可編程控制器(PLC)工控柜技能訓練裝置設(shè)計

1、可編程控制器（PLC）工控柜技能訓練裝置設(shè)計摘 要 本文介紹了一種可編程控制器技能訓練裝置。該裝置滿足了目前面向現(xiàn)場實際的PLC工控柜安裝調(diào)試技能訓練的需求，填補了職業(yè)院校PLC工控柜技能訓練需求的空白。關(guān)鍵詞 PLC；技能訓練裝置； 使用方法1 引言目前，大多數(shù)職業(yè)學?？删幊炭刂破鳎≒LC）的實踐教學都以實驗性質(zhì)為主，而面向現(xiàn)場實際的PLC工控柜安裝調(diào)試技能訓練由于技訓裝置的原因，基本不能實現(xiàn)。當前大多數(shù)學校采用的實驗臺（PLC）都以驗證性的程序調(diào)試和部分程序開發(fā)為主要內(nèi)容，系統(tǒng)地安裝調(diào)試多不能實現(xiàn)。 該裝置是在一小型柜體（800*600*400）中將控制器（PLC）和現(xiàn)場輸入信號、現(xiàn)場驅(qū)動

2、元件以及保護元件等按照工業(yè)現(xiàn)場的需求安裝固定，另配有編程器和電動機。學生技能訓練時，首先按照課題要求設(shè)計硬件電路和控制程序，然后按照規(guī)范的安裝接線工藝進行硬件電路安裝并進行控制程序的調(diào)試，最后聯(lián)合調(diào)試，完成課題要求。 2 總體結(jié)構(gòu)該裝置主要由柜體、可編程控制器、保護器件、繼電器、接觸器以及計算機（作編程器用）等部件組成。總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，工控柜結(jié)構(gòu)如圖2所示。 柜體采用鋼制結(jié)構(gòu)，規(guī)格為800X600X400?？删幊炭刂破鞑捎媚壳靶詢r比高、市場占有率高的日本三菱公司小型FX系列，型號為FX2N-16MR，共16點。3、元件平面布局圖該裝置充分考慮了面向現(xiàn)場實際的PLC工控柜對技能訓練教學的要求

3、。為此，在設(shè)計其元件布局圖時，盡量以工業(yè)現(xiàn)場的PLC工控柜為背景，又結(jié)合了技能訓練教學的現(xiàn)實性和可操作性。在這樣一個背景下，我們設(shè)計了元器件的平面布局圖，如圖3所示，元件明細圖1 總體結(jié)構(gòu)圖圖2 工控柜結(jié)構(gòu)圖表如表1所示。表1 元器件明細表符號名稱型號規(guī)格數(shù)量備注SB1-6按鈕開關(guān)KX06-002380V、5A6HL1-6信號燈AD16-22D/S380V、20mA6QS1-5自動開關(guān)DZ47-63230/400V 10A5TC變壓器BK-50380V/24V、10A1PLC可編程控制器輸入8點輸出6點1日本三菱KV1-6繼電器HH52P5A、24V6FR1-2熱繼電器JR16B-20/338

4、0V、20A2KM1-6接觸器CJX4380V-440V、10A6XT1-2端子板500V、10A2XT3端子板500V、20A14、裝置的使用方法4.1 各主要部件的功能 各主要部件的接線如圖4所示，主要功能如下：（1）指示燈HL1HL6指示燈共有6個，安裝在柜體表面的上柜門上，如圖2所示。其功能如圖4左上角標識，其中HL5和HL6作為備用指示燈，其接線引到XT1處。 （2）控制按鈕SB1SB6控制按鈕共有6個，也安裝在柜體表面的上柜門上，如圖2所示。其作為可編程控制器的模擬輸入信號，接線全部引到XT1處。 （3）自動開關(guān)QS1QS5自動開關(guān)有5臺。QS1作為編程器電源（這里用PC機作編程器

5、AC220V）；QS2作為總控電源（AC380V）；QS3作為PLC主機電源（AC220V）；QS4作為負載用電源（AC380V）；QS5作為PLC的輸出接口負載電源（通過變壓器TC實現(xiàn)，AC24V） （4）可編程控制器可編程控制器（PLC）采用日本三菱FXOS14MR小型機，其中I/O接口的接線全部引到接線端子XT2，供學生技訓時接線用。 （5）中間繼電器KV1KV6中間繼電器共有6個，作為PLC輸出接口的驅(qū)動目標和轉(zhuǎn)換元件。 （6）接觸器KM1KM6接觸器共有6個，作為直接驅(qū)動現(xiàn)場負載的現(xiàn)場驅(qū)動器件。 （7）熱繼電器KM1KM2熱繼電器共有2個，作為動力電路的過載保護元件，其控制信號（控制

6、接點）接入PLC輸入接口。4.2 工控柜固定配線安裝接線圖 工控柜中部分元件的配線已經(jīng)完成，主要包括信號指示燈，按鈕的引出線，各自動開關(guān)的接線以及可編程控制器輸入輸出接口的引出線等。這部分配線我們稱之為工控柜的固定配線。如圖4所示。其它配線在技訓時由學生根據(jù)具體課題設(shè)計其接線圖并安裝完成。4.3 使用簡要說明裝置的使用方法大致可分為以下幾個步驟： （1）根據(jù)技訓課題的具體要求，分析其工藝和控制要求，確定輸入輸出信號，并分配PLC地址，繪制I/O接線圖。 （2）按照具體的I/O接線圖并結(jié)合圖4由學生完成具體課題的配線。實質(zhì)上主要是PLC的輸入輸出接口接線。 （3）根據(jù)工藝和控制要求，設(shè)計控制程序。 （4）將控制程序通過編程器輸入PLC主機。 （5）不帶負載進行程序模擬調(diào)試，直到功能正常為止。 （6）接通動力電路帶負載進行綜合調(diào)試。5 結(jié)束語該裝置的設(shè)計制作是可編程控制器技能訓練教學的一次嘗試，是面向現(xiàn)場實際的PLC工控柜，可以直接以接近現(xiàn)場的方式進行技能訓練教學，進行PLC的安裝接線和調(diào)試。該裝置已投入到我校中高職機電類專業(yè)的技能訓練教學當中，也已在武鋼電工職業(yè)技能鑒定考試中使用，效果良好。相信在以后的教學實踐中，會不斷改進和完善，使該設(shè)計方案更趨與合理。參考文獻（1） 王兆義主編，可編程控制器教程。北京：機械工業(yè)出版社，1