论文部分内容阅读
[摘 要] PLC课程是职业中学机电专业的重要课程之一, 为了让学生更能理解和掌握PLC的综合训练，在PLC的的教学中采用项目教学法,将理论和实践合为一体,能有效的提高学生的学习兴趣,大大提高教学效率。
[关键词] 上料装置 PLC控制 电磁阀
近年来PLC在我国已经得到了广泛应用和发展，各行业中采用PLC控制系统的生产设备不胜枚举，不但中职院校普遍开设了PLC课程，技师考证和各类培训学校也都纷纷开设了此课程及相关内容。在教学过程中，如何让学生更好地理解和掌握PLC技术，也成为近年来一个重要的课题。
德国“双元制”教学以职业能力为本位．体现了以实践为主的原则，项目教学又是“双元制”的主要手段，与传统的课堂型职业教育形式相比存在明显优势。项目教学建立了开放式环境，把传统的“实验”变为“任务”．教师从“我要在这课堂上讲什么?”变为“学生在上课时能做什么?”学生是中心，教师是任务制定者、设备提供者、问题咨询者和学习过程的检查者。这样才能有效提高PLC教学的效率和质量。笔者按照项目教学的要求，建立了“上料装置模拟系统”的项目方案。
一、上料装置模拟系统的电气控制系统简介
以PLC为控制中心，以电磁阀的控制线圈为PLC的输出执行元件，再由电磁阀控制气缸最终执行元件，以及灯光报警器形成了整个按PLC程序去执行相应动作的机构系统，以达到生产控制要求，并最终完成生产任务。
电气部件的组成包括三部分：检测部件、控制部件、执行部件。（如图1）
检测部分：光电开关、四个磁性开关
控制部分：电磁阀、节流阀
执行部分：汽缸
上料装置具有如下模式：
1、工件检测：
①开机后，机器首先检测汽缸Q1、Q2是否处于初始状态（即都要处于下限位），否则汽缸Q1、Q2要自动复位。
②按动启动按钮SB1，然后光电开关R1检测料架上是否有工件，没有则等待加料，7秒钟内都不能完成加料，报警器启动，当R1检测到工件加入到位后，报警器关闭，1秒后系统工作。
2、工作情况：
小汽缸Q2提升，到位后一直保持，接着大汽缸Q1载着工件提升，到位后一直保持。当下站的机械手（这里用人手代替）取走工件后（通过R1检测），汽缸Q1下降，到位后则汽缸Q2下降，到位后等待加料，即机器重新处于初始状态。5秒内没有取走工件，报警器以亮1秒灭1秒的方式闪烁报警，取走工件后，报警器灭。其工作过程是不断的重复，其关键是光电开关R1检测工件，从而决定机器的动作。
3、系统要求：汽缸Q1、Q2只有自动工作方式，但要分为两种工作状态，通过模式转换开关SA1可选择连续循环工作和单次循环工作。
①单次循环：当模式转换开关SA1处于断开位置时，是单次循环，汽缸Q1、Q2完成一个工作循环后，蜂鸣器要鸣0.5秒静3秒的方式重复3次提示单次工作循环已结束，系统停止工作。
②连续循环：当模式转换开关SA1处于闭合位置时，是连续循环，汽缸Q1、Q2完成一个工作循环后，蜂鸣器要长鸣1.5秒的方式提示连续工作的一个工作循环已结束，蜂鸣器长鸣1.5秒后立即进入下一个工作循环。
③正常停止：在连续循环运行过程中，按下停止按钮SB2，汽缸Q1、Q2要完成一次循环后才停止工作，按动启动按钮SB1又可开始工作。
4、系统设置的保护：
① 汽缸Q1、Q2的防卡死保护。当汽缸Q1、2在上升或下降的过程中，如果由于某些原因卡死不动，超过5秒后都不能到达预定位置，为了避免电磁阀损坏，系统自动复位，并启动报警器报警，只有连续按下停止按钮3秒后才可解除此故障，系统才可以重新启动。
② 紧急停止保护。系统无论在连续循环工作或单次循环工作的状态下，只要按下紧急停止按钮SA2，系统马上停止工作，报警器以亮3秒灭5秒的方式报警。再次启动前要使汽缸Q1、Q2处于初始位置。
二、上料装置的PLC控制
1.PLC的I/O 分配表：
2.输入、输出分配图（如图2）
根据生产流程的控制要求，可编程控制器的输入、输出分配图如下图所示，本系统的控制选用了FX1N-40MR可编程控制器，其特点是体积小，运行性能稳定，价格便宜，又能满足本系统的使用要求，而且不会造成资源浪费，又能留下改进空间。图中设置启动按钮SB1，它是自动加工时的启动按钮，也是再次启动工作的启动按钮。停止按钮SB2是自动停止按钮，工件处于上料过程中按下它，机器则必须完成本次上料后才可停止。事故紧急停止自锁按钮SB3也接到PLC处，SB3的目的是要把运行的程序停止，重新回到原点位置，SA转换开关只是选择连续循环工作和单次循环工作。从分配图可知，X3～X10检测位处的传感器,接在Y1的是220V红色灯光报警器，接在Y0蜂鸣器及Y2～Y3电磁阀的控制线圈YA1～YA2均使用24V直流电。
三、项目评价与考核
在项目教学中，学习过程成为一个人人参与的创造实践活动，注重的是完成项目的过程。学生在实践过程中理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法。因此，项目教学所采用的评价和考核标准也与常规教学不同，主要是过程性的评价和终结性的评价。
1.学生在参与工作的过程中，工作态度是否认真、工作过程步骤与方法是否规范。项目工作中难免会出现意想不到的问题，这时学生是否采取了有效和安全的应对措施来解决问题也是一个重要的评价内容。
因为学生的个性导致的学习行动的不同特征也应列入评价范围，学习行动的特征往往反映了学生的思考能力和应变能力，这些能力往往是有项目实践的关键能力。这一评价有利于培养学生良好的学习和行为习惯。
2.知识的应用评价仍然是基础。学生在项目学习的过程中能否按照设计规程操作，首先以知识的掌握为基础，对应知、应会的知识的评价是保证学生在操作中严格执行操作规范，以及准确利用知识解决问题的基础。
四、结语
项目教学法对ＰＬＣ教学起到了很大促进作用，这与学科的实用性有密切关系。在教学中设计项目方案，指导学生完成项目任务，不仅能保证学生在兴趣下更好地记忆和使用知识，并可以提高学生的应用能力，培养良好的操作行为。
参考文献：
[1] MITSUBISHI公司. FX1S，FX1N，FX2N，FX2NC编程手册基本指令，步进梯形指令，应用指令说明.2001年4月.
[2] MITSUBISHI公司.FX1N系列微型可编程控制器使用手册.2000年7月.
[关键词] 上料装置 PLC控制 电磁阀
近年来PLC在我国已经得到了广泛应用和发展，各行业中采用PLC控制系统的生产设备不胜枚举，不但中职院校普遍开设了PLC课程，技师考证和各类培训学校也都纷纷开设了此课程及相关内容。在教学过程中，如何让学生更好地理解和掌握PLC技术，也成为近年来一个重要的课题。
德国“双元制”教学以职业能力为本位．体现了以实践为主的原则，项目教学又是“双元制”的主要手段，与传统的课堂型职业教育形式相比存在明显优势。项目教学建立了开放式环境，把传统的“实验”变为“任务”．教师从“我要在这课堂上讲什么?”变为“学生在上课时能做什么?”学生是中心，教师是任务制定者、设备提供者、问题咨询者和学习过程的检查者。这样才能有效提高PLC教学的效率和质量。笔者按照项目教学的要求，建立了“上料装置模拟系统”的项目方案。
一、上料装置模拟系统的电气控制系统简介
以PLC为控制中心，以电磁阀的控制线圈为PLC的输出执行元件，再由电磁阀控制气缸最终执行元件，以及灯光报警器形成了整个按PLC程序去执行相应动作的机构系统，以达到生产控制要求，并最终完成生产任务。
电气部件的组成包括三部分：检测部件、控制部件、执行部件。（如图1）
检测部分：光电开关、四个磁性开关
控制部分：电磁阀、节流阀
执行部分：汽缸
上料装置具有如下模式：
1、工件检测：
①开机后，机器首先检测汽缸Q1、Q2是否处于初始状态（即都要处于下限位），否则汽缸Q1、Q2要自动复位。
②按动启动按钮SB1，然后光电开关R1检测料架上是否有工件，没有则等待加料，7秒钟内都不能完成加料，报警器启动，当R1检测到工件加入到位后，报警器关闭，1秒后系统工作。
2、工作情况：
小汽缸Q2提升，到位后一直保持，接着大汽缸Q1载着工件提升，到位后一直保持。当下站的机械手（这里用人手代替）取走工件后（通过R1检测），汽缸Q1下降，到位后则汽缸Q2下降，到位后等待加料，即机器重新处于初始状态。5秒内没有取走工件，报警器以亮1秒灭1秒的方式闪烁报警，取走工件后，报警器灭。其工作过程是不断的重复，其关键是光电开关R1检测工件，从而决定机器的动作。
3、系统要求：汽缸Q1、Q2只有自动工作方式，但要分为两种工作状态，通过模式转换开关SA1可选择连续循环工作和单次循环工作。
①单次循环：当模式转换开关SA1处于断开位置时，是单次循环，汽缸Q1、Q2完成一个工作循环后，蜂鸣器要鸣0.5秒静3秒的方式重复3次提示单次工作循环已结束，系统停止工作。
②连续循环：当模式转换开关SA1处于闭合位置时，是连续循环，汽缸Q1、Q2完成一个工作循环后，蜂鸣器要长鸣1.5秒的方式提示连续工作的一个工作循环已结束，蜂鸣器长鸣1.5秒后立即进入下一个工作循环。
③正常停止：在连续循环运行过程中，按下停止按钮SB2，汽缸Q1、Q2要完成一次循环后才停止工作，按动启动按钮SB1又可开始工作。
4、系统设置的保护：
① 汽缸Q1、Q2的防卡死保护。当汽缸Q1、2在上升或下降的过程中，如果由于某些原因卡死不动，超过5秒后都不能到达预定位置，为了避免电磁阀损坏，系统自动复位，并启动报警器报警，只有连续按下停止按钮3秒后才可解除此故障，系统才可以重新启动。
② 紧急停止保护。系统无论在连续循环工作或单次循环工作的状态下，只要按下紧急停止按钮SA2，系统马上停止工作，报警器以亮3秒灭5秒的方式报警。再次启动前要使汽缸Q1、Q2处于初始位置。
二、上料装置的PLC控制
1.PLC的I/O 分配表：
2.输入、输出分配图（如图2）
根据生产流程的控制要求，可编程控制器的输入、输出分配图如下图所示，本系统的控制选用了FX1N-40MR可编程控制器，其特点是体积小，运行性能稳定，价格便宜，又能满足本系统的使用要求，而且不会造成资源浪费，又能留下改进空间。图中设置启动按钮SB1，它是自动加工时的启动按钮，也是再次启动工作的启动按钮。停止按钮SB2是自动停止按钮，工件处于上料过程中按下它，机器则必须完成本次上料后才可停止。事故紧急停止自锁按钮SB3也接到PLC处，SB3的目的是要把运行的程序停止，重新回到原点位置，SA转换开关只是选择连续循环工作和单次循环工作。从分配图可知，X3～X10检测位处的传感器,接在Y1的是220V红色灯光报警器，接在Y0蜂鸣器及Y2～Y3电磁阀的控制线圈YA1～YA2均使用24V直流电。
三、项目评价与考核
在项目教学中，学习过程成为一个人人参与的创造实践活动，注重的是完成项目的过程。学生在实践过程中理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法。因此，项目教学所采用的评价和考核标准也与常规教学不同，主要是过程性的评价和终结性的评价。
1.学生在参与工作的过程中，工作态度是否认真、工作过程步骤与方法是否规范。项目工作中难免会出现意想不到的问题，这时学生是否采取了有效和安全的应对措施来解决问题也是一个重要的评价内容。
因为学生的个性导致的学习行动的不同特征也应列入评价范围，学习行动的特征往往反映了学生的思考能力和应变能力，这些能力往往是有项目实践的关键能力。这一评价有利于培养学生良好的学习和行为习惯。
2.知识的应用评价仍然是基础。学生在项目学习的过程中能否按照设计规程操作，首先以知识的掌握为基础，对应知、应会的知识的评价是保证学生在操作中严格执行操作规范，以及准确利用知识解决问题的基础。
四、结语
项目教学法对ＰＬＣ教学起到了很大促进作用，这与学科的实用性有密切关系。在教学中设计项目方案，指导学生完成项目任务，不仅能保证学生在兴趣下更好地记忆和使用知识，并可以提高学生的应用能力，培养良好的操作行为。
参考文献：
[1] MITSUBISHI公司. FX1S，FX1N，FX2N，FX2NC编程手册基本指令，步进梯形指令，应用指令说明.2001年4月.
[2] MITSUBISHI公司.FX1N系列微型可编程控制器使用手册.2000年7月.