张雷彭鹏
(四川省大英县中等职业技术学校大英629300)
【摘要】:我校长期以来在《电工技能与训练》教学中的电机控制方面,不论是理论教学还是技能训练都采用的是继电接触式控制,这样培养出来的学生很难适应现代工业自动化的需要(因PLC是被公认的现代工业自动化的三大支柱之一),最近我校建立了PLC实验室,为了更好地发挥它的作用,使学生学有所得,本文阐述了如何将PLC与继电接触式控制有机的结合起来,以提高学生的专业技能水平,适应现代化生产的需要。
【关键词】:继电接触式控制软触点软继电器PLC梯形图
培养学生具有一定的专业理论知识,具备一定的专业操作技能,为社会输送合格的中初级技术工人,是各级各类职业中学的一项基本任务。目前,我国职业技术技能人才较为紧缺,已成为制约我国经济快速发展的瓶颈之一,大力发展职业技术教育,加强中初级技能人才的培养已成为目前的当务之急。因此,职业中学作为培养合格中初技术技能人才的基地之一,理应承担起这一重要的社会责任;另一方面,职业中学要提高自身的社会竞争能力,就要提高办学质量,突出办学特色,培养学生具有较强的实践操作能力和一定的创新能力、创业能力;特别是重点培养学生解决企业在生产实践中实际问题的能力,以满足市场经济条件下企业发展的需求。所以对理论知识和操作技能作适时的补充和更新已刻不容缓了.例如:<<电工技能与训练>>这一门课的真正含义就已不仅仅再是传统意义上的操作和维修了,电气维修和操作如果还只是单纯停留在继电器、接触器控制上,学生就不能完全满足企业的技术要求,必须在专业内容的设置方面充实新的知识.为此,在《电工技能与训练》这一门课的教学中充实可编程控制器及其应用是非常必要的。那么能否舍弃基础教学环节而急于求成呢?我作为一名职业中学《电工技能与训练》教学的专业教师,经过多年的教学实践,有如下体会:
一、从继电接触式控制缓慢过度到简单的PLC控制
现在职业中学的学生基础参差不齐,在教师教学和学生的学习上都必然存在着困难,这就要求我们教师基本功要扎实,理论水平要高,要因地制宜的安排好教学的内容和顺序;才能充分发挥这些学生的长处并增强其信心,提高他们克服困难的勇气,从而让学生由简到繁,由浅入深,由表及里的掌握每个训练项目的控制原理和工艺要求。我校是根据国家劳动和社会保障部中级电工技能鉴定要求为教学大纲,并结合自己的实际情况制定教学计划的。
我校的实际情况是:学生只有一学期的时间学习《电工技能与训练》这一门果,如一开始就就教他们用PLC来控制电机等对象,往往适得其反,欲速不达,让学生失去信心,因为他们对PLC中的“软触点”、“软继电器”等概念就很难理解到,就更不必说编程了.因此我的教学顺序是:利用前半学期集中教会学生继电接触式控制(在这方面还是很必要的,其原因有二,其一是目前还有不少厂家在使用继电接触式控制;其二,它是属于“硬触点”、“硬继电器”,学生触手可及,很实在,易理解),第一,要求学生掌握各电器的基本结构,工作原理,安装使用,维护方法及其基本的电器符号,特别是电器符号要求每一个学生必须在第一时间记住,因在电路图上,电器是以电器符号的形式反映出来的,且要求他们会拆装电器,巩固其对结构的认识和对原理的理解,为后面绘制电路原理图打下基础,第二,讲解电路原理图,我所讲解的原理图是一个一个的由浅入深,由简到繁(如先讲点动,自锁运转,一直到Y-△降压启动,电动机的多速控制等),要求学生必须按规范制图(如先作电源电路且要作成水平,再作主电路且要作在电源电路正下方的左侧,最后作辅助电路且作在电源电路正下方的右侧等规则);从看到原理图写得出工作原理到将原理图记得住,再到从原理图上会分析故障,解决故障。第三,实际操作,在学生熟练或较为熟练的掌握了以上两大知识后,首先教会学生针对不同的控制电路在安装板上布置各种电器,其次是要求他们先不要遵从配线工艺,只要用铝芯线将电路接得通,能试车就行了,做得快的同学两节课下来能做到两三个电路,甚至有的学生下课了都不愿离去,这样就让学生充分的感受到了将理论知识转化为实践技能的乐趣,从而可以激发他们的兴趣,树立他们的信心,为后面更加艰巨的第四步打下了基础。第四,要学生严格按照布线的工艺要求布线(如横平、竖直,转变走直角,一个接点最多只能接两个线头……等规则),既讲求电路正确,又讲求电路美观、维修方便,还由教师在电路上设置故障(或由同学之间相互设置故障)学生会使用试电笔,万用表,兆欧表等工具,仪表,检查故障,排除故障,在前半期通过以上四大步骤的严格训练,绝大部分同学对继电接触式控制都具有较高的理论知识和技能操作水平。
后半期,在此基础上,再引入简单的PLC控制,学生掌握起来就容易得多了,在PLC的教学上我采用步骤如下:第一要求学生尽可能充分理解“软触点”、“软继电器”的概念,充分体会它们的两种状态;第二是充分认识“能流”流动的规则(即能流只能从左流到右);第三,要求学生熟练的记住F×系列PLC的基本指令(如LD、LDI……等);第四,会根据已有的梯形图编写出程序,再根据已有的程序能绘制出梯形图;第五会根据已有的程序用手动编程器或计算机软件将程序输入PLC中,并会连接PLC的外部电路到正确运行。
以上五点是对学生进行简单的,肤浅的PLC训练,目的是让他们从抽象中走出来,为后面的PLC程序设计打下基础。
在PLC程序设计的众多语言中,梯形图是用得最多的编程语言,因它与继电接触式控制系统的电路图有很多相似之处,具有直观易懂的优点,其中PLC程序移植设计法是最易为初学者所掌握的,所谓“PLC程序移植法”就是将继电接触式电路图经过适当的“翻译”,从而设计出具有相同功能的PLC梯形图程序,即:在分析PLC控制系统的功能时,可以将PLC想象成一个继电器控制系统中的控制箱,PLC外部接线图描述的是这个控制箱的外部接线,PLC梯形图程序是这个控制箱内部的“线路图”,PLC输入继电器和输出继电器是这个控制箱与外部联系的中间继电器。PLC输入继电器的触点可想象成对应的外部输入设备的触点,PLC输出线图可想像成对应的外部输出设备的线圈,外部输出设备的线圈除了受PLC的控制外,还可能会受外部触点的控制,利用上述思想来分析,就可以将继电接触式电路图转换为功能相同的PLC梯形图和外部接线图,从而完成设计工作。
例:设计一台三相异步电动机连续运转的PLC程序,并实现其功能
1.先作出继电接触式控制的辅助电路图如图一。
2.将图一翻译成PLC梯形图,在“翻译”设想SB1是软触点X1,SB2是软触点X2,KM线圈是软线圈Y1,则可得PLC梯形图如图二
3.根据梯形图写出PLC程序
0LDX11ORY12ANIX13OUTY14END
4.用手动编程器或计算机将以上程序输入PLC系统,连接外部接线及可实现其功能。
一学期的教学时间是短暂的,但通过以上有机的结合,实践证明,绝大部分同学的掌握效果良好。
二、可编程控制器的教学体会和探讨
可编程控制器虽然型号、系列、厂家多种多样,但是它们大都是采用逻辑指令、梯形图的编程方式。可以通过对某一品牌可编程控制器编程的学习,以达到触类旁通的目的。例如我校采用的是FX系列DICE-PLC30可编程控制器。它的编程设备有两种:
即便携式编程器和利用编程软件在计算机上编程。便携式编程器用的是MELSECFX-20P编程功能较为齐全,使用方便直观,初学者根据已编好的程序很容易将其输入PLC控制器,而计算机编程软件用的是SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件,可以根据梯形图直接生成逻辑指令表(即逻辑程序),它有助于同学们验证自己:
即检验根据已有的梯形图写出的程序是否正确;反之亦然。这样在设有教师指正的情况下,同学们都可以自己检查自己的能力,对提高他们的兴趣有很大的帮助,我在教学中非常提倡这种方法。
在教学实践中,使我感到可编程控制器是一门理论性、趣味性、实践性都很强的课程,而它又与继电接触式控制电路有着密不可分的联系。只要我们从教学实际出发,抓好专业教学的基础训练,以市场需求为导向,合理安排好教学内容的先后顺序,注重学生在学习中兴趣和能力的培养,就一定能确保教学质量,在教学中取得良好的教学效果。也只有这样,我们的职业技术教育才能在激烈的市场竞争中求得更好的发展,焕发出勃勃的生机与活力。