PLC實訓(xùn)室設(shè)備升級改造與實訓(xùn)項目的開發(fā)

金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江 金華 321000

一、PLC實訓(xùn)室的現(xiàn)狀

PLC控制技術(shù)作為“機(jī)器換人”的核心內(nèi)容,越來越多的企業(yè)需要大量懂PLC技術(shù)的人才,許多高職院校把PLC技術(shù)作為機(jī)電一體化、電氣自動化專業(yè)的核心課程,旨在培養(yǎng)學(xué)生具備對PLC控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計、軟件的編程、現(xiàn)場安裝調(diào)試的綜合工程實踐能力,具有很強(qiáng)的理論性和實踐操作性。PLC實訓(xùn)室為鍛煉學(xué)生的實踐動手能力提供了有力的保障,因此PLC實訓(xùn)室的建設(shè)至關(guān)重要,然而現(xiàn)階段,學(xué)校PLC實訓(xùn)室的現(xiàn)狀:(1)PLC設(shè)備成舊,落后于工業(yè)的應(yīng)用。2019年底,自動化技術(shù)專業(yè)對2003級到2016級共14屆畢業(yè)生進(jìn)行畢業(yè)問卷調(diào)查,從調(diào)查的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn),從事電氣系統(tǒng)的開發(fā)、設(shè)備的維護(hù)、安裝與調(diào)試仍是畢業(yè)生的主要工作崗位。大部分畢業(yè)生對PLC的相關(guān)課程比較認(rèn)可,但也有部分學(xué)生提出,目前我們學(xué)院的PLC基礎(chǔ)實驗室,PLC控制器成舊,仍采用十幾年前的S7-200系列,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工業(yè)應(yīng)用。(2)控制對象老化且數(shù)量又少,不能滿足學(xué)生的需求。目前PLC基礎(chǔ)實驗室共20套設(shè)備,自2006年建成以來,承擔(dān)了十幾屆應(yīng)電、自動化技術(shù)、機(jī)電一體化專業(yè)等學(xué)生的實驗實訓(xùn)和考證任務(wù),實驗室電腦陳舊、設(shè)備電路板老化,許多地方接觸不良,造成可用設(shè)備和控制對象越來越少,無法滿足學(xué)生理論和實踐的需求。

二、PLC實訓(xùn)室升級改造的意義及目標(biāo)

綜上所述,為適應(yīng)機(jī)電一體化、自動化技術(shù)等專業(yè)的PLC核心課程需要,同時也為給學(xué)生提供更好的實訓(xùn)場所,PLC實訓(xùn)室的設(shè)備升級和改造項目已迫在眉睫。根據(jù)專業(yè)的辦學(xué)定位和PLC相關(guān)課程培養(yǎng)目標(biāo),課題組老師深入研究PLC實訓(xùn)室的改造內(nèi)涵,設(shè)計了PLC實訓(xùn)室設(shè)備的升級與改造的方案。從PLC實訓(xùn)臺的主控制器來說,采用現(xiàn)階段西門子公司主推的PLC來進(jìn)行實訓(xùn)臺的開發(fā);從PLC的控制對象來說,我們遵循由簡到難的認(rèn)知規(guī)律,并與企業(yè)的實際工程項目相對接,實現(xiàn)零距離接軌。學(xué)生通過對PLC實訓(xùn)設(shè)備的使用,能夠完成PLC基本指令的練習(xí),包括與或非邏輯指令、定時器指令、計數(shù)指令、傳送指令、比較指令、移位指令和數(shù)據(jù)指令等,能夠完成十字路口交通燈控制系統(tǒng)、智能搶答器控制系統(tǒng)、機(jī)械手控制系統(tǒng)等項目的實驗,以此來提高學(xué)生對PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)、裝調(diào)、維護(hù)和維修等綜合工程實踐能力,從而真正地實現(xiàn)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

三、PLC實訓(xùn)室設(shè)備升級改造方案

(1)實訓(xùn)平臺的搭建。實訓(xùn)平臺的搭建主要包括西門子PLC主控制器1200系列、觸摸屏、低壓電器執(zhí)行部件等,能夠完成十字路口交通燈、跑馬燈、智能搶答器、機(jī)械手、材料分揀、四工位小車、電梯實驗、PLC控制步進(jìn)電機(jī)、溫度控制等實驗。將小型的控制對象集中在實訓(xùn)臺的面板上,節(jié)省空間的同時,也方便同學(xué)接線。將重的、大的控制對象放置在貨物架上,如機(jī)械手、材料分揀、四工位小車、電梯等,這些控制對象是模仿工業(yè)控制實際實物制成的,由于體積和重量的受限,不能集中在面板上。

(2)與企業(yè)合作共同開發(fā)實訓(xùn)平臺。PLC實訓(xùn)室改造得到了學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、課程組老師和杭州力控科技有限公司的大力支持和幫助,杭州力控科技有限公司的工程師在實訓(xùn)項目的設(shè)計與開發(fā)上,提出了很多的寶貴意見。建成后的PLC實驗室可為機(jī)電一體化專業(yè)、自動化技術(shù)專業(yè)、機(jī)器人專業(yè)的學(xué)生,提供“PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試”、“PLC應(yīng)用實訓(xùn)”、“組態(tài)設(shè)計與應(yīng)用”等課程的實驗實訓(xùn)場所。

四、PLC實訓(xùn)室改造的創(chuàng)新之處

(1)PLC實訓(xùn)臺結(jié)合PLC控制技術(shù)、氣動技術(shù)、步進(jìn)控制技術(shù)、組態(tài)技術(shù)等,覆蓋的課程面更廣。

(2)原PLC實訓(xùn)室控制對象與工業(yè)控制中實際的對象出入較大,改造后的部分控制對象,完全參照實物進(jìn)行制作,增加了控制對象的真實性,便于學(xué)生的學(xué)習(xí),提高PLC的教學(xué)效果。

(3)原PLC實訓(xùn)室僅有20個實訓(xùn)臺,進(jìn)行改造后,增加了20個實訓(xùn)臺,并隔成2個實驗室,室內(nèi)的布局更加合理,實驗安排更方便。

(4)原PLC實訓(xùn)室的控制器采用S7-200系列PLC,升級改造后變成了S7-1200系列,目前市面上S7-200系列PLC已基本停產(chǎn),而1200PLC比200PLC更緊湊,功能更全面,編程風(fēng)格和S7-300、400類似。

(5)改造之后的PLC實訓(xùn)室(見圖1),增加了觸摸屏,更有利于學(xué)生對“工業(yè)組態(tài)設(shè)計”課程的學(xué)習(xí);增加了步進(jìn)電機(jī)模塊,更有利于學(xué)生對電機(jī)控制的學(xué)習(xí)。

圖1 改造后的PLC實訓(xùn)室圖片

總結(jié)

目前PLC實訓(xùn)室設(shè)備已升級改造完成,并于明年投入使用。改造后的PLC實訓(xùn)室,實訓(xùn)臺的控制器升級換代了,實訓(xùn)臺的數(shù)量、控制對象的種類、實訓(xùn)室的布局都有明顯的改善,控制的對象更接近于實物,滿足了教師和學(xué)生的教學(xué)需求,更有利于學(xué)生掌握PLC技術(shù),提高學(xué)生的實踐動手能力。