PLC實訓室硬件升級改造與實訓項目設計

孟祥海

摘 ? 要：PLC技術是學院機電一體化技術專業的主要學習內容。文章基于校內重點課題《PLC實訓室硬件升級與改造》和自動化生產線項目精品課程研究的基礎之上，對PLC實訓室進行硬件的升級和改造，目的在于使學生具備從事機電技術應用工作所必需的PLC技術基本知識及應用能力，培養學生的職業技能，提高學生的綜合素質，對學生以后踏入社會、進入企業有著至關重要的作用。

關鍵詞：可編程邏輯控制器;硬件;自動化生產線

1 ? ?PLC實訓室硬件升級與改造的必要性

隨著我國科學技術不斷發展，電氣自動化技術與工業制造領域的融合越發緊密，推動我國工業制造行業朝著自動化、數字化、智能化方向發展，將人力從繁重的生產作業中解脫出來，工業制造水平及生產效率得以提升，可以為企業帶來更高經濟收益，為此人們較為關注電氣自動化技術的應用與發展，諸多學者對該領域展開分析，對電氣自動化中可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）的應用及發展前景進行分析，以期為助力我國工業制造行業良性發展提供參考依據。

當前電氣自動化中PLC在我國仍處于初期發展與實踐階段，主要原因除我國工業生產水平不足以支持全面落實PLC外，還包括工業制造企業未認識到PLC對自身發展的積極影響，阻滯該技術有效踐行，為此探究電氣自動化中PLC應用及發展前景顯得尤為重要[1]。

為進一步加強實訓室的建設與管理，讓實訓室的教學項目與企業零距離對接，要對PLC實訓室進行改造。改造后的PLC實訓室功能更加多樣化，不僅能滿足PLC相關課程，也能滿足遼寧軌道交通職業學院自動化生產線項目等很多綜合類課程。實訓室改造計劃在原有實驗設施的基礎上，增加其他教學設施，不僅能保證實訓教學的開展，而且能更好地提高學生的動手能力和實踐能力。

2 ? ?研究價值

機電一體化技術專業人才培養目標是培養具備自動化生產線及通用機電設備等的安裝、調試、運行、維護及管理能力的高技能人才。重點培養鍛煉學生的實踐動手能力，實訓室實訓設備為學生鍛煉動手操作能力提供有力保障，因此實訓室建設就至關重要。實訓室建設秉承學院的育人模式，按照自主研發的原則進行建設。為適應“電氣控制與PLC技術”“PLC應用與運行維護項目”“PLC控制技術”“工業組態與現場總線控制技術”“自動化生產線安裝與調試”等機電專業核心課程的實訓教學，提高學生的實踐能力，真正實現與企業零距離，開發和建設PLC實訓室，能夠為學生提供很好的實訓條件，學生學習PLC基本編程指令，并把所學知識應用到各個項目中，從而真正實現機電專業的人才培養目標。但是目前PLC實訓室電腦老化，設備陳舊，受控對象單一，布局不合理，電腦不能聯網，無法滿足學生學習的需要，按照目前社會生產生活對PLC技術的需要，急需培養能夠懂得PLC技術的高級技能人才。正是在這種背景下，機電專業正在對PLC實訓室進行硬件升級與改造。

3 ? ?研究目標

根據遼寧軌道交通職業學院以“服務軌道交通業為特色、服務裝備制造業為主體”的辦學定位，確定機電一體化技術專業主要是培養具有電梯、自動化生產線、PLC等機電設備的設計、安裝、調試、維護及管理能力的高技能人才。課題小組就按照培養目標，深入研究PLC實訓室的改造內涵，進行PLC實訓室的升級與改造，能夠為學生提供很好的實訓條件，學生通過PLC的基本使用，能夠完成PLC基本指令的練習，包括與或非邏輯功能試驗、定時器、計數器功能試驗、跳轉分支功能試驗、移位寄存器試驗、數據處理功能試驗、微分、位操作實驗、LED數碼顯示PLC自動控制試驗、藝術彩燈造型的PLC控制試驗、自動送料裝車系統試驗、PLC網絡通信試驗、電動機正反轉試驗等項目，從而真正實現機電專業的人才培養目標[2]。

4 ? ?研究內容

（1）PLC實訓室主要進行硬件平臺的搭建。硬件平臺主要包括PLC主控制器（西門子PLC和三菱PLC）、MCGS觸摸屏、PLC實訓臺，能夠完成LED顯示PLC自動控制試驗、藝術彩燈造型的PLC控制試驗、自動送料裝車系統試驗、多工作臺網絡通信試驗、模擬水箱液位實驗、模擬水箱液位的閉環PID控制實驗、PLC控制伺服電機項目、PLC控制步進電機項目、電動機正反轉試驗，并把之前各獨立的電路板集成在一塊電路板上，節省了空間，方便學生接線[3]。

（2）與企業合作開發設計制作實訓臺。PLC實訓室的升級與改造，得到了沈陽秀展科技有限公司的大力支持和幫助，該公司在項目的設計和建設上給予了很多的寶貴意見。PLC實訓室能夠為“電氣控制與PLC技術”“PLC應用與運行維護項目”“PLC控制技術”等課程提供教學基地。

5 ? ?創新之處

（1）本實訓臺覆蓋了PLC控制技術、電氣控制技術、伺服控制技術、組態技術等多項控制技術。

（2）PLC實訓室原有的PLC和電路板都是平放在桌子上，不方便學生接線，效果不直觀。自主研發、設計、制作PLC實訓臺之后，PLC和受控器件等所有器件直接安裝在實訓臺上，增加了模擬環境，便于學生接線和進行小組學習，教學效果更加切合實際。

（3）模塊化結構設計使得搭建實驗簡單、方便，雖然受控對象集成在一塊電路板上，但學生能夠完成PLC基本指令的練習，LED數碼顯示PLC自動控制試驗、藝術彩燈造型的PLC控制試驗、自動送料裝車系統試驗、多工作臺網絡通信試驗、模擬水箱液位實驗、模擬水箱液位的閉環PID控制實驗、PLC控制伺服電機項目、PLC控制步進電機項目、電動機正反轉試驗，并把之前各獨立的電路板集成在一塊電路板上，節省了空間，并方便學生接線。各個教學項目成獨立模塊，可以按照項目分開教學。除此之外，還可以完成電氣控制等相關實驗項目，操件簡單快捷。

（4）之前的PLC實訓室只有西門子S7-200 PLC;升級改造后，增加了三菱PLC，讓學生有機會學習了其他品牌的PLC，對以后進入企業打下了堅實的基礎。

（5）PLC實訓室進行網線安裝，保證每臺電腦都可進行上網，解決了技能考試實訓室緊張的問題。

（6）之前PLC實訓室由于沒有實訓臺，采用傳統的布局方式;進行改造之后，增加了24個實訓臺，室內布局更加合理，更加方便學生的學習。

（7）改造之后的PLC實訓室（見圖1），增加了觸摸屏，更有利于學生對“工業組態”和“自動化生產線”等課程的學習。自動化生產線項目是遼寧軌道交通職業學院精品課程之一，涵蓋了氣動技術、變頻器技術、組態技術、通信技術、PLC技術等，PLC實訓室的改造也能為自動化生產線課程提供實訓基地，更有利于學生對自動化生產線的學習。

6 ? ?升級改造后的成果

改造之后的PLC實訓室，無論是在布局，還是在教學設施上都有了很大程度的提高，對PLC相關課程和自動化生產線項目的模擬運行有很大程度的改進，對教學有很大的幫助，更有助于學生掌握PLC技術，對學生今后踏入社會打下了堅實的基礎。升級改造后的實訓臺如圖2所示。

[參考文獻]

[1]吳鈺琳.PLC一體化實訓室建設開發[J].職業，2016（35）：96.

[2]趙美林.一種實用型PLC實訓裝置的設計與制作[J].輕工科技，2020（1）：34.

[3]徐洪亮.淺議在PLC實訓教學中如何調動學生的積極性[J].職業，2016（32）：32.

Abstract：PLC technology is the main learning content of mechatronics technology major in college. This paper based on campus PLC training room hardware upgrade and transformation and the automatic production line project research， on the basis of hardware of PLC training rooms renovation and upgrade， the purpose is to make students have the necessary to work in the electrical and mechanical technology application of PLC technology， basic knowledge and application ability， cultivate the students professional skills， improve the comprehensive quality of students， for students to step into society， into the enterprise have a vital role.

Key words：programmable logic controller; hardware; automation production line