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培養(yǎng)高級PLC應(yīng)用人才的關(guān)鍵是自主學(xué)習(xí)

可編程控制器（PLC）具有結(jié)構(gòu)靈巧，硬件配置靈活方便、可靠性高、抗干擾能力強，易學(xué)易用的特點，已作為普遍的自動化控制器件廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)?！禤LC原理及應(yīng)用》課程已成為工科院校一門覆蓋面較廣的專業(yè)課，作為學(xué)校如何培養(yǎng)出高素質(zhì)應(yīng)用型PLC人才，這成為社會、學(xué)校、教師與家長關(guān)注的焦點。根據(jù)多年的教學(xué)實踐，就影響PLC人才培養(yǎng)的各個因素的提高與協(xié)同，我提出以下幾點建議以供參考： 

    一、教學(xué)與實習(xí)設(shè)備投入。在PLC課程的實踐教學(xué)中，應(yīng)把機械、電工、電子、液壓、氣動和計算機等知識與PLC技術(shù)進(jìn)行有機地聯(lián)系，擴大實習(xí)實訓(xùn)課時的比重，逐步加大學(xué)校相關(guān)設(shè)備的投入，建立較為完備的PLC技術(shù)仿真實訓(xùn)室，從而為“PLC仿真項目開發(fā)”的實訓(xùn)教學(xué)創(chuàng)造良好條件。教學(xué)實踐證明，只有通過PLC仿真項目方面的實訓(xùn)，讓學(xué)生親自編程、實際接線和仿真調(diào)試，并對運行過程中所遇到的問題進(jìn)行分析和改進(jìn)，才能真正培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合職業(yè)能力，真正實現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)后在PLC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域“*上崗”的終教學(xué)目標(biāo)。 

    二、理論、實驗與實訓(xùn)教學(xué)。任何課程教學(xué)活動的首要任務(wù)都是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同樣在PLC教學(xué)中激發(fā)學(xué)生的興趣并不難，重要的是讓學(xué)生不斷地提高，不斷地體驗到成功的喜悅，這樣才能始終保持其濃厚的興趣。

     1、理論課的首要任務(wù)是讓學(xué)生明確PLC是什么？PLC能做什么？怎么做？教師可以通過一個簡單、形象實例（如：電機的長動控制）的完整講解、操作與演示，先讓學(xué)生了解PLC控制系統(tǒng)包括主電路與控制電路，PLC的外部硬件連線與內(nèi)部軟件編程兩個基本的環(huán)節(jié)僅僅充當(dāng)控制電路部分，讓學(xué)生整體了解PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成與工作過程，再以此為基礎(chǔ)進(jìn)行外部硬件連線與內(nèi)部軟件編程兩個基本環(huán)節(jié)的深入講解，這樣便于學(xué)生對比繼電接觸器控制系統(tǒng)對本課程的整體把握，明確課程的中心任務(wù)，有了目標(biāo)也就有了學(xué)習(xí)的動力。 

    理論課教學(xué)過程中要使用多媒體教學(xué)手段，利用多種計算機技術(shù)制作以PPT為主體的電子課件，借助多媒體技術(shù)，用生動豐富的畫面和美妙動聽的音樂效果吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時可以提高教學(xué)的效率。PLC的外部接線（包括主電路接線）首先講原理圖，結(jié)合實驗、實訓(xùn)、實習(xí)講解裝配圖與實際連線圖，要讓學(xué)生體會課堂上的原理圖、實驗中的接線與實訓(xùn)、實習(xí)中的接線的區(qū)別與聯(lián)系，教會學(xué)生善于理論聯(lián)系實踐，以理論指導(dǎo)實踐，以實踐驗證理論。 

當(dāng)前流行的三菱PLC的編程軟件為FXGP_WIN-C與GXDeveloper，F(xiàn)XGP_WIN-C沒有仿真功能，在理論講授中缺乏直觀性，而GXDeveloper編程軟件加裝GXSimulator6-C后具有仿真功能，在編程器件、指令與編程實例的講解中利用仿真可以加強直觀性，便于學(xué)生的理解，對于某些程序的檢驗與編寫學(xué)生可以不用到實驗室，直接利用學(xué)校機房結(jié)合軟件的仿真功能完成，這樣既增強了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高了學(xué)習(xí)興趣，也提高了學(xué)習(xí)的效率，學(xué)生不用走進(jìn)實驗室也能使理論教學(xué)與實驗教學(xué)同步進(jìn)行，大大提高老師的教學(xué)效果以及學(xué)生的理解和接受能力。

    2、實驗、實訓(xùn)與上機課可以采用自主學(xué)習(xí)方式。自主學(xué)習(xí)方式是一種學(xué)習(xí)者在總體教學(xué)目標(biāo)的宏觀調(diào)控下，在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)自身條件和需要自由地選擇學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法，并通過自我調(diào)控的學(xué)習(xí)活動完成具體學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)習(xí)方式。自主學(xué)習(xí)離不開教師的適時指導(dǎo)與評價，學(xué)生只有在教師的適時幫助下，才能不斷地完成一個又一個實驗與實訓(xùn)項目，獲得越來越大的成就感，增加自己自主學(xué)習(xí)的動力，從而保證自主學(xué)習(xí)方式的良性發(fā)展。教師還必須結(jié)合理論課程的進(jìn)程，結(jié)合實驗實訓(xùn)設(shè)備編寫由淺入深、逐步遞進(jìn)、面向不同層次學(xué)生的實驗實訓(xùn)指導(dǎo)書，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供有力的理論支撐。

     3、綜合實訓(xùn)是PLC課程重要的一個環(huán)節(jié)。要安排充足的時間進(jìn)行，還要提高實訓(xùn)的效率，綜合考慮學(xué)生個體的差異。在實訓(xùn)中，遵循能者多勞，共同提高的原則，把學(xué)生按個體差異分組，各組根據(jù)自己的能力情況選擇不同控制要求的實訓(xùn)內(nèi)容，根據(jù)控制要求，進(jìn)行編程、調(diào)試，故障診斷與排除。這種方法較靈活的解決了學(xué)生能力差異存在的相互制約問題，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的分工及團(tuán)隊合作的能力。 

    三、成績評價機制。應(yīng)該明確成績評價不是教學(xué)行為的終目的，成績評價應(yīng)作為激勵學(xué)生學(xué)習(xí)的一種方法，成績評價應(yīng)做到及時、公正，具有可操作性。1、理論成績評定包括筆試成績、平時成績和實驗成績，筆試成績通過開卷或閉卷方式，考核了學(xué)生對PLC基本知識的掌握程度；平時成績通過平時獨立完成作業(yè)的質(zhì)量、上課出勤、課堂上解決問題的能力及創(chuàng)新方法等來評定；2、實驗實訓(xùn)成績評價應(yīng)能體現(xiàn)出競爭機制，根據(jù)不同的任務(wù)要求分兩種情況：保證完成質(zhì)量的前提下，根據(jù)完成速度評定分?jǐn)?shù)；第二，保證統(tǒng)一時間的前提下，根據(jù)完成質(zhì)量評定分?jǐn)?shù)。教師根據(jù)完成質(zhì)量或速度只對每個團(tuán)隊進(jìn)行分?jǐn)?shù)評定，團(tuán)隊每個成員的分?jǐn)?shù)則依據(jù)教師給定分?jǐn)?shù)通過本團(tuán)隊民主評議得分，這樣促進(jìn)團(tuán)隊內(nèi)每個成員的積極性與主動性，同時培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊意識。 

    四、校內(nèi)學(xué)習(xí)與校外鍛煉。學(xué)生在學(xué)校所學(xué)的PLC知識與技能對比實際工作崗位中的PLC控制系統(tǒng)，仍具有一定的差異或差距，學(xué)生就業(yè)后在工作崗位中一定會遇到一些難于解決的難題，這就需要學(xué)校、教師仍然要加強對學(xué)生畢業(yè)工作過程的指導(dǎo)，把這些問題的解決方法做成典型案例對在校學(xué)生講解，對在校生來說也是一種良好經(jīng)驗的積累。學(xué)生就業(yè)后，在工作崗位上應(yīng)不斷地與學(xué)校教師溝通，不斷地向有經(jīng)驗的師傅請教，才能熟練掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用。

     總之，作為學(xué)校只有做到以上若干方面協(xié)同優(yōu)化，才能真正培養(yǎng)出高素質(zhì)應(yīng)用型PLC人才。

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嵌入式PLC技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展

嵌入式PLC的發(fā)展也呈現(xiàn)多元化，國內(nèi)外均有良好表現(xiàn)：德國赫優(yōu)訊推出的將現(xiàn)場總線技術(shù)和PLC技特色;國內(nèi)幾年前就有華中科技大學(xué)在EASYCORE1.00核心芯片組中加載了嵌入式PLC系統(tǒng)軟件，作為硬件平臺，開發(fā)了多模人通道的嵌入式PLC;還有一種發(fā)展路徑是以開發(fā)PLC與人機界面相結(jié)合的硬件/軟件一體化為目標(biāo)的平臺，充分利用了CASE工具，結(jié)合各類嵌入式芯片的開發(fā)平臺和各種輸入/輸出通道的硬件電路庫，專為機電設(shè)備開發(fā)客制化、具有ODM性質(zhì)的PLC。

而在我國嵌入式PLC的發(fā)展空間，首先在于它十分有利于發(fā)揮我國自動化行業(yè)發(fā)展的兩大特點：有相當(dāng)雄厚的為機電設(shè)備配套的市場基礎(chǔ)，并擁有足夠的、性價設(shè)計開發(fā)隊伍。我們*可以以低的成本、較高的質(zhì)量，并按客制化的要求設(shè)計、生產(chǎn)為機電設(shè)備配套的嵌入式PLC，來代替通用PLC。

同時，嵌入式PLC的硬件、軟件、人機界面、通信等各方面的功能設(shè)計靈活，易于剪裁，更貼近各種檔次的機電設(shè)備的要求。嵌入式PLC*基于嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)，拿來就可用。SOC芯片、嵌入式操作系統(tǒng)與符合工EC61131-3編程語言標(biāo)準(zhǔn)的編程環(huán)境等優(yōu)勢，使得其在市場上很容易找到。

國家林業(yè)局政府網(wǎng)12月4日訊11月21日，山東省森防站在棗莊市舉辦了基于PLC的林業(yè)有害生物立體防控技術(shù)培訓(xùn)班。有關(guān)專家和9個項目縣（市、區(qū)）林業(yè)局局長、林場場長及項目負(fù)責(zé)人參加培訓(xùn)。

PLC是可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的簡稱，是一種具有微處理機的數(shù)字電子設(shè)備，用于自動化控制的數(shù)字邏輯控制器，可以將控制指令隨時加載內(nèi)存內(nèi)儲存與執(zhí)行?；赑LC的立體防控技術(shù)，將對林業(yè)有害生物進(jìn)行適時、系統(tǒng)和科學(xué)監(jiān)測，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)科學(xué)化、快速化處理，提高信息的時效性和準(zhǔn)確性，進(jìn)一步推進(jìn)主動御災(zāi)、科學(xué)防災(zāi)，降低防治成本，維護(hù)生態(tài)安全。此次推廣9處項目區(qū)將在一年內(nèi)完成項目任務(wù)。

 山東省森防站部署PLC推廣項目實施工作，強調(diào)合理使用項目資金，建立好項目檔案。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教授詳細(xì)講解了基于PLC技術(shù)的林業(yè)有害生物監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)的思路、組建及應(yīng)用技術(shù)。商河縣林業(yè)局示范了基于移動互聯(lián)網(wǎng)的林業(yè)有害生物智能化服務(wù)平臺建設(shè)與構(gòu)想。山東祥辰公司介紹了立體防治有關(guān)設(shè)備應(yīng)用技術(shù)。
業(yè)有控技術(shù)的基礎(chǔ)知識，為全面完成項目任務(wù)、提升林業(yè)有害生物防治工作智能化水平打好基礎(chǔ)。（森防總站）

2。在大開的OB1塊中，選擇Options / Reference Data / Displays（選項/參考數(shù)據(jù)/顯示），在出現(xiàn)的“Display S7 Reference data（顯示S7參考數(shù)據(jù)）中選擇”Regenerated“（重新產(chǎn)生），點擊“是”，出現(xiàn)“顧客化”對話框，選擇*項“交叉參考”；建立參考數(shù)據(jù)表；

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圖6 保護(hù)選項

保存編譯后，我們可以看到在Step7的Block下，出現(xiàn)了一些相關(guān)F系統(tǒng)的功能塊，但由于ET200Pro F-FC沒有Profisafe的報文，因而這里實際上并沒有關(guān)于ET200Pro F-FC的F系統(tǒng)塊，這也是ET200Pro F-FC與ET200S F-FC或者G120F、S120F的不同之處，因而ET200Pro F-FC的安全功能是通過F-RSM或F-Switch來實現(xiàn)的。 至于如何建立Step7的F程序，這里不再詳細(xì)介紹，請參考相關(guān)手冊。

2．2 F-FC的調(diào)試 ET200Pro F-FC的調(diào)試需要用到Drive的一些軟件。通過Step7界面，雙擊變頻器模板，則可以打開相應(yīng)的調(diào)試軟件的界面。

（1） 雙擊打開調(diào)試界面，選擇“在線”。

圖7 選擇在線連接到F-FC

如果無法在線操作，則檢查“Option”菜單下的“Set PG/PC interface”的設(shè)置，選擇合適的接口用于連接F-FC。

（2） 選擇“上載”，將系統(tǒng)配置自動上傳到PG。

圖8 上傳參數(shù)

在“Functions”下選擇“Safety Integrated”進(jìn)行安全功能的設(shè)置。注意這個選項只有在“在線”的模式下才可以操作。

圖9 選擇安全功能設(shè)置

（3） 打開設(shè)定界面，可以看到ET200Pro F-FC提供3種安全功能： STO、SS1和SLS。 在ET200Pro F-FC的內(nèi)部，有兩條F功能總線“Safety busbar G1” 和“Safety busbar G2”。可以通過“Enables”選擇這兩條安全總線回路中的安全功能。如圖10所示，由于F-RSM只提供一個安全回路開關(guān)(F0)，故這里只選擇了“Safety busbar G1”的SLS（F0）。如果系統(tǒng)中使用了F-Switch，則可以設(shè)置兩個安全功能回路。

圖10 選擇安全功能

（4） 分別設(shè)定安全功能的參數(shù)

STO：安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷。該功能激活后，變頻器內(nèi)部的電源被切斷，電機進(jìn)入自由停車狀態(tài)。（圖11）

圖11 STO的參數(shù)設(shè)置界面

這里的設(shè)置都是關(guān)于安全回路測試的：當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)正常時，是否進(jìn)行回路測試，用來保證系統(tǒng)正常運行，以及及時檢查系統(tǒng)錯誤。T=8小時的設(shè)置也是保證系統(tǒng)的自檢測的時間。 SS1:安全停車指令1。當(dāng)SS1被激活時，系統(tǒng)按照設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行停車。否則進(jìn)入故障狀態(tài)，并終進(jìn)入STO。

圖12 SS1的參數(shù)設(shè)置界面

Standstill:截止頻率。當(dāng)停車過程中，頻率達(dá)到該設(shè)定值時，進(jìn)入STO狀態(tài)。 Tr：停車時間設(shè)定； Tv: 延時監(jiān)控時間。超出該設(shè)定值，變頻器進(jìn)入故障狀態(tài)，同時馬上進(jìn)入STO狀態(tài)。

SLS：安全限速。安全限速有4種模式，分別對應(yīng)4種安全限速的動作。這里需要定義安全限速的設(shè)定值“Setpoint”，上限值“Upper limit”和選擇模式。