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5．编程器
编程器是PLC的较重要外围设备。利用编程器将用户程序送入PLC的存储器，还可以用编程器检查程序，修改程序，监视PLC的工作状态。除此以外，在个人计算机上添加适当的硬件接口和软件包，即可用个人计算机对PLC编程。利用微机作为编程器，可以直接编制并显示梯形图。
文章对PLC自动控制系统可靠性问题进行了较深入研究，提出了提高系统可靠性运行的方法。实践证明这些方法的采用对提高系统的可靠性是行之有效的。
关键词：可靠性 PLC 自动控制系统
1、引言
可编程控制器由于抗干扰能力强，可靠性高，编程简单，性能价格比高，在工业控制领域得到越来越广泛应用。
工业年月机作为控制单元，配有组态软件，选用大屏幕实时监视界面，实现各控制点的动态显示、数据修改、故障诊断、自动报警，还可显示查询历史事件记录，系统各主要部件累计运行时间，各装置工艺流程图，各装置结构图等。控制单元和下位机PLC之间采用串行通讯方式进行数据交换，通常距离在1000m以内选用485双绞线通讯方式，较常距离可选用光纤通讯，更长距离也可选用无线通讯方式。下位机选用PLC控制，根据控制对象的多少，控制对象的范围，可选用一台或多台PLC进行控制，PLC之间数据交换是利用内部链接寄存器，实现数据交换和共享。由于PLC对现场进实时监控具有很高的可靠性，且编程简单、灵活，因此越来越受到人们重视。
　　 PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到较终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。
　　相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有**操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O点（较多可达8000多个I/O）。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。
近10年来，随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制，PLC在我国的应用增长十分迅速。随着经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。
通用PLC应用于**设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器
机械安全是一项复杂的系统工程，需要考虑的因素很多，比如机械设备特点、工艺操作特点、安全设计理念等等。一般来说，安全控制系统应该包括安全输入设备（如急停按钮、安全门限位开关或联锁开关、安全光栅或光幕、双手控制按钮），安全控制电气元件（如安全继电器、安全PLC和安全总线）和安全输出控制（如主回路中的接触器、继电器或阀等）。其中，安全PLC是在应用中值得重点关注的产品。所谓安全PLC，就是专门为条件苛刻的任务或安全相关的应用而设计的PLC，在其失效时不会对人员安全或过程安全带来危险。在一台安全PLC根据要求达到了特定的可靠性/故障概率等级时，就意味着它具有广泛的自诊断能力，可以监测各个方面的硬件状态、程序执行状态和操作系统状态。此外，安全PLC还必须能够执行标准机构（例如TUV、FM等）认证的必须的故障安全动作，而这些故障安全动作都是根据特定的原则设计，并满足安全标准（如IEC61508和EN954-1等）中定义的要求。另外，安全PLC还可能包括警卫保护预警和权限管理的内容，用来保护安全PLC不受来自外界的干扰。
从范围看，实践证明已经采用安全PLC的行业包括汽车、机床、机械、船舶等行业，以及过程工业中的石化、炼油、电厂、锅炉控制和燃烧控制、高压应用等。此外，它还可以在一些远程遥控、无人值守以及维护费用十分昂贵的应用场合（例如大型储罐区）一显身手。、
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东元伺服控制器维修两例 故障现象： 东元伺服控制器主控板冷机正常，工作一段时间后元显示，但指示灯亮全亮。
检查分析： 通常冷机正常而热机不正常说明元器件基本正常，但不些器件性能下降所至，可能是电解电容漏电，令 5V 电源不稳，经查看此机器的出厂日期**过十年，**过十年的电解电容很易失效，换上所有全新的电解电容后反复试机正常。
故障：东元伺服控制器显示“ AL-15 ”报警，起动无输出。
分析：查资料“ AL-15 ”为过电流（软件）报警，经检查两个电流互感器均正常，试着屏闭智能模块报警输出端亦无效，触发模块能正常导通截止，后找来另一块主板换上，通电显示不正常，起动输出一个方向不稳，另一方向抖动，再检查模块其中一路输入端对电源正端阻值比其它输入端少很多，对应光耦不正常 ，经检查，确认光耦有问题，更换光耦后正常。
伦茨伺服控制器显示过流 故障现象：伦茨伺服控制器显示过流 .
检查分析： 通常引起过流有真过流和假过流，真过流的原因有 IG 坏而形成三相输出与直流母线短路造成过流。*二种情况是三相输出间相间短路而造成过流。*三种情况是触发电路不正常而造成输出不平衡而造成过电流。假过电流的原因有电流互感器坏造成检测错误，有些电路光电耦合器坏引起检测信号不能传递也会显示过流。
经测量 IG 坏，驱动电路的稳压保护二极管已烧坏，换好的元件带负载试机运行正常。
论文简介： 针对传统的机电一体化类课程在教学过程中重理论轻实践的现状，本论文对机电一体化类课程实践教学进行了探讨与研究，分析了我国高等院校当前机电一体化类课程教学现状，并指出了其原因，在此基础上重点探讨了高等院校机电一体化类课程实践教学的改革策略与教学方法，从充实实践教学内容和教学手段、改革实践教学考核方式及加强实践设备及基地建设三个方面详细论述了机电一体化类课程的专业实践教学方法的改革，对于进一步提高我国高等院校机电一体化类课程的专业实践教学水平和教学效果具有较好的指导和借鉴意义。
0 引言 　　“机电一体化”一词的英文名词是“Mechatronics”，它是取Mechanics（机械学）的前半部分和Electronics（电子学）的后半部分拼合而成的。由于机电一体化技术是其他**发展的基础，其发展依赖于其他相关技术的发展，因此很多高校都开展了机电一体化这门课程的课堂教学。机电一体化是一门综合性实践性很强的课程，涉及知识面广、容量大，这门课的教与学都不容易。 　　传统的教学方法都是按照机电一体化系统的功能结构构成，将机电一体化系统分为若干个功能结构模块，逐一进行讲解，例如分别讲解机械本体功能模块，传感检测功能模块，控制功能模块等等，这样的教学方法易于学生理解，但是在无形中割裂了机电一体化系统各个功能模块之间的**联系，为此必须结合机电一体化这门学科本身的特点，对其教学方法和教学策略进行改革与尝试，以期从中能够找到有效的复合机电一体化课程特点的教学方法与教学策略。 　　1 我国当前机电一体化类课程教学现状及其原因分析 　　结合我国目前高等教育的现状，造成当前机电一体化类课程理论讲不透、实验做不好、学得不扎实的原因主要有以下几个方面： 　　1.1 师生思想上都不够重视 　　从目前的高等院校的教学现状来看，重视理论教学轻视实践教学一直是我国高等院校理工科教学的传统方法，在这样的教学模式下，尤其是像机电一体化这样的课程，理论课本来就比较晦涩难懂，加之实践实训比较少，学生学到最后完全没有系统的概念和知识体系，对于机电一体化的理解只是停留在表面层次，因此必须要逐步加强实践实训。从体制上来说，师生自身对该课程的重视程度不够也是十分重要的原因，教师认为对于机电一体化课程教学任务重，往往疲于应付授课；而学生对于机电一体化课程知识的理解比较吃力，往往兴趣不大，加之实践实验时间较少，最后将实践实训流于形式，因此，师生在思想上不够重视是目前高等院校机电一体化课程教学的一个基本现状。 　　1.2 机电专业实践教学课程的设计不合理 　　机电类专业实践教学的课程内容包括很多技术内容，目前，绝大多数高等院校的机电专业课程体系受传统教育思想的影响，课程的内容过多过深奥，理论课时数太大，实践技能教学课时不足，而且内容陈旧。还有些学校脱离实际情况过高地制定了课程标准，导致教学与实践相背离。现在学校里学习的知识和社会上用到的知识相差很远，很多学生学习了很多知识，可到了社会上去无从下手。相关机电行业和企业很少参与机电类专业实践课程的制定，这也是导致高等院校机电专业的实践课程体系设置不合理的原因。 　　1.3 实践教学条件不完善 　　由于机电一体化类课程所开设的实验，往往实验设备体积比较庞大，集成度较高，价格昂贵，因此很多院校对于机电一体化课程实验所配置的实验设备都是很简单的，目前很多高等院校也在进行教学改革，增大实验实践课程量，但是相应的实践教学课程内容仍然或多或少的存留着传统教学模式的影子，主要表现在以下几个方面： 　　（1）实验实践条件差，硬件实验设备陈旧，很多实验台或者实验设备都是演示性实验，整个实验过程都是老师在做实验，学生只负责看，即使动手也是按照老师调试好的实验按照老师实验的顺序重复一遍，实验教学效果比较差，这使得整个实验就流于形式化。 　　（2）缺乏综合性的创新性的实验台供学生动手实践，目前机电一体化类的课程实验都只是简单的重复性的实验，缺乏激励学生创新动手能力的综合性实验，这使得机电一体化类的实验无法激发学生创新能力，无法提高学生动手实践能力。 　　（3）实验实践评价机制不够健全，很多实验实践流于形式，这导致学生对实验重视程度不够，多数学生的实验报告依靠抄袭完成，老师对学生没有印象，学生的实验成绩仅仅凭实验报告打分，实验实践评价机制的缺失使得机电一体化类的实验实践失去了价值。
2 机电一体化类课程的教学改革策略探讨 　　2.1 充实机电一体化类课程的专业实践教学内容和完善教学手段 　　在对机电一体化课程专业实践课程进行教学改革的时候，我们提倡应当根据各个院校各个专业自身的专业特色进行相应的教学改革，添加符合专业特色的实践教学内容，不断完善实践教学条件和教学手段，尽量弱化传统实践模式中的演示性的或验证性实验，加大动手实践实验及综合性实验内容，并和理论课程对应起来，使得学生在掌握理论知识的基础上进行相关实践实验，这样更容易掌握机电专业知识和技能。
2.2 重视机电一体化类课程的专业实践教学环节的考核 　　任何课程都需设置考核环节，同样的，机电一体化课程实践教学也需要考核，考核环节也是学生较为敏感的环节之一。传统的机电专业实践课程考核的方式是出勤考查、实验报考考查以及最后实验考查成绩相结合的方式，这种考查考核方式不能够考查出学生的完全实践能力，只能够从实验报告的完成情况给学生考核打分，因此传统的考核方式并不合理，就需要对传统的考核方式进行改革。 　　结合机电一体化课程实践教学的特点，对于机电一体化实践课程的考核不应该有一个统一的模式和标准，而是应该结合实践教学的方式和手段灵活的设定考核方式，采取定量结合定性的方法进行实践教学考核。简单的演示性或者验证性实验，应当减小考核的比重，而对于综合实验及动手考查较为的实验，考核比重就应当加大；另一方面，还可以灵活的采取口试笔试、现场提问、课程设计、综合课程实验等多种形式进行考核，重点不是考查学生的知识理解程度，而是应当重点考核学生对于实践技能的掌握和应用能力。 　　2.3 加大机电专业校内外实习实训基地建设的力度 　　对于机电一体化这样的实践要求较高的课程，实践实训基地的建设就显得十分有必要了。实践实训基地的建设力度直接关系到机电一体化课程实践教学的效果与成果，而学生实践能力的掌握也取决于实践实训基地的建设，以及实践实训基地实践教学内容的设置和安排。各院校要想真正提高机电一体化专业实践课程教学的效果，就必须加大对实践实训基地的建设力度。另一方面，机电专业校内外实习实践项目的开设依赖于实习实训基地，而目前多数机电专业课程依赖于金工实习的相关设备，因此对于机电一体化类课程的专业实习实践，必须要加强具**电一体化特色的专业实习实践基地及其相关设备的投资建设力度，为机电一体化类课程及其专业的学生提供足够丰富的实习实践动手机会，以真正提高机电一体化类课程的专业实习实践能力水平。




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