電機裝配與運行檢測技能教學(xué)分析

電機裝配與運行檢測賽項（各組別）有統一的參賽要求，選手要在規定時(shí)間內，根據競賽時(shí)發(fā)給的工作任務(wù)書(shū)，完成電機的選型與繞組檢測、線(xiàn)路安裝、驅動(dòng)器參數的設置、運行性能參數測量等任務(wù)，并按工作任務(wù)書(shū)的要求編寫(xiě)PLC控制程序和觸摸屏監控界面。
該項目的比賽時(shí)間是四個(gè)小時(shí)，在四個(gè)小時(shí)的比賽時(shí)間里，參賽選手要完成這么多的任務(wù)，確實(shí)不容易。每個(gè)選手即使精神飽滿(mǎn)，積極投入，但也都面臨著(zhù)時(shí)間緊、任務(wù)重的實(shí)際情況。比賽時(shí)爭分奪秒，精心操作自然是不必說(shuō)的，但是比賽中仍出現選手來(lái)不及編程、來(lái)不及測參數等問(wèn)題現狀，也因此沒(méi)能取到好成績(jì)，無(wú)緣獎牌。
比賽時(shí)間大家都是一樣的，能讓各電動(dòng)機按要求運轉起來(lái)是硬道理，每一個(gè)選手比的不僅是技術(shù)水平更是速度和效率。如何在教學(xué)中幫助學(xué)生在每一步操作上提率呢？除了從熟悉操作流程，減少誤操作上提率，優(yōu)化PLC 編程也是提率的關(guān)鍵，是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。為了實(shí)現同一個(gè)任務(wù)由于選用不同的指令和設計不同的編程思路可以編寫(xiě)出來(lái)多個(gè)不同的程序，這些程序的繁簡(jiǎn)程度和用時(shí)長(cháng)短自然就大不一樣。在YUYDJ-01電機裝配技能實(shí)訓裝置技能教學(xué)中，我們進(jìn)行了步進(jìn)電機和三相異步電動(dòng)機轉速控制的PLC 編程的優(yōu)化，以提高編程效率。“電機的控制”是《電機技術(shù)與應用》課程里的內容，電氣與自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在職高二年級的時(shí)候已經(jīng)學(xué)過(guò)。其教學(xué)目標是，學(xué)生通過(guò)學(xué)習能夠正確理解電機的工作過(guò)程，并掌握三菱FX3u-32M 系列PLC 指令及編程，不僅學(xué)過(guò)ADDP 加法指令、SUBP 減法指令、MULP 乘法指令；還學(xué)過(guò)MOVP 數據傳送指令、ZRST 區間復位指令、PLSY：16 位連續執行型脈沖輸出指令等。下面例舉兩臺電動(dòng)機優(yōu)化后的編程實(shí)例。
1、步進(jìn)電機的轉速控制PLC編程

1.1 設計要求：
系統有8 種速度可以選擇。步進(jìn)電機在靜止不動(dòng)且KM1 不吸合時(shí)為系統處于原點(diǎn)（或稱(chēng)初始狀態(tài)）。當按下啟動(dòng)按鈕時(shí)KM1吸合、電動(dòng)機不轉只有再按下速度選擇按鈕電動(dòng)機才會(huì )根據所選擇的速度轉動(dòng)。（速度1 為90r/min、速度2 為120r/min、速度3 為150r/min、速度4 為180r/min、速度5 為210r/min、速度6為240r/min、速度7 為270r/min、速度8 為300r/min、）。當按下停止按鈕KM1 釋放電動(dòng)機停止轉動(dòng)。再一次按下啟動(dòng)按鈕時(shí)KM1 吸合、電動(dòng)機不轉只有再按下速度選擇按鈕電動(dòng)機才會(huì )根據所選擇的速度轉動(dòng)。（可以進(jìn)行循環(huán)）


1.2 設計目標：
用四則邏輯運算指令（加減乘除）編程。并總結出這種方法編程方法的特點(diǎn)。
1.3 實(shí)踐任務(wù)與要求：
根據設備工藝要求，制定合理的改造方案；確定輸入、輸出設備，正確選用PLC；正確計算選擇電器元件，列出電器元件一覽表；PLC I/O 地址分配，并繪制I/O 接線(xiàn)圖；設計梯形圖并模擬調試。
梯形圖工作過(guò)程分析: 該系統的初始化程序用來(lái)設置初始狀態(tài)和原點(diǎn)位置條件。當系統回到S20（系統初始位時(shí)），這時(shí)按下啟動(dòng)按鈕（M101）就執行下一步S21，在S21步中交流繼電器KM1 吸合，在S21 步中按下速度1（這里的速度1 就是觸摸屏中的D100，Set-Value D100 是按一下自動(dòng)加一）D100 等于1 的時(shí)候步進(jìn)電機以速度1 的方式轉動(dòng)，D100 等于2 的時(shí)候步進(jìn)電機以速度2 的方式轉動(dòng)，D100等于3 的時(shí)候步進(jìn)電機以速度3 的方式轉動(dòng)，當D100 等于9 的時(shí)候D100 自動(dòng)還回到D100 等于1 的狀態(tài)。在S2 中KM1 斷開(kāi)（復掉KM1）同時(shí)返回到S20 步進(jìn)行循環(huán)。同時(shí)在S21 步中按下M102( 停止) 返回到S20 步中。
2、三相異步電動(dòng)機轉速控制PLC編程
（1） 設計要求：
系統有8 種速度可以選擇。步進(jìn)電機在靜止不動(dòng)且KM1 不吸合時(shí)為系統處于原點(diǎn)（或稱(chēng)初始狀態(tài)）。速度1（5HZ)、速度2（10HZ)、速度3（15HZ)、速度4（20HZ)、速度5（25HZ)、速度6（30HZ)、速度7（35HZ)、速度8（40HZ)。
當按下停止按鈕KM1 釋放電動(dòng)機停止轉動(dòng)。再一次按下啟動(dòng)按鈕時(shí)KM1 吸合、電動(dòng)機不轉只有再按下速度選擇按鈕時(shí)電動(dòng)機才會(huì )根據你選擇的速度轉動(dòng)。（可以進(jìn)行循環(huán)）
（2）設計目標：
用特殊的運算指令(MOV 指令）編程，并總結出這種方法編程方法的特點(diǎn)。
（3）實(shí)踐任務(wù)與要求：
根據設備工藝要求，制定合理的改造方案；確定輸入、輸出設備，正確選用PLC；正確計算選擇電器元件，列出電器元件一覽表；PLC I/O 地址分配，并繪制I/O 接線(xiàn)圖；設計梯形圖并模擬調試。
（4）元件清單、PLC I/O點(diǎn)分配、I/O接線(xiàn)圖、順序功能圖（同上）。
梯形圖工作過(guò)程分析: 該系統的初始化程序用來(lái)設置初始狀態(tài)和原點(diǎn)位置條件。當系統回到S20（系統初始位時(shí)），這時(shí)按下啟動(dòng)按鈕（M101）就執行下一步S21，在S21 步中交流繼電器KM1吸合（這里的KM1 以一種置位的方式運行下去），當按下按鈕M21 時(shí)執行到S22 步中，在S22 中電機以速度1 的形式轉動(dòng)。當按下按鈕M22 時(shí)執行到S23 步中，在S23 中電機以速度2 的形式轉動(dòng)。當按下按鈕M23 時(shí)執行到S24 步中，在S24 中電機以速度3 的形式轉動(dòng)。當按下按鈕M24 時(shí)執行到S25 步中，在S25 中電機以速度4 的形式轉動(dòng)。當按下按鈕M25 時(shí)執行到S26 步中，在S26 中電機以速度5 的形式轉動(dòng)。當按下按鈕M26 時(shí)執行到S27步中，在S27 中電機以速度6 的形式轉動(dòng)。當按下按鈕M27 時(shí)執行到S28 步中，在S28 中電機以速度7 的形式轉動(dòng)。當按下按鈕M28 時(shí)執行到S29 步中，在S29 中電機以速度8 的形式轉動(dòng)。當按下按鈕M102 時(shí)執行到S29 步中，在S29 中KM1 斷開(kāi)（覆蓋掉KM1）同時(shí)返回到S20 步進(jìn)行循環(huán)。

3、教學(xué)效果分析
步進(jìn)電動(dòng)機和三相異步電動(dòng)機的兩個(gè)案例的分析結果如下表格：

從表格中可以看出，選用普通指令編程用時(shí)較長(cháng)，內容繁瑣，且編完后由于程序太多不易在監控狀態(tài)全屏操作，監控時(shí)要用鼠標來(lái)回上下移動(dòng)進(jìn)行監控，麻煩又浪費時(shí)間。而選用特殊指令編程，從編程步數、編程用時(shí)上，都得到了大大的縮減了，達到了優(yōu)化的目的，提高工作效率。從編程程序上看也是簡(jiǎn)單明了，出錯率降低，即使出錯也容易檢出，編程過(guò)程中不需要重復插入新的行，所用指令大大減少。從程序所配套的觸摸屏上來(lái)說(shuō)，其設置也比較簡(jiǎn)單，不需要重復的設置參數。因而在今后的技能實(shí)踐中，要取得更好的教學(xué)效果和比賽成績(jì)，優(yōu)化程序，提高編程效率尤為重要。