电梯模型

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走入工大课堂

期次:第250期    作者:王宏泽   查看:335









  电信学院的PLC实验室是电气专业课程实验室,主要的实验课程是《电气控制与 PLC应用》、《PLC综合训练》,实验内容包括与、或、非逻辑处理实验,定时器、计数器实验室,跳转、分支实验,数据控制功能实验,微分、位操作实验,电机控制实验,液位PID控制系统,交通灯控制,多站点小车控制,机械手控制,变频调速系统,电梯控制系统,智能车库控制系统,挖掘机控制系统,PLC网络控制系统,组态软件开发设计训练等。
  PLC课内实验和PLC综合训练,是电信学院针对大三电气工程和自动化两个专业学生在教学实践周的主要培养内容,一直以来的培养模式是通过电脑模拟运行程序,锻炼学生对复杂逻辑的编程能力。不过,由于是电脑仿真运行,学生缺乏直观感知,课程内容设计也比较枯燥,学生兴趣不浓。
  因为培养效果不是很理想,电信学院的老师想方设法改变教学方法。最终,郭永吉老师和他的学生设计了一套电梯模型,通过编写复杂的逻辑关系来实现电梯的真实运行,这种实物教学有效地激发了学生的兴趣,也使得PLC课程教学过程更为轻松,获得了师生的一致好评。
  2016年年底,郭永吉老师有了做电梯模型的想法,他认为PLC课内实验主要是训练学生对复杂逻辑的控制,而电梯正好具有复杂的逻辑程序,还可以提高学生对复杂工程问题的解决能力。电梯模型涉及基本逻辑控制、电梯的两种调试方式(变频和PWM)、安全控制策略(超速和超重控制)、负载变化时的电梯运行状况分析、电梯的群控控制策略、运行节能分析等六大问题,综合性更强。说干就干,郭永吉老师用一个多月的时间完成了这套电梯实验教学装置的设计加工。
  据郭永吉介绍,这套电梯实验教学装置高2.2米,宽0.8米,重50kg,主要由底座、外部框架、印刷电路板、箱体、变频器、PLC、单片机等几部分构成。电梯运行时通过PLC编程软件把程序存储到PLC,PLC运行程序和单片机协调控制,由变频器拖动电机,电机牵引箱体,箱体和配重互相平衡,从而降低负载功率,通过外部按钮呼叫使电梯上升到指定楼层,还可用遥控器远程控制电梯的升降,电梯还伴有语音提示,直流电机控制电梯的开关门,同时电梯门是亚克力透明板,可以清楚地看到电梯内部结构及箱体运行状况。
  2017年6月,这套电梯实验教学装置开始进入电信学院PLC综合训练的实验室。按照两人一个小组,郭永吉老师给每个小组给定课题。电脑和PLC连接后,学生在PLC软件上读、写、监控、调试程序,以实现复杂逻辑程序的控制。比如,当电梯出现故障,箱体卡在两层楼梯之间,需要修改程序使箱体恢复到合适的位置。这种“接地气”的实验内容极大地激发了学生的兴趣,好几次郭永吉老师中午到实验室都能看到很多学生在吃饭时间兴致勃勃地调试程序。课后还经常有学生问问题。最终学生都高效地完成了课题内容,课程结束后学生还经常和他互动。在郭永吉看来,能激发学生的兴趣、吸引学生求知、求是,最终能钻研问题,这就达到了良好的教学效果。
  目前,电信学院准备再增设几套电梯装置以满足教学之需,而机电学院几名老师也对这套装置很感兴趣,联系了郭永吉老师希望帮忙做几台这样的教学装置。郭永吉也在尝试不断改进电梯装置,不久之后电梯实验教学装置将陆续进入工大的课堂。