输出端接有感性负载时,输出信号由OFF变为ON时,会产生突变电流;从ON变为OFF时,会产生反向感应电势。为防止干扰信号的影响,应在输出端,联RC吸收电路(交流负载)或并接续流二极管(直流负载)。

6PLC的故障诊断

PLC本身具有自诊断功能,从PLC面板上指示灯的状态可以判断PLC系统的运行情况,通过更换单元或模块可以迅速排除故障。

6.1 POWER:电源指示当PLC的电源接通,该指示灯亮。该灯不亮说明电源不通。

6.2 RUN:运行指示当PLC基本单元的PLC端与COM端之间开关闭合或面板上RUN开关合上时,PLC即处于运行状态,RUN指示灯亮。若此灯不亮,说明基本单元出了故障。

6.3 BATT:机内锂电池电压指示该指示灯亮说明锂电池电压不足,应该更换。

6.4 PROG.E(CPU.E):程序出错指示。该指示灯闪烁说明出现程序语法错误,锂电池电压不足,定时器或计数器未设置常数,程序执行时间超出允许时间等问题。

6.5 输入或输出指示:PLC有正常输入时,对应输入点的指示灯亮若PLC有输出且输出继电器动作,则对应输出点的指示灯亮。若输入指示灯不亮,应检查硬件连接是否有断路。在输出回路中,由于短路或其它原因造成PLC输出点在内部粘滞,只需将其接线换至空接线点上,同时修改相应程序。

7结束语

综上所述,通过学通一种PLC就一通百通,应用自如显然不太可能,学习过程必须注意几大流派的代表作品,举一反三、触类旁通,通过从软件编程到硬件的安装、调试、维护、检修等一条完整的过程,不断积累经验才能提高PLC的使用技巧。

参考文献:

[1]王兆明.电气控制与PLC技术[M].清华大学出版社.

[2]孙同景.PLC 原理及工程应用[M].机械工业出版社.

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【关键词】可编程控制器 智能控制 编程方法

1 前言

可编程控制器（PLC）在我国工业方面的应用越来越广泛，尤其是德国西门子系列的PLC在我国可编程控制器使用方面占了相当大的比重。通过西门子S7-200编程方法的学习，可以解决部分工业智能控制的问题。

2 S7-200编程方法

2.1 S7-200的程序结构

S7-200分为线性结构和分块结构两种形式的程序结构。也可以叫做线性程序设计和分块程序设计。

2.1.1 线性程序设计

当程序中有多个需要控制的任务时，该设计方法就是把这些任务根据工程需要编写在主程序（0B1）中。下面我们可以举一个例子说明一下，假设在一个控制工程之中包含四个需要控制的任务，分别为任A、B、C和D。那么线性程序设计即在一个主程序中我们将这4个控制程序根据要求编写进去。这种方法对于相对而言容易的并且规模较为短小的程序会有很好的效果，读起来会比较容易，而那些较为复杂的，分支多的程序则不适用。

2.1.2 分块程序设计

这种方法相对于上面的方法就能很好的处理复杂程序的问题了，它将总的工程分为许多个小而且简单的控制任务。这些小而且简单的控制任务也就是一个个子程序块。而最终通过调用的形式，主程序将这些子程序整合在了一起，这样就形成了一个完整的复杂的大程序。

当控制工程比较复杂，且分支较多的情况下，应用分块程序设计控制任务就更加便捷灵活了。在实际工程应用中更加广泛。而这每一个小任务块我们可以选择比较简单的线性程序方法，这样两者相结合使用会使得程序的编制更加便捷。

2.2 S7-200的编程方法

经过上面的介绍，对PLC的程序结构有了初步的了解，下面对于编制PLC控制程序的方法进行简单介绍。其编程的方法较多，常见的包括以下几种。

（1）图解法编程

顾名思义该方法是靠画图来编写PLC程序的。图解法编程又可以分为梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。

（2）经验法编程

该方法是运用与自己工艺比较接近的程序，再根据实际的工程需要，对该相近的程序进行逐一修改，满足实际的工程需要。而这种经验法编程需要编程者具有很多的经验。

（3）计算机辅助设计编程

该方法在编制PLC程序时是把PLC编程软件与计算机联通，并在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等工作。S7-200的系列编程专用软件“STEP 7-Micro/WIN 32”3.0支持Windows95，Windows98和WindowsNT使用环境。

2.3 S7-200的编程步骤

前面我们对程序结构和编程序方法有了一个大概的了解，下面我们就来对PLC程序的编写上进行学习。PLC程序的编写与计算机是类似的，包括以下几个步骤。

（1）对系统任务分块

为了便于编程，我们通常会把较为复杂的、繁重的的问题简化成几个简单的、小的问题。这样对于一个复杂的工程来说，就可以把它化为几个相对原系统而言简单的小任务了。

（2）编制控制系统的逻辑关系图

在逻辑关系图中能够看出某个逻辑关系的结果，并且可以得出这个结果应该导出的一些动作。而整个的控制活动进行的顺序可以作为这个系统的逻辑关系。

（3）绘制各种电路图

在编制PLC的程序时很重要的一步就是绘制电路。绘制PLC的输入电路时要考虑以下几点：其一信号的连接点要与命名保持一致；其二输入端的电压和电流要适当的选取；其三要保证在特殊条件下系统能够可靠与稳定的运行；其四对于当高压引入到PLC的输入端时，会不会对PLC造成较大伤害也是需要考虑的问题。绘制PLC的输出电路时，同样的我们也要做到以下几点要求：其一输出信号的连接点要与命名保持一致；其二要保证PLC输出模块的带负载能力和耐电压能力；其三电源的输出功率和极性问题。

（4）编制PLC程序并进行模拟调试

编制程序时在保证了正确、可靠的情况下，如果能够经过改进，使程序具有简捷、省时、便于阅读、便于修改的优点就是最好的结果了。在编写任何一个程序块时，要对其进行模拟实验，进行问题查找，如果有错误即可及时的进行修改。

（5）现场调试

任何程序的设计都要经过现场调试的环节，因为只有经过现场调试的系统才能最终投入现场使用。现场调试过程中可以发现控制回路和控制程序不符合系统所要求的地方或者二者存在矛盾的地方。

（6）编写技术文件并现场试运行

这是最后的一个步骤，经过以上的步骤，我们基本确定了系统的控制电路和控制程序，也即整个系统的软硬件都有了。这时我们要对电路图、PLC程序、使用说明及帮助文件等技术文件进行整理。

3 小结

在编程时首先是要根据整个工艺来进行任务的分块，然后正确的运用指令，编写好每一个子程序块，之后就可以进行单元调试的环节了，这里包括了软硬件联调与系统总调，还有对程序不满足工程要求的地方进行修改这三部分。最后经过一段时间的实验运行，如果没有问题后就可以投入实际的运行了。

参考文献

[1]黄德先，王京春，金以慧.过程控制系统「M].北京：清华大学出版社，2011.

[2]廖常初.大中型PLC应用教程「M].北京：机械工业出版社，2007.

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【关键词】可编程控制器原理，一体化教学，项目

一、一体化教学

随着社会发展，现代信息技术更替日新月异，对在校人才培养也提出了更高新的要求。一体化教学，就是理论实践相结合，教学一体化的模式。它具有两大特点，一是突出职业技能训练的主导地位。围绕职业技能训练要求，确定理论教学内容和要求，设置教学环节和进度，理论教学完全服务于职业技能训练。二是理论教学与职业技能训练相结合。注重感知、操作，强调学生学习的主体性。这种一体化教学模式能很好解决理论教学和实践教学脱节问题，减少理论课及理论与实操课之间知识的重复，增强教学直观性，充分体现学生主体参与作用，有助于提高教学质量和高技能人才培养。

二、可编程控制器原理课程一体化教学综述

它是一门集计算机技术、自动控制技术、通讯技术等多位为一体的课程，在社会生活中具有广泛应用。目前可编程控制器原理课程教学重在知识传授，若学生综合素质不高，难以适应社会发展。迫切需要我们转变教学思路，从传统教学观念中跳出来，转向培养学生实践能力。

把一体化教学应用于可编程控制器原理课程正是基于这样一种教学理念，它打破传统理论教学实践教学双线模式，将理论与实践结合，遵循学习的规律，引导学生在“理论实践理论”循环学习中，将教师从教书匠解放出来，将学生从被动学习中解放出来，突出学生学习主体地位，激发学生学习潜能。把一体化教学应用于此理念以项目为主线，教师将教学目标与任务渗透在项目情境中，使学生在项目情境中边做边学，发挥学生主动性。可以运用多项目推进，营造多个项目情境，使学生有选择空间，激发学生参与积极性。

三、把一体化教学应用于可编程控制器原理课程教学实施

1、优化整合教材，精心设计项目

优化整合教材。可编程控制器原理课程一体化教学实施的载体是教材，目前此课程教学实行的是理论与实践教学双线模式，因此必须要对现有教材资源进行优化整合，根据一体化教学具体操作，合理优化整合理论与实践教材。

精心设计项目。项目是推进可编程控制器原理课程一体化教学的主要，因此，精心设计项目是关键，重点处理好下列几个环节：立项、整合、推进等。立项是指根据一体化教学目标选择合理的项目载体，创设良好的项目情境；整合是指将理论教学与实践教学有机整合在项目中，在教学做中实现学生理论素养与能力的提升；推进是指充分考虑好项目的具体可操作性，突破原有教材序列，突出项目主线。

2、优化教学程序，有序有效推进

一体化教学很大程度上依赖于教学做的有序推进，在实际操作中，教师要注意优化教学程序，合理选择教学方法，力求使教学做融为一个有机整体。

教学程序有序化。一体化教学要充分尊重教学的一般规律，由感性理性感性的推进思路。教学初期，要借助生活实例，帮助学生建立感性思维，刺激学生学习愿望。教学方法多元化。一体化教学推进的实效性与教师的教学方法直接相关，要尽量选择直观形象的教学手段，突破常规教学，力求使教学方法多元化，避免单一教学带来的学习疲劳。

3、学生分化组合，实现优势互补

可编程控制器原理课程一体化教学不是以单个学生推进的，它需要对学生进行合理的分化组合，使不同学习层次的学生优势互补，发挥每一位学生的主动性，也使学生在一体化教学中得到提升。合理分组。在可编程控制器原理课程一体化教学实施过程中，要根据教学目标，对学生优化组合，充分考虑每一位学生的学情，包括其知识基础、实践能力、学习兴趣、组织能力等，按照其实际情况，同时兼顾学生组合的自主意愿。分组的过程中确保各个小组的均衡性，才能推动教学，展开小组间竞争学习；分组情况不是一成不变的，要根据学生的成长以及一体化教学的需要，进行微调或者进行动态组合，提升小组学习的活力。分层教学。学生分组时，除了考虑有利于推进可编程控制器原理课程一体化教学，还有一个重要的目的：分层教学。“分层教学法充分体现因材施教、主体参与、分层优化、分类指导、整体推进的教学原则，学生可以各尽其能，各有所获”，尊重学生学习上存在的差异是基本的教学思想，教师要根据学生实际，尤其是课程知识基础、基本技能、思维能力等，对学生进行合理分层。在实施过程中，要注意保护学生学习的自信心，在教学设计中渗透分层教学的思想，尽量选取隐性分层教学方式，从而满足不同层次学生的需求。

四、结语

把一体化教学应用于可编程控制器原理课程立足于理论，着眼于提升学生实践应用能力，突出学生在学习中的主体地位，将理论与实践融为一体，在教学中，培养学生发现、分析、解决问题的实际能力。可编程控制器原理课程一体化教学必将有助于提升课程教学效率和学生专业素质与综合能力，提升学生岗位竞争能力。同时，我们要认识到一体化教学推进过程中的一些问题：操作难度提升、教学模式不成熟、教师牵涉的精力多、教学程序具有动态性等，这都需要我们在教学实践中加强探究意识，为学生的可持续发展奠定坚实的基础。

参考文献：

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[2]李跃，基于情境认知学习理论的高校实践教学[J]，教育与职业，2014（23）：161-162

[3]喻莉，石斌，高职院校“双师型”教师队伍建设中存在的问题及对策分析[J]，前沿，2013（15）：97-99