沈阳工业大学PLC原理及应用电子教案.docx

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沈阳工业大学PLC原理及应用电子教案

《PLC原理及应用》

授课教案

2007～2008学年第二学期

教师姓名：

杨霞

授课对象：

电气工程0504-06班1，自动化0501-03班2

授课学时：

总学时32/讲授学时24

选用教材：

PLC原理及应用

电气工程学院自动化系（教研组）

沈阳工业大学教案

第周授课日期年月日

授课章节：

1常用低压电器元件及基本控制规律

1.1电器的基本知识

1.2常用低压电器

教学目的：

本讲是学习电气控制的基础。

重点掌握：

1.基本的启、保、停继电-接触器控制及组成该线路器件:

接触器和按钮。

2.自动控制开关：

行程开关、接近开关；各种继电器。

3.人力操作的控制开关类电器：

包括控制按钮、各类手动开关、脚踏开关、转换开关和主令控制器等。

4.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。

5.开关电器和保护器件：

刀开关、隔离器和隔离开关、熔断器、低压断路器。

教学重点：

接触器、行程开关、接近开关、低压断路器及各种继电器的符号、作用、结构、工作原理。

教学难点：

这些控制电器正确使用

教学实施

过程设计

板书与多媒体相结合，并用实物图片来演示低压电气及其图形符号的教学方法，形象地介绍接触器、行程开关、接近开关、低压断路器及各种继电器的作用、结构、工作原理、主要参数及图形符号。

由最简单的电动机启动和停止的控制线路，引出按钮、接触器和电动机的启动、停止控制线路，据此讲解线路中用到的按钮、接触器的图形符号、结构、工作原理。

电磁式接触器结构组成，其中电磁机构和灭弧装置（电弧的产生、电弧的危害、灭弧的方法）结合图例讲

重点讲解热继电器、时间继电器、速度继电器及温度继电器的结构、功能、工作原理和应用（举例讲解）

课后复习及作业或思考题：

启、保、停继电-接触器控制线路绘法及所学控制电器和保护电器作用、结构、工作原理及图形符号。

1.启、保、停继电-接触器控制线路中“保”怎么实现的？

2.热继电器是否能起到短路保护作用？

3.热继电器与温度继电器的区别（原理与应用上）？

4.熔断器能否做过载保护？

5.低压断路器能分断什么线路？

基本结构有几种脱扣器？

都怎么工作？

课后小结：

时间：

沈阳工业大学教案

第周授课日期年月日

授课章节：

2电气控制的基本线路

2.1电气控制线路的设计、绘制及分析

2.2基本电气控制线路

教学目的：

本讲是学习电气控制设计基础。

重点掌握：

电气控制线路的设计、绘制及分析；基本电气控制线路：

直接起动控制线路（点动、长动），顺序连锁控制线路，互锁控制线路，位置原则的控制线路，时间原则的控制线路，速度原则的控制线路。

教学重点：

基本电气控制线路设计

教学难点：

基本电气控制线路构成、分析

教学实施

过程设计

板书和多媒体相结合的教学方法。

形象的讲解：

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。

多设计、多图例重点讲解电器控制线路基本构成和设计方法，并做工作原理分析和保护环节分析。

课后复习及作业或思考题：

复习基本电气控制线路

1.自锁（自保持）和电器互锁怎么实现的？

2.电器控制线路常用的保护环节有哪些；各采用什么电器元件？

3.试采用按钮、刀开关、接触器和中间继电器，画出异步电动机点动、连续远行的混合控制线路。

课后小结：

时间：

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第周授课日期年月日

授课章节：

3典型电气控制系统分析

3.1典型电气控制线路

教学目的：

本讲是学习电气控制线路的分析与设计（典型）。

重点掌握：

起保停、多地点控制线路；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、起动控制电路：

如星形—三角形降压启动线路、制动控制线路：

三相笼型异步电动机反接制动控制电路。

教学重点：

以电动机或其它执行电器为控制对象，介绍电气控制的基本原理、保护环节、控制线路及设计方法与原则

教学难点：

设计各种控制线路，并分析线路的工作原理

教学实施

过程设计

板书、多媒体和动画相结合的教学方法。

形象的讲解：

起保停、多地点控制线路；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、起动控制电路：

如星形—三角形降压启动线路、制动控制线路：

三相笼型异步电动机反接制动控制电路。

多设计、多图例重点讲解常用典型电器控制线路，并做工作原理分析和保护环节分析。

课后复习及作业或思考题：

分类复习各种常用典型电器控制线路分析与设计。

1.如何决定笼型异步电动机是否可采用直接起动法？

2.笼型异步电动机是如何改变转动方向的？

3.什么叫能耗制动？

什么叫反接制动？

各有什么特点及适用场合？

4.什么是自锁？

什么是互锁？

试举例说明各自的作用。

课后小结：

时间：

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第周授课日期年月日

授课章节：

4可编程序控制器基础

4.1PLC的由来

4.2PLC的功能、特点与分类

4.3PLC的应用状况和发展趋势

教学目的：

本讲是学习PLC的基础知识。

重点掌握：

PLC的产生、定义、特点、功能和使用方法、应用，及PLC的应用状况和发展趋势。

教学重点：

可编程控制器的特点、使用方法、应用。

教学难点：

可编程控制器的应用

教学实施

过程设计

板书和多媒体相结合的教学方法，再结合实际应用形象的讲解可编程控制器的特点、应用和发展。

总结接触器-继电器控制的不足，引出PLC-可编程控制器，并将两者对比讲解。

PLC定义→特点→功能→发展→三大流派（欧洲、美国、日本）→应用领域→使用方法

总结回顾上篇电气控制中经典控制电路，为引入PLC控制打基础。

课后复习及作业或思考题：

本章对学生的综合素质要求较高，由于PLC的核心是CPU，要求学生有一定的计算机基础，复习可编程控制器的特点、使用方法、应用。

1.可编程控制器的特点？

和接触器-继电器控制比较，优势在哪里？

2.可编程序控制器发展方向是什么？

课后小结：

时间：

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第周授课日期年月日

授课章节：

5PLC的结构组成及工作原理

5.1硬件结构组成

5.2软件组成

5.3PLC的工作原理与技术指标

教学目的：

本讲是学习PLC控制器的基础知识。

重点掌握：

PLC硬件组成、软件组成、工作原理及主要性能技术指标。

教学重点：

输入接口电路、输出接口电路、外部输入器件、外部输出执行器件、PLC的工作方式；

教学难点：

PLC的工作方式的理解

教学实施

过程设计

板书和多媒体相结合的教学方法。

文字和图例形象的讲解

1输入接口电路：

有直流输入、交流输入、直接输入接口电路。

2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）

3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。

4外部输出执行器件

5工作原理

6主要性能技术指标

课后复习及作业或思考题：

认真复习掌握输入接口电路、输出接口电路、外部输入器件、外部输出执行器件、PLC的工作方式。

1.光耦合元件的作用？

2.总结PLC的周期循环扫描工作方式的优缺点。

课后小结：

时间：

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第周授课日期年月日

授课章节：

6可编程序控制器的指令系统

6.1PLC的编程资源

6.2PLC的梯形图语言

教学目的：

本讲是学习PLC的指令系统。

重点掌握：

1基本指令和应用指令，程序执行控制类指令及指令构成。

2PLC用户数据存储器编程资源。

3PLC的梯形图。

教学重点：

PLC用户数据存储器编程资源及PLC的梯形图

教学难点：

PLC用户数据存储器的应用

教学实施

过程设计

板书和多媒体相结合的教学方法。

详细的讲解各种指令概念、指令构成、PLC用户数据存储器编程资源、PLC的梯形图要素。

PLC的指令系统：

基本指令和应用指令，程序执行控制类指令

指令的构成

PLC用户数据存储器编程资源（11个：

符号、梯形图中绘法、工作原理）。

PLC的梯形图：

要素4个，连接原则。

课后复习及作业或思考题：

重点复习编程资源和梯形图要素及连接原则

1.为什么一位存储器采用继电器的名称？

2.指令自锁（断电保持）功能是什么意思？

互锁呢？

课后小结：

时间：

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第周授课日期年月日

授课章节：

6可编程序控制器的指令系统

6.3PLC的基本逻辑关系语句指令

6.4PLC的特殊输出类语句指令

（一）

教学目的：

本讲是学习PLC的指令系统。

重点掌握：

1PLC的基本逻辑关系语句指令

2PLC的特殊输出类语句指令

教学重点：

PLC的基本逻辑关系语句指令和特殊输出类语句指令

教学难点：

这些语句指令的使用（时序图的画法）

教学实施

过程设计

板书和多媒体相结合的教学方法。

详细的讲解各种指令和指令的应用以及编程的基本规则和技巧。

指令、图、例子交叉讲解，学生易学、易懂、易掌握。

PLC的基本逻辑关系语句指令：

7个：

符号、梯形图中绘法、功能、工作。

PLC的特殊输出类语句指令：

6个：

符号、梯形图中绘法、功能、工作和时序图。

课后复习及作业或思考题：

PLC的基本逻辑关系语句指令和特殊输出类语句指令的功能、用法和时序图。

1.程序转换练习。

2.LOAD指令的作用？

3.块“与”块“或”的应用原则。

课后小结：

时间：

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第周授课日期年月日

授课章节：

6可编程序控制器的指令系统

6.4PLC的特殊输出类语句指令

（二）

6.5PLC的程序控制类指令

7开关量控制分析

教学目的：

本讲是学习的PLC的指令系统及开关量概念。

重点掌握：

1PLC的特殊输出类语句指令

2PLC的程序控制类指令

3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。

教学重点：

PLC的特殊输出类语句指令和PLC的程序控制类指令和两个重要的启、保、停控制公式。

教学难点：

PLC的程序控制类指令的应用和两个重要的启、保、停控制公式理解。

教学实施

过程设计

板书和多媒体相结合的教学方法。

详细的讲解各种指令和指令的应用以及编程的基本规则和技巧。

指令、图、例子交叉讲解，学生易学、易懂、易掌握。

PLC的特殊输出类语句指令：

6个：

符号、梯形图中绘法、功能、工作和时序图。

PLC的程序控制类指令（10个）

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。

课后复习及作业或思考题：

主要复习这两类指令，

1.功能相同的指令符号中有加后缀P和不加后缀P的，有加前缀D和不加前缀D的区别？

2.锁存——主控开关设置指令在梯形图中的应用？

课后小结：

时间：

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第周授课日期年月日

授课章节：

8顺序逻辑控制的PLC程序设计

8.1PLC程序设计的一般步骤

8.2顺序逻辑控制程序设计

（一）

教学目的：

本讲是学习PLC程序设计知识。

重点掌握：

1PLC程序设计的步骤

2状态的表示方法

3状态方程与输出方程的列写原则

教学重点：

按时序机模型的方法设计实现顺序逻辑控制的PLC程序

教学难点：

状态的正确表示

教学实施

过程设计

板书与多媒体相结合，讲解顺序逻辑控制的PLC程序设计

1PLC程序设计的步骤

2什么是状态、状态的表示方法（状态编码）、状态变量、状态与状态变量的关系式

3状态方程与输出方程的列写原则

举例说明设计顺序逻辑控制PLC程序的步骤

1．分析所给系统，确定PLC输入变量（信号）和输出变量（信号），并分配具体的存储单元。

2．分析所给系统，确定内部状态，并对状态进行编码。

3．画状态转换图，列状态转换真值表。

4．写出状态转换逻辑式，即状态方程。

5．写出输出方程。

6．给状态变量分配存储单元。

7．按状态方程、输出方程编写PLC梯形图程序和语句程序，即完成主逻辑控制程序的设计。

8．按检测方面的需要，编写辅助逻辑控制程序。

课后复习及作业或思考题：

重点复习按时序机模型的方法设计实现顺序逻辑控制的PLC程序，状态方程与输出方程的列写原则

1.状态和状态变量的确定及状态方程和输出方程的列写？

2.当状态是奇数时，状态方程和输出方程的写法？

课后小结：

时间：

沈阳工业大学教案

第周授课日期年月日

授课章节：

8顺序逻辑控制的PLC程序设计

8.2顺序逻辑控制程序设计

（二）

教学目的：

本讲是学习PLC程序设计：

梯形图程序设计。

重点掌握：

状态方程与输出方程的正确列写。

教学重点：

状态方程与输出方程的正确列写。

教学难点：

状态的正确表示

教学实施

过程设计

板书与多媒体相结合，举例讲授，由浅入深讲授用基本逻辑操作指令实现顺序逻辑控制：

举例讲解

输入输出信号表的编制、状态转换表的编制；

根据状态转换表，写出状态方程和输出方程；

由状态方程和输出方程编写PLC的梯形图程序和语句程序

课后复习及作业或思考题：

回顾状态方程与输出方程的列写原则。

复习课堂讲解的例题。

课后小结：

时间：

沈阳工业大学教案

第周授课日期年月日

授课章节：

8顺序逻辑控制的PLC程序设计

8.3用基本逻辑操作指令实现顺序逻辑控制

教学目的：

本讲是学习PLC程序设计实现。

重点掌握：

用基本逻辑操作指令实现顺序逻辑控制

教学重点：

用基本逻辑操作指令实现顺序逻辑控制

教学难点：

状态的正确确定

教学实施

过程设计

板书与多媒体相结合，举例讲授，由浅入深讲授用基本逻辑操作指令实现顺序逻辑控制：

举例讲解

输入输出信号表的编制、状态转换表的编制；

根据状态转换表，写出状态方程和输出方程；

分配状态变量地址

辅助控制设计（定时器、计数器等）

由状态方程和输出方程编写PLC的梯形图程序和语句程序、外部I/O连接图的绘制

课后复习及作业或思考题：

用基本逻辑操作指令实现顺序逻辑控制，掌握基本逻辑操作指令及编程方法。

1.主逻辑和辅助逻辑完成哪些功能？

2.主控开关的设计，在梯形图中的实现。

课后小结：

时间：

沈阳工业大学教案

第周授课日期年月日

授课章节：

8顺序逻辑控制的PLC程序设计

8.4用步控指令实现顺序逻辑控制

教学目的：

本讲是学习PLC程序设计知识。

重点掌握：

用步控指令实现顺序逻辑控制

教学重点：

用步控指令实现顺序逻辑控制

教学难点：

状态的确定和状态转换表的设计

教学实施

过程设计

板书与多媒体相结合，举例讲解并用实物用步控指令实现顺序逻辑控制，

SETS××.△△和OUTS××.△△指令实现顺序逻辑控制：

输入输出信号表的编制

定系统状态、状态转换表的编制

写出输出逻辑表达式（输出方程）

辅助控制设计（定时器、计数器等）

由状态方程和输出方程编写PLC的梯形图程序和语句程序、外部I/O连接图的绘制

课后复习及作业或思考题：

SETS××.△△和OUTS××.△△指令在编程中的应用。

1.SETS××.△△和OUTS××.△△指令的功能及程序中的应用；

2.用SETS××.△△和OUTS××.△△指令在编程中的应用。

课后小结：

时间：