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plc是可編程邏輯控制器(ProgrammableLog-icController)的簡稱,其主要組成包括中央處理器、存儲設備、輸入輸出的接口電路、電源模塊、功能模塊、通信模塊等??梢哉fPLC就是1臺沒有鼠標鍵盤的小型電腦。在煤礦的生產過程中,被用來控制各種生產流程,相對于原始的繼電器,PLC科技含量高,執行的功能多,能夠讓生產過程更加順暢,煤礦生產的整體效率得到大幅度的提高。
2PLC技術的優點
隨著煤礦工業的現代化發展,傳統礦山的機電控制設備已經無法滿足生產的迫切需求,因此傳統的繼電器逐漸被高科技的PLC所取代,并且在實際生產中運行良好,為煤礦企業創造了經濟效益[1]。相對于傳統的繼電器,PLC的優勢主要表現在以下幾方面:
2.1使用簡單編程方便
PLC的操作界面簡單,對于操作人員沒有過高的技術要求,如果想要加以調試,則隨時都可以,不用對硬件做出任何改動。而PLC的梯形圖程序是采用順序控制設計法來設計的,對于需要編程工作的人員來說,PLC編程的方法簡單,容易掌握。
2.2功能強性價比高
PLC集成程度高,因此只要有足夠的外接系統,便可以實現諸多功能。與傳統繼電器相比,雖然PLC的價格更高,但是PLC能夠承擔更多的功能,在很大程度上精簡了煤礦機電控制系統,而系統越簡單發生錯誤的概率也就越低。此外,PLC還可通過通信聯網,有利于建設集中管理的體系。
2.3硬件配套齊全
目前PLC的配套硬件設施已經相對齊全,要想真正實現預期的功能,只需購買其他的模塊來配置成不同規模、不同功能的系統。對于原有的系統,如果不滿足實際生產的需要,也可以采購硬件模塊進行相應的升級??傊琍LC硬件配置的齊全讓用戶能夠隨意組裝自己需要的系統,為用戶提供了極大便利。
2.4可靠性強
傳統的繼電器由于其機械設備的特殊性,在長期的使用中,特別是處于煤礦這種粉塵較多的環境中,如果繼電器密封不嚴,容易出現機械方面的故障,再加上碳的物理特性,較厚的炭灰堆積很可能造成短路,因此在煤礦機電中,傳統的繼電器已經難以滿足需求,甚至已經變成潛在的隱患。相較而言,PLC的集成程度極高,即使處于煤礦這種灰塵較多的環境中仍然能夠正常的運轉,無需擔心碳粉堆積而造成短路。由于PLC高度的集成性,因而PLC在發生故障時能夠進行自我診斷,在故障發生時可以自動停止正在進行的工作,可避免危險的發生,與此同時還能顯示是具體哪一部分出了故障,有利于迅速修復。PLC的配套硬件系統齊全,為修復工作提供了可靠保障。
3PLC技術控制煤礦機電的原理
PLC的工作過程大體上分為三個階段:輸入采樣階段、用戶程序執行階段、輸出刷新階段,三個階段合稱一個掃描周期,PLC在不斷重復一個個周期中完成預先設定的程序[2]。輸入采樣階段是PLC系統運行的基礎,中央處理器掃描所有輸入的數據,并存入儲存設備中,等待后續程序的執行。在這個階段PLC存儲的信息是難以更改的,因此在調試PLC系統時,相關操作人員務必要引起足夠的注意。用戶執行階段是PLC技術通過梯形圖的模型從上到下掃描用戶設定程序,在一定的運算之后,運算結果被保存以待下一次引用。輸出刷新階段是對執行階段數據運行結果的輸出執行,作為一個周期中的最后一個環節,PLC在這個過程中通過先前接收的信息調控電路,達到調控煤礦機電設備的目的。
4PLC技術在煤礦機電控制中的應用
4.1對于井下風門的自動化控制
井下風門是疏通易燃易爆氣體,提供新鮮空氣的通道,目前我國多數煤礦企業的井下風門控制都是由人力來完成,由于負壓的影響,用人力來控制風門極為不便,而使用的力量過大很容易對風門造成損壞。對于上述問題,可以借用PLC系統,用紅外線傳感器來偵測有無車輛通過,有車輛通過時,中央處理器對風門發出開啟的信號,由機械裝置控制風門開啟,既方便又安全。
4.2PLC技術在提升機中的應用
采用PLC技術代替繼電器來控制礦井的提升機,能夠對提升機控制更加精確,在礦井井壁和電機中安裝傳感器以監控提升機的運轉狀況,在電機出現問題或者井壁出現問題時能夠及時反饋給控制中心,并自動采取切實可行的應對措施。在誤操作時也能及時提醒操作者,以避免安全事故的發生。4.3PLC在膠帶輸送機中的應用在傳統的膠帶輸送機中,如果要進行停車操作,根據操作人員的操作,控制系統會調整液壓系統的油壓,液壓系統調整之后閘瓦與制動盤接觸,以摩擦來阻止膠帶的繼續運行,這樣的制動方式存在明顯的弊端,如果膠帶的初始轉速較高,在制動時閘瓦和制動盤之間的摩擦會產生大量的熱量,極易造成危險的發生。在升級PLC技術之后,系統則可以控制閘瓦和制動盤接觸一段時間即分離,然后再接觸,由此避免了長時間接觸產生高溫,也不容易產生火花問題。
5PLC技術在煤礦機電控制的應用上的缺陷
PLC系統在應用時需要與配套設施相結合,才能發揮出理想的效果,繼而提高生產效率。PLC技術在煤礦機電控制的應用中仍舊存在諸多不足及缺陷,其主要缺陷就在于PLC沒有與配套的設施相結合,導致生產效率無法得到應有的提高,經濟效益隨之降低。在采用PLC技術時,應當對配套的硬件設施予以更換。舉例而言,在升級到PLC,需要對相關電路的電力做出適當的調整,確保PLC在正常電流范圍內工作。而升級到PLC之后,對于電流的控制更為精確,因此對電機也有一定的要求,如果電機過于陳舊,PLC在對其進行微小的調整時很可能電機沒有反應。這些問題都會對企業的經濟效益帶來不利影響。當然,這些問題并不是無法得以有效解決的,只要在升級PLC時得到重視,這些問題均能夠避免。
6結語
PLC技術最主要的作用是將計算機引入生產中,用它替代傳統的繼電器,從而有效地提高對工程的控制效率。它是一種高科技和高性能的控制技術。此外,該技術具有極高的穩定性,也就是說,當運行環境十分惡劣時,它也不會受到影響。同時,它還具有操作簡單、易于掌握的優點,從而擴大了其應用范圍。在PLC控制系統中,通常采用易于操作的操作程序,操作人員只需稍加培訓就能掌握。由于PLC自動控制系統體積小,不僅為運輸提供了便利,還簡化了維修和護養步驟,這也是它被大范圍推廣的主要原因之一。將該技術應用到煤礦開采中,有效地減小了控制系統的體積和減少了控制系統數量,還提高了采煤設備的控制效率,促使煤礦開采進入了新的發展階段。
2PLC控制系統的運行原理
輸入采樣是PLC控制系統的基本環節,決定了控制效率。在輸入采樣時,用到的設備是掃描儀。該設備全方位地掃描作業面,然后將掃描信息儲存起來,之后進行分析、處理。這份數據是單獨存在的,不會受到后期掃描數據的干擾,所以,應妥善保存,以免其丟失。當輸入采樣完成之后,PLC控制系統將會利用梯形模式圖分析掃描到的信息,以確定掃描用戶程序,最后將處理結果顯示在計算機界面上。此階段需要注意的是,計算要有先后順序,不能隨意安排順序。另外,還應保證輸送到控制系統數據的真實性,以避免數據不準確對控制命令產生負面影響。同時,前面2個階段的運行工作完成之后,就要轉入數據刷新階段??刂葡到y會總結前2個階段掃描到的信息,并以結論的形式輸出。
3PLC技術的應用
在安裝主站時,要事先制訂好設計方案,要保證煤礦機電設備安裝路線新穎,不能沿襲之前的老套路。只有這樣,才能充分發揮控制系統的作用。當線路安裝好之后,直接將主站控制屏與機電設備相連接,以便于對其全面控制。合理布置信息數據收集設備,保證設備運行信息能及時被收集起來,這對于及時了解設備運行狀況具有重要的意義。在帶式輸送機運行中,如果信息收集設備布局合理,就可以及時收集、分析和處理其運行情況,為之后的維修工作提供重要的數據支持。此外,還要合理設置PLC控制系統的報警信號。在煤礦開采過程中,經常遇到設備出現故障的情況,這時,就需要報警信號來提示,保證維修人員在第一時間內趕到,以保證設備的正常運行。傳統的警報信號通常是由電鈴或者蜂鳴報警器發出的,由于采煤現場的噪聲大,信號不易被工作人員所察覺,所以,很容易延誤了設備的維修。PLC控制系統采用新型的報警信號,并將其安裝在集控啟停設備中,由專業人員專門管理,當出現報警信號時,由他們處理,進而保證了避險的及時性,有效地減少了人員傷亡。PLC控制系統通常采用梯形圖形完成程序的控制。該控制形式應用了簡單的操作程序,所以,其使用簡單,便于掌握,并且能隨時切換,也就是說,它具有靈活性較高、對環境適應性較強的優點。此外,它還具監控功能。在煤礦機電設備運行過程中,能夠全面監控,并全面掌控運行過程中出現的問題,比如發熱情況、運行速度等。如果運行設備出現故障,那么,監控設施便會自動發出警報信息,盡快通知操作人員,有效地降低了設備出現故障的概率。另外,監控系統還具有自動記錄的功能,可以全面記錄機電運行中的情況,以便順利完成日后的維修工作。在使用PLC控制系統之前,應了解與該系統有關的幾組關鍵性數據,主要包括以下2點:①在實際運行過程中,將刷新頻率設置為0.5s,以確保對該系統的有效控制。在絞車運轉時,系統便會以0.5s為刷新時間,自動獲取開關的觸碰頻率,并予以保存,之后再轉換,以便準確計算絞車的運轉速度。當絞車運轉速度計算好之后,就要確定它的運轉方向。絞車運轉之后,同時使用2個計數器記錄觸碰次數,以便確定有效碰撞。通常情況下,在5s之內,2個計數器相互控制,以記錄按鈕2次變化的時間。由于絞車在接觸之后會產生吸引力,使自身穩定上升,所以,要在5s內確定按鈕啟動次數,以此完成對絞車上升和下降的控制。②對運行環境的要求。PLC控制系統也有合適的運行環境,當環境溫度在0~55℃時,能保證其高效運行;當溫度高于55℃或者低于0℃時,系統就很容易出現故障,從而影響對煤礦機電設備的有效控制。比如,在低于0℃的環境下,PLC控制系統的運行速度將會降低或者出現崩潰的情況。所以,在控制煤礦機電時,應對適當控制采區的溫度,盡量接近系統高效運行的溫度。也就是說,運行溫度在0~55℃之間,才能保證系統穩定、高效地運行。
4結束語
PLC,全稱ProgrammableLogicController,可編程邏輯控制器,是一種以微處理器為核心的數字運算操作的電力系統裝置。它是專門為工業現場應用而設計的。采用一類可編程的存儲器,相關人員可以在該存儲器內部執行相應的邏輯運算、順序控制等操作指令,并通過數字式或模擬式的輸入、輸出接口,實現對各種類型設備的識別或生產過程的控制。PLC技術屬于計算機控制技術范疇,其工作原理主要有三個不同的階段,即輸入采樣階段、用戶程序執行階段和輸出刷新階段。在輸出采樣階段,PLC可以依次掃描所有輸入狀態和數據,并將其存入I/O映像區中的相應單元內,然后轉而執行用戶程序,控制輸出操作;在用戶程序執行階段,PLC可以按照從上到下、自左向右的順序,依次掃描用戶程序,并對掃描到的數據信息進行運算,根據運算結果控制邏輯線圈的狀態,以確定程序是否處于正常運行狀態;在輸出刷新階段,CPU會發出相應的指令,然后依據I/O映像區數據和相關狀態,結合電路封鎖功能驅動外部設備的運行,從而實現電氣自動化控制。
2PLC技術的優點
作為微機技術和傳統繼電接觸控制技術相互結合的產物,PLC技術克服了繼電接觸控制系統中機械觸點接線復雜、可靠性低、功耗高、靈活性差等缺點,充分利用了微處理器的優勢,具體包括以下優點。
2.1功能完善
當前,PLC產品的規模和型號非常豐富,可以滿足各種工業控制的需要,而且具有非常完善的邏輯處理和數據運算功能,被廣泛應用于各種數字控制領域。
2.2可靠性高
在PLC的生產過程中,采取了先進的內部抗干擾技術,極大地提高了系統的可靠性。同時,PLC具備相應的自我檢測能力,一旦發現硬件故障,可以及時發出警報信號,提醒相關人員處理故障,因此,PLC控制系統具備很高的可靠性。
2.3編程語言簡單
作為一種工控計算機,PLC的接口相對簡單,編程容易,其使用的梯形圖語言編程對工作人員的專業技能要求較低,不需要面對復雜的匯編語言,即使那些不熟悉計算機的人員也可以輕松上手。
2.4維護方便
在PLC技術中,以存儲邏輯代替了接線邏輯,極大地降低了裝置外部的接線數量,減少了系統的建設周期,同時,也在一定程度上降低了設計難度,以便于系統的維護和管理。不僅如此,PLC可以實現在線編程,轉變生產過程,被廣泛應用于多品種、小批量的工業生產控制中。
3PLC技術在電力工程中的應用
在電力工程中,PLC技術的應用主要表現在以下幾個方面。
3.1開關量控制
開關量控制包括以下兩方面的內容。
3.1.1斷路器控制
在傳統的電力自動化控制系統中,對斷路器的控制多是采用繼電器控制的方式,需要使用大量的電磁繼電器,存在許多觸點和聯接點,進而降低了系統的可靠性。而PLC技術的應用和普及,使得軟繼電器逐漸代替了繼電元件,極大地提高了控制系統的可靠性。在PLC控制系統中,操作人員只需要執行一些非常簡單的工作,比如分閘、合閘等,系統就會自動根據實際運行狀況,給出正確的操作信號。同時,在系統出現故障時,會自動跳閘,并發出相應的報警信號。而且,PLC控制系統不需要進行復雜的二次接線,可以有效地降低接線失誤率,大大減少維護檢修的工作量。
3.1.2備用電源自動投入裝置
備用電源自動投入裝置的主要功能是提高供電系統的可靠性,被廣泛應用于大型企業的供電系統中。在原有的備用電源投入系統中,多采用手動或自動供回電線路的方式供電,在投切過程中,會出現幾秒鐘的斷電時間,影響供電的連續性和可靠性。而應用PLC,可以實現對備用電源自動投入裝置的控制,可以根據系統的實際情況進行抗干擾,具有可靠性高、操作簡單、接線方便等優點。
3.2順序控制
在原有的電力工程中,控制系統一般都是采用繼電器控制,而隨著PLC技術的發展,高性能的PLC控制系統逐漸取代了繼電器控制。在實際應用中,PLC不僅能夠全面調節整個電力工程,也可以控制部分電路。同時,PLC控制器屬于遠方終端單元,可以利用遠程控制的方式控制變電站現場的RTU裝置,實現對各種開關狀態量的采集和處理,并通過相應的反饋環節獲得故障信息,以便及時處理和解決其中存在的問題和故障,以保證電力系統的安全、穩定運行。
4結束語
在機械電氣控制裝置中應用PLC的另外一種形式,分散的控制機械電氣控制裝置是它在裝置中進行應用的主要作用所在,運用集中的方式進行管理,將裝置當中的危險部分盡最大限度的予以分離,對裝置進而進行有效的控制與監督,簡單的來講,確保機械電氣控制裝置的穩定、高效和安全應用是DCS系統的主要作用。通過PLC技術組合而成的DCS系統對計算機有效的進行利用,確保DCS系統對現場控制站、監測站等場所的信息能夠準確的進行接受,利用對信息的收集、整合與處理等,確保最佳的狀態能夠存在于控制裝置當中,一旦有故障存在于裝置當中,就會立刻的獲得信息,并且有效的分散故障,對裝置重新進行調整,防止整個裝置的運行不會受到故障部分的影響,但是,在機械電氣裝置中要想將DCS系統的作用充分的發揮出來,需要確保構成這個系統的顯示單元、控制單元和通信總線等構成部分的合理性,構成有效的、完整的DCS系統,確保該系統的功能可以有效的被使用,為對機械電氣裝置進行優化將良好的條件創造出來。
2應用分析
(1)對PLC技術的應用類型上進行確定。為了在機械電氣控制裝置當中對PLC技術進行應用,就要對PLC技術類型上進行確定,在整個設計應用環節當中這項工作有著基礎性的作用,將PLC技術的使用類型確定出來是非常關鍵的,為確保選取的類型在機械電氣裝置中能夠得到有效的應用,應該與機械電氣控制裝置的整個情況上予以結合進行合理的選取。(2)控制開關量邏輯。在機械電氣控制領域當中應用PLC技術,PLC的基本工作內容當中就包含了開關量邏輯控制,原始的繼電器可以有PLC裝置和它的內部技術進行取代,一起實現對電路的順序控制和邏輯控制,在開關量邏輯控制中應用PLC技術,它的控制對象不單純的只是對一臺設備進行控制,還可以在生產線路中將PLC裝置擁有的開關量邏輯控制接入進去,使其能夠控制組合機床和生產線。(3)控制模擬量。在工業生產中模擬量是一種術語,指的是可能出現在生產中的變量,然而人們對這樣的變量卻沒有辦法進行預測,例如速度的變量、溫度的變量等。生產的進度和生產的質量會受到模擬量的影響,一定要采取一定的方式來控制模擬量,但是并沒有可行的技術存在于傳統的工業生產當中,直到出現了PLC技術之后,才實現了對模擬量的控制,在電氣控制系統和電氣模擬裝置當中應用了PLC技術,而且在應用的時候有效的控制模擬量,實現數字化和模擬量之間的有效轉化,令其被控制器能夠很好的進行控制。(4)集中性對系統控制。主要是有多個設備和一臺功能大的中央PLC堅實系統構成了該控制系統,并且構成了一個計算控制系統,這個系統擁有中央集成式的功能。在這個系統當中,不相同的設備當中可以利用運行的順序和適宜的方式構成一個通過中央PLC系統一起處理的程序,由此發現,和單一式的控制系統進行比較這種集中式的控制系統有著運行效率高、成本低的優越性,但是也有一定的弊端存在于其中,一旦需要改變其中某一控制對象的程序時,需要停止整個控制PLC控制系統的運行,造成別的控制對象也需要被迫停止工作。(5)分散性系統控制。在這個系統當中,每個控制對象在PLC控制系統當中都是經過分別處理而成的,并且各個PLC控制之間都可以利用合理的信號傳輸來將內部網絡的連鎖反應上予以實現,來將控制任務上予以完成,或者對傳輸信號利用上位機經過總線實施傳遞。在該系統當中,對機械控制方式的應用主要是眾多機械生產線的控制形式,使用相應的數據在不同的生產線之間進行連接,有不同的PLC對不同的控制對象進行控制,如果需要停止運轉其中的某一臺PLC,不會影響到其他的控制器。近些年,科學技術進入了一個全新發展的階段,能夠將過程控制和PLC技術有效的結合起來,對底層的控制任務因此就能更好的給予完成。(6)運動控制。利用PLC技術能夠對直線運動和圓周運動等進行有效的控制,在控制系統里面,以前的控制模式直接的作用在執行機構和傳感器當中,該系統可以利用運動控制模塊來完成工作,例如可以在驅動步進電機和多軸位控制模塊當中進行運用等。
3結語
PLC是西門子公司的產品,現在在提升機操作保護系統中,應用得到最廣泛的就是西門子公司的產品PLC,由于它的很多方面的性能都明顯的優于傳統的操作保護系統。下面是各個硬件模塊的功能介紹:
(1)電源模塊:將220V的交流輸入電壓轉換成24V的直流輸出電壓,以供其它模塊使用。
(2)CPU模塊:控制總線上模塊與模塊之間的數據傳遞,并執行用戶輸入的程序。
(3)32路輸入模塊:該輸入模塊一共有3塊,它的作用是將PLC外部的信號轉換成PLC內部的可進行處理的信號。
(4)16路輸出模塊:該輸出模塊一共有2塊,它的作用是將PLC內部可處理的信號轉換成能夠控制提升機系統的外部信號,來控制提升機系統進行工作。
(5)轉換模塊:此模塊分為兩類模塊:一類是是A/D模數,它的作用是將連續信號轉換成數字信號,便于PLC系統進行識別和處理;另一類是D/A模塊,它的作用與A/D模塊的作用恰恰相反,它是將PLC內部可處理的數字信號轉換成連續信號。
(6)通信模塊:它的作用是:確保各模塊與各模塊之間的通道流暢,再就是確保模塊與上位機之間的通道流暢,保證信號從各模塊傳送給上位機時,可以使上位機做出相應的響應。
(7)計數模塊:該模塊主要有2塊,這兩塊計數模塊的作用都是計數,兩塊模塊分別是對主滾動筒上的和導向輪上的編碼器進行計數。
2PLC操作保護系統的軟件設計
PLC是西門子公司的產品,它不需要用戶自主進行編程,能夠好好地滿足用戶的需要,下面是它的軟件模塊,軟件模塊的主要作用就是存放程序,它的軟件模塊有下列幾種:
(1)組織模塊(OB):它的作用是保證接口通道流暢,保證CPU操作系統和用戶程序之間的通道流暢。對用戶程序的循環處理工作主要是由OB1模塊來完成的,剩余的OB模塊用來對特定事件做出響應和中斷。
(2)功能模塊(FB):它是可多次調用的邏輯功能模塊,它在執行時必須帶有即時數據模塊,并且每次用戶程序對FB進行調用時可提供新的參數。
(3)功能模塊(FC):它也是可多次調用的邏輯功能模塊,但是它在執行時不需要帶有即時數據模塊,這也是它與FB模塊的最大區別,并且每次用戶程序對FC進行調用時可提供新的參數。
(4)數據模塊(DB):數據模塊用來存放各種不同類型的數據,它在PLC存儲器開辟另一個存儲區。
根據用戶的要求和本身系統的結構要求,用戶程序可以自行選擇軟件模塊的構成形式,其中軟件模塊有以下幾種,各個軟件模塊的功能和作用如下。FC0、FC1兩個軟件模塊的作用是用來進行計數,主要是用來計算計數模塊中的脈沖個數;DB1和DB2兩個軟件模塊的作用是存放FC0、FC1兩個軟件模塊計算出的計數模塊的脈沖個數,以此來實現計數模塊將數據和信號流暢而準確的傳送到CPU模塊之中;FC91軟件模塊的作用是用來處理輸入到PLC中的模擬量,模擬量有:電機電壓和電流、電機轉速、軸承壓力、提升速度和載荷等;FC93軟件模塊的作用是制動,主要是對電氣施閘類故障進行制動處理;FC114軟件模塊的作用是用來處理PLC內部信號,并產生控制信號,像回路的安全和保障、故障的報警和液壓器件的制動等等;FC5軟件模塊的作用是進行邏輯運算和閉鎖,主要是對輸入到PLC內部的信號進行運算并產生控制指令來控制提升系統的各個部分;FC92軟件模塊的作用是處理施閘類故障,這類故障主要是立即施閘類故障;FC94軟件模塊的作用也是對施閘類故障進行處理,這類施閘類故障主要是提升終了施閘類故障;FC95軟件模塊的作用是處理報警類故障,當報警系統出現故障時,主要是由該模塊進行處理;PLC的啟動組織模塊是OB100軟件模塊,在系統啟動后該組織模塊只可運行一次,以后的循環程序就不會再運行了,在該組織模塊中有關參數和程序可隨著用戶的需要進行更改;OB1軟件模塊是用戶程序主要組成部分,用來存放用戶主程序,它也是組織模塊中唯一可以循環運行的軟件模塊,在FC功能模塊中編制成的可以實現特定功能和作用的程序可以在OB1軟件模塊中進行循環調用,采用這樣的程序設計可以使我們的程序設計更加簡單,調試更加方便;OB35軟件模塊是組織模塊中唯一可以實現定時中斷的組織模塊,采用M/T法可以計算出提升機的提升速度。n=(60M1f)(/ZM2)式中:n為電機的轉速;Z是旋轉編碼器每轉一圈時所輸出的脈沖的個數;M1為計數器M1所記的脈沖個數;M2為計數器M2所記的脈沖個數;f為脈沖頻率(高頻時鐘脈沖)。
3結束語
高職教育的主要目標就是培養出真正掌握專業技術的應用型人才,培養學生的綜合能力以及實際能力。而在企業實際工作中,需要的就是真正掌握專業技能并且能夠在實踐中很好的應用的技術人員。作為一門機電類專業的核心專業課程,PLC應用技術對于培養學生的職業能力、提高學生的職業素質有著非常重要的作用。PLC應用技術這門課程的培養目標就在于讓學生在了解工業控制對象的特點以及要求的基礎上,能夠正確選擇以及設計控制方案,熟悉相關的使用以及維修的知識,并且能夠在實踐中掌握PLC控制系統的安裝以及調試方法。在教學中應充分注意到本課程的課程特點,注重對學生綜合能力的培養,重點培養學生的實際操作能力。在知識結構、能力培養以及素質培養等三方面進行對學生的培養。
2高職《PLC應用技術》課程教學過程中存在的主要問題
第一,教學理念落后,特色不夠明顯。目前,在實際教學中,教師一般只注重理論知識的講授,過于注重在理論知識體系方面的完整性,而很少注意到實際操作的聯系,以及項目系統設計方面的問題,這也就意味著教師忽視了高職教育的主要目標,忽視了對學生實際操作以及技術應用方面的能力的培養。在一定程度上脫離了高職院校的辦學目標。第二,教材內容分配不合理。雖然圖書市場上有關PLC應用技術的書籍有很多,但是并不是每一本都能夠適合對高職院校學生的應用,而且真正能夠符合高職院校教學目標的教材還很少,很多高職院校使用的是本科院校所應用的教材,這種教材在很大程度上是缺乏實踐環節的,并不能很好的反應高職院校的特點,不能培養出掌握專業技能的應用型人才。因此,應對教材進行新的改版以及組織安排。第三,師資隊伍對教學模式的適應力差。在新時期,教師一般都沿用傳統的教學方式,沒有根據社會的要求,沒有根據企業的實際需求進行適當的教學改革,而傳統的教學模式是難以適應新時期的學生的,難以吸引學生的注意力,激發學生的學習熱情。
3實際教學的方法
3.1項目驅動教學法
在教學過程中加入項目教學,將教與學有機結合起來,可以通過項目驅動教學的方法,以任務來驅動學生進行學習,在完成任務的過程中掌握相關知識以及操作技能。教師可以項目來為學生安排一定的任務,讓學生的學習更具目的性,使學生通過項目調研、實施、驗收等相關環節來的訓練來學習相關專業知識,在實踐中對知識的學習會更加牢固,而且,還可以讓學生在實踐中提高發現問題、分析問題、解決問題的能力。通過項目實踐培養學生的專業技能以及綜合應用能力。
3.2現場教學法
有條件的學??梢詾閷W生安排一些現場參觀、實訓的機會,讓學生在實訓場或者生產一線來進行學習,通過理論與實踐的有機結合,來促進學生的感謝認識,有效提高學生的理解能力,而且現場教學法可以幫助教師將抽象的理論知識具體為現場實踐,讓學生更容易理解。
3.3案例教學法
教師可以根據自己多年的教學以及研究經驗的積累,為學生講解一些企業的實際案例,通過實際案例來將抽象的知識具體化,使一些專業的概念、理論更加簡單、形象,更容易理解,還能夠提高學生的學習熱情,激發其學習的主動性與積極性。讓學生通過對具體案例的理解來提高其識別問題、分析問題的能力。
4PLC應用技術教學改革的主要措施
4.1改變教學理念
要想進行教學實踐的改革,教師首先要做的就是改變原有的傳統觀念的束縛,要充分了解高職院校的教學目標,結合社會的需要以及企業的需求來對學生進行培養教育。在教學中,拋棄傳統的灌輸式的教學,要加強對實踐能力的培養,有效協調知識、能力、素質三者之間的關系。
4.2改革教學環境
加強對師資隊伍的培養、提高??梢怨膭罱處煹缴a一線工作一段時間,讓教師不僅有效理解理論知識,還具有一定的實際動手能力,掌握基本的操作技能,通過自己的實踐經驗來全方位的對學生進行培養。同時高職院校還可以聘請一些在相關領域具有豐富經驗的技術人員來對學生進行教學。教師在教學實踐中應加強對多媒體資源的利用,向學生講授一些前沿的專業知識,緊跟時代步伐。
4.3改革考核方式
在課程教學之后的考核對學生的學習有一定的導向作用,因此需要對考核方式進行改革,可以將課程知識的學習與實踐結合起來,增加實踐課程的比重,還可以與一些職業資格的認證進行接軌,建立綜合的評價體系。
5結語
PLC,全稱ProgrammableLogicController,可編程邏輯控制器,是一種以微處理器為核心的數字運算操作的電力系統裝置。它是專門為工業現場應用而設計的。采用一類可編程的存儲器,相關人員可以在該存儲器內部執行相應的邏輯運算、順序控制等操作指令,并通過數字式或模擬式的輸入、輸出接口,實現對各種類型設備的識別或生產過程的控制。PLC技術屬于計算機控制技術范疇,其工作原理主要有三個不同的階段,即輸入采樣階段、用戶程序執行階段和輸出刷新階段。在輸出采樣階段,PLC可以依次掃描所有輸入狀態和數據,并將其存入I/O映像區中的相應單元內,然后轉而執行用戶程序,控制輸出操作;在用戶程序執行階段,PLC可以按照從上到下、自左向右的順序,依次掃描用戶程序,并對掃描到的數據信息進行運算,根據運算結果控制邏輯線圈的狀態,以確定程序是否處于正常運行狀態;在輸出刷新階段,CPU會發出相應的指令,然后依據I/O映像區數據和相關狀態,結合電路封鎖功能驅動外部設備的運行,從而實現電氣自動化控制。
2、PLC技術的優點
作為微機技術和傳統繼電接觸控制技術相互結合的產物,PLC技術克服了繼電接觸控制系統中機械觸點接線復雜、可靠性低、功耗高、靈活性差等缺點,充分利用了微處理器的優勢,具體包括以下優點。
2.1功能完善當前,PLC產品的規模和型號非常豐富,可以滿足各種工業控制的需要,而且具有非常完善的邏輯處理和數據運算功能,被廣泛應用于各種數字控制領域。
2.2可靠性高在PLC的生產過程中,采取了先進的內部抗干擾技術,極大地提高了系統的可靠性。同時,PLC具備相應的自我檢測能力,一旦發現硬件故障,可以及時發出警報信號,提醒相關人員處理故障,因此,PLC控制系統具備很高的可靠性。
2.3編程語言簡單作為一種工控計算機,PLC的接口相對簡單,編程容易,其使用的梯形圖語言編程對工作人員的專業技能要求較低,不需要面對復雜的匯編語言,即使那些不熟悉計算機的人員也可以輕松上手。
2.4維護方便在PLC技術中,以存儲邏輯代替了接線邏輯,極大地降低了裝置外部的接線數量,減少了系統的建設周期,同時,也在一定程度上降低了設計難度,以便于系統的維護和管理。不僅如此,PLC可以實現在線編程,轉變生產過程,被廣泛應用于多品種、小批量的工業生產控制中。
3、PLC技術在電力工程中的應用
在電力工程中,PLC技術的應用主要表現在以下幾個方面。
3.1開關量控制開關量控制包括以下兩方面的內容。
3.1.1斷路器控制在傳統的電力自動化控制系統中,對斷路器的控制多是采用繼電器控制的方式,需要使用大量的電磁繼電器,存在許多觸點和聯接點,進而降低了系統的可靠性。而PLC技術的應用和普及,使得軟繼電器逐漸代替了繼電元件,極大地提高了控制系統的可靠性。在PLC控制系統中,操作人員只需要執行一些非常簡單的工作,比如分閘、合閘等,系統就會自動根據實際運行狀況,給出正確的操作信號。同時,在系統出現故障時,會自動跳閘,并發出相應的報警信號。而且,PLC控制系統不需要進行復雜的二次接線,可以有效地降低接線失誤率,大大減少維護檢修的工作量。
3.1.2備用電源自動投入裝置備用電源自動投入裝置的主要功能是提高供電系統的可靠性,被廣泛應用于大型企業的供電系統中。在原有的備用電源投入系統中,多采用手動或自動供回電線路的方式供電,在投切過程中,會出現幾秒鐘的斷電時間,影響供電的連續性和可靠性。而應用PLC,可以實現對備用電源自動投入裝置的控制,可以根據系統的實際情況進行抗干擾,具有可靠性高、操作簡單、接線方便等優點。