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  • 建立面向船員教育的三菱PLC實(shí)驗(yàn)室
    建立面向船員教育的三菱PLC實(shí)驗(yàn)室
    當(dāng)前位置: > PLC技術(shù)更新時(shí)間:2021-02-12 23:00:27主題:建立面向船員教育的三菱PLC實(shí)驗(yàn)室 圍觀:
        1
    、前言     

          隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,plc(可編程控制器)不僅用邏輯編程取代了硬接線邏輯

    ,還增加了運(yùn)算
    、數(shù)據(jù)傳送和處理的功能,真正成為一種計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置
    。plc的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制
    、順序控制的范圍,所以在工業(yè)發(fā)達(dá)國家
    ,plc在其自動(dòng)化設(shè)備中的比例占首位
    。近年來,我國的plc技術(shù)也從初期的引進(jìn)
    、消化走向吸收和推廣應(yīng)用階段
    ,并且在許多工業(yè)領(lǐng)域取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。面對(duì)這種形勢(shì)
    ,高等院校為更好地適應(yīng)于我國經(jīng)濟(jì)
    、科學(xué)技術(shù)和社會(huì)的發(fā)展,在相關(guān)院系中普及plc技術(shù)教育是十分必要的
    。對(duì)航海院校而言
    ,隨著船舶自動(dòng)化程度的日益提高,plc技術(shù)在主機(jī)
    、輔機(jī)和電站等設(shè)備中逐步推廣應(yīng)用
    ,這就要求航海教育必須與之相適應(yīng),特別是輪機(jī)工程專業(yè)必須強(qiáng)化plc技術(shù)的教育。同時(shí)為了適應(yīng)imo(國際海事組織)stcw 78/95公約的要求
    ,除了在校輪機(jī)本
    、專科學(xué)生的《輪機(jī)自動(dòng)化》課程中包含plc原理與應(yīng)用外
    ,海事局委托的輪補(bǔ)電船員培訓(xùn)班中也要求開設(shè)《plc原理與應(yīng)用》課程
    ,并輔以一定量的實(shí)驗(yàn)。鑒于此
    ,建立面向船員教育的plc實(shí)驗(yàn)室成了刻不容緩的任務(wù)
    。     

          2、建立plc實(shí)驗(yàn)室的總體方案     

          實(shí)驗(yàn)室是學(xué)科建設(shè)和發(fā)展的基礎(chǔ)

    ,是教學(xué)與科研的基地
    ,是衡量高等院校辦學(xué)水平和科研水平的重要標(biāo)志,所以我們plc實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的目標(biāo)是建成為能適應(yīng)現(xiàn)代船員教育
    、符合stcw 78/95 公約要求的
    、高標(biāo)準(zhǔn)的開放型實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室由兩大部分構(gòu)成:     

          1

    、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分 —— 制作一批以plc為核心的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)板
    ,輸入端由若干個(gè)開關(guān)和傳感器組成,輸出端為一些指示燈
    、繼電器和熔斷管
    。因plc實(shí)驗(yàn)不同于一般電工電子實(shí)驗(yàn),它需自己編程
    ,輸入plc調(diào)試通過
    ,動(dòng)手性強(qiáng)
    ,但不成功率較高
    ,有了標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)板,安全性
    、直觀性提高
    ,教師可以放手讓學(xué)生大膽實(shí)踐,讓他們自己選題
    、自接線路
    、自己調(diào)試,指導(dǎo)教師在整個(gè)過程中的作用只是引導(dǎo)
    、檢查
    、把關(guān)和解決學(xué)生疑難問題。     

          2

    、科研開發(fā)部分 —— 為教師提供科研活動(dòng)
    、技術(shù)開發(fā)的場(chǎng)所。充分發(fā)揮專業(yè)教師在技術(shù)上的優(yōu)勢(shì),為航運(yùn)企業(yè)及相關(guān)部門解決一些plc應(yīng)用上的問題
    ,進(jìn)行模擬試驗(yàn)或做些產(chǎn)品開發(fā)
    。這樣既回報(bào)了社會(huì),又為學(xué)
    ;I集教學(xué)和科研經(jīng)費(fèi)提供了條件
    ,與此同時(shí)還能提高教師的科研水平和教學(xué)水平。主要設(shè)備有計(jì)算機(jī)
    、專用編程軟件
    、數(shù)據(jù)連線和若干套plc等。     

         3

    、plc實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)     

         99年底我院購買了三菱(mitsubishi)公司fx2n-48mr微型可編程控制器12套和fx-2p便攜式編程器1套

    ,利用這些設(shè)備我們?cè)O(shè)計(jì)制作了十塊實(shí)驗(yàn)板,外殼用金屬薄板彎制成型并作靜電噴塑處理(蛋青色)
    ,居中是plc(便于看請(qǐng)plc上的各輸入輸出端狀態(tài)指示led)
    ,左上角為~220v電源輸入、開關(guān)
    、電源指示燈
    、dc24v接線柱和保險(xiǎn)管,考慮到學(xué)生操作的方便
    ,我們把輸入端控制開關(guān)和傳感器接線柱布置在實(shí)驗(yàn)板的下半部分
    ,而把輸出端繼電器、交流接觸器
    、接線柱和指示燈布置在上半部分(該plc輸入端x0~x27在上面
    、輸出端y0~y27在下面)。由于該plc的輸出電路無內(nèi)置保險(xiǎn)
    ,為了防止負(fù)載短路等故障燒斷plc的基板配線
    ,每4個(gè)輸出點(diǎn)(也就是一個(gè)com點(diǎn))設(shè)置一個(gè)5a保險(xiǎn)。該plc性能優(yōu)良
    ,有繼電器
    、三端雙向可控硅開關(guān)元件和晶體管三種輸出類型,可以接多種輸出入擴(kuò)展設(shè)備
    ,而且使用簡(jiǎn)便指令就能完成不少實(shí)驗(yàn)
    。為了使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果更理想,還做了幾塊示教板供演示用
    。從2000年3月開始我們按照新編的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書開設(shè)了《plc基本組成及輸入輸出接口的認(rèn)識(shí)》
    、《燈循環(huán)點(diǎn)亮和延時(shí)點(diǎn)亮plc編程》、《plc在交流電機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用的演示性實(shí)操》三個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
    ?紤]到目前plc在船舶上的廣泛應(yīng)用
    ,如主機(jī)遙控、船舶報(bào)警監(jiān)視
    、燃油鍋爐自動(dòng)控制等系統(tǒng)中都有應(yīng)用
    ,同時(shí)也是為了適應(yīng)現(xiàn)代條件下船員教育的新特點(diǎn),我們以plc為核心逐步研制幾種用于教學(xué)的船用設(shè)備模擬器
    ,下面就以鍋爐控制模擬器為例作一簡(jiǎn)要介紹:     

          在柴油機(jī)動(dòng)力裝置中所采用的鍋爐都稱為輔鍋爐

    ,由于船舶機(jī)艙中這類輔助設(shè)備很多,因此輔助設(shè)備的自動(dòng)控制是實(shí)現(xiàn)“無人值班”機(jī)艙的必要條件之一
    。實(shí)現(xiàn)輔鍋爐的自動(dòng)控制就首先要了解其燃燒時(shí)序控制
    ,見圖1。

          按照鍋爐的控制框圖我們制定了程序的整體結(jié)構(gòu)

    ,考慮到是模擬器
    ,特別增加故障設(shè)置部分,以加強(qiáng)教學(xué)功能
    。我們從思南工控網(wǎng)站下載一個(gè)三菱fx2n編程軟件
    ,并買了專用數(shù)據(jù)線,開始著手編寫鍋爐控制模擬器程序
    。程序初稿出來后
    ,經(jīng)過逐段逐句的反復(fù)推敲、調(diào)試才全部輸入plc作 后的測(cè)試
    ,相應(yīng)的硬件和接線也在同期完成
    。 終程序由358句、719行構(gòu)成
    。例如圖2提供的是點(diǎn)火過程部分的一段梯形圖
    。模擬器的形狀是落地柜式,外殼是用薄金屬板彎制焊接成型并經(jīng)靜電噴塑處理(蛋青色)
    ,上半部分為指示燈
    、蜂鳴器和儀表,中間斜面突出部分是控制面板(分三個(gè)部分
    ,見后面說明)
    。   

          

         

          圖3是鍋爐控制模擬器的系統(tǒng)示意圖

    ,面板主要由燃燒控制
    、水位控制和故障設(shè)置三部分組成,布局比較簡(jiǎn)潔直觀
    。我院設(shè)有鍋爐實(shí)驗(yàn)室
    ,有一套經(jīng)過改裝的日產(chǎn)舊鍋爐供教學(xué)使用,但就教學(xué)
    、科研而言
    ,真實(shí)設(shè)備也有其明顯的不足之處
    ,如頻繁起動(dòng)容易損壞、使用費(fèi)用高和許多故障不能再現(xiàn)等等
    ,模擬器正是彌補(bǔ)了這些缺陷

         4、結(jié)束語     

          plc實(shí)驗(yàn)室建成以來

    ,已有近600人做過實(shí)驗(yàn)
    ,教師和學(xué)生反映普遍良好,并順利通過了海事局等管理機(jī)構(gòu)的驗(yàn)收
    。這對(duì)于更好地適應(yīng)imo(國際海事組織)stcw 78/95公約的要求
    ,提高寧波大學(xué)船員教育和培訓(xùn)管理的質(zhì)量都有重要的意義。當(dāng)然
    ,實(shí)驗(yàn)室還存在著不足
    ,有待于進(jìn)一步的改善與發(fā)展。我們準(zhǔn)備在擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
    、繼續(xù)開發(fā)應(yīng)用plc的船舶機(jī)艙設(shè)備模擬器以及實(shí)驗(yàn)器材上增加plc的品牌和型號(hào)這三個(gè)方面使plc實(shí)驗(yàn)室更上一層樓


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