PLC技术及应用整体课程设计

1、PLC技术及应用课程整体教学设计一、管理信息课程名称：PLC技术及应用项目教程制定时间：2011年8月1日课程代码：略 所属分院：机电学院制定人： 批准人：略二、基本信息学分：4 课程类型：电气自动化专业基础课学时：72 先修课：电机拖动授课对象：2010电气（1）（2）（高职） 后续课程：交流调速技术组态控制技术三、课程设计1、课程目标设计（1）知识目标可编程控制器的特点、应用和组成等基本情况，FX系列可编程控制器的编程元件及基本指令和功能指令系统，FX系列可编程控制器的各种程序设计方法，FX系列可编程控制器在生产实际中控制变频器的几种方法以及编程器和编程软件使用。（2）能力目标通过本课程的

2、学习，使学生掌握PLC原理与编程方法，具备一定的PLC程序设计PLC应用能力，使所学的理论知识灵活的应用到实践中。培养学生动手动脑的能力、空间想象和思维能力、培养耐心细致的工作作风、严肃认真的工作态度。（3）其他目标规范操作习惯正确使用可编程控制器信息获取能力利用书籍或网络获得相关信息良好职业行为正确做事团结协作能力互相帮助、共同学习、共同达到目标语言表达能力表述与回答问题2、课程内容设计模块名称学时PLC综述12三项异步电动机的启动、保持、停止控制6电动机正反转PLC控制6三相异步电动机Y降压启动PLC控制6多台电动机的顺序启动和停止的PLC控制4机械手自动控制8大小球分类传送装置6液体混合

3、装置6工作台自动往返循环控制14步进电动机的PLC控制108站小车的呼叫控制4钢板展开压平冲剪流水线控制63、能力训练项目设计编号能力训练项目名称拟实现的能力目标相关支撑知识化训练方法手段即步骤结果（可展示）1PLC综述熟悉PLC的知识背景、为PLC后续内容的学习打下基础。能将输入输出部件与PLC连接起来。具有PLC编程软件的使用能力。掌握PLC 概念、产生、发展、基本结构特点、应用及发展趋势。理解PLC的基本组成和工作原理，扫描工作过程。了解PLC的主要性能指标。了解三菱FX系列PLC型号、构成及基本性能指标。掌握三菱FX系列PLC输入继电器、输出继电器以及辅助继电器的特点。熟悉常用PLC的

4、型号、软件与编程语言。多媒体演示，边讲边练，结果演示，并点评上交实验报告单2三项异步电动机的启动、保持、停止控制能根据系统的控制任务分析确定系统的控制要求；能确定PLC的输入设备、输出设备和相应的输入/出点数；能安装PLC的I/O接点电路和主电路；能够按照常用电器控制电路的思路设计PLC梯形图；具有PLC梯形图调试和系统调试的方法和能力；具有PLC系统故障检查及维修的能力；具有将常用电器电路设计的方法移植到PLC梯形图设计上来的能力；掌握PLC编程规则；掌握PLC常用编程软元件分类及其范围表示；掌握PLC的基本指令:(LD,LDI.,OUT,OR,AND,ANI,SET,RST,END)的用法

5、及注意事项；掌握转换法编程的基本知识。掌握三相异步电动机启动、保持、停止控制的工作原理；掌握PLC基本指令的应用及注意事项。多媒体演示，边讲边练，结果演示，并点评上交实验报告单3电动机正反转PLC控制能够熟练使用编程工具。能根据控制要求，正确写出输入、输出分配表。能根据控制要求设计PLC外围电路。能根据控制要求编制PLC程序。能根据编制程序独立完成控制电路的安装与调试。掌握PLC基本指令（LDP、LDF、MC、MCR、ORP、ORF）。掌握梯形图设计的注意事项。掌握PLC程序设计的方法和技巧掌握三相异步电动机可逆运转联锁控制系统主电路设计的注意事项与电路原理。三相异步电动机可逆运转联锁控制系统

6、PLC控制的梯形图的注意事项与电路原理。个别指导，集体辅导上交实验报告单4三相异步电动机Y降压启动PLC控制会根据项目分析系统控制要求写出I/O分配点并正确设计出外部接线图。会根据控制要求选择PLC的编程方法。学会使用三菱PLC的定时器的指令。能正确识读三相异步电动机/起动控制系统的梯形图和线路图。能根据控制要求正确编制、输入和传输PLC程序。能独立完成整机安装与调试。会根据系统调试出现的情况，修改相关设计掌握(ORB、ANB、MPS、MPD、MPP、T、C)基本指令。掌握PLC的编程技巧。学会使用三菱PLC的定时器，计数器。掌握PLC常用的编程方法。掌握整机的安装与调试。多媒体演示，边讲边练

7、，结果演示，并点评上交实验报告单5多台电动机的顺序启动和停止的PLC控制能使用相关指令编制顺序启停控制电路梯形图。能用经验设计法编制控制电路的梯形图。能用PLC控制的顺序启动、逆序停止控制系统的设计、调试和安装，理解栈操作指令、主控指令的工作机制与程序的优化的关系。熟练掌握置位SET,复位RST语句以及软元件定时器T的特点。熟练掌握顺序启停控制的用途与控制方法。掌握 (PLS、PLF、INT、C)基本指令。掌握简单电路的经验设计方法及“起保停”电路的控制逻辑。熟练掌握栈操作指令和主控指令使用方法。个别指导，集体辅导上交实验报告单6机械手自动控制会控制系统常用的工作方式及控制面板的设计；会用PL

8、C对简易机械手控制的设计方法；会工程中PLC的选型及硬件配置。掌握三菱FX系列PLC步进指令的用法；掌握状态转移图的编程方法、及其转换梯形图的编程规则；掌握机械手自动控制的工作原理。了解PLC控制程序结构化程序设计方法。熟悉PLC顺序控制系统的程序设计方法。掌握PLC控制系统设计的方法和步骤。个别指导，集体辅导上交实验报告单7大小球分类传送装置能分析选择性流程控制系统的工作过程，并编写状态转移图。能以转换为中心的顺序控制设计法编制选择性流程。能够进行大小工件分类传送装置的程序设计、运行、调试、故障分析判断、排除掌握顺控功能图的类型：单流程、选择分支、并行分支；掌握选择分支、并行分支及其联结，跳

9、转和循环；熟悉选择性流程的编制方法。掌握机械手自动控制的工作原理。多媒体演示，边讲边练，结果演示，并点评上交实验报告单8液体混合装置能够正确分析液体混合装置的自动控制原理；能够以转换为中心的顺序控制设计法编制选择性流程；具有梯形图调试和系统调试的方法和能力；具有系统故障检查及维修的能力；掌握用辅助继电器进行编程的方法；掌握液体混合装置自动控制的工作原理；掌握辅助继电器编程转换为梯形图的编程规则与方法；掌握选择性流程的编制方法；掌握以转换为中心的顺序控制设计法个别指导，集体辅导上交实验报告单9工作台自动往返循环控制能用功能指令编写工作台自动往返循环控制程序。能在编程软件中正确输入功能指令编写的程

10、序。能应用功能指令编写较复杂的控制程序。能对工作台自动往返循环控制的程序设计、运行、调试、故障分析判断、排除。掌握三菱FX系列PLC功能指令的类型和基本格式；掌握数据传送比较指令的用法；掌握部分功能指令的功能和使用注意事项；掌握算数运算指令的用法；掌握程序流程指令CJ的用法；掌握工作台自动往返循环控制的工作原理。个别指导，集体辅导上交实验报告单10步进电动机的PLC控制会用功能指令编写步进电动机控制。会在编程软件输入功能指令编写的程序。能应用功能指令编写较复杂的控制程序。掌握循环与位移指令的用法；掌握程序流程与移位控制类指令的用法；掌握步进电动机控制的工作原理。多媒体演示，边讲边练，结果演示，

11、并点评上交实验报告单118站小车的呼叫控制能够运用功能指令编写8站小车的呼叫控制。能够用编程软件输入功能指令编写的程序。能应用功能指令编写较复杂的控制程序。能够根据8站小车的呼叫控制的工作原理进行程序的设计、运行、调试、故障分析判断、排除。掌握数据处理指令及其应用；掌握七段译码指令及其应用；熟练掌握算数运算指令的用法；掌握8站小车的呼叫控制的工作原理。多媒体演示，边讲边练，结果演示，并点评上交实验报告单12钢板展开压平冲剪流水线控制会用功能指令编写钢板展开压平冲剪流水线控制。能将PLC和触摸屏进行综合程序的编制。能运用变频器的外部端子和参数实现变频器的程序运行。能够熟练运用GTDesigner

12、软件的使用，掌握图形、对象的操作和属性的设置熟悉触摸屏相关理论知识，掌握触摸屏的简单应用：熟悉GTDesigner软件的使用，掌握图形、对象的操作和属性的设置；掌握PLC和触摸屏相关联的程序编制方法。进一步掌握PLC与变频器综合控制的思路；能运用步进指令编制较复杂的控制程序： 掌握变频器程序运行参数的设置和外部端子的接线方式；掌握运用变频器的外部端子和参数实现变频器的程序运行的方法。掌握钢板展开压平冲剪流水线控制的工作原理。多媒体演示，边讲边练，结果演示，并点评上交实验报告单4、进度表设计序号学时教学目标和主要内容单元标题能力目标能力训练项目编号知识目标其他内容12PLC的引入背景PLC的基本

13、结构和特点能熟悉PLC的知识背景、为PLC后续内容的学习打下基础。1掌握PLC的基本结构了解PLC的特点职业行为语言表达能力团结协作能力22PLC的技术性能指标PLC的分类及其应用PLC的工作原理能见到PLC知道它是什么型号、品牌以及技术性能。能清楚PLC各品牌的应用领域和发展趋势。能明白PLC的工作原理及基本组成，能更好的使用PLC1掌握IO点数、扫描速度、内存容量、指令系统、内部寄存器、特殊功能模块掌握PLC的分类 了解PLC的应用领域 了解PLC的发展趋势职业行为语言表达能力团结协作能力32PLC控制与其他控制的主要区别F系列PLC的发展过程FX系列PLC的硬件及软件资源能区分PLC P

14、LC与微型计算机（MC）控制的区别，PLC与单片机控制的区别。能将输入输出部件与PLC连接起来。1理解PLC与微型计算机（MC）控制的区别理解PLC与单片机控制的区别理解FX系列PLC的产品系列及硬件系列理解FX系列PLC的软件职业行为语言表达能力团结协作能力42应用背景PLC基本指令能根据系统的控制任务分析确定系统的控制要求；会使用相关基本指令编程。2掌握逻辑取及驱动线圈指令LD/LDI/OUT掌握触点串、并联指令AND、ANI、OR、ORI掌握置位与复位指令：SET、RST掌握空操作和程序结束指令NOP/END职业行为语言表达能力52电路设计PLC编程规则点动、启动、保持、停止控制电路程序

15、设计能确定PLC的输入设备、输出设备和相应的输入/出点数；能安装PLC的I/O接点电路和主电路；能够按照常用电器控制电路的思路设计PLC梯形图；2掌握自保持（自锁）电路掌握优先（互锁）电路 掌握任务分析（控制要求）掌握分配IO接点职业行为语言表达能力62应用背景PLC基本指令能够熟练使用相关基本编程指令编程。3掌握脉冲式触点指令（LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF）掌握主控触点指令MCMCR掌握逻辑运算结果取反指令INV职业行为语言表达能力团结协作能力72PLC程序设计方法一转换法能根据控制要求用转换法编制PLC程序。3掌握基本方法掌握转换法设计的步骤职业行为语言表达能力82应

16、用背景PLC指令学会使用三菱PLC的定时器的指令。能正确识读三相异步电动4ORB、ANB、MPS、MPD、MPP、TO及其应用定时器，计数器的应用职业行为语言表达能力92电动机Y/降压启动控制会根据项目分析系统控制要求写出I/O分配点并正确设计出外部接线图。机/起动控制系统的梯形图和线路图。能根据控制要求正确编制、输入和传输PLC程序。能独立完成整机安装与调试。会根据系统调试出现的情况，修改相关设计4理解控制要求IO点的分配画出IO接线图及主电路图逻辑编程法的分析（按逻辑构造式）画出梯形图梯形图的优化程序的调试职业行为语言表达能力102应用背景脉冲指令PLS、PLF经验编程法能使用相关指令编制

17、顺序启停控制电路梯形图。5掌握脉冲指令格式掌握脉冲指令的用法掌握经验编程法概述掌握常见的经验编程法职业行为语言表达能力112多台电动机的顺序启动和停止的PLC控制能用经验设计法编制控制电路的梯形图。能用PLC控制的顺序启动、逆序停止控制系统的设计、调试和安装，理解栈操作指令、主控指令的工作机制与程序的优化的关系。5理解控制要求I0点的分配画出I0按线图及主电路图用经验编程法进行编程（综合）系统调试职业行为语言表达能力122任务分析状态转移图及步进顺控指令会用状态转移图，设计程序。6状态转移图步进顺控指令状态图中的基本元素状态图的基本形式步进顺控指令应用注意事项状态转移图（SFC）转换成状态梯形

18、图（STL）、指令表程序职业行为语言表达能力132可编程控制器控制系统设计会用PLC对简易机械手控制的设计方法；6可编程控制器控制系统的硬件设计可编程控制器控制系统的程序设计职业行为语言表达能力142分析机械手的工作过程和控制要求会工程中PLC的选型及硬件配置。6机械结构工作过程控制要求机械手PLC选型与硬件设计机械手PLC的程序设计程序调试职业行为语言表达能力152工作任务FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制(一)能分析选择性流程控制系统的工作过程，并编写状态转移图。能以转换为中心的顺序控制设计法编制选择性流程。7理解任务分析理解工作原理掌握选择性流程及其编程掌握并行性流程

19、及其编程职业行为语言表达能力162FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制(二)能够编制复杂的控制系统的程序。7掌握跳转流程的程序编制理解复杂的控制系统的编程方式职业行为语言表达能力172控制要求及I/O接点的确定及I/O接线图及主电路能够进行大小工件分类传送装置的程序设计、运行、调试、故障分析判断、排除7掌握控制要求I/O接点的确定及I/O接线图及主电路程序设计及调试职业行为语言表达能力182应用背景与需求任务分析用辅助继电器实现顺序控制（一）能够正确分析液体混合装置的自动控制原理；会用辅助继电器实现顺序控制的设计思想8理解辅助继电器实现顺序控制的设计思想职业行为语言表达能力1

20、92用辅助继电器实现顺序控制（二）能够以转换为中心的顺序控制设计法编制选择性流程；会用辅助继电器编程的方法8掌握辅助继电器编程的方法职业行为语言表达能力202液体混合装置的程序设计及调试具有梯形图调试和系统调试的方法和能力；具有系统故障检查及维修的能力；8掌握起保停电路设计梯形图的方法掌握置位复位指令的编程方法程序调试职业行为语言表达能力212应用背景功能指令的概述能用功能指令编写工作台自动往返循环控制程序。能在编程软件中正确输入功能指令编写的程序。9理解项目背景掌握工作原理掌握功能指令的基本格式掌握功能指令的规则职业行为语言表达能力222功能指令的表示方法能应用功能指令编写简单程序。9掌握功

21、能指令掌握指令格式要素职业行为语言表达能力232数据传送与比较指令及应用能应用功能指令编写控制程序。9掌握数据传送与比较指令掌握数据传送与比较指令的基本用途职业行为语言表达能力242传送比较类指令应用实例能应用功能指令编写控制程序。9理解闪光信号灯的应用理解密码锁理解简易定时报时器职业行为语言表达能力252算数运算指令能应用功能指令编写控制程序。9掌握算术运算指令介绍掌握四则与逻辑运算类指令应用实例职业行为语言表达能力262跳转指针及跳转指令能应用功能指令编写较复杂的控制程序。9掌握跳转指针（P）掌握跳转指令（CJ）掌握主程序结束指令（FEND）掌握功能指令的输入方法职业行为语言表达能力272

22、项目控制能对工作台自动往返循环控制的程序设计、运行、调试、故障分析判断、排除。9控制要求 I/O接点的确定I/O接线图及主电路图 程序编制程序调试职业行为语言表达能力282用PLC对全自动洗衣机控制系统进行改造会用功能指令编写步进电动机控制。10掌握循环右移指令（ROR）掌握循环左移指令（ROL）掌握带进位的右循环移位指令（RCR）掌握带进位的左循环移位指令（RCL）职业行为语言表达能力292交通信号灯的自动控制（一）能应用功能指令编写较复杂的控制程序。10掌握位右移指令（SFTR）掌握位左移指令（SFTL）掌握字右移指令（WSFR）掌握字左移指令（WSFL）掌握移位寄存器写入指令（SFWR）

23、掌握移位寄存器读出指令（SFRD）职业行为语言表达能力302交通信号灯的自动控制（二）能应用功能指令编写较复杂的控制程序。10掌握报警器置位指令（ANS）掌握报警器复位指令（ANR）掌握平均值指令（MEAN）掌握二进制平方根指令（SQR）掌握二进制整数与二进制浮点数转换指令（FLT）掌握高低字节交换指令（SWAP）312复合控制（一） 能应用功能指令编写较复杂的控制程序。10子程序调用指令（CALL）子程序返回指令（SRET）中断指针I与中断有关的指令定时中断入口职业行为语言表达能力322复合控制（二）会在编程软件输入功能指令编写的程序。10理解控制要求I/O接点的确定I/O接线图及主电路图初

24、始化程序步进电动机正转步进电动机反转职业行为语言表达能力332复合控制（三）能够运用功能指令编写8站小车的呼叫控制。能够用编程软件输入功能指令编写的程序。能应用功能指令编写较复杂的控制程序。11数据处理指令及其应用七段译码指令SEGD及其应用职业行为语言表达能力342触摸屏的使用能将PLC和触摸屏进行综合程序的编制。12掌握人机界面 掌握触摸屏功能职业行为语言表达能力5、第一节课设计梗概第一步（1）认识PLC课程与专业的关系，并使学生知道为什么要学这门课程。（2）如何学：本课程的特点与相应的学习方法（3）学好的标准时什么：知识和技能的目标（4）本课程的考核要求：强调过程性考核，强调平时训练的重

25、要性第二步PLC的引入背景随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到了几乎所有的控制领域。现代社会要求制造业对市场需求做出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一要求，生产设备的控制系统必须具有极高的灵活性和可靠性，可编程序控制器正是顺应这一要求出现的。20世纪60年代以前，对工业生产进行自动控制的最先进装置就是继电控制盘，它对当时生产力的发展确实发挥了很大的作用。但当进入20世纪60年代末，工业生产随着市场的转变，生产开始由大批量少品种的生产转变为小批量多品种的生产方式，在这种转换过程中，继电控制系统的许多固有弊端越发显得突出，成了生

26、产转换的一大障碍。当时这类大规模的生产线的控制装置大都是由继电控制盘构成的，这种控制装置体积大、耗电多、可靠性低，尤其是改变生产程序很困难。如继电器控制系统中，使用了大量的机械触点，系统的可靠性差，功能局限性大、体积大、耗能多、特别是生产工艺要求发生变化时，控制柜内的元件和接线也必须要做相应的变动，这种变动的工期长，费用高，有的用户宁愿扔掉旧的控制柜，另外制作一台新的控制柜。为了改变这种状况，1968年美国通用汽车公司对外公开招标，要求用新的控制装置取代继电控制盘以改善生产、公司提出了如下10项招标指标：（1）编程方便，现场可修改程序；（2）维修方便，采用插件式结构（3）可靠性高于继电控制盘（4）体积小于继电控制盘（5）数据可直接送入管理计算机（6）成本可与继电控制盘竞争（7）输入可为市电（8）输出可为市电，输出电流在2A以上，可直接驱动电磁阀，接触器等；（9）系统扩展时原系统变更很少（10）用户程序存储器容量大于4KB。针对上述10项指标