胡俊祥　趙輝　馬洪偉

摘 要：本文所介紹的是在現(xiàn)代化高鐵事業(yè)蓬勃發(fā)展時(shí)期，中車長(zhǎng)客股份公司在職工技能培訓(xùn)方面一次全新嘗試，將先進(jìn)的PLC技術(shù)與職工技能培訓(xùn)有機(jī)結(jié)合，研發(fā)團(tuán)隊(duì)利用可編程邏輯控制器（PLC）結(jié)合繼電拓展轉(zhuǎn)換組件，圓滿完成了“調(diào)試操作技能實(shí)訓(xùn)裝置”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建工作。文章通過(guò)介紹“調(diào)試操作技能實(shí)訓(xùn)裝置”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的前期背景、設(shè)計(jì)理念、構(gòu)建方式及執(zhí)行效果為讀者展示了其先進(jìn)性、可靠性、適用性。

關(guān)鍵詞：PLC;拓展;網(wǎng)絡(luò);高鐵;職工技能培訓(xùn)

隨著電氣化鐵路進(jìn)程的不斷深入發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)步入高鐵時(shí)代，列車越發(fā)朝著更安全、更穩(wěn)定、更快捷的方向發(fā)展，對(duì)企業(yè)員工技術(shù)技能水平提出更高要求。但如何在不影響產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量和生產(chǎn)進(jìn)度的同時(shí)，讓職工技術(shù)技能培訓(xùn)與實(shí)際生產(chǎn)工作更貼近、更吻合，成為企業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的重大課題。最終在長(zhǎng)客人智慧的凝聚下六套“調(diào)試操作技能實(shí)訓(xùn)裝置”悄然誕生，其中可編程邏輯控制器（PLC）的引入和繼電拓展轉(zhuǎn)換組件的設(shè)計(jì)起到了至關(guān)重要的作用。真實(shí)的構(gòu)建了動(dòng)車組網(wǎng)絡(luò)控制功能，使動(dòng)車組各大功能模塊的達(dá)到高度仿真，不但可以準(zhǔn)確的模擬現(xiàn)車的各項(xiàng)功能，而且通過(guò)預(yù)置的開(kāi)關(guān)可以模擬相關(guān)實(shí)車的故障問(wèn)題，讓受訓(xùn)的職工在不對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成損害的同時(shí)，切合實(shí)際的完成了對(duì)自身技術(shù)技能的有效提升。

一、利用PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的前期背景

為了滿足新時(shí)期職工技能培訓(xùn)的需求，給職工營(yíng)造一個(gè)真實(shí)、貼切的培訓(xùn)平臺(tái)，長(zhǎng)客股份公司于2011年初建立“調(diào)試操作技能實(shí)訓(xùn)裝置”研發(fā)團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)近4個(gè)月的研發(fā)實(shí)訓(xùn)裝置正式投產(chǎn)，在短期內(nèi)如何呈現(xiàn)出與真實(shí)的動(dòng)車組完全一致的仿真模擬功能效果又成為擺在面前百思不得其解的攻堅(jiān)難題。因?yàn)檎鎸?shí)的動(dòng)車都是網(wǎng)絡(luò)控制，如果購(gòu)買六套現(xiàn)車使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備其成本過(guò)于高昂，如果不設(shè)置網(wǎng)絡(luò)控制又無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果，正當(dāng)此時(shí)PLC技術(shù)的引入幫助團(tuán)隊(duì)走出了困局。PLC是可編程邏輯控制器，其優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)靈活、節(jié)省空間、低成本、可靠性強(qiáng)、傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬穩(wěn)定，借此團(tuán)隊(duì)決定采用PLC作為替代產(chǎn)品進(jìn)行“調(diào)試操作技能實(shí)訓(xùn)裝置”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

二、利用PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的構(gòu)建方式

結(jié)合系統(tǒng)的控制要求，采用了三菱FX2N-48MR型可編程邏輯控制器，并通過(guò)繼電拓展轉(zhuǎn)換組件將24目（實(shí)際使用22目）有源輸出轉(zhuǎn)換為26對(duì)無(wú)源觸點(diǎn)供系統(tǒng)使用。由于各功能模塊是可拆卸的分體結(jié)構(gòu)，為方便使用所以在設(shè)計(jì)時(shí)各功能塊與繼電拓展轉(zhuǎn)換組件采用通用快速接口，實(shí)現(xiàn)不同模塊可通過(guò)一套接口與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速連接。為防止各接口出現(xiàn)鏈接錯(cuò)誤采用了硬件防插錯(cuò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

繼電拓展轉(zhuǎn)換組件為安裝方便采用滑道式固定結(jié)構(gòu)，為節(jié)省空間采用多級(jí)層式布局，為了便于觀察工作狀況，還特設(shè)計(jì)了工裝狀態(tài)指示。通過(guò)繼電拓展轉(zhuǎn)換組件和可編程邏輯控制器的結(jié)合構(gòu)成新系統(tǒng)，承載各功能模塊，另外這套系統(tǒng)設(shè)計(jì)了自動(dòng)識(shí)別機(jī)構(gòu)，能夠達(dá)到智能化自動(dòng)識(shí)別不同的功能模塊，并輸出相應(yīng)的工作程序，避免了人工識(shí)別切換造成錯(cuò)誤的機(jī)率。

三、利用PLC進(jìn)行調(diào)試操作技能實(shí)訓(xùn)裝置網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建各系統(tǒng)接口參數(shù)〖ST〗

由于具體軟件程序涉及行業(yè)保密內(nèi)容，所以在這里不作詳細(xì)講解，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與各功能模塊的邏輯關(guān)系，如下：輸入端COM的X0、X1、X2接通9芯公插座1、2、3針;輸入端COM的X10、X11、X12、X20、X21、X22接通9芯母插座1、2、3、6、7、8針。

這里需要特別強(qiáng)調(diào)的是在進(jìn)行編程的時(shí)候必須注意“至位優(yōu)先”與“復(fù)位優(yōu)先“的問(wèn)題，如果這個(gè)問(wèn)題解決不好將會(huì)出現(xiàn)雖然梯形圖完備，但軟件程序存在漏洞，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)所有預(yù)想功能。

四、利用PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的應(yīng)用效果

通過(guò)PLC和繼電拓展轉(zhuǎn)換組件相結(jié)合進(jìn)行“調(diào)試操作技能實(shí)訓(xùn)裝置”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，不但大大降低了成本投入，而且完全實(shí)現(xiàn)了對(duì)動(dòng)車組各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)功能完全一致的仿真模擬，效果真實(shí)的呈現(xiàn)在受訓(xùn)職工面前，僅以受電弓系統(tǒng)為例，可以實(shí)現(xiàn)正常升弓、旁路狀態(tài)升臨弓、正常降弓、緊急快速降弓、弓網(wǎng)壓力監(jiān)控、升弓換端等等動(dòng)車組真實(shí)現(xiàn)車功能。

經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證這套網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)小巧，設(shè)計(jì)精妙，運(yùn)行穩(wěn)定，執(zhí)行快捷、準(zhǔn)確，便于維護(hù)保養(yǎng)，完全符合預(yù)期設(shè)計(jì)構(gòu)想標(biāo)準(zhǔn)。其強(qiáng)大的功能和優(yōu)越的性能在日常職工技能培訓(xùn)中得以充分展現(xiàn)，并且在兩屆國(guó)家級(jí)二類技能競(jìng)賽中被選定為實(shí)作技能考試中動(dòng)車組故障排除考試項(xiàng)點(diǎn)的考試設(shè)備，在賽會(huì)期間其穩(wěn)定的性能得到大賽組委會(huì)的充分認(rèn)可。

五、結(jié)論

綜上所述，“調(diào)試操作技能實(shí)訓(xùn)裝置”的，使受訓(xùn)學(xué)員的實(shí)際操作培訓(xùn)真正成為了一項(xiàng)生動(dòng)可見(jiàn)，操作性極強(qiáng)的實(shí)踐活動(dòng)，不再只是抽象可畏的教程。通過(guò)PLC和繼電拓展轉(zhuǎn)換組件構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更是點(diǎn)睛之筆。真實(shí)的構(gòu)建了動(dòng)車組網(wǎng)絡(luò)控制功能，使動(dòng)車組各大功能模塊的達(dá)到高度仿真，讓學(xué)員能夠親自操控，實(shí)際動(dòng)手，真實(shí)感受，快速有效的提升自身技術(shù)技能水平，從而最大限度的激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)即不對(duì)實(shí)際產(chǎn)品質(zhì)量造成損害，又不會(huì)對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度產(chǎn)生影響，并且構(gòu)建這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所需的費(fèi)用投入比較適中，即經(jīng)濟(jì)又實(shí)用，所以說(shuō)PLC在職工技能培訓(xùn)方面的實(shí)際應(yīng)用存在極大的應(yīng)用和推廣空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]張澤榮.可編程序控制器原理與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[2]顧戰(zhàn)松，陳鐵年.可編程控制器原理與應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1999.