自动化综合实训辅导

自动化技术实训辅导电气控制与PLC实训《电气控制与PLC实训》教学大纲

实训名称：电气控制与PLC实训实训周数：2周实训学分：2课程的类别：专业课课程的性质：必修课适用专业：自动化、测控实训的目的随着科技的发展，PLC的应用越来越广泛，为辅助《电气控制与PLC》这门课程的学习，加强学生对该门课程的认识和理解；增强学生实际动手能力，使学生更深层次理解电气控制原理，掌握PLC常用指令的功能、编程方法，安排两周实训课程。《电气控制与PLC实训》是我系自动化、测控专业学生理论联系实际和培养实际操作技能的重要专业课，是基于理论学习之上、旨在锻炼学生实际动手能力，培养学生的设计兴趣，逐步深入，最后达到学生能独立设计开发PLC控制系统的教学目的。实训任务通过本课程的学习，学生应熟练掌握常用低压电器的选型及应用、PLC控制系统设计的方法及外部接线方法、利用PLC编程软件进行程序设计的方法。实训教学目标1．巩固和加深已学的理论知识；2．掌握PLC控制系统的设计步骤及设计内容；3．学会使用GXDeveloper或STEP7编程软件进行程序设计及系统调试。4．培养学生综合运用所学的理论知识和基本技能的能力，尤其是培养学生把理论和实际结合起来分析和解决问题的能力。适应实际生产的需要。培养出一批既有理论知识又有实际动手能力的人才。5．培养学生的创新意识和团队合作精神，培养热爱科学、实事求是的学风，加强职业道德意识。实训的基本要求根据实训课题，了解工艺要求，掌握电气控制元器件的选择、测试和安装。掌握基本控制线路的设计、接线及测试方法。掌握PLC的工作原理、编程语言及编程方法；学会使用GXDeveloper或STEP７编程软件进行程序设计及系统调试；学会查阅电器元件及PLC的相关手册；熟练掌握PLC控制系统的设计步骤、设计内容及设计方法；完成实训报告的撰写。实训时间安排实训教学内容时间１分配实训任务、讲解实训要求１天２熟悉控制对象、提出控制要求和联锁要求，确定Ｉ/Ｏ设备，选择PLC、分配I/O点，设计I/O接线图等１天３进行电气原理图、接线图和元器件布置图的设计与选型等２天４购买及准备设计相关材料（如元器件、导线、工具等）２天５制作简单的控制对象并进行接线、调试等２天６设计梯形图控制程序并进行仿真调试２天７进行系统软硬件联机调试２天８撰写实训报告２天考核及成绩评定方式电气控制与PLC实训的总成绩采用百分制计算方法。其中，平时成绩占20%、实训内容及过程占50%、实训报告占30%。实训成绩评分标准序号评价内容分数序号评价内容分数1出勤（10分）3实训任务完成情况（50分）2课题难度分值（10分）4实训总结报告（30分）实训总成绩：分（1）出勤成绩包括考勤、团队协作和遵章守纪情况等。（2）课题难度成绩根据实训完成内容的全面性、完整性和难易程度确定。（3）实训内容及过程实训课题的控制功能分析、系统配置及控制程序流程图设计；PLC外部电路的设计与实验板制作；软件平台上的控制程序编写与调试；控制系统联机调试。（4）实训报告包括书写格式、规范、实训内容等。（1）报告格式正确，图表清晰，符合规范要求；（2）报告内容完整，条理清楚，表述通顺流畅，符合专业技术要求；（3）报告中能运用专业知识，较深入地分析、解决问题。自动化综合实训辅导----三菱PLC控制系统设计与仿真方案一：全虚拟实验系统准备工作首先安装三菱的编程平台GXDeveloper和GXSimulator仿真程序；安装MXComponent软件；安装易控组态软件（INSPEC）。软件功能GXDeveloper是三菱的通用编程软件，可完成三菱全系列PLC的编程、监控、调试和维护工作，可支持梯形图、指令表、SFC、ST及FB编程。MXComponent是三菱一款用于PC与PLC进行通信的软件，MXComponent支持个人计算机与可编程控制器之间的所有通信路径，兼容多种高级语言诸如VisualC++、VisualBasic和AccessExcel的VBA、VBScript等，在易控组态软件中就是应用MXComponent与GXSimulator进行通信的。

INSPEC是一种面向工业自动化的通用数据采集和监控的组态软件，它能够实现对自动化过程和装备的监视和控制。根据实际现场的需要，在易控组态软件平台上进行上位监控界面设计，依照易控组态软件的应用要求绘制并连接各个画面，建立基于易控组态软件的监控界面。全虚拟实验系统组成全虚拟实验系统构建

1.PLC程序设计及仿真调试（1）在GXDeveloper平台设计控制程序创建新工程在编辑窗口设计控制梯形图梯形图创建完成后必须进行“程序转换”！通过“显示”-->“工程数据列表”查看控制程序指令语句列表。通过“软件注释”为程序中的各个元件添加注释文本，提高程序的可读性！编辑和修改已创建的梯形图

【编辑】--【写入模式】--选中修改区域进行修改。

修改完成后，重新“程序转换”并保存文件启动GXSimulator仿真器，测试梯形图逻辑。检查程序运行结果程序运行结果无误，结束仿真测试。（2）在MXComponent设置通信通道参数经过简单设置后，可以通过Connectiontest项进行通道建立成功与否的检测，当通道建立成功并进行检测后可以看到虚拟通道连接成功的提示。

PLC监测窗口添加需要通讯状况监测的元件。（3）监控组态界面设计组态画面变量定义组态界面变量与PLC变量的对应链接全虚拟实验系统仿真方案二：实验板实验系统Step1:实验板布置设计Step2:输入/输出设备选择根据控制要求及实验板的设计设计要求，确定实验系统所需的输入设备（按钮、行程开关、传感器等）和输出设备（接触器、继电器、指示灯等）。

Step3:实验板制作（选做）万用电路板是一种按照标准IC间距（2.54mm）布满焊盘、可按自己的意愿插装元器件及连线的印制电路板，俗称“洞洞板”。相比专业的PCB制版，洞洞板具有以下优势：使用门槛低，成本低廉，使用方便，扩展灵活。

Step4:实验板连接PLC调试实验板FX2N系列PLC方案三：半虚拟实验系统半虚拟实验系统结构上位机（组态软件）数据库(数据变量)虚拟对象及控制画面下位机（FX系列PLC）PC与PLC通信协议半虚拟实验系统设计步骤（1）在GXDeveloper平台设计PLC控制程序；（2）在组态软件平台开发虚拟的控制对象和控制画面；（3）PLC与组态软件的通信连接设计；（4）PLC与虚拟对象联机调试。上位机与PLC的通信设计

上位机与FX2NPLC的通信设计是整个系统设计的重点，通信的设计完成并成功可以保证系统的运行结果真实、可信。上位机与PLC通信时，可以利用：（1）高级语言编程来实现：但是用户必须熟悉互连的PLC及PLC网络采用的通信协议，严格地按照通信协议规定为计算机编写信程序，其对用户要求较高；（2）采用组态软件实现:因为工控组态软件中一般都提供了相关设备的通信驱动程序．如：FX2N的PLC是采用RS-232或RS-422接口进行通信的，占用算机的一个串行口，在不添加扩展卡的情况下PLC可以使用编程口和计算机进行通信．组态软件与PLC的通信过程组态软件与PLC通信的过程主要分为两步：设备连接

利用PLC与计算机专用的RS-232C电缆，将PLC通过编程口与上位计算机串口(COM端)连接，进行串行通信。设备配置

利用设备配置向导就可以完成串行通信方式的I/O设备安装。在配置过程中，用户需选择I/O设备的生产厂家、设备型号、连接方式，为设备指定一个逻辑设备名，设定设备地址。与PLC相连的串口设置被组态的PLC设备创建组态变量设置组态变量与PLC寄存器的连接组态软件与PLC联机运行

PLC程序下载到PLC中，并运行。在点击菜单“运行”选项，出现运行系统界面。这时，组态软件也进入运行状态，可以与PLC联机运行了！实训进度安排实训任务分配实训要求讲解软件学习器件购买实验板制作控制程序编写系统联机调试实训报告撰写与提交7月1日7月2日7月8日7月10日7月12日实训报告内容要求实训报告封面实训成绩评分表实训任务指导书实训报告正文实训总结与体会参考文献附录（程序清单、图纸资料）实训报告正文1.实训目的和要求2.实训课题内容、基本原理和控制功能描述3.实训操作步骤说明：电气部分：PLC部分：组态界面部分：系统联机调试（步骤、结果及分析）控制功能分析实验板的电气线路设计、接线图绘制电器元件的选用（电器元件明细表）、安装布线及调试等

PLC的I/O分配及PLC选型控制程序流程图设计在GXDeveloper上编写控制程序并进行仿真调试虚拟控制对象组态