可编程控制器创新实训课程设计

孙鑫 张晓航 张宝文

摘要：本文以现有JDX-02B型可编程控制器综合实训装置为平台，设计了一门针对电子、机械类大学生开展的PLC综合实训课程。课程包括PLC基本原理概述、PLC编程语言学习、三菱PLC编程软件FXGPWIN学习、JDX-02B PLC实训台操作指导及实地实训操作等几个部分。该课程已在长安大学现代工程训练中心正式开设。

关键词：可编程控制器;PLC;创新实训课程

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）11-0155-02

0 前言

本文主要针对实训室现有的JDX-02B型可编程控制器（可编程控制器英文简写：PLC，下文统称PLC）综合实训装置，设计为期1-2天的大学生创新实训课程。实训装置PLC部分组成：三菱FX1N40-40mR可编程控制器、编程应用软件、PLC仿真实训软件等，多种PLC实际应用实物模型或模拟挂箱。PLC主机与实验挂箱之间的连接可采用自锁紧接插线单线逐点连接，也可通过排线一次性连接。能够进行PLC基本指令、多种PLC应用模拟和实物控制训练。

1 PLC理论知识学习

PLC理论知识学习部分，设计为4课时。主要学习并掌握PLC基本原理、两种常用的PLC编程语言、三菱PLC编程软件FXGPWIN等。通过理论知识的学习，使学生对PLC可实现功能有充分的了解，掌握编程语言及软件编程方法，并尽可能避免实地操作时由于误操作对自身及设备造成的损害。

1.1 PLC基本原理概述

PLC使用者可以事先根据输入和输出之间的逻辑关系，将其转换成PLC专用程序语言，并将程序烧写至PLC作为控制的依据。当输入元件部分发生变化时，PLC可以根据程序判断、运算后决定应驱动哪一个输出元件。理论学习部分通过对PLC的定义讲解、基本结构学习、工作原理分析及功能演示等几个部分，使学生能够了解并掌握PLC的控制方式，对PLC的应用领域和应用前景有一定的认知。

1.2 PLC编程语言学习

三菱PLC一般具有三种编程语言：梯形图编程语言、指令表编程语言、顺序功能图编程语言，除此之外还有逻辑状态图编程语言和计算机高级语言等，其中梯形图和指令表是较为常见的两种编程语言，本课程主要为学生讲解这两种编程语言。

梯形图（LAD，LadderLogic Programming Language）是PLC使用得最多的图形编程语言，被称为PLC的第一编程语言。 梯形图沿袭了电器控制系统的电路图，它将PLC内部的各种编程元件（如继电器的触点、线圈、定时器、计数器等）和各种具有特定功能的命令用专用的图形符号、标号定义，并按控制逻辑要求及连接规则进行组合排列，从而构成了表示PLC输入和输出之间控制关系的图形。

指令表编程语言类似于计算机的汇编语言，以助记符指令为基础机构，各种操作都由相应指令来管理，完成全部的控制、运算功能。 指令表编程语言与梯形图编程语言一一对应，在PLC编程软件下可相互互换。 其基本结构为：操作码+操作数或操作码+标识符+参数。

1.3 三菱PLC编程软件FXGPWIN

该软件主要支持FX系列PLC编程，支持梯形图编程、指令表编程和顺序功能图编程，是三菱第二代PLC编程软件，支持窗口操作系统，软件界面如图1所示。

程序传送至PLC主机步骤：

①将PC机的编程电缆连接至PLC主机进行必要的PLC连线;

②开启PLC主机电源，并保证PLC处于“STOP”狀态;

③选择FXGPWIN软件菜单栏的“PLC”->“传送”->写出，确定起始步数，并点“确认”;

④点击菜单栏中的“监控/测试”->“开始监控”进入在线监控界面，然后将PLC主机开关拨向运行。

2 JDX-02B PLC实训台操作指导

实训操作部分可根据需求开设4课时的PLC基础实训教学，或12课时的综合实训教学。实训装置如图2所示，采用多组件结构，更换实验模块便捷，如需扩展功能或开发新实验，只需添加实验挂箱即可，永不淘汰。实训课程两名学生分为一组，其中一名学生负责编程，另一名学生负责连线。

实训开始前，应对学生进行安全教育，使学生在指导下进行规范操作。PLC设备左下角有一个控制包括个人计算机在内整个实训台的总开关。实训开始时，开启总开关，随后可开启个人计算机，打开编程软件进行程序的编写。线路连接好后开启直流稳压输出开关，给PLC实训台供电，开始程序传输。实训过程中严格注意接电，相关器材、挂箱、模块的连接，应在指导下，明确连接方式后进行，遵循“一连二查三通电”的顺序，避免设备短路或过载烧毁。

3 结语

根据长安大学现代工程训练中心对创新性教学的规划和要求，开设此课程。该实训课程包括观察指示灯指示结果的基础类实训操作，以及观察自动升降梯、交通灯、搅拌器等运行结果的综合类实训操作，拓展性、趣味性强;旨在使学生学习与工程实践相结合，锻炼逻辑思维能力和动手能力，培养创新性思维方式。

参考文献

[1]甘小林.基于PLC的电梯模拟控制系统的设计[D].电子科技大学，2018.

[2]向晓汉，王保银.三菱FX系列PLC完全精通教程[M].化学工业出版社，2012.

[3]李响初.图解三菱PLC、变频器与触摸屏综合应用[M].机械工业出版社，2013.

The Innovative Training Course Design of PLC

SUN Xin， ZHANG Xiao-hang， ZHANG Bao-wen

（Changan university，Xi'an Shaanxi  710000）

Abstract：This paper designs a comprehensive training course for electronic and mechanical college students， using JDX-02B type of PLC comprehensive training devices as a platform. The course includes the overview of PLC basic principles， the language of PLC， the programming software of PLC， the operation guidance ofJDX-02B training platform and the actual operation， etc. The course has been officially opened at the Modern Engineering Training Center of Chang'an University.

Key words：programmable logic controller;PLC; innovative training course