范小蘭

（上海工程技術(shù)大學(xué) 工程實(shí)訓(xùn)中心，上海 201620）

在電工技術(shù)教學(xué)當(dāng)中，由于受學(xué)時(shí)數(shù)的控制，使得有些章節(jié)學(xué)時(shí)被壓縮到很少，而講課內(nèi)容又是學(xué)生生活中難以碰到，以致對其原理和應(yīng)用難以理解和掌握［1］。例如可編程控制器（PLC）這一章就是非電類學(xué)生經(jīng)常感到頭疼的一部分。根據(jù)教學(xué)大綱，可編程控制器這一章只占5個(gè)學(xué)時(shí)。在這短短的5個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)，不用說難以使學(xué)生對可編程控制器結(jié)構(gòu)、工作原理、指令、編程及其應(yīng)用有全面的認(rèn)識(shí)，就是使學(xué)生能夠用可編程控制器實(shí)現(xiàn)一些簡單的控制也是有一定難度的。

1 由繼電接觸器控制系統(tǒng)引入PLC

與其他章節(jié)不同，可編程控制器這一章比較獨(dú)立。為了引入可編程控制器，我們除舉例說明其在生產(chǎn)和生活中有可編程控制器的應(yīng)用外，緊密結(jié)合繼電接觸器控制系統(tǒng)對電動(dòng)機(jī)控制時(shí)所固有的缺點(diǎn)，從可靠性、靈活性等方面加以闡述可編程控制器的優(yōu)點(diǎn)，使學(xué)生對其有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。

在講完可編程控制器結(jié)構(gòu)后，我們首先繪出一套完整的由繼電接觸器控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制電路圖1（a）［2］，然后直接給出由可編程控制器實(shí)現(xiàn)的對三相異步電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)控制接線圖和梯形圖1（b）［2］，二者加以比較，重點(diǎn)說明可編程控制器實(shí)現(xiàn)的是繼電接觸器控制電路中的哪一部分功能。這一過程非常重要。因?yàn)閺臍v屆教學(xué)發(fā)現(xiàn)，很多同學(xué)經(jīng)?；煜^電接觸器控制系統(tǒng)與可編程控制器系統(tǒng)，常誤認(rèn)為可編程控制器可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)控制電路中主電路部分，也經(jīng)常忽視可編程控制器外部接線。這實(shí)際上還是對可編程控制器的工作原理認(rèn)識(shí)不夠充分，需要教師說明并強(qiáng)調(diào)。

通過圖示比較與說明，學(xué)生對可編程控制器在對三相異步電動(dòng)機(jī)的控制中所起的作用就比較明確了。此時(shí)再講解利用可編程控制器對電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)等其它控制，就可以使學(xué)生充分感覺到主要是改變程序即可實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)的各種控制，進(jìn)而切實(shí)體會(huì)到可編程控制器的靈活性。

圖1 電動(dòng)機(jī)基本起?？刂凭€路

除介紹可編程控制器對電動(dòng)機(jī)的控制外，我們又介紹利用可編程控制器實(shí)現(xiàn)對交通燈、數(shù)碼管等的控制，這樣，學(xué)生對可編程控制器的了解由淺入深，逐步加強(qiáng)了對可編程控制器的了解。

2 用典型示例說明PLC工作原理

可編程控制器的工作方式是順序掃描，不斷循環(huán)。但對于這一點(diǎn)，學(xué)生往往不能準(zhǔn)確理解。為此，我們舉一典型梯形圖來具體說明，梯形圖如圖2（a）［3］所示。根據(jù)可編程控制器工作方式，當(dāng)接通X1后，Y2線圈接通，Y0線圈接通。雖然線圈Y1接通，但只有當(dāng)下一次掃描時(shí)，才會(huì)由于觸點(diǎn)Y1斷開使線圈Y0重新斷電，因此此梯形圖中線圈Y0的動(dòng)作時(shí)序圖應(yīng)該是如圖2（b）所示所示，Y0接通一個(gè)掃描周期。這個(gè)例子既說明了可編程控制器的工作方式，而且對掃描周期這個(gè)概念也作了比較好的解釋。

圖2 PLC的工作方式說明

3 突出PLC與繼電接觸器控制系統(tǒng)區(qū)別

因?yàn)槭菑睦^電接觸器控制系統(tǒng)引入可編程控制器的，因此很多學(xué)生經(jīng)常會(huì)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的控制電路來轉(zhuǎn)換成可編程控制器梯形圖，這個(gè)方法通常確實(shí)可行，但要引導(dǎo)學(xué)生注意二者之間的差別。例如，如果把實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)既能點(diǎn)動(dòng)又能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制電路直接換成梯形圖3，則經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不能達(dá)到點(diǎn)動(dòng)的控制目的，表現(xiàn)為電動(dòng)機(jī)只能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)樵诶^電接觸器控制線路中，通常用一個(gè)復(fù)合按鈕適當(dāng)連接就可實(shí)現(xiàn)上述功能，而PLC機(jī)采用的是循環(huán)工作方式，只有執(zhí)行完了所有的程序后（END），才去檢查輸入端狀態(tài)的改變情況?？删幊炭刂破髋c繼電接觸器控制系統(tǒng)工作方式不同，決定了不能簡單地把電動(dòng)機(jī)的控制電路來轉(zhuǎn)換成可編程控制器梯形圖。

圖3 錯(cuò)誤的電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)加連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)梯形圖

4 大力為學(xué)生提供設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

通常實(shí)驗(yàn)總是設(shè)置在理論教學(xué)之后，可編程控制器實(shí)驗(yàn)也是如此，經(jīng)常安排在理論教學(xué)一周后。這種安排大大不利于學(xué)生對理論知識(shí)的理解。尤其可編程控制器這部分內(nèi)容需要學(xué)生要用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己設(shè)計(jì)的梯形圖是否正確，所以應(yīng)該盡量實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開放，滿足學(xué)生編程要求。況且可編程控制器實(shí)驗(yàn)設(shè)備維護(hù)比較簡單，實(shí)驗(yàn)室管理也相對容易，完全有條件實(shí)現(xiàn)開放制度。實(shí)踐也說明，我們對學(xué)生實(shí)現(xiàn)可編程控制器實(shí)驗(yàn)室開放，不僅吸引了學(xué)生學(xué)習(xí)可編程控制器的興趣，而且切實(shí)對他們的學(xué)習(xí)起了很大的幫助作用。在不斷的修改程序中，學(xué)生逐步理解了可編程控制器工作原理，編程技術(shù)有了很大提高，這部分內(nèi)容掌握得確實(shí)比較到位。

5 結(jié)語

可編程控制器在現(xiàn)代生產(chǎn)中應(yīng)用很廣，是電工技術(shù)課程中必講一章。一般要求學(xué)生重點(diǎn)掌握可編程控制器的應(yīng)用，學(xué)會(huì)簡單程序編制。不斷的探索和實(shí)踐表明，緊密結(jié)合實(shí)際，理論和實(shí)驗(yàn)密切配合，為學(xué)生創(chuàng)造更多動(dòng)手動(dòng)腦機(jī)會(huì)，可以使得可編程控制器教學(xué)效率有顯著提高。

［1］盧學(xué)英.PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究.實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2007.06

［2］王維榮.電工電子技術(shù)——電工技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真.上海交通大學(xué)出版社，2007

［3］秦曾煌.電工學(xué)上冊，電工技術(shù)第六版.高等教育出版社.2004