6ES7253-1AA22-0XA0诚信交易

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在过去几年中，中国的可编程序逻辑控 制器（PLC）市场一直高速增长。这个大约300万美元的市场在可以预见的未来将以稳定的价格，随着繁荣的和正在进行的基础建设投资继续以每年15~20%的速度增长。不但是PLC 市场，包括整体的自动化市场，正在几乎以3倍于中国GDP的速度成长。

    在这样快速增长的经济中，PLC 提供了很多隐藏的利益。但是大多数供应商以他们在其他地区销售PLC 的方式在中国销售。他们集中在这样一些领域：如改善自动化、增加生产中的灵活性、提高生产力、减少维修和停机时间及提高通信能力。当这些好处众所周知时，了解特别对中国很重要的隐藏利益对于制造商和供应商来说具有的好处。

PLC 保持劳动力成本的竞争力

    中国繁荣的经济增长正引起生活标准上升。因此，有技术的工人将来的身价会提高。

    PLC 通过执行重复性劳动而减少劳动力需求。这减少了在新工厂需要有技术有经验的工人数目，减少了起动成本和时间。PLC 也在其整个生命周期内使工厂受益
。通过软件执行的过程改进，例如资产管理和状况监视，将能补偿较旧机器对生产率和质量诸因素的影响。这样的改进也能利用劳动力通过经验获得的知识并抵消工厂在其生命周期中前进时技术工人成本的上升。

PLC有助于使生产符合规范

    由于越来越多的药品责任纠纷和对生化恐怖主义的担心，美国FDA对制、食品与饮料、精细化工等行业的规范严厉。中国加入WTO，使其面临得到越来越多的这些行业的外包生产的机会，但满足这些规范、标准的困难限制了把握机会能力。

    一个例子是：21 CFR Part 11提供了制工业中所有规定的电子记录系统合格的个标准。PLC 可通过批量生产系统提供通信连接而帮助符合这样的标准。它方便地执行S88批量生产标准和S95集成标准的特点，增强了这样的能力。

PLC 有助于合同制造商获得可信度

    将生产外包给像和印度这些国家的跨国公司喜欢具有与它们本身系统相同的，或者是具有的自动化系统的合同制造商。如果像PLC 这样的自动化设备的通信能力支持远程监视或诊断，则一旦发生了问题并能够解决的话，商业伙伴间的协作关系会加强。

    PLC 帮助合同制造商吸引多的业务，当客户检查他们良好的自动化设施时，他们赢得业务; 当客户为增强的适应性、质量和生产率而高兴时，合同制造商将继续干下去。

PLC 降低劳动力的培训要求

    在中国，由于几乎所有行业的生产规模扩张，因此很难找到合格的本地雇员。此外，虽然知识水平也在提高，但是保持与同步则要求公司管理越来越复杂，因而要持续地重新培训他们的工人。

    PLC 使新操作工能应付复杂生产系统的需求。它们减少了对大多数操作者培训的需要，只需要相当少的技术熟练的编程人员。PLC 处理非常复杂的现代生产系统，这给操作者提供了额外时间，集中构建他们范围的知识和附加值技术，这将保持他们的公司具有竞争力。

PLC 有助于保护知识产权

    从成功的制造商那儿挖来技术熟练、有经验的操作者，是成长中市场（如中国）上相互竞争公司信息和技能的一种重要来源。

    基于PLC的正确的自动化系统设计可以保证，关键过程（工艺）变量隐藏在控制系统设置中，只被少数关键人员知道。另外，操作者仅获得专门的或用于某一特定生产系统的硬件和软件设计的技巧。这些技巧很难转交给竞争对手，这有助于减少劳动力跳槽以及保护知识产权。

PLC 为将来的自动化升级提供道路

    PLC 在性、性能、可重复性、可预测性方面的声誉继续推动市场对能够经受恶劣工业环境的简单而坚固系统的需求。

    另一方面，PLC 已经通过加入开放式标准接口、多区域功能度、分布式模块化结构和现代软件性能而进化。

    为缓解受资源限制、快速成长公司的痛苦，一旦PLC就位，要升级自动化能力便不需要“拆开换”设备。换言之，可以通过使现有的自动化设备的能力大化并按需要新硬件和软件能力而开始迁移策略。此增大投资的方法延长了产品周期，积地影响了对资产的回报并降低了总的所有权成本。

供应商应该重视这些潜在利益

    PLC 是任务关键而复杂的产品。在销售前后，用户都需要服务、支持、培训和信任。这导致市场容易接受在当地构存在的实力强大的供应商。它也导致牌号换的障碍。这些特点有利于大的性公司Mitsubishi 、Omron 、Rockwell Automation， Schneider Electric、Siemens 以及GE FANUC 和koyo等主导着中国的PLC 市场。

    当主要的PLC供应商为他们见到的业绩增长而鼓舞时，快速成长的市场使他们很难识别长期成功所需要的策略。这是因为销售在增长，而像设立分支机构或当地代理商这样的行动似乎容易产生的结果。

    供货商一直注视着常规的生产及技术所推动的前景。他们都关注于判断、缩短产品投放市场的时间、改进工作效率、结合新的技术成就、服务及支持等方面。

    另一方面，实施某些战略才能在未来比整体市场增长快的业绩。ARC认为，这样的战略将是着眼于地区经济的特需要并有“运作、聚焦本土”的眼光。

可编程序控制器(PLC)是在继电接触器控制和计算机控制基础上开发的工业自动控制装置,是计算机技术在工业控制领域的一种应用技术。中职学校教育的属性要求职业教育的教学过程应与职业的工作过程相一致。目前绝大多数中职学校PLC技术课程教学还没有充分体现这种一致性。采取“立足动态课堂、理论实践结合”的动态教学方法，可以让理论课教师和学生一起走进实训课堂，让学生“在实训中渗透理论，从理论中领悟操作”，从而掌握必需的知识技能，提高动手操作能力。

关键词：PLC技术  动态教学 实践与思考

现代教育技术的快速发展，正在改变着传统的教育教学方法。特别是PLC技术课程的教学，是越来越多的依赖于多媒体教育技术的支持和模拟PLC教学系统的采用。这就要求将师生双方同时作为教育的主体，与教育资源这个客体进行主客体间的互动来完成教学。教材只是教学资源的一部分，多媒体技术和模拟系统以及PLC实训设备也是教学资源的重要组成部分。要完成PLC技术课程的教学内容并达到培养目标，传统的“粉笔+黑板”的教学方法是难以满足要求的。为此，我们可以尝试采取“立足动态课堂、理论实践结合”的动态教学方法，让学生“在实训中渗透理论，从理论中领悟操作”，掌握必要的知识，提高操作技能。

一、针对培养目标，灵活运用，取舍得当，教学实训内容相融合

职业教育的职业属性要求职业教育的教学过程应尽可能与职业的工作过程相一致。这种一致性主要反映在两个方面：一是教学内容的选择，二是教学内容的安排顺序。目前多数中职学校PLC技术课程的教学还没有充分体现这种一致性。这主要表现在基础课程教学的全过程是按课时分段进行的，教学环节多，科目划分细，各门课程均强调各自的系统性，学术性和完整性。课程之间的衔接性差，理论课程和实训课程结合不紧密。为了解决这一矛盾，就要针对培养目标将课程综合化和模块化，突破传统的单进行课程教学体系的模式。课程综合化就是将相关知识和技能的课程进行筛选和整合，融合成为课程。

课程模块化就是将课程内容灵活取舍，划分成几个教学模块。例如机电《机床电气控制》课程可划分为六个知识模块：低压电器的认识、典型单元电路的分析、机床电气控制线路的分析、PLC基本指令及应用、功能指令及应用、复杂电路的连接与课程设计，每个知识模块设计有对应的课堂项目、技能训练项目及综合实训项目。

同时还可以根据学生的化方向，即以就业为导向而确定的岗位方向，对教学内容有所侧重。这样的做法摒弃了照本宣科的系统理论讲解，而改成根据化方向对教学实训内容有所取有所不取的方式和方法，对一部分学生取，对另一部分学生舍的做法，这就是教学内容的动态性。

二、改革教学模式，实现动态教学过程
课程和教学内容的实施既要注重知识技能的培养，也要注重职业经验的积累，以及交往能力、自主学习能力、职业态度和职业情感等诸多非能力的培养。行动导向教学模式就能够实现这一目标。这种模式通常以项目或案例为载体，创设生产实践情景，在教师适时引导和推动下，循序渐进地实施项目或案例，完成知识技能的学习，积累工作经验。如用项目教学法进行“PLC编程与操作”教学时，可以先分析本课程的知识和能力目标，将整个课程划分为若干个具有递进性连贯性的“项目”。这种教学模式的实施，就是一种动态的教学过程。在这样的动态教学中，学生的主动性得到了调动，自主学习能力得以提升，观察、分析、归纳
和解决问题的能力得以培养，交往合作精神得以体现，职业态度和职业情感得以熏陶。

三、新教学理念，“理论与实践”相融合

PLC课程的实践性很强，传统的教学方法是由理论课教师讲授PLC程序编制，再在PLC实验室由实训指导教师指导学生进行操作，这种教学上的脱节很难让学生做到理论与实践的统一。其结果是学生对理论教学兴趣索然，对实训教学全然不会。融合教学实训内容，改革教学模式，不失为一种新的尝试方法。理论课、实验课和实训课的界限，将课程的相关教学环节相对集中，由师主讲，教学场所直接安排在实验室或实训车间，实现理论实践相结合的一体化教学方法。理论实践相结合的一体化教学方法的实施要求可。

四、考核与评价体系多样化，具体化

通过考试考核，学生可以对本学期所学课程进行系统综合的复习，同时教师也可以通过考试了解学生的学习情况，检查自己的教学效果。由于PLC技术课程的实践性很强，实践课时贯穿了整个动态课堂教学的全过程，因此我们可以采用多样的考核方式和评价体系。学生的总评成绩主要由三部分组成，即：笔试（40%）+上机操作（40%）+平时成绩（20%）=总成绩（**）。其中笔试主要考核学生对本课程的基本概念与基本理论的掌握情况，上机操作主要考核学生实际动手与操作能力，平时包括平时作业与实训报告等。这种考核方式改变了传统的考试方法，是与动态教学相适应的动态考试。动态考试不仅达到了加强学生动手能力培养的目标，体现了职业教育的特色，而且还可调动学生学习的积性，培养学生的自主学习能力，改善学生的学习风气，增强学生的学习兴趣，促进和提高了教学效果。

总之，中等职业学校PLC教学的目的是培养学生的操作、编程、安装和维护方面的技能性人才。但由于种种原因，使得许多教师偏重理论，缺乏实际操作与生产技术经验，而实训指导教师技能单一，缺乏系统的理论知识，加之教学设备落后，教学方法落后，使得学生的动手操作技能不高。用动态教学的方法，就是让理论课教师和学生一起走进实训课堂，实现理论与实践一体化教学。在理论实践一体化的教学中，教师不仅将理论与实践紧密地结合起来了，而且也提高了自身的教学操作水平;学生不仅能够学以致用，培养了动手操作能力，而且大地激发了学习兴趣。同时动态教学的方法还充分利用了学生的各种感官，调动了学生的主观能动性，发挥了学生的主体作用，使理论与实践相结合，不但优化了教学过程，还提高了教学效果。

1.前言
饲料称量包装的准确与否将直接影响到企业的信誉和经济效益。过去采用机械称量、人工装袋，劳动强度大、速度慢、精度低。近几年，采用电子称量装置虽然可使其静态称量精度大大提高，但在饲料加工连续生产过程中，其动态精度仍不能保。因此，在快速自动称量中如何提高动态称量精度，一直是饲料加工企业急需解决的难题。
本文是作者在研制饲料自动化生产设备中，为了与配料过程相协调，实现饲料生产的全部自动化，应用PLC作为动态称量包装测控设备，在硬件和软件设计中采用了一些措施和动态控制方法，较好地兼顾了称量速度与精度的矛盾，实现了饲料连续生产中动态称重计量的精度。

2.系统总体框图及工作原理
用称重传感器、放大器和PLC组成测控系统来完成饲料的称重、计量、包装的生产工艺过程，如图1所示。该系统以PLC为，配以称重传感器、放大器、各种电动执行器和机械装置，实现饲料的在线称重计量和包装工作。
称斗的上方是成品仓，该仓中的原料是来至饲料混合工序生产的饲料散状成品料。成品仓下是一台电动机驱动的螺旋进料装置，启动电动机，则该成品仓中的粉状饲料就随着传输绞笼的旋转而进入称斗中称量。称斗上装有三个S梁式应变式拉力传感器，称斗的重量信号直接由该传感器组转换成与之对应的电压信号，经放大器把该电压信号放大后送入PLC中进行数据处理，当达到预定值时，PLC控制停止下料，然后PLC控制开称斗门，并控制打包机自动装袋后由传送带送出。于是，就完成了饲料称量打包的自动化过程。

3．提高动态称重精度的硬件措施
该系统用三个拉力传感器将饲料重量W变换为成线性关系的电压信号Ux，并通过两级放大器进行放大。图中Un表示等效到放大器输入端的噪声和干扰电压，ΔUi表示等效到输入端的漂移电压。设两级放大器的放大倍数为A，则Uo=A（Ux+Un+ΔUi）=AUx+AUn+A·ΔUi式中的2项主要影响灵敏度，三项主要影响系统的精度。
（1）影响传感器的因素及解决办法
传感器输出信号的稳定性除决定传感器本身的性能外，还与供电电源和传感器的安装有密切关系。本系统采用UH61-100u型三只称重传感器，每只传感器单供电，通过调节其桥路电压使三只传感器的输出灵敏度K相同，三只传感器串联输出的电压为Ux=K（E1+E2+E3）。为了提高每个传感器供桥电源的稳定性采用二次稳压，并对元器件进行老化、测试后进行选配，特别是对基准稳压管2DW233的老化处理和时漂测试，选择时漂小的通过调节其工作电流使其工作在接近零温度系数（<2ppm/℃）下，使整个传感器电源的温度稳定性10ppm/℃。三只拉力传感器安装在称斗和称架之间。如果传感器承受的重量与传感器轴线存有ɑ角，则将产生横向分力而引入误差ΔW=W-Wcosɑ.这对于每次称重25Kg，在称斗皮重为100Kg的情况下，即三只100Kg的传感器实际荷重为125Kg。当ɑ=4°时，称重误差就为0.43Kg。因此，安装传感器时应设法确保传感器都能垂直受力。
（2）影响系统灵敏度的因素及解决办法
影响系统灵敏度的主要因素是检测电路的内部噪声和外部干扰电压Un，它与放大器所工作的频带相关。在研制中，通过选择低噪声器件，在满足采集速度所需足够宽的频带的前提下，通过选配电阻来提高放大电路本身的共模抑制能力，整个检测系统采用双层屏蔽，采样时间选为工频周期整数倍等项措施，使整个系统获得了能分辨5g重量的灵敏度。
（3）影响准确度的主要因素及解决办法
影响准确度的主要因素是整个检测系统的非线性和漂移ΔUi。其中系统的非线性，在选配元器件校正的基础上，采用了软件修正；而对于随温度和时间产生的漂移电压ΔUi，主要采用元器件的老化、测试与分选工艺，筛选掉时漂大的，然后选配温度系数进行补偿，使整个系统的静态精度达到了0.07%，为实现动态称量精度奠定了基础。
4.提高动态称重精度的软件措施

影响动态称重精度的主要因素是被称物料的比重、流量和落差的大小，它是由成品料仓的压力和PLC所控制的进料驱动装置产生的。因此，改进控制思路，借鉴静态称量精度高的特点是提高动态计量精度的关键。为此，我们选用双速变径变距螺旋加料机，采用"先快后慢，后点动"的控制下料方式，如图2所示。图中：Wx0为称量前PLC所采集的称斗皮重；由此PLC按照每包计量净重量的、95%和**算出快速下料的终了值Wx1、慢速下料终了值Wx2和称量终了值Wx。其控制过程可以这样简单说明：在下料开始一段时间，PLC控制绞笼电动机下料，当检测达到下料的终了值Wx1时，PLC控制绞笼电动机开始慢速下料；当达到慢速下料的终了值Wx2时，PLC关闭绞笼电动机后采用"点动"下料，当达到或接近期望值Wx时为止。

按照上述思路，通过编写全动态控制加料的快慢、速加料和点动下料的软件模块；以及为空中落料对称量精度的影响，所编写的自动寻找提前停机量的软件模块等软件措施。该系统使用一年来，经计量部门两次测试，整个系统动态计量准确度0.2%。

5.结论

采用PLC控制进行饲料称重包装，具有结构简单、计量准确、工作，较好的兼顾了动态称重计量的精度和速度，满足了在线快速重量计量的要求，对水泥、、面粉等的称重包装有借鉴作用和推广。

随着我国微电子技术的发展，PLC技术在机械加工的各类机床的电气设备的改造和新型设备的自动控制中得到日益广泛的应用，本文将阐述家用缝纫机的机加工组合机床的PLC改造实例。

1 组合机床的运动及控制情况

浙江某缝纫机厂，拥有很多的加工缝纫机部件的组合机床，用以生产家用缝纫机。如对家用缝纫机的机壳实施机械切削加工的组合机床，其动力头分布与运动情况如图1所示。图1中动力头Ⅰ、Ⅲ分别用于针距大孔和夹线器孔的钻削加工，动力头Ⅱ用于挑线杆行线槽的铣削加工。M1，M2和M3均为三相异步电动机，分别为Ⅰ、Ⅱ和III动力头的切削主运动提供动力。为便于控制组合机床运动，在组合机床上装了许多行程开关，以的位置信号。图1中的行程开关的压动情况为：SQ51、SQ61和SQ71分别为Ⅰ、Ⅱ和III动力头在原位时压动;SQ52、SQ63和SQ72分别为Ⅰ、Ⅱ和III动力头工进到位时压动;加工时Ⅱ动力头先动作，当压合SQ62时，Ⅰ、III动力头才能离开原位。另外还有：后插销滑台降、升到位分别压动SQ11、SQ12;人工拔、插定位销分别压动SQ21、SQ22;针孔杆拔、插销分别压动SQ31、SQ32;夹具松开、夹紧分别压动SQ41、SQ42。

组合机床中的液压系统的油泵也由一台三相异步电动机M0驱动。液压系统的个功能是给三个动力头的进、后运动提供动力，液压系统三个动力头的进给、后退运动由液压系统中的三个三位五通换向电磁阀分别控制，动力头从快进转换到工进由液压行程调速阀控制，与电气控制无关。液压系统的二个功能是：用于加工件——机壳的夹紧和松开。其中机壳的装夹过程是：将机壳（工件）放于工作台上，先由液压驱动后插销滑台上升，再进行人工插销定位，接着由液压驱动针孔杆插销定位，后是液压驱动下夹具压夹紧工件。夹紧过程的动作由液压系统中的三个二位五通换向电磁阀控制，这三个换向阀带械自锁。加工好的机壳（工件）的下卸过程正好与装夹过程相反。同样，松开过程的动作也由液压系统中的另三个二位五通换向电磁阀控制。所以加上三个动力头的进、退动作，共有12个电磁阀线圈的通断电进行控制。

组合机床的单循环、循环和调整三种工作状态的选择由组合开关SA的三个位置选择;SB1、SB2为油泵电动机M0的起动、停止按钮;SB3、SB4为选择循环工作（含单循环）状态时组合机床工作的起动、停动按钮;其余按钮SB11～SB62（共15个）均为选择调整工作状态时组合机床的点动调整控制按钮。无论选择何种组合机床工作状态，油泵起动是组合机床工作的前提，油泵停止组合机床立即停止工作。选择单循环或循环工作状态时，点动调整按钮 SB11～SB62不起作用;选择调整工作状态时，组合机床工作起动、停止按钮SB3、SB4不起作用。

因此原组合机床的控制电路有一个组合开关、19个按钮、4个接触器、12个行程开关、12个电磁阀线圈、还有众多的中间继电器、时间继电器，其控制电路的接线非常复杂，电器触点易损坏。所以使用时间一长，性变差，故障率增大，维修困难，从而使生产受到很大的影响，因此迫切需要对此组合机床的电气控制电路进行技术改造，经分析决定采用PLC控制技术，以满足生产性的要求。

2 PLC控制的设计

2.1 PLC的I/O分配表

根据组合机床的电气控制、液压系统原理，设备要求的输入/输出均为开关量，分析输入、输出点数，选择了日本OMRON公司的CPM1A-40CDR型的PLC，继电器输出。其中PLC的输入点是24点，输出是16点。16个输出点对应控制4台电动机的4个接触器，12个电磁阀线圈，刚好够用。对于输入点，有SA的3个档位、油泵电动机的起动、停止按钮，循环工作的起动、停止按钮和调整用的15个按钮共22个输入点，另有行程开关输入点15个，这样有 37个输入点，因此PLC的24个输入点不够用，为此采用输入公共端切换的方法来扩充PLC的输入点数，将单循环和循环控制的输入置于一条公共线上，而将点动调整的输入置于另一条公共线上，这两条公共线的切换由组合开关SA完成。保证每种情况下的输入点不过24 点。具体的PLC的I/O点分配表如表1 所示。