電氣控制及PLC說課

電氣控制及PLC

一、課程簡介：《電氣控制與PLC》本課程在機電一體化中占有重要位置。要求熟悉常用低壓電器的原理及使用，能熟練掌握三相異步電動機的工作原理及繪制；熟練掌握PLC控制技術(shù)及其在實際生活中的應(yīng)用。二、教學(xué)目標(biāo)：通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握電器元件的檢測與選用，掌握電氣線路的安裝接線方法、步驟、技巧和技術(shù)要求，能分析并排除電氣控制電路中的常見故障，能獨立編制較復(fù)雜的PLC應(yīng)用程序并能獨立設(shè)計簡單的PLC應(yīng)用控制系統(tǒng)。電氣控制及PLC三、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計針對本課程實踐性、實用性強的特點，我們以“強化知識能力、重在技能”為指導(dǎo)思想，在教學(xué)內(nèi)容的選取上以春考考試大綱為出發(fā)點，以滿足技能需求為目標(biāo)，前期以專業(yè)知識為主，后期以技能操作為主，為春考打下良好的基礎(chǔ)。電氣控制及PLC

1、課程內(nèi)容設(shè)置（1）本課程主要采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，根據(jù)滿足各項教學(xué)任務(wù)的實際需求，統(tǒng)籌考慮和選取教學(xué)內(nèi)容，融教、學(xué)、做相結(jié)合為一體。每一項教學(xué)任務(wù)在教師講解所需知識點后，都需要學(xué)生自己動手完成電路設(shè)計、連接、程序編制、調(diào)試等實際操作任務(wù)。電氣控制及PLC四、教學(xué)方法與手段1、教學(xué)設(shè)計在課程設(shè)計上我們將實踐教學(xué)與理論教學(xué)同步進(jìn)行，使學(xué)生所學(xué)的理論知識得以驗證，培養(yǎng)學(xué)生的初步操作技能，實現(xiàn)理論和實踐的有機結(jié)合。教學(xué)過程采用“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法”，使學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)更明確，帶著具體的任務(wù)投入到學(xué)習(xí)中去，增加了學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自覺性。并且由設(shè)置的教學(xué)任務(wù)將理論教學(xué)和實踐教學(xué)融為一體，將“電氣控制”與“PLC技術(shù)”融為一體.電氣控制及PLC1采用靈活多變的教學(xué)組織方式，活躍課堂氣氛課堂教學(xué)注重師生交流，方式靈活多變，以活躍課堂氣氛。如啟發(fā)式教學(xué)，由若干問題啟動課堂教學(xué)，經(jīng)過啟發(fā)式的推理，最后歸納總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生循問題而思考，提高對知識的領(lǐng)悟力，加強對關(guān)鍵內(nèi)容的理解；互動式教學(xué)，加強師生互動環(huán)節(jié)，活躍課堂氣氛，促進(jìn)學(xué)生自主思考提出問題，解答問題，激發(fā)學(xué)生潛能；情景式教學(xué)，使學(xué)生身處實踐現(xiàn)場，講練結(jié)合、交互滲透。設(shè)計課題一：

三路智力搶答器的PLC控制一、任務(wù)描述

三路搶答器有三個搶答按鈕SB1～SB3，在允許搶答情況下最先按動的按鈕有效，此后按下的按鈕無效，伴有燈光、聲音顯示，并開始計時（答題時間），計時時間到（答題給定的時間），聲光提示停止答題。如果搶答者答題正確或錯誤，主持人按下加分鍵或減分鍵，將對顯示分?jǐn)?shù)值加分或減分。該控制器組成框圖如下圖所示

控制臺綠燈違規(guī)指示紅燈二、設(shè)計任務(wù)和要求

1．主持人提出問題按下啟動按鈕（開始搶答）后，若10s內(nèi)無人搶答，則有聲音提示，說明該題無人搶答，自動作廢。2．主持人提出問題在未按下啟動按鈕（開始搶答）之前搶答，則違規(guī)，搶答器報出違規(guī)信號，并作減分處理。3．主持人提出問題按下啟動按鈕（開始搶答）后，第一個按下按鈕的信號有效，后按下的按鈕信號無效。4．主持人按下計時按鈕，開始計時。答題時間為1min，答題過程中有燈光提示時間，時間到并有聲音指示。5．搶答器有數(shù)碼顯示器顯示各答題者的分?jǐn)?shù)，由主持人控制，答對者加10分，答錯者減10分，違規(guī)者扣5分，減分計算中若出現(xiàn)負(fù)分作0分處理。6．答題完畢按下復(fù)位按鈕，恢復(fù)搶答器原始狀態(tài)，為下一輪搶答做好準(zhǔn)備。

答題過程中燈光、音響的安排及注意事項如下：搶答有效：搶答者燈亮、控制臺綠燈亮及聲響。10s無人應(yīng)答：聲響、控制臺綠燈（HL4）點亮2s。違規(guī)：違規(guī)者燈亮、控制臺紅燈（HL5）亮及聲響答題過程：搶答者燈亮，控制臺綠燈亮，50s后控制臺綠燈閃爍。答題時間到：搶答者燈亮，控制臺綠燈滅及聲響按加分按鈕加10分，按減分按鈕減10分，按違規(guī)減分按鈕減5分，最高分為90分（違規(guī)情況下最高分為95分），最低分0分。聲響時間為1s。在搶答時間（10s）內(nèi)，除搶答者按下按鈕外，其它按鈕按下無效。只有在答題者回答問題且按下加分或減分按鈕后，再按復(fù)位按鈕才能進(jìn)入下一輪搶答。若出現(xiàn)違規(guī)，只有在按下按違規(guī)減分按鈕后，再按復(fù)位才可進(jìn)入下一輪搶答。若無人搶答，控制臺綠燈點亮2s后，無需按下復(fù)位按鈕自動進(jìn)入下一輪搶答。

三、設(shè)計方案提示⑴搶答器搶答部分控制程序可用基本指令編程，分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計要采用應(yīng)用指令完成。⑵指示燈和音響輸出，可由PLC的輸出端子直接接通。⑶

搶答者的得分情況通過數(shù)碼顯示器進(jìn)行顯示，顯示電路見下圖，顯示電路板自制，可采用傳送、比較、移位和BCD等應(yīng)用指令與基本指令組合編程來完成。

⑷顯示電路簡介本顯示電路主要由CD4511譯碼器、LED數(shù)碼管、電阻和直流電源四部分組成，將CD4511的A、B、C、D端輸入的BCD碼，通過譯碼、鎖存和驅(qū)動，以十進(jìn)制數(shù)在七段顯示數(shù)碼管中顯示。CD4511為一鎖存/譯碼/驅(qū)動三合一譯碼器，其管腳邏輯圖見下圖。

①

鎖存部分有四位存儲鎖電路，由鎖存允許端LE控制鎖存，當(dāng)LE＝“0”時，鎖存器直通，輸出端隨A～D端變化；當(dāng)LE＝“1”時，鎖存器鎖定，輸出端保持不變。

②

熄滅控制端BI，當(dāng)BI＝“0”時，譯碼器輸出全為“0”，即數(shù)碼管熄滅。

③

輸出驅(qū)動部分是具有較大電流輸出的NPN雙極型晶體管，當(dāng)推動LED數(shù)字顯示器件時，一定要加限流電阻，限流電阻約200Ω,由等測試輸入端LT，可測試數(shù)碼管的七段。當(dāng)LE＝“0”時，顯示數(shù)8，即各段均亮，則正常。

顯示電路原理簡介如下：本顯示電路采用靜態(tài)方式顯示，按照時間段分別把十位、個位數(shù)送到各自的CD4511譯碼器中，CD4511的鎖存器保持所送的數(shù)據(jù)，通過其輸出端驅(qū)動各自的數(shù)碼管，使所送的數(shù)據(jù)在數(shù)碼管中顯示。PLC的輸出步驟要求如下：

①

將所送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成BCD碼,如：[BCDD0K2M10]。

②

先將所送的十位數(shù)值加到顯示十位數(shù)的CD4511的A、B、C、D端([MOVK1M14K1Y0])，同時使該CD4511的LE端為低電平，顯示個位數(shù)的CD4511的LE端為高電平。③

在沒有送個位數(shù)之前，再使顯示十位數(shù)的CD4511的LE端為高電平，鎖存送入的數(shù)據(jù)

④

先將所送的個位數(shù)值加到顯示個位數(shù)的CD4511的A、B、C、D端([MOVK1M10K1Y0])，同時使該CD4511的LE端為低電平，顯示十位數(shù)的CD4511的LE端為高電平。⑤

再使顯示個位數(shù)的CD4511的LE端為高電平，鎖存送入的數(shù)據(jù)，至此一個顯示周期完成

初始化顯示：

大約在開始運行程序的1s內(nèi)，使每個CD4511的LE端為低電平，這樣保證了每個答題者的起始分?jǐn)?shù)值為0。然后變?yōu)楦唠娖骄瓦M(jìn)入正常的顯示。四、設(shè)計報告要求⑴完整的設(shè)計任務(wù)書。

⑵完成系統(tǒng)組態(tài)或硬件配置

。

⑶正確合理地進(jìn)行輸入輸出端子的地址分配，畫出I/O端子接線圖及相關(guān)的電路圖。⑷控制方案的選擇及論述，控制系統(tǒng)方框圖及說明。⑸設(shè)計梯形圖控制程序，并對梯形圖進(jìn)行原理分析。⑹系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析。⑺結(jié)論和尚未解決的問題。