《PLC及應用》課程教學大綱

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

2、、自動控制技術和通信技術，是應用極為廣泛的自動控制設備。教學方法：本課程以理論教學和實踐教學并重，側重教會學員如何使用可編程序控制器。各章教學要求及要點第一章 概述課時分配：2課時教學要求：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及發(fā)展過程與方向。教學內容：第一節(jié) 可編程控制器的產生第二節(jié) 可編程控制器的發(fā)展第三節(jié) 可編程控制器的特點及應用領域一、 PLC的特點。二、 PLC的應用領域。第四節(jié) 可編程控制器的性能指標與分類第五節(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。二、 PLC的分類。思考題：1、 PLC的

3、定義是什么？2、 PLC的發(fā)展趨勢如何？3、 PLC的主要性能指標是什么？第二章 PLC的基本結構與原理課時分配：2課時教學要求：可編程序控制器的結構；現(xiàn)場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。基本要求有：1、 掌握可編程序控制器的結構原理；2、 熟悉可編程序控制器的接口電路、存儲器的工作原理；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。教學內容：第一節(jié) 中央處理器第二節(jié) 存儲器一、 存儲器的結構。二、 存儲器的工作過程。三、 PLC中使用的存儲器。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？3、 簡述PLC的掃描工作過程。第三章 FP1可編程控制器的規(guī)格、性能及結構課時分配：2課時教學要求：FP1系列PLC的構成，F(xiàn)P1內部寄存器及I/O配置?；疽笥校?、 掌握 C24系列PLC的構成，F(xiàn)P1內部寄存器及I/O配置；2、 熟悉C24系列PLC的外部連接。教學內容：第一節(jié) FP1的類型及規(guī)格第二節(jié) FP1的技術性能第三節(jié) FP1的內部寄存器及I/O配置

5、一、 內部寄存器及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的主要區(qū)別。2、 C14、C72分別有多少個，內部繼電器？它們的編號（地址）范圍分別是多少？3、 內部繼電器WR42的第F位繼電器的編號應如何寫？第四章 FP1的指令系統(tǒng)課時分配：4課時教學要求：FP1系列指令系統(tǒng)，含基本指令與高級指令共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、比較指令的應用；2、 熟悉和了解高級指令的應用。教學內容：第一節(jié) FP1的基本指令一、 基本指令的構成。二、 基本指令的說明。第二節(jié) FP1的高級指令一、 高級指令的構成。二、 高級

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、 輸入延時濾波功能。三、 脈沖輸出功能。四、 高速計數(shù)器。第四節(jié) FP1的A/D轉換單元一、 A/D轉換單元。二、 D/A轉換單元。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)的設置。 第五章 編程器課時分配：2課時教學要求：了解三相開步電動機的結構、工作原理；學會選擇和使用三相異步電動機?；疽笥校?、 了解三相異步電動機的構造及其作用；2、 正確理解三相異步電動機的異步轉動原理；轉差率的意義及旋轉磁場的形成；3、 掌握三相異步電動機的起動方法；合理的選擇電動機 ；正確使用電動機。教學內容：第一

7、節(jié) FP編程器的結構第二節(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、 電磁轉矩。二、 機械特性。第五節(jié) 三相異步電動機的起動一、 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繼電器的強制ON/OFF OP-10、11。六、 系統(tǒng)寄存器的設置和初始化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產生NOP指令？如何去掉NOP指令？

8、NOP指令會產生什么影響？第六章 FPWIN GR 編程軟件課時分配：4課時教學要求：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應用程序的基本方法。教學內容：第一節(jié) NAIS FPWIN GR2.0概述一、 功能概述。二、 基本規(guī)格。三、 設置FPWIN GR的運行環(huán)境。四、 啟動FPWIN GR。五、 設置個人環(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、 設置文件屬性。

9、三、 傳輸程序。四、 打印程序。第五節(jié) 程序的調試一、 程序的測試。二、 程序監(jiān)控。三、 時序圖監(jiān)控。思考題：1、 NAIS FPWIN GR2.0可編程控制軟件 何特點？2、 編程軟件使用何種類型的文件？各文件之間有何關系？3、 運行程序下載、上載時的方法是什么？ 第七章 PLC編程方法及應用舉例課時分配：3課時教學要求：PLC編程方法，PLC程序設計及應用舉例?；疽笥校?、 掌握 PLC編程方法，PLC程序設計；2、 熟悉PLC的綜合應用舉例。第一節(jié) 程序設計一、 采用PLC控制的一般條件。二、 PLC的機型選擇。三、 PLC程序設計的基本步驟。四、 程序設計的基本規(guī)則。五、 編程技巧

10、。六、 基本應用程序。第二節(jié) 三相交流異步電動機控制第三節(jié) 機械手控制系統(tǒng)第四節(jié) 自動售貨機的控制第五節(jié) 卸罐機控制系統(tǒng)一、 卸罐機工作流程簡介。二、 I/O點的分配。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)字濾波子程序設計。六、 系統(tǒng)主程序設計。思考題：1、 在什么條件下應采用PLC控制？2、 PLC選型主要考慮哪些因素？3、 程序設計基本規(guī)則的主要內容是什么？ 實驗一 上機操作練習課時分配：課時實驗要求：1、 掌握指令的輸入方法；2、 了解基本指令的功能。實驗二 十字路口交通燈控制課時分配：課時實

11、驗要求：1、編制十字路口交通燈控制程序。2、在常規(guī)控制程序基礎上加入急車通過功能。實驗三 乒乓球模擬比賽課時分配：課時實驗要求：1、根據(jù)動作要編制控制程序。2、在上述程序基礎上補充比賽的勝負規(guī)則。實驗四 三層樓電梯的控制課時分配：課時實驗要求：1、根據(jù)三層電梯運行的動作要求，設計出滿足動作要求的控制梯形圖。2、在上述程序的基礎上，補充功能：當電梯停在二層時，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。實驗五 子程序調用課時分配：3課時實驗要求：用子程序調用指令完成：1、當X0接通時，Y0Y7的輸出以1z的速度，從左到右依次接通，循環(huán)運行；2、當X1接通時，Y7Y0的輸出以1z的速度，從右到左依次接通，循環(huán)運行；3、當X2接通時，Y0Y7輸出頻率為1z的方波。附錄：參考書目1、 李