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教案教材名称及版本：可编程序控制器及其应用劳动版（第二版）授课章节：第一章至第五章授课时间（上半期）：2017年09月03日至2012年09月28日授课时间（下半期）：年月日至年月日学期课时总数：24周课时数：6授课班级：11级机电一体化（高中班）课程安排情况：上半期一二三四五1、23、4PLCPLC5、6PLC课程安排情况：下半期一二三四五1、23、45、6学期课程变化情况及其它说明章节及课题：第一章1-1可编程控制器的硬件知识备课时间：2017年6月11日授课时间：2017年6月13日第6、7节课时数：2教学方法：讲授法，分析法科长或教研组长审批意见教具或多媒体：PLC实物、多媒体课件授课教师：陈屹审批日期：教学目的：让学生熟悉PLC的硬件结构，掌握PLC的硬件知识重点：PLC的外部结构难点：PLC的内部结构教案执行后摘记：教学过程:一、组织教学考勤并做记录二、复习旧课在PLC诞生之前，很多控制系统采用继电器控制方式，当系统很复杂时，用的器件很多（有的成百上千个器件），接线也很复杂（成千上万根连线），密如蜘蛛网。故障检查困难，维修困难。为适应新的控制要求应运产生。三、讲授新课1.PLC的产生、特点及分类（1）PLC的产生及定义PLC在早期是一种开关逻辑控制装置，被称为可编程序逻辑控制器(ProgrammableLogicController)，简称PLC。随着计算机技术和通信技术的发展，PLC采用微处理器作为其控制核心，它的功能已不再局限于逻辑控制的范畴。因此，1980年美国电气制造协会(NEMA)将其命名为ProgrammableController(PC)，但为避免与个人计算机(PersonalComputer)的简称PC混淆，习惯上仍将其称为PLC。（2）PLC的特点PLC软件简单易学、使用和维护方便、运行稳定可靠、设计施工周期短。（3）PLC的分类①按I/O点数小型PLC：入出总点子数256中型PLC：入出总点子数256~204大型PLC：入出总点子数2048②按结构类型分整体式（单元式）：基本单元、扩展单元、特殊功能单元模块式（积木式）：CPU模块、I/O模块、电源模块、存储器模块等。叠装式：基本单元、扩展单元、特殊功能单元、扩展模块、特殊功能模块等。③按功能分低档机中档机高档机④按生产厂家分日本立石（OMRON）公司的SP\C系列可编程序控制器；日本三菱（MITSUBISHI）公司的F、F1、F2、FX2N系列可编程序控制器；日本松下（PANASONIC）电工公司的FP1系列可编程序控制器；美国通用电气（GE）公司的GE系列可编程序控制器；美国艾论—布拉德利（A--B）公司的PLC-5系列可编程序控制器；德国西门子（SIEMENS）公司的S5、S7系列可编程序控制器2.PLC的结构（FX2N—48MR）（1）PLC系统组成：（2）面板介绍输入接线端、输出接线端、操作面板和状态指示栏等4部分。（3）内部结构PLC是一种专用于工业自动化控制的计算机，主要由CPU、存储器、I/O接口电路、外设接口、编程装置和电源等组成。（4）PLC的工作原理PLC的工作过程是一个不断循环扫描的过程。每一次扫描过程有输入采样、程序执行和输出刷新3个阶段。3.PLC的应用（1）开关量逻辑控制：取代传统的继电器－接触器控制。这是PLC最广泛的应用。（2）过程控制：对生产过程中连续变化的模拟量进行检测和控制。（3）数据处理：数据运算、数据传递、数据转换，排序查表、位操作等。（4）通信联网与显示打印：可组成多级、分布式控制系统。实现控制与管理的结合。应用举例如下图：四、小结PLC的内部结构主要由CPU、存储器、I/O接口电路、外设接口、编程装置和电源等组成。五、作业习题2章节及课题：第一章1-2可编程控制器的软件知识备课时间：授课时间：课时数：2教学方法：讲授法；图解法；演示法科长或教研组长审批意见教具或多媒体：PLC编程软件、多媒体课件、PLC若干程序、PLC审批日期：教学目的：让学生熟悉PLC的编程语言，掌握编程软件的使用方法重点：PLC编程软件的使用方法难点：PLC编程软件的使用方法教案执行后摘记：教学过程:一、组织教学考勤并做记录二、复习旧课复习PLC的硬件知识。三、讲授新课1.PLC的编程语言梯形图、指令语句表、状态功能图2.编程软件的使用三菱PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C及GXDeveloper编程软件，重点介绍GXDeveloper编程软件。（1）软件的安装该软件含有两个文件夹，如下图所示。打开第一个文件夹GX-Simulator6-C（仿真），如图1-19所示，初次安装该软件，要先安装该文件夹内“EnvMEL”的文件夹，打开该“EnvMEL”，双击安装图标，即可装。安装完这个文件后，再返回安装“GX-Simulator6-C”，双击安装图标，按照安装提示，即可安装完毕。然后再安装第二个文件“GX-Developer（开发）”。注意：要求两个文件装在同一目录下。（2）程序的输入和编辑软件安装完毕以后，即可使用。使用方法如下。①打开程序单击“开始”→“程序”→“MELSOFT应用程序”→“GX-Developer”即打开程序，如下图所示。②创建新工程单击“工程（F）”→“创建新工程（N）”或单击图标，即出现如下图所示的对话框，要求选择“PLC系列”和“PLC类型”以及选择“程序类型”。对话框中默认为“梯形图逻辑”。单击“设置工程名”，再“工程名”框中输入工程名。选择工程保存路径，点击“确定”新工程建立完毕。如下图所示进入编程界面。本软件可用于三菱A系列、Q系列和FX系列等的PLC。③输入梯形图输入梯形图有两种方法：一是利用工具条（见下图）中的快捷键输入;二是直接用键盘输入。下面以一段简单的程序为例说明这两种输入方法。【例】输入下面一段程序【分析】1）用工具条中的快捷键输入触点输入：点击F5,则出现一个如下图所示的对话框，再对话框中输入X0，点击“确定”则触点输入，用同样的方法，可以输入其他的常开、常闭触点、输出线圈等。2）从键盘输入如果键盘使用熟练，直接从键盘输入则更方便，效率更高。不用点击工具栏中的按钮。以例1程序为例，首先使光标处于第一行的首端。在键盘上直接输入ldx0,同样出现一个对话框，如下图所示。再单击回车键（Enter）,则程序输入；接着输入outy0，再单击回车键线圈输入；再输入ory0，再单击回车键。用键盘输入时，可以不管程序中各触电的连接关系，常开触点用LD，常闭触点用LDI，线圈用OUT，功能指令直接输入助记符和操作数。但要注意助记符和操作数之间用空格隔开。对于出现分支、自锁等关系的可以直接用竖线补上。通过一定的练习和搜索，就能熟练地掌握程序输入的方法。3）梯形图编辑在输入梯形图时，常需要对梯形进行编辑，如插入、删除等操作。①触点的修改、添加和删除：ⅰ、修改：光标移在需要修改的触点上，直接输入新的触点，单击回车键即可，则新的触点覆盖原来的触点。也可以把光标移到需要修改的触点上，双击，则出现一个对话框（见下图），在对话框输入新触点的标号，单击回车即可。ⅱ、添加：把光标移在需要添加触点上，直接输入新的触点，单击回车键。ⅲ、删除：把光标在需要删除的触点上，在按键盘的“Delete”键，即可删除，再点击直线，单击回车键，用直线覆盖原来的触点。4）程序的转换程序通过编辑以后，计算机界面的底色是灰色的，要通过转换变成白色才能传给PLC或进行仿真运行。转换方法如下：①直接单击功能键“F4”。②点击菜单条中的“转换（C）”→弹出下拉菜单→下拉菜单中点击“变换（C）”。5）程序传送（PC←→PLC）①PLC写入:把程序从PC←→PLC。步骤如下：ⅰ、点击快捷按钮。ⅱ、点击菜单条中的“在线（O）”弹出下拉菜单，在下拉菜单中单击“PLC写入（W）”。②PLC读取：把程序从PLC→PC。步骤如下：ⅰ、点击快捷按钮。ⅱ、点击菜单条中的“在线（O）”弹出下拉菜单，在下拉菜单中点击“PLC读取（R）”。（3）程序的仿真运行该软件能够在没有PLC的情况下仿真程序运行，从而可以调试、监控所编写的程序。【例】仿真的操作方法1）程序输入，再转换输入的梯形图如下图所示。2）梯形图逻辑测试启动点击菜单条中的“工具（T）”，弹出下拉菜单，在下拉菜单中点击“梯形图逻辑测试启动（L）”，测试程序写入，如下图所示，待参数写入完成以后图消失，表示程序传入完成。光标变成蓝块，程序已处于监控状态。且在状态栏中出现，点击该状态栏，即可出现梯形图逻辑测试工具对话框。在图1中“RUN”是黄色，表示程序已经正常运行。如程序有错或出现未支持指令，则出现未支持指令对话框如图2所示。双击绿色“未支持指令”，就可跳出未支持指令一览表。图1梯形图逻辑测试对话框图2未支持指令对话框3）强制位元件ON或OFF，监控程序的运行状态点击工具栏“在线（O）”，弹出下拉菜单，点击“调试（B）”→“软元件测试（D）”或者直接点击软元件测试快捷键，则弹出位元件测试对话框如下图所示。在该对话框“位软元件”栏中输入要强制的位元件，如X0，需要把该元件置ON的，就点击强制ON，如需要把该元件置OFF的，就点击强制OFF。同时在“执行结果”栏中显示刚强制的状态。此时程序已运行，运行结果如图3和4所示，接通触点和线圈都用蓝色表示，同时可以看到字元件的数据在变化。图3X0处于OFF时的状态图4X0处于ON时的状态4）监控各位元件的状态和时序图点击状态栏的按钮，弹出如下图所示的对话框，对于位元件，用鼠标双击，可以强置ON，再双击，可以强置OFF，对于数据寄存器D，可以直接置数。对于T、C也可以修改当前值，因此调试程序非常方便。5）时序图监控在上图中点击“时序图(T)”→启动“（R）”，则出现时序图监控，如下图所示。（4）PLC停止运行点击状态栏的按钮，弹出下图所示对话框，在图中选择“STOP”，PLC就停止运行，再选择“RUN”，PLC又运行。(5)退出PLC仿真运行在对程序仿真测试时，通常需要对程序进行修改，这时要退出PLC仿真运行，重新对程序进行编辑修改。退出方法如下:点击快捷键图标，则出现退出梯形图逻辑测试窗口如下图所示，点击“确定”即可退出仿真运行，但此时的光标还是蓝块，程序处于监控状态，不能对程序进行编辑，所以需要点击快捷图标，光标变成方框，即可对程序进行编辑。3.FX-20P-E型手持式编程器的使用（介绍）四、小结编程软件的使用五、作业习题6章节及课题：第二章2-1基本指令及编程备课时间：授课时间：课时数：2教学方法：讲授法；演示法科长或教研组长审批意见教具或多媒体：PLC编程软件、多媒体课件、PLC若干程序、PLC审批日期：教学目的：让学生熟悉PLC的基本编程方法，学习PLC基本逻辑控制指令重点：PLC基本逻辑控制指令难点：PLC基本逻辑控制指令教案执行后摘记：一、组织教学考勤并做记录二、复习旧课复习PLC编程软件的使用。三、讲授新课1.PLC如何控制电动机工作演示操作。2.PLC基本指令（1）接点串联指令AND、ANI（2）接点并联指令OR、ORI（3）置位指令SET、复位指令RST（4）脉冲上升沿、下降沿“取”指令LDP、LDF（5）电路块操作指令ANB、ORB（6）交替输出指令ALT（7）进栈、读栈、出栈指令MPS、MRD、MPP（8）主控、主控复位指令MC、MCR（9）脉冲微分指令PLS、PLF（10）空操作与结束指令NOP、END3.指令应用控制要求:某生产设备有1台电动机，除连续运行控制外，还需要用点动控制调整生产设备的状态。3个操作按钮分别是启动按钮、停止按钮和点动按钮。(1)根据控制要求写出PLC的I/O分配表。表I/O分配表（2）PLC的硬件设计根据控制要求和I/O分配表设计硬件电气原理图如下图所示。输入输出输入继电器输入元件作用输出继电器输出元件控制对象X0SB1启动按钮Y0接触器KM电动机MX1SB2停止按钮X2SB3点动按钮X3KH过载保护图PLC硬件控制线路图（3）PLC控制系统软件设计梯形图如下图所示：（4）程序编制与调试利用PLC编