PLC实训室硬件升级改造与实训项目设计

孟祥海

摘   要：PLC技术是学院机电一体化技术专业的主要学习内容。文章基于校内重点课题《PLC实训室硬件升级与改造》和自动化生产线项目精品课程研究的基础之上，对PLC实训室进行硬件的升级和改造，目的在于使学生具备从事机电技术应用工作所必需的PLC技术基本知识及应用能力，培养学生的职业技能，提高学生的综合素质，对学生以后踏入社会、进入企业有着至关重要的作用。

关键词：可编程逻辑控制器;硬件;自动化生产线

1    PLC实训室硬件升级与改造的必要性

随着我国科学技术不断发展，电气自动化技术与工业制造领域的融合越发紧密，推动我国工业制造行业朝着自动化、数字化、智能化方向发展，将人力从繁重的生产作业中解脱出来，工业制造水平及生产效率得以提升，可以为企业带来更高经济收益，为此人们较为关注电气自动化技术的应用与发展，诸多学者对该领域展开分析，对电气自动化中可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）的应用及发展前景进行分析，以期为助力我国工业制造行业良性发展提供参考依据。

当前电气自动化中PLC在我国仍处于初期发展与实践阶段，主要原因除我国工业生产水平不足以支持全面落实PLC外，还包括工业制造企业未认识到PLC对自身发展的积极影响，阻滞该技术有效践行，为此探究电气自动化中PLC应用及发展前景显得尤为重要[1]。

为进一步加强实训室的建设与管理，让实训室的教学项目与企业零距离对接，要对PLC实训室进行改造。改造后的PLC实训室功能更加多样化，不仅能满足PLC相关课程，也能满足辽宁轨道交通职业学院自动化生产线项目等很多综合类课程。实训室改造计划在原有实验设施的基础上，增加其他教学设施，不仅能保证实训教学的开展，而且能更好地提高学生的动手能力和实践能力。

2    研究价值

机电一体化技术专业人才培养目标是培养具备自动化生产线及通用机电设备等的安装、调试、运行、维护及管理能力的高技能人才。重点培养锻炼学生的实践动手能力，实训室实训设备为学生锻炼动手操作能力提供有力保障，因此实训室建设就至关重要。实训室建设秉承学院的育人模式，按照自主研发的原则进行建设。为适应“电气控制与PLC技术”“PLC应用与运行维护项目”“PLC控制技术”“工业组态与现场总线控制技术”“自动化生产线安装与调试”等机电专业核心课程的实训教学，提高学生的实践能力，真正实现与企业零距离，开发和建设PLC实训室，能够为学生提供很好的实训条件，学生学习PLC基本编程指令，并把所学知识应用到各个项目中，从而真正实现机电专业的人才培养目标。但是目前PLC实训室电脑老化，设备陈旧，受控对象单一，布局不合理，电脑不能联网，无法满足学生学习的需要，按照目前社会生产生活对PLC技术的需要，急需培养能够懂得PLC技术的高级技能人才。正是在这种背景下，机电专业正在对PLC实训室进行硬件升级与改造。

3    研究目标

根据辽宁轨道交通职业学院以“服务轨道交通业为特色、服务装备制造业为主体”的办学定位，确定机电一体化技术专业主要是培养具有电梯、自动化生产线、PLC等机电设备的设计、安装、调试、维护及管理能力的高技能人才。课题小组就按照培养目标，深入研究PLC实训室的改造内涵，进行PLC实训室的升级与改造，能够为学生提供很好的实训条件，学生通过PLC的基本使用，能够完成PLC基本指令的练习，包括与或非逻辑功能试验、定时器、计数器功能试验、跳转分支功能试验、移位寄存器试验、数据处理功能试验、微分、位操作实验、LED数码显示PLC自动控制试验、艺术彩灯造型的PLC控制试验、自动送料装车系统试验、PLC网络通信试验、电动机正反转试验等项目，從而真正实现机电专业的人才培养目标[2]。

4    研究内容

（1）PLC实训室主要进行硬件平台的搭建。硬件平台主要包括PLC主控制器（西门子PLC和三菱PLC）、MCGS触摸屏、PLC实训台，能够完成LED显示PLC自动控制试验、艺术彩灯造型的PLC控制试验、自动送料装车系统试验、多工作台网络通信试验、模拟水箱液位实验、模拟水箱液位的闭环PID控制实验、PLC控制伺服电机项目、PLC控制步进电机项目、电动机正反转试验，并把之前各独立的电路板集成在一块电路板上，节省了空间，方便学生接线[3]。

（2）与企业合作开发设计制作实训台。PLC实训室的升级与改造，得到了沈阳秀展科技有限公司的大力支持和帮助，该公司在项目的设计和建设上给予了很多的宝贵意见。PLC实训室能够为“电气控制与PLC技术”“PLC应用与运行维护项目”“PLC控制技术”等课程提供教学基地。

5    创新之处

（1）本实训台覆盖了PLC控制技术、电气控制技术、伺服控制技术、组态技术等多项控制技术。

（2）PLC实训室原有的PLC和电路板都是平放在桌子上，不方便学生接线，效果不直观。自主研发、设计、制作PLC实训台之后，PLC和受控器件等所有器件直接安装在实训台上，增加了模拟环境，便于学生接线和进行小组学习，教学效果更加切合实际。

（3）模块化结构设计使得搭建实验简单、方便，虽然受控对象集成在一块电路板上，但学生能够完成PLC基本指令的练习，LED数码显示PLC自动控制试验、艺术彩灯造型的PLC控制试验、自动送料装车系统试验、多工作台网络通信试验、模拟水箱液位实验、模拟水箱液位的闭环PID控制实验、PLC控制伺服电机项目、PLC控制步进电机项目、电动机正反转试验，并把之前各独立的电路板集成在一块电路板上，节省了空间，并方便学生接线。各个教学项目成独立模块，可以按照项目分开教学。除此之外，还可以完成电气控制等相关实验项目，操件简单快捷。

（4）之前的PLC實训室只有西门子S7-200 PLC;升级改造后，增加了三菱PLC，让学生有机会学习了其他品牌的PLC，对以后进入企业打下了坚实的基础。

（5）PLC实训室进行网线安装，保证每台电脑都可进行上网，解决了技能考试实训室紧张的问题。

（6）之前PLC实训室由于没有实训台，采用传统的布局方式;进行改造之后，增加了24个实训台，室内布局更加合理，更加方便学生的学习。

（7）改造之后的PLC实训室（见图1），增加了触摸屏，更有利于学生对“工业组态”和“自动化生产线”等课程的学习。自动化生产线项目是辽宁轨道交通职业学院精品课程之一，涵盖了气动技术、变频器技术、组态技术、通信技术、PLC技术等，PLC实训室的改造也能为自动化生产线课程提供实训基地，更有利于学生对自动化生产线的学习。

6    升级改造后的成果

改造之后的PLC实训室，无论是在布局，还是在教学设施上都有了很大程度的提高，对PLC相关课程和自动化生产线项目的模拟运行有很大程度的改进，对教学有很大的帮助，更有助于学生掌握PLC技术，对学生今后踏入社会打下了坚实的基础。升级改造后的实训台如图2所示。

[参考文献]

[1]吴钰琳.PLC一体化实训室建设开发[J].职业，2016（35）：96.

[2]赵美林.一种实用型PLC实训装置的设计与制作[J].轻工科技，2020（1）：34.

[3]徐洪亮.浅议在PLC实训教学中如何调动学生的积极性[J].职业，2016（32）：32.

Abstract：PLC technology is the main learning content of mechatronics technology major in college. This paper based on campus PLC training room hardware upgrade and transformation and the automatic production line project research， on the basis of hardware of PLC training rooms renovation and upgrade， the purpose is to make students have the necessary to work in the electrical and mechanical technology application of PLC technology， basic knowledge and application ability， cultivate the students professional skills， improve the comprehensive quality of students， for students to step into society， into the enterprise have a vital role.

Key words：programmable logic controller; hardware; automation production line