淺談可編程序控制器教學(xué)

徐輯磊

摘 要：教師在職業(yè)院校課堂教學(xué)中，除了要教會學(xué)生如何使用PLC（可編程序控制器）編寫程序之外，還要教會學(xué)生如何對PLC進(jìn)行日常維護(hù)，以及PLC出現(xiàn)問題時(shí)該如何應(yīng)對。只有這樣，學(xué)生畢業(yè)進(jìn)入企業(yè)后，才能勝任工作崗位，保障設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：PLC 工作原理 維護(hù) 故障查處

在PLC的課堂教學(xué)中，教師要教授的內(nèi)容包括運(yùn)用PLC編寫程序、PLC的日常維護(hù)，以及PLC問題的解決，在教學(xué)中要從以下幾個方面入手開展工作。

一、讓學(xué)生了解PLC的系統(tǒng)組成

PLC系統(tǒng)是由CPU、存儲器、I/O裝置、編程器以及電源組成的。其中，教師要引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)了解CPU。它是PLC的核心部分，用掃描的方式接收現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入到映像寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中，在PLC進(jìn)入到運(yùn)行狀態(tài)后，執(zhí)行用戶程序，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并隨時(shí)更新數(shù)據(jù)狀態(tài)，起著診斷電源和PLC編程過程中出現(xiàn)的語法錯誤的作用。

二、讓學(xué)生掌握PLC的工作原理

PLC采用的是“順序掃描、不斷循環(huán)、集中采樣、集中輸出”的工作方式。在每次掃描的過程中，PLC集中對輸入信號進(jìn)行采樣，集中對輸出信號進(jìn)行刷新。在輸入刷新過程中，當(dāng)輸入端口關(guān)閉，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新狀態(tài)，但是新狀態(tài)不能被讀入。只有當(dāng)程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新狀態(tài)才能被讀入。PLC的每一個掃描周期分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個環(huán)節(jié)。在這個過程中，元件映像寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。

三、讓學(xué)生熟悉PLC的工作環(huán)境

教師不能只教授學(xué)生如何編寫程序，還要讓學(xué)生熟悉PLC的工作環(huán)境。雖然PLC的抗干擾能力很強(qiáng)，但它對使用場合、環(huán)境等還是有一定的要求的，為了使PLC能更可靠地工作，延長其使用壽命，教師還要向?qū)W生講解PLC工作環(huán)境中的一些注意事項(xiàng)。PLC工作環(huán)境的溫度應(yīng)控制在0℃～50℃，而且要做到陽光不能直射，相對濕度小于85%。在PLC設(shè)備使用過程中，周圍不能有腐蝕性或易燃易爆氣體，不能有能導(dǎo)電的粉塵。設(shè)備安裝位置的振動頻率小于55Hz、振幅小于0.5mm，這樣可以保持PLC工作的穩(wěn)定性。設(shè)備周圍要留有用于擴(kuò)展和通風(fēng)散熱的空間，必要時(shí)可安裝風(fēng)扇進(jìn)行通風(fēng)，在易燃易爆或有腐蝕性氣體的場所應(yīng)考慮在柜內(nèi)正壓通風(fēng)，以便導(dǎo)出氣體。

四、讓學(xué)生掌握PLC系統(tǒng)的定期檢查和維護(hù)

教師要教會學(xué)生定期巡視PLC各I/O板指示燈指示狀態(tài)，查看控制點(diǎn)的狀態(tài)信息，通過觀察設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，判斷PLC控制是否正常；觀察散熱風(fēng)扇運(yùn)行是否正常；觀察PLC柜有無異味。除此之外，教師還要培養(yǎng)學(xué)生定期除塵的習(xí)慣，除塵時(shí)要把被控設(shè)備調(diào)到初始運(yùn)行狀態(tài)，要小心謹(jǐn)慎。因?yàn)槎ㄆ诔龎m可以保持電路板的清潔，防止短路故障發(fā)生，提高元器件的使用壽命，這也是對PLC控制系統(tǒng)的一種很好的防護(hù)措施，另外出現(xiàn)故障時(shí)也便于查找故障點(diǎn)。

當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候，要想快速、準(zhǔn)確地查明故障并解決問題，教師在教學(xué)中要重點(diǎn)教會學(xué)生掌握以下要點(diǎn)。

首先，教師要向?qū)W生明確PLC控制回路和繼電器控制回路的不同。PLC與繼電接觸器控制的主要區(qū)別之一，就在于二者的工作方式不同。繼電接觸器控制系統(tǒng)是按照并行方式工作的，即是按照同時(shí)執(zhí)行命令的方式工作的，只要形成電流通路，就可能有幾個電器同時(shí)動作。而PLC是以串行方式工作的，PLC在循環(huán)執(zhí)行程序時(shí)，是按照語句的書寫順序自上而下進(jìn)行邏輯運(yùn)算的，而前面邏輯運(yùn)算的結(jié)果會影響后面語句的邏輯運(yùn)算結(jié)果。這一點(diǎn)教師必須要讓學(xué)生知道，由于工作方式不同，這兩種控制回路的故障應(yīng)對方法也略有不同。

其次，教師還要讓學(xué)生了解到PLC在運(yùn)行程序判別觸點(diǎn)通斷狀態(tài)時(shí)，只取決于其內(nèi)部輸入繼電器線圈的狀態(tài)，并不直接識別外部設(shè)備，而輸入繼電器線圈狀態(tài)取決于外部設(shè)備，這是二者的又一個不同之處。PLC中使用的繼電器并非實(shí)體繼電器，而是軟體繼電器，每個軟體繼電器僅對應(yīng)PLC存儲單元中的“一位”，該狀態(tài)為“1”時(shí)，表示繼電器線圈通電，這時(shí)程序中有該繼電器的觸點(diǎn)就會動作。

再次，在PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)中，外部開關(guān)、按鈕無論是用于啟動還是停車，一般都選用常開型，這是在使用PLC時(shí)需要格外注意的一個問題，而這個問題常常會被學(xué)生忽視，教師應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)一下，引起學(xué)生的注意。

（作者單位：淄博市技師學(xué)院）