搜索
-1-成都理工大学工程技术学院PLC原理及应用课程教案教师姓名所在系部授课专业课程代码总学时40（30）学分2.5（2）教材名称可编程序控制器应用技术-2-课程名称PLC原理及应用授课专业年级课程编号课程类型必修课公共基础课（）；专业基础课（）；专业课（）选修课专业选修课(√)；公共选修课()教学目标本课程是机自及机制专业的专业选修课。其目的与任务是使本专业的学生掌握可编程序控制器的基本原理、结构、指令格式、编程方法等技能，为工业生产自动化和工程自动化设计培养高级实用型技术人才。授课方式课堂讲授（√）；实践课（√）考核方式考试（√）；考查（）课程教学总学时数本科：40专科：30学分数本科：2.5专科：2学时分配课堂讲授本科：30专科：30学时；实践课10学时教材名称可编程序控制器应用技术作者李建兴出版社及出版时间机械工业出版社2004.7.-3-指定参考书1.《PLC技术及应用》2.《可编程序控制器教程》3.《电器控制与PLC控制技术》作者齐从谦王士兰胡学林许谬王淑英出版社及出版时间机械工业出版社2003电子工业出版社2005机械工业出版社2005授课教师职称单位自动化系测控教研室授课时间-4-周次第1周，第1次课编写时间2009.2.20章节名称第一章电气控制基础1.1常用电器元件及符号教学目的与要求：本章是为后面现代PLC控制打基础；讲述应结合机械和机床的实例，要突出与PLC控制相关的部分。教学重点和难点：教学重点：常用低压电器工作原理、继电器控制设计时使用的图形与文字符号。教学难点：常用低压电器工作原理。教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：一、教学内容及板书设计1.1常用电器元件及符号1.1.1电器的基本知识1.电器的分类：1）按工作原理分类：电磁式电器和非电量控制电器2）按工作电压等级分类：高压电器和低压电器3）按动作原理分类：手动电器和自动电器4）按用途分类：控制电器、主令电器、保护电器、执行电器和配电电器2.低压电器的作用：控制作用、保护作用、测量作用、调节作用、指示作用、转换作用等1.1.2接触器1.定义：接触器是一种用来自动接通或断开大电流电路的电器。它可以频繁地接通或分断交直流电路，并可实现远距离控制。2.分类：按照所控制电路的种类、接触器可分为交流接触器和直流接触器两大类。1）交流接触器①交流接触器的结构与工作原理a.交流接触器由以下四部分组成：电磁机构、触点系统、灭弧装置、其他部件b.电磁式接触器的工作原理如下：线圈通电后，在铁芯中产生磁通及电磁吸力。此电磁吸力克服弹簧反力使得衔铁吸合，带动触点机构动作，常闭触点打开，常开触点闭合，互锁或接通线路。线圈失电或线圈两端电压显著降低时，电磁吸力小于弹簧反力，使得衔铁释放，触点机构复位，断开线路或解除互锁。②交流接触器的分类按主触点极数分：单极、双极、三极、四极和五极接触器。按灭弧介质分：空气式接触器、真空式接触器等。-5-按有无触点分：有触点接触器和无触点接触器。③交流接触器的基本参数2）直流接触器3）接触器的符号与型号说明①接触器的符号接触器的图形符号如图l-2所示，文字符号为KM。②接触器的型号说明1.1.3继电器继电器是根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力装置的自动电器。1）电磁式继电器①电磁式继电器的结构与工作原理②电磁式继电器的特性继电器的主要特性是输入-输出特性，又称继电特性2）时间继电器时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理实现触点延时接通或断开的自动控制电器，其种类很多，常用的有电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等。3）其他非电磁类继电器4）刀开关与低压断路器5）主令电器6）熔断器二、教学方法和手段、师生互动1、任务引领：通过举例和提问，使学生对该学科产生兴趣，引领学生进一步学习。2、“教、学、实践”一体化：通过上课讲授，使学生学习基本的理论知识和分析解决问题的方法，通过实验加深学生对所学知识点的掌握。3、鼓励学生提问题，并随时解答学生的问题。4、让学生成立学习小组，通过互帮使大部分同学能够掌握课堂教学的重要知识。5、通过作业使学生巩固所学知识。三、时间安排：2学时作业及课外训练：1－1、1－2、1－3、1－5、1－6参考资料（含参考书、文献等）：齐从谦王士兰编《PLC技术及应用》机械工业出版社2003胡学林主编《可编程序控制器教程》电子工业出版社2005许谬王淑英主编《电器控制与PLC控制技术》机械工业出版社2005课后自我总结分析：通过开篇介绍，并具实际的例子，使学生对本课程产生学习兴趣，上课能够突出重点、及时补充最新的研究成果，基本达到预期效果。-6-周次第1周，第2次课编写时间2009.2.21章节名称第一章电气控制基础1.2电器控制的基本线路教学目的与要求：本章是为后面现代PLC控制打基础；讲述应结合机械和机床的实例，要突出与PLC控制相关的部分。教学重点和难点：教学重点：常用低压电器工作原理、继电器控制设计时使用的图形与文字符号。教学难点：常用低压电器工作原理。教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：一、教学内容及板书设计1.2电器控制的基本线路1.2.1三相笼型电动机直接起动控制1）点动控制主电路由刀开关Q、熔断器FU、交流接触器KM的主触点和笼型电动机M组成；控制电路由起动按钮SB和交流接触器线圈KM组成。2）连续运行控制工作过程如下：起动：合上刀Q→按下起动按钮SB1→接触器KM线圈通电→KM主触点闭合和常开辅助触点闭合→电动机M接通电源运转；（松开SB1），利用接通的KM常开辅助触点自锁、电动机M连续运转。停机：按下停止按钮SB2→KM线圈断电→KM主触点和辅助常开触点断开→电动机M断电停转。3）点动和长动结合的控制1.2.2顺序连锁控制线路1）多台电动机先后顺序工作的控制电动机顺序控制的接线规律是：①要求接触器KM1动作后接触器KM2才能动作，故将接触器KM1的常开触点串接于接触器KM2的线圈电路中。②要求接触器KM1动作后接触器KM2不能动作，故将接触器KM1的常闭辅助触点串接于接触器KM2的线圈电路中。2）利用时间继电器顺序起动控制线路1.2.3互锁控制线路电动机正、反转控制线路如图1-35所示，接触器KM1为正向接触器，控制电动机M正转；接触器KM2为反向接触器，控制电动机M反转。-7-1.2.4位置原则的控制线路1.2.5时间原则的控制线路1.2.6速度原则的控制线路二、教学方法和手段、师生互动1、任务引领：通过举例和提问，使学生对该学科产生兴趣，引领学生进一步学习。2、“教、学、实践”一体化：通过上课讲授，使学生学习基本的理论知识和分析解决问题的方法，通过实验加深学生对所学知识点的掌握。3、鼓励学生提问题，并随时解答学生的问题。4、让学生成立学习小组，通过互帮使大部分同学能够掌握课堂教学的重要知识。5、通过作业使学生巩固所学知识。三、时间安排：2学时作业及课外训练：1－8、1－9、1－10、1－11参考资料（含参考书、文献等）：齐从谦王士兰编《PLC技术及应用》机械工业出版社2003胡学林主编《可编程序控制器教程》电子工业出版社2005许谬王淑英主编《电器控制与PLC控制技术》机械工业出版社2005课后自我总结分析：通过本堂课的学习，学生掌握了常用低压电器工作原理，了解了电器控制的基本线路，基本达到预期效果。-8-周次第2周，第1次课编写时间2009.2.22章节名称第一章电气控制基础1.3典型电器控制系统教学目的与要求：本章是为后面现代PLC控制打基础；讲述应结合机械和机床的实例，要突出与PLC控制相关的部分。教学重点和难点：教学重点：常用低压电器工作原理、继电器控制设计时使用的图形与文字符号。教学难点：常用低压电器工作原理。教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：一、教学内容及板书设计1.3典型电器控制系统1.3.1铣床主要结构及运动情况1）主要结构铣床主要由底座、床身、悬梁、刀杆支架、升降台、工作台和溜板等部分组成，如图1-40所示。2）运动情况①主运动：主轴带动铣刀的旋转。主运动分顺铣和逆铣两种形式②进给运动：是工件在工作台上实现三个相互垂直方向的进给，即工作台沿溜板上部回转台的导轨在垂直于主轴轴线方向的纵向进给，溜板沿升降台上的水平导轨在平行于主轴轴线方向的横向进给，以及升降台沿床身的垂直导轨作上下垂直进给。③辅助运动：可转动部分对溜板可绕垂直轴线转动一个角度（一般为45o），因此工作台除能实现平行或垂直于主轴方向的横向或纵向进给外，还能在倾斜方向上进给，从而可进行螺纹的加工。铣床一般还配有圆工作台，以扩大其加工范围。辅助运动有工作台在纵向、横向、垂直方向上的快速移动。1.3.2铣床对电力拖动与控制的要求1.3.3X62W卧式升降台铣床控制线路分析1）主轴的控制①主轴电动机起动与停止②主轴变速冲动2）工作台的控制①进给运动的控制②工作台快速移动的控制③圆工作台的控制④进给变速冲动-9-3）冷却泵的控制及照明电路4）电路的联锁与保护二、教学方法和手段、师生互动1、任务引领：通过举例和提问，使学生对该学科产生兴趣，引领学生进一步学习。2、“教、学、实践”一体化：通过上课讲授，使学生学习基本的理论知识和分析解决问题的方法，通过实验加深学生对所学知识点的掌握。3、鼓励学生提问题，并随时解答学生的问题。4、让学生成立学习小组，通过互帮使大部分同学能够掌握课堂教学的重要知识。5、通过作业使学生巩固所学知识。三、时间安排：2学时作业及课外训练：1－13、1－14、1－15、1－16、1－17参考资料（含参考书、文献等）：齐从谦王士兰编《PLC技术及应用》机械工业出版社2003胡学林主编《可编程序控制器教程》电子工业出版社2005许谬王淑英主编《电器控制与PLC控制技术》机械工业出版社2005课后自我总结分析：通过本堂课的学习，学生掌握了典型电气控制系统的控制线路设计，为电气控制线路的设计、安装、调试和维护打下了基础，基本达到预期效果。-10-周次第2周，第2次课编写时间2009.2.23章节名称第二章可编程序控制器基础知识2.1概述2.2PLC系统与继电器系统比较教学目的与要求：在讲述PLC控制与电器控制系统比较，PLC的基本组成，PLC的工作原理，PLC的性能指标等内容时，要指出不同PLC型号可能存在的区别。教学重点和难点：教学重点：PLC基本组成和PLC工作原理。教学难点：PLC扫描过程中，各映像寄存器变化特点和对程序运行的影响。教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：一、教学内容及板书设计2.1概述2.1.1什么是PLC？可编程序控制器（ProgrammbleController）简称PC或PLCPLC是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置2.1.2PLC的产生与发展1)世界上第一台PLC1969年由美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司（GM）的要求研制成功。2)背景：3)设计思想：吸取继电器和计算机两者的优点2.1.3PLC的特点与应用领域1）PLC的特点①可靠性高，抗干扰能力强②编程简单、使用方便③功能完善、通用性强④设计安装简单、维护方便⑤体积小、重量轻、能耗低2）Plc的应用领域开关量逻辑控制、运动控制、过程控制（PID闭环控制）、数据处理、通信联网2.1.4PLC的分类1）按结构形式分类：整体式和模块式2）按功能分类：低档PLC、中档PLC和高档PLC-11-3）按I/O点数分类：小型PLC、中型PLC和大型PLC2.2PLC控制系统与电器控制系统的比较2.2.1电器控制系统与PLC控制系统1）电器控制系统组成：输入部分、输出部分和控制部分（继电器、触点和硬接线）2）plc控制系统组成：输入部分、输出部分和控制部分（PLC）2.2.2PLC等效电路2.2.3PLC控制系统与电器