PLC實現工作臺自動往返控制

摘 要：《可編程控制技術》作為一體化教材，現已成為各類職業院校機電一體化專業學生的必修課。由于工作臺自動往返在各種機床應用中具有實際意義，因此在教學中都將工作臺自動往返控制作為典型案例分析。本文就如何完成用PLC程序來實現工作臺的自動往返控制進行分析論述。

關鍵詞：PLC 工作臺自動往返控制 任務驅動 創新

隨著PLC產品在工業生產各個領域的廣泛使用，它已成為工業控制的支柱產品，《可編程控制技術》作為一體化教材也應運而生，現已成為各類職業院校機電一體化專業學生的必修課。

由于工作臺自動往返在各種數控車床、銑床中均有應用，具有實際意義，并且隨著不同企業的不同要求，工作難度可以不同，因此將工作臺自動往返控制作為典型案例分析。該節設計任務是如何應用PLC技術來代替傳統繼電器控制，實現工作臺的自動往返控制，首先有必要對PLC的工作原理進行了解；其次要進行PLC的選型及對編程軟件的了解；然后進行硬件部分的設計，包括步驟的確定和流程的確定；最后是程序設計，包括I/O口地址分配和每個步驟的梯形圖程序設計。下面就如何完成用PLC程序來實現工作臺的自動往返控制淺談幾點。

一、任務提出

用PLC程序來實現工作臺的自動往返控制（見圖1）。

控制要求：

①自動循環工作；

②點動控制（供調試用）；

③單循環運行。

為了幫助學生理解，利用課件動畫的直觀性描述控制要求。

二、任務分析

這一環節，采用頭腦風暴法教學，讓學生分組討論、大膽探究，歸納總結出工作臺的自動往返運行可劃分為自動往返、點動/連續控制、單循環控制三個獨立簡單運動。

工作臺前進與后退通過電動機正、反轉來控制，所以完成這一動作可采用電動機正反轉控制基本程序。工作臺的工作方式有點動和自動連續運行兩種方式，可采用選擇開關S1來轉換。設開關S1閉合時，工作臺點動，S1斷開時，工作臺自動連續運行。工作臺有單循環和多次循環兩種工作狀態。也可用選擇開關S2來轉換。設S2閉合時，工作臺單循環工作，S2斷開時，工作臺為多次循環工作。

三、任務實施

整個實訓任務在PLC實驗室進行，逐一完成正反轉聯鎖控制（基本程序）、自動往返控制、點動控制、單循環控制、設計保護環節五個項目。在這一環節，采用教師啟發引導，學生之間對比分析、小組合作、團結競爭及張貼板教學法，理論實訓一體化教學，筆者將實訓的課題任務分為四部分：I/O口分配及外部接線、梯形圖程序錄入、程序的調試、成果演示。

任務實施環節在PLC的實訓臺上進行，該實驗室采用開放式、模塊式結構，共有實訓臺10臺。采用3人一實訓小組、組內協作、組間競爭的學習模式來完成實訓任務。

實訓過程中老師巡回指導，強調操作步驟及注意事項并記錄學生的表現，發現不科學的程序，啟發引導同學們自己分析查找原因，訓練同學們排除故障、調試修改程序的能力，使學生達到提高技能的目的。

四、成果展示

I/O口分配、外部接線圖、梯形圖控制程序。

在這一環節，利用多媒體、投影儀、張貼板，小組內部分工合作在有限的時間內以高效的速度每組展示最終的設計成果。各小組之間能任意指定組員按規定準確調試程序。學生之間對比學習、小組之間合作競爭，然后進行自我評價，教師評價。通過這樣的學習模式，激勵學生的競爭意識、培養團隊合作意識、培養時間觀念、通過自行評價，總結得失，取得更大的進步。

五、教學效果

通過這一典型案例的學習，從而掌握根據控制要求直接設計控制程序的方法與技巧。學好這節課可提高學生日后在工業現場中應用技能解決實際問題的能力。

該節課在具體任務驅動下，大部分同學能在愉悅中完成教學任務，掌握知識，提高技能，進而體會到學習的樂趣，養成勇于探索勤于思考的學習習慣，進一步培養學生的應用技能、工程實踐和動手能力。

PLC編程千變萬化，同一功能可用不同的指令完成，不同的編程員對同一功能所編的程序也有許多差異。創新永遠是主旋律，模仿只能跟在別人后面。學生在完成模仿階段后，教師采用任務驅動項目教學法，學生分組完成任務。任務編程完畢，教師采取分組講解、互評、教師點評的方法結題。學生在完成任務的同時，既發現了自己的不足，也汲取了別人的優點。

六、小結

總之，在用PLC編程，完成設計任務的過程中，應注意理論聯系實際，增加學生的動手操作實踐，提高學生的學習興趣，以便更好地適應社會和科技發展對人才的需要。

（作者單位：山東龍口礦業集團高級技工學校）