《可编程序控制器应用实训》 实训教学大纲

一、课程性质、目的和任务

可编程序控制器应用实训是数控和机电一体化及其相关专业学生必修的一门专业实训课。

它具有较强的理论与实践结合的特点，为本专业的专业实习、毕业设计和工程实践提供了必要的理论基础。本课程是一门实践性很强的主干专业实训课程，坚持“理论够用为度，加强实践训练”的教学理念，注重改革创新，使知识的传承与创新相结合。本课程的教学内容主要包括：可编程序控制器的基本概念、工作原理，可编程序控制器在机电系统中的应用，是职业技能中、高级培训和考证中的必考模块。

本课程的前导课主要是电机学、电机及拖动基础、电力拖动自动控制系统和微机原理及应用，它们为本课程能顺利完成电气控制技术和可编程顺序控制技术的教学提供了必要的理论基础和预备知识。

本课程的任务是使学生通过对PLC原理及应用理论课的学习，初步掌握电气控制技术和可编程顺序控制技术的基本知识。前者的内容主要包括常用低压电器元件，电器控制的基本规律，常用典型电器控制线路分析和电器控制线路的设计；后者主要讲述顺序控制的基础知识，可编程顺序控制器（PLC）的基本结构和工作原理，可编程顺序控制器的指令系统及编程方法，以及可编程顺序控制系统的设计。可编程序控制器（PLC）是一种将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。本课程不仅为学生学习相关技术基础和专业课程起到承前启后的作用，而且为今后从事控制系统制作、调试、故障测试和排除起到增强适应能力和开发创新能力的作用。

本课程的目的不仅为学生后续课的学习和专业学习、以及毕业设计服务，更主要的是为学生毕业后从事工业自动化技术领域的各项工作打下坚实的技术基础

二、教学基本要求

1．掌握电气控制的基本理论与方法，能够分析设计电气控制主电路和控制电路。

2．主要掌握PLC的一般组成、内部资源、运行机制、梯形图编程语言和语句指令、顺序控制的PLC程序设计的方法，掌握这种设计方法，正确编写复杂的顺序控制程序，应对各种各样的需求。同时了解熟悉PLC的外部器件，主要是低压开关电器和控制电器，以正确构成PLC控制系统；同时还要了解或熟悉不以PLC为控制器的继电器——接触器控制电路的组成原则与典型控制电路。

3．实验是理论联系实际的重要环节。只有使学生亲自参加实验，完成控制电路的设计实验，才能对电气控制技术有更深入的理解，才能有实践能力。因此学生必须参加实验，并写出实验报告。

4、理论教学中安排适量验证性实验，并增加可编程序控制器综合应用的课程设计和职业技能培训，使课程基本理论的验证性实验与实际应用性实践并重。使学生通过本课程的学习，掌握常用可编程序控制器的基本原理、应用基础，并初步具有控制系统设计的能力

三、课程内容

本课程共12章，主要内容包括：第一单元：第1章是PLC公共基础模块，讲述PLC的基本知识，第2、3、4章是基本技能模块，讲述PLC的编程元件；基本指令；基本编程单元和PLC中级职业技能应会考题的解答与实训等内容。第二单元：第5、6、7章是高级技能模块，讲述单流程步进控制，多流程步进控制；PLC高级职业技能应会考题的解答与实训等内容。第三单元：第8、9、10、11章是工程设计应用模块，讲述功能指令和功能模块实训等方面内容。第四单元：第12章是课程设计，该课程设计实际上是一个小型的PLC控制的机械加工车间的设计。本教材还安排了大量的设计性实训，这些内容取材广泛，使学生认识到PLC的控制的实用性与趣味性，从而初步掌握调试PLC控制的一些基本方法。

   因此，PLC实训是一门应用十分广泛，对工农业生产、国防等具有十分重要意义的机电类课程。该课程涉及到物理学、化学、测试计量学、电子学、计算机、自动控制和机械学等众多学科，其理论和实践性都很强。学好这门重要的专业实训课，对提高学生的职业技能和今后的工作将起到十分重要的作用，因此，国内外高校都非常重视本课程的教学工作。

1．常用低压电器元件及基本控制规律

1.1 基本的继电接触器控制线路

1.2 自动控制开关和继电器

1.3 人力操作控制开关类电器

1.4 执行电器和显示电器

1.5 开关电器和保护器件

重点：接触器和按钮；自动控制开关：行程开关、接近开关；各种继电器；人力操作的控制开关类电器：控制按钮、各类手动开关、脚踏开关、转换开关和主令控制器等；执行电器和显示电器:电磁铁、电磁阀、电磁制动器、显示电器这里主要指指示灯；开关电器：刀开关、隔离器和隔离开关；保护器件：熔断器、低压断路器。

难点：这些控制电器和保护电器的使用。

2．常用典型电器控制线路分析与设计

重点：1）点动、直接启停、正反转（连锁、顺序）、多地点、行程、时间、横梁夹紧、制动控制等。2）典型控制线路：三相异步电动机正反向工作的控制线路、三相异步电动机按顺序工作的连锁控制线路、工作台往复运动控制线路、星形—三角形降压启动线路、三相笼型异步电动机反接制动控制电路。

难点：设计各种控制线路，并分析线路的工作原理

3．可编程序控制器基础

3.1 PLC的发展过程

3.2 PLC的作用、组成、分类

3.3 I/O接口电路和功能

3.4 PLC的工作方式

重点：PLC的定义、特点、使用方法、应用；PLC硬件组成、软件系统、主要性能指标、分类；输入接口电路：直流输入、交流输入、直接输入接口电路；输出接口电路：直流输出接口电路、交流输出接口电路、交直流输出接口电路（晶体管输出、可控硅输出、继电器输出方式）；外部输入器件：电气开关器件、电子开关器件和其他类开关器件；外部输出执行器件；PLC的工作方式：工作方式、工作过程、扫描周期时间、扫描周期阶段。

难点：PLC的工作方式的理解和PLC的应用。

4．可编程序控制器的指令系统

4.1 PLC的编程资源

4.2 PLC的梯形图语言

4.3 PLC的基本逻辑关系语句指令

4.4 PLC的特殊输出类语句指令

4.5 PLC的程序控制类指令

4.6 PLC的应用指令

重点：基本指令和应用指令，程序执行控制类指令及指令构成；PLC用户数据存储器编程资源；PLC的梯形图：要素4个，连接原则；PLC的基本逻辑关系语句指令；PLC的特殊输出类语句指令；PLC的程序控制类指令；PLC的应用指令。

难点：PLC用户数据存储器的应用和语句指令的使用。

5．开关量控制分析

重点：开关量概念：电平式输入信号、脉冲式输入信号、脉冲式输入信号存在的问题及解决、两个重要的启、保、停控制公式。

难点：两个重要的启、保、停控制公式理解。

6．中级维修电工PLC模块考证

重点：10道考题正确理解和编程

教学建议：反复操练，不死记硬背

7、步进控制

重点：多流程进行控制

难点：三要素和选择分支程序编写

教学建议：通过应用实例反复上机

8、高级维修电工PLC实例

重点：10道考题正确理解和编程

教学建议：通过教师讲解，反复练习，不死记硬背

9、功能指令

重点：常用功能指令的应用

实验内容：

1．三相异步电动机运行控制实验；

2．交通信号灯控制（实物）实验；

3．电动机控制（仿真控制对象）实验；

4。中级维修电工PLC实训

实训1 用PLC控制水塔水位自动运行电路系统

实训2 用PLC控制三彩灯闪烁电路

实训3 用PLC控制传输带电机的运行系统

实训4  用PLC控制智力竞赛抢答装置

实训5  用PLC控制加热炉自动上料装置

实训6  用PLC控制钻孔动力头电路

实训7  用PLC控制仓库门自动开闭控制电路

实训8  用PLC控制三相异步电机Y―△启动主电路系统

实训9    用PLC实行双速电动机控制电路

实训10 用PLC控制装料小车的自动控制系统

5。维修电工高级实训

实训1：运料小车PLC控制，

实训2：机械滑台PLC控制，

实训3：用PLC来控制机械手，

实训4：用PLC来控制混料罐，

实训5：：用PLC来控制红绿灯运行，

实训6：用PLC控制喷水池的动作，

实训7：用PLC来控制传送带的动作

实训8：用PLC来控制传送带的动作，

实训9：使用PLC数字量输入计数，输出控制传送带计件，

实训10：检瓶PLC控制

实验要求：了解熟悉电气控制开关控制器件和PLC的工作，掌握电气控制的组成部件及操作；根据电气控制要求设计控制电路图、梯形图及指令表。

五、教学环节学时分配

六、选用教材

1．教材

《可编程序控制器应用实训（三菱机型）》，苏家健电子工业出版社出版2．参考教材

七、说明

1．修订大纲的指导思想

本着对学生综合素质及自学、创新、实践、表达等能力的培养，以及对科学技术迅猛发展的跟踪，这个指导思想进行修订的。

2．本课程与其它课程的联系

前续课程：电子技术基础（模拟、数字）、自动控制理论、电力电子变流技术、电机学、电机及拖动基础。

后续课程：微机控制原理、电力拖动控制系统（交、直流）、电力拖动控制系统课程设计、毕业设计。

本课程的前续课主要是电机及拖动和微机原理及应用，它们为本课程能顺利完成电气控制技术和可编程顺序控制技术的教学提供了必要的理论基础和预备知识。不仅为学生后续课的学习和专业学习、以及毕业设计服务，更主要的是为学生毕业后从事工业自动化技术领域的各项工作打下坚实的技术基础和理论基础。