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工作原理

編輯

當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。

輸入采樣

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。

用戶(hù)程序執(zhí)行

在用戶(hù)程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶(hù)程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

培養(yǎng)高級(jí)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(qiáng)，易學(xué)易用的特點(diǎn)，已作為普遍的自動(dòng)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(mén)覆蓋面較廣的專(zhuān)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(huì)、學(xué)校、教師與家長(zhǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)。根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐，就影響PLC人才培養(yǎng)的各個(gè)因素的提高與協(xié)同，我提出以下幾點(diǎn)建議以供參考： 

    一、教學(xué)與實(shí)習(xí)設(shè)備投入。在PLC課程的實(shí)踐教學(xué)中，應(yīng)把機(jī)械、電工、電子、液壓、氣動(dòng)和計(jì)算機(jī)等知識(shí)與PLC技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地聯(lián)系，擴(kuò)大實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)課時(shí)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(shí)訓(xùn)室，從而為“PLC仿真項(xiàng)目開(kāi)發(fā)”的實(shí)訓(xùn)教學(xué)創(chuàng)造良好條件。教學(xué)實(shí)踐證明，只有通過(guò)PLC仿真項(xiàng)目方面的實(shí)訓(xùn)，讓學(xué)生親自編程、實(shí)際接線和仿真調(diào)試，并對(duì)運(yùn)行過(guò)程中所遇到的問(wèn)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(shí)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(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)。任何課程教學(xué)活動(dòng)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(yàn)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(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單、形象實(shí)例（如：電機(jī)的長(zhǎng)動(dòng)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(gè)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(guò)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(gè)基本環(huán)節(jié)的深入講解，這樣便于學(xué)生對(duì)比繼電接觸器控制系統(tǒng)對(duì)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(dòng)力。 

    理論課教學(xué)過(guò)程中要使用多媒體教學(xué)手段，利用多種計(jì)算機(jī)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(dòng)豐富的畫(huà)面和美妙動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)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(shí)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(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)講解裝配圖與實(shí)際連線圖，要讓學(xué)生體會(huì)課堂上的原理圖、實(shí)驗(yàn)中的接線與實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)中的接線的區(qū)別與聯(lián)系，教會(huì)學(xué)生善于理論聯(lián)系實(shí)踐，以理論指導(dǎo)實(shí)踐，以實(shí)踐驗(yàn)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(méi)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(shí)例的講解中利用仿真可以加強(qiáng)直觀性，便于學(xué)生的理解，對(duì)于某些程序的檢驗(yàn)與編寫(xiě)學(xué)生可以不用到實(shí)驗(yàn)室，直接利用學(xué)校機(jī)房結(jié)合軟件的仿真功能完成，這樣既增強(qiáng)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(shí)驗(yàn)室也能使理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)與上機(jī)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?xiàng)l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(guò)自我調(diào)控的學(xué)習(xí)活動(dòng)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(kāi)教師的適時(shí)指導(dǎo)與評(píng)價(jià)，學(xué)生只有在教師的適時(shí)幫助下，才能不斷地完成一個(gè)又一個(gè)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，獲得越來(lái)越大的成就感，增加自己自主學(xué)習(xí)的動(dòng)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(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備編寫(xiě)由淺入深、逐步遞進(jìn)、面向不同層次學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供有力的理論支撐。

     3、綜合實(shí)訓(xùn)是PLC課程重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。要安排充足的時(shí)間進(jìn)行，還要提高實(shí)訓(xùn)的效率，綜合考慮學(xué)生個(gè)體的差異。在實(shí)訓(xùn)中，遵循能者多勞，共同提高的原則，把學(xué)生按個(gè)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(shí)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(wèn)題，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的分工及團(tuán)隊(duì)合作的能力。 

    三、成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)機(jī)制。應(yīng)該明確成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)不是教學(xué)行為的終目的，成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)應(yīng)作為激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的一種方法，成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)應(yīng)做到及時(shí)、公正，具有可操作性。1、理論成績(jī)?cè)u(píng)定包括筆試成績(jī)、平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)，筆試成績(jī)通過(guò)開(kāi)卷或閉卷方式，考核了學(xué)生對(duì)PLC基本知識(shí)的掌握程度；平時(shí)成績(jī)通過(guò)平時(shí)獨(dú)立完成作業(yè)的質(zhì)量、上課出勤、課堂上解決問(wèn)題的能力及創(chuàng)新方法等來(lái)評(píng)定；2、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)應(yīng)能體現(xiàn)出競(jìng)爭(zhēng)機(jī)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(píng)定分?jǐn)?shù)；第二，保證統(tǒng)一時(shí)間的前提下，根據(jù)完成質(zhì)量評(píng)定分?jǐn)?shù)。教師根據(jù)完成質(zhì)量或速度只對(duì)每個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行分?jǐn)?shù)評(píng)定，團(tuán)隊(duì)每個(gè)成員的分?jǐn)?shù)則依據(jù)教師給定分?jǐn)?shù)通過(guò)本團(tuán)隊(duì)民主評(píng)議得分，這樣促進(jìn)團(tuán)隊(duì)內(nèi)每個(gè)成員的積極性與主動(dòng)性，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。 

    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(shí)與技能對(duì)比實(shí)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(huì)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(qiáng)對(duì)學(xué)生畢業(yè)工作過(guò)程的指導(dǎo)，把這些問(wèn)題的解決方法做成典型案例對(duì)在校學(xué)生講解，對(duì)在校生來(lái)說(shuō)也是一種良好經(jīng)驗(yàn)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(yàn)的師傅請(qǐng)教，才能熟練掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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。

即，在用戶(hù)程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。

輸出刷新

當(dāng)掃描用戶(hù)程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。

同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描用戶(hù)程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來(lái)

保養(yǎng)

編輯

設(shè)備定期測(cè)試、調(diào)整

（1） 每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況，若發(fā)現(xiàn)松動(dòng)的地方及時(shí)重新堅(jiān)固連接；

（2） 對(duì)柜中給主機(jī)供電的電源每月重新測(cè)量工作電壓；

設(shè)備定期清掃

（1） 每六個(gè)月或季度對(duì)PLC進(jìn)行清掃，切斷給PLC供電的電源把電源機(jī)架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下，進(jìn)行吹掃、清掃后再依次原位安裝好，將全部連接恢復(fù)后送電并啟動(dòng)PLC主機(jī)。認(rèn)真清掃PLC箱內(nèi)衛(wèi)生；

（2） 每三個(gè)月更換電源機(jī)架下方過(guò)濾網(wǎng)；

檢修前準(zhǔn)備

（1） 檢修前準(zhǔn)備好工具；

（2） 為保障元件的功能不出故障及模板不損壞，必須用保護(hù)裝置及認(rèn)真作防靜電準(zhǔn)備工作；

（3） 檢修前與調(diào)度和操作工好，需掛檢修牌處掛好檢修牌；

設(shè)備拆裝順序及方法

（1） 停機(jī)檢修，必須兩個(gè)人以上監(jiān)護(hù)操作；

（2） 把CPU前面板上的方式選擇開(kāi)關(guān)從“運(yùn)行”轉(zhuǎn)到“停”位置；

（3） 關(guān)閉PLC供電的總電源，然后關(guān)閉其它給模坂供電的電源；

（4） 把與電源架相連的電源線記清線號(hào)及連接位置后拆下，然后拆下電源機(jī)架與機(jī)柜相連的螺絲，電源機(jī)架就可拆下；

（5） CPU主板及I/0板可在旋轉(zhuǎn)模板下方的螺絲后拆下；

（6） 安裝時(shí)以相反順序進(jìn)行；

檢修工藝及技術(shù)要求

（1） 測(cè)量電壓時(shí)，要用數(shù)字電壓表或精度為1%的*表測(cè)量

（2）電源機(jī)架，CPU主板都只能在主電源切斷時(shí)取下；

（3） 在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開(kāi)PC的電源，這樣才能保證數(shù)據(jù)不混亂；

（4） 在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作，如果電池故障燈亮?xí)r取下模塊RAM內(nèi)容將丟失；

（5） 輸入/輸出板取下前也應(yīng)先關(guān)掉總電源，但如果生產(chǎn)需要時(shí)I/0板也可在可編程控制器運(yùn)行時(shí)取下，但CPU板上的QVZ（超時(shí)）燈亮；

（6） 撥插模板時(shí)，要格外小心，輕拿輕放，并運(yùn)離產(chǎn)生靜電的物品；

（7） 更換元件不得帶電操作；

（8） 檢修后模板安裝一定要安插到位

電池更換

編輯

當(dāng)PLC的用戶(hù)程序要保留在RAM中時(shí)，就會(huì)用到電池，電池通常是3V或3.6V的不可充電的鋰電池，電池的使用壽命通常是五年左右，電池用久了，電壓就會(huì)下降，當(dāng)其下降到不足以保證RAM中數(shù)據(jù)時(shí)，RAM中的程序就會(huì)丟失。如果用戶(hù)沒(méi)有備份程序，就會(huì)相當(dāng)麻煩。

一般PLC內(nèi)部設(shè)有電池電壓檢測(cè)電路，當(dāng)電壓下降到一定程度時(shí)，PLC就會(huì)報(bào)警，提醒更換電池。PLC的使用說(shuō)明書(shū)都有提供更換電池的方法。一般來(lái) 說(shuō)，PLC在斷電后，因?yàn)镻LC上RAM電源端接有充電電容，即使把電池去掉，電容上充電電量也足夠RAM內(nèi)的數(shù)據(jù)保持一段時(shí)間，所以如果取掉電池后在短 時(shí)間內(nèi)（通常5分鐘）再將新電池?fù)Q上去，數(shù)據(jù)是不會(huì)丟失的。

但用戶(hù)實(shí)際使用PLC的環(huán)境情況不盡相同，例如電容的容量下降，RAM電源回路有 灰塵、油泥等形成放電回路等，這會(huì)加快PLC斷電后電容的放電速度，從而使時(shí)間不好把握。如果在帶電的情況下更換電池就可保程序*。因?yàn)殡娫词冀K會(huì) 有電壓加在RAM芯片的電源腳。當(dāng)然更換時(shí)亦要小心應(yīng)對(duì)，注意電池的極性以及避免短路情況發(fā)生。

是把PLC通電15分鐘（給內(nèi)部電容充電），斷電，在5分鐘內(nèi)換好新的電池，再上電試一下。

西門(mén)子PLC有帶卡的，有不帶電池的；也有帶卡的，帶電池的。程序存在MMC卡中，如果沒(méi)有存儲(chǔ)卡，需要電池保存程序的，更換電池時(shí)候務(wù)必注意，帶電的情況下，將舊電池取出來(lái)，然后將新電池?fù)Q上即可。