PLC編程技術的靈活教學與運用

摘 要：近幾年，許多職業學校都開設了PLC這門課程，但PLC具有復雜而龐大的編程指令功能和編程方法，學生學起來較難理解，也容易混淆。本文就如何將一些指令和編程方法靈活應用于編程教學課堂中提出個人的方法和見解。

關鍵詞：PLC;指令;程序;梯形圖

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1005-1422（2015）03-0087-02

收稿日期：2015-01-15

作者簡介：

麥桂飛（1966-），男，湛江機電學校助理講師、電工高級技師。研究方向：制冷電工、工業自動化控制專業教學與科研等。（廣東 湛江/524094）

一、前言

可編程控制器（PLC）是集計算機技術、自動控制技術、通訊技術為一體的新型自動控制裝置，由于它可以通過軟件來改變控制過程，體積小、維護方便、可靠性高、抗干擾能力強等優點，已廣泛應用于工業控制的各個領域，是現代工業自動化的三大支柱之一。

隨著職業教育的發展，為了適應PLC日益廣泛應用的形勢，近幾年許多中等職業學校都開設了PLC這門課程，但對于學生來說，PLC技術是一門依靠思維編程的新型課程，而且PLC具有復雜而龐大的編程指令功能和編程方法，學生學起來較難理解，也容易混淆。因此，如何教會學生熟練掌握PLC的編程技術，靈活地運用各種指令和編程方法，是教學的最終目的及任務。本人總結了多年的PLC教學經驗，現就如何將一些指令和編程方法靈活應用于編程教學課堂談談見解。

二、教學情況分析

我校現使用的是勞動和社會保障部編寫的《可編程控制器及其應用》來進行理論和實操教學，其中包含基本指令及其編程、步進順控指令及其編程、功能指令及其編程等三大部分。PLC的編程方法一般有經驗設計法、邏輯設計法、繼電器控制電路移值法和順序控制設計法等多種方法，由于編程指令和編程方法多，學生大多是學一步記一步，當要求他們自行編設一個程序時，大多數學生只會采用單一的方法程序去編程，遇到困難時只會不斷地鉆牛角尖，而不會去結合多種指令功能和編程方法靈活地運用編程，導致教與學的效果較低，也不利于學生對PLC的掌握。因此，如何使學生靈活貫通多種指令功能和編程方法去解決編程問題，是教學的重要內容。

當我們在教某一實例時，不應只局限于一種編程方法去講解，而應盡量利用多種指令功能和編程方法，必要時，要求學生設計出更多的功能程序，使學生明白對一個程序是可以用多種的指令功能和編程方法來解決的，學生對PLC的掌握就更加透徹。將來遇到某編程難點時，學生自然地會采用多種指令功能和編程方法去解決編程問題，真正達到舉一反三的效果。

三、PLC編程技術的靈活教學與運用

如何對PLC編程技術進行靈活教學與運用呢？以下筆者以三菱FX2系列的PLC控制器采用多種指令功能和編程方法來講解一個教學中的實例，提出完成該程序的幾種方法。

例如：某車間運料的小車停在原位，按下啟動按鈕X0，小車正轉運料，到達終點壓合行程開關SQ1后，停下5秒卸料，然后反轉回車，到原位壓合行程開關SQ2后停止。如圖1所示。

圖1

說明：該控制電路是一個簡單的正反轉順序控制電路，雖然可以用簡單的程序編寫，但為了使學生能掌握更多的指令功能和編程方法，我們可以加多幾種編程方法來完成，以達到啟發學生的學習，以下是PLC的I/O配置表和幾種編程方法。

1.I/O配置表

輸 入

序號符號地址功 能

1SB1X0啟動按鈕

2SQ1X1小車運料終點限位開關

3SQ2X2小車運料起點限位開關

輸 出

序號符號地址功 能

1KM1Y1小車正轉運料

2KM2Y2小車反轉回車

3

2.幾種編程方法

（1）使用基本指令編程方式

基本指令編程方式是使用觸點和線圈有關的指令，無需編程元件做中間環節，與繼電器控制電路基本相類似，這種編程方式通用性強，編程容易掌握，因此得到了廣泛的應用。而且各種型號的PLC都有相關的指令，是學生要掌握的最基礎的編程方式。圖2為使用基本指令編程方式對應編寫的編程梯形圖。

圖2

（2）使用置位與復位的編程方式

上圖中小車的正反轉需要Y1、Y2的常開觸點進行自鎖保持控制，而在PLC控制系統中的置位指令SET就有驅動線圈，使其自鎖，維持接通的功能。使用置位與復位的編程方式能簡化以上電路。圖3為使用置位與復位的編程方式對應編寫的編程梯形圖。

圖3

（3）使用步進梯形指令的編程方式

步進梯形指令是專門為順序控制設計提供的指令，它的步進只能用狀態寄存器S來表示，狀態寄存器有斷電保持功能，在編制順序控制程序時應與步進指令一起使用，而且狀態寄存器必須用置位指令SET置位，才具有控制功能，狀態寄存器S才能提供STL觸點，否則狀態寄存器S與一般的中間繼電器M相同，在步進觸點結束時要用RET復位。這種編程方式很容易被初學者接受和掌握，能提高設計效率，程序的調試、修改和閱讀也較易，在順序控制設計中應優先考慮。圖4為使用步進梯形指令的編程方式對應編寫的編程梯形圖。

圖4

（4）使用特殊功能指令的編程方式

功能指令實際就是一個個功能不同的子程序，充分利用這些功能指令，可大大提高可編程控制器的實用價值，程序編寫短而快捷，有較高的優點。

圖5

各種不同類型的PLC所帶的功能指令不盡相同，難記易錯，對學生學習有一定的難度，當學生能熟練掌握以上3種編程方式，再加入功能指令進行編程，編程技術和效果會有質的飛躍。圖5為使用特殊功能指令的編程方式對應編寫的編程梯形圖。

四、結束語

以上筆者就一個實例列舉了4種編程方式來解決PLC的控制程序，并用于講解教學，開拓學生學習設計的思路，達到對PLC靈活教學和靈活運用的目的。同時，學生也能了解到PLC具有強大的編輯功能，只要將各種指令功能和編程方法加以靈活貫通，就能在日常編程工作中對一些編程難點提供多種解決的方法，也就達到了提高學生運用PLC技術的能力。教學實踐表明這種舉一反三的教學方法很容易被初學的學生接受和掌握，在實踐編程練習中，學生編程的效率和成功率都較高。

參考文獻：

[1] 勞動和社會保障部教材辦公室.可編程序控制器及其應用[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2001.

[2] 張桂香.電氣控制與PLC應用[M].北京：化學工業出版社，2003.

[3] 李國厚.PLC原理與應用設計[M].北京：化學工業出版社，2005.

責任編輯 陳春陽