基于PLC的自動分揀設備在教學中的應用探析

廣東南方職業學院 廣東 江門 529000

1 PLC在工業自動化領域的重要地位

可編程控制器（PLC）是以微處理器為核心，綜合了計算機技術、自動控制技術、半導體技術、數字技術和通信技術發展起來的一種工業自動控制裝置。廣泛應用在制造業、醫療健康等有關生產和民生的行業。PLC因其簡單適用、可靠性高、靈活性強、維修方便等優點，迅速占據工業控制領域的核心地位。隨著工業自動化的高速發展、機器人技術的快速崛起及智能設備的大量應用，PLC作為自動控制系統的核心，承擔多設備協調運行的重任，在工業控制領域發揮巨大作用。

PLC能為自動控制提供安全可靠的，較為完善的解決方案，滿足當前各行業自動化企業的需求。隨著技術需求的不斷升級，PLC的控制功能由簡單的邏輯控制、順序控制逐步向復雜的連續控制和過程控制發展，編程語言也多樣化、高級化，加大智能模塊開發力度，網絡通信功能不斷增強。

PLC課程作為機電相關專業的核心課程，要求學生能夠學習一種基本的PLC機型，掌握PLC控制技術的原理、功能、程序設計、編程技巧及控制系統的設計方法。PLC課程知識體系綜合、實踐性極強，為了增強學生學習興趣，鍛煉實踐能力，培養創新能力，學校引進了模擬真實的企業生產工藝流程的自動分揀機作為PLC課程的實踐教學平臺[1]。

2 自動分揀設備的教學設計

自動分揀設備由兩個具有獨立功能的工作站組成，可實現工件的定向出料，材質和顏色的辨識，工件正反向的辨別和翻轉，工件分揀的功能，可應用于全自動和手動兩種模式。設備集成了PLC編程技術，傳感器技術，氣動技術，電機調速控制技術，機械傳動技術，觸摸屏組態技術，變頻器技術。每個工作站既能獨立實現特定的功能，又能互相關聯形成一條完整的生產線，真實體現企業自動化生產線的運作流程。

根據自動分揀設備硬件結構和運作流程的特點，在教學過程，對設備進行模塊化、多任務分解的教學設計，學習任務盡量細化，內容盡量簡單易實現，由淺入深，逐漸加強實踐知識的應用和擴展。

第一，硬件任務設置。根據硬件功能，共分解五個學習模塊。同學們分模塊學習，掌握各模塊硬件基本工作原理，能看懂硬件安裝圖，進行硬件安裝調試，故障檢測及排除。硬件模塊如圖1。

圖1 硬件模塊

第二，軟件任務設置。細化各部分功能，同學們逐一完成各項實訓任務，每項任務編寫過程，適當更改控制要求，努力達到隨機應變，熟練應用的水平。然后把各模塊組合，完成總體軟件設計。根據分揀機工作流程，軟件任務分解如圖2：

圖2 軟件模塊

3 教學效果總結

結合企業的實際應用，引入實踐教學設備，在教學過程細化教學任務，降低模塊學習難度，極大激發同學們的學習興趣。

（1）自動分揀設備綜合性強，包括機械、電機、氣動、傳感器、觸摸屏、變頻器等多中技術的綜合應用，開闊了學生的眼界，提升他們了專業知識綜合應用的能力。

（2）根據設備硬件及工作流程特點，詳細分解學習任務，降低任務難度，增強同學們學習信心，靈活改變控制要求，加強同學們處理問題的能力。

（3）小組合作，分工完成設計任務，同學們互相學習，共同進步，團隊溝通能力和協作能力提高。

（4）定期舉辦自動線安裝與調試技能賽項，完成自動分揀設備的硬件故障排除和軟件程序設計，以賽促學，充分利用自動分揀設備的教學價值，也為更高級別的技能賽項選拔人才。

同學們通過自動分揀設備的實踐學習，編寫靈活多樣的PLC程序，并解決一些設備故障及硬件升級改造等問題，實踐能力得到很大提高。在今后的教學中，我們將根據實際需求，進行設備局部硬件改造及軟件升級，不斷提高自動分揀設備的教學應用價值。