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摘要：为巩固和加深学生对可编程控制器（以下简称PLC）课程的理解及应用，提升学生的实践动手能力，我主持指导机电一体化专业学生进行了PLC综合实践活动。显然，这一活动既主要包括了PLC软件应用，又包含了电气、电子线路的实际接线和制作。更突出的特点是避免了高职院校PLC实践教学上普遍同一个调（画I/O图、电气控制图、设计程序、监控下空载运行）的做法，变由学生实际制作和带荷实际运行。它比监控运行或外接模型模拟运行来得更接近实际，更具操作性，更有成功感，大大地调动了学生学习积极性和兴趣。
关键词：可编程控制器；抢答器；综合实践；设计制作；活动
同行们都清楚，搞这一综合实践活动不容易！从内容的选取上来讲，题材小，技术和操作技能含量就少，就显得过于简单；题材大了，则不切实际，难于制作，比如实际的机械手或电梯等。因此，要根据学院实际充分利用现有的设备、器材等全面考量，适当添加一些花钱较少又方便购买的元器件。从器材的准备上来说，要根据选取的实践活动题材及早进行预算、购买齐全并预有备件，以防制作中损坏不能及时补上。从学生方面来说，要鼓动他们：这一场不光是知识应用的比试，而且是个人发挥、团队精神、集体智慧和手艺、匠心的技能较量。从实践小组的人员搭配、时间安排上来说，要认真考虑做好组织工作：宜3~4人一组，时间为1周。此外，还要充分准备好所需工具，缺少的要抓紧补充。总之，方方面面都必须充分考虑到、准备好。否则，很可能达不到预期的目的与效果。
一、 工具
（1）共用工具：手电钻4把、开切电锯1台、砂轮机1台等。
（2）各组工具：万用表、小手锤、大小活络扳手、直尺、卷尺、螺丝刀、平头钳、尖嘴钳、剪刀、各式锉刀、电工刀、砂纸等。
二、 基本要求
按分配的设备器材，制作出设计合理、体积较小、功能较多、操作较方便、外形美观的抢答器。
三、 设计及制作指导
（1）明确控制对象及控制范围：详细分析被控对象、控制过程和要求，熟悉了解工艺流程后列出控制系统的所有功能和指标要求，并指定较细致的工作进度计划，注意程序设计要计划最多时间。
（2）PLC控制系统I/O点数估算、画出分配图。
（3）硬件与程序设计：画控制系统流程图，进一步弄清各信息流之间的关系，然后具体安排输入输出的配置和地址编号，再画出PLC端子和现场信号联络图表。通常，硬件设计和程序编写可平行进行，即进行程序设计的同时，可以进行硬件配备工作，如抢答器操作箱的制作、线路的安装，PLC的安装，输入、输出线的连接等。
（4）总装统调：总装统调前须进行模拟调试。用装在PLC上的模拟开关模拟输入信号的状态，用输出点的指示灯模拟被控对象，检查程序没有错误后，方可将PLC接到系统里去，进行总装统调。
首先，对PLC外部接线要认真检查，还可用自行编写的试验程序对外部线路做扫描通电检查，检查接线有无故障。然后在不接入主电路情况下先进行预调，确认接线无误才接上主电路，将模拟调试好的程序送入存储器进行总调试，直到各个部分的功能都正常且能协调一致成为一个完整的整体控制为止。假若统调达不到设计的要求，那可对硬件和软件作调整，比如外围线路及修改程序，一直到全部调试完成。
四、 完成情况及效果
（1）参加此次活动的共有9个小组，其中1个小组总装统调最后未能完成。
（2）对剩下8个小组制作的抢答器现场进行操作验证：其中有1个组的抢答器功能较少、有1个组的抢答器不光功能较少且外形制作较差。我们在剩下的6个组中进行了评奖：一等奖1个，二等奖2个，其余为鼓励奖，分别发给奖金与证书。
五、 其中一组的设计制作（成品在此略）
1. 抢答器功能说明及流程图，如图1所示（图略）
（1）接通电源，抢答器开始工作，各组总分自动清零，并将抢答器的答题时间默认赋值20S。
（2）当主持人未按压开始按钮SB6，三组中如有任意一组抢答，则该组属于违例，HL6违例灯亮，同时违例电铃响3S。主持人按压SB5按钮，可将该组总分减少一分（此设置可防止有人在抢答前故意按压抢答按钮不放手）。
（3）当主持人按压开始按钮SB6后，接通开始指示灯HL7亮，同时计时器T1开始计时10S，10S内三组分别可通过SB1、SB2、SB3按钮进行抢答。三组中只要有一组按下抢答按钮，接通对应的输出继电器，相应的HL1、HL2、HL3指示灯亮，并通过继电器的常闭触头形成互锁，使其他两组不能抢答。如10S内没有一组抢答，则按违例处理，该题作废。
（4）抢答成功的一组必须在规定时间内答题完毕（默认时间为20S），如因题型不一，主持人可按钮SB10（每按一次加1S）、SB11（每按一次加10S）进行适当加时。如在规定时间内不能完成答题的，则按违例处理。
（5）答题正确的，主持人按SB4按钮加一分；答题错误的，主持人按SB5减一分。
（6）各组的分数通过累加，通过七段数码管输出显示。
（7）主持人按压SB7按钮可复位，为下一轮比赛作准备。
（8）主持人按压SB12按钮，可对各组总分手动清零。
2. PLC I/O分配，如（图2）所示
4. 程序设计说明
（1）程序中采用主控[MC MCR]指令，以实现抢答器的开始、复位。
（2）应采用脉冲执行型的MOVP指令传送数据给寄存器，按原设定的数据传送给寄存器进行累加，反之，不能按设定的数据传送给寄存器。
（3）应采用脉冲执行型的ADDP指令将数据寄存器的数据进行累加，按原设定的传入寄存器的数据进行累加，反之，不能按设定的数据在寄存器中累加。
（4）应采用脉冲执行型的SUBP指令将数据寄存器的数据进行减法，按原设定的传入寄存器的数据进行减法，反之，不能按设定的数据在寄存器中减法。
（5）采用乘法指令MUL对数据寄存器内容做移位处理。
（6）在LED数码显示设计中，由于PLC的I/O点数限制，采用一块4位LED数码管，数码管低三位用于显示3组抢答积分，PLC的Y10~Y17输出驱动数码管。同时，要在一组数码管上同时显示三组答题积分，采用MUL指令对2、3组分数做移位处理，通过SEGL输出。
（7）SEGL指令说明：带锁存七段码显示，该指令与可编程的扫描定时（运算周期）同时执行。为实施一系列的显示，可编程控制器的扫描定时需要10ms以上，不足10ms时，使用恒定扫描模式，请用10ms以上的扫描定时运行。
（8）其他说明：在接通Y7的电路中串入M0、M1的常闭触点，使得主持人按压加分或减分按钮后，抢答器复位。
5. 梯形图，如图4所示（图略）
参考文献:
[1]王兆义.可编程控制器教程[M].北京:机械工业出版社,2000.
[2]李建兴.可编程序控制器及其应用[M].北京:机械工业出版社,2001.
[3]刘 .常用低压电器与可编程序控制器[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.
（广东机电职业技术学院）
关键词：可编程控制器；抢答器；综合实践；设计制作；活动
同行们都清楚，搞这一综合实践活动不容易！从内容的选取上来讲，题材小，技术和操作技能含量就少，就显得过于简单；题材大了，则不切实际，难于制作，比如实际的机械手或电梯等。因此，要根据学院实际充分利用现有的设备、器材等全面考量，适当添加一些花钱较少又方便购买的元器件。从器材的准备上来说，要根据选取的实践活动题材及早进行预算、购买齐全并预有备件，以防制作中损坏不能及时补上。从学生方面来说，要鼓动他们：这一场不光是知识应用的比试，而且是个人发挥、团队精神、集体智慧和手艺、匠心的技能较量。从实践小组的人员搭配、时间安排上来说，要认真考虑做好组织工作：宜3~4人一组，时间为1周。此外，还要充分准备好所需工具，缺少的要抓紧补充。总之，方方面面都必须充分考虑到、准备好。否则，很可能达不到预期的目的与效果。
一、 工具
（1）共用工具：手电钻4把、开切电锯1台、砂轮机1台等。
（2）各组工具：万用表、小手锤、大小活络扳手、直尺、卷尺、螺丝刀、平头钳、尖嘴钳、剪刀、各式锉刀、电工刀、砂纸等。
二、 基本要求
按分配的设备器材，制作出设计合理、体积较小、功能较多、操作较方便、外形美观的抢答器。
三、 设计及制作指导
（1）明确控制对象及控制范围：详细分析被控对象、控制过程和要求，熟悉了解工艺流程后列出控制系统的所有功能和指标要求，并指定较细致的工作进度计划，注意程序设计要计划最多时间。
（2）PLC控制系统I/O点数估算、画出分配图。
（3）硬件与程序设计：画控制系统流程图，进一步弄清各信息流之间的关系，然后具体安排输入输出的配置和地址编号，再画出PLC端子和现场信号联络图表。通常，硬件设计和程序编写可平行进行，即进行程序设计的同时，可以进行硬件配备工作，如抢答器操作箱的制作、线路的安装，PLC的安装，输入、输出线的连接等。
（4）总装统调：总装统调前须进行模拟调试。用装在PLC上的模拟开关模拟输入信号的状态，用输出点的指示灯模拟被控对象，检查程序没有错误后，方可将PLC接到系统里去，进行总装统调。
首先，对PLC外部接线要认真检查，还可用自行编写的试验程序对外部线路做扫描通电检查，检查接线有无故障。然后在不接入主电路情况下先进行预调，确认接线无误才接上主电路，将模拟调试好的程序送入存储器进行总调试，直到各个部分的功能都正常且能协调一致成为一个完整的整体控制为止。假若统调达不到设计的要求，那可对硬件和软件作调整，比如外围线路及修改程序，一直到全部调试完成。
四、 完成情况及效果
（1）参加此次活动的共有9个小组，其中1个小组总装统调最后未能完成。
（2）对剩下8个小组制作的抢答器现场进行操作验证：其中有1个组的抢答器功能较少、有1个组的抢答器不光功能较少且外形制作较差。我们在剩下的6个组中进行了评奖：一等奖1个，二等奖2个，其余为鼓励奖，分别发给奖金与证书。
五、 其中一组的设计制作（成品在此略）
1. 抢答器功能说明及流程图，如图1所示（图略）
（1）接通电源，抢答器开始工作，各组总分自动清零，并将抢答器的答题时间默认赋值20S。
（2）当主持人未按压开始按钮SB6，三组中如有任意一组抢答，则该组属于违例，HL6违例灯亮，同时违例电铃响3S。主持人按压SB5按钮，可将该组总分减少一分（此设置可防止有人在抢答前故意按压抢答按钮不放手）。
（3）当主持人按压开始按钮SB6后，接通开始指示灯HL7亮，同时计时器T1开始计时10S，10S内三组分别可通过SB1、SB2、SB3按钮进行抢答。三组中只要有一组按下抢答按钮，接通对应的输出继电器，相应的HL1、HL2、HL3指示灯亮，并通过继电器的常闭触头形成互锁，使其他两组不能抢答。如10S内没有一组抢答，则按违例处理，该题作废。
（4）抢答成功的一组必须在规定时间内答题完毕（默认时间为20S），如因题型不一，主持人可按钮SB10（每按一次加1S）、SB11（每按一次加10S）进行适当加时。如在规定时间内不能完成答题的，则按违例处理。
（5）答题正确的，主持人按SB4按钮加一分；答题错误的，主持人按SB5减一分。
（6）各组的分数通过累加，通过七段数码管输出显示。
（7）主持人按压SB7按钮可复位，为下一轮比赛作准备。
（8）主持人按压SB12按钮，可对各组总分手动清零。
2. PLC I/O分配，如（图2）所示
4. 程序设计说明
（1）程序中采用主控[MC MCR]指令，以实现抢答器的开始、复位。
（2）应采用脉冲执行型的MOVP指令传送数据给寄存器，按原设定的数据传送给寄存器进行累加，反之，不能按设定的数据传送给寄存器。
（3）应采用脉冲执行型的ADDP指令将数据寄存器的数据进行累加，按原设定的传入寄存器的数据进行累加，反之，不能按设定的数据在寄存器中累加。
（4）应采用脉冲执行型的SUBP指令将数据寄存器的数据进行减法，按原设定的传入寄存器的数据进行减法，反之，不能按设定的数据在寄存器中减法。
（5）采用乘法指令MUL对数据寄存器内容做移位处理。
（6）在LED数码显示设计中，由于PLC的I/O点数限制，采用一块4位LED数码管，数码管低三位用于显示3组抢答积分，PLC的Y10~Y17输出驱动数码管。同时，要在一组数码管上同时显示三组答题积分，采用MUL指令对2、3组分数做移位处理，通过SEGL输出。
（7）SEGL指令说明：带锁存七段码显示，该指令与可编程的扫描定时（运算周期）同时执行。为实施一系列的显示，可编程控制器的扫描定时需要10ms以上，不足10ms时，使用恒定扫描模式，请用10ms以上的扫描定时运行。
（8）其他说明：在接通Y7的电路中串入M0、M1的常闭触点，使得主持人按压加分或减分按钮后，抢答器复位。
5. 梯形图，如图4所示（图略）
参考文献:
[1]王兆义.可编程控制器教程[M].北京:机械工业出版社,2000.
[2]李建兴.可编程序控制器及其应用[M].北京:机械工业出版社,2001.
[3]刘 .常用低压电器与可编程序控制器[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.
（广东机电职业技术学院）