电工电子实验中应用PLC编程技术的若干研究

喜 琍

（南通航运职业技术学院，江苏 南通 226006）

电工电子实验中应用PLC编程技术的若干研究

喜 琍

（南通航运职业技术学院，江苏 南通 226006）

随着社会与经济的不断发展，我国的工程化进程不断加快，工业一体化设备在工业生产中的应用越来越广泛。文章对电工电子实验中应用PLC编程技术进行了分析，介绍了PLC电工电子实验教学装置的研发，对电工电子实验中PLC编程技术进行了研究，最后说明了PLC仿真系统的设计与实验，旨在提高PLC编程技术在电工电子实验中的应用水平。

电工电子实验；PLC；编程技术

1 PLC电工电子实验教学装置的研发

1.1 PLC电工电子实验教学装置研发背景

电工电子实验是理工类学生学习电工电子课程的方式之一。电工电子课程除了理论学习之外，还要进行电工电子实验操作，电工电子理论学习是让学生打好学习基础。电工电子实验主要是为了培养学生的实际操作能力和利用电工电子知识解决实际问题的能力。随着科学技术的不断发展，电工电子系统也发生了一定的变革，电工电子中逐渐开始应用PLC、智能传感器以及组态技术等技术，随着这些技术在电工电子中的广泛应用，电工电子知识结构与技术结构发生了很大的改变。为了适应现代科学技术的发展，提升电工电子实践的操作能力，必须对电工电子实验教学装置进行改革。想要使传统的电工电子实验装置适应社会科学技术的发展状况，可以使用PLC编程技术设计电工电子实验教学装置方案。PLC电工电子实验教学装置的研发通常会应用低压电器器件技术，这与现代电器控制理论和电工技术原理是吻合的。

1.2 电工电子实验教学装置的特点

电工电子实验的学习内容与其他的专业存在很大的区别，电工电子实验学习的内容具有一定的深度与广度，电工电子实验学习具有一定的步骤，具体的步骤表现为：认识、设计、组装以及调试等。另外，电工电子课程的实验教学装置具有一定的特点，具体表现为以下几点。

1.2.1 通用性强，适用面广

电工电子课程实验教学装置的通用性非常强，在许多实验教学中都非常适用，所以电工电子课程实验教学装置的适用面很广。

1.2.2 技术先进

PLC电工电子课程实验装置为了适应现代社会科学技术的发展，提高了电工电子课程实验装置的科学性，所以电工电子课程实验装置的技术非常先进，而且实用性非常强，能够提高电工电子课程实验的教学水平。

1.2.3 安全性高

PLC电工电子课程实验装置相较于传统的电工电子课程实验装置来说开放性比较高，一般情况下，开放性高的电工电子课程实验装置安全性比较低，但是PLC电工电子课程实验装置具有非常高的安全性。

1.2.4 扩展性好

PLC电工电子课程实验装置具有非常高的扩展性，在实验教学的过程中能够扩展电工电子课程知识。

2 电工电子实验中PLC编程技术的研究

2.1 PLC软件的设计内容

PLC电工电子课程实验中应用PLC编程技术时首先要进行PLC控制系统的设计，在设计PLC控制系统时要按照一定的步骤进行，具体的步骤为：第一步，分析PLC控制系统控制对象的具体需求；第二步，对PLC控制系统软件的大概框架；第三步，进行PLC程序代码的编写；第四步，调试PLC控制系统程序的软件和硬件；第五步就是PLC控制系统设计的最后一步，完成PLC软件系统设计报告。在以上步骤中最重要的就是分析PLC控制系统控制对象的具体需求，在这个步骤中必须掌握PLC控制系统控制对象的基本情况，如：PLC软件实现的控制功能以及PLC控制系统的实现性能等情况，这些情况直接影响着以下步骤的实施。

在设计PLC程序时必须按照PLC控制系统的基本要求进行，在设计PLC程序时以控制系统的基本要求为主线，逐步编写PLC控制系统的控制功能，以此逐渐完善系统的特定功能。PLC程序的主要内容包括以下几点：

2.1.1 初始化程序

PLC控制系统在通电之后，会进行一系列的初始化操作，这主要是为控制系统的下一步启动做好相应的准备工作，防止出现失误。PLC初始化程序的内容主要有：对相关数据区域进行清零，对某些有用的数据进行恢复，同时还要显示程序的初始状态。

2.1.2 对故障进行检测显示程序

在PLC程序设计中显示程序比较独立，都是在基本程序设计完成之后，才添加这些独立程序。

2.1.3 保护和连锁程序

在PLC程序设计中程序的连锁和保护非常重要，在实际操作中要保证操作的合理，同时要保证控制逻辑的合理性与稳定性。

2.2 PLC控制系统在电工电子实验中实现的过程

PLC控制系统在电工电子实验中的实现，首先要确定电工电子实验的具体内容，具体的内容有以下几点：（1）按照电工电子的实验实现控制要求，确定PLC控制系统的相关技术条件。（2）根据相关内容对电工电子传统的形式进行选择，同时还要选择电磁阀、电动机等相关机构。（3）对PLC的型号进行确定，同时编写PLC的输出分配表以及输入分配表，另外，还要对PLC的输出端子接线图与输入端子接线图进行绘制。（4）按照PLC系统的设计要求编写PLC软件的说明，并用相应的编程语言进行PLC程序的编制设计。（5）满足用户的需求，对相关用户的使用习惯与相关需求进行调查，掌握相关用户的需求，这样能使设计界面满足相关用户的具体需求，这样就能在一定程度上加强人机交换。（6）最后对PLC系统进行调试，按照PLC主要任务内容的变化，调整PLC的设计内容，然后完成系统报告。

3 PLC仿真系统的设计与实验

3.1 电工电子实验应用的设计

PLC仿真系统实验主要包括两部分的内容，其中一部分为基本实验，另外一部分为综合实验。PLC仿真系统基本实验的主要内容为：计数器的指令、定时指令以及相关的基本逻辑指令。基本实验的目的是考查学生掌握PLC的基本指令，让学生掌握PLC编程技术的基础知识。PLC仿真系统综合实验的主要内容为：电动机正反转控制电路；十字路口交通灯信号灯控制；小车送料控制等内容。PLC仿真系统综合实验的目的是为了验证学生掌握相关指令的具体情况，希望学生能够了解项目开发内容。

在基于PLC控制的小车送料控制实验中，首先要确定小车送料控制的具体要求，在某实验中PLC控制的小车送料控制系统在启动时卸料，首先，启动按钮开始装料，装料结束后关闭料斗，小车卸料位站点共有5个，分别用5个限位开关确定，再通过5个按钮选择卸料的位置，控制小车在确定的位置进行卸料，如果有其他的位置需要卸料，小车就要自动确定运行的方向，到达需要卸料的位置完成卸料的任务。

在明确小车送料控制的具体要求之后再根据小车送料控制的具体要求进行控制系统的设计，基于PLC控制的小车送料控制系统主要分为硬件设计与软件设计。首先是PLC控制的小车送料控制系统的硬件设计，小车的往返运动主要由电动机控制，如果小车向右行走电动机反转小车向左行走。在设计控制系统的硬件时首先要确定PLC的I/O分配表。PLC外部接线图要根据PLC的I/O分配表进行确定，根据PLC的I/O分配表绘制外部接线图，这样控制系统的硬件设计就完成了。之后就要进行PLC控制的小车送料控制系统软件设计，小车送料主要有5个限位控制，5个限位控制这5个站点，当限位开关动作时相应站点的数字就会传送到PLC的数据寄存器之中。然后，基于PLC控制的小车送料控制系统对寄存器中的数据进行分析，根据分析结构对小车的自动运行进行控制，让小车到制定站点完成卸料任务。

3.2 虚拟仿真实验的效果

PLC仿真系统的设计与实验的效果如下所述：

（1）PLC仿真系统在电工电子课程中国的设计与实验能够从仿真系统的屏幕上观察虚拟仿真实验中PLC的控制结果，并且判断结果的正确性。这就给PLC的编程和调提供了很大的便利，同时为学生学习电工电子控制系统实际方法提供了良好的条件。

（2）PLC虚拟仿真实验结合了先进的科学技术，让电工电子实验结合看可视化多媒体技术以及先进的人机交互仿真技术，这样就在很大程度上提升了学生对电工电子实验的学习兴趣，提高学生对电工电子实验课程学习的积极性，保证电工电子实验课程的教学质量。

（3）PLC虚拟仿真实验能够为项目的选择提供具体的资料，这样就能保证选择项目的价值较高，从而提高学生的实际应用能力。另外，PLC虚拟仿真实验还能逐步培养学生学习电工自动化控制系统设计的能力。

（4）电工电子相关的实验设备比较简单，一般情况下只需要应用可编程以及微机控制器，学生在继续电工电子实验时能够根据自己的实际需求适当的改变控制算法。而且不需要改变硬接线，只需要对相应的控制程序进行编制。在电工电子实验中可以应用计算机设备检测系统控制的结果，能够减少电工电子实验相关设备的破坏。

4 结语

综上所述，我国的工程化进程不断加快，工业一体化设备在工业生产的应用越来越广泛，电工电子实验逐渐受到人们的重视。本文对电工电子实验中应用PLC编程技术进行了分析，首先介绍了PLC电工电子实验教学装置的研发，然后对电工电子实验中PLC编程技术进行了研究，最后重点说明了PLC仿真系统的设计与实验，希望通过本文的分析能够提高PLC编程技术在电工电子实验中的应用水平。

[1]孙立辉.电工电子实验实践教学体系构建与实践[J].实验室研究与探索，2015（12）：226-229.

[2]罗俊，朱洪杰.PLC可编程控制技术课程的教学改革与探索[J].西部素质教育，2016（10）：83.

[3]范次猛.基于任务驱动的自主型学习教学模式实践研究—以“PLC编程与应用技术”课程为例[J].职教通讯，2016（18）：55-56，62.

[4]蒋宏贵.PLC编程技术在电工电子实验中的应用分析[J].电子测试，2016（15）：139-140.

[5]王晗，刘敬勇，陈安，等.项目引导型模式在电工电子实验教学中的应用[J].实验科学与技术，2011（4）：75-78.

Research on the application of PLC programming technology in electrical and electronic experiments

Xi Li
（Nantong Shipping College, Nantong 226006, China）

With the development of society and economy, the process of engineering in China is accelerating, and the application of industrial integrated equipment in industrial production is becoming more and more extensive.In this paper, the application of PLC in electrical and electronic experimental programming technology is analyzed, this paper introduces the development of the PLC device for electrical and electronic experimental teaching, and studies the PLC programming technology in electrical and electronic experiments, finally illustrates the design and experiment of PLC simulation system, which is aimed to improve the application level of PLC programming technology in the electrical and electronic experiment.

electrical and electronic experiments; PLC; programming techniques

喜琍（1975— ），女，江苏南通，硕士，高级实验师。