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[摘 要] PLC可编程控制器在我国已经得到了广泛的应用，应用于院校的教学中有效提升了教学的质量。因此，针对PLC的电气自动化教学实验平台的总体方案设计做了进一步探究，对方案设计进行具体的分析。
[关 键 词] PLC；电气自动化；教学实验平台；方案设计
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）25-0142-02
电气自动化为各个系统、软件和硬件实现自动化，一般经常应用的软件为变频设备、启动电动机设备、控制运动设备、PLC设备等。在这些设备中，PLC可以对控制器的程序进行编写。在电气实施自动化的相关工作中，可将其分为采样输入、执行用户的相关程序、刷新输出。
一、PLC和电气自动化专业概述
（一）PLC简介
PLC可编程控制器为在工业的环境中专门设计的一种数字运算操作的电子设备。是可以对程序进行编制的存储设备，用在其内部存储执行逻辑和顺序运算、计时和计数算术运算等相应指令，并且利用数字的形式或者用模拟的形式进行输入和输出，对不同类型的机械设备以及相应的生产过程进行有效的控制[1]。PLC以及与之相关的设备，应适应社会的科技发展，依照易于与工业控制系统构成统一的整体以及易于将相应的功能进行扩展进行设计。
（二）电气自动化专业概述
电气自动化专业主要是对学生的电气技术、自动化技术、各类电气设备及自动化设备的原理和具体分析方式进行有效的培养，以便学生在完成学习之后能成为各类电气设备、控制电气及安装和设计自动化系统、掌握相关的调试和维护工作、设备改造和产品开发以及管理复合型人才。
传统电气自动化控制系统采用继电器接觸器连接方式，存在着体积大、维护难等问题，故障发生率高。但是PLC的出现改变了这种现象，PLC不仅能克服了传统电气自动化控制系统的缺点，而且还能提高企业的生产效率，有很大的发展潜力以及发展空间。所以作为电气自动化专业的学生掌握了先进的设备控制技术——PLC技术，不管对学习还是以后的就业都有很大的帮助。
二、电气自动化教学实验平台具备的主要特征
（1）实验平台具备的主要特征为能有效地对实际工业生产环境进行真实的模拟。（2）实验平台中对相关设备进行输入和输出的接口，大部分为留空设计，这样可以调动学生的兴趣，挖掘学生的潜力，让学生最大限度地发挥自己的想象力，对控制系统灵活地进行构建。（3）该教学实验平台具有非常强的完整性[2]。在PLC的基础之上建立的教学平台，可以对近10年的自动化课程进行服务，有效增加了学生进行动手实践操作的机会，提升动手操作能力，更加了解相应的操作流程以及控制系统。
三、电气自动化教学实验平台应用的意义
受多年应试教育的影响，大多数的学生只会跟随老师的指挥而进行学习，呆板缺乏主动性，动手能力更是薄弱。而我校是应用型本科院校，树立培养学生的目标是确立面向一线的高级应用型人才的培养目标，建立了以应用知识为基础的理论教育体系、以能力培养为主线的实践教育体系和以职业素养为重点的素质教育体系，立足于学生的全面发展和成人成才。所以针对学院的办学思路与本院学生差异性，发挥我院已有课程设置的优势，制订出具有民办本科应用型特色的电气自动化教学实验平台，构建有效的实践性教学体系，充分发挥应用型本科人才在电气自动化专业应用中的优势
通过电气自动化教学实验平台的应用可以在教学中对学生实践动手能力进行培养，增强了学生的动手、分析问题的能力；提高了学生解决实际操作问题的能力；为学生的就业打下扎实的基础，以适应学生毕业后工作的需要，满足社会对应用型人才的需求，提高了学生的综合创新能力和常见PLC应用控制线路故障排除能力。
四、具体的应用
在对实际的环境进行模拟的过程中，该实验平台可以在以下4个方面进行应用：（1）应用在企业的相关培训工作中，该实验平台可作为对课题进行探究的平台。（2）可以应用在研究生或者研究生导师实施各项科研的平台，也可利用该实验平台开办一系列的竞赛。（3）可应用在相关的实践活动中，如应用在对PLC进行编程当中以及变频设备的具体使用中等。（4）可在多个课程的授课中进行使用。如控制集散课程、控制电气课程、软件组织课程等，以便学生能非常深入地对该专业的相关知识领域有更深的了解。
五、电气自动化实验平台设计的重要思想
该实验平台的相关设计主要是为了将以下问题进行有效的解决：（1）之前的建设的PLC实验室设备条件不完善，有些单一。大部分院校建设的实验室中只建设了PLC，这便导致了实验不会太深入，只能对较为简单的逻辑进行控制。因此，要增加相应的设备，如控制运动的设备、变频的设备等。（2）在之前建设的实验室中，PLC接口比较少，具备的功能也不完善，较为简单，没有良好的兼容性。在十年前之前建设的实验室中，对工业进行控制的设备非常单一，功能比较小，没有太多的接口，只有变成接口以及输入电源和输出电源的接口[3]。此外，没有任何可以进行扩展的接口。所以，虽然是当前非常受欢迎的软件组织，由于没有与之匹配的接口，所以不能与PLC进行有效的兼容。（3）需要灵活的设计思想。对该实验平台进行设计的重要目标在于学生在有灵感和有想法的时候，可利用相应的组合调试软件，实现预期的效果，便于学生更好地对知识进行理解和学习。因此，实验平台要尽量将端口开放，使每一个控制都能将功能发挥出来。（4）更好地实现新技术。目前的阶段正是对新技术进行研发的高峰时期，要全力保障好平台能对应目前的先进技术，如以太网技术以及触屏技术等。
六、电气自动化实验平台的总体方案设计
在制订的档案计划中，该教学实验平台内涵盖了四项基本的配置，其中包括实验基本平台1以及基本实验平台2、实验综合平台以及控制运动实验平台。这样，学生可以有效实现在学习过程中的简单和复杂渐进以及相应的切换。 在基本实验平台1中，其具备的设备有控制编程设备M218、ATV312变频设备、HMI GX03501触屏设备、电机设备、接触器、启动智能电机设备以及热过载继电器。在实验平台中，可有效将对PLC逻辑基本控制进行实现，PLC与触摸屏实施良好的通信等。M218中，可与组态软件进行连接，对整个操控系统实施有效的监控，同时，还能与以太网进行通讯。多模拟的模拟运行功能，可将电力节流的速度实施调节，在M218对其实施控制的时候，PLC可对交流电机设备的具体速度进行相应的调节。
在实验基本平台2中，具体的构成设备包括M218、HMI GX05502触屏设备、BCH伺服电机设备以及Lemium23C的驱动设备[4]。关键的功能为在PLC脉冲控制中存在的伺服系统。PLC在对驱动设备进行控制的过程中，利用不同的工作形式，可以非常精准地对其速度、具体的位置以及扭矩给予操控。尽管脉冲形式的相关技术比不上总线型的技术先进，但可以有效帮助学生对伺服系统进行更深层次的了解。同时，PLC可有效实现对量的输入和输出的模拟以及以太网进行通讯的功能等，并在与计算机进行连接的过程中可以进行组态软件的相关通讯工作。
在实验综合平台中，该实验平台的构成部位为M258和Lexium32A、HMIBTGT7340和BSH伺服电机设备一同构成。在总线CANopen的基础之上实施伺服控制，可对总线CANopen进行详细的探究，将其速度、具体的位置以及相应的扭矩进行良好的操控。在觸摸屏当中设置了以太网，这样便应用以太网进行通讯。
控制运动实验平台，该实验平台的构成是由控制运动的设备LMCO58、IPC工业控制专业应用的计算机、Lemium23A以及BSH一同构成的。该实验平台的设计主要目的为对控制多轴的相关运行进行研究，同时将电子凸轮等相关功能进行了实现。控制设备对三个电机中驱动三轴实施有效的控制，这样可以对多轴的联动功能实施具体的操控，甚至在最多的时候可以一起对八轴的具体运动进行控制。PLC不但可以进行一系列的编程和调试工作，更可对这个系统进行有效的监控。此外，在触摸屏中涵盖了以太网的强大功能，可进行相应的通讯工作。
总之，随着科技的创新与发展，各类技术以及机械设备发生了日新月异的变化。因此，在电气自动化专业的课程教学中，要对学生进行综合全面的培养，借助电气自动化实验教学平台的相关设计，有效地提升学生动手能力和思维创新能力，让学生能将理论知识与实践操作能力有机结合，进一步深化学习内容，适应当前社会对应用型人才的需求。
参考文献：
[1]翟文权.基于PLC和运动控制器的电气自动化实验平台的设计[J].自动化与仪器仪表，2015（12）：28-29.
[2]徐春浩，李芳晨.基于PLC的电气自动化教学实验平台的总体方案设计[J].职业，2016（3）：87.
[3]刘静，张琰，晏永红.结合物联网的电气自动化PLC实验平台的构想与初步设计[J].数字技术与应用，2016（4）：12-14.
[4]黄秀聪.基于PLC的电气自动化教学实验平台的总体方案设计[J].技术与市场，2015（6）：357-358.
[关 键 词] PLC；电气自动化；教学实验平台；方案设计
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）25-0142-02
电气自动化为各个系统、软件和硬件实现自动化，一般经常应用的软件为变频设备、启动电动机设备、控制运动设备、PLC设备等。在这些设备中，PLC可以对控制器的程序进行编写。在电气实施自动化的相关工作中，可将其分为采样输入、执行用户的相关程序、刷新输出。
一、PLC和电气自动化专业概述
（一）PLC简介
PLC可编程控制器为在工业的环境中专门设计的一种数字运算操作的电子设备。是可以对程序进行编制的存储设备，用在其内部存储执行逻辑和顺序运算、计时和计数算术运算等相应指令，并且利用数字的形式或者用模拟的形式进行输入和输出，对不同类型的机械设备以及相应的生产过程进行有效的控制[1]。PLC以及与之相关的设备，应适应社会的科技发展，依照易于与工业控制系统构成统一的整体以及易于将相应的功能进行扩展进行设计。
（二）电气自动化专业概述
电气自动化专业主要是对学生的电气技术、自动化技术、各类电气设备及自动化设备的原理和具体分析方式进行有效的培养，以便学生在完成学习之后能成为各类电气设备、控制电气及安装和设计自动化系统、掌握相关的调试和维护工作、设备改造和产品开发以及管理复合型人才。
传统电气自动化控制系统采用继电器接觸器连接方式，存在着体积大、维护难等问题，故障发生率高。但是PLC的出现改变了这种现象，PLC不仅能克服了传统电气自动化控制系统的缺点，而且还能提高企业的生产效率，有很大的发展潜力以及发展空间。所以作为电气自动化专业的学生掌握了先进的设备控制技术——PLC技术，不管对学习还是以后的就业都有很大的帮助。
二、电气自动化教学实验平台具备的主要特征
（1）实验平台具备的主要特征为能有效地对实际工业生产环境进行真实的模拟。（2）实验平台中对相关设备进行输入和输出的接口，大部分为留空设计，这样可以调动学生的兴趣，挖掘学生的潜力，让学生最大限度地发挥自己的想象力，对控制系统灵活地进行构建。（3）该教学实验平台具有非常强的完整性[2]。在PLC的基础之上建立的教学平台，可以对近10年的自动化课程进行服务，有效增加了学生进行动手实践操作的机会，提升动手操作能力，更加了解相应的操作流程以及控制系统。
三、电气自动化教学实验平台应用的意义
受多年应试教育的影响，大多数的学生只会跟随老师的指挥而进行学习，呆板缺乏主动性，动手能力更是薄弱。而我校是应用型本科院校，树立培养学生的目标是确立面向一线的高级应用型人才的培养目标，建立了以应用知识为基础的理论教育体系、以能力培养为主线的实践教育体系和以职业素养为重点的素质教育体系，立足于学生的全面发展和成人成才。所以针对学院的办学思路与本院学生差异性，发挥我院已有课程设置的优势，制订出具有民办本科应用型特色的电气自动化教学实验平台，构建有效的实践性教学体系，充分发挥应用型本科人才在电气自动化专业应用中的优势
通过电气自动化教学实验平台的应用可以在教学中对学生实践动手能力进行培养，增强了学生的动手、分析问题的能力；提高了学生解决实际操作问题的能力；为学生的就业打下扎实的基础，以适应学生毕业后工作的需要，满足社会对应用型人才的需求，提高了学生的综合创新能力和常见PLC应用控制线路故障排除能力。
四、具体的应用
在对实际的环境进行模拟的过程中，该实验平台可以在以下4个方面进行应用：（1）应用在企业的相关培训工作中，该实验平台可作为对课题进行探究的平台。（2）可以应用在研究生或者研究生导师实施各项科研的平台，也可利用该实验平台开办一系列的竞赛。（3）可应用在相关的实践活动中，如应用在对PLC进行编程当中以及变频设备的具体使用中等。（4）可在多个课程的授课中进行使用。如控制集散课程、控制电气课程、软件组织课程等，以便学生能非常深入地对该专业的相关知识领域有更深的了解。
五、电气自动化实验平台设计的重要思想
该实验平台的相关设计主要是为了将以下问题进行有效的解决：（1）之前的建设的PLC实验室设备条件不完善，有些单一。大部分院校建设的实验室中只建设了PLC，这便导致了实验不会太深入，只能对较为简单的逻辑进行控制。因此，要增加相应的设备，如控制运动的设备、变频的设备等。（2）在之前建设的实验室中，PLC接口比较少，具备的功能也不完善，较为简单，没有良好的兼容性。在十年前之前建设的实验室中，对工业进行控制的设备非常单一，功能比较小，没有太多的接口，只有变成接口以及输入电源和输出电源的接口[3]。此外，没有任何可以进行扩展的接口。所以，虽然是当前非常受欢迎的软件组织，由于没有与之匹配的接口，所以不能与PLC进行有效的兼容。（3）需要灵活的设计思想。对该实验平台进行设计的重要目标在于学生在有灵感和有想法的时候，可利用相应的组合调试软件，实现预期的效果，便于学生更好地对知识进行理解和学习。因此，实验平台要尽量将端口开放，使每一个控制都能将功能发挥出来。（4）更好地实现新技术。目前的阶段正是对新技术进行研发的高峰时期，要全力保障好平台能对应目前的先进技术，如以太网技术以及触屏技术等。
六、电气自动化实验平台的总体方案设计
在制订的档案计划中，该教学实验平台内涵盖了四项基本的配置，其中包括实验基本平台1以及基本实验平台2、实验综合平台以及控制运动实验平台。这样，学生可以有效实现在学习过程中的简单和复杂渐进以及相应的切换。 在基本实验平台1中，其具备的设备有控制编程设备M218、ATV312变频设备、HMI GX03501触屏设备、电机设备、接触器、启动智能电机设备以及热过载继电器。在实验平台中，可有效将对PLC逻辑基本控制进行实现，PLC与触摸屏实施良好的通信等。M218中，可与组态软件进行连接，对整个操控系统实施有效的监控，同时，还能与以太网进行通讯。多模拟的模拟运行功能，可将电力节流的速度实施调节，在M218对其实施控制的时候，PLC可对交流电机设备的具体速度进行相应的调节。
在实验基本平台2中，具体的构成设备包括M218、HMI GX05502触屏设备、BCH伺服电机设备以及Lemium23C的驱动设备[4]。关键的功能为在PLC脉冲控制中存在的伺服系统。PLC在对驱动设备进行控制的过程中，利用不同的工作形式，可以非常精准地对其速度、具体的位置以及扭矩给予操控。尽管脉冲形式的相关技术比不上总线型的技术先进，但可以有效帮助学生对伺服系统进行更深层次的了解。同时，PLC可有效实现对量的输入和输出的模拟以及以太网进行通讯的功能等，并在与计算机进行连接的过程中可以进行组态软件的相关通讯工作。
在实验综合平台中，该实验平台的构成部位为M258和Lexium32A、HMIBTGT7340和BSH伺服电机设备一同构成。在总线CANopen的基础之上实施伺服控制，可对总线CANopen进行详细的探究，将其速度、具体的位置以及相应的扭矩进行良好的操控。在觸摸屏当中设置了以太网，这样便应用以太网进行通讯。
控制运动实验平台，该实验平台的构成是由控制运动的设备LMCO58、IPC工业控制专业应用的计算机、Lemium23A以及BSH一同构成的。该实验平台的设计主要目的为对控制多轴的相关运行进行研究，同时将电子凸轮等相关功能进行了实现。控制设备对三个电机中驱动三轴实施有效的控制，这样可以对多轴的联动功能实施具体的操控，甚至在最多的时候可以一起对八轴的具体运动进行控制。PLC不但可以进行一系列的编程和调试工作，更可对这个系统进行有效的监控。此外，在触摸屏中涵盖了以太网的强大功能，可进行相应的通讯工作。
总之，随着科技的创新与发展，各类技术以及机械设备发生了日新月异的变化。因此，在电气自动化专业的课程教学中，要对学生进行综合全面的培养，借助电气自动化实验教学平台的相关设计，有效地提升学生动手能力和思维创新能力，让学生能将理论知识与实践操作能力有机结合，进一步深化学习内容，适应当前社会对应用型人才的需求。
参考文献：
[1]翟文权.基于PLC和运动控制器的电气自动化实验平台的设计[J].自动化与仪器仪表，2015（12）：28-29.
[2]徐春浩，李芳晨.基于PLC的电气自动化教学实验平台的总体方案设计[J].职业，2016（3）：87.
[3]刘静，张琰，晏永红.结合物联网的电气自动化PLC实验平台的构想与初步设计[J].数字技术与应用，2016（4）：12-14.
[4]黄秀聪.基于PLC的电气自动化教学实验平台的总体方案设计[J].技术与市场，2015（6）：357-358.