PLC電氣控制課程實訓教學中技術文件編寫方法探索

陳定蘋

【摘 要】本文以電氣控制及PLC技術課程實訓為例，從“電動機控制要求說明”技術文件、“PLC控制地址分配表”技術文件、“電動機正反轉PLC控制電氣原理圖”技術文件、“電動機正反轉PLC控制程序”技術文件、“電器元件清單”技術文件、“電器元件布置圖”技術文件、“電氣安裝接線圖”技術文件等方面探索技術文件的編寫方法，要求學生按實際工程項目的工作過程要求，完成必要的技術文件。

【關鍵詞】PLC電氣控制課程 電動機正反轉 PLC技術 實訓項目 技術文件

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）03C-0186-03

PLC電氣控制課程實訓教學要求通過實訓，使學生掌握PLC（可編程序控制器）的基本編程方法，并能使用PLC完成一些簡單的傳統繼電器控制項目；以其中的一個小項目“PLC控制電動機正反轉”為例，說明整個設計、施工工作過程的步驟，以及所要提交的技術文件有哪些，讓學生在學校就開始鍛煉專業工作技能。鑒于每一個工程項目都有許多技術文件，因此，在PLC電氣控制課程實訓教學中，應培養學生學習閱讀及撰寫技術文件的專業技能，培養學生掌握實訓項目的工作步驟，加深對實訓課程內容的認識，提升學生專業技術工作技能，為今后的專業工作打下良好基礎。

一、“電動機控制要求說明”技術文件

要完成一個工作任務的第一步，就要掌握任務的控制要求，對工作任務的生產工藝、控制過程的要求必須掌握，因此，第一個技術文件就是“電動機正反轉控制要求說明書”。控制要求用來說明工作任務的目的、方式及實現的過程，說明項目的工作原理，包括基本的操作方法，以及必要的保護措施、實現控制功能的方法；它是后續設計、安裝、維護、維修工作的重要技術文件；在撰寫或分析工作任務控制要求時，要對工作任務的各個方面進行綜合考慮，可以通過與設備的生產者、使用者溝通，掌握整個項目的生產工藝流程，以及基本控制要求、安全保護措施的實施方法；也要充分了解操作者操作設備的流程和習慣，為設備提供方便的操作方式，還要考慮日后設備的運行維護。“實訓任務控制要求”文件在高職學生實訓時多為教師已經編寫好給學生的；為鍛煉學生分析問題的能力，教師也可以要求學生互相出任務。下面為電動機正反轉PLC控制要求說明：

電器元件作用規定：SB2、SB3分別為電動機正轉、反轉起動按鈕，SB1為停止按鈕，FR為熱繼電器，KM1、KM2分別為電動機正轉、反轉接觸器；FU1為電動機短路保護熔斷器，FU2為可編程序控制器（PLC）短路保護熔斷器，FU3為PLC輸出端短路保護熔斷器，接觸器線圈電壓為～220V。

工作原理說明：按下SB2，KM1接觸器線圈得電并自鎖，其常開主觸點接通，電動機正轉運行；按下SB1，KM1線圈斷電，主觸點斷開，電動機斷電停止運行。按下SB3，KM2接觸器線圈得電并自鎖，其常開主觸點接通，電動機反轉運行；按下SB1，KM2線圈斷電，主觸點斷開，電動機斷電停止運行。FU1為主電路短路保護的元件，FU2為PLC的短路保護元件，FU3為PLC輸出端的短路保護元件；FR熱繼電器作為電動機過載保護元件，當電動機出現過載時，FR常閉觸點斷開，切斷電動機控制電路，使電動機斷電停止運行；為確保兩個方向接觸器不能同時工作，在設計PLC程序時，必須考慮兩個輸出點的互鎖問題，在PLC外部的接觸器線圈控制電路也要采用接觸器常閉觸點互鎖。

二、“PLC控制地址分配表”技術文件

根據工作任務的控制要求，確定需要控制的執行器件（由PLC輸出點控制的元件），同時根據方便操作及電路保護的要求，確定控制電路的各種指令或保護元件（給PLC發出動作指令的輸入點控制元件）；設計PLC地址分配表，用以說明PLC的I/O地址與哪些元件連接，以及這些元件的功能及作用（實際工程項目中，還要根據這些指令元件及執行元件的種類、數量的多少，決定PLC 輸入/輸出點中數字量、模擬量需要多少個點 ，為選擇PLC的類型提供依據）。同時，還要考慮操作方式的不同，是否采用多地控制的方式、急停按鈕的聯接方式不同，等等，都會影響PLC輸入、輸出點數的多少；因此，第二個技術文件就是“PLC的地址分配表”。通過編寫“PLC地址分配表”，可以讓學生掌握哪些元件應該接輸入端，哪些元件應該接輸出端；表1為地址分配表。

三、“電動機正反轉PLC控制電氣原理圖”技術文件

設計好PLC輸入/輸出地址分配表，根據控制要求完成下一個文件：“電動機正反轉PLC控制電氣原理圖”，電氣原理圖是用來表示電路各電氣元器件中導電部件的連接關系和工作原理的圖紙，并不以元件的實際外形來描述；它是電氣設備最重要的技術圖紙，也是其他電氣系統圖的依據；繪制電氣原理圖的文字符號及圖形符號必須采用最新國家標準，圖紙的布局應遵循主電路在左邊或上面，控制電路及輔助電路在右邊或下面；所有觸點均以未通電或未受壓的狀態來畫；輸入信號元件采用常開或常閉觸點，可根據工作需要設計，起動按鈕多采用常開觸點，而急停按鈕、限位開關等安全保護元件，不應采用常開觸點，而應采用常閉觸點形式，當出現問題時可快速斷開電路；如果為了減少輸入點，可以將安全保護的常閉信號輸入點串聯；對于不能同時工作的接觸器，在程序中要采用互鎖設計，在接觸器硬件連接時也要采用互鎖，起到雙重保險的作用。圖1為電動機正反轉PLC控制電氣原理圖。

學生通過設計或繪制電氣控制原理圖，能夠掌握PLC控制電路的接線方式，如PLC的工作電源是交流220V；輸入接口電路的類型，是直流輸入型還是交流輸入型；輸入端電源的接線，是漏型還是源型；以及輸出接口電路的類型，是晶體管或晶閘管類型，還是繼電器類型，帶交流負載還是直流負載；輸出端子的分組接線方式，PLC輸出點的帶負載能力等知識，都在設計或繪制PLC控制電氣原理圖的過程中得到掌握或鞏固，使學生的專業技術設計能力得到提高。