电工电子实验中PLC编程技术的应用
作者：admin 来源：未知 日期：2020-11-18 08:26人气：
摘要：随着现代科技的快速发展，很多新型技术涌现，其中，PLC编程技术作为一种新的数据处理技术，在电工电子领域得到了有效应用，发挥了非常重要的作用。基于此，文章从PLC编程技术概念入手，对其在电工电子实验中的应用进行了探讨，以供参考。
关键词：PLC编程技术；电工电子；实验
在工业生产中，电工电子实验是非常重要的内容，是实现机电一体化的前提和保障。在电工电子实验中，工作人员除了要有过硬的理论知识，还需要丰富的实践操作经验，而PLC编程技术在实验教学中的应用，可以提升电工电子实践教学的效率和水平，为社会的发展培养更多专业实用性人才。
1PLC编程技术概述
PLC编程技术属于数字运算操作系统，在使用该技术时，利用存储器进行程序的编写，并完成逻辑运算等相关操作指令，从而通过数字的模拟输入、输出对各种机械设备进行科学操作。这项技术之所以可以得到有效应用，是因为它的抗干扰性、灵活性很强，操作起来也非常方便、易于掌握，因而在工业领域得到了有效应用。此外，在院校的电工电子实验教学中，该项技术也得到了科学应用，是进行实验教学的一项工具，对提升学生的实践操作能力及电子电工技能水平有着很重要的作用[1]。
2PLC编程技术在电工电子实验中的应用
PLC编程技术在工业生产中是应用比较普遍的一项技术，具有很强的稳定性、抗干扰性。在具体应用该项技术时，主要采用的是循环扫描方式，在每个周期内，PLC编程技术都会经历输入采样、执行程序、输入刷新三个过程。程序的执行都是按照顺序进行的，每个程序执行前，都要相关变量的输入、输出。电子电工实验教学中使用该项技术，学生可以结合实验的具体情况，对电工电子工艺流程有一个全面的了解，从而提高学生的实践操作能力和水平。
2.1基于PLC编程技术的电工电子实验教学装置的研发
在电工电子专业教学中，学生除了要掌握最基本的理论，实验教学也是非常重要的内容。实验的作用是培养学生实践能力和水平，让学生具备电工电子操作技能水平。随着现代科技的快速发展，电工电子系统也进行了升级、改进，PLC、组态技术等在电工电子领域得到了有效应用，使现在的技术结构发生了很显著的变化[2]。为了顺应时代发展趋势，革新实操模式和手段，现在很多的高校都加大了对电工电子实验教学设备的研发和革新力度，让传统实验装置转化为适应现代社会技术环境的新设备，为此，基于PLC编程技术的实验教学装置被提出，与电工技术原理具有一致性[3]。从电工电子实验教学的内容看，与别的专业存在的一定的差异，其内容更深、更广，包含设计、组装等各个方面的内容。其实验装置也有自身的特点：1）通用性强，适用范围广。2）技术更先进，实用性更强，安全性高。3）具有很强的扩展性，使用起来比较灵活。在调查研究中，反复更新、改进了该实验装置，实验是基于PLC编程技术展开的，可以提高学生的实践操作能力和水平[4]。
2.2基于PLC编程技术的电工电子实验系统的研究
软件的开发和设计需要做好如下内容：1）分析控制对象的需求。2）对软件的大致框架进行设计。3）完成PLC程序代码的编写。4）做好成PLC程序的调试。5）撰写设计报告。分析控制对象的需求是软件开发中非常关键的内容，该过程需要了解控制对象的具体状况，包含功能的实现情况、所处环境等。这些对后续设计任务的顺利进行都是很关键的内容[5]。综合考虑控制系统要求，对PLC程序进行设计，不断地更新和完善控制功能程序的编写任务，程序内容如下所示。1）初始程序。接通电源后，需要完成初始化操作，为后续的启动做准备，以免出现失误。程序初始化流程如下：将计算器或各类数据清零，恢复所需要的数据，复位继电器等设备，此外，还要让程序保持在初始状态[6]。2）故障诊断、显示程序。这些程序同其他程序进行比较，是独立存在的，一般都是在完成基本程序的设计任务后才添加[7]。3）程序保护、连锁。这部分内容是非常重要的，需要仔细考虑，以免出现操作误区。4）乒乓电路实现。在使用PLC编程技术时，通常有两个按键的作用是很大的。如果这两个按键所处的状态是不一样的，电机所处的运行状态也是存在差异的；若是其中任意按键是闭合的，电动机可能处在停止或启动状态。当按下按键之后，就会出现脉冲，提供电源。乒乓电路如图1所示。5）顺序控制实现。在使用PLC编程技术时，必须对顺序控制方法引起重视。该控制方法技术含量很高，要对工序科学划分。在进行顺序控制时，要融合最新设计理念，保证操作能严格依据标准流程实现。具体如下：先启动电动机，若指示灯亮起，则表示信号是正常的，当然，要准确判断指示灯是不是正常的，这需要从两个方面去判断，一是观察指示灯是否一直处在闪烁状态，二是观察闪烁间隔时间是不是合理的。当电动机复位后，就表示实现了顺序控制。该种设计思路和PLC编程技术是吻合的，也能优化设计流程，还能将复杂的逻辑简单化，分步进行编程，保证各项功能的实现。对于学生来说，顺序控制方法可以强化他们对知识的理解和认识，从而熟练应用PLC编程技术[8]。6）逻辑函数的使用。在加工工件时，可利用三个开关控制电动机。在使用PLC进行编程时，要反复互锁程序，以保证程序的安全、有效性。但这个过程比较麻烦，需要反复对互锁开关进行调试，使其满足工艺标准要求，且在反复输入的过程中，编程者可能会漏写、错写程序，无法达到工艺要求，让学生花费时间重新去调试、纠正程序，为了节省学生的时间，能更高效地参加更高级别的程序调试，就要优化程序操作过程。在进行编程、修改时，学生还能使用所掌握的编程知识，对编程中出现的问题加以全面分析，采用有效的方式来解决。为了让学生更深刻理解程序，就需要使用逻辑函数，便于学生更有效地处理问题[9]。
2.3PLC控制系统实验实现过程
实验过程的实现需要先将实验内容确定下来：1）依据实验控制过程实现的基本要求，将相关的技术条件确定下来；2）确定电工电子传动模式，将PLC型号确定下来；3）完成PLC的输入、输出编写任务，并绘制出相应的接线图；4）进行编程程序设计；5）完成系统调试任务，编写好完整、准确的说明书。确定好实验内容后，要对实验实现的步骤进行分析，具体如下：1）分析被控对象，弄清控制要求；2）将I/O设备确定下来；3）确定好PLC类型；4）对I/O点进行科学分配；5）进行PLC编程；6）软件调试；7）报告撰写。现在PLC控制系统、变频器等的种类非常多，不同的学校用于电子电工实验的装置也是不同的，西门子等是学校应用最多的品牌，其技术较为成熟，用起来更加方便。
2.4PLC仿真系统设计和实验
2.4.1实验应用设计PLC仿真系统实验设计包含基本、综合实验两方面内容，基本实验包含计算器、定时等相关指令，该实验是检测学生对PLC仿真系统基本指令的了解情况[10]。综合实验包括点击正反转控制、小车送料控制等实验，对学生对指令的熟练情况有一个了解。
2.4.2实验效果1）通过屏幕可以直观了解到实验过程中PLC控制是否合理，这为编程、调试带来了极大的便利，为学生对电工电子控制系统方面知识的学习带来了益处。2）虚拟仿真和现代科技的融合，让各项技术可以融入实验，吸引了学生的注意，调动了学生学习的热情和积极性，提高学生实践操作水平。3）在电工电子实验中，学生可以结合自身需要提出要求，对控制算法进行调整，这个过程不必对复杂的硬接线过程进行调整，只要编制控制程序就行，利用计算机将虚拟对象呈现出来，就可以直观判断出检测结果的正确性。
3结束语
在大部分高校电子电工实验教学过程中，都运用了PLC编程技术，提升了学生的实践技能和创新能力；同时，在工业发展中也发挥着很重要的作用，但从现在的情况看，PLC编辑技术在具体使用的过程中还存在一些问题有待加强和解决。因此，在今后工业领域发展建设过程中，还需要加大对PLC编程技术的探索和研究，不断地进行技术的更新、升级，为电子电工科研、工业建设奠定基础。
参考文献：
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[2]郭文娟,郭宏平.一体化教学方法在可编程控制器(PLC)课程教学中的应用[J].南方农机,2020,51(10):126.
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[6]尹庆方.浅析PLC编程技术在电工电子实验中的应用[J].课程教育研究,2017(26):228.
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[9]郝继渊.MULTISIM在电工电子技术实验教学中的应用[J].青海大学学报(自然科学版),2017,8(22):325-369.
[10]蒋宏贵.PLC编程技术在电工电子实验中的应用分析[J].电子测试,2016(15):139-140.
作者：牛茜 单位：山西机电职业技术学院
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