关于“电工学”课程中PLC内容的教学实践

2010-03-21 09:38贾贵玺卢学英史婷娜李洪凤
电气电子教学学报 2010年2期
关键词:电工学梯形图接触器

贾贵玺,卢学英,史婷娜,李洪凤

(天津大学 电气与自动化工程学院,天津 300072)

0 引言

电工学中“电气控制”部分主要内容是继电器-接触器控制和可编程控制(PLC)。这两种控制技术在生产实践中广泛应用,在教学实践中一定要注意它们具有不同的工作方式,否则,将出现这样或那样的问题,轻则不能实现电气控制的预期目的,重则造成事故。必须引起足够重视。关于继电器-接触器控制中的临界竞争现象及其避免措施已在其它文章中论述过[1]。本文主要介绍PLC的“串行”工作方式特点及其实践编程方法。

1 PLC工作方式特点及教学实践

随着PLC的迅速发展,使得其在各种复杂的工业控制系统中,占据了绝对的优势。PLC已经广泛应用到各行各业中,成为现代化工业控制的三大支柱(PLC、DCS、机器人)之一。

PLC与继电器接触器控制的重要区别之一就是工作方式不同。继电器接触器控制采用的是“并行”工作方式,即按同时执行的方式工作,也就是说,只要形成电路通路,就可以有几个电器同时动作。而PLC是以“串行”方式工作的,即循环扫描、周而复始的逐条执行用户程序,这样就避免了接点竞争问题。PLC的运行过程就是按照用户编排的梯形图程序,从左至右、由上至下的顺序进行逻辑运算,应注意前面的运算结果会影响后面语句的逻辑运算结果。因此编制梯形图时,各语句的位置也会对控制功能产生一定影响,这点务必引起使用者的格外注意。

以一台三相异步电动机按时间方式正反转控制电路举例说明:

图1为采用三菱PLC输入、输出接线图,其中1SB为起动按钮,2SB为停止按钮,1KM为正转接触器,2KM为反转接触器。控制要求为:按下起动按钮,电动机正转起动,正转运行10s自动转换为反转起动,反转运行5s后,又变为正转运行,这样周而复始的运行下去,直到按下停止按钮为止。

图1 一台三相电动机PLC输入、输出接线图

采用图2的梯形图程序,虽然可以正常运行完成上述功能,但是由于没有互锁环节,在2KM动作时,再去按起动按钮1SB,使1KM也同时动作而造成短路事故。

图2 没有互锁的按时间正反转控制PLC梯形图

图3是仿照继电器、接触器控制方式,加上了互锁环节的梯形图,表面上看逻辑上没有问题,但实际上此程序不能按时间控制完成电动机正反转自动转换,按下起动按钮1SB后,1KM动作电机正转10s后,电机不能自动反转,而是停止运转。究其原因就是PLC的程序是自上而下逐条执行的,T0计时到后,因为其动断触点在上先动作,将Y0及T0线圈断电,导致下边的T0动合触点来不及导致,Y1线圈不能通电使电机停止运行。

将梯形图按图4顺序调整,程序就可以实现按时间控制完成电动机正反转自动转换的功能了。具体执行过程,请读者自行分析[2]。

工程实践中,采用微分指令,再结合PLC的“串行”工作方式,可以完成许多继电器、接触器控制很难实现的功能。

举例说明:图5为一2分频电路的松下PLC梯形图,其时序图如图6所示。应用此程序还可以只用一个输入口,就能够实现起动、自锁和停止的功能,达到节省PLC输入点的目的[3]。

图3 存在问题的梯形图

图4 有互锁的按时间正反转控制PLC梯形图

图6 2分频电路时序图

以上论述充分说明了重视PLC“串行”工作方式的主要意义,其中的奥秘请读者在教学实践中仔细体会。

2 结语

通过多年的电工学教学过程,我们深深体会到,电工学课程要做到“精理论、强实践、重应用”,培养应用型人才,还需要广大教学工作者下功夫做大量的工作。“电气控制”部分的PLC部分属于持续发展的新技术范畴,更需要我们对其不断的深入学习研究,达到提高教学质量的目的。

[1]贾贵玺,李洪凤.“电工学”课程中继电器-接触器控制的实践教学[J]电气电子教学学报.2010(2):49-51

[2]姚海彬,贾贵玺.电工技术,电工学I(第三版).北京:高等教育出版社.2008

[3]常斗南.可编程控制器原理、应用、实验 .北京:机械工业出版社,1998

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