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电工入门知识教程精选(九篇)

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电工入门知识教程

第1篇:电工入门知识教程范文

关键词: C语言 单片机 编程

1.中职C语言教学现状

C语言是一门广泛使用的计算机高级语言,中职电子类专业都开设了“C语言程序设计”课程,并为后续课程(如“单片机原理与应用”、“单片机C语言”、“嵌入式系统”)做基础性准备。因此,对于电子类专业的学生来说,C语言是一门必须掌握的专业基础课。但从多年的教学实践来看,中职学生数学、英语底子弱,又是第一次接触这种抽象类的编程课程,学习主动性不强,学习目的不明确。学生反映这门课枯燥难学,大部分学生半个学期下来还没入门,虽然有些同学能听懂老师讲的,但实际操作起来无从下手。为了激发学生学习C语言的兴趣,提高编程能力,笔者结合“单片机”课程,进行了一次教学改革尝试。

2.C语言教学内容改革

2.1原则:够用就行,不必深究算法。

首先,职业学校的学生大部分是普通教育分流出来的,他们的智力并不差,在动手能力等方面甚至有优势,但文化基础知识相对薄弱,要求他们中的多数人掌握超出对应的培养目标所要求的文化知识是不现实的,所以只能遵循够用原则。

其次,电子专业学生不同于计算机专业学生,注重实用,不探究为什么,笔者在教学中重视怎么用,用最简单的算法,让学生便于理解,做到会用,能显示程序的基本功能效果,让学生快速体验成功的乐趣。

2.2根据专业需要选择教学内容。

C语言作为电子专业的专业基础课,照搬计算机专业的教学内容是不切实际的,笔者根据多年的C语言和单片机教学,了解哪些知识点特别重要必须掌握,哪些可以完全不涉及,对教学内容进行了大胆的调整,与单片机中c语言的实际编程相联系。这样可以抽出时间抓住重点,提高教师教、学生学的效率。

为单片机服务的只需要学变量、表达式、if条件选择、witch-case、for、while循环、函数数组那些结构体、指针、各种排序算法等,就可以暂时舍弃,等到学生入门了,自己回去专研,在优化液晶点阵字时候再学,这时学习起来就不难了,可以达到事半功倍的效果。

2.3c语言和单片机结合教学。

一个知识点的C语言代码在C语言编译环境中运行非常枯燥,学生往往不知所言,实训环节将C语言和单片机结合后,有利于提高学生的兴趣,把兴趣放在首要环节,让学生亲自动手,体验编程的乐趣。我校单机实训室有30套亚龙YL-236单片机实验台,可以满足一个班级上级练习的需要。由于学生没接触过单片机,初期的连线需要花点时间让学生熟悉,教室的投影直接显示接线方法,在老师一一检查接线后,在保证连线后,就可以实施实训环节的教学。

实训教学内容与单片机项目,笔者简单列出下面表格,教学内容对应在单片机中的项目,在项目中学生掌握C语言的各个知识点。

由于最简单的单片机程序都会出现循环、函数等知识,对于这些知识,采用黑箱原理,即让学生不用理会程序的意思,直接复制教师的代码,集中精力研究教师要求的实训内容。比如以下程序:

#include //包含单片机寄存器的头文件

voidmain(void)

{

P1=36/5; //求整数

while(1){//无限循环防止程序“跑飞”

}

}

通过这个程序,点亮led灯,本程序用于变量和表达式的学习,关于头文件,while(1)循环这两个知识点学生不必深究。表达式获得的值通过WedWin软件编译环境显示变量的值和点亮的8个led灯亮灭组合成二进制数。表达式的数值让学生自由变换,列出自己表达式情况,完成实验报告,如下表格。

通过这个过程,电子电工专业学生一开始就把C语言、单片机、二进制数有机集合在了一起,比单纯的C语言的教学更加生动,趣味性更强,实训结果直观。同时在程序中简单修改,可以让8个led流水的动起来,流动的模式变幻无穷。

3.结语

将“C语言”与“单片机”相结合的教学方法是一个大胆的尝试,目的是提高学生的学习兴趣,培养学生C语言的逻辑思维能力和单片机的动手能力。通过简单的单片机应用使学生产生成就,学生在两方面的能力都得到了锻炼。将两门课程结合起来,不仅克服了厌学、机械学习的弊端,而且通过实际的操作,提高了学生们的动手能力,为学生们进一步深造或者进入社会打下了坚实的基础。

参考文献:

[1]苏波,陶宁.“C语言”与“单片机”相结合的教学研究.光学技术,2010(12):109-110.

[2]汪宋良.高职电子类“C语言程序设计”课程改革研究.职教通讯,2013(15):12-16.

第2篇:电工入门知识教程范文

关键词:单片机;三段递进式;任务驱动

作者简介:方向红(1969-),女,浙江松阳人,淮南联合大学机电系,高级讲师。(安徽 淮南 232038)

基金项目:本文系2011年淮南联合大学教研项目(项目编号:JYB1104)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)02-0091-02

单片机作为计算机发展的一个重要分支领域,广泛应用于工业控制系统中,单片机课程作为工业电气自动化、应用电子、机电一体化、电子信息及计算机应用等专业的主干课程,在人才培养课程体系中起着重要的地位。[1]单片机课程具有软硬件结合紧密、内部微观结构抽象、实践性强等特点。[2]过去,采用的是理论讲授和实验验证相隔离的传统教学形式,学生感觉理解困难,尤其是单片机的实践应用方面较为薄弱。[3]为改变这一现状,从2010年起,笔者在电类专业中推行三段递进式教学模式改革,即将单片机教学分为模块化教学、工程综合实训及电子创新设计三个阶段,通过确立各阶段教学的具体内容,制订课程教学标准,改革教学方法和考核手段,取得了较好的效果。

一、三段递进式教学模式

单片机课程是在学习了C语言程序设计、电工、电子技术、传感器及检测技术的基础上,使学生掌握单片机应用系统的硬件电路设计与制作技术,能够进行单片机应用系统的程序设计与调试,培养学生的动手能力、工程素质和创新能力。基于这个目的,笔者设计了三段递进式教学模式,用两学期的时间完成,其具体含义如下:

1.第一阶段:模块化教学,围绕基础知识及常见应用开展教学,符合学生的认知规律

笔者通过企业调研、分析单片机应用产品开发的典型工作过程,参考职业技能考核对单片机专项能力的要求,打破原有的教材体系,重新序化了教学内容,将单片机应用系统划分为一个个基础应用模块。例如将并行口的应用划分为发光二极管控制、数码管控制、按键扫描及液晶芯片使用等几个模块。[4]每一模块本着“知识够用、简单实用、有利于提高”原则,分别设计了几个不同的任务,其内容的难易程度和对学生的能力要求呈逐步提高的趋势。每个模块最后都设有“发挥部分”单元,让学生能动脑思考,即学即用,在前面内容的基础上综合提高。例如:第一个应用模块——发光二极管控制,笔者分别设计了几个任务:点亮一个发光二极管发光二极管闪烁10次跑马灯流水灯,发挥部分要求在跑马灯基础上做一改进,即每个发光二极管点亮过程中要闪烁6次。这是发光二极管闪烁10次和跑马灯的综合应用,让学生动手尝试编制其单片机学习的第一个自主程序,难度不大,容易实现,从而体验成就感,激发学习兴趣。各模块之间、电路与电路之间、程序与程序之间,都保持着关联性,使学生在前一个电路或模块基础上,仅做少许改动,就可以开发出另一个电路或程序。

这一阶段借助Proteus仿真软件和实验箱,主要在教室和实验室穿行。首先,理论知识传授和简单入门程序讲解在教室借助多媒体完成;然后,学生在实验室用Proteus Isis软件仿真电路、keil C51软件调试程序;调试成功后,再根据实验箱的原理图,进行接线、修改程序,完成硬件实现。“发挥部分”由学生在课余时间研究、思考,再到实验室验证其正确性。每个模块学习结束,要求学生提交报告,对所做工作做一总结。这一阶段以解决任务为主线,将基础应用分解成一个个案例元,使学生加深单片机基础知识的理解,掌握其硬件连接及编程方法。

第一阶段的考核采用百分制,即平时考勤(20%)、过程化考核(50%)与期末考核(30%)相结合。过程化考核办法如下:学生每学完一个模块,完成各实训项目后,根据表1评定阶段成绩。学生在每个阶段都有自己的成绩,根据每个模块的难易程度,取加权平均值,为过程化考核成绩。期末考核采用机试方式,学生可以查阅相关资料,考查学生根据题目要求绘制仿真电路图、程序的编制及调试能力。机试题目由多题组成,各题根据难度不同,取不同分值。学生可以根据自己的程度,选择其中几道排列组合,根据完成情况现场打分,体现出分层次考核的改革思路。

2.第二阶段:工程综合实训,以典型应用产品作为载体,体验实际产品的制作过程

在学完第一阶段所有内容后,由教师按照兼顾实用性、可操作性、可扩展性的原则,选取几种单片机典型应用产品作为实训题目,如摇摇棒、简易密码锁、数字时钟和电子琴等,这些题目在书本及网络上很容易查到相关资料。它们既是第一阶段各模块内容的综合应用,又加入了新的芯片原理及应用,因而是第一阶段教学内容的补充、综合和深化。如数字时钟电路中既包含了基础应用部分的单片机最小系统、按键扫描、蜂鸣器警示、中断、数码管或液晶显示等,又加入了时钟芯片DS1302的原理及其与单片机的连接等内容。学生在掌握单片机原理和基本应用的基础上,以某个具体产品的制作为载体,经过电路板设计、元器件焊接、程序设计与调试、硬件装配、分析总结等过程,脱离了已固化成功的实验箱及软件仿真,进入到自己亲自动手搭建硬件,程序调试、下载阶段,初步掌握了工程设计方法和组织实践的基本技能。这一阶段考核标准如表2。

3.第三阶段:电子创新设计,综合了传感器及检测技术、电工、电子技术和单片机等相关知识,是能力转化为工程素质的重要阶段

实际的单片机应用系统设计必然包含电子线路设计、传感器使用、单片机控制及检测技术应用等几部分,电子创新设计阶段就是模拟单片机实际应用产品的设计过程,由教师参考大学生电子设计竞赛的形式,事先设计一些题目,提出系统需要完成的任务及其参数、精度要求。学生3~4人组成一个小组,各组选定一个题目,在规定的时间内协作完成。学生经过课题分析研讨、查找资料、电路设计、硬件制作与装配、软件编制、系统联调、编写设计报告等步骤,培养学生的团结协作精神、工程设计能力及科技论文写作能力,是单片机应用开发过程的课堂模拟及创新能力培养的重要阶段。电子创新设计阶段考核采用百分制,具体标准如表3。

二、结语

三年来,笔者通过上述实践和改革,极大地激发了学生学习的积极性,学生感觉易入门,对基础知识的理解也更加深刻了。很多学生在毕业设计中都喜欢选择跟单片机应用相关的课题,毕业生的工作也有不少跟单片机应用开发相关。另外,培养了一大批动手能力强、实践技能高的学生,在安徽省大学生技能大赛和电子设计大赛中屡获佳绩。

单片机三段递进式教学模式,其本质是通过任务驱动,引导学生在解决问题的过程中,理解单片机知识,熟悉单片机开发过程,掌握实践技能,培养工程素质和创新精神,为学生的可持续发展打下基础。课程改革是一项长期的系统工程,笔者只是做了些探索和尝试,今后还需要根据学生的特点、技术的进步不断调整思路,与时俱进,为培养生产实践所需的人才而继续努力。

参考文献:

[1]黄磊,朱群峰,江世明.《单片机原理应用》课程教学改革与实践[J].中国电力教育,2008,(22):87-88.

[2]曹娟,赵旭阳,米文鹏,等.基于三段式教学模式的项目教学法在单片机教学中的应用[J].计算机光盘软件与应用,2011,(7):189,240.

第3篇:电工入门知识教程范文

关键词:数字电子技术;精品课程建设;质量工程

作者简介:江捷(1965-),女,浙江奉化人,北京工业大学电子信息与控制工程学院,副教授;王铁流(1954-),男,天津人,北京工业大学电子信息与控制工程学院,教授。(北京100124)

基金项目:本文系北京市属高等学校人才强教计划资助项目(项目编号:05002211200601)、北京市高等教育学会“十一五”专项规划重点项目(项目编号:2007030)的研究成果。

中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)14-0071-02

随着我国高等教育由精英教育步入大众化教育,办学定位、人才培养模式和规格都趋于多样化。作为教学活动重要载体的教材,其多层次、多样化的特点将更为突出,才能适应不同类型、不同定位人才培养的需要,体现不同学校的办学特色。

在扩招形势下为提高高等学校本科教学质量,教育部实施了“质量工程”,将“课程、教材建设与资源共享”等列为重点建设内容。[1]按照“分类指导、鼓励特色、重在改革”的原则,启动了“万种新教材建设项目”,加强新教材和立体化教材建设。[2]在此背景下和多项市级教改项目的牵引下,立足地方重点院校进行了“数字电子技术”课程的系列化、立体化教材建设,并以此推进精品课程建设。

一、教材建设的基本原则

1.在素材选取上,坚持求真务实

美国著名教育家奥苏伯尔认为:“在教学过程中,学习活动是否有效,主要看新的学习内容能否与学习者认知结构中原有的、恰当的知识系统建立实质性的联系。”[3]因此,教材建设必须处理两个关系:一是学生原有知识和本课程的纵向关系;二是相关课程之间的横向关系。在大众化教育快速发展的现阶段,教材建设应该与学生的现有认知状况相适应,与人才培养目标相衔接,以求真务实为原则,不能过分追求“档次”和知识的“新”与“深”。

2.在知识结构上,力求严谨清晰

教材不仅是知识的载体,更是认知过程和思维方法的载体。[4]因此,教材内容的组织应遵循科学发展规律和人类认知规律,通过问题的提出、分析、解决、延伸等环节将教学内容有机融合。[5]

3.在内容表述上,力求言简意赅

教材是为学生服务的,因此,必须体现学生本位的原则,以有利于学生知识构建为目标,把教材的可读性、可学性放到重要位置。在内容表述上,应突出重点、难点,注重知识的内在联系;化繁为简,以简洁的方式描述复杂的概念和理论。

二、立足地方重点院校,编写理论教材

《数字电子技术基础》这本教材是依据教育部高等学校电子信息与电气信息类基础课程教学指导委员会最新制订的电子技术基础课程教学基本要求,按照“分类指导”原则,立足地方重点院校,根据教学研究型大学的人才培养目标、结合北京工业大学(以下简称“我校”)学生实际,由从事数字电子技术课程教学的一线教师,在多年教学实践的基础上,总结凝练并不断改进而成的。该教材已作为我校北京市精品课程“数字电子技术”的指定教材,连续三届实际用于课程教学,受到学生和同行专家的好评。

1.系列配套

以《数字电子技术基础》为核心,与之配套的《数字电子技术基础学习指导》《数字电子技术多媒体课件》《数字设计基础》(双语教学版)《数字设计基础双语教学多媒体课件》均已同步出版,《数字电子技术实验教程》也已纳入出版计划。它们与“数字电子技术”试题库(中文版+双语版)、电子教案等配套使用,基本涵盖了课程教学的各个环节,为学生自学和教师教学提供了丰富的系列化、立体化教学资源。

2.以学习者为本,增强可读性

教材编写过程中,坚持以学习者为中心,以利于学习为出发点。内容编排顺序合理,逻辑性强;叙述简明扼要,深入浅出,通俗易懂,易于自学。

3.保证基础,面向发展和应用

在强调基础内容的完整性和基本理论系统性的同时,将学科发展的新成果、新技术融入教学内容,妥善处理传统内容的继承与现代应用的引进之间的关系。例如,在“可编程逻辑器件”一节,教材结合目前流行的Altera公司的MAX7000系列产品,介绍了CPLD器件的基本结构和工作原理,并增设了“基于CPLD的数码管扫描显示”等三个必做的数字电路综合实验。在“硬件描述语言VHDL基础”一章,基于问题的编写,配以典型的实例和丰富的练习,适合学生快速入门,即学即用。

4.精选内容,优化讲法

挑选最基本的内容、方法和典型应用,注重对问题的提出和解决思路的阐述,力求再现知识发生和技术发展的过程。在“触发器”一章,始终以问题引出讨论,以固有问题的解决、新问题的提出组织教学。例如,“如何才能使电路具有记忆功能”,有了基本触发器,“为什么还要设计同步触发器?为什么需要同步?如何实现同步”、“为什么要设计主从触发器?如何设计,才能解决同步触发器不可避免的空翻问题”、“为什么要设计边沿触发器?如何才能提高触发器的抗干扰能力”等等。

5.从例中学,学以致用

教材正文与例题、习题密切配合,示例丰富。例题选取兼顾典型性和实用性,引导学生“从例中学”,加深理解,帮助学生在较短时间内掌握课程基本内容,并学以致用。例如,在介绍了格雷码的特点后,就以学生熟悉的汽车调速系统为例,分析了5个档位速度应如何编码,以及用格雷码为什么可以解决换挡抖动问题。

6.发散思维

对典型例题在讲述解题思路、方法和步骤的同时,给出多种解题方法并加以比较和归纳,启发读者进行发散性思维。例如,在介绍利用集成计数器实现任意进制计数时,列举了清零法、置数法、分解法等多种方法,并比较了这些方法的特点和适用条件。

三、以学生为本,编写配套助学教材

《数字电子技术基础学习指导》是为配合《数字电子技术基础》而编写的,既可作为学生的学习辅导教材,也可作为教师的教学参考。全书共分十章,每章均由内容提要、教学基本要求、重点与难点、习题类型与解题方法、典型例题解析、习题解答六部分组成。其中:“内容提要部分”归纳总结了各章的主要内容和知识要点;“教学基本要求”将各章主要内容划分为掌握、理解和了解三个层次,为学生复习和自学提供了方向和目标;“重点与难点”提炼了各章的重点和难点内容;“习题类型与解题方法”归纳了各章的常见习题类型,逐一给出了解题思路、方法和步骤;“典型例题解析”举例说明了各种常见习题类型的求解过程,对部分典型题目给出多种解题方法,并加以比较,归纳各种方法的特点和适用条件;“习题解答”对《数字电子技术基础》中的所有习题进行了详细解析。

本书在编写风格上力求简练、突出重点。力图从解题思路、方法和步骤等方面给读者以指导,使其举一反三,加深对基本概念、基本理论和基本方法的理解和掌握。为便于阅读,本书的内容体系、章节顺序和习题编号均与《数字电子技术基础》保持一致。该书已与《数字电子技术基础》同步出版,并作为配套教材,实际用于教学,受到学生的普遍欢迎。

四、扭转实验教学对理论教学的依附,编写实验教材

1.实验教学“独立化”

为逐步扭转长期形成的实验教学在内容上依附于理论教学、在时间上滞后于理论教学的观念,方便学生的超前学习和实验预习,推进“从做中学”,笔者以实验模块为主线,用简练的语言、浅显的示例,系统讲述了相关的知识要点,使学生只需阅读实验教材,即可完成基础性实验设计,达到实验教学的基本要求。

2.实验内容“阶梯化”

增加大量不同难度的实验题目,使实验内容阶梯化,以满足不同水平学生的不同需求,激发学生的潜能。同时,也便于教师根据学生实验的实际完成数量和质量,给出合理的分数。通过实验内容和难度的“阶梯化”,在保证实验基本要求的前提下,使学生实验成绩“阶梯化”,为电子竞赛等选拔优秀学生。

3.实验项目“生活化”

适量补充具有实际应用背景的研究性实验项目,为优秀学生提供发挥空间。这些项目只以任务书的形式规定要实现的功能,没有具体设计方案,要求学生自由选题、自愿组合,合作完成。设计报告按贡献大小依次署名,作为教师评定成绩的重要依据。

4.实验手段“虚拟化”

利用美国NI公司提供的虚拟设备,增加动态参数测试、动态过程演示等专题实验,使学生建立对虚拟仪器、虚拟实验的初步认识。

《数字电子技术实验教程》已于2007年用于我院06级实验班的实验教学,拟进一步充实完善后正式出版(已纳入我校出版社的出版计划)。

五、结束语

“数字电子技术”课程系列化教材建设的各种思路都源于教学实践,各项建设成果也都回归教学实践,服务于本科教学,取得了较好的使用效果。教材建设成果也将课程建设推上了一个新台阶。

参考文献:

[1]周济.实施“质量工程” 贯彻“2号文件” 全面提高高等教育质量[J].中国大学教学,2007,(3):4-8.

[2]教高(2007)2号.教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见[J].中国大学教学,2007,(3):9-11.

[3]梁前德,王青林.应用型本科教材建设的基本依据和价值取向[J].中国大学教学,2008,(6):94-96.

第4篇:电工入门知识教程范文

【关键词】可编程控制器;串行通信;自动分拣系统;通信协议

1 分检控制管理系统的原理

随着社会的不断进步,市场竞争的日趋激烈,各个生产企业都迫切地需要改进生产技术,提高生产效率,尤其在需要进行材料分拣的企业,以往一直采用人工分拣的方法,致使生产效率低,生产成本高,企业的竞争能力差,材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。针对上述问题,本文利用PLC技术设计了材料自动分拣系统,并基于物料分拣装置模型对系统进行了实验,在材料分拣过程中取得了良好的控制效果。

串行通信格式设定:

当一台计算机通过RS232C口与一台S7-200 PLC的RS232C口通信时,要对S7-200 PLC的系统寄存器No.412~No.418进行初始化设置。设定参数格式与系统寄存器内容的关系如表1所示。

表1 设定参数格式与系统寄存器内容曲关系

该自动分拣系统通电后,可编程序控制器(PLC)首先启动输送带,下料传感器检测料槽有无工件,若无工件,输送带电机则空运转一个周期后自动停止;当有工件时,输送带将工件运送到传感器上,由传感器将信号传送给PLC。PLC控制系统根据工件的实际颜色及系统预先的设定值,判断工件的出料位置,控制气动阀动作将工件分送到不同的出料口,从而完成分拣任务。

2 分拣控制管理系统的硬件设计

S7―200是西门子公司的一款功能强大的小型PLC,CPU单元采用CPU 226,其本身带有24个输入点和16个输出点,带有6路的高速计数器,配置灵活,能够满足本系统的控制要求。

2.1 PC与PLC的硬件连线

本系统数字量输入共计16个点,数字量输出共计6个点,根据控制对象及PLC点数分配I/O地址。RS-232C已成为数据终端DTE与计算机和数据通信设备DCE的接口表准。S7-200系列PLC的编程口物理层为RS-485结构。在现场应用中,当需要PLC与上位机通讯时,较多的使用自定义协议与上位机通讯。因此PC机与西门子系列PLC不能直接连接,要通过一条PC/PPI电缆进行RS232/RS485的变换。

2.2 PC机与PLC连线图

在程序中使用了高速计数对光电编码器进行计数,因此I0.1被占用。在编制程序时要首先用指令向导对高速器进行设定。分拣系统接口起始有效电平的测试:按表接线运行PLC程序,在状态监测表中输入要测试的接口,观察其高低电平即可。

2.3 下位机工作原理

系统的硬件结构框图如所示,其工作过程是开启电源步进电机运行并驱动传输带下料传感器检测下料槽内是否有物料。若无物料延时后自动停止并等待上料。当下料槽内有物料时,系统自动运行。

2.4 传感器位置设置及接口分配与连线

各传感器依次分别为,电感传感器,检测铁质物块;电容传感器,检测金属物块;颜色传感器,检测出黄色物料。备用传感器可选用颜色传感器或物体检测传感器。当铁质物块经过第一传感器时被分拣出,铝质物块经过第二传感器时被分拣出,非金属物块中的黄色在过第三个传感器时被分拣出。不同的在过第四传感器时分拣出。传感器被固定在网孔板上,可根据需要重新安装。

3 分拣控制管理系统的软件设计

VB是微软公司推出的一种可视化、面向对象和采用事件驱动的结构化高级程序设计语言,是编程效率较高的一种编程语言,简单易学、容易掌握。本部分主要是界面设计,首先是系统的主窗体,然后才是实现各种功能的子窗体。

3.2 MDI的设计

编辑菜单,可以设置三个子菜单,分别是运行监控、产品管理和用户管理。在产品管理子菜单分别是添加记录、手动查看和产品管理;用户管理子菜单下分别是增加用户、修改密码和退出系统。

表2 部分菜单项表

3.3 PLC通讯及控制程序的设计

本部分设计的主要内容是实现PLC与PC的自由口通信和流水线的运行控制。

3.4 MSComm通信控件

本文采用VB6.0作为开发工具进行上位机通信程序的设计。MSComm控件的主要属性Pj:CommPort:设定通信连接端口号。MSComm控件为应用程序提供了完备的数据收发功能,它既可以查询方式也可以事件驱动方式来完成串行通讯。

3.5 PLC控制程序设计

流水线的控制包括传送带电机的启动与停止;传感器信号检测;气缸动作及动作限位;脉冲记数等。当PLC处于运行(RUN)状态时,接收上位机PC指令启动或暂停电机的运行;Q1.0启动电机,Q1.1使电机停止,当Q1.1置位时Q1.0复位。

3.6 数据库设计

启动Access建立“产品分拣管理系统”数据库。使用设计器创建表建立“产品分拣记录”表,根据设计任务需求可知,待分拣的物料种类是有限的,因此将物料种类作为字段,分铁质、金属、黄色和其他共四种,另外还有分拣总量、分拣日期和备注三个字段,其中日期作为关键字段,数据格式为日期型,其余为文本型数据。本数据库以“日”为记录单位,每天记录一条分拣数量,如果需要可以改为每日的上下午或每小时等为记录单位。创建“用户信息”表,字段为用户ID、用户姓名和用户密码,用户ID为关键字段,数据格式为自动编号,其余为文本型数据。数据库中“产品分拣记录”表设计视图如图5所示。

4 结论和经济效益分析

本文介绍了物料自动分拣系统中PLC与上位机的串行通信设计。由于实现了PLC与计算机的通信,可方便地实现对PLC的监控,大大提高了系统的自动化程度,物料分拣系统运行稳定、精度高。

需要对相关知识有充分的了解,如VB6.0程序设计方法,S7-200PLC程序控制特点,自由口通信方式、数据开发访问等。只有掌握了这些知识才能根据设计要求快速地设计出控制程序,达到设计要求。

整个设计的性能良好有很高的使用价值,有VB自己开发监控软件比购买组态王工程软件有实惠很多。

本文设计的基于PLC的产品分拣控制管理系统,监控界面友好、分检精度高、实时运行显示直观迅速、操作简单、设计成本较低。上位机采用普通的PC机,PC机有良好的操作监控、数据处理和连接功能,其最大的优点是近乎无限制的存储器容量使其能进行大量的数据处理,基于PC的自动化控制解决方案将不仅仅是使系统性能变得更为可靠,还可以节省硬件和敷设电缆的大量费用。PLC选用的是S7-200PLC,这是目前市场上适合中小控制系统的性价比很高的一种,在自动化领域有广泛的应用,由PLC控制的自动分拣系统在产品分拣中有极高的效率,其优点有:能连续、大批量的分拣货物;分拣误差率极低;分拣作业基本实行无人化等,在制造业企业中使用时可减少人员的使用,减轻人员的劳动强度,提高人员的使用效率,能最大限度的减少人员的使用,基本做到无人化。

软件采用了Visual Basi语言编写,是一种可视化、面向对象的结构化语言,编程效率高、功能强大、性能可靠,用它编写的监控界面直观友好,便于操作人员操作。整个系统的应用不仅可以提高生产效率和分拣精确度,而且能节省大量的人员,使操作员脱离现场。如果投入生产使用具有较大的商业价值和社会效益。

【参考文献】

[1]王永华,等.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.

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[3]龙伟,聂官鸿.S7―200系列PLC和PC机实时通信的实现方法[J].南昌大学学报:工科版,4(3):34-42.

[4]敬伟,樊文侠,涂劲.用VB6.0实现西门子PLC与PC机的串行通讯[J].微机发展,(6):23-52.

[5]胡国民,顾新艳.基于Visual Basic的S7-200PLC与PC机间串行通讯设计[J].电气技术与自动化,6(2):44-61.

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[7]李江全,张丽,岑红蕾.Visual Basic串口通信与测控应用技术实战详解[M].北京:人民邮电出版社,2007.

[8]吴昊,熊李艳,蔡慧萍.Visual Basic程序设计教程[M].北京:中国铁道出版社, 2007.

[9]李长林,张丽华,王红.Visual Basic数据库应用系统开发从基础到实践[M].北京:电子工业出版社,2006.

[10]夏邦贵,刘凡馨.Visual Basic6.0数据库开发经典实例精解[M].北京: 机械工业出版社,2005.