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潯之漫 智控技術(shù)有限公司  上海詩(shī)慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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培養(yǎng)高級(jí)PLC應(yīng)用人才的關(guān)鍵是自主學(xué)習(xí)

可編程控制器（PLC）具有結(jié)構(gòu)靈巧，硬件配置靈活方便、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，易學(xué)易用的特點(diǎn)，已作為普遍的自動(dòng)化控制器件廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)?！禤LC原理及應(yīng)用》課程已成為工科院校一門(mén)覆蓋面較廣的專(zhuān)業(yè)課，作為學(xué)校如何培養(yǎng)出高素質(zhì)應(yīng)用型PLC人才，這成為社會(huì)、學(xué)校、教師與家長(zhǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)。根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐，就影響PLC人才培養(yǎng)的各個(gè)因素的提高與協(xié)同，我提出以下幾點(diǎn)建議以供參考： 

    一、教學(xué)與實(shí)習(xí)設(shè)備投入。在PLC課程的實(shí)踐教學(xué)中，應(yīng)把機(jī)械、電工、電子、液壓、氣動(dòng)和計(jì)算機(jī)等知識(shí)與PLC技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地聯(lián)系，擴(kuò)大實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)課時(shí)的比重，逐步加大學(xué)校相關(guān)設(shè)備的投入，建立較為完備的PLC技術(shù)仿真實(shí)訓(xùn)室，從而為“PLC仿真項(xiàng)目開(kāi)發(fā)”的實(shí)訓(xùn)教學(xué)創(chuàng)造良好條件。教學(xué)實(shí)踐證明，只有通過(guò)PLC仿真項(xiàng)目方面的實(shí)訓(xùn)，讓學(xué)生親自編程、實(shí)際接線和仿真調(diào)試，并對(duì)運(yùn)行過(guò)程中所遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析和改進(jìn)，才能真正培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合職業(yè)能力，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)后在PLC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域“*上崗”的終教學(xué)目標(biāo)。 

    二、理論、實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)。任何課程教學(xué)活動(dòng)的首要任務(wù)都是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同樣在PLC教學(xué)中激發(fā)學(xué)生的興趣并不難，重要的是讓學(xué)生不斷地提高，不斷地體驗(yàn)到成功的喜悅，這樣才能始終保持其濃厚的興趣。

     1、理論課的首要任務(wù)是讓學(xué)生明確PLC是什么？PLC能做什么？怎么做？教師可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單、形象實(shí)例（如：電機(jī)的長(zhǎng)動(dòng)控制）的完整講解、操作與演示，先讓學(xué)生了解PLC控制系統(tǒng)包括主電路與控制電路，PLC的外部硬件連線與內(nèi)部軟件編程兩個(gè)基本的環(huán)節(jié)僅僅充當(dāng)控制電路部分，讓學(xué)生整體了解PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成與工作過(guò)程，再以此為基礎(chǔ)進(jìn)行外部硬件連線與內(nèi)部軟件編程兩個(gè)基本環(huán)節(jié)的深入講解，這樣便于學(xué)生對(duì)比繼電接觸器控制系統(tǒng)對(duì)本課程的整體把握，明確課程的中心任務(wù)，有了目標(biāo)也就有了學(xué)習(xí)的動(dòng)力。 

    理論課教學(xué)過(guò)程中要使用多媒體教學(xué)手段，利用多種計(jì)算機(jī)技術(shù)制作以PPT為主體的電子課件，借助多媒體技術(shù)，用生動(dòng)豐富的畫(huà)面和美妙動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)效果吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)可以提高教學(xué)的效率。PLC的外部接線（包括主電路接線）首先講原理圖，結(jié)合實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)講解裝配圖與實(shí)際連線圖，要讓學(xué)生體會(huì)課堂上的原理圖、實(shí)驗(yàn)中的接線與實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)中的接線的區(qū)別與聯(lián)系，教會(huì)學(xué)生善于理論聯(lián)系實(shí)踐，以理論指導(dǎo)實(shí)踐，以實(shí)踐驗(yàn)證理論。 

當(dāng)前流行的三菱PLC的編程軟件為FXGP_WIN-C與GXDeveloper，F(xiàn)XGP_WIN-C沒(méi)有仿真功能，在理論講授中缺乏直觀性，而GXDeveloper編程軟件加裝GXSimulator6-C后具有仿真功能，在編程器件、指令與編程實(shí)例的講解中利用仿真可以加強(qiáng)直觀性，便于學(xué)生的理解，對(duì)于某些程序的檢驗(yàn)與編寫(xiě)學(xué)生可以不用到實(shí)驗(yàn)室，直接利用學(xué)校機(jī)房結(jié)合軟件的仿真功能完成，這樣既增強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高了學(xué)習(xí)興趣，也提高了學(xué)習(xí)的效率，學(xué)生不用走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室也能使理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)同步進(jìn)行，大大提高老師的教學(xué)效果以及學(xué)生的理解和接受能力。

    2、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)與上機(jī)課可以采用自主學(xué)習(xí)方式。自主學(xué)習(xí)方式是一種學(xué)習(xí)者在總體教學(xué)目標(biāo)的宏觀調(diào)控下，在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)自身?xiàng)l件和需要自由地選擇學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法，并通過(guò)自我調(diào)控的學(xué)習(xí)活動(dòng)完成具體學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)習(xí)方式。自主學(xué)習(xí)離不開(kāi)教師的適時(shí)指導(dǎo)與評(píng)價(jià)，學(xué)生只有在教師的適時(shí)幫助下，才能不斷地完成一個(gè)又一個(gè)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，獲得越來(lái)越大的成就感，增加自己自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力，從而保證自主學(xué)習(xí)方式的良性發(fā)展。教師還必須結(jié)合理論課程的進(jìn)程，結(jié)合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備編寫(xiě)由淺入深、逐步遞進(jìn)、面向不同層次學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供有力的理論支撐。

     3、綜合實(shí)訓(xùn)是PLC課程重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。要安排充足的時(shí)間進(jìn)行，還要提高實(shí)訓(xùn)的效率，綜合考慮學(xué)生個(gè)體的差異。在實(shí)訓(xùn)中，遵循能者多勞，共同提高的原則，把學(xué)生按個(gè)體差異分組，各組根據(jù)自己的能力情況選擇不同控制要求的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，根據(jù)控制要求，進(jìn)行編程、調(diào)試，故障診斷與排除。這種方法較靈活的解決了學(xué)生能力差異存在的相互制約問(wèn)題，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的分工及團(tuán)隊(duì)合作的能力。 

    三、成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)機(jī)制。應(yīng)該明確成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)不是教學(xué)行為的終目的，成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)應(yīng)作為激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的一種方法，成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)應(yīng)做到及時(shí)、公正，具有可操作性。1、理論成績(jī)?cè)u(píng)定包括筆試成績(jī)、平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)，筆試成績(jī)通過(guò)開(kāi)卷或閉卷方式，考核了學(xué)生對(duì)PLC基本知識(shí)的掌握程度；平時(shí)成績(jī)通過(guò)平時(shí)獨(dú)立完成作業(yè)的質(zhì)量、上課出勤、課堂上解決問(wèn)題的能力及創(chuàng)新方法等來(lái)評(píng)定；2、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)應(yīng)能體現(xiàn)出競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，根據(jù)不同的任務(wù)要求分兩種情況：保證完成質(zhì)量的前提下，根據(jù)完成速度評(píng)定分?jǐn)?shù)；第二，保證統(tǒng)一時(shí)間的前提下，根據(jù)完成質(zhì)量評(píng)定分?jǐn)?shù)。教師根據(jù)完成質(zhì)量或速度只對(duì)每個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行分?jǐn)?shù)評(píng)定，團(tuán)隊(duì)每個(gè)成員的分?jǐn)?shù)則依據(jù)教師給定分?jǐn)?shù)通過(guò)本團(tuán)隊(duì)民主評(píng)議得分，這樣促進(jìn)團(tuán)隊(duì)內(nèi)每個(gè)成員的積極性與主動(dòng)性，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。 

    四、校內(nèi)學(xué)習(xí)與校外鍛煉。學(xué)生在學(xué)校所學(xué)的PLC知識(shí)與技能對(duì)比實(shí)際工作崗位中的PLC控制系統(tǒng)，仍具有一定的差異或差距，學(xué)生就業(yè)后在工作崗位中一定會(huì)遇到一些難于解決的難題，這就需要學(xué)校、教師仍然要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生畢業(yè)工作過(guò)程的指導(dǎo)，把這些問(wèn)題的解決方法做成典型案例對(duì)在校學(xué)生講解，對(duì)在校生來(lái)說(shuō)也是一種良好經(jīng)驗(yàn)的積累。學(xué)生就業(yè)后，在工作崗位上應(yīng)不斷地與學(xué)校教師溝通，不斷地向有經(jīng)驗(yàn)的師傅請(qǐng)教，才能熟練掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

     總之，作為學(xué)校只有做到以上若干方面協(xié)同優(yōu)化，才能真正培養(yǎng)出高素質(zhì)應(yīng)用型PLC人才。

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嵌入式PLC技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展

嵌入式PLC的發(fā)展也呈現(xiàn)多元化，國(guó)內(nèi)外均有良好表現(xiàn)：德國(guó)赫優(yōu)訊推出的將現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和PLC技特色;國(guó)內(nèi)幾年前就有華中科技大學(xué)在EASYCORE1.00核心芯片組中加載了嵌入式PLC系統(tǒng)軟件，作為硬件平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了多模人通道的嵌入式PLC;還有一種發(fā)展路徑是以開(kāi)發(fā)PLC與人機(jī)界面相結(jié)合的硬件/軟件一體化為目標(biāo)的平臺(tái)，充分利用了CASE工具，結(jié)合各類(lèi)嵌入式芯片的開(kāi)發(fā)平臺(tái)和各種輸入/輸出通道的硬件電路庫(kù)，專(zhuān)為機(jī)電設(shè)備開(kāi)發(fā)客制化、具有ODM性質(zhì)的PLC。

而在我國(guó)嵌入式PLC的發(fā)展空間，首先在于它十分有利于發(fā)揮我國(guó)自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展的兩大特點(diǎn)：有相當(dāng)雄厚的為機(jī)電設(shè)備配套的市場(chǎng)基礎(chǔ)，并擁有足夠的、性價(jià)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)隊(duì)伍。我們*可以以低的成本、較高的質(zhì)量，并按客制化的要求設(shè)計(jì)、生產(chǎn)為機(jī)電設(shè)備配套的嵌入式PLC，來(lái)代替通用PLC。

同時(shí)，嵌入式PLC的硬件、軟件、人機(jī)界面、通信等各方面的功能設(shè)計(jì)靈活，易于剪裁，更貼近各種檔次的機(jī)電設(shè)備的要求。嵌入式PLC*基于嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)，拿來(lái)就可用。SOC芯片、嵌入式操作系統(tǒng)與符合工EC61131-3編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)的編程環(huán)境等優(yōu)勢(shì)，使得其在市場(chǎng)上很容易找到。

國(guó)家林業(yè)局政府網(wǎng)12月4日訊11月21日，山東省森防站在棗莊市舉辦了基于PLC的林業(yè)有害生物立體防控技術(shù)培訓(xùn)班。有關(guān)專(zhuān)家和9個(gè)項(xiàng)目縣（市、區(qū)）林業(yè)局局長(zhǎng)、林場(chǎng)場(chǎng)長(zhǎng)及項(xiàng)目負(fù)責(zé)人參加培訓(xùn)。

PLC是可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種具有微處理機(jī)的數(shù)字電子設(shè)備，用于自動(dòng)化控制的數(shù)字邏輯控制器，可以將控制指令隨時(shí)加載內(nèi)存內(nèi)儲(chǔ)存與執(zhí)行?；赑LC的立體防控技術(shù)，將對(duì)林業(yè)有害生物進(jìn)行適時(shí)、系統(tǒng)和科學(xué)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)科學(xué)化、快速化處理，提高信息的時(shí)效性和準(zhǔn)確性，進(jìn)一步推進(jìn)主動(dòng)御災(zāi)、科學(xué)防災(zāi)，降低防治成本，維護(hù)生態(tài)安全。此次推廣9處項(xiàng)目區(qū)將在一年內(nèi)完成項(xiàng)目任務(wù)。

 山東省森防站部署PLC推廣項(xiàng)目實(shí)施工作，強(qiáng)調(diào)合理使用項(xiàng)目資金，建立好項(xiàng)目檔案。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教授詳細(xì)講解了基于PLC技術(shù)的林業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的思路、組建及應(yīng)用技術(shù)。商河縣林業(yè)局示范了基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的林業(yè)有害生物智能化服務(wù)平臺(tái)建設(shè)與構(gòu)想。山東祥辰公司介紹了立體防治有關(guān)設(shè)備應(yīng)用技術(shù)。
業(yè)有控技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，為全面完成項(xiàng)目任務(wù)、提升林業(yè)有害生物防治工作智能化水平打好基礎(chǔ)。（森防總站）

2。在大開(kāi)的OB1塊中，選擇Options / Reference Data / Displays（選項(xiàng)/參考數(shù)據(jù)/顯示），在出現(xiàn)的“Display S7 Reference data（顯示S7參考數(shù)據(jù)）中選擇”Regenerated“（重新產(chǎn)生），點(diǎn)擊“是”，出現(xiàn)“顧客化”對(duì)話框，選擇*項(xiàng)“交叉參考”；建立參考數(shù)據(jù)表；

西門(mén)子S7-200SMART代理商

圖6 保護(hù)選項(xiàng)

保存編譯后，我們可以看到在Step7的Block下，出現(xiàn)了一些相關(guān)F系統(tǒng)的功能塊，但由于ET200Pro F-FC沒(méi)有Profisafe的報(bào)文，因而這里實(shí)際上并沒(méi)有關(guān)于ET200Pro F-FC的F系統(tǒng)塊，這也是ET200Pro F-FC與ET200S F-FC或者G120F、S120F的不同之處，因而ET200Pro F-FC的安全功能是通過(guò)F-RSM或F-Switch來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 至于如何建立Step7的F程序，這里不再詳細(xì)介紹，請(qǐng)參考相關(guān)手冊(cè)。

2．2 F-FC的調(diào)試 ET200Pro F-FC的調(diào)試需要用到Drive的一些軟件。通過(guò)Step7界面，雙擊變頻器模板，則可以打開(kāi)相應(yīng)的調(diào)試軟件的界面。

（1） 雙擊打開(kāi)調(diào)試界面，選擇“在線”。

圖7 選擇在線連接到F-FC

如果無(wú)法在線操作，則檢查“Option”菜單下的“Set PG/PC interface”的設(shè)置，選擇合適的接口用于連接F-FC。

（2） 選擇“上載”，將系統(tǒng)配置自動(dòng)上傳到PG。

圖8 上傳參數(shù)

在“Functions”下選擇“Safety Integrated”進(jìn)行安全功能的設(shè)置。注意這個(gè)選項(xiàng)只有在“在線”的模式下才可以操作。

圖9 選擇安全功能設(shè)置

（3） 打開(kāi)設(shè)定界面，可以看到ET200Pro F-FC提供3種安全功能： STO、SS1和SLS。 在ET200Pro F-FC的內(nèi)部，有兩條F功能總線“Safety busbar G1” 和“Safety busbar G2”?？梢酝ㄟ^(guò)“Enables”選擇這兩條安全總線回路中的安全功能。如圖10所示，由于F-RSM只提供一個(gè)安全回路開(kāi)關(guān)(F0)，故這里只選擇了“Safety busbar G1”的SLS（F0）。如果系統(tǒng)中使用了F-Switch，則可以設(shè)置兩個(gè)安全功能回路。

圖10 選擇安全功能

（4） 分別設(shè)定安全功能的參數(shù)

STO：安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷。該功能激活后，變頻器內(nèi)部的電源被切斷，電機(jī)進(jìn)入自由停車(chē)狀態(tài)。（圖11）

圖11 STO的參數(shù)設(shè)置界面

這里的設(shè)置都是關(guān)于安全回路測(cè)試的：當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)正常時(shí)，是否進(jìn)行回路測(cè)試，用來(lái)保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，以及及時(shí)檢查系統(tǒng)錯(cuò)誤。T=8小時(shí)的設(shè)置也是保證系統(tǒng)的自檢測(cè)的時(shí)間。 SS1:安全停車(chē)指令1。當(dāng)SS1被激活時(shí)，系統(tǒng)按照設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行停車(chē)。否則進(jìn)入故障狀態(tài)，并終進(jìn)入STO。

圖12 SS1的參數(shù)設(shè)置界面

Standstill:截止頻率。當(dāng)停車(chē)過(guò)程中，頻率達(dá)到該設(shè)定值時(shí)，進(jìn)入STO狀態(tài)。 Tr：停車(chē)時(shí)間設(shè)定； Tv: 延時(shí)監(jiān)控時(shí)間。超出該設(shè)定值，變頻器進(jìn)入故障狀態(tài)，同時(shí)馬上進(jìn)入STO狀態(tài)。

SLS：安全限速。安全限速有4種模式，分別對(duì)應(yīng)4種安全限速的動(dòng)作。這里需要定義安全限速的設(shè)定值“Setpoint”，上限值“Upper limit”和選擇模式。