西门子LOGO！在自动化专业实验教学中的应用与探索

胡娟

摘 要

随着社会的发展，企业对高校的人才培养要求越来越高。对于自动化类专业学生掌握单一的学科知识，已经很难立足企业、立足社会。人才的培养方式应该从传授知识中脱离出来，注重培养学生各方面的素质。因此，提出针对自动化类专业二年级学生开设西门子LOGO！编程类实验教学。从学生主观因素出发，自己选择器件、搭建电路、编写逻辑控制流程和软件，实现教学要求的逻辑功能。从实验教学的效果来看，只要学生具备一定的探索精神，即可有效地完成类似的逻辑编程任务。从而激发了学生对自动化专业编程类课程的学习兴趣，也为后续PLC或者单片机的学习打下一定的基础。

关键词

自动化;实验教学;西门子LOGO！;逻辑编程

中图分类号： TP1-4                     文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.04.46

0 引言

在应用型本科教育的大背景下，高校的教学活动越来越重视学生自主实践的能力。特别是在实验的教学过程中鼓励学生自己动手去做，自己动脑去思考已经成为提升学生自主创新能力的基石。另外随着社会的发展，企业对人才的需求也越来越高，单一的专业技能已经不满足企业多元化发展的需求。本科毕业的学生走向企业以后，必然会遇到未知的专业课题，这就需要学生具备分析问题和解决问题的能力[1-3]。对于工科类的学生尤其是自动化类相关专业的学生，在校期间培养学生依据工程实际问题编写控制软件的逻辑思维的能力，尤其重要。

因此文中提出针对自动化专业二年级的学生开设关于西门子LOGO！相关的实验教学案例。其主要目的一方面将培养学生逻辑思维能力、动手实践能力的课程提前，使学生更早的认识工科专业的性质;另一方面为学生后续学习PLC类相关课程打下基础。

LOGO！系列是德国西门子公司生产的小型智能逻辑控制器，填补了继电器与PLC之间的技术空间，通过集成的8种基本功能和30多种特殊功能，LOGO！可以代替数以百计的开关设备。LOGO！有很好的抗震性和很强的电磁兼容性，完全符合工业标准，能够应用于各种气候条件[4-5]。LOGO！模块不仅降低了费用，也节省了很多时间。LOGO！易于安装，而且编程十分简单。同PLC及其他控制器相比较，LOGO！系列产品具有体积小、价格便宜、编程简单、便于操作等优点[6]。本实验台采用LOGO！DM824R数字量模块做控制器。

1 搭建适用应用型人才培养的实验台

传统的自动化类相关专业的实验教学过程中，实验台大多数都是外购，并且配备详细的实验指导书。这样一来学生依赖性非常的强。实验教学同理论课教学类似，学生不主动揣摩各个硬件连接的原理，也不会思考软件编写的效果。学生盲目的按照指导书按部就班的获得实验结果后，即为实验教学过程的结束。

本實验教学案例中需要学生依据教师提供的工程实际问题，自主分析解决工程实际问题需要的各种配件以及电路的连接方式。实验案例如下：

某啤酒生产传送带控制系统需要对洗过的空瓶进行计数并按批次进行统一处理，每个批次的空瓶数量为4瓶。当该批次的空瓶数量满足后点亮指示灯显示，操作人员处理完后按下复位键，延迟2秒后指示灯和计数值复位。在统计过程中，如果发现空瓶没有洗干净，则传送带停止工作，空瓶计数将不起作用，直到操作人员复位后继续计数。

分析改工程实际问题，其涉及三个变量输入，空瓶数量输入、空瓶一个批次计满后复位按键的输入、空瓶未洗干净的传感器输入，在实验教学中输入信号均使用开关来代替。另外该工程实际问题还包含两个输出，传送带电机控制信号、一个批次计满的指示灯信号，在实验教学的过程中输出信号使用指示灯进行替代。因此通过分析该实验需要3个开关、两个指示灯以及西门子LOGO！小型智能逻辑控制器。

2 实验案例软件设计

2.1 I/O地址分配

LOGO！控制器的I/O地址分配见表1，其中有空瓶数量、批次计满复位信号、空瓶未净，3个开关量输入，批次计满指示灯以及传动带电机接触器线圈两个数字量输出。

2.2 控制系统流程

启动按键按下后，传动带开始工作。此时瓶子检测传感器开始检测传送带是否有空瓶，如果未检测到空瓶，传动带将停止工作。如果检测到空瓶，同时对空瓶洁净度进行检测。瓶子洗干净的条件下对瓶子进行计数，瓶子未洗干净，停止对瓶子进行计数。瓶子停止计数以后，要求工作人员对空瓶未净信号进行复位，才能继续计数。如果空瓶计数达到4个，即代表一个批次计满，此时点亮批次计满指示灯。批次计满以后，操作人员应该执行装箱动作，同时按下批次计满复位按键，继续执行下一个批次空瓶的计数，同时2s钟以后，批次计满指示灯自动熄灭。

3 结束语

本实验案例通过在低年级高校学生的实验教学过程中引入西门子LOGO！逻辑编程，旨在关注自动化类学生逻辑思维能力的培养。让他们在学习单片机和PLC之前感受自动化专业的应用前景，激发学生学习的兴趣。从实施的效果来看，大部分学生带着饱满的情绪，浓厚的兴趣利用自己已经学习的数电知识，较好地完成了实验项目的要求。

参考文献

[1]陈吉明.创新实践课程教学中科学思维能力的培养[J].实验室研究与探索，2011，30（2）：85-87.

[2]张清祥.探索实验教学载体，培养学生实践创新能力[J].实验技术与管理，2012，29（2）：130-132.

[3]郭亚利，冯辉宗.以实践能力培养为核心的实践教学体系构建与实践[J].实验室研究与探索，2011，30（7）：323-325.

[4]李雨珊，佟世文，魏玮，等.基于LOGO！控制器的救生舱内供氧系统设计[J].北京联合大学学报，2015，29（1）：81-86.

[5]曹吉花，胡学青，等.基于西门子LOGO！的水族箱控制系统的设计[J].河北北方学院学报，2017，33（7）：14-18.

[6]杨汇军，孙丽颖，任举.小型工件加工的自动化生产线控制系统设计[J].仪表技术，2017（8）：12-14.