《可编程控制器及其运用》教案

仪征技师学院教案2012~2013学年第二学期教学系部电气工程系教研室(实验室)电气教研室课程名称可编程控制器及其运用专业班级12中电电气班授课教师唐春耘职称教材名称可编程控制器原理与应用仪征技师学院2013年4月28日可编程控制器及其运用课程编号总计学时：讲课学时：实验学时：学分类别必修课（√）选修课（）理论课（√）实验课（）任课教师职称授课对象基本教材和主要参考资料序号教材名称作者出版社出版时间1可编程控制器及其运用2009年教学目的要求通过本课程的学习，使学生了解常用控制电器的用途、基本结构、基本原理和型号选择方法，达到正确使用和选用的目的。熟练掌握电气控制电路的基本环节，具备阅读和分析电气控制电路的能力，能设计简单的电气控制电路。；了解PLC在工业自动化领域的动态和发展趋势；熟悉PLC的工作原理，熟练掌握PLC的基本指令系统和典型电路的编程，掌握PLC的程序设计方法，能够根据生产过程要求进行系统设计，编制应用程序。了解PLC的网络和通信原理。教学重点难点本课程的教学重点：常用控制电器的用途、基本结构、基本原理和型号选择方法，阅读和分析电气控制电路，简单的电气控制电路设计；PLC的基本逻辑指令和部分功能指令的功能及应用；PLC梯形图基本电路的结构和原理；PLC梯形图程序的顺序控制设计法；PLC系统的起保停电路的编程方式、STL指令的编程方式和以转换条件为中心的编程方式；PLC的选型与硬件配置的确定。本课程的教学难点：简单的电气控制电路设计，PLC梯形图程序的顺序控制设计法。1电气控制与PLC应用课程教案授课时间第11周第5567节课次授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排4授课题目（教学章、节或主题）：第五章可编程序控制器及其工作原理§1-1可编程序控制器概述；§1-2PLC控制与继电器控制的比较教学目的、要求：1.掌握电器控制系统的概念、了解电器控制系统的历史、现状及其局限性；2.掌握PLC的概念，了解PLC的特点、历史、现状、发展趋势及其在自动化领域中的地位；熟悉本课程的性质和任务，掌握本课程的学习方法教学重点及难点：电器控制系统的概念，PLC的概念，PLC的现状及其在自动化领域中的地位；本课程的学习方法。教学基本内容方法及手段§1-1可编程序控制器概述一、可编程序控制器生与发展二、可编程序控制器的用途与特点抗干扰能力强，可靠性高；控制系统结构简单、通用性强、应用灵活；编程方便，易于使用；功能完善，扩展能力强；PLC控制系统设计、安装、调试方便维修方便，维修工作量小PLC具有完善的自诊断，履历情报存储及监视功能；体积小、重量轻，易于实现机电一体化。三、可编程序控制器的主要性能指标四、可编程序控制器的分类（一）按I∕O点数容量分类：小型机、中型机、大型机（二）按结构形式分：整体式结构、组合式结构§1-2PLC控制与继电器控制的比较一、系统框图的比较;二、PLC的等效电路图多媒体作业和思考题：1-1、1-2、1-3教学后记：在本堂课结束时，应概括性地总结一下：目前，电器控制系统主要用于程序较为简单，所需继电器较少，程序基本固定，可靠性要求不高的场合，PLC控制系统主要用于程序较为复杂，所需继电器较多，程序经常变更，可靠性要求较高的场合。以加深对这两种控制系统的应象。填表说明：1.每项页面大小可自行添减；2.课次为授课次序，填1、2、3……等；3.授课方式填理论课、实验课、讨论课、习题课等；2电气控制与PLC应用课程教案授课时间第11周周第5、6节课次1授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：§1-3可编程序控制器的硬件组成教学目的、要求：熟悉PLC的基本组成部分及各部分的作用；了解PLC的物理结构；了解PLC的CPU模块中几种常用存储器的特点和用途；了解PLC开关量I/O模块的几种外部接线方式的特点及其适用场合；了解PLC开关量I/O模块中几种常用I/O电路的工作原理、特点及其适用场合；了解PLC的本地I/O和远程I/O的概念、特点及其适用场合。教学重点及难点：PLC开关量I/O模块中几种常用I/O电路的工作原理、特点及其适用场合。教学基本内容方法及手段一、中央处理器（CPU）二、存储器三、输入、输出接口（一）开关量输入接口电路：1．直流输入接口电路；2．交流输入接口电路；3、交、直流输入接口电路（二）开关量输出接口电路晶体管输出、晶闸管输出、继电器输出接口电路四、电源五、扩展接口；六、通信接口；七、智能I／O接口八、编程工具；九、智能单元；十、其他部件多媒体作业和思考题：PLC由哪几个基本部分组成？它们各起何作用？教学后记：这一节教学插图较多，且复杂，应采用多媒体手段讲授，以节省绘图时间，提高课堂效率。填表说明：1.每项页面大小可自行添减；2.课次为授课次序，填1、2、3……等；3.授课方式填理论课、实验课、讨论课、习题课等；3电气控制与PLC应用课程教案授课时间第12周周第节课次授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排4授课题目（教学章、节或主题）：§1-4可编程序控制器的软件组成；§1-5可编程序控制器的工作原理教学目的、要求：掌握可编程序控制器的软件及其工作原理；可编程序控制器的工作原理及工作过程；教学重点及难点：编程序控制器的软件及其工作原理；可编程序控制器的工作原理及工作过程；教学基本内容方法及手段§1-4可编程序控制器的软件组成一、系统程序：1、系统管理程序；2、用户指令解释程序；3、标准程序模块及系统调用程序二、用户程序：1、梯形图（LAD）编程；2、指令表（STL）编程；3、状态流程图（功能图）编程三、可编程序控制器的程序结构1、用户程序；2、数据块；3、参数块§5-5可编程序控制器的工作原理一、可编程序控制器的工作方式与运行框图PLC的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式，每一次扫描所用的时间称为扫描周期。CPU从第一条指令开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。PLC就是这样周而复始地重复上述循环扫描工作的。二、可编程序控制器的工作过程输入采样、程序执行、输出刷新阶段三、可编程序控制器对输入/输出的处理原则多媒体作业和思考题：1-5、1-6、1-7教学后记：这一节教学插图较多，且复杂，应采用多媒体手段讲授，以节省绘图时间，提高课堂效率。填表说明：1.每项页面大小可自行添减；2.课次为授课次序，填1、2、3……等；3.授课方式填理论课、实验课、讨论课、习题课等；4电气控制与PLC应用课程教案授课时间第13周第节课次授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排4授课题目（教学章、节或主题）：第二章FX2系列可编程序控制器及指令系统§2-1FX2系列可编程序控制器及其性能教学目的、要求：1.了解FX系列PLC的特点；熟悉FX系列PLC型号名称的含义；了解FX系列PLC的一般技术指标和输入/输出技术指标。2.掌握FX系列PLC内部继电器的功能及编号教学重点及难点：FX系列PLC内部继电器的功能及编号教学基本内容方法及手段一、FX2系列PLC1．型号命名方式；2．FX2系列PLC及其性能二、FX2系列PLC内部继电器的功能及编号1．输入继电器X（X0~X177）输入继电器是PLC用来接收用户设备发来的输入信号。输入继电器与PLC的输入端相连。输入继电器的地址编号采用八进制。2．输出继电器Y（Y0~Y177）：输出继电器是PLC用来将输出信号传给负载的元件。输出继电器的外部输出触点接到PLC的输出端子上。输出继电器的地址编号采用八进制。3．辅助继电器M：通用型、断电保持型和特殊辅助继电器三种，辅助继电器按十进制编号。（1）通用辅助继电器（2）断电保持辅助继电器（3）特殊辅助继电器4．状态继电器S：状态继电器S是编制步进控制顺序中使用的重要元件，它与步进指令STL配合使用5．定时器T：定时器在PLC中的作用相当于一个时间继电器，它有一个设定值寄存器，一个当前值寄存器以及无限个触点。6．计数器C；7．数据寄存器D；8．变址寄存器（V/Z）多媒体作业和思考题：教学后记：填表说明：1.每项页面大小可自行添减；2.课次为授课次序，填1、2、3……等；3.授课方式填理论课、实验课、讨论课、习题课等；5电气控制与PLC课程教案授课时间第14周周第节课次授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排4授课题目（教学章、节或主题）：§2-2FX2系列PLC的基本指令教学目的、要求：掌握FX系列PLC的基本逻辑指令的功能和使用方法。教学重点及难点：FX系列PLC的基本逻辑指令的功能和使用方法。教学基本内容方法及手段一、逻辑取和输出线圈指令LD、LDI、OUT二、触点串联指令AND、ANI三、触点并联指令OR、ORI四、串联电路块的并联指令ORB五、并联电路块的串联指令ANB六、栈指令MPS、MRD、MPP七、LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令八、主控及主控复位指令MC、MCR九、置位与复位指令SET、RST十、脉冲输出指令PLS、PLF十一、空操作指令NOP十二、程序结束指令END十三、.编程注意事项。多媒体作业和思考题：题2-1、题2-2、。教学后记：在讲授指令的同时，应当让学生适当地做些练习，以消化、巩固所学的知识。填表说明：1.每项页面大小可自行添减；2.课次为授课次序，填1、2、3……等；3.授课方式填理论课、实验课、讨论课、习题课等；6电气控制与PLC课程教案授课时间第15周周第节课次授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排4授课题目（教学章、节或主题）：§3-1FX2系列PLC的基本指令运用教学目的、要求：掌握FX系列PLC的基本逻辑指令的功能和使用方法。教学重点及难点：FX系列PLC的基本逻辑指令的功能和使用方法。教学基本内容方法及手段7试题1、设计PLC可编程序控制程序题目名称：设计一个自动往返控制线路的控制程序控制要求：设小车在停在A、B两点间，按下启动按钮后，小车能在A、B两点间循环往复运行。按下停止按钮或碰撞极限开关，小车立即停止运行。有必要的联锁和保护措施。（1）本题分值：100分（2）考核时间：30min（3）考核要求：根据加工工艺过程，在规定的时间内完成控制电路的基本指令设计，将编制的程序输入PLC，按照被控制设备的动作要求进行调试，达到考题规定的要求。1、编程方法由考评员指定：⑴用FX2N系列PLC简易编程器编程⑵用计算机软件编程2、工作方式由考评员设定：3、写出地址分配表4、画出PLC接线图5、写出梯形图程序及语句程序6、用FX2N系列PLC简易编程器或计算机软件进行程序输入7、用电脑编程软件进行模拟调试（4）评分原则：按照完成的工作是否达到了全部或部分要求，由考评员按评分标准进行评分。在规定的时间内考核不得延时。（5）否定项：违反安全文明操作，该项不得分。（6）附图：自动往返控制线路原理图试题2、设计PLC可编程序控制程序题目名称：设计三级皮带运输机控制程序控制要求：有一台三级带式运输机，分别由M1、M2、M3三台三相异步电动机拖动。启动时，要求按M1、M2、M3的顺序启动；停止时，要求按M3、M2、M1的顺序停止。8教学后记：在讲授指令的同时，应当让学生适当地做些练习，以消化、巩固所学的知识。电气控制与PLC课程教案授课时间第16周周第节课次授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排4授课题目（教学章、节或主题）：§3-2FX2系列PLC的基本指令运用教学目的、要求：掌握FX系列PLC的基本逻辑指令的功能和使用方法。教学重点及难点：FX系列PLC的基本逻辑指令的功能和使用方法。教学基本内容方法及手段9试题3、设计PLC可编程序控制程序题目名称：设计按钮和时间继电器控制双速电动机的控制程序控制要求：有一台双速电动机，启动时，要求按启动按钮；双速电动机以低速启动运转；经过一段时间后，双速电动机的定子绕组由三角形变双星形，电动机以