《PLC及應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

1、PLC及應(yīng)用課程教學(xué)大綱 課程編號(hào)：160011英 文 名：Principle and Application of PLC課程類別：專業(yè)任意選修課前 置 課：電工電子學(xué)后 置 課：學(xué) 分：2學(xué)分課 時(shí)：34課時(shí) 選定教材：夏辛明等，可編程控制器技術(shù)及應(yīng)用，第2版，北京：北京理工大學(xué)出版社，2005課程概述：本課程內(nèi)容是以松下電工的FP1可編程控制器為模型機(jī)介紹了可編程控制器的結(jié)構(gòu)原理，F(xiàn)P1可編程控制器的規(guī)格、性能及結(jié)構(gòu)，F(xiàn)P1指令系統(tǒng)，編程器，編程軟件，可編程控制器的應(yīng)用舉例等。教學(xué)目的：可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC或PC，是20世紀(jì)70年代初發(fā)展起來的一種工業(yè)自動(dòng)化控制裝置，它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)

2、、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)，是應(yīng)用極為廣泛的自動(dòng)控制設(shè)備。教學(xué)方法：本課程以理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)并重，側(cè)重教會(huì)學(xué)員如何使用可編程序控制器。各章教學(xué)要求及要點(diǎn)第一章 概述課時(shí)分配：2課時(shí)教學(xué)要求：可編程序控制器的定義及發(fā)展概況?；疽笥校?、 熟悉可編程序控制器的定義；2、 了解可編程序控制器的特點(diǎn)及發(fā)展過程與方向。教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 可編程控制器的產(chǎn)生第二節(jié) 可編程控制器的發(fā)展第三節(jié) 可編程控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域一、 PLC的特點(diǎn)。二、 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。第四節(jié) 可編程控制器的性能指標(biāo)與分類第五節(jié) 電路的有載工作狀態(tài)、開路與短路一、 PLC的主要性能指標(biāo)。二、 PLC的分類。思考題：1、 PLC的

3、定義是什么？2、 PLC的發(fā)展趨勢(shì)如何？3、 PLC的主要性能指標(biāo)是什么？第二章 PLC的基本結(jié)構(gòu)與原理課時(shí)分配：2課時(shí)教學(xué)要求：可編程序控制器的結(jié)構(gòu)；現(xiàn)場(chǎng)輸入與輸出接口電路；傳感器與可編程序控制器的接口電路?；疽笥校?、 掌握可編程序控制器的結(jié)構(gòu)原理；2、 熟悉可編程序控制器的接口電路、存儲(chǔ)器的工作原理；3、 了解傳感器與可編程序控制器的接口電路及其它接口電路。教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 中央處理器第二節(jié) 存儲(chǔ)器一、 存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)。二、 存儲(chǔ)器的工作過程。三、 PLC中使用的存儲(chǔ)器。第三節(jié) 輸入接口一、 光電耦合電路。二、 輸入接口電路。第四節(jié) 輸出接口一、 輸出接口電路。二、 功率輸出電路。第五

4、節(jié) 可編程控制器的工件原理一、 可編程控制器的工作過程。二、 可編程控制器的輸入輸出過程。三、 可編程控制器和中斷輸入處理過程。四、 可編程控制器的工作原理。思考題：1、 PLC由哪幾部分組成？2、 PLC程序可用哪幾種方式表達(dá)？3、 簡(jiǎn)述PLC的掃描工作過程。第三章 FP1可編程控制器的規(guī)格、性能及結(jié)構(gòu)課時(shí)分配：2課時(shí)教學(xué)要求：FP1系列PLC的構(gòu)成，F(xiàn)P1內(nèi)部寄存器及I/O配置。基本要求有：1、 掌握 C24系列PLC的構(gòu)成，F(xiàn)P1內(nèi)部寄存器及I/O配置；2、 熟悉C24系列PLC的外部連接。教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) FP1的類型及規(guī)格第二節(jié) FP1的技術(shù)性能第三節(jié) FP1的內(nèi)部寄存器及I/O配置

5、一、 內(nèi)部寄存器及I/O配置。二、 I/O的地址分配。思考題：1、 試分析C14C72五種主控單元性能指標(biāo)的主要區(qū)別。2、 C14、C72分別有多少個(gè)，內(nèi)部繼電器？它們的編號(hào)（地址）范圍分別是多少？3、 內(nèi)部繼電器WR42的第F位繼電器的編號(hào)應(yīng)如何寫？第四章 FP1的指令系統(tǒng)課時(shí)分配：4課時(shí)教學(xué)要求：FP1系列指令系統(tǒng)，含基本指令與高級(jí)指令共192條指令?；疽笥校?、 掌握基本順序指令、基本功能指令、控制指令、比較指令的應(yīng)用；2、 熟悉和了解高級(jí)指令的應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) FP1的基本指令一、 基本指令的構(gòu)成。二、 基本指令的說明。第二節(jié) FP1的高級(jí)指令一、 高級(jí)指令的構(gòu)成。二、 高級(jí)

6、指令的說明。第三節(jié) FP1的特殊功能及特殊指令一、 脈沖捕捉功能。二、 輸入延時(shí)濾波功能。三、 脈沖輸出功能。四、 高速計(jì)數(shù)器。第四節(jié) FP1的A/D轉(zhuǎn)換單元一、 A/D轉(zhuǎn)換單元。二、 D/A轉(zhuǎn)換單元。第五節(jié) FP1的通信功能一、 通信方式。二、 通信協(xié)議。三、 通信系統(tǒng)的設(shè)置。 第五章 編程器課時(shí)分配：2課時(shí)教學(xué)要求：了解三相開步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理；學(xué)會(huì)選擇和使用三相異步電動(dòng)機(jī)?；疽笥校?、 了解三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造及其作用；2、 正確理解三相異步電動(dòng)機(jī)的異步轉(zhuǎn)動(dòng)原理；轉(zhuǎn)差率的意義及旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成；3、 掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法；合理的選擇電動(dòng)機(jī) ；正確使用電動(dòng)機(jī)。教學(xué)內(nèi)容：第一

7、節(jié) FP編程器的結(jié)構(gòu)第二節(jié) 指令的輸入方式第三節(jié) 繼電器、寄存器和指令查找第四節(jié) FP編程器的操作功能一、 電磁轉(zhuǎn)矩。二、 機(jī)械特性。第五節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)一、 OP功能的查找。二、 清除程序和保持區(qū)OP-0。三、 刪除NOP指令OP-1四、 寄存器的設(shè)置和監(jiān)視OP-2、3、8、12。五、 I/O繼電器的監(jiān)視OP-7和I/O繼電器的強(qiáng)制ON/OFF OP-10、11。六、 系統(tǒng)寄存器的設(shè)置和初始化OP-50、51。七、 程序的檢查功能OP-9和自診斷功能OP-110。八、 其它OP功能。思考題：1、 在編程器中如何刪除一段程序？2、 在編程器中為什么會(huì)產(chǎn)生NOP指令？如何去掉NOP指令？

8、NOP指令會(huì)產(chǎn)生什么影響？第六章 FPWIN GR 編程軟件課時(shí)分配：4課時(shí)教學(xué)要求：FPWIN GR 編程軟件的安裝與使用?；疽笥校?、 掌握FPWIN GR 編程軟件的安裝與使用；2、 了解用梯形圖編制PLC應(yīng)用程序的基本方法。教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) NAIS FPWIN GR2.0概述一、 功能概述。二、 基本規(guī)格。三、 設(shè)置FPWIN GR的運(yùn)行環(huán)境。四、 啟動(dòng)FPWIN GR。五、 設(shè)置個(gè)人環(huán)境管理。第二節(jié) FPWIN體制GR2.0的組成第三節(jié) 程序的建立和編輯一、 創(chuàng)建新程序。二、 選擇機(jī)型。三、 編寫程序。四、 編寫程序的步驟。第四節(jié) 程序的管理一、 使用文件。二、 設(shè)置文件屬性。

9、三、 傳輸程序。四、 打印程序。第五節(jié) 程序的調(diào)試一、 程序的測(cè)試。二、 程序監(jiān)控。三、 時(shí)序圖監(jiān)控。思考題：1、 NAIS FPWIN GR2.0可編程控制軟件 何特點(diǎn)？2、 編程軟件使用何種類型的文件？各文件之間有何關(guān)系？3、 運(yùn)行程序下載、上載時(shí)的方法是什么？ 第七章 PLC編程方法及應(yīng)用舉例課時(shí)分配：3課時(shí)教學(xué)要求：PLC編程方法，PLC程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用舉例?；疽笥校?、 掌握 PLC編程方法，PLC程序設(shè)計(jì)；2、 熟悉PLC的綜合應(yīng)用舉例。第一節(jié) 程序設(shè)計(jì)一、 采用PLC控制的一般條件。二、 PLC的機(jī)型選擇。三、 PLC程序設(shè)計(jì)的基本步驟。四、 程序設(shè)計(jì)的基本規(guī)則。五、 編程技巧

10、。六、 基本應(yīng)用程序。第二節(jié) 三相交流異步電動(dòng)機(jī)控制第三節(jié) 機(jī)械手控制系統(tǒng)第四節(jié) 自動(dòng)售貨機(jī)的控制第五節(jié) 卸罐機(jī)控制系統(tǒng)一、 卸罐機(jī)工作流程簡(jiǎn)介。二、 I/O點(diǎn)的分配。三、 梯形圖。第六節(jié) 溫度控制系統(tǒng)一、 PID控制算法。二、 PID控制參數(shù)的確定。三、 參數(shù)的精整。四、 PID子程序框圖。五、 數(shù)字濾波子程序設(shè)計(jì)。六、 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)。思考題：1、 在什么條件下應(yīng)采用PLC控制？2、 PLC選型主要考慮哪些因素？3、 程序設(shè)計(jì)基本規(guī)則的主要內(nèi)容是什么？ 實(shí)驗(yàn)一 上機(jī)操作練習(xí)課時(shí)分配：課時(shí)實(shí)驗(yàn)要求：1、 掌握指令的輸入方法；2、 了解基本指令的功能。實(shí)驗(yàn)二 十字路口交通燈控制課時(shí)分配：課時(shí)實(shí)

11、驗(yàn)要求：1、編制十字路口交通燈控制程序。2、在常規(guī)控制程序基礎(chǔ)上加入急車通過功能。實(shí)驗(yàn)三 乒乓球模擬比賽課時(shí)分配：課時(shí)實(shí)驗(yàn)要求：1、根據(jù)動(dòng)作要編制控制程序。2、在上述程序基礎(chǔ)上補(bǔ)充比賽的勝負(fù)規(guī)則。實(shí)驗(yàn)四 三層樓電梯的控制課時(shí)分配：課時(shí)實(shí)驗(yàn)要求：1、根據(jù)三層電梯運(yùn)行的動(dòng)作要求，設(shè)計(jì)出滿足動(dòng)作要求的控制梯形圖。2、在上述程序的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充功能：當(dāng)電梯停在二層時(shí)，一層呼叫后，三層也呼叫，則電梯先下降到一層，在一層停2后，再上升到三層停止。實(shí)驗(yàn)五 子程序調(diào)用課時(shí)分配：3課時(shí)實(shí)驗(yàn)要求：用子程序調(diào)用指令完成：1、當(dāng)X0接通時(shí)，Y0Y7的輸出以1z的速度，從左到右依次接通，循環(huán)運(yùn)行；2、當(dāng)X1接通時(shí)，Y7Y0的輸出以1z的速度，從右到左依次接通，循環(huán)運(yùn)行；3、當(dāng)X2接通時(shí)，Y0Y7輸出頻率為1z的方波。附錄：參考書目1、 李