潘紹煒

【摘要】梯形圖是PLC使用得最多的圖形編程語(yǔ)言，是PLC的第一編程語(yǔ)言，是學(xué)習(xí)PLC編程的關(guān)鍵內(nèi)容。因此，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，尤其是對(duì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的中職生來(lái)說(shuō)，PLC梯形圖的學(xué)習(xí)是一個(gè)十分重要的內(nèi)容，更是學(xué)習(xí)PLC編程的關(guān)鍵。但是，對(duì)于一個(gè)剛學(xué)習(xí)PLC梯形圖的中職生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)中往往會(huì)出現(xiàn)一些令人難以理解的難題。為了讓學(xué)生更生動(dòng)形象、更容易地學(xué)習(xí)和理解梯形圖的相關(guān)知識(shí)，本人結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以三菱FX2N可編程控制器為例，對(duì)關(guān)于如何學(xué)習(xí)PLC梯形圖提出一些建議。

【關(guān)鍵詞】初學(xué)者;梯形圖;編程

一、對(duì)于初學(xué)梯形圖的學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題

第一，混淆PLC梯形圖的元件符號(hào)與電子技術(shù)元件符號(hào)。在市面上的學(xué)習(xí)資料和中職學(xué)校的學(xué)習(xí)用書(shū)中，關(guān)于梯形圖這一章節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，大部分的介紹過(guò)于簡(jiǎn)單，很多都是直接寫(xiě)出梯形圖的定義和作用，有的書(shū)本甚至沒(méi)有介紹梯形圖的相關(guān)特點(diǎn)，特別對(duì)于一些常用元件，如：常開(kāi)/常閉觸點(diǎn)，輸出線(xiàn)圈，都是直接畫(huà)在梯形圖上。有些元件符號(hào)與電子技術(shù)的符號(hào)是相同的，但表示的意思卻不同，這對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，是很難理解的，甚至有部分中職生就此放棄這門(mén)學(xué)科。

第二，書(shū)本上部分的專(zhuān)業(yè)名詞過(guò)于專(zhuān)業(yè)化。PLC是二年級(jí)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)學(xué)科，例如：電子專(zhuān)業(yè)就一般在二年級(jí)時(shí)開(kāi)設(shè)PLC學(xué)科，同時(shí)數(shù)字電路也是在二年級(jí)才開(kāi)設(shè)。但對(duì)于剛學(xué)PLC的學(xué)生來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)電路上的名詞還未搞明白，就直接套用在PLC的書(shū)本上。如，“與”“與非”“或”“或非”等名詞，造成學(xué)生的記憶和理解困難。其實(shí)，“與”“與非”“或”“或非”等名詞，無(wú)非就是串聯(lián)關(guān)系或并聯(lián)關(guān)系，如果教師在上課時(shí)不加以解釋?zhuān)瑢W(xué)生就會(huì)聽(tīng)得云里霧里，這不利于日后的學(xué)習(xí)。

第三，學(xué)生不能理解梯形圖程序的邏輯關(guān)系。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，PLC是一門(mén)新學(xué)科，尤其是在學(xué)習(xí)梯形圖編程時(shí)。因?yàn)榫幊淌且环N邏輯思維過(guò)程，而PLC程序就是由元件之間的因果關(guān)系組成的，所以在程序運(yùn)行過(guò)程中，PLC是在執(zhí)行一個(gè)個(gè)因果關(guān)系。于是，學(xué)生在學(xué)習(xí)梯形圖編程時(shí)，很難理順各個(gè)元件之間的邏輯關(guān)系。而對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，這也是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)。

二、針對(duì)初學(xué)梯形圖的學(xué)生存在問(wèn)題的解決辦法

1.通過(guò)對(duì)比法的教學(xué)方法，讓學(xué)生熟悉PLC梯形圖的元件符號(hào)

梯形圖有特定的元件符號(hào)，而且有部分符號(hào)與電子技術(shù)基礎(chǔ)的符號(hào)相同，如圖1，同樣的符號(hào)，但在PLC表示為常開(kāi)觸點(diǎn)，但在電子技術(shù)上表示為電容。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，這兩者很容混淆。在PLC與電子技術(shù)表示相同的元件時(shí)候，往往用不同的圖示表示，如圖2，同樣表示燈泡，在PLC上 同用圓圈的符號(hào)表示（有個(gè)別書(shū)本會(huì)用小括號(hào)表示），而在電子技術(shù)上用傳統(tǒng)圖示的表示方式。因此，在梯形圖的教學(xué)上可以用PLC的元件符號(hào)與電子符號(hào)作對(duì)比教學(xué)，羅列出相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。這樣的對(duì)比教學(xué)，有利于學(xué)生對(duì)梯形圖元件的理解和加深記憶。

圖1 相同的符號(hào) 不同的意思

圖2 相同的元件 不同的表示方式

2.以電子技術(shù)知識(shí)為框架，分析梯形圖的特點(diǎn)

梯形圖有專(zhuān)用的符號(hào)和特定的原理，對(duì)于初學(xué)PLC的學(xué)生來(lái)說(shuō)較難理解各元件在程序中的作用。但是，學(xué)生對(duì)于電子電路的知識(shí)還是相對(duì)熟悉的，因此，我們可以將電子電路的相關(guān)知識(shí)，模擬代入梯形圖中，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)上更容易上手。如下圖3和圖4所示。

圖3 PLC梯形圖

圖4 電子線(xiàn)路圖

我們可以將梯形圖的左母線(xiàn)和右母線(xiàn)，看成電源的正極和負(fù)極。當(dāng)常開(kāi)觸點(diǎn)X0閉合時(shí)，梯形圖就可以理解成電流從正極出發(fā)，流經(jīng)常開(kāi)觸點(diǎn)X0，常閉觸點(diǎn)X1和輸出線(xiàn)圈Y0，再流回負(fù)極，這樣電路就形成回路，線(xiàn)圈Y0得電。如果Y0是燈泡的話(huà)，那么就會(huì)點(diǎn)亮。按照上述的教學(xué)方法，有電子基礎(chǔ)的學(xué)生，就能很容易理解PLC梯形圖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和各元件的作用，更利于日后更深入的學(xué)習(xí)。

3.利用分析電力拖動(dòng)控制線(xiàn)路的方法，讓學(xué)生模擬PLC梯形圖的程序運(yùn)行

電力拖動(dòng)的電路特點(diǎn)是通過(guò)控制繼電器的得電，使其相關(guān)觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)電路的控制功能。其實(shí)，PLC和電力拖動(dòng)在控制方面有很多相似之處。如下圖5和圖6所示。

圖5 自鎖控制（電力拖動(dòng)）

圖6 自鎖控制（PLC）

圖5是電力拖動(dòng)典型的自鎖控制線(xiàn)路，其主要通過(guò)停止按鈕SB0和啟動(dòng)按鈕SB1，控制繼電器KM1，從而實(shí)現(xiàn)自鎖控制。我們可以通過(guò)下面表格將圖6的梯形圖，代入電力拖動(dòng)電路分析。

學(xué)科

元件 PLC 電力拖動(dòng)

常開(kāi)按鈕

常閉按鈕

線(xiàn)圈

自鎖觸點(diǎn)

圖7 元件對(duì)照表

那樣，梯形圖的工作原理就可以理解為：?jiǎn)?dòng)按鈕X1和停止按鈕X0，控制線(xiàn)圈Y1，從而實(shí)現(xiàn)自鎖控制。當(dāng)啟動(dòng)按鈕X1閉合時(shí)，線(xiàn)圈Y1得電，Y1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，線(xiàn)圈Y1保持得電自鎖;當(dāng)按下停止按鈕X0時(shí)，線(xiàn)圈Y1失電，Y1常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，線(xiàn)圈Y1失電;這就是PLC典型的“啟—?！！笨刂?。

如果采用上述的學(xué)習(xí)方法，學(xué)生理解梯形圖知識(shí)就簡(jiǎn)單多了。而且這種通過(guò)代入或模擬運(yùn)行的方法，也適用于梯形圖的其它元件的控制。如，輔助繼電器控制、時(shí)間繼電器控制等。但是，在這里教師必須要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)PLC和電力拖動(dòng)的不同點(diǎn)：PLC梯形圖的元件是模擬信號(hào)，可以多個(gè)存在;電力拖動(dòng)是實(shí)物元件，是唯一的。千萬(wàn)不能讓學(xué)生以為，PLC相對(duì)電力拖動(dòng)來(lái)說(shuō)只是換了個(gè)符號(hào)而已。我們?cè)诮虒W(xué)中，可以通過(guò)對(duì)比的方法，讓學(xué)生明白兩者的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。我們只是運(yùn)用電力拖動(dòng)的思維方法，去學(xué)習(xí)PLC梯形圖的原理。

通過(guò)上述的教學(xué)方法，學(xué)生不但能在梯形圖的學(xué)習(xí)中有更清晰的思路，而且能通過(guò)舊知識(shí)帶動(dòng)新知識(shí)，新知識(shí)又反過(guò)來(lái)鞏固舊知識(shí)，從而將本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)點(diǎn)串成一線(xiàn)。這樣學(xué)生在專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)中，不會(huì)感到學(xué)習(xí)的枯燥無(wú)味，反而會(huì)產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而形成良性循環(huán)，為日后學(xué)習(xí)更深入的編程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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