PLC实验箱在教学中的改进

1．PLC简介

可编程控制器(简称PLC)是在电器控制技术和计算机控制技术基础上开发形成的．已发展成为一种新型工业自动控制装置。现在已广泛应用于机械制造、轻工业、化工、汽车制造等行业，而且比重逐年上升。根据社会发展的需要，各高校相续开设了此门课程，并配备了相应的实验设备，使学生通过理论学习及实际操作练习，可以熟练掌握有关PLC的基本知识和技能，并且具有一定的应用设计能力。

2．设备及原有教学模式

我校开设此门课程较早，在当时相对紧张的经费下也构建了实验室及实验设备，以此满足这门实践性较强的专业课程。

在当时，此实验设施已较为先进。采用的是西门子S7—200系列CPU。共购置20套，其中19台CPU224，1台CPU226，还有四层电梯和天车实体模型各一个。整体采用箱式结构，携带较为方便，箱内最右边为PLC实物，其电源及PLC接线已连接好，只要打开面板的开关，PLC及实验模拟区电源全部接通。PLC的输入／输出地址通过导线引到了实验箱的砸板区域，通过导线再次与实验模拟区域相连达到控制的目的。面板的其余部分是为教学设计的各种实验模拟区．各区域由LED及图形组成，通过LED来指示各种工作状态。有直流电机区、模拟检瓶区、混料区、交通灯控制区、模拟计件区、刀具库调用区等。在实验课时，按其实验指导书所给程序编辑，整个模拟过程顺利进行，但如果对程序地址做变更，模拟过程将出现紊乱，不正常。后来打开设备仔细查看，整个模拟过程是通过地址信号在传递到箱内的一个单片机中，在由单片机控制整个模拟过程。

在了解了之后，实验依然能够顺利进行，但是却使学生产生了疑惑：

2．1 PLC比单片机更适合复杂的工业控制环境，为什么实验设备中还用单片机来控制。

2．2 PLC在实际中到底是如何控制的，如何连接电气线路。

在加上，实验从头到尾都是模拟演示过程，致使学生逐渐丧失了学习PLC的兴趣，许多同学转向了单片机。

3．改进方式及项目

为了提高学生做实验的兴趣及其对PLC实际控制的认识、抛弃原有的演示实验模式，对实验内容做了结构调整。将以前的模拟性实验压缩，大量增加实际控制实验，由PLC直接控制整个的实验过程。

这个过程中主要应用实验箱原有的传感器及开关量控制．其输出由实验箱众多的LED代替。如此在讲解实验时就需要将整个控制过程描述清楚，包括在某个位置用什么传感器，信号如何进行传递，PLC的控制结果等等。这样虽然增加了讲解的内容，但可以使学生跳出单片机控制的思想．PLC在工业控制中能够取代单片机。

PLC实验教学中最典型的应该是交通灯控制实验了，为了增加学生实验兴趣。向学校申请购买一些导线、LED、电阻数据下载线以及PLC扩展模块等．让学生自己利用以前学过的电路及模电知识搭接简单电路，再根据编程的要求，定义好I，0地址及各方向的红绿灯时间，然后将整体连接好．接通电源运行，观察显示结果，以检验自己的程序和电路。如果学生觉得简单还可在此基础上增加七段数码管显示时间。

有轨小车的控制实验现在已很普遍，在此基础上结合现有设备特点开发出小车送料实验。此实验模拟加工生产线上的四个加工位，给流水线上的产品添加必要零件。在四工位的旁边．有一有轨小车，车内装有零件，当某位员工的零件用完时，按下身旁的按钮，小车自动运行到该位置，员工取完零件。小车等待下一次召唤。这其中，员工按下的按钮用点动开关代替；小车停下时应是行程开关，这个用实验箱上带自锁的开关代替：然后用刀具库的电机正反转表示小车前进或后退的运行方向。此虽不能完全模拟真实环境，但也充分利用了现有的实验设备。

到学期末。将学生分组对实验箱进行拆装，以此锻炼学生的动手能力。安装PLC扩展模块及构建对等通信网。将这些以后工作也会遇到的应用以实训形式进行更增加了实际的动手能力。