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摘要： 近几年，中等职业学校电气专业普遍开设可编程序控制器课程，而很多可编程序控制器书都是讲可编程序控制器的概述、结构、原理、指令和应用而很少提到PLC设备的维护。本文阐述了可编程控制器设备维护的重要性、可编程控制器设备维护内容、可编程控制器设备维护的实践教学、可编程控制器设备维护的教学评价四部分内容。
关键词： 技工学校可编程控制器教学可编程控制器设备维护
随着科学技术的飞速发展，大规模集成电路及微处理技术的广泛应用，在工业自动化进程中，可编程控制器（Programmable Logic Controller）（以下简称PLC）得到迅速普及，由此PLC作为一种通用的工业自动化装置，由于其操作简便，易于掌握使用，技术性能稳定，运行可靠，在工业自动化领域中占有极其重要的地位。PLC是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的，经过20多年的发展，已成为美国等工业发达国家的重要产业，在我国已经广泛应用于机械制造、轻工、汽车及文化等各种行业。当前，PLC在国际市场上已成为最受欢迎的工业控制畅销品，用PLC设计自动控制系统也已成为世界潮流。随着职业技术教育的发展，为了适应PLC日益广泛的应用形势，近几年，中等职业学校电气专业普遍开设可编程序控制器（PLC）课程。
1.PLC设备维护的重要性
随着经济的发展和科技的进步，机械行业已经从机械化向智能化方向发展，加工手段已经由技术型向智能型转化。原来有继电器控制的生产设备，因其控制装置体积大、耗电多、可靠性差、改变生产程序不方便等缺点已不能满足产品多元化生产方式的需要。可编程控制器正是综合计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展起来的新一代工业自动化控制装置。它以控制能力强、改变生产程序灵活方便、可靠性高等特点，在工业自动化控制中显示出较大的优越性。因此它在自动化控制中得到了广泛应用，使自动化设备不断优化、升级，因而具有广阔的前景。目前可编程控制器的应用在我国有了很大的发展，并取得了良好的经济效益，但由于企业现有技术工人在这方面专业知识欠缺，难以承担PLC设备维修、程序调整等任务，因此在一定程度上影响了企业生产的正常运行。
各种PLC设备在运行过程中会产生各种各样的故障，致使PLC停止运行而影响生产，严重的还会造成人身或设备事故。引起PLC设备故障的原因，相当部分是外围设备出现故障，这个故障占PLC设备故障的95%，PLC控制设备的故障只占PLC设备故障的5%，而PLC输入输出接口的故障又占PLC控制设备故障5%中的95%，而PLC控制设备的CPU故障只占PLC控制设备故障5%中的5%，因此可以说PLC控制设备的CPU几乎不可能出现故障，这和PLC控制器生产过程中对元器件进行老化处理有关。PLC的外围设备出现故障，致使PLC不能正常工作。为了保证PLC的正常运行，减少因PLC设备修理的停机时间，提高PLC设备的利用率和劳动生产率，必须重视对PLC设备的维护。
另外，现在一台PLC设备动不动就几十万上百万，加上涉及知识产权的问题，PLC中的程序是保密的，根本不让也不允许用户修改它。我们能对PLC做的维护也就是PLC设备的维护，所以在讲课和实验当中应该把重点放在设备的维护上而不是程序的编制上，适当讲一点程序是为维护做准备的。
PLC这门课程大学生、研究生都在学，都在研究，而技校生、职校生也学这门课，一定要有区别于他们的地方，绝不能把重点放在编程上，而应该有自己的特点。考虑到技校生基础差，所从事的工作特点，我认为应该把教学和训练的重点放在PLC设备的维护上，而绝对不能同大学生、研究生相同。
技术学校专业教学内容的设置一定要放宽眼界，瞄准市场的要求，以培养生产一线所需的劳动者为突破口，打造自己的特色。为此，在完成了电力拖动单元电路学内容的基础上，紧随其后安排了可编程控制器这一内容；既使继电器控制的教学内容得到了合理延伸，又降低了教学难度，便于学生理解和掌握，收到了较好的教学效果。因为学生在前面学习继电接触器控制课题上有了较扎实的基础，况且可编程控制器又与以往的接触器控制有相同和相似之处，所以学生学习起来感觉知识内容既连贯又易于掌握和接受。事实证明，这样做是符合教学规律的。可编程控制器是按照用户的控制要求编写程序进行的，而程序的编制就是用一定的编程语言把一个控制任务描述出来。在教学中采用的是梯形图这种图形语言，因为它沿用了传统的继电接触器控制中的继电器触点、线圈、串并联等术语和图形符号，而且加进了许多功能强而又使用灵活的指令，结合了微机的特点，编程容易。梯形图比较形象、直观，对于熟悉继电接触器控制系统的学生来说也易于接受。这种编写程序的语言表达方式，学生很感兴趣。
2.PLC设备维护的主要内容
在讲PLC设备维护前要对PLC的概述、结构、梯形图编程语言做简单介绍，重点讲解PLC外部端子的功能及连接方法和PLC设备维护的方法。在教学中结合使用三菱的学习软件FX—TRN—BEG—C能达到很好的教学效果。
2.1了解设备动作过程，掌握基本操作。
在上PLC课时要和学生讲清楚所要维护的PLC控制设备正常工作时的动作过程。要求学生以后工作时先要了解所维护设备的工作过程，这可以看说明书，请教别人，自己在工作中了解生产过程和平时仔细观察，如观察PLC输入输出指示灯的状态，可以拿本笔记本记录下观察到的每一步工作过程中输入输出指示灯的状态。以后出现故障，可以通过观察输入输出指示灯的状态，快速确定故障范围。
2.2根据故障现象，分析故障发生点的范围。
上PLC课时要讲清楚根据故障现象，分析故障发生点的范围,故障现象如某个按钮按下去没有反映。
2.3根据故障范围着手检查。
2.3.1电源检查：PLC电源接通，电源指示灯（POWER）LED亮，说明电源正常，若电源指示灯不亮，则说明电源不通，应检查电源部分。
2.3.2输入检查：在进行输入检查时，必须将输出电源切断，否则会造成事故。运行开关打在RUN状态。按下输入设备（按钮、限位开关、开关等）观察对应的输入指示燈是否变化。输入设备ON，相应输入指示灯亮；输入设备OFF，相应输入指示灯暗。当所有输入指示灯均不亮时，检查公共线（COM线）或运行开关是否在RUN状态。这个可以一个人推开关，一个人看指示灯的变化情况，如同把一连串电灯打开，看电灯的工作情况，其实就是判断电路的通断，也就是初中级维修电工的水平。
2.3.3输出检查：在进行输出检查时，PLC应处在STOP状态或停电状态。将相应的电源加到输入端观察输出设备是否动作。如PLC继电器输出检查，首先应拆离设备，无电时测量Ycom与Y输出点，应该全部OFF。其次可以把原程序录出备份情况下，编写全部输出ON程序并运行，检查Ycom与对应Y输出应该全部ON。测量结束，必须将原程序重新录入（传送）。
2.3.4基本单元上CPU ERROR灯LED的检查：基本单元上CPU ERROR灯LED的闪亮，说明PLC用户程序的内容因外界原因发生改变。可能的原因有：锂电池电压下降；外部干扰的影响和PLC内部故障；写入程序时的语法错误也会使它闪亮。
基本单元上CPU ERROR灯LED常亮，表示PLC的CPU误动作后，监控定时器使CPU恢复正常工作。这种故障可能由于外部干扰和PLC内部故障引起，应查明原因，采取措施。
2.4日常维护。
PLC内部也像电脑一样内部有个锂电池，由于存放用户程序的存储器RAM、计数器、定时器、数据寄存器及一些有关的软元件均用锂电池保护，而锂电池的寿命大约为5年，当锂电池的电压降到一定限度时，PLC基本单元上电池电压跌落指示灯（BATTERY）亮。这就提示由锂电池保护的程序仍可保留几天，请赶快更换锂电池，这是日常维护的重要内容。
经过多年使用需要更换锂电池，在更换电池时不能像换电脑内部的电池一样直接把电池拿出来以后再买，这样程序会因为没电而消失，这样会给生产造成重大损失，而且需要请PLC厂家的人重新下载程序。我们应该这样调换锂电池：先打开PLC锂电池盖板看好锂电池型号以后再购置新的锂电池，买回来换锂电池之前，PLC通电一会儿，使PLC电源电容器充电，断开PLC电源，打开PLC锂电池盖板，取下旧锂电池，装上新锂电池，盖上锂电池盖板。取下旧锂电池到换上新的锂电池的时间要尽量短，一般允许范围为1到3分钟。如果时间过长，则用户程序将消失。
如果按钮坏了要换相同的按钮，假如是常闭的就要换常闭的按钮，假如常开的就要换常开的按钮，否则换错了PLC设备也不能正常工作。
3.对PLC设备维护的实践教学
实践教学是一种区别于实验教学的教学组织方法，它不完全等同于实际生产教学，它是介于实验和生产之间的一种教学方式。
对于PLC实训教学，首先要掌握使用的各种低压电器使用方法，使学生掌握PLC驱动什么负载？在实际的教学实习厂，PLC主要外接LED、白炽灯、交流接触器等，让学生真正掌握控制的涵义，明白用PLC控制接触器，用接触器控制电动机。
上实训课时，老师举电动机正反转PLC控制实验时，先让学生装配一个普通的接触器正反转主电路，引导学生复习电力拖动中做过的双重连锁电机正反转的电气原理图，讲解"翻译法"，并把它变成PLC的梯形图。再给出I/O分配表和PLC外部接线图，由学生自己动手接好I/O接线，并用PLC设备维护的方法检查接线是否正确，然后用计算机软件把程序输入到PLC中，再运行自己所编的程序。看是否正确，如果正确就设置故障让学生用PLC设备维护的方法排除故障使设备正常工作。如果不正确则让学生用PLC设备维护的方法自己检查并解决。最后教师引导学生跟先前在电力拖动中学的继电器控制的电动机正反转电路比较，学生得出结论：PLC接线简单、功能调整方便等优点，教师要抓住机会加以鼓励和强化，并说出PLC设备的维护所用的知识就是维修电工初级中级的知识。
4.PLC设备维护的教学评价
4.1加强考核。
加强教学效果考核，进行必要的理论实践测试。检验学生知识技能掌握的程度，针对考核中发现的问题，做出相应的教学重点调整。及时针对阶段教学任务进行考核，能够达到防微杜渐的效果。为学生通过技能等级考试打下良好基础，也为技能竞赛时选拔选手做好准备。
4.2实行任务教学。
当学生已经具备一定的能力后，由教师布置具体任务，使学生分组完成任务，将任务完成的具体情况作为平时成绩。这样学生会积极开动脑筋，努力寻求解决问题的方法，较快提高自己的能力。具体举例如下：让学生设计出符合要求的自动控制线路和程序，并且能够安装调试，实现控制要求的动作。
通过一段时间的教学实践，我发现可编程控制器技术是一门理论性、趣味性、實践性都很强的课程，它与机床电器控制电路有着密不可分的紧密联系。可编程控制器(PLC)设备的维护在工作中非常有用，也是非常重要的内容。我们只有以市场需求和导向为根本立足点，增设新的教学内容，确保教学质量，才能取得很好的社会效益和经济效益的。只有这样，技工教育才能在激烈的市场竞争中求得发展，焕发出勃勃的生机与活力。
参考文献：
［１］王兆义.可编程序控制器.机械工业出版社，2008.
［２］王阿根.电气可编程控制原理与应用.清华大学出版社，2007.
［３］杨杰忠，邹火军.PLC应用技术（三菱）中国劳动社会保障出版社，2012.
关键词： 技工学校可编程控制器教学可编程控制器设备维护
随着科学技术的飞速发展，大规模集成电路及微处理技术的广泛应用，在工业自动化进程中，可编程控制器（Programmable Logic Controller）（以下简称PLC）得到迅速普及，由此PLC作为一种通用的工业自动化装置，由于其操作简便，易于掌握使用，技术性能稳定，运行可靠，在工业自动化领域中占有极其重要的地位。PLC是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的，经过20多年的发展，已成为美国等工业发达国家的重要产业，在我国已经广泛应用于机械制造、轻工、汽车及文化等各种行业。当前，PLC在国际市场上已成为最受欢迎的工业控制畅销品，用PLC设计自动控制系统也已成为世界潮流。随着职业技术教育的发展，为了适应PLC日益广泛的应用形势，近几年，中等职业学校电气专业普遍开设可编程序控制器（PLC）课程。
1.PLC设备维护的重要性
随着经济的发展和科技的进步，机械行业已经从机械化向智能化方向发展，加工手段已经由技术型向智能型转化。原来有继电器控制的生产设备，因其控制装置体积大、耗电多、可靠性差、改变生产程序不方便等缺点已不能满足产品多元化生产方式的需要。可编程控制器正是综合计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展起来的新一代工业自动化控制装置。它以控制能力强、改变生产程序灵活方便、可靠性高等特点，在工业自动化控制中显示出较大的优越性。因此它在自动化控制中得到了广泛应用，使自动化设备不断优化、升级，因而具有广阔的前景。目前可编程控制器的应用在我国有了很大的发展，并取得了良好的经济效益，但由于企业现有技术工人在这方面专业知识欠缺，难以承担PLC设备维修、程序调整等任务，因此在一定程度上影响了企业生产的正常运行。
各种PLC设备在运行过程中会产生各种各样的故障，致使PLC停止运行而影响生产，严重的还会造成人身或设备事故。引起PLC设备故障的原因，相当部分是外围设备出现故障，这个故障占PLC设备故障的95%，PLC控制设备的故障只占PLC设备故障的5%，而PLC输入输出接口的故障又占PLC控制设备故障5%中的95%，而PLC控制设备的CPU故障只占PLC控制设备故障5%中的5%，因此可以说PLC控制设备的CPU几乎不可能出现故障，这和PLC控制器生产过程中对元器件进行老化处理有关。PLC的外围设备出现故障，致使PLC不能正常工作。为了保证PLC的正常运行，减少因PLC设备修理的停机时间，提高PLC设备的利用率和劳动生产率，必须重视对PLC设备的维护。
另外，现在一台PLC设备动不动就几十万上百万，加上涉及知识产权的问题，PLC中的程序是保密的，根本不让也不允许用户修改它。我们能对PLC做的维护也就是PLC设备的维护，所以在讲课和实验当中应该把重点放在设备的维护上而不是程序的编制上，适当讲一点程序是为维护做准备的。
PLC这门课程大学生、研究生都在学，都在研究，而技校生、职校生也学这门课，一定要有区别于他们的地方，绝不能把重点放在编程上，而应该有自己的特点。考虑到技校生基础差，所从事的工作特点，我认为应该把教学和训练的重点放在PLC设备的维护上，而绝对不能同大学生、研究生相同。
技术学校专业教学内容的设置一定要放宽眼界，瞄准市场的要求，以培养生产一线所需的劳动者为突破口，打造自己的特色。为此，在完成了电力拖动单元电路学内容的基础上，紧随其后安排了可编程控制器这一内容；既使继电器控制的教学内容得到了合理延伸，又降低了教学难度，便于学生理解和掌握，收到了较好的教学效果。因为学生在前面学习继电接触器控制课题上有了较扎实的基础，况且可编程控制器又与以往的接触器控制有相同和相似之处，所以学生学习起来感觉知识内容既连贯又易于掌握和接受。事实证明，这样做是符合教学规律的。可编程控制器是按照用户的控制要求编写程序进行的，而程序的编制就是用一定的编程语言把一个控制任务描述出来。在教学中采用的是梯形图这种图形语言，因为它沿用了传统的继电接触器控制中的继电器触点、线圈、串并联等术语和图形符号，而且加进了许多功能强而又使用灵活的指令，结合了微机的特点，编程容易。梯形图比较形象、直观，对于熟悉继电接触器控制系统的学生来说也易于接受。这种编写程序的语言表达方式，学生很感兴趣。
2.PLC设备维护的主要内容
在讲PLC设备维护前要对PLC的概述、结构、梯形图编程语言做简单介绍，重点讲解PLC外部端子的功能及连接方法和PLC设备维护的方法。在教学中结合使用三菱的学习软件FX—TRN—BEG—C能达到很好的教学效果。
2.1了解设备动作过程，掌握基本操作。
在上PLC课时要和学生讲清楚所要维护的PLC控制设备正常工作时的动作过程。要求学生以后工作时先要了解所维护设备的工作过程，这可以看说明书，请教别人，自己在工作中了解生产过程和平时仔细观察，如观察PLC输入输出指示灯的状态，可以拿本笔记本记录下观察到的每一步工作过程中输入输出指示灯的状态。以后出现故障，可以通过观察输入输出指示灯的状态，快速确定故障范围。
2.2根据故障现象，分析故障发生点的范围。
上PLC课时要讲清楚根据故障现象，分析故障发生点的范围,故障现象如某个按钮按下去没有反映。
2.3根据故障范围着手检查。
2.3.1电源检查：PLC电源接通，电源指示灯（POWER）LED亮，说明电源正常，若电源指示灯不亮，则说明电源不通，应检查电源部分。
2.3.2输入检查：在进行输入检查时，必须将输出电源切断，否则会造成事故。运行开关打在RUN状态。按下输入设备（按钮、限位开关、开关等）观察对应的输入指示燈是否变化。输入设备ON，相应输入指示灯亮；输入设备OFF，相应输入指示灯暗。当所有输入指示灯均不亮时，检查公共线（COM线）或运行开关是否在RUN状态。这个可以一个人推开关，一个人看指示灯的变化情况，如同把一连串电灯打开，看电灯的工作情况，其实就是判断电路的通断，也就是初中级维修电工的水平。
2.3.3输出检查：在进行输出检查时，PLC应处在STOP状态或停电状态。将相应的电源加到输入端观察输出设备是否动作。如PLC继电器输出检查，首先应拆离设备，无电时测量Ycom与Y输出点，应该全部OFF。其次可以把原程序录出备份情况下，编写全部输出ON程序并运行，检查Ycom与对应Y输出应该全部ON。测量结束，必须将原程序重新录入（传送）。
2.3.4基本单元上CPU ERROR灯LED的检查：基本单元上CPU ERROR灯LED的闪亮，说明PLC用户程序的内容因外界原因发生改变。可能的原因有：锂电池电压下降；外部干扰的影响和PLC内部故障；写入程序时的语法错误也会使它闪亮。
基本单元上CPU ERROR灯LED常亮，表示PLC的CPU误动作后，监控定时器使CPU恢复正常工作。这种故障可能由于外部干扰和PLC内部故障引起，应查明原因，采取措施。
2.4日常维护。
PLC内部也像电脑一样内部有个锂电池，由于存放用户程序的存储器RAM、计数器、定时器、数据寄存器及一些有关的软元件均用锂电池保护，而锂电池的寿命大约为5年，当锂电池的电压降到一定限度时，PLC基本单元上电池电压跌落指示灯（BATTERY）亮。这就提示由锂电池保护的程序仍可保留几天，请赶快更换锂电池，这是日常维护的重要内容。
经过多年使用需要更换锂电池，在更换电池时不能像换电脑内部的电池一样直接把电池拿出来以后再买，这样程序会因为没电而消失，这样会给生产造成重大损失，而且需要请PLC厂家的人重新下载程序。我们应该这样调换锂电池：先打开PLC锂电池盖板看好锂电池型号以后再购置新的锂电池，买回来换锂电池之前，PLC通电一会儿，使PLC电源电容器充电，断开PLC电源，打开PLC锂电池盖板，取下旧锂电池，装上新锂电池，盖上锂电池盖板。取下旧锂电池到换上新的锂电池的时间要尽量短，一般允许范围为1到3分钟。如果时间过长，则用户程序将消失。
如果按钮坏了要换相同的按钮，假如是常闭的就要换常闭的按钮，假如常开的就要换常开的按钮，否则换错了PLC设备也不能正常工作。
3.对PLC设备维护的实践教学
实践教学是一种区别于实验教学的教学组织方法，它不完全等同于实际生产教学，它是介于实验和生产之间的一种教学方式。
对于PLC实训教学，首先要掌握使用的各种低压电器使用方法，使学生掌握PLC驱动什么负载？在实际的教学实习厂，PLC主要外接LED、白炽灯、交流接触器等，让学生真正掌握控制的涵义，明白用PLC控制接触器，用接触器控制电动机。
上实训课时，老师举电动机正反转PLC控制实验时，先让学生装配一个普通的接触器正反转主电路，引导学生复习电力拖动中做过的双重连锁电机正反转的电气原理图，讲解"翻译法"，并把它变成PLC的梯形图。再给出I/O分配表和PLC外部接线图，由学生自己动手接好I/O接线，并用PLC设备维护的方法检查接线是否正确，然后用计算机软件把程序输入到PLC中，再运行自己所编的程序。看是否正确，如果正确就设置故障让学生用PLC设备维护的方法排除故障使设备正常工作。如果不正确则让学生用PLC设备维护的方法自己检查并解决。最后教师引导学生跟先前在电力拖动中学的继电器控制的电动机正反转电路比较，学生得出结论：PLC接线简单、功能调整方便等优点，教师要抓住机会加以鼓励和强化，并说出PLC设备的维护所用的知识就是维修电工初级中级的知识。
4.PLC设备维护的教学评价
4.1加强考核。
加强教学效果考核，进行必要的理论实践测试。检验学生知识技能掌握的程度，针对考核中发现的问题，做出相应的教学重点调整。及时针对阶段教学任务进行考核，能够达到防微杜渐的效果。为学生通过技能等级考试打下良好基础，也为技能竞赛时选拔选手做好准备。
4.2实行任务教学。
当学生已经具备一定的能力后，由教师布置具体任务，使学生分组完成任务，将任务完成的具体情况作为平时成绩。这样学生会积极开动脑筋，努力寻求解决问题的方法，较快提高自己的能力。具体举例如下：让学生设计出符合要求的自动控制线路和程序，并且能够安装调试，实现控制要求的动作。
通过一段时间的教学实践，我发现可编程控制器技术是一门理论性、趣味性、實践性都很强的课程，它与机床电器控制电路有着密不可分的紧密联系。可编程控制器(PLC)设备的维护在工作中非常有用，也是非常重要的内容。我们只有以市场需求和导向为根本立足点，增设新的教学内容，确保教学质量，才能取得很好的社会效益和经济效益的。只有这样，技工教育才能在激烈的市场竞争中求得发展，焕发出勃勃的生机与活力。
参考文献：
［１］王兆义.可编程序控制器.机械工业出版社，2008.
［２］王阿根.电气可编程控制原理与应用.清华大学出版社，2007.
［３］杨杰忠，邹火军.PLC应用技术（三菱）中国劳动社会保障出版社，2012.