[摘 " " " " "要] "PLC是可編程邏輯控制器的英文縮寫，隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化、自動(dòng)化的快速發(fā)展，工業(yè)設(shè)備中的PLC越來(lái)越多，為了滿足工業(yè)發(fā)展中的人才需求，全國(guó)各個(gè)技工院校都開設(shè)了PLC相關(guān)的課程。目前，我國(guó)的PLC編程都以程序模塊為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際需要將程序模塊組合在一起，實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)計(jì)的功能，PLC課程的教學(xué)目標(biāo)是保證學(xué)生掌握基本的功能指令與程序模塊，并讓學(xué)生可以利用這些基本功能指令與模塊完成比較復(fù)雜的系統(tǒng)程序。以三菱PLC為例進(jìn)行編程方法的教學(xué)設(shè)計(jì)，為我國(guó)PLC的編程教學(xué)提供參考。

[關(guān) " 鍵 " "詞] "三菱PLC;電動(dòng)機(jī);電路圖

[中圖分類號(hào)] "G718.1 " " " " [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] "A " " " " [文章編號(hào)] "2096-0603（2015）24-0050-02

PLC是從傳統(tǒng)電子電路中分離出來(lái)的特定電路模塊，PLC的產(chǎn)生就是為了適應(yīng)工業(yè)設(shè)備的應(yīng)用，PLC的全稱是可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），早期的PLC實(shí)際上就是單機(jī)控制技術(shù)與繼電器控制技術(shù)的完美結(jié)合，PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備中，主要原因是PLC的開發(fā)成本低、開發(fā)周期短，常見的PLC廠家有三菱、歐姆龍等等，對(duì)于電子電氣自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生而言，必須熟練地掌握PLC編程以及控制電路圖設(shè)計(jì)。

一、教學(xué)范例

本文選擇三菱FX2N系列的PLC作為控制器，控制一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，具體要求如下：

1.當(dāng)電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，采用直接啟動(dòng)的模式;當(dāng)電動(dòng)機(jī)中速運(yùn)行時(shí)，PLC可以控制電動(dòng)機(jī)從低速自動(dòng)變換到高速;當(dāng)需要高速運(yùn)行時(shí)，采用連續(xù)切換的方式從低速到中速，再到高速，保證每次切換的時(shí)間為5秒。

2.保證電動(dòng)機(jī)可以完成三個(gè)速度檔之間的自由切換。

3.電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)模式為慣性制動(dòng)，按下停止按鈕后在摩擦力的作用下停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

4.電動(dòng)機(jī)發(fā)生過(guò)載時(shí)自動(dòng)停機(jī)，防止電動(dòng)機(jī)與電路的損壞。

除了上述明確的功能要求外，學(xué)生必須掌握PLC的控制電路圖與外圍執(zhí)行電路圖，并根據(jù)功能要求編寫程序，程序的形式為梯形圖，也可以根據(jù)學(xué)生需求講授SFC圖編程。

二、PLC教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）電動(dòng)機(jī)的執(zhí)行電路圖設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)有三個(gè)速度檔位，實(shí)際的電路圖如圖1所示，當(dāng)接觸器KM1的觸頭閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn);當(dāng)KM2閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)中速運(yùn)轉(zhuǎn);當(dāng)KM3與KM4同時(shí)閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。一般的三相異步電動(dòng)機(jī)不會(huì)采用直接啟動(dòng)，因?yàn)橹苯訂?dòng)的啟動(dòng)電流會(huì)很大，可能導(dǎo)致電路元件的損毀，因此，只有在電動(dòng)機(jī)低速啟動(dòng)時(shí)才可以采用直接啟動(dòng)。

（二）PLC的I/O接口分配與選型

根據(jù)已經(jīng)初步設(shè)計(jì)的外圍執(zhí)行電路，確定控制電路需要的接口，根據(jù)接口的數(shù)量初步確定PLC的型號(hào)與規(guī)格。下表是本設(shè)計(jì)中PLC的接口分配情況。

（三）PLC控制電路圖

根據(jù)功能需求確定好PLC的接口數(shù)量后，根據(jù)已經(jīng)分配好的接口做出PLC的控制電路圖，注意安全電路的設(shè)計(jì)，各個(gè)接觸器之間必須有硬件互鎖。除此之外，必須設(shè)計(jì)合理的通斷電延時(shí)功能，也可以從程序上設(shè)計(jì)延時(shí)，注意軟硬件的一致性。圖2是PLC的控制電路圖。

（四）PLC的梯形圖編程

PLC的學(xué)習(xí)以編程為主，程序直接體現(xiàn)出了設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)構(gòu)想，PLC的程序設(shè)計(jì)一般采用梯形圖，梯形圖將復(fù)雜的代碼程序具象化，符合工程人員的使用實(shí)際。除此之外，梯形圖與傳統(tǒng)的繼電器電路圖比較相似，比較容易被工程人員接受。PLC程序編寫建立在編寫人員過(guò)硬的基礎(chǔ)知識(shí)上，程序編寫者除了需要掌握基本的PLC指令外，還需要熟悉程序的常用模塊，包括三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)控制等等，同時(shí)還需要掌握一定的編程技巧，最大限度降低硬件成本，控制PLC的接口數(shù)量。

梯形圖程序主要分為四個(gè)模塊，包括啟動(dòng)停止模塊、低速切換模塊、輸出執(zhí)行模塊、高速切換模塊，通過(guò)將四個(gè)程序模塊整合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的三速控制。

三、總結(jié)

針對(duì)PLC的教學(xué)目標(biāo)，制定合適的教學(xué)內(nèi)容，只有合理的教學(xué)設(shè)計(jì)才能保證學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，提高課堂的教學(xué)效率。PLC的課堂教學(xué)應(yīng)該圍繞以下幾點(diǎn)進(jìn)行：（1）PLC的基本功能指令;（2）PLC的常用程序模塊;（3）PLC電路與編程的安全設(shè)計(jì);（4）PLC編程的功能性;（5）PLC程序與電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文以三菱PLC為例進(jìn)行了編程方法的教學(xué)設(shè)計(jì)，為我國(guó)PLC的編程教學(xué)提供了參考。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張志鵬.基于PLC軟件的教學(xué)用自動(dòng)物料分檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2011.

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