关键词：运动控制技术；培训平台；培训设备；PLC
中图分类号：TN91134文献标识码：A文章编号：1004373X(2012)06017003
DesignoftrainingplatformbasedonPLCmotioncontroltechnology
GEYuntao
（1.TianjinYuanfengSCI&TECHDevelopmentCo.,Ltd.,Tianjin300222,China;2.TianjinUniversityofTechnologyandEducation,Tianjin300222,China）
Abstract：InthelightofthepracticalapplicationofPLCmotioncontroltechnologyinthelargeandmediumsizedautomatedfactoriesinChina,atrainingplatformbasedonPLCmotioncontroltechnologywasdesignedinconsiderationofthecorrespondingtrainingmethodsandthetrainingequipmentsinfactoriesatpresent.Thetrainingplatformbasedonopentype,modularizationandexpandabledesignideascanchangethetheoryofworkersintoactualoperationability,andovercometheinsufficiencyofthetraditionalsimulationtrainingequipmentsintheaspectsofinnovationandnewtechnicaldevelopment.
Keywords：motioncontroltechnology;trainingplatform;trainingequipment;PLC
收稿日期：20111001运动控制技术是自动化技术与电气拖动技术的融合，在国民经济的各个行业中起着重要作用，利用PLC作为运动控制器的运动控制技术就是PLC运动控制技术，它涵盖了运动控制器技术、软件技术、传感器技术、网络技术、接口技术以及传动技术等6要素［1］。本着尊重科学、注重实践，结合目前国内外工厂培训的现状和未来发展的需要，研发了PLC运动控制技术工厂培训平台（以下简称培训平台）。该平台基本涵盖了运动控制技术的工厂实际应用，可满足大中型自动化工厂的职工培训，具有较高的使用价值。
1培训平台组成
培训平台具有模拟工业自动化生产线货物分拣过程的功能,可完成货物识别、搬运、分拣、加工、装配、出入库及管理等过程，主要由上位计算机、PLC控制单元（含网络）、变频器单元、触摸屏单元、指示与主令单元、电源单元、传感器检测单元、气动机械手搬运单元、井式供料单元、传输带单元、有轨小车单元、龙门式加工单元、多工位装配单元、气动控制单元、自动化仓库单元、电气接口单元、载货台单元、抽屉式操作台等组成，其中，变频器、旋转编码器、交流电动机与PLC组成带位置反馈的速度控制系统，传感器包括电容传感器、电感传感器、颜色传感器、光电开关［2］。
图1运动控制技术的6要素组成示意图各模块、单元又构成行走气动机械手机构、平面仓储机构、传送机构、料块供给机构、传感器检测分拣机构、气动控制机构、加工机构、装配机构等。
各机构能够通过选择不同单元及单元位置变化进行重组，构成多工位加工系统，多工位装配系统，加工装配系统，物流仓储系统，柔性生产系统，生产物流系统，从而可构成自动化生产流水线，让培训内容从基本模块、单元到各种小机构，再到综合系统及自动化生产线，逐步由简单、基础的训练到复杂、综合的培训。
2平台技术特点
培训平台采用开放式结构。有PLC主机接口开放、控制单元接口开放，能让职工进行更深层次的训练，使其不仅会编程，而且要熟悉各种传感器、电机、变频器、气缸等传感器和执行器的接线方式，学习设计系统的思路与方法。
培训平台可使用于多种控制器，如西门子、三菱、欧姆龙、松下、AB、GE等PLC。
培训平台模型模块均采用工业典型控制过程，并且简繁有序，使职工在了解各种生产工艺后编制相应的控制程序，各工艺流程由简单到复杂，由浅入深，层次分明，利于职工进行有梯度的训练，同时，也方便因材施教，使接受能力较强的职工学习较复杂的控制工艺［3］。
培训平台配备上位计算机，能够完成数据通信、网络管理、人机界面（HMI）和数据处理等功能［4］。
培训平台采用MCGS工控组态软件,可快速构造和生成上位机监控系统［5］。
图2PLC运动控制技术工厂培训平台整体结构外貌培训平台涵盖技术广泛，使职工不仅能进行基本指令训练，而且提供特殊生产控制工艺流程，使职工能进行高速脉冲输出（PTO）、高速计数(HSC)、网络以及PID算法研究等高级功能应用与训练。
培训平台中五大单元均采用独立的机电集成设计，单元中所涉及的各类传感器、电机、电磁阀、传感器、执行器都采用就近原则汇总到带保护装置的接线端子排中，便于各模块单元之间的灵活组合，系统可以采用工业网络进行整个培训系统的控制,同时进行上位机管理和监控。
培训平台设有漏电保护、短路保护、急停保护、隔离保护、智能保护等各种保护功能，一旦运行中出现故障，培训系统能够自动诊断停止，在培训的过程中可确保人身与设备的安全。
3平台的调试说明
系统的调试步骤：
（1）确认系统电源进行正确、直流24V输出电压正常。
（2）按照系统的接线规范，进行接线，并用万用表检测有无接线短路现象。
（3）正确接线后，给系统上电，合上电源单元的空气开关，如有异常，应立即切断电源，如无异常，接通气路，则可进行单元模块的调试。
（4）由于下载程序后龙门式加工单元会自动回原点，所以应先对龙门式加工单元的传感器进行调试，使其均能正常工作。
（5）由于下载程序后多工位装配单元会自检，所以应对多工位装配单元的传感器进行调试，使其均能正常工作。
（6）下载PLC程序到相应PLC中，下载触摸屏程序到触摸屏中。
（7）连接网络通信电缆，用电缆将PLC、触摸屏连接。
（8）设置变频器参数，首先将变频器恢复出厂设置，参数为P03=3，P10=30，P970=1；然后设置参数\[6\]P0003=3,P0004=0,P0700=2,P0701=17,P0702=17,P0703=17,P1000=3,P1001=30,P1002=40,P1003=-40,P1004=45,P1120=0.2,P1121=0.2。
（9）进行井式供料单元调试，当有工件放入井式出料塔内时有信号输出。
（10）进行传送检测、分拣单元调试，调节三个气缸，使其能顺畅推出与缩回；调节到位传感器，当料块运动到位时有信号输出，调节电容传感器、电感传感器，当料块内装有铝质或铁质料柱时，均有信号输出；调节光纤传感器，当黄色工件在其下经过时，有信号输出，蓝色工件在其下经过时，无信号输出。调节滑槽库满传感器使当库满时有信号输出；确认传送带能顺畅移动。
（11）进行机械手搬运、仓储单元调试，调节气缸，确保气缸能正常工作。调节接近开关，使行走机械手运动到位时，有信号输出，使仓库中有工件时，传感器有输出，用触摸屏试教各点坐标。触摸屏启动后，进入如图3所示画面，点击参数设置，出现如图4所示试教画面，试教方法如下：
点击“当前值”旁边的“+”、“―”可控制行走机械手的移动，首先让行走机械手运动到原点处，这时“当前值”为0，移动机械手到“线坐标”即传送带取物处，点击“线坐标”旁边的“校对”，线坐标的值即被确定，同理确定1#，2#，3#，4#库坐标，加工、缓存、装配点坐标，点击夹手下面的“+”、“―”按钮，可使旋转气缸旋转，点击夹紧可使夹紧气缸“夹紧”/“伸开”，点击下降按钮，可使升降气缸“上升”/“下降”，以此配合坐标点的确定［7］。
图3触摸屏初始画面图4触摸屏试教画面（12）进行龙门式加工单元调试，调节接近开关，使其能正常工作，调节步进电机电流、细分，确保丝杠滑动顺畅。
（13）进行多工位装配单调试，调节传感器使其均能正常工作，气缸均能顺畅推出与缩回。确认伺服电机没有报警。
系统调试过程完毕。
4结语
PLC运动控制技术工厂培训平台涵盖技术全面、设计结构合理，能够实现与工厂应用技术的无缝对接，递进、灵活的培训模式和先进的控制技术提高了职工的学习兴趣，让职工能够更好的在培训平台上进行创新，达到了理论转化为动手实操的目的，有利于促进工厂培训体系的进一步改革，培养创新型实用人才。
参考文献
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［5］陈学瑾，张婷.三菱Q02PLC实验台的设计与应用［J］.实验技术与管理，2009，26（1）：2426.
关键词：集控运行，关键性岗位，培养
发电厂集控运行值班员是发电厂的灵魂，集控运行人员的值班技术是保证火电厂乃至电力系统安全、可靠、经济运行水平的根本保证。
无论是新电厂还是老电厂，运行关键性岗位还是集控值班员。集控运行分三个专业：汽机运行、锅炉运行、电气运行。运行人员都是单一专业毕业的，如电气工程自动化专业毕业的，进电厂从事电气运行工作；热能与动力工程毕业的，进电厂从事汽机或锅炉运行工作。学的专业和从事的工作是一致的。由于学用一致，运行人员掌握技术较快，技能水平、实际操作能力比较强。
随着电力行业改革的深入，行业垄断的打破，电力企业真正步入了市场经济。电力企业之间竞争日益激烈，谁拥有大量的高素质人力资源，谁就拥有持续创新能力，谁就拥具有发展的巨大潜力，谁就会在竞争中胜出。。为了提高竞争力，老的发电厂对设备进行技术改造，将控制系统从汽机、锅炉、电气单一控制台，改为集中控制，一方面提高系统运行自动化程度，另一方面可以减少运行人员，增加效益。而新建电厂一开始就采用新式的控制模式。这样就必需要求运行人员同时掌握汽机、锅炉、电气三专业的知识、技能，要精通操作，从原来的锅炉司炉、汽机司机、电气主值成为精通机电炉的全能运行值班员。
这样集控运行全能值班员的培训就显得十分重要，一般先培训一岗巡检、二岗巡检、三岗巡检，再培养为全能操作员。在实际中往往由于培训工作的没到位，人员经过培训，上岗了，日常操作也会了，但发生事故时，明显反应不过来，电气事故还是要由原来学电气专业的人处理，汽机事故由原来学汽机专业的人处理，锅炉事故由原来学锅炉专业的人处理。由于集控设备改造后，人员精减，如果有操作，人员到现场去了，这时发生事故后果不可设想，因集控室的老专业人员不齐，完全有可能因跨专业人员缺少实际运行操作经验，不能正确分析、判断和处理异常问题，导致事故的扩大。
如何有效培养集控运行全能值班员事关发电厂的安全、经济、高效发电，关系到电厂的竞争力。笔者多年从事人力资源的教育培训工作，对运行人员的培训可按下列方法进行，可取得较好效果。
1.开展对运行人员专业理论交叉培训
针对运行人员在学校所学的单一专业知识的情况，开展专业理论交叉培训，电气专业毕业人员学习热动专业，热动专业毕业人员学习电气专业知识。可事先与电力院校策划好，采用联合办班，培训内容为本厂同类型的机组运行技术理论。培训方式可根据生产情况分二种进行，如生产人员充足的，可组织集控运行人员外送到电力院校脱产培训学习，时间3--6个月左右。如生产人员紧张的，可将电力院校的老师请进来，职工在业余时间进行学习，时间可再长一些，可解决工学矛盾。
2.开展仿真机技能培训
现在的发电机组、设备可靠性较高，日常运行时很少操作，运行人员在工作缺少实际操作训练，仅有理论知识还远远不够，一旦发生事故，就会手忙脚乱，甚至发生误操作。仿真机组就是按发电机组设备一比一仿真设计，仿真程度高，能真实地模拟正常的运行开停机，可以设置不同的故障，也能把以前发生过的事故模拟出来。运行人员可以多方位进行操作，针对自己的薄弱环节，缺什么补什么，可以练习正常开停机，可以想事故进行处理，操作培训目的性很强。仿真机培训可以利用平时运行人员每周一次的学习班进行，针对某一个问题进行操作学习。也可以脱产学习一、二周，全面进行仿真机操作培训。。通过仿真机技能培训，使值班员熟练掌握机组正常运行操作技能和对事故的分析、判断的能力，提高运行人员的事故应急处理能力，确保机组的稳定运行。
3.日常技术培训和开展专题讲课相结合，加强专业知识技术学习
日常技术培训工作主要以技术讲课、技术问答、反事故预想、运行分析等培训方式为主，这些是被事实证明的行之有效的培训方法。但关键是要避免流于形式，要引导值班员树立正确的学习方法和学习方向，以提高实际操作技能、现场巡检水平和事故处理能力为重点，不断提高掌握各种新技术的能力。
针对生产上存在的问题，邀请有关厂家、专家进行讲课，以举办各类讲座、专题讲课等方式进行；开展班内技术及分场讲课制度，并结合现场实际需要，将各异动及异常情况进行现场技术讲课，满足值班员学技术的要求；通过机组大修期间现场设备停运、设备解体的现场培训，让新进人员了解设备结构，从感性上理解设备的工作原理，从而为更好的学习相应的岗位打下基础。通过形成岗位学习的热潮，促进运行人员专业水平的提高。
4.开展技术比武和技能鉴定活动，营造良好的学习氛围
开展仿真机技术比武、开展运行反事故技术等比武，把比武成绩与奖励、培训、使用和晋级挂钩，提高运行人员学习、工作的积极性、能动性。通过技术比武，为运行人员提供施展才能的平台，营造学技术、比技能、比贡献的学习氛围，促进运行人员技术业务素质进一步提高，让更多有一技之长的运行人员脱颖而出。
加强培训与鉴定考评紧密结合的机制建设。培训是基础，鉴定考评是手段，鼓励和督促运行人员积极参加技能培训，促其岗位成才。在提高职工理论知识水平的基础上，加强技能培训和技能鉴定工作，积极创造条件，让更多的运行人员经过集控运行高级工、技师以及高级技师的培训、鉴定，成为集控运行工种的技术能手、技术人才，具有诊断复杂问题和解决实际难题的能力。
5.深化培训考核激励机制
培训形式多种多样，关键在于培训效果。要使各类培训都取得预期效果，必须深化、细化、完善教育培训激励机制。主要采用师徒合同制、培训目标倒逼机制、培训人员与部门奖励挂钩为主的培训激励机制。对新进人员、转岗人员、从低岗到高岗生产人员等，根据培训需要签订师徒合同，一帮一”的师傅带徒弟培训，使徒弟学习有保证。按师傅合同实行挂钩考核，对培训效果好的师傅和徒弟分别进行奖励，还对所在部门嘉奖，以充分发挥师傅带徒弟这种形式在培训工作的最有效作用。对各部门采取集中培训、现场培训等举办的培训班，按培训期数以一定额度奖励办班部门。实行培训目标倒逼机制，提高培训质量，调动教与学的积极性。。
6.建立网络培训平台，大力推行在线学习
创新培训手段。推行网络培训，建立网络培训平台，将各种学习资料挂到网络上，供大家共学习。比如开展一次反事故演习，将演习中暴露的问题汇总，在网络培训平台上，供运行人员学习用，使大家都能改正演习中暴露出的问题，在实际运行中碰到事故能做到心中有底，从而能够正确、果断、迅速的处理各种运行的突发情况。建立网络考试系统，建立试题库，日常的规程考试、安规考试考试可在试题库中随机产生试题，每个人考试题不完全一样，使运行人员学习时更注重全面性、系统性，调动运行人员学习积极性。
7.开展运行班组学习型组织建设
发电技术在不断创新，机组设备在不断改造，只有不断的学习，不断的提高技能，才能使运行值班水平保持并提高。因此，开展运行班组学习型组织建设非常有必要。要通过学习型组织创建，让运行人员形成终身学习的理念，形成主动的学习行为，形成强烈的使命感、持久的驱动力，形成爱岗敬业、技艺精湛、作风扎实的运行团队，提升运行全员综合素质。
集控运行全能值班员的培养是一项长期的工作，是发电厂培训工作的重中之重，只有不断创新、完善培训内容与方式，贴近运行工作实际，持续有效开展，集控运行全能值班员的培养必将取得更为理想的成绩和良好的效果。
【论文摘要】现代企业需求高级电气维修专业人才，传统的企业培养的模式已无法适应时代的发展，以能力为本位的高级电气维修工培养模式及其考核鉴定体系迫在眉睫。依据高级工等级标准，结合技能等级鉴定的方式和特点，考虑学员不同层次的特点，采用模块式教学方式，深受学员欢迎，同时也收到了良好的社会效应和经济效应。
电气维修专业与国家职业标准相对应的职业名称为维修电工，其职业定义为：从事机械设备和电气系统线路及器件等的安装、调试与维护、修理人员。随着计算机信息技术的飞速发展，现代企业广泛使用的新技术、新工艺、新知识、新设备显然对从事维修工作高技能型人才的要求无论是从知识结构，还是从技术技能结构上都发生了变化，故传统的企业培养的模式已无法适应知识经济的需要。随着时代的发展，建立以岗位需求为目标，以能力为本位的高级电气维修工培养模式及其考核鉴定体系迫在眉睫。
1职业技能鉴定考试只具有达标性
我国职业技能鉴定考试类似一把尺子，只具有达标性，是按照“标准参照考试”方式进行的，它是以某一个职业中某一个等级所需要的知识、技能、操作熟练程度和职业道德要求等作为标准，检查考生是否达到等级标准规定的要求。难度不是以考生通过率来确定，而是以要求的知识、技能量的特征（掌握多少、反应快慢等）和质的特征（复杂程度）来决定，对来自不同企业、具有不同工作经历、不同文化层次的人进行高级维修电工等级鉴定培训，使他们大都能达到高级维修电工等级鉴定标准，目前尚无统一培训模式，为提高培训质量、满足参训学员不同的要求，在高级电工培训教学中我们依据高级工等级标准，结合技能等级鉴定的方式和特点，考虑学员不同层次的特点，采用模块式教学方式，使培训教学能有章可依，参训学员能各取所需。WWw.133229.COm
2职业技能鉴定考试采用模块式
2.1模块化的由来
“模块”一词是外来词，其英文为module，模块化作为一种高技术时代的技术开发、设计思想，最初出现在信息技术领域。国际劳工组织在20世纪70年代开发出一种较为先进的培训模式——模块式教学（简称mes），在我国一般称之为“模块式教学法”，它是在深入分析每个职业（工种）和技能的基础上，严格按照工作标准（岗位规范），将教学大纲和教材开发成不同的教学模块，形成类似积木组合式的教学方式。培训目标明确：每个模块的学习都要以掌握必要的技能为目的，主要以胜任本职业的能力要求为目标，每个模块的课程设置，应在对职业岗位能力分析的基础上，根据培养的人应具有的知识、能力和素质，按需施教、学用一致，干什么学什么，尽量精简不必要的知识。
2.2高级维修电工职业技能鉴定培训四大模块教学
模块式教学将高级维修电工应掌握的应知、应会内容分成四大模块：基础模块、基本技能模块、行业技能模块、新技术应用模块，特别是新技术应用模块：高级维修电工要能利用可编程控制器（plc）、变频器对旧的拖动线路进行改造，利用编程软件进行编程设计，熟练运用计算机进行通信等知识，该模块以介绍新技术在电气控制方面的应用为目的，是培训的重点与难点。以可编程控制器为例：可编程控制器（简称plc）是以微处理器为基础，综合计算机技术，自动控制技术和通讯技术而展起来的一种新型工业控制装置，它将传统继电器控制技术和现代计算机信息处理两者的优点结合起来成为工业自动化领域中最重要，应用最多的控制设备，并已跃居工业生产自动化三大支柱（可编程控制器、机器人、计算机辅助设计与制造）的首位。
现代工业控制普遍采用plc的必然性：在plc问世之前，继电器控制系统是针对各种控制要求而专门设计的；传统的继电器控制系统的控制电路要使用大量的控制电器，需要通过人工布线，组装来完成电路的连接，其通用性能差，只要控制要求改变，其控制接线就需进行改动。其二，单个继电器触点数目仅限于4～8对，若控盘线路较复杂，则需增加较多的中间继电器，时间继电器等器件，从而导致控制柜体积庞大，功能局限。其三，由于器件的老化，脱焊，触点的开闭导致的电弧烧蚀、接触不良等现象不可避免，控制系统的可靠性降低，导致维修工作耗资费时，若停产维修将会造成不可估量的损失。
鉴于上述缺陷，现代工控采用plc控制也就自然而然，plc用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少继电器控制系统的1/10～1/100，因触点接触不良造成的故障也大为减少。plc优越的工控性能亦不再赘述。
2.3高级维电plc改造模块的针对性培训
职业技能鉴定考试虽分为应知、应会两大部分，但由于维修电工对理论要求较高的特殊性，尤其可从高级维修电工的应会考试可以看出，高级维修电工的技能并不是纯粹的操作，而突出的是理论指导实践。因此，为在有限的时间内取得较好的教学效果，在对各模块教学时要用理论去分析解释实际中的问题，将理论与实际中的应用结合起来，组织学员对工作中的疑难问题、典型事例进行探讨，提高学员的理论分析问题的能力。模块中的课时，是考虑到参训学员有中级维修电工技能等级、有一定的工作经历并利用在职业余培训的特点计划的，大量的消化和练习将由学员自己完成，教学以讲授为主，指导练习、参观为辅，若有学员想对某一模块系统学习，可增加学时，参加专训班学习。
总之，高级维修电工职业技能鉴定培训内容模块化分类，有利于不同层次的学员选择学习项目，节约时间，节省培训成本；有利于教师的备课和器件的准备；将培训内容模块化并将模块中的内容公示，还有利于接受社会的监督。通过几批次的运行操作，该模块化教学方式利于提高学员的技能鉴定合格率，深受学员欢迎，同时也收到了良好的社会效应和经济效应。
参考文献：
［1］维修电工(初级、中级、高级).《职业技能鉴定教材》编审委员会,1998.10．
［2］庄建源.维修电工(国家职业资格三级高级)操作技能考试手册.石油大学出版社?,2001.1．