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PLC应用人才的关键是自主学习

可编程控制器（PLC）具有结构灵巧，硬件配置灵活方便、可靠性高、抗能力强，易学易用的特点，已作为普遍的自动化控制器件广泛应用于各行各业。《PLC原理及应用》课程已成为工科院校一门覆盖面较广的专业课，作为学校如何出高素质应用型PLC人才，这成为社会、学校、与家长关注的焦点。根据多年的教学实践，就影响PLC人才的各个因素的与协同，我提出以下几点建议以供参考：

PLC的主要应用领域分类目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化等各个行业，使用情况主要分为如下几类：1.开关量逻辑控制取代的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。 　　PLC的通信现在主要采用通过多点接口（MPI）的数据通讯、PROFIBUS或工业以太网进行联网。2.工业控制在工业生产当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量），PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。 　　PID调节是一般闭环控制中用得较多的一种调节。3.运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用**的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等。 　　4.数据处理PLC具有数算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制。 　　5.通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。

何为PLC的周期扫描机制。PLC的扫描周期一般包括哪几个阶段。当PLC运行时，CPU就要执行用户程序中的操作。但是CPU不可能同时执行多个操作，只能分时地一个操作一个操作地执行。PLC利用在其内部建立了输入输出映像区，当PLC的CPU执行用户程序时，从输入映像区中读取输入的状态，进行相应的操作。 　　当CPU执行完个操作后，将操作结果输出到输出映像区，然后再执行*二个操作，操作结果送到输出映像区。在程序执行中，PLC并不读取输入的真正状态，执行结果也并没有输出到PLC外部。只有当程序执行到结束指令（END）时，将输出映像区中执行结果向PLC外部输出一次，将输入的状态读取一次送到输入映像区。 　　对输入输出的这一操作称为I/O刷新。I/O刷新完成后，CPU再从用户程序的条指令开始，进行下一次程序执行。PLC的这种工作被称为扫描。PLC的扫描周期包括上电后初始处理、共同处理、链接服务、外设服务、运算处理、I/O刷新。 　　PLC的规模和几种常用名称在实际运用中，当需要对PLC的规模作出评价时，较为普遍的作法是根据输入／输出点数的多少或者程序存储器容量（字数）的大小作为评价的，将PLC分为小型、中型和大型（或小规模、中规模和大规模）三类，如表1所示。 　　表1PLC的规模分类存储器容量的大小决定存储用户程序的步数或语句条数的多少。输入／输出点数与程序存储器容量之间有内在的联系。当输入／输出点数时，顺序程序处理的信息量增大，程序，因而需加大程序存储器的容量。 　　为了**可编程序控制器作为工业控制装置的特点，或者为了与个人计算机“PC”或脉冲编码器“PLC”等术语相区别，除通称可编程控制器为“PLC”外，目前不少厂家，其中有些是的PLC厂家，还采用了与PLC不同的其他名称。 　　现将几种常见名称列举如下：微机可编程控制器（MicroprocessorProgrammableController-MPC）；可编程接口控制器（ProgrammableInterfaceController-PIC）；可编程机器控制器（ProgrammableMachineController-P。 　　

PLC的主要模块构成（组成图）PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成(见图1），有的PLC还可以配备特殊功能模块，用来完成某些特殊的任务。1．CPU模块CPU模块主要由微处理器(CPU芯片)和存储器组成。 　　在PLC控制中厂CPU模块相当于人的大脑，它不断地采集输入，执行用户程序，刷新的输出；存储器用来储存程序和数据。2.I/O模块输入(1nput)模块和输出(Output)模块简称为I／O模块，它们是的眼、耳、手、脚，是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。 　　输入模块用来接收和采集输入，开关量输入模块用来接收从按钮；选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等过来的开关量输入；模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流、电压。 　　开关量输出模块用来控制器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和装置等输出设备，模拟量输出模块月手来控制调节阀、变频器等执行装置。图1PLC控制示意图CPU模块的工作电压一般是5V，而PLC的输入／输出电压一般较高，如直流24V和交流220V。 　　从外部引入的尖峰电压和噪声可能损坏CPU模块中的元器件，或使PLC不能正常工作。在I／O模块中，用光耦合器、光电晶闸管、小型继电器等器件来隔离PLC的内部电路和外部的I／O电路，I／O模块除了传递外，还有电平转换与隔离的作用。 　　3．编程器编程器用来生成用户程序，并用它进行编辑、检查、修改和用户程序的执行情况。手持式编程器不能直接输入和编辑梯形图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫做指令编程器。它的体积小，价格便宜，一般用来给小型PLC编程，或者用于现场调试和。 　　使用编程可以在计算机的屏幕上直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。程序被编译后下载到PLC，也可以将PLC中的程序上传到计算机。程序可以存盘或打印，通过网络，还可以实现远程编程和传送。 　　4．电源PLC一般使用220V交流电源或24V直流电源。内部的开关电源为各模块提供DC5V，±12V，24V等直流电源。小型PLC一般都可以为输入电路和外部的电子传感器(如接近开关)提供24V直流电源，驱动PLC负载的直流电源一般由用户提供。 　　

    一、教学与实习设备投入。在PLC课程的实践教学中，应把机械、电工、电子、液压、气动和计算机等知识与PLC技术进行**地联系，扩大实习实训课时的比重，逐步加大学校相关设备的投入，建立较为完备的PLC技术实训室，从而为“PLC项目”的实训教学创造良好条件。教学实践证明，只有通过PLC项目方面的实训，让学生亲自编程、实际接线和调试，并对运行中所遇到的问题进行分析和改进，才能真正学生创新思维和综合职业能力，真正实现学生后在PLC技术应用领域“**上岗”的终教学目标。

    二、理论、实验与实训教学。任何课程教学活动的首要任务都是激发学生的学习，同样在PLC教学中激发学生的并不难，重要的是让学生不断地，不断地到成功的喜悦，这样才能始终保持其浓厚的。

     1、理论课的首要任务是让学生明确PLC是什么？PLC能做什么？怎么做？可以通过一个简单、形象实例（如：电机的长动控制）的完整讲解、操作与演示，先让学生了解PLC控制包括主电路与控制电路，PLC的外部硬件连线与内部编程两个基本的环节仅仅充当控制电路部分，让学生整体了解PLC控制的构成与工作，再以此为基础进行外部硬件连线与内部编程两个基本环节的深入讲解，这样便于学生对比继电器控制对本课程的整体把握，明确课程的中心任务，有了目标也就有了学习的动力。

PLC的硬件上主机、I/O扩展机及外部设备的主要类型介绍PLC由哪几部分硬件组成。 　　4.接口简单，方便可直接与现场强电设备相连接，接口电路模块化。有完善的自诊断及功能，便于查出故障原因，并迅速处理。PLC的硬件一般由主机、I/O扩展机及外部设备组成。（1）主机包括：微处理器（MPU）。 　　常用的微处理器有：Z80A、8085、M6800、M6809、8086、M68000。单片机有：8039、8031、M6801。存储器：PLC的存储器用于存储程序和数据，一般采用ROM或EPROM。I/O接口：I/O接口是主机与外部设备、I/O模块等的连接部件，用于扩弃PLC总线的驱动能力输入输出点数。 　　（2）电源：电压范围在160VAC-260VAC。（3）输入/输出模块：用于调理输入输出，对输入进行滤波、隔离、电平转换等。包括直流开关量输入模块，交流开关量输入模块，直流开关量输出模块，交流开关量输出模块。 　　（4）功能模块：包括A/D模块和D/A模块，温度传感器模块，高速计数模块，PID模块，远程I/O模块，通讯模块。（5）扩展口（6）编程器（7）其他外设：打印机，显示器。PLC的处理器（CPU一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片内。 　　CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元、输入/输出接口电路相连接。与一般的计算机一样，CPU是整个PLC的控制**，它按PLC中程序赋予的功能指挥PLC有条不紊的进行工作。CPU主要完成下述工作：（1）接收、存储用户通过编程器等输入设备输入的程序和数据。 　　（2）用扫描的通过I/O部件接收现场的状态或数据，并存入输入映像寄存器或数据存储器中。（3）诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。（4）PLC进入运行状态后，执行用户程序，完成各种数据的处理、传输和存储相应的内部控制，以完成用户指令规定的各种操作。 　　（5）响应各种设备(如编程器、打印机等）的请求。PLC采用的CPU随机型不同而不同，目前，小型PLC为单CPU，中型及大型则采用双CPU甚至多CPU。目前，PLC通常采用的微处理器有三种：通用微处理器、单片微处理器（即单片机）、位片式微处理器。 　　

锅炉鼓风机和引风机控制的PLC梯形图程序举例用简单设计法设计一个对锅炉鼓风机和引风机控制的梯形图程序。 　　控制要求：（1）开机前首先启动引风机，10S后自动启动鼓风机；（2）停止时，立即关断鼓风机，经20S后自动关断引风机。VVO[W`S2NO`D~4]TP{P}A1P

PLC控制完成采集、处理及输出的举例某一控制，其中一个单极性模拟量输入参数为AIW0采集到PLC中，通过PID指令计算出的控制结果从AQW0输出到控制对象。 　　PID参数表起始地址为VB100。试设计一段程序完成下列任务：（1）每200ms中断一次，执行中断程序；（2）在中断程序中完成对AIW0的采集转换及归一化处理，完成回路控制输出值的工程量标定及输出。TSD)1%[EE(FD}

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