摘 要：《可編程控制技術(shù)》作為一體化教材，現(xiàn)已成為各類(lèi)職業(yè)院校機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)學(xué)生的必修課。由于工作臺(tái)自動(dòng)往返在各種機(jī)床應(yīng)用中具有實(shí)際意義，因此在教學(xué)中都將工作臺(tái)自動(dòng)往返控制作為典型案例分析。本文就如何完成用PLC程序來(lái)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)往返控制進(jìn)行分析論述。

關(guān)鍵詞：PLC 工作臺(tái)自動(dòng)往返控制 任務(wù)驅(qū)動(dòng) 創(chuàng)新

隨著PLC產(chǎn)品在工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域的廣泛使用，它已成為工業(yè)控制的支柱產(chǎn)品，《可編程控制技術(shù)》作為一體化教材也應(yīng)運(yùn)而生，現(xiàn)已成為各類(lèi)職業(yè)院校機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)學(xué)生的必修課。

由于工作臺(tái)自動(dòng)往返在各種數(shù)控車(chē)床、銑床中均有應(yīng)用，具有實(shí)際意義，并且隨著不同企業(yè)的不同要求，工作難度可以不同，因此將工作臺(tái)自動(dòng)往返控制作為典型案例分析。該節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)是如何應(yīng)用PLC技術(shù)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器控制，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)往返控制，首先有必要對(duì)PLC的工作原理進(jìn)行了解；其次要進(jìn)行PLC的選型及對(duì)編程軟件的了解；然后進(jìn)行硬件部分的設(shè)計(jì)，包括步驟的確定和流程的確定；最后是程序設(shè)計(jì)，包括I/O口地址分配和每個(gè)步驟的梯形圖程序設(shè)計(jì)。下面就如何完成用PLC程序來(lái)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)往返控制淺談幾點(diǎn)。

一、任務(wù)提出

用PLC程序來(lái)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)往返控制（見(jiàn)圖1）。

控制要求：

①自動(dòng)循環(huán)工作；

②點(diǎn)動(dòng)控制（供調(diào)試用）；

③單循環(huán)運(yùn)行。

為了幫助學(xué)生理解，利用課件動(dòng)畫(huà)的直觀(guān)性描述控制要求。

二、任務(wù)分析

這一環(huán)節(jié)，采用頭腦風(fēng)暴法教學(xué)，讓學(xué)生分組討論、大膽探究，歸納總結(jié)出工作臺(tái)的自動(dòng)往返運(yùn)行可劃分為自動(dòng)往返、點(diǎn)動(dòng)/連續(xù)控制、單循環(huán)控制三個(gè)獨(dú)立簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)。

工作臺(tái)前進(jìn)與后退通過(guò)電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)來(lái)控制，所以完成這一動(dòng)作可采用電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制基本程序。工作臺(tái)的工作方式有點(diǎn)動(dòng)和自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行兩種方式，可采用選擇開(kāi)關(guān)S1來(lái)轉(zhuǎn)換。設(shè)開(kāi)關(guān)S1閉合時(shí)，工作臺(tái)點(diǎn)動(dòng)，S1斷開(kāi)時(shí)，工作臺(tái)自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行。工作臺(tái)有單循環(huán)和多次循環(huán)兩種工作狀態(tài)。也可用選擇開(kāi)關(guān)S2來(lái)轉(zhuǎn)換。設(shè)S2閉合時(shí)，工作臺(tái)單循環(huán)工作，S2斷開(kāi)時(shí)，工作臺(tái)為多次循環(huán)工作。

三、任務(wù)實(shí)施

整個(gè)實(shí)訓(xùn)任務(wù)在PLC實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，逐一完成正反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖控制（基本程序）、自動(dòng)往返控制、點(diǎn)動(dòng)控制、單循環(huán)控制、設(shè)計(jì)保護(hù)環(huán)節(jié)五個(gè)項(xiàng)目。在這一環(huán)節(jié)，采用教師啟發(fā)引導(dǎo)，學(xué)生之間對(duì)比分析、小組合作、團(tuán)結(jié)競(jìng)爭(zhēng)及張貼板教學(xué)法，理論實(shí)訓(xùn)一體化教學(xué)，筆者將實(shí)訓(xùn)的課題任務(wù)分為四部分：I/O口分配及外部接線(xiàn)、梯形圖程序錄入、程序的調(diào)試、成果演示。

任務(wù)實(shí)施環(huán)節(jié)在PLC的實(shí)訓(xùn)臺(tái)上進(jìn)行，該實(shí)驗(yàn)室采用開(kāi)放式、模塊式結(jié)構(gòu)，共有實(shí)訓(xùn)臺(tái)10臺(tái)。采用3人一實(shí)訓(xùn)小組、組內(nèi)協(xié)作、組間競(jìng)爭(zhēng)的學(xué)習(xí)模式來(lái)完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)。

實(shí)訓(xùn)過(guò)程中老師巡回指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)操作步驟及注意事項(xiàng)并記錄學(xué)生的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)不科學(xué)的程序，啟發(fā)引導(dǎo)同學(xué)們自己分析查找原因，訓(xùn)練同學(xué)們排除故障、調(diào)試修改程序的能力，使學(xué)生達(dá)到提高技能的目的。

四、成果展示

I/O口分配、外部接線(xiàn)圖、梯形圖控制程序。

在這一環(huán)節(jié)，利用多媒體、投影儀、張貼板，小組內(nèi)部分工合作在有限的時(shí)間內(nèi)以高效的速度每組展示最終的設(shè)計(jì)成果。各小組之間能任意指定組員按規(guī)定準(zhǔn)確調(diào)試程序。學(xué)生之間對(duì)比學(xué)習(xí)、小組之間合作競(jìng)爭(zhēng)，然后進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，教師評(píng)價(jià)。通過(guò)這樣的學(xué)習(xí)模式，激勵(lì)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、培養(yǎng)時(shí)間觀(guān)念、通過(guò)自行評(píng)價(jià)，總結(jié)得失，取得更大的進(jìn)步。

五、教學(xué)效果

通過(guò)這一典型案例的學(xué)習(xí)，從而掌握根據(jù)控制要求直接設(shè)計(jì)控制程序的方法與技巧。學(xué)好這節(jié)課可提高學(xué)生日后在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中應(yīng)用技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

該節(jié)課在具體任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，大部分同學(xué)能在愉悅中完成教學(xué)任務(wù)，掌握知識(shí)，提高技能，進(jìn)而體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，養(yǎng)成勇于探索勤于思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用技能、工程實(shí)踐和動(dòng)手能力。

PLC編程千變?nèi)f化，同一功能可用不同的指令完成，不同的編程員對(duì)同一功能所編的程序也有許多差異。創(chuàng)新永遠(yuǎn)是主旋律，模仿只能跟在別人后面。學(xué)生在完成模仿階段后，教師采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目教學(xué)法，學(xué)生分組完成任務(wù)。任務(wù)編程完畢，教師采取分組講解、互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)的方法結(jié)題。學(xué)生在完成任務(wù)的同時(shí)，既發(fā)現(xiàn)了自己的不足，也汲取了別人的優(yōu)點(diǎn)。

六、小結(jié)

總之，在用PLC編程，完成設(shè)計(jì)任務(wù)的過(guò)程中，應(yīng)注意理論聯(lián)系實(shí)際，增加學(xué)生的動(dòng)手操作實(shí)踐，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以便更好地適應(yīng)社會(huì)和科技發(fā)展對(duì)人才的需要。

（作者單位：山東龍口礦業(yè)集團(tuán)高級(jí)技工學(xué)校）